JP5416789B2 - 多重アンテナシステムにおけるデータ送信方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信に関し、より詳しくは、多重アンテナを用いたデータ送信方法に関する。

最近、無線通信システムの性能と通信用量を極大化するために多重入出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）システムが注目を浴びている。ＭＩＭＯ技術は、いままで一つの送信アンテナと一つの受信アンテナを使用したものから脱皮し、多重送信アンテナと多重受信アンテナを採択して送受信データ送信効率を向上させることができる方法である。ＭＩＭＯシステムを多重アンテナ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｎｔｅｎｎａ）システムとも呼ぶ。ＭＩＭＯ技術は、一つの全体メッセージを受信するために単一アンテナ経路に依存せず、複数のアンテナで受信されたデータの断片を集めて完成する技術を応用したものである。その結果、特定範囲でデータ送信速度を向上させたり、特定データ送信速度に対してシステム範囲を増加させることができる。

ＭＩＭＯ技術には、送信ダイバーシティ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、空間多重化（ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）及びビーム形成（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）などがある。送信ダイバーシティは、多重送信アンテナで同一データを送信し、送信信頼度を高める技術である。空間多重化は、多重送信アンテナで互いに異なるデータを同時に送信し、システムの帯域幅を増加させずに高速のデータを送信することができる技術である。ビーム形成は、多重アンテナでチャネル状態による加重値を加えて信号のＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を増加させるために使われる。この時、加重値は、加重値ベクトル（ｗｅｉｇｈｔ ｖｅｃｔｏｒ）または加重値行列（ｗｅｉｇｈｔ ｍａｔｒｉｘ）で表示されることができ、これをプリコーディングベクトル（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｖｅｃｔｏｒ）またはプリコーディング行列（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ）と呼ぶ。

空間多重化は、単一ユーザに対する空間多重化と多重ユーザに対する空間多重化がある。単一ユーザに対する空間多重化はＳＵ−ＭＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ）と呼び、多重ユーザに対する空間多重化はＳＤＭＡ（Ｓｐａｔｉａｌ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）あるいはＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ ＭＩＭＯ）と呼ぶ。ＭＩＭＯチャネルの容量はアンテナ数に比例して増加する。ＭＩＭＯチャネルは独立チャネルに分解されることができる。送信アンテナの数をＮｔ、受信アンテナの数をＮｒとする時、独立チャネルの数ＮｉはＮｉ≦ｍｉｎ｛Ｎｔ，Ｎｒ｝になる。各々の独立チャネルは空間階層（ｓｐａｔｉａｌ ｌａｙｅｒ）ということができる。ランク（ｒａｎｋ）は、ＭＩＭＯチャネル行列の零でない固有値（ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅ）の数であり、多重化されることができる空間ストリームの数で定義されることができる。

ＭＩＭＯ技術には、コードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）基盤のプリコーディング技法がある。コードブック基盤のプリコーディング技法は、予め決定されたプリコーディング行列のうちＭＩＭＯチャネルと最も類似のプリコーディング行列を使用してデータの前処理を実行する方式である。コードブック基盤のプリコーディング技法を使用すると、帰還データにプリコーディング行列インデックス（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ；ＰＭＩ）を帰還データに送信することができるため、オーバーヘッドを減らすことができる。コードブックは空間チャネルを代表することができるコードブックセット（ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｓｅｔ）で構成される。データの送信率を高めるためにはアンテナの数を増加させなければならず、アンテナの数が増加するほどより多くのコードブックセットでコードブックが構成されなければならない。

特に、最近には４個のアンテナを有する端末が考慮されている。従って、端末の増加されるアンテナに適用されることができるコードブックの設計が必要である。新たなコードブックを設計する時に考慮されるべき事項には次のようなものがある。（１）アップリンクで低いＰＡＰＲ（Ｐｅａｋ−ｔｏ−Ａｖｅｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）を有する信号が送信可能でなければならず、低いＰＡＰＲ信号が送信される時に効率的に電力が使用可能でなければならない。（２）ハンドグリッピング（ｈａｎｄ ｇｒｉｐｐｉｎｇ）状況のように一部アンテナの信号が前方の障害物によって実際電力より低い出力の信号に送信されることができ、このような場合、送信に有利なアンテナが選択的に使用可能でなければならない。（３）既に定義されているダウンリンクコードブックをアップリンクに適用するにおいて端末の最大出力の制限による問題点が考慮されなければならない。低いジオメトリ（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）では出力電力を高めて信号を送信しなければないが、端末の電力増幅器の出力には限界があるため、定義されたダウンリンクコードブックを用いて低いＰＡＰＲを有する信号を効率的な電力で送信することができる。然しながら、既存のコードブックの行（ｒｏｗ）の要素により送信シンボルが加えられてＰＡＰＲが高まることができる。このように、ＰＡＰＲの高まるコードブックは、電力の制限を有するアップリンク送信で適しない。

多重アンテナシステムにおける端末のアンテナの数によってアップリンク送信に適したコードブックの設計が必要である。

本発明が解決しようとする技術的課題は、アップリンク送信に適したコードブックを設計し、これを用いてアップリンクデータを効率的に送信することができる方法及び装置を提供することである。

本発明の一態様による多重アンテナシステムにおけるデータ送信方法は、複数の行及び列で構成されるプリコーディング行列を少なくとも一つ含むコードブックを定義し、前記コードブックは、前記プリコーディング行列の全ての要素が０でない第１の類型、前記プリコーディング行列のいずれか一つの列は０でない要素のみを含み、残りの列は０である要素を少なくとも一つ含む第２の類型、及び前記プリコーディング行列の全ての列が０である要素を少なくとも一つ含む第３の類型のうち少なくともいずれか一つの類型である段階、前記定義されたコードブックを用いて入力シンボルのプリコーディングを実行する段階、及び前記プリコーディングが実行されたシンボルを送信する段階、を含む。

前記コードブックは、ランク３送信のためのコードブックである。

前記コードブックは、４個の送信アンテナのためのコードブックである。

前記コードブックは、アップリンク送信のためのコードブックである。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
多重アンテナシステムにおけるデータ送信方法において、
複数の行及び列で構成されるプリコーディング行列を少なくとも一つ含むコードブックを定義し、上記コードブックは、上記プリコーディング行列の全ての要素が０でない第１の類型、上記プリコーディング行列のいずれか一つの列は０でない要素のみを含み、残りの列は０である要素を少なくとも一つ含む第２の類型、及び上記プリコーディング行列の全ての列が０である要素を少なくとも一つ含む第３の類型のうち少なくともいずれか一つの類型である段階；
上記定義されたコードブックを用いて入力シンボルのプリコーディングを実行する段階；及び、
上記プリコーディングが実行されたシンボルを送信する段階；
を含む方法。
（項目２）
上記コードブックは、ランク３送信のためのコードブックであることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目３）
上記コードブックは、４個の送信アンテナのためのコードブックであることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目４）
上記コードブックは、アップリンク送信のためのコードブックであることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目５）
上記プリコーディング行列は、階層別に互いに異なる電力を付加するために各列に互いに異なる電力因子が割り当てられることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目６）
上記０でない要素は、ＱＰＳＫ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）の位相値を有することを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目７）
上記第２の類型のコードブックの０でない要素のみを含む列は、０である要素を少なくとも一つ含む列を構成する０でない要素の値にＱＰＳＫ位相値をかけて構成されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目８）
上記第２の類型のコードブックの０である要素を少なくとも一つ含む列は、ランク２送信のためのコードブックから構成されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目９）
上記第３の類型のコードブックは、複数のアンテナを結合するためのアンテナ結合ベクトルで構成される列と、複数のアンテナのうちいずれか一つのアンテナを選択するためのアンテナ選択ベクトルで構成される列と、で構成されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目１０）
上記アンテナ選択ベクトルで構成される列間の列スイッチ（ｃｏｌｕｍｎ ｓｗｉｔｃｈ）は、等価であることを特徴とする項目９に記載の方法。
（項目１１）
上記第３の類型のコードブックは、コーダル距離（ｃｈｏｒｄａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ）が最大になるように構成されることを特徴とする項目１に記載の方法。

多重アンテナシステムで増加されるアンテナを介するアップリンク送信に適したコードブックが提供されることができ、これによって、アップリンクデータが効率的に送信されることができる。

無線通信システムを示すブロック図である。 送信機構造の一例を示す。 送信機構造の他の例を示す。 本発明の一実施例による多重アンテナシステムで送信機と受信機との間のデータ処理を示す。 本発明の一実施例による４Ｔｘランク３コードブックの類型の一例を示す。 本発明の一実施例による４Ｔｘランク３コードブックを構成する方法を示す。 本発明の一実施例による４Ｔｘランク３コードブックを用いた電力割当を示す。 端末の要素を示すブロック図である。

図１は、無線通信システムを示すブロック図である。無線通信システムは、音声、パケットデータなどのような多様な通信サービスを提供するために広く配置される。無線通信システムは、端末（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）１０及び基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）２０を含む。端末１０は、固定されたり移動性を有することができ、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＵＴ（Ｕｓｅｒ Ｔｅｒｍａｉｎａｌ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、無線機器（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｅｖｉｃｅ）等、他の用語で呼ばれることができる。基地局２０は、一般的に端末１０と通信する固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）を意味し、ノードＢ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、ＢＴＳ（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）等、他の用語で呼ばれることができる。一つの基地局２０には一つ以上のセルが存在することができる。

以下、ダウンリンク（ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）は基地局２０から端末１０への通信を意味し、アップリンク（ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）は端末１０から基地局２０への通信を意味する。ダウンリンクで、送信機は基地局２０の一部であり、受信機は端末１０の一部である。アップリンクで、送信機は端末１０の一部であり、受信機は基地局２０の一部である。

無線通信システムは、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）／ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）基盤システムである。ＯＦＤＭは複数の直交副搬送波を用いる。ＯＦＤＭはＩＦＦＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）とＦＦＴ（ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）との間の直交性特性を用いる。送信機はデータにＩＦＦＴを実行して送信する。受信機は受信信号にＦＦＴを実行して元データを復元する。送信機は多重副搬送波を結合するためにＩＦＦＴを使用し、受信機は多重副搬送波を分離するために対応するＦＦＴを使用する。

無線通信システムは多重アンテナ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｎｔｅｎｎａ）システムである。多重アンテナシステムは、多重入出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＭＯ）システムである。または、多重アンテナシステムは、多重入力シングル出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｓｉｎｇｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ；ＭＩＳＯ）システムまたはシングル入力シングル出力（ｓｉｎｇｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｓｉｎｇｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ；ＳＩＳＯ）システムまたはシングル入力多重出力（ｓｉｎｇｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ；ＳＩＭＯ）システムである。ＭＩＭＯシステムは、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを使用する。ＭＩＳＯシステムは、複数の送信アンテナと一つの受信アンテナを使用する。ＳＩＳＯシステムは、一つの送信アンテナと一つの受信アンテナを使用する。ＳＩＭＯシステムは、一つの送信アンテナと複数の受信アンテナを使用する。

