WO2012023516A1 - 通信制御方法、基地局装置及び移動局装置 - Google Patents

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WO2012023516A1
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transmission
precoding
weight
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佑一 柿島
勝利 楠目
秀和 田岡
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株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ
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    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
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    • H04B7/0636—Feedback format
    • H04B7/0639—Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection

Definitions

  • the present invention relates to a communication control method, a base station apparatus, and a mobile station apparatus, and more particularly to a communication control method, base station apparatus, and mobile station apparatus that support multi-antenna transmission.
  • HSDPA High Speed Packet Access Access
  • HSUPA High SpeckWed SpeckWed
  • CDMA Wideband Code Division Multiple Access
  • LTE Long Term Evolution
  • the third generation system can achieve a maximum transmission rate of about 2 Mbps on the downlink using generally a fixed bandwidth of 5 MHz.
  • a maximum transmission rate of about 300 Mbps on the downlink and about 75 Mbps on the uplink can be realized using a variable band of 1.4 MHz to 20 MHz.
  • LTE-A LTE Advanced
  • LTE-A LTE Advanced
  • a MIMO (Multi Input Multi Output) system has been proposed as a wireless communication technology that improves the data rate (frequency utilization efficiency) by transmitting and receiving data with a plurality of antennas (for example, non-patent) Reference 1).
  • a MIMO system a plurality of transmission / reception antennas are prepared in a transmitter / receiver, and different transmission information sequences are transmitted simultaneously from different transmission antennas.
  • the data rate (frequency utilization efficiency) is increased by separating and detecting simultaneously transmitted information sequences using the fact that different fading fluctuations occur between transmission / reception antennas. Is possible.
  • transmission information sequences transmitted simultaneously from different transmission antennas are all transmitted from a single user MIMO (SU-MIMO (Single User MIMO)), which is for the same user, and multi-information is transmitted from different users.
  • SU-MIMO Single User MIMO
  • MU-MIMO Multiple User MIMO
  • a phase / amplitude control amount (precoding matrix (precoding weight)) to be set in the antenna of the transmitter on the receiver side and the precoding matrix are assigned.
  • the optimal PMI from the codebook that defines multiple PMIs (Precoding Matrix Indicators) for each rank and feed back to the transmitter, and select the RI (Rank Indicator) indicating the optimal rank and feed back to the transmitter .
  • the precoding weight for each transmission antenna is specified from the codebook based on the PMI and RI fed back from the receiver, and the transmission information sequence is transmitted by performing precoding.
  • the throughput characteristics of the entire system largely depend on the precoding weights defined in the codebook. That is, the directivity of the transmission beam that transmits the transmission information sequence from the transmitter side to the receiver is determined by these precoding weights. For this reason, when the optimal precoding weight is not selected, it becomes difficult to form a transmission beam having effective directivity with respect to the receiver. Such a transmission beam causes an erroneous detection of a received signal in the receiver and causes a reduction in throughput. As a result, a situation occurs in which the throughput characteristics of the entire MIMO system deteriorate.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a communication control method, a base station apparatus, and a mobile station apparatus that can suppress degradation of throughput characteristics of the entire system in a mobile communication system that performs MIMO transmission.
  • the purpose is to provide.
  • a plurality of precoding weights and PMIs (Precoding Matrix Indicators) assigned to the precoding weights are determined, and the bit information of the PMI assigned to the precoding weights is transmitted from the first communication device.
  • PMIs Precoding Matrix Indicators
  • a communication control method using a code book adjusted so as to suppress the influence of the feedback error of the PMI, the step of feeding back the PMI selected from the code book to the second communication device, and the fed back PMI Comprises precoding a transmission signal based on the precoding weight allocated on the codebook, and transmitting the transmission signal to the first communication device.
  • the base station apparatus of the present invention includes: a selection unit that selects the precoding weight from a code book that defines a plurality of precoding weights and PMIs assigned to the precoding weight; and the precoding weight selected by the selection unit.
  • Precoding means for precoding the transmission signal based on the transmission signal, and transmission means for transmitting the transmission signal precoded by the precoding means to a mobile station apparatus, and the precoding in the codebook The PMI bit information allocated to the weight is adjusted so as to suppress the influence of the feedback error from the mobile station apparatus.
  • the mobile station apparatus of the present invention includes: a selection unit that selects the PMI from a code book that defines a plurality of precoding weights and PMIs assigned to the precoding weight; and the PMI selected by the selection unit Feedback means for feeding back to the base station apparatus, and the bit information of the PMI allocated to the precoding weight in the codebook is adjusted so as to suppress the influence of the feedback error on the base station apparatus.
  • the PMI bit information allocated to the precoding weight is adjusted in the codebook so as to suppress the influence of feedback error from the mobile station apparatus (feedback error for the base station apparatus). Yes. For this reason, even when a feedback error from the mobile station apparatus occurs, it is possible to avoid that precoding is performed with a precoding weight extremely different from the original precoding weight. As a result, it is possible to prevent a situation in which the throughput of the mobile station apparatus is remarkably lowered, and thus it is possible to suppress deterioration of throughput characteristics of the entire system in a mobile communication system that performs MIMO transmission.
  • the present invention it is possible to suppress degradation of throughput characteristics of the entire system in a mobile communication system that performs MIMO transmission.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a MIMO system to which a communication control method according to the present invention is applied. It is explanatory drawing of the structure of the transmission beam transmitted with respect to a user apparatus from a base station apparatus in downlink MIMO transmission. It is explanatory drawing of the structure of the transmission beam formed by the precoding weight defined by the general codebook used by downlink MIMO transmission, and these precoding weights. It is explanatory drawing of the structural example of the transmission beam when a transmission error generate
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a MIMO system to which a communication control method according to the present invention is applied.
  • the base station apparatus eNodeB and the user apparatus UE are each provided with four antennas.
  • the user apparatus UE measures the channel fluctuation amount using the received signal from each antenna, and based on the measured channel fluctuation quantity, the base station apparatus eNodeB Select PMI (Precoding Matrix Indicator) and RI (Rank Indicator) according to the phase / amplitude control amount (precoding weight) that maximizes the throughput (or reception SINR) after combining the transmission data from each transmit antenna To do. Then, the selected PMI and RI are fed back to the base station apparatus eNodeB on the uplink. In the base station apparatus eNodeB, after precoding transmission data based on the PMI and RI fed back from the user apparatus UE, information transmission is performed from each antenna.
  • PMI Precoding Matrix Indicator
  • RI Rank Indicator
  • the signal separation / decoding unit 11 separates and decodes the control channel signal and the data channel signal included in the reception signals received via the reception antennas RX # 1 to RX # 4.
  • the signal separation / decoding unit 11 performs a decoding process to reproduce a data channel signal for the user apparatus UE.
  • the PMI selection unit 12 selects a PMI according to the channel state estimated by a channel estimation unit (not shown). At this time, the PMI selection unit 12 assigns N precoding weights (hereinafter, appropriately referred to as “weights”) known to both the user apparatus UE and the base station apparatus eNodeB and the PMIs assigned to the weights for each rank. An optimum PMI is selected from a plurality of codebooks 13 determined.
  • the RI selection unit 14 selects an RI according to the channel state estimated by the channel estimation unit. These PMI and RI are transmitted as feedback information to the base station apparatus eNodeB.
  • the precoding weight selection unit 21 selects or selects a weight for each transmission antenna from the codebook 22 based on PMI and RI fed back from the user apparatus UE.
  • a weight suitable for the user apparatus UE is generated from the obtained weight.
  • the precoding multiplication unit 23 multiplies the transmission signal parallel-converted by the serial / parallel conversion unit (S / P) 24 by a weight, thereby controlling the phase and amplitude for each of the transmission antennas TX # 1 to TX # 4. (shift.
  • the phase / amplitude-shifted transmission data is transmitted from the four transmission antennas TX # 1 to TX # 4.
  • a transmission beam having effective directivity toward the user apparatus UE is formed by performing the phase / amplitude shift of the transmission data with the weight based on PMI and RI fed back from the user apparatus UE.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of a transmission beam transmitted from the base station apparatus eNodeB to the user apparatus UE in downlink MIMO transmission.
  • the right side and the left side shown in the figure are 0 degrees and 180 degrees, respectively, and the upper side and the lower side are 90 degrees and 270 degrees, respectively. Shall be shown.
  • FIG. 2 with the base station apparatus eNodeB as the center, the right side and the left side shown in the figure are 0 degrees and 180 degrees, respectively, and the upper side and the lower side are 90 degrees and 270 degrees, respectively. Shall be shown.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration of a transmission beam transmitted from the base station apparatus eNodeB to the user apparatus UE in downlink MIMO transmission.
  • the user apparatus UE # 1 is located in the vicinity of the 0-degree direction from the base station apparatus eNodeB, and the user apparatus UE # 2 is located in the vicinity of the 60-degree direction from the base station apparatus eNodeB.
  • the precoding weight selection unit 21 sets a weight for forming a transmission beam having directivity as indicated by a solid line in FIG. 22 is selected and precoding is performed.
  • the base station apparatus eNodeB selects a weight for forming a transmission beam having directivity as indicated by a broken line in FIG. Do coding.
  • FIG. 3A shows weights defined in a general codebook used in downlink MIMO transmission and PMIs assigned to these weights.
  • FIG. 3B shows the configuration of the transmission beam formed by the weight shown in FIG. 3A.
  • FIG. 3A shows a part of a code book to which an 8 ⁇ 8 DFT (Discrete Fourier Transform) matrix is applied (upper four rows for application to four transmission antennas).
  • Each row illustrated in FIG. 3A corresponds to each transmission antenna included in the base station device eNodeB
  • each column illustrated in FIG. 3A corresponds to a transmission stream from the base station device eNodeB.
  • a set of weights corresponding to each column is referred to as “f 0 ” to “f 7 ”.
  • weights f 0 to f 7 are each assigned a PMI composed of 3-bit bit information. That is, the weights f 0 is assigned "000”, the weight f 1 is assigned “001”, the weight f 2 is assigned “010”, the weight f 3 is assigned “011” Yes. Further, the weight f 4 is assigned “100”, the weight f 5 is assigned “101”, the weight f 6 are assigned the “110”, the weight f 7 is assigned "111” Yes.
  • the transmission beam formed by the base station apparatus eNodeB with the weights f 0 to f 7 has directivity as shown in FIG. 3B, for example. That is, when the weight f 0 is used, a transmission beam having directivity mainly in the 0 degree direction and the 180 degree direction is formed (indicated by a thin solid line in FIG. 3B). When the weight f 1 is used, a transmission beam having directivity mainly in the 15-degree direction and the 165-degree direction is formed (indicated by a thin broken line in FIG. 3B). When using weights f 2 (shown by a chain line a thin one-dot in FIG. 3B) mainly 30 degree direction and the transmission beam is formed to have directivity in the 150 degree direction.
  • weights f 3 When using weights f 3 (shown by a thin two-dot chain line in FIG. 3B) mainly 50 degree direction and transmit beam is formed having directivity in the 130 degree direction.
  • a transmission beam having directivity mainly in the 90-degree direction and the 270-degree direction is formed (indicated by a thick solid line in FIG. 3B).
  • weights f 5 which transmit beam is formed mainly directed against 230-degree direction and the 310 ° direction.
  • weight f 6 When using the weight f 6 (shown by a thick one-dot chain line in FIG. 3B) primarily 210 ° direction and the transmission beam having directivity in a 330 degree direction is formed.
  • weights f 7 When using weights f 7 (shown in bold in Figure 3B two-dot chain line) which mainly transmit beam having a directivity in 195 ° direction and the 345 ° direction is formed.
  • the weights used for forming these transmission beams are selected or generated in the base station apparatus eNodeB based on the PMI fed back from the user apparatus UE. For this reason, when a transmission error occurs in bit information (hereinafter referred to as “PMI bit information” as appropriate) constituting the PMI from the user apparatus UE (that is, when a feedback error occurs in the PMI), transmission having a desired directivity is performed. A situation in which the beam cannot be formed may occur.
  • the PMI is fed back from the user apparatus UE using PUCCH (Physical Uplink Control CHannel), but error detection using CRC (Cyclic Redundancy Check) is not performed on this PUCCH. For this reason, the PMI in which the feedback error has occurred is processed in the base station apparatus eNodeB in a state including erroneous bit information.
  • PUCCH Physical Uplink Control CHannel
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration example of a transmission beam when a transmission error occurs in PMI bit information fed back from the user apparatus UE using a general code book.
  • the transmission beam formed by the weight f 0 is a desired transmission beam.
  • PMI bit information of “000” is assigned to the weight f 0 .
  • a transmission beam formed when a 1-bit transmission error occurs in PMI bit information “000” assigned to weight f 0 will be described. If a transmission error occurs in the bit on the right side, the PMI bit information becomes “001”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight f 1 is formed. When a transmission error occurs in the center bit, the PMI bit information becomes “010”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight f 2 is formed. Further, when a transmission error occurs in the left bit, the PMI bit information becomes “100”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight f 4 is formed.
  • a transmission beam having directivity is formed in the vicinity of the desired transmission beam.
  • the false detection rate is low and can be accommodated with a certain decrease in throughput.
  • a transmission beam having a directivity different from the desired transmission beam is formed.
  • Such a transmission beam causes erroneous detection of a received signal in a desired user apparatus UE (user apparatus UE located in the vicinity of the 0-degree direction from the base station apparatus eNodeB) and causes a reduction in throughput.
  • such a transmission beam does not have effective directivity with respect to a desired user apparatus UE, and reception power (gain) necessary for appropriately demodulating a reception signal may be insufficient.
  • reception power (gain) necessary for appropriately demodulating a reception signal may be insufficient.
  • the received signal cannot be demodulated appropriately, and as a result of erroneously detecting the received signal, the throughput decreases.
  • the throughput characteristics of the entire MIMO system are deteriorated.
  • This situation largely depends on the arrangement of the PMI bit information assigned to the weight. That is, in a general code book, the PMI bit information assigned to the weights is assigned to the respective weights so as to form an ascending order by a so-called binary system as shown in FIG. 3A.
  • PMI bit information is assigned in this way, a 1-bit transmission error causes a reduction in throughput in a desired user apparatus UE.
