JP5537725B2

JP5537725B2 - 閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法及び選択システム

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Publication number: JP5537725B2
Application number: JP2013500298A
Authority: JP
Inventors: リジアオ; チュンファンヤオ; ジュアンジャン
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Filing date: 2010-05-13
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Description

本発明は、通信分野に関し、特に、閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法及び選択システムに関する。

多入力多出力（ＭＩＭＯ：ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）は、無線データシステムで必要とされる高速データレートを実現するための重要な技術の１つである。データストリームは、ＭＩＭＯ方式によって伝送され、それによってシステムのスループットを向上させてもよい。現在、殆どの３Ｇと４Ｇ無線基準、例えば、ワイマックス（ＷｉＭＡＸ：ＷｏｒｌｄｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｃｃｅｓｓ）、時間分割同期コード分割多元アクセス（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ：ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎ−ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）及びロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）等は、全てＭＩＭＯ方式を採用している。

ＭＩＭＯシステムの送信スキームは、主に開ループＭＩＭＯシステムと閉ループＭＩＭＯシステムの２つのタイプに分かれている。閉ループＭＩＭＯシステムは、受信側でチャネル情報を送信側にフィードバックし、その後に、伝送データに対してプレコーディング、ビームフォーミング等の動作を実行する。一方、開ループＭＩＭＯシステムの受信側及び送信側は、往復通信を行わないため、チャネル情報を十分に利用することができない。チャネル変化が遅いような状況下では、閉ループプレコーディングＭＩＭＯシステムは、フィードバックされたチャネル情報を利用してシステム性能を向上させる必要がある。フィードバックリンクがシステムオーバーヘッドを占有するため、実際のシステムでは、携帯電話と基地局の間に限定的なフィードバックチャネルを１つ割り当てて、チャネルの重要情報をフィードバックする、多重化技術を実現する一部フィードバック技術が一般的に採用される。逆方向リンクのシグナリングオーバーヘッドを低減し、プレコーディングシステムのフィードバック情報量を減らすために、ＬＴＥシステムでは、コードブックベースのプレコーディング技術を採用して、システムのスペクトル効率を向上させている。ＬＴＥ閉ループＭＩＭＯシステムについては、プロトコルにおいて、プレコーディングマトリックスと、対応インデックス値とが規定されている。受信側は、一定の基準に応じて、最適なプレコーディングマトリックスを選択し、そして、プレコーディングマトリクスインデックス（ＰＭＩ：ＰｒｅｃｏｄｉｎｇＭａｔｒｉｘＩｎｄｉｃａｔｏｒ）を送信側にフィードバックする。送信側は、ＰＭＩに基づいてプレコーディングマトリックスを取得し、さらに送信信号に対してプレコーディング処理を行う。

従来の閉ループＭＩＭＯシステムにおけるＰＭＩを推定するための基準は、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅｄＥｒｒｏｒ）マトリックスのトレース基準、最大チャネル容量基準、最適ビット誤り率（ＢＥＲ：ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）選択基準等がある。

最小二乗誤差マトリックスのトレース基準は、フルランクの場合、閉ループのゲインが開ループのゲインより大きくない。最大チャネル容量基準は、実際に、算出された理論上のチャネル容量に達することなく、最大チャネル容量基準に応じたフレーム誤り率（ＦＥＲ：ＦｒａｍｅＥｒｒｏｒＲａｔｅ）性能にゲインがない。しかし、最適ビット誤り率選択基準は、最大スループット基準と同等であり、その計算式が多くの仮定の下で得られているという欠点がある。そのため、従来のプレコーディングマトリックスの選択方法には不足がある。

本発明は、適切なプレコーディングマトリックスを選択できる、閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法を提供する。

本発明は、以下のような技術的スキームを採用する。
本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法は、
全てのプレコーディングマトリックスをトラバースし、各プレコーディングマトリックスに対応する搬送波レベル対干渉・雑音比（ＣＩＮＲ：ＣａｒｒｉｅｒｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）の値をそれぞれ計算するステップＡと、
前記プレコーディングマトリックスに対応するＣＩＮＲの値に基づいて、変調コーディング方式（ＭＣＳ：ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＣｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅ）値を取得し、ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択するステップＢとを含む。

