JP6317529B2 - コードブック並びにそのコードブックに基づいてプリコーダを生成する方法及び装置 - Google Patents

Description

本開示は無線通信の分野に関し、特に無線通信のためのコードブック及びプリコーダに関する。

二次元（２Ｄ）伝送が、ＬＴＥシステムにおいて広く検討及び採用されてきた。旧来的なアンテナアレイは、水平面にビームを形成するように水平に配置される。三次元（３Ｄ）空間の大きな空間ゲインを利用するために、３Ｄ複数入力・複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル伝搬モデリングが、最近の３ＧＰＰミーティングにおいて議論され、モデル化された。３ＤのＭＩＭＯチャネルでは、鉛直空間ゲインを得るのに均一パネルアレイ（ＵＰＡ）アンテナが採用される。しかし、旧来的な２Ｄコードブック及びチャネル情報フィードバックのメカニズムは、水平ビーム形成しか考慮しておらず、それにしか対応していない。鉛直空間ゲインを利用することによってシステム性能を強化するために、３ＤのＭＩＭＯチャネルに基づくコードブック及び３Ｄプリコーディング行列インデックスフィードバックメカニズムは、対処すべき差し迫った課題である。

本開示の課題は、無線通信のためのコードブックを生成する方法及び装置、無線通信における基地局においてコードブックを用いて３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する方法及び装置、並びに無線通信におけるユーザ機器においてコードブックについてのプリコーダの生成を促進する方法及び装置を提供することである。

本開示の第１の態様によると、無線通信のためのコードブックを生成する方法が提供され、コードブックは第１のコードブック及び第２のコードブックを含み、その方法は、
第１のコードブック（Ｖ_∀）を以下の式：
に従って決定するステップであって、Ｌが第１のコードブック（Ｖ_∀）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｎが鉛直アンテナポート数を示し、Ｚ_ｌが無線通信のための任意の既存のコードブックＺにおける第ｌ列を示し、Ｚの大きさがＮ行及びＬ列である、ステップと、
第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）を以下の式：
に従って決定するステップであって、Ｋが第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｐが行列Ｘの列数を示し、ｂ_ｋが行列Ｂの第ｋ列を示し、行列Ｂが：
ｍ＝１、・・・、Ｍ／２、ｋ＝１、・・・、Ｋ
である、ステップと
を備える。

本開示の他の態様によると、上記方法によって生成されたコードブックを用いて以下のステップ：
３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するステップと、
第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成するステップと
を実行することを特徴とする、無線通信における基地局において３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する方法が提供される。

本開示の更なる態様によると、上記方法によって生成されたコードブックを用いて以下のステップ：
チャネル情報に基づいて、第１のコードブック及び／又は第２のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び／又は第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するステップと、
プリコーディング行列インデックス情報を基地局に送信するステップであって、プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックスを含む、ステップと
を実行することを特徴とする、無線通信におけるユーザ機器においてプリコーダの生成を促進する方法が提供される。

本開示のまた更なる態様によると、無線通信のためのコードブックを生成する装置が提供され、コードブックは第１のコードブック及び第２のコードブックを含み、その装置は、
第１のコードブック（Ｖ_∀）を以下の式：
に従って決定するように構成されたモジュールであって、Ｌが第１のコードブック（Ｖ_∀）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｎが鉛直アンテナポート数を示し、Ｚ_ｌが無線通信のための任意の既存のコードブックＺにおける第ｌ列を示し、Ｚの大きさがＮ行及びＬ列である、モジュールと、
第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）を以下の式：
に従って決定するように構成されたモジュールであって、Ｋが第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｐが行列Ｘの列数を示し、ｂ_ｋが行列Ｂの第ｋ列を示し、行列Ｂが以下の：
ｍ＝１、・・・、Ｍ／２、ｋ＝１、・・・、Ｋ
である、モジュールと
を備える。

本開示のまた更なる態様によると、上記方法によって生成されたコードブックを用いることを特徴とする、無線通信における基地局において３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する装置が提供され、その装置は、
３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するように構成されたモジュールと、
第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成するように構成されたモジュールと
を備える。

本開示のまた更なる態様によると、上記方法によって生成されたコードブックを用いることを特徴とする、無線通信におけるユーザ機器においてプリコーダの生成を促進する装置が提供され、その装置は、
チャネル情報に基づいて、第１のコードブック及び／又は第２のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び／又は第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するように構成されたモジュールと、
プリコーディング行列インデックス情報を基地局に送信するように構成されたモジュールであって、プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス及び選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックスを含む、モジュールと
を備える。

従来技術と比較して、本開示によって提供されるコードブックは水平ビーム形成及び鉛直ビーム形成の双方に対して利用可能であり、そのコードブックがあれば、基地局は３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成することができる。旧来的なプリコーダと比較して、本開示によって提供されるプリコーダは、ビームのアジマス角及びダウンチルト角を制御することができる。さらに、コードブックについて、ユーザ機器は、ビームダウンチルト角を示すための第１のプリコーディング行列インデックス及び／又はビームアジマス角を示すための第２のプリコーディング行列インデックスを基地局に送信することができる。従来技術と比較して、本開示は、３Ｄチャネルの鉛直空間ゲインを利用することによってシステム性能を向上する。

添付図面を参照して非限定的な実施形態の詳細な説明を読めば、本開示の他の特徴、課題及び効果がより明確となる。図面における同一又は類似の符号は、同一又は類似の構成要素を示す。

図１は、３Ｄチャネルに基づくビーム形成の概略図を示す。 図２は、３Ｄチャネルに対する均一パネルアレイアンテナの概略図を示す。 図３は、本開示の一態様の実施形態による、無線通信のためのコードブックを生成する方法のフロー図を示す。 図４は、本開示の他の態様の実施形態による、無線通信における基地局において上記コードブックを用いて３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する方法のフロー図を示す。 図５は、本開示の更なる態様の実施形態による、無線通信におけるユーザ機器において上記コードブックについてプリコーダの生成を促進する方法のフロー図を示す。 図６は、本開示のまた更なる態様の実施形態による、無線通信のためのコードブックを生成する装置の概略図を示す。 図７は、本開示のまた更なる態様の実施形態による、無線通信における基地局において上記コードブックを用いて３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する装置の概略図を示す。 図８は、本開示のまた更なる態様の実施形態による、無線通信におけるユーザ機器において上記コードブックについてプリコーダの生成を促進する装置の概略図を示す。

