JP2008035497A - チャネル状態情報を報告するための方法及びデバイス、転送を制御するためのシステム、コンピュータプログラム、並びに信号 - Google Patents

Abstract

【課題】電気通信デバイスが、自身のアンテナと別のデバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみの使用を可能にする、Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法。
【解決手段】無線ネットワークを通じて、第１の電気通信デバイスによって実行される、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるステップと、伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるステップと、線形変換を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送するステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、包括的には、電気通信システムに関し、詳細には、無線ネットワークを通じて、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法及びデバイスに関する。

近年、空間領域及び周波数領域における効率的な送信方式が、高データレート無線電気通信の高まる要求を満たすために研究されてきた。空間領域では、送信機側及び受信機側の双方で複数のアンテナを使用する多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムが、スペクトル効率の潜在的な増加を利用するために注目を得てきた。

ＭＩＭＯシステムを使用するいくつかの送信方式では、データストリームを送信する電気通信デバイスは、自身とデータストリームの転送先の電気通信デバイスとの間に存在するチャネル状況について或る知識を有する。電気通信デバイスは、そのチャネル状況に応じて或る電気通信デバイスへ転送される信号を方向付けて、システムの全体性能を改善する。

実際には、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答が、たとえば、時分割多重システムでレシプロカルである場合、チャネル状況は、次の方法に従って得られる。すなわち、基地局のような電気通信デバイスが、移動端末のような別の電気通信デバイスへパイロット信号を転送し、移動端末がパイロット信号を受信し、受信パイロット信号からチャネル応答を求め（一例として、チャネル状況を表すチャネル行列の形で）、パイロット信号を送信した基地局へ転送しなければならない信号を方向付けるために、求められた行列を使用する。

求められたチャネル行列の係数は、基地局のアンテナと移動端末のアンテナとの間の複素伝搬利得である。

複素伝搬利得のいくつかは、基地局のいくつかのアンテナと移動端末のいくつかのアンテナとの間に存在する不十分なチャネル伝搬状況を反映する。

さらに、移動端末が、求められたチャネル行列のすべての係数を基地局に報告する必要がある場合、これらの係数の転送には、全体の無線電気通信ネットワークの利用可能な帯域幅の重大な部分が必要とされる。

SANAYEI S 他、"On the design of linear precoders for orthogonal space-time block codes with limited feedback"、WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE, 2005 IEEE NEW ORLEANS, LA, USA、２００５年３月１３〜１７日、PISCATAWAY, NJ, USA、IEEE、２００５年３月１３日、第４８９〜４９３頁、XP010791212、ISBN: 0-7803-8966-2 PANDE T 他: "A weighted least squares approach to precoding with pilots for MIMO-ODFM"、IEEE Transactions on Signal Processing、IEEE USA、vol. 54, no. 10、２００６年１０月１日、第４０６７〜４０７３頁、XP002409775、GB、ISSN: 1053-587X（第４０６９頁、第１〜２欄）

本発明の目的は、したがって、電気通信デバイスが、自身のアンテナと別の電気通信デバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみを使用できることを可能にする方法及びデバイスを提案することである。

さらに、本発明の目的は、したがって、電気通信デバイスが、全体の無線ネットワークの利用可能な帯域幅の重大な部分を必要とすることなく、自身のアンテナと別の電気通信デバイスのアンテナとの間の複素伝搬利得を報告することを可能にする方法及びデバイスを提案することである。

この目的のために、本発明は、無線ネットワークを通じて、Ｍ_ｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法であって、
方法は、第１の電気通信デバイスによって実行される以下のステップ：
第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるステップと、
伝搬利得から、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を求めるステップと、
線形変換を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
を含むことを特徴とする、チャネル状態情報を報告するための方法に関する。

本発明は、無線ネットワークを通じて、Ｍ_ｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するためのデバイスであって、
報告するためのデバイスは、第１の電気通信デバイスに含まれ、且つ、
報告するためのデバイスは、
第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
伝搬利得から、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
第２の電気通信デバイスへｍ_０個のパイロット信号を転送するための手段であって、パイロット信号は線形変換によって乗算される、転送するための手段と
を備えることを特徴とする、チャネル状態情報を報告するためのデバイスにも関する。

したがって、第１の電気通信デバイスは、自身のアンテナと別の電気通信デバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみを使用することができる。

一例として、第１の電気通信デバイスのアンテナの１つと第２の電気通信デバイスの複数のアンテナとの間の伝搬利得が低い場合、第１の電気通信デバイスは、これらの伝搬利得のいずれも報告しない。第２の電気通信デバイスは、第１の電気通信デバイスが、当該第１の電気通信デバイスが実際に有するアンテナの個数と比較して削減された個数のアンテナを有すると解釈する。

特定の特徴によれば、線形変換を表す情報は、ｍ_０個のパイロット信号を第２の電気通信デバイスへ転送することによって転送され、パイロット信号は線形変換によって乗算される。

特定の特徴によれば、ｍ_０は１よりも厳密に大きい。

本発明の第１の実現モードによれば、チャネル状態情報は、ダウンリンクチャネルと、第１の電気通信デバイスによって受信されたデータ群を表す信号を重み付けする線形変換とを表す。

したがって、第１の電気通信デバイスは、従来のデータ送信に使用される帯域幅を大幅に減少させることなく、ダウンリンク線形変換のサブセットを表すチャネル状態情報を報告することができる。

第１の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の求められた伝搬利得は、ダウンリンクチャネル行列の形である。

第１の実現モードの特定の特徴によれば、線形変換は、
ダウンリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
特異値分解から取得された固有ベクトルの一部を選択することと
によって求められたダウンリンク線形変換である。

したがって、特異値分解を行うことによって、伝搬利得の選択が効率的になる。

第１の実現モードの第１の変形によれば、ダウンリンク線形変換は、

に等しく、ここで、ｍ＝１〜ｍ_０を有するｅ_ｍ〈・〉は、〈・〉の選択された固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示し、Ｈ_ＤＬ，ｋはダウンリンクチャネル行列であり、Ｈ^＊ _ＤＬ，ｋはＨ_ＤＬ，ｋの共役であり、Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋはＨ_ＤＬ，ｋの転置である。

したがって、ダウンリンク線形変換を求めることは、実行するのが簡単である。

第１の実現モードの第２の変形によれば、第１の電気通信デバイスは、干渉雑音相関行列をさらに求め、ダウンリンク線形変換は、

に等しい。Φ^−１は、干渉雑音相関行列の逆行列である。

したがって、ダウンリンク線形変換を求めることは、第１の電気通信デバイスによって受信された干渉雑音成分も考慮する。

第１の実現モードの第３の変形によれば、無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備え、ダウンリンク線形変換は、各周波数サブバンドについて求められ、ｍ_０個のパイロット信号は、各周波数サブバンドについて転送される。

したがって、本発明は、複数の周波数サブバンドを提供する無線ネットワークにも適用可能である。

第１の実現モードの第４の変形によれば、無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備え、ダウンリンク線形変換は、それらの周波数サブバンドについて求められる。

したがって、第１の電気通信デバイスは、従来のデータ送信に使用される帯域幅を大幅に減少させることなく、チャネル状態情報を報告する。

第１の実現モードの第５の変形によれば、第１の電気通信デバイスは、
伝搬利得から電力係数を求め、
ｍ_０個のパイロット信号に電力係数を乗算し、
電力係数を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送する。

第１の実現モードの第６の変形によれば、第１の電気通信デバイスは、干渉雑音相関行列を求め、ダウンリンク線形変換は、
干渉雑音相関行列の特異値分解Φ＝ＦΛＦ^Ｈを実行することと、
行列Ｄ＝Λ^−１／２Ｆ^Ｈを求めることと、

の特異値分解を実行することであって、ここで、

であり、Ｍ_ｋは、第１の電気通信デバイスのアンテナの個数である、特異値分解を実行することと、

の特異値分解から取得された特異値の一部を選択することと、
選択された特異値に対応するベクトルを選択することと
によって求められる。

したがって、第１の電気通信デバイスは、伝搬利得の選択のために干渉雑音成分を白色化する。

第１の実現モードの第６の変形によれば、ダウンリンク線形変換は、

に等しい。ここで、ｑ_１，…，ｑ_ｍ０は、選択されたベクトルである。

したがって、ダウンリンク線形変換は、求めるのが簡単である。

本発明の第２の実現モードによれば、線形変換は、第１の電気通信デバイスによって第２の電気通信デバイスへ転送されたデータ群を表す信号に重み付けするアップリンク線形変換であり、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の求められた伝搬利得は、アップリンクチャネル行列の形である。

したがって、第１の電気通信デバイスは、自身のアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみを使用することができる。

本発明の第２の実現モードによれば、アップリンク線形変換は、
アップリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
特異値分解から取得された固有ベクトルの一部を選択することと
によって求められる。

