(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
協調に参与する基地局の数がＫ、ソースコードブックがC={Ci}（i=1,…,2N、Ci=[Ci,1,...,Ci,K]、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示される協調マルチポイントシステムに用いられるチャネル状態情報フィードバック方法において、
ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得することと、
ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得することと、
ユーザ設備が、スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報とに基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得することと、
ユーザ設備が、取得したＣＱＩを利用してソースコードブックＣを更新して、更新後のコードブック
0005490894.tif 000065
を取得することと、
ユーザ設備が、更新後のコードブックを利用して上記H’又は完全チャネル状態情報H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得することと、
基地局によるチャネル再構築に供するべく、ユーザ設備が、ＣＤＩと協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとを基地局にフィードバックすることと、
を含むことを特徴とするチャネル状態情報フィードバック方法。
【請求項２】
更新後のコードブック
0005490894.tif 000066
は、下記式で示されることを特徴とする請求項１に記載のチャネル状態情報フィードバック方法。
0005490894.tif 000067
【請求項３】
協調に参与する基地局の数がＫ、ソースコードブックがC={Ci}（i=1,…,2N、Ci=[Ci,1,...,Ci,K]、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示される協調マルチポイントシステムに用いられるユーザ設備において、
第１無線通信モジュールと、
ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得するための第１取得モジュールと、
ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得するための第２取得モジュールと、
ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得するための第３取得モジュールと、
取得したＣＱＩを利用してソースコードブックＣを更新して、更新後のコードブック
0005490894.tif 000068
を取得するための更新モジュールと、
更新後のコードブックを利用して上記H’又は完全チャネル状態情報H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得するための第１量子化モジュールと、
基地局によるチャネル再構築に供するべく、ＣＤＩと協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとを上記第１無線通信モジュールで基地局にフィードバックするための第１フィードバックモジュールと、
を含むことを特徴とするユーザ設備。
【請求項４】
更新後のコードブック
0005490894.tif 000069
は、下記式で示されることを特徴とする請求項３に記載のユーザ設備。
0005490894.tif 000070
【請求項５】
協調に参与する基地局の数がＫ、スモールコードブックがC’={C’i}（i=1,…,2N、C’i：コードブックにおける第i個のコードワード、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示される協調マルチポイントシステムに用いられるチャネル状態情報フィードバック方法において、
ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得することと、
ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得することと、
ユーザ設備が、スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報とに基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得することと、
ユーザ設備がスモールコードブックC’を利用し、協調に参与する各基地局のチャネル状態情報に対して量子化をして、協調に参与する各基地局に対応するＣＤＩ情報を取得することと、
ユーザ設備が、マルチ基地局位相情報G=[g1,...,gK]、
ただし
0005490894.tif 000071
を計算することと、
ユーザ設備が、基地局間差分位相情報G’={g’i}(g’i=gi/gx,i=1,...,K,i≠x、gx：マルチ基地局位相情報Ｇにおける一元素）を計算することと、
ユーザ設備が位相情報量子化用コードブックＤを利用して、基地局間差分位相情報G’に対して量子化をして、IＰIを取得することと、
基地局によるマルチポイントチャネル再構築に供するべく、ユーザ設備が、取得したIＰI及び協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとＣＤＩをフィードバックすることと、
を含むことを特徴とするチャネル状態情報フィードバック方法。
【請求項６】
ユーザ設備がスモールコードブックC’を利用して、協調に参与する各基地局のスモールスケールチャネル状態情報又は完全チャネル状態情報に対して量子化をして、協調に参与する各基地局に対応するＣＤＩ情報を取得することを特徴とする請求項５に記載のチャネル状態情報フィードバック方法。