以下に、添付図面を参照して本開示をさらに詳しく説明する。

ここに説明する無線通信は、ＧＳＭ、３ＧＰＰプロトコルに基づく無線信号による通信態様を含み、無線通信ネットワークは、３ＰＰ、ＧＳＭプロトコルに基づく通信ネットワークを含む。無線通信ネットワークは一般に、それが位置するセルに各々が無線カバレッジを与える複数の基地局、及び各々がセル内又はセル間を移動し得る複数のユーザ機器（ＵＥ）を含む。基地局は、これに限定されないが、ＮｏｄｅＢ及びｅＮｏｄｅＢを含む。各セルは、１つの基地局で展開され得る。各基地局は、複数のセクタを備え得る。加入者トラフィック又は制御トラフィックを伝送するためのインターフェースは、基地局間で相互通信のために利用され得る。基地局は、それぞれのＵＥと直接又は間接的に通信することができる。それぞれのＵＥは、無線で基地局と直接又は間接的に通信することができる任意の電子デバイスであればよく、これに限定されないが、携帯電話、ＰＤＡなどを含む。さらに、好適な態様として、無線通信ネットワークにおける各基地局は複数のアンテナを有し、各ＵＥも複数のアンテナを有する。さらに、ＵＥは、異なる鉛直高さで分布され得る。したがって、ＵＥ及び基地局は、３Ｄチャネルに基づく無線通信システムを構成し得る。好ましくは、無線通信ネットワークにおけるそれぞれのＵＥ及び基地局は、時分割複信モード（ＴＤＤモード）又は周波数分割複信モード（ＦＤＤモード）で情報を送受信し得る。当業者であれば、それぞれのＵＥ及び基地局が情報を送受信する無線通信技術及びモードは上記に限定されず、他の既存又は将来出現し得る、情報を送受信する無線通信技術及びモードも、本開示に適用可能であれば、本開示の保護範囲に含まれるべきであり、ここに参照として取り込まれることを理解すべきである。

図１に、３Ｄチャネルに基づくビーム形成の概略図を示す。図面に示すように、基地局１は、アンテナアレイを用いて、ＵＥ１及びＵＥ２に向けられたビームをそれぞれ形成する。ＵＥ１及びＵＥ２はそれぞれ異なる鉛直高さに位置するため、異なる鉛直高さにあるＵＥに向けられる２つのビームは、異なるアジマス角及び異なるダウンチルト角を有する必要があり、すなわち、３Ｄチャネルビーム形成は、水平方向及び鉛直方向の双方におけるビーム形成に対応する必要がある。しかし、既存の２Ｄコードブックは、水平方向におけるビーム形成にしか対応しておらず、水平方向及び鉛直方向の双方における同時ビーム形成を満足させることができない。さらに、アンテナポート数が増加すると、従来技術における構造によって設計された２Ｄコードブックは過大となり、ＵＥがプリコーディング行列インデックスをフィードバックする場合のオーバーヘッドも過大となり、システム性能を損なうことになる。

図２に、３Ｄチャネルに対する均一パネルアレイアンテナの概略図を示す。図示するように、３Ｄチャネルに対する均一パネルアレイアンテナは、Ｎ行及びＭ列のアンテナ要素で構成される。各アンテナ要素がアンテナポートであるとすると、均一パネルアレイはＮ×Ｍ個のアンテナポートを有することになる。そして、アンテナアレイの各列におけるアンテナ要素は、Ｎ個のアンテナ要素を含むため、Ｎ個の鉛直アンテナポートであるといえる。そして、アンテナアレイの各行におけるアンテナ要素は、Ｍ個のアンテナ要素を含むため、Ｍ個の水平アンテナポートであるといえる。

本開示は、偏波アンテナ及び非偏波アンテナなどの種々の形態のアンテナに適用可能となり得る。記載の簡略化のため、以下の実施形態では、基地局は、Ｎ×Ｍ個のアンテナポートを有する均一パネルアレイアンテナを用いて信号送信を行うものとする。当業者であれば、ここでの均一パネルアレイアンテナは例示に過ぎず、限定的なものではなく、いずれのアンテナも、本開示に適用可能であれば本開示の保護範囲に含まれるべきであり、参照としてここに取り込まれることを理解すべきである。

図３は本開示の一態様の実施形態による無線通信のためのコードブックを生成する方法のフロー図を示し、コードブックは第１のコードブック及び第２のコードブックを含む。

ここでも、記載の明瞭化のため、Ｎ×Ｍ個のアンテナポートを有する均一パネルアレイアンテナを説明のために参照する。

まず、ステップＳ３１において、第１のコードブック（Ｖ_∀）が以下の式に従って決定される。
（１）
（２）
なお、Ｌは第１のコードブック（Ｖ_∀）におけるコードワード数を示し、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｎは鉛直アンテナポート数を示し、Ｚ_ｌは無線通信のための任意の既存のコードブックＺにおける第ｌ列を示し、Ｚの大きさはＮ行及びＬ列である。

ここで、β_ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）は、それぞれの列間の位相差を量子化する共位相量子化ファクタである。

コードブックＺは、従来技術における無線通信についての任意のコードブックであればよい。以下において、コードブックＺは一例としてＤＦＴ（離散フーリエ変換）行列を用いて示され、コードブックＺはＮ行及びＬ列を有する。コードブックＺにおける各列を以下に示す。
（３）
なお、ｌは列インデックスであり、ｄはアンテナ間隔であり、λはキャリア周波数の波長である。さらに、θ_ｌはダウンチルト角であり、θ_ｉ≠θ_ｊ（ｉ≠ｊ）である。

第１のコードブックにおけるコードワードＶ_Ｖの大きさは［ＮＭ×Ｍ］であり、すなわち、Ｖ_ＶはＮ×Ｍ行及びＭ列を有する行列であり、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｎは鉛直アンテナポート数を示すことが分かる。

さらに、第１のコードブック（Ｖ_∀）に含まれるコードワード数Ｌは、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

次に、ステップＳ３２において、第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）が以下の式に従って決定される。
（４）
（５）
（６）
なお、Ｋは第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）におけるコードワード数を示し、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｐは行列Ｘの列数を示し、ｂ_ｋは行列Ｂの第ｋ列を示し、行列Ｂは以下の通りである。
ｍ＝１、・・・、Ｍ／２、ｋ＝１、・・・、Ｋ （７）

以上から、第２のコードブックにおけるコードワードＶ_Ｈの大きさは［Ｍ×２Ｐ］であり、すなわち、Ｖ_ＨはＭ行及び２Ｐ列の行列であり、Ｍは水平アンテナポート数を示すことが分かる。

さらに、第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）に含まれるコードワード数Ｋは、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

好適な実施形態では、無線通信のためのコードブックは、第１のコードブック及び第２のコードブックに加えて、第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）も含む。

ステップＳ３３（不図示）において、第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）が以下の式に従って決定される。
（８）
（９）
なお、Ｑは第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）におけるコードワード数を示し、Ｐは上記第２のコードブックで用いられた行列Ｘの列数であり、ｒはストリーム数を示し、
はｔ個の要素を有するベクトルを示し、第ｓの要素は１であり、残りの要素は０である。

以上から、第３のコードブックにおけるコードワードＶ_Ｓの大きさは［２Ｐ×ｒ］であり、すなわち、Ｖｓは２Ｐ行及びｒ列を有する行列であり、Ｐは上記第２のコードブックで用いられた行列Ｘの列数を示し、ｒはストリーム数を示すことが分かる。

図４に、本開示の他の態様の実施形態による、無線通信における基地局において上記コードブックを用いて３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する方法のフロー図を示す。

ステップＳ４１において、基地局は、３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいてそれぞれ第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。

