(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムで高ランク適応コードブックを生成する方法であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの前記長期チャネル相関行列によって変換するステップと、
高ランク適応コードブックを構築するために前記変換された列ベクトルを使用するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記変換するステップ中に、前記高ランク・ベースライン・コードブックの第ｌ列ベクトルは、前記長期空間相関行列の第ｌレベルから第Ｍレベルまでによって変換され、ｌ≧１であり、Ｍは送信するアンテナの数である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記長期チャネル相関行列は、ユーザ機器ｋのＭ×Ｍ量子化された長期空間相関行列
【数１】
0005576558.tif 000097
であり、下の恒等変換を介して表すことができ、
【数２】
0005576558.tif 000098
ここで、
【数３】
0005576558.tif 000099
は、
【数４】
0005576558.tif 000100
、（ｉ＝１，…，Ｍ）の第ｉ固有値であり、
【数５】
0005576558.tif 000101
であり、
【数６】
0005576558.tif 000102
は、
【数７】
0005576558.tif 000103
の第ｉ固有ベクトルであり、
【数８】
0005576558.tif 000104
は、第ｉ固有ベクトル
【数９】
0005576558.tif 000105
に関係する共分散行列であり、
ランクｒを有する前記高ランク・ベースライン・コードブックは、下のように表され、
【数１０】
0005576558.tif 000106
ここで、
Ｓは、コードブック・セット内のコードブックの数であり、
ｃｊは、Ｍ×ｒ次元を有する高ランク・ベースライン・コードブックであり、
【数１１】
0005576558.tif 000107
は、ｃｊのＭ×１次元を有する第ｌ列ベクトルであり、ｌ＝１，…，ｒであり、
前記変換するステップ中に、
高ランク・ベースライン・コードブックｃｊの第ｌ列ベクトル
【数１２】
0005576558.tif 000108
は、特定のレベルの前記長期空間相関行列
【数１３】
0005576558.tif 000109
によって、正規化式
【数１４】
0005576558.tif 000110
に従って、前記第ｌ固有ベクトルの前記方向に整列させるように変換される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高ランク適応コードブックは、下の式に従ってすべての変換された列ベクトルを使用して構築され
【数１５】
0005576558.tif 000111
ここで、
【数１６】
0005576558.tif 000112
である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記長期チャネル相関行列は、測定されたチャネル応答を使用して生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記長期チャネル相関行列は、前記長期チャネル相関行列に関する情報を受信することによって獲得される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムでチャネル情報をフィード・バックする方法であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの前記長期チャネル相関行列によって変換し、それによって高ランク適応コードブックを構築するステップと、
すべての高ランク適応コードブックを基礎として高ランク適応コードブック・セットを構成するステップと、
現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを前記高ランク適応コードブック・セットから判定するステップと、
前記長期チャネル相関行列および前記インデックスに関する情報をフィード・バックするステップと
を含む方法。
【請求項８】
前記インデックスを判定するために、高ランク・チャネル量子化は、前記高ランク適応コードブックおよび短期チャネル応答によって実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記高ランク・チャネル量子化は、最小弦距離に従って実行される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
高ランクチャネル量子化を実行する前記ステップは、
前記現在のチャネルと一致する前記高ランク適応コードブックの前記インデックスを前記高ランク適応コードブック・セットから判定するために、前記高ランク適応コードブック
【数１７】
0005576558.tif 000113
によって式
【数１８】
0005576558.tif 000114
に従ってユーザ機器ｋの前記短期チャネル応答［Ｖｋ１…Ｖｋｒ］を量子化するステップ
を含み、Ｖｋ１…Ｖｋｒは、前記短期チャネル応答のｒ個の固有ベクトルを表し、
【数１９】
0005576558.tif 000115
であり、Ｓは、前記コードブック・セットのサイズであり、
【数２０】
0005576558.tif 000116
は、Ｍ×ｒ次元を有する前記高ランク適応コードブックである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記高ランク・チャネル量子化は、最大処理後信号対雑音比（ＳＩＮＲ）またはチャネル容量に従って判定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムでチャネル情報を処理する方法であって、
長期チャネル相関行列および高ランク適応コードブックのインデックスに関する情報を受信するステップと、
前記インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックの異なる列ベクトルを、前記長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの前記長期チャネル相関行列によって変換するステップと、
高ランク適応コードブックを構築するために前記変換された列ベクトルを使用するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムで高ランク適応コードブックを生成する装置であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの前記長期チャネル相関行列によって変換するように構成された整列コンポーネントと、
高ランク適応コードブックを構築するために前記変換された列ベクトルを使用するように構成された構築コンポーネントと
を含む装置。
【請求項１４】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムでチャネル情報をフィード・バックする装置であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの前記長期チャネル相関行列によって変換し、それによって高ランク適応コードブックを構築するように構成された構築コンポーネントと、
