JP2016509793A - ４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適用可能な２段階のコードブック・セットを決定する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適用可能な２段階のコードブック・セットを設計するソリューションと、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適用可能な設計された２段階のコードブック・セットに基づいて、多入力多出力通信システムにおいてコードブックを決定する方法とを提供する。

Description

本開示は、ワイヤレス通信に関し、特に、多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）ワイヤレス通信システムにおいて４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適用可能な２段階のコードブック・セットを設計する方法および２段階のコードブック・セットからコードブックを決定する方法に関する。

マルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）システムは、送信機での線形のビームフォーミング・プリコーディングを使って、完全な多重化利得および際立ったスループット改善を達成することができる。チャネル情報取得の正確性は、周波数分割複信（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）構成のＭＵ−ＭＩＭＯシステムの利得にかなりの影響がある。

ＭＵ−ＭＩＭＯシステムについて、コードブック・フィードバックは、チャネル情報取得およびユーザ・スケジュールを実現する技術である。しかし、コードブック設計の適応性およびその粒度は、ＦＤＤシステムでのＭＵ−ＭＩＭＯアプリケーションにおいて大きな課題およびボトルネックになっている。たとえば、現在のリリース１０の４Ｔｘコードブックは、ＭＵ−ＭＩＭＯの効率的な適用を限定する、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適していない。

上記の問題を鑑みて、本発明は、交差偏波されたアンテナ構成に適用可能な２段階のコードブック・セットを設計するソリューションを提案する。本発明によって設計された２段階のコードブック・セットは、基地局が４本の交差偏波された送信アンテナで構成された多入力多出力の通信システムに適用可能であり、本発明の実施形態による２段階のコードブック・セットを生成する方法は、
ａ．２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
ｂ．コードブック行列Ｖにより第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、

であるステップと、
ｃ．列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
を含む。

有利なことに、ステップは、
− コードブック行列Ｖを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップを含み、ここにおいて、

および

であるステップ
を含む。

有利なことに、ステップは、
− コードブック行列Ｉを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、

および

であるステップと、
− コードブック行列Ｖを生成するために、対角線行列Ｊによってコードブック行列Ｉを左乗算（ｌｅｆｔ−ｍｕｌｔｉｐｌｙ）または右乗算（ｒｉｇｈｔ−ｍｕｌｔｉｐｌｙ）するステップであって、ここにおいて、

であり、ρは範囲（０，１）で量子化されるステップと
を含む。

有利なことに、ステップは、
− コードブック行列Ｖを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから隣接する重複するＤＦＴベクトルの組を選択するステップであって、ここにおいて、

であるステップ
を含む。

有利なことに、ステップｃは、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトルおよび分極間位相情報に基づいて２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップ
を含み、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表す。

有利なことに、ステップｃは、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトル、分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップ
を含み、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
αは、範囲（０，１）で量子化される。

有利なことに、ステップｃは、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトル、分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップ
を含み、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である４ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第３の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第４の列を表し、
αは、範囲（０，１）で量子化される。

本発明の実施形態では、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適用可能な本発明によって設計された２段階のコードブック・セットに基づいて、多入力多出力通信システムの基地局においてコードブックを決定する方法が提供され、ここにおいて、方法は、
ｉ．ユーザ機器からのサウンディング信号によりアップリンクの長期的および／または広帯域のチャネル行列を決定するステップと、
ｉｉ．アップリンクの長期的および／または広帯域のチャネル行列に一致するために、第１段階のコードブック・セットに基づいて、第１段階のコードブック・セットから第１のコードブックを選択するステップと、
ｉｉｉ．ユーザ機器に第１のコードブックのインデックス情報を送信するステップと、
ｉｖ．ユーザ機器から第２のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
ｖ．第２のコードブックのインデックス情報により第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップと、
ｖｉ．ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかけるステップと
を含み、
第１段階のコードブック・セットＷ_１および第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
− ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
− コードブック行列Ｖにより第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、

であるステップと、
− 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
によって決定される。

有利なことに、コードブック行列Ｖは、
− コードブック行列Ｖを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて

および

であるステップと、
− コードブック行列Ｉを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて

および

であり、コードブック行列Ｖを生成するために、対角線行列Ｊによってコードブック行列Ｉを左乗算または右乗算し、ここにおいて、

であり、ρは、範囲（０，１）で量子化されるステップと、
− コードブック行列Ｖを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから隣接する重複するＤＦＴベクトルの組を選択するステップであって、ここにおいて、

であるステップと
のいずれか１つによって生成される。

有利なことに、第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
− ランク１に対して、

、

、
ランク２に対して

、

という式の列選択ベクトルおよび分極間位相情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップと、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトル、分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップと、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
αは、範囲（０，１）で量子化され、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトル、分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップと、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である４ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第３の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第４の列を表し、αは、範囲（０，１）で量子化される
のいずれか１つによって決定される。

前述の実施形態に対応して、本発明の実施形態では、多入力多出力通信システムのユーザ機器においてコードブックを決定する方法が提供され、ここにおいて、方法は、
Ａ．基地局から第１のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
Ｂ．第１のコードブックのインデックス情報により第１段階のコードブック・セットから第１のコードブックを選択するステップと、
Ｃ．基地局からの基準情報によりダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列を決定するステップと、
Ｄ．ダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列に一致するために、第１のコードブックに基づいて、第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップと、
Ｅ．第２のコードブックのインデックス情報を基地局に送信し、ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかけるステップと
を含み、
ここにおいて、第１段階のコードブック・セットＷ_１および第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
− ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
− コードブック行列Ｖにより第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、

であるステップと、
− 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
によって決定される。

有利なことに、ステップＤは、
− 第１のコードブックに第２段階のコードブック・セットの各コードブックをかけ、最大容量または最小距離基準に基づいて、第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップ
を含む。

本発明の実施形態では、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適用可能で、本発明によって設計された２段階のコードブック・セットに基づいて、多入力多出力通信システムのユーザ機器においてコードブックを決定する方法が提供され、ここにおいて、方法は、
Ｉ．基地局からの基準情報によりダウンリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列を決定するステップと、
ＩＩ．ダウンリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列に一致するために、第１段階のコードブック・セットから第１のコードブックを選択するステップと、
ＩＩＩ．第１のコードブックのインデックス情報を基地局に送信するステップと、
ＩＶ．基地局からの基準情報によりダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列を決定するステップと、
Ｖ．ダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列に一致するために、第１のコードブックに基づいて、第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップと、
ＶＩ．第２のコードブックのインデックス情報を基地局に送信し、ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかけるステップと
を含み、
ここにおいて、第１段階のコードブック・セットＷ_１および第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
− ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
− コードブック行列Ｖにより第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて

であるステップと、
− 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
によって決定される。

有利なことに、コードブック行列Ｖは、
− コードブック行列Ｖを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて

および

であるステップと、
− コードブック行列Ｉを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて、

および

であり、コードブック行列Ｖを生成するために、対角線行列Ｊによってコードブック行列Ｉを左乗算または右乗算し、ここにおいて、

であり、ρは、範囲（０，１）で量子化されるステップと、
− コードブック行列Ｖを生成するために、２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから隣接する重複するＤＦＴベクトルの組を選択するステップであって、ここにおいて、

であるステップと
のいずれか１つによって生成される。

有利なことに、第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトルおよび分極間位相情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップと、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトル、分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップと、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
αは、範囲（０，１）で量子化され、
− ランク１に対して、

、

、ランク２に対して、

、

という式の列選択ベクトル、分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて第２のセットＷ_２を決定するステップと、
ここにおいて、

は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である４ｘ１選択ベクトルを表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第３の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第４の列を表し、
αは、範囲（０，１）で量子化される
のいずれか１つによって決定される。

有利なことに、ステップＶは、
− 第１のコードブックに第２段階のコードブック・セットの各コードブックをかけ、最大容量または最小距離基準に基づいて、第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップ
を含む。

