(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する４個の基本プリコーディング行列からなるグループをＮ個（Ｎは２以上の自然数）有する第１の基本コードブックと、前記Ｎ個のグループの各々に全てのグループ間で互いに異なる値の位相オフセットを適用することによって生成される第２の基本コードブックとを、列方向に組み合わせて得られる拡張コードブックを保存するコードブック保存手段と、
前記拡張コードブックに含まれる４Ｎ個のプリコーディング行列のうちいずれか１個のプリコーディング行列を識別するためのインデックス（ＰＭＩ）を含む情報を端末装置から受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信した情報に含まれるＰＭＩに対応するプリコーディング行列を用いてデータをプリコードし、前記プリコードされたデータを前記端末装置に送信する送信手段と、
を具備する基地局装置。
【請求項２】
前記第１の基本コードブック及び前記第２の基本コードブックはそれぞれ４行１列の基本プリコーディング行列を４Ｎ個有し、
前記拡張コードブックは８行１列の拡張プリコーディング行列を４Ｎ個有する、
請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記第１の基本コードブックに含まれる基本プリコーディング行列ｗｍ（ｍは０以上２N以下の整数）とｗｍ＋１の角度差は｛２π／３２｝のｎ倍（ｎは整数）である、
請求項１又は２記載の基地局装置。
【請求項４】
前記送信手段は２つのレイヤを用いてデータを送信するものであり、
前記第１の基本コードブックに含まれる基本プリコーディング行列は、前記２つのレイヤのうち一方のレイヤ向けの基本プリコーディング行列ベクトルｗｍ（ｍは整数）と他方のレイヤ向けの基本プリコーディング行列ベクトルｗ’ｍとを含み、
前記ｗｍと前記ｗ’ｍの角度差は２π／３２、４π／３２又は６π／３２である、
請求項１又は２記載の基地局装置。
【請求項５】
前記送信手段は複数のアレイアンテナを有し、
前記受信手段によって受信した情報には、前記複数のアレイアンテナのそれぞれに対する、前記ＰＭＩが含まれている、
請求項１から４のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項６】
互いに直交する４個の基本プリコーディング行列からなるグループをＮ個（Ｎは２以上の自然数）有する第１の基本コードブックと、前記Ｎ個のグループの各々に全てのグループ間で互いに異なる値の位相オフセットを適用することによって生成される第２の基本コードブックとを、列方向に組み合わせて得られる拡張コードブックを保存し、
前記拡張コードブックに含まれる４Ｎ個のプリコーディング行列のうちいずれか１個のプリコーディング行列を識別するためのインデックス（ＰＭＩ）を含む情報を端末装置から受信し、
前記受信した情報に含まれるＰＭＩに対応するプリコーディング行列を用いてデータをプリコードし、前記プリコードされたデータを前記端末装置に送信する、
送信方法。
【請求項７】
前記第１の基本コードブック及び前記第２の基本コードブックはそれぞれ４行１列の基本プリコーディング行列を４Ｎ個有し、
前記拡張コードブックは８行１列の拡張プリコーディング行列を４Ｎ個有する、
請求項６記載の送信方法。
【請求項８】
前記第１の基本コードブックに含まれる基本プリコーディング行列ｗｍ（ｍは０以上２N以下の整数）とｗｍ＋１の角度差は｛２π／３２｝のｎ倍（ｎは整数）である、
請求項６又は７記載の送信方法。
【請求項９】
前記データの送信は２つのレイヤを用いて行われ、
前記第１の基本コードブックに含まれる基本プリコーディング行列は、前記２つのレイヤのうち一方のレイヤ向けの基本プリコーディング行列ベクトルｗｍ（ｍは整数）と他方のレイヤ向けの基本プリコーディング行列ベクトルｗ’ｍとを含み、
前記ｗｍと前記ｗ’ｍの角度差は２π／３２、４π／３２又は６π／３２である、
請求項６又は７記載の送信方法。
【請求項１０】
前記データの送信は複数のアレイアンテナを用いて行われ、
前記受信した情報には、前記複数のアレイアンテナのそれぞれに対する、前記ＰＭＩが含まれている、
請求項６から９のいずれかに記載の送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、通信の分野に関し、特に、コードブックを生成し、生成されたコードブックを使用する基地局装置及び送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチアンテナ技術は、第４世代のワイヤレス通信システムの重要な構成要素である。マルチアンテナ技術における重要な応用例は、閉ループダウンリンクプリコーディングである。この応用例では、信号が基地局内に配置されている複数のアンテナによってクライアントに送信されるとき、クライアントが、基地局からクライアントへのダウンリンク送信チャネルを測定し、チャネル状態に応じて対応するプリコーディング行列を基地局に提案する。この提案は、フィードバックリンクを介して基地局に送信される。その後、ダウンリンク送信において、基地局は、提案されたプリコーディング行列を直接採用して、クライアントに送る信号をプリコードすることができる。
【０００３】
閉ループダウンリンクプリコーディングのための上記の手順において重要な問題は、クライアントによって提案されるプリコーディング行列をどのようにフィードバックするかである。最も普及している、おそらくは最も実用的な手段は、コードブックベースのフィードバックの方式である。このようなフィードバック方式では、複数のプリコーディング行列を含むコードブックが最初に定義され、基地局とクライアントとの両方において適用される。このようにして、チャネル状態に応じてコードブック内の特定のプリコーディング行列を基地局に対して提案するとき、クライアントは、プリコーディング行列に対応するインデックスを基地局にフィードバックすることができる。例えば、それぞれが｛００｝、｛０１｝、｛１０｝、および｛１１｝としてそれぞれインデックス付けされている４つのプリコーディング行列を収めたコードブックは、基地局とクライアントの両方において知られている。クライアントが第１のプリコーディング行列を使用することを提案する場合、ビット｛００｝が基地局にフィードバックされる。プリコーディング行列インデックスに基づくフィードバック方法では、フィードバックのオーバーヘッドの低減および高いダウンリンクスループットの保証の両方において改善を達成することができる。
【０００４】
基本的コードブック設計は、単一アンテナアレイに対するプリコーディング行列のフィードバックに基づく。しかし、現在のＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）標準化では、クライアントは、例えば、図１に示されているようなダウンリンクＣｏＭＰ（Coordinate Multiple Points）における複数の基地局に配置されている複数のアンテナアレイから信号を受信することができる。このような場合、提案されているプリコーディング行列をアンテナアレイ毎にフィードバックする必要があり、したがって、複数のプリコーディング行列を複数のアンテナアレイに対してフィードバックする必要がある。さらに、複数のアンテナアレイからの信号をクライアントにおいてコヒーレントに組み合わせることができるためには、プリコーディング行列間の位相オフセットを基地局にもフィードバックする必要がある。
【０００５】
例えば、話を簡単にするために、上記のダウンリンクＣｏＭＰ環境の下でのプリコーディング行列のフィードバック方式に関して、基地局１と基地局２はダウンリンク送信に関わっており、基地局のそれぞれが信号を送信するために２つのアンテナを含むアンテナアレイを使用すると仮定すると（図２に示されているように）、現在知られているフィードバック方式の説明は、以下のようになされる。
【０００６】
図２に示されているようなダウンリンクＣｏＭＰ環境に対して、現在の直接フィードバックの方式は、基地局１と基地局２の両方に対してＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブック、すなわち
【数１】
0005591992.tif 000002
を使用することである。この２アンテナコードブックには４つのプリコーディング行列
【数２】
0005591992.tif 000003
、
【数３】
0005591992.tif 000004
、
【数４】
0005591992.tif 000005
、および
【数５】
0005591992.tif 000006
が含まれている。したがって、クライアントがフィードバックを行うとき、基地局１に配置されているアンテナアレイに使用するように提案されるＰＭＩ１（プリコーディング行列インデックス）をフィードバックするために２ビットが使用され、また基地局２に配置されているアンテナアレイに使用するように提案されるＰＭＩ２をフィードバックするためにも２ビットが使用される。さらに、ＰＭＩ１とＰＭＩ２との間の位相オフセット（−１または１）を基地局にフィードバックするために１ビットの追加が必要になる。
【０００７】
上記のフィードバック方式では、合計５ビットがフィードバックに使用される。しかし、場合によっては、人々は、フィードバックのオーバーヘッドを低減することを期待することがある。そのような場合、以下のような２つの可能なフィードバック方式が知られている。
【０００８】
第１の可能な方式は、上記の５ビットフィードバック方式と実質的に同じであり、違いは、ＰＭＩ１とＰＭＩ２との間の位相オフセットをフィードバックするための１ビットが取り除かれている、すなわち、位相オフセットはフィードバックされないという点である。このようにして、フィードバックに全部で４ビットだけあればよい。しかし、位相オフセットがフィードバックされないので、基地局１および２のアンテナアレイから送信される信号をクライアントにおいてコヒーレントに組み合わせることができず、その結果、システムのスループットが低下することになる。
【０００９】
別の可能な方式は、プリコーディング行列インデックス（例えば、ＰＭＩ２）に対するビットの数を２ビットから１ビットに減らし、一方、位相オフセットをフィードバックするために１ビットをそのまま使用する。特に、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブック、すなわち、
【数６】
0005591992.tif 000007
は、基地局１にそのまま使用されるが、２つのプリコーディング行列を含む２アンテナコードブック
【数７】
0005591992.tif 000008
は、基地局２に使用される。このようにして、クライアントがフィードバックしているとき、基地局１に配置されているアンテナアレイに対してＰＭＩ１をフィードバックするためにそれでも２ビットが必要とされるが、基地局２に配置されているアンテナアレイに対してＰＭＩ２をフィードバックするために１ビットが必要とされるだけである。さらに、ＰＭＩ１とＰＭＩ２との間の位相オフセットを基地局にフィードバックするために１ビットを使用する。これにより、フィードバックのオーバーヘッドは４ビットに減らされる。しかし、この方法の結果、ＰＭＩ２のコードブックの空間的粒度が低下し、スループットの低下も引き起こされうる。
【００１０】
そのため、マルチアンテナアレイに対するフィードバックの精度を維持しながらフィードバックのオーバーヘッドをどのように低減するかが当技術分野の問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の問題を解決するために、本開示では、ワイヤレス通信システムにおけるコードブック生成方法、ワイヤレス通信システム、基地局、およびこの方法を使用することによるワイヤレス端末を実現する。
【００１２】
本開示では、コードブックの各要素間の関係をより明確に示すために、コードブックの各要素も、その対応する位相によって表すことができ、またすべての要素の振幅を「１」にすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示の一態様による基地局装置は、互いに直交する４個の基本プリコーディング行列からなるグループをＮ個（Ｎは２以上の自然数）有する第１の基本コードブックと、前記Ｎ個のグループの各々に全てのグループ間で互いに異なる値の位相オフセットを適用することによって生成される第２の基本コードブックとを、列方向に組み合わせて得られる拡張コードブックを保存するコードブック保存手段と、前記拡張コードブックに含まれる４Ｎ個のプリコーディング行列のうちいずれか１個のプリコーディング行列を識別するためのインデックス（ＰＭＩ）を含む情報を端末装置から受信する受信手段と、前記受信手段によって受信した情報に含まれるＰＭＩに対応するプリコーディング行列を用いてデータをプリコードし、前記プリコードされたデータを前記端末装置に送信する送信手段とを含む。
【００１４】
本開示の一態様による送信方法は、互いに直交する４個の基本プリコーディング行列からなるグループをＮ個（Ｎは２以上の自然数）有する第１の基本コードブックと、前記Ｎ個のグループの各々に全てのグループ間で互いに異なる値の位相オフセットを適用することによって生成される第２の基本コードブックとを、列方向に組み合わせて得られる拡張コードブックを保存し、前記拡張コードブックに含まれる４Ｎ個のプリコーディング行列のうちいずれか１個のプリコーディング行列を識別するためのインデックス（ＰＭＩ）を含む情報を端末装置から受信し、前記受信した情報に含まれるＰＭＩに対応するプリコーディング行列を用いてデータをプリコードし、前記プリコードされたデータを前記端末装置に送信する。
【００１５】
本開示のさらなる態様によれば、ダウンリンクＣｏＭＰ送信を実行する基地局が提供され、この基地局は、端末からフィードバックされた情報を受信するフィードバック情報受信手段と、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブックを予め格納するコードブック保存手段と、送信されるデータをプリコードし、基地局のアンテナアレイを介してプリコードされたデータを端末に送信する送信手段とを備える。
【００１６】
本開示による上記の基地局およびワイヤレス通信システムにおいて、ダウンリンクＣｏＭＰ送信を実行する基地局のそれぞれの中のアンテナアレイは、同じ数のアンテナを含み、第１の基地局内に配置されている第１のアンテナアレイは基本コードブックを使用し、他の基地局内に配置されている他のアンテナアレイは位相オフセットを含むコードブックを使用する。
【００１７】
本開示による上記の基地局およびワイヤレス通信システムにおいて、アンテナアレイのそれぞれは２つのアンテナを含み、基本コードブックはＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブックである。
【００１８】
本開示による上記の基地局およびワイヤレス通信システムにおいて、アンテナアレイのそれぞれは４つのアンテナを含み、基本コードブックはＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブックである。
【００１９】
本開示による上記の基地局およびワイヤレス通信システムにおいて、ダウンリンクＣｏＭＰ送信を実行する複数の基地局のうちの第１の基地局内の第１のアンテナアレイは２つのアンテナを含み、他の基地局内の他のアンテナアレイはすべて４つのアンテナを含む。基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義された４アンテナコードブックであり、位相オフセットを含むコードブックは、他のアンテナアレイに使用され、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブックは、第１のアンテナアレイに使用される。
【００２０】
