JP2017525218A - Ｐｍｉを計算する方法及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

無線通信システムにおけるプリコーダマトリクスインジケータ（ＰＭＩ）を計算する方法が開示される。無線通信システムは、１又は複数のユーザ装置（ＵＥ）と通信可能である基地局（ｅＮＢ）と、ｅＮＢに関連し、複数のアンテナサブセットに分割される複数の送信アンテナのセットと、を含む。ＵＥは、計算、及びｅＮＢがプリコーディングにおいて使用するために複数のＰＭＩをｅＮＢへ報告可能である。方法は、ＵＥによってｅＮＢへ報告されるＰＭＩが、アンテナサブセット間の相関関係を考慮するように、アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された他のＰＭＩを用いて、所定のアンテナサブセットに対するＰＭＩを計算することを含む。【選択図】図８

Description

本発明は、evolved Node Bが送信アンテナのセットを複数のサブセットに分割し、ＵＥが複数の送信アンテナサブセットに対する複数のＰＭＩを報告する（フィードバックする）通信システムにおけるプリコーダマトリクスインジケータ（precoder matrix indicator（ＰＭＩ））の計算に関する。

無線通信システムは、基地局（evolved Node B （ｅＮＢ）としても知られている）がｅＮＢの範囲内に存在するモバイルデバイス（user equipment（ＵＥ）としても知られている）と通信するとして広く知られている。各ｅＮＢは、その利用可能な帯域幅、すなわち、周波数及び時間リソースを異なるＵＥに対する異なるリソース割り当てに分割する。より多くのユーザ（より多くのＵＥ）、より多くのデータ集約型サービス（data-intensive service）及び／又はより高いデータ伝送レートに対応するために、システムの容量を増加すること、及びリソース利用の効率を向上することが常に必要である。

ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、無線通信システムにおいて、データを送信するために用いられる１つの技術である。ＯＦＤＭベースの通信方式は、多数のサブキャリア間で送信されるようにデータシンボルを分割する。それ故、「周波数分割多重方式（frequency division multiplexing）」という用語が用いられる。データは、その位相、振幅、又は、位相及び振幅の両方を調整することにより、サブキャリア上に変調される。ＯＦＤＭという名称の「直交（orthogonal）」の部分は、周波数領域におけるサブキャリアの間隔が、数学的な意味で他のサブキャリアと直交するように選択されることを意味する。言い換えると、それらは、隣接するサブキャリアのサイドバンドが重複してもよいが、サブキャリアが受信される際に、サブキャリア間の干渉（inter-subcarrier interference）が十分に最小化されるように、周波数領域に配置される。

個々のサブキャリア又はサブキャリアのセット（set）が異なるユーザ（異なるＵＥ）に割り当てられる場合、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）と称されるマルチアクセスシステムになる。ＯＦＤＭという用語は、ＯＦＤＭＡを含むことを度々意図する。したがって、２つの用語は、本説明の目的のために置き替え可能と考えてもよい。異なる周波数／時間リソースをセル内の各ＵＥに割り当てることにより、ＯＦＤＭＡは、所定のセル内のＵＥ間の干渉を避けることに寄与することができる。

基本的なＯＦＤＭ方式のさらなる変更は、「マルチプルインプットマルチプルアウトプット（multiple-input multiple-output）」を表すいわゆるＭＩＭＯと呼ばれる。この方式は、送信機と受信機との間で達成可能なデータ容量を高めるために、送信機及び／又は受信機（しばしば両方）において、複数のアンテナを用いる。一般的に、これは、ｅＮＢと当該ｅＮＢによりサービスされるユーザ装置（ＵＥ）との間のデータ容量を高めるために用いられる。

一例として、２ｘ２「シングルユーザ（single user）ＭＩＭＯ」（ＳＵ−ＭＩＭＯ）構成は、送信機における２つのアンテナと、その送信機と通信する単一の受信機における２つのアンテナとを含む。同様に、４ｘ４ ＳＵ−ＭＩＭＯ構成は、送信機における４つのアンテナと、その送信機と通信する単一の受信機における４つのアンテナとを含む。送信機及び受信機について同じアンテナの数を用いる必要はない。一般的に、無線通信システムにおけるｅＮＢは、電力、コスト及びサイズ制限の違いにより、ＵＥと比較してより多くのアンテナを備えるであろう。また、いわゆる「マルチユーザ（multi-user）ＭＩＭＯ」（ＭＵ−ＭＩＭＯ）が度々用いられることに留意すべきである。マルチユーザＭＩＭＯは、同時に複数のＵＥとＭＩＭＯ通信を行うことができる単一のｅＮＢを含む。このことは、以下でさらに説明される。

「チャネル（channel）」という用語は、一般的に、送信機と受信機との間の無線リンクの周波数（又は、等価的時間遅延）応答（frequency response）を指すために用いられる。ＭＩＭＯチャネル（以下、単に「チャネル」）は、全てのサブキャリア（上記のサブキャリアの説明を参照）を含み、伝送の帯域幅全体をカバーする。ＭＩＭＯチャネルは、多くの個々の無線リンクを含む。シングルインプットシングルアウトプット（single-input single-output（ＳＩＳＯ））チャネルとそれぞれ個々に称され得るこれらの個々の無線リンクの数は、Ｎ_ＲＸ×Ｎ_ＴＸであり、ここで、Ｎ_ＴＸは、送信機におけるアンテナの数であり、Ｎ_ＲＸは、受信機におけるアンテナの数である。例えば、３ｘ２ ＳＵ−ＭＩＭＯ配列は６リンクを含み、したがって、６ＳＩＳＯチャネルを有する。

