移动通信系统中的基站装置、基站装置所使用的方法、信道质量指示符校正表生成方法和装置 【技术领域】
本发明涉及移动通信的技术领域，特别涉及空分多址(SDMA：SpatialDivision Multiplex Access)方式或多用户MIMO(Multiple Input MultipleOutput，多输入多输出)的基站装置、基站装置中使用的方法、CQI校正表生成方法和装置。
背景技术
多输入多输出(MIMO)方式是通过对通信使用多个天线从而实现传输信号的高速化和/或高质量化的多天线方式的通信。在下行链路中通过MIMO方式与多个用户进行通信的情况下，这也称作“下行链路多用户MIMO”方式或“空分多址(SDMA)”方式。下行链路多用户MIMO方式中使用预编码方式。预编码方式是通过复制发送信号的流，并将复制的各流与适当的权重一同合成后发送，从而以被控制了定向性(directivity)的波束对通信对方发送信号的技术。预编码方式所使用的权重被称作发送权重、预编码矢量或预编码矩阵。
图1示意地表示进行预编码的情况。两个发送流1、2分别由复制单元复制为两个序列，对各序列乘以预编码矢量，并在合成后发送。发送流S1向第一用户装置UE1发送。发送流S2向第二用户装置UE2发送。预编码矢量根据来自接收侧(用户装置)的反馈而被自适应地控制成为更适合的值。关于预编码例如在非专利文献1中说明。
另一方面，在第三代移动通信系统的后继的长期演进(LTE)系统这样的下一代移动通信系统中，在上下链路双方中，通过对用户装置分配一个以上的资源块或资源单元，从而进行通信。用户装置是不仅包括移动台而且包括固定台的概念。资源块由系统内的多个用户装置共享。在下行链路中共享的信道被称作下行物理共享信道(PDSCH：Physical Downlink SharedChannel)。在上行链路中共享的信道被称作上行物理共享信道(PUSCH：Physical Uplink Shared Channel)。基站装置(eNB)例如在1ms的每个子帧(或发送时间间隔TTI)，决定对多个用户装置中的哪个用户装置以何种传输格式分配哪个资源块。该处理被称作调度。传输格式通过指定数据调制方式和数据大小(或信道编码方式)而决定，适当变更传输格式的方式被称作自适应调制编码方式(AMC：Adaptive Modulation and Coding Scheme)。在下行链路中，基站装置对通过调度所选择的用户装置通过一个以上的资源块发送下行物理共享信道PDSCH。在上行链路中，通过调度选择的用户装置对基站装置通过一个以上的资源单元发送上行共享物理信道PUSCH。上下行链路的调度的内容在每个子帧被通知给用户装置(信令通知(signaling))。该信令通知所使用的控制信道被称作下行链路物理控制信道(PDCCH：Physical DownlinkControl Channel)或下行L1/L2控制信道(DL-L1/L2控制信道)。
传输格式的决定和无线资源的分配依赖于无线传播状况(信道状态)而被适当变更。下行链路的信道状态由用户装置测定，例如作为信道质量指示符(CQI：Channel Quality Indicator)而被定期地报告给基站装置。由基站装置根据上行探测参考码元(symbol)(UL Sounding RS：UpLink SoundingReference Signal)的接收质量来测定上行链路的信道状态。传输格式的决定和无线资源的分配对系统的吞吐量带来直接影响，所以希望基站装置尽可能准确掌握信道状态。
另外，用户装置所进行的CQI的测定例如通过数十级的接收SINR(Signalto Interference Noise Ratio，信号与干扰噪声比)[dB]内的一个来表现下行参考码元(DL-RS)的接收质量，并找出该接收SINR所属于的量化等级(level)，从而导出CQI。接收SINR大致上通过希望信号功率和非希望信号功率的比率来表现，但依赖于如何处理非希望信号功率，SINR的测定值大不相同。非专利文献2中提及了测定值如何不同的计算例子。
在非希望信号功率的处理中，如何考虑或不考虑本装置以外的其它用户装置对于接收质量测定的影响很大。例如，假设在本装置UE1以外存在其它的两个用户装置UE2、UE3，从基站装置分别对各个用户装置发送流S1、S2、S3。为方便起见，假设用户装置的接收信号质量测定中考虑的干扰用户数为(m-1)，从基站装置地多个天线空间复用发送的波束数为n。若考虑其它的用户装置UE2、UE3，则关于用户装置UE1的SINR写作
