JP2013225854A - 通信処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要素毎の差分フィードバック方法でチャネル情報フィードバックを行うことにより、システムのスループットを向上する。
【解決手段】コードブック変換パラメータの現在値を取得し、コードブック変換パラメータの現在値に基づいて、上記移動通信システムが現在使用する第一コードブックと異なる第二コードブックを特定し、第二コードブックを利用して、要素毎の差分フィードバック処理を行うことを含み、第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う時刻から一定の時間内で、上記第二コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差が、上記第一コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差より小さい。
【選択図】図３

Description

本発明は、移動通信技術分野に係り、特に、通信処理方法及び装置に係る。

移動通信技術は、かつてない快速発展時期にある。全世界範囲内の移動ユーザの急激増加と携帯コンピューティングデバイスの普及により、データサービス及び広帯域インターネットサービスが占める比例が大きくなっていて、将来の移動通信システムはもっと高いデータ速度ともっと大きいシステム容量を実現する必要がある。しかしながら、各種の無線通信技術の幅広い応用にしたがって、無線チャネルが非常に込み合って、利用可能なスペクトルリソースが飽和しつつある。スペクトルリソースの不足とサービス量の激増の間の矛盾を解決するために、将来の移動通信システムは進んでいる通信技術を採用して、極めて高いスペクトル効率を実現する必要がある。

最近20年の無線通信分野の最も重要な研究結果として、MIMO適応技術は無線通信システムのスペクトル効率を向上する有効方法である。MIMO技術は送信機と受信機に複数のアンテナを配置することにより、予想以上の空間自由度を得て、チャネル容量を大幅に増加することができる。適応伝送技術はMIMOが提供する無線リソースを十分に掘り出すことができ、情報伝送の有効性と信頼性を有効に向上するとともに、送信/受信処理の複雑度を簡略化する。今、MIMO適応技術は既に目前の広帯域無線通信システムの主流の物理層技術となっている。

MIMO適応伝送を実施する前提条件は、システム送信側が現在無線チャネルの状態情報を取得する必要がある。しかしながら、周波数分割複信で、送信側は必要なチャネル状態情報を取得することができなく、よって、送信モードの適応調整を完成することができない。このため、受信側から送信側までの低速フィードバックチャネルを構築する必要があり、チャネル情報を送信側にフィードバックする。チャネル情報フィードバック技術の重要な問題はフィードバック方案を最適化することであり、低いフィードバックコストで高いフィードバック精度を得て、フォワードリンクの伝送品質を有効に向上する。

MIMO適応伝送の支持技術として、チャネル情報フィードバック技術が学術界と工業界の共同注目を受けている。現在、既に意義がある多数の研究結果が発表されて、その中で影響力があるのはプリコーディングコードブックに基づくフィードバック方法であり、説明は以下のようである。

図１に示すように、ユーザ端末が基地局にチャネル情報をフィードバックする場合を考える。システムが働く前に、事前にプリコーディングコードブックを設計し、その中にK個のコードワードW₁、W₂、…、W_Kを含み、各コードワードは予備のプリコーディングマトリックスである。

基地局とユーザ端末は、いずれもこのコードブックを保存する。実際の作動過程で、ユーザ端末はフォワードリンクのパイロット周波数に基づいて現在のチャネルマトリックスHを推定する。チャネル推定結果に基づいて、ユーザ端末はある基準によってコードブックから現在のチャネルと最もマッチングするコードワードを探し出し、プリコーディングマトリックスとする。

コードワードを選出した後に、ユーザ端末はこのコードワードのコードワード番号をフィードバックチャネルによって基地局にフィードバックする。基地局はフィードバックされたコードワード番号に基づいてコードブックからこのコードワードを探し出すことができ、これをプリコーディングマトリックスとして後の処理を行う。

プリコーディングコードブックに基づくフィードバック方法は、現在流行するチャネル情報フィードバック方法であって、現在の主流の規格例えば3GPP LTE/LTE-A、802.16e等に用いられている。プリコーディングコードブックに基づくフィードバック方法は、構造が簡単で、ロバスト性が強く、複雑度が低く、フィードバック量が少ない等の利点を有している。しかしながら、そのフィードバック精度が低く、コードブックの設計複雑度が高く、フィードバック情報が後の処理に不利であるため、ポイントツーポイントのシングルユーザMIMO伝送モードのみに適する。マルチユーザMIMOとCoMP等の新技術の出現により、このような限界性も顕著になっている。もっと有効なチャネル情報フィードバック技術を開発することは、現在の無線通信分野の解決すべき重要な問題になっている。

プリコーディングコードブックに基づくフィードバック方法の欠点を改善するために、研究者たちは深く掘り下げて研究した。複数の方面の問題に対して、それぞれ対応する解決方法を得た。まず、送信側の送信処理を容易にするために、処理したプリコーディングマトリックスではなく、直接にチャネルマトリックスをフィードバックする。そして、フィードバックリンクの複雑度、特にフィードバックコードブックの設計複雑度を下げるために、チャネルマトリックスのベクトル量子化問題をチャネルマトリックスの各要素に対するスカラー量子化問題に分けている。最後に、フィードバック精度を向上するとともに、フィードバックコストを抑えるために、差分フィードバックの方法を導入して、無線チャネルの緩変動特性を十分に利用してフィードバック精度を向上する。これらの解決方法を組み合わせて、チャネル情報の要素毎の差分フィードバック方法を形成し、その基本原理は図２に示すようである。