【請求項７】
ユーザ設備が位相情報量子化用コードブックＤを利用して基地局間差分位相情報G’に対して量子化をして取得するIＰIは、下記式で示され、
0005490894.tif 000072
ただし、Dj：基地局間差分位相情報量子化用コードブックＤにおける元素、j=1,...,2M、M：基地局間差分位相情報の量子化に要されるビット数
基地局によって再構築するマルチポイントチャネルは、
0005490894.tif 000073
で示されることを特徴とする請求項５に記載のチャネル状態情報フィードバック方法。
【請求項８】
協調に参与する基地局の数がＫ、スモールコードブックがC’={C’i}（i=1,…,2N、C’i：コードブックにおける第i個のコードワード、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示される協調マルチポイントシステムに用いられるユーザ設備において、
第１無線通信モジュールと、
ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得するための第１取得モジュールと、
ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得するための第２取得モジュールと、
スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報とに基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得するための第３取得モジュールと、
スモールコードブックC’を利用し、協調に参与する各基地局のチャネル状態情報に対して量子化をしてＣＤＩ情報を取得するための第２量子化モジュールと、
マルチ基地局位相情報G=[g1,...,gK]、
ただし
0005490894.tif 000074
を計算するための第４取得モジュールと、
マルチ基地局位相情報Ｇに基づいて、基地局間差分位相情報G’={g’i}(g’i=gi/gx,i=1,...,K,i≠x、gx：マルチ基地局位相情報Ｇにおける一元素）を計算するための第５取得モジュールと、
位相情報量子化用コードブックＤを利用して、基地局間差分位相情報G’に対して量子化処理を行なって、IＰIを取得するための第３量子化モジュールと、
基地局によるマルチポイントチャネル再構築に供するべく、取得したIＰI及び協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとＣＤＩを上記第１無線通信モジュールでフィードバックするための第２フィードバックモジュールと、
を含むことを特徴とするユーザ設備。
【請求項９】
上記第２量子化モジュールは、スモールコードブックC’を利用して、協調に参与する各基地局のスモールスケールチャネル状態情報又は完全チャネル状態情報に対して量子化をして、協調に参与する各基地局に対応するＣＤＩ情報を取得することを特徴とする請求項８に記載のユーザ設備。
【請求項１０】
上記IＰIは、下記式で示され、
0005490894.tif 000075
ただし、Dj：基地局間差分位相情報量子化用コードブックＤにおける元素、j=1,...,2M、M：基地局間差分位相情報の量子化に要されるビット数
基地局によって再構築するマルチポイントチャネルは、
0005490894.tif 000076
で示されることを特徴とする請求項８に記載のユーザ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線移動通信分野に関し、特に、ユーザ設備及びチャネル状態情報フィードバック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数分割複信（ＦＤＤ）システムにおいて、ユーザは、チャネル状態情報をＣＤＩ（チャネル方向情報）とＣＱＩ（チャネル品質情報）の形式で基地局側にフィードバックする必要があり、基地局側は、フィードバックされたＣＤＩとＣＱＩを利用してチャネルを再構築して、再構築したチャネルに基づいてプリコーディングなどをして下り方向伝送を行う。【０００３】
マルチアンテナＭＩＭＯシステムにおいて、ユーザは、１つの基地局のチャネル状態情報をフィードバックする必要があり、各状態情報には、ラージスケールチャネル状態情報とスモールスケールチャネル状態情報とを含む。ラージスケールチャネル状態情報は、主にユーザと基地局との相対位置により決められるが、スモールスケールチャネル状態情報は、基地局とユーザのアンテナ間の減衰情況を示し、各要素は、平均が０、分散が１の複素ガウス確率変数に満足する。【０００４】
一方、協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）システムにおいて、ユーザは、複数の基地局の複数のチャネル状態情報をフィードバックする必要がある。仮にＫ個の協調ポイントが協調マルチポイント送受信を行ない、ユーザが下記の複数基地局のチャネル状態情報をフィードバックする必要がある。
H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]
ただし、li,i=1,...,Kは、第i個の基地局のラージスケールチャネル状態情報を示し、H’i,i=1...,Kは、第i個の基地局のスモールスケールチャネル状態情報を示す。【０００５】
従来技術における一例として、協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）システムのチャネル状態情報フィードバック方法において、仮にＫ個の基地局が協調に参与し、コードブックが下記式で示される。
C={Ci},i=1,...,2N
ただし、Ciは、コードブックにおける第i個のコードワードを示し、コードワードCiには、Ｋ個の協調参与基地局にそれぞれ対応する量子化情報が含まれており、Ciは、Ci=[Ci,1,...,Ci,K]で示すことができる。Ｎは、フィードバックされるビット数である。【０００６】
