(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）  サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算し、
（２）  mH(k)に対し下記式を用いてMビットの量子化を行い、量子化幅MH(k)を取得し、
【数１６】
0005925917.tif 000052
【数１７】
0005925917.tif 000053
ここで、
Mは正の整数、
MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取り、
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対して丸め演算を行うことを示し、
g(mH(k))は一次のmH(k)を、自然数を対数で表示する空間に写像することを示し、
a,b,cはいずれも正の実数であり、
0005925917.tif 000054
ことを含むことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）を送信する方法。
【請求項２】
前記（３）の処理において、数式
0005925917.tif 000055
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
Mが１以上であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Mが3であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
aは4.11であり、bは2であり、cは0であり、或いは、aは13.67であり、ｂは10であり、ｃは0であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
Nbの値は4,5,6,8,10,12のいずれの一つであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
（１）  サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算し、
（２）  mH(k)に対してMビットの量子化を行い、量子化幅MH(k)を取得し、
0005925917.tif 000056
ことを含み、
0005925917.tif 000057
それぞれにNbビットの量子化を行うことが、下記の要素を含むことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）を送信する方法。
【数１８】
0005925917.tif 000058
0005925917.tif 000059
【請求項８】
前記（５）の処理において、
ＣＳＩフィードバックを行う必要があるサブキャリア集合における各サブキャリアの量子化幅MH(k)と
0005925917.tif 000060
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
（１）  サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算するための第一演算モジュールと、
（２）  mH(k)に対し下記式を用いてMビットの量子化を行い、量子化MH(k)を取得するための第一量子化モジュールと、
【数１９】
0005925917.tif 000061
【数２０】
0005925917.tif 000062
ここで、
Mは正の整数、
MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取り、
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対して丸め演算を行うことを示し、
g(mH(k))は一次のmH(k)を自然数を対数表示した空間に写像することを示し、
a,b,cはいずれも正の実数であり、
0005925917.tif 000063
を含むことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）の送信装置。
【請求項１０】
0005925917.tif 000064
ことを特徴とする請求項９に記載の送信装置。
【請求項１１】
Mは3であることを特徴とする、請求項９に記載の送信装置。
【請求項１２】
aは4.11であり、bは2であり、cは0であり、或いは、aは13.67であり、bは10であり、cは0である、請求項９に記載の送信装置。
【請求項１３】
Nbの値は4,5,6,8,10,12のいずれか一つであることを特徴とする、請求項９に記載の送信装置。
【請求項１４】
（１）  サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算するための第一演算モジュールと、
（２）  mH(k)に対しMビットの量子化を行い、量子化MH(k)を取得するための第一量子化モジュールと、
0005925917.tif 000065
を含み、
前記（４）の第二量子化モジュールは
【数２１】
0005925917.tif 000066
に基づいて、Heff(k)における各エレメントの実部、虚部をそれぞれにNbビットの量子化を行うことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）の送信装置。
