JP2013502816A - 無線通信システムにおける情報転送方法及びその転送装置、その受信装置、受信方法 - Google Patents

Abstract

本明細書は、無線通信システムにおける情報転送方法及びその転送装置を開示している。

Description

本明細書は、無線通信システムにおける情報転送方法及びその転送装置、その受信装置、受信方法を開示している。

通信システムが発展するにつれて、事業体及び個人などの消費者は非常に多様な無線端末機を使用するようになった。

したがって、通信サービス事業者は無線端末機に対する新たな通信サービス市場を創出し、信頼性あり、かつ低廉なサービスを提供して既存の通信サービス市場を拡大させようとする試みを続けている。

本明細書は、チャネルランクの増減によって、送信側でプリコーディングゲイン（precoding gain）を増加させ、受信側でダイバーシティゲイン（diversity gain）を増加させることができる無線通信システムを提供する。

前述した課題を達成するために、本発明の一態様によれば、コード化されたビットを１つ以上のレイヤにマッピングするステップと、マッピングされたビットを転送するステップと、受信失敗により再転送されるときに、上記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングするステップと、マッピングされたビットを再転送するステップとを含む無線通信システムにおける情報転送方法を提供する。

本発明の他の態様によれば、コード化されたビットを１つ以上のレイヤにマッピングし、受信失敗により再転送されるときに、上記コード化されたビットを以前に使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングするレイヤマッパーと、上記マッピングされたビットを一次的に転送し、受信失敗により再転送されるときに、上記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングされたビットを再転送する転送部を含む無線通信システムにおける転送装置を提供する。

本発明の更に他の態様によれば、リソースエレメントを複素変調シンボルでデマッピングするリソースデマッパーとリソースマッピングされた複素変調シンボルをポストデコーディングするポストプリコーダー、上記複素変調シンボルを１つまたは２つ以上のレイヤにデマッピングするレイヤデマッパー、各レイヤにデマッピングされた複素変調シンボルをスクランブル化されたビットで復調する復調部を含み、かつ上記復調部で以前に上記リソースデマッパーと、上記ポストプリコーダー、上記レイヤデマッパーの各々の前後に最初転送された信号と再転送された信号との間にチェイス合成を実行する無線通信システムにおける受信装置を提供する。

本発明の更に他の態様によれば、最初の転送のときに信号を受信するステップと、再転送のときに信号を受信するステップ、再転送のときに受信した信号からレイヤ分割により生成された２つの反復された信号と最初の転送のときに受信された信号とにチェイス合成を実行するステップを含む無線通信システムにおける情報受信方法を提供する。

本発明の更に他の態様によれば、少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムにおいて、転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングするステップ、レイヤにマッピングされたものと同一なビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングするステップ、及び１つのレイヤにマッピングされ、他のレイヤに複写（repetition）されて他のレイヤにマッピングされたビットを受信装置に転送するステップを含む無線通信システムにおける情報転送方法を提供する。

本発明の更に他の態様によれば、少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムにおいて、転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングし、上記レイヤにマッピングされたものと同一なビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングするレイヤマッパーと、１つのレイヤにマッピングされ、他のレイヤに複写（repetition）されて他のレイヤにマッピングされたビットを転送する転送部を含む無線通信システムにおける転送装置を提供する。

本発明の更に他の態様によれば、少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムにおいて、転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングするステップ、及びより多くのレイヤが使用可能な場合、上記レイヤにマッピングされたものと同一な上記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングするステップを含む無線通信システムにおける転送装置のレイヤ適応方法を提供する。

本発明の更に他の態様によれば、少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムにおいて、少なくとも１つのレイヤにマッピングされて転送される少なくとも１つのビットと、上記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングされて転送される少なくとも１つのビットを受信するステップ、及び受信した少なくとも２つのビットに対してチェイス合成を実行するステップを含む無線通信システムにおける受信装置の情報受信方法を提供する。

本発明によれば、チャネルランクの増減によって、送信側でプリコーディングゲイン（precoding gain）を、受信側でダイバーシティゲイン（diversity gain）を増加させることができる無線通信システムが得られる。

本発明の実施形態が適用される無線通信システムを示すブロック図である。 実施形態に係る転送装置の構成図である。 転送装置がチャネルランク２で最初の転送を試みていることを図示している。 転送装置が、パケットの再転送のときにチャネルランクが４に増加した場合において、４つのレイヤによりパケットを再転送するものの一例示図である。 転送装置が、パケットの再転送のときにチャネルランクが４に増加した場合、４つのレイヤによりパケットを再転送するものの他の例示図である。 実施形態に係る無線通信システムのダウンリンク物理チャネルの信号生成構造を示す図である。 実施形態に係る無線通信システムにおける受信装置の構成図である。 受信装置において、最初の転送のときに受信した信号と、再転送のときに受信した信号とのチェイス合成についての概念図である。 受信装置において、最初の転送のときに受信した信号と、再転送のときに受信した信号とのチェイス合成についての概念図である。 ２つのレイヤのみを使用して情報を転送する場合のＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）後のＳＮＲと、チャネル状況によって２つのレイヤを使用するか、レイヤ反復により４つのレイヤを使用して情報を転送する場合の一般的に使われるＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）プリコーディング後のＳＮＲとを比較したグラフである。