  • the present inventor has paid attention to the fact that the arrangement of the PMI bit information assigned to the weight in this way causes deterioration of the throughput characteristics in the MIMO system, and has come to the present invention.
  • the PMI bit information allocated to the weight is adjusted from the user apparatus UE to the base station apparatus eNodeB using a code book adjusted so as to suppress the influence due to the feedback error from the user apparatus UE. Feedback and precoding of a transmission signal from the base station apparatus eNodeB to the user apparatus UE.
  • this communication control method even when a feedback error from the user apparatus UE occurs, it is possible to avoid precoding with a weight extremely different from the original weight. As a result, it is possible to prevent a situation in which the throughput of the user apparatus UE is significantly reduced, and thus it is possible to suppress degradation of the throughput characteristics of the entire system in a mobile communication system that performs MIMO transmission.
  • the bit information of the PMI assigned to the weight in the codebook is adjusted so as to suppress the influence of the transmission beam formed based on the PMI in which the feedback error has occurred.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the weights defined in the codebook used in the communication control method according to the first aspect of the present invention and the PMI (PMI bit information) assigned to these weights.
  • 5 shows PMI (PMI bit information) in the general code book shown in FIG. 3 for convenience of explanation.
  • FIG. 5 shows an example of a code book used in the communication control method according to the present invention, and the present invention is not limited to this.
  • the PMI bit information is configured in an ascending order by a so-called binary system.
  • the gray coding is a coding method in which adjacent values (that is, PMI bit information) are arranged so that the Hamming distance is always 1.
  • weights PMI bits information f 2 assigns a PMI bit information "011” of the weight f 3 shown in FIG. 3, PMI bits Weight f 3
  • the PMI bit information “010” of the weight f 2 shown in FIG. 3 is assigned to the information.
  • the PMI bit information of the weight f 4 allocates the PMI bit information "110” of the weight f 6 shown in FIG. 3, the PMI bit information of the weight f 5, PMI bit information weights f 7 shown in FIG. 3 " 111 "is assigned.
  • the PMI bit information of the weight f 6 assigns a PMI bit information "101" of the weight f 5 shown in FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration example of a transmission beam when a transmission error occurs in PMI bit information fed back from the user apparatus UE using the code book according to the first aspect.
  • the transmission beam formed by the weight f 0 is a desired transmission beam.
  • the code book according to the first aspect when used, it is formed with the original weight f 0 even when a transmission error occurs in the PMI bit information, compared to the case where the code book shown in FIG. 3 is used. It is possible to avoid the formation of a transmission beam having a directivity extremely different from that of the transmission beam. Thereby, since the ratio of the erroneous detection of the received signal in the desired user apparatus UE (the user apparatus UE located near the 0-degree direction from the base station apparatus eNodeB) can be reduced, the throughput in the user apparatus UE can be reduced. Can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a situation in which the throughput characteristic of the entire MIMO system deteriorates.
  • the user apparatus UE and the base station apparatus eNodeB both have two codebooks (hereinafter referred to as “double codebook” as appropriate), and consider a method of feeding back feedback information including PMI at different periods for different communication bands. Has been.
  • codebook W1 a first codebook for long period / wideband
  • codebook W2 a second codebook for narrowband
  • a plurality of weights known to both the user apparatus UE and the base station apparatus eNodeB and the weights are assigned to the weights, as in a general code book (for example, the code book shown in FIG. 3).
  • PMI is included.
  • the weight for each transmission antenna is selected from the codebooks W1 and W2 based on the PMI fed back from the user apparatus UE, and after precoding transmission data using this weight, Information is transmitted from the antenna.
  • the base station apparatus eNodeB has a PMI selected from the codebook W1 (hereinafter referred to as “PMI 1 ”) and a PMI selected from the codebook W2 (hereinafter referred to as “PMI 2 ”).
  • PMI 1 a PMI selected from the codebook W1
  • PMI 2 a PMI selected from the codebook W2
  • the code book according to the first aspect can also be applied to such a double code book.
  • a specific example in which the code book according to the first aspect is applied to a double code book will be described.
  • the codebook W1 includes a set of N weights (hereinafter referred to as “weight subset”) known to both the user apparatus UE and the base station apparatus eNodeB, and PMI 1 assigned to the weight subset.
  • weight subset a weight having an effect of selecting and phase-controlling a specific weight in the weight subset defined in the code book W1 and a PMI 2 assigned to the weight are defined. It shall be.
  • the weight subset is obtained by grouping all weights defined in the code book W1 into a predetermined number of groups.
  • a weight subset is selected based on PMI 1 fed back from the user apparatus UE in a long cycle, and is optimal from the weight subsets according to PMI 2 fed back in a short cycle.
  • a proper weight can be selected and phase controlled.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of a configuration example of a transmission beam formed by the weight subset selected from the first codebook W1.
  • FIG. 7 shows a case where a weight subset is configured by dividing all (in this case, 16) weights defined in the codebook W1 into eight groups. Note that adjacent weight subsets include two overlapping weights.
  • 7A to 7H show transmission beams formed by the respective weight subsets selected from the code book W1.
  • the transmission beam formed by each weight subset includes transmission beams having four directivities.
  • the weight subsets shown in FIGS. 7A to 7H are referred to as “fs 0 ” to “fs 7 ”.
  • base station apparatus eNodeB selects a weight subset that forms a transmission beam shown in any of FIGS. 7A to 7H. Then, when the PMI 2 selected from the code book W2 is fed back from the user apparatus UE, the base station apparatus eNodeB selects an optimal weight from these weight subsets. For example, when PMI 2 is fed back after PMI 1 corresponding to the weight subset forming the transmission beam shown in FIG. 7C is fed back, the weight forming one of the transmission beams shown in FIG. 7C is selected. It becomes.
  • PMI bit information is assigned to each weight subset of the code book W1 so as to form an ascending order by a so-called binary system
  • PMI bit information as shown in FIG. 8 is assigned. That is, the weight subset fs 0 is assigned "000”, weights to a subset fs 1 is assigned “001”, the weight subset fs 2 is assigned “010”, the weight subset fs 3 "011” Is assigned.
  • the weight subset fs 4 is assigned "100”
  • the weight subset fs 5 is assigned "101"
  • "110” is assigned to the weight subset fs 6
  • 111" is assigned to the weight subset fs 7 It has been.
  • weight subset fs 0 is a desired weight subset. Also, a description will be given of a transmission beam formed when a 1-bit transmission error occurs in PMI bit information “000” assigned to weight subset fs 0 .
  • the PMI bit information becomes “001”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight subset fs 1 is formed. . If a transmission error occurs in the central bit, the PMI bit information becomes “010”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight subset fs 2 is formed. Further, when a transmission error occurs in the left bit, the PMI bit information is “100”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight subset fs 4 is formed. .
  • PMI bit information is assigned to the weight subsets fs 0 to fs 7 defined in the code book W1 used in the communication control method according to the first aspect. Allocation of these PMI bit information is performed by gray coding as in the case shown in FIG. That is, the weight subset fs 2 to PMI bits of information, assigns the "011" PMI bit information of the weight subset fs 3 shown in FIG. 8, the PMI bit information of the weight subset fs 3, wait subset fs 2 shown in FIG. 8 PMI bit information “010” is assigned. Moreover, the PMI bit information Wait subset fs 4, allocates the PMI bit information "110" of the weight subset fs 6 shown in FIG.
  • the PMI bit information Wait subset fs 5, weight subset fs 7 shown in FIG. 8 PMI bit information “111” is assigned.
  • the weight subset fs 6 to PMI bits of information assigns the "101" PMI bits information Wait subset fs 5 shown in FIG. 8, the PMI bit information Wait subset fs 7, wait subset fs 4 shown in FIG. 8 PMI bit information “100” is assigned.
  • the weight subsets fs 0 and fs 1 are assigned the same PMI bit information “000” and “001” as the weight subsets fs 0 and fs 1 shown in FIG.
  • the code book W1 according to the first aspect when used, it is formed by the original weight subset f S0 when a transmission error occurs in the PMI bit information, compared to the case where the code book shown in FIG. 8 is used. It is possible to reduce the rate at which a transmission beam having a directivity extremely different from that of the transmission beam is formed. Thereby, since the ratio of the erroneous detection of the received signal in the desired user apparatus UE can be reduced, it is possible to suppress a decrease in throughput in the user apparatus UE. As a result, it is possible to suppress a situation in which the throughput characteristic of the entire MIMO system deteriorates.
  • the PMI bit information is assigned to each weight of the code book W2 so as to form an ascending order by a so-called binary system
  • the PMI bit information as shown in FIG. 10 is assigned. That is, the weight f 10 is assigned "00", the weight f 11 is assigned “01”, the weight f 12 is assigned “10”, the weight f 13 is assigned "11" Yes.
  • weight f 11 is the desired weight. Further, a description will be given of the transmission beam transmission error of one bit PMI bit information allocated to the weight f 11 "01" is formed in the event of.
  • the PMI bit information becomes “00”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight f 10 is formed.
  • the PMI bit information becomes “11”, and a transmission beam corresponding to the transmission beam originally formed by the weight subset f 13 is formed. .
  • PMI bit information is assigned to the weights f 10 to f 13 defined in the code book W2 used in the communication control method according to the first aspect. Allocation of these PMI bit information is performed by gray coding as in the case shown in FIGS. That is, the bit information of the weight f 12, allocates the bit information "11" weights f 13 shown in FIG. 10A, the bit information of the weight f 13, the "10" bit information weights f 12 shown in FIG. 10A assignment ing. By assigning bit information to weights f 10 to f 13 in this manner, the Hamming distance of PMI bit information assigned to adjacent weights is always 1.
  • PMI bit information is assigned to weights (weight subsets) by gray coding.
  • the PMI is composed of more bit information of 3 bits or more, there is a situation in which the assignment of PMI bit information weights by Gray coding cannot optimally suppress the degradation of the throughput characteristics of the entire system. Can do.
  • code book used in the communication control method according to the second aspect of the present invention (code book according to the second aspect) it is selected when a transmission error occurs in the PMI bit information fed back from the user apparatus UE.
  • the PMI bit information is assigned to the weights so that the sum of the angular differences of the transmission beams formed by the obtained weights (hereinafter referred to as “transmission beam based on transmission error”) is minimized.
  • transmission beam based on transmission error allocation of PMI bit information in the code book according to the second aspect will be described using a specific example. In the following description, for convenience of explanation, a description will be given using a transmission beam formed by weights corresponding to PMI bit information in the codebook.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining assignment of PMI bit information in the code book according to the second mode.
  • produces in the PMI bit information fed back from the user apparatus UE using the general code book is shown.
  • transmission beam B 0 a transmission beam formed by the weight f 0
  • transmission beam B 0 a transmission beam formed by the weight f 0
  • transmission beam B ′ 1 the transmission beam originally formed by the weights f 1 , f 2 and f 4 (hereinafter referred to as “transmission beam B ′ 1 ”, “transmission beam B ′ 2 ” and “transmission beam B ′ 4 ”, respectively).
  • transmission beams B ′ 1 , B ′ 2 and B ′ 4 constitute a transmission beam based on a transmission error.
  • the transmission beam B'1 has a transmission beam B 0 and the angle difference delta 0, 1
  • transmitted beam B'2 has a transmission beam B 0 and the angle difference delta 0, 2
  • transmit beam B ' 4 has an angular difference ⁇ 0,3 with the transmission beam B 0 .
  • the sum of the angular differences between the transmission beam B 0 and the transmission beams (transmission beams B ′ 1 , B ′ 2 and B ′ 4 ) based on these transmission errors is PMI bit information is assigned to a weight so as to be minimized.
  • Equation 1 The sum of the angular errors between the transmission beam B 0 and these transmission beams B ′ 1 , B ′ 2 and B ′ 4 is obtained by (Equation 1) shown below.
  • Equation 1 “i” indicates PMI bit information of a desired transmission beam, and “j” indicates PMI bit information of the transmission beam based on a transmission error.
  • “ ⁇ i, j ” is a function for calculating the sum of angle differences from the PMI bit information of the desired transmission beam and the PMI bit information of the transmission beam based on the transmission error.
  • the transmission beam based on the transmission error can be brought close to the desired transmission beam.
  • the ratio of the erroneous detection of the received signal in the desired user apparatus UE can be reduced, it is possible to suppress a decrease in throughput in the user apparatus UE.
  • the PMI bit information is assigned to the weight so that the sum of the angular differences of the transmission beams based on the transmission error is minimized, regardless of the number of bits of the PMI bit information, Since the transmission beam based on these transmission errors can be brought close to the desired transmission beam, even when the PMI is composed of bit information of 3 bits or more, it effectively effectively degrades the throughput characteristics of the entire system. It becomes possible to suppress.
  • the communication control method using the code book according to the second aspect can be applied to the MIMO system using the double code book described above.
  • the feedback information from the user apparatus UE includes CQI (Channel Quality Indicator) corresponding to this PMI in addition to the PMI.
  • CQI Channel Quality Indicator
  • the CQI when the user apparatus UE feeds back a PMI whose PMI bit information is “000”, the CQI when the weight corresponding to the PMI is used is notified to the base station apparatus eNodeB. Therefore, if the PMI is erroneously selected in the base station apparatus eNodeB, the value becomes lower than the CQI fed back at the time of actual data reception, and the false detection rate of the received signal increases.
  • the value of the transmission array gain (array gain) has the most influence on the CQI value measured by the user apparatus UE during actual data reception.
  • the transmission array gain is a gain obtained by using a plurality of transmission antenna elements (arrays) and effectively adding power of radio waves transmitted from each array by the user apparatus UE.
  • transmission occurs when a transmission error occurs in the PMI bit information fed back from the user apparatus UE.
  • the PMI bit information is assigned to the weight so that the sum of the array gains in the transmission beam based on the error is maximized.
  • allocation of PMI bit information in the codebook according to the third aspect will be described using an example shown in FIG.
  • the PMI bit is set so that the sum of the array gains in the transmission beams (transmission beams B ′ 1 , B ′ 2 and B ′ 4 ) based on these transmission errors is maximized. Assign information to weights.
  • Equation 2 The sum of the array gains of the transmission beams based on the transmission error can be obtained by (Equation 2) shown below.
  • Equation 2 Here, “i” indicates PMI bit information of a desired transmission beam, and “j” indicates PMI bit information of the transmission beam based on a transmission error.