図２に示すように、受信側がチャネル情報に対してフィードバックする時、直接にチャネル値を量子化するのではなく、まず、現在時刻のチャネルh（t）から

を残差信号と称する。差分フィードバックにおいて、実際にフィードバックするのは残差信号Δ(t)である。チャネルが遅く変わるため、残差の動的範囲が狭く、フィードバック誤差も小さい。送信側（フィードバックリンク受信側）はフィードバックされた残差信号を受信した後に、それで前の時刻のフィードバック値

を修正し、最終に現在時刻のチャネル情報を得る。

要素毎の差分フィードバック方法は無線チャネルの緩変動特性を利用して、準静的から中低速への移動の場合、極めて高いフィードバック精度を得ることができる。また、チャネルマトリックスに対して要素毎に処理するため、ベクトル量子化での高次のコードブック設計問題を避けることができる。しかしながら、残差量子化の際に使用するコードブックが残差の統計特性とマッチングしなければならなく、そうでなければ性能ゲインを取得できないだけでなく、もっと大きいフィードバック誤差をもたらす可能性がある。実際の移動通信システムで、ユーザの移動速度が絶えずに変化し、チャネルパラメータの変化の速度も変わり、残差信号の統計特性も変わる。固定のコードブックを使用すると全ての状況に適応できなく、大きい性能損失をもたらす。

本発明の実施例の目的は、移動通信システムの性能を向上できる通信処理方法及び装置を提供することである。

上記目的を実現するために、本発明の実施例は、要素毎の差分フィードバック方法でチャネル情報フィードバックを行う移動通信システムに用いられる通信処理方法を提供し、上記通信処理方法において、コードブック変換パラメータの現在値を取得し、コードブック変換パラメータの現在値に基づいて、上記移動通信システムが現在使用する第一コードブックと異なる第二コードブックを特定し、第二コードブックを利用して、要素毎の差分フィードバック処理を行うことを含み、第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う時刻から一定の時間内で、上記第二コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差が、上記第一コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差より小さい。

上記の通信処理方法において、上記コードブック変換パラメータは受信側の移動速度であり、上記のコードブック変換パラメータの現在値に基づいて第二コードブックを特定することは、具体的に、受信側の現在コードブック選択に用いる第一移動速度を取得し、予め保存した複数のコードブックから、上記第一移動速度が所在する移動速度区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択することを含む。

上記の通信処理方法において、上記第一移動速度は、現在のリアルタイム移動速度であるか、或いは、現在時刻までの予定時間内の平均移動速度である。

上記の通信処理方法において、現在使用するコードブックを通信相手端末に通知し、通信の両方が同じコードブックを使用できるようにすることをさらに含む。

上記の通信処理方法において、上記のコードブック変換パラメータの現在値に基づいて、第二コードブックを特定することは、具体的に、コードワードフィードバック間隔の現在値を取得し、上記予め保存した複数のコードブックから、コードワードフィードバック間隔の現在値が所在するコードワードフィードバック間隔区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択することを含む。

上記の通信処理方法において、上記コードブック変換パラメータは、予定時間内の真の残差幅を反映する統計情報であって、上記第二コードブックは、上記統計情報に基づいて第一コードブックにおけるコードワードに対して等比縮小或いは拡大して得られたコードブックである。

上記目的を実現するために、本発明の実施例は、要素毎の差分フィードバック方法に基づいてチャネル情報フィードバックを行う移動通信システムに用いられる通信処理装置を提供し、上記通信処理装置において、コードブック変換パラメータの現在値を取得するための取得モジュールと、コードブック変換パラメータの現在値に基づいて、上記移動通信システムが現在使用する第一コードブックと異なる第二コードブックを特定するためのコードブック特定モジュールと、第二コードブックを利用して、要素毎の差分フィードバック処理を行うためのフィードバック処理モジュールと、を含み、第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う時刻から一定時間内で、上記第二コードブックを利用して受信側が得た真の残差を量子化する時の平均量子化誤差が、上記第一コードブックを利用して受信側が得た真の残差を量子化する時の平均量子化誤差より小さい。

上記の通信処理装置において、上記コードブック変換パラメータは受信側の移動速度であり、上記コードブック特定モジュールは、具体的に、受信側の現在コードブック選択に用いる第一移動速度を取得するための速度取得ユニットと、予め保存した複数のコードブックから、上記第一移動速度が所在する移動速度区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択するための第一選択ユニットと、を含む。

上記の通信処理装置において、現在使用するコードブックを通信相手端末に通知し、通信両方が同じコードブックを使用できるようにする通知モジュールをさらに含む。

上記の通信処理装置において、上記コードブック特定モジュールは、具体的に、コードワードフィードバック間隔の現在値を取得するための間隔取得ユニットと、上記予め保存した複数のコードブックから、コードワードフィードバック間隔の現在値が所在するコードワードフィードバック間隔区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択するための第二選択ユニットと、を含む。

上記の通信処理装置において、上記コードブック変換パラメータは、予定時間内の真の残差幅を反映する統計情報であって、上記第二コードブックは、上記統計情報に基づいて第一コードブックにおけるコードワードに対して等比縮小或いは拡大して得られたコードブックである。