該方法では、次元数の比較的に大きいコードブックＣを用いてマルチセルのチャネル状態情報に対してジョイント量子化を行ない、クライアント側における処理は、下記の第1〜第５ステップを含む。【０００７】
第１ステップでは、マルチポイントのスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を抽出する。【０００８】
第２ステップでは、マルチポイントのラージスケールチャネル状態情報li,i=1,...,Kを抽出する。【０００９】
第３ステップでは、マルチポイントのＣＱＩ情報（CQIi=li・|H’|）を取得する。【００１０】
第４ステップでは、ラージコードブックを用いてマルチポイントのスモールスケールチャネル状態情報を量子化してＣＤＩ情報を取得する。量子化のルールは、下記の式で示される。
0005490894.tif 000002
【００１１】
第５ステップでは、複数のＣＱＩと１つのＣＤＩ情報をフィードバックして、基地局が再構築するチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000003
【００１２】
別の例として、協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）システムのチャネル状態情報フィードバック方法は、ラージコードブックに基くマルチセルのジョイント量子化によって実現され、ユーザ設備側の処理フローは、下記第１〜第５ステップを含む。【００１３】
第１ステップでは、マルチポイントのスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を抽出する。【００１４】
第２ステップでは、マルチポイントのラージスケールチャネル状態情報li,i=1,...,Kを抽出する。【００１５】
第３ステップでは、マルチポイントのＣＱＩ情報（CQIi=li・|H’|）を取得する。【００１６】
第４ステップでは、ラージコードブックを用いてマルチポイントの完全チャネル状態情報を量子化してＣＤＩ情報を取得する。量子化のルールは、下記の式で示される。
0005490894.tif 000004
【００１７】
第５ステップでは、複数のＣＱＩと１つのＣＤＩ情報をフィードバックして、基地局が再構築するチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000005
【００１８】
また別の例として、協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）システムのチャネル状態情報フィードバック方法は、スモールコードブックに基づいてセルごとに独立に量子化を行なう。仮にコードブックが下記式で示される。
C’={C’i},i=1,...,2N
ただし、C’iは、コードブックにおける第i個のコードワードを示し、Ｎはフィードバックされるビット数であり、選定されたC’iには、いずれか１つの基地局の量子化情報が対応付けられている。該方法は、次元数の小さいコードブックC’を用いて各セルのチャネル状態情報を独自に量子化して、それから複数のセルの位相情報を量子化して、組み合わせることにより複数のセルのチャネル状態情報を得る。仮に位相情報を量子化するコードブックは、下記式で示される。
D={Dj},j=1,...,2M
ただし、Dj：量子化する位相角の複素表示であり、下記のように示される。
0005490894.tif 000006
Mは、位相角の量子化に要されるビット数である。【００１９】
スモールコードブックに基づきセルごとに独自量子化を行われるチャネル状態情報フィードバック方法において、ユーザ設備側の処理フローは、下記のように、第１〜第８ステップを含む。【００２０】
第１ステップでは、マルチポイントのスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を抽出する。【００２１】
第２ステップでは、マルチポイントのラージスケールチャネル状態情報li,i=1,...,Kを抽出する。【００２２】
第３ステップでは、マルチポイントのＣＱＩ情報（CQIi=li・|H’i|）を取得する。【００２３】
第４ステップでは、スモールコードブックを用いて各セルのスモールスケールチャネル状態情報を量子化してＣＤＩ情報を取得する。量子化のルールは、下記の式で示される。
0005490894.tif 000007
【００２４】
第５ステップでは、マルチ基地局位相情報をG=[g1,...,gK]に定義し、位相に基づいてコードブックを量子化して、下記の量子化位相集合候補を組み合わせてなる。
0005490894.tif 000008
上記の量子化位相集合G’には計2MK種類の組合せがあることが分かる。【００２５】
第６ステップでは、ＣＱＩ、ＣＤＩ及びマルチセルの量子化位相集合候補を利用してチャネルを再構築し、再構築したチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000009
【００２６】
第７ステップでは、再構築チャネルでマルチセルの完全チャネル状態情報と比較し、マルチセル位相の量子化情報ＩＰＩ（Inter-cell  Phase  Index）を網羅的探索で取得する。探索のルールは、下記式で示される。
0005490894.tif 000010
【００２７】
各セルに対応する位相インデックスは、下記式で示される。
IPIi,i=1,...,K【００２８】
第８ステップでは、ＣＱＩ、ＣＤＩ及びマルチ基地局位相情報をフィードバックし、基地局側は、フィードバックされたＣＱＩ、ＣＤＩ及びマルチ基地局位相情報を利用して下記のマルチポイントチャネルを再構築する。
0005490894.tif 000011
【００２９】
