JP2014096807A - 対象値の最小化に基づくフィードバックインジケータの決定 - Google Patents

Abstract

【課題】閉ループＭＩＭＯオペレーションを可能にするための効率的なフィードバックメカニズムの提供
【解決手段】閉ループＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ， ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）システムの無線通信を実行するために、フィードバックデータ構造が、第１の無線ノードと第２の無線ノードとの間で無線チャネルを介して通信される。フィードバックデータ構造は、第２の無線ノードと第１の無線ノードとの間で通信される信号の第２の無線ノードによって適用される符号化を特定するインジケータを含む。フィードバックデータ構造の情報は、第１の無線ノードで検出される無線チャネル状況に基づく。インジケータは、無線チャネルの異なる対応するバンドのために使用される異なる符号化を特定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、無線送信された信号に適用される符号化を特定する情報を含むフィードバックデータ構造を通信することに関する。

移動局が他の移動局または有線ネットワークと接続された有線端末と通信するために、様々な無線アクセス技術が提案され、あるいはインプリメントされている。無線通信技術の例としては、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又はＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）技術があり、これは３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で定義されており、ＣＤＭＡ２０００（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）技術は、３ＧＰＰ２において定義され、これ以外にも無線アクセス技術が存在する。

他のタイプの無線アクセス技術としては、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）技術がある。ＷｉＭＡＸはＩＥＥＥ（電気電子学会）８０２．１６標準に基づく。無線アクセス技術ＷｉＭＡＸは、無線広帯域アクセスを提供するためにデザインされている。

ＷｉＭＡＸ技術によって提供される特徴のうちの１つは、ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ， ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）のサポートである。ＭＩＭＯは、送信側及び受信側において、複数のアンテナを使用するものであり、送信機の複数のアンテナから伝送されたデータが、複数のパスを介して受信器の複数のアンテナに受信され得るようになっている。ＭＩＭＯ技術の使用によって、無線ネットワークの容量、スケーラビリティ、及び柔軟性が増大する。ＭＩＭＯ技術を使用することにより、複数のパラレルチャネルは（複数の空間ビームまたはストリームの形で）提供され、容量の増加をもたらす。

閉ループＭＩＭＯ（ＣＬ−ＭＩＭＯ）は、移動局から供給基地局にフィードバックされる伝送チャネルに関する情報を使用するＭＩＭＯモードに関連する。ここで、基地局は、基地局と移動局との間の無線通信を使用するために、リソースを選択し、伝送チャネルの影響を補償するために、フィードバック情報を使用する。従来は、閉ループＭＩＭＯオペレーションを可能にするための効率的なフィードバックメカニズムは、提供されなかった。

好ましい実施例において、一般に、本願発明では、閉ループＭＩＭＯ無線通信システムの方法は、第１の無線ノードと第２の無線ノードとの間の無線チャネルを介して、第２の無線ノードと第１の無線ノードとの間で無線により伝達される通信に適用される符号化を特定する情報を含むフィードバックデータ構造を伝達するステップを有する。

その他の特徴は、以下の発明の詳細な説明、図面、及び請求項から明らかになる。

本発明の好ましい実施例を含む例示的な装置のブロック図である。

移動局から基地局への情報のフィードバックを例示しているブロック図である。好ましい実施例によれば、フィードバックされる情報は、プレコーディングマトリックス・インデックス（ＰＭＩ）、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、及びフィードバックヘッダ構造のランク情報が含まれる。

一部の好ましい実施例において、移動局から基地局にフィードバック情報を通信するために使用されるフィードバックヘッダを例示した図である。

一部の好ましい実施例によって使用される直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）無線リソース構造を示した図である。 一部の好ましい実施例において、移動局から基地局にフィードバック情報を通信するために使用されるフィードバックヘッダを例示した図である。

一部の好ましい実施例において、移動局と基地局との間のメッセージ交換のメッセージフロー図である。 一部の好ましい実施例において、移動局と基地局との間のメッセージ交換のメッセージフロー図である。 一部の好ましい実施例において、移動局と基地局との間のメッセージ交換のメッセージフロー図である。 一部の好ましい実施例において、移動局と基地局との間のメッセージ交換のメッセージフロー図である。 一部の好ましい実施例において、移動局と基地局との間のメッセージ交換のメッセージフロー図である。

［詳細な説明］
好ましい実施例に従って、改善されたフィードバックメカニズムにより、移動局は、フィードバックデータ構造内のフィードバック情報を基地局に送信することを可能とする。このフィードバック情報は、移動局に無線チャネルを介して基地局によって送信されるダウンリンク信号（トラフィックデータおよび／または制御信号および／または基準信号）において基地局によって適用される符号化を特定する。フィードバックデータ構造に含まれるフィードバック情報は、移動局で検出された無線チャネル状況に基づく。フィードバック情報は、基地局と移動局との間で無線通信される信号に適用される符号化を選択するために使用されるインジケータを少なくとも含む。更なる詳細は後述するが、このインジケータは、プレコーディングを適用するために使用される一部の実施例におけるプレコーディングマトリックス・インデックス（ＰＭＩ）を含む。その他のフィードバック情報として、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）と、ランク情報とを含んでもよい。ＣＱＩに基づく符号化、及び変調スキームの選択を含んでもよい。なお、ランク情報に基づく符号化は、多くのデータ列の選択に関連する。

