JP2019520772A - コードブック形成方法及びその装置、基地局、移動局 - Google Patents

Abstract

本発明の実施例は、コードブック形成方法及びその装置、基地局、移動局を提供する。本発明の一実施例によるコードブック形成方法は、第１の位相シフトパラメータに基づいて、第１の空間次元における第１の基礎ビームシーケンスを生成するための第１の主コードブックを形成するステップと、第１の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第１の空間次元における第１の補助ビームシーケンスを生成するための第１の回転パラメータを特定するステップと、第１の主コードブックと第１の回転パラメータに基づいて第１の空間次元コードブックを形成するステップと、を含む。

Description

本発明は、無線通信分野に関し、具体的には、無線通信システムにおいて使用可能なコードブック形成方法及びその装置、基地局、移動局に関する。

全次元多入力多出力（Ｆｕｌｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＭＩＭＯ、ＦＤ‐ＭＩＭＯ）と大規模多入力多出力（Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯ）アンテナは、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）で研究したＬＴＥ（ロング・ターム・エボリューション）Ｒｅｌｅａｓｅ１３から標準化になる。従来のＭＩＭＯシステムと比べて、ＦＤ‐ＭＩＭＯシステムと大規模ＭＩＭＯシステムにおいて、移動局のデータが増加する場合、基地局は、システムのスループットを向上するために、より多くのアンテナを使用してデータ伝送を行うことができる。

しかし、ＦＤ‐ＭＩＭＯシステムと大規模ＭＩＭＯシステムの要するコードブックのサイズ及びハードウェア装置の複雑度も、システムのアンテナ数及び形成可能なビーム数の増加に伴って著しく増加する。また、ビームシーケンス選択に用いられる参照信号のオーバヘッドも対応的に増加する。

例えば、ＦＤ‐ＭＩＭＯシステムと大規模ＭＩＭＯシステムに対するハイブリッドビームフォーミング方法が提出された。当該方法では、ベースバンド処理においてデジタルビームフォーミングを行い、無線周波数（ＲＦ）処理においてアナログビームフォーミングを行い、フォーミングされたビームを生成することによって、ハードウェア装置の複雑度を低減する。アナログビームフォーミングにおいては、移相器のサポートする位相数を増加することでより多くのビームを形成できる。しかし、これにより、ビーム解像度が向上される一方、システムにおけるハードウェア装置の実現複雑度が向上され、コードブックのサイズが大きくなっている。

本発明の一態様によれば、第１の位相シフトパラメータに基づいて、第１の空間次元における第１の基礎ビームシーケンスを生成するための第１の主コードブックを形成するステップと、第１の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第１の空間次元における第１の補助ビームシーケンスを生成するための第１の回転パラメータを特定するステップと、第１の主コードブックと第１の回転パラメータに基づいて第１の空間次元コードブックを形成するステップと、を含む多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナアレイに用いられるコードブックを形成する方法が提供される。

本発明の別の態様によれば、主コードブックに基づいて基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信するステップと、移動局から受信した、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、基礎ビームシーケンスにおいて好適基礎ビームを特定するステップと、回転パラメータと好適基礎ビームに基づいて補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信し、当該補助ビームシーケンスが、補助コードブックの回転パラメータの指示する数で好適基礎ビームを回転することで取得されるステップと、移動局から受信した、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、補助ビームシーケンスにおいて好適補助ビームを特定するステップと、を含む基地局によって実行されるビーム特定方法が提供される。

本発明の別の態様によれば、基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップと、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、基礎ビームシーケンスにおいて好適基礎ビームを特定し、好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックするステップと、基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップと、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定し、好適補助ビームに関する情報を基地局にフィードバックするステップと、を含む移動局によって実行されるビーム特定方法が提供される。

本発明の別の態様によれば、第１の位相シフトパラメータに基づいて、第１の空間次元における第１の基礎ビームシーケンスを生成するための第１の主コードブックを形成するように構成される主コードブック形成部と、前記第１の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第１の空間次元における第１の補助ビームシーケンスを生成するための第１の回転パラメータを特定するように構成される回転パラメータ特定部と、前記第１の主コードブックと前記第１の回転パラメータに基づいて第１の空間次元コードブックを形成するように構成される次元コードブック形成部と、を含むＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する装置が提供される。

本発明の別の態様によれば、主コードブックに基づいて基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成するように構成されるトレーニングシーケンス生成部と、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信するように構成される送信部と、移動局から受信した基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、基礎ビームシーケンスにおいて好適基礎ビームを特定するように構成されるビーム特定部と、を含み、前記トレーニングシーケンス生成部は更に、回転パラメータと好適基礎ビームに基づいて補助ビームアレイのトレーニングシーケンスを生成するように構成され、送信部は更に、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信し、当該補助ビームシーケンスが、補助コードブックの回転パラメータの指示する数で好適基礎ビームを回転することで取得されるように構成され、ビーム特定部は更に、移動局から受信した補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、補助ビームアレイにおいて好適補助ビームを特定するように構成される基地局が提供される。

本発明の別の態様によれば、基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するように構成される検出部と、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、前記基礎ビームアレイから好適基礎ビームを特定するように構成されるビーム特定部と、前記好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックするように構成される送信部と、を含み、前記検出部は更に、基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するように構成され、前記ビーム特定部は更に、前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、前記補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定するように構成され、前記送信部は更に、前記好適補助ビームに関する情報を基地局にフィードバックするように構成される移動局が提供される。

本発明の上記態様によるコードブック形成方法及びその装置、基地局、移動局は、多段階の方式を通じてコードブックを形成する。これにより、無線通信システムは、できるだけ小さいコードブックサイズを使用する場合に、大規模ＭＩＭＯ又はＦＤ‐ＭＩＭＯの使用をサポートできる。また、対応的に、ビームシーケンス選択に用いられる参照信号のオーバヘッドが低減される。

添付図面を併せて本発明の実施例を詳しく説明することにより、本発明の上記及びその他の目的、特徴、メリットは、より明らかになるであろう。
本発明の一例によって、ＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する方法を示したフローチャートである。 第１の空間次元におけるアンテナの数＝８、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビーム様式の数＝８、かつ、第１の位相シフトパラメータ＝４の場合に、第１の主コードブックに基づいて生成される第１の基礎ビームシーケンスを示した模式図である。 第１の空間次元におけるアンテナの数＝８、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビーム様式の数＝８、かつ、第１の回転パラメータ＝３の場合に、第１の補助コードブックに基づいて、図２に示す第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームに対して位相回転を行った後に生成された第１の補助ビームシーケンスを示した模式図である。 本発明の一例によって、図１に示す方法と類似する方法に基づいて第２の空間次元コードブックを形成する方法を示したフローチャートである。 本発明の一実施例による、基地局によって実行されるビーム特定方法を示したフローチャートである。 本発明の実施例による、移動局によって実行されるビーム特定方法を示したフローチャートである。 本発明の一実施例による、ＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する装置を示したブロック図である。 本発明の一実施例による主コードブック形成部を示したブロック図である。 本発明の一実施例による基地局を示したブロック図である。 本発明の一実施例による移動局を示したブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例によるＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する方法と装置、及び基地局と移動局について説明する。図面の記載において、同一の参照番号は、常に同一の要素を示す。但し、ここで述べる実施例は例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものでないことが理解されるべきである。また、ここで述べるＵＥは、例として、移動端末（或いは、移動局と呼ぶ）又は固定端末など様々なユーザ端末を含むことができる。また、便宜上、以下の記載において、ＵＥと移動局が互換的に使用される場合もある。