ここで、チャネル情報は、様々な取得態様で取得され得る。例えば、ＴＤＤネットワークでは、基地局は、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルの間の相互関係を利用することによって、ＵＥから基地局へのアップリンクチャネル情報を基地局からＵＥへのダウンリンクチャネル情報として、ＵＥによって送信されたサウンディング信号を取得することによって推定することができ、チャネル情報は、好ましくはチャネル行列であればよい。３Ｄチャネルについて、チャネル情報は、鉛直面チャネル情報及び水平面チャネル情報を含み得る。他の例について、ＦＤＤネットワークでは、ＵＥはチャネル行列を推定することができ、所定の選択基準、例えば、最大スループット基準に従って推定チャネル行列を用いてコードブックからチャネルに適したコードワードを選択することができ、基地局が取得ＰＭＩをチャネル情報として用いることができるように、コードブックにおけるコードワードのインデックス値（プリコーディング行列インデックス：ＰＭＩ）を基地局に報告する。さらに、無線通信システムが本開示によって提案されるコードブックを用いる場合、基地局はＵＥからプリコーディング行列インデックス情報を受信することができ、プリコーディング行列インデックス情報は選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス（ｖＰＭＩ）及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックス（ｈＰＭＩ）を含む。さらに、好適な実施形態では、ＵＥから基地局によって受信されるプリコーディング行列インデックス情報は、ＵＥからの選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックス（ｓＰＭＩ）も含む。

ある実施形態では、基地局はＵＥからそれぞれのプリコーディング行列インデックスを同じサブフレームで受信し、プリコーディング行列インデックスは上記ｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含む。さらに、基地局によってプリコーディング行列インデックスを受信する頻度は、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

他の実施形態では、基地局は、ＵＥからそれぞれのプリコーディング行列インデックスを複数のサブフレームで受信し、プリコーディング行列インデックスは上記ｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含む。さらに、複数のサブフレームの各サブフレームにおいて、基地局は、１以上のプリコーディング行列インデックスを受信し得る。例えば、基地局は、ｖＰＭＩを第ｎのサブフレームで受信し、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩを第ｍのサブフレームで受信し得る。他の例について、基地局は、３個の異なるサブフレームでｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩをそれぞれ受信し得る。さらに、基地局によってそれぞれのプリコーディング行列インデックスを受信する頻度は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、ｈＰＭＩは、ｖＰＭＩよりも高い頻度で基地局によって受信され得る。他の例について、第３のコードワードは短期チャネル情報を反映するために使用される一方で、第１及び第２のコードワードは長期チャネル情報を反映するために使用されるため、ｓＰＭＩはｖＰＭＩ及びｈＰＭＩよりも高い頻度で基地局によって受信され得る。また、それぞれのプリコーディング行列インデックスの受信頻度は、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

当業者であれば、チャネル情報に関する記述及びチャネル情報を取得する態様は例示に過ぎず、限定的なものではないことを理解すべきである。本開示の精神又は範囲を逸脱することなく種々の他の実施例が存在し、それらは参照としてここに取り込まれる。

次に、３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいて、基地局は、それぞれ第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。

ある実施形態では、３Ｄチャネル情報が例えばチャネル行列である場合、基地局は、例えば最大スループット基準に従ってチャネル行列に含まれる鉛直面チャネル情報に基づいて３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を選択し、第１のコードワードは、形成されたビームのダウンチルト角を制御するための鉛直プリコーディング行列といわれる。さらに、基地局は、第２のコードワードが形成ビームのアジマス角を示すことができるように、例えば最大スループット基準に従って３Ｄチャネル情報に含まれる水平面チャネル情報に基づいて第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。このように、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）に基づいて形成されることになる。

他の実施形態では、チャネル情報はＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報であり、無線通信システムは本開示によって提供されるコードブックを使用する。したがって、上述したように、基地局によって取得されたプリコーディング行列インデックス情報は、ＵＥによって選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス（ｖＰＭＩ）及び／又はＵＥによって選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックス（ｈＰＭＩ）を含み得る。基地局は、対応のコードワードを、それぞれｖＰＭＩ及びｈＰＭＩに基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）として選択する。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は形成されたビームのダウンチルト角を示し、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は形成されたビームのアジマス角を示すことになる。このように、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）に基づいて形成されることになる。

さらに、他の実施形態では、基地局は、ＵＥによって報告された推定チャネル行列及びプリコーディング行列インデックス情報と併せて、対応のコードワードを、それぞれ第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード及び第２のコードワードとして選択し得る。例えば、ＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報がｈＰＭＩのみを含む場合、上述の方法に従って、基地局はｈＰＭＩに基づいて第２のコードブックから第２のコードワードを選択し、推定チャネル行列に基づいて第１のコードブックから第１のコードワードを選択する。さらに、ＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報がｖＰＭＩ及びｈＰＭＩを含む場合、基地局は、はやりｖＰＭＩ及びｈＰＭＩを参照してチャネル行列に基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから対応のコードワードを選択し得る。

次に、ステップＳ４２において、基地局は第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成する。具体的には、基地局は、まずＶ_ＶにＶ_Ｈを乗算する。上述のように、第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）の大きさは［ＮＭ×Ｍ］であり、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の大きさは［Ｍ×２Ｐ］であり、Ｎは鉛直アンテナポート数を示し、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｐは第２のコードブックによって使用される行列Ｘの列数を示す。したがって、Ｖ_Ｖ及びＶ_Ｈの積は、大きさが［ＮＭ×２Ｐ］のＶ_ＶＶ_Ｈであり、すなわち、Ｎ×Ｍ行及び２Ｐ列を有する行列となる。その後、基地局は、プリコーダ（Ｔ）としてＶ_ＶＶ_Ｈからｒ列を選択する。なお、ｒはストリーム数を示す。一実施形態では、基地局は、例えば最大スループット基準に従って２Ｐ列からプリコーダ（Ｔ）としてｒ列を選択し得る。他の実施形態では、基地局は、Ｖ_ＶＶ_Ｈに、２Ｐ行及びｒ列を有する行列である所定の固定コードワードを乗じることにより、プリコーダ（Ｔ）としてＶ_ＶＶ_Ｈにおけるｒ列を選択することができる。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は形成されたビームのダウンチルト角を示すことになり、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は形成されたビームのアジマス角を示すことになるため、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、生成されたプリコーダ（Ｔ）に基づいて形成されることになる。

好適な実施形態では、基地局は、上記方法に従って選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を有した後に、チャネルに対応するチャネル情報及びストリーム数に基づいて第３のコードブックから３Ｄチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）をさらに選択することができる。そして、基地局は、Ｖ_Ｖ、Ｖ_Ｈ及びＶ_Ｓの積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成する。ある実施形態では、チャネル情報がチャネル行列である場合、基地局は、例えば最大スループット基準に従ってチャネルに対応するチャネル行列及びストリーム数に基づいて第３のコードブックから３Ｄチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択する。上述のように、Ｖ_Ｓの大きさは［２Ｐ×ｒ］であり、Ｐは第２のコードブックによって使用される行列Ｘの列数であり、ｒはストリーム数である。他の実施形態では、ＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報が、ＵＥによって選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックス（ｓＰＭＩ）を含む場合、基地局は、対応のコードワードを、ｓＰＭＩに従って第３のコードブックから３Ｄチャネルに適した第３のコードワードＶ_Ｓとして選択する。

