JP2021108497A - 端末、方法、基地局及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】三次元のMIMOシステムのためのプリコーディング行列を生成する方法と装置、及び送信機を提供すること。【解決手段】本開示の一実施例に係る端末は、プリコーディング行列の第1次元成分を指示する第1のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の第2次元成分を指示する第2のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の幅要素を指示する第3のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の位相要素を指示する第4のプリコーディング行列インジケータと、を取得する処理部と、前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記第3のプリコーディング行列インジケータと、前記第4のプリコーディング行列インジケータと、を送信する送信部と、を有する。【選択図】図1
Description
本発明はプリコーディング行列を生成する方法と装置、及び送信機に関し、より具体的には、本発明は三次元のマルチ入力マルチ出力(MIMO)システムのためのプリコーディング行列を生成する方法及び相応する装置、並びに三次元のマルチ入力マルチ出力(MIMO)システムのためのプリコーディング行列を生成する送信機に関する。
ロングタームエボリューション(LTE)通信システム、LTE−Advanced通信システム、5G、新しい無線アクセス技術(NR:New Rat)において、無線基地局及び移動局でマルチ入力マルチ出力(MIMO)アンテナシステムを使用できる。MIMOシステムにおいては、信号の送受信機に複数のアンテナを設置し、ダイバーシチ或いは多重によってシステムの性能を向上させる。
MIMOシステムにおける周波数スペクトルの利用率をさらに改善するために、信号伝播の方位角(即ち、水平方向角)と俯仰角(即ち、垂直方向角)を制御することができる三次元空間(以下、「三次元」と略称する)のMIMOシステムが提案されている。しかし、従来の方位角のみを制御する二次元のMIMOシステムと比べて、アンテナの垂直軸上の分布を加えたので、三次元のMIMOシステムにおけるアンテナの数が大きく、チャネルの次元数が高い。これにより、三次元のMIMOシステムにおけるプリコーディング行列のサーチと生成のための計算が複雑になるとともに、コードブックは大きな記憶空間を占める必要がある。
例えば、三次元のMIMOシステムでのトランスポートチャネル(以下、「三次元チャネル」と略称する)に対して、コードブックの構成を回転することにより、以下の式1により当該チャネルのためのプリコーディング行列又はチャネル量子化行列(以下、プリコーディング行列を例にとる)Cを取得することができる。
[式1]
C=W1W2
[式1]
C=W1W2
ここで、W1は三次元チャネルの統計の空間相関行列であり、W2は三次元チャネルの瞬時及び/又は狭帯域情報を反映する基本コードワードであり、そしてW1を回転することにより、当該三次元チャネルに適するものに替えたW2を取得することができる。
三次元MIMOの周波数分割二重(FDD)システムに対して回転コードブック構成を使用する場合には、予め複数の三次元チャネルについての候補空間相関行列を含む空間相関行列コードブック、及び複数の候補基本コードワードを含む基本コードブックを記憶する必要がある。受信機がプリコーディング行列を選択するとき、予め記憶されている空間相関行列コードブックと基本コードブックの中でサーチすることにより、三次元チャネルのチャネルレスポンスにマッチした三次元チャネル空間相関行列W1と基本コードワードW2を取得する。
仮に三次元のMIMOシステムが8´8のアンテナ行列を含む場合、それぞれの三次元チャネル空間相関行列ごとのサイズは64´64である。つまり、無線基地局及び移動局のいずれも大きな記憶空間によってコードブックを記憶する必要があり、また回転プリコーディング行列Cを生成する際の計算複雑度が非常に高い。
複雑度を下げるために、三次元チャネルの水平方向と垂直方向に対してそれぞれ水平情報プリコーディング行列と垂直情報プリコーディング行列を特定するとともに、以下の式2に示すように三次元チャネルのプリコーディング行列Cを生成することが提案されている。
ここで、Whは三次元チャネルの水平方向上の水平情報プリコーディング行列であり、Wvは三次元チャネルの垂直方向上の垂直情報プリコーディング行列であり、Wv TはWvの転置行列である。
また、方向毎に以上の結合式1に述べた回転コードブック構成を使用して、以下の式3によりWhを取得し、また以下の式4によりWvを取得してもよい。
[式3]
Wh=Wh,1Wh,2
[式4]
Wv=Wv,1Wv,2
[式3]
Wh=Wh,1Wh,2
[式4]
Wv=Wv,1Wv,2
ここで、Wh,1は三次元チャネルの水平方向上の空間相関行列であり、Wh,1の回転変換によって当該三次元チャネルの水平方向上に適する水平基本コードワードWh,2を取得する。類似して、Wv,1は三次元チャネルの垂直方向上の空間相関行列であり、Wv,1の回転変換によって当該三次元チャネルの垂直方向上に適する垂直基本コードワードWv,2を取得する。
仮に三次元のMIMOシステムが8´8のアンテナ行列を含む場合、Wh,1とWv,1のいずれも8´8の行列である。従って、コードブックが占める記憶空間を低減し、プリコーディング行列を生成するための計算複雑度を下げることになる。
但し、このように生成された三次元チャネルのプリコーディング行列構成は実際の三次元チャネル行列と異なり、また、水平方向と垂直方向において同じ情報が量子化され、これにより量子化精度が低下し、量子化誤差が生じる。
上記の問題点に鑑みて、三次元のマルチ入力マルチ出力システムのためのプリコーディング行列を生成する方法及び装置、並びに三次元のマルチ入力マルチ出力システムのためのプリコーディング行列を生成する送信機を提供することを目的とする。
本発明の一実施例によれば、三次元のマルチ入力マルチ出力(MIMO)システムのためのプリコーディング行列を生成する方法であって、送信機と受信機の間の三次元チャネルの水平成分情報に関する目的水平情報プリコーディング行列を取得するステップと、送信機と受信機の間の三次元チャネルの垂直成分情報に関する目的垂直情報プリコーディング行列を取得するステップと、送信機と受信機の間の三次元チャネルに関する目的連合プリコーディング行列を取得するステップと、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列、及び目的連合プリコーディング行列に基づいて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算するステップと、を有する方法を提供する。
本発明のもう一つの実施例によれば、三次元のマルチ入力マルチ出力(MIMO)システムのためのプリコーディング行列を生成する、送信機に適用される方法であって、受信機から第1の目的水平情報プリコーディング行列を示す第1の水平情報インジケータ、第2の目的水平情報プリコーディング行列を示す第2の水平情報インジケータ、第1の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第1の垂直情報インジケータ、及び第2の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2の垂直情報インジケータを受信し、その中で、第1の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した水平成分情報を示し、第2の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの瞬時及び/又は狭帯域の水平成分情報を示し、第1の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した垂直成分情報を示し、第2の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの瞬時及び/又は狭帯域の垂直成分情報を示すステップと、第1の水平情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第1の水平情報コードブックの中から第1の目的水平情報プリコーディング行列を取得するステップと、第2の水平情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第2の水平情報コードブックの中から第2の目的水平情報プリコーディング行列を取得するステップと、第1の垂直情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第1の垂直情報コードブックの中から第1の目的垂直情報プリコーディング行列を取得するステップと、第2の垂直情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第2の垂直情報コードブックの中から第2の目的垂直情報プリコーディング行列を取得するステップと、第2の目的水平情報プリコーディング行列と第2の目的垂直情報プリコーディング行列に基づいて、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得するステップと、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を補正することにより、補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得するステップと、第1の目的水平情報プリコーディング行列、第1の目的垂直情報プリコーディング行列、及び補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列に基づいて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算するステップと、を有する方法を提供する。
本発明のもう一つの実施例によれば、送信機であって、受信機から第1の目的水平情報プリコーディング行列を示す第1の水平情報インジケータ、第2の目的水平情報プリコーディング行列を示す第2の水平情報インジケータ、第1の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第1の垂直情報インジケータ、及び第2の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2の垂直情報インジケータを受信し、その中で、第1の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した水平成分情報を示し、第2の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの瞬時及び/又は狭帯域の水平成分情報を示し、第1の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した垂直成分情報を示し、第2の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの瞬時及び/又は狭帯域の垂直成分情報を示す受信部と、第1の水平情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第1の水平情報コードブックの中から第1の目的水平情報プリコーディング行列を取得する第1の水平行列取得部と、第2の水平情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第2の水平情報コードブックの中から第2の目的水平情報プリコーディング行列を取得する第2の水平行列取得部と、第1の垂直情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第1の垂直情報コードブックの中から第1の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する第1の垂直行列取得部と、第2の垂直情報インジケータに基づいて、予め記憶されている第2の垂直情報コードブックの中から第2の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する第2の垂直行列取得部と、第2の目的水平情報プリコーディング行列と第2の目的垂直情報プリコーディング行列に基づいて、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得する重み付き行列取得部と、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を補正することにより、補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得する重み付き行列補正部と、第1の目的水平情報プリコーディング行列、第1の目的垂直情報プリコーディング行列、及び補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列に基づいて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する計算部と、を備える送信機を提供する。
