JP5661120B2 - 無線ネットワークにおけるダウンリンク・マルチユーザーmimo送信のための方法および装置 - Google Patents

無線ネットワークにおけるダウンリンク・マルチユーザーmimo送信のための方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5661120B2
JP5661120B2 JP2012543040A JP2012543040A JP5661120B2 JP 5661120 B2 JP5661120 B2 JP 5661120B2 JP 2012543040 A JP2012543040 A JP 2012543040A JP 2012543040 A JP2012543040 A JP 2012543040A JP 5661120 B2 JP5661120 B2 JP 5661120B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
svd
matrix
column vector
antenna
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012543040A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013513331A (ja
Inventor
マリツェフ、アレキサンダー
コルヤエフ、アレクシー
マスレンニコフ、ローマン
チェルヴァコフ、アンドレー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of JP2013513331A publication Critical patent/JP2013513331A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5661120B2 publication Critical patent/JP5661120B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0404Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas the mobile station comprising multiple antennas, e.g. to provide uplink diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0452Multi-user MIMO systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0684Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission using different training sequences per antenna
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0697Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using spatial multiplexing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • H04B7/0426Power distribution
    • H04B7/043Power distribution using best eigenmode, e.g. beam forming or beam steering
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621Feedback content
    • H04B7/0626Channel coefficients, e.g. channel state information [CSI]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621Feedback content
    • H04B7/0634Antenna weights or vector/matrix coefficients