本発明の実施例は、ＭＩＭＯシステムに使用されるコードブック、及びＭＩＭＯシステムで生成されるビームシーケンスからビームを選択する過程を改善した。これからは、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。

以下、図１を参照しながら、本発明の一実施例による、基地局が実行するチャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）送信方法を説明する。図１は、本発明の一例によって、ＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する方法１００のフローチャートを示した。図１に示すように、ステップＳ１０１において、第１の位相シフトパラメータに基づいて、第１の空間次元における第１の基礎ビームシーケンスを生成するための第１の主コードブックを形成する。例えば、第１の空間次元は、水平次元であっても良く、垂直次元であっても良い。

本発明の一例によれば、第１の位相シフトパラメータは、主コードブックに対応する第１の基礎ビームシーケンスを生成するのに使用される移相器のサポートする位相数を指示できる。よって、無線基地局に設置可能な移相器のサポートする位相数に基づいて、第１の位相シフトパラメータを特定できる。本発明の一例によれば、第１の位相シフトパラメータは、基地局のハードウェアのコストを低減するために、比較的に小さい数を指示できる。第１の位相シフトパラメータＮ_ｘに基づいて、基地局の第１の空間次元における位相シフトシーケンスを取得できる：
ここで、第１の空間次元範囲は、［０，２π］であっても良い。

また、本発明の他の例によれば、生成してほしい第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームの数とＭＩＭＯアンテナアレイの第１の空間次元におけるアンテナ数に基づいて、第１の主コードブックを形成することもできる。具体的には、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビーム様式の数Ｋ_ｘとＭＩＭＯアンテナアレイの第１の空間次元におけるアンテナ数Ｍ_ｘに基づいて、インデックス行列Ｍ_ｘ×Ｋ_ｘを形成できる。次いで、特定された第１の位相シフトパラメータＮ_ｘとインデックス行列に基づいて、第１の主コードブックを形成する。例えば、以下の式（１）に基づいて、第１の主コードブックを形成できる。

図２は、第１の空間次元におけるアンテナの数Ｍ_ｘ＝８、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビーム様式の数Ｋ_ｘ＝８、且つ、第１の位相シフトパラメータＮ_ｘ＝４の場合に、第１の主コードブックＷ_ｘ ^ＰＡＦ（ｍ_ｘ，ｋ_ｘ）に基づいて生成される第１の基礎ビームシーケンスを示した模式図である。図２に示すように、第１の主コードブックＷ_ｘ ^ＰＡＦ（ｍ_ｘ，ｋ_ｘ）に基づいて生成される第１の基礎ビームシーケンスは、第１の空間次元範囲［０，２π］において分布し、第１の空間次元範囲をカバーできる。

図１に戻り、ステップＳ１０２において、第１の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第１の空間次元における第１の補助ビームシーケンスを生成するための第１の回転パラメータを特定する。本発明の一例によれば、第１の回転パラメータは、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームに対応する第１の補助ビームの数を指示できる。

例えば、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームの１つを、第１の回転パラメータが指示する回数で回転することによって、当該第１の基礎ビームに対応する第１の補助ビームシーケンスを取得できる。第１の回転パラメータが３であると仮定し、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームの１つを３回回転することによって、当該第１の基礎ビームに対応する３つの第１の補助ビームを取得できる。即ち、第１の回転パラメータが３である場合、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビーム毎に、３つの第１の補助ビームが対応する。

また、第１の回転パラメータは、第１の基礎ビームアレイにおける隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角に対応付けられる。例えば、第１の回転パラメータに基づいて、隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角を等分することによって、前記第１の補助ビームシーケンスにおける第１の補助ビームを形成できる。隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角は、１つの第１の基礎ビームの幅を指示できる。第１の回転パラメータを５と仮定すると、１つの第１の基礎ビームの１つの第１の基礎ビームの幅を５つに等分することによって、当該第１の基礎ビームに対応する５つの第１の補助ビームを形成できる。

本発明の一例によれば、第１の回転パラメータＬ_ｘに基づいて第１の補助コードブックを形成できる。例えば、以下の式（２）に基づいて第１の補助コードブックＷ_ｘ ^ＡＡＦ（ｍ_ｘ，ｌ_ｘ）を形成できる：

図３は、第１の空間次元におけるアンテナの数Ｍ_ｘ＝８、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビーム様式の数Ｋ_ｘ＝８、且つ、第１の回転パラメータＬ_ｘ＝３の場合に、第１の補助コードブックＷ_ｘ ^ＡＡＦ（ｍ_ｘ，ｌ_ｘ）に基づいて、図２に示す第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビーム＃２１０に対して位相回転を行った後に生成される第１の補助ビームシーケンスを示した模式図である。図３に示すように、第１の回転パラメータＬ_ｘ＝３の場合、図２に示す第１の基礎ビーム＃２１０に対して３回回転を行うことによって、第１の基礎ビーム＃２１０に対応する第１の補助ビーム＃３１０、＃３２０と＃３３０を形成する。

従って、第１の位相シフトパラメータが比較的に小さい数を指示する（即ち、第１の空間次元において第１の基礎ビームシーケンスの解像度が比較的に低い）場合であっても、回転パラメータを使用することで基礎ビームを回転することによって、ＭＩＭＯアンテナアレイの生成可能なビーム数を増加し、ビームの解像度を向上できる。

図１に戻り、ステップＳ１０３において、第１の主コードブックと第１の回転パラメータに基づいて第１の空間次元コードブックを形成する。上述したように、第１の回転パラメータに基づいて第１の補助コードブックを形成する場合に、第１の主コードブックと前記第１の補助コードブックに基づいて第１の空間次元コードブックを形成できる。例えば、第１の主コードブックと第１の補助コードブックに対して内積演算を行うことによって、第１の空間次元コードブックを形成できる。

また、別の空間次元に対して、図１に示す方法１００と類似する操作を行うことによって、第２の空間次元コードブックを形成できる。次いで、第１の空間次元コードブックと第２の空間次元コードブックに基づいて、三次元空間コードブックを形成する。図４は、本発明の一例による、図１に示す方法１００と類似する方法に基づいて第２の空間次元コードブックを形成する方法４００のフローチャートを示した。

図４に示すように、ステップＳ４０１において、第２の位相シフトパラメータに基づいて、第２の空間次元における第２の基礎ビームシーケンスを生成するための第２の主コードブックを形成する。例えば、第１の空間次元が水平次元である場合、第２の空間次元は垂直次元であり、逆も同様である。

本発明の一例によれば、第２の位相シフトパラメータは、主コードブックに対応する第２の基礎ビームシーケンスを生成するのに使用される移相器のサポートする位相数を指示できる。よって、無線基地局に設置可能な移相器のサポートする位相数に基づいて、第２の位相シフトパラメータを特定できる。第２の位相シフトパラメータＮ_ｙに基づいて、基地局の第２の空間次元における位相シフトシーケンス
を取得できる。ここで、第２の空間次元の範囲は、［−０．５π，０．５π］であっても良い。