上記閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法において、前記ステップＢは、具体的には、
ＣＩＮＲ−ＭＣＳｉｎｉｔマッピング関係テーブルに基づいて、ＣＩＮＲの値を変調コーディング方式初期値（ＭＣＳｉｎｉｔ）にマッピングし、そしてＭＣＳｉｎｉｔを選別するステップＢ１と、
選別されたＭＣＳｉｎｉｔの修正値ΔＭＣＳを計算するステップＢ２と、
修正値ΔＭＣＳを用いてＭＣＳｉｎｉｔを修正し、ＭＣＳを取得するステップＢ３と、
ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択し、そしてＭＣＳを対応するチャネル品質指示（ＣＱＩ：ＣｈａｎｎｅｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ）に変換し、選択されたプレコーディングマトリックスに対応するランク（ＲＩ）を記録するステップＢ４とを含む。

上記閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法において、前記ステップＢ４の後に、前記スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスに対応するＣＱＩ、プレコーディングマトリックスインデックス（ＰＭＩ：Ｐｒｅ−ｃｏｒｄｉｎｇＭａｔｒｉｘＩｎｄｉｃａｔｏｒ）及びチャネルマトリックスのランク（ＲＩ）を報告するステップをさらに含む。

上記閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法において、ステップＢ１における前記ＭＣＳｉｎｉｔを選別することは、下記の方式に従って行われる。
マッピングされたＭＣＳｉｎｉｔが同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択し、
マッピングされたＭＣＳｉｎｉｔが異なる場合、下記の方式に従って選別し、
シングルデータストリームの場合、大きいＣＩＮＲ値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、
デュアルデータストリームの場合、合計が大きいＣＩＮＲ値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、ＭＣＳｉｎｉｔに対応するＣＩＮＲ値の合計が等しい場合、対応するＣＩＮＲ値の間での差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを選択する。

ステップＢ１における前記ＭＣＳｉｎｉｔを選別することは、複数のＰＭＩスループット又は複数のスペクトル効率が同じである場合、ＲＩが小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、ＲＩも同じであり、且つＲＩ＝１の場合、ＣＩＮＲが大きいＭＣＳｉｎｉｔを選択し、ＲＩが１より大きい場合、各コードストリームのＣＩＮＲの差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、各コードストリームのＣＩＮＲの差も同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択することをさらに含む。

上記閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法において、ステップＢ２における前記修正値ΔＭＣＳの取得は、下記の方式に従って行われる。
Ｂ２１において、ΔＭＣＳの初期値、ΔＭＣＳの最大値、ΔＭＣＳの最小値、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ：ＢｌｏｃｋＥｒｒｏｒＲａｔｅ）上限値及びＢＬＥＲ下限値を確定し、
Ｂ２２において、ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で下限値より小さい場合、確定されたΔＭＣＳの最大値以下であるΔＭＣＳに１を足し、ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で上限値より大きい場合、確定されたΔＭＣＳの最小値以上であるΔＭＣＳから１を引き、他の場合のΔＭＣＳが変わらないように維持する。

上記閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法において、ステップＢ３における前記修正後のＭＣＳを計算することは、下記の方式に従って行われる。
ΔＭＣＳにＭＣＳｉｎｉｔを加算し、且つＭＣＳの範囲をＬＴＥプロトコルに規定された範囲内に限定する。

一方では、本発明は、閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムをさらに開示し、ＣＩＮＲ計算モジュールとＭＣＳ計算モジュールを含み、
前記ＣＩＮＲ計算モジュールは、全てのプレコーディングマトリックスをトラバースし、各プレコーディングマトリックスに対応するＣＩＮＲの値をそれぞれ計算するように構成され、
前記ＭＣＳ計算モジュールは、前記プレコーディングマトリックスに対応するＣＩＮＲの値に基づいて、ＭＣＳを取得し、ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択するように構成される。

