JP7246414B2 - 無線通信システムのためのドップラー遅延コードブックベースのプリコーディングおよびｃｓｉレポート - Google Patents

Description

本出願は、無線通信の分野に関し、より具体的には、ドップラー遅延コードブックベースのプリコーディングおよびチャネル状態情報（ＣＳＩ）レポートを使用するプリコーディングを採用する無線通信システムに関する。

図１が、コアネットワーク１０２と無線アクセスネットワーク１０４とを含む一例の地上波無線ネットワーク１００の概略図である。無線アクセスネットワーク１０４は、複数の基地局ｇＮＢ_１～ｇＮＢ_５を含むことができ、各基地局は、それぞれのセル１０６_１～１０６_５によって概略的に表される基地局を囲む特定のエリアにサービスを提供する。基地局は、セル内のユーザにサービスを提供するように設けられている。基地局ＢＳという用語は、５ＧネットワークにおいてはｇＮＢと称され、ＵＭＴＳ／ＬＴＥ／ＬＴＥ－Ａ／ＬＴＥ－Ａ ＰｒｏにおいてはｅＮＢと称され、その他のモバイル通信規格においては単にＢＳと称される。ユーザは、固定デバイスまたはモバイルデバイスであってよい。さらに、無線通信システムは、基地局またはユーザに接続するモバイルＩｏＴデバイスまたは固定のＩｏＴデバイスによってアクセスされ得る。モバイルデバイスまたはＩｏＴデバイスは、物理デバイス、ロボットまたは自動車などの地上ビークル、有人の空中ビークルまたは無人の空中ビークル（ＵＡＶ）などの空中ビークル（後者はドローンとも呼ばれる）、建物、ならびに他のアイテムまたはデバイスを含むことができ、これらに電子機器、ソフトウェア、センサ、アクチュエータ、などのほか、これらのデバイスが既存のネットワークインフラストラクチャにおいてデータを収集および交換することを可能にするネットワーク接続機能が埋め込まれている。図１は、セルが５つだけである例示的な図を示しているが、無線通信システムは、さらに多くのそのようなセルを含むことができる。図１は、セル１０６_２内に位置しており、基地局ｇＮＢ_２によってサービスされるユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれる２つのユーザＵＥ_１およびＵＥ_２を示している。別のユーザＵＥ_３が、基地局ｇＮＢ_４によってサービスされるセル１０６_４内に示されている。矢印１０８_１、１０８_２、および１０８_３が、ユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、およびＵＥ_３から基地局ｇＮＢ_２、ｇＮＢ_４へのデータの送信または基地局ｇＮＢ_２、ｇＮＢ_４からユーザＵＥ_１、ＵＥ_２、ＵＥ_３へのデータの送信のためのアップリンク／ダウンリンク接続を概略的に表している。さらに、図１は、セル１０６_４内の２つのＩｏＴデバイス１１０_１および１１０_２を示しており、これらは固定デバイスまたはモバイルデバイスであってよい。ＩｏＴデバイス１１０_１は、矢印１１２_１によって概略的に表されるように、基地局ｇＮＢ_４を介して無線通信システムにアクセスし、データを受信および送信する。ＩｏＴデバイス１１０_２は、矢印１１２_２によって概略的に表されるように、ユーザＵＥ_３を介して無線通信システムにアクセスする。それぞれの基地局ｇＮＢ_１～ｇＮＢ_５を、例えばＳ１インターフェースを介し、図１において「コア」を指している矢印によって概略的に表されているそれぞれのバックホールリンク１１４_１～１１４_５を介して、コアネットワーク１０２に接続することができる。コアネットワーク１０２を、１つ以上の外部ネットワークに接続することができる。さらに、それぞれの基地局ｇＮＢ_１～ｇＮＢ_５の一部またはすべてを、例えばＳ１またはＸ２インターフェースあるいはＮＲのＸＮインターフェースを介し、図１において「ｇＮＢ」を指している矢印によって概略的に表されているそれぞれのバックホールリンク１１６_１～１１６_５を介して、互いに接続することができる。図１に示される無線ネットワークまたは通信システムは、２つの異なるオーバーレイネットワーク、すなわちマクロセルからなり、各々のマクロセルが基地局ｇＮＢ_１～ｇＮＢ_５のようなマクロ基地局を含むマクロセルのネットワークと、フェムトまたはピコ基地局のようなスモールセル基地局（図１には示されていない）のネットワークとを有する異種ネットワークにより構成されている。

データ送信のために、物理リソースグリッド（physical resource grid）を使用することができる。物理リソースグリッドは、さまざまな物理チャネルおよび物理信号がマッピングされるリソース要素のセットを含むことができる。例えば、物理チャネルは、ダウンリンクおよびアップリンクペイロードデータとも呼ばれるユーザ固有のデータを搬送する物理ダウンリンクおよびアップリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）、例えばマスター情報ブロック（ＭＩＢ）およびシステム情報ブロック（ＳＩＢ）を搬送する物理ブロードキャストチャネル（ＰＢＣＨ）、例えばダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を搬送する物理ダウンリンクおよびアップリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＵＣＣＨ）、などを含むことができる。アップリンクの場合、物理チャネルは、ひとたびＵＥがＭＩＢおよびＳＩＢを同期および取得したならばネットワークにアクセスするためにＵＥによって使用される物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨまたはＲＡＣＨ）をさらに含むことができる。物理信号は、基準信号またはシンボル（ＲＳ）、同期信号、などを含むことができる。リソースグリッドは、時間ドメインにおいて１０ミリ秒などの特定の持続時間を有し、周波数ドメインにおいて所与の帯域幅を有するフレームまたは無線フレームを含むことができる。フレームは、例えば１ミリ秒の長さを有する２つのサブフレームなど、所定の長さの特定の数のサブフレームを有することができる。各々のサブフレームは、巡回プレフィックス（ＣＰ）の長さに応じて、６個または７個のＯＦＤＭシンボルの２つのスロットを含むことができる。また、フレームは、例えば、短縮された送信時間間隔（ｓＴＴＩ）を利用する場合や、ほんの数個のＯＦＤＭシンボルを含むミニスロット／非スロットベースのフレーム構造を利用する場合に、より少数のＯＦＤＭシンボルで構成されてもよい。

無線通信システムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システム、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム、あるいはＤＦＴ－ｓ－ＯＦＤＭなどのＣＰを有しても、有さなくてもよい任意の他のＩＦＦＴベースの信号などの周波数分割多重化を使用する任意のシングルトーンシステムまたはマルチキャリアシステムであってよい。例えばフィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ）、一般化周波数分割多重化（ＧＦＤＭ）、またはユニバーサルフィルタ処理マルチキャリア（ＵＦＭＣ）など、多元接続のための非直交波形などの他の波形を、使用してもよい。無線通信システムは、例えば、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｒｏ規格あるいは５ＧまたはＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）規格に従って動作することができる。

図１に示される無線通信ネットワークにおいて、無線アクセスネットワーク１０４は、それぞれがマクロ基地局とも呼ばれるプライマリ基地局を含んでいるプライマリセルのネットワークを含む異種ネットワークであってよい。さらに、スモールセル基地局とも呼ばれる複数のセカンダリ基地局を、各々のマクロセルに設けることができる。上述の地上波無線ネットワークに加えて、衛星などの宇宙のトランシーバおよび／または無人航空機システムなどの空中のトランシーバを含む非地上波無線通信ネットワークも存在する。非地上波無線通信ネットワークまたはシステムは、例えばＬＴＥ－ａｄｖａｎｃｅｄ ｐｒｏ規格あるいは５ＧまたはＮＲ（ｎｅｗ ｒａｄｉｏ）規格に従って、図１を参照して上述した地上波システムと同様のやり方で動作することができる。

図１に概略的に示されている無線通信システムなどの無線通信システムにおいて、マルチアンテナ技術を、例えばＬＴＥまたはＮＲに従って使用して、ユーザデータレート、リンク信頼性、セルカバレッジ、およびネットワーク容量を改善することができる。マルチストリームまたはマルチレイヤ伝送をサポートするために、通信システムの物理レイヤにおいて線形プリコーディングが使用される。線形プリコーディングは、データのレイヤをアンテナポートにマッピングするプリコーダ行列によって実行される。プリコーディングを、データ伝送を目的の受信機へと空間的に向ける／集中させる技術であるビームフォーミングの一般化と見なすことができる。データを送信アンテナポートにマッピングするためにｇＮＢにおいて使用されるプリコーダ行列は、チャネル状態情報（ＣＳＩ）を使用して決定される。

ＬＴＥまたは新たな無線技術（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）（５Ｇ）などの上述の通信システムにおいて、ダウンリンク信号は、データ信号、ダウンリンクＤＬを含む制御信号、制御情報（ＤＣＩ）、および種々の目的に使用されるいくつかの基準信号またはシンボル（ＲＳ）を搬送する。ｇＮｏｄｅＢ（あるいは、ｇＮＢまたは基地局）は、いわゆる物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）ならびに物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）または拡張ＰＤＣＣＨ（ｅＰＤＣＣＨ）を介して、データおよび制御情報（ＤＣＩ）をそれぞれ送信する。さらに、ｇＮＢのダウンリンク信号は、ＬＴＥにおける共通ＲＳ（ＣＲＳ）、チャネル状態情報ＲＳ（ＣＳＩ－ＲＳ）、復調ＲＳ（ＤＭ－ＲＳ）、および位相トラッキングＲＳ（ＰＴ－ＲＳ）を含む１つまたは複数の種類のＲＳを含むことができる。ＣＲＳは、ＤＬシステム帯域幅部分にて送信され、データまたは制御情報を復調するためのチャネル推定を取得するためにユーザ機器（ＵＥ）において使用される。ＣＳＩ－ＲＳは、ＣＲＳと比較して時間および周波数ドメインにおいて低い密度で送信され、ＵＥにおいてチャネル推定／チャネル状態情報（ＣＳＩ）の取得に使用される。ＤＭ－ＲＳは、それぞれのＰＤＳＣＨの帯域幅部分においてのみ送信され、ＵＥによってデータの復調に使用される。ｇＮＢにおける信号のプリコーディングのために、非プリコーディングＣＳＩ－ＲＳおよびビームフォーミングＣＳＩ－ＲＳレポートなど、いくつかのＣＳＩ－ＲＳレポート機構が導入されている（参考文献［１］を参照）。非プリコーディングＣＳＩ－ＲＳにおいては、ＣＳＩ－ＲＳポートとｇＮＢのアンテナアレイのトランシーバユニットＴＸＲＵとの間の１対１のマッピングが利用される。したがって、非プリコーディングＣＳＩ－ＲＳは、異なるＣＳＩ－ＲＳポートが同じビーム方向およびビーム幅を有するセル全体のカバレッジを提供する。ビームフォーミング／プリコーディングされたＵＥ固有または非ＵＥ固有のＣＳＩ－ＲＳの場合、ビームフォーミング操作が、大きなゲインを異なる方向に有し、したがってセル全体のカバレッジを有さないいくつかの狭いビームを有するように、単一または複数のアンテナポートに適用される。

時分割複信（ＴＤＤ）を採用する無線通信システムにおいては、チャネルの対称性ゆえに、チャネル状態情報（ＣＳＩ）が基地局（ｇＮＢ）において利用可能である。しかしながら、周波数分割複信（ＦＤＤ）を使用する場合、チャネルの対称性が存在しないため、チャネルをＵＥにおいて推定し、ｇＮＢにフィードバックしなければならない。図２が、ＬＴＥリリース８によるコードブックベースのプリコーディングを使用するＭＩＭＯ ＤＬ伝送のブロックベースモデルを示している。図２は、基地局２００（ｇＮＢ）、ユーザ機器（ＵＥ）２０２、および基地局２００とユーザ機器２０２との間の無線データ通信のための無線チャネルなどのチャネル２０４を、概略的に示している。基地局は、複数のアンテナまたはアンテナ素子を有するアンテナアレイＡＮＴ_Ｔと、データベクトル２０８およびコードブック２１０からのプリコーダ行列Ｆを受信するプリコーダ２０６とを含む。チャネル２０４を、チャネルテンソル／行列２１２によって表すことができる。ユーザ機器２０２は、アンテナあるいは複数のアンテナまたはアンテナ素子を有するアンテナアレイＡＮＴ_Ｒを介してデータベクトル２１４を受信する。ユーザ機器２０２と基地局２００との間のフィードバックチャネル２１６が、フィードバック情報を伝送するために設けられる。Ｒｅｌ．１５までの３ＧＰＰの以前のリリースは、ＵＥにおけるＣＳＩ推定のためのいくつかのダウンリンク基準シンボル（ＣＳＩ－ＲＳなど）の使用をサポートしている。ＦＤＤシステム（Ｒｅｌ．１５まで）において、ＵＥにおいて推定されたチャネルはｇＮＢに暗黙的にレポートされ、ここでＵＥによってフィードバックチャネルを介して送信されるＣＳＩは、ランクインデックス（ＲＩ）、プリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）、およびチャネル品質インデックス（ＣＱＩ）（および、Ｒｅｌ．１３からのＣＲＩ）を含み、ｇＮＢにおけるプリコーディング行列ならびに送信されるシンボルの変調次数およびコーディング方式（ＭＣＳ）の決定を可能にする。ＰＭＩおよびＲＩは、「コードブック」と呼ばれる事前に定義された一連の行列Ωからプリコーディング行列を決定するために使用される。コードブックは、例えばＬＴＥによれば、ルックアップテーブルであってよく、テーブルの各々のエントリに行列を含み、ＵＥからのＰＭＩおよびＲＩが、使用すべきプリコーダ行列がテーブルのどの行および列から得られるかを決定する。プリコーダおよびコードブックは、Ｎ_１個の二重偏波（dual-polarized）アンテナ（合計でＮ_ｔ＝２Ｎ_１個のアンテナ）を有する１次元均一線形アレイ（ＵＬＡ）またはＮ_１Ｎ_２個の位置に二重偏波アンテナ（合計でＮ_ｔ＝２Ｎ_１Ｎ_２個のアンテナ）を有する２次元均一平面アレイ（ＵＰＡ）を備えたＲｅｌ．１５までのｇＮＢ用に設計されている。ＵＬＡは、電波を水平（方位角）方向においてのみ制御することができ、したがってｇＮＢにおいて方位角のみのビームフォーミングが可能である一方で、ＵＰＡは、全次元（ＦＤ）ＭＩＭＯとも称される垂直（仰角）方向および水平（方位角）方向の両方における送信ビームフォーミングをサポートする。コードブックは、例えばＦＤ－ＭＩＭＯなどの大規模アンテナアレイの場合、アレイのアレイ応答ベクトルを使用して空間的に分離された電磁送信／受信ビームを形成するビーム形成重みのセットであってよい。アレイのビーム形成重み（「アレイステアリングベクトル」とも呼ばれる）は、放射を特定の方向へと送信（または、特定の方向から取得）するためにアンテナへと供給される信号（または、アンテナから受信される信号）に適用される振幅ゲインおよび位相調整である。プリコーダ行列のコンポーネントは、コードブックから取得され、ＰＭＩおよびＲＩが、コードブックを「読み取り」、プリコーダを取得するために使用される。アレイステアリングベクトルを、ＵＬＡまたはＵＰＡが信号送信に使用される場合、２Ｄ離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列の列によって表すことができる。