一部の好ましい実施例に従うフィードバックデータ構造においては、Ｍ個（Ｍ＞１）の無線チャネルの最適なバンド（例えば検出されたチャネル状況に基づくＭ個の最適なバンド）の識別を可能とする。Ｍ個のバンドがフィードバックデータ構造において特定されるので、Ｍ個のバンドに対応するＭインジケータ（例えばＭ ＰＭＩ値）がフィードバックデータ構造において提供される。基地局がフィードバックデータ構造を取得すると、基地局は、Ｍ個のうち一つ以上の最適なバンドを選択し、移動局と基地局との間のデータ通信を行うために使用する。

「基地局」とは、セルまたはセル・セクタの中で無線によって一つ以上の移動局と通信することが可能であるいかなるノードをも意味する。いくつかの実施例では、基地局は、ＩＥＥＥ（電気電子学会）によって仕様が定められた８０２．１６のＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）を採用する。好ましい実施例においては、ＷｉＭＡＸが採用されているが、同じあるいは類似した技術が他の技術に適用されてもよい点に留意する必要がある。たとえば、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）で定義されるＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、及び３ＧＰＰ２で定義されるＣＤＭＡ ２０００（符号分割多重アクセス方式２０００）が含まれる。ＵＭＴＳには、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）技術をカバーされる。

基地局と移動局との間の無線チャネルは、一まとまりのリソース（異なる周波数の一つ以上のキャリア、一つ以上のタイムスロット、その他）である。ＷｉＭＡＸに係る事項において、無線チャネルは、周波数の次元において（異なる周波数の）サブキャリア、及び時間の次元におけるタイムスロットのまとまりを含む。無線チャネルは、複数のバンドを含んでもよい。詳細は後述する。

さまざまな例示的な無線アクセス技術に言及するが、一部の実施例による技術は、無線アクセス技術の他の方式に適用されてもよい点に留意すべきである。

図１は、例示的な無線アクセスネットワーク１０１を示しており、無線チャネル１０４を介して移動局１０２と無線通信可能な基地局１００を含む。基地局は、ＷｉＭＡＸ基地局又は他のタイプの基地局とすることができる。

移動局１０２は、無線チャネル１０４を介して無線で通信するための、無線インターフェース１０６を含む。移動局１０６はまた、移動局１０２に関連するさまざまな作業を遂行するために、一つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）１１０で実行可能なソフトウェア１０８を含む。ＣＰＵ１１０は、記憶装置１１２に接続され、データ、及びソフトウェア命令を記憶する。

同様に、基地局１００は、無線チャネル１０４を介して無線で通信する無線インターフェース１１４を含む。基地局１００は、また、基地局１００の一つ以上のＣＰＵ１１８で実行可能なソフトウェア１１６を含み、これは、データ及びソフトウェア命令を記憶する記憶装置１２０に接続される。記憶装置１２０は、また、基地局１００及び移動局１０２の間で通信されるダウンリンク信号上のプレコーディングを適用するための対応するプレコーディングマトリックスを含むさまざまなエントリを含むコードブック１３０を有する。また、移動局１０２の記憶装置１１２は、コードブック１３０と同様のコードブック１３１を含む点に留意すべきである。

なお、１つの基地局１００及び移動局１０２が図１に示されているが、典型的無線アクセスネットワークは、複数の移動局を有する通信のために、それぞれのセルまたはセル・セクタの中に設置される複数の基地局を含む点に留意すべきである。

また、無線アクセスネットワーク１０１は、基地局１００が接続される制御ノード１２２を含む。制御ノード１２２は、システムコントローラ（例えばＷｉＭＡＸに係る事項のアクセス・サービス・ネットワーク（ＡＳＮ）ゲートウェイ）であってもよい。制御ノード１２２はゲートウェイ・ノード１２４に次々に接続される。そして、これは、無線アクセスネットワークを外部ネットワーク１２６（例えばインターネット）に接続する。ゲートウェイ・ノード１１０は、ＷｉＭＡＸの接続におけるコネクティビティ・サービス・ネットワーク（ＣＳＮ）ノードであってもよい。

一部の好ましい実施例によれば、図１に示される無線アクセスネットワーク１０１は、コードブックベースの閉ループＭＩＭＯ（ＣＬ−ＭＩＭＯ）オペレーションを提供する。ここで、フィードバック情報は、選択されたプレコーディングを基地局１００のダウンリンク信号に適用するために、移動局１０２から基地局１００に提供される。ダウンリンク信号は、移動局と基地局との間で通信される。なお、コードブックベースのプレコーディングをダウンリンク信号に適用することが示されているが、コードブックベースのプレコーディングは、無線で移動局１０２から基地局１００に送信されたアップリンク信号にも提供されることに留意すべきである。好ましい実施例による技術は、また、アップリンク信号のプレコーディングに適用できる。

ダウンリンクＣＬ−ＭＩＭＯオペレーションに係るコンポーネントの概要が図２に示されている。無線リンクは、図２においてＨとして示されている。ここで、Ｈは、基地局から移動局に（ダウンリンクとして）送信された信号に影響されるチャネルマトリクス（または伝達関数）に影響を及ぼす。移動局１０２において、ブロック２０２は、チャネル容量を推定することに関する移動局１０２のタスクを示す。一実施例では、チャネル容量評価に基づいて、移動局１０２は、ＰＭＩ（プレコーディングマトリックス・インデックス）、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、及びランクモードを算出する。これらは、移動局１０２から基地局１００にアップリンクのフィードバックデータ構造として、（２１０で）フィードバックされる。ＰＭＩ、ＣＱＩおよび／またはランクモードの算出の他のメカニズムは、他の実施例において使用されてもよい。

