JP5536884B2 - Beamforming using base codebook and differential codebook - Google Patents

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Description

本開示の実施形態は、概して無線通信システムに係り、より詳しくは、ベースコードブックおよび差分コードブックを利用するビームフォーミング方法および装置に係る。   Embodiments of the present disclosure generally relate to wireless communication systems, and more particularly, to a beamforming method and apparatus that utilizes a base codebook and a differential codebook.

一般的に、閉ループの多入力および/または多入力(MIMO)システムにおける移動局は、フィードバック経路を介して基地局にチャネル状態情報を送信する。チャネル状態情報は、基地局におけるビームフォーミングに利用され、現在のチャネル条件を補償する。従来のシステムには、移動局が基地局に対してチャネル共分散行列を送信して、これにより基地局が、基地局でのビームフォーミングに利用するビームフォーミング行列を決定するものがある。また別の従来のシステムには、移動局のほうで、ビームフォーミング行列をチャネル条件に基づいて生成するものもある。このようにして生成されるビームフォーミング行列は、フィードバックとして基地局に提供される。しかし、チャネル共分散行列および/またはビームフォーミング行列を移動局から基地局へ送信することには、さもなくばデータトラフィックに利用可能であったような比較的高い帯域幅の消費が伴う。   In general, a mobile station in a closed-loop multiple-input and / or multiple-input (MIMO) system transmits channel state information to the base station via a feedback path. Channel state information is used for beamforming at the base station to compensate for current channel conditions. In some conventional systems, a mobile station transmits a channel covariance matrix to a base station, whereby the base station determines a beamforming matrix to be used for beamforming at the base station. In another conventional system, a mobile station generates a beamforming matrix based on channel conditions. The beam forming matrix generated in this way is provided to the base station as feedback. However, transmitting the channel covariance matrix and / or beamforming matrix from the mobile station to the base station involves a relatively high bandwidth consumption that would otherwise be available for data traffic.

本発明の実施形態を、実施形態を例にとって説明するが、これらは限定ではなく、添付図面においては、同様の参照番号が同様の構成要素を表す。   Embodiments of the present invention will now be described by way of example, which are not limiting, and like reference numerals represent like components in the accompanying drawings.

MIMOシステムの概略図である。1 is a schematic diagram of a MIMO system. ビームフォーミング行列を決定し、量子化する方法例を示す。An example of how to determine and quantize the beamforming matrix is shown. 移動局から受信するフィードバックに基づいてビームフォーミング行列を推定する方法例を示す。An example method for estimating a beamforming matrix based on feedback received from a mobile station is shown. 全てが本開示の様々な実施形態に則っている通信デバイスを実装することのできるシステム例を示す。1 illustrates an example system that can implement a communication device, all in accordance with various embodiments of the present disclosure.

本発明の例示的な実施形態は、これらに限定されないが、ベースコードブックおよび差分コードブックを利用する、ビームフォーミング行列を生成および/または推定する方法および装置を含む。   Exemplary embodiments of the present invention include, but are not limited to, methods and apparatus for generating and / or estimating a beamforming matrix that utilizes a base codebook and a differential codebook.

例示的な実施形態の様々な態様は、当業者が自身の業績を他の当業者に伝えるために通常利用される用語を用いて記載される。しかし当業者であれば理解するように、別の実施形態をこれら記載されている態様の一部のみを利用して実装することも可能である。例示のために、特定の数、材料、および構成を述べて、例示的な実施形態の完全な理解を促している。しかし、当業者には、これら特定の詳細なしに別の実施形態を実施することもできることが明らかである。また一方で、公知の特徴を省く、または簡略化して、例示的な実施形態を曖昧にしないようにしている箇所もある。   Various aspects of the exemplary embodiments are described using terminology commonly used by one of ordinary skill in the art to convey his work to others skilled in the art. However, as will be appreciated by those skilled in the art, other embodiments may be implemented utilizing only some of these described aspects. For purposes of illustration, specific numbers, materials, and configurations are set forth to facilitate a thorough understanding of the exemplary embodiments. However, it will be apparent to one skilled in the art that alternative embodiments may be practiced without these specific details. On the other hand, there are also places where well-known features are omitted or simplified so as not to obscure the exemplary embodiments.

さらに、様々な動作を複数の別個の動作として記載して、理恵自適案実施形態の理解の助けになるようにしているが、記載の順序については、これらの動作が必ずこの順序に依存している、という意味に解釈されるべきではない。特に、これらの動作は提示されている順序で行われなければならないわけではない。   In addition, various operations are described as a plurality of separate operations to help understanding of the Rie-Suitable embodiment. However, the order of description depends on this order. It should not be interpreted as meaning. In particular, these operations do not have to be performed in the order presented.

「一部の実施形態」という言い回しは繰り返し利用される。この言い回しは、いつも同じ実施形態のことを表しているわけではないが、その場合もある。「備える」「有する」「含む」といった用語は、そうではないと明記されていない限りは同義語である。「Aおよび/またはB」といった言い回しは、(A)、(B)、または(AおよびB)を意味している。「A/B」という言い回しも、「Aおよび/またはB」同様に、(A)、(B)、または(AおよびB)を意味している。「A、B,およびCの少なくとも1つ」という言い回しは、(A)、(B)、(C)、(AおよびB)、(AおよびC)、(BおよびC)、または(A、B、およびC)の意味である。「(A)B」という言い回しは、(B)または(AおよびB)であり、つまりはAがオプションの部材であることを意味する。   The phrase “some embodiments” is used repeatedly. This phrase does not always represent the same embodiment, but it may. The terms “comprising”, “having” and “including” are synonymous unless otherwise specified. The phrase “A and / or B” means (A), (B), or (A and B). The phrase “A / B”, like “A and / or B”, also means (A), (B), or (A and B). The phrase “at least one of A, B, and C” means (A), (B), (C), (A and B), (A and C), (B and C), or (A, B and C). The phrase “(A) B” means (B) or (A and B), that is, A is an optional member.

本明細書には特定の実施形態を例示して記載するが、当業者には、幅広い代替的および/または均等物である実装例で、本発明の実施形態の範囲を逸脱せずに、これら例示されたり記載されたりしている特定の実施形態を置き換えることができることが明らかである。本願は、ここで記載する実施形態の適合例および変形例を全て含むことを意図している。従って、本発明の実施形態は、請求項およびその均等物によってのみ限定されることが意図されていることを理解されたい。   While specific embodiments are illustrated and described herein, those skilled in the art will recognize a wide variety of alternative and / or equivalent implementations without departing from the scope of the embodiments of the present invention. It will be apparent that the particular embodiments illustrated and described may be replaced. This application is intended to cover all adaptations and variations of the embodiments described herein. Therefore, it is to be understood that the embodiments of the invention are intended to be limited only by the claims and the equivalents thereof.

本開示では、そうではないと明記しない限り、複素数を含みうるm×nの行列Aの共役転置行列は、n×mであり、A*として表され、行列Aを転置して、行列Aの転置を行うことで形成される行列の各エントリの複素共役を行うことで得られる。本開示では、そうではないと明記しない限り、ユニタリ行列は、n×nの複素行列Bであり、条件(B*)B=B(B*)=Inを満たし、ここでInは、n次元の恒等行列であり、B*は、Bの共役転置である。従って行列Bは、Bが逆数である場合のみに、ユニタリとなり、ここでBの逆数は、Bの共役転置に等しい。本開示では、そうではないと明記しない限り、2つのベクトルは、互いに垂直である場合に直交する(例えば、2つのベクトルが直角を成し、2つのベクトルの点乗積が0であるということである)。本開示では、そうではないと明記しない限り、エルミート行列Cは、複素数を含みうる正方行列であり、各エントリが、その共役転置に等しい(例えば、全てのインデックスiおよびjについて、行列Cのi番目の行およびj番目の列の要素が、行列Cのj番目の行およびi番目の列の要素の複素共役に等しいということである)。従って、行列Cがエルミート行列である場合には、C*=Cとなる。本開示では、そうではないと明記しない限り、m×nの行列Mにおいて、行列Mの特異値分解とは、フォームM=E∧F*の因数分解であり、Eはm×mのユニタリ行列であり、∧は、対角線上に負ではない実数があるm×nの対角行列であり、F*は、行列Fの共役転置を表し、行列Fはn×nのユニタリ行列である。   In this disclosure, unless otherwise specified, the conjugate transpose of an m × n matrix A that may contain complex numbers is n × m, expressed as A *, transpose the matrix A, and It is obtained by performing complex conjugate of each entry of the matrix formed by transposing. In this disclosure, unless otherwise specified, the unitary matrix is an n × n complex matrix B, which satisfies the condition (B *) B = B (B *) = In, where In is n-dimensional And B * is the conjugate transpose of B. The matrix B is therefore unitary only if B is an inverse, where the inverse of B is equal to the conjugate transpose of B. In this disclosure, unless otherwise specified, two vectors are orthogonal if they are perpendicular to each other (eg, two vectors form a right angle and the dot product of the two vectors is zero) Is). In this disclosure, unless otherwise specified, Hermitian matrix C is a square matrix that may contain complex numbers, and each entry is equal to its conjugate transpose (e.g., i for matrix C for all indices i and j). The elements of the th row and j th column are equal to the complex conjugate of the elements of the j th row and i th column of the matrix C). Therefore, when the matrix C is a Hermitian matrix, C * = C. In this disclosure, unless otherwise stated, for an m × n matrix M, the singular value decomposition of the matrix M is a factorization of the form M = E∧F *, where E is an m × m unitary matrix. ∧ is an m × n diagonal matrix with a non-negative real number on the diagonal, F * represents the conjugate transpose of the matrix F, and the matrix F is an n × n unitary matrix.