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Description

本発明は、一般的に、無線通信に関し、特に、無線ネットワークにおいて、ダウンリンク・マルチユーザー多重入出力(MIMO)送信を行うための技術に関する。
多くの現代のブロードバンド無線アクセスシステム(たとえば、WiMAX)は、通信リンクの送信(TX)側および受信(RX)側で多数のアンテナを使用する空間−時間信号処理を用いている。将来のシステム(たとえば、WiMAX II)では、マルチユーザー(MU)多重入出力(MIMO)送信のような数多くの進歩的技術を用いることでさらに性能が向上すると期待されている。マルチユーザーMIMOネットワークのダウンリンクで使用し得るビーム形成技術が必要とされている。
本発明の特性が組み込まれた無線ネットワーク構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る、多数の中継局にデータ信号を送信するのに使用されるビーム形成行列Wを生成し使用する方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る例示的な基地局を示すブロック図である。
以下の詳細な記載では、本発明を実施する特定の実施形態を例示として示す添付の図面に言及がなされる。これらの実施形態は、本発明が当業者によって実施されるのを可能にするべく十分に詳細に記載される。図面では、いくつかの図面を通して同様の参照符号によって同一もしくは類似の機能を表す。
本発明は、マルチユーザー多重入出力(MIMO)を用いる無線ネットワークにおいて、基地局から多数の中継局(もしくは、その他の無線装置)へのダウンリンクにおいてビーム形成を実行するための技術および構成に関する。本発明の技術および構成は、中継局がそれぞれ多数のアンテナを有するが、中継局のそれぞれには1つのデータストリームが送信される場合に最も有効である。このシナリオは、たとえば、実際のWiMAX実施環境で非常に一般的であると想定される。提案する技術にとって最も有利な状況の1つは、基地局が4つのアンテナを備え(基地局では一般的)、2つの中継局に2つの空間ストリームを送信し(1中継当たり1つの空間ストリーム)、各中継局が2つのアンテナを備える(中継局では一般的)静止的な状況(stationary scenario)である。このようなシステムでは、2つの空間ストリームが各中継局に送信されることで4つの空間ストリームをサポートすることが可能である。しかし、この態様は、基地局から中継局へのチャネルが通常、強い見通し線(LOS)パスを有するので、システムにおいて強い第1の空間チャネルが1つ、弱い第2の空間チャネルが1つ存在するようになるので、通常効果的でない。したがって、発展的技術用のシステム構成(つまり、MU−MIMOシステムにおいてサポート可能な数よりも少ない空間ストリームを用いる)が実用的であり、特に、将来の中継を含むブロードバンド無線アクセスシステム(たとえば、WiMAX II)にとっては、重要な使用例である。本発明の技術および構成は、基地局から中継局にデータを送信するべく多重化を行い、中継局から多数のユーザーにデータを送信するべく同時送信を用いることにより、システムのスループットを実質的に向上させることが可能である。
図1は、本発明の特徴が組み込まれた無線ネットワーク構成10を示すブロック図である。図示されるように、ネットワーク構成10は、基地局12と、2つ以上の中継局14、16を備えてよい。ネットワーク動作の間、基地局12と中継局14、16との間に双方向の無線通信が発生する。基地局12から中継局14、16への通信は、ダウンリンク通信として知られ、中継局14、16から基地局12への通信はアップリンク通信として知られる。図1の実施形態に示すように、基地局12および中継局14、16は、それぞれ多数のアンテナを有する。つまり、基地局12は少なくとも4つのアンテナ18を有し、中継局14、16は、それぞれ2つのアンテナ20、22を有する。基地局14、16は、それぞれアンテナを2つ有するので、基地局12は中継局14、16のそれぞれに空間ストリームを2つずつ送信することができる。しかし、上記したように、基地局から中継局へのチャネルは、通常、強いLOSパスを有するので、通常、1つの強い第1の空間チャネルと1つの弱い第2の空間チャネルとがあることになる。したがって、本発明の少なくとも1つの実施例では、中継局14、16のそれぞれに送信するのに使用される空間ストリームの数は、可能な空間ストリームの全数よりも少ない。
図1を参照すると、基地局12は、中継局14、16に送信する信号のビーム形成を行う送信ビーム形成器24を有する。複数の符号s=[s、・・・、s]がビーム形成器24の入力部に送達され、ビーム形成器24は、アンテナ18から送信される前に、これらの符号をビーム形成行列Wを使用して処理する。ビーム形成器の処理によって、適切に方向付けられた空間ストリームとして信号が各中継局14、16に送信される。信号は、中継局14、16に受信されると、各中継局14、16内で受信機信号処理26、28を用いて処理され、対応するデータ符号^(^理)−^(^S)が推定される。基地局12および中継局14、16は、それぞれ、通信関連の機能を実行する1つ以上のデジタル処理装置を有してよい。これらのデジタル処理装置は、たとえば、汎用マイクロプロセッサー、デジタルシグナルプロセッサー(DSP)、縮小命令セットコンピューター(RISC)、複数命令セットコンピューター(CISC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)、マイクロコントローラー、および/またはその他のもの、これらの組み合わせ等であってよい。
