KR20110071143A

KR20110071143A - 협조적 ｈａｒｑ 통신 방식을 이용한 무선 기지국 장치, 무선 단말 장치, 무선 통신 시스템, 및 무선 통신 방법

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Publication number: KR20110071143A
Application number: KR1020117011583A
Authority: KR
Inventors: 지안밍 우
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2011-06-28
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: ES2715967T3; RU2522297C2; CN102197617A; RU2526285C2; AU2008363468A1; US20140071926A1; AU2008363468B2; RU2011120185A; RU2544746C2; RU2474975C2; CA2741498C; JPWO2010049970A1; US20140079006A1; RU2012141576A; EP3211815B1; WO2010049970A1; EP2763342B1; US9974072B2; EP3211815A1; US10034272B2

Abstract

공급 eNB측의 송신 장치에서는, 제1 패킷 송신부가 재송 데이터 패킷을 송신하는 동작을 실행한다. 한편, 협조 eNB측의 송신 장치에서는, 제2 패킷 송신부가, 패킷 전송부에 의해 공급 eNB로부터 전송된 정보에 대응하는 신규 데이터 패킷을 송신하는 동작을 실행한다. 공급 eNB 및 협조 eNB에 의한 UE에 대한 통신의 제어 정보는, UE로부터 공급 eNB를 향하는 PUCCH, 및 공급 eNB로부터 UE를 향하는 PDCCH만을 이용하여 통신한다. 공급 eNB와 협조 eNB는, X2 인터페이스를 이용하여, 신규 데이터 패킷 및 통신 제어 정보 등의 통신을 행한다.

Description

협조적 ＨＡＲＱ 통신 방식을 이용한 무선 기지국 장치, 무선 단말 장치, 무선 통신 시스템, 및 무선 통신 방법{WIRELESS BASE STATION DEVICE USING COOPERATIVE HARQ COMMUNICATION METHOD, WIRELESS TERMINAL DEVICE, WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD}

본 발명은, 분산 안테나를 사용한 협조적 송신 방식 기술에 관한 것이다. 패킷 통신 기술로서는 예를 들면, 차세대 휴대 전화 통신 규격으로서 검토가 진행되고 있는 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access) 통신 기술이 포함된다.

스펙트럼 확산 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access)에서, 이동 단말기가 1개의 셀로부터 인접 셀로 이동하였을 때에 2개의 기지국 간에서 동일한 신호를 동시에 송수신할 수 있도록 하여 통신이 도중에 끊기지 않도록 하기 위한 소프트 핸드오프 기술이, 한창 연구되고 있다. 협조적 송신에 관련되는 종래기술로서, 예를 들면 특허 문헌 1, 또는 하기 비특허 문헌 1 등에 기재된 방식이 개시되어 있다. 이들 종래 기술에서는, 링크 용량을 증가시키는 것을 가능하게 하도록 하는 협조적 송신 방식이 개시되어 있다.

이것과 마찬가지의 생각에 기초하여, 상이한 기지국에 배치되는 분산 안테나를 사용한 협조적 송신 방식이, 거시적인 페이딩에 대응하는 복수 입력 복수 출력(MIMO : Multi-Input and Multi-Output) 기술과 관련하여 제안되어 있다. MIMO 기술과 협조적 송신 기술을 조합한 종래 기술로서, 예를 들면 하기 비특허 문헌 2∼6에 기재된 방식이 개시되어 있다. 이들 방식은, 거시적인 다이버시티 효과와 MIMO 효과의 양방을 달성하는 것을 목적으로 하고 있다.

협조적 송신을 수반하는 거시적 다이버시티에 관한 논의는, 예를 들면 표준화 단체 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 표준화 작업이 진행되고 있는 LTE(Long Term Evolution) 등의, 새로운 휴대 전화 통신 규격의 책정 프로젝트에서도 검토되어 왔다. 이들 검토는, 예를 들면 하기 비특허 문헌 7에 개시되어 있다. 그러나, 당초는, 고레이어의 데이터를 상이한 기지국에 배분하는 것이 곤란하였기 때문에, 협조적 송신이 실현되는 일은 없고, 실장을 간단히 하기 위해서 데이터는 1개의 기지국에만 배분된다고 하는 방식이 채용되었다.

최근, LTE의 차세대 규격인 LTE 어드밴스 표준이, 제4세대 시스템(4G)을 위해서 개발되고 있다. 그 표준에서는, 특히 다운링크(DL)와 업링크(UL)를 위한 주파수 효율에 관한 시스템 성능 요구에서, 상당히 적극적인 목표가 설정되어 있다. 이것에 관한 구체적인 논의는, 예를 들면 하기 비특허 문헌 8에 개시되어 있다.

그와 같은 목표를 달성하기 위해서, 기업에 의해, 빔 포밍 송신, 셀 내 간섭 제어, 및 중계 제어에 관하여, 몇 가지의 유익한 제안이 이루어져 있다. 그들 중에서, 협조적 송신에 관련되는 논점이, 그 실장의 가능성을 재고하기 위해서, 다시 거론되고 있다. 구체적으로는, 예를 들면 하기 비특허 문헌 9 또는 10에 개시되어 있다. LTE 어드밴스에서는, 셀 단(端)의 유저의 스루풋의 목표를 LTE 통신 규격의 릴리스 8에서의 경우보다도 개략 1.4배로 하는 것이 목표로 된다. 이것을 고려하면, 협조적 송신 방식은, LTE 어드밴스 기술에서의 주요 후보로서 유망하다.

LTE 어드밴스 등의 차세대 통신 규격에서 협조적 송신 기술을 채용하기 전에, 명백하게 할 필요가 있는 많은 논점이 존재한다. 예를 들면, X2 인터페이스를 통한 eNode-B 간에서의, 데이터 및 제어 채널, 전송 타이밍, 유저 패킷 스케줄링, 및 하이브리드 자동 재송 요구(HARQ : Hybrid Automatic Repeat reQuest) 처리 등의 검토이다. 그 중에서 가장 중요한 것 중 하나가 HARQ에 관한 것이다.

LTE 통신 규격 등에서는, 이동체 단말기에서 고속 통신을 가능하게 하기 위한 패킷 통신 기술이 필요로 된다. 패킷 통신에서는, 송신 장치에서 통신 패킷에 부가된 오류 정정 부호에 기초하여, 수신 장치가 오류 검출을 행하면서 통신 정보를 수신한다. 그리고, 수신 장치가 통신 패킷의 수신의 성공 여부를 ACK(긍정적 송달 확인 : ACKnowledgement) 또는 NAK(부정적 송달 확인)로서 송신 장치에 회신한다. 송신 장치는, 수신 장치가 NAK를 돌려보낸 경우 또는 패킷을 송신하고 나서 타당한 임의의 시간이 경과할 때까지 송달 확인을 수신할 수 없는 경우에, 송신 정보를 재송한다.

LTE 등에서 채용되어 있는 HARQ 기술에서는, 예를 들면 LTE 등의 레이어 1 프로토콜 계층의 처리에서, 수신 장치에서 복호에 실패한 데이터가 파기되지 않고 재송 데이터와 조합하여 복호되는 것을 고려한 후에, 송신 장치측에서의 재송 패턴이 결정된다. 그리고, 수신 장치측에서는, 수신에 실패한 데이터가 폐기되지 않고 재송 데이터와 조합하여 복호가 행해진다. 이에 의해, 고효율 또한 고정밀도의 재송 제어가 실현된다.

따라서, 차세대의 패킷 통신 방식에서, 다이버시티 효과가 큰 협조적 송신 방식을 실현하기 위해서는, 협조적 송신 방식에서 어떻게 HARQ를 실현할지라고 하는 것이 큰 과제이다.

그러나, 특허 문헌 1 또는 비특허 문헌 1∼10 등으로서 개시되어 있는 종래기술에서는, 협조적 송신에서 HARQ를 실현하기 위한 구체적인 기술은 개시되어 있지 않았다.

또한, HARQ를 MIMO 기술과 조합한 종래 기술로서, 하기 특허 문헌 2에 기재된 방식이 개시되어 있다. 특허 문헌 2는, MIMO 다중 전송 안테나를 이용한 패킷 전송에서, HARQ를 실현하기 위한 구체적인 방식에 언급하고 있다.

그러나, MIMO는, 복수의 안테나는 1개의 기지국에 수용되는 것을 전제로 하고 있는 것에 대하여, 협조적 송신은, 분산하여 배치되는 복수의 기지국의 안테나가 협조하여 이동 단말기로 향하는 다운링크 방향의 송신을 행하는 것을 전제로 하고 있다. 분산하여 배치되는 기지국 간에서 HARQ를 포함하는 협조적 송신을 실현하기 위해서는, 기지국 간에서의 유저 데이터 및 제어 채널 데이터의 주고받음 방식이나 타이밍 등의, MIMO에서는 대상으로 되지 않는 문제를 해결할 필요가 있다. 특히, HARQ에서의 신규 데이터 패킷과 재송 데이터 패킷을 협조적 송신과 어떻게 조합할지에 대해서는, 상기 종래 기술에서는 개시되어 있지 않아, 해결해야 할 문제로서 남아 있었다.

특허 문헌 1 : 일본 특표 2008-503974호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특표 2008-517484호 공보

비특허 문헌 1 : A. J. Viterbi, A. M. Viterbi, K. S. Gilhousen, and E. Zehavi, "Soft handoff extends CDMA cell coverage and increases reverse link capacity", IEEE J. Sel. Areas Commun., vol.12, pp.1281-1288, October, 1994. 비특허 문헌 2 : W. Roh and A. Paulraj, "MIMO channel capacity for the distributed antenna systems", in IEEE VTC' 02, vol.3, pp.1520-1524, Sept. 2002. 비특허 문헌 3 : Z. Ni and D. Li, "Impact of fading correlation and power allocation on capacity of distributed MIMO", IEEE Emerging Technologies : Frontiers of Mobile and Wireless Communication, 2004, Volume 2, May 31-June 2, 2004 Page(s) : 697-700 Vol.2. 비특허 문헌 4 : Syed A. Jafar, and S. Shamai, "Degrees of freedom region for the MIMO X Channel", IEEE Transactions on Information Theory, Vol.54, No.1, pp.151-170, January 2008,. 비특허 문헌 5 : D. Wang, X. You, J. Wang, Y. Wang, and X. Hou, "Spectral Efficiency of Distributed MIMO Cellular Systems in a Composite Fading Channel", IEEE International Conference on, Communications, 2008. ICC '08, pp.1259-1264, May 19-23, 2008. 비특허 문헌 6 : O. Simeone, O. Somekh,; H. V. Poor, and S. Shamai, "Distributed MIMO in multi-cell wireless systems via finite-capacity links", Communications, Control and Signal Processing, 2008. ISCCSP 2008. 3rd International Symposium on, pp.203-206, March 12-14, 2008. 비특허 문헌 7 : 3GPP TR 25.814 v7.0.0, Physical layer aspects for evolved UTRA, release-7, June 2006. 비특허 문헌 8 : 3GPP TR36.913 v7.0.0, Requirements for Further Advancements for E-UTRA, release-8, V8.0.0, June 2008. 비특허 문헌 9 : 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #53bis Warsaw, Poland, "Collaborative MIMO for LTE-A downlink", June 30-July 4, 2008, R1-082501. 비특허 문헌 10 : 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #53bis Warsaw, Poland, "Network MIMO Precoding", June 30-July 4, 2008, R1-082497.