前述の実施形態に対応して、本発明の実施形態では、多入力多出力通信システムの基地局においてコードブックを決定する方法が提供され、基地局は、４本の交差偏波された送信アンテナで構成されており、方法は、
− ユーザ機器から第１のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
− 第１のコードブックのインデックス情報により第１段階のコードブック・セットから第１のコードブックを選択するステップと、
− ユーザ機器から第２のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
− 第２のコードブックのインデックス情報により第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップと、
− ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかけるステップと
を含み、
ここにおいて、第１段階のコードブック・セットＷ_１および第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
− ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
− コードブック行列Ｖにより第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、

であるステップと、
− 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
によって決定される。

本発明のそれぞれの態様については、特定の実施形態についての以下の記述からより明白になるであろう。

本発明の前述および他の機能は、図面を参照して限定を目的としない実施形態についての以下の詳細な説明を参照することで、より明白になるであろう。

本発明の実施形態による多入力多出力通信システムにおけるコードブックを決定する方法を示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態による多入力多出力通信システムにおけるコードブックを決定する方法を示すフローチャートである。

図面において同一または同様の参照番号は、同一または同様の構成要素を示している。

以下において、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成に適用可能な２段階のコードブック構造の詳細について説明する。

２段階のコードブック・セットは、以下のように規定することができる。

ここで、Ｗ_１は、第１段階のコードブック・セットであり、Ｗ_２は、第２段階のコードブック・セットである。

（１）第１段階のコードブック・セットＷ_１の生成

Ｗ_１は、以下に示すブロックの対角線の形に示すように、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成の同じ分極方向を用いる各アンテナ対に対する長期および／または広帯域のチャネル・プロパティを表している。

Ｖは、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナ構成の同じ分極方向を用いる２ＴｘＭＩＭＯチャネルに対して２つの固有ベクトルからなる。すなわち、２ｘ２の寸法でＶ＝［ｖ_１ ｖ_２］である。

行列Ｖに対して固有ベクトル情報を取得する２つの方法がある。１つはダウンリンク・シグナリング指示であり、他方はアップリンクＣＳＩフィードバックである。

第１のオプションでは、同じ分極方向を用いる各アンテナ対に対するアップリンクおよびダウンリンクの共分散行列の相互性によると、ｖ_１およびｖ_２などの広帯域の固有ベクトル、ならびに広帯域の固有値ρは、基地局（ｅＮＢ）よって達成することができる。次に、ｅＮＢは、ｅＮＢ側およびＵＥ側に対して完全に同じＷ_１情報を達成するために、ダウンリンク・シグナリングを通じて較正された固有ベクトルおよび固有値についてユーザ機器（ＵＥ）に通知する。Ｗ_１の固有ベクトルおよび固有値は、アップリンクおよびダウンリンクの共分散行列の相互性に基づいて、遅い変化プロパティを持ち、長い周期でダウンリンク・シグナリング伝送を通じてｅＮＢによって半静的に示すことができ、これは、可能な限り低いダウンリンク送信オーバヘッドを占めることができる。したがって、このオプションでは、より大きなコードブック・セットは、Ｗ１精度を改善するために、共分散行列またはそれらの固有ベクトルを量子化するために使用することができる。

第２のオプションでは、Ｖは２列の直交２ＴｘＤＦＴコードブックとして規定することができ、事前定義されたコードブック・セットからＵＥによって選択および報告することができる。

たとえば、ランク１を用いる２アンテナＤＦＴコードブックは、以下のように設計することができる。

一実施例では、２つの直交ＤＦＴベクトルは、以下のコードブック行列Ｖを形成するために、前述のコードブックｃから選択することができる。

したがって、Ｗ_１は、以下のように示すことができる。

有利なことに、分極間振幅情報を反映するために、一定でないモジュラス・プロパティを考慮に入れることができ、ここにおいて一定でないモジュラス・プロパティを反映する要素ρは、Ｖに導入することができる。具体的には、最初に、２つの直交ＤＦＴベクトルは、以下のコードブック行列Ｉを形成するために、前述のコードブックｃから選択することができる。