SINR＝P1/(P2+P3+N)...(A1)。
此时，n＝3，m-1＝2(n＝m)。其中P1是发往UE1的流S1在UE1中的接收功率，P2是发往UE2的流S2在UE1中的干扰功率，P3是发往UE3的流S3在UE1中的干扰功率，N是噪声信号分量。
若仅考虑一台其它的用户装置，则关于用户装置UE1的SINR写作
SINR＝P1/(P2+N)或P1/(P3+N)...(A2)。
此时，n＝3，m-1＝1(n≠m)。而且，若不考虑其它的用户装置，则关于用户装置UE1的SINR写作
SINR＝P1/N...(A3)。
此时，n＝3，m-1＝0(n≠m)。
到达备用户装置的导频信号(或参考码元)互相正交。从而，关于导频信号的接收信号质量可以通过(A2)式或(A3)式评价。但是，通过下行物理共享信道PDSCH传输的数据信号不是在不同的用户之间正交的信号，所以若通过(A2)式或(A3)式评价则不准确。因为对于数据信号，不能忽视(A1)式所示的发往其它用户的信号引起的干扰信号分量。
从尽可能对基站装置报告准确的信道状态的测定值的观点来看，也许应像(A1)式这样考虑全部其它的用户装置。但是，若这样，则在以多用户MIMO(MU-MIMO)方式进行通信的情况和以单用户MIMO(SU-MIMO)方式进行通信的情况下，不得不改变接收信号质量的测定方法。因为，在SU-MIMO方式中，在接收质量测定中不考虑其它用户。但是，在MU-MIMO方式和SU-MIMO方式中改变用户装置中的接收信号质量的测定方法会招致系统的复杂化，不实用。但是，在MU-MIMO方式和SU-MIMO方式中都将接收信号质量的测定方法设为相同，则在基站装置中不能准确掌握CQI。
非专利文献1：3GPP R1-070236，“Precoding for E-UTRA downlink MIMO”，LG Electronics，Samsung and NTT-DoCoMo
非专利文献2：3GPP R1-072983，“Channel Quality Indicator(CQI)Reportingfor LTE MU-MIMO”，Nokia，TSG RAN WG1 meeting#49bis Orland，Florida(US)，June 25th-29th，2007
【发明内容】
发明要解决的课题
本发明鉴于上述问题点而完成。本发明的课题在于，在用户装置的接收信号质量测定中考虑的干扰用户数(m-1)与从基站装置的多个天线空间复用发送的波束数减1(n-1)不同的情况下，适当地校正通过上行链路报告的接收信号质量。
用于解决课题的手段
本发明所使用的基站装置具有校正从用户装置报告的CQI的校正部件以及根据校正后的CQI进行调度的调度器。校正部件使用校正表进行校正，使得报告的CQI差则减小得小，好则减小得大。生成校正表的方法求考虑了少于n-1的干扰用户数的情况下的第一SINR和考虑了等于n-1的干扰用户数的情况下的第二SINR，并调查第二SINR对于第一SINR的分布状况。该方法根据分布状况，决定第一和第二SINR的对应关系，并生成校正表。
发明的效果
根据本发明，在用户装置的接收信号质量测定中考虑的干扰用户数(m-1)与从基站装置的多个天线空间复用发送的波束数减1(n-1)不同的情况下，能够适当地校正通过上行链路报告的接收信号质量。
【附图说明】
图1是示意地表示进行预编码的情况的图。
图2表示生成CQI校正表的本发明的一个实施例的流程图。
图3是表示CQI测定值和CQI校正值的分布的图。
图4是表示CQI校正表的一例的图。
图5是表示CQI校正曲线的图。
图6是表示将领先分组用的CQI校正值校正Z，并导出重发分组用的CQI校正值的校正曲线的图。
图7表示本发明的一个实施例中使用的基站装置。
符号说明
UE用户装置
eNB基站装置
CQI信道质量指示符
SINR信号功率与噪声干扰功率比
【具体实施方式】
本发明的一个方式所使用的基站装置包括多个天线，通过空分多址(SDMA)方式对多个用户装置发送多个波束(beam)。基站装置包括：从用户装置接收表示下行链路的接收信号质量的信号的部件；校正所述接收信号质量的校正部件；根据校正后的接收信号质量计划下行链路的无线资源的分配的调度部件；以及对用户装置通知表示所述无线资源的分配的调度信息的部件。所述校正部件进行校正，使得所述接收信号质量差则减小得小，好则减小得大。
