JP6064017B2 - 基準信号を送信するための方法及び通信ネットワーク要素 - Google Patents

Description

本発明は、特に協調アンテナシステムを有する通信ネットワークにおいてデータを送信する通信ネットワーク要素及び方法の分野に関する。さらに、本発明は、通信ネットワークシステム、プログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に関する。

今日では、移動体通信ネットワークが広く利用されている。これらの通信ネットワークは複数のネットワークセルを含み、これらの各々は、携帯電話又はＰＤＡなどのユーザ装置からの信号を送受信するために使用する少なくとも１つの基地局を有する。ＧＥＲＡＮ、ＵＴＲＡＮ、ＬＴＥ、Ｅ−ＵＴＲＡＮ、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、又はＷＬＡＮなどの複数の異なる環境又はシステムが知られている。良好な性能、及び特に効率的なデータ送信を確実にするためには、全てのデータ、データ信号、又はデータパケットが、意図する受信者において、及び移動体通信ネットワークの基地局のような考えられる中継局において確実に受信されるようにする必要がある。

当業では、データ送信の性能を制限する１つの問題にセル間及びセル内干渉があることが知られている。セル間干渉を低減させるために、何らかの形の協調アンテナ（ＣＯＯＰＡ）システムが提案されている。理論からは、完全に協調するセルラー無線システムは、従来のシステムに比べ、容量及びカバレッジに関して性能が著しく向上することが分かっている。他の技術では実現できないこれらの大きな向上により、ＣＯＯＰＡシステムは、干渉で制限されたセルラー無線システムに上限を提供することが理論から分かっている。
同時に、特にＦＤＤシステムの場合、多くの基地局（ＢＳ）に対してチャネル状態情報（ＣＳＩ）が求められること、したがって、フィードバックオーバーヘッドが大きいことに起因して、完全な協調は現実的でないことが明らかである。さらなる議題として、ＣＡＰＥＸ及びＯＰＥＸの点で多大なコストを生じる可能性のある基幹ネットワーク上の大量のデータが挙げられる。

特に、サイトの隣接するセクタ間のｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）内協調に基づくＣＯＯＰＡは、いずれの基幹ネットワークにも関係なく実施できるので、最も基本的な協調スキームとして期待できる。各セクタのアンテナ要素（ＡＥ）を空間的に分散した分散アンテナシステム（ＤＡＳ）も同様である。Ｔｘ局（通常はリモートラジオヘッド（ＲＲＨ））は、ｅＮＢサイトのベースバンド装置にファイバを介して接続されるが、基幹ネットワークは含まない。ｅＮＢ内協調は、より容易に実施できる一方で、より大きな性能向上には、異なるサイトからのセル全体にわたるさらなる協調が必要となる。

しかしながら、ＣＯＯＰＡシステムは、ｅＮＢにフィードバックする必要がある正確なチャネル推定を必要とし、これをｅＮＢで協調エリア（ＣＡ）内のプリコーディングに使用する。このチャネル推定は、特に移動体通信システム内の数多くのセル及びサイトからのセル間干渉に起因して大きな課題となり得る。設計が良くないと、将来的に実現可能なあらゆる協調スキームの性能が根本的に制限される恐れがあるので、最適な共通基準信号（ＣＲＳ）設計が最重要とされ得る。

したがって、特に協調アンテナシステムにおいて、マルチチャネル推定の性能を改善する通信ネットワーク要素、基準信号の送信方法、プログラム要素、及びコンピュータ可読媒体の必要性が存在し得る。
先行技術
NTT DOCOMO，Support of DL Higher-Order MIMO Transmission in LTE-Advanced，3GPP R1-083685，２００８年１０月 ３日は、リリース８ＬＴＥと比較してより高次のＭＩＭＯ送信のためのユーザのスループットと容量を増大させるための提案を開示しており、特に、高次のＭＩＭＯ送信を支持するための基準信号構造を提案している。従って、追加的なＣＲＳ及び／又はＤＲＳ信号が必要であり、それらは複数のリソースブロックに多重化される。
Nortel，Design Aspect for Higher-order MIMO in LTE-advanced，3GPP R1-084466，２００８年１１月１４日は、ＬＴＥ−Ａとリリース８ＵＥの多重化のための提案を開示している。この提案によると、サブフレーム内では異なるリソースブロックをリリース８レガシーＵＥ及びＬＴＥ−Ａ ＵＥに同時に割り当てることができる。

この必要性は、独立請求項に係る主題により満たすことができる。本発明の有利な実施形態は、従属クレームにより説明する。

本発明の例示的な態様によれば、通信ネットワークにおいて第１のネットワーク要素から第２のネットワーク要素へ基準信号を送信する方法が、フレームの第１のリソースを使用して、第１の通信システムに関連する第１のタイプの基準信号を送信するステップと、フレームの第２のリソースを使用して、第２の通信システムに関連する第２のタイプの基準信号を送信するステップとを含む。

