JP5698256B2 - ファクタ化プリコーディングを使用するための方法と装置 - Google Patents

Description

本出願は、米国仮特許出願（２００９年１１月２５日出願、出願番号６１／２６４，４９５）より優先権を主張する。

本発明は、全体として送信信号プリコーディングに関連し、具体的にはファクタ化プリコーディングの使用に関するものである。

マルチアンテナ技術は、データレートと無線通信システムの信頼性を著しく増加させることが可能である。送信機及び受信機の両方が複数のアンテナを備え、その結果、多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信チャネルがもたらされる場合、その性能はとりわけ改善される。そのようなシステム及び関連技術の少なくとも１つは、通常、ＭＩＭＯと称される。

ＬＴＥ標準規格は、現在、高度なＭＩＭＯサポートとともに進化している。ＬＴＥにおけるコア要素は、ＭＩＭＯアンテナ配置とＭＩＭＯ関連技術のサポートである。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄにおける現在の実用的な想定は、場合によっては、チャネル依存のプリコーディングを有する８レイヤ空間多重化モードのサポートである。空間多重化モードは、好ましいチャネル状態における高速なデータレートを意図している。そのような多重化によれば、情報運搬シンボル・ベクトルｓは、Ｎ_T×ｒプリコーダ行列

によって乗算され、当該プリコーダ行列は、（Ｎ_T個のアンテナ・ポートに対応する）Ｎ_T次元ベクトル空間のサブ空間において送信エネルギーを分散させるように働く。

プリコーダ行列は、典型的には可能性のあるプリコーダ行列のコードブックから選択され、また、典型的には、コードブックにおける固有のプリコーダ行列を特定するプリコーダ行列情報によって示される。プリコーダ行列が正規直交の複数の列を有すると限定される場合、プリコーダ行列のコードブックの設計は、グラスマン・サブ空間パッキング問題に相当する。ｓの各々のｒ個のシンボルはレイヤに相当し、ｒは伝送ランクと称される。このようにして、多数のシンボルが同一のリソース・エレメント（ＲＥ）で同時に送信可能であるので、空間多重化が実現される。シンボルｒの数は、典型的には、現在のチャネル特性に適合するように適応される。

ＬＴＥは、下りリンクではＯＦＤＭ（上りリンクではＤＦＴプリコードＯＦＤＭ）を使用し、したがって、サブキャリアｎ（または代わりにデータＲＥ番号ｎ）の特定のリソース・エレメントについての受信Ｎ_R×１ベクトルｙ_nは、セル間干渉が存在しないと仮定すると、以下のようにモデル化される。

ここでｅ_nはランダム過程の実現として得られる雑音ベクトルである。プリコーダ

は、周波数全域で一定か、周波数選択性を有する広帯域プリコーダであり得る。プリコーダ行列は、多くの場合、Ｎ_R×Ｎ_T ＭＩＭＯチャネルＨの特性に整合するように選択され、結果として、いわゆるチャネル依存プリコーディングをもたらされる。また、これは通常、閉ループ・プリコーディングと称され、送信エネルギーの多くをＵＥに運ぶという意味で強力なサブ空間に、送信エネルギーを集中させることを基本的には目指している。加えて、また、チャネルを直交化することを目指すようにプリコーダ行列が選択されてもよく、このことは、ＵＥにおける適切な線形等化の後に、レイヤ間干渉が低減されるということを意味する。

閉ループ・プリコーディングでは、ＵＥは、順方向リンク（下りリンク）のチャネル測定に基づいて、使用すべき適切なプリコーダについての推奨情報（recommendations）をｅＮｏｄｅＢに送信する。広い帯域幅をカバーすると推量される単一のプリコーダ（広帯域プリコーディング）がフィードバックされる可能性がある。また、チャネルの周波数変化に整合して、周波数選択性プリコーディング報告（例えばいくつかのプリコーダ）をサブバンドごとに１つ、代わりにフィードバックすることが、有益である可能性もある。これは、チャネル状態情報（ＣＳＩ：channel state information）フィードバックのより一般的な場合の一例であり、ＵＥへの後続する送信においてｅＮｏｄｅＢを支援するため、プリコーダ以外のエンティティをフィードバックすることも包含している。そのような他の情報には、送信ランク情報（ＲＩ：rank indicator）だけでなくチャネル品質情報（ＣＱＩ）も含まれてもよい。

閉ループ・プリコーディングに伴う１つの問題は、プリコーダ行列情報（ＰＭＩ：precoder matrix indicator）及びプリコーダ・ランク情報（即ちＲＩ）をシグナリングすることに起因するフィードバック・オーバヘッドであり、特に、特性化（characterize）するために多くのチャネル次元が存在する、大規模なアンテナ構成を有するシステムにおける、フィードバック・オーバヘッドである。最新のフィードバック設計を用いても、多くの送信アンテナを有するシステムに対するフィードバック・オーバヘッドは、多くの場合、不適当なフィードバック・オーバヘッドをもたらすであろう。また、アンテナ・アレイのサイズが大きくなるにつれて、従来のフィードバック方式を使用する場合、複雑性が問題になる可能性がある。この点について、大きなコードブック内の、候補となるプリコーダ行列から“最良の”プリコーダをサーチすることは、基本的には、多数のコードブック・エントリに対する網羅的なサーチを意味するため、計算上で大変な努力が必要である。

１つ以上の側面によれば、本明細書の教示は、チャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバック報告のプリコーダ部分にファクタ化プリコーダ・フィードバックを含ませることによって、ユーザ装置（ＵＥ）のＣＳＩフィードバックを改善する。１つ以上のそのような実施形態では、ファクタ化プリコーダ・フィードバックは、推奨される“変換（conversion）”プリコーダ行列と推奨される“同調（tuning）”プリコーダ行列とを含む、少なくとも２つのプリコーダ行列に対応する。推奨変換プリコーダ行列は、推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、同様に、推奨同調プリコーダ行列は、推奨プリコーダ行列を、上記の推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定められた実効チャネルに整合させる。

更に、推奨変換プリコーダ行列は、Ｎ_T×ｋの行−列次元を有し、行の数Ｎ_Tは、第１のデバイスの送信アンテナ・ポート数に等しく、列の数ｋは、Ｎ_Tの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される。変換プリコーダは、典型的には、ただし必須ではないが、シグナリング・オーバヘッド及び複雑性の少なくともいずれかを削減するために、同調プリコーダよりも、時間及び周波数の少なくともいずれかにおける粗い粒度で、報告を受ける。

具体的な側面としては、変換次元ｋは、アンテナ・ポート数Ｎ_Tと必ずしも等しくはなく、例えば、ＬＴＥ ｅＮｏｄｅＢであってもよい第１のデバイスによって設定されるか、または、例えば、ＬＴＥ移動端末、若しくはその他の形式のＵＥであってもよい第２のデバイスによって設定される。所与のＮ_Tに対して、送信ランクｒと変換次元ｋは、Ｎ_T≧ｋ≧ｒの関係にあり、したがって、ｋとｒのいくつかの可能性のある値が利用できる。具体的な側面としては、ｋが少なくとも２つの異なる値で採用できる、Ｎ_Tとｒとの少なくとも１つの組み合わせが存在する。特に、ｋは、Ｎ_Tより完全に小さくてもよく、それにより次元の削減の可能性が提供される。もう１つの側面としては、ｒが少なくとも２つの異なる値を採用できる、Ｎ_Tとｋとの少なくとも１つの組み合わせが存在する。

