JP6872905B2 - ２次元配列アンテナを用いる移動通信システムにおけるチャンネルフィードバックの生成、及び送信方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的な無線移動通信システムに関し、特に、ＯＦＤＭＡ(ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)などのような多重キャリア(ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ)を用いる多重アクセス方式(ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｓｃｈｅｍｅ)を適用した無線移動通信システムにおいて、端末が無線チャンネル状態(ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ)を測定し、測定結果を基地局に通知するためのチャンネル状態情報の送受信方法に関する。さらに、基地局が１つ以上のアンテナを用いて端末と送受信するシステムに関する

現在の移動通信システムは、初期の音声中心のサービスの提供から脱してデータサービス及びマルチメディアサービス提供のために高速、ハイクオリティーの無線パケットデータ通信システムへ発展しつつある。このために３ＧＰＰ、３ＧＰＰ２、及びＩＥＥＥなどの多くの標準化団体でマルチキャリアを用いた多重アクセス方式を適用した３世代進化移動通信システムの標準化を進行している。近年、３ＧＰＰのＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ(ＬＴＥ)、３ＧＰＰ２のＵｌｔｒａＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄ(ＵＭＢ)、及びＩＥＥＥの８０２．1６ｍなど多様な移動通信標準がマルチキャリアを用いた多重アクセス方式に基づいて高速、ハイクオリティーの無線パケットデータ送信サービスをサポートするために開発された。

ＬＴＥ、ＵＭＢ、８０２．１６ｍなどの現存する３世代進化移動通信システムは、ｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ方式に基づいており、送信効率を改善するためにＭｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ(ＭＩＭＯ、多重アンテナ)を適用し、ｂｅａｍ−ｆｏｒｍｉｎｇ(ビームフォーミング)、Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ(ＡＭＣ、適応変調及び符号)方法と、ｃｈａｎｎｅｌ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ(チャンネル感応)ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ方法などの多様な技術を用いる特徴を持っている。前記の様々な技術は、チャンネル状態などによって多くのアンテナから送信する送信電力を集中させたり送信するデータ量を調節し、チャンネル状態が良いユーザに選択的にデータを送信するなどの方法を介して送信効率を改善してシステム容量性能を改善させる。

このような技法は、大部分が基地局(ｅＮＢ：ｅｖｏｌｖｅｄ ＮｏｄｅＢ、ＢＳ：ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ)と端末(ＵＥ：Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ、ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ)間のチャンネル状態情報に基づいて動作するから、ｅＮＢ又はＵＥは基地局と端末間のチャンネル状態を測定する必要があり、この時、利用することがチャンネル状態指示基準信号(Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ、ＣＳＩ−ＲＳ)である。前述したｅＮＢは、一定の場所に位置したダウンリンク(ｄｏｗｎｌｉｎｋ)送信及びアップリンク(ｕｐｌｉｎｋ)受信装置を意味し、１個のｅＮＢは複数個のｃｅｌｌに対する送受信を行う。１個の移動通信システムで複数個のｅＮＢが地理的に分散されており、それぞれのｅＮＢは複数個のｃｅｌｌに対する送受信を行う。

ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａなど現存する３世代及び４世代移動通信システムは、データ送信率及びシステム容量の拡大のために複数個の送受信アンテナを用いて送信するＭＩＭＯ技術を活用する。前記ＭＩＭＯ技術は、複数個の送受信アンテナを活用することによって複数個の情報ストリーム(ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｔｒｅａｍ)を空間的に分離して送信する。このように複数個の情報ストリームを空間的に分離して送信することを空間多重化(ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ)と言う。一般的に、いくつの情報ストリームに対して空間多重化を適用することができるかは送信機と受信機のアンテナ数により変わる。一般的に、いくつの情報ストリームに対して空間多重化を適用することができるかを当該送信のランク(ｒａｎｋ)と言う。ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡＲｅｌｅａｓｅ１１までの標準でサポートするＭＩＭＯ技術の場合、送受信アンテナがそれぞれ８個ある場合に対する空間多重化をサポートしてｒａｎｋが最大８までサポートされる。

一方、本発明で提案する技術が適用されるＭＩＭＯシステムは、既存のＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡＭＩＭＯ技術が進化されて８個より多い１６個、又はその以上の送信アンテナが利用される場合に該当される。特に、基地局のアンテナ構成が２次元のアンテナアレイ(ａｒｒａｙ)から構成された送信アンテナが利用される場合に該当される。
図１は、本発明が適用される通信システムを示す図面である。

図１で基地局送信装備１００は、数十個又はその以上の送信アンテナを用いて無線信号を送信する。複数個の送信アンテナ１１０は図１のように一定距離を維持するように配置される。前記一定距離は、例えば、送信される無線信号の波長長さの半分の倍数に該当することができる。一般的に、送信アンテナ間に無線信号の波長長さの半分となる距離が維持される場合、各送信アンテナから送信される信号は互いに相関度が低い無線チャンネルの影響を受けるようになる。送信アンテナの距離が遠くなれば遠くなるほど信号間に相関度が小さくなる。

図１において、基地局送信装備１００に配置された数十個又はその以上の送信アンテナは１個又は複数個の端末で信号１２０を送信することに活用される。複数の送信アンテナには適切なプリコーディング(ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ)が適用されて複数の端末に同時に信号を送信するようにする。この時、１個の端末は１個又はその以上の情報ストリームを受信することができる。一般的に、１個の端末が受信することができる情報ストリームの個数は端末が保有している受信アンテナ数とチャンネル状況により決定される。

前記ＭＩＭＯシステムを効果的に具現するためには、端末がチャンネル状況及び干渉のサイズを正確に測定し、これを用いて効果的なチャンネル状態情報を基地局に送信しなければならない。前記チャンネル状態情報を受信した基地局はこれを用いてダウンリンクの送信に係ってどんな端末に送信を行うか、どんなデータ伝送速度で送信を行うか、どんなプリコーディングを適用するかなどを決定する。ＦＤ−ＭＩＭＯシステムの場合、送信アンテナ個数が多いから従来のＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムのチャンネル状態情報の送受信方法を適用する場合、アップリンクで多くの制御情報を送信しなければならないアップリンクオーバーヘッド問題が発生する。

移動通信システムで時間、周波数、及び電力リソースは限定されている。従って、基準信号により多いリソースを割り当てるようになればトラフィックチャンネル(ｔｒａｆｆｉｃ ｃｈａｎｎｅｌ)(データトラフィックチャンネル)送信に割り当てることができるリソースが減るようになり、送信されるデータの絶対的な量が減ることができる。このような場合、チャンネル測定(ｃｈａｎｎｅｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ)及び評価(ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ)の性能は改善されるが送信されるデータの絶対量が減少するので全体システム容量性能はむしろ低下されることができる。

したがって、全体システム容量側面で最適の性能を導き出すことができるように基準信号のためのリソースとトラフィックチャンネル送信のためのリソースの間に適切な配分が必要である。

図２は、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいてダウンリンクでスケジューリングできる最小単位である１サブフレーム(ｓｕｂｆｒａｍｅ)及び１リソースブロック(Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ)の無線リソースを示す図面である。

図２に示された無線リソースは、時間軸上で1個のサブフレーム(ｓｕｂｆｒａｍｅ)からなり、周波数軸上で1個のリソースブロック(Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ、ＲＢ)からなる。このような無線リソースは周波数領域で１２個のサブキャリア(ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ)からなり、時間領域から１４個のＯＦＤＭシンボルからなり、総１６８個の固有周波数及び時間位置を有するようになる。ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａでは前記図２のそれぞれの固有周波数及び時間位置をリソース要素(ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ、ＲＥ)と言う。

前記図２に示された無線リソースを介して以下のような複数個の互いに相違する種類の信号が送信されることができる。

１．ＣＲＳ(ＣｅｌｌＳｐｅｃｉｆｉｃ ＲＳ)：１個のｃｅｌｌに属したすべての端末のために周期的に送信される基準信号であり、複数個の端末が共通的に利用することができる。

２．ＤＭＲＳ(Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ)：特定端末のために送信される基準信号であり、当該端末にデータを送信する場合にだけ送信される。ＤＭＲＳは総８個のＤＭＲＳ ｐｏｒｔからなることができる。ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａではｐｏｒｔ７からｐｏｒｔ１４までがＤＭＲＳ ポートに該当し、各ポートはＣＤＭ又はＦＤＭを用いて互いに干渉を発生させないようにｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｉｔｙを維持する。

３．ＰＤＳＣＨ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ)：ダウンリンクに送信されるデータチャンネルで基地局が端末にトラフィックを送信するために用い、前記図２のｄａｔａｒｅｇｉｏｎで基準信号が送信されないＲＥを用いて送信される。

４．ＣＳＩ−ＲＳ(Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ)：１個のｃｅｌｌに属した端末のために送信される基準信号であり、チャンネル状態を測定するのに利用される。１個のｃｅｌｌで複数個のＣＳＩ−ＲＳが送信されることができる。

５．その他の制御チャンネル(ＰＨＩＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＤＣＣＨ)：端末がＰＤＳＣＨを受信することに必要な制御情報を提供したりアップリンクのデータ送信に対するＨＡＲＱを操作するためのＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信することに用いられる。

前記信号外にＬＴＥ−Ａシステムでは他の基地局の送信するＣＳＩ−ＲＳが当該セルの端末に干渉無しに受信されることができるようにミューティング(ｍｕｔｉｎｇ)を設定することができる。前記ミューティングはＣＳＩ−ＲＳが送信されることができる位置で適用されることができ、一般的に、端末は当該無線リソースをスキップしてトラフィック信号を受信する。ＬＴＥ−Ａシステムでミューティングはまた他の用語でゼロ電力ＣＳＩ−ＲＳ(ｚｅｒｏ−ｐｏｗｅｒＣＳＩ−ＲＳ)と呼ばれたりする。ミューティングの特性上、ミューティングがＣＳＩ−ＲＳの位置に同様に適用されて送信電力が送信されないからである。