図１に概略的に表される簡略化された２ｘ３ ＳＵ−ＭＩＭＯシステムを考慮すると、受信機ＲのアンテナＲ０が送信機Ｔの送信機アンテナＴ０、Ｔ１及びＴ２のそれぞれからの送信を受信することがわかる。同様に、受信アンテナ機Ｒ１は、送信機アンテナＴ０、Ｔ１及びＴ２からの送信を受信する。したがって、受信機において受信される信号は、送信機アンテナからの送信の組み合わせ（すなわち、６ＳＩＳＯチャネルの組み合わせ）を含む（又は、から構成される）。一般に、ＳＩＳＯチャネルは、１以上のデータストリームを受信機へ送信する様々な方法に組み込まれ得る。

（上述された）図１及び図２の両方は、「シングルユーザ」ＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）システムに関連するという点に注意すべきである。しかしながら、前述したように、いわゆる「マルチユーザ」ＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）が度々用いられ、これは、複数のアンテナを有し、同時に複数のＵＥ（ＵＥのそれぞれも複数のアンテナを有し得る）とのＭＩＭＯ通信を行うことができる単一のｅＮＢを含む。ＭＵ−ＭＩＭＯシステムの概略図は図３に示される。

より具体的には、図３は、ｅＮＢが、複数の送信アンテナから同一の時間周波数上で異なるＵＥへデータを送信する、一般的なＭＵ−ＭＩＭＯを示す。ＵＥ間の干渉を最小化するために、ｅＮＢは、プリコーディング（precoding）を用いて送信ビームを生成する。

例えば、ウィキペディア（Wikipedia）によれば、「プリコーディング」は、「ビームフォーミング（beamforming）」の一般化であり、マルチアンテナ無線通信におけるマルチストリーム送信（multi-stream transmission）をサポートするために使用される。従来のシングルストリームビームフォーミングでは、同一の信号は、信号電力（signal power）が受信機において最大化されるような、適切な重み付け（位相及び利得）を用いて送信アンテナのそれぞれから放出される。しかしながら、受信機が複数のアンテナを有する場合、シングルストリームビームフォーミングは、受信アンテナの全てにおける信号レベルを同時に最大化することはできない。複数の受信アンテナシステムにおけるスループットを最大化するために、マルチストリーム送信が一般的に必要とされる。

マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）において、マルチアンテナ送信機は、上述したように、複数の受信機（受信機のそれぞれが１又は複数のアンテナを有する）と同時に通信する。実装の観点から、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムのためのプリコーディングアルゴリズムは、線形及び非線形プリコーディングタイプに分類される。容量達成アルゴリズム（capacity achieving algorithm）は、一般的に非線形であるが、線形プリコーディング手法は、依然としてはるかに低い複雑さで妥当な性能を達成できる。線形プリコーディング手法は、例えば、最大比送信（maximum ratio transmission（ＭＲＴ））、ゼロフォーシング（zero-forcing（ＺＦ））プリコーディング、及び、送信ウィナー（transmit Wiener）プリコーディングを含む。

性能最大化は、ポイントツーポイントＳＵ−ＭＩＭＯにおいて明確な解釈を有するが、マルチユーザシステムは、一般的に全てのユーザに対する性能を同時に最大化することはできない。したがって、マルチユーザシステムは、個々の目的がユーザの１人の容量を最大化することに対応する多目的の最適化問題（multi-objective optimization problem）を引き起こすと言われ得る。この問題に対処するための１つの一般的な方法は、システム効用関数（system utility function）を選択することであり、例えば、システムの主観的なユーザの優先度（system's subjective user priority）に対応する重みで重み付けされた合計容量（weighted sum capacity）である。

任意の場合において、受信側では、ＵＥは、受信された信号からデータを取得するために、ポストコーディング（postcoding）（デコーディング）を使用する。

当業者は、プリコーディングが多くの場合、チャネルの状態に高く依存すること（すなわち、「チャネル状態」に依存すること）−下記参照、を上述の説明から理解するであろう。

数学的に、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムは、上記の簡略化されたシングルユーザＭＩＭＯシステム関係式（式０）を変更することにより、記述（モデル化）することができ、以下のようになる。

（式１）

上記式１において、
ｙ（ｉ）はｉ番目のＵＥで受信された信号であり、
ｘ（ｉ）はｉ番目のＵＥに対するデータ信号であり、
Ｈ（ｉ）はｉ番目のＵＥに対するチャネル行列であり、
Ｖ（ｉ）はｉ番目のＵＥのプリコーダ行列であり、
ｎ（ｉ）はｉ番目のユーザの加法性ホワイトガウスノイズである。