  • F j H f i is a function for calculating the sum of array gains from PMI bit information of a desired transmission beam and PMI bit information of the transmission beam based on a transmission error.
  • the code book according to the third aspect when used, even when a transmission error occurs in the PMI bit information, the reception gain in the user apparatus UE based on the transmission beam based on the transmission error can be ensured. Thereby, since the ratio of the erroneous detection of the received signal in the desired user apparatus UE can be reduced, it is possible to suppress a decrease in throughput in the user apparatus UE. As a result, it is possible to suppress a situation in which the throughput characteristic of the entire MIMO system deteriorates.
  • the PMI bit information is assigned to the weight so that the sum of the array gains of the transmission beams based on the transmission error is maximized, regardless of the number of bits of the PMI bit information, Since the transmission beam based on these transmission errors can be brought close to the desired transmission beam, even when the PMI is composed of bit information of 4 bits or more, it effectively effectively degrades the throughput characteristics of the entire system. It becomes possible to suppress.
  • the communication control method using the code book according to the third aspect can also be applied to the MIMO system using the above-described double code book.
  • PMI bit information is assigned to weights so as to minimize the sum of angle differences or maximize the sum of array gains.
  • These techniques are suitable for improving on average the adverse effects on the transmit beam based on all transmission errors in the codebook.
  • the allocation of PMI bit information is not limited to these methods, and can be changed as appropriate. For example, among the transmission beams based on the transmission error, only the transmission beam having the most adverse effect (for example, the transmission beam B ′ 4 shown in FIG. 11) may be noticed, and this adverse effect may be improved.
  • the communication control method it is conceivable to assign the PMI bit information to the weight so as to minimize the angle error of the transmission beam having the maximum angle error.
  • the communication control method it is conceivable to assign the PMI bit information to the weight so as to maximize the reception gain of the transmission beam having the smallest reception gain.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the configuration of the mobile communication system 1 including the mobile station apparatus 10 and the base station apparatus 20 according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile communication system 1 shown in FIG. 12 is a system including, for example, an LTE system or SUPER 3G.
  • the mobile communication system 1 may be called IMT-Advanced or 4G.
  • the mobile communication system 1 includes a base station device 20 and a plurality of mobile station devices 10 (10 1 , 10 2 , 10 3 ,... 10 n , n communicating with the base station device 20. Is an integer of n> 0).
  • the base station apparatus 20 is connected to the higher station apparatus 30, and the higher station apparatus 30 is connected to the core network 40.
  • the mobile station device 10 communicates with the base station device 20 in the cell 50.
  • the upper station device 30 includes, for example, an access gateway device, a radio network controller (RNC), a mobility management entity (MME), and the like, but is not limited thereto.
  • RNC radio network controller
  • MME mobility management entity
  • each mobile station apparatus (10 1 , 10 2 , 10 3 ,... 10 n ) has the same configuration, function, and state, the following description will be given as the mobile station apparatus 10 unless otherwise noted. Proceed. For convenience of explanation, it is assumed that the mobile station device 10 is in radio communication with the base station device 20, but more generally, user equipment (UE: User Equipment) including both the mobile station device and the fixed terminal device. It's okay.
  • UE User Equipment
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • OFDMA is a multi-carrier transmission scheme that performs communication by dividing a frequency band into a plurality of narrow frequency bands (subcarriers) and mapping data to each subcarrier.
  • SC-FDMA is a single carrier transmission method that reduces interference between terminals by dividing a system band into bands each consisting of one or continuous resource blocks for each terminal, and a plurality of terminals using different bands. .
  • PDSCH Physical Downlink Shared CHannel
  • PDCCH Physical Downlink Control CHannel
  • PCFICH Physical Control Format Indicator CHannel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator CHannel
  • User data that is, a normal data signal is transmitted by this PDSCH. Transmission data is included in this user data.
  • the component carrier CC and scheduling information allocated to the mobile station device 10 by the base station device 20 are notified to the mobile station device 10 through the L1 / L2 control channel.
  • PUSCH Physical Uplink Shared CHannel
  • PUCCH Physical Uplink Control CHannel
  • User data is transmitted by this PUSCH.
  • downlink radio quality information CQI: Channel Quality Indicator
  • CQI Channel Quality Indicator
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of mobile station apparatus 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of base station apparatus 20 according to the present embodiment. Note that the configurations of the mobile station apparatus 10 and the base station apparatus 20 shown in FIGS. 13 and 14 are simplified for explaining the present invention, and the configurations of the normal mobile station apparatus and the base station apparatus are as follows. It shall be provided.
  • the transmission signals transmitted from the base station apparatus 20 are received by the receiving antennas RX # 1 to RX # N, and are transmitted by the duplexers 101 # 1 to 101 # N. And the receiving path are output to the RF receiving circuits 102 # 1 to 102 # N. Then, the RF receiving circuits 102 # 1 to 102 # N perform frequency conversion processing for converting radio frequency signals into baseband signals.
  • the baseband signal subjected to the frequency conversion processing is subjected to cyclic prefix (CP) removal units 103 # 1 to 103 # N after the CP is removed, and then to a fast Fourier transform unit (FFT unit) 104 # 1 to 104. Is output to #N.
  • CP cyclic prefix
  • FFT unit fast Fourier transform unit
  • the reception timing estimation unit 105 estimates the reception timing from the reference signal included in the reception signal, and notifies the CP removal units 103 # 1 to 103 # N of the estimation result.
  • the FFT units 104 # 1 to 104 # N perform a Fourier transform on the input received signals, and convert the time series signals into frequency domain signals. Thereafter, the data channel signal included in the received signal is output to data channel signal demodulation section 106.
  • the data channel signal demodulator 106 uses, for example, the mean square error minimum (MMSE: Minimum Mean Squared Error) or maximum likelihood estimation detection (MLD: Maximum) for the data channel signals input from the FFT units 104 # 1 to 104 # N. Likelihood Detection) Separation by signal separation method. As a result, the data channel signal arriving from the base station apparatus 20 is separated into data channel signals relating to the users # 1 to #k, and the data channel signal relating to the user of the mobile station apparatus 10 (here, referred to as the user k) is Extracted.
  • MMSE Minimum Mean Squared Error
  • MLD Maximum
  • Channel estimation section 107 estimates the channel fluctuation amount in the channel propagation path from the reference signal included in the received signals output from FFT sections 104 # 1 to 104 # N, and uses the estimated channel fluctuation quantity as data channel signal demodulation section 106. And a channel quality measurement unit 109 and a rank / precoding weight selection unit 110 to be described later.
  • the data channel signal demodulator 106 separates the data channel signal by the MLD signal separation method described above based on the notified channel fluctuation amount. Thereby, the received signal regarding the user k is demodulated.
  • the extracted data channel signal related to the user k Prior to demodulation processing by the data channel signal demodulating unit 106, the extracted data channel signal related to the user k is demapped by a subcarrier demapping unit (not shown) and returned to a time-series signal. To do.
  • the data channel signal relating to user k demodulated by data channel signal demodulating section 106 is output to channel decoding section 108. Then, a channel decoding process is performed by the channel decoding unit 108 to reproduce a transmission signal for the user k (hereinafter referred to as “transmission signal #k”).
  • the channel quality (CQI) measurement unit 109 measures the channel quality (CQI) based on the channel fluctuation amount notified from the channel estimation unit 107.
  • Channel quality (CQI) measurement section 109 notifies CQI as a measurement result to rank / precoding weight selection section 110 and feedback control signal generation section 111.
  • Rank / precoding weight selection section 110 constitutes selection means, and selects rank (RI) and precoding weight (PMI) from the codebook based on the channel fluctuation amount notified from channel estimation section 107. . Then, the selected precoding weight (PMI) is notified to the precoding multiplier 114, and the selected rank (RI) and precoding weight (PMI) are notified to the feedback control signal generator 111.
  • the rank / precoding weight selection unit 110 uses the weight (from the code book in which the PMI bit information is assigned to the weight by Gray coding ( PMI) is selected. Further, when the communication control method according to the second aspect is applied, the weight (PMI) from the code book in which the PMI bit information is assigned to the weight so that the sum of the angle errors of the transmission beam based on the transmission error is minimized. Select. Further, when the communication control method according to the third aspect is applied, the weight (PMI) from the code book in which the PMI bit information is assigned to the weight so that the sum of the array gains in the transmission beam based on the transmission error is maximized. Select. When the mobile communication system is configured by a MIMO system using a double codebook, rank / precoding weight selection section 110 receives weight (PMI 1 ) and weight (PMI 2 ) from codebooks W1 and W2 described above. ) Is selected.
  • PMI Gray coding
  • feedback control signal generation section 111 feedback information is fed back to base station apparatus 20 based on CQI, PMI and RI notified from channel quality (CQI) measurement section 109 and rank / precoding weight selection section 110.
  • a control signal including PUCCH (for example, PUCCH) is generated.
  • the control signal generated by the feedback control signal generation unit 111 is output to the multiplexer (MUX) 115.
  • MUX multiplexer
  • transmission data #k related to user #k sent from the upper layer is channel-encoded by channel encoder 112, then subcarrier-modulated by data modulator 113, and output to precoding multiplier 114.
  • the Reference signal #k related to user #k generated by a reference signal generator (not shown) is input to precoding multiplier 114.
  • the precoding multiplication unit 114 Based on the weight obtained from the PMI selected by the rank / precoding weight selection unit 110, the precoding multiplication unit 114 converts the transmission data #k and the reference signal for each of the reception antennas RX # 1 to RX # N and the phase and / or reference signal. Or amplitude shift.
  • the phase and / or amplitude-shifted transmission data #k and the reference signal are output to the multiplexer (MUX) 115.
  • MUX multiplexer
  • the multiplexer (MUX) 115 the transmission data #k and the reference signal #k that have been phase-shifted and / or amplitude-shifted and the control signal generated by the feedback control signal generation unit 111 are combined and received by the receiving antennas RX # 1 ⁇ RX # 1.
  • a transmission signal is generated for each RX # N.
  • the transmission signal generated by the multiplexer (MUX) 115 is subjected to discrete Fourier transform by the discrete Fourier transform units (DFT) 116 # 1 to 116 # N, and each transmission signal sequence has a transmission bandwidth (DFT size) in the frequency domain. Diffused.
  • DFT discrete Fourier transform unit
  • the inverse fast Fourier transform units (IFFT) 117 # 1 to 117 # N perform inverse fast Fourier transform to convert the frequency domain signal into the time domain signal, and then add the CP adding units 118 # 1 to 118 # N. Then, the CP is added and output to the RF transmission circuits 119 # 1 to 119 # N. Then, after frequency conversion processing for conversion into a radio frequency band is performed by the RF transmission circuits 119 # 1 to 119 # N, the reception antennas RX # 1 to RX # are passed through the duplexers 101 # 1 to 101 # N. N is output from the reception antennas RX # 1 to RX # N to the base station apparatus 20 via the uplink.
  • These transmission system processing units constitute feedback means for feeding back feedback information to the base station apparatus 20.
  • PMI is selected from the codebooks according to the first to third aspects, and feedback information including this PMI is fed back to base station apparatus 20. Therefore, the PMI bit information adjusted so as to suppress the influence of the feedback error on the base station apparatus 20 can be fed back to the base station apparatus 20.
  • the transmission signal transmitted from the mobile station apparatus 10 is received by the transmission antennas TX # 1 to TX # N, and is transmitted by the duplexers 201 # 1 to 201 # N. And the reception path are output to the RF reception circuits 202 # 1 to 202 # N. Then, frequency conversion processing for converting a radio frequency signal into a baseband signal is performed in the RF reception circuits 202 # 1 to 202 # N.
  • the baseband signal that has been subjected to frequency conversion processing is subjected to CP removal by cyclic prefix (CP) removal sections 203 # 1 to 203 # N, and then fast Fourier transform sections (FFT sections) 204 # 1 to 204. Is output to #N.
  • CP cyclic prefix
  • Reception timing estimation section 205 estimates reception timing from a reference signal included in the reception signal, and notifies the CP removal sections 203 # 1 to 203 # N of the estimation result.
  • the FFT units 204 # 1 to 204 # N perform Fourier transform on the input received signals, and convert the time-series signals into frequency domain signals.
  • the received signal converted into the frequency domain signal is subjected to inverse discrete Fourier transform by inverse discrete Fourier transform units (IDFT) 206 # 1 to 206 # N and despread into a time domain signal. Thereafter, the data channel signal included in the received signal is output to data channel signal demodulation sections 207 # 1 to 207 # N.
  • IDFT inverse discrete Fourier transform units
  • Data channel signal demodulation sections 207 # 1 to 207 # k use the data channel signals input from IDFT sections 206 # 1 to 206 # N, for example, mean square error minimum (MMSE) or maximum likelihood estimation detection (MLD). Separate by signal separation method. As a result, the data channel signals coming from the mobile station apparatus 10 are separated into data channel signals related to the users # 1 to #k, and the data channel signals related to the respective mobile station apparatuses 10 are extracted.
  • MMSE mean square error minimum
  • MLD maximum likelihood estimation detection
  • Channel estimation sections 208 # 1 to 208 # k estimate channel fluctuation amounts from reference signals included in the received signals output from IDFT sections 206 # 1 to 206 # N, and the estimated channel fluctuation amounts are demodulated as data channel signals.
  • Data channel signal demodulation sections 207 # 1 to #k separate the data channel signal by the MLD signal separation method described above based on the notified channel fluctuation amount. Thereby, the received signal regarding each mobile station apparatus 10 is demodulated.
  • the extracted data channel signals relating to each mobile station apparatus 10 are demapped by a subcarrier demapping unit (not shown) and returned to a time-series signal. It shall be.
  • the data channel signals related to the respective mobile station apparatuses 10 demodulated by the data channel signal demodulation units 207 # 1 to 207 # k are output to the channel decoding units 209 # 1 to 209 # k.
  • parallel / serial conversion is performed by parallel / serial conversion section (P / S) 210, whereby each mobile station apparatus 10 Data channel signals (data signals) are reproduced.
