JP2014510490A - 多重ノードシステムにおける信号送信方法及び装置 - Google Patents

Abstract

複数のノードと前記複数のノードの各々と連結されて制御することができる基地局とを含む多重ノードシステムにおける端末の信号送信方法を提供する。前記方法は、前記複数のノードのうち少なくとも一つのノードから参照信号を受信し、前記少なくとも一つのノードとのチャネルを推定するステップ；前記推定したチャネルに少なくとも一つのプリコーディング行列を適用し、選好するランク及びプリコーディング行列インデックスを選択するステップ；前記ランク及び前記プリコーディング行列インデックスが指示するプリコーディング行列を適用し、複数のコードワード−レイヤマッピング（ｃｏｄｅｗｏｒｄ−ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ；ＣＬＭ）の中から一つを選択するステップ；及び、前記選択したランク、前記選択したプリコーディング行列インデックス、及びＣＬＭ指示子を前記基地局に送信するステップ；を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、多重ノードシステムにおいて信号を送信する方法及び装置に関する。

最近、無線通信ネットワークのデータ送信量が益々増加している。その理由は、マシンツーマシン（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ；Ｍ２Ｍ）通信及び高いデータ送信量を要求するスマートフォン、タブレットＰＣなど、多様なデバイスの出現及び普及のためである。要求される高いデータ送信量を満たすために、より多くの周波数帯域を効率的に使用する搬送波集約（ｃａｒｒｉｅｒ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ；ＣＡ）技術、コグニティブ無線（ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｒａｄｉｏ；ＣＲ）技術などと、限定された周波数内でデータ容量を高めるために、多重アンテナ技術、多重基地局協力送信技術などが最近浮かび上がっている。

また、無線通信ネットワークは、ユーザ周辺にアクセスすることができるノード（ｎｏｄｅ）の密度が高まる方向に進化している。ここで、ノードとは、分散アンテナシステム（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍ；ＤＡＳ）から一定間隔以上離れたアンテナ又はアンテナグループを意味するが、このような意味に限定されるものではなく、さらに広い意味で使われることができる。即ち、ノードは、マクロ基地局、ピコセル基地局（ＰｅＮＢ）、ホーム基地局（ＨｅＮＢ）、ＲＲＨ（ｒｅｍｏｔｅ ｒａｄｉｏ ｈｅａｄ）、ＲＲＵ（ｒｅｍｏｔｅ ｒａｄｉｏ ｕｎｉｔ）、中継器、分散されたアンテナ（グループ）などになることもできる。高い密度のノードを備えた無線通信システムは、ノード間の協力により高いシステム性能を示すことができる。即ち、各ノードが独立的な基地局に互いに協力せずに動作する場合より、各ノードが一つの制御局により送受信の管理を受けて一つのセルに対するアンテナ又はアンテナグループのように動作すると、優れたシステム性能を示すことができる。以下、複数のノード及び複数のノードを制御する基地局を含む無線通信システムを多重ノードシステム（ｍｕｌｔｉ−ｎｏｄｅ ｓｙｓｔｅｍ）という。

多重ノードシステム内の複数のノードは、少なくとも一つ以上の送信アンテナを含むことができ、基地局は、少なくとも一つ以上のノードの総２個以上の送信アンテナを利用して信号を送信することができる。即ち、多重ノードシステムは、ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉ ｏｕｔｐｕｔ）として動作することができる。

従来、無線通信システムがＭＩＭＯとして動作する時、基地局は、コードワード（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）をレイヤ（ｌａｙｅｒ）にマッピングし、レイヤをアンテナポートにマッピングした後、送信アンテナを介して送信する。しかし、このような従来の方法ではレイヤの個数、コードワードの個数が定められると、固定されたコードワード−レイヤマッピング（ｃｏｄｅｗｏｒｄ ｔｏ ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ；ＣＬＭ）を使用する。従来の方法を多重ノードシステムに同様に適用する場合、固定されたコードワードレイヤマッピングにより信号送信の柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）が落ちる問題点がある。

多重ノードシステムに適用することができる新たなコードワード−レイヤマッピング方法及び送信装置が必要である。

多重ノードシステムにおける信号送信方法及び装置を提供しようとする。

本発明の一側面による、複数のノードと前記複数のノードの各々と連結されて制御することができる基地局とを含む多重ノードシステムにおける端末の信号送信方法は、前記複数のノードのうち少なくとも一つのノードから参照信号を受信し、前記少なくとも一つのノードとのチャネルを推定するステップ；前記推定したチャネルに少なくとも一つのプリコーディング行列を適用し、選好するランク及びプリコーディング行列インデックスを選択するステップ；前記ランク及び前記プリコーディング行列インデックスが指示するプリコーディング行列を適用し、複数のコードワード−レイヤマッピング（ｃｏｄｅｗｏｒｄ−ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ；ＣＬＭ）の中から一つを選択するステップ；及び、前記選択したランク、前記選択したプリコーディング行列インデックス、及びＣＬＭ指示子を前記基地局に送信するステップ；を含み、前記複数のコードワード−レイヤマッピングは、前記少なくとも一つのノードの総レイヤの個数及び前記少なくとも一つのノードから送信されるコードワードの個数によって複数個定められ、前記ＣＬＭ指示子は、前記複数のコードワード−レイヤマッピングの中から選択したコードワード−レイヤマッピングを指示することを特徴とする。

前記方法は、前記基地局から複数のレイヤにマッピングされた複数のコードワードを受信するステップ；前記複数のレイヤの各々に対する品質を測定するステップ；をさらに含み、前記ＣＬＭ指示子は、前記複数のレイヤのうち、品質の差が最も小さいレイヤが同じコードワードにマッピングされるようにするコードワード−レイヤマッピングを指示する。

前記複数のコードワードは、２個のコードワードである。

前記複数のレイヤの最大個数は、８個である。

前記複数のレイヤの各々に対する品質は、各レイヤを介して受信した信号の平均大きさ又は平均電力に基づいて決定される。

前記複数のレイヤのうち、品質の差が最も小さいレイヤは、一つのコードワードにマッピングされるレイヤの品質値の分散値を最小化するレイヤ又は各レイヤの最大品質値から最小品質値を引いた値を最小化するレイヤである。

前記選好するランク及びプリコーディング行列インデックスは、前記少なくとも一つのノードの各々に対するノード別ランク、ノード別プリコーディング行列インデックスの中から選択される。

前記方法は、前記基地局にレイヤパーミュテーション情報を送信するステップをさらに含み、前記レイヤパーミュテーション情報は、前記ＣＬＭ指示子が指示するコードワード−レイヤマッピング後に実行されるレイヤパーミュテーションを指示する情報である。

前記レイヤパーミュテーションは、前記ＣＬＭ指示子が指示するコードワード−レイヤマッピングにより出力されるレイヤをグループ化した後にパーミュテーションする。

前記出力されるレイヤのグループ化は、前記少なくとも一つのノードに含まれている各ノードのランク値によって決定される。

前記レイヤパーミュテーションは、前記ＣＬＭ指示子が指示するコードワード−レイヤマッピングにより出力されるレイヤのうち、同じノードにマッピングされるレイヤが一つのコードワードにマッピングされるようにする。

前記ノードパーミュテーション情報は、前記選択したランク及び前記選択したプリコーディング行列インデックスより長い周期で前記基地局に送信される。

本発明の他の側面による、複数のノードと前記複数のノードの各々と連結されて制御することができる基地局とを含む多重ノードシステムにおける端末の信号送信方法は、前記複数のノードのうち少なくとも一つのノードから参照信号を受信し、前記少なくとも一つのノードとのチャネルを推定するステップ；前記推定したチャネルに少なくとも一つのプリコーディング行列を適用し、前記少なくとも一つのノードの各々に対して選好するノード別ランク及びノード別プリコーディング行列インデックスを選択するステップ；前記ノード別ランク及び前記ノード別プリコーディング行列インデックスが指示するプリコーディング行列を適用してレイヤパーミュテーションを選択するステップ；及び、前記ノード別ランク、前記ノード別プリコーディング行列インデックス、及び前記レイヤパーミュテーションを指示するレイヤパーミュテーション指示子を前記基地局に送信するステップ；を含むことを特徴とする。

