JP6358344B2

JP6358344B2 - データ通信方法及びｍｉｍｏユーザ装置

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Inventors: ズオンファン; 丸田　靖; 丸田　　靖
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Description

本発明は、高度な無線通信ネットワークにおけるシグナリング制御に関する。特に、排他的でなく、本発明は、ＭＩＭＯ（マルチ入力及びマルチ出力（Multiple-Input and Multiple-Output））システムにおけるチャネル情報の通知に関する。

次の表は、本明細書中に見出される特定の略語／頭文字語を含む。

無線通信システムは、ｅＮＢの範囲内にある（ユーザ装置（UEs）としても知られる）移動局と通信する（E-UTRAN Node Bs (eNBs)としても知られる）基地局が広く知られている。各ｅＮＢは、その利用可能な帯域幅、すなわち、周波数及び時間のリソースを異なるＵＥに対する異なるリソース割り当てに分割する。より多くのユーザ（より多くのＵＥ）、より多くのデータ集約型サービス及び／又はより高いデータ送信レートを受け入れるために、そのようなシステムの容量を増加し、リソース利用の効率を向上する一定の必要性がある。

OFDM (直交周波数分割多重方式（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）)は、無線通信システムにおけるデータを送信するために用いられる一つの技術である。OFDMベースの通信スキームは、送信されるべきデータシンボルをたくさんのサブキャリアに分配し、それ故、用語「周波数分割多重方式」という。データは、その位相、振幅、又は、位相及び振幅の両方を調整することにより、サブキャリア上で送受信される。OFDMという名称の「直交（orthogonal）」の部分は、周波数ドメイン内のサブキャリアの間隔が数学的な意味で、他のサブキャリアに直交するように選択されるという事実を意味する。言い換えると、それらは、隣接するサブキャリアのサイドバンドが重複してもよいが、内部サブキャリア干渉が予約されるためのサブキャリアに対して十分に最小化されるような周波数ドメイン内で整列される。

個々のサブキャリアやサブキャリアの集合が異なるユーザ（異なるＵＥ）に割り当てられる場合、結果は、OFDMA (直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access)）として参照されるマルチアクセスシステムとなる。用語ＯＦＤＭは、用語ＯＦＤＭＡを含むことを度々意図する。それ故、二つの用語は、本説明の目的のために交換可能と考えてよい。異なる周波数／時間のリソースをセル内の各ＵＥに割り当てることにより、ＯＦＤＭＡは、既知のセルの範囲のＵＥの中で干渉を避けることができる。

基本的なＯＦＤＭスキームのさらなる修正は、「マルチ入力マルチ出力（multiple-input multiple-output）」を意味するＭＩＭＯと呼ばれる。このタイプのスキームは、送信機と受信機の間で通信可能なデータ容量を拡張するために、送信機及び／又は受信機（しばしば両方）における複数のアンテナを採用する。一般的に、このことは、ｅＮＢと当該ｅＮＢによりサービスされるユーザ装置（ＵＥ）の間の拡張されたデータ容量を達成するために用いられる。

例として、２ｘ２「シングルユーザＭＩＭＯ」（ＳＵ−ＭＩＭＯ）構成は、送信機における二つのアンテナと、その送信機と通信状態にある単一の受信機における二つのアンテナを含む。同様に、４ｘ４ＳＵ−ＭＩＭＯ構成は、送信機における４つのアンテナと、その送信機と通信状態にある単一の受信機における４つのアンテナを含む。送信機及び受信機について同じアンテナの数を用いる必要がない。一般的に、無線通信システムにおけるｅＮＢは、電力、コスト及びサイズの限界の違いにより、ＵＥと比較してより多くのアンテナを装備する。また、いわゆる「マルチユーザＭＩＭＯ」（ＭＵ−ＭＩＭＯ）はしばしば採用され、一度に複数のＵＥとＭＩＭＯ通信を行うことができる単一のｅＮＢを伴うことを留意すべきである。このことは、以下でさらに説明される。

用語「チャネル（channel）」は、送信機及び受信機の間の無線リンクの周波数（又は等価時間遅延）応答に共通に参照して使用される。ＭＩＭＯチャネル（以下、単に「チャネル」）は、全てのサブキャリア（上記のサブキャリアの議論を参照）を含み、送信の帯域幅全体を覆う。ＭＩＭＯチャネルは、多くの個々の無線リンクを含む。シングル入力シングル出力（SISO）チャネルとして独立してそれぞれ参照される、これらの個々の無線リンクの数は、Ｎ_ＲＸ×Ｎ_ＴＸである。ここで、Ｎ_ＴＸは、送信機におけるアンテナの数であり、Ｎ_ＲＸは、受信機におけるアンテナの数である。例えば、３ｘ２ＳＵ−ＭＩＭＯ配列が６リンクを含む場合、６ＳＩＳＯチャネルを有する。