0005925917.tif 000067
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、出願日：２０１２年２月６日、出願番号：201210025433.3、発明の名称：「チャンネルステータス情報を受信、送信する方法及び装置」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、当該先行出願の全ての内容が本願に表されている。
【０００２】
本願は、出願日：２０１２年３月２日、出願番号：201210053117.7、発明の名称：「チャンネルステータス情報を受信、送信する方法及び装置」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、当該先行出願の全部内容は本願に表されている。
【０００３】
［技術分野］
本発明は無線通信分野に属し、特にチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
ＭＩＭＯシステムにおいて、アクセスポイントとユーザサイトが空間多重化方法でマルチアンテナを利用してより高いレートを得られる。一般的な空間多重化方法に対して、一つの強化技術は、ユーザサイトがチャンネルステータス情報（ＣＳＩ）をアクセスポイントにフィードバックし、アクセスポイントが取得したＣＳＩに基づいてプリコーディングを発送する技術を利用することにより、伝送特性を向上させる。
【０００５】
ＭＩＭＯシステムにおいて、チャンネルステータス情報を得る方法は複数であり通常、ＣＳＩフィードバック技術を利用する。ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎはＣＳＩマトリックスを量化フィードバックする方案を提出し、アクセスポイントはフィードバックリクエストを送信し、ユーザサイトは量化後のＭＩＭＯチャンネルにおけるサブキャリアHeffをフィードバックし、アクセスポイントはこれによりプリコーディングマトリックスQkを計算する。ＣＳＩのマトリックスHeffは発射側空間マッピングの入力から受信側ＦＦＴ出力までに相当するチャネルを含む。ＣＳＩの量化フィードバック過程を説明するため、以下にはユーザサイトを送信側と称し、アクセスポイントを受信側と称し、量化フィードバックの具体的な実現方法は図１に示すとおりである。
【０００６】
ステップＳ１０１：
0005925917.tif 000002
【０００７】
【数１】
0005925917.tif 000003
0005925917.tif 000004
【０００８】
ステップＳ１０２：
0005925917.tif 000005
【数２】
0005925917.tif 000006
0005925917.tif 000007
【０００９】
ステップＳ１０３：
0005925917.tif 000008
【数３】
0005925917.tif 000009
【００１０】
ステップＳ１０４：
前記送信側は、Heff(k)マトリックスにおける各エレメントの実部、虚部に対してそれぞれにNbビットの量化を行う。
【数４】
0005925917.tif 000010
【数５】
0005925917.tif 000011
【００１１】
ステップＳ１０５：
0005925917.tif 000012
【００１２】
ステップＳ１０６：
0005925917.tif 000013
【００１３】
ステップＳ１０７：
前記受信側は、MH(k)により一次の値を計算する。
【数６】
0005925917.tif 000014
【００１４】
ステップＳ１０８：
0005925917.tif 000015
【数７】
0005925917.tif 000016
0005925917.tif 000017
【発明の詳細な説明】
【００１５】
［発明の概要］
本発明が解決しようとする技術課題は、チャンネルステータス情報を送受信する方法及び装置を提供し、その目的は、ＣＳＩの量化フィードバックの新しい方案を提供し、量化フィードバック性能を保証した上で、アルゴリズムの複雑度とフィードバックコストを低減することである。
【００１６】
本発明は、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）を送信する方法を提供し、当該方法は、下記の要素を含む。つまり、
0005925917.tif 000018
【００１７】
本発明は、チャンネルステータス情報ＣＳＩを受信する方法も提供し、当該方法は下記の要素を含む。つまり、
0005925917.tif 000019
【００１８】
本発明は、チャンネルステータス情報ＣＳＩの送信装置を提供し、当該送信装置は、
0005925917.tif 000020
を含む。
【００１９】
本発明は、ＣＳＩの受信装置を提供し、当該受信装置は、
0005925917.tif 000021
を含む。
【００２０】
本発明はチャンネルステータス情報を送受信する方法及び装置を提供し、ＣＳＩの量化フィードバックの新しい方案を提供し、量化フィードバック性能を保証した上で、アルゴリズムの複雑度とフィードバックコストを低減する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、８０２．１１定義されたチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法のフロー図である。