본 발명의 과제는, 협조적 송신 방식에서 적절하고 또한 효율적인 HARQ 처리를 실현하는 것에 있다.

이하에 설명하는 양태는, 무선 단말 장치로부터 회신되는 송달 확인 정보에 기초하여, 그 무선 단말 장치에 복호에 실패한 패킷을 파기하지 않고 재송된 패킷과 조합하여 복호시키기 위해서, 패킷의 송신의 재송을 제어하면서, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치가 무선 단말 장치에 대하여 협조적 송신 처리를 실행하는 무선 통신 시스템, 또는 그것에 속하는 무선 기지국 장치 또는 무선 단말 장치, 그 처리를 실현하는 무선 통신 방법을 전제로 한다.

제1 패킷 송신부는, 무선 단말 장치에서의 협조적 송신 처리에 대한 재송 요구의 발생 시에, 제1 무선 기지국 장치로부터 무선 단말 장치에, 신규 데이터 패킷 또는 재송 요구에 대응하는 재송 데이터 패킷 중 어느 한쪽의 제1 패킷을 송신한다.

패킷 전송부는, 재송 요구의 발생 시에, 제1 무선 기지국 장치로부터 제2 무선 기지국 장치에, 신규 데이터 패킷 또는 재송 데이터 패킷 중 제1 패킷과는 상이한 제2 패킷에 관한 정보를 전송한다. 이 패킷 전송부는 예를 들면, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치 간에서 규정되는 X2 인터페이스를 이용하여 전송 처리를 실행한다.

제2 패킷 송신부는, 재송 요구의 발생 시에, 제2 무선 기지국 장치로부터 무선 단말 장치에, 제1 패킷 송신부에 의한 제1 패킷의 송신 처리에 동기하여, 패킷 전송부로부터 전송된 정보에 기초하여 제2 패킷을 송신한다.

전술한 양태의 구성에서, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치는 각각 재송 버퍼부를 갖고, 제1 무선 기지국 장치는, 무선 단말 장치에 대하여 협조적 송신 처리하는 패킷에 관한 정보를, 그 제1 무선 기지국 장치 내의 재송 버퍼부에 유지하고, 제2 무선 기지국 장치는, 무선 단말 장치에 대하여 협조적 송신 처리하는 패킷에 관한 정보는, 그 제2 무선 기지국 장치 내의 재송 버퍼부에는 유지하지 않도록 구성할 수 있다.

전술한 양태의 구성에서, 제1 패킷은 재송 데이터 패킷이고, 제2 패킷은 신규 데이터 패킷이도록 구성할 수 있다. 이 경우에, 패킷 전송부는 예를 들면, 제1 무선 기지국 장치 내의 재송 버퍼부로부터 재송 데이터 패킷에 관한 정보를 읽어내어 제2 무선 기지국 장치에 전송한다. 또한, 패킷 전송부는 예를 들면, 제1 무선 기지국 장치가 무선 단말 장치와의 사이에서 통신하는 제2 무선 기지국 장치에 관련되는 통신 제어 정보와, 제2 무선 기지국 장치에 의한 제2 패킷의 송신 타이밍에 관련되는 정보를 전송한다.

여기까지의 양태의 구성에서, 제1 무선 기지국 장치에 의한 무선 단말 장치에 대한 통신의 제어 정보 및 제2 무선 기지국 장치에 의한 무선 단말 장치에 대한 통신의 제어 정보를, 제1 무선 기지국 장치와 무선 단말 장치와의 사이에서 통신하는 제어 정보 통신부를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이 제어 정보 통신부는 예를 들면, 제1 무선 기지국 장치로부터 무선 단말 장치로의 제어 정보의 송신을, 물리 다운링크 제어 채널을 통하여 실행하고, 무선 단말 장치로부터 제1 무선 기지국 장치로의 제어 정보의 송신을, 물리 업링크 제어 채널을 통하여 실행한다. 이 경우의 물리 업링크 제어 채널은 예를 들면, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치의 각각에 대하여 개별의 채널 품질 지표 정보와, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치에 공통의 프리코딩 매트릭스 지표 정보 및 랭크 지표 정보를 적어도 포함한다. 또한, 물리 다운링크 제어 채널은 예를 들면, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치의 각각에 대하여 개별의 변조 부호화 방식 정보 및 프리코딩 정보를 적어도 포함한다.

여기까지의 양태의 구성에서, 무선 단말 장치로부터 제1 무선 기지국 장치로의 제어 정보는, 제1 무선 기지국 장치로부터의 패킷의 수신 결과 및 제2 무선 기지국 장치로부터의 패킷의 수신 결과를 각각 나타내는 송달 확인 정보(HARQ-ACK/NAK)를 포함하도록 구성할 수 있다.

여기까지의 양태의 구성에서, 제1 무선 기지국 장치는, 적어도, 협조적 송신 처리에 관련되는 무선 단말 장치의 할당, 통신 리소스의 할당, 및 송신 타이밍의 제어를 집중하여 제어하도록 구성할 수 있다.

전술한 양태의 구성을 갖는 무선 통신 시스템에서 통신을 행하는 무선 단말 장치는, 이하의 양태를 갖는다.

재송 데이터 패킷 수신부는, 재송 요구의 발생 시에, 재송 데이터 패킷의 수신 처리를 실행한다.

신규 데이터 패킷 수신부는, 그 재송 데이터 패킷 수신부에 의해 재송 데이터 패킷의 수신 처리에 성공한 경우에, 그 수신 처리에 성공한 재송 데이터 패킷에 의해 무선 단말 장치가 수신한 수신 신호에 대하여 축차 간섭 제거 처리를 실행하고, 그 결과 얻어지는 수신 신호로부터 신규 데이터 패킷의 수신 처리를 실행한다.

이 무선 단말 장치의 양태의 구성에서, 협조적 송신 처리를 실행할지의 여부의 결정, 및 그 협조적 송신 처리를 실행한다고 결정한 경우에 그 실행을 하는 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치를 결정하는 협조적 송신 처리 결정부를 더 포함하도록 구성할 수 있다. 이 협조적 송신 처리 결정부는 예를 들면, 현재 통신 중인 각 무선 기지국 장치로부터 수신하는 참조 신호의 수신 전력에 관한 정보에 기초하여 결정을 행한다.

도 1은 실시 형태가 전제로 하는 네트워크 모델의 설명도.
도 2는 송신 장치의 실시 형태의 구성도.
도 3은 수신 장치의 실시 형태의 구성도.
도 4는 2개의 eNode-B가 협조 동작하는 경우의 분류 설명도.
도 5는 시나리오 2를 위한 협조적 다운링크 HARQ 송신 방식의 설명도.
도 6은 시나리오 3을 위한 협조적 다운링크 HARQ 송신 방식의 설명도.
도 7은 공급 eNB와 협조 eNB의 결정 처리를 도시하는 동작 시퀀스도 예.
도 8은 데이터 채널 및 제어 채널의 설명도.
도 9는 UCI 및 DCI의 데이터 포맷예를 도시하는 도면.
도 10은 제어 채널 및 데이터 채널 간의 송신 타이밍의 예를 도시하는 도면.
도 11은 시뮬레이션 결과에서의, 초기 송신, 재송 #1, #2, 및 #3에 대한 UE마다 BLER 대 지오메트리를 도시하는 그래프.
도 12는 시뮬레이션 결과에서의, SIC 있음/없음의 각각의 경우에서의, 공급 eNB 및 협조 eNB에 대한 SINR의 CDF를 도시하는 그래프.
도 13은 공급 eNB 및 협조 eNB 간의 링크 갭의 확률을 도시하는 그래프.
도 14는 CDF점 0.5에서의 SIC 유/무의 경우의, 공급 eNB 및 협조 eNB 간의 SINR 대 링크 갭을 도시하는 그래프.
도 15는 CDF점 0.5에서의 공급 eNB 및 협조 eNB 간의 캔슬에 의한 이득 대 링크 갭을 도시하는 그래프.

이하, 도면을 참조하면서, 최량의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

처음에, 실시 형태가 전제로 하는 시스템 워크 모델에 대하여 설명한다.

도 1은 실시 형태가 전제로 하는 네트워크 모델의 설명도이다.

일반성을 상실하지 않기 위해서, 네트워크는, 임의의 휴대 전화 단말기 등의 무선 이동 단말기(UE : User Equipment)에 협조적으로 서비스를 행하는 2개의 무선 기지국을 포함하는, 패킷 통신 시스템으로서 구성된다. 패킷 통신 시스템은 예를 들면, 3GPP에서 표준화 작업이 진행되고 있는 LTE 통신 규격에서의 E-UTRA(Evolved Universal Terrestrial Radio Access) 시스템으로서 실현할 수 있다.

LTE 등에서는, 기지국은, eNode-B(evolved Node B)라고 불린다. 본 실시 형태에서도, 이하의 설명에서는, 기지국을, eNode-B, 또는 그것을 생략한 표기인 eNB라고 표시하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 무선 기지국 중 한쪽은 공급 기지국 : Serving eNode-B(이하, 「공급 eNB」 또는 「S-eNB」로 약칭함)로 나타내고, 다른 쪽은 협조 기지국 : Collaborative eNode-B(이하 필요에 따라서, 「협조 eNB」 또는 「C-eNB」로 약칭함)로 나타낸다. eNB가 공급 eNB와 협조 eNB 중 어느 쪽에 속하는지의 결정은, 각 UE에 의해 수신되는 장기 전력 강도에 기초한다. 때문에, 각 UE에 대한 eNB의 위치 결정은, 상이할 수 있다. 합리적인 정의로서, 각 UE에 의해 수신되는 공급 eNB로부터의 장기 전력 강도는, 협조 eNB로부터의 것보다도 높다.

도 2는 도 1에 도시된 네트워크 상의 eNode-B 내에 구성되는 패킷 송신 장치의 실시 형태의 구성도이다. 또한, 도 3은 도 1의 UE 내에 구성되는 패킷 수신 장치의 실시 형태의 구성도이다. 도 2의 송신 장치는, eNode-B의 다운링크측에 장비되고, 도 2의 수신 장치는, UE의 다운링크측에 장비된다. 또한, 양자의 업링크 채널측의 송수신 장치의 구성은, 일반적인 구성이기 때문에 생략한다.

도 2에 도시된 송신 장치는, 신규 데이터 패킷 송신부(201), 재송 데이터 패킷 송신부(202), 채널 할당부(203), 변조부(204), 무선 처리부(205), 송신 제어부(206), 업링크 제어 채널 수신부(207), 및 X2 제어 채널 송수신부(208)를 포함한다. 신규 데이터 패킷 송신부(201)는 또한, 블록 생성부(201-1), 신규 부분 취득부(201-2), 신규 데이터 패킷 부호화부(201-3)로 구성된다. 재송 데이터 패킷 송신부(202)는 또한, 재송 버퍼부(202-1), 재송 부분 취득부(202-2), 및 재송 데이터 패킷 부호화부(202-3)로 구성된다.