すべての高ランク適応コードブックを基礎として高ランク適応コードブック・セットを構成するように構成された生成コンポーネントと、
現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを前記高ランク適応コードブック・セットから判定するように構成された判定コンポーネントと、
前記長期チャネル相関行列および前記インデックスに関する情報をフィード・バックするように構成されたフィードバック・コンポーネントと
を含む装置。
【請求項１５】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムでチャネル情報を処理する装置であって、
長期チャネル相関行列および高ランク適応コードブックのインデックスに関する情報を受信するように構成された受信コンポーネントと、
前記インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックの異なる列ベクトルを、前記長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの前記長期チャネル相関行列によって変換するように構成された整列コンポーネントと、
高ランク適応コードブックを構築するために前記変換された列ベクトルを使用するように構成された構築コンポーネントと
を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線通信ネットワーク内の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）システムに関し、より具体的には、ＭＩＭＯシステムでの高ランク適応コードブックの生成およびフィードバックに関する。
【背景技術】
【０００２】
シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）およびマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）などのマルチアンテナ技法は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ要件を満足するための拡張ロング・ターム・エボリューションＬＴＥ−Ａの主要な技法として識別される。ＭＩＭＯシステムでは、通常、さまざまな送信データ・ストリームが、正しいプリコーディングによって処理され、それによりシステム性能を高めることができる。プリコーディングを実施するためには、送信する装置がチャネル状態情報を入手できることが必要とされ、これは、ユーザ機器がチャネル状態情報を基地局にフィード・バックすることを必要とする。チャネル情報フィードバックの正確さが、マルチアンテナ方式、特にＭＵ−ＭＩＭＯのシステム性能に大きい影響を有することが立証されている。
【０００３】
しかし、実際には、チャネル状態情報フィードバックのためのリソースが非常に不足している。制限されたフィードバック容量を用いて、ユーザ機器は、一般に、フィードバックの正確さを高めるために、まずチャネル状態情報を量子化する。量子化の一般的な手法は、コードブックによって実施される。この手法では、コードブックのセット（コードブック・セットとも称する）が、基地局およびユーザ機器に事前に格納され、受信する装置は、現在のチャネル状態に従ってある判断基準の下で一致するプリコーディング行列を選択し、その後、送信する装置にプリコーディング・マトリックス・インデックス（ＰＭＩ）をフィード・バックする。
【０００４】
１つの通常のコードブック・フィードバック方式は、固定コードブックを使用する。フィードバック・ビットの数が多ければ多いほど、より大きいコードブック・セットをサポートすることができる。この方式は、実装が簡単でありフィードバック・オーバーヘッドが小さいという特徴を有する。しかし、固定コードブック方式では、シナリオに適合するコードブックの能力およびそのシステム性能向上が、むしろ制限される。すべてのアンテナ構成および応用シナリオについて最適化された一定のコードブックを有することは、不可能である。
【０００５】
もう１つのコードブック・フィードバック方式は、適応コードブックを使用し、長期広帯域空間相関行列が、チャネル情報の量子化およびフィードバックを助けるために使用される。適応コードブックは、異なるユーザのチャネル情報によりよく対処するために、各ユーザの長期空間相関行列に従って適応的に変化することができる。この方式を、空間相関ベースの適応コードブック・フィードバックとも称し、これは、ＳＵ／ＭＵ−ＭＩＭＯのチャネル・フィードバックの正確さを改善し、システム性能を高めるために、多くの会社によって３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａで広くサポートされてきた。
【０００６】
現在の適応コードブック方式では、ベースライン・コードブックは、長期空間相関行列を用いて変換され、コードブックは、回転され、変換されたコードブックは、好ましいビームフォーミング方向に整列され、このビームフォーミング方向は、長期空間相関行列の支配的固有ベクトルである。入手される適応コードブックを、チャネル量子化中に、超球全体ではなく球形キャップだけから選択することができる。したがって、適応コードブックを、ランク１チャネル情報または支配的固有ベクトル情報を量子化するのに自然に使用することができる。
【０００７】
空間相関ベースの適応フィードバックは、空間相関情報を用いない通常のコードブック・フィードバックに対して、ランク１送信で明確なシステム性能向上を実際に示した。しかし、現在の適応コードブック方式では、高ランク（１を超える）チャネル・フィードバックについて、支配的固有ベクトルに加えて、固有ベクトルのいくつかのより低いレベル（レベル１）も、量子化され、フィード・バックされる必要がある。適応コードブックは、固有ベクトルのより低いレベルの方向には整列されないので、現在の高ランク適応コードブックは、高ランク送信に適していない。高ランク送信では、現在の空間相関ベースの適応コードブック・フィードバックは、かなりのシステム性能向上を達成できず、おそらくは、空間相関情報を用いない通常のコードブック・フィードバックより低い性能さえ達成できない。高ランク・チャネル・フィードバック品質をどのようにしてさらに改善すべきかが、フィードバック機構設計のクリティカルな課題になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、高ランク・チャネル・フィードバック品質および対応するシステム性能をさらに改善するために、機能強化された適応コードブックの生成およびフィードバックの機構を提案する。
【０００９】
本発明の実施形態は、ＭＩＭＯ通信システムで高ランク適応コードブックを生成する方法であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換するステップと、
高ランク適応コードブックを構成するために変換された列ベクトルを使用するステップと
を含む方法を提供する。
【００１０】
本発明のもう１つの実施形態は、ＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報をフィード・バックする方法であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換し、それによって高ランク適応コードブックを構成するステップと、
すべての高ランク適応コードブックを基礎として高ランク適応コードブック・セットを構成するステップと、