  • Control channel signal demodulation sections 211 # 1 to 211 # k demodulate control channel signals (for example, PDSCH) included in the received signals input from IDFT sections 206 # 1 to 206 # k. At this time, control channel signal demodulation sections 211 # 1 to 211 # k demodulate control channel signals based on the channel fluctuation amounts notified from channel estimation sections 208 # 1 to #k.
  • the control channel signal includes feedback information from the mobile station apparatus 10. This feedback information includes RI, PMI, and CQI selected by the mobile station apparatus 10.
  • the control channel signals demodulated by control channel signal demodulation sections 211 # 1 to 211 # k are output to rank / MCS selection sections 214 # 1 to 214 # k and precoding weight selection section 213, which will be described later.
  • the fading correlation estimation unit 212 estimates the fading correlation value of the channel propagation path based on the channel fluctuation amount notified from the channel estimation units 208 # 1 to 208 # k. Then, fading correlation estimation section 212 notifies precoding weight selection section 213 of the estimated fading correlation value.
  • Precoding weight selection section 213 constitutes selection means, and is notified from feedback information (RI and PMI) output from control channel signal demodulation sections 211 # 1 to 211 # k and from fading correlation estimation section 212. A rank (RI) and a weight (PMI) are selected from the codebook based on the fading correlation value. Then, the precoding weight selection unit 213 notifies the precoding weight generation unit 215 of the selected rank (RI) and weight (PMI).
  • the precoding weight selection unit 213 uses the weight (PMI) from the codebook in which the PMI bit information is assigned to the weight by gray coding. Select. Further, when the communication control method according to the second aspect is applied, the weight (PMI) from the code book in which the PMI bit information is assigned to the weight so that the sum of the angle errors of the transmission beam based on the transmission error is minimized. Select. Further, when the communication control method according to the third aspect is applied, the weight (PMI) from the code book in which the PMI bit information is assigned to the weight so that the sum of the array gains in the transmission beam based on the transmission error is maximized. Select. When the mobile communication system is configured with a MIMO system using a double codebook, the precoding weight selection unit 213 obtains weights (PMI 1 ) and weights (PMI 2 ) from the codebooks W1 and W2, respectively. select.
  • Rank / MCS Modulation and Coding Scheme selection sections 214 # 1 to 214 # k select rank / MCS based on the control channel signals notified from control channel signal demodulation sections 211 # 1 to 211 # k.
  • the selected rank / MCS is output to channel coding sections 217 # 1 to 217 # k and data modulation sections 218 # 1 to 218 # k, which will be described later.
  • the precoding weight generation unit 215 generates a weight for actually performing precoding on transmission data based on the rank (RI) and weight (PMI) notified from the precoding weight selection unit 213. For example, the precoding weight generation unit 215 generates a weight in consideration of zero-forcing for removing interference. The selected weight is output to precoding multiplication sections 220 # 1 to 220 # k described later.
  • transmission data # 1 to #k for users # 1 to #k are output to serial / parallel converter (S / P) 216, and after serial / parallel conversion, correspond to each user # 1 to #k. Output to channel coding sections 217 # 1 to 217 # k.
  • the serial / parallel conversion in the serial / parallel converter (S / P) 216 is performed based on the number of multiple users notified from a scheduler (not shown).
  • the rank / MCS notified from the rank / MCS selection units 214 # 1 to 214 # k is referred to.
  • the serial / parallel converted transmission data # 1 to #k are channel-encoded by the channel encoders 217 # 1 to 217 # k and then output to the data modulators 218 # 1 to 218 # k for data modulation. Is done. At this time, channel coding and data modulation are performed based on MCS given from rank / MCS selection sections 214 # 1 to 214 # k. Transmission data # 1 to #k data-modulated by data modulators 218 # 1 to 218 # k are subjected to inverse Fourier transform by a discrete Fourier transform unit (not shown), and converted from a time-series signal to a frequency domain signal. It is output to the subcarrier mapping unit 219.
  • the subcarrier mapping unit 219 maps the transmission data # 1 to #k to subcarriers according to schedule information given from a scheduler (not shown). At this time, subcarrier mapping section 219 maps (multiplexes) reference signals # 1 to #k input from a reference signal generation section (not shown) to subcarriers together with transmission data # 1 to #k. Transmission data # 1 to #k mapped to subcarriers in this way are output to precoding multipliers 220 # 1 to 220 # k.
  • Precoding multipliers 220 # 1 to 220 # k constitute precoding means, and transmit data for each of transmission antennas TX # 1 to TX # N based on the weight given from precoding weight generator 215. # 1 to #k are phase and / or amplitude shifted (weighting of transmission antennas TX # 1 to TX # N by precoding). Then, the transmission data # 1 to #k shifted in phase and / or amplitude by the precoding multiplier 220 are output to the multiplexer (MUX) 221.
  • MUX multiplexer
  • the multiplexer (MUX) 221 combines the transmission data # 1 to #k shifted in phase and / or amplitude, and generates transmission signals for the transmission antennas TX # 1 to TX # N.
  • the transmission signal generated by the multiplexer (MUX) 221 is subjected to inverse fast Fourier transform by inverse fast Fourier transform units (IFFT) 222 # 1 to 222 # N, and converted from a frequency domain signal to a time domain signal. Then, after the CPs are added by the cyclic prefix (CP) adding units 223 # 1 to 223 # N, they are output to the RF transmission circuits 224 # 1 to 224 # N.
  • IFFT inverse fast Fourier transform units
  • the transmission antennas TX # 1 to TX # are transmitted via the duplexers 201 # 1 to 201 # N.
  • N is transmitted to the mobile station apparatus 10 via the downlink from the transmission antennas TX # 1 to TX # N.
  • these transmission system processing units constitute transmission means for transmitting a transmission signal to the mobile station apparatus 10.
  • PMI is selected from the codebook used in the communication control method according to the first to third aspects, and the base station apparatus 20 responds to the weight generated based on this PMI. Therefore, even when a feedback error from the mobile station apparatus 10 occurs, it is possible to avoid precoding with a weight that is extremely different from the original weight. . As a result, it is possible to prevent a situation in which the throughput in the mobile station apparatus 10 is significantly reduced, and thus it is possible to suppress deterioration in throughput characteristics of the entire system in a mobile communication system that performs MIMO transmission.
  • the PMI bit information allocated to the weight is adjusted in the codebook so as to suppress the influence of the feedback error from the mobile station apparatus 10. For this reason, even when a feedback error from the mobile station apparatus 10 occurs, it is possible to avoid precoding with a weight that is extremely different from the original weight. As a result, it is possible to prevent a situation in which the throughput in the mobile station apparatus 10 is significantly reduced, and thus it is possible to suppress deterioration in throughput characteristics of the entire system in a mobile communication system that performs MIMO transmission.
  • the adjustment method when allocating PMI bit information to weights is not limited to this, and it is affected by feedback errors from mobile station apparatus 10 (including errors other than PMI bit information transmission errors). Arbitrary adjustment methods for suppressing the above are included.

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Abstract

　ＭＩＭＯ伝送を行うＭＩＭＯシステムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制すること。プリコーディングウェイトと、このプリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩ(Precoding　Matrix　Indicator)とを複数定めたコードブックにおいて、プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩのビット情報を、移動局装置からのフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したことを特徴とする。プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩのビット情報は、フィードバックエラーが発生したＰＭＩに基づいて形成される送信ビームの影響を抑制するように調整される。

Description

通信制御方法、基地局装置及び移動局装置
　本発明は、通信制御方法、基地局装置及び移動局装置に関し、特に、マルチアンテナ伝送に対応する通信制御方法、基地局装置及び移動局装置に関する。
　ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｄｏｗｎｌｉｎｋ　Ｐａｃｋｅｔ　Ａｃｃｅｓｓ）やＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｕｐｌｉｎｋ　Ｐａｃｋｅｔ　Ａｃｃｅｓｓ）を採用することにより、Ｗ－ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ　Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が検討されている。
　第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ～２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ））。例えば、ＬＴＥ－Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大システム帯域である２０ＭＨｚを、１００ＭＨｚ程度まで拡張することが予定されている。また、ＬＴＥ仕様の最大送信アンテナ数である４アンテナを、８アンテナまで拡張することが予定されている。