前記レイヤパーミュテーションは、前記プリコーディング行列インデックスが指示するプリコーディング行列に入力されるレイヤを前記少なくとも一つのノードのランク値によってグループ化した後にパーミュテーションする。

本発明の他の側面による、複数のノードと前記複数のノードの各々と連結されて制御することができる基地局における信号送信方法は、ＣＬＭ（ｃｏｄｅｗｏｒｄ ｔｏ ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ）指示子を送信するステップ；複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングするステップ；前記マッピングした少なくとも一つのレイヤを少なくとも一つのアンテナポートにマッピングするステップ；及び、前記アンテナポートにマッピングされた信号を前記複数のノードのうち少なくとも一つのノードを介して送信するステップ；を含み、前記ＣＬＭ指示子は、前記少なくとも一つのノードの総レイヤの個数及び前記少なくとも一つのノードから送信されるコードワードの個数によって複数個定められるコードワード−レイヤマッピングのうちいずれか一つ以上を指示し、前記複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングするステップで使われるコードワード−レイヤマッピングは、前記ＣＬＭ指示子により限定されることを特徴とする。

前記ＣＬＭ指示子は、複数のコードワード−レイヤマッピングのうち二つ以上を指示し、前記ＣＬＭ指示子を受信した端末は、前記ＣＬＭ指示子に含まれている二つ以上のコードワード−レイヤマッピングのうち、選好するコードワード−レイヤマッピングを指示する情報を前記基地局に送信するステップをさらに含む。

本発明の他の側面による信号送信装置は、複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングするレイヤマッパ；前記レイヤマッパから複数のレイヤの入力を受け、少なくとも一つのノードのランク値と同じ個数のレイヤをグループ化し、グループ化されたレイヤをパーミュテーションするレイヤパーミュータ；及び、前記レイヤパーミュータから複数のレイヤの入力を受け、アンテナポートにマッピングするプリコーダ；を含み、前記レイヤマッパは、前記少なくとも一つのノードの総レイヤの個数及び前記少なくとも一つのノードから送信されるコードワードの個数によって複数個定められるコードワード−レイヤマッピングの中から一つを選択し、前記レイヤパーミュータは、前記レイヤパーミュータから入力される複数のレイヤを前記少なくとも一つのノードのランク値と同じ個数のレイヤでグループ化した後、グループ化したレイヤをパーミュテーションすることを特徴とする。

多重ノードシステムにおいて、性能を最適化することができるコードワード−レイヤマッピング方法及び装置を提供する。また、ノードベースのレイヤパーミュテーションを介して端末がフィードバックする情報量を減らすことができるため、シグナリングオーバーヘッドが減り、端末の複雑度を低くすることができる。

多重ノードシステムの一例を示す。 多重ノードシステムにおける物理階層信号の処理過程を示す。 多重ノードシステムの一例である。 本発明の一実施例に係る端末のチャネル状態情報フィードバック方法を示す。 多重ノードシステムにおいて、レイヤパーミュテーションを含む物理階層信号処理過程を示す。 本発明の一実施例に係るノードベースのレイヤパーミュテーションを実行する例である。 ノードベースのレイヤパーミュテーションのためのレイヤパーミュテーション行列Ｐを求める一例である。 図７で説明した方法を図６で説明した例に適用してレイヤパーミュテーション行列Ｐを求める例を示す。 ノードベースのレイヤパーミュテーションを実行する場合、端末の動作方法を示すフローチャートである。

以下の技術は、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ｓｉｎｇｌｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）などのような多様な無線接続技術に適用されることができる。無線接続技術は、多様な無線通信標準システムで具現されることができる。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ−Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の一部であり、ダウンリンクでＯＦＤＭＡを採用し、アップリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅ）は、ＬＴＥの進化である。

図１は、多重ノードシステムの一例を示す。

多重ノードシステムは、基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）及び複数のノードを含む。

基地局は、特定の地理的領域に対して通信サービスを提供する。基地局は、一般的に端末と通信する固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）を意味し、ｅＮＢ（ｅｖｏｌｖｅｄ−ＮｏｄｅＢ）、ＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＡＢＳ（ａｄｖａｎｃｅｄ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）等、他の用語で呼ばれることもある。

図１において、ノードの一例として、分散されたアンテナを示し、ノードをアンテナノード（ａｎｔｅｎｎａ ｎｏｄｅ；ＡＮ）と呼ばれることもある。しかし、ノードは分散されたアンテナに限定されるものではなく、例えば、マクロ基地局、ピコセル基地局（ＰｅＮＢ）、ホーム基地局（ＨｅＮＢ）、ＲＲＨ（ｒｅｍｏｔｅ ｒａｄｉｏ ｈｅａｄ）、中継器等で具現されることができる。ノードは、ポイント（ｐｏｉｎｔ）と呼ばれることもある。このようなノードは、基地局と有線又は無線で連結され、基地局により制御／管理されることができる。

ノードは、端末立場から見ると、参照信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ；ＲＳ）又はパイロット（ｐｉｌｏｔ）信号を介して識別又は指示されることができる。参照信号（又は、パイロット信号、以下、同一）は、送信端と受信端が知っている信号であり、チャネル測定、データ復調などに利用される信号を意味する。参照信号として、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａで規定するＣＳＩ−ＲＳ（ｃｈａｎｎｅｌ ｓｔａｔｕｓ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ−ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍで規定するプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ミッドアンブル（ｍｉｄａｍｂｌｅ）などがある。このような参照信号又は参照信号に対する設定（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は、各ノード（又は、各ノードの送信アンテナ）にマッピング（ｍａｐｐｉｎｇ）されることができる。参照信号設定とノード間のマッピング情報が端末に与えられ、又は端末が予め知っている場合、端末は、ＣＳＩ−ＲＳ設定に基づいてノードを識別したり、指示を受けたりすることができ、該当ノードに対するチャネル状態情報を求めることができる。参照信号設定は、設定インデックス、各ノードのアンテナポート個数、使用するリソース要素（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ；ＲＥ）、送信周期及び送信時点のオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）などに対する情報を含むことができる。したがって、本明細書において、説明の便宜上、端末が特定ノードに対して信号を測定したり、チャネル状態情報を生成したりするという技術は、端末立場から見ると、特定参照信号に対する信号を測定したり、チャネル状態情報を生成したりするという意味である。

また、図１を参照すると、ノードは、基地局と有線／無線で連結されており、各ノードは、一つのアンテナ又は複数のアンテナ（即ち、アンテナグループ）で構成されることができる。一つのノードに属するアンテナは、地理的に数メートル以内に位置して同じ特性を示すことができる。多重ノードシステムにおいて、ノードは、端末が接続（ａｃｃｅｓｓ）することができるアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ；ＡＰ）の役割をする。

前述したように、ノードがアンテナで構成される場合、このような多重ノードシステムを分散アンテナシステム（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍ；ＤＡＳ）と呼ばれることもある。即ち、分散アンテナシステムは、アンテナ（即ち、ノード）が地理的に多様な位置に分散されて配置され、このようなアンテナを基地局が管理するシステムを意味する。分散アンテナシステムは、従来集中アンテナシステム（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ａｎｔｅｎｎａ ｓｙｓｔｅｍ；ＣＡＳ）において、基地局のアンテナがセル中央に集中して配置される点と異なる。

ここで、アンテナが地理的に分散されて配置されるという意味は、一つの受信機が同じ信号を複数のアンテナから受信する場合、各アンテナと前記受信機とのチャネル状態差が特定値以上になるように配置されるという意味である。アンテナが集中配置されるという意味は、各アンテナと一つの受信機との間のチャネル状態差が特定値未満になるように密集配置されるという意味である。前記特定値は、アンテナに使われる周波数、サービス種類などによって多様に決定されることができる。