変換プリコーダ行列及び同調プリコーダ行列の推奨は、変換次元ｋと送信ランクｒとの選択を含み、典型的には、第２のデバイスがファクタ化プリコーダ・フィードバックを使用して推奨プリコーダ行列を第１のデバイスに提供するように、第２のデバイスによって行われる。それに対応して、第１のデバイスは、そのようなフィードバックによって推奨プリコーダ行列を受信するが、必ずしもそのような推奨に従う必要はなく、適用されるプリコーディング動作を決定するために使用されるフィードバックから、チャネル状態情報を得ることができる。本明細書で考慮される代替案は、これらのパラメータのいくつかの部分または全てが、第１のデバイスによって設定されることである。これらの決定は、第１のデバイスから第２のデバイスにシグナリングされ、第２のデバイスは、その情報を、プリコーディング推奨情報を表す残りのパラメータを決定するために使用する。

第１のデバイスと第２のデバイスの実施形態例のブロック図であり、第２のデバイスは、ファクタ化プリコーダ・フィードバックによって第１のデバイスにプリコーディング推奨情報を送信するよう構成されている。 図１に導入したデバイスのための更なる詳細例についてのブロック図である。 本明細書で提示した教示による、変換及び同調プリコーダ情報を保持するためのコードブックの例を示す図である。 本明細書で提示した教示による、変換及び同調プリコーダ情報を保持するためのコードブックの例を示す図である。 本明細書の教示による、プリコーディング伝送のために構成されたプリコーダ回路の一実施形態のブロック図である。 第１のデバイスにプリコーディング推奨情報を提供するために、第２のデバイスでファクタ化プリコーダ・フィードバックを生成して送信する方法の一実施形態の論理フロー図である。 第２のデバイスからのプリコーディング推奨情報を提供するファクタ化プリコーダ・フィードバックを、第１のデバイスで受信して評価する方法の一実施形態の論理フロー図である。

図１は、多数の送信アンテナ１６を使用して、プリコード信号１２を第２のデバイス１４（“デバイス２”）に送信する、第１のデバイス１０（“デバイス１”）を示している。同様に、第２のデバイス１４は、プリコード信号１２を受信するための、及び、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を含む返信データを送信して第１のデバイスにシグナリングするための、多数のアンテナ１８を備えている。ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、第１のデバイス１０のためのプリコーダ推奨情報を含む。第１のデバイス１０は、プリコーディング動作を決定する際のプリコード信号１２の生成に使用する、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０に含まれるプリコーディング推奨情報を、考慮はするものの、必ずしもそれに従う必要はない。しかし、本明細書で提示した教示の１つの有利な側面によれば、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を決定するのに要求される処理、及びファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を送信するのに要求されるシグナリング・オーバヘッドの少なくともいずれかに関して、著しく改善した効率性を提供する。

少なくとも１つの実施形態では、第２のデバイス１４は、推奨変換プリコーダ行列を第１のデバイス１０に示すこと、及び、推奨同調プリコーダ行列を第１のデバイス１０に示すことのうちの少なくともいずれかによって、第１のデバイス１０にプリコーダ行列を推奨する。少なくとも１つのそのような実施形態では、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、そのような情報を第１のデバイス１０に提供するシグナリングを含む。例えば、少なくとも１つの実施形態では、第２のデバイス１４は、多くの可能性のある変換プリコーダ行列２４と多くの可能性のある同調プリコーダ行列２６とを含む１つ以上のコードブック２２を“保持”（記憶）している。第１のデバイス１０は、同一のもの、即ちコードブック２２を保持している（または等価的には、第２のデバイス１４において保持されているコードブック・エントリから抽出されるか、または当該コードブック・エントリに依存する、コードブック情報を記憶している）。

１つ以上のそのような実施形態では、第２のデバイス１４はプリコーダ行列インデックス（ＰＭＩ：Precoder Matrix Index）値を送信し、それらの値は、プリコード信号１２を生成する場合に適用すべきプリコーディング動作を決定する際に第１のデバイス１０が考慮すべきプリコーダ行列推奨情報を表す、コードブック・エントリを特定する。例えば、推奨プリコーダ行列をＷで表すと、少なくとも１つの実施形態におけるファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、可能性のある変換プリコーダ行列２４のうちの特定の１つを、Ｗ₁で示される推奨変換プリコーダ行列として特定するインデックス値を含み、更に、可能性のある変換プリコーダ行列２６のうちの特定の１つを、Ｗ₂で示される推奨同調プリコーダ行列として特定するインデックス値を含む。デバイス１０は、それに応じて、推奨変換プリコーダ行列Ｗ₁と推奨同調プリコーダ行列Ｗ₂との積（行列乗算）として推奨プリコーダ行列Ｗを形成するよう構成されている。即ち、Ｗ＝Ｗ₁×Ｗ₁ である。デバイス１０は、デバイス１０が適用すべきプリコーディング動作を決定する際に、推奨プリコーダ行列Ｗを考慮する。例えば、デバイス１０は、推奨プリコーダＷに少なくとも部分的に基づいてプリコード信号１２を生成するために使用される、プリコーダ行列を定式化する。

このように、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を受信することによって、第１のデバイス１０は、推奨変換プリコーダ行列Ｗ₁と同調プリコーダ行列Ｗ₂とを通知されるとともに、当該デバイスのプリコーディング動作を決定する際に、かかるフィードバックによって示されるＣＳＩを考慮する。第１のデバイス１０は、例えば、当該デバイスのプリコーディング動作を推奨プリコーダ行列Ｗに適合させるか否かを決定するために、Ｗを評価する。即ち、第１のデバイス１０は、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を受信して理解するものの、第１のデバイス１０によって実際に適用されるプリコーディング動作は、第２のデバイス１４からのプリコーダ推奨情報に従ってもよいし、または従わなくともよい。第１のデバイス１０における実際のプリコーディングは、第２のデバイス１４から受信された推奨情報以外の多くの要因に依存する。

非制限的な例として、図２は、第１のデバイス１０及び第２のデバイス１４の一実施形態を示す。図示されている例によれば、第１のデバイス１０は、第２のデバイス１４からファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を受信するよう構成された受信機３４を備えている。議論したように、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列（Ｗ）を共同して（jointly）表す、推奨変換プリコーダ行列（Ｗ ₁ ）及び推奨同調プリコーダ行列（Ｗ ₂ ）のうちの少なくとも１つを示す。本明細書で後に更に詳しく述べるように、推奨変換プリコーダ行列は、推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元数を制限し、推奨同調プリコーダ行列は、推奨プリコーダ行列を、推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定められる実効チャネルに整合させる。

第１のデバイス１０は、プリコーダ回路３８を含む送信機３６を更に備える。送信機３６は、上記の推奨プリコーダ行列の評価に少なくとも部分的に基づいて、プリコード信号１２を生成するためのプリコーディング動作を決定するよう構成される。ここで、“プリコーディング動作”は、当然ながら、プリコード信号１２を生成するために第１のデバイス１０によって実際に使用されるプリコーディングであり、当該プリコーディング動作は、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列とに対応する推奨プリコーダ行列に従ってもよいし、従わなくともよい。送信機３６は、第２のデバイス１４にプリコード信号１２を送信するよう構成され、プリコード信号１２は、デバイス１０によって適用されるプリコーディング動作によってプリコーディングされている。

実際のプリコーディング動作の使用を決定する際、送信機３６は、例えば、プリコード信号１２を生成するためにプリコーダ回路３８で実際に使用するプリコーダ行列として、推奨プリコーダ行列を使用するか否かを決定するよう構成されている。即ち、第１のデバイス１０によって実行されるプリコーディング動作は、多くの条件に依存して、推奨プリコーディング動作に従ってもよいし、従わなくてもよい。しかし、当然ながら、第１のデバイス１０は、その推奨情報に従ってもよく、どんな場合でも、そのような推奨情報を識別するための基礎として、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を理解及び考慮するよう、構成されている。