本発明の実施例は少なくとも以下の有益効果を有する。本発明実施例の方法によって、より多くの真の残差と対応する最も近接するコードワードとの距離が小さくなり、送信側が再構築した残差と真の残差の平均量子化誤差も小さくなり、よって、システムのスループットを向上する。

従来技術のプリコーディングコードブックに基づくフィードバック方法の模式図である。 従来技術の要素毎の差分フィードバック方法の模式図である。 本発明の実施例の通信処理方法の流れ模式図である。 本発明の実施例の通信処理方法を利用する前の真の残差の分布模式図である。 本発明の実施例の通信処理方法を利用した後の真の残差の分布模式図である。 真の残差とコードワードとの位置関係が送信側による残差の再構築に対する影響を説明する模式図である。 本発明実施例を利用する方法の具体的流れ模式図である。 本発明実施例の通信処理装置の構造模式図である。

本発明実施例の通信処理方法及び装置において、既存のフィードバック情報の統計結果に基づいてコードブックの構造を調整し、現在のチャネル環境と適応するようにし、フィードバックコストを増加せずに移動通信システムの性能を向上する。

本発明実施例の通信処理方法は、要素毎の差分フィードバック方法でチャネル情報フィードバックを行う移動通信システムに用いられ、図３に示すように、上記通信処理方法は、以下のステップを含む。
ステップ３１：コードブック変換パラメータの現在値を取得する。
ステップ３２：コードブック変換パラメータの現在値に基づいて第二コードブックを特定し、上記第二コードブックは上記移動通信システムが現在使用する第一コードブックと異なる。
ステップ３３：第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う。
第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う時刻から一定の時間内で、上記第二コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差が、上記第一コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差より小さい。

図４Ａに示す状況を例として、固定コードブックを利用すると仮定すると、より多くの真の残差（図での小中空丸）がコードブックのカバー範囲外に分布され、大量の最外周コードワードから離れた真の残差が外周のコードワードに量子化され、送信側が再構築した残差と真の残差の平均量子化誤差が大きくなり、システムスループットが低下し、これについて後で詳述する。

図４Ａに示すように、平均量子化誤差は、(delta 1+delta 2+…+delta n)/nである。

本発明実施例の方法を利用して、図４Ｂに示すように、より多くの真の残差と対応する最も近接するコードワードとの距離が小さくなり、送信側が再構築した残差と真の残差の平均量子化誤差も小さくなり、システムのスループットを向上することができる。

以上記述したように、要素毎の差分フィードバック方法は無線チャネルの緩変動特性を利用して、準静的から中低速への移動の場合、極めて高いフィードバック精度を得ることができる。言い換えると、速度が高いか或いは速度が高かったり低かったりする場合、システムのスループットが低下してしまう。

このような問題をもたらす原因は以下のようである。コードブックが固定された場合、残差信号とコードブックのコードワードとの距離が遠い場合、図４Ｃに示すように、受信側がフィードバックするコードワードがコードワードAで、送信側がフィードバックされたコードワードIDを受信した後に、コードワードAを利用して

送信側が正しいチャネル情報を再構築して通信処理を行うことができず、スループットが低下してしまう。

とに大きな差があり、形成原因から見れば、コードブックが一定の受信側移動速度のみとマッチングし、受信側移動速度が当該範囲を超えた時、コードブックは受信側移動速度とマッチングできなく、上記の状況をもたらす。

表現形式から見れば、

との差が大きい場合、必ず真の残差の幅とコードブックの全てのコードワードの幅との間の差が極めて大きい。

他の表現形式から見れば、受信側がフィードバックするコードワードの幅が極端の現象として現れ、フィードバックするのが幅が最も大きいコードワードか、フィードバックするのが幅が最も小さいコードワードであり、もしフィードバックするのが幅中間値のコードワードであれば、

との差が極めて大きい状況をもたらすことがない。

以上の理解により、本発明の具体的実施例で、当該コードブック変換パラメータは各種異なるパラメータであってもよく、コードブック変換パラメータを利用して第一コードブックと異なる第二コードブックを取得することも相応に異なり、詳述は以下のようである。

＜実現形態１＞

実現形態１で、上記コードブック変換パラメータは受信側の移動速度である。

このような方式で、複数のコードブックを予め保存し、且つ各コードブックに対応する移動速度区間を記録する。

もちろん、各移動速度に対応する適切なコードブックは実際のテストで得ることができる。

コードブック変換パラメータの現在値に基づいて第二コードブックを特定することは具体的に以下のステップを含む。
受信側が現在、コードブック選択に用いる第一移動速度を取得する。
上記の予め保存した複数のコードブックから、上記第一移動速度が位置する移動速度区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択する。

本発明の具体的実施例で、当該第一移動速度は現在のリアルタイム移動速度であってもよく、現在時刻までの予定時間内の平均移動速度であってもよく、もちろん、後の方式が実際の応用でもっと実行可能性がある。

本発明の具体的実施例で、一定時間おきにコードブック変換判断を行い、当該時間間隔は需要によって設置することができるが、短過ぎないことが好ましい。

上記方式に対して、リアルタイム移動速度を例として説明する。

予めコードブックX1、X2、X3、X4……を保存したと仮定すると、それぞれ以下の速度区間に対応する。

受信側の現在速度を6Km/hと仮定すると、コードブックX2を選択して、要素毎の差分フィードバック処理を行うことができ、受信側の現在速度が22Km/hであると、コードブックX4を選択して、要素毎の差分フィードバック処理を行うことができ、……
理解すべきことは、上述は例を挙げて説明しただけで、コードブックの数、対応する速度区間等は需要によって設置することができ、ここで具体的に限定しない。