本発明の1つの観点においては、無線ネットワークでデータ信号を多数の中継局に送信するべく、図1のビーム形成器24のようなビーム形成器で使用されうるビーム形成行列を生成するための技術が提供される。様々な実施例において、基地局から多数の中継局にデータを送信するべく多重化を行い、中継局から多数のユーザーにデータを送信するべく同時送信を用いることによりスループットを実質的に向上させるべくこの技術を用いてよい。以下の記載では、それぞれ多数の受信アンテナを有するK個の異なる中継局/ユーザー局に対して送信するM個(M>1)のアンテナを有する基地局が1つ存在する一般的な場合について、ビーム形成行列生成技術を記載する。各中継局の受信アンテナの数をNとし、K個の中継局の受信アンテナの総数をN=N+N+・・・+Nとする。この記載においては、基地局が各中継局に1つの空間データストリームを送信し、それによりK個の並列な空間データストリーム(ここでは、ベクトルs=[s、・・・、s]により表される)が送信されることとなる。k番目の中継局により受信される信号は、以下のように表される。
[数1]
=H・W・s+n
ここで、Hは、基地局とk番目の中継局との間のN×Mチャネル行列であり、nはk番目の中継局の受信アンテナにおける電力がσの白色ガウス雑音ベクトルであり、相関E[n・n ]=σIであり、Wは送信ビーム形成行列である。送信ビーム形成行列Wは、K個の中継局にそれぞれ対応するプリコーダーベクトルからなる(つまり、W=[w、・・・、w]である)。基地局とK個の中継局との間の全体的なチャネル行列は、H=[H 、H 、・・・、H ]と表すことができ、Hは、行列Hの共役転置である。
送信ビーム形成行列Wを生成するべく、K個の中継局のそれぞれに対応するチャネル行列について特異値分解(SVD)をまず実行する。これは、以下のように表してよい。
Figure 0005661120
SVD計算は、基地局で行ってよく、または各中継局で行ってよい。基地局で行う場合は、各中継局がチャネル行列Hを基地局にフィードバックする必要がある。中継局で行う場合は、各中継局がビーム形成行列Vの最大列ベクトルv (l)だけを基地局にフィードバックする必要がある。1つの起こりうる状況では、提案する技術を用いて、静止的な伝播チャネル特性を有する静止的な中継局に対して空間多重化を行ってよい。このような場合、フィードバック速度によって提案する技術の実用は限定されないと想定することができる。したがって、このような状況において、フィードバック情報は、低速度で送信してよい。
SVD計算が完了し、基地局が各ビーム形成行列Vの最大列ベクトルv (l)を取得すると、中間ビーム形成行列WSVDを以下のように構成してよい。
[数3]
SVD=[v (l),v (2),・・・,v (1)]
ベクトルv (l)は、各中継局の受信信号の電力がそれぞれ最大化される周知のSVD送信ビーム形成ベクトルを表す。しかし、行列WSVDが直接に送信ビーム形成行列として用いられる場合、異なる中継局への送信間で重度の干渉が生じうる。送信ビーム形成により生じる干渉を減らすべく、ゼロフォーシング手順をビーム形成行列WSVDに以下のように適用する。
[数4]
=WSVD(WSVD SVD−1;および
ZF−SVD=W/trace(W
ここで、トレース(A)は、行列Aのトレースであり、トレースとは、行列の主対角線(つまり、左上から右下への対角線)上の要素の和である。基地局の送信ビーム形成行列として行列WSF−SVDを使用してよい
要するに、提案する解決策では、まず、装置間の相互干渉を考慮することなく、受信信号の電力を最大化する送信方向を全ての中継局に対して個別に見つける。その後、ゼロフォーシング演算を送信ベクトルに適用して、それらを最大電力が送信されるベクトルから、相互干渉が低下するベクトルに変える。しかし、ゼロフォーシング演算では、各中継局について、最大電力が送信されるベクトルに沿ったゼロ干渉レベルが保証される。したがって、各中継局の受信アンテナは、通常、非ゼロ干渉レベルであるが、適切な受信機信号処理アルゴリズム(たとえば、最小平均二乗誤差(MMSE)アルゴリズム)を使用してこの干渉を抑制することができる。したがって、効果的に干渉レベルと熱雑音レベルとの妥協点となる、MIMOネットワークのダウンリンクにおける干渉レベルと電力伝達レベルとの妥協点が本技術によって達成される。
図2は、本発明の実施形態に係る、多数の中継局にデータ信号を送信するのに使用されるビーム形成行列Wを生成し使用する方法30を示すフローチャートである。方法30は、たとえば、図1の無線ネットワーク構成において、基地局12から中継局14、16にデータ信号を送信するべく実施されてよい。その他の用途も存在する。まず、無線基地局と複数の無線中継局のそれぞれとの間の伝播チャネルHを測定する(ブロック32)。通常、各中継局のチャネル行列Hは、当該中継局で生成する。各中継局kについて、Hの特異値分解(SVD)を計算し、対応するビーム形成行列Vを生成する(ブロック34)。次に、第1の列ベクトルv (l)を各ビーム形成行列Vから抽出する。1つのアプローチでは、各HのSVDは、対応する中継局で計算する。このシナリオでは、各中継局は、ビーム形成行列Vからv (l)を抽出し、次の処理のために基地局に送信しなければならない。別のアプローチでは、各中継局はチャネル行列Hの全体を基地局に送信してよく、基地局がSVDを実行する。次に、基地局は、列ベクトルv (l)を抽出する。
次に、抽出したベクトルv (l)、・・・、v (l)から中間行列VSVDを構成する(ブロック36)。行列WSVDは、以下の形態を有してよい。
[数5]
SVD=[v (l),・・・,v (l)]
中間行列WSVDを生成した後、ゼロフォーシングを用いてビーム形成行列Wを算出する。この計算は以下のように表される。
[数6]
=WSVD(WSVD SVD−1
ここで、Wは基地局内で送信された により適用されるビーム形成行列であり、Xは行列Xの共役転置である。ビーム形成行列Wを生成した後、それを基地局で用いて複数の無線中継局にデータを送信する(ブロック40)。各中継局が自局に宛てられた信号を受信すると、信号を処理して対応するデータを推定する。各中継局において、多くのマルチアンテナ信号処理アルゴリズムのうちいずれを用いてもよい。少なくとも1つの実施形態では、たとえば、最小平均二乗誤差(MMSE)処理を中継局の受信機で使用してよい。
