JP6168169B2 - 無線通信システム、基地局、移動局、及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、基地局、移動局、及び無線通信方法に関する。

従来、基地局と移動局との間の通信品質を向上するため、基地局の形成するセル内に複数のアンテナが配置された無線通信システムが提案されている。例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）では、同一セル内の異なる位置にアンテナを複数配置する方法と、各アンテナが個別のセルを形成する方法とがある。前者の方法が適用された無線通信システムでは、セルを形成する基地局のアンテナと、複数のアンテナとが、１つのセル内に併存することとなるが、ハンドオーバ処理のオーバヘッドは減少する。前者のように、同一セル内に複数のアンテナが存在する場合、基地局は、各アンテナに対して、異なるシーケンス番号のＣＳＩ−ＲＳ（Channel State Information−Reference Signal）を割り当てることにより、移動局から、適切なＣＳＩ値の報告を受けることができる。

3GPP TS36.211 V10.2.0(2011-06) 3GPP TR36.814 V9.0.0(2010-03)

しかしながら、ＣＳＩ−ＲＳには、割当て可能な物理リソースを決定するためのポート数に制限（例えば、１セル当たり８ポート）がある。特に、セル内に多数のアンテナが配置された無線通信システムでは、アンテナに割り当てるポート数が不足する可能性が高い。かかる懸念を解消するため、物理リソース（１セル当たりのポート数）を増加させるという方法もあるが、この方法では、信号送信に必要な制御チャネル領域が増大し、その分、下り方向のデータ割当て領域が減少してしまう。その結果、基地局が移動局に送信可能なデータの容量が減少し、無線通信システムのスループットが低下することとなる。セル内のアンテナ数を増加させると、１アンテナ当たりの移動局数が減少することから、移動局に割り当て可能なリソースは増加し、システム全体のスループットが向上する。したがって、ＣＳＩ−ＲＳのポート数の制限が、スループットの向上を阻害する要因となっていた。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、スループットを向上することのできる無線通信システム、基地局、移動局、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願の開示する無線通信システムは、一つの態様において、基地局と、該基地局と通信する移動局とを有する。前記基地局は、選択部と第１の送信部とを有する。前記選択部は、前記移動局が受信品質の測定に用いる信号の送信に用いられるリソースに対応する複数のデータ系列の中から、前記移動局の位置に応じたデータ系列を識別するための識別情報を選択する。前記第１の送信部は、前記移動局に対し、前記識別情報を送信する。前記移動局は、受信部と測定部と第２の送信部とを有する。前記受信部は、前記第１の送信部により送信された前記識別情報を受信する。前記測定部は、前記識別情報により識別される前記データ系列の信号を用いて、前記受信品質を測定する。前記第２の送信部は、前記基地局に対し、前記測定部により測定された前記受信品質を示す情報を送信する。

本願の開示する無線通信システムの一つの態様によれば、スループットを向上することができるという効果を奏する。

図１は、無線通信システムにおけるセル及びＲＲＨの配置を示す図である。 図２は、基地局の機能的構成を示す図である。 図３は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル内のデータ格納例を示す図である。 図４は、移動局の機能的構成を示す図である。 図５は、基地局のハードウェア構成を示す図である。 図６は、移動局のハードウェア構成を示す図である。 図７は、無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 図８は、各ＲＲＨのカバーエリアと、各ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号により特定された８つのＲＲＨのカバーエリアとの位置関係を示す図である。 図９は、基地局の動作を説明するためのフローチャートである。 図１０は、移動局の動作を説明するためのフローチャートである。

以下に、本願の開示する無線通信システム、基地局、移動局、及び無線通信方法の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示する無線通信システム、基地局、移動局、及び無線通信方法が限定されるものではない。

図１は、無線通信システム１におけるセルＣ１〜Ｃ３及びＲＲＨ４０ａ〜４０ｌの配置を示す図である。図１に示すように、無線通信システム１では、複数の基地局１０、２０、３０が、複数のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を形成している。各セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３内には、アンテナ（ポイント）を有する複数のＲＲＨ（Remote Radio Head）４０ａ〜４０ｌが配設されている。ＲＲＨ４０ａ〜４０ｌは、アンテナ及びＲＦ（Radio Frequency）部とベースバンド処理部等の制御部とがそれぞれ別の位置に配置される。アンテナ及びＲＦ（Radio Frequency）部は、基地局のセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３の端部にそれぞれ配置され、制御部は、基地局１０、２０、３０と略同一の位置にそれぞれ配置される。各ＲＲＨ４０ａ〜４０ｌの制御部は、在圏するセルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を形成する基地局１０、２０、３０と有線接続または一体化されており、各基地局１０、２０、３０との間で協調スケジューリングが可能である。また、本実施例では、移動局５０は、基地局１０配下のＲＲＨ４０ａに在圏するものとする。