また、本発明の他の例によれば、生成してほしい第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームの数とＭＩＭＯアンテナアレイの第２の空間次元におけるアンテナ数に基づいて、第２の主コードブックを形成できる。例えば、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームのビーム様式の数Ｋ_ｙとＭＩＭＯアンテナアレイの第２の空間次元におけるアンテナ数Ｍ_ｙに基づいて、インデックス行列Ｍ_ｙ×Ｋ_ｙを形成できる。次いで、特定された第２の位相シフトパラメータＮ_ｘとインデックス行列に基づいて、第２の主コードブックを形成できる。また、例えば、以下の式（３）に基づいて、第２の主コードブックＷ_ｙ ^ＰＡＦ（ｍ_ｙ，ｋ_ｙ）を形成できる：

ステップＳ４０２において、第２の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第２の空間次元における第２の補助ビームシーケンスを生成するための第２の回転パラメータを特定する。本発明の一例によれば、第２の回転パラメータは、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームに対応する第２の補助ビーム数を指示できる。

例えば、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームの１つを、第２の回転パラメータの指示する回数で回転することによって、当該第２の基礎ビームに対応する第２の補助ビームシーケンスを取得できる。第２の回転パラメータが３であると仮定し、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームの１つを３回回転することによって、当該第２の基礎ビームに対応する３つの第２の補助ビームを取得できる。即ち、第２の回転パラメータが３である場合、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビーム毎に、３つの第２の補助ビームが対応する。

また、第２の回転パラメータは、第２の基礎ビームアレイにおける隣接する２つの第２の基礎ビームの間の夾角に対応付けられる。例えば、第２の回転パラメータに基づいて、隣接する２つの第２の基礎ビームの間の夾角を等分することによって、前記第２の補助ビームシーケンスにおける第２の補助ビームを形成できる。隣接する２つの第２の基礎ビームの間の夾角は、１つの第２の基礎ビームの幅を指示できる。例えば、第２の回転パラメータが５である場合、１つの第２の基礎ビームの１つの第２の基礎ビームの幅を５つに等分することによって、当該第２の基礎ビームに対応する５つの第２の補助ビームを形成できる。

本発明の一例によれば、第２の回転パラメータＬ_ｙに基づいて第２の補助コードブックを形成できる。例えば、以下の式（４）に基づいて第２の補助コードブックＷ_ｙ ^ＡＡＦ（ｍ_ｙ，ｌ_ｙ）を形成できる。

次いで、ステップＳ４０３において、第２の主コードブックと第２の回転パラメータに基づいて第２の空間次元コードブックを形成する。上述したように、第２の回転パラメータに基づいて第２の補助コードブックを形成する場合に、第２の主コードブックと前記第２の補助コードブックに基づいて、第２の空間次元コードブックを形成できる。例えば、第２の主コードブックと第２の補助コードブックに対して内積演算を行うことによって、第２の空間次元コードブックを形成できる。

次いで、図１に示す方法１００に基づいて取得された第１の空間次元コードブックと、図４に示す方法４００に基づいて取得された第２の空間次元コードブックとにより、三次元空間コードブックを形成できる。例えば、以下の式（５）により三次元空間コードワードを形成できる。

上述したように、計算の複雑度を低減するために、ＭＩＭＯシステムは、デジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングを含むハイブリッドビームフォーミングを行うことができる。好ましくは、本発明の実施例によるコードブック形成方法で形成される各コードブックは、アナログビームフォーミングに用いられる。

本発明の以上の実施例によるＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する方法において、コードブックは、多段階の方式で形成される。これによって、無線システムは、できるだけ小さいコードブックサイズを使用する場合、大規模ＭＩＭＯ又はＦＤ‐ＭＩＭＯの使用をサポートできる。

また、本発明の実施例に基づいて形成される各コードブックは、基地局と移動局の間で行われるビーム選択に用いられる。係る場合、所要の、上記実施例に基づいて形成される各コードブックを予め基地局に記憶する。以下、図５を参照しながら本発明の一実施例による、基地局によって実行されるビーム特定方法を説明し、図６を参照しながら本発明の一実施例による、移動局によって実行されるビーム特定方法を説明する。

図５と図６に示す方法において、基地局は、上記方法１００に基づいて形成される各コードブック（例えば、各次元の主コードブック、補助コードブック等）を予め記憶できる。使用可能な主コードブック及び／又は補助コードブックが複数存在する場合、基地局は、移動局がコードブックサイズ情報に基づいてビーム選択の検索範囲を特定するように、前記コードブックのサイズを指示するコードブックサイズ情報を準静的又は動的に移動局に通知できる。

また、使用可能な回転パラメータが複数存在し、且つ補助コードブックを必要とせず、回転パラメータのみを通じて基礎ビームシーケンスに基づいて補助ビームシーケンスを生成できる場合、基地局は、移動局が回転情報に基づいてビーム選択の検索範囲を特定するように、回転パラメータを指示する回転情報を準静的又は動的に移動局に通知できる。例えば、基地局は、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングを通じて、コードブックサイズ情報及び回転情報を準静的に移動局に通知できる。また、例えば、基地局は、Ｌ１レイヤシグナリングを通じて、コードブックサイズ情報と回転情報を動的に移動局に通知できる。

図５は、本発明の１つの実施例による、基地局によって実行されるビーム特定方法５００のフローチャートを示した。図５に示すように、ステップＳ５０１において、主コードブックに基づいて基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンス（例えば、参照信号）を移動局に送信する。主コードブックに基づいて生成される基礎ビームシーケンスは、上記ステップＳ１０１に基づいて形成される主コードブックを用いて生成される基礎ビームシーケンスであっても良い。好ましくは、基地局において使用してほしい移相器のサポートする位相数に基づいて、第１の位相シフトパラメータ及び／又はコードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報を特定できる。また、前記主コードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報は、準静的又は動的に移動局に通知できる。従って、移動局は、主コードブックサイズ情報に基づいて、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

本発明の一例によれば、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソースを指示するように、リソース設定を予め特定できる。ステップＳ５０１において、基地局は、予め特定されるリソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信できる。代替として、本発明の他の例によれば、基地局は、必要に応じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を変更し、準静的又は動的に移動局に通知すると共に、移動局に通知するリソース設定の指示するリソースを用いて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信する。例えば、基地局は、ＲＲＣシグナリングを通じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を準静的に移動局に通知できる。また、例えば、基地局は、Ｌ１レイヤシグナリングを通じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を動的に移動局に通知できる。

ステップＳ５０２において、移動局から受信した、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、基礎ビームシーケンスにおいて好適基礎ビームを特定する。次いで、ステップＳ５０３において、回転パラメータと好適基礎ビームに基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、前記補助ビームアレイのトレーニングシーケンスを移動局に送信する。ここで、前記補助コードブックの回転パラメータの指示する数で好適基礎ビームを回転することによって、前記補助ビームシーケンスを取得する。