도 3에 도시된 수신 장치는, 무선 처리부(301), 재송 데이터 패킷 수신부(302), 신규 데이터 패킷 수신부(303), 수신 제어부(304), 업링크 제어 채널 송신부(305)를 포함한다. 재송 데이터 패킷 수신부(302)는 또한, 재송 데이터 패킷 복조부(302-1), 재송 버퍼부(302-2), 재송 부분 합성부(302-3), 재송 데이터 패킷 복호부(302-4), 및 출력 분배부(302-5)로 구성된다. 신규 데이터 패킷 수신부(303)는 또한, 재송 데이터 패킷 재부호화부(303-1), 재송 데이터 패킷 재변조부(303-2), 캔슬러부(303-3), 신규 데이터 패킷 복조부(303-4), 및 신규 데이터 패킷 복호부(303-5)로 구성된다.

이상의 구성을 갖는 송신 장치 및 수신 장치의 실시 형태의 동작에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다.

HARQ에 대한 유일한 매우 중요한 거동으로서, 도 2의 재송 부분 합성부(305-3)에 의해 실행되는 HARQ 결합 처리 후에, 재송 데이터 패킷의 복호 시의 블록 에러레이트가 통상 1％ 이하로 된다고 하는 점이 있다. 도 2에 도시된 실시 형태에서는, 캔슬러부(303-3)가 실행하는 축차 간섭 제거(SIC : Successive Interference Cancellation) 처리에서, 복호된 재송 데이터 패킷이 적극적으로 이용됨으로써, 효과적인 SIC 처리가 실현된다. 즉, 도 2의 실시 형태에서는, UE에서, 우선 처음에 재송 패킷이 검출되고, 그것으로부터 다른 패킷(신규 패킷 또는 재송 패킷)이 검출되도록 동작한다.

다음으로, 본 실시 형태에서는, 각각 도 1에 도시된 다운링크계의 송신 장치를 실장하는 2개의 협조하여 동작하는 eNode-B로부터, 1개의 신규 패킷과 1개의 재송 패킷이, 1개의 UE를 향하여 완전하게 동기하여 배신된다.

도 4는 2개의 eNode-B가 협조 동작하는 경우의 분류를 도시하는 설명도이다. 여기서는, 협조적 송신이 4타입의 시나리오로 분류된다. 각 시나리오에서는, 상이한 채널 리소스 할당으로 되고, 또한, 상이한 제어 채널 설계로 된다. 간단하게 하기 위해서, 여기서의 설명은, 단일의 UE만의 경우이지만, 복수 UE의 시나리오에 대해서는 후술한다.

도 4의 (a)에 도시된 시나리오 1에서는, 신규 데이터 패킷만이, 공급 eNB로부터 셀 단에 위치하는 UE에 배신된다고 가정한다. 거시적인 송신을 협조적으로 실현하기 위해서, 몇 개의 신규 데이터 패킷은, X2 인터페이스를 통하여, 공급 eNB로부터 협조 eNB에 전송된다. 그리고, 이들 신규 데이터 패킷이, 양방의 eNode-B로부터 대응하는 UE에 동시에 배신된다. UE측에서는, 서로로부터의 간섭을 억제하면서, 수신 처리를 행한다.

도 4의 (b)에 도시된 시나리오 2에서는, 2개의 타입의 송신 패킷이 셀 단에 위치하는 UE에 배신된다고 가정한다. 하나는, 재송 데이터 패킷이고, 다른 하나는 신규 데이터 패킷이다. 재송 데이터 패킷은, X2 인터페이스를 통하여 공급 eNB로부터 전송된 신규 데이터 패킷이 협조 eNB로부터 UE에 배신되는 것과 동시에, 공급 eNB로부터 UE에 배신된다. UE에서는, 후술하는 바와 같이, 도 3에 도시된 신규 데이터 패킷 수신부(303)가, SIC 처리에 의해, 서로로부터의 간섭을 억제하면서, 수신 처리를 행한다.

도 4의 (c)에 도시된 시나리오 3에서는, 시나리오 2의 경우와 마찬가지로, 재송 데이터 패킷과 신규 데이터 패킷의 2개의 타입의 송신 패킷이 배신된다. 시나리오 3에서는, 시나리오 2와는 달리, 신규 데이터 패킷이, 재송 데이터 패킷이 협조 eNB로부터 UE에 배신되는 것과 동시에, 공급 eNB로부터 UE에 배신된다. 이 경우에는, 재송 데이터 패킷은, X2 인터페이스를 통하여, 공급 eNB로부터 협조 eNB에 전송된다. UE에서는, 후술하는 바와 같이, 도 3에 도시된 신규 데이터 패킷 수신부(303)가, SIC 처리에 의해, 서로로부터의 간섭을 억제하면서, 수신 처리를 행한다.

도 4의 (d)에 도시된 시나리오 4에서는, 재송 데이터 패킷만이 공급 eNB로부터 셀 단에 위치하는 UE에 배신된다고 가정한다. 거시적인 송신을 협조적으로 실현하기 위해서, 몇 개의 재송 데이터 패킷은, X2 인터페이스를 통하여, 공급 eNB로부터 협조 eNB에 전송된다. 그리고, 이들 재송 데이터 패킷이 양방의 eNB로부터 대응하는 UE에 동시에 배신된다. UE측에서는, 서로로부터의 간섭을 억제하면서, 수신 처리를 행한다.

여기서, 도 4의 (b)의 시나리오 2와 도 4의 (c)의 시나리오 3은, 거시적 송신 안테나에 의한 가장 높은 다이버시티 이득과 SIC 처리에 의한 캔슬 이득을 제공하는, 보다 좋은 송신 방식이라고 할 수 있다. 이것은 왜냐하면, HARQ 결합 후의 재송 데이터 패킷에 대한 BLER(BLock Error Rate)은 충분히 낮기 때문에, 처음에 재송 데이터 패킷을 추출하고, 그것으로부터 SIC 처리에 의해 신규 데이터 패킷을 추출함으로써, 좋은 결과를 얻을 수 있기 때문이다. 그 때문에, 협조적 송신의 규칙으로서, 항상 1개의 신규 데이터 패킷과 1개의 재송 데이터 패킷이 취득되고, 공급 eNB 및 협조 eNB의 양방으로부터 동시에 그들이 송신되는 방식이 바람직하다. 후술하는 시스템 레벨 시뮬레이션 결과에 의하면, 만약 UE가 시속 3㎞의 속도로 이동하고 있으면, 재송의 확률은 8∼10％인 것을 알고 있다. 그런데, 시속 30㎞의 속도의 이동에서는, 재송의 확률은 70∼80％로 증가한다. 그 때문에, 상이한 속도로 이동하고 있는 단말기군을 혼재시켰을 때의 재송의 확률은, 개략 30∼40％로 추정할 수 있다. 그것은, 신규 데이터 패킷 및 재송 데이터 패킷 간의 협조적 HARQ 송신의 가능성이 23∼29％의 결과로 된다. 재송이 없는 통상의 협조적 송신으로서 도 4의 (a)에 도시된 시나리오 1이 채용될 확률은 70％ 정도라고 할 수 있다. 그러나, 도 4의 (d)에 도시된 시나리오 4는, HARQ 패킷의 발생 확률이 낮기 때문에 실제의 시스템에서는 일어날 수 없다. 이 때문에, 시나리오 4를 채용할 확률은 거의 제로이다.

이상의 검토에 의해, 도 2에 도시된 eNode-B 다운링크계 송신 장치의 동작으로서, 도 4의 (b)에 도시된 시나리오 2, 및 도 4의 (c)에 도시된 시나리오 3의 경우에 초점을 맞추어 설명한다. 이들 시나리오는, 실장 시에 어느 한쪽이 선택되어 설계된다. 어느 쪽의 시나리오가 보다 바람직한지에 대해서는 후술한다.

도 5는 시나리오 2를 위한 협조적 다운링크 HARQ 송신 방식의 설명도이다.

우선 도 5의 (b)에서, UE에서 수신된 신규 데이터 패킷(예를 들면 #0의 신규 데이터 패킷)이 만약 에러로 된 경우, 그 데이터는, 협조 eNB(C-eNB)로부터 배신되는 신규 패킷(예를 들면 #12의 신규 데이터 패킷)과 동시에, 공급 eNB(S-eNB)에 의해 결정되는 동기시켜진 송신 타이밍에 맞추어, 공급 eNB로부터 재송된다. 마찬가지의 처리가, #17(또는 #15)의 신규 데이터 패킷과 함께 송신되는 #4(또는 #11)의 재송 패킷 등에 대해서도 발생한다.

도 5의 (a)는 시나리오 2를 위한 송신 장치의 처리 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2의 송신 장치가 공급 eNB측의 다운링크계로서 실장된 경우, 도 5의 (a)의 공급 eNB측의 재송 버퍼부(504)는, 도 2의 재송 버퍼부(202-1)에 대응한다. 또한, 공급 eNB측의 제1 패킷 송신부(501)는, 도 2의 재송 데이터 패킷 송신부(202) 중 재송 버퍼부(202-1)를 제외한 부분에 대응한다. 또한, 공급 eNB측의 RF(503)는, 도 2의 채널 할당부(203), 변조부(204), 및 무선 처리부(205)로 이루어지는 부분에 상당한다. 한편, 도 2의 송신 장치가 협조 eNB측의 다운링크계로서 실장된 경우, 도 5의 (a)의 협조 eNB측의 제2 패킷 송신부(503)는, 도 2의 신규 데이터 패킷 송신부(201)에 대응한다. 또한, 협조 eNB측의 RF(505)는, 도 2의 채널 할당부(203), 변조부(204), 및 무선 처리부(205)로 이루어지는 부분에 상당한다. 또한, 공급 eNB로부터 협조 eNB에 신규 데이터 패킷을 전송하는 패킷 전송부(502)는, 도 2의 X2 제어 채널 송수신부(108)에 대응한다.

이 처리 구성으로부터 이해되는 바와 같이, 각각 도 2에 도시된 다운링크계의 송신 장치를 갖는 공급 eNB와 협조 eNB가 시나리오 2에 기초하여 동작하는 경우에는, 공급 eNB측의 송신 장치에서는, 제1 패킷 송신부(501)가 재송 데이터 패킷(507)을 송신하는 동작을 실행한다. 한편, 협조 eNB측의 송신 장치에서는, 제2 패킷 송신부(503)가, 패킷 전송부(502)에 의해 공급 eNB로부터 전송된 정보에 대응하는 신규 데이터 패킷(508)을 송신하는 동작을 실행한다.

도 6은 시나리오 3을 위한 협조적 다운링크 HARQ 송신 방식의 설명도이다.

우선 도 6의 (b)에서, UE에서 수신된 신규 데이터 패킷(예를 들면 #0의 신규 데이터 패킷)이 만약 에러로 된 경우, 그 데이터는, X2 인터페이스를 통하여 그것에 대응하는 제어 채널에 의해 협조 eNB에 전송된다. 게다가, 공급 eNB로부터 배신되는 신규 패킷(예를 들면 #4의 신규 데이터 패킷)과 동시에, 공급 eNB에 의해 결정되는 동기시켜진 송신 타이밍에 맞추어, 협조 eNB로부터 재송된다. 마찬가지의 처리가, #9(또는 #7)의 신규 데이터 패킷과 함께 송신되는 #5(또는 #14)의 재송 패킷 등에 대해서도 발생한다.

