JP5698225B2 - 空間無通信化を用いた信号送信方法及びそのための装置 - Google Patents

Description

本発明は，信号送信方法に関し，特に，異種ネットワーク又は多入力多出力システムにおいてスループットを向上させる信号送信方法及びそのための装置に関するものである。

無線通信システムが音声又はデータなどのような種々の通信サービスを提供するために広範囲に展開されている。一般に，無線通信システムは，利用可能なシステムリソース（帯域幅，送信電力など）を共有して複数ユーザとの通信を提供できる多元接続システムである。多元接続システムの例には，符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム，周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム，時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム，直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム，単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システム，多搬送波周波数分割多元接続（ＭＣ−ＦＤＭＡ）システムなどがある。無線通信システムにおいて，端末は，基地局からダウンリンク（ＤＬ）を介して情報を受信することができ，アップリンク（ＵＬ）を介して基地局に情報を送信することができる。端末が送信又は受信する情報にはデータ及び種々の制御情報があり，端末が送信又は受信する情報の種類及び用途に応じて種々の物理チャネルが存在する。

本発明の目的は，異種ネットワークにおいて複数セル間干渉の影響を最小化するようにして信号を送信する方法及びそのための装置を提供することにある。

本発明の他の目的は，無線通信システムにおいて，複数セル間干渉の影響を最小化するように，複数セルが共有する同一搬送波に空間無通信化（ｓｐａｔｉａｌ ｓｉｌｅｎｃｉｎｇ）を提供することにある。

本発明で達成しようとする技術的課題は，以上に言及した技術的課題に制限されず，言及していない他の技術的課題は，下の記載から，本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。

上記課題を解決するための本発明の一実施例による異種ネットワークにおいて信号を送信する方法は，基地局が，補助搬送波（ｓｕｂｓｉｄｉａｒｙ ｃａｒｒｉｅｒ）に適用するビームパターンを形成するための重みベクトルを決定するステップと，決定された重みベクトルに関する情報を含む搬送波運用情報を，一次搬送波（ｐｒｉｍａｒｙ ｃａｒｒｉｅｒ）を介して送信するステップと，決定された重みベクトルを適用して補助搬送波を送信するステップと，を含む。

ここで，補助搬送波及び一次搬送波は，利用可能なシステム帯域を構成する複数の周波数区画のうち，別個の周波数区画を介して送信される搬送波であってもよい。

本発明の一実施例による基地局が補助搬送波に適用するビームパターンを形成するための重みベクトルを決定するステップは，基地局が提供するマクロセルとマクロセル内に含まれた小セルとが用いる搬送波が重なる場合に選択的に行ってもよい。

本発明の一実施例による基地局が補助搬送波に適用するビームパターンを形成するための重みベクトルを決定するステップは，補助搬送波に適用できる一つ以上の利用可能な重みベクトルを含む重みベクトル集合に関する情報を，一次搬送波を介して複数の端末に送信するステップと，複数の端末からフィードバック情報を受信するステップと，フィードバック情報に基づき，重みベクトル集合から各端末に特定される重みベクトルを決定するステップと，を含んでもよい。

本発明の一実施例による信号送信方法は，複数の端末からチャネル測定による複数のセル間の干渉情報を含むフィードバック情報を受信するステップと，干渉情報に基づき，基地局がサービスを提供するマクロセル内でビーム形成の行われた補助搬送波が送信される領域を調整するステップと，を更に含んでもよい。

本発明の一実施例による信号送信方法は，基地局が，基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）に適用するビーム形成を形成するための重みベクトルを決定するステップと，基準信号に適用するビーム形成の次数に関する情報及びアンテナ個数情報のうち少なくとも一つを含む基準信号運用情報を送信するステップと，ビーム形成の行われた基準信号を送信するステップと，を更に含んでもよい。

一方，本発明の一実施例による基準信号に適用するビーム形成を形成するための重みベクトルを決定するステップは，利用可能なシステム帯域を構成する複数の周波数区画のそれぞれに応じて，セル共通基準信号に別個の重みベクトルを適用するように決定してもよい。

一方，端末がビーム形成の適用される搬送波を測定する場合，該当の搬送波が端末に送信される形態に関する情報を基地局に配信でき，その情報は時間（サブフレーム／フレームなどの送信単位），周波数（副搬送波，副搬送波グループ又は搬送波若しくは搬送波グループ），又は空間（空間レイヤなど）若しくは符号（拡散シーケンス又は直交リソースなど）のようなリソースに関する情報を含むことができる。このような情報は，端末が搬送波測定による測定値を報告する際に，チャネル測定の補助指標として送信してもよいし，純粋なチャネル測定の結果として送信してもよい。

本発明の一実施例による信号送信方法は，補助搬送波に適用するビーム形成を形成するための重みベクトル及びビーム形成重み値が適用される時間／周波数リソースに関する情報を含む補助搬送波送信に関する情報を端末に送信するステップと，端末から補助搬送波を用いたチャネル測定結果を含むフィードバック情報を受信するステップと，フィードバック情報を用いて補助搬送波に対する搬送波集約（ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）を行うステップと，を更に含んでもよい。

上記課題を解決するための本発明の他の実施例による異種ネットワークにおいて端末が信号を受信する方法は，基地局から，補助搬送波に適用するビームパターンの形成のために決定された重みベクトルに関する情報を含む搬送波運用情報を，一次搬送波（ｐｒｉｍａｒｙ ｃａｒｒｉｅｒ）を介して受信するステップと，基地局から重みベクトルを適用した補助搬送波を受信するステップと，を含む。

本発明の一実施例による信号受信方法は，基地局から，補助搬送波に適用できる一つ以上の利用可能な重みベクトルを含む重みベクトル集合に関する情報を，一次搬送波を介して受信するステップと，基地局から，重みベクトル集合に含まれたそれぞれの重みベクトルが適用されたダウンリンク信号を受信するステップと，ダウンリンク信号に対するチャネル測定結果によるフィードバック情報を基地局に送信するステップと，を更に含んでもよい。

ここで，補助搬送波に適用する重みベクトルは，フィードバック情報に基づいて決定されることが好ましい。

本発明の一実施例による信号受信方法は，基地局から受信したダウンリンク信号を用いてチャネル測定を行うステップと，チャネル測定による複数のセル間の干渉情報を含むフィードバック情報を基地局に送信するステップと，を更に含んでもよい。

本発明の一実施例による信号受信方法は，基地局から，補助搬送波に適用するビーム形成を形成するための重みベクトル及びビーム形成重み値が適用される時間／周波数リソースに関する情報を含む補助搬送波送信に関する情報を受信するステップと，補助搬送波を用いたチャネル測定結果を含むフィードバック情報を基地局に送信するステップと，フィードバック情報に基づいて搬送波集約の行われた補助搬送波を受信するステップと，を更に含んでもよい。

ここで，補助搬送波及び一次搬送波は，利用可能なシステム帯域を構成する複数の周波数区画のうち，別個の周波数区画を介して送信される搬送波であってもよい。

上記課題を解決するための本発明の他の実施例による異種ネットワークにおいて基地局は，無線信号を送信する送信モジュールと，無線信号を受信する受信モジュールと，送信モジュールを介して送信する補助搬送波に適用するビームパターンを形成するための重みベクトルを決定するプロセッサと，を含み，プロセッサは，送信モジュールを介して，決定された重みベクトルに関する情報を含む搬送波運用情報を，一次搬送波を介して端末に送信し，送信モジュールを介して，決定された重みベクトルを適用して補助搬送波を端末に送信するように構成してもよい。

上記課題を解決するための本発明の他の実施例による異種ネットワークにおいて端末は，無線信号を受信する受信モジュールと，無線信号を送信する送信モジュールと，受信モジュールを介して受信したダウンリンク信号に基づいてチャネル測定を行うプロセッサと，を含み，受信モジュールを介して，基地局から補助搬送波に適用するビームパターンの形成のために決定された重みベクトルに関する情報を含む搬送波運用情報を，一次搬送波を介して受信し，重みベクトルを適用した補助搬送波を受信してもよい。

本発明の一実施例によるプロセッサは，受信モジュールを介して，基地局から補助搬送波に適用できる一つ以上の利用可能な重みベクトルを含む重みベクトル集合に関する情報を一次搬送波を介して受信し，重みベクトル集合に含まれたそれぞれの重みベクトルが適用されたダウンリンク信号を受信する場合，それぞれの重みベクトルが適用されたダウンリンク信号に対するチャネル測定を行い，チャネル測定結果によるフィードバック情報を生成して送信モジュールを介して基地局に送信するように構成してもよい。