次に、前述のコードブック行列Ｉは、以下のようにコードブック行列Ｖを生成するために、対角線行列

によって左乗算または右乗算される。

（左乗算）、および

（右乗算）。

ここで、ρは、範囲（０，１）で量子化される。

別の例では、複数の連続するＤＦＴベクトルは、コードブック行列Ｖを形成するために、前述のコードブックｃから選択することができる。たとえば、隣接する重複するＤＦＴベクトルの組は、コードブック行列Ｖを形成するために、以下のように前述のコードブックｃから選択することができる。

したがって、Ｗ_１は、以下のように示すことができる。

理解できるように、前述の第１のオプションのコードブック・セットＷ_１のサイズは、前述の第２のオプションのコードブック・セットＷ_１のサイズより大きい場合がある。

有利なことに、ｅＮＢは、上位レイヤ・シグナリングにおいて前述の２つのオプションの１つの選択を半静的に信号送信することができる。第１のオプションの選択が上位レイヤ・シグナリングで信号送信される場合、ＵＥは、ｅＮＢからのダウンリンク指示によりＷ_１を直接的に使用するものとし、第２のオプションの選択が上位レイヤ・シグナリングで信号送信される場合、ＵＥは、ダウンリンク・チャネルを測定し、アップリンク・フィードバック・チャネルを通じてＷ_１情報を報告する。そうでない場合、最新のダウンリンク指示またはアップリンク・フィードバックからなど、Ｗ_１のデフォルト選択を使用することができる。

要約すると、第１段階のコードブック・セットＷ_１は、以下のように規定することができる。

前述の第１のダウンリンク・シグナリング指示方法に対して：

前述の第２のアップリンクＣＳＩフィードバック方法に対して：

Ｖが前述のコードブックｃから選択された２つの直交ＤＦＴベクトルから形成される場合：

Ｖが、前述のコードブックｃから選択された隣接する重複するＤＦＴベクトルの組から形成される場合：

Ｗ_１に対するフィードバック・ビットの数は、

である。

第１段階のコードブック・セットＷ_１は、ランク１およびランク２に対して同じである。第２段階のコードブック・セットＷ_２は、ランク１およびランク２に対して異なり、第２段階のコードブック・セットＷ_２は、第１段階のコードブック・セットＷ_１から取得することができる。第２段階のコードブック・セットＷ_２を取得する方法について、以下に説明する。

（２）第２段階のコードブック・セットＷ_２の生成

Ｗ_２は、４Ｔｘ交差偏波されたアンテナの短期および／またはサブバンド・チャネル・プロパティを表している。Ｗ_１のコードブック行列Ｖからの列選択および共同位相（ｃｏ−ｐｈａｓｉｎｇ）仮説など、Ｗ_２設計に対して考慮に入れることができる２つの要素がある。

Ｗ_２設計に対して考慮に入れられる第１の要素は列選択である。適切なＤＦＴベクトルが、Ｗ_１のコードブック行列Ｖから選択される。たとえば、列選択ベクトルＹは、

として規定することができ、

は、値１を持つｎ番目の要素を除いて、すべてゼロの２ｘ１列選択ベクトルであり、

は、コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、

は、コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表している。

Ｗ_２設計に対して考慮に入れられる第２の要素は、分極間位相情報を反映するために使用され、Ｗ_１のＤＦＴコードブックと同じように、異なる量子化ビットを用いて設計することができる。共同位相情報は、以下のように示すことができる。

要約すると、第２段階のコードブック・セットＷ_２は、異なるランク指示情報により以下のように規定することができる。

ランク１に対して、

ここで、

である。

列選択がＹ_１およびＹ_２に対して同じである場合、１ビットは、列選択を表すのに十分である。ランク１のＷ_２に対するフィードバック・ビットの数は、ｌｏｇ_２（Ｎ）＋１およびｌｏｇ_２（Ｎ）＋２の場合がある。

ランク２について、

ここで、

である。

Ｙ_３＝Ｙ_１およびＹ_４＝Ｙ_２において、

であり、また、

Ｙ_３＝Ｙ_２およびＹ_４＝Ｙ_１において、

である。

ここで

である。

ランク２コードブックは、Ｗ２に対するランク１コードブックと同数のフィードバック・ビットｌｏｇ_２（Ｎ）＋１およびｌｏｇ_２（Ｎ）＋２を持っている。

有利なことに、分極間振幅情報を反映するために、一定でないモジュラス・プロパティを考慮に入れることができ、ここにおいて、一定でないモジュラス・プロパティを反映する第３の要素αは、Ｗ_２に導入することができる。