図3は、本発明の実施形態にかかる例示としての基地局50を示すブロック図である。図示するように、基地局50は、ビーム形成器52、データ収集ユニット54、特異値分解(SVD)ユニット56、中間行列アセンブラー58、ゼロフォーシングフィルター60を備える。図3の構成は、たとえば、ビーム形成器52に新しいビーム形成行列を生成するべく用いてよい。ビーム形成器52は、多数のアンテナ62に接続されており、無線チャネルへの信号の送信を促す。任意の種類のアンテナを使用してよく、たとえば、ダイポール、パッチ、螺旋アンテナ、および/またはその他等であってよい。データ収集ユニット54は、基地局50の通信相手である遠隔マルチアンテナ無線装置からデータを収集する。中間行列アセンブラー58は、遠隔無線装置それぞれについて収集されたビーム形成列ベクトルv (l)を用いて中間行列WSVDをアセンブルする。ゼロフォーシングフィルター60は、中間行列WSVDにゼロフォーシングを適用し、ビーム形成器52により使用される新たなビーム形成行列を生成する。
以前に記載したように、SVD演算は、遠隔無線装置(たとえば、中継局等)で実行してよく、または、基地局50で実行してもよい。基地局50がSVD演算を実行するのであれば、データ収集ユニット54がチャネル推定値H(または、チャネル推定値を導出することができる情報)を遠隔無線装置から収集する。チャネル推定値は、通常、基地局50から受信したトレーニングシーケンスを用いて遠隔無線装置で生成する。データ収集ユニット54は、チャネル推定値の1つ以上を受信すると、各推定値をSVDユニット56により処理させて対応する遠隔無線装置用のビーム形成行列を生成する。次に、データ生成ユニット54は、各遠隔無線装置に対応するビーム形成行列の最大列ベクトルv (l)を抽出する。次に、中間行列アセンブラー58は、列ベクトルv (l)を中間行列WSVDにアセンブルする。ゼロフォーシングフィルター60は、中間行列WSVDに演算をして、上記の方法で送信ビーム形成行列Wを算出し、行列Wをビーム形成器52に提供する。次に、ビーム形成されたデータが基地局50から遠隔部線装置に送信される。
遠隔無線装置がSVD演算を実行する場合は、これらの装置のそれぞれが独自のSVDユニットを備える必要がある。装置は、それぞれ独自に、基地局50と装置との間の無線チャネルを記述したチャネル推定値を生成する。次に、各無線装置は、チャネル推定値のSVDを計算してビーム形成行列を生成する。次に、無線装置は、それぞれ、対応するビーム形成行列から最大列ベクトルv (l)を抽出し、列ベクトルを基地局50に送信する。基地局50のデータ収集ユニット54は、これらの列ベクトルを収集する。次に、中間行列アセンブラー58は、収集された列ベクトルv (l)を用いて中間行列をアセンブルする。次に、上記のように、ゼロフォーシングフィルター60は、中間行列WSVDに演算し、上記の方法で送信ビーム形成行列Wを算出し、行列Wをビーム形成器52に提供する。次に、ビーム形成されたデータが、基地局50から遠隔無線装置に送信される。
本発明の実施形態についての上記記載は、周波数非選択性伝播チャネルを背景として提供されていることに注意されたい。たとえば、マルチキャリアチャネル等の周波数選択性伝播チャネルに対しては、提案した技術を適切に拡張するべきである。たとえば、OFDMもしくはOFDMAに基づくシステムについては、送信アンテナビーム形成行列WZF−SVDを生成する上記技術を、送信すべきデータを有する各サブキャリアに実行しなければならない。
本発明の技術および構成は、様々な形態のいずれで実施してもよい。たとえば、本発明の特徴を、無線機能を有するラップトップ、パームトップ、デスクトップ、よびタブレットコンピューター、無線機能を有する形態情報端末(PDA)、携帯電話およびその他のハンドヘルド無線通信装置、ページャー、衛星通信装置、無線機能を有するカメラ、無線機能を有するオーディオ/ビデオ装置、ネットワークインターフェースカード(NIC)およびその他のネットワークインターフェース構成、基地局、無線アクセスポイント、集積回路で実施してよく、機械読み出し可能媒体に記憶された命令および/またはデータ構造として実施してよく、および/またはその他の形態で実施してよい。用いてよい多様な機械読み出し可能媒体の例としては、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)、デジタルビデオディスク(DVD)、ブルーレイディスク、磁気光ディスク、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、磁気もしくは光カード、フラッシュメモリ、および/または電子的な命令もしくはデータを記憶するのに適切なその他の種類の媒体が挙げられる。ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および組み合わせた実施形態を用いてよい。
上記の詳細な記載では、開示を効率化するべく、本発明の多様な特徴を1つ以上の個々の実施形態にまとめた。この開示方法は、特許請求される発明が、各請求項に明示的に記載される以上の特徴を必要とすることを反映したものと解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲に反映されるように、発明に係る観点は、開示された各実施形態の全特徴より少数に存在する。
本発明を特定の実施形態に関連付けて記載したが、当業者には容易に理解されるであろうが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく変更および改変を行いうることを理解されたい。このような変更および改変は、本発明の範囲および添付の特許請求の範囲にあると見なされるべきである。