上記各方法は、いずれも単位フィードバック量によるシステムスループット性能ゲインが高くないという問題が存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明の目的は、システムのスループット性能を高めることができるユーザ設備及びチャネル状態情報フィードバック方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記目的を達成するために、本発明の実施例は、協調マルチポイントシステムに用いられるチャネル状態情報フィードバック方法を提供し、上記協調マルチポイントシステムにおいて、協調に参与する基地局の数がＫ、ソースコードブックがC={Ci}（i=1,…,2N、Ci=[Ci,1,...,Ci,K]、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示され、上記チャネル状態情報フィードバック方法において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得することと、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得することと、ユーザ設備が、スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報とに基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得することと、ユーザ設備が、取得したＣＱＩを利用してソースコードブックＣを更新して、更新後のコードブック
0005490894.tif 000012
を取得することと、ユーザ設備が、更新後のコードブックを利用して上記H’又は完全チャネル状態情報H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得することと、基地局によるチャネル再構築に供するべく、ユーザ設備が、ＣＤＩと協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとを基地局にフィードバックすることと、を含む。
【００３２】
上記のチャネル状態情報フィードバック方法において、更新後のコードブック
0005490894.tif 000013
は、下記式で示される。
0005490894.tif 000014
【００３４】
上記目的を実現するために、本発明の実施例は、協調マルチポイントシステムに用いられるユーザ設備を更に提供し、上記協調マルチポイントシステムにおいて、協調に参与する基地局の数がＫ、ソースコードブックがC={Ci}（i=1,…,2N、Ci=[Ci,1,...,Ci,K]、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示され、上記ユーザ設備は、第１無線通信モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得するための第１取得モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得するための第２取得モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得するための第３取得モジュールと、取得したＣＱＩを利用してソースコードブックＣを更新して、更新後のコードブック
0005490894.tif 000015
を取得するための更新モジュールと、更新後のコードブックを利用して上記H’又は完全チャネル状態情報H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得するための第１量子化モジュールと、基地局によるチャネル再構築に供するべく、ＣＤＩと協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとを上記第１無線通信モジュールで基地局にフィードバックするための第１フィードバックモジュールと、を含む。
【００３５】
上記ユーザ設備において、更新後のコードブック
0005490894.tif 000016
は、下記式で示される。
0005490894.tif 000017
【００３７】
上記目的を実現するために、本発明の実施例は、協調マルチポイントシステムに用いられるチャネル状態情報フィードバック方法を提供し、上記協調マルチポイントシステムにおいて、協調に参与する基地局の数がＫ、スモールコードブックがC’={C’i}（i=1,…,2N、C’i：コードブックにおける第i個のコードワード、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示され、上記チャネル状態情報フィードバック方法において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得することと、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得することと、ユーザ設備が、スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報とに基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得することと、ユーザ設備がスモールコードブックC’を利用し、協調に参与する各基地局のチャネル状態情報に対して量子化をして、協調に参与する各基地局に対応するＣＤＩ情報を取得することと、ユーザ設備が、マルチ基地局位相情報G=[g1,...,gK]、ただし
0005490894.tif 000018
を計算することと、ユーザ設備が、基地局間差分位相情報G’={g’i}(g’i=gi/gx,i=1,...,K,i≠x、gx：マルチ基地局位相情報Ｇにおける一元素）を計算することと、ユーザ設備が位相情報量子化用コードブックＤを利用して、基地局間差分位相情報G’に対して量子化をして、IＰIを取得することと、基地局によるマルチポイントチャネル再構築に供するべく、ユーザ設備が、取得したIＰI及び協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとＣＤＩをフィードバックすることと、を含む。