ここで、図１においては、各セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に配設されるＲＲＨの数は、４つとして例示しているが、１セル当たりのＲＲＨの数は任意であり、例えば１０以上であってもよい。特に、本実施例では、説明の便宜上、同一セルＣ１内に、９以上（後述の図８では１６個）のカバーエリアを各ＲＲＨが形成する場合を想定する。また、ＲＲＨの設置される位置についても、セル端近傍に限らず、任意である。但し、仕様化の行われたＬＴＥのリリース１０においては、各基地局１０、２０、３０に複数のＲＲＨが設置されているものの、無線通信システム１は、最大で８つのＲＲＨ分のリソース（時間及び周波数）しか有さない。このため、ＣＳＩ−ＲＳのポート（ＣＳＩ測定用のＲＳに割り当てられる物理リソース）数も１セル当たり８ポートに制限され、その結果、移動局５０が一度に測定可能なＣＳＩの数も“８”となる。

図２は、基地局１０の機能的構成を示す図である。図２に示すように、基地局１０は、ＣＳＩ受信部１１と、スケジューラ部１２と、シーケンステーブル格納部１２１と、制御信号送信部１３と、データ送信部１４とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。

ＣＳＩ受信部１１は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号（configuration）の初期値“０”を基に移動局５０にて測定された、各ＲＲＨのＣＳＩの値を受信する。ＣＳＩ受信部１１は、最新のＣＳＩ−ＲＳ系列に基づいて測定されたＣＳＩの値を移動局５０から受信する。スケジューラ部１２は、ＣＳＩ受信部１１から入力されたＣＳＩ値から移動局５０の位置を推定し、当該位置に相応しいＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を、次回のＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号として選択する。

シーケンステーブル格納部１２１には、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａが格納されている。図３は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａ内のデータ格納例を示す図である。ＬＴＥリリース１０の仕様では、ＣＳＩ−ＲＳには、ポート番号１５〜２２の８つのポートが割り当てられているため、図３においても、ポート番号として“１５”〜“２２”が設定されている。ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号（configuration）は、移動局５０がＣＳＩの測定に使用すべき８つのポートで用いられるＣＳＩ−ＲＳ系列を決定するための識別情報である。図３に示すように、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａには、８つのポート番号“１５”〜“２２”に対応するＣＳＩ−ＲＳ系列のパラメータｉが、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号毎に、格納されている。これにより、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の決定に伴い、上記パラメータｉを介して、各ポートのＣＳＩ−ＲＳ系列が定まるようなっている。

ここで、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａにおいて、初期値“０”のＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号により指定される、ポート番号とパラメータｉとの組合せは、セルＣ１内において偏りなく点在するＲＲＨと対応することが好ましい。このため、図３では、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“０”に対応する８つのＲＲＨがセル内で均一の密度となるように、パラメータｉとして、例えば、“０”〜“３”の値が２ポート分ずつ均等に設定されている。基地局１０は、このようなＣＳＩ−ＲＳ系列パラメータｉの値を初期値として設定することで、移動局５０がセルＣ１内の何れの位置に存在する場合でも、報告されたＣＳＩ値を基に、移動局５０の凡その現在位置を推定することができる。

制御信号送信部１３は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の初期値として“０”を移動局５０に送信する。制御信号送信部１３は、ＤＰＣＣＨを介して、スケジューラ部１２から入力されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を、移動局５０宛に送信する。データ送信部１４は、複数のＣＳＩ−ＲＳパラメータｉがポート毎に設定されたＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを移動局５０に送信する。

以上、基地局１０の機能的構成を説明したが、他の基地局２０、３０の機能的構成は、基地局１０と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

図４は、移動局５０の機能的構成を示す図である。図４に示すように、移動局５０は、ＣＳＩ−ＲＳ受信部５１と、制御信号受信部５２と、データ受信部５３と、シーケンステーブル格納部５４と、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５と、算定式格納部５５１と、ＣＳＩ−ＲＳ復調部５６と、ＣＳＩ測定部５７と、ＣＳＩ送信部５８とを有する。これら各構成部分は、一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。

ＣＳＩ−ＲＳ受信部５１は、ＲＲＨ４０ａ〜４０ｄを始めとする各ＲＲＨから送信されるＣＳＩ−ＲＳを受信する。制御信号受信部５２は、ＤＰＣＣＨを介して、基地局１０から送信されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を受信する。データ受信部５３は、複数のＣＳＩ−ＲＳパラメータｉがポート毎に設定されたＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを、基地局１０から受信する。シーケンステーブル格納部５４には、データ受信部５３から入力されたＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａ（図３参照）が更新可能に格納される。ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５は、制御信号受信部５２から入力されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を基に、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを参照することで、ポート毎に異なる８種類のＣＳＩ−ＲＳの系列を決定する。算定式格納部５５１には、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５がＣＳＩ−ＲＳの系列を生成及び決定する際に適用される数式（後述の算定式（１））が格納されている。ＣＳＩ−ＲＳ復調部５６は、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５から入力されたＣＳＩ−ＲＳ系列を用いて、各ＲＲＨから送信されるＣＳＩ−ＲＳを個別に復調する。ＣＳＩ測定部５７は、ＣＳＩ−ＲＳ復調部５６から入力されたＣＳＩ−ＲＳを参照信号として、各ポートのＣＳＩを個別に算出する。ＣＳＩ送信部５８は、ＣＳＩ測定部５７から入力された各ポートのＣＳＩ値の内、少なくとも１つを基地局１０宛に送信する。