図２でＣＳＩ−ＲＳはＣＳＩ−ＲＳを送信するアンテナ数によってＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊと表示された位置の一部を用いて送信されることができる。また、ミューティングもＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊと表示された位置の一部に適用されることができる。特に、ＣＳＩ−ＲＳは送信するアンテナポート数によって２個、４個、８個のＲＥで送信されることができる。アンテナポート数が２個である場合、前記図２で特定パターンの半分にＣＳＩ−ＲＳが送信され、アンテナポート数４個である場合、特定パターンの全体にＣＳＩ−ＲＳが送信され、アンテナポート数８個である場合、２個のパターンを用いてＣＳＩ−ＲＳが送信される。一方、ミューティングの場合、常に１個のパターン単位からなる。すなわち、ミューティングは複数個のパターンに適用されることはできるがＣＳＩ−ＲＳと位置が重ならない場合、１個のパターンの一部にだけ適用されることはできない。ただ、ＣＳＩ−ＲＳの位置とミューティングの位置が重なる場合に限って１個のパターンの一部にだけ適用されることができる。

２個のアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳが送信される場合、時間軸で接続された２個のＲＥで各アンテナポートの信号が送信され、各アンテナポートの信号は直交コードに区分される。また、４個のアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳが送信される場合、２個のアンテナポートのためのＣＳＩ−ＲＳに追加で２個のＲＥをさらに用いて同様の方法で残りの２個のアンテナポートに対する信号が送信される。８個のアンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳが送信される場合も同様である。

セルラーシステムにおいて基地局はダウンリンクチャンネル状態を測定するために基準信号(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ)を端末に送信しなければならない。３ＧＰＰのＬＴＥ−Ａ(Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ)システムの場合、端末は基地局が送信するＣＲＳ又はチャンネル状態情報基準信号(Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ、ＣＳＩ−ＲＳ)を用いて基地局と自分の間のチャンネル状態を測定する。前記チャンネル状態は、基本的に幾つかの要素が考慮すべきであるが、ここにはダウンリンクでの干渉量が含まれる。前記ダウンリンクでの干渉量は隣接基地局に属したアンテナによって発生される干渉信号及び熱雑音などが含まれ、端末がダウンリンクのチャンネル状況を判断するのに重要である。例えば、送信アンテナが一個人の基地局で受信アンテナが一個人の端末へ信号を送信する場合、端末は基地局から受信された基準信号を用いてダウンリンクに受信することができるシンボル当たりエネルギー及び当該シンボルを受信する区間で同時に受信される干渉量を判断してＥｓ／Ｉｏ(Ｅｎｅｒｇｙ ｐｅｒ ｓｙｍｂｏｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒａｔｉｏ)を決定すべきである。決定されたＥｓ／Ｉｏはデータ送信速度、若しくはそれに相応する値と変換され、チャンネル品質インジケーター(Ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＣＱＩ)の形態で基地局に通報されることによって、基地局がダウンリンクでどんなデータ伝送速度で端末に送信を行うかを判断することができるようにする。

ＬＴＥ−Ａシステムの場合、端末はダウンリンクのチャンネル状態に対する情報を基地局にフィードバックして基地局がフィードバックした情報をダウンリンクスケジューリングに活用するようにする。すなわち、端末はダウンリンクで基地局が送信する基準信号を測定し、ここで抽出した情報をＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ標準で定義する形態で基地局にフィードバックする。ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａで端末がフィードバックする情報としては次の３つに大別される。

● ランクインジケーター(ＲＡＮＫ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＲＩ)：端末が現在のチャンネル状態で受信することができるｓｐａｔｉａｌ ｌａｙｅｒの個数

● プリコーダマトリックスインジケーター(Ｐｒｅｃｏｄｅｒ Ｍａｔｒｉｘ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＰＭＩ)：端末が現在のチャンネル状態で好むｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘに対するインジケーター

● チャンネル品質インジケーター(Ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＣＱＩ)：端末が現在のチャンネル状態で受信することができる最大データ送信率(ｄａｔａ ｒａｔｅ)。ＣＱＩは最大データ送信率と類似に活用されることができるＳＩＮＲ、最大のエラー訂正符号化率(ｃｏｄｅ ｒａｔｅ)及び変調方式、周波数当たりデータ効率などで取り替えられることができる。

前記ＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩは互いに連関されて意味を有する。例えば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａでサポートするｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘはｒａｎｋ別に異なるように定義されている。従って、ＲＩが１の値を有する時のＰＭＩ値と、ＲＩが２の値を有する時のＰＭＩ値はその値が同一であっても相違するように解釈される。また、端末はＣＱＩを決定する時に自分が基地局に通知したｒａｎｋ値とＰＭＩ値が基地局で適用されたと仮定する。すなわち、端末がＲＩ_Ｘ、ＰＭＩ_Ｙ、ＣＱＩ_Ｚを基地局に通知した場合、ｒａｎｋがＲＩ_Ｘであり、ｐｒｅｃｏｄｉｎｇがＰＭＩ_Ｙという前題下にＣＱＩ_Ｚに該当するデータ送信率を端末が受信することができるということを意味する。このように端末はＣＱＩを計算する時に基地局でどんな方式で送信を行うかを仮定することによって、当該送信方式で実際送信を行った時、最適化された性能を得ることができるようにする。

ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａで端末の周期的フィードバックはどんな情報を含むのかによって以下の４つのうちで一つのフィードバックモード(ｆｅｅｄｂａｃｋ ｍｏｄｅ ｏｒ Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ)と設定される：
Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ１−０：ＲＩ、広帯域(ｗｉｄｅｂａｎｄ)ＣＱＩ
(ｗＣＱＩ)
２.Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ１−１：ＲＩ、ｗＣＱＩ、ＰＭＩ
３.Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ２−０：ＲＩ、ｗＣＱＩ、狭帯域(ｓｕｂｂａｎｄ)ＣＱＩ
(ｓＣＱＩ)
４.Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ２−１：ＲＩ、ｗＣＱＩ、ｓＣＱＩ、ＰＭＩ

前記４つのフィードバックモードに対する各情報のフィードバックタイミングは、上位階層信号(ｈｉｇｈｅｒｌａｙｅｒｓｉｇｎａｌ)へ伝達される

などの値により決定される。フィードバックモード１−０でｗＣＱＩの送信周期は

であり、

のサブフレームオフセット値を考慮してフィードバックタイミングが決定される。さらに、ＲＩの送信周期は

であり、オフセットは

である。

図３は、

の場合にＲＩ及びｗＣＱＩのフィードバックタイミングを示す図面である。図３で、各タイミング(０〜２０)はサブフレームインデックスを示す。

フィードバックモード１−１は、モード１−０のようなフィードバックタイミングを有するがｗＣＱＩが送信されるタイミングでｗＣＱＩとＰＭＩが共に送信されるという差異点を有する。

フィードバックモード２−０でｓＱＩに対するフィードバック周期は

であり、オフセット値は

である。そして、ｗＣＱＩに対するフィードバック周期は

であり、オフセット値はｓＣＱＩのオフセット値と同様に

である。ここで、

と定義されるが

図４は、

の場合に対するＲＩ、ｓＣＱＩ、ｗＣＱＩフィードバックタイミングを示す図面である。フィードバックモード２−１は、モード２−０のようなフィードバックタイミングを有するが、ｗＣＱＩが送信されるタイミングでＰＭＩが共に送信されるという差異点を有する。

前述したフィードバックタイミングは、ＣＳＩ−ＲＳアンテナポート個数が４個以下の場合であり、８個アンテナポートに対するＣＳＩ−ＲＳを割り当てられた端末の場合は前記フィードバックタイミングと異なり２個のＰＭＩ情報がフィードバックされなければならない。８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートに対してフィードバックモード１−１は、さらに、２個のサブモード(ｓｕｂｍｏｄｅ)に分けられ、第１のサーブモードではＲＩが第１のＰＭＩ情報と共に送信され、第２のＰＭＩ情報はｗＣＱＩと共に送信される。ここで、ｗＣＱＩと第２のＰＭＩに対するフィードバックの周期及びオフセットは、

と定義され、ＲＩと第１のＰＭＩ情報に対するフィードバック周期及びオフセット値はそれぞれ

と定義される。ここで、第１のＰＭＩに該当するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘをＷ_１とし、第２のＰＭＩに該当するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘをＷ_２とすると、端末と基地局は端末が好むｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘがＷ_１Ｗ_２と決定されたという情報を共有する。

８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートに対するフィードバックモードが２−１である時、フィードバック情報にはプリコーディングタイプインジケーター(ｐｒｅｃｏｄｉｎｇｔｙｐｅｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＰＴＩ)情報が追加される。この時、ＰＴＩはＲＩと共にフィードバックされ、

具体的に、ＰＴＩが０の場合には第１のＰＭＩ、第２のＰＭＩ、及びｗＣＱＩがいずれもフィードバックされる。この時、ｗＣＱＩと第２のＰＭＩは同じタイミングに共に送信され、

と与えられる。

一方に、ＰＴＩが１の場合にはＰＴＩがＲＩと共に送信される。この時、ｗＣＱＩと第２のＰＭＩは共に送信され、ｓＣＱＩが追加で別途のタイミングにフィードバックされる。この場合に第１のＰＭＩは送信されない。ＰＴＩとＲＩの周期及びオフセットはＰＴＩが０の場合と同様である。ｓＣＱＩの周期は