ＭＩＭＯ送信方式は、「非適応（non-adaptive）」又は「適応(adaptive)」のいずれかであると言ってもよい。非適応の場合、送信機は、チャネルの状態又は性質の知識を有さない。言い換えると、送信機は、送信信号が、「空気中を介して（through the air）」送信されることにより変化する方法の知識を有さない。送信機は、例えばチャネルの状態又は性質により生じる変化（チャネルの状態又は性質が、送信信号の「空気中における」変化の仕方に影響を与える）を考慮することができないために、「チャネル状態」についての知識の欠如は、性能を制限し得る。適応方式は、受信機から送信機への（すなわち、アップリンク（ＵＬ）における）情報（いわゆる「チャネル状態情報（channel-state information）」又はＣＳＩ）のフィードバックに依存する。つまり、適用方式は、状態の変化を考慮し（すなわち、チャネル状態の変化を考慮し）、データスループットを最大化するために、送信ダウンリンク（ＤＬ）信号の変更を許容する。言い換えると、ＣＳＩのフィードバックは、プリコーディングにより促進する又は支援するために用いられる。本発明は、主にＭＩＭＯ方式のこれらの適用型に関連する。アップリンクにおける異なるＵＥからのＣＳＩのフィードバックは、図４に示される。

以下の表は、本明細書における特定の省略形／頭字語を含む：

本明細書において、先行する若しくは既存のデバイス、装置、製品、システム、方法、実施、刊行物若しくは他の情報、又は、任意の課題若しくは問題を単に参照することは、それらのいずれかが個別に若しくは任意の組み合わせで本分野の当業者の共通の一般的知識の一部を形成している又は自認された先行技術であることを、承認するものでも自認するものでもないことを、明確に理解すべきである。

１つの広範な形態において、本発明は、無線通信システムにおけるプリコーダマトリクスインジケータ（precoder matrix indicator（ＰＭＩ））を計算する方法に関連する。無線通信システムは、１又は複数のユーザ装置（ＵＥ）と通信可能である基地局（ｅＮＢ）と、前記ｅＮＢに関連し、複数の送信アンテナサブセットに分割される複数の送信アンテナのセットと、を含む。前記ＵＥは、それぞれの前記複数の送信アンテナサブセットに対する複数のＰＭＩを計算可能であり、且つ、前記ｅＮＢがプリコーディングにおいて使用するために前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能である。この方法は、前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された（又は予め設定された（pre-set））他のＰＭＩを用いて、所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩを計算することを含む。これは、前記ＵＥによって前記ｅＮＢへ報告される前記ＰＭＩが、前記送信アンテナサブセット間の相関関係を考慮することを可能にすることに寄与し得ると考えられる。

本発明の上記形態の実施形態において実装される無線通信システムは、マルチプルインプットマルチプルアウトプット（multiple-input multiple-output（ＭＩＭＯ））システムであってもよい。上述のように、ＭＩＭＯシステムでは、前記ｅＮＢに関連する前記複数の送信アンテナは、ＵＥに関連する複数の受信機アンテナにより受信することができる信号を送信可能である。本発明の上記形態の実施形態は、前記ｅＮＢに関連する前記複数の送信アンテナが、複数のＵＥへ同時に信号を送信可能であり、前記ＵＥの各々が複数の受信機アンテナを有する、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムにおいて実装することが適切であってもよい。

多くの場合において、前記ＵＥは、アップリンクにおいて、前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能であることが想定される。このような場合、前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された（又は予め設定された（pre-set））他のＰＭＩを用いて、所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩをＵＥにより計算することは、同一のアップリンク送信において前記ｅＮＢへ報告される既に計算された（又は予め設定された（pre-set））他のＰＭＩを用いて、所定のアップリンク送信において前記ｅＮＢへ報告される前記所定のＰＭＩを計算することを含んでもよい。言い換えると、（それぞれの前記送信アンテナサブセットに対して）前記ＵＥにより計算される前記ＰＭＩは、同一のアップリンク送信において、前記ＵＥにより前記ｅＮＢへ報告される他のＰＭＩに基づいてもよい（そして、上述の、以前のアップリンク送信において報告されたＰＭＩではない）。このように、前記ＵＥは、現在の（又は最新の）チャネルの状態に対応するＰＭＩを報告してもよく、その結果、プリコーディングにおいて使用されるチャネルの状態に関する最新の情報を前記ｅＮＢに供給する。（付随的に、所定のアップリンク送信において送信される前記ＰＭＩをＵＥが計算する場合、計算される最初の前記ＰＭＩは、その同一のアップリンク送信で報告される既に計算された他のＰＭＩではないことが理解されるであろう。したがって、この最初のＰＭＩを計算するために、計算において、予め設定された、又は予め初期設定された（pre-initialised）パラメータ（予め設定されたＰＭＩと同等である）が用いられてもよい。これは、以下の詳細な説明の章でさらに説明する。）

上記に続き、ＵＥにより前記ｅＮＢへ報告される前記ＰＭＩは、一般的にアップリンクにおいて前記ＵＥにより前記ｅＮＢへ報告されるチャネル状態情報（channel state information（ＣＳＩ））の一部を形成することが理解される。この点について、前記ＣＳＩは、一般的に前記ＰＭＩに加えて、ランクインジケータ（rank indicator（ＲＩ））及びチャネル品質インジケータ（channel quality indicator（ＣＱＩ））を含むことに留意すべきである。