以下、本発明の一部の実施形態を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一な符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の内容を不明確にする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。

また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や順番または順序などが限定されない。どの構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、各構成要素の間に更に他の構成要素が“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるものとする。

本明細書において、転送及び受信する対象をビット、情報、またはデータなどの用語を使用している。これらは方法や装置のレイヤ、転送方法、転送媒体の違いによって異なる用語で使用するが、本質的に同一な意味として使用し、特に区別する必要がある場合、異なる意味として使用することができる。

図１は、本発明の実施形態が適用される無線通信システムを示すブロック図である。

無線通信システムは、音声、パケットデータなどの多様な通信サービスを提供するために広く用いられる。

図１を参照すると、無線通信システムは、端末１０（User Equipment；ＵＥ）及び基地局２０（Base Station；ＢＳ）を含む。端末１０と基地局２０は下記で説明される多様なリソース割当方法を使用する。

本明細書での端末１０は無線通信でのユーザ端末を意味する包括的な概念であって、ＷＣＤＭＡ及びＬＴＥ、ＨＳＰＡなどでのＵＥ（User Equipment）は勿論、ＧＳＭ（登録商標）でのＭＳ（Mobile Station）、ＵＴ（User Terminal）、ＳＳ（Subscriber Station）、無線機器（wireless device）などを全て含む概念と解釈されるものとする。

基地局２０またはセル（cell）は、一般的に端末１０と通信する固定局（fixedstation）をいい、ノード−Ｂ（Node−B）、ｅＮＢ（evolved Node-B）、ＢＴＳ（Base Transceiver System）、アクセスポイント（Access Point）等、他の用語でいわれる場合もある。

即ち、本明細書で基地局２０またはセル（cell）は、ＣＤＭＡでのＢＳＣ（Base Station Controller）、ＷＣＤＭＡのＮｏｄｅＢなどがカバーする一部のエリアを表す包括的な意味として解釈されなければならず、メガセル、マクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセル等、多様なカバレッジエリアを全て包括する意味である。

本明細書において、端末１０と基地局２０は本明細書で記述される技術または技術思想を具現するための２つの送受信の主体であり、包括的な意味として使われ、具体的に指定される用語または単語により限定されない。

無線通信システムに適用される多元接続方式には制限がない。ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡのような多様な多元接続方式を使用することができる。

アップリンク転送及びダウンリンク転送は互いに異なる時間を使用して転送されるＴＤＤ（Time Division Duplex）方式を使用してもよく、または互いに異なる周波数を使用して転送されるＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式を使用してもよい。

本発明の一実施形態によるリソース割当技術（resource allocation）は、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ、ＨＳＰＡを経てＬＴＥ（Long Term Evolution）及びＬＴＥ−ａｄｖａｎｃｅｄとなる非同期無線通信と、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ−２０００及びＵＭＢとなる同期式無線通信の分野などのリソース割当に適用できる。本発明は、特定の無線通信分野に限定または制限されて解釈されてはならず、本発明の思想が適用できる全ての技術分野を含むものと解釈されるものとする。

図２は、実施形態に係る転送装置の構成図である。

図２を参照すると、実施形態が適用される無線通信システムは、変調部１１０、レイヤマッパー１２０、及びプリコーダー１３０を含む。この無線通信システムは、図１の基地局１０の通信システムまたは転送装置であってもよい。

ダウンリンクでチャネルコーディングを経てコードワード（code words）の形式で入力されるビットは、スクランブラーによりスクランブル化された後、符号化器及び変調部１１０に入力される。符号化器及び変調部１１０はスクランブル化されたビットを複素変調シンボルに変調し、レイヤマッパー（Layer Mapper）１２０は複素変調シンボルを１つまたは多数の転送レイヤにマッピングする。その後、プリコーダー１３０はアンテナポートの各転送チャネル上で複素変調シンボルをプリコーディングする。その後、リソースエレメントマッパー（Resource Element Mapper）が各アンテナポートに対する複素変調シンボルを該当リソースエレメントにマッピングする。

その後、ＯＦＤＭ信号生成器は、各アンテナに対応する複素時間領域のＯＦＤＭ信号を生成する。この複素時間領域のＯＦＤＭ信号は、アンテナポートを介して送信される。

以上、図２を参照して実施形態が適用される無線通信システムのダウンリンク物理チャネルの信号を生成するための構成について説明したが、本発明はこれに制限されない。即ち、本発明の実施形態が適用される無線通信システムのダウンリンク物理チャネルの信号を生成する構成は、他の構成要素は省略されてもよいし、他の構成要素に置換または変更されてもよいし、他の構成要素が追加されてもよい。

パケット単位で転送される情報がコードワード（Code word）により伝達されると、処理によりパケットを生成し、１回または数回、生成されたパケットを転送することによりパケットが受信側に伝達される。ここで、コードワードはチャネルコーディングされたシンボルのブロックを意味する。したがって、図２（他の図面も同一）には２つのコードワードを使用して転送するものと図示されたが、１つ以上のコードワードを使用して転送することもでき、コードワードの単位以外の単位で転送することもできる。