本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムにおいて、前記ＭＣＳ計算モジュールは、マッピング選別サブモジュール、ΔＭＣＳ計算サブモジュール、修正サブモジュール及び選択サブモジュールを含み、
前記マッピング選別サブモジュールは、ＣＩＮＲ−ＭＣＳｉｎｉｔマッピング関係テーブルに基づいて、ＣＩＮＲの値をＭＣＳｉｎｉｔにマッピングし、そしてＭＣＳｉｎｉｔを選別するように構成され、
前記ΔＭＣＳ計算サブモジュールは、選別されたＭＣＳｉｎｉｔの修正値ΔＭＣＳを計算するように構成され、
前記修正サブモジュールは、ΔＭＣＳを用いてＭＣＳｉｎｉｔを修正してＭＣＳを取得するように構成され、
前記選択サブモジュールは、ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択し、そしてＭＣＳを対応するＣＱＩに変換し、選択されたプレコーディングマトリックスに対応するＲＩを記録するように構成される。

本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムにおいて、前記ＭＣＳ計算モジュールは、
スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスに対応するＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩを報告することに用いられる報告サブモジュールをさらに含む。

本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムにおいて、前記マッピング選別サブモジュールは、
マッピングされたＭＣＳｉｎｉｔが同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択するようにさらに構成され、
マッピングされたＭＣＳｉｎｉｔが異なる場合、シングルデータストリームでは、大きいＣＩＮＲ値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、デュアルデータストリームでは、合計が大きいＣＩＮＲ値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、ＭＣＳｉｎｉｔに対応するＣＩＮＲ値の合計が等しいとき、対応するＣＩＮＲ値の間での差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを選択するようにさらに構成される。

前記マッピング選別サブモジュールは、
複数のＰＭＩスループット又は複数のスペクトル効率が同じである場合、ＲＩが小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、ＲＩも同じであり、且つＲＩ＝１の場合、ＣＩＮＲが大きいＭＣＳｉｎｉｔを選択し、ＲＩが１より大きい場合、各コードストリームのＣＩＮＲの差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、各コードストリームのＣＩＮＲの差も同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択するようにさらに構成される。

前記修正サブモジュールは、ΔＭＣＳの初期値、ΔＭＣＳの最大値、ΔＭＣＳの最小値、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）上限値及びＢＬＥＲ下限値を確定し、
ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で下限値より低い場合、確定されたΔＭＣＳの最大値以下であるΔＭＣＳに１を足し、ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で上限値より大きい場合、確定されたΔＭＣＳの最小値以上であるΔＭＣＳから１を引き、他の場合のΔＭＣＳが変わらないように維持するようにさらに構成される。

従来の技術に比べ、本発明の有益な効果は、次の通りである。
本発明は、プレコーディングマトリックスの搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲの値を計算することで、変調コーディング方式ＭＣＳ値を取得し、対応するスペクトル効率を計算して、それによって適切なプレコーディングマトリックスを選択する。当該プレコーディングマトリックスを閉ループ多入力多出力システムに用いることによって、チャネル品質が向上し、チャネル変化がより遅い場合の閉ループ多重化システムのスループットが向上し、ゲインが向上する。本発明の方法により、多くの仮定で得られたＢＥＲ公式を求めることを避けて、演算の複雑さを軽減することができる。

本発明に係るプレコーディングマトリックスの選択のフローチャートである。本発明に係るシステムの例示図である。

以下、添付の図面を参照しながら、具体的な実施形態を合わせて本発明をさらに詳しく説明する。

本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法は、ステップＡとステップＢとを含む。
ステップＡでは、全てのプレコーディングマトリックスをトラバースし、各プレコーディングマトリックスに対応する搬送波レベル対干渉・雑音比（ＣＩＮＲ：ＣａｒｒｉｅｒｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）の値をそれぞれ計算する。
ステップＢでは、前記プレコーディングマトリックスに対応するＣＩＮＲの値に基づいて、変調コーディング方式（ＭＣＳ：ＭｏｄｕｌａｔｏｎＣｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅ）値を取得し、ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択する。

