(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイル端末とモバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、モバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバックを計算するように構成された、チャネル状態情報フィードバック計算ユニットと、
モバイル端末の前記サービング・セルのためのチャネル品質情報フィードバックを計算するように構成された、チャネル品質情報フィードバック計算ユニットと、
前記チャネル状態情報フィードバックおよび前記チャネル品質情報フィードバックを、前記サービング・セルへ送信するように構成された、伝送ユニットと
を備え、
前記チャネル状態情報フィードバックは、チャネル・ベクトル量子化に基づくセル毎のチャネル方向情報フィードバックを含み、更に、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相フィードバックおよびスカラ量子化に基づくセル間の相対振幅フィードバックの少なくともいずれかを含み、
前記チャネル状態情報フィードバック計算ユニットは、
前記チャネル・ベクトル量子化に基づくセル毎のチャネル方向情報フィードバックを計算するように構成された、チャネル方向情報フィードバック計算ユニットと、
前記スカラ量子化に基づくセル間の相対位相フィードバックおよび前記スカラ量子化に基づくセル間の相対振幅フィードバックの少なくともいずれかを計算するように構成された、相対位相フィードバックおよび相対振幅フィードバックの少なくともいずれかを計算する計算ユニットとを備える、モバイル端末。
【請求項２】
前記相対位相フィードバックおよび前記相対振幅フィードバックの少なくともいずれかを計算する前記計算ユニットは、
スカラ量子化に基づくセル間の相対振幅フィードバックを計算するように構成された、相対振幅フィードバック計算サブユニットと、
スカラ量子化に基づくセル間の相対位相フィードバックを計算するように構成された、相対位相フィードバック計算サブユニットとのうち、少なくとも１つを備える、請求項１に記載のモバイル端末。
【請求項３】
前記チャネル方向情報フィードバック計算ユニットは、チャネル共分散行列によって、それに基づいて前記チャネル・ベクトル量子化が行われるコードブックを変換する、請求項１または２に記載のモバイル端末。
【請求項４】
モバイル端末から、前記モバイル端末と前記モバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、前記モバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバック、ならびに、前記モバイル端末の前記サービング・セルのためのチャネル品質情報フィードバックを受信するように構成され、前記チャネル状態情報フィードバックは、チャネル・ベクトル量子化に基づくセル毎のチャネル方向情報フィードバックを含み、更に、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相フィードバックおよびスカラ量子化に基づくセル間の相対振幅フィードバックの少なくともいずれかを含む、伝送ユニットと、
適用された伝送モードに応じて、前記伝送ユニットによって受信された前記チャネル状態情報フィードバックおよび前記チャネル品質情報フィードバックに基づいて、期待された検出後の信号対干渉雑音比を計算するように構成された、信号対干渉雑音比計算ユニットと、
前記検出後の信号対干渉雑音比に基づいて、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定を行うように構成された、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定ユニットと、
スケジュールされたモバイル端末と、前記スケジュールされたモバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、前記スケジュールされたモバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバックに基づいて、多地点協調プリコーディング行列を計算するように構成された、多地点協調プリコーダ計算ユニットと、
前記多地点協調プリコーダ計算ユニットによって計算された前記多地点協調プリコーディング行列に基づいて、対応するプリコーディング処理をユーザデータにおいて行い、前記ユーザデータを送信するように構成された、多地点協調プリコーディングおよび送信ユニットとを備える、基地局。
【請求項５】
前記伝送フォーマット決定は、変調およびコーディング方式決定を備える、請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
ゼロ・フォーシング・アルゴリズムまたはブロック対角化アルゴリズムは、前記多地点協調プリコーダ計算ユニットの前記計算を実装するために使用される、請求項４に記載の基地局。
【請求項７】
モバイル端末と前記モバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、前記モバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバックを計算するステップと、
前記モバイル端末の前記サービング・セルのためのチャネル品質情報フィードバックを計算するステップと、
前記チャネル状態情報フィードバックおよび前記チャネル品質情報フィードバックを、前記サービング・セルへ送信するステップと
を備え、
前記チャネル状態情報フィードバックを計算するステップは、チャネル・ベクトル量子化に基づくセル毎のチャネル方向情報フィードバックを計算するステップ、および、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相フィードバックおよびスカラ量子化に基づくセル間の相対振幅フィードバックの少なくともいずれかを計算するステップを含む、チャネル情報フィードバック方法。
【請求項８】
チャネル方向情報フィードバックを計算するとき、それに基づいて前記チャネル・ベクトル量子化が行われるコードブックは、チャネル共分散行列によって変換される、請求項７に記載のチャネル情報フィードバック方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の前記モバイル端末と、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の前記基地局とを備える、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信分野に関し、より詳細には、マルチ・セルＭＩＭＯのためのチャネル情報フィードバックのデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａシステムでは、ダウンリンク多地点協調（ＤＬ  ＣｏＭＰ）のサポートのためのチャネルフィードバック機構はなお、審議および策定中である。ダウンリンク多地点協調伝送を可能にするための、チャネルフィードバックのための既存のソリューションには、１）プリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）フィードバック、２）アップリンク（ＵＬ）サウンディング・フィードバック、および、３）物理チャネル行列フィードバックが含まれる。上記のフィードバック方法は、しかし、以下の欠陥を有する。
【０００３】
１）ＰＭＩフィードバックは、単一基地局（ＢＳ）伝送モードにおいてより効率的である。しかし、マルチ・セル伝送では、ＰＭＩフィードバックは、関係している複数のセルのプリコーディング操作の自由を大幅に制限することがある。
【０００４】
２）ＵＬサウンディング・フィードバックは、時分割複信（ＴＤＤ）モードにおいてより効率的であるが、周波数分割複信（ＦＤＤ）モードで適用することは困難である。加えて、ダウンリンク（ＤＬ）およびアップリンク（ＵＬ）の間の非対称な干渉分布は、チャネル情報推定の正確さを損なうことになる。
【０００５】
３）物理チャネル行列フィードバックは、フィードバック・オーバーヘッドが大き過ぎることにつながる。例えば、ＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏによって、３ＧＰＰ  ＲＡＮ  ＷＧ１  ＃５８ｂｉｔｓ  ｍｅｅｔｉｎｇにおけるＰｒｏｐｏｓａｌ  Ｒ１−０９４２４４において記載されたようなフィードバック・ソリューションは、チャネル・ベクトル量子化に基づいた方法（場合１）であろうと、チャネル要素量子化に基づいた方法（場合２）であろうと、大きいフィードバック・オーバーヘッド（例えば、場合１では最大２６．６ビット／サブバンド／セル、および、場合２では最大５３．３ビット／サブバンド／セル）につながることになり、実際のシステムでは受け入れられないことがある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＮＴＴ  ＤｏＣｏＭｏによる、３ＧＰＰ  ＲＡＮ  ＷＧ１  ＃５８ｂｉｔｓ  ｍｅｅｔｉｎｇにおけるＰｒｏｐｏｓａｌ  Ｒ１−０９４２４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の問題を解決するため、ダウンリンク多地点協調（ＤＬ  ＣｏＭＰ）のサポートのためのチャネル状態情報（ＣＳＩ）／チャネル品質情報（ＣＱＩ）フィードバックのソリューションが、本発明で提案される。具体的には、本発明は、ＤＬ  ＣｏＭＰのサポートのためのＣＳＩフィードバック・ソリューション、および、関連付けられたＣＱＩフィードバック・ソリューションを提供し、これら２つのソリューションは共に、ＣｏＭＰのサポートのためのチャネル情報フィードバック・ソリューション全体を形成する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主な考えは、以下の通りである。
【０００９】
１）ＣＳＩフィードバックは、チャネル・ベクトル量子化（ＣＶＱ）に基づくセル毎のチャネル方向情報（ＣＤＩ）フィードバック、および、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相および／または振幅フィードバックからなる。ＣＤＩフィードバックについての正確さを、それに基づいてＣＶＱが行われるコードブックをチャネル共分散行列により変換することによって、強化することができる。
【００１０】
２）ＣＱＩフィードバックは、サービング・セルに対応するのみであり、サービング・セルから受信された信号電力と、協調セルの集合からのセルからの雑音干渉電力の比を示す。ここで、ＣＱＩフィードバックは、電力比の特定の値を示し、検出後の信号対干渉雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）（ＳＩＮＲ）の最終期待値は、基地局によって、適用された伝送モードに応じて、ＣＱＩフィードバックおよびセル間の相対振幅フィードバックから導出可能である。
【００１１】
本発明の一態様によれば、モバイル端末が提供され、モバイル端末とモバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、モバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバックを計算するように構成された、チャネル状態情報フィードバック計算ユニットと、モバイル端末のサービング・セルのためのチャネル品質情報フィードバックを計算するように構成された、チャネル品質情報フィードバック計算ユニットと、チャネル状態情報フィードバックおよびチャネル品質情報フィードバックを、サービング・セルへ送信するように構成された、伝送ユニットとを含む。
【００１２】
好ましくは、チャネル状態情報フィードバックは、チャネル・ベクトル量子化に基づくセル毎のチャネル方向情報フィードバック、および、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相および／または振幅フィードバックを含み、チャネル状態情報フィードバック計算ユニットは、チャネル・ベクトル量子化に基づくセル毎のチャネル方向情報フィードバックを計算するように構成された、チャネル方向情報フィードバック計算ユニットと、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相および／または振幅フィードバックを計算するように構成された、相対振幅および／または位相フィードバック計算ユニットとを含む。
【００１３】
好ましくは、相対振幅および／または位相フィードバック計算ユニットは、スカラ量子化に基づくセル間の相対振幅フィードバックを計算するように構成された、相対振幅フィードバック計算サブユニットと、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相フィードバックを計算するように構成された、相対位相フィードバック計算サブユニットとのうち、少なくとも１つを含む。
【００１４】
好ましくは、チャネル方向情報フィードバック計算ユニットは、チャネル共分散行列によって、それに基づいてチャネル・ベクトル量子化が行われるコードブックを変換する。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、基地局が提供され、モバイル端末から、モバイル端末とモバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、モバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバック、ならびに、モバイル端末のサービング・セルのためのチャネル品質情報フィードバックを受信するように構成された、伝送ユニットと、適用された伝送モードに応じて、伝送ユニットによって受信されたチャネル状態情報フィードバックおよびチャネル品質情報フィードバックに基づいて、期待された検出後の信号対干渉雑音比を計算するように構成された、信号対干渉雑音比計算ユニットと、検出後の信号対干渉雑音比に基づいて、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定を行うように構成された、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定ユニットと、スケジュールされたモバイル端末と、スケジュールされたモバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、スケジュールされたモバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバックに基づいて、多地点協調プリコーディング行列を計算するように構成された、多地点協調プリコーダ計算ユニットと、多地点協調プリコーダ計算ユニットによって計算された多地点協調プリコーディング行列に基づいて、対応するプリコーディング処理をユーザデータにおいて行い、ユーザデータを送信するように構成された、多地点協調プリコーディングおよび送信ユニットとを含む。
【００１６】
好ましくは、伝送フォーマット決定は、変調およびコーディング方式決定を含む。
【００１７】
好ましくは、ゼロ・フォーシング・アルゴリズムまたはブロック対角化アルゴリズムは、多地点協調プリコーダ計算ユニットの計算を実装するために使用される。
【００１８】
本発明のさらなる態様によれば、チャネル情報フィードバック方法が提供され、モバイル端末とモバイル端末のサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、モバイル端末とすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバックを計算するステップと、モバイル端末のサービング・セルのためのチャネル品質情報フィードバックを計算するステップと、チャネル状態情報フィードバックおよびチャネル品質情報フィードバックを、サービング・セルへ送信するステップとを含む。