本発明の一実施例によるプロセッサは，受信モジュールを介して，基地局から補助搬送波に適用するビーム形成を形成するための重みベクトル及びビーム形成重み値が適用される時間／周波数リソースに関する情報を含む補助搬送波送信に関する情報を受信する場合，補助搬送波を用いたチャネル測定結果を含むフィードバック情報を生成して送信モジュールを介して基地局に送信するように構成してもよい。

ここで，フィードバック情報は，チャネル測定による複数セル間の干渉情報を含んでもよい。

上記課題を解決するための本発明の他の実施例による異種ネットワークにおいて基地局は，無線信号を送信するための送信モジュールと，無線信号を受信するための受信モジュールと，送信モジュールを介して，送信する補助搬送波に適用するビームパターンを形成するための重みベクトルを決定するプロセッサと，を含み，プロセッサは，送信モジュールを介して，決定された重みベクトルに関する情報を含む搬送波運用情報を一次搬送波を介して端末に送信し，送信モジュールを介して，決定された重みベクトルを適用して補助搬送波を端末に送信するように構成してもよい。

ここで，基地局が提供するマクロセルとマクロセル内に含まれた小セルとが用いる搬送波が重なる場合，プロセッサは，補助搬送波に適用するビームパターンを形成するための重みベクトルを決定することができる。

本発明の一実施例によるプロセッサは，補助搬送波に適用できる一つ以上の利用可能な重みベクトルを含む重みベクトル集合に関する情報を生成して，送信モジュールを介して端末に送信するように構成され，受信モジュールを介して端末から受信したフィードバック情報に基づき，重みベクトル集合から端末に特定される重みベクトルを決定することができる。

本発明の一実施例によるプロセッサは，受信モジュールを介して受信した端末からのチャネル測定による複数のセル間の干渉情報を含むフィードバック情報に基づき，基地局がサービスを提供するマクロセル内でビーム形成の行われた補助搬送波が送信される領域を調整してもよい。

プロセッサは，基準信号に適用するビーム形成を形成するための重みベクトルを決定し，基準信号に適用するビーム形成の次数に関する情報及びアンテナ個数情報のうち少なくとも一つを含む基準信号運用情報を生成して，送信モジュールを介して端末に送信するように構成してもよい。

プロセッサは，補助搬送波に適用するビーム形成を形成するための重みベクトル及びビーム形成重み値が適用される時間／周波数リソースに関する情報を含む補助搬送波送信に関する情報を生成して，送信モジュールを介して端末に送信するように構成され，受信モジュールを介して端末から受信した補助搬送波測定によるフィードバック情報を用いて補助搬送波に対する搬送波集約を行ってもよい。

上記実施形態は，本発明の好適な実施例の一部に過ぎず，本願発明の技術的特徴が反映された様々な実施例が，当該技術の分野における通常の知識を有する者には，以下に説明する本発明の詳細な説明から導出され，理解されるであろう。

上記の本発明の実施例によれば，基地局は，空間無通信化を用いることによって隣接セルに対する干渉影響を緩和できる搬送波特定領域を制御することが可能になる。

本発明で達成しようとする技術的課題は，以上に言及した技術的課題に制限されず，言及していない他の技術的課題は，以降の記載から，本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明らかになるであろう。

本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は，本発明の実施例を提供し，詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
進化汎用移動体通信システム（Ｅ−ＵＭＴＳ）のネットワーク構造を示す図である。 長期進化（ＬＴＥ）システムにおいて用いられる無線フレームの構造を示す図である。 ＬＴＥシステムにおける物理チャネル及びこれを用いた信号送信を示す図である。 フェムトセル基地局が追加された無線通信システムを示す構成図である。 本発明の一実施例による異種ネットワークシステムにおいて，セル間干渉を緩和するための信号送信手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による信号送信手順の一例を示す図である。 本発明の一実施例による信号送信手順の他の例を示す図である。 本発明の一実施例による搬送波を送信するリソース周波数−時間領域を示す図である。 本発明の実施例を実行できる基地局及び端末を説明するためのブロック構成図である。

添付の図面を参照して説明された本発明の実施例から，本発明の構成，作用及び他の特徴が容易に理解できるであろう。本発明の実施例は，ＣＤＭＡ，ＦＤＭＡ，ＴＤＭＡ，ＯＦＤＭＡ，ＳＣ−ＦＤＭＡ，ＭＣ−ＦＤＭＡのような種々の無線接続技術に適用できる。ＣＤＭＡは，汎用地上無線接続（ＵＴＲＡ）又はＣＤＭＡ２０００のような無線技術であってよい。ＴＤＭＡは，世界移動体通信システム（ＧＳＭ）／汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）／ＧＳＭ進化のための強化データ速度（ＥＤＧＥ）のような無線技術であってよい。ＯＦＤＭＡは，米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ），ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ），ＩＥＥＥ８０２．２０，Ｅ−ＵＴＲＡなどのような無線技術であってよい。ＵＴＲＡは，ＵＭＴＳの一部である。第３世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＬＴＥは，Ｅ−ＵＴＲＡを用いるＥ−ＵＭＴＳの一部である。高度ＬＴＥ（ＬＴＥ−Ａ）は，３ＧＰＰ ＬＴＥの進化したバージョンである。

以下の実施例は，本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用される場合を中心に説明するが，これは例示であり，本発明がそれに制限されることはない。

本発明では，ＬＴＥ−Ａに基づいて記述しているが，本発明の提案上の概念や提案方式及びそれらの実施例は，特に限定されず，複数搬送波を用いる他のシステム（例，ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステム）に適用してもよい。

図１は，Ｅ−ＵＭＴＳのネットワーク構造を示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳは，ＬＴＥシステムとも呼ぶ。通信ネットワークは広範囲に配置されて，音声及びパケットデータのような種々の通信サービスを提供する。

図１を参照すると，Ｅ−ＵＭＴＳネットワークは，Ｅ−ＵＴＲＡＮ，進化パケットコア網（ＥＰＣ）及び端末（ＵＥ）を含む。Ｅ−ＵＴＲＡＮは，一つ以上の基地局（ｅノードＢ：ｅＮＢ）１１を含み，一つのセルに一つ以上の端末１０を配置できる。移動性管理エンティティ／システム構造進化（ＭＭＥ／ＳＡＥ）ゲートウェイ１２はネットワーク端に設けられて，外部ネットワークと接続することができる。ダウンリンクは，基地局１１から端末１０への通信を指し，アップリンクは，端末から基地局への通信を指す。

端末１０は，ユーザが携帯する通信装置であり，基地局１１は一般に，端末１０と通信する固定局である。基地局１１は，ユーザプレーン及び制御プレーンの端点を端末１０に提供する。一つの基地局１１をセルごとに配置してもよい。ユーザ情報又は制御情報を送信するためのインタフェースを基地局１１同士の間に用いてもよい。ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ１２は，セッション及び移動性管理機能のエンドポイントを端末１０に提供する。基地局１１及びＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ１２は，Ｓ１インタフェースを介して接続してもよい。

ＭＭＥは，無線呼出メッセージの基地局１１への配信，セキュリティ制御，待機状態移動性制御，ＳＡＥベアラ制御，及び非接続層（ＮＡＳ）信号通知の暗号化及び完全性保護を含む種々の機能を提供する。ＳＡＥゲートウェイホストは，プレーンパケットの終了及び端末１０の移動性支援のためのユーザプレーンスイッチングを含む種々の機能を提供する。ＭＭＥ／ＳＡＥゲートウェイ１２は，本明細書において，ゲートウェイと略称し，ＭＭＥゲートウェイ及びＳＡＥゲートウェイの両方を含むものとする。

複数のノードが，基地局１１とゲートウェイ１２との間でＳ１インタフェースを介して接続できる。基地局１１同士はＸ２インタフェースを介して相互接続され，隣接基地局は，Ｘ２インタフェースを持つ網状ネットワーク構造を有することができる。図２には，ＬＴＥで用いられる無線フレームの構造を例示する。

