JP5479615B2 - 閉ループマルチアンテナシステムの情報送受信方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は通信技術領域に関し、特に閉ループマルチアンテナシステムの情報送受信の方法および装置に関する。

現在、物理層のマルチアンテナ技術は既に次世代無線通信システムの重要な技術の一つとなった。
マルチアンテナ技術は多くの利点を有する。
例えば、マルチアンテナの多重化利得によりシステムのスループットを向上することができるし、また、マルチアンテナのダイバーシティ利得によりシステム性能を向上するか、あるいはアンテナの方向性利得により受信端末を区別して受信端末間の干渉を除去することもできる。

ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ，複数入力出力）システムは複数の送受信アンテナを利用し、信号の空間・時間・周波数領域における連合処理により速度利得、ダイバーシティ利得、及び配列利得を取得する。
ＭＩＭＯシステムにおいて、送信機は何らかの方式でチャネル情報を取得できれば、チャネル特性により送信信号を最適化することにより、受信品質の向上、受信機複雑度要求の低減が図ることができる。
実際のシステムにおいて、通常、チャネル情報を量子化するフィードバック方式でフィードバックコストとフィードバック遅延とを低減する。
チャネルマトリックス及びその統計量、あるいは、受信機の推薦前処理パラメータに対して、チャネル情報を量子化することができる。
チャネル情報が量子化後、有限個数の要素から構成される集合にマッピングされ、その集合はコードブックと称される。

コードブックに基づく閉ループＭＩＭＯシステムにおいて、コードブックはシステム性能を決める。
Ｒｅｌ−８ ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，長期進化）の伝送モード４，５，６において、いずれもＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，プリコーディングマトリックスインデックス）フィードバックメカニズムを採用し、即ち、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ユーザー装置）は共用パイロットによりチャネルを測定し、また、基地局ｅＮＢにＵＥ自身の推薦するコードワードの番号情報を報告する。
例えば、共用パイロットポートが４つである場合、Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒに基づいて変換されるコードブックを採用し、閉ループ空間多重化モード、即ち、伝送モード４のＲａｎｋ毎に対して、それぞれ１６の選択可能なプリコーディングマトリックスが存在する。
Ｒｅｌ−８ ＬＴＥ４アンテナコードブックは主に次の特徴を含み、１）Ｒａｎｋ１のコードブックは非関連チャネルと関連チャネルとの相殺を考慮する条件で、捜査により取得し、２）他のＲａｎｋのコードブックはＲａｎｋ１コードブックとの入れ子関係を保持し、３）コードブック要素は全て８ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ，位相偏移変調）要素を採用して計算の複雑度を低減し、４）定モジュラスとユニタリ性とを有し、５）Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ変換の特性を利用してコードワード選択の複雑度を低減できる。

ＭＩＭＯ技術を採用する無線通信システム、例えば、Ｒｅｌ−１０ ＬＴＥ−Ａシステムにおいて、ＰＭＩフィードバックメカニズムを続用する可能性がある。
しかし、送信アンテナ数の増加により、例えば、８本となる可能性があるため、Ｒａｎｋと配置された送信アンテナポートの組み合わせ数はＲｅｌ−８ＬＴＥの場合より遥かに多くなる。
そのため、数多くのＲａｎｋと送信アンテナポートとの組み合わせに対するコードブックがまだ未定義であることもあるし、Ｒｅｌ−８ ＬＴＥシステムにより、空間関連チャネルに対するコードブック設計の必要性が切迫している。
アンテナ数が増加しつつあるが、基地局のサイズが制限されたものであるため、アンテナ間距離の短縮また／および偏波アンテナを採用しなければならなくなる。
以上のような考えを踏まえ、空間関連チャネルに対する線形コードブック及びその設計方法は将来の無線通信システムの研究と標準化作業とにおいて不可欠な技術点となることがわかる。
また、Ｒｅｌ−８ ＬＴＥ４アンテナコードブックが良好な性能と優位性とを有するため、コードブックを設計する際、技術者たちは皆、Ｒｅｌ−８ ＬＴＥコードブックの特性を最大限に保持しようとする。

従来のＨｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒに基づく変換の方法はそのままに８アンテナコードブックの設計に適用できない。
現在、Ｒｅｌ−８ ＬＴＥコードブックの特性（または一部の特性）を受け継げるコードブックは主に以下煮示すコードブック１と、コードブック２と、コードブック３と、コードブック４とを含む。