用于决定校正前的接收信号质量和校正后的接收信号质量的对应关系的校正表被存储在该基站装置中。
也可以对所述多个天线的数(number)、间隔或高度、波束的定向性图形(directivity pattern)、该基站周边的建筑物的平均高度、空分多址数、接收质量测定中考虑的其它用户数或用户装置中的信号解调方法内的一个以上的组合准备所述校正表。
所述校正部件中的所述接收信号质量的校正量也可以根据重发次数而不同。
所述接收信号质量可以以希望信号功率和非希望信号功率的比率来表现，或者也可以以将该比率量化后的信道质量指示符来表现。
本发明的一个方式所使用的方法用于包括多个天线并通过空分多址(SDMA)方式对多个用户装置发送多个波束的基站装置。本方法包括：从用户装置接收用于表示下行链路的接收信号质量的信号的步骤；校正所述接收信号质量的校正步骤；根据校正后的接收信号质量计划下行链路的无线资源的分配的调度步骤；以及对用户装置通知用于表示所述无线资源的分配的调度信息的步骤。所述校正步骤进行校正，使得所述接收信号质量差则减小得小，所述接收信号质量好则减小得大。
本发明的一个方式中，使用生成用于基站装置校正从用户装置报告的下行链路的接收信号质量的校正表的方法。所述基站装置包括多个天线，并通过空分多址(SDMA)方式对多个用户装置发送多个波束。该方法包括：求第一接收信号质量和第二接收信号质量，并调查第二接收信号质量相对于第一接收信号质量的分布状况(distribution state)的步骤，所述第一接收信号质量是通过考虑比波束总数减1少的干扰用户数而由用户装置得到的，所述第二接收信号质量是通过考虑等于波束总数减1的干扰用户数而由所述用户装置得到的；以及根据所述分布状况决定用于从特定的第一接收信号质量导出特定的第二接收信号质量的对应关系，并生成所述校正表的步骤。
本发明的一个方式中，使用生成用于基站装置校正从用户装置报告的下行链路的接收信号质量的校正表的装置。所述基站装置包括多个天线，并通过空分多址(SDMA)方式对多个用户装置发送多个波束，该装置求第一接收信号质量和第二接收信号质量，并调查第二接收信号质量相对于第一接收信号质量的分布状况，所述第一接收信号质量是通过考虑比波束总数减1少的干扰用户数而由用户装置得到的，所述第二接收信号质量是通过考虑等于波束总数减1的干扰用户数而由所述用户装置得到的。而且该装置根据所述分布状况决定用于从特定的第一接收信号质量导出特定的第二接收信号质量的对应关系，并生成所述校正表。
为了促进发明的理解而使用具体的数值例子进行说明，但只要没有特别的事先说明，这些数值仅仅是一例，可以使用适当的任何的值。
实施例1
<CQI校正表的生成>
在本实施例中，在MU-MIMO方式和SU-MIMO方式中，都可以使用户装置中进行的接收信号质量的测定方法相同。取而代之，基站装置使用CQI校正表将从用户装置报告的CQI测定值校正为适当的值。由于根据被适当校正后的CQI校正值，所以无线资源的分配和传输格式的决定被适当地进行。
CQI和SINR本来表示不同的量，但在以下的说明中只要不会混乱，SINR和CQI都同样被作为表示接收信号质量的量而提起。具体来说，用于校正SINR的校正表被提起为CQI校正表，SINR的测定被提起为CQI测定。本发明中的接收信号质量不仅是SINR、CQI，也可以是表现信号质量的适当的任何的量。
图2表示生成CQI校正表的本发明的一个实施例的流程图。在步骤S11中，设定各种参数的值。各种参数可以含有基站装置中包括的天线的数、间隔或高度、波束的定向性的图形、该基站周边的建筑物的平均高度、空分多址数(波束总数或同时通信用户数)、CQI测定所考虑的其它用户数据、重发次数等。在步骤S11中，用户装置中的信号检测方法也被确定。信号检测方法例如可以是迫零(ZF：Zero Forcing)、最小均方误差法(MMSE：MinimumMean Square Error)等适当的任何的方法。可以对在步骤S11中设定的各种项目内的一个以上的组合生成CQI校正表。这样的组合不限定于一个，可以准备适当的任何数目的CQI校正表。
在步骤S13中，在步骤S11中设定的条件下，调查用户装置中测定的CQI测定值和基站装置中应掌握的CQI校正值在各种通信状况下取什么样的值。该调查可以通过模拟来进行，也可以实测。为了说明的方便，假设通过模拟得到这些值。在本实施例中，模拟的条件如下设定：
基站装置的天线数：4
用户装置的天线数：2
用户装置中的CQI测定所考虑的其它用户数：0(m＝1)
从基站装置发送的波束总数：2(n＝2≠m)
基站装置的天线间的相关值：0.95
用户装置中的信号检测方法：MMSE
预编码矢量的种类(码本大小)：8。
某个用户装置中测定的接收信号质量SINR(CQI测定值)成为
SINR＝P1/N...(B)。
其中，P1表示对于该用户装置的希望信号在该用户中的接收信号功率，N表示噪声分量。关于该用户装置，基站装置中应掌握的准确的接收信号质量SINR’(CQI校正值)成为
SINR’＝P1/(P2+N)...(C)。
其中，P2表示来自其它用户的非希望信号在希望用户中的接收信号功率。两个用户分别接收的导频信号(参考码元)互相正交。从而，可以通过(B)式评价有关导频信号的接收信号质量。但是，在下行物理共享信道PDSCH中传输的数据信号不是在不同用户之间正交的信号，所以若通过(B)式评价则不准确。因为如(C)式这样，来自其它用户的干扰信号分量对数据信号的影响大。在步骤S13中，在各种通信条件下求上述SINR(CQI测定值)以及SINR’(CQI校正值)的各个值。
在步骤S15中，将步骤S13中求出的SINR(CQI测定值)和SINR’(CQI校正值)的各个值绘制成曲线，生成频数分布(frequency distribution)或分布曲线。
图3表示SINR’(CQI校正值)对于SINR(CQI测定值)的分布状况的模拟结果。横轴表示在某个用户装置中按照(B)式测定的SINR(CQI测定值)。纵轴表示对于该用户装置，应由基站装置掌握的SINR’(CQI校正值)，表示通过(C)式计算的值。在可以忽视发往其它用户的信号带来的干扰的情况下，上述(B)式的SINR和(C)式的SINR’表示同样的值。该状况表现为沿着图中SINR’＝SINR直线的采样点。但是，若对于某个用户来说，发往其它用户的信号引起的干扰增大，则SINR和SINR’大不相同。这例如会在两个用户装置都位于基站装置附近的情况下引起。因此，SINR越大(用户装置越靠近基站装置)，则SINR’的偏差也越大。例如，在SINR＝20dB的情况下，SINR’在8dB至20dB的宽范围中(跨越12dB)偏差。反之，SINR越小(用户装置离基站装置越远)，则SINR’的偏差也越小。
在图2的步骤S17中，确认对于特定的CQI测定值(横轴的某个值)，累积分布(cumulative distribution)的值成为规定值(例如，5％)的CQI校正值(纵轴)的值。例如，在图3的横轴的SINR为10dB的情况下，SINR’在约5dB至10dB的范围中分布。假设这些SINR’各种各样的值的总数为NALL。此时，SINR’为YdB以下的值的总数占NALL的X％这样的Y的值被确认。在图示的例子中，在X＝5％的情况下，Y＝7.2dB。同样，在SINR为15dB的情况下，SINR’在约8dB至15dB的范围中分布，假设这些SINR’各种各样的值的总数为NALL。此时，SINR’为YdB以下的值的总数占NALL的5％这样的Y的值成为9.9dB。对于其它的SINR的值也进行同样的计算。
在步骤S19中，特定的SINR的值和作为SINR’的值的上述Y的值的对应关系被作为如图4所示的CQI校正表而准备。CQI校正表中表现的对应关系成为如图5的实线所示的校正曲线。这样的CQI校正表在基站装置中准备。基站装置使用CQI校正表，将从用户装置报告的CQI测定值校正为适当的值。然后，根据适当地校正了的CQI校正值，决定无线资源的分配和传输格式。这样，通过由基站装置适当地校正CQI测定值，从而用户装置可以不改变CQI测定方法。
另外，在上述说明中，为了从SINR的分布状况导出校正曲线而利用了累积分布，但也可以通过适当的其它任何方法导出校正曲线。
<变形例>
如图4和图5所示，从用户装置报告的CQI测定值被校正为若CQI测定值差则减小得小，若CQI测定值好则减小得大。即，CQI测定值被校正为比其值还差。其结果，例如，进行调度，使得与对应报告的CQI测定值的传输格式相比，数据速率慢的传输格式被选择，并且更可靠地传输信号。或者，下行发送功率可能被设定得强。
