JP2012521116A - Ｍｉｍｏシステムにおけるコードブックに基づくプリコーディングのための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

機器の４つのアンテナからの送信を制御するためのプリコーディング用コードブックを使用するステップを含み、前記コードブックが複数のエントリを含み、該エントリは、個々の選択したアンテナに単一の層をマッピングしたようなものであり、前記コードブックエントリが異なるアンテナペアの組み合わせを含み、これにより１つ又は２つのアンテナペアが送信のために選択される方法。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、方法及び装置に関し、特に、限定するわけではないが、多入力多出力無線通信ネットワークで使用する装置及び方法に関する。

空間ダイバーシティ又は空間多重化の使用により通信の範囲及び容量を改善する提案が行われてきた。空間多重化を利用することにより、独立した情報ストリームを異なるアンテナから、但し、周波数、時間リソース、及び場合によっては拡散コードにより定義される同じチャネルを使用して送信することによりデータレートを高めることができる。

これらのシステムは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムと呼ぶことができる。これらのシステムは、移動局及び基地局の送信要素及び受信要素の両方を制御するための複雑なコントローラを必要とする。

マルチストリームシングルユーザＭＩＭＯ送信が提案され、これによりＷＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）、３ＧＰＰ ＬＴＥ（第３世代パートナーシッププロジェクト−ロングタームエボリューション）、及びＷｉＭＡＸシステム規格の一部が形成された。シングルユーザ多入力多出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）では、複数のアンテナ及び受信回路を有するＭＩＭＯ受信機が、複数のストリームを受信し、この複数のストリームを分離し、この空間的に多重化されたデータストリームの個々のストリームを介して送信する送信シンボルを決定する。

３ＧＰＰフォーラムでは、ＩＭＴ（国際移動体通信）−ＡｄｖａｎｃｅｄのためのＩＴＵ−Ｒ（国際電気通信連合無線通信部門）要件に対処するために、ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄをＬＴＥ Ｒｅｌ’８システムの進化版とすることが提案されてきた。３ＧＰＰは、ＲＡＮ＃３９（２００８年３月）においてＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに関する新たな検討項目を承認した。ＵＥ（ユーザ装置）に２〜４個の送信アンテナが備わったＳＵ−ＭＩＭＯをＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＴＲ ３６．９１３ ｖ８．０．０）の一部とすることが提案された。

ＳＵ−ＭＩＭＯのＵＬ（アップリンク）送信が送信プリコーディング技術を含むこと、及びこのプリコーディングに固定コードブックを利用することが提案された。

Ｒ１−０９０９１５において３ＧＰＰに対して行われた提案では、Ｅｒｉｃｓｓｏｎ社が、送信信号の好ましいＰＡＰＲ（ピーク対平均電力比）特性を維持しようと試みる４Ｔｘ（送信）プリコーディング用コードブックを提案した。しかしながら、本発明者らは、この提案がランク２送信に限定されることを確認済みである。

３ＧＰＰへのＲ１−０９０５９０提案では、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社が、全送信ランクにおいてコードブックを大きく設定すると大きな利得が得られないことに言及した。

コードブック設計では、Ｒ１−０６２３５５においてＮｏｋｉａ社が３ＧＰＰに提案したアンテナの不平衡が考慮された。しかしながら、本発明者らは、これらの設計が２Ｔｘ方式に重点を置くものであることを確認済みである。

ＬＴＥ Ｒｅｌ’８のＤＬ（ダウンリンク）で使用されるハウスホルダコードブックはＰＡＰＲを高めるが、本発明者らは、この方式が、（ユーザが手に持ったユーザ装置の動きに起因する）送信アンテナの不平衡の可能性を考慮していないことを確認済みである。

本発明の１つの態様によれば、機器の４つのアンテナからの送信を制御するためのプリコーディング用コードブックを使用するステップを含む方法が提供され、前記コードブックは複数のエントリを含み、該エントリは、個々の選択したアンテナに単一の層をマッピングしたようなものであり、前記コードブックエントリは異なるアンテナペアの組み合わせを含み、これにより１つ又は２つのアンテナペアが送信のために選択される。

本発明の別の態様によれば、機器の４つのアンテナからの送信を制御するためのプリコーディング用コードブックを使用するように構成されたプロセッサを備える装置が提供され、前記コードブックは複数のエントリを含み、該エントリは、個々の選択したアンテナに単一の層をマッピングしたようなものであり、前記コードブックエントリは異なるアンテナペアの組み合わせを含み、これにより１つ又は２つのアンテナペアが送信のために選択される。

本発明のさらなる態様によれば、機器の４つのアンテナからの送信を制御するためのプリコーディング用コードブック内の複数のエントリのうちの１つを選択するように構成されたプロセッサを備える装置が提供され、前記エントリは、個々の選択したアンテナに単一の層をマッピングしたようなものであり、前記コードブックエントリは異なるアンテナペアの組み合わせを含み、これにより１つ又は２つのアンテナペアが送信のために選択されるように構成される。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の様々な実施形態について例示のみを目的として説明する。