次に、ランク１に対して、

ランク２に対して

αは、範囲（０，１）で量子化される。

Ｗ_１のコードブック行列Ｖが、前述のコードブックｃから選択された、隣接する重複するＤＦＴベクトルの組から形成される場合：

列選択ベクトル

は、値１を持つｎ番目の要素を除いて、すべてゼロの４ｘ１列選択ベクトルであり、これは、行列Ｖからｎ番目の列ベクトルの選択を示しているため、合計で４列のベクトル、

である可能性がある。Ｙ_１およびＹ_２は、これらの４つの列ベクトルの任意の２つとして選択することができるため、合計１６の可能性がある。

ランク１に対して、

ここで、

である。

ランク２に対して

ここで

本発明の２状態のコードブック・セットＷ＝Ｗ_１Ｗ_２は、リリース８コードブックと後方互換性を持つことができる。２状態のコードブック・セットは、リリース８コードブックの改善された設計と見なすことができる。

上記のように形成された２状態のコードブック・セットからのコードブックを決定する方法について、以下に記述する。２状態のコードブック・セットは、基地局側およびユーザ機器側にそれぞれ格納される。

一実施形態では、図１を参照すると、最初にステップＳ１１では、基地局は、ユーザ機器からのサウンディング信号により、アップリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列を決定する。

次に、ステップＳ１２では、基地局は、アップリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列に一致するために、第１段階のコードブック・セットＷ_１に基づいて、第１段階のコードブック・セットＷ_１から第１のコードブックを選択する。たとえば、基地局は、最大容量または最小距離基準に基づいて、アップリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列に一致することができる。

次に、ステップＳ１３では、基地局は、決定された第１のコードブックのインデックス情報をユーザ機器に送信する。

したがって、ステップＳ１４では、ユーザ機器は、インデックス情報の受信時に基地局からの第１のコードブックのインデックス情報により、第１段階のコードブック・セットＷ_１から第１のコードブックを選択する。

次に、ステップＳ１５では、ユーザ機器は、基地局からの基準情報によりダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列を決定する。

次に、ステップＳ１６では、ユーザ機器は、ダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列に一致するために、選択された第１のコードブックに基づいて、第２段階のコードブック・セットＷ_２から第２のコードブックを選択する。たとえば、ユーザ機器は、第１のコードブックに第２段階のコードブック・セットＷ_２の各コードブックをかけることができ、最大容量または最小距離基準に基づいて、第２段階のコードブック・セットＷ_２から第２のコードブックを選択することができる。

したがって、ステップＳ１７では、ユーザ機器は、第２のコードブックのインデックス情報を基地局に送信し、ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかける。

ステップＳ１８では、基地局は、インデックス情報の受信時にユーザ機器から第２のコードブックのインデックス情報により、第２段階のコードブック・セットＷ_２から第２のコードブックを選択する。

次に、ステップＳ１９では、基地局は、ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかける。

別の実施形態では、図２を参照すると、最初にステップＳ２１では、ユーザ機器は、基地局からの基準情報によりダウンリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列を決定する。

次に、ステップＳ２２では、ユーザ機器は、ダウンリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列に一致するために、第１段階のコードブック・セットＷ_１から第１のコードブックを選択する。たとえば、ユーザ機器は、最大容量または最小距離基準に基づいて、ダウンリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列に一致することができる。

次に、ステップＳ２３では、ユーザ機器は、第１のコードブックのインデックス情報を基地局に送信する。

基地局は、インデックス情報の受信時にユーザ機器からの第１のコードブックのインデックス情報により、第１段階のコードブック・セットＷ_１から第１のコードブックを選択する。

次に、ステップＳ２４では、ユーザ機器は、基地局からの基準情報によりダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列を決定する。