多重アンテナシステムで多重アンテナを用いた技法としては、ランク１でＳＦＢＣ（Ｓｐａｃｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ）、ＳＴＢＣ（Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｅ）のようなＳＴＣ（Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ Ｃｏｄｉｎｇ）、ＣＤＤ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、ＦＳＴＤ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、ＴＳＴＤ（ｔｉｍｅ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）などが使われることができる。ランク２以上では空間多重化（Ｓｐａｔｉａｌ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＳＭ）、ＧＣＤＤ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｃｙｃｌｉｃ Ｄｅｌａｙ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、Ｓ−ＶＡＰ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ａｎｔｅｎｎａ Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）などが使われることができる。ＳＦＢＣは、空間領域と周波数領域での選択性を効率的に適用し、該当次元でのダイバーシティ利得と多重ユーザスケジューリング利得まで確保することができる技法である。ＳＴＢＣは、空間領域と時間領域で選択性を適用する技法である。ＦＳＴＤは、多重アンテナで送信される信号を周波数により区分する技法であり、ＴＳＴＤは、多重アンテナで送信される信号を時間により区分する技法である。空間多重化は、アンテナ別に互いに異なるデータを送信して送信率を高める技法である。ＧＣＤＤは、時間領域と周波数領域での選択性を適用する技法である。Ｓ−ＶＡＰは、単一プリコーディング行列を使用する技法であり、空間ダイバーシティまたは空間多重化で多重コードワードをアンテナ間に混合するＭＣＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）Ｓ−ＶＡＰと、単一コードワードを使用するＳＣＷ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｏｄｅｗｏｒｄ）Ｓ−ＶＡＰと、がある。

図２は、送信機構造の一例を示す。送信機１００は、エンコーダ１１０−１，．．．，１１０−Ｋ、変調器１２０−１，．．．，１２０−Ｋ、階層マッパ１３０、プリコーダ１４０、副搬送波マッパ１５０−１，．．．，１５０−Ｋ、及びＯＦＤＭ信号発生器１６０−１，．．．，１６０−Ｋを含む。送信機１００は、Ｎｔ（Ｎｔ １）個の送信アンテナ１７０−１，．．．，１７０−Ｎｔを含む。

エンコーダ１１０−１，．．．，１１０−Ｋは、入力されるデータを、定められたコーディング方式によってエンコーディングし、符号化されたデータ（ｃｏｄｅｄ ｄａｔａ）を形成する。符号化されたデータをコードワード（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）と呼び、コードワードｂは数式１のように表現されることができる。

ここで、ｑはコードワードのインデックスであり、Ｍ^（ｑ） _ｂｉｔはｑコードワードのビット数である。

コードワードはスクランブリング（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）が実行される。スクランブリングされたコードワードｃは数式２のように表現されることができる。

変調器１２０−１，．．．，１２０−Ｋは、コードワードを信号コンステレイション（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）上の位置を表現するシンボルで配置する。変調方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）には制限がなく、ｍ−ＰＳＫ（ｍ−Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）またはｍ−ＱＡＭ（ｍ−Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）である。例えば、ｍ−ＰＳＫは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫまたは８−ＰＳＫである。ｍ−ＱＡＭは、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭまたは２５６−ＱＡＭである。

信号コンステレイション上のシンボルで配置されるコードワードｄは数式３のように表現されることができる。

ここで、Ｍ^（ｑ） _ｓｙｍｂはｑコードワードのシンボル数である。

階層マッパ１３０は、プリコーダ１４０がアンテナ特定シンボルを各アンテナの経路に分配することができるように入力シンボルの階層を定義する。階層（ｌａｙｅｒ）は、プリコーダ１４０に入力される情報経路（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐａｔｈ）で定義される。各アンテナの経路に入力されるシンボルｘは数式４のように表現されることができる。

ここで、ｖは階層数を意味する。

プリコーダ１４０以前の情報経路を仮想アンテナ（ｖｉｒｔｕａｌ ａｎｔｅｎｎａ）または階層（ｌａｙｅｒ）ということができる。プリコーダ１４０は、入力シンボルを多重送信アンテナ１７０−１，．．．，１７０−ＮｔによるＭＩＭＯ方式に処理する。プリコーダ１４０は、コードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）基盤のプリコーディングを用いることができる。コードブック基盤のプリコーディングでコードブックは本発明によって生成されるコードブック（例えば、４Ｔｘランク３コードブック）が用いられることができる。

プリコーダ１４０は、アンテナ特定シンボルを該当アンテナの経路の副搬送波マッパ１５０−１，．．．，１５０−Ｋに分配する。プリコーダ１４０により一つの副搬送波マッパを介して一つのアンテナに送られる各情報経路をストリーム（ｓｔｒｅａｍ）と呼ぶ。これを物理的アンテナ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｔｅｎｎａ）ということができる。

各アンテナポートＰに送られる信号ｙ^（Ｐ）（ｉ）は数式５のように表現されることができる。

副搬送波マッパ１５０−１，．．．，１５０−Ｋは、プリコーディングされたシンボルを適切な副搬送波に割り当て、ユーザによって多重化する。ＯＦＤＭ信号発生器１６０−１，．．．，１６０−Ｋは、副搬送波にマッピングされたシンボルをＯＦＤＭ方式に変調してＯＦＤＭシンボルを出力する。ＯＦＤＭ信号発生器１６０−１，．．．，１６０−Ｋは、入力シンボルに対してＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を実行することができ、ＩＦＦＴが実行された時間領域シンボルにはＣＰ（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）が挿入されることができる。ＯＦＤＭシンボルは、各送信アンテナ１７０−１，．．．，１７０−Ｎｔを介して送信される。

ＭＩＭＯシステムで送信機１００は２種類モードに動作することができる。一つはＳＣＷモードであり、他の一つはＭＣＷモードである。ＳＣＷモードではＭＩＭＯチャネルを介して送信される送信信号が同一送信率（ｄａｔａ ｒａｔｅ）を有する。ＭＣＷモードではＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータが独立的にエンコーディングされ、送信信号が互いに異なる送信率を有することができる。ＭＣＷモードは、ランクが２以上である場合に動作する。

図３は、送信機構造の他の例を示す。ＳＣ−ＦＤＭＡ接続方式を使用するアップリンク送信のために使われることができる。

図３を参照すると、送信機２００は、スクランブリングユニット（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ ｕｎｉｔ）２１０、変調器（ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２２０、変換プリコーダ（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｐｒｅｃｏｄｅｒ）２３０、リソース要素マッパ（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍａｐｐｅｒ）２４０、及びＳＣ−ＦＤＭＡ信号発生器２５０を含む。

スクランブリングユニット２１０は、入力されるコードワードに対してスクランブリングを実行する。コードワードは、一つのサブフレームのＰＵＳＣＨを介して送信されるビット数ほどの長さを有することができる。変調器２２０は、スクランブリングされたコードワードを信号コンステレイション上の位置を表現する変調シンボルで配置する。変調方式には制限がなく、ｍ−ＰＳＫまたはＭ−ＱＡＭである。例えば、ＰＵＳＣＨで変調方式にＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどが使われることができる。

信号コンステレイション上の変調シンボルで配置されるコードワードｄは数式６のように表現されることができる。

ここで、Ｍ_ｓｙｍｂはコードワードｄの変調シンボルの数を示す。

変換プリコーダ２３０は、信号コンステレイション上の変調シンボルで配置されたコードワードｄをＭ_ｓｙｍｂ／Ｍ^{ＰＵＳＣＨ} _ＳＣ集合（ｓｅｔ）に分け、各集合を一つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルに対応させる。Ｍ^{ＰＵＳＣＨ} _ＳＣは、アップリンク送信のための帯域幅に含まれる副搬送波の数を示すものであり、ＤＦＴ大きさに対応されることができる。変換プリコーダ２３０は、数式７のようにＤＦＴを実行して周波数領域のＤＦＴシンボルを生成する。

ここで、ｋは周波数領域のインデックス、ｌは時間領域のインデックスを意味し、リソース要素は（ｋ，ｌ）で表現される。数式８によるＤＦＴシンボルはｚ（０），．．．，ｚ（Ｍ_ｓｙｍｂ−１）のように出力される。Ｍ^{ＰＵＳＣＨ} _ＲＢがアップリンク送信のためにスケジューリングされた帯域幅に含まれるリソースブロックの数を示し、Ｎ^ＲＢ _ＳＣが周波数領域でリソースブロックに含まれる副搬送波の数を示す時、Ｍ^{ＰＵＳＣＨ} _ＳＣ＝Ｍ^{ＰＵＳＣＨ} _ＲＢ・Ｎ^ＲＢ _ＳＣのように表現される。Ｍ^{ＰＵＳＣＨ} _ＲＢは数式８のように適用される。

この時、α_２、α_３、α_５は、負数でない整数の集合（ｓｅｔ）である。

リソース要素マッパ２４０は、変換プリコーダ２３０から出力されるＤＦＴシンボルｚ（０），．．．，ｚ（Ｍ_ｓｙｍｂ−１）をリソース要素にマッピングさせる。ＳＣ−ＦＤＭＡ信号発生器２５０は、各アンテナに対する時間領域のＳＣ−ＦＤＭＡ信号を生成する。ＳＣ−ＦＤＭＡ信号は、送信アンテナを介して送信される。

図４は、本発明の一実施例による多重アンテナシステムで送信機と受信機との間のデータ処理を示す。

図４を参照すると、送信機は受信機にデータを送信する（Ｓ１１０）。送信機は、複数の行及び列で構成されるプリコーディング行列を少なくとも一つ含むコードブックを定義したり、定義されたコードブックを用いて入力シンボルのプリコーディングを実行し、プリコーディングが実行されたシンボル、即ち、データを送信する。この時、コードブックは多様な類型に定義されることができる。コードブックの類型に対しては後述する。

送信機は、スケジューラ、チャネルエンコーダ／マッパ、ＭＩＭＯエンコーダ、及びＯＦＤＭ変調器などを含むことができる。送信機は、Ｎｔ（Ｎｔ＞１）個の送信アンテナを含むことができる。送信機は、ダウンリンクで基地局の一部分であり、アップリンクで端末の一部分である。