図１に示すように、本発明に係る１つの実施形態のデュアル受信・デュアル送信の閉ループ多入力多出力システムにはコードストリームが２つであり、プレコーディングマトリックスの選択方法は、以下のステップを含む。

ステップ１０１において、全てのプレコーディングマトリックスをトラバースし、それに対応するＣＩＮＲの値をそれぞれ計算する。

ランク（階層数）がＲである閉ループ空間多重に対して、第ｉ（ｉ＝１…Ｒ）階層におけるＣＩＮＲの計算公式は、以下の通りである。

ここで、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：ＭｉｎｉｍｕｍＭｅａｎＳｑｕａｒｅｄＥｒｒｏｒ）の受信機に対して、Ｇ＝（Ｗ^ＨＨ^ＨＨＷ＋Ｒ_ｎ）^−１Ｗ^ＨＨ^Ｈであり、
Ｈは、チャネルマトリックスを示し、チャネル推定により取得され、
Ｗは、プレコーディングマトリックスであり、表１におけるコードブックから得られ、表１は、プレコーディングマトリックスであり、

σ^２は、雑音分散で取得できる定数値であり、
Ｒ_ｎは、雑音分散から構成された対角マトリックスである。

階層数が１であるプレコーディングマトリックスによりシングルストリームの場合のＣＩＮＲ値ＣＩＮＲ０、ＣＩＮＲ１、ＣＩＮＲ２、ＣＩＮＲ３をそれぞれ取得する。階層数が２であるプレコーディングマトリックスによりデュアルストリームの場合のコードストリーム１とコードストリーム２のＣＩＮＲ１１、ＣＩＮＲ１２と、ＣＩＮＲ２１、ＣＩＮＲ２２をそれぞれ取得する。階層数が２であるプレコーディングマトリックスにおけるコードブック番号０が閉ループに使用できないことがＬＴＥプロトコルに規定されたため、コードブック番号０はＣＩＮＲ計算に関与しない。

ステップ１０２において、ＣＩＮＲ−ＭＣＳｉｎｉｔマッピング関係テーブルに基づいて、搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲの値を変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔにマッピングする。

ＣＩＮＲ−ＭＣＳｉｎｉｔマッピング関係テーブルは、表２に示される。

（ｉ＝０、１、…、２７）は、シミュレーションによって得られた加法性ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ：ＡｄｄｉｔｉｖｅＷｈｉｔｅＧａｕｓｓｉａｎＮｏｉｓｅ）チャネルの２８個のＭＣＳのブロック誤り率（ＢＬＥＲ：ＢｌｏｃｋＥｒｒｏｒＲａｔｉｏ）曲線における、ＢＬＥＲが１０％であるＣＩＮＲ値である。

表２を検索してシングルストリームの場合に対応する変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔ０、ＭＣＳｉｎｉｔ１、ＭＣＳｉｎｉｔ２、ＭＣＳｉｎｉｔ３を取得する。
表２を検索してデュアルストリームの場合に対応する変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔが｛ＭＣＳｉｎｉｔ１１ＭＣＳｉｎｉｔ１２｝と｛ＭＣＳｉｎｉｔ２１ＭＣＳｉｎｉｔ２２｝であることを取得する。

ステップ１０３において、ＭＣＳｉｎｉｔを選別する。
選別する際に下記の方式に従って行う。
マッピングされたＭＣＳｉｎｉｔが同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択する。
マッピングされたＭＣＳｉｎｉｔが異なる場合、下記の方式に従って選別する。
即ち、シングルデータストリームの場合、対応するＣＩＮＲ値が大きいＭＣＳｉｎｉｔを選択する。デュアルデータストリームの場合、合計が大きいＣＩＮＲ値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択する。ＭＣＳｉｎｉｔに対応するＣＩＮＲ値の合計が等しい場合、対応するＣＩＮＲ値の間での差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを選択する。

なお、複数のＰＭＩスループット又は複数のスペクトル効率が同じである場合、ＲＩが小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択する。ＲＩも同じであり、且つＲＩ＝１の場合、ＣＩＮＲが大きいＭＣＳｉｎｉｔを選択する。ＲＩが１より大きい場合、各コードストリームのＣＩＮＲの差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択する。各コードストリームのＣＩＮＲの差も同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択する。

本実施形態において、ＭＣＳｉｎｉｔ値が６組あり、それぞれＭＣＳｉｎｉｔ０、ＭＣＳＳｉｎｉｔ１、ＭＣＳＳｉｎｉｔ２、ＭＣＳＳｉｎｉｔ３と｛ＭＣＳＳｉｎｉｔ１１、ＭＣＳＳｉｎｉｔ１２｝、｛ＭＣＳＳｉｎｉｔ２１、ＭＣＳＳｉｎｉｔ２２｝である。まず、シングルストリームから最大のＭＣＳｉｎｉｔ値を選択し、ＭＣＳ１に記録する。さらにデュアルストリームからＭＣＳｉｎｉｔの最大値を選択し、この２組のデータが同じである場合、いずれか１組を選択する。この２組のデータが異なる場合、それらに対応するＣＩＮＲ値の合計、即ちＣＩＮＲ１１＋ＣＩＮＲ１２とＣＩＮＲ２１＋ＣＩＮＲ２２を比較した後、大きい組を選択する。ＣＩＮＲ１１＋ＣＩＮＲ１２＝ＣＩＮＲ２１＋ＣＩＮＲ２２の場合、ＣＩＮＲの値の間での差が小さい組を選択し、ＭＣＳ２に記録する。説明するために、選別されたものが｛ＭＣＳｉｎｉｔ１１、ＭＣＳｉｎｉｔ１２｝であると仮定する。ＭＣＳ１に対応するスペクトル効率とＭＣＳ２の２つコードストリームに対応するスペクトル効率の合計を比較し、ＭＣＳ１に対応するスペクトル効率がＭＣＳ２に対応するスペクトル効率より大きい場合、ＲＩ＝１、その逆の場合、ＲＩ＝２である。

本実施形態において、説明するために、選別されたものがＭＣＳ２｛ＭＣＳｉｎｉｔ１１、ＭＣＳｉｎｉｔ１２｝であると仮定する。

ステップ１０４において、ΔＭＣＳの初期値、ΔＭＣＳの最大値、ΔＭＣＳの最小値、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）上限値及びＢＬＥＲ下限値を確定する。
ΔＭＣＳの初期値は、０である。
ΔＭＣＳの最大値、ΔＭＣＳの最小値、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）上限値及びＢＬＥＲ下限値を経験的に設定する。

ステップ１０５において、ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で下限値より低い場合ΔＭＣＳの最大値以下であるΔＭＣＳに１を足す。ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で上限値より大きい場合、ΔＭＣＳの最小値以上であるΔＭＣＳから１を引く。他の場合のΔＭＣＳが変わらないように維持する。
上記回数Ｎ回は、経験値に基づいて確定されてよい。

ステップ１０６において、ΔＭＣＳにＭＣＳｉｎｉｔを加算し、修正後のＭＣＳを得る。ＭＣＳの範囲をＬＴＥプロトコルに規定された範囲内に限定する。

ステップ１０７において、ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択する。そしてＭＣＳをチャネル品質指示（ＣＱＩ：ＣｈａｎｎｅｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ）に変換し、選択されたプレコーディングマトリックスに対応するランクＲＩを記録する。
スペクトル効率は、各サブキャリア上で転送された有効ビット数である。

ステップ１０８において、選択されたプレコーディングマトリックスに対応するＣＱＩ、プレコーディングマトリックスインデックスＰＭＩ及びチャネルマトリックスのランクＲＩを報告する。
ＣＱＩ値とＭＣＳ値との間には、マッピング関係があり、フレーム構成が異なると、そのマッピング値も異なる。
同一変調モードでは、ＭＣＳが大きいほど、スペクトル効率が大きく、ＣＱＩが大きいほど、チャネルの品質がよく、システムのスループットも大きく、ゲインも大きい。