詳細には、第１の通信システムは、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムなどのセルラーシステムとすることができる。ＧＰＰ ＬＴＥシステムの例は、ＬＴＥリリース８標準規格によるシステムとすることができる。第２の通信システムも、いわゆるａｄｖａｎｃｅｄリリース８通信システム又はＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ通信システムなどのセルラーシステムとすることができる。詳細には、第１のタイプ及び第２のタイプの基準信号を共通基準信号、及び／又はＣＯＯＰＡ基準信号とすることができる。送信された基準信号を使用してチャネル状態情報を生成し、すなわち協調データの送信を実施するために必要となり得るチャネルの実際の性能を推定することができる。

本発明の例示的な態様によれば、基準信号を送信するための、特に協調通信ネットワークのための通信ネットワーク要素が提供され、このネットワーク要素は、フレームの第１のリソースを使用して、第１の通信システムに関連する第１のタイプの基準信号を送信するようにされた第１の送信ユニットと、フレームの第２のリソースを使用して、第２の通信システムに関連する第２のタイプの基準信号を送信するようにされた第２の送信ユニットとを含む。

詳細には、このネットワーク要素を、拡張Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、ユーザ装置、基地局、及び中継ノードから成るネットワーク要素群の１つとすることができる。第１及び第２の送信ユニットは、単一のユニットにより、或いは１又はそれ以上のアンテナなどの異なるユニットにより形成することができ、制御ユニットの制御下で動作することができる。なお、基地局などのネットワーク要素は、主に優先行列インデックス（ＰＭＩ）又はチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）のような情報を受け取ることができるが、ダウンリンクにおいて何らかの制御情報を提供することもできる。

また、複数の通信ネットワーク要素を含む通信ネットワークシステムを提供することもでき、この複数の通信ネットワーク要素は、少なくとも２つの基地局及び少なくとも２つのユーザ装置を含み、少なくとも１つの通信ネットワーク要素は、本発明の例示的な態様による通信ネットワーク要素であり、複数の通信ネットワーク要素は、データの、特にデータパケットの協調送信を行うようにされる。

本発明の例示的な態様によれば、プロセッサによる実行時に、本発明の例示的な態様による方法を制御又は実施するようにされたプログラム要素が提供される。

本発明の例示的な態様によれば、コンピュータ可読媒体が、プロセッサによる実行時に、本発明の例示的な態様による方法を制御又は実施するようにされたコンピュータプログラムを記憶する。

「リソース」という用語は、特定の通信システム内の通信ネットワークの、データがペイロードデータであるか、基準データであるか、制御データであるか、又は同様のものであるかに関わらずデータを送信するためのあらゆる種類の能力を意味する。例えば、異なるリソースが同じフレームの異なるサブフレーム及び／又は異なる周波数に関連するという事実により、これらを互いに区別することができ、例えば、２つのリソースが同じサブフレームに関連するものの異なる周波数に関連することもあり、すなわち２つのリソースを使用することにより送信されるデータを異なる周波数で送信することができる。一般に、リソースは、フレーム番号、サブフレーム番号、使用する周波数バンド、コーディングスキームなどのいずれかの適当なパラメータにより互いに区別することができる。

本発明の例示的な態様による方法により、新たな標準規格に関連する通信システムの下位互換性を保証することができ、例えば、２つの異なるタイプの基準信号を使用して、一方のタイプをリリース８通信システム又は送信スキームで使用できるようにする一方で、他方をａｄｖａｎｃｅｄ ＬＴＥ標準規格で使用できるようにすることにより、リリース８標準規格をＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ標準規格と組み合わせることができる。この２つの基準信号の各々を共通基準信号とすることができ、例えば全てのチャネルに共通のものとすることができる。両方のタイプの基準信号を１つの標準規格に明確に適応させることができるので、チャネル状態推定（ＣＳＩ）精度を確実に高めることができ、これにより、ＣＯＯＰＡシステムのもう１つの重要な要素としてとらえることができるとともに質の高いＣＳＩ推定に依存できる干渉除去結合（ＩＲＣ）を容易にすることさえもできる。

例示的な態様の主旨を、協調データ送信スキームのための基準信号を送受信する方法の提供に見出すことができ、この方法は、以前のスキームに下位互換性を与えるとともに、マルチセルチャネル推定の改善を可能にすることができる。基本的概念として、マルチセルチャネル推定のために、ＬＴＥリリース８無線フレームなどの通信システムフレーム又は通信スキームフレームの１つのサブフレームを、ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ共通基準信号（ＣＲＳ）の送信のために完全に又は部分的に取っておくことができる。本発明の例示的な態様による方法を使用した場合、データ信号を制御できないことによりデータ送信が原因でＣＲＳの干渉フロアを生じる可能性のある、異なるセルからのデータ及びＣＲＳの重複を低減することができる。

