JP2021536187A - 無線通信システムのためのドップラーコードブックベースのプリコーディングおよびｃｓｉ報告 - Google Patents

Abstract

無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイスは、送信機から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルを介して無線信号を受信するためのトランシーバであって、無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、トランシーバと、プロセッサとを含む。プロセッサは、無線チャネル上のダウンリンク基準信号に対する測定を使用して周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定し、ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供される。プロセッサは、性能測定基準に基づいて、複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダのドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（）を選択し、ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づいており、１つ以上のコードブックは、○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分と、○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分とを含む。プロセッサは、明示的なＣＳＩおよび選択されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（）を有する複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）および／またはプリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）および／またはランクインジケータ（ＲＩ）のうちのいずれか１つ以上を計算し、ＣＱＩおよび／またはＰＭＩおよび／またはＲＩのうちのいずれか１つ以上を含むＣＳＩフィードバックを送信機に報告し、ＰＭＩおよびＲＩは、構成されたアンテナポートのドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される。複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分および／または１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、定義される。

Description

本出願は、無線通信の分野に関し、より具体的には、ドップラーコードブックベースのプリコーディングおよびチャネル状態情報（ＣＳＩ）報告を使用するプリコーディングを採用する無線通信システムに関する。

図１は、コアネットワーク１０２および無線アクセスネットワーク１０４を含む地上無線ネットワーク１００の例の概略図である。無線アクセスネットワーク１０４は、各々がそれぞれのセル１０６_１から１０６_５によって概略的に表される基地局を取り囲む特定の領域にサービス提供する、複数の基地局ｇＮＢ_１からｇＮＢ_５を含み得る。基地局は、セル内のユーザにサービス提供するために設けられている。基地局、ＢＳという用語は、５ＧネットワークのｇＮＢ、ＵＭＴＳ／ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ／ＬＴＥ−Ａ ＰｒｏのｅＮＢ、または別のモバイル通信規格の単なるＢＳを指す。ユーザは、固定デバイスまたはモバイルデバイスであり得る。さらに、無線通信システムは、基地局またはユーザに接続するモバイルまたは固定ＩｏＴデバイスによってアクセスされ得る。モバイルデバイスまたはＩｏＴデバイスは、物理デバイス、ロボットまたは車などの陸上車両、有人または無人航空機（ＵＡＶ）などの航空機（後者はドローンとも呼ばれる）、電子機器、ソフトウェア、センサ、アクチュエータなど、ならびにこれらのデバイスが既存のネットワーク基盤にわたってデータを収集および交換できるようにするネットワーク接続性が埋め込まれた建物またはその他のアイテムまたはデバイスを含み得る。図１は、５つのセルのみの例示的な図を示しているが、無線通信システムは、より多くのこのようなセルを含み得る。図１は、セル１０６_２内にあって基地局ｇＮＢ_２によってサービス提供されている、ユーザ機器、ＵＥとも呼ばれる２つのユーザＵＥ_１およびＵＥ_２を示している。別のユーザＵＥ_３は、基地局ｇＮＢ_４によってサービス提供されているセル１０６_４内に示されている。矢印１０８_１、１０８_２、および１０８_３は、ユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３から基地局ｇＮＢ_２、ｇＮＢ_４にデータを送信するための、または基地局ｇＮＢ_２、ｇＮＢ_４からユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、ＵＥ_３にデータを送信するための、アップリンク／ダウンリンク接続を概略的に表す。さらに、図１は、セル１０６_４内の２つのＩｏＴデバイス１１０_１および１１０_２を示しており、これらは固定またはモバイルデバイスであり得る。ＩｏＴデバイス１１０_１は、矢印１１２_１によって概略的に表されるように、データを送受信するために、基地局ｇＮＢ_４を介して無線通信システムにアクセスする。ＩｏＴデバイス１１０_２は、矢印１１２_２によって概略的に表されるように、ユーザＵＥ_３を介して無線通信システムにアクセスする。それぞれの基地局ｇＮＢ_１からｇＮＢ_５は、「コア」を指す矢印によって図１で概略的に表される、たとえばＳ１インターフェースを介して、それぞれのバックホールリンク１１４_１から１１４_５を介してコアネットワーク１０２に接続され得る。コアネットワーク１０２は、１つ以上の外部ネットワークに接続され得る。さらに、それぞれの基地局ｇＮＢ_１からｇＮＢ_５は、たとえばＮＲのＳ１またはＸ２インターフェースもしくはＸＮインターフェースを介して、「ｇＮＢ」を指す矢印によって図１で概略的に表されるそれぞれのバックホールリンク１１６_１から１１６_５を介して互いに、接続され得る。図１に示される無線ネットワークまたは通信システムは、２つの異なるオーバーレイネットワークを有するヘテロジニアスネットワーク、各マイクロセルが基地局ｇＮＢ_１からｇＮＢ_５のようなマクロ基地局を含むマイクロセルのネットワーク、およびフェムトまたはピコ基地局のようなスモールセル基地局のネットワーク（図１には図示せず）であり得る。

データ送信には、物理リソースグリッドが使用され得る。物理リソースグリッドは、様々な物理チャネルおよび物理信号がマッピングされているリソース要素のセットを含み得る。たとえば、物理チャネルは、ダウンリンクおよびアップリンクペイロードデータとも呼ばれる、ユーザ固有のデータを搬送する物理ダウンリンクおよびアップリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）、たとえばマスター情報ブロック（ＭＩＢ）およびシステム情報ブロック（ＳＩＢ）を搬送する物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）、たとえばダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を搬送する物理ダウンリンクおよびアップリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＵＣＣＨ）などを含み得る。アップリンクでは、物理チャネルは、ＵＥが同期してＭＩＢおよびＳＩＢを取得した後にネットワークにアクセスするためにＵＥによって使用される物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨまたはＲＡＣＨ）をさらに含み得る。物理信号は、基準信号またはシンボル（ＲＳ）、同期信号などを含み得る。リソースグリッドは、時間領域における１０ミリ秒などの特定の持続時間および周波数領域における所与の帯域幅を有する、フレームまたは無線フレームを含み得る。フレームは、所定の長さの特定の数のサブフレーム、たとえば１ミリ秒の長さの２つのサブフレームを有し得る。各サブフレームは、サイクルプレフィックス（ＣＰ）長さに応じて６つまたは７つのＯＦＤＭシンボルの２つのスロットを含み得る。フレームはまた、たとえば短縮送信時間間隔（ｓＴＴＩ）または少数のＯＦＤＭシンボルのみを含むミニスロット／非スロットベースのフレーム構造を利用するとき、より少ない数のＯＦＤＭシンボルからなってもよい。

無線通信システムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システム、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システムのような、周波数分割多重、もしくはＣＰありまたはなしのその他いずれかのＩＦＦＴベースの信号、たとえばＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭを使用する、任意のシングルトーンまたはマルチキャリアシステムであり得る。多重アクセス、たとえばフィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ）、一般化周波数分割多重（ＧＦＤＭ）、またはユニバーサルフィルタマルチキャリア（ＵＦＭＣ）のための非直交波形のような、他の波形も使用され得る。無線通信システムは、たとえば、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｒｏ規格または５ＧまたはＮＲ（新無線）規格にしたがって動作し得る。

図１に示されるような無線通信ネットワークでは、無線アクセスネットワーク１０４は、各々がマクロ基地局とも呼ばれる一次基地局を含む、一次セルのネットワークを含むヘテロジニアスネットワークであり得る。さらに、スモールセル基地局とも呼ばれる複数の二次基地局が、マイクロセルの各々に提供されてもよい。上記の地上無線ネットワークに加えて、衛星のような宇宙用トランシーバおよび／または無人航空機システムのような航空用トランシーバを含む、非地上無線ネットワークも存在する。非地上無線通信ネットワークまたはシステムは、図１を参照して上記で説明された地上システムと同様の方法で、たとえばＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｒｏ規格または５ＧまたはＮＲ（新無線）規格にしたがって、動作し得る。

図１に概略的に示されるもののような無線通信システムでは、ユーザデータレート、リンク信頼性、セルカバレッジ、およびネットワーク容量を改善するために、たとえばＬＴＥまたはＮＲにしたがって、マルチアンテナ技術が使用され得る。マルチストリームまたはマルチレイヤ送信をサポートするために、通信システムの物理層で線形プリコーディングが使用される。線形プリコーディングは、データの層をアンテナポートにマッピングするプリコーダマトリックスによって実行される。プリコーディングはビームフォーミングの一般化と見なされてもよく、これは目標の受信機にデータ送信を空間的に配向／集中させる技術である。送信アンテナポートにデータをマッピングするためにｇＮＢで使用されるプリコーダマトリックスは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）を使用して決定される。

ＬＴＥまたは新無線（５Ｇ）などの上記で説明されたような通信システムでは、ダウンリンク信号は、データ信号、ダウンリンクＤＬ制御情報（ＤＣＩ）を含む制御信号、および異なる目的のために使用されるいくつかの基準信号またはシンボル（ＲＳ）を搬送する。ｇＮｏｄｅＢ（またはｇＮＢまたは基地局）は、それぞれいわゆる物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）および物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）または拡張ＰＤＣＣＨ（ｅＰＤＣＣＨ）を通じてデータおよび制御情報（ＤＣＩ）を送信する。また、ｇＮＢの（１つまたは複数の）ダウンリンク信号は、ＬＴＥにおける共通ＲＳ（ＣＲＳ）、チャネル状態情報ＲＳ（ＣＳＩ−ＲＳ）、復調ＲＳ（ＤＭ−ＲＳ）、および位相追跡ＲＳ（ＰＴ−ＲＳ）を含む、１つまたは複数のタイプのＲＳを含み得る。ＣＲＳは、ＤＬシステム帯域幅部分を介して送信され、データまたは制御情報を復調するためのチャネル推定を取得するために、ユーザ機器（ＵＥ）で使用される。ＣＳＩ−ＲＳは、ＣＲＳと比較して、時間および周波数領域の密度が低い状態で送信され、ＵＥにおいてチャネル推定／チャネル状態情報（ＣＳＩ）取得のために使用される。ＤＭ−ＲＳは、それぞれのＰＤＳＣＨの帯域幅部分のみにおいて送信され、データ復調のためにＵＥによって使用される。ｇＮＢでの信号プリコーディングのために、プリコードされていないＣＳＩ−ＲＳおよびビームフォーミングＣＳＩ−ＲＳ報告などのいくつかのＣＳＩ−ＲＳ報告機構が導入された（参考文献［１］参照）。プリコードされていないＣＳＩ−ＲＳでは、ｇＮＢのアンテナアレイのＣＳＩ−ＲＳポートとトランシーバユニット（ＴＸＲＵ）との間の一対一のマッピングが利用される。したがって、プリコードされていないＣＳＩ−ＲＳは、異なるＣＳＩ−ＲＳポートが同じビーム方向およびビーム幅を有するセル全体のカバレッジを提供する。ビームフォーミング／プリコードされたＵＥ固有または非ＵＥ固有のＣＳＩ−ＲＳでは、ビームフォーミング動作は、異なる方向で高い利得のいくつかの狭ビームを有するため、したがってセル全体のカバレッジを持たないために、単一または複数のアンテナポートにわたって適用される。

時分割多重（ＴＤＤ）を採用する無線通信システムでは、チャネル相反性のため、基地局（ｇＮＢ）においてチャネル状態情報（ＣＳＩ）が利用可能である。しかしながら、周波数分割多重（ＦＤＤ）を採用するときは、チャネル相反性がないため、チャネルはＵＥにおいて推定され、ｇＮＢにフィードバックされる必要がある。図２は、ＬＴＥリリース８によるコードブックベースのプリコーディングを使用するＭＩＭＯ ＤＬ送信のブロックベースモデルを示す。図２は、基地局２００とユーザ機器２０２との間の無線データ通信のための無線チャネルのように、基地局２００、ｇＮＢ、ユーザ機器（ＵＥ）２０２、およびチャネル２０４を概略的に示している。基地局は、複数のアンテナまたはアンテナ素子を有するアンテナアレイＡＮＴ_Ｔと、コードブック２１０からデータベクトル２０８およびプリコーダマトリックスＦを受信するプリコーダ２０６とを含む。チャネル２０４は、チャネルテンソル／マトリックス２１２によって記述され得る。ユーザ機器２０２は、アンテナもしくは複数のアンテナまたはアンテナ素子を有するアンテナアレイＡＮＴ_Ｒを介してデータベクトル２１４を受信する。ユーザ機器２０２と基地局２００との間のフィードバックチャネル２１６は、フィードバック情報を送信するために提供される。３ＧＰＰからＲｅｌ．１５までの以前のリリースは、ＵＥでのＣＳＩ推定のためのいくつかのダウンリンク基準シンボル（ＣＳＩ−ＲＳなど）の使用をサポートする。ＦＤＤシステム（Ｒｅｌ．１５まで）では、ＵＥでの推定チャネルは暗黙的にｇＮＢに報告され、フィードバックチャネルを介してＵＥによって送信されたＣＳＩは、ランクインデックス（ＲＩ）、プリコーディングマトリックスインデックス（ＰＭＩ）、およびチャネル品質インデックス（ＣＱＩ）（ならびにＲｅｌ．１３からのＣＲＩ）を含み、ｇＮＢにおいて、プリコーディングマトリックスを決定できるようにし、シンボルの変調順およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を送信できるようにする。ＰＭＩおよびＲＩは、「コードブック」と呼ばれる所定のマトリックス

のセットからプリコーディングマトリックスを決定するために使用される。たとえばＬＴＥによるコードブックは、テーブルの各エントリにマトリックスを有するルックアップテーブルであってもよく、ＵＥからのＰＭＩおよびＲＩは、テーブルのどの行および列から使用されるプリコーダマトリックスが得られるかを決定する。プリコーダおよびコードブックは、

個の二重偏波アンテナ（合計

個のアンテナ）を有する一次元均一線形アレイ（ＵＬＡ）、または

箇所に二重偏波アンテナ（合計

個のアンテナ）を有する２次元均一平面アレイ（ＵＰＡ）を備えたｇＮＢ用に、Ｒｅｌ．１５まで設計されている。ＵＬＡは、ｇＮＢにおける方位角のみのビームフォーミングが可能となるように、水平（方位角）方向のみで無線波を制御できるようにするが、ＵＰＡは、垂直（仰角）および水平（方位角）方向の両方で送信ビームフォーミングをサポートし、これは全次元（ＦＤ）ＭＩＭＯとも呼ばれる。コードブックは、たとえばＦＤ−ＭＩＭＯなどの大規模アンテナアレイの場合、アレイのアレイ応答ベクトルを使用して空間的に分離された電磁送信／受信ビームを形成するビームフォーミング重みのセットであり得る。アレイのビームフォーミング重み（「アレイステアリングベクトル」とも呼ばれる）は、特定の方向に向かって（または特定の方向から）放射を送信（または取得）するために、アンテナに供給される信号（またはアンテナから受信する信号）に適用される振幅増幅および位相調整である。プリコーダマトリックスの成分はコードブックから取得され、ＰＭＩおよびＲＩは、コードブックを「読み取り」、プリコーダを取得するために使用される。アレイステアリングベクトルは、ＵＬＡまたはＵＰＡが信号送信に使用されるとき、２Ｄ離散フーリエ変換（ＤＦＴ）マトリックスの列によって記述され得る。

３ＧＰＰ新無線Ｒｅｌ．１５のタイプＩおよびタイプＩＩのＣＳＩ報告スキームで使用されるプリコーダマトリックスは、周波数領域で定義され、二段階構造

を有し（参考文献［２］参照）、ここで、

は、サブバンドの数を示す。マトリックス

は、インデックス

に依存しない広帯域マトリックスであり、以下のＤＦＴコードブックマトリックスから選択された

個の空間ビームフォーミングベクトル（いわゆる空間ビーム）

を含む。

マトリックス

は、

番目に構成されたサブバンドのために

で定義されたビームを選択／結合／共位相整合する選択／結合／共位相整合マトリックスである。
たとえば、ランク１の送信およびタイプＩのＣＳＩ報告では、［２］によって二重偏波アンテナアレイに

が与えられ、

ここで、

は１である

番目の位置を除く全ての位置でゼロを含む。

のこのような定義は、アンテナアレイの各偏波の

番目のベクトルを選択し、両方の偏波にわたってこれらを結合する。さらに、

は、アンテナアレイの２番目の偏波の量子化された位相調整である。
たとえば、ランク１の送信およびタイプＩＩのＣＳＩ報告では、［２］によって二重偏波アンテナアレイに

が与えられ、

ここで、

および

は、それぞれ量子化された振幅および位相ビーム結合係数である。
ランク

の送信では、

は

個のベクトルを含み、ここで、各偏波内の単一または複数のビームを結合するため、および／または両方の偏波にわたってこれらを結合するために、各ベクトルのエントリが選択される。
マトリックス

および

の選択は、現在のチャネル状態の知識に基づいて、ＵＥによって実行される。選択されたマトリックスは、ＲＩおよびＰＭＩの形態でＣＳＩ報告に含まれ、次の送信時間間隔のためにマルチユーザプリコーダを更新するために、ｇＮＢで使用される。

暗黙的なフィードバックスキームについて［２］に記載されている現在のＣＳＩ報告フォーマットの固有の欠点は、ＲＩおよびＰＭＩが現在のチャネル状態の情報しか含んでいないことである。その結果、ＣＳＩ報告率は、チャネルが変化していないと見なされる期間を定義するチャネルコヒーレンス時間に関連している。これは、ＵＥが移動しない、またはゆっくりと移動する準静的チャネルシナリオでは、チャネルコヒーレンス時間が長く、ＣＳＩはあまり頻繁に更新される必要がないことを意味する。しかしながら、たとえば多経路チャネル環境でのＵＥの高速移動により、チャネル状態が急速に変化する場合には、チャネルコヒーレンス時間は短く、送信信号は、ドップラー周波数の広がりによって生じる深刻なフェージングを経験する。このようなチャネル状態では、ＣＳＩは頻繁に更新される必要があるが、これはフィードバックオーバーヘッドを増大させる。特に、ますますマルチユーザ中心になる可能性が高い将来のＮＲシステム（Ｒｅｌ．１６）では、非常に動的なチャネルシナリオでのユーザからの複数のＣＳＩ報告が、通信システムの全体的な効率を大幅に低下させるだろう。

この問題を克服するために、経時的なチャネル発展を考慮に入れたいくつかの明示的なＣＳＩフィードバックスキームが提案されてきた（参考文献［３］参照）。ここで、明示的なＣＳＩは、ＵＥでのプリコーダ選択のためのコードブックなしでのＵＥからｇＮＢへの明示的なチャネル係数の報告を指す。これらのスキームは、共通して、多経路伝播チャネルの支配的なチャネルタップのパラメータ、ならびにＵＥでのこれらの時間的発展を推定することを有する。たとえば、［３］では、各チャネルタップは、各サブタップがドップラー周波数シフトおよび経路利得でパラメータ化される、サブチャネルタップの合計としてモデル化される。各チャネルタップについて推定されたパラメータは基地局にフィードバックされ、そこで、ダウンリンクプリコーディングの前に、時間領域ベースのチャネル予測のためのチャネルモデルとともに使用される。明示的なＣＳＩは、特にゆっくり変化するチャネルでは、暗黙ベースのチャネルフィードバックと比較してフィードバックチャネルが増加したときに利用可能になるが、これは望ましくない。

たとえば、国際公開第２０１８／０５２２５５Ａ１号パンフレットは、周波数領域チャネルマトリックス、共分散マトリックス、またはチャネルマトリックスの固有ベクトルに適用される主成分分析（ＰＣＡ）を使用して無線通信システム内のチャネルを表すための明示的なＣＳＩ取得に関する。このため、二次元アレイおよびＣＳＩ報告構成を備えた基地局におけるダウンリンク信号プリコーディングのためのコードブックアプローチが提案される。しかしながら、提案されたＣＳＩ報告スキームの固有の欠点は、ユーザからのＣＳＩ報告が、現在のＭＩＭＯチャネル状態／実現に対して選択されたＣＱＩ、ＰＭＩ、およびＲＩに関する情報しか含まず、小規模なチャネルフェージングによって生じる経時的なチャネル変動を考慮していないことである。したがって、ユーザが高速フェージングチャネル状態を経験すると、頻繁なＣＳＩ更新が必要とされ、これが経時的に高いフィードバックオーバーヘッドを生じる。また、提案されたＣＳＩ報告スキームは、層ごとに１つのビームのＰＭＩフィードバックに制限され、これはＣＳＩ精度を制限し、マルチユーザＭＩＭＯにおけるＣＳＩ取得には不十分であることがわかる。

また、経時的なチャネル発展を追跡するために、基準信号が経時的に拡散される必要がある。現在の３ＧＰＰ ＮＲ仕様［１］では、単発のＣＳＩ−ＲＳが、特定の時間スロットで構成される。ＣＳＩ−ＲＳのこのようなスロットは、定期的に送信されるか、または必要に応じてトリガされる。（１つ又は複数の）ＮＺＰ−ＣＳＩ−ＲＳ、ＣＳＩ−ＩＭ、またはＣＳＩ−ＳＳＢリソースセットと呼ばれ得る（１つ又は複数の）ＣＳＩ−ＲＳリソースセットの構成［２］は、以下の上位層パラメータを使用して実行される（参考文献［４］参照）。
・ＣＳＩ−ＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇ−（１つ又は複数の）リソースセット構成は、（１つ又は複数の）リソースセット内で構成されたリソースのＩＤ、その周期性に関する各ＣＳＩ−ＲＳリソースのタイプ、およびこれらが構成されている帯域幅部分からなる。
・ＣＳＩ−ＲｅｓｏｕｒｃｅＰｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙＡｎｄＯｆｆｓｅｔ−これは、ＣＳＩ−ＲＳのスロットおよびオフセットの数に関するＣＳＩ−ＲＳリソースの周期性に言及する。
・ＣＳＩ−ＲＳ−ＲｅｓｏｕｒｃｅＭａｐｐｉｎｇ−これは、ＣＳＩ−ＲＳリソースがマッピングされた時間周波数マップ内のリソース要素、ＣＳＩ−ＲＳポートの数、マッピングされた基準シンボルに使用されるＣＤＭタイプ、ならびに周波数領域内の基準シンボルの占有の密度および帯域幅に言及する。
○周波数領域割り当て
○ポート数
○時間領域内の最初のＯＦＤＭシンボル
○時間領域２内の最初のＯＦＤＭシンボル
○ＣＤＭタイプ
○密度
○周波数帯域
ＣＳＩ−ＲＳ設計は、リンク適合（変調およびコーディングスキーム−ＭＣＳ）および特定のチャネル実現／スナップショットからのプリコーディングマトリックスの選択のためのＣＳＩを取得するために使用され得るが、ＭＩＭＯチャネルのドップラー周波数成分を推定するために時間内にチャネル発展を追跡することはできない。
上記のセクションの情報は、本発明の背景技術の理解を深めるためだけのものであり、したがって、当業者にとって既知の従来フィルムを形成しない情報を含み得ることに、留意されたい。

国際公開第２０１８／０５２２５５Ａ１号パンフレット

本発明の目的は、チャネル時間発展を追跡できるようにするＣＳＩ報告のための改善されたアプローチを提供することである。

この目的は、独立請求項で定義されている主題によって達成される。
実施形態は、従属請求項で定義されている。
ここで、本発明の実施形態は、以下の添付図面を参照して、より詳細に説明される。