移動局によって実行されるチャネル評価は、チャネルマトリクスＨの評価である。また、移動局は、コードブック１３１に保持されるプレコーディングマトリックスについての知識を有する。また、これは、基地局１００に１３０として記憶される保持される。１つの実施例において、ブロック２０２において実行されるチャネル評価は、Ｋａｔｈｉｒａｖｅｔｐｉｌｌａｉ Ｓｉｖａｎｅｓａｎらによる２００８年３月１９日の提案「Ｐｏｓｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＳＩＮＲ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｉｄａｍｂｌｅ ｆｏｒ Ｂａｎｄ ＡＭＣ」に基づいて行われる。他の例において、他のチャネル評価技術が使われてもよい。

推定されたチャネルマトリクスＨから、移動局は、全ての利用できるプレコーディングマトリックス及びＭＩＭＯモード（例えばランク１、及びランク２）に対して算出することが可能であり、最大のＡＷＧＮ（加法性白色ガウスノイズ）を与えるプレコーディングマトリックス及びＭＩＭＯモード（ランク）を選択する。なお、他のインプリメンテーションには、更なるランクモードがあってもよい点に留意すべきである。Ｍ個の最適なバンドが選択される場合、各々のＭ個の最適なバンドに対するそれぞれのプレコーディングマトリックス、及びＭＩＭＯランクが選択される。各々のプレコーディングマトリックスは、それぞれのＰＭＩと関連づけられる。Ｍ個の最適なバンドは、そのバンドのそれぞれのＡＷＧＮ収容力に基づいて特定される。あるいは、Ｍ個の最適なバンドは、他の基準に基づいて特定されてもよい。

それぞれのＭ個の最適なバンドに対するＣＱＩが算出される。各々のＣＱＩは、基地局と移動局との間のそれぞれのバンドの品質に関する情報を提供する。

一部のインプリメンテーションで使用され得るランクモードは、ランク１またはランク２を含む。フィードバックデータ構造において移動局によって示されたランクモードは、特定の状況の下で基地局によってオーバーライドされてもよい。更なるランクは、他の実施例において使用されてもよい。「ランク２」は、頻繁なデータ通信を２倍にし、移動局に同時データ伝送を可能とするために、２つの空間ビームが同時に使用され得るよう、基地局と移動局との間のデータを通信するために使用される特定の無線チャネルが２つのレイヤを使用することが可能なことを示す。一方、「ランク１」は、ちょうど単一のレイヤが無線チャネルに対して使用されることを意味し、そして、それはちょうど複数の空間ビームのうちの１つがデータを送信するために使用されることを意味する。

基地局１００で記憶されるコードブック１３０は、複数のＰＭＩ値に対応する２つの列を有するマトリックスとして、そして、２つのカラムが、可能なランク（１、２）に対応するよう配置される。移動局１０２から基地局１００にフィードバックされる各々のＰＭＩ値は、コードブック１３０の列にインデックスを与え、各々の対応するランクモードは、コードブック１３０の列のうちの一つを選択する。これと共に、ＰＭＩ値及びランクモードのペアは、コードブック１３０のエントリのうちの１つを選択する。そこから、対応するプレコーディングマトリクスが抽出される。選択されたプレコーディングマトリックスは、図２の「Ｗ」として示される。

選択されたプレコーディングマトリックスＷは、プリコーダ２０４によって基地局１００の入力信号（ｘ）に適用される。プレコードされた信号は、基地局１００から信号ｚとして送られる。送信された信号ｚは、（Ｈによって示される）無線チャネルを介して通信される。そして、これは移動局１０２で受信信号ｙを提供するためにノイズ（ｎ）と（２０６で）結合される。受信信号ｙは、元の信号ｘを抽出するために、移動局１０２のデコーダ２０８によってデコードされる。デコーダ２０８によって実行されるデコーディングは、基地局１００のプリコーダ２０４によって適用されるプレコーディングをリバースさせることを含む。

ＰＭＩ、ＣＱＩ、及びランク情報をフィードバックすることは、移動局１０２から基地局１００にアップリンクによって（２１０で）送られるフィードバックヘッダ構造を使用して実行されてもよい。フィードバックデータ構造の利用は、比較的効率的である。なぜなら、フィードバックデータ構造は、移動局１０２から基地局１００に送られるデータフレームによって提供できるからである。フィードバックヘッダ構造にデータフレームを「提供する」ことは、フィードバックヘッダ構造を、データフレーム（データフレームのヘッダまたはボディ）に挿入するかまたはデータフレームにフィードバックヘッダ構造を追加することを含む。また、フィードバックデータ構造を用いることは、強化された柔軟性を提供する。なぜなら、フィードバックデータ構造は基地局による受信を確実にするために複数回送信できるからである。

