JP5127394B2

JP5127394B2 - Ｍｉｍｏシステムのプリコーディング方法及び該方法を用いた装置

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Publication number: JP5127394B2
Application number: JP2007272763A
Authority: JP
Inventors: 小明 ▲余▼; 競秀劉; 嵐陳; 健一樋口
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: JP2008104193A; CN101166052A; EP1914947A1; US7912141B2; CN101166052B; US20080095258A1

Description

本発明は、マルチアンテナ無線通信システムにおけるプリコーディング方法及びマルチユーザスケジューリング技術に係り、特に、ＭＩＭＯシステムのプリコーディング方法及び該方法を用いた装置に関する。

将来の無線通信システムにおいて、ますます高い情報伝送レートと通信品質が要求されている。有限なスペクトラムリソースでこの目標を達成するために、ＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）技術は、将来の無線通信における欠かせない手段の１つになっている。

ＭＩＭＯシステムにおいて、送信側は、複数のアンテナで信号を送信し、受信側は、複数のアンテナで信号を受信する。研究の結果によれば、従来のシングルアンテナ伝送方法に比べ、ＭＩＭＯ技術はチャネル容量を大幅に向上させることができ、情報伝送レートを向上させることができる。

また、ＭＩＭＯシステムにおいて、プリコーディング（pre-coding）の送信方法を用いることで、ＭＩＭＯシステムの性能を効果的に向上させることができる。プリコーディングの基本思想は、現在のチャネル情報に基づいて、送信待ちデータに対して、送信する前に線形処理及び非線形処理などの予備処理を行う。

ＭＩＭＯプリコーディングは、閉ループの伝送技術であって、フィードバックする情報の形式により、コードブック(Codebook)に基づいたプリコーディングと、ノンコードブック（Non-Codebook）に基づいたプリコーディングとの二種類に分けられる。

コードブックに基づいたプリコーディングにおいて、送信側と受信側は、通信する前に事前に、若干のプリコーディングコードワード（Codeword）が含まれるコードブックを設定する。受信側は、各リソースブロック（Resource Block，ＲＢ）が送信される前に、現在のチャネル特性に基づいて、該コードブックから、一番好ましいと考えられるプリコーディングコードワード（このとき、送信側において、該コードワードを用いてプリコーディングした後に送信すると、受信側において性能が一番高くなる）を選択し、コードブックにおいて該コードワードに対応するインデックス（Index）を送信側にフィードバックする。送信側は、フィードバック情報に基づいて、コードブックから該インデックスに対応するコードワードを選択して、送信信号に対してプリコーディングを行う。即ち、コードブックに基づいたプリコーディングにおいて、フィードバック情報の形式は、コードワードに対応するインデックスである。

ノンコードブックに基づいたプリコーディングに比べ、コードブックに基づいたプリコーディングは、チャネルのフィードバックオーバーヘッドを効果的に低下させることができ、より実用性の高いプリコーディング技術である。

従来の解決手段において、コードブックに基づいたプリコーディングは、全ての時間・周波数・空間上の全てのリソースブロックに対して、単一で固定したコードブックを用いる。

ユーザの公平性を考慮したマルチユーザスケジューリングの場合、ユーザのチャネル特性のジッターが大きければ大きいほど、スケジューリングのゲイン（マルチユーザダイバーシティゲイン）が大きくなる。しかしながら、Ｒicianチャネル、スローフェージングチャネル又は関連チャネルなどチャネルのジッターが本来大きくない状況において、単一で固定したコードブックを用いる場合、コードブックの大きさが制限されている（フィードバックオーバーヘッドに制限されている）ため、該コードブックにおけるコードワードを用いてプリコーディングした後の等価チャネルのジッターが依然として十分でないので、マルチユーザスケジューリング性能の低下を招いてしまう。

本発明の目的は、ＭＩＭＯシステムのプリコーディング方法及び該方法を用いた装置を提供し、マルチユーザスケジューリング性能を向上させることである。

上記目的を実現するために、本発明は、ＭＩＭＯシステムのプリコーディング方法において、ユーザ受信機が、リソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、確定したコードブックから対応するコードワードインデックスを選択して基地局送信機に送信するステップＡと、基地局送信機が、送信待ちデータが割当てられたリソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、コードワードインデックスに基づいて、確定したコードブックからコードワードを選択し、選択したコードワードを用いて、送信待ちデータに対してプリコーディングを行うステップＢと、を含むことを特徴とするＭＩＭＯシステムのプリコーディング方法を提供する。