実現形態１で、各速度区間に対応するコードブックはいずれも予め実験或いは実際のドライブテストで当該速度区間に対応する、このような速度での使用が適切なコードブックを取得し、実際のテストで得た速度で当該コードブックを探すことにより、実際使用のコードブックが実際のチャネル環境とマッチングするようにし、固定コードブックを使用する技術方案に対して、

との平均差を低減することができ、送信側が実際チャネル情報ともっと近接するチャネル情報を再構築して通信処理を行うようにし、システムスループットを向上する。

上記の例で、当該第二コードブックは予め保存したコードブックであるが、後の実施例で、当該第二コードブックは予め保存したものではなく、予め保存したコードブックのコードワードに対して等比縮小或いは拡大して得られたコードブックであり、当該コードブック変換パラメータは予定時間内の真の残差幅を反映する統計情報であって、上記第二コードブックは、上記統計情報に基づいて第一コードブックのコードワードに対して等比縮小或いは拡大して得られたコードブックである。

以下、詳細に例を挙げて説明する。

＜実現形態２＞

実現形態２で、上記コードブック変換パラメータは現在時刻までの予定時間内の真の残差の平均幅である。

このような方式で、コードブック変換パラメータに基づいて第一コードブックと異なる第二コードブックを取得することが具体的に以下のステップを含む。
現在時刻までの予定時間内の真の残差の平均幅を取得する。
上記平均幅と上記第一コードブックのコードワードの最大幅の差が予め設置した第一閾値（例えば最大幅の40％、需要によって設置でき、例えば切り替えを遅くしたいと大きく設置し、さもなければ小さく設置する）より大きいかを判断し、或いは上記第一コードブックのコードワードの最小幅と上記平均幅の差が予め設置した第二閾値（例えば最小幅の40％、需要によって設置でき、例えば切り替えを遅くしたいと大きく設置し、さもなければ小さく設置する）より大きいかを判断し、第一判断結果を取得する。
上記第一判断結果が、上記平均幅と上記第一コードブックのコードワードの最大幅の差が予め設置した第一閾値より大きいことを示すと、上記第一コードブックの全てのコードワードの幅を等比拡大し、第二コードブックを得て、上記第一判断結果が、上記第一コードブックのコードワードの最小幅と上記平均幅の差が予め設置した第二閾値より大きいことを示すと、上記第一コードブックの全てのコードワードの幅を等比縮小し、第二コードブックを得て、さもなければ第一コードブックをそのまま維持する。

実現形態２で、現在時刻までの予定時間内の真の残差の平均幅と上記第一コードブックのコードワードの最大幅の差が予め設置した第一閾値より大きい場合、大きい比例の真の残差がコードブックのカバー範囲外にあることを示し、図４Ａに示すように、大きい比例の真の残差がハッチング領域外にある。この場合、コードブックのカバー範囲を拡大してこのような

の間の差異を低減するしかなく、よって、コードブックの全てのコードワードの幅を等比に拡大する必要がある。

もちろん、本発明の具体的実施例で、現在時刻までの予定時間内の真の残差の平均幅と上記第一コードブックのコードワードの最大幅の差が予め設置した第一閾値より大きい場合、当該差が大きいほど、拡大の比例が大きい。

逆に、第一コードブックのコードワードの最小幅と上記平均幅の差が予め設置した第二閾値より大きい場合、コードブックのカバー範囲が大きすぎることを示し、大きい比例の真の残差が最内側の丸内にある。この場合、コードブックのカバー範囲を縮小してこのような

の間の差を低減するしかなく、よって、コードブックの全てのコードワードの幅を等比に縮小する必要がある。

もちろん、本発明の具体的実施例で、第一コードブックのコードワードの最小幅と上記平均幅の差が予め設置した第二閾値より大きい場合、当該差が大きいほど、縮小の比例が大きい。

この二種類の状況のどちらでもない場合、現在の第一コードブックが適切であることを示す。

上記の実現形態で、予め設置した第一閾値がコードワード最大幅の40%であり、予め設置した第二閾値がコードワード最小幅の40%であることは例に過ぎず、当該予め設置する第一閾値と第二閾値はコードワード平均幅で示すことができ、例えばコードワード平均幅の45%、50%、或いは55%等に統一に設置する。

＜実現形態３＞

実現形態３で、上記コードブック変換パラメータは、現在時刻まで予定時間内の第一値と第二値であり、ただし、第一値は第一真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数との比の値であり、第二値は第二真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数との比の値である。
第一真の残差の幅と上記第一コードブックのコードワードの最大幅の差が予め設置した第三閾値より大きい（例えば、第一コードブックのコードワードの最大幅の30%）。
上記第一コードブックのコードワードの最小幅と上記第二真の残差の幅の差が予め設置した第四閾値より大きい（例えば、第一コードブックのコードワードの最小幅の30%）。
このような形態で、コードブック変換パラメータに基づいて第一コードブックと異なる第二コードブックを取得することは、具体的に、
上記第一値と第二値を取得し、
上記第一値が予め設置した第五閾値より大きいか判断するか、或いは上記第二値が予め設置した第六閾値より大きいか判断し、第二判断結果を取得し、
上記第二判断結果が上記第一値が予め設置した第五閾値より大きいことを示すと、上記第一コードブックの全てのコードワードの幅を等比に拡大し、第二コードブックを得て、上記第二判断結果が上記第二値が予め設置した第六閾値より大きいことを示すと、上記第一コードブックの全てのコードワードの幅を等比縮小し、上記第二コードブックを得て、さもなければ、第一コードブックをそのまま維持すること、を含む。