【図２】図２は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を送信する方法のフロー図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を受信する方法のフロー図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法と８０２．１１のチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法の２０ＭＨｚのチャンネルＢでのＳＮＲの比較結果である。
【図５】図５は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法と８０２．１１のチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法が２０ＭＨｚのチャンネルＣでのＳＮＲの比較結果である。
【図６】図６は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法と８０２．１１のチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法が２０ＭＨｚのチャンネルＤでのＳＮＲの比較結果である。
【図７】図７は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法と８０２．１１のチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法が２０ＭＨｚのチャンネルＥでのＳＮＲの比較結果である。
【図８】図８は、図６をもとに、Nb=12を調整した両者のＳＮＲの比較結果である。
【図９】図９は、図６をもとに、Nb=4を調整した両者のＳＮＲの比較結果である。
【図１０】図１０は、図６をもとに、Nb=6を調整した両者のＳＮＲの比較結果である。
【図１１】図１１は、図６をもとに、a=13.67,b=10を調整した両者のＳＮＲの比較結果である。
【図１２】図１２は本発明の実施例に係るチャンネルステータス情報の送信装置である。
【図１３】図１３は本発明の実施例に係るチャンネルステータス情報の受信装置である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
当業者が本発明の具体的な実施方式を実施できるように、以下の記述及び図面はそれらを十分に示している。その他の実施方式は構成、論理、電気、過程及びその他の変更を含むことができる。実施例は可能な変更のみを代表している。明確な要求を除いて、単独な部品及び機能は選択でき、且つ操作の順は変更できる。一部の実施案の部分及び特徴はその他の実施案の部分及び特徴に含まれる、又は交替される。本発明の実施案の範囲は、特許請求の範囲の全部範囲、及び特許請求の範囲の全ての取得できる同等物を含む。本文において、本発明のこれらの実施案は、単独的又は総括的に「発明」という用語により表される。これは、便利にするために過ぎない。そして、事実上、１つ以上の発明が公開されても、該応用の範囲が任意の単独な発明又は発明構想に自動的に規制するものではない。
【実施例１】
【００２３】
掘り下げた研究及び繰り返し試験を通じて、本発明の実施例は新しいＣＳＩ量化フィードバックの方法を提供し、以下に送信側と受信側をそれぞれ詳しく説明する。
【００２４】
図２に示すように、この図は本発明の実施例１のチャンネルステータス情報を送信する方法を示す。下記のステップを含む。
【００２５】
ステップＳ２０１：
サブキャリアのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値ｍH(K)を計算する。
具体的には、下記の数式を利用してよい、
【数８】
0005925917.tif 000022
0005925917.tif 000023
mは行位置のパラメータであり、
lは列位置のパラメータであり、
Nrは最大の行数であり、
Ncは最大の列数であり、1≦m≦Nr、1≦l≦Nc、Nr≧1、Nc≧1、m、l、NrとNcのいずれも正の整数である。
kはサブキャリアの位置パラメータであり、具体的には、コードであってもよい。
0005925917.tif 000024
ここで、Ncはアクセスポイント（ＡＰ）の送信側アンテナの数に相当し、ユーザサイトがアクセスポイントと能力協調する過程に得られたものである。
Nrはアクセスポイントにより配置され、且つＣＳＩフィードバックリクエストリクエストを送信するとき、それをＣＳＩフィードバックリクエストには入れてユーザサイトへ送信する。
【００２６】
ステップＳ２０２：
mH(k)に対して、Ｍｂｉｔｓの量化を行い、量化幅MH(k)を得る。
具体的には、下記の数式を適用する。
【数９】
0005925917.tif 000025
0005925917.tif 000026
MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))の最小値を取得するため、量化結果に対して幅制限を行って、量化精度を保証する。
Mは量化ビットの数を示し、Mは正の整数である。ここで、Mは２以上の正の整数でもよい。性能とコストを総合的に考え、好ましくは、本発明の実施例にM=3である。