ＣＳＩは、移動局５０が、基地局１０からＲＲＨを介して所定周期で送信されるＣＳＩ−ＲＳ（Reference Signal）を基に測定する。ＣＳＩは、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）、ＲＩ（Rank Indicator）、ＰＭＩ（Precoding Matrix Index）を含む。例えば、ＬＴＥのＣｏＭＰ（Coordinated Multi Point transmission/reception）では、複数のアンテナポートが定義されており、ＣＳＩ−ＲＳは、基地局１０の各アンテナポートから送信される。また、無線通信システム１は、ＲＲＨ４０ａ〜４０ｄ（図１参照）の各々に対して、アンテナポートを割り当てることもできる。この場合、移動局は、各アンテナポートから送信される信号の品質を測定し、該測定結果をＣＳＩとして基地局１０に送信する。これにより、基地局１０は、各移動局が、ＲＲＨ４０ａ〜４０ｄの内、何れのＲＲＨ付近に位置するかを推定することができる。

図５は、基地局１０のハードウェア構成を示す図である。図５に示すように、基地局１０は、ハードウェアの構成要素として、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０ａと、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）１０ｂと、メモリ１０ｃと、ＲＦ（Radio Frequency）回路１０ｄと、ネットワークＩＦ（Inter Face）１０ｅとを有する。ＤＳＰ１０ａと、ＦＰＧＡ１０ｂとは、スイッチ等のネットワークＩＦ１０ｅを介して各種信号やデータの入出力が可能なように接続されている。ＲＦ回路１０ｄは、アンテナＡ１を有する。メモリ１０ｃは、例えば、ＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）等のＲＡＭ、ＲＯＭ（Read Only Memory)、フラッシュメモリにより構成される。スケジューラ部１２は、例えばＤＳＰ１０ａ、ＦＰＧＡ１０ｂ等の集積回路により実現される。ＣＳＩ受信部１１、制御信号送信部１３、及びデータ送信部１４は、ＲＦ回路１０ｄにより実現される。シーケンステーブル格納部１２１は、メモリ１０ｃにより実現される。以上、基地局１０のハードウェア構成を説明したが、他の基地局２０、３０のハードウェア構成は、基地局１０と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

また、上述した移動局５０は、物理的には、例えば携帯電話によって実現される。図６は、移動局５０のハードウェア構成を示す図である。図６に示すように、移動局５０は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０ａと、メモリ５０ｂと、アンテナＡ２を有するＲＦ回路５０ｃと、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置５０ｄとを有する。メモリ５０ｂは、例えば、ＳＤＲＡＭ等のＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリにより構成される。ＣＳＩ−ＲＳ受信部５１、制御信号受信部５２、データ受信部５３、ＣＳＩ−ＲＳ復調部５６、及びＣＳＩ送信部５８は、ＲＦ回路５０ｃにより実現される。また、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５、及びＣＳＩ測定部５７は、例えばＣＰＵ５０ａ等の集積回路により実現される。シーケンステーブル格納部５４、及び算定式格納部５５１は、メモリ５０ｂにより実現される。

次に、本実施例における無線通信システム１の動作を説明する。説明の前提として、ＣＳＩは、下り方向のデータチャネルであるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared CHannel）の設定（configure）と同時に設定された後、下り方向の受信品質として、上り方向のチャネルに乗せて基地局に通知される。ＣＳＩ−ＲＳは、上記ＣＳＩを決定するための下り方向の既知信号（パイロット信号）であり、移動局は、このＣＳＩ−ＲＳの受信品質を測定してＣＳＩを求め、基地局に報告する。上述したように、ＣＳＩ−ＲＳには、セル当たり８つのポートが定義されており、移動局は、同時に８つ迄のＣＳＩ−ＲＳを測定することができる。この８つのポートは、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）において、別の周波数リソース及び時間リソースを用いることで、識別される。また、異なるセル間においてＣＳＩ−ＲＳを区別可能とするため、ＣＳＩ−ＲＳには、擬似乱数のシーケンスが掛けられている。具体的なＣＳＩ−ＲＳシーケンスは、３ＧＰＰ（TS36.211 6.10.5章参照）に記載されているため、その詳細な説明は省略するが、ＣＳＩ−ＲＳシーケンスは、ＯＦＤＭシンボル番号ｌ、スロット番号ｎ_Ｓ、及び、サブキャリア番号ｍにより定義される。ＣＳＩ−ＲＳシーケンスは、サブフレーム周期を有し、サブキャリア方向にＧｏｌｄ符号ｃ（ｎ）の系列を採る。

以下の動作説明では、移動局５０が、基地局１０の形成するセルＣ１に在圏し、無線チャネルを介して、基地局１０との間で通信を行っている場合を想定する。図７は、無線通信システム１の動作を説明するためのシーケンス図である。

Ｓ１では、基地局１０は、移動局５０に向けて、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａ及びＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の初期値である“０”を送信する。移動局５０は、受信されたＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを保持すると共に、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５により、初期値“０”のＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号に対応するパラメータｉを取得する。ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“０”のパラメータｉとしては、ポート番号に応じて、ポート１５、１６では“ｉ＝０”、ポート１７、１８では“ｉ＝１”、ポート１９、２０では“ｉ＝２”、ポート２１、２２では“ｉ＝３”の使用が指定されている（図３参照）。従来のＣＳＩ−ＲＳシーケンスは、仕様上、異なるセル間では異なる系列となるものの、同一セル内では同一の系列となっていたが、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５は、下記算定式（１）に上記ｉを代入することにより、各ポート毎に異なるＣＳＩ−ＲＳ系列を生成することができる。