Claims (16)

  1. 静止的な伝播チャネルを有する静止的なK個のマルチアンテナ中継局(Kは1より大きい整数)と通信するマルチアンテナ基地局において、前記K個のマルチアンテナ中継局のそれぞれに対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階と、
    前記列ベクトルを使用して中間行列WSVDをアセンブルする段階と、
    前記K個のマルチアンテナ中継局にデータを送信するために前記マルチアンテナ基地局に使用される送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを用いる段階と、
    前記マルチアンテナ基地局から前記K個のマルチアンテナ中継局に、前記送信ビーム形成行列Wを使用してデータを送信する段階と
    を備え
    前記送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列W SVD にゼロフォーシングを用いる段階は、
    =W SVD (W SVD SVD −1 ;および
    W=W /trace(W
    を算出するべくゼロフォーシングを用いる段階を有する、コンピュータ実装される方法。
  2. 前記列ベクトルを使用して中間行列WSVDをアセンブルする段階は、行列WSVD=[v (l)、・・・、v (l)]をアセンブルする段階を有する請求項1に記載の方法。
  3. 前記K個のマルチアンテナ中継局の各中継局に対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階は、第1の中継局から列ベクトルv (l)を受信する段階を有し、
    前記第1の中継局は、前記マルチアンテナ基地局と前記第1の中継局との間のチャネルのチャネル行列を生成しており、前記チャネル行列に特異値分解(SVD)を実行してビーム形成行列を生成しており、前記ビーム形成行列から前記列ベクトルv (l)を抽出してから前記列ベクトルv (l)を前記マルチアンテナ基地局に送信している請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. 前記K個のマルチアンテナ中継局の各中継局に対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階は、前記マルチアンテナ基地局において、第1の中継局から、前記マルチアンテナ基地局と前記第1の中継局との間のチャネルについてのチャネル行列を受信し、前記マルチアンテナ基地局において、前記チャネル行列に特異値分解(SVD)を実行してビーム形成行列を生成し、前記ビーム形成行列から列ベクトルv (l)を抽出する段階を有する請求項1に記載の方法。
  5. 前記マルチアンテナ基地局は、前記中継局によって算出された最大列ベクトルを受信し、
    前記列ベクトルを使用して中間行列WSVDをアセンブルする段階は、行列WSVD=[v (l),・・・,v (l)]をアセンブルする段階をさらに含む、請求項1から請求項のいずれか1つに記載の方法。
  6. ビーム形成行列Wを使用して、多数のアンテナから静止的な伝播チャネルを有する静止的なK個の遠隔中継局(Kは1より大きい整数)に送信されるデータをプリコードするビーム形成器と、
    前記K個の遠隔中継局のそれぞれに対応するビーム形成行列の最大列ベクトルv (l)を収集するデータ収集ユニットと、
    前記最大列ベクトルv (l)を使用して中間行列WSVDをアセンブルする中間行列アセンブラーと、
    前記ビーム形成器により使用される送信ビーム形成行列Wを生成するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを実行するゼロフォーシングフィルターと
    を備え
    前記ゼロフォーシングフィルターは、前記中間行列W SVD に、
    =W SVD (W SVD SVD −1 ;および
    W=W /trace(W
    のようにゼロフォーシングを実行する、装置。
  7. 前記中間行列アセンブラーは、前記中間行列を
    SVD=[v (l),・・・,v (l)]
    としてアセンブルする請求項に記載の装置。
  8. 前記データ収集ユニットは、前記K個の遠隔中継局から直接的に前記最大列ベクトルv (l)を受信する請求項6または請求項7に記載の装置。
  9. 前記データ収集ユニットは、前記K個の遠隔中継局のそれぞれから、前記装置と対応する遠隔中継局との間のチャネルについてのチャネル推定値(channel estimate)を受信し、前記データ収集ユニットは、特異値分解(SVD)ユニットを使用して受信した各チャネル推定値にSVDを実行してビーム形成行列を生成し、前記ビーム形成行列の最大列ベクトルv (l)を抽出する請求項から請求項のいずれか1つに記載の装置。
  10. コンピューティングプラットフォームに、
    静止的な伝播チャネルを有する静止的なK個のマルチアンテナ中継局(Kは1より大きい整数)のそれぞれに対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階と、
    前記列ベクトルを使用して中間行列WSVDをアセンブルする段階と、
    前記K個のマルチアンテナ中継局にデータを送信するためにマルチアンテナ基地局により使用される送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを用いる段階と、
    前記送信ビーム形成行列Wを使用して前記K個のマルチアンテナ中継局にデータを送信する段階と
    を実行させ
    前記送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列W SVD にゼロフォーシングを用いる段階は、