基地局は、特定の状況の下では、移動局からのいかなるリコメンデーション（ＰＭＩ、ＣＱＩおよび／またはランク情報）にもオーバーライドすることが可能である点に留意すべきである。ＰＭＩがオーバーライドされた場合、基地局は移動局に異なるＰＭＩの信号を送ってもよい。

ＷｉＭＡＸプロトコルに従うフィードバックヘッダ構造は、複数の部分を含む。一つの実施例において、フィードバックヘッダ構造の複数の部分は、第一のタイプのフィードバックヘッダ、及び第２のタイプのフィードバックヘッダを含む。一つの実施例において、ＷｉＭＡＸ標準に従い、フィードバックヘッダの２つのタイプは、フィードバック・ヘッダ・タイプ０１１０、及びフィードバック・ヘッダ・タイプ１１０１である。フィードバック・ヘッダ・タイプ０１１０は、フィードバック・ヘッダ・タイプ１１０１より頻繁には送られない。一部のインプリメンテーションにおいて、フィードバック・ヘッダ・タイプ１１０１はあらゆるデータフレームと共に送られるのに対して、フィードバック・ヘッダ・タイプ０１１０は、Ｎ個のデータフレーム毎に送信される。ここで、Ｎ＞１である。一つの実施例において、Ｎは、６に等しい。

「フレーム」データとは、データビット（及び制御情報）のあらかじめ定められた集まりの一部を示す。これらは、基地局と移動局との間の無線チャネルを介して交換されてもよい。場合によっては、フレームは、アップリンクまたはダウンリンクで送られるスーパーフレームに連結される。さらに一般的にいえば、フィードバックヘッダ構造は、複数の部分を有する。ここで、第１部分は、フィードバックヘッダ構造の少なくとも第２の部分よりも頻繁に送られる。

図３は、タイプ０１１０のフィードバック・ヘッダ（３００）の一部のコンテンツを示す。（タイプ０１１０の）フィードバックヘッダ３００のコンテンツは、第１の要素３０２を含む。これは、基地局と移動局との間の無線チャネルにおけるＭ個の最適なバンドを示す。ここで、Ｍ＞１である。１つの実施例のインプリメンテーションにおいて、Ｍ個の最適なバンドを特定する要素３０２は、ビットマップ（例えば１２ビット・ビットマップ）である。１つの実施例において、Ｍが３である（なお、他の値は、他のインプリメンテーションで使用されてもよい）。

ＷｉＭＡＸにおいて使用される「バンド」は、ＡＭＣ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｄｉｎｇ）論理的バンドは、（周波数領域において）８つのビン（ｂｉｎ）で構成され、かつ、（時間領域において全てのダウンリンクデータＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）シンボルで構成される。ＯＦＤＭによれば、異なるユーザは、異なる一組のサブキャリア（異なる周波数）に割り当てられ、かつ、異なるタイムスロット（ＯＦＤＭシンボルの一組を含む）を割り当てられてもよい。一実施例では、ビンは、異なる対応する周波数の９つの連続的なサブキャリアとして定義される。この種のビンは図４においてビン４００として示される。このビン４００は、９つのサブキャリア、及び１つのＯＦＤＭシンボル（時間領域において）を含む。ＡＭＣ論理的バンドは、（周波数ディメンションに沿って）８つのビン４００、かつ時間ディメンションに沿って全てのＯＦＤＭシンボルを含む。一実施例では、基地局と移動局との間の各々の無線チャネルに１２個のバンドがあってもよい。

さらに一般的にいえば、「バンド」は無線リソースの一部のあらかじめ定められた部分に関連する。そして、これは基地局と移動局との間のデータを通信するために使用するこの種の複数のあらかじめ定められた部分を持つ。

図３のフィードバックヘッダ３００は、また、Ｍ個の最適なバンドに対するＣＱＩを含む要素３０４を有する。したがって、要素３０４は、最適なバンドのための第１のＣＱＩ、第二に最適なバンドのための第２のＣＱＩ、及び第三の最適なバンドのためのＣＱＩを含む。一実施例では、各々のＣＱＩは５ビットを含む。そうすると、Ｍ個のＣＱＩを記憶するビットの数はＭ×５である。

フィードバックヘッダ３００の他の要素３０６は、Ｍ個のバンドに対するランクモードを特定するために、ランク情報を含む。換言すれば、最適なバンドに対するランクモード、次に最適なバンドに対するランクモード等が、要素３０６に含まれる。各々のランクモードは、（ランク１またはランク２を示すために）１ビットとして示される。そうすると、要素３０６はＭ個のビットから構成される。

フィードバックヘッダ３００の要素３０２、３０４、及び３０６に対する特定の数のビットについては既に述べたが、これらの数は、例示の目的で示したに過ぎない。異なるインプリメンテーションにおいては、異なるサイズの要素３０２、３０４、及び３０６が用いられてもよい。さらに、フィードバックヘッダ３００は、また、他の情報（図示せず）を含む。

図５は、タイプ１１０１に従ったフィードバックヘッダ５００を示す。フィードバックヘッダ５００は、Ｍ個の最適なバンドに対するＰＭＩ値を含む要素５０２を有する。ＰＭＩ値が長さ３ビットである場合、要素５０２のためのビットの数はＭ×３である。しかしながら、ＰＭＩの長さが６ビットである場合、要素５０２のためのビットの数は、Ｍ × ６である。