無線通信システムの一例の概略図を示す。 ＬＴＥリリース８によるコードブックベースのプリコーディングを使用するＭＩＭＯ ＤＬ送信のブロックベースモデルを示す。 本明細書に記載される本発明の教示にしたがって動作し得る送信機と、本明細書に記載される本発明の教示にしたがって動作し得る複数の受信機との間で情報を通信するための無線通信システムの概略図である。 ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを採用する本発明の一実施形態による、ＣＳＩパラメータ、ＣＳＩ測定、複合プリコーダマトリックス計算、およびＣＳＩ報告の構成を示すフロー図である。 １０スロットの周期性を有して繰り返しのないＣＳＩ−ＲＳを示す（ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが構成されていない、またはＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝０）。 １０スロットの周期性および４スロットの繰り返しを有するＣＳＩ−ＲＳを示す（ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝４）。 一実施形態によるＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ情報要素を示す。 第一段プリコーダＦ_１をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と組み合わせたときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の例であって、ビームフォーミングチャネルインパルス応答の主ピーク内の遅延または遅延差に関連付けられた周波数領域コードブックからのＤＦＴベクトルのインデックスを示す。 第一段プリコーダをＭＩＭＯチャネルインパルス応答と組み合わせたときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の例であって、ビームフォーミングチャネルインパルス応答の２つのピーク内の遅延または遅延差に関連付けられた周波数領域コードブックからのＤＦＴベクトルのインデックスを示す。 次元Ｎ×Ｓ×Ｔの周波数領域チャネルテンソル（三次元アレイ）Ｈを示す。 サイズＮ_ｔ・Ｔ×Ｓの複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを示す。 ビームごとに等しい数の遅延ならびに遅延およびビームごとに等しい数のドップラー周波数成分を想定する、層１の送信のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分に関連付けられたフィードバックインデックスを示す。 例示的な構成Ｎ_１＝４，Ｎ_２＝２，Ｐ＝２の、ｇＮＢでのｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダのコードブックベースの構造、およびｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダとアンテナポート（ＡＰ）との関連付けを示す。 ドップラービーム二段プリコーダを採用する本発明の一実施形態による、ＣＳＩパラメータ、ＣＳＩ測定、複合プリコーダマトリックス計算、およびＣＳＩ報告の構成を示すフロー図である。 例示的な構成Ｎ_１＝４，Ｎ_２＝２，Ｐ＝２の、ｇＮＢでのｌ番目の層のドップラービーム二段プリコーダのコードブックベースの構造、およびｌ番目の層のドップラービーム二段プリコーダとアンテナポート（ＡＰ）との関連付けを示す。 サイズＮ_ｔ・Ｔ×Ｓの複合ドップラービーム二段プリコーダマトリックスを示す。 ユニットまたはモジュール、ならびに本発明のアプローチにしたがって説明される方法のステップが実行され得る、コンピュータシステムの一例を示す。

以下、本発明の好適な実施形態は、同じまたは類似の機能を有する要素が同じ参照符号によって参照される同封図面を参照して、さらに詳細に説明される。

本発明の実施形態は、上述のように、基地局のような送信機またはトランシーバと、モバイルまたは固定端末またはＩｏＴデバイスのような通信デバイス（受信機）またはユーザとを含む、図１または図２に示されるような無線通信システムまたはネットワークで実施され得る。図３は、基地局のような送信機２００と、基地局２００によってサービス提供される、ＵＥのような複数の通信デバイス２０２_１から２０２_ｎとの間で情報を通信するための、無線通信システムの概略図である。基地局２００およびＵＥ２０２は、無線リンクのような無線通信リンクまたはチャネル２０４を介して通信し得る。基地局２００は、１つ以上のアンテナＡＮＴ_Ｔまたは複数のアンテナ素子を有するアンテナアレイと、信号プロセッサ２００ａとを含む。ＵＥ２０２は、１つ以上のアンテナＡＮＴ_Ｒまたは複数のアンテナを有するアンテナアレイ、信号プロセッサ２０２ａ_１、２０２ａ_ｎ、およびトランシーバ２０２ｂ_１、２０２ｂ_ｎを含む。基地局２００およびそれぞれのＵＥ２０２は、本明細書に記載される本発明の教示にしたがって動作し得る。

ドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダ
ユーザー機器
本発明は、無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイス２０２を提供する。通信デバイスは、
送信機２００から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネル２０４を介して無線信号を受信するように構成されたトランシーバ２０２ｂであって、無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、トランシーバ２０２ｂと、
プロセッサ２０２ａであって、
−無線チャネル上のダウンリンク基準信号に対する測定を使用して周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定し、ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供され、
−性能測定基準に基づいて、複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダのドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（

）を選択し、ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づいており、１つ以上のコードブックは、
○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分と、
○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
を含み、
−明示的なＣＳＩおよび選択されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（

）を有する複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）および／またはプリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）および／またはランクインジケータ（ＲＩ）のうちのいずれか１つ以上を計算し、
−ＣＱＩおよび／またはＰＭＩおよび／またはＲＩのうちのいずれか１つ以上を含むＣＳＩフィードバックを送信機に報告し、ＰＭＩおよびＲＩは、構成されたアンテナポートのドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される
ように構成された、プロセッサ２０２ａと
を含み、
複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分および／または１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義される。

実施形態によれば、ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは、空間遅延ドップラー領域内でプリコーディングを実行するように構成されており、ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは３つの別個のコードブックに基づいており、３つの別個のコードブックは、
・複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分のための第１のコードブック（

）と、
・複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分のための第２のコードブック（

）と、
・複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分のための第３のコードブック（

）と、
・第１、第２、および第３のコードブックから選択されたベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合係数のセットと
を含み、
第２のコードブックマトリックス（

）のエントリは、サブマトリックスまたは

個のＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスまたは

個のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられ、ここで、

はサブバンドの数を示し、

はオーバーサンプリング係数を示し、および／または
第３のコードブックマトリックス（

）のエントリは、サブマトリックスまたは

個のＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスまたは

個のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられ、ここで、

は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、

はオーバーサンプリング係数を示す。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−第２のコードブック（

）の構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

を送信機から受信するように、もしくは
−第２のコードブック（

）の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

を使用する
ように構成されている。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−第３のコードブック（

）の構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

を送信機から受信するように、もしくは
−第３のコードブック（

）の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

を使用する
ように構成されている。

実施形態によれば、ｐ番目の偏波およびｌ番目の層のプリコーダマトリックス（

）は、
−第１のコードブックから選択された、偏波とは無関係の、

個のビームフォーミングベクトル

と、
−ｕ番目のビームについて第２のコードブックから選択された

個の遅延ベクトル

と、
−ｕ番目のビームおよびｄ番目の遅延について第３のコードブックから選択された

個のドップラー周波数ベクトル

と、
−第１、第２、および第３のコードブックから選択されたベクトルを複素スケーリング／結合するための結合係数

のセットと
から構成される。

実施形態によれば、ｌ番目の送信層およびｐ番目の偏波のドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（

）は以下によって表され、

ここで、
−

はｌ番目の層の偏波ごとのビームの数であり、
−

はｌ番目の層およびｕ番目のビームの遅延の数であり、
−

はｌ番目の層、ｕ番目のビーム、およびｄ番目の遅延のドップラー周波数成分の数であり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の遅延、

番目の空間ビーム、およびプリコーダの

番目（

）の偏波に関連付けられたサイズ

の

番目のドップラー周波数ベクトルであり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、およびプリコーダの

番目の偏波に関連付けられたサイズ

の

番目の遅延ベクトルであり、
−

はｌ番目の層に関連付けられた

番目の空間ビームであり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、

番目の遅延、

番目のドップラー周波数、およびプリコーダの

番目の偏波に関連付けられたドップラー遅延複素結合係数であり、
−

は特定の平均総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である。

実施形態によれば、ドップラー遅延ビームプリコーダは二段プリコーダによって表され、

ここで、

かつ

、

、
および

は複素ドップラー遅延ビーム結合係数を含み、

、
および

、ここで

はサイズＳの単位マトリックスであり、
ここで
−

は、ｌ番目の層、

番目の遅延、

番目の空間ビーム、およびプリコーダの

番目（

）の偏波に関連付けられたサイズ

の

番目のドップラー周波数ベクトルであり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、およびプリコーダの

番目の偏波に関連付けられたサイズ

の

番目の遅延ベクトルであり、
−

はｌ番目の層に関連付けられた

番目の空間ビームであり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、

番目の遅延、

番目のドップラー周波数、およびプリコーダの

番目の偏波に関連付けられたドップラー遅延係数であり、
−

は特定の平均総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である。

実施形態によれば、
−第１のコードブック（

）は、ベクトル

が選択されるサイズ

の第１のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、

および

はそれぞれアンテナポートの第１および第２の数を指し、

および

は

および

を有するオーバーサンプリング係数を指し、
−第２のコードブック（

）は、遅延ベクトル

が選択されるサイズ

の第２のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、

は、構成されたサブバンド／ＰＲＢ、またはサブキャリアの数を指し、

はオーバーサンプリング係数

を指し、
−第３のコードブック（

）は、ドップラー周波数ベクトル

が選択されるサイズ

の第３のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、

は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、

は

を有するオーバーサンプリング係数を指す。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−第１のコードブック（

）の構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

、

、および

を送信機から受信するように、または
−第１のコードブック（

）の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

、

、

を使用する
ように構成されている。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−第２のコードブック

および／または第３のコードブック

の構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

および／またはパラメータ

を送信機から受信するように、または
−第２のコードブック

および／または第３のコードブック

の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

および／またはパラメータ

を使用する
ように構成されている。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−

個のエントリまたは列を含む第２のコードブックマトリックス（

）からｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために

番目のビームについて

個の遅延または遅延差を選択し、
−

個の選択されなかった遅延インデックスをコードブックマトリックスから送信機にフィードバックする
ように構成されている。

実施形態によれば、
−遅延の数

は、

となるように、ビームのサブセットまたは全てのビームと同一であるか、または
−遅延の数

は、

となるように、ビームおよび層と同一である。
実施形態によれば、パラメータ

は、通信デバイスにおいて先験的に既知であるか、または通信デバイスは、送信機からパラメータ

を受信するように構成されている。
実施形態によれば、通信デバイスは、
−

個のエントリまたは列を含む第３のコードブックマトリックス（

）からｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために、

番目の遅延および

番目のビームについて

個のドップラー周波数成分を選択し、
−

個の選択されなかったドップラー周波数成分インデックスをコードブックマトリックスから送信機にフィードバックする
ように構成されている。

実施形態によれば、
−ドップラー周波数成分の数

は、

となるように、遅延のサブセットまたはビームのサブセットと同一であるか、または
−遅延の数

は、

となるように、遅延、ビーム、および層と同一である。
実施形態によれば、パラメータ

は、通信デバイスにおいて先験的に既知であるか、または通信デバイスは、送信機からパラメータ

を受信するように構成されている。
実施形態によれば、通信デバイスは、送信機から受信したＣＳＩ報告構成にしたがって、ＣＳＩフィードバックを送信機に報告するように構成されており、ＣＳＩ報告構成は、たとえば、パラメータＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙを含み、これは以下の値のうちの少なくとも１つを含み、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｙ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｒ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤｙ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤｒ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｙ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｒ、
ＰＭＩ量は、以下のように定義される。
−ＰＭＩＤＤ−遅延およびドップラー周波数成分構成を含むＰＭＩ値、
−ＰＭＩＤｙ−（１つ又は複数の）ドップラー周波数成分を除き、遅延成分構成のみを含むＰＭＩ値、
−ＰＭＩＤｒ−（１つ又は複数の）遅延成分を除き、ドップラー周波数成分構成のみを含むＰＭＩ値。

実施形態によれば、
−遅延または遅延差はビームおよび送信層に依存するか、または
−遅延のサブセットは送信層のビームのサブセットと同一であるか、または
−遅延の数およびビームごとの遅延は、送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、送信層について同一であるか、または
−遅延の数およびビームごとの遅延は、全てのビームおよび層が同じ遅延に関連付けられるように、全ての送信層について同一である。
実施形態によれば、
−遅延のサブセットおよび空間ビームのサブセットに関連付けられたドップラー周波数成分は同一であるか、または
−ドップラー周波数成分のサブセットは、遅延のサブセット、空間ビームのサブセット、および送信層のサブセットについて同一であるか、または
−ドップラー周波数成分の数ならびに遅延およびビームごとのドップラー周波数成分は、送信層のビームごとの全ての遅延が同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、送信層について同一であるか、または
−ドップラー周波数成分の数ならびに遅延およびビームごとのドップラー周波数成分は、全ての送信層のビームごとの全ての遅延が同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、全ての送信層について同一である。
実施形態によれば、
−明示的なＣＳＩは、次元

の三次元チャネルテンソル

によって表され、

は構成されたサブバンド／ＰＲＢ、またはサブキャリアの数であり、

は観察時間中の時間インスタンスの数であり、

、ならびにチャネルテンソルの第１、第２、および第３の次元はそれぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの空間、周波数、および時間成分であるか、または
−明示的なＣＳＩは次元

の四次元チャネルテンソル

によって表され、

、

の第１および第２の次元は、それぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの受信側および送信側空間成分を表し、

の第３および第４の次元は、それぞれチャネルの周波数および時間成分を表す。

実施形態によれば、プロセッサは、たとえば、ドップラー遅延プリコーダビームマトリックス

および多次元チャネルテンソル

の関数である、相互情報量

の性能測定基準に基づいて、ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（

）を選択するように構成されている。
実施形態によれば、プロセッサは、Ｔ個の時刻について選択された複合ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス

および多次元チャネルテンソル

のために通信デバイスでの平均ブロック誤り率

を最適化する広帯域ＣＱＩを選択するように構成されている。
実施形態によれば、プロセッサは、
−第１のステップで、多次元チャネルテンソル

から直接チャネルモデルのパラメータを推定するため、またはＭＩＭＯチャネルテンソル

からパラメータ化されていない形態で直接

の係数を計算するために、高分解能パラメータ推定アルゴリズムを使用し、
−第２のステップで、以下のようにパラメータ化およびプリコードされた時変ＭＩＭＯチャネルモデル周波数領域応答を計算するために、パラメータ化されたチャネルモデルおよび選択されたドップラー遅延ビーム複合プリコーダ

（

）を使用し、

、
ここで、

の（

）エントリ、ならびに

は

のｔ番目のブロックおよび

番目の列であり、
−第３のステップで、１つ以上の未来の時刻の１つ以上のＣＱＩ値を計算するために、パラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネルモデル応答を使用する
ように構成されている。

実施形態によれば、プロセッサは、
−時刻／スロット

のＣＱＩ値を予測し、ここで

は現在時刻／スロットを示し、

は現在時刻／スロット

に対する相対時間差を示し、
−

個の予測ＣＱＩ値を平均ＣＱＩ値だけ減少させることによって差分予測ＣＱＩ値を計算するために、

個の予測ＣＱＩ値を使用する
ように構成されている。
実施形態によれば、通信デバイスは、ＣＱＩ予測のために通信デバイスによって使用される値

が割り当てられたパラメータＣＱＩ−ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＴｉｍｅを含むＣＳＩ報告構成を受信するように構成されている。
実施形態によれば、ＣＳＩフィードバックがＰＭＩを使用する場合、プロセッサは、少なくとも２成分ＰＭＩを報告するように構成されており、
−第１のＰＭＩは、選択されたベクトル

、

、および

に対応し、
−第２のＰＭＩは、通信デバイスから送信機への

個のドップラー遅延ビーム結合係数

に対応する。

実施形態によれば、プロセッサは、
−３タプルのセットの形態で第１の成分ＰＭＩを表し、各３タプル

は選択された空間ビームベクトル

、選択された遅延ベクトル

、および選択されたドップラー周波数ベクトル

に関連付けられ、３タプルのセットは

によって表され、ここで

は第１のＰＭＩ成分を表し、

は空間ビームのための選択されたＤＦＴベクトルの

個のインデックスを含み、

は選択された遅延ベクトルの

個のインデックスを含み、

は選択されたドップラー周波数ベクトルの

個のインデックスを含み、
−コードブックアプローチを使用してドップラー遅延ビーム結合係数を量子化し、量子化されたドップラー遅延ビーム結合係数は

、第２のＰＭＩ成分によって表され、
−２つのＰＭＩ成分を送信機に報告する
ように構成されている。
実施形態によれば、コードブックアプローチを用いて複素ドップラー遅延係数

を量子化するために、各係数は以下によって表され、

ここで、
−

は、

ビットで量子化された偏波、ビーム、遅延、およびドップラー周波数依存振幅係数であり、
−

は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、またはその他いずれかの高次ＰＳＫコンステレーションによって表される位相を表すか、または
各係数は以下のようにその実数部および虚数部によって表され、

ここで、

および

は各々

ビットで量子化される。
実施形態によれば、通信デバイスは、
−ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを計算するためのビームの遅延インデックスを選択し、
−最も強い遅延に対応する遅延インデックスを示し、
−最も強い遅延インデックスの表示を有する遅延インデックスを送信機にフィードバックする
ように構成されている。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを計算するための遅延およびビームのドップラー周波数成分を選択し、
−最も強いドップラー周波数成分に対応するドップラー周波数成分インデックスを示し、
−最も強いドップラー周波数成分インデックスの表示を有するドップラー周波数成分インデックスを送信機にフィードバックする
ように構成されている。
実施形態によれば、ＣＳＩフィードバックは、ランクインジケータ（ＲＩ）をさらに含み、プロセッサは、送信のためにＲＩを報告するように構成されており、ＲＩは、ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス

（

）に対して選択され、ドップラー遅延ビームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる層の平均数を示す。
実施形態によれば、通信デバイスは、ビームフォーミングＣＳＩ−ＲＳのＣＱＩおよび／またはＲＩおよび／またはＰＭＩのいずれかを報告するための上位層を介したＣＳＩ−ＲＳ報告構成を有して構成されており、第１のコードブックマトリックス内の個のベクトルは

長さの列ベクトルによって表され、ここで、

番目のベクトル（

）は、

番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む。

実施形態によれば、通信デバイスは、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる上位層（たとえば、ＲＲＣ）パラメータを含むＣＳＩ−ＲＳリソース構成を受信するように構成されており、これは、たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す。
実施形態によれば、通信デバイスは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩ計算について、送信機が、以下のように、

個の層のアンテナポート

上のＰＤＳＣＨ信号にドップラー遅延ビームプリコーダを適用することを想定しており、

ここで、

はＰＤＳＣＨシンボルシンボルベクトル

であり、

は時刻ｔにおける層

のｉ番目のシンボルであり、

は時刻

にアンテナポート

上で送信されたプリコードされたシンボルであり、

は予測されたプリコーダマトリックスであって、

は

のｔ番目のブロックおよびｉ番目の列である。

基地局
本発明は、通信デバイス２０２を含む無線通信システムの送信機２００を提供する。送信機は、
チャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを送信機２００に提供するために、本発明の通信デバイス２０２のうちの１つ以上との無線通信を有する複数のアンテナを有するアンテナアレイＡＮＴ_１と、
アンテナアレイＡＮＴ_１に接続されたプリコーダ２００ｂであって、プリコーダ２００ｂは、アンテナアレイＡＮＴ_１によって、１つ以上の送信ビームまたは１つ以上の受信ビームを形成するためにアンテナアレイＡＮＴ_１の１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みを適用するためのものである、プリコーダ２００ｂと、
トランシーバ２００ｃであって、
−たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを通信デバイス２０２に送信し、
−通信デバイス２０２から、複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信する
ように構成されている、トランシーバ２００ｃと、
プロセッサ２００ａであって、
−複数のＣＳＩ報告から少なくとも２成分プリコーダマトリックス識別子およびランクインジケータを抽出し、
−ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、アンテナポートに適用されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスを構成し、構成されたプリコーダマトリックスに応答してビームフォーミング重みを決定する
ように構成されている、プロセッサ２００ａと
を含む。

実施形態によれば、

個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、プロセッサは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

を長さ

のベクトル

に拡張するように構成されており、拡張は、以下によって定義され、

ここで、

、およびｌ番目の層の予測されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスは、
−第１のコードブックから選択された、偏波とは無関係の、

個のビームフォーミングベクトル

と、
−ｕ番目のビームについて第２のコードブックから選択された

個の遅延ベクトル

と、
−ｕ番目のビームおよびｄ番目の遅延について第３のコードブックから選択されたドップラー周波数ベクトル

に基づく

個の拡張ドップラー周波数ベクトル

と、
−第１、第２、および第３のコードブックから選択されたベクトルを複素スケーリング／結合するためのセット結合係数

と
に基づいている。

実施形態によれば、

個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、プロセッサは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

を長さ

のベクトル

に周期的に拡張するように構成されており、周期的拡張は、以下によって定義され、

ここで、

、および
ｌ番目の層および

番目（

）の時刻の予測されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスは、以下によって与えられ、

ここで、

は

の

番目のエントリである。

方法
本発明は、無線通信システムのチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供する方法を提供し、方法は、
送信機から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルを介して無線信号を受信するステップであって、無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、ステップと、
通信デバイスで、無線チャネル上のダウンリンク基準信号の測定を使用して周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定するステップであって、ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供される、ステップと、
性能測定基準に基づいて、通信デバイスで、複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダのドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（

）を選択するステップであって、ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づき、１つ以上のコードブックは
○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分と、
○複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
を含む、ステップと、
通信デバイスで、明示的なＣＳＩおよび選択されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（

）を有する複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちのいずれか１つ以上を計算するステップと、
ＣＱＩ、ＰＭＩ、およびＲＩのうちの１つ以上を含むＣＳＩフィードバックを通信デバイスから送信機に報告するステップであって、ＰＭＩおよびＲＩは、構成されたアンテナポートのドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される、ステップと
を含み、
複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分および／または１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義される。

本発明は、通信デバイスおよび送信機を含む無線通信システム内の送信の方法を提供し、方法は、
たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを通信デバイスに送信するステップと、
送信機で、通信デバイスから複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信するステップと、
送信機で、複数のＣＳＩ報告から少なくとも２成分プリコーダマトリックス識別子およびランクインジケータを抽出するステップと、
送信機で、ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、アンテナポートに適用されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスを構成するステップと、
構成されたプリコーダマトリックスに応答して、送信機のアンテナアレイに接続されたプリコーダのためのビームフォーミング重みを決定するステップと
を含み、
複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分および／または１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、定義される。

ドップラービーム二段複合プリコーダ
ユーザー機器
本発明は、無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイス２０２を提供する。通信デバイス２０２は、
送信機２００から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネル２０４を介して無線信号を受信するように構成されたトランシーバ２０２ｂであって、無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、トランシーバ２０２ｂと、
プロセッサ２０２ａであって、
−無線チャネル上のダウンリンク基準信号に対する測定を使用して周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定し、ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供され、
−性能測定基準に基づいて、複合ドップラービーム二段プリコーダのドップラービームプリコーダマトリックス（

）を選択し、ドップラービーム二段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づいており、１つ以上のコードブックは、
○複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
○複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
を含み、
−明示的なＣＳＩおよび選択されたドップラービームプリコーダマトリックス（

）を有する複合ドップラービーム二段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちの１つ以上を計算し、
−ＣＱＩおよび／またはＰＭＩおよび／またはＲＩのうちのいずれか１つ以上を含むＣＳＩフィードバックを送信機に報告し、ＰＭＩおよびＲＩは、構成されたアンテナポートのドップラービーム二段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される
ように構成された、プロセッサ２０２ａと
を含む。

実施形態によれば、複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、定義される。
実施形態によれば、ドップラービーム二段プリコーダは、空間ドップラー領域内でプリコーディングを実行するように構成されており、ドップラービーム二段プリコーダは２つの別個のコードブックのみに基づいており、２つの別個のコードブックは、
−複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分の第１のコードブック（

）と、
−複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分の第２のコードブック（

）と、
−第１および第２のコードブックから選択されたベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合係数のセットと
を含む。
実施形態によれば、第２のコードブックマトリックス（

）のエントリは、

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスのサブマトリックスまたは複数のサブマトリックスによって与えられ、ここで、

は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、

はオーバーサンプリング係数を示す。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−第２のコードブック（

）の構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

を送信機から受信するように、もしくは
−第２のコードブック（

）の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

を使用する
ように構成されている。
実施形態によれば、ｐ番目の偏波、ｌ番目の送信層、およびｓ番目のサブバンド、サブキャリア、または物理リソースブロック（ＰＲＢ）のプリコーダマトリックス（