したがって、特異値分解を行うことによって、伝搬利得の選択が効率的になる。

さらに、第１の電気通信は、伝搬利得の限られた部分のみを報告し、報告された伝搬利得に対応する、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間のチャネルのみを使用する。

本発明の第１の実現モード及び第２の実現モードによれば、第１の電気通信デバイスは、
伝搬利得から電力係数を求め、
ｍ_０個のパイロット信号に電力係数を乗算し、
電力係数を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送する。

本発明の第１の実現モード及び第２の実現モードによれば、第２の電気通信デバイスは、
受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得し、且つ
第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間のデータ群を表す信号の転送をチャネル状態情報に従って制御する。

したがって、第２の電気通信デバイスは、従来のデータ送信に使用される帯域幅を大幅に減少させることなく、自身のアンテナの一部と、第１の電気通信のアンテナのいくつかとの間の伝搬利得について報告を受ける。

第１の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間の信号の転送の制御は、第１の電気通信デバイスへ転送されるデータ群を表す信号の制御である。

したがって、第２の電気通信デバイスは、ダウンリンクチャネルにおける信号の転送を制御することができる。

特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、第１の電気通信デバイスから受信される。

したがって、第２の電気通信デバイスは、低い伝搬利得によって発生する問題を低減することができる。

第１の実現モードの特定の特徴によれば、データ群を表す信号の第１の電気通信デバイスへの転送の制御は、少なくともデータ群を表す信号を第１の電気通信デバイスへ転送するのに使用される変調符号化方式を決定することである。

したがって、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間における情報群を表す信号の転送は、伝搬利得に従って行われる。

第１の実現モードの特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信し、データ群を表す信号の第１の電気通信デバイスへの転送の制御は、少なくともデータ群を表す信号を、複数の第１の電気通信デバイスの中の、どの１つ又はどの複数の第１の電気通信デバイスへ転送しなければならないかを決定することである。

したがって、無線ネットワークの無線資源を効率的な方法で割り当てることが可能である。

第２の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間の信号の転送の制御は、第１の電気通信デバイスによって転送されるデータ群を表す信号の制御である。

したがって、第２の電気通信デバイスは、アップリンクチャネルにおける信号の転送を制御することができる。

第２の実現モードの特定の特徴によれば、データ群を表す信号の第１の電気通信デバイスへの転送の制御は、第１の電気通信デバイスによりデータ群を表す信号を転送するのに使用される送信電力、及び／又は、第１の電気通信デバイスがアップリンクチャネルで転送される信号に重み付けすることを可能にする情報を求めることである。

したがって、第２の電気通信デバイスは、低い伝搬利得によって発生する問題を低減することができる。

第２の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスによるデータ群を表す信号の転送の制御は、少なくともデータ群を表す信号を転送するのに使用される変調符号化方式を決定することである。

したがって、アップリンクチャネルにおける情報群を表す信号の転送は、伝搬利得に従って行われる。

第２の実現モードの特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信し、データ群を表す信号の転送の制御は、複数の第１の電気通信デバイスの中で、少なくともデータ群を表す信号を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定することである。

したがって、無線ネットワークの無線資源を効率的な方法で割り当てることが可能である。

さらに別の態様によれば、本発明は、Ｍ_ｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間におけるデータ群を表す信号の、無線ネットワークを通じた転送を制御するためのシステムであって、第１の電気通信デバイスは、
第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
伝搬利得から、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
ｍ_０個のパイロット信号を第２の電気通信デバイスへ転送するための手段であって、パイロット信号は線形変換によって乗算される、転送するための手段と
を備え、
第２の電気通信デバイスは、
受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得するための手段と、
第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間におけるデータ群を表す信号の転送を、チャネル状態情報に従って制御するための手段と
を備えることを特徴とする、転送を制御するためのシステムに関する。

このシステムに関する特徴及び利点は、本発明による方法及びデバイスに関係して上述したものと同じであるので、それらの特徴及び利点は、ここでは繰り返さないことにする。

さらに別の態様によれば、本発明は、プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムがプログラマブルデバイスで実行されると、本発明による方法のステップを実施するための命令又はコード部を含む、コンピュータプログラムに関する。

このコンピュータプログラムに関する特徴及び利点は、本発明による方法及びデバイスに関係して上述したものと同じであるので、それらの特徴及び利点は、ここでは繰り返さないことにする。

さらに別の態様によれば、本発明は、無線ネットワークを通じて第１の電気通信デバイスにより第２の電気通信デバイスへ転送される信号であって、信号は、複数のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間のチャネル状態情報を含む、信号において、チャネル状態情報は、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得から求められたｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を表すことを特徴とする、信号に関する。

この信号に関する特徴及び利点は、本発明による方法及びデバイスに関係して上述したものと同じであるので、それらの特徴及び利点は、ここでは繰り返さないことにする。

本発明の特徴は、一例である実施の形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。上記説明は、添付図面に関して作成されたものである。

図１は、本発明による無線ネットワークのアーキテクチャを表す図である。

図１の無線ネットワークでは、少なくとも１つで、好ましくは複数の第１の電気通信デバイス２０_１又は２０_Ｋが、無線ネットワーク１５を通じ、あるアップリンクチャネル及びあるダウンリンクチャネルを使用して第２の電気通信デバイス１０にリンクされている。

限定ではなく好ましくは、第２の電気通信デバイス１０は、無線ネットワーク１５の基地局又はノードである。第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋは、移動電話、携帯情報端末、又はパーソナルコンピュータのような端末である。

電気通信ネットワーク１５は、時分割複信方式（ＴＤＤ）又は周波数分割複信方式（ＦＤＤ）を使用する無線電気通信システムである。

ＴＤＤ方式では、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルで転送される信号は、同じ周波数帯域の異なる期間に二重化される。無線ネットワーク１５内で転送される信号は、同じ周波数スペクトルを共有する。電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答はレシプロカルである。

「レシプロカル」とは、ダウンリンクチャネルの状況がダウンリンク行列によって表される場合に、アップリンクチャネルの状況が、ダウンリンク行列の転置行列であるアップリンク行列によって表すことができることを意味する。

ＦＤＤ方式では、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルで転送される信号は、異なる周波数帯域に二重化される。スペクトルは、異なる周波数帯域に分割され、アップリンク信号及びダウンリンク信号は、同時に送信される。電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答は、完全にレシプロカルではない。

第２の電気通信デバイス１０は、ダウンリンクチャネルを通じて、最大でＮ個のデータ群を表す信号又はパイロット信号を第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋへ同時に転送し、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋは、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へ信号を転送する。

第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋによって転送される信号は、１つのデータ群を表す信号又はパイロット信号である。第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋによって転送されるパイロット信号は、ダウンリンク線形変換によって乗算され、好ましくは、ダウンリンク線形変換から求められる電力係数（power coefficient）によりさらに重み付けられる。第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋによって転送されるパイロット信号は、アップリンク線形変換によって乗算され、好ましくは、アップリンク線形変換から求められる電力係数によりさらに重み付けられる。

データ群は、一例として、少なくともヘッダフィールド及びペイロードフィールドによって構成されるフレームである。ペイロードフィールドは、通話又はビデオ転送等に関係するデータのような従来のデータを含む。

パイロット信号は、電気通信デバイスによって知られている所定のシンボルシーケンスである。パイロット信号は、限定ではなく一例として、ウォルシュアダマール(Walsh Hadamard)シーケンスである。

第２の電気通信デバイス１０は、ＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮで示すＮ個のアンテナを有する。第２の電気通信デバイス１０は、好ましくは、以下で開示するように、各第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋへ転送される信号の空間的方向を、少なくとも各第１の電気通信デバイス２０によって転送される信号に従って制御する。

より正確には、第２の電気通信デバイス１０が、ダウンリンクチャネルを通じて、所与の第１の電気通信デバイス２０_ｋへデータ群を表す信号を送信する時、それらの信号は、ビームフォーミングを行うために、最大でＮ回複製される。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。

図１のＢＦ１で示す楕円は、第２の電気通信デバイス１０によって第１の電気通信デバイス２０_１へ転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによる放射信号のパターンを示している。

図１のＢＦＫで示す楕円は、第２の電気通信デバイス１０によって第１の電気通信デバイス２０_Ｋへ転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによる放射信号のパターンを示している。

第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋは、ＭＳ１Ａｎｔ１〜ＭＳ１ＡｎｔＭ_１及びＭＳＫＡｎｔ１〜ＭＳＫＡｎｔＭ_ｋでそれぞれ示すＭ_ｋ個のアンテナを有する。ここで、アンテナの個数Ｍ_ｋは、各第１の電気通信デバイス２０_ｋに応じて、ｋ＝１〜Ｋについて変化し得ることに留意しなければならない。各第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_ｋは、以下で開示するように、第２の電気通信デバイス１０へ転送される信号の空間的方向を制御する。