本発明の実施形態を実施できる概略的な基地局及びユーザ装置の構成を含むシステムの概略図である。 本発明を具体化するコードブック（ランク１）を示す図である。 本発明を具体化するコードブック（ランク１）を示す図である。 本発明を具体化するコードブック（ランク２）を示す図である。 本発明を具体化するコードブック（ランク３）を示す図である。 移動局において行われるステップのフロー図である。 基地局において行われるステップのフロー図である。

本明細書では、本発明の実施形態を特定の例として、また好ましい実施形態を特に参照しながら説明する。当業者であれば、本発明が本明細書に示す特定の実施形態の詳細に限定されるものでないことを理解するであろう。

図１には、本発明のいくつかの実施形態を実施できる通信ネットワーク３０を示している。特に、本発明のいくつかの実施形態は、無線環境１５１を介して通信するユーザ装置２０１、中継器、アクセスポイント又は基地局１０１を含むことができる機器の範囲のための無線変調器／復調器（モデム）の実施構成に関連することができる。

本発明の実施形態は、ＷＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）、３ＧＰＰ ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）、ＷｉＭＡＸ（ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス）、ＵＭＢ（ウルトラモバイルブロードバンド）、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）、ＩｘＥＶ−ＤＯ（エボリューションデータ最適化）、ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアエリアネットワーク）、及びＵＷＢ（ウルトラワイドバンド）受信機を含む規格及びこれらの進化版の範囲に基づいて実現される通信ネットワークに適用することができる。

図１には、本発明の実施形態を実施できるシステムの概略図を示している。通信システム３０を基地局１０１とともに示しているが、この基地局１０１は、ノードＢ（ＮＢ）、拡張ノードＢ（ｅＮＢ）、又はユーザ装置２０１が通信システムに無線でアクセスできるようにするのに適したいずれのアクセスサーバであってもよい。

図１に示すシステムは、基地局（ＢＳ）１０１が、ダウンリンク（ＤＬ）として知られていることもある無線環境通信チャネル１５１を介してユーザ装置（ＵＥ）２０１へ送信を行い、ユーザ装置（ＵＥ）２０１が、アップリンク（ＵＬ）として知られていることもある無線環境通信チャネル１５１を介して基地局（ＢＳ）１０１へ送信を行えるようにする。

基地局１０１は、受信機／送信機回路１０３の動作を制御するように構成することができるプロセッサ１０５を含むことができる。このプロセッサは、メモリ１０６に記憶されたソフトウェアを実行するように構成することができる。

メモリ１０６は、送信及び／又は受信されるデータ及び／又は情報を記憶するようにさらに構成することができる。メモリ１０６をさらに使用して、プロセッサ１０５が基地局１０１を動作させる際に使用する構成パラメータを記憶することもできる。

送信機／受信機回路１０３は、無線環境を介した送信（又はこれを介した受信）のための特定のプロトコルの無線周波数信号と、ベースバンドデジタル信号との間の変換を行う構成可能な送信機及び／又は受信機として動作するように構成することができる。送信機／受信機回路１０３は、無線環境１５１を介して送信する、又はこの環境から受信するデータ及び／又は情報のためのバッファとしてメモリ１０６を使用するように構成することができる。

送信機／受信機回路１０３は、無線環境を介してユーザ装置２０１との間で無線周波数信号を送受信するための少なくとも１つのアンテナに接続するようにさらに構成することができる。図１には、両方とも信号を送受信するように構成された第１のアンテナ１０７₁及び第２のアンテナ１０７₂という２つのアンテナを有する基地局を示している。本発明の他の実施形態では、基地局が、図１の点線のアンテナ１０７_mで示すさらに多くのアンテナを有することができる。１つの好ましい実施形態では、ｍを４とすることができる。ランク４の送信をサポートするには、４つの受信アンテナが必要である。

基地局１０１は、通信リンク１１１を介して他のネットワーク要素に接続することができる。通信リンク１１１は、ユーザ装置２０１へダウンリンクを介して送信するデータを受信し、ユーザ装置２０１からアップリンクを介して受信したデータを送信することができる。このデータは、基地局１０１が機能するセル内又は無線通信範囲内の全てのユーザ装置のデータを含むことができる。図１には、通信リンク１１１を有線リンクとして示している。しかしながら、この通信リンクがさらに無線通信リンクであってもよいと理解できるであろう。

図１には、基地局１０１の範囲内に２つのユーザ装置２０１を示している。しかしながら、基地局１０１の範囲内にはこれよりも多くの又は少ないユーザ装置２０１が存在してもよいと理解できるであろう。ユーザ装置は、移動局、又は基地局との通信に適した他のいずれの装置又は電子機器であってもよい。例えば、本発明の別の実施形態では、ユーザ装置を、以下で説明するような環境での無線通信に適した個人データ管理システム又はラップトップコンピュータとすることができる。本発明の実施形態を中継局にも適用できると理解されたい。