本開示による上記の基地局およびワイヤレス通信システムにおいて、ダウンリンクＣｏＭＰ送信を実行する複数の基地局のうちの第１の基地局内の第１のアンテナアレイは４つのアンテナを含み、他の基地局内の他のアンテナアレイはそれぞれ２つのアンテナを含む。基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義された２アンテナコードブックであり、位相オフセットを含むコードブックは、他のアンテナアレイに使用され、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブックは、第１のアンテナアレイに使用される。
【００２１】
本開示による上記の基地局およびワイヤレス通信システムにおいて、基本コードブックは、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）ベースの３ビット４アンテナコードブック
【数８】
0005591992.tif 000009
であり、位相オフセットを含むコードブックは
【数９】
0005591992.tif 000010
である。
【００２２】
本開示による上記の基地局において、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブック
【数１０】
0005591992.tif 000011
であり、位相オフセットを含むコードブックは、
【数１１】
0005591992.tif 000012
である。
【００２３】
本開示のさらなる態様によれば、通信にコードブックを使用することによってワイヤレス通信システムが提供され、ワイヤレス通信システムは基地局および端末を備え、基地局は２つのアンテナアレイを備えるように構成される。基地局は、端末からフィードバックされた情報を受信するフィードバック情報受信手段と、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブックと位相オフセットを含むコードブックとを組み合わせることによって得られるコードブックを予め格納するコードブック保存手段であって、２つのアンテナアレイが基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブックにそれぞれ対応する、コードブック保存手段と、送信されるデータをプリコードし、アンテナアレイを介してプリコードされたデータを端末に送信する送信手段とを備える。端末は、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブックを予め格納するためのコードブック保存手段と、基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを基地局内のアンテナアレイにフィードバックする情報フィードバック手段とを備える。
【００２４】
本開示のさらなる態様によれば、通信にコードブックを使用することによって基地局が提供され、基地局は２つのアンテナアレイを備えるように構成され、基地局は、端末からフィードバックされた情報を受信するフィードバック情報受信手段と、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブックと位相オフセットを含むコードブックとを組み合わせることによって得られるコードブックを予め格納するコードブック保存手段であって、２つのアンテナアレイが基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブックにそれぞれ対応する、コードブック保存手段と、送信されるデータをプリコードし、アンテナアレイを介してプリコードされたデータを端末に送信する送信手段とを備える。
【００２５】
本開示による上記の基地局において、基本コードブックは、ＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブック
【数１２】
0005591992.tif 000013
であり、位相オフセットを含むコードブックは
【数１３】
0005591992.tif 000014
である。
【００２６】
本開示による上記の基地局において、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブック
【数１４】
0005591992.tif 000015
であり、位相オフセットを含むコードブックは、
【数１５】
0005591992.tif 000016
である。
【００２７】
本開示のさらなる態様によれば、ワイヤレス端末が提供され、この端末は、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブックを予め格納するコードブック保存手段と、基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを少なくとも１つの基地局にフィードバックする情報フィードバック手段とを備える。
【００２８】
本開示による上記のワイヤレス端末において、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブックである。
【００２９】
本開示による上記のワイヤレス端末において、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブックである。
【００３０】
本開示による上記のワイヤレス端末において、ダウンリンクＣｏＭＰ送信を実行するそれぞれの基地局内のアンテナアレイは、同じ数のアンテナを含み、第１の基地局内に配置されている第１のアンテナアレイは基本コードブックを使用し、他の基地局内に配置されている他のアンテナアレイは位相オフセットを含むコードブックを使用する。
【００３１】
本開示による上記のワイヤレス端末において、アンテナアレイのそれぞれは、２つのアンテナを含み、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義された２アンテナコードブックである。
【００３２】
本開示による上記のワイヤレス端末において、アンテナアレイのそれぞれは、４つのアンテナを含み、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義された４アンテナコードブックである。
【００３３】
本開示による上記のワイヤレス端末において、ダウンリンクＣｏＭＰ送信を実行する複数の基地局のうちの第１の基地局内の第１のアンテナアレイは２つのアンテナを含み、他の基地局内の他のアンテナアレイはすべて４つのアンテナを含む。基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義された４アンテナコードブックであり、位相オフセットを含むコードブックは他のアンテナアレイに使用され、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブックは第１のアンテナアレイに使用される。
【００３４】
本開示による上記のワイヤレス端末において、ダウンリンクＣｏＭＰ送信を実行する複数の基地局のうちの第１の基地局内の第１のアンテナアレイは４つのアンテナを含み、他の基地局内の他のアンテナアレイはそれぞれ２つのアンテナを含む。基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義された２アンテナコードブックであり、位相オフセットを含むコードブックは他のアンテナアレイに使用され、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブックは第１のアンテナアレイに使用される。
【００３５】
本開示による上記のワイヤレス端末において、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブックであり、基地局側の各基地局は、すべて１つのアンテナアレイを備えるように構成され、情報フィードバック手段は、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを基地局側の第１の基地局内の第１のアンテナアレイにフィードバックし、位相オフセットを含むコードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを基地局側の第１の基地局以外の他の基地局内の他のアンテナアレイにフィードバックする。
【００３６】
本開示による上記のワイヤレス端末において、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている２アンテナコードブックであり、基地局側の各基地局は、すべて１つのアンテナアレイを備えるように構成され、情報フィードバック手段は、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを基地局側の第１の基地局内の第１のアンテナアレイにフィードバックし、位相オフセットを含むコードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを基地局側の第１の基地局以外の他の基地局内の他のアンテナアレイにフィードバックする。
【００３７】
本開示による上記のワイヤレス端末において、基本コードブックは、ＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブック
【数１６】
0005591992.tif 000017
であり、位相オフセットを含むコードブックは
【数１７】
0005591992.tif 000018
である。
【００３８】
本開示による上記のワイヤレス端末において、基本コードブックは、ＬＴＥ標準Ｒｅｌ−８バージョンで定義されている４アンテナコードブック
【数１８】
0005591992.tif 000019
であり、位相オフセットを含むコードブックは、
【数１９】
0005591992.tif 000020
である。
【００３９】
本開示のさらなる態様によれば、複数のアンテナアレイを備えるワイヤレス通信システムにおけるコードブック生成方法が提供され、この方法は、基底ベクトルの２つの集合を含み、基底ベクトルのそれぞれの集合の各基底ベクトルが互いに直交している、基本コードブックを構成するステップと、基底ベクトルの第２の集合内の少なくとも１つの基底ベクトルと直交するベクトルを取得するステップと、取得されたベクトルのうちで基底ベクトルの第１の集合の１つの基底ベクトルとの相関が最も高いベクトルを新しい基底ベクトルにするステップと、他の新しい基底ベクトルを生成するステップと、基底ベクトルを新しい基底ベクトルでそれぞれ置き換えて新しい基本コードブックを形成するステップとを含む。
【００４０】
本開示のさらなる別の態様によれば、ワイヤレス通信システムにおけるコードブック生成方法が提供され、この方法は、複数の集合にグループ分けされた複数の基底ベクトルを含み、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルが互いに直交している、基本コードブックを設定する設定ステップと、新しい基底ベクトルが基底ベクトルのその１つの集合以外の基底ベクトルの他の集合内の別の基底ベクトルに等しくなるように、基底ベクトルの複数の集合のうちの１つの集合内の１つの基底ベクトルに対応する新しい基底ベクトルを計算し、この計算ステップを複数の基底ベクトルに対応する複数の新しい基底ベクトルを取得するために繰り返す、計算ステップと、各新しい基底ベクトルを使用して新しい基本コードブックを生成する生成ステップとを含む。
【００４１】
本開示による上記の方法において、基本コードブック内の複数の基底ベクトルはＤＦＴベクトルであるｗｍであり、基底ベクトルｗｍとｗｍ＋ｎの方向の差は順に１１．２５°のｎ倍であり、ｍおよびｎは、以下の実施形態および請求項において整数であるが、実数であることも可能である。
【００４２】
本開示による上記の方法において、得られる新しい基底ベクトルはｗ’ｍである。ｗ’ｍもＤＦＴベクトルであるが、その方向は対応する基底ベクトルｗｍとは異なる。ただし、例えば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋ｎであれば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋１、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋２、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋３などが可能である。
【００４３】
本開示による上記の方法において、新しい基本コードブック内の階数２のプリコーディングベクトルの形式は、
【数２０】
0005591992.tif 000021
および／または
【数２１】
0005591992.tif 000022
であり、ただし、
【数２２】
0005591992.tif 000023
および
【数２３】
0005591992.tif 000024
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用され、
【数２４】
0005591992.tif 000025
および
【数２５】
0005591992.tif 000026
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用される。
【００４４】
本開示のさらなる別の態様によれば、コードブックを使用して通信を実行するための基地局が提供され、この基地局は、端末からフィードバックされた情報を受信するフィードバック情報受信手段と、基本コードブックおよび／または新しい基本コードブックを保存するコードブック保存手段であって、基本コードブックは複数の集合にグループ分けされた複数の基底ベクトルを含み、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルは互いに直交しており、新しい基本コードブックは、新しい基底ベクトルが基底ベクトルのその１つの集合以外の基底ベクトルの他の集合内の別の基底ベクトルに等しくなるように、基底ベクトルの複数の集合のうちの１つの集合内の１つの基底ベクトルに対応する新しい基底ベクトルを計算し、上記オペレーションを複数の基底ベクトルに対応する複数の新しい基底ベクトルを取得するために繰り返し、各新しい基底ベクトルを使用して新しい基本コードブックを生成する方法で得られる、コードブック保存手段と、端末からフィードバックされた情報に基づき基本コードブックおよび／または新しい基本コードブックを使用することによって送信されるデータをプリコードし、アンテナアレイを介してプリコードされたデータを端末に送信する送信手段とを備える。
【００４５】
本開示による上記の基地局において、基本コードブック内の複数の基底ベクトルはＤＦＴベクトルであるｗｍであり、基底ベクトルｗｍとｗｍ＋ｎの方向の差は順に１１．２５°のｎ倍であり、ｍおよびｎは、以下の実施形態および請求項において整数であるが、実数であることも可能である。
【００４６】
本開示による上記の基地局において、得られる新しい基底ベクトルはｗ’ｍである。ｗ’ｍもＤＦＴベクトルであるが、その方向は対応する基底ベクトルｗｍとは異なる。ただし、例えば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋ｎであれば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋１、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋２、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋３などが可能である。
【００４７】
本開示による上記の基地局において、新しい基本コードブック内の階数２のプリコーディングベクトルの形式は、
【数２６】
0005591992.tif 000027
および／または
【数２７】
0005591992.tif 000028