実現形態３で、上記第一値が予め設置した第五閾値（例えば80%、もちろんその他の値であってもよく、60%、70%或いは90%等）より大きい場合、コードブックカバー範囲が小さすぎることを示し、大きい比例の真の残差がコードブックのカバー範囲外にあり、図４Ａに示すように、大きい比例の真の残差がハッチング領域外にある。この場合、コードブックのカバー範囲を拡大してこのような

の間の差異を低減するしかなく、よって、コードブックの全てのコードワードの幅を等比に拡大する必要がある。

もちろん、本発明の具体的実施例で、第一値が予め設置した第五閾値より大きい場合、当該第一値が大きいほど、拡大の比例が大きい。

逆に、第二値が予め設置した第六閾値（例えば80%、もちろんその他の値であってもよく、60%、70%或いは90%等）より大きい場合、コードブックのカバー範囲が大きすぎることを示し、大きい比例の真の残差が最内側の丸内にある。この場合、コードブックのカバー範囲を縮小してこのような

の間の差異を低減するしかなく、よって、コードブックの全てのコードワードの幅を等比に縮小する必要がある。

もちろん、本発明の具体的実施例で、第二値が予め設置した第六閾値より大きい場合、当該第二値が大きいほど、縮小の比例が大きい。

上記の実現形態で、予め設置した第三閾値がコードワード最大幅の30%であり、予め設置した第四閾値がコードワード最小幅の30%であることは例に過ぎず、当該予め設置する第三閾値と第四閾値は他の設置方式であってもよく、例えばコードワード平均幅の50%等に統一に設置する。

＜実現形態４＞

実現形態４で、上記コードブック変換パラメータは、現在時刻まで予定時間内の第三値と第四値であり、ただし、第三値は第三真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数との比の値であり、第四値は第四真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数との比の値である。
第三真の残差は、予定時間内、量子化した後上記第一コードブックにおける幅が最大のコードワードに対応する真の残差である。
第四真の残差は、予定時間内、量子化した後上記第一コードブックにおける幅が最小のコードワードに対応する真の残差である。
このような形態で、コードブック変換パラメータに基づいて第一コードブックと異なる第二コードブックを取得することは、具体的に、
上記第三値と第四値を取得し、
上記第三値が予め設置した第七閾値より大きいか判断するか、或いは上記第四値が予め設置した第八閾値より小さいか判断し、第三判断結果を取得し、
上記第三判断結果が上記第三値が予め設置した第七閾値より大きいことを示すと、上記第一コードブックの全てのコードワードの幅を等比に拡大し、第二コードブックを得て、上記第三判断結果が上記第四値が予め設置した第八閾値より大きいことを示すと、上記第一コードブックの全てのコードワードの幅を等比縮小し、上記第二コードブックを得て、さもなければ、第一コードブックをそのまま維持すること、を含む。

実現形態４で、上記第三値が予め設置した第七閾値（例えば80%、もちろんその他の値であってもよく、60%、70%或いは90%等）より大きい場合、コードブックカバー範囲が小さすぎることを示し、大きい比例の真の残差がコードブックのカバー範囲外にあり、図４Ａに示すように、大きい比例の真の残差がハッチング領域外にある。この場合、コードブックのカバー範囲を拡大してこのような

の間の差異を低減するしかなく、よって、コードブックの全てのコードワードの幅を等比に拡大する必要がある。

もちろん、本発明の具体的実施例で、第三値が予め設置した第七閾値より大きい場合、当該第三値が大きいほど、拡大の比例が大きい。

逆に、第四値が予め設置した第八閾値（例えば80%、もちろんその他の値であってもよく、60%、70%或いは90%等）より大きい場合、コードブックのカバー範囲が大きすぎることを示し、大きい比例の真の残差が最内側の丸内にある。この場合、コードブックのカバー範囲を縮小してこのような

の間の差異を低減するしかなく、よって、コードブックの全てのコードワードの幅を等比に縮小する必要がある。

もちろん、本発明の具体的実施例で、第四値が予め設置した第八閾値より大きい場合、当該第四値が大きいほど、拡大の比例が大きい。

ここで、説明すべきことは、上記の閾値に対して例を挙げて説明したが、理解しやくするためであり、実際では需要によって調整することができ、ここでは詳細な説明はしない。

上記の実現形態２、３、４で、上記第二コードブックは第一コードブックのコードワードを等比に縮小或いは拡大して得たコードブックである。

要するに、以上の各実現形態は、真の残差がより平均にコードブックのカバー範囲に分布するようにし、送信側が回復した残差が真の残差により近接するようにし（即ち、平均量子化誤差をより小さくする）、送信側がより正確なチャネル情報を取得して送信処理を行うようにし、システムのスループットを向上する。