〈コードブック１〉
コードブック１は、Ｒｅｌ−８ ＬＴＥコードブックを元に変換して取得された８アンテナのＲａｎｋ１線形配列コードブックである。
当該コードブック１の欠陥としては定モジュラス特性と８ＰＳＫ要素の採用などＲｅｌ−８ ＬＴＥ４アンテナコードブックの一部の特性を受け継いだが、入れ子関係を満足していないところにある。
コードブック１はＲｅｌ−８ ＬＴＥ４アンテナコードブックに基づいて拡張されたものであるが、Ｒｅｌ−８ ＬＴＥ４は空間関連チャネルと空間非関連チャネルとを統合考慮して最適化されて得られたものであるため、一部のコードワードが空間関連チャネルに適用できないことから、小間隔の線形配列の場合、性能損失が発生してしまう。

〈コードブック２〉
複素Ｈａｄａｍａｒｄ変換で４^７個の８ＰＳＫ要素を要素とする８×８複素マトリックスを構築して、そして、非関連チャネルと関連チャネルとの相殺・最適化を行い、検索の方法でＲａｎｋ１コードブックを取得する。
当該コードブック２の欠陥は定モジュラス、ユニタリ、入れ子性などのＲｅｌ−８ＬＴＥコードブックの大部分の特性を受け継いだが、８ＰＳＫ要素のみを採用することである。
コードブック２は４^７個の８ＰＳＫ要素を要素とする８×８複素マトリックスより構成された空間においてコードブックを検索し、また、空間関連チャネルと空間非関連チャネルとの性能相殺を考慮することを検索基準とするため、空間関連チャネルにおける性能を低減させる。

〈コードブック３〉
１６の異なる対角マトリックスに８−ＤＦＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，離散フーリエ変換）マトリックスを乗算してＲａｎｋ８のコードブックを取得し、Ｒａｎｋ１のコードブックはその１６の８×８複素マトリックスの第１列より構成される。
当該コードブック３の欠陥は定モジュラス、ユニタリ、入れ子特性などＲｅｌ−８ ＬＴＥコードブックの一部の特性を受け継いだが、１６ＰＳＫ要素を採用しているため、プリコーディング計算の複雑度を増加してしまう。
他のコードブックにより性能利得を著しく取得できなければ、増加されるプリコーディング計算の複雑度は余分な負担となる。

〈コードブック４〉
１つの８−ＤＦＴマトリックスと１つの８×８ユニタリマトリックスとの各行（または各列）より構成される。
当該コードブック４の欠陥は、定モジュラス、ユニタリ、入れ子性などＲｅｌ−８ＬＴＥコードブックの一部の特性を受け継いだが、８ＰＳＫ要素のみを採用することである。
同時に、ＤＦＴマトリックスが配列応答の構造と一致するため、コードブック３とコードブック４とは全て空間関連チャネルの下のプリコーディングＭＩＭＯシステムに適用する。
しかし、チャネルがどのような分散特性を有するにも関わらず、コードブック３とコードブック４とにおける各コードワードに対応する配列応答の角度が変わらないため、特定なシナリオにおいて、プリコーディングＭＩＭＯシステムに性能損失を与える恐れがある。

本発明は、上述の問題点を鑑みてなされたものであり、本発明者らは鋭意研究した結果、有効なコードブック設計、及び当該コードブックを使用する情報送受信技術案を案出した。

本発明に係る実施形態の目的は、少なくとも上述技術における欠陥の一つを解決し、特に二層構造に基づくコードブックを設計・使用、また、当該コードブックを利用する情報送受信方法を採用することにより、閉ループマルチアンテナシステムの性能を改善することである。

上述目的を達成するため、本発明は第一に、以下のステップを含む閉ループマルチアンテナシステムの情報送信方法を提出する：送信装置が受信装置から送信される、コードワードインデックス情報を含む情報を受信するステップと、前記送信装置が、前記コードワードインデックス情報により二層構造に基づくコードブックから、対応するコードワードを選定するステップと、前記送信装置が選定されたコードワードによりプリコーディングマトリックスを生成するステップと、前記送信装置が前記プリコーディングマトリックスにより送信待機のデータをプリコーディングするステップと、前記送信装置がプリコーディングされたデータを前記受信装置に送信するステップとを含む。

本発明は第二に、次のステップを含む閉ループマルチアンテナシステムの情報受信方法を提出する。
受信装置は送信装置から送信された情報を受信し、前記情報によりチャネル情報を推定するステップと、前記受信装置が前記チャネル情報により二層構造に基づくコードブックから、対応するコードワードを選定し、選定されたコードワードのコードワードインデックス情報を生成するステップと、前記受信装置が前記コードワードのコードワードインデックス情報を前記送信装置に送信するステップとを含む。