次に、基地局は、Ｖ_Ｖ、Ｖ_Ｈ及びＶ_Ｓの積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成する。具体的には、基地局は、まずＶ_ＶにＶ_Ｈを乗じて、上述したように、［ＮＭ×２Ｐ］の大きさのＶ_ＶＶ_Ｈを得る。そして、基地局はＶ_ＶＶ_ＨにＶ_Ｓを乗じ、Ｖ_Ｓの値が［２Ｐ×ｒ］であるため、［ＮＭ×ｒ］の大きさのＶ_ＶＶ_ＨＶ_Ｓを得る。なお、ｒはストリーム数を示す。基地局はＶ_ＶＶ_ＨＶ_Ｓをプリコーダ（Ｔ）として用い、これはＮ×Ｍ行及びｒ列を有する行列である。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は形成されたビームのダウンチルト角を示すことになり、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は形成されたビームのアジマス角を示すことになるため、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、生成されたプリコーダ（Ｔ）に基づいて形成されることになる。

他の実施形態では、基地局は、本開示によって提供されるコードブックを用いて２Ｄチャネルに対するプリコーダを生成することができる。特に、基地局は、水平面チャネル情報又はｈＰＭＩに基づいて上記の態様に従って第２のコードブックから［Ｍ×２Ｐ］の大きさの第２のコードワードＶ_Ｈを選択することができ、その後、例えば最大スループット基準に従って２Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）としてそのｒ列を用いる。他の例では、基地局は、水平面チャネル情報又はｈＰＭＩに基づいて第２のコードブックから第２のコードワードＶ_Ｈを選択し、上記の態様に従って第３のコードワードから［２Ｐ×ｒ］の大きさの第３のコードワードＶ_Ｓを選択することができ、その後、Ｖ_ＨにＶ_Ｓを乗じて［Ｍ×ｒ］の大きさのＶ_ＨＶ_Ｓを２Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）として取得する。本開示によって提供されるコードブックは３Ｄチャネルに加えて従来的な２Ｄチャネルにも適用され得ることが分かる。

図５に、本開示の更なる態様の実施形態による、無線通信におけるＵＥにおいて上記コードブックを用いてプリコーダの生成を促進する方法のフロー図を示す。

ステップＳ５１において、ＵＥは、チャネル情報に基づいて、それぞれ第１のコードブック及び／又は第２のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び／又は第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。具体的には、ＵＥは、チャネル行列を導出するように受信基準信号に応じてチャネル推定を実行することができ、その後、所定の選択基準に従ってチャネル行列に基づいてコードブックからチャネルに適したコードワードを選択する。

一実施形態では、ＵＥは、鉛直アンテナポートについての基準信号で構成され、その後ＵＥはこの基準信号に基づいて鉛直面チャネル行列を推定することができ、例えば最大スループット基準に従って第１のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を選択する。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は、ＵＥに向けられるビームのダウンチルト角を示すのに使用され得る。

他の実施形態では、ＵＥは、水平アンテナポートについての基準信号で構成され、その後ＵＥはこの基準信号に基づいて水平面チャネル行列を推定し、例えば最大スループット原理に従って第２のコードブックからチャネルに適した第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は、ＵＥに向けられるビームのアジマス角を示すのに使用され得る。

更なる実施形態では、ＵＥはそれぞれ鉛直アンテナポート及び水平アンテナポートについて２組の基準信号で構成され、その後ＵＥはそれぞれ２組の基準信号に基づいて鉛直面チャネル行列及び水平面チャネル行列を推定し、その後例えば最大スループット基準に従って第１のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードブックからチャネルに適した第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択することができる。さらに、第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）はＵＥに向けられたビームのダウンチルト角を示し、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）はＵＥに向けられたビームのアジマス角を示し得る。

好適な一実施形態では、ＵＥは、チャネルに対応するチャネル情報及びストリーム数に基づいて第３のコードブックからチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）をさらに選択することができる。例えば、ＵＥは、鉛直アンテナポート及び／又は水平アンテナポートについての基準信号に基づいて鉛直面チャネル行列及び／又は水平面チャネル行列を取得する。そして、ＵＥは、例えば最大スループット基準に従ってチャネルに対応するチャネル行列及びストリーム数に基づいて第３のコードブックからチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択する。

その後、ステップＳ５２において、ＵＥは、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス情報（ｖＰＭＩ）及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックス情報（ｈＰＭＩ）を含むプリコーディング行列インデックス情報を基地局に送信する。さらに、好適な一実施形態では、ＵＥによって基地局に送信されるプリコーディング行列インデックス情報は、選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックス情報（ｓＰＭＩ）をさらに含む。

一実施形態では、ＵＥは、それぞれの選択されたコードワードを示すそれぞれのプリコーディング行列インデックス情報を同じサブフレームで基地局に送信する。特に、それぞれのプリコーディング行列インデックス情報は、ｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含み、さらに、ＵＥによってプリコーディング行列インデックスを送信する頻度は実際のシステム要求に応じて調整され得る。

他の実施形態では、ＵＥは、それぞれの選択されたコードワードのそれぞれのプリコーディング行列インデックス情報を複数のサブフレームで基地局に送信する。特に、それぞれのプリコーディング行列インデックス情報は、上記のｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含み得る。さらに、複数のサブフレームの各サブフレームにおいて、ＵＥは、１以上のプリコーディング行列インデックス情報を送信し得る。例えば、ＵＥは、ｖＰＭＩを第ｎのサブフレームで送信し、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩを第ｍのサブフレームで送信し得る。他の例について、ＵＥは、３個の異なるサブフレームでｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩをそれぞれ送信し得る。さらに、好適な実施形態では、ＵＥは、それぞれのプリコーディング行列インデックスを同じ頻度で送信してもよいし、異なる頻度で送信してもよい。例えば、ｈＰＭＩは、より高い頻度でＵＥによって送信され得る。他の例について、第３のコードワードは短期チャネル情報を反映するためのものである一方で、第１及び第２のコードワードは長期チャネル情報を反映するためのものであるため、ｓＰＭＩはｖＰＭＩ及びｈＰＭＩよりも高い頻度でＵＥによって送信され得る。それぞれのプリコーディング行列インデックスの送信頻度は、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

図６に、本開示のまた更なる態様の実施形態による、無線通信のためのコードブックを生成するための装置の概略図を示し、コードブックは第１のコードブック及び第２のコードブックを含む。

ここでも、記載の簡明化のため、Ｎ×Ｍ個のアンテナポートを有する均一パネルアレイアンテナを説明のために参照する。

まず、第１のコードブックを決定するように構成されたモジュール６１（以下、第１のコードブック決定モジュール６１という）が、第１のコードブック（Ｖ_∀）を以下の式に従って決定する。
（１）
（２）
なお、Ｌは第１のコードブック（Ｖ_∀）におけるコードワード数を示し、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｎは鉛直アンテナポート数を示し、Ｚ_ｌは無線通信のための任意の既存のコードブックＺにおける第ｌ列を示し、Ｚの大きさはＮ行及びＬ列である。