도 6의 (a)는 시나리오 3을 위한 송신 장치의 처리 구성을 도시하는 블록도이다. 도 2의 송신 장치가 공급 eNB측의 다운링크계로서 실장된 경우, 도 6의 (a)의 공급 eNB측의 재송 버퍼부(604)는, 도 2의 재송 버퍼부(202-1)에 대응한다. 또한, 공급 eNB측의 제1 패킷 송신부(601)는, 도 2의 신규 데이터 패킷 송신부(201)에 대응한다. 또한, 공급 eNB측의 RF(603)는, 도 2의 채널 할당부(203), 변조부(204), 및 무선 처리부(205)로 이루어지는 부분에 상당한다. 한편, 도 2의 송신 장치가 협조 eNB측의 다운링크계로서 실장된 경우, 도 6의 (a)의 협조 eNB측의 제2 패킷 송신부(603)는, 도 2의 재송 데이터 패킷 송신부(202) 중 재송 버퍼부(202-1)를 제외한 부분에 대응한다. 또한, 협조 eNB측의 RF(605)는, 도 2의 채널 할당부(203), 변조부(204), 및 무선 처리부(205)로 이루어지는 부분에 상당한다. 또한, 공급 eNB 내의 재송 버퍼부(604)로부터 협조 eNB에 재송 데이터 패킷을 전송하는 패킷 전송부(602)는, 도 2의 X2 제어 채널 송수신부(108)에 대응한다.

이 처리 구성으로부터 이해되는 바와 같이, 각각 도 2에 도시된 다운링크계의 송신 장치를 갖는 공급 eNB와 협조 eNB가 시나리오 3에 기초하여 동작하는 경우에는, 공급 eNB측의 송신 장치에서는, 제1 패킷 송신부(601)가 신규 데이터 패킷(607)을 송신하는 동작을 실행한다. 한편, 협조 eNB측의 송신 장치에서는, 제2 패킷 송신부(603)가, 패킷 전송부(502)에 의해 공급 eNB 내의 재송 버퍼부(604)로부터 전송된 정보에 대응하는 재송 데이터 패킷(608)을 송신하는 동작을 실행한다.

전체적인 복잡함에 관하여, 시나리오 2는 시나리오 3보다도 바람직하다. 이것은, 시나리오 2에서는, 협조 eNB는, X2 인터페이스를 통하여 공급 eNB로부터 전송된 신규 블록을 수신하고, 그것에 기초하여 생성한 신규 데이터 패킷을, 제어 채널의 설명에서 후술하는 바와 같이, 그것이 UE측에서 정확하게 수신되었는지의 여부를 고려하지 않고 배신할 수 있기 때문이다. 후술하는 바와 같이, 재송 처리 및 HARQ를 위한 제어 채널 액세스를 포함하는 모든 책무는, 공급 eNB가 진다. 이것은, 협조 eNB의 설계를 간략화하게 된다. 그러나, 시나리오 3의 구성을 채용하는 것도 물론 가능하다.

전술한 시나리오 2 또는 시나리오 3의 처리를 고려한 도 2의 송신 장치의 더욱 상세한 동작에 대하여, 이하에 설명한다.

도 2에서, 블록 생성부(201-1)는, 송신되어야 할 정보 비트로부터 소정 사이즈의 블록을 생성한다. 블록 생성부(201-1)가 생성하는 블록의 사이즈는, 1개의 패킷이 저장 가능한 정보 비트의 양과 동일하다. 즉, 송신 장치가 송신하는 통상의 패킷에는, 1개의 블록에 상당하는 정보 비트가 포함되어 있다.

재송 버퍼부(202-1)는, 블록 생성부(201-1)에 의해 생성된 정보 비트의 블록을, 재송에 대비하여 일시적으로 유지한다. 또한, 재송 버퍼부(202-1)는, 수신 장치에서 정확하게 복호되어, 재송의 필요가 없어진 블록에 대해서는, 순차적으로 파기하도록 해도 된다.

송신 제어부(206)는, 업링크 제어 채널 수신부(207)가 제어 채널을 통하여 UE측으로부터 수신한 제어 신호에 따라서, 신규 부분 취득부(201-2) 및 재송 부분 취득부(202-2)를 제어한다.

구체적으로는, 도 2의 송신 장치가 시나리오 1(도 4의 (a) 참조)에 기초하여 임의의 UE에 대하여 공급 eNB로서 동작하는 경우에서, 임의의 UE에 대하여 그 UE측으로부터 재송 데이터 패킷의 송신이 지시되어 있지 않을 때에는, 이하의 동작을 실행한다. 즉, 송신 제어부(206)는 우선, 신규 부분 취득부(201-2)에 대하여, 블록 생성부(201-1)에 의해 생성된 처리 대상의 UE에 대응하는 신규 블록을 취득하고, 그것을 신규 데이터 패킷 부호화부(201-3)에 출력하여 송신시키도록 지시한다. 또한, 송신 제어부(206)는, 재송 부분 취득부(202-2)에 대하여, 그 동작을 정지하도록 지시한다. 또한, 송신 제어부(206)는, 신규 부분 취득부(201-2)에 대하여, 상기 신규 블록을, X2 제어 채널 송수신부(208)에도 출력하여, 처리 대상의 UE에 대응하는 협조 eNB에 전송시키도록 지시한다.

한편, 도 2의 송신 장치가 시나리오 1에 기초하여 임의의 UE에 대하여 협조 eNB로서 동작하는 경우에서, 임의의 UE에 대하여 그 UE측으로부터 그 UE에 대응하는 공급 eNB에 대하여 재송 데이터 패킷의 송신이 지시되어 있지 않을 때에는, 이하의 동작을 실행한다. 즉, 송신 제어부(206)는, 신규 부분 취득부(201-2)에 대하여, X2 제어 채널 송수신부(208)가 수신한 처리 대상의 UE에 대응하는 공급 eNB로부터 전송되어 온 신규 블록을 취득하고, 그것을 신규 데이터 패킷 부호화부(201-3)에 출력하여 송신시키도록 지시한다.

다음으로, 도 2의 송신 장치가 시나리오 2(도 4의 (b) 참조)에 기초하여 임의의 UE에 대하여 공급 eNB로서 동작하는 경우에서, 업링크 제어 채널 수신부(207)가 임의의 UE에 대하여 수신한 NAK의 수신수가 소정수에 도달한 경우에는, 이하의 처리를 실행한다. 즉, 송신 제어부(206)는, 재송 부분 취득부(202-2)에 대하여, 재송 버퍼부(202)에 유지된 상기 NAK에 대응하는 송신 완료된 블록(재송 블록)을 취득시키고, 그것을 재송 데이터 패킷 부호화부(202-3)에 출력하여 재송신시키도록 지시한다. 또한, 송신 제어부(206)는, 신규 부분 취득부(201-2)에 대하여, 블록 생성부(201-1)에 의해 생성된 처리 대상의 UE에 대응하는 신규 블록을 취득시키지만, 그것을 신규 데이터 패킷 부호화부(201-3)로가 아니라, X2 제어 채널 송수신부(208)에 출력하여 처리 대상의 UE에 대응하는 협조 eNB에 전송시키도록 지시한다.

한편, 도 2의 송신 장치가 시나리오 2에 기초하여 임의의 UE에 대하여 협조 eNB로서 동작하는 경우에, 임의의 UE에 대하여 그 UE에 대응하는 공급 eNB 내의 업링크 제어 채널 수신부(207)가 수신한 NAK의 수신수가 소정수에 도달한 경우에는, 이하의 처리를 실행한다. 즉, 송신 제어부(206)는, 신규 부분 취득부(201-2)에 대하여, X2 제어 채널 송수신부(208)가 수신한 처리 대상의 UE에 대응하는 공급 eNB로부터 전송되어 온 신규 블록을 취득하고, 그것을 신규 데이터 패킷 부호화부(201-3)에 출력하여 송신시키도록 지시한다.

계속해서, 도 2의 송신 장치가 시나리오 3(도 4의 (c) 참조)에 기초하여 임의의 UE에 대하여 공급 eNB로서 동작하는 경우에서, 업링크 제어 채널 수신부(207)가 임의의 UE에 대하여 수신한 NAK의 수신수가 소정수에 도달한 경우에는, 이하의 처리를 실행한다. 즉, 송신 제어부(206)는, 재송 부분 취득부(202-2)에 대하여, 재송 버퍼부(202)에 유지된 상기 NAK에 대응하는 송신 완료된 블록(재송 블록)을 취득시키지만, 그것을 재송 데이터 패킷 부호화부(202-3)로가 아니라, X2 제어 채널 송수신부(208)에 출력하여 처리 대상의 UE에 대응하는 협조 eNB에 전송시키도록 지시한다. 또한, 송신 제어부(206)는, 신규 부분 취득부(201-2)에 대하여, 블록 생성부(201-1)에 의해 생성된 처리 대상의 UE에 대응하는 신규 블록을 취득시키고, 그것을 신규 데이터 패킷 부호화부(201-3)에 출력하여 재송신시키도록 지시한다.

한편, 도 2의 송신 장치가 시나리오 3에 기초하여 임의의 UE에 대하여 협조 eNB로서 동작하는 경우에, 임의의 UE에 대하여 그 UE에 대응하는 공급 eNB 내의 업링크 제어 채널 수신부(207)가 수신한 NAK의 수신수가 소정수에 도달한 경우에는, 이하의 처리를 실행한다. 즉, 송신 제어부(206)는, 재송 부분 취득부(202-2)에 대하여, X2 제어 채널 송수신부(208)가 수신한 처리 대상의 UE에 대응하는 공급 eNB로부터 전송되어 온 재송 블록을 취득하고, 그것을 재송 데이터 패킷 부호화부(202-3)에 출력하여 송신시키도록 지시한다.

여기서, ACK 및 NAK는, 임의의 UE에 대하여 공급 eNB로서 동작하는 송신 장치 내의 업링크 제어 채널 수신부(207)가, 그 처리 대상의 UE로부터, 유저 데이터와 함께 저장되어 전송되어 오는 후술하는 업링크 제어 정보(UCI)로서 수신하는 제어 신호이다. 이들 ACK 및 NAK는, UE에서 패킷의 수신 에러가 발생하였는지의 여부를 나타내고 있고, UE로부터 그것에 대응하는 공급 eNB에, 각 수신 패킷마다 회신되고 있다.

도 2의 송신 장치에서, 신규 데이터 패킷 송신부(201) 내의 신규 패킷 부호화부(303-1)는, 신규 부분 취득부(201-2)로부터 신규 블록이 입력된 경우에, 그 신규 블록을 정보 비트부에 포함하고, 그것에 대응하는 패리티 비트를 패리티 비트부에 포함하는 신규 패킷을 생성한다.

재송 데이터 패킷 송신부(202) 내의 재송 데이터 패킷 부호화부(202-3)는, 재송 부분 취득부(202-2)로부터 재송 블록이 입력된 경우에, 그 재송 블록을 정보 비트부에 포함하고, 그것에 대응하는 패리티 비트를 패리티 비트부에 포함하는 재송 패킷을 생성한다.