本発明のもう一つの実施例によれば、送信機であって、受信機から長時間・広帯域の目的水平情報プリコーディング行列を示す長時間・広帯域の水平情報インジケータ、瞬時・狭帯域の目的水平情報プリコーディング行列を示す瞬時・狭帯域の水平情報インジケータ、長時間・広帯域の目的垂直情報プリコーディング行列を示す長時間・広帯域の垂直情報インジケータ、及び瞬時・狭帯域の目的垂直情報プリコーディング行列を示す瞬時・狭帯域の垂直情報インジケータを受信し、その中で、長時間・広帯域、瞬時・狭帯域の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上での水平成分情報を示し、長時間・広帯域、瞬時・狭帯域の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上での垂直成分情報を示す受信部と、長時間・広帯域の水平情報インジケータに基づいて、予め記憶されている長時間・広帯域の水平情報コードブックの中から長時間・広帯域の目的水平情報プリコーディング行列を取得する第1の行列取得部と、瞬時・狭帯域の水平情報インジケータに基づいて、予め記憶されている瞬時・狭帯域の水平情報コードブックの中から瞬時・狭帯域の目的水平情報プリコーディング行列を取得する第2の行列取得部と、長時間・広帯域の垂直情報インジケータに基づいて、予め記憶されている長時間・広帯域の垂直情報コードブックの中から長時間・広帯域の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する第3の行列取得部と、瞬時・狭帯域の垂直情報インジケータに基づいて、予め記憶されている瞬時・狭帯域の垂直情報コードブックの中から瞬時・狭帯域の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する第4の行列取得部と、瞬時・狭帯域の目的水平情報プリコーディング行列と瞬時・狭帯域の目的垂直情報プリコーディング行列に基づいて、瞬時・狭帯域の重み付き係数行列を取得する第5の行列取得部と、瞬時・狭帯域の重み付き係数行列を補正することにより、補正された瞬時・狭帯域の重み付き係数行列を取得する補正部と、長時間・広帯域の目的水平情報プリコーディング行列、長時間・広帯域の目的垂直情報プリコーディング行列、及び補正された瞬時・狭帯域の重み付き係数行列に基づいて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する計算部と、を備える送信機を提供する。
本発明の他の一つの実施例によれば、端末を提供する。該端末は、第1のプリコーディング行列インジケータ、第2のプリコーディング行列インジケータ、第3のプリコーディング行列インジケータ、及び第4のプリコーディング行列インジケータを取得する処理部と、前記第1のプリコーディング行列インジケータ、前記第2のプリコーディング行列インジケータ、前記第3のプリコーディング行列インジケータ、及び前記第4のプリコーディング行列インジケータを送信する送信部とを備え、前記第1のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第1次元成分を指示するものであり、前記第2のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第2次元成分を指示するものであり、前記第3のプリコーディング行列インジケータと前記第4のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の連合成分を指示するものである。
本発明の他の一つの実施例によれば、プリコーディング行列インジケータを送信する送信方法を提供する。該送信方法は、第1のプリコーディング行列インジケータ、第2のプリコーディング行列インジケータ、第3のプリコーディング行列インジケータ、及び第4のプリコーディング行列インジケータを取得するステップと、前記第1のプリコーディング行列インジケータ、前記第2のプリコーディング行列インジケータ、前記第3のプリコーディング行列インジケータ、及び前記第4のプリコーディング行列インジケータを送信するステップとを含み、前記第1のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第1次元成分を指示するものであり、前記第2のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第2次元成分を指示するものであり、前記第3のプリコーディング行列インジケータと前記第4のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の連合成分を指示するものである。
本発明の他の一つの実施例によれば、基地局を提供する。該基地局は、第1のプリコーディング行列インジケータ、第2のプリコーディング行列インジケータ、第3のプリコーディング行列インジケータ、及び第4のプリコーディング行列インジケータを受信する受信部と、前記第1のプリコーディング行列インジケータ、前記第2のプリコーディング行列インジケータ、前記第3のプリコーディング行列インジケータ、及び前記第4のプリコーディング行列インジケータに従って、マルチアンテナシステムのプリコーディング行列を特定する処理部とを備え、前記第1のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第1次元成分を指示するものであり、前記第2のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第2次元成分を指示するものであり、前記第3のプリコーディング行列インジケータと前記第4のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の連合成分を指示するものである。
本発明の他の一つの実施例によれば、プリコーディング行列を特定する特定方法を提供する。該特定方法は、第1のプリコーディング行列インジケータ、第2のプリコーディング行列インジケータ、第3のプリコーディング行列インジケータ、及び第4のプリコーディング行列インジケータを取得するステップと、前記第1のプリコーディング行列インジケータ、前記第2のプリコーディング行列インジケータ、前記第3のプリコーディング行列インジケータ、及び前記第4のプリコーディング行列インジケータに従って、マルチアンテナシステムのプリコーディング行列を特定するステップとを含み、前記第1のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第1次元成分を指示するものであり、前記第2のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の第2次元成分を指示するものであり、前記第3のプリコーディング行列インジケータと前記第4のプリコーディング行列インジケータがプリコーディング行列の連合成分を指示するものである。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。本明細書と図面において、基本的に同一のステップと素子を有するものに同一の参考符号を付し、これらのステップと素子については重複する説明を省略する。以下の実施例において、上付き記号である()Tは行列又はベクトルに対して転置することを表し、上付き記号である()Hは行列又はベクトルに対して共役転置を行うことを表し、vec(A)は行列Aに対して列ごとにベクトル化をすることを表し、「。」はアダマール積(Hadamard product)或いはエントリ順積(Entrywise product)であり、
はクロネッカー積(Kronecker product)である。
はクロネッカー積(Kronecker product)である。
本発明の実施例による方法、装置、送信機、端末、及び基地局は、LTE−A(LTE−Advanced)、IMT−Advanced、4G、5G、FRA(Future Radio Access)、NR(New Rat)などの通信システムに適用してもよい。
図1は、本発明の一実施例によって三次元のMIMOシステムのためのプリコーディング行列を生成する方法(以下、プリコーディング行列生成方法と略称する)100を説明するフローチャートである。以下、図1を参照して本発明の一実施例によるプリコーディング行列生成方法100を説明する。
図1に示すように、ステップS101で、送信機と受信機の間の三次元チャネルの水平成分情報に関する目的水平情報プリコーディング行列を取得する。好ましくは、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した水平成分情報を示す。例えば、目的水平プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時間帯内に、周波数帯域上で統計した長時間及び/又は広帯域の水平成分情報を示してもよい。代えて、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時刻及び/又は特定の周波数(瞬時及び/又は狭帯域)上の水平成分情報を示してもよい。
本発明の一例示によると、目的水平情報プリコーディング行列は、第1の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの水平成分情報の特徴値に対応する水平成分情報の特徴ベクトルにより構成される。例えば、目的水平情報プリコーディング行列の、三次元チャネルの水平情報に対する量子化精度を確保するために、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。しかし、特徴ベクトルの数が多い場合には、すべての特徴ベクトルにより目的水平情報プリコーディング行列を構成しなくてもよい。好ましくは、後の計算の便宜のために、三次元のMIMOシステムの水平成分情報の大きい特徴値に対応する水平成分情報の特徴ベクトルにより目的水平情報プリコーディング行列を構成して、目的水平プリコーディング行列の次元を低下させる。例えば、目的水平プリコーディング行列は、三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列の最も大きい水平特徴値に対応する水平特徴ベクトルと、二番目に大きい水平特徴値に対応する水平特徴ベクトルを含むものであってもよい。