【００３８】
上記チャネル状態情報フィードバック方法において、ユーザ設備がスモールコードブックC’を利用して、協調に参与する各基地局のスモールスケールチャネル状態情報又は完全チャネル状態情報に対して量子化をして、協調に参与する各基地局に対応するＣＤＩ情報を取得する。【００３９】
上記チャネル状態情報フィードバック方法において、ユーザ設備が位相情報量子化用コードブックＤを利用して基地局間差分位相情報G’に対して量子化をして取得するIＰIは、下記式で示され、
0005490894.tif 000019
ただし、Dj：基地局間差分位相情報量子化用コードブックＤにおける元素、j=1,...,2M、M：基地局間差分位相情報の量子化に要されるビット数
基地局によって再構築するマルチポイントチャネルは、
0005490894.tif 000020
で示される。【００４０】
上記目的を実現するために、本発明の実施例は、協調マルチポイントシステムに用いられるユーザ設備を更に提供し、上記協調マルチポイントシステムにおいて、協調に参与する基地局の数がＫ、スモールコードブックがC’={Ci’}（i=1,…,2N、Ci’：コードブックにおける第i個のコードワード、Ｎ：フィードバックされるビット数）で示され、上記ユーザ設備は、第１無線通信モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のチャネル状態であるスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得するための第１取得モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のチャネル状態であるラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得するための第２取得モジュールと、スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報とに基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得するための第３取得モジュールと、スモールコードブックC’を利用し、協調に参与する各基地局のチャネル状態情報に対して量子化をしてＣＤＩ情報を取得するための第２量子化モジュールと、マルチ基地局位相情報G=[g1,...,gK]、ただし
0005490894.tif 000021
を計算するための第４取得モジュールと、マルチ基地局位相情報Ｇに基づいて、基地局間差分位相情報G’={g’i}(g’i=gi/gx,i=1,...,K,i≠x、gx：マルチ基地局位相情報Ｇにおける一元素）を計算するための第５取得モジュールと、位相情報量子化用コードブックＤを利用して、基地局間差分位相情報G’に対して量子化処理を行なって、IＰIを取得するための第３量子化モジュールと、基地局によるマルチポイントチャネル再構築に供するべく、取得したIＰI及び協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとＣＤＩを上記第１無線通信モジュールでフィードバックするための第２フィードバックモジュールと、を含む。
【００４１】
上記ユーザ設備において、上記第２量子化モジュールは、スモールコードブックC’を利用して、協調に参与する各基地局のスモールスケールチャネル状態情報又は完全チャネル状態情報に対して量子化をして、協調に参与する各基地局に対応するＣＤＩ情報を取得する。【００４２】
上記ユーザ設備において、上記IＰIは、下記式で示され、
0005490894.tif 000022
ただし、Dj：基地局間差分位相情報量子化用コードブックＤにおける元素、j=1,...,2M、M：基地局間差分位相情報の量子化に要されるビット数
基地局によって再構築するマルチポイントチャネルは、
0005490894.tif 000023
で示される。
【発明の効果】
【００４３】
本発明の実施例によれば、下記の有益な効果を奏する。【００４４】
本発明は、ラージコードブックによってフィードバックする場合、ＣＱＩ更新済みコードブックを利用して量子化処理を行なってＣＤＩを取得するが、フィードバックオーバーヘッドを増やすことなく、ユーザのスループットを高めた。スモールコードブックによってフィードバックする場合、差分位相を利用してフィードバックするが、ユーザのスループットを低下させることなく、フィードバックオーバーヘッドを低下させた。全体的にいうと、２種類の方法によって、ともにフィードバック情報の利用率を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施例のチャネル状態情報フィードバック方法のフロー図である。
【図２】本発明の第１実施例のユーザ設備の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明をより一層理解するために、本発明の実施例を詳しく説明する前に、まず係りうるパラメータや概念について限定をする。
【００４７】
協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）システムにおいて、ユーザは、複数の基地局の複数のチャネル状態情報をフィードバックする必要があり、仮にＫ個の協調ポイントが協調マルチポイント送受信を行ない、ユーザにフィードバックされる必要のある複数の基地局のチャネル状態情報が下記のとおりとする。
H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]
【００４８】
複数の基地局のうちのいずれかの基地局について、そのスモールスケールチャネル状態情報は、下記式で示される。
0005490894.tif 000024
ただし、
NT：基地局の送信アンテナの数
NR：ユーザ設備の受信アンテナの数
