JP2012516618A - 2アンテナシステムにおけるアップリンクプリコーディング方法 - Google Patents

2アンテナシステムにおけるアップリンクプリコーディング方法 Download PDF

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Abstract

2アンテナシステムにおいて端末がアップリンク信号に效率的にプリコーディングを行って伝送する技法及びこのように伝送された信号を基地局が效率的に受信する技法が開示される。2アンテナ用コードブックは、ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して一つの恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む。効率的なアップリンク信号送受信のために、本発明は、2アンテナ用コードブックを用いた端末/基地局間の信号送受信技術を提供する。
【選択図】図1

Description

以下の説明は、移動通信システムにおいてプリコーディングを用いて信号を送受信する技術に関するもので、特に、2アンテナシステムにおいて端末がアップリンク信号に效率的にプリコーディングを行って伝送する技法及びこのように伝送された信号を基地局が效率的に受信する技法に関するものである。
多重アンテナシステムまたはMIMOシステムにおいて、プリコーディングは、ビームフォーミング利得(Beamforming Gain)及びダイバーシティ利得(diversity gain)を送受信側に提供し、尖頭/平均システム処理率を提供することができる。ただし、プリコーディング技法は、アンテナ設定、チャネル環境、システム構造などを考慮して適切に設計されなければならない。
一般に、複雑度と制御シグナリングオーバーヘッドを最小化するためにプリコーディングを行うMIMOシステムは、コードブックベースのプリコーディング技法を利用する。コードブックは、伝送ランク(Rank)及びアンテナ個数によって送受信端の間にあらかじめ決定された所定個数のプリコーディングベクトル/行列を含む。送信端は、受信端から受信したチャネル状態情報に基づいてコードブック中の特定プリコーディングベクトル/行列を選択し、伝送信号にプリコーディングを行って伝送する。場合によって、送信端は受信端からチャネル状態情報を受信することなく、あらかじめ定められた規則に従ってプリコーディング行列を選択してプリコーディングを行った後に信号を伝送することもある。
図1は、コードブックベースのプリコーディングの基本概念を説明するための図である。
コードブックベースのプリコーディング方式による場合、上述したとおり、送受信端は伝送ランク、アンテナ個数などによってあらかじめ定められた所定個数のプリコーディング行列を含むコードブック情報を共有するようになる。受信側は、受信信号を通じてチャネル状態を測定し、上記のコードブック情報に基づき、好むプリコーディング行列情報を送信側にフィードバックすることができる。図1では、受信端が送信端に、好むプリコーディング行列情報をコードワード別に伝送することを示しているが、これに限定されることはない。
受信端からフィードバック情報を受信した送信端は、受信した情報に基づいてコードブックから特定プリコーディング行列を選択することができる。プリコーディング行列を選択した送信端は、伝送ランクに対応する個数のレイヤー信号に、選択したプリコーディング行列をかける方式でプリコーディングを行い、プリコーディングされた伝送信号を複数のアンテナから伝送することができる。送信端からプリコーディングされて伝送された信号を受信した受信端は、送信端でなされたプリコーディングの逆処理を行って受信信号を復元することができる。一般に、プリコーディング行列は、U*U=Iのようなユニタリー行列(U)条件を満たすところ、上述したプリコーディングの逆処理は、送信端におけるプリコーディングに用いられたプリコーディング行列(P)のHermitian(P)を受信信号にかける方式でなされてよい。
3GPP LTE(3RD Generation Partnership Project Long Term Evolution)release 8システムでは、端末から基地局へのアップリンク信号伝送にMIMO技法を適用する場合、PAPR(Peak−to−Average Ratio)/CM(Cubic Metric)特性劣化といった問題から、基地局から端末へのダウンリンク信号伝送に対してのみMIMO伝送技法を規定している。ただし、端末が基地局に伝送するアップリンク信号にも、伝送率の増大、ダイバーシティ利得の獲得などのためにMIMO技法を適用する方向に議論されており、3GPPLTEシステムの後続標準ではアップリンク信号伝送にもMIMO技法を適用する具体的な方案が議論されている。
以下では、アップリンクプリコーディングのためのコードブック、特に2個のアンテナを用いる端末が效率的に信号をプリコーディングして伝送できるコードブックを提案する。
上記課題を解決するための本発明の一様態では、2個のアンテナを用いる端末が基地局に信号を伝送する方法であって、伝送ランク(Rank)情報を獲得し、ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して1個の恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックから、前記伝送ランクに対応する一つのプリコーディング行列を選択し、前記伝送ランクに対応する個数のレイヤー信号にプリコーディングを行い、プリコーディングされた信号を出力し、前記プリコーディングされた信号を前記基地局に伝送すること、を含む、信号伝送方法を提供する。