３ＧＰＰ Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ Ｒｅｌ．１５のタイプＩおよびタイプＩＩのＣＳＩレポート方式において使用されるプリコーダ行列は、周波数ドメインにおいて定義され、２段階構造：Ｆ（ｓ）＝Ｆ_１Ｆ_２（ｓ），ｓ＝０．．．，Ｓ－１（参考文献［２］を参照）を有し、ここでＳはサブバンドの数を表す。行列Ｆ_１は、インデックスｓに依存しない広帯域行列であり、ＤＦＴコードブック行列

から選択されたＵ個の空間ビームフォーミングベクトル（いわゆる空間ビーム）

を含む。

行列Ｆ_２（ｓ）は、ｓ番目に構成されたサブバンドについてＦ_１で定義されたビームを選択／結合／共位相化する選択／結合／共位相化行列である。

例えば、ランク１の送信およびタイプＩのＣＳＩレポートに関して、Ｆ_２（ｓ）は、［２］によって二重偏波アンテナアレイについて

と与えられ、ここで

は、１であるｕ番目の位置を除き、すべての位置にゼロを含む。このようなｅ_ｕの定義は、アンテナアレイの各々の偏波についてｕ番目のベクトルを選択し、それらを両方の偏波にまたがって結合させる。さらに、δ_１は、アンテナアレイの２番目の偏波についての量子化された位相調整である。

例えば、ランク１の送信およびタイプＩＩのＣＳＩレポートの場合、Ｆ_２（ｓ）は、［２］によって二重偏波アンテナアレイについて

と与えられ、ここでｐ_ｕおよびδ_ｕ、ｕ＝１，２，・・・，２Ｕは、それぞれ量子化された振幅係数および位相ビーム結合係数である。

ランクＲの送信の場合、Ｆ_２（ｓ）はＲ個のベクトルを含み、各ベクトルのエントリは、単一または複数のビームを各々の偏波内で結合し、あるいは両方の偏波にまたがって結合するように選択される。

行列Ｆ_１およびＦ_２（ｓ）の選択は、現在のチャネル状態の知識に基づいてＵＥによって実行される。選択された行列は、ＲＩおよびＰＭＩの形態でＣＳＩレポートに含まれ、ｇＮＢにおいて次の送信時間間隔のためにマルチユーザプリコーダを更新するために使用される。

暗黙的なフィードバック方式について［２］で説明されている現在のＣＳＩレポート形式の固有の欠点は、ＲＩおよびＰＭＩが、現在のチャネル状態の情報しか含んでいないことである。したがって、ＣＳＩレポートレートは、チャネルが変化していないと見なされる時間期間を定義するチャネルコヒーレンス時間に関連する。これは、ＵＥが移動せず、あるいはゆっくりと移動する準静的なチャネル状況であれば、チャネルコヒーレンス時間が長く、ＣＳＩをあまり頻繁に更新する必要がないことを意味する。しかしながら、例えばマルチパスチャネル環境においてＵＥの動きが大きいためにチャネル状態が急速に変化する場合、チャネルコヒーレンス時間は短くなり、送信信号は、ドップラー周波数拡散によって引き起こされる深刻なフェージングに直面する。このようなチャネル状態の場合、ＣＳＩを頻繁に更新する必要があり、フィードバックのオーバーヘッドが大きくなる。とりわけ、マルチユーザをさらに指向するであろう将来のＮＲシステム（Ｒｅｌ．１６）の場合、きわめて動的なチャネルの状況におけるユーザからの多数のＣＳＩレポートが、通信システムの全体的な効率を大幅に低下させると考えられる。

この問題を克服するために、時間の経過に伴うチャネルの変化を考慮するいくつかの明示的なＣＳＩフィードバック方式が提案されている（参考文献［３］を参照）。ここで、明示的なＣＳＩとは、ＵＥにおけるプリコーダ選択のためのコードブックを必要とせずに、ＵＥからｇＮＢへと明示的なチャネル係数をレポートすることを指す。これらの方式は、共通して、ＵＥにおいてマルチパス伝搬チャネルの支配的なチャネルタップのパラメータおよびそれらの時間変化を推定する。例えば、［３］においては、各々のチャネルタップが、サブチャネルタップの合計としてモデル化され、各々のサブタップは、ドップラー周波数シフトおよびパスゲインでパラメータ化される。各々のチャネルタップについて推定されたパラメータが、基地局にフィードバックされ、基地局において、ダウンリンクプリコーディングの前に、時間ドメインベースのチャネル予測のためのチャネルモデルと共に使用される。明示的なＣＳＩを利用できるようにすることで、とりわけゆっくりと変化するチャネルにおいて、暗黙ベースのチャネルフィードバックと比べてフィードバックチャネルのオーバーヘッドが増加するが、これは望ましくない。

例えば、国際公開第２０１８／０５２２５５号パンフレットが、周波数ドメインチャネル行列、共分散行列、またはチャネル行列の固有ベクトルに適用される主成分分析（ＰＣＡ）を使用する無線通信システムのチャネルを表すための明示的なＣＳＩの取得に関する。したがって、２次元アレイおよびＣＳＩレポートの構成を備えた基地局におけるダウンリンク信号のプリコーディングのためのコードブック手法が提案される。しかしながら、この提案のＣＳＩレポート方式の固有の欠点は、ユーザからのＣＳＩレポートが、現在のＭＩＭＯチャネルの状態／実現に関する選択されたＣＱＩ、ＰＭＩ、およびＲＩについての情報しか含まず、小規模なチャネルフェージングによって引き起こされる時間の経過に伴うチャネル変動を考慮していないことである。したがって、ユーザが急速にフェージングするチャネル状態に直面する場合、頻繁なＣＳＩ更新が必要になり、時間の経過とともに大きなフィードバックオーバーヘッドが発生する。さらに、この提案のＣＳＩレポート方式は、レイヤごとに１つのビームのＰＭＩフィードバックに制限されているため、ＣＳＩの精度が制限され、マルチユーザＭＩＭＯでのＣＳＩ取得には不充分である。

さらに、時間の経過に伴うチャネルの変化を追跡するために、基準信号を、時間的に拡散させる必要がある。現在の３ＧＰＰ ＮＲの仕様［１］においては、シングルショットＣＳＩ－ＲＳが、特定のタイムスロットに設定されている。ＣＳＩ－ＲＳのこのようなスロットは、定期的に送信され、あるいはオンデマンドでトリガされる。ＮＺＰ－ＣＳＩ－ＲＳ、ＣＳＩ－ＩＭ、またはＣＳＩ－ＳＳＢリソースセット［２］を参照できるＣＳＩ－ＲＳリソースセットの構成は、以下の上位レイヤパラメータを使用して実行される（参考文献［４］を参照）：
・ＣＳＩ－ＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｆｉｇ－リソースセット構成は、リソースセットで構成されたリソースのＩＤ、周期性に関する各ＣＳＩ－ＲＳリソースのタイプ、およびそれらが構成されている帯域幅部分で構成される。
・ＣＳＩ－ＲｅｓｏｕｒｃｅＰｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙＡｎｄＯｆｆｓｅｔ－ＣＳＩ－ＲＳのスロット数およびオフセットに関するＣＳＩ－ＲＳリソースの周期性に言及する。
・ＣＳＩ－ＲＳ－ＲｅｓｏｕｒｃｅＭａｐｐｉｎｇ－ＣＳＩ－ＲＳリソースがマップされる時間周波数マップのリソース要素、ＣＳＩ－ＲＳポートの数、マップされた基準シンボルに使用されるＣＤＭタイプ、ならびに周波数ドメインにおける基準シンボルの占有の密度および帯域幅に言及する。
―ｆｒｅｑｕｅｎｃｙＤｏｍａｉｎＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ
―ｎｒｏｆＰｏｒｔｓ
―ｆｉｒｓｔＯＦＤＭＳｙｍｂｏｌＩｎＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ
―ｆｉｒｓｔＯＦＤＭＳｙｍｂｏｌＩｎＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ２
―ｃｄｍ－Ｔｙｐｅ
―ｄｅｎｓｉｔｙ
―ｆｒｅｑＢａｎｄ

ＣＳＩ－ＲＳ設計は、リンク適応（変調およびコーディング方式－ＭＣＳ）ならびに特定のチャネル実現／スナップショットからのプリコーディング行列の選択のためにＣＳＩを取得するために使用可能であるが、ＭＩＭＯチャネルのドップラー周波数成分を推定するためにチャネルの時間変化を追跡することはできない。

以上の箇所における情報は、あくまでも本発明の背景の理解を高めるためのものにすぎず、したがって当業者に既に知られた先行技術を形成しない情報を含んでいる可能性があることに、注意されたい。

本発明の目的は、チャネルの時間変化の追跡を可能にするＣＳＩレポートのための改善された手法を提供することである。

この目的は、独立請求項に定義される主題によって達成される。
実施形態が、従属請求項に定義される。

次に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。

無線通信システムの一例の概略図を示している。 ＬＴＥリリース８によるコードブックベースのプリコーディングを使用するＭＩＭＯ ＤＬ送信のブロックベースのモデルを示している。 本明細書に記載の本発明の教示に従って動作することができる送信機と本明細書に記載の本発明の教示に従って動作することができる複数の受信機との間で情報を通信するための無線通信システムの概略図である。 本発明の実施形態によるＣＳＩパラメータの構成、ＣＳＩ測定、複合プリコーダ行列計算、およびＣＳＩレポートを説明するフロー図である。 周期が１０スロットであり、繰り返しがないＣＳＩ－ＲＳを示している（ＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが設定されておらず、あるいはＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝０である）。 周期が１０スロットであり、繰り返しが４スロットであるＣＳＩ－ＲＳを示している（ＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝４）。 一実施形態によるＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ情報要素を示している。 次元Ｎ×Ｓ×Ｔの周波数ドメインチャネルテンソル（３次元アレイ）Ｈを示している。 サイズＮ_ｔ・Ｔ×Ｓの複合ドップラー遅延ビームプリコーダ行列を示している。 ビームあたりの遅延の数が等しく、遅延およびビームあたりのドップラー周波数成分の数が等しいと仮定したレイヤ１送信のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分に関するフィードバックインデックスを示している。 Ｎ_１＝４、Ｎ_２＝２、Ｐ＝２の例示的な構成について、ｇＮＢにおけるｌ番目のレイヤのプリコーダのコードブックベースの構成、およびｌ番目のレイヤのプリコーダのアンテナポート（ＡＰ）との関連付けを示している。 本発明の手法に従って説明されるユニットまたはモジュールならびに方法の各ステップを実行できるコンピュータシステムの例を示している。

以下において、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照してさらに詳細に説明するが、添付の図面において、同じまたは類似の機能を有する要素は、同じ参照符号によって参照される。

本発明の実施形態は、上述したように、基地局などの送信機またはトランシーバと、モバイル端末または固定端末あるいはＩｏＴデバイスなどの通信デバイス（受信機）またはユーザとを含む図１または図２に示したような無線通信システムまたはネットワークにおいて実現されてよい。図３が、基地局などの送信機２００と、基地局２００によってサービスされるＵＥなどの複数の通信デバイス２０２_１から２０２_ｎとの間で情報を通信するための無線通信システムの概略図である。基地局２００およびＵＥ２０２は、無線リンクなどの無線通信リンクまたはチャネル２０４を介して通信することができる。基地局２００は、１つ以上のアンテナＡＮＴ_Ｔまたは複数のアンテナ素子を有するアンテナアレイと、信号プロセッサ２００ａとを含む。ＵＥ２０２は、１つ以上のアンテナＡＮＴ_Ｒまたは複数のアンテナを有するアンテナアレイと、信号プロセッサ２０２ａ_１、２０２ａ_ｎと、トランシーバ２０２ｂ_１、２０２ｂ_ｎとを含む。基地局２００およびそれぞれのＵＥ２０２は、本明細書に記載の本発明の教示に従って動作することができる。

＜ユーザ機器＞
本発明は、無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイス２０２を提供し、この通信デバイス２０２は、
送信機２００から、時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネル２０４を介して、無線信号を受信するように構成されたトランシーバ２０２ｂであって、無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、トランシーバ２０２ｂと、
プロセッサ（２０２ａ）と
を備え、
プロセッサ（２０２ａ）は、
―無線チャネル２０４上のダウンリンク基準信号の測定値を使用して、周波数ドメインにおける明示的なＣＳＩを推定するように構成され、ウンリンク基準信号は、特定の観測時間にわたって提供され、
―性能指標（performance metric）に基づいて、複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのためのドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を選択するように構成され、ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、１つ以上のコードブックに基づき、１つ以上のコードブックは、
・複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分、
・複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の遅延成分、および
・複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分
を含み、
―明示的なＣＳＩと、選択されたドップラー遅延ビームプリコーダ行列（Ｗ）を有する複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダとを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちの１つ以上を計算するように構成され、
―ＣＱＩおよび／またはＰＭＩおよび／またはＲＩのうちのいずれか１つ以上を含むＣＳＩフィードバックを、送信機２００にレポートするように構成され、
ＰＭＩおよびＲＩは、構成されたアンテナポートのためのドップラー遅延ビーム３段階複合プリコーダ行列を示すために使用される。

