(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効チャネルを介して第２ノード（１２０）にマルチアンテナ送信するのに適合するためのマルチアンテナシステムを含んだ第１ノード（１００）における方法であって、前記有効チャネルは多数の入力と少なくとも１つの出力とを有し、前記第１ノード（１００）と前記第２ノード（１２０）とは無線通信システム（１１０）に含まれており、該方法は、
少なくとも１つのシンボルストリームを取得するステップ（４０１）と、
ブロック対角構造を有する事前符号行列を決定するステップ（４０３）と、
前記決定された事前符号行列により前記少なくとも１つのシンボルストリームを事前符号化するステップ（４０４）と、
前記有効チャネルを介して前記第２ノード（１２０）に前記事前符号化された少なくとも１つのシンボルストリームを送信するステップ（４０５）と、
を含み、
前記マルチアンテナシステムの構成は、前記マルチアンテナシステムを第１の主偏波アンテナグループおよび前記第１の主偏波アンテナグループに対して直交して偏波する第２の主偏波アンテナグループに分けることによってブロック対角な有効チャネルを得ることができるように設備され、前記事前符号行列は、前記事前符号行列のブロック対角構造が前記ブロック対角な有効チャネルに適合するように決定されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記有効チャネルは３以上の入力を含み、少なくとも１つのシンボルストリームを取得する前記ステップ（４０１）は、前記有効チャネルの特徴に適合するシンボルストリームの数を選択するような送信ランク適合を実行するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有効チャネルの出力の数は少なくとも２であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２ノード（１２０）での前記事前符号化された少なくとも１つのシンボルストリームの受信はマルチアンテナシステムを使用して実行されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
事前符号行列を決定する前記ステップ（４０３）は、送信する前記ステップにおける予測スループットの最大化に基づいて実行されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
事前符号行列を決定する前記ステップ（４０３）は、送信する前記ステップにおける前記第２ノード（１２０）における受信の信号対雑音比の最大化に基づいていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
事前符号行列を決定する前記ステップ（４０３）は、コードブックから事前符号行列を選択するステップにより実行されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記コードブックは可能な送信ランクの各々について別々の事前符号行列を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
送信ランクの各々について、事前符号行列の大部分は前記コードブック（１８０）内でブロック対角であることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２ノード（１２０）からチャネル情報を受信するステップ（４０２）をさらに含み、事前符号行列を決定する前記ステップ（４０３）は、前記第２ノード（１２０）から受信した前記チャネル情報に基づいて実行されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
マルチアンテナシステムを含んだ第１ノード（１００）から第２ノード（１２０）への有効チャネルを介したマルチアンテナ送信に適合する前記第１ノード（１００）を支援するための前記第２ノード（１２０）における方法であって、前記有効チャネルは多数の入力と少なくとも１つの出力とを有し、前記第１ノード（１００）と前記第２ノード（１２０）とは無線通信システム（１１０）に含まれており、該方法は、
ブロック対角構造を有する事前符号行列を選択するステップ（６０１）と、
前記選択された事前符号行列を前記第１ノード（１００）に搬送するステップ（６０２）と、
前記第１ノード（１００）から搬送された少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームを前記有効チャネルを介して受信するステップ（６０３）であって、該受信した少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームは前記第１ノード（１００）で選択された事前符号行列を用いて事前符号化されている、ステップと、
を含み、
前記マルチアンテナシステムの構成は、前記マルチアンテナシステムを第１の主偏波アンテナグループおよび前記第１の主偏波アンテナグループに対して直交して偏波する第２の主偏波アンテナグループに分けることによってブロック対角な有効チャネルを得ることができるように設備され、前記事前符号行列は、前記事前符号行列のブロック対角構造が前記ブロック対角な有効チャネルに適合するように決定されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記第２ノード（１２０）での前記事前符号化された少なくとも１つのシンボルストリームの受信はマルチアンテナシステムの使用により実行されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
事前符号行列を選択する前記ステップ（６０１）は、前記第１ノード（１００）からの前記事前符号化された少なくとも１つのシンボルストリームを受信する前記ステップにおける予測スループットの最大化に基づいて実行されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
事前符号行列を選択する前記ステップ（６０１）は、前記第１ノード（１００）からの前記事前符号化された少なくとも一つのシンボルストリームを受信する前記ステップにおける前記第２ノード（１２０）における受信の信号対雑音比の最大化に基づいて実行されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１５】
事前符号行列を選択する前記ステップ（６０１）は、コードブックから事前符号行列を選択するステップにより実行されることを特徴とする請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記コードブックは可能な送信ランクの各々について別々の事前符号行列を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
送信ランクの各々について、事前符号行列の大部分は前記コードブック（１８０）内でブロック対角であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
事前符号行列を選択する前記ステップ（６０１）は、実現可能な事前符号行列のセットの基準関数に関連したパフォーマンスを最適化するステップにより実行されることを特徴とする請求項１１乃至１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
マルチアンテナシステムを含んだ第１ノード（１００）内の装置（５００）であって、前記第１ノード（１００）は有効チャネルを介して第２ノード（１２０）にマルチアンテナ送信するのに適合するよう構成されており、前記有効チャネルは多数の入力と少なくとも１つの出力とを有し、前記第１ノード（１００）と前記第２ノード（１２０）とは無線通信システム（１１０）に含まれており、該装置（５００）は、
少なくとも１つのシンボルストリームを取得するよう構成された取得ユニット（５１０）と、
ブロック対角構造を有する事前符号行列を決定するよう構成された決定ユニット（５２０）と、
前記決定された事前符号行列により前記少なくとも１つのシンボルストリームを事前符号化するよう構成された事前符号化ユニット（３００）と、
前記有効チャネルを介して前記第２ノード（１２０）に少なくとも１つの前記事前符号化されたシンボルストリームを送信するよう構成された送信ユニット（５４０）と、
を含み、
前記マルチアンテナシステムの構成は、前記マルチアンテナシステムを第１の主偏波アンテナグループおよび前記第１の主偏波アンテナグループに対して直交して偏波する第２の主偏波アンテナグループに分けることによってブロック対角な有効チャネルを得ることができるように設備され、前記事前符号行列は、前記事前符号行列のブロック対角構造が前記ブロック対角な有効チャネルに適合するように決定されることを特徴とする装置（５００）。
【請求項２０】
前記有効チャネルは３以上の入力を含み、前記取得ユニット（５１０）は、前記有効チャネルの特徴に適合するシンボルストリームの数を選択するような送信ランク適合を実行するようさらに構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の装置（５００）。
【請求項２１】
前記有効チャネルの出力の数は少なくとも２であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の装置（５００）。
【請求項２２】
前記第２ノード（１２０）での前記事前符号化された少なくとも１つのシンボルストリームの受信は該第２ノード（１２０）に含まれるマルチアンテナシステムを使用して実行されることを特徴とする請求項１９乃至２１の何れか一項に記載の装置（５００）。
【請求項２３】
前記決定ユニット（５２０）は、前記送信における予測スループットの最大化に基づいて前記事前符号行列の決定を実行するようさらに構成されることを特徴とする請求項１９乃至２２の何れか一項に記載の装置（５００）。
【請求項２４】
前記決定ユニット（５２０）は、送信を実行するときに前記第２ノード（１２０）が受信する際の信号対雑音比の最大化に基づいて前記事前符号行列の決定を実行するようさらに構成されることを特徴とする請求項１９乃至２２の何れか一項に記載の装置（５００）。
【請求項２５】
前記決定ユニット（５２０）は、コードブック（１８０）から事前符号行列を選択するようさらに構成されることを特徴とする請求項１９乃至２４の何れか一項に記載の装置（５００）。
【請求項２６】
前記コードブック（１８０）は可能な送信ランクの各々について別々の事前符号行列を含むことを特徴とする請求項２５に記載の装置（５００）。
【請求項２７】
送信ランクの各々について、事前符号行列の大部分は前記コードブック（１８０）内でブロック対角であることを特徴とする請求項２５または２６に記載の装置（５００）。
【請求項２８】
前記第２ノード（１２０）からチャネル情報を受信するよう構成された受信ユニット（５５０）をさらに含み、前記決定ユニット（５２０）は、前記第２ノード（１２０）から受信した前記チャネル情報に基づいて前記事前符号行列を決定するようさらに構成されることを特徴とする請求項１９乃至２７の何れか一項に記載の装置（５００）。
【請求項２９】
第２ノード（１２０）内の装置（７００）であって、前記第２ノード（１２０）は有効チャネルを介してマルチアンテナシステムを含んだ第１ノード（１００）からのマルチアンテナ送信を受信するよう構成されており、前記有効チャネルは多数の入力と少なくとも１つの出力とを有し、前記第１ノード（１００）と前記第２ノード（１２０）とは無線通信システム（１１０）に含まれており、該装置（７００）は、
ブロック対角構造を有する事前符号行列を選択するよう構成された選択ユニット（７１０）と、
前記選択された事前符号行列を前記第１ノード（１００）に搬送するよう構成された搬送ユニット（７２０）と、
前記第１ノード（１００）から送信された少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームを前記有効チャネルを介して受信するよう構成された受信ユニット（７３０）であって、該受信した少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームは前記第１ノード（１００）で選択された事前符号行列を用いて事前符号化されている、受信ユニットと、
を含み、
前記マルチアンテナシステムの構成は、前記マルチアンテナシステムを第１の主偏波アンテナグループおよび前記第１の主偏波アンテナグループに対して直交して偏波する第２の主偏波アンテナグループに分けることによってブロック対角な有効チャネルを得ることができるように設備され、前記事前符号行列は、前記事前符号行列のブロック対角構造が前記ブロック対角な有効チャネルに適合するように決定されることを特徴とする装置（７００）。
【請求項３０】
前記第２ノード（１２０）での前記事前符号化された少なくとも１つのシンボルストリームの受信は該第２ノード（１２０）に含まれるマルチアンテナシステムの使用により実行されることを特徴とする請求項２９に記載の装置（７００）。
【請求項３１】
前記選択ユニット（７１０）は、前記第１ノード（１００）からの前記受信された少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームの送信における予測スループットの最大化に基づいて前記事前符号行列を選択するようさらに構成されることを特徴とする請求項２９または３０に記載の装置（７００）。
【請求項３２】
前記選択ユニット（７１０）は、前記第１ノード（１００）からの前記少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームを受信するときに前記第２ノード（１２０）が受信する際の信号対雑音比の最大化に基づいて前記事前符号行列を選択するようさらに構成されることを特徴とする請求項２９または３０に記載の装置（７００）。
【請求項３３】
前記選択ユニット（７１０）は、コードブック（１９０）から事前符号行列を選択するようさらに構成されることを特徴とする請求項２９乃至３２の何れか一項に記載の装置（７００）。
【請求項３４】
前記コードブックは可能な送信ランクの各々について別々の事前符号行列を含むことを特徴とする請求項３３に記載の装置（７００）。
【請求項３５】
送信ランクの各々について、事前符号行列の大部分は前記コードブック（１８０）内でブロック対角であることを特徴とする請求項３３または３４に記載の装置（７００）。
【請求項３６】
前記選択ユニット（７１０）は、実現可能な事前符号行列のセットの基準関数に関連したパフォーマンスを最適化するようさらに構成されることを特徴とする請求項２９乃至３５の何れか一項に記載の装置（７００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は第１ノードにおける方法および装置並びに第２ノードにおける方法および装置に関するものである。特に、本発明は第１ノードから第２ノードへの有効チャネルを介したマルチアンテナ送信の適合に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムのノードの送信機および／または受信機におけるマルチアンテンナの使用は無線通信システムの容量およびサービス適用範囲を大きく高めることができる。このような多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムは通信チャネルの空間ディメンジョンを活用し、例えば幾つかの並列情報を搬送する信号の送信、所謂空間多重化により性能を改善する。送信を現チャネル状態に適合させることにより、大きな追加利得を達成することができる。適合の１つの形態は１つの送信時間間隔（ＴＴＩ）から他の間隔へ同時に送信する情報を搬送する信号数をチャネルがサポートできる数に動的に調整することである。これを一般に送信ランク適合と呼ぶ。事前符号化は別の関連する適合形態であり、前記信号の位相および振幅を現チャネル特性により良く適合するように調整する。伝統的なビーム形成は事前符号化の特別なケースであり、このケースでは情報を搬送する信号の位相を各送信アンテナにおいて調整し、全送信信号を受信機において推定により加算する。
【０００３】
信号はベクトル値を持つ信号を形成し、調整は事前符号化器行列による乗算と考えることができる。事前符号化器行列はチャネル特性に関する情報に基づいて選択する。一般的手法は有限の計数可能なセット、所謂コードブックから事前符号化器行列を選択する。このようなコードブックに基づく事前符号化はロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）規格の重要な部分であり、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）における高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）のためのＭＩＭＯにおいてもサポートすることになろう。受信機（例えば、ユーザ装置（ＵＥ））はその場合典型的にコードブックにおける全ての異なる事前符号化器行列を評価し、送信機（例えば、ノードＢ）に望ましい要素を通知するであろう。適用する事前符号化器行列を決定する場合、送信機は次いで通知された情報を使用するであろう。コードブック指標は信号による通知が必要であり、受信機は適するコードブック要素を選択する必要があるので、コードブックのサイズを可能な限り小さく維持することが重要である。他方、大きなコードブックは現チャネル状態により近く整合する入力を見つけることが可能であることを保証する。
【０００４】
コードブックに基づく事前符号化はチャネル量子化の一形態と見ることができる。あるいは、事前符号化器行列を量子化に依らずに計算する方法を使用することができる。
【０００５】
事前符号化器のコードブック設計の基本的目標はコードブックのサイズを小さく維持する一方、さらに可能な限り高性能を達成することである。コードブック要素の設計は従って計画する性能を達成するのに極めて重要となる。
【０００６】
種々のアンテナアレイ構成はコードブック要素をどのように設計すべきかに影響する。多くの既存解決策は空間的に無相関のチャネルフェージングを想定して設計されており、各チャネル係数は同一平均電力により減衰する。しかしながら交差極性アンテナアレイを使用する場合、このようなチャネルモデルは十分に正確ではない。従って既存設計はこのような構成（実際に重要と思われるアンテナ構成）には不適である。
【０００７】
等しい電力を持つチャネル係数に向けた既存設計が交差極性アンテナアレイ構成に有効でない理由を理解するために、送信機と受信機が共に交差極性アレイを使用し、２つの直交偏波を送信および受信側、例えば垂直および水平に偏波する一組のアンテナをリンクの両側に一列に配置する２×２ＭＩＭＯシステムを簡単のために考えよう。ＭＩＭＯチャネル行列はその場合対角方向に重たいであろう、これは対角にある要素が平均的に対角にない要素より本質的により多くの電力を持つことを意味し、この理由は無線チャネルを経て受信機に到達後も垂直および水平偏波が平均的にかなり良く分離しているからである。このようなチャネルに対して、最小サイズの適するコードブックは単位ベクトルおよび単位行列を含む。これは１ストリームの送信（ランク１送信）を実行する場合、全送信電力を強いチャネルを持つアンテナに割り当てることができ、平均的に受信機に大きな電力を搬送することができないであろう他のアンテナにおいて電力を浪費しないことを保証する。後者の理由はランク１送信の選択を伴う交差偏波構成のためであり、これはチャネル行列が典型的にゼロより本質的に大きな電力を持つ唯一の要素を持ち、その要素が対角にあるであろうことを意味する。
【０００８】
従って前記の非ゼロ対角要素に対応するアンテナに全電力を割当てるべきである。等しい電力チャネル係数によるシナリオを目標とする設計の場合、これはしかしながら典型的に該当しない。既存コードブックの設計はしかしながら３以上のアンテナのケースにこの問題を提起せず、また種々の送信ランクに対するコードブック構成を考慮しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
対象とする課題は有効チャネルが意図的ブロック対角構成を有する場合に無線リンクの性能を改善する機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、本目的は第２ノードへの有効チャネルを介したマルチアンテナによる送信の第１ノードにおける適合方法により達成する。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持つ。第１ノードおよび第２ノードを無線通信システムに含む。本方法は少なくとも１つのシンボルストリームを取得するステップ、およびブロック対角構成を持つ事前符号行列を決定するステップを含む。本方法はさらに決定した事前符号行列により少なくとも１つのシンボルストリームを事前符号化するステップおよび少なくとも１つの事前符号化したシンボルストリームを有効チャネルを経て第２ノードに送信するステップを含む。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、本目的は第１ノードから第２ノードへ有効チャネルを介したマルチアンテナによる送信の適合における第１ノードの第２ノードにおける支援方法により達成する。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持つ。第１ノードおよび第２ノードを無線通信システムに含む。本方法はブロック対角構成を持つ事前符号行列を選択するステップおよび選択した事前符号行列を第１ノードに搬送するステップを含む。本方法は第１ノードから搬送する少なくとも１つの事前符号化したシンボルストリームを有効チャネルを経て受信するさらなるステップを含む。受信した少なくとも１つのシンボルストリームを第１ノードにおいて決定した事前符号行列により事前符号化する。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、本目的は第１ノードの装置により達成する。第１ノードは第２ノードへの有効チャネルを介したマルチアンテナによる通信を適合させるようにする。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持つ。第１ノードおよび第２ノードを無線通信システムに含む。第１ノードの装置は少なくとも１つのシンボルストリームを取得するように構成する取得ユニットおよびブロック対角構成を持つ事前符号行列を決定するように構成する決定ユニットを含む。第１ノードの装置はさらに決定した事前符号行列により少なくとも１つのシンボルストリームを事前符号化するように構成する事前符号化ユニットおよび少なくとも１つの事前符号化したシンボルストリームを有効チャネルを経て第２ノードに送信するように構成する送信ユニットを含む。
【００１３】
本発明の第４の態様によれば、本目的は第２ノードの装置により達成する。第２ノードは第１ノードから有効チャネルを介したマルチアンテナによる送信を受信するようにする。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持つ。第１ノードおよび第２ノードを無線通信システムに含む。第２ノードの装置はブロック対角構成を持つ事前符号行列を選択するように構成する選択ユニットおよび選択した事前符号行列を第１ノードに搬送するように構成する搬送ユニットを含む。第２ノードの装置はさらに第１ノードから送信する少なくとも１つの事前符号化したシンボルストリームを有効チャネルを経て受信するように構成する受信ユニットを含む。受信した少なくとも１つのシンボルストリームを第１ノードにおいて決定した事前符号行列により事前符号化する。
【発明の効果】
【００１４】
ブロック対角構成を持つ事前符号行列を事前符号化に使用することによる利点は有効チャネル行列がブロック対角である場合、ブロック対角構成を持つ事前符号行列の使用が送信をブロック対角の有効チャネル行列に適合させることであり、これは無線リンクの性能を改善することを意味する。
【００１５】
本発明の利点は固定コードブックサイズにおける例えばビット速度および／またはサービス適用範囲などのシステム性能の増大または代わってコードブックサイズの減少およびこれに従う信号オーバヘッドおよび事前符号化器行列選択の複雑度の削減を含む。事前符号化器行列におけるゼロ要素の存在はまた事前符号化器の選択を行う場合にもさらに複雑度の削減を手助けすることができる。このようなブロック対角事前符号化器の設計は交差偏波アンテナ構成が存在する場合の性能を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】無線通信システムの実施形態を説明する概要ブロック図である。
【図２】無線通信システムの実施形態を説明する概要ブロック図である。
【図３】第１ノードの実施形態を説明する概要ブロック図である。
【図４】第１ノードにおける方法の実施形態を説明するフローチャートである。
【図５】第１ノードの装置の実施形態を説明する概要ブロック図である。
【図６】第２ノードにおける方法の実施形態を説明するフローチャートである。
【図７】第２ノードの装置の実施形態を説明する概要ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を本発明の例示的実施形態を説明する添付図面を参照してより詳細に記述する。
【００１８】
以下で説明される実施形態として実現される方法および装置として本発明は定義される。
【００１９】
図１は無線通信システム１１０における第１ノード１００を示す。無線通信システム１１０はセルラーシステムおよび／または例えば長期発展（ＬＴＥ）、エボルブド汎用地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）、マイクロ波アクセスのための全世界相互動作性（ＷｉＭＡＸ）、汎用地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ＧＳＭ、ウルトラ・モバイル・ワイドバンド（ＵＭＢ）などのシステムまたは種々の伝送形態間の適合を行い、複数アンテナを使用する技術を使用する任意の他の無線通信システムでありうる。第１ノード１００は有効チャネル１３０を経て無線通信システム１１０における第２ノード１２０と通信するようにする。有効チャネルは典型的に物理的マルチアンテナ無線チャネルのみを含むだけではない。有効チャネルはまた送信および受信フィルタ、フィーダケーブル、アンテナ応答およびベースバンド処理における種々のデジタルおよびアナログフィルタなどの第１ノード１００および第２ノード１２０における無線周波数（ＲＦ）部およびベースバンド部も含むこともできる。線形で時間に対して不変のＭＩＭＯフィルタを使用して、有効チャネルの入力−出力関係をモデル化することができる。十分狭帯域の伝送に対して、単一行列をフィルタの記述に使用することができる。このようなチャネル行列の記述はまた例えばＬＴＥなどの直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）におけるサブキャリア、（またはチャネルのコヒーレント帯域幅と比較して狭い帯域幅に幾つかのサブキャリアが広く跨る場合の幾つかのサブキャリア）に対するチャネルのモデル化にも有効である。第１ノード１００はＬＴＥの例えばノードＢなどの任意のタイプの基地局でありうる。第２ノード１２０は例えば携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップなどのユーザ装置（ＵＥ）でありうる。第１ノード１００が例えば携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）などのＵＥであり、第２ノード１２０が例えばノードＢなどの任意のタイプの基地局でありうることもまた逆にありうる。図１の例では、第１ノード１００は基地局であり、第２ノード１２０はユーザ装置である。さらに、第１ノード１００および第２ノード１２０は互に通信し、特定の階層順位を持たない任意の無線デバイスを構成することができる。
【００２０】
第１ノード１００は複数アンテナシステムを使用する、即ち第２ノード１２０への第１ノード１００の送信に複数のアンテナを使用する。第２ノード１２０はまた第１ノードの送信の受信に複数アンテナシステムを使用することもできる。これは従って唯一つの受信アンテナの特別のケースを含むＭＩＭＯシステムである。図２は第１ノード１００および第２ノード１２０がそれぞれ４本のアンテナを含む複数アンテナシステムを使用する幾つかの実施形態を示す。図２を参照すると、第１ノード１００は連続する情報ビットにより表す情報を搬送する信号１４０を取得し、この情報を有効チャネル１３０を経て第２ノード１２０に搬送することになっている。図２は第１ノード１００を送信ノード（Ｔｘ）であるとし、第２ノード１２０を受信ノード（Ｒｘ）であるとして概略的に示し、第１ノード１００および第２ノード１２０はＭＩＭＯリンクとなる複数アンテナシステム１５０を使用することができる。この例で、第１ノード１００は４本の送信アンテナ１６０、１、２、３および４を含み、例えば４本の送信アンテナを持つ基地局であり、第２ノード１２０は４本の受信アンテナ１７０、１、２、３および４を含み、例えば４本の受信アンテナを持つユーザ装置である。
【００２１】
図２の例で、第１ノード１００は符号化ユニット１６２、事前符号化事後ユニット１６３および４つの無線送信機ユニット１６４を含む。符号化ユニット１６２は送信すべき情報を搬送する信号１４０を受信するようにする。符号化ユニット１６２はさらに情報ビットを１つまたは幾つかの情報ビットシーケンスに恐らく多重化解除し、あるチャネル符号（例えば、ターボ符号、ＬＤＰＣ符号、従来の符号）を使用してこれらの情報ビットシーケンスを符号化し、シンボルを作成するように符号化したビットを変調し、このシンボルを情報を搬送するシンボルベクトルのシーケンスに対応させ、情報を搬送するシンボルベクトルを事前符号化し、最後にその結果を恐らく事前符号化事後ユニット１６３に転送するようにすることができる。事前符号化事後ユニットは最も単純なケースではただ事前符号化した信号を転送することができるか、または事前符号化した信号を何らかの方法で処理することができよう、例えばベースバンドにおけるデジタルフィルタリングを実行し、その後送信のために恐らく処理した信号を、無線送信機ユニット１６４を利用し、それぞれの送信アンテナ１６０、１、２、３および４を使用して事前符号化した信号を第２ノード１２０に送信するために出力する。送信機の基本機能は当業者には周知であり、詳細に記述しないことは理解される。この例の送信機はＳＤＭＡ、ＳＤＭＡ事前符号化、ＭＩＭＯ、ＭＩＭＯ事前符号化および／またはＭＩＭＯ−ＳＤＭＡなどの技術をサポートすることができる。
【００２２】
図２の例で、第２ノード１２０は事前処理ユニット１７１、復号化復調ユニット１７２および４つの無線受信機ユニット１７４を含む。第２ノードは第１ノード１００から受信アンテナ１７０、１、２、３および４、事前処理ユニット１７１並びに無線受信機ユニット１７４により事前符号化された信号を受信するようにする。事前処理ユニット１７１は送信に使用する事前符号化器行列に依存しない種々の処理ステップを実装することができる、例えばベースバンドにおけるフィルタリングを実行するか、または復号化復調ユニット１７２に信号を変更せず、単に転送することができる。信号を変更せず、単に転送する場合、事前処理ユニット１７１はあるいは存在しないと考えることができる。復号化復調ユニット１７２は事前処理ユニット１７１から符号化された信号を受信するようにすることができる。復号化復調ユニット１７２はさらに符号化された信号をデータビットに復調するようにすることができる。受信機の基本機能は当業者には周知であり、本明細書において詳細に記述しないことは理解される。
【００２３】
第２ノード１２０の受信機および第１ノード１００の送信機は共にそれぞれ送信機および受信機として機能する動作モードを変更することができる。
【００２４】
・事前符号化
既に示したように、第１ノード１００の符号化ユニット１６２はさらに符号化および変調ユニット３００並びに例えば事前符号化器などの事前符号化ユニット３１０に対応する２つの部分に細分化することができる。符号化および変調ユニット３００並びに事前符号化ユニット３１０の例を図３に示す。符号化および変調ユニットは情報ビットを入力として受取り、情報を搬送するシンボル・ベクトル・シーケンス、即ちベクトル値を持つ情報を搬送する信号を出力として作成する。情報を搬送するシンボルベクトルは並列の１つまたは幾つかのシンボルストリームと見ることができ、各ベクトルＳの各要素は従って一定のシンボルストリームに属す。異なるシンボルストリームを一般にレイヤと呼び、所与の瞬間にはｒの送信ランクに対応するｒ個の異なるこのようなレイヤがある。従って第２ノード１２０に有効チャネル１３０を経て送信する信号は少なくとも１つのシンボルストリーム（またはレイヤ）を含む。特定のｒ×１の情報を搬送するシンボルベクトルにおけるｒ個のシンボルはその後ＮＴ×ｒの事前符号化器行列
0005456484.tif 000002
により乗算し、ここでＮＴは有効チャネルの入力数（例えば、送信アンテナ数、アンテナポート数、など）を表す。従って記述した事前符号化動作は得られる出力を事後処理ユニット１６３に転送し、事後処理ユニット１６３はそれ故有効チャネルの一部であると考えることができる。第１ノード１００はブロック対角構成を持つ事前符号行列を決定し、この行列を以下でさらに記述することにする。これは有効チャネルの特性に整合する、即ちＮＲ×ＮＴＭＩＭＯの有効チャネル行列Ｈに整合する事前符号行列を選択することにより実行することができる。事前符号化器行列
0005456484.tif 000003
は従って有効チャネルＨの値に依存することができる。Ｓにおけるｒ個の情報を搬送するシンボルは典型的に複素値を持つ。ランク適合のサポートにより同時送信シンボルストリーム数ｒを現チャネル特性に適するように設定することができる。事前符号化に続いて、信号を有効チャネルＨを経て搬送し、信号をＮＲ個の要素を持つアンテナアレイにより受信する。受信機は恐らく事前処理ユニット１７１により信号を処理する。事後処理ユニット１６３もまた事前処理ユニット１７１も典型的に物理チャネルにより持込む高速フェージングにより決定するような瞬間的チャネル状態に依存する空間領域に処理を導入しない。信号をＮＲ×１のベクトルｙに集め、有効チャネルのコヒーレント帯域幅と比較して十分狭帯域に亘る信号を考慮すると以下のモデルを生じる、
0005456484.tif 000004
ここでｅはあるランダム処理を実現する場合に取得する雑音ベクトルとして通常モデル化し、有効チャネルの出力は従って事前処理ユニット１７１（透過性であり得る事前処理ユニット１７１）の出力に対応する。このモデルは明らかにまたＯＦＤＭシステム（例えば、ＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ、など）にも有効であり、ここでこのモデルは典型的にサブキャリアに基づいて適用することができる。
【００２５】
・有効チャネル行列、Ｈ
再度図２を参照すると、第１ノード１００はマルチアンテナシステムを含み、このシステムでは少なくとも１本のアンテナは一定の極性方向に無線波を放射し、少なくとも１本の他のアンテナは直交する偏波方向にエネルギーを放射する。このような二重または交差偏波アンテナ構成は従って主偏波アンテナグループおよび前のグループに対して直交して偏波する別の主偏波グループを含むことができる。”主偏波（Co-polarization）”は複数のアンテナが同一の偏波により送信することを意味する。理想的なアンテナ応答および受信側における同様な二重偏波アンテナ構成を想定する理想的な見通し線（line-of-sight）の状況下では、交差偏波アンテナ構成はブロック対角の有効チャネル行列を生じ、これを以下でさらに説明することにする。図２の例で、最初の２本の送信アンテナ１６０、１および２は水平方向に偏波し、残りの２本、３および４は垂直方向に偏波する。送信アレイにおける主偏波アンテナは間隔を十分離れて取ることができ、従ってフェージングは凡そ非相関である。上記のように、有効チャネルは有効チャネル行列を使用してモデル化することができる。一般性を失うことなく送信および受信アンテナ要素を適するように再整理することにより、４×４の有効チャネル行列Ｈはその場合、以下によるブロック対角構成を持つ傾向にある：
0005456484.tif 000005
このようなブロック対角の有効チャネル行列により、第１ノード１００のアンテナ１６０、１および２において送信する信号は受信アンテナ１７０、３および４に到達せず、対応して送信アンテナ１６０、３および４からの信号は受信アンテナ１７０、１および２に到達しない。これは図２に示すように以下のことを意味する、即ち最初の２本の送信アンテナ１６０、１および２が水平偏波であり、
複素値を持つチャネル係数ｈ１１は送信アンテナ１６０、１と受信アンテナ１７０，１との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素値を持つチャネル係数ｈ１２は送信アンテナ１６０、２と受信アンテナ１７０，１との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素値を持つチャネル係数ｈ２１は送信アンテナ１６０、１と受信アンテナ１７０，２との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素値を持つチャネル係数ｈ２２は送信アンテナ１６０、２と受信アンテナ１７０，２との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表す。
【００２６】
これはさらに図２に示すように残りの２本の送信アンテナ１６０，３および４が垂直偏波であり、
複素値を持つチャネル係数ｈ３３は送信アンテナ１６０、３と受信アンテナ１７０，３との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素値を持つチャネル係数ｈ３４は送信アンテナ１６０、４と受信アンテナ１７０，３との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素値を持つチャネル係数ｈ４３は送信アンテナ１６０、３と受信アンテナ１７０，４との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素値を持つチャネル係数ｈ４４は送信アンテナ１６０、４と受信アンテナ１７０，４との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表す。
【００２７】
ブロック対角の有効チャネル行列の一般的な意味はこの行列が以下の構成を持つ傾向にあることであり、
0005456484.tif 000006
ここで行列を恐らく様々なサイズの、対角にない
0005456484.tif 000007
個のブロック
0005456484.tif 000008
、ｋ＝１、２、．．．、Ｋ  ≠  ｌ＝１、２、．．．、Ｋと、対角の
0005456484.tif 000009
個のブロック
0005456484.tif 000010
、ｋ＝１、２、．．．、Ｋと、に細分化することができる。対角にないブロック
0005456484.tif 000011
のチャネル係数の（高速フェージングを平均化するほど十分長い時間間隔に亘り平均化するような）平均電力が対角にあるブロック
0005456484.tif 000012
のチャネル係数の平均電力より十分より小さい以上のような形式を持つように適する行と列の置換により有効チャネルを再配置することができれば、有効チャネルはブロック対角であると定義する。交差偏波アンテナ構成を第１ノード１００において使用し、同様な交差偏波アンテナ構成を第２ノード１２０において使用すれば、このような相当により小さな電力が例えば生じるであろう。伝播シナリオに応じて、ブロック対角にあるのとないチャネル係数間の平均電力の相違は６ｄＢ辺りまたは本質的により大きいことが良くある。第２ノード１２０において使用するアンテナ構成が正確に交差偏波でなくても、電力差はなお大きいことがありうる。物理チャネルの瞬間的空間特性（即ち、高速フェージングにより持込む特性）を追跡する事前符号化事後ユニット１６３および事前処理ユニット１７１における処理を使用することなく以上で定義したようなブロック対角の有効チャネルを取得することが可能であるようにアンテナ構成を設備すれば、有効チャネルを意図的ブロック対角と呼ぶ。このような意図的ブロック対角の有効チャネルが生じる場合の一例を４×４のケースについて以前に本明細書において示したが、この場合２本の水平および２本の垂直偏波アンテナを第１ノードにおける送信および第２ノードにおける対応する受信に同様に使用しており、事前符号化事後ユニット１６３および事前処理ユニット１７１は共に透明である。
【００２８】
・ブロック対角構成を持つ事前符号行列
第１ノード１００はブロック対角構成を持つ事前符号行列を決定する。決定した事前符号行列は第２ノード１２０に送信すべき少なくとも１つのシンボルストリーム（即ち、１以上のレイヤ）の事前符号化に使用することになる。有効チャネル行列Ｈとしてモデル化する有効チャネルの特性に整合する事前符号行列の選択により決定を実行することができる。ブロック対角構成を持つ事前符号行列を事前符号化に使用することによる利点は、有効チャネル行列がブロック対角である場合、ブロック対角構成を持つ事前符号行列の使用により送信をブロック対角の有効チャネル行列に適合させることである。有効チャネル行列がブロック対角でない場合にブロック対角構成を持つ事前符号行列を使用することはまた良く作用するが、しかしながら性能は別の事前符号化器構成によりより良好でありうる。何れにしろ別の事前符号化器構成によるケースでは、送信はブロック対角でない有効チャネル行列に適合することになろう。
【００２９】
・コードブック
幾つかの実施形態では、第１ノード１００はコードブック１８０を含む。幾つかの実施形態では、第２ノード１２０はコードブック１９０を含む。第１ノード１００はブロック対角構成を持つ事前符号行列を第１ノード１００に含むコードブックから選択することにより決定を実行するか、または第２ノード１２０に含むコードブックからブロック対角構成を持つ推奨する事前符号行列を第２ノード１２０から受信することができる。コードブック１８０，１９０は事前符号行列を含み、各事前符号行列は異なる複数の送信モード、または空間的処理の形式、例えばチャネルに応じる事前符号化、ＭＩＭＯ事前符号化、ＳＤＭＡ、事前符号化を伴うＳＤＭＡ、ＭＩＭＯ−ＳＤＭＡ、などに対応することができる。このような情報を事前定義することができる。コードブック１８０，１９０はさらに事前符号化器行列／ベクトルに加えて送信ランク、変調の選択、伝送ブロックサイズ、電力および／またはチャネル化符号、などのような多くのその他のパラメータを含む。幾つかの実施形態では、コードブックは事前符号化器行列のサイズにより送信ランクを暗に与える事前符号化器を含む。コードブック１８０，１９０はブロック対角の有効チャネル行列に適し、ブロック対角の有効チャネル行列にコードブック１８０，１９０はブロック対角構成を持つ１つ以上の事前符号行列を含む。このようなブロック対角チャネル行列は例えば第１ノード１００および第２ノード１２０が共に交差偏波アンテナを備えるアンテナ構成において、特にアンテナの偏波が上記のように垂直および水平に向いていれば生じえよう。コードブック１８０，１９０はさらに非ブロック対角構成を持つ事前符号行列を含むことができる。とはいえ本方法によれば、第１ノード１００または第２ノードはブロック対角を持つ事前符号行列をコードブックから自由に選択する。幾つかの実施形態では、ゼロであるチャネル係数（実際にはこれらの係数はゼロでないか、またはブロック対角のチャネル係数と比較して比較的小さいであろう）の量子化においてコードブック要素とも呼ぶ事前符号行列を浪費せず、幾つかの送信ランクに対してこれらのゼロに近い要素に関して送信電力を浪費しないように、コードブックを設計する。
【００３０】
コードブック１８０および１９０は第１ノード１００および第２ノード１２０双方により予め既知でありうる。第１ノード１００の送信機は例えば第２ノード１２０の受信機に第１ノード１００のコードブック１８０を通知することができる。適するコードブック構成はまたある意味でブロック対角であろう。このようなブロック対角コードブックＣの一例を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0005456484.tif 000013
ブロック対角構成を持つ事前符号化器行列を持つコードブックＣの例。
【００３２】
表１から分かるように、４つの可能な送信ランク（Ｔｘランク）ｒのそれぞれに対して別々の事前符号化器行列がある。表１で、ｖｌは例えばランク１の行の下に表示するベクトルのセットに属し、見て分かるようにビーム形成に適す４つのベクトル（セットの最後の４つ）を含むことができる。
【００３３】
表１はブロック対角の有効なＭＩＭＯチャネルに適すコードブック構成に関係し、２つの空間的に分離する交差偏波アンテナペア（大きなペア間距離であるが、距離が小さければさらに最適化を行うことができる）を第１ノード１００および第２ノード１２０双方において例えば単一ユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）の種類の送信と共に使用する場合に、この構成が例えば生じうる。マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）もまた明らかに可能であるが、これはＭＵ−ＭＩＭＯにおける幾つかの個別リンクを本明細書の目的の場合共に単一のＭＩＭＯリンクと見ることができるからである。表記上の単純化のため選択する事前符号行列に関わらず、総送信電力を固定に保つために必要な行列の規模は表１では意図的に無視した。
【００３４】
このように送信に使用する事前符号化器行列
0005456484.tif 000014
を例示するコードブックＣに示す行列の中で選択する。構成の重要な部分であるのは本質的にコードブックのゼロの位置であることに注意すべきである。ブロック対角の事前符号化器行列
0005456484.tif 000015
は一般に以下のように書くことができる：
0005456484.tif 000016
ここで見て分かるように（ブロック領域の）対角の恐らく様々なサイズのＭｋ×Ｌｋ個のブロック
0005456484.tif 000017
、Ｋ＝１、２、．．．、Ｋのみがゼロでない要素を含むことができる。以上の形式を達成するように事前符号化器行列の列と行を置換することができれば、事前符号化器行列はブロック対角と考えられる。表１のランク３のケースは６つの最初の事前符号化器行列が以下の構成を持つ例を示し、
0005456484.tif 000018
従ってブロックサイズは変化し、このケースでは事前符号化器行列の３つの列を指令するランクの適合をサポートする。またブロックはサイズ１×１を有しうることに注意されたい。従って、ランク４の単位行列もまたブロック対角構成を持つと考えることができる。
【００３５】
ゼロでない要素の正確な値を考えると、１つの可能性は２つの偏波に関して独立に事前符号化器を設計するおよび／または選択することであるが、設計選択の統合が有利でありうる（丁度ベクトル量子化がスカラー量子化よりより良いか、または複数の関連する問題を共に解決しようとするアルゴリズムが異なる問題を別々に解決するよりより良く行える可能性を持つように）。意図的ブロック対角の有効チャネルのブロック対角構成は事前符号化器行列の幾分類似するブロック対角構成に及ぶことに注意すべきである（事前符号化器行列の各ブロック
0005456484.tif 000019
の行数Ｍｋが意図的ブロック対角の有効チャネルの対応するブロック
0005456484.tif 000020
の列数
0005456484.tif 000021
に等しく、一方列数Ｌｋは以上でランク３について例示するのとは異なりうるという意味で類似する）。またコードブックの事前符号化器要素が１つの送信ランクから別のランクへ変化することにも注意すべきである。
【００３６】
このブロック対角事前符号化器構成は以上に示すように任意の数の送信および受信アンテナに容易に一般化され、送信機のアンテナを主偏波の、交差偏波セット（例えば、水平および垂直偏波）にグループ化することができる場合に例えば生じうる意図的ブロック対角の有効チャネル行列に適し、受信機についても同様である。一般性を失うことなく丁度アンテナまたはレイヤの再整理を行うことができるように、事前符号化器行列の行と列の置換は異なる構成と見るべきでない。有効チャネル行列をブロック対角の形式で書くことができるシステムは何れもこのようなコードブック構成から便益を得ることができる。コードブックはまたブロック対角でない追加の事前符号化器要素を含むこともできる。これは例えば瞬間的にはむしろブロック対角から遠い事前符号化器を有効チャネルの実現に整合させるのに有益でありうる。
【００３７】
幾つかの実施形態による第２ノード１２０への有効チャネルを経るマルチアンテナによる送信の第１ノード１００における適合方法のステップを次に図４に示すフローチャートを参照して記述することにする。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持ち、これは例えば第１ノード１００における複数の送信アンテナおよび第２ノード１２０における少なくとも１つの受信アンテナに対応する。上記のデータモデルから明らかなように、有効チャネルＨは物理チャネルのみならず、また第１ノード１００の送信機における事前符号化器の動作に続く追加処理、例えば送信フィルタの効果も含む。同様に、有効チャネルはまた第２ノード１２０に受信機の一部、例えば受信フィルタを含むこともできる。幾つかの実施形態では、送信はブロック対角の有効チャネルに適合する。本方法は送信の任意の有効チャネル行列への適合に適用可能である。意図的ブロック対角の有効チャネル行列を使用する実施形態では、送信は意図的ブロック対角の有効チャネル行列に適合する。これが極めて有利であるのは、１）第２ノードの受信機に有用でない意図的ブロック対角の有効チャネルの入力において送信エネルギーを浪費しない、２）送信は意図的ブロック対角の有効チャネルにより他の場合には良く分離されているであろうシンボルストリーム／レイヤを混合しないようにするからである。
【００３８】
幾つかの実施形態では、第１ノード１００は第２ノード１２０との無線通信に使用する交差偏波アンテナのアンテナ構成を持つマルチアンテナシステムを含み、第２ノード１２０もまた第１ノード１００から送信する信号の受信に交差偏波アンテナ構成を使用している。
【００３９】
交差偏波アンテナ構成は意図的ブロック対角の有効チャネル行列を生じる。これが生じる場合の１つの特定の例は、例えば水平および垂直に偏波するアンテナの２つのペアを第１のおよび第２ノードにおいて使用する場合など、第１ノード１００において使用する２つの直交する偏波方向が第２ノード１２０の２つの偏波方向と整合する場合である。
【００４０】
有効チャネルは物理チャネルに加えて事前符号化動作に続く処理ステップおよび第２ノード１２０における可能な処理ステップ、例えば送信および受信フィルタを含むことができる。幾つかの実施形態では、有効チャネルの出力数は少なくとも２つである。本方法は以下のステップを含む。
【００４１】
４０１．  第１ノードは少なくとも１つのシンボルストリームを取得する。シンボルストリームを第２ノード１２０に有効チャネルを経て送信しようとする。幾つかの実施形態では、有効チャネルは３つ以上の入力を含む。このケースでは、このステップは有効チャネル特性に整合するシンボルストリーム数を選択するという意味で送信ランクの適合を実行するステップを含む。
【００４２】
４０２．  このステップは選択可能である。幾つかの実施形態では、第１ノード１００は第２ノード１２０からチャネル情報を受信する。チャネル情報は一般に有効チャネルに統計的に関係する数量である。チャネル情報の例はチャネル推定、量子化チャネル推定、事前符号化器の推奨などを含む。特に受信するチャネル情報は第２ノード１２０が第１ノード１００に使用するように推奨する事前符号行列でありうる。幾つかの実施形態では、チャネル情報は送信に適する事前符号化器行列の決定に第１ノード１００が使用することができるチャネル推定を含む。
【００４３】
４０３．  このステップで、第１ノード１００はブロック対角構成を持つ事前符号行列を決定する。
【００４４】
幾つかの実施形態では、予測するスループットまたは関係する測度を最大にする事前符号化器行列を決定する、例えばこの意味で最良の事前符号化器行列をコードブックから選択することにより、送信のステップにおいて予測するスループットを最大にすることに基づきこのステップを実行する。これはまたシステムの実際のスループット／性能を改善することにも役立つ。
【００４５】
幾つかの実施形態では、第１ノード１００から送信を受信する場合に第２ノード１２０が経験するであろう信号対雑音を最大にすることに基づきこのステップを実行することができる。信号対雑音を改善するこの方法はまたシステムの全体的性能を改善することにも役立ち、この方法をスループットの増大に究極的に活用することができる。
【００４６】
幾つかの実施形態では、第１ノードはコードブックを含む。このケースでは、事前符号行列をコードブックから選択することによりこのステップを実行することができる。
【００４７】
例えば表１から見ることができるように、コードブックはそれぞれ可能な送信ランクのそれぞれに対して別々の事前符号行列を含むことができる。幾つかの実施形態では各送信ランクに対して、大部分の事前符号化器行列はコードブック１８０ではブロック対角である。
【００４８】
リバースリンクにおいて実行する測定結果、即ち第２ノード１２０から受信する送信から発生する信号に関する第１ノード１００における測定結果および／またはチャネル相互性特性を活用することに決定の基礎を置くことにより、事前符号行列を決定するこのステップを実行することもできる。チャネル相互性はチャネルまたはチャネルの一定の特性がフォワード（第１ノード１００から第２ノード１２０へ）およびリバース（第２ノード１２０から第１ノード１００へ）のリンクにおいて同様であることを意味する。リバースリンクにおける測定結果はチャネル推定を含むことができる。
【００４９】
幾つかの実施形態では、第１ノード１００は選択可能なステップ４０２においてチャネル情報を第２ノード１２０から受信している。これらの実施形態では、第２ノード１２０から受信するチャネル情報に基づき、事前符号行列を決定するこのステップを実行する。
【００５０】
４０４．  第１ノード１００は決定した事前符号行列により少なくとも１つのシンボルストリームを事前符号化する。
【００５１】
４０５．  第１ノード１００は次いで少なくとも１つの事前符号化したシンボルストリームを有効チャネルを経て第２ノード１２０に送信する。幾つかの実施形態では、第１ノード１００において事前符号化する少なくとも１つのシンボルストリームの送信は交差偏波アンテナ構成を持つマルチアンテナシステムを使用して実行し、事前符号化した少なくとも１つのシンボルストリームの第２ノード１２０における受信はマルチアンテナシステムの使用により実行し、マルチアンテナシステムは意図的ブロック対角の有効チャネル行列を生じる。
【００５２】
以上の本方法のステップを実行するために、第１ノード１００は図５に示す装置５００を含む。上記のごとく、第１ノード１００および第２ノード１２０を無線通信システム１１０に含む。
【００５３】
第１ノード１００は第２ノード１２０への有効チャネルを経る送信に適合するようにする。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持つ。幾つかの実施形態では、有効チャネルの出力数は少なくとも２つである。
【００５４】
第１ノードの装置５００は少なくとも１つのシンボルストリームを取得するように構成する取得ユニット５１０を含む。幾つかの実施形態では、有効チャネルは３つ以上の入力を含む。このケースでは、有効チャネル特性に整合するためにシンボルストリーム数を選択することの意味において、送信ランクの適合を実行することを含むように、取得ユニット５１０をさらに構成する。
【００５５】
第１ノードの装置５００はブロック対角構成を持つ事前符号行列を決定するように構成する決定ユニット５２０を含む。
【００５６】
幾つかの実施形態では、予測する送信スループットを最大にすることに事前符号行列を決定することの基礎を置くように、決定ユニット５２０をさらに構成する。
【００５７】
幾つかの実施形態では、第１ノード１００から送信を受信する場合に第２ノード１２０が経験するであろう信号対雑音を最大にすることに事前符号行列を決定することの基礎を置くように、決定ユニット５２０をさらに構成する。
【００５８】
送信を実行する場合に第２ノード１２０が受信するであろう信号対雑音を最大にすることに事前符号行列を決定することの基礎を置くように、決定ユニット５２０をさらに構成する。
【００５９】
幾つかの実施形態では、決定ユニット５２０はさらに事前符号行列をコードブック１８０から選択するように構成する。幾つかの実施形態では、コードブックはそれぞれ可能な送信ランクのそれぞれに対して別々の事前符号行列を含む。幾つかの実施形態では各送信ランクに対して、大部分の事前符号化器行列はコードブック１８０ではブロック対角である。
【００６０】
幾つかの実施形態では、決定ユニット５２０はさらにリバースリンクにおける測定結果および／またはチャネル相互性特性を活用することに決定の基礎を置くように構成する。リバースリンクにおける測定結果はチャネル推定を含むことができる。
【００６１】
第１ノードの装置５００はさらに決定した事前符号行列により少なくとも１つのシンボルストリームを事前符号化するように構成する事前符号化ユニット３００を含む。
【００６２】
第１ノードの装置５００はまた事前符号化した少なくとも１つのシンボルストリームを有効チャネルを経て第２ノード１２０に送信するように構成する送信ユニット５４０も含む。
【００６３】
第１ノードの装置５００はチャネル情報を第２ノード１２０から受信するように構成する受信ユニット５５０を含むことできる。
【００６４】
決定ユニット５２０はさらに第２ノード１２０から受信するチャネル情報に基づき事前符号行列を判断するように構成することができる。
【００６５】
受信するチャネル情報は推奨される事前符号行列でありうる。幾つかの実施形態では、チャネル情報はチャネル推定を含む。
【００６６】
幾つかの実施形態では、送信する少なくとも１つの事前符号化したシンボルストリームはブロック対角の有効チャネルに適合する。
【００６７】
幾つかの実施形態では、第１ノード１００において事前符号化する少なくとも１つのシンボルストリームの送信は第１ノード１００に含む交差偏波アンテナ構成を持つマルチアンテナシステムを使用して実行するようにし、事前符号化した少なくとも１つのシンボルストリームの第２ノード１２０における受信は第２ノード１２０に含むマルチアンテナシステムの使用により実行するようにし、マルチアンテナシステムは意図的ブロック対角の有効チャネルを生じる。
【００６８】
幾つかの実施形態による無線通信システム１１０における第１ノード１００から第２ノード１２０への有効チャネルを経るマルチアンテナによる送信の第２ノード１２０における適合方法のステップを次に図６に示すフローチャートを参照して記述することにする。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持つ。幾つかの実施形態では、送信はブロック対角の有効チャネルに適合する。