ここで、β_ｍ（１≦ｍ≦Ｍ）は、それぞれの列間の位相差を量子化する共位相量子化ファクタである。

コードブックＺは、従来技術における無線通信についての任意のコードブックであればよい。以下において、コードブックＺは一例としてＤＦＴ（離散フーリエ変換）行列を用いて示され、コードブックＺはＮ行及びＬ列を有する。コードブックＺにおける各列を以下に示す。
（３）
なお、ｌは列インデックスであり、ｄはアンテナ間隔であり、λはキャリア周波数の波長である。さらに、θ_ｌはダウンチルト角であり、θ_ｉ≠θ_ｊ（ｉ≠ｊ）である。

第１のコードブックにおけるコードワードＶ_Ｖの大きさは［ＮＭ×Ｍ］であり、すなわち、Ｖ_ＶはＮ×Ｍ行及びＭ列を有する行列であり、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｎは鉛直アンテナポート数を示すことが分かる。

さらに、第１のコードブック（Ｖ_∀）に含まれるコードワード数Ｌは、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

次に、第２のコードブックを決定するように構成されたモジュール６２（以下、第２のコードブック決定モジュール６２という）が、第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）を以下の式に従って決定する。
（４）
（５）
（６）
なお、Ｋは第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）におけるコードワード数を示し、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｐは行列Ｘの列数を示し、ｂ_ｋは行列Ｂの第ｋ列を示し、行列Ｂは以下の通りである。
ｍ＝１、・・・、Ｍ／２、ｋ＝１、・・・、Ｋ （７）

以上から、第２のコードブックにおけるコードワードＶ_Ｈの大きさは［Ｍ×２Ｐ］であり、すなわち、Ｖ_ＨはＭ行及び２Ｐ列を有する行列であり、Ｍは水平アンテナポート数を示すことが分かる。

さらに、第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）に含まれるコードワード数Ｋは、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

好適な実施形態では、無線通信のためのコードブックは、第１のコードブック及び第２のコードブックに加えて、第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）も含む。

第３のコードブックを決定するように構成されたモジュール６３（不図示）が、第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）を以下の式に従って決定する。
（８）
（９）
なお、Ｑは第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）におけるコードワード数を示し、Ｐは上記第２のコードブックで用いられた行列Ｘの列数であり、ｒはストリーム数を示し、
はｔ個の要素を有するベクトルを示し、第ｓの要素は１であり、残りの要素は０である。

以上から、第３のコードブックにおけるコードワードＶ_Ｓの大きさは［２Ｐ×ｒ］であり、すなわち、Ｖｓは２Ｐ行及びｒ列を有する行列であり、Ｐは上記第２のコードブックで用いられた行列Ｘの列数を示し、ｒはストリーム数を示すことが分かる。

図７に、本開示のまた更なる態様の実施形態による、無線通信における基地局において上記コードブックを用いて３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成するための装置の概略図を示す。

３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいてそれぞれ第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択するように構成されたモジュール７１（以下、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１という）は、３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいてそれぞれ第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。

ここで、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、チャネル情報を様々な取得態様で取得し得る。例えば、ＴＤＤネットワークでは、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルの間の相互関係を利用することによって、ＵＥから基地局へのアップリンクチャネル情報を基地局からＵＥへのダウンリンクチャネル情報として、ＵＥによって送信されたサウンディング信号を取得することによって推定することができ、チャネル情報は、好ましくはチャネル行列であればよい。３Ｄチャネルについて、チャネル情報は、鉛直面チャネル情報及び水平面チャネル情報を含み得る。他の例について、ＦＤＤネットワークでは、ＵＥはチャネル行列を推定することができ、所定の選択基準、例えば、最大スループット基準に従って推定チャネル行列を用いてコードブックからチャネルに適したコードワードを選択することができ、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１が取得ＰＭＩをチャネル情報として用いることができるように、コードブックにおけるコードワードのインデックス値（プリコーディング行列インデックス：ＰＭＩ）を基地局に報告する。さらに、無線通信システムが本開示によって提案されるコードブックを用いる場合、ＵＥからプリコーディング行列インデックス情報を受信するように構成されたモジュール７３（不図示）（以下、プリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３という）は、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス（ｖＰＭＩ）及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックス（ｈＰＭＩ）を含むプリコーディング行列インデックス情報をＵＥから受信し得る。さらに、好適な実施形態では、ＵＥからプリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３によって受信されるプリコーディング行列インデックス情報は、ＵＥからの選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックス（ｓＰＭＩ）も含む。

ある実施形態では、プリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３はＵＥからそれぞれのプリコーディング行列インデックスを同じサブフレームで受信し、プリコーディング行列インデックスは上記ｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含む。さらに、基地局によってプリコーディング行列インデックスを受信する頻度は、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

他の実施形態では、プリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３は、ＵＥからそれぞれのプリコーディング行列インデックスを複数のサブフレームで受信し、プリコーディング行列インデックスは上記ｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含む。さらに、複数のサブフレームの各サブフレームにおいて、基地局は、１以上のプリコーディング行列インデックスを受信し得る。例えば、プリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３は、ｖＰＭＩを第ｎのサブフレームで受信し、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩを第ｍのサブフレームで受信し得る。他の例について、プリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３は、３個の異なるサブフレームでｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩをそれぞれ受信し得る。さらに、プリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３によってそれぞれのプリコーディング行列インデックスを受信する頻度は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、ｈＰＭＩは、ｖＰＭＩよりも高い頻度で基地局によって受信され得る。他の例について、第３のコードワードは短期チャネル情報を反映するために使用される一方で、第１及び第２のコードワードは長期チャネル情報を反映するために使用されるため、ｓＰＭＩはｖＰＭＩ及びｈＰＭＩよりも高い頻度でプリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３によって受信され得る。また、それぞれのプリコーディング行列インデックスの受信頻度は、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

当業者であれば、チャネル情報に関する記述及びチャネル情報を取得する態様は例示に過ぎず、限定的なものではないことを理解すべきである。本開示の精神又は範囲を逸脱することなく種々の他の実施例が存在し、それらは参照としてここに取り込まれる。

次に、３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいて、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、それぞれ第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。

ある実施形態では、３Ｄチャネル情報が例えばチャネル行列である場合、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、例えば最大スループット基準に従ってチャネル行列に含まれる鉛直面チャネル情報に基づいて３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を選択し、第１のコードワードは、形成されたビームのダウンチルト角を制御するための鉛直プリコーディング行列といわれる。さらに、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、第２のコードワードが形成ビームのアジマス角を示すことができるように、例えば最大スループット基準に従って３Ｄチャネル情報に含まれる水平面チャネル情報に基づいて第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。このように、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）に基づいて形成されることになる。