例えば、上記のステップＳ１０２において説明したように、好適基礎ビームに対応する補助ビームシーケンスを取得するために、回転パラメータに基づいて好適基礎ビームを回転できる。回転パラメータが３であると仮定すると、好適基礎ビームを３回回転することによって、好適基礎ビームに対応する３つの補助ビームを取得できる。より具体的には、回転パラメータが、基礎ビームアレイにおける隣接する２つの基礎ビームの間の夾角と関係する場合、回転パラメータによって指示される数に基づいて好適基礎ビームの幅を等分し、好適基礎ビームに対応する補助ビームを形成できる。また、補助ビームシーケンスは、例えば上記の式（２）に基づいて形成されるコードブックと好適基礎ビームを使用して生成されるビームシーケンスであっても良い。

本発明の一例によれば、回転パラメータを予め特定する。また、主コードブックサイズ情報のように、基地局は、前記回転パラメータを指示する回転情報を準静的又は動的に移動局に通知できる。従って、移動局は、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

また、上述したように、本発明の一例によれば、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソースを指示するために、リソース設定を予め特定できる。ステップＳ５０３において、基地局は、予め特定されるリソース設定に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信できる。代替として、本発明の他の例によれば、基地局は、必要に応じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を変更し、準静的又は動的に移動局に通知すると共に、移動局に通知するリソース設定の指示するリソースを用いて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信する。

最後に、ステップＳ５０４において、移動局から受信した、前記補助ビームアレイのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、前記補助ビームアレイにおいて好適補助ビームを特定する。基地局は、特定される好適補助ビームを用いて移動局にデータを送信できる。

図５に示すビーム特定方法５００に、好適基礎ビームが特定された後にステップＳ５０３を通じて補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、ステップＳ５０４を通じて好適補助ビームを特定することが含まれているが、代替可能な実施例にはステップＳ５０３とステップＳ５０４が含まれなくても良いことに留意すべきである。具体的には、図５に示す方法は、ステップＳ５０２を通じて基礎ビームシーケンスから好適基礎ビームを選択した後に、移動局から受信した、補助ビームアレイのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、好適基礎ビームに対するチャネルが所定チャネル品質を満たすか否かを特定することを更に含むことができる。所定チャネル品質が満たされる場合に、基地局は、ステップＳ５０３とステップＳ５０４を行う必要なく、好適基礎ビームを用いて移動局にデータを送信できる。

各空間次元における好適ビームを特定するように、各空間次元に対して、図５に示すビーム方法を順番に又は並行に実行できる。また、基地局は、各空間次元における好適ビームに基づいて、移動局へのデータ送信に用いられる好適三次元ビームを生成できる。

以下、図６を参照しながら、図５に示す方法５００に対応する、移動局によって実行されるビーム特定方法を説明する。図６は、本発明の実施例による、移動局によって実行されるビーム特定方法６００のフローチャートを示した。

図６に示すように、ステップＳ６０１において、基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出する。好ましくは、図６に示す方法は、主コードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報を受信することを更に含むことができる。ステップＳ６０１において、主コードブックサイズ情報に基づいて、基地局によって生成される基礎ビームシーケンスを特定し、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。例えば、主コードブックに基づいて生成される基礎ビームシーケンスは、基地局が、上記ステップＳ１０１に基づいて形成される主コードブックを用いて生成される基礎ビームシーケンスであっても良い。ここでは詳しい説明を省略する。

本発明の一例によれば、トレーニングシーケンスに用いられるリソースを指示するように、予めリソース設定を特定できる。ステップＳ６０１において、予め特定されるリソース設定に基づいて、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出する。代替として、本発明の他の例によれば、図６に示す方法は、基地局から通知される、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を受信するステップを更に含むことができる。ステップＳ６０１において、受信したリソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

ステップＳ６０２において、基地局が、移動局からフィードバックされる好適基礎ビームの情報に基づいて当該移動局に対する好適基礎ビームを特定し、そして当該移動局に対する好適基礎ビームと回転パラメータに基づいて補助ビームシーケンスを生成するために、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、基礎ビームシーケンスから好適基礎ビームを特定し、好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックできる。例えば、好適基礎ビームの情報は、当該ビームのインデックス、チャネル品質情報等であっても良い。

次いで、ステップＳ６０３において、基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。好ましくは、図６に示す方法は、回転パラメータを指示する回転情報を受信することを更に含むことができる。ステップＳ６０３において、回転情報に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

リソース設定を予め特定することでトレーニングシーケンスに用いられるリソースを指示する場合に、ステップＳ６０３において、予め特定されるリソース設定に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出する。代替として、本発明の他の例によれば、図６に示す方法は、基地局から通知される、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を受信することを更に含むことができる。ステップＳ６０３において、受信したリソース設定に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

ステップＳ６０４において、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定し、好適補助ビームに関する情報を基地局にフィードバックできる。例えば、好適補助ビームの情報は、当該ビームのインデックス、チャネル品質情報などであっても良い。従って、基地局は、特定される好適補助ビームを使用して、データを移動局に送信できる。

図６に示すビーム特定方法６００に、好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックした後にステップＳ６０３を通じて補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出して、ステップＳ６０４を通じて検出結果に基づいて補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定し基地局に通知することが含まれているが、本発明の実施例によれば、特定される好適基礎ビームに対応するチャネルが所定チャネル品質を満たす（即ち、比較的に高いチャネル品質を有する）場合に、基地局は、好適基礎ビームを使用してデータを移動局に送信できることに留意すべきである。そのため、移動局は、ステップＳ６０３とステップＳ６０４を実行する必要がない。

本発明の以上の実施例による、基地局と移動局によって実行されるビーム特定方法において、基地局は、多段階の方式でビームを形成し、対応的に、移動局は、多段階の方式でビーム検出を行う。これによって、基地局は、低いハードウェア複雑度で、ＭＩＭＯシステムによって生成されるビームの空間解像度を向上すると共に、トレーニングシーケンス送信のオーバヘッドを低減できる。また、好適基礎ビームのチャネル品質が所定伝送条件を満たす場合に、多段階でビーム特定を行う必要はない。

以下、図７を参照しながら本発明の実施例による、ＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する装置を説明する。図７は、本発明の一実施例による、ＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する装置７００のブロック図を示した。図７に示すように、装置７００は、主コードブック形成部７１０、回転パラメータ特定部７２０及び次元コードブック形成部７３０を含む。この３つの部に加えて、装置７００は、他の部材を更に含んでも良い。しかし、これらの部材は本発明の実施例の内容と関係がないため、ここでは、その図示と説明を省略する。また、本発明の一実施例による装置７００が実行する下記動作の具体的な詳細は、上記の図１〜４を参照しながら説明した詳細と同様であるため、ここでは、重複を回避するために同一の詳細に対する説明を省略する。

主コードブック形成部７１０は、第１の位相シフトパラメータに基づいて、第１の空間次元における第１の基礎ビームシーケンスを生成するための第１の主コードブックを形成する。例えば、第１の空間次元は、水平次元であっても良く、垂直次元であっても良い。

本発明の一例によれば、第１の位相シフトパラメータは、主コードブックに対応する第１の基礎ビームシーケンスを生成するのに使用される移相器のサポートする位相数を指示できる。よって、無線基地局に設置可能な移相器のサポートする位相数に基づいて、第１の位相シフトパラメータを特定できる。本発明の一例によれば、第１の位相シフトパラメータは、基地局のハードウェアのコストを低減するために、比較的に小さい数を指示できる。第１の位相シフトパラメータＮ_ｘに基づいて、基地局の第１の空間次元における位相シフトシーケンスを取得できる。
ここで、第１の空間次元範囲は、［０，２π］であっても良い。