次に、ステップ２５では、ユーザ機器は、ダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列に一致するために、選択された第１のコードブックに基づいて、第２段階のコードブック・セットＷ_２から第２のコードブックを選択する。たとえば、ユーザ機器は、第１のコードブックに第２の第２段階のコードブック・セットＷ_２の各コードブックをかけることができ、最大容量または最小距離基準に基づいて、第２段階のコードブック・セットＷ_２から第２のコードブックを選択することができる。

次に、ステップＳ２６では、ユーザ機器は、第２のコードブックのインデックス情報を基地局に送信し、ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかける。

基地局は、インデックス情報の受信時にユーザ機器からの第２のコードブックのインデックス情報により、第２段階のコードブック・セットＷ_２から第２のコードブックを選択する。次に、基地局は、ターゲット・コードブックを取得するために、第１のコードブックに第２のコードブックをかける。

本発明は、明らかに前述の代表的な実施形態に限定されず、本発明の精神または本質から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化することができることは、当業者には自明であろう。したがって、実施形態は、代表的なものであり限定を目的としないものと解釈するものとする。特許請求の範囲に記載の参照番号は、本発明の範囲を制限するものとして解釈されないものとする。さらに、明らかに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、別の要素またはステップ（複数可）を除外するものではなく、「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」という用語は、複数を排除するものではない。装置の請求項に記載された複数の要素は、あるいは、単一の要素として具体化することができる。「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」などの用語は、名前を指定することを意図するものであり、特定の順序を提案するものではない。

Claims (15)

1. ２段階のコードブック・セットを生成する方法であって、前記２段階のコードブック・セットは、基地局が４本の交差偏波された送信アンテナで構成された多入力多出力通信システムに適用可能であり、前記２段階のコードブック・セットは、第１段階のコードブック・セットおよび第２段階のコードブック・セットを含み、前記方法は、
   ａ．２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
   ｂ．前記コードブック行列Ｖにより前記第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、
   

   

   であるステップと、
   ｃ．列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて前記２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
   を含む２段階のコードブック・セットを生成する方法。
2. 前記ステップａは、
   − 前記コードブック行列Ｖを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて、
   

   

   および
   

   

   であるステップ
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップａは、
   − コードブック行列Ｉを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて、
   

   

   および
   

   

   であるステップと、
   − 前記コードブック行列Ｖを生成するために、対角線行列Ｊによって前記コードブック行列Ｉを左乗算または右乗算するステップであって、ここにおいて、
   

   

   であり、
   ρは範囲（０，１）で量子化されるステップと
   を含む請求項１に記載の方法。
4. 前記ステップａは、
   − 前記コードブック行列Ｖを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから隣接する重複するＤＦＴベクトルの組を選択するステップであって、ここにおいて、
   

   

   であるステップ
   を含む請求項１に記載の方法。
5. 前記ステップｃは、
   − ランク１に対して、
   

   

   、
   

   

   ランク２に対して、
   

   

   、
   

   

   という式の前記列選択ベクトルおよび前記分極間位相情報に基づいて前記２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップ
   を含み、
   ここにおいて、
   

   

   は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、
   

   

   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
   

   

   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表す
   請求項１に記載の方法。
6. 前記ステップｃは、
   − ランク１に対して、
   

   

   、
   

   

   、ランク２に対して、
   

   

   、
   

   

   という式の前記列選択ベクトル、前記分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップ
   を含み、
   ここにおいて、
   

   

   は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、
   

   

   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
   

   

   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
   αは、範囲（０，１）で量子化される
   請求項１に記載の方法。
7. 前記ステップｃは、
   − ランク１に対して、
   

   

   、
   

   

   、ランク２に対して、
   

   

   、
   

   

   という式の前記列選択ベクトル、前記分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップを含み、
   ここにおいて、
   

   

   は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である４ｘ１選択ベクトルを表し、
   

   

   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
   

   

   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
   

   

   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第３の列を表し、
   

   