　また、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、複数のアンテナでデータを送受信し、データレート（周波数利用効率）を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ　Ｉｎｐｕｔ　Ｍｕｌｔｉ　Ｏｕｔｐｕｔ）システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＩＭＯシステムにおいては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。一方、受信機側では、送信／受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出することにより、データレート（周波数利用効率）を増大することが可能である。
　ＬＴＥ方式のシステムにおいては、異なる送信アンテナから同時に送信する送信情報系列が、全て同一のユーザのものであるシングルユーザＭＩＭＯ（SU-MIMO(Single　User　MIMO)）伝送と、異なるユーザのものであるマルチユーザＭＩＭＯ（MU-MIMO(Multiple　User　MIMO)）伝送とが規定されている。これらのＳＵ－ＭＩＭＯ伝送及びＭＵ－ＭＩＭＯ伝送においては、受信機側で送信機のアンテナに設定すべき位相・振幅制御量（プリコーディング行列（プリコーディングウェイト））と、このプリコーディング行列に割り当てられるＰＭＩ（Precoding　Matrix　Indicator）とをランク毎に複数定めたコードブックから最適なＰＭＩを選択して送信機にフィードバックすると共に、最適なランクを示すＲＩ（Rank　Indicator）を選択して送信機にフィードバックする。送信機側では、受信機からフィードバックされたＰＭＩ、ＲＩに基づいて各送信アンテナに対するプリコーディングウェイトをコードブックから特定し、プリコーディングを行って送信情報系列を送信する。
　上述したようなＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおいて、システム全体におけるスループット特性は、コードブックに定められたプリコーディングウェイトに依存する部分が大きい。すなわち、送信機側から受信機に対して送信情報系列を送信する送信ビームは、これらのプリコーディングウェイトにより指向性が決定される。このため、最適なプリコーディングウェイトが選択されない場合には、受信機に対して有効な指向性を有する送信ビームを形成することが困難となる。このような送信ビームは、受信機における受信信号の誤検出の原因となり、スループットの低下を招く。この結果、ＭＩＭＯシステム全体のスループット特性が劣化する事態が発生することとなる。
　本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制することができる通信制御方法、基地局装置及び移動局装置を提供することを目的とする。
　本発明の通信制御方法は、プリコーディングウェイトと当該プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩ(Precoding　Matrix　Indicator)とを複数定め、前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、第１の通信装置からのフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したコードブックを用いた通信制御方法であって、前記コードブックから選択された前記ＰＭＩを第２の通信装置にフィードバックするステップと、フィードバックされた前記ＰＭＩが前記コードブック上で割り当てられた前記プリコーディングウェイトに基づいて送信信号のプリコーディングを行うステップと、前記送信信号を前記第１の通信装置に送信するステップとを具備することを特徴とする。
　本発明の基地局装置は、プリコーディングウェイトと当該プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩとを複数定めたコードブックから前記プリコーディングウェイトを選択する選択手段と、前記選択手段で選択された前記プリコーディングウェイトに基づいて送信信号のプリコーディングを行うプリコーディング手段と、前記プリコーディング手段でプリコーディングが行われた前記送信信号を移動局装置に送信する送信手段とを具備し、前記コードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、前記移動局装置からのフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したことを特徴とする。
　本発明の移動局装置は、プリコーディングウェイトと当該プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩとを複数定めたコードブックから前記ＰＭＩを選択する選択手段と、前記選択手段で選択された前記ＰＭＩを基地局装置にフィードバックするフィードバック手段とを具備し、前記コードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、前記基地局装置に対するフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したことを特徴とする。
　これらの方法及び装置によれば、コードブックにおいて、プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩのビット情報が、移動局装置からのフィードバックエラー（基地局装置に対するフィードバックエラー）による影響を抑制するように調整されている。このため、移動局装置からのフィードバックエラーが発生した場合においても、本来のプリコーディングウェイトと極端に異なるプリコーディングウェイトでプリコーディングが行われることを回避することができる。これにより、移動局装置におけるスループットが著しく低下する事態を防止できるので、ＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制することが可能となる。
　本発明によれば、ＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制することが可能となる。
本発明に係る通信制御方法が適用されるＭＩＭＯシステムの概念図である。 下りリンクＭＩＭＯ伝送において、基地局装置からユーザ装置に対して送信される送信ビームの構成の説明図である。 下りリンクＭＩＭＯ伝送で用いられる一般的なコードブックに定められるプリコーディングウェイト及びこれらのプリコーディングウェイトにより形成される送信ビームの構成の説明図である。 一般的なコードブックを用いてユーザ装置からフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の送信ビームの構成例の説明図である。 本発明の第１の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブックのプリコーディングウェイト及びＰＭＩの構成の一例の説明図である。 第１の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブックを用いてユーザ装置からフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の送信ビームの構成例の説明図である。 ダブルコードブックを構成する第１のコードブックから選択されたウェイトサブセットにより形成される送信ビームの構成例の説明図である。 ダブルコードブックを構成する第１のコードブックから選択されたウェイトサブセットに割り当てられるＰＭＩの構成例の説明図である。 第１の態様に係る通信制御方法で用いられる第１のコードブックに割り当てられるＰＭＩの構成例の説明図である。 第１の態様に係る通信制御方法で用いられる第２のコードブックに割り当てられるＰＭＩの構成例の説明図である。 本発明の第２、第３の態様に係るコードブックにおけるＰＭＩビット情報の割り当てを説明するための図である。 本発明の一実施の形態に係る移動通信システムの構成を説明するための図である。 上記実施の形態に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。 上記実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。まず、ＬＴＥ－Ａシステムで行われる下りリンクＭＩＭＯ伝送におけるプリコーディングについて、図１に示すＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システム（ＭＩＭＯシステム）を前提に説明する。図１は、本発明に係る通信制御方法が適用されるＭＩＭＯシステムの概念図である。なお、図１に示すＭＩＭＯシステムにおいては、基地局装置ｅＮｏｄｅＢ及びユーザ装置ＵＥがそれぞれ４本のアンテナを備える場合について示している。
　図１に示すＭＩＭＯシステムの下りリンクＭＩＭＯ伝送におけるプリコーディングでは、ユーザ装置ＵＥにおいて、各アンテナからの受信信号を用いてチャネル変動量を測定し、測定したチャネル変動量に基づいて、基地局装置ｅＮｏｄｅＢの各送信アンテナからの送信データを合成した後のスループット（又は受信ＳＩＮＲ）が最大となる位相・振幅制御量（プリコーディングウェイト）に応じたＰＭＩ（Precoding　Matrix　Indicator）及びＲＩ（Rank　Indicator）を選択する。そして、この選択したＰＭＩ及びＲＩを上りリンクで基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックする。基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩ及びＲＩに基づいて送信データにプリコーディングを行った後、各アンテナから情報伝送を行う。
　図１に示すユーザ装置ＵＥにおいて、信号分離・復号部１１は、受信アンテナＲＸ＃１～ＲＸ＃４を介して受信した受信信号に含まれる制御チャネル信号及びデータチャネル信号の分離及び復号を行う。信号分離・復号部１１にて復号処理が施されることでユーザ装置ＵＥに対するデータチャネル信号が再生される。ＰＭＩ選択部１２は、図示しないチャネル推定部により推定されたチャネル状態に応じてＰＭＩを選択する。この際、ＰＭＩ選択部１２は、ユーザ装置ＵＥ及び基地局装置ｅＮｏｄｅＢの双方で既知のＮ個のプリコーディングウェイト（以下、適宜「ウェイト」という）と、このウェイトに割り当てられるＰＭＩとをランク毎に複数定めたコードブック１３から最適なＰＭＩを選択する。ＲＩ選択部１４は、チャネル推定部により推定されたチャネル状態に応じてＲＩを選択する。これらのＰＭＩ及びＲＩは、フィードバック情報として基地局装置ｅＮｏｄｅＢに送信される。
　一方、図１に示す基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいて、プリコーディングウェイト選択部２１は、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩ及びＲＩに基づいて、各送信アンテナに対するウェイトをコードブック２２から選択し、或いは、選択したウェイトからユーザ装置ＵＥに適したウェイトを生成する。プリコーディング乗算部２３は、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２４によりパラレル変換された送信信号にウェイトを乗算することで、送信アンテナＴＸ＃１～ＴＸ＃４毎に位相・振幅をそれぞれ制御（シフト）する。これにより、位相・振幅シフトされた送信データが４本の送信アンテナＴＸ＃１～ＴＸ＃４から送信される。このように、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩ及びＲＩに基づくウェイトによって送信データの位相・振幅シフトを行うことにより、当該ユーザ装置ＵＥに向けて有効な指向性を有する送信ビームが形成される。
　このような下りリンクＭＩＭＯ伝送において、基地局装置ｅＮｏｄｅＢからユーザ装置ＵＥに対して送信される送信ビームの構成について説明する。図２は、下りリンクＭＩＭＯ伝送において、基地局装置ｅＮｏｄｅＢからユーザ装置ＵＥに対して送信される送信ビームの構成の説明図である。なお、図２においては、基地局装置ｅＮｏｄｅＢを中心として、同図に示す右方側及び左方側をそれぞれ０度及び１８０度とし、上方側及び下方側をそれぞれ９０度及び２７０度とした場合について示すものとする。なお、図２においては、基地局装置ｅＮｏｄｅＢから０度方向近傍にユーザ装置ＵＥ＃１が位置し、基地局装置ｅＮｏｄｅＢから６０度方向近傍にユーザ装置ＵＥ＃２が位置しているものとする。
　ユーザ装置ＵＥ＃１に対して情報伝送を行う場合、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、プリコーディングウェイト選択部２１が、図２に実線で示すような指向性を有する送信ビームを形成するウェイトをコードブック２２から選択し、プリコーディングを行う。一方、ユーザ装置ＵＥ＃２に対して情報伝送を行う場合、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、図２に破線で示すような指向性を有する送信ビームを形成するウェイトをコードブック２２から選択し、プリコーディングを行う。
　ここで、このような下りリンクＭＩＭＯ伝送で用いられる一般的なコードブックに定められるウェイト及びこれらのウェイトにより形成される送信ビームの構成について図３を参照しながら説明する。図３Ａにおいては、下りリンクＭＩＭＯ伝送で用いられる一般的なコードブックに定められるウェイトと、これらのウェイトに割り当てられるＰＭＩとを示している。また、図３Ｂにおいては、図３Ａに示すウェイトにより形成される送信ビームの構成について示している。
　図３Ａにおいては、８行×８列のＤＦＴ（Discrete　Fourier　Transform）行列を適用したコードブックの一部（４送信アンテナに適用する為の上４行）を示している。図３Ａに示す各行は、基地局装置ｅＮｏｄｅＢが備える各送信アンテナに対応し、図３Ａに示す各列は、基地局装置ｅＮｏｄｅＢからの送信ストリームに対応する。以下においては、それぞれの列に対応するウェイトの組を「ｆ０」～「ｆ７」と呼ぶものとする。
　図３Ａに示すコードブックにおいて、ウェイトｆ０～ｆ７には、それぞれ３ビットのビット情報で構成されたＰＭＩが割り当てられている。すなわち、ウェイトｆ０には「０００」が割り当てられ、ウェイトｆ１には「００１」が割り当てられ、ウェイトｆ２には「０１０」が割り当てられ、ウェイトｆ３には「０１１」が割り当てられている。また、ウェイトｆ４には「１００」が割り当てられ、ウェイトｆ５には「１０１」が割り当てられ、ウェイトｆ６には「１１０」が割り当てられ、ウェイトｆ７には「１１１」が割り当てられている。
　ウェイトｆ０～ｆ７により基地局装置ｅＮｏｄｅＢで形成される送信ビームは、たとえば、図３Ｂに示すような指向性を有する。すなわち、ウェイトｆ０を用いた場合には、主に０度方向及び１８０度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに細い実線で示す）。ウェイトｆ１を用いた場合には、主に１５度方向及び１６５度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに細い破線で示す）。ウェイトｆ２を用いた場合には、主に３０度方向及び１５０度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに細い一点鎖線で示す）。ウェイトｆ３を用いた場合には、主に５０度方向及び１３０度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに細い二点鎖線で示す）。ウェイトｆ４を用いた場合には、主に９０度方向及び２７０度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに太い実線で示す）。ウェイトｆ５を用いた場合には、主に２３０度方向及び３１０度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに太い破線で示す）。ウェイトｆ６を用いた場合には、主に２１０度方向及び３３０度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに太い一点鎖線で示す）。ウェイトｆ７を用いた場合には、主に１９５度方向及び３４５度方向に指向性を有する送信ビームが形成される（図３Ｂに太い二点鎖線で示す）。
　これらの送信ビームの形成に用いられるウェイトは、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいて、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされるＰＭＩに基づいて選択又は生成される。このため、ユーザ装置ＵＥからのＰＭＩを構成するビット情報（以下、適宜「ＰＭＩビット情報」という）に送信エラーが発生すると（すなわち、ＰＭＩにフィードバックエラーが発生すると）、所望の指向性を有する送信ビームを形成することができない事態が発生し得る。ＰＭＩは、ユーザ装置ＵＥからＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　CHannel）を用いてフィードバックされるが、このＰＵＣＣＨにはＣＲＣ（Cyclic　Redundancy　Check）を用いた誤り検出が行われない。このため、フィードバックエラーが発生したＰＭＩは、誤ったビット情報を含んだ状態で基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいて処理されることとなる。
　図４を参照し、ユーザ装置ＵＥからのＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の送信ビームの構成例について説明する。図４は、一般的なコードブックを用いてユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の送信ビームの構成例の説明図である。ここでは、ウェイトｆ０により形成される送信ビームが所望の送信ビームであるものとする。なお、上述のように、ウェイトｆ０には、「０００」のＰＭＩビット情報が割り当てられている。
　ここでは、ウェイトｆ０に割り当てられたＰＭＩビット情報「０００」に１ビットの送信エラーが発生した場合に形成される送信ビームについて説明する。仮に、右方側のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「００１」となり、本来、ウェイトｆ１により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。また、中央のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「０１０」となり、本来、ウェイトｆ２により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。さらに、左方側のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「１００」となり、本来、ウェイトｆ４により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。
　右方側及び中央のビットに送信エラーが発生した場合には、図４に示すように、所望の送信ビームの近傍に指向性を有する送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率は低く、ある程度のスループットの低下で収まる。しかしながら、左方側のビットに送信エラーが発生した場合には、所望の送信ビームと異なる指向性を有する送信ビームが形成される。このような送信ビームは、所望のユーザ装置ＵＥ（基地局装置ｅＮｏｄｅＢから０度方向近傍に位置するユーザ装置ＵＥ）における受信信号の誤検出の原因となり、スループットの低下を招く。すなわち、このような送信ビームは、所望のユーザ装置ＵＥに対して有効な指向性を有さず、適切に受信信号を復調するために必要となる受信電力（ゲイン）が不足し得る。このため、ユーザ装置ＵＥにおいては、受信信号を適切に復調することができず、受信信号を誤って検出する結果、スループットが低下することとなる。このように所望のユーザ装置ＵＥにおけるスループットが低下する結果、ＭＩＭＯシステム全体のスループット特性が劣化する。
　このような事態は、ウェイトに割り当てられたＰＭＩビット情報の配列に依存する部分が大きい。すなわち、一般的なコードブックにおいて、ウェイトに割り当てられたＰＭＩビット情報は、図３Ａに示すように、所謂２進法による昇順を構成するようにそれぞれのウェイトに割り当てられている。このようにＰＭＩビット情報が割り当てられる場合には、１ビットの送信エラーで所望のユーザ装置ＵＥにおけるスループットを低下させる要因となる。本発明者は、このようにウェイトに割り当てられたＰＭＩビット情報の配列がＭＩＭＯシステムにおけるスループット特性を劣化させる要因となる点に着目し、本発明をするに至ったものである。