また、本発明の他の例によれば、生成してほしい第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームの数とＭＩＭＯアンテナアレイの第１の空間次元におけるアンテナ数に基づいて、第１の主コードブックを形成できる。図８は、本発明の一実施例による主コードブック形成部７１０のブロック図を示した。図７に示すように、主コードブック形成部７１０は、インデックス行列形成モジュール８１０と主コードブック形成モジュール８２０を含むことができる。インデックス行列形成モジュール８１０は、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビーム様式の数Ｋ_ｘとＭＩＭＯアンテナアレイの第１の空間次元におけるアンテナ数Ｍ_ｘに基づいて、インデックス行列Ｍ_ｘ×Ｋ_ｘを形成できる。次いで、主コードブック形成モジュール８２０は、特定された第１の位相シフトパラメータＮ_ｘとインデックス行列に基づいて、第１の主コードブックを形成できる。また、例えば、上記の式（１）に基づいて、第１の主コードブックＷ_ｘ ^ＰＡＦ（ｍ_ｘ，ｋ_ｘ）を形成できる。

回転パラメータ特定部７２０は、第１の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第１の空間次元における第１の補助ビームシーケンスを生成するための第１の回転パラメータを特定する。本発明の一例によれば、第１の回転パラメータは、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームに対応する第１の補助ビームの数を指示できる。

例えば、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームの１つを、第１の回転パラメータの指示する回数で回転することによって、当該第１の基礎ビームに対応する第１の補助ビームシーケンスを取得できる。第１の回転パラメータが３であると仮定すると、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームの１つを３回回転することによって、当該第１の基礎ビームに対応する３つの第１の補助ビームを取得できる。即ち、第１の回転パラメータが３である場合、第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビーム毎に、３つの第１の補助ビームが対応する。

また、第１の回転パラメータは、第１の基礎ビームアレイにおける隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角に対応付けられる。例えば、第１の回転パラメータに基づいて、隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角を等分することによって、前記第１の補助ビームシーケンスにおける第１の補助ビームを形成できる。隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角は、１つの第１の基礎ビームの幅を指示できる。例えば、第１の回転パラメータが５である場合、１つの第１の基礎ビームの１つの第１の基礎ビームの幅を５つに等分することによって、当該第１の基礎ビームに対応する５つの第１の補助ビームを形成できる。

本発明の一例によれば、装置７００は、第１の回転パラメータＬ_ｘに基づいて第１の補助コードブックを形成するように、補助コードブック形成部を含むことができる。例えば、補助コードブック形成部は、上記式（２）に基づいて、第１の補助コードブックＷ_ｘ ^ＡＡＦ（ｍ_ｘ，ｌ_ｘ）を形成できる。

次元コードブック形成部７３０は、第１の主コードブックと第１の回転パラメータに基づいて、第１の空間次元コードブックを形成できる。上述したように、第１の回転パラメータに基づいて第１の補助コードブックを形成する場合に、第１の主コードブックと前記第１の補助コードブックに基づいて、第１の空間次元コードブックを形成できる。例えば、第１の主コードブックと第１の補助コードブックに対して内積演算を行うことによって、第１の空間次元コードブックを形成できる。

また、装置７００における各部は、第１の空間次元コードブックの形成と類似する方式で第２の空間次元コードブックを形成できる。次いで、第１の空間次元コードブックと第２の空間次元コードブックに基づいて三次元空間コードブックを形成する。具体的には、主コードブック形成部７１０は、第２の位相シフトパラメータに基づいて、第２の空間次元における第２の基礎ビームシーケンスを生成するための第２の主コードブックを形成できる。例えば、第１の空間次元が水平次元である場合、第２の空間次元は垂直次元であり、逆も同様である。

本発明の一例によれば、第２の位相シフトパラメータは、主コードブックに対応する第２の基礎ビームシーケンスを生成するのに使用される移相器のサポートする位相数を指示することができる。従って、無線基地局に設置可能な移相器のサポートする位相数に基づいて、第２の位相シフトパラメータを特定できる。第２の位相シフトパラメータＮ_ｙに基づいて位相シフトシーケンス
を取得できる。ここで、第２の空間次元の範囲は、［−０．５π，０．５π］であっても良い。

また、本発明の他の例によれば、生成してほしい第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームの数とＭＩＭＯアンテナアレイの第２の空間次元におけるアンテナ数に基づいて、第２の主コードブックを形成できる。例えば、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームのビーム様式の数Ｋ_ｙとＭＩＭＯアンテナアレイの第２の空間次元におけるアンテナ数Ｍ_ｙに基づいて、インデックス行列Ｍ_ｙ×Ｋ_ｙを形成できる。その後、特定された第２の位相シフトパラメータＮ_ｘとインデックス行列に基づいて、第２の主コードブックを形成する。また例えば、上記の式（３）に基づいて、第２の主コードブックＷ_ｙ ^ＰＡＦ（ｍ_ｙ，ｋ_ｙ）を形成できる。

回転パラメータ特定部７２０は、第２の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第２の空間次元における第２の補助ビームシーケンスを生成するための第２の回転パラメータを特定できる。本発明の一例によれば、第２の回転パラメータは、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームに対応する第２の補助ビーム数を指示できる。

例えば、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームの１つを、第２の回転パラメータの指示する回数で回転することによって、当該第２の基礎ビームに対応する第２の補助ビームシーケンスを取得できる。第２の回転パラメータが３であると仮定し、第２の基礎ビームシーケンスにおける第２の基礎ビームの１つを３回回転することによって、当該第２の基礎ビームに対応する３つの第２の補助ビームを取得できる。即ち、第２の回転パラメータが３である場合、第２の基礎ビームシーケンス内の第２の基礎ビーム毎に、３つの第２の補助ビームが対応する。

また、第２の回転パラメータは、第２の基礎ビームアレイにおける隣接する２つの第２の基礎ビームの間の夾角に対応付けられる。例えば、第２の回転パラメータに基づいて、隣接する２つの第２の基礎ビームの間の夾角を等分することによって、前記第２の補助ビームシーケンスにおける第２の補助ビームを形成できる。隣接する２つの第２の基礎ビームの間の夾角は、１つの第２の基礎ビームの幅を指示できる。例えば、第２の回転パラメータが５である場合、１つの第２の基礎ビームの１つの第２の基礎ビームの幅を５つに等分することによって、当該第２の基礎ビームに対応する５つの第２の補助ビームを形成できる。

本発明の一例によれば、第２の回転パラメータＬ_ｙに基づいて第２の補助コードブックを形成できる。例えば、上記の式（４）に基づいて第２の補助コードブックＷ_ｙ ^ＡＡＦ（ｍ_ｙ，ｌ_ｙ）を形成できる。

次いで、次元コードブック形成部７３０は、第２の主コードブックと第２の回転パラメータに基づいて第２の空間次元コードブックを形成できる。上述したように、第２の回転パラメータに基づいて第２の補助コードブックを形成する場合に、第２の主コードブックと前記第２の補助コードブックに基づいて第２の空間次元コードブックを形成できる。例えば、第２の主コードブックと第２の補助コードブックに対して内積演算を行うことによって、第２の空間次元コードブックを形成できる。