多くの実施形態では、前記ｅＮＢに関連する複数の送信アンテナの前記セットは、送信アンテナの２次元の（２Ｄ）配列を含んでもよい。このような実施形態では、送信アンテナの前記配列を分割することは、各グループが送信アンテナサブセットを形成するように、アンテナの複数のグループを形成するために、個々のアンテナを合わせてグループ化すること（grouping）を含んでもよい。一般的に、前記分割は、さまざまな送信アンテナ配列構成（different transmit antenna array configurations）に対して予め定義されるであろう。また、所定のアンテナ配列構成に対して、１よりも多くの取り得る分割配列（パターン）があってもよく、そうである場合、使用される取り得る分割配列（パターン）は、前記ｅＮＢにより設定（configured）されてもよい。

上記の背景技術の章で説明したように、チャネルＨは、前記ｅＮＢに関連する前記送信アンテナと、前記ＵＥに関連する前記受信機アンテナと、の間の無線リンクの周波数応答である。送信アンテナの前記配列をＮ個の送信アンテナサブセットに分割することは、チャネルをＮ個のサブチャネルに分割することであってもよい。この文脈において、Ｈ_ｎは、ｎ番目のアンテナサブセットのためのチャネル（又はチャネル推定（channel estimate））を参照する。また、前記サブチャネルは、サイズがＮ_ＲＸ×μ_ＴＸであってもよく、ここで、Ｎ_ＲＸは前記ＵＥに関連する受信機アンテナの数であり、Ｎ_ＴＸは前記ｅＮＢに関連する送信アンテナの数であり、Ｎμ_ＴＸ＝Ｎ_ＴＸである。

特定の具体的な実施形態では、ＰＭＩを計算する方法は、以下を含んでも良い。
Ａ）最初の複合チャネル行列Ｇ_０を初期設定すること、及び最初の複合プリコーダ行列Ｖ_０を初期設定すること（なお、これらは、上述した予め設定された（pre-set）／予め初期設定された（pre-initialised）パラメータである）
Ｂ）アンテナサブセットｎ＝１，．．．，Ｎの各々に対して以下を実行すること
（ｉ）以前の複合チャネル行列Ｇ_ｎ−１及び現在のアンテナサブセットのチャネル推定Ｈ_ｎを用いて新たな複合チャネル行列Ｇ_ｎを生成すること
（ｉｉ）以前の複合プリコーダ候補Ｖ_ｎ−１及びサイズがμ_ＴＸ×ＲＩであるＰＭＩコードブックのプリコーダ（コードワード）Ｗｐ，ｐ＝１，．．．，Ｎ_ｐを用いてｐ＝１，．．．，Ｎ_ｐに対する複合プリコーダ候補Ｖ_ｐを生成すること
（ｉｉｉ）前記複合チャネル行列Ｇ_ｎ及び前記複合プリコーダ候補Ｖ_ｐを用いて現在のアンテナサブセットのＰＭＩ ｐ_ｎを決定すること
（ｉＶ）新たな複合プリコーダを割り当てること

上述した特定のアルゴリズムを含む本発明の実施形態では、前記最初の複合チャネル行列Ｇ_０及び前記最初の複合プリコーダ行列Ｖ_０の両方は、空の行列として初期設定されてもよいし、又は、代わりにそれらは、所定の予め設定された最初の値／入力（entry）であってもよい。

また、上述した特定のアルゴリズムを含む本発明の実施形態では、ステップ（ｉ）新たな複合チャネル行列Ｇ_ｎを生成することは、以下により実行されてもよい。

さらに、上述の特定のアルゴリズムを含む本発明の実施形態では、ステップ（ｉｉ）ｐ＝１，．．．，Ｎ_ｐに対する複合プリコーダ候補Ｖ_ｐを生成することは、以下により実行されてもよい。

さらに、上述の特定のアルゴリズムを含む本発明の実施形態では、ステップ（ｉｉｉ）現在のアンテナサブセットのＰＭＩ ｐ_ｎを決定することは、以下により実行されてもよい。

その結果、ステップ（ｉＶ）新たな複合プリコーダ（次のアンテナサブセットの前記ＰＭＩを計算するために必要）を割り当てることは、以下により実行されてもよい。

本明細書に記載の特徴のいずれもが、本発明の範囲内で、本明細書に記載の他の特徴の１つ以上と任意に組み合わせることができる。

本発明の好ましい特徴、実施形態、及び変形例は、当業者が本発明を実施するための十分な情報を提供する以下の詳細な説明から理解されてもよい。本詳細な説明は、決して前述の発明の概要の範囲を限定するものとみなされるべきではない。本詳細な説明は、以下の図面の番号を参照する。