次に、データ送信方法のさらなる例示的な実施形態について説明する。しかしながら、これらの実施形態は、通信ネットワーク要素、通信ネットワークシステム、プログラム要素、及びコンピュータ可読媒体にも当てはまる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のタイプの基準信号及び第２のタイプの基準信号が、異なるサブフレームで送信される。

すなわち、第１のリソース及び第２のリソースが、異なるサブフレームに関連することができる。例えば、リリース８に関連する第１のタイプの基準信号を、リリース８標準規格により規定されるリソースを使用して送信できる一方で、ａｄｖａｎｃｅｄリリース８システム又はＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅなどに関連する第２のタイプの基準信号は、第１サブフレームなどの特定のサブフレーム中にのみ送信することができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のタイプの基準信号及び第２のタイプの基準信号が共通のサブフレームで送信される。

詳細には、第１のタイプ及び第２のタイプの基準信号を、第１の又はその他のいずれかの適当なサブフレームなどの特定のサブフレーム中にのみ送信できる一方で、他のサブフレーム中には基準信号を送信することができない。当然ながら、２又はそれ以上のサブフレーム中に基準信号を送信することもできる。すなわち、ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳなどの第２のタイプの基準信号を搬送するサブフレームにおいても、ｅＮＢなどのそれぞれのネットワーク要素が、ＬＴＥリリース８標準規格などの別の標準規格により定義される基準グリッドなどの基準信号を送信することができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のリソースが、サブフレームの第１の周波数バンドに関連する。

なお、当然ながら、第２のリソースも第１の周波数バンド又はその他の特定の周波数バンドなどの特定の周波数バンドに関連することができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のフレームでは、第１の基準信号が第１の周波数バンドを使用して送信され、第２のフレームでは、第１の基準信号が別の周波数バンドを使用して送信される。

すなわち、連続する個々のフレームごとに、基準信号を送信するために別の周波数バンドを割り当てることができる。詳細には、ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ通信システムの基準信号の割り当てを変更することができる。なお、当然ながら、周波数バンドの割り当てを所定の回数変更した後に、第１のフレームで割り当てられた周波数バンドを再度使用することができる。例えば、第１のフレームでは第１の周波数バンドを使用することができ、第２のフレームでは第２の周波数バンドを使用することができ、第３のフレームでは第３の周波数バンドを使用することができるが、第４のフレームでは第１の周波数サブバンドを再度使用することができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のタイプ及び／又は第２のタイプの基準信号が、アダマールシーケンスにより生成される。

詳細には、通信ネットワークの異なるセルのＣＲＳにアダマールシーケンスを適用することができる。アダマールシーケンスを使用することにより、異なるセルからの基準信号間のセル間漏話を低減又は最小化することができる。例えば、サブフレームは、ＬＴＥリリース８基準信号によって占められていないリソースにおいてＬＴＥリリース８ ＣＲＳとＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号との組み合わせを搬送することができる。さらに、第１のタイプの基準信号及び／又は第２のタイプの基準信号などの基準信号の送信に使用するリソースの割り当てを、短いシーケンス長に関しては既に直交しているシーケンスをｅＮＢ又はＵＥなどの隣接する干渉物に割り当てるようにして行うことができる。通常、隣接する干渉物はさらなる干渉を生み出すので、短いシーケンス長に関して既に直交しているシーケンスを隣接する干渉物に確実に割り当てておくことは有利となり得る。例えば、ＬＴＥリリース８ ＣＲＳに、アダマール又はウォルシュ・アダマールシーケンスを乗じることができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第２の基準信号がフレームの特定の帯域幅に割り当てられる。

詳細には、共通ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号などの第２の基準信号が、全スペクトル帯域幅の所定の部分でのみ送信される。すなわち、第２の基準信号は、特定の周波数サブバンドなどの特定のリソースを使用してのみ送信される。このようにして、スペクトルのこの部分などの特定のサブバンドに相当する特定の帯域幅に協調を制限することにより、基準信号の送信によって生じるオーバーヘッドを低減又は制限することができる。当然ながら、この特定のサブバンド又はこれらの特定のサブバンドは、送信中に変更することができる。詳細には、この周波数サブバンド又はこれらの周波数サブバンドの位置及びサイズをｅＮＢが準静的に割り当てることができる。例えば、使用する周波数サブバンド数の準静的定義、すなわち使用する周波数サブバンドを定義する構成の変更を使用することができ、これが異なる無線条件への適応に有用となり得る。詳細には、無線条件が悪化した場合、第１の基準信号及び／又は第２の基準信号の送信に使用する周波数サブバンドの数を増やすことができ、その逆も同様である。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１の基準信号タイプを第１のフレームで送信するために第１のサブバンドを使用し、及び／又は第２の基準信号タイプを第１のフレームで送信するために第２のサブバンドを使用し、第１の基準信号タイプを第２のフレームで送信するために第３のサブバンドを使用し、及び／又は第２の基準信号タイプを第２のフレームで送信するために第４のサブバンドを使用する。

