JP2014506426A - 交差偏波アンテナ・アレイ（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙ）のためのプリコーディング方法およびプリコーダ - Google Patents

交差偏波アンテナ・アレイ（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙ）のためのプリコーディング方法およびプリコーダ Download PDF

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Abstract

本発明は、交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーディング方法を提供し、交差偏波アンテナ・アレイは、共平面偏波アンテナの第１のグループと、共平面偏波アンテナの第２のグループとを含み、方法は、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤのために、複数のコードワードを含むフィードバック・コードブックを生成するステップと、フィードバック・コードブック内のコードワードの選択を受け取るステップと、受け取った選択に従って、フィードバック・コードブックから対応するコードワードを決定するステップと、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤをプリコードするために、決定されたコードワードに基づいて、プリコーディング行列を生成するステップとを含み、フィードバック・コードブック内の各コードワードは、第１のグループの共平面偏波アンテナに対応する第１の係数部分と、第２のグループの共平面偏波アンテナに対応する第２の係数部分とを含み、データ・ストリームの同じレイヤに対応する、第１の係数部分と第２の係数部分における係数の間には、複素スケーリング関係が存在する。これに対応して、本発明は、交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーダをさらに提供する。

Description

本発明は、通信技術に関し、詳細には、複素スケーリング（ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｃａｌｉｎｇ）ベースのフィードバック・コードブックを使用する、交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーディング方法およびプリコーダに関する。
交差偏波リニア・アンテナ・アレイ（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ｌｉｎｅａｒ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ）は、ＬＴＥシステムにおいて広く利用されている。交差偏波リニア・アンテナ・アレイは、各グループ内のアンテナが同一偏波上にある、共平面偏波アンテナ（ｃｏｐｌａｎａｒ ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ａｎｔｅｎｎａ）の２つのグループと見なすことができる。
交差偏波リニア・アンテナ・アレイのチャネル特性について以下で説明する。交差偏波リニア・アンテナ・アレイのチャネルｈは、
Figure 2014506426
 によって表すことができ、ここで、ｈ１は、一方の偏波上にある第１のグループのアンテナのサブチャネルを表し、ｈ２は、他方の偏波上にある第２のグループのアンテナのサブチャネルを表す。
以下の文献から、散乱がない場合には、ｈ１とｈ２の間に、複素スケーリング係数
Figure 2014506426
 が存在することが簡単に分かり、ここで、βは、絶対値（ｍｏｄｕｌｕｓ）を表し、δは、位相を表す。
文献：
Ｌ．Ｊｉａｎｇ、Ｌ．Ｔｈｉｅｌｅ、Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ、「Ｏｎ ｔｈｅ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ＭＩＭＯ Ｃｈａｎｎｅｌ」、１３ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、パリ、フランス、２００７年４月
Ｌ．Ｊｉａｎｇ、Ｌ．Ｔｈｉｅｌｅ、Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ、「Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍａｃｒｏｃｅｌｌ ＭＩＭＯ Ｃｈａｎｎｅｌ」、Ｐｒｏｃ． ＩＥＥＥ ＩＳＷＣＳ、イタリア、２００９年９月
交差偏波リニア・アンテナ・アレイを用いる場合、シングルユーザまたはマルチユーザ・プリコーディングを行うために、効率的なフィードバック・コードブックが必要とされる。