【００６９】
幾つかの実施形態では、第２ノード１２０は第１ノード１００との無線通信に使用する交差偏波アンテナのアンテナ構成を持つマルチアンテナシステムを含み、第１ノード１００もまた第２ノード１２０により受信する信号の送信に交差偏波アンテナ構成を使用している。交差偏波アンテナ構成は意図的ブロック対角の有効チャネルを生じる。これが生じる場合の１つの特定の例は、例えば水平および垂直に偏波するアンテナの２つのペアを第１のおよび第２ノードにおいて使用する場合など、第１ノード１００において使用する２つの直交偏波方向が第２ノード１２０の２つの偏波方向と整合する場合である。本方法は以下のステップを含む。
【００７０】
６０１．  第２ノード１２０はブロック対角構成を持つ事前符号行列を選択する。
【００７１】
幾つかの実施形態では、第１ノード１００から少なくとも１つの事前符号化された送信を受信するステップにおいて予測するスループットの最大化に基づき、このステップを実行する。
【００７２】
第２ノード１２０が第１ノード１００から少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームを受信する次ステップ６０３において受信するであろう信号対雑音の最大化に基づき、このステップもまた実行することができる。
【００７３】
幾つかの実施形態では、事前符号化器行列の実行可能なセットに対する性能に関係する基準関数の最適化により、このステップを実行することができる。性能に関係する基準関数により測定する場合に最高の性能を示す事前符号化器行列を次いで選択し、実際の性能を改善することになろう。
【００７４】
幾つかの実施形態では、コードブックから事前符号行列を選択することにより、このステップを実行することができる。これは上記の第１ノード１００の方法におけるのと同じように実行することができる。
【００７５】
幾つかの実施形態では、コードブックはそれぞれ可能な送信ランクのそれぞれに対して別々の事前符号行列を含む。これもまた上記の第１ノード１００における方法と同じように実行することができる。
【００７６】
幾つかの実施形態では各送信ランクに対して、大部分の事前符号化器行列はコードブック１８０ではブロック対角である。
【００７７】
６０２．  このステップでは、第２ノード１２０は選択する事前符号行列を第１ノード１００に搬送する。
【００７８】
６０３．  第２ノード１２０は次いで第１ノード１００から搬送する少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームを有効チャネルを経て受信する。受信する少なくとも１つのシンボルストリームを第１ノード１００において判断した事前符号行列により事前符号化する。
【００７９】
上記のように、第１ノード１００において事前符号化する少なくとも１つのシンボルストリームの送信は交差偏波アンテナ構成を持つマルチアンテナシステムを使用して実行することができ、事前符号化した少なくとも１つのシンボルストリームの第２ノード１２０における受信はマルチアンテナシステムの使用により実行することができ、マルチアンテナシステムは意図的ブロック対角の有効チャネル行列を生じる。
【００８０】
以上の本方法のステップを実行するために、第２ノード１２０は図７に示す装置７００を含む。上記のように、第２ノード１２０は第１ノード１００から有効チャネルを経るマルチアンテナによる送信を受信するようにする。有効チャネルは複数の入力および少なくとも１つの出力を持つ。第１ノード１００および第２ノード１２０を無線通信システム１１０に含む。
【００８１】
第２ノードの装置７００はブロック対角構成を持つ事前符号行列を選択するように構成する選択ユニット７１０を含む。
【００８２】
第１ノード１００から受信する少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームの予測する送信スループットの最大化に事前符号行列選択の基礎を置くように、選択ユニット７１０をさらに構成することができる。
【００８３】
幾つかの実施形態では、少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームを第１ノード１００から受信する場合に第２ノード１２０が受信するであろう信号対雑音の最大化に事前符号行列選択の基礎を置くように、選択ユニット７１０を構成する。
【００８４】
選択ユニット７１０をさらに事前符号行列をコードブック１９０から選択するように構成することができる。幾つかの実施形態では、コードブックはそれぞれ可能な送信ランクのそれぞれに対して別々の事前符号行列を含む。コードブック１９０はそれぞれ可能な送信ランクのそれぞれに対して別々の事前符号行列を含むことができる。幾つかの実施形態では各送信ランクに対して、大部分の事前符号化器行列はコードブック１９０ではブロック対角である。
【００８５】
幾つかの実施形態では、事前符号化器行列の実行可能なセットに対する性能に関係する基準関数を最適化するように、選択ユニット７１０をさらに構成する。
【００８６】
第２ノードの装置７００はさらに選択する事前符号行列を第１ノード１００に搬送する搬送ユニット７２０を含む。
【００８７】
第２ノードの装置７００はさらに第１ノード１００から送信する少なくとも１つの事前符号化されたシンボルストリームを有効チャネルを経て受信するように構成する受信ユニット７３０を含む。受信する少なくとも１つのシンボルストリームを第１ノード１００において判断した事前符号行列により事前符号化する。
【００８８】
幾つかの実施形態では、送信する少なくとも１つの事前符号化したシンボルストリームはブロック対角の有効チャネル行列に適合する。
【００８９】
幾つかの実施形態では、第１ノード１００において事前符号化する少なくとも１つのシンボルストリームの送信は第１ノード１００に含む交差偏波アンテナ構成を持つマルチアンテナシステムを使用して実行するようにし、事前符号化された少なくとも１つのシンボルストリームの第２ノード１２０における受信は第２ノード１２０に含むマルチアンテナシステムの使用により実行するようにし、マルチアンテナシステムは意図的ブロック対角の有効チャネル行列を生じる。
【００９０】
本発明の幾つかの実施形態は以下の一般的な方法で記述することができる。方法はＮ×Ｎのアンテナを持つＭＩＭＯ送信機のビーム形成行列に対応する少なくとも１つのコードブックの要素を判断するステップを含む。アンテナをアンテナの交差偏波セットにグループ化する。本方法はブロック対角構成を持つ事前符号化チャネル行列を選択するステップを含む。
【００９１】
マルチアンテナシステムのための事前符号化はさらに一般的にベクトル値を持つ情報を搬送する信号を事前符号化器行列により乗算すると記述することができ、本明細書ではベクトル値を持つ情報を搬送する信号を１つまたは複数のシンボルストリームと呼ぶ。１つまたは複数のシンボルストリームを、あるいはそれぞれ１つまたは複数のレイヤと呼ぶことができる。
【００９２】
第１ノード１００から第２ノード１２０への有効チャネルを経る送信に適合する本機構を本解決策の機能を実行するコンピュータ・プログラム・コードと共に図５に示す第１ノードの装置５００のプロセッサ５６０または図７に示す第２ノードの装置７００のプロセッサ７４０などの１つ以上のプロセッサにより実装することができる。上記のプログラムコードはまたコンピュータプログラム製品、例えば第１ノード１００または第２ノード１２０にロードする場合に本解決策を実行するコンピュータ・プログラム・コードを担うデータ担体の形式において提供することもできる。１つのこのような担体はＣＤＲＯＭディスクの形式でありうる。担体はしかしながらメモリスティックなどのその他のデータ担体により実現可能である。コンピュータ・プログラム・コードをその上サーバ上の純粋なプログラムコードとして提供し、第１ノード１００または第２ノード１２０へ遠隔にダウンロードすることができる。
【００９３】
「含む（comprise）」または「含んでいる（comprising）」という用語を使用する場合、この用語は非限定的であり、即ち「少なくとも含む」と解釈されよう。
【００９４】
本発明は上記の好ましい実施形態に制限されない。種々の変更、修正および等価物を使用することができる。それ故、以上の実施形態は本発明の範囲を制限するものと取るべきではなく、本発明の範囲は添付する特許請求の範囲により定義される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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