また、本発明のもう一つ例示によると、ステップS101で、予め記憶されている複数の水平情報プリコーディング行列を含む水平情報コードブックの中から前記目的水平情報プリコーディング行列を選択する。異なるチャネルランクの数(以下、チャネルランク数と略称する)について、予め異なる水平情報コードブックを記憶してもよい。即ち、現れる可能性があるチャネルランク数によって、予め当該チャネルランク数に相応する水平情報コードブックを記憶する。ステップS101で、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶された水平情報コードブックの中から目的水平情報プリコーディング行列を選択する。代えて、現れる可能性がある異なるチャネルランク数に対して、予め同じ水平情報コードブックを記憶してもよい。即ち、受信機が受信するチャネルランク数に関わらず、予め記憶された同じ水平情報コードブックに対応する。このような場合に、受信機が受信するチャネルランク数が1より大きいときは、これらの複数のチャネルランクの目的水平情報プリコーディング行列は同じでよい。
取得される目的水平情報プリコーディング行列が三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成されることが望ましいときは、予め記憶されている水平情報プリコーディング行列はいずれも三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。また、取得される目的水平情報プリコーディング行列が次元の低下された行列であることが望ましいときは、予め記憶されている水平情報プリコーディング行列はいずれも第1の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの水平成分情報の特徴値に対応する水平成分情報の特徴ベクトルにより構成され、これによりコードブックの記憶に必要な記憶空間が節約される。
ステップS101に似て、ステップS102で、送信機と受信機の間の三次元チャネルの垂直成分情報に関する目的垂直情報プリコーディング行列を取得する。好ましくは、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した垂直成分情報を示してもよい。例えば、目的垂直プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時間帯内に、周波数帯域上で統計した長時間及び/又は広帯域の垂直成分情報を示してもよい。代えて、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時刻及び/又は特定の周波数(瞬時及び/又は狭帯域)上で統計した垂直成分情報を示してもよい。
本発明の一例示によると、目的垂直情報プリコーディング行列は、第2の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの垂直成分情報の特徴値に対応する垂直成分情報の特徴ベクトルにより構成される。例えば、目的垂直情報プリコーディング行列の、三次元チャネルの垂直情報に対する量子化精度を確保するために、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。しかし、特徴ベクトルの数が多い場合には、すべての特徴ベクトルにより目的垂直情報プリコーディング行列を構成しなくてもよい。好ましくは、後の計算の便宜のために、三次元のMIMOシステムの垂直成分情報の大きい特徴値に対応する垂直成分情報の特徴ベクトルにより目的垂直情報プリコーディング行列を構成して、目的垂直プリコーディング行列の次元を低下させる。例えば、目的垂直プリコーディング行列は、三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列の最も大きい垂直特徴値に対応する垂直特徴ベクトルと、二番目に大きい垂直特徴値に対応する垂直特徴ベクトルを含むものであってもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、ステップS102で、予め記憶されている複数の垂直情報プリコーディング行列を含む垂直情報コードブックの中から前記目的垂直情報プリコーディング行列を選択する。現れる可能性がある異なるチャネルランク数によって、予め異なる垂直情報コードブックを記憶してもよい。即ち、現れる可能性があるチャネルランク数に対して、予め当該チャネルランク数に相応する垂直情報コードブックを記憶する。ステップS102で、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶された垂直情報コードブックの中から目的垂直情報プリコーディング行列を選択する。代えて、現れる可能性がある異なるチャネルランク数に対して、予め同じ垂直情報コードブックを記憶してもよい。即ち、受信機が受信するチャネルランク数に関わらず、いずれも予め記憶された同じ垂直情報コードブックに対応する。このような場合に、受信機が受信するチャネルランク数が1より大きいときは、これらの複数のランクの目的垂直情報プリコーディング行列は同じでよい。
取得される目的垂直情報プリコーディング行列が三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成されることが望ましいときは、予め記憶されている垂直情報プリコーディング行列はいずれも三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。また、取得される目的垂直情報プリコーディング行列が次元の低下された行列であることが望ましいときは、予め記憶されている垂直情報プリコーディング行列はいずれも第2の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの垂直成分情報の特徴値に対応する垂直成分情報の特徴ベクトルにより構成され、これによりコードブックの記憶に必要な記憶空間が節約される。
ステップS103で、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の連合プリコーディング行列を含む連合コードブックの中から、目的連合プリコーディング行列を選択する。具体的には、目的連合プリコーディング行列は水平成分情報と垂直成分情報に対する重み付き係数行列でよい。また、複数のチャネルランクがあるときは、複数のチャネルランクの目的連合プリコーディング行列は、二つずつが互いに直交する。
本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列でよい。連合コードブックは複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックでよい。ステップS103で、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックの中から、位相目的連合プリコーディング行列を選択してもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得する。例えば、目的連合プリコーディング行列は幅目的連合プリコーディング行列と位相目的連合プリコーディング行列のエントリ順積である。好ましくは、幅目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)幅情報を示し、位相目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの特定の時刻及び/又は特定の周波数(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)上での位相情報を示す。
連合コードブックは、複数の幅連合プリコーディング行列を含む幅連合コードブックと複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックとを備える。ステップS103で、予め記憶されている幅連合コードブックから幅目的連合プリコーディング行列を選択するとともに、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている位相連合コードブックから位相目的連合プリコーディング行列を選択してもよい。
複数のチャネルランク数があるときは、隣接する二つのチャネルランクの位相目的連合プリコーディング行列は互いに直交される。より具体的には、現れる可能性がある異なるチャネルランク数に対して、予め異なる位相連合コードブックを記憶してもよい。例えば、現れる可能性があるチャネルランク数=1であるときに、位相連合コードブック={[G1,1],[G2,1],...,[GM,1]}を予め記憶してもよい。ここで、Mは位相連合コードブックの中の位相連合プリコーディング行列の個数であり、かつMは正の整数であり、Gは位相連合プリコーディング行列である。現れる可能性があるチャネルランク数=2であるときに、位相連合コードブック={[G1,1,G1,2],[G2,1,G2,2],...,[GM,1,GM,2]}を予め記憶してもよい。ここで、Gi,1,Gi,2は直交する(i=1,2,...M)。現れる可能性があるチャネルランク数=L(Lは正の整数である)であるときに、位相連合コードブック={[G1,1,G1,2,...,G1,L],[G2,1,G2,2,...,G2,L],...,[GM,1,GM,2,...,GM,L]}を予め記憶してもよい。ここで、Gi,1,Gi,2,...,Gi,Lは二つずつが互いに直交する。そして、ステップS103で、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックの中から前記位相目的連合プリコーディング行列を選択してもよく、隣接する二つのチャネルランクの位相目的連合プリコーディング行列は互いに直交する。
図2は、図1に示す方法を受信機に適用する際に、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列及び目的連合プリコーディング行列を取得する方法を示す模式的なフローチャートである。
図2に示すように、ステップS201で、送信機と受信機の間での三次元チャネルレスポンスに基づいて、前記水平チャネル成分情報と前記垂直チャネル成分情報を計算する。例えば、受信機が送信機から受信したパイロット信号に基づいて、送信機と受信機の間での三次元チャネルレスポンスを推定してもよい。
そして、ステップS202で、水平情報コードブックからサーチすることにより、水平チャネル情報にマッチする水平情報プリコーディング行列を、目的水平情報プリコーディング行列として取得する。また、ステップS203で、垂直情報コードブックからサーチすることにより、垂直チャネル情報にマッチする垂直情報プリコーディング行列を取得し、目的垂直情報プリコーディング行列として取得する。
そして、ステップS204で、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列と三次元チャネルレスポンス、及び受信機により特定されたチャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の連合プリコーディング行列を含む連合コードブックの中から目的連合プリコーディング行列を選択する。例えば、受信機はチャネル容量を最大にするランク数をチャネルランク数と特定してもよい。
前述のように、本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列であってもよいし、連合コードブックは複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックでよい。ステップS204で、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックの中の各位相連合プリコーディング行列について、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列及び当該連合プリコーディング行列を通じて三次元のMIMOシステムの候補プリコーディング行列を計算し、また、三次元チャネルレスポンスにマッチする候補プリコーディング行列に対応する位相連合プリコーディング行列を目的位相連合プリコーディング行列とする。