更に、少なくとも１つの実施形態では、第１のデバイス１０は、１つ以上のコードブック２２を、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む２次元テーブル２８として保持するよう、構成されている。テーブル２８の例として図３Ａを参照されたい。当然ながら、テーブル２８は、デバイス１０のメモリに記憶されるデータ構造である。テーブル２８は、同図では“Ｗ”によって個別に表された多数のエントリを含んでいる。各々のＷは、可能性のある変換プリコーダ行列２４と同調プリコーダ行列２６との特定の組み合わせの行列乗算として形成された、可能性のあるプリコーダ行列である。即ち、テーブル２８に含まれるいくつかまたは全てのＷはそれぞれ、異なる対の、可能性のある変換プリコーダ行列２４と可能性のある同調プリコーダ行列２８との積を表す。このように、テーブル２８の各行（または各列）は、複数の可能性のある変換プリコーダ行列２４の特定の１つに対応し、テーブル２８の各列（または各行）は、複数の可能性のある同調プリコーダ行列２６の特定の１つに対応する。

そのような実施形態では、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、テーブル２８に含まれる可能性のある複数のプリコーダ行列のうちの特定の１つを、推奨プリコーダ行列として識別するための、行インデックス値及び列インデックス値のうちの、少なくとも１つを含んでいる。当然ながら、各行（または列）インデックス値は、特定の変換プリコーダ推奨情報を表し、また、当然ながら、各列（または行）インデックス値は、特定の同調プリコーダ推奨情報を表す。

行及び列インデックス値は、異なる粒度（granularity）でフィードバックされてもよいことに留意されたい。また、そのような実施形態によって、可能性のある変換プリコーダ行列２４及び可能性のある同調プリコーダ行列２６は、個別のコードブックで明示的には特定されておらず、その代わりに、特定の可能性のある変換プリコーダ行列２４と特定の可能性のある同調プリコーダ行列２６との積が、テーブル２８のセル内に記憶されていることに留意されたい。

当然ながら、そのような実施形態では、更に、第２のデバイス１４は、第２のデバイス１４のメモリに同様のテーブル２８を保持するよう、構成されていてもよい。その結果、そのような方法では、第２のデバイス１４は、プリコーダ推奨情報に対応する（１つ以上の）テーブル・インデックス値を決定し、それらの値の情報を、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０によって第１のデバイス１０に送り返す。即ち、第２のデバイス１４は、行インデックス値と列インデックス値との少なくともいずれかを、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０として送り返す。（第２のデバイス１４は、第１のデバイス１０が変換プリコーダを選択する範囲で、例えば、必ずしも行インデックス値及び列インデックス値の両方を送り返す必要はない。）

他の実施形態では、図１で示唆されているように、第１のデバイス１０は、可能性のある複数の変換プリコーダ行列２４と可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６とを含む、１つ以上のコードブック２２を保持するよう構成されている。それに対応して、第１のデバイス１０の受信機３４は、推奨変換プリコーダとして、可能性のある複数の変換プリコーダ行列２４の特定の１つ、及び推奨同調プリコーダとして、可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６の特定の１つのうちで少なくとも１つを示す、少なくとも１つのインデックス値として、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を受信するよう構成されている。

図３Ｂは、そのような実施形態の例を示し、第１のデバイス１０は、可能性のある複数の変換プリコーダ行列２４を含む第１のコードブック３０と可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６を含む第２のコードブック３２とを保持することによって、１つ以上のコードブック２２を保持するよう構成されている。そのような実施形態では、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、第１のコードブック３０に対する第１のインデックス値と第２のコードブック３２に対する第２のインデックス値とのうちの少なくとも１つを含んでいる。当然ながら、第２のデバイス１４は、コードブック３０及びコードブック３２のうちの１つまたは両方についてのコピーを保持している。

特定のコードブック編成にかかわらず、少なくとも１つの実施形態では、第１のデバイス１０は、可能性のある複数の変換プリコーダ行列２４及び可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６とを含む、１つ以上のコードブック２２を保持しており、各々の可能性のある変換プリコーダ行列２４は、特定の構成を有している。具体的には、可能性のある複数の変換プリコーダ行列の各々は、Ｎ_T×ｋの行−列次元を有し、行の数Ｎ_Tは、第１のデバイス１０の送信アンテナ・ポート数に等しく、列の数ｋは、Ｎ_Tの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される。当然ながら、第２のデバイス１４は、同様の構造の（１つ以上の）コードブック２２を保持してもよい。

プリコーダ回路３８の実装例として、図４を参照されたい。プリコーダ回路３８は、上述のように、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０から決定された推奨プリコーダの評価に少なくとも部分的に基づいて決定されたプリコーディング動作に従って、第１のデバイス１０による送信のために信号をプリコーディングするプリコーダ５０を備えている。より詳細には、プリコーダ回路３８は、入力シンボルを、使用中の各（空間多重）レイヤ（例えば、“レイヤ１”、“レイヤ２”等）に対応するシンボル・ベクトルｓに処理するレイヤ処理回路５２を備えている。

それらのシンボル・ベクトルは、プリコーダ５０によって採用される実際のプリコーディング行列に従ってプリコーディングされ、プリコーディングされた（プリコード）ベクトルは、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理回路５４に渡され、その後、当該回路からの出力は、Ｎ_T個のアンテナ・ポート５６のそれぞれのポートに適用される。当然ながら、プリコード送信を行う際に第１のデバイス１０による使用に利用可能なアンテナ・ポート数Ｎ_Tは、第１のデバイス１０のプリコーディング動作によって考慮されるチャネル次元の最大数を定める。本明細書において後に更に詳細に説明するように、考慮されるチャネル次元数をＮ_T未満に制限することによって、１つ以上のコードブック２２のサイズ及び複雑性の少なくともいずれか（及び、プリコーディング・フィードバック２０のサイズ及び複雑性の少なくともいずれか）を、有利に削減できる。

上記の実施形態では、可能性のある複数の変換プリコーダ行列２４の少なくとも１つは、ブロック対角行列から成る。更に、可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６の少なくとも１つは、ブロック対角行列における複数のブロックの位相整合（phasing）を変化させる、行列の行を有する。ここで、ブロック対角行列内の各ブロックは、ビームフォーミングの意味で、Ｎ_T個のアンテナ・ポート５６の各サブセットからの放射されるビームのセットを生成するものと理解でき、ここで、問題の“位相整合”は、ブロック対角行列の両方のブロック上のビーム間の位相オフセットを表す。

更に、少なくとも１つの実施形態では、変換次元ｋは、第１のデバイス１０または第２のデバイス１４によって設定される。即ち、変換次元ｋは、設定変更可能なパラメータである。変換次元ｋが第１のデバイス１０によって設定される場合には、第１のデバイス１０は、変換次元ｋの情報を第１のデバイス１０から第２のデバイス１４にシグナリングするよう構成される。それに対応して、第２のデバイス１４は、そのような場合、変換次元ｋのシグナリングされた値を受信して、その値を、プリコーディングの推奨を行う場合に考慮する（即ち、ｋというシグナリングされた値を考慮して、推奨変換プリコーダ行列についての選択を制約する）よう構成される。

また更に、少なくとも１つの実施形態では、推奨変換プリコーダ行列は、第２のデバイス１４ではなく、第１のデバイス１０によって選択される。そのような場合、第１のデバイス１０は、推奨変換プリコーダ行列の情報を第２のデバイス１４にシグナリングするよう構成される。それに対応して、第２のデバイス１４は、第１のデバイス１０から推奨変換プリコーダ行列の情報を受信して、推奨同調プリコーダ行列についての選択において、そのシグナリングされた情報を使用するよう構成される。即ち、第２のデバイス１４は、可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６についての考慮を、推奨変換プリコーダ行列とともに使用するのに（次元の観点から）適した行列に制約する。

本明細書の教示の更なる利点として、１つ以上の実施形態では、１つ以上のコードブック２２は、可能性のある複数の変換プリコーダ行列のセットの特定の列を形成する固有のベクトルの数が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列のセットの他の列を形成する固有のベクトルの数より大きくなるように、可能性のある複数の変換プリコーダ行列２４のセットを含んでいる。