スケジューラは、Ｎ名のユーザからデータの入力を受け、一回に送信されるＫ個のストリームを出力する。スケジューラは、各ユーザのチャネル情報を用いて可用することができる無線リソースに送信するユーザと送信率を決定する。スケジューラは、帰還データからチャネル情報を抽出し、コード率（ｃｏｄｅ ｒａｔｅ）、変調、及びコーディング方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ；ＭＣＳ）などを選択する。ＭＩＭＯシステムの動作のために帰還データには、ＣＱＩ（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＣＳＩ（ｃｈａｎｎｅｌ ｓｔａｔｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、Ｃｈａｎｎｅｌ Ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ Ｍａｔｒｉｘ、Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｗｅｉｇｈｔ、Ｃｈａｎｎｅｌ Ｒａｎｋなどの制御情報が含まれることができる。ＣＳＩには、送受信機間のチャネル行列（ｃｈａｎｎｅｌ ｍａｔｒｉｘ）、チャネルの相関行列（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｍａｔｒｉｘ）、量子化された（ｑｕａｎｔｉｚｅｄ）チャネル行列または量子化されたチャネル相関行列などがある。ＣＱＩには、送受信機間に信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ；ＳＮＲ）、信号対干渉と雑音比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ；ＳＩＮＲ）などがある。

スケジューラが割り当てる可用無線リソースは、無線通信システムでデータ送信時に使われる無線リソースを意味する。例えば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システムでは各時間スロット（ｔｉｍｅ ｓｌｏｔ）がリソースであり、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システムでは各コードと時間スロットがリソースであり、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システムでは各副搬送波と時間スロットがリソースである。同一セル（Ｃｅｌｌ）またはセクター（Ｓｅｃｔｏｒ）内で他のユーザに干渉を起こさないために各リソースは、時間、コードまたは周波数領域で直交するように定義されることができる。

チャネルエンコーダ／マッパは、入力されるストリームを、定められたコーディング方式によってエンコーディングして符号化されたデータを形成し、符号化されたデータを信号コンステレイション（ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）上の位置を表現するシンボルにマッピングする。ＭＩＭＯエンコーダは、入力されるシンボルに対してプリコーディング（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）を実行する。プリコーディングは、送信するシンボルに前処理を実行する技法であり、このようなプリコーディング技法の中では加重値ベクトルまたはプリコーディング行列などを適用してシンボルを生成するＲＢＦ（ｒａｎｄｏｍ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）、ＺＦＢＦ（ｚｅｒｏ ｆｏｒｃｉｎｇ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）などがある。プリコーディング技法により予め定められたコードブックセットを用いるコードブック基盤のプリコーディングを用いることができる。ＯＦＤＭ変調器は、入力されるシンボルを適切な副搬送波に割り当てて送信アンテナを介して送信する。

受信機は、送信機から受信されるデータに対する帰還データを送信する（Ｓ１２０）。受信機は、ＯＦＤＭ復調器、チャネル推定器、ＭＩＭＯデコーダ、チャネルデコーダ／デマッパ、及び帰還情報獲得器などを含むことができる。受信機は、Ｎｒ（Ｎｒ＞１）個の受信アンテナを含むことができる。受信機は、ダウンリンクで端末の一部分であり、アップリンクで基地局の一部分である。

受信アンテナから受信された信号はＯＦＤＭ復調器により復調され、チャネル推定器はチャネルを推定し、ＭＩＭＯデコーダはＭＩＭＯエンコーダに対応する後処理を実行する。デコーダ／デマッパは、入力されるシンボルを符号化されたデータにデマッピングし、符号化されたデータをデコーディングして元データを復元する。帰還情報獲得器は、ＣＳＩ、ＣＱＩ、ＰＭＩなどを含むユーザ情報を生成する。生成されたユーザ情報は、帰還データで構成され、送信機に送信される。

＜ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの帰還データ＞

ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの動作のために、ＣＱＩ、ＣＳＩ、チャネル分散行列（ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ ｍａｔｒｉｘ）、プリコーディング加重値（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｗｅｉｇｈｔ）、チャネルランク（ｃｈａｎｎｅｌ ｒａｎｋ）などの制御情報が要求される。ＦＤＤ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）システムで、受信機はこのような情報を帰還チャネルを介して報告する。ＴＤＤ（ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｄｕｐｌｅｘ）システムでは、チャネルの相互関係（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）特性を用いてアップリンクチャネルを推定し、ダウンリンク送信に使われる情報を獲得することができる。

ＣＱＩは、リソース割当及び連結適合性（ｌｉｎｋ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）のために必要であり、ＣＱＩとしてはＳＮＲ／ＳＩＮＲなどが使われることができる。ＳＮＲ／ＳＩＮＲは、１．８９ｄＢ間隔１６レベルに量子化されて４ビットＣＱＩで定義されることができる。受信機は、ＳＮＲ／ＳＩＮＲを量子化した後、定義されたＣＱＩインデックスを送信機に報告する。また、ＭＩＭＯ技法が使われる時、最大２コードワード（ＣＷ）がサポートされることができる。即ち、ランク２以上の送信のためには、第１のＣＷ及び第２のＣＷのＣＱＩが送信機に報告されなければならない。第１のＣＷは４ｂｉｔで表現され、第２のＣＷは第１のＣＷに対する差値であり、３ビットで表現されることができる。

プリコーディング技法は、前処理加重値を使用して送信データ列を前処理して送信するＭＩＭＯ技法である。数式９は、前処理加重値を使用して送信データ列ｘを前処理するプリコーディング技法を示す。

ここで、Ｗ（ｉ）はプリコーディング行列を示す。前処理された送信データ列ｙは、数式１０のようにＣＤＤ（ｃｙｃｌｉｃ ｄｅｌａｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）のためのダイバーシティ行列Ｄ（ｉ）及びＤＦＴ行列Ｕが適用されることができる。

Ｄ（ｉ）とＵは送信階層によって決定されることができる。

数式１１は、ランクによるプリコーディング行列Ｗ（ｉ）を生成する一例を示す。

ここで、Ｃ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４はプリコーダインデックス１２、１３、１４、１５に対応するプリコーディング行列を示し、υはランク（送信階層）を示す。

表１は、送信階層によって適用されるＣＤＤ（ｃｙｃｌｉｃ ｄｅｌａｙ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）のための遅延行列Ｄ（ｉ）及びＤＦＴ行列Ｕの一例を示す。

プリコーディング加重値を生成する方法によって、Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ、Ｅｉｇｅｎ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ、及びコードブック基盤プリコーディング（Ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｂａｓｅｄ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）などに区分することができる。各技法を適用するためには、ＣＳＩ、チャネル分散行列、コードブックインデックスなどが必要である。既存のシステムではダウンリンク送信に対して２個のアンテナ（２Ｔｘ）及び４個のアンテナ（４Ｔｘ）ＭＩＭＯ送信に対するコードブック基盤プリコーディングがサポートされ、このために２Ｔｘ／４Ｔｘ送信のための各々のコードブックが定義される。

コードブック基盤プリコーディングで、受信機は予め決定された複数個のプリコーディング行列を保有しており、送信機から送信される信号を用いてチャネルを推定し、推定されたチャネル状態と最も類似のプリコーディング行列を決定する。受信機は、決定されたプリコーディング行列のインデックス（ＰＭＩ）送信機に帰還させる。送信機は、帰還されたプリコーディング行列に適したコードブックを選択してデータを送信する。コードブック基盤プリコーディングではＰＭＩのみ送信されるため、帰還データの量が非常に減る。コードブック基盤プリコーディング技法は、コードブックを構成する方法、コードブックの種類、コードブックの大きさによってシステムの性能に差が発生する。コードブック基盤プリコーディング技法でコードブックがチャネル状態を十分に表すことができない場合には性能劣化が発生することができるが、コードブックの大きさが増加される場合にはチャネル状態を十分に表すことができるため、最適の性能に近接することができる。

＜閉ループＭＩＭＯ＞

チャネル状況によってチャネルと類似のプリコーディング加重値を使用する方式を閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯ方式といい、チャネル状況と関係なしに一定の規則によってプリコーディング加重値を使用する方式を開ループ（ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯ方式という。

閉ループＭＩＭＯのために受信機が報告するプリコーディング加重値の量は、周波数単位、報告周期などによって変わることができる。周波数単位は一つのプリコーディング加重値が適用される周波数範囲で定義されることができ、周波数範囲によって、システム帯域幅（Ｓｙｓｔｅｍ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）は、広帯域バンド（Ｗｉｄｅｂａｎｄ；ＷＢ）、サブバンド（ｓｕｂｂａｎｄ；ＳＢ）、ベストバンド（ｂｅｓｔｂａｎｄ；ＢＢ）などに周波数単位が区分されることができる。サブバンドは、少なくとも一つの副搬送波を含み、広帯域バンドは、少なくとも一つのサブバンドを含むことができる。ベストバンドは、受信機でのチャネル測定によってチャネル状態が良いバンドを意味する。コードブック基盤プリコーディングでは定義されたＰＭＩが帰還され、ＰＭＩが適用される範囲によってＷＢ ＰＭＩ、ＳＢ ＰＭＩ、ＢＢ ＰＭＩで定義されることができる。定義されたプリコーディング行列の中で一定帯域のリソースの平均処理率（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を最大化することができるＰＭＩが選択される。プリコーディング加重値は、適用される範囲が狭いほどより良い性能を示す。

連続された１２個の副搬送波の束をリソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ）とすると、システム帯域幅とサブバンドはリソースブロックを基本単位に表現されることができる。表２は、システム帯域幅とサブバンドをリソースブロックを基本単位にして表現した一例である。

広帯域バンド（ＷＢ）はシステム帯域幅で定義されることができ、ＣＱＩを計算する最も大きい単位に定められることができる。サブバンドは、連続されたｋ個のリソースブロックで定義されることができ、ＣＱＩを計算する最小単位に定められることができる。ベストバンドの数はシステム帯域幅によって異に決定されることができる。

システム帯域幅によって互いに異なるサブバンド大きさが定義されることができる。ＣＱＩ計算範囲とＰＭＩ適用範囲は同一大きさの値が使われることができる。２４リソースブロックをシステム帯域幅として有するシステムを、例えば、ＣＱＩ計算及びＰＭＩ適用方法に対して説明する。

（１）ＷＢ ＣＱＩ／ＷＢ ＰＭＩを送信する場合、受信機は、２４リソースブロックの平均的な処理量（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を最大化することができるＰＭＩを選択し、選択されたＰＭＩを適用して２４リソースブロックの平均的なＣＱＩを計算する。受信機は、一つのＷＢ ＣＱＩ及び一つのＷＢ ＰＭＩを求めることができる。

（２）ＳＢ ＣＱＩ／ＳＢ ＰＭＩを送信する場合、受信機は、２リソースブロックからなるサブバンドに対するＰＭＩを選択し、平均ＣＱＩを計算する。受信機は、１２個のＳＢ ＣＱＩと１２個のＳＢ ＰＭＩを求めることができる。