図１に概略的に示される簡略化された２ｘ３ＳＵ−ＭＩＭＯシステムを考慮すると、受信機Ｒの受信アンテナＲ０が送信機Ｔの送信アンテナＴ０，Ｔ１及びＴ２のそれぞれからの送信を受信することがわかる。同様に、受信アンテナＲ１は、送信アンテナＴ０，Ｔ１及びＴ２からの送信を受信する。それ故、受信機において受信される信号は、送信アンテナからの送信の組合せ（すなわち、６ＳＩＳＯチャネルの組合せ）を備え（又は作り上げられ）る。一般に、ＳＩＳＯチャネルは、１以上のデータストリームを受信機へ送信する多様な方法で組み合わされ得る。

図２は、より一般化されたＳＵ−ＭＩＭＯシステムの概念図である。図２において、送信機は、Ｎ_ＴＸ送信アンテナを利用して信号を送信し、単一の受信機は、Ｎ_ＲＸ受信アンテナを利用して送信機から信号を受信する。ＭＩＭＯチャネル（この場合、ＳＵ−ＭＩＭＯチャネル）全体の特性の数学モデルを生成するために、送信機と受信機の間の個々のＳＩＳＯチャネルを示す必要がある。図２に示されるように、個々のＳＩＳＯチャネルは、Ｈ_0,0からＨ_{NRX-1, NTX-1}により示され、図に示されるように、これらは、「チャネルマトリクス」又はチャネル応答マトリクスHと共通に呼ばれるマトリクスの項を形成する。Ｈ_0,0は、送信アンテナ０から受信アンテナ０へ信号を送信するためのチャネル特性（例えば、チャネル周波数応答）を示すことが認識されるであろう。同様に、「Ｈ_{NRX-1, NTX-1}」は、送信アンテナＮ_ＴＸ−１から受信アンテナＮ_ＲＸ−１等へ信号を送信するためのチャネル特性を示す。

図２において、送信アンテナ０からＮ_TX-1を共に用いて送信される信号要素を示す、記号ｘ_０からｘ_NTX-1は、送信信号ベクトルx＝（ｘ_０、ｘ_１、…、ｘ_NTX-1）^Ｔを形成する。ここで、（）^Ｔは、ベクトル転置を示す。同様に、受信アンテナ０からＮ_RX-1により共に受信される受信信号要素ｙ_０からｙ_NRX-1は、受信信号ベクトルy＝（ｙ_０、ｙ_１、…、ｙ_NRX-1）^Ｔを形成する。図２に示される簡略化されたシングルユーザシステムに関するベクトルｙ及びｘの間の関係は、基本ＭＩＭＯシステム方程式によりモデル化され得る：
y＝Hx＋n
（方程式０）
ここで、Hは、上記で参照されるチャネルマトリクスであり、nは、ノイズ（通常、加法性ホワイトガウスノイズであると仮定される）を示すベクトルである。

（上述された）図１及び図２の両方は、「シングルユーザ」ＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）システムに関連するという点において注意すべきである。しかしながら、前述されたように、いわゆる「マルチユーザ」ＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）が度々採用され、これは、一度に（それぞれが複数のアンテナも有し得る）複数のＵＥとのＭＩＭＯ通信を行うことができる複数のアンテナを有する単一のｅＮＢを含む。特に、ＭＵ−ＭＩＭＯにおいて、ｅＮＢは、複数の送信アンテナから同一の時間周波数上で異なるＵＥへデータを送信する。ＵＥ間の干渉を最小化するために、ｅＮＢは、プリコーディング（precoding）を介して送信ビームを生成する。

例えば、ウィキペディアによれば、「プリコーディング」は、「ビームフォーミング（beamforming）」の一種であり、マルチアンテナ無線通信におけるマルチストリーム（又はマルチレイヤ）送信をサポートするために使用される。従来のシングルストリームビームフォーミングでは、同一の信号は、信号電力が受信機において最大化されるような、適切な重み付け（位相及び利得）を用いて送信アンテナのそれぞれから放出される。しかしながら、受信機が複数のアンテナを有する場合、シングルストリームビームフォーミングは、受信アンテナの全てにおける信号レベルを同時には最大化できない。マルチ受信機アンテナシステムにおけるスループットを最大化するために、マルチストリーム送信が一般的に要求される。

マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）において、マルチアンテナ送信機は、上述したように、（それぞれ１又は複数のアンテナを有する）複数の受信機と同時に通信する。実装の観点から、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムに対するプリコーディングアルゴリズムは、線形及び非線形プリコーディング型に分類される。アルゴリズムによって達成されるシステム容量は、一般に非線形プリコーディング型の方が大きいが、線形プリコーディング型は、はるかに低い複雑さを用いた妥当な性能を達成できる。線形プリコーディング型は、例えば、maximum ratio transmission (MRT)、zero-forcing (ZF)プリコーディング、及び、transmit Wienerプリコーディングを含む。

性能最大化は、ポイントツーポイントＭＩＭＯにおいて明確な解釈を有するが、マルチユーザシステムは、一般に全ユーザに対する性能を同時に最大化することはできない。それ故、マルチユーザシステムは、各目的がユーザの一つの容量の最大化に対応するマルチ目的最適化問題（multi-objective optimization problem）を引き起こすと言われ得る。

任意のケースでは、受信側において、ＵＥがそのデータを取得するためのポストコーディング（デコーディング）を使用する。

当業者は、プリコーディングがチャネルの状態にしばしば高く依存すること（すなわち、「チャネル状態」に依存すること）‐下記参照、について上記説明から理解されるであろう。

数学的に、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムは、上記簡略化されたシングルユーザＭＩＭＯシステム方程式（方程式０）を次のように修正することにより、説明される（モデル化される）。

（方程式１）

上記方程式１において、
y（i）は、ｉ番目のＵＥにおける受信信号であり、
x（i）は、ｉ番目のＵＥに対するデータ信号であり、
H（i）は、ｉ番目のＵＥに対するチャネルマトリクスであり、
V（i）は、ｉ番目のＵＥのプリコーダマトリクスであり、
n（i）は、ｉ番目のユーザにおける加法性ホワイトガウスノイズである。

ＭＩＭＯ送信スキームは、「非適応」又は「適応」のいずれかであると言われ得る。非適応ケースでは、送信機は、任意の条件の知識又はチャネルの属性を有さない。言い換えると、送信機は、「空気を介して（through the air）」送信されるような、送信信号を変更する方法の任意の知識を有さない。この「チャネル状態」についての知識の欠如は、送信機は、例えば、（送信信号が「空中で」の変化の仕方に影響を与える）チャネルの状態又は属性の変化に起因する条件の変化を考慮に入れることができないような性能を制限できる。適応スキームは、受信機から送信機（すなわち、アップリンク（ＵＬ）内で）への情報（いわば「チャネル状態情報（channel-state information）」又はＣＳＩ）のフィードバックを利用し、変更条件を送信ダウンリンク（ＤＬ）信号の変更に反映させ（すなわち、チャネル状態を変更に反映させ）、また、データスループットを最大化することを可能にする。言い換えると、ＣＳＩのフィードバックは、プリコーディングを用いて促進又は支援するために使用され得る。本発明は、ＭＩＭＯスキームのこれらの適応型に主に関心を持つ。

従来技術のＭＩＭＯシステムが備える問題は、それらが一般に計算的に複雑であることである。

以前又は既存のデバイス、装置、製品、システム、方法、実行、公開又は任意の他の情報、又は、任意の問題もしくは課題への本明細書での単なる参照は、その分野の当業者の共通の一般的知識の一部を形成する個別に又は任意の組合せかどうかのいずれのものかの確認応答や承認を構成するものではないこと、又は、それらが許容される従来技術であることを明確に理解されるべきである。

本発明は、高度な無線通信ネットワークにおけるシグナリング制御を対象とし、少なくとも、上述した不利益の少なくとも一つを克服するか、又は、有用又は商用の選択肢を消費者に提供することができる。

上記を鑑みて、一形態における本発明は、複数のアンテナを備える基地局と、複数のユーザ装置（ＵＥ）とを備えるマルチ入力及びマルチ出力（ＭＩＭＯ）システムにおけるデータ通信方法に広く存在し、
前記複数のアンテナは、複数のアンテナの部分集合に分割されており、
前記方法は、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第１の部分集合に関連する第１のチャネル情報を、前記複数のＵＥのうち第１のＵＥにおいて、生成し、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第２の部分集合に関連する第２のチャネル情報を、前記第１のＵＥにおいて、生成し、
プリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第１及び第２のチャネル情報を提供すること
を含む。

望ましくは、前記第１及び第２のチャネル情報は、プリコーディングマトリクスインジケータ（ＰＭＩ）を含む。

望ましくは、前記ＭＩＭＯシステムは、マルチユーザマルチ入力及びマルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムである。

前記分割することは、予め定められているとよい。さらに、前記複数の部分集合のインジケータは、前記第１のＵＥに提供されるとよい。

前記複数のアンテナに関連付けられた３Ｄ通信チャネルのマトリクスを、前記複数の部分集合を生成するために、複数のサブチャネルマトリクスへ分割することをさらに備えるとよい。