本発明は、無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイス２０２を提供する。通信デバイス２０２は、例えばＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる上位レイヤ（例えば、ＲＲＣ）パラメータなどのパラメータを含むＣＳＩ－ＲＳリソース構成などの基準信号リソース構成を受信し、パラメータは、例えばダウンリンク基準信号が反復される連続スロットの数に関して、ダウンリンク基準信号の時間ドメイン反復を表す。通信デバイスは、反復されるダウンリンク基準信号に基づいてＣＳＩフィードバックを決定し、決定されたＣＳＩフィードバックを、例えば基準信号を提供する送信機にレポートする。

いくつかの実施形態によれば、ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、３つの別個のコードブックに基づき、３つの別個のコードブックは、
―複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分のための第１のコードブック（Ω_１）、
―複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の遅延成分のための第２のコードブック（Ω_２）、および
―複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分のための第３のコードブック（Ω_３）
を含む。

いくつかの実施形態によれば、ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）は、

によって表され、ここで
―Ｕ^（ｌ）は、ｌ番目のレイヤについての偏波あたりのビームの数であり、
―

は、ｌ番目のレイヤおよびｕ番目のビームについての遅延の数であり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目のビーム、およびｄ番目の遅延についてのドップラー周波数成分の数であり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｄ番目の遅延、ｕ番目の空間ビーム、およびプリコーダのｐ番目（ｐ＝１，２）の偏波に関するサイズＴ×１のｖ番目のドップラー周波数ベクトルであり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、およびプリコーダのｐ番目の偏波に関するサイズＳ×１のｄ番目の遅延ベクトルであり、
―

は、ｌ番目のレイヤに関するｕ番目の空間ビームであり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、ｄ番目の遅延、ｖ番目のドップラー周波数、およびプリコーダのｐ番目の偏波に関するドップラー遅延係数であり、
―ｐ^（ｌ）は、すべてのプリコーダレイヤの平均の総送信電力が１になるように保証するためのスカラー正規化係数である。

いくつかの実施形態によれば、ドップラー遅延ビームプリコーダは、２段階プリコーダ
Ｗ^（ｌ）＝Ｗ^{（１，ｌ）}ｗ^{（２，ｌ）}∈Ｎ_ｔ・Ｔ・Ｓ×１、によって表され、ここで

であって

であり、
ｗ^{（２、ｌ）}は、複素ドップラー遅延ビーム結合係数を含み、

であって、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｄ番目の遅延、ｕ番目の空間ビーム、およびプリコーダのｐ番目（ｐ＝１，２）の偏波に関するサイズＴ×１のｖ番目のドップラー周波数ベクトルであり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、およびプリコーダのｐ番目の偏波に関するサイズＳ×１のｄ番目の遅延ベクトルであり、
―

は、ｌ番目のレイヤに関するｕ番目の空間ビームであり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、ｄ番目の遅延、ｖ番目のドップラー周波数、およびプリコーダのｐ番目の偏波に関するドップラー遅延係数であり、
―ｐ^（ｌ）は、すべてのプリコーダレイヤの平均の総送信電力が１になるように保証するためのスカラー正規化係数である。

いくつかの実施形態によれば、
―第１のコードブック（Ω_１）は、ベクトル

を選択するためのサイズＮ_１Ｎ_２×Ｏ_１，１Ｎ_１Ｏ_１，２Ｎ_２の第１のオーバーサンプリングされたＤＦＴコードブック行列を含み、ここでＮ_１およびＮ_２は、それぞれアンテナポートの第１および第２の数を指し、Ｏ_１，１およびＯ_１，２は、オーバーサンプリング係数を指し、Ｏ_１，１∈｛１，２，３，．．｝およびＯ_１，２∈｛１，２，３，．．｝であり、
―第２のコードブック（Ω_２）は、遅延ベクトル

を選択するためのサイズＳ×ＳＯ_２の第２のオーバーサンプリングされたＤＦＴコードブック行列を含み、ここでＳは、構成されたサブバンド／ＰＲＢまたはサブキャリアの数を指し、Ｏ_２は、オーバーサンプリング係数Ｏ_２＝１，２，．．．を指し、
―第３のコードブック（Ω_３）は、ドップラー周波数ベクトル

を選択するためのサイズＴ×ＴＯ_３の第３のオーバーサンプリングされたＤＦＴコードブック行列を含み、ここでＴは、観測時間中のタイムインスタンスの数を指し、Ｏ_３は、オーバーサンプリング係数Ｏ_３＝１，２，．．．を指す。

いくつかの実施形態によれば、通信デバイスは、送信機から受信したＣＳＩレポート構成に従ったＣＳＩフィードバックを送信機にレポートするように構成され、ＣＳＩレポート構成は、例えば以下の値、すなわち
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤＤ－ＣＱＩ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｙ－ＣＱＩ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｒ－ＣＱＩ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＬＩ－ＰＭＩＤＤ－ＣＱＩ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＬＩ－ＰＭＩＤｙ－ＣＱＩ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＬＩ－ＰＭＩＤｒ－ＣＱＩ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤＤ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｙ、
―ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｒ
のうちの少なくとも１つを含むパラメータＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙを含み、ここでＰＭＩ量は、
―ＰＭＩＤＤ－遅延およびドップラー周波数成分構成を含むＰＭＩ値、
―ＰＭＩＤｙ－ドップラー周波数成分を除く遅延成分構成のみを含むＰＭＩ値、および
―ＰＭＩＤｒ－遅延成分を除くドップラー周波数成分構成のみを含むＰＭＩ値
と定義される。

いくつかの実施形態によれば、通信デバイスは、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤまたは物理レイヤ（Ｌ１）パラメータを使用して送信機から以下の値、すなわち
―遅延およびドップラー周波数成分コードブック（Ω_２、Ω_３）の構成のためのＳおよびＴの値、および
―第１のコードブック（Ω_１）の構成のためのパラメータＮ_１、Ｎ_２、およびオーバーサンプリング係数Ｏ_１，１およびＯ_１，２
を受信するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、空間ビーム成分は、以下のように構成され、すなわち
―ビームの数Ｕ^（ｌ）がレイヤ間で同一でなく、あるいは
―ビームの数Ｕ^（ｌ）が、Ｕ^（ｌ）＝Ｕ，∀ｌとなるようにすべてのレイヤについて同じである。

いくつかの実施形態によれば、遅延成分は、以下のように構成され、すなわち
―

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、ビーム、レイヤ、および偏波インデックスごとに異なってよく、
―

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、ビームおよびレイヤのインデックスごとに異なり、偏波インデックス間で同じままであってよく、
―

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビーム、レイヤ、および偏波インデックスについて同一であり、
―

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビームおよびレイヤインデックスについて同一であり、偏波インデックス間で異なってよく、
―

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビームおよび偏波インデックスについて同一であり、レイヤインデックス間で異なり、
―

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビームインデックスについて同一であり、レイヤおよび偏波インデックス間で異なり、
―遅延

の数は、ビームおよびレイヤインデックスに依存し、あるいは
―遅延

の数は、ビームインデックスに依存し、すべてのレイヤインデックスについて同一のまま、すなわち

であり、あるいは
―遅延

の数は、すべてのビームインデックスについて同一であるが、レイヤごとに異なり、すなわち

であり、あるいは
―遅延

の数は、すべてのビームインデックスおよびレイヤインデックスについて同一、すなわち

である。

いくつかの実施形態によれば、ドップラー周波数成分は、以下のように構成され、すなわち
―

ドップラー周波数値、例えばドップラー周波数ＤＦＴベクトルのインデックスは、ビーム、遅延、レイヤ、および偏波インデックス間で異なり、
―

ドップラー周波数値、例えばドップラー周波数ＤＦＴベクトルのインデックスは、ビーム、遅延、およびレイヤインデックス間で異なるが、偏波インデックス間では同一のままであり、
―

ドップラー周波数値、例えばドップラー周波数ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビームおよび遅延インデックスについて同一であり、レイヤおよび偏波インデックス間で異なってよく、
―

ドップラー周波数値、例えばドップラー周波数ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビーム、遅延、および偏波インデックスについて同一であり、レイヤインデックス間で異なってよく、
―ドップラー周波数成分

の数は、ビームインデックス、遅延インデックス、およびレイヤインデックスに依存し、あるいは
―ドップラー周波数成分

の数は、

であるように、すべてのビーム、遅延、およびレイヤインデックスについて同一であり、あるいは
―ドップラー周波数成分

の数は、すべてのビームインデックスおよびすべての遅延インデックスについて同一であるが、レイヤインデックス間で異なり、すなわち

であり、あるいは
―ドップラー周波数ベクトル

の数は、すべてのビームインデックスについて同一であるが、遅延およびレイヤインデックス間で異なり、すなわち

であり、あるいは
―ドップラー周波数成分

の数は、すべてのビームインデックスおよびレイヤインデックスについて同一であるが、遅延インデックス間で異なり、すなわち

であり、あるいは
―ドップラー周波数成分

の数は、Ｕ個のビームについて異なり、すべての遅延およびレイヤインデックスについて同一であり、すなわち

であり、あるいは
―ドップラー周波数成分

の数は、ビームおよび遅延インデックス間で異なり、すべてのレイヤインデックスについて同一であり、すなわち

であり、あるいは
―ドップラー周波数成分

の数は、ビームおよびレイヤインデックス間で異なり、すべての遅延インデックスについて同一であり、すなわち

である。

いくつかの実施形態によれば、
―明示的なＣＳＩは、次元Ｎ×Ｓ×Ｔの３次元チャネルテンソル

によって表され、Ｓは構成されたサブバンド／ＰＲＢまたはサブキャリアの数であり、Ｔは観測時間中のタイムインスタンスの数であり、Ｎ＝Ｎ_ｒ・Ｎ_１・Ｎ_２・Ｐであり、このチャネルテンソルの第１、第２、および第３の次元は、時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルの空間、周波数、および時間成分をそれぞれ表し、あるいは
―明示的なＣＳＩは、次元Ｎ_ｒ×Ｎ_ｔ×Ｓ×Ｔの４次元チャネルテンソル

によって表され、ここでＮ_ｔ＝Ｎ_１・Ｎ_２・Ｐであり、Ｈの第１および第２の次元は、時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルの受信側および送信側の空間成分をそれぞれ表し、Ｈの第３および第４の次元は、チャネルの周波数および時間成分をそれぞれ表す。

いくつかの実施形態によれば、プロセッサは、ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を、例えばドップラー遅延プリコーダ行列Ｗおよび多次元チャネルテンソルＨの関数である相互情報Ｉ（Ｗ；Ｈ）などの性能指標に基づいて選択するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、プロセッサは、Ｔ個のタイムインスタントについての選択された複合ドップラー遅延ビームプリコーダ行列Ｗ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ）および多次元チャネルテンソルＨの通信デバイスにおける平均のブロックエラー率ｂｌｏｃｋ＿ｅｒｒｏｒ＿ｒａｔｅ（Ｈ｜Ｗ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ））を最適化する広帯域ＣＱＩを選択するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、プロセッサは、
―第１のステップにおいて、多次元チャネルテンソルＨからチャネルモデルのパラメータを直接推定するために、あるいはＭＩＭＯチャネルテンソルＨからパラメータ化されていない形式でＨ（ｔ、ｗ）の係数を直接計算するために、高分解能パラメータ推定アルゴリズムを使用するように構成され、
―第２のステップにおいて、パラメータ化およびプリコードされた時間変化ＭＩＭＯチャネルモデルの周波数ドメイン応答を
Ｈ_ｐｒｅｃ（ｔ，ｗ）＝Ｈ（ｔ，ｗ）［Ｗ^（１）（ｔ，ｗ），Ｗ^（２）（ｔ，ｗ），．．．，Ｗ^（Ｌ）（ｔ，ｗ）］
として計算するために、パラメータ化されたチャネルモデルおよび選択されたドップラー遅延ビーム複合プリコーダＷ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ）を使用するように構成され、ここで［Ｈ（ｔ，ｗ）］_ｉ，ｊの（ｉ，ｊ）エントリ＝ｈ_ｉ，ｊ（ｔ，ｗ）であり、Ｗ^（ｌ）（ｔ，ｗ）はＷ^（ｌ）のｔ番目のブロックおよびｗ番目の列であり、
―第３のステップにおいて、１つ以上の将来のタイムインスタントの１つ以上のＣＱＩ値を計算するために、パラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネルモデル応答を使用するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、プロセッサは、
―タイムインスタント／スロットｎ＋ＫのＣＱＩ値を予測するように構成され、ここでｎは現在のタイムインスタント／スロットを指し、Ｋは現在のタイムインスタント／スロットｎに対する相対的な時間差を示し、
―Ｋ個の予測ＣＱＩ値を平均ＣＱＩ値だけ減らすことにより、差分予測ＣＱＩ値を計算するために、Ｋ個の予測ＣＱＩ値を使用するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、通信デバイスは、ＣＱＩ予測のために通信デバイスによって使用される値Ｋが割り当てられたパラメータＣＱＩ－ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＴｉｍｅを含むＣＳＩレポート構成を受信するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、ＣＳＩフィードバックがＰＭＩを使用する場合に、プロセッサは、少なくとも２成分のＰＭＩをレポートするように構成され、
―ここで、第１のＰＭＩは、選択されたベクトル

、

、および

に対応し、
―ここで、第２のＰＭＩは、通信デバイスから送信機への

ドップラー遅延ビーム結合係数

に対応する。

いくつかの実施形態によれば、プロセッサは、
―３要素セットの形態で第１の成分のＰＭＩを表すように構成され、ここで各々の３要素（ｕ、ｄ、ｖ）は、選択された空間ビームベクトル

、選択された遅延ベクトル

、および選択されたドップラー周波数ベクトル

に関連付けられ、３要素セットは、ｉ_１＝［ｉ_１，１，ｉ_１，２，ｉ_１，３］によって表され、ここでｉ_１は第１のＰＭＩ成分を表し、ｉ_１，１は空間ビームに関する選択されたＤＦＴベクトルのΣ_ｌＵ^（ｌ）インデックスを含み、ｉ_１，２は選択された遅延ベクトルの

インデックスを含み、ｉ_１，３は選択されたドップラー周波数ベクトルの

インデックスを含み、
―コードブック手法を使用してドップラー遅延ビーム結合係数を量子化するように構成され、ここで量子化されたドップラー遅延ビーム結合係数は、ｉ_２、すなわち第２のＰＭＩ成分によって表され、
―２つのＰＭＩ成分を送信機にレポートするように構成される。