図１には、特に第１のユーザ装置ＵＥ₁ ２０１₁及び第２のユーザ装置ＵＥ₂ ２０１₂を示している。さらに、図１には、第１のユーザ装置ＵＥ₁ ２０１₁の方をより詳細に示している。第１のユーザ装置２０１１は、受信機／送信機回路２０３の動作を制御するように構成されたプロセッサ２０５を備えることができる。このプロセッサは、メモリ２０７に記憶されたソフトウェアを実行するように構成することができる。プロセッサは、ユーザ装置による表示、スペクトル使用量を削減するための音声及び／又はビデオの符号化及び復号などの、ユーザ装置が実行するのに必要なあらゆる動作をさらに制御して処理することができる。

メモリ２０７は、送信及び／又は受信するデータ及び／又は情報を記憶するようにさらに構成することができる。メモリ２０７をさらに使用して、プロセッサ２０５がユーザ装置２０１₁を動作させる際に使用する構成パラメータを記憶することもできる。メモリは、固体メモリ、（例えばＣＤ又はＤＶＤ形式のデータディスクなどの）光学メモリ、（フロッピー（登録商標）又はハードドライブなどの）磁気メモリ、或いはプロセッサを動作させるためのプログラム、構成データ、又は送信／受信データを記憶するのに適したいずれの媒体であってもよい。

送信機／受信機回路２０３は、無線環境を介した送信（又はこれを介した受信）のための特定のプロトコルの無線周波数信号と、ベースバンドデジタル信号との間の変換を行う構成可能な送信機及び／又は受信機として動作するように構成することができる。送信機／受信機回路２０３は、無線環境１５１を介して送信する、又はこの環境から受信するデータのためのバッファとしてメモリ２０７を使用するように構成することができる。

送信機／受信機回路２０３は、無線環境を介して基地局１０１との間で無線周波数信号を送受信するための少なくとも１つのアンテナに接続するようにさらに構成される。図１には、第１のアンテナ２５１₁₁〜第４のアンテナ２５１₁₄の４つのアンテナを備えたユーザ装置を示している。

図１及び以下で説明する例では、ユーザ装置及び基地局を、後述する動作を実行するように構成されたプロセッサを有するものとして説明しているが、本発明の実施形態では、それぞれのプロセッサが単一のプロセッサ又は複数のプロセッサを含むことができると理解することができるであろう。プロセッサを１又はそれ以上の集積回路によって実現することもできる。

本発明のいくつかの実施形態は、３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０の一部とすることができるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムで使用することができる。しかしながら、無線環境を介した送信（又はこれを介した受信）のためのプロトコル及びベースバンドデジタル信号を理解されたい。送信機／受信機回路２０３は、無線環境１５１を介して送信する、又はこの環境から受信するデータのためのバッファとしてメモリ２０７を使用するように構成することができる。

送信機／受信機回路２０３は、無線環境を介して基地局１０１との間で無線周波数信号を送受信するための少なくとも１つのアンテナに接続するようにさらに構成される。図１には、第１のアンテナ２５１₁₁〜第４のアンテナ２５１₁₄の４つのアンテナを備えたユーザ装置を示している。

図１及び以下で説明する例では、ユーザ装置及び基地局を、後述する動作を実行するように構成されたプロセッサを有するものとして説明しているが、本発明の実施形態では、それぞれのプロセッサが単一のプロセッサ又は複数のプロセッサを含むことができると理解することができるであろう。プロセッサを１又はそれ以上の集積回路によって実現することもできる。

本発明のいくつかの実施形態は、３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ．１０の一部とすることができるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムで使用することができる。しかしながら、このことは一例にすぎず、本発明の実施形態を別のシステムでも使用できることを理解されたい。

４つのＴｘ（送信）アンテナのためのプリコーディング用コードブック設計を含む、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）のためのＰＵＳＣＨ（物理アップリンク共有チャネル）プリコーディング方式について説明する。別の実施形態では、これらの技術を（例えば単一ストリームのプリコーディングを含む）ＰＵＣＣＨフォーマット２に適用することもできる。同じ技術をサウンディング基準信号に適用することもできる。

本発明のいくつかの実施形態では、ＳＵ−ＭＩＭＯプリコーディング用コードブックが、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムのアップリンクに特異的な特性を考慮するように構成される。

いくつかの実施形態は、以下を考慮するように構成される。
・垂直及び水平の偏波成分に異なる反応を与える、手による把持及びアンテナ方向の変更などに起因するＵＥのＴｘアンテナ間の不均衡
・ＰＡＰＲの上昇に起因する出力効率の減少

ＭＩＭＯシステムでは、送信機側で空間プリコーディングを使用し、受信機側で空間ポストコーディングを使用することにより、無線システムの性能が改善される。空間プリコーディングは、空間ビームフォーミング及び空間符号化を含むことができる。空間プリコーディングは、宛先の信号出力を高めて干渉出力を低減するために行われる。

単一層のビームフォーミングでは、受信機入力における信号出力が最大化されるように、同じ信号が送信アンテナの各々から適当な位相（及び任意に利得）重みで発信される。ビームフォーミングの利点は、建設的合成からの信号利得を高めて、マルチパスフェージング効果を低減することである。受信機が複数のアンテナを有する場合、受信アンテナの全てにおける信号レベルを送信ビームフォーミングによって同時に最大化することはできないのでプリコードディングを使用する。プリコーディングでは、送信機側のチャネル状態情報（ＣＳＩ）が分かっている必要がある。