と定義され、オフセットは

と定義される。ｗＣＱＩと第２のＰＭＩは

をもってフィードバックされ、

はＣＳＩ−ＲＳアンテナポート個数が４の場合と共に定義される。

図５及び図６は、

の場合に対してそれぞれＰＴＩ＝０とＰＴＩ＝１の場合のフィードバックタイミングを示す図面である。

一般的にＦＤ−ＭＩＭＯのように送信アンテナの個数が多い場合、ここに比例するＣＳＩ−ＲＳを送信しなければならない。例えば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａで８個の送信アンテナを利用する場合、基地局は８−ｐｏｒｔに該当するＣＳＩ−ＲＳを端末に送信してダウンリンクのチャンネル状態を測定するようにする。この時、基地局で８−ｐｏｒｔに該当するＣＳＩ−ＲＳを送信するために、１個のＲＢ内で前記図２のＡ、Ｂと表示された領域のように８個のＲＥから構成される無線リソースを利用しなければならない。このようなＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａ方式のＣＳＩ−ＲＳ送信をＦＤ−ＭＩＭＯに適用する場合、送信アンテナ数に比例する無線リソースがＣＳＩ−ＲＳに割り当てるべきである。すなわち、基地局の送信アンテナが６４個である場合、基地局は６４個のＲＥを用いてＣＳＩ−ＲＳを送信しなければならない。このようなＣＳＩ−ＲＳ送信方式は、各ＣＳＩ−ＲＳ別でフィードバック情報を生成して過多なフィードバックリソースを要するからこれを減少するための方案が必要である。

本発明は、前記のような問題点を解決するために案出されたもので、ＬＴＥ−Ａシステムに基づくＦＤ−ＭＩＭＯ送受信で効果的なデータ送受信のために端末が基準信号を測定し、チャンネル状態情報生成し、チャンネル状態情報を送信する方法及び装置を提供する。さらに、本発明は基地局から端末で基準信号を送信し、端末が送信したチャンネル状態情報を受信する方法及び装置を提供する。

前記のような目的を達成するための本発明の移動通信システムにおいて端末のフィードバック情報送信方法は、基地局から少なくとも一つ以の基準信号リソース(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌｒｅｓｏｕｒｃｅ)に対する設定情報及び前記少なくとも一つ以上の基準信号リソースに対するフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を受信する段階と、前記基地局から前記少なくとも一つ以上の基準信号リソースを受信する段階と、前記受信された少なくとも一つ以上のリソースを測定する段階と、前記フィードバックの設定情報によって、前記測定結果に基づいてそれぞれの基準信号リソースに対するフィードバック情報を生成する段階と、及び前記基地局へ前記生成されたフィードバック情報を送信する段階と、少なくとも一つ以上の基準信号リソース間にフィードバック情報を含むことを特徴とする。

また、本発明の移動通信システムにおいて基地局のフィードバック情報受信方法は、端末に少なくと一つ以上の基準信号リソース(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅ)に対する設定情報及び前記少なくとも一つ以上の基準信号リソースに対するフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を送信する段階と、前記端末へ前記少なくとも一つ以上の基準信号を送信する段階と、及び前記端末から前記フィードバック設定情報に基づいて生成されたそれぞれの基準信号リソースに対するフィードバック情報を受信する段階と、基準信号リソース間にフィードバック情報を受信する段階と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の移動通信システムにおいて基地局が一つ以上の基準信号を送信する方法は、基地局は少なくとも一つ以上のアンテナ要素(ｅｌｅｍｅｎｔ)をグループで一つの基準信号を用いて送信してアンテナ要素の集合に一つの基準信号に送信するための信号を発生して送信し、端末に構成する一つ以上の基準信号リソースに送信される信号はすべてのアンテナ要素を用いて送信する方法を含むことを特徴とする。

また、本発明の移動通信システムにおいて端末が基準信号間のフィードバック情報を構成する方法は、前記構成された少なくとも一つ以上の基準信号リソースに対してフィードバック情報を構成した後、フィードバック情報に基づいて仮想の基準信号リソースを構成して仮想の基準信号リソースに対するフィードバック情報を構成して送信する方法を含むことを特徴とする。

また、本発明の移動通信システムにおいてフィードバック情報送信する端末は、基地局とデータ通信を行う通信部と、及び前記通信部を介して前記基地局から少なくとも一つ以上の基準信号(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ)に対する設定情報及び前記少なくとも一つ以上の基準信号に対するフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を受信し、前記基地局から前記少なくとも一つ以上の基準信号を受信すると、前記受信された少なくとも一つ以上の基準信号を測定し、前記フィードバックの設定情報によって、前記測定結果に基づいてフィードバック情報を生成し、前記基地局へ前記生成されたフィードバック情報を送信するように前記通信部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

また、本発明の移動通信システムにおいて、フィードバック情報受信する基地局は、端末とデータ通信を行う通信部と、及び前記端末へ少なくとも１つ以上の基準信号(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ)に対する設定情報及び前記少なくとも一つ以上の基準信号に対するフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を送信し、前記端末へ前記少なくとも一つ以上の基準信号を送信し、前記端末から前記フィードバック設定情報に基づいて生成された前記フィードバック情報を受信するように前記通信部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、２次元アンテナアレイのように２次元構造の送信アンテナを有する基地局で多数のアンテナポートのチャンネルを測定するのに過多なフィードバックリソースを用いて送信することを防止することができ、端末は効果的に多数の送信アンテナに対するチャンネルを測定し、これをフィードバック情報で構成して基地局に通知することができる。

本発明が適用される通信システムを示す図面である。 ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムでダウンリンクでスケジューリングできる最小単位である１サブフレーム(ｓｕｂｆｒａｍｅ)及び１リソースブロック(Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ;ＲＢ)から構成された無線リソースを示す図面である。 ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムでフィードバックタイミングを示す図面である。 ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムでフィードバックタイミングを示す図面である。 ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムでフィードバックタイミングを示す図面である。 ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムでフィードバックタイミングを示す図面である。 本発明の実施形態によるＣＳＩ−ＲＳの送信を示す図面である。 本発明の実施形態によって端末が２個のＣＳＩ−ＲＳに対してそれぞれＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを送信する例を示す図面である。 本発明の実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による基地局の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による端末の内部構造を示すブロック図である。 本発明の実施形態による基地局の内部構造を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を添付した図面と共に詳しく説明する。本発明を説明するにあたり関連する公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要にすることができると判断された場合、その詳細な説明は省略する。そして後述される用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語としてこれはユーザ、運用者の意図又は慣例などによって変わることができる。従って、その定義は本明細書全般にわたった内容に基づいて下ろされなければならない。

また、本発明の実施形態を具体的に説明するにおいて、ＯＦＤＭに基づく無線通信システム、特に３ＧＰＰＥＵＴＲＡ標準を主な対象とするが、本発明の主な要旨は類似の技術的背景及びチャンネル形態を持つその他の通信システムにも本発明の範囲を大きく逸脱せず範囲で少しの変形で適用可能であり、これは本発明の技術分野で熟練された技術的知識を有する者の判断で可能であろう。

ＦＤ−ＭＩＭＯのように多数の送信アンテナを有する基地局でＣＳＩ−ＲＳを送信することに端末のフィードバック量を減らすためにＮ個のアンテナポートをＧ個のグループで分離してＣＳＩ−ＲＳに送信する方法がある。例えば、基地局の送信アンテナが前記図１のように２次元に配列されている場合、基地局は各列に該当するアンテナポートを別途のＣＳＩ−ＲＳリソースを用いて端末に送信することができる。この場合、基地局はＧ個のＣＳＩ−ＲＳを用いて各アンテナのチャンネルを端末に見せることができる。

本発明の実施形態によれば、前記ＣＳＩ−ＲＳは２次元アンテナアレイの列別で区分してそれぞれのＣＳＩ−ＲＳで操作する。以下、後述する本発明の原理が適用されるためにはアンテナが必ず列別で分けなければならないのではないが、説明の便宜のために列方向であることで仮定し、行方向でＣＳＩ−ＲＳを構成する方法も本発明を介して操作が可能であり、さらに列と行に関係せず任意のアンテナポートのグループから構成して操作することも含む。
図７は、本発明の実施形態による２ＤアンテナアレイのためのＣＳＩ−ＲＳの送信を示す図面である。

図７を参照すれば、本発明による２Ｄアンテナアレイを操作する基地局は総６４個のアンテナポートから構成されている。この中、３２個のアンテナポート(Ａ０、…、Ａ７、Ｂ０、…、Ｂ７、Ｃ０、…、Ｃ７、Ｄ０、…、Ｄ７)はＸ軸の正の方向に対して−４５゜或いは０゜の角を成して配置されており、残り３２個のアンテナ(Ｅ０、…、Ｅ７、Ｆ０、…、Ｆ７、Ｇ０、…、Ｇ７、Ｈ０、…、Ｈ７)はＸ軸の正の方向に対して＋４５゜或いは９０゜の角を成して配置されている。このように全体Ｎ個のアンテナのうちでＮ／２個と残りＮ／２個が同じ位置で互い９０の角を成して配置されているアンテナ形状をＸＰＯＬと呼ぶ。ＸＰＯＬは小さい空間にいくつかのアンテナを配置して大きいアンテナ利得を得るために使用されることができる。

図７と異なり２Ｄアンテナアレイを操作する基地局は総３２個のアンテナｐｏｒｔから構成されることができる。この時、３２個のアンテナポート(Ａ０、…、Ａ７、Ｂ０、…、Ｂ７、Ｃ０、…、Ｃ７、Ｄ０、…、Ｄ７)はＸ軸の正の方向に対して−４５゜或いは０゜の角を成して配置されることができる。このように全体Ｎ個のアンテナポートがいずれも同一の角を成して配置されているアンテナ形状をＣｏ−ＰＯＬと呼ぶ。

Ｃｏ−ＰＯＬの場合には、アンテナポートの方向がいずれも同じであるから、

を端末の受信アンテナ個数と定義する時、Ｎ個のアンテナポートが一つのアンテナグループと端末に対する

サイズのチャンネル行列

から構成される。ＸＰＯＬの場合には同じ方向を持つＮ／２個の第１のアンテナグループと、残りＮ／２個の第２のアンテナグループが互いに同じな位置に配置されているから各グループによって形成される無線チャンネルが単純な位相差のみを有するという特徴を持つ。