簡略化された２×３ ＳＵ−ＭＩＭＯシステムを概略的に示す。

より一般化されたＳＵ−ＭＩＭＯシステムの概念図である。

ｅＮＢが複数の送信アンテナから同一の時間周波数上で異なるＵＥへデータを送信し、各ＵＥも複数のアンテナを有する、一般的なＭＵ−ＭＩＭＯを示す。

ダウンリンクにおけるｅＮＢから異なるＵＥへのデータの送信、及びアップリンクにおける異なるＵＥからｅＮＢへのＣＳＩのフィードバックを示す。

送信アンテナの１次元の（１Ｄ）配列（すなわち、１次元のアンテナセット）を概略的に示す。

送信アンテナの２次元の（２Ｄ）配列（すなわち、２次元のアンテナセット）を概略的に示す。

送信アンテナの２次元の（２Ｄ）配列（すなわち、２次元のアンテナセット）を複数のアンテナサブセットに分割することができる方法の様々な（非制限的な）例を示す。

アンテナ分割処理の図示である。

本発明の特定の実施形態にかかるＰＭＩの計算のためのアルゴリズムの図示である。

ＭＩＭＯシステムでは、evolved Node Bは、送信アンテナの１次元の（１Ｄ）配列（例として図５を参照）又は送信アンテナの２次元の（２Ｄ）配列（例として図６を参照）を備えることができる。２Ｄ送信アンテナ配列の場合、通信チャネルは３次元（３Ｄ）になる。また、チャネル行列の次元は、とても大きくなり得る。特に、(３−Ｄチャネルを生成する)２−Ｄ送信アンテナ配列は、ＣＳＩの計算と同様にプリコーダの計算に関連する、重大な計算の複雑さにつながり得るからである。

これらの問題を解決するために（すなわち、上述の計算の複雑さを軽減するために）、evolved Node Bは、アンテナセットを複数のサブセットに分割（partition）してもよく、ＵＥ（又は各々のＵＥ）に複数のＰＭＩを計算させ、報告させるようにしてもよい。アンテナセットが分割される方法の例は、図７に示される。

図８にアンテナ分割処理を示す。図８に示されるように、ｅＮＢは、送信アンテナセットを複数のアンテナサブセットに分割し、また、ｅＮＢは、（この一環として）定義されたアンテナサブセットのそれぞれに対するＰＭＩをＵＥに報告させる。その結果、ＵＥは、異なるアンテナサブセットに対するＰＭＩを計算し、且つ（アップリンクにおけるＣＳＩ送信の一環として）それらをもとのｅＮＢへ報告し、ｅＮＢは、報告されたＰＭＩを用いて（ダウンリンクにおける）後続のデータ送信のためのプリコーダを生成する。

ここに説明される本発明の少なくともいくつかの実施形態は、ＵＥにおいて実行され、且つ、evolved Node Bが送信アンテナセットを複数のサブセット（個々のアンテナ又はサブセットのどれも基準として割り当てられない場合）に分割し、複数のＰＭＩをＵＥに測定／計算及び報告させる場合における使用を対象とするＰＭＩ計算方法を含んでもよい。特定の具体的な実施形態では、特定のアンテナサブセットに対するＰＭＩのＵＥによる計算は、他のアンテナサブセットの既に計算された（又は予め設定された）他のＰＭＩに基づいてもよい（あるいは、全てのアンテナサブセットに対して既に計算された（又は予め設定された）全てのＰＭＩに基づいてもよい）。

送信アンテナのセットをサブセットに分割すること（すなわち、ＴｘＡｎセットを分割すること）は、その結果として、（全体のチャネルがサイズＮ_ＲＸ×Ｎ_ＴＸである）全体のチャネルを、サイズがＮ_ＲＸ×μ_ＴＸのＮ個のサブチャネルへ分割することになる。ここで、Ｎμ_ＴＸ＝Ｎ_ＴＸである。この分割は、さまざまな送信アンテナ配列構成に対して、予め定義されてもよい。言い換えると、所定の送信アンテナ配列構成は、特定の予め定義された手法により分割されてもよく、さまざまなアンテナ配列構成に対して、異なる予め定義された分割配列（パターン）があってもよい。所定のアンテナ配列構成に対して、１よりも多くの取り得る分割配置（パターン）があってもよい（図７の例はこれを示している）。そして、使用されるこれらの取り得る分割配置（パターン）は、ｅＮＢにより設定（configured）されてもよい。

ＰＭＩ計算のために使用されてもよい１つの特定のアルゴリズムは、以下で説明され、図９に示される。このアルゴリズムでは：
−サイズがＮ_ＲＸ×μ_ＴＸのＨ_ｎ（ｎ＝１，．．．Ｎ）はｎ番目のアンテナサブセットのチャネル推定を表す
−サイズがμ_ＴＸ×ＲＩのＷ_ｐ（ｐ＝１，．．．Ｎ_ｐ）はＰＭＩコードブックのプリコーダ（コードワード）を表す、及び
−ｐ_ｎ（ｎ＝１，．．．Ｎ）はｎ番目のアンテナサブセットのＰＭＩを表す。

特定のアルゴリズムは以下の通りである：
Ａ）空の行列を初期設定する：

Ｂ）ｎ＝１，．．．，Ｎに対して以下を実行する：
（ｉ）複合チャネル行列Ｇ_ｎを生成することは以下を用いる：

（式２）
（ｉｉ）複合プリコーダ候補を生成することは以下を用いる：

（式３）
（ｉｉｉ）ＰＭＩ ｐ_ｎを決定することは以下を用いる：

（式４）
（ｉＶ）新たな複合プリコーダ候補を割り当てること：

（式５）
Ｃ）終了

本発明が達成すると考えられる利点の１つは、全体のアンテナ配列の異なるアンテナ素子が、相関関係を示すと考えられることから生じる（すなわち、異なる個々のアンテナ、及び異なるアンテナサブセットは、相関性があると考えられる）。ＰＭＩの計算のための従来の方法では、全体のアンテナ配列の異なるアンテナ素子に対するＰＭＩは、互いに独立して計算される。これとは対照的に、本発明では、もとのｅＮＢへ報告される異なるアンテナサブセットに対するＰＭＩが、アンテナサブセット間にあると考えられる相関関係を得るように、ＰＭＩの計算を「共有」手法で可能とする（例えば、本発明では、１つのアンテナサブセットに対するＰＭＩの計算は、他のアンテナサブセットに対して既に計算された（又は予め設定された）ＰＭＩを用いて行われる）。