本発明のいくつかの実施形態では、最大２つのコードワードを同時送信するためのプリコーディング用コードブック設計を使用する。この実施形態では、コードワードを、ターボコードなどで符号化されたデータを含むトランスポートブロックと見なすことができる。以下では、トランスポートブロックという用語を使用する。トランスポートブロックは、４つの送信アンテナから送信される。本発明のいくつかの実施形態では、プリコーディング用コードブックが、以下の基準のうちの１又はそれ以上に基づいて設計される。
・プリコーディングが、ＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）送信のＰＡＰＲを維持するプリコーディングマトリックスを含む。したがって、、個々のアンテナに１つの層のみがマッピングされる。
・プリコーディングが、起こり得る送信アンテナの不平衡を以下の１又はそれ以上によって考慮する。
-ランク１送信のためのコードブックにアンテナ又は偏波の選択を含めること。
-送信ランクが送信アンテナの数よりも低い場合、現在のチャネル状態に基づいて選択できる複数のアンテナから個々のトランスポートブロックが確実に送信されるようにすること。
-コードブックのサイズを最小化するために、Ｔｘダイバーシティ要素をアンテナ選択又はアンテナのグループ化とともにコードブックに含めること。

この基準に基づき、特定のランクのためのコードブックを以下のステップにより設計する。
単一ストリーム送信の場合
・送信アンテナを、１グループにつき２つのアンテナを含む２つのグループにグループ化する。
・その後、全ての考えられるアンテナ対アンテナグループのマッピングをリストする。
・アンテナグループ内のアンテナ間の異なる相回転の組み合わせをコードブックエントリとしてリストする。
・さらに、送信のための単一のアンテナグループの選択をコードブックに含める。異なるアンテナ対アンテナグループの選択肢を含め、アンテナグループ内のアンテナ間に相回転又は送信Ｔｘダイバーシティ方法のいずれかを適用する。
マルチストリーム送信の場合
・層ごとの送信アンテナの数を選択して、複数のアンテナから個々のトランスポートブロックが送信されるようにする。
・その後、全ての考えられる層対アンテナのマッピング（すなわち、各層に対するアンテナグループが形成される）を、１つのアンテナにつき１つの層しかマッピングされないという制限付きでリストする。
・層が複数のアンテナ（すなわちアンテナグループ）にマッピングされる場合、アンテナグループ内のアンテナ間の異なる相回転の組み合わせをコードブックエントリとしてリストする。
-或いは、アンテナグループ内のアンテナ間に送信Ｔｘダイバーシティ方法を適用することもできる。

なお、ＰＡＰＲの維持及びアンテナ選択プリコーディングの両方の選択肢を含むコードブック設計には矛盾がない。ＵＥ送信の出力が制限されている場合には、ＰＡＲＰを維持するプリコーディングを使用するのに対し、ＵＥ送信の出力に制限がない場合には、アンテナ選択を含むプリコーディング（したがって、残りの送信アンテナの出力増大）を使用することができる。

コードブックは、ＰＡＰＲを維持するプリコーディングマトリックスを含むように設計することができる。とは言え、コードブックは、ＰＡＰＲを維持しないプリコーディングマトリックスも含むこともできる。

特定のコードブック設計を見た場合、本発明の実施形態を送信ランク１、２、及び３とともに使用できることを理解すべきである。以下では、ランク４については検討しない。ランク４のコードブックは、公知の方法を使用して提供することができる。ランクとは、異なる送信ストリーム数のことであると見なすことができる。

パイロット信号が通常通りにプリコードされ、コードブックが、アンテナ固有のパイロットを必要とするＴｘダイバーシティ方法によるエントリを含む場合、ＵＥには２つのパイロット系列を割り当てる必要がある。第２のパイロット系列は、Ｔｘダイバーシティを使用する場合にのみ使用される。

ランク１
表内の値は、層ＸをアンテナＹにマッピングしたときの振幅及び位相を表す。

アンテナを、１グループにつき２つのアンテナを含む２つのグループにグループ化する。その後、アンテナグループ内のアンテナ間でＱＰＳＫ回転を組み合わせたプリコーディングベクトルを形成する。さらに、アンテナグループを選択するためのプリコーディングベクトルを含める。アンテナグループを選択する場合、送信アンテナ間のＢＰＳＫ（二位相偏移変調）などの相回転、又は時空間ブロック符号化ＳＴＢＣなどの単純なＴｘダイバーシティのいずれが存在してもよい。Ｔｘダイバーシティを使用する利点は、よりコンパクトな（小さな）コードブック設計が可能になる点である。ＢＰＳＫ又はＳＴＢＣを使用した場合、このようなコードブック設計により、２２個又は１６個のプリコーディングマトリックスインデックスが生じるようになる。結果として得られるコードブックの選択肢の例を図２に示す。３つの表を示している。第１の表はＳＴＢＣを使用したものであり、第２の表はＢＰＳＫを使用したものである。第３の表では、空間相関、すなわち偏波又はアンテナの位置を考慮することによってコードブックを設計している。コードブック設計では、アンテナ選択要素を含むプリコーディングベクトルを設計して、空間相関が高いアンテナ、すなわち同じ偏波方向又は隣接するアンテナ位置を選択できるようにする。したがって、本発明の１つの実施形態では、考えられるアンテナ選択の組み合わせの一部しかコードブックに含まれない。