図２を参照すると，無線フレームは，１０ｍｓ（３２７２００＊Ｔ_s）の長さを有し，１０個の均等なサイズのサブフレームを含む。各サブフレームは，１ｍｓの長さを有し，２個の０．５ｍｓスロットを含む。Ｔ_sは，サンプリング時間を表し，Ｔ_s＝１／（１５ｋＨｚ＊２０４８）=３．２５５２＊０^-8（約３３ｎｓ）で表される。スロットは，時間領域において複数のＯＦＤＭ（又は，ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを含み，周波数領域において複数のリソースブロック（ＲＢ）を含む。ＬＴＥシステムにおいて一つのリソースブロックは１２個の二次搬送波＊７（６）個のＯＦＤＭ（又はＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを含む。フレーム構造タイプ−１及びフレーム構造タイプ−２はそれぞれ，ＦＤＤ及びＴＤＤに用いられる。フレーム構造タイプ−２は，２個の半フレームを含み，各半フレームは５個のサブフレームに加えて，ダウンリンクパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ），ガード周期（ＧＰ），アップリンクパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）を含む。上述した無線フレームの構造は，例示に過ぎず，サブフレーム，スロット又はＯＦＤＭ（又はＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルの個数／長さは様々に変更可能である。

図３は，ＬＴＥシステムにおける物理チャネル及びこれを用いた信号送信を例示する。

端末は，電源が入ったり，新しくセルに進入したりした場合，基地局と同期を合わせるなどの初期セル探索作業を行う（Ｓ３０１）。そのために，端末は，基地局から一次（ｐｒｉｍａｒｙ）同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ）及び二次（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ）同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を合わせ，セル識別情報（ＩＤ）などの情報を取得できる。その後，端末は基地局から物理同報チャネルを受信して，セル内の同報情報を取得できる。初期セル探索を終えた端末は，物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）及び該ＰＤＣＣＨによって搬送される情報に基づいて物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）を受信することによって，より具体的なシステム情報を取得できる（Ｓ３０２）。

一方，基地局に最初に接続したか，信号送信のための無線リソースがない場合，端末は，ランダムアクセス手順（ＲＡＣＨ）によって基地局に接続することができる（段階Ｓ３０３乃至段階Ｓ３０６）。そのために，端末は，物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５），ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介してプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースＲＡＣＨの場合，衝突解決手順を更に実行することができる。

上述したような手順を行った端末は，以降，汎用アップリンク／ダウンリンク信号送信手順として，ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７），及びＰＵＳＣＨ／ＰＵＣＣＨ送信（Ｓ３０８）を行うことができる。

端末がアップリンクを介して基地局に送信するか，又は，端末が基地局から受信する制御情報は，ダウンリンク／アップリンク肯定応答（ＡＣＫ）／否定応答（ＮＡＣＫ）信号，スケジュール要求（ＳＲ）情報，チャネル品質指示子（ＣＱＩ），プリコーディング行列指示子（ＰＭＩ），ランク指示（ＲＩ）などを含む。３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの場合，端末は，上述のＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報を，ＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを介して送信できる。

異種ネットワークが構成され，一つのセル中に小セルが複数存在することがある。以下，マクロセルとフェムトセルを取り上げて説明する。

図４は，フェムトセル基地局が追加された無線通信システムの構成図である。

異種ネットワークが構成され，一つのマクロセル領域内にフェムトセルのような小セルが存在することがある。フェムトセルは，フェムトセル基地局がサービスを提供する領域である。フェムトセル基地局は，マクロセル内のサービスを提供するマクロセル基地局の小型バージョンである。特に，フェムトセル基地局は，マクロ基地局の大部分の機能を果たすことができ，マクロ基地局がカバーする領域に設けてもよいし，マクロ基地局がカバーできない陰影地域に設けてもよい。フェムトセル基地局は，独立して動作するネットワーク構成を備えており，都心又は室内に設置されるリレー基地局より際立って多く設置することができる。そのため，フェムトセル基地局リストは情報量が多すぎ，基地局が端末に送信する隣接基地局リストには含まれない。

図４に示すように，フェムトセル基地局が追加された無線通信システムは，フェムトセル基地局４１０，マクロ基地局４２０，フェムトネットワークゲートウェイ（以下，「ＦＮＧ」という）４３０，接続サービスネットワーク（以下「ＡＳＮ」という）４４０及び接続性（ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ）サービスネットワーク（以下，「ＣＳＮ」という）４５０を含む。マクロ基地局４２０は，従来の無線通信システムの一般的な基地局を意味する。

フェムトセル基地局４１０は，マクロ基地局４２０の小型バージョンで，マクロ基地局の大部分の機能を果たす。フェムトセル基地局４１０は，ＴＣＰ／ＩＰネットワークに直接接続してマクロ基地局４２０のように独立して動作し，カバレッジは０．１〜３０ｍ程度であり，一つのフェムトセル基地局４１０が収容できる端末は１０〜２０個程度である。フェムトセル基地局４１０は，マクロ基地局４２０と同じ周波数を用いてもよいし，別の周波数を用いてもよい。

フェムトセル基地局４１０は，Ｒ１インタフェースを介してマクロ基地局４２０と接続されて，マクロ基地局４２０のダウンリンクチャネルを受信でき，また，マクロ基地局４２０に制御信号を送信できる。フェムトセル基地局４１０は，マクロ基地局４２０がカバーできない室内又は陰影地域をカバーでき，高速データ送信を提供できる。フェムトセル基地局４１０は，マクロセル内にオーバレイの形態で設けてもよいし，マクロ基地局４２０がカバーしない地域に非オーバレイの形態で設けてもよい。

従来の異種ネットワーク又はＭＩＭＯシステムでは，マクロセル内に位置するフェムトセルのような小セルとマクロセルとの干渉の影響を減らし，サービスを提供している端末に対するリンク品質を向上させるために，マクロセルで送信する搬送波を調整する搬送波オン・オフ方式を用いた。

マクロセルでフェムトセルのような小セルに及ぼす干渉影響を減少させるために，マクロセルでマクロセル内に位置する小セルと同じ搬送波を使用する場合，該当の搬送波の送信を停止することができる。こうすると，小セル領域内では，マクロセルで停止された搬送波に対応する搬送波に対して効率よく高いスループットを満たすことが可能になる。しかも，小セルの端に位置している端末に対して搬送波オン・オフを適用すると，隣接している小セルだけでなく，全体セル領域などを含む様々な大きさのセルからの干渉影響を緩和させることができる。

一方，複数セルが共有する搬送波に対しては，電力割当に関係する制御が行われる軟分割周波数再使用（ｓｏｆｔ ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｕｓｅ）方式を用いてもよい。例えば，他のセルに高い干渉影響を及ぼすセルにおいては送信電力レベルを減少させることによって，同じ搬送波を使用する複数セル間に干渉影響を緩和させることができる。この場合，共有された搬送波のセルの大きさを効率的に減少させることによって，あるセルは，管理された干渉レベルに相応する搬送波を活用可能である。

しかしながら，従来の搬送波オン・オフ方式は，マクロセルのように複数の端末を含む大きいセル領域で用いると，特定端末のための搬送波オン・オフ動作が他の端末にも適用され，スループット効率性の側面で効果が減少する。具体的に，複数セルが共有する搬送波に停波（ｔｕｒｎ−ｏｆｆ）動作を行うと，セル内部に位置しているセル内（ｉｎｔｒａ−ｃｅｌｌ）端末に対しては該当の搬送波を使用できなくなる。

また，異種ネットワーク動作において搬送波自体は異種モードで動作できるため，それぞれの搬送波は特定役割を果たすことができるが，搬送波オン・オフ方式を用いる場合，特定搬送波が果たしうる種々の機能を用いることが困難になる。

本発明は，セル間干渉の影響を緩和させつつ，同じ搬送波を，マクロセルの他，マクロセル内に位置する小セルでも使用できる信号送信方法を提案する。

本発明の一実施例による空間的無通信化（Ｓｐａｔｉａｌ Ｓｉｌｅｎｃｉｎｇ）は，一つのセル内で同じ搬送波を使用する複数セル間に好適なビーム調整によってセル間干渉の影響を緩和し，スループットの効率を高めるための方式である。

本発明の一実施例による信号送信方法を説明するために，以下，本発明の実施例では，ＭＩＭＯシステム又は異種ネットワークのセル領域内で共有されたチャネルに対してビーム形成（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）を用いると仮定する。この場合，一つのセル内に配置される小セルに対してはビーム形成を用いなくて済む。