現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを高ランク適応コードブック・セットから判定するステップと、
長期チャネル相関行列およびインデックスに関する情報をフィード・バックするステップと
を含む方法を提供する。
【００１１】
本発明の実施形態は、ＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報を処理する方法であって、
長期チャネル相関行列および高ランク適応コードブックのインデックスに関する情報を受信するステップと、
インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックの異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換するステップと、
高ランク適応コードブックを構成するために変換された列ベクトルを使用するステップと
を含む方法を提供する。
【００１２】
本発明の実施形態は、ＭＩＭＯ通信システムで高ランク適応コードブックを生成する装置であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換するように構成された整列コンポーネントと、
高ランク適応コードブックを構築するために変換された列ベクトルを使用するように構成された構築コンポーネントと
を含む装置を提供する。
【００１３】
本発明の実施形態は、ＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報をフィード・バックする装置であって、
高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換し、それによって高ランク適応コードブックを構築するように構成された構築コンポーネントと、
すべての高ランク適応コードブックを基礎として高ランク適応コードブック・セットを構築するように構成された生成コンポーネントと、
現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを高ランク適応コードブック・セットから判定するように構成された判定コンポーネントと、
長期チャネル相関行列およびインデックスに関する情報をフィード・バックするように構成されたフィードバック・コンポーネントと
を含む装置を提供する。
【００１４】
本発明の実施形態は、ＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報を処理する装置であって、
長期チャネル相関行列および高ランク適応コードブックのインデックスに関する情報を受信するように構成された受信コンポーネントと、
インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックの異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換するように構成された整列コンポーネントと、
高ランク適応コードブックを構築するために変換された列ベクトルを使用するように構成された構築コンポーネントと
を含む装置を提供する。
【００１５】
本発明の他の目的、特徴、および利益は、添付図面に関連して本発明の非制限的実施形態の次の詳細な説明を参照することによって、より明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムで高ランク適応コードブックを生成する方法を示す流れ図である。
【図２】本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報をフィード・バックする方法を示す流れ図である。
【図３】本発明のもう１つの実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報を処理する方法を示す流れ図である。
【図４】本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムで高ランク適応コードブックを生成する装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報をフィード・バックする装置を示すブロック図である。
【図６】本発明のもう１つの実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報を処理する装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムを示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態を適用できるＭＩＭＯシステムの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態によるＭＩＭＯシステムでの高ランク適応コードブックの生成およびフィードバックの方法および装置を、添付図面に関連して具体的な実施形態を参照して下で説明する。
【００１８】
本発明の実施形態では、高ランク・チャネル・フィードバック品質および対応するシステム性能をさらに改善するために、機能強化された適応コードブック生成およびフィードバック機構を提案する。高ランク・ベースライン・コードブック・セットは、複数の高ランク・ベースライン・コードブックからなる。各高ランク・ベースライン・コードブックは、複数の列ベクトルからなる。各列ベクトルを、チャネルの異なる固有ベクトルを量子化するのに使用することができる。量子化の正確さを改善するために、高ランク・ベースライン・コードブックの異なる列ベクトルは、異なるレベルの固有ベクトルの異なるビームフォーミングに整列させるために、異なるレベルの空間相関行列によって変換される。すべての変換された列ベクトルは、新しい高ランク適応コードブックを構成し、この新しい高ランク適応コードブックは、高ランク・チャネル情報をより正確に描写することができる。この種類の高ランク適応コードブックを、さまざまなアンテナ構成および応用シナリオに使用することができる。一例として、アンテナ展開を、たとえば、同偏波（ｃｏ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）または交差偏波（ｃｒｏｓｓ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）とすることができる。送信アンテナ数を、たとえば４Ｔｘまたは８Ｔｘアンテナとすることができる。本発明の実施形態は、任意の許容される数のストリームを送信するシナリオ（すなわち、すべての送信ランク）に適用することができる。さらに、本発明の実施形態は、任意のマルチアンテナ方式、たとえばＳＵ−ＭＩＭＯまたはＭＵ−ＭＩＭＯに適用することができる。
【００１９】
ＭＩＭＯシステムのランクが、ＭＩＭＯシステムに対応する独立の式の数と定義される（代数ランク）ことに留意されたい。ランクの大きさは、システム内で空間分割多重化できるデータ・ストリームの数を制限する。ランクは、必ず、Ｔｘアンテナの数とＲｘアンテナの数との両方以下である。本発明の文脈では、そうではないと明示的に指定されない限り、用語「ランク」は、一般に、送信データ・ストリームの数を指し、用語「高ランク」は、一般に、送信データ・ストリームの数が１より多いことを意味する。送信データ・ストリームの数が１より多い時に、システムによって使用されるコードブックは、通常、高ランクを有する。
【００２０】