更に、少なくとも１つの実施形態では、第１のデバイス１０は、時間または周波数の第１の粒度で第１のデバイス１０によって受信される、推奨変換プリコーダ行列を示す第１のシグナリング、及び、時間または周波数の第２の粒度で第１のデバイス１０によって受信される、推奨同調プリコーダ行列を示す第２のシグナリングとして、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を第２のデバイス１４から受信するよう構成される。特に、第１の粒度は第２の粒度より粗い。それに対応して、第２のデバイス１４は、第１の粒度で推奨変換プリコーダ行列をシグナリングし、また、第２の粒度で推奨同調プリコーダ行列をシグナリングするよう構成される。

より広く、図２を参照すると、当然ながら、第２のデバイス１４は、第１のデバイス１０に推奨プリコーダ行列を知らせるよう構成される。その構成をサポートして、第２のデバイス１４の実施形態例は、第１のデバイス１０についてのチャネル状態を推定するよう構成された受信機４０を備える。この点に関して、第２のデバイス１４は、例えば、Ｎ_T個のアンテナ・ポート５６についてアンテナ固有の参照信号を受信する。これらに信号は、アンテナ毎のチャネル推定を受信機４０が行うことを可能にし、これにより、第２のデバイス１４は、例えば、当該デバイスがサポートできる空間多重化レイヤの数を決定できるようになるとともに、その結果として、当該決定を、第１のデバイス１０にプリコーダの推奨を行う際に使用できるようになる。

それに対応して、受信機４０は、チャネル状態に少なくとも部分的に基づいて、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を決定するよう、更に構成される。これまでに言及したように、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも１つを示し、推奨変換プリコーダ行列及び推奨同調プリコーダ行列は、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す。

前述のように、推奨変換プリコーダ行列は、推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元数を制限し、推奨同調プリコーダ行列は、推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる、第１のデバイス１０と第２のデバイス１４との間の実効チャネルに、推奨プリコーダ行列を整合させる。第２のデバイス１４は、第１のデバイス１０に推奨プリコーダ行列を知らせるために、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を第１のデバイス１０に送信するよう構成された送信機４２を更に備える。

上記の第１及び第２のデバイスの例を考慮して、図５は、本明細書の教示による、第１のデバイス１０に実装される方法の一実施形態を示す。同図に示す方法５００は、第１のデバイス１０から第２のデバイス１４へのプリコーディング送信を提供する。方法５００は、第２のデバイス１４からファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を受信するステップ（ブロック５０２）を含み、当該フィードバックは、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも１つを（これまでに詳細に説明した構造／性質とともに）示す。方法５００は、上記の推奨プリコーダ行列の評価に少なくとも部分的に基づいて、（第２のデバイス１４に対するプリコーディングのための）プリコーディング動作を決定するステップ（ブロック５０４）を更に含む。また更に、本方法は、決定したプリコーディング動作に従ってプリコードされたプリコード信号１２を、第２のデバイス１４へ送信するステップ（ブロック５０６）を含む。

図６は、第２のデバイス１４に実装される方法６００についての対応する例を示しており、本方法は、第１のデバイス１０についてのチャネル状態を推定するステップ（ブロック６０２）と、当該チャネル状態に少なくとも部分的に基づいて、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を決定するステップ（ブロック６０４）とを含む。前述のように、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０は、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも１つを示す。方法６００は、第１のデバイス１０に推奨プリコーダ行列を知らせるために、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０を第１のデバイス１０に送信するステップ（ブロック６０６）を更に含む。

更なる例として、本明細書で教示する１つ以上の実施形態において、プリコーダ推奨情報の少なくともいくつかの側面は、チャネル共分散の平方根の決定に基づいている。このため、この処理は、第１のデバイス１０と第２のデバイス１４との間のチャネル状態の推定と結び付いている。少なくとも１つのそのような実施形態では、第１のデバイス１０は、例えばＬＴＥベースの無線通信ネットワークにおけるｅＮｏｄｅＢである。それに対応して、第２のデバイス１４は、ＬＴＥベースの無線通信ネットワークにおける動作用に構成された、移動端末またはその他のユーザ装置（ＵＥ）アイテムである。

ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥへの送信のプリコーディング用に使用するプリコーダ行列を決定し、当該決定は、これまでに議論したように、ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０の形式で提供される、ＵＥからのプリコーダ推奨情報を考慮することに少なくとも部分的に基づいて行われる。特に、ｅＮｏｄｅＢに対するプリコーダ推奨情報をＵＥが決定する１つの方法は、以下に基づいている。

１．ＵＥは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）の複数のリソース・エレメント（ＲＥ）のセットについて、Ｎ_R×Ｎ_Tチャネル行列Ｈ_n推定し、このような推定は、ｅＮｏｄｅＢからのアンテナ固有の参照信号に基づいている。

２．ＵＥは、例えば、サンプル推定値

を形成することによって、送信チャネル共分散行列

の推定値を形成し、複数のＲＥのセットに対して総和が取られる。複数のＲＥのセットに対して時間で取られるそのような平均化は、チャネルの相関特性が、多くの場合、時間とともにゆっくり変化しうるという事実を利用している一方で、周波数にわたる同様の平均化は、当該相関特性が周波数にわたってある程度一定でありうるという事実を利用している。それ故、典型的な動作では、システム全体の帯域幅（例えば、関係するＯＦＤＭキャリアの全体の帯域幅）にわたって平均化が実効され、時間にわたって多数のサブフレームを対象とする。また、当該相関特性は、時間に関して、または周波数に関して、最終的には古くなるということを考慮に入れて、重み付け平均が形成されてもよい。

３．次に、ＵＥは、

の行列平方根、例えば、

を求める。ここで、Ｖは、送信チャネルの共分散行列の固有ベクトルであり、対角行列Λ^1/2は、降順でソートされた、対応する固有値の平方根を含む。（他の形式の行列平方根が存在し、そのような他の形式が使用されうるとことが本明細書では考えられることに、留意されたい。）

４．ここでＵＥは、（暗に送信ランクをｋに限定する）変換次元ｋについての特定の値を仮定する。このことは、

の最初のｋ列のみが保たれるということを意味する。これらの列は、いくつかの固定されたフロベニウス・ノルムにスケーリングされ、その後にエレメントに関して量子化される。

５．推奨変換プリコーダ行列（Ｗ₁）は、ここで、ｋの仮定値に固定され、送信チャネルの共分散行列の、列を削除し、量子化し、かつ、スケーリングした平方根に相当する。

６．ここでＵＥは、仮定のｋを仮定すると、送信ランクｒについての特定の値を仮定する。

７．ここでＵＥは、いくつかの性能メトリックを最適化するために、仮定した整合する（複数のＲＥのセット（例えばＬＴＥのサブバンド）にわたって整合した）同調プリコーダを、選択することを試みる、新たな実効チャネルＨ_nＷ₁に直面する。例えば、当該選択は、例えば、予測されるスループットを最適化しうるか、または、１０％以下のＢＬＥＲを与える最高の転送フォーマットを目標としうる。同調プリコーダは、コードブック

から選択されうる。即ち、図３Ｂのコードブック３２について示された、可能性のある複数の同調プリコーダ２６は、変換次元ｋ及び送信ランクｒの仮定値について、異なる同調プリコーダＷ_2,1、Ｗ_2,2等の選択肢から成る、有限のセットを含みうる。そのようなセットのうちの異なるものは、異なる値（即ちｋ及びｒ）に対して保持されうる。（１つ以上の）同調プリコーダ・コードブックは、例えば、ＬＴＥリリース８で利用可能な２個または４個のアンテナ・ポートのコードブックについての関連する送信ランクに対応する。