図７で６４個のアンテナはそれぞれＡ０、．．．、Ａ７、Ｂ０、．．．、Ｂ７、Ｃ０、．．．、Ｃ７、Ｄ０、．．．、Ｄ７、Ｅ０、．．．、Ｅ７、Ｆ０、．．．、Ｆ７、Ｇ０、．．．、Ｇ７、Ｈ０、．．．、Ｈ７と表示されている。前記６４個のアンテナポートは２次元アンテナアレイの列別でそれぞれのＣＳＩ−ＲＳを送信する。

先ず、２次元アンテナアレイの各列のチャンネル状態を測定するようにするＣＳＩ−ＲＳは次の８個のアンテナポートを有するＣＳＩ−ＲＳリソース３００から構成される。
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ０：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＡ０、．．．、Ａ７を送信
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ１：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＢ０、．．．、Ｂ７を送信
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ２：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＣ０、．．．、Ｃ７を送信
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ３：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＤ０、．．．、Ｄ７を送信
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ４：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＥ０、．．．、Ｅ７を送信
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ５：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＦ０、．．．、Ｆ７を送信
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ６：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＧ０、．．．、Ｇ７を送信
●ＣＳＩ−ＲＳ ｒｅｓｏｕｒｃｅ７：８個のＣＳＩ−ＲＳアンテナポートにそれぞれＨ０、．．．、Ｈ７を送信

前記のように複数個のアンテナが２次元でＭ x Ｎ(垂直方向x 水平方向)に配列された場合、Ｍ個のＣＳＩ−ＲＳ ｐｏｒｔリソースを有するＮ個のＣＳＩ−ＲＳを用いてＦＤ−ＭＩＭＯのチャンネルを測定することができる。

図７で６４個の送信アンテナは８個のＣＳＩ−ＲＳ ｐｏｒｔを有している８個のＣＳＩ−ＲＳを用いてＣＳＩ−ＲＳを送信することによって、端末にＦＤ−ＭＩＭＯシステムの２次元アンテナアレイのすべてのアンテナポートに対する無線チャンネルを測定するようにする。前記でＣＳＩ−ＲＳは２次元アンテナアレイで列を基準で各列別でそれぞれのＣＳＩ−ＲＳでチャンネルを測定するようにする。一方、図７のように送信された複数個のＣＳＩ−ＲＳに対して端末はチャンネル情報を測定し、ここに基づいて生成されたＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを基地局にフィードバックすることによってＦＤ−ＭＩＭＯシステムの無線チャンネル状態を基地局に通知する。

図８は、本発明の実施形態によって端末が多数のＣＳＩ−ＲＳに対してそれぞれＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを送信する例を示す図面である。

端末はＰＭＩ情報をフィードバックするにおいて各列のチャンネルを測定したＣＳＩ−ＲＳに対するそれぞれの独立的なフィードバック情報である第１フィードバック情報(ｆｅｅｄｂａｃｋ１)を構成して送信し、さらに、各列間の関係を指示する第２フィードバック情報(ｆｅｅｄｂａｃｋ２)を構成して送信する。ここで第１フィードバック情報の送信は列別から構成されたＣＳＩ−ＲＳを測定して２次元アンテナアレイの列別チャンネル状態をＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩ情報で基地局に送信することであり、第２フィードバック情報の送信は各列別から構成された第１フィードバック情報間の相関関係又は連結関係に対する情報を基地局に送信することである。第２フィードバック情報を指示する方法は、様々な方法が可能であり、本発明ではそれぞれの列別から構成されたＰＭＩが生成する仮想のチャンネルを第２フィードバック情報のためのＣＳＩ−ＲＳリソースに該当することで仮定し、ＰＭＩを用いて仮想のチャンネル間の関係をフィードバックする方法を記述する。

前記でＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩは互いに連関性を有する。すなわち、第１フィードバック情報でＲＩは以後に送信される第１フィードバックで伝達するＰＭＩがどんなｒａｎｋのｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを示すかを通知することができる。第１フィードバックに送信されるＲＩとＰＭＩは第２フィードバックに送信されるＰＭＩがいくつのチャンネルに対するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを示すかを通知することができる。第２フィードバックに送信されるＲＩは第２フィードバックに送信されるＰＭＩがどんなｒａｎｋのｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを指すかを通知することができる。また、第２フィードバックのＣＱＩは、基地局が前記第２フィードバックのＲＩが指示するｒａｎｋでデータを送信し、第１フィードバックで伝達したＰＭＩが各列別で使用され、さらに、第２フィードバックで伝達したＰＭＩが各列間に適用される場合、端末が受信可能なデータ伝送速度又はそれに相応する値を示す。
図８のようなフィードバック方法で端末がＦＤ−ＭＩＭＯのためのフィードバックが割り当てられる過程は次のようになる。

先ず、端末は基地局から少なくとも一つ以上のＣＳＩ−ＲＳリソース{ＣＳＩ−ＲＳ−１、…、ＣＳＩ−ＲＳ−８}が割り当てられる。すなわち、端末は基地局から各列別に区分されるＣＳＩ−ＲＳリソースを受信してチャンネルを測定することが設定される。この時、端末はＣＳＩ−ＲＳリソースが２次元アンテナアレイのどんな列に該当するか否かを確認することができない場合もある。この後、端末はＲＲＣ(ｒａｄｉo ｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｎｔｒｏｌ)情報を介してフィードバックが割り当てられるがこのフィードバック割り当てのためのＲＲＣ情報は例えば、以下の表１のように構成されることができる。

フィードバック情報のうちで、ＰＭＩコードブック情報(ＰＭＩ ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)は当該フィードバックのために用いられることができる可能なプリコーディングマトリックス(ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ)の集合に対する情報を意味する。もし、ＰＭＩコードブック情報(ＰＭＩｃｏｄｅｂｏｏｋ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)がフィードバックのためのＲＲＣ情報に含まれないと、端末は予め標準に定義された可能なすべてのｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘがフィードバックのために用いられることができると判断することができる。ＰＭＩコードブック情報は第１フィードバックと第２フィードバックのために互いに異なる情報から構成されることができる、さらに、同じ情報から構成されることができる。また、表１に提示されたフィードバック情報でその他の情報(Ｅｔｃ)は周期的フィードバックのためのフィードバック周期及びオフセット情報又は干渉測定リソース情報などが含まれることができる。

図８のように２Ｄアンテナアレイ基地局の複数個の送信アンテナのために複数個のＣＳＩ−ＲＳを含む一つのｆｅｅｄｂａｃｋを設定し、端末にとってチャンネル状態情報を基地局に報告するようにすることはＦＤ−ＭＩＭＯのためのチャンネル状態情報報告方法の一例に該当する。

図８のようなチャンネル状態情報報告方法は、２Ｄアンテナアレイのためのチャンネル状態情報を端末で生成して報告するが、より少ないＣＳＩ−ＲＳリソースが必要であるという利点が存在する。一方、ＦＤ−ＭＩＭＯシステムの性能を充分に得ることができない欠点がある。

図８のように２個のＣＳＩ−ＲＳ(ＣＳＩ−ＲＳ１．ＣＳＩ−ＲＳ２)それぞれに対するｆｅｅｄｂａｃｋを設定し、端末にとって一部のアンテナポートを介して１個の列と１個の行に対するチャンネル状態情報を測定し、これを用いて残りポートに対する情報を、例えば、クロネッカー積（ｋｒｏｎＫｒｏｎｅｃｋｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔ）のようなチャンネル推定を方法を通じて、基地局で報告するようにする場合、端末が基地局アンテナポートをいずれも見ず推定情報を利用するからＦＤ−ＭＩＭＯシステムの性能を充分に得ることができない。

これに対してより具体的に説明すると、次の通りである。

数式２で

は水平及び垂直アンテナ別のアンテナｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎによる影響を全体２次元アンテナに対するチャンネル値に変化するために必要なスカラー値で、基地局から別に通報を受けることもでき、ＣＳＩ−ＲＳのチャンネル推定状況で予め計算されて１の値を有することもできる。また、

は行列のクロネッカー積を示し、行列ＡとＢ間のクロネッカー積は以下の数式３のように表現される。

この時、端末は

でｉがｍであるか、ｊが１の場合のチャンネルだけ実測したチャンネルであり、残りチャンネル値はクロネッカー積で発生したチャンネルがこれによるチャンネル推定誤差が発生して性能低下が発生することができる。

２Ｄアンテナアレイシステムにおいて送信アンテナが２次元に配列される場合、端末に送信される信号は垂直方向及び水平方向のｐｒｅｃｏｄｉｎｇがいずれも適用されて送信される。ところが、図８のように端末が一部のアンテナポートのみを用いてＰＭＩ_Ｈ、ＰＭＩ_Ｖに該当するｐｒｅｃｏｄｉｎｇを適用する場合には基地局は異なるアンテナポートに誤ったＰＭＩを適用することができる問題が発生する。これはシステムの性能を低下させる原因で作用することができる。

したがって、本発明の実施形態で、基地局は２Ｄアンテナアレイを用いて保有したアンテナｐｏｒｔを一つ以上のグループに分け、基準信号を一つ以上の基準信号リソースを介して端末に送信する。端末はこれらをそれぞれ測定し、すべてのアンテナポートに対するフィードバック情報をグループ別で独立的に生成して基地局に報告し、同時にグループ間に関係を定義するフィードバック情報を追加で報告して基地局が端末に最適の送信ができるようにする。また、このような方法のためにｒａｎｋ情報、ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ情報及びこれに対するＣＱＩを報告する方法を考慮する。すなわち、本発明では２次元アンテナアレイ構造に適合のフィードバック方法設計し、これを活用して端末がＦＤ−ＭＩＭＯのためのフィードバック情報を生成して報告する方法を提案する。本発明では基地局と端末間に定義されたｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘの集合をｃｏｄｅｂｏｏｋと呼び、ｃｏｄｅｂｏｏｋ内の各ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘをｃｏｄｅｗｏｒｄと呼ぶことができる。Ｃｏｄｅｂｏｏｋはサポート可能なｒａｎｋ別で構成されたｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘで集合から構成され、任意のＰｒｅｃｏｄｅｒｍａｔｒｉｘが選択されることは任意のｒａｎｋが選択されることと同様である。