さらに、コードブック・セットが複数のコードブックを含み、コードブックが列ベクトルを含むことを理解されたい。通常、コードブック・セットが大きければ大きいほど（すなわち、含まれるコードブックが多ければ多いほど）、より高い量子化の正確さが達成される。
【００２１】
本発明の具体的な実施形態を、下で添付図面に関連して詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムで高ランク適応コードブックを生成する方法の流れ図を示す。図１に示されているように、ステップ１０１では、高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換して、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させる。ステップ１０２では、高ランク適応コードブックを、変換された列ベクトルを使用して構築する。
【００２３】
本発明の実施形態では、ベースライン・コードブック・セットは、送信する装置および受信する装置によって事前に格納される。ベースライン・コードブック・セットを、具体的なアンテナ構成および応用シナリオに従って事前に決定することができる。たとえば、ベースライン・コードブック・セットを、基地局によってオフラインで事前に決定し、その後にユーザ機器に転送することができる。
【００２４】
長期チャネル相関行列を、測定されたチャネル応答に従って生成し、または他の装置から受信することによって入手することができる。たとえば、受信する装置は、送信リンクの基準信号（たとえば、パイロット信号）を測定することによって、長期チャネル相関行列を判定することができる。送信する装置は、受信する装置からのフィードバックによって長期チャネル相関行列に関する情報を入手することができる。
【００２５】
本発明の実施形態による方法では、チャネル相関行列は、その固有ベクトルに従って複数のレベルに分割される。Ｔｘアンテナの数がＭである場合には、チャネル相関行列は、Ｍ×Ｍ行列である。チャネル相関行列が、ｒ個の固有値およびｒ個の対応する固有ベクトルを有する場合には、最大の固有値の固有ベクトルに関係する共分散行列が、第１レベルに割り当てられ、２番目に大きい固有値の固有ベクトルに関係する共分散行列が、第２レベルに割り当てられ、以下同様にして、チャネル相関行列は、Ｍ個のレベルに分割される。したがって、異なる固有値に対応するこれらの固有ベクトルを、固有ベクトルの異なるレベルと称する。
【００２６】
本発明の実施形態によれば、ステップ１０１での変換中に、高ランク・ベースライン・コードブックの第ｌ列ベクトルは、長期空間相関行列のｌからＭまでのレベルによって変換され、ここで、ｌ≧１であり、Ｍは、Ｔｘアンテナの数であり、Ｍは、長期空間相関行列のレベルの最大数にも対応する。
【００２７】
この実施形態の例では、送信する装置は、たとえば、Ｍ個のＴｘアンテナを有するセルの基地局であり、受信する装置は、たとえば、Ｎ個のＲＸを有するユーザ機器ＵＥであり、送信データ・ストリームの数は、ｒであり、ｒは、Ｍ未満である。各ＵＥは、ダウンリンク（ＤＬ）基準信号に従ってＤＬチャネルを検出し、複数のサブバンドおよび複数のサブフレームにまたがって平均をとられる長期広帯域空間相関行列を計算し、その後、量子化し、そのサービング・セルにフィード・バックすることができる。
【００２８】
たとえば、ユーザ機器ｋのＭ×Ｍ量子化された長期空間相関行列
【数１】
0005576558.tif 000002
を、恒等変換を介して下のように表すことができる。
【数２】
0005576558.tif 000003
ここで、
【数３】
0005576558.tif 000004
は、
【数４】
0005576558.tif 000005
の第ｉ固有値（ｉ＝１，…，Ｍ）であり、
【数５】
0005576558.tif 000006
であり、
【数６】
0005576558.tif 000007
は、
【数７】
0005576558.tif 000008
の第ｉ固有ベクトルであり、
【数８】
0005576558.tif 000009
は、第ｉ固有ベクトル
【数９】
0005576558.tif 000010
に関係する共分散行列である。
【００２９】
システムによって使用される高ランク・ベースライン・コードブックを、下のように表すことができる。
【数１０】
0005576558.tif 000011
ここで、
Ｓは、ベースライン・コードブック・セットに含まれるコードブックの数すなわちコードブック・セットの大きさである。Ｓは、通常は２のべきと等しく、たとえば、Ｓ＝２Ｂである。Ｂは、通常、量子化および量子化情報のフィードバックに必要なビット数を示す。
ｃｊは、Ｍ×ｒ次元を有するコードブックである。
【数１１】
0005576558.tif 000012
は、高ランク・ベースライン・コードブックｃｊのＭ×１次元を有する第ｌ列ベクトルであり、ｌ＝１，…，ｒである。
【００３０】
本発明の実施形態によれば、ベースライン・コードブック・セット内の各ベースライン・コードブックは、各ユーザの長期空間相関行列に従って変換され、これによって、対応する適応コードブックを得る。対応する適応コードブックは、適応コードブック・セットを構成する。異なるレベルの固有ベクトルに対応するビームフォーミング方向に整列させるように、ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、異なるレベルの空間相関行列によって回転しなければならない。
【００３１】
本発明の実施形態によれば、ベースライン・コードブックｃｊの第１列
【数１２】
0005576558.tif 000013
は、支配的固有ベクトル方向に整列させるように長期空間相関全体
【数１３】
0005576558.tif 000014
によって変換される、すなわち、
【数１４】
0005576558.tif 000015
であり、ここで、ｎｏｒｍａｌｉｚｅ（・）は、正規化の演算である。
【００３２】
第１列
【数１５】
0005576558.tif 000016
を除いて、すべての列ベクトルは、長期空間相関全体
【数１６】
0005576558.tif 000017
ではなく、その一部のみによって変換される。たとえば、ベースライン・コードブックｃｊの第ｌ（ｌ＞１）列ベクトルは、特定のレベルの長期空間相関行列
【数１７】
0005576558.tif 000018
によって、正規化式
【数１８】
0005576558.tif 000019
に従って変換されて、第ｌ固有ベクトルの方向に整列される。
【００３３】
本発明の実施形態では、コードブックｃｊの最後の列（または第ｒ列）は、第ｒ固有ベクトルの方向に整列させるように特定のレベルの空間相関行列
【数１９】
0005576558.tif 000020
によって変換される、すなわち
【数２０】
0005576558.tif 000021
である。
【００３４】
一実施形態によれば、新しい高ランク適応コードブックは、すべての変換された列ベクトルを使用して構築される。
【数２１】
0005576558.tif 000022
ここで、
【数２２】
0005576558.tif 000023
である。
【００３５】
ベースライン・コードブック・セット内の各コードブックが、対応する高ランク適応コードブックになるために変換される場合に、新しい高ランク適応コードブック・セットが得られる。
【００３６】