転送装置がパケットの最初の転送を実行した後、受信装置からのＡＣＫ／ＮＡＫを受信する。転送装置は受信装置からＡＣＫを受信すれば、次のパケットを転送し、ＮＡＫを受信すれば同一のパケットの再転送を実行する。このようなハイブリッドＡＲＱ動作は誤って受信したパケットを無視し、再転送を要求する。しかしながら、パケットをデコードすることができなくても、受信した信号は情報を含んでいるが、誤って受信したパケットを無視することは、情報の欠損を引き起こす。このような短所はハイブリッドARQ with soft combiningにより克服できる。

ハイブリッドARQ with soft combiningは、再転送したビットが最初の転送と同一である必要があるか否かによってチェイス合成（chase combining）とインクリメンタルリダンダンシ（incremental redundancy）に分けられる。

チェイス合成では、再転送は最初の転送の場合と同じようにコード化されたビットから構成される。再転送の後、受信装置は各々受信したチャネルのビットを、既に転送された、対応するビットと合成し、最大合成比で用いられるように合成された信号がデコーダに供給される。各々の再転送は最初の転送と同一の複写物であるので、チェイス合成を有する再転送は追加的な反復コードを有するように見える。ところが、チェイス合成を使用するためには、各転送（最初の転送と再転送）で使用する信号の形式が同一でなければならない。

具体的に、レイヤマッピング（Layer mapping）のときに、各パケットが使用するレイヤ数はチャネルのランク数及び各コードワードの重要度によって決定される。チェイス合成を使用するためには、パケットを再転送するときに、同一パケットに対して同一な数のレイヤが使われなければならない。

＜数式１＞はコードワードｘ_０を２つのレイヤｙ_０、ｙ_１にマッピングすることを表現している。この際、各レイヤには異なるビットがマッピングされる。

パケット１の最初の転送のときに、チャネルランク（channel rank）が２であれば、パケット１は１つ〜２つのレイヤにより転送される。パケット１受信に失敗して再転送するときに、チャネル状況が変わってチャネルランクが４に増加しても、チェイス合成を使用するためにはパケット１は１〜２のランクのみを使用して転送されなければならず、これはランク２チャネルに適合するように設計されたプリコーダーによりプリコーディングされなければならないことを意味する。したがって、ランク４チャネルにより転送される過程でゲイン（gain）損失が発生する。

このような損失を防ぐためには、レイヤ適応（layer adaptation）によりチャネルランク数に応じて使用レイヤ数を調節できるようにしなければならない。

また、これはパケット再転送のときに、以前の転送と同一の数のレイヤを使用して具現することができるが、このような制限は適応的レイヤマッピング（adaptive layer mapping）またはレイヤ適応（layer adaptation）を困難にしてリンクの転送容量を制限する。

下記の実施形態はチェイス合成を使用する場合でも、再転送のときに、以前の転送より多くのレイヤが使用可能な場合、レイヤ反復（layer repetition）を許容してレイヤ適応（layer adaptation）が可能であるようにし、これにより受信性能を増加させる方法及び装置を提示する。

図３は、転送装置がランク２チャネルにより最初の転送を試みるものを図示している。

図３に示した転送装置は、変調部２１０及びレイヤマッパー２２０、プリコーダー２３０を含む点で、基本的に図２に示した転送装置と同一である。この際、転送装置のアンテナが４個で、パケット１の最初の転送のときのチャネルランク（channel rank）が２であったら、パケット１は２つのレイヤにより転送される。この際、プリコーダーは４×２プリコーディング行列を使用する。

パケット１の受信に失敗して再転送するときに、チャネル状況が変わってチャネルランクが４に増加すれば、下記の図４に示した通り、チェイス合成を使用しながらもパケット１の再転送は４個のレイヤにより転送される。

図４は、転送装置がパケットの再転送するときに、チャネルランクが４に増加した場合、４個のレイヤによりパケットを再転送するものの一例示図である。

図４に示した転送装置も変調部３１０、レイヤマッパー３２０、及びプリコーダー３３０を含む点で、基本的に図３に図示した転送装置と同一である。

但し、レイヤマッパー３２０とプリコーダー３３０との間にレイヤ反復器３４０により転送レイヤ数を２倍に増やすことができるという点で、図４に図示した転送装置は、図３に図示した転送装置と異なる。このレイヤ反復器３４０によりパケット１の受信に失敗して再転送するときに、チャネル状況が変わってチャネルランクが４に増加すれば、チェイス合成を使用しながらもパケット１の再転送は４個のレイヤにより転送することができる。

図４及び＜数式２＞を参照すると、具体的に転送装置はパケットの再転送をするときに、チャネルランクが４に増加した場合、レイヤ反復器３４０によりレイヤを反復して４個のレイヤによりパケットを再転送する。これによりチャネルランクに適した４×４プリコーディング行列を使用する。

＜数式２＞はコードワードｘ_０を４個のレイヤｙ_０、ｙ_１、ｙ_２、ｙ_３にマッピングすることを表現している。この際、レイヤｙ_０とｙ_２には同一のビットがマッピングされ、レイヤｙ_１とｙ_３には同一のビットがマッピングされる。