本発明でアンテナポートをグループに分ける方法は、任意の接した又は接しない一つ以上のアンテナポートをグループに分けることを含み、以下、実施形態では説明の便宜のために２次元アンテナアレイ構造で同様の列にあるアンテナポートを一つのＣＳＩ−ＲＳリソースを介して送信する構成で説明する。本発明は行別で同じアンテナポートを利用する方法、また、列と行に関係せず任意のアンテナポートを用いて構成する方法をいずれも含むことができる。また、一つのアンテナポートは一つ以上の接した又は接しないアンテナ要素(ｅｌｅｍｅｎｔ)を用いて構成されることを含むことができる。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態で端末は、構成された一つ以上のＣＳＩ−ＲＳに基づいてそれぞれ２次元アンテナアレイに対する各列別でチャンネルを推定し、ｃｏｄｅｂｏｏｋ内で列別に最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後、これによる列間の関係に基づいてｃｏｄｅｂｏｏｋ内で追加的に最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後、ＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを生成して報告する。

前述したように、２次元アンテナアレイ構造を有するアンテナで、全体６４個のアンテナのうちで８個のアンテナグループから構成される各列別でＸ軸の正の方向に対して互いに異なるＣＳＩ−ＲＳを構成してチャンネルを測定する。この時、第１のアンテナポート列と特定端末間に対する

と表現され、第２のアンテナポート列と端末間に対する

と表され、任意のアンテナポート列と端末間に対する

と表現されることができる。

各列別でチャンネル行列に対する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択する方法を説明する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘの選択方は以下の数式４のように表現されることができる。

ここで、ｎはｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値として、ｎが１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎが２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式４でＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは各列別に互いに異なる値を有するようになり、端末は総Ｎ個の

を選択するようになる。

この後、端末は、８個のＣＳＩ−ＲＳリソースを介して選択した

を介して、ＣＳＩ−ＲＳリソースＮ個に対して

を構成して仮想のチャンネルを測定する。前記仮想のチャンネルは仮想のポートと特定端末間に対する

サイズのチャンネル行列と表現され、仮想のポート個数ｖは各ＣＳＩ−ＲＳリソースで決定されたＣＳＩ−ＲＳリソース別のｎの和と表現されることができる。

この後に、端末は以下の数式５のような方法でポートグループ(ｐｏｒｔ列)間の関係を定義する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ選択方法は以下の数式のように表現されることができる。

ここでｎ'はｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値で、ｎ'が１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘでｎ'が２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式５を見ると、ＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは仮想のポート個数ｖによって互いに異なるサイズのｃｏｄｅｂｏｏｋを利用するようになり、これにより最適の

を選択するようになる。

したがって、端末はＰＭＩをフィードバックするために

をフィードバックする。ｒａｎｋの場合には、端末が各列別に

が適用された後、端末のｒａｎｋを伝達する。ＣＱＩの場合には、各列別に選択された

が適用された後、ＣＱＩを決定して基地局に伝達する。

該当提案するフィードバックが以下のように基地局に伝達することができる。

ｒＰＭＩに対するフィードバック周期は

毎ｒＰＭＩ送信時点にはＣＳＩ−ＲＳリソース別に順次に送信することができ、若しくは同時に送信することができる。順次に一つのｒＰＭＩずつ送信する場合には、前述したように６４アンテナに対して

は８と送信することができ、いずれも同時に送信する場合、

は１と送信することができる。

また、ｒａｎｋを送信する方法は、例えば、端末はｎとｎ'を同時に送信することができ、若しくはｎ'だけ送信することができる。もし、ｎ'を送信する場合にはｎは１又は２などの特定値と固定させることができ、これは基地局が上位階層シグナリングで端末が予め指示する方法を用いるか、予めメモリーに定められた一つの値のみを用いることができる。

第１実施形態によれば、端末にとって多数のＣＳＩ−ＲＳリソースに対するチャンネルを測定し、各ＣＳＩ−ＲＳリソース別に最適のビームを選択し、各ビームを用いて送信する場合に最適のビーム間の関係をフィードバックすることによって２次元アンテナアレイを用いて基地局が最適のビームを選択するようにする方法である。また、前述した方法を介して端末は最大６４個のアンテナチャンネルを８個のグループで分離して測定し、追加で仮想のチャンネルを構成してフィードバックすることによって効果的にフィードバック量とチャンネル受信複雑度を減少させることができる。また、仮想のチャンネルは各ＣＳＩ−ＲＳのリソースで選択されたｒａｎｋの和によって当該ｃｏｄｅｂｏｏｋのサイズが変更されることをその特徴とする。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態で端末は、構成された一つ以上のＣＳＩ−ＲＳに基づいてそれぞれ２次元アンテナアレイに対する各列別でチャンネルを推定し、ｃｏｄｅｂｏｏｋ内ですべての列に最適なｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後、これによる列間の関係に基づいてｃｏｄｅｂｏｏｋ内で追加的に最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後、ＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを生成して報告する。

前述したように、２次元アンテナアレイ構造を有するアンテナで、全体６４個のアンテナのうちで８個のアンテナグループで構成される各列別にＸ軸の正の方向に対して互いに相違するＣＳＩ−ＲＳを構成してチャンネルを測定する。

各列別でチャンネル行列に対する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択する方法を説明する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘの選択方法は以下の数式６のように表現されることができる。

ここでｎはｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値として、ｎが１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎが２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式６でＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは各列別に互い同じな値を有するようになり、端末は総１個の

を選択するようになる。

この後、端末は以下の数式７のような方法でｐｏｒｔグループ(列)間の関係を定義する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ選択方法は以下の数式７のように表現されることができる。

ここでｎ' はｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値であり、ｎ' が１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎ'が２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式７を見ると、ＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは仮想のｐｏｒｔ個数ｖによって互いに異なるサイズのｃｏｄｅｂｏｏｋを利用するようになり、これにより最適の

を選択するようになる。

該当提案するフィードバックが基地局に以下のように伝達することができる。

第１実施形態によれば、端末にとって多数のＣＳＩ−ＲＳリソースに対するチャンネルを測定し、各ＣＳＩ−ＲＳリソース別に最適のビームを選択し、各ビームを用いて送信する場合に最適のビーム間の関係をフィードバックすることによって２次元アンテナアレイを用いて基地局が最適のビームを選択するようにする方法である。また、前述した方法を介して端末は最大６４個のアンテナチャンネルを８個のグループで分離して測定した後、一つのｃｏｄｅｂｏｏｋを適用する方法で以後追加で仮想のチャンネルを構成してフィードバックすることによってアンテナ間にチャンネルの相関度が高い場合に効果的にフィードバック量とチャンネル受信複雑度を減少することができる。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態で端末は、構成された一つ以上のＣＳＩ−ＲＳに基づいてそれぞれ２次元アンテナアレイに対する各列別でチャンネルを推定し、ｃｏｄｅｂｏｏｋ内で列別に最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後、これによる列間の関係に基づいてｃｏｄｅｂｏｏｋ内で追加的に最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後、ＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを生成して報告する。

前述したように、２次元アンテナアレイ構造を有するアンテナで、全体６４個のアンテナのうちで８個のアンテナグループから構成される各列別でＸ軸の正の方向に対して互いに異なるＣＳＩ−ＲＳを構成してチャンネルを測定する。

Ｃｏｄｅｂｏｏｋ内のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは以下の数式８のように２個のｉｎｄｅｘにより決定されるように表現することができる：

すなわち、ｉｎｄｅｘ(ｉ_１、ｉ_２)が決定された状況で結合された最終ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは以下の数式９で表される。

ここで、ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを決定するｉｎｄｅｘ(ｉ_１、ｉ_２)に対する特徴は次の通りである。先ず、ｉ_１は全体ｃｏｄｅｂｏｏｋ内のビームフォーミングベクトルのうちで現在チャンネルに対して選択可能なＭ個のビームフォーミングベクトル候補を指示する役目をする。さらに、ｉ_２はｉ_１によって指示されたビームフォーミングベクトルの候補のうちで現チャンネルに当たるように実際用いる最適のビームフォーミングベクトルを選択し、互いに異なるアンテナグループ間のｐｈａｓｅを調節する役目をする。

端末は各列に対して以下のようにｉ_１を選択する。

さらに、選択されたｉ_１に基づいて各列別でｉ_２を下記のように選択する。

ここで、ｎはｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値で、ｎが１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎが２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。

端末は以下のようにｉ_１を選択する。

さらに、選択されたｉ_１に基づいて各列別にｉ_２を下記のように選択する。

ここで、ｎ'はｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値であり、ｎ'が１の場合にはｒａｎｋ１ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎ'が２の場合にはｒａｎｋ２ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式１３を見ると、ＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは仮想のポート個数ｖによって互いに異なるサイズのｃｏｄｅｂｏｏｋを利用するようになり、最適の