上記方法において、上記ユーザ受信機と基地局送信機は、リソースブロックが割当てられたサブフレーム及び/又はサブバンドに基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定する。

上記方法において、時間上で異なるサブフレームのリソースブロックは、１つ又は複数のサブフレームおきに、マルチコードブックにおける複数のコードブックを順に循環使用し、及び/又は、周波数上で異なるサブバンドのリソースブロックは、１つ又は複数のサブバンドおきに、マルチコードブックにおける複数のコードブックを順に循環使用する。

上記方法において、上記マルチコードブックは、シングルコードブックの左からユニタリー行列を掛けることによって得られる。

上記方法において、上記シングルコードブックは、ノンユニタリーコードブック又はユニタリーコードブックである。

上記目的を実現するために、本発明は、逆高速フーリエ変換モジュール、並列/直列変換・サイクリックプレフィックス挿入モジュール、及び第１のアンテナを備える基地局送信機をさらに提供する。

該基地局送信機は、さらに、
コードワードインデックスとチャネル品質識別とが含まれる、ユーザから返されたチャネルフィードバック情報を受信し、チャネルフィードバック情報及びスケジューリング準則に基づいてスケジューリング及び制御を行うスケジューラと、
スケジューリングした、ユーザに送信しようとするデータをリソースブロックにマッピングさせるユーザデータマッピングモジュールと、
リソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、コードワードインデックスに基づいて、マルチコードブックから対応するコードワードを確定するマルチコードブック記憶・コード選択モジュールと、
選択したコードワードを用いて、対応するリソースブロックデータに対してプリコーディングを行うプリコーディングモジュールとを有する。

上記基地局送信機において、上記マルチコードブック記憶・コードワード選択モジュールは、リソースブロックが割当てられたサブフレーム及び/又はサブバンドに基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定する。

上記基地局送信機において、上記マルチコードブックは、シングルコードブックの左からユニタリー行列を掛けることによって得られる。

上記基地局送信機において、上記シングルコードブックは、ノンユニタリーコードブック又はユニタリーコードブックである。

上記目的を実現するために、本発明は、第２のアンテナ、サイクリックプレフィックス削除・直列/並列変換モジュール、及び高速フーリエ変換モジュールを備えるユーザ受信機をさらに提供する。該ユーザ受信機は、さらに、
チャネル推定を行い、該受信機に送信される信号を取得して出力するとともに、リソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、確定したコードブックから対応するコードワードインデックスを選択して基地局送信機にフィードバックする受信データ取得・フィードバックモジュールを含む。

上記ユーザ受信機において、上記受信データ取得・フィードバックモジュールは、
チャネル推定を行い、現在のチャネル特性行列を推定するチャネル推定モジュールと、
推定して取得したチャネル特性及びリソースブロックの位置に基づいて、マルチコードブックのコードブックから対応するコードブックを確定し、確定したコードブックから対応するコードワードインデックスを選択し、コードワードインデックスとチャネル品質識別とを基地局送信機に送信するマルチコードブック記憶・コードワードインデックス選択モジュールと、
チャネル推定の結果に基づいて、受信した信号に対してＭＩＭＯ検出を行い、原始の送信データを得るＭＩＭＯ検出モジュールと、を有する。

上記ユーザ受信機において、上記マルチコードブック記憶・コードワードインデックス選択モジュールは、リソースブロックが割当てられたサブフレーム及び/又はサブバンドに基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定する。

上記ユーザ受信機において、上記マルチコードブックは、シングルコードブックの左からユニタリー行列を掛けることによって得られる。

上記ユーザ受信機において、上記シングルコードブックは、ノンユニタリーコードブック又はユニタリーコードブックである。本発明は、マルチコードブックにおけるコードブックを用いて、リソースブロックに対してプリコーディングを行うが、選択するコードブックはリソースブロックの位置に関係する。マルチユーザ情報論の研究結果によると、スケジューリングゲイン、即ちマルチユーザダイバーシティゲインは、チャネルのジッターの動的範囲に関係する。チャネルジッターの動的範囲が大きいほど、スケジューリングゲインが大きくなる。プリコーディングのＭＩＭＯシステムにおいて、その等価チャネルはＨ_equ=ＨＦである。そのうち、Ｈは実際のチャネルであり、Ｆはプリコーディング行列である。本発明において、マルチコードブックを用いてプリコーディングを行い、Ｆの多様性を増加させることで、等価チャネルの動的範囲を向上させ、マルチユーザスケジューリングの性能を効果的に向上させた。