前述したように、多重ノードシステムにおいて、複数のノードの各々は、多重送信アンテナを含むことができる。基地局は、複数のノードのうち少なくとも一つのノードの複数の送信アンテナを介して端末に信号を送信し、端末から信号を受信することができる。即ち、多重ノードシステムは、ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｏｕｔｐｕｔ）方式に動作することができる。

ＭＩＭＯ方式は、同じレイヤ又はストリームを多重アンテナポートに送信する送信ダイバーシティ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）と、多重レイヤ又はストリームを多重アンテナポートに送信する空間多重化（ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）と、がある。空間多重化において、多重ストリームが一名のユーザに送信される時、ＳＵ−ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ）という。空間多重化において、多重ストリームが多数のユーザに送信される時、ＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ）という。また、送信ダイバーシティ及び空間多重化は、各々、ユーザから報告されるフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）情報の利用可否によって開ループ（ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ）方式と閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ）方式とに分けられる。

図２は、多重ノードシステムにおける物理階層信号の処理過程を示す。

図２を参照すると、多重ノードシステムは、レイヤマッパ１０１、プリコーダ１０２、副搬送波マッパ１０３−１，．．．，１０３−Ｎｔ、送信物理アンテナ１０４−１，．．．，１０４−Ｎｔを含むことができる。

レイヤマッパ１０１は、コードワードをレイヤにマッピング（ｃｏｄｅｗｏｒｄ ｔｏ ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ；ＣＬＭ）するユニットである。コードワードは、定められたコーディング方式によって情報ビットをエンコーディングして生成され、スクランブリング（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）されることができる。各コードワードは、変調方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）によって変調され、複素値を有する変調シンボルでマッピングされる。変調方式には、制限がなく、ｍ−ＰＳＫ（ｍ−Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）又はｍ−ＱＡＭ（ｍ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）である。例えば、ｍ−ＰＳＫは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ又は８−ＰＳＫである。ｍ−ＱＡＭは、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ又は２５６−ＱＡＭである。変調シンボルでマッピングされたコードワードは、レイヤマッパ１０１により入力され、多重レイヤにマッピングされることができる。ここで、レイヤの総個数をランク（ｒａｎｋ）という。

プリコーダ１０２は、入力される各レイヤをアンテナポート（ａｎｔｅｎｎａ ｐｏｒｔ）にマッピングするユニットである。プリコーダ１０２は、入力される各レイヤを複数のアンテナポートによるＭＩＭＯ方式に処理し、アンテナポート特定シンボル（ａｎｔｅｎｎａ ｐｏｒｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｙｍｂｏｌ）を出力する。

副搬送波マッパ１０３−１，．．．，１０３−Ｎｔは、アンテナポート特定シンボルをリソース要素（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）にマッピングして送信信号に変換し、送信信号は、送信物理アンテナ１０４−１，．．．，１０４−Ｎｔを介して送信される。副搬送波マッパにより変換された送信信号の数と送信物理アンテナの数は同じでなくてもよく、ＬＴＥシステムにおいて、副搬送波マッパにより変換された送信信号と送信物理アンテナとの間のマッピング関係は、端末に透明（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）である。

３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて、コードワードｑに対する変調シンボルｄ^（ｑ）（０），．．．，ｄ^（ｑ）（Ｍ^（ｑ） _ｓｙｍｂ−１）は、レイヤｘ（ｉ）＝［ｘ^（０）（ｉ），．．．，ｘ^{（υ−１）}（ｉ）］^Ｔ（ｉ＝０，１，．．．，Ｍ^{ｌａｙｅｒ} _ｓｙｍｂ−１）にマッピングされる。ここで、Ｍ^（ｑ） _ｓｙｍｂはコードワードｑに対する変調シンボルの個数であり、υはレイヤの個数であり、Ｍ^{ｌａｙｅｒ} _ｓｙｍｂはレイヤ当たり変調シンボルの個数である。空間多重化のための従来コードワード−レイヤマッピングは、以下の表１の通りである。

前記表１示すように、従来のコードワード−レイヤマッピングは、コードワードの個数とレイヤの個数が定められると、固定されたコードワード−レイヤマッピングが適用される。例えば、コードワードの個数が２個であり、レイヤ個数が８個の場合、コードワード＃０（即ち、ｄ^（０））は、レイヤ＃０乃至＃３（即ち、ｘ^（０）乃至ｘ^（３））にマッピングされ、コードワード＃１（即ち、ｄ^（１））は、レイヤ＃４乃至＃７（即ち、ｘ^（４）乃至ｘ^（７））にマッピングされる。このような従来のコードワード−レイヤマッピングを多重ノードシステムにそのまま適用する場合、性能を最適化することができない場合が発生する。

多重ノードシステムにおいて、性能を最適化するための条件は、以下の通りである。二つ以上のコードワードが送信される場合、一つのノードでは一つのコードワードのみを送信する時、システム性能が最適化される。即ち、多重ノードシステムにおいて、性能最適化のための条件は、一つのノードから２個以上のコードワードを送信せずに一つのコードワードのみを送信するものである。多重ノードシステムにおいて、各ノードのチャネルは、無相関（ｕｎｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ）関係であり、フェージング（ｆａｄｉｎｇ）又は経路損失（ｐａｔｈ ｌｏｓｓ）もノード別に異なる。したがって、互いに異なるＭＣＳ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）を使用する多重コードワードをマッピングする場合、一つのノードに多重コードワードをマッピングするより、各ノードに一つのコードワードのみマッピングすることがより効率的である。

前記条件を満たすために、本発明では多重ノードシステムの物理階層信号処理過程にアンテナポート選択的プリコーディングが追加されると仮定する。ここで、アンテナポート選択的プリコーディングとは、一部アンテナポートグループには一部レイヤグループのみをマッピングするプリコーディングを意味する。もし、閉ループ空間多重化と同様に、プリコーディング行列を介してプリコーディングが実行される場合、プリコーディング行列は、ブロック対角（ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｏｎａｌ）行列形態を有するようになる。アンテナポート選択的プリコーディングが適用されると、一つのコードワードに該当する一部レイヤが特定アンテナポートにのみ送信され、このアンテナポートは、一部ノード（又はノードグループ）でのみ送信される。したがって、前記条件のように、ノード単位にコードワードを区分して互いに異なるＭＣＳを適用してシステム性能を最適化することができる。

以下、便宜上、従来のように、端末に最大２個のコードワード、最大８個のレイヤが送信されることができる場合を仮定して本発明を説明する。しかし、これに制限されるものではなく、異なる個数のコードワード、レイヤの場合にも適用されることができる。

図３は、多重ノードシステムの一例である。図３において、従来のコードワード−レイヤマッピングを使用して信号を送信すると仮定する。

図３を参照すると、端末周囲に３個のノードが存在することができる。３個のノードが端末に割り当てられ、端末に総８個のＣＳＩ−ＲＳを送信すると仮定する。即ち、ノードＡは、アンテナポート＃１５乃至１８を使用して４個のＣＳＩ−ＲＳを送信し、ノードＢは、アンテナポート＃１９乃至２０を使用して２個のＣＳＩ−ＲＳを送信し、ノードＣは、アンテナポート＃２１乃至２２を使用して２個のＣＳＩ−ＲＳを送信する。

このとき、基地局の要求により端末がチャネル状態情報、即ち、ＣＱＩ（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（ｒａｎｋ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などをフィードバックしなければならない。このために、端末は、コードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）内の８×Ｋ大きさの多様なプリコーディング行列を適用することで、最適のＫ値及びその時のＰＭＩを求める。ここで、最適のＫ値が全体ランク（ＲＩ）値になる。