を選択するようになる。

提案する方法は、割り当てられたＮ個のＣＳＩ−ＲＳリソースを用いて２次元に配置されたＮxＭ個送信アンテナからのチャンネルを推定し、これに対してＮ個の最適のｒａｎｋ、ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを定義するＰＭＩｉ_１とＰＭＩｉ_２を生成することができ、追加的にＮ個の最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを定義するｒａｎｋ、ｉ_１とｉ_２及びＣＱＩを生成することができる。これから端末が決定されたｒａｎｋ、ｉ_１と ｉ_２及びＣＱＩを決定されたタイミングに基地局に報告すると、基地局は前記定義されたｃｏｄｅｂｏｏｋを参照して端末に対するチャンネル情報を確認することができ、確認された情報を端末に対するデータスケジューリングに使用することができる。ここでｒａｎｋ、 ｉ_１とｉ_２及びＣＱＩは同じタイミングにアップリンクデータと共に報告されることもでき、それぞれ別途のタイミングにアップリンク制御チャンネルを介して報告されることもできる。特に、ｉ_１とｉ_２が別途のタイミングに報告される場合には、一般的にｉ_１よりｉ_２がより小さい周期をもって送信されることが効果的である。すなわち、ｉ_１はより長い周期で報告されて基地局で可能なビームフォーミングベクトルの集合を確認させる役目をし、ｉ_２はより短い周期に報告されて実際フェーディングチャンネルに適合した最適のビームフォーミングベクトルの選択及びアンテナ集合の間のｐｈａｓｅを合わせる役目ができる。この時、ｉ_１は全体ｃｏｄｅｂｏｏｋ内のビームフォーミングベクトルのうちで現在チャンネルに対して選択可能なＭ個のビームフォーミングベクトル候補を指示する役目をし、ｉ_２は実際使用するビームフォーミングベクトルを選択し、互いに異なるアンテナグループ間のｐｈａｓｅを調節する役目をする。

ＲＩがｒＰＭＩとｗＰＭＩの第１のＰＭＩ情報と共に送信され、第２のＰＭＩ情報はｗＣＱＩと共に送信される。

他のフィードバック方法として、フィードバック情報にプリコーディングタイプインジケーター(ｐｒｅｃｏｄｉｎｇｔｙｐｅｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＰＴＩ)情報が追加されることができる。この時、ＰＴＩはＲＩと共にフィードバックされ、その周期は

と定義される。例えば、ＰＴＩが０の場合にはｒＰＭＩのｗＰＭＩの第１のＰＭＩ、第２のＰＭＩ、及びｗＣＱＩがいずれもフィードバックされることができる。この時、ｗＣＱＩとｒＰＭＩとｗＰＭＩの第２のＰＭＩは同じタイミングに共に送信され、その周期は

と与えられる。

一方、ＰＴＩが１の場合にはＰＴＩがＲＩと共に送信される。この時、ｗＣＱＩとｒＰＭＩのｗＰＭＩの第２のＰＭＩは共に送信され、ｓＣＱＩが追加で別途のタイミングにフィードバックされる。この場合に第１のＰＭＩは送信されない。ＰＴＩとＲＩの周期及びオフセットはＰＴＩが０の場合の同様である。

他の実施で、ＰＴＩが００の場合にはｒＰＭＩの第１のＰＭＩを送信することを指示して０１の場合にはｗＰＭＩの第１のＰＭＩを送信することを指示し、１０の場合にはｒＰＭＩの第２のＰＭＩを送信することを指示し、１１の場合にはｗＰＭＩの第２のＰＭＩを送信することを指示する方法が可能である。

また他の実施で、ＰＴＩが００の場合にはｒＰＭＩとｗＰＭＩの第１のＰＭＩを送信することを指示し、０１の場合にはｒＰＭＩの第２のＰＭＩを送信することを指示し、１０の場合にはｗＰＭＩの第２のＰＭＩを送信することを指示し、１１の場合にはすべてのＰＭＩをフィードバックする方法が可能である。

本発明のフィードバック方法は、第１実施形態におけるフィードバック方法、又は第２実施形態におけるフィードバック方法と第３実施形態におけるフィードバック方法をＣＳＩ−ＲＳ別でフィードバックとＣＳＩ−ＲＳ間フィードバックで互いに混合して適用してフィードバックする方法も含む。このような方法は、２次元アンテナアレイ構造が互いに異なる場合に使用することができる方法である。

＜第４実施形態＞
本発明の第４実施形態で、端末は構成された一つ以上のＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成からそれぞれチャンネルを推定し、ｃｏｄｅｂｏｏｋ内で最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後ＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを生成して報告する、また、これによるＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成間の関係をｃｏｄｅｂｏｏｋ内で最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘで選択した後にＲＩ、ＰＭＩ、ＣＱＩを生成して報告する。

端末はＣＳＩ−ＲＳに基づく一つ以上のフィードバック設定(Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)情報を確認する。フィードバック設定(フィードバック構成)は以下の表２のようなＲＲＣ情報の全体又は一部から構成されることができる。

また、端末はＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成に基づく一つのフィードバック設定情報を確認する。フィードバック設定は次の表３のようなＲＲＣ情報の全体又は一部から構成されることができる。

端末は、２次元アンテナアレイ構造を有するアンテナで、全体６４個のアンテナの中で８個のアンテナグループから構成される各列別でＸ軸の正の方向に対して互いに異なるＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成情報を受信してそれぞれのＮ個のＣＳＩ−ＲＳリソースでチャンネルを測定する。

ＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成で測定したチャンネル行列に対する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ選択方法を説明する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘの選択方法は以下の数式１４のように表現されることができる。

ここで、ｎはｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値として、ｎが１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎが２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式１４でＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは各列別で互いに異なる値を有するようになり、端末は総Ｎ個の

を選択するようになる。したがって、端末はＰＭＩをフィードバックするためにＮ個のフィードバック構成別で

をフィードバックする。ｒａｎｋの場合には端末が適用された後に端末のｒａｎｋを伝達する。ＣＱＩは各ＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成選択されたｒａｎｋと

適用された後にＣＱＩを決定して基地局へ伝達する。

この後、端末は以下の数式１５のような方法でＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成間の関係を定義する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ選択方法は以下の数式１５のように表現されることができる。

ここでｎ'はｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値で、ｎ'が １の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎ'が２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式１５を見ると、ＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは仮想のｐｏｒｔ個数ｖによって互いに異なるサイズのｃｏｄｅｂｏｏｋを利用するようになり、これによって最適の

を選択するようになる。

以下のように該当提案するフィードバックが基地局へ伝達されることができる。ここで各ＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成に対するＰＭＩはｗＰＭＩにＣＱＩはｗＣＱＩに送信することを仮定する。各ＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成に対して前述したフィードバックモードを適用してフィードバックできる。
１.Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ１−０：ＲＩ、広帯域(ｗｉｄｅｂａｎｄ)ＣＱＩ(ｗＣＱＩ)
２.Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ１−１：ＲＩ、ｗＣＱＩ、ＰＭＩ
３.Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ２−０：ＲＩ、ｗＣＱＩ、狭帯域(ｓｕｂｂａｎｄ)ＣＱＩ
(ｓＣＱＩ)
４.Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ２−１：ＲＩ、ｗＣＱＩ、ｓＣＱＩ、ＰＭＩ

さらに、ｒａｎｋを送信する方法の例として端末はｎとｎ'を同時に送信することができ、又ははｎ'だけ送信することができる。もし、ｎ'を送信する場合にはｎは１又は２、若しくは特定値と固定させることができ、これは基地局が上位階層シグナリングで端末が予め指示する方法を使用したり、予めメモリーに定められた一つの値のみを利用することができる。

第４実施形態によれば、端末にとって多数のＣＳＩ−ＲＳリソースに対するチャンネルをそれぞれ測定し、これを基地局へ伝達して各ＣＳＩ−ＲＳリソース別に最適のビームを選択し、追加的に端末は基地局にフィードバックした各ビームを同時に用いて送信する場合の最適のビーム間の関係をフィードバックすることによって最終的に基地局が端末から２次元アンテナアレイを用いて基地局が最適のビームを選択するようにする方法である。さらに、前記記述した方法を介して端末は多数のアンテナチャンネルを１、２、４又は８個のチャンネル測定リソースで分離して測定し、追加的に当該フィードバックに基づいて仮想のチャンネルを構成し、これに対するチャンネルフィードバックを基地局に送信することによって基地局のアンテナ構成の情報に関係せずチャンネル情報をフィードバックすることができる。また、仮想のチャンネルは各ＣＳＩ−ＲＳのリソースで選択されたｒａｎｋの和によって当該ｃｏｄｅｂｏｏｋのサイズが変更されることをその特徴とする。

＜第５実施形態＞
本発明の第５実施形態で端末は構成された一つ以上のＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成からそれぞれチャンネルを推定し、ｃｏｄｅｂｏｏｋ内で最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択した後、ＲＩ、ＰＭＩを生成してＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成間の関係に基づいてｃｏｄｅｂｏｏｋ内で追加的に最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘで選択した後にＲＩ、ＰＭＩを生成して報告する。以後、基地局は受信されたＲＩとＰＭＩを用いて追加のＣＳＩ−ＲＳ構成にフィードバックしたＰＭＩが適用されたＣＳＩ−ＲＳ送信し、ここに端末は当該のＣＳＩ−ＲＳチャンネルを測定してＣＱＩをフィードバックする方法である。

端末はＣＳＩ−ＲＳに基づく一つ以上のフィードバック設定(Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)情報を確認する。フィードバック設定は以下の表４のようなＲＲＣ情報の全体又は一部から構成されることができる。

また、端末はＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成に基づく一つのフィードバック設定情報を確認する。フィードバック設定は以下の表５のようなＲＲＣ情報の全体又は一部から構成されることができる。

端末は追加でビームフォーミングされたＣＳＩ−ＲＳチャンネルを測定するためのリソースで表６のように追加のフィードバック設定がシグナリングされることができる。

端末は、２次元アンテナアレイ構造を有するアンテナで、全体６４個のアンテナの中で８個のアンテナグループから構成される各列別でＸ軸の正の方向に対して互いに異なるＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成情報を受信し、それぞれのＮ個のＣＳＩ−ＲＳリソースでチャンネルを測定する。

ＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成で測定したチャンネル行列に対する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ選択方法を説明する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘの選択方法は以下の数式１６のように表現されることができる。

ここでｎはｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値として、ｎが１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎが２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。