本発明によれば、ＭＩＭＯシステムのプリコーディング方法及び該方法を用いた装置を提供し、マルチユーザスケジューリング性能を向上させることができる。

本発明の方法及び装置において、送信側でＭＩＭＯプリコーディングを行う時に、マルチコードブックを用いて処理する。即ち、通信プロセスにおいて、異なるリソースブロック（ＲＢ）に対して異なるコードブックを用いてプリコーディングを行うことで、ユーザスケジューリング性能を向上させる。

ここで、説明の簡便のために、従来のプリコーディングにおける一つのコードブックをシングルコードブックと命名し、本発明によるプリコーディングの複数のコードブックをマルチコードブックと命名する。

上記異なるリソースブロックは、時間領域上で異なるリソースブロックであってもよいし、周波数領域上で異なるリソースブロックであってもよいし、もちろん、時間領域、周波数領域上のいずれでも異なるリソースブロックであってもよい。

本発明による方法、装置及びシステムにおいて、ＭＩＭＯプリコーディングを行う時にマルチコードブックを用いるため、まず、マルチコードブックの設計について説明する。本発明におけるマルチコードブックは、以下のとおりで得られる。

まず、シングルコードブック

を取得する。従来方法によって、シングルコードブック

を設計する方法が多種与えられている。下記の文献において、シングルコードブックの設計方法が開示されている。

D.J.Love， R.W.heath and T.Strohmer， “Grassmannian beamforming for multiple-input multiple-output wireless systems，” IEEE Trans. Inf. Th.， vol.49， no.10， pp. 2735-2747， Oct 2003.
B.M.Hochwald， T.L.Marzetta， T.J.Richardson， W.Sweldens， and R.Urbanke， “System design of unitary space-time constellations，” IEEE Trans. Info. Th..， vol. 46， pp. 1962-1973， Sept. 2000
そして、該シングルコードブックＦを用いてマルチコードブック

を得る。ここで、該マルチコードブックは、シングルコードブックＦをユニタリー行列に掛けることにより得られる。即ち、

である。そのうち、

は、ユニタリー行列であり、ランダムに生成する方法で取得してもよいし、Ｇivens回転生成の方法で取得してもよいし、又は、単にユニタリー対角行列を用いてもよい。

ここで、本発明においてユニタリー行列を左から掛けてマルチコードブックを生成することは、シングルコードブックに対してユニタリー行列を左から掛けることで、コードブック内のコードワード間の距離の不変を保証できるからである。即ち、マルチコードブックにおける各コードブックと元のシングルコードブックとの等価が最適になることを保証する。

上述したように、本発明において、マルチコードブックを用いて、ＭＩＭＯのプリコーディング処理を行うので、マルチコードブックを取得した後、ＭＩＭＯプリコーディングを行う時に、該マルチコードブック

を用いてプリコーディングを行う。以下、該マルチコードブックをいかに使用するか（マルチコードブックの使用規則）を説明する。

１.時間領域で切り替える。即ち、時間上で異なるサブフレームのリソースブロックが、マルチコードブックにおけるコードブックを順に使用する。

２.周波数領域で切り替える。即ち、周波数上で異なるサブバンドのリソースブロックが、マルチコードブックにおけるコードブックを順に使用する。

３.時間領域と周波数領域とで切り替える。即ち、上記二種類の方式を総合する。

マルチコードブックにおけるコードブックの数がサブフレーム数又はサブバンド数より小さいとき、コードブックを循環使用する。以下、上記各方式を具体的に説明する。

マルチコードブックに三つのコードブックがあり、それぞれ第１のコードブック、第２のコードブック、第３のコードブックと命名すると、上記三種類の状況におけるマルチコードブックの使用は、それぞれ図１、図２、及び図３に示すようになる。図１、図２、及び図３のいずれにおいても、サブフレームが六つ、サブバンドが六つの場合を例として説明している。