図５は、転送装置がパケットを再転送するときに、チャネルランクが４に増加した場合、４個のレイヤによりパケットを再転送するものの他の例示図である。

図５に図示した転送装置も変調部４１０、レイヤマッパー４２０、及びプリコーダー４３０を含む点で、基本的に図３に図示した転送装置と同一である。

また、図５に図示した転送装置は、レイヤマッパー４２０とプリコーダー４３０との間にレイヤ反復器４４０により転送レイヤ数を２倍に増やすことができるという点で図４に図示した転送装置と同一であるが、レイヤ反復器４４０により転送レイヤ数を増やす方法に下記の＜数式３Ａ＞乃至＜数式３Ｃ＞に表現したように違いがある。

図５及び＜数式３Ａ＞乃至＜数式３Ｃ＞を参照すると、転送装置はパケットの再転送のときに、チャネルランクが４に増加した場合、レイヤを反復して４個のレイヤによりパケットを再転送する。これによりチャネルランクに適したプリコーディング行列を使用する。

＜数式３Ａ＞乃至＜数式３Ｃ＞は、コードワードｘ_０を４個のレイヤｙ_０、ｙ_１、ｙ_２、ｙ_３にマッピングするものを表している。この際、レイヤｙ_１にはレイヤｙ_０とｙ_２の偶数番目と奇数番目のビットがマッピングされ、レイヤｙ_３にはレイヤｙ_０とｙ_２の奇数番目と偶数番目のビットがマッピングされる。即ち、コードワードｘ_０を＜数式３Ａ＞のようにマッピングした後、＜数式３Ｂ＞または＜数式３Ｃ＞のような方式によりマッピングすることができる。

一方、前述したように、チャネルランクの増加のときに、レイヤ複写（layer repetition）等によりレイヤ数を増加させる方法に代えて、コード化されたビットをチャネルランクの増加によって増加したレイヤ数にレイヤマッピングを行い、リソースマッピングのときに、帯域幅を縮めて前述した方法と同一なデータの総量を転送してチェイス合成することもできる。即ち、下記に説明するように、リソース割当によりレイヤ適応（layer adaptation）をサポートすることもできる。

言い換えると、転送装置のレイヤマッパーは少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムにおいて、転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングし、より多くのレイヤが使用可能な場合、上記レイヤにマッピングされたものと同一な上記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングすることができる。

この際、使用すべきプリコーダーと転送すべきデータが全て予め選ばれてプリコーダーのランクと転送しようとする情報のランクとの間の不均衡が発生する場合、転送しようとする情報のレイヤに対してレイヤ複写（layer copy）を実行して情報のレイヤ数をプリコーダーのランクと同一であるように増加させることができる。

この際、転送装置は端末または基地局でありうる。

図６は、実施形態に係る無線通信システムのダウンリンク物理チャネルの信号生成構造を示す図である。

図６を参照すると、実施形態に係る無線通信システムは、スクランブラー５１０、モジュレーションマッパー５２０、レイヤマッパー５３０、プリコーダー５４０、リソースエレメントマッパー５５０、及びＯＦＤＭ信号生成器５６０を含む。この無線通信システムは、図１の基地局２０の通信システムまたは転送装置でありうる。以上、図６を参照して実施形態が適用される無線通信システムのダウンリンク物理チャネルの信号を生成するための構成を説明したが、本発明はこれに制限されない。即ち、実施形態が適用される無線通信システムのダウンリンク物理チャネルの信号を生成するための構成は、他の構成要素が省略されるか、他の構成要素に置換または変更されるか、他の構成要素が追加されてもよい。

ダウンリンクでチャネルコーディングを経てコードワード（code words）の形式で入力されるビットは、スクランブラー５１０によりスクランブル化された後、モジュレーションマッパー（Modulation mapper）５２０に入力される。モジュレーションマッパー５２０はスクランブル化されたビットを複素変調シンボルに変調し、レイヤマッパー（Layer Mapper）５３０は複素変調シンボルを１つまたは多数の転送レイヤにマッピングする。その後、プリコーダー５４０はアンテナポートの各転送チャネル上で複素変調シンボルをプリコーディングする。その後、リソースエレメントマッパー（Resource Element Mapper）５５０が各アンテナポートに対する複素モジュレーションシンボルを該当リソースエレメントにマッピングする。その後、ＯＦＤＭ信号生成器５６０は、各アンテナに対応する複素時間領域のＯＦＤＭ信号を生成する。この複素時間領域のＯＦＤＭ信号はアンテナポートを介して送信される。

最初の転送の失敗後、再転送のときには、上記のようにチャネルランクが増加した場合、レイヤマッパー５３０はコード化されたビットをチャネルランクの増加によって増加したレイヤ数にレイヤマッピングを行なう。即ち、チャネルランクが２から４に増加した場合、レイヤマッパー５３０はコード化されたビットを４個のレイヤにマッピングする。この際、チャネルランクは２つのコードワードを転送した後、１つのコードワードを再転送するときに増加するようにしてもよい。

一方、ＭＩＭＯ技法において、プリコーダー（プリコーディングマトリックス）選択及び転送データ大きさの調節は下記の方式により遂行される。

即ち、先にチャネルランクを測定してプリコーダーのランクを決定する。次に、プリコーダーのランク及びチャネル状態に従って一回に転送するデータの量を決定する。次に、データにプリコーディングして転送する。