好ましくは、g(mH(k))=max(0,a・logb(mH(k)+c))を用い、ここで、a,b,cは正の実数である。
好ましくは、a=4.11、b=2、c=0にしてもよく、これにより、ＣＳＩ量化のフィードバック性能の効果をより高める。
好ましくは、a=13.67、b=10、c=0にしてもよく、これにより、ＣＳＩ量化のフィードバック性能の効果をより高める。
【００２７】
ステップＳ２０３：
0005925917.tif 000027
具体的には、下記の数式を利用してよい。
【数１０】
0005925917.tif 000028
【００２８】
ステップＳ２０４：
0005925917.tif 000029
具体的には、下記の数式を適用する。
【数１１】
0005925917.tif 000030
0005925917.tif 000031
NbはユーザサイトがＣＳＩフィードバックリクエストにキャリアされたリソース配分情報とフィードバックＭＣＳレベルにより量化のコストを計算し、量化コストにより計算するものである。
Nbは正の整数であり、ここで選択可の数値を提供し、４、５、６、８、１０、１２、具体的には量化の精度に応じて選択される。
【００２９】
ステップＳ２０５：
0005925917.tif 000032
好ましくは、送信側がＣＳＩマトリックスをフィードバックするとき、量化フィードバックが必要であるサブキャリア集合を単位とし、前記集合の各サブキャリアの量化後のＣＳＩマトリックス及びMH(k)を一緒に送信する。前記量化フィードバックが必要であるサブキャリア集合は、アクセスポイントがＣＳＩフィードバックリクエストを送信するとき指示される。
0005925917.tif 000033
【００３０】
ステップＳ３０１：
0005925917.tif 000034
【００３１】
ステップＳ３０２：
MH(k)に基づいて幅値r(k)をリカバーする。
具体的には、MH(k)量化時の方法により、逆処理を行ってr(k)をリカバーする。例えば、MH(k)がMH(k)=min{2M-1,f(g(mH(k)))}を利用して量化する場合、下記の数式を利用しr(k)を計算できる。
【数１２】
0005925917.tif 000035
ここで、g-1(MH(k))はg(mH(k))の逆関数であり、a,bとも正の実数である。
g(mH(k))及びその逆関数g-1(MH(k))は送信側と受信側により予め協議されて、それぞれにローカルに保存されたものである。
【００３２】
ステップＳ３０３：
0005925917.tif 000036
具体的に下記の数式を適用する。
【数１３】
0005925917.tif 000037
【００３３】
本発明の実施例１の方案と８０２．１１の方案と比べて、下記のことが分かる。
アルゴリズムを実現する複雑度について、８０２．１１方案におけるMH(k)及びその一次の値の計算がmH(k)に対して除法演算を行う必要があり、本発明に係る技術方案のアルゴリズムの複雑度が低く、演算量が少ない。
【００３４】
フィードバックコストについて、本発明前記送信側のＣＳＩマトリックスフィードバックエンコードのプロセス（Ｓ２０１〜Ｓ２０５）により、ＣＳＩマトリックス量化フィードバック方法で必要なフィードバックコストは
0005925917.tif 000038
そのコストは８０２．１１の定義方案よりNAlphaが少なくなる。具体的には、表１を参照し、フィードバックコストで  ８０２．１１方案と本発明の実施例１の方案と比べて、実部と虚部に対する量化であるため、両者は同じ量化ビット数Ｎｂを利用し、本発明の実施例１の方案はＡｌｐｈａ値をフィードバックする必要がない。このため、本発明の実施例１に係るフィードバックコストがやや少ない。
【００３５】
【表１】
0005925917.tif 000039
ここで、Bfeedback  はフィードバックコスト  であり、
Nfeedbackはフィードバックサブキャリア集合Ωfeedbackにおけるエレメントの数であり、
scaleBはMH(k)の量化ビットであり、
NtxはＣＡＰ送信アンテナの数であり、
NrxはＳＴＡ受信アンテナの数であり、
realBは実部の量化精度であり、
imagBは虚部の量化精度である。
【００３６】
フィードバック性能について、本発明の実施例１はまず
0005925917.tif 000040
を選択し、本発明の実施例１より提供されるＣＳＩ量化アルゴリズムとＩＥＥＥ８０２．１１ｎより提供されるＣＳＩ量化アルゴリズムの量化ＳＮＲを比べて、両者が異なるチャンネルにおける比較結果は図４〜図７を参照するが、ここで、図４は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＢにおける比較結果を示す。図５は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＣにおける比較結果を示す。図６は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果を示す。図７は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＥにおける比較結果を示す。図に示すように、両者の性能が同じまたは近似していることが分かる。
【００３７】