現在、３ＧＰＰにおけるＬＴＥ−Ａに関する討議では、交差偏波リニア・アンテナ・アレイのための様々なフィードバック方式が提案されている。Ｒ１−１０３０２６、「Ｖｉｅｗｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｒｅｌ １０」、Ｓａｍｓｕｎｇ、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＷＧ１ ６１、およびＲ１−１０１７４２、「Ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ」、Ｅｒｉｃｓｓｏｎ、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＷＧ１ ６０ｂでは、生成されるプリコーダ行列Ｆは、コフェージング（ｃｏ−ｐｈａｓｉｎｇ）の形式をとり、
Figure 2014506426
 ここで、Ｆは、サイズがＭ’×Ｌ’のプリコーディング行列であり、Ｍ’は、アンテナの数であり、Ｌ’は、データ・ストリーム・レイヤの数であり、（ｆ’１．．．ｆ’Ｌ）は、第１のグループのアンテナのためのプリコーディング行列を表す、サイズがＭ’／２×Ｌ’のＦの上部分行列であり、
Figure 2014506426
 は、第２のグループのアンテナのためのプリコーディング行列を表す、サイズがＭ’／２×Ｌ’のＦの下部分行列であり、（δ’１．．．δ’Ｌ）は、非負の実数である。
しかし、式（１）のプリコーダの形式は、交差偏波リニア・アンテナ・アレイを用いる場合のチャネル特性に十分には一致しない。チャネル特性に一致するより良いフィードバック・コードブックを設計することによって、システム性能をさらに改善することができる。
したがって、様々なフィードバック方式が提案されているが、現在の方式は、交差偏波リニア・アンテナ・アレイのチャネル特性に十分には一致することができず、したがって、効率的に機能することができない。
Ｌ．Ｊｉａｎｇ、Ｌ．Ｔｈｉｅｌｅ、Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ、「Ｏｎ ｔｈｅ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ ＭＩＭＯ Ｃｈａｎｎｅｌ」、１３ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、パリ、フランス、２００７年４月 Ｌ．Ｊｉａｎｇ、Ｌ．Ｔｈｉｅｌｅ、Ｖ．Ｊｕｎｇｎｉｃｋｅｌ、「Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍａｃｒｏｃｅｌｌ ＭＩＭＯ Ｃｈａｎｎｅｌ」、Ｐｒｏｃ． ＩＥＥＥ ＩＳＷＣＳ、イタリア、２００９年９月 Ｒ１−１０３０２６、「Ｖｉｅｗｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ Ｒｅｌ １０」、Ｓａｍｓｕｎｇ、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＷＧ１ ６１ Ｒ１−１０１７４２、「Ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ」、Ｅｒｉｃｓｓｏｎ、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＷＧ１ ６０ｂ Ｒ１−１０４１６４、「Ｗａｙ ｆｏｒｗａｒｄ ｏｎ ８Ｔｘ ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｆｏｒ Ｒｅｌ．１０ ＤＬ ＭＩＭＯ」、ＣＡＴＴ他、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＷＧ１ ６１ｂ
本発明の目的は、従来技術が有する上述の問題を解決する、交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーディング方法およびプリコーダを提供することである。
本発明の一態様によれば、交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーディング方法が提供され、交差偏波アンテナ・アレイは、共平面偏波アンテナの第１のグループと、共平面偏波アンテナの第２のグループとを含み、方法は、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤのために、複数のコードワードを含むフィードバック・コードブックを生成するステップと、フィードバック・コードブック内のコードワードの選択を受け取るステップと、受け取った選択に従って、フィードバック・コードブックから対応するコードワードを決定するステップと、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤをプリコードするために、決定されたコードワードに基づいて、プリコーディング行列を生成するステップとを含み、フィードバック・コードブック内の各コードワードは、第１のグループの共平面偏波アンテナに対応する第１の係数部分と、第２のグループの共平面偏波アンテナに対応する第２の係数部分とを含み、データ・ストリームの同じレイヤに対応する、第１の係数部分と第２の係数部分における係数の間には、複素スケーリング関係が存在する。
好ましくは、複素スケーリング関係は、振幅および位相を含み、データ・ストリームの各レイヤに対応するフィードバック・コードブック内の係数は、複数の候補振幅および複数の候補位相からなる複数の複素スケーリング係数と、複数の候補単一偏波係数とに従って生成される。