）は、
−第１のコードブックから選択された、偏波とは無関係であり、サブバンド、サブキャリア、または物理リソースブロック（ＰＲＢ）とも無関係の、

個のビームフォーミングベクトル

と、
−ｕ番目のビームについて第２のコードブックから選択された、サブバンド、サブキャリア、または物理リソースブロック（ＰＲＢ）とは無関係の、

個の遅延ベクトル

と、
−第１および第２のコードブックから選択されたベクトルを複素スケーリング／結合するための結合係数

のセットと
から構成される。
実施形態によれば、ドップラービーム二段プリコーダマトリックス（

）は、空間ドップラー領域内でプリコーディングを実行するように構成されており、ｌ番目の送信層およびｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢについて、以下によって表され、

ここで、
−

はｌ番目の層の偏波ごとのビームの数であり、
−

はｌ番目の層、ｕ番目のビームのドップラー周波数成分の数であり、
−

はｌ番目の層、

番目の空間ビーム、およびプリコーダの

番目（

）の偏波に関連付けられたサイズ

の

番目のドップラー周波数ベクトルであり、
−

は、ｌ番目の層に関連付けられた

番目の空間ビームであり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、

番目のドップラー周波数、ｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢ、およびプリコーダの

番目の偏波に関連付けられた複素ドップラービーム結合係数であり、
−

は、特定の総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である。

実施形態によれば、ｓ番目のサブバンド、ＰＲＢ、またはサブキャリアのドップラービーム二段プリコーダはマトリックスベクトル表記で表され、

ここで、

および

ならびに

は複素ドップラービーム結合係数を含み、

。
実施形態によれば、
−第１のコードブック（

）は、ベクトル

が選択されるサイズ

の第１のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、

および

はそれぞれアンテナポートの第１および第２の数を指し、

および

は

および

を有するオーバーサンプリング係数を指し、
−第２のコードブック（

）は、ドップラー周波数ベクトル

が選択されるサイズ

の第２のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、

は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、

はコードブックのオーバーサンプリング係数を指す。
実施形態によれば、通信デバイスは、
−第１のコードブック（

）の構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

、

、および

を送信機から受信するように、または
−第１のコードブック（

）の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

、

、および

を使用する
ように構成されている。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−第２のコードブック（

）の構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

を送信機から受信するように、もしくは
−第２のコードブック（

）の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

を使用する
ように構成されている。
実施形態によれば、通信デバイスは、
−

個のエントリまたは列を含む第２のコードブックマトリックス（

）からｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために、

番目のビームについて

個のドップラー周波数成分を選択し、
−

個の選択されなかったドップラー周波数成分インデックスをコードブックマトリックスから送信機にフィードバックする
ように構成されている。
実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、

となるように、ビームのサブセットと同一である。

実施形態によれば、パラメータ

は、通信デバイスにおいて先験的に既知であるか、または通信デバイスは、送信機からパラメータ

を受信するように構成されている。
実施形態によれば、通信デバイスは、送信機から受信したＣＳＩ報告構成にしたがって、ＣＳＩフィードバックを送信機に報告するように構成されており、ＣＳＩ報告構成は、たとえば、パラメータＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙを含み、これは以下の値のうちの少なくとも１つを含み、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ、ここでＰＭＩ−ＤＤ量はドップラー周波数成分構成を含む。
実施形態によれば、
−ドップラー周波数成分はビームおよび送信層に依存するか、または
−送信層の空間ビームのサブセットに関連付けられたドップラー周波数成分のサブセットは同一であるか、または
−送信層のビームのサブセットのドップラー周波数成分の数は同一であるか、または
−ドップラー周波数成分のサブセットは、空間ビームおよび送信層のサブセットについて同一であるか、または
−ドップラー周波数成分の数およびビームごとのドップラー周波数成分は、送信層の全てのビームが同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、送信層について同一である。

実施形態によれば、
−明示的なＣＳＩは、次元

の三次元チャネルテンソル

によって表され、

は構成されたサブバンド／ＰＲＢ、またはサブキャリアの数であり、

は観察時間中の時間インスタンスの数であり、

、ならびにチャネルテンソルの第１、第２、および第３の次元はそれぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの空間、周波数、および時間成分であるか、または
−明示的なＣＳＩは次元

の四次元チャネルテンソル

によって表され、

、

の第１および第２の次元は、それぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの受信側および送信側空間成分を表し、

の第３および第４の次元は、それぞれチャネルの周波数および時間成分を表す。
実施形態によれば、プロセッサは、たとえば、ドップラー遅延プリコーダマトリックス

および多次元チャネルテンソル

の関数である、相互情報量

の性能測定基準に基づいて、ドップラービームプリコーダマトリックス

を選択するように構成されている。
実施形態によれば、プロセッサは、Ｔ個の時刻について選択された複合ドップラービームプリコーダマトリックス

および多次元チャネルテンソル

のために通信デバイスでの平均ブロック誤り率

を最適化する広帯域ＣＱＩを選択するように構成されている。

実施形態によれば、プロセッサは、
−第１のステップで、多次元チャネルテンソル

から直接チャネルモデルのパラメータを推定するため、またはＭＩＭＯチャネルテンソル

からパラメータ化されていない形態で直接

の係数を計算するために、高分解能パラメータ推定アルゴリズムを使用し、
−第２のステップで、以下のようにパラメータ化およびプリコードされた時変ＭＩＭＯチャネルモデル周波数領域応答を計算するために、パラメータ化されたチャネルモデルおよび選択されたドップラービーム複合二段プリコーダマトリックスを使用し、

、
ここで、

の（

）のエントリ、ならびに

はドップラービーム複合二段プリコーダマトリックスである

のｔ番目のブロックおよび

番目の列であり、
−第３のステップで、１つ以上の未来の時刻の１つ以上のＣＱＩ値を計算するために、パラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネルモデル応答を使用する
ように構成されている。
実施形態によれば、プロセッサは、
−時刻／スロット

のＣＱＩ値を予測し、ここで

は現在時刻／スロットを示し、

は現在時刻／スロット

に対する相対時間差を示し、
−

個の予測ＣＱＩ値を平均ＣＱＩ値だけ減少させることによって差分予測ＣＱＩ値を計算するために、

個の予測ＣＱＩ値を使用する
ように構成されている。
実施形態によれば、通信デバイスは、ＣＱＩ予測のために通信デバイスによって使用される値

が割り当てられたパラメータＣＱＩ−ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＴｉｍｅを含むＣＳＩ報告構成を受信するように構成されている。

実施形態によれば、ＣＳＩフィードバックがＰＭＩを使用する場合、プロセッサは、少なくとも２成分ＰＭＩを報告するように構成されており、
−第１のＰＭＩは、選択されたベクトル

および

に対応し、
−第２のＰＭＩは、通信デバイスから送信機への

個のドップラービーム結合係数

に対応する。
実施形態によれば、プロセッサは、
−タプルのセットの形態で第１の成分ＰＭＩを表し、各タプル

は選択された空間ビームベクトル

および選択されたドップラー周波数ベクトル

に関連付けられ、タプルのセットは

によって表され、ここで

は第１のＰＭＩ成分を表し、

は空間ビームのための選択されたＤＦＴベクトルの

個のインデックスを含み、

は選択されたドップラー周波数ベクトルの

個のインデックスを含み、
−コードブックアプローチを使用してドップラービーム結合係数を量子化し、量子化されたドップラービーム結合係数は

、第２のＰＭＩ成分によって表され、
−２つのＰＭＩ成分を送信機に報告する
ように構成されている。
実施形態によれば、コードブックアプローチを用いて複素ドップラー係数

を量子化するために、各係数は以下によって表され、

ここで、
−

は、

ビットで量子化された偏波、ビーム、およびドップラー周波数依存振幅係数であり、
−

は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、またはその他いずれかの高次ＰＳＫコンステレーションによって表される位相を表すか、または
各係数は以下のようにその実数部および虚数部によって表され、

ここで、

および

は各々

ビットで量子化される。

実施形態によれば、通信デバイスは、
−ドップラービーム二段プリコーダを計算するためのビームのドップラー周波数成分を選択し、
−最も強いドップラー周波数成分に対応するドップラー周波数成分インデックスを示し、
−最も強いドップラー周波数成分インデックスの表示を有するドップラー周波数成分インデックスを送信機にフィードバックする
ように構成されている。
実施形態によれば、ＣＳＩフィードバックは、ランクインジケータ（ＲＩ）をさらに含み、プロセッサは、送信のためにＲＩを報告するように構成されており、ＲＩは、ドップラービーム二段プリコーダマトリックス

（

）に対して選択され、ドップラービームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる層の平均数を示す。
実施形態によれば、通信デバイスは、ビームフォーミングＣＳＩ−ＲＳのＣＱＩおよび／またはＲＩおよび／またはＰＭＩのいずれかを報告するための上位層を介したＣＳＩ−ＲＳ報告構成を有して構成されており、第１のコードブックマトリックス内の個のベクトルは

長さの列ベクトルによって表され、ここで、

番目のベクトル（

）は、

番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む。

実施形態によれば、通信デバイスは、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる上位層（たとえば、ＲＲＣ）パラメータを含むＣＳＩ−ＲＳリソース構成を受信するように構成されており、これは、たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す。
実施形態によれば、通信デバイスは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩ計算について、送信機が、以下のように、

個の層のアンテナポート

上のＰＤＳＣＨ信号にドップラービームプリコーダを適用することを想定しており、

ここで、

はＰＤＳＣＨシンボルシンボルベクトル

であり、

は時刻ｔにおける層

のｉ番目のシンボルであり、

は時刻

にアンテナポート

上で送信されたプリコードされたシンボルであり、

は予測されたドップラービームプリコーダマトリックスであって、

は

のｔ番目のブロックおよびｉ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢである。

基地局
本発明は、通信デバイス２０２を含む無線通信システムの送信機２００を提供する。送信機は、
チャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを送信機に提供するために、本発明の通信デバイス２０２のうちの１つ以上との無線通信を有する複数のアンテナを有するアンテナアレイＡＮＴ_１と、
アンテナアレイＡＮＴ_１に接続されたプリコーダ２００ｂであって、プリコーダ２０２ｂは、アンテナアレイＡＮＴ_１によって、１つ以上の送信ビームまたは１つ以上の受信ビームを形成するためにアンテナアレイＡＮＴ_１の１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みを適用するためのものである、プリコーダ２００ｂと、
トランシーバ２０２ｃであって、
−たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを通信デバイス２０２に送信し、
−通信デバイス２０２から、複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信する
ように構成されている、トランシーバ２０２ｃと、
プロセッサ２００ａであって、
−複数のＣＳＩ報告から少なくとも２成分プリコーダマトリックス識別子およびランクインジケータを抽出し、
−ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、アンテナポートに適用されたドップラービームプリコーダマトリックスを構成し、構成されたプリコーダマトリックスに応答してビームフォーミング重みを決定する
ように構成されている、プロセッサ２００ａと
を含む。

実施形態によれば、

個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、プロセッサは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

を長さ

のベクトル

に周期的に拡張するように構成されており、周期的拡張は、以下によって定義され、

ここで、

、および
ｌ番目の層の予測されたドップラービームプリコーダマトリックスは、
−第１のコードブックから選択された、偏波とは無関係の、

個のビームフォーミングベクトル

と、
−ｕ番目のビームについて第２のコードブックから選択されたドップラー周波数ベクトル

に基づく

個の拡張ドップラー周波数ベクトル

と、
−第１および第２のコードブックから選択されたベクトルを複素スケーリング／結合するためのセット結合係数

と
に基づいている。
実施形態によれば、

個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、プロセッサは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

を長さ

のベクトル

に周期的に拡張するように構成されており、周期的拡張は、以下によって定義され、

ここで、

、および
ｌ番目の層、

番目（

）の時刻、およびｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢの予測されたドップラービームプリコーダマトリックスは、以下によって与えられ、

ここで、

は

の

番目のエントリである。

方法
本発明は、無線通信システムのチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供する方法を提供し、方法は、
送信機から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルを介して無線信号を受信するステップであって、無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、ステップと、
通信デバイスで、無線チャネル上のダウンリンク基準信号の測定を使用して周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定するステップであって、ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供される、ステップと、
性能測定基準に基づいて、通信デバイスで、複合ドップラービーム二段プリコーダのドップラービームプリコーダマトリックス（

）を選択するステップであって、ドップラー遅延ビーム二段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づき、１つ以上のコードブックは
○複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
○複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
を含む、ステップと、
明示的なＣＳＩおよび選択されたドップラービームプリコーダマトリックス（

）を有する複合ドップラービーム二段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちの１つ以上を計算するステップと、
ＣＱＩおよび／またはＰＭＩおよび／またはＲＩのうちのいずれか１つ以上を含むＣＳＩフィードバックを送信機に報告するステップであって、ＰＭＩおよびＲＩは、構成されたアンテナポートのドップラービーム二段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される、ステップと
を含む。

本発明は、通信デバイスおよび送信機を含む無線通信システム内の送信の方法を提供し、方法は、
たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを通信デバイスに送信するステップと、
送信機で、通信デバイスから複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信するステップと、
送信機で、複数のＣＳＩ報告から少なくとも２成分プリコーダマトリックス識別子およびランクインジケータを抽出するステップと、
送信機で、ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、アンテナポートに適用されたドップラービーム二段プリコーダマトリックスを構成するステップと、
構成されたプリコーダマトリックスに応答して、送信機のアンテナアレイに接続されたプリコーダのためのビームフォーミング重みを決定するステップと
を含む。

全般
システム
本発明は、本発明のＵＥのうちの少なくとも１つ、および本発明の基地局のうちの少なくとも１つを含む、ベース無線通信ネットワークを提供する。
実施形態によれば、通信デバイスおよび送信機は、モバイル端末、または固定端末、またはセルラーＩｏＴ−ＵＥ、またはＩｏＴデバイス、または地上ベース車両、または空中車両、またはドローン、または移動基地局、または路側ユニット、または建物、またはマクロセル基地局、またはスモールセル基地局、または路側ユニット、またはＵＥ、または遠隔無線ヘッド、またはＡＭＦ、またはＳＭＦ、またはコアネットワークエントリ、またはＮＲまたは５Ｇコアコンテキストのようなネットワークスライス、またはアイテムもしくはデバイスが無線通信ネットワークを使用して通信できるようにする任意の送受信点（ＴＲＰ）であって、アイテムまたはデバイスには、無線通信ネットワークを使用して通信するためのネットワーク接続性が設けられている、ＴＲＰ、のうちの１つ以上を含む。

コンピュータプログラム製品
本発明は、プログラムがコンピュータによって実行されると、本発明による１つ以上の方法をコンピュータに実行させる命令を含む、コンピュータプログラム製品を提供する。
以下では、最初に、縮小されたサイズのコードブックを採用するドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダを使用する実施形態が説明され、ドップラービーム二段複合プリコーダを採用するさらなる実施形態の説明がこれに続く。

ドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダ
本発明の実施形態は、チャネル時間発展を追跡するための既存のＣＳＩ−ＲＳの拡張、たとえば、多経路チャネル環境におけるＵＥの大きな動きのために高速に変化するチャネル状態を有し、チャネルコヒーレンス時間が短いチャネルを提供する。本発明は、チャネル状態が変動するチャネルであっても、チャネル時間発展を追跡することにより、ＣＳＩはあまり頻繁に更新される必要がなく、たとえばチャネルコヒーレンス時間が長いチャネルと同様の割合でよく、これによってフィードバックオーバーヘッドを低減または回避するので、有利である。たとえば、経路損失およびシャドウフェージングなどの大規模チャネルパラメータは、チャネル変動が主に小規模なチャネルフェージングに関連するように、チャネルコヒーレンス時間が短いチャネルであっても、経時的に急速に変化しない可能性がある。これは、経路成分およびチャネル遅延のようなインパルス応答のＭＩＭＯチャネルパラメータがより長い期間にわたって変化せず、ＵＥの動きによって生じたチャネル変動がＭＩＭＯチャネル経路成分の位相変動を生じるだけであることを意味する。これは、空間ビーム、プリコーダドップラー周波数ＤＦＴベクトル、遅延ＤＦＴベクトル、ならびにドップラー遅延ビーム三段プリコーダのドップラー遅延係数が、長期間にわたって同一または実質的に同一のままとなり、あまり頻繁に更新される必要がないことを意味する。

現在のＣＳＩフィードバックスキームが十分ではない、従来のアプローチにおける上述の問題に対処するために、本発明の実施形態は、チャネル時間発展を考慮し、フィードバック率を低下させるために圧縮形式で現在および未来のＲＩ、ＰＭＩ、およびＣＱＩに関する情報を提供する、ＣＳＩの追跡時間発展または新しい暗黙的なＣＳＩ報告スキームを可能にするＣＳＩ−ＲＳ設計を提供する。

図４は、本発明の一実施形態による、ＣＳＩパラメータ、ＣＳＩ測定、複合プリコーダマトリックス計算、およびＣＳＩ報告の構成を示すフロー図である。ＵＥは、ＵＥへの送信に使用される割り当てられたＣＳＩ−ＲＳポートの数に関する情報を含む、上位層（ＲＲＣなど）を介したＣＳＩ−ＲＳリソース構成で構成され得る。ＣＳＩ−ＲＳポートの数

は

に等しく（ここで、共偏波アレイアンテナではＰ＝１、および基地局の二重偏波アレイアンテナではＰ＝２）、ここで

および

は、それぞれｇＮＢアレイの第１および第２の空間次元のアンテナポートの数である。ＵＥは、ＵＥにおける、ＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩなどのＣＳＩフィードバックパラメータの評価のための情報も含む、上位層および／または物理層を介した（ＤＣＩを介した）ＣＳＩ報告構成で構成されている。基地局またはｇＮＢは、上位層または物理層を介して

、

、および

の少なくとも５つの整数値を信号伝達し、ここで

は第１のコードブックを構成するために使用され、Ｓおよび

はそれぞれ、ＵＥでのＰＭＩ分解／計算のために第２のコードブックおよび第３のコードブックを構成するために使用される。ＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩの選択は、引き続き説明される実施形態にしたがって、ＵＥで実行される。

ステップ２５０で、ｇＮＢまたは基地局は、ＣＳＩ−ＲＳ構成およびＣＳＩ報告構成をＵＥに送信する。実施形態によれば、ＣＳＩ−ＲＳ構成は、ＴＳ３８．２１１［１］の７．４．１．５項およびＴＳ．３８．３３１［４］の６．３．２項に関する（１つ又は複数の）ＣＳＩ−ＲＳリソース構成を含み得る。さらに、ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる追加の上位層パラメータ構成が含まれる。

ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎは、チャネルの時間発展を追跡できるようにするＣＳＩ−ＲＳ設計を提供するために含まれている。実施形態によれば、ＵＥは、ＣＳＩの時間発展を追跡するために、上述のＴＳ３８．２１１［２］の条項７．４．１．５およびＴＳ．３８．３３１［４］の条項６．３．２からの構成に加えて、上位層パラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎを有する（１つ又は複数の）ＣＳＩ−ＲＳリソースセット構成で構成されている。ＣＳＩ−ＲＳが繰り返される連続スロットの数に関して、ＣＳＩ−ＲＳの時間領域繰り返しは、上位層パラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎによって提供される。ＮＲ数秘術

のＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎの可能な値は

個のスロットであり、ここで、

である。ＮＲ数秘術

は、たとえば、ＮＲ規格にしたがって

のサブキャリア間隔を定義する。

たとえば、

の値またはパラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが構成されないとき、複数のスロットにわたってＣＳＩ−ＲＳの繰り返しが存在しない。バースト期間は、スロットサイズの縮小に対応するために、数秘術を用いて調整される。ＣＳＩ−ＲＳの周期性で使用されるのと同じロジックを使用する。図５（ａ）は、１０スロットの周期性を有して繰り返しのないＣＳＩ−ＲＳを示し（ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが構成されていない、またはＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝０）、図５（ｂ）は、１０スロットの周期性および４スロットの繰り返しを有するＣＳＩ−ＲＳを示す（ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝４）。図６は、一実施形態によるＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ情報要素を示す。新しいＲＲＣパラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎの情報要素は以下の通りである。テキストｂｕｒｓｔＳｌｏｔｓの次の値は

の値を示し、これは所与の新無線数秘術

（［１］参照）について、ＣＳＩ−ＲＳのバースト期間

、すなわちＣＳＩ−ＲＳ繰り返しの連続スロットの数を提供する。

複数の連続スロットにわたるバースト−ＣＳＩ−ＲＳは、以下でより詳細に説明される方法で、ＣＳＩの時間発展情報の抽出およびプリコーダマトリックスの報告を、たとえばＰＭＩの一部として、可能にする。言い換えると、ＵＥは、複数の連続スロットにわたって（１つ又は複数の）ＣＳＩ−ＲＳリソースの繰り返しとともに以下で説明される実施形態にしたがってＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩを計算し、これらを相応に報告することができる。

図４のフロー図に戻ると、ｅＮＢによって提供されたＣＳＩ報告構成は、少なくとも以下のパラメータのうちの１つ以上をさらに含み得る。
○ＴＳ３８．２１４［２］の５．２．１．１項に関するＣＳＩ報告構成の構成、および以下の上位層パラメータ：以下の追加パラメータとともにＴＳ３８．３３１［１］に列挙されたＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙ：
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｙ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｒ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤｙ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤｒ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｙ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｒ

報告量で言及されるＣＲＩ（ＣＳＩ−ＲＳリソースインジケータ）、ＲＩ（ランクインジケータ）、およびＬＩ（層インジケータ）が報告され、すなわち、報告される可能な値およびＣＲＩ、ＲＩ、およびＬＩを報告するためのフォーマットは、ＴＳ３８．２１４［２］のものと同一である。ＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙで言及されるＰＭＩ量は、以下のように定義される。
・ＰＭＩＤＤ−以下の実施形態で説明されるような遅延およびドップラー周波数成分構成を含むＰＭＩ値、
・ＰＭＩＤｙ−（１つ又は複数の）ドップラー周波数成分を除く、以下の実施形態で説明されるような遅延成分構成のみを含むＰＭＩ値、
・ＰＭＩＤｒ−（１つ又は複数の）遅延成分を除く、以下の実施形態で説明されるようなドップラー周波数成分構成のみを含むＰＭＩ値。
○（構成されている場合）ＣＱＩ予測の値

が割り当てられたパラメータＣＱＩ−ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＴｉｍｅ。

報告量で言及されるようなＣＱＩ値、予測ＣＱＩ値など（構成されている場合）は、複数の時間スロットにわたって、引き続き説明される実施形態で説明されるように計算され得る。報告されるＣＱＩの値は、ＴＳ３８．２１４［２］で言及されているのと同一である。
加えて、以下のパラメータは、物理層または上位層（ＲＲＣ）パラメータを介してｅＮＢによってユーザ機器に信号伝達され得る。
○遅延およびドップラー周波数成分コードブック

および

の構成の

および

の値は、それぞれ、パラメータＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｓ、ＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｔによって表される。コードブック

および

のオーバーサンプリング係数

および

は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｏ２およびＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｏ３によって表される。
○以下で説明されるような、第１のコードブック

の構成のパラメータ

ならびにオーバーサンプリング係数

および

。パラメータ

および

は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｎ１およびＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｎ２によって表される。オーバーサンプリング係数

および

は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｏ１＿１およびＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｏ１＿２によって表される。

報告構成に応答して、ＵＥは、
−ステップ２５２で、

個の連続する時刻／スロットにわたってダウンリンクＣＳＩ−ＲＳの測定を実行し、
−ステップ２５４で、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルテンソル

を構成し、
−ステップ２５６で、以下でより詳細に説明されるような特定の性能測定基準に関して、各層のドップラー遅延ビーム複合三段プリコーダマトリックスを選択し（ＰＭＩ選択）、
−ステップ２５８で、選択されたドップラー遅延ビーム複合三段プリコーダマトリックスならびにＭＩＭＯチャネルテンソル