図示の例では、選択したアンテナ間の３-ＰＳＫ回転が（アンテナの選択を示すＰＭＩにおいて）適用される。なお、ＱＰＳＫ又は８-ＰＳＫ回転などに基づいて他の相回転配置を使用することもできる。

本発明の１つの別の実施形態では、エントリ１１〜１６（すなわち、アンテナ選択エントリ）を表３から採用し、エントリ１〜１０を、３ＧＰＰ ＬＴＥリリース８ ＤＬ ４Ｔｘアンテナコードブックなどで使用されるハウスホルダープリコーディングベクトルから選択する。

列１には、プリコーディングマトリックスインジケータをリストしている。これらのインジケータは１〜２２である。これらの表は、４つのアンテナの各々に関して、望ましい回転又はＴｘダイバーシティをリストしている。

ゼロは、関連するアンテナが送信に使用されなかったことを示す。むしろ、（ＵＥのために一定であることができる）送信出力は、好ましいチャネルを有するアンテナに集中する。

両方の表において、最初の１０個のエントリは、アンテナの各々が０．５、−０．５、０．５ｊ、及び−０．５ｊの回転を有することを示す。

この組み合わせは、アンテナのペアリング及びアンテナペア間の相回転を表す。例えば、表１では、ＰＭＩ１〜４は、アンテナグループ番号１がアンテナ１及び２を含み、アンテナグループ番号２がアンテナ３及び４を含み、グループ間でＱＰＳＫ回転を行うというアンテナグループ化を表す。したがって、アンテナ３及び４は同じアンテナグループに属しているので、これらの行では同じ位相を有し、ＰＭＩ５〜８では、アンテナ１及び３、及びアンテナ２及び４がそれぞれアンテナグループである。

表から分かるように、アンテナは２つのペアであり、個々のペアに同じ回転が割り当てられていると見なすことができる（このことは最初の１０個のエントリに当てはまる）。

第１の表では、１１番目から１６番目までのエントリにおいて、４つのアンテナのうちの２つのアンテナにＳＴＢＣが存在する。これは、ＵＥが例えばセル境界に存在しない場合に当てはまり、電力増幅器上に電力ヘッドルームを有することができる。したがって、送信出力を良好なアンテナに集中した方が良いと考えられる。

第２の表では、アンテナの２つのみに回転を与えるエントリが１２個存在する。この例では、１つの回転値は常に０．５である。１つの実施形態では、総送信出力を１（４×０．５＾２＝１）に正規化することを目的とする。しかしながら、この絶対値は様々であってよい。１つの実施形態では、位相及び振幅関係を考慮することがより重要となり得る。その他の回転値は、−０．５又は０．５である。

一例として、基地局受信機内の等化器の出力におけるＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）を最大化すると予想されるプリコーディングベクトルを選択する。このプリコーディングベクトルは、サウンディング基準信号から取得した既存のチャネル推定値に基づいて推測することができる。

上述したように、表内の絶対値は変更することができる。振幅は、所与のプリコーディングベクトルの全てのアンテナで同じにすることができ、４つのうちの２つの送信アンテナしか使用しない場合には、４つのアンテナの代わりに２つのアンテナ間に同じ出力が分配されるようにこの振幅を増加させることができる。

ランク２
アンテナを、グループごとに２つのアンテナを有する２つのグループにグループ化し、個々のアンテナグループを１つの層又はデータストリームにマッピングする。その後、個々のアンテナグループ内のアンテナ間でＢＰＳＫ（二位相偏移変調）などの相回転を組み合わせたプリコーディングベクトルを形成する。或いは、同じ層／アンテナグループにマッピングされたアンテナ間に時空間ブロック符号化などのＴｘダイバーシティが存在してもよい。このようなコードブック設計により、ＢＰＳＫを使用したか又はＳＴＢＣを使用したかに応じて、１２個又は３個のプリコーディングマトリックスインジケータが生じるようになる。結果として得られるコードブックの選択肢を図３に示す。

Ｔｘダイバーシティを使用する利点は、よりコンパクトな（小さな）コードブック設計が可能になる点である。

図３の第１の表はＢＰＳＫによるコードブック設計であり、第２の表はＳＴＢＣによるコードブック設計である。図２と同様に、第１列はプリコーダマトリックスインジケータを示す。第２列はアンテナ番号を示す。第３列は層１を、第４列は層２を示す。図から分かるように、４つのアンテナのうちの２つが、２つの層の各々に割り当てられている。異なるプリコーダマトリックスインジケータでは、第１及び第２のデータストリーム又は層の各々に割り当てられる第１〜第４のアンテナが異なる。