채널 할당부(203)는, 신규 데이터 패킷 부호화부(201-3)에서 생성된 신규 패킷 또는 재송 데이터 패킷 부호화부(202-3)에서 생성된 재송 패킷을, 처리 대상의 UE에 대응하는 통신 채널에 할당하고, 그 결과 생성된 프레임 데이터를 변조부(204)에 출력한다.

변조부(204)는, 채널 할당부(203)로부터 출력되는 프레임 데이터를 변조하고, 무선 처리부(205)에 출력한다.

무선 처리부(205)는, 변조 후의 프레임 데이터에 대하여 소정의 무선 송신 처리를 실행하고, 특별히는 도시하지 않은 안테나를 통하여 송신한다.

다음으로, UE 내의 다운링크계에 실장되는 도 3에 도시된 수신 장치의 상세한 동작에 대하여, 이하에 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수신 장치는, 재송 데이터 패킷 수신부(302)와 신규 데이터 패킷 수신부(303)를 구비한다.

도 3에서, 수신 제어부(304)는, 수신 패킷과 함께 물리 다운링크 제어 채널을 통하여 후술하는 바와 같이 공급 eNB로부터 전송되어 오는 다운링크 제어 정보(DCI)에 포함되는 신규 데이터 지시 정보(후술하는 도 9의 (b)를 참조)에 의해, 수신 패킷이 신규 데이터 패킷인지 재송 데이터 패킷인지를 인식할 수 있다. 이것은 즉, 시나리오 1인지 시나리오 2인지, 또는 시나리오 1인지 시나리오 3인지의 식별과 다름없다. 또한, 수신 제어부(304)는, 항상 복조 처리를 실행하고 있는 재송 데이터 패킷 복조부(302-1)의 출력에 기초하여, 상기 식별 처리를 실행한다.

이 식별에 의해, 수신 장치가 전술한 시나리오 1(도 4의 (a) 참조)에 기초하여 동작할 때에는, 재송 데이터 패킷 수신부(302)와, 신규 데이터 패킷 수신부(303) 내의 재송 데이터 패킷 재부호화부(303-1), 재송 데이터 패킷 재변조부(303-2), 및 캔슬러부(303-3)는 동작하지 않고, 안테나를 통하여 무선 처리부(301)에서 수신된 수신 신호는, 신규 데이터 패킷 수신부(303) 내의 캔슬러부(303-3)를 그대로 통과하여, 신규 데이터 패킷 복조부(303-4)에 입력된다.

신규 데이터 패킷 복조부(303-4)는, 무선 처리부(301)로부터 입력되는 수신 신호를 구성하는 각 통신 채널로부터 수신 패킷을 복조하고, 그 수신 패킷을 신규 데이터 패킷 복호부(303-5)에 출력한다.

신규 데이터 패킷 복호부(303-5)는, 입력되는 신규 데이터 패킷을 복호하고, 그 결과 얻어지는 신규 정보 비트를, 후단의 특별히는 도시하지 않은 처리부에 출력한다.

한편, 수신 제어부(304)에서의 전술한 식별 처리에 의해, 도 3의 수신 장치가 전술한 시나리오 2(도 4의 (b) 참조) 또는 시나리오 3(도 4의 (c) 참조)으로서 동작할 때에는, 수신 제어부(304)의 제어에 기초하여, 재송 데이터 패킷 수신부(302) 및 신규 데이터 패킷 수신부(303)의 양방이 동작한다.

우선, 재송 데이터 패킷 수신부(302)의 동작에 대하여 설명한다.

재송 데이터 패킷 복조부(302-1)는, 무선 처리부(301)로부터 입력되는 수신 신호를 구성하는 각 통신 채널로부터 수신 패킷을 복조하고, 그 수신 패킷을 재송 부분 합성부(302-3)에 출력한다. 또한, 이 재송 데이터 패킷 복조부(302-1)는, 수신 제어부(304)에 의한 전술한 식별 처리를 가능하게 하기 위해서, 수신 패킷이 재송 데이터 패킷인지 신규 데이터 패킷인지에 상관없이 복조 처리를 실행하고 있다.

재송 부분 합성부(302-3)는, 수신 제어부(304)로부터 재송 패킷의 처리가 지시된 타이밍에서, 재송 데이터 패킷 복조부(302-1)로부터 입력되는 재송 데이터 패킷을, 처음에 수신에 실패하여 재송 버퍼부(302-2)에 유지되어 있는 과거의 데이터 패킷과 합성한다. 그리고, 재송 부분 합성부(302-3)는, 그 합성 결과를 재송 데이터 패킷 복호부(302-4)에 출력한다. 또한, 수신 제어부(304)는, 수신 패킷과 함께 물리 다운링크 제어 채널을 통하여 공급 eNB로부터 전송되어 오는 다운링크 제어 정보(DCI)의 일부로서, 재송 시퀀스 정보 및 그 밖의 제어 정보를 수신하고, 이들 제어 정보를 재송 부분 합성부(302-3)에 통지한다. 재송 부분 합성부(302-3)는, 이들 제어 정보에 기초하여, HARQ 방식에 기초하는 재송 패킷의 합성 처리를 실행한다.

재송 데이터 패킷 복호부(302-4)는, 입력되는 재송 데이터 패킷을 복호하고, 그 결과 얻어지는 복원된 정보 비트를, 출력 분배부(302-5)에 출력한다.

출력 분배부(302-5)는, 정보 비트의 복원에 성공한 경우에, 그것을 후단의 특별히는 도시하지 않은 처리부에 출력한다. 이것과 동시에, 출력 분배부(302-5)는, 복원된 정보 비트를 신규 데이터 패킷 수신부(303) 내의 재송 데이터 패킷 재부호화부(303-1)에 출력한다.

다음으로, 신규 데이터 패킷 수신부(303)의 동작에 대하여 설명한다.

출력 분배부(302-5)로부터 복원된 정보 비트가 입력되면, 재송 데이터 패킷 재부호화부(303-1) 및 재송 데이터 패킷 재변조부(303-2)가 실행되어, 수신에 성공한 재송 데이터 패킷의 레플리카가 생성된다.

캔슬러부(303-3)는, 축차 간섭 제거(SIC : Successive Interference Cancellation) 처리로서, 무선 처리부(301)로부터 입력되는 수신 신호에 대하여, 공급 eNB(시나리오 2의 경우) 또는 협조 eNB(시나리오 3의 경우)로부터 수신된 재송 데이터 패킷의 간섭 신호분을 캔슬 처리한다. 이에 의해, 캔슬러부(303-3)는, 협조 eNB(시나리오 2의 경우) 또는 공급 eNB(시나리오 3의 경우)로부터 수신된 신규 데이터 패킷의 수신 신호 성분만을 적절하게 추출하고, 그것을 신규 데이터 패킷 복조부(303-4)에 출력한다.

신규 데이터 패킷 복조부(303-4)는, 캔슬러부(303-3)로부터 입력되는 간섭 성분이 제거된 수신 신호를 구성하는 각 통신 채널로부터 수신 패킷을 복조하고, 그 수신 패킷을 신규 데이터 패킷 복호부(303-5)에 출력한다.

또한, 재송 데이터 패킷 수신부(302)에서의 재송 데이터 패킷의 복원 처리가 실패하여, 출력 분배부(302-5)로부터 재송 데이터 패킷 재부호화부(303-1)에의 입력이 없는 경우에는, 재송 데이터 패킷 재변조부(303-2)로부터 캔슬러부(303-3)에의 입력은 제로로 세트된다. 이에 의해, 캔슬러부(303-3)의 동작이 등가적으로 무효로 된다. 이 결과, 신규 데이터 패킷 복조부(303-4) 및 신규 데이터 패킷 복호부(303-5)는, 캔슬 처리 없이 신규 데이터 패킷의 추출을 행한다.

도 3에서, 수신 제어부(304)는, 예를 들면, 수신 신호 중의 참조 신호(RS : Reference Signal)에 의해, 후술하는 공급 eNB로부터의 물리 다운링크 제어 채널을 정확하게 인식한다. 공급 eNB 및 협조 eNB 간의 RS군으로서는, 서로, 패턴은 동일하지만 위상 시프트가 상이한, 예를 들면 서로 직교하고 있는 신호군을 이용함으로써, 공급 eNB와 협조 eNB 간의 채널 식별이 용이해진다.

이상 설명한 수신 장치의 처리 방식의 변형예로서, 시스템 성능을 보다 개선할 수 있는, 다음과 같은 인터랙티브한 방식을 채용하는 것도 가능하다.

ㆍ처음에 재송 데이터 패킷이 추출되고, 그것이 만약 올바르게 수신되면, 캔슬러부에 의한 SIC 처리에 의해 신규 데이터 패킷이 추출된다.

ㆍ재송 데이터 패킷의 수신이 성공하지 않으면, 신규 데이터 패킷이 추출되고, 그 신규 데이터 패킷이 만약 올바르게 수신되면, 캔슬러부에 의한 SIC 처리에 의해 상기 재송 데이터 패킷이 다시 추출된다.

이와 같이 본 실시 형태에서는, 재송 데이터 패킷과 신규 데이터 패킷을, 공급 eNB 및 협조 eNB(시나리오 2의 경우) 또는 그 반대(시나리오 3의 경우)로 할당하여 협조적 송신을 행하게 함으로써, 동일한 UE에 대한 재송 데이터 패킷과 신규 데이터 패킷을, 동일한 채널 리소스를 사용하여 동시에 송신하는 것이 가능하게 된다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따른 협조적 송신 방식에서는, 채널의 유효 이용도 가능하게 된다.

협조적 송신을 위한 채널 리소스 할당과 유저 스케줄링은, 공급 eNB 내의 송신 제어부(206)(도 2 참조)에 의해 집중 제어된다. 여기서, 협조적 송신을 실시할지의 여부를 결정하는 중요한 파라미터로서, 링크 갭 Δue, 혹은 그 대신에, LTE에서의 용어로서 사용되는, 참조 신호 수신 전력(RSRP : Reference Signal Receiving Power) 차가 이용된다. 그 파라미터는, 공급 eNB와 협조 eNB의 사이의 UE에 의한 대수 수신 신호 전력의 차로서 정의된다. 만약, 링크 갭 Δue가 또 하나의 파라미터로서의 링크 갭 목표 Δ보다도 작으면, 협조적 송신이 실시된다. 그렇지 않으면, 통상 송신이 바람직하다. 이들 파라미터를 사용함으로써, 협조적 송신을 위한 대역폭을 용이하게 제어할 수 있다.

UE의 수신 장치(도 3) 내의 수신 제어부(304)는, 통신 중에, 수신된 각 RS의 RSRP차를 축차적으로 검출한다. 그리고, 업링크 제어 채널 송신부(305)를 통하여 공급 eNB측에 통지함으로써, 현재의 공급 eNB 내의 업링크 제어 채널 수신부(207)(도 2)가 그것을 수신하고, 송신 제어부(206)(도 2)가 협조적 송신을 계속할지의 여부, 및 새로운 공급 eNB의 결정 등의 처리를 실행한다.