本開示の実施形態は、IEEE(アイトリプルイー)802.16―2009(2009年5月13日承認)、全ての補正版、更新版、および/または、改定版(例えば、現在草案前の段階にある802.16m)、第三世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)ロングタームエボリューション(LTE)プロジェクト、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)プロジェクト(「3GPP2」とも称される)等に提示されているマルチキャリア送信方式で利用される直交周波数分割多重接続(OFDMA)通信を利用する無線アクセスネットワークで利用することができる。他の実施形態では、通信は、これに加えて、またはこれに代わる通信規格および/または仕様に準拠していてよい。   Embodiments of the present disclosure include IEEE 802.16-2009 (approved May 13, 2009), all amendments, updates, and / or revisions (eg, pre-draft stages) In the multi-carrier transmission scheme presented in the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE) Project, Ultra Mobile Broadband (UMB) Project (also referred to as “3GPP2”), etc. It can be used in radio access networks that utilize orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) communications. In other embodiments, the communication may be compliant with communication standards and / or specifications in addition to or in lieu of this.

図1は、本開示の様々な実施形態における通信システム100の概略図である。様々な実施形態では、通信システム100は、移動局140と無線チャネル130を介して通信する基地局104を含む。様々な実施形態では、基地局104および/または移動局140が、MIMOデバイスであってよい。様々な実施形態では、通信システム100は、基地局104から移動局140に送信される信号の信号対雑音比(SNR)を増加させるためにビームフォーミングを利用する閉ループシステムであってよい。   FIG. 1 is a schematic diagram of a communication system 100 in various embodiments of the present disclosure. In various embodiments, the communication system 100 includes a base station 104 that communicates with a mobile station 140 via a wireless channel 130. In various embodiments, base station 104 and / or mobile station 140 may be a MIMO device. In various embodiments, the communication system 100 may be a closed loop system that utilizes beamforming to increase the signal to noise ratio (SNR) of signals transmitted from the base station 104 to the mobile station 140.

様々な実施形態では、基地局104は、1以上のデータストリームを移動局140に送信してよい。例えば図1は、データストリームS1が基地局104から移動局140に送信される様子を示しているが、様々な他の実施形態では、任意の他の適切な数のデータストリームを提供することもできる。送信前に、データストリームS1は、後述するように基地局104の1以上のコンポーネントにより適切に重み付けを行われてよい。   In various embodiments, the base station 104 may transmit one or more data streams to the mobile station 140. For example, FIG. 1 illustrates how the data stream S1 is transmitted from the base station 104 to the mobile station 140, but in various other embodiments, any other suitable number of data streams may be provided. it can. Prior to transmission, the data stream S1 may be appropriately weighted by one or more components of the base station 104 as described below.

様々な実施形態では、基地局104は、ビームフォーミング行列を利用して、データ信号(例えばデータストリームS1のデータ信号)に重み付けを行うビームフォーミングモジュール112を含んでよい。ビームフォーミングという用語は、ここでは、送信前に、データストリームの周波数領域の信号に対してビームフォーミング係数または重みを適用することを意味する。様々な実施形態では、ビームフォーミング係数または重みは、ビームフォーミング行列から決定してよい。   In various embodiments, the base station 104 may include a beamforming module 112 that weights data signals (eg, data signals in the data stream S1) using a beamforming matrix. The term beamforming here means to apply a beamforming factor or weight to the signal in the frequency domain of the data stream before transmission. In various embodiments, the beamforming coefficients or weights may be determined from a beamforming matrix.

基地局104は、重み付けされたデータストリームを送信するために、複数の送信アンテナ108a、108b、108c、および108dを含んでよい。図1では、4つの送信アンテナが示されているが、様々な他の実施形態では、基地局104が適切な任意の他の数の送信アンテナを含んでいてもよい。   Base station 104 may include multiple transmit antennas 108a, 108b, 108c, and 108d for transmitting weighted data streams. In FIG. 1, four transmit antennas are shown, but in various other embodiments, the base station 104 may include any other suitable number of transmit antennas.

基地局104は、さらに、他の情報とともに、移動局140からのチャネル条件に関するフィードバックも受信しうる1以上の受信アンテナ(例えば受信アンテナ110)を含んでもよい。   Base station 104 may further include one or more receive antennas (eg, receive antenna 110) that may also receive feedback regarding channel conditions from mobile station 140, as well as other information.

様々な実施形態では、基地局104はさらに、移動局140から受信するフィードバックに少なくとも一部基づいてビームフォーミング行列を推定するよう構成されてよいビームフォーミング行列推定モジュール116を含んでもよい。   In various embodiments, the base station 104 may further include a beamforming matrix estimation module 116 that may be configured to estimate a beamforming matrix based at least in part on feedback received from the mobile station 140.

ビームフォーミング行列の次数(例えば、行および/または列の数)は、基地局104が送信するデータストリーム数、および、基地局104に含まれる送信アンテナ数に基づいていてよい。様々な実施形態では、ビームフォーミング行列は、N×Nの次数であってよいが、NおよびNは、それぞれ、基地局104の送信アンテナ数およびデータストリーム数であってよい。例えば図1は、Nが4であり(4つの送信アンテナ108a、108b、108c、および108d)、Nが1であるので(1つのデータストリームS1しかないので)、ビームフォーミング行列Bは4×1のベクトルとなる。様々な実施形態では、基地局104が送信する信号は、x=B.S(数1)として表される。ここでSは、基地局104のNsデータストリーム(図1のデータストリームS1等)を表し、Bは、ビームフォーミング行列推定モジュール116が決定するN×Nのビーム行列であり、xは、4つの送信アンテナ108a、108b、108c、および108dが送信する、重み付けされたデータ信号に対応するN×1のベクトルである。 The order of the beamforming matrix (eg, the number of rows and / or columns) may be based on the number of data streams transmitted by the base station 104 and the number of transmit antennas included in the base station 104. In various embodiments, the beamforming matrix may be of order N t × N s , where N t and N s may be the number of transmit antennas and the number of data streams of base station 104, respectively. For example, FIG. 1 shows that N t is 4 (four transmit antennas 108a, 108b, 108c, and 108d) and N s is 1 (since there is only one data stream S1), so the beamforming matrix B is 4 X1 vector. In various embodiments, the signal transmitted by the base station 104 is x = B. It is expressed as S (Equation 1). Here, S represents the Ns data stream of the base station 104 (such as the data stream S1 of FIG. 1), B is an N t × N s beam matrix determined by the beamforming matrix estimation module 116, and x is N t × 1 vector corresponding to the weighted data signal transmitted by the four transmit antennas 108a, 108b, 108c, and 108d.

様々な実施形態では、基地局104は、基地局104が送信するデータストリーム数と同じ数の送信アンテナを少なくとも含んでよいが、本開示の範囲はこの点に限定はされない。これらの実施形態では、Nは少なくともNと同じ高さを有する。 In various embodiments, base station 104 may include at least as many transmit antennas as the number of data streams transmitted by base station 104, although the scope of this disclosure is not limited in this respect. In these embodiments, N t has the same height as at least N s.

図1を再度参照すると、様々な実施形態では、移動局140は、基地局104がチャネル130経由で送信する信号を受信するよう構成された1以上の受信アンテナ(例えば受信アンテナ144aおよび144b)を含んでよい。図1においては、2つの受信アンテナを示しているが、他の様々な実施形態では、任意の適切な数の受信アンテナを利用することができる。様々な実施形態では、移動局140は、基地局104が送信するデータストリーム数と同じ数の受信アンテナを少なくとも含んでよいが、本開示の範囲はこの点に限定はされない。   Referring back to FIG. 1, in various embodiments, the mobile station 140 includes one or more receive antennas (eg, receive antennas 144a and 144b) configured to receive signals transmitted by the base station 104 via the channel 130. May include. Although two receive antennas are shown in FIG. 1, any other suitable number of receive antennas can be utilized in various other embodiments. In various embodiments, mobile station 140 may include at least as many receive antennas as the number of data streams transmitted by base station 104, although the scope of this disclosure is not limited in this respect.

様々な実施形態では、移動局はさらに、送信アンテナ108a、…、108dの1以上から受信する信号に少なくとも一部基づいて、チャネル130のチャネル条件を推定するためのチャネル推定モジュール148を含んでもよい。例えば、チャネル推定モジュール148は、チャネル130の現在の状態を記述するチャネル行列を決定することができる。様々な実施形態では、チャネル行列Hは、送信アンテナ108a、…、108dのそれぞれ、および、受信アンテナ144aおよび144bのそれぞれの間のサブチャネルの条件を示してよい。様々な実施形態では、チャネル行列Hは、N×Nの次数であってよく、ここでNrは、移動局140の受信アンテナ数であってよい。図1は、基地局104の4つの送信アンテナ108a、…、108d(つまりN=4)、および、移動局140の2つの受信アンテナ144aおよび144b(つまりN=2)を表しており、チャネル行列Hは、MIMOシステム100において2×4行列であってよい。 In various embodiments, the mobile station may further include a channel estimation module 148 for estimating the channel condition of the channel 130 based at least in part on signals received from one or more of the transmit antennas 108a,. . For example, the channel estimation module 148 can determine a channel matrix that describes the current state of the channel 130. In various embodiments, the channel matrix H may indicate the conditions of the subchannels between each of the transmit antennas 108a, ..., 108d, and each of the receive antennas 144a and 144b. In various embodiments, the channel matrix H may be of order N r × N t , where Nr may be the number of receive antennas for the mobile station 140. FIG. 1 represents four transmit antennas 108a,..., 108d (ie, N t = 4) of the base station 104 and two receive antennas 144a and 144b (ie, N r = 2) of the mobile station 140, Channel matrix H may be a 2 × 4 matrix in MIMO system 100.