また、本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得する。また、連合コードブックは、複数の幅連合プリコーディング行列を含む幅連合コードブックと複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックとを備える。ステップS204で、まず目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列及び三次元チャネルレスポンスによって、参照行列を計算する。幅連合コードブックからサーチすることにより、参照行列にマッチする幅連合プリコーディング行列を、目的幅連合プリコーディング行列として取得する。
ここで、Wh(:,i)はサーチされた目的水平情報プリコーディング行列Wkの第i列(即ち、水平チャネル情報のi番目の特徴ベクトル)であり、Hは三次元チャネルレスポンスであり、Wv(:,j)はサーチされた目的垂直情報プリコーディング行列Wvの第j列(即ち、垂直チャネル情報のj番目の特徴ベクトル)である。
は三次元空間の伝播特徴ベクトル
に対応する重み付き係数の幅値である。
は三次元空間の伝播特徴ベクトル
そして、チャネルランク数によって、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックの中の各位相連合プリコーディング行列について、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列、目的幅連合プリコーディング行列及び当該連合プリコーディング行列を通じて三次元のMIMOシステムの候補プリコーディング行列を計算し、また、三次元チャネルレスポンスにマッチする候補プリコーディング行列に対応する位相連合プリコーディング行列を目的位相連合プリコーディング行列とする。
つまり、
を最大値にさせる位相連合プリコーディング行列Giが位相目的連合プリコーディング行列になる。ここで、Whは目的水平情報プリコーディング行列であり、Wvは目的垂直情報プリコーディング行列であり、Ωは目的幅連合プリコーディング行列であり、Giは位相連合コードブックでの位相連合プリコーディング行列であり、iは位相連合コードブックでの位相連合プリコーディング行列の番号である。
そして、目的位相連合プリコーディング行列と目的幅連合プリコーディング行列に基づいて、例えばエントリ順積により目的連合プリコーディング行列を計算する。
図3は、図1に示す方法を送信機に適用する際に、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列及び目的連合プリコーディング行列を取得する方法を示す模式的なフローチャートである。
図3に示すように、ステップS301で、受信機から目的水平情報プリコーディング行列を示す第1のインジケータ、目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2のインジケータ、及び目的連合プリコーディング行列を示す第3のインジケータを受信する。ステップS302で、受信機からチャネルランク数を示すためのチャネルランク数インジケータを受信する。そして、ステップS303で、水平情報コードブックから、第1のインジケータに対応する水平情報プリコーディング行列を、目的水平情報プリコーディング行列として取得する。また、ステップS304で、垂直情報コードブックから、第2のインジケータに対応する垂直情報プリコーディング行列を、目的垂直情報プリコーディング行列として取得する。また、ステップS305で、当該チャネルランク数に相応する連合コードブックから、前記第3のインジケータに対応する連合プリコーディング行列を、前記位相連合プリコーディング行列として取得する。
前述のように、本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列であってもよく、そして連合コードブックは複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックであってもよい。このような場合には、第3のインジケータは位相目的連合プリコーディング行列の位相インジケータを示す。ステップS305で、チャネルランク数インジケータに基づいてチャネルランク数を特定してから、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックから、第3のインジケータに対応する位相連合プリコーディング行列を、目的位相連合プリコーディング行列として取得してもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得したものであり、且つ連合コードブックは、複数の幅連合プリコーディング行列を含む幅連合コードブックと複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックとを備える。このような場合には、第3のインジケータは位相目的連合プリコーディング行列を示す位相インジケータと幅目的連合プリコーディング行列を示す幅インジケータを含んでもよい。ステップS305で、幅連合コードブックにおいて、幅インジケータに対応する幅連合プリコーディング行列を取得して幅目的連合プリコーディング行列とし、その一方、チャネルランク数インジケータに基づいてチャネルランク数を特定してから、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックにおいて、第3のインジケータに対応する位相連合プリコーディング行列を取得して目的位相連合プリコーディング行列とする。そして、目的位相連合プリコーディング行列と目的幅連合プリコーディング行列に基づいて、例えばエントリ順積により目的連合プリコーディング行列を計算する。
注意すべきことは、図3に示す方法の各ステップは示された順番で実行しなくてもよい。逆順に或いは並行していくつかのステップを実行してもよい。例えば、受信機から目的水平情報プリコーディング行列を示す第1のインジケータ、目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2のインジケータ、及び目的連合プリコーディング行列を示す第3のインジケータを受信するステップ(ステップS301)と、受信機からチャネルランク数を示すためのチャネルランク数インジケータを受信するステップ(ステップS302)を同時に実行してもよく、また、まず受信機からチャネルランク数を示すためのチャネルランク数インジケータを受信するステップ(ステップS302)を実行してから、受信機から目的水平情報プリコーディング行列を示す第1のインジケータ、目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2のインジケータ、及び目的連合プリコーディング行列を示す第3のインジケータを受信するステップ(ステップS301)を実行してもよい。
図1に戻って、ステップS104で、各目的水平情報プリコーディング行列、各目的垂直情報プリコーディング行列、及び各目的連合プリコーディング行列を通じて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する。具体的には、また、各チャネルランク数について、当該チャネルランク数の目的水平情報プリコーディング行列、前記目的垂直情報プリコーディング行列、及び前記目的連合プリコーディング行列を通じて、当該チャネルランク数の三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する。
例えば、チャネルの各チャネルランク数について、以下の式7により、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列、及び目的連合プリコーディング行列に基づいて、当該チャネルランク数の三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算してもよい。
ここで、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列Cの次元数はth×tvであり、thは水平方向のアンテナ数であり、tvは垂直方向のアンテナ数であり、且つthとtvは正の整数であり、Whは目的水平情報プリコーディング行列であり、Wvは目的垂直情報プリコーディング行列であり、Ωは目的幅連合プリコーディング行列であり、Gは目的位相連合プリコーディング行列である。
本実施例に係るプリコーディング行列生成方法においては、互いに独立した目的水平プリコーディング行列と目的垂直プリコーディング行列が採用され、前記三次元チャネル相関行列と三次元チャネル回転行列を採用してプリコーディング行列を計算する方法に比べて、移動局においてコードブックを記憶するために必要な空間が低減され、コードブックの中でチャネル行列をサーチする際に、コードブックの遍歴にかかる時間が低減されるとともに、さらにチャネル行列に基づいてプリコーディング行列を取得するために必要な計算を簡素化させる。
また、本実施例に係るプリコーディング行列生成方法においては、目的水平プリコーディング行列と目的垂直プリコーディング行列の両者に対する重み付き係数行列として目的連合プリコーディング行列が採用され、前記水平方向と垂直方向から離れたチャネル相関行列を採用してプリコーディング行列を計算する方法に比べて、生成された三次元チャネルのプリコーディング行列の構成がより実際の三次元チャネル行列に近づき、量子化精度を向上させることにより、誤差を減少させる。
注意すべきことは、図1に示す方法の各ステップは示された順番で実行しなくてもよい。逆順に或いは並行していくつかのステップを実行してもよい。例えば、図2をもとに説明した例示において、目的水平情報プリコーディング行列を取得するステップ(即ち、ステップS202、ステップS101に対応する)と、目的垂直情報プリコーディング行列を取得するステップ(即ち、ステップS203、ステップS102に対応する)を同時に実行してから、取得された目的水平情報プリコーディング行列と目的垂直情報プリコーディング行列に基づいて目的連合プリコーディング行列を取得してもよい(即ち、ステップS204、ステップS103に対応する)。また、例えば、図3をもとに説明した例示において、目的水平情報プリコーディング行列を取得するステップ(即ち、ステップS302、ステップS101に対応する)と、目的垂直情報プリコーディング行列を取得するステップ(即ち、ステップS303、ステップS102に対応する)と、及び取得された目的水平情報プリコーディング行列と目的垂直情報プリコーディング行列に基づいて目的連合プリコーディング行列を取得するステップ(即ち、ステップS304、ステップS103に対応する)を同時に実行してもよい。
なお、受信機に適用するときには、図1に示す方法は、特定された目的水平情報プリコーディング行列を示す第1のインジケータ、目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2のインジケータ、及び目的連合プリコーディング行列を示す第3のインジケータを送信機に送信するステップをさらに含んでもよい。また、送信機にチャネルランク数を示すためのチャネルランク数インジケータを送信する。