이상, 1개의 UE에 관한 협조적 HARQ 송신 처리에 대하여 설명하였지만, 전술한 바와 같이, 각 UE는, RS 신호군에 기초하여 협조적 송신의 실행의 유무 및 공급 eNB와 협조 eNB의 식별을 행할 수 있다. 이에 의해, 각 eNode-B는, UE마다, 자기 자신을 공급 eNB로서 동작시킬지 협조 eNB로서 동작시킬지를 제어할 수 있어, 각각의 UE에 대하여 전술과 마찬가지의 처리를 실행할 수 있다.

도 7은 공급 eNB와 협조 eNB의 결정 처리를 도시하는 동작 시퀀스도 예를 나타내는 것이다. UE는, 예를 들면 eNode-B0 및 eNode-B1과 제어 신호 0 및 1을 사용하여 통신을 하고 있는 상태에서, 그들의 RS 신호군에 기초하여, 예를 들면 eNode-B1을 공급 eNB, eNode-B0을 협조 eNB로서 결정한다(도 7의 S1). 이에 의해, UE는, 예를 들면 랜덤 액세스 채널 RACH를 이용하여 우선, eNode-B1과 통신을 행한다. eNode-B1로부터 데이터 채널 및 제어 채널이 통지되면(도 7의 S2), UE는, 그 제어 채널을 사용하여, 협조 eNB인 eNode-B0에 관한 정보를, 공급 eNB로 된 eNode-B1에 통지한다(도 7의 S3). 이 결과, eNode-B1로부터 eNode-B0에, X2 인터페이스를 사용하여 통지가 이루어지고, eNode-B0은 UE에, 데이터 채널 및 제어 채널을 통지한다(도 7의 S4). 이에 의해, UE는, eNode-B1 및 eNode-B0으로부터, 협조적 송신을 받는 것이 가능하게 된다. 이때, 공급 eNB인 eNode-B1로부터는 협조적 송신 데이터의 패킷과 제어 정보를 받고, 협조 eNB인 eNode-B0으로부터는 협조적 송신 데이터의 패킷만을 받게 된다.

다음으로, 제어 채널 설계 eNode-B와 UE의 사이에서 통신되는 제어 채널에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에서는, 주요한 제어 신호는, 공급 eNB와 UE의 사이의 링크를 통하여 통신되도록 구성된다. 즉, 공급 eNB와 UE의 사이의 링크가, 협조 eNB와 UE의 사이의 링크보다도, 보다 중요한 역할을 담당하도록 구성된다.

제어 채널 설계에서는, 3개의 채널에 주목한다. 그것은, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH : Physical Uplink Control CHannel), 물리 다운링크 제어 채널(PDCCH : Physical Downlink Control CHannel), 및 X2 베이스 제어 채널(X2CCH : X2 Control CHannel)이다.

또한, 제어 채널은, 전술한 시나리오 2(도 4의 (b) 참조)에 따라서 설계된다. 왜냐하면, 이 시나리오는, 제어 채널과 데이터 채널의 양방에 대하여, 보다 좋은 시스템 성능과 보다 낮은 복잡성이 얻어지기 때문이다. 이 선택은, 후술하는 시스템 레벨 시뮬레이션 평가에서 확인한다.

도 8은, 데이터 채널 및 제어 채널을, 그 통신 방향과 함께 도시한 도면이다. 여기서, 2개의 채널의 타입에 대한 임의의 제약이, 다음과 같이 생각된다.

ㆍ신규 데이터 패킷은, 공급 eNB로부터 UE와, 협조 eNB로부터 UE라고 하는 2개의 링크 상에서 송신하는 것이 허용된다.

ㆍ재송 패킷은, 공급 eNB로부터 UE로의 링크 상에서만 송신하는 것이 허용된다.

ㆍC1로서 나타내어지는 PUCCH는, UE로부터 공급 eNB로의 링크 상을 송신된다.

ㆍC2로서 나타내어지는 PDCCH는, 공급 eNB로부터 UE로의 링크 상을 송신된다.

ㆍ신규 데이터 패킷 및 그것에 관련되는 제어 신호만이, X2 인터페이스에 의해 공급 eNB로부터 협조 eNB에 배신된다. X2 인터페이스에서의 제어 채널은, C3으로서 나타내어져 있다.

협조적 송신에 대한 전술한 바와 같은 제어 채널 설계에 의해, 제어 채널량을 현저하게 삭감할 수 있음과 함께, 단일 방향의 HARQ 처리에 의해 시스템 레이턴시를 크게 단축시킬 수 있다. 이하에, 이들 3개의 채널의 개별 설계에 대하여, 보다 상세하게 설명한다.

우선, PUCCH의 설계에 대하여 설명한다.

여기서의 설계에서는, PUCCH는, 다음과 같은 2개의 정기적인 신호를 포함하는 업링크 제어 정보(UCI : Uplink Control Information)에 대응한다. 한쪽은, 채널 품질 지표(CQI : Channel Quality Indication), 프리코딩 매트릭스 지표(PMI : Precoding Matrix Indication), 및 랭크 지표(RI : Randk Indication)를 포함하고, CQI/PMI/RI로 표기된다. 다른 쪽은, HARQ-ACK/NAK를 포함한다. PUCCH는, UE로부터 공급 eNB로의 링크 상에서만 송신된다. 도 8에서는, C1로서 나타내어진다. PUCCH는, UE 내의 업링크 제어 채널 송신부(305)(도 3)와 공급 eNB로서 동작하는eNode-B 내의 업링크 제어 채널 수신부(207)(도 2)에 의해 종단된다. 각각의 액티브한 UE는, 예를 들면 고레이어 제어 신호에 의해, 공급 eNB와 협조 eNB를 분리한다.

각 UE는, 협조 eNB와 마찬가지로 공급 eNB로부터의 참조 신호(RS)에 기초하여, 채널 응답을 관측한다. 전술한 바와 같이, 양방의 eNB 간에서, RS의 위상은 직교하도록 설정된다. UE 내의 업링크 제어 채널 송신부(305)(도 3 참조)는, 그 UE에 대응하는 공급 eNB 내의 업링크 제어 채널 수신부(207)(도 2 참조)를 향하여 정기적 UCI를 통지한다. 이 UCI에 포함되는 CQI/PMI/RI는, 공급 eNB로부터 UE로의 링크와 협조 eNB로부터 UE의 링크의 양방의 링크 품질에 대응한다. 그리고, 그 UCI는, UE로부터 그것에 대응하는 공급 eNB에만 송신된다. 이것은, 이하의 2개의 이유에 의한다.

ㆍ일반적으로, 공급 eNB로부터 UE로의 링크 품질은, 협조 eNB로부터 UE로의 것보다도 양질이다. 이것은, UL 제어 채널을 위한 성능을 확실한 것으로 한다.

ㆍ그것은, 제어 채널량을 현저하게 삭감하여, 제어 채널 설계를 간략화할 수 있다.

도 9의 (a)는 양방의 링크에 대한 UCI의 예를 도시하는 데이터 포맷도이다. 이 포맷은, 양방의 링크에 대한 개별의 CQI를 포함한다. 또한, 그것은, 대응하는 PMI 및 RI를 포함한다. PMI 및 RI에 대응하는 필드 정보는, 양방의 링크에 대하여 동일하다.

다음으로, UCI에 포함되는 HARQ 처리를 위한 ACK 또는 NAK(HARQ-ACK/NAK)는, UE에서 패킷의 수신 에러가 발생하였는지의 여부를 나타내는 정보이다. 도 3에 도시된 수신 장치 내의 재송 데이터 패킷 복호부(302-4) 및 신규 데이터 패킷 복호부(303-5)는, 각각에서의 복호 처리에서, 오류율이 소정의 임계값 이상 또한, 복호의 반복 횟수가 소정 횟수에 도달한 경우에, 각각 처리하고 있는 패킷의 재송이 필요하다는 취지를 업링크 제어 채널 송신부(305)에 통지한다. 이에 의해, 업링크 제어 채널 송신부(305)는, 그것이 포함되는 UE에 대응하는 공급 eNB를 향하여, 재송을 지시받은 수신 패킷마다 NAK를 송신한다. 상기 조건 이외의 경우로서, 재송 데이터 패킷 복호부(302-4) 및 신규 데이터 패킷 복호부(303-5)가 각각 수신 패킷의 수신에 성공하였을 때에는, 업링크 제어 채널 송신부(305)는, 그것이 포함되는 UE에 대응하는 공급 eNB를 향하여, 수신에 성공한 수신 패킷마다 ACK를 송신한다.

상기 UCI에 포함되는 HARQ-ACK/NAK는, 공급 eNB 내의 업링크 제어 채널 수신부(207)(도 2 참조)에서 수신되고, 그 정보가 송신 제어부(206)에 넘겨진다. 송신 제어부(206)는, 전술한 바와 같이 하여 HARQ의 재송 처리를 실행한다. 이 경우, 재송 처리로서는, 시나리오 2로서 전술한 바와 같이, 공급 eNB로부터 UE에 대해서만 실시되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이하와 같다.

ㆍHARQ 처리에 의한 재송 패킷을 위한 송신 레이턴시를 삭감할 수 있다.

ㆍPDCCH와 X2CCH를 포함하는 제어 채널을 간략화할 수 있다.

ㆍ협조 eNB에 대한 복잡성을 경감할 수 있다. 왜냐하면, 송신된 신규 패킷은, 협조 eNB에 배치되는 재송 버퍼부(302-2)(도 2)에 남는 일은 없기 때문이다. 협조 eNB는, X2 인터페이스로부터의 제어 채널(X2CCH)에 추종하여, 신규 패킷의 송신만을 실행하면 된다.

PUCCH 상의 HARQ-ACK/NAK의 필드는, 공급 eNB와 협조 eNB의 양방의 대응하는 송신 데이터 패킷이기 때문에, 양방의 대응하는 ACK/NAK 신호(2비트)를 포함하도록 설계된다.

다음으로, PDCCH의 설계에 대하여 설명한다.

여기서의 설계에서는, PDCCH는, 공급 eNB만으로부터 그 공급처의 UE에, 도 8에서 C2로서 나타내는 바와 같이 송신된다. 이 경우, PDCCH는, 공급 eNB로서 동작하는eNode-B 내의 송신 제어부(206)(도 2)와 UE 내의 수신 제어부(304)(도 3)에 의해 종단된다.

즉, 각 UE는, 그것에 대응하는 공급 eNB로부터의 PDCCH만을 디코드한다. 그 이유는, 이하의 2가지이다.

ㆍ공급 eNB로부터 UE로의 링크 품질은, 협조 eNB로부터 UE로의 것보다도 양질이다. 이것은, 제어 채널에 대한 성능을 확실한 것으로 한다.

ㆍ1개의 링크만으로부터 PDCCH를 송신하는 것은, 제어 채널의 부하를 현저하게 완화시킬 수 있다.

여기서, PDCCH를 사용하여 전송되는 다운링크 제어 정보(DCI : Downlink Control Information)는, 현재 협조적 송신이 사용되고 있는지의 여부를 지시할 수 있다. 이 목적으로, DCI에, 새로운 비트가 도입된다. 그 밖의 표기로서, PCI는, 전송 패킷이 신규 데이터 패킷인지 재송 데이터 패킷인지, 즉, 시나리오 1인지 시나리오 2인지, 또는 시나리오 1인지 시나리오 3인지를 식별하는 비트를 포함한다. 이것은, 수신 장치에 대하여 HARQ 처리를 실행시킬지의 여부를 지시하기 위해서 사용된다. 이 정보는, LTE 표준에서 이미 규정되어 존재하고 있는 새데이터 지시 정보(후술하는 도 9의 (b) 참조)를 사용함으로써 달성할 수 있다.