もし、端末が求めた最適のＫ値が６、即ち、ランク値が６であると仮定する。そして、アンテナポート選択的プリコーディングにより６個のレイヤのうち、ノードＡにレイヤ＃０乃至＃３がマッピングされ、ノードＢにレイヤ＃４がマッピングされ、ノードＣにレイヤ＃５がマッピングされると仮定する。

このような場合、前記表１において、総レイヤ個数が６個、コードワードの個数が２個であるＣＬＭによると、レイヤ＃０乃至＃２に１番目のコードワードがマッピングされ、レイヤ＃３乃至＃５に２番目のコードワードがマッピングされる。しかし、前述したように、アンテナポート選択的プリコーディングによりノードＡにレイヤ＃０乃至＃３がマッピングされるため、ノードＡでは、レイヤ＃０乃至＃２を介して１番目のコードワード、レイヤ＃３を介して２番目のコードワードを送信する方式により総２個のコードワードを送信しなければならない。これは前述した性能を最適化するための条件に合わない結果である。したがって、多重ノードシステムの性能を最適化するためには従来のコードワード−レイヤマッピング方法のみでは足りない。

以下の表２は、本発明の一実施例に係るコードワード−レイヤマッピングを示す。表２は、レイヤの数が４以上であり、コードワード２個を使用する場合に対して表１を拡張して示した例である。表２は、１番目のコードワード（コードワード０）にマッピングされるレイヤの個数が２番目のコードワード（コードワード１）にマッピングされるレイヤ個数より小さい又は同じであり、レイヤの順序による組合せは無視すると仮定して表１を拡張したものである。表２において、レイヤの個数及びコードワードの個数は、端末が受信する総レイヤの個数及びコードワードの個数を意味する。

表２に示したように、表１に定義されたコードワード−レイヤマッピングに、可能な異なるＣＬＭが追加される。例えば、レイヤ個数が４個であり、コードワードの個数が２個である場合、表１では一つのコードワード−レイヤマッピング（ＣＬＭ）のみが存在するが、表２では２個のＣＬＭが存在する。また、表２ではＣＬＭ指示子が追加され、ＣＬＭ指示子は、レイヤの個数、コードワードの個数が定められた状況でいずれのＣＬＭを適用するかを指示することができる。このようなＣＬＭ指示子は、端末のチャネル状態情報フィードバック時含まれて基地局に送信されることができる。

図４は、本発明の一実施例に係る端末のチャネル状態情報フィードバック方法を示す。

図４を参照すると、端末は、基地局から参照信号を受信してチャネルを推定する（Ｓ１０１）。参照信号は、ＣＳＩ−ＲＳ、ＣＲＳなどを利用することができる。ＣＳＩ−ＲＳ、ＣＲＳは、チャネル推定目的に別途のプリコーディングが適用されずに送信される参照信号である。ＣＲＳは、アンテナポート＃０乃至３を介して送信されることができ、ＣＳＩ−ＲＳは、アンテナポート＃１５乃至２２を介して送信されることができる。ＣＳＩ−ＲＳ、ＣＲＳは、その構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）がセル特定的に決定されるため、端末は、サービングセルが決定されると、常に定められたリソース要素位置でこのような参照信号を受信することができる。端末は、このような参照信号を受信し、与えられて帯域（例えば、端末選択的サブバンド、上位階層により設定されたサブバンド、システム全体帯域等）に対しチャネルを推定する。

端末は、プリコーディング行列を適用して選好するＲＩ、ＰＭＩを選択する（Ｓ１０２）。即ち、端末は、推定したチャネルにコードブック内の多様なプリコーディング行列を適用して選好するＲＩ、ＰＭＩを選択することができる。選好するＲＩ、ＰＭＩは、端末に信号を送信した各ノードに対するノード別ＲＩ、ノード別ＰＭＩを参考にして選択されることができる。

端末は、選択したＰＭＩによるプリコーディング行列を適用する場合、各レイヤの品質（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｌａｙｅｒ；ＱｏＬ）を測定する（Ｓ１０３）。レイヤの品質は、多様な方法により測定することができる。例えば、Ｅ_ｉ｛｝が入力されるｉに対する平均値を出力する関数とする時、ｋ番目のレイヤで受信した信号の平均大きさＥ^ｉ｛｜ｘ^（ｋ）（ｉ）｜｝）又は平均電力Ｅ_ｉ｛｜ｘ^（ｋ）（ｉ）｜^２｝を介してレイヤの品質を測定することができる。

端末は、可能なＣＬＭのうち、レイヤの品質の差が最も小さいレイヤを同じコードワードにマッピングするＣＬＭを選択する（Ｓ１０４）。

例えば、前記表２に示したように、レイヤの個数が８であり、コードワードの個数が２の場合、可能なＣＬＭは総４個である。このとき、ＣＬＭインデックスが０であるＣＬＭは、１番目のコードワードをレイヤ＃１乃至３にマッピングし、２番目のコードワードをレイヤ＃４乃至７にマッピングする。ＣＬＭインデックスが１であるＣＬＭは、１番目のコードワードをレイヤ＃０乃至２にマッピングし、２番目のコードワードをレイヤ＃３乃至７にマッピングする。ＣＬＭインデックスが２であるＣＬＭは、１番目のコードワードをレイヤ＃０乃至１にマッピングし、２番目のコードワードをレイヤ＃２乃至７にマッピングする。ＣＬＭインデックスが４であるＣＬＭは、１番目のコードワードをレイヤ＃０にマッピングし、２番目のコードワードをレイヤ＃１乃至７にマッピングする。このように、４個のＣＬＭのうち、レイヤの品質の差が小さいレイヤを同じコードワードにマッピングするＣＬＭを選択する。

レイヤの品質の差が小さいレイヤを選択する方法は、例えば、一つのコードワードにマッピングされたレイヤのＱｏＬ値の分散値を最小化する組合せ、又は最大ＱｏＬ値から最小ＱｏＬ値を引いた値を最小化する組合せを選択することができる。

端末は、チャネル状態情報をフィードバックする時、選択したＣＬＭを指示するＣＬＭ指示子を共にフィードバックする（Ｓ１０５）。即ち、端末は、ＲＩ、ＰＭＩと共にＣＬＭ指示子もフィードバックする。これにより、基地局は、ＣＬＭ指示子を利用して端末に適用するＣＬＭを決定することができる。

図４ではＣＬＭ指示子が端末のフィードバック情報として使われる例を説明したが、常に端末のフィードバック情報としてのみ使われるという意味ではない。即ち、ＣＬＭ指示子は、基地局の制御情報に含まれて端末に送信されることもできる。基地局がＣＬＭ指示子を端末に送信することは、端末が選好するＣＬＭを探す複雑度を下げるためである。例えば、基地局は、複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングし、マッピングした少なくとも一つのレイヤを少なくとも一つのアンテナポートにマッピングすることで、アンテナポートにマッピングされた信号を多重ノードシステム内の複数のノードのうち少なくとも一つのノードを介して送信することができる。このような過程で、基地局は、ＣＬＭ指示子を送信することができ、ＣＬＭ指示子は、複数個定められるコードワード−レイヤマッピングのうちいずれか一つを指示し、前記複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングする過程に使われるコードワード−レイヤマッピングを端末に知らせる。

または、基地局がＣＬＭ指示子を端末に送信する場合、端末は、選好するＣＬＭを探す必要がない。例えば、端末にノード２個が割り当てられ、１番目のノードはアンテナポートが１個であり、２番目のノードはアンテナポートが４個のとき、基地局が２個のコードワードを前記２個のノードを介して送信することができる。この場合、１番目のコードワードにマッピングされるレイヤは一つのみであり、２番目のコードワードには１乃至４個のうち特定個数のレイヤが割り当てられる。したがって、基地局は、ＣＬＭのうち、１番目のコードワードが一つのレイヤにのみマッピングされる関係を有するＣＬＭを指示するＣＬＭ指示子を端末に制御情報として送信することができる（例えば、前記表２において、レイヤ個数が４、コードワード個数が２の場合、ＣＬＭ指示子は１）。