前記複数のアンテナの部分集合は、非共有（disjoint）部分集合である。前記第１のチャネル情報及び前記第２のチャネル情報は、一緒に（jointly）計算されるとよい。前記複数の部分集合の一つは、参照部分集合であり、前記第１及び第２のチャネル情報は、前記参照部分集合に応じて計算されるとよい。前記第２のチャネル情報は、前記第１のチャネル情報に応じて部分的に生成されるとよい。

前記複数の部分集合は、共有（joint）部分集合であるとよい。前記複数の部分集合は、それぞれ、一つの共通アンテナを含むとよい。前記チャネル情報は、共有部分集合の夫々に対して独立して生成されるとよい。

ある実施形態によれば、前記プリコーダを生成することは、前記複数の部分集合の前記チャネル情報に対応するサブプリコーダをスタックすることを備える。参照アンテナと関連付けられたサブプリコーダの特徴（aspect）は、前記サブプリコーダをスタックする前に削除されるとよい。

前記複数のアンテナは、２Ｄアンテナ配列を備えるとよい。特に、前記２Ｄアンテナ配列は、４ｘ４アンテナ配列を含むとよい。

前記複数の部分集合のそれぞれは、４つのアンテナを含むとよい。

前記方法は、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第１の部分集合に関連する第３のチャネル情報を、前記複数のＵＥのうち第２のＵＥにおいて、生成し、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第２の部分集合に関連する第４のチャネル情報を、前記第２のＵＥにおいて、生成し、
第２のプリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第３及び第４のチャネル情報を提供すること
をさらに含むとよい。

別の形態において、本発明は、複数のアンテナを備える基地局を含むＭＩＭＯシステムにおけるデータ通信のためのマルチ入力及びマルチ出力（ＭＩＭＯ）ユーザ装置（ＵＥ）において広く存在し、
前記ＭＩＭＯＵＥは、プロセッサと、前記プロセッサにより実行可能な命令コードとを備え、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第１の部分集合に関連する第１のチャネル情報を、前記複数のＵＥのうち第１のＵＥにおいて、生成し、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第２の部分集合に関連する第２のチャネル情報を、前記第１のＵＥにおいて、生成し、
プリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第１及び第２のチャネル情報を提供すること
を含む。

本発明の特定の実施形態の利点は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるＰＭＩを効率的に生成する機能を含む。特定の実施形態によれば、ＰＭＩコードブックのサイズは小さく、ＵＥにおけるＯＭＩの効率的な選択を可能とする。

本明細書に記載の特徴のいずれも、本発明の範囲内で、本明細書に記載の任意の１以上の他の特徴との任意の組合せで組み合されることができる。

本発明によれば、上述した不利益の少なくとも一つを克服するか、有用又は商用の選択肢を消費者に提供するための改善された技術を提供することができる。

本発明の好ましい特徴、実施形態及びバリエーションは、以下の詳細な説明から識別され、本発明を実施する当業者にとって十分な情報を提供する。詳細な説明は、上述した発明の概要の範囲を制限として何らみなされない。詳細な説明は、以下の図面の番号を参照する。
図１は、簡略化された２ｘ３ＳＵ−ＭＩＭＯシステムを概略的に示す。図２は、より一般化されたＳＵ−ＭＩＭＯシステムの概念図である。図３は、本発明の実施形態にかかる、マルチユーザマルチ入力及びマルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）無線通信システムを示す模式図である。図４は、本発明の実施形態にかかる、図３のＭＵ−ＭＩＭＯ無線通信システムのメッセージフロー図を示す。図５は、本発明の実施形態にかかる、二次元（２Ｄ）アンテナ配列を示す。図６は、本発明の実施形態にかかる、図３のＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるデータ通信についてのプリコーダを生成する方法を示す。図７は、図６の方法にかかる、複数のアンテナの第１及び第２の分割例を示す。図８は、本発明の代替的な実施形態にかかる、図３のＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるデータ通信についてのプリコーダ生成の方法を示す。図９は、図８の方法にかかる、複数のアンテナの分割例を示す。図１０は、本発明の別の代替的な実施形態にかかる、図３のＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるデータ通信についてのプリコーダ生成の方法を示す。図１１は、図１０の方法にかかる、複数のアンテナ３１５の分割例を示す。

図３は、本発明の実施形態にかかる、マルチユーザマルチ入力及びマルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）無線通信システム３００を示す模式図である。