本発明は第三に、受信モジュールと、コードワード確定モジュールと、プリコーディングマトリックス計算モジュールと、プリコーディングモジュールと、送信モジュールとを含む送信装置を提出する。
前記受信モジュールは受信装置から送信される、コードワードインデックス情報を含む情報を受信し、前記コードワード確定モジュールは前記コードワードインデックス情報により二層構造に基づくコードブックから、対応するコードワードを選定し、前記プリコーディングマトリックス計算モジュールは選定されたコードワードによりプリコーディングマトリックスを生成し、前記プリコーディングモジュールは前記プリコーディングマトリックスにより送信待機のデータに対してプリコーディングし、前記送信モジュールはプリコーディングされたデータを前記受信装置に送信する。

本発明は第四に、受信モジュールと、チャネル推定モジュールと、コードワード選定モジュールと、コードワードインデックス情報生成モジュールと、送信モジュールとを含む受信装置を提出し、前記受信モジュールは送信装置から送信された情報を受信し、前記チャネル推定モジュールは前記情報によりチャネル情報を推定し、前記コードワード選定モジュールは前記チャネル情報により二層構造に基づくコードブックから、対応するコードワードを選定し、前記コードワードインデックス情報生成モジュールは選定されたコードワードのコードワードインデックス情報を生成し、前記送信モジュールは前記コードワードのコードワードインデックス情報を前記送信装置に送信する。

本発明に係る実施形態の技術案で形成、かつ、使用されるコードブックは、最大限に二偏波アンテナのチャネル分散特性にマッピングし、コードブック量子化で与えられた性能損失を最小化させ、プリコーディングシステムの性能を効率的に向上する。
また、本発明に係る実施形態で提出されるコードブックは階層構造を持ち、１つのＰＭＩフィードバックにも対応できるし、２つのＰＭＩフィードバックにも対応できる。

本発明の他の技術案とそれの利点は、別途に以下の記載により説明したり、明確になったりするが、あるいは、本発明の実施により把握できる。
本発明の上述した技術案と利点および／または追加的な技術案と利点は、図面を参照することにより、明確、かつ、理解しやすくなる。

本発明に係る実施形態において二偏波アンテナのアンテナ番号標識方法の約定に関するイメージを示す図である。 本発明に係る実施形態の一種の閉ループマルチアンテナシステムの情報送信方法のフロー図である。 本発明に係る実施形態の一種の閉ループマルチアンテナシステムの情報受信方法のフロー図である。 本発明に係る実施形態の送信装置の構造イメージを示す図である。 本発明に係る実施形態の受信装置の構造イメージを示す図である。

以下本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
前記実施形態を示す図面において、始終に同様または類似した番号を付された部材は同様または類似した部材、あるいは同様または類似した機能を有する部材を表示する。
参照して記述された実施形態は本発明を説明するための例に過ぎず、本発明を制限するものではない。

以下まず、本発明に係るコードワードを説明し、そして、具体的な実施形態で本発明に係る実施形態のマルチアンテナシステム情報送受信の方法と装置とを詳細に説明する。

ＭＩＭＯシステムにおいて送信アンテナの個数をＮ_Ｔ本、受信アンテナの個数をＮ_Ｒ本、Ｒａｎｋの指数をｒとすれば、ここで、Ｎ_Ｔは偶数で、Ｎ_Ｒ，ｒ≧１である。
説明の便宜のため、図１に示すように、まず、二偏波アンテナのアンテナ番号標識方法を約定し、即ち、一つの偏光方向のアンテナを順次に標識してから、もう一つの偏光方向のアンテナを順次に標識する。
注意すべきことは、二偏波マルチアンテナシステムのコードブック及びその設計方法は二偏波アンテナのアンテナ番号標識方法と関係ないため、約定されたアンテナ番号標識方法が変化した場合、コードブックにおけるアンテナ番号のみを適当に調整すればよい。

本発明に係る実施形態において、二層構造に基づくＲａｎｋ―ｒコードブックにおけるコードワードｃ_ｎ ^ｒは次の数式（数１）関係を満足し、

ここで、Φ_ｋ ^ｒは２×ｒ次元のマトリックス、ｋ＝０，１，…，Ｋ_ｒ−１、ｗ_ｍ ^ｒはＮ_Ｔ／２×ｒ次元のマトリックス、ｍ＝０，１，…，Ｍ_ｒ−１であり、Ｘ（：，ｌ（アルファベット小文字のエル））はマトリックスＸの第ｌ（アルファベット小文字のエル）列を表示し、Ｘ（ｌ_１，ｌ_２）はマトリックスＸの第ｌ_１行第ｌ_２列の要素を表示し、○の中に×が入った形状の上記記号はマトリックスの直積を表示し、前記Ｋ_ｒ個のΦ_ｋ ^ｒで構成された集合は二層構造に基づくコードブックの変換コードブックであり、前記Ｍ_ｒ個のｗ_ｍ ^ｒで構成された集合は二層構造に基づくコードブックの基本コードブックである。