各第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_ｋは、ビームフォーミングを行うために、第２の電気通信デバイス１０へ転送される信号をＭ_ｋ回複製し、且つ、複製された信号を係数によって重み付けすることにより、信号の空間的方向を制御する。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。

本発明の実現の一変形によれば、複製された信号の重み付けに使用される係数は、第２の電気通信デバイス１０によって転送される。

図１のＢＦ１で示す楕円は、第１の電気通信デバイス２０_１によって第２の電気通信デバイス１０へ転送される、アンテナＭＳ１Ａｎｔ１〜ＭＳ１ＡｎｔＭ_１による放射信号のパターンを示している。

図１のＢＦＫで示す楕円は、第１の電気通信デバイス２０_Ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送される、アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭｋによる放射信号のパターンを示している。

各第１の電気通信デバイス２０_ｋは、自身のアンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭ_ｋを通じて、信号を第２の電気通信デバイス１０へ転送する。より正確には、第１の電気通信デバイス２０_ｋが、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へ信号を送信する時、信号は、一例として、最も高い複素伝搬係数を有する伝搬チャネルを使用するために、ｍ_０個の信号からＭ_ｋ個の信号を形成する（ここでｍ_０＜Ｍ_ｋ）ために線形変換される。

限定ではなく好ましくは、各第１の電気通信デバイス２０_ｋによって転送されるパイロット信号の電力は、ダウンリンクチャネル上で測定される伝搬係数に従って調整される。

限定ではなく好ましくは、各第１の電気通信デバイス２０_ｋによって転送されるデータ群を表す信号の電力は、第２の電気通信デバイス１０によって転送される電力情報に従って調整される。

各第１の電気通信デバイス２０_ｋは、アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭ_ｋを通じて、第２の電気通信デバイス１０によって転送された信号を受信する。より正確には、第１の電気通信デバイス２０_ｋが、ダウンリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０から信号を受信する時、Ｍ_ｋ個の受信信号は、ビームフォーミングの目的で重み付けされた後、ｍ_０個の信号を形成する（ここでｍ_０＜Ｍ_ｋ）ために線形変換される。

図２は、本発明による第１の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。

第１の電気通信デバイス２０、一例として、ｋが１とＫとの間に含まれる第１の電気通信デバイス２０_ｋは、たとえば、バス２０１によって互いに接続されるコンポーネントと、図５及び／又は図６に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムによって制御されるプロセッサ２００とに基づくアーキテクチャを有する。

ここで、第１の電気通信デバイス２０は、一変形では、１つ又は数個の専用集積回路の形で実施され、これらの専用集積回路は、以下で開示するようなプロセッサ２００によって実行されるオペレーションと同じオペレーションを実行することに留意しなければならない。

バス２０１は、読み出し専用メモリＲＯＭ２０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３、及びチャネルインターフェース２０５にプロセッサ２００をリンクする。

読み出し専用メモリＲＯＭ２０２は、図５及び／又は図６に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令を含む。これらの命令は、第１の電気通信デバイス２０_ｋに電源が投入される時に、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３へ転送される。

ＲＡＭメモリ２０３は、変数を収容するレジスタと、図５及び／又は図６に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令とを含む。

チャネルインターフェース２０５は、第２の電気通信デバイス１０への信号の転送及び／又は第２の電気通信デバイス１０からの信号の受信を可能にする。チャネルインターフェース２０５は、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送されるデータ群を表す信号を方向付けるための手段と、ダウンリンクチャネル及び／又はアップリンクチャネルにおける第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、受信信号をダウンリンク線形変換によって乗算するための手段とを備える。

チャネルインターフェース２０５は、転送信号をアップリンク線形変換によって乗算するための手段を備える。チャネルインターフェース２０５は、転送されたパイロット信号に、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって求められた電力係数を乗算するための手段を備える。チャネルインターフェース２０５は、第２の電気通信デバイス１０から受信された電力情報から、データ群を表す転送信号の電力を調整するための手段を備える。

チャネルインターフェース２０５を図３を参照して詳細に説明することにする。

図３は、第１の電気通信デバイスのチャネルインターフェースのアーキテクチャを表す図である。

チャネルインターフェース２０５は、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０を備える。

ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、Ｍ_ｋ＊１の信号ｘ_ｋ（ｐ）＝Ｈ_ＤＬ，ｋｓ（ｐ）＋ｚ_ｋ（ｐ）を受信する。ここで、ｓ（ｐ）＝［ｓ_１（ｐ），…，ｓ_Ｎ（ｐ）］^Ｔは、第２の電気通信デバイス１０によって転送されたｐ番目のパイロットシンボルを表す信号であり、ｚ_ｋ（ｐ）は、第１の電気通信デバイス２０_ｋにおけるＭ_ｋ＊１の干渉雑音ベクトルであり、Ｈ_ＤＬ，ｋは、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０_ｋとの間のＭ_ｋ＊ＮのダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列である。

ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、行列Ｈ_ＤＬ，ｋを推定する。

ｍ＝１〜Ｍ_ｋであり、ｎ＝１〜Ｎである、行列Ｈ_ＤＬ，ｋの各要素（ｍ，ｎ）は、第２の電気通信デバイス１０のｎ番目のアンテナ及び第１の電気通信デバイス２０_ｋのｍ番目のアンテナからの複素伝搬利得を表す。

また、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、第１の電気通信デバイス２０_ｋと、第２の電気通信デバイス１０との間のＮ＊Ｍ_ｋのアップリンクＭＩＭＯチャネル行列である行列Ｈ_ＵＬ，ｋも推定する。

ｍ＝１〜Ｍ_ｋであり、ｎ＝１〜Ｎである、行列Ｈ_ＵＬ，ｋの各要素（ｎ，ｍ）は、第１の電気通信デバイス２０_ｋのｍ番目のアンテナ及び第２の電気通信デバイス１０のｎ番目のアンテナからの複素伝搬利得を表す。

好ましくは、行列Ｈ_ＵＬ，ｋは、Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋに等しい。ここで、［・］^Ｔは、［・］の転置を示す。

チャネルインターフェース２０５は、ダウンリンク線形変換モジュール３１０を備える。ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、ｍ_０＊Ｍ_ｋの行列Ｖ^Ｔ _ＤＬを使用して信号ベクトルｘ_ｋ（ｐ）の線形変換を実行するための手段を備える。

次に、この線形変換は、ｍ_０＊１の出力ベクトル

を与える。ここで、

であり、ｚ_ｋ（ｐ）’＝Ｖ^Ｔ _ＤＬｚ_ｋ（ｐ）である。

ダウンリンク線形変換行列Ｖ^Ｔ _ＤＬは、以下で開示するように、第１の電気通信デバイス２０_ｋが、出力ｘ’（ｐ）において良好なチャネル状況を有するように定義される。

ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、第１の電気通信デバイスによって受信された信号に対して線形変換を実行する。ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送されたｍ_０個のパイロット信号に対して線形変換を実行する。その後、パイロット信号はチャネル状態情報を含む。

チャネルインターフェース２０５は、送信電力制御モジュール３２５を備える。送信電力制御モジュール３２５は、転送されるパイロット信号に、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって求められた電力係数を乗算する。

送信電力制御モジュール３２５は、第２の電気通信デバイス１０から受信された電力情報から、データ群を表す転送信号の電力を調整する。

チャネルインターフェース２０５は、アップリンク線形変換モジュール３０５を備える。アップリンク線形変換モジュール３０５は、Ｍ_ｋ×ｍ_０の線形変換行列Ｖ_ＵＬをｒ（ｐ）＝Ｖ_ＵＬｒ（ｐ）’として使用して、ｍ_０個の信号ｒ’（ｐ）＝［ｒ’_１（ｐ），…、ｒ’_ｍ０（ｐ）］^ＴのＭ_ｋ×１の信号ベクトルｒ（ｐ）への線形変換を実行するための手段を備える。

以下で開示するように、アップリンク線形変換行列Ｖ_ＵＬは、良好なチャネル状況が第１の電気通信デバイス２０_ｋと第２の電気通信デバイス１０との間で維持されるように定義される。

アップリンク線形変換モジュール３０５は、第１の電気通信デバイスによって転送されたデータ群を表す信号に対して線形変換を実行する。アップリンク線形変換モジュール３０５は、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送されたｍ_０個のパイロット信号に対して線形変換を実行する。その後、パイロット信号は、チャネル状態情報を含む。

限定ではなく好ましくは、チャネルインターフェース２０５は、アップリンク方向制御モジュール３２５を備える。アップリンク方向制御モジュール３２５は、ビームフォーミングを行うために、第２の電気通信デバイス１０へ転送される信号をＭ_ｋ回複製し、複製された信号を係数によって重み付けすることにより、信号の空間的方向を制御する。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。