であり、ただし、
【数２８】
0005591992.tif 000029
および
【数２９】
0005591992.tif 000030
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用され、
【数３０】
0005591992.tif 000031
および
【数３１】
0005591992.tif 000032
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用される。
【００４８】
本開示のさらなる別の態様によれば、コードブックを使用して通信を実行するための端末が提供され、この端末は、基本コードブックおよび／または新しい基本コードブックを保存するコードブック保存手段であって、基本コードブックは複数の集合にグループ分けされた複数の基底ベクトルを含み、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルは互いに直交しており、新しい基本コードブックは、新しい基底ベクトルが基底ベクトルのその１つの集合以外の基底ベクトルの他の集合内の別の基底ベクトルに等しくなるように、基底ベクトルの複数の集合のうちの１つの集合内の１つの基底ベクトルに対応する新しい基底ベクトルを計算し、上記オペレーションを複数の基底ベクトルに対応する複数の新しい基底ベクトルを取得するために繰り返し、各新しい基底ベクトルを使用して新しい基本コードブックを生成する方法で得られる、コードブック保存手段と、基本コードブックおよび／または新しい基本コードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを基地局にフィードバックする情報フィードバック手段とを備える。
【００４９】
本開示による上記の端末において、基本コードブック内の複数の基底ベクトルはＤＦＴベクトルであるｗｍであり、基底ベクトルｗｍとｗｍ＋ｎの方向の差は順に１１．２５°のｎ倍であり、ｍおよびｎは、以下の実施形態および請求項において整数であるが、実数であることも可能である。
【００５０】
本開示による上記の端末において、得られる新しい基底ベクトルはｗ’ｍである。ｗ’ｍもＤＦＴベクトルであるが、その方向は対応する基底ベクトルｗｍとは異なる。ただし、例えば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋ｎであれば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋１、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋２、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋３などが可能である。
【００５１】
本開示による上記の端末において、新しい基本コードブック内の階数２のプリコーディングベクトルの形式は、
【数３２】
0005591992.tif 000033
および／または
【数３３】
0005591992.tif 000034
であり、ただし、
【数３４】
0005591992.tif 000035
および
【数３５】
0005591992.tif 000036
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用され、
【数３６】
0005591992.tif 000037
および
【数３７】
0005591992.tif 000038
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用される。
【発明の効果】
【００５２】
本開示によって構成される基本コードブックから位相オフセットを含むコードブックを生成する方法を適用することによって、またワイヤレス通信システム、基地局、および端末内で生成されたコードブックを使用することによって、アンテナアレイ間の位相オフセットをコードブックのサイズを増やすことなくフィードバックすることができ、コードブックの空間的粒度は低下しない。したがって、従来技術で使用されている方法に比べて、本開示では、フィードバックのオーバーヘッドを同じにしながらマルチアンテナアレイに対するフィードバックの精度を効果的に改善することができる。
【００５３】
本開示のこれら、および／または他の態様および利点は、以下の添付図面と組み合わせて本開示の実施形態の詳細な説明を読むと、より明確になり、容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】ダウンリンクＣｏＭＰ送信システムの例示的な組織的枠組みを示す図である。
【図２】２つの基地局が協調ダウンリンク送信に参加し、これらの基地局のそれぞれが信号送信を実行するための２つのアンテナを含むアンテナアレイを使用する環境の下で本開示の一実施形態のコードブック生成方法を適用するための略図である。
【図３】本開示の実施の形態１によるコードブック生成方法の流れ図である。
【図４】２つの基地局が協調ダウンリンク送信に参加し、これらの基地局のそれぞれが信号送信を実行するための４つのアンテナを含むアンテナアレイを使用する環境の下で本開示の一実施形態のコードブック生成方法を適用するための略図である。
【図５】複数の基地局が協調ダウンリンク送信に参加し、これらの基地局のそれぞれが信号送信を実行するための２つのアンテナを含むアンテナアレイを使用する環境の下で本開示の一実施形態のコードブック生成方法を適用するための略図である。
【図６】８個の偏波共用アンテナに対する構成を示す図である。
【図７】本開示の実施の形態１のコードブック生成方法により生成されたコードブックを使用して通信を実行する基地局の構造ブロック図である。
【図８】本開示の実施の形態１のコードブック生成方法により生成されたコードブックを使用して通信を実行するワイヤレス端末の構造ブロック図である。
【図９】マルチユーザー送信システムの例示的なシステムを示す図である。
【図１０】ＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブック内の基底ベクトルのグループ化された直交特性を示す図である。
【図１１】実施の形態６による８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブック内のＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルの直交特性を示す図である。
【図１２】実施の形態８による８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブック内のＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルの直交特性を示す図である。
【図１３】本開示の別の実施の形態による複数のアンテナアレイのワイヤレス通信システム内でコードブックを生成する方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
本開示のいくつかの特定の実施形態について、以下では添付図面と併せて詳細に説明する。いくつかの関係する従来技術の詳細な説明が本開示の要点を混乱させる可能性がある場合、その詳細な説明はここでは述べない。各実施形態において、同じ機能を実行する要素もしくは手段を表すために同一の参照番号を使用する。
【００５６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態において、位相オフセットおよびプリコーディング行列インデックスが同時にフィードバックされる新規性のあるコードブック設計を採用することによって、フィードバックのオーバーヘッドが低減され、マルチアンテナアレイのフィードバックの精度を良好に保てる。
【００５７】
最初に、性能が最良である、上記の５ビットフィードバック方式に関して本開示によってなされる特定の実装を紹介する。図２に示されているようなダウンリンクＣｏＭＰ環境に対する、特定の環境によれば、Ｒｅｌ−８の上記の２ビット２アンテナコードブック、すなわち、
【数３８】
0005591992.tif 000039
は基地局のうちの１つ（例えば、基地局１）に対して使用され、位相オフセットを含む新規性のある３ビット２アンテナコードブック、すなわち、
【数３９】
0005591992.tif 000040
は、他の基地局（例えば、基地局２）に対して使用される。３ビット２アンテナコードブックは、基地局１に対するコードブック内の４つのプリコーディング行列と−１の位相オフセットを４つのプリコーディング行列に適用することによって得られる４つの対応するプリコーディング行列とからなる。このようにして、クライアントがフィードバックしている場合、基地局１に配置されているアンテナアレイに使用することが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスをフィードバックするために２ビットが使用され、基地局２に配置されているアンテナアレイについてフィードバックするために３ビットが使用される。明らかに、３ビットフィードバックでは、使用するように提案されるプリコーディング行列だけでなく、位相オフセットもフィードバックされる。
【００５８】
最初に、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−８の２アンテナコードブックにおけるプリコーディング行列には高い相関性があることが観察される。例えば、［１  １］と［１  ｊ］の相関は高く、［１  −１］と［１  −ｊ］の相関は高い。さらに、２つの基底ベクトルの組み合わされたプリコーディング行列［１  １  １  １］および［１  １  １  ｊ］の相関は、基地局１におけるアンテナアレイに対するプリコーディング行列は、［１  １］と決定されていると仮定される場合に非常に高い。そのため、フィードバックのオーバーヘッドを低減する必要がある場合、３ビットコードブックにおける［１  １］および［１  ｊ］のうちの一方を削除することができる。同様に、２つの基地局の組み合わされたプリコーディング行列［１  １  −１  −１］と［１  １  −１  −ｊ］の相関も非常に高く、したがって、３ビットコードブックにおける［−１  −１］および［−１  −ｊ］は、フィードバックのオーバーヘッドを低減するために削除することができる。最後に、基地局２のアンテナアレイに対してコードブックの空間的粒度を確保することを目的として［１  ｊ］および［−１  −１］を削除することが選択される。同じ理由から、３ビットコードブック内の［１  −ｊ］および［−１  １］も、フィードバックのオーバーヘッドを低減するためにさらに削除することができる。
【００５９】
最後に、位相オフセットを含む上記の３ビットコードブックは、２ビットコードブック
【数４０】
0005591992.tif 000041
と簡約できる。このようにして、クライアントがフィードバックしている場合、基地局１と基地局２の両方についてそれぞれフィードバックするために２ビットあればよく、したがって、フィードバックのオーバーヘッドは低減される。他方、基地局２に対する２ビットコードブックは、位相オフセットを含むので、位相オフセットがクライアントから基地局へのフィードバック内に反映され、したがって基地局１および基地局２から送信される信号は、クライアントにおいてコヒーレントに組み合わされうる。
【００６０】
上記の手順においてフィードバックのオーバーヘッドを低減するために、３ビットコードブックから［１  ｊ］、［−１  −１］、［１  −ｊ］、および［−１  １］を削除することについて言及することは価値がある。しかし、削除の選択は一例にすぎない。例えば、高い相関を含む組み合わされたプリコーディング行列［１  １  １  １］および［１  １  １  ｊ］については、上記の例において３ビットコードブック内で［１  １］および［１  ｊ］のうちから［１  ｊ］が削除されることが選択されるが、実際には、［１  １］を削除することを選択することも可能である。同様に、高い相関を含む組み合わされたプリコーディング行列［１  １  −１  −１］と［１  １  −１  −ｊ］については、３ビットコードブック内で［−１  −１］および［−１  −ｊ］のうちから［−１  −ｊ］を削除することもできる。削除に対するこのような異なる選択によって、異なる簡約された２ビットコードブックは、最終的に３ビットコードブックから得ることができる。例えば、２ビットコードブック
【数４１】
0005591992.tif 000042
は、３ビットコードブックから［１  １］、［−１  −ｊ］、［１  −１］、および［−１  ｊ］を削除することによって得られる。２ビットコードブックは、基地局２内のアンテナアレイに対するコードブックとして上記の簡約されたコードブック
【数４２】
0005591992.tif 000043
を置き換えることができる。
【００６１】
簡約された２ビット２アンテナコードブックが３ビット２アンテナコードブックから得られる低減のための特定の手順について上で説明されているが、これに基づき、本開示では、位相オフセットを含む２ビット２アンテナコードブックをターゲットとして生成する一般的方法の概要を説明している。この方法によれば、基地局２内のアンテナアレイに対する位相オフセットを含むコードブックは、基地局１内のアンテナアレイに対して基本コードブック
【数４３】
0005591992.tif 000044
から直接得ることができる。
【００６２】
図３は、本発明の実施形態による基本コードブックから位相オフセットを含むコードブックを生成する方法を示している。図３に示されているように、ステップＳ３０１で、基本コードブック内の高い相関を有するプリコーディング行列の対を決定し、その後、ステップＳ３０２で、プリコーディング行列の対のうちのそれぞれ１つについて、−１の位相オフセットをその中の２つのプリコーディング行列に割り当てる。これにより、位相オフセットおよびプリコーディング行列を同時にフィードバックすることができる位相オフセットを有するコードブックを得ることができる。上述のような高い相関の意味と定義は、当業者に知られており、ここではこれ以上詳しく示さないことに留意されたい。この方法によれば、図２に示されているような上述のダウンリンクＣｏＭＰ環境に対して、高い相関を有するプリコーディング行列の対、すなわち、［１  １］および［１  ｊ］は、［１  −１］および［１  −］とともに、基地局１内のアンテナアレイに対する基本コードブック
【数４４】
0005591992.tif 000045
において最初に決定される。次いで、その中のプリコーディング行列の対［１  １］および［１  ｊ］については、−１の位相オフセットを例えば［１  ｊ］に適用して［−１  −ｊ］を取得し、また、その中のプリコーディング行列の対［１  −１］および［１  −ｊ］については、−１の位相オフセットを例えば［１  −ｊ］に適用して［−１  ｊ］を取得する。これにより、新しいコードブック
【数４５】
0005591992.tif 000046
が基本コードブックから得られるが、これは上述のような３ビットコードブックから［１  ｊ］、［−１  −１］、［１  −ｊ］、および［−１  １］を削除することによって得られる簡約された２ビット２アンテナコードブックである。
【００６３】
−１の位相オフセットがステップＳ３０２により高い相関を有するプリコーディング行列の対の中の２つのプリコーディング行列に割り当てられる場合、−１の位相オフセットをプリコーディング行列のいずれかに適用することができることは容易に理解されるであろう。例えば、上記の説明例において、プリコーディング行列の対［１  １］および［１  ｊ］について、−１の位相オフセットが［１  ｊ］に適用され、実際には、−１の位相オフセットは、［１  １］にも適用することができ、そのため［−１  −１］が得られる。また、プリコーディング行列の対［１  −１］および［１  −ｊ］について、−１の位相オフセットは、例えば［１  −１］にも適用され、［−１  １］を取得することができる。これにより、上述のような３ビットコードブックから［１  １］、［−１  −ｊ］、［１  −１］、および［−１  ｊ］を削除することによって得られる簡約された２ビット２アンテナコードブックである新しいコードブック
【数４６】
0005591992.tif 000047
が、基本コードブックから得られる。
【００６４】
本発明の実施形態による上記の方法のステップＳ３０２でそれぞれのプリコーディング行列の対について−１の位相オフセットが２つのプリコーディング行列に割り当てられるけれども、−１の位相オフセットの割り当ては、位相オフセット割り当ての最も単純な方式の１つにすぎないことを言及することは価値がある。実際、位相オフセットは、２つのプリコーディング行列の相関が高いか、または低いかに応じてプリコーディング行列の対に含まれる２つのプリコーディング行列に割り当てられうる。例えば、１つの有利な一般化は、２つのプリコーディング行列の相関が高いが、または低いかに応じて、プリコーディング行列の対の２つのプリコーディング行列の相関が高いほど、割り当てられる位相オフセットが大きくなるように、プリコーディング行列の対毎に、位相オフセットを中に含まれる２つのプリコーディング行列に割り当てることである。
【００６５】
（実施の形態２）
実施の形態１において、基地局１および基地局２が信号送信を実行するために２つのアンテナを含むアンテナアレイを使用する基地局のそれぞれとともに協調ダウンリンク送信に参加する場合を例として取りあげて、本開示の一例によりコードブックを生成する方法を説明する。また、本開示は、それぞれの基地局のアンテナアレイが他の数のアンテナを含むダウンリンクＣｏＭＰ環境に適用することができる。例えば、本発明の実施の形態において、本開示の別の例によりコードブックを生成する方法は、基地局１および基地局２が信号送信（図４に示されているように）を実行するために４つのアンテナを含むアンテナアレイを使用する基地局のそれぞれとともに協調ダウンリンク送信に参加する場合を例として取りあげることによって説明される。
【００６６】
図４に示されているようなダウンリンクＣｏＭＰ環境では、基地局１と基地局２の両方が、４つの送信アンテナを使用して、クライアントへの信号送信を実行する。したがって、Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックを基地局の一方（例えば、基地局１）に、また他方の基地局（例えば、基地局２）に使用し、Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックを基本コードブックとみなす本開示の実施の形態１のコードブックを生成する方法により生成される位相オフセットを含む４アンテナコードブックを使用する。
【００６７】
１６個のプリコーディング行列を含むＲｅｌ−８の４アンテナコードブックは、当業者によく知られている。本開示の実施の形態１のコードブックを生成する方法によれば、コードブック内の１６個のプリコーディング行列は、高い相関を有する８個のプリコーディング行列の対にグループ分けされる。その後、位相オフセットがプリコーディング行列のそれぞれの対の２つのプリコーディング行列に割り当てられ、これにより、位相オフセットを含むコードブックが得られる。Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックおよびＲｅｌ−８の４アンテナコードブックから生成される位相オフセットを含むコードブックの例を以下に示す。（以下では、コードブックの各要素間の関係をより明確に示すために、コードブックの各要素は、その対応する位相によって表され、またすべての要素の振幅は「１」である）。
【００６８】
Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックは
【数４７】
0005591992.tif 000048
となる。
【００６９】
｛１、５｝｛２、６｝｛３、７｝｛４、８｝｛９、１３｝｛１０、１４｝｛１１、１５｝｛１２、１６｝のペアリング方式（各数はコードブック内のプリコーディング行列に対する順序数を表す）でコードブック内の１６個のプリコーディング行列から高い相関を有する８個のプリコーディング行列の対を生成し、１８０°の位相オフセット（すなわち、−１の位相オフセット）をプリコーディング行列の対のそれぞれに割り当てることによって、位相オフセットを含むコードブックが
【数４８】
0005591992.tif 000049
のように生成される。
【００７０】
上で与えたＲｅｌ−８の４アンテナコードブックは、可能な１つの形態にすぎず、コードブックは、当業者に知られているような他のプリコーディング行列からも構成されうると説明される。
【００７１】
他方、１６個のプリコーディング行列を高い相関を有する８個のプリコーディング行列の対にグループ分けする上記の方式は、排他的ではなく、他のペアリング方式も、各行列間の相関に応じて使用することができる。さらに、上記の例では１８０°の位相オフセットがプリコーディング行列の対のそれぞれにおける２つのプリコーディング行列に割り当てられるけれども、より一般的には、実施の形態１において言及されているように、プリコーディング行列の対の２つのプリコーディング行列の間の相関に応じて位相オフセットを割り当てることができ、したがって例えば、プリコーディング行列の対の２つのプリコーディング行列の間の相関が高いほど、割り当てられる位相オフセットは大きくなる。
【００７２】
（実施の形態３）
上記の２つの実施形態では、２つの基地局のみが協調ダウンリンク送信を実行する場合を例として、本開示のいくつかの例によるコードブック生成のための方法を説明している。本開示は、ＣｏＭＰダウンリンク送信に参加する複数の基地局の状況に適用することもできる。以下では、本開示の一例によりコードブックを生成する方法の説明は、図５に示されているような場合を例として取りあげることによってなされており、複数の基地局が、信号送信を実行するために２つのアンテナを含むアンテナアレイを使用する基地局のそれぞれとともに協調ダウンリンク送信に参加する。
【００７３】
本発明の実施形態では、図５に示されているようなダウンリンクＣｏＭＰ環境に関して、Ｒｅｌ−８の２ビット２アンテナコードブック、すなわち、
【数４９】
0005591992.tif 000050
が、基地局の一方（例えば、基地局１）に使用され、本開示の実施の形態１のコードブックを生成する方法により生成される位相オフセットを含むコードブック
【数５０】
0005591992.tif 000051
が、他方の基地局のそれぞれに使用される。当業者であれば、実施の形態１のコードブックを生成する方法により生成される位相オフセットを含むコードブックを基地局１以外の基地局のそれぞれに適用することによって、他方の基地局のそれぞれのアンテナアレイと基地局１内のアンテナアレイとの間の位相オフセットをフィードバックすることができることは理解されるであろう。
【００７４】
説明は基地局のそれぞれの中のアンテナアレイが２つのアンテナを含む場合を本発明の実施形態の例として取りあげてなされているけれども、本開示は、基地局のそれぞれの中のアンテナアレイが他の数のアンテナ（例えば、４つのアンテナ）を含むダウンリンクＣｏＭＰ環境にも適用されうることが容易に理解されるであろう。
【００７５】
（実施の形態４）
上記の実施形態では、協調ダウンリンク送信を実行する基地局のそれぞれの中のアンテナアレイが同じ数のアンテナを含む場合を例として取りあげることによって、本開示のいくつかの例によるコードブック生成のための方法が説明されている。本開示は、本発明の実施形態において説明される、基地局のそれぞれにおけるアンテナアレイが異なる数のアンテナを含む状況にも適用されうる。
【００７６】
説明の便宜上、図５に示されているような複数の基地局のうちの特定の基地局（例えば、基地局１）は、信号送信に４つのアンテナを含むアンテナアレイを使用し、他の基地局のそれぞれは、信号送信に２つのアンテナを含むアンテナアレイをそのまま使用すると仮定されている。そのような例示的な場合において、本発明の開示によれば、Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックは、基地局１に使用されるが、Ｒｅｌ−８の２アンテナコードブックを基本コードブックとみなすことによって本開示の実施の形態１により生成される、位相オフセットを含む２アンテナコードブックは、他の基地局のそれぞれに使用される。Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックおよび２アンテナコードブックは、前述の実施形態において説明されており、その不要な詳細についてはここでは説明しない。
【００７７】
同様に、図５に示されているような複数の基地局のうちの特定の基地局（例えば、基地局１）は、信号送信に２つのアンテナを含むアンテナアレイをそのまま使用し、他の基地局のそれぞれは、信号送信に４つのアンテナを含むアンテナアレイを使用すると仮定されている。そのような例示的な場合において、本発明の開示によれば、Ｒｅｌ−８の２アンテナコードブックは、基地局１に使用されるが、Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックを基本コードブックとみなすことによって本開示の実施の形態１により生成される、位相オフセットを含む４アンテナコードブックは、他の基地局のそれぞれに使用される。
【００７８】
（実施の形態５）
上記の実施形態では、本開示の一態様によるＣｏＭＰ環境におけるコードブック生成のための方法について説明している。実際、本開示は、偏波共用アンテナでも適用することができる。
【００７９】
図６は、８個の偏波共用アンテナに対する構成を示している。図６に示されているように、アンテナ１、２、３、および４は、＋４５°の偏波である、同じ偏波特性を有し、アンテナ５、６、７、および８は、−４５°の偏波である、同じ偏波特性を有し、１と５、２と６、３と７、４と８のアンテナの対が、それぞれ、同じ物理的位置にある。偏波共用アンテナ間の空間は、一般的に半波長なので、アンテナ１、２、３、および４は相関を有し、アンテナ５、６、７、および８は相関を有する。一方、アンテナ１、２、３、および４を含むアンテナアレイ１およびアンテナ５、６、７、および８を含むアンテナアレイ２は、互いに独立している。
【００８０】
上記の説明から、偏波共用アンテナについて、アンテナは、物理的モデルにおける２つのアンテナアレイと同等のものとみなせることがわかる。したがって、本開示の上記の実施形態によるコードブック生成のための方法を、偏波共用アンテナに対して適用することができる。具体的に言うと、偏波共用アンテナについて、基本コードブックは、第１の同じ偏波特性（例えば、＋４５度の偏波）を有するアンテナを含む第１アンテナアレイに適用されうる。次いで、位相オフセットを含むコードブックが、本開示の実施の形態１のコードブックを生成する方法を適用することによって生成される。位相オフセットを含むコードブックは、第２の同じ偏波特性（例えば、−４５度の偏波）を有するアンテナを含む第２のアンテナアレイに使用される。最後に、偏波共用アンテナに対するコードブックとして列方向にそって、第１のアンテナアレイに対する基本コードブックおよび第２のアンテナアレイに対する生成されたコードブックを組み合わせて１つのコードブックにする。
【００８１】
偏波共用アンテナの場合のプリコーディング行列インデックスは、ＣｏＭＰの場合のものと異なると説明すべきである。上で説明されているように、ＣｏＭＰ環境の下で、基地局のそれぞれにおけるアンテナアレイに使用することが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスをフィードバックするためにいくつかのビットが必要である。例えば、実施の形態１では、クライアントが基地局へのフィードバックを実行する場合、基地局１内のアンテナアレイによって使用されることが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスをフィードバックするために２ビットが使用され、一方、基地局２内のアンテナアレイによって使用されることが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスをフィードバックするために他の２ビットが使用される。しかし、偏波共用アンテナの場合、第１のアンテナアレイおよび第２のアンテナアレイに対するプリコーディング行列インデックスは、高く相関しており、そのため、第２のアンテナアレイに対するプリコーディング行列インデックスは、常に第１のアンテナアレイに対するプリコーディング行列インデックスと同じである。すなわち、この場合、第１のアンテナアレイによって使用されることが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスのみがフィードバックされる必要があり、第２のアンテナアレイによって使用されることが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスをフィードバックするために冗長ビットを使用する必要はない。
【００８２】
以下では、ＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブックが第１のアンテナアレイに対する基本コードブックとして使用される場合を例として取りあげて、８個の偏波共用アンテナの環境において本開示の実施の形態１によりコードブックを生成する方法の適用について説明する。
【００８３】
ＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブックは、当業者によく知られており、位相で表されるその可能な形態は
【数５１】
0005591992.tif 000052
である。
【００８４】
本開示の実施の形態１におけるコードブックを生成する方法によれば、上記のコードブック内の８個のプリコーディング行列は、高い相関を有する４個のプリコーディング行列の対にグループ分けされ、１８０°の位相オフセットがプリコーディング行列の対のそれぞれに割り当てられ、これにより、
【数５２】
0005591992.tif 000053
のように第２のアンテナアレイに対して位相オフセットを含むコードブックを生成し、簡約した後、これは
【数５３】
0005591992.tif 000054
になる。
【００８５】
このようにして、上記の２つのコードブックを列方向に組み合わせることによって、
【数５４】
0005591992.tif 000055
のように８個の偏波共用アンテナに対する３ビットコードブックが得られる。
【００８６】
（実施の形態６）
実施の形態５で、基本コードブックと位相オフセットを含む生成されたコードブックは両方とも、位相オフセットをフィードバックするために特別なビットを追加することのない３ビットコードブックであり、これにより、フィードバックのオーバーヘッドを増大することなくフィードバッグの精度を高めることができる。しかし、場合によっては、人々は、より正確なフィードバック精度を得ることを期待し、フィードバックのオーバーヘッドの増大を受け入れることができる。そのような場合、上記のＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブックを、追加された１ビットを位相オフセットのフィードバックに使用する４ビットコードブックに拡張することができる。例は本発明の実施形態において説明される。
【００８７】
本発明の実施形態では、上記のＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブックを拡張する、すなわち、行方向に２つのＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブックを組み合わせることによって得られる４ビットコードブック
【数５５】
0005591992.tif 000056
を第１のアンテナアレイに使用する。
【００８８】
高い相関を有する８個のプリコーディング行列の対は、｛１、２｝｛３、４｝｛５、６｝｛７、８｝｛９、１０｝｛１１、１２｝｛１３、１４｝｛１５、１６｝のペアリング方式（各数はコードブック内のプリコーディング行列に対する順序数を表す）でコードブック内の１６個のプリコーディング行列から生成され、プリコーディング行列の対のそれぞれについて、位相オフセットは、２つのプリコーディング行列の相関が高いか、または低いかに応じてプリコーディング行列の対に含まれる２つのプリコーディング行列に割り当てられる。特に、本発明の実施形態では、行列の対｛１、２｝｛３、４｝｛５、６｝｛７、８｝のそれぞれについて、０の位相オフセットが中の１つのプリコーディング行列に割り当てられ、９０°の位相オフセットが他のプリコーディング行列に割り当てられ、行列の対｛９、１０｝｛１１、１２｝｛１３、１４｝｛１５、１６｝のそれぞれについて、１８０°の位相オフセットが中の１つのプリコーディング行列に割り当てられ、−９０°の位相オフセットが他のプリコーディング行列に割り当てられ、位相オフセットの割り当ては、
【数５６】
0005591992.tif 000057
【数５７】
0005591992.tif 000058
のように示される。
【００８９】
これにより、位相オフセットを含むコードブック
【数５８】
0005591992.tif 000059
【数５９】
0005591992.tif 000060
が第２のアンテナアレイについて得られる、
【００９０】
上記のプリコーディング行列は、
【数６０】
0005591992.tif 000061
と同等である。
【００９１】
実施の形態５と同じように、上記の２つのコードブックを列方向に組み合わせることによって、
【数６１】
0005591992.tif 000062
のように８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブックを得ることができる。
【００９２】
４ビットコードブックを使用することによって１８０°の位相オフセットだけでなく、９０°および−９０°の位相オフセットをフィードバックすることができるので、フィードバックの精度がさらに改善される。
【００９３】
（実施の形態７）
本発明の実施形態では、図６に示されているように４ビットコードブックが８個の偏波共用アンテナに適用され、Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックが第１のアンテナアレイに対して適用され、Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックを基本コードブックとして使用することによって本開示の実施の形態１により生成される位相オフセットを含むコードブックが、第２のアンテナアレイに使用される。Ｒｅｌ−８の４アンテナコードブックおよびＲｅｌ−８の４アンテナコードブックから生成される位相オフセットを含むコードブックは、本開示の実施の形態２において説明されており、その不要な詳細についてはここでは説明しない。
【００９４】
実施の形態５，６と同じように、列方向にそってＲｅｌ−８の４アンテナコードブックおよび位相オフセットを含む生成されたコードブックを組み合わせることによって、８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブックを得ることができる。
【００９５】
位相オフセットを含むコードブックを生成する方法の説明は、上記のように複数の実施形態を通じてなされている。以下では、通信するために位相オフセットを含む生成されたコードブックを使用するワイヤレス通信システム、基地局、および端末について説明する。
【００９６】
上述のように、上で言及されている複数のコードブックを図１に示されているようにダウンリンクＣｏＭＰ環境において適用することができる。図１に示されているような複数の基地局および端末を含むワイヤレス通信システムでは、複数の基地局のそれぞれが、１つのアンテナアレイを備えるように構成され、複数の基地局内に構成された複数のアンテナアレイはそれぞれ複数のコードブックに対応する。図７および図８は、基地局および端末の構造図をそれぞれ示している。
【００９７】
図７に示されているように、複数の基地局のうちのどれかの基地局７００は、端末からフィードバックされた情報を受信するフィードバック情報受信部７０１と、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブック、および、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって形成される位相オフセットを予め格納するコードブック保存部７０２と、端末からフィードバックされた情報に応じて基本コードブックまたは位相オフセットを含むコードブックから対応するプリコーディング行列を選択し、選択されたプリコーディング行列を使用して送信するデータをプリコードし、プリコードされたデータを基地局内に構成されたアンテナアレイを介して端末に送信する送信部７０３と、を備える。コードブック保存部７０２は、基本コードブック内の高い相関を有するプリコーディング行列の対を決定する相関決定部７０２１と、２つのプリコーディング行列間の相関に応じて位相オフセットをプリコーディング行列の対内に含まれる２つのプリコーディング行列に、２つのプリコーディング行列間の相関が高いほど割り当てられる位相オフセットが大きくなるように、割り当てる位相オフセット割当部７０２２とをさらに備えることができる。
【００９８】
ここでは、送信部７０３が端末からフィードバックされた情報に応じて基本コードブックまたは位相オフセットを含むコードブックから対応するプリコーディング行列を選択するものとして説明されているけれども、実際のダウンリンクデータ送信が端末の提案に従う場合には基地局次第であると説明すべきである。特に、送信部７０３は、フィードバック情報を考慮するだけでなく、他の端末からのフィードバック情報、基地局間のバックグラウンド接続品質、基地局間でスケジュール情報を共有する程度、および同様のものなどの当業者によく知られている他の要因も考慮して、コードブックから適切なプリコーディング行列を選択することができる。したがって、送信部７０３は、基本コードバッグまたは位相オフセットを含むコードブックから提案されたプリコーディング行列を選択するように制限されず、当業者によく知られている他の要因に応じてダウンリンクデータ送信のために他の適切なプリコーディング行列を選択することができる。
【００９９】
図８に示されているように、端末８００は、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブックおよび、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって形成される、位相オフセットを含むコードブックを予め格納するコードブック保存部８０１と、基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブック内のプリコーディング行列を識別するためのインデックスを基地局の各アンテナアレイにフィードバックする情報フィードバック部８０２とを備える。コードブック保存部８０１は、基本コードブック内の高い相関を有するプリコーディング行列の対を決定する相関決定部８０１１と、２つのプリコーディング行列間の相関に応じて位相オフセットをプリコーディング行列の対内に含まれる２つのプリコーディング行列に、２つのプリコーディング行列間の相関が高いほど割り当てられる位相オフセットが大きくなるように、割り当てる位相オフセット割当部８０１２とをさらに備えることができる。
【０１００】
図７および図８を参照しつつ説明されている上記の基地局および端末を含むワイヤレス通信システムにおいて、上記のように実施の形態２，３，４において説明されている方式に応じて各基地局に対して、適切なコードブックを適用することができることは容易に理解されるであろう。したがって、端末は、各基地局によって使用されるコードブックに応じてプリコーディング行列を識別するためのインデックスをフィードバックする。
【０１０１】
本開示は、図６に示されているように８個の偏波共用アンテナにも適用することができる。偏波共用アンテナを備えるように構成された基地局および端末を備えるワイヤレス通信システムでは、基地局は、図７に示されているのと同様の構造を有する。特に、基地局は、偏波共用アンテナとして形成された２つのアンテナアレイを備えるように構成され、端末からフィードバックされた情報を受信するフィードバック情報受信部と、位相オフセットを基本コードブック内の特定のプリコーディング行列に割り当てることによって位相オフセットを含むコードブックを形成するか、または、基本コードブックと基本コードブックから生成された位相オフセットを含むコードブックと、を組み合わせることによって得られるコードブックを予め格納するコードブック保存部であって、偏波共用アンテナ内の２つのアンテナアレイが基本コードブックおよび位相オフセットを含むコードブックにそれぞれ対応する、コードブック保存部と、端末からフィードバックされた情報に応じて基本コードブックと位相オフセットを含むコードブックとを組み合わせることによって得られるコードブックから対応するプリコーディング行列を選択し、選択されたプリコーディング行列を使用して送信するデータをプリコードし、プリコードされたデータをアンテナアレイを介して端末に送信する送信部とを備える。コードブック保存部は、基本コードブック内の高い相関を有するプリコーディング行列の対を決定するための相関決定部と、２つのプリコーディング行列間の相関に応じて位相オフセットを２つのプリコーディング行列に、２つのプリコーディング行列間の相関が高いほど割り当てられる位相オフセットが大きくなるように、割り当てるための位相オフセット割当部とをさらに備えることができる。
【０１０２】
また、送信部は、端末からフィードバックされた情報に応じて基本コードブックと位相オフセットを含むコードブックとを組み合わせることによって得られるコードブックから対応するプリコーディング行列を選択するとここでは説明されているけれども、これは制限的ではなく、その代わりに、当業者によく知られている他の要因に応じて適切なプリコーディング行列を選択することができる。
【０１０３】
偏波共用アンテナを備えるように構成された基地局および端末を備える上記のワイヤレス通信システムにおいて、端末の構造は、図８に示されている構造と同じ構造であり、そこで、不要な詳細は、ここでは述べない。実施の形態５で言及されているように、偏波共用アンテナ内の２つのアンテナアレイに対するプリコーディング行列インデックスは、高く相関しており、そのため、第２のアンテナアレイに対するプリコーディング行列インデックスは、常に第１のアンテナアレイに対するプリコーディング行列インデックスと同じであると説明されるべきである。このような場合、端末の情報フィードバック部は、第１のアンテナアレイによって使用されることが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスのみをフィードバックするか、または第２のアンテナアレイによって使用されることが提案されているプリコーディング行列に対するインデックスのみをフィードバックすることができる。
【０１０４】
偏波共用アンテナを備えるように構成されている基地局および端末を含むワイヤレス通信システムにおいて、上記のように実施の形態５，６，７において説明されている方式に応じて基地局内のアンテナアレイに対して、適切なコードブックを適用することができることは容易に理解される。したがって、端末は、基地局内のアンテナアレイによって使用されるコードブックに応じてプリコーディング行列を識別するためのインデックスをフィードバックすることができる。
【０１０５】
（実施の形態８）
前述の実施形態によるコードブック設計により、マルチアンテナアレイに対するフィードバックの精度が効率的に改善され、これにより、シングルユーザーに対するスループットが向上する。本発明の実施形態において、シングルユーザーのパフォーマンスが低下しないと仮定して、マルチユーザー送信の場合にデータスループットをどのように改善するかということについてさらに説明する。
【０１０６】
図９は、マルチユーザー送信システムの例示的なシステムアーキテクチャを示している。
【０１０７】
図９は、基地局が複数のクライアントに同時にサービスを提供する場合である。図９の基地局は、８個の偏波共用アンテナの形態をとるものとして説明されており、これは例にすぎず、マルチユーザー送信システムの基地局は、当技術分野で知られている他の形態であってもよいことは説明されるべきである。クライアントで異なる報告方式が使用されている場合、マルチユーザー送信システムのオペレーション手順はいずれにしても異なる。２つの場合におけるマルチユーザー送信システムのオペレーション手順を以下に紹介する。
【０１０８】
まず最初に、クライアントがＰＭＩの報告方式を使用している場合、システムのオペレーション手順は、通常以下の通りである。最初に、クライアントが、自ＰＭＩを基地局に報告する（クライアントでは、基地局がシングルユーザー送信を使用すると想定する）。次いで、基地局は、複数のクライアントのＰＭＩを検出し、２つのクライアントによって報告されたＰＭＩが互いに直交している場合に同じリソースブロック上で２つのクライアントのデータを送信し、さもなければ、基地局はマルチユーザーデータ送信を実行しない。最後に、クライアントは、基地局からデータを受信し、同時スケジュールされたＵＥがあるかどうかを知ることなく受信されたデータを復調する。
【０１０９】
さらに、ＰＭＩの上記の報告方式に加えて、現行標準では、ＰＭＩ＋ＢＣＩ（Ｂｅｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｉｏｎ  ＰＭＩ）の報告方式も採用することができる。このような場合のシステムのオペレーション手順は以下の通りである。最初に、クライアントの自ＰＭＩに加えて（クライアントは、基地局がシングルユーザー送信を使用していると仮定する）、クライアントは、マルチユーザー送信、すなわち、ＢＣＩ（原則として、ＢＣＩはＰＭＩと同じコードブックを使用すべきである）の場合に同時スケジュールされたＵＥによって使用されると最も期待されるＰＭＩを基地局にさらに報告する。次いで、基地局は、複数のクライアントのＰＭＩおよびＢＣＩを検出し、一方のクライアントによって報告されたＢＣＩが他方のクライアントによって報告されたＰＮＩと同じである場合に同じリソースブロック上で２つのクライアントのデータを送信し、さもなければ、基地局はマルチユーザーデータ送信を実行しない。最後に、クライアントは、基地局からデータを受信し、同時スケジュールされたＵＥがあるかどうかを知ることなく受信されたデータを復調する。
【０１１０】
上記の２つの場合におけるマルチユーザー送信システムのオペレーション手順から、マルチユーザー送信の可能性が複数のクライアントによって報告されるＰＭＩ（またはＢＣＩ）の間の直交特性に大きく依存することがわかる。一般に、複数のクライアントによって報告されるＰＭＩ（またはＢＣＩ）が互いに直交している場合にのみ複数のユーザーに対してマルチユーザー送信を実行することが可能である。したがって、マルチユーザー送信のパフォーマンスを改善するうえで、コードブックに含まれるプリコーディングベクトル（上記の実施形態において言及されているようなプリコーディング行列に対応する）の間の直交特性は、コードブックが設定されるとき十分に考慮されるべきである。
【０１１１】
以下では、コードブック内のプリコーディングベクトル間の直交特性について、実施の形態５，６の８個の偏波共用アンテナを例として取りあげることによって特に解析する。
【０１１２】
最初に、直交特性解析の便宜のために、上記の実施の形態５において位相で表されているＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブック内のプリコーディング行列
【数６２】
0005591992.tif 000063
は基底ベクトルｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７としてそれぞれ左から右への順序で表されている、すなわち、以下の通りである。
ｖ０＝［０  ０  ０  ０］Ｔ
ｖ１＝［０  ４５  ９０  １３５］Ｔ
ｖ２＝［０  ９０  １８０  ２７０］Ｔ
ｖ３＝［０  １３５  −９０  ４５］Ｔ
ｖ４＝［０  １８０  ０  １８０］Ｔ
ｖ５＝［０  −１３５  ９０  −４５］Ｔ
ｖ６＝［０  −９０  −１８０  −２７０］Ｔ
ｖ７＝［０  −４５  −９０  −１３５］Ｔ
【０１１３】
図１０は、ＤＦＴベースの３ビット４アンテナコードブック内の基底ベクトルのグループ化された直交特性を示している。図１０に示されているように、上述のような各基底ベクトルは、直交性に関してグループ分けされる、すなわち、基底ベクトルｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６は直交基底をなし、基底ベクトルｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７は別の直交基底をなす。各基底ベクトルｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７の間のマッピング関係および図１０のベクトルグラフは、当業者によく知られており、本明細書では詳細に説明しないことに留意されたい。
【０１１４】
上記の実施の形態６によれば、行方向で上記のＤＦＴベースの３ビットアンテナコードブックを組み合わせて１つの４ビットコードブックを形成することによって、また得られた４ビットコードブックと得られた４ビットコードブックから生成された位相オフセットを含むコードブックとを列方向に組み合わせることによって、８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブックが
【数６３】
0005591992.tif 000064
のように得られる。
【０１１５】
ここで、８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブック内のそれぞれの列は、プリコーディングベクトル（プリコーディング行列）と称される。各基底ベクトルｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７に対する上記の定義により、すべてのプリコーディングベクトルは、上記の基底ベクトルによって表すことができる。基本コードブック内の基底ベクトルも、プリコーディングベクトルと称されうる。プリコーディング行列に対するインデックスと上記の基底ベクトルによって表されるプリコーディングベクトルとの間の関係を以下の表１に示す。
【表１】
0005591992.tif 000065
【０１１６】
プリコーディング行列インデックスＰＭＩ０、ＰＭＩ１、．．．、ＰＭＩ５は、８個の偏波共用アンテナに対する上記の４ビットコードブック内の左から右へのすべての列、すなわち、左から右へのすべてのプリコーディングベクトルにそれぞれ対応する。係数１、ｊ、−１、−ｊは、０°、９０°、１８０°、−９０°の位相オフセット割り当てにそれぞれ対応する。８個の偏波共用アンテナに対する上記の４ビットコードブック内のプリコーディングベクトル間の直交特性に関して、表１のＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルを直交特性を解析するための例として取りあげる。
【０１１７】
図１１は、実施の形態６による８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブック内のＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルの直交特性を示している。
【０１１８】
図１１から、ＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルは、全部でＰＭＩ２、ＰＭＩ４、ＰＭＩ６、ＰＭＩ８、ＰＭＩ１０、ＰＭＩ１２、およびＰＭＩ１４の７つのＰＭＩに対応するプリコーディングベクトルと直交することがわかる。これは、上述のように、基底ベクトルｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６が互いに直交基底集合をなし、基底ベクトルｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６に基づくプリコーディングベクトルは、互いに直交しているからである。同じ理由から、基底ベクトルｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７に基づく８個のプリコーディングベクトル、すなわち、ＰＭＩ１、ＰＭＩ３、ＰＭＩ５、ＰＭＩ７、ＰＭＩ９、ＰＭＩ１１、ＰＭＩ１３、ＰＭＩ１５にそれぞれ対応するプリコーディングベクトルは互いに直交する。したがって、元のコードブックが使用される場合、基底ベクトル「ｖ０（ＰＭＩ０、ＰＭＩ８）」を使用するユーザーは、基底ベクトル「ｖ２、ｖ４、またはｖ６（ＰＭＩ２、ＰＭＩ４、ＰＭＩ６、ＰＭＩ１０、ＰＭＩ１２、ＰＭＩ１４）」を有するユーザーとのみマルチユーザー送信を実行することができる。
【０１１９】
さらに、図１０から、ｖ０とｖ２、ｖ４、ｖ６との角度差はそれぞれ９０°、１８０°、−９０°であるが、ｖ０とｖ１、ｖ７との角度差はそれぞれ４５°、−４５°であることに留意されたい。これは、コードブックの設計が、基地局のスケジューラを制限している、すなわち、スケジューラに、角度差が９０°の倍数である複数のユーザーに関してのみマルチユーザー送信を実行させ、角度差が４５°である複数のユーザーに対しては実行させないことを意味している。
【０１２０】
したがって、マルチユーザー送信のパフォーマンスを改善するうえで、コードブック内のプリコーディングベクトル間の直交特性は、コードブックが設定されるときさらに改善されるべきである。
【０１２１】
しかし、本明細書において、既存の標準化が進行する中で、シングルユーザーのパフォーマンスは、一般的に、マルチユーザーパフォーマンスよりも優先度が高いことに留意されたい。そのため、複数のユーザーに関するコードブック設計は、シングルユーザーのパフォーマンスが低下しないという前提の下でなされるべきである。また、シングルユーザーのパフォーマンスは、２つの態様、すなわち、（１）基底ベクトルの方向性（８個のベクトルが空間内に一様に分布する）と、（２）位相オフセット（２ビット）に対するフィードバックの精度に主に依存する。したがって、複数のユーザーに対するコードブックの改善は、上記の２つの態様が影響を受けないという前提の下でなされるべきである。
【０１２２】
本発明の実施形態において、以下の属性を満たす新しい基底ベクトルｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７の集合を設計し、ＰＭＩ８からＰＭＩ１５に対応するプリコーディングベクトルを変更せずにＰＭＩ０からＰＭＩ７に対応するプリコーディングベクトル内のｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７をそれぞれ置き換えることによって新しいコードブックを生成する。
【０１２３】
（１）ｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７の主ローブの方向性がそれぞれｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７と同じである。
【０１２４】
（２）ｖ’０、ｖ’２、ｖ’４、ｖ’６は、４つの次元の直交基底集合をなし、ｖ’１、ｖ’３、ｖ’５、ｖ’７は、４つの次元の別の直交基底集合をなす。
【０１２５】
（３）ｖ’０、ｖ’２、ｖ’４、ｖ’６は、それぞれ、ｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７のうちの少なくとも１つと直交し、ｖ’１、ｖ’３、ｖ’５、ｖ’７は、それぞれ、ｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６のうちの少なくとも１つと直交する。
【０１２６】
こうして生成された新しいコードブックは、マルチユーザー送信のパフォーマンスを改善しうる。次に、ＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルをそのまま例として取りあげて、上記の改善後の直交特性を解析する。
【０１２７】
図１２は、本発明の実施形態による８個の偏波共用アンテナに対する４ビットコードブック内のＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルの直交特性を示している。
【０１２８】
図１２から、ＰＭＩ０に対応する改善されたプリコーディングベクトル［ｖ’０  ｖ’０］Ｔは、それぞれＰＭＩ２、ＰＭＩ４、ＰＭＩ６、ＰＭＩ８、ＰＭＩ１０、ＰＭＩ１２、ＰＭＩ１４の７つのＰＭＩに対応するプリコーディングベクトルに加えて、ＰＭＩ９からＰＭＩ１５に対応するプリコーディングベクトルと直交することがわかる。そのため、基地局のスケジューラは、角度差が９０°の倍数である複数のユーザーだけでなく、角度差が４５°である複数のユーザーに対してもマルチユーザー送信を実行することが可能になる。
【０１２９】
図１２に示されている例は、ｖ’０がｖ１からｖ７と直交する場合であり、また例示しているにすぎないことが説明されるべきである。ＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルの直交特性は、ｖ’０がｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７のうちのどれか１つと直交している限り改善されうる。ｖ’０が直交するベクトルｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７が多いほど、ＰＭＩ０に対応するプリコーディングベクトルの直交特性の改善をより高く改善することができ、マルチユーザー送信のパフォーマンスをより高く改善することができる。
【０１３０】
上記の新しいコードブックは、マルチユーザー送信のパフォーマンスを改善するだけでなく、シングルユーザーのパフォーマンスを下げることもない。これは、新しく設計された基底ベクトルｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７の方向性が、それぞれｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７と一致するようになされる、すなわち、これらは、属性（１）を満たすことによって、いぜんとして空間内に一様に分布する８個のベクトルであるからである。また、実施の形態６において割り当てられた位相オフセットは変更されない、すなわち、位相オフセットの精度はそのまま２ビットである。したがって、シングルユーザーのパフォーマンスを決定する上記の２つの態様は、両方とも満たされる。そこで、本発明の実施形態において得られた新しいコードブックは、シングルユーザーのパフォーマンスが低下しないという前提条件の下でマルチユーザー送信のパフォーマンスを改善することができる。
【０１３１】
より具体的には、例えば、本開示は、上記の新しい基底ベクトルｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７を以下のようにして効率的に得られる方法を提供する。
【０１３２】
第１のステップで、ｖ’０を生成する、すなわち、ｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７のうちの少なくとも１つと直交しているベクトルのうちから、ｖ０との相関を最大化しうるベクトルを見つけ、これをｖ’０とする。
【０１３３】
上記の説明から、基本コードブック内に含まれる基底ベクトルｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６および基底ベクトルｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７などの基底ベクトル（プリコーディング行列）の２つの集合があり、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルが互いに直交していることを知ることができる。本開示によれば、これは基底ベクトルｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７の集合（ここでは基底ベクトルの第２の集合と考えられる）内の少なくとも１つの基底ベクトルと直交するベクトルを発見（計算）することであり、別の基底ベクトルｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６の集合（ここでは基底ベクトルの第１の集合と考えられる）の１つの基底ベクトル（例えば、ｖ０）との相関が取得されるベクトルのうちで最も高いベクトルが、ｖ’０などの新しい基底ベクトルにされる。本発明の実施形態によれば、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも１つのプリコーディング行列と直交しているベクトルの取得は、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも２つの基底ベクトルの一次結合を計算する、例えば、ｖ３とｖ５との一次結合を計算することによって実現されうる。
【０１３４】
第２のステップで、ｖ’０以外の他の新しい基底ベクトルｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７を、第１のステップと同じオペレーションを通じて１つずつ生成する。例えば、ｖ’１を生成する場合、ｖ２、ｖ３、ｖ６、ｖ８のうちの少なくとも１つと直交しているベクトルのうちからｖ１との相関を最大化しうるベクトルを見つけ、これをｖ’１とすることが必要である。他の新しい基底ベクトルｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７に関して、同じオペレーションが使用される。
【０１３５】
さらに、ｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７のうちの１つを生成した後、以下のような方式で他の新しい基底ベクトルを生成することができる。例えば、ｖ’０が生成された後、他の新しい基底ベクトルｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７は、例えば、以下の式によって得ることができる。
ｖ’１は、ｖ’１＝ｄｉａｇ（ｖ１）＊ｖ’０、すなわち、
【数６４】
0005591992.tif 000066
を介して得ることができる。
【０１３６】
同様に、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７は、以下の式を通じてそれぞれ得ることができる。
ｖ’２＝ｄｉａｇ（ｖ２）＊ｖ’０
…
ｖ’７＝ｄｉａｇ（ｖ７）＊ｖ’０
【０１３７】
すなわち、基底ベクトルｖ０以外の他の基底ベクトルｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７に、それぞれ、生成された新しい基底ベクトルｖ’０をさらに掛けて、他の新しい基底ベクトルｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７を生成する。
【０１３８】