具体的には、第1の時間間隔と第1の帯域間隔にて第1のインジケータを送信し、第2の時間間隔と第2の帯域間隔にて第2のインジケータを送信し、第3の時間間隔と第3の帯域間隔にて第3のインジケータを送信してもよい。本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列であってもよい。前述のように、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)水平成分情報を示すものであってもよく、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)垂直成分情報を示すものであってもよく、位相目的連合プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時刻及び/又は特定の周波数(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)上での位相情報を示すものであってもよい。従って、第1の時間間隔と第2の時間間隔が第3の時間間隔より大きく、第1の帯域間隔と第2の帯域間隔が第3の帯域間隔より大きいことが好ましい。
本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得する。また、第3のインジケータは位相目的連合プリコーディング行列を示す位相インジケータと幅目的連合プリコーディング行列を示す幅インジケータを含んでよい。このような場合には、第1の時間間隔と第1の帯域間隔にて第1のインジケータを送信し、第2の時間間隔と第2の帯域間隔にて第2のインジケータを送信し、第3の時間間隔と第3の帯域間隔にて第3のインジケータを送信するとともに、第4の時間間隔と第4の帯域間隔にて幅インジケータを送信してもよい。幅目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した幅情報を示すからである。なお、第1の時間間隔、第2の時間間隔及び第4の時間間隔は第3の時間間隔より大きくてもよく、第1の帯域間隔、第2の帯域間隔及び第4の帯域間隔は第3の帯域間隔より大きくてもよい。
図4aは、式2−4をもとに説明したプリコーディング行列生成方法と図1をもとに説明したプリコーディング行列生成方法100を示すコーディング性能の比較図であり、ここで、プリコーディング行列生成方法100において、水平情報コードブックでは水平チャネル空間相関行列の特徴ベクトルからなる行列を水平情報プリコーディング行列として採用し、垂直情報コードブックでは垂直チャネル空間相関行列の特徴ベクトルからなる行列を垂直情報プリコーディング行列として採用する。図4aに示すように、テスト条件が同じ場合に、プリコーディング行列生成方法100のコーディング性能は、式2−4をもとに説明したプリコーディング行列生成方法1400のコーディング性能より約10%向上している。
図4bは、水平情報コードブックで水平チャネル空間相関行列のすべての特徴ベクトルからなる水平情報プリコーディング行列を採用するとともに、垂直情報コードブックで垂直チャネル空間相関行列のすべての特徴ベクトルからなる垂直情報プリコーディング行列を採用するプリコーディング行列のプリコーディング行列生成方法100−aと、水平情報コードブックで水平チャネル空間相関行列の部分的な主な特徴ベクトルからなる水平情報プリコーディング行列(即ち、次元が低下された水平情報プリコーディング行列)を採用するとともに、垂直情報コードブックで垂直チャネル空間相関行列の部分的な主な特徴ベクトルからなる垂直情報プリコーディング行列(即ち、次元が低下された垂直情報プリコーディング行列)を採用するプリコーディング行列のプリコーディング行列生成方法100−bとのコーディング性能の比較図である。図4bに示すように、テスト条件が同じ場合に、プリコーディング行列生成方法100−aとプリコーディング行列生成方法100−bのコーディング性能はほぼ同じである。つまり、次元が低下された水平情報プリコーディング行列と垂直情報プリコーディング行列を採用することにより、コードブックに必要な記憶空間を低減したとともに、コーディング性能に対してほとんど影響を与えない。
図5は、本発明の一実施例による三次元のMIMOシステムのためのプリコーディング行列を生成する装置(以下、プリコーディング行列生成装置と略称する)500を示す例示的な構成ブロック図である。図5に示すように、本実施例のプリコーディング行列生成装置500は、第1の行列取得部510、第2の行列取得部520、第3の行列取得部530、及び計算部540を備える。プリコーディング行列生成装置500の各部はそれぞれ上記図1におけるプリコーディング行列生成方法100の各ステップ・機能を実行することができる。そこで、以下、プリコーディング行列生成装置500の主要部分のみに対して説明し、既に図1をもとに説明した詳細な内容は省略することとする。
第1の行列取得部510は、送信機と受信機の間の三次元チャネルの水平成分情報に関する目的水平情報プリコーディング行列を取得する。好ましくは、目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した水平成分情報を示すものであってもよい。例えば、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時間帯内に、周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)水平成分情報を示すものであってもよい。代えて、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時刻上及び/又は特定の周波数(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)上の水平成分情報を示すものであってもよい。
本発明の一例示によると、目的水平情報プリコーディング行列は、第1の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの水平成分情報の特徴値に対応する水平成分情報の特徴ベクトルにより構成される。例えば、目的水平情報プリコーディング行列の、三次元チャネルの水平情報に対する量子化精度を確保するために、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。しかし、特徴ベクトルの数が多い場合には、すべての特徴ベクトルにより目的水平情報プリコーディング行列を構成しなくてもよい。好ましくは、後の計算の便宜のために、三次元のMIMOシステムの水平成分情報の大きい特徴値に対応する水平成分情報の特徴ベクトルにより目的水平情報プリコーディング行列を構成して、目的水平プリコーディング行列の次元を低下させる。例えば、目的水平プリコーディング行列は、三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列の最も大きい水平特徴値に対応する水平特徴ベクトルと、二番目に大きい水平特徴値に対応する水平特徴ベクトルを含むものであってもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、第1の行列取得部510は、予め記憶されている複数の水平情報プリコーディング行列を含む水平情報コードブックの中から前記目的水平情報プリコーディング行列を選択してもよい。現れる可能性があるチャネルランク数について、予め異なる水平情報コードブックを記憶してもよい。即ち、現れる可能性があるチャネルランク数によって、予め当該チャネルランク数に相応する水平情報コードブックを記憶する。第1の行列取得部510はチャネルランク数によって、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている水平情報コードブックの中から目的水平情報プリコーディング行列を選択する。代えて、現れる可能性がある異なるチャネルランク数に対して、予め同じ水平情報コードブックを記憶してもよい。即ち、受信機が受信するチャネルランク数に関わらず、予め記憶された同じ水平情報コードブックに対応する。このような場合に、受信機が受信するチャネルランク数が1より大きいとき、複数のチャネルランクの目的水平情報プリコーディング行列は同じでよい。
取得される目的水平情報プリコーディング行列が三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成されることが望ましいときは、予め記憶されている水平情報プリコーディング行列はいずれも三次元チャネルでの水平成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。しかし、取得される目的水平情報プリコーディング行列が次元の低下された行列であることが望ましいときは、予め記憶されている水平情報プリコーディング行列はいずれも第1の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの水平成分情報の特徴値に対応する水平成分情報の特徴ベクトルにより構成され、これによりコードブックの記憶に必要な記憶空間が節約される。
第1の行列取得部510に比べて、第2の行列取得部520は、送信機と受信機の間の三次元チャネルの垂直成分情報に関する目的垂直情報プリコーディング行列を取得してもよい。好ましくは、目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した水平成分情報を示すものであってもよい。例えば、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時間帯内に、周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)垂直成分情報を示すものであってもよい。代えて、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時刻及び/又は特定の周波数(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)上の垂直成分情報を示すものであってもよい。
本発明の一例示によると、目的垂直情報プリコーディング行列は、第2の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの垂直成分情報の特徴値に対応する垂直成分情報の特徴ベクトルにより構成される。例えば、目的垂直情報プリコーディング行列の、三次元チャネルの垂直情報に対する量子化精度を確保するために、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。しかし、特徴ベクトルの数が多い場合には、すべての特徴ベクトルにより目的垂直情報プリコーディング行列を構成しなくてもよい。好ましくは、後の計算の便宜のために、三次元のMIMOシステムの垂直成分情報の大きい特徴値に対応する垂直成分情報の特徴ベクトルにより目的垂直情報プリコーディング行列を構成して、目的垂直プリコーディング行列の次元を低下させる。例えば、目的垂直プリコーディング行列は、三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列の最も大きい垂直特徴値に対応する垂直特徴ベクトルと、二番目に大きい垂直特徴値に対応する垂直特徴ベクトルを含むものであってもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、第2の行列取得部520は、予め記憶されている複数の垂直情報プリコーディング行列を含む垂直情報コードブックの中から前記目的垂直情報プリコーディング行列を選択してもよい。現れる可能性がある異なるチャネルランク数について、予め異なる垂直情報コードブックを記憶してもよい。即ち、伝送する可能性があるチャネルランク数によって、予め当該チャネルランク数に相応する垂直情報コードブックを記憶する。第2の行列取得部520はチャネルランク数によって、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている垂直情報コードブックの中から目的垂直情報プリコーディング行列を選択する。代えて、伝送する可能性がある異なるチャネルランク数に対して、予め同じ垂直情報コードブックを記憶してもよい。即ち、受信機が受信するチャネルランク数に関わらず、予め記憶された同じ垂直情報コードブックに対応する。このような場合に、受信機が受信するチャネルランク数が1より大きいとき、複数のチャネルランクの目的垂直情報プリコーディング行列は同じでよい。