本発明に係る階層構造を有するコードブックは、１つのＰＭＩフィードバックに応じることもできるし、２つのＰＭＩフィードバックに応じることもできる。

以下、具体的なコードブックの例を挙げて説明する。

〈コードブック１〉
本発明の一つの実施形態において、Ｍ_３＝Ｍ_４＝８。
基本コードブックは以下の表１の通りである。

変換コードブックは以下の表２の通りである。

コードブック１は以下の表３の通りである。

ここで、ｖ_ｎは以下の表４の通りである。

説明したいのは、上述ｖ_ｎは短く切り詰められた８−ＤＦＴベクトル、または他の任意の短く切り詰められた２^Ｋ−ＤＦＴベクトルであり、ここで、２^ＫはＮ_Ｔ／２より大きいか等しく、かつ、Ｋは自然数である。
ユニタリ性を有するコードワードを構築しようとする場合、変換コードブックにおけるコードワードΦ_ｋの互に直交していない列に対応する基本コードブックにおけるコードワードｗ_ｍの列ベクトルが互いに直交することを確保すればよい。
例えば、コードブック１の変換コードブックにおいてｋ＝０の場合のコードワードΦ_ｋ ^３は、

の先頭の２列が直交していないため、基本コードブックにおけるコードワードｗ_ｍ ^３の先頭の２列の直行性を確保しなければならない。
変換コードブックにおいてｋ＝０の場合のコードワードΦ_ｋ ^４は、

の第１、３列と、第２、４列とが直交していないため、基本コードブックにおけるコードワードｗ_ｍ ^４の第１、３列、および第２、４列の直交性を確保する必要がある。

上述ｖ_ｎは以下の各実施形態のコードブックに適用できる。

〈コードブック２〉
マトリックスΦ_ｋとｗ_ｍとに対して以下の表５、表６の定義を採用する。

基本コードブックは以下の表７の通りである。

変換コードブックは以下の表８の通りである。

コードブック２は以下の表９の通りである。

〈コードブック３〉
コードブック３の構造はコードブック２と大体同じである。
ここで、基本コードブックは以下の表１０の通りである。

変換コードブックは以下の表１１の通りである。

コードブック３は以下の表１２（Ａ）、表１２（Ｂ）の通りである。

本発明の他の実施形態において、上述コードブックに対して列交換を行うことより生成されたコードブックも本発明に適用できる。
例えば、
〈コードブック４〉（コードブック１に対して列交換を行うことより取得されたもの）は以下の表１３の通りである。

〈コードブック５〉（コードブック２に対して列交換を行うことより取得されたもの）は以下の表１４の通りである。

〈コードブック６〉（コードブック３に対して列交換を行うことより取得されたもの）は以下の表１５（Ａ）、表１５（Ｂ）の通りである。

図２は本発明に係る実施形態の一種のマルチアンテナシステムの情報送信方法のフロー図であり、以下のステップＳ２０１〜Ｓ２０５を含む。

Ｓ２０１：送信装置は受信装置から送信されるコードワードインデックス情報を含む情報を受信し、受信された当該コードワードインデックス情報を含む情報からコードワードインデックス情報を抽出する。
具体的に、チャネル状況を知るため、送信装置は遠隔受信機からフィードバックされたＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，チャネル品質指示）、Ｒａｎｋ選定とコードワード選定などの情報を受信する。
それらのＣＱＩ、Ｒａｎｋ選定とコードワード選定情報は後の伝送処理過程に使用される。

本発明に係る実施形態において、コードブックにおけるコードワードｃ_ｎ ^ｒは以下の数式（数４）の関係を満足し、

ここで、Φ_ｋ ^ｒは２×ｒ次元のマトリックスであり、ｋ＝０，１，…，Ｋ_ｒ−１、ｗ_ｍ ^ｒはＮ_Ｔ／２×ｒ次元のマトリックスであり、ｍ＝０，１，…，Ｍ_ｒ−１、Ｘ（：，ｌ（アルファベット小文字のエル））はマトリックスＸの第ｌ（アルファベット小文字のエル）列を表示し、○の中に×が入った形状の上記記号はマトリックスの直積を表示し、前記Ｋ_ｒ個のΦ_ｋ ^ｒで構成された集合は前記二層構造に基づくコードブックの変換コードブックであり、前記Ｍ_ｒ個のｗ_ｍ ^ｒで構成された集合は前記二層構造に基づくコードブックの基本コードブックである。
そのため、フィードバックされたコードワードインデックス情報はコードブックにおけるコードワード番号ｎであってもよいし、変換コードブックと基本コードブックとにおけるコードワードインデックスｋとｍとであってもよい。
更に、ｋとｍの他との組み合わせであってもよい。
例えば、コードブック３において、フィードバックされたコードワードインデックス情報がｎ∈｛０，…，３１｝である場合、直接にコードブックから対応するコードワードを見つけられる。
フィードバックされたコードワードインデックス情報がｋ∈｛０，…，３｝とｍ∈｛０，…，７｝とである場合、同様にコードブックから対応するコードワードを見つけられる。
また、当該コードブックにおけるコードワードは、以下の数５、数６、数７の特性に満足する。