本発明の実現の一変形によれば、複製された信号の重み付けに使用される係数は、第２の電気通信デバイス１０によって転送される。

図４は、本発明による第２の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。

第２の電気通信デバイス１０は、たとえば、バス４０１によって互いに接続されるコンポーネントと、図７及び／又は図８に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムによって制御されるプロセッサ４００とに基づくアーキテクチャを有する。

ここで、第２の電気通信デバイス１０は、一変形では、１つ又は数個の専用集積回路の形で実施されるということが留意されなければならない。これらの専用集積回路は、以下で開示するようなプロセッサ４００によって実行されるオペレーションと同じオペレーションを実行する。

バス４０１は、読み出し専用メモリＲＯＭ４０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ４０３、及びチャネルインターフェース４０５にプロセッサ４００をリンクする。

読み出し専用メモリＲＯＭ４０２は、図７及び／又は図８に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令を含む。これらの命令は、第２の電気通信デバイス１０に電源が投入された時に、ランダムアクセスメモリＲＡＭ４０３に転送される。

ＲＡＭメモリ４０３は、変数を収容するレジスタと、図７及び／又は図８に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令とを含む。

本発明によれば、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれについて、少なくとも第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって転送された信号から、第１の電気通信デバイス２０_ｋのそれぞれがデータ群を受信するのに使用する変調符号化方式を決定することができる。プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０によって転送された信号に従って、どの第１の電気通信デバイス２０へデータ群を表す信号を送信しなければならないかを決定することができる。プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれについて、少なくとも各第１の電気通信デバイス２０_ｋによって転送された信号から、第１の電気通信デバイス２０_ｋのそれぞれがデータ群若しくはパイロット信号を転送するのに使用する変調符号化方式を決定し、且つ／又は、どの第１の電気通信デバイス２０が、第２の電気通信デバイス１０へデータ群を表す信号を転送しなければならないかを決定する。一変形では、プロセッサ４００は、少なくとも第１の電気通信デバイス２０のそれぞれによって転送された信号から、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれがデータ群を表す信号を転送するのに使用する送信電力を表す電力情報を求めることもできる。また、別の変形では、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイスのそれぞれから受信された電力係数を表す情報から、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって使用される、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって転送されるパイロット信号に乗算するための電力係数を求めることもできる。

少なくとも第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって転送された信号から、プロセッサ４００は、ビームフォーミングを行うために、ダウンリンクチャネルにおいて、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれへ転送される信号の空間的方向を制御するための重み付け係数を求めることもできる。

少なくとも第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって転送された信号から、プロセッサ４００は、ビームフォーミングを行うために、アップリンクチャネルにおいて、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって転送される信号の空間的方向を制御するための重み付け係数を求めることもできる。

限定はなく好ましくは、チャネルインターフェース４０５は、図４には図示していないダウンリンク方向制御モジュールを備える。ダウンリンク方向制御モジュールは、ビームフォーミングを行うために、各第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋへ転送される信号をＮ回複製し、複製された信号を係数によって重み付けすることにより、信号の空間的方向を制御する。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。

図５は、本発明によるダウンリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。

本アルゴリズムは、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって実行される。本アルゴリズムが、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって実行される場合が開示される。

ステップＳ５００において、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、チャネルインターフェース２０５を通じて、パイロット信号ｘ_ｋ（ｐ）＝Ｈ_ＤＬ，ｋｓ（ｐ）＋ｚ_ｋ（ｐ）を受信する。

次のステップＳ５０１において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０が、受信パイロット信号から行列Ｈ_ＤＬ，ｋを推定する。

次のステップＳ５０２において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信される干渉雑音成分を推定する。

ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、複数のサンプルにわたってｚ_ｋ（ｐ）ｚ_ｋ（ｐ）^Ｈを平均することにより、干渉雑音相関行列

を形成する。

ここで、本発明のいくつかの変形又は実現形態では、ステップＳ５０２が実行されないことに留意しなければならない。

次のステップＳ５０３において、第１の電気通信デバイス２０_ｋのプロセッサ２００は、Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋ＝ＵΛＱ^Ｈの特異値分解を行う。ここで、Ｕ＝［ｕ_１，…，ｕ_Ｎ］は、Ｎ＊Ｎのユニタリ行列であり、

は、Ｍ_ｋ＊Ｍ_ｋのユニタリ行列であり、［］^Ｈは、複素共役転置を示し、λ_１≧…≧λ_ｄ≧０であるΛ＝ｄｉａｇ［λ_１，λ_２，…，λ_ｄ］は、ｄ＝ｍｉｎ｛Ｍ_ｋ，Ｎ｝である実数の特異値のＮ＊Ｍ_ｋの対角行列である。

実現の一変形では、プロセッサ２００は、干渉雑音相関行列Φ＝ＦΛＦ^Ｈの特異値分解を実行し、行列Ｄ＝Λ^−１／２Ｆ^Ｈを求め、Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋ＝ＵΛＱ^Ｈの特異値分解を行う代わりに、

の特異値分解を実行する。

は、Ｎ＊Ｎユニタリ行列であり、

は、Ｍ_ｋ＊Ｍ_ｋのユニタリ行列であり、

である

は、ｄ＝ｍｉｎ｛Ｍ_ｋ，Ｎ｝である実数の特異値のＮ＊Ｍ_ｋの対角行列である。

次のステップＳ５０４において、プロセッサ２００は、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０個の特異値を選択する。これらのｍ_０個の特異値は、一例として、所定のしきい値よりも大きいか、又は、最も大きいｍ_０個の特異値である。一例として、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、３つのアンテナを有し、最も大きい２つの特異値のみが選択される。

ここで、ｍ_０個の特異値は、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０_ｋとの間のダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列Ｈ_ＤＬ，ｋから選択されることに留意しなければならない。

次のステップＳ５０５において、プロセッサ２００は、ダウンリンク線形変換行列Ｖ_ＤＬを求める。

第１の電気通信デバイス２０_ｋは、Ｖ_ＤＬ＝［ｑ_１，…，ｑ_ｍ０］としてＶ_ＤＬを求める。ここで、［ｑ_１，…，ｑ_ｍ０］は、選択されたベクトルである。

次に、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル

が、

として表される。

次に、Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋ＝ＵΛＱ^Ｈは、Ｈ^＊ _ＤＬ，ｋＨ^Ｔ _ＤＬ，ｋ＝ＱΛ^２Ｑ^Ｈに変形することができる。ここで、［］^＊は複素共役を示す。ここで、我々は、

を得る。

ｑ_１，…，ｑ_ｍ０が、Ｈ^＊ _ＤＬ，ｋＨ^Ｔ _ＤＬ，ｋの選択された固有ベクトルである場合、Ｖ_ＤＬは、

によって与えられる。ここで、ｅ_ｍ〈・〉は、〈・〉のｍ番目に大きな固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示す。

本発明の特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮して、Ｖ_ＤＬを求める。このような場合、Ｖ_ＤＬは、以下の式に従って求められる。

本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、各周波数サブバンドについてＶ_ＤＬを求めるか、又は、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、すべての周波数サブバンドについての一意の行列Ｖ_ＤＬを求める。このような場合、Ｖ_ＤＬは、ｌ＝１〜Ｌである

によって与えられる。ここで、Ｈ_{ＤＬ，ｋ，ｌ}は、ｌ番目の周波数サブバンドにおける、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０_ｋとの間のダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列を示し、Ｅ_ｌ［・］は、Ｌ個の周波数サブバンドの平均を示す。

本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮してＶ_ＤＬを求める。このような場合、Ｖ_ＤＬは、以下の式に従って求められる。

ここで、Φ_ｌは、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって求められたｌ番目の周波数サブバンドの干渉雑音相関行列を示す。

本発明の実現の一変形によれば、プロセッサ２００が、

の特異値分解を実行する場合、電気通信デバイス２０_ｋは、

としてＶ_ＤＬを求める。

Ｖ_ＤＬを使用すると、我々は、

を得る。

ｍ_０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

は、この場合、

に等しい。

ここで、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、干渉雑音成分を白色化することに留意しなければならない。

第１の電気通信デバイス２０_ｋは、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

のみ報告する必要がある。複数のサンプルを平均することによって取得することができる干渉相関行列

の報告は、もはや必要とされない。

ここで、電気通信システムが、時分割複信方式Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋ＝Ｈ_ＵＬ，ｋを使用する場合、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、ｍ_０個のパイロット信号ｒ’（ｐ）を送信することに留意しなければならない。

ｘ_ＢＳ（ｐ）＝Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＤＬｒ’（ｐ）＋ｚ_ＢＳ（ｐ）であるので、第２の電気通信デバイス１０は、ｘ_ＢＳ（ｐ）から、（Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＤＬ）^Ｔ＝Ｖ^Ｔ _ＤＬＨ_ＵＬ，ｋを取得することができる。