取得される目的垂直情報プリコーディング行列が三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成されることが望ましいときは、予め記憶されている垂直情報プリコーディング行列はいずれも三次元チャネルでの垂直成分の空間相関行列のすべての特徴ベクトルにより構成される。しかし、取得される目的垂直情報プリコーディング行列が次元の低下された行列であることが望ましいときは、予め記憶されている垂直情報プリコーディング行列はいずれも第2の所定閾値以上の三次元のMIMOシステムの垂直成分情報の特徴値に対応する垂直成分情報の特徴ベクトルにより構成され、これによりコードブックの記憶に必要な記憶空間が節約される。
第3の行列取得部530はチャネルランク数によって、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の連合プリコーディング行列を含む連合コードブックの中から目的連合プリコーディング行列を選択する。具体的には、目的連合プリコーディング行列は水平成分情報と垂直成分情報に対する重み付き係数行列でよい。また、チャネルランク数が1より大きいときは、複数のチャネルランクの目的連合プリコーディング行列は、二つずつが互いに直交する。
本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列であってもよい。連合コードブックは複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックでよい。第3の行列取得部530は、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックの中から、位相目的連合プリコーディング行列を選択してもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得する。例えば、目的連合プリコーディング行列は幅目的連合プリコーディング行列と位相目的連合プリコーディング行列のエントリ順積である。好ましくは、幅目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)幅情報を示し、位相目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの特定の時刻及び/又は特定の周波数(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)上での位相情報を示す。
連合コードブックは、複数の幅連合プリコーディング行列を含む幅連合コードブックと複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックとを備える。第3の行列取得部530は、予め記憶されている幅連合コードブックから幅目的連合プリコーディング行列を選択するとともに、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている位相連合コードブックから位相目的連合プリコーディング行列を選択してもよい。
チャネルランク数が1より大きいときに、隣接する二つのチャネルランクの位相目的連合プリコーディング行列は互いに直交される。より具体的には、伝送する可能性がある異なるチャネルランク数に対して、予め異なる位相連合コードブックを記憶してもよい。例えば、伝送する可能性があるチャネルランク数=1であるときは、位相連合コードブック={[G1,1],[G2,1],...,[GM,1]}を予め記憶してもよい。ここで、Mは位相連合コードブックの中の位相連合プリコーディング行列の個数であり、またMは正の整数であり、Gは位相連合プリコーディング行列である。伝送する可能性があるチャネルランク数=2であるときは、位相連合コードブック={[G1,1,G1,2],[G2,1,G2,2],...,[GM,1,GM,2]}を予め記憶してもよい。ここで、Gi,1,Gi,2は直交する(i=1,2,...M)。伝送する可能性があるチャネルランク数=L(Lは正の整数である)であるときは、位相連合コードブック={[G1,1,G1,2,...,G1,L],[G2,1,G2,2,...,G2,L],...,[GM,1,GM,2,...,GM,L]}を予め記憶してもよい。ここで、Gi,1,Gi,2,...,Gi,Lは二つずつが互いに直交する。従いまして、ステップS103で、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックの中から前記位相目的連合プリコーディング行列を選択し、隣接する二つのチャネルランクの位相目的連合プリコーディング行列は互いに直交する。
本発明の一例示によると、図5に示す装置500が受信機であるときに、装置500は情報取得部をさらに備えてもよい。情報取得部は、送信機と受信機の間での三次元チャネルレスポンスに基づいて、前記水平チャネル成分情報と前記垂直チャネル成分情報を計算する。例えば、情報取得部は、受信機が送信機から受信したパイロット信号に基づいて、送信機と受信機の間での三次元チャネルレスポンスを推定してもよい。
そして、第1の行列取得部510は、水平情報コードブックからサーチすることにより、水平チャネル情報にマッチする水平情報プリコーディング行列を、目的水平情報プリコーディング行列として取得する。また、第2の行列取得部520は、垂直情報コードブックからサーチすることにより、垂直チャネル情報にマッチする垂直情報プリコーディング行列を、目的垂直情報プリコーディング行列として取得する。
そして、第3の行列取得部530は、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列と三次元チャネルレスポンス、及びチャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する、予め記憶されている複数の連合プリコーディング行列を含む連合コードブックの中から目的連合プリコーディング行列を選択してもよい。
前述のように、本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列であってもよく、連合コードブックは複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックであってもよい。第3の行列取得部530は、チャネルランク数に基づいて、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックでの各位相連合プリコーディング行列について、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列及び当該連合プリコーディング行列を通じて三次元のMIMOシステムの候補プリコーディング行列を計算し、また、三次元チャネルレスポンスにマッチする三次元のMIMOシステムの候補プリコーディング行列に対応する位相連合プリコーディング行列を目的位相連合プリコーディング行列としてもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得する。また、連合コードブックは、複数の幅連合プリコーディング行列を含む幅連合コードブックと複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックとを備える。図6は、本発明の一実施例による第3の行列取得部530を示す例示的な構成ブロック図である。第3の行列取得部530は、参照行列取得モジュール610と、幅行列取得モジュール620と、位相行列取得モジュール630とを備える。具体的には、参照行列取得モジュール610は、まず目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列及び三次元チャネルレスポンスに基づいて、参照行列を計算する。幅行列取得モジュール620は、幅連合コードブックからサーチすることにより、参照行列にマッチする幅連合プリコーディング行列を、目的幅連合プリコーディング行列として取得する。好ましくは、以上の式5により長時間及び/又は広帯域上で統計した参照行列を計算し、ここでは再び説明しないこととする。
そして、位相行列取得モジュール630は、チャネルランク数によって、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックの中の各位相連合プリコーディング行列について、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列、目的幅連合プリコーディング行列及び当該連合プリコーディング行列を通じて三次元のMIMOシステムの候補プリコーディング行列を計算し、また、三次元チャネルレスポンスにマッチする候補プリコーディング行列に対応する位相連合プリコーディング行列を目的位相連合プリコーディング行列とする。
そして、第3の行列取得部530は、目的位相連合プリコーディング行列と目的幅連合プリコーディング行列に基づいて、例えばエントリ順積により目的連合プリコーディング行列を計算する。
本発明のもう一つの例示によると、図5に示す装置500が受信機でもよいときに、装置500はさらに受信部を備えてもよい。受信部は、受信機から目的水平情報プリコーディング行列を示す第1のインジケータ、目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2のインジケータ、及び目的連合プリコーディング行列を示す第3のインジケータを受信するとともに、受信機からチャネルランク数を示すためのチャネルランク数インジケータを受信する。
そして、第1の行列取得部510は、水平情報コードブックから、第1のインジケータに対応する水平情報プリコーディング行列を、目的水平情報プリコーディング行列として取得する。第2の行列取得部520は、垂直情報コードブックにおいて、第2のインジケータに対応する垂直情報プリコーディング行列を、目的垂直情報プリコーディング行列として取得する。また、第3の行列取得部530は、当該チャネルランク数に相応する連合コードブックから、前記第3のインジケータに対応する連合プリコーディング行列を、前記位相連合プリコーディング行列として取得する。
前述のように、本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列でよいし、そして連合コードブックは複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックでもよい。このような場合には、第3のインジケータは位相目的連合プリコーディング行列の位相インジケータを示す。第3の行列取得部530は、チャネルランク数インジケータに基づいてチャネルランク数を特定してから、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックから、第3のインジケータに対応する位相連合プリコーディング行列を、目的位相連合プリコーディング行列として取得してもよい。