また、装置７００は、三次元コードブック形成部を更に含む。三次元コード形成部は、第１の空間次元コードブックと第２の空間次元コードブックに基づいて三次元空間コードブックを形成できる。例えば、三次元コードブック形成部は、上記の式（５）を通じて三次元空間コードワードを形成できる。

上述したように、計算の複雑度を低減するために、ＭＩＭＯシステムは、デジタルビームフォーミングとアナログビームフォーミングを含むハイブリッドビームフォーミングを行うことができる。好ましくは、本発明の実施例によるコードブック形成装置で形成される各コードブックは、アナログビームフォーミングに用いられる。

本発明の以上の実施例によるＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する装置において、コードブックは、多段階の方式で形成される。これによって、無線システムは、できるだけ小さいコードブックを使用する場合に、大規模ＭＩＭＯ又はＦＤ‐ＭＩＭＯの使用をサポートできる。

また、本発明の実施例に基づいて形成される各コードブックは、基地局と移動局の間に行われるビーム選択に用いられる。係る場合、所要の、上記実施例に基づいて形成される各コードブックを予め基地局に記憶する。以下、図９を参照しながら本発明の一実施例による基地局を説明し、図１０を参照しながら本発明の一実施例による移動局を説明する。

図９に示す基地局において、上記７００を通じて形成される各コードブック（例えば、各次元の主コードブック、補助コードブック等）を予め記憶できる。使用可能な主コードブック及び／又は補助コードブックが複数存在する場合に、基地局は、移動局がコードブックサイズ情報に基づいてビーム選択の検索範囲を特定するように、前記コードブックのサイズを指示するコードブックサイズ情報を準静的又は動的に移動局に通知できる。

また、使用可能な回転パラメータが複数存在し、且つ補助コードブックを必要とせず、回転パラメータのみを通じて基礎ビームシーケンスに基づいて補助ビームシーケンスを生成できる場合、基地局は、移動局が回転情報に基づいてビーム選択の検索範囲を特定するように、回転パラメータを指示する回転情報を準静的又は動的に移動局に通知できる。例えば、基地局は、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングを通じて、コードブックサイズ情報と回転情報を準静的に移動局に通知できる。また、例えば、基地局は、Ｌ１レイヤシグナリングを通じて、コードブックサイズ情報と回転情報を動的に移動局に通知できる。

図９は、本発明の一実施例による基地局９００のブロック図を示した。図９に示すように、基地局９００は、トレーニングシーケンス生成部９１０、送信部９２０及びビーム特定部９３０を含む。この３つの部に加えて、基地局９００は、他の部材を更に含んでも良い。しかし、これらの部材は本発明の実施例の内容と関係がないため、ここでは、その図示と説明を省略する。また、本発明の実施例による基地局９００が実行する下記動作の具体的な詳細は、上記の図５を参照しながら説明した詳細と同様であるため、ここでは、重複を回避するために同一の詳細に対する説明を省略する。

トレーニングシーケンス生成部９１０は、主コードブックに基づいて、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成する。送信部９２０は、生成した基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信する。例えば、主コードブックに基づいて生成される基礎ビームシーケンスは、主コードブック形成部７１０によって形成される主コードブックを用いて生成される基礎ビームシーケンスであっても良い。好ましくは、基地局９００は、基地局に使用してほしい移相器のサポートする位相数に基づいて、第１の位相シフトパラメータ及び／又はコードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報を特定するように、コードブックサイズ特定部を更に含むことができる。また、送信部は、前記主コードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報を、準静的又は動的に移動局に通知することによって、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

本発明の一例によれば、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソースを指示するように、リソース設定を予め特定できる。送信部９２０は、予め特定されるリソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信できる。代替として、本発明の他の例によれば、基地局は、必要に応じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を変更できる。送信部９２０は、当該設定を準静的又は動的に移動局に通知すると共に、移動局に通知するリソース設定の指示するリソースを用いて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信する。例えば、送信部９２０は、ＲＲＣシグナリングを通じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を準静的に移動局に通知できる。また、例えば、送信部９２０は、Ｌ１レイヤシグナリングを通じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を動的に移動局に通知できる。

ビーム特定部９３０は、移動局から受信した、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、基礎ビームシーケンスにおいて好適基礎ビームを特定できる。次いで、トレーニングシーケンス生成部９１０は、回転パラメータと好適基礎ビームに基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成できる。また、送信部９２０は、前記補助ビームアレイのトレーニングシーケンスを移動局に送信できる。ここで、前記補助コードブックの回転パラメータによって指示される数で好適基礎ビームを回転することによって、前記補助ビームシーケンスを取得する。

例えば、回転パラメータ特定部７２０に対する説明のように、好適基礎ビームに対応する補助ビームシーケンスを取得するために、回転パラメータに基づいて好適基礎ビームを回転することができる。回転パラメータが３であると仮定すると、好適基礎ビームを３回回転することによって、好適基礎ビームに対応する３つの補助ビームを取得できる。より具体的には、回転パラメータが、基礎ビームアレイにおいて隣接する２つの基礎ビームの間の夾角と関係する場合に、回転パラメータによって指示される数に基づいて好適基礎ビームの幅を等分し、好適基礎ビームに対応する補助ビームを形成できる。また、補助ビームシーケンスは、例えば上記の式（２）に基づいて形成されるコードブックと好適基礎ビームを使用して生成されるビームシーケンスであっても良い。

本発明の一例によれば、回転パラメータを予め特定する。また、主コードブックサイズ情報のように、送信部９２０は、前記回転パラメータを指示する回転情報を準静的又は動的に移動局に通知できる。従って、移動局は、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

また、上述したように、本発明の一例によれば、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソースを指示するために、リソース設定を予め特定できる。送信部９２０は、予め特定されるリソース設定に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信できる。代替として、本発明の他の例によれば、送信部は、必要に応じて、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を変更できる。送信部９２０は、準静的又は動的に移動局に通知すると共に、移動局に通知するリソース設定の指示するリソースを用いて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信する。

最後に、ビーム特定部９３０は、移動局から受信した、前記補助ビームアレイのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、前記補助ビームアレイにおいて好適補助ビームを特定できる。基地局９００は、特定される好適補助ビームを用いて、データを移動局に送信できる。

上記実施例において、トレーニングシーケンス生成部９１０が、好適基礎ビームが特定された後に、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、送信部９２０を通じて移動局に送信し、ビーム特定部９３０を通じて好適補助ビームを特定するが、代替可能な実施例には基地局９００が当該操作を行わなくても良いことに留意すべきである。具体的には、移動局から受信した、補助ビームアレイのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、好適基礎ビームに対応するチャネルが所定チャネル品質を満たすか否かを更に特定するために、基地局９００は、チャネル品質特定部を更に含むことができる。所定チャネル品質が満たされる場合に、基地局は、好適基礎ビームを直接に用いて、データを移動局に送信できる。

トレーニングシーケンス生成部９１０、送信部９２０及びビーム特定部９３０は、各空間次元における好適ビームを特定するために、各空間次元に対して順番に又は並行にビーム特定を行うことができる。また、基地局は、各空間次元における好適ビームに基づいて、移動局へのデータ送信に用いられる好適三次元ビームを生成できる。