本発明の他の様態では、基地局が、2個のアンテナを用いる端末から伝送された信号を受信する方法であって、前記端末から受信信号を受信し、前記端末が前記受信信号伝送に利用した伝送ランク及びプリコーディング行列識別情報を獲得し、ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して一つの恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックから、前記伝送ランク及び前記プリコーディング行列識別情報に対応する一つのプリコーディング行列を選択して、前記受信信号にプリコーディングの逆処理を行うこと、を含む、信号受信方法を提供する。
また、本発明のさらに他の様態では、ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して一つの恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックを保存するメモリーと、前記メモリーに保存されている前記2アンテナ用コードブックから、伝送ランクに対応する一つのプリコーディング行列を選択して、前記伝送ランクに対応する個数のレイヤー信号にプリコーディングを行い、プリコーディングされた信号を出力するプリコーダと、前記プリコーダによりプリコーディングされた信号をアップリンクを通じて前記基地局に伝送するのに用いられる2個のアンテナと、を含む、端末を提供する。
また、本発明のさらに他の様態では、端末から受信信号を受信するのに用いられるアンテナと、ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して一つの恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックを保存するメモリーと、前記メモリーに保存されている前記2アンテナ用コードブックから、前記端末が用いた伝送ランク及びプリコーディング行列識別情報に対応する一つのプリコーディング行列を選択して、前記アンテナから受信された受信信号にプリコーディングの逆処理を行うプリコーダと、を含む、基地局を提供する。
上記の本発明において、前記2アンテナ用コードブックは、前記ランク1に対して
Figure 2012516618
のような6個のプリコーディング行列、または前記6個のプリコーディング行列のそれぞれに定数がかけられたプリコーディング行列を含むように設定することができる。
また、前記2個のアンテナ選択行列は、前記端末の最大許容伝送電力の1/2を用いて前記プリコーディングされた信号を前記基地局に伝送するように構成されてよく、具体的に、本発明の一実施の形態では、前記2アンテナ用コードブックが、前記ランク1に対して
Figure 2012516618
のような6個のプリコーディング行列を含むようにすることができる。
ここで、前記2個のアンテナ選択行列は、前記端末の2個のアンテナのいずれか一方のみ使用される場合に選択されて前記プリコーディングに利用されるように設定されてよい。
一方、前記2アンテナ用コードブックは、前記ランク2に対して
Figure 2012516618
のような1個のプリコーディング行列を含むように設定されてよい。
上記の発明によれば、シグナリングオーバーヘッドを最小化しながらも、アップリンク信号伝送においてMIMO技法を適用することから生じるPAPR/CM特性の劣化を防止でき、ユーザが端末の特定アンテナを覆うような方式で端末を握る場合に、アンテナ電力を效率的に使用するように設定することができる。
コードブックベースのプリコーディングの基本概念を説明するための図である。 基地局がダウンリンク信号を伝送するための信号処理手順を説明するための図である。 一般のSC−FDMA方式を説明するための図である。 基地局及び端末の構成を説明するための図である。
以下、本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施されうる唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者には、本発明がそれらの具体的な細部事項なしにも実施されうることが理解できる。
場合によっては、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示すことができる。また、本明細書全体において同一の構成要素については同一の図面符号を使用して説明する。
上述したとおり、以下では、アップリンクプリコーディングのためのコードブック、特に、2個のケアンテナを用いる端末が效率的に信号をプリコーディングして伝送できるコードブックを提案する。そのために、まず、3GPPLTEシステムにおいてMIMO方式でダウンリンク信号を伝送する方式について説明した後、これに対比されるアップリンク信号伝送状況に見合うコードブックを提案する。
図2は、基地局がダウンリンク信号を伝送するための信号処理手順を説明するための図である。
3GPP LTEシステムにおいて、基地局は、ダウンリンクで一つ以上のコードワード(Code Word)を伝送することができる。一つ以上のコードワードはそれぞれ、スクランブリングモジュール301及び変調マッパー302を通じて複素シンボルとされてよい。その後、複素シンボルは、レイヤーマッパー303により複数のレイヤー(Layer)にマッピングされ、各レイヤーは、プリコーディングモジュール304によりチャネル状態に応じて選択された所定のプリコーディング行列とかけられて各伝送アンテナに割り当てられればよい。このように処理された各アンテナ別伝送信号はそれぞれ、リソース要素マッパー305により、伝送に用いられる時間−周波数リソース要素にマッピングされ、以降、OFDM信号生成器306を経て各アンテナから伝送されてよい。