さらなる説明として、ＰＭＩ計算のための従来の方法は、互いに独立した異なるアンテナ素子に対するＰＭＩを決定する（すなわち、関連するアンテナ素子に対する他のＰＭＩの参照なしで）ため、その結果、従来の方法は、アンテナ素子間にある相関関係を考慮することに失敗し得ると考えられる。これは、従来の方法が不正確なチャネル状態情報を次々に提供する原因となり得る（アップリンクにおいてＣＳＩの一部としてＰＭＩがＵＥからｅＮＢへフィードバックされることを思い出す）。そして、ｅＮＢは、後続のデータ送信のためのプリコーダを計算するためにフィードバックされるＣＳＩに依存するため、不正確なチャネル状態情報は、不十分なプリコーディング性能を引き起こし得る。本発明は、アンテナ素子間にあると考えられる相関関係をよく考慮することにより、この問題に対処する少なくともいくつかの方法を行い得る。

（もしあれば）本明細書及び特許請求の範囲において、「含んでいる（comprising）」という単語及びその派生語である「含む（comprises）」及び「含む（comprise）」は、記載された各整数を含むが、１以上のさらなる整数を含むことを排除するものではない。

本明細書を通して「一実施形態」又は「実施形態」という言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な場所における「一実施形態では（において）」又は「実施形態では（において）」という語句の出現は、必ずしも全て同一の実施形態を指すわけではない。さらに、特定の特徴、構造又は特性は、１又は複数の組み合わせで、任意の適切な手法により組み合わせてもよい。

法令の遵守において、本発明は、構造的又は方法的特徴の多少を言語で具体的に記載されている。本明細書に記載の手段が本発明を実施する好ましい形態を含むことから、本発明は、図示又は説明した特定の特徴に限定されるものではないことを理解されるべきである。したがって、本発明は、（もしあれば）当業者により適切に解釈される添付の特許請求の適切な範囲内で任意の形態又は変形が主張される。

この出願は、２０１４年６月１６日に出願されたオーストラリア特許仮出願第２０１４９０２２７６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