フィードバックヘッダ５００の他の要素５０４は、Ｍ個の最適なバンドに対するＣＱＩの差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＣＱＩｓ）を含む。ＣＱＩの差は、短縮されたＣＱＩ（例えば５ビットの代わりに２ビット）である。これは、現在フレームのＣＱＩとフィードバックヘッダ３００において報告されたＣＱＩとの差を示す。フィードバックヘッダ３００においては全てのＣＱＩ値が報告されるが、フィードバックヘッダ５００より頻繁ではない点に留意すべきである。フィードバックヘッダ３００は、Ｎフレーム毎に送信されてもよい。なお、フィードバックヘッダ３００に対応するフレームの次の各々のフレームに対して、ＣＱＩは変化し得る。これによって、フィードバックヘッダ５００の要素５０４で提供されたＣＱＩの差は、この種の変化（もしあるならば）の範囲の指示（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を提供する。

上記のように、フィードバックヘッダ構造タイプ１１０１でＰＭＩ及びＣＱＩの差を報告する代わりに、ＰＭＩ、及びＣＱＩの差は、これに代えて、アップリンクで送られるＣＱＩＣＨ（ＣＱＩチャネル）において通信されてもよい。ＣＱＩＣＨは、主要（ｐｒｉｍａｒｙ）なＣＱＩＣＨ、及び二次的な（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ）ＣＱＩＣＨを含む。主要なＣＱＩＣＨは、Ｍ個の最適なバンドに対するＰＭＩを伝送するために使用される。全てのＭ個の最適なバンドに対して、一つのＰＭＩ値が存在する。二次的なＣＱＩＣＨは、Ｍ個の最適なバンド用に、バンドにつき１ビットのＣＱＩの差を伝送するのに使用される。１ビットのＣＱＩの差は、現在のデータフレームのＣＱＩと、フィードバックヘッダ３００において報告されたＣＱＩの差を示す。（なお、一部の実施例において、ＣＱＩＣＨが基地局にフィードバック情報を提供するために選択される場合、タイプ０１１０のフィードバックヘッダが依然として使われる。しかしながら、ＣＱＩＣＨが選択される場合、タイプ１１０１のフィードバックヘッダは使用されない点に留意すべきである）。

ＣＱＩＣＨは、移動局から基地局に情報を通信するための、より信頼性の高いメカニズムである。特に、セル・エッジに位置する場合や、高い障壁のある位置。あるいは減少した信号品質に位置する場合に高い信頼性がある。

検出されたチャネル状況に基づいて、最適な基地局は、移動局に対して、ＰＭＩ、及びＣＱＩの差を報告するためどのメカニズムを使用するべきかについての指示を提供してもよい。相対的に良好なチャネルコンディションの場合、最適な局は、移動局に対してＰＭＩ、及びＣＱＩの差を報告するために、（タイプ１１０１）のフィードバック構造を使用するよう指示してもよい。タイプ１１０１のフィードバックヘッダは、ＣＱＩＣＨより詳細な情報を通信することが可能である。例えば、タイプ１１０１のフィードバックヘッダによって、異なるＰＭＩ値が、対応するＭ個の最適なバンドに提供されうる。これに対して、ＣＱＩＣＨは、Ｍ個の最適なバンドに対してただ一つのＰＭＩに限られている。また、ＣＱＩＣＨは、２ビットＣＱＩの差の代わりに、タイプ１１０１のフィードバックヘッダで通信され得る１ビットＣＱＩの差を使用することに限られている。

図６は、基地局と移動局との間のメッセージの交換の例示的なフローチャートである。移動局がＣＬ−ＭＩＭＯオペレーションを実行するためフィードバック情報を基地局に送信することを可能にするために、基地局１００は、（６０２で）ポーリングに情報要素を移動局１０２に送信する。これをＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥと言う。Ｆｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥは、フィードバック・ヘッダ・タイプ、フィードバック周期性、及びフィードバックの持続時間を示す。ポーリング情報要素は、下り回線制御チャネルにおいて送られてもよい。さらに一般的にいえば、基地局は、フィードバックメカニズムが動作し得るあるタイプの指示を送ることが可能である。

基地局１００が、それぞれフィードバックのための２つのポーリングＩＥタイプ０１１０及び１１０１を出したあと、またはタイプ１１０１のための１つのポーリングＩＥだけを出したあと、ＣＬ−ＭＩＭＯオペレーションが開始され得る。移動局１０２が、タイプ１１０１のための１つのポーリングＩＥだけを受信した場合、それは、フィードバック・ヘッダ・タイプを第１フィードバック、第Ｎのフィードバック、第２Ｎのフィードバック等のタイプ０１１０にオーバーライド（ｏｖｅｒｒｉｄｅ）される。フィードバック・タイプが特定のフレームのタイプ０１１０にオーバーライドされた場合、ＰＭＩ、及びＣＱＩの差の値は利用できない。その状況において、先行フレームで受信されたＰＭＩ、及びＣＱＩの差が使用されてもよい。タイプ０１１０、及び１１０１のためのＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥを受信することに応答して、移動局は、タイプ１１０１、及び０１１０のフィードバックヘッダを送り始める。第１の移動局１０２は、まず、（６０４で）タイプ０１１０のフィードバックヘッダを送る。タイプ０１１０のフィードバックヘッダは、タイプ１１０１のフィードバックヘッダより頻繁には送られない点に留意すべきである。タイプ０１１０のフィードバックヘッダの伝送（６０４で）に続いて、移動局は、タイプの１１１０のフィードバックヘッダを（６０６、６０８で）送信する。これは、例えば各フレームで実行される。