Ｈ_ＵＬ，ｋは、第１の電気通信デバイス２０_ｋと第２の電気通信デバイス１０との間のＮ＊Ｍ_ｋのアップリンクＭＩＭＯチャネル行列である。

ｍ＝１〜Ｍ_ｋであり、ｎ＝１〜Ｎである、行列Ｈ_ＵＬ，ｋの各要素（ｎ，ｍ）は、第１の電気通信デバイス２０_ｋのｍ番目のアンテナ及び第２の電気通信デバイス１０のｎ番目のアンテナからの複素伝搬利得を表す。

好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ５０５からステップＳ５０５ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ５０５からステップＳ５０６へ移動する。

ステップＳ５０５ｂにおいて、プロセッサ２００は、アップリンクチャネルで転送されるパイロット信号に乗算する電力係数を求める。この電力係数は、ダウンリンクチャネル行列Ｈ_ＤＬ，ｋに依存する。

次のステップＳ５０６において、プロセッサ２００は、求められた行列Ｖ_ＤＬをダウンリンク線形変換モジュール３１０へ転送する。ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、ｍ_０＊Ｍ_ｋの行列Ｖ^Ｔ _ＤＬを使用して信号ベクトルｘ_ｋ（ｐ）の線形変換を実行するために、求められた行列Ｖ_ＤＬを使用する。

実現の好ましいモードによれば、プロセッサ２００は、同じステップにおいて、ステップＳ５０５ｂで求められた電力係数を、チャネルインターフェース２０５の送信電力制御モジュール３２５へ転送する。

次のステップＳ５０７において、プロセッサ２００は、ｘ’（ｐ）を考慮してダウンリンクチャネルのチャネル状態情報を求める。

本発明の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ_０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

である。

本発明の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ_０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

、及び、出力ｘ’（ｐ）において求められた干渉相関行列

である。行列

は、好ましくは、第２の電気通信デバイス１０によって転送されたダウンリンクパイロット信号を使用して求められる。干渉相関行列は、複数のサンプルにわたってｚ_ｋ（ｐ）’ ｚ_ｋ（ｐ）’を平均することにより求められる。

本発明の別の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ_０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

、及び、出力ｘ’（ｐ）において求められたアンテナＰ’_ｚごとの近似された干渉雑音電力である。アンテナＰ’_ｚごとの干渉雑音電力は、複数のサンプルにわたってｚ_ｋ（ｐ）’^Ｈｚ_ｋ（ｐ）’を平均することにより求められる。

本発明の別の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ_０＊Ｎの行列

である。この行列

は、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって実行された干渉白色化プロセスの後のチャネル状況を表す。

本発明の別の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ_０＊Ｎの行列

である。この行列

は、出力ｘ’（ｐ）における干渉雑音電力を単位電力に変換した後のチャネル状況を近似したものを表す。

本発明の別の特定の特徴によれば、好ましくは、電気通信システムが時分割複信方式を使用する場合、チャネル状態情報は、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

及び干渉相関行列Ｒを表す。

次のステップＳ５０８において、プロセッサ２００は、アップリンクチャネルを通じて、求められたチャネル状態情報の第２の電気通信デバイス１０への転送を指令する。

好ましくは、チャネル状態情報は、ダウンリンク線形変換行列Ｖ_ＤＬを乗算されたｍ_０個のパイロット信号を転送することによって報告される。第１の電気通信デバイスによって転送された信号には、電気通信デバイスのアンテナ間の伝搬利得も乗算されるので、第２の電気通信デバイス１０におけるチャネル応答は、Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＤＬ＝（Ｖ^Ｔ _ＤＬＨ_ＵＬ，ｋ）^Ｔによって与えられる。

したがって、第２の電気通信デバイス１０は、ｍ_０個の受信パイロット信号から仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル

の知識を取得する。

ここで、チャネル状態情報は、情報ビットの形でも報告できることに留意しなければならない。

好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ５０８からステップＳ５０８ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ５０８からステップＳ５０９へ移動する。

ステップＳ５０８ｂにおいて、プロセッサ２００は、ステップＳ５０５ｂで求められた係数を表す情報の第２の電気通信デバイス１０への転送を指令する。

第２の電気通信デバイス１０が、パイロット信号に乗算する電力係数を知っている場合、第２の電気通信デバイス１０は、

を推定することができる。

しかしながら、第２の電気通信デバイス１０がパイロット信号に乗算する電力係数を知らない場合、第２の電気通信デバイス１０は、パイロット信号の電力が未定義である限り、

を推定することができない。

したがって、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって転送されるパイロット信号の電力があらかじめ求められていない場合、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、電力係数を表す情報を第２の電気通信デバイス１０へ送信しなければならない。

次のステップＳ５０９において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５を通じて、第２の電気通信デバイス１０によって決定された変調符号化方式を表す情報の受信を検出する。このような情報は、第１の電気通信デバイス２０_ｋがダウンリンクチャネルを通じてデータ群を受信した時に使用しなければならない変調符号化方式を示す。

次のステップＳ５１０において、プロセッサ２００は、変調符号化方式に関係するパラメータを、情報群を受信するためにそれらのパラメータを使用するチャネルインターフェース２０５へ転送する。

次に、プロセッサ２００はステップＳ５００に戻る。

図６は、本発明によるアップリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。

本アルゴリズムは、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれによって実行される。本アルゴリズムが、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって実行される場合が開示される。

ステップＳ６００において、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、チャネルインターフェース２０５を通じて、信号ｘ_ｋ（ｐ）＝Ｈ_ＤＬ，ｋｓ（ｐ）＋ｚ_ｋ（ｐ）を受信する。これらの信号は、図５のステップＳ５００において受信された信号と同じである。

次のステップＳ６０１において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０が、アップリンクチャネル行列Ｈ_ＵＬ，ｋを推定する。

ＴＤＤ方式では、電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答としてのＨ_ＵＬ，ｋ＝Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋはレシプロカルである。

ＦＤＤ方式では、電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答は、完全にレシプロカルではない。しかしながら、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルは、特に大きな利得を有するチャネルでは、類似の特性を有するので、Ｈ_ＵＬ，ｋ＝Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋも考慮することができる。

次のステップＳ６０２において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信された干渉雑音成分を求める。

ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、複数のサンプルにわたってｚ_ｋ（ｐ）ｚ_ｋ（ｐ）^Ｈを平均することにより、干渉雑音相関行列

を形成する。

ここで、本発明のいくつかの変形又は実現形態では、ステップＳ６０２が実行されないことに留意しなければならない。

次のステップＳ６０３において、第１の電気通信デバイス２０_ｋのプロセッサ２００は、Ｈ_ＵＬ，ｋ＝Ｕ_ＵΛ_ＵＱ_Ｕ ^Ｈの特異値分解を行う。ここで、Ｕ_Ｕ＝［ｕ_Ｕ１，…，ｕ_ＵＮ］は、Ｎ＊Ｎのユニタリ行列であり、Ｑ_Ｕ＝［ｑ_Ｕ１，…，ｑ_ＵＭｋ］は、Ｍ_ｋ＊Ｍ_ｋのユニタリ行列であり、λ_Ｕ１≧…≧λ_Ｕｄ≧０であるΛ_Ｕ＝ｄｉａｇ［λ_Ｕ１，λ_Ｕ２，…，λ_Ｕｄ］は、ｄ＝ｍｉｎ｛Ｍ_ｋ，Ｎ｝である実数の特異値のＮ＊Ｍ_ｋの対角行列である。

次のステップＳ６０４において、プロセッサ２００はｍ_０個の特異値を選択する。これらのｍ_０個の特異値は、一例として、所定のしきい値よりも大きいか、又は、最も大きいｍ_０個の特異値である。

アップリンクチャネルについて選択される特異値の個数ｍ_０は、ダウンリンクチャネルについて選択される特異値の個数ｍ_０と等しいか又は異なることができるということに留意しなければならない。

ｍ_０個の特異値は、第１の電気通信デバイス２０_ｋと第２の電気通信デバイス１０との間のアップリンクＭＩＭＯチャネル行列Ｈ_ＵＬ，ｋから選択されることにも留意しなければならない。

次のステップＳ６０５において、プロセッサ２００は、線形変換行列Ｖ_ＵＬを求める。

第１の電気通信デバイス２０_ｋは、Ｖ_ＵＬ＝［ｑ_Ｕ１，…，ｑ_Ｕｍ０］としてＶ_ＵＬを求める。

仮想アップリンクＭＩＭＯチャネル

は、この場合、

として表される。

Ｖ_ＤＬについて開示したのと同じように、Ｖ_ＵＬは、

によって与えられる。ここで、ｅ_ｍ〈・〉は、〈・〉のｍ番目に大きな固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示す。

本発明の特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮してＶ_ＵＬを求める。このような場合、Ｖ_ＵＬは、以下の式に従って求められる。