他の実施形態では、チャネル情報はＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報であり、無線通信システムは本開示によって提供されるコードブックを使用する。したがって、上述したように、プリコーディング行列インデックス情報受信モジュール７３によって取得されたプリコーディング行列インデックス情報は、ＵＥによって選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス（ｖＰＭＩ）及び／又はＵＥによって選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックス（ｈＰＭＩ）を含み得る。第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、対応のコードワードを、それぞれｖＰＭＩ及びｈＰＭＩに基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）として選択する。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は形成されたビームのダウンチルト角を示し、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は形成されたビームのアジマス角を示すことになる。このように、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）に基づいて形成されることになる。

さらに、他の実施形態では、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、ＵＥによって報告された推定チャネル行列及びプリコーディング行列インデックス情報と併せて、対応のコードワードを、それぞれ第１のコードブック及び第２のコードブックから３Ｄチャネルに適した第１のコードワード及び第２のコードワードとして選択し得る。例えば、ＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報がｈＰＭＩのみを含む場合、上述の方法に従って、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１はｈＰＭＩに基づいて第２のコードブックから第２のコードワードを選択し、推定チャネル行列に基づいて第１のコードブックから第１のコードワードを選択する。さらに、ＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報がｖＰＭＩ及びｈＰＭＩを含む場合、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、はやりｖＰＭＩ及びｈＰＭＩを参照してチャネル行列に基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから対応のコードワードを選択し得る。

次に、第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成するように構成されたモジュール７２（以下、プリコーダ生成モジュール７２という）は、第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成する。具体的には、プリコーダ生成モジュール７２は、まずＶ_ＶにＶ_Ｈを乗算する。上述のように、第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）の大きさは［ＮＭ×Ｍ］であり、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の大きさは［Ｍ×２Ｐ］であり、Ｎは鉛直アンテナポート数を示し、Ｍは水平アンテナポート数を示し、Ｐは第２のコードブックによって使用される行列Ｘの列数を示す。したがって、Ｖ_Ｖ及びＶ_Ｈの積は、大きさが［ＮＭ×２Ｐ］のＶ_ＶＶ_Ｈであり、すなわち、Ｎ×Ｍ行及び２Ｐ列を有する行列となる。その後、プリコーダ生成モジュール７２は、プリコーダ（Ｔ）としてＶ_ＶＶ_Ｈからｒ列を選択する。なお、ｒはストリーム数を示す。一実施形態では、プリコーダ生成モジュール７２は、例えば最大スループット基準に従って２Ｐ列からプリコーダ（Ｔ）としてｒ列を選択し得る。他の実施形態では、プリコーダ生成モジュール７２は、Ｖ_ＶＶ_Ｈに、２Ｐ行及びｒ列を有する行列である所定の固定コードワードを乗じることにより、プリコーダ（Ｔ）としてＶ_ＶＶ_Ｈにおけるｒ列を選択することができる。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は形成されたビームのダウンチルト角を示すことになり、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は形成されたビームのアジマス角を示すことになるため、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、生成されたプリコーダ（Ｔ）に基づいて形成されることになる。

好適な実施形態では、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１は、上記方法に従って選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を有した後に、チャネルに対応するチャネル情報及びストリーム数に基づいて第３のコードブックから３Ｄチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択するように構成されたモジュール７４（不図示）（以下、第３のコードワード選択モジュール７４という）が、チャネルに対応するチャネル情報及びストリーム数に基づいて第３のコードブックから３Ｄチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）をさらに選択し得る。そして、プリコーダ生成モジュール７２は、Ｖ_Ｖ、Ｖ_Ｈ及びＶ_Ｓの積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成する。ある実施形態では、チャネル情報がチャネル行列である場合、第３のコードワード選択モジュール７４は、例えば最大スループット基準に従ってチャネルに対応するチャネル行列及びストリーム数に基づいて第３のコードブックから３Ｄチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択する。上述のように、Ｖ_Ｓの大きさは［２Ｐ×ｒ］であり、Ｐは第２のコードブックによって使用される行列Ｘの列数であり、ｒはストリーム数である。他の実施形態では、ＵＥによって報告されたプリコーディング行列インデックス情報が、ＵＥによって選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックス（ｓＰＭＩ）を含む場合、基地局は、対応のコードワードを、ｓＰＭＩに従って第３のコードブックから３Ｄチャネルに適した第３のコードワードＶ_Ｓとして選択する。

次に、プリコーダ生成モジュール７２は、Ｖ_Ｖ、Ｖ_Ｈ及びＶ_Ｓの積に基づいて３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成する。具体的には、プリコーダ生成モジュール７２は、まずＶ_ＶにＶ_Ｈを乗じて、上述したように、［ＮＭ×２Ｐ］の大きさのＶ_ＶＶ_Ｈを得る。そして、プリコーダ生成モジュール７２はＶ_ＶＶ_ＨにＶ_Ｓを乗じ、Ｖ_Ｓの値が［２Ｐ×ｒ］であるため、［ＮＭ×ｒ］の大きさのＶ_ＶＶ_ＨＶ_Ｓを得る。なお、ｒはストリーム数を示す。プリコーダ生成モジュール７２はＶ_ＶＶ_ＨＶ_Ｓをプリコーダ（Ｔ）として用い、これはＮ×Ｍ行及びｒ列を有する行列である。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は形成されたビームのダウンチルト角を示すことになり、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は形成されたビームのアジマス角を示すことになるため、Ｖ_Ｖによって示されるダウンチルト角及びＶ_Ｈによって示されるアジマス角を有する一組のビームが、生成されたプリコーダ（Ｔ）に基づいて形成されることになる。

他の実施形態では、プリコーダ生成モジュール７２は、本開示によって提供されるコードブックを用いて２Ｄチャネルに対するプリコーダを生成することができる。特に、プリコーダ生成モジュール７２は、水平面チャネル情報又はｈＰＭＩに基づいて上記の態様に従って第２のコードブックから［Ｍ×２Ｐ］の大きさの第２のコードワードＶ_Ｈを選択することができ、その後、例えば最大スループット基準に従って２Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）としてそのｒ列を用いる。他の例では、第１及び第２のコードワード選択モジュール７１が水平面チャネル情報又はｈＰＭＩに基づいて上述の態様に従って第２のコードブックから第２のコードワードＶ_Ｈを選択するとともに第３のコードワード選択モジュール７４が第３のコードワードから［２Ｐ×ｒ］の大きさの第３のコードワードＶ_Ｓを選択し、その後、プリコーダ生成モジュール７４がＶ_ＨにＶ_Ｓを乗じて［Ｍ×ｒ］の大きさのＶ_ＨＶ_Ｓを２Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）として取得する。本開示によって提供されるコードブックは３Ｄチャネルに加えて従来的な２Ｄチャネルにも適用され得ることが分かる。