この後、端末は以下の数式１７のような方法でＣＳＩ−ＲＳフィードバック構成間の関係を定義する最適のｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを選択する。この場合、信号対雑音比(ＳＮＲ)を最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ選択方法は以下の数式１７のように表現されることができる。

ここでｎ'はｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘによるｒａｎｋ値であり、ｎ'が１の場合にはｒａｎｋ１ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘであり、ｎ'が２の場合にはｒａｎｋ２ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを意味する。数式１７を見ると、ＳＮＲを最大化するｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘは仮想のｐｏｒｔ個数ｖによって互いに異なるサイズのｃｏｄｅｂｏｏｋを利用するようになり、これによって最適の

を選択するようになる。

以後、端末はＮ+１のＣＳＩ−ＲＳリソースに対してチャンネルを測定して当該チャンネルにＣＱＩをフィードバックする。この場合、当該ＣＳＩ−ＲＳは端末がフィードバック一ＰＭＩに基づいてビームフォーミングをして送信したＣＳＩ−ＲＳであるためＣＱＩだけフィードバックする。
図９は、本発明の実施形態による端末の動作手順を示すフローチャートである。

図９を参照すると、端末は９１０段階でアンテナポートグループ別でチャンネル推定のための少なくとも一つ以上のＣＳＩ−ＲＳに対する設定情報を受信する。さらに、端末は受信された設定情報に基づいて各ＣＳＩ−ＲＳに対するポートの個数、各ＣＳＩ−ＲＳが送信されるタイミング及びリソース位置、数列を情報、及び送信電力情報のうちの少なくとも一つを確認することができる。以後に、端末は９２０段階で少なくとも一つ以上のＣＳＩ−ＲＳに基づく一つのフィードバック設定(Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)情報を受信する。

フィードバック設定情報は端末が生成してフィードバックを行わなければならないフィードバック情報の種類を示すフィードバックモード(Ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｒ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｍｏｄｅ)情報を含む。前記フィードバック過程は、端末がＣＳＩ−ＲＳ−１〜Ｎを用いてＮ個のグループに分離した送信アンテナからのチャンネルを推定し、推定した前記チャンネルに対して最適のｒａｎｋ、ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを定義するＰＭＩｉ_１とｉ_２又はＣＱＩを生成して基地局に報告し、さらにＣＳＩ−ＲＳ間に選択されたＰＭＩに基づいてＣＳＩ−ＲＳ間に最適のｒａｎｋ。Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘを定義するＰＭＩｉ_１とｉ_２及びＣＱＩを生成して基地局に通知する過程を含むことができる。

ＰＭＩコードブック情報(ＰＭＩ ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ)はｃｏｄｅｂｏｏｋのうちで現在チャンネル状況で使用可能なｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘの集合に対する情報を意味する。もし、ＰＭＩ ｃｏｄｅｂｏｏｋ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎがフィードバックのためのＲＲＣ情報に含まれないと、端末は定義されたｃｏｄｅｂｏｏｋ内の可能なすべてのｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘが各フィードバックのために使用されることができると認識することができる。

端末は９３０段階でＣＳＩ−ＲＳを受信すると、これを介してＮ個のグループに分けた基地局アンテナと

の端末の受信アンテナ間のチャンネルを推定する。端末は９４０段階で、前記推定したチャンネル及びＣＳＩ−ＲＳ間に追加された仮想のチャンネルに基づいて受信したフィードバック設定と前記定義されたｃｏｄｅｂｏｏｋを用いてフィードバック情報ｒａｎｋ、ＰＭＩｉ_１とｉ_２及びＣＱＩを生成する。以後、端末は９５０段階で基地局のフィードバック設定によって定められたフィードバックタイミングに前記フィードバック情報を基地局に送信し、２次元配列を考慮したチャンネルフィードバック生成及び報告過程を終了する。
図１０は、本発明の実施形態による基地局の動作手順を示すフローチャートである。

図１０を参照すれば基地局は１０１０段階で、アンテナポートグループ別で、チャンネルを測定するための少なくても一つ以上のＣＳＩ−ＲＳに対する設定情報を端末に送信する。前記設定情報は各ＣＳＩ−ＲＳに対するポートの個数、各ＣＳＩ−ＲＳが送信されるタイミング及びリソース位置、数列情報、及び送信電力情報のうちの少なくとも一つを含むことができる。以後に、基地局は１０２０段階で少なくとも一つ以上のＣＳＩ−ＲＳに基づいてフィードバック設定(Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ)情報を端末に送信する。ここで本発明の第１実施形態による２個のＣＳＩ−ＲＳに対するフィードバック設定は上述した表２のようなＲＲＣ情報の全体又は一部から構成されることができる。

以後に基地局は構成されたＣＳＩ−ＲＳを端末に送信する。端末はアンテナポート別でチャンネルを推定し、これに基づいて仮想のリソースに対する追加的なチャンネルを推定する。端末は本発明が提案する多くの実施形態によってフィードバックを決定し、ここに該当するＣＱＩを生成して基地局に送信する。
これにより基地局は１０３０段階で決定されたタイミングに端末からフィードバック情報を受信し、端末と基地局間のチャンネル状態を判断するのに活用する。
図１１は、本発明の実施形態による端末の内部構造を示すブロック図である。
図１１を参照すれば、端末は通信部１１１０と制御部１１２０を含む。

通信部１１１０は外部(例えば、基地局)からデータを送信又は受信する機能を行う。ここで通信部１１１０は制御部１１２０の第御下にフィードバック情報を基地局に送信することができる。

制御部１１２０は、端末を構成するすべての構成要素の状態及び動作を制御する。具体的に制御部１１２０は基地局から割り当てられた情報によってフィードバック情報を生成する。また、制御部１１２０は生成したチャンネル情報を基地局から割り当てられたタイミング情報によって基地局にフィードバックするように通信部１１１０を制御する。このために制御部１１２０はチャンネル推定部１１３０を含むことができる。

チャンネル推定部１１３０は、基地局から受信されるＣＳＩ−ＲＳ及びフィードバック割り当て情報を介して必要なフィードバック情報を判断し、前記フィードバック情報に基づいて受信されたＣＳＩ−ＲＳを用いてチャンネルを推定する。

図１１では端末が通信部１１１０と制御部１１２０から構成された例を説明したが、ここに限定されず端末で行われる機能によって多様な構成をさらに備えることができる。例えば端末は端末の現状態を表示する表示部と、ユーザから機能遂行などのような信号が入力される入力部と、端末に生成されたデータを保存する保存部と、などをさらに含むことができる。また、前記ではチャンネル推定部１１３０が制御部１１２０に含まれたことに示されたが、必ずここに限定されるものではない。

制御部１１２０は、少なくとも一つ以上の基準信号リソースそれぞれに対する設定情報を基地局から受信するように通信部１１１０を制御することができる。また、前記制御部１１２０は前記少なくとも一つ以上の基準信号を測定し、前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記基地局から受信するように通信部１１１０を制御することができる。

さらに、制御部１１２０は前記通信部１１１０を通じて受信された少なくとも一つ以上の基準信号を測定して前記フィードバック設定情報によってフィードバック情報を生成することができる。そして制御部１１２０は前記生成されたフィードバック情報を前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングから前記基地局に送信するように通信部１１１０を制御することができる。

さらに、制御部１１２０は基地局からＣＳＩ−ＲＳ(Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ)を受信し、前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいてフィードバック情報を生成し、前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信することができる。この時、制御部１１２０は、前記基地局のアンテナポートグループ別でプリコーディングマトリックス(ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ)をそれぞれ選択して前記基地局のアンテナポートグループ間の関係に基づいて一つの追加的(ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ)プリコーディングマトリックスをさらに選択することができる。この時、制御部１１２０は、前記基地局の各アンテナポートグループ別で選択された前記プリコーディングマトリックスに基づいて仮想のチャンネルを構成し、前記追加的プリコーディングマトリックスを前記仮想のチャンネルを介して送信することができる。前記プリコーディングマトリックス及び前記追加的プリコーディングマトリックスは、前記基地局と前記端末間の現在チャンネルに対して選択可能なビームフォーミングベクトル候補を指示する第１インデックス及び実際使用するビームフォーミングベクトルを選択する第２インデックスを含むことができる。

さらに、制御部１１２０は基地局からＣＳＩ−ＲＳを受信し、前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいてフィードバック情報を生成し、前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信することができる。この時、制御部１１２０は、前記基地局のすべてのアンテナポートグループに対する一つのプリコーディングマトリックス(ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ)を選択し、前記基地局のアンテナポートグループ間の関係に基づいて一つの追加的(ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ)プリコーディングマトリックスをさらに選択することができる。この時、制御部１１２０は、前記基地局のすべてのアンテナポートグループに基づいて選択された前記プリコーディングマトリックスに基づいて仮想のチャンネルを構成し、前記追加的プリコーディングマトリックスを前記仮想のチャンネルを介して送信することができる。

さらに、制御部１１２０は基地局からフィードバック設定情報を受信し、前記基地局からＣＳＩ−ＲＳを受信し、前記受信したフィードバック設定情報及び前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいてフィードバック情報を生成し、前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信することができる。この時、制御部１１２０は、基地局の各アンテナポートグループに対応されるフィードバック設定情報及びアンテナポートグループ間の関係に基づく追加的なフィードバック設定情報を受信することができる。

さらに、制御部１１２０は基地局から受信した第１ＣＳＩ−ＲＳに基づいて生成した第１フィードバック情報を前記基地局に送信し、第１フィードバック情報に基づいてビームフォーミングされた第２ＣＳＩ−ＲＳを前記基地局から受信し、前記受信した第２ＣＳＩ−ＲＳに基づいて第２フィードバック情報を生成し、前記生成した第２フィードバック情報を前記基地局に送信することができる。