以下、図１０を参照しながら、図９に示す基地局に対応する移動局を説明する。図１０は、本発明の一実施例による移動局１０００のブロック図を示した。図１０に示すように、移動局１０００は、検出部１０１０、ビーム特定部１０２０及び送信部１０３０を含む。この３つの部に加えて、移動局１０００は、他の部材を更に含んでも良い。しかし、これらの部材は本発明の実施例の内容と関係がないため、ここでは、その図示と説明を省略する。また、本発明の実施例による移動局１０００が実行する下記動作の具体的な詳細は、上記の図６を参照しながら説明した詳細と同様であるため、ここでは、重複を回避するために同一の詳細に対する説明を省略する。

検出部１０１０は、基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出する。好ましくは、図６に示す方法は、主コードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報を受信するステップを更に含むことができる。検出部１０１０は、主コードブックサイズ情報に基づいて、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。例えば、主コードブックに基づいて生成される基礎ビームシーケンスは、基地局が、主コードブック生成部７１０によって形成される主コードブックを用いて生成される基礎ビームシーケンスであってもよい。ここでは詳しい説明を省略する。

本発明の一例によれば、トレーニングシーケンスに用いられるリソースを指示するために、リソース設定を予め特定できる。検出部１０１０は、予め特定されるリソース設定に基づいて、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出する。代替として、本発明の他の例によれば、図１０に記載される移動局は、基地局から通知される、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を受信するための受信部を更に含むことができる。検出部１０１０は、受信したリソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

ビーム特定部１０２０は、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、基礎ビームシーケンスから好適基礎ビームを特定できる。また、基地局が、移動局からフィードバックされる好適基礎ビームの情報に基づいて当該移動局の好適基礎ビームを特定し、当該移動局に対する好適基礎ビームと回転パラメータに基づいて補助ビームシーケンスを生成するために、送信部１０３０は、好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックできる。例えば、好適基礎ビームの情報は、当該ビームのインデックス、チャネル品質情報等であっても良い。

次いで、検出部１０１０は、基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。上述したように、好ましくは、移動局１０００は、回転パラメータを指示する回転情報を受信する受信部を更に含むことができる。検出部１０１０は、回転情報に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

リソース設定を予め特定することでトレーニングシーケンスに用いられるリソースを指示する場合に、検出部１０１０は、予め特定されるリソース設定に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。代替として、本発明の他の例によれば、移動局における受信部は、基地局から通知される、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を受信する受信部を更に含むことができる。検出部１０１０は、受信したリソース設定に基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出できる。

ビーム特定部１０２０は、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定できる。また、送信部１０３０は、好適補助ビームに関する情報を基地局にフィードバックできる。例えば、好適補助ビームの情報は、当該ビームのインデックス、チャネル品質情報などであっても良い。従って、基地局は、特定される好適補助ビームを使用して、データを移動局に送信できる。

移動局１０００が、好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックした後に、検出部１０１０を通じて補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出し、ビーム特定部１０２０を通じて検出結果に基づいて補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定し、送信部１０３０を通じて基地局に通知するが、本発明の実施例によれば、特定される好適基礎ビームに対応するチャネルが所定チャネル品質を満たす（即ち、比較的に高いチャネル品質を有する）場合に、基地局は、好適基礎ビームを使用して、データを移動局に送信できることに留意すべきである。そのため、移動局は、当該操作を実行する必要がない。

本発明の以上の実施例による基地局と移動局において、基地局は、多段階の方式でビームを形成し、対応的に、移動局は、多段階の方式でビーム検出を行う。これによって、基地局は、低いハードウェア複雑度でＭＩＭＯシステムによって生成されるビームの解像度を向上すると共に、トレーニングシーケンス送信のオーバヘッドを低減できる。また、好適基礎ビームのチャネル品質が所定伝送条件を満たす場合に、多段階でビーム特定を行う必要はない。

上述した装置７００、基地局９００及び移動局１０００の操作は、ハードウェア、又はプロセッサによって実行されたソフトウェアモジュール、あるいは両者の組み合わせによって実行することが可能である。

ソフトウェアモジュールは、例として、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラム可能ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なプログラム可能ＲＯＭ）、レジスタ、ハードドライブ、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの任意の形式の記憶媒体に設置されても良い。

このような記憶媒体は、プロセッサが該記憶媒体に情報を書き込んだり、該記憶媒体から情報を読み取ったりできるように、プロセッサに結合されている。このような記憶媒体は、プロセッサに集積させても良い。このような記憶媒体又はプロセッサは、ＡＳＩＣに設置されても良い。このようなＡＳＩＣは、装置７００、基地局９００及び移動局１０００に設置されても良い。このような記憶媒体及びプロセッサは、ディスクリート構成要素として装置７００、基地局９００及び移動局１０００に設置されても良い。例えば、プロセッサにより上述した装置における主コードブック形成部、回転パラメータ特定部及び次元コードブック形成部が実行する動作を実行できる。また、例えば、プロセッサにより上述した基地局におけるトレーニングシーケンス生成部とビーム特定部が実行する動作を実行できる。また、例えば、プロセッサにより上述した移動局における検出部とビーム特定部が実行する動作を実行できる。

従って、上述した実施例を用いて本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここで説明した実施例に限定されるものではないことは当業者には明白であろう。本発明は、請求項が限定した本発明の範囲を逸脱しない範囲で修正又は変更したものに適用可能である。従って、明細書における説明は、例示の説明に過ぎず、本発明に関して何の限定を示唆することも意図していない。

Claims (25)