本発明の他の実施形態では、上の方法が、他のステップをさらに含むことができることを理解されたい。たとえば、ベースライン・コードブック・セットが事前に生成されない場合には、上の方法は、ベースライン・コードブック・セットを決定するステップをさらに含むことができる。もう１つの例について、適応コードブックとしてユニタリ行列を有することが望まれる場合には、グラム−シュミット（Ｇｒａｍ−Ｓｃｈｍｉｔ）方式（またはＱＲ分解）、特異値分解（ＳＶＤ）、ゼロ・フォーシング（ＺＦ）方式、その他などのある種類の直交化演算を、新しい高ランク適応コードブックについてさらに適用することができる。
【００３７】
ベースライン・コードブック・セットおよび長期空間相関情報は、ユーザ機器とセル（基地局に対応する）との両方について同時に知られるので、新しい適応コードブックを、同一の生成ルールに従ってユーザおよびセルによって獲得することもできる。
【００３８】
図２に、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報をフィード・バックする方法の流れ図を示す。図２に示されているように、ステップ２０１では、高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換し、それによって、高ランク適応コードブックを構築する。ステップ２０２では、高ランク適応コードブック・セットを、すべての高ランク適応コードブックを基礎として構成する。ステップ２０３では、現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを、高ランク適応コードブック・セットから判定する。ステップ２０４では、長期チャネル相関行列およびインデックスに関する情報をフィード・バックする。
【００３９】
本発明の実施形態によれば、上の方法は、受信する装置内で実施される。
【００４０】
送信する装置が、たとえば、Ｍ個の送信するアンテナを有するセルの基地局であり、受信する装置が、たとえば、Ｎ個のＲｘアンテナを有するユーザ機器ＵＥであり、送信データ・ストリームの数は、ｒであり、ｒは、Ｍ以下であるシステムをさらに考えてみる。受信する装置は、そのランクがｒである適応コードブックをステップ２０１を介して入手することができる。具体的な詳細は、図１に関して説明され、したがって、ここでは詳細に説明しない。ステップ２０１で、ベースライン・コードブック・セット内の各コードブックが、対応する高ランク適応コードブックを得るために変換される場合に、ステップ２０２で、すべての高ランク適応コードブックが、高ランク適応コードブック・セットを構築する。
【００４１】
本発明の実施形態によれば、ステップ２０３で、インデックスを判定するために、入手された高ランク適応コードブックおよび短期チャネル応答によって、高ランク・チャネル量子化を実行することができる。チャネル量子化は、さまざまな方法に従って実行することができる。
【００４２】
本発明の実施形態によれば、高ランク・チャネル量子化を、最小弦距離に従って実行することができ、あるいは、正しい高ランク・プリコーダは、最大処理後信号対雑音比（ＳＩＮＲ）またはチャネル容量に従って、チャネル情報と一致するように直接に選択される。
【００４３】
本発明の実施形態によれば、最小弦距離ルールを、ランクｒチャネル量子化について適用することができる。現在のチャネルを、現在の短期チャネル固有ベクトルに従って表すことができる。一実施形態では、ダウンリンク・チャネル測定から、ユーザ機器ｋは、短期サブバンドのｒ個の異なる固有ベクトル［Ｖｋ１…Ｖｋｒ］を獲得することができる。次に、現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックを判定するために、１番目からｒ番目までの固有ベクトルを、共線性ルールに従って、入手されたランクｒ適応コードブックによって量子化することができる。
【数２３】
0005576558.tif 000024
【００４４】
本発明の実施形態によれば、ステップ２０４で、ユーザ機器ｋは、現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックの判定されたインデックスを基地局にフィード・バックすることができる。それと同時に、ユーザ機器ｋは、長期チャネル相関行列に関する情報をフィード・バックすることができる。
【００４５】
他端では、基地局は、フィード・バックされたインデックスの受信時に、ベースライン・コードブック・セット内の対応するコードブックを判定することができる。このコードブックは、長期チャネル相関行列に関する受信された情報を使用して変換され、適応コードブックが、ユーザ機器ｋで適用されるものと同一のルールに従って生成される。したがって、基地局は、そのサービング・セルの好ましい送信するプリコーダまたはチャネル量子化として適応コードブックを使用することができる。ユーザ機器ｋの送信するプリコーダを、
【数２４】
0005576558.tif 000025
と表すことができ、あるいは、ＭＵ−ＭＩＮＯのゼロ・フォーシング（ＺＦ）によって他のユーザと共にさらにスケジューリングすることができる。
【００４６】
詳細な説明は、下で図３に関連して提示する。
【００４７】
図３に、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報を処理する方法の流れ図を示す。図３に示されているように、ステップ３０１では、長期チャネル相関行列に関する情報および高ランク適応コードブックのインデックスに関する情報を受信する。ステップ３０２では、インデックスに対応する高ランク適応コードブックの異なる列ベクトルを、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換して、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させる。ステップ３０３では、高ランク適応コードブックを、変換された列ベクトルを使用して構築する。
【００４８】
本発明の実施形態によれば、上の方法は、送信する装置で実施される。
【００４９】
本発明の実施形態によれば、ステップ３０２で、高ランク・ベースライン・コードブックのｌ列ベクトルが、長期空間相関行列のｌからＭまでのレベルによって変換され、ｌ≧１であり、Ｍは、Ｔｘアンテナの数であり、Ｍは、長期空間相関行列のレベルの総数にも対応する。
【００５０】
本発明の実施形態によれば、長期チャネル相関行列は、ユーザ機器ｋの量子化されたＭ×Ｍ長期空間相関行列
【数２５】
0005576558.tif 000026
であり、これは、次のように表される。
【数２６】
0005576558.tif 000027
ここで、
【数２７】
0005576558.tif 000028
は、
【数２８】
0005576558.tif 000029
の第ｉ固有値（ｉ＝１，…，Ｍ）であり、
【数２９】
0005576558.tif 000030
であり、
【数３０】
0005576558.tif 000031
は、
【数３１】
0005576558.tif 000032
の第ｉ固有ベクトルであり、
【数３２】
0005576558.tif 000033
は、第ｉ固有ベクトル
【数３３】
0005576558.tif 000034
に関係する共分散である。
【００５１】
インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックｃｊは、下記として表される。
【数３４】
0005576558.tif 000035
ここで、
ｃｊは、Ｍ×ｒ次元を有する高ランク・ベースライン・コードブックであり、
【数３５】