チャネル推定モジュール148はさらに、チャネル共分散行列Rをチャネル行列Hから構築することもできる。例えばチャネル共分散行列Rは、R=E[(H*)H](数2)に等しくてよい。ここでH*は、チャネル行列Hの共役転置であり、E[]は、期待値演算(expectation operation)である。様々な実施形態では、チャネル行列Hは、チャネル130の瞬間の状態(instantaneous condition)を表していてよく、チャネル共分散行列Rは、チャネル130の比較的長期的な統計を表していてよい。従ってチャネル行列Hは、時間および周波数においてチャネル共分散行列Rと比べて速く変化する。様々な実施形態では、チャネル共分散行列Rは、N×Nの次数のエルミート行列であってよく、N(例えば基地局104の送信アンテナ数)は、MIMOシステム100では4である。 The channel estimation module 148 can also construct a channel covariance matrix R from the channel matrix H. For example, the channel covariance matrix R may be equal to R = E [(H *) H] (Equation 2). Here, H * is a conjugate transpose of the channel matrix H, and E [] is an expectation operation. In various embodiments, the channel matrix H may represent the instantaneous condition of the channel 130 and the channel covariance matrix R may represent the relatively long-term statistics of the channel 130. Accordingly, the channel matrix H changes faster than the channel covariance matrix R in time and frequency. In various embodiments, the channel covariance matrix R may be a Hermite matrix of order N t × N t , and N t (eg, the number of transmit antennas of the base station 104) is 4 in the MIMO system 100.

様々な実施形態では、移動局140は、さらに、例えば特異値分解を利用してチャネル共分散行列Rを分解するよう構成された行列分解モジュール152を含んでもよい。行列の特異値分解は、行列を3つの異なる行列に因数分解することである。例えば、チャネル共分散行列Rの特異値分解は、R=U∧V*(数3)の形態であってよい。ここでUは、Nの次数のユニタリ正方行列であり、∧は、対角線上に負ではない実数を有するN×Nの対角行列であり、V*は、Nの次数のユニタリ正方行列Vの共役転置である。様々な実施形態では、行列Vの列は、行列(R*)Rの固有ベクトルであってよく、行列∧の対角線上の値(diagonal values)は、Rの特異値であってよい。 In various embodiments, the mobile station 140 may further include a matrix decomposition module 152 configured to decompose the channel covariance matrix R using, for example, singular value decomposition. Singular value decomposition of a matrix is to factor the matrix into three different matrices. For example, the singular value decomposition of the channel covariance matrix R may be in the form of R = U∧V * (Equation 3). Where U is a unitary square matrix of the order of N t , ∧ is a diagonal matrix of N t × N t having real numbers that are not negative on the diagonal, and V * is a unitary matrix of the order of N t This is a conjugate transpose of the square matrix V. In various embodiments, the columns of matrix V may be eigenvectors of matrix (R *) R, and the diagonal values of matrix ∧ may be singular values of R.

様々な実施形態では、行列Vは、ビームフォーミング行列を含んでよく、行列Vの、ビームフォーミング行列を表す部分は、Vで表されてよい。例えば前述したように、単一のデータストリーム(例えばN=1)および基地局104の4つの送信アンテナ(例えばN=4)の場合には(図1の例を参照のこと)、ビームフォーミング行列は4×1ベクトルとなる。この場合には、行列Vは4×4の正方行列となり、Vの第1の列(例えば行列(R*)Rの主要な固有ベクトル(principal eigenvector))が、ビームフォーミング行列Vを形成することができる。つまりこの場合、ビームフォーミング行列Vは、行列Vの第1の列から構成されてよい。 In various embodiments, the matrix V may include a beamforming matrix, and the portion of the matrix V that represents the beamforming matrix may be represented by Vb . For example, as described above, for a single data stream (eg, N s = 1) and four transmit antennas (eg, N t = 4) of the base station 104 (see example in FIG. 1), the beam The forming matrix is a 4 × 1 vector. In this case, the matrix V is a 4 × 4 square matrix, and the first column of V (eg, the principal eigenvector of the matrix (R *) R) forms the beamforming matrix V b. Can do. In other words, in this case, the beamforming matrix Vb may be composed of the first column of the matrix V.

別の例では、2つのデータストリーム(例えばN=2)および基地局104の4つの送信アンテナ(例えばN=4)の場合には(図1には図示されていない)、行列Vは4×4の正方行列となり、ビームフォーミング行列Vは、4×2の行列となる。この場合には、Vの最初の2つの列(例えば行列(R*)Rの2つの固有ベクトル)がビームフォーミング行列Vを形成することができる。 In another example, for two data streams (eg, N s = 2) and four transmit antennas (eg, N t = 4) of the base station 104 (not shown in FIG. 1), the matrix V is It becomes a 4 × 4 square matrix, and the beamforming matrix V b becomes a 4 × 2 matrix. In this case, the first two columns of V (eg, two eigenvectors of the matrix (R *) R) can form the beamforming matrix Vb .

様々な実施形態では、移動局140は、さらに、量子化モジュール156を含んでもよい。ビームフォーミング行列Vが行列Vから生成されると、量子化モジュール156は、ベースコードブックCを利用してビームフォーミング行列Vを量子化することができる。これらの実施形態では、ベースコードブックCは、マニホルドの表面をポピュレートして、ビームフォーミング行列を効率的にエンコードまたは量子化するために利用されてよい。ベースコードブックCは、それぞれがビームフォーミング行列Vに類似した次元(dimension)を有する複数の候補行列を含んでよい。複数の候補行列のうち、最もビームフォーミング行列Vに合致する1つをベースコードブックCから選び、選択された候補行列に対応するコードワードを移動局140から基地局104へフィードバックしてよい。ここで、選択された候補行列は、ビームフォーミング行列Vを表していてよく(例えば選択された候補行列は、ビームフォーミング行列Vの量子化されたバージョンであってよい)、選択された候補行列を、ここでは量子化されたビームフォーミング行列と称することにする。 In various embodiments, the mobile station 140 may further include a quantization module 156. When beamforming matrix V b is generated from the matrix V, the quantization module 156, a beamforming matrix V b may be quantized by using the base codebook C b. In these embodiments, the base codebook C b is to populate the surface of the manifold, it may be utilized to efficiently encoding or quantization of the beamforming matrix. Base codebook C b may include a plurality of candidate matrices each having a dimension (dimension The) similar to the beamforming matrix V b. Among the plurality of candidate matrices, most beams one that matches the forming matrix V b to select the base codebook C b, may be fed back from the mobile station 140 a codeword corresponding to the selected candidate matrix to the base station 104 . Here, the selected candidate matrix may represent the beamforming matrix V b (eg, the selected candidate matrix may be a quantized version of the beamforming matrix V b ) and the selected candidate The matrix will be referred to herein as a quantized beamforming matrix.

例えば図1を再度参照すると、量子化モジュール156は、ビームフォーミング行列Vを以下のようにして量子化することができる。

Figure 0005536884
ここで、
Figure 0005536884
は、量子化されたビームフォーミング行列であり、Cはベースコードブックであり、ViはベースコードブックCの中の候補行列を表し、
Figure 0005536884
は、ビームフォーミング行列Vの複素共役であり、
Figure 0005536884
は、フロベニウスノルム演算である。フロベニウスノルム演算が数4では利用されているが、様々な他の実施形態では、他の任意の適切な行列ノルムまたはベクトルノルムを利用することもできる(例えば、スペクトルノルム、ユークリッドノルム等)。数4は、ベースコードブックCに含まれている複数の候補行列の中から、ビームフォーミング行列Vを最もよく表している、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
を選択するものである。 For example, referring again to FIG. 1, the quantization module 156 can quantize the beamforming matrix Vb as follows.
Figure 0005536884
here,
Figure 0005536884
Is a beamforming matrix is quantized, C b is the base codebook, Vi represents a candidate matrix in the base codebook C b,
Figure 0005536884
Is the complex conjugate of the beamforming matrix V b ,
Figure 0005536884
Is the Frobenius norm operation. Although the Frobenius norm operation is utilized in Equation 4, in various other embodiments, any other suitable matrix norm or vector norm may be utilized (eg, spectral norm, Euclidean norm, etc.). Number 4, from among a plurality of candidate matrices included in the base codebook C b, best describe the beamforming matrix V b, beamforming matrix quantized
Figure 0005536884
Is to select.