ＭＵ−ＭＩＭＯ無線通信システム３００は、Ｅ−ＵＴＲＡＮＮｏｄｅＢ（ｅＮｏｄｅＢ）３０５の形式である基地局と、複数のユーザ装置（ＵＥ）３１０とを備える。ｅＮｏｄｅＢ３０５は、データのＭＵ−ＭＩＭＯ通信のための複数のアンテナ３１５を備える。無線通信システム３００は、以下にさらに詳細に説明するように、ｅＮｏｄｅＢ３０５から複数のＵＥ３１０へのデータのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を可能にする。

図４は、本発明の実施形態にかかる、ＭＵ−ＭＩＭＯ無線通信システム３００のメッセージフロー図４００を示す。

第１のダウンリンクデータは、４０５ａ（ダウンリンク（ＤＬ）データ）により示されるように、ｅＮｏｄｅＢ３０５から複数のＵＥ３１０のうち第１のＵＥ３１０ａへ送信され、第２のダウンリンクデータは、４０５ｂ（ダウンリンク（ＤＬ）データ）により示されるように、ｅＮｏｄｅＢ３０５から複数のＵＥ３１０のうち第２のＵＥ３１０ｂへ送信される。第１のデータの受信時に、第１のＵＥ３１０ａは、プリコーディングマトリクスインジケータ（ＰＭＩ群）の第１の集合の形式でチャネル情報（ＣＩ）を生成する。同様に、第２のＵＥ３１０ｂは、ＰＭＩ群の第２の集合の形式でチャネル情報を生成する。

ＰＭＩ群の第１の集合は、４１０ａ（アップリンク（ＵＬ）ＣＩ）により示されるように、第１のＵＥ３１０ａによりｅＮｏｄｅＢ３０５へ送信され、ＰＭＩ群の第２の集合は、４１０ｂ（アップリンク（ＵＬ）ＣＩ）により示されるように、第２のＵＥ３１０ｂによりｅＮｏｄｅＢ３０５へ送信される。ｅＮｏｄｅＢ３０５は、第１及び第２のＵＥ３１０ａ及び３１０ｂの夫々に対してプリコーダを生成するために、ＰＭＩ群の第１及び第２の集合を用いる。

受信機から送信機へのチャネル情報（例えば、ＰＭＩ）のフィードバックは、変更条件を考慮し、データスループットを最大化するために、ｅＮｏｄｅＢ３０５にダウンリンク（ＤＬ）信号を修正させる。特に、ＵＥ３１０は、チャネルの特性を最も良く示すＰＭＩに対して、ＰＭＩのコードブックを介して検索する。

複数のアンテナ３１５は、本発明の実施形態にかかる、図５に示されるような、二次元（２Ｄ）アンテナ配列５００を定義する。アンテナ配列５００が二次元（すなわち４ｘ４アンテナ）である場合、通信チャネルは三次元（３Ｄ）となる。

２Ｄアンテナ配列５００は、多数の部分集合に分割され、ＰＭＩ群の形式のチャネル情報は、部分集合のそれぞれについて生成される。特に、第１のＵＥ３１０ａは、複数のアンテナ３１５のうち少なくとも第１の部分集合と第２の部分集合に対してＰＭＩを生成する。アンテナの部分集合の夫々に対してＰＭＩを生成することは、全てのアンテナについて単独のＰＭＩを生成することよりも計算的な複雑さが少ないため、複雑さは第１のＵＥ３１０ａにおいて減少される。

そして、ＰＭＩ群は、ｅＮｏｄｅＢ３０５に提供され、少なくとも第１及び第２のサブプリコーダは第１及び第２のＰＭＩに基づいて生成される。最後に、プリコーダは、第１のＵＥ３１０ａと以降の通信のために、第１及び第２のサブプリコーダに応じて生成される。

以下にさらに詳細に記載されるように、ンテナ部分集合は、共有（joint）部分集合（すなわち、少なくとも一つの共通アンテナ）又は、非共有（disjoint）（すなわち、任意の共通アンテナなしに）であるとよい。同様に、ＰＭＩ群は、参照の部分集合又は参照のアンテナを参照するか、参照することなしに、共有的に（jointly）又は独立に計算されるとよい。

ｅＮｏｄｅＢ３０５は、複数の部分集合のインジケータを明示的又は暗示的に第１のＵＥ３１０ａに提供してもよい。例えば、ｅＮｏｄｅＢは、分割が用いられていたか否か（そして、いずれの分割が用いられていたか）を識別する第１のＵＥ３１０ａへ分割設定識別子を送信してよい。

図６は、本発明の実施形態にかかる、ＭＵ−ＭＩＭＯシステム３００におけるデータ通信についてのプリコーダを生成する方法６００を示す。

ステップ６０５において、複数のアンテナ３１５は、複数の結合部分集合に分割される。特に、複数のアンテナ３１５の少なくとも一つのアンテナは、複数の部分集合の全てに共通である。複数のアンテナは、ｅＮｏｄｅＢ３０５において有利に分割されるが、それらは、所定のパターンに応じて分割され得る。