   
   は、前記コードブック行列Ｖから選択された第４の列を表し、
   αは、範囲（０，１）で量子化される
   請求項１に記載の方法。
8. 多入力多出力通信システムの基地局においてコードブックを決定する方法であって、前記基地局は、４本の交差偏波された送信アンテナで構成されており、前記方法は、
   ｉ．ユーザ機器からのサウンディング信号によりアップリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列を決定するステップと、
   ｉｉ．前記アップリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列に一致するために、前記第１段階のコードブック・セットに基づいて、第１段階のコードブック・セットから第１のコードブックを選択するステップと、
   ｉｉｉ．前記ユーザ機器に前記第１のコードブックのインデックス情報を送信するステップと、
   ｉｖ．前記ユーザ機器から第２のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
   ｖ．前記第２のコードブックの前記インデックス情報により第２段階のコードブック・セットから前記第２のコードブックを選択するステップと、
   ｖｉ．ターゲット・コードブックを取得するために、前記第１のコードブックに前記第２のコードブックをかけるステップと
   を含み、
   ここにおいて、前記第１段階のコードブック・セットＷ_１および前記第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
   − ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
   − 前記コードブック行列Ｖにより前記第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、
   

   

   であるステップと、
   − 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて前記第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
   によって決定される
   多入力多出力通信システムの基地局においてコードブックを決定する方法。
9. 前記コードブック行列Ｖは、
   − 前記コードブック行列Ｖを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて
   

   

   および
   

   

   であるステップと、
   − コードブック行列Ｉを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて
   

   

   および
   

   

   であり、前記コードブック行列Ｖを生成するために、対角線行列Ｊによって前記コードブック行列Ｉを左乗算または右乗算し、ここにおいて、
   

   

   であり、ρは、範囲（０，１）で量子化されるステップと、
   − 前記コードブック行列Ｖを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから隣接する重複するＤＦＴベクトルの組を選択するステップであって、ここにおいて、
   

   

   であるステップと
   のいずれか１つによって生成される請求項８に記載の方法。
10. 前記第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
    − ランク１に対して、
    

    

    、
    

    

    、ランク２に対して、
    

    

    、
    

    

    という式の前記列選択ベクトルおよび前記分極間位相情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップであって、
    ここにおいて、
    

    

    は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表すステップと、
    − ランク１に対して、
    

    

    、
    

    

    、ランク２に対して、
    

    

    、
    

    

    という式の前記列選択ベクトル、前記分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップであって、
    ここにおいて、
    

    

    は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、αは、範囲（０，１）で量子化されるステップと、
    − ランク１に対して、
    

    

    、
    

    

    、ランク２に対して、
    

    

    、
    

    

    という式の前記列選択ベクトル、前記分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップであって、
    ここにおいて、
    

    

    は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である４ｘ１選択ベクトルを表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第３の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第４の列を表し、αは、範囲（０，１）で量子化されるステップと
    のいずれか１つによって決定される請求項８に記載の方法。
11. 多入力多出力通信システムのユーザ機器においてコードブックを決定する方法であって、前記方法は、
    Ａ．基地局から第１のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
    Ｂ．前記第１のコードブックの前記インデックス情報により第１段階のコードブック・セットから前記第１のコードブックを選択するステップと、
    Ｃ．前記基地局からの基準情報によりダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列を決定するステップと、
    Ｄ．前記ダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列に一致するために、前記第１のコードブックに基づいて、第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップと、
    Ｅ．前記第２のコードブックのインデックス情報を前記基地局に送信し、ターゲット・コードブックを取得するために、前記第１のコードブックに前記第２のコードブックをかけるステップと
    を含み、
    ここにおいて、前記第１段階のコードブック・セットＷ_１および前記第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
    − ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
    − 前記コードブック行列Ｖにより前記第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、
    

    

    であるステップと、
    − 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて前記第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
    によって決定される
    多入力多出力通信システムのユーザ機器においてコードブックを決定する方法。
12. 多入力多出力通信システムのユーザ機器においてコードブックを決定する方法であって、前記方法は、
    Ｉ．基地局からの基準情報によりダウンリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列を決定するステップと、
    ＩＩ．前記ダウンリンクの長期および／または広帯域のチャネル行列に一致するために、第１段階のコードブック・セットから第１のコードブックを選択するステップと、
    ＩＩＩ．前記第１のコードブックのインデックス情報を前記基地局に送信するステップと、
    ＩＶ．前記基地局からの前記基準情報によりダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列を決定するステップと、
    Ｖ．前記ダウンリンクの短期および／または狭帯域のチャネル行列に一致するために、前記第１のコードブックに基づいて、第２段階のコードブック・セットから第２のコードブックを選択するステップと、
    ＶＩ．前記第２のコードブックのインデックス情報を前記基地局に送信し、ターゲット・コードブックを取得するために、前記第１のコードブックに前記第２のコードブックをかけるステップと
    を含み、
    ここにおいて、前記第１段階のコードブック・セットＷ_１および前記第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
    − ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
    − 前記コードブック行列Ｖにより前記第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、
    

