(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信システム中でデータを送信する方法において、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送ることと、
前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信することと、
第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信することと、
前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することと、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送ることとを含み、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することは、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成することと、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することと、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することとを含む方法。
【請求項２】
前記データ送信を送ることは、
前記ＣＱＩ情報に基づいて、前記データ送信に対してコーディングおよび変調を実行することと、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記データ送信に対してプリコーディングを実行することとを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のリンクを通して前記第１の基準信号を送ることは、ダウンリンクを通してセル固有基準信号を送ることを含み、前記第２のリンクを通して前記第２の基準信号を受信することは、アップリンクを通してサウンディング基準信号を受信することを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１のリンクを通して前記第１の基準信号を送ることは、アップリンクを通してサウンディング基準信号を送ることを含み、前記第２のリンクを通して前記第２の基準信号を受信することは、ダウンリンクを通してセル固有基準信号を受信することを含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、擬似ランダムシーケンスに基づいて発生され、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスに基づいて発生される請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第１の基準信号を送ることは、第１の間隔によって分離されている副搬送波上で、前記第１の基準信号を送ることを含み、前記第２の基準信号を受信することは、前記第１の間隔とは異なる第２の間隔によって分離されている副搬送波上で、前記第２の基準信号を受信することを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記ＣＱＩ情報を受信することは、前記ＣＱＩ情報を含んでいる少なくとも１つの単一搬送波直交周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを受信することを含み、前記データ送信を送ることは、前記データ送信に対して、少なくとも１つの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）シンボルを送ることを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ＣＱＩ情報を受信することは、前記ＣＱＩ情報を含んでいる少なくとも１つの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）シンボルを受信することを含み、前記データ送信を送ることは、前記データ送信に対して、少なくとも１つの単一搬送波直交周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを送ることを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
ワイヤレス通信のための装置において、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送り、前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信し、第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信し、前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得し、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定し、前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送るように構成されている少なくとも１つのプロセッサを具備し、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成し、前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得し、前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定するように構成されている装置。
【請求項１０】
前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む請求項９記載の装置。
【請求項１１】
ワイヤレス通信のための装置において、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送る手段と、
前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信する手段と、
第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信する手段と、
前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得する手段と、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段と、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送る手段とを具備し、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段は、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成する手段と、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得する手段と、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段とを備える装置。
【請求項１２】
前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
コンピュータプログラムにおいて、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送ることを少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送ることを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードとを含み、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードは、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードとを含むコンピュータプログラム。
【請求項１４】
コンピュータ読み取り可能媒体において、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送ることを少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送ることを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードとを含み、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードは、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードとを含むコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１５】
ワイヤレス通信システム中でデータを受信する方法において、
第１のリンクを通して、送信機から第１の基準信号を受信することと、
前記第１の基準信号に基づいて、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を決定することと、
前記ＣＱＩ情報を前記送信機に送ることと、
第２のリンクを通して、第２の基準信号を送ることと、
前記ＣＱＩ情報と、前記第２の基準信号に基づいて前記送信機によって決定された少なくとも１つのプリコーディング行列とに基づいて前記送信機によって送られたデータ送信を受信することと、
前記第１の基準信号に基づいて、少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成することと、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することと、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することとを含み、
前記ＣＱＩ情報を決定することは、前記少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記ＣＱＩ情報を決定することを含む方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの検出行列を決定することと、
前記少なくとも１つの検出行列に基づいて、前記受信したデータ送信に対してＭＩＭＯ検出を実行することとをさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、擬似ランダムシーケンスに基づいて発生され、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスに基づいて発生される請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記ＣＱＩ情報を送ることは、前記ＣＱＩ情報を含んでいる少なくとも１つの単一搬送波直交周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを送ることを含み、前記データ送信を受信することは、前記データ送信に対して、少なくとも１つの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）シンボルを受信することを含む請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
ワイヤレス通信のための装置において、
第１のリンクを通して、送信機から第１の基準信号を受信し、前記第１の基準信号に基づいて、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を決定し、前記ＣＱＩ情報を前記送信機に送り、第２のリンクを通して、第２の基準信号を送り、前記ＣＱＩ情報と、前記第２の基準信号に基づいて前記送信機によって決定された少なくとも１つのプリコーディング行列とに基づいて前記送信機によって送られたデータ送信を受信するように構成されている少なくとも１つのプロセッサを具備し、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第１の基準信号に基づいて、少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得し、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成し、前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得し、前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定し、前記少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記ＣＱＩ情報を決定するように構成されている装置。
【請求項２１】
前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む請求項２０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は、２００７年８月１５日に出願され、この出願の譲受人に譲渡され、参照によりここに組み込まれている、““ＬＴＥにおけるＴＤＤのためのビームフォーミング”と題する、米国仮出願シリアル番号第６０／９５６，１０６号に対する優先権を主張する。
【分野】
【０００２】
本開示は一般に、通信に関し、より詳細には、ワイヤレス通信システムにおいてデータを送信する技術に関する。
【背景】
【０００３】
ワイヤレス通信システムにおいて、送信機は、複数（Ｒ本）の受信アンテナを備える受信機へのデータ送信のために、複数（Ｔ本）の送信アンテナを利用してもよい。複数の送信および受信アンテナは、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネルを形成し、ＭＩＭＯは、スループットを向上させ、および／または信頼性を改善するために使用される。例えば、送信機は、Ｔ本の送信アンテナから同時にＴ個までのシンボルストリームを送信して、スループットを向上させてもよい。代わりに、送信機は、Ｔ本のすべての送信アンテナから単一のシンボルストリームを送信して、受信機による受信を向上させてもよい。いずれのケースにおいても、良好な性能を達成する方法でデータを送信することが望まれる。
【概要】
【０００４】
ワイヤレス通信システムにおいてＭＩＭＯ送信を送る技術をここで記述する。技術は、周波数分割複信（ＦＤＤ）システムおよび時分割複信（ＴＤＤ）システムに対して使用してもよい。
【０００５】
１つの設計において、送信機は、第１のリンクを通して第１の基準信号を送ってもよい。送信機は、ダウンリンク上でのデータ送信に対してノードＢであってもよく、または、アップリンク上でのデータ送信に対してユーザ機器（ＵＥ）であってもよい。送信機は、第１の基準信号に基づいて受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を受信してもよい。送信機は、第２のリンクを通して、受信機から第２の基準信号を受信してもよい。送信機は、第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、第１のリンクに対する少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列を取得してもよい。送信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定してもよい。送信機は次に、少なくとも１つのプリコーディング行列およびＣＱＩ情報に基づいて、データ送信を受信機に送ってもよい。
【０００６】
１つの設計において、送信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列を取得してもよい。送信機は次に、固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定してもよい。別の設計において、送信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成してもよい。送信機は、少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得してもよい。送信機は次に、直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定してもよい。
【０００７】
ダウンリンク上でのデータ送信に対して、第１の基準信号は、ダウンリンク上でノードＢによって送られるセル固有基準信号であってもよく、第２の基準信号は、アップリンク上でＵＥによって送られるサウンディング基準信号であってもよい。アップリンク上でのデータ送信に対して、第１の基準信号は、アップリンク上でＵＥによって送られるサウンディング基準信号であってもよく、第２の基準信号は、ダウンリンク上でノードＢによって送られるセル固有基準信号であってもよい。基準信号は、送信機および受信機の両方によってアプリオリに知られている信号である。基準信号はまた、パイロット、プリアンブル、サウンディングなどと呼ばれている。
【０００８】
本開示のさまざまな観点および特徴を、以下でさらに詳細に記述する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ワイヤレス通信システムを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、ＦＤＤに対する例示的なフレーム構造を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ＴＤＤに対する例示的なフレーム構造を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ＵＥによって送られるサウンディング基準信号を示す。
【図４】図４は、ノードＢおよびＵＥのブロック図を示す。
【図５】図５は、ＭＩＭＯ送信を送るプロセスを示す。
【図６】図６は、ＭＩＭＯ送信を送る装置を示す。
【図７】図７は、ＭＩＭＯ送信を受信するプロセスを示す。
【図８】図８は、ＭＩＭＯ送信を受信する装置を示す。
【詳細な説明】
【００１０】
ここで記述する技術は、コード分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムや、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムや、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システムや、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システムや、単一搬送波ＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムや、他のシステムのような、さまざまなワイヤレス通信システムに対して使用してもよい。用語“システム”および“ネットワーク”は、区別なく使用されることが多い。ＣＤＭＡシステムは、ユニバーサル地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）、ｃｄｍａ２０００などのような無線技術を実現してもよい。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）と、ＣＤＭＡの他の変形体とを含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５およびＩＳ−８５６の標準規格をカバーする。ＴＤＭＡシステムは、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）のような無線技術を実現してもよい。ＯＦＤＭＡシステムは、進化型ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）や、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）や、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）や、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）や、ＩＥＥＥ８０２．２０や、フラッシュ−ＯＦＤＭ（登録商標）などのような無線技術を実現してもよい。ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡは、ユニバーサル移動体電気通信システム（ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを使用するＵＭＴＳの、これから出てくるリリースであり、ダウンリンク上でＯＦＤＭＡを用い、アップリンク上でＳＣ−ＦＤＭＡを用いる。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥおよびＧＳＭは、“第３世代パートナーシップ・プロジェクト”（３ＧＰＰ）と名付けられた組織からの文書で説明されている。ｃｄｍａ２０００およびＵＭＢは、“第３世代パートナーシップ・プロジェクト２”（３ＧＰＰ２）と名付けられた組織からの文書で説明されている。明瞭にするために、技術のいくつかの観点を、ＬＴＥにおけるデータ送信に対して以下で記述し、ＬＴＥの用語は、以下の記述の多くにおいて使用される。
【００１１】
図１は、ワイヤレス通信システム１００を示す。ワイヤレス通信システム１００は、ＬＴＥシステムであってもよい。システム１００は、多数のノードＢ１１０と、他のネットワークエンティティとを含んでいてもよい。ノードＢは、ＵＥと通信する固定局であってもよく、進化型ノードＢ（ｅＮＢ）、基地局、アクセスポイントなどと呼ばれることがある。各ノードＢ１１０は、特定の地理的エリアに対して通信カバレッジを提供する。システムの能力を向上させるために、ノードＢの全カバレッジエリアを、複数（例えば、３つ）のより小さいエリアに分割してもよい。それぞれのより小さいエリアは、それぞれのノードＢサブシステムによってサーブされてもよい。３ＧＰＰにおいて、用語“セル”は、ノードＢの最も小さいカバレッジエリアおよび／または、このカバレッジエリアをサーブするノードＢサブシステムを指すことがある。３ＧＰＰ２において、用語“セクタ”は、基地局の最も小さいカバレッジエリアおよび／または、このカバレッジエリアをサーブする基地局サブシステムを指すことがある。明瞭にするために、以下の記述では、３ＧＰＰのセルに関する概念を使用する。
【００１２】
ＵＥ１２０は、システム全体にわたって分散されていてもよく、各ＵＥは、固定されたものであってもよく、または移動するものであってもよい。ＵＥはまた、移動局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局などと呼ばれることがある。ＵＥは、セルラ電話機、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ワイヤレスモデム、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、コードレス電話機などであってもよい。ＵＥは、ダウンリンクおよびアップリンクを通してノードＢと通信してもよい。ダウンリンク（すなわちフォワードリンク）は、ノードＢからＵＥへの通信リンクを指し、アップリンク（すなわちリバースリンク）は、ＵＥからノードＢへの通信リンクを指す。
【００１３】
ＬＴＥは、ダウンリンク上で直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用し、アップリンク上で単一搬送波周波数分割多重化（ＳＣ−ＦＤＭ）を利用する。ＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭは、システムの帯域幅を複数（Ｋ個）の直交する副搬送波に分割し、副搬送波はまた、トーン、ビンなどと一般に呼ばれている。各副搬送波は、データにより変調してもよい。一般に、変調シンボルは、ＯＦＤＭでは周波数領域において送られ、ＳＣ−ＦＤＭでは時間領域において送られる。隣接する副搬送波の間隔は、固定されていてもよく、副搬送波の総数（ｋ）は、システムの帯域幅に依存してもよい。例えば、Ｋは、それぞれ、１．２５、２．５、５、１０または２０ＭＨｚのシステムの帯域幅に対して、１２８、２５６、５１２、１０２４または２０４８に等しくてもよい。
【００１４】
Ｋ個の総副搬送波は、リソースブロックにグループ分けしてもよい。各リソースブロックは、１つのスロット中にＮ個の副搬送波（例えば、Ｎ＝１２の副搬送波）を含んでいてもよい。利用可能なリソースブロックは、トラフィックデータおよび制御情報の送信に対して、ＵＥに割り当てられていてもよい。Ｋ個の総副搬送波はまた、副帯域に分割してもよい。各副帯域は、６個のリソースブロックにおいて７２の副搬送波を含んでいてもよく、１．０８ＭＨｚをカバーしてもよい。
【００１５】
システムは、ＦＤＤまたはＴＤＤを利用してもよい。ＦＤＤに対して、ダウンリンクおよびアップリンクには、異なる周波数チャネルが割り振られてもよく、ダウンリンクに対するチャネル応答は、アップリンクに対するチャネル応答と相関付けられていなくてもよい。ＴＤＤに対して、ダウンリンクおよびアップリンクは、同じ周波数チャネルを共有してもよく、ダウンリンクチャネル応答は、アップリンクチャネル応答と相関付けられてもよい。
【００１６】
図２Ａは、ＬＴＥにおけるＦＤＤに対して使用してもよい、フレーム構造タイプ１（ＦＳ１）の例示的なフレーム構造２００を示す。各リンクに対する送信タイムラインは、無線フレームの単位に分割してもよい。各無線フレームは、予め定められている継続時間（例えば、１０ミリ秒（ｍｓ））を有していてもよく、０ないし９のインデックスを有する１０個のサブフレームに分割されていてもよい。各サブフレームは、２つのスロットを含んでいてもよく、各スロットはＬ個のシンボル期間を含んでいてもよく、Ｌ個のシンボル期間は、例えば、拡張サイクリックプレフィックスに対してＬ＝６のシンボル期間であってもよく、または、ノーマルサイクリックプレフィックスに対してＬ＝７のシンボル期間であってもよい。
【００１７】
ＦＤＤに対して、１０個のサブフレームは、ダウンリンク送信に対して利用可能であってもよく、１０個のサブフレームは、各無線フレームにおいてアップリンク送信に対して利用可能であってもよい。ダウンリンクおよびアップリンクの送信は、周波数領域において分離される。
【００１８】
図２Ｂは、ＬＴＥにおけるＴＤＤに対して使用してもよい、フレーム構造タイプ２（ＦＳ２）の例示的なフレーム構造２５０を示す。送信タイムラインは、無線フレームの単位に分割されてもよく、各無線フレームは、１０ｍｓの継続時間を有していてもよく、０ないし９のインデックスを有する１０個のサブフレームに分割されていてもよい。ＬＴＥは、複数のダウンリンク−アップリンク構成をサポートする。すべてのダウンリンク−アップリンク構成に対して、サブフレーム０および５は、ダウンリンク（ＤＬ）に対して使用してもよく、サブフレーム２は、アップリンク（ＵＬ）に対して使用してもよい。サブフレーム３、４、７、８および９は、それぞれ、ダウリンク−アップリンク構成次第で、ダウンリンクまたはアップリンクのいずれかに対して使用してもよい。サブフレーム１は、データ信号、制御信号および同期信号に対するダウンリンクパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）と、非送信のガード期間（ＧＰ）と、サウンディング基準信号およびランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）に対するアップリンクパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）とによって構成される、３つの特別のフィールドを含んでいてもよい。サブフレーム６は、ダウンリンク−アップリンク構成次第で、ＤｗＰＴＳだけ、または、３つのすべての特別のフィールド、またはダウンリンクサブフレームを含んでいてもよい。ＤｗＰＴＳ、ＧＰおよびＵｐＰＴＳは、異なるサブフレームの構成に対して、異なる継続時間を有してもよい。特別のフィールドに対して使用されない各サブフレームは、２つのスロットに分割されていてもよく、各スロットは、Ｌ個のシンボル期間を含んでいてもよい。
【００１９】
フレーム構造２００および２５０は、公に利用可能である、“進化型ユニバーサル地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）；物理チャネルおよび変調”と題する、３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１において記述されている。
【００２０】
システムは、ダウンリンクおよびアップリンクに対して、さまざまな基準信号をサポートしてもよい。チャネル推定、コヒーレント復調、チャネル品質測定、信号強度測定などのような、さまざまな目的のために、基準信号を受信機によって使用してもよい。表１は、ダウンリンクおよびアップリンク上で送信してもよい、いくつかの基準信号をリスト表示し、各基準信号に対して短い説明を提供する。セル固有基準信号は、共通パイロット、ブロードバンドパイロットなどとも呼ばれている。
【表１】
0005474789.tif 000002
【００２１】
基準信号は、さまざまな方法で発生させてもよい。１つの設計において、セル固有基準信号シーケンスは、次のように、擬似ランダムシーケンスに基づいて発生させてもよい。
【数１】
0005474789.tif 000003
【００２２】
ここでｃ（ｎ）は、擬似ランダムシーケンスであり、ｒcsrs（ｎ）は、セル固有基準信号シーケンスである。
【００２３】
擬似ランダムシーケンスｃ（ｎ）は、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）により発生させてもよく、線形フィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）は、セル識別（ＩＤ）に基づいて決定される値に初期化されてもよい。等式（１）中で示す設計において、セル固有基準信号シーケンスｒcsrs（ｎ）は、複素数値のシンボルによって構成されており、各複素数値のシンボルは、擬似ランダムシーケンスの２つの連続するシンボルによって定義されている。シーケンスｒcsrs（ｎ）を使用して、セル固有基準信号を発生させてもよい。
【００２４】
サウンディング基準信号は、良好な相関特性を有する定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスに基づいて発生させてもよい。１つの設計において、ＣＡＺＡＣシーケンスは、次のように表してもよいＺａｒｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスである。
【数２】
0005474789.tif 000004
【００２５】
ここでｑはルートであり、Ｌは、Ｚａｒｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンス長であり、ｘq（ｎ）は、ｑ番目のルートＺａｒｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスである。
【００２６】
Ｌは、サウンディング基準信号シーケンスの所望の長さよりも小さい、最大の素数であってもよい。Ｚａｒｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスは、次のように、所望の長さのベースシーケンスｒb（ｎ）を取得する必要に応じて繰り返されてもよい。
【数３】
0005474789.tif 000005
【００２７】
別の設計において、ベースシーケンスを次のように定義してもよい。
【数４】
0005474789.tif 000006
【００２８】
ここで、φ（ｎ）は、ＣＡＺＡＣシーケンスを取得するために定義される１組の位相である。
【００２９】
上述の両方の設計に対して、サウンディング基準信号シーケンスｒsrs（ｎ）は、次のように、ベースシーケンスｒb（ｎ）をサイクリックにシフトすることによって取得してもよい。
【数５】
0005474789.tif 000007
【００３０】
ここでαは、ＵＥに対して割り当てられる巡回シフトであり、シーケンスｒsrs（ｎ）を使用して、サウンディング基準信号を発生させてもよい。
【００３１】
ノードＢは、ＵＥ固有基準信号をＵＥに送ってもよい。ＬＴＥにおける、セル固有基準信号、サウンディング基準信号および他の基準信号の発生は、前述の３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１中に記述されている。
【００３２】
図３Ａは、１つのセルに対する、４つのアンテナ０ないし３からのセル固有基準信号の例示的な送信を示す。ＬＴＥにおいては、各スロットは、ノーマルサイクリックプレフィックスに対して７個のシンボル期間０ないし６を含む。セル固有基準信号は、各スロットのシンボル期間０および４において、アンテナ０および１から、ならびに、各スロットのシンボル期間１において、アンテナ２および３から送信してもよい。
【００３３】
セル固有基準信号は、所定のアンテナから副搬送波上で送信してもよく、それらの副搬送波は、基準信号が送信される各シンボル期間において６個の副搬送波だけ離れて間隔が空いている。さらに、セル固有基準信号への干渉を回避するために、セル固有基準信号に対して使用される副搬送波上のセルによって、いかなる信号も送信されない。図３Ａ中で示すように、セル固有基準信号は、アンテナ０から、各スロットの、シンボル期間０における第１の組の副搬送波上で、および、シンボル期間４における第２の組の副搬送波上で送信してもよい。第２の組における副搬送波は、第１の組における副搬送波から、３個の副搬送波だけオフセットされていてもよい。セル固有基準信号は、アンテナ１から、各スロットの、シンボル期間０における第２の組の副搬送波上で、および、シンボル期間４における第１の組の副搬送波上で送信してもよい。セル固有基準信号は、アンテナ２から、各偶数番号のスロットのシンボル期間１における第１の組の副搬送波上で、および、各奇数番号のスロットのシンボル期間１における第２の組の副搬送波上で送信してもよい。セル固有基準信号は、アンテナ３から、各偶数番号のスロットのシンボル期間１における第２の組の副搬送波上で、および、各奇数番号のスロットのシンボル期間１における第１の組の副搬送波上で送信してもよい。
【００３４】
図３Ｂは、アップリンク上での、サウンディング基準信号の例示的な送信を示す。サウンディング基準信号は、単一の副帯域、複数の副帯域、または、全システム帯域幅をカバーしてもよい、１組の副搬送波において、１個おきの副搬送波上で送信してもよい。サウンディング基準信号は、サブフレームの最後のシンボル期間において送信してもよい。例えば、副帯域を通して循環し、かつ、サウンディング基準信号が送信される各フレーム中の異なる副帯域上でサウンディング基準信号を送信することによって、サウンディング基準信号は、異なるサブフレーム中の異なる副帯域上で送信してもよい。例えば、アンテナを通して循環し、かつ、サウンディング基準信号が送信される各サブフレームにおいて、異なるアンテナからサウンディング基準信号を送信することによって、サウンディング基準信号は、異なるサブフレームにおいて、ＵＥでの異なるアンテナから送信してもよい。
【００３５】
セル固有基準信号およびサウンディング基準信号の送信は、前述の３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１中で記述されている。
【００３６】
図４は、ノードＢ１１０およびＵＥ１２０の設計のブロック図を示す。ノードＢ１１０およびＵＥ１２０は、図１中のノードＢのうちの１つ、およびＵＥのうちの１つであってもよい。ノードＢ１１０は、複数（Ｔ本）のアンテナ４３４ａないし４３４ｔを備えている。ＵＥ１２０は、複数（Ｒ本）のアンテナ４５２ａないし４５２ｒを備えている。以下の記述の多くは、各アンテナをデータ送信および受信のために使用してもよいことを仮定している。
【００３７】
ノードＢ１１０において、送信プロセッサ４２０は、データ源４１２から１つ以上のＵＥに対するトラフィックデータを受け取り、各ＵＥに対する１つ以上の変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）に基づいて、そのＵＥに対するトラフィックデータを処理し（例えば、エンコードし、変調する）、すべてのＵＥに対するデータシンボルを提供する。送信プロセッサ４２０はまた、制御情報／シグナリングに対する制御シンボルを発生させてもよい。送信プロセッサ４２０はさらに、例えば、セル固有基準信号のような、１つ以上の基準信号に対する基準シンボルを発生させてもよい。ＭＩＭＯプロセッサ４３０は、以下で記述するように、データシンボル、制御シンボルおよび基準シンボルに対してプリコーディングを実行してもよく、Ｔ個の出力シンボルストリームを、Ｔ個の変調器（ＭＯＤ）４３２ａないし４３２ｔに提供してもよい。各変調器４３２は、（例えば、ＯＦＤＭに対する）その出力シンボルストリームを処理して、出力サンプルストリームを取得してもよい。各変調器４３２はさらに、その出力サンプルストリームを調整し（例えば、アナログに変換し、フィルタし、増幅し、アップコンバートする）、ダウンリンク信号を発生させてもよい。変調器４３２ａないし４３２ｔからのＴ個のダウンリンク信号は、それぞれ、アンテナ４３４ａないし４３４ｔを通して送信してもよい。
【００３８】
ＵＥ１２０において、Ｒ本のアンテナ４５２ａないし４５２ｒは、ノードＢ１１０からＴ個のダウンリンク信号を受信してもよく、各アンテナ４５２は、受信した信号を関連する復調器（ＤＥＭＯＤ）４５４に提供してもよい。各復調器４５４は、その受信信号を調整して（例えば、フィルタし、増幅し、ダウンコンバートし、デジタル化する）、サンプルを取得してもよく、さらに、（例えば、ＯＦＤＭに対する）サンプルを処理して、受信シンボルを取得してもよい。各復調器４５４は、受信データシンボルおよび受信制御シンボルを、ＭＩＭＯ検出器４６０に提供してもよく、受信基準シンボルをチャネルプロセッサ４９４に提供してもよい。チャネルプロセッサ４９４は、受信基準シンボルに基づいて、ノードＢ１１０からＵＥ１２０へのダウンリンクＭＩＭＯチャネルを推定してもよく、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル推定をＭＩＭＯ検出器４６０に提供してもよい。ＭＩＭＯ検出器４６０は、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル推定に基づいて、受信データシンボルおよび受信制御シンボルに関してＭＩＭＯ検出を実行して、シンボル推定を提供してもよい。シンボル推定は、送信されたシンボルの推定である。受信プロセッサ４７０は、シンボル推定を処理し（例えば、復調し、デコードする）、デコードされたトラフィックデータをデータシンク４７２に提供し、デコードされた制御情報を制御装置／プロセッサ４９０に提供してもよい。
【００３９】
ＵＥ１２０は、ダウンリンクチャネル品質を推定し、フィードバック情報を発生させてもよく、フィードバック情報は、以下で記述するさまざまなタイプの情報を含んでいてもよい。データ源４７８からのフィードバック情報、トラフィックデータ、および１つ以上の基準信号（例えば、サウンディング基準信号）は、送信プロセッサ４８０によって処理し（例えば、エンコードし、変調する）、ＭＩＭＯプロセッサ４８２によってプリコードし、さらに、変調器４５４ａないし４５４ｒによって処理して、Ｒ個のアップリンク信号を発生させてもよく、Ｒ個のアップリンク信号は、アンテナ４５２ａないし４５２ｒを通して送信してもよい。ノードＢ１１０において、ＵＥ１２０からのＲ個のアップリンク信号は、アンテナ４３４ａないし４３４ｔによって受信され、復調器４３２ａないし４３２ｔによって処理されてもよい。チャネルプロセッサ４４４は、ＵＥ１２０からノードＢ１１０へのアップリンクＭＩＭＯチャネルを推定してもよく、アップリンクＭＩＭＯチャネル推定をＭＩＭＯ検出器４３６に提供してもよい。ＭＩＭＯ検出器４３６は、アップリンクＭＩＭＯチャネル推定に基づいて、ＭＩＭＯ検出を実行して、シンボル推定を提供してもよい。受信プロセッサ４３８は、シンボル推定を処理し、デコードされたトラフィックデータをデータシンク４３９に提供し、デコードされたフィードバック情報を制御装置／プロセッサ４４０に提供してもよい。制御装置／プロセッサ４４０は、フィードバック情報に基づいて、ＵＥ１２０へのデータ送信を制御してもよい。
【００４０】
制御装置／プロセッサ４４０および４９０は、それぞれ、ノードＢ１１０およびＵＥ１２０における動作を指示してもよい。メモリ４４２および４９２は、それぞれ、ノードＢ１１０およびＵＥ１２０に対するデータおよびプログラムコードを記憶してもよい。スケジューラ４４６は、ＵＥから受信したフィードバック情報に基づいて、ダウンリンクおよび／またはアップリンク上でのデータ送信に対して、ＵＥ１２０および／または他のＵＥを選択してもよい。スケジューラ４４６はまた、スケジュールされるＵＥにリソースを割り振ってもよい。
【００４１】
ノードＢ１１０におけるＴ本のアンテナおよびＵＥ１２０におけるＲ本のアンテナによって形成されるダウンリンクＭＩＭＯチャネルは、各副搬送波ｋに対するＲ×ＴのＭＩＭＯチャネル行列ＨDL（ｋ）によって特徴付けられてもよい。ＨDL（ｋ）は、次のように表してもよい。
【数６】
0005474789.tif 000008
【００４２】
ここで、ｉ＝１，．．．，Ｒ、およびｊ＝１，．．．，Ｔに対して、成分ｈi,j（ｋ）は、副搬送波ｋに対する、ノードＢのアンテナｊおよびＵＥのアンテナｉ間の複素利得である。
【００４３】
ＵＥ１２０におけるＲ本のアンテナおよびノードＢ１１０におけるＴ本のアンテナによって形成されるアップリンクＭＩＭＯチャネルは、各副搬送波ｋに対するＴ×ＲのＭＩＭＯチャネル行列ＨUL（ｋ）によって特徴付けられてもよい。ＨUL（ｋ）は、等式（６）において示した形態を有してもよい。
【００４４】
ＦＤＤに対して、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨDL（ｋ）は、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨUL（ｋ）と相関付けられていなくてもよい。ノードＢは、ＵＥによって送信されたサウンディング基準信号に基づいて、ＨUL（ｋ）を推定してもよい。ノードＢは、アップリンクでのプリコーディングのために、ＨUL（ｋ）から取得したプリコーディング行列インジケータ（ＰＭＩ）情報をＵＥに送ってもよい。同様に、ＵＥは、ノードＢによって送信されたセル固有基準信号に基づいて、ＨDL（ｋ）を推定してもよい。ＵＥは、ダウンリンクでのプリコーディングのために、ＨDL（ｋ）から取得したＰＭＩ情報をノードＢに送ってもよい。
【００４５】
ＴＤＤに対して、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨDL（ｋ）は、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨUL（ｋ）と相関付けられていてもよく、互いに逆であると仮定してもよい。そのため、ＨUL（ｋ）＝ＨTDL（ｋ）であり、ここで、“Ｔ”は転置を表す。このケースにおいて、ノードＢは、ＵＥによって送信されたサウンディング基準信号に基づいて、ＨUL（ｋ）を推定してもよい。ノードＢは、チャネル相互依存を仮定することによって、推定されたＨUL（ｋ）に基づいて、ＨDL（ｋ）を推定してもよい。ノードＢは、ＨDL（ｋ）を使用して、ダウンリンクに対するＰＭＩ情報を取得してもよい。同様に、ＵＥは、ノードＢによって送信されたセル固有基準信号に基づいて、ＨDL（ｋ）を推定してもよい。ＵＥは、チャネル相互依存を仮定することによって、推定されたＨDL（ｋ）に基づいて、ＨUL（ｋ）を推定してもよい。ＵＥは次に、ＨUL（ｋ）を使用して、アップリンクに対するＰＭＩ情報を取得してもよい。
【００４６】
全ダウンリンクＭＩＭＯチャネルは、ノードＢにおけるＴ本のアンテナに対する送信チェーンと、ダウンリンクＭＩＭＯチャネルと、ＵＥにおけるＲ本のアンテナに対する受信チェーンとから構成されている。全アップリンクＭＩＭＯチャネルは、ＵＥにおけるＲ本のアンテナに対する送信チェーンと、アップリンクＭＩＭＯチャネルと、ノードＢにおけるＴ本のアンテナに対する受信チェーンとから構成されている。ＦＤＤに対して、各リンクに対する全ダウンリンクＭＩＭＯチャネルは、そのリンクを通して受信される基準信号に基づいて推定してもよい。ＴＤＤに対して、ノードＢおよびＵＥにおける送信および受信チェーンの応答間の差異により、ＨUL（ｋ）＝ＨTDL（ｋ）である場合でさえ、全ダウンリンクＭＩＭＯチャネルは、全アップリンクＭＩＭＯチャネルの逆ではないかもしれない。キャリブレーションを実行して、ノードＢおよびＵＥにおける送信および受信チェーンの応答間の差異に対処するために（例えば、ノードＢにおいて）適用してもよいキャリブレーション行列を決定してもよい。キャリブレーションは、２００３年１０月２３日に出願され、“時分割複信通信システムに対するチャネルキャリブレーション”と題する、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願シリアル番号第１０／６９３１６９中で記述しているように実行してもよい。キャリブレーション行列を適用することにより、全ダウンリンクＭＩＭＯチャネルは、全アップリンクＭＩＭＯチャネルの逆であると仮定してもよい。簡単にするために、以下の記述は、ＴＤＤに対して、送信および受信チェーンがフラット応答を有し、演算行列は恒等行列Ｉであり、全ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列はＨDL（ｋ）であり、全アップリンクＭＩＭＯチャネル行列はＨUL（ｋ）であり、ＨUL（ｋ）＝ＨTDL（ｋ）であることを仮定している。
【００４７】
ＦＤＤおよびＴＤＤの両方に対して、ノードＢは、Ｍ個のレイヤ上でＭ個のシンボルストリームをＵＥに送信してもよく、ここで一般に、１≦Ｍ≦ｍｉｎ｛Ｔ、Ｒ｝である。レイヤは、ＭＩＭＯチャネルの空間チャネルとしてとらえてもよい。同様に、ＵＥは、Ｍ個のレイヤ上でＭ個のシンボルストリームをノードＢに送信してもよい。アップリンク上で送るシンボルストリームの数は、ダウンリンク上で送るシンボルストリームの数に等しくてもよく、または等しくなくてもよい。明瞭にするために、ダウンリンク上でのデータ送信を以下で記述する。
【００４８】
ＭＩＭＯチャネルの固有モードでデータを送信することによって、良好な性能を達成してもよい。固有モードは、直交空間チャネルとしてとらえてもよい。固有モードでデータを送信するために、ノードＢは、理想的固有ビームフォーミングまたは擬似固有ビームフォーミングに基づいて、プリコーディング行列を取得してもよく、プリコーディング行列によりプリコーディングを実行してもよい。表２は、理想的固有ビームフォーミングおよび擬似固有ビームフォーミングの特性を要約する。
【表２】
0005474789.tif 000009
【００４９】
理想的固有ビームフォーミングに対して、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨDL（ｋ）は、次のように、特異値分解により対角化されてもよい。
【数７】
0005474789.tif 000010
【００５０】
ここで、Ｕ（ｋ）は、ＨDL（ｋ）の左固有ベクトルのＲ×Ｒユニタリー行列であり、Ｖ（ｋ）は、ＨDL（ｋ）の右固有ベクトルのＴ×Ｔユニタリー行列であり、Σ（ｋ）は、ＨDL（ｋ）の特異値のＲ×Ｔ対角行列であり、“Ｈ”は、エルミートまたは共役転置を表す。
【００５１】
ユニタリー行列は、互いに直交である列を有し、各列は、単位電力を有する。対角行列は、対角に沿って、可能なゼロでない値を有し、他の場所にゼロを有する。Σ（ｋ）中の特異値は、特異値分解を通して取得される、ＨDL（ｋ）の固有モードのチャネル利得を示している。行列Ｖ（ｋ）は、固有ビーム行列、ビームフォーミング行列などとも呼ばれている。固有ビーム行列Ｖ（ｋ）は、ＨDL（ｋ）の共分散行列の固有値分解を実行することにより取得してもよい。固有値分解は、ＨHDL（ｋ）ＨDL（ｋ）＝Ｖ（ｋ）Λ（ｋ）ＶH（ｋ）として表されてもよく、ここで、Λ（ｋ）＝ΣH（ｋ）Σ（ｋ）であり、Λ（ｋ）は、ＨDL（ｋ）の固有値の対角行列である。
【００５２】
ノードＢは、Ｍ個の固有モードでデータをＵＥに送信してもよく、ここで、１≦Ｍ≦ｍｉｎ｛Ｔ、Ｒ｝である。データ送信のために使用する固有モードの数（Ｍ）は、データ送信のランクと呼ばれることもある。
【００５３】
プリコーディング行列ＷIBF（ｋ）を、Ｍ個の固有モードに対するＶ（ｋ）のＭ個の列に基づいて形成してもよい。１つの設計において、ＷIBF（ｋ）を次のように形成してもよい。
【数８】
0005474789.tif 000011
【００５４】
ここで、ｖm（ｋ）は、ｍ＝１，．．．，Ｍに対して、ｍ番目の選択された固有モードに対するＶ（ｋ）の列であり、ＷIBF（ｋ）は、理想的固有ビームフォーミング（ＩＢＦ）に対するＴ×Ｍプリコーディング行列である。
【００５５】
別の設計において、プリコーディング行列のコードブックをサポートしてもよい。Ｖ（ｋ）に最もマッチする、例えば、Ｖ（ｋ）に最も近い距離を有する、コードブック中のプリコーディング行列に基づいて、ＷIBF（ｋ）を形成してもよい。
【００５６】
ノードＢは、次のように、理想的固有ビームフォーミングに対して、シンボルスケーリングおよびプリコーディングを実行してもよい。
【数９】
0005474789.tif 000012
【００５７】
ここで、ｄ（ｋ）は、副搬送波ｋ上で送るデータシンボルのＭ×１ベクトルであり、Ｇ（ｋ）は、データシンボルに対する利得のＭ×Ｍ対角行列であり、ｘ（ｋ）は、副搬送波ｋに対する出力シンボルのＴ×１ベクトルである。
【００５８】
ＵＥは、Ｒ本のアンテナから、次のように表されてもよい受信シンボルを取得してもよい。
【数１０】
0005474789.tif 000013
【００５９】
ここで、ＨEDL（ｋ）＝ＨDL（ｋ）ＷIBF（ｋ）Ｇ（ｋ）は、理想的固有ビームフォーミングに対するＲ×Ｍ有効ＭＩＭＯチャネル行列であり、ｒ（ｋ）は、副搬送波ｋに対する受信シンボルのＲ×１ベクトルであり、ｎ（ｋ）は、副搬送波ｋに対するノイズおよび干渉のＲ×１ベクトルである。
【００６０】
ノイズおよび干渉は、Ｒnn（ｋ）＝Ｅ｛ｎ（ｋ）ｎH（ｋ）｝の共分散行列を有していてもよく、ここで、Ｅ｛ ｝は、期待値を表す。ノイズおよび干渉は、ゼロ平均ベクトルと、Ｒnn（ｋ）＝σ2nＩの共分散行列とを持つ、加算性白色ガウスノイズ（ＡＷＧＮ）であると仮定してもよい。ここでσ2nはノイズおよび干渉の分散である。
【００６１】
ＵＥは、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）、ゼロフォーシング等化、逐次干渉除去を有するＭＭＳＥ、または他の何らかのＭＩＭＯ検出技術に基づいて、ＭＩＭＯ検出を実行してもよい。ＭＭＳＥに対して、ＵＥは、次のように、各副搬送波ｋに対してＭ×Ｒ検出行列Ｍ（ｋ）を導出してもよい。
【数１１】
0005474789.tif 000014
【００６２】
ここで、Ｚ（ｋ）＝［ＨHEDL（ｋ）ＨEDL（ｋ）＋Ｒnn（ｋ）]-1ＨHEDL（ｋ）ＨEDL（ｋ）であり、Ｄ（ｋ）＝［ｄｉａｇＺ（ｋ）］-1は、正規化されたシンボル推定を取得するための、スケーリング値の対角行列である。
【００６３】
ＵＥは、次のように、ＭＩＭＯ検出を実行してもよい。
【数１２】
0005474789.tif 000015
【００６４】
ここで、ｄ^（ｋ）は、副搬送波ｋに対するシンボル推定のＭ×１ベクトルである。ｄ^（ｋ）は、ノードＢによって送られるｄ（ｋ）の推定である。
【００６５】
各固有モードに対する信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）は、次のように表してもよい。
【数１３】
0005474789.tif 000016
【００６６】
ここで、ｚm（ｋ）は、Ｚ（ｋ）のｍ番目の対角成分であり、ＳＩＮＲm（ｋ）は、副搬送波ｋに対する固有モードｍのＳＩＮＲである。
【００６７】
一般に、ＳＩＮＲは、ＵＥによって使用されるＭＩＭＯ検出技術に依存するかもしれない。異なるＭＩＭＯ検出技術を、ＳＩＮＲを計算するための異なる等式に関係付けてもよい。
【００６８】
（例えば、ＵＥによって）ランク予測を実行して、データ送信に対して使用するＭ個の固有モードを決定してもよい。ランク予測の１つの設計において、データ送信に対して使用できる、固有モードのそれぞれの可能な組み合わせに対して、全スループットを計算してもよい。所定の固有モードの組み合わせまたは仮説に対して、均一の電力の割振りに基づいて、その組み合わせにおけるＭ個の固有モードに、Ｐavailの利用可能な送信電力を割り振ってもよく、それにより、Ｐm＝Ｐavail／Ｍであり、Ｐmは固有モードｍに割り振られる送信電力である。電力の割振りはまた、注水（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）または他の何らかの技術に基づいていてもよい。Ｍ個の固有モードに割り振られた送信電力に基づいて、利得行列Ｇ（ｋ）を計算してもよい。利得行列Ｇ（ｋ）は、それぞれの選択された固有モードに対するゼロでない利得と、それぞれの選択されていない固有モードに対するゼロ利得とを含んでいてもよい。有効ＭＩＭＯチャネル行列ＨEDL（ｋ）は、ＭＩＭＯチャネル行列ＨDL（ｋ）、プリコーディング行列ＷIBF（ｋ）および利得行列Ｇ（ｋ）に基づいて決定してもよい。上述したように、Ｍ個の固有モードのＳＩＮＲは、有効ＭＩＭＯチャネル行列ＨEDL（ｋ）およびノイズ共分散行列Ｒnn（ｋ）に基づいて決定してもよい。現在の仮説に対する全スループットは、Ｍ個の固有モードのＳＩＮＲに基づいて決定してもよい。
【００６９】
上述の計算を、固有モードのそれぞれの可能な組み合わせに対して繰り返して、その組み合わせに対する全スループットを取得してもよい。最も高い全スループットを有する固有モードの組み合わせを、データ送信に対して選択してもよい。ランク予測は、２００６年６月９日に出願され、“ＭＩＭＯシステムに対するロバストランク予測”と題する、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願シリアル番号第１１／４４９，８９３中に記述されている。
【００７０】
ダウンリンク送信に対して、ＵＥは、予め定められているマッピングに基づいて、Ｍ個の固有モードのそれぞれのＳＩＮＲをＣＱＩ値に変換してもよい。ＵＥは、Ｍ個の固有モードに対してＣＱＩ情報を取得してもよく、ＣＱＩ情報は、（ｉ）各固有モードに対するＣＱＩ値、または（ｉｉ）最初の固有モードに対するベースＣＱＩ、および連続する固有モードのＣＱＩ値間の差異に対するデルタＣＱＩを含んでいてもよい。ＵＥは、ＣＱＩ情報をノードＢに送ってもよい。ノードＢは、各固有モードに対するＣＱＩ値に基づいて、その固有モードに対して変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を選択してもよい。
【００７１】
擬似固有ビームフォーミングに対して、次のように、各副搬送波ｋに対して擬似ビーム行列を形成してもよい。
【数１４】
0005474789.tif 000017
【００７２】
ここで、ｈDL,i（ｋ）は、ＵＥアンテナｉに対するＴ×１チャネルベクトルであり、ｂi（ｋ）は、Ｔ×１ランダムベクトルであり、Ｂ（ｋ）は、Ｔ×Ｔ擬似ビーム行列である。
【００７３】
一般に、Ｂ（ｋ）は、ゼロ以上のＵＥアンテナに対して、ＨDL（ｋ）におけるゼロ以上のチャネルベクトルにより形成されてもよい。各チャネルベクトルｈDL,i（ｋ）は、ＨDL（ｋ）の１つの行に対応してもよい。Ｂ（ｋ）の残りの列は、ランダムベクトルであってもよく、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列、アダマールまたはウォルシュ行列、あるいは他の何らかの行列の列であってもよい。
【００７４】
擬似ビーム行列Ｂ（ｋ）のＱＲ分解を次のように実行してもよい。
【数１５】
0005474789.tif 000018
【００７５】
ここで、Ｑ（ｋ）は、Ｔ個の直交ベクトルを含んでいるＴ×Ｔ直交行列であり、Ｒ（ｋ）は、対角の下にゼロを有するＴ×Ｔ上三角行列である。Ｑ（ｋ）は、Ｂ（ｋ）に対して使用される各チャネルベクトルに対して次のベクトルを含んでいてもよい。
【数１６】
0005474789.tif 000019
【００７６】
プリコーディング行列ＷPBF（ｋ）は、Ｍ個の固有モードに対するＱ（ｋ）のＭ個の列に基づいて形成してもよい。１つの設計において、ＷPBF（ｋ）を次のように形成してもよい。
【数１７】
0005474789.tif 000020
【００７７】
ここで、ｑm（ｋ）は、ｍ＝１，．．．，Ｍに対して、ｍ番目の選択された固有モードに対するＱ（ｋ）の列であり、ＷPBF（ｋ）は、擬似固有ビームフォーミング（ＰＢＦ）に対するＴ×Ｍプリコーディング行列である。
【００７８】
別の設計において、プリコーディング行列のコードブックをサポートしてもよい。ＷPBF（ｋ）は、Ｑ（ｋ）に最もマッチするコードブック中のプリコーディング行列に基づいて形成してもよい。
【００７９】
ノードＢは、次のように、擬似固有ビームフォーミングに対して、シンボルスケーリングおよびプリコーディングを実行してもよい。
【数１８】
0005474789.tif 000021
【００８０】
ここで、ｘPBF（ｋ）は、副搬送波ｋに対する出力シンボルのＴ×１ベクトルである。
【００８１】
ＵＥは、Ｒ本のアンテナから、次のように表してもよい受信シンボルを取得してもよい。
【数１９】
0005474789.tif 000022
【００８２】
ここで、ＨEDL（ｋ）=ＨDL（ｋ）ＷPBF（ｋ）Ｇ（ｋ）は、擬似固有ビームフォーミングに対するＲ×Ｍ有効ＭＩＭＯチャネル行列である。
【００８３】
ＵＥは、ＭＭＳＥに基づいて、ＭＩＭＯ検出を実行してもよい。ＵＥは、等式（１１）中で示すように、各副搬送波ｋに対する検出行列Ｍ（ｋ）を導出してもよい。ＵＥは次に、等式（１２）中で示すように、受信シンボルに関してＭＩＭＯ検出を実行して、シンボル推定を取得してもよい。
【００８４】
（例えば、ＵＥによって）ランク選択を実行して、ダウンリンク上でのデータ送信に対して使用するＭ個の固有モードを選択してもよい。たとえ、Ｖ（ｋ）の代わりにＱ（ｋ）に基づいてプリコーディング行列ＷPBF（ｋ）を取得するとしても、上述したようにランク予測を実行してもよい。たとえ、ＷIBF（ｋ）の代わりにプリコーディング行列ＷPBF（ｋ）であるにしても、上述したように、各固有モードのＳＩＮＲを推定してもよい。ＵＥは、固有モードのＳＩＮＲに基づいて、Ｍ個の固有モードに対するＣＱＩ情報を取得してもよく、ＣＱＩ情報をノードＢに送ってもよい。ノードＢは、各固有モードに対するＣＱＩ値に基づいて、その固有モードに対して変調およびコーディングスキームを選択してもよい。
【００８５】
表３は、ＦＤＤおよびＴＤＤの両システムにおける、理想的固有ビームフォーミングおよび擬似固有ビームフォーミングのために、ダウンリンク上でのＭＩＭＯ送信に対してノードＢおよびＵＥによって送られる基準信号およびフィードバック情報を要約する。ノードＢは、ダウンリンク上でセル固有基準信号を送信してもよい。ＵＥは、セル固有基準信号に基づいて、ダウンリンクＭＩＭＯチャネルを推定してもよい。ＵＥは、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル推定に基づいて、理想的または擬似の固有ビームフォーミングのいずれかに対してプリコーディング行列を取得してもよい。ＵＥはまた、プリコーディング行列および他の情報に基づいて、ランク予測を実行し、送るためのレイヤまたはシンボルストリームの数（Ｍ）と、各レイヤのＣＱＩ値とを決定してもよい。ＦＤＤに対して、ＵＥは、ＣＱＩ情報およびＰＭＩ情報を含んでいるフィードバック情報を送ってもよい。ランクＭは、（ｉ）フィードバック情報において明示的に与えられていてもよく、あるいは、（ｉｉ）プリコーディング行列の次元によって、および／またはＵＥによって送られるＣＱＩ値の数によって、暗黙的に与えられてもよい。ＴＤＤに対して、ＵＥは、ＦＤＤに対するのと同じフィードバック情報を送ってもよい。代わりに、ＵＥは、サウンディング基準信号を送ってもよく、サウンディング基準信号をノードＢによって使用して、プリコーディング行列を決定してもよい。
【表３】
0005474789.tif 000023
【００８６】
ＦＤＤおよびＴＤＤシステムにおける、理想的固有ビームフォーミングおよび擬似固有ビームフォーミングを有するアップリンク上でのＭＩＭＯ送信は、ダウンリンク上でのＭＩＭＯ送信と類似の方法で実行してもよい。ＵＥは、サウンディング基準信号を送信してもよく、サウンディング基準信号をノードＢによって使用して、アップリンクＭＩＭＯチャネルを推定してもよい。ＦＤＤに対して、ノードＢは、ＣＱＩおよびＰＭＩ情報を含んでいるフィードバック情報を送ってもよい。ＴＤＤに対して、ノードＢは、ＣＱＩ情報と、ＰＭＩ情報またはセル固有基準信号のいずれかとを送ってもよい。
【００８７】
図５は、ワイヤレス通信システムにおいてデータを送るプロセス５００の設計を示す。プロセス５００は送信機によって実行してもよく、送信機は、ダウンリンク上でのデータ送信に対してノードＢ、アップリンク上でのデータ送信に対してＵＥ、または他の何らかのエンティティであってもよい。
【００８８】
送信機は、第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送ってもよい（ブロック５１２）。送信機は、第１の基準信号に基づいて受信機によって決定されたＣＱＩ情報を受信してもよい（ブロック５１４）。送信機はまた、第２のリンクを通して、受信機から第２の基準信号を受信してもよい（ブロック５１６）。送信機は、チャネル相互依存を仮定することにより、第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、第１のリンクに対する少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列Ｈ（ｋ）を取得してもよい（ブロック５１８）。送信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定してもよい（ブロック５２０）。送信機は次に、少なくとも１つのプリコーディング行列と、ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を受信機に送ってもよい（ブロック５２２）。
【００８９】
ブロック５２０の１つの設計において、例えば、等式（７）中で示すように、送信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列Ｈ（ｋ）の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列Ｖ（ｋ）を取得してもよい。例えば、等式（８）中で示すように、送信機は、固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列ＷIBF（ｋ）を決定してもよい。ブロック５２０の別の設計において、例えば、等式（１４）中で示すように、送信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列Ｂ（ｋ）を形成してもよい。例えば、等式（１５）中で示すように、送信機は、少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列Ｑ（ｋ）を取得してもよい。例えば、等式（１６）中で示すように、送信機は、直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列ＷPBF（ｋ）を決定してもよい。
【００９０】
ブロック５２２の１つの設計において、送信機は、ＣＱＩ情報に基づいて、データ送信に対してコーディングおよび変調を実行してもよい。例えば、等式（９）または（１７）中で示すように、送信機は、少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、データ送信に対してプリコーディングを実行してもよい。
【００９１】
図６は、ワイヤレス通信システムにおいてデータを送る装置６００の設計を示す。装置６００は、第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送るモジュール６１２と、第１の基準信号に基づいて受信機によって決定されたＣＱＩ情報を受信するモジュール６１４と、第２のリンクを通して、受信機から第２の基準信号を受信するモジュール６１６と、第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、第１のリンクに対する少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列を取得するモジュール６１８と、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定するモジュール６２０と、少なくとも１つのプリコーディング行列およびＣＱＩ情報に基づいて、データ送信を受信機に送るモジュール６２２とを含んでいる。
【００９２】
図７は、ワイヤレス通信システムにおいてデータを受信するプロセス７００の設計を示す。プロセス７００は、受信機によって実行してもよく、受信機は、ダウンリンク上でのデータ送信に対してＵＥ、アップリンク上でのデータ送信に対してノードＢ、または他の何らかのエンティティであってもよい。
【００９３】
受信機は、第１のリンクを通して、送信機から第１の基準信号を受信してもよい（ブロック７１２）。受信機は、第１の基準信号に基づいてＣＱＩ情報を決定してもよく（ブロック７１４）、ＣＱＩ情報を送信機に送ってもよい（ブロック７１６）。受信機はまた、第２のリンクを通して第２の基準信号を送ってもよい（ブロック７１８）。受信機は、ＣＱＩ情報と、少なくとも１つのプリコーディング行列とに基づいて送信機によって送られたデータ送信を受信してもよく、少なくとも１つのプリコーディング行列は、第２の基準信号に基づいて、送信機によって決定されてもよい（ブロック７２０）。受信機は、第１の基準信号に基づいて、第１のリンクに対する少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列Ｈ（ｋ）を取得してもよい（ブロック７２２）。例えば、等式（１１）中で示すように、受信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの検出行列Ｍ（ｋ）を決定してもよい（ブロック７２４）。例えば、等式（１２）中で示すように、受信機は、少なくとも１つの検出行列に基づいて、受信したデータ送信に対してＭＩＭＯ検出を実行してもよい（ブロック７２６）。
【００９４】
１つの設計において、受信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列Ｈ（ｋ）の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列Ｖ（ｋ）を取得してもよい。受信機は、固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列ＷIBF（ｋ）を決定してもよい。別の設計において、受信機は、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列Ｂ（ｋ）を形成してもよい。受信機は、少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列Ｑ（ｋ）を取得してもよい。受信機は次に、直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列ＷPBF（ｋ）を決定してもよい。両方の設計に対して、受信機は、少なくとも１つのプリコーディング行列にさらに基づいて、少なくとも１つの検出行列Ｍ（ｋ）を決定してもよい。受信機はまた、少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、ＣＱＩ情報を決定してもよい。
【００９５】
図５および図７は、ダウンリンクまたはアップリンク上でのデータ送信に対して使用してもよい。ダウンリンク上でのデータ送信に対して、第１の基準信号は、ダウンリンク上で送られるセル固有基準信号であってもよく、第２の基準信号は、アップリンク上で送られるサウンディング基準信号であってもよい。ＣＱＩ情報は、アップリンク上で少なくとも１つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルにおいて送られてもよい。少なくとも１つのＯＦＤＭＡシンボルをデータ送信のためにダウンリンク上で送ってもよい。アップリンク上でのデータ送信に対して、第１の基準信号は、アップリンク上で送られるサウンディング基準信号であってもよく、第２の基準信号は、ダウンリンク上で送られるセル固有基準信号であってもよい。ＣＱＩ情報は、ダウンリンク上で少なくとも１つのＯＦＤＭＡシンボルにおいて送られてもよい。少なくとも１つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを、データ送信のためにアップリンク上で送ってもよい。ＣＱＩ情報は、ＭＣＳ情報、トランスポートフォーマット情報、パケットフォーマット情報、レート情報、フィードバック情報などと呼ばれることがある。
【００９６】
ダウンリンクまたはアップリンクでのデータ送信に対して、基準信号のうちの１つ（例えば、セル固有基準信号）は、例えば、等式（１）中で示すように、擬似ランダムシーケンスに基づいて発生させてもよい。他の基準信号（例えば、サウンディング基準信号）は、等式（２）または（４）中で示すように、ＣＡＺＡＣシーケンスに基づいて発生させてもよい。基準信号はまた、他の方法で発生させてもよい。第１の基準信号は、第１の間隔によって分離された副搬送波上で送ってもよい。第２の基準信号は、例えば、図３Ａおよび３Ｂ中で示すように、第１の間隔とは異なる第２の間隔によって分離された副搬送波上で送ってもよい。
【００９７】
図８は、ワイヤレス通信システム中でデータを受信する装置８００の設計を示す。装置８００は、第１のリンクを通して、送信機から第１の基準信号を受信するモジュール８１２と、第１の基準信号に基づいてＣＱＩ情報を決定するモジュール８１４と、ＣＱＩ情報を送信機に送るモジュール８１６と、第２のリンクを通して第２の基準信号を送るモジュール８１８と、ＣＱＩ情報と、第２の基準信号に基づいて送信機によって決定された少なくとも１つのプリコーディング行列とに基づいて送られるデータ送信を送信機から受信するモジュール８２０と、第１の基準信号に基づいて、第１のリンクに対する少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列を取得するモジュール８２２と、少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの検出行列を決定するモジュール８２４と、少なくとも１つの検出行列に基づいて、受信したデータ送信に対してＭＩＭＯ検出を実行するモジュール８２６とを含む。
【００９８】
図６および図８におけるモジュールは、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリなど、またはこれらの任意の組み合わせを備えていてもよい。
【００９９】
ここで記述する固有ビームフォーミング技術は、いくつかの利点を提供してもよい。最初に、固有ビームフォーミングは、より高いピークデータレート、より良いカバレッジなどを結果として生じる、より高いＳＩＮＲを提供する。第２に、技術は、受信機によって送信機に送られるフィードバックの量を低減させる。
【０１００】
さまざまな異なる技術および技法のいずれかを使用して情報および信号を表わしてもよいことを、当業者は理解するであろう。例えば、電圧、電流、電磁波、磁界または磁気粒子、光領域または光粒子、あるいはそれらの任意の組み合わせにより、上の記述を通して参照されているデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップを表わしてもよい。
【０１０１】
電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたは両方の組み合わせとして、ここでの開示に関して記述したさまざまな実例となる論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップを実現してもよいことを、当業者はさらに理解するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明瞭に説明するために、さまざまな実例となるコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップをそれらの機能の点から一般的に上述した。このような機能がハードウェアまたはソフトウェアとして実現されるかどうかは、特定の用途およびシステム全体に課される設計制約に依存する。当業者は、各特定の用途に対して、さまざまな方法で、記述した機能を実現するかもしれないが、そのような実現の決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈すべきではない。
【０１０２】
汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ），特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ），フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラム可能論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいはここで記述した機能を実行するために設計された、これらの任意の組み合わせにより、ここでの開示に関して記述した、さまざまな実例となる、論理ブロック、モジュールおよび回路を実現または実行してもよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサでもよいが、代わりに、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態遷移機械であってもよい。計算デバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連した１つ以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のこのような構成として、プロセッサを実現してもよい。
【０１０３】
ここでの開示に関して記述した方法またはアルゴリズムのステップを、ハードウェア中で直接、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュール中で、またはその２つの組み合わせ中で具体化してもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，または技術的に知られている他の任意の形態の記憶媒体中に存在してもよい。プロセッサが記憶媒体から情報を読み取ることができ、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、例示的な記憶媒体はプロセッサに結合されている。代わりに、記憶媒体はプロセッサと一体化されていてもよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣ中に存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末中に存在してもよい。代わりに、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中にディスクリートコンポーネントとして存在してもよい。
【０１０４】
１つ以上の例示的な設計において、記述した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせ中で実現してもよい。ソフトウェアにおいて実現する場合、コンピュータ読み取り可能媒体上に、１つ以上の命令またはコードとして、機能を記憶させてもよく、または機能を送信してもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする何らかの媒体を含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、汎用または特殊用途のコンピュータによりアクセスできる任意の利用可能な媒体であってもよい。一例として、限定ではないが、そのようなコンピュータ読み取り可能媒体は，ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、あるいは、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコード手段を搬送または記憶するために使用でき、そして、汎用用途または特殊用途のコンピュータ、あるいは、汎用用途または特殊用途のプロセッサによりアクセスできる他の任意の媒体を備えることができる。さらに、いくつかの接続は、適切にコンピュータ読み取り可能媒体と呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または、赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用して、ウェブサイト、サーバまたは他のリモート情報源から送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、ＤＳＬ、または、赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。ここで使用されるディスク（Ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、磁気的にデータを再生し、一方、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザにより光学的にデータを再生する。上述の組み合わせもまた、コンピュータ読み取り可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１０５】
いかなる当業者であっても本開示を実施しまたは使用できるように、本開示の記述をこれまでに提供している。本開示に対してさまざまな修正が当業者に容易に明らかであり、本開示の精神または範囲から逸脱することなく、ここで規定した一般的な原理を、他のバリエーションに適用してもよい。したがって、本開示は、ここで記述した例および設計に限定されるように意図されていないが、ここで開示した原理および新規な特徴に矛盾しない最も広い範囲に一致すべきである。  
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ワイヤレス通信システム中でデータを送信する方法において、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送ることと、
前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信することと、
第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信することと、
前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することと、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送ることとを含む方法。
［２］前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することは、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することと、
前記固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することとを含む上記［１］記載の方法。
［３］前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することは、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成することと、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することと、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することとを含む上記［１］記載の方法。
［４］前記データ送信を送ることは、
前記ＣＱＩ情報に基づいて、前記データ送信に対してコーディングおよび変調を実行することと、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記データ送信に対してプリコーディングを実行することとを含む上記［１］記載の方法。
［５］前記第１のリンクを通して前記第１の基準信号を送ることは、ダウンリンクを通してセル固有基準信号を送ることを含み、前記第２のリンクを通して前記第２の基準信号を受信することは、アップリンクを通してサウンディング基準信号を受信することを含む上記［１］記載の方法。
［６］前記第１のリンクを通して前記第１の基準信号を送ることは、アップリンクを通してサウンディング基準信号を送ることを含み、前記第２のリンクを通して前記第２の基準信号を受信することは、ダウンリンクを通してセル固有基準信号を受信することを含む上記［１］記載の方法。
［７］前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、擬似ランダムシーケンスに基づいて発生され、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスに基づいて発生される上記［１］記載の方法。
［８］前記第１の基準信号を送ることは、第１の間隔によって分離されている副搬送波上で、前記第１の基準信号を送ることを含み、前記第２の基準信号を受信することは、前記第１の間隔とは異なる第２の間隔によって分離されている副搬送波上で、前記第２の基準信号を受信することを含む上記［１］記載の方法。
［９］前記ＣＱＩ情報を受信することは、前記ＣＱＩ情報を含んでいる少なくとも１つの単一搬送波直交周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを受信することを含み、前記データ送信を送ることは、前記データ送信に対して、少なくとも１つの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）シンボルを送ることを含む上記［１］記載の方法。
［１０］前記ＣＱＩ情報を受信することは、前記ＣＱＩ情報を含んでいる少なくとも１つの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）シンボルを受信することを含み、前記データ送信を送ることは、前記データ送信に対して、少なくとも１つの単一搬送波直交周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを送ることを含む上記［１］記載の方法。
［１１］ワイヤレス通信のための装置において、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送り、前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信し、第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信し、前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得し、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定し、前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送るように構成されている少なくとも１つのプロセッサを具備する装置。
［１２］前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列を取得し、前記固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定するように構成されている上記［１１］記載の装置。
［１３］前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成し、前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得し、前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定するように構成されている上記［１１］記載の装置。
［１４］前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む上記［１１］記載の装置。
［１５］ワイヤレス通信のための装置において、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送る手段と、
前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信する手段と、
第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信する手段と、
前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得する手段と、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段と、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送る手段とを具備する装置。
［１６］前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段は、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列を取得する手段と、
前記固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段とを備える上記［１５］記載の装置。
［１７］前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段は、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成する手段と、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得する手段と、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定する手段とを備える上記［１５］記載の装置。
［１８］前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む上記［１５］記載の装置。
［１９］コンピュータプログラムプロダクトにおいて、
第１のリンクを通して、第１の基準信号を受信機に送ることを少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記第１の基準信号に基づいて前記受信機によって決定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
第２のリンクを通して、前記受信機から第２の基準信号を受信することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記第２のリンクを通して受信した第２の基準信号に基づいて、前記第１のリンクに対する少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
前記少なくとも１つのプリコーディング行列と、前記ＣＱＩ情報とに基づいて、データ送信を前記受信機に送ることを前記少なくとも１つのコンピュータに生じさせるためのコードと、
を含むコンピュータ読み取り可能媒体を具備するコンピュータプログラムプロダクト。
［２０］ワイヤレス通信システム中でデータを受信する方法において、
第１のリンクを通して、送信機から第１の基準信号を受信することと、
前記第１の基準信号に基づいて、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を決定することと、
前記ＣＱＩ情報を前記送信機に送ることと、
第２のリンクを通して、第２の基準信号を送ることと、
前記ＣＱＩ情報と、前記第２の基準信号に基づいて前記送信機によって決定された少なくとも１つのプリコーディング行列とに基づいて前記送信機によって送られたデータ送信を受信することとを含む方法。
［２１］前記第１の基準信号に基づいて、少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの検出行列を決定することと、
前記少なくとも１つの検出行列に基づいて、前記受信したデータ送信に対してＭＩＭＯ検出を実行することとをさらに含む上記［２０］記載の方法。
［２２］前記第１の基準信号に基づいて、少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することと、
前記固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することとをさらに含み、
前記ＣＱＩ情報を決定することは、前記少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記ＣＱＩ情報を決定することを含む上記［２０］記載の方法。
［２３］前記第１の基準信号に基づいて、少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得することと、
前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成することと、
前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得することと、
前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定することとをさらに含み、
前記ＣＱＩ情報を決定することは、前記少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記ＣＱＩ情報を決定することを含む上記［２０］記載の方法。
［２４］前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む上記［２０］記載の方法。
［２５］前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、擬似ランダムシーケンスに基づいて発生され、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスに基づいて発生される上記［２０］記載の方法。
［２６］前記ＣＱＩ情報を送ることは、前記ＣＱＩ情報を含んでいる少なくとも１つの単一搬送波直交周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）シンボルを送ることを含み、前記データ送信を受信することは、前記データ送信に対して、少なくとも１つの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）シンボルを受信することを含む上記［２０］記載の方法。
［２７］ワイヤレス通信のための装置において、
第１のリンクを通して、送信機から第１の基準信号を受信し、前記第１の基準信号に基づいて、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）情報を決定し、前記ＣＱＩ情報を前記送信機に送り、第２のリンクを通して、第２の基準信号を送り、前記ＣＱＩ情報と、前記第２の基準信号に基づいて前記送信機によって決定された少なくとも１つのプリコーディング行列とに基づいて前記送信機によって送られたデータ送信を受信するように構成されている少なくとも１つのプロセッサを具備する装置。
［２８］前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第１の基準信号に基づいて、少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得し、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解を実行して、固有ベクトルの少なくとも１つの行列を取得し、前記固有ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列を決定し、前記少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記ＣＱＩ情報を決定するように構成されている上記［２７］記載の装置。
［２９］前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第１の基準信号に基づいて、少なくとも１つの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列を取得し、前記少なくとも１つのＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、少なくとも１つの擬似ビーム行列を形成し、前記少なくとも１つの擬似ビーム行列のＱＲ分解を実行して、直交ベクトルの少なくとも１つの行列を取得し、前記直交ベクトルの少なくとも１つの行列に基づいて、前記少なくとも１つのプリコーディング行列を決定し、少なくとも１つのプリコーディング行列に基づいて、前記ＣＱＩ情報を決定するように構成されている上記［２７］記載の装置。
［３０］前記第１および第２の基準信号のうちの一方は、ノードＢによって送られるセル固有基準信号を含み、前記第１および第２の基準信号のうちの他方は、ユーザ機器（ＵＥ）によって送られるサウンディング基準信号を含む上記［２７］記載の装置。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図８】
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