いくつかの実施形態によれば、複素ドップラー遅延係数

をコードブック手法で量子化するために、各々の係数は、

によって表され、ここで
―

は、偏波、ビーム、遅延、ドップラー周波数に依存する振幅係数であり、Ｎビットで量子化され、
―

は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、または任意の他の高次ＰＳＫコンステレーションによって表される位相を表し、
ここで各係数は、実数部および虚数部によって

と表され、ここで

および

は、それぞれＮビットで量子化される。

いくつかの実施形態によれば、ＣＳＩフィードバックは、ランクインジケータ（ＲＩ）をさらに含み、プロセッサは、送信のためのＲＩをレポートするように構成され、ここでＲＩは、ドップラー遅延ビームプリコーダ行列Ｗ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ）に関して選択され、ドップラー遅延ビームプリコードされた時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる平均のレイヤ数を指す。

いくつかの実施形態によれば、通信デバイスは、ビーム形成されたＣＳＩ－ＲＳのＣＱＩおよび／またはＲＩおよび／またはＰＭＩのいずれかをレポートするための上位レイヤを介したＣＳＩ－ＲＳレポート構成で構成され、第１のコードブック行列内のベクトルは、Ｎ_１Ｎ_２長の列ベクトルによって表され、ここでｍ番目のベクトル（ｍ＝１，．．．，Ｎ_１Ｎ_２）は、ｍ番目の位置にただ１つの１を含み、他の位置にゼロを含む。

いくつかの実施形態によれば、通信デバイスは、例えばＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれ、ダウンリンク基準信号の時間ドメイン反復を、例えばダウンリンク基準信号が反復される連続スロットの数に関して表す上位レイヤ（例えば、ＲＲＣ）パラメータを含むＣＳＩ－ＲＳリソース構成を受信するように構成される。

いくつかの実施形態によれば、通信デバイスは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩの計算のために、送信機がドップラー遅延ビームプリコーダをｖ＝Ｌのレイヤについてアンテナポート｛１０００，１００８＋ｖ－１｝のＰＤＳＣＨ信号に

と適用すると仮定し、ここで
［ｘ^{（ｔ，０）}（ｉ），．．．，ｘ^{（ｔ，ｖ－１）}（ｉ）］^ＴはＰＤＳＣＨシンボルのシンボルベクトルであって、Ｐ∈｛１，２，４，８，１２，１６，２４，３２｝であり、
ｘ^{（ｔ，ｕ）}（ｉ）は、タイムインスタントｔにおけるレイヤｕのｉ番目のシンボルであり、
ｙ^{（ｔ，ｕ）}（ｉ）は、タイムインスタントｔにおいてアンテナポートｕで送信されるプリコードシンボルであり、
Ｗ（ｔ，ｉ）＝［Ｗ^（１）（ｔ，ｉ），．．．，Ｗ^（Ｌ）（ｔ，ｉ）］は、予測されたプリコーダ行列であり、^（ｌ）（ｔ，ｉ）は、Ｗ^（ｌ）のｔ番目のブロックおよびｉ番目の列である。

＜基地局＞
本発明は、通信デバイス２０２を含む無線通信システムにおける送信機２００を提供し、この送信機は、
チャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを送信機２００へと提供するために本発明の１つ以上の通信デバイス２０２_１、２０２_２と無線通信するための複数のアンテナを有するアンテナアレイＡＮＴ_Ｔと、
アンテナアレイＡＮＴ_Ｔに接続されるプリコーダ２００ｂであって、プリコーダ２００ｂは、アンテナアレイＡＮＴ_Ｔの１つ以上のアンテナにビーム形成重みのセットを適用して、アンテナアレイＡＮＴ_Ｔによって１つ以上の送信ビームまたは１つ以上の受信ビームを形成する、プリコーダ２００ｂと、
―いくつかのＣＳＩ－ＲＳアンテナポートと、ダウンリンク基準信号の時間ドメイン反復を、例えばダウンリンク基準信号が反復される連続スロットの数に関して表す、例えばＣＳＩ－ＲＳ バースト期間（BurstDuration）と呼ばれるパラメータとを含むＣＳＩ－ＲＳ構成によるダウンリンク基準信号（ＣＳＩ－ＲＳ）、およびＣＳＩ－ＲＳ構成を含むダウンリンク信号を、通信デバイス２０２_１、２０２_２へと送信し、
―通信デバイス２０２_１、２０２_２から複数のＣＳＩレポートを含むアップリンク信号を受信する
ように構成されたトランシーバ２００ｃと、
―複数のＣＳＩレポートから少なくとも２成分プリコーダ行列識別子およびランクインジケータを抽出し、
―ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用してアンテナポートに適用されるドップラー遅延ビームプリコーダ行列を構築し、構築されたプリコーダ行列に応じたビーム形成重みを決定する
ように構成されたプロセッサ２００ａと
を備える。

いくつかの実施形態によれば、ＱＴ個の将来のタイムインスタントのプリコーダ行列の予測を容易にするために、プロセッサは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

を長さＱＴベクトル

へと巡回的に拡張するように構成され、巡回拡張は、

によって定められ、
ここで

であり、
ｌ番目のレイヤおよびｑ番目（ｑ＝１、．．、ＱＴ）のタイムインスタントの予測されたプリコーダ行列は、

によって与えられ、
ここで

は

のｑ番目のエントリである。

＜システム＞
本発明は、本発明のＵＥのうちの少なくとも１つ、および本発明の基地局のうちの少なくとも１つを含む、ベース無線通信ネットワークを提供する。

いくつかの実施形態によれば、通信デバイスおよび送信機は、モバイル端末、または固定端末、またはセルラーＩｏＴ－ＵＥ、またはＩｏＴデバイス、または地上ベースのビークル、または空中ビークル、またはドローン、または移動基地局、またはロードサイドユニット、または建物、またはマクロセル基地局、またはスモールセル基地局、またはロードサイドユニット、またはＵＥ、またはリモート無線ヘッド、またはＡＭＦ、またはＳＭＦ、またはコアネットワークエンティティ、またはＮＲもしくは５Ｇコアコンテキストなどにおけるネットワークスライス、またはアイテムもしくはデバイスが無線通信ネットワークを用いて通信を行うことを可能にする任意の送信／受信ポイント（ＴＲＰ）であって、アイテムもしくはデバイスは、無線通信ネットワークを用いて通信を行うネットワーク接続機能を備える、任意の送信／受信ポイント（ＴＲＰ）のうちの１つ以上を含む。

＜方法＞
本発明は、無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための方法を提供し、この方法は、
送信機から、時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルを介して、無線信号を受信するステップであって、無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、受信するステップと、
無線チャネル上のダウンリンク基準信号の測定値を使用して、周波数ドメインにおける明示的なＣＳＩを、通信デバイスにおいて推定するステップであって、ダウンリンク基準信号は、特定の観測時間にわたって提供される、推定するステップ、
性能指標に基づいて、複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのためのドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を選択するステップであって、ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、１つ以上のコードブックに基づき、１つ以上のコードブックは、
―複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分、
―複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の遅延成分、および
―複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分
を含む、選択するステップと、
明示的なＣＳＩと、選択されたドップラー遅延ビームプリコーダ行列（Ｗ）を有する複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダとを使用して、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、プリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）、およびランクインジケータ（ＲＩ）のうちの１つ以上を、通信デバイスにおいて計算するステップと、
ＣＱＩ、ＰＭＩ、およびＲＩのうちの１つ以上を含むＣＳＩフィードバックを、通信デバイスから送信機にレポートするステップであって、ＰＭＩおよびＲＩは、構成されたアンテナポートのためのドップラー遅延ビーム３段階複合プリコーダ行列を示すために使用される、レポートするステップと
を含む。

本発明は、通信デバイスと送信機とを含む無線通信システムにおける送信のための方法を提供し、この方法は、
いくつかのＣＳＩ－ＲＳアンテナポートと、ダウンリンク基準信号の時間ドメイン反復を、例えばダウンリンク基準信号が反復される連続スロットの数に関して表す、例えばＣＳＩ－ＲＳ ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれるパラメータとを含むＣＳＩ－ＲＳ構成によるダウンリンク基準信号（ＣＳＩ－ＲＳ）、およびＣＳＩ－ＲＳ構成を含むダウンリンク信号を、通信デバイスへと送信するステップと、
送信機において、通信デバイスから複数のＣＳＩレポートを含むアップリンク信号を受信するステップと、
送信機において、複数のＣＳＩレポートから少なくとも２成分プリコーダ行列識別子およびランクインジケータを抽出するステップと、
送信機において、ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用してアンテナポートに適用されるドップラー遅延ビームプリコーダ行列を構築するステップと、
構築されたプリコーダ行列に応じて、送信機のアンテナアレイに接続されたプリコーダのビーム形成重みを決定するステップと
を含む。

＜コンピュータプログラム製品＞
本発明は、プログラムがコンピュータによって実行されるときに、コンピュータに、本発明による１つ以上の方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。

したがって、本発明の実施形態は、例えばマルチパスチャネル環境においてＵＥの移動度が大であるがゆえにチャネル状態が急速に変化し、チャネルコヒーレンス時間が短いチャネルなどに関して、チャネルの時間変化を追跡するための既存のＣＳＩ－ＲＳの拡張を提供する。本発明は、チャネルの時間変化を追跡することにより、チャネル状態が変化するチャネルの場合でも、ＣＳＩをあまり頻繁に更新する必要がなく、例えばチャネルコヒーレンス時間の長いチャネルと同様のレートで更新すればよいため、フィードバックのオーバーヘッドを軽減または回避できるがゆえに有利である。例えば、パス損失およびシャドウフェージングなどの大規模なチャネルパラメータは、チャネルコヒーレンス時間が短いチャネルであっても時間変化が急速ではない可能性があり、したがってチャネルの変動は、主に小規模なチャネルフェージングに関係する。これは、パス成分およびチャネル遅延などのインパルス応答のＭＩＭＯチャネルパラメータが長期間にわたって変化せず、ＵＥの移動によって引き起こされるチャネル変動が、ＭＩＭＯチャネルパス成分の位相変動のみを提供することを意味する。これは、空間ビーム、プリコーダドップラー周波数ＤＦＴベクトル、遅延ＤＦＴベクトル、およびドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのドップラー遅延係数が、長期間にわたって同一または実質的に同一のままであり、更新頻度を減らす必要があることを意味する。

現在のＣＳＩフィードバック方式が充分ではない従来からの手法における上述の問題に対処するために、本発明の実施形態は、ＣＳＩの追跡時間変化を可能にするＣＳＩ－ＲＳ設計、あるいはチャネルの時間変化を考慮し、圧縮された形態で現在および将来のＲＩ、ＰＭＩ、およびＣＱＩについての情報を提供してフィードバックレートを下げる新たな暗黙のＣＳＩレポート方式を提供する。

図４が、本発明の実施形態によるＣＳＩパラメータの構成、ＣＳＩ測定、複合プリコーダ行列計算、およびＣＳＩレポートを説明するフロー図である。ＵＥを、ＵＥへの送信に使用される割り当てられたＣＳＩ－ＲＳポートの数に関する情報を含む上位レイヤ（ＲＲＣなど）を介するＣＳＩ－ＲＳリソース構成で構成することができる。ＣＳＩ－ＲＳポートの数Ｍは、ＰＮ_１Ｎ_２（ここで、共偏波アレイアンテナについてＰ＝１であり、基地局の二重偏波アレイアンテナについてＰ＝２である）に等しく、Ｎ_１およびＮ_２は、それぞれｇＮＢアレイの第１および第２の空間次元のアンテナポートの数である。ＵＥは、ＵＥでのＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩなどのＣＳＩフィードバックパラメータの評価のための情報も含む上位レイヤおよび／または物理レイヤ（ＤＣＩを介する）を介したＣＳＩレポート構成で構成される。基地局またはｇＮＢは、上位レイヤまたは物理レイヤを介して、（Ｎ_１、Ｎ_２、Ｐ）、Ｓ、およびＴの少なくとも５つの整数値を通知し、ここで（Ｎ_１、Ｎ_２、Ｐ）は、第１のコードブックを構成するために使用され、ＳおよびＴは、それぞれＵＥでのＰＭＩ分解／計算のための第２のコードブックおよび第３のコードブックを構成するために使用される。ＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩの選択は、以下で説明される実施形態に従ってＵＥにおいて実行される。

ステップ２５０において、ｇＮＢまたは基地局は、ＣＳＩ－ＲＳ構成およびＣＳＩレポート構成をＵＥに送信する。いくつかの実施形態によれば、ＣＳＩ－ＲＳ構成は、ＴＳ ３８．２１１［１］の第７．４．１．５節およびＴＳ．３８．３３１［４］の第６．３．２節に関するＣＳＩ－ＲＳリソース構成を含むことができる。さらに、ＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれる追加の上位レイヤパラメータ構成が含まれる。

ＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎは、チャネルの時間変化を追跡可能にするＣＳＩ－ＲＳ設計を提供するために含まれる。いくつかの実施形態によれば、ＵＥは、ＣＳＩの時間変化を追跡するために、ＴＳ ３８．２１１［２］の条項７．４．１．５およびＴＳ．３８．３３１［４］の条項６．３．２からの構成に加えて、上位レイヤパラメータＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎを有するＣＳＩ－ＲＳリソースセット構成で構成される。ＣＳＩ－ＲＳが反復される連続スロットの数に関するＣＳＩ－ＲＳの時間ドメイン反復が、上位レイヤパラメータＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎによって提供される。ＮＲ数秘術μに関してＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎについて可能な値は、２^μ・Ｘ_Ｂスロットであり、ここでＸ_Ｂ∈｛０，１，２，．．．，ｍａｘＮｕｍＢｕｒｓｔＳｌｏｔｓ－１｝である。ＮＲ数秘術μ＝０，１，２，３，４，．．．は、例えばＮＲ規格に従って２^μ・１５ｋＨｚのサブキャリア間隔を定める。