および未来の時刻のＭＩＭＯチャネルテンソルの予測のうちの少なくとも１つを使用して、未来の時刻または未来の時刻のセットのＣＱＩ値、予測ＣＱＩ値、または予測された差分ＣＱＩ値（構成されている場合）を計算し、任意選択的に、選択されたドップラー遅延ビーム複合三段プリコーダマトリックスおよびＭＩＭＯチャネルテンソル

を使用してＲＩ値（構成されている場合）を選択し、
−ステップ２６０で、ＣＳＩ報告をｇＮＢに送信する。
ｇＮＢは、ステップ２６２で、マルチユーザプリコーディングマトリックス計算および未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、ドップラー遅延ビーム複合三段プリコーダマトリックス（ＰＭＩ報告）を再構成する。

本発明のこの態様によれば、複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分および／または１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、定義される。上述の３つのコードブック

、

、および

を採用する実施形態によれば、第２のコードブックマトリックス

のエントリは、

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスのサブマトリックスまたは複数のサブマトリックスによって与えられ、ここで

はサブバンドの数を示し、第３のコードブックマトリックス

のエントリは、

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスのサブマトリックスまたは複数のサブマトリックスによって与えられ、ここで

は、観察時間中の時間インスタンスの数を指す。
本発明のこの態様は、遅延プリコーディングに使用される遅延または遅延差が、典型的に、限られた値の範囲のみを有すること、およびこの限られた範囲のため、コードブックマトリックスの全てのエントリが空間遅延二段プリコーダを構成するために受信機で使用される必要はないという発見に基づく。本発明のアプローチによれば、コードブックのサイズ、および空間遅延二段プリコーダを構成するためのコードブックエントリ（遅延または遅延差）を選択する複雑さが、大幅に低減される。

コードブックサイズ

の縮小
上述のように、プリコーダの遅延は典型的に、限られた値の範囲のみを有する。値の範囲は、ビームフォーミングベクトル

をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られる

個のビームフォーミングチャネルの遅延広がりに依存し得る。図７は、ビームフォーミングベクトル

をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られるチャネルインパルス応答の２つの例を示す。図７（ａ）から、ビームフォーミングチャネルインパルス応答が集中しており、少数の遅延のみが主ピークに関連付けられていることが観察される。また、図７（ａ）は、コードブック

からこれらの遅延または遅延差へのＤＦＴベクトルの関連付けられたインデックスも示す。同様に、図７（ｂ）は、２つのピークを含むビームフォーミングチャネルインパルス応答、これら２つのピークに関連付けられた遅延、およびコードブック

からのＤＦＴベクトルの対応するインデックスを示す。このように、遅延または遅延差は、主にコードブックマトリックス

の一部、図７（ａ）の場合はＤＦＴマトリックスの最初のエントリ／列、図７（ｂ）の場合はＤＦＴマトリックスの最初と最後のエントリ／列にのみ関連付けられていることが観察され得る。したがって、ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを構成するために受信機で使用されるコードブックマトリックス

のエントリは、サブマトリックスによって与えられてもよく、もしくは

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスを含んでもよい。このようにして、コードブックのサイズ、およびドップラー遅延ビーム三段プリコーダのパラメータの最適化の間の遅延組み合わせの検索空間が、大幅に縮小され得る。たとえば、コードブックが

個のベクトルを含む完全にオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられ、受信機がビームごとに

個の遅延を選択するように構成されているとき、受信機は、プリコーダのパラメータ最適化の間にビームごとに

個の可能な遅延組み合わせを計算する。

、

、および

の典型的な値では、受信機は、ビームごとに６８０個の遅延組み合わせの各々のパラメータ最適化を実行する。遅延組み合わせの検索空間、したがってパラメータ最適化の計算の複雑さを低減するために、コードブックマトリックスは、

［

］、ここで

、となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの最初の

列によって定義され得る（図７（ａ）参照）。

＝４の典型的な値では、上記の例の検索空間は、ビームごとに６８０個から４個の遅延組み合わせに減少する。このため、受信機は、ビームごとに６８０個ではなく４個の遅延組み合わせのみのパラメータ最適化を実行する。別の例では、コードブックマトリックス

は、

[

，

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの最初の

列および最後の

列によって定義される。さらなる例では、コードブックマトリックス

は、

［

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの

列によって定義される。コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスも含み得る。

列および

列によって定義された２つのＤＦＴサブマトリックスの場合、コードブックマトリックスは、

［

］によって与えられる。

実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成に使用されるＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数の列を示す上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータを、送信機から受信する。
別の実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成に使用されるＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数の列を示す先験的に既知（デフォルト）のパラメータを使用するように構成されている。

コードブックサイズ

の縮小
上記で説明された遅延成分と同様に、プリコーダのドップラー周波数成分も、典型的には限られた値の範囲のみを有する。値の範囲は、ビームフォーミングベクトル

をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られる

個のビームフォーミングチャネルのドップラー周波数の広がりに依存し得る。したがって、プリコーダを構成するために受信機で使用されるコードブックマトリックス

のエントリは、サブマトリックスによって与えられてもよく、もしくは

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスを含んでもよい。たとえば、コードブック

は、

［

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックス

［

］の最初のＮ列によって定義され、ここで

である。ＤＦＴコードブックマトリックス

は、

［

，

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの最初の

列および最後の

列によって定義され得る。また、コードブックマトリックス

は、

［

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの

列によって定義され得る。コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスも含み得る。

列および

列によって定義された２つのＤＦＴサブマトリックスの場合、コードブックマトリックスは、

［

］によって与えられる。

実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成に使用されるＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数の列を示す上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータを、送信機から受信する。
別の実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成に使用されるＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数の列を示す先験的に既知（デフォルト）のパラメータを使用するように構成されている。

プリコーダマトリックスを構成するために選択されなかった遅延または遅延差インデックスのフィードバック
実施形態によれば、通信デバイスは、

個のエントリ／列を含むコードブックマトリックス

からｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために

番目のビームについて

個の遅延を選択し、

個の選択されなかった遅延インデックスをコードブックマトリックス

から送信機にフィードバックするように構成されている。たとえば、コードブックマトリックス

［

が５つのエントリ／列を含み、受信機がプリコーダを構成するための最初のビームおよびｌ番目の層について

個の遅延成分を選択するように構成され、コードブック

からベクトル

を選択するとき、受信機は、選択されなかったインデックス

および

（または相対インデックス３および４）を送信機にフィードバックする。
遅延の数

は、（全てのビームの場合）

となるように、ビームのサブセットまたは全てのビームと同一であり得る。遅延の数

はまた、

となるように、ビームおよび層と同一であってもよい。

プリコーダマトリックスを構成するために選択されなかったドップラー周波数インデックスのフィードバック
実施形態によれば、通信デバイスは、

個のエントリ／列を含むコードブックマトリックス

からｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために、

番目の遅延および

番目のビームについて

個のドップラー周波数成分を選択し、

個の選択されなかったドップラー周波数インデックスをコードブックマトリックス

から送信機にフィードバックするように構成されている。たとえば、コードブックマトリックス

［

は５つのエントリ／列を含み、受信機は、ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを構成するための最初のビーム、最初の遅延、およびｌ番目の層について３つのドップラー周波数成分を選択するように構成され、これはベクトル

を選択し、受信機は、

番目の遅延および

番目のビームの選択されなかったドップラー周波数成分を表すインデックス

および

（または相対インデックス３および４）を送信機にフィードバックする。
ドップラー周波数成分の数

は、（全ての遅延およびビームの場合）

となるように、遅延のサブセットおよびビームのサブセットと同一であり得る。遅延の数

はまた、

となるように、遅延、ビーム、および層と同一であってもよい。

複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを使用するＣＱＩ／ＰＭＩ報告
実施形態によれば、ＵＥがＣＳＩ−ＲＳリソースおよびＣＳＩ報告構成で構成されると（図４のステップ２５０参照）、ＵＥは、ＰＲＢ上のダウンリンクＣＳＩ−ＲＳの測定を使用して量子化されていない明示的なＣＳＩを推定し、ここでＣＳＩ−ＲＳは、周波数領域内の

個の連続する時刻／スロットにわたって構成される（図４のステップ２５２参照）。
実施形態によれば、明示的なＣＳＩは、次元

の三次元チャネルテンソル（三次元アレイ）

によって表され、

は構成されたサブバンド／ＰＲＢ、サブキャリアの数であり（図８参照）、

、ここで

はＵＥ受信アンテナの数である。ここで、チャネルテンソルの第１、第２、および第３の次元は、それぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの空間、周波数、および時間成分を表す。
別の実施形態によれば、明示的なＣＳＩは、次元

の四次元チャネルテンソル

によって表され、ここで

である。ここで、

の第１および第２の次元は、それぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの受信側および送信側空間成分を表す。

の第３および第４の次元は、それぞれＭＩＭＯチャネルの周波数および時間成分を表す。
次のステップで、ＵＥは、チャネルテンソル

の形態の明示的なＣＳＩおよび以下の３つのコードブックを使用して構成された複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを使用してＣＱＩを計算する。
−ドップラー遅延ビームプリコーダの送信側空間（ビーム）の第１のコードブック

、
−ドップラー遅延ビームプリコーダの遅延成分の第２のコードブック

、および
−ドップラー遅延ビームプリコーダのドップラー周波数成分の第３のコードブック

。

実施形態によれば、３つの別個のコードブックを使用する代わりに、上述のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分が単一または共通のコードブックに含められてもよく、あるいは上述のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分のうちの２つが１つのコードブックに含まれてもよく、残りの成分は別のコードブックに含まれる。
ランク

の送信を想定すると、ｌ番目の層（

）の次元

Ｓの複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダ

は、（ｇＮＢでの二重偏波送信アンテナアレイを想定する）（列方向の）クロネッカー積によって以下のように表され、

（１）
ここで、

はｌ番目の層の偏波ごとのビームの数、

はｌ番目の層およびｕ番目のビームの遅延の数、

はｌ番目の層、ｕ番目のビーム、およびｄ番目の遅延のドップラー周波数成分の数であり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の遅延、

番目の空間ビーム、およびドップラー遅延ビームプリコーダの

番目（

）の偏波に関連付けられた、コードブックマトリック

から選択された、サイズ

の

番目のドップラー周波数ベクトルであり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、およびドップラー遅延ビームプリコーダの

番目の偏波に関連付けられた、コードブックマトリックス

から選択された、サイズ

の

番目の遅延ベクトルであり、
−

は、コードブックマトリックス

から選択されたｌ番目の層に関連付けられた

番目の空間ビーム（偏波と無関係）であり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、

番目の遅延、

番目のドップラー周波数、およびドップラー遅延ビームプリコーダの

番目の偏波に関連付けられたドップラー遅延係数であり、
−

は、特定の平均総送信電力、たとえば全てのプリコーダ層にわたる平均総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である。
ドップラー遅延ビーム複合プリコーダマトリックスの構造が図９に示されており、これは、サイズ

の複合ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスを示している。

別の実施形態によれば、ドップラー遅延ビームプリコーダは、二段プリコーダとして表現され得る。

ここで、

および

そして

は複素ドップラー遅延ビーム結合係数を含み、

。

実施形態によれば、ビーム、遅延、およびドップラー周波数成分の数（

）の値は、上位層（たとえば、ＲＲＣ、またはＭＡＣ）信号伝達を介して、またはｇＮＢからＵＥへのダウンリンクグラントにおけるＤＣＩ（物理層信号伝達）の一部として、構成される。別の実施形態によれば、ＵＥは、（

）の好適な値をＣＳＩ報告の一部として報告する。別の実施形態によれば、（

）の値は、ＵＥによって先験的に既知である。

空間ビームの選択
実施形態によれば、空間ビームの数

および選択されるビームは、送信層に依存し得る。１つの方法では、選択された空間ビームのサブセット

は、層のサブセットについて同一であり得る。たとえば、第１層で偏波ごとに

個のビーム、第２層で偏波ごとに

個のビーム、第３層で偏波ごとに

個のビーム、および第４層で偏波ごとに

個のビームを有する４層送信では、第１層および第２層の最初の２つの空間ビームは同一であり（

）、最初の２つの層ならびに第３および第４層の残りの空間ビームは異なる（

。別の方法では、ビームの数は、層のサブセットについて同一である。たとえば、４層送信では、第１層のビームの数は、第２層のビームの数と同一であり

、残り２つの層では異なる（

）。
実施形態によれば、空間ビームの数およびビームインデックスは、全ての層について同一であり得、送信層インデックスには依存しない。

遅延または遅延差の選択
実施形態によれば、遅延または遅延差は、ビームおよび送信層に依存し得る。１つの方法では、送信層の空間ビームのサブセットに関連付けられた遅延のサブセットは、同一であり得る。たとえば、ｌ番目の層および最初の偏波で４つのビームを使用する送信では、ビーム１およびビーム２に関連付けられた最初の２つの遅延は同一であり（

）、最初の２つのビームの残りの遅延（

）ならびに第３および第４のビームの遅延は異なっている。さらなる方法では、送信層のビームのサブセットの遅延の数は同一であり得る。たとえば、第１のビームの遅延の数は、第２のビームの遅延の数と同一である（

）。さらなる方法では、遅延のサブセットは、空間ビームおよび送信層のサブセットについて同一であり得る。たとえば、第１層の第１のビームおよび第２のビームに関連付けられた２つの遅延は、第２層の第１のビーおよび第２のビームに関連付けられた２つの遅延と同一であり得る（

。遅延の数とビームおよび層ごとの遅延との組み合わせとの別の例も、除外されるものではない。
実施形態によれば、遅延の数およびビームごとの遅延は、送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、送信層について同一であり得る。
実施形態によれば、遅延の数ならびにビームごとおよび層の遅延は、全てのビームおよび層が同じ遅延に関連付けられるように、送信層について同一であり得る。

ドップラー周波数成分の選択
実施形態によれば、ドップラー周波数成分は、遅延、ビーム、および送信層に依存し得る。１つの方法では、遅延のサブセットおよび空間ビームのサブセットに関連付けられたドップラー周波数成分は、同一であり得る。たとえば、ｌ番目の層で４つのビームを使用する送信では、ビーム１およびビーム２の最初の遅延のドップラー周波数成分のいくつかは同一であり（

）、最初の２つのビームの最初の遅延の残りのドップラー周波数成分ならびに第３および第４のビームおよび残り２つの遅延のドップラー周波数成分は異なっている。さらなる方法では、送信層の遅延および／またはビームのサブセットのドップラー周波数成分の数は同一であり得る。たとえば、第１のビームの

番目の遅延のドップラー周波数成分の数は、第２のビームのドップラー周波数成分の数と同一である（

）。さらなる方法では、ドップラー周波数成分のサブセットは、遅延のサブセット、空間ビームのサブセット、および送信層のサブセットについて同一であり得る。たとえば、最初の遅延ならびに第１層の第１のビームおよび第２のビームに関連付けられた２つのドップラー周波数成分は、第２層の第１のビームおよび第２のビームの最初の遅延に関連付けられた２つのドップラー周波数成分と同一であり得る（

。ドップラー周波数成分の数とビームおよび層ごとのドップラー周波数成分との組み合わせとの別の例も、除外されるものではない。
実施形態によれば、送信層のビームごとの全ての遅延が同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、ドップラー周波数成分の数、ならびに遅延およびビームごとのドップラー周波数成分は、送信層について同一であり得る。
実施形態によれば、全ての送信層のビームごとの全ての遅延が同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、ドップラー周波数成分の数、ならびに遅延およびビームごとのドップラー周波数成分は、全ての送信層について同一であり得る。

ドップラー遅延ビームプリコーダの

、

、および

のＤＦＴ−コードブックマトリックス構造
次に、上述のコードブックを実装するための実施形態が説明される。
実施形態によれば、ベクトル（空間ビーム）

は、サイズ

のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックス

から選択される。ＤＦＴ−コードブックマトリックスは、２つのオーバーサンプリング係数

および

によってパラメータ化される。ＤＦＴ−コードブックマトリックスはベクトルのセットを含み、ここで各ベクトルは、垂直ビームに対応する長さ

のＤＦＴベクトル

と水平ビームに対応する長さ

のＤＦＴベクトル

とのクロネッカー積によって表される。
実施形態によれば、通信デバイスは、無線リソース制御（ＲＲＣ）層または物理層（Ｌ１）パラメータを使用して、送信機から以下の値を受信する。
−第１のコードブック（

）の構成のための、

、ならびにオーバーサンプリング係数

および

。
実施形態によれば、通信デバイスは、第１のコードブック（

）の構成のために、先験的に既知の値

、ならびにオーバーサンプリング係数

および

を使用する。
遅延ベクトル

は、サイズ

のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックス

から選択され得る。ＤＦＴ−コードブックマトリックス

は

個のベクトルを含み、ここで各ベクトルは、長さ

のＤＦＴベクトル

によって表される。コードブックマトリックスの各エントリは、特定の遅延に関連付けられている。ＤＦＴ−コードブックマトリックスは、オーバーサンプリング係数

によってパラメータ化される。

実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

を、送信機から受信する。
実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

を使用する。
実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータオーバーサンプリング係数

を、送信機から受信する。

実施形態によれば、通信デバイスは、遅延ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、

の先験的に既知（デフォルト）のオーバーサンプリング係数を使用する。
ドップラー周波数ベクトル

は、サイズ

のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックス

から選択され得る。ＤＦＴ−コードブックマトリックス

は

個のベクトルを含み、ここで各ベクトルは、長さ

のＤＦＴベクトル

によって表される。コードブックマトリックスの各エントリは、特定のドップラー周波数に関連付けられている。ＤＦＴ−コードブックマトリックスは、オーバーサンプリング係数

によってパラメータ化される。

実施形態によれば、通信デバイスは、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ

を、送信機から受信する。
実施形態によれば、通信デバイスは、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

を使用する。
実施形態によれば、通信デバイスは、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータオーバーサンプリング係数

を、送信機から受信する。
実施形態によれば、通信デバイスは、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、

の先験的に既知（デフォルト）のオーバーサンプリング係数を使用する。
なお、

のとき、空間ＤＦＴコードブックの

番目の次元に対してはオーバーサンプリングが適用されないことに留意されたい。同様に、

のとき、遅延ＤＦＴコードブック

に対してはオーバーサンプリングが適用されず、コードブックマトリックスは、サイズ

のＤＦＴマトリックスによって与えられる。同様に、

のとき、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック

に対してはオーバーサンプリングが適用されず、コードブックマトリックスは、サイズ

のＤＦＴマトリックスによって与えられる。

ドップラー遅延ビームプリコーダ

のＵＥ側の選択
ＵＥは、性能測定基準に基づいて、好適なドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス

を選択する（図４のステップ２５６参照）。
実施形態によれば、ＵＥは、構成されたＳＢ、ＰＲＢ、またはサブキャリアごとに、ドップラー遅延プリコーダマトリックス

および多次元チャネルテンソル

の関数である、相互情報量

を最適化するプリコーダビームマトリックス

を選択する。
別の実施形態によれば、

個の空間ビーム、ドップラー周波数、および遅延が段階的に選択される。たとえば、ランク１の送信では、第１のステップで、ＵＥは、（たとえば、ランク１の送信の）相互情報量を最適化する

個の空間ビームを選択する。

（ランク１の場合）。
第２のステップで、ＵＥは、

個の空間ビーム

を用いて次元

のビームフォーミングチャネルテンソル

を計算する。
第３のステップで、ＵＥは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル、遅延ＤＦＴベクトル、およびドップラー遅延ビーム結合係数の３タプルを選択し、ここで、ドップラー周波数および遅延ＤＦＴベクトルは、相互情報量

が最適化されるように、コードブック

および

からそれぞれ選択される。

ドップラー遅延ビームプリコーダ

のＲＩのＵＥ側の選択
実施形態によれば、ＵＥは、報告のために、ランクインジケータ（ＲＩ）を選択し得る（図４のステップ２５８参照）。ＲＩ報告がＵＥで構成されるとき、ＵＥは、送信のためのランクインジケータ（層の総数）を報告する。ランクインジケータは、ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス

（

）に関して選択され（上記の式（１）参照）、ドップラー遅延ビームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる層の平均数を示す。

ドップラー遅延ビームプリコーダ

のＣＱＩのＵＥ側の選択
実施形態によれば、ＵＥは、報告のために、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を選択し得る（図４のステップ２５８参照）。ＣＱＩ報告がＵＥで構成されるとき、ＵＥは、信号対干渉および雑音比（ＳＩＮＲ）、平均ビット誤り率、平均スループットなどのような特定の性能測定基準に基づいて、好適なＣＱＩを報告する。
たとえば、ＵＥは、Ｔ個の時刻について選択された複合ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス

（上記の式（１）参照）および所与の多次元チャネルテンソル

のためにＵＥで平均ブロック誤り率

を最適化するＣＱＩを選択し得る。ＣＱＩ値は、ドップラー遅延ビームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる「平均」ＣＱＩを表す。
また、別の実施形態によれば、構成されたＳＢごとのＣＱＩ（複数のＣＱＩ報告）は、Ｔ個の時刻について選択された複合ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス

（上記の式（１）参照）および所与の多次元チャネルテンソル

を使用して報告され得る。

ドップラー遅延ビームプリコーダ

のＰＭＩ報告
実施形態によれば、ＵＥは、報告のために、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）を選択し得る（図４のステップ２５８参照）。ＰＭＩ報告がＵＥで構成されるとき、ＵＥは、少なくとも２成分ＰＭＩを報告する。
第１のＰＭＩ成分は、選択されたベクトル

、

、および

に対応することができ、３タプルのセットの形態で表されることが可能であり、各３タプル

は、選択された空間ビームベクトル

、選択された遅延ベクトル

、および選択されたドップラー周波数ベクトル

に関連付けられている。たとえば、３タプルのセットは、ランク１の送信について

で表され得る。ここで、

は空間ビームの選択されたＤＦＴベクトルの

個のインデックスを含み、

は選択された遅延ベクトルの

個のインデックスを含み、

は選択されたドップラー周波数ベクトルの

個のインデックスを含む。

図９は、ビームごとに等しい数

の遅延ならびに遅延およびビームごとに等しい数

のドップラー周波数成分を想定する、層１の送信のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分に関連付けられたフィードバックインデックスを示す。図１０は、層１の送信の

の例を示す。

のサブセット

は、コードブック

から選択されたビームインデックスを表し、

によって示される。

のサブセット

は、コードブック

から選択された遅延インデックスを表し、

によって示される。

のサブセット

は、コードブック

からの選択されたドップラー周波数インデックスを表し、

によって示される。
実施形態によれば、

個のドップラー遅延ビーム結合係数

をＵＥからｇＮＢに報告するために、ＵＥは、コードブックアプローチを使用して係数を量子化し得る。量子化された結合係数は、

、第２のＰＭＩによって表される。２つのＰＭＩがｇＮＢに報告される。
経路損失およびシャドウフェージングなどの大規模チャネルパラメータは、経時的に急速に変化せず、チャネル変動は主に、小規模なチャネルフェージングに関連する。これは、経路成分およびチャネル遅延のようなインパルス応答のＭＩＭＯチャネルパラメータがより長い期間にわたって変化せず、ＵＥの動きによって生じたチャネル変動がＭＩＭＯチャネル経路成分の位相変動を生じるだけであることを意味する。これは、空間ビーム、プリコーダドップラー周波数ＤＦＴベクトル、遅延ＤＦＴベクトル、ならびにドップラー遅延ビーム三段プリコーダ