ここで、

は、複数のサンプルにわたってｚ_ｋ（ｐ）ｚ_ｋ（ｐ）^Ｈを平均することにより与えられる干渉雑音相関行列を示す。

本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、各周波数サブバンドについてＶ_ＵＬを求めるか、又は、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、すべての周波数サブバンドについての一意のＶ_ＵＬを求める。このような場合、Ｖ_ＵＬは、ｌ＝１〜Ｌである

によって与えられる。

Ｈ_{ＵＬ，ｋ，ｌ}は、ｌ番目の周波数サブバンドにおける、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０_ｋとの間のアップリンクＭＩＭＯチャネル行列を示し、Ｅ_ｌ［・］は、Ｌ個の周波数サブバンドの平均を示す。

本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮してＶ_ＵＬを求める。このような場合、Ｖ_ＵＬは、以下の式に従って求められる。

ここで、Φ_ｌは、第１の電気通信デバイス２０_ｋによって求められたｌ番目の周波数サブバンドの干渉雑音相関行列を示す。

本発明の特定の特徴によれば、アップリンク線形変換行列Ｖ_ＵＬは、Ｖ_ＵＬ＝Ｖ_ＤＬとして求められる。具体的には、Ｖ_ＵＬ＝Ｖ_ＤＬであるＴＤＤシステムでは、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのチャネル品質指標を求めるために、第２の電気通信デバイス１０によって使用されるｍ_０個の重み付きパイロット信号のみ報告する必要がある。

好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ６０５からステップＳ６０５ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ６０５からステップＳ６０６へ移動する。

ステップＳ６０５ｂにおいて、プロセッサ２００は、アップリンクチャネルで転送されるパイロット信号に乗算する電力係数を求める。この電力係数は、アップリンクチャネル行列Ｈ_ＵＬ，ｋに依存する。

次のステップＳ６０６において、プロセッサ２００は、求められた行列Ｖ_ＵＬをアップリンク線形変換モジュール３０５へ転送する。アップリンク線形変換モジュール３０５は、ｒ（ｐ）＝Ｖ_ＵＬｒ（ｐ）’として線形変換行列Ｖ_ＵＬを使用して、ｍ_０個の信号ｒ’（ｐ）＝［ｒ’_１（ｐ），…，ｒ’_ｍ０（ｐ）］^Ｔの信号ベクトルｒ（ｐ）への線形変換を実行するために、求められた行列Ｖ_ＵＬを使用する。

実現の好ましいモードによれば、プロセッサ２００は、同じステップにおいて、ステップＳ６０５ｂで求められた電力係数を、チャネルインターフェース２０５の送信電力制御モジュール３２５へ転送する。

次のステップＳ６０７において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５を通じて、ｐ_０個のシンボルｒ’（１），…，ｒ’（ｐ_０）から成るｍ_０個のパイロット信号の、第２の電気通信システム１０への転送を指令する。

好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ６０７からステップＳ６０７ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ６０７からステップＳ６０８へ移動する。

ステップＳ６０７ｂにおいて、プロセッサ２００は、ステップＳ６０５ｂで求められた係数を表す情報の第２の電気通信デバイス１０への転送を指令する。

次のステップＳ６０８において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５を通じて、変調符号化方式を含む１つのデータ群の受信を検出する。この変調符号化方式は、アップリンクチャネルを通じてデータ群を転送するのに使用しなければならない。

一変形では、プロセッサ２００は、当該プロセッサ２００がアップリンクチャネルを通じて転送する１つ又は複数のデータ群を表す信号の送信電力の更新要求を含むデータ群の受信も検出する。

送信電力の更新要求は、データ群を表す信号の送信電力の増加コマンド又は減少コマンドを表す情報を含む。

本発明の実現の別の変形では、ビームフォーミングを行うためにアップリンクチャネルで転送される信号を重み付けるのに使用される係数も、ステップＳ６０８において第２の電気通信デバイス１０から受信される。

次のステップＳ６０９において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５がアップリンクチャネルを通じてデータ群を転送するのに使用しなければならない、受信された変調符号化方式及び受信された係数の転送を指令する。

送信電力の更新要求が存在する場合、プロセッサ２００は送信電力係数を調整する。情報が増加を表している場合、プロセッサ２００は、送信電力係数を１デシベルだけ増加させ、情報が減少を表している場合、プロセッサ２００は、送信電力係数を１デシベルだけ減少させ、調整された送信電力係数を、チャネルインターフェース２０５の送信電力制御モジュール３２５へ転送する。

送信電力係数と、ビームフォーミングを行うためにアップリンクチャネルで転送される信号を重み付けるのに使用される係数とに従って、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、信号データ群又はパケットの送信の場合に、ｒ’（ｐ）をｒ’（ｐ）＝Ｔｕｒ’’（ｐ）に置き換える。ここで、Ｔは、ステップＳ６０５ｂで求められた送信電力係数又はステップＳ６０８で受信された送信電力係数であり、ｕは、ビームフォーミングを行うためにアップリンクチャネルで転送される信号を重み付けるのに使用される係数により形成されたｍ_０＊１のベクトルであり、ｒ’’（ｐ）は、転送されるデータ群である。

Ｆ個のデータ群を転送しなければならない場合、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、ｒ’（ｐ）を

に置き換える。ここで、ｆ番目のデータ群について、Ｔ_ｆｕ_ｆｒ_ｆ’’（ｐ）＝Ｔｕｒ’’（ｐ）である。

次に、送信の仮想制御が、仮想アップリンクＭＩＭＯチャネルに対して行われる。

次に、プロセッサ２００はステップＳ６００に戻る。

図７は、本発明による、ダウンリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ／又は、少なくとも１つのデータ群をダウンリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。

ステップＳ７００において、第２の電気通信デバイス１０のプロセッサ４００は、ｋ＝１〜Ｋである少なくとも１つの第１の電気通信デバイス２０_ｋへのパイロット信号の転送を指令する。これらのパイロット信号は、ステップＳ５００で第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信されたものと同様である。

次のステップＳ７０１において、プロセッサ４００は、図５のアルゴリズムのステップＳ５０８で第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部により転送されたチャネル状態情報の受信を検出する。

チャネル状態情報は、好ましくは、パイロット信号の形で受信される。

好ましくは、プロセッサ４００は、ステップＳ７０１からステップＳ７０１ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ４００は、ステップＳ７０１からステップＳ７０２へ移動する。

次のステップＳ７０１ｂにおいて、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_ｋがステップＳ７０１で受信されたパイロット信号を重み付けるのに使用した電力係数を表す情報の受信を検出する。

次のステップＳ７０２において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部から受信されたチャネル状態情報と、存在する場合には電力情報とに従って、ｋ＝１〜Ｋであるどの第１の電気通信デバイス２０_ｋへデータ群を転送しなければならないかを決定する。

好ましくは、次のステップＳ７０３において、第１の電気通信デバイス２０_ｋが仮想的にｍ_０個のアンテナを有するものと仮定し、且つ、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル

を考慮して、プロセッサ４００は、変調符号化方式を決定し、第１の電気通信デバイス２０_ｋへの転送信号の電力を求める。

すでに説明したように、ｋ＝１〜Ｋである各第１の電気通信デバイス２０_ｋは、仮想ダウンリンクチャネル行列

を考慮し、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へチャネル状態情報を報告する。

第２の電気通信デバイス１０は、各第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋによって転送されたチャネル状態情報を受信し、第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋのそれぞれについて、第１の電気通信デバイス２０によって使用される変調符号化方式及び第２の電気通信デバイスによってダウンリンクチャネルに使用される変調符号化方式のような情報を決定する。第２の電気通信デバイス１０は、チャネル状態情報から、ビームフォーミングを行うためにダウンリンクチャネルで転送される信号を重み付けするのに使用される係数を求める。

本発明の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、ｍ_０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

及び干渉相関行列

を考慮してこれらの情報を決定する。

本発明の別の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、ｍ_０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

及びアンテナごとの近似された干渉雑音電力Ｐ’_ｚを考慮してこれらの情報を決定する。

本発明の別の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、干渉白色化プロセスの後のチャネル状況を表す行列

を考慮してこれらの情報を決定する。

本発明の別の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、出力ｘ’（ｐ）における干渉雑音電力の単位電力への変換後のチャネル状況の近似を表すｍ_０＊Ｎの行列

を考慮してこれらの情報を決定する。

本発明の別の特定の特徴によれば、好ましくは、電気通信システムが時分割複信方式を使用する場合、第２の電気通信デバイス１０は、アップリンクチャネルで受信されたｍ_０個のパイロット信号のチャネル応答を使用してこれらの情報を決定する。ｍ_０個のパイロット信号のチャネル応答は、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列