第１の表では、個々のアンテナに割り当てられる値は０．５及び−０．５である。ＢＰＳＫ要素及び２つの層の場合、１２個の選択肢が存在する。本発明のいくつかの実施形態では、異なる層にマッピングされたアンテナ間で相回転を行う必要はない。

表内の値は、使用した相回転に関するものであり、この中では（コードブックサイズを適正に保つために）ＢＰＳＫ配置を使用する。或いは、表内の関連する値とともにＱＰＳＫ配置を使用することもでき、これらの値は０．５ｊ及び−０．５ｊを含むこともできる。

第２の表では、各々がＳＴＢＣを有するアンテナが適用されるが、それぞれの層に異なるアンテナが割り当てられた３つの選択肢が与えられる。

ランク３
ＬＴＥ Ｒｅｌ’８ ＤＬからのトランスポートブロック対層のマッピングを仮定した場合、トランスポートブロック＃１は層＃１にマッピングされ、トランスポートブロック＃２は層＃２及び＃３にマッピングされる。個々のトランスポートブロックが複数のアンテナから確実に送信されるようにするために、層＃１を２つのアンテナにマッピングするのに対し、層＃２及び３をそれぞれ１つのアンテナにマッピングする。したがって、個々のコードワード又はトランスポートブロックは、２つの送信アンテナにマッピングされる。プリコーディング用コードブックは、６つの異なる層対アンテナのマッピングを含み、層＃１が使用するアンテナ間にＢＰＳＫ回転又は（ＳＴＢＣなどの）Ｔｘダイバーシティを適用する。このようなコードブック設計では、ＢＰＳＫを使用したか又はＳＴＢＣを使用したかに応じて、１２個又は６個のプリコーディングマトリックスインジケータが生じるようになる。結果として得られるコードブックの選択肢を図３に示す。

図４では、第１の表はＢＰＳＫ回転を適用したものであり、第２の表はＳＴＢＣを適用したものである。第１列はＰＭＩであり、第２列にはアンテナ番号をリストしている。その次からの列は第１〜第３の層に対応する。個々の表では、層１に２つのアンテナが割り当てられているのに対し、層２及び層３には１つのアンテナが各々割り当てられている。最後の複数列がどのアンテナであるかを示している。

第１の表では、０．５及び−０．５の値を割り当てることができる。第２の表では、ＳＴＢＣ又は０．５の値を適用することができる。ランク３では、層１が２つのアンテナを使用する。２つのアンテナから同じデータが送信されるので、層１にマッピングされたアンテナを介してＳＴＢＣが適用される。しかしながら、層２及び層３は各々が１つのアンテナを使用するので、これらのアンテナからは異なるデータが送信される。したがって、ＳＴＢＣは適用されない。

本発明のいくつかの実施形態は、以下の利点のうちの１又はそれ以上を有することができる。
・ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＬに適した単一キャリア特性が保持される。
・コードブックサイズを小さく保つことができ、すなわちＤＬに存在する信号オーバヘッドが小さくなる。

アンテナのペアリングは、コードブックサイズを小さく保つのに有用である。アンテナのペアリングにより、相回転の組み合わせの数が減少する。さらに、同じ偏波方向又は隣接するアンテナ位置などの大きな空間相関を有するアンテナを含むようにアンテナのペアを制限することにより、コードブックを小さく保つことができる。最後に、やはりコードブックを小さく保つのを支援する送信ダイバーシティの使用が存在する。

本発明を具体化するフロー図を示す図５を参照する。このフローはユーザ装置により実施される。また、層のマッピング（すなわち、トランスポートブロック（コードワード）をいかにして空間層にマッピングするか）が行われる。このマッピングは、基地局における層のデマッピングに対応してＵＥで行うことができる。

Ｓ１において、コードブック、又はコードブックを特定する情報を受信する。コードブックのエントリの１つを特定する情報も受信する。

Ｓ２において、受信した情報をメモリ２０７に記憶する。

Ｓ３において、選択したエントリの情報に基づいて（単複の）データストリームをプリコードする。その後、このプリコードしたデータストリームをそれぞれのアンテナにより送信する。必要であれば、いずれかの必要な再送信の際に、この選択したプリコーディングを使用することができる。

この点に関して、基地局により実施されるステップを示す図６を参照する。

Ｔ１において、基地局が、チャネル状態を判定するように構成される。瞬間的なチャネル状態を判定することが望ましい。このチャネルは、ユーザ装置と基地局の間のチャネルである。

通信ランクに関する判定を行う（Ｔ２）。換言すれば、同時に送信すべきデータストリームの数を判定する。説明した実施形態では、データストリームの最大数を、ＵＥが有するアンテナの数であるｍとすることができる。

次のステップＴ３において、基地局が、ランクに基づいてコードブックを、またチャネル状態及び／又はデータストリームの性質に基づいてコードブックエントリを選択する。コードブックエントリは、瞬間的なチャネル状態に基づいて選択されることが好ましい。

Ｔ４において、選択したコードブックエントリ及びコードブックをユーザ装置へ送信する。或いは、コードブックを特定する情報をコードブックエントリとともに送信することができる。