のドップラー遅延係数が、長期間にわたって同一のままとなり、あまり頻繁に更新される必要がないことを意味する。

最も強い遅延インジケータ
実施形態によれば、プロセッサは、
−ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを計算するためのビームの遅延インデックスを選択し、
−最も強い遅延に対応する遅延インデックスを示し、
−最も強い遅延インデックスの表示を有する遅延インデックスを送信機にフィードバックする
ように構成されている。
たとえば、最も強い遅延は、選択されたビームの遅延に関連付けられた他の全ての結合係数に対して最大指数を有するドップラー遅延ビーム結合係数に関連付けられ得る。送信機に報告される遅延インデックスは、最初のインデックスが最も強い遅延に関連付けられるようにソートされ得る。最も強い遅延は、複数のユーザのスケジューリング決定を最適化するため、およびドップラー遅延ビーム三段プリコーディングがマルチユーザ送信に適用されるときにユーザ間の干渉を低減するために、送信機で使用され得る。

最も強いドップラー周波数インジケータ
実施形態によれば、プロセッサは、
−ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを計算するための遅延およびビームのドップラー周波数成分を選択し、
−最も強いドップラー周波数成分に対応するドップラー周波数成分インデックスを示し、
−最も強いドップラー周波数成分インデックスの表示を有するドップラー周波数成分インデックスを送信機にフィードバックする
ように構成されている。
最も強い遅延インジケータと同様に、最も強いドップラー周波数は、選択された遅延およびビームのドップラー周波数成分に関連付けられた他の全ての結合係数に対して最大指数を有するドップラー遅延ビーム結合係数に関連付けられ得る。送信機に報告されるドップラー周波数インデックスは、最初のインデックスが最も強いドップラー周波数に関連付けられるようにソートされ得る。

ドップラー遅延ビームプリコーダ

のｇＮＢにおけるプリコーダ構造
実施形態によれば、ｇＮＢは、図１１に示されるコードブックベースの構造にしたがってプリコーダマトリックスを構成するために、ＵＥからの２成分ＰＭＩフィードバックを使用することができ、図１１は、ｇＮＢにおけるｌ番目の層のプリコーダのコードブックベースの構造、および例示的な構成

のためのｌ番目の層のプリコーダとアンテナポート（ＡＰ）との関連付けを示している。プリコーダマトリックス情報は、送信パラメータを現在のマルチユーザチャネル状態に適合させるために送信信号に適用されるマルチユーザプリコーディングマトリックスを計算するために使用される。上記のドップラー遅延ビーム複合プリコーダマトリックスの定義は、未来の時間インスタンスのプリコーダマトリックスの予測も容易にする。このようにして、ＣＳＩ報告数を大幅に低減することができ、フィードバックオーバーヘッドが節約される。

個の未来の時刻のドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス予測を容易にするために、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

は、長さ

のベクトル

に周期的に拡張され得る。周期的拡張は、以下によって定義され、

ここで、

である。ｌ番目の層および

番目（

）の時刻の予測されたプリコーダマトリックスは、以下によって与えられ、

ここで、

は

のｑ番目のエントリである。
予測されたプリコーディングマトリックスは、たとえば、ユーザの現在および未来のプリコーダマトリックスの知識を使用して全てのユーザのスループットを最適化しようとする、予測マルチユーザスケジューリングアルゴリズムにおいて使用され得る。

ドップラー遅延ビーム結合係数のコードブック
実施形態によれば、ＵＥは、複素ドップラー遅延係数

をコードブックアプローチで量子化するように構成され得る。各係数は以下によって表され、

ここで、
−

は、

ビットで量子化された偏波、ビーム、遅延、およびドップラー周波数依存振幅係数であり、
−

は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、および任意の高次コンステレーションによって表される位相を表す。
別の実施形態によれば、各係数は、その実数部および虚数部によって以下のように表され、

ここで、

および

は、各々

ビットで量子化されている。

ドップラー遅延ビームプリコーダ

のためのｇＮＢにおけるプリコーダ適用
実施形態によれば、ＵＥは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩ計算について、ｇＮＢが、以下のように、上記の式（１）に関して計算されたドップラー遅延ビームプリコーダを、

個の層のアンテナポート

上のＰＤＳＣＨ信号に適用することを想定してもよく、

＝

ここで、

は、ＴＳ３８．２１１［１］の７．３．１．４項で定義された層マッピングからのＰＤＳＣＨシンボルのシンボルベクトル、

であり、

は、時刻ｔにおける層

のｉ番目のシンボルであり、

は、時刻

にアンテナポート

上で送信された、プリコードされたシンボルであり、

は予測されたプリコーダマトリックスであり、

は

のｔ番目のブロックおよびｉ番目の列である。
アンテナポート［３０００，３０００＋Ｐ−１］上で送信された対応するＰＤＳＣＨ信号

は、ＴＳ３８．２１４［２］の４．１項で与えられる比率に等しい、ＣＳＩ−ＲＳ ＥＰＲＥに対する、リソース要素あたりのエネルギー（ＥＰＲＥ）の比率を有する。

ドップラービーム二段複合プリコーダ
本発明のさらなる実施形態は、チャネル時間発展を追跡するための既存のＣＳＩ−ＲＳの拡張、たとえば、多経路チャネル環境におけるＵＥの大きな動きのために高速に変化するチャネル状態を有し、チャネルコヒーレンス時間が短いチャネルを提供する。本発明は、チャネル状態が変動するチャネルであっても、チャネル時間発展を追跡することにより、ＣＳＩはあまり頻繁に更新される必要がなく、たとえばチャネルコヒーレンス時間が長いチャネルと同様の割合でよく、これによってフィードバックオーバーヘッドを低減または回避するので、有利である。たとえば、経路損失およびシャドウフェージングなどの大規模チャネルパラメータは、チャネル変動が主に小規模なチャネルフェージングに関連するように、チャネルコヒーレンス時間が短いチャネルであっても、経時的に急速に変化しない可能性がある。これは、経路成分およびチャネル遅延のようなインパルス応答のＭＩＭＯチャネルパラメータがより長い期間にわたって変化せず、ＵＥの動きによって生じたチャネル変動がＭＩＭＯチャネル経路成分の位相変動を生じるだけであることを意味する。これは、空間ビームおよびドップラービーム二段プリコーダのプリコーダドップラー周波数ＤＦＴベクトルが、長期間にわたって同一または実質的に同一のままとなり、あまり頻繁に更新される必要がないことを意味する。
現在のＣＳＩフィードバックスキームが十分ではない、従来のアプローチにおける上述の問題に対処するために、本発明の実施形態は、チャネル時間発展を考慮し、フィードバック率を低下させるために圧縮形式で現在および未来のＲＩ、ＰＭＩ、およびＣＱＩに関する情報を提供する、ＣＳＩの追跡時間発展または新しい暗黙的なＣＳＩ報告スキームを可能にするＣＳＩ−ＲＳ設計を提供する。

図１２は、本発明の一実施形態による、ＣＳＩパラメータ、ＣＳＩ測定、複合プリコーダマトリックス計算、およびＣＳＩ報告の構成を示すフロー図である。ＵＥは、ＵＥへの送信に使用される割り当てられたＣＳＩ−ＲＳポートの数に関する情報を含む、上位層（ＲＲＣなど）を介したＣＳＩ−ＲＳリソース構成で構成され得る。ＣＳＩ−ＲＳポートの数

は

に等しく（ここで、共偏波アレイアンテナではＰ＝１、および基地局の二重偏波アレイアンテナではＰ＝２）、ここで

および

は、それぞれｇＮＢアレイの第１および第２の空間次元のアンテナポートの数である。ＵＥは、ＵＥにおける、ＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩなどのＣＳＩフィードバックパラメータの評価のための情報も含む、上位層および／または物理層を介した（ＤＣＩを介した）ＣＳＩ報告構成で構成されている。基地局またはｇＮＢは、上位層または物理層を介して

および

の少なくとも４つの整数値を信号伝達し、ここで

は第１のコードブックを構成するために使用され、

はＵＥでのＰＭＩ分解／計算のために第２のコードブックを構成するために使用される。ＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩの選択は、引き続き説明される実施形態にしたがって、ＵＥで実行される。したがって、第１のコードブック

は複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分を含み、第２のコードブック

は複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分を含む。

実施形態によれば、第１および第２のコードブック

、

は、オーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み得る。たとえば、第１のコードブック

は、ベクトル

が選択されるサイズ

の第１のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含んでもよく、ここで

および

は、それぞれアンテナポートの第１および第２の数を指し、

および

は、

および

を有するオーバーサンプリング係数を指す。第２のコードブック

は、ドップラー周波数ベクトル

が選択されるサイズ

の第２のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含んでもよく、ここで

は、観察時間中の時間インスタンスの数を指し、

は、コードブックのオーバーサンプリング係数を指す。基地局またはｇＮＢは、

の整数、および

に加えて、上位層または物理層を介して、オーバーサンプリング係数

、

、および

を信号伝達し得る。なお、

のとき、空間ＤＦＴコードブックの

番目の次元に対してはオーバーサンプリングが適用されないことに留意されたい。同様に、

のとき、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック

に対してはオーバーサンプリングが適用されず、コードブックマトリックスは、サイズ

のＤＦＴマトリックスによって与えられる。

ステップ２５０’で、ｇＮＢまたは基地局は、ＣＳＩ−ＲＳ構成およびＣＳＩ報告構成をＵＥに送信する。実施形態によれば、ＣＳＩ−ＲＳ構成は、ＴＳ３８．２１１［１］の７．４．１．５項およびＴＳ．３８．３３１［４］の６．３．２項に関する（１つ又は複数の）ＣＳＩ−ＲＳリソース構成を含み得る。さらに、ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる追加の上位層パラメータ構成が含まれる。
ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎは、チャネルの時間発展を追跡できるようにするＣＳＩ−ＲＳ設計を提供するために含まれている。実施形態によれば、ＵＥは、ＣＳＩの時間発展を追跡するために、上述のＴＳ３８．２１１［２］の条項７．４．１．５およびＴＳ．３８．３３１［４］の条項６．３．２からの構成に加えて、上位層パラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎを有する（１つ又は複数の）ＣＳＩ−ＲＳリソースセット構成で構成されている。ＣＳＩ−ＲＳが繰り返される連続スロットの数に関して、ＣＳＩ−ＲＳの時間領域繰り返しは、上位層パラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎによって提供される。ＮＲ数秘術

のＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎの可能な値は

個のスロットであり、ここで、

である。ＮＲ数秘術

は、たとえば、ＮＲ規格にしたがって

のサブキャリア間隔を定義する。

図５および図６を参照して上記で説明されたように、たとえば、

の値またはパラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが構成されないとき、複数のスロットにわたってＣＳＩ−ＲＳの繰り返しが存在しない。バースト期間は、スロットサイズの縮小に対応するために、数秘術を用いて調整される。ＣＳＩ−ＲＳの周期性で使用されるのと同じロジックを使用する。図５（ａ）は、１０スロットの周期性を有して繰り返しのないＣＳＩ−ＲＳを示し（ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが構成されていない、またはＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝０）、図５（ｂ）は、１０スロットの周期性および４スロットの繰り返しを有するＣＳＩ−ＲＳを示す（ＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝４）。図６は、一実施形態によるＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ情報要素を示す。新しいＲＲＣパラメータＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎの情報要素は以下の通りである。テキストｂｕｒｓｔＳｌｏｔｓの次の値は

の値を示し、これは所与の新無線数秘術

（［１］参照）について、ＣＳＩ−ＲＳのバースト期間

、すなわちＣＳＩ−ＲＳ繰り返しの連続スロットの数を提供する。

複数の連続スロットにわたるバースト−ＣＳＩ−ＲＳは、以下でより詳細に説明される方法で、ＣＳＩの時間発展情報の抽出およびプリコーダマトリックスの報告を、たとえばＰＭＩの一部として、可能にする。言い換えると、ＵＥは、複数の連続スロットにわたって（１つ又は複数の）ＣＳＩ−ＲＳリソースの繰り返しとともに以下で説明される実施形態にしたがってＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩを計算し、これらを相応に報告することができる。

図１２のフロー図に戻ると、ｅＮＢによって提供されたＣＳＩ報告構成は、ＴＳ３８．２１４［２］の５．２．１．１項に関するＣＳＩ報告構成、および以下の上位層パラメータ：以下の追加パラメータとともにＴＳ３８．３３１［１］に列挙されたＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙであってもよい。
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ
・ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ

報告量で言及されるＣＲＩ（ＣＳＩ−ＲＳリソースインジケータ）、ＲＩ（ランクインジケータ）、およびＬＩ（層インジケータ）が報告され、すなわち、報告される可能な値およびＣＲＩ、ＲＩ、およびＬＩを報告するためのフォーマットは、ＴＳ３８．２１４［２］のものと同一である。ＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙで言及されるＰＭＩ量は、以下の実施形態で説明されるようなドップラー周波数成分構成を含むＰＭＩＤＤ＝ＰＭＩ値として定義される。
報告量で言及されるようなＣＱＩ値、予測ＣＱＩ値など（構成されている場合）は、複数の時間スロットにわたって、引き続き説明される実施形態で説明されるように計算され得る。報告されるＣＱＩの値は、ＴＳ３８．２１４［２］で言及されているのと同一である。

加えて、以下のパラメータは、物理層または上位層（ＲＲＣ）パラメータを介してｅＮＢによってユーザ機器に信号伝達され得る。
○ドップラー周波数成分コードブック

の構成の

の値は、パラメータＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｔによって表される。コードブック

のオーバーサンプリング係数

は、ＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｏ２によって表される。
○以下で説明されるような、第１のコードブック

の構成のパラメータ

ならびにオーバーサンプリング係数

および

。パラメータ

および

は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｎ１およびＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｎ２によって表される。オーバーサンプリング係数

および

は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｏ１＿１およびＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ−Ｏ１＿２によって表される。

報告構成に応答して、ＵＥは、
−ステップ２５２’で、

個の連続する時刻／スロットにわたってダウンリンクＣＳＩ−ＲＳの測定を実行し、
−ステップ２５４’で、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルテンソル

を構成し、
−ステップ２５６’で、以下でより詳細に説明されるような特定の性能測定基準に関して、各層のドップラービーム複合二段プリコーダマトリックスを選択し（ＰＭＩ選択）、
−ステップ２５８’で、選択されたドップラー遅延ビーム複合三段プリコーダマトリックスならびにＭＩＭＯチャネルテンソル

および未来の時刻のＭＩＭＯチャネルテンソルの予測のうちの少なくとも１つを使用して、未来の時刻または未来の時刻のセットのＣＱＩ値、予測ＣＱＩ値、または予測された差分ＣＱＩ値（構成されている場合）を計算し、任意選択的に、選択されたドップラー遅延ビーム複合三段プリコーダマトリックスおよびＭＩＭＯチャネルテンソル

を使用してＲＩ値（構成されている場合）を選択し、
−ステップ２６０’で、ＣＳＩ報告をｇＮＢに送信する。
ｇＮＢは、ステップ２６２’で、マルチユーザプリコーディングマトリックス計算および未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、ドップラービーム複合二段プリコーダマトリックス（ＰＭＩ報告）を再構成する。

コードブックサイズの縮小
本発明の一態様によれば、複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、定義される。上述の２つのコードブック

および

を採用する実施形態によれば、第２のコードブックマトリックス

のエントリは、

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスのサブマトリックスまたは複数のサブマトリックスによって与えられてもよく、ここで、

および

は、それぞれ観察時間中の時間インスタンスの数およびコードブックのオーバーサンプリング係数を指す。この態様は、ドップラー周波数成分が、典型的に、限られた値の範囲のみを有すること、およびこの限られた範囲のため、コードブックマトリックスの全てのエントリが二段プリコーダを構成するために受信機で使用される必要はないという発見に基づく。本発明のアプローチによれば、コードブックのサイズ、およびプリコーダを構成するためのコードブックエントリ（ドップラー周波数成分）を選択する複雑さが、大幅に低減される。

値の範囲は、ビームフォーミングベクトル

をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られる

個のビームフォーミングチャネルのドップラー周波数の広がりに依存し得る。したがって、プリコーダを構成するために受信機で使用されるコードブックマトリックス

のエントリは、サブマトリックスによって与えられてもよく、もしくは

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスを含んでもよい。たとえば、コードブック

は、

［

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックス

［

］の最初のＮ列によって定義され、ここで

である。ＤＦＴコードブックマトリックス

は、

［

，

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの最初の

列および最後の

列によって定義され得る。また、コードブックマトリックス

は、

［

］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの

列によって定義され得る。コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスも含み得る。

列および

列によって定義された２つのＤＦＴサブマトリックスの場合、コードブックマトリックスは、

［

］によって与えられる。

実施形態によれば、通信デバイスは、ＤＦＴコードブック

の構成に使用されるＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数の列を示す上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータを、送信機から受信する。
実施形態によれば、通信デバイスは、ＤＦＴコードブック

の構成に使用されるＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数の列を示す先験的に既知（デフォルト）のパラメータを使用する。
プリコーダマトリックスを構成するために選択されなかったドップラー周波数インデックスのフィードバック

実施形態によれば、受信機は、

個のエントリ／列を含むコードブックマトリックス

からｌ番目の層のドップラービーム二段プリコーダマトリックスを構成するために、

個のドップラー周波数成分を選択し、

個の選択されなかったドップラー周波数成分インデックスをコードブックマトリックス

から送信機にフィードバックするように構成されている。たとえば、コードブックマトリックス

［

が５つのエントリ／列を含み、受信機がドップラービーム二段プリコーダを構成するための最初のビームおよびｌ番目の層について３つのドップラー周波数成分を選択するように構成され、ベクトル

を選択するとき、受信機は、インデックス

および

（または相対インデックス３および４）を送信機にフィードバックする。
ドップラー周波数成分の数

は、（全てのビームの場合）

となるように、ビームのサブセットについて同一であり得る。

複合ドップラービーム二段プリコーダを使用するＣＱＩ／ＰＭＩ報告
実施形態によれば、ＵＥがＣＳＩ−ＲＳリソースおよびＣＳＩ報告構成で構成されると（図１２のステップ２５０’参照）、ＵＥは、ＰＲＢ上のダウンリンクＣＳＩ−ＲＳの測定を使用して量子化されていない明示的なＣＳＩを推定し、ここでＣＳＩ−ＲＳは、周波数領域内の

個の連続する時刻／スロットにわたって構成される（図１２のステップ２５２’参照）。
実施形態によれば、明示的なＣＳＩは、次元

の三次元チャネルテンソル（三次元アレイ）

によって表され、

は構成されたサブバンド／ＰＲＢ、サブキャリアの数であり（上記の図８参照）、

、ここで

はＵＥ受信アンテナの数である。ここで、チャネルテンソルの第１、第２、および第３の次元は、それぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの空間、周波数、および時間成分を表す。
別の実施形態によれば、明示的なＣＳＩは、次元

の四次元チャネルテンソル

によって表され、ここで

である。ここで、

の第１および第２の次元は、それぞれ時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの受信側および送信側空間成分を表す。

の第３および第４の次元は、それぞれＭＩＭＯチャネルの周波数および時間成分を表す。

次のステップで、ＵＥは、チャネルテンソル

の形態の明示的なＣＳＩおよび以下の２つのみのコードブックを使用して構成された複合ドップラービーム二段プリコーダを使用してＣＱＩを計算する。
−ドップラービームプリコーダの送信側空間（ビーム）の第１のコードブック

、および
−ドップラー遅延ビームプリコーダのドップラー周波数成分の第２のコードブック

。
実施形態によれば、２つの別個のコードブックを使用する代わりに、上述のビームおよびドップラー周波数成分が単一または共通のコードブックに含められてもよい。
ランク

の送信を想定すると、ｌ番目の層（

）およびｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢ（

）の次元

Ｓの複合ドップラービーム二段プリコーダ

は、（ｇＮＢでの二重偏波送信アンテナアレイを想定する）（列方向の）クロネッカー積によって以下のように表され、

（２）
ここで、
−

はｌ番目の層の偏波ごとのビームの数であり、
−

はｌ番目の層、ｕ番目のビームのドップラー周波数成分の数であり、
−

はｌ番目の層、

番目の空間ビーム、およびプリコーダの

番目（

）の偏波に関連付けられたサイズ

の

番目のドップラー周波数ベクトルであり、
−

は、ｌ番目の層に関連付けられた

番目の空間ビームであり、
−

は、ｌ番目の層、

番目の空間ビーム、

番目のドップラー周波数、ｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢ、およびプリコーダの

番目の偏波に関連付けられたドップラービーム結合係数であり、
−

は、特定の総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である。

実施形態によれば、ドップラービーム二段プリコーダはマトリックスベクトル表記で表され、

ここで、

および

ならびに

は複素ドップラービーム結合係数を含み、

。
実施形態によれば、ビームおよびドップラー周波数成分の数（

）の値は、上位層（たとえば、ＲＲＣ、またはＭＡＣ）信号伝達を介して、またはｇＮＢからＵＥへのダウンリンクグラントにおけるＤＣＩ（物理層信号伝達）の一部として、構成される。別の実施形態によれば、ＵＥは、（

）の好適な値をＣＳＩ報告の一部として報告する。別の実施形態によれば、（

）の値は、ＵＥによって先験的に既知である。

空間ビームの選択
実施形態によれば、空間ビームの数

および選択されるビームは、送信層に依存し得る。１つの方法では、選択された空間ビームのサブセット

は、層のサブセットについて同一であり得る。たとえば、第１層で偏波ごとに

個のビーム、第２層で偏波ごとに

個のビーム、第３層で偏波ごとに

個のビーム、および第４層で偏波ごとに

個のビームを有する４層送信では、第１層および第２層の最初の２つの空間ビームは同一であり（

）、最初の２つの層ならびに第３および第４層の残りの空間ビームは異なる（

。別の方法では、ビームの数は、層のサブセットについて同一である。たとえば、４層送信では、第１層のビームの数は、第２層のビームの数と同一であり

、残り２つの層では異なる（

）。
実施形態によれば、空間ビームの数およびビームインデックスは、全ての層について同一であり得、送信層インデックスには依存しない。

ドップラー周波数成分の選択
実施形態によれば、ドップラー周波数成分は、ビームおよび送信層に依存し得る。１つの方法では、送信層の空間ビームのサブセットに関連付けられたドップラー周波数成分のサブセットは、同一であり得る。たとえば、ｌ番目の層で４つのビームを使用する送信では、ビーム１およびビーム２のドップラー周波数成分のいくつかは同一であり（

、最初の２つのビームの残りのドップラー周波数成分（

）ならびに第３および第４のビームのドップラー周波数成分は異なっている。さらなる方法では、送信層のビームのサブセットのドップラー周波数成分の数は同一であり得る。たとえば、第１のビームのドップラー周波数成分の数は、第２のビームのドップラー周波数成分の数と同一である（

）。さらなる方法では、ドップラー周波数成分のサブセットは、空間ビームのサブセットおよび送信層のサブセットについて同一であり得る。たとえば、第１層の第１のビームおよび第２のビームに関連付けられた２つのドップラー周波数成分は、第２層の第１のビームおよび第２のビームに関連付けられた２つのドップラー周波数成分と同一であり得る（

。ドップラー周波数成分の数とビームおよび層ごとのドップラー周波数成分との組み合わせとの別の例も、除外されるものではない。
実施形態によれば、送信層の全てのビームが同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、ドップラー周波数成分の数、ならびにビームごとのドップラー周波数成分は、送信層について同一であり得る。

ドップラービームプリコーダの

および

のＤＦＴ−コードブックマトリックスの構造
次に、上述のコードブックを実装するための実施形態が説明される。
実施形態によれば、ベクトル（空間ビーム）

は、サイズ

のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックス

から選択される。ＤＦＴ−コードブックマトリックスは、２つのオーバーサンプリング係数

および

によってパラメータ化される。ＤＦＴ−コードブックマトリックスはベクトルのセットを含み、ここで各ベクトルは、垂直ビームに対応する長さ

のＤＦＴベクトル

と水平ビームに対応する長さ

のＤＦＴベクトル

とのクロネッカー積によって表される。

ドップラー周波数ベクトル

は、オーバーサンプリングされていない、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックス

から選択され得る。コードブックマトリックスの各エントリは、特定のドップラー周波数に関連付けられている。ＤＦＴ−コードブックマトリックスは、オーバーサンプリング係数