ダウンリンク信号伝送にはOFDM信号伝送が適用されているが、アップリンク信号伝送では、PAPR/CM特性を改善するためにSC−FDMA方式が用いられている。
図3は、一般のSC−FDMA方式を説明するための図である。
OFDM方式もSC−FDMA方式も、図3に示すように、直列信号を並列に変換し、この並列信号をサブキャリアにマッピングし、IDFTまたはIFFT処理後に、再び直列信号に変換し、CP付加後にRFモジュールを通じて信号を伝送する点で同一である。ただし、SC−FDMA方式の場合、並列信号を直列信号に変換した後、DFT拡散を行うことで、以降のIDFTまたはIFFT処理の影響を減少させ、単一信号特性を一定レベル以上に維持させることを特徴とする。
このようなアップリンク状況を考慮して、以下では、本発明に係るアップリンクコードブックについて説明する。
まず、アップリンク2Txシステムのランク1について説明する。2Tx−ランク1の場合、伝送信号のプリコーディング過程を下記のように表すことができる。
Figure 2012516618
上記の数学式1で、行列xは伝送シンボルを、行列yはプリコーディングされた伝送シンボルを表す。
一般に、広帯域プリコーディング(Wideband Precoding)を用いるとすれば、ランク1プリコーディングでは、各レイヤーの信号に特定の定数値がかけられるため、2Txにおいて各アンテナから伝送される信号のPAPRやCM値は、1Txにおいて伝送される信号のPAPRやCM値と同一である。したがって、広帯域プリコーディングを用いる場合には、PAPR及びCMが2Tx−ランク1プリコーディング行列の値に影響されない。
プリコーディングは、各チャネルを通じて伝送される信号が相互補強(constructive)されるようにチャネルを変更する方法である。これにより、信号の送信性能が向上する。したがって、数学式1においてPの1番目の要素(element)である‘a’を1に設定し、2番目の要素である‘b’を任意の値に設定することができる。また、各アンテナから伝送される信号の電力を同一にすることで、各アンテナに設けられた電力アンプ(Power Amplifier)の全てを最大限に使用することができる。そのために、上記の2番目の要素は、絶対値1の複素数値であればよい。すなわち、数学式1においてプリコーディング行列Pは下記のように表すことができる。
Figure 2012516618
一方、プリコーディングのために用いられるコードブックに含まれるプリコーディング行列の個数には限界がある。送信端及び受信端が共にコードブックを持っていなければならず、時によっては、あるプリコーディング行列に関する情報を交換するわけである。したがって、制限された個数のプリコーディング行列のみを使用することが好ましく、本実施形態では、上記数学式2におけるθ値を、+0゜、+90゜、+180゜、−90゜に制限し、アップリンク2Tx−ランク1コードブックが、下記のような4個のDFT行列を含むように設定することを提案する。
Figure 2012516618
また、本実施形態では、アップリンク2Txシステムのランク1に対して、ユーザが端末の特定アンテナを有する形に端末を握る場合が発生しうることを考慮して、2個のアンテナのうち、特定アンテナにのみ信号を伝送させる、下記のような2個のアンテナ選択行列をさらに含むように設定されることを提案する。
Figure 2012516618
これにより、本実施形態に係る2Tx−ランク1コードブックは、下記のように表すことができる。
Figure 2012516618
一方、アップリンク2Txシステムのランク2(すなわち、full rank)について説明すると、下記のとおりである。
2Tx−ランク2の場合に、数学式2は数学式6のように書き直すことができる。
Figure 2012516618
数学式6のように、アンテナを通じて伝送される信号yは、複数の入力信号xの組み合わせで構成され、これによってCM値が増加することがある。
ここで、p12とp21、またはp11とp22を0に設定すると、各アンテナ別には1個の信号のみを送信させることができる。したがって、信号xのCM値が良好である場合には、プリコーディングされた信号のCM値も良好になる。現在、3GPPLTE−Aでは、コードワードをレイヤーマッピングした後、各レイヤーマッピングされた信号にDFT拡散を行い、DFT拡散された信号にプリコーディングを行って各アンテナから伝送するから、プリコーディング段階で各アンテナ別に一つのレイヤー信号のみを伝送するようにすれば、DFT処理後に直ちにIDFTまたはIFFT処理がされる効果を奏で、PAPRまたはCM特性を良好に維持することができる。したがって、本実施形態では、2Tx−ランク2コードブックとして、下記のような一つの恒等行列を含む構造を提案する。
Figure 2012516618
上記数学式7のようなプリコーディング行列を用いると、アップリンクでPAPR/CM特性が劣化することを防止でき、シグナリングオーバーヘッドを最小化することができる。
簡単にすると、本実施形態に係るアップリンク2Txコードブック構造は、下記のとおりである。
Figure 2012516618
すなわち、本実施形態に係る2Txコードブックは、ランク1に対して4個のDFT行列と2個のアンテナ選択行列を含み、ランク2に一つの恒等行列を含むことを提案する。このようなコードブックを用いて、端末は、伝送ランクによって特定のプリコーディング行列を選択し、伝送ランクに対応する個数のレイヤー信号にプリコーディングを行い、この信号を基地局に伝送することができる。
一方、コードブック中のプリコーディング行列は、均等な伝送電力を有するように、下記のように正規化することができる。
Figure 2012516618
上記の表2に示すコードブックは、いかなるプリコーディング行列を用いても同一の伝送電力を利用するように設定したものである。特に、上記の表2は、ランク1に対してDFT行列を利用する場合とアンテナ選択行列を利用する場合の両方に対して同様に全体可用電力を利用するように設定している。
ただし、ユーザが端末の特定アンテナを覆う形で端末を握る場合、アンテナ選択行列を通じて利用可能なアンテナのみを用いて信号を伝送する場合についてより具体的に説明する。このように一つのアンテナのみを利用する場合に、全体可用電力を一つのアンテナを介した信号に集中する場合に備えて、各アンテナの電力増幅器で処理可能な電力範囲を2倍に設定することは、浪費とされる。すなわち、ユーザが端末の特定アンテナを覆う形で端末を握って特定アンテナしか使用できない場合にも、2個のアンテナを用いる場合に使用可能な最大電力範囲に設定することで電力浪費を防ぎ、端末の単価を低減することが、より有利になりうる。したがって、本発明の他の実施形態では、アンテナ選択行列を利用する場合、全体可用電力の半分を使用して各アンテナ増幅器要件を同一に設定することを提案する。このような実施形態に係る2Txコードブックは、下記のように表すことができる。
Figure 2012516618
本実施形態に係る端末は、上述したようなコードブックを用いて伝送信号にプリコーディングを行って基地局に伝送でき、端末と同一のコードブックを有する基地局では、伝送ランク及び端末で用いたプリコーディング行列に関する識別情報を用いて、端末でプリコーディングを行う時に用いた行列と同じ行列のエルミート(Hermitian)行列によりプリコーディングの逆過程を行うことによって受信信号を復元することができる。
以下では、上述したようなコードブックを用いる端末及び基地局について説明する。
図4は、基地局と端末の構成を説明するための図である。
基地局10は、プロセッサ11、メモリー12、及びアップリンク信号の受信及びダウンリンク信号の伝送を行う送受信モジュールとしてのRFモジュール13を含むことができる。プロセッサ11は、ダウンリンク信号伝送のために、メモリー12に保存されている情報、例えば、ダウンリンク信号伝送のためのコードブック内の特定プリコーディング行列を用いてダウンリンク信号伝送を制御し、また、アップリンク信号受信のために、メモリー12に保存されている情報、例えば、アップリンク信号に、プリコーディングの逆過程として端末20が用いたプリコーディング行列と同じプリコーディング行列のエルミート行列をかける等の信号受信過程を制御することができる。本実施形態に係る基地局10におけるメモリー12は、上記の表2または表3に表すようなコードブックを、アップリンク2Txコードブックとして保存していることを提案する。また、プロセッサ11のプリコーディング関連機能を担当する機能モジュールをプリコーダ(図示せず)として別に構成することもできる。
端末20も同様、プロセッサ21、メモリー22、及びアップリンク信号の伝送及びダウンリンク信号の受信のための送受信モジュールとしてのRFモジュール23を含むことができる。プロセッサ21は、アップリンク信号伝送のためにメモリー22に保存されている情報、例えば、アップリンク信号伝送のための上記実施形態で説明したようなコードブック内の特定プリコーディング行列を用いて、アップリンク信号伝送を制御し、また、ダウンリンク信号受信のためにメモリー22に保存されている情報、例えば、ダウンリンク信号に、プリコーディングの逆過程として端末10が用いたプリコーディング行列と同じプリコーディング行列のエルミート行列をかける等の信号受信過程を制御することができる。
本実施形態に係る端末20におけるメモリー22も同様、上記の表2または表3に表すようなコードブックを、アップリンク2Txコードブックとして保存していることを提案する。また、プロセッサ21のプリコーディング関連機能を担当する機能モジュールをプリコーダ(図示せず)として別に構成することもできる。
本発明は、本発明の必須特徴を逸脱しない範囲で、他の特定の形態に具体化することができる。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制約的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈によって決定されなければならず、よって、本発明の等価的な範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めたりすることができる。
以上の説明は、3GPP LTEシステムの後続モデル、例えば、3GPPLTE−Aシステムの場合を中心に説明したが、次世代移動通信技術として、IEEE系列または他の標準によるシステムにも同一の原理により適用することができる。

Claims (19)

  1. 2個のアンテナを用いる端末が基地局に信号を伝送する方法であって、
    伝送ランク情報を獲得し、
    ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して1個の恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックから、前記伝送ランクに対応する一つのプリコーディング行列を選択し、前記伝送ランクに対応する個数のレイヤー信号にプリコーディングを行い、プリコーディングされた信号を出力し、
    前記プリコーディングされた信号を前記基地局に伝送すること、
    を含む、信号伝送方法。
  2. 前記2アンテナ用コードブックは、
    前記ランク1に対して
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列、または前記6個のプリコーディング行列のそれぞれに定数がかけられたプリコーディング行列を含む、請求項1に記載の信号伝送方法。
  3. 前記2個のアンテナ選択行列は、前記端末の最大許容伝送電力の1/2を用いて前記プリコーディングされた信号を前記基地局に伝送するように構成される、請求項1に記載の信号伝送方法。
  4. 前記2アンテナ用コードブックは、
    前記ランク1に対して
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列を含む、請求項1に記載の信号伝送方法。
  5. 前記2個のアンテナ選択行列は、前記端末の2個のアンテナのいずれか一方のみ使用される場合に選択されて前記プリコーディングに利用される、請求項4に記載の信号伝送方法。
  6. 前記2アンテナ用コードブックは、
    前記ランク2に対して
    Figure 2012516618
    のような1個のプリコーディング行列を含む、請求項1に記載の信号伝送方法。
  7. 基地局が、2個のアンテナを用いる端末から伝送された信号を受信する方法であって、
    前記端末から受信信号を受信し、
    前記端末が前記受信信号伝送に利用した伝送ランク及びプリコーディング行列識別情報を獲得し、
    ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して一つの恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックから、前記伝送ランク及び前記プリコーディング行列識別情報に対応する一つのプリコーディング行列を選択して、前記受信信号にプリコーディングの逆処理を行うこと、
    を含む、信号受信方法。
  8. 前記2アンテナ用コードブックは、
    前記ランク1に対して
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列、または前記6個のプリコーディング行列のそれぞれに定数がかけられたプリコーディング行列を含む、請求項7に記載の信号受信方法。
  9. 前記2アンテナ用コードブックは、
    前記ランク1に対して
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列を含む、請求項7に記載の信号受信方法。
  10. 前記2アンテナ用コードブックは、
    前記ランク2に対して
    Figure 2012516618
    のような1個のプリコーディング行列を含む、請求項7に記載の信号受信方法。
  11. ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して一つの恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックを保存するメモリーと、
    前記メモリーに保存されている前記2アンテナ用コードブックから、伝送ランクに対応する一つのプリコーディング行列を選択して、前記伝送ランクに対応する個数のレイヤー信号にプリコーディングを行い、プリコーディングされた信号を出力するプリコーダと、
    前記プリコーダによりプリコーディングされた信号をアップリンクを通じて前記基地局に伝送するのに用いられる2個のアンテナと、
    を含む、端末。
  12. 前記メモリーは、前記2アンテナ用コードブックの前記ランク1に対するプリコーディング行列として
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列、または前記6個のプリコーディング行列のそれぞれに定数がかけられたプリコーディング行列を保存する、請求項11に記載の端末。
  13. 前記2個のアンテナ選択行列は、前記端末の最大許容伝送電力の1/2を用いて、前記プリコーディングされた信号を前記基地局に伝送するように構成される、請求項11に記載の端末。
  14. 前記メモリーは、前記2アンテナ用コードブックの前記ランク1に対するプリコーディング行列として
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列を保存する、請求項11に記載の端末。
  15. 前記メモリーは、前記2アンテナ用コードブックの前記ランク2に対するプリコーディング行列として
    Figure 2012516618
    のような1個のプリコーディング行列を保存する、請求項11に記載の端末。
  16. 端末から受信信号を受信するのに用いられるアンテナと、
    ランク1に対して4個のDFT行列及び2個のアンテナ選択行列を、ランク2に対して一つの恒等行列(Identity Matrix)をプリコーディング行列として含む2アンテナ用コードブックを保存するメモリーと、
    前記メモリーに保存されている前記2アンテナ用コードブックから、前記端末が用いた伝送ランク及びプリコーディング行列識別情報に対応する一つのプリコーディング行列を選択して、前記アンテナから受信された受信信号にプリコーディングの逆処理を行うプリコーダと、
    を含む、基地局。
  17. 前記メモリーは、前記2アンテナ用コードブックの前記ランク2に対するプリコーディング行列として
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列、または前記6個のプリコーディング行列のそれぞれに定数がかけられたプリコーディング行列を保存する、請求項16に記載の基地局。
  18. 前記メモリーは、前記2アンテナ用コードブックの前記ランク2に対するプリコーディング行列として
    Figure 2012516618
    のような6個のプリコーディング行列を保存する、請求項16に記載の基地局。
  19. 前記メモリーは、前記2アンテナ用コードブックの前記ランク2に対するプリコーディング行列として
    Figure 2012516618
    のような1個のプリコーディング行列を保存する、請求項16に記載の基地局。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014027608A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Ntt Docomo Inc 基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110111855A (ko) * 2010-04-05 2011-10-12 주식회사 팬택 채널상태정보 피드백 장치와 그 방법, 기지국
KR101817724B1 (ko) 2010-04-30 2018-02-21 삼성전자주식회사 각 리포팅 모드에 대응하는 코드북을 사용하는 다중 입출력 통신 시스템
CN102340341A (zh) * 2011-07-08 2012-02-01 中兴通讯股份有限公司 一种上行系统中多天线的信号处理方法及装置
EP3306826B1 (en) * 2012-10-03 2019-06-05 Sckipio Technologies S.i Ltd Hybrid precoder
WO2015026196A1 (ko) 2013-08-22 2015-02-26 엘지전자 주식회사 무선 접속 시스템에서 공간 변조 방식을 이용한 데이터 송신방법 및 장치
US10511427B2 (en) * 2015-01-30 2019-12-17 Qualcomm Incorporated Uplink control channel for acknowledging increased number of downlink component carriers
WO2016201647A1 (en) * 2015-06-17 2016-12-22 Intel Corporation Method for determining a precoding matrix and precoding module
EP3520241B1 (en) * 2016-09-30 2021-11-03 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) System and method for uplink precoding in a communication system
US10523290B2 (en) 2017-09-12 2019-12-31 Mediatek Inc. Codebook-based uplink transmission in wireless communications

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007139325A1 (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Lg Electronics Inc. Signal generation using phase-shift based pre-coding
WO2009002093A2 (en) * 2007-06-25 2008-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Transmit methods with delay diversity and space-frequency diversity
WO2009020723A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Freescale Semiconductor, Inc. Feedback scheduling to reduce feedback rates in mimo systems

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8165075B2 (en) * 2007-01-12 2012-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for transmitting/receiving feedback information in mobile telecommunication using multiple input multiple output
KR20080073624A (ko) * 2007-02-06 2008-08-11 삼성전자주식회사 다중 편파 다중 입출력 시스템을 위한 코드북 생성 방법 및그 장치
US7995671B2 (en) * 2007-02-09 2011-08-09 Qualcomm Incorporated Multiple-input multiple-output (MIMO) transmission with rank-dependent precoding
CN101330479B (zh) * 2007-06-20 2011-04-20 中兴通讯股份有限公司 一种预编码多输入多输出传输及码本编码的方法
KR20080114452A (ko) * 2007-06-26 2008-12-31 엘지전자 주식회사 다중 안테나 시스템에서 데이터 전송방법 및 코드북구성방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007139325A1 (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Lg Electronics Inc. Signal generation using phase-shift based pre-coding
WO2009002093A2 (en) * 2007-06-25 2008-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Transmit methods with delay diversity and space-frequency diversity
WO2009020723A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Freescale Semiconductor, Inc. Feedback scheduling to reduce feedback rates in mimo systems

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CSNC201110018039; Texas Instruments: 'Codebook Design for Uplink SU-MIMO[online]' 3GPP TSG-RAN WG1#56 R1-090590 , 20090203, インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ra *
CSNC201110034384; Ericsson: 'Precoding Considerations in LTE MIMO Downlink[online]' 3GPP TSG-RAN WG1#48 R1-071044 , インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ra *
CSNC201110034553; AH Chairman: 'LTE MIMO AH Summary[online]' 3GPP TSG-RAN WG1#48 R1-071228 , インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ra *
JPN6013004086; Ericsson: 'Precoding Considerations in LTE MIMO Downlink[online]' 3GPP TSG-RAN WG1#48 R1-071044 , インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ra *
JPN6013004087; AH Chairman: 'LTE MIMO AH Summary[online]' 3GPP TSG-RAN WG1#48 R1-071228 , インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ra *
JPN6013004088; 星野 正幸 , 吉田 正 , 福岡 将 , 今村 大地: 'LTE-Advanced上りMIMOにおけるプリコーディング制御方法' 電子情報通信学会技術研究報告. RCS Vol.108 , No.358, 20081211, pages.55-60 *
JPN6013004091; Texas Instruments: 'Codebook Design for Uplink SU-MIMO[online]' 3GPP TSG-RAN WG1#56 R1-090590 , 20090203, インターネット<URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ra *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014027608A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Ntt Docomo Inc 基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法
WO2014021008A1 (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 基地局装置、ユーザ端末、通信システム及び通信制御方法

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