h’ij,i=1,...,NR,j=1,...,NT：第ｊ個の送信アンテナから第i個の受信アンテナまでのチャネル状態情報
【００４９】
本発明の第１実施例のチャネル状態情報フィードバック方法は、協調マルチポイントシステムに用いられるものであり、上記協調マルチポイントシステムにおいて、協調に参与する基地局の数がＫであり、ソースコードブックが下記式でで示される。
C={Ci},i=1,...,2N
ただし、Ci=[Ci,1,...,Ci,K]
【００５０】
上記チャネル状態情報フィードバック方法において、図１に示すように、下記ステップ１１〜１６を含む。
【００５１】
ステップ１１において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得する。
【００５２】
ステップ１２において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得する。
【００５３】
ステップ１３において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩを取得する。
CQIi=li・|H’|、i=1,...,K
【００５４】
ステップ１４において、ユーザ設備が、取得したＣＱＩを利用してソースコードブックＣを更新して、更新後のコードブック
0005490894.tif 000025
を取得する。
0005490894.tif 000026
【００５５】
ステップ１５において、ユーザ設備が、更新後のコードブックを利用して量子化処理を行なってＣＤＩを取得する。
【００５６】
ステップ１６において、ユーザ設備が、ＣＤＩと協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとを基地局にフィードバックして、基地局によるチャネル再構築に供する。
【００５７】
本発明の具体的な実施例において、上記ステップ１５で下記方式を用いてＣＤＩを計算することができる。
【００５８】
方式一  スモールスケールチャネル状態情報を量子化対象とする
方式一の場合、ステップ１５は具体的に次のように行なわれる。
【００５９】
ユーザ設備は、更新後のコードブックを利用してスモールスケールチャネル状態情報H’に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得する。
0005490894.tif 000027
【００６０】
基地局で再構築するチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000028
【００６１】
方式二  完全チャネル状態情報を量子化対象とする
方式二の場合、ステップ１５は具体的に次のように行なわれる。
【００６２】
ユーザ設備は、更新後のコードブックを利用して完全チャネル状態情報H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得する。
0005490894.tif 000029
【００６３】
基地局で再構築するチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000030
【００６４】
本発明の第１実施例のユーザ設備は、協調マルチポイントシステムに用いられるものであり、上記協調マルチポイントシステムにおいて、協調に参与する基地局の数がＫであり、ソースコードブックが下記式で示される。
C={Ci},i=1,...,2N
ただし、Ci=[Ci,1,...,Ci,K]
【００６５】
図２に示すように、ユーザ設備は、第１無線通信モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得するための第１取得モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得するための第２取得モジュールと、スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報に基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得するための第３取得モジュールと、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩを利用してソースコードブックＣを更新して、更新後のコードブック
0005490894.tif 000031
を取得するための更新モジュールと、更新後のコードブックを利用して量子化処理を行なってＣＤＩを取得するための第１量子化モジュールと、ＣＤＩと協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとを上記第１無線通信モジュールで基地局にフィードバックして、基地局によるチャネル再構築に供するための第１フィードバックモジュールと、を含み、上記更新後のコードブック
0005490894.tif 000032
は、下記式で示される。
0005490894.tif 000033
【００６６】
本発明の具体的な実施例において、上記量子化モジュールは、下記方式を用いてＣＤＩを計算することができる。
【００６７】
方式一  スモールスケールチャネル状態情報を量子化対象とする
方式一の場合、量子化モジュールは、更新後のコードブックを利用してスモールスケールチャネル状態情報H’に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得する。
0005490894.tif 000034
【００６８】
基地局で再構築するチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000035
【００６９】
方式二  完全チャネル状態情報を量子化対象とする
方式二の場合、量子化モジュールは、更新後のコードブックを利用して完全チャネル状態情報H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]に対して量子化処理を行なってＣＤＩを取得する。