0005576558.tif 000036
は、ｃｊのＭ×１次元を有するｌ列ベクトル（ｉ＝１,…，ｒ）であり、
変換では、
高ランク・ベースライン・コードブックｃｊの第ｌ（ｌ＞１）列ベクトル
【数３６】
0005576558.tif 000037
は、特定のレベルの長期空間相関行列
【数３７】
0005576558.tif 000038
によって、正規化式
【数３８】
0005576558.tif 000039
に従って変換されて、第ｌ固有ベクトルの方向に整列される。
【００５２】
図４に、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムで高ランク適応コードブックを生成する装置４００のブロック図を示す。図４に示されているように、装置４００は、整列コンポーネント４０１および構築コンポーネント４０２を含む。整列コンポーネント４０１は、高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換するように構成される。構築コンポーネント４０２は、変換された列ベクトルによって高ランク適応コードブックを構築するように構成される。
【００５３】
本発明の実施形態によれば、整列コンポーネントが変換を実行している時には、高ランク・ベースライン・コードブックの、第１列を除くすべての列ベクトルは、長期空間相関行列全体によって変換されるのではなくその部分的レベルのみによって変換される。たとえば、ｌ列ベクトルは、より小さい固有値に対応する（Ｍ−ｌ＋１）個のレベルによって変換され、Ｍは、Ｔｘアンテナの数である。
【００５４】
本発明の実施形態によれば、長期空間相関行列が、上で示したように固有値に従って最高から最低へとレベルに分割される時に、高ランク・ベースライン・コードブックの第ｌ列ベクトルは、第ｌ固有ベクトルの方向に整列させるように、長期空間相関行列の第ｌレベルから第Ｍレベルまでによって変換される。
【００５５】
本発明の実施形態によれば、長期チャネル相関行列は、ユーザ機器ｋのＭ×Ｍ量子化された長期空間相関行列
【数３９】
0005576558.tif 000040
であり、これを、下のように恒等変換を介して表すことができる。
【数４０】
0005576558.tif 000041
ここで、
【数４１】
0005576558.tif 000042
は、
【数４２】
0005576558.tif 000043
の第ｉ固有値（ｉ＝１，…，Ｍ）であり、
【数４３】
0005576558.tif 000044
であり、
【数４４】
0005576558.tif 000045
は、
【数４５】
0005576558.tif 000046
の第ｉ固有ベクトルであり、
【数４６】
0005576558.tif 000047
は、第ｉ固有ベクトル
【数４７】
0005576558.tif 000048
に関係する共分散行列である。
【００５６】
ランクｒを有する高ランク・ベースライン・コードブックは、下のように表される。
【数４８】
0005576558.tif 000049
ここで、
Ｓは、コードブック・セット内のコードブックの数であり、
ｃｊは、Ｍ×ｒ次元を有する高ランク・ベースライン・コードブックであり、
【数４９】
0005576558.tif 000050
は、ｃｊのＭ×１次元を有する第ｌ列ベクトルであり、ｌ＝１，…，ｒであり、
変換では、
高ランク・ベースライン・コードブックｃｊの第ｌ（ｌ＞１）列ベクトル
【数５０】
0005576558.tif 000051
は、特定のレベルの長期空間相関行列
【数５１】
0005576558.tif 000052
によって、正規化式
【数５２】
0005576558.tif 000053
に従って変換されて、第ｌ固有ベクトルの方向に整列される。
【００５７】
本発明の実施形態によれば、装置４００は、測定されたチャネル応答に従って長期チャネル相関行列を生成する。
【００５８】
本発明の実施形態によれば、装置４００は、長期チャネル相関行列に関する情報を受信することによって、長期チャネル相関行列を入手する。
【００５９】
図５に、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報をフィード・バックする装置５００のブロック図を示す。図５に示されているように、装置５００は、構成コンポーネント５０１、生成コンポーネント５０２、判定コンポーネント５０３、およびフィードバック・コンポーネント５０４を含む。構成コンポーネント５０１は、高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換し、それによって高ランク適応コードブックを構築する。生成コンポーネント５０２は、すべての高ランク適応コードブックを基礎として高ランク適応コードブック・セットを構築する。判定コンポーネント５０３は、高ランク適応コードブック・セットから現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを判定する。フィードバック・コンポーネント５０４は、長期チャネル相関行列およびインデックスに関する情報をフィード・バックする。
【００６０】
本発明の実施形態によれば、高ランク・チャネル量子化は、インデックスを判定するために、高ランク適応コードブックおよび短期チャネル応答によって実行される。
【００６１】
本発明の実施形態によれば、高ランク・チャネル量子化は、最小弦距離に従って実行される。
【００６２】
本発明の実施形態によれば、高ランク・チャネル量子化の実行は、現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを高ランク適応コードブック・セットから判定するために、高ランク適応コードブック
【数５３】
0005576558.tif 000054
によって次の式
【数５４】
0005576558.tif 000055
に従って短期チャネル応答の固有ベクトル［Ｖｋ１…Ｖｋｒ］を量子化することを含み、ここで、
【数５５】
0005576558.tif 000056
であり、Ｍは、Ｔｘアンテナの数であり、ｒは、通信システムのランクである。
【００６３】
本発明の実施形態によれば、高ランク・チャネル量子化は、最大処理後信号対雑音比（ＳＩＮＲ）またはチャネル容量に従って判定される。判定された一致する高ランク適応コードブックは、高ランク・プリコーダとして選択される。
【００６４】
図６に、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システムでチャネル情報を処理する装置６００のブロック図を示す。図６に示されているように、装置６００は、受信コンポーネント６０１、整列コンポーネント６０２、および構築コンポーネント６０３を含む。受信コンポーネント６０１は、長期チャネル相関行列および高ランク適応コードブックのインデックスに関する情報を受信する。整列コンポーネント６０２は、インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックの異なる列ベクトルを異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換して、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させる。構成コンポーネント６０３は、変換された列ベクトルを使用して高ランク適応コードブックを構成する。
【００６５】