ここで、ｃ_ｉｎｉｔ’は、上記Ｇｏｌｄ符号の初期値である。また、ｎ_Ｓ、ｌ、Ｎ_ＩＤはそれぞれ、TS36.211 6.10.5章により定義されたスロット番号、ＯＦＤＭシンボル番号、セルＩＤである。Ｎ_ＣＰは、ＣＰ（Cyclic Prefix）の識別番号であり、通常ＣＰの場合には“Ｎ_ＣＰ＝１”となり、拡張ＣＰの場合には“Ｎ_ＣＰ＝０”となる。つまり、ｃ_ｉｎｉｔ’の値は、ＣＰ長により異なる設定となっている。

上述のように、本実施例のｃ（ｎ）では、上記算定式（１）において、新たなパラメータであるｉが初期値に導入されている。したがって、基地局１０及び移動局５０が、ｃ_ｉｎｉｔ’のパラメータｉを適宜変更することで、ｃ_ｉｎｉｔの値は拡張され、別の初期値が指定される。これに伴い、系列全体としても、別のＣＳＩ−ＲＳシーケンスの生成が可能となる。

なお、図３では、同一のＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号につき、異なるポート間で同一のパラメータｉが設定されている（例えば、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“２”の１６ポート、１７ポートのパラメータｉは、共に「１」）。しかしながら、セル中に存在する各ＲＲＨには、ポートとパラメータｉとの組合せが対応付けられることから、ＣＳＩ−ＲＳシーケンスは、ポート番号とパラメータｉとの組合せに基づいて決定される。したがって、同一セル内においては、全てのポート間で異なるＣＳＩ−ＲＳシーケンス、換言すればポート固有のＣＳＩ−ＲＳシーケンスの生成が可能となる。

Ｓ２では、移動局５０から基地局１０に対して、パラメータｉとして初期値が代入された系列のＣＳＩ−ＲＳを用いたＣＳＩ値が報告される。このとき報告されるＣＳＩの値は、必ずしも、８つのＲＲＨ全てから送信されるＣＳＩ−ＲＳを用いたＣＳＩ値である必要はなく、基地局１０による有効な位置推定が可能な範囲内で、絞り込んでもよい。例えば、移動局５０は、測定した８つのＣＳＩ値の内、値の大きい方から少なくとも１つ（例えば、３つ）のＣＳＩ値を報告するものとしてもよい。これにより、ＣＳＩ値の送信に使用されるリソースを節減することができる。

Ｓ３では、基地局１０は、スケジューラ部１２により、Ｓ２で報告されたＣＳＩ値を基に、移動局５０の現在位置を推定する。例えば、基地局１０は、報告されたＣＳＩ値が最大値をとるＲＲＨの位置を移動局５０の位置と推定する。また、基地局１０は、移動局５０における受信品質が最も高いＲＲＨが、８つのＲＲＨのカバーエリアの中央付近にくるように、カバーエリアを特定するためのＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択する。換言すれば、基地局１０は、推定された移動局５０の位置が、８つのＲＲＨのカバーエリアの中央付近にくるように、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択する。

図８は、各ＲＲＨのカバーエリアと、各ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号により特定された８つのＲＲＨのカバーエリアとの位置関係を示す図である。図８において、例えば、移動局５０がエリアＰ２１−０に位置するとＳ３で推定された場合、エリアＰ２１−０をエリア中央とするカバーエリアは、一点鎖線で示すカバーエリアＥ３である。したがって、カバーエリアＥ３を特定するためのＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“３”（図３参照）が選択される。同様に、例えば、移動局５０がエリアＰ１６−０に位置するとＳ３で推定された場合、エリアＰ１６−０をエリア中央とするカバーエリアは、破線で示すカバーエリアＥ２であるので、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号として、カバーエリアＥ２を識別する“２”（図３参照）が選択される。

以降のＳ４及びＳ５では、基地局１０は、更に正確な移動局５０の位置推定、ＰＤＳＣＨによる送信に使用すべきアンテナの選択、あるいは、プレコーディングのためのＣＳＩの取得を行うために、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号（configuration）を初期値から更新していく。Ｓ４及びＳ５の各処理は、上述したＳ１及びＳ２の各処理と略同様の処理であるので、詳細な説明は省略するが、Ｓ４では、Ｓ３において基地局１０により選択されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号が、移動局５０に通知される。そして、Ｓ５では、更新後の新しいＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号に基づくパラメータｉのＣＳＩ−ＲＳ系列を用いて測定されたＣＳＩの値が、基地局１０に報告される。

ここで、図８において、エリアＰ１６−０をカバーエリアとするＲＲＨ付近に移動局５０が存在すると推定された場合を想定する。移動局５０は、他のＲＲＨや基地局からの干渉あるいは遮蔽物の影響が極力排除された正確なＣＳＩ値を報告する観点から、破線で示すカバーエリアＥ２に属するＲＲＨに対するＣＳＩの値を報告することが好ましい。そこで、基地局１０は、カバーエリアＥ２に対応するＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“２”を、移動局５０に通知する。これにより、基地局１０は、移動局５０がＣＳＩ測定に使用するパラメータとして、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“２”に属するパラメータｉを指定する。その結果、基地局１０は、移動局５０から、より正確なＣＳＩ値の報告を受けることが可能となる。