によってパラメータ化され得る。
実施形態によれば、コードブックマトリックス

は、

のＤＦＴマトリックスまたは

のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義されてもよく、ここで、

および

は、それぞれ観察時間中の時間インスタンスの数およびオーバーサンプリング係数を指す。
実施形態によれば、通信デバイスは、上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータを使用して、送信機から以下の値を受信する。
−第１空間コードブック（

）の構成のためのパラメータ

ならびにオーバーサンプリング係数

および

、ならびに
−第２ドップラー周波数成分コードブック（

）の構成のための

の値。

実施形態によれば、通信デバイスは、第１のコードブック（

）の構成のために、先験的に既知の値

、ならびにオーバーサンプリング係数

および

を使用する。
実施形態によれば、通信デバイスは、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、先験的に既知（デフォルト）のパラメータ

を使用する。
別の実施形態によれば、通信デバイスは、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータオーバーサンプリング係数

を、送信機から受信する。

実施形態によれば、通信デバイスは、ドップラー周波数ＤＦＴコードブック（

）の構成のために、

の先験的に既知（デフォルト）のオーバーサンプリング係数を使用する。
ドップラービームプリコーダ

のＵＥ側の選択
実施形態によれば、ＵＥは、性能測定基準に基づいて、好適なドップラービームプリコーダマトリックス

を選択する（図１２のステップ２５６’参照）。
実施形態によれば、ＵＥは、構成されたＳＢ、ＰＲＢ、またはサブキャリアごとに、ドップラービームプリコーダマトリックス

および多次元チャネルテンソル

の関数である、相互情報量

を最適化するプリコーダマトリックス

を選択する。

別の実施形態によれば、

個の空間ビームおよびドップラー周波数、が段階的に選択される。たとえば、ランク１の送信では、第１のステップで、ＵＥは、相互情報量を最適化する

個の空間ビームを選択する。

（ランク１の場合）。
第２のステップで、ＵＥは、

個の空間ビーム

を用いて次元

のビームフォーミングチャネルテンソル

を計算する。
第３のステップで、ＵＥは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトルおよびドップラービーム結合係数の３タプルを選択し、ここで、ドップラー周波数は、相互情報量

が最適化されるように、コードブック

から選択される。

ドップラービームプリコーダ

のＲＩのＵＥ側の選択
実施形態によれば、ＵＥは、報告のために、ランクインジケータ（ＲＩ）を選択し得る（図１２のステップ２５８’参照）。ＲＩ報告がＵＥで構成されるとき、ＵＥは、送信のためのランクインジケータ（層の総数）を報告する。ランクインジケータは、ドップラービームプリコーダマトリックス

（

）に関して選択され（上記の式（２）参照）、ドップラービームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる層の平均数を示す。

ドップラービームプリコーダ

のＣＱＩのＵＥ側の選択
実施形態によれば、ＵＥは、報告のために、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を選択し得る（図１２のステップ’２５８参照）。ＣＱＩ報告がＵＥで構成されるとき、ＵＥは、信号対干渉および雑音比（ＳＩＮＲ）、平均ビット誤り率、平均スループットなどのような特定の性能測定基準に基づいて、好適なＣＱＩを報告する。
たとえば、ＵＥは、Ｔ個の時刻について選択された複合ドップラービームプリコーダマトリックス

（上記の式（２）参照）および所与の多次元チャネルテンソル

のためにＵＥで平均ブロック誤り率

を最適化するＣＱＩを選択し得る。ＣＱＩ値は、ドップラービームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる「平均」ＣＱＩを表す。
また、別の実施形態によれば、構成されたＳＢごとのＣＱＩ（複数のＣＱＩ報告）は、Ｔ個の時刻について選択された複合ドップラービームプリコーダマトリックス

（上記の式（２）参照）および所与の多次元チャネルテンソル

を使用して報告され得る。

ドップラービームプリコーダ

のＰＭＩ報告
実施形態によれば、ＵＥは、報告のために、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）を選択し得る（図１２のステップ２５８’参照）。ＰＭＩ報告がＵＥで構成されるとき、ＵＥは、少なくとも２成分ＰＭＩを報告する。
第１のＰＭＩ成分は、選択されたベクトル

および

に対応することができ、タプルのセットの形態で表されることが可能であり、各３タプル

は、選択された空間ビームベクトル

および選択されたドップラー周波数ベクトル

に関連付けられている。たとえば、タプルのセットは、ランク１の送信について

で表され得る。ここで、

は空間ビームの選択されたＤＦＴベクトルの

個のインデックスを含み、

は選択されたドップラー周波数ベクトルの

個のインデックスを含む。

図１０は、ビームごとに等しい数

のドップラー周波数成分を想定する、層１の送信のビームおよびドップラー周波数成分に関連付けられたフィードバックインデックスを示す。図１０は、層１の送信の

の例を示す。

のサブセット

は、コードブック

から選択されたビームインデックスを表し、

によって示される。

のサブセット

は、コードブック

から選択された遅延インデックスを表し、

によって示される。

のサブセット

は、コードブック

からの選択されたドップラー周波数インデックスを表し、

によって示される。
実施形態によれば、

個のドップラービーム結合係数

をＵＥからｇＮＢに報告するために、ＵＥは、コードブックアプローチを使用して係数を量子化し得る。量子化された結合係数は、

、第２のＰＭＩによって表される。２つのＰＭＩがｇＮＢに報告される。

最も強いドップラー周波数インジケータ
実施形態によれば、プロセッサは、
−ドップラービーム二段プリコーダを計算するためのビームのドップラー周波数成分を選択し、
−最も強いドップラー周波数成分に対応するドップラー周波数成分インデックスを示し、
−最も強いドップラー周波数成分インデックスの表示を有するドップラー周波数成分インデックスを送信機にフィードバックする
ように構成されている。
最も強いドップラー周波数は、選択されたビームのドップラー周波数成分に関連付けられた他の全ての結合係数に対して最大指数を有するドップラービーム結合係数に関連付けられ得る。送信機に報告されるドップラー周波数インデックスは、最初のインデックスが最も強いドップラー周波数に関連付けられるようにソートされ得る。

ドップラービームプリコーダ

のｇＮＢにおけるプリコーダ構造
実施形態によれば、ｇＮＢは、図１３に示されるコードブックベースの構造にしたがってプリコーダマトリックスを構成するために、ＵＥからの２成分ＰＭＩフィードバックを使用することができ、図１３は、ｇＮＢにおけるｌ番目の層のプリコーダのコードブックベースの構造、および例示的な構成

のためのｌ番目の層のプリコーダとアンテナポート（ＡＰ）との関連付けを示している。プリコーダマトリックス情報は、送信パラメータを現在のマルチユーザチャネル状態に適合させるために送信信号に適用されるマルチユーザプリコーディングマトリックスを計算するために使用される。上記のドップラービーム複合プリコーダマトリックスの定義は、未来の時間インスタンスのプリコーダマトリックスの予測も容易にする。このようにして、ＣＳＩ報告数を大幅に低減することができ、フィードバックオーバーヘッドが節約される。

個の未来の時刻のドップラービームプリコーダマトリックス予測を容易にするために、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

は、長さ

のベクトル

に周期的に拡張され得る。周期的拡張は、以下によって定義され、

ここで、

である。ｌ番目の層および

番目（

）の時刻、

番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢの予測されたプリコーダマトリックスは、以下によって与えられ、

ここで、

は

のｑ番目のエントリである。
予測されたプリコーディングマトリックスは、たとえば、ユーザの現在および未来のプリコーダマトリックスの知識を使用して全てのユーザのスループットを最適化しようとする、予測マルチユーザスケジューリングアルゴリズムにおいて使用され得る。

ドップラービーム結合係数のコードブック
実施形態によれば、ＵＥは、複素ドップラービーム係数

をコードブックアプローチで量子化するように構成され得る。各係数は以下によって表され、

ここで、
−

は、

ビットで量子化された偏波、ビーム、およびドップラー周波数依存振幅係数であり、
−

は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、および任意の高次コンステレーションによって表される位相を表す。
別の実施形態によれば、各係数は、その実数部および虚数部によって以下のように表され、

ここで、

および

は、各々

ビットで量子化されている。

ドップラービームプリコーダ

のためのｇＮＢにおけるプリコーダ適用
実施形態によれば、ＵＥは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩ計算について、ｇＮＢが、以下のように、上記の式（２）に関して計算されたドップラービームプリコーダを、

個の層のアンテナポート

上のＰＤＳＣＨ信号に適用することを想定してもよく、

＝

ここで、

は、ＴＳ３８．２１１［１］の７．３．１．４項で定義された層マッピングからのＰＤＳＣＨシンボルのシンボルベクトル、

であり、

は、時刻ｔにおける層

のｉ番目のシンボルであり、

は、時刻

にアンテナポート

上で送信された、プリコードされたシンボルであり、

は予測されたプリコーダマトリックスであり、

は

のｔ番目のブロックおよびｉ番目の列である。
アンテナポート［３０００，３０００＋Ｐ−１］上で送信された対応するＰＤＳＣＨ信号

は、ＴＳ３８．２１４［２］の４．１項で与えられる比率に等しい、ＣＳＩ−ＲＳ ＥＰＲＥに対する、リソース要素あたりのエネルギー（ＥＰＲＥ）の比率を有する。

ドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダおよびドップラービーム二段複合プリコーダ
ＣＱＩ値予測への拡張
さらなる実施形態によれば、ＵＥは、時刻／スロット「

」のＣＱＩ値を予測するように構成されてもよく、ここで

は現在時刻／スロットを示し、

は現在時刻／スロット

に対する相対時間差を示す。
一実施形態では、ＵＥは、第１のステップで、多次元チャネルテンソル

から直接チャネルモデルのパラメータを推定するために、ＲＩＭＡＸ（参考文献［５］参照）などの高分解能パラメータ推定アルゴリズムを使用する。たとえば、時変ＭＩＭＯチャネルモデルインパルス応答は、チャネルタップの数によって定義されてもよく、ここで、各チャネルタップは、チャネル利得、ドップラー周波数シフト、および遅延によってパラメータ化される。ｉ番目のｇＮＢアンテナとｊ番目のＵＥアンテナとの間の時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルモデル周波数領域応答は、以下によって表されてもよく、

ここで、
−

はチャネル遅延の数であり、
−

は、関連するドップラー周波数シフト

およびチャネル遅延

を有する

番目の経路利得であり、
−ｔは時刻を表し、
−

はサブキャリアインデックスを示し、
−

はサブキャリアの総数を示す。

本例では、チャネル遅延がＭＩＭＯチャネルの全てのリンク（

）で同一である、非偏光測定のチャネルモデルが想定される。

の係数は、最小二乗法または最小二乗平均誤差（ＭＭＳＥ）フィルタリングなどの線形ブロックフィルタリングアプローチを使用して、ＭＩＭＯチャネルテンソル

からパラメータ化されていない形態で直接計算されることも可能であることに留意されたい（参考文献［６］および［７］参照）。この場合、ＭＩＭＯチャネルテンソル

の荷重和によって、チャネル予測器が形成される。

第２のステップで、以下のようにパラメータ化およびプリコードされた時変ＭＩＭＯチャネルモデル周波数領域応答を計算するために、パラメータ化されたチャネルモデルおよび選択されたドップラー遅延ビーム複合プリコーダ

（

）（上記の式（１）参照）が使用される。

ここで、

の（

）エントリ、ならびに

は

のｔ番目のブロックおよび

番目の列である（図９参照）。
あるいは、ドップラービーム複合プリコーダを使用するとき、以下のようにパラメータ化およびプリコードされた時変ＭＩＭＯチャネルモデル周波数領域応答を計算するために、パラメータ化されたチャネルモデルおよび選択されたドップラービーム複合プリコーダ

（

）（上記の式（２）参照）が使用される。

ここで、

の（

）エントリ、ならびに

は

のｔ番目のブロックおよび

番目の列である（図１４参照）。

第３のステップで、ＵＥは、未来の時刻

のＣＱＩ値を計算するために、パラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネルモデル応答を使用し、すなわちＣＱＩ（

は

の関数として表される。
さらなる実施形態によれば、ＵＥは、「

」（

）個の未来の時刻の

個の未来のＣＱＩ値（複数のＣＱＩ報告）を予測するためにも、上記のパラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネル応答を使用し得る。

個の予測ＣＱＩ値は、

個の予測ＣＱＩ値を「平均」ＣＱＩ値だけ減じることによって差分予測ＣＱＩ値を計算するために使用され得る。予測された単一のＣＱＩ値、または予測された

個のＣＱＩ値、または予測された

個の差分ＣＱＩ値は、ｇＮＢに報告される。
上述のように、繰り返しダウンリンク基準信号に基づいて動作する別の実施形態は、繰り返しダウンリンク基準信号に基づいてＣＳＩフィードバックを決定するため、および決定されたＣＳＩフィードバックを報告するために、別のプリコーダまたは別の技術を使用してもよい。このように、本発明のさらなる実施形態は、無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイスを提供し、通信デバイスは、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる上位層（たとえば、ＲＲＣ）パラメータを含むＣＳＩ−ＲＳリソース構成を受信し、これは、たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す。通信デバイスは、繰り返しダウンリンク基準信号に基づいてＣＳＩフィードバックを決定し、決定されたＣＳＩフィードバックを報告する。

ポート選択コードブックへの拡張
実施形態によれば、ＵＥは、ビームフォーミングＣＳＩ−ＲＳのＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩ（構成されている場合）を報告するための上位層を介したＣＳＩ−ＲＳ報告構成で構成され得る。この場合、第１のコードブックマトリックスの個のベクトルは、長さ

の列ベクトルによって表され、ここで、

番目のベクトル（

）は、

番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む。
なお、［２］で説明されている現在のＰＤＳＣＨ送信スキームでは、プリコーダマトリックスは、報告されたＰＭＩによって更新されるまで、時間が経っても一定に維持されることに留意されたい。対照的に、実施形態によるアプローチは、即時のＰＭＩ報告なしで経時的に連続してプリコーダマトリックスを更新することによって、チャネル変動を考慮に入れる。

実施形態によれば、無線通信システムは、地上ネットワーク、または非地上ネットワーク、もしくは受信機として航空用車両または宇宙用車両を使用するネットワークまたはネットワークのセグメント、もしくはこれらの組み合わせを含み得る。
実施形態によれば、ＵＥは、モバイルまたは固定端末、ＩｏＴデバイス、地上ベース車両、空中車両、ドローン、建物、もしくは、センサまたはアクチュエータのような、アイテム／デバイスが無線通信システムを使用して通信できるようにするネットワーク接続性が設けられたその他の任意のアイテムまたはデバイスのうちの１つ以上を含み得る。
実施形態によれば、基地局は、マクロセル基地局、またはスモールセル基地局、もしくは、たとえば、つなぎ（ｔｅｔｈｅｒｅｄ）ＵＡＳ、軽航空ＵＡＳ（ＬＴＡ）、重航空ＵＡＳ（ＨＴＡ）、および高高度ＵＡＳプラットフォーム（ＨＡＰ）などの無人航空機システム（ＵＡＳ）のような衛星または宇宙または航空用車両などの宇宙用車両、もしくは、ネットワーク接続性が設けられたアイテムまたはデバイスが無線通信システムを使用して通信できるようにする任意の送受信点（ＴＲＰ）のうちの１つ以上を含み得る。

本発明の実施形態は、ランク１または層１通信を採用する通信システムを参照して、上記で説明されてきた。しかしながら、本発明は、このような実施形態に限定されず、より高いランクまたは層の通信を採用する通信システムでも実施され得る。このような実施形態では、フィードバックは、層ごとの遅延および層ごとの複素プリコーダ係数を含む。
本発明の実施形態は、送信機がユーザ機器にサービス提供する基地局であり、通信デバイスまたは受信機が基地局によってサービス提供されるユーザ機器である通信システムを参照して、上記で説明されてきた。しかしながら、本発明は、このような実施形態に限定されず、送信機がユーザ機器ステーションであり、通信デバイスまたは受信機がユーザ機器にサービス提供する基地局である通信システムでも実施され得る。別の実施形態によれば、通信デバイスおよび送信機はいずれも、たとえばサイドリンクインターフェースを介して、直接的に通信するＵＥであってもよい。

記載された概念のいくつかの態様が装置の文脈で説明されてきたが、これらの態様が対応する方法の説明も表すことは明らかであり、ブロックまたはデバイスは、方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップの文脈で説明された態様は、対応する装置の対応するブロックまたはアイテムまたは特徴の説明も表す。

本発明の様々な要素および特徴は、アナログおよび／またはデジタル回路を使用するハードウェアで、ソフトウェアで、１つ以上の汎用または専用プロセッサによる命令の実行を通じて、またはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして、実施され得る。たとえば、本発明の実施形態は、コンピュータシステムまたはその他の処理システムの環境で実施され得る。図１５は、コンピュータシステム３５０の例を示す。ユニットおよびモジュール、ならびにこれらのユニットによって実行される方法のステップは、１つ以上のコンピュータシステム３５０上で実行され得る。コンピュータシステム３５０は、専用または汎用デジタル信号プロセッサのような、１つ以上のプロセッサ３５２を含む。プロセッサ３５２は、バスまたはネットワークのような、通信基盤３５４に接続されている。コンピュータシステム３５０は、メインメモリ３５６、たとえばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および二次メモリ３５８、たとえばハードディスクドライブおよび／またはリムーバブルストレージドライブを含む。二次メモリ３５８は、コンピュータプログラムまたはその他の命令をコンピュータシステム３５０にロードすることを可能にし得る。コンピュータシステム３５０は、ソフトウェアおよびデータをコンピュータシステム３５０と外部デバイスとの間で転送できるようにするための通信インターフェース３６０をさらに含み得る。通信は、通信インターフェースによって処理することが可能な電子、電磁、光、またはその他の信号の形態であり得る。通信は、ワイヤまたはケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、およびその他の通信チャネル３６２を使用し得る。

「コンピュータプログラム媒体」および「コンピュータ可読媒体」という用語は、一般に、リムーバブルストレージユニット、またはハードディスクドライブにインストールされたハードディスクのような、有形の記憶媒体を指すために使用される。これらのコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステム３５０にソフトウェアを提供するための手段である。コンピュータ制御ロジックとも呼ばれるコンピュータプログラムは、メインメモリ３５６および／または二次メモリ３５８に格納される。コンピュータプログラムはまた、通信インターフェース３６０を介して受信されてもよい。コンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステム３５０が本発明を実施することを可能にする。特に、コンピュータプログラムは、実行されると、プロセッサ３５２が、本明細書に記載される方法のいずれかなど、本発明のプロセスを実施することを可能にする。したがって、このようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステム３５０のコントローラを表すことができる。本開示がソフトウェアを使用して実施されるとき、ソフトウェアは、コンピュータプログラム製品に格納され、リムーバブルストレージドライブ、通信インターフェース３６０のようなインターフェースを使用してコンピュータシステム３５０にロードされてもよい。

ハードウェアまたはソフトウェアでの実施は、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働する（または協働可能な）、電子可読制御信号が記憶された、クラウドストレージ、フロッピーディスク、ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリなどのデジタル記憶媒体を使用して、実行され得る。したがって、デジタル記憶媒体はコンピュータ読み取り可能であり得る。

本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載された方法の１つが実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働することが可能な電子的可読制御信号を有するデータキャリアを含む。
一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装されてもよく、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されたときに方法の１つを実行するように動作する。プログラムコードは、たとえば機械可読キャリアに記憶されてもよい。
別の実施形態は、機械可読キャリア上に記憶された、本明細書に記載される方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。したがって、言い換えると、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されたときに、本明細書に記載される方法の１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを備え、該コンピュータプログラムが記録されたデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）である。したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは一連の信号である。データストリームまたは信号のシーケンスはたとえば、データ通信接続を介して、たとえばインターネットを介して転送されるように構成されてもよい。さらなる実施形態は、本明細書に記載される方法の１つを実行するように構成または適合された、たとえばコンピュータまたはプログラマブル論理デバイスなどの処理手段を含む。さらなる実施形態は、本明細書に記載された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。

いくつかの実施形態では、本明細書に記載された方法の機能の一部またはすべてを実行するために、プログラマブルロジックデバイス（たとえばフィールドプログラマブルゲートアレイ）が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載される方法の１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働し得る。一般に、方法は、好ましくはいずれかのハードウェア装置によって実行される。

上記の実施形態は、本発明の原理を単に例示するものである。本明細書に記載される配置および詳細の修正および変形は、当業者にとって明らかであることが理解される。したがって、喫緊の請求項の範囲によってのみ限定され、本明細書の実施形態の記載および説明によって提示される具体的詳細によっては限定されないことが意図される。

参考文献
［１］ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１１ Ｖ１５．１．０， “３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； ＮＲ； Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ （Ｒｅｌｅａｓｅ １５）， Ｍａｒｃｈ ２０１８．

［２］ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１４ Ｖ１５．１．０， “３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； ＮＲ； Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ ｄａｔａ （Ｒｅｌｅａｓｅ １５）， Ｍａｒｃｈ ２０１８．

［３］ Ｋ． Ｍａｎｏｌａｋｉｓ， Ｓ． Ｊａｅｃｋｅｌ， Ｖ． Ｊｕｇｎｉｃｋｅｌ， ａｎｄ Ｖ． Ｂｒａｕｎ， “Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｄｏｐｐｌｅｒ−Ｄｅｌａｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｆｏｒ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ，” ｉｎ ７７ｔｈ ＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， Ｊｕｎ ２０１３．

［４］ ３ＧＰＰ ＴＳ ３８．３３１ Ｖ１５．１．０， “３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ； Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ； ＮＲ； Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ＲＲＣ）； Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ （Ｒｅｌｅａｓｅ １５）， Ｍａｒｃｈ ２０１８．

［５］ Ｒ． Ｓ． Ｔｈｏｍａｅ， Ｍ． Ｌａｎｄｍａｎｎ， ａｎｄ Ａ． Ｒｉｃｈｔｅｒ， “ＲＩＭＡＸ−Ａ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｎｎｅｌ ｓｏｕｎｄｉｎｇ．” Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ （ＩＳＡＰ’０４）． ２００４．

［６］ Ｉ． Ｂａｒｈｕｍｉ， Ｇ． Ｌｅｕｓ， ａｎｄ Ｍ． Ｍｏｏｎｅｎ， “Ｏｐｔｉｍａｌ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＭＩＭＯ ＯＦＤＭ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｍｏｂｉｌｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌｓ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ， ｖｏｌ． ５１， ｎｏ． ６， ｐｐ． １６１５−１６２４， Ｊｕｎ． ２００３．

［７］ Ｐ． Ｈｏｅｈｅｒ， Ｓ． Ｋａｉｓｅｒ， ａｎｄ Ｐ． Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ， “Ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｐｉｌｏｔ−ｓｙｍｂｏｌ−ａｉｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｂｙ Ｗｉｅｎｅｒ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，” ｉｎ Ｐｒｏｃ． ＩＥＥＥ ＩＣＡＳＳＰ−９７， Ｍｕｎｉｃｈ， Ｇｅｒｍａｎｙ， Ａｐｒ． １９９７， ｐｐ． １８４５−１８４８．

Claims (77)

1. 無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイスであって、前記通信デバイスは、
   送信機から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルを介して無線信号を受信するように構成されたトランシーバであって、前記無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号を含み、ダウンリンク信号は前記基準信号構成を含む、トランシーバと、
   プロセッサであって、
   −無線チャネル上の前記ダウンリンク基準信号に対する測定を使用して周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定し、前記ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供され、
   −性能測定基準に基づいて、複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダのドップラービームプリコーダマトリックス（
   

   

   ）を選択し、前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づいており、前記１つ以上のコードブックは、
   ○前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
   ○前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
   ○前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
   を含み、
   −前記明示的なＣＳＩおよび前記選択されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（
   