ここで、

かつ、

ここで、Ｘ（ｌ_１：ｌ_２，：）はマトリックスＸの第ｌ_１から第ｌ_２行までのベクトルで構成されたマトリックスを表示する。
そのため、フィードバックされたコードワードインデックス情報がｌ（アルファベット小文字のエル）∈｛０，…，１５｝とｆ（ｌ（アルファベット小文字のエル））とである場合、同様にコードブックから対応するコードワードを見つけられる。

Ｓ２０２：送信装置はコードワードインデックス情報により二層構造に基づくコードブックから、対応するコードワードを選定し、前記コードブック１−５は全て本実施形態に適用できる。

Ｓ２０３：送信装置はコードワードに基づいて変換処理（例えば、Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ処理など）を行い、プリコーディングマトリックスを取得する。
無論、他の実施形態においても同様に、直接に対応するコードワードをプリコーディングマトリックスとすることができる。

Ｓ２０４：送信装置はプリコーディングマトリックスにより送信待機のデータに対してプリコーディングする。

Ｓ２０５：送信装置はプリコーディングされたデータを受信装置に送信する。

図３は本発明に係る実施形態の一種の閉ループマルチアンテナシステムの情報受信方法のフロー図であり、以下のステップＳ３０１〜Ｓ３０５を含み、
Ｓ３０１：受信装置は送信装置から送信された情報を受信する。
Ｓ３０２：受信装置は受信された情報によりチャネル情報を推定する。
Ｓ３０３：受信装置はチャネル情報により、二層構造に基づくコードブックから対応するコードワードを選定し、上述コードブック１−５は全て本実施形態に適用できる。

Ｓ３０４：受信装置は選定されたコードワードのコードワードインデックス情報を生成する。上述実施形態と同じように、コードワードは以下の数８の関係を満足し、

ここで、Φ_ｋ ^ｒは２×ｒ次元のマトリックスであり、ｋ＝０，１，…，Ｋ_ｒ−１とし、ｗ_ｍ ^ｒはＮ_Ｔ／２×ｒ次元のマトリックスであり、ｍ＝０，１，…，Ｍ_ｒ−１とし、Ｘ（：，ｌ（アルファベット小文字のエル））はマトリックスＸの第ｌ（アルファベット小文字のエル）列を表示し、○の中に×が入った形状の上記記号はマトリックスの直積を表示し、前記Ｋ_ｒ個のΦ_ｋ ^ｒで構成された集合は前記二層構造に基づくコードブックの変換コードブックであり、前記Ｍ_ｒ個のｗ_ｍ ^ｒで構成された集合は前記二層構造に基づくコードブックの基本コードブックである。
そのため、生成されたコードワードインデックス情報はコードブックにおけるコードワード番号ｎであってもよいし、変換コードブックと基本コードブックとにおけるコードワードインデックスｋとｍとであっても良い。
更にまた、ｋとｍの他との組み合わせであってもよい。
例えば、コードブック３において、フィードバックされたコードワードインデックス情報はｎ∈｛０，…，３１｝であっても良いし、ｋ∈｛０，…，３｝とｍ∈｛０，…，７｝とであってもよい。
送信装置はコードワード番号ｎ、またはコードワードインデックスｋとｍとの組み合わせにより、コードブックから対応するコードワードを見つけられる。
同時に、当該コードブックにおけるコードワードは以下の数９、数１０、数１１の特性にも満足する。

ここで、

かつ、

ここで、Ｘ（ｌ_１：ｌ_２，：）はマトリックスＸの第ｌ_１から第ｌ_２行までのベクトルで構成されるマトリックスを表示する。
そのため、フィードバックされたコードワードインデックス情報がｌ（アルファベット小文字のエル）∈｛０，…，１５｝とｆ（ｌ（アルファベット小文字のエル））とである場合、送信装置は同様にコードブックから対応するコードワードを見つけられる。