基地局と端末との間にＣＬＭが表２のように定義された場合には、１番目のコードワードが一つのレイヤにのみマッピングされるＣＬＭは、レイヤの個数別に一つずつのみ存在する。したがって、このような場合、端末は、ＣＬＭ指示子を選択してフィードバックする必要がなくなる。

もし、基地局がレイヤの個数別に２個以上のＣＬＭ指示子を制御情報として提供する場合、端末は、この中から選好するＣＬＭをフィードバックする必要があるが、このそきも、フィードバック情報は、前記制御情報が提供されない場合に比べて減る。基地局が端末に、端末が適用することができるＣＬＭの候補をレイヤ個数別に特定個数以下に制限して送信すると、端末は、特定個数以下のＣＬＭ候補の中から選好するＣＬＭを選択すればよいため、フィードバック情報の量が減る。

例えば、前記表２を適用するシステムにおいて、基地局がＣＬＭ候補に対する制御情報を常にレイヤの個数別に２個以下に送る場合、端末は、１ビット情報としていずれのＣＬＭを選好するかに対してフィードバックすることができる。このような場合、前記１ビット情報がＣＬＭ指示子を代えてフィードバックされることができる。

レイヤの個数別に適用することができるＣＬＭは、前記表２で示したＣＬＭ外にも存在することができる。例えば、レイヤの個数が４個である場合、前記表２では２個のＣＬＭのみを例示したが、より多くのＣＬＭがあってもよい。一例として、１番目のコードワードはレイヤ＃１乃至３にマッピングされ、２番目のコードワードはレイヤ＃０にマッピングされるＣＬＭがあってもよい。または、１番目のコードワードはレイヤ＃０、２にマッピングされ、２番目のコードワードはレイヤ＃１、３にマッピングされてもよい。または、１番目のコードワードはレイヤ＃０、３にマッピングされ、２番目のコードワードはレイヤ＃１、２にマッピングされてもよい。

このように多様なＣＬＭを前記表２に追加するのも可能であるが、このようにＣＬＭが増加すると、基地局又は端末が送信しなければならない情報量（例えば、ＣＬＭ指示子のビット数）も増加するため、シグナリングオーバーヘッドが増加し、端末の受信複雑度が増加する問題が発生する。したがって、これを解決するために、レイヤパーミュータ（ｌａｙｅｒ ｐｅｒｍｕｔｅｒ）をレイヤマッパとプリコーダとの間に含むことができる。もちろん、レイヤパーミュータは、同じレイヤ、コードワードに対する複数のＣＬＭを提供する場合にのみ使用可能なものではない。即ち、以下で説明する方法は、前述した方法と結合して使われることもでき、独立的に使われることもできる。

図５は、多重ノードシステムにおいて、レイヤパーミュテーションを含む物理階層信号処理過程を示す。

図５を参照すると、多重ノードシステムは、レイヤマッパ５１０、レイヤパーミュータ５２０、プリコーダ５３０を含むことができる。図５は、レイヤパーミュータ５２０をさらに含むという点から図２と異なる。

レイヤパーミュータ５２０は、レイヤの順序を変える役割をするユニットである。信号処理過程の側面から見ると、レイヤパーミュータ５２０は、レイヤマッパ５１０とプリコーダ５３０との間に存在すればよい。したがって、その具現方法は、レイヤパーミュータ５２０が図５のように別個のユニットで具現されてもよく、レイヤマッパ５１０に含まれ、又はプリコーダ５３０に含まれて具現されてもよい。

レイヤマッパ５１０を介して総Ｋ個のレイヤが出力されると仮定する。このとき、ｋ番目のレイヤから送信されるシンボルは、１×Ｍ^{ｌａｙｅｒ} _ｓｙｍｂベクトルで表すことができる。このようなベクトルをｘ^（ｋ）と表示する、ここで、ｋ＝０，．．．，Ｋ−１である。即ち、ｘ^（ｋ）＝［ｘ^（ｋ）（０），ｘ^（ｋ）（１），．．．，ｘ^（ｋ）（Ｍ^{ｌａｙｅｒ} _ｓｙｍｂ）］である。全てのレイヤから送信されるベクトルを集めて行列形態で表せると、Ｋ×Ｍ^{ｌａｙｅｒ} _ｓｙｍｂ大きさを有する行列で表すことができる。このような行列をＸとすると、Ｘ＝［ｘ^（０）Ｔｘ^（１）Ｔ…ｘ^{（Ｋ−１）Ｔ}］^Ｔで表すことができる。ここで、Ｔは転置（ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）を意味する。

レイヤパーミュータ５２０は、行列ＸにＫ×Ｋレイヤパーミュテーション行列Ｐをかける効果を示す。ここで、レイヤパーミュテーション行列Ｐは、総Ｋ^２個の元素を有し、Ｋ個の１とＫ^２−Ｋ個の０を元素として有する。行列Ｐで（ｉ，ｊ）位置にある元素が１の場合、その元素を除いたｉ行（ｒｏｗ）の全ての元素とｊ列（ｃｏｌｕｍｎ）の全ての元素は０である特性を有する。即ち、行列Ｐで全ての列は、一つの１のみを有し、全ての行も一つの１のみを有する。このような行列Ｐは、逆行列が転置行列と同様な特性を有する。即ち、Ｐ−１＝Ｐ^Ｔである。レイヤパーミュータ５２０は、行列Ｐをレイヤマッパ５１０の出力である行列Ｘにかけた後、プリコーダ５３０に提供する役割をする。

プリコーダ５３０に入力される信号をＸ′とすると、Ｘ′＝Ｐ^Ｘとなる。行列Ｐの特性相、Ｘ＝Ｐ^−１Ｘ′＝Ｐ^ＴＸ′の関係が成立する。即ち、レイヤマッパ５１０の出力に対してプリコーダ５３０の入力は、レイヤパーミュテーション行列Ｐによりパーミュテーションが実行されたこと（Ｘ′＝ＰＸ）であり、反対に、プリコーダ５３０の入力に対してレイヤマッパ５１０の出力は、行列Ｐ^Ｔによりパーミュテーションが実行されたこと（Ｘ＝Ｐ^ＴＸ′）であるとみることができる。

Ｋ個のレイヤに対するレイヤパーミュテーション行列Ｐは、理論的に総Ｋ！＝Ｋ×（Ｋ−１）×，．．．，×２×１個存在する。Ｋが４以上の場合、レイヤパーミュテーション行列Ｐの個数があまりにも多くなって高いシグナリングオーバーヘッドと端末の複雑度を引き起こすことができる。したがって、追加的なシグナリング又は特定規則を規定することによってレイヤパーミュテーション行列Ｐの個数を制限することができる。

追加的なシグナリングは、例えば、基地局が端末に、選択可能なレイヤパーミュテーション行列集合をビットマップを介して知らせることができる。特定規則は、例えば、レイヤパーミュテーション行列Ｐをノードベースのパーミュテーション行列に制限するものである。ノードベースのパーミュテーション行列は、特定レイヤを特定ノードにマッピングするパーミュテーション行列を意味する。ノードベースのパーミュテーション行列（又は、ノードベースのパーミュテーション）は、基地局と端末との間にノード別に何個のレイヤを介して信号を送信するかを知ることができる場合に適用することができる。