様々な実施形態では、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
がビームフォーミング行列Vを表しているが、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
が、ベースコードブックCから選択される場合には、量子化エラーも生じうる(例えば、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
と、ビームフォーミング行列Vとの差異等)。量子化エラーは、これらに限定はされないが、ベースコードブックCに含まれる候補行列数、および、ビームフォーミング行列Vがどのくらい、ベースコードブックCから選択された候補行列と整合しているか(例えば量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
と整合しているか)を含む、幾つかの要因に基づいて生じうる。 In various embodiments, a quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
Represents the beamforming matrix V b , but the quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
But if it is selected from a base codebook C b can occur quantization error (for example, beamforming matrix is quantized
Figure 0005536884
And the difference from the beam forming matrix V b ). Or quantization errors, but are not limited to, the number of candidate matrices included in the base codebook C b, and, how long beamforming matrix V b, is consistent with the selected candidate matrix from the base codebook C b (Eg quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
Can be based on several factors, including:

様々な実施形態では、この量子化エラーを低減させるために、移動局140は、ビームフォーミング行列Vと、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
との間の差異を表す差異行列を決定することができる。例えば差異行列は、以下のように形成されてよい。
Figure 0005536884
ここで、
Figure 0005536884
は、N×Nの行列
Figure 0005536884
の共役転置である。さらに、
Figure 0005536884
は、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
の列に直交する列を含む行列であってよく、行列
Figure 0005536884
の次数は、N×(N−N)であってよい。例えば、N=1であり、N=4の場合には、
Figure 0005536884
は、4×1のベクトルであり、
Figure 0005536884
は、
Figure 0005536884
の列それぞれがベクトル
Figure 0005536884
に直交するように選択された4×3のベクトルであってよい。別の例として、N=2であり、N=4の場合には、
Figure 0005536884
は、4×2のベクトルであり、
Figure 0005536884
は、
Figure 0005536884
の列それぞれがベクトル
Figure 0005536884
の列それぞれに直交するように選択された4×2のベクトルであってよい。様々な実施形態では、
Figure 0005536884
は、
Figure 0005536884
がユニタリ行列となるように選択されてよい。様々な実施形態では、差異行列Dおよび/または行列
Figure 0005536884
は、例えば、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
に対してハウスホルダー変換を行うことで算出することができる。差異行列Dは、ビームフォーミング行列Vと行列
Figure 0005536884
との間の差異を表していてよい。 In various embodiments, to reduce this quantization error, the mobile station 140 may use a beamforming matrix Vb and a quantized beamforming matrix.
Figure 0005536884
A difference matrix representing the difference between and can be determined. For example, the difference matrix may be formed as follows.
Figure 0005536884
here,
Figure 0005536884
Is a matrix of N t × N t
Figure 0005536884
Is a conjugate transpose of further,
Figure 0005536884
Is the quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
Matrix containing columns orthogonal to the columns of
Figure 0005536884
May be N t × (N t −N s ). For example, if N s = 1 and N t = 4,
Figure 0005536884
Is a 4 × 1 vector,
Figure 0005536884
Is
Figure 0005536884
Each column is a vector
Figure 0005536884
It may be a 4 × 3 vector selected to be orthogonal to As another example, if N s = 2 and N t = 4,
Figure 0005536884
Is a 4 × 2 vector,
Figure 0005536884
Is
Figure 0005536884
Each column is a vector
Figure 0005536884
4 × 2 vectors selected to be orthogonal to each of the columns. In various embodiments,
Figure 0005536884
Is
Figure 0005536884
May be chosen to be a unitary matrix. In various embodiments, the difference matrix D and / or the matrix
Figure 0005536884
Is, for example, a quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
It can be calculated by performing a householder conversion on. The difference matrix D is the beam forming matrix V b and the matrix
Figure 0005536884
May represent the difference between

様々な実施形態では、差異行列Dは、差分コードブックCを利用して量子化されてよい。差分コードブックCは、各々が差異行列Dに類似した次元を有する複数の候補行列を含んでよい。例えば再度図1を参照すると、量子化モジュール156は、差異行列Dを以下のようにして量子化することができる。

Figure 0005536884
ここで、量子化された差異行列
Figure 0005536884
は、差異行列Dの量子化であり、Cは差分コードブックであり、Dは、差分コードブックC内の候補行列を表し、
Figure 0005536884
は、フロベニウスノルム演算である。フロベニウスノルム演算が数6では利用されているが、様々な他の実施形態では、他の任意の適切な行列ノルムまたはベクトルノルムを利用することもできる。数6は、差分コードブックCから、差異行列Dを最もよく表している候補行列
Figure 0005536884
を選択するものである。 In various embodiments, the difference matrix D may be quantized using a differential codebook C d. Differential codebook C d may include a plurality of candidate matrix having a dimension, each similar to the difference matrix D. For example, referring again to FIG. 1, the quantization module 156 can quantize the difference matrix D as follows.
Figure 0005536884
Where the quantized difference matrix
Figure 0005536884
Is the quantization of the difference matrix D, C d is the difference codebook, D i represents the candidate matrix in the difference codebook C d ,
Figure 0005536884
Is the Frobenius norm operation. Although the Frobenius norm operation is utilized in Equation 6, in various other embodiments, any other suitable matrix norm or vector norm may be utilized. 6 is a differential codebook C d, best describes that the candidate matrices a difference matrix D
Figure 0005536884
Is to select.

様々な実施形態では、移動局140は、送信アンテナ160を介して、第1のコードワードおよび第2のコードワードを基地局104に対して送信してよい。様々な実施形態では、第1のコードワード(例えばベースコードブックCからのもの)は、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
と関連付けられていてよく、第2のコードワード(例えば差分コードブックCからのもの)は、量子化された差異行列
Figure 0005536884
と関連付けられていてよい。移動局140は、第1のコードワードおよび第2のコードワードを、基地局104に送信して(実際の行列
Figure 0005536884
および
Figure 0005536884
を送信する代わりに)、基地局104側で、これらの送信された第1および第2のコードワードからビームフォーミング行列Vを推定させてもよい。 In various embodiments, the mobile station 140 may transmit the first codeword and the second codeword to the base station 104 via the transmit antenna 160. In various embodiments, the first codeword (such as those from the base codebook C b), the beam forming matrix is quantized
Figure 0005536884
May be associated with the second codeword (such as those from the difference codebook C d) is the difference matrix is quantized
Figure 0005536884
May be associated with. The mobile station 140 transmits the first codeword and the second codeword to the base station 104 (actual matrix).
Figure 0005536884
and
Figure 0005536884
Instead, the base station 104 may cause the beamforming matrix V b to be estimated from these transmitted first and second codewords.

例えば、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
が、ベースコードブックC内の複数の候補行列のn番目の行列である場合、且つ、量子化された差異行列
Figure 0005536884
が、差分コードブックC内の複数の候補行列のm番目の行列である場合には、nおよびmがそれぞれ第1および第2のコードブックとなる。様々な他の実施形態では、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
と関連付けられているコードワードおよび/または量子化された差異行列
Figure 0005536884
は、任意の他の適切な方法で生成されてもよい。 For example, a quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
But when n-th matrix of a plurality of candidate matrices based codebook C b, and, quantized difference matrix
Figure 0005536884
But if the m-th matrix of a plurality of candidate matrices differential codebook C d is, n and m is the first and second codebooks, respectively. In various other embodiments, a quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
Codewords associated with and / or quantized difference matrix
Figure 0005536884
May be generated in any other suitable manner.

様々な実施形態では、基地局104が移動局140から第1および第2のコードワードを受信すると、基地局104は、受信した第1および第2のコードワードから、ベースコードブックCおよび差分コードブックCのセーブされているコピーを利用して、行列

Figure 0005536884
および
Figure 0005536884
をそれぞれ決定することができる。様々な他の実施形態では、基地局104が、受信されたコードワードから、行列
Figure 0005536884
および
Figure 0005536884
を、任意の他の適切な方法で決定することもできる。 In various embodiments, when the base station 104 receives the first and second codewords from the mobile station 140, the base station 104 determines the base codebook Cb and the difference from the received first and second codewords. Using a saved copy of codebook Cd , the matrix
Figure 0005536884
and
Figure 0005536884
Can be determined respectively. In various other embodiments, the base station 104 can generate a matrix from the received codeword.
Figure 0005536884
and
Figure 0005536884
Can be determined in any other suitable manner.

基地局104が行列

Figure 0005536884
および
Figure 0005536884
を決定すると、基地局104のビームフォーミング行列推定モジュール116は、元のビームフォーミング行列Vを推定してよい。例えば、ビームフォーミング行列推定モジュール116は、行列
Figure 0005536884
から、
Figure 0005536884
を生成してもよい。これに続き、ビームフォーミング行列推定モジュール116は、以下のようにして、推定されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
を決定することができる。
Figure 0005536884
Base station 104 is a queue
Figure 0005536884
and
Figure 0005536884
, The beamforming matrix estimation module 116 of the base station 104 may estimate the original beamforming matrix Vb . For example, the beamforming matrix estimation module 116 may
Figure 0005536884
From
Figure 0005536884
May be generated. Following this, the beamforming matrix estimation module 116 determines the estimated beamforming matrix as follows:
Figure 0005536884
Can be determined.
Figure 0005536884

従って、推定されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
が、元のビームフォーミング行列Vの推定となりうる。様々な実施形態では、基地局104(例えばビームフォーミングモジュール112)は、データストリーム(例えば数1を参照して説明したようなもの)に、推定されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
で重み付けを行ってもよく、基地局104の送信アンテナ108a、…、108dが、この重み付けされたデータストリームを送信してもよい。 Therefore, the estimated beamforming matrix
Figure 0005536884
Can be an estimate of the original beamforming matrix Vb . In various embodiments, the base station 104 (eg, the beamforming module 112) transmits an estimated beamforming matrix to a data stream (eg, as described with reference to Equation 1).
Figure 0005536884
The transmission antennas 108a, ..., 108d of the base station 104 may transmit this weighted data stream.