図７は、方法６００にかかる、複数のアンテナ３１５の第１及び第２の分割例７００ａ、７００ｂを示す。分割例７００ａ、７００ｂのそれぞれは、参照アンテナ７０５及び複数の部分的アンテナグループ７１０を含む。

アンテナの部分集合のそれぞれは４つのメンバー、部分的アンテナグループ７１０の一つからの３つのメンバー及び参照アンテナ７０５、を含む。

図６に戻り参照し、ＰＭＩはステップ６１０において部分集合のそれぞれについて計算される。ＰＭＩは、各グループについて独立に計算される、すなわち、あるグループについてのあるＰＭＩの計算は、別のグループについての別のＰＭＩとは独立である。例えば、分割例７００ａにおいて、ＵＥ３１０は５つのＰＭＩ、すなわち、次のアンテナ部分集合｛１，２，３，４｝、｛１，５，９，１３｝、｛１，６，１０，１４｝、｛１，７，１１，１５｝、｛１，８，１２，１６｝のそれぞれについて一つずつを計算する。

そして、ＰＭＩは、ｅＮｏｄｅＢ３０５へ送信される。

ステップ６１５において、ＰＭＩはサブプリコーダを生成するために用いられ、プリコーダを生成するために順番に用いられる。プリコーダは、以降の送信のためにデータをプリコードするために用いられ得る。

特に、通知されたＰＭＩは、各ＰＭＩに対してその中の１つが対応する（複数の）サブプリコーダを生成するために最初に用いられる。そして、Ｎ−１サブプリコーダの参照アンテナに関連付けられた行は、サブプリコーダがプリコーダを生成するためにスタックされる前に削除される。例えば、第１の分割例７００ａにおいて、部分集合｛１，５，９，１３｝、｛１，６，１０，１４｝、｛１，７，１１，１５｝、｛１，８，１２，１６｝に対応するサブプリコーダの第１行は、最後のプリコーダを生成するためにスタックされる前に（３行のみ残すために）削除される。

図８は、本発明の代替的な実施形態にかかる、ＭＵ−ＭＩＭＯシステム３００におけるデータ通信についてのプリコーダ生成の方法を示す。

ステップ８０５において、複数のアンテナ３１５は、複数の非共有部分集合に分割される。特に、アンテナ３１５は、任意の複数の部分集合で共通するものがない。

図９は、方法８００にかかる、複数のアンテナ３１５の分割例９００ａ、９００ｂ、９００ｃを示す。分割例９００ａ、９００ｂ、９００ｃのそれぞれは、４つの部分集合９０５を含み、部分集合９０５のそれぞれは、４つのアンテナ３１５を含む。４つの部分集合９０５は、参照部分集合９１０を含む。

図８に戻り参照し、ステップ８１０において、ＰＭＩは部分集合９０５のそれぞれについて計算される。参照部分集合９１０に対するＰＭＩは、他の部分集合９０５とは独立して最初に計算される。そして、残りの部分集合９０５に対するＰＭＩは、参照部分集合９１０のＰＭＩに従属して別に計算される。

ＰＭＩは、ｅＮｏｄｅＢ３０５へ送信される。

ステップ８１５において、ＰＭＩはサブプリコーダを生成するために用いられ、プリコーダを生成するために順番に用いられる。プリコーダは、以降の送信のためにデータをプリコードするために用いられ得る。

図１０は、本発明の別の代替的な実施形態にかかる、ＭＵ−ＭＩＭＯシステム３００におけるデータ通信についてのプリコーダ生成の方法１０００を示す。

ステップ１００５において、複数のアンテナ３１５は、複数の非共有部分集合に分割される。特に、アンテナ３１５は、任意の複数の部分集合で共通するものがない。

図１１は、方法１０００にかかる、複数のアンテナ３１５の分割例１１００ａ、１１００ｂ及び１１００ｃを示す。分割例１１００ａ、１１００ｂ及び１１００ｃのそれぞれは、４つの部分集合１１０５を含み、部分集合１１０５のそれぞれは、４つのアンテナ３１５を備える。４つの部分集合１１０５は、参照部分集合又は参照アンテナを含まない。

図１０に戻り参照し、ステップ１０１０において、ＰＭＩは、部分集合１１０５のそれぞれについて計算される。ＰＭＩは、既に考慮された部分集合のＰＭＩとは独立して計算される。