0005490894.tif 000036
【００７０】
基地局で再構築するチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000037
【００７１】
背景技術部分でも言及しているが、従来技術では、スモールコードブックに基いてセルごとに独自量子化を行なうチャネル状態情報フィードバック方法が存在している。本発明の第２実施例は、上記方法を改良したものである。コードブックを下記のように仮定する。
C’={C’i},i=1,...,2N
ただし、C’i：コードブックにおける第i個のコードワード、Ｎ：フィードバックされるビット数。
【００７２】
本発明の第２実施例のチャネル状態情報フィードバック方法において、下記ステップ３１〜３８を含む。
【００７３】
ステップ３１において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得する。
【００７４】
ステップ３２において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得する。
【００７５】
ステップ３３において、ユーザ設備が、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩ（CQIi=li・|H’|、i=1,...,K）を取得する。
【００７６】
ステップ３４において、ユーザ設備が、スモールコードブックC’を利用し、協調に参与する各基地局のチャネル状態情報に対して量子化をして、ＣＤＩ情報を取得する。
【００７７】
量子化のルールは、
0005490894.tif 000038
か
0005490894.tif 000039
である。
ただし、H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]
【００７８】
両者による量子化結果が一致している。
【００７９】
ステップ３５において、ユーザ設備が、マルチ基地局位相情報Ｇを計算する。
G=[g1,...,gK]
ただし、
0005490894.tif 000040
【００８０】
ステップ３６において、ユーザ設備が、マルチ基地局位相情報Ｇに基づいて、基地局間差分位相情報G’を計算する。
G’={g’i},i=1,...,K,i≠x
ただし、g’i=gi/gx,i=1,...,K
gxは、マルチ基地局位相情報Ｇにおける一元素であり、例えばg1又はg2等である。
【００８１】
ステップ３７において、ユーザ設備が位相情報量子化用コードブックＤを利用して、基地局間差分位相情報G’に対して量子化をして、IＰIを取得する。
0005490894.tif 000041
【００８２】
Ｄは、基地局間差分位相情報を量子化するためのコードブックであり、下記式で示される。
D={Dj},j=1,...,2M
0005490894.tif 000042
は、量子化する位相角であり、Ｍは、位相角の量子化に要されるビット数。
【００８３】
ステップ３８において、ユーザ設備が、取得したIＰI及び協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとＣＤＩをフィードバックし、基地局によるマルチポイントチャネル再構築に供する。再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000043
【００８４】
x=1のとき、再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000044
【００８５】
x=2のとき、再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000045
……
【００８６】
x=kのとき、再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000046
【００８７】
本発明の第２実施例のユーザ設備は、第１無線通信モジュールと、第１取得モジュールと、第２取得モジュールと、第３取得モジュールと、第２量子化モジュールと、第４取得モジュールと、第５取得モジュールと、第３量子化モジュールと、第２フィードバックモジュールとを含む。
【００８８】
第１取得モジュールは、ユーザ設備と協調に参与する全基地局との間のスモールスケールチャネル状態情報H’=[H’1,H’2,...,H’K]を取得する。
【００８９】
第２取得モジュールは、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のラージスケールチャネル状態情報li（i＝１,…,Ｋ）を取得する。
【００９０】
第３取得モジュールは、スモールスケールチャネル状態情報とラージスケールチャネル状態情報に基づいて、ユーザ設備と協調に参与する各基地局との間のＣＱＩを取得する。
CQIi=li・|H’|、i=1,...,K
【００９１】
第２量子化モジュールは、スモールコードブックC’を利用し、協調に参与する各基地局のチャネル状態情報に対して量子化してＣＤＩ情報を取得する。
【００９２】
量子化のルールは、
0005490894.tif 000047
か
0005490894.tif 000048
である。
ただし、H=[l1H’1,l2H’2,...,lKH’K]
【００９３】
両者による量子化結果が一致している。
【００９４】
第４取得モジュールは、マルチ基地局位相情報Ｇを計算する。
G=[g1,...,gK]
ただし、
0005490894.tif 000049
【００９５】
第５取得モジュールは、マルチ基地局位相情報Ｇに基づいて、基地局間差分位相情報G’を計算する。
G’={g’i},  i=1,...,K,i≠x
ただし、g’i=gi/gx,i=1,...,K、gxは、マルチ基地局位相情報Ｇにおける一元素であり、g1又はg2等である。
【００９６】
第３量子化モジュールは、位相情報量子化用コードブックＤを利用して、基地局間差分位相情報G’に対して量子化して、Ｋ−１個のIＰIを取得する。