（３）ＳＢ ＣＱＩ／ＷＢ ＰＭＩを送信する場合、受信機は、２４リソースブロックの平均的な処理量を最大化することができるＰＭＩを選択し、このＰＭＩを用いて各２リソースブロック単位に平均ＣＱＩを計算する（１２ＣＱＩｓ／１ ＰＭＩ）。受信機は、１２個のＳＢ ＣＱＩと一つのＷＢ ＰＭＩを求めることができる。

（４）ＷＢ ＣＱＩ／ＳＢ ＰＭＩを送信する場合、受信機は、２リソースブロック単位にＰＭＩを選択し、選択されたＰＭＩを適用して２４リソースブロックの平均ＣＱＩを計算する。受信機は、一つのＷＢ ＣＱＩと１２個のＳＢ ＰＭＩを求めることができる。

（５）Ｂｅｓｔ Ｍ ａｖｅｒａｇｅ ＣＱＩ／ＰＭＩ及びＷＢ ＣＱＩ／ＰＭＩを送信する場合、受信機は、２リソースブロック単位のサブバンドのうち処理量が最も高い３個のサブバンドを選択し、ベストバンド（２×３＝６ＲＢ）のためのＰＭＩを選択し、ベストバンドの平均ＣＱＩを計算し、全帯域２４リソースブロックに対するＰＭＩを選択してＣＱＩを計算する。

＜機会的ビームフォーミング＞

チャネル状況がほぼ最高点にあるユーザにリソースを割り当てるスケジューリングを考慮する時、各ユーザのチャネルが変化が遅い静的であるチャネル状況である場合に多重ユーザダイバーシティ利得（Ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ｇａｉｎ）が少なくなる。このような静的であるチャネル状況を空間的な信号処理を介してチャネル状況の変化をより速く、且つ大きくすることによって多重ユーザ利得を高める技法を機会的ビームフォーミング（ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｓｔｉｃ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）技法という。機会的ビームフォーミング技法を適用すると、基地局は、各アンテナに不規則な形態の大きさと位相を有するプリコーディング加重値を使用することによって不規則な方向にビームを形成する効果を得ることができる。これによって、各ユーザのチャネル状況をもう少し力動的に変えるようになる。従って、チャネルが遅く変化するチャネル状況で機会的ビームフォーミング技法を使用すると同時に、スケジューリング技法を使用すると、より大きい多重ユーザダイバーシティ利得を得ることができる。また、ＯＦＤＭＡシステムでは周波数リソース別に互いに異なるプリコーディング加重値を適用することができ、周波数均一チャネル（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｆｌａｔ ｃｈａｎｎｅｌ）を周波数選択的チャネル（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｈａｎｎｅｌ）で作ることによってスケジューリング利得を得ることができる。ＯＦＤＭＡシステムでの周波数リソースには、サブブロック（ｓｕｂｂｌｏｃｋ）、リソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｂｌｏｃｋ）、副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）などがある。

コードブック基盤プリコーディング技法は、予め決定されたプリコーディング行列のうちチャネル状況と最も類似のプリコーディング行列を選択してＰＭＩを報告する方式に帰還データによるオーバーヘッドを減らすことができるという長所があるが、コードブックは、空間チャネルを代表することができるコードブックセットの組合せで構成されるため、送信アンテナの数が増加するほどより多くのコードブックセットの組合せでコードブックを構成すべきである。送信アンテナ数の増加によってコードブック設計が困難になり、コードブック大きさが増加することによって帰還データのオーバーヘッドが増加することができる。

＜アップリンクコードブック設計＞

以下、端末の増加された送信アンテナのためのアップリンクコードブックを構成する方法に対して説明する。端末が４個の送信アンテナを用いてランク３にデータを送信する場合に使われる４Ｔｘランク３コードブックを生成する方法を例示する。然しながら、本発明は、アンテナの数及びランク数に制限されない。

図５は、本発明の一実施例による４Ｔｘランク３コードブックの類型の一例を示す。

図５を参照すると、複数のアンテナを介して２以上のランクをサポートするコードブックは、複数の行及び列で構成されるプリコーディング行列を少なくとも一つ含む。４Ｔｘランク３コードブックは、４×３（行×列）形態のプリコーディング行列を少なくとも一つ含む。４Ｔｘランク３コードブックは、プリコーディング行列の列または行に含まれる０（ｚｅｒｏ）である要素の分布によって三つの類型に分類されることができる。コードブック類型１は、全ての要素が０でない要素（ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｅｌｅｍｅｎｔ）で構成されるプリコーディング行列を含むコードブックを意味する。コードブック類型２は、いずれか一つの列が０でない要素のみで構成され、残りの列は少なくとも一つの０である要素（ｚｅｒｏ ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むプリコーディング行列を含むコードブックを意味する。コードブック類型３は、全ての列が少なくとも一つの０である要素を含むプリコーディング行列を含むコードブックを意味する。ここで、プリコーディング行列の要素ａ乃至ｌは複素値（ｃｏｍｐｌｅｘ ｖａｌｕｅ）で表現されることができる。４個の送信アンテナで送信される信号の強度を合わせるために、４Ｔｘランク３コードブックにはアンテナ電力の第１の正常化因子（ａｎｔｅｎｎａ ｐｏｗｅｒ ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）１／２が適用されることができる。即ち、４Ｔｘランク３コードブックに含まれる各プリコーディング行列は１／２に正常化されることができる。第１の正常化因子は、アンテナの数による電力正常化因子である。

各コードブックの類型別にプリコーディング行列の行毎に含まれる０でない要素の数が互いに異なり、０でない要素の数によってアンテナ電力の第２の正常化因子が適用されることができる。コードブック類型１の場合、プリコーディング行列の行毎に０でない要素が３個ずつ含まれるため、第２の正常化因子√（１／３）（即ち、ｒｏｏｔ（１／３））が適用されることができる。コードブック類型２の場合、プリコーディング行列の行毎に０でない要素が２個ずつ含まれるため、第２の正常化因子√（１／２）（即ち、ｒｏｏｔ（１／２））が適用されることができる。コードブック類型３の場合、プリコーディング行列の行毎に０でない要素が１個ずつ含まれるため、第２の正常化因子√（１／１）（即ち、ｒｏｏｔ（１／１））が適用されることができる。第２の正常化因子は、コードブックの類型による電力正常化因子である。

第１の正常化因子及び第２の正常化因子が適用された４Ｔｘランク３コードブックの類型１は数式１２のように表現されることができ、コードブック類型２は数式１３のように表現されることができ、コードブック類型３は数式１４のように表現されることができる。

コードブック類型１を用いる場合、階層別に４個のアンテナを介してデータが送信されることができるため、高い空間ダイバーシティ利得を得ることができる。然しながら、コードブックの行の要素により送信シンボルが加えられてＰＡＰＲが高まることができる。コードブック類型３を用いる場合、空間ダイバーシティ利得は低い一方、コードブックの行の要素により送信シンボルが加えられないため、低いＰＡＰＲを維持することができる。コードブック類型２を用いる場合、空間ダイバーシティ利得を得、少し高いＰＡＰＲを有することができる。従って、コードブック類型３を低いＣＭ（ｃｕｂｉｃ ｍｅｔｒｉｃ）を維持するようにするＣＭＰ（ｃｕｂｉｃ ｍｅｔｒｉｃ ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ）コードブックということができる。コードブック類型２は少し高いＣＭを有するが、空間ダイバーシティ利得を高めることができるＣＭＦ（ｃｕｂｉｃ ｍｅｔｒｉｃ ｆｒｉｅｎｄｌｙ）コードブックということができる。

以下、４Ｔｘランク３コードブック類型１乃至３を構成する方法に対して説明する。

＜４Ｔｘランク３コードブック類型１＞

ランク３アップリンク送信は高いジオメトリ（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）状況で選択される可能性が高い。従って、端末は、低い送信電力で信号を送信することができ、送信電力の制限は自由である。然しながら、広帯域帯域幅（ｗｉｄｅｒｂａｎｄ ｗｉｄｔｈ）の送信やデータと制御信号の同時送信を考慮すると、各チャネルは送信電力が制限された状況になることができる。従って、ランク３送信では電力制限状況及び電力が制限されない状況が適切に考慮されなければならない。

ダウンリンクのためのランク３コードブックは、各列の全ての要素が０でない要素で構成され、各階層で同一送信電力で信号が送信されるように構成される。従って、各階層で同一送信電力のデータ送信が可能である。

ダウンリンクランク３コードブックに含まれる一部プリコーディング行列を選択してアップリンクのためのランク３コードブックを構成することができる。例えば、ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックに基づいてアップリンク４Ｔｘランク３コードブック類型１が構成されることができる。ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックに含まれるプリコーディング行列のうち、ＱＰＳＫで構成されているプリコーディング行列及び／または負の符号が偶数個であるプリコーディング行列を優先的に選択してアップリンク４Ｔｘランク３コードブックを構成することができる。コードブックを構成するにおいて、可能な少ない数のアルファベットを用いることは、計算複雑度（ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）観点で利得があり、ＤＦＴ形態のコードブックが各階層間に直交性が最大で保障されるためである。例えば、ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックでインデックス０、２、８、１０であるプリコーディング行列は、１と−１で構成され、一つの列に負の符号を有する要素が偶数個である。

表３は、ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックに基づいて選択されるアップリンク４Ｔｘランク３コードブックの一例を示す。ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックで１、−１、ｊ、−ｊで構成される８個のプリコーディング行列（インデックス０、１、２、３、８、１０、１２、１３）がアップリンク４Ｔｘランク３コードブックとして選択される場合である。

表４は、ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックに基づいて選択されるアップリンク４Ｔｘランク３コードブックの他の例を示す。ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックで１、−１、ｊ、−ｊで構成される８個のプリコーディング行列（インデックス９、３、０、２、８、１０、１１、１５）がアップリンク４Ｔｘランク３コードブックとして選択される場合である。

ダウンリンク４Ｔｘランク３コードブックで１と−１で構成される６個のプリコーディング行列（インデックス０、２、８、１０、１２、１３）がアップリンク４Ｔｘランク３コードブックとして選択されることができる。

このように構成される４Ｔｘランク３コードブック類型１は、低速環境で空間多重化性能を高めるために有用に用いられることができる。

＜４Ｔｘランク３コードブック類型２＞

図６は、本発明の一実施例による４Ｔｘランク３コードブックを構成する方法を示す。

図６を参照すると、４Ｔｘランク３コードブック類型２を構成するにおいて、階層別に直交するコードブックを構成する方法である。コードブック類型２で、一番目の列は０でない要素のみで構成され、二番目及び三番目の列（ｃｏｌｕｍｎ）は互いに異なる行（ｒｏｗ）で０である要素（または０でない要素）を各々２個ずつ含む。０でない要素のみで構成される列と０である要素を含む列との間の位置のスイッチングは同一行列と見なされることができる。以下、説明のために、コードブックまたはプリコーディング行列の要素の位置は（行，列）で表す。