図５は，本発明の一実施例による異種ネットワークシステムにおいて，セル間干渉を緩和するための信号送信手順の一例を示すフローチャートである。

図５を参照すると，複数のフェムトセルのような小セルを含むマクロセルを提供するマクロ基地局は，マクロセル内で同じ搬送波を共有するフェムトセルのような小セルに及ぶ干渉影響を減らすために，本発明の一実施例による空間無通信化を用いて搬送波を送信できる。空間無通信化の一例として，搬送波送信時に小セル領域を除く残りの領域に信号を送信するようにビーム形成を利用でき，利用するビーム形成運用方式を決定できる（Ｓ５０１）。すなわち，マクロセルの基地局は，小セルで用いる搬送波と同じ搬送波を使用する場合，小セル領域以外の残り領域に搬送波を送信するようにビーム形成を適用できる。

複数セルにおいて使われたものと同一の搬送波を送信する場合，搬送波に対するビーム形成運用方式は，以下に説明する１），２）によって，補助搬送波を，所定の周期に特定パターンを持つ形態で，又はランダムにビーム形成して送信する方式を用いることができる。ここで，補助搬送波は，システムにおいて主なユーザ情報の送受信に補助役割を果たす任意の搬送波で，二次搬送波と同じ意味として混用してもよい。補助搬送波は，周波数分割によって一次搬送波と区別することができる。

システム帯域を複数の副帯域に分割する場合，各副帯域を用いて選択的，かつ独立に無通信化（ビーム形成）を行うことができる。例えば，分割された複数の副帯域を搬送波単位で搬送波に適用する場合，一次副帯域を介して一次搬送波を送信し，二次副帯域を介して補助搬送波を送信するように運用できる。システムが搬送波集約を提供する場合，それぞれの副帯域は成分搬送波（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｃａｒｒｉｅｒ）に該当する。

本明細書において，一次搬送波及び二次搬送波は，発明の理解を助けるために任意に定義した用語で，均等な他の用語に置き換えてもよい。例えば，ＬＴＥシステムのように，一つの連続した周波数ブロックを提供する場合，一次搬送波及び二次搬送波は一つの周波数ブロックから分割された副帯域（例，一つ以上の連続／不連続の二次搬送波）に対応させてもよい。また，システムが搬送波集約を提供する場合，一次搬送波及び二次搬送波は成分搬送波単位で定義してもよいし，一つの成分搬送波内で分割された副帯域に対応させてもよい。

次に，搬送波に対するビーム形成運用方式を決定した基地局は，空間無通信化のために，セル単位で調整を行うことができる（Ｓ５０２）。セル間調整については以下の３）によって簡略に説明する。

ビーム形成運用方式及びセル間調整を行った基地局は，周波数帯域幅全体において一部領域を介して補助搬送波を送信できる（Ｓ５０３）。この場合，周波数帯域幅において補助搬送波を送信する一定領域を副帯域として定義し，一次搬送波を送信する領域である一次帯域と区別することができる。ビーム形成帯域は上述の副帯域に対応し，非ビーム形成帯域は上述の一次帯域に対応する。これについては，以下の４），５）で簡略に説明する。

その後，基地局は端末から基準信号（ＲＳ）に基づいて測定されたチャネル情報に関するフィードバック情報を受信することができる（Ｓ５０４）。このとき，基地局は，ＲＳにもビーム形成を適用して送信でき，セル内に位置している端末がビーム形成されたＲＳを受信できるように，別途の情報を予め知らせることができる。端末がＲＳを受信して測定を行う手順については以下の６），７）で簡略に説明する。

端末からフィードバック情報を受信した基地局は，補助搬送波を送信するためのチャネル上で制御及びデータチャネルに対するスケジュールを行うことができる（Ｓ５０５）。これについては以下の８）で簡略に説明する。

以下，上述した本発明の一実施例による信号送信手順における各段階に該当する基地局又は端末の動作について簡略に説明する。

１）搬送波ビーム形成

本発明の一実施例によれば，搬送波送信時に運用するビーム形成方式においては，一次搬送波は除いて補助搬送波にだけビーム形成を運用できる。例えば，補助搬送波を介して転送されるすべてのチャネルは，１又は複数のビームを形成して，隣接するセルに及ぶ信号干渉の効果を最小化することができる。

図６は，本発明の一実施例による信号送信手順の一例を示す図である。

図６を参照すると，基地局は，補助搬送波に対する様々なビーム形成運用方式のうちいずれか一つを決定できる（Ｓ６０１）。ビーム形成運用方式の一つとして，補助搬送波を介して送信するチャネルタイプによってビーム形成優先順位は別個に定義してもよい。

一例として，チャネル測定／サービス品質（ＱｏＳ）／ユーザ情報又は制御情報の受信によって送信チャネル特性を区別する必要がある場合，ＱｏＳ，ユーザ情報又は制御情報の重要度に従って各送信チャネルを送信する複数の送信アンテナ別に，ビーム形成優先順位に応じた別の重みベクトルを適用できる。他の例として，チャネル特性の点で，それぞれのチャネルを区別する必要がない場合，補助搬送波を介して送信する複数の送信アンテナに対してビームパターンを同一に調整するための単一／複数重みベクトルを適用できる。

この場合，各チャネルを区別して送信アンテナ別に独立した重みベクトルを決定するようにビーム形成運用方式を決定したとき，基地局は，複数の端末に各アンテナ別に適用する重みベクトルに関する情報，すなわち，各端末又は端末グループに関するビームパターン情報を知らせることができる（Ｓ６０２）。又は，ビームパターン情報として，重みベクトルに関する情報は，それぞれ区別される様々な重み値のうち，一定の重み値グループの代表値になるベクトル又は端末が区別できる重みベクトルの区別ベクトル若しくは区分単位に関する情報を含むことができる。

ビームパターンに関する情報を受信した各端末は，ビームパターン情報に基づき，それぞれの様々な送信チャネルを介して送信されるダウンリンク信号を受信することができる（Ｓ６０３）。

一方，本発明の一実施例による基地局は，ビーム形成の適用された補助搬送波がセル領域全体にわたって送信されるように，ビーム形成パターンを一定規則によって変更調整することができる。

２）ランダムビーム形成又は周期的ビーム形成

本発明の一実施例によって補助搬送波に対するビームパターンが形成されたとき，形成された一つのビームパターン方向は，すべてのセル領域をカバーできるとは限らない。この場合，一つのセルで信号送信が必要なすべての領域を包括できる種々の重みベクトルを設定できるが，送信アンテナ数が充分でない場合には効率が落ちる。すなわち，送信アンテナ数が充分でない場合，ビームパターンの形態は広範囲になりすぎ，他のセルに望ましくない干渉を与えることがある。これを回避するには複数ビームを構成する必要があるが，そのためには，非常に多くのアンテナを必要とするか，時間／周波数／符号リソース上で区別されるビームを形成する必要がある。

したがって，少数のアンテナを持つ基地局では，それぞれのビームが特定サービス領域をカバーできるようにビームを，時間差をおいて生成してもよく，この場合，複数ビームは同時に使用せずに，時間／周波数によって部分的に使用することができる。例えば，本発明の一実施例によって補助搬送波に対するビームパターンを既に設定された所定規則，例えばビーム位置交換（ｒｏｔａｔｉｏｎ）又はビーム指定（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）に関する規則にしたがってビームパターン方向を変更することが可能である。複数ビームアプリケーションは，時間ドメイン分割（ＴＤＤ）方式又は周波数ドメイン分割（ＦＤＤ）方式によるビーム形成を利用できるため，送信側では一定の時間（例，サブフレーム）ごとにビーム方向を変更できる。ＴＤＤ方式において基地局は，ビームが時間別にセル内における他の領域に送信されるようにビームパターンを構成する，又は，マクロセル内に存在する小セル領域にはビームを送信しないように構成できる。又は，ＦＤＤ方式を用いると，基地局が送信するビームパターン方向は，周波数サブセット（例，副帯域ビーム形成）によって変化できる。

又は，複数のマクロセルが同じ搬送波を使用する場合，マクロセル間干渉の影響を緩和するために，マクロセル単位で特定されたビームパターンを，一定周期で変更又は位置交換させることができる。例えば，基準になるいずれか一つのマクロセル内でビーム方向を順次に位置交換させつつ，同一搬送波を使用する他のマクロセルには独立したオフセットを適用してビーム方向を決定することができる。他の例として，ビーム方向の選択は，各セル別に特定パターン（例えば，１０ｍｓの所定周期）に従って行ってもよい。

本発明の実施例によって基地局で搬送波送信時にビーム形成を行いつつビーム方向を変動する場合，変動されるビームパターンに関する情報を端末に送信すればよい。

上記のようなビーム操作は，基地局が一定の周期で端末からチャネル測定情報に関する報告を受けるために用いることができる。すなわち，常にビームの操作を行うのではなく，端末からチャネル測定に関する情報を受信しようとする時点で，上記のようにビームを位置交換／制御する行為を時間によって行い，その他の時間では特定端末にサービスを提供するために端末に特化したビームを用いて動作させてもよい。

図７は，本発明の一実施例による信号送信手順の他の例を示す図である。

図７を参照すると，基地局は搬送波運用方式に関する情報として，送信アンテナ別に適用できる一つ以上の重みベクトルを含む重みベクトル集合に関する情報などを含む搬送波運用情報を，複数の端末に同報する（Ｓ７０１）。これとは違い，重みベクトル集合に関する情報を含む搬送波運用情報は，基地局及び／又は端末に既に設定されていてもよい。

基地局は，補助搬送波に対して使用するビーム形成方式を決定するに先立ち，セル領域全体に到達できる一次搬送波を介して上位層又はＬ１／Ｌ２信号通知を用いて，ビーム形成に使用できる重みベクトル集合などに関する情報を含む搬送波運用情報を同報できる。そして，これに対するフィードバック情報を受信して，補助搬送波に対するビーム形成をどのように具現するかを決定できる。

この搬送波運用情報を受信した各端末は，それに含まれたビームパターン情報に基づき，それぞれの様々な送信チャネルを介して送信されるダウンリンク信号を受信することができる（Ｓ７０２）。

そして，端末は，各重みベクトルを用いて送信された搬送波に基づいてチャネル状態を測定し，測定結果によるフィードバック情報を基地局に送信できる（Ｓ７０３）。当該フィードバック情報は，チャネル品質情報（ＣＱＩ），プリコーディング行列インデクス（ＰＭＩ）の他，該当の端末が最適の受信状態を満たす重みベクトル若しくは該当の端末が読み取ることができる重みベクトルに関する情報，又はこれを類推できる情報であるサブフレーム／フレームのような時間情報，周波数帯域に関する情報，用いられたリソースに関する情報なども含むことができる。

フィードバック情報を受信した基地局は，フィードバック情報に基づき，重みベクトル集合から該当の端末に対する特定重みベクトル情報を決定する搬送波運用方式を決定できる（Ｓ７０４）。具体的に，基地局は，フィードバック情報に基づき，該当の端末に信号を送信するのに適したビームパターンを決定し，該当の端末に対してどのような方式でビームパターンを使用するかを決定できる。すなわち，該当の端末がセル内に位置する領域にビームパターンを送信するように重みベクトルを決定できる。

そして，該当の端末に対して決定されたビーム形成運用情報を，端末にユニキャスト送信し（Ｓ７０５），決定されたビーム形成方式を用いて補助搬送波を送信できる（Ｓ７０６）。

すなわち，本発明の一実施例によれば，基地局がセル内に位置するすべての端末に一次搬送波を介して同報する搬送波運用情報は同一であるが，フィードバック情報の受信後にそれぞれの端末に送信するビームパターン情報は，端末別に区別可能であり，端末の位置及び／又はサービス領域などによって変動可能である。

ここで，端末が基地局に送信するフィードバック情報は，（半）ランダムビーム形成を仮定する補助搬送波での測定によって求めることができる。端末は，基地局が指示するビーム形成構成（時間／周波数副帯域／ビーム重みベクトル）情報に基づいて該当の特定ビームに対する測定を行うことができる。特定ビームに対する測定結果は，単純にオン／オフ方式又は１ビットで構成される指示子によって，該当のビームの構成が端末に適合するか否かを報告できる。この場合，基地局は，このようなオン／オフ情報を用いてしばしば使用可能なビーム形成重み値を効果的に使用するための統計情報及び部分セルカバレッジ情報を選択できる。

３）補助搬送波動作に対するセル間又は基地局間の通信

本発明の一実施例によって補助搬送波に対するビーム形成を行いつつ，基地局は，セル間干渉の影響を最小化するためのセル調整（又は，ビーム形成が到達するサービス領域の調整）を行わねばならない。そのために，ビーム形成（又は，ビーム形成用に均等に定義された重みベクトル）が到達するサービス領域を定義するには，まず通信に参加するセル同士に干渉情報が共有されなければならない。

小セルの場合，補助搬送波に対してビーム形成を用いても用いなくてもよいが，補助搬送波又は一次搬送波に対して隣接セルから干渉情報を取得しなければならない。端末が搬送波を用いて干渉及び／又はビーム方向に対する測定を行ったときは，チャネル測定結果又はＰＭＩ情報をサービス提供セルに報告することができる。又は，サービス提供セルの基地局において内部的に，端末から送信されたアップリンク信号に対してチャネル測定を行い，セル間干渉情報を取得することができる。チャネル測定は，別にプリコーディングを行わず，毎サブフレームを介して送信されるセル特定基準信号に基づいて行ってもよいし，プリコーディングされたＲＳに基づいて行ってもよい。

一方，補助搬送波が干渉測定に用いられる場合，チャネル測定情報に基づいて基地局で指定するビーム形成構成情報（周期，副帯域又は重みベクトルなど）によって，周波数帯域又はサブフレームとして定義できるビーム集合からいずれか一つのビーム集合を決定できる。

チャネル測定情報のうち，許容できない（ｎｏｎ−ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）ビーム形成は，該当する送信セルに報告される必要がある。このとき，複数のチャネル測定が報告される場合，副帯域情報，サブフレーム情報又は無線フレーム情報のような対応する測定設定に関する情報は同時に報告される必要がある。

４）補助搬送波設定

本発明の他の実施例によれば，マクロセルと小セルとが同一の搬送波を使用する場合，空間無通信化方式を用いず，セル又はセルグループに特定される搬送波又はネットワークに関する特定の搬送波で補助搬送波を構成できる。これによって，端末は，ハンドオーバ又は初期セル接続時に自身に特定された補助搬送波以外の残りの補助搬送波に対してはチャネル測定を行う必要がない。

異種ネットワークシステムでは，マクロセルにおいて用いられるシステムに関する利用可能搬送波を利用できる小セルが複数存在する。しかし，小セルで送信する搬送波は，小セルの位置及びマクロセルの運用方式によって影響を受けることがある。したがって，セル同士が共有する補助搬送波の設定は，小セル及び隣接するマクロセルのように，関連したセル同士が交渉によって行ってもよい。補助搬送波に対する交渉段階の後に，小セル同士は，共有する補助搬送波に対する干渉又はチャネル品質／状態情報をマクロセルに報告でき，これを受信したマクロセルは，干渉影響を最小化するビーム形成を具現できる。

５）区画運用（Ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）

ＬＴＥ−Ａシステムは，ＬＴＥ帯域及びＬＴＥ−Ａ帯域を構成する搬送波を提供でき，よって，ＬＴＥ帯域は，レガシモード及び互換可能なモードで使用可能であり，ＬＴＥ−Ａ帯域は，追加的なＬＴＥ−Ａ最適化のために用いることができる。このような搬送波タイプは，図８に示すように，周波数−時間ドメイン上で区別できる。

図８は，本発明の一実施例による搬送波を送信するリソース周波数−時間領域を示す図である。

図８を参照すると，周波数ドメイン上において一定領域は，セル内に位置するすべての端末に信号を送信するために用いられる非ビーム形成帯域又は副帯域８０１であり，一次搬送波送信に用いることができる。これは，本発明の一実施例によってビーム形成を適用した補助搬送波を特定端末に送信するために利用可能な副帯域であるビーム形成帯域又は一次帯域８０２と区別できる。

このような構造において，本発明の一実施例による空間無通信化は，従来の搬送波無通信化と異なるように定義できる。例えば，従来の搬送波無通信化は，ＬＴＥ−Ａ帯域の部分副帯域又はＬＴＥ帯域の部分帯域に制限され，制限された帯域内で搬送波送信オン／オフを利用するものである。これにより，小セルは動作時に搬送波として無通信化された副帯域を用いることができる。すなわち，生成された搬送波中心はマクロセル搬送波の搬送波中心には割り当てられない。しかし，小セルは，協働する隣接セルからの無通信化された副帯域内の干渉によって影響を受けずに，低い干渉レベルを満たすことができる。

無通信化副帯域は，更に柔軟に設定してもよい。セル領域全体の端末にサービスを提供するために，非無通信化副帯域が依然として用いられている間に，部分帯域幅又は全体帯域幅を空間的に無通信化してもよい。そして，無通信化された副帯域は，非無通信化副帯域の動作を補助できる。

本発明の一実施例による空間無通信化を用いる場合，ビーム形成重みベクトルは，ターゲットとなる無通信化された副帯域にだけ提供されるはずである。そして，重みベクトル自体は，図８に示すように，時間ドメイン又は周波数ドメイン上でビーム形成重みベクトルを変更することができる。さらには，副帯域空間無通信化に対して，ＬＴＥ副帯域及びＬＴＥ−Ａ副帯域（又は他のタイプの副帯域）の両方を無通信化された副帯域に対して用いてもよい。制御チャネルが無通信化された場合，非無通信化副帯域に対する新しい動作を定義してもよい。例えば，ダウンリンク又はアップリンクに対する許可情報は，特定副帯域を介して送信できるが，副帯域は特定環境によって無通信化されることがある。この場合，許可情報送信に対する制御チャネルは，無通信化されていない他の副帯域に移動してもよい。これは，追加的な制御チャネルが空間無通信化された副帯域（例えば，無通信化オン／オフ，重みベクトル変更情報，無通信化された副帯域の許可情報など）の管理に利用可能な空間的無通信化として定義され得ることを意味する。

６）基準信号を用いた補助チャネル測定

本発明の一実施例による空間無通信化に種々のチャネル測定方法を用いることができる。端末が受信する搬送波に無通信化及び非無通信化副帯域／サブフレームをすべて含まない場合，特に，非無通信化測定ができないときは，無通信化の適用された補助搬送波から直接チャネル測定を行うことができる。チャネル測定が，ＲＳ又はプリアンブルのように情報の知られた既知シンボルに基づいて行われたときは，既知シンボルを含む対応するチャネルが存在することがあり，該当のチャネルを複数の小セル及びマクロセルで共有できる。この既知シンボルは，事前に基地局間で共有したり，端末が任意の基地局から送信される情報を複数の方法で受信（すなわち，複数セルに対して検索及び情報受信，そして接続も可能）したりして，該当のサービス提供セル又は端末特定のサービス提供セルを介して該当のシンボルに関する測定情報を送信できる。

本発明の一実施例による空間無通信化は，基準信号（ＲＳ）に対してもビーム形成を行う場合，ビーム形成が送信される領域に位置する複数の端末が，経路損失の発生した補助搬送波を測定しないように制限できる。ビーム形成されて送信された該当の補助搬送波で経路損失が発生した場合，ビーム形態によって，測定された経路損失に対する正確度は低下するからである。したがって，経路損失の発生した補助搬送波に対する測定が正確に行われるように，本発明の一実施例による基地局は，端末に補助搬送波の送信に用いたアンテナ数又はビーム形成次数に関する情報を知らせることができる。

これを受信した各端末は，適合な補助搬送波に対する測定を行うことができる。例えば，チャネル測定のためにセル共通基準信号（ＣＲＳ）を使用し，いずれか一つの小セルからビーム形成無しで送信するＣＲＳが，隣接する他のセルに高い干渉レベルで影響を及ぼす場合は，基地局はＣＲＳにもビーム形成を行うことができる。すなわち，共通基準信号による干渉を防止するために，本発明の一実施例による基地局はＣＲＳに対するビーム形成を定義できる。

ここで，ビーム形成情報を受信した端末は，ビーム形成適用重みベクトルによって重みベクトル別にチャネル測定を行ったり，サブフレームや副帯域のような単位を基準にチャネル測定を行ったりすることができる。しかし，あるビーム形成が行われるサブセル領域に端末が存在しないこともあり，サブフレーム又は周波数副帯域によってＣＲＳに様々な重みベクトルを適用することが好ましい。この場合，端末は，サブフレームインデクス及び周波数帯域の側面でＣＲＳの測定値は該当のインデクスや帯域に基づく値に変換し，ＣＲＳに対する測定値と同一の又は独立したサブフレームインデクス又は周波数帯域を基地局に報告できる。これによって，基地局は，端末にサービスを提供するための搬送波が送信されるセル領域を所定規則によって変更するために，ビーム形成重みベクトルをどのように適用するかを決定できる。指定されたＲＳと同様に，基地局は，端末が補助搬送波を測定すると，サブフレーム又は周波数副帯域によってビーム形成重みベクトルを変更できる。

補助搬送波送信時に経路損失が発生する場合，測定された経路損失の正確度は，ビーム形状によって減少することがある。しかし，ビーム形成の次数が十分に高くないときは，一般的な経路損失測定エラーが，超過したビーム利得だけ十分に高くなった後は，ビーム利得の大きさ自体は重要でなく，経路損失を計算するときに無視してもよい。

７）空間無通信化の観点での搬送波集約

補助搬送波が一つの端末に対する追加的な情報搬送波として用いられるとき，補助搬送波は，ダウンリンク受信に対する端末特定搬送波と表すことができる。しかし，補助搬送波からは，端末に直接的に送信する信号に対する好適なビーム形成重み値が推定できず，よって，補助搬送波は無監視（ｎｏｎ−ｈｅａｒｉｎｇ）状態で管理すればよい。

したがって，補助搬送波が汎用搬送波として取り扱われ，基地局は搬送波集約に基づいて端末動作を制御できるにもかかわらず，補助搬送波動作に基づいて他の運用方式を定義することがより効率的である。例えば，端末においてチャネル測定によって既に好適なビーム重み値が決定され，基地局が搬送波送信領域を調整するビーム重み値を切り替えたとき，端末は，端末特定ビーム形成重み値が適用されないときには補助搬送波を受信せず，特定ビーム形成重み値が適用されるときにだけ，補助搬送波を受信するようにする動作を定義してもよい。

このような動作のために，基地局は，ビーム形成重み値及びビーム形成重み値の時間／周波数副帯域のような補助搬送波送信に関する情報を，システム情報又は端末特定の無線リソース制御（ＲＲＣ）信号を介して端末に送信しなければならない。このような補助搬送波送信に関する情報は，図６におけるビームパターン情報を送信する段階Ｓ６０２，又は図７におけるビーム形成運用情報を送信する段階Ｓ７０５において，共に送信することができる。上記補助搬送波送信に関する情報は，補助搬送波を送信する帯域幅と，各副帯域のサイズ及び／又は重みベクトルの交換周期，重み値行列情報，アンテナ構成情報，のようなビーム形成パターン情報と，補助搬送波の受信された信号を測定する方法とのうちの一つ以上の情報を含むことができる。

次に，基地局は，後で端末からフィードバック送信された測定情報に基づいて搬送波集約を決定できる。端末が補助搬送波を充分の信号強度で認識できるときは，補助搬送波は一次搬送波と共に集約できる。そうでないときは，対応する補助搬送波送信領域内に端末が位置しないことがあるため，補助搬送波は端末に割り当てなくてもよい。

８）補助チャネルを通じた制御及びデータチャネルの使用

基地局は端末から送信されたフィードバック情報に基づいて制御チャネルを調整することができる。

一般に，端末がすべての補助搬送波から制御チャネルを復号することが保障されるわけではないので，端末が補助搬送波を受信するための別途の信号通知過程を追加しなければならない。

そのために，本発明の一実施例は，副帯域の時間又は周波数を復号する方法に関する情報を端末に送信する。復号方法に関する情報を受信した端末は，端末の位置している方向にビーム形成されて送信されたサブフレームを受信して復号できる。しかし，一次搬送波（又は，全体領域の搬送波）を介して副帯域の時間又は周波数復号設定が上位層信号通知で定義されることがあるため，復号設定方法を動的に変更することができない。

したがって，本発明の一実施例による空間無通信化を用いた信号送信方法において，任意のサブフレーム上で復号設定に関する動的スケジュールを可能にするために，基地局は，復号方法に関する情報を送信する段階は，図６におけるビームパターン情報送信段階又は図７における搬送波運用情報送信段階の後に行うことができる。補助搬送波を送信するために使用する制御チャネルに関するスケジュール情報は，一次搬送波を介して送信できる。スケジュール情報は，単に補助搬送波に対するスケジュールを行うか否かを指示する指示情報を含んでもよく，補助搬送波に関する許可情報を含んでもよい。

ここで，スケジュール情報が補助搬送波に対するスケジュールを行うか否かを指示する指示情報だけを含む場合，端末は，補助搬送波から許可情報を復号しなければならない。ここで，復号複雑度は，周波数副帯域，探索空間インデクス，集約レベル，アンテナ構成，送信モードなどのような復号位置に関する様々なパラメータを含む指示情報によって減少すればよい。

指示情報に含まれた一つ以上のパラメータは，上位層信号通知又はＬ１／Ｌ２制御信号通知によって予め定義してもよい。許可情報が一次搬送波を介して直接送信されるときは，許可情報は，補助搬送波に関する搬送波識別情報（ＩＤ）を含むことができる。搬送波ＩＤは，各端末別に利用可能な補助搬送波又はすべての利用可能な搬送波に基づいて定義できる。

上述した本発明の一実施例と違い，ビーム形成を用いるセル領域と同じ物理的空間ではなく，無相関環境の空間ドメイン（例えば，固有のビーム形成領域）でストリームをオン／オフする方式を用いてもよい。

本発明の他の実施例による空間無通信化は，空間ドメインでの送信オン・オフ方式を用いるもので，レイヤをオン／オフする方式を用いる。

基地局は，複数のマクロセル間の干渉緩和用に，空間ドメインでのオン／オフ方式を用いることができる。これに関する情報を送信する方法の一例として，ＲＲＣ信号通知（例えば，ビットマップ）を介してレイヤのオン／オフを行うか否かに関する情報を端末に送信することができる。例えば，一つのマクロセル内に１２個の物理アンテナが設けられた場合，１２個の物理アンテナによって３個の空間ドメインを構成できる。すなわち，空間ドメインのそれぞれに対する送信オン／オフ方式を介してセル内の特定領域へ信号を送信するか否かを決定できる。この時，一つのセルを構成する各空間ドメインは，３ビットのビットマップを介して各空間ドメインにおいて信号送信オン／オフを行うか否かを表すことができる。

空間ドメインにおけるオン／オフ方式は，擬似ランダムパターンを適用してオン／オフ動作を行う空間ドメインを任意に選択する方法を用いることができる。擬似ランダムパターン方式は，コイン投げ（ｃｏｉｎ ｔｏｓｓｉｎｇ）を適用できる。

このような本発明の実施例が実行されうる基地局及び端末について，図８を参照して説明する。

図９は，本発明の実施例を実行できる基地局及び端末のブロック構成図である。

端末は，アップリンクでは送信装置として動作し，ダウンリンクでは受信装置として動作できる。また，基地局は，アップリンクでは受信装置として動作し，ダウンリンクでは送信装置として動作できる。すなわち，端末及び基地局は，情報又はデータの送信のために送信装置及び受信装置を含むことができる。

送信装置及び受信装置は，本発明の実施例を実行するためのプロセッサ，モジュール，部分及び／又は手段などを含むことができる。特に，送信装置及び受信装置は，メッセージを暗号化するためのモジュール（手段），暗号化されたメッセージを解析するためのモジュール，メッセージを送受信するためのアンテナなどを含むことができる。

図９を参照すると，左側は，送信装置の構造であり，基地局を表し，右側は，受信装置の構造であり，基地局がサービス提供するセル内に進入した端末を表す。送信装置及び受信装置はそれぞれ，アンテナ９０１，９０２，受信モジュール９１０，９２０，プロセッサ９３０，９４０，送信モジュール９５０，９６０及びメモリ９７０，９８０を含むことができる。

アンテナ９０１，９０２は，外部から無線信号を受信して受信モジュール９１０，９２０に配信する機能を果たす受信アンテナ，及び送信モジュール９５０，９６０で生成された信号を外部に送信する送信アンテナで構成される。アンテナ９０１，９０２は，複数アンテナ（ＭＩＭＯ）機能を提供する場合は，２個以上を備えてもよい。

受信モジュール９１０，９２０は，外部からアンテナを介して受信された無線信号に復号及び復調を行って原データの形態に復元し，プロセッサ９３０，９４０に配信できる。受信モジュール及びアンテナは，図９に示すように分離せず，無線信号を受信するための受信部としてもよい。

プロセッサ９３０，９４０は，一般に，送信装置又は受信装置の全般的な動作を制御する。特に，上述した本発明の実施例を行うためのコントローラ機能は，サービス特性，無線環境，等に応じた媒体接続制御（ＭＡＣ）層フレーム可変制御機能，ハンドオーバ機能，認証及び暗号化機能などを担うことができる。

送信モジュール９５０，９６０は，プロセッサ９３０，９４０によってスケジュールされて外部に送信されるデータに所定の符号化及び変調を行った後にアンテナへ配信できる。送信モジュール及びアンテナは，図９に示すように分離せず，無線信号を送信するための送信部としてもよい。

メモリ９７０，９８０は，プロセッサ９３０，９４０における処理及び制御のためのプログラムを記憶してもよいし，入出力されるデータを一時記憶してもよい。移動端末の場合，一時記憶された入出力データは，基地局から割り当てられたアップリンク許可，システム情報，基地局識別子（ＳＴＩＤ），フロー識別子（ＦＩＤ），動作時間などを含んでもよい。

また，メモリ９７０，９８０は，フラッシュメモリタイプ，ハードディスクタイプ，マルチメディアカードマイクロタイプ，カードタイプのメモリ（例えば，ＳＤ又はＸＤメモリなど），ＲＡＭ，ＳＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＰＲＯＭ，磁気メモリ，磁気ディスク，光ディスクのうちの少なくとも一つのタイプの記憶媒体を含むことができる。

送信装置のプロセッサ９３０は，基地局に対する全般的な制御動作を行い，図５で上述した本発明の実施例によって，基地局がサービスを提供するマクロセル領域で空間無通信化を用いて補助搬送波を送信するようにすることができる。例えば，上述した実施例のように，補助搬送波に対するビーム形成を行いつつ，所定の規則にしたがってビーム方向を変更又は位置交換させる方法を用いることができる。

そのために，送信装置で使用可能な重みベクトル集合に関する情報を，送信モジュール９５０を介して受信装置に送信すると，受信装置のプロセッサ９４０は，各重みベクトルに対するチャネル測定結果を送信装置にフィードバック送信することができる。すなわち，送信装置のプロセッサ９３０は，受信したフィードバック情報に基づき，該当の受信装置への搬送波送信時に用いる重みベクトルを決定してビーム形成を行うことができる。

この過程で，送信装置のプロセッサ９３０は，図６又は図８で上述した実施例の他，１）〜８）段階の処理も行うことができる。

受信装置のプロセッサ９４０は，端末の全般的な制御動作を行う。また，上述した本発明の実施例によって，送信装置から送信された空間無通信化に関する情報として搬送波運用情報（ビーム形成適用方式に関する情報）を，受信モジュール９２０を介して受信し，搬送波受信に用いることができる。

プロセッサ９３０，９４０は，本発明の実施例で上述したそれぞれの制御情報を，ＤＭ‐ＲＳではなく，別途の信号通知を介して送信するように構成できる。一方，基地局は，上述した本発明の実施例を行うためのコントローラ機能，直交周波数分割多元接続パケットスケジュール，時分割二重通信パケットスケジュール及びチャネル多重化機能，サービス特性及び無線環境に応じたＭＡＣフレーム可変制御機能，高速トラヒック実時間制御機能，ハンドオーバ機能，認証及び暗号化機能，データ送信のためのパケット変復調機能，高速パケットチャネル符号化機能及び実時間モデム制御機能などが，上述したモジュールのうち少なくとも一つによって実行されてもよく，このような機能を実行するための別途の手段，モジュール又は部分などを更に含んでもよい。

以上開示された本発明の好適な実施例についての詳細な説明は，当業者が本発明を具現し実施できるように提供された。以上では本発明の好適な実施例を参照して説明したが，当該技術の分野における熟練した当業者には，本発明の領域を逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更できるということが理解できる。例えば，当業者は，以上の実施例に記載された各構成を互いに組み合わせる方式で利用することができる。

したがって，本発明は，ここに開示された実施形態に制限されるものではなく，ここに開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるものであろう。

本発明の実施例は，種々の無線接続システムに適用できる。種々の無線接続システムの一例には，３ＧＰＰ，３ＧＰＰ２及び／又はＩＥＥＥ８０２．ｘｘシステムなどがある。

本発明の実施例は，上記の種々の無線接続システムの他，これら種々の無線接続システムを応用したいずれの技術分野にも適用可能である。

Claims (15)

1. 異種ネットワークにおいて基地局が信号を送信する方法であって，
   一次搬送波によって搬送されるダウンリンク制御信号を介して，補助搬送波によって搬送される基準信号に適用できる１又は複数の重みベクトルを含む重みベクトル集合に関係する情報を複数の端末に送信するステップと，
   前記重みベクトル集合に含まれる各重みベクトルが適用されている前記基準信号を，前記複数の端末に送信するステップと，
   前記基準信号のチャネル測定の結果に関係するフィードバック情報を，前記複数の端末から受信するステップと，
   前記フィードバック情報に基づいて，前記補助搬送波に適用するビームパターンを形成するための重みベクトル情報を決定するステップであって，該重みベクトル情報は，前記補助搬送波によって搬送されるダウンリンク信号に適用され，前記複数の端末それぞれに特定である，ステップと，
   前記決定された重みベクトル情報に関係する情報を含む搬送波運用情報を，前記一次搬送波を介して前記複数の端末それぞれに送信するステップと，
   前記決定された重みベクトル情報を用いて前記ダウンリンク信号を搬送する前記補助搬送波を前記複数の端末それぞれに送信するステップと，
   を有する方法。
2. 前記補助搬送波及び前記一次搬送波は，利用可能なシステム帯域を構成する複数の周波数区画のうち，別個の周波数区画を介して送信される搬送波である，請求項１に記載の方法。
3. 前記重みベクトルを決定するステップは，前記基地局が提供するマクロセルが用いる搬送波と，前記マクロセル内に含まれる小セルとが用いる搬送波とが重なる場合に選択的に行われる，請求項１に記載の方法。
4. 前記複数の端末からチャネル測定に関係する複数のセル間の干渉に関係する干渉情報を含むフィードバック情報を受信するステップと，
   前記干渉情報に基づき，前記基地局がサービスを提供するマクロセル内の，ビーム形成後に前記補助搬送波が送信される領域を調整するステップと，
   を更に有する，請求項１に記載の方法。
5. 基準信号に適用するビーム形成を形成するための重みベクトルを決定するステップと，
   前記基準信号に適用するビーム形成の次数に関係する情報及びアンテナの個数に関係する情報のうち，少なくとも一つを含む基準信号運用情報を送信するステップと，
   前記ビーム形成の行われた前記基準信号を送信するステップと，
   を更に有する，請求項１に記載の方法。
6. 前記基準信号に適用するビーム形成を形成するための重みベクトルを決定するステップは，利用可能なシステム帯域を構成する複数の周波数区画のそれぞれに応じて，セル共通基準信号に別個の重みベクトルを適用するように，前記重みベクトルを決定するステップを含む，請求項５に記載の方法。
7. 前記補助搬送波に適用するビーム形成を形成するための重みベクトル及びビーム形成重み値が適用される時間／周波数リソースに関係する情報を含む，補助搬送波送信に関する情報を端末に送信するステップと，
   前記端末から前記補助搬送波を用いたチャネル測定の結果を含むフィードバック情報を受信するステップと，
   前記フィードバック情報を用いて前記補助搬送波に対する搬送波集約を行うステップと，
   を更に有する，請求項１に記載の方法。
8. 異種ネットワークにおいて端末が信号を受信する方法であって，
   一次搬送波によって搬送されるダウンリンク制御信号を介して，補助搬送波によって搬送される基準信号に適用できる１又は複数の重みベクトルを含む重みベクトル集合に関係する情報を基地局から受信するステップと，
   前記重みベクトル集合に含まれる各重みベクトルが適用されている前記基準信号を，前記基地局から受信するステップと，
   前記基準信号のチャネル測定の結果に関係するフィードバック情報を，前記基地局に送信するステップと，
   前記補助搬送波に適用するビームパターンの形成のために決定された重みベクトル情報に関係する情報を含む搬送波運用情報を前記基地局から受信するステップであって，前記重みベクトル情報は前記フィードバック情報に基づいて決定され，前記補助搬送波によって搬送されるダウンリンク信号に適用される，ステップと，
   前記重みベクトル情報を適用した前記ダウンリンク信号を搬送する前記補助搬送波を前記基地局から受信するステップと，
   を有する方法。
9. 前記基地局から受信したダウンリンク信号を用いてチャネル測定を行うステップと，
   前記チャネル測定に関係する複数のセル間の干渉に関係する干渉情報を含むフィードバック情報を前記基地局に送信するステップと，
   を更に有する，請求項８に記載の方法。
10. 前記補助搬送波及び前記一次搬送波は，利用可能なシステム帯域を構成する複数の周波数区画のうち，別個の周波数区画を介して送信される搬送波である，請求項８に記載の方法。
11. 異種ネットワークにおける基地局であって，
    無線信号を送信する送信モジュールと，
    無線信号を受信する受信モジュールと，
    前記送信モジュールを介して送信される補助搬送波に適用するビームパターンを形成するための重みベクトル情報を決定するプロセッサと，を備え，
    前記プロセッサは，
    一次搬送波によって搬送されるダウンリンク制御信号を介して，補助搬送波によって搬送される基準信号に適用できる，１又は複数の重みベクトルを含む重みベクトル集合に関係する情報を複数の端末に送信し，
    前記重みベクトル集合に含まれる各重みベクトルが適用されている前記基準信号を，前記複数の端末に送信し，
    前記基準信号のチャネル測定の結果に関係するフィードバック情報を，前記複数の端末から受信し，
    前記重みベクトル情報は，前記フィードバック情報に基づいて前記補助搬送波によって搬送されるダウンリンク信号に適用され，前記複数の端末それぞれに特定であり，
    前記決定された重みベクトル情報に関係する情報を含む搬送波運用情報を，一次搬送波を用いて前記複数の端末に送信し，
    前記決定された重みベクトル情報を用いて，前記ダウンリンク信号を搬送する前記補助搬送波を前記複数の端末それぞれに送信するように構成された，基地局。
12. 異種ネットワークにおける端末であって，
    無線信号を受信する受信モジュールと，
    無線信号を送信する送信モジュールと，
    前記受信モジュールを介して受信したダウンリンク信号に基づいてチャネル測定を行うプロセッサと，を備え，
    一次搬送波によって搬送されるダウンリンク制御信号を介して，補助搬送波によって搬送される基準信号に適用できる１又は複数の重みベクトルを含む重みベクトル集合に関係する情報を，基地局から受信し，
    前記重みベクトル集合に含まれる各重みベクトルが適用されている前記基準信号を，前記基地局から受信し，
    前記基準信号のチャネル測定の結果に関係するフィードバック情報を，前記基地局に送信し，
    補助搬送波に適用するビームパターンの形成のために決定された重みベクトル情報に関係する情報を含む搬送波運用情報を前記基地局から受信し，
    前記重みベクトル情報は前記フィードバック情報に基づいて決定され，前記補助搬送波によって搬送されるダウンリンク信号に適用され，
    前記重みベクトル情報を適用した前記ダウンリンク信号を搬送する前記補助搬送波を前記基地局から受信するように構成された端末。
13. 前記端末が，前記受信モジュールを介して，前記基地局から前記補助搬送波に適用できる１又は複数の重みベクトルを含む重みベクトル集合に関係する情報を，前記一次搬送波を用いて受信し，前記重みベクトル集合に含まれたそれぞれの重みベクトルが適用されたダウンリンク信号を受信したとき，前記プロセッサは，前記重みベクトル集合に含まれたそれぞれの重みベクトルが適用された前記ダウンリンク信号のチャネル測定を行い，該チャネル測定の結果に関係するフィードバック情報を生成して，前記送信モジュールを介して前記基地局に送信する，請求項１２に記載の端末。
14. 前記フィードバック情報は，前記チャネル測定に関係する複数のセル間の干渉に関係する干渉情報を含む，請求項１２に記載の端末。
15. 前記端末が，前記受信モジュールを介して，前記基地局から前記補助搬送波に適用するビーム形成を形成するための重みベクトル及びビーム形成重み値が適用される時間／周波数リソースに関係する情報を含む補助搬送波送信に関する情報を受信したとき，前記プロセッサは，前記補助搬送波を用いたチャネル測定の結果を含むフィードバック情報を生成して，前記送信モジュールを介して前記基地局に前記フィードバック情報を送信する，請求項１２に記載の端末。

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