   

   ）を有する前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）および／またはプリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）および／またはランクインジケータ（ＲＩ）のうちのいずれか１つ以上を計算し、
   −前記ＣＱＩおよび／または前記ＰＭＩおよび／または前記ＲＩのうちのいずれか１つ以上を含む前記ＣＳＩフィードバックを前記送信機に報告し、前記ＰＭＩおよびＲＩは、前記構成されたアンテナポートの前記ドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される
   ように構成された、プロセッサと
   を含み、
   前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの前記１つ以上の遅延成分および／または前記１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義される、通信デバイス。
2. 前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは、空間遅延ドップラー領域内でプリコーディングを実行するように構成されており、前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは３つの別個のコードブックに基づいており、前記３つの別個のコードブックは、
   ・前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分のための第１のコードブック（
   

   

   ）と、
   ・前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分のための第２のコードブック（
   

   

   ）と、
   ・前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分のための第３のコードブック（
   

   

   ）と、
   ・前記第１、第２、および第３のコードブックから選択されたベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合係数のセットと
   を含み、
   前記第２のコードブックマトリックス（
   

   

   ）のエントリは、サブマトリックスまたは
   

   

   個のＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスまたは
   

   

   個のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられ、ここで、
   

   

   はサブバンドの数を示し、
   

   

   はオーバーサンプリング係数を示し、および／または
   前記第３のコードブックマトリックス（
   

   

   ）のエントリは、サブマトリックスまたは
   

   

   個のＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスまたは
   

   

   個のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられ、ここで、
   

   

   は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、
   

   

   は前記オーバーサンプリング係数を示す、
   請求項１に記載の通信デバイス。
3. 前記通信デバイスは、
   −前記第２のコードブック（
   

   

   ）の前記構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
   

   

   を前記送信機から受信するように、もしくは
   −前記第２のコードブック（
   

   

   ）の前記構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
   

   

   を使用する
   ように構成されている、
   請求項２に記載の通信デバイス。
4. 前記通信デバイスは、
   −前記第３のコードブック（
   

   

   ）の前記構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
   

   

   を前記送信機から受信するように、もしくは
   −前記第３のコードブック（
   

   

   ）の前記構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
   

   

   を使用する
   ように構成されている、
   請求項２または３に記載の通信デバイス。
5. 前記ｐ番目の偏波および前記ｌ番目の層の前記プリコーダマトリックス（
   

   

   ）は、
   −前記第１のコードブックから選択された、偏波とは無関係の、
   

   

   個のビームフォーミングベクトル
   

   

   と、
   −前記ｕ番目のビームについて前記第２のコードブックから選択された
   

   

   個の遅延ベクトル
   

   

   と、
   −ｕ番目のビームおよびｄ番目の遅延について前記第３のコードブックから選択された
   

   

   個のドップラー周波数ベクトル
   

   

   と、
   −前記第１、第２、および第３のコードブックから選択された前記ベクトルを複素スケーリング／結合するための結合係数
   

   

   のセットと
   から構成される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の通信デバイス。
6. 前記ｌ番目の送信層およびｐ番目の偏波の前記ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（
   

   

   ）は以下によって表され、
   

   

   ここで、
   −
   

   

   は前記ｌ番目の層の偏波ごとのビームの数であり、
   −
   

   

   は前記ｌ番目の層およびｕ番目のビームの遅延の数であり、
   −
   

   

   は前記ｌ番目の層、ｕ番目のビーム、およびｄ番目の遅延のドップラー周波数成分の数であり、
   −
   

   

   は、前記ｌ番目の層、
   

   

   番目の遅延、
   

   

   番目の空間ビーム、および前記プリコーダの前記
   

   

   番目（
   

   

   ）の偏波に関連付けられたサイズ
   

   

   の前記
   

   

   番目のドップラー周波数ベクトルであり、
   −
   

   

   は、前記ｌ番目の層、
   

   

   番目の空間ビーム、および前記プリコーダの前記
   

   

   番目の偏波に関連付けられたサイズ
   

   

   の前記
   

   

   番目の遅延ベクトルであり、
   −
   

   

   は前記ｌ番目の層に関連付けられた前記
   

   

   番目の空間ビームであり、
   −
   

   

   は、前記ｌ番目の層、
   

   

   番目の空間ビーム、
   

   

   番目の遅延、
   

   

   番目のドップラー周波数、および前記プリコーダの前記
   

   

   番目の偏波に関連付けられた前記ドップラー遅延複素結合係数であり、
   −
   

   

   は特定の平均総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の通信デバイス。
7. 前記ドップラー遅延ビームプリコーダは二段プリコーダによって表され、
   

   

   ここで、
   

   

   かつ
   

   

   、
   

   

   、
   および
   

   

   は前記複素ドップラー遅延ビーム結合係数を含み、
   

   

   、
   および
   

   

   、ここで
   

   

   はサイズＳの単位マトリックスであり、
   ここで
   −
   

   

   は、前記ｌ番目の層、
   

   

   番目の遅延、
   

   

   番目の空間ビーム、および前記プリコーダの前記
   

   

   番目（
   

   

   ）の偏波に関連付けられたサイズ
   

   

   の前記
   

   

   番目のドップラー周波数ベクトルであり、
   −
   

   

   は、前記ｌ番目の層、
   

   

   番目の空間ビーム、および前記プリコーダの前記
   

   

   番目の偏波に関連付けられたサイズ
   

   

   の前記
   

   

   番目の遅延ベクトルであり、
   −
   

   

   は前記ｌ番目の層に関連付けられた前記
   

   

   番目の空間ビームであり、
   −
   

   

   は、前記ｌ番目の層、
   

   

   番目の空間ビーム、
   

   

   番目の遅延、
   

   

   番目のドップラー周波数、および前記プリコーダの前記
   

   

   番目の偏波に関連付けられた前記ドップラー遅延係数であり、
   −
   

   

   は特定の平均総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の通信デバイス。
8. −前記第１のコードブック（
   

   

   ）は、前記ベクトル
   

   

   が選択されるサイズ
   

   

   の第１のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、
   

   

   および
   

   

   はそれぞれアンテナポートの前記第１および第２の数を指し、
   

   

   および
   

   

   は
   

   

   および
   

   

   を有する前記オーバーサンプリング係数を指し、
   −前記第２のコードブック（
   

   

   ）は、前記遅延ベクトル
   

   

   が選択されるサイズ
   

   

   の第２のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、
   

   

   は、構成されたサブバンド／ＰＲＢ、またはサブキャリアの数を指し、
   

   

   は前記オーバーサンプリング係数
   

   

   を指し、
   −前記第３のコードブック（
   

   

   ）は、前記ドップラー周波数ベクトル
   

   

   が選択されるサイズ
   

   

   の第３のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、
   

   

   は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、
   

   

   は
   

   

   を有する前記オーバーサンプリング係数を指す、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の通信デバイス。
9. 前記通信デバイスは、
   −前記第１のコードブック（
   

   

   ）の構成用に前記上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
   

   

   、
   

   

   、および
   

   

   を前記送信機から受信するように、または
   −前記第１のコードブック（
   

   

   ）の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
   

   

   、
   

   

   、および
   

   

   を使用する
   ように構成されている、請求項８に記載の通信デバイス。
10. 前記通信デバイスは、
    −前記第２のコードブック
    

    

    および／または前記第３のコードブック
    

    

    の構成用に前記上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
    

    

    および／またはパラメータ
    

    

    を前記送信機から受信するように、または
    −前記第２のコードブック
    

    

    および／または前記第３のコードブック
    

    

    の構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
    

    

    および／またはパラメータ
    

    

    を使用する
    ように構成されている、請求項８または９に記載の通信デバイス。
11. 前記通信デバイスは、
    −
    

    

    個のエントリまたは列を含む前記第２のコードブックマトリックス（
    

    

    ）から前記ｌ番目の層の前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために前記
    

    

    番目のビームについて
    

    

    個の遅延または遅延差を選択し、
    −前記
    

    

    個の選択されなかった遅延インデックスを前記コードブックマトリックスから前記送信機にフィードバックする
    ように構成されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の通信デバイス。
12. 遅延の数
    

    

    は、
    

    

    となるように、ビームのサブセットまたは全てのビームと同一であるか、または
    遅延の数
    

    

    は、
    

    

    となるように、前記ビームおよび層と同一である、
    請求項１１に記載の通信デバイス。
13. 前記パラメータ
    

    

    は、前記通信デバイスにおいて先験的に既知であるか、または前記通信デバイスは、前記送信機から前記パラメータ
    

    

    を受信するように構成されている、請求項１１または１２に記載の通信デバイス。
14. 前記通信デバイスは、
    −
    

    

    個のエントリまたは列を含む前記第３のコードブックマトリックス（
    

    

    ）から前記ｌ番目の層の前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために、前記
    

    

    番目の遅延および前記
    

    

    番目のビームについて
    

    

    個のドップラー周波数成分を選択し、
    −前記
    

    

    個の選択されなかったドップラー周波数成分インデックスを前記コードブックマトリックスから前記送信機にフィードバックする
    ように構成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
15. ドップラー周波数成分の数
    

    

    は、
    

    

    となるように、前記遅延のサブセットまたはビームのサブセットと同一であるか、または
    遅延の数
    

    

    は、
    

    

    となるように、前記遅延、ビーム、および層と同一である、
    請求項１４に記載の通信デバイス。
16. 前記パラメータ
    

    

    は、前記通信デバイスにおいて先験的に既知であるか、または前記通信デバイスは、前記送信機から前記パラメータ
    

    

    を受信するように構成されている、請求項１４または１５に記載の通信デバイス。
17. 前記通信デバイスは、前記送信機から受信したＣＳＩ報告構成にしたがって、前記ＣＳＩフィードバックを前記送信機に報告するように構成されており、前記ＣＳＩ報告構成は、たとえば、パラメータＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙを含み、これは以下の値のうちの少なくとも１つを含み、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｙ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｒ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤｙ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤｒ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｙ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤｒ、
    前記ＰＭＩ量は、
    −ＰＭＩＤＤ−前記遅延および前記ドップラー周波数成分構成を含むＰＭＩ値、
    −ＰＭＩＤｙ−前記（１つ又は複数の）ドップラー周波数成分を除き、前記遅延成分構成のみを含むＰＭＩ値、
    −ＰＭＩＤｒ−前記（１つ又は複数の）遅延成分を除き、前記ドップラー周波数成分構成のみを含むＰＭＩ値
    として定義される、
    請求項１から１６のいずれか一項に記載の通信デバイス。
18. −前記遅延または遅延差は前記ビームおよび送信層に依存するか、または
    −前記遅延のサブセットは送信層のビームのサブセットと同一であるか、または
    −遅延の数およびビームごとの前記遅延は、送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、送信層について同一であるか、または
    −遅延の数およびビームごとの前記遅延は、全てのビームおよび層が同じ遅延に関連付けられるように、全ての送信層について同一である、
    請求項１から１７のいずれか一項に記載の通信デバイス。
19. −遅延のサブセットおよび空間ビームのサブセットに関連付けられた前記ドップラー周波数成分は同一であるか、または
    −ドップラー周波数成分のサブセットは、遅延のサブセット、空間ビームのサブセット、および送信層のサブセットについて同一であるか、または
    −ドップラー周波数成分の数ならびに遅延およびビームごとの前記ドップラー周波数成分は、送信層のビームごとの全ての遅延が同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、送信層について同一であるか、または
    −ドップラー周波数成分の数ならびに遅延およびビームごとの前記ドップラー周波数成分は、全ての送信層のビームごとの全ての遅延が同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、全ての送信層について同一である、
    請求項１から１８のいずれか一項に記載の通信デバイス。
20. −前記明示的なＣＳＩは、次元
    

    

    の三次元チャネルテンソル
    

    

    によって表され、
    

    

    は構成されたサブバンド／ＰＲＢ、またはサブキャリアの数であり、
    

    

    は観察時間中の時間インスタンスの数であり、
    

    

    、ならびに前記チャネルテンソルの前記第１、第２、および第３の次元はそれぞれ前記時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの前記空間、周波数、および時間成分であるか、または
    −前記明示的なＣＳＩは次元
    

    

    の四次元チャネルテンソル
    

    

    によって表され、
    

    

    、
    

    

    の前記第１および第２の次元は、それぞれ前記時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの前記受信側および送信側空間成分を表し、
    

    

    の前記第３および第４の次元は、それぞれ前記チャネルの前記周波数および時間成分を表す、
    請求項１から１９のいずれか一項に記載の通信デバイス。
21. 前記プロセッサは、たとえば、前記ドップラー遅延プリコーダビームマトリックス
    

    

    および多次元チャネルテンソル
    

    

    の関数である、相互情報量
    

    

    の性能測定基準に基づいて、ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（
    

    

    ）を選択するように構成されている、請求項１から２０のいずれか一項に記載の通信デバイス。
22. 前記プロセッサは、Ｔ個の時刻について前記選択された複合ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス
    

    

    および多次元チャネルテンソル
    

    

    のために前記通信デバイスでの平均ブロック誤り率
    

    

    を最適化する広帯域ＣＱＩを選択するように構成されている、請求項２１に記載の通信デバイス。
23. 前記プロセッサは、
    −第１のステップで、多次元チャネルテンソル
    

    

    から直接チャネルモデルのパラメータを推定するため、または前記ＭＩＭＯチャネルテンソル
    

    

    からパラメータ化されていない形態で直接
    

    

    の前記係数を計算するために、高分解能パラメータ推定アルゴリズムを使用し、
    −第２のステップで、以下のようにパラメータ化およびプリコードされた時変ＭＩＭＯチャネルモデル周波数領域応答を計算するために、前記パラメータ化されたチャネルモデルおよび前記選択されたドップラー遅延ビーム複合プリコーダ
    

    

    （
    

    

    ）を使用し、
    

    

    、
    ここで、
    

    

    の（
    

    

    ）エントリ、ならびに
    

    

    は
    

    

    の前記ｔ番目のブロックおよび
    

    

    番目の列であり、
    −第３のステップで、１つ以上の未来の時刻の１つ以上のＣＱＩ値を計算するために、前記パラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネルモデル応答を使用する
    ように構成されている、
    請求項１から２２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
24. 前記プロセッサは、
    −時刻／スロット
    

    

    のＣＱＩ値を予測し、ここで
    

    

    は現在時刻／スロットを示し、
    

    

    は現在時刻／スロット
    

    

    に対する相対時間差を示し、
    −
    

    

    個の前記予測ＣＱＩ値を平均ＣＱＩ値だけ減少させることによって差分予測ＣＱＩ値を計算するために、
    

    

    個の前記予測ＣＱＩ値を使用する
    ように構成されている、請求項１から２３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
25. 前記通信デバイスは、ＣＱＩ予測のために前記通信デバイスによって使用される前記値
    

    

    が割り当てられたパラメータＣＱＩ−ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＴｉｍｅを含むＣＳＩ報告構成を受信するように構成されている、請求項２４に記載の通信デバイス。
26. 前記ＣＳＩフィードバックが前記ＰＭＩを使用する場合、前記プロセッサは、少なくとも２成分ＰＭＩを報告するように構成されており、
    −前記第１のＰＭＩは、前記選択されたベクトル
    

    

    、
    

    

    、および
    

    

    に対応し、
    −前記第２のＰＭＩは、前記通信デバイスから前記送信機への
    

    

    個のドップラー遅延ビーム結合係数
    

    

    に対応する、
    請求項１から２５のいずれか一項に記載の通信デバイス。
27. 前記プロセッサは、
    −３タプルのセットの形態で前記第１の成分ＰＭＩを表し、各３タプル
    

    

    は選択された空間ビームベクトル
    

    

    、選択された遅延ベクトル
    

    

    、および選択されたドップラー周波数ベクトル
    

    

    によって関連付けられ、前記３タプルのセットは
    

    

    によって表され、ここで
    

    

    は前記第１のＰＭＩ成分を表し、
    

    

    は前記空間ビームのための前記選択されたＤＦＴベクトルの
    

    

    個のインデックスを含み、
    

    

    は前記選択された遅延ベクトルの
    

    

    個のインデックスを含み、
    

    

    は前記選択されたドップラー周波数ベクトルの
    

    

    個のインデックスを含み、
    −コードブックアプローチを使用して前記ドップラー遅延ビーム結合係数を量子化し、前記量子化されたドップラー遅延ビーム結合係数は
    

    

    、前記第２のＰＭＩ成分によって表され、
    −前記２つのＰＭＩ成分を前記送信機に報告する
    ように構成されている、請求項２６に記載の通信デバイス。
28. コードブックアプローチを用いて前記複素ドップラー遅延係数
    

    

    を量子化するために、各係数は以下によって表され、
    

    

    ここで、
    −
    

    

    は、
    

    

    ビットで量子化された偏波、ビーム、遅延、およびドップラー周波数依存振幅係数であり、
    

    

    は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、またはその他いずれかの高次ＰＳＫコンステレーションによって表される位相を表すか、または
    各係数は以下のようにその実数部および虚数部によって表され、
    

    

    ここで、
    

    

    および
    

    

    は各々
    

    

    ビットで量子化される、
    請求項２７に記載の通信デバイス。
29. 前記通信デバイスは、
    −前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを計算するための前記ビームの前記遅延インデックスを選択し、
    −最も強い遅延に対応する前記遅延インデックスを示し、
    −前記最も強い遅延インデックスの表示を有する前記遅延インデックスを前記送信機にフィードバックする
    ように構成されている、請求項１から２８のいずれか一項に記載の通信デバイス。
30. 前記通信デバイスは、
    −前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを計算するための前記遅延およびビームの前記ドップラー周波数成分を選択し、
    −最も強いドップラー周波数成分に対応する前記ドップラー周波数成分インデックスを示し、
    −前記最も強いドップラー周波数成分インデックスの表示を有する前記ドップラー周波数成分インデックスを送信機にフィードバックする
    ように構成されている、請求項１から２９のいずれか一項に記載の通信デバイス。
31. 前記ＣＳＩフィードバックは、ランクインジケータ（ＲＩ）をさらに含み、
    前記プロセッサは、送信のために前記ＲＩを報告するように構成されており、前記ＲＩは、前記ドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス
    

    

    （
    

    

    ）に対して選択され、前記ドップラー遅延ビームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる層の平均数を示す、
    請求項１から３０のいずれか一項に記載の通信デバイス。
32. 前記通信デバイスは、ビームフォーミングＣＳＩ−ＲＳの前記ＣＱＩおよび／またはＲＩおよび／またはＰＭＩのいずれかを報告するための上位層を介したＣＳＩ−ＲＳ報告構成を有して構成されており、前記第１のコードブックマトリックス内の前記個のベクトルは
    

    

    長さの列ベクトルによって表され、ここで、前記
    

    

    番目のベクトル（
    

    

    ）は、前記
    

    

    番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む、請求項１から３１のいずれか一項に記載の通信デバイス。
33. 前記通信デバイスは、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる上位層（たとえば、ＲＲＣ）パラメータを含むＣＳＩ−ＲＳリソース構成を受信するように構成されており、これは、たとえば、前記ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、前記ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、請求項１から３２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
34. 前記通信デバイスは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩ計算について、前記送信機が、以下のように、
    

    

    個の層のアンテナポート
    

    

    上のＰＤＳＣＨ信号に前記ドップラー遅延ビームプリコーダを適用することを想定しており、
    

    

    ここで、
    

    

    はＰＤＳＣＨシンボルシンボルベクトル
    

    

    であり、
    

    

    は時刻ｔにおける層
    

    

    の前記ｉ番目のシンボルであり、
    

    

    は時刻
    

    

    にアンテナポート
    

    

    上で送信された前記プリコードされたシンボルであり、
    

    

    は前記予測されたプリコーダマトリックスであって、
    

    

    は
    

    

    の前記ｔ番目のブロックおよびｉ番目の列である、
    請求項１から３３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
35. 通信デバイスを含む無線通信システムの送信機であって、前記送信機は、
    チャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを前記送信機に提供するために、請求項１から３４のいずれか一項に記載の通信デバイスのうちの１つ以上との無線通信を有する複数のアンテナを有するアンテナアレイと、
    前記アンテナアレイに接続されたプリコーダであって、前記プリコーダは、前記アンテナアレイによって、１つ以上の送信ビームまたは１つ以上の受信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みを適用するためのものである、プリコーダと、
    トランシーバであって、
    −たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、前記ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、前記ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、前記ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを前記通信デバイスに送信し、
    −前記通信デバイスから、複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信する
    ように構成されている、トランシーバと、
    プロセッサであって、
    −前記複数のＣＳＩ報告から少なくとも前記２成分プリコーダマトリックス識別子および前記ランクインジケータを抽出し、
    −前記ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、前記アンテナポートに適用されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスを構成し、前記構成されたプリコーダマトリックスに応答して前記ビームフォーミング重みを決定する
    ように構成されている、プロセッサと
    を含む送信機。
36. 

    個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、前記プロセッサは、前記ドップラー周波数ＤＦＴベクトル
    

    

    を長さ
    

    

    のベクトル
    

    

    に拡張するように構成されており、前記拡張は、以下によって定義され、
    

    

    ここで、
    

    

    、および前記ｌ番目の層の前記予測されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスは、
    −前記第１のコードブックから選択された、偏波とは無関係の、
    

    

    個のビームフォーミングベクトル
    

    

    と、
    −前記ｕ番目のビームについて前記第２のコードブックから選択された
    

    

    個の遅延ベクトル
    

    

    と、
    −ｕ番目のビームおよびｄ番目の遅延について前記第３のコードブックから選択された前記ドップラー周波数ベクトル
    

    

    に基づく
    

    

    個の拡張ドップラー周波数ベクトル
    

    

    と、
    −前記第１、第２、および第３のコードブックから選択された前記ベクトルを複素スケーリング／結合するためのセット結合係数
    

    

    と
    に基づいている、請求項３４に記載の送信機。
37. 