ＰＭＩは、ｅＮｏｄｅＢ３０５へ送信される。

ステップ１０１５において、ＰＭＩは、サブプリコーダを生成するために用いられ、プリコーダを生成するために順番に用いられる。プリコーダは、以降の送信のためにデータをプリコードするために用いられ得る。

部分集合のそれぞれは、４つのアンテナ３１５を含むことが上述されている。しかしながら、部分集合が任意の適切な数のアンテナを含み、複数のアンテナ及び単一のアンテナを含むことを当業者は容易に理解するであろう。

本明細書及び（もしあれば）特許請求の範囲において、単語「備えている（comprising）」及び「備える（comprises）」を含むその派生語及び「備える（comprise）」は、述べられた整数のそれぞれを含むが、１以上のさらなる整数の包含を除外するものではない。

「一実施形態」又は「実施形態」への本明細書を通しての参照は、その実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書を通じて様々な場所に現れるフレーズ「一実施形態において」又は「実施形態において」は、必ずしも同じ実施形態を参照するものではない。さらに、特定の特徴、構造又は特性が１以上の組合せにおいて任意の適切な方法で組み合わされても良い。

法令に準拠して、本発明は、構造的又は方法的特徴に多かれ少なかれ特定の言語で説明されていた。本発明は、本明細書で説明された意味が本発明を有効に置く好ましい形式を備えるために、示され又は説明された特定の特徴に限定されないことが理解されるべきである。それ故、本発明は、当業者によって適切に解釈され、添付の特許請求の範囲（もしあれば）の適切な範囲内でその形態又は修飾のいずれかに記載されている。

加えて、本発明は、上記例示的実施形態により限定されないが、様々な改変が既に述べられた本発明の範囲から逸脱することなく行うことができることが明らかである。例えば、上記例示的実施形態は、本発明がハードウェア構成であるとして説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、コンピュータプログラム上の任意のプロセスをCPU（Central Processing Unit）に実行させることにより、実現されてもよい。この場合、本プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable media）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。

非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ（compact disc recordable）、ＣＤ−Ｒ／Ｗ（compact disc rewritable）、DVD (Digital Versatile Disc), BD (Blu-ray (登録商標) Disc)、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable media）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、（電線及び光ファイバ等の）有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給するために使用され得る。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
（付記１）
複数のアンテナを備える基地局と、複数のユーザ装置（ＵＥ）とを含むマルチ入力及びマルチ出力（ＭＩＭＯ）システムにおけるデータ通信方法であって、
前記複数のアンテナは、複数のアンテナの部分集合に分割されており、
前記方法は、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第１の部分集合に関連する第１のチャネル情報を、前記複数のＵＥのうち第１のＵＥにおいて、生成し、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第２の部分集合に関連する第２のチャネル情報を、前記第１のＵＥにおいて、生成し、
プリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第１及び第２のチャネル情報を提供すること
を含む方法。
（付記２）
前記第１及び第２のチャネル情報のそれぞれは、プリコーディングマトリクスインジケータを含む、
付記１に記載の方法。
（付記３）
前記ＭＩＭＯシステムは、マルチユーザマルチ入力及びマルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムである付記１に記載の方法。
（付記４）
前記分割することは、予め定められている
付記１に記載の方法。
（付記５）
前記複数の部分集合のインジケータを、前記第１のＵＥへ提供することをさらに含む、
付記３に記載の方法。
（付記６）
前記複数のアンテナに関連付けられた３Ｄ通信チャネルのマトリクスを、前記複数の部分集合を生成するために、複数のサブチャネルマトリクスへ分割することをさらに備える
付記１に記載の方法。
（付記７）
前記複数のアンテナの部分集合は、非共有（disjoint）部分集合である、
付記１に記載の方法。
（付記８）
前記第１のチャネル情報及び前記第２のチャネル情報は、一緒に（jointly）計算される、
付記６に記載の方法。
（付記９）
前記複数のアンテナの部分集合の一つは、参照部分集合であり、前記第１及び第２のチャネル情報は、前記参照部分集合に応じて生成される
付記６に記載の方法。
（付記１０）
前記第２のチャネル情報は、前記第１のチャネル情報に応じて部分的に生成される
付記６に記載の方法。
（付記１１）
前記複数の部分集合は、共有（joint）部分集合である、
付記１に記載の方法。
（付記１２）
前記複数の部分集合のそれぞれは、一つの共通アンテナを含む
付記１１に記載の方法。
（付記１３）
前記第１のチャネル情報及び前記第２のチャネル情報は、共有部分集合の夫々に対して独立して生成される
付記１１に記載の方法。
（付記１４）
前記プリコーダを生成することは、前記複数の部分集合の前記チャネル情報に対応するサブプリコーダをスタックすることを備える
付記１に記載の方法。
（付記１５）
前記サブプリコーダをスタックする前に、参照アンテナと関連付けられたサブプリコーダの特徴（aspect）を削除する
付記１４に記載の方法。
（付記１６）
前記複数のアンテナは、２Ｄアンテナ配列を備える
付記１に記載の方法。
（付記１７）
前記２Ｄアンテナ配列は、４ｘ４アンテナ配列を含む
付記１６に記載の方法。
（付記１８）
前記複数の部分集合のそれぞれは、４つのアンテナを含む
付記１に記載の方法。
（付記１９）
前記第１の部分集合に関連する第３のチャネル情報を、前記複数のＵＥのうち第２のＵＥにおいて、生成し、
前記第２の部分集合に関連する第４のチャネル情報を、前記第２のＵＥにおいて、生成し、
第２のプリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第３及び第４のチャネル情報を提供すること
を含む付記１に記載の方法。
（付記２０）
複数のアンテナを備える基地局を含むＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるデータ通信のためのＭＩＭＯユーザ装置（ＵＥ）であって、
前記ＭＩＭＯＵＥは、プロセッサと、前記プロセッサにより実行可能な命令コードとを備え、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第１の部分集合に関連する第１のチャネル情報を生成し、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第２の部分集合に関連する第２のチャネル情報を生成し、
プリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第１及び第２のチャネル情報を提供すること
を含むＭＩＭＯユーザ装置。
（付記２１）
付記１から１９のいずれか１項のＭＩＭＯユーザ装置を制御する処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体。