Ｓ３０５：受信装置はコードワードインデックス情報を含む情報を送信装置に送信する。

図４は本発明に係る実施形態の送信装置の構造イメージを示す図である。
当該装置は、受信モジュール１１０と、コードブック保存モジュール１２０と、コードワード確定モジュール１３０と、プリコーディングマトリックス計算モジュール１４０と、プリコーディングモジュール１５０と、送信モジュール１６０とを含む。
受信モジュール１１０は受信装置から送信されるコードワードインデックス情報を含む情報を受信する。
コードブック保存モジュール１２０は二層構造に基づくコードブックを保存する。
コードワード確定モジュール１３０はコードワードインデックス情報により、コードブック保存モジュール１２０に保存された二層構造に基づくコードブックから、対応するコードワードを選定する。
プリコーディングマトリックス計算モジュール１４０は選定されたコードワードによりプリコーディングマトリックスを生成する。
例えば、コードワードに基づいて変換処理（例えば、Ｚｅｒｏ−Ｆｏｒｃｉｎｇ処理など）を行い、プリコーディングマトリックスを取得し、あるいは、直接に対応するコードワードをプリコーディングマトリックスとする。
プリコーディングモジュール１５０はプリコーディングマトリックスにより送信待機のデータに対してプリコーディングする。
送信モジュール１６０はプリコーディングされたデータを受信装置に送信する。

図５は本発明に係る実施形態の受信装置の構造イメージを示す図である。
当該装置は受信モジュール２１０と、チャネル推定モジュール２２０と、コードブック保存モジュール２３０と、コードワード選定モジュール２４０と、コードワードインデックス情報生成モジュール２５０と、送信モジュール２６０とを含む。
受信モジュール２１０は送信装置から送信された情報を受信する。
チャネル推定モジュール２２０は受信モジュール２１０から受信された情報によりチャネル情報を推定する。
コードブック保存モジュール２３０は二層構造に基づくコードブックを保存する。
コードワード選定モジュール２４０はチャネル情報により二層構造に基づくコードブックから、対応するコードワードを選定する。
コードワードインデックス情報生成モジュール２５０は選定されたコードワードのコードワードインデックス情報を生成する。
送信モジュール２６０はコードワードインデックス情報を含む情報を送信装置に送信する。

本発明に係る実施形態の上述技術案で形成、かつ、使用されるコードブックは二偏波アンテナのチャネル分布特性に最大限にマッチでき、コードブック量子化で与えられた性能損失を最小化させ、プリコーディングシステムの性能を効率的に向上する。
また、本発明で提出されたコードブックは階層構造を有し、１つのＰＭＩフィードバックにも対応できるし、２つのＰＭＩフィードバックにも対応できる。

本領域の技術者が明らかに理解できるように、上述実施形態の方法の全部または一部のステップは、プログラムから関連のハードウェアに命令を送信することにより完成でき、前記プログラムは一種のコンピュータのリードできる記憶媒体に保存されてもよい。
当該プログラムが動作する際、方法の実施形態のステップの一つあるいはステップの組み合わせを含む。

また、本発明の各実施形態における各機能ユニットは１つの処理モジュールに集成されてもよいし、それぞれの独立した物理ユニットの形式で存在してもよい。
あるいは、２つまたは２つ以上のユニットを１つのモジュールに含んでも良い。
上述集成されたモジュールはハードウェア形式で実現されてもよいし、ソフトウェア機能モジュールの形式で実現されても良い。
前記集成モジュールはソフトウェア機能モジュールの形式で実現され、独立した製品で販売または利用される場合、コンピュータの一つの記憶媒体に保存されてもよい。

上述した記憶媒体はＣＤ―ＲＯＭ、ディスク記憶装置、光学記憶装置などを含むがそれとは限らない。

以上は本発明の好ましい実施形態について記述したが、当業者は、本発明の基本的な技術思想を把握した上、多種多様な変更および変形を行える。
そのような変更および変形は本発明に記述された実施形態とともに、付加する請求の範囲内にあると解釈されるべきである。

Claims (4)

1. 送信装置が、受信装置から送信されるコードワードインデックス情報を含む情報を受信するステップと、
   前記送信装置が、前記コードワードインデックス情報により二層構造に基づくコードブックから対応するコードワードを選定するステップと、
   前記送信装置が、選定されたコードワードによりプリコーディングマトリックスを生成するステップと、
   前記送信装置が、前記プリコーディングマトリックスにより送信待機のデータに対してプリコーディングするステップと、
   前記送信装置がプリコーディングされたデータを前記受信装置に送信するステップとを含み、
   前記二層構造に基づくコードブックにおけるコードワード
   

   

   が以下の数１の関係を満足し、
   

   

   ここで、
   

   