例えば、Ｘ_Ｂの値＝０であり、あるいはパラメータＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが設定されていない場合、複数のスロットにわたるＣＳＩ－ＲＳの反復は存在しない。バースト期間は、スロットサイズの減少に対応するように数秘術に比例する。ＣＳＩ－ＲＳの周期性に使用されるロジックと同じロジックを使用する。図５（ａ）が、１０スロットの周期性を有し、反復を有さない（ＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎが設定されておらず、あるいはＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝０である）ＣＳＩ－ＲＳを示しており、図５（ｂ）が、１０スロットの周期性および４スロットの反復を有する（ＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ＝４である）ＣＳＩ－ＲＳを示している。図６が、一実施形態によるＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎ情報要素を示している。新たなＲＲＣパラメータＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎの情報要素は、次のとおりであり、すなわちテキストｂｕｒｓｔＳｌｏｔｓの隣の値がＸ_Ｂの値を表し、これが、所与のＮｅｗ Ｒａｄｉｏ数秘術（numerology）μ（［１］を参照）に関して、ＣＳＩ－ＲＳのバースト期間２^μ・Ｘ_Ｂ、すなわちＣＳＩ－ＲＳ反復の連続スロットの数を提供する。

複数の連続スロットにまたがるバーストＣＳＩ－ＲＳは、さらに詳しく後述されるやり方で、ＣＳＩの時間変化情報の抽出および例えばＰＭＩの一部としてのプリコーダ行列のレポートを可能にする。換言すると、ＵＥは、複数の連続するスロットにわたるＣＳＩ－ＲＳリソースの反復により、後述される実施形態に従ってＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩを計算し、それに応じてそれらをレポートすることができる。

図４のフロー図に戻ると、ｅＮＢによって提供されるＣＳＩレポート構成は、少なくとも以下のパラメータのうちの１つ以上をさらに含むことができる：
―ＴＳ ３８．２１４［２］の５．２．１．１節に関するＣＳＩレポート構成の構成、および以下の上位レイヤパラメータ：ＴＳ ３８．３３１［１］に挙げられたＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙおよび以下の追加のパラメータ：
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤＤ－ＣＱＩ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｙ－ＣＱＩ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｒ－ＣＱＩ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＬＩ－ＰＭＩＤＤ－ＣＱＩ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＬＩ－ＰＭＩＤｙ－ＣＱＩ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＬＩ－ＰＭＩＤｒ－ＣＱＩ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤＤ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｙ
・ｃｒｉ－ＲＩ－ＰＭＩＤｒ

レポート量において言及されているＣＲＩ（ＣＳＩ－ＲＳリソースインジケータ）、ＲＩ（ランクインジケータ）、およびＬＩ（レイヤインジケータ）がレポートされ、すなわちレポートされる可能性のある値、ならびにＣＲＩ、ＲＩ、およびＬＩのレポートの形式は、ＴＳ ３８．２１４［２］のものと同一である。ＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙに記載されるＰＭＩ量は、以下のように定義される：
・ＰＭＩＤＤ－以下の実施形態で説明される遅延およびドップラー周波数成分構成を含むＰＭＩ値、
・ＰＭＩＤｙ－ドップラー周波数成分を除く以下の実施形態で説明される遅延成分構成のみを含むＰＭＩ値、
・ＰＭＩＤｒ－遅延成分を除く以下の実施形態で説明されるドップラー周波数成分構成のみを含むＰＭＩ値。
―ＣＱＩ予測のための値Ｋが割り当てられたパラメータＣＱＩ－ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎＴｉｍｅ（構成されている場合）。

レポート量において言及されるＣＱＩ値、予測ＣＱＩ値、など（構成されている場合）を、複数のタイムスロットにわたって、以下に記載の実施形態において説明されるように計算することができる。レポートされたＣＱＩの値は、ＴＳ ３８．２１４［２］に記載の値と同一である。

さらに、以下のパラメータを、ｅＮＢによって物理レイヤまたは上位レイヤ（ＲＲＣ）パラメータを介してユーザ機器に通知することができる：
・遅延およびドップラー周波数成分コードブックΩ_２およびΩ_３の構成のためのＳおよびＴの値は、それぞれパラメータＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｓ、ＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｔによって表される。コードブックΩ_２およびΩ_３のオーバーサンプリング係数Ｏ_２およびＯ_３は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｏ２とＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｏ３によって表される。
・後述のとおりの第１のコードブックΩ_１の構成のためのパラメータＮ_１、Ｎ_２、ならびにオーバーサンプリング係数Ｏ_１，１およびＯ_１，２。パラメータＮ_１およびＮ_２は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｎ１およびＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｎ２によって表される。オーバーサンプリング係数Ｏ_１，１およびＯ_１，２は、それぞれＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｏ１＿１およびＣｏｄｅｂｏｏｋＣｏｎｆｉｇ－Ｏ１＿２によって表される。

レポート構成に応じて、ＵＥは、
―ステップ２５２において、Ｔ個の連続するタイムインスタント／スロットにわたってダウンリンクＣＳＩ－ＲＳの測定を実行し、
―ステップ２５４において、時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルテンソルＨを構築し、
―ステップ２５６において、以下でさらに詳細に説明されるように、特定の性能指標に関して、各レイヤのドップラー遅延ビーム複合３段階プリコーダ行列を選択し（ＰＭＩ選択）、
―ステップ２５８において、選択したドップラー遅延ビーム複合３段階プリコーダ行列、ならびにＭＩＭＯチャネルテンソルＨおよび将来のタイムインスタントのＭＩＭＯチャネルテンソルの予測の少なくとも一方を使用して、将来のタイムインスタントまたは一式の将来のタイムインスタントのＣＱＩ値、予測ＣＱＩ値、または予測差分ＣＱＩ値（構成されている場合）を計算し、随意により、選択したドップラー遅延ビーム複合３段階プリコーダ行列およびＭＩＭＯチャネルテンソルＨを使用してＲＩ値（構成されている場合）を選択し、
―ステップ２６０において、ＣＳＩレポートをｇＮＢに送信する。

ｇＮＢは、ステップ２６２において、ドップラー遅延ビーム複合３段階プリコーダ行列（ＰＭＩレポート）を再構築して、マルチユーザプリコーディング行列の計算および将来のタイムインスタントのプリコーダ行列の予測を容易にする。

反復されるダウンリンク基準信号に基づいて動作する本発明の手法の他の実施形態は、他のプリコーダまたは他の技術を使用して、反復されるダウンリンク基準信号に基づいてＣＳＩフィードバックを決定し、決定されたＣＳＩフィードバックをレポートすることができる。

＜複合ドップラー遅延３段階プリコーダを使用するＣＱＩ／ＰＭＩレポート＞
いくつかの実施形態によれば、ＵＥがＣＳＩ－ＲＳリソースおよびＣＳＩレポート構成で構成されると（図４のステップ２５０を参照）、ＵＥは、ＰＲＢ上のダウンリンクＣＳＩ－ＲＳの測定値を使用して、量子化されていない明示的なＣＳＩを推定し、ここでＣＳＩ－ＲＳは、周波数ドメインにおけるＴ個の連続するタイムインスタント／スロットにわたって構成される（図４のステップ２５２を参照）。

いくつかの実施形態によれば、明示的なＣＳＩは、次元Ｎ×Ｓ×Ｔの３次元チャネルテンソル（３次元アレイ）

によって表され、Ｓは構成されたサブバンド／ＰＲＢまたはサブキャリアの数であり（図７を参照）、Ｎ＝Ｎ_ｒ・Ｎ_１・Ｎ_２・Ｐであり、ここでＮ_ｒはＵＥ受信アンテナの数である。ここで、チャネルテンソルの第１、第２、および第３の次元は、それぞれ時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルの空間、周波数、および時間成分を表す。

他の実施形態によれば、明示的なＣＳＩは、次元Ｎ_ｒ×Ｎ_ｔ×Ｓ×Ｔの４次元チャネルテンソル

によって表され、ここでＮ_ｔ＝Ｎ_１・Ｎ_２・Ｐである。ここで、Ｈの第１および第２の次元は、それぞれ時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルの受信側および送信側空間成分を表す。Ｈの第３および第４の次元は、それぞれＭＩＭＯチャネルの周波数および時間成分を表す。

次のステップにおいて、ＵＥは、チャネルテンソルＨの形態の明示的なＣＳＩと、３つの別個のコードブック、すなわち
―ドップラー遅延ビームプリコーダの送信側空間（ビーム）コンポーネントのための第１のコードブックΩ_１、
―ドップラー遅延ビームプリコーダの遅延成分のための第２のコードブックΩ_２、および
―ドップラー遅延ビームプリコーダのドップラー周波数成分のための第３のコードブックΩ_３
を使用して構築された複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダとを使用して、ＣＱＩを計算する。

いくつかの実施形態によれば、３つの別個のコードブックを使用する代わりに、上述のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分が、単一または共通のコードブックに含まれてよく、あるいは上述のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分のうちの２つが１つのコードブックに含まれ、残りのコンポーネントが別のコードブックに含まれる。

ランクＬの送信を想定すると、ｌ番目のレイヤ（ｌ＝１，．．，Ｌ）の次元Ｎ_ｔ・Ｔ×Ｓの複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダＷ^（ｌ）は、（列ごとの）クロネッカー積（ｇＮＢにおける二重偏波送信アンテナアレイを想定）によって、

（１）

と表され、ここでＵ^（ｌ）は、ｌ番目のレイヤについての偏波あたりのビームの数であり、

は、ｌ番目のレイヤおよびｕ番目のビームについての遅延の数であり、

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目のビーム、およびｄ番目の遅延についてのドップラー周波数成分の数であり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｄ番目の遅延、ｕ番目の空間ビーム、およびドップラー遅延ビームプリコーダのｐ番目（ｐ＝１，２）の偏波に関するコードブック行列Ω_３から選択されたサイズＴ×１のｖ番目のドップラー周波数ベクトルであり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、およびドップラー遅延ビームプリコーダのｐ番目の偏波に関するコードブック行列Ω_２から選択されたサイズＳ×１のｄ番目の遅延ベクトルであり、
―

は、コードブック行列Ω_１から選択されたｌ番目のレイヤに関するｕ番目の空間ビーム（偏波に無関係）であり、
―

は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、ｄ番目の遅延、ｖ番目のドップラー周波数、およびドップラー遅延ビームリコーダのｐ番目の偏波に関するドップラー遅延係数であり、
―ｐ^（ｌ）は、すべてのプリコーダレイヤの平均の総送信電力が１になるように保証するためのスカラー正規化係数である。

ドップラー遅延ビーム複合プリコーダ行列の構造が、サイズＮ_ｔ・Ｔ×Ｓの複合ドップラー遅延ビームプリコーダ行列を説明する図８に示されている。

他の実施形態によれば、ドップラー遅延ビームプリコーダを、２段階プリコーダ
Ｗ^（ｌ）＝Ｗ（^１，ｌ）Ｗ^{（２，ｌ）}∈Ｎ_ｔ・Ｔ・Ｓ×１
として表現することができる：
ここで、

であって、

であり、Ｗ^{（２，ｌ）}は、複素ドップラー遅延ビーム結合係数を含み、

である。

いくつかの実施形態によれば、ビーム、遅延、およびドップラー周波数成分

の数についての値が、上位レイヤ（例えば、ＲＲＣまたはＭＡＣ）シグナリングによって構成され、あるいはｇＮＢからＵＥへのダウンリンク許可におけるＤＣＩ（物理レイヤシグナリング）の一部として構成される。別の実施形態によれば、ＵＥは、ＣＳＩレポートの一部として

の好ましい値をレポートする。他の実施形態によれば、

の値は、ＵＥによって事前に知られている。

＜ビーム構成＞
いくつかの実施形態によれば、ビームの数Ｕ^（ｌ）を、レイヤ間で非同一となるように構成することができる。他の実施形態によれば、ビームの数Ｕ^（ｌ）を、すべてのレイヤについて同一になるように構成することができる。この場合、Ｕ^（ｌ）＝Ｕ、∀ｌである。他の実施形態によれば、ビーム構成は、ＵＥによって事前に知られていてもよい。

＜遅延構成＞
種々の実施形態によれば、遅延成分は、以下で説明されるように、さまざまなやり方で構成される。

第１の実施形態によれば、

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、異なるビーム、レイヤ、および偏波について異なってよい。

第２の実施形態によれば、

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、異なるビームおよびレイヤについて異なってよいが、すべての偏波について同一である。

第３の実施形態によれば、

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビーム、レイヤ、および偏波について同一である。

第４の実施形態によれば、

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビームおよびレイヤについて同一であるが、偏波間で異なってよい。

第５の実施形態によれば、

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビームおよび偏波インデックスについて同一であるが、レイヤ間で異なってよい。

第６の実施形態によれば、

遅延値、例えば遅延ＤＦＴベクトルのインデックスは、すべてのビームについて同一であるが、レイヤおよび偏波間で異なってよい。

第７の実施形態によれば、遅延の数

は、ビームおよびレイヤインデックスに依存する。

第８の実施形態によれば、遅延の数

は、ビームインデックスに依存し、すべてのレイヤインデックスについて同一のままであり、すなわち

である。

第９の実施形態によれば、遅延の数

は、すべてのビームインデックスについて同一であるが、レイヤごとに異なってよく、すなわち

である。

第１０の実施形態によれば、遅延の数

は、すべてのビームインデックスおよびレイヤインデックスについて同一であり、すなわち

である。

上述の遅延成分構成を、上位レイヤ（例えば、ＲＲＣまたはＭＡＣ）シグナリングを介して構成することができ、あるいはｇＮＢからＵＥへのダウンリンク許可におけるＤＣＩ（物理レイヤシグナリング）の一部として構成することができる。他の実施形態によれば、遅延構成は、ＵＥによって事前に知られていてもよい。

＜ドップラー周波数構成＞
種々の実施形態によれば、ドップラー周波数成分は、以下で説明されるように、さまざまなやり方で構成される。

第１の実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、ビームインデックス、遅延インデックス、およびレイヤインデックスに依存する。

第２の実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、

のように、すべてのビーム、遅延、およびレイヤインデックスについて同一である。

第３の実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、すべてのビームインデックスおよびすべての遅延インデックスについて同一であるが、レイヤインデックス間で異なってよく、すなわち

であってよい。

第４の実施形態によれば、ドップラー周波数ベクトルの数

は、すべてのビームインデックスについて同一であるが、遅延およびレイヤインデックス間で異なり、すなわち

である。

第５の実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、すべてのビームインデックスおよびレイヤインデックスについて同一であるが、遅延インデックス間で異なり、すなわち