    個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、前記プロセッサは、前記ドップラー周波数ＤＦＴベクトル
    

    

    を長さ
    

    

    のベクトル
    

    

    に周期的に拡張するように構成されており、前記周期的拡張は、以下によって定義され、
    

    

    ここで、
    

    

    、および
    前記ｌ番目の層および
    

    

    番目（
    

    

    ）の時刻の前記予測されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスは、以下によって与えられ、
    

    

    ここで、
    

    

    は
    

    

    の前記
    

    

    番目のエントリである、
    請求項３５または３６に記載の送信機。
38. 無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイスであって、前記通信デバイスは、
    送信機から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルを介して無線信号を受信するように構成されたトランシーバであって、前記無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、前記基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、トランシーバと、
    プロセッサであって、
    −前記無線チャネル上の前記ダウンリンク基準信号に対する測定を使用して前記周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定し、前記ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供され、
    −性能測定基準に基づいて、複合ドップラービーム二段プリコーダのドップラービームプリコーダマトリックス（
    

    

    ）を選択し、前記ドップラービーム二段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づいており、前記１つ以上のコードブックは、
    ○前記複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
    ○前記複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
    を含み、
    −前記明示的なＣＳＩおよび前記選択されたドップラービームプリコーダマトリックス（
    

    

    ）を有する前記複合ドップラービーム二段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちの１つ以上を計算し、
    −前記ＣＱＩおよび／または前記ＰＭＩおよび／または前記ＲＩのうちのいずれか１つ以上を含む前記ＣＳＩフィードバックを前記送信機に報告し、前記ＰＭＩおよびＲＩは、前記構成されたアンテナポートの前記ドップラービーム二段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される
    ように構成された、プロセッサと
    を含む、通信デバイス。
39. 前記複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、定義される、請求項３８に記載の通信デバイス。
40. 前記ドップラービーム二段プリコーダは、前記空間ドップラー領域内でプリコーディングを実行するように構成されており、前記ドップラービーム二段プリコーダは２つの別個のコードブックのみに基づいており、前記２つの別個のコードブックは、
    −前記複合ドップラービーム二段プリコーダの前記１つ以上の送信側空間ビーム成分の第１のコードブック（
    

    

    ）と、
    −前記複合ドップラービーム二段プリコーダの前記１つ以上のドップラー周波数成分の第２のコードブック（
    

    

    ）と、
    −前記第１および第２のコードブックから選択された前記ベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合係数のセットと
    を含む、請求項３８または３９に記載の通信デバイス。
41. 前記第２のコードブックマトリックス（
    

    

    ）の前記エントリは、
    

    

    のＤＦＴマトリックスまたは
    

    

    のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスのサブマトリックスまたは複数のサブマトリックスによって与えられ、ここで、
    

    

    は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、
    

    

    は前記オーバーサンプリング係数を示す、請求項４０に記載の通信デバイス。
42. 前記通信デバイスは、
    −前記第２のコードブック（
    

    

    ）の前記構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
    

    

    を前記送信機から受信するように、もしくは
    −前記第２のコードブック（
    

    

    ）の前記構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
    

    

    を使用する
    ように構成されている、
    請求項４１に記載の通信デバイス。
43. 前記ｐ番目の偏波、ｌ番目の送信層、およびｓ番目のサブバンド、サブキャリア、または物理リソースブロック（ＰＲＢ）の前記プリコーダマトリックス（
    

    

    ）は、
    −前記第１のコードブックから選択された、偏波とは無関係であり、前記サブバンド、サブキャリア、または物理リソースブロック（ＰＲＢ）とも無関係の、
    

    

    個のビームフォーミングベクトル
    

    

    と、
    −ｕ番目のビームについて前記第２のコードブックから選択された、前記サブバンド、サブキャリア、または物理リソースブロック（ＰＲＢ）とは無関係の、
    

    

    個の遅延ベクトル
    

    

    と、
    −前記第１および第２のコードブックから選択された前記ベクトルを複素スケーリング／結合するための結合係数
    

    

    のセットと
    から構成される、請求項３６から４２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
44. 前記ドップラービーム二段プリコーダマトリックス（
    

    

    ）は、前記空間ドップラー領域内でプリコーディングを実行するように構成されており、前記ｌ番目の送信層および前記ｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢについて、以下によって表され、
    

    

    ここで、
    −
    

    

    は前記ｌ番目の層の偏波ごとのビームの数であり、
    −
    

    

    は前記ｌ番目の層、ｕ番目のビームのドップラー周波数成分の数であり、
    −
    

    

    は前記ｌ番目の層、
    

    

    番目の空間ビーム、および前記プリコーダの前記
    

    

    番目（
    

    

    ）の偏波に関連付けられたサイズ
    

    

    の前記
    

    

    番目のドップラー周波数ベクトルであり、
    −
    

    

    は、前記ｌ番目の層に関連付けられた前記
    

    

    番目の空間ビームであり、
    −
    

    

    は、前記ｌ番目の層、
    

    

    番目の空間ビーム、
    

    

    番目のドップラー周波数、ｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢ、および前記プリコーダの前記
    

    

    番目の偏波に関連付けられた前記複素ドップラービーム結合係数であり、
    −
    

    

    は、特定の総送信電力を保証するためのスカラー正規化係数である、
    請求項３８から４３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
45. 前記ｓ番目のサブバンド、ＰＲＢ、またはサブキャリアの前記ドップラービーム二段プリコーダはマトリックスベクトル表記で表され、
    

    

    ここで、
    

    

    および
    

    

    

    ならびに
    

    

    は前記複素ドップラービーム結合係数を含み、
    

    

    である、請求項３８から４３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
46. −前記第１のコードブック（
    

    

    ）は、前記ベクトル
    

    

    が選択されるサイズ
    

    

    の第１のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、
    

    

    および
    

    

    はそれぞれアンテナポートの前記第１および第２の数を指し、
    

    

    および
    

    

    は
    

    

    および
    

    

    を有する前記オーバーサンプリング係数を指し、
    −前記第２のコードブック（
    

    

    ）は、前記ドップラー周波数ベクトル
    

    

    が選択されるサイズ
    

    

    の第２のオーバーサンプリングされたＤＦＴ−コードブックマトリックスを含み、
    

    

    は観察時間中の時間インスタンスの数を指し、
    

    

    はコードブックの前記オーバーサンプリング係数を指す、
    請求項３８から４５のいずれか一項に記載の通信デバイス。
47. 前記通信デバイスは、
    −前記第１のコードブック（
    

    

    ）の前記構成用に前記上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
    

    

    、
    

    

    、および
    

    

    を前記送信機から受信するように、または
    −前記第１のコードブック（
    

    

    ）の前記構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
    

    

    、
    

    

    、および
    

    

    を使用する
    ように構成されている、請求項４６に記載の通信デバイス。
48. 前記通信デバイスは、
    −前記第２のコードブック（
    

    

    ）の前記構成用に上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
    

    

    を前記送信機から受信するように、もしくは
    −前記第２のコードブック（
    

    

    ）の前記構成用に先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
    

    

    を使用する
    ように構成されている、
    請求項４６または４７に記載の通信デバイス。
49. 前記通信デバイスは、
    −
    

    

    個のエントリまたは列を含む前記第２のコードブックマトリックス（
    

    

    ）から前記ｌ番目の層のドップラー遅延ビーム三段プリコーダマトリックスを構成するために、前記
    

    

    番目のビームについて
    

    

    個のドップラー周波数成分を選択し、
    −前記
    

    

    個の選択されなかったドップラー周波数成分インデックスを前記コードブックマトリックスから前記送信機にフィードバックする
    ように構成されている、請求項３８から４８のいずれか一項に記載の通信デバイス。
50. ドップラー周波数成分の数
    

    

    は、
    

    

    となるように、ビームのサブセットと同一である、請求項４９に記載の通信デバイス。
51. 前記パラメータ
    

    

    は、前記通信デバイスにおいて先験的に既知であるか、または前記通信デバイスは、前記送信機から前記パラメータ
    

    

    を受信するように構成されている、請求項４４９６または５０に記載の通信デバイス。
52. 前記通信デバイスは、前記送信機から受信したＣＳＩ報告構成にしたがって、前記ＣＳＩフィードバックを前記送信機に報告するように構成されており、前記ＣＳＩ報告構成は、たとえば、前記パラメータＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙを含み、これは以下の値のうちの少なくとも１つを含み、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤＤ−ＣＱＩ、
    −ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤＤ、ここで前記ＰＭＩ−ＤＤ量は前記ドップラー周波数成分構成を含む、
    請求項３８から５１のいずれか一項に記載の通信デバイス。
53. −前記ドップラー周波数成分は前記ビームおよび送信層に依存するか、または
    −送信層の前記空間ビームのサブセットに関連付けられた前記ドップラー周波数成分のサブセットは同一であるか、または
    −送信層のビームのサブセットのドップラー周波数成分の数は同一であるか、または
    −前記ドップラー周波数成分のサブセットは、空間ビームおよび送信層のサブセットについて同一であるか、または
    −ドップラー周波数成分の数およびビームごとの前記ドップラー周波数成分は、送信層の全てのビームが同じドップラー周波数成分に関連付けられるように、送信層について同一である、
    請求項３８から５２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
54. −前記明示的なＣＳＩは、次元
    

    

    の三次元チャネルテンソル
    

    

    によって表され、
    

    

    は構成されたサブバンド／ＰＲＢ、またはサブキャリアの数であり、
    

    

    は観察時間中の時間インスタンスの数であり、
    

    

    、ならびにチャネルテンソルの前記第１、第２、および第３の次元はそれぞれ前記時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの前記空間、周波数、および時間成分であるか、または
    −前記明示的なＣＳＩは次元
    

    

    の四次元チャネルテンソル
    

    

    によって表され、
    

    

    、
    

    

    の第１および第２の次元は、それぞれ前記時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルの前記受信側および送信側空間成分を表し、
    

    

    の前記第３および第４の次元は、それぞれ前記チャネルの前記周波数および時間成分を表す、
    請求項３８から５３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
55. 前記プロセッサは、たとえば、前記ドップラービームプリコーダマトリックス
    

    

    および多次元チャネルテンソル
    

    

    の関数である、相互情報量
    

    

    の性能測定基準に基づいて、ドップラービームプリコーダマトリックス
    

    

    を選択するように構成されている、請求項３８から５４のいずれか一項に記載の通信デバイス。
56. 前記プロセッサは、Ｔ個の時刻について前記選択された複合ドップラービームプリコーダマトリックス
    

    

    および多次元チャネルテンソル
    

    

    のために前記通信デバイスでの平均ブロック誤り率
    

    

    を最適化する広帯域ＣＱＩを選択するように構成されている、請求項５５に記載の通信デバイス。
57. 前記プロセッサは、
    −第１のステップで、多次元チャネルテンソル
    

    

    から直接チャネルモデルのパラメータを推定するため、または前記ＭＩＭＯチャネルテンソル
    

    

    からパラメータ化されていない形態で直接
    

    

    の前記係数を計算するために、高分解能パラメータ推定アルゴリズムを使用し、
    −第２のステップで、以下のようにパラメータ化およびプリコードされた時変ＭＩＭＯチャネルモデル周波数領域応答を計算するために、前記パラメータ化されたチャネルモデルおよび前記選択されたドップラービーム複合二段プリコーダマトリックスを使用し、
    

    

    、
    ここで、
    

    

    の
    

    

    のエントリ、ならびに
    

    

    は前記ドップラービーム複合二段プリコーダマトリックスである
    

    

    の前記ｔ番目のブロックおよび
    

    

    番目の列であり、
    −第３のステップで、１つ以上の未来の時刻の１つ以上のＣＱＩ値を計算するために、前記パラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネルモデル応答を使用する
    ように構成されている、請求項３８から５６のいずれか一項に記載の通信デバイス。
58. 前記プロセッサは、
    −時刻／スロット
    

    

    のＣＱＩ値を予測し、ここで
    

    

    は現在時刻／スロットを示し、
    

    

    は現在時刻／スロット
    

    

    に対する相対時間差を示し、
    −
    

    

    個の前記予測ＣＱＩ値を平均ＣＱＩ値だけ減少させることによって差分予測ＣＱＩ値を計算するために、
    

    

    個の前記予測ＣＱＩ値を使用する
    ように構成されている、請求項３８から５７のいずれか一項に記載の通信デバイス。
59. 前記通信デバイスは、ＣＱＩ予測のために前記通信デバイスによって使用される前記値
    

    

    が割り当てられたパラメータＣＱＩ−ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＴｉｍｅを含むＣＳＩ報告構成を受信するように構成されている、請求項５８に記載の通信デバイス。
60. 前記ＣＳＩフィードバックが前記ＰＭＩを使用する場合、前記プロセッサは、少なくとも２成分ＰＭＩを報告するように構成されており、
    −前記第１のＰＭＩは、前記選択されたベクトル
    

    

    および
    

    

    に対応し、
    −前記第２のＰＭＩは、前記通信デバイスから前記送信機への
    

    

    個のドップラービーム結合係数
    

    

    に対応する、
    請求項３８から５９のいずれか一項に記載の通信デバイス。
61. 前記プロセッサは、
    −タプルのセットの形態で前記第１の成分ＰＭＩを表し、各タプル
    

    

    は選択された空間ビームベクトル
    

    

    および選択されたドップラー周波数ベクトル
    

    

    によって表され、前記タプルのセットは
    

    

    によって関連付けられ、ここで
    

    

    は前記第１のＰＭＩ成分を表し、
    

    

    は前記空間ビームのための前記選択されたＤＦＴベクトルの
    

    

    個のインデックスを含み、
    

    

    は前記選択されたドップラー周波数ベクトルの
    

    

    個のインデックスを含み、
    −コードブックアプローチを使用して前記ドップラービーム結合係数を量子化し、前記量子化されたドップラービーム結合係数は
    

    

    、前記第２のＰＭＩ成分によって表され、
    −前記２つのＰＭＩ成分を前記送信機に報告する
    ように構成されている、請求項６０に記載の通信デバイス。
62. コードブックアプローチを用いて前記複素ドップラー係数
    

    

    を量子化するために、各係数は以下によって表され、
    

    

    ここで、
    −
    

    

    は、
    

    

    ビットで量子化された偏波、ビーム、およびドップラー周波数依存振幅係数であり、
    −
    

    

    は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、またはその他いずれかの高次ＰＳＫコンステレーションによって表される位相を表すか、または
    各係数は以下のようにその実数部および虚数部によって表され、
    

    

    ここで、
    

    

    および
    

    

    は各々
    

    

    ビットで量子化される、
    請求項６１に記載の通信デバイス。
63. 前記通信デバイスは、
    −前記ドップラービーム二段プリコーダを計算するための前記ビームの前記ドップラー周波数成分を選択し、
    −最も強いドップラー周波数成分に対応する前記ドップラー周波数成分インデックスを示し、
    −前記最も強いドップラー周波数成分インデックスの表示を有する前記ドップラー周波数成分インデックスを送信機にフィードバックする
    ように構成されている、請求項３８から６２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
64. 前記ＣＳＩフィードバックは、ランクインジケータ（ＲＩ）をさらに含み、
    前記プロセッサは、前記送信のために前記ＲＩを報告するように構成されており、前記ＲＩは、前記ドップラービーム二段プリコーダマトリックス
    

    

    （
    

    

    ）に対して選択され、前記ドップラービームでプリコードされた時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる層の平均数を示す、
    請求項３８から６３のいずれか一項に記載の通信デバイス。
65. 前記通信デバイスは、ビームフォーミングＣＳＩ−ＲＳの前記ＣＱＩおよび／またはＲＩおよび／またはＰＭＩのいずれかを報告するための上位層を介したＣＳＩ−ＲＳ報告構成を有して構成されており、前記第１のコードブックマトリックス内の前記ベクトルは
    

    

    長さの列ベクトルによって表され、ここで、前記
    

    

    番目のベクトル（
    

    

    ）は、前記
    

    

    番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む、請求項３８から６４のいずれか一項に記載の通信デバイス。
66. 前記通信デバイスは、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる上位層（たとえば、ＲＲＣ）パラメータを含むＣＳＩ−ＲＳリソース構成を受信するように構成されており、これは、たとえば、前記ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、前記ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、請求項３８から６５のいずれか一項に記載の通信デバイス。
67. 前記通信デバイスは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩ計算について、前記送信機が、以下のように、
    

    

    個の層のアンテナポート
    

    

    上のＰＤＳＣＨ信号に前記ドップラービームプリコーダを適用することを想定しており、
    

    

    ここで、
    

    

    はＰＤＳＣＨシンボルシンボルベクトル
    

    

    であり、
    

    

    は時刻ｔにおける層
    

    

    の前記ｉ番目のシンボルであり、
    

    

    は時刻
    

    

    にアンテナポート
    

    

    上で送信された前記プリコードされたシンボルであり、
    

    

    は前記予測されたドップラービームプリコーダマトリックスであって、
    

    

    は
    

    

    の前記ｔ番目のブロックおよびｉ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢである、
    請求項３８から６６のいずれか一項に記載の通信デバイス。
68. 通信デバイスを含む無線通信システムの送信機であって、前記送信機は、
    チャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを送信機に提供するために、請求項１から６７のいずれか一項に記載の通信デバイスのうちの１つ以上との無線通信を有する複数のアンテナを有するアンテナアレイと、
    前記アンテナアレイに接続されたプリコーダであって、前記プリコーダは、前記アンテナアレイによって、１つ以上の送信ビームまたは１つ以上の受信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みを適用するためのものである、プリコーダと、
    トランシーバであって、
    −たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、前記ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、前記ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、前記ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを前記通信デバイスに送信し、
    −前記通信デバイスから、複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信する
    ように構成されている、トランシーバと、
    プロセッサであって、
    −前記複数のＣＳＩ報告から少なくとも前記２成分プリコーダマトリックス識別子および前記ランクインジケータを抽出し、
    −前記ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、前記アンテナポートに適用されたドップラービームプリコーダマトリックスを構成し、前記構成されたプリコーダマトリックスに応答して前記ビームフォーミング重みを決定する
    ように構成されている、プロセッサと
    を含む送信機。
69. 

    個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、前記プロセッサは、前記ドップラー周波数ＤＦＴベクトル
    

    

    を長さ
    

    

    のベクトル
    

    

    に周期的に拡張するように構成されており、前記周期的拡張は、以下によって定義され、
    

    

    ここで、
    

    

    、および
    前記ｌ番目の層の前記予測されたドップラービームプリコーダマトリックスは、
    −前記第１のコードブックから選択された、前記偏波とは無関係の、
    

    

    個のビームフォーミングベクトル
    

    

    と、
    −ｕ番目のビームについて前記第２のコードブックから選択された前記ドップラー周波数ベクトル
    

    

    に基づく
    

    

    個の拡張ドップラー周波数ベクトル
    

    

    と、
    −前記第１および第２のコードブックから選択された前記ベクトルを複素スケーリング／結合するためのセット結合係数
    

    

    と
    に基づいている、請求項６８に記載の送信機。
70. 

    個の未来の時刻のプリコーダマトリックス予測を容易にするために、前記プロセッサは、前記ドップラー周波数ＤＦＴベクトル
    

    

    を長さ
    

    

    のベクトル
    

    

    に周期的に拡張するように構成されており、前記周期的拡張は、以下によって定義され、
    

    

    ここで、
    

    

    、および
    前記ｌ番目の層、
    

    

    番目（
    

    

    ）の時刻、およびｓ番目のサブバンド、サブキャリア、またはＰＲＢの前記予測されたドップラービームプリコーダマトリックスは、以下によって与えられ、
    

    

    ここで、
    

    

    は
    

    

    の前記
    

    

    番目のエントリである、
    請求項６８または６９に記載の送信機。
71. 請求項１から３４および請求項３８から６７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの通信デバイスと、
    請求項３５から３７および請求項６８から７０のいずれか一項に記載の少なくとも１つのＢＳと
    を含む、無線通信ネットワーク。
72. 前記通信デバイスおよび前記送信機は、
    −モバイル端末、または
    −固定端末、または
    −セルラーＩｏＴ−ＵＥ、または
    −ＩｏＴデバイス、または
    −地上ベース車両、または
    −空中車両、または
    −ドローン、または
    −移動基地局、または
    −路側ユニット、または
    −建物、または
    −マクロセル基地局、または
    −スモールセル基地局、または
    −路側ユニット、または
    −ＵＥ、または
    −遠隔無線ヘッド、または
    −ＡＭＦ、または
    −ＳＭＦ、または
    −コアネットワークエントリ、または
    −ＮＲまたは５Ｇコアコンテキストのようなネットワークスライス、または
    −アイテムもしくはデバイスが前記無線通信ネットワークを使用して通信できるようにする任意の送受信点（ＴＲＰ）であって、前記アイテムまたはデバイスには、前記無線通信ネットワークを使用して通信するためのネットワーク接続性が設けられている、ＴＲＰ、のうちの１つ以上を含む、請求項７１に記載の無線通信ネットワーク。
73. 無線通信システムのチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供する方法であって、前記方法は、
    送信機から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルを介して無線信号を受信するステップであって、前記無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、前記基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、ステップと、
    前記通信デバイスで、前記無線チャネル上の前記ダウンリンク基準信号の測定を使用して前記周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定するステップであって、前記ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供される、ステップと、
    性能測定基準に基づいて、前記通信デバイスで、複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダのドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（
    

    

    ）を選択するステップであって、前記ドップラー遅延ビーム三段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づき、前記１つ以上のコードブックは
    ○前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
    ○前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上の遅延成分と、
    ○前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
    を含む、ステップと、
    前記通信デバイスで、前記明示的なＣＳＩおよび前記選択されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックス（
    

    

    ）を有する前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちのいずれか１つ以上を計算するステップと、
    前記ＣＱＩ、前記ＰＭＩ、および前記ＲＩのうちの１つ以上を含む前記ＣＳＩフィードバックを前記通信デバイスから前記送信機に報告するステップであって、前記ＰＭＩおよびＲＩは、前記構成されたアンテナポートの前記ドップラー遅延ビーム三段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される、ステップと
    を含み、
    前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの前記１つ以上の遅延成分および／または前記１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義される、方法。
74. 通信デバイスおよび送信機を含む無線通信システム内の送信の方法であって、前記方法は、
    たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、前記ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、前記ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、前記ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを通信デバイスに送信するステップと、
    前記送信機で、前記通信デバイスから複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信するステップと、
    前記送信機で、前記複数のＣＳＩ報告から前記少なくとも２成分プリコーダマトリックス識別子および前記ランクインジケータを抽出するステップと、
    前記送信機で、前記ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、前記アンテナポートに適用されたドップラー遅延ビームプリコーダマトリックスを構成するステップと、
    前記構成されたプリコーダマトリックスに応答して、前記送信機の前記アンテナアレイに接続されたプリコーダのためのビームフォーミング重みを決定するステップと
    を含み、
    前記複合ドップラー遅延ビーム三段プリコーダの前記１つ以上の遅延成分および／または前記１つ以上のドップラー周波数成分は、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、またはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって、定義される、方法。
75. 無線通信システムのチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供する方法であって、前記方法は、
    送信機から、時変周波数選択ＭＩＭＯチャネルを介して無線信号を受信するステップであって、前記無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、前記基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、ステップと、
    前記通信デバイスで、前記無線チャネル上の前記ダウンリンク基準信号の測定を使用して前記周波数領域内の明示的なＣＳＩを推定するステップであって、前記ダウンリンク基準信号は特定の観察時間にわたって提供される、ステップと、
    性能測定基準に基づいて、前記通信デバイスで、複合ドップラービーム二段プリコーダのドップラービームプリコーダマトリックス（
    

    

    ）を選択するステップであって、前記ドップラー遅延ビーム二段プリコーダは１つ以上のコードブックに基づき、前記１つ以上のコードブックは
    ○前記複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分と、
    ○前記複合ドップラービーム二段プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分と
    を含む、ステップと、
    前記明示的なＣＳＩおよび前記選択されたドップラービームプリコーダマトリックス（
    

    

    ）を有する前記複合ドップラービーム二段プリコーダを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダマトリックスインジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちの１つ以上を計算するステップと、
    前記ＣＱＩおよび／または前記ＰＭＩおよび／または前記ＲＩのうちのいずれか１つ以上を含む前記ＣＳＩフィードバックを前記送信機に報告するステップであって、前記ＰＭＩおよびＲＩは、前記構成されたアンテナポートの前記ドップラービーム二段複合プリコーダマトリックスを示すために使用される、ステップと
    を含む方法。
76. 通信デバイスおよび送信機を含む無線通信システム内の送信の方法であって、前記方法は、
    たとえば、ダウンリンク基準信号が繰り返される連続スロットの数に関して、前記ダウンリンク基準信号の時間領域繰り返しを示す、たとえばＣＳＩ−ＲＳ−ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる、いくつかのＣＳＩ−ＲＳアンテナポートおよびパラメータを含むＣＳＩ−ＲＳ構成による、前記ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）と、前記ＣＳＩ−ＲＳ構成を含むダウンリンク信号とを前記通信デバイスに送信するステップと、
    前記送信機で、前記通信デバイスから複数のＣＳＩ報告を含むアップリンク信号を受信するステップと、
    前記送信機で、前記複数のＣＳＩ報告から前記少なくとも２成分プリコーダマトリックス識別子および前記ランクインジケータを抽出するステップと、
    前記送信機で、前記ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して、前記アンテナポートに適用されたドップラービーム二段プリコーダマトリックスを構成するステップと、
    前記構成されたプリコーダマトリックスに応答して、前記送信機の前記アンテナアレイに接続されたプリコーダのためのビームフォーミング重みを決定するステップと
    を含む方法。
77. コンピュータ上で実行されると、請求項７３から７６のいずれか一項に記載の方法を実行する命令を記憶するコンピュータ可読媒体を含む、非一時的なコンピュータプログラム製品。
    
    

Images