また、本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得され、且つ連合コードブックは、複数の幅連合プリコーディング行列を含む幅連合コードブックと複数の位相連合プリコーディング行列を含む位相連合コードブックとを備える。このような場合には、第3のインジケータは位相目的連合プリコーディング行列を示す位相インジケータと幅目的連合プリコーディング行列を示す幅インジケータを含んでよい。図7は、本発明のもう一つの実施例による第3の行列取得部530を示す例示的な構成ブロック図である。第3の行列取得部530は、幅行列取得モジュール710、チャネルランク数特定モジュール720、及び位相行列取得モジュール730を備える。具体的には、幅行列取得モジュール710は、幅連合コードブックにおいて、幅インジケータに対応する幅連合プリコーディング行列を取得して幅目的連合プリコーディング行列とし、その一方、チャネルランク数特定モジュール720は、チャネルランク数インジケータに基づいてチャネルランク数を特定してから、位相行列取得モジュール730が、当該チャネルランク数に相応する位相連合コードブックから、第3のインジケータに対応する位相連合プリコーディング行列を目的位相連合プリコーディング行列として取得する。そして、第3の行列取得部530は、目的位相連合プリコーディング行列と目的幅連合プリコーディング行列に基づいて、例えばエントリ順積により目的連合プリコーディング行列を計算する。
図5に戻って、計算部540は、目的水平情報プリコーディング行列、目的垂直情報プリコーディング行列、及び目的連合プリコーディング行列のそれぞれを通じて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する。具体的には、また、現れる可能性がある各チャネルランク数について、当該チャネルランク数の目的水平情報プリコーディング行列、前記目的垂直情報プリコーディング行列、及び前記目的連合プリコーディング行列を通じて、当該チャネルランク数の三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する。
本実施例に係るプリコーディング行列生成装置においては、互いに独立した目的水平プリコーディング行列と目的垂直プリコーディング行列が採用され、前記三次元チャネル相関行列と三次元チャネル回転行列を採用してプリコーディング行列を計算する装置に比べて、移動局においてコードブックを記憶するに必要な空間が低減され、コードブックの中でチャネル行列をサーチする際に、コードブックの遍歴にかかる時間が低減されるとともに、さらにチャネル行列に基づいてプリコーディング行列を取得するために必要な計算を簡素化させる。
また、本実施例に係るプリコーディング行列生成装置においては、目的水平プリコーディング行列と目的垂直プリコーディング行列の両者に対する重み付き係数行列として目的連合プリコーディング行列が採用され、前記水平方向と垂直方向から分かれたチャネル相関行列を採用してプリコーディング行列を計算する装置に比べて、生成された三次元チャネルのプリコーディング行列の構成がより実際の三次元チャネル行列に近づき、量子化精度を向上させることにより、誤差を減少させる。
また、装置500が受信機であるときに、図5に示す装置は送信部をさらに備えてもよい。送信部は、特定された目的水平情報プリコーディング行列を示す第1のインジケータ、目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2のインジケータ、及び目的連合プリコーディング行列を示す第3のインジケータを送信機に送信する。また、送信機にチャネルランク数を示すためのチャネルランク数インジケータを送信する。
具体的には、送信部は、第1の時間間隔と第1の帯域間隔にて第1のインジケータを送信し、第2の時間間隔と第2の帯域間隔にて第2のインジケータを送信し、第3の時間間隔と第3の帯域間隔にて第3のインジケータを送信してもよい。本発明の一例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列であってもよい。前述のように、目的水平情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)水平成分情報を示してもよく、目的垂直情報プリコーディング行列は、三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)垂直成分情報を示してもよく、位相目的連合プリコーディング行列は、三次元チャネルの特定の時刻及び/又は特定の周波数(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)上での位相情報を示してもよい。従って、第1の時間間隔と第2の時間間隔が第3の時間間隔より大きく、第1の帯域間隔と第2の帯域間隔が第3の帯域間隔より大きいことが好ましい。
本発明のもう一つの例示によると、目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの幅に関する幅目的連合プリコーディング行列と三次元チャネルの位相に関する位相目的連合プリコーディング行列に基づいて取得する。また、第3のインジケータは位相目的連合プリコーディング行列を示す位相インジケータと幅目的連合プリコーディング行列を示す幅インジケータを含んでよい。このような場合には、第1の時間間隔と第1の帯域間隔にて第1のインジケータを送信し、第2の時間間隔と第2の帯域間隔にて第2のインジケータを送信し、第3の時間間隔と第3の帯域間隔にて位相インジケータを送信するとともに、第4の時間間隔と第4の帯域間隔にて幅インジケータを送信してもよい。幅目的連合プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/又は周波数帯域上で統計した幅情報を示すからである。なお、第1の時間間隔、第2の時間間隔及び第4の時間間隔は第3の時間間隔以上であってもよいし、第1の帯域間隔、第2の帯域間隔及び第4の帯域間隔は第3の帯域間隔以上であってもよい。
図8は、本発明のもう一つの実施例によって三次元のMIMOシステムのためのプリコーディング行列を生成する方法(以下、プリコーディング行列生成方法と略称する)800を説明したフローチャートである。以下、図8を参照して本発明の一実施例によるプリコーディング行列生成方法800を説明する。プリコーディング行列生成方法800は送信機に適用することができる。
図8に示すように、ステップS801で、受信機から第1の目的水平情報プリコーディング行列を示す第1の水平情報インジケータ、第2の目的水平情報プリコーディング行列を示す第2の水平情報インジケータ、第1の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第1の垂直情報インジケータ、及び第2の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2の垂直情報インジケータを受信する。具体的には、第1の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)水平成分情報を示し、第2の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの特定の時刻及び/或いは特定の周波数上で統計した(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)水平成分情報を示し、第1の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)垂直成分情報を示し、第2の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの特定の時刻及び/或いは特定の周波数上で統計した(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)垂直成分情報を示す。
そして、ステップS802で、第1の水平情報インジケータに基づいて、第1の水平情報コードブックの中から第1の目的水平情報プリコーディング行列を取得する。予め第1の水平情報コードブックを記憶し、第1の水平情報コードブックは複数の第1の水平情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。類似して、ステップS803で、第2の水平情報インジケータに基づいて、第2の水平情報コードブックの中から第2の目的水平情報プリコーディング行列を取得する。予め第2の水平情報コードブックを記憶し、第2の水平情報コードブックは複数の第2の水平情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。ステップS804で、第1の垂直情報インジケータに基づいて、第1の垂直情報コードブックの中から第1の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する。予め第1の垂直情報コードブックを記憶し、第1の垂直情報コードブックは複数の第1の垂直情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。ステップS805で、第2の垂直情報インジケータに基づいて、第2の垂直情報コードブックの中から第2の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する。予め第2の垂直情報コードブックを記憶し、また第2の垂直情報コードブックは複数の第2の垂直情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。
ステップS806で、第2の目的水平情報プリコーディング行列と第2の目的垂直情報プリコーディング行列に基づいて、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得する。例えば、第2の目的水平情報プリコーディング行列と第2の目的垂直情報プリコーディング行列を掛け合わせることにより、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得する。
図9は、第2の目的水平プリコーディング行列と第2の目的垂直プリコーディング行列に基づいて瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列Aを取得することを例示的に示す。図9に示すように、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列Aは、素子ghgvの以外に、非主対角線素子である「gh」と「gv」をさらに含む。第1の目的水平情報プリコーディング行列、第1の目的垂直情報プリコーディング行列と瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列に基づいて、三次元のMIMOシステムのためのプリコーディング行列を計算し、素子「gh」と「gv」及びghgvを、それぞれ第1の目的水平プリコーディング行列と第1の目的垂直プリコーディング行列における素子と掛け合わせることにより、三次元のMIMOシステムのためのプリコーディング行列には水平方向と垂直方向上で繰り返し重み付けされたデータ項を含むことになる。
それに鑑み、ステップS807で、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列に対して補正を行うことで、補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列が得られる。好ましくは、ステップS807で、前記瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列における非主対角線素子を零に設定することで、前記瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を補正する。
最後に、ステップS808で、第1の目的水平情報プリコーディング行列、第1の目的垂直情報プリコーディング行列と補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列に基づいて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する。