である。

第６の実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、Ｕ個のビームについて異なってよく、すべての遅延およびレイヤインデックスについて同一であってよく、すなわち

であってよい。

第７の実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、ビームおよび遅延インデックス間で変化し、すべてのレイヤインデックスについて同一であり、すなわち

である。

第８の実施形態によれば、ドップラー周波数成分の数

は、ビームおよびレイヤインデックス間で変化し、すべての遅延インデックスについて同一であり、すなわち

である。

第９の実施形態によれば、

ドップラー周波数値（ドップラー周波数ＤＦＴベクトルのインデックス）は、ビーム、遅延、レイヤ、および偏波において変化し得る。

第１０の実施形態によれば、

ドップラー周波数値（ドップラー周波数ＤＦＴベクトルのインデックス）は、ビーム、遅延、およびレイヤにおいて変化し得るが、すべての偏波について同一である。

第１１の実施形態によれば、

ドップラー周波数値は、すべてのビームおよび遅延について同一であるが、レイヤおよび偏波において変化し得る。

第１２の実施形態によれば、

ドップラー周波数値は、すべてのビーム、遅延、および偏波について同一であるが、レイヤにおいて変化し得る。

上述のドップラー周波数成分構成を、上位レイヤ（例えば、ＲＲＣまたはＭＡＣ）シグナリングを介して構成することができ、あるいはｇＮＢからＵＥへのダウンリンク許可におけるＤＣＩ（物理レイヤシグナリング）の一部として構成することができる。他の実施形態によれば、ドップラー周波数構成は、ＵＥによって事前に知られていてもよい。

＜Ω_１、Ω_２、およびΩ_３のＤＦＴコードブック行列構造＞
次に、上述のコードブックを実装するための実施形態を説明する。

いくつかの実施形態によれば、ベクトル（空間ビーム）

は、サイズＮ_１Ｎ_２×Ｏ_１，１Ｎ_１Ｏ_１，２Ｎ_２のオーバーサンプリングされたＤＦＴコードブック行列Ω_１から選択される。ＤＦＴコードブック行列は、２つのオーバーサンプリング係数Ｏ_１，１∈｛１，２，３，．．｝およびＯ_１，２∈｛１，２，３，．．｝によってパラメータ化される。ＤＦＴコードブック行列は、一組のベクトルを含み、各ベクトルは、垂直ビームに対応する長さＮ_１のＤＦＴベクトル

および水平ビームに対応する長さＮ_２のＤＦＴベクトル

のクロネッカー積によって表される。

遅延ベクトル

を、サイズＳ×ＳＯ_２のオーバーサンプリングされたＤＦＴコードブック行列

から選択することができる。ＤＦＴコードブック行列Ω_２は、ＳＯ_２個のベクトルを含み、各ベクトルは、長さＳのＤＦＴベクトル

によって表される。コードブック行列の各エントリは、特定の遅延に関連付けられている。ＤＦＴコードブック行列は、オーバーサンプリング係数Ｏ_２＝１，２，．．．によってパラメータ化される。

ドップラー周波数ベクトル

を、サイズＴ×ＴＯ_３のオーバーサンプリングされたＤＦＴコードブック行列

から選択することができる。ＤＦＴコードブック行列Ω_３は、ＴＯ_３個のベクトルを含み、各ベクトルは、長さＴのＤＦＴベクトル

によって表される。コードブック行列の各エントリは、特定のドップラー周波数に関連付けられている。ＤＦＴコードブック行列は、オーバーサンプリング係数Ｏ_３＝１，２，．．．によってパラメータ化される。

ＤＦＴコードブック行列のオーバーサンプリングされた係数Ｏ_１，１、Ｏ_１，２、Ｏ_２、Ｏ_３を、上位レイヤ（例えば、ＲＲＣまたはＭＡＣ）シグナリングを介して構成することができ、あるいはｇＮＢからＵＥへのダウンリンク許可におけるＤＣＩ（物理レイヤシグナリング）の一部として構成することができる。あるいは、ＤＦＴコードブック行列のオーバーサンプリングされた係数Ｏ_１，１、Ｏ_１，２、Ｏ_２、Ｏ_３は、ＵＥによって知られていてよい。

＜ＷのＵＥ側選択＞
ＵＥは、性能指標に基づいて好ましいドップラー遅延プリコーダ行列Ｗを選択する（図４のステップ２５６を参照）。

いくつかの実施形態によれば、ＵＥは、構成されたＳＢ、ＰＲＢ、またはサブキャリアごとに、ドップラー遅延プリコーダ行列Ｗおよび多次元チャネルテンソルＨの関数である相互情報Ｉ（Ｗ；Ｈ）を最適化するプリコーダ行列Ｗを選択する。

他の実施形態によれば、Ｕ個の空間ビーム、ドップラー周波数および遅延が、段階的に選択される。例えば、ランク１の送信について、第１のステップにおいて、ＵＥは相互情報を最適化するＵ個の空間ビームを選択する：

（ランク１について）。

第２のステップにおいて、ＵＥは、次元２ＵＮ_ｒ×Ｓ×Ｔのビーム形成チャネルテンソル

をＵ個の空間ビーム

で計算する。

第３のステップにおいて、ＵＥは、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル、遅延ＤＦＴベクトル、およびドップラー遅延ビーム結合係数の３要素を選択し、ここで、ドップラー周波数および遅延ＤＦＴベクトルは、相互情報

が最適化されるように、それぞれコードブックΩ_３およびΩ_２から選択される。

＜ＲＩのＵＥ側選択＞
いくつかの実施形態によれば、ＵＥは、レポートのためにランクインジケータＲＩを選択することができる（図４のステップ２５８を参照）。ＲＩレポートがＵＥにおいて構成される場合、ＵＥは、送信のランクインジケータ（レイヤの総数）をレポートする。ランクインジケータは、ドップラー遅延ビームプリコーダ行列Ｗ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ）（上記の式（１）を参照）に関して選択され、ドップラー遅延ビームプリコード時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルによってサポートされるレイヤの平均数を指す。

＜ＣＱＩのＵＥ側選択＞
いくつかの実施形態によれば、ＵＥは、レポートのためにチャネル品質インジケータＣＱＩを選択することができる（図４のステップ２５８を参照）。ＣＱＩレポートがＵＥにおいて構成される場合、ＵＥは、信号対干渉および雑音比（ＳＩＮＲ）、平均ビットエラーレート、平均スループット、などの特定の性能指標に基づいて好ましいＣＱＩをレポートする。

例えば、ＵＥは、Ｔ個のタイムインスタントについて、選択された複合ドップラー遅延ビームプリコーダ行列Ｗ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ）（上記の式（１）を参照）および所与の多次元チャネルテンソルＨに関して、ＵＥにおける平均のブロックエラー率ｂｌｏｃｋ＿ｅｒｒｏｒ＿ｒａｔｅ（Ｈ｜Ｗ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ））を最適化するＣＱＩを選択することができる。ＣＱＩ値は、ドップラー遅延ビームプリコード時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルによってサポートされる「平均」ＣＱＩを表す。

さらに、他の実施形態によれば、各々の構成されたＳＢのＣＱＩ（複数のＣＱＩレポート）を、Ｔ個のタイムインスタントについて、選択された複合ドップラー遅延ビームプリコーダ行列Ｗ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ）（上記の式（１）を参照）および所与の多次元チャネルテンソルＨを使用してレポートすることができる。

＜ＰＭＩレポート＞
いくつかの実施形態によれば、ＵＥは、レポートのためにプリコーダ行列インジケータＰＭＩを選択することができる（図４のステップ２５８を参照）。ＰＭＩレポートがＵＥにおいて構成される場合、ＵＥは、少なくとも２成分ＰＭＩをレポートする。

第１のＰＭＩ成分は、選択されたベクトル

、

、および

に対応でき、３要素の組の形態で表されてよく、各々の３要素（ｕ，ｄ，ｖ）は、選択された空間ビームベクトル

、選択された遅延ベクトル

、および選択されたドップラー周波数ベクトル

に関連付けられる。例えば、３要素の組を、ランク１の送信に関してｉ_１＝［ｉ_１，１，ｉ_１，２，ｉ_１，３］によって表すことができる。ここで、ｉ_１，１は、空間ビームの選択されたＤＦＴベクトルのΣ_ｌＵ^（ｌ）インデックスを含み、ｉ_１，２は、選択された遅延ベクトルの

インデックスを含み、ｉ_１，３は、選択されたドップラー周波数ベクトルの

インデックスを含む。

図９が、ビームあたりの遅延数が等しく、すなわち

であり、遅延およびビームあたりのドップラー周波数成分の数が等しく、すなわち

であると仮定したレイヤ１送信のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分に関するフィードバックインデックスを示している。図９は、ビームあたりの遅延の数が等しく、すなわち

であり、遅延およびビームあたりのドップラー周波数成分の数が等しく、すなわち

であると仮定したレイヤ１送信のビーム、遅延、およびドップラー周波数成分に関するフィードバックインデックスを示している。図９は、レイヤ１送信のｉ_１の例を示している。ｉ_１のサブセットｉ_１，１は、コードブックΩ_１から選択されたビームインデックスを表し、ａ_ｕ，∀ｕによって示される。ｉ_１のサブセットｉ_１，２は、コードブックΩ_２から選択された遅延インデックスを表し、ｃ_ｄ，ｕ，∀ｄ，ｕによって示される。ｉ_１のサブセットｉ_１，３は、コードブックΩ_３から選択されたドップラー周波数インデックスを表し、ｅ_{ｖ，ｄ，ｕ}，∀ｖ，ｄ，ｕによって示される。

いくつかの実施形態によれば、ＵＥからｇＮＢに

のドップラー遅延ビーム結合係数

をレポートするために、ＵＥは、コードブック手法を使用して係数を量子化することができる。量子化された結合係数は、ｉ_２、すなわち第２のＰＭＩによって表される。２つのＰＭＩがｇＮＢにレポートされる。

パス損失およびシャドウフェージングなどの大規模なチャネルパラメータは、時間の経過とともに急速に変化することはなく、チャネル変動は、主に小規模なチャネルフェージングに関係する。これは、パス成分およびチャネル遅延などのインパルス応答のＭＩＭＯチャネルパラメータが長期間にわたって変化せず、ＵＥの移動によって引き起こされるチャネル変動が、ＭＩＭＯチャネルパス成分の位相変動のみを提供することを意味する。これは、空間ビーム、プリコーダドップラー周波数ＤＦＴベクトル、遅延ＤＦＴベクトル、およびドップラー遅延ビーム３段階プリコーダＷ^（ｌ）のドップラー遅延係数が、長期間にわたって同一のままであり、更新頻度を減らす必要があることを意味する。

＜ｇＮＢでのプリコーダの構築＞
いくつかの実施形態によれば、ｇＮＢは、ＵＥからの２成分ＰＭＩフィードバックを使用し、ｇＮＢにおけるｌ番目のレイヤのプリコーダのコードブックベースの構築および典型的な構成Ｎ_１＝４、Ｎ_２＝２、Ｐ＝２のアンテナポート（ＡＰ）へのｌ番目のレイヤのプリコーダの関連付けを説明する図１０に示されるコードブックベースの構成に従って、プリコーダ行列を構築することができる。プリコーダ行列情報は、送信パラメータを現在のマルチユーザチャネル条件に適合させるために送信信号に適用されるマルチユーザプリコーディング行列を計算するために使用される。上述のドップラー遅延複合クロネッカーベースのプリコーダ行列の定義は、将来のタイムインスタンスのプリコーダ行列の予測も容易にする。このようにして、ＣＳＩレポートの数を大幅に減らすことができ、フィードバックのオーバーヘッドが節約される。

ＱＴ個の将来のタイムインスタントのプリコーダ行列予測を容易にするために、ドップラー周波数ＤＦＴベクトル

を、長さＱＴのベクトル

へと巡回的に拡張することができる。巡回拡張は、

、によって定義され、
ここで、

である。ｌ番目のレイヤおよびｑ番目（ｑ＝１，．．，ＱＴ）のタイムインスタントの予測されたプリコーダ行列は、

によって与えられ、
ここで

は、

のｑ番目のエントリである。

予測されたプリコーディング行列を、例えば、ユーザの現在および将来のプリコーダ行列の知識を使用することによってすべてのユーザのスループットを最適化しようと試みる予測マルチユーザスケジューリングアルゴリズムにおいて使用することができる。

＜ドップラー遅延結合係数のコードブック＞
いくつかの実施形態によれば、ＵＥを、コードブック手法によって複素ドップラー遅延係数

を量子化するように構成することができる。各々の係数は、

によって表され、ここで
―

は、偏波、ビーム、遅延、およびドップラー周波数に依存する振幅係数であり、Ｎビットで量子化され、
―

は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、および任意の高次コンステレーションによって表される位相を表す。

他の実施形態によれば、各々の係数を、その実数部および虚数部によって

と表すことができ、
ここで

および

は、それぞれＮビットで量子化される。

＜ＣＱＩ値予測への拡張＞
さらなる実施形態によれば、ＵＥを、タイムインスタント／スロット「ｎ＋Ｋ」のＣＱＩ値を予測するように構成することができ、ここでｎは現在のタイムインスタント／スロットを指し、Ｋは現在のタイムインスタント／スロットｎに対する相対的な時間差を表す。

一実施形態において、ＵＥは、第１のステップで、ＲＩＭＡＸ（参考文献［５］を参照）などの高分解能パラメータ推定アルゴリズムを使用して、多次元チャネルテンソルＨからチャネルモデルのパラメータを直接推定する。例えば、時間変化ＭＩＭＯチャネルモデルのインパルス応答を、チャネルタップの数によって定めることができ、各々のチャネルタップは、チャネルゲイン、ドップラー周波数シフト、および遅延でパラメータ化される。ｉ番目のｇＮＢアンテナとｊ番目のＵＥアンテナと間の時間変化周波数選択性ＭＩＭＯチャネルモデルの周波数領域応答を、

によって表すことができ、
ここで
―Ｍは、チャネル遅延の数であり、
―ｈ_ｉ，ｊ（ｍ）は、関連のドップラー周波数シフトｆ_ｍおよびチャネル遅延τ_ｍを伴うｍ番目のパスゲインであり、
―ｔは、タイムインスタントを表し、
―ｗは、サブキャリアインデックスを指し、
―Ｗは、サブキャリアの総数を指す。