その後、元の基底ベクトルｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７を、それぞれ、新しい基底ベクトルｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７で置き換えて、新しい基本コードブックを形成する。
【０１３９】
本発明の実施形態により、基本コードブック［ｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７］および新しいコードブック［ｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７］を行方向に組み合わせて拡張コードブックを形成し、拡張コードブック内の所定の基底ベクトルに位相オフセットを割り当てて、位相オフセットを含むコードブックを生成する。さらに、拡張コードブックおよび位相オフセットを含む生成されたコードブックを列方向に組み合わせて１つのコードブックにし、８個の偏波共用アンテナ用のコードブックとする。
【０１４０】
さらに理解しやすくするために、第１のステップにおけるｖ’０に対する設計を次に例示する。ここで、ｖ０＝［１  １  １  １］Ｔと仮定して、ｖ１およびｖ７と直交するベクトルのうちから［１  １  １  １］Ｔとの相関を最大化しうるベクトルを見つけて、それをｖ’０とする。本発明の実施形態によれば、ｖ１およびｖ７と直交しているベクトルは、ｖ３およびｖ５の一次結合とすることができる。数値探索を実行することによって、式
【数６５】
0005591992.tif 000067
を得ることができる。
【０１４１】
（実施の形態９）
実施の形態８におけるコードブックの設計により、基地局のスケジューラが９０°の倍数の角度差だけでなく４５°の角度差である複数のユーザーについてもマルチユーザー送信を実行することができ、これにより、シングルユーザーのパフォーマンスが低下しないという前提条件の下でマルチユーザー送信のパフォーマンスが改善される。
【０１４２】
上記の実施の形態８と同じ方式を、実施の形態９で説明されているように、プリコーディング行列の階数が２となる場合に拡張することができる。
【０１４３】
階数２の送信の場合は、マルチユーザーＭＩＭＯ送信と類似の性質を有する、すなわち、実施の形態８におけるマルチユーザー送信で、複数のレイヤにおける信号が基地局から送出される。その違いは、マルチユーザー送信では２つのレイヤにおける信号がそれぞれ２人のユーザーに送信されるが、階数２の送信の場合には２つのレイヤにおける信号が同じユーザーに送信されるという点にある。実施の形態８と同様に、２つのレイヤにおける信号の放射方向は、それぞれ、ｖ０およびｖ’０である。
【０１４４】
８個の偏波共用アンテナに対する階数２のプリコーディング行列の基本形式は、
【数６６】
0005591992.tif 000068
である、すなわち、第１のレイヤにおける信号によって使用されるプリコーディング行列ベクトルは、
【数６７】
0005591992.tif 000069
であり、第２のレイヤにおける信号によって使用されるプリコーディング行列ベクトルは、
【数６８】
0005591992.tif 000070
である。ただし、ｖ０は、長さ４のＤＦＴベクトルであり、角度θに対応している。基本形式は、第１のレイヤおよび第２のレイヤにおける信号の送信方向が同一である、すなわち、ｖ０＝ｖ’０であり、これらは完全に逆の位相オフセットを有することを表している。逆位相オフセットは、階数２のプリコーディング行列の本質的特徴である、２つのレイヤのプリコーディングベクトルの間の直交特性を保証するために主に使用される。
【０１４５】
実用的な環境では、第１のレイヤおよび第２のレイヤにおける信号の最良の方向は、必ずしも全く同じというわけではなく、異なる可能性もあることに留意されたい。したがって、コードブックが第１のレイヤおよび第２のレイヤにおける信号の方向が異なる場合に対応するいくつかのプリコーディング行列を含む場合、システムのスループットは改善されうる。
【０１４６】
実施の形態８では、第１のステップは、以下の通りである。
【０１４７】
（１）ｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７の主ローブの方向はそれぞれｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７と同じである。
【０１４８】
実施の形態８のｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７は、マルチユーザーＭＩＭＯ送信で第２のユーザーに使用されるプリコーディングベクトルを表し、これらは、階数２の場合に対する第２のレイヤにおける信号によって使用されるプリコーディングベクトルを表す。階数２の基本形式では、第２のレイヤにおける信号の方向は、第１のレイヤにおける信号の方向とすでに同じであった。本発明の実施形態の改善では、第２のレイヤおよび第１のレイヤにおける信号の方向が異なるものと期待し、したがって、実施の形態９の第１のステップは以下のようになるであろう。
【０１４９】
（１）ｖ’０、ｖ’１、ｖ’２、ｖ’３、ｖ’４、ｖ’５、ｖ’６、ｖ’７の主ローブの方向はそれぞれｖ０、ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４、ｖ５、ｖ６、ｖ７と異なる。
【０１５０】
実施の形態９の第２のステップは、実施の形態８と同じである。
【０１５１】
（２）ｖ’０、ｖ’２、ｖ’４、ｖ’６は、４つの次元の直交基底集合をなし、ｖ’１、ｖ’３、ｖ’５、ｖ’７は、４つの次元の別の直交基底集合をなす。
【０１５２】
実施の形態９の第３のステップも、実施の形態８と同じである。
【０１５３】
（３）ｖ’０、ｖ’２、ｖ’４、ｖ’６は、それぞれ、ｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７のうちの少なくとも１つと直交し、ｖ’１、ｖ’３、ｖ’５、ｖ’７は、それぞれ、ｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６のうちの少なくとも１つと直交する。
【０１５４】
第３のステップの特別な１つの形式は、ｖ’０、ｖ’２、ｖ’４、ｖ’６がそれぞれｖ１、ｖ３、ｖ５、ｖ７のうちの３つと直交するというものである。例えば、ｖ’０はｖ３、ｖ５、ｖ７と直交し、したがってｖ’０＝ｖ１であり、同様に、ｖ’２＝ｖ３、ｖ’４＝ｖ５、およびｖ’６＝ｖ７である。さらに、ｖ’１、ｖ’３、ｖ’５、ｖ’７は、それぞれ、ｖ０、ｖ２、ｖ４、ｖ６のうちの３つと直交し、したがって、ｖ’１＝ｖ２、ｖ’３＝ｖ４、ｖ’５＝ｖ６、およびｖ’７＝ｖ０が成立しうる。読み取りやすくするために、ｖ’とｖとの関係を以下のようにまとめた。
ｖ’０＝ｖ１
ｖ’１＝ｖ２
ｖ’２＝ｖ３
ｖ’３＝ｖ４
ｖ’４＝ｖ５
ｖ’５＝ｖ６
ｖ’６＝ｖ７
ｖ’７＝ｖ０
【０１５５】
これにより、実施の形態８の原理に従って階数２のプリコーディング行列を求めることができる。基本プリコーディング行列は、以下の形式であると仮定する。
ＰＭＩ０：
【数６９】
0005591992.tif 000071
ＰＭＩ１：
【数７０】
0005591992.tif 000072
ＰＭＩ２：
【数７１】
0005591992.tif 000073
ＰＭＩ３：
【数７２】
0005591992.tif 000074
ＰＭＩ４：
【数７３】
0005591992.tif 000075
ＰＭＩ５：
【数７４】
0005591992.tif 000076
ＰＭＩ６：
【数７５】
0005591992.tif 000077
ＰＭＩ７：
【数７６】
0005591992.tif 000078
【０１５６】
このような場合、本開示によれば、以下のＰＭＩ８からＰＭＩ１５に示されているようなプリコーディング行列の別の集合を、上述のようにＰＭＩ０からＰＭＩ７に対応する各プリコーディング行列に基づいて設計することができる。
ＰＭＩ８：
【数７７】
0005591992.tif 000079
ＰＭＩ９：
【数７８】
0005591992.tif 000080
ＰＭＩ１０：
【数７９】
0005591992.tif 000081
ＰＭＩ１１：
【数８０】
0005591992.tif 000082
ＰＭＩ１２：
【数８１】
0005591992.tif 000083
ＰＭＩ１３：
【数８２】
0005591992.tif 000084
ＰＭＩ１４：
【数８３】
0005591992.tif 000085
ＰＭＩ１５：
【数８４】
0005591992.tif 000086
【０１５７】
上記の８個のプリコーディング行列において、第１のレイヤにおける信号と第２のレイヤにおける信号との間の方向の差は、４５°であり、ｖ０〜ｖ７は、実施の形態８の場合と同様に定義される。
【０１５８】
場合によっては、階数１の送信では、基本プリコーディング行列間の角度差４５°は粗すぎ、より精細な角度差が好ましい。例えば、２２．５°さらには１１．２５°の方向の差が好ましい。以下の文中、上記の方法を１１．２５°の方向の差に拡張する。
【０１５９】
１１．２５°の差の基底ベクトルは以下のように書くことができる。
ｗ１＝［０    １１．２５  ２２．５  ３３．７５］
ｗ２＝［０    ２２．５  ４５  ６７．５］
ｗ３＝［０    ３３．７５  ６７．５  １０１．２５］
ｗ４＝［０    ４５  ９０  １３５］
ｗ５＝［０    ５６．２５  １１２．５  １６８．７５］
ｗ６＝［０    ６７．５  １３５  ２０２．５］
ｗ７＝［０    ７８．７５  １５７．５  ２３６．２５］
ｗ８＝［０    ９０  １８０  ２７０］
ｗ９＝［０    １０１．２５  ２０２．５  ３０３．７５］
ｗ１０＝［０  １１２．５  ２２５  ３３７．５］
ｗ１１＝［０  １２３．７５  ２４７．５  １１．２５］
ｗ１２＝［０  １３５  ２７０  ４５］
ｗ１３＝［０  １４６．２５  ２９２．５  ７８．７５］
ｗ１４＝［０  １５７．５  ３１５  １１２．５］
ｗ１５＝［０  １６８．７５  ３３７．５  １４６．２５］
ｗ１６＝［０  １８０  ０  １８０］
ｗ１７＝［０  １９１．２５  ２２．５  ２１３．７５］
ｗ１８＝［０  ２０２．５  ４５  ２４７．５］
ｗ１９＝［０  ２１３．７５  ６７．５  ２８１．２５］
ｗ２０＝［０  ２２５  ９０  ３１５］
ｗ２１＝［０  ２３６．２５  １１２．５  ３４８．７５］
ｗ２２＝［０  ２４７．５  １３５  ２２．５］
ｗ２３＝［０  ２５８．７５  １５７．５  ５６．２５］
ｗ２４＝［０  ２７０  １８０  ９０］
ｗ２５＝［０  ２８１．２５  ２０２．５  １２３．７５］
ｗ２６＝［０  ２９２．５  ２２５  １５７．５］
ｗ２７＝［０  ３０３．７５  ２４７．５  １９１．２５］
ｗ２８＝［０  ３１５  ２７０  ２２５］
ｗ２９＝［０  ３２６．２５  ２９２．５  ２５８．７５］
ｗ３０＝［０  ３３７．５  ３１５  ２９２．５］
ｗ３１＝［０  ３４８．７５  ３３７．５  ３２６．２５］
【０１６０】
新しい基底ベクトルがより適切な空間的粒度を有することを強調するために、これらの基底ベクトルを表すために「ｖ」の代わりに「ｗ」を使用する。
【０１６１】
上記の３２個の基底ベクトルは、直交基底の８個の集合を含み、直交基底の第１の集合は［ｗ０  ｗ８  ｗ１６  ｗ２４］であり、直交基底の第２の集合は［ｗ１  ｗ９  ｗ１７  ｗ２５］であり、直交基底の第３の集合は［ｗ２  ｗ１０  ｗ１８  ｗ２６］であり、直交基底の第４の集合は［ｗ３  ｗ１１  ｗ１８  ｗ２７］であり、というように続き、直交基底の８個すべての集合を得ることができる。
【０１６２】
上記の方法で説明されているように、設計される階数２のプリコーディング行列の形式は、
【数８５】
0005591992.tif 000087
である。上記のステップによれば、階数２のプリコーディング行列を取得する第１のステップは、ｗ’０の方向がｗ０の方向と異なるステップであり、第２のステップは、［ｗ’０，  ｗ’８，  ｗ’１６，  ｗ’２４］が直交基底の１つの集合であるというステップであり、第３のステップは、ｗ’０がｗ１〜ｗ３１のうちの３つと直交するというステップである。
【０１６３】
第３のステップの一例は、ｗ’０がｗ９、ｗ１７、ｗ２５と直交するというステップである。この場合、ｗ’０＝ｗ１であり、同様に、ｗ’１＝ｗ２，．．．，ｗ’３０＝ｗ３１、およびｗ’３１＝ｗ０が得られる。この場合、第１のレイヤにおける信号と第２のレイヤにおける信号との間の方向の差は、１１．２５°である。
【０１６４】
第３のステップの別の例は、ｗ’０がｗ１０、ｗ１８、ｗ２６と直交するというステップである。この場合、ｗ’０＝ｗ２であり、同様に、ｗ’１＝ｗ３，．．．，ｗ’２９＝ｗ３１、ｗ’３０＝ｗ０、およびｗ’３１＝ｗ１が得られる。この場合、第１のレイヤにおける信号と第２のレイヤにおける信号との間の方向の差は、２２．５°である。
【０１６５】
第３のステップの第３の例は、ｗ’０がｗ１１、ｗ１９、ｗ２７と直交するというステップである。この場合、ｗ’０＝ｗ３であり、同様に、ｗ’１＝ｗ４，．．．，ｗ’２８＝ｗ３１、ｗ’２９＝ｗ０、ｗ’３０＝ｗ１、およびｗ’３１＝ｗ２が得られる。この場合、第１のレイヤにおける信号と第２のレイヤにおける信号との間の方向の差は、３３．７５°である。
【０１６６】
実際のコードブックは、上で説明されているように第３のステップの３つの例の組み合わせであるものとしてよい、すなわち、いくつかの階数２のプリコーディング行列に対する２つのレイヤにおける信号間の方向の差は１１．２５°であり、他のいくつかの階数２のプリコーディング行列に対する方向の差は、２２．５°であり、さらにいくつかの階数２のプリコーディング行列に対する方向の差は、３３．７５°であり、というように続く。
【０１６７】
本開示の実施の形態９によるワイヤレス通信システムにおいてコードブックを生成する方法は、複数の集合にグループ分けされた複数の基底ベクトルを含み、各基底ベクトルのそれぞれが互いに直交している、基本コードブックを設定する設定ステップと、基底ベクトルの複数の集合のうちの１つの集合内の１つの基底ベクトルに対応する新しい基底ベクトルを、新しい基底ベクトルが基底ベクトルのその１つの集合以外の基底ベクトルの他の集合内の別の基底ベクトルに等しくなるように計算し、この計算ステップを複数の基底ベクトルに対応する複数の新しい基底ベクトルを取得するために繰り返す、計算ステップと、上述のように各新しい基底ベクトルを使用して新しい基本コードブックを生成する生成ステップとを含む。
【０１６８】
上記の方法において、基本コードブック内の複数の基底ベクトルはＤＦＴベクトルであるｗｍであり、基底ベクトルｗｍとｗｍ＋ｎの方向の差は順に１１．２５°のｎ倍であり、ｍおよびｎは整数であり、これらは実数であることも可能である。
【０１６９】
上記の方法において、得られる新しい基底ベクトルはｗ’ｍである。ｗ’ｍもＤＦＴベクトルであるが、その方向は対応する基底ベクトルｗｍとは異なる。ただし、例えば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋ｎであれば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋１、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋２、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋３などが可能である。
【０１７０】
上記の方法において、新しい基本コードブック内の階数２のプリコーディングベクトルの形式は、
【数８６】
0005591992.tif 000088
および／または
【数８７】
0005591992.tif 000089
であり、ただし、
【数８８】
0005591992.tif 000090
および
【数８９】
0005591992.tif 000091