好ましくは、複数の候補振幅は、交差偏波アンテナ・アレイのチャネル特性に従って、事前に設定される。
好ましくは、複数の候補振幅は、１および／または互いに逆数となる１対の値を含むことができる。
好ましくは、複数の候補位相は、所定の範囲内に一様に分布する位相値を含む。
好ましくは、所定の範囲は、０から２πである。
好ましくは、交差偏波アンテナ・アレイは、僅かに離して配置されたリニア・アンテナ・アレイである。第１の係数部分および／または第２の係数部分は、離散フーリエ変換ＤＦＴベクトルを含む。
好ましくは、コードワードの選択は、フィードバック・コードブック内のコードワードのインデックスを含む。
本発明の別の態様によれば、交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーダが提供され、交差偏波アンテナ・アレイは、共平面偏波アンテナの第１のグループと、共平面偏波アンテナの第２のグループとを含み、プリコーダは、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤのために、複数のコードワードを含むフィードバック・コードブックを生成するように構成されたフィードバック・コードブック生成ユニットと、フィードバック・コードブック内のコードワードの選択を受け取るように構成された受け取りユニットと、受け取りユニットによって受け取られた選択に従って、フィードバック・コードブックから対応するコードワードを決定するように構成された決定ユニットと、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤをプリコードするために、決定ユニットによって決定されたコードワードに基づいて、プリコーディング行列を生成するように構成されたプリコーディング・ユニットとを備え、フィードバック・コードブック生成ユニットは、生成されたフィードバック・コードブック内の各コードワードが、第１のグループの共平面偏波アンテナに対応する第１の係数部分と、第２のグループの共平面偏波アンテナに対応する第２の係数部分とを含むように構成され、データ・ストリームの同じレイヤに対応する、第１の係数部分と第２の係数部分における係数の間には、複素スケーリング関係が存在する。
好ましくは、複素スケーリング関係は、振幅および位相を含み、フィードバック・コードブック生成ユニットは、複数の候補振幅および複数の候補位相からなる複素スケーリング係数と、複数の候補単一偏波係数とに従って、データ・ストリームの各レイヤに対応するフィードバック・コードブック内の係数を生成するように構成される。
好ましくは、フィードバック・コードブック生成ユニットは、交差偏波アンテナ・アレイのチャネル特性に従って、複数の候補振幅を設定するように構成される。
好ましくは、フィードバック・コードブック生成ユニットは、１および／または互いに逆数となる１対の値を含むように、複数の候補振幅を設定するように構成される。
好ましくは、フィードバック・コードブック生成ユニットは、位相値が所定の範囲内に一様に分布するように、複数の候補位相を設定するように構成される。
好ましくは、所定の範囲は、０から２πである。
好ましくは、交差偏波アンテナ・アレイは、僅かに離して配置されたリニア・アンテナ・アレイである。第１の係数部分および／または第２の係数部分は、離散フーリエ変換ＤＦＴベクトルを含む。
好ましくは、受け取りユニットは、フィードバック・コードブックにおけるインデックスを受け取るように構成される。
本発明によるプリコーダおよびプリコーディング方法は、交差偏波リニア・アンテナ・アレイのチャネル特性に完全に一致することができ、そのため、より良いコーディング性能を達成する。他方、同じ性能を達成するためのコードブック・サイズが小さくなるので、本発明のプリコーディング方式は、フィードバック・オーバヘッドがより小さく、計算量がより少ない。
本発明の一実施形態による、プリコーダの概略ブロック図である。 本発明の一実施形態による、プリコーディング方法のフローチャートである。 本発明の原理によるコードブックと比較対象のコードブックとの性能比較を示すグラフである。
本発明の具体的な実施形態が、図を参照して詳細に説明されるが、本発明の保護されるべき範囲は、以下の実施形態に限定されない。
図１を参照すると、図１は、本発明の一実施形態による、プリコーダ１００の概略ブロック図を示している。図１に示されるように、プリコーダ１００は、交差偏波アンテナ・アレイであって、それ自体が第１のアンテナ・グループ１０１１および第２のアンテナ・グループ１０１２をさらに含む、交差偏波アンテナ・アレイと、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２と、受け取りユニット１０３と、決定ユニット１０４と、プリコーディング・ユニット１０５とを備える。
第１のアンテナ・グループ１０１１および第２のアンテナ・グループ１０１２は、それぞれ、対応する共平面偏波アンテナからなる。第１のアンテナ・グループ１０１１の偏波方向は、第２のアンテナ・グループ１０１２の偏波方向と直交し、それによって、交差偏波アンテナ・アレイを構成する。
フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤのために、複数のコードワードを含むフィードバック・コードブックを生成するように構成されるが、生成の際、生成されたフィードバック・コードブック内の各コードワードが、第１のアンテナ・グループ１０１１に対応する第１の係数部分と、第２のアンテナ・グループ１０１２に対応する第２の係数部分とを含み、データ・ストリームの同じレイヤに対応する、第１の係数部分と第２の係数部分における係数の間に、複素スケーリング関係が存在するようにする。
具体的には、一実施形態では、データ・ストリームのレイヤがＬ個（Ｌ≧１）存在し、交差偏波アンテナ・アレイ内のアンテナの数がＭ個であり、アンテナ・グループ１０１１およびアンテナ・グループ１０１２がそれぞれＭ／２個のアンテナを含むと仮定する。データ・ストリームのＬ個のレイヤに対して、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、Ｋ個（Ｋ≧１）のコードワードを含むフィードバック・コードブックＷを生成する。生成されたフィードバック・コードブックＷ内の各コードワードＷｋは、以下のように表される。
Figure 2014506426
ここで、コードワード行列Ｗｋのサイズは、Ｍ×Ｌであり、ｋは、コードブックＷ内のコードワードのインデックスであり、（ｗ’１，ｋ．．．ｗ’Ｌ，ｋ）は、Ｗｋの上部分行列であり、Ｍ／２×Ｌのサイズを有し、第１のアンテナ・グループ１０１１に対応する第１の係数部分を形成し、ここで、要素ｗ’ｉ，ｋは、データ・ストリームの第ｉのレイヤの、インデックスがｋの、単一偏波係数を表し、
Figure 2014506426
 は、Ｗｋの下部分行列であり、Ｍ／２×Ｌのサイズを有し、第２のアンテナ・グループ１０１２に対応する第２の係数部分を形成し、ここで、要素
Figure 2014506426
 は、データ・ストリームの第ｉのレイヤの、インデックスがｋの、単一偏波係数を表す。データ・ストリームの同じレイヤに対応する、第１の係数部分と第２の係数部分における係数の間には、複素スケーリング関係が存在することが分かる。複素スケーリング関係は、振幅βおよび位相δを含み、ここで、β１，ｋ，．．．，βＬ，ｋおよびδ１，ｋ，．．．，δＬ，ｋは、非負の実数である。
一実施形態では、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、複数の候補振幅および複数の候補位相からなる複数の複素係数と、複数の候補単一偏波係数とに従って、データ・ストリームの各レイヤに対応するフィードバック・コードブック内の係数を生成するように構成される。具体的には、第ｉのデータ・ストリームに対応するコードブック内の部分に関して、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、ｎ１個の候補β値、ｎ２個の候補δ値、およびｎ３個の候補単一偏波係数ｗ’ｉに基づいて、ｎ１ｎ２ｎ３個の異なるプリコーディング係数を生成する。フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、最終的なフィードバック・コードブックＷを構成するために、データ・ストリームのＬ個のレイヤに対して、同様のプリコーディング係数生成手順を実行する。
一実施形態では、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、交差偏波アンテナ・アレイのチャネル特性に従って、上記の複数の候補振幅を事前に設定するように構成される。
一実施形態では、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、１および／または互いに逆数となる１対の値を含むように、上記の複数の候補振幅を設定するように構成される。
一実施形態では、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、位相値が所定の範囲内に一様に分布するように、上記の複数の候補位相を設定するように構成され、ここで、所定の範囲は、０から２πとすることができる。
一実施形態では、交差偏波アンテナ・アレイは、僅かに離して配置されたリニア・アンテナ・アレイである。このとき、第１の係数部分（ｗ’１，ｋ．．．ｗ’Ｌ，ｋ）および／または第２の係数部分
Figure 2014506426
 は、離散フーリエ変換ＤＦＴベクトルを含む。
受け取りユニット１０３は、フィードバック・コードブック内のコードワードの選択を受け取るように構成される。一実施形態では、受け取りユニット１０３は、フィードバック・コードブックＷにおけるインデックスｋを受け取る。
決定ユニット１０４は、受け取った選択に従って、フィードバック・コードブックＷ内の対応するコードワードを決定するように構成される。一実施形態では、受け取りユニット１０３がインデックスｋを受け取った場合、決定ユニット１０４は、フィードバック・コードブック内のインデックスｋを有するコードワードＷｋを直接的に使用することができ、または他の基準に従って、フィードバック・コードブックと組み合わせて、使用されるコードワードを決定することができる。