    =W SVD (W SVD SVD −1 ;および
    W=W /trace(W
    を算出するべくゼロフォーシングを用いる段階を有する、プログラム。
  11. 前記列ベクトルを使用して中間行列WSVDをアセンブルする段階は、行列WSVD=[v (l),・・・,v (l)]をアセンブルする段階を有する請求項10に記載のプログラム。
  12. 前記K個のマルチアンテナ中継局のそれぞれに対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階は、前記K個のマルチアンテナ中継局のうち第1の中継局から列ベクトルv (l)を受信する段階を有し、前記第1の中継局は、前記第1の中継局に対応する無線チャネルについてのチャネル行列を生成しており、前記チャネル行列に特異値分解(SVD)を実行してビーム形成行列を生成しており、前記ビーム形成行列から前記列ベクトルv (l)を抽出してから前記列ベクトルv (l)を送信している請求項10または請求項11に記載のプログラム。
  13. 前記K個のマルチアンテナ中継局のそれぞれに対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階は、前記K個のマルチアンテナ中継局のうち第1の中継局から、前記第1の中継局に対応するチャネルについてのチャネル行列を受信する段階と、前記チャネル行列に特異値分解(SVD)を実行してビーム形成行列を生成する段階と、前記ビーム形成行列から列ベクトルv (l)を抽出する段階とを有する請求項10から請求項12のいずれか1つに記載のプログラム。
  14. K個のマルチアンテナ無線装置(Kは1より大きい整数)と通信するマルチアンテナ基地局において、前記K個のマルチアンテナ無線装置のそれぞれに対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階と、
    前記列ベクトルを使用して中間行列WSVDをアセンブルする段階と、
    前記K個のマルチアンテナ無線装置にデータを送信するために前記マルチアンテナ基地局に使用される送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを用いる段階と、
    前記マルチアンテナ基地局から前記K個のマルチアンテナ無線装置に、前記送信ビーム形成行列Wを使用してデータを送信する段階と
    を備え、
    前記送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを用いる段階は、
    =WSVD(WSVD SVD−1;および
    W=W/trace(W
    を算出するべくゼロフォーシングを用いる段階を有する、コンピュータ実装される方法。
  15. ビーム形成行列Wを使用して、多数のアンテナからK個の遠隔無線装置(Kは1より大きい整数)に送信されるデータをプリコードするビーム形成器と、
    前記K個の遠隔無線装置のそれぞれに対応するビーム形成行列の最大列ベクトルv (l)を収集するデータ収集ユニットと、
    前記最大列ベクトルv (l)を使用して中間行列WSVDをアセンブルする中間行列アセンブラーと、
    前記ビーム形成器により使用される送信ビーム形成行列Wを生成するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを実行するゼロフォーシングフィルターと
    を備え、
    前記ゼロフォーシングフィルターは、前記中間行列WSVDに、
    =WSVD(WSVD SVD−1;および
    W=W/trace(W
    のようにゼロフォーシングを実行する装置。
  16. コンピューティングプラットフォームに、
    K個のマルチアンテナ無線装置(Kは1より大きい整数)のそれぞれに対応するビーム形成行列の列ベクトルv (l)を取得する段階と、
    前記列ベクトルを使用して中間行列WSVDをアセンブルする段階と、
    前記K個のマルチアンテナ無線装置にデータを送信するためにマルチアンテナ基地局により使用される送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを用いる段階と、
    前記送信ビーム形成行列Wを使用して前記K個のマルチアンテナ無線装置にデータを送信する段階と
    を実行させ、
    前記送信ビーム形成行列Wを算出するべく前記中間行列WSVDにゼロフォーシングを用いる段階は、
    =WSVD(WSVD SVD−1;および
    W=W/trace(W
    を算出するべくゼロフォーシングを用いる段階を有する、プログラム。
JP2012543040A 2009-12-25 2009-12-25 無線ネットワークにおけるダウンリンク・マルチユーザーmimo送信のための方法および装置 Expired - Fee Related JP5661120B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2009/000728 WO2011078726A1 (en) 2009-12-25 2009-12-25 Method and apparatus for downlink multiuser mimo transmission in a wireless network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013513331A JP2013513331A (ja) 2013-04-18
JP5661120B2 true JP5661120B2 (ja) 2015-01-28