図２に示すように、本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムの１つの実施形態において、ＣＩＮＲ計算モジュールとＭＣＳ計算モジュールを含む。ＣＩＮＲ計算モジュールは、全てのプレコーディングマトリックスをトラバースし、各プレコーディングマトリックスに対応する搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲの値をそれぞれ計算するように構成される。ＭＣＳ計算モジュールは、前記プレコーディングマトリックスに対応する搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲの値に基づいて、変調コーディング方式ＭＣＳ値を取得し、ＭＣＳ値に対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択するように構成される。

本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムの１つの実施形態において、ＭＣＳ計算モジュールは、マッピング選別サブモジュール、ΔＭＣＳ計算サブモジュール、修正サブモジュール及び選択サブモジュールを含む。マッピング選別サブモジュールは、ＣＩＮＲ−ＭＣＳｉｎｉｔマッピング関係テーブルに基づいて、搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲの値を変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔにマッピングして、選別を行うように構成される。ΔＭＣＳ計算サブモジュールは、選別された変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔの修正値ΔＭＣＳを計算するように構成される。修正サブモジュールは、ΔＭＣＳを用いて変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔを修正して、変調コーディング方式ＭＣＳ値を取得するように構成される。選択サブモジュールは、変調コーディング方式ＭＣＳ値に対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択することに用いられる。

本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムの１つの実施形態において、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスに対応するチャネル品質指示ＣＱＩ、プレコーディングマトリックスインデックスＰＭＩ及びチャネルマトリックスのランクＲＩを報告するように構成される報告サブモジュールをさらに含む。

本発明に係る閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムの１つの実施形態において、マッピング選別サブモジュールは、マッピングされた変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔが同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択するようにさらに構成される。マッピングされたＭＣＳｉｎｉｔが異なる場合、以下のようにさらに構成される。シングルデータストリームでは、合計が大きいＣＩＮＲ値に対応する変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔを選択する。デュアルデータストリームでは、合計の大きいＣＩＮＲ値に対応する変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔを選択し、ＭＣＳｉｎｉｔに対応するＣＩＮＲ値の合計が等しいとき、対応するＣＩＮＲ値の差が小さい変調コーディング方式初期値ＭＣＳｉｎｉｔを選択する。

本発明は、プレコーディングマトリックスの搬送波レベル対干渉・雑音比ＣＩＮＲの値を計算することで、変調コーディング方式ＭＣＳ値を取得し、対応するスペクトル効率を計算する。それによって適切なプレコーディングマトリックスを選択し、当該プレコーディングマトリックスを閉ループ多入力多出力システムに用いることによって、チャネル品質が向上し、チャネル変化がより遅い場合の閉ループ多重化システムのスループットが向上し、ゲインが向上する。本発明の方法により、多くの仮定前提で得られたＢＥＲ公式を求めることを避けて、演算の複雑さを軽減する。本発明は、プレコーディングマトリックスを得たとともに、ＣＱＩとＲＩを取得し、システムのリソースを節約する。

以上の説明は、本発明の好適な実施形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者にとっては、本発明に基づく種々の変更と変形が可能である。本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく実施されたあらゆる修正、同等の置換及び改良等は、すべて本発明の保護範囲に属する。