本発明の実施形態によれば、整列コンポーネント６０２が変換を実行している時に、高ランク・ベースライン・コードブックの、第１列を除くすべての列ベクトルは、長期空間相関全体によって変換されるのではなく長期空間相関行列の部分的レベルのみによって変換され、たとえば、より小さい固有値に対応する（Ｍ−ｌ＋１）個のレベルによって変換され、Ｍは、送信アンテナの数である。
【００６６】
本発明の実施形態によれば、長期空間相関行列が、上で示したように固有値に従って最高から最低へとレベルに分割される時に、高ランク・ベースライン・コードブックの第ｌ列ベクトルは、第ｌ固有ベクトルの方向に整列させるように、長期空間相関行列の第ｌレベルから第Ｍレベルまでによって変換される。
【００６７】
長期チャネル相関行列は、ユーザ機器ｋの量子化されたＭ×Ｍ長期空間相関行列
【数５６】
0005576558.tif 000057
であり、これを、下のように表すことができる。
【数５７】
0005576558.tif 000058
ここで、
【数５８】
0005576558.tif 000059
は、
【数５９】
0005576558.tif 000060
の第ｉ固有値（ｉ＝１，…，Ｍ）であり、
【数６０】
0005576558.tif 000061
であり、
【数６１】
0005576558.tif 000062
は、
【数６２】
0005576558.tif 000063
の第ｉ固有ベクトルであり、
【数６３】
0005576558.tif 000064
は、第ｉ固有ベクトル
【数６４】
0005576558.tif 000065
に関係する共分散行列であり、
インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックｃｊは、下記として表される。
【数６５】
0005576558.tif 000066
ここで、
ｃｊは、Ｍ×ｒ次元を有する高ランク・ベースライン・コードブックであり、
【数６６】
0005576558.tif 000067
は、ｃｊのＭ×１次元を有する第ｌ列ベクトル、ｌ＝１，…，ｒであり、
変換では、高ランク・ベースライン・コードブックｃｊの第ｌ列ベクトル
【数６７】
0005576558.tif 000068
は、特定のレベルの長期空間相関行列
【数６８】
0005576558.tif 000069
によって、正規化式
【数６９】
0005576558.tif 000070
に従って変換されて、第ｌ固有ベクトルの方向に整列される。
【００６８】
図７に、本発明の実施形態によるＭＩＭＯ通信システム７００のブロック図を示す。図７に示されているように、システム７００は、装置５００および装置６００を含む。装置５００は、構築コンポーネント５０１、生成コンポーネント５０２、判定コンポーネント５０３、およびフィードバック・コンポーネント５０４を含む。装置６００は、受信コンポーネント６０１、整列コンポーネント６０２、および構築コンポーネント６０３を含む。
【００６９】
図７に示された実施形態では、構築コンポーネント５０１は、高ランク・ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させるように、異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換し、それによって高ランク適応コードブックを構成する。生成コンポーネント５０２は、すべての高ランク適応コードブックを基礎として高ランク適応コードブック・セットを構築する。判定コンポーネント５０３は、高ランク適応コードブック・セットから現在のチャネルと一致する高ランク適応コードブックのインデックスを判定する。フィードバック・コンポーネント５０４は、長期チャネル相関行列およびインデックスに関する情報を装置６００にフィード・バックする。
【００７０】
その後、受信する装置６００は、フィードバック・チャネルからフィード・バックされた情報を処理する。具体的には、受信コンポーネント６０１は、長期チャネル相関行列および高ランク適応コードブックのインデックスに関する情報を受信する。整列コンポーネント６０２は、インデックスに対応する高ランク・ベースライン・コードブックの異なる列ベクトルを異なるレベルの長期チャネル相関行列によって変換して、長期チャネル相関行列の異なる固有ベクトルの方向に整列させる。構築コンポーネント６０３は、変換された列ベクトルを使用して高ランク適応コードブックを構築する。
【００７１】
図８に、本発明の実施形態を適用できるＭＩＭＯシステム８００の概略図を示す。システム８００は、送信する装置Ｔｘおよび受信する装置Ｒｘを含む。送信する装置は、Ｍ個（Ｍは、１以上の整数である）の送信するアンテナ、たとえばこの図に示された４つの送信するアンテナを含む。受信する装置Ｒｘは、Ｎ個（Ｎは、１以上の整数である）の受信するアンテナ、たとえばこの図に示された２つの受信するアンテナを含む。ＭＩＭＯチャネルＨが、送信する装置Ｔｘと受信する装置Ｒｘとの間で構築される。受信する装置Ｒｘは、ＭＩＭＯチャネルＨに関する情報を送信する装置Ｔｘにフィード・バックすることができる。一実施形態では、システム８００は、同一のサブ周波数帯および同一フレームに２つのデータ・ストリームを送信する、すなわち、ランクｒは２である。
【００７２】
本発明の実施形態を、ダウンリンク送信に適用することができる。この場合に、たとえば、送信する装置Ｔｘを基地局とすることができ、受信する装置Ｒｘをユーザ機器とすることができる。図８は、１つの受信する装置だけを示すが、本発明が、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）方式に対応できるだけではなく、本発明をマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）方式に適用することもできることに留意されたい。ＭＵ−ＭＩＭＯの場合に、各ユーザ機器は、本発明の実施形態による空間相関ベースのコードブックの生成およびフィードバックの方式を独立に使用することができる。
【００７３】
本発明の実施形態を、アップリンク送信に適用することもできる。この場合に、たとえば、送信する装置Ｔｘをユーザ機器とすることができ、受信する装置Ｒｘを基地局とすることができる。
【００７４】
本発明の実施形態によれば、高ランクＳＵ／ＭＵ−ＭＩＭＯについて、空間相関ベースの適応コードブック設計およびフィードバック機構は、下のように説明される。
【００７５】
長期空間相関行列フィードバック
各ＵＥは、ダウンリンク（ＤＬ）基準信号に従ってＤＬチャネルを検出し、複数のサブバンドおよび複数のサブフレームにまたがって平均をとられる長期広帯域空間相関行列を計算し、その後、量子化し、そのサービング・セルにフィード・バックする。
【００７６】
たとえば、ユーザ機器ｋは、そのＭ×Ｍ次元の量子化された長期空間相関行列
【数７０】
0005576558.tif 000071
を有する。
【数７１】
0005576558.tif 000072
ここで、
【数７２】
0005576558.tif 000073
は、
【数７３】
0005576558.tif 000074
の第ｉ固有値（ｉ＝１，…，Ｍ）であり、
【数７４】
0005576558.tif 000075
であり、
【数７５】
0005576558.tif 000076
は、
【数７６】
0005576558.tif 000077
の第ｉ固有ベクトルであり、
【数７７】
0005576558.tif 000078
は、第ｉ固有ベクトル
【数７８】
0005576558.tif 000079
に関係する共分散行列である。
【００７７】