図１に示すように、説明の簡便のために、図示されている六つのサブフレームをそれぞれ第1のサブフレーム、第２のサブフレーム、…、第６のサブフレームと命名する。時間領域で切り替えるマルチコードブック使用方式によると、第1のサブフレームにおけるＲＢは第１のコードブックを使用し、第２のサブフレームにおけるＲＢは第２のコードブックを使用し、第３のサブフレームにおけるＲＢは第３のコードブックを使用する。コードブック数が足りないため、循環使用する必要がある。したがって、第４のサブフレームにおけるＲＢは第１のコードブックを使用し、第５のサブフレームにおけるＲＢは第２のコードブックを使用し、第６のサブフレームにおけるＲＢは第３のコードブックを使用する。これに準じて類推する。

図２、図３に示されるマルチコードブック使用方式は、切り替える条件（図２において、サブバンド方向でコードブックを切り替えるが、図３においては、サブバンド方向とサブフレーム方向とでコードブックを切り替える）だけが図１と異なるため、重複して説明しない。

上記図１、図２、及び図３に示されたのは、マルチコードブック使用の特定例である。即ち、切り替える間隔を、一つのサブフレーム（図１と図３）又は一つのサブバンド（図２と図３）に限定しているが、複数のサブフレーム又は複数のサブバンドを間隔としてもよい。例えば、第1のサブフレームと第２のサブフレームにおけるＲＢは第１のコードブックを使用し、第３のサブフレームと第4のサブフレームにおけるＲＢは第２のコードブックを使用し、第５のサブフレームと第６のサブフレームにおけるＲＢは第３のコードブックを使用してもよい。そして、これに準じて循環する。もちろん、第１のサブフレームにおけるＲＢは第１のコードブックを使用し、第２のサブフレーム、第３のサブフレーム、第４のサブフレームにおけるＲＢは第２のコードブックを使用し、第５のサブフレーム、第６のサブフレームにおけるＲＢは第３のコードブックを使用し、そして、これに準じて循環してもよい。これらは、システムにより予め設定される。

マルチコードブックの設計、使用規則を説明した後、以下、基地局送信機、ユーザ受信機及びＭＩＭＯ通信プロセスを結合して、マルチコードブックの使用を詳しく説明する。

本発明による基地局送信機は、図４に示すように、スケジューラ４１、ユーザデータマッピングモジュール４２、マルチコードブック記憶・コードワード選択モジュール４３、プリコーディングモジュール４４、逆高速フーリエ変換モジュール４５、並列/直列変換・サイクリックプレフィックス挿入モジュール４６、及び第１のアンテナ４７を含む。

スケジューラ４１は、ユーザから返されたコードワードインデックスcode_idxとチャネル品質識別CQIとが含まれる、チャネルフィードバック情報を受信し、チャネルフィードバック情報及びスケジューリング準則に基づいてスケジューリング及び制御を行う。

ユーザデータマッピングモジュール４２は、スケジューリングした、ユーザに送信しようとするデータを時間、周波数及び空間の三次元リソース空間にマッピングさせ、リソースブロック（ＲＢ）形式に表す。

マルチコードブック記憶・コードワード選択モジュール４３は、本発明のマルチコードブック及びその使用方式を記憶し、リソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、コードワードインデックスcode_idxに基づいて、マルチコードブックから対応するコードワードを選択してプリコーディングモジュール４４に通知する。

プリコーディングモジュール４４は、マルチコードブック記憶・コードワード選択モジュール４３で選択したコードワードを用いて、対応するリソースブロックに対してプリコーディングを行う。

逆高速フーリエ変換モジュール４５は、プリコーディング後の信号に対して逆高速フーリエ変換を行う。

並列/直列変換・サイクリックプレフィックス挿入モジュール４６は、逆高速フーリエ変換モジュール４５から出力された信号に対して並列/直列変換を行い、サイクリックプレフィックスを挿入して出力する。

第１のアンテナ４７は、並列/直列変換及びサイクリックプレフィックス挿入処理を行った後の信号を送信する。

上記コードワードインデックスcode_idxは、リソースブロックの数に一致しており、且つ、該コードワードインデックスcode_idxがどのコードブックから選択したかは、リソースブロックの位置（又は、マルチコードブックの使用規則）に関係する。以下、一つの実際の状況を例として説明する。