本発明の実施例１に係るパラメータ
Ｎｂの値を続けて調整し、
0005925917.tif 000041
を選択し、両者が２０ＭＨｚチャンネルＤにおける比較結果は図８を参照し、他のパラメータは変わらず、Nb=4に調整し、両者が２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果は図９を参照し、他のパラメータは変わらず、Nb=6に調整し、両者が２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果は図１０を参照する。図８〜図１０にように、両者の性能は依然として同じまたは近似していることを維持する。
【００３８】
本発明の実施例１に係るパラメータａ、ｂの値を再調整し、
0005925917.tif 000042
を選択し、両者が２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果は図１１を参照する。図１１にように、両者の性能は依然として同じまたは近似していることを維持する。
0005925917.tif 000043
【００３９】
本発明の実施例はＣＳＩ送信装置も提供し、図１２に示すように、当該送信装置は、
サブキャリアのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算するための第一演算モジュール１２０１と、
mH(k)に対してビットの量化を行い、量化幅MH(k)を取得するための第一量化モジュール１２０２と、
0005925917.tif 000044
を含む。
【００４０】
好ましくは、前記第一量化モジュール１２０２はMH(k)=min{2M-1,f(g(mH(k)))}に基づいて、mH(k)に対してＭビットの量化を行う。
ここで、MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取るためのものである。
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対し丸め演算を表示する。
g(mH(k))は一次のmH(k)を自然数から対数まで示す空間にマッピングする。
Mは正の整数である。
【００４１】
好ましくは、g(mH(k))=max(0,a・logb(mH(k)+c)),  a,b,cのいずれも正の実数である。
0005925917.tif 000045
好ましくは、前記丸め演算は上へ丸め演算、下へ丸め演算またはround演算でよい。
好ましくは、Mは2以上である。
好ましくは、Mは3に等しくてもよい。
好ましくは、a=4.11、b=2、c=0に選択してよい。
好ましくは、a=13.67、b=10、c=0に選択してもよい。
好ましくは、前記第二量化モジュール１２０４は
【数１４】
0005925917.tif 000046
に基づいて、Heff(k)における各エレメントの実部、虚部をそれぞれにNbビットの量化を行う。
0005925917.tif 000047
【００４２】
好ましくは、Nbの値は4、5、6、8、10、12のいずれもよい。
好ましくは、前記送信モジュール１２０５はＣＳＩフィードバックを行う必要があるサブキャリア集合における各サブキャリアの量化幅MH(k)と量化後量化ＣＳＩマトリックスを一緒に送信する。
【００４３】
本発明の実施例は、ＣＳＩ受信装置を提供し、図１３に示すように、当該受信装置は、
0005925917.tif 000048
を含む。
【００４４】
好ましくは、前記第一処理モジュール１３０２はMH(k)量化時の方法に基づいて逆処理し、幅値r(k)をリカバーする。
例えば、MH(k)がMH(k)=min{2M-1,f(g(mH(k)))}を利用して量化する場合、下記の数式（１２）を利用してr(k)を計算する。
好ましくは、前記第二処理モジュール１３０３は
【数１５】
0005925917.tif 000049
0005925917.tif 000050
【００４５】
0005925917.tif 000051
【００４６】
前記発明の実施形態によると、当該分野の技術者が、本発明を実現または利用できる。当該分野の技術者にとって、これらの実施例の様々な変形が自明であり、また、ここで定義された全体原理は、発明の範囲および主旨から逸脱しない限り、他の実施例に適用できる。上述の実施例は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の権利範囲を限らず、本発明の精神と原則内で、いずれの変形、同等置換、改善等は、すべて本発明の権利範囲に含まれる。
【図１】
0005925917.tif 000068
【図２】
0005925917.tif 000069
【図３】
0005925917.tif 000070
【図４】
0005925917.tif 000071
【図５】
0005925917.tif 000072
【図６】
0005925917.tif 000073
【図７】
0005925917.tif 000074
【図８】
0005925917.tif 000075
【図９】
0005925917.tif 000076
【図１０】
0005925917.tif 000077
【図１１】
0005925917.tif 000078
【図１２】
0005925917.tif 000079
【図１３】
0005925917.tif 000080