本発明の別の実施形態では、例えば受信側において、復調基準信号がプリコードされない場合、ＢＴＳ受信機のプロセッサ１０５が、選択されたプリコーディングマトリックスをチャネル推定値と組み合わせることにより有効なチャネルを計算する必要がある。

本発明の実施形態は、４つよりも少ない又はこれよりも多くのアンテナとともに使用することができる。

なお、ユーザ装置、又はモバイル端末などのモバイル機器に関連して実施形態を説明したが、本発明の実施形態は、アクセスシステムを介して通信するのに適した他のいずれの好適な種類の装置にも適用することもできる。モバイル機器は、例えば適当なマルチ無線の実施構成に基づいて異なるアクセス技術の使用を可能にするように構成することができる。

また、いくつかの移動ネットワーク及び無線ローカルエリアネットワークの例示的なアーキテクチャを参照しながらいくつかの実施形態を一例として説明したが、本明細書で図示し説明した以外のいずれの好適な形の通信システムにも実施形態を適用することもできる。また、アクセスシステムという用語は、ユーザがアクセスする用途のための無線通信を可能にするように構成されたいずれかのアクセスシステムを意味すると理解することができる。

上述した動作は、様々なエンティティにおけるデータ処理を必要とする場合がある。このデータ処理は、１又はそれ以上のデータプロセッサによって行うことができる。同様に、上記の実施形態で説明した様々なエンティティを、単一の又は複数のデータ処理エンティティ及び／又はデータプロセッサ内で実現することができる。コンピュータにロードする際には、実施形態を実施するように適切に適合されたコンピュータプログラムコード製品を使用することができる。動作を行うためのプログラムコード製品をキャリアディスク、カード又はテープなどのキャリア媒体に記憶し、これらの媒体によって提供することもできる。このプログラムコード製品をデータネットワークを介してダウンロードする可能性も考えられる。実施構成は、サーバ内の適当なソフトウェアで提供することができる。

例えば、本発明の実施形態をチップセットとして、換言すれば、互いに通信する一連の集積回路として実現することができる。このチップセットは、コードを実行するように構成されたマイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は上述した動作を実行するためのプログラムマブルデジタル信号プロセッサを含むことができる。

本発明の実施形態は、集積回路モジュールなどの様々な構成要素において実施することができる。集積回路の設計は、概して高度に自動化されたプロセスである。論理レベルの設計を、半導体基板上に作製される準備ができている半導体回路の設計に転換するために、複雑かつ強力なソフトウェアツールを利用することができる。

カリフォルニア州マウンテンビューのＳｙｎｏｐｓｙｓ社、及びカリフォルニア州サンホセのＣａｄｅｎｃｅ Ｄｅｓｉｇｎ社により提供されるようなプログラムは、十分に確立した設計ルール並びに事前に記憶した設計モジュールのライブラリを使用して、自動的に導体を導き半導体チップ上に構成部品を位置決めすることができる。半導体回路の設計が完了すると、結果として得られる（Ｏｐｕｓ、ＧＤＳＩＩなどの）標準化された電子フォーマットの形の設計を製造のために半導体加工施設すなわち「ｆａｂ」へ送ることができる。

以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、開示した解決法には、添付の特許請求の範囲において定義する本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができる。

Ｔ１ チャネル状態を判定
Ｔ２ 送信ランクを判定
Ｔ３ コードブックを選択
Ｔ４ コードブックエントリをＵＥへ信号送信

Claims (42)