   が２×ｒ次元のマトリックスであり、ｋ＝０，１，…，Ｋ_ｒ−１とし、
   

   

   がＮ_Ｔ／２×ｒ次元のマトリックスであり、ｍ＝０，１，…，Ｍ_ｒ−１とし、ｒがＲａｎｋ指数であり、Ｎ_Ｔが送信アンテナの個数であり、Ｘ（：，ｌ（アルファベット小文字のエル））がマトリックスＸの第ｌ（アルファベット小文字のエル）列を表示し、Ｘ（ｌ_１，ｌ_２）がマトリックスＸの第ｌ_１行第ｌ_２列の要素を表示し、○の中に×の入った形状の上記記号がマトリックスの直積を表示し、前記Ｋ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が前記二層構造に基づくコードブックの変換コードブックであり、前記Ｍ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が、前記二層構造に基づくコードブックの基本コードブックであり、
   前記マトリックス
   

   

   の列ベクトルが短く切り詰められた２^Ｋ−ＤＦＴベクトルであり、ここで、２^Ｋ≧Ｎ_Ｔ／２、かつ、Ｋは自然数であり、
   

   

   がユニタリ性を有するコードワードである場合、前記変換コードブックにおけるコードワード
   

   

   の互に直交していない列に対応する前記基本コードブックにおけるコードワード
   

   

   の列ベクトルが互に直交し、
   Ｎ_Ｔ＝８の場合、前記マトリックス
   

   

   の値が表１における全部または一部のマトリックス、または表２における全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、前記マトリックス
   

   

   の値が表３における全部または一部のマトリックス、または表４における全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、ｖ_ｎの値が表５に示す関係であることを特徴とする閉ループマルチアンテナシステムの情報送信方法。
   

   

   

   

   

   
2. 受信装置が送信装置から送信された情報を受信するステップと、
   前記受信装置が前記情報によりチャネル情報を推定するステップと、
   前記受信装置が前記チャネル情報により二層構造に基づくコードブックから対応するコードワードを選定するステップと、
   前記受信装置が選定されたコードワードのコードワードインデックス情報を生成するステップと、
   前記受信装置が前記コードワードのコードワードインデックス情報を前記送信装置に送信するステップとを含み、
   前記二層構造に基づくコードブックにおけるコードワード
   

   

   が以下の数１の関係を満足し、
   

   

   ここで、
   

   

   が２×ｒ次元のマトリックスであり、ｋ＝０，１，…，Ｋ_ｒ−１とし、
   

   

   がＮ_Ｔ／２×ｒ次元のマトリックスであり、ｍ＝０，１，…，Ｍ_ｒ−１とし、ｒがＲａｎｋ数であり、Ｎ_Ｔが送信アンテナの個数であり、Ｘ（：，ｌ（アルファベット小文字のエル））がマトリックスＸの第ｌ（アルファベット小文字のエル）列を表示し、Ｘ（ｌ_１，ｌ_２）がマトリックスＸの第ｌ_１行第ｌ_２列の要素を表示し、○の中に×の入った形状の上記記号がマトリックスの直積を表示し、前記Ｋ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が前記二層構造に基づくコードブックの変換コードブックであり、前記Ｍ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が前記二層構造に基づくコードブックの基本コードブックであり、
   前記マトリックス
   

   

   の列ベクトルが短く切り詰められた２^Ｋ−ＤＦＴベクトルであり、ここで、２^Ｋ≧Ｎ_Ｔ／２、かつ、Ｋが自然数であり、
   

   

   がユニタリ性を有するコードワードである場合、前記変換コードブックにおけるコードワード
   

   

   の互に直交していない列に対応する前記基本コードブックおけるコードワード
   

   

   の列ベクトルが互に直交し、
   Ｎ_Ｔ＝８の場合、前記マトリックス
   

   

   の値が表１の全部または一部のマトリックス、あるいは表２の全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、前記マトリックス
   

   

   の値が表３の全部または一部のマトリックス、あるいは表４の全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、ｖ_ｎの値が表５に示す関係であることを特徴とする閉ループマルチアンテナシステムの情報受信方法。
   

   

   

   

   

   
3. 受信モジュールと、コードワード確定モジュールと、プリコーディングマトリックス計算モジュールと、プリコーディングモジュールと、送信モジュールとを含む送信装置において、
   前記受信モジュールが、受信装置から送信されるコードワードインデックス情報を含む情報を受信し、
   前記コードワード確定モジュールが、前記コードワードインデックス情報により二層構造に基づくコードブックから対応するコードワードを選定し、
   前記プリコーディングマトリックス計算モジュールが、選定されたコードワードによりプリコーディングマトリックスを生成し、
   前記プリコーディングモジュールが、前記プリコーディングマトリックスにより送信待機のデータに対してプリコーディングし、
   前記送信モジュールが、プリコーディングされたデータを前記受信装置に送信し、
   前記二層構造に基づくコードブックにおけるコードワード
   