本実施例のプリコーディング行列生成方法によれば、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列に水平方向と垂直方向上で繰り返して重み付けされたデータ項が含まれることを避けて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列の量子化精度を向上させ、誤差を減少させる。
図10は、本発明の一実施例による送信機1000を示す例示的な構成ブロック図である。図10に示すように、本実施例の送信機1000は、受信部1010と、第1の水平行列取得部1020と、第2の水平行列取得部1030と、第1の垂直行列取得部1040と、第2の垂直行列取得部1050と、重み付き行列取得部1060と、重み付き行列補正部1070と、計算部1080とを備える。送信機1000の各部はそれぞれ上記図8におけるプリコーディング行列生成方法800の各ステップ・機能を実行することができる。そこで、以下、送信機1000の主要部分のみに対して説明し、既に図8をもとに説明した詳細な内容は省略することとする。
受信部1010は、受信機から第1の目的水平情報プリコーディング行列を示す第1の水平情報インジケータ、第2の目的水平情報プリコーディング行列を示す第2の水平情報インジケータ、第1の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第1の垂直情報インジケータ、及び第2の目的垂直情報プリコーディング行列を示す第2の垂直情報インジケータを受信する。具体的には、第1の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)水平成分情報を示し、第2の目的水平情報プリコーディング行列は三次元チャネルの特定の時刻及び/或いは特定の周波数上で統計した(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)水平成分情報を示し、第1の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの時間上及び/或いは周波数帯域上で統計した(即ち、長時間及び/又は広帯域)垂直成分情報を示し、第2の目的垂直情報プリコーディング行列は三次元チャネルの特定の時刻及び/或いは特定の周波数上で統計した(即ち、瞬時及び/又は狭帯域)垂直成分情報を示す。
そして、第1の水平行列取得部1020は、第1の水平情報インジケータに基づいて、第1の水平情報コードブックの中から第1の目的水平情報プリコーディング行列を取得する。予め第1の水平情報コードブックを記憶し、第1の水平情報コードブックは複数の第1の水平情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。類似して、第2の水平行列取得部1030は、第2の水平情報インジケータに基づいて、第2の水平情報コードブックの中から第2の目的水平情報プリコーディング行列を取得する。予め第2の水平情報コードブックを記憶し、第2の水平情報コードブックは複数の第2の水平情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。第1の垂直行列取得部1040は、第1の垂直情報インジケータに基づいて、第1の垂直情報コードブックの中から第1の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する。予め第1の垂直情報コードブックを記憶し、第1の垂直情報コードブックは複数の第1の垂直情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。第2の垂直行列取得部1050は、第2の垂直情報インジケータに基づいて、第2の垂直情報コードブックの中から第2の目的垂直情報プリコーディング行列を取得する。予め第2の垂直情報コードブックを記憶し、第2の垂直情報コードブックは複数の第2の垂直情報プリコーディング行列を含むものであってもよい。
重み付き行列取得部1060は、第2の目的水平情報プリコーディング行列と第2の目的垂直情報プリコーディング行列に基づいて、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得する。例えば、第2の目的水平情報プリコーディング行列と第2の目的垂直情報プリコーディング行列を掛け合わせることにより、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を取得する。そして、重み付き行列補正部1070は、瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列に対して補正を行うことで、補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列が得られる。好ましくは、ステップS807で、前記瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列における非主対角線素子を零に設定することで、前記瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列を補正する。
最後に、計算部1080は、第1の目的水平情報プリコーディング行列、第1の目的垂直情報プリコーディング行列と補正された瞬時及び/又は狭帯域の重み付き係数行列に基づいて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列を計算する。
本実施例の送信機によれば、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列に水平方向と垂直方向上で繰り返し重み付けされたデータ項が含まれることを避けて、三次元のMIMOシステムのプリコーディング行列の量子化精度を向上させ、誤差を減少させる。
当業者にとって、本文が公開した実施例に記載されている各例示の部、モジュール及びアルゴリズムステップを組み合わせることにより、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア或いは両者の組み合わせによって実現することができる。また、コンピュータソフトウェアはいかなる形式の記憶媒体に設置されてもよい。ハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に説明するために、上記説明では既に機能に従って一般的に各例示の構成とステップを説明した。これらの機能が果たしてハードウェアとソフトウェアのどちらによって実行されるかは、技術案の特定な応用と設計制約条件によって定まる。当業者は、特定な応用のそれぞれについて異なる方法を利用して説明された機能を実現することができ、このような実現は本発明の範囲を超えるものと理解すべきではない。
当業者が理解すべきことは、請求の範囲及びその均等物の範囲内にある限り、設計ニーズやその他の要因に依存して、本発明に各種の修正、組合せ、部分的な組合せ及び入替えを行うことができる。
Claims (6)
- プリコーディング行列の第1次元成分を指示する第1のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の第2次元成分を指示する第2のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の幅要素を指示する第3のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の位相要素を指示する第4のプリコーディング行列インジケータと、を取得する処理部と、
前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記第3のプリコーディング行列インジケータと、前記第4のプリコーディング行列インジケータと、を送信する送信部と、を有する端末。 - 前記プリコーディング行列は、前記第1次元成分及び前記第2次元成分のクロネッカー積と、前記幅要素及び前記位相要素と、を用いて求められる請求項1に記載の端末。
- 前記送信部は、狭帯域についての前記第4のプリコーディング行列インジケータと、前記狭帯域より広い帯域についての前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記広い帯域についての前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記広い帯域についての前記第3のプリコーディング行列インジケータと、を送信する請求項1又は請求項2に記載の端末。
- プリコーディング行列の第1次元成分を指示する第1のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の第2次元成分を指示する第2のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の幅要素を指示する第3のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の位相要素を指示する第4のプリコーディング行列インジケータと、を取得するステップと、
前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記第3のプリコーディング行列インジケータと、前記第4のプリコーディング行列インジケータと、を送信するステップと、を有する端末の方法。 - プリコーディング行列の第1次元成分を指示する第1のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の第2次元成分を指示する第2のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の幅要素を指示する第3のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の位相要素を指示する第4のプリコーディング行列インジケータと、を受信する受信部と、
前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記第3のプリコーディング行列インジケータと、前記第4のプリコーディング行列インジケータと、を用いて前記プリコーディング行列を特定する処理部と、を有する基地局。 - 端末及び基地局を含むシステムであって、
前記端末は、
プリコーディング行列の第1次元成分を指示する第1のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の第2次元成分を指示する第2のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の幅要素を指示する第3のプリコーディング行列インジケータと、前記プリコーディング行列の位相要素を指示する第4のプリコーディング行列インジケータと、を取得する処理部と、
前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記第3のプリコーディング行列インジケータと、前記第4のプリコーディング行列インジケータと、を送信する送信部と、を有し、
前記基地局は、
前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記第3のプリコーディング行列インジケータと、前記第4のプリコーディング行列インジケータと、を受信する受信部と、
前記第1のプリコーディング行列インジケータと、前記第2のプリコーディング行列インジケータと、前記第3のプリコーディング行列インジケータと、前記第4のプリコーディング行列インジケータと、を用いて前記プリコーディング行列を特定する処理部と、を有するシステム。
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