図８に、本開示のまた更なる態様の実施形態による、無線通信におけるＵＥにおいて上記コードブックを用いてプリコーダの生成を促進するための装置の概略図を示す。

それぞれ第１のコードブック及び／又は第２のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び／又は第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をチャネル情報に基づいて選択するように構成されたＵＥのモジュール８１（以下、ＵＥ第１及び第２のコードワード選択モジュール８１という）は、チャネル情報に基づいて、それぞれ第１のコードブック及び／又は第２のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び／又は第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。具体的には、第１及び第２のコードワード選択モジュール８１は、チャネル行列を導出するように受信基準信号に応じてチャネル推定を実行することができ、その後所定の選択基準に従ってチャネル行列に基づいてコードブックからチャネルに適したコードワードを選択する。

一実施形態では、ＵＥは、鉛直アンテナポートについての基準信号で構成され、その後ＵＥはこの基準信号に基づいて鉛直面チャネル行列を推定することができ、例えば最大スループット基準に従って第１のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を選択する。第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）は、ＵＥに向けられるビームのダウンチルト角を示すのに使用され得る。

他の実施形態では、ＵＥは、水平アンテナポートについての基準信号で構成され、その後第１及び第２のコードワード選択モジュール８１はこの基準信号に基づいて水平面チャネル行列を推定し、例えば最大スループット原理に従って第２のコードブックからチャネルに適した第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択する。第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）は、ＵＥに向けられるビームのアジマス角を示すのに使用され得る。

更なる実施形態では、ＵＥはそれぞれ鉛直アンテナポート及び水平アンテナポートについて２組の基準信号で構成され、その後第１及び第２のコードワード選択モジュール８１はそれぞれ２組の基準信号に基づいて鉛直面チャネル行列及び水平面チャネル行列を推定し、その後例えば最大スループット基準に従って第１のコードブックからチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードブックからチャネルに適した第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を選択することができる。さらに、第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）はＵＥに向けられたビームのダウンチルト角を示し、第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）はＵＥに向けられたビームのアジマス角を示し得る。

好適な一実施形態では、チャネルに対応するチャネル情報及びストリーム数に基づいて第３のコードブックからチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択するように構成された、ＵＥにおけるモジュール８３（不図示）（以下、ＵＥ第３のコードワード選択モジュール８３という）は、チャネルに対応するチャネル情報及びストリーム数に基づいて第３のコードブックからチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）をさらに選択することができる。例えば、ＵＥ第３のコードワード選択モジュール８３は、鉛直アンテナポート及び／又は水平アンテナポートについての基準信号に基づいて鉛直面チャネル行列及び／又は水平面チャネル行列を取得する。そして、ＵＥ第３のコードワード選択モジュール８３は、例えば最大スループット基準に従ってチャネルに対応するチャネル行列及びストリーム数に基づいて第３のコードブックからチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択する。

その後、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス（ｖＰＭＩ）及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックス（ｈＰＭＩ）を含むプリコーディング行列インデックス情報を基地局に送信するように構成されたモジュール８２（以下、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２という）は、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス情報（ｖＰＭＩ）及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックス情報（ｈＰＭＩ）を含むプリコーディング行列インデックス情報を基地局に送信する。さらに、好適な一実施形態では、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２によって基地局に送信されるプリコーディング行列インデックス情報は、選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックス情報（ｓＰＭＩ）をさらに含む。

一実施形態では、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２は、それぞれの選択されたコードワードを示すそれぞれのプリコーディング行列インデックス情報を同じサブフレームで基地局に送信する。特に、それぞれのプリコーディング行列インデックス情報は、ｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含み、さらに、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２によってプリコーディング行列インデックスを送信する頻度は実際のシステム要求に応じて調整され得る。

他の実施形態では、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２は、それぞれの選択されたコードワードのそれぞれのプリコーディング行列インデックス情報を複数のサブフレームで基地局に送信する。特に、それぞれのプリコーディング行列インデックス情報は、上記のｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩの１以上を含み得る。さらに、複数のサブフレームの各サブフレームにおいて、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２は、１以上のプリコーディング行列インデックス情報を送信し得る。例えば、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２は、ｖＰＭＩを第ｎのサブフレームで送信し、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩを第ｍのサブフレームで送信し得る。他の例について、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２は、３個の異なるサブフレームでｖＰＭＩ、ｈＰＭＩ及びｓＰＭＩをそれぞれ送信し得る。さらに、好適な実施形態では、プリコーディング行列インデックス情報送信モジュール８２は、それぞれのプリコーディング行列インデックスを同じ頻度で送信してもよいし、異なる頻度で送信してもよい。例えば、ｈＰＭＩは、より高い頻度でＵＥによって送信され得る。他の例について、第３のコードワードは短期チャネル情報を反映するためのものである一方で、第１及び第２のコードワードは長期チャネル情報を反映するためのものであるため、ｓＰＭＩはｖＰＭＩ及びｈＰＭＩよりも高い頻度でＵＥによって送信され得る。それぞれのプリコーディング行列インデックスの送信頻度は、実際のシステム要求に応じて調整され得る。

なお、本開示は、ソフトウェア及び／又はソフトウェアとハードウェアの組合せにおいて実施され得る。例えば、本開示の各モジュールは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は他の任意の同様のハードウェアデバイスによって実装され得る。一実施形態では、本開示のソフトウェアプログラムが、上述したステップ又は機能を実施するようにプロセッサによって実行され得る。同様に、本開示のソフトウェアプログラム（関連のデータ構造体を含む）も、コンピュータ可読記録媒体、例えばＲＡＭメモリ、磁気若しくは光学ドライバ又はソフトフロッピー若しくは同様のデバイスに記憶され得る。さらに、本開示のいくつかのステップ又は機能は、種々のステップ又は機能を実施するように、ハードウェア、例えば、プロセッサと協働する回路によって実装され得る。

また、本開示の一部は、コンピュータプログラム製品、例えば、コンピュータによって実行されるとそのコンピュータの動作を介して本開示による方法及び／又は技術的解決手段を発動又は提供することができるコンピュータプログラム命令として適用され得る。また、本開示の方法を発動するプログラム命令は、固定又は可動記録媒体に記憶され、他の信号搬送媒体におけるブロードキャスト若しくはデータフローを介して送信され、及び／又はプログラム命令に基づいて動作するコンピュータデバイスの稼働メモリに記憶され得る。ここで、本開示による実施形態において、装置はコンピュータプログラム命令を記憶するためのメモリ及びそのプログラム命令を実行するためのプロセッサを備え、コンピュータプログラム命令がプロセッサによって実行されると、装置は本開示の複数の実施形態による方法及び／又は技術的解決手段を稼働させるようにトリガされる。

本開示は上記の例示的実施形態の詳細に限定されず、本開示は本開示の精神及び基本的構成から逸脱することなく他の実施形態で実施され得ることは、当業者には明らかである。したがって、いずれの態様においても、実施形態は例示であって限定的でないものとしてみなされるべきであり、本開示の範囲は、上記の記述ではなく添付の特許請求の範囲によって限定される。したがって、特許請求の範囲の均等要素の意味及び範囲に入ることが意図された全ての変形例は、本開示内に含まれるべきである。特許請求の範囲におけるいずれの符号も、該当する請求項を限定するものとみなされるべきではない。さらに、用語「備える」は他の部又はステップを除外せず、単数形が複数形を除外しないことは明らかである。システムの請求項において記載される複数の部又はモジュールは、ソフトウェア又はハードウェアを介して単一の部又はモジュールによって実装されてもよい。第１及び第２などの用語は名称を示すのに使用され、いかなる特定の順序も示すものではない。