その後、移動局５０が移動し、例えば、基地局１０が、エリアＰ１９−０を形成するＲＲＨからの受信品質（ＣＳＩ）が最良であるとの報告を移動局５０から受けたとする。この場合、基地局１０が、より正確な（高い）ＣＳＩ値の報告を受けるためには、エリアＰ１９−０を中心とするカバーエリアＥ１に属する８つのＲＲＨからの受信品質の報告を受けることが望ましい。この報告は、基地局１０がＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“１”を移動局５０に通知することにより可能となる。同様に、基地局１０が、エリアＰ２１−０を形成するＲＲＨからの受信品質が最良であるとの報告を受けた場合には、基地局１０は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号“３”を移動局５０に通知する。これにより、基地局１０は、移動局５０の位置によらず、その位置に相応しいＣＳＩ−ＲＳシーケンス（configuration）を設定することができる。したがって、基地局１０は、８つのポート数を最大限に活用することができるため、ポート数を増加させることなく、移動局５０の位置に応じた正確なＣＳＩ値を取得することができる。

なお、Ｓ１及びＳ４におけるＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の通知（configurationの設定）は、ＣＳＩというレイヤ１の情報の変更を伴うことから、ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control CHannel）あるいはＣｏＭＰ用に拡張されるＥ−ＤＰＣＣＨ（Enhanced−Dedicated Physical Control CHannel）を用いることが望ましい。これにより、遅延の発生が減少する。しかしながら、上記通知には、ＭＡＣ（Media Access Control）エレメントに挿入する方法、あるいは、上位レイヤのＲＲＣ（Radio Resource Control）メッセージにより通知する方法を用いてもよい。これらの方法を採る場合、ＰＤＳＣＨによる送信となるため、周波数利用効率が高くなる。

次に、図９、図１０を参照しながら、基地局１０、移動局５０それぞれの動作を説明する。図９は、基地局１０の動作を説明するためのフローチャートである。Ｓ１１では、基地局１０のデータ送信部１４は、複数のＣＳＩ−ＲＳパラメータｉがポート毎に設定されたＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを移動局５０に送信する。併せて、制御信号送信部１３は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の初期値として“０”を移動局５０に送信する。Ｓ１２では、ＣＳＩ受信部１１は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の初期値を基に移動局５０にて測定された、各ＲＲＨのＣＳＩの値を受信する。Ｓ１３では、スケジューラ部１２は、Ｓ１２で受信されたＣＳＩ値から移動局５０の位置を推定し、当該位置に相応しいＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を、次回の（変更後の）ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号として選択する。これにより、次回のＣＳＩ−ＲＳ系列のパラメータｉの値が、ポート毎に設定される。Ｓ１４では、制御信号送信部１３は、ＤＰＣＣＨを介して、Ｓ１３で選択されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を、移動局５０宛に送信する。Ｓ１５では、ＣＳＩ受信部１１は、最新のＣＳＩ−ＲＳ系列に基づいて測定されたＣＳＩの値を移動局５０から受信する。基地局１０は、Ｓ１５の処理終了後、再びＳ１３に戻り、Ｓ１３以降の処理を繰り返し実行する。

図１０は、移動局５０の動作を説明するためのフローチャートである。Ｓ２１では、移動局５０のデータ受信部５３は、複数のＣＳＩ−ＲＳパラメータｉがポート毎に設定されたＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを、基地局１０から受信する。Ｓ２２では、制御信号受信部５２は、ＤＰＣＣＨを介して、基地局１０から送信されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を受信する。Ｓ２３では、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５は、Ｓ２２で受信されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を基に、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを参照することで、各ポート毎に異なる８種類のＣＳＩ−ＲＳの系列を決定する。ＣＳＩ−ＲＳの系列は、ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部５５が、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号から特定されたパラメータｉの値を、算定式格納部５５１に格納されている上記算定式（１）に代入することにより、生成及び決定される。Ｓ２４では、ＣＳＩ−ＲＳ復調部５６は、Ｓ２３で決定されたＣＳＩ−ＲＳ系列を用いて、各ＲＲＨから送信されるＣＳＩ−ＲＳを個別に復調する。Ｓ２５では、ＣＳＩ測定部５７は、Ｓ２４で復調された、各ＲＲＨからのＣＳＩ−ＲＳを参照信号として、各ポートのＣＳＩを個別に測定する。Ｓ２６では、ＣＳＩ送信部５８は、Ｓ２５で算出された各ポートのＣＳＩ値の内、少なくとも１つを基地局１０宛に送信する。移動局５０は、Ｓ２６の処理終了後、再びＳ２２に戻り、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の受信を待機すると共に、Ｓ２２以降の処理を繰り返し実行する。