【００１９】
好ましくは、チャネル状態情報フィードバックは、チャネル・ベクトル量子化に基づくセル毎のチャネル方向情報フィードバック、および、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相および／または振幅フィードバックを含む。
【００２０】
好ましくは、チャネル・ベクトル量子化がそれに基づいて行われるコードブックは、チャネル方向情報フィードバックを計算するとき、チャネル共分散行列によって変換され、コードブックに基づいたベクトル量子化の正確さを改善する。
【００２１】
本発明のまたさらなる態様によれば、通信システムが提供され、上記のモバイル端末および基地局を含む。
【００２２】
本発明は、ＬＴＥ−Ａシステムの性能を大幅に向上させることができ、以下の利点を有する。
【００２３】
１）ベクトル量子化に基づくセル毎のＣＤＩフィードバック、および、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相および振幅フィードバックは、フィードバック・オーバーヘッドを大幅に削減することができる。
【００２４】
２）ユーザは、サービング・セルに関連するＣＱＩをフィードバックすることのみが必要であり、基地局は、セル間のＣＳＩフィードバックによって他の協調セルのＣＱＩを導出し、それにより、フィードバック・オーバーヘッドをさらに削減することができる。
【００２５】
３）本発明は、スケーラブルなフィードバック・ソリューションであり、様々なＣｏＭＰ伝送シナリオに柔軟に適用可能である。
【００２６】
本発明の上記および他の特徴は、添付の図面に関連して、以下の詳細な説明から、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるモバイル端末を例示するブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による基地局を例示するブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による、モバイル端末によって行われたチャネル情報フィードバック方法を例示する流れ図である。
【図４】本発明による、モバイル端末および基地局を含む、例示的通信システムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の原理および実装は、以下の本発明の特定の実施形態の説明を、添付の図面と共に参照することによって、より明らかになるであろう。本発明は、後述の特定の実施形態に制限されるものではないことに留意されたい。加えて、簡潔にするため、本発明に直接関係する周知のコンポーネントは、添付の図面に図示されない。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態によるモバイル端末を例示するブロック図である。図１で、モバイル端末１は、ＣＳＩフィードバック計算ユニット１０、ＣＱＩフィードバック計算ユニット１１、および、伝送ユニット１２を含む。ＣＳＩフィードバック計算ユニット１０は、ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０、および、相対振幅／位相フィードバック計算ユニット１２０を含み、相対振幅／位相フィードバック計算ユニット１２０は、相対振幅フィードバック計算サブユニット１２０−１、および、相対位相フィードバック計算サブユニット１２０−２をさらに含む。動作において、ＣＳＩフィードバック計算ユニット１０およびＣＱＩフィードバック計算ユニット１１は、ＣＳＩフィードバックおよびＣＱＩフィードバックをそれぞれ計算し、計算されたＣＳＩフィードバックおよびＣＱＩフィードバックを伝送ユニット１２へ送信し、伝送ユニット１２は、これらのフィードバックをサービング・セルへ送信する。以下では、モバイル端末１の各コンポーネントが詳細に説明される。
【００３０】
ＣＳＩフィードバック計算ユニット１０は、ベクトル量子化に基づくセル毎のＣＤＩフィードバック、および、スカラ量子化に基づくセル間の相対位相および／または振幅フィードバックを計算するようにそれぞれ構成された、ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０、および、相対振幅／位相フィードバック計算ユニット１２０を含む。以下では、セルｉ∈Ｓとユーザの間のチャネルは、Ｈｉ∈ＣＮ×Ｍと示され、ただし、Ｓは、｜Ｓ｜（すなわち、協調セルの集合内のセルの数）のサイズを有する協調セル・インデックスの集合を示し、ＣＮ×Ｍは、Ｎ×Ｍの複素信号空間を示すが、ＭおよびＮは、基地局およびユーザ端末におけるアンテナの数をそれぞれ示す。一般性を失うことなく、ユーザのためのサービング・セルは、ｋのインデックスを有し、すべての協調セルは、同じ数の送信アンテナを有すると仮定される。
【００３１】
ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０が、すべての協調セルからユーザへのすべてのチャネルについて、セル毎のＣＤＩフィードバックをどのように計算するかについての具体的な動作は、以下のように説明される。この例では、セル毎のＣＤＩフィードバックは、コードブックに応じたベクトル量子化に基づく。コードブックは、Ｖｉ＝｛Ｖｉ，１，Ｖｉ，２，．．．，Ｖｉ，Ｌ｝と示され、ただし、Ｖｉ，ｌ∈ＣＭ×１は、単位ノルム（ｕｎｉｔ  ｎｏｒｍ）を有するコードワードを表す。したがって、コードブック内のコードワードにインデックスを付けるために必要とされるビット数を、
【数１】
0005497918.tif 000002
と表すことができ、ただし、Ｌは、コードブック内のコードワードの数である。ＣＭ×１は、Ｍ×１の複素信号空間を示す。
【００３２】
最初に、ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０は、受信ベクトルＷを計算する。受信ベクトルの一例は、以下のように、サービング・セルに関連付けられたチャネルの左優位の特異ベクトル（ｌｅｆｔ  ｄｏｍｉｎａｎｔ  ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖｅｃｔｏｒ）である。
【数２】
0005497918.tif 000003
【００３３】
ただし、ｉ＝１，．．．，Ｎについてのｕｉ、および、ｊ＝１，．．．，Ｍについてのｖｉは、それぞれ左特異ベクトルおよび右特異ベクトルを示す。行列Σは、降順の特異値を有する対角行列である。一般に、ユーザ毎に対するデータストリームの数は１であると仮定される。この場合、受信結合ベクトルは以下のようになりうる。
Ｗ＝ｕ１
【００３４】
次いで、ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０は、等価チャネルｈｉ，ｉ∈Ｓを計算する。ベクトルＷによる受信結合操作を考慮すると、協調セルｉ∈Ｓとユーザの間の等価チャネルを、ｈｉ＝ＷＨＨｉ∈Ｃ１×Ｍと表すことができる。
【００３５】
その後、ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０は、コードブックに基づいて、すべての等価チャネルに対してベクトル量子化を行う。具体的に言うと、ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０は、量子化されるべき、正規化された等価チャネルに最も近いコードワードのためのコードブックを探索する。
【数３】
0005497918.tif 000004
【００３６】
ただし、
【数４】
0005497918.tif 000005
および
【数５】
0005497918.tif 000006
は、（量子化されるべき）正規化された等価チャネルと、コードワードＶｉ，ｌの間の歪み尺度を示す。例えば、最も普及している歪み尺度は、ユークリッド距離メトリックであり、以下のように定義される。
【数６】
0005497918.tif 000007
【００３７】
ユークリッド距離メトリックでは、式（１）が以下と等しいことを導出することができる。
【数７】
0005497918.tif 000008
【００３８】
最後に、ＣＤＩフィードバック計算ユニット１１０は、計算されたＣＤＩフィードバックを伝送ユニット１２に提供し、伝送ユニット１２を介して、等価チャネル量子化のインデックスをそのサービング・セル（すなわち、これらの仮定では、セルｋ）にフィードバックするようにする。
【００３９】
任意選択で、コードブックに基づいたベクトル量子化の正確さを、以下のように、セル固有の共分散行列を使用したコードブックの変換によって向上させることができる。
【数８】
0005497918.tif 000009
【００４０】
この場合、式（２）を、以下で置き換えてもよい。
【数９】
0005497918.tif 000010
【００４１】
しかし、セル毎のＣＤＩフィードバックは、等価チャネルの方向情報のみを含むが、振幅および／または位相情報が欠如しており、しかし、振幅および／または位相情報は、マルチ・セル協調プリコーディング操作のために必要である。したがって、相対振幅／位相フィードバック計算ユニット１２０がフィードバックされた振幅／位相情報を計算する具体的な動作は、以下のように説明される。本発明では、フィードバック・オーバーヘッドを抑えるために、非サービング協調セルの等価チャネルの位相および振幅の、サービング・セルのそれに対する相対値のみが計算される。
【００４２】
相対振幅フィードバック計算サブユニット１２０−１は、サービング・セル・チャネルｈｋに対する、等価チャネルｈｉの相対位相情報を計算する。
【００４３】
特に、第一に、等価チャネルの量子化においてミスされた位相が、以下のように計算される。
【数１０】
0005497918.tif 000011
【００４４】
ただし、関数ａｎｇｌｅ（）は、［−π，π）の範囲の入力複素値（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｖａｌｕｅ）の位相を返す。
【００４５】
第２に、サービング・セルに対するすべての非サービング・セルの位相は、以下のように計算される。
【数１１】
0005497918.tif 000012
【００４６】
ただし、この集合Ｓ＼ｋは、サービング・セルのインデックスｋ以外の協調セルのインデックスの集合を表す。モード２π演算が行われて、ａｎｇｌｅが［−π，π）の範囲内に入ることが保証されることに留意されたい。
【００４７】
第３に、スカラ量子化が、得られた相対位相において行われて、フィードバックされるべきインデックスが得られる。
【数１２】
0005497918.tif 000013
【００４８】
ただし、Θ＝［θ１  θ２．．．θＰ］は、相対位相のスカラ量子化のためのコードブックを示す。相対位相が［−π，π）の範囲内で均等に分布していると仮定すると、スカラ量子化のためのコードブックは、以下のように設計可能である。
【数１３】
0005497918.tif 000014
【００４９】
相対位相フィードバック計算サブユニット１２０−２は、サービング・セル・チャネルｈｋに対する、等価チャネルｈｉの相対振幅情報を計算する。
【００５０】
具体的には、第一に、そのベクトル量子化バージョン上に投影された後の等価チャネルの大きさが、以下のように計算される。
【数１４】
0005497918.tif 000015
【００５１】
第２に、サービング・セルに対するすべての非サービング・セルの相対振幅が、以下のように計算される。
【数１５】
0005497918.tif 000016
【００５２】
相対振幅は、ＡｉとＡｋの間の関係に応じて、（０，１］に制約され、これにより、後続のスカラ量子化が容易になることに留意されたい。
【００５３】
第３に、スカラ量子化が、得られた相対振幅において行われて、フィードバックされるべきインデックスが得られる。
【数１６】
0005497918.tif 000017
【００５４】
ただし、
【数１７】
0005497918.tif 000018
は、相対振幅のスカラ量子化のためのコードブックを示す。ＡｉとＡｋの間の関係を示す１ビット（例えば、Ａｉ＜Ａｋでは０、および、そうでない場合は１）が、
【数１８】
0005497918.tif 000019
のインデックスと共にフィードバックされ、基地局が等価チャネルの異なる振幅の間の関係を明確に再構築できるようにするものとすることに留意されたい。相対振幅が（０，１］の範囲内で均等に分布していると仮定すると、スカラ量子化のためのコードブックは、以下のように設計可能である。
【数１９】
0005497918.tif 000020
【００５５】
最後に、相対振幅／位相フィードバック計算ユニット１２０は、計算された相対振幅フィードバックおよび相対位相フィードバックを、伝送ユニット１２に提供して、伝送ユニット１２を介して、それらをサービング・セル（すなわち、これらの仮定では、セルｋ）にフィードバックするようにする。
【００５６】
実際のシステムでは、ＣＱＩフィードバックは、チャネル依存のユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定（例えば、変調およびコーディング方式）を実装することが必要とされる。したがって、効率的なＣＱＩフィードバック・ソリューションは、システム動作のために大変重要である。従来のシステムでは、ＣＱＩフィードバックは、推奨される変調およびコーディング方式のための直接のインジケータにすぎない。このＣＱＩフィードバックは、本出願文書では、暗示的ＣＱＩフィードバックと呼ばれる。暗示的ＣＱＩフィードバックは、単一セル動作のための、特に、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）のための効率的な方式である。しかし、マルチ・セル伝送では、暗示的ＣＱＩフィードバックが、推奨される変調およびコーディング方式自体をフィードバックすることは困難であり、または不可能でさえある。その代わりに、そのような場合、特定の値をフィードバックすることはより好都合であり、それに基づいて、基地局は、関係しているユーザ毎の最終的なチャネル品質を計算することができる。この方法は、本出願文書では、明示的ＣＱＩフィードバックと呼ばれる。
【００５７】
ＣＱＩフィードバック計算ユニット１１は、マルチ・セルＭＩＭＯ伝送のための明示的ＣＱＩフィードバック計算ユニットである。ＣＱＩフィードバック計算ユニット１１は、上記のＣＳＩフィードバック計算ユニット１０と共に動作し、セル間の相対振幅フィードバックがＣＳＩフィードバックとＣＱＩフィードバックの間で共有可能になるようにする。したがって、モバイル端末は、以下のように、サービング・セルに関連するＣＱＩをフィードバックすることのみが必要である。
【数２０】
0005497918.tif 000021
【００５８】
ＣＱＩフィードバックは、以下のように、スカラ量子化に基づくことが可能であることに留意されたい。
【数２１】
0005497918.tif 000022
【００５９】
ただし、Γ＝［γ１  γ２．．．γＧ］は、ＣＱＩスカラ量子化のためのコードブックを示し、
【数２２】
0005497918.tif 000023
は、歪み尺度を示す。最後に、ＣＱＩフィードバック計算ユニット１１は、計算されたＣＱＩフィードバックを伝送ユニット１２に提供して、伝送ユニット１２を介して、それをサービング・セル（すなわち、これらの仮定では、セルｋ）にフィードバックするようにする。
【００６０】
図２は、本発明の一実施形態による基地局を例示するブロック図である。図２では、基地局２は、伝送ユニット２２、ＳＩＮＲ計算ユニット２０、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定ユニット２１、多地点協調プリコーダ計算ユニット２３、および、多地点協調プリコーディングおよび送信ユニット２４を含む。非サービング・セルについてのＣＱＩがフィードバックされない場合、基地局におけるＳＩＮＲ計算ユニット２０は最初に、以下のように、サービング・セルのＣＱＩフィードバック、および、セル間の相対振幅フィードバックに基づいて、非サービング協調セルに対応するＣＱＩ値を導出する。
【数２３】
0005497918.tif 000024
【００６１】
次いで、すべての協調セルに関連付けられたユーザの得られたＣＱＩ値に基づいて、ＳＩＮＲ計算ユニット２０は、適用された伝送モードに応じて、期待された検出後の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を計算してもよい。計算された検出後のＳＩＮＲに基づいて、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定ユニット２１は、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定（例えば、変調およびコーディング方式決定）を行う。
【００６２】
多地点協調プリコーダ計算ユニット２３は、スケジュールされたユーザと、スケジュールされたユーザのサービング・セルの間のチャネル状態情報フィードバック、および、スケジュールされたユーザとすべての協調セルの間のチャネル状態情報フィードバックに基づいて、多地点協調プリコーディング行列を計算する。多地点協調プリコーダの計算では、異なるダウンリンク多地点協調伝送モードは、異なるチャネル状態情報フィードバックを必要とする。具体的には、多地点協調スケジューリング／ビーム形成伝送モードは、コードブックに基づくセル毎のチャネル方向フィードバックのみを必要とし、セル毎のローカルプリコーディングに基づく多地点協調同時伝送（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ  ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ  ｊｏｉｎｔ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）モードは、伝送性能を強化するために、コードブックに基づくセル毎のチャネル方向フィードバック情報に加えて、セル間の相対位相情報を必要とし、マルチ・セル・グローバル・プリコーディングに基づく多地点協調同時伝送モードでは、コードブックに基づくセル毎のチャネル方向フィードバック情報、ならびに、セル間の相対位相および振幅情報が共に必要とされる。多地点協調プリコーダの計算は、ゼロ・フォーシング・アルゴリズムまたはブロック対角化アルゴリズムに基づいて達成可能である。
【００６３】
その後、多地点協調プリコーディングおよび送信ユニット２４は、多地点協調プリコーダ計算ユニット２３によって計算された多地点協調プリコーディング行列に基づいて、対応するプリコーディング処理をユーザデータにおいて行い、次いで、プリコーディングされたユーザデータを送信する。
【００６４】
図３は、本発明の一実施形態による、モバイル端末によって行われたチャネル情報フィードバック方法を例示する流れ図である。この方法は、ステップＳ３０で開始する。ステップＳ３２で、チャネル・ベクトル量子化（ＣＶＱ）に基づくセル毎のチャネル方向情報（ＣＤＩ）フィードバックが計算される。ステップＳ３４で、スカラ量子化に基づくセル間の相対振幅および／または位相フィードバックが計算される。ステップＳ３６で、サービング・セルに対応するＣＱＩフィードバックが計算される。ステップＳ３８で、計算されたチャネル情報が、サービング・セルにフィードバックされる。最後に、この方法は、ステップＳ４０で終了する。
【００６５】
図４は、本発明による、モバイル端末および基地局を含む、例示的通信システムの図である。通信システムは、モバイル端末ＭＳ１およびＭＳ２、ならびに、基地局１および基地局２を含む。例えば、モバイル端末ＭＳ１およびＭＳ２は、図１に示すような、本発明のモバイル端末であってもよく、基地局１および基地局２は、図２に示すような、本発明の基地局であってもよい。図４で、モバイル端末ＭＳ１およびＭＳ２は、各ダウンリンク多地点協調ＣＳＩおよびＣＱＩフィードバックを、各サービング・セルへそれぞれ送信し、基地局１および基地局２は、フィードバック情報に基づいて、検出後のＳＩＮＲを計算し、ＳＩＮＲに基づいて、ユーザ・スケジューリングおよび伝送フォーマット決定を行う。
【００６６】
本発明の好ましい実施形態を参照することによって、本発明が上記で例示されたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正、置換および変更を本発明に行うことができることは、当業者には理解されよう。したがって、本発明は、上記の実施形態ではなく、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって定義されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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