図2は、本発明の様々な実施形態におけるビームフォーミング行列の決定および量子化のための方法例200を示す。方法200の1以上の動作は、移動局140の1以上のモジュールにより実行されてよい。図1および図2を参照すると、様々な実施形態では、方法200が、204で(「チャネル共分散行列Rを決定する」)、例えば移動局140のチャネル推定モジュール148により、基地局104が受信した信号に基づいてチャネル共分散行列Rを決定することを含む。様々な実施形態では、チャネル共分散行列Rは、数2を参照して説明したように、チャネル行列Hから形成されてよい。既に述べたように、チャネル行列Hは、基地局104の1以上の送信アンテナ108a、…、108dと、移動局140の1以上の受信アンテナ144a、144bとの間のサブチャネルの条件を表すものであってよい。   FIG. 2 illustrates an example method 200 for beamforming matrix determination and quantization in various embodiments of the invention. One or more operations of method 200 may be performed by one or more modules of mobile station 140. With reference to FIGS. 1 and 2, in various embodiments, method 200 is received at 204 (“determining channel covariance matrix R”) by base station 104, eg, by channel estimation module 148 of mobile station 140. Determining a channel covariance matrix R based on the processed signals. In various embodiments, the channel covariance matrix R may be formed from the channel matrix H as described with reference to Equation 2. As already described, the channel matrix H represents the condition of subchannels between one or more transmitting antennas 108a,..., 108d of the base station 104 and one or more receiving antennas 144a, 144b of the mobile station 140. It may be.

方法200はさらに、208で(「チャネル共分散行列を分解する」)、例えば移動局140の行列分解モジュール152により、数3を参照して前述したように、特異値分解を利用して、チャネル共分散行列Rを、左行列U、対角行列∧、右行列Vの複素共役に分解することを含む。   The method 200 further includes at 208 (“decompose the channel covariance matrix”), eg, by using the singular value decomposition as described above with reference to Equation 3 by the matrix decomposition module 152 of the mobile station 140. This includes decomposing the covariance matrix R into complex conjugates of a left matrix U, a diagonal matrix ∧, and a right matrix V.

方法200はさらに、212で(「ビームフォーミング行列Vを決定する」)、例えば移動局140の行列分解モジュール152により、ビームフォーミング行列Vが、右行列Vのうちの1以上の列を含むようにビームフォーミング行列Vを決定することを含む。様々な実施形態では、ビームフォーミング行列Vは、右行列Vの初めのN個の列を含んでよい。 The method 200 further includes at 212 (“determine the beamforming matrix V b ”), for example by the matrix decomposition module 152 of the mobile station 140, where the beam forming matrix V b includes one or more columns of the right matrix V. Determining the beamforming matrix Vb . In various embodiments, the beamforming matrix V b may include the first N s columns of the right matrix V.

方法200はさらに、216で(「量子化されたビームフォーミング行列を選択する」)、例えば移動局140の量子化モジュール156により、ベースコードブックCに含まれている複数の第1の候補行列から、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
を選択することを含んでよく、この量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
は、ビームフォーミング行列Vを表すものであってよい。量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
は、数4を参照して説明したように、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
が、ベースコードブックC内の複数の第1の候補行列の中で、ビームフォーミング行列、および、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
の複素共役の積のフロベニウスノルムを最大化するよう選択されてよい。 The method 200 further includes at 216 (“selecting a quantized beamforming matrix”), eg, a plurality of first candidate matrices included in the base codebook C b by the quantization module 156 of the mobile station 140. To the quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
This quantized beamforming matrix may include selecting
Figure 0005536884
May represent the beamforming matrix Vb . Quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
Is a quantized beamforming matrix as described with reference to Equation 4.
Figure 0005536884
But among the plurality of first candidate matrix in the base codebook C b, beamforming matrix, and, beamforming matrix is quantized
Figure 0005536884
May be chosen to maximize the Frobenius norm of the complex conjugate product of

方法200はさらに、220で(「差異行列を決定する」)、例えば移動局140の量子化モジュール156により、数5を参照して説明したように、ビームフォーミング行列Vと量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
との間の差異を表す差異行列Dを決定することを含んでよい。例えば、差異行列Dを決定するためには、行列
Figure 0005536884
を、行列
Figure 0005536884
の1以上の列それぞれが、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
の1以上の列それぞれに直交するように、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
に少なくとも一部基づいて、(例えば量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
のハウスホルダー変換利用することで)、形成することができる。次いで、量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
と、行列
Figure 0005536884
との組み合わせであってよい
Figure 0005536884
を形成してよい。様々な実施形態では、行列
Figure 0005536884
は、
Figure 0005536884
が、ビームフォーミング行列Vの行数に等しい次数を有するユニタリ行列となるように形成されてよい。差異行列Dは、数5を参照して説明したように、差異行列Dが、行列
Figure 0005536884
の複素共役と、ビームフォーミング行列Vの積となるように決定されてよい。 The method 200 further includes at 220 (“determining the difference matrix”), for example, by the quantization module 156 of the mobile station 140, as described with reference to Equation 5, and the beam forming matrix V b and the quantized beam. Forming matrix
Figure 0005536884
Determining a difference matrix D representing the difference between. For example, to determine the difference matrix D, the matrix
Figure 0005536884
The matrix
Figure 0005536884
Each of one or more columns of is a quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
A beamforming matrix quantized to be orthogonal to each of one or more columns of
Figure 0005536884
(E.g., quantized beamforming matrix) based at least in part
Figure 0005536884
Can be formed by using house holder conversion). Then the quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
And the matrix
Figure 0005536884
May be combined with
Figure 0005536884
May be formed. In various embodiments, the matrix
Figure 0005536884
Is
Figure 0005536884
May be formed to be a unitary matrix having an order equal to the number of rows of the beamforming matrix Vb . As described with reference to Equation 5, the difference matrix D is the same as the difference matrix D.
Figure 0005536884
And the beam forming matrix Vb may be determined.

方法200はさらに、224で(「量子化されたビームフォーミング行列を選択する」)、例えば移動局140の量子化モジュール156により、差分コードブックCdに含まれている複数の第2の候補行列から、量子化された差異行列

Figure 0005536884
を選択することを含んでよいが、この量子化された差異行列
Figure 0005536884
は、差異行列Dを表すものであってよい。量子化された差異行列
Figure 0005536884
は、数6を参照して説明したように、量子化された差異行列
Figure 0005536884
が、差分コードブックC内の複数の第2の候補行列の中で、差異行列の複素共役と、量子化された差異行列
Figure 0005536884
との積のフロベニウスノルムを最大化するよう選択することができる。 The method 200 further includes at 224 (“selecting a quantized beamforming matrix”), eg, by the quantization module 156 of the mobile station 140, from a plurality of second candidate matrices included in the difference codebook Cd. , Quantized difference matrix
Figure 0005536884
This quantized difference matrix may include
Figure 0005536884
May represent the difference matrix D. Quantized difference matrix
Figure 0005536884
Is the quantized difference matrix as described with reference to Equation 6.
Figure 0005536884
Are the complex conjugate of the difference matrix and the quantized difference matrix among the plurality of second candidate matrices in the difference codebook C d
Figure 0005536884
Can be chosen to maximize the Frobenius norm of the product.

方法200はさらに、228で(「第1のコードワードおよび第2のコードワードを送信する」)、例えば移動局140の送信アンテナ160から基地局104へと、前述したように、量子化されたビームフォーミング行列および量子化された差異行列にそれぞれ関連付けられている第1のコードワードおよび第2のコードワードを送信することを含んでよい。   The method 200 is further quantized at 228 (“transmitting the first codeword and the second codeword”), eg, as described above, from the transmit antenna 160 of the mobile station 140 to the base station 104. Transmitting a first codeword and a second codeword associated with the beamforming matrix and the quantized difference matrix, respectively.

図3は、本発明の様々な実施形態における、移動局140から受信したフィードバックに基づいて、基地局104がビームフォーミング行列を推定する方法例300を示す。方法300の1以上の動作は、基地局104の1以上のモジュールにより実行されてよい。図1および図3を参照すると、様々な実施形態では、方法300は、304で(「第1のコードワードおよび第2のコードワードを受信する」、)移動局140から(例えば送信アンテナ160から)、受信アンテナ110が、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
および量子化された差異行列
Figure 0005536884
にそれぞれ関連付けられている第1のコードワードおよび第2のコードワードを受信することを含む。 FIG. 3 illustrates an example method 300 for the base station 104 to estimate the beamforming matrix based on feedback received from the mobile station 140 in various embodiments of the invention. One or more operations of method 300 may be performed by one or more modules of base station 104. With reference to FIGS. 1 and 3, in various embodiments, the method 300 may be performed at 304 (“receive a first codeword and a second codeword”) from a mobile station 140 (eg, from a transmit antenna 160). ), Receiving antenna 110 is quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
And quantized difference matrix
Figure 0005536884
Receiving a first codeword and a second codeword respectively associated with the.

方法300はさらに、308で(「量子化されたビームフォーミング行列および量子化された差異行列を決定する」)、例えばビームフォーミング行列推定モジュール116により、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
および量子化された差異行列
Figure 0005536884
を、それぞれ、受信した第1のコードワードおよび第2のコードワードに少なくとも一部基づいて決定することを含んでよい。 The method 300 may further include a quantized beamforming matrix at 308 (“determine quantized beamforming matrix and quantized difference matrix”), eg, by the beamforming matrix estimation module 116.
Figure 0005536884
And quantized difference matrix
Figure 0005536884
May be determined based at least in part on the received first codeword and second codeword, respectively.

方法300はさらに、312で(「ビームフォーミング行列を推定する」)、ビームフォーミング行列推定モジュール116により、ビームフォーミング行列(例えば推定されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
)を、数7を参照して説明したように、決定された量子化されたビームフォーミング行列
Figure 0005536884
および量子化された差異行列
Figure 0005536884
から推定することを含んでよい。 The method 300 is further performed at 312 (“estimating the beamforming matrix”) by the beamforming matrix estimation module 116 (eg, an estimated beamforming matrix).
Figure 0005536884
) As described with reference to Equation 7, the determined quantized beamforming matrix
Figure 0005536884
And quantized difference matrix
Figure 0005536884
From the estimation.

