(57)【要約】      （修正有）【課題】無線通信装置におけるＭＩＭＯ通信のために送信されるフィードバック情報の量を削減する。【解決手段】送信機は受信機に第１参照信号を送信する。受信機は、第１参照信号に基づきそして選択基準に従ってプリコーディング行列を選択する。受信機は、受信機におけるノイズ及び干渉を推定して、そしてプリコーディング行列及び推定されたノイズ及び干渉に基づいて、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を決定する。受信機は、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と第２参照信号を送信機に送信する。送信機は、第２参照信号に基づきそして受信機で使用されたのと同じ選択基準に従ってプリコーディング行列を選択する。送信機はその後、受信機から得られたＣＱＩまたはＭＣＳ情報と、送信機で選択されたプリコーディング行列とに基づいて、ＭＩＭＯ通信を受信機に送信する。【選択図】図３
2014014101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
第１参照信号を送信機から受信機に送信することと、
チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信することと、
第２参照信号を前記受信機から受信することと、
前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択することと、  前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信することと
を備える方法。
【請求項２】
前記プリコーディング行列は、前記第１参照信号に基づいて前記受信機により選択され、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報は、前記受信機において、推定されたノイズ及び干渉、並びに前記プリコーディング行列に基づいて、前記受信機によって決定される、請求項１の方法。
【請求項３】
前記プリコーディング行列を選択することは、前記プリコーディング行列を選択するために前記受信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択すること、を備える請求項１の方法。
【請求項４】
前記プリコーディング行列を選択することは、
前記第２参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることと、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得ることと、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択することと
を備える請求項１の方法。
【請求項５】
前記ビームフォーミング行列を得ることは、前記ビームフォーミング行列を得るために、前記ＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解または固有値分解を実行すること、を備える請求項４の方法。
【請求項６】
前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択することは、
前記ビームフォーミング行列に基づき、前記ビームフォーミング行列と前記プリコーディング行列との間の最小の距離の選択基準に従って、前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択すること、を備える請求項４の方法。
【請求項７】
前記ＭＩＭＯ通信を送信することは、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報から、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値を得ることと、
前記Ｓ個のＣＱＩ値または前記Ｓ個のＭＣＳ値に従って、前記Ｓ個のシンボルストリームを符号化及び変調することと
を備え、Ｓは１以上である、請求項１の方法。
【請求項８】
前記ＭＩＭＯ通信を送信することは、プリコーディング行列に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行することを備え、Ｓは１以上である、請求項１の方法。
【請求項９】
前記ＭＩＭＯ通信はダウンリンクで送信され、前記送信機はノードＢの一部であり、前記受信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記第１参照信号はダウンリンク参照信号を備え、前記第２参照信号はサウンディング参照信号（sounding reference signal）を備える、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記ＭＩＭＯ通信はアップリンクで送信され、前記送信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記受信機はノードＢの一部であり、前記第１参照信号はサウンディング参照信号を備え、前記第２参照信号はダウンリンク参照信号を備える、請求項１の方法。
【請求項１１】
第１参照信号を送信機から受信機に送信し、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信し、第２参照信号を前記受信機から受信し、前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択し、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信する、ように構成された少なくともひとつのプロセッサを備える無線通信装置。
【請求項１２】
前記少なくともひとつのプロセッサは、前記プリコーディング行列を選択するために前記受信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択する、ように構成されている請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記少なくともひとつのプロセッサは、前記第２参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得、前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得、前記ビームフォーミング行列に基づいてプリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択する、ように構成されている請求項１１の装置。
【請求項１４】
前記少なくともひとつのプロセッサは、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報から、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値を得、前記Ｓ個のＣＱＩ値または前記Ｓ個のＭＣＳ値に従って、前記Ｓ個のシンボルストリームを符号化及び変調し、前記プリコーディング行列に基づいて前記Ｓ個のシンボルストリームのプリコーディングを実行する、ように構成され、前記Ｓは１以上である請求項１１の装置。
【請求項１５】
第１参照信号を送信機から受信機に送信する手段と、
チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信する手段と、
第２参照信号を前記受信機から受信する手段と、
前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択する手段と、  前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信する手段と
を備える無線通信装置。
【請求項１６】
前記プリコーディング行列を選択する手段は、前記プリコーディング行列を選択するために前記受信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択する手段を備える、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記プリコーディング行列を選択する手段は、
前記第２参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得る手段と、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得る手段と、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択する手段と
を備える請求項１５の装置。
【請求項１８】
前記ＭＩＭＯ通信を送信する手段は、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報から、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値を得る手段と、
前記Ｓ個のＣＱＩ値または前記Ｓ個のＭＣＳ値に従って、前記Ｓ個のシンボルストリームを符号化及び変調する手段と、
プリコーディング行列に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行する手段と
を備え、Ｓは１以上である、請求項１５の装置。
【請求項１９】
少なくともひとつのコンピュータに、第１参照信号を送信機から受信機に送信させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、第２参照信号を前記受信機から受信させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信させるコードと
を備えるコンピュータ読み取り可能な媒体を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
無線通信システムにおいてデータを受信する方法であって、
受信機において送信機から第１参照信号を受信することと、
前記第１参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択することと、  前記プリコーディング行列に基づいて、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を決定することと、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を前記送信機に送信することと、
第２参照信号を前記送信機に送信することと、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報及び前記プリコーディング行列に基づいて前記送信機により送信された複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を受信することと
を備え、前記プリコーディング行列は、前記第２参照信号に基づいて前記送信機により選択される方法。
【請求項２１】
前記プリコーディング行列を選択することは、前記プリコーディング行列を選択するために前記送信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択することを備える、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記プリコーディング行列を選択することは、
前記第１参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることと、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得ることと、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択することと
を備える請求項２０の方法。
【請求項２３】
前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択することは、
前記ビームフォーミング行列に基づき、前記ビームフォーミング行列と前記プリコーディング行列との間の最小の距離の選択基準に従って、前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択すること、を備える請求項２２の方法。
【請求項２４】
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定することは、
前記受信機においてノイズ及び干渉を推定することと、
前記プリコーディング行列、及び前記推定されたノイズ及び干渉に基づいて、シンボルストリームについての前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報、及び送信する前記シンボルストリームの数を決定することと、を備える請求項２０の方法。
【請求項２５】
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定することは、
ダウンリンクについての送信電力とアップリンクについての送信電力との差に更に基づいて、前記シンボルストリームについて前記ＣＱＩまたはＭＣＳ、及び送信する前記シンボルストリームの数を決定すること、を更に備える請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記第１参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることと、
前記ＭＩＭＯチャネル行列及び前記プリコーディング行列に基づいて、検出行列を導くことと、
前記検出行列に基づいて、前記受信したＭＩＭＯ通信についてのＭＩＭＯ検出を実行することと
を更に備える請求項２０の方法。
【請求項２７】
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報からのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値に従って、前記受信したＭＩＭＯ通信で送信されたＳ個のシンボルストリームを復調し、復号化すること、を更に備え、Ｓは１以上である請求項２０の方法。
【請求項２８】
前記ＭＩＭＯ通信はダウンリンクで受信され、前記送信機はノードＢの一部であり、前記受信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記第１参照信号はダウンリンク参照信号を備え、前記第２参照信号はサウンディング参照信号（sounding reference signal）を備える、請求項２０の方法。
【請求項２９】
前記ＭＩＭＯ通信はアップリンクで受信され、前記送信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記受信機はノードＢの一部であり、前記第１参照信号はサウンディング参照信号を備え、前記第２参照信号はダウンリンク参照信号を備える、請求項２０の方法。
【請求項３０】
受信機において送信機から第１参照信号を受信する手段と、
前記第１参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択する手段と、  前記プリコーディング行列に基づいて、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を決定する手段と、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を前記送信機に送信する手段と、
第２参照信号を前記送信機に送信する手段と、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報及び前記プリコーディング行列に基づいて前記送信機により送信された複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を受信する手段と
を備え、前記プリコーディング行列は、前記第２参照信号に基づいて前記送信機により選択される無線通信装置。
【請求項３１】
前記プリコーディング行列を選択する手段は、前記プリコーディング行列を選択するために前記送信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択する手段を備える、請求項３０の装置。
【請求項３２】
前記プリコーディング行列を選択する手段は、
前記第１参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得る手段と、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得る手段と、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択する手段と
を備える請求項３０の装置。
【請求項３３】
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定する手段は、
前記受信機においてノイズ及び干渉を推定する手段と、
前記プリコーディング行列、及び前記推定されたノイズ及び干渉に基づいて、シンボルストリームについての前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報、及び送信する前記シンボルストリームの数を決定する手段と、を備える請求項３０の装置。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
この出願は、２００７年８月１３日に出願され、本願の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれ、“METHODS AND APPARATUSES FOR FEEDBACK MECHANISM AND RATE ADAPTATION FOR TIME DIVISION DUPLEX (TDD) MIMO SYSTEMS”と表題された米国仮出願番号６０／９５５，６２２に対する優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
この開示は概して通信に関し、より具体的には無線通信システムにおけるデータの送受信のための技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムでは、送信機は、複数（Ｒ個）の受信アンテナが実装された受信機へのデータ送信のために、複数（Ｔ個）のアンテナを利用し得る。複数の送信及び受信アンテナは、スループットを増加させ、及び／または信頼性を向上させるために使用され得る複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネルを形成する。例えば、送信機は、Ｔ個の送信アンテナから、同時に最大でＴ個のシンボルストリームを送信して、スループットを向上し得る。あるいは送信機は、全てのＴ個の送信アンテナからひとつのシンボルストリームを送信して、受信機による受信を改善し得る。
【０００４】
優れた性能を得るため、受信機は、ＭＩＭＯチャネル応答（MIMO channel response）を推測し、ＭＩＭＯ通信に使用するプリコーディング行列（precoding matrix）を決定し得る。受信機はまた、ＭＩＭＯ通信において送信された各シンボルストリームについての変調・符号化方式（ＭＣＳ：modulation and coding scheme ）またはチャネル品質情報（ＣＱＩ：channel quality indicator）を決定し得る。受信機は、フィードバック情報を送信機に送信し得る。このフィードバック情報は、プリコーディング行列、及び各シンボルストリームについてのＭＣＳまたはＣＱＩを含み得る。フィードバック情報は、送信機にとって有益であるが、しかしオーバーヘッドになる。ＭＩＭＯ通信のために送信されるフィードバック情報の量を削減することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
無線通信システムにおいてより少ないオーバーヘッドでＭＩＭＯ通信を送信するための技術が、本明細書で述べられる。一側面では、フィードバックのオーバーヘッドは、受信機及び送信機の両方に、ＭＩＭＯ通信のために使用するプリコーディング行列を決定させることにより、削減され得る。これは、システムにおける時分割多重通信によるチャネルの相互関係を有効に利用することによって得られ得る。
【０００６】
あるデザインでは、送信機は、第１の参照信号またはパイロットを受信機に送信し得る。受信機は、第１の参照信号に基づきそして選択基準に従って、プリコーディング行列を選択し得る。一デザインでは、受信機は、第１の参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることが出来、そしてＭＩＭＯチャネル行列に基づいて（例えばＭＩＭＯチャネル行列の特異値解析により）、ビームフォーミング行列を得ることが出来る。受信機はそして、ビームフォーミング行列に基づき、そして選択基準、例えばビームフォーミング行列とプリコーディング行列との間の距離が最も近いこと、に従って、プリコーディング行列のコードブックからプリコーディング行列を選択し得る。受信機は、受信機におけるノイズ及び干渉を推定し得る。受信機は、プリコーディング行列、推定されたノイズ及び干渉、及びその他の情報に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのＣＱＩまたはＭＣＳ情報を送信するためのシンボルストリームの数（Ｓ個）を決定し得る。受信機は、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と、第２参照信号またはパイロットを、送信機に送信し得る。
【０００７】
送信機は、第２参照信号に基づき、そして受信機で使用されたのと同じ選択基準に従って、プリコーディング行列を選択し得る。送信機はそして、受信機から得られたＣＱＩまたはＭＣＳ情報と、送信機で選択されたプリコーディング行列とに基づいて、ＭＩＭＯ通信を受信機に送信し得る。送信機は、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報に従ってＳ個のシンボルストリームを符号化及び変調し、プリコーディング行列に基づいてこれらのシンボルストリームのプリコーディングを実行し得る。
【０００８】
本明細書で述べられた技術は、ダウンリンク及びアップリンク上のＭＩＭＯ通信について使用され得る。本開示の種々の側面と特長は、以下で更に詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、無線通信システムを示す。
【図２】図２は、フレーム構造例を示す。
【図３】図３は、ＭＩＭＯ通信のための送信機及び受信機を示す。
【図４】図４は、ＭＩＭＯ通信を送信するためのプロセスを示す。
【図５】図５は、ＭＩＭＯ通信を送信するための装置を示す。
【図６】図６は、ＭＩＭＯ通信を受信するためのプロセスを示す。
【図７】図７は、ＭＩＭＯ通信を受信するための装置を示す。
【図８】図８は、ノードＢ及びＵＥのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で述べられる技術は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システム、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システム、及びその他のシステム等の、種々の無線通信システムにおいて使用され得る。用語「システム」及び「ネットワーク」は、しばしば同義的に使用され得る。ＣＤＭＡシステムは、ユニバーサル地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）やｃｄｍａ２０００（登録商標）等のような無線技術を実装し得る。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ(登録商標)）及びＣＤＭＡのその他の改良型を含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５、及びＩＳ−８５６規格をカバーする。ＴＤＭＡシステムは、Global System for Mobile Communications（ＧＳＭ（登録商標））のような無線技術を実装し得る。ＯＦＤＭＡシステムは、Evolved ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、Ultra Mobile Broadband（ＵＭＢ）、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、Flash-OFDM（登録商標）などのような無線技術を実装し得る。ＵＴＲＡ及びＥ−ＵＴＲＡは、汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰ ＬＴＥ（Long Term Evolution）は、ダウンリンク上でＯＦＤＭＡを、アップリンク上でＳＣ−ＦＤＭＡを採用するＥ−ＵＴＲＡを使用する、リリースが近づきつつあるＵＭＴＳである。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、及びＧＳＭは、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）と名付けられた機関からのドキュメントで説明されている。ｃｄｍａ２０００及びＵＭＢは、第３世代パートナーシッププロジェクト２（３ＧＰＰ２）と名付けられた機関からのドキュメントで説明されている。明確さのために、本技術のある側面は、ＬＴＥにおけるデータ通信について以下では述べられ、ＬＴＥ用語は、以下の記述の多くで用いられる。
【００１１】
図１は、ＬＴＥシステムであり得る無線通信システム１００を示す。システム１００は、多くのノードＢ１１０と、他のネットワークエンティティ（network entity）を含み得る。ノードＢは、ＵＥと通信する固定式のステーションであり、evolvedノードＢ（ｅＮＢ）、基地局、アクセスポイント等としても呼ばれ得る。各ノードＢ１１０は、特定の地理的エリアについての通信可能範囲を提供する。ノードＢの全体の通信可能範囲の領域は、複数（例えば３個）の小さい領域に分割され得る。それぞれの小さい領域は、各ノードＢのサブシステムにより供給され得る。３ＧＰＰでは、用語「セル」は、この通信可能範囲の領域を供給するノードＢのサブシステム、及び／またはノードＢの最小通信可能範囲の領域を指し得る。
【００１２】
ＵＥ１２０は、システムの至るところに分散され得る。そして各ＵＥは、固定された状態でも良いし、移動式であっても良い。ＵＥはまた、モバイルステーション、端末、アクセス端末、加入者ユニット、ステーション等とも呼ばれ得る。ＵＥは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線モデム、無線通信デバイス、携帯型デバイス、ノート型パソコン、コードレス電話等であって良い。ＵＥは、ダウンリンク及びアップリンクを介してノードＢと通信し得る。ダウンリンク（またはフォワードリンク）は、ノードＢからＵＥへの通信リンクを指し、アップリンク（またはリバースリンク）は、ＵＥからノードＢへの通信リンクを指す。
【００１３】
システムは、時分割多重通信（ＴＤＤ）を使用し得る。ＴＤＤでは、ダウンリンク及びアップリンクが同じ周波数チャネルを共用し、ダウンリンクチャネル応答（downlink channel response）は、アップリンクチャネル応答（uplink channel response）に相互に関連づけられ得る。
【００１４】
図２は、ＬＴＥにおいてＴＤＤに使用され得るフレーム構造例２００を示す。通信の時間軸は、無線フレームの単位に分割され得る。各無線フレームは、所定の継続期間（duration、例えば１０ミリ秒（ｍｓ））を有し、０〜９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得る。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。全てのダウンリンク−アップリンク構成において、サブフレーム０、５はダウンリンク（ＤＬ）に使用され、サブフレーム２はアップリンク（ＵＬ）に使用され得る。サブフレーム３、４、７、８、９はそれぞれ、ダウンリンク−アップリンク構成に応じて、ダウンリンクまたはアップリンクに使用され得る。サブフレーム１は、データ通信と同様にダウンリンク制御チャネルに使用されるダウンリンクパイロットタイムスロット（ＤｗＰＴＳ：Downlink Pilot Time Slot）、通信の無いガード期間（ＧＰ：Guard Period）、及びランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：random access channel）またはサウンディング参照信号（ＳＲＳ：sounding reference signals）に使用されるアップリンクパイロットタイムスロット（ＵｐＰＴＳ：Uplink Pilot Time Slot）から成る３つの特別なフィールドを含み得る。サブフレーム６は、ＤｗＰＴＳのみを含んでも良いし、または３つ全ての特別なフィールドを含んでも良いし、またはダウンリンク−アップリンク構成に応じたダウンリンクサブフレームを含んでも良い。サブフレームの構成が変われば、ＤｗＰＴＳ、ＧＰ及びＵｐＰＴＳの期間も異なり得る。
【００１５】
特別なフィールドに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得る。各スロットはＬ個のシンボルピリオドを含むことが出来、例えば拡張されたサイクリックプリフィックス（cyclic prefix）ではＬ＝６個のシンボルピリオドを含み、通常のサイクリックプリフィックスではＬ＝７個のシンボルピリオドを含み得る。フレーム構造２００は、“Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation”と表題されて３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１に述べられており、これは公衆に入手可能とされている。
【００１６】
ＬＴＥは、ダウンリンクで直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用し、アップリンクでシングルキャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭ）を使用する。ＯＦＤＭ及びＳＣ−ＦＤＭは、システムの帯域幅を、複数（Ｋ個）の直交サブキャリアに分割し、これらはまた一般にトーン（tone）、ビン（bin）等と呼ばれている。各サブキャリアは、データと共に変調され得る。一般的に、変調シンボルは、ＯＦＤＭで周波数領域に、そしてＳＣ−ＦＤＭで時間領域に送信される。隣接するサブキャリア間の間隔は固定されることが出来、サブキャリアの総数（Ｋ個）は、システムの帯域幅に依存し得る。例えば、１．２５、２．５、５、１０、または２０ＭＨｚのシステム帯域幅では、Ｋはそれぞれ１２８、２５６、５１２、１０２４、または２０４８となり得る。
【００１７】
全体でＫ個のサブキャリアは、リソースブロック（resource block）に分類され得る。各リソースブロックは、１つのスロットにＮ個のサブキャリアを含み得る（例えばＮ＝１２個のサブキャリア）。利用可能なリソースブロックは、データ及び制御情報の通信のためにＵＥに割り当てられ得る。全体でＫ個のサブキャリアはまた、サブバンド（subbands）に分割され得る。各サブバンドは、１．０８ＭＨｚをカバーする６個のリソースブロックに７２個のサブキャリアを含み得る。
【００１８】
ノードＢは、ダウンリンク参照信号を周期的に送信し得る。これは、このノードＢのセル内の全てのＵＥについてのセル特有の参照信号であり、または特定のＵＥについてのＵＥ特有の参照信号であり得る。ＵＥは、サウンディング参照信号をノードＢに周期的に送信するように構成され得る。参照信号は、送信機及び受信機の両方に演繹的（a priori）に知られた信号である。参照信号はまた、パイロット（pilot）、プリアンブル（preamble）、サウンディング（sounding）、トレーニング（training）などとも呼ばれ得る。ノードＢは、システム帯域幅の全部または一部にわたってダウンリンク参照信号を送信し得る。ＵＥは、ノードＢについてのダウンリンクチャネル品質及びダウンリンクチャネル応答を推定するチャネル推定のために、ダウンリンク参照信号を使用し得る。ＵＥは、サブフレームのサブバンド上にサウンディング参照信号を送信し得る。ＵＥは、全てのサブバンドをめぐり（cycle）、そして異なるサブバンド上には異なるサブフレームでサウンディング参照信号を送信し得る。ノードＢは、ＵＥについてのアップリンクチャネル品質及びアップリンクチャネル応答を推定するチャネル推定のために、サウンディング参照信号を使用し得る。ダウンリンク参照信号及びサウンディング参照信号は、前述の３ＧＰＰＴＳ ３６．２１１で述べられているようにして生成され、そして送信され得る。他の参照信号及びパイロットもまた、チャネル推定をサポートするためにダウンリンク及びアップリンク上に送信され得る。
【００１９】
送信機は、ＭＩＭＯ通信を受信機に送信し得る。受信機はＭＩＭＯチャネル応答を推定し、ＭＩＭＯ通信に使用するプリコーディング行列（precoding matrix）を決定し得る。受信機はまた、ランクの選択を実行し、そしてＭＩＭＯ通信のために送信するシンボルストリームのランクまたは数（Ｓ個）を決定し得る。なお１≦Ｓ≦min｛Ｔ、Ｒ｝であり、Ｔは送信機におけるアンテナの数であり、Ｒは受信機におけるアンテナの数である。受信機はまた、レート（rate）選択を実行し、そして各シンボルストリームについてのＭＣＳまたはＣＱＩを決定し得る。ＣＱＩ及びＭＣＳは、同等の情報を供給し、所望の信頼性、例えば目標パケットエラーレート（ＰＥＲ）を得るためのシンボルストリームについての変調方式だけでなく、符号化方式または符号化レートを選択するために使用され得る。受信機は、各シンボルストリームについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値とプリコーディング行列とを備えるフィードバック情報を送信し得る。ランクは、受信機により送信されたＣＱＩ／ＭＣＳ値の数により、またはプリコーディング行列の次元によって、間接的に与えられ得る。送信機は、各シンボルストリームを、そのシンボルストリームについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値に従って処理（例えば符号化及び変調）し得る。送信機は更に、プリコーディング行列に基づいてＳ個のシンボルストリームの全てにつきプリコーディングを実行し、そしてプリコードされたＳ個のシンボルストリームを備えるＭＩＭＯ通信を、受信機に送信し得る。各シンボルストリームについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値とプリコーディング行列の両方を送信するためのフィードバックオーバーヘッドは大きいだろう。
【００２０】
一側面では、ＴＤＤシステムにおけるＭＩＭＯ通信のためのフィードバックオーバーヘッドは、送信機及び受信機の両方にＭＩＭＯ通信に使用するプリコーディング行列を決定させることにより、低減され得る。これは、以下で説明するように、ＴＤＤシステムにおけるＭＩＭＯチャネルの相互関係を有効に利用することにより得られ得る。受信機は、受信機によって推定された干渉及びノイズ、及び選択されたプリコーディング行列に基づいて、各シンボルストリームについてのＣＱＩ／ＭＣＳを決定し得る。受信機は、各シンボルストリームについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値のみを備えるフィードバック情報を送信し得る。フィードバックオーバーヘッドは、プリコーディング行列を送信しないことによって低減され得る。
【００２１】
図３は、低減されたフィードバックオーバーヘッドを有する、送信機３１０から受信機３２０へのＭＩＭＯ通信についての処理のデザインを示す。ダウンリンクでのＭＩＭＯ通信では、送信機３１０はノードＢであり、受信機３２０はＵＥであり得る。アップリンクでのＭＩＭＯ通信では、送信機３１０はＵＥであり、受信機３２０はノードＢであり得る。ＭＩＭＯ通信は複数のサブキャリア上に送信され、送信機３１０及び受信機３２０における処理は、各サブキャリアについて繰り返され得る。単純化のため、以下の記載の大部分は１つのサブキャリアについてのものである。
【００２２】
送信機３１０は、第１参照信号を、送信機におけるＴ個のアンテナ全てを介して送信し得る（ステップ１）。第１参照信号は、送信機３１０がノードＢである場合にはダウンリンク参照信号であり、または送信機３１０がＵＥである場合にはサウンディング参照信号であり得る。受信機３２０は、受信機におけるＲ個のアンテナ全てを介して第１参照信号を受信し得る。受信機３２０は、第１参照信号に基づいて、送信機３１０から受信機３２０へのＭＩＭＯチャネルの応答（response）を推定し得る（ステップ２）。受信機３２０は、Ｒ×ＴのＭＩＭＯチャネル行列Ｈを得ることが出来、これは以下で表され得る。  
【数１】
2014014101.tif 000003
【００２３】
但し、ｉ＝１、…、Ｒ及びｊ＝１、…、Ｒについてのエントリｈｉ，ｊは、送信機３１０のアンテナｊと受信機３２０のアンテナｉとの間の複合利得（complex gain）である。
【００２４】
送信機３１０は、ひとつまたはそれ以上のリソースブロックにおける複数のサブキャリア上にデータを送信し得る。受信機３２０は、興味ある各サブキャリア、例えばデータ送信に使用可能な各サブキャリアについて、ＭＩＭＯチャネル行列を得ることが出来る。受信機３２０はまた、第１参照信号及び／またはその他の受信シンボルに基づいて、受信機の（例えばデータ送信に使用可能な各リソースブロックについての）ノイズ及び干渉を推定し得る（ステップ３）。
【００２５】
受信機３２０は、ＭＩＭＯチャネル行列Ｈに基づき、そして選択基準に従って、プリコーディング行列Ｗを選択し得る（ステップ４）。一デザインでは、受信機３２０は、以下に示すように、特異値分解によりＭＩＭＯチャネル行列を対角行列にすることが出来る。  
【数２】
2014014101.tif 000004
【００２６】
ここで、ＵはＨの左側の固有ベクトル（left eigenvectors）のＲ×Ｒのユニタリ行列（unitary matrix）、  
ＶはＨの右側の固有ベクトル（right eigenvectors）のＴ×Ｔのユニタリ行列、  
Σは、Ｈの特異値の（Ｒ×Ｔ）の対角行列、  
“Ｈ”はエルミートまたは共役転置（conjugate transpose）、である。
【００２７】
ユニタリ行列は、互いに直交しているカラムを有し、各カラムはユニットパワー（unit power）を有する。対角行列は、対角線に沿ってゼロでない値を有し、その他はゼロである。行列Ｖはまた、ビームフォーミング行列とも呼ばれ得る。受信機３２０はまた、Ｈの共分散行列の固有値分解（eigenvalue decomposition）を実行することにより、ビームフォーミング行列Ｖを得ることが出来る。固有値分解は、ＨＨＨ＝Ｖ∧ＶＨで表現されることが出来、ここで∧＝ΣＨΣであり、∧はＨの固有値の対角行列である。
【００２８】
送信機３１０は、Ｈの固有モード（eigenmode）でデータを送信するために、ビームフォーミング行列Ｖでプリコーディングを実行し得る。固有モードは、直交空間チャネルとして見ることが出来る。Σにおける特異値は、Ｈの固有モードのチャネルゲインを示す。固有モードの数（Ｍ）は、Ｍ≦min｛Ｔ，Ｒ｝で与えられ得る。送信機３１０は、ビームフォーミング行列Ｖの最大でＭ個の列を用いて、最大でＭ個の固有モードで、最大でＭ個のシンボルストリームを送信し得る。Ｈの固有モードでデータを送信することにより、優れた性能が得られるだろう。
【００２９】
プリコーディング行列のセットがサポートされ、これはコードブック（codebook）と呼ばれ得る。一デザインでは、ビームフォーミング行列Ｖに最も近いコードブックにおけるプリコーディング行列が選択され得る。距離メトリック（distance metric）は、コードブックにおいて各プリコーディング行列につき以下のようにして計算され得る。  
【数３】
2014014101.tif 000005
【００３０】
ここで、Ｖｉ，ｊは、ビームフォーミング行列Ｖの（ｉ，ｊ）番目の要素であり、例えば行列Ｖのｉ番目の行及びｊ番目の列の要素、  
Ｗｌ、ｉ，ｊは、コードブックにおけるｌ番目のプリコーディング行列の（ｉ，ｊ）番目の要素、  
Ｄｌはｌ番目のプリコーディング行列についての距離メトリック、である。
【００３１】
式（３）のデザインは、受信機３２０が１つのＭＩＭＯチャネル行列を得たことを仮定している。もし受信機３２０が、複数のサブキャリアについての複数のＭＩＭＯチャネル行列を得たなら、距離メトリックは以下のように与えられるだろう。  
【数４】
2014014101.tif 000006
【００３２】
なお、Ｖｉ，ｊ（ｋ）は、サブキャリアｋについてのビームフォーミング行列の（ｉ，ｊ）番目の要素である。
【００３３】
式（３）の距離メトリックは、コードブックにおけるプリコーディング行列とビームフォーミング行列Ｖとの距離（相違、distance）を示し得る。距離メトリックは、コードブックにおける各プリコーディング行列について計算され得る。コードブック内の全てのプリコーディング行列の間で、最も小さい距離メトリックを有するプリコーディング行列が選択され得る。選択されたプリコーディング行列Ｗは、ビームフォーミング行列Ｖに最も近い近似値だろう。
【００３４】
上記のデザインにおいて、受信機３２０は、コードブックにおける全てのプリコーディング行列の間で最もビームフォーミング行列に近い選択されたプリコーディング行列の選択基準に従って選択し得る。別のデザインにおいては、受信機３２０は、同一出願人により２００５年１２月２２日に出願され、“PSEUDO EIGEN-BEAMFORMING WITH DYNAMIC BEAM SELECTION”と表題された米国出願番号１１／３１７，４１３に記載された疑似固有ビームフォーミング（pseudo eigen-beamforming）技術に従ったＭＩＭＯチャネルに基づいて、プリコーディング行列を選択しても良い。受信機３２０はまた、ある別の選択基準に基づいてプリコーディング行列を選択しても良い。
【００３５】
受信機３２０は、上記のようにもっぱらＭＩＭＯチャネル行列Ｈに基づいてプリコーディング行列を選択出来る。受信機３２０はまた、ノイズ共分散行列のような他の情報に基づいてプリコーディング行列を選択しても良い。
【００３６】
受信機３２０は、選択されたプリコーディング行列Ｗ、ＭＩＭＯチャネル行列Ｈ、推定されたノイズ及び干渉、及び利用可能な送信電力に基づいて、各シンボルストリームについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値と、送信するシンボルストリームの数を決定し得る（ステップ５）。各シンボルストリームは、１つのレイヤに送信され得る。各レイヤは、選択されたプリコーディング行列Ｗがビームフォーミング行列Ｖと共通（resemble）であれば、Ｈの固有モードに相当し得る。受信機３２０は、選択されたプリコーディング行列Ｗを用いて送信機３１０がデータを送信するだろうと仮定し得る。受信機３２０での受信シンボルは、よって次のように表され得る。  
【数５】
2014014101.tif 000007
【００３７】
ここで、ｄはデータシンボルのＴ×１ベクトル、  
Ｇはデータシンボルの利得のＴ×Ｔ対角行列、  
Ｈeff＝ＨＷＧは、データシンボルにより得られるＲ×Ｔの実行的なＭＩＭＯチャネル、  
ｒは受信シンボルのＲ×１ベクトル、  
ｎはノイズ及び干渉のＲ×１ベクトル、である。
【００３８】
ノイズ及び干渉は、Ｒnn＝Ｅ｛ｎｎＨ｝の共分散行列を有し、ここでＥ｛｝は期待値を示す。ノイズ及び干渉は、ゼロの平均ベクトルと、Ｒnn＝σn2Ｉの共分散行列を有する加法ホワイトガウシアンノイズ（additive white Gaussian noise (AWGN)）であることが仮定され、ここでσn2はノイズ及び干渉の分散である。受信機３２０は、第１参照信号及び／またはその他の受信シンボルに基づいて、ノイズ及び干渉を推定し得る。受信機３２０は、ノイズ及び干渉の測定結果を、適切な期間で平均化することで、ノイズの分散またはノイズの共分散行列を得ることが出来る。
【００３９】
受信機３２０は、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）、ゼロフォーシング（zero-forcing）、連続干渉解除（successive interference cancellation）を用いたＭＭＳＥ、またはその他のＭＩＭＯ検出技術に基づいて、ＭＩＭＯ検出を行う。ＭＭＳＥでは、受信機３２０は、以下のようにＴ×Ｒ検出行列Ｍを導くことが出来る。  
【数６】
2014014101.tif 000008
【００４０】
ここで、Ｚ、Ｑは以下の通りである。  
【数７】
2014014101.tif 000009
【００４１】
Ｑは、規格化されたシンボル推定を得るための調整（scaling）された値の対角行列である。
【００４２】
受信機３２０は、以下のようにしてＭＩＭＯ検出を実行し得る。  
【数８】
2014014101.tif 000010
【００４３】
ここでｄ＾は、シンボル推定のＴ×１ベクトルであり、送信機３１０によって送信されたデータベクトルｄの推定である。もし、データが複数のサブキャリアで送信された場合、受信機３２０は、各サブキャリアｋについての検出行列Ｍ（ｋ）を、そのサブキャリアについてのＭＩＭＯチャネル行列Ｈ（ｋ）及び選択されたプリコーディング行列に基づいて、導き得る。そして受信機３２０は、そのサブキャリアについての検出行列Ｍ（ｋ）に基づいて、各サブキャリアｋについてのＭＩＭＯ検出を実行し得る。
【００４４】
受信機３２０は、各レイヤについて、信号対ノイズ干渉比（ＳＩＮＲ）を、以下のようにして判断し得る。  
【数９】
2014014101.tif 000011
【００４５】
ここでｚsは、行列Ｚのｓ番目の対角要素であり、ＳＩＮＲｓはレイヤｓのＳＩＮＲである。
【００４６】
各レイヤのＳＩＮＲは、受信機３２０によって使用されたＭＩＭＯ検出技術に依存し得る。ＭＩＭＯ検出技術が異なれば、ＳＩＮＲの算出のための関連付けられる式も異なる。もしデータが複数のサブキャリアで送信された場合、受信機３２０は、各サブキャリアｋについての各レイヤｓのＳＩＮＲを、そのサブキャリアについての行列Ｚ（ｋ）に基づいて決定し得る。
【００４７】
受信機３２０は、ランクの選択を実行して、データ送信に使用する１つまたはそれ以上のレイヤを選択し得る。受信機３２０は、データ送信に使用され得るレイヤの可能な各組み合わせを評価し得る。あるレイヤの組み合わせまたは仮定において、受信機３２０は、その組み合わせにおけるＳ個のレイヤに、Ｐavailの利用可能な送信電力を、均一電力割り当てに基づいて、各レイヤにＰs＝Ｐavail／Ｓが割り当てられるように、割り当て得る。電力の割り当てはまた、water-fillingまたはその他の技術に基づいても良い。利用可能な電力は、ダウンリンクについての送信電力とアップリンクについての送信電力との間の差に依存し得る。この電力の差は、送信機３１０及び受信機３２０の両方によって知られ、または確認され得る。利用可能な送信電力は、データについての送信電力（利得行列Ｇに反映され得る）と、第１参照信号についての送信電力（ＭＩＭＯチャネル行列Ｈに反映され得る）との間の差によって与えられ得る。あるケースでは、受信機３２０は、Ｓ個のレイヤに割り当てられた送信電力に基づいて、利得行列Ｇを決定し得る。利得行列Ｇは、各選択されたレイヤについてゼロでない利得と、各非選択レイヤについてのゼロの利得とを含み得る。受信機３２０は、そして、ＭＩＭＯチャネル行列Ｈ、プリコーディング行列Ｗ、及び利得行列Ｇに基づいて、実効的なＭＩＭＯチャネル行列Ｈeffを決定し得る。受信機３２０は、上記のように、実効的なＭＩＭＯチャネル行列Ｈeffと、ノイズ共分散行列Ｒnnに基づいて、Ｓ個レイヤのＳＩＮＲを決定し得る。受信機３２０は、現在の仮定についてのＳ個のレイヤのＳＩＮＲに基づいて、全体のスループットのような距離メトリックを計算し得る。
【００４８】
受信機３２０は、レイヤの各可能な組み合わせについて、上記述べた計算を繰り返し、各組み合わせについての全体のスループットを得る。受信機３２０は、最も高い全体のスループットを有するレイヤの組み合わせを選択し得る。受信機３２０は、所定の写像（mapping）に基づいて、選択された組み合わせの各レイヤのＳＩＮＲを、ＣＱＩ値に変換し得る。あるいは、受信機３２０は、各レイヤのＭＣＳ値を、所定の写像を用いて、このレイヤのＳＩＮＲに基づいて選択し得る。受信機３２０は、選択された組み合わせにおけるＳ個のレイヤについてのＳ個のＣＱＩ値、またはＳ個のＭＣＳ値を得ることが出来る。これらのＳ個のＣＱＩ／ＭＣＳ値は、受信機３２０での推定されたノイズ及び干渉と、選択されたプリコーディング行列Ｗとの両方を反映し得る。受信機３２０は、Ｓ個のレイヤについてのＳ個のＣＱＩ／ＭＣＳ値を備えたＣＱＩ／ＭＣＳ情報を、送信機３１０に送信し得る（ステップ６）。
【００４９】
受信機３２０はまた、受信機のＲ個のアンテナの全てを介して、第２参照信号を送信し得る（ステップ７）。第２参照信号は、受信機３２０がＵＥである場合にはサウンディング参照信号であり、受信機３２０がノードＢである場合にはダウンリンク参照信号であり得る。
【００５０】
送信機３１０は、送信機のＴ個のアンテナの全てを介して、第２参照信号を受信し得る。送信機３１０は、第２参照信号に基づいて、受信機３２０から送信機３１０へのＭＩＭＯチャネルの応答を推定し得る（ステップ８）。ＴＤＤシステムでは、受信機３２０から送信機３１０へのＭＩＭＯチャネルは、送信機３１０から受信機３２０へのＭＩＭＯチャネルの逆数（reciprocal）とみなし得る。送信機３１０により得られたＭＩＭＯチャネル行列は、ＨＴとして与えられることが出来、ここで“Ｔ”は転置（transpose）を示す。
【００５１】
送信機３１０から受信機３２０への全体のＭＩＭＯチャネルは、送信機３１０のＴ個のアンテナについての送信チェーン、ＭＩＭＯチャネル、及び受信機３２０のＲ個のアンテナについての受信チェーンからなり得る。受信機３２０から送信機３１０への全体のＭＩＭＯチャネルは、受信機３２０のＲ個のアンテナについての送信チェーン、ＭＩＭＯチャネル、及び送信機３１０のＴ個のアンテナについての受信チェーンからなり得る。送信機３１０での送信及び受信チェーンの応答は、受信機３２の送信及び受信チェーンの応答とは一致しないだろう。送信機３１０及び受信機３２０の送信及び受信チェーンの応答間の相違を補償するために適用（例えば受信機３１０に）され得る較正行列（calibration matrix）を決定するために、較正が実行され得る。較正は、２００３年１０月２３日に同一出願人により出願され、“CHANNEL CALIBRATION FOR A TIME DIVISION DUPLEXED COMMUNICATION SYSTEM”と表題された米国出願番号１０／６９３，１６９の記載のように実行され得る。較正行列が適用されることで、送信機３１０から受信機３２０への全体のＭＩＭＯチャネルが、受信機３２０から送信機３１０への全体のＭＩＭＯチャネルの逆数であると仮定され得る。単純化のため、以下の記述は、送信及び受信チェーンがフラット（flat）な応答を有し、そして較正行列が単位行列（identity matrix）であると仮定する。送信機３１０は、送信機３１０によって得られたＭＩＭＯチャネル行列の転置ＨＴを、受信機３２０によって得られたＭＩＭＯチャネル行列Ｈの推定として使用し得る。
【００５２】
送信機３１０は、送信機３１０で得られたＭＩＭＯチャネル行列Ｈに基づき、そして受信機３２０で使用されたのと同じ選択基準に従って、プリコーディング行列Ｗを選択し得る（ステップ９）。上記のデザインでは、送信機３１０は、式（２）に示されるようにＭＩＭＯチャネル行列Ｈの特異値分解を実行して、ビームフォーミング行列Ｖを得ることが出来る。送信機３１０はその後、上記で述べたように、コードブック内の全ての選択されたプリコーディング行列Ｗのうちで、ビームフォーミング行列に最も近い、選択されたプリコーディング行列Ｗの選択基準に基づいて、プリコーディング行列Ｗを選択し得る。送信機３１０と受信機３２０は、（ｉ）チャネル相互関係によって、受信機３２０で得られたＭＩＭＯチャネル行列と、送信機３１０によって得られたＭＩＭＯ行列とが共通である（resembling）こと、及び（ｉｉ）同じ選択基準が送信機３１０及び受信機３２０の両方によって使用されること、によって、同じプリコーディング行列Ｗを選択することが出来るかもしれない。
【００５３】
ダウンリンク及びアップリンク上のＭＩＭＯ通信についての受信シンボルは、次のように表され得る。  
【数１０】
2014014101.tif 000012
【００５４】
ここで、ＨＤＬ及びＨＵＬはそれぞれ、ダウンリンク及びアップリンクについてのＭＩＭＯチャネル行列、  
ｘＤＬ及びｘＵＬはダウンリンク及びアップリンクについて送信されたシンボルのベクトル、  
ｒＤＬ及びｒＵＬはダウンリンク及びアップリンクについて受信されたシンボルのベクトル、  
ｎＤＬ及びｎＵＬはダウンリンク及びアップリンクについてのノイズ及び干渉のベクトル、である。
【００５５】
ＴＤＤシステムでは、送信機３１０で得られたＭＩＭＯチャネル行列は、受信機３２０で得られたＭＩＭＯチャネル行列の逆数であり得る。この相互関係は、式（８）の組においてＨＴＤＬ＝ＨＵＬなる結果となる。しかしながら、受信機３２０で得られたノイズ及び干渉は、送信機３１０で得られたノイズ及び干渉と一致しないかもしれない。このことは、式（８）の組において、ｎＵＬと異なるｎＤＬなる結果となる。一デザインでは、ノイズ及び干渉の違いは、受信機３２０で得られたノイズ及び干渉に基づいて各レイヤについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値を受信機３２０に決定させることで、補償し得る。更に受信機３２０は、送信機３１０には知られていないかもしれない、受信機３２０で使用されたＭＩＭＯ検出方法に基づいて、各レイヤについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値を決定し得る。本デザインでは、送信機３１０は、各レイヤについて受信機３２０によって与えられたＣＱＩ／ＭＣＳ値を用い得る。別のデザインでは、受信機３２０は、受信機３２０で得られたノイズ及び干渉を示す情報を、送信機３１０に送信し得る。この情報は、ノイズの分散σｎ２、ノイズの共分散行列Ｒnn、またはその他のいくらかの情報を備える。送信機３１０はそして、受信機３２０から受信した情報に基づいて、各レイヤについてＣＱＩ／ＭＣＳ値を決定し得る。また別のデザインでは、受信機３２０は、受信機３２０で得られたノイズと干渉と、送信機３１０で得られたノイズと干渉と、の間の差を示す情報を、送信機３１０に送信し得る。この情報は、送信機３１０で得られた対応するＣＱＩ、ＭＣＳ、ノイズ分散などと比較するために送信機３１０で使用されることの出来る、ＣＱＩ、ＭＣＳ、ノイズ分散、またはその他の情報を備え得る。送信機３１０はその後、送信機３１０で得られたノイズ及び干渉、並びに受信機３２０でから受信した情報に基づいて、各レイヤについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値を決定し得る。明確化のため、以下の記述は、受信機３２０が送信機３１０にＣＱＩ／ＭＣＳ値を送信するデザインを仮定する。
【００５６】
送信機３１０は、Ｓ個のレイヤ上にＳ個のシンボルストリームを送信し、各シンボルストリームを、そのシンボルストリームについてのＣＱＩ／ＭＣＳ値に基づいて処理（例えば符号化及び変調）し得る（ステップ１０）。一デザインでは、送信機３１０は、受信機３２０から得たＣＱＩ／ＭＣＳ値に直接基づいて、Ｓ個のシンボルストリームを処理し得る。別のデザインでは、送信機３１０は、例えば、ＣＱＩ／ＭＣＳ値を決定する際に受信機３２０で仮定された送信電力と、送信機３１０で実際に使用された送信電力との差を補償するため、ＣＱＩ／ＭＣＳ値を調整し得る。送信機３１０はその後、調整されたＣＱＩ／ＭＣＳ値に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームを処理し得る。
【００５７】
送信機３１０は、Ｓ個のシンボルストリームを、これらのシンボルストリームに使用される送信電力に基づいて調整（scale）し得る。送信機３１０はまた、送信機３１０で選択されたプリコーディング行列Ｗに基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行し得る（ステップ１０）。このシンボルの調整（scaling）とプリコーディングは、次のように表現され得る。  
【数１１】
2014014101.tif 000013
【００５８】
ここで、ｘは送信されたシンボルのＴ×１ベクトルである。送信機３１０はその後、Ｓ個のシンボルストリームを備えるＭＩＭＯ通信を、受信機３２０に送信し得る（ステップ１０）。
【００５９】
本明細書で述べられた技術は、アップリンクと同様にダウンリンク上のＭＩＭＯ通信についても使用し得る。ダウンリンク上のＭＩＭＯ通信の一デザインでは、ノードＢは、ノードＢにおけるＴ個のアンテナを介して、共通のパイロットまたはダウンリンク参照信号を送信し得る（ステップ１）。ＵＥは、ダウンリンク参照信号または共通のパイロットに基づいて、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル応答を推定し、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＤＬを得ることが出来る（ステップ２）。ＵＥはまた、ＵＥによって得られるノイズ及び干渉を推定し得る（ステップ３）。ＵＥは、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列Ｈに基づき、そして選択基準、例えば、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列から得られるビームフォーミング行列ＶＤＬとの距離（相違）が最も近い（小さい）こと（closest distance）、に従って、プリコーディング行列Ｗを選択し得る（ステップ４）。ＵＥは、ダウンリンク及びアップリンクについての送信電力差を考慮して、選択されたプリコーディング行列Ｗ及び推定されたノイズ及び干渉に基づき、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値を決定し得る（ステップ５）。ＵＥは、Ｓ個のＣＱＩ値をノードＢに送信し得る（ステップ６）。
【００６０】
ＵＥはまた、ＵＥのＲ個のアンテナの全てを介して、サウンディング参照信号またはパイロットを送信し得る（ステップ７）。ノードＢは、サウンディング参照信号またはパイロットに基づいて、アップリングＭＩＭＯチャネル応答を推定し、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＵＬを得ることが出来る（ステップ８）。ノードＢは、チャネルの相互関係を仮定することにより、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＵＬから、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＤＬを得ることが出来る。ノードＢはその後、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列Ｈに基づき、そしてＵＥで使用されたのと同じ選択基準に従って、プリコーディング行列Ｗを選択し得る（ステップ９）。ノードＢは、ＵＥから受信したＳ個のＣＱＩ値に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＭＣＳ値を決定し得る。ノードＢはその後、Ｓ個のＭＣＳ値に基づいてＳ個のシンボルストリームを処理し、そして選択されたプリコーディング行列Ｗに基づいてＳ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行し得る（ステップ１０）。そしてノードＢは、Ｓ個のシンボルストリームを備えるＭＩＭＯ通信を、ＵＥに送信し得る。
【００６１】
アップリンク上のＭＩＭＯ通信の一デザインでは、ＵＥは、ＵＥのＲ個のアンテナを介してサウンディング参照信号またはパイロットを送信し得る（ステップ１）。ノードＢは、サウンディング参照信号またはパイロットに基づいて、アップリンクＭＩＭＯチャネル応答を推定し、そしてアップリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＵＬを得ることが出来る（ステップ２）。ノードＢはまた、ノードＢで得られたノイズ及び干渉を推定し得る（ステップ３）。ノードＢは、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列に基づき、そして選択基準、例えば、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列から得られるビームフォーミング行列ＶＵＬとの距離が最も近いこと、に従って、プリコーディング行列Ｗを選択し得る（ステップ４）。ノードＢは、ダウンリンク及びアップリンクについての送信電力差を考慮して、選択されたプリコーディング行列Ｗ及び推定されたノイズ及び干渉に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＭＣＳ値を決定し得る（ステップ５）。ノードＢは、Ｓ個のＭＣＳをＵＥに送信し得る（ステップ６）。
【００６２】
ノードＢはまた、ノードＢのＴ個のアンテナを介して、ダウンリンク参照信号または共通パイロットを送信し得る（ステップ７）。ＵＥは、ダウンリンク参照信号または共通パイロットに基づいて、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル応答を推定し、そしてダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＤＬを得ることが出来る（ステップ８）。ＵＥは、チャネルの相互関係を仮定することにより、ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＤＬから、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＵＬを得ることが出来る。ＵＥはその後、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列に基づき、そしてノードＢで使用されたのと同じ選択基準に従って、プリコーディング行列Ｗを選択し得る（ステップ９）。ＵＥは、ノードＢから受信されたＳ個のＭＣＳ値に基づいてＳ個のシンボルストリームを処理し、そして選択されたプリコーディング行列Ｗに基づいてＳ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行し得る（ステップ１０）。ＵＥはその後、Ｓ個のシンボルストリームを備えるＭＩＭＯ通信を、ノードＢに送信し得る。
【００６３】
本明細書で述べられた技術は、ある利点を提供し得る。本技術は、チャネルの相互関係を生かして、フィードバックをＣＱＩ／ＭＣＳ値にのみ削減する。ノードＢとＵＥは共に、それらの推定されたＭＩＭＯチャネル応答に基づき、そして同じ選択基準を用いてプリコーディング行列を選択し得る。よって、プリコーディング行列のフィードバック、及びプリコーディング行列の選択におけるあいまいさを、共に回避出来る。ＣＱＩ／ＭＣＳ値は、推定された受信機のノイズ及び干渉と同様に、選択されたプリコーディング行列に基づいて決定され得る。よってＣＱＩ／ＭＣＳ値は、ノードＢとＵＥにおけるノイズ及び干渉の差を補償し得る。ダウンリンク送信電力とアップリンク送信電力との間の差は、受信機におけるＣＱＩ／ＭＣＳ値の決定の際に補償され、または送信機で調整され得る。ノードＢからのダウンリンク参照信号と、ＵＥからのサウンディング参照信号は、ダウンリンク及びアップリンク両方のＭＩＭＯ通信をサポートするために使用され得る。
【００６４】
図４は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を送信するプロセス４００のデザインを示す。プロセス４００は、ダウンリンク上のＭＩＭＯ通信ではノードＢであり、アップリンク上のＭＩＭＯ通信ではＵＥであり得る送信機によって実行され得る。送信機は、第１参照信号を受信機に送信し得る（ブロック４１２）。送信機は、受信機からＣＱＩまたはＭＣＳ情報を受信し（ブロック４１４）、そしてまた受信機から第２参照信号を受信し得る（ブロック４１６）。送信機は、第２参照信号に基づき、そして選択基準に従って、プリコーディング行列を選択し得る（ブロック４１８）。受信機はまた、第１参照信号に基づき、そして送信機で使用されたのと同じ選択基準に従い、プリコーディング行列を選択し得る。受信機は、受信機における推定されたノイズ及び干渉とプリコーディング行列とに基づいて、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定し得る。
【００６５】
ブロック４１８の一デザインでは、送信機は第２参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることが出来る。送信機は、ＭＩＭＯチャネル行列に基づいて、例えば特異値分解または固有値分解（singular or eigenvalue decomposition）を用いて、ビームフォーミング行列を得ることが出来る。送信機はその後、ビームフォーミング行列に基づき、そしてビームフォーミング行列とプリコーディング行列との間の距離が最も近いこと、であり得る選択基準に従って、プリコーディング行列のコードブックからプリコーディング行列を選択し得る。プリコーディング行列は送信機によって決定され得るから、受信機によっては送信されず、これによりフィードバックのオーバーヘッドが削減され得る。
【００６６】
送信機は、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報及びプリコーディング行列に基づいて、ＭＩＭＯ通信を送信し得る（ブロック４２０）。一デザインでは、送信機は、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報から、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値を得ることが出来る。ここでＳは１以上であり得る。送信機は、例えばＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定するために受信機で使用された送信電力と、ＭＩＭＯ通信のために送信機で使用される送信電力との差を補償するために、Ｓ個のＣＱＩまたはＭＣＳ値を調整し得る。送信機は、Ｓ個のＣＱＩまたはＭＣＳ値に従って、Ｓ個のシンボルストリームを符号化及び変調し得る。送信機はまた、プリコーディング行列のＳ個の列に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行し得る。一般的にプリコーディング行列は、プリコーディングに使用される１つまたはそれ以上の列を備え得る。プリコーディング行列は、プリコーディングのために唯１つの列が使用される際には、プリコーディングベクトルと呼ばれ得る。
【００６７】
図５は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を送信する装置５００の図案を示す。装置５００は、第１参照信号を送信機から受信機に送信するモジュール５１２、受信機からＣＱＩまたはＭＣＳ情報を受信するモジュール５１４、受信機から第２参照信号を受信するモジュール５１６、第２参照信号に基づき、そしてプリコーディング行列を選択するために受信機でも使用された選択基準に従って、プリコーディング行列を選択するモジュール５１８、及びＣＱＩまたはＭＣＳ情報及びプリコーディング行列に基づいて、受信機にＭＩＭＯ通信を送信するモジュール５２０を含む。
【００６８】
図６は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を受信するプロセス６００のデザインを示す。プロセス６００は、ダウンリンク上のＭＩＭＯ通信ではＵＥであり、アップリンク上のＭＩＭＯ通信ではノードＢであり得る受信機によって実行され得る。受信機は、送信機から第１参照信号を受信し得る（ブロック６１２）。受信機は、第１参照信号に基づき、そしてプリコーディング行列を選択するために送信機でも使用された選択基準に従い、プリコーディング行列を選択し得る（ブロック６１４）。ブロック６１４の一デザインでは、受信機は、第１参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることが出来る。受信機は、ＭＩＭＯチャネル行列に基づき、例えば特異値または固有値分解を用いて、ビームフォーミング行列を得ることが出来る。受信機はその後、ビームフォーミング行列に基づき、そしてビームフォーミング行列とプリコーディング行列との間の距離が最も近いこと、であり得る選択基準に従って、プリコーディング行列のコードブックからプリコーディング行列を選択し得る。
【００６９】
受信機は、受信機におけるノイズ及び干渉を推定し得る（ブロック６１６）。受信機は、プリコーディング行列、推定されたノイズ及び干渉、及びダウンリンク送信電力とアップリンク送信電力との差のようなその他の情報に基づいて、シンボルストリームについてのＣＱＩまたはＭＣＳ情報と、送信するシンボルストリームの数を決定し得る（ブロック６１８）。受信機は、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を送信機に送信し（ブロック６２０）、そして第２参照信号を送信機に送信し得る（ブロック６２２）。受信機は、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報及びプリコーディング行列に基づいて送信機によって送信されたＭＩＭＯ通信を受信し得る（ブロック６２４）。プリコーディング行列は、第２参照信号に基づき、そして受信機で使用されるのと同じ選択基準に従って、送信機により選択され得る。
【００７０】
受信機は、ＭＩＭＯチャネル行列及びプリコーディング行列に基づいて、検出行列を導き出す（ブロック６２６）。受信機は、検出行列に基づいて、受信したＭＩＭＯ通信についてのＭＩＭＯ検出を実行し得る（ブロック６２８）。受信機は更に、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報からのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値に従い、受信したＭＩＭＯ通信中のＳ個のシンボルストリームを復調し復号化し得る（ブロック６３０）。
【００７１】
図４及び６では、ＭＩＭＯ通信はダウンリンク上で送信され得る。この場合、送信機はノードＢの一部であり、受信機はＵＥの一部であり、第１参照信号はダウンリンク参照信号を備え、そして第２参照信号はサウンディング参照信号を備え得る。ＭＩＭＯ通信は、アップリンク上で送信されても良い。この場合、送信機はＵＥの一部であり、受信機はノードＢの一部であり、第１参照信号はサウンディング参照信号を備え、そして第２参照信号はダウンリンク参照信号を備え得る
図７は、無線通信システムにおいてＭＩＭＯ通信を受信する装置７００の図案を示す。装置７００は、受信機において送信機から第１参照信号を受信するモジュール７１２、第１参照信号に基づき、そしてプリコーディング行列を選択ために送信機でも使用された選択基準に従ってプリコーディング行列を選択するモジュール７１４、受信機におけるノイズ及び干渉を推定するモジュール７１６、推定されたノイズ及び干渉、プリコーディング行列、並びにその他の情報に基づいてＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定するモジュール７１８、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を送信機に送信するモジュール７２０、第２参照信号を送信機に送信するモジュール７２２、ＣＱＩまたはＭＣＳ情報及びプリコーディング行列に基づいて送信機によって送信されたＭＩＭＯ通信を受信するモジュール７２４、ＭＩＭＯチャネル行列及びプリコーディング行列に基づいて検出行列を導き出すモジュール７２６、検出行列に基づいて、受信したＭＩＭＯ通信につきＭＩＭＯ検出を実行するモジュール７２８、及びＣＱＩまたはＭＣＳ情報に従って、受信したＭＩＭＯ通信を復調及び復号化するモジュール７３０を含む。
【００７２】
図５及び７のモジュールは、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子的要素、論理回路、メモリ等、またはこれらのあらゆる組み合わせを備え得る。
【００７３】
図８は、図１のノードＢのひとつ及びＵＥのひとつであり得る、ノードＢ１１０及びＵＥ１２０のデザインのブロック図を示す。ノードＢ１１０には、複数（ＮＴ個）のアンテナ８３４ａ〜８３４ｔが実装されている。ＵＥ１２０には、複数（ＮＲ）のアンテナ８５２ａ〜８５２ｒが実装されている。
【００７４】
ノードＢでは、送信プロセッサ８２０はデータソース８１２からひとつまたはそれ以上のＵＥへのデータを受信し、各ＵＥへのデータを、そのＵＥについてのひとつまたはそれ以上の変調及び符号化方式に基づいて処理（例えば符号化及び変調）し、そして全てのＵＥへのデータシンボルを供給し得る。送信プロセッサ８２０はまた、制御情報またはシグナリング（signaling）のための制御シンボルを生成し得る。送信プロセッサ８２０は更に、ひとつまたはそれ以上の参照信号、例えばダウンリンク参照信号、のための参照シンボルを生成し得る。ＭＩＭＯプロセッサ８３０は、上記のように、各ＵＥについてのデータシンボルのプリコーディングを、そのＵＥについて選択されたプリコーディング行列に基づいて実行し得る。ＭＩＭＯプロセッサ８３０はまた、プリコードされたデータシンボル、制御シンボル、及び参照シンボルを多重化し、ＮＴ個の出力シンボルストリームをＮＴ個の変調器（ＭＯＤ）８３２ａ〜８３２ｔに供給し得る。各変調器８３２は、その出力シンボルストリームを処理（例えばＯＦＤＭのための）して、出力サンプルストリームを得ることが出来る。各変調器８３２は更に、この出力サンプルストリームを調整（例えばアナログへの変換、フィルタ、増幅、及びアップコンバート）し、そしてダウンリンク信号を生成し得る。変調器８３２ａ〜８３２ｔからのＮＴ個のダウンリンク信号は、それぞれアンテナ８３４ａ〜８３４ｔから送信され得る。
【００７５】
ＵＥ１２０では、ＮＲ個のアンテナ８５２ａ〜８５２ｒは、ノードＢ１１０からＮＴ個のダウンリンク信号を受信し、各アンテナ８５２ａ〜８５２ｒは、受信した信号を、関連付けられた復調器（ＤＥＭＯＤ）８５４に供給する。各復調器８５４は、その受信した信号を調整（例えばフィルタ、増幅、ダウンコンバート、及びデジタル化）してサンプルを得て、更にサンプルを処理（例えばＯＦＤＭのための）して、受信シンボルを得ることが出来る。各復調器８５４は、受信したデータシンボルをＭＩＭＯ検出器８６０に供給し、受信した参照シンボルをチャネルプロセッサ８９４に供給し得る。チャネルプロセッサ８９４は、受信した参照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、ＭＩＭＯチャネル推定をＭＩＭＯ検出器８６０に供給し得る。ＭＩＭＯ検出器８６０は、ＭＩＭＯチャネル推定に基づいて、受信したデータシンボルについてのＭＩＭＯ検出を実行し、送信されたシンボルの推定であるシンボル推定を供給し得る。受信プロセッサ８７０は、ＵＥ１２０についてのひとつまたはそれ以上の変調及び符号化方式に基づいて、シンボル推定を処理（例えば復調及び復号化）し、復号化されたデータをデータシンク８７２に供給し、そして復号化された制御情報をコントローラ／プロセッサ８９０に供給し得る。
【００７６】
ＵＥ１２０は、ダウンリンクチャネル品質を推定し、そしてＣＱＩまたはＭＣＳ情報を備え得るフィードバック情報を生成し得る。データソース８７８からのデータ、フィードバック情報、及びひとつまたはそれ以上の参照信号（例えばサウンディング参照信号）は、送信プロセッサ８８０で処理（例えば符号化及び変調）され、ＭＩＭＯプロセッサ８８２でプリコードされ、そして更に変調器８５４ａ〜８５４ｒで処理されて、アンテナ８５２ａ〜８５２ｒを介して送信され得るＮＲ個のアップリンク信号が生成され得る。ノードＢ１１０では、ＵＥ１２０からのＮＲ個のアップリンク信号はアンテナ８３４ａ〜８３４ｔで受信され、復調器８３２ａ〜８３２ｔで処理され得る。チャネルプロセッサ８４４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、そしてＭＩＭＯチャネル推定をＭＩＭＯ検出器８３６に供給し得る。ＭＩＭＯ検出器８３６は、ＭＩＭＯチャネル推定に基づいてＭＩＭＯ検出を実行し、シンボル推定を供給し得る。受信プロセッサ８３８は、シンボル推定を処理し、復号化されたデータをデータシンク８３９に供給し、そして復号化されたフィードバック情報をコントローラ／プロセッサ８４０に供給し得る。コントローラ／プロセッサ８４０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得る。
【００７７】
コントローラ／プロセッサ８４０、８９０は、それぞれノードＢ１１０及びＵＥ１２０における動作を管理し得る。メモリ８４２、８９２はそれぞれ、ノードＢ１１０及びＵＥ１２０のデータ及びプログラムコードを格納し得る。スケジューラ８４６は、ＵＥから受信したフィードバック情報に基づいて、ダウンリンク及び／またはアップリンク上のデータ通信のためのＵＥ１２０及び／またはその他のＵＥを選択し得る。
【００７８】
プロセッサ８２０、８３０、８４０、及び／または８４４は、ダウンリンクでＭＩＭＯ通信を送信するための図４のプロセス４００の全てまたは一部を実行し得る。プロセッサ８６０、８７０、８９０、及び／または８９４は、ダウンリンクでＭＩＭＯ通信を受信するための図６のプロセス６００の全てまたは一部を実行し得る。プロセッサ８８０、８８２、８９０、及び／または８９４は、アップリンクでＭＩＭＯ通信を送信するための図４のプロセス４００の全てまたは一部を実行し得る。プロセッサ８３６、８３８、８４０、及び／または８４４は、アップリンクでＭＩＭＯ通信を受信するための図６のプロセス６００の全てまたは一部を実行し得る。
【００７９】
当業者は、情報及び信号が、種々の異なるあらゆる技術及び方法を用いて示され得ることを理解するだろう。例えば上記説明を通して参照され得るチップ、シンボル、ビット、信号、情報、コマンド、命令、及びデータは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光粒子、またはこれらの組み合わせによって示され得る。
【００８０】
当業者は更に、本明細書の開示に関連して述べられた種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップが、電子的なハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両者の組み合わせとして実装され得ることを認識するだろう。ハードウェアとソフトウェアとのこの同義性を明りょうに示すために、種々の例示的な要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、概してその機能性に関して述べられてきた。そのような機能性がハードウェアとして実装されるかソフトウェアとして実装されるかは、個々のアプリケーション、及びシステム全体に課された設計の制約に依存する。当業者は、各具体的なアプリケーションにつき種々の方法で、述べられた機能性を実装し得るが、そのような実装の決定は、この開示の範囲から逸脱するものとして解釈されるべきではない。
【００８１】
本明細書の開示に関連して述べられた種々の例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、本明細書で述べられた機能を実行するように設計された汎用用途プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイシグナル（ＦＰＧＡ）、またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、またはこれらを組み合わせたものによって、実装または実行され得る。汎用用途プロセッサは、マイクロプロセッサであっても良いが、代わりにプロセッサは従来型のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであっても良い。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスを組み合わせたものとして実装されても良い。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと接続された一つ以上のマイクロプロセッサ、またはその他のそのような構成を組み合わせたものである。
【００８２】
本明細書の開示に関連して述べられた方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、またはこれら２つを組み合わせたものによって、直接的に具体化され得る。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、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または本分野で既知のあらゆる形態の記録媒体内に存在し得る。典型的な記録媒体は、プロセッサが情報を記録媒体から読み出すことが出来、また記録媒体に情報を書き込むことが出来るように、プロセッサに結合され得る。別の方法では、記録媒体はプロセッサに一体化されても良い。プロセッサと記録媒体は、ＡＳＩＣ内にあっても良い。ＡＳＩＣは、ユーザ端末（user terminal）内にあり得る。あるいは、プロセッサ及び記録媒体は、ディスクリート要素としてユーザ端末内にあっても良い。
【００８３】
１つまたはそれ以上の典型的なデザインにおいて、述べられた機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらを組み合わせたもので実装され得る。もしソフトウェアによって実装されるのであれば、機能は、コンピュータ読み取り可能な媒体上の一つ以上の命令またはコードとして保持され、または伝達され得る。コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータプログラムをある場所から別の場所への持ち運びを助ける媒体を含むコミュニケーションメディアやコンピュータ記録メディアの両方を含む。記録媒体は、汎用または特殊用途のコンピュータによってアクセスされることが可能な市販のいずれの媒体であって良い。一例であってこれに限定するものでは無いものとして、このようなコンピュータ読み取り可能な媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはその他の光ディスク媒体、磁気ディスク媒体またはその他の磁気記録媒体、または汎用または特殊用途のコンピュータまたは汎用または特殊用途のプロセッサによりアクセス可能とされ且つ命令またはデータ構造の形で所望のプログラムコード手段を持ち運びまたは保持するために使用可能な媒体を含むことが出来る。また、あらゆる接続が、適切にコンピュータ読み取り可能な媒体と呼ばれる。例えば、もし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、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外、無線、またマイクロ波のような無線技術を用いて、ウェブサイト、サーバ、またはその他の遠隔ソースから送信される場合には、これらの同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外、無線、またマイクロ波のような無線技術が、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されるディスク（disk and disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光学ディスク、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、ブルーレイディスク、を含み、ディスク（disk）は、一般的に、磁気的にデータを再生する一方で、ディスク（disc）はレーザによって光学的にデータを再生する。上記のものを組み合わせたものもまた、コンピュータ読み取り可能な媒体に含まれるべきである。
【００８４】
開示の上記説明は、当業者に本発明の製造及び使用を容易にするために与えられる。この開示の種々の変形が、当業者には容易に明白であろう。そして本明細書で定義された包括的な原理は、この開示の範囲及び精神から逸脱することなく、その他の変形に適用され得る。よって、この開示は、本明細書に示されたデザインや例に限定することを意図したものではないが、本明細書で開示された新規な特徴と原理に一致する最も広い範囲に許容される。
【００８５】
特許請求の範囲は以下の通りである。
【図１】
2014014101.tif 000014
【図２】
2014014101.tif 000015
【図３】
2014014101.tif 000016
【図４】
2014014101.tif 000017
【図５】
2014014101.tif 000018
【図６】
2014014101.tif 000019
【図７】
2014014101.tif 000020
【図８】
2014014101.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月9日(2013.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
開示の上記説明は、当業者に本発明の製造及び使用を容易にするために与えられる。この開示の種々の変形が、当業者には容易に明白であろう。そして本明細書で定義された包括的な原理は、この開示の範囲及び精神から逸脱することなく、その他の変形に適用され得る。よって、この開示は、本明細書に示されたデザインや例に限定することを意図したものではないが、本明細書で開示された新規な特徴と原理に一致する最も広い範囲に許容される。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］無線通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
第１参照信号を送信機から受信機に送信することと、
チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信することと、
第２参照信号を前記受信機から受信することと、
前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択することと、  前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信することと
を備える方法。
［２］前記プリコーディング行列は、前記第１参照信号に基づいて前記受信機により選択され、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報は、前記受信機において、推定されたノイズ及び干渉、並びに前記プリコーディング行列に基づいて、前記受信機によって決定される、［１］の方法。
［３］前記プリコーディング行列を選択することは、前記プリコーディング行列を選択するために前記受信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択すること、を備える［１］の方法。
［４］前記プリコーディング行列を選択することは、
前記第２参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることと、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得ることと、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択することと
を備える［１］の方法。
［５］前記ビームフォーミング行列を得ることは、前記ビームフォーミング行列を得るために、前記ＭＩＭＯチャネル行列の特異値分解または固有値分解を実行すること、を備える［４］の方法。
［６］前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択することは、
前記ビームフォーミング行列に基づき、前記ビームフォーミング行列と前記プリコーディング行列との間の最小の距離の選択基準に従って、前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択すること、を備える［４］の方法。
［７］前記ＭＩＭＯ通信を送信することは、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報から、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値を得ることと、
前記Ｓ個のＣＱＩ値または前記Ｓ個のＭＣＳ値に従って、前記Ｓ個のシンボルストリームを符号化及び変調することと
を備え、Ｓは１以上である、［１］の方法。
［８］前記ＭＩＭＯ通信を送信することは、プリコーディング行列に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行することを備え、Ｓは１以上である、［１］の方法。