二番目及び三番目の列は４Ｔｘランク２送信で使われるコードブック形態で構成されることができる。ここで、二番目の列で（１，２）の要素は１値を有し、（２，２）の要素はａ値を有し、三番目の列で（３，３）の要素は１の値を有し、（４，３）の要素はｂ値を有すると仮定する。この時、ａ及びｂは複素値で表現されることができる。

０でない要素のみで構成される一番目の列は、０である要素を含む二番目及び三番目の列と直交関係を成立するように次のように構成される。

（１）二番目及び三番目の列の０でない要素が一番目の列の同一位置の行に挿入される。この時、ａ及びｂは負（ｎｅｇａｔｉｖｅ）の値をかけて挿入されることができる。即ち、０である要素が含まれた列で０でない要素のうち、一番目の行の要素はそのまま、二番目の行の要素には負の値をかけて０でない要素のみで構成される列に挿入されることができる。

（２）二番目及び三番目の列の０でない要素が一番目の列の同一位置の行に挿入される時、ａは負の値をかけて挿入され、ｂはそのまま挿入されると共に、ｂを含む列の他の０でない要素（ｅｘ，１）に負の値をかけて挿入されることができる。即ち、０である要素が含まれた列のうち、０でない要素が相対的に上側の行に含まれる列では二番目の０でない要素に負の値をかけ、０でない要素が相対的に下側の行に含まれる列では一番目の０でない要素に負の値をかけて０でない要素のみで構成される列に挿入されることができる。

（３）二番目及び三番目の列の０でない要素が一番目の列の同一位置の行に挿入される時、複素値ｊが挿入されることができる。複素値ｊ＝ｅｘＰ（ｊ×π／２）のように表すことができる。０である要素が含まれた列のうち、０でない要素が相対的に上側の行に含まれる列では二番目の０でない要素に負の値をかけ、０でない要素が相対的に下側の行に含まれる列では一番目の０でない要素にｊをかけ、二番目の０でない要素に−ｊをかけて０でない要素のみで構成される列に挿入されることができる。

（４）二番目及び三番目の列の０でない要素が一番目の列の同一位置の行に挿入される時、複素値ｊが挿入されることができる。０である要素が含まれた列のうち、０でない要素が相対的に上側の行に含まれる列では二番目の０でない要素に負の値をかけ、０でない要素が相対的に下側の行に含まれる列では一番目の０でない要素に−ｊをかけ、二番目の０でない要素にｊをかけて０でない要素のみで構成される列に挿入されることができる。

このように、二番目及び三番目の列の０でない要素を一番目の列の要素として挿入し、階層別に直交する４Ｔｘランク３コードブック類型２が構成されることができる。

一方、二番目及び三番目の列は、４Ｔｘランク２送信で使われるコードブック形態で構成されることができ、４Ｔｘランク２コードブックの類型による４Ｔｘランク３コードブックの構成に対して説明する。

４Ｔｘランク２コードブックは数式１５のように表現されることができる。４Ｔｘランク２コードブックは、含まれる要素の配置によって三つの類型に表現されることができる。

ここで、ａ乃至ｈは０でない要素であり、複素値になることができ、ＱＰＳＫまたは８ＰＳＫなどに限定されて表現されることができる。４Ｔｘランク２コードブックは、コラムパーミュテイション（ｃｏｌｕｍｎ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）されることができ、これは数式１６のように表現されることができる。

コラムパーミュテイション関係である数式１５と数式１６は等価の行列と見なされることができる。コラムパーミュテイションは、多重コードワードを考慮した多重アンテナシステムで階層パーミュテイション（ｌａｙｅｒ ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）または階層シフト（ｌａｙｅｒ ｓｈｉｆｔ）で具現されることができる。

数式１５でａ乃至ｈがＱＰＳＫで表現される場合、４Ｔｘランク２コードブックは表５のように構成されることができる。

４Ｔｘランク２コードブック類型１乃至３は各々１６個のプリコーディング行列を含み、プリコーディング行列インデックス（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ ｉｎｄｅｘ；ＰＭＩ）１乃至１６で指示することができる。４Ｔｘランク２コードブックは各類型に含まれる一部のプリコーディング行列の組合せで構成されることができる。例えば、類型１で８個、類型２で４個、類型３で４個のプリコーディング行列を選択して４Ｔｘランク２コードブックを構成することができる。類型１でインデックス３、４、７、８、９、１０、１３、１４のプリコーディング行列、類型２でインデックス１、２、５、６のプリコーディング行列、類型３でインデックス３、４、７、８のプリコーディング行列が選択されることができ、これをコードブックセットＡという。または、類型１でインデックス３、４、７、８、９、１０、１３、１４のプリコーディング行列、類型２でインデックス１、２、５、６のプリコーディング行列、類型３でインデックス１、２、５、６のプリコーディング行列が選択されることができ、これをコードブックセットＢという。

このように、構成される４Ｔｘランク２コードブックセットＡ、Ｂに基づいて前述した４Ｔｘランク３コードブック構成方法を用いて４Ｔｘランク３コードブックを構成することができる。

表６は、４Ｔｘランク２コードブックから構成される４Ｔｘランク３コードブックセットを示す。４Ｔｘランク３コードブックに６個のプリコーディング行列が含まれる場合である。

表６で提案する方法によって４Ｔｘランク３コードブックセットＡ−１は、数式１７のようなプリコーディング行列で表現されることができる。

その他、４Ｔｘランク３コードブックセットＡ−２、Ｂ−１乃至Ｂ−６も提案する方法によって生成される６個のプリコーディング行列で構成される。

４Ｔｘランク３コードブックに８個のプリコーディング行列が含まれる場合、４Ｔｘランク３コードブックセットは表７のように構成されることができる。

４Ｔｘランク２コードブックの組合せ類型、４Ｔｘランク３コードブックに含まれるプリコーディング行列の個数などは例示に過ぎず、制限されるものではない。４Ｔｘランク３コードブックは、多様な組合せのプリコーディング行列が多様な数で構成されることができる。

図７は、本発明の一実施例による４Ｔｘランク３コードブックを用いた電力割当を示す。

図７を参照すると、４Ｔｘランク３コードブックを使用するにおいて、プリコーディング行列の列別に非均等な電力が割り当てられることができる。４Ｔｘランク３コードブックで０である要素がない列には相対的に低い電力が割り当てられ、０である要素が挿入された列には相対的に高い電力が割り当てられることができる。

例えば、４Ｔｘランク３コードブック類型２で０でない要素のみを含む一番目の列は、０である要素を含む残りの列より相対的に低い電力が割り当てられることができる。各階層別に同一水準の電力に信号が送信されるようにするために、０でない要素のみ含まれる列は１／３の電力に、０である要素が含まれる列は２／３の電力に信号が送信されることができる。一番目の列にマッピングされる第１の階層の信号は各要素当たり１／３＊１／４の電力を有するが、４個のアンテナを介して送信されるため、１／３電力に送信される。二番目及び三番目の列にマッピングされる第２及び第３の階層の信号は各要素当たり２／３＊１／４の電力を有するが、２個のアンテナを介して送信されるため、１／３電力に送信される。このように、プリコーディング行列の列に含まれる０である要素または０でない要素の比率によって列毎に互いに異なる電力を割り当てて送出される信号の電力が階層毎に同じになるように調整することができる。

＜４Ｔｘランク３コードブック類型３＞

４Ｔｘランク３コードブック類型３は、４個の行のうち任意の２個の行を選択して結合する列ベクトル１個と、４個の行のうち任意の１個の行のみを選択する列ベクトル２個と、で構成される。任意の２個の行を選択して結合する列ベクトルは０でない要素を２個含む列を意味し、任意の１個の行のみを選択する列ベクトルは０でない要素を１個含む列を意味する。この時、各列の０でない要素は互いに異なる行に位置する。即ち、ランク３コードブック類型３は、複数のアンテナを結合するためのアンテナ結合ベクトルで構成される列と、複数のアンテナのうちいずれか一つのアンテナを選択するためのアンテナ選択ベクトルで構成される列と、で構成される。４Ｔｘランク３コードブック類型３を用いると、低いＰＡＰＲを維持することができる。

ここでは一番目の列が２個の０でない要素を含み、二番目及び三番目の列が１個の０でない要素を含むと仮定する。一番目の列はアンテナ結合ベクトルで構成され、二番目及び三番目の列はアンテナ選択ベクトルで構成されることができる。アンテナ結合ベクトルは、４個のアンテナのうち２個のアンテナを選択するものであり、アンテナ番号（１，２）、（１，３）、（１，４）、（３，４）のようにアンテナを結合するもので構成されることができる。アンテナ結合ベクトルで０でない要素の上側の行には１が挿入され、下側の行にはＱＰＳＫ要素１、−１、ｊ、−ｊのうちいずれか一つが挿入されることができる。アンテナ結合ベクトルの列位置とアンテナ選択ベクトルの列位置は制限されない。そして、アンテナ選択ベクトル列間の列スイッチ（ｃｏｌｕｍｎ ｓｗｉｔｃｈ）は等価の形態と見なされることができる。

４Ｔｘランク３コードブック類型３でアンテナ結合ベクトルは１または−１のアルファベットで構成されることを基本とすることができる。４Ｔｘランク３コードブックを構成するにおいて、アンテナ結合ベクトルの含まれるプリコーディング行列が使われる場合、直交する２個のベクトルが各々含まれるプリコーディング行列が４Ｔｘランク３コードブックに含まれることができる。例えば、アンテナ結合ベクトルの０でない要素のうち、二番目の要素に負の符号をかけ、直交する２個のベクトルが構成されることができる。

表８は、直交するアンテナ結合ベクトルを含む４Ｔｘランク３コードブック類型３の一例を示す。

４Ｔｘランク３コードブック類型３のプリコーディング行列を構成するにおいて、０でない要素を含む列での要素値によるコーダル距離（ｃｈｏｒｄａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ）を考慮することができる。

（１）コーダル距離は、０でない要素が一つである列の要素値に影響を受けない。

表９は、４Ｔｘランク３コードブック類型３で１個の０でない要素を含む列の要素値によるコーダル距離の一例を示す。

（２）同一要素値を有するコードブックで列スイッチで構成されるコードブックセットのコーダル距離は０（ｎｏ ｄｉｓｔａｎｃｅ）になる。

表１０は、列スイッチによるコーダル距離の一例を示す。

（３）コーダル距離は２個の０でない要素を含む列の要素値によって決定されることができる。

２個の０でない要素を含む列で要素値がＱＰＳＫ位相を有すると仮定し、要素の変化によるコーダル距離を説明する。表１１は、４Ｔｘランク３送信のためのコードブック類型３の一例を示す。