그 밖에, DCI에는, 이하에 설명되는 정보가 포함된다.

ㆍ포맷 1, 포맷 1A, 및 포맷 1C에서의, 공급 eNB를 위한 변조 부호화 방식(MCS : Modulation and Coding Scheme) 외에, 협조 eNB를 위한 추가적인 MCS(5비트)가 필요하다.

ㆍ포맷 2에서의, 추가적인 MCS(5비트) 및 프리코딩 정보

이상의 정보를 포함하는 양방의 링크를 위한 DCI는, UE를 특정한 CRC를 사용하여 통합하여 부호화된다. 포맷 2를 사용한 DCI의 예를, 도 9의 (b)에 도시한다. 도 9의 (b)에서, 「RB 할당 헤더」 및 「RB 할당」은, 리소스 블록의 할당에 관한 제어 정보이다. 「신규 데이터 지시 정보」는, 전송 패킷이 신규 데이터 패킷인지 재송 데이터 패킷인지를 지시하는 정보이다. 「용장 버전」은, HARQ의 제어 정보이다. 「MCS-1」 및 「MSC-2」는, 각각 공급 eNB 및 협조 eNB를 위한 MCS이다. 프리코딩 정보 1 및 프리코딩 정보 2는, 각각 공급 eNB 및 협조 eNB를 위한 프리코딩 정보이다.

DCI를 포함하는 PDCCH는, 예를 들면 E-UTRA 통신 시스템의 데이터 포맷에 의해 규정되는 서브 프레임에, 유저 데이터 패킷과 함께 저장되어 전송된다.

다음으로, X2 베이스 제어 채널의 설계에 대하여 설명한다.

X2 베이스의 제어 채널(X2CCH)은, 도 8의 C3로서 나타내어지는 X2 인터페이스를 통하여, 그 제어 채널에 대응하는 데이터 패킷과 함께 배신된다. 구체적으로는, X2CCH는, 공급 eNB와 협조 eNB의 쌍방의 도 2에 도시된 송신 장치 내의 X2 제어 채널 송수신부(208)에 의해 종단된다. 이 X2CCH는, 예를 들면 광파이버를 사용한 유선 링크 상에서 실현된다.

X2CCH는, 다음과 같은 정보를 포함한다.

ㆍ리소스 할당 헤더 : 1비트

ㆍ리소스 블록 할당

ㆍ변조 부호화 방식 : 5비트

ㆍ프리코딩 정보

ㆍ서브 프레임에서의 송신 타이밍

다음으로, 상기 X2CCH와 PDCCH 간의 타이밍 제어에 대하여 설명한다.

송신 타이밍 제어는, 협조적 송신을 위한 가장 중요한 논점 중 하나이다. 그것은, 공급 eNB에 의해 결정되고, X2 인터페이스에 의해 협조 eNB에 지시된다. 송신 타이밍은, X2 인터페이스의 레이턴시를 고려한다.

도 10은 제어 채널과 데이터 채널의 사이의 송신 타이밍의 예를 도시한 도면이다. 도 10에서, 데이터(Data)와 그것에 대응하는 X2CCH는, 타이밍 t2에서의 공급 eNB로부터 UE로의 관련되는 송신(「PDCCH」 및 「Data from S-eNB」)에 앞서서, 협조 eNB에 전송된다. 협조 eNB로부터의 데이터(「Data from C-eNB」)의 송신 타이밍 t1은, X2 인터페이스의 최대 레이턴시 T에 기초하여 공급 eNB에 의해 결정된다. 이와 같은 공급 eNB와 협조 eNB의 사이의 동기 네트워크에 의해, 공급 eNB로부터의 데이터와 협조 eNB로부터의 데이터는, 미리 결정된 타이밍 t1 및 t2에서 배신된다. 그것은, 양방의 데이터가 동시의 타이밍 t3에서 수신되는 것을 보증한다.

상기의 타이밍 제어를 포함하여, 각 UE에 대한 협조적 송신은, 공급 eNB에 의해 집중 제어된다. 그들의 제어는, UE 및 데이터의 스케줄링과, 송신 타이밍 제어를 포함한다.

이상 설명한 본 실시 형태의 협조적 HARQ 송신 방식의 성능을 평가하기 위해서, 시스템 레벨 시뮬레이션을 실시하였다.

그 시스템 레벨 시뮬레이션에서는, 본 실시 형태의 송신 장치(도 2) 및 수신 장치(도 3)를 탑재한 시스템이, 7클러스터로 형성되는 셀 네트워크에 실장되었다. 각 클러스터는, 19개의 육각 셀로 구성되고, 각 셀은, 3섹터를 포함한다. 그 섹터의 안테나는, 그 시준(bore-sight point)이 육각형의 끝으로 향해진다. 외측 셀로부터의 간섭의 발생을 정밀하게 모델화하기 위해서, 관측 대상 클러스터가 중앙에 배치되고 그 측변에 6개의 카피가 대칭으로 배치되는, 주위 포위형 네트워크 구조가 채용되었다. 시뮬레이션의 경우의 분류와, 조건 가정은, 각각 표 1 및 표 2에 나타내어진다.

처음에, 본 실시 형태에 따른 HARQ 시스템의 BLER(BLock Error Rate)을 평가함으로써, 협조적 송신을 행하지 않는 풀 시스템 레벨 시뮬레이션을 실시하였다.

도 11의 (a), (b), 및 (c)는, 각각 케이스 1, 케이스 2, 및 케이스 3에서의 초기 송신, 재송 #1, #2, 및 #3에 관한 지오메트리의 함수로서, UE마다의 BLER을 도시한 도면이다.

표 3은, 케이스 1, 케이스 2, 및 케이스 3에서의, 초기 송신, 재송 #1, #2, 및 #3에 대한 UE 전체의 평균 BLER을 통합한 것이다. 케이스 1 및 케이스 3에 대한 초기 송신을 위한 BLER은 9％ 근변, 케이스 2에 대해서는 78％이다. 그런데, 제1회째의 재송 후에는, 케이스 1 및 케이스 3에 대한 BLER은 0.1％ 이하, 케이스 2에 대해서는 25％로 되었다. 이것으로부터, 본 실시 형태에 의한 적절한 SIC 처리를 실행하는 수신 장치가 도입된 경우에, 협조적 송신을 위한 시스템 성능이 개선되는 것을 기대할 수 있는 것을 알 수 있다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 SIC 처리를 실시하는 수신 장치로부터의 SINR 이득에 대하여 설명한다.

전술한 바와 같이, 링크 갭 목표 Δ는, 협조적 송신에 영향을 주는 중요한 파라미터이다. 시스템 레벨 시뮬레이션에서는, 이 파라미터를, 협조 eNB 간의 대역폭을 제어하기 위해서 이용한다. 이 시스템 레벨 시뮬레이션을 실시하는 동기는, 시나리오 3에 대하여 시나리오 2에서 달성되는 이득을 명백하게 하기 위해서이다. 우선, 링크 갭 목표 Δ의 다양한 설정값, 1㏈, 10㏈, 및 19㏈에 대한 협조적 송신 유저에서의 수신 SINR(Signal-to-Interference, and Noise power Ratio : 신호 대 간섭ㆍ잡음 전력비)의 CDF(Cumulative Density Function : 누적 밀도 함수)를 플롯한다. 그것에 의해, 0.5의 CDF점에서의 SINR을 도시할 수 있다. 이것은, 시나리오 2로부터의 SINR의 이점을 정확하게 나타내게 된다.

여기서, 플롯도 중의 범례는, 하기와 같이 정의된다.

ㆍServing link, No-SIC : 협조 eNB(또는 협조 링크)로부터의 간섭의 SIC 캔슬 처리가 없는 경우에서의, 공급 eNB(또는 공급 링크)로부터의, UE에 의해 수신되는 SNR(Signal-to-Noise Ratio) 또는 SNR 이득. 이것은, 시나리오 3에 대응한다.

ㆍCollab link, No-SIC : 공급 eNB(또는 공급 링크)로부터의 간섭의 SIC 캔슬 처리가 없는 경우에서의, 협조 eNB(또는 협조 링크)로부터의, UE에 의해 수신되는 SNR 또는 SNR 이득. 이것은, 시나리오 2에 대응한다.

ㆍServing link, SIC : 협조 eNB(또는 협조 링크)로부터의 간섭의 SIC 캔슬 처리가 있는 경우에서의, 공급 eNB(또는 공급 링크)로부터의, UE에 의해 수신되는 SNR 또는 SNR 이득. 이것은, 시나리오 3에 대응한다.

ㆍCollab link, SIC : 공급 eNB(또는 공급 링크)로부터의 간섭의 SIC 캔슬 처리가 있는 경우에서의, 협조 eNB(또는 협조 링크)로부터의, UE에 의해 수신되는 SNR 또는 SNR 이득. 이것은, 시나리오 2에 대응한다.

도 12의 (a), (b), 및 (c)는, 공급 eNB 및 협조 eNB로부터의 각각의 경우, SIC 있음/없음의 각각의 경우, 각각에서의 Δ의 설정값, 1㏈, 10㏈, 및 19㏈의 각각의 경우에서, UE에 의해 수신되는 SINR의 CDF를 도시하고 있다. 링크 갭 목표가 증가함에 따라서, 공급 eNB 및 UE 간의 링크 품질은 보다 좋아져 간다. 그 외에, 캔슬러부(303-3)(도 3)에 의한 SIC 처리는, 협조 eNB 및 UE 간의 링크에 대하여, 보다 양호하게 동작하게 된다.

도 13은, 링크 갭 목표 Δ 내에 떨어지고, 셀 단 유저로 판정되는 UE의 확률을 도시한 도면이다. 그와 같은 UE에 대해서는, 협조적 송신이 실시된다. 링크 갭 목표 Δ가, 예를 들면 8㏈ 근변의 타당한 값을 갖고 있을 때에는, 셀 단 유저의 퍼센트는, 60％ 부근으로 된다. 이것은, 충분히 큰 값이며, 협조적 송신을 요청하는 것으로 된다.

도 14는 CDF값이 50％에서의, 링크 갭 목표 Δ의 함수로서의 Δ의 또한 함수로서의 UE의 SINR을 도시한 도면이다. 도 14로부터 또한, SIC 있음 및 SIC 없음 간의 2개의 링크에 대한 UE의 SINR 이득을 계산한 것이 도 15이다.

협조 eNB로부터 UE로의 링크(링크 1)와 공급 eNB로부터 UE로의 링크(링크 2)를 비교함으로써, 몇 가지의 관측 결과가 이하와 같이 얻어진다.

ㆍ재송 데이터 패킷이 공급 eNB로부터 배신될 때에는, SIC 처리에 의한 링크 1에 대한 SINR 이득은, 2∼2.5㏈ 근변으로 된다.