本発明の実施例のコードブック調整方式は、以上のコードブック変換パラメータ及び具体的コードブック調整方式に限られず、例えばコードブック変換パラメータはコードワードのフィードバック間隔であってもよく、簡単な説明は以下のようである。

例えば、予め複数のコードブックを保存し、且つ各コードブックに対応するコードワードフィードバック間隔区間を記録する。

もちろん、各コードワードフィードバック間隔区間に対応する適切なコードブックは実際のテストにより得ることができる。

コードブック変換パラメータに基づいて、第一コードブックと異なる第二コードブックを取得することは、具体的に、
コードワードフィードバック間隔の現在値を取得し、
上記予め保存した複数のコードブックから、コードワードフィードバック間隔の現在値が所在するコードワードフィードバック間隔区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択する。

もちろん、現在のコードワードフィードバック間隔は、前回コードワードフィードバックと前々回のコードワードフィードバックの時間間隔であってもよく、現在時刻までの予定時間内のコードワードフィードバック間隔平均値であってもよい。

本発明の実施例の方法は、移動端末が基地局にチャネル情報をフィードバックすることに適用でき、基地局が移動端末にチャネル情報をフィードバックすることにも適用することができる。

理解すべきことは、コードブックがそのまま変わらない場合、移動端末と基地局は同じコードブックに基づいて働くことができるが、本発明の実施例の方法で、当該コードブックは変化し、チャネル、ネットワーク状況等の変化によって変化するため、通信両方（移動端末と基地局）が同じコードブックを使用できることを保証するために、本発明の実施例の方法は、さらに、
現在使用するコードブックを通信相手端末に通知し、通信の両方が同じコードブックを使用できるようにすること、を含む。

本発明の具体的実施例で、現在使用するコードブックを通信相手端末に通知することは、以下の方式により実行できる。
１．周期的に実行するか、或いは、
２．コードブックが変化する時に実行する。

通知の内容は、現在コードブックの半径、現在コードブックのID等の各種のコードブックを特定できるパラメータであってもよい。

具体的に、如何に通知するかは、既存の移動端末と基地局間の何れの方式を採用してもよく、ここでは、詳細に記述しない。

以下、移動端末が基地局にチャネル情報をフィードバックすることを例として本発明の実施例の方法を詳細に説明する。

送信側デバイスがN_a個のアンテナを備え、受信側デバイスがN_ｂ個のアンテナを備えると仮定すると、受信側デバイスがフィードバックすべきチャネル情報はN_ｂ行N_a列のチャネルマトリックスである。

本発明の実施例で、要素毎の処理モードを利用し、チャネルマトリックスのN_b×N_a個の要素に対してそれぞれ並行処理を行う。h(t)で、チャネルマトリックスのある要素がt時刻での値を示し、UE側でh(t)に対してフィードバックする方法は、図５に示すように、

量子化後、相応のコードワード番号をフィードバックチャネルに送るステップと、を含む。

上記の操作を完成した後、バッファーを更新する操作を実行し、即ち、UEが基地局が採用する操作をシミュレーションして、基地局がフィードバックされたコードワードを利用して得た

そして、コードブック更新操作を実行し、この時、前の各種実施形態を利用してコードブック更新を行い、即ち、全てのコードワードの幅を等比に拡大又は縮小し、以下のように実行する。
CB_new=Z_CB×CB={Z_CBC₁,...,Z_CBC_K}
コードブック更新係数Z_CBの計算方法は例を挙げて説明する。

予め平滑時間Tを設定し、一組のスケーリング因子Z₁,...,Z_kを設計し、スケーリング因子はコードブックのコードワードに一々対応する。毎回のフィードバックで一つのコードワードを選択してフィードバックし、対応して、一つのスケーリング因子を特定することができ、Z(t)に記す。現在時刻tと前T時刻のスケーリング因子Z(t),...,Z(t-T)に基づいて、コードブック更新係数を計算し、計算方法は以下の三つの方法で何れかを選択することができる。

基地局側の操作は以下のようである。
基地局は、フィードバックされたコードワード番号を受信した後に、残差量子化値を特定する。フィードバックされたコードワード番号に基づいてコードブックを探し、残差量子化値

を取得する。

バッファーを更新し、

チャネル情報として基地局の他のモジュールに提供する。

コードブック更新操作を実行し、この操作はUEと同じであり、ここでは説明しない。

基地局は、高層シグナリングにより、ユーザに新たにコードブック半径を配置することができ、その後上記更新操作を行う。

本発明の実施例は、要素毎の差分フィードバック方法に基づいてチャネル情報フィードバックを行う移動通信システムに用いられる通信処理装置を提供し、図６に示すように、上記通信処理装置は、
コードブック変換パラメータの現在値を取得するための取得モジュールと、
コードブック変換パラメータの現在値に基づいて、上記移動通信システムで現在使用する第一コードブックと異なる第二コードブックを特定するためのコードブック特定モジュールと、
第二コードブックを利用して、要素毎の差分フィードバック処理を行うためのフィードバック処理モジュールと、を含み、
第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う時刻から一定時間内で、上記第二コードブックを利用して受信側が得た真の残差を量子化する時の平均量子化誤差が上記第一コードブックを利用して受信側が得た真の残差を量子化する時の平均量子化誤差より小さい。