本出願は、２０１４年６月１６日に出願されたオーストラリア仮特許出願第２０１４９０２２８１号からの優先権の利益を主張し、該特許出願の開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。

Ｒ０アンテナ
Ｒ１受信アンテナ
Ｒ受信機
Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２送信アンテナ
Ｔ送信機
３００ＭＵ−ＭＩＭＯ無線通信システム
３０５ｅＮｏｄｅＢ
３１０ＵＥ
３１５アンテナ
４００メッセージフロー図
４０５ダウンリンク（ＤＬ）データ
４１０アップリンク（ＵＬ）チャネル情報（ＣＩ）
５００二次元（２Ｄ）アンテナ配列
７００ａ，７００ｂ，７００ｃパーティション例
７０５参照アンテナ
７１０部分アンテナグループ
９００ａ，９００ｂ，９００ｃパーティション例
９０５部分集合
９１０参照部分集合
１１００ａ，１１００ｂ，１１００ｃパーティション例
１１０５部分集合

Claims

複数のアンテナを備える基地局と、複数のユーザ装置（ＵＥ）とを含むマルチ入力及びマルチ出力（ＭＩＭＯ）システムにおけるデータ通信方法であって、
前記複数のアンテナは、複数のアンテナの部分集合に分割されており、
各部分集合は、少なくとも一つのアンテナが共通し、
前記方法は、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第１の部分集合に関連する第１のチャネル情報を、前記複数のＵＥのうち第１のＵＥにおいて、生成し、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第２の部分集合に関連する第２のチャネル情報を、前記第１のＵＥにおいて、生成し、
プリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第１及び第２のチャネル情報を提供すること
を含む方法。
前記第１及び第２のチャネル情報のそれぞれは、プリコーディングマトリクスインジケータを含む、
請求項１に記載の方法。
前記ＭＩＭＯシステムは、マルチユーザマルチ入力及びマルチ出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムである
請求項１に記載の方法。
前記分割することは、予め定められている
請求項１に記載の方法。
前記複数の部分集合のインジケータを、前記第１のＵＥへ提供することをさらに含む、
請求項３に記載の方法。
前記複数のアンテナに関連付けられた３Ｄ通信チャネルのマトリクスを、前記複数の部分集合を生成するために、複数のサブチャネルマトリクスへ分割することをさらに備える
請求項１に記載の方法。
複数のアンテナを備える基地局を含むＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるデータ通信のためのＭＩＭＯユーザ装置（ＵＥ）であって、
前記ＭＩＭＯＵＥは、プロセッサと、前記プロセッサにより実行可能な命令コードとを備え、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第１の部分集合に関連する第１のチャネル情報を生成し、
前記複数のアンテナの部分集合のうち第２の部分集合に関連する第２のチャネル情報を生成し、
プリコーダの生成のために、前記基地局へ前記第１及び第２のチャネル情報を提供し、
前記第１の部分集合及び前記第２の部分集合は、少なくとも一つのアンテナが共通する
ＭＩＭＯユーザ装置。
請求項１から６のいずれか１項のユーザ装置を制御する処理をコンピュータに実行させるための制御プログラム。