この際、再転送を実行しようとするが、チェイス合成（chase combining）を行なうには、最初の転送と再転送で使用するプリコーダーが同一でなければならない。この際、最初に転送した２つのコードワードのうちの１つのみを再転送する場合、プリコーダーのランクは２つのコードワード転送のためのものであるので、再転送しようとするデータのランクより大きい。

即ち、使用すべきプリコーダーと転送すべきデータが全て予め選ばれているので、プリコーダーのランクと転送しようとするデータ量に不適合が発生する。このような問題を解決するために、データの各レイヤを複写してレイヤの数（ランク）を増加させる。

言い換えると、プリコーダーの選択が現在転送しようとする情報に基づくものではない場合、プリコーダーのランクと転送しようとする情報のランクとの間の不均衡が発生する。この場合、転送しようとする情報のレイヤに対してレイヤ複写（layer copy）を実行して情報のレイヤ数を、強制的にプリコーダーのランクと同一であるように増加させる。

以後、プリコーダー５４０はこれに合せて４×４プリコーディング行列を使用してプリコーディングする。

一方、リソースエレメントマッパー５５０は、プリコーディングされたシンボルを時間と周波数リソースに割り当てるときに、周波数の帯域幅を半分に減らしてリソースを割り当てるので、再転送のときに、データの総量を最初の転送と同一にする。例えば、最初の転送のときに、２０ＭＨｚの帯域を使用し、２つのレイヤを使用して転送を実行した。最初の転送の失敗後、再転送のときに、使用可能チャネルランク数が４に増加した場合、１０ＭＨｚの帯域のみを使用し、４個のレイヤを使用して再転送することができる。

レイヤマッパー５３０により最初の転送のときに２つのレイヤにマッピングされていたデータを再転送するときには、４個のレイヤにマッピングするようになるので、リソースエレメントマッパー５５０は、時間と周波数リソースを割り当てるときに、周波数の帯域幅を半分に減らしてリソースを割り当てても最初の転送と再転送のときに、同一のデータの総量を転送することができる。したがって、受信装置で最初の転送と再転送された信号をチェイス合成することができるようになる。

図７は、実施形態に係る無線通信システムにおける受信装置の構成図である。

図７を参照すると、実施形態に係る無線通信システムにおける受信装置は、リソースデマッパー６１０、ポストプリコーダー６２０、レイヤデマッパー６３０、及び復調部６４０を含む。

リソースデマッパー６１０、ポストプリコーダー６２０、レイヤデマッパー６３０、及び復調部６４０は、図６のモジュレーションマッパー５２０、レイヤマッパー５３０、プリコーダー５４０、及びリソースマッパー５５０に対応する。図７には転送装置のその他の構成要素と対応する構成要素を省略した。

即ち、リソースデマッパー６１０は受信した信号のリソースエレメントを複素変調シンボルでデマッピングする。ポストプリコーダーまたはポストデコーダ６２０は、リソースマッピングされた複素変調シンボルをポストデコーディングする。

レイヤデマッパー６３０は、複素変調シンボルを１つまたは２つ以上のレイヤにデマッピングする。復調部６４０は、各レイヤにデマッピングされた複素変調シンボルをスクランブル化されたビットで復調する。スクランブル化されたビットはデスクランブラによりデスクランブル化されてコードワードの形式になる。

この際、図７に示した受信装置は、図４及び図５に図示した転送装置により再転送した場合、復調部６４０での処理以前に、リソースデマッパー６１０、ポストプリコーダー６２０、レイヤデマッパー６３０の各々の前後にチェイス合成を行なうことが可能である。なぜならば、最初の転送と再転送の受信信号が同一であるので、どのステップでチェイス合成を行なっても関係がない。

一方、図７に示した受信装置は、図６に示した転送装置により再転送した場合、ポストプリコーダー６２０の処理以後に、チェイス合成を行なうことが可能である。なぜならば、最初の転送と再転送の受信信号がポストプリコーダー６２０によりポストプリコーディングされた以後に形式が同一になるためである。

以上、説明した通り、図４及び図５に示した転送装置は、レイヤマッピングという物理階層の動作を通じてＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）チェイス合成をサポートする技法であり、図６に示した転送装置はアッパーレイヤー技法であるリソース割当によりレイヤマッピングする技法である。

２つ技法の共通点は、チャネルランクに適したプリコーダーを使用することができるので、プリコーディングによるダイバーシティゲイン（diversity gain）が増加するものである。

一方、前者の技法（Layer adaptation技法）は、追加的な最大比チェイス合成（maximum ratio chase combining）を通じてダイバーシティゲイン及びＳＮＲゲイン得る一方、後者の技法は、より少ないリソースを使用して再転送を実行するのでスペクトラル効果（spectral efficiency）の増加を期待することができる。

図８及び図９は、受信装置で、最初の転送のときに受信した信号と再転送のときに受信した信号をチェイス合成する概念図である。

図８を参照すると、受信装置は、再転送のときに受信信号をレイヤ分割７１０により生成された２つの反復された信号（図８の２つのＺ_１）と、以前の転送のときの受信信号（図８のＺ_０）のように３つの信号の間にチェイス合成７２０を実行することができる。

図９を参照すると、受信装置は、再転送のときに反復されたレイヤ間の受信信号に一次的にチェイス合成７３０を実行した信号（図９のＺ_１）と、以前の転送のときの受信信号（図９のＺ_０）との間のチェイス合成７４０を実行することができる。