    

    であるステップと、
    − 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて前記第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
    によって決定される
    多入力多出力通信システムのユーザ機器においてコードブックを決定する方法。
13. 前記コードブック行列Ｖは、
    − 前記コードブック行列Ｖを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて、
    

    

    および
    

    

    であるステップと、
    − コードブック行列Ｉを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから２つの直交ＤＦＴベクトルを選択するステップであって、ここにおいて
    

    

    および
    

    

    であり、前記コードブック行列Ｖを生成するために、対角線行列Ｊによって前記コードブック行列Ｉを左乗算または右乗算し、ここにおいて、
    

    

    であり、ρは、範囲（０，１）で量子化されるステップと、
    − 前記コードブック行列Ｖを生成するために、前記２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃから隣接する重複するＤＦＴベクトルの組を選択するステップであって、ここにおいて、
    

    

    であるステップと
    のいずれか１つによって生成される請求項１２に記載の方法。
14. 前記第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
    − ランク１に対して、
    

    

    、
    

    

    
    、ランク２に対して、
    

    

    、
    

    

    という式の前記列選択ベクトルおよび前記分極間位相情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップであって、
    ここにおいて、
    

    

    は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表すステップと、
    − ランク１に対して、
    

    

    、
    

    

    、ランク２に対して、
    

    

    、
    

    

    という式の前記列選択ベクトル、前記分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップであって、
    ここにおいて、
    

    

    は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である２ｘ１選択ベクトルを表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、αは、範囲（０，１）で量子化されるステップと、
    − ランク１に対して、
    

    

    、
    

    

    、ランク２に対して、
    

    

    、
    

    

    という式の前記列選択ベクトル、前記分極間位相情報、および分極間振幅情報に基づいて前記第２のセットＷ_２を決定するステップであって、
    ここにおいて、
    

    

    は、１であるｎ番目の要素を除く他のすべての要素が０である４ｘ１選択ベクトルを表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第１の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第２の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第３の列を表し、
    

    

    は、前記コードブック行列Ｖから選択された第４の列を表し、αは、範囲（０，１）で量子化されるステップと
    のいずれか１つによって決定される請求項１２に記載の方法。
15. 多入力多出力通信システムの基地局においてコードブックを決定する方法であって、前記基地局は、４本の交差偏波された送信アンテナで構成されており、前記方法は、
    − ユーザ機器から第１のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
    − 前記第１のコードブックの前記インデックス情報により第１段階のコードブック・セットから前記第１のコードブックを選択するステップと、
    − 前記ユーザ機器から第２のコードブックのインデックス情報を受信するステップと、
    − 前記第２のコードブックの前記インデックス情報により第２段階のコードブック・セットから前記第２のコードブックを選択するステップと、
    − ターゲット・コードブックを取得するために、前記第１のコードブックに前記第２のコードブックをかけるステップと
    を含み、
    ここにおいて、前記第１段階のコードブック・セットＷ_１および前記第２段階のコードブック・セットＷ_２は、
    − ２アンテナ・ランク１のＤＦＴコードブックｃに基づいてコードブック行列Ｖを生成するステップと、
    − 前記コードブック行列Ｖにより前記第１段階のコードブック・セットＷ_１を決定するステップであって、ここにおいて、
    

    

    であるステップと、
    − 列選択ベクトルおよび分極間位相情報に少なくとも基づいて前記第２段階のコードブック・セットＷ_２を決定するステップと
    によって決定される
    多入力多出力通信システムの基地局においてコードブックを決定する方法。

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