コードブック類型３において、０でない要素が１個である列で０でない要素は、０でない要素が２個である列で０である要素が含まれる行に位置する。０でない要素が一つである列は、コードブックセットのコーダル距離に影響を与えないため、０でない要素が一つである列には任意の要素値が含まれることができる。０でない要素が一つである列は、互いに列スイッチになることができ、このような場合にもコーダル距離に影響を与えない。従って、コードブック類型３でコーダル距離は、０でない要素を２個含む列によって決定されることができる。

表１２は、０でない要素を２個含む列の０でない要素を２×１ベクトルで表したものである。

ベクトルの要素は任意の値を有することができる。例えば、ベクトルの要素はＱＰＳＫまたはＢＰＳＫの位相値を有することができる。二つのベクトル間のコーダル距離を計算するために、各要素はＱＰＳＫの位相を有すると仮定する。そして、場合の数を限定するために、第１のベクトルの一番目の行を１に固定する。ベクトルのための正常化因子（ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）として任意の値が使われることができる。

表１３乃至表１６は、第１のベクトルと第２のベクトルとの間のコーダル距離の一例を示す。ここで、ベクトルは１／ｓｑｒｔ（４）で正常化され、コーダル距離‘０’＝０、‘３’＝１／ｓｑｒｔ（８）、‘５’＝１／２を示す。

前記のように、直交ベクトルは最大コーダル距離を有することが分かる。表１３乃至表１６で最大コーダル距離５を有するベクトルセットは表１７のように表すことができる。

コードブックを構成するにおいて、一番目の行には常に１が位置し、二番目の行にはＱＰＳＫ位相の要素が位置するとする時、表１７の１６のベクトルセットは表１８のように表すことができる。

アップリンク送信の性能を向上させるために４Ｔｘ送信が使われることができ、低速環境で空間多重化性能を高めるためにプリコードされた空間多重化（ｐｒｅｃｏｄｅｄ ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が使われることができる。アップリンクで端末の電力増幅器によって信号が歪曲される現状が発生することができるため、低いＰＡＰＲを有するようにアップリンクシステムが設計され、中間のジオメトリ（ｍｅｄｉｕｍ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）または高いジオメトリ領域ではＰＡＰＲに対する制限が相対的に低くなるため、コードブック設計時にもこのような環境が考慮されることができる。即ち、コードブック構成において、ＣＭＰ（ｃｕｂｉｃ ｍｅｔｒｉｃ ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ）またはＣＭＦ（ｃｕｂｉｃ ｍｅｔｒｉｃ ｆｒｉｅｎｄｌｙ）形態のコードブックが構成されることができる。

ランク３をサポートするためにＣＭＰを構成するにおいて、２個のコードワードが３個の階層にマッピングされることを考慮することができる。３個の列のうちいずれか一つの列、即ち、一つのコードワードに一つの階層がマッピングされる列はアンテナ選択ベクトルで構成され、一つのコードワードに２個の階層がマッピングされる残りの列で構成されるプリコーディング行列は、アンテナ選択によるダイバーシティが大きく選択される。即ち、０でない要素が一つである列ベクトル（ｃｏｌｕｍｎ ｖｅｃｔｏｒ）は、一つのコードワードを有するある階層にマッピングされ、この列ベクトルは、アンテナ１乃至４を選択するアンテナ選択ベクトルである。例えば、０でない要素が一つである列ベクトルは、［１０００］^Ｔ、［０１００］^Ｔ、［００１０］^Ｔ、［０００１］^Ｔのようなベクトルで構成されることができる。３個の列を有する加重値行列で２個の階層がマッピングされるコードワードのための列ベクトルのうちいずれか一つの列は、アンテナ選択ベクトルで構成されることができる。アンテナ選択ベクトルは、一つの階層を有するコードワードにマッピングされる列から選択されるアンテナと異なるアンテナを選択する。２個の階層がマッピングされるコードワードのための列ベクトルのうちいずれか一つの列は、２個のアンテナを結合するベクトルで構成されることができる。アンテナ結合のためのベクトルの要素は、任意の位相値を有することができる。例えば、ベクトルの要素は、ＱＰＳＫまたはＢＰＳＫの位相で表現されることができる。アンテナ結合のためのベクトルの２個の要素のうちいずれか一つは常に固定された値で表現されることができる。２個の要素のうち上側の行（または、低いインデックスの行）の要素には常に‘１’がマッピングされることができる。２個の要素の大きさは適切な大きさに正常化されることができる。例えば、アンテナ結合のためのベクトルの列が他の列と均等な電力を有するようにするために、１／ｓｑｒｔ（２）の値に各列が正常化されることができる。

このように、構成されるコードブックセットのコーダル距離は、０でない要素を２個含む列間の関係によって定められることができるため、２個の０でない要素を決定する時はコーダル距離が最大になるように構成する。例えば、表１７のように１６個の直交ベクトルセットを用いてコーダル距離が最大になるようにコードブックセットが構成されることができる。０でない要素のうち任意の要素が固定された位相を有する場合には、４個の直交ベクトルセットを用いてコーダル距離が最大になるようにコードブックセットが構成されることができる。例えば、表１８のように一番目の行に常に１が位置し、二番目の行にＱＰＳＫ位相の要素が位置することができる。

一方、最大コーダル距離より小さい距離を有するコードブックセットも構成されることができる。表１９は、最大コーダル距離より小さい距離を有するコードブックセットの一例を示す。

第１のコードワードが第１の階層にマッピングされ、第２のコードワードが第２の階層及び第３の階層にマッピングされると仮定する。この時、第１の階層は第１の列にマッピングされ、第２の階層は第２の列にマッピングされ、第３の階層は第３の列にマッピングされる。第２の階層及び第３の階層が一つのコードワードにマッピングされるため、第２の列と第３の列がスイッチングされた形態は等価である。

第１の列と第２の列でまたは第３の列でアンテナ選択ベクトルが使われる。ここで、コードブックセットＡ乃至Ｆは、アンテナ選択コードブック間のスイッチング形態を示す。０でない要素が２個である列で第１の要素及び第２の要素は任意の位相を有することができる。コードブック１及び２で第３の列が直交ベクトルセットで構成される。例えば、第３の列の第１の要素には常に１の値がマッピングされ、第２の要素には１または−１がマッピングされたり、ｊまたは−ｊがマッピングされることができる。即ち、ｘ∈｛１，−１｝またはｘ∈｛ｊ，−ｊ｝のように表すことができる。

表２０乃至表２５は、表１９のコードブックセットでｘ∈｛１，−１｝またはｘ∈｛ｊ，−ｊ｝である場合のコードブックセットの一例を示す。

コードブックセットＡ乃至Ｆでｘ∈｛１，−１｝で構成されるものをセットＡとし、ｘ∈｛ｊ，−ｊ｝で構成されるものをセットＢと仮定する。即ち、セットＡは、｛Ａ−１またはＡ−２｝、｛Ｂ−１またはＢ−２｝、｛Ｃ−１またはＣ−２｝、｛Ｄ−１またはＤ−２｝、｛Ｅ−１またはＥ−２｝、｛Ｆ−１またはＦ−２｝を含み、セットＢは、｛Ａ−３またはＡ−４｝、｛Ｂ−３またはＢ−４｝、｛Ｃ−３またはＣ−４｝、｛Ｄ−３またはＤ−４｝、｛Ｅ−３またはＥ−４｝、｛Ｆ−３またはＦ−４｝を含む。

セットＡに含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ乃至Ｆの１または２の中から選択されることができる。従って、セットＡから１２個の要素を有する６４個のコードブックセットが構成されることができる。セットＢに含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ乃至Ｆの３または４の中から選択されることができ、セットＢから１２個の要素を有する６４個のコードブックセットが構成されることができる。

表２６は、セットＡから構成されることができる１２個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

表１９のコードブックセットＡ乃至Ｆで一部セットを用いてコードブックを構成することができる。例えば、コードブックセットＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆを用いることができる。これは例示に過ぎず、選択される一部セットの個数及び種類は制限されるものではない。

コードブックセットＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆでｘ∈｛１，−１｝で構成されるものをセットＡ′とし、ｘ∈｛ｊ，−ｊ｝で構成されるものをセットＢ′と仮定する。即ち、セットＡ′は、｛Ａ−１またはＡ−２｝、｛Ｂ−１またはＢ−２｝、｛Ｅ−１またはＥ−２｝、｛Ｆ−１またはＦ−２｝を含み、セットＢ′は、｛Ａ−３またはＡ−４｝、｛Ｂ−３またはＢ−４｝、｛Ｅ−３またはＥ−４｝、｛Ｆ−３またはＦ−４｝を含む。

セットＡ′に含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆの１または２の中から選択されることができ、セットＡ′から８個の要素を有する１６個のコードブックセットが構成されることができる。セットＢ′に含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆの３または４の中から選択されることができ、セットＢ′から８個の要素を有する１６個のコードブックセットが構成されることができる。

表２７は、セットＡ′から構成されることができる８個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

表１９のコードブックセットＡ乃至ＦでコードブックセットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いることができる。これは例示に過ぎず、選択される一部セットの個数及び種類は制限されるものではない。

コードブックセットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでｘ∈｛１，−１｝で構成されるものをセットＡ″とし、ｘ∈｛ｊ，−ｊ｝で構成されるものをセットＢ″と仮定する。即ち、セットＡ″は、｛Ａ−１またはＡ−２｝、｛Ｂ−１またはＢ−２｝、｛Ｃ−１またはＣ−２｝、｛Ｄ−１またはＤ−２｝を含み、セットＢ″は、｛Ａ−３またはＡ−４｝、｛Ｂ−３またはＢ−４｝、｛Ｃ−３またはＣ−４｝、｛Ｄ−３またはＤ−４｝を含む。

セットＡ″に含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの１または２の中から選択されることができ、セットＡ″から８個の要素を有する１６個のコードブックセットが構成されることができる。セットＢ″に含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの３または４の中から選択されることができ、セットＢ″から８個の要素を有する１６個のコードブックセットが構成されることができる。

表２８は、セットＡ″から構成されることができる８個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

このように、表１９の６個のコードブックセットＡ乃至Ｆで任意の４個のコードブックセットが選択されることができる。６個のコードブックセットＡ乃至Ｆで選択される任意の４個のコードブックセットの場合の数は６ｃ４＝１５である。選択された任意の４個のコードブックセットでｘ∈｛１，−１｝であるコードブックセットの１または２の中から選択されるセットから８個の要素を有するコードブックセットが構成されることができる。または、選択された任意の４個のコードブックセットでｘ∈｛ｊ，−ｊ｝であるコードブックセットの３または４の中から選択されるセットから８個の要素を有するコードブックセットが構成されることができる。

表１９のコードブックセットＡ乃至Ｆで２個のセットを用いてコードブックを構成することができる。例えば、コードブックセットＡ、Ｆを用いることができる。これは例示に過ぎず、選択される一部セットの個数及び種類は制限されるものではない。