この例においては、非偏波チャネルモデルが想定され、チャネル遅延はＭＩＭＯチャネルのすべてのリンク（ｉ，ｊ）について同一である。

Ｈ（ｔ，ｗ）の係数も、最小二乗法または最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）フィルタリングなどの線形ブロックフィルタリング手法を使用することによって、ＭＩＭＯチャネルテンソルＨからパラメータ化されていない形態で直接計算できることに注意すべきである（参考文献［６］および［７］を参照）。この場合、チャネル予測子は、ＭＩＭＯチャネルテンソルＨの加重和によって形成される。

第２のステップにおいて、パラメータ化されたチャネルモデルおよび選択されたドップラー遅延ビーム複合プリコーダＷ^（ｌ）（ｌ＝１，．．，Ｌ）（上記の式（１）を参照）を使用して、パラメータ化およびプリコードされた時間変化ＭＩＭＯチャネルモデルの周波数ドメイン応答が、
Ｈ_ｐｒｅｃ（ｔ，ｗ）＝Ｈ（ｔ，ｗ）［Ｗ^（１）（ｔ，ｗ），Ｗ^（２）（ｔ，ｗ），．．．，Ｗ^（Ｌ）（ｔ，ｗ）］
として計算され、
ここで、［Ｈ（ｔ，ｗ）］_ｉ，ｊの（ｉ，ｊ）エントリ＝ｈ_ｉ，ｊ（ｔ，ｗ）であり、Ｗ^（ｌ）（ｔ，ｗ）は、Ｗ^（ｌ）のｔ番目のブロックおよびｗ番目のブロックである（図８を参照）。

第３のステップにおいて、ＵＥは、パラメータ化およびプリコードされたＭＩＭＯチャネルモデルの応答を使用して、将来のタイムインスタントｎ＋ＫのＣＱＩ値を計算し、すなわちＣＱＩ（ｎ＋Ｋ）はＨ_ｐｒｅｃ（ｎ＋Ｋ，ｗ）の関数として表現される。

さらなる実施形態によれば、ＵＥは、上記のパラメータ化されたプリコードされたＭＩＭＯチャネル応答を使用して、「ｎ＋Ｋ」（ｋ＝０、．．、Ｋ）の将来のタイムインスタントについてのＫ個の将来のＣＱＩ値（複数のＣＱＩレポート）を予測することもできる。Ｋ個の予測ＣＱＩ値を、Ｋ個の予測ＣＱＩ値を「平均」ＣＱＩ値だけ減らすことによって、差分予測ＣＱＩ値を計算するために使用することができる。予測された単一のＣＱＩ値、または予測されたＫ個のＣＱＩ値、または予測されたＫ個の差分ＣＱＩ値は、ｇＮＢにレポートされる。

上述のように、反復ダウンリンク基準信号に基づいて動作する他の実施形態は、他のプリコーダまたは他の技術を使用して、反復ダウンリンク基準信号に基づいてＣＳＩフィードバックを決定し、決定されたＣＳＩフィードバックをレポートすることができる。したがって、本発明のさらなる実施形態は、無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイスを提供し、通信デバイスは、例えばＣＳＩ－ＲＳ－ＢｕｒｓｔＤｕｒａｔｉｏｎと呼ばれ、ダウンリンク基準信号の時間ドメイン反復を、例えばダウンリンク基準信号が反復される連続スロットの数に関して表す上位レイヤ（例えば、ＲＲＣ）パラメータを含むＣＳＩ－ＲＳリソース構成を受信する。通信デバイスは、反復されるダウンリンク基準信号に基づいてＣＳＩフィードバックを決定し、決定されたＣＳＩフィードバックをレポートする。

＜ポート選択コードブックへの拡張＞
いくつかの実施形態によれば、ＵＥを、ビーム形成されたＣＳＩ－ＲＳのためのＣＱＩ、ＲＩ、およびＰＭＩ（構成されている場合）をレポートするための上位レイヤを介したＣＳＩ－ＲＳレポート構成で構成することができる。この場合、第１のコードブック行列のベクトルは、長さＮ_１Ｎ_２の列ベクトルによって表さ、ここでｍ番目のベクトル（ｍ＝１，．．，Ｎ_１Ｎ_２）は、ｍ番目の位置に１を１つだけ含み、他の位置にはゼロを含む。

＜ｇＮＢにおけるプリコーダ適用＞
いくつかの実施形態によれば、ＵＥは、ＣＱＩ、および／またはＲＩ、および／またはＰＭＩの計算のために、ｇＮＢが、上記の式（１）に関して計算されたドップラー遅延ビームプリコーダを、ｖ＝Ｌ個のレイヤについてアンテナポート｛１０００，１００８＋ｖ－１｝上のＰＤＳＣＨ信号に

として適用すると仮定することができ、ここで
［ｘ^{（ｔ，０）}（ｉ），．．．，ｘ^{（ｔ，ｖ－１）}（ｉ）］^Ｔは、ＴＳ ３８．２１１［１］の７．３．１．４節で定義されたレイヤマッピングからのＰＤＳＣＨシンボルのシンボルベクトルであり、Ｐ∈｛１，２，４，８，１２，１６，２４，３２｝であり、
ｘ_{（ｔ，ｕ）}（ｉ）は、タイムインスタントｔにおけるレイヤｕのｉ番目のシンボルであり、
ｙ_{（ｔ，ｕ）}（ｉ）は、タイムインスタントｔにアンテナポートｕで送信されるプリコードされたシンボルであり、
Ｗ（ｔ，ｉ）＝［Ｗ^（１）（ｔ，ｉ），．．．，Ｗ^（Ｌ）（ｔ，ｉ）］は、式（１）に従って計算された予測されたプリコーダ行列であって、Ｗ^（ｌ）（ｔ，ｉ）はＷ^（ｌ）のｔ番目のブロックおよびｉ番目の列である。

アンテナポート［３０００，３０００＋Ｐ－１］で送信される対応するＰＤＳＣＨ信号［ｙ^{（ｔ，３０００）}（ｉ）…ｙ^{（ｔ，３０００＋Ｐ－１）}（ｉ）］は、リソース要素あたりのエネルギ（ＥＰＲＥ）のＣＳＩ－ＲＳ ＥＰＲＥに対する比率が、ＴＳ ３８．２１４［２］の４．１節において与えられる比率に等しい。

［２］で説明されている現在のＰＤＳＣＨ送信方式においては、プリコーダ行列が、レポートされたＰＭＩによって更新されるまで、時間が経過しても一定に保たれることに注意すべきである。対照的に、いくつかの実施形態による手法は、時々刻々のＰＭＩレポートを必要とすることなく、時間の経過に対して継続的にプリコーダ行列を更新することによってチャネル変動を考慮する。

いくつかの実施形態によれば、ＵＥを、ドップラー周波数成分コードブックがスカラー値１によって与えられ、ドップラー周波数成分コードブックΩ_３の構成のためのパラメータＴ＝１で構成することができ、ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）および対応するＰＭＩが、１つ以上の送信側空間ビーム成分のための第１のコードブックおよびドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）の１つ以上の遅延成分のための第２のコードブックに基づくか、あるいはこれらを含む。

いくつかの実施形態によれば、無線通信システムは、地上波ネットワーク、または非地上波ネットワーク、あるいは受信機として空中のビークルまたは宇宙のビークルを使用するネットワークまたはネットワークセグメント、あるいはこれらの組み合わせを含むことができる。

いくつかの実施形態によれば、ＵＥは、モバイルまたは固定端末、ＩｏＴデバイス、地上ベースのビークル、空中ビークル、ドローン、建物、あるいは無線通信システムを用いた通信を可能にするネットワーク接続機能を備えたセンサまたはアクチュエータなどの任意の他のアイテムまたはデバイスのうちの１つ以上を含むことができる。

いくつかの実施形態によれば、基地局は、マクロセル基地局、またはスモールセル基地局、あるいは衛星または宇宙などの宇宙ビークル、あるいは無人航空機システム（ＵＡＳ）などの空中ビークル、例えばテザーＵＡＳ、空気よりも軽いＵＡＳ（ＬＴＡ）、空気よりも重いＵＡＳ（ＨＴＡ）、および高高度ＵＡＳプラットフォーム（ＨＡＰ）、あるいはネットワーク接続機能を備えたアイテムまたはデバイスが無線通信システムを使用して通信することを可能にする任意の送信／受信ポイント（ＴＲＰ）のうちの１つ以上を含むことができる。

本発明の実施形態を、ランク１またはレイヤ１通信を採用する通信システムを参照して上述してきた。しかしながら、本発明は、そのような実施形態に限定されず、より高いランクまたはレイヤの通信を採用する通信システムにおいて実装することも可能である。そのような実施形態において、フィードバックは、レイヤごとの遅延およびレイヤごとの複素プリコーダ係数を含む。

本発明の実施形態を、送信機がユーザ機器にサービスを提供する基地局であり、通信デバイスまたは受信機が基地局によってサービスされるユーザ機器である通信システムに関して上述してきた。しかしながら、本発明は、そのような実施形態に限定されず、送信機がユーザ機器ステーションであり、通信デバイスまたは受信機がユーザ機器にサービスを提供する基地局である通信システムにおいて実装することも可能である。他の実施形態によれば、通信デバイスおよび送信機が両方とも、例えばサイドリンクインターフェースを介して直接的に通信するＵＥであってよい。

上述した考え方のいくつかの態様を、装置の文脈において説明してきたが、これらの態様が、対応する方法の説明も表し、その場合には、ブロックまたはデバイスが、方法のステップまたは方法のステップの特徴に対応することは明らかである。同様に、方法のステップの文脈において説明した態様は、対応するブロックまたはアイテムあるいは対応する装置の特徴の説明も表す。

本発明の種々の要素および特徴を、アナログおよび／またはデジタル回路を使用してハードウェアソフトウェアで実装することができ、１つ以上の汎用または専用プロセッサによる命令の実行を通じてソフトウェアで実装することができ、あるいはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせとして実装することができる。例えば、本発明の実施形態を、コンピュータシステムまたは他の処理システムの環境において実装することができる。図１１が、コンピュータシステム３５０の例を示している。ユニットまたはモジュール、ならびにこれらのユニットによって実行される方法のステップを、１つ以上のコンピュータシステム３５０上で実行することができる。コンピュータシステム３５０は、専用または汎用デジタル信号プロセッサなどの１つ以上のプロセッサ３５２を含む。プロセッサ３５２は、バスまたはネットワークなどの通信インフラストラクチャ３５４に接続される。コンピュータシステム３５０は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのメインメモリ３５６と、例えばハードディスクドライブおよび／またはリムーバブルストレージドライブなどの二次メモリ３５８とを含む。二次メモリ３５８は、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータシステム３５０へとロードすることを可能にできる。コンピュータシステム３５０は、コンピュータシステム３５０と外部デバイスとの間でのソフトウェアおよびデータの転送を可能にする通信インターフェース３６０をさらに含むことができる。通信は、電子信号、電磁気信号、光信号、または通信インターフェースによって取り扱うことができる他の信号の形態であってよい。通信は、配線またはケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、および他の通信チャネル３６２を使用することができる。

「コンピュータプログラム媒体」および「コンピュータ可読媒体」という用語は、リムーバブルストレージユニットまたはハードディスクドライブに組み込まれたハードディスクなどの有形の記憶媒体を広く指して使用される。これらのコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステム３５０にソフトウェアを提供するための手段である。コンピュータプログラムは、コンピュータ制御ロジックとも呼ばれるが、メインメモリ３５６および／または二次メモリ３５８に格納される。さらに、コンピュータプログラムを、通信インターフェース３６０を介して受信してもよい。コンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステム３５０による本発明の実施を可能にする。とくには、コンピュータプログラムは、実行されると、本明細書に記載の方法のいずれかなどの本発明のプロセスのプロセッサ３５２による実行を可能にする。したがって、そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステム３５０のコントローラを表すことができる。本開示がソフトウェアを使用して実装される場合、ソフトウェアを、コンピュータプログラム製品に格納し、リムーバブルストレージドライブ、通信インターフェース３６０などのインターフェースを使用して、コンピュータシステム３５０にロードすることができる。

ハードウェアまたはソフトウェアでの実装を、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働する（あるいは、協働することができる）電子的に読み取り可能な制御信号が格納されたデジタル記憶媒体、例えばクラウドストレージ、フロッピーディスク、ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ－Ｒａｙ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはＦＬＡＳＨ（登録商標）メモリを使用して、実行することができる。したがって、デジタル記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能であってよい。

本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つが実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働することができる電子的に読み取り可能な制御信号を有するデータ担体を含む。

一般に、本発明の実施形態を、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装してもよく、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されたときに方法のうちの１つを実行するように動作することができる。プログラムコードを、例えば、機械可読担体に格納することができる。

他の実施形態は、機械可読担体に格納された本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。したがって、換言すると、本発明の方法の一実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムであり、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、本明細書に記載の方法のうちの１つが実行される。

したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを記録したデータ担体（またはデジタル記憶媒体、またはコンピュータ可読媒体）である。したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは一連の信号である。データストリームまたは一連の信号を、例えばインターネットなどのデータ通信接続を介して転送されるように構成することができる。さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するように構成または調整された処理手段、例えばコンピュータ、またはプログラム可能な論理デバイスを含む。さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。

いくつかの実施形態においては、プログラマブル論理デバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ）を使用して、本明細書に記載の方法の機能の一部またはすべてを実行することができる。いくつかの実施形態において、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するために、マイクロプロセッサと協働することができる。一般に、これらの方法は、好ましくは任意のハードウェア装置によって実行される。

上述の実施形態は、あくまでも本発明の原理を例示するものにすぎない。本明細書に記載された構成および詳細の修正および変形が、当業者にとって明らかであることを理解すべきである。したがって、以下の特許請求の範囲の技術的範囲による限定のみが意図され、本明細書に実施形態の説明および解説として提示された具体的詳細による限定は、意図されていない。