Family

ID=42731855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012543040A Expired - Fee Related JP5661120B2 (ja) 2009-12-25 2009-12-25 無線ネットワークにおけるダウンリンク・マルチユーザーmimo送信のための方法および装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9118372B2 (ja)
EP (1) EP2517374A1 (ja)
JP (1) JP5661120B2 (ja)
KR (1) KR101440202B1 (ja)
CN (1) CN102714528B (ja)
BR (1) BR112012015627A2 (ja)
WO (1) WO2011078726A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011078726A1 (en) 2009-12-25 2011-06-30 Intel Corporation Method and apparatus for downlink multiuser mimo transmission in a wireless network
KR20130016593A (ko) * 2011-08-08 2013-02-18 삼성전자주식회사 네트워크 코딩을 수행하는 방법 및 네트워크 코딩을 수행하는 릴레이
CN103138822B (zh) * 2011-12-05 2017-04-12 华为技术有限公司 传输信号的方法和设备
CN102594524B (zh) * 2012-04-07 2014-06-18 西安电子科技大学 基于最优中继线性加权矩阵的正交空时块编码传输方法
KR102130285B1 (ko) 2013-12-26 2020-07-08 삼성전자주식회사 제로-포싱 기반의 하이브리드 빔포밍 방법 및 그 장치
US9281885B2 (en) * 2014-04-07 2016-03-08 Imagination Technologies, Llc Reordering of a beamforming matrix based on encoding
US9800311B2 (en) * 2014-12-30 2017-10-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Beam formation for data transmission for two-way multi-antenna relay system with physical network coding
JP6510363B2 (ja) * 2015-08-07 2019-05-08 日本電信電話株式会社 無線通信システム及び無線通信方法
JP6510361B2 (ja) * 2015-08-07 2019-05-08 日本電信電話株式会社 無線通信システム及びアンテナ素子配置方法
WO2017113113A1 (zh) * 2015-12-29 2017-07-06 华为技术有限公司 终端设备、网络设备、数据传输方法和无线通信系统
WO2018121843A1 (en) * 2016-12-27 2018-07-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Channel condition estimation
CN107017932B (zh) * 2017-05-12 2020-06-30 东南大学 一种考虑发射信号畸变的全双工中继波束赋形优化方法
US10187134B1 (en) * 2017-12-01 2019-01-22 GM Global Technology Operations LLC Tx beamformer in MIMO radar