　本発明に係る通信制御方法においては、ウェイトに割り当てられるＰＭＩビット情報を、ユーザ装置ＵＥからのフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したコードブックを用いて、ユーザ装置ＵＥから基地局装置ｅＮｏｄｅＢへのフィードバック及び基地局装置ｅＮｏｄｅＢからユーザ装置ＵＥに対する送信信号のプリコーディングを行うものである。この通信制御方法によれば、ユーザ装置ＵＥからのフィードバックエラーが発生した場合においても、本来のウェイトと極端に異なるウェイトでプリコーディングが行われることを回避することができる。これにより、ユーザ装置ＵＥにおけるスループットが著しく低下する事態を防止できるので、ＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制することが可能となる。
　特に、本発明に係る通信制御方法においては、コードブックにおけるウェイトに割り当てられるＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生したＰＭＩに基づいて形成される送信ビームの影響を抑制するように調整している。これにより、ユーザ装置ＵＥからのフィードバックエラーが発生した場合においても、本来のウェイトにより形成される送信ビームと極端に異なる送信ビームが形成されることを回避することができる。これにより、ユーザ装置ＵＥにおけるスループットが著しく低下する事態を防止できるので、ＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制することが可能となる。
　図５は、本発明の第１の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブックに定められたウェイト及びこれらのウェイトに割り当てられるＰＭＩ（ＰＭＩビット情報）の構成の一例の説明図である。なお、図５においては、説明の便宜上、図３に示す一般的なコードブックにおけるＰＭＩ（ＰＭＩビット情報）を示している。なお、図５においては、本発明に係る通信制御方法で用いられるコードブックの一例を示したものであり、これに限定されるものではない。
　図５に示すように、第１の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブック（第１の態様に係るコードブック）においては、ＰＭＩビット情報を、所謂２進法による昇順を構成するようにウェイトｆ０～ｆ７に割り当てるのではなく、グレイコーディングによりウェイトｆ０～ｆ７に割り当てている。ここで、グレイコーディングとは、隣り合う値（すなわち、ＰＭＩビット情報）のハミング距離が常に１となるように配列したコーディング手法をいう。
　具体的にいうと、第１の態様に係るコードブックにおいては、ウェイトｆ２のＰＭＩビット情報に、図３に示すウェイトｆ３のＰＭＩビット情報「０１１」を割り当てると共に、ウェイトｆ３のＰＭＩビット情報に、図３に示すウェイトｆ２のＰＭＩビット情報「０１０」を割り当てている。また、ウェイトｆ４のＰＭＩビット情報に、図３に示すウェイトｆ６のＰＭＩビット情報「１１０」を割り当てると共に、ウェイトｆ５のＰＭＩビット情報に、図３に示すウェイトｆ７のＰＭＩビット情報「１１１」を割り当てている。さらに、ウェイトｆ６のＰＭＩビット情報に、図３に示すウェイトｆ５のＰＭＩビット情報「１０１」を割り当てると共に、ウェイトｆ７のＰＭＩビット情報に、図３に示すウェイトｆ４のＰＭＩビット情報「１００」を割り当てている。なお、ウェイトｆ０、ｆ１については、図３に示すウェイトｆ０、ｆ１と同一のＰＭＩビット情報「０００」、「００１」を割り当てている。このようにウェイトｆ０～ｆ７にＰＭＩビット情報を割り当てることにより、コードブック上で隣り合うウェイトに割り当てられるＰＭＩビット情報のハミング距離が常に１となる。
　図４及び図６を参照し、第１の態様に係るコードブックを用いてユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の送信ビームの構成例について説明する。図６は、第１の態様に係るコードブックを用いてユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の送信ビームの構成例の説明図である。ここでは、図４と同様に、ウェイトｆ０により形成される送信ビームが所望の送信ビームであるものとする。
　ここでは、図４と同様に、ウェイトｆ０に割り当てられたＰＭＩビット情報「０００」に１ビットの送信エラーが発生した場合に形成される送信ビームについて説明する。仮に、右方側のビットに送信エラーが発生した場合には、図４と同様に、ウェイトｆ１により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。一方、中央のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「０１０」となり、本来、ウェイトｆ３により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。一方、左方側のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「１００」となり、本来、ウェイトｆ７により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。
　すなわち、第１の態様に係るコードブックを用いる場合には、図３に示すコードブックを用いる場合に比べ、ＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合においても、本来のウェイトｆ０により形成される送信ビームと極端に異なる指向性を有する送信ビームが形成されることを回避することができる。これにより、所望のユーザ装置ＵＥ（基地局装置ｅＮｏｄｅＢから０度方向近傍に位置するユーザ装置ＵＥ）における受信信号の誤検出の割合を低減することができるので、当該ユーザ装置ＵＥにおけるスループットの低下を抑制することができる。この結果、ＭＩＭＯシステム全体のスループット特性が劣化する事態を抑制することが可能となる。
　ところで、ＬＴＥ－Ａ方式のＭＩＭＯシステムにおいては、ＭＵ－ＭＩＭＯ伝送時のユーザ装置ＵＥの量子化処理における量子化誤差の低減、並びに、基地局装置ｅＮｏｄｅＢに対するフィードバック情報量の低減が期待される技術として、ユーザ装置ＵＥ及び基地局装置ｅＮｏｄｅＢの双方で２つのコードブック（以下、適宜「ダブルコードブック」という）を備え、異なる通信帯域を対象として異なる周期でＰＭＩを含むフィードバック情報をフィードバックする方法が検討されている。
　このダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにおいては、一方のコードブックを長周期／広帯域用の第１のコードブック（以下、「コードブックＷ１」という）として用いると共に、他方のコードブックを短周期／狭帯域用の第２のコードブック（以下、「コードブックＷ２」という）として用いることが予定されている。このＭＩＭＯシステムにおいては、２つのコードブックＷ１、Ｗ２を備えることで実効的なコードブックのサイズを大きくすることができることから、ユーザ装置ＵＥの量子化処理における量子化誤差の低減が期待されている。また、コードブックＷ１においては、コードブックＷ２に比べて頻繁にフィードバック情報をフィードバックする必要がなくなることから、フィードバック情報の低減が期待されている。
　コードブックＷ１、Ｗ２には、一般的なコードブック（例えば、図３に示すコードブック）と同様に、ユーザ装置ＵＥ及び基地局装置ｅＮｏｄｅＢの双方で既知の複数のウェイトと、このウェイトに割り当てられるＰＭＩとが含まれる。基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩに基づいて、各送信アンテナに対するウェイトをコードブックＷ１、Ｗ２から選択し、このウェイトを用いて送信データにプリコーディングを行った後、各アンテナから情報伝送を行う。
　ダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにおいて、基地局装置ｅＮｏｄｅＢは、コードブックＷ１から選択されたＰＭＩ（以下、「ＰＭＩ１」という）と、コードブックＷ２から選択されたＰＭＩ（以下、「ＰＭＩ２」という）との双方がユーザ装置ＵＥからフィードバックされた場合に送信データにプリコーディングを行うウェイトを特定することが可能となる。すなわち、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、コードブックＷ１、Ｗ２から選択された一方のＰＭＩ（ＰＭＩ１、ＰＭＩ２）だけではウェイトを特定することができない。
　このように用いられるコードブックＷ１、Ｗ２においても、ユーザ装置ＵＥからのＰＭＩビット情報に送信エラーが発生すると、所望の指向性を有する送信ビームを形成することができない事態が発生し得る。第１の態様に係るコードブックは、このようなダブルコードブックにも適用することができる。以下、第１の態様に係るコードブックを、ダブルコードブックに適用する具体例について説明する。
　以下においては、コードブックＷ１には、ユーザ装置ＵＥ及び基地局装置ｅＮｏｄｅＢの双方で既知のＮ個のウェイトのセット（以下、「ウェイトサブセット」という）と、このウェイトサブセットに割り当てられたＰＭＩ１とが定められ、コードブックＷ２には、コードブックＷ１に定められたウェイトサブセットの中の特定のウェイトを選択・位相制御する効果を持つウェイトと、このウェイトに割り当てられたＰＭＩ２とが定められているものとする。なお、ウェイトサブセットとは、コードブックＷ１に定められた全てのウェイトを所定数のグループにグループ分けしたものである。この場合、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、ユーザ装置ＵＥから長周期でフィードバックされるＰＭＩ１に基づいてウェイトサブセットを選択しておき、短周期でフィードバックされるＰＭＩ２に応じてウェイトサブセットの中から最適なウェイトを選択し位相制御することができる。
　図７は、第１のコードブックＷ１から選択されたウェイトサブセットにより形成される送信ビームの構成例の説明図である。図７においては、コードブックＷ１に定められた全て（ここでは１６個）のウェイトを８つのグループに分けてウェイトサブセットを構成した場合について示している。なお、隣り合うウェイトサブセット同士は、２つの重複するウェイトを含んでいる。図７Ａ～図７Ｈにおいては、コードブックＷ１から選択された各ウェイトサブセットにより形成される送信ビームを示している。各ウェイトサブセットにより形成される送信ビームには、それぞれ４つの指向性を有する送信ビームが含まれている。以下においては、図７Ａ～図７Ｈに示すウェイトサブセットを「ｆｓ０」～「ｆｓ７」と呼ぶものとする。
　コードブックＷ１から選択されたＰＭＩ１がユーザ装置ＵＥからフィードバックされると、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいて、図７Ａ～図７Ｈのいずれかに示す送信ビームを形成するウェイトサブセットが選択される。そして、コードブックＷ２から選択されたＰＭＩ２がユーザ装置ＵＥからフィードバックされると、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいて、これらのウェイトサブセットの中から、最適なウェイトが選択される。例えば、図７Ｃに示す送信ビームを形成するウェイトサブセットに対応するＰＭＩ１がフィードバックされた後に、ＰＭＩ２がフィードバックされると、図７Ｃに示すいずれかの送信ビームを形成するウェイトが選択されることとなる。
　コードブックＷ１の各ウェイトサブセットに対して、所謂２進法による昇順を構成するようにＰＭＩビット情報を割り当てると、図８に示すようなＰＭＩビット情報が割り当てられる。すなわち、ウェイトサブセットｆｓ０には「０００」が割り当てられ、ウェイトサブセットｆｓ１には「００１」が割り当てられ、ウェイトサブセットｆｓ２には「０１０」が割り当てられ、ウェイトサブセットｆｓ３には「０１１」が割り当てられている。ウェイトサブセットｆｓ４には「１００」が割り当てられ、ウェイトサブセットｆｓ５には「１０１」が割り当てられ、ウェイトサブセットｆｓ６には「１１０」が割り当てられ、ウェイトサブセットｆｓ７には「１１１」が割り当てられている。
　ここで、ユーザ装置ＵＥからのウェイトサブセットに対応するＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の影響について説明する。ここでは、ウェイトサブセットｆｓ０が所望のウェイトサブセットであるものとする。また、ウェイトサブセットｆｓ０に割り当てられたＰＭＩビット情報「０００」に１ビットの送信エラーが発生した場合に形成される送信ビームについて説明する。
　仮に、右方側のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「００１」となり、本来、ウェイトサブセットｆｓ１により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。また、中央のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「０１０」となり、本来、ウェイトサブセットｆｓ２により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。さらに、左方側のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「１００」となり、本来、ウェイトサブセットｆｓ４により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。
　右方側のビットに送信エラーが発生した場合には、図８Ｂに示すように、所望の送信ビーム（図８Ａに示す送信ビーム）と類似した指向性を有する送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率は低く、致命的なスループットの低下は回避される。しかしながら、中央又は左方側のビットに送信エラーが発生した場合には、図８Ｃ、図８Ｅに示すように、所望の送信ビーム（図８Ａに示す送信ビーム）と異なる指向性を有する送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率が高まり、スループットの著しい低下を招く。
　第１の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブックＷ１に定められたウェイトサブセットｆｓ0～ｆｓ７には、図９に示すようにＰＭＩビット情報が割り当てられる。これらのＰＭＩビット情報の割り当ては、図５に示した場合と同様に、グレイコーディングにより行われている。すなわち、ウェイトサブセットｆｓ２のＰＭＩビット情報に、図８に示すウェイトサブセットｆｓ３のＰＭＩビット情報「０１１」を割り当てると共に、ウェイトサブセットｆｓ３のＰＭＩビット情報に、図８に示すウェイトサブセットｆｓ２のＰＭＩビット情報「０１０」を割り当てている。また、ウェイトサブセットｆｓ４のＰＭＩビット情報に、図８に示すウェイトサブセットｆｓ６のＰＭＩビット情報「１１０」を割り当てると共に、ウェイトサブセットｆｓ５のＰＭＩビット情報に、図８に示すウェイトサブセットｆｓ７のＰＭＩビット情報「１１１」を割り当てている。さらに、ウェイトサブセットｆｓ６のＰＭＩビット情報に、図８に示すウェイトサブセットｆｓ５のＰＭＩビット情報「１０１」を割り当てると共に、ウェイトサブセットｆｓ７のＰＭＩビット情報に、図８に示すウェイトサブセットｆｓ４のＰＭＩビット情報「１００」を割り当てている。なお、ウェイトサブセットｆｓ０、ｆｓ１については、図８に示すウェイトサブセットｆｓ０、ｆｓ１と同一のＰＭＩビット情報「０００」、「００１」を割り当てている。このようにウェイトサブセットｆｓ０～ｆｓ７にＰＭＩビット情報を割り当てることにより、隣り合うウェイトサブセットに割り当てられるＰＭＩビット情報のハミング距離が常に１となる。
　この場合におけるユーザ装置ＵＥからのウェイトサブセットに対応するＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の影響について説明する。右方側のビットに送信エラーが発生した場合には、図８Ｂでの説明と同様に、所望の送信ビーム（図９Ａに示す送信ビーム）と類似した指向性を有する送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率は低く、致命的なスループットの低下は回避される。左方側のビットに送信エラーが発生した場合も同様である（図９Ｈ参照）。これに対し、中央のビットに送信エラーが発生した場合には、図９Ｄに示すように、所望の送信ビーム（図９Ａに示す送信ビーム）と異なる指向性を有する送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率が高まり、スループットの著しい低下を招く。
　すなわち、第１の態様に係るコードブックＷ１を用いる場合には、図８に示すコードブックを用いる場合に比べ、ＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合に、本来のウェイトサブセットｆＳ０により形成される送信ビームと極端に異なる指向性を有する送信ビームが形成される割合を低減することができる。これにより、所望のユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出の割合を低減することができるので、当該ユーザ装置ＵＥにおけるスループットの低下を抑制することができる。この結果、ＭＩＭＯシステム全体のスループット特性が劣化する事態を抑制することが可能となる。
　また、コードブックＷ２の各ウェイトに対しても、所謂２進法による昇順を構成するようにＰＭＩビット情報を割り当てると、図１０に示すようなＰＭＩビット情報が割り当てられる。すなわち、ウェイトｆ１０には「００」が割り当てられ、ウェイトｆ１１には「０１」が割り当てられ、ウェイトｆ１２には「１０」が割り当てられ、ウェイトｆ１３には「１１」が割り当てられている。
　ここで、ユーザ装置ＵＥからのウェイトに対応するＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の影響について説明する。ここでは、ウェイトｆ１１が所望のウェイトであるものとする。また、ウェイトｆ１１に割り当てられたＰＭＩビット情報「０１」に１ビットの送信エラーが発生した場合に形成される送信ビームについて説明する。
　仮に、右方側のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「００」となり、本来、ウェイトｆ１０により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。また、左方側のビットに送信エラーが発生した場合には、ＰＭＩビット情報が「１１」となり、本来、ウェイトサブセットｆ１３により形成される送信ビームに相当する送信ビームが形成されることとなる。
　右方側のビットに送信エラーが発生した場合には、図１０Ａに示すように、所望の送信ビームと近似した送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率は低く、ある程度のスループットの低下で収まる。しかしながら、左方のビットに送信エラーが発生した場合には、所望の送信ビームと異なる送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率が高まり、スループットの低下を招く。
　第１の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブックＷ２に定められたウェイトｆ１０～ｆ１３には、図１０Ｂに示すようにＰＭＩビット情報が割り当てられる。これらのＰＭＩビット情報の割り当ては、図５や図９に示した場合と同様に、グレイコーディングにより行われている。すなわち、ウェイトｆ１２のビット情報に、図１０Ａに示すウェイトｆ１３のビット情報「１１」を割り当てると共に、ウェイトｆ１３のビット情報に、図１０Ａに示すウェイトｆ１２のビット情報「１０」を割り当てている。このようにウェイトｆ１０～ｆ１３にビット情報を割り当てることにより、隣り合うウェイトに割り当てられるＰＭＩビット情報のハミング距離が常に１となる。
　この場合におけるユーザ装置ＵＥからのウェイトサブセットに対応するＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の影響について説明する。この場合、左方側及び右方側のビットに送信エラーが発生した場合においても、図１０Ｂに示すように、所望の送信ビームと類似した指向性を有する送信ビームが形成されるため、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率は低く、致命的なスループットの低下は回避される。
　すなわち、第１の態様に係るコードブックＷ２を用いる場合には、図１０Ａに示すコードブックを用いる場合に比べ、ＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合においても、本来のウェイトｆ１１により形成される送信ビームと極端に異なる指向性を有する送信ビームが形成されることを回避することができる。これにより、所望のユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出の割合を低減することができるので、当該ユーザ装置ＵＥにおけるスループットの低下を抑制することができる。この結果、ＭＩＭＯシステム全体のスループット特性が劣化する事態を抑制することが可能となる。