８．次に、ＵＥは、上記のステップ４〜７を繰り返すことによって、ｋ及びｒの可能性のある異なる組合せのいくつかまたは全てについてのサーチを実行するとともに、最終的に、ｋ及びｒの選択を含む、変換プリコーダ行列と同調プリコーダ行列との全体として最良の組合せを選択する。ここで、“最良の”組合せとは、選択した性能メトリックの、最高の値、またはさもなければ最良の値を生じさせる、（１つ以上の）コードブック２２からの可能性のある変換プリコーダ２４及び可能性のある同調プリコーダ２６の組合せであってもよい。あるいは、最良の変換次元ｋは、ステップ４〜７を繰り返すことによって、それ以前の時間インスタンスにおいて選択され報告されたものの適用され続けるとともに、ランクｒのみが、それ以前に決定された変換次元に基づいて決定される。

９．続けて、ＵＥは、推奨変換プリコーダのスカラ量子化エレメントを、符号化されてｅＮｏｄｅＢに送信されるビット系列に変換する。同様に、同調プリコーダ・コードブックを指し示すインデックスも報告される。この後者のインデックスは、ＬＴＥにおいて報告されるＰＭＩに直接的に相当しうる。例えば、受信信号対雑音比（ＳＮＲ）またはエルゴード・チャネル容量測度を最大にするという意味で送信共分散に整合する、可能性のある変換プリコーダ２４を選択することによって、スカラ量子化の代わりに、コードブックから推奨変換プリコーダも選択できることにも留意されたい。更に、スカラ量子化を使用してファクタ化プリコーダ・フィードバックのシグナリングが行われるとしても、最も近いスカラ量子化への四捨五入に先立って、ＵＥは、推奨変換プリコーダ行列として選択された変換プリコーダ行列に対して所望の特性を強化する方法として、内部の変換プリコーダ・コードブックを更に有していてもよい。

更に、これまでに言及したように、実際のフィードバック報告は、多くの方法で行うことができる。例えば、ＬＴＥでは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）をｅＮｏｄｅＢに定期的に伝えるために、上り制御チャネルＰＵＣＣＨでフィードバック報告が実効されてもよく、その場合、ＣＳＩは、本明細書で関係のあるファクタ化プリコーダ・フィードバックを含んでもよい。また、ＰＵＳＣＨでＣＳＩ報告を明示的に要求することによって、ＣＳＩが伝えられてもよい。１つ以上の実施形態では、ＵＥは、ＰＵＳＣＨで単一の推奨変換プリコーダ行列を、複数の推奨同調プリコーダ行列の報告とともに報告し、そのような同調プリコーダの各々は、全体のシステム帯域幅のうちの特定のサブバンドを対象としている。また、時には推奨変換プリコーダ行列が送信され、かつ、他のサブフレームについては、１つ以上の推奨同調プリコーダ行列が送信されるように、ＰＵＳＣＨベースの報告の内容を変更することも考えられる。

ＵＥからｅＮｏｄｅＢにいずれの推奨情報を送信するのかは、１つ以上の実施形態では、ＰＤＣＣＨの上りリンク・グラント（許可）の一部としてシグナリングされる。例えば、当該許可には、いずれの推奨情報を送信すべきかを示すインジケータ（情報）としてＵＥが解釈する、１ビット、またはいくつかの利用可能なビットの組合せが含まれる。この方法をサポートして、いずれの時間／周波数リソースがＵＥによる特定のプリコーダ行列推奨情報に対応するのかについて、ＵＥ及びｅＮｏｄｅＢの両方に明らかであるように、ＵＥからの異なるプリコーダ報告の推奨情報の間で、厳密なタイミング関係が確立されうる。有用な代替案として、ＵＥは、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）エレメントとして、または無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコル・シグナリングによって、プロトコル・スタックのより高位のポイントで、変換プリコーダ行列推奨情報を送信するよう構成される。

更に、ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥが推奨するプリコーダをＵＥがどのようにして選択するのかについて、必ずしも知ってはいない。実際、典型的な場合は、ｅＮｏｄｅＢは、知らないか、むしろ、ＵＥが報告するプリコーダを当該ＵＥが何らかの形で選ぶということのみを知っている、ということである。特に、ｅＮｏｄｅＢは、ＵＥが特定の変換プリコーダ行列を推奨するベースについて知らない可能性がある。本明細書の１つ以上の実施形態のために考えられる代替案は、変換プリコーダ行列が、送信チャネル共分散の平方根に基づいて選択されるべきあるということを特定することか、または、送信共分散行列が、全体としてＵＥからｅＮｏｄｅＢにフィードバックされるということさえも特定することである。しかし、多数のＵＥベンダにわたって同様のＵＥ動作を試験及び保証する観点から、そのような方法はある難題を提起する。

この難題が生じる理由は、ＵＥにおいて内部で見える送信チャネル共分散のようなチャネル特性は、外部から観測するのは容易ではなく、それ故に、報告された共分散が正しい値を有することを裏付ける簡単な方法が存在しないことであり、特に、ＵＥにおける受信機フロント・エンドの一部が共分散に影響を及ぼす可能性があることである。対照的に、明示的に報告されるプリコーダは、仮定的な送信を想定しており、そのため、当該送信結果は、当該仮定的な送信に対して約１０％のＢＬＥＲを与える転送フォーマットに関して、ＣＱＩによって報告される。これは、ＵＥのＡＣＫ／ＮＡＣＫを検査して、ＢＬＥＲを推定することによって観測可能である。フィードバック報告についてのこれらの側面は、本明細書で説明した任意の特定の実施形態に限定されることはなく、以下の更なる詳細に適用可能である。

少なくとも１つの実施形態では、チャネルの異なる相関特性に整合するよう、変換次元ｋを適応させる。この点に関して、変換次元ｋを選択することは、Ｎ_T次元のベクトル空間の、減少した次元のサブ空間に送信エネルギーを厳しく制限するという方法として機能する。大まかに言えば、これにより、ある望ましい“方向”にエネルギーが集中し、その結果、同調プリコーダにとって、必要以上に大きなサブ空間に対処する必要性が回避される。例えば、（１つ以上の）コードブック２２は、Ｎ_T次元のベクトル空間のサブ空間に（ｋ次元により）制限される、可能性のある多数の変換プリコーダ行列２４を含み、それにより、可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６の（１つ以上の）セットが単純化される。

その他の点では、同調プリコーダ行列にＮ_T次元ベクトル空間の全てを考慮することを強制することは、より大きなコードブックを必要とし、それにより、ＵＥとｅＮｏｄｅＢとの間でより高いシグナリング・オーバヘッドを必要とする可能性があるか、ＵＥ及びｅＮｏｄｅＢの少なくとも１つでのプリコーダ・サーチにおいて、より高い複雑性を必要とする可能性があるか、またはそれらの両方の可能性がある。変換次元ｋの値を適応させることがなぜ有利なのかを理解するため、ｅＮｏｄｅＢが、共偏波（co-polarized）かつ近接配置（約半波長）の４個の送信アンテナを有するシナリオを考察されたい。この例のために、第１のデバイス１０をｅＮｏｄｅＢとして理解してもよく、したがって、そのアンテナ１６は、４個の共偏波かつ近接配置（約半波長）のアンテナを備えている。ｅＮｏｄｅＢにおける角度広がりが十分に小さい場合には、異なる送信アンテナに対応するチャネルは高い相関を有し、その結果として、送信チャネル共分散は、１つの非常に強い固有値を有し、かつ、残りの固有値は弱い。そのようなチャネルについては、単一レイヤのビームフォーミングが適している。

上記は、以下に示すようにファクタ化プリコーディング、

によって実装可能であり、実効プリコーダ

を与える。ここで、変換次元ｋは１に等しく、送信ランクｒもまた１に等しい一方で、ｗ_BFは、チャネルの“最強方向”に全ての送信エネルギーを集中させ、それにより受信側におけるＳＩＮＲを改善する、単一レイヤのビームフォーマである。この場合、ＵＥは、推奨変換プリコーダ行列を記述する情報か、さもなければ推奨変換プリコーダ行列を示す情報を報告する可能性がある一方、対応する推奨同調プリコーダ行列は一定であり、それ故、当該行列の報告にはビットを全く費やす必要がない。

ビームフォーマは、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列の列に基づいてコードブックから獲得され得るとともに、選択されるビームのグリッドを形成する。あるいは、ビームフォーマは、チャネルの送信共分散行列に基づいていてもよい。しかし、角度広がりが増加するにつれて、チャネルの送信共分散行列の固有値は、更に似たものになる。その結果、最強の固有値は、もはやそれ以前ほど支配的ではなくなる。そのため、１つ以上の方向にある程度の電力を配分するのが有益であろう。したがって、変換次元ｋを１より大きくするのが当然である。それと同時に、例えば、マルチランク送信を保証するにはＳＮＲが十分ではないので、送信ランクｒは１のまま保持さてもよい。そのような場合には、ｋ＞１、かつ、ｒ＝１である。ｋ＝２については、推奨同調プリコーダ行列は、ＬＴＥリリース８における２個のアンテナ・ポート・プリコーダ、即ち、

から選択されうる。２の変換次元についての後者のケースは、また、ｅＮｏｄｅＢにおけるアンテナ・アレイがいくつかの近接配置のクロス・ポール（cross-pole）から構成されている場合に意味をなす。このため、角度広がりが十分低い場合、各偏波は、チャネル相関が高い、共偏波かつ近接配置のアンテナのグループを形成する。したがって、偏波ごとのビームフォーミングは、合理的であり、２つの偏波間の相対的位相を調節しようとする同調プリコーダがそれに続く。推奨プリコーダ行列Ｗは、Ｗを実効的なプリコーダ行列Ｗ_eff＝Ｗ₁Ｗ₂として決定することによって、そのような動作に対して調整されうる。ここで、推奨変換プリコーダ行列Ｗ₁及び推奨同調プリコーダ行列Ｗ₂は、

の形式をとり得る。

上記の詳細は、変換次元ｋを異なる複数の値の間で選択する可能性が有益である、ということを実証している。ｋについての実際の選択は、可能性のある複数の変換プリコーダ行列２４のいずれを推奨すべきかを、行列平方根に基づいて決定することに関する典型的な実施形態において実行されるサーチと同様の方法で実行できる。

送信ランク・アダプテーションは、本明細書が教示する１つ以上の実施形態における、更なる一側面である。即ち、送信ランクｒは、同様に変更される。変換次元ｋ及び送信アンテナ・ポート数Ｎ_Tが一定のままであったとしても、ｒを変化させることが重要であるということは、本明細書において認識される。いくつかの近接配置のクロス・ポールを有する送信アンテナ・アレイの場合を再び考察されたい。上記で示したように、変換プリコーダＷ₁は、ブロック対角形式

を取ってもよい。

変換次元ｋは、ここでは２に等しく、２個の直交偏波に対応しており、それ故に、適切な同調プリコーダは、２個の行を有するということも意味する。しかし、同調プリコーダは、チャネルによってサポート可能と判断される送信ランクｒに依存して、１個または２個の行を有する可能性がある。例えば、ＳＩＮＲが低い場合には、単一レイヤの送信が望ましい可能性がある。同調プリコーダがｋ＝２を維持し続けることは有益であり、これは、同調プリコーダが、２個の偏波間の相対的位相を調整し、それにより受信側における送信信号のコヒーレントな合成を達成できるためである。しかし、ＳＩＮＲが高い場合には、２個のレイヤを使用することが、単一レイヤのみを使用するよりも優れている可能性があり、その結果として、同調プリコーダは２個の列を有するであろう。

したがって、使用に推奨される同調プリコーダ行列は、チャネル行列と変換プリコーダとの積によって形成される、実効的な２×２チャネルを直交化することを追求する、ユニタリ２×２行列のコードブックから選択され得る。同様の議論は、アンテナのグループは高相関のチャネルを有するが、グループ間の相関は低く、それ故に、位相調整のために同調プリコーダを必要とする、クラスタ化アンテナ・アレイに適用される。当然ながら、１つ以上のコードブック２２が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６を含む、より大きなセットに追加されてもよく、当該セットの１つ以上の定義されたサブセットは、上記の特性を有する。（一般的には、（１つ以上の）コードブック２２における、可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６の、所与のサブセットは、選択された変換プリコーダ行列に適した同調プリコーダ行列が選択されるように、変換次元ｋ及び送信ランクｒの所与の値に対応する。）

本明細書が教示する１つ以上の実施形態の他の側面は、ｅＮｏｄｅＢが支援するプリコーダ選択である。典型的にはプリコーダの推奨がＵＥによって実行されるとしても、ＵＥは通常、より良好な下りチャネル測定値を有するため、本明細書で提案するファクタ化プリコーダ設計は、プリコーダ選択においてｅＮｏｄｅＢが支援する設計を有利に可能にする。そのような支援は、例えば、下りリンクのチャネル情報を獲得するために可逆性が適用可能である、逆方向リンク（上りリンク）のチャネル測定に基づいている。ｅＮｏｄｅＢが支援するプリコーダ選択が、特に、可逆性が正確に利用可能な時分割複信（ＴＤＤ）システムに適しているだけでなく、周波数分割複信（ＦＤＤ）は、大きなデュプレックス距離にわたっても可逆なチャネルについてのラージスケール・パラメータを生かすことによって、そのような支援の恩恵を受けることができる。

１つのそのような実施形態の例は、（ＵＥではなく）ｅＮｏｄｅＢに変換次元ｋを選択させ、選択した変換次元を、順方向シグナリングによってＵＥにシグナリングさせることであり、その場合、ＵＥは、ｅＮｏｄｅＢから送信されたメッセージを復号することによってｋを決定する。この構成では、ＵＥは、設定した変換次元を満たす変換プリコーダを報告するように制約を受ける。そのような構成は、例えば、下りリンク・マルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）の場合に共通してスケジューリングされたＵＥの存在等の、ＵＥにおいて利用可能ではないファクタを、ｅＮｏｄｅＢが、その選択において考慮できる、という利点を有する。したがって、チャネル測定値が、典型的にはＵＥにおいてさらに正確であっても、そのような解決策は有益であり得る。

更なる実施形態の例では、ｅＮｏｄｅＢは、追加的に、変換プリコーダ行列の推奨を行い、順方向シグナリングによってＵＥにその選択をシグナリングする。そのような場合、ＵＥは、そのシグナリングの復号に基づいて、ｋと変換プリコーダの選択とを決定する。そのような構成では、ＵＥは、同調プリコーダの推奨を決定する際にｅＮｏｄｅＢによって行われた変換プリコーダ行列の選択に、制約される。

更に、ＭＵ−ＭＩＭＯに関しては、同一の時間−周波数リソースで複数のＵＥをスケジュールする場合に、ｅＮｏｄｅＢが、同時送信のために複数のストリームを空間的に分離できる、ということが最も重要である。そのようなアプリケーションでは、チャネルのごく少数の支配的な固有モードが特性化されるだけでなく、ＵＥが干渉に敏感であり続ける、適度に強力な固有モードも特性化されるよう、変換次元ｋの設定は、より少ない制限を受けるべきである。このアプローチは、ｅＮｏｄｅＢに、上記の実施形態に沿うように変換次元ｋを選択させることによって、または、ＵＥが変換次元を選択する場合には、変換次元ｋを選択するためにＵＥが適用する基準についての制限条件をｅＮｏｄｅＢが設定できる、以下の実施形態例によって、実現できる。効率的であるためには、同様の構成がランクｒの選択に設定されるべきである。

本明細書における更なる考察として、変換次元ｋは、いくつのチャネル次元（Ｎ_T−ｋ）がファクタ化プリコーダ・フィードバック２０に関して厳密に（量子化でなく）切り捨てられるかを決定する、ということに留意されたい。推奨変換プリコーダ行列の行は、量子化される実際のチャネル次元を決定する。しかし、量子化される次元と切り捨てられる次元との間に滑らかな遷移があることが有益であろう。そのような滑らかな遷移は、可能性のある同調プリコーダ行列２６についてのコードブック・エントリを、同調プリコーダ行列の複数の行が異なる分解能で量子化されるようにすることによって、本明細書の１つ以上の実施形態において達成される。１つ以上のコードブック２２における可能性のある同調プリコーダ行列２６のうちの任意の所与の１つについての例としては、当該行列の第１行は最も高い分解能を有し、行インデックスの増加に伴って分解能がする（最後の行が最も粗い量子化分解能を有する）。

そのような同調プリコーダ・コードブック設計によって、変換プリコーダ行列の列順序は、関連性を有するようになり、これは、各列が同調プリコーダ行列の対応する行と関連付けられるためである。このため、同調プリコーダの行の量子化分解能の低減が実装される場合には、より多くの同調プリコーダ・フィードバック・ビットが、変換プリコーダ行列の最後の列のためよりも、変換プリコーダ行列の第１列の循環を選択することに費やされる。このため、変換プリコーダ行列の列は、第１列が最も重要なチャネル次元を表し、最後の列が（最も重要なｋ個のチャネル次元のうちで）最も重要性の低いチャネル次元（“方向”）を表すように、順序付けられることになる。その結果、本明細書で教示した１つ以上の実施形態は、概して、異なる分解能を有する、可能性のある複数の同調プリコーダ行列２６の複数の行を量子化する、複数のコードブック・エントリを使用する。

上記の変更を考慮することによって、本明細書で開示した教示は、ＭＵ−ＭＩＭＯだけでなく閉ループ空間多重化で動作するための解決策を提供するととともに、扱いやすいフィードバック・オーバヘッドを使用して、その動作を行う。ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０の使用によって提供される、効率性及び簡単さの増大は、より大きなアンテナ構成のために格別な利点をもたらす。

様々な利点を有する非限定的例として開示した教示は、以下の利点、即ち、
所与の下りリンク性能のための削減されたフィードバック・オーバヘッド、
所与のフィードバック・オーバヘッドのために改善された下りリンク性能、
ファクタ化プリコーダ・フィードバック２０によって提供される動的なプリコーダ報告のために使用される評価の次元の削減による、削減された計算の複雑性、
変換プリコーダ推奨情報が量子化ステップにおける高い分解能で報告されることに伴う、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に対する良好な適合性、
をもたらす。

更には、意味のある構成及び動作の例を提供するために、本文書の様々なセクションにおいて３ＧＰＰ ＬＴＥからの用語を使用したものの、そのようなＬＴＥの例の使用は、本明細書が提案する教示の範囲を制限するものと理解されるべきではない。これらの教示は、例えば、ＷＣＤＭＡ、ＷｉＭａｘ、ＵＭＢ及びＧＳＭに拡張されるということが考えられる。より具体的には、当然ながら、上述の詳細な説明及び添付の図面は、本明細書で開示した教示についての非限定的な実施形態の例を提供するものである。

Claims (29)

1. 第１のデバイス（10）から第２のデバイス（14）へのプリコーディング送信の方法（500）であって、
   １つ以上のコードブック（22）を、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む２次元テーブル（28）として保持するステップであって、前記テーブル（28）の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の特定の１つに対応し、前記テーブル（28）の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の特定の１つに対応する、前記ステップと、
   推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも１つを示すファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を、前記第２のデバイス（14）から受信するステップ（502）であって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）が、前記テーブル（28）に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の１つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも１つを含み、前記推奨変換プリコーダ行列が、変換次元ｋ（ｋ＜Ｎ _T 、Ｎ _T は前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数。）を仮定してＮ _T ×ｋの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、前記推奨同調プリコーダ行列が、送信ランクｒ（ｒ≦ｋ）を仮定して、変換次元ｋ及び送信ランクｒに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる実効チャネルに整合させる、前記受信するステップ（502）と、
   前記推奨プリコーダ行列の評価に少なくとも部分的に基づいて、プリコーディング動作を決定するステップ（504）と、
   前記プリコーディング動作に従ってプリコーディングされたプリコード信号（12）を、前記第２のデバイス（14）に送信するステップ（506）と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記推奨プリコーダ行列の評価は、前記プリコード信号（12）を生成するための前記プリコーディング動作に前記推奨プリコーダ行列を使用するか否かを決定するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）及び可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）を含む１つ以上のコードブック（22）を保持するステップを更に含み、
   前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）は、前記推奨変換プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の特定の１つ、及び前記推奨同調プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の特定の１つ、のうちの少なくとも１つを示す、少なくとも１つのインデックス値を含む
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. １つ以上のコードブック（22）を保持する前記ステップは、
   前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）を含む第１のコードブック（30）と、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）を含む第２のコードブック（32）とを保持するステップを含み、
   前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）は、
   前記第１のコードブック（30）に対する第１のインデックス値と、前記第２のコードブック（32）に対する第２のインデックス値とのうちの少なくとも１つを含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）と、可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）とを含む１つ以上のコードブック（22）を保持するステップを更に含み、
   可能性のある変換プリコーダ行列（24）の各々は、Ｎ_T×ｋの行−列次元を有し、
   行の数Ｎ_Tは、前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数に等しく、列の数ｋは、Ｎ_Tの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の少なくとも１つは、ブロック対角行列から成ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の少なくとも１つは、前記ブロック対角行列における複数のブロックの位相整合を変化させる、行列の行を有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記変換次元ｋは、前記第１のデバイス（10）または前記第２のデバイス（14）によって設定され、
   前記変換次元ｋが前記第１のデバイス（10）によって設定される場合、前記方法（500）は、前記第１のデバイス（10）から前記第２のデバイス（14）に前記変換次元ｋの情報をシグナリングするステップを更に含む
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記推奨変換プリコーダ行列は、前記第１のデバイス（10）によって設定され、
   前記方法（500）は、前記第１のデバイス（10）から前記第２のデバイス（14）に前記推奨変換プリコーダ行列の情報をシグナリングするステップを更に含む
   ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を前記第２のデバイス（14）から受信する前記ステップは、
    時間または周波数の第１の粒度で、前記推奨変換プリコーダ行列を示すシグナリングを受信するステップと、
    時間または周波数の第２の粒度で、前記推奨同調プリコーダ行列を示すシグナリングを受信するステップと
    を含み、
    前記第１の粒度は前記第２の粒度よりも粗い
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 第２のデバイス（14）へのプリコーディング送信を行う第１のデバイス（10）であって、
    １つ以上のコードブック（22）を、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む２次元テーブル（28）として保持するメモリであって、前記テーブル（28）の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の特定の１つに対応し、前記テーブル（28）の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の特定の１つに対応する、前記メモリと、
    推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも１つを示すファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を、前記第２のデバイス（14）から受信する受信機（34）であって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）が、前記テーブル（28）に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の１つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための、行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも１つを含み、前記推奨変換プリコーダ行列が、変換次元ｋ（ｋ＜Ｎ _T 、Ｎ _T は前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数。）を仮定してＮ _T ×ｋの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、前記推奨同調プリコーダ行列が、送信ランクｒ（ｒ≦ｋ）を仮定して、変換次元ｋ及び送信ランクｒに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる実効チャネルに整合させる、前記受信機（34）と、
    プリコーダ回路（38）を含む送信機（36）であって、
    前記推奨プリコーダ行列の評価に少なくとも部分的に基づいて、プリコーディング動作を決定し、
    前記プリコーディング動作に従ってプリコーディングされたプリコード信号（12）を、前記第２のデバイス（14）に送信する、
    前記送信機（36）と
    を備えることを特徴とする第１のデバイス。
12. 前記送信機（36）は、
    前記プリコード信号（12）を生成するための前記プリコーディング動作に前記推奨プリコーダ行列を使用するか否かを決定することによって、前記推奨プリコーダ行列を評価することを特徴とする請求項１１に記載の第１のデバイス。
13. 前記第１のデバイス（10）は、可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）及び可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）を含む１つ以上のコードブック（22）を保持し、
    前記受信機（34）は、前記推奨変換プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の特定の１つ、及び前記推奨同調プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の特定の１つ、のうちの少なくとも１つを示す、少なくとも１つのインデックス値を、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）として受信する
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の第１のデバイス。
14. 前記第１のデバイス（10）は、
    前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）を含む第１のコードブック（30）と、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）を含む第２のコードブック（32）とを保持することによって、１つ以上のコードブック（22）を保持し、
    前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）は、
    前記第１のコードブック（30）に対する第１のインデックス値と、前記第２のコードブック（32）に対する第２のインデックス値とのうちの少なくとも１つを含む
    ことを特徴とする請求項１３に記載の第１のデバイス。
15. 前記第１のデバイス（10）は、
    可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）と、可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）とを含む１つ以上のコードブック（22）を保持し、
    可能性のある変換プリコーダ行列（24）の各々は、Ｎ_T×ｋの行−列次元を有し、
    行の数Ｎ_Tは、前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数に等しく、列の数ｋは、Ｎ_Tの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
    ことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の第１のデバイス。
16. 前記変換次元ｋは、前記第１のデバイス（10）または前記第２のデバイス（14）によって設定され、
    前記変換次元ｋが前記第１のデバイス（10）によって設定される場合、前記第１のデバイス（10）は、前記第１のデバイス（10）から前記第２のデバイス（14）に前記変換次元ｋの情報をシグナリングする
    ことを特徴とする請求項１５に記載の第１のデバイス。
17. 前記推奨変換プリコーダ行列は、前記第１のデバイス（10）によって設定され、
    前記第１のデバイス（10）は、前記第１のデバイス（10）から前記第２のデバイス（14）に前記推奨変換プリコーダ行列の情報をシグナリングする
    ことを特徴とする請求項１６に記載の第１のデバイス。
18. 前記第１のデバイス（10）は、
    時間または周波数の第１の粒度で前記第１のデバイス（10）によって受信される、前記推奨変換プリコーダ行列を示す第１のシグナリング、及び
    時間または周波数の第２の粒度で前記第１のデバイス（10）によって受信される、前記推奨同調プリコーダ行列を示す第２のシグナリングとして、
    前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を前記第２のデバイス（14）から受信し、
    前記第１の粒度は前記第２の粒度よりも粗い
    ことを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の第１のデバイス。
19. 第２のデバイス（14）における、推奨プリコーダ行列を第１のデバイス（10）に知らせる方法（６００）であって、
    それぞれが前記推奨プリコーダ行列として選択可能な、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む２次元テーブル（28）を保持するステップであって、前記テーブル（28）の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の特定の１つに対応し、 前記テーブル（28）の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の特定の１つに対応する、前記ステップと、
    前記第１のデバイス（10）についてのチャネル状態を推定するステップと、
    前記チャネル状態に少なくとも部分的に基づいて、ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を決定するステップであって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）が、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも１つを示し、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）が、前記テーブル（28）に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の１つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための、行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも１つを含み、前記推奨変換プリコーダ行列が、変換次元ｋ（ｋ＜Ｎ _T 、Ｎ _T は前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数。）を仮定してＮ _T ×ｋの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、前記推奨同調プリコーダ行列が、送信ランクｒ（ｒ≦ｋ）を仮定して、変換次元ｋ及び送信ランクｒに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる前記第１及び第２のデバイス（10,14）間の実効チャネルに整合させる、前記決定するステップと、
    前記推奨プリコーダ行列を前記第１のデバイス（10）に知らせるために、前記第１のデバイス（10）に前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を送信するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
20. 前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を送信する前記ステップは、
    時間または周波数の第１の粒度で前記推奨変換プリコーダ行列をシグナリングするステップと、
    時間または周波数の第２の粒度で前記推奨同調プリコーダ行列をシグナリングするステップと
    を含み、
    前記第１の粒度は前記第２の粒度よりも粗い
    ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. それぞれがＮ_T×ｋの行−列次元を有する、可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）を含む１つ以上のコードブック（22）を、前記第２のデバイス（14）において保持するステップを更に含み、
    行の数Ｎ_Tは、前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数に等しく、列の数ｋは、Ｎ_Tの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
    ことを特徴とする請求項１９または２０に記載の方法。
22. 前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の少なくとも１つは、ブロック対角行列から成ることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
23. 前記１つ以上のコードブック（22）は、可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）を更に含み、
    前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の少なくとも１つは、前記ブロック対角行列における複数のブロックの位相整合を変化させる、行列の行を有する
    ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記変換次元ｋは、前記第１のデバイス（10）または前記第２のデバイス（14）によって設定され、
    前記変換次元ｋが前記第１のデバイス（10）によって設定される場合、前記方法（600）は、前記第１のデバイス（10）から前記変換次元ｋの情報を受信するステップを更に含む
    ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
25. 前記推奨変換プリコーダ行列は、前記第１のデバイス（10）によって選択され、
    前記方法（600）は、前記第１のデバイス（10）から前記推奨変換プリコーダ行列の情報を受信するステップを更に含む
    ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
26. 推奨プリコーダ行列を第１のデバイス（10）に知らせる第２のデバイス（１４）であって、
    受信機（40）と送信機（42）とを備え、
    前記受信機（40）は、
    それぞれが前記推奨プリコーダ行列として選択可能な、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む２次元テーブル（28）であって、前記テーブル（28）の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）の特定の１つに対応し、前記テーブル（28）の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列（26）の特定の１つに対応する、前記テーブル（28）を保持し、
    前記第１のデバイス（10）についてのチャネル状態を推定し、かつ、
    前記チャネル状態に少なくとも部分的に基づいて、ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を決定し、
    前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）は、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも１つを示し、
    前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）は、前記テーブル（28）に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の１つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための、行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも１つを含み、
    前記推奨変換プリコーダ行列は、変換次元ｋ（ｋ＜Ｎ _T 、Ｎ _T は前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数。）を仮定してＮ _T ×ｋの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、
    前記推奨同調プリコーダ行列は、送信ランクｒ（ｒ≦ｋ）を仮定して、変換次元ｋ及び送信ランクｒに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる前記第１及び第２のデバイス（10,14）間の実効チャネルに整合させ、
    前記送信機（42）は、前記推奨プリコーダ行列を前記第１のデバイス（10）に知らせるために、前記第１のデバイス（10）に前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を送信する
    ことを特徴とする第２のデバイス。
27. 前記第２のデバイス（14）は、時間または周波数の第１の粒度で前記推奨変換プリコーダ行列をシグナリングし、かつ、時間または周波数の第２の粒度で前記推奨同調プリコーダ行列をシグナリングすることによって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック（20）を送信し、
    前記第１の粒度は前記第２の粒度よりも粗い
    ことを特徴とする請求項２６に記載の第２のデバイス。
28. 前記第２のデバイス（14）は、それぞれがＮ_T×ｋの行−列次元を有する、可能性のある複数の変換プリコーダ行列（24）を含む１つ以上のコードブック（22）を保持し、
    行の数Ｎ_Tは、前記第１のデバイス（10）のアンテナ・ポート数に等しく、列の数ｋは、Ｎ_Tの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
    ことを特徴とする請求項２６または２７に記載の第２のデバイス。
29. 前記変換次元ｋは、前記第１のデバイス（10）または前記第２のデバイス（14）によって設定され、
    前記変換次元ｋが前記第１のデバイス（10）によって設定される場合、前記第２のデバイス（14）は、前記第１のデバイス（10）から前記変換次元ｋの情報を受信する
    ことを特徴とする請求項２８に記載の第２のデバイス。

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