移動局５０が、基地局１０により指定された８つのＲＲＨのカバーエリア（例えば、カバーエリアＥ２）に在圏しない場合、移動局５０のＣＳＩは測定不能となる可能性がある。また、移動局５０が、基地局１０により指定された８つのＲＲＨのカバーエリア（例えば、カバーエリアＥ２）に在圏するものの、当該エリアの端部に位置する場合には、移動局５０のＣＳＩは測定可能ではあるが、正確に測定されない可能性がある。そこで、上述したように、基地局１０が、Ｓ１３〜Ｓ１５に示した一連の処理を継続して実行すると共に、移動局５０が、Ｓ２２〜Ｓ２６に示した一連の処理を継続して実行する。これにより、基地局１０は、最終的に、移動局５０における受信品質が最も高いＲＲＨが、８つのＲＲＨのカバーエリアの中央付近に位置する迄、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の更新により、上記カバーエリアを変更していく制御を行う。更に、移動局５０が移動した場合には、基地局１０は、移動局５０が、常時、８つのＲＲＨのカバーエリアの中央付近に位置するように、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を更新することで、上記カバーエリアを移動局５０の移動に追従させる制御を行う。その結果、８つのＲＲＨのカバーエリアは、移動局５０の位置に応じて、柔軟に変動する。

以上説明したように、無線通信システム１は、基地局１０は、移動局５０と通信する。基地局１０は、スケジューラ部１２と制御信号送信部１３とを有する。スケジューラ部１２は、移動局５０が受信品質の測定に用いる信号（ＣＳＩ−ＲＳ）の送信に用いられる物理リソース（ポート）に対応する複数のデータ系列（シーケンス）の中から、移動局５０の位置に応じたデータ系列を識別するための識別情報（ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号）を選択する。制御信号送信部１３は、上記移動局５０に対し、上記識別情報を送信する。移動局５０は、制御信号受信部５２とＣＳＩ測定部５７とＣＳＩ送信部５８とを有する。制御信号受信部５２は、制御信号送信部１３により送信された上記識別情報を受信する。ＣＳＩ測定部５７は、上記識別情報により識別される上記データ系列の信号を用いて、上記受信品質（ＣＳＩ）を測定する。ＣＳＩ送信部５８は、基地局１０に対し、ＣＳＩ測定部５７により測定された上記受信品質を示す情報を送信する。

特に、上記識別情報は、移動局５０に対する上記信号の送信に用いられるリソース（物理リソースとしてのポート）と上記データ系列を特定するためのパラメータｉとの対応関係を示す情報である。これにより、移動局５０は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を基地局１０から受信するだけで、ポート毎に異なる、ＣＳＩ−ＲＳ系列のパラメータｉを容易に認識することができる。

また、データ送信部１４は、上記識別情報の送信前に、上記対応関係が上記識別情報毎に設定された情報（ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａ）を、移動局５０に送信するものとしてもよい。これにより、基地局１０のみならず、移動局５０側においてもＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａの参照が可能となる。したがって、移動局５０は、基地局１０からＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を受信するだけで、各ポートのＣＳＩ−ＲＳを復調する際に用いるべき、ポート毎のＣＳＩ−ＲＳ系列を特定することができる。その結果、移動局５０は、セルＣ１内の現在位置に拘らず、異なる複数（本実施例では８種類）のＣＳＩ−ＲＳを用いた複数のＣＳＩ測定が可能となる。

すなわち、基地局１０は、複数のＣＳＩ−ＲＳ系列を設定しておき、これらの内、何れのＣＳＩ−ＲＳ系列を実際に使用すべきかを、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号により、移動局５０に通知する。移動局５０は、通知されたＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号に基づき、各ポートにおいて何れのＣＳＩ−ＲＳ系列を用いるかを特定する。移動局５０は、特定されたＣＳＩ−ＲＳ系列を用いて、周辺に位置する８つのＲＲＨからのＣＳＩ−ＲＳを測定し、当該測定結果をＣＳＩとして、基地局１０に報告する。換言すれば、基地局１０は、ＣＳＩ−ＲＳの各ポートにおけるシーケンス番号を複数用意しておき、移動局５０から報告されるＣＳＩに基づき、移動局５０が次回以降のＣＳＩ測定に使用すべきＣＳＩ−ＲＳ系列を逐次変更していく。これにより、９以上のＲＲＨ間におけるＣＳＩ−ＲＳの再利用（流用）が可能となり、基地局１０は、移動局５０が一度に測定するＣＳＩの数を一定の値（８つ）に保つことができる。したがって、移動局５０は、一度に多数（９以上）のＣＳＩ測定を行わなくとも、基地局１０が受信品質の検知に必要なＲＲＨのＣＳＩを、基地局１０に報告することができる。

上述したように、無線通信システム１によれば、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を適宜変更することで、基地局１０は元より、移動局５０においても、ポート数を増やすことなく、セルＣ１内に設置されている全てのＲＲＨの識別が可能となる。これにより、無線通信システム１は、各セル内に９以上の多数のＲＲＨを設置することができる。したがって、１ＲＲＨ当たりの移動局数は減少し、無線通信システム１の通信容量が増大する。その結果、ＣＳＩ−ＲＳ用に物理リソース数を増加させることなく、システム全体のスループットを向上させることが可能となる。例えば、基地局１０は、移動局５０がエリア中央にくるような、８つのＲＲＨのカバーエリアを、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号により選択することで、ＣＳＩが最大値をとるＲＲＨをエリアから外すことなく、上記カバーエリアを選択することができる。これにより、移動局５０は、８つのＣＳＩの内、最大のＣＳＩを逃すことなく、ＣＳＩを測定することができる。したがって、移動局５０は、ＣＳＩを正確に測定することが可能となる。