コードブックセットＡ、Ｆでｘ∈｛１，−１｝で構成されるものをセットＡ’’’とし、ｘ∈｛ｊ，−ｊ｝で構成されるものをセットＢ’’’と仮定する。即ち、セットＡ’’’は、｛Ａ−１またはＡ−２｝、｛Ｆ−１またはＦ−２｝を含み、セットＢ’’’は、｛Ａ−３またはＡ−４｝、｛Ｆ−３またはＦ−４｝を含む。

セットＡ’’’に含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ、Ｆの１または２の中から選択されることができ、セットＡ’’’から４個の要素を有する４個のコードブックセットが構成されることができる。セットＢ’’’に含まれるコードブックは、各コードブックセットＡ、Ｆの３または４の中から選択されることができ、セットＢ’’’から４個の要素を有する４個のコードブックセットが構成されることができる。

表２９は、セットＡ’’’から構成されることができる４個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

ここで、４個の要素を有するコードブックセットで二番目の要素はｘ∈｛１，−１｝であると表したが、二番目の要素はｘ∈｛ｊ，−ｊ｝で構成されてもよい。

一方、１２個の要素を有するコードブックを構成するにおいて、表１９で任意の２個のコードブックセットが選択され、選択されたコードブックセットの二番目の要素がｘ∈｛ｊ，−１，−ｊ｝で構成されることができる。

表３０は、選択されたコードブックセットの二番目の要素がｘ∈｛ｊ，−１，−ｊ｝で構成されるコードブックの一例を示す。表１９でコードブックセットＡ、Ｆが選択された場合である。

コードブックセットは、端末または基地局から多様な方式に構成されることができる。端末はコードブックセットを構成することができる。端末が互いに異なる類型または特徴のコードブックを使用することができる場合、端末は特定コードブックセットを選択して使用することができる。この時、端末は、選択したコードブックセットを基地局に知らせることができる。互いに異なる類型または特徴のコードブックセットが構成される時、システムでは全てのコードブックセットが使われたり、または特定コードブックセットのみが選択的に使われることができる。特定コードブックセットが使われる場合、使われるコードブックセットが適用される以前に使われるコードブックセットに対して基地局と端末との間に承認が行われなければならない。このために、端末は、使用することを所望するコードブックセットのグループを選択して基地局に知らせることができる。基地局は、端末が選択したコードブックセットに対して承認することができる。または、基地局が使用するコードブックセットのグループを端末に知らせることができる。端末が選択したコードブックセットのグループを基地局に知らせる場合、または、基地局が端末の選択したコードブックセットに対して承認する場合、または、基地局が使用するコードブックセットのグループを端末に知らせる場合、特定シグナリングを介して行われることができる。例えば、ＲＲＣシグナリングのような上位階層シグナリングを介して行われたり、ＰＤＣＣＨ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を介して特定シグナリングが行われることができる。

互いに異なる類型または特徴のコードブックセットは、ダウンリンク送信のために定義されたコードブックセット（例えば、Ｈｏｕｓｅ Ｈｏｌｄｅｒ Ｃｏｄｅｂｏｏｋ）、ＣＭ（ｃｕｂｉｃ Ｍｅｔｒｉｃ）は少し高いが、空間ダイバーシティを高めることができるＣＭＦコードブック、低いＣＭを保障することができるＣＭＰコードブックなどを意味する。互いに異なる類型または特徴のコードブックセットは、様々な形態のコードブックセットと共に使われることができる。例えば、ＣＭＦコードブックとＣＭＰコードブックが結合されて使われることができる。

表３１は、ＣＭＦコードブックとＣＭＰコードブックが結合されて構成されるコードブックセットの一例を示す。

ＣＭＦコードブック及びＣＭＰコードブックに含まれる要素の数は例示に過ぎず、各コードブックに含まれる要素の数は限定されるものではない。

表３２は、大きさ１２である１２個のＣＭＦプリコーディング行列を含むコードブックセットの一例を示す。

ここで、
はＣＭＦプリコーディング行列に対する列ベクトルを正常化するための因子である。ＣＭＦプリコーディング行列は４ＣＭを保障することができる。

第１のコードワードが第１の階層にマッピングされ、第２のコードワードが第２の階層及び第３の階層にマッピングされると仮定する。この時、第１の階層は第１の列にマッピングされ、第２の階層は第２の列にマッピングされ、第３の階層は第３の列にマッピングされる。

前述した例とは異なって、第２の列と第３の列でアンテナ選択ベクトルが使われることができる。ここで、コードブックセットＡ乃至Ｆはアンテナ選択コードブック間のスイッチング形態を示す。０でない要素が２個である列で第１の要素及び第２の要素は任意の位相を有することができる。コードブックセットで第１の列が直交ベクトルセットで構成される。例えば、第１の列の第１の要素には常に１の値がマッピングされ、第２の要素には１または−１がマッピングされたり、ｊまたは−ｊがマッピングされることができる。第２の要素をｘとすると、ｘ∈｛１，−１｝またはｘ∈｛ｊ，−ｊ｝のように表すことができる。

表３３は、ｘ∈｛１，−１｝またはｘ∈｛ｊ，−ｊ｝である場合のコードブックセットの一例を示す。

表３３を参照すると、Ａ乃至Ｆは各々ｘの値によって複数の要素を有するグループである。各グループはｘの値がＱＰＳＫである場合、４個の要素で構成されることができ、ｘの値がＢＰＳＫである場合、２個の要素で構成されることができる。このようなグループを用いて８、１２、１６、２０個の要素を有するコードブックセットを構成することができる。

（１）まず、８個の要素を有するコードブックセットの構成方法を説明する。

Ａ．表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち２個のグループを選択する。選択された各々のグループはＱＰＳＫで構成されることができる。

以下の表で、Ａ１は、表３３でＡのｘ＝１の時の行列を意味し、Ａ２は、表３３でＡのｘ＝−１の時の行列を意味し、Ａ３は、表３３でＡのｘ＝ｊの時の行列を意味し、Ａ４は、表３３でＡのｘ＝−ｊの時の行列を意味する。Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆも同様である。

表３４は、２個のグループを選択して８個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

Ｂ．８個の要素を有するコードブックセットを構成する他の方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち３個のグループを選択する。選択された各々のグループのうち、一つのグループはＱＰＳＫで構成され、他の２個のグループはＢＰＳＫで構成されることができる。

表３５は、３個のグループを選択して８個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

Ｃ．８個の要素を有するコードブックセットを構成する他の方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち４個のグループを選択する。選択された各々のグループはＢＰＳＫで構成されることができる。

Ｄ．８個の要素を有するコードブックセットを構成する他の方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち４個のグループはＢＰＳＫで構成し、残りの２個のグループは‘１’で構成することができる。

（２）以下、１２個の要素を有するコードブックセットの構成方法を説明する。

Ａ．表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち３個のグループを選択する。選択された各々のグループはＱＰＳＫで構成されることができる。

以下の表３６は、３個のグループを選択して１２個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

Ｂ．１２個の要素を有するコードブックセットの他の構成方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち４個のグループを選択する。選択された４個のグループのうち、２個のグループはＱＰＳＫで構成され、他の２個のグループはＢＰＳＫで構成されることができる。

表３７は、４個のグループを選択して１２個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

Ｃ．１２個の要素を有するコードブックセットを構成する他の方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち５個のグループを選択する。選択された５個のグループのうち、１個のグループはＱＰＳＫで構成され、他の４個のグループはＢＰＳＫで構成されることができる。

Ｄ．１２個の要素を有するコードブックセットを構成する他の方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち６個のグループ全体をＢＰＳＫで構成することができる。

以下の表３８は、６個のグループ全体をＢＰＳＫで構成する１２個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

（３）以下、１６個の要素を有するコードブックセットの構成方法を説明する。

Ａ．１６個の要素を有するコードブックセットの構成方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち４個のグループを選択する。選択された各々のグループはＱＰＳＫで構成されることができる。

以下の表３９は、４個のグループを選択して１６個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

Ｂ．１６個の要素を有するコードブックセットの他の構成方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの中で５個のグループを選択する。選択された５個のグループのうち、３個のグループはＱＰＳＫで構成され、他の２個のグループはＢＰＳＫで構成されることができる。

以下の表４０は、このような方法で構成されたコードブックセットの例である。

Ｃ．表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち、２個のグループはＱＰＳＫで構成され、他の４個のグループはＢＰＳＫで構成されることができる。

以下の表４１は、このような方法で構成されたコードブックセットの例を示す。

（４）以下、２０個の要素を有するコードブックセットの構成方法を説明する。

Ａ．２０個の要素を有するコードブックセットの構成方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち５個のグループを選択する。選択された各々のグループはＱＰＳＫで構成されることができる。

表４２は、５個のグループを選択して２０個の要素を有するコードブックセットの例を示す。

Ｂ．２０個の要素を有するコードブックセットの他の構成方法は、表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆのうち、４個のグループはＱＰＳＫで構成され、他の２個のグループはＢＰＳＫで構成されることができる。

表４３は、このような方法により構成されたコードブックセットの例を示す。

本発明は、２個のアンテナを結合するアンテナ結合ベクトルと４個の物理的アンテナのうち１個のアンテナを選択するアンテナ選択ベクトルとを使用し、単一アンテナ送信のＰＡＰＲを有するようにするランク３プリコーディングウェイト（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｗｅｉｇｈｔ）の構成に使われることができる。

送信機は、エンコーディング、モジュレーション、階層マッピング、ＤＦＴ、プリコーディング、リソースマッピング、ＯＦＤＭ信号生成の過程を経てコードワードを物理的アンテナを介して送信する。このような送信機に含まれるプリコーダの入力をＸ（ｉ）＝［ｘ^（０）（ｉ）ｘ^（１）（ｉ）ｘ^（２）（ｉ）］^Ｔとし、プリコーダの出力をＹ（ｉ）＝［ｙ^（０）（ｉ）ｙ^（１）（ｉ）ｙ^（２）（ｉ）ｙ^（３）（ｉ）］^Ｔと仮定する。プリコーダのプリコーディングウェイトをＷ（ｉ）とすると、Ｙ（ｉ）＝Ｗ（ｉ）・Ｘ（ｉ）で表すことができる。この場合、Ｗ（ｉ）は次の数式１８のように表すことができる。