例えば、端末にノード１、ノード２、ノード３が信号を送信する場合を仮定する。このとき、ノード１ではアンテナポート＃０乃至＃３を介して、ノード２ではアンテナポート＃４を介して、ノード３ではアンテナポート＃５を介して信号を送信することができる。そして、ノード１には４個のレイヤがマッピングされ、ノード２、３には１個ずつのレイヤがマッピングされ、端末は、前記表２における｛レイヤ個数６、コードワード２｝に対するＣＬＭ指示子１を選択したと仮定する。即ち、端末は、ノード２、ノード３にマッピングされた総２個のレイヤには１番目のコードワードをマッピングし、ノード１にマッピングされた４個のレイヤには２番目のコードワードをマッピングすることを選好すると仮定する。しかし、このような場合、ノード１のアンテナポートが＃０乃至＃３であるため、前記表２のＣＬＭを直接適用すると、ノード１のレイヤ＃０、レイヤ＃１に１番目のコードワードがマッピングされ、レイヤ＃２、レイヤ＃３に２番目のコードワードがマッピングされる。このようにノード１にマッピングされたレイヤから総２個のコードワードが送信されることは、システムの性能最適化条件に合わない。したがって、このような場合、基地局は、レイヤパーミュータ５２０で以下の表のようなレイヤパーミュテーション行列Ｐを適用することができる。

ここで、１番目のコードワードが表２で選択したＣＬＭによりレイヤ＃０、＃１にマッピングされ、その後、前記レイヤパーミュテーション行列Ｐによりレイヤ＃４、＃５にマッピングされる。そして、レイヤ＃４、＃５は、割り当てられたアンテナポートナンバによりノード２、３を介して送信される。前述した例のように、レイヤパーミュテーションの組合せをノードベースののレイヤパーミュテーションにのみ限定すると、ノードパーミュテーション情報を利用してレイヤパーミュテーションを実行することができる。

以下、便宜上、端末に３個のノード、即ち、ノード１、ノード２、ノード３が、各々、レイヤ４、レイヤ１、レイヤ１の送信を実行すると仮定する。そして、ノード１、２、３は、アンテナポート順に整列されたノードであると仮定する。即ち、ノード１はアンテナポート＃０乃至＃３に、ノード２はアンテナポート＃４に、ノード３はアンテナポート＃５に信号を送信すると仮定する。また、２個のコードワードを送信する場合を仮定する。

図６は、本発明の一実施例に係るノードベースのレイヤパーミュテーションを実行する例である。

図６を参照すると、多重ノードシステムは、レイヤマッパ６１０、レイヤパーミュータ６２０、プリコーダ６３０を含むことができる。

レイヤマッパ６１０は、複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングする。レイヤパーミュータ６２０は、レイヤマッパ６１０から複数のレイヤの入力を受け、少なくとも一つのノードのランク値と同じ個数のレイヤでグループ化し、グループ化されたレイヤをパーミュテーションする。プリコーダ６３０は、レイヤパーミュータ６２０から複数のレイヤの入力を受け、アンテナポートにマッピングする。

さらに具体的に説明すると、前述した例で、レイヤマッパ６１０は、２個のコードワードのうち、１番目のコードワードを２個のレイヤ、即ち、レイヤ＃０、＃１にマッピングし、２番目のコードワードを４個のレイヤ、即ち、レイヤ＃２、＃３、＃４、＃５にマッピングすることができる。即ち、表２の｛レイヤ個数４、コードワード個数２｝のＣＬＭでＣＬＭ指示子が１であるＣＬＭによりコードワード−レイヤマッピングを実行することができる。

レイヤパーミュータ６２０は、ノード別ランクのような個数のレイヤをグループ化してレイヤパーミュテーションを実行する。即ち、ノードベースのレイヤパーミュテーション又はレイヤグルーピングベースのレイヤパーミュテーションを実行する。前記例で、レイヤパーミュータ６２０は、レイヤマッパ６１０で出力された下位４個のレイヤ、即ち、レイヤ＃２、＃３、＃４、＃５の位置を変更し、上位４個のレイヤ、即ち、レイヤ＃０、＃１、＃２、＃３に入力されるようにする。また、レイヤマッパ６１０で出力された上位２個のレイヤ、即ち、レイヤ＃０、＃１の位置を変更し、下位２個のレイヤ、即ち、レイヤ＃４、＃５に入力されるようにする。

このようなノードベースのレイヤパーミュテーションは、レイヤマッパ６１０の出力端のノード順序（０，１，２）をレイヤパーミュータ６２０の入力端のノード順序（１，２，０）の順に変更するマッピングであると見なすことができる。または、反対に、レイヤパーミュータ６２０の入力端のノード順序（０，１，２）をレイヤマッパ６１０の出力端のノード順序（２，０，１）にマッピングすると見なすこともできる。

このようにノードベースのレイヤパーミュテーションを実行する理由は、レイヤパーミュテーションの個数を限定することによってシグナリングオーバーヘッドを減らし、端末が最適のレイヤパーミュテーションを探すための複雑度を減らすためである。即ち、何らの制限なしにレイヤパーミュテーションを実行する場合、Ｋ個のレイヤに対して実行することができるレイヤパーミュテーションの総個数はＫ！であるが、Ｋより少ないＭ（＜Ｋ）個のノードに対する総レイヤパーミュテーションの個数はＭ！である。したがって、シグナリングオーバーヘッド及び端末の複雑度が減る。

一般的にアンテナポートナンバを基準に整列されたＭ個のノード（即ち、ノード０、ノード１，．．．，ノードＭ−１）が、各々、ランク値としてｒ（０），ｒ（１），．．．，ｒ（Ｍ−１）を有すると仮定する。

このとき、Ｍ個のノードに対するノードベースのレイヤパーミュテーション規則が以下のように与えられることができる。レイヤマッパ出力端のノード：｛０，１，．．．，Ｍ−１｝→プリコーダ入力端のノード：｛ｐ（０），ｐ（１），．．．，ｐ（Ｍ−１）｝。ここで、ｐ（ｉ）は、０以上Ｍ−１以下の整数であり、互いに異なるｉとｊに対してｐ（ｉ）≠ｐ（ｊ）である。このとき、プリコーダ入力端とレイヤマッパ出力端は、レイヤパーミュテーション行列Ｐ^Ｔにより規定することができる。即ち、ノードベースのレイヤパーミュテーションは、レイヤパーミュテーション行列Ｐにより規定される。

図７は、ノードベースのレイヤパーミュテーションのためのレイヤパーミュテーション行列Ｐを求める一例である。

図７を参照すると、レイヤパーミュテーション行列Ｐは、Ｋ×Ｋ大きさを有する。ここで、Ｋは、端末と通信する全てのノードの総ランク値である。Ｋ×Ｋ行列において、ｉ（ｉ＝０，１，．．．，Ｍ−１）を０から１ずつ増加させながら、ｒ（ｉ）ほどずつの行を順次にグループ化して行グループに分割する。分割された行グループの各々を行ブロックといい、ｉ番目の行ブロックを行ブロック＃ｉで表示する。その後、ノードベースのレイヤパーミュテーション規則によってｉを０から１ずつ増加させながら、ｒ（ｐ（ｉ））ほどずつの列を順次にグループ化して列グループに分割する。分割された列グループを列ブロックといい、ｉ番目の列ブロックを列ブロック＃ｉで表示する。その後、ｉを０から１ずつ増加させながら、行ブロック＃ｉと列ブロック＃ｐ^−１（ｉ）が交差する交差ブロックに大きさｒ（ｉ）×ｒ（ｉ）である単位行列を挿入し、行ブロック＃ｉで残りの列ブロックと交差する全ての元素は、０で満たす。ここで、ｐ^−１（ｉ）は、ｐ（ｊ）＝ｉであるｊ値を意味する。

もし、プリコーダ入力端のノード：｛０，１，．．．，Ｍ−１｝→レイヤマッパ出力端のノード：｛ｑ（０），ｑ（１），．．．，ｑ（Ｍ−１）｝である関係が与えられる場合、まず、前記関係の逆関係であるレイヤマッパ出力端のノード：｛０，１，．．．，Ｍ−１｝→プリコーダ入力端のノード：｛ｐ（０），ｐ（１），．．．，ｐ（Ｍ−１）｝を求めて前述した方法を適用することができる。または、前述した方法でｐ（ｉ）の代わりにｑ^−１（ｉ）、ｐ^−１（ｉ）の代わりにｑ（ｉ）を直接的に適用することもできる。