また、別の手法として、ＲＲＨの数を増加させるために、同一セル内において同一のＣＳＩ−ＲＳ系列を複数用いる手法がある。しかしながら、かかる手法では、移動局がＣＳＩ測定の対象としているＲＲＨ以外のＲＲＨからのＣＳＩ−ＲＳが、本来の測定対象であるＲＲＨからのＣＳＩ−ＲＳに混在してしまう。このため、移動局は、正確なＣＳＩの測定結果を得られず、測定精度が低下する恐れがある。この点、本実施例に係る無線通信システム１では、移動局５０は、各ポート毎に、別系列のＣＳＩ−ＲＳを用いてＣＳＩを測定することができる。したがって、地理的に離れたＲＲＨ間では勿論、隣接するＲＲＨ間においても、同一のＣＳＩ−ＲＳの混在は起こらず、測定精度の低下は抑制される。

なお、上記実施例においては、基地局１０は、移動局５０に対するＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の指定に先立ち、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａを移動局５０に送信するものとした。しかしながら、これに限らず、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号と各ポートのＣＳＩ−ＲＳ系列パラメータｉとの対応関係が、予め仕様により決定されているものとしてもよい。これにより、移動局５０は、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａに基づく上記対応関係の設定処理を省略することができる。また、これとは反対に、基地局１０が、移動局５０の位置にとって最適なＣＳＩ−ＲＳ系列パラメータｉの値をポート番号毎に８種類作成し、作成の都度、これらの値を移動局５０に通知するものとしてもよい。これにより、基地局１０は、事前のＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａの送信処理を省略することができる。また、移動局５０の本来必要なパラメータｉのみがピンポイントで送受信されるため、想定される全てのパラメータｉが記録されたテーブルが送受信される場合と比較して、データ送受信に伴う負荷や時間が低減される。

また、ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル１２１ａに格納されるデータに関し、図３に一例を示したが、これらのデータは、各ＲＲＨの設置位置や基地局との配置関係、あるいは、各ＲＲＨの運用状況や電波状態等の変更要因に応じて、適宜更新可能である。また、基地局１０は、上記変更要因に応じて、スケジューラ部１２により、上記パラメータｉの設定値を変更することで、間接的に、８つのＲＲＨの組合せ、ひいてはそのカバーエリア（位置、大きさ、形状など）を柔軟に調整することができる。これにより、基地局１０は、８つのポートを随時流用して、各ＲＲＨにＣＳＩ−ＲＳを送信させる。したがって、基地局１０は、本来はセル内に配置されたＲＲＨ（アンテナ）の数分（例えば、２０個）用意する必要のあるポートの数を、８つよりも増やすことなく、セルＣ１の全範囲をカバーすることができる。その結果、無線通信システム１は、既存のポート数の制限に拘らず、セルＣ１内のＲＲＨを増設することが可能となる。

更に、上記実施例では、各ＲＲＨのカバーエリアが同一セルＣ１内に存在することを前提として説明したが、各ＲＲＨのカバーエリアは、異なるセル（例えば、セルＣ１、Ｃ３）を跨いで存在するものとしてもよい。８つのＲＲＨのカバーエリアＥ１〜Ｅ３についても同様に、必ずしも単一のセルＣ１内に存在する必要はなく、カバーエリアの一部または全部が別のセル（例えば、セルＣ２、Ｃ３）に存在するものとしてもよい。

上記実施例では、移動局として、携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）を想定して説明したが、本発明は、移動局に限らず、基地局との間で通信を行う様々な通信機器に対して適用可能である。

また、基地局１０、移動局５０の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的態様は、図示のものに限らず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することもできる。例えば、移動局５０のＣＳＩ−ＲＳ復調部５６とＣＳＩ測定部５７、あるいは、基地局１０の制御信号送信部１３とデータ送信部１４をそれぞれ１つの構成要素として統合してもよい。反対に、スケジューラ部１２に関し、ＣＳＩ値に基づき移動局の位置を推定する部分と、推定された位置に最適なＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択する部分とに分散してもよい。また、メモリ１０ｃ、５０ｂを、基地局１０、移動局５０の外部装置としてネットワークやケーブル経由で接続するようにしてもよい。

１ 無線通信システム
１０、２０、３０ 基地局
１０ａ ＤＳＰ
１０ｂ ＦＰＧＡ
１０ｃ メモリ
１０ｄ ＲＦ回路
１０ｅ ネットワークＩＦ
１１ ＣＳＩ受信部
１２ スケジューラ部
１２１ シーケンステーブル格納部
１２１ａ ＣＳＩ−ＲＳシーケンステーブル
１３ 制御信号送信部
１４ データ送信部
４０ａ〜４０ｌ ＲＲＨ
５０ 移動局
５０ａ ＣＰＵ
５０ｂ メモリ
５０ｃ ＲＦ回路
５０ｄ 表示装置
５１ ＣＳＩ−ＲＳ受信部
５２ 制御信号受信部
５３ データ受信部
５４ シーケンステーブル格納部
５５ ＣＳＩ−ＲＳ系列生成部
５５１ 算定式格納部
５６ ＣＳＩ−ＲＳ復調部
５７ ＣＳＩ測定部
５８ ＣＳＩ送信部
Ａ１、Ａ２ アンテナ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ セル
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３ ８つのＲＲＨのカバーエリア
ｉ パラメータ
Ｐ１５−０、１、Ｐ１６−０、１、Ｐ１７−０、１、Ｐ１８−０、１、Ｐ１９−０、１、Ｐ２０−０、１、Ｐ２１−０、１、Ｐ２２−０、１ 各ＲＲＨのカバーエリア