図１に示すマルチコードブックの使用規則を例として説明する。説明の簡便のために、ＲＢ_ijで、第iのサブフレーム、第jのサブバンドに割当てられたリソースブロックを示す。送信待ちデータがリソースブロックＲＢ₁₁、ＲＢ₂₁及びＲＢ₂₃にスケジューリングされるとすると、チャネルフィードバック情報におけるcode_idxは三つになり、且つ、マルチコードブックの使用規則が時間領域で切り替える規則であるため、ＲＢ₁₁に対応するcode_idxが指示するコードワードは、第１のコードブックにあるものであり、ＲＢ₂₁とＲＢ₂₃に対応するcode_idxが指示するコードワードは、第２のコードブックにあるものである。

図２に示すマルチコードブックの使用規則を使用すると、ＲＢ₂₃に対応するcode_idxが指示するコードワードは、第３のコードブックにあるものであり、ＲＢ₁₁とＲＢ₂₁に対応するcode_idxが指示するコードワードは、第１のコードブックにあるものである。

プリコーディングモジュールは、選択したコードワードを用いて、対応するリソースブロックに対してプリコーディングを行う。

本発明のユーザ受信機は、図５に示すように、第２のアンテナ５１、サイクリックプレフィックス削除・直列/並列変換モジュール５２、高速フーリエ変換モジュール５３、及び、受信データ取得・フィードバックモジュール５４を備える。

第２のアンテナ５１は、空間における全ての信号を受信する。

サイクリックプレフィックス削除・直列/並列変換モジュール５２は、アンテナにより受信した信号のサイクリックプレフィックスを削除し、直列/並列変換を行って出力する。

高速フーリエ変換モジュール５３は、サイクリックプレフィックス削除及び直列/並列変換を行った後の信号に対して、高速フーリエ変換を行う。

受信データ取得・フィードバックモジュール５４は、チャネル推定を行い、該受信機に送信される信号を取得して出力するとともに、コードワードインデックスcode_idxとチャネル品質識別ＣＱＩとが含まれるチャネルフィードバック情報を、基地局送信機にフィードバックする。

該受信データ取得・フィードバックモジュール５４は、
受信信号におけるパイロット信号に基づいて、又は他の方法によってチャネル推定を行い、現在のチャネル特性行列を推定するチャネル推定モジュールと、
推定して取得したチャネル特性及びマルチコードブック使用規則に基づいて、マルチコードブックのコードブックから該ＲＢが希望するコードブックを選択し、ＲＢが希望するコードワードに対応するコードワードインデックスcode_idxとチャネル品質識別ＣＱＩとが含まれるチャネルフィードバック情報を基地局送信機にフィードバックするマルチコードブック記憶・コードワードインデックス選択モジュールと、
チャネル推定の結果に基づいて、受信した信号に対してＭＩＭＯ検出を行い、最終的に、原始の送信データを取得するＭＩＭＯ検出モジュールとを有する。

そのうち、コードワードインデックスcode_idxを選択するとき、まず、ＲＢの位置及びマルチコードブックの使用規則（時間領域で切り替えるか、周波数領域で切り替えるかなど）を確定し、そして、ＲＢの位置及びマルチコードブックの使用規則に基づいて、ＲＢに対応するコードブックを確定し、該ＲＢが最も希望するコードワードをコードブックから選択することで、該コードワードに対応するコードワードインデックスcode_idxを確定する。

本発明のＭＩＭＯスケジューリング及びプリコーディングの方法は、図６に示すように、基地局送信機とユーザ受信機において、該マルチコードブック及びマルチコードブックの使用方式を記憶するステップＡ１と、基地局送信機とユーザ受信機が、マルチコードブック、マルチコードブックの使用方式及び処理待ちリソースブロックの位置に基づいて、リソースブロックに対応するコードブックを確定するステップＡ２と、ユーザ受信機において、リソースブロックに対応するコードブックから、コードワードインデックスcode_idxを選択し、送信側において該コードワードを用いてプリコーディングを行う時の対応するＣＱＩ値を、フィードバックチャネルを介して基地局送信機に送信するステップＡ３と、基地局送信機において、チャネルフィードバック情報（コードワードインデックスcode_idxと、対応するＣＱＩ値）に基づいてスケジューリングを行うステップＡ４と、基地局送信機において、コードワードインデックスに基づいて、リソースブロックに対応するコードブックからコードワードを選択し、該コードワードを利用して、スケジューリングしたリソースブロックに対してプリコーディングを行うステップＡ５と、を含む。前記ステップＡ４において、採用するスケジューリングアルゴリズムは、例えばMaxＣ/Ｉ準則、比例公平（ＰＦ）スケジューリング準則などのあらゆる使用できるアルゴリズムである。