プリコーディング・ユニット１０５は、決定ユニットによって決定されたコードワードに基づいて、データ・ストリームをプリコードするためのプリコーディング行列を生成するように構成される。
図２を参照すると、図２は、本発明の一実施形態による、プリコーディング方法２００のフローチャートを示している。プリコーディング方法２００は、図１に示されるような交差偏波アンテナ・アレイに対して使用することができる。交差偏波アンテナ・アレイは、共平面偏波アンテナの第１のグループと、共平面偏波アンテナの第２のグループとを含む。プリコーディング方法２００は、図１に示されるようなプリコーダ１００によって実行することができ、以下のステップを含む。
ステップ２０１において、フィードバック・コードブック生成ユニット１０２は、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤのために、複数のコードワードを含むフィードバック・コードブックを生成するように構成され、フィードバック・コードブック内の各コードワードは、第１のグループの共平面偏波アンテナに対応する第１の係数部分と、第２のグループの共平面偏波アンテナに対応する第２の係数部分とを含み、データ・ストリームの同じレイヤに対応する、第１の係数部分と第２の係数部分における係数の間には、複素スケーリング関係が存在する。
本明細書では、複素スケーリング関係は、振幅および位相を含む。データ・ストリームの各レイヤに対応するフィードバック・コードブック内の係数は、複数の候補振幅と、複数の候補位相と、複数の候補単一偏波係数とに従って生成される。この場合、複数の候補振幅は、交差偏波アンテナ・アレイのチャネル特性に従って、事前に設定することができる。加えて、好ましくは、複数の候補振幅は、１および／または互いに逆数となる１対の値を含むことができる。好ましくは、複数の候補位相は、所定の範囲内に一様に分布する位相値を含むことができ、所定の範囲は、０から２πとすることができる。
好ましくは、プリコーディング方法２００を利用する交差偏波アンテナ・アレイは、僅かに離して配置されたリニア・アンテナ・アレイとすることができる。この場合、第１の係数部分および／または第２の係数部分は、離散フーリエ変換ＤＦＴベクトルを含む。
ステップ２０２において、受け取りユニット１０３は、フィードバック・コードブック内のコードワードの選択を受け取るように構成される。ここで、コードワードの選択は、フィードバック・コードブック内のコードワードのインデックスを含む。
ステップ２０３において、決定ユニット１０４は、受け取った選択に従って、フィードバック・コードブック内の対応するコードワードを決定するように構成される。
ステップ２０４において、プリコーディング・ユニット１０５は、データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤをプリコードするために、決定されたコードワードに基づいて、プリコーディング行列を生成するように構成される。
次に、本発明によるプリコーディング方式の性能の解析が、以下のように提示される。図３は、１ステージ・フィードバック・システムにおける、本発明の原理によるコードブックを使用したプリコーディング方式と、比較対象のコードブックを使用したプリコーディング方式との性能比較を示している。
例示的な１ステージ・フィードバック・システムでは、基地局ｅＮｏｄｅＢは、８個の交差偏波アンテナ・アレイ要素を有し、アンテナ・アレイ要素間の間隔は、０．５波長であると仮定し、一方で、全フィードバック・オーバヘッドは、８ビットに制限され、データ・ストリームのレイヤの数は、１であると仮定する。ここでの構成は、説明を目的としたものにすぎず、本発明による、アンテナの数、アンテナの間隔、フィードバック・オーバヘッド、およびデータ・ストリームのレイヤの数は、上記の値に限定されないことを、当業者は理解していることに留意されたい。例えば、本発明は、データ・ストリームのレイヤがＬ個（Ｌ≧１）存在する状況に適用することができる。
本発明によれば、例示的なフィードバック・コードブック（コードブック１）は、以下のように設計される。
Ｌ＝１であると仮定されているので、上記の式（２）は、以下のように簡略化される。
Figure 2014506426
本明細書では、βｋは、候補βｋ値の全体集合Ａβ＝｛β０＝０．５，β１＝１，β２＝２，β３＝４｝から選択され、δｋは、候補δｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択され、単一偏波係数ｗ’ｋは、候補ｗ’ｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択されると仮定される。このようにして、生成されたコードブック１が、以下の表１に示されている。
Figure 2014506426
比較のために、４つの可能な比較対象のコードブックを以下に与える。
コードブック２：単一偏波係数ｗ’ｋは、候補ｗ’ｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択される。コードブックは、以下の表２に示されるように形成される。
Figure 2014506426