前述した実施形態によると、再転送のときに、レイヤ数を増やすためにレイヤ反復が実行され、受信のときには最初の転送の信号と再転送信号のうち、反復されていない元のレイヤ、反復されたレイヤに分割された信号の間のチェイス合成が可能になる。もし、再転送のときに、２つのレイヤを６個に増やす場合で２回以上反復が実行されたならば、４個以上の信号間のチェイス合成を実行することができる。

ランク数が増えても同一なレイヤ数で信号を再転送する場合は、最初に転送された信号と再転送された信号との間のみにチェイス合成を実行することができるだけである。

前述した実施形態によると、受信装置は同一な情報が２つ以上多数のレイヤにより転送されるので、既存の方式に比べて同一回数を転送するときに、より多くの回数のチェイス合成を実行することができるので、受信装置の立場でダイバーシティゲインを増やすことができる。

一方、前述した実施形態によると、レイヤ数が増加するので、プリコーディング行列も大きくなって、プリコーディングゲインを増加させることができる長所もある。

一方、受信装置の情報受信方法は、少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムにおいて、少なくとも１つのレイヤにマッピングされて転送される少なくとも１つのビットと、上記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングされて転送される少なくとも１つのビットを受信するステップ、及び受信した少なくとも２つのビットに対してチェイス合成を実行するステップを含むことができる。この際、この受信装置は基地局または端末でありうる。

図１０は、２つのレイヤのみを使用して情報を転送する場合のＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）後のＳＮＲと、チャネル状況に従って２つのレイヤを使用したり、レイヤ反復により４つのレイヤを使用したりして情報を転送する場合の一般的に使われるＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）プリコーディング後のＳＮＲとを比較したグラフである。図１０で、横軸は２つのレイヤを使用する場合の受信ＳＮＲであり、縦軸は前述した方法によるレイヤ反復によって得たＳＮＲゲインを表す。

下記のＳＮＲゲインは適したプリコーダー使用によるゲインであって、レイヤ反復など、レイヤ数を増やす方式が使われた場合と、使用帯域を減らし、レイヤ数を増加させる方式の双方で得られる利得である。

以上、図面を参照して実施形態を説明した。本明細書に記載された実施形態の長所を説明すると、次の通りである。

無線通信を通じて商用通信システムにおける高速情報転送を具現するための多重送受信アンテナ（ＭＩＭＯ）技法及びＨＡＲＱ技法は、各々通信容量を大きく増加させることができる能力があるが、高いハードウェアの複雑度が要求され、２つ技法を同時に使用する場合には、転送側及び受信側の価格上昇と複雑な送受信処理を実行する過程で遅延が発生する問題点がある。

また、相対的に低い複雑度でＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-output）及びＨＡＲＱを具現するために動作を単純化させた技法が開発されたが、このような技法は、性能に最適化された技法に比べて低い性能になってしまうという短所がある。

本明細書に記載された実施形態は既存の単純化された技法が有する長所を維持しながら、チャネルの変化に適切に対応できるＭＩＭＯ ＨＡＲＱ技法を提示している。

以上、図面を参照して実施形態を説明したが、本発明はこれに制限されない。

上記の実施形態で、最初の転送のときにチャネルランクが２であり、再転送のときにチャネルランクが４の場合のみを例示的に説明したが、増加されたチャネルランクの数は制限されない。また、チャネルランクの数が増加した場合のみを説明したが、本発明はチャネルランクが減少する場合にも同一に適用してもよい。

上記の実施形態で、基地局から端末への転送のときのみを例示的に説明したが、本発明はこれに制限されず、端末から基地局への転送、端末間の転送、リレーを通じて転送する場合も同一に適用できる。勿論、端末及び基地局とリレー間の転送のときにも同一に適用してもよい。

上記の実施形態で、最初の転送と再転送を例として説明したが、再転送と再々転送などにも同一に転送してもよい。

以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が１つに結合されるか、結合されて動作することと説明されたが、本発明が必ずこのような実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の目的範囲内であれば、その全ての構成要素が１つ以上に選択的に結合して動作してもよい。また、その全ての構成要素が各々１つの独立的なハードウェアで具現されてもよいが、各構成要素のその一部または全部が選択的に組み合わせて１つまたは複数個のハードウェアで組み合わせた一部または全部の機能を実行するプログラムモジュールを有するコンピュータプログラムとして具現されてもよい。そのコンピュータプログラムを構成するコード及びコードセグメントは本発明の技術分野の当業者により容易に推論できるものである。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータが読取可能な格納媒体（Computer Readable Media）に格納されてコンピュータによって読取され、実行されることによって、本発明の実施形態を具現することができる。コンピュータプログラムの格納媒体としては、磁気記録媒体、光記録媒体、搬送波の媒体などが含まれていていてもよい。

また、以上で記載された“含む”、“構成する”、または“有する”などの用語は、特別に反対になる記載がない限り、該当構成要素が内在できることを意味するものであるので、他の構成要素を除外するのでなく、他の構成要素を更に含むことができることと解釈されるべきである。技術的または科学的な用語を含んだ全ての用語は、別途定義されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により一般的に理解されることと同一な意味を有する。事前に定義された用語のように、一般的に使われる用語は関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されるべきであり、本発明で明らかに定義しない限り、理想的であるとか、過度に形式的な意味として解釈されない。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるのではない。本発明の保護範囲は請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