　上述したように、第１の態様に係るコードブックにおいては、グレイコーディングによりＰＭＩビット情報をウェイト（ウェイトサブセット）に割り当てている。グレイコーディングによりＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てる場合には、ＰＭＩが２ビットのビット情報で構成される場合に最適である。これは各送信ビームにはそれぞれ隣り合う送信ビームが２つ存在する為である。しかしながら、ＰＭＩが３ビット以上のより多くのビット情報で構成される場合には、グレイコーディングによるＰＭＩビット情報のウェイトに対する割り当てがシステム全体のスループット特性の劣化を最適に抑制することができない事態も発生し得る。
　本発明の第２の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブック（第２の態様に係るコードブック）においては、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合に選択され得るウェイトによって形成される送信ビーム（以下、適宜「送信エラーに基づく送信ビーム」という）の角度差の総和が最小となるようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てる。以下、第２の態様に係るコードブックにおけるＰＭＩビット情報の割り当てについて具体例を用いて説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、コードブックにおけるＰＭＩビット情報に対応するウェイトによって形成された送信ビームを用いて説明する。
　図１１は、第２の態様に係るコードブックにおけるＰＭＩビット情報の割り当てを説明するための図である。なお、図１１においては、一般的なコードブックを用いてユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合の送信ビームの構成例を示している。ウェイトｆ０により形成される送信ビーム（以下、「送信ビームＢ０」という）が所望の送信ビームであるとした場合において、ＰＭＩビット情報に１ビットの送信エラーが発生すると、図４で説明したように、本来、ウェイトｆ１、ｆ２及びｆ４により形成された送信ビームに相当する送信ビーム（以下、それぞれ「送信ビームＢ´１」、「送信ビームＢ´２」「送信ビームＢ´４」という）が形成されることとなる。
　これらの送信ビームＢ´１、Ｂ´２及びＢ´４は、送信エラーに基づく送信ビームを構成する。ここで、送信ビームＢ´１は、送信ビームＢ０と角度差Δ０，１を有し、送信ビームＢ´２は、送信ビームＢ０と角度差Δ０，２を有し、送信ビームＢ´４は、送信ビームＢ０と角度差Δ０，３を有する。このように送信ビームＢ０との角度差が大きい送信ビームＢ´４が形成されると、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率が高まり、スループットの低下を招く。このため、第２の態様に係るコードブックにおいては、送信ビームＢ０と、これらの送信エラーに基づく送信ビーム（送信ビームＢ´１、Ｂ´２及びＢ´４）との角度差の総和が最小となるようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てる。
　送信ビームＢ０と、これらの送信ビームＢ´１、Ｂ´２及びＢ´４との角度誤差の総和は、以下に示す（式１）により求められる。
（式１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　ここで、「ｉ」は所望の送信ビームのＰＭＩビット情報を示し、「ｊ」は、送信エラーに基づく送信ビームのＰＭＩビット情報を示している。また、「Δｉ，ｊ」は、所望の送信ビームのＰＭＩビット情報と、送信エラーに基づく送信ビームのＰＭＩビット情報とから角度差の総和を算出するための関数である。
　第２の態様に係るコードブックを用いる場合には、ＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合においても、送信エラーに基づく送信ビームを、所望の送信ビームに接近させることができる。これにより、所望のユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出の割合を低減することができるので、当該ユーザ装置ＵＥにおけるスループットの低下を抑制することができる。この結果、ＭＩＭＯシステム全体のスループット特性が劣化する事態を抑制することが可能となる。
　特に、第２の態様に係るコードブックにおいては、送信エラーに基づく送信ビームの角度差の総和が最小となるようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てることから、ＰＭＩビット情報のビット数に関わらず、これらの送信エラーに基づく送信ビームを所望の送信ビームに接近させることができるので、ＰＭＩが３ビット以上のビット情報で構成される場合においても、有効にシステム全体のスループット特性の劣化を効果的に抑制することが可能となる。
　また、第２の態様に係るコードブックを用いた通信制御方法は、上述したダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにも適用することができる。
　ところで、ユーザ装置ＵＥからのフィードバック情報には、ＰＭＩ以外にこのＰＭＩに対応するＣＱＩ（Channel　Quality　Indicator）が含まれる。例えば、ユーザ装置ＵＥが、ＰＭＩビット情報が「０００」であるＰＭＩをフィードバックする場合には、このＰＭＩに対応するウェイトを用いた場合のＣＱＩが基地局装置ｅＮｏｄｅＢに通知される。したがって、基地局装置ｅＮｏｄｅＢでＰＭＩが誤って選択されると、実際のデータ受信の際にフィードバックしたＣＱＩよりも低い値となってしまい、受信信号の誤検出率が増加してしまう。
　実際のデータ受信の際にユーザ装置ＵＥで測定されるＣＱＩの値には、プリコーディングの観点から、送信アレイ利得（アレイゲイン）の値が最も影響を与える。ここで、送信アレイ利得とは、複数の送信アンテナ素子（アレイ）を利用することによって、各アレイで送信した電波の電力がユーザ装置ＵＥで効果的に加算されることで得られる利得である。本発明の第３の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブック（第３の態様に係るコードブック）においては、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合に、送信エラーに基づく送信ビームにおけるアレイ利得の総和が最大となるようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てる。以下、第３の態様に係るコードブックにおけるＰＭＩビット情報の割り当てについて図１１に示す例を用いて説明する。
　図１１において、送信ビームＢ０が所望の送信ビームであるものとすると、送信ビームＢ´１、Ｂ´２は、０度方向のユーザ装置ＵＥにおける受信ゲインが相対的に大きいことが分かる。これに対し、送信ビームＢ´４は、０度方向のユーザ装置ＵＥにおける受信ゲインが相対的に小さいことが分かる。このようにユーザ装置ＵＥにおける受信ゲインが小さい送信ビームＢ´４が形成されると、ユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出率が高まり、スループットの低下を招く。このため、第３の態様に係るコードブックにおいては、これらの送信エラーに基づく送信ビーム（送信ビームＢ´１、Ｂ´２及びＢ´４）におけるアレイ利得の総和が最大となるようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てる。
　送信エラーに基づく送信ビームのアレイ利得の総和は、以下に示す（式２）により求められる。
（式２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　ここで、「ｉ」は所望の送信ビームのＰＭＩビット情報を示し、「ｊ」は、送信エラーに基づく送信ビームのＰＭＩビット情報を示している。また、「ｆｊ Ｈｆｉ」は、所望の送信ビームのＰＭＩビット情報と、送信エラーに基づく送信ビームのＰＭＩビット情報とからアレイ利得の総和を算出するための関数である。
　第３の態様に係るコードブックを用いる場合には、ＰＭＩビット情報に送信エラーが発生した場合においても、送信エラーに基づく送信ビームに基づくユーザ装置ＵＥにおける受信ゲインを確保することができる。これにより、所望のユーザ装置ＵＥにおける受信信号の誤検出の割合を低減することができるので、当該ユーザ装置ＵＥにおけるスループットの低下を抑制することができる。この結果、ＭＩＭＯシステム全体のスループット特性が劣化する事態を抑制することが可能となる。
　特に、第３の態様に係るコードブックにおいては、送信エラーに基づく送信ビームのアレイ利得の総和が最大となるようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てることから、ＰＭＩビット情報のビット数に関わらず、これらの送信エラーに基づく送信ビームを所望の送信ビームに接近させることができるので、ＰＭＩが４ビット以上のビット情報で構成される場合においても、有効にシステム全体のスループット特性の劣化を効果的に抑制することが可能となる。
　また、第３の態様に係るコードブックを用いた通信制御方法は、上述したダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにも適用することができる。
　なお、第２、第３の態様に係るコードブックにおいては、角度差の総和を最小化させ、或いは、アレイ利得の総和を最大化させるようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てる場合について説明している。これらの手法は、コードブックにおける全ての送信エラーに基づく送信ビームにおける悪影響を平均的に改善する場合に好適である。しかしながら、ＰＭＩビット情報の割り当てに関しては、これらの手法に限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、送信エラーに基づく送信ビームのうち、最も悪影響を与える送信ビーム（例えば、図１１に示す送信ビームＢ´４）のみに注目し、この悪影響を改善するようにしてもよい。例えば、第２の態様に係る通信制御方法では、角度誤差が最大の送信ビームの角度誤差を最小化するようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てることが考えられる。また、第３の態様に係る通信制御方法では、最も受信ゲインが最小の送信ビームの受信ゲインを最大化するようにＰＭＩビット情報をウェイトに割り当てることが考えられる。
　以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥ－Ａシステムに対応する基地局装置及び移動局装置を用いる場合について説明する。
　図１２を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る移動局装置（ＵＥ）１０及び基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）２０を有する移動通信システム１について説明する。図１２は、本発明の一実施の形態に係る移動局装置１０及び基地局装置２０を有する移動通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図１２に示す移動通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ　３Ｇが包含されるシステムである。また、この移動通信システム１は、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
　図１２に示すように、移動通信システム１は、基地局装置２０と、この基地局装置２０と通信する複数の移動局装置１０（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。基地局装置２０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。移動局装置１０は、セル５０において基地局装置２０と通信を行っている。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
　各移動局装置（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動局装置１０として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局装置２０と無線通信するのは移動局装置１０であるものとして説明するが、より一般的には移動局装置も固定端末装置も含むユーザ装置（ＵＥ：Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）でよい。
　移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ－ＦＤＭＡ（シングルキャリア－周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ－ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
　ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動局装置１０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical　Downlink　Shared　CHannel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ（Physical　Downlink　Control　CHannel）、ＰＣＦＩＣＨ（Physical　Control　Format　Indicator　CHannel）、ＰＨＩＣＨ（Physical　Hybrid-ARQ　Indicator　CHannel））とが用いられる。このＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、基地局装置２０で移動局装置１０に割り当てたコンポーネントキャリアＣＣやスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動局装置１０に通知される。
　上りリンクについては、各移動局装置１０で共有して使用されるＰＵＳＣＨ（Physical　Uplink　Shared　CHannel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical　Uplink　Control　CHannel）とが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ：Channel　Quality　Indicator）等が伝送される。
　次に、図１３及び図１４を参照して本実施の形態に係る移動局装置１０及び基地局装置２０の構成について説明する。図１３は、本実施の形態に係る移動局装置１０の構成を示すブロック図である。図１４は、本実施の形態に係る基地局装置２０の構成を示すブロック図である。なお、図１３及び図１４に示す移動局装置１０及び基地局装置２０の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の移動局装置及び基地局装置が有する構成は備えているものとする。
　図１３に示す移動局装置１０において、基地局装置２０から送出された送信信号は、受信アンテナＲＸ＃１～ＲＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１～１０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路１０２＃１～１０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路１０２＃１～１０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部１０３＃１～１０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）１０４＃１～１０４＃Ｎに出力される。
　受信タイミング推定部１０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部１０３＃１～１０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部１０４＃１～１０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。その後、受信信号に含まれるデータチャネル信号がデータチャネル信号復調部１０６に出力される。
　データチャネル信号復調部１０６は、ＦＦＴ部１０４＃１～１０４＃Ｎから入力されたデータチャネル信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum　Mean　Squared　Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum　Likelihood　Detection）信号分離法により分離する。これにより、基地局装置２０から到来したデータチャネル信号は、ユーザ＃１～ユーザ＃ｋに関するデータチャネル信号に分離され、移動局装置１０のユーザ（ここでは、ユーザｋとする）に関するデータチャネル信号が抽出される。
　チャネル推定部１０７は、ＦＦＴ部１０４＃１～１０４＃Ｎから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル伝搬路におけるチャネル変動量を推定し、推定したチャネル変動量をデータチャネル信号復調部１０６と、後述するチャネル品質測定部１０９及びランク／プリコーディングウェイト選択部１１０とに通知する。データチャネル信号復調部１０６においては、通知されたチャネル変動量に基づいて、データチャネル信号を上述したＭＬＤ信号分離法等により分離する。これにより、ユーザｋに関する受信信号が復調される。
　なお、データチャネル信号復調部１０６による復調処理に先だって、抽出されたユーザｋに関するデータチャネル信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻されているものとする。データチャネル信号復調部１０６で復調されたユーザｋに関するデータチャネル信号は、チャネル復号部１０８に出力される。そして、チャネル復号部１０８にてチャネル復号処理が施されることでユーザｋに対する送信信号（以下、「送信信号＃ｋ」という）が再生される。
　チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１０９は、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル変動量に基づいてチャネル品質（ＣＱＩ）を測定する。そして、チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１０９は、測定結果であるＣＱＩをランク／プリコーディングウェイト選択部１１０及びフィードバック制御信号生成部１１１に通知する。
　ランク／プリコーディングウェイト選択部１１０は、選択手段を構成するものであり、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル変動量に基づいてランク（ＲＩ）及びプリコーディングウェイト（ＰＭＩ）をコードブックから選択する。そして、選択したプリコーディングウェイト（ＰＭＩ）をプリコーディング乗算部１１４に通知すると共に、選択したランク（ＲＩ）及びプリコーディングウェイト（ＰＭＩ）をフィードバック制御信号生成部１１１に通知する。
　例えば、本移動通信システム１に第１の態様に係る通信制御方法が適用される場合、ランク／プリコーディングウェイト選択部１１０は、グレイコーディングによりＰＭＩビット情報がウェイトに割り当てられたコードブックからウェイト（ＰＭＩ）を選択する。また、第２の態様に係る通信制御方法が適用される場合、送信エラーに基づく送信ビームの角度誤差の総和が最小となるようにＰＭＩビット情報がウェイトに割り当てられたコードブックからウェイト（ＰＭＩ）を選択する。さらに、第３の態様に係る通信制御方法が適用される場合、送信エラーに基づく送信ビームにおけるアレイ利得の総和が最大となるようにＰＭＩビット情報がウェイトに割り当てられたコードブックからウェイト（ＰＭＩ）を選択する。なお、本移動通信システムがダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムで構成される場合、ランク／プリコーディングウェイト選択部１１０は、上述したコードブックＷ１、Ｗ２からそれぞれウェイト（ＰＭＩ１）、ウェイト（ＰＭＩ２）を選択する。
　フィードバック制御信号生成部１１１においては、チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１０９及びランク／プリコーディングウェイト選択部１１０から通知されたＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩに基づいて、これらを基地局装置２０にフィードバックするフィードバック情報を含む制御信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）を生成する。フィードバック制御信号生成部１１１で生成された制御信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１５に出力される。