次に、Ｎ個のデータフレームが送られたあと、移動局１０２は、（６１０で）再びタイプ０１１０のフィードバックヘッダを送る。（６１２で）別のタイプ１１０１のフィードバックヘッダがその後に続く。

ある時点で、基地局１００は、閉ループ・フィードバックを停止させるために（６１４で）別のポーリング情報要素（例えばＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ）を移動局１０２に送信してもよい。これによって、移動局１０２は基地局１００にフィードバックヘッダをもはや送らない。

図７は、他の例示的なフローチャートである。図７において、第１のＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ（タイプ０１１０）を（７０２で）送り、かつ、別のＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ（タイプ１１０１）を移動局１０２に（７０４で）送信することによって、基地局１００は、フィードバックメカニズムを始める。この例では、２つのポーリング情報要素が、図６の１つのポーリング情報要素の代わりに使用される。この例では、２つのポーリング情報要素に応答して、移動局は、別々のフィードバック・チャネルで２つの異なるタイプのフィードバックヘッダを送ることができる。

タイプ０１１０のフィードバックヘッダは、移動局１０２によって基地局１００に（７０６で）送られる。次に、移動局１０２は、タイプ１１０１のフィードバックヘッダを基地局１００に（７０８で）送る。基地局１００がフィードバックメカニズムを停止させるために２つのポーリング情報要素（７１０、７１２）を移動局１０２に送信するまで、このプロセスは続く。

図８は、タイプ１１０１のフィードバックヘッダを移動局が使用する代わりに、ＣＱＩＣＨ（主要なＣＱＩＣＨ、及び二次的なＣＱＩＣＨ）のフィードバック情報を報告しなければならないと、基地局が決定したオペレーションの実施例である。この例では、基地局は、Ｆｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ（タイプ０１１０）を移動局１０２に（８０２で）送信し、周期的に０１１０のタイプのフィードバックヘッダを送信するよう、移動局１０２に命じる。加えて、基地局１００は、また、ＣＱＩＣＨ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ＿Ａｌｌｏｃ＿ＩＥを移動局１０２に（８０４で）送信する。ここで、ＣＱＩＣＨ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ＿Ａｌｌｏｃ＿ＩＥは、フィードバック・ヘッダ・タイプ１１０１の代わりにＣＱＩＣＨのフィードバック情報を送るよう移動局に通知するポーリング情報要素である。

情報要素に応答して、移動局は、基地局にタイプ０１１０のフィードバックヘッダを（８０６で）送る。次に、移動局は、ＣＱＩＣＨを基地局１０２に（８０８、８１０で）送信する。Ｎサイクル後、移動局はタイプ０１１０の別のフィードバックヘッダを（８１２で）送る。そして、別のＣＱＩＣＨが（８１４で）続く。

ある時点で、基地局は、Ｆｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ、及びＣＱＩＣＨ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ＿Ａｌｌｏｃ＿ＩＥを移動局１０２に（８１６、８１８で）送信することによって、フィードバックメカニズムを停止させてもよい。

図９は、タイプ１１０１だけのフィードバックポーリングＩＥによってＣＬ−ＭＩＭＯオペレーションが始まった場合、フィードバック・オペレーションを実行するために、タイプ１１０１のフィードバックヘッダ構造を使用することと、ＣＱＩＣＨを使用することとの間の切り替の実施例を示す。図９の実施例において、移動局は、タイプ１１０１のフィードバックヘッダを基地局に（９０２で）送り、かつ、次に、タイプ０１１０のフィードバックヘッダを基地局に（９０４で）送る。次に、基地局は、Ｆｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ（タイプ０１１０）、及びＣＱＩＣＨ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ＿Ａｌｌｏｃ＿ＩＥを移動局に（９０６で）送信する。これらは、タイプ１１０１のフィードバックヘッダを使用することの代わりにＣＱＩＣＨを使用することへ切り替えることの移動局に対する指示である。例えば、基地局は、移動局が低いＳＩＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）領域にあることを検出してもよい。

次に、移動局は、タイプ０１１０のフィードバックヘッダを（９０８で）送る。それから、基地局は、タイプ１１０１のフィードバックヘッダの送信を停止させるために、Ｆｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥを移動局に（９１０で）送信する。この後、移動局は再びタイプ０１１０のフィードバックヘッダを（９１２で）送る。その後、（９１４で）ＣＱＩＣＨの伝送が続く。

異なる実施例において、タイプ０１１０、及び１１０１のＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥを使用してＣＬ−ＭＩＭＯオペレーションが、開始された場合、基地局は、スイッチがＣＱＩＣＨを使用して報告するよう切り替えるために、移動局にＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ（タイプ０１１０）を（９０６で）送信する代わりに、ＣＱＩＣＨ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ＿Ａｌｌｏｃ＿ＩＥを出す。そして、タイプ１１０１のフィードバックヘッダの伝送を停止させるために、タイプ１１０１のＦｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥが出される。