Claims (7)

1. 基地局と、該基地局と通信する移動局とを有する無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記移動局が受信品質の測定に用いる信号の送信に用いられるリソースに対応する複数のデータ系列の中から、データ系列を識別するための識別情報を選択すると共に、前記信号の各アンテナポートにおけるシーケンス番号を複数用意し、前記シーケンス番号の初期値を前記移動局へ送信し、前記移動局の初期シーケンスによるＣＳＩに基づき、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択し、前記移動局が受信品質の測定に使用すべきデータ系列を選択する選択部と、
   前記移動局に対し、前記識別情報を送信する第１の送信部とを有し、
   前記移動局は、
   前記第１の送信部により送信された前記識別情報を受信する受信部と、
   前記識別情報により識別される前記データ系列の信号を用いて、前記受信品質を測定する測定部と、
   前記基地局に対し、前記測定部により測定された前記受信品質を示す情報を送信する第２の送信部と
   を有することを特徴とする無線通信システム。
2. 基地局と、該基地局と通信する移動局とを有する無線通信システムであって、
   前記基地局は、
   前記移動局が受信品質の測定に用いる信号に対応する複数のデータ系列の中から、複数のアンテナポートで用いるデータ系列を識別するための識別情報を選択すると共に、前記識別情報とアンテナポート情報とを設定したＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を複数用意し、前記ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号の初期値を前記移動局へ送信し、前記移動局の初期シーケンスによるＣＳＩに基づき、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択し、前記移動局が受信品質の測定に用いる信号のデータ系列を変更する処理部と、
   前記移動局に対し、前記識別情報と前記アンテナポート情報を送信する第１の送信部とを有し、
   前記移動局は、
   前記第１の送信部により送信された前記識別情報と前記アンテナポート情報を受信する受信部と、
   前記識別情報と前記アンテナポート情報によるデータ系列の信号を用いて、前記受信品質を測定する測定部と、
   前記基地局に対し、前記測定部により測定された前記受信品質を示す情報を送信する第２の送信部と
   を有することを特徴とする無線通信システム。
3. 前記識別情報は、前記移動局に対する前記信号の送信に用いられるリソースと前記データ系列を特定するためのパラメータとの対応関係を示す情報であることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記第１の送信部は、前記識別情報の送信前に、前記対応関係が前記識別情報毎に設定された情報を、前記移動局に送信することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
5. 移動局が受信品質の測定に用いる信号の送信に用いられるリソースに対応する複数のデータ系列の中から、データ系列を識別するための識別情報を選択すると共に、前記信号の各アンテナポートにおけるシーケンス番号を複数用意し、前記シーケンス番号の初期値を前記移動局へ送信し、前記移動局の初期シーケンスによるＣＳＩに基づき、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択し、前記移動局が受信品質の測定に使用すべきデータ系列を選択する選択部と、
   前記移動局に対し、前記識別情報を送信する送信部と、
   前記識別情報により識別される前記データ系列の信号を用いて測定された受信品質を示す情報を前記移動局から受信する受信部と
   を有することを特徴とする基地局。
6. 移動局が受信品質の測定に用いる信号の送信に用いられるリソースに対応する複数のデータ系列の中から、データ系列を識別するための識別情報を、基地局から受信する受信部と、
   前記識別情報により識別される前記データ系列の信号を用いて、前記受信品質を測定する測定部と、
   前記基地局に対し、前記測定部により測定された前記受信品質を示す情報を送信する送信部とを有し、
   前記基地局は、前記信号の各アンテナポートにおけるシーケンス番号を複数用意し、前記シーケンス番号の初期値を前記移動局へ送信し、前記移動局の初期シーケンスによるＣＳＩに基づき、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択し、前記移動局が受信品質の測定に使用すべきデータ系列を選択することを特徴とする移動局。
7. 基地局と、該基地局と通信する移動局とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
   前記基地局は、
   前記移動局が受信品質の測定に用いる信号の送信に用いられるリソースに対応する複数のデータ系列の中から、データ系列を識別するための識別情報を選択すると共に、前記信号の各アンテナポートにおけるシーケンス番号を複数用意し、前記シーケンス番号の初期値を前記移動局へ送信し、前記移動局の初期シーケンスによるＣＳＩに基づき、ＣＳＩ−ＲＳシーケンス番号を選択し、前記移動局が受信品質の測定に使用すべきデータ系列を選択し、
   前記移動局に対し、前記識別情報を送信し、
   前記移動局は、
   送信された前記識別情報を受信し、
   前記識別情報により識別される前記データ系列の信号を用いて、前記受信品質を測定し、
   前記基地局に対し、測定された前記受信品質を示す情報を送信する
   ことを特徴とする無線通信方法。

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