　一方、上位レイヤから送出されたユーザ＃ｋに関する送信データ＃ｋは、チャネル符号化部１１２によりチャネル符号化された後、データ変調部１１３にてサブキャリア変調され、プリコーディング乗算部１１４に出力される。プリコーディング乗算部１１４には、不図示の参照信号生成部で生成されたユーザ＃ｋに関する参照信号＃ｋが入力される。プリコーディング乗算部１１４は、ランク／プリコーディングウェイト選択部１１０で選択されたＰＭＩから得られるウェイトに基づいて、受信アンテナＲＸ＃１～ＲＸ＃Ｎ毎に送信データ＃ｋ及び参照信号を位相及び／又は振幅シフトする。位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋ及び参照信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１５に出力される。
　マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１５においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋ及び参照信号＃ｋと、フィードバック制御信号生成部１１１により生成された制御信号とを合成し、受信アンテナＲＸ＃１～ＲＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１５により生成された送信信号は、離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）１１６＃１～１１６＃Ｎにて離散フーリエ変換され、各送信信号系列が周波数領域において送信帯域幅（ＤＦＴサイズ）に拡散される。
　そして、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１１７＃１～１１７＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、ＣＰ付加部１１８＃１～１１８＃ＮでＣＰが付加されてＲＦ送信回路１１９＃１～１１９＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路１１９＃１～１１９＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１～１０１＃Ｎを介して受信アンテナＲＸ＃１～ＲＸ＃Ｎに出力され、受信アンテナＲＸ＃１～ＲＸ＃Ｎから上りリンクで基地局装置２０に送出される。なお、これらの送信系処理部は、基地局装置２０にフィードバック情報をフィードバックするフィードバック手段を構成する。
　このように本実施の形態に係る移動局装置１０においては、第１～第３の態様に係るコードブックからＰＭＩを選択し、このＰＭＩを含むフィードバック情報を基地局装置２０にフィードバックするようにしたことから、基地局装置２０に対するフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整されたＰＭＩビット情報を基地局装置２０にフィードバックすることができる。
　図１４に示す基地局装置２０において、移動局装置１０から送出された送信信号は、送信アンテナＴＸ＃１～ＴＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０１＃１～２０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路２０２＃１～２０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路２０２＃１～２０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部２０３＃１～２０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）２０４＃１～２０４＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部２０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部２０３＃１～２０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部２０４＃１～２０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、逆離散フーリエ変換部（ＩＤＦＴ）２０６＃１～２０６＃Ｎにて逆離散フーリエ変換され、時間領域信号に逆拡散される。その後、受信信号に含まれるデータチャネル信号がデータチャネル信号復調部２０７＃１～２０７＃Ｎに出力される。
　データチャネル信号復調部２０７＃１～２０７＃ｋは、ＩＤＦＴ部２０６＃１～２０６＃Ｎから入力されたデータチャネル信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ）や最尤推定検出（ＭＬＤ）信号分離法により分離する。これにより、移動局装置１０から到来したデータチャネル信号は、ユーザ＃１～ユーザ＃ｋに関するデータチャネル信号に分離され、それぞれの移動局装置１０に関するデータチャネル信号が抽出される。
　チャネル推定部２０８＃１～２０８＃ｋは、ＩＤＦＴ部２０６＃１～２０６＃Ｎから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル変動量を推定し、推定したチャネル変動量をデータチャネル信号復調部２０７＃１～２０７＃ｋ、後述する制御チャネル信号復調部２１１＃１～２１１＃ｋ及びフェージング相関推定部２１２に通知する。データチャネル信号復調部２０７＃１～＃ｋにおいては、通知されたチャネル変動量に基づいて、データチャネル信号を上述したＭＬＤ信号分離法等により分離する。これにより、それぞれの移動局装置１０に関する受信信号が復調される。
　なお、データチャネル信号復調部２０７による復調処理に先だって、抽出されたそれぞれの移動局装置１０に関するデータチャネル信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻されているものとする。データチャネル信号復調部２０７＃１～２０７＃ｋで復調されたそれぞれの移動局装置１０に関するデータチャネル信号は、チャネル復号部２０９＃１～２０９＃ｋに出力される。そして、チャネル復号部２０９＃１～２０９＃ｋにてチャネル復号処理が施された後、パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）２１０にてパラレルシリアル変換されることで、各移動局装置１０からのデータチャネル信号（データ信号）が再生される。
　制御チャネル信号復調部２１１＃１～２１１＃ｋは、ＩＤＦＴ部２０６＃１～２０６＃ｋから入力された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル信号復調部２１１＃１～２１１＃ｋにおいては、チャネル推定部２０８＃１～＃ｋから通知されたチャネル変動量に基づいて制御チャネル信号を復調する。制御チャネル信号には、移動局装置１０からのフィードバック情報が含まれる。このフィードバック情報には、移動局装置１０で選択されたＲＩ、ＰＭＩ及びＣＱＩが含まれる。制御チャネル信号復調部２１１＃１～２１１＃ｋにより復調された各制御チャネル信号は、後述するランク／ＭＣＳ選択部２１４＃１～２１４＃ｋ及びプリコーディングウェイト選択部２１３に出力される。
　フェージング相関推定部２１２は、チャネル推定部２０８＃１～２０８＃ｋから通知されたチャネル変動量に基づいてチャネル伝搬路のフェージング相関値を推定する。そして、フェージング相関推定部２１２は、推定したフェージング相関値をプリコーディングウェイト選択部２１３に通知する。
　プリコーディングウェイト選択部２１３は、選択手段を構成するものであり、制御チャネル信号復調部２１１＃１～２１１＃ｋから出力されたフィードバック情報（ＲＩ及びＰＭＩ）と、フェージング相関推定部２１２から通知されたフェージング相関値とに基づいてランク（ＲＩ）及びウェイト（ＰＭＩ）をコードブックから選択する。そして、プリコーディングウェイト選択部２１３は、選択したランク（ＲＩ）及びウェイト（ＰＭＩ）をプリコーディングウェイト生成部２１５に通知する。
　例えば、本移動通信システム１に第１の態様に係る通信制御方法が適用される場合、プリコーディングウェイト選択部２１３は、グレイコーディングによりＰＭＩビット情報がウェイトに割り当てられたコードブックからウェイト（ＰＭＩ）を選択する。また、第２の態様に係る通信制御方法が適用される場合、送信エラーに基づく送信ビームの角度誤差の総和が最小となるようにＰＭＩビット情報がウェイトに割り当てられたコードブックからウェイト（ＰＭＩ）を選択する。さらに、第３の態様に係る通信制御方法が適用される場合、送信エラーに基づく送信ビームにおけるアレイ利得の総和が最大となるようにＰＭＩビット情報がウェイトに割り当てられたコードブックからウェイト（ＰＭＩ）を選択する。なお、本移動通信システムがダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムで構成される場合、プリコーディングウェイト選択部２１３は、上述したコードブックＷ１、Ｗ２からそれぞれウェイト（ＰＭＩ１）、ウェイト（ＰＭＩ２）を選択する。
　ランク／ＭＣＳ（Modulation　and　Coding　Scheme）選択部２１４＃１～２１４＃ｋは、制御チャネル信号復調部２１１＃１～２１１＃ｋから通知された制御チャネル信号に基づいてランク／ＭＣＳを選択する。選択されたランク／ＭＣＳは、後述するチャネル符号化部２１７＃１～２１７＃ｋ及びデータ変調部２１８＃１～２１８＃ｋに出力される。
　プリコーディングウェイト生成部２１５は、プリコーディングウェイト選択部２１３から通知されたランク（ＲＩ）及びウェイト（ＰＭＩ）に基づいて、実際に送信データに対してプリコーディングを行うウェイトを生成する。例えば、プリコーディングウェイト生成部２１５においては、干渉を除去するためのゼロフォーシング（Zero-forcing）を考慮したウェイトを生成する。選択されたウェイトは、後述するプリコーディング乗算部２２０＃１～２２０＃ｋに出力される。
　一方、ユーザ＃１～＃ｋに対する送信データ＃１～＃ｋは、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６に出力され、シリアル／パラレル変換された後、各ユーザ＃１～＃ｋに対応するチャネル符号化部２１７＃１～２１７＃ｋに出力される。このシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６におけるシリアル／パラレル変換は、図示しないスケジューラから通知される多重ユーザ数に基づいて行われる。また、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６におけるシリアル／パラレル変換処理では、ランク／ＭＣＳ選択部２１４＃１～２１４＃ｋから通知されるランク／ＭＣＳが参照される。
　シリアル／パラレル変換された送信データ＃１～＃ｋは、チャネル符号化部２１７＃１～２１７＃ｋでチャネル符号化された後、データ変調部２１８＃１～２１８＃ｋに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、ランク／ＭＣＳ選択部２１４＃１～２１４＃ｋから与えられるＭＣＳに基づいて行われる。データ変調部２１８＃１～２１８＃ｋでデータ変調された送信データ＃１～＃ｋは、不図示の離散フーリエ変換部で逆フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部２１９に出力される。
　サブキャリアマッピング部２１９においては、送信データ＃１～＃ｋを、図示しないスケジューラから与えられるスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部２１９は、図示しない参照信号生成部から入力される参照信号＃１～＃ｋを、送信データ＃１～＃ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃１～＃ｋがプリコーディング乗算部２２０＃１～２２０＃ｋに出力される。
　プリコーディング乗算部２２０＃１～２２０＃ｋは、プリコーディング手段を構成するものであり、プリコーディングウェイト生成部２１５から与えられるウェイトに基づいて、送信アンテナＴＸ＃１～ＴＸ＃Ｎ毎に送信データ＃１～＃ｋを位相及び／又は振幅シフトする（プリコーディングによる送信アンテナＴＸ＃１～送信アンテナＴＸ＃Ｎの重み付け）。そして、プリコーディング乗算部２２０により位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１～＃ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２１に出力される。
　マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２１においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１～＃ｋを合成し、送信アンテナＴＸ＃１～ＴＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２１により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２２２＃１～２２２＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）付加部２２３＃１～２２３＃ＮにてＣＰが付加された後、ＲＦ送信回路２２４＃１～２２４＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路２２４＃１～２２４＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０１＃１～２０１＃Ｎを介して送信アンテナＴＸ＃１～ＴＸ＃Ｎに出力され、送信アンテナＴＸ＃１～ＴＸ＃Ｎから下りリンクで移動局装置１０に送出される。なお、これらの送信系処理部は、送信信号を移動局装置１０に送信する送信手段を構成する。
　このように本実施の形態に係る基地局装置２０においては、第１～第３の態様に係る通信制御方法で用いられるコードブックからＰＭＩを選択し、このＰＭＩに基づいて生成されるウェイトに応じて送信データのプリコーディングを行うようにしたことから、移動局装置１０からのフィードバックエラーが発生した場合においても、本来のウェイトと極端に異なるウェイトでプリコーディングが行われることを回避することができる。これにより、移動局装置１０におけるスループットが著しく低下する事態を防止できるので、ＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制することが可能となる。
　以上説明したように、本発明に係る通信制御方法によれば、コードブックにおいて、ウェイトに割り当てられるＰＭＩビット情報が、移動局装置１０からのフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整されている。このため、移動局装置１０からのフィードバックエラーが発生した場合においても、本来のウェイトと極端に異なるウェイトでプリコーディングが行われることを回避することができる。これにより、移動局装置１０におけるスループットが著しく低下する事態を防止できるので、ＭＩＭＯ伝送を行う移動通信システムにおけるシステム全体のスループット特性の劣化を抑制することが可能となる。
　以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
　例えば、上記実施の形態においては、コードブックにおけるウェイトに割り当てられるＰＭＩビット情報を、送信エラーに基づく送信ビームの影響を抑制するように調整した場合について説明している。しかしながら、ウェイトに対してＰＭＩビット情報を割り当てる際の調整手法としては、これに限定されるものではなく、移動局装置１０からのフィードバックエラー（ＰＭＩビット情報の送信エラー以外のエラーも含む）による影響を抑制する任意の調整手法が含まれる。
　本出願は、２０１０年８月１６日出願の特願２０１０－１８１７８８に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (11)

  1. 　プリコーディングウェイトと当該プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩ(Precoding　Matrix　Indicator)とを複数定め、前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、第１の通信装置からのフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したコードブックを用いた通信制御方法であって、
    　前記コードブックから選択された前記ＰＭＩを第２の通信装置にフィードバックするステップと、フィードバックされた前記ＰＭＩが前記コードブック上で割り当てられた前記プリコーディングウェイトに基づいて送信信号のプリコーディングを行うステップと、前記送信信号を前記第１の通信装置に送信するステップとを具備することを特徴とする通信制御方法。
  2. 　前記コードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生した前記ＰＭＩに基づいて形成される送信ビームの影響を抑制するように調整したことを特徴とする請求項１記載の通信制御方法。
  3. 　前記コードブックに定められた隣り合う前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、互いのビット情報同士のハミング距離が常に１になるようにグレイコーディングにより配列したことを特徴とする請求項２記載の通信制御方法。
  4. 　前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生した前記ＰＭＩに基づいて形成される複数の送信ビームと所望の送信ビームとの角度差の総和が最小化するように調整したことを特徴とする請求項２記載の通信制御方法。
  5. 　前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生した前記ＰＭＩに基づいて形成される複数の送信ビームにおけるアレイ利得の総和が最大化するように調整したことを特徴とする請求項２記載の通信制御方法。
  6. 　前記コードブックを、第１のコードブック及び第２のコードブックで構成し、前記第１のコードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生した前記ＰＭＩに基づいて形成される送信ビームの影響を抑制するように調整したことを特徴とする請求項２記載の通信制御方法。
  7. 　前記コードブックを、第１のコードブック及び第２のコードブックで構成し、前記第２のコードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生した前記ＰＭＩに基づいて形成される送信ビームの影響を抑制するように調整したことを特徴とする請求項２記載の通信制御方法。
  8. 　プリコーディングウェイトと当該プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩ(Precoding　Matrix　Indicator)とを複数定めたコードブックから前記プリコーディングウェイトを選択する選択手段と、前記選択手段で選択された前記プリコーディングウェイトに基づいて送信信号のプリコーディングを行うプリコーディング手段と、前記プリコーディング手段でプリコーディングが行われた前記送信信号を移動局装置に送信する送信手段とを具備し、
    　前記コードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、前記移動局装置からのフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したことを特徴とする基地局装置。
  9. 　前記コードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生した前記ＰＭＩに基づいて形成される送信ビームの影響を抑制するように調整したことを特徴とする請求項８記載の基地局装置。
  10. 　プリコーディングウェイトと当該プリコーディングウェイトに割り当てられるＰＭＩ(Precoding　Matrix　Indicator)とを複数定めたコードブックから前記ＰＭＩを選択する選択手段と、前記選択手段で選択された前記ＰＭＩを基地局装置にフィードバックするフィードバック手段とを具備し、
    　前記コードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、前記基地局装置に対するフィードバックエラーによる影響を抑制するように調整したことを特徴とする移動局装置。
  11. 　前記コードブックにおける前記プリコーディングウェイトに割り当てられる前記ＰＭＩのビット情報を、フィードバックエラーが発生した前記ＰＭＩに基づいて形成される送信ビームの影響を抑制するように調整したことを特徴とする請求項１０記載の移動局装置。
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