高ランク適応コードブック設計
ランクｒを有するベースライン・コードブックは、次のように表される。
【数７９】
0005576558.tif 000080
ここで、
ｃｊは、サイズＳ＝２Ｂを有するＭ×ｒコードブック行列であり、
【数８０】
0005576558.tif 000081
は、コードブックｃｊのＭ×１次元を有する第ｊ列ベクトルである（ｉ＝１，…，ｒ）。
【００７８】
適応コードブックは、各ユーザの長期空間相関行列に従って変換される。
【００７９】
異なるレベルの固有ベクトルに対応するビームフォーミング方向に整列させるように、ベースライン・コードブック内の異なる列ベクトルを、異なるレベルの空間相関行列によって回転しなければならない。
【００８０】
たとえば、コードブックｃｊの第１列は、支配的固有ベクトル方向に整列させるように空間相関全体
【数８１】
0005576558.tif 000082
によって変換される、すなわち、
【数８２】
0005576558.tif 000083
であり、ここで、ｎｏｒｍａｌｉｚｅ（・）は、正規化の演算である。
【００８１】
コードブックｃｊの最後の列（または第ｒ列）は、第ｒ固有ベクトルの方向に整列させるように特定のレベルの空間相関行列
【数８３】
0005576558.tif 000084
によって変換される、すなわち
【数８４】
0005576558.tif 000085
である。
【００８２】
最後に、上で変換された列ベクトルのすべてが、新しい高ランク適応コードブックを構築する
【数８５】
0005576558.tif 000086
ここで、
【数８６】
0005576558.tif 000087
である。
【００８３】
符号語としてユニタリ行列を有することが望まれる場合には、グラム−シュミット（Ｇｒａｍ−Ｓｃｈｍｉｔ）方式（またはＱＲ分解）、特異値分解（ＳＶＤ）、およびゼロ・フォーシング（ＺＦ）方式などのある種類の直交化演算を、新しい高ランク適応コードブックについてさらに適用しなければならない。
【００８４】
ベースライン・コードブック・セットおよび長期空間相関情報は、ユーザとセルとの両方について同時に知られるので、ユーザおよびセルは、同一の設計ルールに従って新しい適応コードブックを獲得することもできる。
【００８５】
高ランク適応コードブック・フィードバック
新たに生成された適応コードブックを用いて、高ランク・チャネル量子化を、最小弦距離に従って実行することができ、あるいは、正しい高ランク・プリコーダを、最大処理後ＳＩＮＲまたはチャネル容量に従って、チャネル情報と一致するように選択することができる。
【００８６】
たとえば、最小弦距離ルールが、ランクｒチャネル量子化について適用される。ダウンリンク・チャネル測定から、ユーザは、異なるレベルの短期サブバンド固有ベクトル［Ｖｋ１…Ｖｋｒ］を獲得することができる。次に、１番目からｒ番目までの固有ベクトルを、共線性ルールに従って、ランクｒ適応コードブックによって量子化することができる。
【数８７】
0005576558.tif 000088
【００８７】
ランクｋ適応コードブック・フィードバックを、そのサービング・セルの好ましい送信するプリコーダまたはチャネル量子化として使用することができる。送信するプリコーダを、ユーザ機器ｋについて
【数８８】
0005576558.tif 000089
と表すことができ、あるいは、ＭＵ−ＭＩＮＯのゼロ・フォーシング（ＺＦ）によって他のユーザと共にさらにスケジューリングすることができる。
【００８８】
システム・レベル・シミュレーションを介するシステム性能評価
システム性能評価は、３ＧＰＰケース１  ＳＣＭ−ＵＭａシナリオでのＦＤＤ  ＳＵ−ＭＩＭＯに焦点を合わせる。４×２  Ｔｘ／Ｒｘアンテナ展開を仮定する。ＳＵ−ＭＩＭＯは、ランク２送信である。ベースライン４×２  Ｒｅｌ−８コードブックが、適応コードブック変換およびチャネル量子化に使用される。詳細なシミュレーション・パラメータを、表１にリストする。
【００８９】
示された４種類のコードブックの生成およびフィードバックの方式が、下記で評価され比較されている。
【００９０】
１）変換なしのベースライン・コードブック
【数８９】
0005576558.tif 000090
【００９１】
２）すべての列ベクトルを長期空間相関全体
【数９０】
0005576558.tif 000091
によって変換する適応コードブック方式Ｉ
【数９１】
0005576558.tif 000092
【００９２】
３）第１列ベクトルだけを変換する適応コードブック方式ＩＩ
【数９２】
0005576558.tif 000093
【００９３】
４）本発明の実施形態による適応コードブック方式ＩＩＩ（推奨される）
【数９３】
0005576558.tif 000094
【００９４】
適応コードブック方式Ｉは、伝統的な高ランク適応フィードバック方式である。システム・レベル・シミュレーションの後に、適応コードブック方式Ｉが、変換なしの通常のコードブック・フィードバックに対してセル平均スループットの１２％の損失を有することがわかった。ベースライン・コードブックの第１列での変換だけの場合には、適応コードブック方式ＩＩは、セル平均スループットの３％のみの利益およびセル・エッジ・スループットの２７％の利益を有する。しかし、本発明の実施形態による適応コードブック方式ＩＩＩを使用すると、高ランク適応コードブック・フィードバックが、セル平均スループットの２２％の利益およびセル・エッジ・スループットの２４％の利益と結合された、明確なシステム性能改善を有することがわかった。
【表１】
0005576558.tif 000095
【表２】
0005576558.tif 000096
【００９５】
本発明の実施形態は、高ランク・チャネル・フィードバックの正確さおよび対応するシステム性能をさらに改善するために、長期空間相関フィードバックに基づく機能強化された適応コードブック生成およびフィードバックの機構を提案する。高ランク・ベースライン・コードブック内の各列ベクトルは、特定のレベルの固有ベクトルのビームフォーミング方向に整列させるように特定のレベルの空間相関行列によって変換され、その後、新たに生成された適応コードブック内の各列ベクトルを、特定の固有ベクトルをより正確に量子化するのに使用することができる。システム・レベル・シミュレーションは、本発明の実施形態によって提案される適応コードブック方式が、追加のフィードバック・オーバーヘッドを全く伴わずに優れたシステム性能向上を有することを証明した。この種類の適応コードブックを、任意のアンテナ展開（たとえば、同偏波または交差偏波）、任意の送信するアンテナの数（たとえば、４Ｔｘまたは８Ｔｘアンテナ）、任意の送信ランク、および任意のマルチアンテナ方式（たとえば、ＳＵ−ＭＩＭＯまたはＭＵ−ＭＩＭＯ）に使用することができる。
【００９６】
本発明の実施形態を上で説明した。しかし、本発明は、特定のシステム、装置、または具体的なプロトコルに限定されない。添付の特許請求の範囲の範囲内で、当業者はさまざまな変形形態または修正形態を作ることができる。
【図１】
0005576558.tif 000117
【図２】
0005576558.tif 000118
【図３】
0005576558.tif 000119
【図４】
0005576558.tif 000120
【図５】
0005576558.tif 000121
【図６】
0005576558.tif 000122
【図７】
0005576558.tif 000123
【図８】
0005576558.tif 000124