ここで、Ｐ_ｋ＝Ｐ_３ｋ、ｋ＝ｍｏｄ（ｓ，６）、ｋ＝１，．．．，６、ｓはシンボルまたはスロットインデックスを意味する。

ここで、パーミュテイションベクトルＰ_３ｋは以下の表の通りである。

また、Ｃ（ｉ）は以下の表の通りである。

表４５で、αは、パワースケーリングファクター（ｐｏｗｅｒ ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）として｛１，１／２，１／√２（即ち、１／ｒｏｏｔ２）｝うちいずれか一つの値を有することができる。ａ、ｂは、パワースケーリングファクターとして｛１、１／２、１／√２（即ち、１／ｒｏｏｔ２）｝うちいずれか一つの値を有することができる。ｅｘＰ（ｊθ_ｋ）は、複素値を有することができ、例えば、８ＰＳＫの場合、｛１，（１＋ｊ）／２，ｊ， （−１＋ｊ）／２，−１，（−１−ｊ）／２，−ｊ，（１−ｊ）／２｝の値を有することができ、ＱＰＳＫの場合、｛１，−１，ｊ，−ｊ｝、ＢＰＳＫの場合、｛１，−１｝または｛ｊ，−ｊ｝の値を有することができる。

表４５でＣ_３１、Ｃ_３２、Ｃ_３３、Ｃ_３４、Ｃ_３５、Ｃ_３６は前述した表３３のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆグループに各々対応される。従って、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆグループの要素は、パーミュテイションベクトルと結合してプリコーディングウェイトを構成することができる。前記表４５のアンテナ結合マトリックスの中から選択して使用し、二つの仮想アンテナが結合されたアンテナを介して信号が送信されるようにし、前記表４４のパーミュテイションマトリックスを使用し、シンボルまたはスロット単位に階層交換（ｌａｙｅｒ ｓｗａｐｐｉｎｇ）をして仮想アンテナが平均的な空間チャネルを経験するようにすることができる。

マルチコードワード送信される場合、シンボルまたはスロット単位に互いに異なるアンテナ結合マトリックスとパーミュテイションマトリックスを使用することによって各々のコードワードが全てのアンテナのチャネルを経験するようにすることができる。また、固定されたアンテナ結合マトリックスを使用し、シンボルまたはスロットで互いに異なるパーミュテイションマトリックスを使用することができる。例えば、Ｃ_２１マトリックスが使われる場合、１番アンテナ及び２番アンテナが結合され、（１，２）、３、４番アンテナを介して３個の仮想アンテナのデータが送信される。パーミュテイションマトリックスにより各仮想アンテナは、１、２、３、４番物理的アンテナのチャネルを経験することができるようになる。３個のコードワードが各階層にマッピングされる時、各コードワードは１番乃至４番物理的アンテナのチャネルを経験することができるようになる。これを数式で表現すると、次の数式１９の通りである。

数式１９で、Ｐ_ｋ＝Ｐ_３ｋ、ｋ＝ｍｏｄ（ｓ，６）、ｋ＝１，．．．，６である。ｓはシンボルまたはスロットインデックスを意味する。Ｃは、各シンボルインデックスに関係なしに同一プリコーディングウェイト（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｗｅｉｇｈｔ）を使用することを意味する。例えば、Ｃ＝Ｃ_２１が使われる場合、Ｐ_ｋは以下の表４６により与えられる。

パーミュテイションマトリックスはサブセットのみを使用することもできる。例えば、２個のコードワードを有するシステムでコードワード１が一番目の階層にマッピングされ、コードワード２個の階層（例えば、二番目の階層と三番目の階層）にマッピングされるとする時、（Ｐ_３１、Ｐ_３４、Ｐ_３５）３個のマトリックスを使用し、コードワード１は（１，２）、３、４番物理的アンテナ、コードワード２は３または４、（１，２）または４、（１，２）または３のチャネルを経験することができる。

このような場合を数式で表現すると次の通りである。

ここで、Ｐ_１＝Ｐ_３１、Ｐ_２＝Ｐ_３３、Ｐ_３＝Ｐ_３５で、ｋ＝ｍｏｄ（ｓ，３）、ｋ＝１，．．．，３である。ｓはシンボルまたはスロットインデックスを意味する。

また、例えば、２個のコードワードを有するシステムでコードワード１が一番目の階層にマッピングされ、コードワード２が２個の階層（例えば、二番目の階層と三番目の階層）にマッピングされるとする時、（Ｐ_３１、Ｐ_３４、Ｐ_３５）３個のマトリックスを使用し、各コードワードが（１，２）、３、４番物理的アンテナのチャネルを経験することができる。このような場合を数式で表現すると、次の通りである。

ここで、Ｐ_１＝Ｐ_３１、Ｐ_２＝Ｐ_３４、Ｐ_３＝Ｐ_３５で、ｋ＝ｍｏｄ（ｓ，３）、ｋ＝１，．．．，３である。ｓはシンボルまたはスロットインデックスを意味する。

本発明ではパーミュテイションマトリックスを使用して各コードワードが物理的アンテナのチャネルを経験するようにする例を開示したが、これはパーミュテイションマトリックスを使用すると限定するものではなく、プリコーディングマトリックスの列（ｃｏｌｕｍｎ）にマッピングされる各シンボル列が時間単位にマッピングされる列を変更する特定規則による方法も含むことができる。

図８は、端末の要素を示すブロック図である。端末５０は、プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５１、メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）５２、ＲＦ部（ＲＦ ｕｎｉｔ）５３、ディスプレイ部（ｄｉｓｐｌａｙ ｕｎｉｔ）５４、ユーザインターフェース部（ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｕｎｉｔ）５５を含む。端末５０は複数の送信アンテナを具備することができる。

プロセッサ５１は、無線インターフェースプロトコルの階層を具現し、制御平面とユーザ平面を提供する。各階層の機能はプロセッサ５１を介して具現されることができる。プロセッサ５１は提案するプリコーディング方式を具現することができる。メモリ５２は、プロセッサ５１と連結され、端末駆動システム、アプリケーション、及び一般的なファイルを格納する。メモリ５２は、コードブック基盤のプリコーディングをサポートするために定義されるコードブックを格納することができる。ディスプレイ部５４は、端末の様々な情報をディスプレイし、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ）等、よく知られた要素を使用することができる。ユーザインターフェース部５５は、キーパッドやタッチスクリーンなど、よく知られたユーザインターフェースの組合せからなることができる。ＲＦ部５３は、プロセッサ５１と連結され、無線信号（ｒａｄｉｏ ｓｉｇｎａｌ）を送信及び／または受信する。

端末とネットワークとの間の無線インターフェースプロトコル（ｒａｄｉｏ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の階層は、通信システムで広く知られた開放型システム間相互接続（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ＯＳＩ）モデルの下位３個階層に基づいてＬ１（第１の階層）、Ｌ２（第２の階層）、Ｌ３（第３の階層）に区分されることができる。このうち、第１の階層に属する物理階層は、物理チャネル（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を用いた情報送信サービス（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供し、第３の階層に位置する無線リソース制御（ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＲＣ）階層は、端末とネットワークとの間に無線リソースを制御する役割を遂行する。このためにＲＲＣ階層は端末とネットワークとの間にＲＲＣメッセージを互いに交換する。

前述した全ての機能は、前記機能を遂行するようにコーディングされたソフトウェアやプログラムコードなどによるマイクロプロセッサ、制御器、マイクロ制御器、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのような プロセッサにより実行されることができる。前記コードの設計、開発及び具現は、本発明の説明に基づいて当業者に自明である。

以上、本発明に対して実施例を参照して説明したが、該当技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させて実施することができることを理解することができる。従って、本発明は、前述した実施例に限定されず、特許請求の範囲内の全ての実施例を含む。

Claims (12)

1. 多重アンテナシステムにおいて信号を送信する方法であって、前記方法は、送信機により実行され、
   前記方法は、
   ４個のアンテナのためのランク−３のプリコーディング行列を含むコードブックに基づいて前記信号をプリコーディングすることと、
   前記プリコーディングされた信号を無線リソースを使用して送信することと
   を含み、
   前記ランク−３のプリコーディング行列は、
   
   からなり、前記ランク−３のプリコーディング行列の個数は１２に設定されている、方法。
2. 前記無線リソースは、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）信号を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記送信機は、ユーザ端末において具現される、請求項１に記載の方法。
4. ユーザ端末であって、
   前記ユーザ端末は、
   ４個のアンテナのためのランク−３のプリコーディング行列を含むコードブックに基づいて信号をプリコーディングするプリコーダと、
   前記プリコーディングされた信号を無線リソースを使用して送信する送信機と
   を含み、
   前記ランク−３のプリコーディング行列は、
   
   からなり、前記ランク−３のプリコーディング行列の個数は１２に設定されている、ユーザ端末。
5. 前記無線リソースは、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）信号を含む、請求項４に記載のユーザ端末。
6. 多重アンテナシステムにおいて信号を送信する方法であって、前記方法は、送信機により実行され、
   前記方法は、
   ４個のアンテナのためのランク−３のプリコーディング行列を含むコードブックに基づいて前記信号をプリコーディングすることであって、各ランク−３のプリコーディング行列は、２個の‘０’ではない成分を含む第１の列と、１個の‘０’ではない成分を含む第２の列と、１個の‘０’ではない成分を含む第３の列とを含む、ことと、
   前記プリコーディングされた信号を無線リソースを使用して送信することと
   を含み、
   前記第１の列の‘０’ではない成分は、直交ベクトルセットから選択され、前記直交ベクトルセットは、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）技法に基づいて決定され、前記プリコーディング行列の各行ベクトルは、１個の‘０’ではない成分と２個の‘０’成分とを含み、前記ランク−３のプリコーディング行列の個数は１２に設定されている、方法。
7. 前記直交ベクトルセットは、｛１，１｝及び｛１，−１｝のうちの１つである、請求項６に記載の方法。
8. 前記プリコーディング行列の各々は、１／２である正常化因子をさらに含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記第１の列は、アンテナ組合せベクトルであり、前記第２及び第３の列は、アンテナ選択ベクトルである、請求項６に記載の方法。
10. ユーザ端末であって、
    前記ユーザ端末は、
    ４個のアンテナのためのランク−３のプリコーディング行列を含むコードブックに基づいて信号をプリコーディングするプリコーダであって、各ランク−３のプリコーディング行列は、２個の‘０’ではない成分を含む第１の列と、１個の‘０’ではない成分を含む第２の列と、１個の‘０’ではない成分を含む第３の列とを含む、プリコーダと、
    前記プリコーディングされた信号を無線リソースを使用して送信する送信機と
    を含み、
    前記第１の列の‘０’ではない成分は、直交ベクトルセットから選択され、前記直交ベクトルセットは、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）技法に基づいて決定され、前記プリコーディング行列の各行ベクトルは、１個の‘０’ではない成分と２個の‘０’成分とを含み、前記ランク−３のプリコーディング行列の個数は１２に設定されている、ユーザ端末。
11. 前記プリコーディング行列の各々は、１／２である正常化因子をさらに含む、請求項１０に記載のユーザ端末。
12. 前記第１の列は、アンテナ組合せベクトルであり、前記第２及び第３の列は、アンテナ選択ベクトルである、請求項１０に記載のユーザ端末。