コードブック３：δｋは、候補δｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択され、単一偏波係数ｗ’ｋは、候補ｗ’ｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択される。コードブックは、以下の表３に示されるように形成される。
Figure 2014506426
コードブック４：δｋは、候補δｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択され、単一偏波係数ｗ’ｋは、候補ｗ’ｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択される。コードブックは、以下の表４に示されるように形成される。
Figure 2014506426
コードブック５：δｋは、候補δｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択され、単一偏波係数ｗ’ｋは、候補ｗ’ｋ値の全体集合
Figure 2014506426
 から選択される。コードブックは、以下の表５に示されるように形成される。
Figure 2014506426
本発明によるコードブック１を使用するプリコーディング方式、および４つの比較対象のコードブックであるコードブック２〜５の１つを使用するプリコーディング方式を、性能に関してシミュレートする。以下の表６にシミュレーションの前提を与える。
Figure 2014506426
表７は、上記の５つのコードブックを使用するプリコーディング方式をそれぞれシミュレートすることによって得られた平均量子化誤差を示している。図３は、量子化誤差の累積分布関数を示している。
Figure 2014506426
図３および表７から分かるように、本発明において提案される、複素スケーリングの原理を用いて設計された推奨コードブック（コードブック１）を使用するプリコーディング方式は、他の選択肢であるコードブック（コードブック２〜５）を使用するプリコーディング方式よりも、量子化誤差に関して性能が優れている。
加えて、本発明において提案される、複素スケーリングのコードブック／プリコーダ設計原理は、例えば、Ｒ１−１０４１６４、「Ｗａｙ ｆｏｒｗａｒｄ ｏｎ ８Ｔｘ ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｆｏｒ Ｒｅｌ．１０ ＤＬ ＭＩＭＯ」、ＣＡＴＴ他、３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ１ ＷＧ１ ６１ｂにおいて提案されたような、ＧｏＢベースのフィードバック手法など、２ステージ・フィードバック手法の性能を強化するために使用することもできる。以下では、Ｒ１−１０４１６４において提案されたＧｏＢベースのフィードバック手法において、フィードバック・コードワードＷ２のためのコードブックＣ２を拡張して、プリコーダの性能を改善するために、本発明による複素スケーリングを使用する。
例示的なケースでは、２ビット拡張を行った場合、コードブックＣ２は以下のようになる。
ランク１：
Figure 2014506426
 ここで、
Figure 2014506426
ランク２：
Figure 2014506426
 ここで、
Figure 2014506426
注記：記法
Figure 2014506426
 は、第ｎ要素が１である以外はすべてが０である、４×１選択ベクトルである。
上記のコードブックを使用するプリコーディング方式の性能をシミュレートするために、以下の表８にシミュレーションの前提を与える。
Figure 2014506426
以下の表９は、システム・レベルのシミュレーション結果を与える。
Figure 2014506426
表９は、平均スペクトル効率およびエッジ・スペクトル効率に関して、本発明による複素スケーリングによって強化されたＧｏＢベースの２ステージ・フィードバック方式が、Ｒ１−１０４１６４において提案されたＧｏＢベースの２ステージ・フィードバック方式を上回る良好な利得を達成することを示している。
本発明についての説明が、好ましい実施形態を組み合わせてすでに説明された。本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、様々な他の変更、置換、および追加を行い得ることを当業者は理解されよう。したがって、本発明の範囲は、上述の特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によって確定される。

Claims (16)

  1. 交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーディング方法であって、前記交差偏波アンテナ・アレイが、共平面偏波アンテナの第１のグループと、共平面偏波アンテナの第２のグループとを含み、前記方法が、
    データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤのために、複数のコードワードを含むフィードバック・コードブックを生成するステップと、
    前記フィードバック・コードブック内の前記コードワードの選択を受け取るステップと、