図１０は、フィードバックを実行するために、ＣＱＩＣＨを使用することからタイプ１１０１のフィードバックヘッダを使用することに切り換える例を示す。最初に、移動局は、タイプ０１１０のフィードバックヘッダを（１００２で）送る。次に、基地局は移動局が高いＳＩＮＲ領域にあることを検出する。これによって、基地局は、移動局をタイプの１１０１フィードバックヘッダ使用するフィードバックに切り替えることを決定する。このことは、Ｆｅｅｄｂａｃｋ＿Ｐｏｌｌｉｎｇ＿ＩＥ（タイプ１１０１）を移動局に（１００４で）送信することによってなされる。しかしながら、移動局は、依然として、ＣＱＩＣＨを使用してフィードバック情報を（１００６で）送り続ける。基地局がＣＱＩＣＨフィードバックを停止させるためにＣＱＩＣＨ＿Ｅｎｈａｎｃｅｄ＿Ａｌｌｏｃ＿ＩＥを（１００８で）送信すると、移動局は、タイプ１１０１のフィードバックヘッダを使用してフィードバック情報を送信するのを（例えば、１０１０、１０１２で）開始する。

前述の実施例において、タイプ０１１０のフィードバックヘッダを使用する代わりに、図３に示されるコンテンツを伝送するために、ＲＥＰ−ＲＳＰ（Ｒｅｐｏｒｔ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージがその代わりに使用されてもよい。この種の別の実施例においては、図６−図１０のフローチャートは、タイプ０１１０のフィードバックヘッダの各々の実例をＲＥＰ−ＲＳＰメッセージに置き換えられ変更される。

それぞれの基地局及び移動局によって実行された、ポーリング情報要素、及びフィードバック情報の送信は、ソフトウェアによって制御されてもよい。ソフトウェアによって制御される場合、この種のソフトウェアの命令はプロセッサ（例えば図１のＣＰＵ１１０、及び１１８）によって実行される。プロセッサは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プロセッサーモジュールまたはサブシステム（一つ以上のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含む）または他の制御または計算デバイスを含む。「プロセッサ」は、単一のコンポーネントまたは複数のコンポーネント（例えば一部のＣＰＵまたは多重ＣＰＵ）であってもよい。

データ、及び（ソフトウェアの）命令はそれぞれの記憶装置に記憶される。そして、それは一つ以上のコンピュータ可読あるいは計算機が使用可能な記憶媒体としてインプリメントされる。記憶媒体は、メモリを含む半導体メモリ・デバイス、例えば動的または静的記憶（ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ）、消去可能な、及びプログラム可能な読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能、及びプログラム可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリ）の異なる形式を含み、磁気ディスク（例えば固定された、フロッピー、及びリムーバブル・ディスク）、他の磁気媒体を含むテープ、及び光学式媒体、例えばコンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）を含む。

前述の説明において、多くの詳細事項が、本発明の理解を提供するために記載されている。しかしながら、それらは、これらの詳細な説明なしで当業者によって本発明が実施されてもよいと理解される。本発明は、限定された実施例で開示されるが、当業者はその記載から多数の修正変更を理解する。これらの修正及びバリエーションは、添付の請求の範囲によってカバーされる、本願発明の範囲に包含される。

Claims (23)