本特許出願は、２００９年８月１９日付で韓国に出願した特許出願番号第１０−２００９−００７６９４０号に対し、米国特許法１１９（ａ）条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９（ａ））により優先権を主張し、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。併せて、本特許出願は、米国以外の国家に対しても上記と同一な理由により優先権を主張すれば、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。

Claims (40)

1. 少なくとも１つのレイヤにマッピングされて転送される少なくとも１つのビットを再転送する場合、前記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングするステップと、
   マッピングされたビットを再転送するステップと、
   を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける情報転送方法。
2. マッピングされたビットを転送する以前に前記ビットをプリコーディングして転送することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
3. チャネルランクの増減及び使用可能なレイヤ数の増減のうち、少なくとも１つの場合に前記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングすることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
4. 前記マッピングされたビットを再転送する前に前記ビットをプリコーディングして転送することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
5. 前記マッピングされたビットを再転送する前の前記ビットをプリコーディングするときに使用するプリコーディング行列は、再転送のときに、現在のチャネルランクに適したランクを有することを特徴とする、請求項２または４に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
6. 前記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングするステップで、前記異なる数のレイヤは以前の転送で使われたレイヤよりレイヤの数が増加したことを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
7. 前記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングするステップで、増加したレイヤには以前の転送で使われたレイヤにマッピングされたものと同一なビットが複写（repetition）されてマッピングされることを特徴とする、請求項６に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
8. 前記同一なビットがマッピングされるレイヤは、隣接する、または隣接しないことを特徴とする、請求項７に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
9. 前記マッピングされたビットを周波数リソースに割り当てるステップを更に含み、
   前記周波数リソースに割り当てるステップで、以前の転送時に使用した周波数帯域より再転送時に使用する周波数の帯域が小さいことを特徴とする、請求項８に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
10. 前記転送及び前記再転送により転送されたビットは、受信側により受信されてチェイス合成されることを特徴とする、請求項１に記載の無線通信システムにおける情報転送方法。
11. コード化されたビットを１つ以上のレイヤにマッピングし、再転送のときに前記コード化されたビットを以前に使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングするレイヤマッパーと、
    前記マッピングされたビットを一次的に転送し、再転送時に前記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングされたビットを再転送する転送部と、
    を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける転送装置。
12. 前記転送部はマッピングされたビットを転送する前に前記ビットをプリコーディングして転送するプリコーダーであることを特徴とする、請求項１１に記載の無線通信システムにおける転送装置。
13. 前記レイヤマッパーはチャネルランクの増減または使用可能なレイヤ数の増減のときに、前記ビットを以前の転送で使われたレイヤの数と異なる数のレイヤにマッピングすることを特徴とする、請求項１１に記載の無線通信システムにおける転送装置。
14. 前記プリコーダーは前記マッピングされたビットを再転送する前に前記ビットをプリコーディングして転送することを特徴とする、請求項１１に記載の無線通信システムにおける転送装置。
15. 前記プリコーダーで前記マッピングされたビットを再転送する以前に前記ビットをプリコーディングする時に使用するプリコーディング行列は再転送時に現在チャネルランクに適したランクを有することを特徴とする、請求項１２または１４に記載の無線通信システムにおける転送装置。
16. 前記異なる数のレイヤは以前の転送で使われたレイヤよりレイヤの数が増加したことを特徴とする、請求項１１に記載の無線通信システムにおける転送装置。
17. 前記レイヤマッパーは、増加したレイヤには以前の転送で使われたレイヤにマッピングされた同一なビットが複写（repetition）されてマッピングすることを特徴とする、請求項１６に記載の無線通信システムにおける転送装置。
18. 前記同一なビットがマッピングされるレイヤは、隣接する、または隣接しないことを特徴とする、請求項１７に記載の無線通信システムにおける転送装置。
19. 前記マッピングされたビットを周波数リソースに割り当てるリソースマッパーを更に含み、
    前記リソースマッパーが前記周波数リソースに割り当てるときに、以前の転送のときに使用した周波数帯域より再転送のときに使用する周波数の帯域が小さいことを特徴とする、請求項１８に記載の無線通信システムにおける転送装置。
20. 前記転送及び前記再転送により転送されたビットは受信端に受信されてチェイス合成されることを特徴とする、請求項１１に記載の無線通信システムにおける転送装置。
21. リソースエレメントを複素変調シンボルでデマッピングするリソースデマッパーと、
    リソースマッピングされた複素変調シンボルをポストデコーディングするポストプリコーダーと、
    前記複素変調シンボルを１つまたは２つ以上のレイヤにデマッピングするレイヤデマッパーと、
    各レイヤにデマッピングされた複素変調シンボルをスクランブル化されたビットで復調する復調部を含み、かつ、
    前記復調部で、以前に前記リソースデマッパー、前記ポストプリコーダー、前記レイヤデマッパーの各々の前後に最初転送された信号と再転送された信号との間にチェイス合成を実行することを特徴とする、無線通信システムにおける受信装置。