リソースブロックに対応するコードブックが非ユニタリーコードブック

とする。そのうち、Ｃ個のコードワードが含まれており、c個目のコードワードが

である。また、全ての受信機は、それぞれ一つの受信アンテナを含み、ユーザkのチャネル特性行列は

である。

このとき、ステップＡ３において、チャネル特性に基づいて、コードブックにおける各コードワードを用いてプリコーディングを行って送信する際の受信ＳＮＲを算出し、受信ＳＮＲが最大のコードワードを自身の希望するコードワードとして選択する。該コードワードインデックスcode_idxは、

である。code_idxに対応する受信ＳＮＲに基づいてＣＱＩを確定し、即ち、該ＳＮＲのもとでの最大のＡＭＣパラメータである。そのうち、

である。

上記装置、システム及び方法は、ビームフォーミング（ＢＦ：Beamforming）送信、空間分割多重（ＳＤＭ：Spatial Division Multiplexing）送信及び空間分割多元接続（ＳＤＭＡ：Spatial Division Multiple Access）送信などのＭＩＭＯ送信方式に適用できる。また、シングルコードブックは、ノンユニタリー（Non-unitary）コードブック（コードブックに含まれるコードワードは単位ベクトルである）であってもいいし、ユニタリー（Unitary）コードブック（コードブックに含まれるコードワードはユニタリー行列である）であってもいい。

図７乃至図１０は、本発明のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションの条件は、以下のとおりである。

基地局送信機のアンテナ数は４であり、ユーザ受信機のアンテナ数は１であり、チャネルはＴＵ６パスチャネルであり、帯域幅は１０ＭHｚであり、サブキャリア総数は１０２４であり、サブバンド総数は32であり、スケジューリングアルゴリズムは比例公平（ＰＦ）スケジューリングを採用する。

図７によれば、本発明による方法におけるチャネルのジッター性が従来方法より高い。図８と図９によれば、Ｒician及びスローフェージングチャネルの場合、本発明は従来方法に比べよりよい性能が得られる。また、図１０によれば、本発明による方法において、採用するコードブック数が多いほど、システム性能がよくなる。

以上は、本発明の好ましい形態に過ぎない。当業者には、本発明の発明原理を逸しない前提で各種の改良を行うことができ、これらの改良も本発明の保護範囲に属することは明らかである。

図１は、本発明において、時間領域で切り替えるマルチコードブックの使用方式を示す図である。図２は、本発明において、周波数領域で切り替えるマルチコードブックの使用方式を示す図である。図３は、本発明において、時間領域と周波数領域とで同時に切り替えるマルチコードブックの使用方式を示す図である。図４は、基地局送信機の構成を示す図である。図５は、ユーザ受信機の構成を示す図である。図６は、本発明による方法のフローを示す図である。図７は、本発明と従来方法において、チャネルジッター性の比較図である。図８は、Ｒicianチャネルの場合の、本発明による方法と従来方法との性能比較図である。図９は、スローフェージングチャネルの場合の、本発明による方法と従来方法との性能比較図である。図１０は、本発明において、コードブック数が性能に対する影響を示す図である。

符号の説明

４１…スケジューラ、４２…ユーザデータマッピングモジュール、４３…コードワード選択モジュール、４４…プリコーディングモジュール、４５…逆高速フーリエ変換モジュール、４６…サイクリックプレフィックス挿入モジュール、４７…第１のアンテナ、５１…第２のアンテナ、５２…直列/並列変換モジュール、５３…高速フーリエ変換モジュール、５４…フィードバックモジュール