＜参考文献＞
［１］３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１１ Ｖ１５．１．０，“３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＮＲ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ １５），Ｍａｒｃｈ ２０１８．
［２］３ＧＰＰ ＴＳ ３８．２１４ Ｖ１５．１．０，“３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＮＲ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ ｄａｔａ（Ｒｅｌｅａｓｅ １５），Ｍａｒｃｈ ２０１８．
［３］Ｋ．Ｍａｎｏｌａｋｉｓ，Ｓ．Ｊａｅｃｋｅｌ，Ｖ．Ｊｕｇｎｉｃｋｅｌ，ａｎｄ Ｖ．Ｂｒａｕｎ，“Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｄｏｐｐｌｅｒ－Ｄｅｌａｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｆｏｒ Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ，” ｉｎ ７７ｔｈ ＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｊｕｎ ２０１３．
［４］３ＧＰＰ ＴＳ ３８．３３１ Ｖ１５．１．０，“３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＮＲ；Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＲＣ）；Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｒｅｌｅａｓｅ １５），Ｍａｒｃｈ ２０１８．
［５］Ｒ．Ｓ．Ｔｈｏｍａ，Ｍ．Ｌａｎｄｍａｎｎ，ａｎｄ Ａ．Ｒｉｃｈｔｅｒ，“ＲＩＭＡＸ－Ａ ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｎｎｅｌ ｓｏｕｎｄｉｎｇ．” Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎａｓ ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ（ＩＳＡＰ’０４）．２００４．
［６］Ｉ．Ｂａｒｈｕｍｉ，Ｇ．Ｌｅｕｓ，ａｎｄ Ｍ．Ｍｏｏｎｅｎ，“Ｏｐｔｉｍａｌ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＭＩＭＯ ＯＦＤＭ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｍｏｂｉｌｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌｓ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ，ｖｏｌ．５１，ｎｏ．６，ｐｐ．１６１５－１６２４，Ｊｕｎ．２００３．
［７］Ｐ．Ｈｏｅｈｅｒ，Ｓ．Ｋａｉｓｅｒ，ａｎｄ Ｐ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ，“Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｐｉｌｏｔ－ｓｙｍｂｏｌ－ａｉｄｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｂｙ Ｗｉｅｎｅｒ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ，” ｉｎ Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ ＩＣＡＳＳＰ－９７，Ｍｕｎｉｃｈ，Ｇｅｒｍａｎｙ，Ａｐｒ．１９９７，ｐｐ．１８４５－１８４８．

Claims (20)

1. 無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための通信デバイスであって、
   前記通信デバイスは、
   送信機から、無線チャネルを介して、無線信号を受信するように構成されたトランシーバであって、前記無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、前記基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、トランシーバと、
   プロセッサと
   を備え、
   前記プロセッサは、
   ―前記無線チャネル上の前記ダウンリンク基準信号の測定値を使用して、ＣＳＩを推定するように構成され、前記ダウンリンク基準信号は、特定の観測時間にわたって提供され、
   ―性能指標に基づいて、複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのためのドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を選択するように構成され、前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、１つ以上のコードブックに基づき、前記１つ以上のコードブックは、
   ・前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分、
   ・前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の遅延成分、および
   ・前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分
   を含み、
   ―前記選択されたドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を有する前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダとを使用して、プリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）を決定するように構成され、
   ―前記ＰＭＩを含む前記ＣＳＩフィードバックを、前記送信機にレポートするように構成され、前記ＰＭＩは、構成されたアンテナポートのための前記ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を示すために使用される、
   通信デバイス。
2. 前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、３つの別個のコードブックに基づき、前記３つの別個のコードブックは、
   ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの前記１つ以上の送信側空間ビーム成分のための第１のコードブック（Ω_１）、
   ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの前記１つ以上の遅延成分のための第２のコードブック（Ω_２）、および
   ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの前記１つ以上のドップラー周波数成分のための第３のコードブック（Ω_３）
   を含む、請求項１に記載の通信デバイス。
3. 前記ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）は、
   
   

   

   によって表され、ここで
   ―Ｕ^（ｌ）は、ｌ番目のレイヤについての偏波あたりのビームの数であり、
   ―
   

   

   は、ｌ番目のレイヤおよびｕ番目のビームについての遅延の数であり、
   ―
   

   

   は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目のビーム、およびｄ番目の遅延についてのドップラー周波数成分の数であり、
   ―
   

   

   は、ｌ番目のレイヤ、ｄ番目の遅延、ｕ番目の空間ビーム、およびプリコーダのｐ番目（ｐ＝１，２）の偏波に関するサイズＴ×１のｖ番目のドップラー周波数ベクトルであり、
   ―
   

   

   は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、およびプリコーダのｐ番目の偏波に関するサイズＳ×１のｄ番目の遅延ベクトルであり、
   ―
   

   

   は、ｌ番目のレイヤに関するｕ番目の空間ビームであり、
   ―
   

   

   は、ｌ番目のレイヤ、ｕ番目の空間ビーム、ｄ番目の遅延、ｖ番目のドップラー周波数、およびプリコーダのｐ番目の偏波に関するドップラー遅延係数であり、
   ―Ｐ^（ｌ）は、すべてのプリコーダレイヤの平均の総送信電力が１になるように保証するためのスカラー正規化係数である、請求項１または２に記載の通信デバイス。
4. ―前記第１のコードブック（Ω_１）は、ベクトル
   
   

   

   を選択するためのサイズＮ_１Ｎ_２×Ｏ_１，１Ｎ_１Ｏ_１，２Ｎ_２の第１のオーバーサンプリングされたＤＦＴに基づくコードブック行列を含み、ここでＮ_１およびＮ_２は、それぞれアンテナポートの第１および第２の数を指し、Ｏ_１，１およびＯ_１，２は、オーバーサンプリング係数を指し、Ｏ_１，１∈｛１，２，３，．．｝およびＯ_１，２∈｛１，２，３，．．｝であり、
   ―前記第２のコードブック（Ω_２）は、遅延ベクトル
   
   

   

   を選択するためのサイズＳ×ＳＯ_２の第２のオーバーサンプリングされたＤＦＴに基づくコードブック行列を含み、ここでＳは、構成されたサブバンド／ＰＲＢまたはサブキャリアの数を指し、Ｏ_２は、オーバーサンプリング係数Ｏ_２＝１，２，．．．を指し、
   ―前記第３のコードブック（Ω_３）は、ドップラー周波数ベクトル
   
   

   

   を選択するためのサイズＴ×ＴＯ_３の第３のオーバーサンプリングされたＤＦＴに基づくコードブック行列を含み、ここでＴは、観測時間中のタイムインスタンスの数を指し、Ｏ_３は、オーバーサンプリング係数Ｏ_３＝１，２，．．．を指す
   請求項２に記載の通信デバイス。
5. 前記通信デバイスは、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤまたは物理レイヤ（Ｌ１）パラメータを使用して前記送信機から以下の値、すなわち
   ―前記第２のコードブック（Ω_２）の構成のためのＳの値、および
   ―前記第１のコードブック（Ω_１）の構成のためのパラメータＮ_１、Ｎ_２
   を受信するように構成される、請求項２または４に記載の通信デバイス。
6. 前記通信デバイスは、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤまたは物理レイヤ（Ｌ１）パラメータを使用して前記送信機から以下の値、すなわち
   ―前記第２のコードブック（Ω _２ ）および前記第３のコードブック（Ω _３ ）の構成のためのＳおよびＴの値、および
   ―前記第１のコードブック（Ω_１）の構成のためのパラメータＮ_１、Ｎ_２、およびオーバーサンプリング係数Ｏ_１，１およびＯ_１，２
   を受信するように構成される、請求項２または４に記載の通信デバイス。
7. 前記プロセッサは、
   タイムインスタント／スロットｎ＋ＫのＣＱＩ値を予測およびレポートするように構成され、ここでｎは現在のタイムインスタント／スロットを指し、Ｋは現在のタイムインスタント／スロットｎに対する相対的な時間差を示し、
   Ｋ個の予測ＣＱＩ値を平均ＣＱＩ値だけ減らすことにより、差分予測ＣＱＩ値を計算するために、Ｋ個の予測ＣＱＩ値を使用する、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の通信デバイス。
8. 前記ＣＳＩフィードバックが前記ＰＭＩを含む場合に、前記プロセッサは、少なくとも２成分のＰＭＩをレポートするように構成され、
   ―第１のＰＭＩは、選択されたベクトル
   
   

   

   および
   
   

   

   を示し、
   ―第２のＰＭＩは、前記通信デバイスから前記送信機へのビーム結合係数を示す、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の通信デバイス。
9. 前記ＣＳＩフィードバックが前記ＰＭＩを含む場合に、前記プロセッサは、少なくとも２成分のＰＭＩをレポートするように構成され、
   ―第１のＰＭＩは、選択されたベクトル
   
   

   

   、
   
   

   

   、および
   
   

   

   を示し、
   ―第２のＰＭＩは、前記通信デバイスから前記送信機への結合係数を示す、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の通信デバイス。
10. 前記ドップラー遅延係数
    
    

    

    をコードブック手法で量子化するために、各々の係数は、
    
    

    

    によって表され、ここで
    ―
    

    

    は、偏波、ビーム、遅延、ドップラー周波数に依存する振幅係数であり、Ｎビットで量子化され、
    ―
    

    

    は、ＢＰＳＫ、またはＱＰＳＫ、または８ＰＳＫ、または任意の他の高次ＰＳＫコンステレーションによって表される位相を表し、
    ここで各係数は、実数部および虚数部によって
    
    

    

    と表され、ここで
    
    

    

    および
    
    

    

    は、それぞれＮビットで量子化される、請求項３に記載の通信デバイス。
11. 前記通信デバイスは、前記ダウンリンク基準信号の時間ドメイン反復を表す上位レイヤパラメータを含むＣＳＩ－ＲＳリソース構成を受信するように構成される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の通信デバイス。
12. 前記第１のコードブック（Ω_１）は、ポート選択コードブックを表し、前記第１のコードブックの各ベクトルは、ただ１つの１と、その他の場所のゼロとを含む、請求項２、４、５、６のいずれか一項に記載の通信デバイス。
13. 前記ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）は、前記１つ以上の送信側空間ビーム成分のための第１のコードブックおよび前記ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）の前記１つ以上の遅延成分のための第２のコードブックに基づく、請求項１～１２のいずれか一項に記載の通信デバイス。
14. 通信デバイスを含む無線通信システムの送信機であって、
    ―複数のアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号を含む無線信号と、複数のアンテナポートを含む前記基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、を含む無線信号を前記通信デバイスに送信し、
    ―ＰＭＩを含むチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを前記通信デバイスから受信し、
    前記ＰＭＩは、構成されたアンテナポートのための複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を示すために使用される、ように構成されたアンテナアレイを備え、
    前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、１つ以上のコードブックに基づき、前記１つ以上のコードブックは、
    ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分、
    ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の遅延成分、および
    ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分、を含む送信機。
15. 前記アンテナアレイは、前記ＣＳＩフィードバックを前記送信機へと提供する１つ以上の通信デバイスと無線通信するための複数のアンテナを有し、
    前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、前記アンテナアレイに接続され、前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビーム形成重みのセットを適用して、前記アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームまたは１つ以上の受信ビームを形成し、
    前記送信機は、
    ―いくつかのＣＳＩ－ＲＳアンテナポートと、前記ダウンリンク基準信号の時間ドメイン反復を表す、パラメータとを含むＣＳＩ－ＲＳ構成による前記ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ－ＲＳ）、および前記ＣＳＩ－ＲＳ構成を含むダウンリンク信号を、前記通信デバイスへと送信し、
    ―前記通信デバイスから複数のＣＳＩレポートを含むアップリンク信号を受信する、ように構成されたトランシーバ、を備え、
    前記送信機は、
    ―前記複数のＣＳＩレポートからプリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）を抽出し、
    ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのために、前記ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して前記アンテナポートに適用される前記ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を構築し、構築したドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）に応じたビーム形成重みを決定する、ように構成されたプロセッサと
    を備える、請求項１４に記載の送信機。
16. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の少なくとも１つの通信デバイスと、
    請求項１４または１５に記載の少なくとも１つの送信機と、
    を含む、無線通信ネットワーク。
17. 無線通信システムにおいてチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを提供するための方法であって、
    前記方法は、
    送信機から、無線チャネルを介して、無線信号を受信するステップであって、前記無線信号は、いくつかのアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号と、前記基準信号構成を含むダウンリンク信号とを含む、受信するステップと、
    前記無線チャネル上の前記ダウンリンク基準信号の測定値を使用して、ＣＳＩを、通信デバイスにおいて推定するステップであって、前記ダウンリンク基準信号は、特定の観測時間にわたって提供される、推定するステップと、
    性能指標に基づいて、複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのためのドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を選択するステップであって、前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、１つ以上のコードブックに基づき、前記１つ以上のコードブックは、
    ・前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分、
    ・前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の遅延成分、および
    ・前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分
    を含む、選択するステップと、
    前記選択されたドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を有する前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダとを使用して、プリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）を、前記通信デバイスにおいて決定するステップと、
    前記ＰＭＩを含む前記ＣＳＩフィードバックを、前記通信デバイスから前記送信機にレポートするステップであって、前記ＰＭＩは、構成されたアンテナポートのための前記ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を示すために使用される、レポートするステップと
    を含む、方法。
18. 無線通信システムの送信機を動作させるための方法であって、
    複数のアンテナポートを含む基準信号構成によるダウンリンク基準信号を含む無線信号と、
    前記基準信号構成を含むダウンリンク信号と、を無線信号として通信デバイスに送信するステップと、
    ＰＭＩを含むチャネル状態情報（ＣＳＩ）フィードバックを前記通信デバイスから受信するステップと、を含み、
    前記ＰＭＩは、複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を示すために使用され、前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダは、１つ以上のコードブックに基づき、前記１つ以上のコードブックは、
    ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の送信側空間ビーム成分、
    ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上の遅延成分、および
    ―前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダの１つ以上のドップラー周波数成分、を含む方法。
19. 前記送信機において、前記ＣＳＩフィードバックからプリコーダ行列インジケータ（ＰＭＩ）を抽出するステップと、
    前記送信機の前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのために、前記ＰＭＩの第１の成分および第２の成分を使用して前記アンテナポートに適用される前記ドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）を構築するステップと、
    前記構築されたドップラー遅延プリコーダ行列（Ｗ）に応じて、前記送信機のアンテナアレイに接続された前記複合ドップラー遅延ビーム３段階プリコーダのビーム形成重みを決定するステップと
    を含む、請求項１８に記載の方法。
20. コンピュータ上で実行される場合に請求項１８または１９に記載の方法を実行する、コンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム。

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