ㆍ재송 데이터 패킷이 협조 eNB로부터 배신될 때에는, SIC 처리에 의한 링크 2에 대한 SINR 이득은, 1.5∼1.75㏈ 근변으로 된다.

ㆍΔ값이 증가하면, 링크 1의 SINR 이득은 보다 커지고, 링크 2의 SINR 이득은 보다 작아진다. 이와 같이, Δ값은 지나치게 작지 않게 지나치게 크지 않게 설정되어야 한다. 게다가, 작은 Δ는, 협조적 송신이 발생할 가능성을 지나치게 낮게 하고, 큰 Δ는, 협조적 송신이 발생할 가능성을 지나치게 크게 한다. 적절한 Δ값은, 8㏈와 10㏈ 사이이다. SIC에 의한 SINR 이득의 고찰로부터, 결론으로서, 재송 데이터 패킷은, 항상 공급 eNB로부터 배신되어야 한다.

이상, 본 출원에서는, SIC 처리를 실행하는 수신 장치를 사용하여 높은 SINR 이득을 달성하기 위한, HARQ 처리를 위한 협조적 송신 방식에 대하여 제안하였다.

본 출원은, HARQ 결합 후는 항상 저BLER로 된다고 하는 HARQ의 유일한 거동을 이용하여, SIC 처리를 지금까지 없을 만큼 용이하게 한다.

SIC 처리에 의한 높은 SINR 이득을 달성하기 위해서, 결과적으로, 재송 데이터 패킷은 공급 eNB로부터 UE로의 링크 상에서 항상 배신되고, 그 동안은, 신규 데이터 패킷은 협조 eNB로부터 UE로의 링크 상을 배신되는 것이 바람직하다. 그러나, 설계에 따라서는, 그 반대이어도 물론 된다.

제어 채널에 관해서는, 실행 가능성 및 평이성을 고려하여, 물리 업링크 제어 채널(PUCCH), 물리 다운링크 제어 채널(PDCCH), 및 X2 베이스 제어 채널(X2CCH)의 3개의 채널에 주목하였다. 이 제어 채널 설계는, 제어 채널량을 현저하게 삭감할 수 있음과 함께, 시스템 레이턴시를 매우 단축시킬 수 있다.

이상 설명한 협조적 송신 방식은, 동일한 eNode-B 내에 위치하는 2개의 송신 포인트 간에서 협조적 송신이 일어나는 인트라 eNode-B에 대해서도 적용할 수 있다.

Claims

무선 단말 장치로부터 회신되는 송달 확인 정보에 기초하여, 그 무선 단말 장치에 복호에 실패한 패킷을 파기하지 않고 재송된 패킷과 조합하여 복호시키기 위해서, 상기 패킷의 송신의 재송을 제어하면서, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치가 상기 무선 단말 장치에 대하여 협조적 송신 처리를 실행하는 무선 통신 시스템으로서,
상기 무선 단말 장치에서의 상기 협조적 송신 처리에 대한 재송 요구의 발생 시에, 상기 제1 무선 기지국 장치로부터 상기 무선 단말 장치에, 신규 데이터 패킷 또는 상기 재송 요구에 대응하는 재송 데이터 패킷 중 어느 한쪽의 제1 패킷을 송신하는 제1 패킷 송신부와,
상기 재송 요구의 발생 시에, 상기 제1 무선 기지국 장치로부터 상기 제2 무선 기지국 장치에, 상기 신규 데이터 패킷 또는 상기 재송 데이터 패킷 중 상기 제1 패킷과는 상이한 제2 패킷에 관한 정보를 전송하는 패킷 전송부와,
상기 재송 요구의 발생 시에, 상기 제2 무선 기지국 장치로부터 상기 무선 단말 장치에, 상기 제1 패킷 송신부에 의한 상기 제1 패킷의 송신 처리에 동기하여, 상기 패킷 전송부로부터 전송된 정보에 기초하여 상기 제2 패킷을 송신하는 제2 패킷 송신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 무선 기지국 장치 및 상기 제2 무선 기지국 장치는 각각 재송 버퍼부를 갖고,
상기 제1 무선 기지국 장치는, 상기 무선 단말 장치에 대하여 협조적 송신 처리하는 패킷에 관한 정보를, 그 제1 무선 기지국 장치 내의 상기 재송 버퍼부에 유지하고,
상기 제2 무선 기지국 장치는, 상기 무선 단말 장치에 대하여 협조적 송신 처리하는 패킷에 관한 정보는, 그 제2 무선 기지국 장치 내의 상기 재송 버퍼부에는 유지하지 않는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 패킷은 상기 재송 데이터 패킷이고, 상기 제2 패킷은 상기 신규 데이터 패킷인 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제3항에 있어서,
상기 패킷 전송부는, 상기 제1 무선 기지국 장치 내의 재송 버퍼부로부터 상기 재송 데이터 패킷에 관한 정보를 읽어내어 상기 제2 무선 기지국 장치에 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 무선 기지국 장치에 의한 상기 무선 단말 장치에 대한 통신의 제어 정보 및 상기 제2 무선 기지국 장치에 의한 상기 무선 단말 장치에 대한 통신의 제어 정보를, 상기 제1 무선 기지국 장치와 상기 무선 단말 장치와의 사이에서 통신하는 제어 정보 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제어 정보 통신부는,
상기 제1 무선 기지국 장치로부터 상기 무선 단말 장치로의 상기 제어 정보의 송신을, 물리 다운링크 제어 채널을 통하여 실행하고,
상기 무선 단말 장치로부터 상기 제1 무선 기지국 장치로의 상기 제어 정보의 송신을, 물리 업링크 제어 채널을 통하여 실행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제6항에 있어서,
상기 물리 업링크 제어 채널은, 상기 제1 무선 기지국 장치 및 상기 제2 무선 기지국 장치의 각각에 대하여 개별의 채널 품질 지표 정보와, 상기 제1 무선 기지국 장치 및 상기 제2 무선 기지국 장치에 공통의 프리코딩 매트릭스 지표 정보 및 랭크 지표 정보를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 물리 다운링크 제어 채널은, 상기 제1 무선 기지국 장치 및 상기 제2 무선 기지국 장치의 각각에 대하여 개별의 변조 부호화 방식 정보 및 프리코딩 정보를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 단말 장치로부터 상기 제1 무선 기지국 장치로의 상기 제어 정보는, 상기 제1 무선 기지국 장치로부터의 패킷의 수신 결과 및 상기 제2 무선 기지국 장치로부터의 패킷의 수신 결과를 각각 나타내는 송달 확인 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패킷 전송부는, 상기 제1 무선 기지국 장치가 상기 무선 단말 장치와의 사이에서 통신하는 상기 제2 무선 기지국 장치에 관련되는 상기 통신 제어 정보와, 상기 제2 무선 기지국 장치에 의한 상기 제2 패킷의 송신 타이밍에 관련되는 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 무선 기지국 장치는, 적어도, 상기 협조적 송신 처리에 관련되는 상기 무선 단말 장치의 할당, 통신 리소스의 할당, 및 송신 타이밍의 제어를 집중하여 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 시스템에서 통신을 행하는 무선 단말 장치로서,
상기 재송 요구의 발생 시에, 상기 재송 데이터 패킷의 수신 처리를 실행하는 재송 데이터 패킷 수신부와,
상기 재송 데이터 패킷 수신부에 의해 상기 재송 데이터 패킷의 수신 처리에 성공한 경우에, 그 수신 처리에 성공한 재송 데이터 패킷에 의해 상기 무선 단말 장치가 수신한 수신 신호에 대하여 축차 간섭 제거 처리를 실행하고, 그 결과 얻어지는 수신 신호로부터 상기 신규 데이터 패킷의 수신 처리를 실행하는 신규 데이터 패킷 수신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말 장치.
제12항에 있어서,
상기 협조적 송신 처리를 실행할지의 여부의 결정, 및 그 협조적 송신 처리를 실행한다고 결정한 경우에 그 실행을 하는 상기 제1 무선 기지국 장치 및 상기 제2 무선 기지국 장치를 결정하는 협조적 송신 처리 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 협조적 송신 처리 결정부는, 현재 통신을 행하고 있는 각 무선 기지국 장치로부터 수신하는 참조 신호의 수신 전력에 관한 정보에 기초하여 상기 결정을 행하는 것을 특징으로 하는 무선 단말 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 무선 통신 시스템에서 통신을 행하는 무선 기지국 장치로서,
무선 기지국 장치가 상기 제1 무선 기지국 장치로서 동작하는 경우이며, 또한 상기 무선 단말 장치에서 상기 협조적 송신 처리에 대한 재송 요구의 발생 시에, 상기 무선 단말 장치에, 상기 신규 데이터 패킷 또는 상기 재송 요구에 대응하는 재송 데이터 패킷 중 어느 한쪽의 제1 패킷을 송신하는 제1 패킷 송신부와,
무선 기지국 장치가 상기 제1 무선 기지국 장치로서 동작하는 경우이며, 또한 상기 재송 요구의 발생 시에, 상기 제2 무선 기지국 장치에, 상기 신규 데이터 패킷 또는 상기 재송 데이터 패킷 중 상기 제1 패킷과는 상이한 제2 패킷에 관한 정보를 전송하는 패킷 전송부와,
무선 기지국 장치가 상기 제2 무선 기지국 장치로서 동작하는 경우이며, 또한 상기 재송 요구의 발생 시에, 상기 제1 무선 기지국 장치 내의 상기 제1 패킷 송신부에 의한 상기 제1 패킷의 송신 처리에 동기하여, 상기 무선 단말 장치에, 상기 패킷 전송부에 의해 상기 제1 무선 기지국 장치로부터 전송된 정보에 기초하여 상기 제2 패킷을 송신하는 제2 패킷 송신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 기지국 장치.
무선 단말 장치로부터 회신되는 송달 확인 정보에 기초하여, 그 무선 단말 장치에 복호에 실패한 패킷을 파기하지 않고 재송된 패킷과 조합하여 복호시키기 위해서, 상기 패킷의 송신의 재송을 제어하면서, 제1 무선 기지국 장치 및 제2 무선 기지국 장치가 상기 무선 단말 장치에 대하여 협조적 송신 처리를 실행하는 무선 통신 방법으로서,
상기 무선 단말 장치에서 상기 협조적 송신 처리에 대한 재송 요구의 발생 시에, 상기 제1 무선 기지국 장치로부터 상기 무선 단말 장치에, 신규 데이터 패킷 또는 상기 재송 요구에 대응하는 재송 데이터 패킷 중 어느 한쪽의 제1 패킷을 송신하는 제1 패킷 송신 스텝과,
상기 재송 요구의 발생 시에, 상기 제1 무선 기지국 장치로부터 상기 제2 무선 기지국 장치에, 상기 신규 데이터 패킷 또는 상기 재송 데이터 패킷 중 상기 제1 패킷과는 상이한 제2 패킷에 관한 정보를 전송하는 패킷 전송 스텝과,
상기 재송 요구의 발생 시에, 상기 제2 무선 기지국 장치로부터 상기 무선 단말 장치에, 상기 제1 패킷 송신 스텝에 의한 상기 제1 패킷의 송신 처리에 동기하여, 상기 패킷 전송 스텝에서 전송된 정보에 기초하여 상기 제2 패킷을 송신하는 제2 패킷 송신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.