方法300はさらに、316で(「1以上のデータストリームに重み付けを行う」)、例えばビームフォーミングモジュール112により、推定されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
を利用して、1以上のデータストリーム(例えばデータストリームS1)に重み付けを行うことを含んでよい。方法300はさらに、320で(「重み付けがなされたデータストリームを送信する」)、基地局104の1以上の送信アンテナ(例えば送信アンテナ108a、…、108d)により、重み付けがなされたデータストリームを移動局140に送信することを含んでよい。 The method 300 further includes an estimated beamforming matrix at 316 (“weight one or more data streams”), eg, by the beamforming module 112.
Figure 0005536884
May be used to weight one or more data streams (eg, data stream S1). The method 300 further moves the weighted data stream at 320 (“transmit weighted data stream”) by one or more transmit antennas (eg, transmit antennas 108a,..., 108d) of the base station 104. Transmitting to the station 140 may be included.

2つのコードブックCおよびCを利用してビームフォーミング行列を量子化することには、単一のコードブックを利用してビームフォーミング行列を量子化することに比して幾つかの利点がある。例えば、ビームフォーミング行列を、量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
と、量子化された差異行列
Figure 0005536884
とに量子化することで、量子化エラーを低減させることができる。従って、基地局104で形成されるビームフォーミング行列の推定が、より正確なものとなる。 Quantizing the beamforming matrix using two codebooks C b and C d has several advantages over quantizing the beamforming matrix using a single codebook. is there. For example, a beamforming matrix is converted into a quantized beamforming matrix.
Figure 0005536884
And the quantized difference matrix
Figure 0005536884
The quantization error can be reduced by performing the quantization. Therefore, the estimation of the beam forming matrix formed by the base station 104 becomes more accurate.

これまで説明してきた様々な実施形態では、1つのベースコードブックと1つの差分コードブックとを利用して、ビームフォーミング行列を量子化していた。しかし様々な実施形態では、1を超える数の差分コードブックを利用することもできる。例えば差異行列Dおよび量子化された差異行列

Figure 0005536884
が生成されると、差異行列Dと量子化された差異行列
Figure 0005536884
との間の差異を表していてよい第2の差異行列を(例えば数5に少なくとも一部類似している数式を利用することで)生成することができる。第2の差異行列は、その後、第2の差分コードブックを用いて量子化され、第2の量子化された差異行列が生成される。移動局140は基地局104に、量子化されたビームフォーミング行列と量子化された差異行列とに対応するコードワードの送信に加えて、第2の量子化された差異行列に対応するコードワードを送信することができる。基地局104は、量子化されたビームフォーミング行列、量子化された差異行列、および第2の量子化された差異行列に対応するコードワードを用いて、ビームフォーミング行列
Figure 0005536884
を推定することができる。 In the various embodiments described so far, the beamforming matrix is quantized using one base codebook and one difference codebook. However, in various embodiments, more than one difference codebook can be utilized. For example, the difference matrix D and the quantized difference matrix
Figure 0005536884
Is generated, the difference matrix D and the quantized difference matrix
Figure 0005536884
A second difference matrix may be generated that may represent the difference between (eg, by using a mathematical formula that is at least partially similar to Equation 5). The second difference matrix is then quantized using the second difference codebook to generate a second quantized difference matrix. In addition to transmitting codewords corresponding to the quantized beamforming matrix and the quantized difference matrix, the mobile station 140 sends a codeword corresponding to the second quantized difference matrix to the base station 104. Can be sent. The base station 104 uses the codeword corresponding to the quantized beamforming matrix, the quantized difference matrix, and the second quantized difference matrix to generate a beamforming matrix.
Figure 0005536884
Can be estimated.

これまで説明してきた実施形態では、ビームフォーミング行列の量子化された形態(量子化されたビームフォーミング行列

Figure 0005536884
および量子化された差異行列
Figure 0005536884
を含む)を、移動局140から基地局104へと送信していた。様々な実施形態では、移動局140はさらに、チャネル共分散行列Rの量子化された形態を、(ビームフォーミング行列の量子化された形態の送信の代わりに、またはこれに加えて)基地局104に送信して、基地局104側で、チャネル共分散行列を再構築または推定させて、この推定されたチャネル共分散行列を分解することでビームフォーミング行列を決定させることも可能である。例えば、移動局140は、チャネル共分散行列R(例えば数2から得られたもの)を、ベースコードブックを利用して量子化して(数4に少なくとも一部類似した方法を利用して)、量子化されたチャネル共分散行列を得ることもできる。次いで移動局140は、チャネル共分散行列と、量子化されたチャネル共分散行列との間の差異を表す、対応する差異行列を(数5に少なくとも一部類似した方法を利用して)、算出することができる。移動局140は、差分コードブックを利用して(数6に少なくとも一部類似した方法を利用して)、対応する差異行列を量子化して、対応する量子化された差異行列を得ることができる。移動局140は、生成された量子化された行列に対応するコードワードを基地局104に送信し、これにより基地局104は、チャネル共分散行列を推定することができる。基地局104は、次いで、推定されたチャネル共分散行列を(例えば特異値分解を利用することで)分解することで、ビームフォーミング行列を推定することができる。 In the embodiments described so far, the quantized form of the beamforming matrix (quantized beamforming matrix)
Figure 0005536884
And quantized difference matrix
Figure 0005536884
Are transmitted from the mobile station 140 to the base station 104. In various embodiments, the mobile station 140 further converts the quantized form of the channel covariance matrix R to the base station 104 (instead of or in addition to the transmission of the quantized form of the beamforming matrix). It is also possible to determine the beamforming matrix by reconstructing or estimating the channel covariance matrix and decomposing the estimated channel covariance matrix on the base station 104 side. For example, the mobile station 140 quantizes the channel covariance matrix R (eg, obtained from Equation 2) using a base codebook (using a method at least partially similar to Equation 4), and It is also possible to obtain a quantized channel covariance matrix. Mobile station 140 then calculates a corresponding difference matrix (using a method at least partially similar to Equation 5) that represents the difference between the channel covariance matrix and the quantized channel covariance matrix. can do. The mobile station 140 can quantize the corresponding difference matrix using the difference codebook (using a method at least partially similar to Equation 6) to obtain the corresponding quantized difference matrix. . The mobile station 140 transmits a codeword corresponding to the generated quantized matrix to the base station 104 so that the base station 104 can estimate the channel covariance matrix. The base station 104 can then estimate the beamforming matrix by decomposing the estimated channel covariance matrix (eg, using singular value decomposition).

ここで記載した通信デバイスは、適宜、任意の適切なハードウェアおよび/またはソフトウェアを利用して、所望の構成を行うようにシステム内に実装されてもよい。図4は、一実施形態において、1以上のプロセッサ404、該プロセッサ404の少なくとも1つに連結されたシステム制御ロジック408、システム制御ロジック408に連結されたシステムメモリ412、システム制御ロジック408に連結された不揮発性メモリ(NVM)/ストレージ416、および、システム制御ロジック408に連結された1以上の通信インタフェース420を含むシステム400の例を示す。   The communication device described herein may be implemented in the system so as to perform a desired configuration using any appropriate hardware and / or software as appropriate. FIG. 4 illustrates, in one embodiment, one or more processors 404, system control logic 408 coupled to at least one of the processors 404, system memory 412 coupled to system control logic 408, and system control logic 408. 1 illustrates an example system 400 that includes a non-volatile memory (NVM) / storage 416 and one or more communication interfaces 420 coupled to a system control logic 408.

一実施形態のシステム制御ロジック408は、プロセッサ404のうちの少なくとも1つに、および/または、システム制御ロジック408と通信する任意の適切なデバイスまたはコンポーネントに、任意の適切なインタフェースを提供する任意の適切なインタフェースコントローラを含んでよい。   The system control logic 408 of an embodiment is any that provides any suitable interface to at least one of the processors 404 and / or to any suitable device or component that communicates with the system control logic 408. A suitable interface controller may be included.

一実施形態のシステム制御ロジック408は、システムメモリ412にインタフェースを提供する1以上のメモリコントローラを含んでよい。システムメモリ412は、例えばシステム400用のデータおよび/または命令をロードまたは格納するために利用することができる。一実施形態ではシステムメモリ412は、例えば任意の適切なダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)等の任意の適切な揮発性メモリを含んでよい。   The system control logic 408 of one embodiment may include one or more memory controllers that provide an interface to the system memory 412. System memory 412 can be utilized, for example, to load or store data and / or instructions for system 400. In one embodiment, system memory 412 may include any suitable volatile memory, such as, for example, any suitable dynamic random access memory (DRAM).

一実施形態のシステム制御ロジック408は、NVM/ストレージ416および通信インタフェース420にインタフェースを提供する1以上のメモリコントローラを含んでよい。   The system control logic 408 of one embodiment may include one or more memory controllers that provide an interface to the NVM / storage 416 and the communication interface 420.

NVM/ストレージ416は、例えばデータおよび/または命令を格納するために利用されてよい。NVM/ストレージ416は、フラッシュメモリ等の任意の適切な不揮発性メモリを含んでよく、および/または、1以上のハードディスクドライブ(HDD)、1以上のコンパクトディスク(CD)ドライブ、および/または、1以上のDVDドライブ等の不揮発性格納デバイスを含んでよい。   NVM / storage 416 may be utilized, for example, to store data and / or instructions. NVM / storage 416 may include any suitable non-volatile memory, such as flash memory, and / or one or more hard disk drives (HDDs), one or more compact disk (CD) drives, and / or 1 A non-volatile storage device such as the above DVD drive may be included.