   

   が以下の数１の関係を満足し、
   

   

   ここで、
   

   

   が２×ｒ次元のマトリックスであり、ｋ＝０，１，…，Ｋ_ｒ−１とし、
   

   

   がＮ_Ｔ／２×ｒ次元のマトリックスであり、ｍ＝０，１，…，Ｍ_ｒ−１とし、ｒがＲａｎｋ数であり、Ｎ_Ｔが送信アンテナの個数であり、Ｘ（：，ｌ（アルファベット小文字のエル））がマトリックスＸの第ｌ（アルファベット小文字のエル）列を表示し、Ｘ（ｌ_１，ｌ_２）がマトリックスＸの第ｌ_１行第ｌ_２列の要素を表示し、○の中に×の入った形状の上記記号がマトリックスの直積を表示し、前記Ｋ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が前記二層構造に基づくコードブックの変換コードブックであり、前記Ｍ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が前記二層構造に基づくコードブックの基本コードブックであり、
   前記マトリックス
   

   

   の列ベクトルが短く切り詰められた２^Ｋ−ＤＦＴベクトルであり、ここで、２^Ｋ≧Ｎ_Ｔ／２、かつ、Ｋが自然数であり、
   

   

   がユニタリ性を有するコードワードである場合、前記変換コードブックにおけるコードワード
   

   

   の互に直交していない列に対応する前記基本コードブックにおけるコードワード
   

   

   の列ベクトルが互いに直交し、
   Ｎ_Ｔ＝８の場合、前記マトリックス
   

   

   の値が表１の全部または一部のマトリックス、あるいは表２の全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、前記マトリックス
   

   

   の値が表３の全部または一部のマトリックス、あるいは表４の全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、ｖ_ｎの値が表５に示す関係であることを特徴とする送信装置。
   

   

   

   

   

   
4. 受信モジュールと、チャネル推定モジュールと、コードワード選定モジュールと、コードワードインデックス情報生成モジュールと、送信モジュールとを含む受信装置において、
   前記受信モジュールが、送信装置から送信された情報を受信し、
   前記チャネル推定モジュールが、前記情報によりチャネル情報を推定し、
   前記コードワード選定モジュールが、前記チャネル情報により二層構造に基づくコードブックから対応するコードワードを選定し、
   前記コードワードインデックス情報生成モジュールが、選定されたコードワードのコードワードインデックス情報を生成し、
   前記送信モジュールが、前記コードワードのコードワードインデックス情報を前記送信装置に送信し、
   前記二層構造に基づくコードブックにおけるコードワード
   

   

   が以下の数１の関係を満足し、
   

   

   ここで、
   

   

   が２×ｒ次元のマトリックスであり、ｋ＝０，１，…，Ｋ_ｒ−１とし、
   

   

   がＮ_Ｔ／２×ｒ次元のマトリックスであり、ｍ＝０，１，…，Ｍ_ｒ−１とし、ｒがＲａｎｋ指数であり、Ｎ_Ｔが送信アンテナの個数であり、Ｘ（：，ｌ（アルファベット小文字のエル））がマトリックスＸの第ｌ（アルファベット小文字のエル）列を表示し、Ｘ（ｌ_１，ｌ_２）がマトリックスＸの第ｌ_１行第ｌ_２列の要素であり、○の中に×の入った形状の上記記号がマトリックスの直積を表示し、前記Ｋ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が前記二層構造に基づくコードブックの変換コードブックであり、前記Ｍ_ｒ個の
   

   

   で構成された集合が前記二層構造に基づくコードブックの基本コードブックであり、
   前記マトリックス
   

   

   の列ベクトルが短く切り詰められた２^Ｋ−ＤＦＴベクトルであり、ここで、２^Ｋ≧Ｎ_Ｔ／２、かつ、Ｋが自然数であり、
   

   

   がユニタリ性を有するコードワードである場合、前記変換コードブックにおけるコードワード
   

   

   の互に直交していない列に対応する前記基本コードブックにおけるコードワード
   

   

   の列ベクトルが互に直交し、
   Ｎ_Ｔ＝８の場合、前記マトリックス
   

   

   の値が表１の全部または一部のマトリックス、あるいは表２の全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、前記マトリックス
   

   

   の値が表３の全部または一部のマトリックス、あるいは表４の全部または一部のマトリックスの先頭のｒ列であり、ｖ_ｎの値が表５に示す関係であることを特徴とする受信装置。
   

   

   

   

   

   

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