1. 機器の４つのアンテナからの送信を制御するためのプリコーディング用コードブックを使用するステップを含み、前記コードブックが複数のエントリを含み、該エントリは、個々の選択したアンテナに単一の層をマッピングしたようなものであり、前記コードブックエントリが異なるアンテナペアの組み合わせを含み、これにより１つ又は２つのアンテナペアが送信のために選択される、
   ことを特徴とする方法。
2. 各々がそれぞれのランクに関連する複数のプリコーディング用ブックを提供するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ランク１から４のための４つのプリコーディング用ブックを提供するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. １つのランクのコードブックのサイズが、少なくとも１つの他のランクのコードブックサイズと異なる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. １つのランクのコードブックのサイズが、より高いランクのコードブックのサイズよりも大きい、
   ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. ランクを判定し、該判定したランクに応じて複数のコードブックの１つを選択するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 前記ランクが１であることを判定し、前記アンテナを同じ層に割り当てる関連するコードブックを選択するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ランクが２であることを判定し、個々の層に２つのアンテナを割り当てた関連するコードブックを選択するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 前記ランクが３であることを判定し、１つの層に２つのアンテナを、及び他の２つの層の各々に１つのアンテナを割り当てる関連するコードブックを選択するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの複数のエントリが、前記アンテナを、同じ相回転を有する少なくとも１つのペアに分割するように構成される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
11. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの複数のエントリが、前記アンテナを、異なるアンテナが異なる相回転を有する少なくとも１つのペアに分割するように構成される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
12. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの少なくとも複数の異なるエントリが、異なるそれぞれの相回転の組み合わせを提供する、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の方法。
13. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの複数のエントリが、前記アンテナの１つのペアのみを使用するように構成される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
14. アンテナが送信を行う際の出力を、同時に送信を行うアンテナの数に基づいて制御するステップを含む、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
15. 少なくとも１つのアンテナペアが、前記アンテナの空間相関特性に基づいて構成される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の方法。
16. 前記異なる空間相関特性が、アンテナ偏波及びアンテナ位置の少なくとも一方を含む、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記コードブック内の少なくとも１つのエントリが、選択したアンテナペアの２つのアンテナを介して適用される送信ダイバーシティを提供する、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の方法。
18. 複数のアンテナから少なくとも１つのトランスポートブロックを送信するステップを含む、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の方法。
19. 請求項１から請求項１８のいずれかに記載のステップのいずれかを実行するようになっているプログラムコード手段を含む、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム。
20. 機器の４つのアンテナからの送信を制御するためのプリコーディング用コードブックを使用するように構成されたプロセッサを備え、前記コードブックが複数のエントリを含み、該エントリは、個々の選択したアンテナに単一の層をマッピングしたようなものであり、前記コードブックエントリが異なるアンテナペアの組み合わせを含み、これにより１つ又は２つのアンテナペアが送信のために選択される、
    ことを特徴とする装置。
21. 前記プロセッサが、アンテナが送信を行う際の出力を、同時に送信を行うアンテナの数に基づいて制御するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記プロセッサが、複数のアンテナからの少なくとも１つのトランスポートブロックの送信を制御するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２０及び請求項２１に記載の装置。
23. 機器の４つのアンテナからの送信を制御するためのプリコーディング用コードブック内の複数のエントリのうちの１つを選択するように構成されたプロセッサを備え、前記エントリは、個々の選択したアンテナに単一の層をマッピングしたようなものであり、前記コードブックエントリが異なるアンテナペアの組み合わせを含み、これにより１つ又は２つのアンテナペアが送信のために選択されるように構成される、
    ことを特徴とする装置。
24. 前記プロセッサがランクを判定し、該判定したランクに応じて複数のコードブックのうちの１つを選択するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. 前記プロセッサが、前記ランクが１であると判定された場合、前記アンテナを同じ層に割り当てる関連するコードブックを選択するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記プロセッサが、前記ランクが２であると判定された場合、個々の層に２つのアンテナを割り当てる関連するコードブックを選択するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
27. 前記プロセッサが、前記ランクが３であると判定された場合、１つの層に２つのアンテナを、及び他の２つの層の各々に１つのアンテナを割り当てる関連するコードブックを選択するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２５に記載の装置。
28. 各々がそれぞれのランクに関連する複数のプリコーディング用ブックを記憶するメモリを備える、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項２７のいずれかに記載の装置。
29. ランク１から４のための４つのプリコーディング用ブックが提供される、
    ことを特徴とする請求項２８に記載の装置。
30. １つのランクのコードブックのサイズが、少なくとも１つの他のランクのコードブックサイズと異なる、
    ことを特徴とする請求項２８又は請求項２９に記載の装置。
31. １つのランクのコードブックサイズが、より高いランクのコードブックのサイズよりも大きい、
    ことを特徴とする請求項３０に記載の装置。
32. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの複数のエントリが、前記アンテナを、同じ相回転を有する少なくとも１つのペアに分割するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項３１のいずれかに記載の装置。
33. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの複数のエントリが、前記アンテナを、異なるアンテナが異なる相回転を有する少なくとも１つのペアに分割するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項３１のいずれかに記載の装置。
34. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの少なくとも複数の異なるエントリが、異なるそれぞれの相回転の組み合わせを提供する、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項３３のいずれかに記載の装置。
35. 少なくとも１つのプリコーディング用ブックの複数のエントリが、前記アンテナの１つのペアのみを使用するように構成される、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項３４のいずれかに記載の装置。
36. 少なくとも１つのアンテナペアエントリが、前記アンテナの空間相関特性に基づいて構成される、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項３５のいずれかに記載の装置。
37. 前記異なる空間相関特性が、アンテナ偏波及びアンテナ位置の少なくとも一方を含む、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項３６のいずれかに記載の装置。
38. 前記コードブック内の少なくとも１つのエントリが、選択したアンテナペアの２つのアンテナを介して適用される送信ダイバーシティを提供する、
    ことを特徴とする請求項２０から請求項３７のいずれかに記載の装置。
39. 請求項２０から請求項３８のいずれかに記載の装置を含む、
    ことを特徴とする集積回路又はチップセット。
40. 請求項２０から請求項２２のいずれかに記載の、又は請求項２０に付随する場合には請求項２８から請求項３８のいずれかに記載の装置を含む、
    ことを特徴とするユーザ装置。
41. ４つのアンテナを備える、
    ことを特徴とする請求項４０に記載のユーザ装置。
42. 請求項２３から請求項２７のいずれかに記載の、又は請求項２３に付随する場合には請求項２８から請求項３８のいずれかに記載の装置を含む、
    ことを特徴とする基地局。

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