NVM/ストレージ416は、システム400がインストールされたデバイスの物理的な一部であるストレージリソースを含んでも、または、必ずしもデバイスの一部ではなくてもアクセス可能であってもよい。例えば、NVM/ストレージ416は、通信インタフェース420を介してネットワーク経由でアクセスされてよい。   The NVM / storage 416 may include storage resources that are a physical part of the device on which the system 400 is installed, or may be accessible without necessarily being part of the device. For example, the NVM / storage 416 may be accessed via a network via the communication interface 420.

システムメモリ412およびNVM/ストレージ416は特に、それぞれビームフォーミング行列ロジック424の一時的、永続的コピーであってよい。様々な実施形態では、システム400は、移動局140の一部であってよく、ビームフォーミング行列ロジック424は、プロセッサ404の少なくとも1つにより実行されると、システム400に、ここで記載するビーム行列を生成させたり、および/または、ビームフォーミング行列を量子化させたりする、命令を含んでよい(例えば、ベースコードブックおよび差分コードブックの利用により)。様々な他の実施形態では、システム400が基地局104の一部であってもよく、ビームフォーミング行列ロジック424が、プロセッサ404のうちの少なくとも1つにより実行されると、システム400に、ここで記載するベースコードブックおよび差分コードブックの受信したコードワード(例えば、ビームフォーミング行列に対応するコードワード)からビームフォーミング行列を推定させる命令を含んでもよい。   The system memory 412 and NVM / storage 416 may in particular be temporary and permanent copies of the beamforming matrix logic 424, respectively. In various embodiments, the system 400 may be part of the mobile station 140, and the beamforming matrix logic 424, when executed by at least one of the processors 404, includes a beam matrix as described herein. And / or quantize the beamforming matrix (eg, by using a base codebook and a difference codebook). In various other embodiments, the system 400 may be part of the base station 104 and once the beamforming matrix logic 424 is executed by at least one of the processors 404, the system 400 may now be Instructions may be included that cause a beamforming matrix to be estimated from received codewords (eg, codewords corresponding to the beamforming matrix) of the described base codebook and differential codebook.

一部の実施形態では、ビームフォーミング行列ロジック424は、システム制御ロジック408に追加として(または代替として)配置されてもよい。   In some embodiments, beamforming matrix logic 424 may be additionally (or alternatively) placed in system control logic 408.

通信インタフェース420は、1以上のネットワーク経由で、および/または、任意の他の適切なデバイスと通信するために、システム400にインタフェースを提供することができる。通信インタフェース420は、任意の適切なハードウェアおよび/またはソフトウェアを含んでよい。一実施形態において通信インタフェース420は、例えばネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、電話モデム、および/または、無線モデムを含んでよい。無線通信においては、一実施形態における通信インタフェース420は、1以上のアンテナを利用してよい。   Communication interface 420 may provide an interface to system 400 for communicating via one or more networks and / or with any other suitable device. Communication interface 420 may include any suitable hardware and / or software. In one embodiment, the communication interface 420 may include, for example, a network adapter, a wireless network adapter, a telephone modem, and / or a wireless modem. For wireless communication, the communication interface 420 in one embodiment may utilize one or more antennas.

一実施形態においては、プロセッサ404の少なくとも1つが、システム制御ロジック408の1以上のコントローラのロジックとともにパッケージ化されてよい。一実施形態では、プロセッサ404の少なくとも1つが、システム制御ロジック408の1以上のコントローラのロジックとともにパッケージ化されて、システムインパッケージ(SiP)を形成してもよい。一実施形態では、プロセッサ404の少なくとも1つが、システム制御ロジック408の1以上のコントローラのロジックと同じダイに集積されてもよい。一実施形態では、プロセッサ404の少なくとも1つが、システム制御ロジック408の1以上のコントローラのロジックと同じダイに集積されて、システムオンチップ(SoC)を形成してもよい。   In one embodiment, at least one of the processors 404 may be packaged with one or more controller logic of the system control logic 408. In one embodiment, at least one of the processors 404 may be packaged with the logic of one or more controllers of the system control logic 408 to form a system in package (SiP). In one embodiment, at least one of the processors 404 may be integrated on the same die as the logic of one or more controllers of the system control logic 408. In one embodiment, at least one of the processors 404 may be integrated on the same die as the logic of one or more controllers of the system control logic 408 to form a system on chip (SoC).

様々な実施形態では、システム400は、記載したもの以上またはこれ以下の数のコンポーネントおよび/または異なるアーキテクチャを有してもよい。   In various embodiments, system 400 may have more or less than the number of components described and / or different architectures.

これまで製造方法、装置、および物品の一部の例を示してきたが、本開示が網羅する範囲はこれに限定はされない。本開示は、添付請求項の範囲内に文字通り、および均等論に基づいて保護される範囲の全ての製造方法、装置、および物品を含む。例えば、上記では、他のコンポーネントに加えて、ハードウェア上で実行されるソフトウェアまたはファームウェアを含む例示的なシステムを開示しているが、これらシステムは単に例示を意図しており、限定として捕らえられるべきではない。特に、開示されているハードウェア、ソフトウェア、および/または、ファームウェアコンポーネントのいずれか、または全ては、ハードウェアのみにより具現化され、ソフトウェアのみにより具現化され、ファームウェアのみのよって具現化され、あるいはハードウェア、ソフトウェア、および/または、ファームウェアの幾つかの組み合わせにより具現化することができる。   Although some examples of manufacturing methods, apparatuses, and articles have been shown so far, the scope of the present disclosure is not limited thereto. The present disclosure includes all manufacturing methods, devices, and articles to the extent that they are protected literally and within the scope of the equivalent claims. For example, while the above discloses exemplary systems that include software or firmware running on hardware in addition to other components, these systems are intended for illustration only and are to be taken as limitations Should not. In particular, any or all of the disclosed hardware, software, and / or firmware components may be embodied only in hardware, embodied only in software, embodied only in firmware, or hardware. Hardware, software, and / or some combination of firmware.

Claims (15)