上記コードブック変換パラメータは受信側の移動速度であってもよく、この場合、上記コードブック特定モジュールは、具体的に、
第二時刻に、受信側の現在コードブック選択に用いる第一移動速度を取得するための速度取得ユニットと、
予め保存した複数のコードブックから、上記第一移動速度が所在する移動速度区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択するための第一選択ユニットと、を含む。

上記第一移動速度は、現在のリアルタイム移動速度であるか、或いは、現在時刻までの予定の時間内の平均移動速度である。

上記の例で、当該第二コードブックは予め保存したコードブックであるが、後の実現形態で、当該第二コードブックは予め保存したものではなく、予め保存したコードブックにおけるコードワードに対して等比縮小或いは拡大して得られたコードブックであり、当該コードブック変換パラメータは予定時間内の真の残差幅を反映する統計情報であって、上記第二コードブックは上記統計情報に基づいて第一コードブックにおけるコードワードを等比に縮小或いは拡大して得られたコードブックである。

上記コードブック変換パラメータは、現在時刻までの予定時間内の真の残差の平均幅であってもよく、この場合、上記コードブック特定モジュールは、具体的に、
上記第二時刻に、上記平均幅を取得するための平均幅取得ユニットと、
上記平均幅と上記第一コードブックにおけるコードワードの最大幅との差が予め設置した第一閾値より大きいかを判断するか、或いは上記第一コードブックにおけるコードワードの最小幅と上記平均幅との差が予め設置した第二閾値より大きいかを判断して、第一判断結果を取得するための第一判断ユニットと、
上記第一判断結果が上記平均幅と上記第一コードブックにおけるコードワードの最大幅の差が予め設置した第一閾値より大きいことを示す場合、上記第一コードブックにおける全てのコードワードの幅を等比に拡大して、第二コードブックを取得し、上記第一判断結果が上記第一コードブックにおけるコードワードの最小幅と上記平均幅との差が予め設置した第二閾値より大きいことを示す場合、上記第一コードブックにおける全てのコードワードの幅を等比に縮小して、第二コードブックを取得するための第一コードブック生成ユニットと、を含む。

上記コードブック変換パラメータは、現在時刻まで予定時間内の第一値と第二値であってもよく、ただし、第一値は第一真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数の比の値であり、上記第一真の残差の幅と上記第一コードブックにおけるコードワードの最大幅の差が予め設置した第三閾値より大きく、第二値は第二真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数の比の値であり、上記第一コードブックにおけるコードワードの最小幅と上記第二真の残差の幅の差が予め設置した第四閾値より大きい。
上記コードブック特定モジュールは、具体的に、
第二時刻に、上記第一値と第二値を取得するための第一値取得ユニットと、
上記第一値が予め設置した第五閾値より大きいかを判断するか、或いは上記第二値が予め設置した第六閾値より大きいかを判断して、第二判断結果を取得するための第二判断ユニットと、
上記第二判断結果が上記第一値が予め設置した第五閾値より大きいことを示す場合、上記第一コードブックにおける全てのコードワードの幅を等比に拡大して、第二コードブックを取得し、上記第二判断結果が上記第二値が予め設置した第六閾値より大きいことを示す場合、上記第一コードブックにおける全てのコードワードの幅を等比に縮小して、第二コードブックを取得するための第二コードブック生成ユニットと、を含む。

上記コードブック変換パラメータは、現在時刻まで予定時間内の第三値と第四値であってもよく、ただし、第三値は第三真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数の比の値であり、第三真の残差は予定時間内、量子化後上記第一コードブックにおける幅が最大のコードワードに対応する真の残差であり、第四値は第四真の残差の数と予定時間内の全ての真の残差の数の比の値であり、第四真の残差は予定時間内、量子化後上記第一コードブックにおける幅が最小のコードワードに対応する真の残差である。
上記コードブック特定モジュールは、具体的に、
第二時刻に、上記第三値と第四値を取得するための第二値取得ユニットと、
上記第三値が予め設置した第七閾値より大きいかを判断するか、或いは上記第四値が予め設置した第八閾値より小さいかを判断して、第三判断結果を取得するための第三判断ユニットと、
上記第三判断結果が上記第三値が予め設置した第七閾値より大きいことを示す場合、上記第一コードブックにおける全てのコードワードの幅を等比に拡大して、第二コードブックを取得し、上記第三判断結果が上記第四値が予め設置した第八閾値より大きいことを示す場合、上記第一コードブックにおける全てのコードワードの幅を等比に縮小して、第二コードブックを取得するための第三コードブック生成ユニットと、を含む。

上記の通信処理装置は、現在使用するコードブックを通信相手端末に通知し、通信両方が同じコードブックを使用できるようにする通知モジュールをさらに含む。

本発明の実施例の明細書で記述した多くの機能部品はモジュール/ユニットと称され、特にその実現形態の独立性を一層強調する。

本発明実施例で、モジュール/ユニットは、ソフトウェアで実現でき、各種のCPUで実行する。例えば、一つの標識の実行可能コードモジュールは、コンピュータ命令の一つ或いは複数の物理或いはロジックブロックを含むことができ、例えば、それは対象、過程、関数に構築されることができる。しかし、標識モジュールの実行可能コードは物理的に一緒にある必要がなく、異なる位置に記憶された異なる命令を含むことができ、これらの命令がロジック的に一緒に結合する場合、モジュールを構成し、且つ当該モジュールの規定目的を実現する。