法令の遵守において、本発明は、構造的又は方法的特徴の多少を言語で具体的に記載されている。本明細書に記載の手段が本発明を実施する好ましい形態を含むことから、本発明は、図示又は説明した特定の特徴に限定されるものではないことを理解されるべきである。したがって、本発明は、（もしあれば）当業者により適切に解釈される添付の特許請求の適切な範囲内で任意の形態又は変形が主張される。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
無線通信システムにおけるプリコーダマトリクスインジケータ（precoder matrix indicator（ＰＭＩ））を計算する方法であって、
前記無線通信システムは、１又は複数のユーザ装置（ＵＥ）と通信可能である基地局（ｅＮＢ）と、前記ｅＮＢに関連し、複数の送信アンテナサブセットに分割される複数の送信アンテナのセットと、を含み、
前記ＵＥは、それぞれの前記複数の送信アンテナサブセットに対する複数のＰＭＩを計算可能であり、且つ、前記ｅＮＢがプリコーディングにおいて使用するために前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能であり、
前記方法は、
前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された他のＰＭＩを用いて、所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩを計算することを含む、方法。
（付記２）
前記無線通信システムは、マルチプルインプットマルチプルアウトプット（multiple-input multiple-output（ＭＩＭＯ））システムであり、
前記ｅＮＢに関連する前記複数の送信アンテナは、ＵＥに関連する複数の受信機アンテナにより受信することができる信号を送信可能である、
付記１に記載の方法。
（付記３）
前記無線通信システムは、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムであり、
前記ｅＮＢに関連する前記複数の送信アンテナは、複数のＵＥへ同時に信号を送信可能であり、前記ＵＥの各々は、複数の受信機アンテナを有する、
付記１又は２に記載の方法。
（付記４）
前記ＵＥは、アップリンクにおいて、前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能である、
付記１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
（付記５）
前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された他のＰＭＩを用いて、所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩをＵＥにより計算することは、同一のアップリンク送信において前記ｅＮＢへ報告される既に計算された他のＰＭＩを用いて、所定のアップリンク送信において前記ｅＮＢへ報告される前記所定のＰＭＩを計算することを含む、
付記４に記載の方法。
（付記６）
ＵＥにより前記ｅＮＢへ報告される前記ＰＭＩは、アップリンクにおいて前記ＵＥにより前記ｅＮＢへ報告されるチャネル状態情報（channel state information（ＣＳＩ））の一部を形成する、
付記４又は５に記載の方法。
（付記７）
前記ＣＳＩは、前記ＰＭＩに加えて、ランクインジケータ（rank indicator（ＲＩ））及びチャネル品質インジケータ（channel quality indicator（ＣＱＩ））を含む、
付記６に記載の方法。
（付記８）
前記ｅＮＢに関連する複数の送信アンテナの前記セットは、送信アンテナの２次元の（２Ｄ）配列を含む、
付記１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
（付記９）
送信アンテナの前記配列を分割することは、各グループが送信アンテナサブセットを形成するように、アンテナの複数のグループを形成するために、個々のアンテナを合わせてグループ化することを含む、
付記８に記載の方法。
（付記１０）
前記分割は、さまざまな送信アンテナ配列構成に対して予め定義される、
付記９に記載の方法。
（付記１１）
チャネルＨは、前記ｅＮＢに関連する前記送信アンテナと、前記ＵＥに関連する前記受信機アンテナと、の間の無線リンクの周波数応答であり、送信アンテナの前記配列をＮ個の送信アンテナサブセットに分割することは、チャネルをＮ個のサブチャネルに分割することであり、Ｈ _ｎ は、ｎ番目のアンテナサブセットのチャネル推定である、
付記１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
（付記１２）
前記サブチャネルは、サイズがＮ _ＲＸ ×μ _ＴＸ であり、Ｎ _ＲＸ は前記ＵＥに関連する受信機アンテナの数であり、Ｎ _ＴＸ は前記ｅＮＢに関連する送信アンテナの数であり、Ｎμ _ＴＸ ＝Ｎ _ＴＸ である、
付記１１に記載の方法。
（付記１３）
前記方法は、
Ａ）最初の複合チャネル行列Ｇ _０ を初期設定すること、及び最初の複合プリコーダ行列Ｖ _０ を初期設定すること
Ｂ）アンテナサブセットｎ＝１，．．．，Ｎの各々に対して以下を実行すること
（ｉ）以前の複合チャネル行列Ｇ _ｎ−１ 及び現在のアンテナサブセットのチャネル推定Ｈ _ｎ を用いて新たな複合チャネル行列Ｇ _ｎ を生成すること
（ｉｉ）以前の複合プリコーダ候補Ｖ _ｎ−１ 及びサイズがμ _ＴＸ ×ＲＩであるＰＭＩコードブックのプリコーダ（コードワード）Ｗｐ，ｐ＝１，．．．，Ｎ _ｐ を用いてｐ＝１，．．．，Ｎ _ｐ に対する複合プリコーダ候補Ｖ _ｐ を生成すること
（ｉｉｉ）前記複合チャネル行列Ｇ _ｎ 及び前記複合プリコーダ候補Ｖ _ｐ を用いて現在のアンテナサブセットｐ _ｎ のＰＭＩを決定すること
（ｉＶ）新たな複合プリコーダを割り当てること
をさらに含む、
付記１１又は１２に記載の方法。
（付記１４）
前記最初の複合チャネル行列Ｇ _０ 及び前記最初の複合プリコーダ行列Ｖ _０ の両方は、空の行列として初期設定される、
付記１３に記載の方法。
（付記１５）
（ｉ）新たな複合チャネル行列Ｇ _ｎ を生成することは、以下の式により実行される、
付記１３又は１４に記載の方法。

（付記１６）
（ｉｉ）ｐ＝１，．．．，Ｎ _ｐ に対する複合プリコーダ候補Ｖ _ｐ を生成することは、以下の式により実行される、
付記１３乃至１５のいずれか１項に記載の方法。

（付記１７）
（ｉｉｉ）現在のアンテナサブセットのＰＭＩ ｐ _ｎ を決定することは、以下の式により実行される、
付記１３乃至１６のいずれか１項に記載の方法。

（付記１８）
（ｉＶ）前記新たな複合プリコーダ（次のアンテナサブセットの前記ＰＭＩを計算するために必要）を割り当てることは、以下の式により実行される、

付記１３乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
（付記１９）
１又は複数のユーザ装置（ＵＥ）と通信可能である基地局（ｅＮＢ）と、前記ｅＮＢに関連し、複数の送信アンテナサブセットに分割される複数の送信アンテナのセットと、を含み、
前記ＵＥは、それぞれの前記複数の送信アンテナサブセットに対する複数のＰＭＩを計算可能であり、且つ、前記ｅＮＢがプリコーディングにおいて使用するために前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能であり、
所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩは、前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された他のＰＭＩを用いて計算される、
無線通信システム。

Claims (19)