図８は、図７で説明した方法を図６で説明した例に適用してレイヤパーミュテーション行列Ｐを求める例を示す。

レイヤパーミュータ６２０は、レイヤマッパ６１０の出力端ノード：｛０，１，２｝→プリコーダ入力端のノード：｛１，２，０｝の関係を満たすレイヤパーミュテーション行列Ｐを適用しなければならない。このために、６×６行列において、ｒ（０）＝４、ｒ（１）＝１、ｒ（２）＝１のように行をグループ化して行ブロックを生成する。また、ｒ（ｐ（０））＝１、ｒ（ｐ（１））＝１、ｒ（ｐ（２））＝４のように列をグループ化して列ブロックを生成する。行ブロック＃０とｐ（ｊ）＝０であるｊ＝２に該当する列ブロック＃２が交差する４×４ブロックに単位行列を挿入する。同様に、行ブロック＃１とｐ^−１（１）＝０に該当する列ブロック＃０が交差する１×１ブロックに単位行列（ここでは１）を挿入し、行ブロック＃２とｐ^−１（２）＝１に該当する列ブロック＃１が交差する１×１ブロックに単位行列（ここでは１）を挿入する。そして、残りのブロックは、全部０で満たす。このような過程を経て求められたレイヤパーミュテーション行列Ｐは、前記表３と同様であることを知ることができる。

以下ではレイヤパーミュータでノードベースのレイヤパーミュテーション（又は、レイヤグルーピングベースのレイヤパーミュテーション）を実行する場合、これを支援するための端末の動作方法を説明する。

図９は、ノードベースのレイヤパーミュテーションを実行する場合、端末の動作方法を示すフローチャートである。

図９を参照すると、端末は、参照信号を受信してチャネルを推定する（Ｓ２０１）。参照信号は、ＣＳＩ−ＲＳ、ＣＲＳを利用することができる。

端末は、推定したチャネルに多様なプリコーディング行列を適用／比較して選好するノード別ランク（ＲＩ）とノード別ＰＭＩを選択する（Ｓ２０２）。

端末は、同じノードにマッピングされるレイヤが一つのコードワードにマッピングされるようにするＣＬＭ及びレイヤパーミュテーションを選択する（Ｓ２０３）。レイヤの個数、コードワードの個数によって一つのＣＬＭが与えられることもでき、複数のＣＬＭが与えられることもできる。複数のＣＬＭが与えられる場合を仮定すると、端末は、複数のＣＬＭのうち一つのＣＬＭを選択することができる。端末は、選択したノード別ランクによる多様なノードベースのレイヤパーミュテーションを複数のＣＬＭと組合せて適用する。その結果、同じノードにマッピングされるレイヤが一つのコードワードにマッピングされるようにするＣＬＭ及びノードベースのレイヤパーミュテーションを選択する。もし、前記ＣＬＭ、ノードベースのパーミュテーション組合せが複数個存在する場合、端末は、レイヤ品質の差が小さいレイヤ同士に同じコードワードにマッピングされるようにする組合せを選択することができる。

端末は、選択したＣＬＭ及びノードベースのレイヤパーミュテーション組合せに対するＲＩ、ＰＭＩ、ＣＬＭ指示子、及びノードパーミュテーション情報を基地局にフィードバックする（Ｓ２０４）。

ここで、ノードパーミュテーション情報は、前記ノードベースのレイヤパーミュテーション（ノードベースのレイヤパーミュテーション行列）を知らせる情報である。ノードパーミュテーション情報は、多様な方法によりシグナリングされることができる。例えば、レイヤマッパ出力端のノード：｛０，１，．．．，Ｍ−１｝→プリコーダ入力端のノード：｛ｐ（０），ｐ（１），．．．，ｐ（Ｍ−１）｝の関係が選択された場合、前記ｐ（０），ｐ（１），．．．，ｐ（Ｍ−１）を順序通りにビットで表現して知らせることができる。または、前記レイヤマッパ出力端のノードとプリコーダ入力端のノードとの間のマッピング関係をＭ×Ｍ行列で知らせることもできる。前記Ｍ×Ｍ行列をＰ_ｎｏｄｅとする時、Ｐ_ｎｏｄｅのインデックスをシグナリングすることができる。

または、ビットマップを構成してレイヤマッパ出力端のノードがマッピングされるプリコーダ入力端のノードを知らせることもできる。例えば、レイヤマッパ出力端の特定ノードがプリコーダ入力端の２番目のノードにマッピングされる場合、ビットマップを‘０１００’に送信する。または、プリコーダ入力端のノードがマッピングされるレイヤマッパ出力端のノードをシグナリングすることもできる。

ノードパーミュテーション情報は、ＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩ、ノード別ランク、ＣＬＭ指示子より長い周期にフィードバックされることができる。その理由は、ノードに対するコードワードマッピング関係が変化する周期は、ランクが変化する周期より長いためである。ランクは、端末の瞬時的なチャネル状態が変化するにつれて速く変化することができる。しかし、ランクが変化するとしても、ノードに対するコードワードマッピング関係が必ず変化されなれればならないものではない。

端末に３個のノード、即ち、ノード１、ノード２、ノード３が、各々、レイヤ４、レイヤ１、レイヤ１の送信を実行すると仮定する。そして、ノード１、２、３は、アンテナポート順に整列されたノードであると仮定する。即ち、ノード１はアンテナポート＃０乃至＃３に、ノード２はアンテナポート＃４に、ノード３はアンテナポート＃５に信号を送信すると仮定する。このとき、ノード１のランクが４から３に変化され、全体ランクが６から５に変化される場合、全体ランク及びノード別ランク値は変化されるため、ＣＬＭ指示子も｛２，４｝レイヤの組合せに対するＣＬＭから｛２，３｝レイヤの組合せに対するＣＬＭに変更して指示しなければならない。しかし、ノードパーミュテーション情報、即ち、レイヤマッパ出力端のノード：｛０，１，２｝→プリコーダ入力端のノード：｛１，２，０｝を指示する情報は、変更される必要がない。したがって、ノードパーミュテーション情報は、チャネル状態情報、ＣＬＭ指示子に比べて長い周期にフィードバックしてもシステム性能に及ぼす影響が少ない。ノードパーミュテーション情報は、一例として、基地局が端末にノードを割り当てる時点でのみ端末がフィードバックすることができる。そして、割り当てられたノード内でスケジューリングが行われる時点ではＣＱＩ、ＰＭＩ、ＲＩ、ノード別ランク、ＣＬＭ指示子のうち全部又は一部のみがフィードバックされてもよい。

ノードパーミュテーション情報は、常に端末が基地局にフィードバックする場合にのみ使われるものではない。即ち、ノードパーミュテーション情報を基地局が端末に制御情報として送信することも可能である。基地局は、ノードパーミュテーション情報を介して端末に特定ノードベースのレイヤパーミュテーションを適用するということを知らせることができる。例えば、ノード＃０が上位４個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートを送信し、ノード＃１が下位２個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートを送信していると仮定する。端末がノード＃０からより多くのレイヤの送信を受けることが自明であると判断される場合、レイヤマッパ出力端ノード｛０，１｝→プリコーダ入力端ノード｛１，０｝のようにノードベースのレイヤパーミュテーションを変更した後、表２のＣＬＭを適用することができる。その理由は、表２では上位コードワードにより少ない数のレイヤがマッピングされるためである。この場合、基地局は、端末にノードパーミュテーション情報を制御情報として送信し、端末に与えられたノードベースのレイヤパーミュテーション下でチャネル状態情報、ノード別ランク、ＣＬＭ指示子をフィードバックするようにするできる。

ノードパーミュテーション情報が二つ以上のノードベースのレイヤパーミュテーションを指示することも可能である。この場合、端末は、制御情報として受信したノードパーミュテーション情報により指示される複数のノードベースのレイヤパーミュテーションのうちいずれを選好するかをフィードバックすることができる。