すなわち、第１及び／又は第２の基準信号の送信に使用するサブバンドをフレームごとに変更することにより、全周波数バンドを協調に使用できるようにすることができる。この場合、スケジューラは、スペクトルのいくつかの部分、すなわち全周波数バンドが、スペクトルの他の部分よりも古いＣＳＩ情報を有していることを考慮することができる。特に、第３のサブバンド及び／又は第４のサブバンドは、所定の期間にわたって基準信号（第１又は第２のタイプ）の送信に使用されなかった（単複の）サブバンド、及び所定の期間にわたって推定されなかったチャネルに相当する（単複の）サブバンドなどの所定の基準を満たすサブバンドとすることができる。このようにして、全てのチャネルが平等に又は少なくともより平等に推定されることを確実にすることができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のタイプ及び／又は第２のタイプの基準信号の送信にサブフレームの一部のみが使用される。

詳細には、サブフレームの他の部分をペイロードデータの送信に使用することができる。ペイロードデータは、サブフレーム内で送信される基準信号が第１のタイプであるか又は第２のタイプであるかに関係なく、第１の通信システムに基づいて、又は第２の通信システムに基づいて送信することができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のタイプの基準信号と第２のタイプの基準信号が結合される。

例えば、ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳを送信するサブフレーム内でリリース８ ＵＥの共通ＣＲＳを共通ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳと結合することができる。詳細には、場合によってはＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄマルチセルチャネル推定が古くなっている可能性を考慮して、すなわちＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ通信スキームの最後に実行されたチャネル推定に関する情報を考慮して、いわゆる最大比合成（ＭＲＣ）法を使用することができる。ＬＴＥリリース８による共通ＣＲＳの異なる構造及びプロパティ、及びＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号の構造及びプロパティを考慮したより巧みな合成スキームを可能にすることができる。例えば、共通リリース８ ＣＲＳの性能がマルチセル干渉の影響を受けている間、ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号は、より低い時間ローカリゼーションを有するようになる。高速反復デコーディング技術により、両方のタイプのチャネル推定の合成から最大性能が引き出されるようにすることができる。このような合成を行うことにより、全体のチャネル推定精度を高めることができる。

本方法の別の例示的な実施形態によれば、第１のタイプ及び／又は第２のタイプの基準信号を使用して、通信ネットワークのネットワーク要素の移動を追跡する。

詳細には、リリース８基準信号などの第１のタイプの基準信号を使用して、ＵＥ、携帯電話、ラップトップ、ＰＤＡなどの移動するネットワーク要素を追跡することができ、これによりチャネル推定の性能、したがって、ＵＥが移動している場合、特にＵＥが多少高速で移動している場合のデータ送信の性能を向上させることができる。

別の例示的な実施形態によれば、方法が、送信される第１及び／又は第２のタイプの基準信号の利用可能性、及び／又は位置、及び／又は密度に関して第２のネットワーク要素に通知する制御メッセージを送信するステップをさらに含む。

「チャネル」という用語は、詳細にはデータパケットの送信に使用できる、他の送信経路と区別できるあらゆる種類の送信経路を意味することができる。すなわち、個々の「チャネル」は、他のリソースとは独立してデータを送信するために使用できる通信ネットワークのリソースを形成することができる。このような「チャネル」は、いくつかのサブキャリアを含むリソースブロック（ＲＢ）によって形成することができる。例えば、ＲＢを、１２個のサブキャリア、１４個のＯＦＤＭシンボルで構成することができる。

本出願では、「データパケット」という用語は、詳細にはケーブル又は回線又は無線のいずれかを介して送信できるあらゆる種類のデータを意味することができる。詳細には、「データ」という用語は、通話、或いはプログラム、写真、音楽タイトルなどの、コンピュータ通信に関連して使用されるデータの送信に関連するデジタル又はアナログデータを含むことができる。詳細には、１又はそれ以上のデータパケットにより特定のデータを形成することができる。

本発明の例示的な態様を要約すると、マルチセルチャネル推定のために、ＬＴＥ無線フレームの１０個のサブフレームのうちの１つをＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳのために完全に又は部分的に取っておくことにより、完全な下位互換性と組み合わせたマルチセルチャネル推定の改善を可能にする方法を提供することができる。この方法により、ＬＴＥ ＡｄｖａｎｃｅｄのためのマルチセルＣＲＳに設計上の完全な柔軟性をもたらすことができる。同時に、ＡＰ０、．．．、３及びＡＰ５上でリリース８対応基準信号を連続送信することにより、完全な下位を保証することができる。ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳを搬送するサブフレームにおいても、ｅＮＢが、現行の標準規格で定義されるような基準信号グリッドを送信することができる。

その後、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄの新しいＣＲＳのために、本来であればＲ８データ信号を搬送する他のリソース要素を使用できるようになる。具体的には、異なるセルのＣＲＳにアダマールシーケンスを適用して、異なるセルからの基準信号間のセル間漏話を最小化することができる。単純なスキームでは、特定のサブフレームが、Ｒ８ ＲＳによって占められていない他のＲＥにおいて、ＬＴＥリリース８ ＣＲＳとＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号との組み合わせを搬送することができる。この場合、この特定のサブフレーム内では、ｅＮＢがリリース８ ＵＥを単純にスケジューリングしないので、リリース８ ＵＥは、新たに定義されたこれらの基準信号を認識することができない。結果として生じる付加的オーバーヘッドは１０％程度（１０個のサブフレームのうちの１つ）となり得る。さらに、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳのためのより多くの又はより少ないサブフレームによる他の構成の準静的定義が、異なる無線条件への適応に有用となり得る。

本発明の上記で定義した例示的な態様及び例示的な実施形態、並びにさらなる態様は、以下で説明する実施形態例から明らかとなり、実施形態例を参照しながらこれらについて説明する。以下、実施形態例を参照しながら本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

協調度の差異の潜在的利得を概略的に示す図である。 協調送信のための基本的解決法を概略的に示す図である。 従来のセルラーレイアウトを概略的に示す図である。 アダマールシーケンスのセルへの割り当てを概略的に示す図である。 異なるシーケンスのマルチセル性能を概略的に示す図である。 共通するＲ８及びＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号を含むサブフレームを概略的に示す図である。 共通するＲ８及びＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号を含む別の送信スキームを概略的に示す図である。

図面内の例証は概略的なものである。同一の又は同様の要素には、同一又は同様の参照符号を付けている。

以下、図１から図３を参照しながら、例示的な実施形態によるデータ送信方法及び通信ネットワーク要素のいくつかの基本原理について説明する。

図１は、協調度の差異の潜在的利得を概略的に示している。すなわち、図１は、異なる協調レベルにわたるスペクトル効率をビット／秒及びヘルツ（ビット／Ｓ＊Ｈｚ）で示している。詳細には、いくつかの協調度に関していくつかのスキームを示している。「ＳｃａｌｅＮｅｔ」の結果１０１及び１０２のスペクトル効率は、協調はないが完全なチャネル状態情報（ＣＳＩ）を認識する最適なＭＵ−ＭＩＭＯシステムの結果を表している。さらに、「Ｆｏ」線１０３及び１０４は、個々の協調レベルの理論上の上限を表しているが、線「Ｆｅ」１０５は、協調する拡張Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）間の×２に基づいてデータレートが変化する５ＭＨｚシステムの結果を表している。図１から、協調レベルが上がるとともにスペクトル効率が上昇することがはっきりと分かる。これは特に「Ｆｏ」線に関して当てはまるが、「Ｆｅ」線１０５も同様に、無協調から、１０ＭＨｚのバックホール、２０ＭＨｚのバックホール、３セル、及び完全な、すなわち無限のバックホールにわたって増加する。また、サイズ３の協調エリア（ＣＡ）を有するアクティブＩＦ管理スキームを表す３ＧＥＴｐｒｏｊｅｃｔの結果を１０６によって示している。

図２は、本発明を理解するのに役立つ協調送信のための基本的解決法を示している。詳細には、中央ユニット（ＣＵ）が、協調アンテナ（ＣＯＯＰＡ）システムに関してジョイントプリコーディングを行うと予測することができ、その名前が示すように、これを協調ｅＮＢの１つにおけるいわゆる協調エリア（ＣＡ）の中心点に配置することができる。他の協調ｅＮＢは、高速かつ低遅延のファイバ接続により、このＣＵに接続することができる。

ＣＵは、ダウンリンク（ＤＬ）において、ジョイント送信のような共通信号プリコーディングを行うことができ、これは基本的に全ての協調するユーザ装置（ＵＥ）の全てのデータ信号のプリコーディング行列Ｗによる行列乗算である。ゼロフォーシング（ＺＦ）の場合、Ｗは、チャネル行列Ｈ全体の疑似逆Ｈ＋である。図２には、コードブックベースのプリコーディングのためのＳＡの最も単純な形を示している。この場合、プリコーディング行列Ｗは、ＵＥ１及び２のＵＥからの異なる優先行列インデックス（ＰＭＩ）フィードバックＰＭＩ１及びＰＭＩ２に基づいてコードブックから選択される。同様の概念をアップリンク（ＵＬ）に適用することもでき、このことをジョイント検出（ＪＤ）と呼ぶこともある。

詳細には、図２は、ＵＥ１ ２０２及びＵＥ２ ２０３へ送信されるデータパケットｄ１及びｄ２を示している。共通信号処理のために、行列Ｗ ２０４を使用することによりデータパケットをエンコードして、ＵＥ１ ２０２に対応するｅＮＢ１ ２０５及びＵＥ２ ２０３に対応するｅＮＢ２ ２０６へ送信するためのデータ信号ｔｘを形成し、信号ｒ１及びｒ２をそれぞれ受信する。信号ｒ１及びｒ２は、チャネル行列Ｈ、疑似逆Ｈ＋又はＷ、及びオフセットｎによりオフセットされて送信されるデータｄの乗算に相当する。

図３の左上に、標準的な六角形セルの組で構成される従来のセルラーレイアウト３０１を見出すことができる。個々のセルは、全てのアンテナ要素の、すなわちＬＴＥリリース８に関して定義されるような全ての物理アンテナ、すなわちセクタごとに２つ又は４つのアンテナポート（ＡＰ）の共通基準信号（ＣＲＳ）のグリッドを継続的に同報通信することが好ましい。説明を明確にするために、アンテナポートという用語は、一般にＬＴＥの分野で使用され、このポートから送信される基準信号に強く関連する点に留意されたい。
共通基準信号の場合、ＡＰを異なる物理アンテナ又はアンテナ要素に接続することができる。図３の右側３０２では、１個のリソースブロックの時間及び周波数方向のグリッドを見ることができる。ＵＥは、正確な補間アルゴリズムにより、このＣＲＳグリッドに基づいてＣＳＩ推定を行うことができる。

ＣＯＯＰＡシステムでは、個々のＵＥが、ＵＥが帰属するＣＡに関わるこれらのｅＮＢへの少なくともこれらの無線チャネルを推定する。さらに事態を難しくすることに、高性能ＣＯＯＰＡシステムのＣＳＩ精度は、従来のセルラーシステムよりも良好でなければならず、さもないとダウンリンク（ＤＬ）におけるプリコーディング精度が悪化することがある。

干渉除去結合（ＩＲＣ）は、ＣＯＯＰＡシステムのもう１つの重要な要素としてとらえることができるとともに、同様に高品質のチャネル状態情報（ＣＳＩ）推定に依存することができる。マルチセルのシナリオの場合、同期ネットワークでは同じＣＲＳが同時に送信されることにより、従来の通信システムを使用した場合、異なるセル間に大きなＣＲＳ間干渉が生じるようになることがある。この問題は、ＬＴＥ標準規格において異なるセルＩＤ固有のシーケンスを割り当てることにより部分的に克服することができる。したがって、シーケンスの長さである１つの完全な直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルにわたる推定の場合、異なるセルからの異なる共通ＣＲＳ間で何らかの漏話低減が存在することができる。しかしながら、無線チャネルの周波数選択に起因して、全てのセル間に完全な直行性を提供することはできないので、従来のチャネル推定を使用した場合、残りのチャネル推定性能の質が悪いままとなる場合がある。

図４は、アダマールシーケンスのセルへの割り当てを、特に異なる長さのシーケンスに関して概略的に示している。詳細には、アダマールシーケンスの長さは、図４の左上領域から、右上領域、左下領域、右下領域へと増加する。図４から、シーケンスの長さが増すにつれて、同じアダマール周波数を割り当てたセル間の空間距離が増していることが分かり、図４では個々のアダマールシーケンスに異なる網掛けを使用している。

図５は、セルＩＤ固有のシーケンスをセルにランダムに割り当てた結果を左側の５０１に、アダマールを固定したパターンの結果を右側の５０２に示している。図示のように、上位５つの強力な干渉物に関して取得できる平均二乗誤差（ＭＳＥ）は、静的無線チャネルで各々が長さ１ミリ秒の８つのサブフレームにわたる平均化の場合でも極めて悪いものとなり得る。さらに、アダマールを固定したパターンを使用すると、８つのサブフレームにわたる平均化の平均二乗誤差がわずかに改善することが分かる。

図６及び図７は、共通リリース８ ＣＲＳ及びＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳを実施したサブフレームを含む無線フレームを概略的に示している。詳細には、図６は、サブフレーム６０２を含むフレーム６０１を示している。サブフレーム６０２は、ＬＴＥリリース８ ＣＲＳ６０３とＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳとの組み合わせを、Ｒ８ ＣＲＳによって占められていない他のＲＥにおいて搬送する。ｅＮＢは、この特定のサブフレーム内ではいずれのリリース８ ＵＥも単純にスケジューリングしないので、リリース８ ＵＥが、これらの新たに定義された基準信号を認識することはない。

結果として生じる付加的オーバーヘッドは１０％程度（１０個のサブフレームのうちの１つ）である。異なる無線条件に適応するためには、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳのためのより多くの又はより少ないサブフレームによる他の構成の準静的定義が有用となり得る。

共通ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号を全スペクトル帯域幅の一部のみで送信することにより、結果として生じるオーバーヘッドをさらに低減させることができ、これにより、協調がこのスペクトルの部分に制限されるようになる。図７に示す２つの異なる選択肢を考慮することができる。１つの選択肢によれば、ＣＲＣが個々のフレーム内の同じ周波数サブバンド７０４に割り当てられる。なお、この周波数サブバンドの位置及びサイズは、ｅＮＢが準静的に割り当てることができる。第２の選択肢をサブバンド７０５によって示している。この選択肢によれば、使用するサブバンドがフレームごとに変化する。これにより、全周波数バンドを協調に使用できるようにすることができる。この場合、スケジューラは、スペクトルのいくつかの部分が、スペクトルの他の部分よりも古いＣＳＩ情報を有していることを考慮することができる。

さらに、基準信号の送信にＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄサブフレームの一部のみを使用することにより、結果として生じるオーバーヘッドをさらに低減させることができ、ＰＲＢ全体にＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号が存在しない場合、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＥへの、さらにはＲ８ ＵＥへのデータ送信に他の部分を使用することができる。

概評として、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＥは、これらの付加的なａｄｖａｎｃｅｄ基準信号（ａＲＳ）の位置、及びこれらのａＲＳが実際に現在送信されているかどうかを知る必要が生じる。ａＲＳの所定の標準化した位置が固定である場合、全てのＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＥは、一致した制御メッセージにより、これらがＣＯＯＰＡモードに設定されるとすぐにこれらの付加的なａＲＳを予想することができる。この場合、これらの付加的なａＲＳのためのさらなる制御シグナリングを避けることができる。

第２のより柔軟な解決法では、追加の同報又は制御メッセージを使用して、これらのａＲＳの利用可能性、及び位置／密度に関してＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＥに通知することができる。リリース８ ＵＥは、これらの同報又は制御メッセージを単純に無視することができる。

例示的な実施形態による方法の主な利点のいくつかを要約すると、
ａ）ＣＯＯＰＡがＣＳＩ推定の精度に大きく依存するという理由で協調送信スキームにとって最も重要な問題であるマルチセルチャネル推定の性能改善。
ｂ）ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄでは、８×８ ＭＩＭＯスキームに関しても論じている。マルチセルチャネル推定が高い精度で可能でなければ、これらのスキームも同じ制限を受ける可能性がある。したがって、同様の方法をＭＩＭＯ ８×８にも適用することができる。
ｃ）ゼロから定義するシステムの場合、この性能を最適化するための選択肢は多く存在するが、ＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄでは、リリース８への下位互換性が必須となり得る。
本発明の例示的な実施形態による方法は、この下位互換性を提供する。いずれの協調送信スキームも、正確なプリコーディングのために正確なＣＳＩ知識に頼る必要があるので、実際にマルチセルチャネル推定の精度をリリース８の下位互換性と組み合わせることを最大の緊急課題とすることができる。したがって、提案する強化を伴わないマルチセルチャネル推定の精度は、可能であるはずのＣＯＯＰＡの性能向上を著しく制限することがある。
ｄ）正確なマルチセルチャネル推定を必要とする別の用途は、干渉除去結合アルゴリズム（ＩＲＣ）である。ＩＲＣは、減らすべき全ての干渉物に関する詳細な知識がある場合にのみ、高い利得を提供することができる。
ｅ）このスキームは、１つのサブフレームのみを完全に新しい設計とする一方で、ＡＰ０〜３のＣＲＳはリリース８の場合と同じであってよいので、実施が非常に容易である。
ｆ）ＣＲＳ、ＬＴＥリリース８、及びＬＴＥ Ａｄｖａｎｃｅｄ ＣＲＳに加え、ウォルシュ・アダマールシーケンスも、送信側及び受信側において少ない実施努力で容易に実施することができる。
ｇ）提案する解決法の１つの主な利点は、マルチセルチャネル推定中には他のセル内にデータ送信が存在せず、したがって、非常に高性能なマルチセルチャネル推定を提供できる点である。
ｈ）約１０％とすることができ、さらに最適化した場合には２．５％などの１０％よりも大幅に低くなり得る少〜微小の付加的オーバーヘッド。
ｉ）全てのＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄ基準信号を１つのサブフレーム内で、さらには１つ未満のサブフレーム内で受信できることによる、移動性が高い場合の優れたチャネル推定品質。
ｊ）ＬＴＥ ａｄｖａｎｃｅｄサブフレーム内でリリース８ ＵＥをスケジューリングしないことだけで、リリース８ ＵＥの容易なサポートが可能である。
ｋ）良好なチャネル推定を提供する可能性があるＣＯＯＰＡ ＨＡＲＱ又はモデルベースのチャネル推定のような高度なスキームと組み合わせると、高速で移動するＵＥのためのさらなる性能改善が可能になり得る。
ｌ）最適化された補間との組み合わせを実施することにより、別の強力な関連する改善を実現することができる。
ｍ）チャネル推定を、ＬＴＥリリース８ ＣＲＳに基づくチャネル推定と容易に組み合わせることができる。
ｎ）ドップラー情報を含めることによってさらなる改善を可能にすることができ、これが特定の予測アルゴリズムに至る可能性がある。
ｏ）ＵＥは、ＤＲＸ（不連続送信）との組み合わせによって１０個のサブフレームのうちの１個でのみ測定を行えばよいので利点を得ることができる。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（英文不定冠詞）」は、複数形を除外するものではない。異なる実施形態に関連して説明した要素を組み合わせることもできる。なお、請求項内の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものであると解釈すべきではない。

１０１ ＳｃａｌｅＮｅｔ結果
１０２ ＳｃａｌｅＮｅｔ結果
１０３ Ｆｏ結果
１０４ Ｆｏ結果
１０５ Ｆｅ結果
２０１ 中央ユニット
２０２ ユーザ装置１
２０３ ユーザ装置２
２０４ 行列
２０５ 拡張Ｎｏｄｅ Ｂ１
２０６ 拡張Ｎｏｄｅ Ｂ２
３０２ 従来のセルラーレイアウト
３０２ リソースブロック
５０１ シミュレーション結果疑似ランダム
５０２ シミュレーション結果アダマールスキーム
６０１ 無線フレーム
６０２ サブフレーム
６０３ 共通基準信号
７０４ 準静的サブバンド
７０５ 可変サブバンド

Claims (10)

1. 通信ネットワークにおいて第１のネットワーク要素から第２のネットワーク要素へ基準信号（６０３，ａＲＳ）を送信する方法であって、
   フレーム（６０１）の第１のリソースを使用して、第１の通信システム（ＬＴＥ）に関連する第１のタイプの基準信号（６０３）を送信するステップと、
   前記フレームの第２のリソースを使用して、第２の通信システム（ＬＴＥ−Ａ）に関連する第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）を送信するステップと、
   を含み、
   前記第１のタイプの基準信号（６０３）及び前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）は組み合わされて、フレーム（６０１）に対して１つの特定の共通のサブフレーム（６０２）で送信され、
   前記特定の共通のサブフレーム（６０２）の一部のみ、前記第１のタイプの基準信号（６０３）及び／又は前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）を送信するために使用され、
   前記第２の基準信号（ａＲＳ）は前記フレーム（６０１）の特定の帯域幅に割り当てられることを特徴とする方法。
2. 前記第１のリソースが、サブフレームの第１の周波数バンド（７０４）に関連する、請求項１に記載の方法。
3. 第１のフレームでは、前記第１の周波数バンド（７０４）を使用して前記第１の基準信号を送信し、第２のフレームでは、別の周波数バンド（７０５）を使用して前記第１の基準信号を送信する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のタイプの基準信号（６０３）及び／又は前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）をアダマールシーケンスにより生成する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第１のタイプの基準信号（６０１）を前記第１のフレームで送信するために第１のサブバンドを使用し、及び／又は前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）を前記第１のフレームで送信するために第２のサブバンドを使用し、前記第１のタイプの基準信号（６０１）を第２のフレームで送信するために第３のサブバンドを使用し、及び／又は前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）を前記第２のフレームで送信するために第４のサブバンドを使用する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
6. 前記第１のタイプの基準信号（６０３）及び／又は前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）を使用して前記通信ネットワークのネットワーク要素の移動を追跡する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 前記送信される前記第１及び／又は第２のタイプの基準信号の利用可能性、及び／又は位置、及び／又は密度に関して前記第２のネットワーク要素（２０２，２０３）に通知する制御メッセージを送信するステップをさらに含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
8. 基準信号（６０３，ａＲＳ）を送信するための、特に協調通信ネットワークのための通信ネットワーク要素であって、
   フレーム（６０１）の第１のリソースを使用して、第１の通信システム（ＬＴＥ）に関連する第１のタイプの基準信号（６０３）を送信するようにされた第１の送信ユニットと、
   前記フレーム（６０１）の第２のリソースを使用して、第２の通信システム（ＬＴＥ−Ａ）に関連する第２のタイプの基準信号を送信するようにされた第２の送信ユニットと、を含み、
   前記第１のタイプの基準信号（６０３）及び前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）を組み合わせて、フレーム（６０１）に対して１つの特定の共通のサブフレーム（６０２）で送信し、
   前記特定の共通のサブフレーム（６０２）の一部のみ、前記第１のタイプの基準信号（６０３）及び／又は前記第２のタイプの基準信号（ａＲＳ）を送信するために使用され、
   前記第２の基準信号（ａＲＳ）は前記フレーム（６０１）の特定の帯域幅に割り当てられることを特徴とする通信ネットワーク要素。
9. プロセッサによる実行時に請求項１に記載の方法を制御又は実施するように構成された、ことを特徴とするコンピュータプログラム。
10. プロセッサによる実行時に請求項１に記載の方法を制御又は実施するように構成されたコンピュータプログラムを記憶する、ことを特徴とするコンピュータにより読み取り可能な媒体。