及び干渉相関行列Ｒを表す。

次のステップＳ７０４において、プロセッサ４００は、転送信号に対してビームフォーミングを行うために第２の電気通信デバイスが転送信号を重み付けするのに使用する係数、及び、第１の電気通信デバイスへ少なくとも１つのデータ群を転送するのに使用される送信電力を求める。

次のステップＳ７０５において、プロセッサ４００は、決定された変調符号化方式及び求められた係数のチャネルインターフェース４０５への転送を指令する。チャネルインターフェース４０５は、ダウンリンクチャネルを通じたデータ群の転送に、決定された変調符号化方式及び求められた係数を使用する。また、チャネルインターフェース４０５は、関与している第１の電気通信デバイス２０_ｋへ変調符号化方式を転送する。

実現の一変形において、第１の電気通信デバイス２０_ｋの送信電力の増減を表すコマンドも、同じステップで転送される。

次に、プロセッサ４００はステップＳ７００に戻る。

図８は、本発明による、アップリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を送信しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ、その少なくとも１つのデータ群をアップリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。

ステップＳ８００において、第２の電気通信デバイス１０のプロセッサ４００は、ｋ＝１〜Ｋである第１の電気通信デバイス２０_ｋの少なくとも一部へのパイロット信号の転送を指令する。これらのパイロット信号は、ステップＳ６００で第１の電気通信デバイス２０_ｋによって受信されたものと同様のものである。

各第１の電気通信デバイス２０_１〜２０_Ｋが、そのＭ_ｋ個のアンテナＭＳＡｎｔ１〜ＭＳＡｎｔＫを通じて、第２の電気通信デバイス１０へ、アップリンクで、Ｍ_ｋ個の同時信号ｒ_１（ｐ），…，ｒ_Ｍｋ（ｐ）の形でｐ番目のシンボルを送信する場合、第２の電気通信デバイス１０は、ｘ_ＢＳ（ｐ）＝Ｈ_ＵＬ，ｋｒ（ｐ）＋ｚ_ＢＳ（ｐ）に等しいＮ＊１のベクトルｘ_ＢＳ（ｐ）を受信する。ここで、ｒ（ｐ）＝［ｒ_１（ｐ），…，ｒ_Ｍｋ（ｐ）］^Ｔであり、ｚ_ＢＳ（ｐ）は、第２の電気通信デバイス１０におけるＮ＊１の干渉雑音ベクトルである。

本発明によれば、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、ｒ（ｐ）＝Ｖ_ＵＬｒ’（ｐ）として線形変換行列Ｖ_ＵＬを使用して、ｍ_０個のパイロット信号ｒ’（ｐ）＝［ｒ’_１（ｐ），…，ｒ’_ｍ０（ｐ）］^Ｔの信号ベクトルｒ（ｐ）への線形変換を行う。

第２の電気通信デバイス２０によって受信された信号ベクトルは、ｘ_ＢＳ（ｐ）＝Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＵＬｒ（ｐ）’＋ｚ_ＢＳ（ｐ）によって表される。

次のステップＳ８０１において、プロセッサ４００は、図６のアルゴリズムのステップＳ６０７で第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部によって転送されたｐ_０個のシンボルｒ’（１），…，ｒ’（ｐ_０）から成るｍ_０個のパイロット信号の受信を検出する。

次のステップＳ８０２において、プロセッサ４００は、受信したパイロット信号からチャネル状態情報を求める。

第２の電気通信デバイス１０における受信信号は、［ｘ_ＢＳ（１），…，ｘ_ＢＳ（ｐ_０）］＝Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＵＬ［ｒ（１）’，…，ｒ（ｐ_０）’］＋［ｚ_ＢＳ（１），…，ｚ_ＢＳ（ｐ_０）］として表される。

行列の形で、我々は、

を有する。

したがって、Ｘ＝Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＵＬＲ’＋Ｚ_ＢＳとなる。

パイロット信号は直交している、すなわち、Ｒ’Ｒ’^Ｈ＝ｐ_０Ｉであるので、プロセッサ４００は、

としてＨ_ＵＬ，ｋＶ_ＵＬを推定する。

仮想アップリンクチャネル行列Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＵＬを使用して、プロセッサ４００は、アップリンクチャネルのチャネル状態情報を求める。

好ましくは、プロセッサ４００は、ステップＳ８０２からステップＳ８０２ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ４００は、ステップＳ８０２からステップＳ８０３へ移動する。

ステップＳ８０２ｂにおいて、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_ｋがステップＳ８０１で受信されたパイロット信号に乗算するのに使用した電力係数を表す情報の受信を検出する。

次のステップＳ８０３において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部から受信されたチャネル状態情報に従って、ｋ＝１〜Ｋであるどの第１の電気通信デバイス２０_ｋが第２の電気通信デバイス１０へデータ群を表す信号を転送しなければならないかを決定する。

次のステップＳ８０４において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_ｋが仮想的にｍ_０個のアンテナを有するものと仮定し、且つ、仮想アップリンクＭＩＭＯチャネル

を考慮して、決定された第１の電気通信デバイス２０_ｋが第２の電気通信デバイス１０へデータ群を転送するのに使用する変調符号化方式を決定する。

次のステップＳ８０５において、プロセッサ４００は、行列Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＵＬを使用して、送信制御、すなわち、アップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数を求める。

実現の一変形では、チャネルインターフェース４０５は、複数のサンプルを平均することによって取得される干渉相関行列

を測定する。行列Ｈ_ＵＬ，ｋＶ_ＵＬ及びＲ_ＢＳを使用して、プロセッサ４００は、送信制御、すなわち、アップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数を求める。

好ましくは、プロセッサ４００は、ステップＳ８０５からＳ８０７へ移動する。

一変形では、プロセッサ４００は、ステップＳ８０５からＳ８０６へ移動する。

ステップＳ８０６において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_ｋが、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へデータ群を表す信号を転送する時に使用しなければならない信号の電力を求める。

限定ではなく一例として、チャネルインターフェース４０５は、第１の電気通信デバイス２０_ｋからのｍ_０個の受信パイロット信号の電力レベルを測定し、その電力レベルをプロセッサ４００へ転送する。

プロセッサ４００は、測定された電力レベルが所定の電力範囲よりも高いかどうか、又は低いかどうかをチェックする。測定された電力が所定の電力範囲よりも低い場合、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_ｋの送信電力の、一例として１デシベルの増加を表すコマンドを形成する。情報が減少を表す場合、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０_ｋの送信電力の、一例として１デシベルの減少を表すコマンドを形成する。

次のステップＳ８０７において、プロセッサ４００は、決定された変調符号化方式、及び／又は、ステップＳ８０６で求められた送信電力、及び／又は、アップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数、の第１の電気通信デバイス２０_ｋへの転送をチャネルインターフェース４０５へ指令する。

チャネルインターフェース４０５は、求められた変調符号化方式を、アップリンクチャネルを通じてデータ群を受信するのに使用する。チャネルインターフェース４０５は、関与している第１の電気通信デバイス２０_ｋへ変調符号化方式を転送し、且つ／又は、必要に応じて、第１の電気通信デバイス２０_ｋの送信電力の増減を表すコマンド及び／若しくはアップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数を転送する。

次に、プロセッサ４００はステップＳ８００に戻る。

ここで、本発明は、特異値分解が第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得のサブセットの選択に使用される場合について開示されていることに留意しなければならない。

他の多くの技法を本発明に使用することもできる。

一例として、すでに説明したように、第１の電気通信デバイス２０_ｋは、その第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求める。

第１の電気通信デバイス２０_ｋは、ダウンリンクチャネル行列

を形成する。ここで、ｍ＝１〜Ｍ_ｋであるｈ_ｍは、１＊Ｎのベクトルである。

第１の電気通信デバイス２０_ｋは、その第１の電気通信デバイスのアンテナのそれぞれについて、伝播利得群を形成し、群の中で最も高いノルムを有するものを決定する。

第１の電気通信デバイスは、決定された伝播利得の中で、最も高いノルムを有する１つ又は複数の群を、決定された伝播利得のサブセットとして選択する。

第１の電気通信デバイス２０_ｋは、‖ｈ_１‖，…，‖ｈ_Ｍｋ‖の中で最も大きいｍ_０個の値‖ｈ_ｍ‖を有するｍ_０個のアンテナを自身のＭ_ｋ個のアンテナの中から選択する。

たとえば、第１の電気通信デバイス２０_ｋは４つのアンテナを有し、ｍ_０＝２であり、‖ｈ_１‖及び‖ｈ_３‖は‖ｈ_２‖及び‖ｈ_４‖よりも高い。

ダウンリンク線形変換行列Ｖ_ＤＬは、この場合、

に等しい。

したがって、

したがって、仮想ＭＩＭＯダウンリンクチャネルは、最も高い伝搬利得‖ｈ_１‖及び‖ｈ_３‖のみを含む。

当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した本発明の実施形態に対して多くの変更を行うことができる。