另外，在这种移动通信系统中使用混合ARQ(HARQ：Hybrid AutomaticRepeat reQuest，混合自动重发请求)，进行重发控制。例如，即使初次分组的接收存在差错，也可以通过接收重发分组从而不会丢失传输内容。在重发控制中，也有废弃被检测出差错的分组的方法，但作为更有效率的方法，也有通过将被检测出差错的分组和重发分组合成从而导出更可靠的分组的方法。在后者的情况下，第二次以后的重发分组或许可以不用像初次分组那样保证传输质量(即，或许更高的数据速率的传输格式也可以，或许更低的发送功率也可以)。因为领先于重发分组的分组即便存在差错也已经带来了某些有意义的信息。
从该观点来看，重发分组和领先的分组(典型为初次分组)中CQI校正表可以不同。或者，也可以将领先分组所使用的CQI校正值进一步校正Z，并导出重发分组用的CQI校正值。在后者的情况下，例如可以将CQI校正值修正由
Z＝a×(CQI测定值)+b...(D)
所表现的量。a、b是某个常数，它们两者或其中一个可以根据重发次数而改变。可以将a＝b＝0的情况定义为初次分组用。修正方法不限于(D)式，也可以使用适当的任何的修正量。但是，若考虑到CQI测定值(横轴)表示越高质量，则CQI校正值(纵轴)的偏差越大的特性，则对于校正量Z也最好随着CQI测定值(横轴)表示越高质量而增加得越大。
图6表示某个校正曲线和将该校正曲线增加由(D)式表现的量Z后的CQI校正曲线。通过根据重发次数来改变对于CQI测定值的校正值，从而抑制以过剩质量发送重发分组的情况。通过以某个值Z来修正用于领先分组的CQI测定值，从而可以不另外报告重发分组的CQI测定值。
<基站装置>
图7表示本发明的一个实施例中使用的基站装置。图7中绘制有对每个用户准备的发送缓冲器#1～#N、调度器、对每个用户准备的特播(turbo)编码单元以及数据调制单元、根据天线数而准备的预编码乘法单元、对每个天线准备的IFFT单元、GI插入单元、RF发送电路以及双工器、上行信号解调解码单元、CQI校正单元、CQI校正表生成单元。
发送缓冲器#1～#N配备用于接收、发送对各用户装置发送的发送流。
调度器准备表示无线资源的分配计划的调度信息，并根据分配计划而从发送缓冲器中取出数据并输出。
特播编码单元按照指定的传输格式，对要发送的信号进行信道编码。编码可以通过适当的任何方法进行，在本实施例中进行特播编码。
数据调制单元按照指定的传输格式对要发送的信号进行数据调制。
预编码乘法单元按照调度信息来映射下行信号，将发往各用户装置的信号复制相应于天线数份，将复制的各个信号通过预编码矢量加权。
IFFT单元对输入的信号进行快速傅立叶反变换，进行正交频分复用(OFDM)方式的调制，并准备有效码元部分。
GI插入单元根据有效码元部分的一部分生成保护间隔，并通过将其附加到有效码元部分从而准备基带的OFDM码元。
RF发送电路将OFDM码元变换为可作为无线信号而发送的发送码元。
双工器在发送侧或接收侧连接天线，进行发送接收切换。
上行信号解调解码单元对由上行链路接收的信号进行解调和解码，将控制信号和数据信号复原。关于本发明，特别从接收信号中提取从用户装置报告的CQI测定值。
CQI校正单元使用CQI校正表将CQI测定值变换为CQI校正值。根据CQI校正值决定无线资源分配计划，并且也决定传输格式。关于决定内容，进行调度器对数据的取出和输出、特播编码单元的信道编码和数据调制单元的数据调制。
CQI校正表生成单元执行与图2相关联说明的方法的各步骤，导出CQI校正表。CQI校正表对于基站装置是必须的，但CQI校正表生成单元对于基站装置不是必须的。CQI校正表生成单元也可以通过适当的任何的模拟器来实现。
以上，参照特定的实施例说明了本发明，但实施例仅仅是例示，本领域技术人员应该理解各种变形例、修改例、代替例、置换例等。实施例或项目的区分仅仅是为了方便，也可以组合多个实施例或项目中记载的事项。为了促进发明的理解而使用具体的数值例子进行了说明，但只要没有事先说明，这些数值仅仅是一例，可以使用适当的任何的值。为了说明的方便，使用功能方框图说明了本发明的实施例的装置，但这样的装置可以通过硬件、软件和它们的组合来实现。本发明不限定于上述实施例，在不脱离本发明的精神的范围内，各种变形例、修改例、代替例、置换例等包含在本发明中。
本国际申请要求2007年10月1日申请的日本专利申请第2007-258112号的优先权，其全部内容援引于本国际申请中。