Claims (15)

1. 無線通信のためのコードブックを生成する方法であって、前記コードブックが第１のコードブック及び第２のコードブックを含み、前記方法が、
   第１のコードブック（Ｖ_∀）を以下の式：
   に従って決定するステップであって、Ｌが前記第１のコードブック（Ｖ_∀）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｎが鉛直アンテナポート数を示し、Ｚ_ｌが無線通信のための任意の既存のコードブックＺにおける第ｌ列を示し、Ｚの大きさがＮ行及びＬ列である、ステップと、
   第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）を以下の式：
   に従って決定するステップであって、Ｋが前記第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｐが行列Ｘの列数を示し、ｂ_ｋが行列Ｂの第ｋ列を示し、行列Ｂが：
   ｍ＝１、・・・、Ｍ／２、ｋ＝１、・・・、Ｋ
   である、ステップと
   を備える方法。
2. 無線通信のための前記コードブックがさらに第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）を含み、前記方法が、
   第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）を以下の式：
   に従って決定するステップをさらに備え、
   Ｑが前記第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）におけるコードワード数を示し、Ｐが前記第２のコードブックで用いられた行列Ｘの列数であり、ｒがストリーム数を示し、
   がｔ個の要素を有するベクトルを示し、第ｓの要素が１であり、残りの要素が０である、請求項１に記載の方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法によって生成されたコードブックを用いて以下のステップを実行することを特徴とする、無線通信における基地局において３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する方法であって、
   前記３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから前記３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するステップと、
   前記第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び前記第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて前記３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成するステップと
   を備える方法。
4. 前記チャネルに対応する前記チャネル情報及びストリーム数に基づいて第３のコードブックから前記３Ｄチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択するステップをさらに備え、
   前記第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び前記第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて前記３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成する前記ステップが、
   前記第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）、前記第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）及び前記第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）の積に基づいて前記３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成するステップを備える、請求項３に記載の方法。
5. 前記チャネル情報が、ユーザ機器によって送信されたプリコーディング行列インデックス情報を含み、前記方法が、
   前記ユーザ機器からプリコーディング行列インデックス情報を受信するステップであって、該プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス及び選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックスを含む、ステップ
   をさらに備える請求項３又は請求項４に記載の方法。
6. 請求項１又は２に記載の方法によって生成されたコードブックを用いて以下のステップを実行することを特徴とする、無線通信におけるユーザ機器においてプリコーダの生成を促進する方法であって、
   チャネル情報に基づいて、第１のコードブック及び／又は第２のコードブックから前記チャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び／又は第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するステップと、
   プリコーディング行列インデックス情報を基地局に送信するステップであって、前記プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックスを含む、ステップと
   を備える方法。
7. 前記チャネルに対応する前記チャネル情報及びストリーム数に基づいて、前記チャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択するステップをさらに備え、
   前記基地局に送信される前記プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックスをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 無線通信のためのコードブックを生成する装置であって、前記コードブックが第１のコードブック及び第２のコードブックを含み、前記装置が、
   第１のコードブック（Ｖ_∀）を以下の式：
   に従って決定するように構成されたモジュールであって、Ｌが前記第１のコードブック（Ｖ_∀）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｎが鉛直アンテナポート数を示し、Ｚ_ｌが無線通信のための任意の既存のコードブックＺにおける第ｌ列を示し、Ｚの大きさがＮ行及びＬ列である、モジュールと、
   第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）を以下の式：
   に従って決定するように構成されたモジュールであって、Ｋが前記第２のコードブック（Ｖ_Ｈ）におけるコードワード数を示し、Ｍが水平アンテナポート数を示し、Ｐが行列Ｘの列数を示し、ｂ_ｋが行列Ｂの第ｋ列を示し、行列Ｂが以下の：
   ｍ＝１、・・・、Ｍ／２、ｋ＝１、・・・、Ｋ
   である、モジュールと
   を備える装置。
9. 無線通信のための前記コードブックがさらに第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）を含み、前記装置が、
   第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）を以下の式：
   に従って決定するように構成されたモジュールをさらに備え、
   Ｑが前記第３のコードブック（Ｖ_Ｓ）におけるコードワード数を示し、Ｐが前記第２のコードブックで用いられた行列Ｘの列数であり、ｒがストリーム数を示し、
   がｔ個の要素を有するベクトルを示し、第ｓの要素が１であり、残りの要素が０である、請求項８に記載の装置。
10. 請求項１又は２に記載の方法によって生成されたコードブックを用いることを特徴とする、無線通信における基地局において３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成する装置であって、
    前記３Ｄチャネルのチャネル情報に基づいて第１のコードブック及び第２のコードブックから前記３Ｄチャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するように構成されたモジュールと、
    前記第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び前記第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）の積に基づいて前記３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成するように構成されたモジュールと
    を備える装置。
11. 前記チャネルに対応する前記チャネル情報及びストリーム数に基づいて前記第３のコードブックから前記３Ｄチャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択するように構成されたモジュールをさらに備え、
    前記３Ｄチャネルに対するプリコーダを生成するように構成された前記モジュールが、さらに、
    前記第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）、前記第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）及び前記第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）の積に基づいて前記３Ｄチャネルに対するプリコーダ（Ｔ）を生成するように構成された、請求項１０に記載の装置。
12. 前記チャネル情報が、ユーザ機器によって送信されたプリコーディング行列インデックス情報を含み、前記装置が、
    前記ユーザ機器からプリコーディング行列インデックス情報を受信するように構成されたモジュールであって、該プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス及び選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックスを含む、モジュール
    をさらに備える請求項１０又は請求項１１に記載の装置。
13. 前記ユーザ機器から受信された前記プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す前記ユーザ機器から第３のプリコーディング行列インデックスをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
14. 請求項１又は２に記載の方法によって生成されたコードブックを用いることを特徴とする、無線通信におけるユーザ機器においてプリコーダの生成を促進する装置であって、
    チャネル情報に基づいて、第１のコードブック及び／又は第２のコードブックから前記チャネルに適した第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）及び／又は第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）をそれぞれ選択するように構成されたモジュールと、
    プリコーディング行列インデックス情報を基地局に送信するように構成されたモジュールであって、前記プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第１のコードワード（Ｖ_Ｖ）を示す第１のプリコーディング行列インデックス及び／又は選択された第２のコードワード（Ｖ_Ｈ）を示す第２のプリコーディング行列インデックスを含む、モジュールと
    を備える装置。
15. 前記チャネルに対応する前記チャネル情報及びストリーム数に基づいて、前記チャネルに適した第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を選択するように構成されたモジュールをさらに備え、
    前記基地局に送信される前記プリコーディング行列インデックス情報が、選択された第３のコードワード（Ｖ_Ｓ）を示す第３のプリコーディング行列インデックスをさらに含む、請求項１４に記載の装置。