［９］前記ＭＩＭＯ通信はダウンリンクで送信され、前記送信機はノードＢの一部であり、前記受信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記第１参照信号はダウンリンク参照信号を備え、前記第２参照信号はサウンディング参照信号（sounding reference signal）を備える、［１］の方法。
［１０］前記ＭＩＭＯ通信はアップリンクで送信され、前記送信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記受信機はノードＢの一部であり、前記第１参照信号はサウンディング参照信号を備え、前記第２参照信号はダウンリンク参照信号を備える、［１］の方法。
［１１］第１参照信号を送信機から受信機に送信し、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信し、第２参照信号を前記受信機から受信し、前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択し、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信する、ように構成された少なくともひとつのプロセッサを備える無線通信装置。
［１２］前記少なくともひとつのプロセッサは、前記プリコーディング行列を選択するために前記受信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択する、ように構成されている［１１］の装置。
［１３］前記少なくともひとつのプロセッサは、前記第２参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得、前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得、前記ビームフォーミング行列に基づいてプリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択する、ように構成されている［１１］の装置。
［１４］前記少なくともひとつのプロセッサは、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報から、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値を得、前記Ｓ個のＣＱＩ値または前記Ｓ個のＭＣＳ値に従って、前記Ｓ個のシンボルストリームを符号化及び変調し、前記プリコーディング行列に基づいて前記Ｓ個のシンボルストリームのプリコーディングを実行する、ように構成され、前記Ｓは１以上である［１１］の装置。
［１５］第１参照信号を送信機から受信機に送信する手段と、
チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信する手段と、
第２参照信号を前記受信機から受信する手段と、
前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択する手段と、  前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信する手段と
を備える無線通信装置。
［１６］前記プリコーディング行列を選択する手段は、前記プリコーディング行列を選択するために前記受信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択する手段を備える、［１５］の装置。
［１７］前記プリコーディング行列を選択する手段は、
前記第２参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得る手段と、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得る手段と、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択する手段と
を備える［１５］の装置。
［１８］前記ＭＩＭＯ通信を送信する手段は、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報から、Ｓ個のシンボルストリームについてのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値を得る手段と、
前記Ｓ個のＣＱＩ値または前記Ｓ個のＭＣＳ値に従って、前記Ｓ個のシンボルストリームを符号化及び変調する手段と、
プリコーディング行列に基づいて、Ｓ個のシンボルストリームについてのプリコーディングを実行する手段と
を備え、Ｓは１以上である、［１５］の装置。
［１９］少なくともひとつのコンピュータに、第１参照信号を送信機から受信機に送信させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、第２参照信号を前記受信機から受信させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択させるコードと、
少なくともひとつのコンピュータに、前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信させるコードと
を備えるコンピュータ読み取り可能な媒体を備えるコンピュータプログラム製品。
［２０］無線通信システムにおいてデータを受信する方法であって、
受信機において送信機から第１参照信号を受信することと、
前記第１参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択することと、  前記プリコーディング行列に基づいて、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を決定することと、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を前記送信機に送信することと、
第２参照信号を前記送信機に送信することと、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報及び前記プリコーディング行列に基づいて前記送信機により送信された複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を受信することと
を備え、前記プリコーディング行列は、前記第２参照信号に基づいて前記送信機により選択される方法。
［２１］前記プリコーディング行列を選択することは、前記プリコーディング行列を選択するために前記送信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択することを備える、［２０］の方法。
［２２］前記プリコーディング行列を選択することは、
前記第１参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることと、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得ることと、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択することと
を備える［２０］の方法。
［２３］前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択することは、
前記ビームフォーミング行列に基づき、前記ビームフォーミング行列と前記プリコーディング行列との間の最小の距離の選択基準に従って、前記コードブックから前記プリコーディング行列を選択すること、を備える［２２］の方法。
［２４］前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定することは、
前記受信機においてノイズ及び干渉を推定することと、
前記プリコーディング行列、及び前記推定されたノイズ及び干渉に基づいて、シンボルストリームについての前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報、及び送信する前記シンボルストリームの数を決定することと、を備える［２０］の方法。
［２５］前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定することは、
ダウンリンクについての送信電力とアップリンクについての送信電力との差に更に基づいて、前記シンボルストリームについて前記ＣＱＩまたはＭＣＳ、及び送信する前記シンボルストリームの数を決定すること、を更に備える［２４］の方法。
［２６］前記第１参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得ることと、
前記ＭＩＭＯチャネル行列及び前記プリコーディング行列に基づいて、検出行列を導くことと、
前記検出行列に基づいて、前記受信したＭＩＭＯ通信についてのＭＩＭＯ検出を実行することと
を更に備える［２０］の方法。
［２７］前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報からのＳ個のＣＱＩ値またはＳ個のＭＣＳ値に従って、前記受信したＭＩＭＯ通信で送信されたＳ個のシンボルストリームを復調し、復号化すること、を更に備え、Ｓは１以上である［２０］の方法。
［２８］前記ＭＩＭＯ通信はダウンリンクで受信され、前記送信機はノードＢの一部であり、前記受信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記第１参照信号はダウンリンク参照信号を備え、前記第２参照信号はサウンディング参照信号（sounding reference signal）を備える、［２０］の方法。
［２９］前記ＭＩＭＯ通信はアップリンクで受信され、前記送信機はユーザ装置（ＵＥ）の一部であり、前記受信機はノードＢの一部であり、前記第１参照信号はサウンディング参照信号を備え、前記第２参照信号はダウンリンク参照信号を備える、［２０］の方法。
［３０］受信機において送信機から第１参照信号を受信する手段と、
前記第１参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択する手段と、  前記プリコーディング行列に基づいて、チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を決定する手段と、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を前記送信機に送信する手段と、
第２参照信号を前記送信機に送信する手段と、
前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報及び前記プリコーディング行列に基づいて前記送信機により送信された複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を受信する手段と
を備え、前記プリコーディング行列は、前記第２参照信号に基づいて前記送信機により選択される無線通信装置。
［３１］前記プリコーディング行列を選択する手段は、前記プリコーディング行列を選択するために前記送信機でも使用された選択基準に従って、前記プリコーディング行列を選択する手段を備える、［３０］の装置。
［３２］前記プリコーディング行列を選択する手段は、
前記第１参照信号に基づいてＭＩＭＯチャネル行列を得る手段と、
前記ＭＩＭＯチャネル行列に基づいてビームフォーミング行列を得る手段と、
前記ビームフォーミング行列に基づいて、プリコーディング行列のコードブックから前記プリコーディング行列を選択する手段と
を備える［３０］の装置。
［３３］前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報を決定する手段は、
前記受信機においてノイズ及び干渉を推定する手段と、
前記プリコーディング行列、及び前記推定されたノイズ及び干渉に基づいて、シンボルストリームについての前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報、及び送信する前記シンボルストリームの数を決定する手段と、を備える［３０］の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいてデータを送信する方法であって、
第１参照信号を送信機から受信機に送信することと、
チャネル品質情報（ＣＱＩ）または変調及び符号化方式（ＭＣＳ）情報を受信機から受信することと、
第２参照信号を前記受信機から受信することと、
前記第２参照信号に基づいてプリコーディング（precoding）行列を選択することと、  前記ＣＱＩまたはＭＣＳ情報と前記プリコーディング行列に基づいて、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信を前記受信機に送信することと
を備える方法。
【外国語明細書】
2014014101000001.pdf