1. 多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナアレイに用いられるコードブックを形成する方法であって、
   第１の位相シフトパラメータに基づいて、第１の空間次元における第１の基礎ビームシーケンスを生成するための第１の主コードブックを形成するステップと、
   前記第１の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第１の空間次元における第１の補助ビームシーケンスを生成するための第１の回転パラメータを特定するステップと、
   前記第１の主コードブックと前記第１の回転パラメータに基づいて第１の空間次元コードブックを形成するステップと、
   を含む方法。
2. 第１の回転パラメータに基づいて第１の補助コードブックを形成するステップを更に含み、
   前記第１の主コードブックと前記第１の回転パラメータに基づいて第１空間次元コードブックを形成するステップは、
   前記第１の主コードブックと前記第１の補助コードブックに基づいて第１の空間次元コードブックを形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の主コードブックと前記第１の補助コードブックに基づいて第１の空間次元コードブックを形成するステップは、
   前記第１主コードブックと前記第１補助コードブックに対して内積演算を行うことによって、第１の空間次元コードブックを形成するステップを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の位相シフトパラメータは、第１の空間次元における位相シフトの数を指示するものであり、
   前記第１の回転パラメータは、前記第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームに対応する第１の補助ビームの数を指示するものである、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の位相シフトパラメータに基づいて第１の主コードブックを形成するステップは、
   前記第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビームパターンの数と、前記ＭＩＭＯアンテナアレイの第１の空間次元におけるアンテナの数とに基づいて、インデックス行列を形成するステップと、
   前記第１の位相シフトパラメータと前記インデックス行列に基づいて、第１の主コードブックを形成するステップと、を含む請求項４に記載の方法。
6. 前記第１の回転パラメータは、前記第１の基礎ビームアレイにおける隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角と対応付けられている、請求項４に記載の方法。
7. 前記第１の回転パラメータに基づいて、隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角を等分することによって、前記第１の補助ビームシーケンスにおける第１の補助ビームを形成する、請求項６に記載の方法。
8. 第２の位相シフトパラメータに基づいて、第２の空間次元における第２の基礎ビームシーケンスを生成するための第２の主コードブックを形成するステップと、
   前記第２の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第２の空間次元における第２の補助ビームシーケンスを生成するための第２の回転パラメータを特定するステップと、
   前記第２の主コードブックと前記第２の回転パラメータに基づいて、第２の空間次元コードブックを形成するステップと、
   前記第１の空間次元コードブックと前記の第２空間次元コードブックに基づいて、三次元空間コードブックを形成するステップと、を更に含む請求項１に記載の方法。
9. 前記コードブックは、アナログビームフォーミングに用いられるコードブックである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 基地局によって実行されるビーム特定方法であって、
    主コードブックに基づいて、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信するステップと、
    移動局から受信した、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、前記基礎ビームシーケンスにおいて好適基礎ビームを特定するステップと、
    回転パラメータと好適基礎ビームに基づいて、補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成し、前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信するステップと、
    移動局から受信した、前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、前記補助ビームシーケンスにおいて好適補助ビームを特定するステップと、
    を含み、
    前記補助ビームシーケンスは、前記補助コードブックの回転パラメータの指示する数で好適基礎ビームを回転することで取得される方法。
11. 前記主コードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報と、前記回転パラメータを指示する回転情報とを、移動局に対して準静的又は動的に通知する、請求項１０に記載の方法。
12. 予め特定されるリソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンス及び／又は前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に対して送信する、請求項１０に記載の方法。
13. 移動局に対して、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を準静的又は動的に通知するステップを更に含み、
    移動局へ通知したリソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンス及び／又は前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に対して送信する、請求項１０に記載の方法。
14. 移動局によって実行されるビーム特定方法であって、
    基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップと、
    前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、前記基礎ビームシーケンスから好適基礎ビームを特定し、前記好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックするステップと、
    基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップと、
    前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、前記補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定し、前記好適補助ビームに関する情報を基地局にフィードバックするステップと、
    を含む方法。
15. 前記主コードブックサイズを指示する主コードブックサイズ情報と、前記回転パラメータを指示する回転情報とを受信するステップを更に含み、
    前記基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップは、
    前記主コードブックサイズ情報に基づいて、基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップを含み、
    前記基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップは、
    前記回転情報に基づいて、基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 予め特定されるリソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンス及び／又は前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出する、請求項１４に記載の方法。
17. 基地局から通知される、トレーニングシーケンスの送信に用いられるリソース設定を受信するステップを更に含み、
    前記リソース設定に基づいて、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンス及び／又は前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出する、請求項１４に記載の方法。
18. ＭＩＭＯアンテナアレイに用いられるコードブックを形成する装置であって、
    第１の位相シフトパラメータに基づいて、第１の空間次元における第１の基礎ビームシーケンスを生成するための第１の主コードブックを形成するように構成される主コードブック形成部と、
    前記第１の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第１の空間次元における第１の補助ビームシーケンスを生成するための第１の回転パラメータを特定するように構成される回転パラメータ特定部と、
    前記第１の主コードブックと前記第１の回転パラメータに基づいて、第１の空間次元コードブックを形成するように構成される次元コードブック形成部と、
    を含む装置。
19. 第１の回転パラメータに基づいて第１の補助コードブックを形成するように構成される補助コードブック形成部を更に含み、
    次元コードブック形成部は、前記第１の主コードブックと前記第１の補助コードブックに対して内積演算を行うことによって、第１の空間次元コードブックを形成する、請求項１８に記載の装置。
20. 前記第１の位相シフトパラメータは、第１空間次元における位相シフトの数を指示するものであり、
    前記第１の回転パラメータは、前記第１基礎ビームシーケンスにおける第１基礎ビームに対応する第１補助ビームの数を指示するものである、請求項１８に記載の装置。
21. 前記主コードブック形成部は、
    前記第１の基礎ビームシーケンスにおける第１の基礎ビームのビームパターンの数と、前記ＭＩＭＯアンテナアレイの第１の空間次元におけるアンテナの数とに基づいて、インデックス行列を形成するように構成されるインデックス行列形成モジュールと、
    前記第１の位相シフトパラメータと前記インデックス行列に基づいて、第１主コードブックを形成するように構成される主コードブック形成モジュールと、を含む請求項２０に記載の装置。
22. 前記第１の回転パラメータは、前記第１の基礎ビームアレイにおける隣接する２つの第１の基礎ビームの間の夾角と対応付けられている、請求項２０に記載の装置。
23. 前記主コードブック形成部は、第２の位相シフトパラメータに基づいて、第２の空間次元における第２の基礎ビームシーケンスを生成するための第２の主コードブックを形成するように更に構成され、
    前記回転パラメータ特定部は、前記第２の基礎ビームシーケンスに対して位相回転を行うことによって第２の空間次元における第２の補助ビームシーケンスを生成するための第２の回転パラメータを特定するように更に構成され、
    前記次元コードブック形成部は、前記第２の主コードブックと前記第２の回転パラメータに基づいて、第２の空間次元コードブックを生成するように更に構成され、
    前記装置は、
    前記第１の空間次元コードブックと前記第２の空間次元コードブックに基づいて、三次元コードブックを生成するように構成される三次元コードブック形成部を更に含む、請求項１８に記載の装置。
24. 基地局であって、
    主コードブックに基づいて、基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを生成するように構成されるトレーニングシーケンス生成部と、
    前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信するように構成される送信部と、
    移動局から受信した、前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、前記基礎ビームシーケンスにおいて好適基礎ビームを特定するように構成されるビーム特定部と、を含み、
    前記トレーニングシーケンス生成部は、回転パラメータと好適基礎ビームに基づいて、補助ビームアレイのトレーニングシーケンスを生成するように更に構成され、
    前記送信部は、前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを移動局に送信するように更に構成され、前記補助ビームシーケンスは、前記補助コードブックの回転パラメータに指示される数で好適基礎ビームを回転することで取得されるものであり、
    前記ビーム特定部は、移動局から受信した、前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対するフィードバックに基づいて、前記補助ビームアレイにおいて好適補助ビームを特定するように更に構成される基地局。
25. 移動局であって、
    基地局から送信される基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するように構成される検出部と、
    前記基礎ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、前記基礎ビームアレイから好適基礎ビームを特定するように構成されるビーム特定部と、
    前記好適基礎ビームに関する情報を基地局にフィードバックするように構成される送信部と、を含み、
    前記検出部は、基地局から送信される補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスを検出するように更に構成され、
    前記ビーム特定部は、前記補助ビームシーケンスのトレーニングシーケンスに対する検出結果に基づいて、前記補助ビームシーケンスから好適補助ビームを特定するように更に構成され、
    送信部は、前記好適補助ビームに関する情報を基地局にフィードバックするように更に構成される移動局。