本発明による無線ネットワークのアーキテクチャを表す図である。 本発明による、第１の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。 第１の電気通信デバイスのチャネルインターフェースのアーキテクチャを表す図である。 本発明による、第２の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。 本発明による、ダウンリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。 本発明による、アップリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。 本発明による、ダウンリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ、その少なくとも１つのデータ群をダウンリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。 本発明による、アップリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を送信しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ、少なくとも１つのデータ群をアップリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。

Claims (33)

1. 無線ネットワークを通じて、Ｍ_ｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法であって、
   前記方法は、前記第１の電気通信デバイスによって実行される、以下のステップ：
   前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得を求めるステップと、
   前記伝搬利得から、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を求めるステップと、
   前記線形変換を表す情報を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
   を含むことを特徴とする、チャネル状態情報を報告するための方法。
2. 前記線形変換を表す前記情報は、ｍ_０個のパイロット信号を前記第２の電気通信デバイスへ転送することによって転送され、前記パイロット信号は前記線形変換によって乗算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ｍ_０は１よりも厳密に大きいことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記チャネル状態情報は、ダウンリンクチャネルと、前記第１の電気通信デバイスによって受信されたデータ群を表す前記信号を重み付けする前記線形変換とを表すことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の前記求められた伝搬利得は、ダウンリンクチャネル行列の形であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記線形変換は、
   前記ダウンリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
   前記特異値分解から取得された固有ベクトルの一部を選択することと
   によって求められたダウンリンク線形変換であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記ダウンリンク線形変換は、
   

   

   に等しく、ここで、
   ｍ＝１〜ｍ_０を有するｅ_ｍ〈・〉は、〈・〉の選択された固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示し、
   Ｈ_ＤＬ，ｋは前記ダウンリンクチャネル行列であり、
   Ｈ^＊ _ＤＬ，ｋはＨ_ＤＬ，ｋの共役であり、
   Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋはＨ_ＤＬ，ｋの転置である
   ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記方法は、干渉雑音相関行列を求めるステップをさらに含むことを特徴とし、且つ、
   前記ダウンリンク線形変換は、
   

   

   に等しく、ここで、
   ｍ＝１〜ｍ_０を有するｅ_ｍ〈・〉は、〈・〉の選択された固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示し、
   Φ^−１は前記干渉雑音相関行列の逆行列であり、
   Ｈ_ＤＬ，ｋは前記ダウンリンクチャネル行列であり、
   Ｈ^＊ _ＤＬ，ｋはＨ_ＤＬ，ｋの共役であり、
   Ｈ^Ｔ _ＤＬ，ｋはＨ_ＤＬ，ｋの転置である
   ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
9. 前記無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備える
   ことを特徴とし、且つ、
   ダウンリンク線形変換は、各周波数サブバンドについて求められ、
   ｍ_０個のパイロット信号は、各周波数サブバンドについて転送される
   ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
10. 前記無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備えることを特徴とし、且つ、
    前記ダウンリンク線形変換は、前記複数の周波数サブバンドについて求められることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
11. 前記伝搬利得から電力係数を求めるステップと、
    前記ｍ_０個のパイロット信号に前記電力係数を乗算するステップと、
    前記電力係数を表す情報を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
    をさらに含むことを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 干渉雑音相関行列を求めるステップをさらに含むことを特徴とし、且つ、
    前記ダウンリンク線形変換は、
    前記干渉雑音相関行列の特異値分解Φ＝ＦΛＦ^Ｈを実行することと、
    行列Ｄ＝Λ^−１／２Ｆ^Ｈを求めることと、
    

    

    の特異値分解を実行することと、
    

    

    の前記特異値分解から取得された特異値の一部を選択することであって、
    

    

    であり、且つ、Ｍ_ｋは前記第１の電気通信デバイスのアンテナの個数である、選択することと、
    前記選択された特異値に対応するベクトルを選択することと
    によって求められることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
13. 前記ダウンリンク線形変換は、
    

    

    に等しく、ここで、ｑ_１，…，ｑ_ｍ０は、前記選択された固有ベクトルであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記伝搬利得から、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０＊Ｍ_ｋの次元のアップリンク線形変換を求めるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記アップリンク線形変換は、前記ダウンリンク線形変換に等しいことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
16. ｍ_０個のパイロット信号を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップをさらに含み、
    前記パイロット信号は、前記アップリンク線形変換によって乗算される
    ことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
17. 前記線形変換は、前記第１の電気通信デバイスによって前記第２の電気通信デバイスへ転送されたデータ群を表す信号に重み付けするアップリンク線形変換であり、
    前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の前記求められた伝搬利得は、アップリンクチャネル行列の形である
    ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
18. 前記アップリンク線形変換は、
    前記アップリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
    前記特異値分解から取得されたベクトルの一部を選択することと
    によって求められることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
19. 前記伝搬利得から電力係数を求めるステップと、
    前記ｍ_０個のパイロット信号に前記電力係数を乗算するステップと、
    前記電力係数を表す情報を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１７又は１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記第２の電気通信デバイスによって実行される、以下のステップ：
    前記受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得するステップと、
    前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間の前記データ群を表す前記信号の前記転送を、前記チャネル状態情報に従って制御するステップと
    を含むことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間の前記信号の前記転送の前記制御は、前記第１の電気通信デバイスへ転送される前記データ群を表す信号の制御であることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
22. 前記チャネル状態情報は、前記第１の電気通信デバイスから受信されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
23. データ群を表す信号の前記第１の電気通信デバイスへの前記転送の前記制御は、少なくともデータ群を表す信号を前記第１の電気通信デバイスへ転送するのに使用される変調符号化方式を決定することであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 前記第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信することを特徴とし、且つ、
    データ群を表す信号の前記第１の電気通信デバイスへの前記転送の前記制御は、少なくとも１つのデータ群を表す信号を、前記複数の第１の電気通信デバイスの中の、どの１つ又はどの複数の第１の電気通信デバイスへ転送しなければならないかを決定することであることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載の方法。
25. 前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間の前記信号の前記転送の前記制御は、前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記データ群を表す信号の前記制御であることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
26. データ群を表す信号の前記第１の電気通信デバイスへの前記転送の前記制御は、
    前記第１の電気通信デバイスによりデータ群を表す信号を転送するのに使用される送信電力、及び／又は、
    前記第１の電気通信デバイスが前記アップリンクチャネルで転送される前記信号に重み付けすることを可能にする情報
    を求めることであることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
27. 前記第１の電気通信デバイスによるデータ群を表す信号の前記転送の前記制御は、少なくともデータ群を表す信号を転送するのに使用される前記変調符号化方式を決定することであることを特徴とする、請求項２５又は２６に記載の方法。
28. 前記第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信することを特徴とし、且つ、
    データ群を表す信号の前記転送の前記制御は、前記複数の第１の電気通信デバイスの中で、少なくとも１つのデータ群を表す信号を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定することであることを特徴とする、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 無線ネットワークを通じて、Ｍ_ｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するためのデバイスであって、
    前記報告するためのデバイスは、前記第１の電気通信デバイスに含まれ、且つ、
    前記報告するためのデバイスは、
    前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
    前記伝搬利得から、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
    前記第２の電気通信デバイスへｍ_０個のパイロット信号を転送するための手段であって、前記パイロット信号は前記線形変換によって乗算される、転送するための手段と
    を備えることを特徴とする、チャネル状態情報を報告するためのデバイス。
30. Ｍ_ｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間におけるデータ群を表す信号の、無線ネットワークを通じた転送を制御するためのシステムであって、前記第１の電気通信デバイスは、
    前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
    前記伝搬利得から、ｍ_０＜Ｍ_ｋであるｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
    ｍ_０個のパイロット信号を前記第２の電気通信デバイスへ転送するための手段であって、前記パイロット信号は前記線形変換によって乗算される、転送するための手段と
    を備え、
    前記第２の電気通信デバイスは、
    前記受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得するための手段と、
    前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間における前記データ群を表す前記信号の前記転送を、前記チャネル状態情報に従って制御するための手段と
    を備えることを特徴とする、転送を制御するためのシステム。
31. プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムがプログラマブルデバイスで実行されると、請求項１〜１９のいずれか一項による方法の前記ステップを実施するための命令又はコード部を含む、コンピュータプログラム。
32. プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、
    前記コンピュータプログラムがプログラマブルデバイスで実行されると、請求項２０〜２８のいずれか一項による方法の前記ステップを実施するための命令又はコード部を含む、コンピュータプログラム。
33. 無線ネットワークを通じて、第１の電気通信デバイスにより第２の電気通信デバイスへ転送される信号であって、
    前記信号は、複数のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間のチャネル状態情報を含む
    信号において、
    前記チャネル状態情報は、前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得から求められた、ｍ_０＊Ｍ_ｋの次元の線形変換を表すことを特徴とする、信号。

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