Claims

閉ループ多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ−ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法であって、
全てのプレコーディングマトリックスをトラバースし、各プレコーディングマトリックスに対応する搬送波レベル対干渉・雑音比（ＣＩＮＲ：ＣａｒｒｉｅｒｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）の値をそれぞれ計算するステップＡと、
前記プレコーディングマトリックスに対応する前記ＣＩＮＲの値に基づいて、変調コーディング方式（ＭＣＳ：ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＣｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅ）を取得し、前記ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、前記スペクトル効率が最大である前記プレコーディングマトリックスを選択するステップＢとを含み、
前記ステップＢは、
ＣＩＮＲ−ＭＣＳｉｎｉｔマッピング関係テーブルに基づいて、ＣＩＮＲの値をＭＣＳ初期値（ＭＣＳｉｎｉｔ）にマッピングし、そして前記ＭＣＳｉｎｉｔを選別するステップＢ１と、
選別された前記ＭＣＳｉｎｉｔの修正値ΔＭＣＳを計算するステップＢ２と、
前記修正値ΔＭＣＳを用いてＭＣＳｉｎｉｔを修正し、前記ＭＣＳを取得するステップＢ３と、
前記ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、前記スペクトル効率が最大である前記プレコーディングマトリックスを選択し、そして前記ＭＣＳを対応するチャネル品質指示（ＣＱＩ：ＣｈａｎｎｅｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ）に変換し、選択された前記プレコーディングマトリックスに対応するランク（ＲＩ）を記録するステップＢ４とを含む
ことを特徴とする閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法。
前記ステップＢ４の後に、
前記スペクトル効率が最大である前記プレコーディングマトリックスに対応するＣＱＩ、プレコーディングマトリックスインデックス（ＰＭＩ：Ｐｒｅ−ｃｏｒｄｉｎｇＭａｔｒｉｘＩｎｄｉｃａｔｏｒ）及びチャネルマトリックスのランク（ＲＩ）を報告するステップをさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法。
ステップＢ１における前記ＭＣＳｉｎｉｔを選別することは、下記の方式に従って行われ、
マッピングされた前記ＭＣＳｉｎｉｔが同じである場合、その中のいずれか１つの前記ＭＣＳｉｎｉｔを選択し、
マッピングされた前記ＭＣＳｉｎｉｔが異なる場合、下記の方式に従って選別し、
シングルデータストリームの場合、大きいＣＩＮＲの値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、
デュアルデータストリームの場合、合計が大きいＣＩＮＲの値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、前記ＭＣＳｉｎｉｔに対応するＣＩＮＲの値の合計が等しいとき、対応するＣＩＮＲの値の間での差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを選択する
ことを特徴とする請求項２に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法。
ステップＢ１における前記ＭＣＳｉｎｉｔを選別することは、
複数のＰＭＩスループット又は複数のスペクトル効率が同じである場合、ＲＩが小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、ＲＩも同じであり、且つＲＩ＝１の場合、ＣＩＮＲが大きいＭＣＳｉｎｉｔを選択し、ＲＩが１より大きい場合、各コードストリームのＣＩＮＲの差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、各コードストリームのＣＩＮＲの差も同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択することをさらに含む
ことを特徴とする請求項３に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法。
ステップＢ２における前記修正値ΔＭＣＳの取得は、
ΔＭＣＳの初期値、ΔＭＣＳの最大値、ΔＭＣＳの最小値、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ：ＢｌｏｃｋＥｒｒｏｒＲａｔｅ）上限値及びＢＬＥＲ下限値を確定するステップＢ２１と、
前記ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で下限値より小さい場合、確定されたΔＭＣＳの前記最大値以下であるΔＭＣＳに１を足し、前記ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で上限値より大きい場合、確定されたΔＭＣＳの前記最小値以上であるΔＭＣＳから１を引き、他の場合のΔＭＣＳが変わらないように維持するステップＢ２２とを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法。