実際に、実行可能コードモジュールは一つの命令或いは複数の命令であってもよく、複数の異なるコードセグメントに分布されるか、異なるプログラムに分布されるか、複数のメモリデバイスに分布されてもよい。同じく、操作データはモジュール内で識別されることができ、如何なる適切な形式によって実現でき、且つ如何なる適切なタイプのデータ構造内に組織される。上記操作データは、一つのデータセットとして収集されてもよく、或いは異なる位置に分布されてもよく（異なる記憶デバイスに含まれる）、且つ少なくとも部分的に電子信号だけとしてシステム或いはネットワーク上に存在することができる。

モジュールがソフトウェアで実現できる場合、現在のハードウェアの技術レベルを考えて、ソフトウェアで実現できるモジュールは、コストを考慮しない場合、当業者は対応するハードウェア回路を構築して対応する機能を実現でき、上記ハードウェア回路は、常規の超大型集積（VLSI）回路或いはゲートアレイ及び例えばロジックチップ、トランジスタ等の既存の半導体或いは他のディスクリート素子を含む。モジュールはプログラミング可能なハードウェアデバイス、例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイス等で実現できる。

以上の記載は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の限定するためのものではない。本発明の精神と原則内に為したいかなる修正、同等の差し替え、改良などは、いずれも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (11)

1. 要素毎の差分フィードバック方法でチャネル情報フィードバックを行う移動通信システムに用いられる通信処理方法において、
   コードブック変換パラメータの現在値を取得し、
   コードブック変換パラメータの現在値に基づいて、上記移動通信システムが現在使用する第一コードブックと異なる第二コードブックを特定し、
   第二コードブックを利用して、要素毎の差分フィードバック処理を行うことを含み、
   第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う時刻から一定の時間内で、上記第二コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差が、上記第一コードブックを利用して受信側が取得した真の残差を量子化する時の平均量子化誤差より小さいことを特徴とする通信処理方法。
2. 上記コードブック変換パラメータは受信側の移動速度であり、
   上記のコードブック変換パラメータの現在値に基づいて第二コードブックを特定することは、具体的に、
   受信側の現在コードブック選択に用いる第一移動速度を取得し、
   予め保存した複数のコードブックから、上記第一移動速度が所在する移動速度区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択することを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
3. 上記第一移動速度は、現在のリアルタイム移動速度であるか、或いは、現在時刻までの予定時間内の平均移動速度であることを特徴とする請求項２に記載の通信処理方法。
4. 現在使用するコードブックを通信相手端末に通知し、通信の両方が同じコードブックを使用できるようにすることをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
5. 上記のコードブック変換パラメータの現在値に基づいて、第二コードブックを特定することは、具体的に、
   コードワードフィードバック間隔の現在値を取得し、
   上記予め保存した複数のコードブックから、コードワードフィードバック間隔の現在値が所在するコードワードフィードバック間隔区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択することを含むことを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
6. 上記コードブック変換パラメータは、予定時間内の真の残差幅を反映する統計情報であって、上記第二コードブックは、上記統計情報に基づいて第一コードブックにおけるコードワードに対して等比縮小或いは拡大して得られたコードブックであることを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
7. 要素毎の差分フィードバック方法に基づいてチャネル情報フィードバックを行う移動通信システムに用いられる通信処理装置において、
   コードブック変換パラメータの現在値を取得するための取得モジュールと、
   コードブック変換パラメータの現在値に基づいて、上記移動通信システムが現在使用する第一コードブックと異なる第二コードブックを特定するためのコードブック特定モジュールと、
   第二コードブックを利用して、要素毎の差分フィードバック処理を行うためのフィードバック処理モジュールと、を含み、
   第二コードブックを利用して要素毎の差分フィードバック処理を行う時刻から一定時間内で、上記第二コードブックを利用して受信側が得た真の残差を量子化する時の平均量子化誤差が、上記第一コードブックを利用して受信側が得た真の残差を量子化する時の平均量子化誤差より小さいことを特徴とする通信処理装置。
8. 上記コードブック変換パラメータは受信側の移動速度であり、
   上記コードブック特定モジュールは、具体的に、
   受信側の現在コードブック選択に用いる第一移動速度を取得するための速度取得ユニットと、
   予め保存した複数のコードブックから、上記第一移動速度が所在する移動速度区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択するための第一選択ユニットと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の通信処理装置。
9. 現在使用するコードブックを通信相手端末に通知し、通信両方が同じコードブックを使用できるようにする通知モジュールをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の通信処理装置。
10. 上記コードブック特定モジュールは、具体的に、
    コードワードフィードバック間隔の現在値を取得するための間隔取得ユニットと、
    上記予め保存した複数のコードブックから、コードワードフィードバック間隔の現在値が所在するコードワードフィードバック間隔区間に対応するコードブックを上記第二コードブックとして選択するための第二選択ユニットと、を含むことを特徴とする請求項７に記載の通信処理装置。
11. 上記コードブック変換パラメータは、予定時間内の真の残差幅を反映する統計情報であって、上記第二コードブックは、上記統計情報に基づいて第一コードブックにおけるコードワードに対して等比縮小或いは拡大して得られたコードブックであることを特徴とする請求項７に記載の通信処理装置。

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