Claims

ユーザ受信機が、リソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、確定したコードブックから対応するコードワードインデックスを選択して基地局送信機に送信するステップＡと、
基地局送信機が、送信待ちデータが割当てられたリソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、前記ユーザ受信機から送信された前記コードワードインデックスに基づいて、確定したコードブックからコードワードを選択し、選択したコードワードを用いて、送信待ちデータに対してプリコーディングを行うステップＢと、
を含むことを特徴とするＭＩＭＯシステムのプリコーディング方法。
前記ユーザ受信機と基地局送信機は、リソースブロックが割当てられたサブフレーム及び/又はサブバンドに基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
時間上で異なるサブフレームのリソースブロックは、１つ又は複数のサブフレームを間隔として、マルチコードブックにおける複数のコードブックを順に循環使用し、及び/又は
周波数上で異なるサブバンドのリソースブロックは、１つ又は複数のサブバンドを間隔として、マルチコードブックにおける複数のコードブックを順に循環使用することを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記マルチコードブックは、シングルコードブックの左からユニタリー行列を掛けることによって得られることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の方法。
前記シングルコードブックは、ノンユニタリーコードブック又はユニタリーコードブックであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
逆高速フーリエ変換モジュール、並列/直列変換・サイクリックプレフィックス挿入モジュール、及び第１のアンテナを備える基地局送信機において、さらに、
コードワードインデックスとチャネル品質識別とが含まれる、ユーザから返されたチャネルフィードバック情報を受信し、チャネルフィードバック情報及びスケジューリング準則に基づいてスケジューリング及び制御を行うスケジューラと、
スケジューリングした、ユーザに送信しようとするデータをリソースブロックにマッピングさせるユーザデータマッピングモジュールと、
リソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、前記ユーザから返された前記コードワードインデックスに基づいて、マルチコードブックから対応するコードワードを確定するマルチコードブック記憶・コードワード選択モジュールと、
選択したコードワードを用いて、対応するリソースブロックデータに対してプリコーディングを行うプリコーディングモジュールと、
を有することを特徴とする基地局送信機。
前記マルチコードブック記憶・コードワード選択モジュールは、リソースブロックが割当てられたサブフレーム及び/又はサブバンドに基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定することを特徴とする請求項６に記載の基地局送信機。
前記マルチコードブックは、シングルコードブックの左からユニタリー行列を掛けることによって得られることを特徴とする請求項６又は７に記載の基地局送信機。
前記シングルコードブックは、ノンユニタリーコードブック又はユニタリーコードブックであることを特徴とする請求項８に記載の基地局送信機。
第２のアンテナ、サイクリックプレフィックス削除・直列/並列変換モジュール、及び高速フーリエ変換モジュールを備えるユーザ受信機において、さらに、
チャネル推定を行い、該受信機に送信される信号を取得して出力するとともに、リソースブロックの位置に基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定し、確定したコードブックから対応するコードワードインデックスを選択して基地局送信機にフィードバックする受信データ取得・フィードバックモジュールを含むことを特徴とするユーザ受信機。
前記受信データ取得・フィードバックモジュールは、
チャネル推定を行い、現在のチャネル特性行列を推定するチャネル推定モジュールと、
推定して取得したチャネル特性及びリソースブロックの位置に基づいて、マルチコードブックのコードブックから対応するコードブックを確定し、確定したコードブックから対応するコードワードインデックスを選択し、コードワードインデックスとチャネル品質識別とを基地局送信機に送信するマルチコードブック記憶・コードワードインデックス選択モジュールと、
チャネル推定の結果に基づいて、受信した信号に対してＭＩＭＯ検出を行い、原始の送信データを得るＭＩＭＯ検出モジュールと、
を有することを特徴とする請求項１０に記載のユーザ受信機。
前記マルチコードブック記憶・コードワードインデックス選択モジュールは、リソースブロックが割当てられたサブフレーム及び/又はサブバンドに基づいて、複数のコードブックが含まれるマルチコードブックから対応するコードブックを確定することを特徴とする請求項１１に記載のユーザ受信機。
前記マルチコードブックは、シングルコードブックの左からユニタリー行列を掛けることによって得られることを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載のユーザ受信機。
前記シングルコードブックは、ノンユニタリーコードブック又はユニタリーコードブックであることを特徴とする請求項１３に記載のユーザ受信機。