図１２は、本発明の実施形態による基地局の内部構造を示すブロック図である。
図１２を参照すれば、基地局は制御部１２１０と通信部１２２０を含む。

制御部１２１０は基地局を構成するすべての構成の状態及び動作を制御する。具体的に、制御部１２１０は端末の水平及び垂直成分チャンネル推定のためのＣＳＩ−ＲＳリソースを端末に割り当ててフィードバックリソース及びフィードバックタイミングを端末に割り当てる。このために制御部１２１０はリソース割り当て部１２３０をさらに含むことができる。

リソース割り当て部１２３０は、端末がアンテナポートをグループ別でそれぞれ推定するようにＣＳＩ−ＲＳをそれぞれのリソースに割り当てて、当該リソースを用いてＣＳＩ−ＲＳを送信する。また、多くの端末からのフィードバックが衝突しないようにフィードバック設定及びフィードバックタイミングを割り当て、当該タイミングと設定されたフィードバック情報を受信して解釈する。

通信部１２２０は、端末でデータ、基準信号及びフィードバック情報を送受信する機能を行う。ここで通信部１２２０は制御部１２１０の制御下に割り当てられたリソースを通じてＣＳＩ−ＲＳを端末に送信し、端末からチャンネル情報に対するフィードバックを受信する。

前記ではリソース割り当て部１２３０が制御部１２１０に含まれたことで示されたが、必ずここに限定されるものではない。

制御部１２１０は少なくとも一つ以上の基準信号それぞれに対する設定情報を端末に送信するように通信部１２２０を制御したり前記少なくとも一つ以上の基準信号を生成することができる。また、制御部１２１０は前記測定結果によるフィードバック情報を生成するためのフィードバック設定情報を前記端末に送信するように前記通信部１２２０を制御することができる。

また、前記制御部１２１０は前記少なくとも一つ以上の基準信号を前記端末に送信し、前記フィードバック設定情報によるフィードバックタイミングで前記端末から送信されるフィードバック情報を受信するように通信部１２２０を制御することができる。

また、制御部１２１０は端末にフィードバック設定情報を送信し、前記端末にＣＳＩ−ＲＳを送信し、前記フィードバック設定情報及び前記ＣＳＩ−ＲＳに基づいて生成されたフィードバック情報を前記端末から受信することができる。この時、制御部１２１０は前記基地局の各アンテナポートグループに対応されるフィードバック設定情報及びアンテナポートグループ間の関係に基づいく追加的なフィードバック設定情報を送信することができる。

また、制御部１２１０は第１フィードバック情報を端末から受信し、前記第１フィードバック情報に基づいてビームフォーミングされたＣＳＩ−ＲＳを前記端末に送信し、前記ＣＳＩ−ＲＳに基づいて生成された第２フィードバック情報を前記端末から受信することができる。

上述した本発明の実施形態によれば、多数の２次元アンテナアレイ構造の送信アンテナを有する基地局でＣＳＩ−ＲＳを送信するのに過多なフィードバックリソースを割り当てることで端末のチャンネル推定複雑度を増加することを防止することができ、端末は効果的に多数の送信アンテナに対するチャンネルをいずれも測定し、これをフィードバック情報から構成して基地局に通知することができる。

本発明によれば、２次元アンテナアレイのように２次元構造の送信アンテナを有する基地局で多数のアンテナポートのチャンネルを測定するのに過多なフィードバックリソースを用いて送信することを防止することができ、端末は効果的に多数の送信アンテナに対するチャンネルを測定し、これをフィードバック情報で構成して基地局に通知することができる。以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により様々変更が可能である。

１１０ アンテナ
１２０ 信号
１１１０ 通信部
１１２０ 制御部
１１２０ 制御部
１１３０ チャンネル推定部
１２１０ 制御部
１２２０ 通信部
１２３０ リソース割り当て部

Claims (12)

1. 端末が基地局にフィードバック情報を送信する方法において、
   前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を受信する段階と、
   前記基地局の各アンテナポートグループに対するプリコーディングマトリックスを選択する段階と、
   前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳのリソースに基づいて構成された仮想のアンテナポートグループに対する追加的（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）プリコーディングマトリックスを決定する段階と−前記追加的プリコーディングマトリックスは信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）が最大化されるように決定される、
   前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいて、前記選択されたプリコーディングマトリックスと前記追加的プリコーディングマトリックスとを含むフィードバック情報を生成する段階と、
   前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信する段階と、を含むことを特徴とする、端末のフィードバック情報送信方法。
2. 前記追加的プリコーディングマトリックスを決定する段階は、前記基地局の各アンテナポートグループ別に選択された前記プリコーディングマトリックスに基づいて、前記仮想のアンテナポートグループに関連する仮想のチャンネルを構成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の端末のフィードバック情報送信方法。
3. 端末が基地局にフィードバック情報を送信する方法において、
   前記基地局の全アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳを受信する段階と、
   前記基地局の全アンテナポートグループに対するプリコーディングマトリックスを選択する段階と、
   前記基地局の全アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳのリソースに基づいて構成された仮想のアンテナポートグループに対する追加的（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）プリコーディングマトリックスを決定する段階と−前記追加的プリコーディングマトリックスは信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）が最大化されるように決定される、
   前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいて、前記選択されたプリコーディングマトリックスと前記追加的プリコーディングマトリックスとを含むフィードバック情報を生成する段階と、
   前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信する段階と、を含むことを特徴とする、端末のフィードバック情報送信方法。
4. 前記追加的プリコーディングマトリックスを決定する段階は、前記基地局の全アンテナポートグループに基づいて選択された前記プリコーディングマトリックスに基づいて、前記仮想のアンテナポートグループに関連する仮想のチャンネルを構成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の端末のフィードバック情報送信方法。
5. 前記プリコーディングマトリックス及び前記追加的プリコーディングマトリックスは、前記基地局と前記端末間の現在チャンネルに対して選択可能なビームフォーミングベクトル候補を指示する第１インデックスと、実際使用するビームフォーミングベクトルを選択する第２インデックスとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の端末のフィードバック情報送信方法。
6. 端末が基地局にフィードバック情報を送信する方法において、
   前記基地局からフィードバック設定情報を受信する段階と、
   前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳを受信する段階と、
   前記基地局の各アンテナポートグループに対するプリコーディングマトリックスを選択する段階と、
   前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳのリソースに基づいて構成された仮想のアンテナポートグループに対する追加的（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）プリコーディングマトリックスを決定する段階と−前記追加的プリコーディングマトリックスは信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）が最大化されるように決定される、
   前記受信したフィードバック設定情報及び前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいて、前記選択されたプリコーディングマトリックスと前記追加的プリコーディングマトリックスとを含むフィードバック情報を生成する段階と、
   前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信する段階と、を含み、
   前記フィードバック設定情報を受信する段階は、前記基地局の各アンテナポートグループに対応するフィードバック設定情報を受信することと、前記基地局の各アンテナポートグループ間の関係に基づく追加的なフィードバック設定情報を受信することとを含むことを特徴とする、端末のフィードバック情報送信方法。
7. 基地局にフィードバック情報を送信する端末において、
   前記基地局と信号を送受信する通信部と、
   前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｕｓ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）を受信し、
   前記基地局の各アンテナポートグループに対するプリコーディングマトリックスを選択し、
   前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳのリソースに基づいて構成された仮想のアンテナポートグループに対する追加的（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）プリコーディングマトリックスを決定し−前記追加的プリコーディングマトリックスは信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）が最大化されるように決定される、前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいて、前記選択されたプリコーディングマトリックスと前記追加的プリコーディングマトリックスとを含むフィードバック情報を生成し、前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信する制御部と、を含むことを特徴とする、端末。
8. 前記制御部は、
   前記基地局の各アンテナポートグループ別に選択された前記プリコーディングマトリックスに基づいて、前記仮想のアンテナポートグループに関連する仮想のチャンネルを構成することを特徴とする、請求項７に記載の端末。
9. 基地局にフィードバック情報を送信する端末において、
   前記基地局と信号を送受信する通信部と、
   前記基地局の全アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳを受信し、
   前記基地局の全アンテナポートグループに対するプリコーディングマトリックスを選択し、
   前記基地局の全アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳのリソースに基づいて構成された仮想のアンテナポートグループに対する追加的（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）プリコーディングマトリックスを決定し−前記追加的プリコーディングマトリックスは信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）が最大化されるように決定される、
   前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいて、前記選択されたプリコーディングマトリックスと前記追加的プリコーディングマトリックスとを含むフィードバック情報を生成し、
   前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信する制御部と、を含むことを特徴とする、端末。
10. 前記制御部は、
    前記基地局の全アンテナポートグループに基づいて選択された前記プリコーディングマトリックスに基づいて、前記仮想のアンテナポートグループに関連する仮想のチャンネルを構成することを特徴とする、請求項９に記載の端末。
11. 前記プリコーディングマトリックス及び前記追加的プリコーディングマトリックスは、前記基地局と前記端末間の現在チャンネルに対して選択可能なビームフォーミングベクトル候補を指示する第１インデックスと、実際使用するビームフォーミングベクトルを選択する第２インデックスとを含むことを特徴とする、請求項７に記載の端末。
12. 基地局にフィードバック情報を送信する端末において、
    前記基地局と信号を送受信する通信部と、
    前記基地局からフィードバック設定情報を受信し、
    前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳを受信し、
    前記基地局の各アンテナポートグループに対するプリコーディングマトリックスを選択し、
    前記基地局の各アンテナポートグループに相応するＣＳＩ−ＲＳのリソースに基づいて構成された仮想のアンテナポートグループに対する追加的（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ）プリコーディングマトリックスを決定し−前記追加的プリコーディングマトリックスは信号のＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ）が最大化されるように決定される、
    前記受信したフィードバック設定情報及び前記受信したＣＳＩ−ＲＳに基づいて、前記選択されたプリコーディングマトリックスと前記追加的プリコーディングマトリックスとを含むフィードバック情報を生成し、
    前記生成したフィードバック情報を前記基地局に送信するように前記通信部を制御する制御部と、を含むことを特徴とする、端末。

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