22. 前記ポストプリコーダーの以後に最初に転送された信号と再転送された信号との間にチェイス合成を実行することを特徴とする、請求項２１に記載の無線通信システムにおける受信装置。
23. 再転送のときに受信した信号からレイヤ分割により生成された２つの反復された信号と、最初に転送時に受信された信号とのチェイス合成を実行することを特徴とする、請求項２１に記載の無線通信システムにおける受信装置。
24. 再転送時に受信した信号に対して一次的にチェイス合成を実行した信号と、最初に転送時に受信した信号とに、チェイス合成を実行することを特徴とする、請求項２１に記載の無線通信システムにおける受信装置。
25. 最初の転送のときに信号を受信するステップと、
    再転送のときに信号を受信するステップと、
    再転送のときに受信した信号からレイヤ分割により生成された２つの反復された信号と、最初の転送のときに受信された信号とにチェイス合成を実行するステップと、
    を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける情報受信方法。
26. チェイス合成を実行遂行するステップで、再転送するときに受信した信号に対して一次的にチェイス合成を実行した信号と、最初の転送のときに受信した信号とに、チェイス合成を実行することを特徴とする、請求項２５に記載の無線通信システムにおける情報受信方法。
27. 少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムにおいて、
    転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングするステップと、
    前記レイヤにマッピングされたものと同一な前記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングするステップと、
    前記１つのレイヤにマッピングされ、前記他のレイヤに複写（repetition）されて前記他のレイヤにマッピングされたビットを受信装置に転送するステップと、
    を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける転送装置の情報転送方法。
28. 前記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングするステップで、使用すべきプリコーダーと転送すべきデータが全て予め選ばれてプリコーダーのランクと転送しようとする情報のランクとの間の不均衡が発生する場合、転送しようとする情報のレイヤに対してレイヤ複写（layer copy）を実行して情報のレイヤ数をプリコーダーのランクと同一であるように増加させることを特徴とする、請求項２７に記載の無線通信システムにおける転送装置の情報転送方法。
29. 前記転送装置は端末であり、前記受信装置は基地局であることを特徴とする、請求項２７に記載の無線通信システムにおける転送装置の情報転送方法。
30. 少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムであって、
    転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングし、前記レイヤにマッピングされたものと同一な前記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングするレイヤマッパーと、
    前記１つのレイヤにマッピングされ、前記他のレイヤに複写（repetition）されて前記他のレイヤにマッピングされたビットを転送する転送部と、
    を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける転送装置。
31. 使用すべきプリコーダーと転送すべきデータが全て予め選ばれてプリコーダーのランクと転送しようとする情報のランクとの間の不均衡が発生する場合、転送しようとする情報のレイヤに対してレイヤ複写（layer copy）を実行して情報のレイヤ数をプリコーダーのランクと同一であるように増加させることを特徴とする、請求項３０に記載の無線通信システムにおける転送装置。
32. 前記転送装置は端末であり、基地局に前記ビットを転送することを特徴とする、請求項３０に記載の無線通信システムにおける転送装置。
33. 少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムであって、
    転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングするステップと、
    より多くのレイヤが使用可能な場合、前記レイヤにマッピングされたものと同一な前記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングするステップと、
    を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける転送装置のレイヤ適応方法。
34. 使用すべきプリコーダーと転送すべきデータが全て予め選ばれてプリコーダーのランクと転送しようとする情報のランクとの間の不均衡が発生する場合、転送しようとする情報のレイヤに対してレイヤ複写（layer copy）を実行して情報のレイヤ数をプリコーダーのランクと同一であるように増加させることを特徴とする、請求項３３に記載の無線通信システムにおける転送装置のレイヤ適応方法。
35. 前記転送装置は端末であることを特徴とする、請求項３３に記載の無線通信システムにおける転送装置のレイヤ適応方法。
36. 少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムであって、
    転送されるビットを少なくとも１つのレイヤにマッピングし、より多くのレイヤが使用可能な場合、前記レイヤにマッピングされたものと同一な前記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングすることを特徴とする、無線通信システムにおける転送装置のレイヤマッパー。
37. 使用すべきプリコーダーと転送すべきデータが全て予め選ばれてプリコーダーのランクと転送しようとする情報のランクとの間の不均衡が発生する場合、転送しようとする情報のレイヤに対してレイヤ複写（layer copy）を実行して情報のレイヤ数をプリコーダーのランクと同一であるように増加させることを特徴とする、請求項３６に記載の無線通信システムにおける転送装置のレイヤマッパー。
38. 前記転送装置は端末であることを特徴とする、請求項３６に記載の無線通信システムにおける転送装置のレイヤマッパー。
39. 少なくとも２つのアンテナポートを使用して情報を転送する無線通信システムであって、
    少なくとも１つのレイヤにマッピングされて転送される少なくとも１つのビットと前記ビットを複写（repetition）して他のレイヤにマッピングされて転送される少なくとも１つのビットを受信するステップと、
    受信した少なくとも２つのビットに対してチェイス合成を実行するステップと、
    を含むことを特徴とする、無線通信システムにおける受信装置の情報受信方法。
40. 前記受信装置は基地局であることを特徴とする、請求項３９に記載の無線通信システムにおける受信装置の情報受信方法。