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用され、
【数９０】
0005591992.tif 000092
および
【数９１】
0005591992.tif 000093
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用される。
【０１７１】
本開示の上記の実施形態では、上記のプリコーディング行列は、基地局からモバイル端末に放射される２つのレイヤにおける信号の方向が異なっていても、高いパフォーマンスを含むプリコーディングを実現するようにうまく適合させることができる。
【０１７２】
図７および図８に示されているような基地局７００および端末８００において、実施の形態８，９におけるコードブック内のプリコーディングベクトル間の直交特性を改善するために基底ベクトルを新しく設計することによって新しいコードブックを生成する方法も適用することができる。例えば、基地局７００と端末８００におけるコードブック保存部７０２および８０１は、基底ベクトルを新しく設計することができる。
【０１７３】
例えば、実施の形態８による基地局７００では、基本コードブックは、基底ベクトルの２つの集合を含み、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルは、互いに直交している。基地局７００のコードブック保存部７０２は、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも１つの基底ベクトルと直交しているベクトルを取得し、取得されたベクトルのうち、基底ベクトルの第１の集合の１つの基底ベクトルとの相関が最も高いベクトルを新しい基底ベクトルとして計算し、同様に他の新しい基底ベクトルを生成し、各元の基底ベクトルを各新しい基底ベクトルで置き換えて新しい基本コードブックを形成する。
【０１７４】
本発明の実施形態によれば、基地局７００のコードブック保存部７０２は、基底ベクトルの第１の集合内の１つの基底ベクトルを除く他の基底ベクトルから他の新しい基底ベクトルを、その新しい１つの基底ベクトルを生成するオペレーションを繰り返すか、または基底ベクトルの第１の集合内の１つの基底ベクトルを除く他の基底ベクトルにそれぞれ新しい１つの基底ベクトルを掛けることによって生成する。
【０１７５】
本発明の実施形態によれば、基地局７００のコードブック保存部７０２は、基底ベクトルの第２の集合内の少なくとも２つの基底ベクトルの一次結合を、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも１つの基底ベクトルと直交しているベクトルとして計算する。
【０１７６】
本発明の実施形態によれば、基地局７００のコードブック保存部７０２は、元の基本コードブックと新しい基本コードブックとを行方向に組み合わせて、拡張コードブックを形成する。基地局７００は、位相オフセットを含むコードブックを形成するために位相オフセット割当部７０２２を介して拡張コードブック内の基底ベクトルに位相オフセットをさらに割り当てる。
【０１７７】
８個の偏波共用アンテナに適用される複数のアンテナアレイの場合（アンテナアレイのそれぞれは、８個の偏波共用アンテナの同じ偏波特徴を有する４つのアンテナを備える）、コードブック保存部７０２は、拡張コードブックと位相オフセットを含む生成されたコードブックとを列方向に組み合わせて１つのコードブックにし、８個の偏波共用アンテナ用のコードブックとする。
【０１７８】
例えば、実施の形態９による基地局７００では、フィードバック情報受信部７０１が、端末からフィードバックされた情報を受信し、コードブック保存部７０２は、基本コードブックおよび／または新しい基本コードブックを格納し、基本コードブックは複数の集合にグループ分けされた複数の基底ベクトルを含み、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルは互いに直交しており、新しい基本コードブックは基底ベクトルの複数の集合のうちの１つの集合内の１つの基底ベクトルに対応する新しい基底ベクトルを、新しい基底ベクトルが基底ベクトルのその１つの集合以外の基底ベクトルの他の集合内の別の基底ベクトルに等しくなるように計算し、上記オペレーションを複数の基底ベクトルに対応する複数の新しい基底ベクトルを取得するために繰り返し、各新しい基底ベクトルを使用して新しい基本コードブックを生成する方法で得られ、送信部７０３は、端末からフィードバックされた情報に基づき基本コードブックおよび／または新しい基本コードブックを使用することによって送信されるデータをプリコードし、アンテナアレイを介してプリコードされたデータを端末に送信する。
【０１７９】
本発明の実施形態によれば、基本コードブック内の複数の基底ベクトルはＤＦＴベクトルであるｗｍであり、基底ベクトルｗｍとｗｍ＋ｎの方向の差は順に１１．２５°のｎ倍であり、ｍおよびｎは、整数であり、これらは実数であることも可能である。
【０１８０】
本発明の実施形態によれば、得られる新しい基底ベクトルはｗ’ｍである。ｗ’ｍもＤＦＴベクトルであるが、その方向は対応する基底ベクトルｗｍとは異なる。ただし、例えば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋ｎであれば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋１、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋２、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋３などが可能である。
【０１８１】
本発明の実施形態によれば、新しい基本コードブック内の階数２のプリコーディングベクトルの形式は、
【数９２】
0005591992.tif 000094
および／または
【数９３】
0005591992.tif 000095
であり、ただし、
【数９４】
0005591992.tif 000096
および
【数９５】
0005591992.tif 000097
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用され、
【数９６】
0005591992.tif 000098
および
【数９７】
0005591992.tif 000099
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用される。
【０１８２】
例えば、実施の形態８による端末８００では、基本コードブックは、基底ベクトルの２つの集合を含み、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルは、互いに直交している。端末８００のコードブック保存部８０１は、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも１つの基底ベクトルと直交しているベクトルを取得し、取得されたベクトルのうち、基底ベクトルの第１の集合の１つの基底ベクトルとの相関が最も高いベクトルを新しい基底ベクトルとして計算し、他の新しい基底ベクトルを生成し、各元の基底ベクトルを各新しい基底ベクトルで置き換えて新しい基本コードブックを形成する。
【０１８３】
本発明の実施形態によれば、端末８００のコードブック保存部８０１は、基底ベクトルの第１の集合内の１つの基底ベクトルを除く他の基底ベクトルから他の新しい基底ベクトルを、その新しい１つの基底ベクトルを生成するオペレーションを繰り返すか、または基底ベクトルの第１の集合内の１つの基底ベクトルを除く他の基底ベクトルにそれぞれ新しい１つの基底ベクトルを掛けることによって生成する。
【０１８４】
本発明の実施形態によれば、端末８００のコードブック保存部８０１は、基底ベクトルの第２の集合内の少なくとも２つの基底ベクトルの一次結合を、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも１つの基底ベクトルと直交しているベクトルとして計算する。
【０１８５】
本発明の実施形態によれば、端末８００のコードブック保存部８０１は、元の基本コードブックと新しい基本コードブックとを行方向に組み合わせて、拡張コードブックを形成する。端末８００は、位相オフセットを含むコードブックを形成するために位相オフセット割当部８０１２を介して拡張コードブック内の基底ベクトルに位相オフセットをさらに割り当てる。
【０１８６】
８個の偏波共用アンテナに適用される複数のアンテナアレイの場合（アンテナアレイのそれぞれは、８個の偏波共用アンテナの同じ偏波特徴を有する４つのアンテナを備える）、コードブック保存部８０１は、拡張コードブックと位相オフセットを含む生成されたコードブックとを列方向に組み合わせて１つのコードブックにし、８個の偏波共用アンテナ用のコードブックとする。
【０１８７】
例えば、実施の形態９による端末８００では、コードブック保存部８０１は、基本コードブックおよび／または新しい基本コードブックを格納し、基本コードブックは複数の集合にグループ分けされた複数の基底ベクトルを含み、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルは互いに直交しており、新しい基本コードブックは基底ベクトルの複数の集合のうちの１つの集合内の１つの基底ベクトルに対応する新しい基底ベクトルを、新しい基底ベクトルが基底ベクトルのその１つの集合以外の基底ベクトルの他の集合内の別の基底ベクトルに等しくなるように計算し、上記オペレーションを複数の基底ベクトルに対応する複数の新しい基底ベクトルを取得するために繰り返し、各新しい基底ベクトルを使用して新しい基本コードブックを生成する方法で得られ、情報フィードバック部８０２は、基本コードブックおよび／または新しい基本コードブック内のプリコーディング行列を識別するインデックスを基地局にフィードバックする。
【０１８８】
本発明の実施形態によれば、基本コードブック内の複数の基底ベクトルはＤＦＴベクトルであるｗｍであり、基底ベクトルｗｍとｗｍ＋ｎの方向の差は順に１１．２５°のｎ倍であり、ｍおよびｎは、整数であり、これらは実数であることも可能である。
【０１８９】
本発明の実施形態によれば、得られる新しい基底ベクトルはｗ’ｍである。ｗ’ｍもＤＦＴベクトルであるが、その方向は対応する基底ベクトルｗｍとは異なる。ただし、例えば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋ｎであれば、ｗ’ｍ＝ｗｍ＋１、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋２、またはｗ’ｍ＝ｗｍ＋３などが可能である。
【０１９０】
本発明の実施形態によれば、新しい基本コードブック内の階数２のプリコーディングベクトルの形式は、
【数９８】
0005591992.tif 000100
および／または
【数９９】
0005591992.tif 000101
であり、
【数１００】
0005591992.tif 000102
および
【数１０１】
0005591992.tif 000103
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用され、
【数１０２】
0005591992.tif 000104
および
【数１０３】
0005591992.tif 000105
は、基地局から送信される異なるレイヤの信号をそれぞれプリコードするために使用される。
【０１９１】
図１３は、本発明の実施形態による複数のアンテナアレイを備えるワイヤレス通信システム内でコードブックを生成する方法を示す流れ図である。
【０１９２】
図１３に示されているように、ステップＳ１３１０で、基底ベクトルのそれぞれの集合内の各基底ベクトルが互いに直交している基底ベクトルの２つの集合を含む基本コードブックを構成する。ステップＳ１３２０で、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも１つの基底ベクトルと直交しているベクトルを取得する。ステップＳ１３３０で、基底ベクトルの第１の集合の１つの基底ベクトルとの相関が取得されたベクトルのうちで最も高いベクトルを新しい基底ベクトルにする。ステップＳ１３４０で、他の基底ベクトルを生成する。ステップＳ１３５０で、各元の基底ベクトルを各新しい基底ベクトルで置き換えて新しい基本コードブックを形成する。
【０１９３】
本発明の実施形態によれば、コードブックを生成する上記の方法の他の新しい基底ベクトルを生成するステップは、新しい１つの基底ベクトルを基底ベクトルの第１の集合内の１つの基底ベクトル以外の他の基底ベクトルに関して生成するオペレーションを繰り返すこと、または基底ベクトルの第１の集合内の１つの基底ベクトル以外の他の基底ベクトルに新しい１つの基底ベクトルをそれぞれ掛けることを含みうる。
【０１９４】
本発明の実施形態によれば、コードブックを生成する上記の方法の基底ベクトルの第２の集合の少なくとも１つの基底ベクトルと直交しているベクトルを取得するステップは、基底ベクトルの第２の集合の少なくとも２つの基底ベクトルの一次結合を計算することをさらに含みうる。
【０１９５】
本発明の実施形態によれば、コードブックを生成する上記の方法は、基本コードブックと新しい基本コードブックとを行方向に組み合わせて拡張コードブックを形成し、位相オフセットを拡張コードブック内の基底ベクトルに割り当てて位相オフセットを含むコードブックを生成するステップをさらに含むことができる。
【０１９６】
本発明の実施形態によれば、コードブックを生成する上記の方法において、複数のアンテナアレイは、８個の偏波共用アンテナであってよく、またアンテナアレイのそれぞれは、８個の偏波共用アンテナの同じ偏波特徴を有する４つのアンテナを備える。この方法は、拡張コードブックと位相オフセットを含む生成されたコードブックとを列方向に組み合わせて１つのコードブックにし、８個の偏波共用アンテナ用のコードブックとするステップをさらに含むことができる。
【０１９７】
本開示の実施の形態８の説明は、上記のようになされる。本発明の実施形態の技術方式により、シングルユーザー送信のパフォーマンスを低下させることなくマルチユーザー送信のパフォーマンスを改善することができる。
【０１９８】
上で説明されているような本出願の各実施形態は、例示的な説明にすぎず、その特定の構造およびオペレーションは、本開示の範囲を制限しない。当業者であれば、各実施形態においてさまざまな部分およびオペレーションを新しく組み合わせて、本開示の概念にも合致する新しい実施形態を生み出すことができる。
【０１９９】
本開示の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、もしくはファームウェアによって、または相互に組み合わせる方法で実装することができ、この実装方法は、本開示の範囲を制限するものではない。
【０２００】
本開示の実施形態における各機能要素間の接続関係は、本開示の範囲を制限せず、１つまたは複数の機能要素は、他の機能要素を含むか、または接続されうる。
【０２０１】
本開示のいくつかの実施形態は、添付図面と組み合わせて図示され、説明されているけれども、当業者であれば、さまざま変更および修正をこれらの実施形態に加えても、本開示の請求項および等価物の範囲内にあり、本開示の原理および精神から逸脱することはないと理解するであろう。
【図１】
0005591992.tif 000106
【図２】
0005591992.tif 000107
【図３】
0005591992.tif 000108
【図４】
0005591992.tif 000109
【図５】
0005591992.tif 000110
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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