1. 無線通信システムにおけるプリコーダマトリクスインジケータ（precoder matrix indicator（ＰＭＩ））を計算する方法であって、
   前記無線通信システムは、１又は複数のユーザ装置（ＵＥ）と通信可能である基地局（ｅＮＢ）と、前記ｅＮＢに関連し、複数の送信アンテナサブセットに分割される複数の送信アンテナのセットと、を含み、
   前記ＵＥは、それぞれの前記複数の送信アンテナサブセットに対する複数のＰＭＩを計算可能であり、且つ、前記ｅＮＢがプリコーディングにおいて使用するために前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能であり、
   前記方法は、
   前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された他のＰＭＩを用いて、所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩを計算することを含む、方法。
2. 前記無線通信システムは、マルチプルインプットマルチプルアウトプット（multiple-input multiple-output（ＭＩＭＯ））システムであり、
   前記ｅＮＢに関連する前記複数の送信アンテナは、ＵＥに関連する複数の受信機アンテナにより受信することができる信号を送信可能である、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記無線通信システムは、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムであり、
   前記ｅＮＢに関連する前記複数の送信アンテナは、複数のＵＥへ同時に信号を送信可能であり、前記ＵＥの各々は、複数の受信機アンテナを有する、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ＵＥは、アップリンクにおいて、前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能である、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された他のＰＭＩを用いて、所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩをＵＥにより計算することは、同一のアップリンク送信において前記ｅＮＢへ報告される既に計算された他のＰＭＩを用いて、所定のアップリンク送信において前記ｅＮＢへ報告される前記所定のＰＭＩを計算することを含む、
   請求項４に記載の方法。
6. ＵＥにより前記ｅＮＢへ報告される前記ＰＭＩは、アップリンクにおいて前記ＵＥにより前記ｅＮＢへ報告されるチャネル状態情報（channel state information（ＣＳＩ））の一部を形成する、
   請求項４又は５に記載の方法。
7. 前記ＣＳＩは、前記ＰＭＩに加えて、ランクインジケータ（rank indicator（ＲＩ））及びチャネル品質インジケータ（channel quality indicator（ＣＱＩ））を含む、
   請求項６に記載の方法。
8. 前記ｅＮＢに関連する複数の送信アンテナの前記セットは、送信アンテナの２次元の（２Ｄ）配列を含む、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 送信アンテナの前記配列を分割することは、各グループが送信アンテナサブセットを形成するように、アンテナの複数のグループを形成するために、個々のアンテナを合わせてグループ化することを含む、
   請求項８に記載の方法。
10. 前記分割は、さまざまな送信アンテナ配列構成に対して予め定義される、
    請求項９に記載の方法。
11. チャネルＨは、前記ｅＮＢに関連する前記送信アンテナと、前記ＵＥに関連する前記受信機アンテナと、の間の無線リンクの周波数応答であり、送信アンテナの前記配列をＮ個の送信アンテナサブセットに分割することは、チャネルをＮ個のサブチャネルに分割することであり、Ｈ_ｎは、ｎ番目のアンテナサブセットのチャネル推定である、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記サブチャネルは、サイズがＮ_ＲＸ×μ_ＴＸであり、Ｎ_ＲＸは前記ＵＥに関連する受信機アンテナの数であり、Ｎ_ＴＸは前記ｅＮＢに関連する送信アンテナの数であり、Ｎμ_ＴＸ＝Ｎ_ＴＸである、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記方法は、
    Ａ）最初の複合チャネル行列Ｇ_０を初期設定すること、及び最初の複合プリコーダ行列Ｖ_０を初期設定すること
    Ｂ）アンテナサブセットｎ＝１，．．．，Ｎの各々に対して以下を実行すること
    （ｉ）以前の複合チャネル行列Ｇ_ｎ−１及び現在のアンテナサブセットのチャネル推定Ｈ_ｎを用いて新たな複合チャネル行列Ｇ_ｎを生成すること
    （ｉｉ）以前の複合プリコーダ候補Ｖ_ｎ−１及びサイズがμ_ＴＸ×ＲＩであるＰＭＩコードブックのプリコーダ（コードワード）Ｗｐ，ｐ＝１，．．．，Ｎ_ｐを用いてｐ＝１，．．．，Ｎ_ｐに対する複合プリコーダ候補Ｖ_ｐを生成すること
    （ｉｉｉ）前記複合チャネル行列Ｇ_ｎ及び前記複合プリコーダ候補Ｖ_ｐを用いて現在のアンテナサブセットｐ_ｎのＰＭＩを決定すること
    （ｉＶ）新たな複合プリコーダを割り当てること
    をさらに含む、
    請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 前記最初の複合チャネル行列Ｇ_０及び前記最初の複合プリコーダ行列Ｖ_０の両方は、空の行列として初期設定される、
    請求項１３に記載の方法。
15. （ｉ）新たな複合チャネル行列Ｇ_ｎを生成することは、以下の式により実行される、
    請求項１３又は１４に記載の方法。
    

    
16. （ｉｉ）ｐ＝１，．．．，Ｎ_ｐに対する複合プリコーダ候補Ｖ_ｐを生成することは、以下の式により実行される、
    請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
    

    
17. （ｉｉｉ）現在のアンテナサブセットのＰＭＩ ｐ_ｎを決定することは、以下の式により実行される、
    請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
    

    
18. （ｉＶ）前記新たな複合プリコーダ（次のアンテナサブセットの前記ＰＭＩを計算するために必要）を割り当てることは、以下の式により実行される、
    

    

    請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
19. １又は複数のユーザ装置（ＵＥ）と通信可能である基地局（ｅＮＢ）と、前記ｅＮＢに関連し、複数の送信アンテナサブセットに分割される複数の送信アンテナのセットと、を含み、
    前記ＵＥは、それぞれの前記複数の送信アンテナサブセットに対する複数のＰＭＩを計算可能であり、且つ、前記ｅＮＢがプリコーディングにおいて使用するために前記複数のＰＭＩを前記ｅＮＢへ報告可能であり、
    所定の送信アンテナサブセットに対するＰＭＩは、前記送信アンテナサブセットのうちの他のものに対して既に計算された他のＰＭＩを用いて計算される、
    無線通信システム。

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