ノードパーミュテーション情報とレイヤパーミュテーション情報を比較すると、レイヤパーミュテーション情報は、端末のランクが瞬時的に変わることができるため、多様なノード別ランク組合せに対するレイヤパーミュテーション情報をフィードバックしなければならない。しかし、ノードパーミュテーション情報は、ノード別ランクと関係ないため、制御情報の量が相当減る。また、ノードベースのレイヤパーミュテーションは、瞬時的なチャネル変化の影響を少なく受けるため、ノードパーミュテーション情報の送信頻度を減らすことができる。

前述した例示的なシステムにおいて、方法は、一連のステップ又はブロックで順序図に基づいて説明されているが、本発明は、ステップの順序に限定されるものではなく、あるステップは前述と異なるステップと異なる順序に又は同時に発生することができる。また、当業者であれば、順序図に示すステップが排他的でなく、他のステップが含まれ、又は順序図の一つ又はそれ以上のステップが本発明の範囲に影響を及ぼさずに削除可能であることを理解することができる。

前述した実施例は、多様な態様の例示を含む。多様な態様を示すための全ての可能な組合せを記述することはできないが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、他の組合せが可能であることを認識することができる。したがって、本発明は、特許請求の範囲内に属する全ての交替、修正、及び変更を含む。

Claims (17)

1. 複数のノードと前記複数のノードの各々と連結されて制御することができる基地局とを含む多重ノードシステムにおける端末の信号送信方法において、
   前記複数のノードのうち少なくとも一つのノードから参照信号を受信し、前記少なくとも一つのノードとのチャネルを推定するステップ；
   前記推定したチャネルに少なくとも一つのプリコーディング行列を適用し、選好するランク及びプリコーディング行列インデックスを選択するステップ；
   前記ランク及び前記プリコーディング行列インデックスが指示するプリコーディング行列を適用し、複数のコードワード−レイヤマッピング（ｃｏｄｅｗｏｒｄ−ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ；ＣＬＭ）の中から一つを選択するステップ；及び、
   前記選択したランク、前記選択したプリコーディング行列インデックス、及びＣＬＭ指示子を前記基地局に送信するステップ；を含み、
   前記複数のコードワード−レイヤマッピングは、前記少なくとも一つのノードの総レイヤの個数及び前記少なくとも一つのノードから送信されるコードワードの個数によって複数個定められ、前記ＣＬＭ指示子は、前記複数のコードワード−レイヤマッピングの中から選択したコードワード−レイヤマッピングを指示することを特徴とする方法。
2. 前記基地局から複数のレイヤにマッピングされた複数のコードワードを受信するステップ；前記複数のレイヤの各々に対する品質を測定するステップ；をさらに含み、前記ＣＬＭ指示子は、前記複数のレイヤのうち、品質の差が最も小さいレイヤが同じコードワードにマッピングされるようにするコードワード−レイヤマッピングを指示することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のコードワードは、２個のコードワードであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記複数のレイヤの最大個数は、８個であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記複数のレイヤの各々に対する品質は、各レイヤを介して受信した信号の平均大きさ又は平均電力に基づいて決定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
6. 前記複数のレイヤのうち、品質の差が最も小さいレイヤは、一つのコードワードにマッピングされるレイヤの品質値の分散値を最小化するレイヤ又は各レイヤの最大品質値から最小品質値を引いた値を最小化するレイヤであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
7. 前記選好するランク及びプリコーディング行列インデックスは、前記少なくとも一つのノードの各々に対するノード別ランク、ノード別プリコーディング行列インデックスの中から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記基地局にレイヤパーミュテーション情報を送信するステップをさらに含み、前記レイヤパーミュテーション情報は、前記ＣＬＭ指示子が指示するコードワード−レイヤマッピング後に実行されるレイヤパーミュテーションを指示する情報であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記レイヤパーミュテーションは、前記ＣＬＭ指示子が指示するコードワード−レイヤマッピングにより出力されるレイヤをグループ化した後にパーミュテーションすることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記出力されるレイヤのグループ化は、前記少なくとも一つのノードに含まれている各ノードのランク値によって決定されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記レイヤパーミュテーションは、前記ＣＬＭ指示子が指示するコードワード−レイヤマッピングにより出力されるレイヤのうち、同じノードにマッピングされるレイヤが一つのコードワードにマッピングされるようにすることを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. 前記ノードパーミュテーション情報は、前記選択したランク及び前記選択したプリコーディング行列インデックスより長い周期で前記基地局に送信されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
13. 複数のノードと前記複数のノードの各々と連結されて制御することができる基地局とを含む多重ノードシステムにおける端末の信号送信方法において、
    前記複数のノードのうち少なくとも一つのノードから参照信号を受信し、前記少なくとも一つのノードとのチャネルを推定するステップ；
    前記推定したチャネルに少なくとも一つのプリコーディング行列を適用し、前記少なくとも一つのノードの各々に対して選好するノード別ランク及びノード別プリコーディング行列インデックスを選択するステップ；
    前記ノード別ランク及び前記ノード別プリコーディング行列インデックスが指示するプリコーディング行列を適用してレイヤパーミュテーションを選択するステップ；及び、
    前記ノード別ランク、前記ノード別プリコーディング行列インデックス、及び前記レイヤパーミュテーションを指示するレイヤパーミュテーション指示子を前記基地局に送信するステップ；を含むことを特徴とする方法。
14. 前記レイヤパーミュテーションは、前記プリコーディング行列インデックスが指示するプリコーディング行列に入力されるレイヤを前記少なくとも一つのノードのランク値によってグループ化した後にパーミュテーションすることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 複数のノードと前記複数のノードの各々と連結されて制御することができる基地局における信号送信方法において、
    ＣＬＭ（ｃｏｄｅｗｏｒｄ ｔｏ ｌａｙｅｒ ｍａｐｐｉｎｇ）指示子を送信するステップ；
    複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングするステップ；
    前記マッピングした少なくとも一つのレイヤを少なくとも一つのアンテナポートにマッピングするステップ；及び、
    前記アンテナポートにマッピングされた信号を前記複数のノードのうち少なくとも一つのノードを介して送信するステップ；を含み、
    前記ＣＬＭ指示子は、前記少なくとも一つのノードの総レイヤの個数及び前記少なくとも一つのノードから送信されるコードワードの個数によって複数個定められるコードワード−レイヤマッピングのうちいずれか一つ以上を指示し、
    前記複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングするステップで使われるコードワード−レイヤマッピングは、前記ＣＬＭ指示子により限定されることを特徴とする方法。
16. 前記ＣＬＭ指示子は、複数のコードワード−レイヤマッピングのうち二つ以上を指示し、前記ＣＬＭ指示子を受信した端末は、前記ＣＬＭ指示子に含まれている二つ以上のコードワード−レイヤマッピングのうち、選好するコードワード−レイヤマッピングを指示する情報を前記基地局に送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 複数のコードワードを少なくとも一つのレイヤにマッピングするレイヤマッパ；
    前記レイヤマッパから複数のレイヤの入力を受け、少なくとも一つのノードのランク値と同じ個数のレイヤをグループ化し、グループ化されたレイヤをパーミュテーションするレイヤパーミュータ；及び、
    前記レイヤパーミュータから複数のレイヤの入力を受け、アンテナポートにマッピングするプリコーダ；を含み、
    前記レイヤマッパは、前記少なくとも一つのノードの総レイヤの個数及び前記少なくとも一つのノードから送信されるコードワードの個数によって複数個定められるコードワード−レイヤマッピングの中から一つを選択し、
    前記レイヤパーミュータは、前記レイヤパーミュータから入力される複数のレイヤを前記少なくとも一つのノードのランク値と同じ個数のレイヤでグループ化した後、グループ化したレイヤをパーミュテーションすることを特徴とする多重ノードシステムの信号送信装置。

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