    前記受け取った選択に従って、前記フィードバック・コードブックから対応するコードワードを決定するステップと、
    データ・ストリームの前記少なくとも１つのレイヤをプリコードするために、前記決定されたコードワードに基づいて、プリコーディング行列を生成するステップと
    を含み、
    前記フィードバック・コードブック内の各コードワードが、前記第１のグループの共平面偏波アンテナに対応する第１の係数部分と、前記第２のグループの共平面偏波アンテナに対応する第２の係数部分とを含み、データ・ストリームの同じレイヤに対応する、前記第１の係数部分と前記第２の係数部分における係数の間には、複素スケーリング関係が存在する、
    方法。
  2. 前記複素スケーリング関係が、振幅および位相を含み、データ・ストリームの各レイヤに対応する前記フィードバック・コードブック内の前記係数が、複数の候補振幅および複数の候補位相からなる複数の複素スケーリング係数と、複数の候補単一偏波係数とに従って生成される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記複数の候補振幅が、前記交差偏波アンテナ・アレイのチャネル特性に従って、事前に設定される、請求項２に記載の方法。
  4. 前記複数の候補振幅が、１および／または互いに逆数となる１対の値を含むことができる、請求項２または３に記載の方法。
  5. 前記複数の候補位相が、所定の範囲内に一様に分布する位相値を含む、請求項２または３に記載の方法。
  6. 前記所定の範囲が、０から２πである、請求項５に記載の方法。
  7. 前記交差偏波アンテナ・アレイが、僅かに離して配置されたリニア・アンテナ・アレイであり、前記第１の係数部分および／または前記第２の係数部分が、離散フーリエ変換ＤＦＴベクトルを含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記コードワードの選択が、前記フィードバック・コードブック内の前記コードワードのインデックスを含む、請求項１に記載の方法。
  9. 交差偏波アンテナ・アレイのためのプリコーダであって、前記交差偏波アンテナ・アレイが、共平面偏波アンテナの第１のグループと、共平面偏波アンテナの第２のグループとを含み、前記プリコーダが、
    データ・ストリームの少なくとも１つのレイヤのために、複数のコードワードを含むフィードバック・コードブックを生成するように構成されたフィードバック・コードブック生成ユニットと、
    前記フィードバック・コードブック内の前記コードワードの選択を受け取るように構成された受け取りユニットと、
    前記受け取りユニットによって受け取られた前記選択に従って、前記フィードバック・コードブックから対応するコードワードを決定するように構成された決定ユニットと、
    データ・ストリームの前記少なくとも１つのレイヤをプリコードするために、前記決定ユニットによって決定された前記コードワードに基づいて、プリコーディング行列を生成するように構成されたプリコーディング・ユニットと
    を備え、
    前記生成されたフィードバック・コードブック内の各コードワードが、前記第１のグループの共平面偏波アンテナに対応する第１の係数部分と、前記第２のグループの共平面偏波アンテナに対応する第２の係数部分とを含むように、前記フィードバック・コードブック生成ユニットが構成され、
    データ・ストリームの同じレイヤに対応する前記第１の係数部分と前記第２の係数部分における係数の間には、複素スケーリング関係が存在する、
    プリコーダ。
  10. 前記複素スケーリング関係が、振幅および位相を含み、前記フィードバック・コードブック生成ユニットが、複数の候補振幅および複数の候補位相からなる複素スケーリング係数と、複数の候補単一偏波係数とに従って、データ・ストリームの各レイヤに対応するフィードバック・コードブック内の係数を生成するように構成される、請求項９に記載のプリコーダ。
  11. 前記フィードバック・コードブック生成ユニットが、前記交差偏波アンテナ・アレイのチャネル特性に従って、前記複数の候補振幅を設定するように構成される、請求項１０に記載のプリコーダ。
  12. 前記フィードバック・コードブック生成ユニットが、１および／または互いに逆数となる１対の値を含むように、前記複数の候補振幅を設定するように構成される、請求項９または１０に記載のプリコーダ。
  13. 前記フィードバック・コードブック生成ユニットが、前記複数の候補位相を、所定の範囲内に一様に分布する位相値となる設定を行う様に構成される、請求項９または１０に記載のプリコーダ。
  14. 前記所定の範囲が、０から２πである、請求項１３に記載のプリコーダ。
  15. 前記交差偏波アンテナ・アレイが、僅かに離して配置されたリニア・アンテナ・アレイであり、前記第１の係数部分および／または前記第２の係数部分が、離散フーリエ変換ＤＦＴベクトルを含む、請求項９に記載のプリコーダ。
  16. 前記受け取りユニットが、前記フィードバック・コードブックにおけるインデックスを受け取るように構成される、請求項９に記載のプリコーダ。
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