1. 閉ループＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）システムの無線通信の方法であって：
   第１の無線ノードと第２の無線ノードとの間で無線チャネルを介して、前記第２の無線ノードと前記第１の無線ノードとの間で通信される信号に適用される符号化を特定するインジケータを含むフィードバックデータ構造を通信するステップ、を含み、
   前記フィードバックデータ構造の前記インジケータは、前記第１の無線ノードで検出される無線チャネル状況に基づき、かつ、
   前記インジケータは、前記無線チャネルの複数のバンドに対応する、
   方法。
2. 前記第１と第２の無線ノードとの間で前記フィードバックデータ構造を通信するステップは、
   移動局と基地局との間で前記フィードバックデータ構造を通信するステップ、
   を有する請求項１記載の方法。
3. 前記インジケータを含む前記フィードバックデータ構造を通信するステップは、
   前記対応するバンドに対するプレコーディングマトリックスインデクス（ＰＭＩ）値を含む前記フィードバックデータ構造を通信するステップ、
   を有する請求項１記載の方法。
4. 前記第２の無線ノードによって、各々の前記ＰＭＩ値に基づいてコードブックのエントリを選択するステップ、を更に有し、前記コードブックは、それぞれのプレコーディングマトリックスを含む複数のエントリを含み、各々のプレコーディングマトリックスは、前記第２の無線ノードによって前記第１の無線ノードに送信された信号の符号化に適用するために用いられる、請求項３記載の方法。
5. 前記フィードバックデータ構造は、更にチャネル品質インジケータ、及びランク情報を含み、かつ、当該方法は、
   前記第２の無線ノードによって、前記チャネル品質インジケータに基づいて、変調、及び符号化方式を選択するステップと；
   前記ランク情報に基づいて、前記第２の無線ノードによって、データストリームの数を選択するステップと、
   を更に有する請求項３記載の方法。
6. 前記第２の無線ノードが、前記インジケータに基づき、前記移動局によって推奨された符号化を、オーバーライドするステップと、；
   前記第２の無線ノードが、変更された符号化の指示を、前記移動局に送信するステップと、
   を更に有する請求項１記載の方法。
7. 前記フィードバックデータ構造を通信するステップは、
   ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）フィードバックヘッダを通信するステップ、
   を有する請求項１記載の方法。
8. 前記ＷｉＭＡＸフィードバックヘッダを通信するステップは、第一のタイプのＷｉＭＡＸフィードバックヘッダと、第２のタイプのＷｉＭＡＸフィードバックヘッダとを通信するステップ、を含み、
   前記第一のタイプの前記ＷｉＭＡＸフィードバックヘッダは、Ｎ個のフレーム毎に送信され、ＮはＮｌ（Ｎｌ＞１）と等しいか大きく、かつ、
   前記第２のタイプの前記ＷｉＭＡＸフィードバックヘッダは、Ｎ１個のフレーム毎に送信される、
   請求項７記載の方法。
9. 前記フィードバックヘッダは、第一のタイプのフィードバックヘッダと第２のタイプのフィードバックヘッダとを含み、
   前記第一のタイプの前記フィードバックヘッダは：
   前記第２の無線ノードから前記第１の無線ノードにデータを送信するためのＭ個の最適なバンドを特定する情報であって、Ｍは１より大きい、前記情報と、
   前記Ｍ個の最適なバンド用のチャネル品質インジケータと、
   前記Ｍ個の最適なバンドに対するランク情報と、
   を含む、
   請求項７記載の方法。
10. 前記第２のタイプの前記フィードバックヘッダが、前記Ｍ個の最適なバンドに対するプレコーディングマトリックスインデクス（ＰＭＩ）値を含み、かつ、
    前記第２のタイプの前記フィードバックヘッダが、前記第一のタイプの前記フィードバックヘッダより、より頻繁に通信される、
    請求項７記載の方法。
11. 前記第２のタイプの前記フィードバックヘッダは、前記Ｍ個の最適なバンド用のチャネル品質インジケータの差を示す値を更に含み、
    各々のチャネル品質インジケータの差は、対応する前記第一のタイプの前記フィードバックヘッダのチャネル品質インジケータに関連する差を示す、
    請求項１０記載の方法。
12. 命令を含む少なくとも１つのコンピュータ可読の記憶媒体を有する製品であって、前記命令は、実行されたときに、第１の無線ノードに対して：
    前記第２の無線ノードに、前記第２の無線ノードによって送信される信号に適用する符号化に関するフィードバック情報を送信させ、
    第１の状態の下で、フィードバックヘッダで前記フィードバック情報が送信され、前記フィードバックヘッダは、データフレームで提供され、かつ、
    第２の状態の下で、制御チャネルで前記フィードバック情報が送信される、
    製品。
13. 前記フィードバックヘッダは、第一のタイプであり、かつ、前記命令は、実行されたときに、前記第１の無線ノードに対して：
    第２のタイプのフィードバックヘッダを前記第２の無線ノードに更に送り、
    前記第一のタイプの前記フィードバックヘッダが同一の周期で、または、前記第２のタイプの前記フィードバックヘッダより高い頻度で、送信される、
    請求項１２記載の製品。
14. 前記制御チャネルは、チャネル品質インジケータ制御チャネル（ＣＱＩＣＨ）である、請求項１３記載の製品。
15. 前記フィードバック情報が、前記第２の無線ノードからの第１の指示に応答して、前記フィードバックヘッダで送信され、かつ、
    前記フィードバック情報が、前記第２の無線ノードからの第２の指示に応答して前記制御チャネルで送信される、
    請求項１２記載の製品。
16. 前記フィードバック情報が、少なくとも一つのプレコーディングマトリックス・インデックスを含む。請求項１２記載の製品。
17. 前記フィードバック情報は、ランク情報、及び少なくとも一つのチャネル品質インジケータを更に含む、請求項１６記載の製品。
18. 前記フィードバック情報は、前記第１の無線ノードと前記第２の無線ノードとの間の無線チャネルのそれぞれのバンドに対して複数のプレコーディングマトリックス・インデックスを含む、請求項１６記載の製品。
19. 前記バンドの各々は、異なる周波数の一組のサブキャリア、及び一組のタイムスロットを含む、請求項１８記載の製品。
20. 基地局であって、
    無線チャネルを介して、移動局と通信する無線インターフェースと；
    プロセッサと；を有し、
    該プロセッサは、
    前記無線チャネルを介して、前記基地局と前記移動局との間で通信される信号に適用される符号化を特定するインジケータを含むフィードバックデータ構造を、受信し、
    前記フィードバックデータ構造の前記インジケータは、前記移動局で検出された無線チャネル状況に基づき、かつ、
    前記インジケータは、前記無線チャネルの複数のバンドに対応する、
    基地局。
21. 前記複数のバンドは、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）バンド、を有する請求項２０記載の基地局。
22. 移動局であって、
    無線チャネルを介して基地局と通信する無線インターフェースと；
    プロセッサと；を有し、
    該プロセッサは、
    前記無線チャネルを介して、前記基地局と前記移動局との間で通信される信号に適用される符号化を特定するインジケータを含むフィードバックデータ構造を、送信し、
    前記フィードバックデータ構造の前記インジケータは、前記移動局で検出される無線チャネル状況に基づき、かつ、
    前記インジケータは、前記無線チャネルの複数のバンドに対応する、
    移動局。
23. 前記複数のバンドは、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）バンド、を有する請求項２２記載の移動局。

Images