0005490894.tif 000050
Ｄは、基地局間差分位相情報を量子化するためのコードブックであり、下記式で示される。
D={Dj},j=1,...,2M
【００９７】
0005490894.tif 000051
は、量子化する位相角であり、Ｍは、位相角の量子化に要されるビット数。
【００９８】
第２フィードバックモジュールは、取得したIＰI及び協調に参与する各基地局に対応するＣＱＩとＣＤＩを上記第１無線通信モジュールでフィードバックし、基地局によるマルチポイントチャネル再構築に供する。再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000052
【００９９】
x=1のとき、再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000053
【０１００】
x=2のとき、再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000054
……
【０１０１】
x=kのとき、再構築するマルチポイントチャネルは、下記式で示される。
0005490894.tif 000055
【０１０２】
もちろん、gxは、具体的にどれなのか、基地局とユーザ設備側で予め決めておけば良い。
【０１０３】
本発明は、ラージコードブックによってフィードバックする場合、ＣＱＩ更新済みコードブックを利用して量子化をしてＣＤＩを取得するが、フィードバックオーバーヘッドを増やすことなく、ユーザのスループットを高めた。スモールコードブックによってフィードバックする場合、差分位相を利用してフィードバックするが、ユーザのスループットを低下させることなく、フィードバックオーバーヘッドを低下させた。全体的にいうと、２種類の方法によって、ともにフィードバック情報の利用率を向上させた。
【０１０４】
フィードバック情報利用率の向上を検証するために、従来技術案と本発明による技術案についてシミュレーションと分析を行った。シミュレーションの設定は、下記のとおりである。ユーザが協調マルチポイント伝送を行うとし、協調基地局数を３、他のシミュレーションパラメータを次のように仮定する。
キャリア周波数：２ＧＨｚ
セルの配置：六角形セルが１９個あり、各セルにセクタが３つある
基地局のアンテナ：７０度  セクタビーミング傾斜  １５度傾斜
基地局間距離：５００ｍ
距離相関パスロス：１２８．１＋３７．６log１０（ｒ）ｄＢ
通過損失：２０ｄＢ
シャドウイング減衰標準差：８ｄＢ
シャドウイング相関度：基地局間：０．５／セル内：１．０
アンテナ間空間相関度：相関せず
基地局／ユーザ設備のアンテナ数：４／１
ＣＱＩフィードバック：理想的
変調符号化プラン集合：QPSK  (R  =  1/8,  1/6,  1/5,  1/4,  1/3,  1/2,  3/5,  2/3,  3/4,  5/6)16QAM  (R  =  1/2,  3/5,  2/3,  3/4,  5/6)64QAM  (R  =  3/5,  2/3,  3/4,  4/5)
【０１０５】
本発明の第１実施例のシミュレーション結果を下記テーブルに示す。第１実施例による２種類の技術案は、対応している従来技術に比較して、フィードバック量が変わらない前提において、スループットにはある程度の向上が見られており、単位フィードバック量によるシステムスループット性能ゲインが高められていることがわかる。
0005490894.tif 000056
【０１０６】
本発明の第２実施例のシミュレーション結果を下記テーブルに示す。第２実施例による技術案は、対応している従来技術に比較して、平均スループットが変わらない場合において、情報のフィードバック量が低下させられており、単位フィードバック量によるシステムスループット性能ゲインが高められていることがわかる。
0005490894.tif 000057
【０１０７】
第１実施例におけるスモールスケールチャネル状態情報量子化について、コードブックの更新が行なわれたため、更新後のコードブックは、ラージスケールチャネル状態情報が考慮されている。量子化のルールは、下記式で示される。
0005490894.tif 000058
【０１０８】
一方、従来方法２では、チャネルにラージスケールチャネル状態情報が考慮されている。量子化のルールは、下記式で示される。
0005490894.tif 000059
という導き出し過程から、CDIP1=CDIC2が成立する。すなわち、技術案１と伝統方法２では、同一の性能を取得し、すなわち、伝統方法１に比較して、スループットが向上されている。
【０１０９】
従来技術の第３の方法では、複数のセルの位相情報をすべて理想チャネルの位相情報に調整しているが、第２実施例の方法では、仮に伝統方法で量子化するチャネル情報が
0005490894.tif 000060
であるとすると、対応する技術案３による量子化チャネルは、下記式で示すことができる。
0005490894.tif 000061
ただし、αは、位相回転の角度である。
【０１１０】
容量の角度から分析して、第２実施例の方法によって取得した容量が下記であることが分かる。
0005490894.tif 000062
【０１１１】
一方、従来技術の第３種類の方法によって取得した容量は、下記式で示される。
0005490894.tif 000063
ただし、Iは、他のセルの干渉を示し、N0はノイズパワーを示す。
【０１１２】
しかし、
0005490894.tif 000064
から分かるように、第２実施例の方法では、伝統方法３と同一の容量性能を取得可能であるが、フィードバック量が減少されている。
【０１１３】
以上は、本発明の好ましい実施方式に過ぎない。なお、当該分野の一般技術者にとって、本発明の原理を背離しない前提で、若干の改進や修飾が考えられる。ただし、これらの改進や修飾も本発明の保護範囲にあることが理解されよう。
【図１】
0005490894.tif 000077
【図２】
0005490894.tif 000078