ステップＢ３における前記修正後のＭＣＳを計算することは、
ΔＭＣＳにＭＣＳｉｎｉｔを加算し、且つＭＣＳの範囲をＬＴＥプロトコルに規定された範囲内に限定することを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択方法。
閉ループ多入力多出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉ−ＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システムであって、
搬送波レベル対干渉・雑音比（ＣＩＮＲ：ＣａｒｒｉｅｒｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）及び変調コーディング方式（ＭＣＳ：ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＣｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅ）計算モジュールを含み、
前記ＣＩＮＲ計算モジュールは、全てのプレコーディングマトリックスをトラバースし、各プレコーディングマトリックスに対応するＣＩＮＲの値をそれぞれ計算するように構成され、
前記ＭＣＳ計算モジュールは、前記プレコーディングマトリックスに対応するＣＩＮＲの値に基づいて、ＭＣＳを取得し、ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスを選択するように構成され、
前記ＭＣＳ計算モジュールは、
ＣＩＮＲ−ＭＣＳｉｎｉｔマッピング関係テーブルに基づいて、ＣＩＮＲの値をＭＣＴ初期値（ＭＣＳｉｎｉｔ）にマッピングし、そして前記ＭＣＳｉｎｉｔを選択するように構成されるマッピング選別サブモジュールと、
選別されたＭＣＳｉｎｉｔの修正値ΔＭＣＳを計算するように構成されるΔＭＣＳ計算サブモジュールと、
ΔＭＣＳを用いてＭＣＳｉｎｉｔを修正してＭＣＳを取得するように構成される修正サブモジュールと、
前記ＭＣＳに対応するスペクトル効率を計算し、前記スペクトル効率が最大である前記プレコーディングマトリックスを選択し、そして前記ＭＣＳを対応するチャネル品質指示（ＣＱＩ：ＣｈａｎｎｅｌＱｕａｌｉｔｙＩｎｄｉｃａｔｏｒ）に変換し、選択されたプレコーディングマトリックスに対応するランク（ＲＩ：Ｒａｎｋ）を記録するように構成される選択サブモジュールとを含む
ことを特徴とする閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システム。
前記ＭＣＳ計算モジュールは、
スペクトル効率が最大であるプレコーディングマトリックスに対応するＣＱＩ、プレコーディングマトリックスインデックス（ＰＭＩ：Ｐｒｅ−ｃｏｒｄｉｎｇＭａｔｒｉｘＩｎｄｉｃａｔｏｒ）及びＲＩを報告するように構成される報告サブモジュールをさらに含む
ことを特徴とする請求項７に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システム。
前記マッピング選別サブモジュールは、
マッピングされた前記ＭＣＳｉｎｉｔが同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択するようにさらに構成され、
マッピングされた前記ＭＣＳｉｎｉｔが異なる場合、シングルデータストリームでは、大きいＣＩＮＲの値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、デュアルデータストリームでは、合計が大きいＣＩＮＲの値に対応するＭＣＳｉｎｉｔを選択し、ＭＣＳｉｎｉｔに対応するＣＩＮＲの値の合計が等しいとき、対応するＣＩＮＲの値の間での差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを選択するようにさらに構成される
ことを特徴とする請求項８に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システム。
前記マッピング選別サブモジュールは、
複数のＰＭＩスループット又は複数のスペクトル効率が同じである場合、ＲＩが小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、
ＲＩも同じであり、且つＲＩ＝１の場合、ＣＩＮＲが大きいＭＣＳｉｎｉｔを選択し、
ＲＩが１より大きい場合、各コードストリームのＣＩＮＲの差が小さいＭＣＳｉｎｉｔを優先的に選択し、
各コードストリームのＣＩＮＲの差も同じである場合、その中のいずれか１つのＭＣＳｉｎｉｔを選択する
ようにさらに構成される
ことを特徴とする請求項９に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システム。
前記修正サブモジュールは、
ΔＭＣＳの初期値、ΔＭＣＳの最大値、ΔＭＣＳの最小値、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ：ＢｌｏｃｋＥｒｒｏｒＲａｔｅ）上限値及びＢＬＥＲ下限値を確定し、
前記ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で下限値より低い場合、確定されたΔＭＣＳの前記最大値以下であるΔＭＣＳに１を足し、前記ＢＬＥＲが連続Ｎ回の間で上限値より大きい場合、確定されたΔＭＣＳの前記最小値以上であるΔＭＣＳから１を引き、他の場合のΔＭＣＳが変わらないように維持するようにさらに構成されることを特徴とする
請求項１０に記載の閉ループ多入力多出力システムにおけるプレコーディングマトリックスの選択システム。