移動局により、第1の期間における基地局と前記移動局と間のチャネルの状態を表すチャネル行列を決定する段階と、
前記移動局により、前記第1の期間よりも長い第2の期間における前記チャネルの状態を表すチャネル共分散行列を、前記チャネル行列から決定する段階と、
前記移動局により、決定された前記チャネル共分散行列に少なくとも一部基づいて、ビームフォーミング行列を決定する段階と、
前記移動局により、第1のコードブックに含まれている複数の第1の候補行列から、前記ビームフォーミング行列を表す第1の行列を選択する段階と、
前記移動局により、前記ビームフォーミング行列と前記第1の行列との間の差異を表す差異行列を決定する段階と、
前記移動局により、第2のコードブックに含まれている複数の第2の候補行列から、前記差異行列を表す第2の行列を選択する段階と、
前記移動局から前記基地局へ、前記第1の行列および前記第2の行列とそれぞれ関連付けられている第1のコードワードおよび第2のコードワードを送信する段階と
を備え
前記差異行列を決定する段階はさらに、
前記第1の行列に少なくとも一部基づいて、第3の行列の1以上の列のそれぞれが、前記第1の行列の1以上の列のそれぞれに直交するように、前記第3の行列を決定する段階と、
前記第1の行列と前記第3の行列との組み合わせであり、前記ビームフォーミング行列の行数に等しい次数を有するユニタリ行列である第4の行列を形成する段階と、
前記差異行列が前記第4の行列の複素共役と前記ビームフォーミング行列との積となるように、前記差異行列を決定する段階と
を有する方法。
Determining, by the mobile station, a channel matrix representing a channel state between the base station and the mobile station in a first period;
Determining, from the channel matrix, a channel covariance matrix representing the state of the channel in a second period longer than the first period by the mobile station;
Determining a beamforming matrix based at least in part on the channel covariance matrix determined by the mobile station;
Selecting by the mobile station a first matrix representing the beamforming matrix from a plurality of first candidate matrices included in a first codebook;
Determining a difference matrix representing a difference between the beamforming matrix and the first matrix by the mobile station;
Selecting a second matrix representing the difference matrix from a plurality of second candidate matrices included in a second codebook by the mobile station;
Transmitting from the mobile station to the base station a first codeword and a second codeword associated with the first matrix and the second matrix, respectively .
The step of determining the difference matrix further comprises:
Determining the third matrix based at least in part on the first matrix such that each of the one or more columns of the third matrix is orthogonal to each of the one or more columns of the first matrix; And the stage of
Forming a fourth matrix that is a combination of the first matrix and the third matrix and is a unitary matrix having an order equal to the number of rows of the beamforming matrix;
Determining the difference matrix such that the difference matrix is a product of a complex conjugate of the fourth matrix and the beamforming matrix;
How having a.
前記第3の行列を決定する段階はさらに、
前記第1の行列にハウスホルダー変換を行い、前記第3の行列を決定する段階を有する請求項に記載の方法。
The step of determining the third matrix further comprises:
The performed Householder transformation in the first matrix, the method of claim 1 including the step of determining the third matrix.
前記第1の行列を選択する段階は、
前記複数の第1の候補行列の全ての中で、前記第1の行列が、前記ビームフォーミング行列の複素共役と前記第1の行列との積のフロベニウスノルムを最大化するように前記第1の行列を選択する段階を有する請求項1に記載の方法。
Selecting the first matrix comprises:
Among all the plurality of first candidate matrices, the first matrix maximizes the Frobenius norm of the product of the complex conjugate of the beamforming matrix and the first matrix. The method of claim 1, comprising selecting a matrix.
前記第2の行列を選択する段階は、
前記複数の第2の候補行列の全ての中で、前記第2の行列が、前記差異行列の複素共役と前記第2の行列との積のフロベニウスノルムを最大化するように前記第2の行列を選択する段階を有する請求項1に記載の方法。
Selecting the second matrix comprises:
Among all of the plurality of second candidate matrices, the second matrix is such that the second matrix maximizes the Frobenius norm of the product of the complex conjugate of the difference matrix and the second matrix. The method of claim 1, comprising the step of selecting:
前記ビームフォーミング行列を決定する段階はさらに
前記チャネル共分散行列を、特異値分解を利用して、左行列、対角行列、および、右行列の複素共役に分解する段階と、
前記ビームフォーミング行列が前記右行列の1以上の列を含むように前記ビームフォーミング行列を決定する段階と
を有する請求項1からのいずれか一項に記載の方法。
The step of determining the beamforming matrix further comprises:
Decomposing the channel covariance matrix into complex conjugates of a left matrix, a diagonal matrix, and a right matrix using singular value decomposition;
The method according to any one of claims 1 to 4 having the steps of the beamforming matrix to determine the beamforming matrix to contain one or more columns of the right matrix.
前記移動局は、前記基地局から、1以上の整数個であるN個のデータストリームに関連付けられているデータ信号を受信して、
前記ビームフォーミング行列を決定する段階はさらに、
前記ビームフォーミング行列が前記右行列のN個の列を含むように前記ビームフォーミング行列を決定する段階を有する請求項に記載の方法。
The mobile station receives, from the base station, data signals associated with N data streams, which is an integer greater than or equal to 1,
The step of determining the beamforming matrix further comprises:
6. The method of claim 5 , comprising determining the beamforming matrix such that the beamforming matrix includes N columns of the right matrix.
前記チャネル行列は、前記基地局の1以上の送信アンテナと前記移動局の1以上の受信アンテナとの間のサブチャネルの条件を表す請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the channel matrix represents a condition of a subchannel between one or more transmit antennas of the base station and one or more receive antennas of the mobile station. 第1の期間における装置と別の装置と間のチャネルの状態を表すチャネル行列を決定し、かつ、前記第1の期間よりも長い第2の期間における前記チャネルの状態を表すチャネル共分散行列を決定する、チャネル推定モジュールと、
前記チャネル共分散行列に基づいて、ビームフォーミング行列を決定する行列分解モジュールと、
前記ビームフォーミング行列に少なくとも一部基づいて、量子化されたビームフォーミング行列をベースコードブックの利用により決定して、量子化された差異行列を差分コードブックの利用により決定する量子化モジュールと、
前記量子化されたビームフォーミング行列および前記量子化された差異行列にそれぞれ関連付けられている第1のコードワードおよび第2のコードワードを前記別の装置に送信する送信モジュールと
を備え
前記量子化モジュールはさらに、
前記量子化されたビームフォーミング行列が前記ビームフォーミング行列を表すように、前記ベースコードブックに含まれている複数の第1の候補行列から、前記量子化されたビームフォーミング行列を選択し、
前記ビームフォーミング行列と前記量子化されたビームフォーミング行列との間の差異を表す差異行列を決定し、
前記量子化された差異行列が前記差異行列を表すように、前記差分コードブックに含まれている複数の第2の候補行列から、前記量子化された差異行列を選択し、
第1の行列を、前記第1の行列の1以上の列のそれぞれが、前記量子化されたビームフォーミング行列の1以上の列のそれぞれと直交するように決定し、
前記量子化されたビームフォーミング行列と前記第1の行列との組み合わせである第2の行列を形成し、
前記差異行列が前記第2の行列の複素共役と前記ビームフォーミング行列との積となるように、前記差異行列を決定する装置。
Determining a channel matrix representing a channel state between a device and another device in a first period, and a channel covariance matrix representing the channel state in a second period longer than the first period A channel estimation module to determine;
A matrix decomposition module for determining a beamforming matrix based on the channel covariance matrix;
A quantization module for determining a quantized beamforming matrix by using a base codebook and determining a quantized difference matrix by using a difference codebook based at least in part on the beamforming matrix;
A transmission module for transmitting a first codeword and a second codeword respectively associated with the quantized beamforming matrix and the quantized difference matrix to the another device ;
The quantization module further includes
Selecting the quantized beamforming matrix from a plurality of first candidate matrices included in the base codebook such that the quantized beamforming matrix represents the beamforming matrix;
Determining a difference matrix representing a difference between the beamforming matrix and the quantized beamforming matrix;
Selecting the quantized difference matrix from a plurality of second candidate matrices included in the difference codebook such that the quantized difference matrix represents the difference matrix;
Determining a first matrix such that each of the one or more columns of the first matrix is orthogonal to each of the one or more columns of the quantized beamforming matrix;
Forming a second matrix that is a combination of the quantized beamforming matrix and the first matrix;
Wherein such difference matrix is the product of said beamforming matrix and the complex conjugate of the second matrix, that determine the difference matrix unit.
前記量子化モジュールはさらに、
前記量子化されたビームフォーミング行列にハウスホルダー変換を行い、前記第1の行列を決定する請求項に記載の装置。
The quantization module further includes
9. The apparatus of claim 8 , wherein a Householder transformation is performed on the quantized beamforming matrix to determine the first matrix.
前記量子化モジュールはさらに、
前記複数の第1の候補行列の全ての中で、前記量子化されたビームフォーミング行列が、前記ビームフォーミング行列の複素共役と前記量子化されたビームフォーミング行列との積の行列ノルムを最大化するように前記量子化されたビームフォーミング行列を選択する請求項に記載の装置。
The quantization module further includes
Among all of the plurality of first candidate matrices, the quantized beamforming matrix maximizes a matrix norm of a product of a complex conjugate of the beamforming matrix and the quantized beamforming matrix. 9. The apparatus of claim 8 , wherein the quantized beamforming matrix is selected as follows.
前記量子化モジュールはさらに、
前記複数の第2の候補行列の全ての中で、前記量子化された差異行列が、前記差異行列の複素共役と前記量子化された差異行列との積の行列ノルムを最大化するように前記量子化された差異行列を選択する請求項に記載の装置。
The quantization module further includes
The quantized difference matrix, among all the plurality of second candidate matrices, maximizes the matrix norm of the product of the complex conjugate of the difference matrix and the quantized difference matrix. 9. The apparatus according to claim 8 , wherein the apparatus selects a quantized difference matrix.
前記チャネル推定モジュールはさらに、
前記チャネル共分散行列を、特異値分解を利用して、左行列、対角行列、および、右行列の複素共役に分解し、
前記ビームフォーミング行列が前記右行列の、1以上の整数個であるN個の列を含むように前記ビームフォーミング行列を決定し、
前記別の装置から、N個のデータストリームに関連付けられているデータ信号を受信する請求項から11のいずれか一項に記載の装置。
The channel estimation module further includes:
Decomposing the channel covariance matrix into complex conjugates of a left matrix, a diagonal matrix, and a right matrix using singular value decomposition;
Determining the beamforming matrix such that the beamforming matrix includes N columns of the right matrix that are integers of 1 or more;
12. Apparatus according to any one of claims 8 to 11 , receiving a data signal associated with N data streams from said another apparatus.
移動局から、量子化されたビームフォーミング行列および量子化された差異行列にそれぞれ関連付けられている第1のコードワードおよび第2のコードワードを受信する受信モジュールと、
ビームフォーミング行列推定モジュールと
を備え、
前記ビームフォーミング行列推定モジュールは、
受信した前記第1のコードワードおよび前記第2のコードワードにそれぞれ少なくとも一部基づいて、前記量子化されたビームフォーミング行列および前記量子化された差異行列を決定し、
決定された前記量子化されたビームフォーミング行列および前記量子化された差異行列から、ビームフォーミング行列を推定し、
前記ビームフォーミング行列推定モジュールは、さらに、
第1の行列の1以上の列のそれぞれが、前記量子化されたビームフォーミング行列の1以上の列のそれぞれに直交するように、前記第1の行列を決定し、
前記量子化されたビームフォーミング行列と前記第1の行列との組み合わせである第2の行列を形成し、
推定後の前記ビームフォーミング行列が、前記第2の行列の複素共役と前記量子化された差異行列との積となるように、前記ビームフォーミング行列を推定する基地局。
A receiving module for receiving a first codeword and a second codeword associated with the quantized beamforming matrix and the quantized difference matrix, respectively, from the mobile station;
A beamforming matrix estimation module, and
The beamforming matrix estimation module includes:
Determining the quantized beamforming matrix and the quantized difference matrix based at least in part on the received first codeword and the second codeword, respectively.
Estimating a beamforming matrix from the determined quantized beamforming matrix and the quantized difference matrix;
The beamforming matrix estimation module further includes:
Determining the first matrix such that each of the one or more columns of the first matrix is orthogonal to each of the one or more columns of the quantized beamforming matrix;
Forming a second matrix that is a combination of the quantized beamforming matrix and the first matrix;
A base station that estimates the beamforming matrix so that the estimated beamforming matrix is a product of a complex conjugate of the second matrix and the quantized difference matrix.
前記ビームフォーミング行列推定モジュールはさらに、前記量子化されたビームフォーミング行列にハウスホルダー変換を行い、前記第1の行列を決定する請求項13に記載の基地局。 The base station according to claim 13 , wherein the beamforming matrix estimation module further performs householder transformation on the quantized beamforming matrix to determine the first matrix. 前記推定されたビームフォーミング行列を利用して、1以上のデータストリームに重み付けを行うビームフォーミングモジュールと、
前記重み付けがなされたデータストリームを送信する1以上の送信アンテナと
をさらに備える請求項13または14に記載の基地局。
A beamforming module that weights one or more data streams using the estimated beamforming matrix;
The base station according to claim 13 or 14 , further comprising one or more transmit antennas for transmitting the weighted data streams.
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