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6859503B2 (en) 2001-04-07 2005-02-22 Motorola, Inc. Method and system in a transceiver for controlling a multiple-input, multiple-output communications channel
US7525939B2 (en) 2004-08-31 2009-04-28 Ntt Docomo, Inc. Communication system and method using a relay node
US7719993B2 (en) * 2004-12-30 2010-05-18 Intel Corporation Downlink transmit beamforming
US8737494B2 (en) * 2006-01-09 2014-05-27 Broadcom Corporation Method and system for quantization for a general beamforming matrix in feedback information
US20070121751A1 (en) 2005-06-09 2007-05-31 Qinghua Li Methods and apparatus for beamforming training symbols in wireless multiple-input-multiple-output systems
US8204142B2 (en) * 2007-01-29 2012-06-19 Samsung Electronics Co., Ltd Precoder and precoding method in a multi-antenna system
KR101173940B1 (ko) * 2007-06-01 2012-09-03 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 중계국을 사용하는 다중 안테나 시스템에서의 송 수신 장치및 방법
US8102934B2 (en) * 2007-08-16 2012-01-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Transmitting apparatus and method
US20090147728A1 (en) * 2007-12-05 2009-06-11 Atia George K Wireless Cooperative Relay Network Transmitting Data using Imperfect CSI
CN101359950B (zh) * 2008-09-03 2012-06-06 中国科学技术大学 一种基于奇异值分解迫零波束成型的多天线中继传输方法
US8107550B2 (en) * 2008-09-23 2012-01-31 Alcatel Lucent Methods for precoding signals for transmission in wireless MIMO system
KR101497929B1 (ko) * 2008-11-03 2015-03-03 삼성전자주식회사 멀티-중계기 기반의 다중 입출력 통신 시스템
SG176605A1 (en) 2009-05-27 2012-01-30 Plantagon Int Ab Conveying system, tower structure with conveying system, and method for conveying containers with a conveying system
US8432785B2 (en) * 2009-09-02 2013-04-30 Qualcomm Incorporated Flexible SDMA and interference suppression
WO2011078726A1 (en) 2009-12-25 2011-06-30 Intel Corporation Method and apparatus for downlink multiuser mimo transmission in a wireless network

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013513331A (ja) 2013-04-18
EP2517374A1 (en) 2012-10-31
KR20120099100A (ko) 2012-09-06
BR112012015627A2 (pt) 2018-05-29
WO2011078726A1 (en) 2011-06-30
CN102714528B (zh) 2016-08-17
KR101440202B1 (ko) 2014-09-15
US9118372B2 (en) 2015-08-25
CN102714528A (zh) 2012-10-03
US20130044683A1 (en) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5661120B2 (ja) 無線ネットワークにおけるダウンリンク・マルチユーザーmimo送信のための方法および装置
KR101331651B1 (ko) 다중 사용자 조인트 송수신 빔포밍을 용이하게 하는 방법 및 장치
EP2568676B1 (en) Pre-coding method, pre-decoding method, transmitter and mobile terminal based on interference alignment
US8098755B2 (en) Method and system for beamforming in a multiple user multiple input multiple output (MIMO) communication system using a codebook
US8116241B2 (en) Wireless communication system and transmission device
CN102118825B (zh) 实现多点联合传输的方法、终端及系统
JP5451680B2 (ja) 移動通信端末
CN105745893B (zh) 无线大量mimo系统中大尺度衰落系数估计方法及行动台
US12101205B2 (en) Method and apparatus for improving multi-user multiplexing performance, device, and storage medium
WO2015112883A1 (en) System and method for early termination in iterative null-space directed singular value decomposition for mimo
KR20150134520A (ko) Mu­mimo 간섭 채널 네트워크 환경에서의 간섭정렬 송수신 신호처리 장치 및 방법
EP2898721B1 (en) Method for improving transmission capacity in a dl mu-mimo communications system
US20100323630A1 (en) Reception apparatus, mobile equipment, communication system, and communication method
WO2013115697A2 (en) Joint transmit and receive procedure
KR101055573B1 (ko) 다중 사용자, 다중 안테나 무선 송출 시스템에서의 프리 코딩 장치
JP5590130B2 (ja) 無線通信方法、無線通信システム、基地局及び移動局
Sulyman et al. Capacity-aware linear MMSE detector for OFDM-SDMA Systems
KR101679132B1 (ko) 대규모 안테나를 이용하는 다중 사용자 무선 통신 시스템에서 다중 신호 전송 방법
US11456897B2 (en) Communication apparatus, method, program, and recording medium
Komulainen et al. CSI acquisition concepts for advanced antenna schemes in the WINNER+ project
JP2005354365A (ja) 空間多重伝送装置
CN103179569B (zh) 通信中数据中继的方法和中继设备
CN105812040B (zh) 一种利用无线信道互易性对多用户传输信号的方法
US20190305832A1 (en) Wireless telecommunications system and transmission protocol for use with same
WO2018127072A1 (zh) 一种信道信息反馈及确定方法、接收端和发射端设备

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130924

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131220

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140527

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20140926

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20141021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5661120

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees