(57)【要約】  本出願の実施形態は、空間相関行列のものである、端末によってフィードバックされた指示情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによってチャネル状態に基づく3次元プリコーディングを実現し、チャネル容量を増加させる、プリコーディング行列決定方法およびプリコーディング行列決定装置を提供する。本方法は、基地局が、複数の第1の参照信号のグループを送信するステップであって、複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される、ステップと、複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップと、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するステップと、を含む。
2019525637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリコーディング行列決定方法であって、
基地局が、複数の第1の参照信号のグループを送信するステップであって、前記複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、前記複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される、前記ステップと、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記空間相関行列情報を受信するステップと、
前記空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するステップと
を含む、プリコーディング行列決定方法。
【請求項２】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記空間相関行列情報を受信する前記ステップの前に、前記方法が、
コードブックパラメータ情報を送信するステップであって、前記コードブックパラメータ情報が各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、前記基地局と前記端末の両方が前記複数の次元の前記空間相関行列のコードブックを事前に格納する、前記ステップ
をさらに含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記空間相関行列情報を受信する前記ステップが、
前記空間相関行列の前記コードワードのものである、前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックパラメータ情報とに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記インデックスを受信するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の次元が、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、前記複数の次元の前記空間相関行列の前記コードブックが同じ構造形態を有し、前記同じ構造形態が、
【数１】
2019525637.tif 000145
であり、式中、ρが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiが、前記アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iが、整数であり、nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数である、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記空間相関行列情報を受信する前記ステップの前に、前記方法が、
前記複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を送信するステップであって、各コードブックの前記コードブックタイプ情報が、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、前記基地局と前記端末の両方が、前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックと、前記複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する、前記ステップ
をさらに含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記空間相関行列情報を受信する前記ステップが、
前記空間相関行列のコードワードのものである、前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックタイプ情報とに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記インデックスを受信するステップ
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックが第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、前記第1のコードブックが第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第2のコードブックが第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第1の次元が垂直単一偏波次元であり、前記第2の次元が水平交差偏波次元であり、または前記第1の次元が水平単一偏波次元であり、前記第2の次元が垂直交差偏波次元であり、
前記第1のコードブック内のコードワード
【数２】
2019525637.tif 000146
が
【数３】
2019525637.tif 000147
を満たし、式中、
【数４】
2019525637.tif 000148
式中、ρ1が、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【数５】
2019525637.tif 000149
式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1が、前記単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、前記単一偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートからなり、
前記第2のコードブック内のコードワード
【数６】
2019525637.tif 000150
が、
【数７】
2019525637.tif 000151
を満たし、式中、
【数８】
2019525637.tif 000152
式中、ρ2が、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【数９】
2019525637.tif 000153
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2が、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、前記交差偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートからなる、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定する前記ステップの後に、前記方法が、
前記第1段階プリコーディング行列によって符号化された少なくとも1つの第2の参照信号を送信するステップであって、前記少なくとも1つの第2の参照信号が少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある、前記ステップと、
前記少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて前記端末によってフィードバックされた第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを受信するステップと、
前記第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定するステップと
をさらに含み、
前記第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックが、
【数１０】
2019525637.tif 000154
であり、式中、W1が、前記第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1が、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2が、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【数１１】
2019525637.tif 000155
W2内の非ゼロ要素の数が1より大きく、βおよびηが、量子化された係数であり、αが、前記偏波方向間の振幅差であり、θが、前記偏波方向間の位相差である、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【数１２】
2019525637.tif 000156
が、
【数１３】
2019525637.tif 000157
を満たし、式中、v1〜vSが、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【数１４】
2019525637.tif 000158
を満たし、式中、v1〜vSが、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sが、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて前記端末によってフィードバックされた第2段階PMIを受信する前記ステップの前に、前記方法が、
前記第1段階プリコーディング行列の指示情報を送信するステップであって、前記第1段階プリコーディング行列の前記指示情報が前記第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用され、前記第1段階プリコーディング行列の前記指示情報が前記端末によって前記第2段階PMIを決定するのに使用される、前記ステップ
をさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項９】
プリコーディング行列決定方法であって、
端末が、基地局によって送信された複数の第1の参照信号のグループを受信するステップであって、前記複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、前記複数の第1の参照信号のグループの各々が前記端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される、前記ステップと、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記空間相関行列情報を推定するステップと、
前記空間相関行列情報を前記基地局に送信するステップであって、前記空間相関行列情報が第1段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、前記ステップと
を含む、プリコーディング行列決定方法。
【請求項１０】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記空間相関行列を推定する前記ステップの前に、前記方法が、
前記基地局によって送信されたコードブックパラメータ情報を受信するステップであって、前記コードブックパラメータ情報が各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、前記基地局と前記端末の両方が前記複数の次元の前記空間相関行列のコードブックを事前に格納する、前記ステップ
をさらに含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記空間相関行列を推定する前記ステップが、
前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックパラメータ情報とに基づいて前記空間相関行列情報を推定するステップ
を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の次元が、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、前記複数の次元の前記空間相関行列の前記コードブックが同じ構造形態を有し、前記同じ構造形態が、
【数１５】
2019525637.tif 000159
であり、式中、ρが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiが、前記アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iが、整数であり、nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数である、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記空間相関行列を推定する前記ステップの前に、前記方法が、
前記基地局によって送信された、前記複数の次元に対応する複数のコードブックのものであるコードブックタイプ情報を受信するステップであって、各コードブックの前記コードブックタイプ情報が、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、前記基地局と前記端末の両方が、前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックと、前記複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する、前記ステップ
をさらに含み、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記空間相関行列を推定する前記ステップが、
前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックタイプ情報とに基づいて前記空間相関行列情報を推定するステップ
を含む、請求項9に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックが第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、前記第1のコードブックが第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第2のコードブックが第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第1の次元が垂直単一偏波次元であり、前記第2の次元が水平交差偏波次元であり、または前記第1の次元が水平単一偏波次元であり、前記第2の次元が垂直交差偏波次元であり、
前記第1のコードブック内のコードワード
【数１６】
2019525637.tif 000160
が
【数１７】
2019525637.tif 000161
を満たし、式中、
【数１８】
2019525637.tif 000162
式中、ρ1が、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【数１９】
2019525637.tif 000163
式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1が、前記単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、前記単一偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートからなり、
前記第2のコードブック内のコードワード
【数２０】
2019525637.tif 000164
が、
【数２１】
2019525637.tif 000165
を満たし、式中、
【数２２】
2019525637.tif 000166
式中、ρ2が、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【数２３】
2019525637.tif 000167
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2が、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、前記交差偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートからなる、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
前記空間相関行列情報を前記基地局に送信する前記ステップの後に、前記方法が、
前記第1段階プリコーディング行列によって符号化された、前記基地局によって送信された少なくとも1つの第2の参照信号を受信するステップであって、前記少なくとも1つの第2の参照信号が少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある、前記ステップと、
前記少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを決定するステップと、
前記第2段階PMIを前記基地局に送信するステップであって、前記第2段階PMIが前記基地局によって第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、前記ステップと
をさらに含み、
前記第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックが、
【数２４】
2019525637.tif 000168
であり、式中、W1が、前記第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1が、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2が、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【数２５】
2019525637.tif 000169
W2内の非ゼロ要素の数が1より大きく、βおよびηが、量子化された係数であり、αが、前記偏波方向間の振幅差であり、θが、前記偏波方向間の位相差である、請求項9から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【数２６】
2019525637.tif 000170
が、
【数２７】
2019525637.tif 000171
を満たし、式中、v1〜vSが、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【数２８】
2019525637.tif 000172
を満たし、式中、v1〜vSが、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sが、前記第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階PMIを決定する前記ステップの前に、前記方法が、
前記第1段階プリコーディング行列のものである、前記基地局によって送信された指示情報を受信するステップであって、前記第1段階プリコーディング行列の前記指示情報が前記第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用される、前記ステップと、
前記第1段階プリコーディング行列の前記コードブックタイプに基づいて前記第2段階PMIを決定するステップと
をさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
複数の第1の参照信号のグループを送信し、前記複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、前記複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される、ように構成された、送信モジュールと、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記空間相関行列情報を受信するように構成された受信モジュールと、
前記受信モジュールによって受信された前記空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するように構成された決定モジュールと
を含む、プリコーディング行列決定装置。
【請求項１８】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記送信モジュールが、コードブックパラメータ情報を送信し、前記コードブックパラメータ情報が各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と前記端末の両方が前記複数の次元の空間相関行列の前記コードブックを事前に格納する、ように構成され、
前記受信モジュールが、前記空間相関行列の前記コードワードのものである、前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックパラメータ情報とに基づいて前記端末によってフィードバックされた前記インデックスを受信するように特に構成される、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数の次元が、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、前記複数の次元の前記空間相関行列の前記コードブックが同じ構造形態を有し、前記同じ構造形態が、
【数２９】
2019525637.tif 000173
であり、式中、ρが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiが、前記アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iが、整数であり、nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数である、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記送信モジュールが、前記複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を送信し、各コードブックの前記コードブックタイプ情報が、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と前記端末の両方が、前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックと、前記複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する、ようにさらに構成され
前記受信モジュールが、前記空間相関行列の前記コードワードのものである、前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックタイプ情報とに基づいてフィードバックされた前記インデックスを受信するように特に構成される、請求項17に記載の装置。
【請求項２１】
前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックが第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、前記第1のコードブックが第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第2のコードブックが第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第1の次元が垂直単一偏波次元であり、前記第2の次元が水平交差偏波次元であり、または前記第1の次元が水平単一偏波次元であり、前記第2の次元が垂直交差偏波次元であり、
前記第1のコードブック内のコードワード
【数３０】
2019525637.tif 000174
が
【数３１】
2019525637.tif 000175
を満たし、式中、
【数３２】
2019525637.tif 000176
式中、ρ1が、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【数３３】
2019525637.tif 000177
式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1が、前記単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、前記単一偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートからなり、
前記第2のコードブック内のコードワード
【数３４】
2019525637.tif 000178
が、
【数３５】
2019525637.tif 000179
を満たし、式中、
【数３６】
2019525637.tif 000180
式中、ρ2が、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【数３７】
2019525637.tif 000181
であり、式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2が、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、前記交差偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートからなる、請求項20に記載の装置。
【請求項２２】
前記送信モジュールが、前記第1段階プリコーディング行列によって符号化された少なくとも1つの第2の参照信号を送信し、前記少なくとも1つの第2の参照信号が、少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある、ようにさらに構成され
前記受信モジュールが、前記少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて前記端末によってフィードバックされた第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを受信するようにさらに構成され、
前記決定モジュールが、前記第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定するようにさらに構成され、
前記第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックが、
【数３８】
2019525637.tif 000182
であり、式中、W1が、前記第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1が、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2が、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【数３９】
2019525637.tif 000183
W2内の非ゼロ要素の数が1より大きく、βおよびηが、量子化された係数であり、αが、前記偏波方向間の振幅差であり、θが、前記偏波方向間の位相差である、請求項17から21のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【数４０】
2019525637.tif 000184
が、
【数４１】
2019525637.tif 000185
を満たし、式中、v1〜vSが、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【数４２】
2019525637.tif 000186
を満たし、式中、v1〜vSが、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sが、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである、請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
前記送信モジュールが前記第1段階プリコーディング行列の指示情報を送信するようにさらに構成され、前記第1段階プリコーディング行列の前記指示情報が前記第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用され、前記第1段階プリコーディング行列の前記指示情報が前記端末によって前記第2段階PMIを決定するのに使用される、請求項23に記載の装置。
【請求項２５】
基地局によって送信された複数の第1の参照信号のグループを受信し、前記複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、前記複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される、ように構成された受信モジュールと、
前記複数の第1の参照信号のグループに基づいて前記空間相関行列情報を推定するように構成された処理モジュールと、
前記空間相関行列情報を前記基地局に送信し、前記空間相関行列情報が第1段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、ように構成された送信モジュールと
を含む、プリコーディング行列決定装置。
【請求項２６】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記受信モジュールが、前記基地局によって送信されたコードブックパラメータ情報を受信し、前記コードブックパラメータ情報が各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、前記基地局と前記端末の両方が前記複数の次元の前記空間相関行列のコードブックを事前に格納する、ようにさらに構成され、
前記処理モジュールが、前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックパラメータ情報とに基づいて空間相関行列情報を推定するように特に構成される、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記複数の次元が、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、前記複数の次元の前記空間相関行列の前記コードブックが同じ構造形態を有し、前記同じ構造形態が、
【数４３】
2019525637.tif 000187
であり、式中、ρが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θが、前記アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiが、前記アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iが、整数であり、nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数である、請求項26に記載の装置。
【請求項２８】
前記空間相関行列情報が空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
前記受信モジュールが、前記基地局によって送信された、前記複数の次元に対応する複数のコードブックのものであるコードブックタイプ情報を受信し、各コードブックの前記コードブックタイプ情報が、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、前記基地局と前記端末の両方が、前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックと、前記複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する、ようにさらに構成され、
前記処理モジュールが、前記複数の第1の参照信号のグループと前記コードブックタイプ情報とに基づいて前記空間相関行列情報を推定するように特に構成される、請求項25に記載の装置。
【請求項２９】
前記複数の次元に対応する前記複数のコードブックが第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、前記第1のコードブックが第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第2のコードブックが第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、前記第1の次元が垂直単一偏波次元であり、前記第2の次元が水平交差偏波次元であり、または前記第1の次元が水平単一偏波次元であり、前記第2の次元が垂直交差偏波次元であり、
前記第1のコードブック内のコードワード
【数４４】
2019525637.tif 000188
が
【数４５】
2019525637.tif 000189
を満たし、式中、
【数４６】
2019525637.tif 000190
式中、ρ1が、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【数４７】
2019525637.tif 000191
式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1が、前記単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1が、前記単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、前記単一偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートからなり、
前記第2のコードブック内のコードワード
【数４８】
2019525637.tif 000192
が、
【数４９】
2019525637.tif 000193
を満たし、式中、
【数５０】
2019525637.tif 000194
式中、ρ2が、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【数５１】
2019525637.tif 000195
であり、式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2が、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2が、前記交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、前記交差偏波アンテナアレイが、前記アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートからなる、請求項28に記載の装置。
【請求項３０】
前記受信モジュールが、前記第1段階プリコーディング行列によって符号化された、前記基地局によって送信された少なくとも1つの第2の参照信号を受信し、前記少なくとも1つの第2の参照信号が少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある、ようにさらに構成され、
前記処理モジュールが、前記少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを決定するようにさらに構成され、
前記送信モジュールが前記第2段階PMIを前記基地局に送信し、前記第2段階PMIが前記基地局によって第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、ようにさらに構成され、
前記第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックが、
【数５２】
2019525637.tif 000196
であり、式中、W1が、前記第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1が、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2が、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【数５３】
2019525637.tif 000197
W2内の非ゼロ要素の数が1より大きく、βおよびηが、量子化された係数であり、αが、前記偏波方向間の振幅差であり、θが、前記偏波方向間の位相差である、請求項25から29のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【数５４】
2019525637.tif 000198
が、
【数５５】
2019525637.tif 000199
を満たし、式中、v1〜vSが、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【数５６】
2019525637.tif 000200
を満たし、式中、v1〜vSが、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nが、前記アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sが、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである、請求項30に記載の装置。
【請求項３２】
前記受信モジュールが、前記第1段階プリコーディング行列のものである、前記基地局によって送信された指示情報を受信するようにさらに構成され、前記第1段階プリコーディング行列の前記指示情報が前記第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用され、
前記処理モジュールが、前記第1段階プリコーディング行列の前記コードブックタイプに基づいて前記第2段階PMIを決定するように特に構成される、請求項31に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる、2016年8月10日付で中国特許庁に出願された、「PRECODING MATRIX DETERMINING METHOD AND APPARATUS」という名称の中国特許出願第201610652759．7号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本出願の実施形態は、無線通信技術の分野に関し、より具体的には、プリコーディング行列決定方法およびプリコーディング行列決定装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
大規模多入力多出力（Massive Multiple−Input Multiple−Output、Massive MIMO）は、業界における第5世代移動通信（the 5th Generation mobile communication、5G）の周知の重要技術である。Massive MIMOシステムでは、スペクトル効率を大幅に向上させるために大規模アンテナアレイが使用される。アンテナの数が増えると、チャネル状態情報（Channel State Information、CSI）を測定するために多数のポートが必要になり、パイロットオーバーヘッドが大きくなる。
【０００４】
ロングタームエボリューション（Long Term Evolution、LTE）リリース13（Release 13、R13）では、2段階プリコーディング構造がサポートされうる。2段階プリコーディングでは、中間無線周波数で第1段階プリコーディングを行って複雑さおよびコストを削減し、ベースバンドで第2段階プリコーディングを行ってマルチユーザ干渉を抑制することによって空間次元縮小が実現される。
【０００５】
しかしながら、既存の2段階プリコーディング構造では、第1段階プリコーディングが固定された垂直プリコーディングであり、アンテナダウンチルトがビームフォーミングをシミュレートすることによって調整される。結果として、ビームは垂直方向にのみ変化することになる。この方法では、ユーザチャネルの空間的特徴に基づいてチャネル状態を正確に一致させることができず、その結果、チャネル容量も最適ではなくなる。したがって、チャネル状態に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定することができ、それによって3次元プリコーディングを実現し、チャネル容量を増加させるような技術を提供する必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願は、各次元のものである、端末によってフィードバックされた空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実現し、チャネル容量を増加させ、システム性能を向上させるプリコーディング行列決定方法およびプリコーディング行列決定装置を提供する。
【０００７】
第1の態様によれば、プリコーディング行列決定方法が提供され、本方法は、
基地局が、複数の第1の参照信号のグループを送信するステップであって、複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される、ステップと、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップであって、空間相関行列情報が、複数の次元の空間相関行列に関する、複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた情報であり、または空間相関行列情報が、複数の次元の空間相関行列に基づいて端末によって決定された完全な空間相関行列に関する情報である、ステップと、
空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するステップと
を含む。
【０００８】
したがって、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定方法によれば、基地局は端末によってフィードバックされる空間相関行列情報を得るために各次元の参照信号を送信し、そのため空間相関行列情報は各次元のチャネル間の空間相関を正確に反映することができる。基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実現する。さらに、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にすることができ、そのためチャネル容量を増加させることができ、システム性能を向上させることができる。
【０００９】
第1の態様に関連して、第1の態様の第1の可能な実施態様において、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップの前に、本方法は、
コードブックパラメータ情報を送信するステップであって、コードブックパラメータ情報が各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納する、ステップ
をさらに含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップは、
空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックパラメータ情報とに基づいて端末によってフィードバックされたインデックスを受信するステップ
を含む。
【００１０】
1つの可能な設計では、複数の次元は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、複数の次元の空間相関行列のコードブックは同じ構造形態を有し、同じ構造形態は、
【００１１】
【数１】
2019525637.tif 000003
【００１２】
であり、式中、ρは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiは、アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iは、整数であり、nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数である。
【００１３】
本出願の本実施形態では、基地局は、コードブックに使用されるコードブックパラメータグループを決定するよう端末に別個に命令せずに、シグナリングを使用して、端末が空間相関行列を量子化するのに使用する必要があるコードブックパラメータグループを指示しうる。
【００１４】
第1の態様に関連して、第1の態様の第2の可能な実施態様において、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップの前に、本方法は、
複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を送信するステップであって、各コードブックのコードブックタイプ情報が、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元に対応する複数のコードブックと、複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する、ステップ
をさらに含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップは、
空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックタイプ情報とに基づいて端末によってフィードバックされたインデックスを受信するステップ
を含む。
【００１５】
1つの可能な設計では、複数の次元に対応する複数のコードブックは第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、第1のコードブックは第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、第2のコードブックは第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、第1の次元は垂直単一偏波次元であり、第2の次元は水平交差偏波次元であり、または第1の次元は水平単一偏波次元であり、第2の次元は垂直交差偏波次元であり、
第1のコードブック内のコードワード
【００１６】
【数２】
2019525637.tif 000004
【００１７】
は
【００１８】
【数３】
2019525637.tif 000005
【００１９】
を満たし、式中、
【００２０】
【数４】
2019525637.tif 000006
【００２１】
式中、ρ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【００２２】
【数５】
2019525637.tif 000007
【００２３】
式中、0≦α1≦1であり、α1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1は、単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、単一偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートを含み、
第2のコードブック内のコードワード
【００２４】
【数６】
2019525637.tif 000008
【００２５】
は、
【００２６】
【数７】
2019525637.tif 000009
【００２７】
を満たし、式中、
【００２８】
【数８】
2019525637.tif 000010
【００２９】
式中、ρ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【００３０】
【数９】
2019525637.tif 000011
【００３１】
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2は、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2は、交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、交差偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つ偏波方向のアンテナポートを含む。
【００３２】
したがって、異なる次元の空間相関行列に異なるコードブックを構成することによって、端末は、基地局によって指示されたコードブックタイプに基づいて対応するコードブックパラメータグループを決定するだけで、空間相関行列を推定することができる。加えて、この場合、端末は、2つの参照信号グループに基づいて空間相関行列を推定しさえすればよく、それによって作業負荷が削減される。さらに、基地局は、参照信号が現在それに基づいて送信されている次元を端末に別個に通知せずに、シグナリングを使用して、端末が空間相関行列を量子化するのに使用する必要があるコードブックのタイプを指示しうる。
【００３３】
第1の態様および第1の態様の前述の可能な実施態様に関連して、第1の態様の第3の可能な実施態様において、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するステップの後に、本方法は、
第1段階プリコーディング行列によって符号化された少なくとも1つの第2の参照信号を送信するステップであって、少なくとも1つの第2の参照信号が少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある、ステップと、
少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて端末によってフィードバックされた第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを受信するステップと、
第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定するステップと
をさらに含み、
第2段階PMIは、第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、フィードバックされたチャネル状態情報CSI内のPMIである。
【００３４】
したがって、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にするように、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が等価のチャネルを測定するために送信され、それによってチャネル容量が増加し、システム性能が向上する。加えて、基地局は、等価のチャネルのものである、端末によってフィードバックされた相関特徴に基づいて第2段階プリコーディング行列を決定し、そのため第2段階プリコーディング行列の正確さを高めることができ、それによってシステム性能が向上する。
【００３５】
1つの可能な設計では、第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックは、
【００３６】
【数１０】
2019525637.tif 000012
【００３７】
であり、式中、W1は、第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1は、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2は、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【００３８】
【数１１】
2019525637.tif 000013
【００３９】
W2内の非ゼロ要素の数は1より大きく、βおよびηは、量子化された係数であり、αは、偏波方向間の振幅差であり、θは、偏波方向間の位相差である。
【００４０】
マルチビームコードブックが、前述のコードブック設計を使用して再構築される。加えて、W1が第1段階プリコーディング行列を使用して決定され、そのため端末がW1をフィードバックするためのフィードバックオーバーヘッドが削減される。第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用されるPMIは第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、そのため第2段階プリコーディングの正確さを高めることができる。
【００４１】
1つの可能な設計では、第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【００４２】
【数１２】
2019525637.tif 000014
【００４３】
が、
【００４４】
【数１３】
2019525637.tif 000015
【００４５】
を満たし、式中、v1〜vSは、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【００４６】
【数１４】
2019525637.tif 000016
【００４７】
を満たし、式中、v1〜vSは、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sは、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである。
【００４８】
さらに、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて端末によってフィードバックされた第2段階PMIを受信するステップの前に、本方法は、
第1段階プリコーディング行列の指示情報を送信するステップであって、第1段階プリコーディング行列の指示情報が第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用され、第1段階プリコーディング行列の指示情報が端末によって第2段階PMIを決定するのに使用される、ステップ
をさらに含む。
【００４９】
第2の態様によれば、本出願はプリコーディング行列決定方法を提供し、本方法は、
端末が、基地局によって送信された複数の第1の参照信号のグループを受信するステップであって、複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される、ステップと、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列情報を推定するステップと、
空間相関行列情報を基地局に送信するステップであって、空間相関行列情報が第1段階プリコーディング行列を決定するのに使用され、空間相関行列情報が、複数の次元の空間相関行列に関する、複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされる情報であり、または空間相関行列情報が、複数の次元の空間相関行列に基づいて端末によって決定される完全な空間相関行列に関する情報である、ステップと
を含む。
【００５０】
したがって、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定方法によれば、各次元のものである、基地局によって送信された参照信号が受信され、空間相関行列情報は各次元の参照信号に基づいて基地局にフィードバックされ、そのため空間相関行列情報は各次元のチャネル間の空間相関を正確に反映することができる。基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実現する。さらに、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にすることができ、そのためチャネル容量を増加させることができ、システム性能を向上させることができる。
【００５１】
第2の態様に関連して、第2の態様の第1の可能な実施態様において、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列を推定するステップの前に、本方法は、
基地局によって送信されたコードブックパラメータ情報を受信するステップであって、コードブックパラメータ情報が各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納する、ステップ
をさらに含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列を推定するステップは、
複数の第1の参照信号のグループとコードブックパラメータ情報とに基づいて空間相関行列情報を推定するステップ
を含む。
【００５２】
1つの可能な設計では、複数の次元は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、複数の次元の空間相関行列のコードブックは同じ構造形態を有し、同じ構造形態は、
【００５３】
【数１５】
2019525637.tif 000017
【００５４】
であり、式中、ρは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiは、アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iは、整数であり、nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数である。
【００５５】
本出願の本実施形態では、基地局は、現在送信されている参照信号に使用されているコードブックパラメータグループを端末に別個に通知せずに、シグナリングを使用して、端末が空間相関行列を量子化するのに使用する必要があるコードブックパラメータグループを指示しうる。
【００５６】
第2の態様に関連して、第2の態様の第2の可能な実施態様において、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列を推定するステップの前に、本方法は、
基地局によって送信された、複数の次元に対応する複数のコードブックのものであるコードブックタイプ情報を受信するステップであって、各コードブックのコードブックタイプ情報が、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元に対応する複数のコードブックと、複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する、ステップ
をさらに含み、
複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列を推定するステップは、
複数の第1の参照信号のグループとコードブックタイプ情報とに基づいて空間相関行列情報を推定するステップ
を含む。
【００５７】
1つの可能な設計では、複数の次元に対応する複数のコードブックは第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、第1のコードブックは第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、第2のコードブックは第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、第1の次元は垂直単一偏波次元であり、第2の次元は水平交差偏波次元であり、または第1の次元は水平単一偏波次元であり、第2の次元は垂直交差偏波次元であり、
第1のコードブック内のコードワード
【００５８】
【数１６】
2019525637.tif 000018
【００５９】
は
【００６０】
【数１７】
2019525637.tif 000019
【００６１】
を満たし、式中、
【００６２】
【数１８】
2019525637.tif 000020
【００６３】
式中、ρ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【００６４】
【数１９】
2019525637.tif 000021
【００６５】
式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1は、単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、単一偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートを含み、
第2のコードブック内のコードワード
【００６６】
【数２０】
2019525637.tif 000022
【００６７】
は、
【００６８】
【数２１】
2019525637.tif 000023
【００６９】
を満たし、式中、
【００７０】
【数２２】
2019525637.tif 000024
【００７１】
式中、ρ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【００７２】
【数２３】
2019525637.tif 000025
【００７３】
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2は、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2は、交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、交差偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートを含む。
【００７４】
したがって、異なる次元の空間相関行列に異なるコードブックを構成することによって、端末は、コードブックタイプに対応するコードブックパラメータグループのみに基づいて空間相関行列を推定することができる。加えて、この場合、端末は、2つの参照信号グループに基づいて空間相関行列を推定しさえすればよく、それによって作業負荷が削減される。さらに、基地局は、参照信号が現在それに基づいて送信されている次元を端末に別個に通知せずに、シグナリングを使用して、端末が空間相関行列を量子化するのに使用する必要があるコードブックのタイプを指示しうる。
【００７５】
第2の態様および第2の態様の前述の可能な実施態様に関連して、第2の態様の第3の可能な実施態様において、空間相関行列情報を基地局に送信するステップの後に、本方法は、
第1段階プリコーディング行列によって符号化された、基地局によって送信された少なくとも1つの第2の参照信号を受信するステップであって、少なくとも1つの第2の参照信号が少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある、ステップと、
少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを決定するステップと、
第2段階PMIを基地局に送信するステップであって、第2段階PMIが基地局によって第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、ステップと
をさらに含み、
第2段階PMIは、第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、フィードバックされたチャネル状態情報CSI内のPMIである。
【００７６】
したがって、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にするように、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が等価のチャネルを測定するために送信され、それによってチャネル容量が増加し、システム性能が向上する。加えて、基地局は、等価のチャネルのものである、端末によってフィードバックされた相関特徴に基づいて第2段階プリコーディング行列を決定し、そのため第2段階プリコーディング行列の正確さを高めることができ、それによってシステム性能が向上する。
【００７７】
1つの可能な設計では、第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックは、
【００７８】
【数２４】
2019525637.tif 000026
【００７９】
であり、式中、W1は、第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1は、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2は、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【００８０】
【数２５】
2019525637.tif 000027
【００８１】
W2内の非ゼロ要素の数は1より大きく、βおよびηは、量子化された係数であり、αは、偏波方向間の振幅差であり、θは、偏波方向間の位相差である。
【００８２】
マルチビームコードブックが、前述のコードブック設計を使用して再構築される。加えて、W1が第1段階プリコーディング行列を使用して決定され、そのため端末がW1をフィードバックするためのフィードバックオーバーヘッドが削減される。第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用されるPMIは第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、そのため第2段階プリコーディングの正確さを高めることができる。
【００８３】
1つの可能な設計では、第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【００８４】
【数２６】
2019525637.tif 000028
【００８５】
が、
【００８６】
【数２７】
2019525637.tif 000029
【００８７】
を満たし、式中、v1〜vSは、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【００８８】
【数２８】
2019525637.tif 000030
【００８９】
を満たし、式中、v1〜vSは、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sは、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである。
【００９０】
さらに、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階PMIを決定するステップの前に、本方法は、
第1段階プリコーディング行列のものである、基地局によって送信された指示情報を受信するステップであって、第1段階プリコーディング行列の指示情報が第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用される、ステップと、
第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプに基づいて第2段階PMIを決定するステップと
をさらに含む。
【００９１】
基地局は、第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを端末に通知するために端末に下りシグナリングを送信し、そのため端末はコードブックタイプに基づいて第2段階PMIを決定し、すなわち、端末がW1をフィードバックするためのフィードバックオーバーヘッドが削減される。
【００９２】
第3の態様によれば、プリコーディング行列決定装置が提供され、本装置は、第1の態様または第1の態様の任意の可能な実施態様において基地局によって行われる動作を行いうる。具体的には、本装置は、第1の態様または第1の態様の任意の可能な実施態様において基地局によって行われる動作を行うように構成されたモジュールおよびユニットを含みうる。
【００９３】
第4の態様によれば、プリコーディング行列決定装置が提供され、本装置は、第2の態様または第2の態様の任意の可能な実施態様において端末によって行われる動作を行いうる。具体的には、本装置は、第2の態様または第2の態様の任意の可能な実施態様において端末によって行われる動作を行うように構成されたモジュールおよびユニットを含みうる。
【００９４】
第5の態様によれば、受信機と送信機とプロセッサとメモリとバスシステムとを含む、プリコーディング行列決定機器が提供される。受信機と送信機とプロセッサとメモリとはバスシステムによって接続される。メモリは命令を格納するように構成され、プロセッサは、メモリに格納された命令を実行して、受信機が信号を受信し、送信機が信号を送信するよう制御するように構成される。プロセッサがメモリに格納された命令を実行すると、プロセッサは、第1の態様または第1の態様の任意の可能な実施態様における方法を行う。
【００９５】
第6の態様によれば、受信機と送信機とプロセッサとメモリとバスシステムとを含む、プリコーディング行列決定機器が提供される。受信機と送信機とプロセッサとメモリとはバスシステムによって接続される。メモリは命令を格納するように構成され、プロセッサは、メモリに格納された命令を実行して、受信機が信号を受信し、送信機が信号を送信するよう制御するように構成される。プロセッサがメモリに格納された命令を実行すると、プロセッサは、第2の態様または第2の態様の任意の可能な実施態様における方法を行う。
【００９６】
第7の態様によれば、コンピュータ記憶媒体が提供される。本コンピュータ記憶媒体はプログラムコードを格納し、プログラムコードは、第1の態様または第1の態様の任意の可能な実施態様において基地局によって行われる動作を行うように命令するのに使用される。
【００９７】
第8の態様によれば、コンピュータ記憶媒体が提供される。本コンピュータ記憶媒体はプログラムコードを格納し、プログラムコードは、第2の態様または第2の態様の任意の可能な実施態様において端末によって行われる動作を行うように命令するのに使用される。
【００９８】
前述の可能な実施態様のいくつかにおいて、空間相関行列情報のフィードバック周期は、第2段階PMIのフィードバック周期より大きい。
【００９９】
空間相関行列情報および第2段階PMIは周期的にフィードバックされ、すなわち、空間相関行列情報は長期間に基づいてフィードバックされ、第2段階PMIは短期間に基づいてフィードバックされ、そのため基地局は第1段階プリコーディング行列および第2段階プリコーディング行列を適応的に調整することができ、それによって動的な3次元プリコーディングが実現される。
【０１００】
したがって、本出願の実施形態は、プリコーディング行列決定方法およびプリコーディング行列決定装置を提供する。基地局は、各次元のものである、端末によってフィードバックされる空間相関行列情報を得るために各次元の参照信号を送信し、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実現し、チャネル容量を増加させ、システム性能を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本出願の一実施形態に適用できる通信システムの概略図である。
【図２】本出願の一実施形態による2段階プリコーディングの概略図である。
【図３】本出願の一実施形態によるアンテナアレイの概略図である。
【図４】本出願の一実施形態によるプリコーディング行列決定方法の概略流れ図である。
【図５】本出願の別の実施形態によるプリコーディング行列決定方法の概略流れ図である。
【図６】本出願の別の実施形態によるプリコーディング行列決定方法の概略流れ図である。
【図７】本出願の一実施形態によるプリコーディング行列決定装置の概略ブロック図である。
【図８】本出願の別の実施形態によるプリコーディング行列決定装置の概略ブロック図である。
【図９】本出願の一実施形態によるプリコーディング行列決定装置の別の概略ブロック図である。
【図１０】本出願の別の実施形態によるプリコーディング行列決定装置の別の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０２】
以下で、本出願の実施形態における添付の図面に関連して、本出願の実施形態における技術的解決法を明確に説明する。
【０１０３】
本明細書で使用される「構成要素」、「モジュール」、「システム」などの用語は、コンピュータに関連したエンティティ、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または実行されているソフトウェアを指示するのに使用される。例えば、構成要素は、プロセッサ上で動作するプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、プログラム、および／またはコンピュータであってよいが、これに限定されない。各図に示すように、コンピューティングデバイスとコンピューティングデバイス上で動作するアプリケーションはどちらも構成要素でありうる。1つまたは複数の構成要素がプロセスおよび／または実行スレッド内にあってよく、構成要素は、1台のコンピュータ上に位置し、かつ／または2台以上のコンピュータ間で分散されうる。加えて、これらの構成要素は、様々なデータ構造を格納する様々なコンピュータ可読媒体から実行されてもよい。例えば、構成要素は、ローカルプロセスおよび／またはリモートプロセスを使用して、例えば、1つまたは複数のデータパケットを有する信号に従って通信しうる（例えば、2つの構成要素からのデータが、ローカルシステムで、分散システムで、かつ／または、信号を使用して他のシステムとやりとりするインターネットなどのネットワークを介して別の構成要素とやりとりする）。
【０１０４】
本出願では端末機器に関連した実施形態について説明する。端末機器は、ユーザ機器（User Equipment、UE）、アクセス端末、加入者ユニット、加入者局、移動局、モバイルコンソール、リモート局、リモート端末、モバイル機器、ユーザ端末、端末、無線通信機器、ユーザエージェント、ユーザ装置などとも呼ばれうる。アクセス端末は、セルラ電話、コードレス電話、セッション開始プロトコル（Session Initiation Protocol、SIP）電話、ワイヤレスローカルループ（Wireless Local Loop、WLL）局、パーソナルデジタルアシスタント（Personal Digital Assistant、PDA）、無線通信機能を有するハンドヘルドデバイス、コンピューティングデバイス、無線モデムに接続された別の処理装置、車載デバイス、ウェアラブルデバイス、または将来の5Gネットワークにおける端末機器であってよい。
【０１０５】
加えて、本出願ではネットワーク機器に関連した実施形態についても説明する。ネットワーク機器は、モバイル機器と通信するのに使用されるネットワーク側機器などのデバイスであってよい。ネットワーク側機器は、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（Global System of Mobile communication、GSM(登録商標)）または符号分割多元接続（Code Division Multiple Access、CDMA）における基地局（Base Transceiver Station、BTS）であってもよく、広帯域符号分割多元接続（Wideband Code Division Multiple Access、WCDMA(登録商標)）システムにおけるノードB（NodeB、NB）であってもよく、LTEにおけるeNBもしくは進化型NodeB（Evolutional Node B、eNodeB）、中継局、アクセスポイント、リモート無線ユニット（Remote Radio Unit、RRU）、車載デバイス、ウェアラブルデバイス、または将来の5Gネットワークにおけるネットワーク側機器であってもよい。
【０１０６】
加えて、本出願の態様または特徴は、方法、装置、または標準的なプログラミング技術および／もしくはエンジニアリング技術を使用する製品として実施されうる。本出願で使用される「製品」という用語は、任意のコンピュータ可読構成要素、搬送波または媒体からアクセスできるコンピュータプログラムを包含する。例えば、コンピュータ可読媒体には、磁気記憶構成要素（例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気テープ）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（Compact Disk、CD）、デジタル多用途ディスク（Digital Versatile Disk、DVD））、スマートカードやフラッシュメモリコンポーネント（例えば、消去書込み可能読取り専用メモリ（Erasable Programmable Read−Only Memory、EPROM）、カード、スティック、キードライブ）が含まれうるが、これに限定されない。加えて、本出願に記載される様々な記憶媒体は、情報を格納するように構成される1つまたは複数のデバイスおよび／または他の機械可読媒体も指示しうる。「機械可読媒体」という用語には、命令および／またはデータを格納し、含み、かつ／または搬送することができる無線チャネルや様々な他の媒体が含まれうるが、これに限定されない。
【０１０７】
本出願の実施形態は、様々な無線アクセス技術、例えば、符号分割多元接続、周波数分割多元接続、時分割多元接続、直交周波数分割多元接続、シングルキャリア周波数分割多元接続などのアクセス技術を使用したシステムを使用したLTEシステムおよび、5Gや他の無線通信システムなどの後続の進化型システムに適用でき、特に、チャネル情報がフィードバックされ、かつ／または2段階プリコーディング技術が使用される必要があるシナリオ、例えば、Massive MIMO技術を使用した無線ネットワークや分散アンテナ技術を使用した無線ネットワークに適用できる。
【０１０８】
多入力多出力（Multiple−Input Multiple−Output、MIMO）技術とは、送信端デバイスと受信端デバイスとが、送信端デバイスと受信端デバイスとの複数のアンテナを使用して通信品質を高めるように、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとをそれぞれ使用して信号を送受信する技術であることを理解されたい。この技術では、空間リソースを十分に利用することができ、複数のアンテナを使用することによって多出力多入力が実現されるので、周波数リソースおよびアンテナ送信電力を増大させずにシステムチャネル容量が何倍も増加する。
【０１０９】
MIMOは、シングルユーザ多入力多出力（Single−User MIMO、SU−MIMO）とマルチユーザ多入力多出力（Multi−User MIMO、MU−MIMO）とに分類されうる。マルチユーザビームフォーミングの原理に基づき、空間信号を分離することによっておなじ周波数リソース上で何十もの信号を同時に送信するように、何百ものアンテナが何十台ものターゲット受信機のそれぞれのビームを変調するためにMassive MIMOとして送信端デバイス上で配置される。したがって、Massive MIMO技術では、大規模アンテナを構成することによってもたらされる空間的自由度を十分に利用してスペクトル効率を改善することができる。
【０１１０】
図1は、本出願の一実施形態に適用できる通信システムの概略図である。図1に示すように、通信システム100はネットワーク機器102を含む。ネットワーク機器102は、複数のアンテナ、例えば、アンテナ104、アンテナ106、アンテナ108、アンテナ110、アンテナ112、アンテナ114を含みうる。加えて、ネットワーク機器102は、送信チェーンと受信チェーンとをさらに含んでいてよい。送信チェーンと受信チェーンとは、信号送信と信号受信とに関連した複数の構成要素（例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナ）を各々含みうることが、当業者には理解されよう。
【０１１１】
ネットワーク機器102は、複数の端末機器（例えば、端末機器116や端末機器122）と通信しうる。しかし、ネットワーク機器102は端末機器116や端末機器122と同様の任意の台数の端末機器と通信しうることが理解されよう。端末機器116および端末機器122は各々、例えば、セルラ電話、スマートフォン、ポータブルコンピュータ、ハンドヘルド通信機器、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、衛星無線装置、全地球測位システム、PDA、および／または無線通信システム100で通信を行うように構成された任意の他の適切な機器であってよい。
【０１１２】
図1に示すように、端末機器116は、アンテナ112およびアンテナ114と通信する。アンテナ112およびアンテナ114は、順方向リンク118を使用して端末機器116に情報を送信し、逆方向リンク120を使用して端末機器116から情報を受信する。さらに、端末機器122は、アンテナ104およびアンテナ106と通信する。アンテナ104およびアンテナ106は、順方向リンク124を使用して端末機器122に情報を送信し、逆方向リンク126を使用して端末機器122から情報を受信する。
【０１１３】
例えば、周波数分割複信（Frequency Division Duplex、FDD）システムでは、順方向リンク118は逆方向リンク120によって使用される周波数帯域と異なる周波数帯域を使用し、順方向リンク124は逆方向リンク126と異なる周波数帯域を使用しうる。
【０１１４】
別の例として、時間分割複信（Time Division Duplex、TDD）システムおよび全二重（Full Duplex）システムでは、順方向リンク118と逆方向リンク120とは同じ周波数帯域を使用し、順方向リンク124と逆方向リンク126とは同じ周波数帯域を使用しうる。
【０１１５】
各アンテナ（もしくは複数のアンテナを含むアンテナグループ）および／または通信のために設計されたエリアをネットワーク機器102のセクタ／セクションと呼ぶ。例えば、アンテナグループは、ネットワーク機器102のカバレッジのセクタ内の端末機器と通信するように設計されうる。ネットワーク機器102が順方向リンク118および順方向リンク124を使用して端末機器116および端末機器122とそれぞれ通信するプロセスにおいて、ネットワーク機器102の送信アンテナは、ビームフォーミングによって順方向リンク118および順方向リンク124の信号対雑音比を改善しうる。加えて、ネットワーク機器が単一のアンテナを使用してネットワーク機器のすべての端末機器に信号を送信するやり方と比較して、ネットワーク機器102がビームフォーミングによって、関連したカバレッジにおいてランダムに分散した端末機器116および端末機器122に信号を送信する場合、近隣のセル内のモバイル機器に対して生じる干渉がより少ない。
【０１１６】
所与の時間に、ネットワーク機器102、端末機器116、または端末機器122は、無線通信送信装置および／または無線通信受信装置でありうる。データを送信するとき、無線通信送信装置は、伝送のためにデータを符号化しうる。具体的には、無線通信送信装置は、チャネルを使用して無線通信受信装置に送信される必要がある特定のデータビット数を取得しうる（例えば、生成し、（別の通信装置から）受信し、または（メモリに）格納しうる）。データビットは、データのトランスポートブロック（または複数のトランスポートブロック）に含まれていてよく、トランスポートブロックは複数のコードブロックを生成するようにセグメント化されうる。
【０１１７】
加えて、通信システム100は、公衆陸上移動網（Public Land Mobile Network、PLMN）、デバイス・ツー・デバイス（Device to Device、D2D）ネットワーク、マシン・ツー・マシン（Machine to Machine、M2M）ネットワーク、または別のネットワークであってもよい。図1は簡略化した概略図の一例にすぎない。ネットワークは、図1に示されていない別のネットワーク機器をさらに含んでいてよい。
【０１１８】
任意選択で、ネットワーク機器は基地局であってもよい。
【０１１９】
図2は、本出願の一実施形態による2段階プリコーディングの概略図である。ベースバンドで、K個の送信されるべきデータストリームに対して第2段階プリコーディングが行われてS個のデータストリームが生成され、次いで、中間無線周波数で、S個のデータストリームに対してデジタルプリコーディング技術を使用して第1段階プリコーディングが行われて、N個のアンテナポートで送信されるべきN個の信号が生成され、さらに、N個の信号は、無線周波数リンクおよび電力増幅器によって処理された後、N個のアンテナポートを使用して送信される。
【０１２０】
本出願の本実施形態の理解を助けるために、2段階プリコーディングの具体的なプロセスについて、以下で図2を参照して詳細に説明する。
【０１２１】
理解されるように、チャネルの空間相関行列が測定される必要がある場合、N個の参照信号（例えば、チャネル状態指示参照信号（Channel State Information−Reference signal、CSI−RS）がN個のアンテナポートを使用して送信されうる。アンテナアレイの規模が徐々に増加するにつれて、アンテナポートの数も徐々に増加する。したがって、Massive MIMOでは、CSIを測定するのに必要とされるポート数が大きく、パイロットオーバーヘッドが大きく、CSIフィードバックオーバーヘッドも大きい。
【０１２２】
CSI−RSは、端末によってチャネル状態情報を測定するのに使用され、特にマルチアンテナ送信に使用されることに留意されたい。CSI−RSは、参照信号の一例としての単なる説明例にすぎず、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではない。本出願ではチャネル状態情報の測定に別の参照信号が使用されることも排除されない。
【０１２３】
2段階プリコーディングでは、空間次元縮小がまず第1段階プリコーディングによって実施されうる。具体的には、チャネル行列の次元はNRx×NTxであり、NRxは、受信端デバイス（例えば端末）のアンテナポートの数を表し、NTx（例えば、図1に示すように、NTxはNである）は、送信端デバイス（例えば基地局）のアンテナポートの数を表すと仮定する。第1段階プリコーディング行列NTx×NSを使用した符号化によって得られる等価のチャネルの次元はNRx×NSであり、NS（例えば、図1に示すように、NSはSであり、S＜N）は、次元縮小後のアンテナポートの数を表す。
【０１２４】
第1段階プリコーディングによって行われた符号化後に得られるCSI−RSは、例えば、プリコーディング行列インジケータ（Precoding Matrix Indicator、PMI）、階数表示（Rank Indication、RI）、およびチャネル品質情報（Channel Quality Indicator、CQI）を含む、等価のチャネルのCSIを得るのに使用されうる。この場合、等価のチャネルのCSIに対応するアンテナポートの数がNからSに減少し、それによってフィードバックオーバーヘッドの次元縮小が実現される。
【０１２５】
基地局（すなわち、送信端デバイスの一例）は、マルチユーザ干渉を抑制するように、端末によってフィードバックされたCSIに基づいてマルチユーザスケジューリングを行い、第2段階プリコーディング行列を決定しうる。
【０１２６】
しかしながら、現在の技術では、第1段階プリコーディングは固定された垂直プリコーディングであり、ビームフォーミングをシミュレートすることによってアンテナダウンチルトが調整される。結果として、ビームは垂直方向にのみ変化することになる。言い換えると、現在の技術では、第1段階プリコーディングは全次元プリコーディングではなく、垂直次元のみでのプリコーディングである。その結果、各次元のチャネルの空間相関行列を正確に測定することができず、チャネルの空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定することができなくなる。具体的には、垂直プリコーディング後に得られるビームがセル内のユーザ方向を正確に指し示すことができず、エッジユーザカバレッジが不十分であり、チャネル容量を最適にできず、システム性能を向上させることが必要になる。
【０１２７】
これを考慮して、本出願では、動的な3次元プリコーディングを実現するプリコーディング行列決定方法を提供して、第1段階プリコーディング後に得られるビームがユーザ方向を正確に指し示すことができ、それによってチャネル容量を増加させ、システム性能が向上させるようにする。
【０１２８】
本出願の本実施形態では、「プリコーディング」（Precoding）と「ビームフォーミング」（Beamforming、またはビーム形成）とをまとめて「プリコーディング」と呼ぶことに留意されたい。
【０１２９】
本出願の実施形態の理解を助けるために、本出願の実施形態の説明で使用されるアンテナアレイ構造についてここでまず説明する。
【０１３０】
本出願の実施形態では、2次元平面等間隔アンテナアレイ（2D planar uniformly spaced antenna array）構造が（N1，N2，Z）形式で記述され、N1は、アンテナアレイの各列に含まれる同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、N2は、アンテナアレイの列数であり、Zは、偏波方向数である。図3に、その偏波方向数が2である長方形の等間隔の交差偏波アンテナアレイ（N1，N2，2）を具体的に示す。図において、各アンテナポートの横の数値表現はアンテナポートの数であり、アンテナポートの総数はN＝N1×N2である。本出願の実施形態では、「アンテナ」という名詞が、アンテナアレイ内の「アンテナポート」を記述するために頻繁に直接使用されるが、当業者であればその意味を理解できよう。
【０１３１】
説明と理解を容易にするために、特に指定しない限り、本出願のすべての実施形態は図3に示すアンテナアレイに基づいて説明されている。加えて、特に指定しない限り、本出願の実施形態における2段階プリコーディングでは、Cは、第1段階プリコーディング行列を表し、Vは、第2段階プリコーディング行列を表し、Nは、無線周波数チャネルの数であり、Sは、第1段階プリコーディングによって行われた次元縮小後のアンテナポートの数であり、S≦Nである。図3に示すアンテナアレイは本出願の実施形態に適用できる一例にすぎず、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。本出願の実施形態は、別の形のアンテナ、例えば、単一偏波アンテナアレイを使用するシステムにさらに適用されうる。これについては本出願では特に限定されない。
【０１３２】
アンテナアレイ（例えば、図3に示すアンテナアレイ）内のアンテナポートの数は、無線周波数チャネルの数と1対1の対応関係にあることに留意されたい。LTEでは、アンテナアレイ内のアンテナ素子（antenna element）の数は、無線周波数チャネルの数と同じであってよい。すなわち、1つのアンテナポートが物理アンテナごとに構成され、各アンテナポートは1つの参照信号に対応する。しかしながら、本出願は、将来の5Gにおいて、アンテナアレイ内のアンテナ素子の数が無線周波数チャネルの数より大きくなる、すなわち、1つのアンテナポートが1つまたは複数の物理アンテナについて構成される可能性を排除しない。この場合、アンテナポートは、受信端デバイスが識別することのできる送信アンテナ、または空間的に識別することができる送信アンテナとして理解されうる。1つのアンテナポートが仮想アンテナごとに構成され、各仮想アンテナは複数の物理アンテナの重み付き組み合わせであってよく、各アンテナポートは1つの参照信号に対応する。
【０１３３】
言い換えると、1つのアンテナポートは、送信端デバイス上の1つの物理アンテナであってもよく、送信端デバイス上の複数の物理アンテナの重み付き組み合わせであってもよい。アンテナポートは、アンテナポートと関連付けられた参照信号に基づいて定義されうる。本出願の実施形態では、特に指定しない限り、アンテナはアンテナポートとして理解されてよく、アンテナアレイはアンテナポートを含むアレイとして理解されてよい。
【０１３４】
本出願の実施形態によるプリコーディング行列決定方法について、図3に示すアンテナアレイを例にとり、図4を参照して以下で詳細に説明する。
【０１３５】
図4は、本出願の一実施形態によるプリコーディング行列決定方法400の概略流れ図である。この方法はデバイスインタラクションの観点から説明されている。図4には、本出願の本実施形態におけるプリコーディング行列決定方法の通信ステップまたは動作が示されているが、これらのステップまたは動作は一例にすぎないことを理解されたい。本出願の本実施形態では、別の動作または図4の各動作の変形が代替として行われてもよい。加えて、図4のステップは、図4に示されているのと異なる順序で行われてもよく、図4のすべての動作が行われなくてもよい。
【０１３６】
本出願の本実施形態では、基地局と端末との間のインタラクションがプリコーディング行列決定方法を詳細に説明する例として使用されているが、これは本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことをさらに理解されたい。本出願の本実施形態は、プリコーディングに基づいてビームフォーミングを実施しうる別の送信端デバイスおよび受信端デバイスにも適用できる。
【０１３７】
図4に示すように、方法400は以下のステップを含む。
【０１３８】
S410．基地局は、複数の第1の参照信号のグループを送信し、複数の第1の参照信号のグループはチャネルの空間相関行列を推定するのに使用される。
【０１３９】
具体的には、第1の参照信号はアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、第1の参照信号の各グループは、対応する次元のチャネルの空間相関行列を推定するのに使用される。例えば、図3に示すアンテナアレイは3つの次元、すなわち、垂直単一偏波次元、水平単一偏波次元、および交差偏波次元に分割されうる。具体的には、基地局は3つの次元に対応する3つの第1の参照信号のグループを送信でき、これに対応して、参照信号グループを送信するのに使用されるポートの数は、それぞれ、N1、N2、および2である。別の例として、図3に示すアンテナアレイは2つの次元、すなわち、垂直単一偏波次元と水平交差偏波次元と分割されうる。具体的には、水平偏波と交差偏波とが測定のために1つの次元として組み合わされる。この場合、基地局は2つの次元に対応する2つの第1の参照信号のグループを送信でき、これに対応して、第1の参照信号のグループを送信するのに使用されるポートの数は、それぞれ、N1と2N2である。
【０１４０】
複数の第1の参照信号のグループを送信するための記載の具体的な方法は説明のための例にすぎず、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。例えば、基地局は、複数の第1の参照信号のグループを2つの次元、すなわち、水平交差偏波と垂直交差偏波とに分割してもよく、2つの次元は、それぞれ、第1の参照信号を送信するのに使用されるポートの数であるN2と2N1とに対応する。
【０１４１】
本出願の本実施形態では、基地局は、アンテナアレイの構造に基づいて異なるアンテナポートで複数の第1の参照信号のグループを送信でき、そのため端末は、受信した第1の参照信号に基づいて、異なるアンテナポートに対応するチャネルを測定し、チャネルの空間相関行列を計算する。基地局は、同じアンテナポートまたは異なるアンテナポートで複数の第1の参照信号のグループを送信し、参照信号を送信するのに使用される複数のビームが相互に直交するようにすることができ、そのため端末は、受信した参照信号に基づいて空間相関行列を測定する。参照信号の特定の形態は事前に合意されてよく、例えば、第3世代パートナーシッププロジェクト（3rd Generation Partnership Project、3GPP）TS 36．211 V13．1．0プロトコルで定義されたCSI RSや、要件を満たすことができる別の参照信号が使用される。これについては本出願では特に限定されない。
【０１４２】
S420．端末は、複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列情報を推定し、フィードバックする。
【０１４３】
具体的には、端末は、受信した参照信号に基づいてチャネル測定を行い、チャネル測定結果に基づいて空間相関行列情報を推定し、空間相関行列情報を基地局にフィードバックする。空間相関行列情報は、複数の次元の空間相関行列に関する、複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされる情報であってもよく、または空間相関行列情報は、複数の次元の空間相関行列に基づいて端末によって決定される完全な空間相関行列に関する情報であってもよい（区別と説明を容易にするために、完全な空間相関行列は全次元空間相関行列として記録される）。
【０１４４】
任意選択で、チャネルの空間相関行列情報は、分解後に得られる異なる次元の空間相関行列（またはサブチャネルの空間相関行列）に関する情報であってもよく、例えば、異なる次元の空間相関行列を指示するコードワードインデックスや、全次元空間相関行列を直接指示するコードワードインデックスであってもよい。
【０１４５】
S430．基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定する。
【０１４６】
具体的には、基地局は、基地局によってサービスされるエリア（例えばセル）内のすべての端末によってフィードバックされた空間相関行列情報に基づいて空間相関行列のコードワードを決定し、空間相関行列のコードワードに基づいて第1段階プリコーディング行列をさらに決定しうる。S420に対応して、端末によってフィードバックされた空間相関行列情報が、分解後に得られる異なる次元の空間相関行列のコードワードインデックスである場合、基地局は、全次元空間相関行列を計算するために、異なる次元の空間相関行列のコードワードインデックスに基づいて異なる次元の空間相関行列のコードワードを決定しうる。端末によってフィードバックされた空間相関行列情報が全次元空間相関行列を直接示すコードワードインデックスである場合、基地局は、コードワードインデックスに基づいて全次元空間相関行列を直接決定しうる。
【０１４７】
任意選択で、基地局によって決定される第1段階プリコーディング行列は、空間相関行列情報に基づく計算によって直接得られてもよく、空間相関行列情報に基づく計算および量子化によって得られてもよい。例えば、第1段階プリコーディングコードブック内の最適なコードワードが、計算結果に基づいて第1段階プリコーディング行列として選択される。
【０１４８】
基地局は、既存の技術を使用して空間相関行列のコードワードに基づいて第1段階プリコーディング行列をさらに決定しうること、例えば、容量最大化基準に従った計算によって第1段階プリコーディング行列を取得しうることに留意されたい。基地局が空間相関行列のコードワードに基づいて第1段階プリコーディング行列を決定する具体的な方法は、本実施形態では特に限定されない。
【０１４９】
本明細書で記載されるコードワードはプリコーディング行列に類似しうることにさらに留意されたい。コードワードは、コードブックを形成するのに使用される要素として理解されうる。最適なコードワードとは、コードブックの中から選択される、空間相関行列と照合するのに使用される要素である。コードワードインデックスとは、コードワードを指示するのに使用されるインデックスである。コードワードの名前、すなわち、コードブックを形成するのに使用される要素は、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。本出願は、「コードワード」と同じかまたは同様の意味を記述するのに別の名前が使用される可能性を排除しない。
【０１５０】
本出願の本実施形態では、端末によってフィードバックされた空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するステップは、セルレベルの空間分割をより柔軟かつ正確に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にすることができる。
【０１５１】
本出願の本実施形態では、基地局が複数の第1の参照信号のグループを送信する方法は1つだけではない。異なる方法に基づき、端末も異なるフィードバックを行いうる。ここでは、本出願の一実施形態による複数の第1の参照信号のグループに基づいてチャネルの空間相関情報をフィードバックするための2つの比較的典型的な方法（方法1および方法2）について、やはり図3に示すアンテナアレイを例にとり、図5および図6を参照して詳細に説明する。以下に記載する2つの方法は、本出願の本実施形態を実施するのに使用される2つの比較的典型的な方法にすぎず、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。本出願は、複数の第1の参照信号のグループを送信することにより、複数の第1の参照信号のグループに基づいてチャネルの空間相関行列をフィードバックするための方法を排除しない。
【０１５２】
理解を容易にするために、以下では端末の受信アンテナの数がM個であると仮定されることに留意されたい。次元縮小処理が行われない場合、基地局と端末との間のチャネル行列の次元はM×Nであり、N＝N1×N2×2である。
【０１５３】
方法1
【０１５４】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含む。
【０１５５】
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップの前に、本方法は、
コードブックパラメータ情報を送信するステップであって、コードブックパラメータ情報が各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納する、ステップ
をさらに含む。
【０１５６】
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップは、
空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックパラメータ情報とに基づいて端末によってフィードバックされたインデックスを受信するステップ
を含む。
【０１５７】
具体的には、本方法では、基地局は第1の参照信号を3つのグループに分割でき、3つの第1の参照信号のグループは、3つの次元の空間相関行列にそれぞれ対応する。
【０１５８】
限定ではなく例として、3つの次元は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含む。
【０１５９】
まず、基地局と端末は、複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納しうる。複数の次元の空間相関行列のコードブックは、同じ構造形態を有する。コードブック構造は、n×nエルミート（Hermitian）行列であり、具体的には、
【０１６０】
【数２９】
2019525637.tif 000031
【０１６１】
であり、式中、ρは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiは、アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iは、整数であり、nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数である。（図3に示す）前述のアンテナアレイの例を参照すると、コードブックは、異なる次元の空間相関行列のコードブックとして理解されてよく、n＝Nである。
【０１６２】
同じコードブック構造に基づき、基地局は、3つの異なる次元の空間相関行列を測定することによってそれらの次元の空間相関行列の最適なコードワードを決定しうる。
【０１６３】
コードブック内のパラメータの値は異なる次元に基づいて異なる。
【０１６４】
例えば、上述したアンテナアレイ（N1，N2，2）では、垂直次元に対応するコードブックは、
U1（ρ1，N1，｛1，…，1｝）であり、ρ1は、垂直線形アレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
水平次元に対応するコードブックは、
U2（ρ2，N2，｛1，…，1｝）であり、ρ2は、水平線形アレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
交差偏波次元に対応するコードブックは、
U3（ρ3，2，｛β｝）であり、ρ3は、交差偏波線形アレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表す。
【０１６５】
方法1の具体的なプロセスについて、前述のコードブックに関連して以下で詳細に説明する。
【０１６６】
図5は、本出願の別の実施形態によるプリコーディング行列決定方法500の概略流れ図である。図5に示すように、方法500は以下のステップを含む。
【０１６７】
S510．基地局が、3つの異なる次元に基づいて端末に3つの第1の参照信号のグループを送信する。
【０１６８】
基地局は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元に基づいて第1の参照信号を別々に構成しうる。具体的には、基地局は、垂直方向の単一偏波線形アレイの1つの列に対応するN1個のCSI−RSを構成し、基地局は、水平方向の単一偏波線形アレイの1つの行に対応するN2個のCSI−RSを構成し、基地局は、2つの交差偏波アンテナの1つのグループに対応する2つのCSI−RSを構成する。
【０１６９】
S520．基地局は端末にコードブックパラメータ情報を送信し、コードブックパラメータ情報は、各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用される。
【０１７０】
異なる次元に対応するコードブックは異なり、コードブックに対応するコードブックパラメータも異なる。したがって、異なる次元に基づいて第1の参照信号を送信する場合、基地局は、端末に、現在送信されている第1の参照信号に対応するコードブックパラメータを送信しうる。
【０１７１】
1つの可能な実施態様において、基地局は、（例えば、ρおよびβiを含む）複数のコードブックパラメータグループを構成しうる。複数のコードブックパラメータグループは異なるコードブック（すなわち、異なる次元）に対応しうる。例えば、表1および表2に示すように、異なる参照信号グループが異なる次元に構成され、参照信号グループを送信するアンテナポートの数は、アンテナアレイ内のN1、N2、および2にそれぞれ対応する。基地局は、参照信号グループに対応する次元に基づいて対応するコードブックパラメータグループを決定し、端末に、コードブックパラメータグループに基づいて対応する次元の空間相関行列のコードワードを決定するよう命令しうる。各次元の空間相関行列のコードブックが、表1に示すように、1つのコードブックパラメータグループに対応していてもよく、または各次元の空間相関行列のコードブックが、表2に示すように、複数のコードブックパラメータグループに対応していてもよい。
【０１７２】
【表１】
2019525637.tif 000032
【０１７３】
【表２】
2019525637.tif 000033
【０１７４】
基地局と端末は複数のコードブックパラメータグループを事前に格納でき、各コードブックパラメータグループは1つのコードブックパラメータグループのインデックスに対応する。基地局は、各次元の空間相関行列に使用される使用されるコードブックパラメータグループを決定するために、無線リソース制御（Radio Resource Control、RRC）上位層シグナリングを使用して端末に、コードブックパラメータグループのインデックスを直接指示しうる。
【０１７５】
表1および表2に示される次元と参照信号グループとコードブックパラメータグループとの間の1対1の対応関係は単なる例にすぎず、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。本出願の本実施形態では、基地局は複数のコードブックパラメータグループを事前に構成しない場合もあり、代わりに、基地局は、次元または対応するコードブックに基づいてコードブックパラメータの利用可能な値を直接決定し、RRC上位層シグナリングを使用して端末にコードブックパラメータを指示する。
【０１７６】
S530．端末は、3つの第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列情報を推定する。
【０１７７】
S540．基地局は、空間相関行列情報に基づいて空間相関行列を決定する。
【０１７８】
S510で基地局によって3つの次元で送信された第1の参照信号に基づき、端末は、各次元の空間相関行列（またはサブチャネルの空間相関行列）を別々に測定し、S520で指示されたコードブックパラメータ（またはコードブックパラメータグループ）に基づいて各次元の空間相関行列のコードワードインデックスを決定する。
【０１７９】
具体的には、垂直線形アレイ内の、端末によって測定されるチャネル行列H1の次元はM×N1である。端末は、垂直線形アレイ内のチャネル行列H1のN1×N1空間相関行列R1＝E（H1HH1）を計算し、対応するコードブックU1（ρ1，N1，｛1，…，1｝）の中から最適なコードワード
【０１８０】
【数３０】
2019525637.tif 000034
【０１８１】
を選択する。H1Hは、H1の共役転置行列を表し、E（）は、予期される値の計算を表す。
【０１８２】
任意選択で、端末は、次式に示すように、最小距離基準に従って最適なコードワード
【０１８３】
【数３１】
2019525637.tif 000035
【０１８４】
を選択してもよく、
【０１８５】
【数３２】
2019525637.tif 000036
【０１８６】
式中、trace（）は、括弧内の行列のトレースの計算を表し、｜｜ ｜｜は、行列ノルムを表し、θ1は、垂直単一偏波線形アレイ内の空間相関行列のコードブックを表す。
【０１８７】
水平線形アレイ内の、端末によって測定されるチャネル行列H2の次元はM×N2である。端末は、水平チャネル線形アレイ内のチャネル行列H2のN2×N2空間相関行列R2＝E（H2HH2）を計算し、対応するコードブックU2（ρ2，N2，｛1，…，1｝）の中から最適なコードワード
【０１８８】
【数３３】
2019525637.tif 000037
【０１８９】
を選択する。H2Hは、H2の共役転置行列を表し、θ2は、水平単一偏波線形行列内の空間相関行列のコードブックを表す。
【０１９０】
任意選択で、端末は、次式に示すように、最小距離基準に従って最適なコードワード
【０１９１】
【数３４】
2019525637.tif 000038
【０１９２】
を選択してもよい。
【０１９３】
【数３５】
2019525637.tif 000039
【０１９４】
端末は、測定された交差偏波線形アレイのチャネル行列H3の次元M×2を測定し、交差偏波線形アレイのチャネル行列H3の2×2空間相関行列R3＝E（H3HH3）を計算し、対応するコードブックU3（ρ3，2，｛β｝）の中から最適なコードワード
【０１９５】
【数３６】
2019525637.tif 000040
【０１９６】
を選択し、式中、H3Hは、H3の共役転置行列を表し、θ3は、交差偏波線形アレイ内の空間相関行列のコードブックを表す。
【０１９７】
任意選択で、端末は、次式に示すように、最小距離基準に従って最適なコードワード
【０１９８】
【数３７】
2019525637.tif 000041
【０１９９】
を選択してもよい。
【０２００】
【数３８】
2019525637.tif 000042
【０２０１】
端末は、最小距離基準に従って最適なコードワードを選択してもよく、または別の基準に従って最適なコードワードを選択してもよいことを理解されたい。これについては本出願では特に限定されない。
【０２０２】
前述の方法を使用して各次元の最適なコードワードを決定した後、端末は、空間相関行列情報を基地局に送信しうる。
【０２０３】
一実施態様では、端末は、基地局に各次元の最適なコードワードのコードワードインデックスを直接送信しうる。基地局は、各次元のコードワードインデックスに基づいて、各次元に対応する最適なコードワードを決定し、全次元空間相関行列、すなわち、N×N空間相関行列をさらに計算する。
【０２０４】
具体的には、基地局はまず、水平単一偏波次元のコードワード
【０２０５】
【数３９】
2019525637.tif 000043
【０２０６】
と、垂直単一偏波次元のコードワード
【０２０７】
【数４０】
2019525637.tif 000044
【０２０８】
と、交差偏波次元のコードワード
【０２０９】
【数４１】
2019525637.tif 000045
【０２１０】
とを決定し、クロネッカー（Kronecker）積を使用して全次元空間相関行列
【０２１１】
【数４２】
2019525637.tif 000046
【０２１２】
を計算し、式中、
【０２１３】
【数４３】
2019525637.tif 000047
【０２１４】
はクロネッカー積を表す。
【０２１５】
本方法では、基地局と端末は、各次元のコードワードとコードワードインデックスとの間の対応関係について事前に合意することができ、そのため端末によってフィードバックされたコードワードインデックスを受信した後、基地局は、コードワードインデックスに基づいて、各次元に対応する最適なコードワードを見つけることができる。
【０２１６】
別の実施態様では、端末は、各次元の最適なコードワードに基づいて全次元N×N空間相関行列
【０２１７】
【数４４】
2019525637.tif 000048
【０２１８】
を決定し、基地局に、全次元空間相関行列に対応するコードワードインデックスを送信しうる。
【０２１９】
本方法では、基地局と端末は、空間相関行列のコードワードとコードワードインデックスとの間の対応関係について事前に合意することができ、そのため端末によってフィードバックされたコードワードインデックスを受信した後、基地局は、コードワードインデックスに基づいて、空間相関行列に対応する最適なコードワードを見つけることができる。
【０２２０】
したがって、本出願の本実施形態では、基地局は、端末によってフィードバックされた空間相関行列情報に基づいてアンテナアレイ［N1，N2，2］の全次元空間相関行列をシミュレートするために、端末にN1＋N2＋2個の第1の参照信号を送信しさえすればよい。
【０２２１】
端末が空間相関チャネル情報をフィードバックし、基地局が空間相関行列を決定する前述した2つの方法は説明のための例にすぎず、本出願におけるいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。
【０２２２】
S550．基地局は、空間相関行列に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定する。
【０２２３】
S550の具体的なプロセスは方法400のS430のプロセスと同様であることを理解されたい。簡潔にするために、ここでは詳細を繰り返さない。
【０２２４】
方法2
【０２２５】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含む。
【０２２６】
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップの前に、本方法は、
複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を送信するステップであって、各コードブックのコードブックタイプ情報が、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元に対応する複数のコードブックと、複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する、ステップ
をさらに含む。
【０２２７】
複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するステップは、
空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックタイプ情報とに基づいて端末によってフィードバックされたインデックスを受信するステップ
を含む。
【０２２８】
具体的には、本方法では、基地局は第1の参照信号を2つのグループに分割してよく、2つの第1の参照信号のグループは、2つの次元の空間相関行列にそれぞれ対応する。
【０２２９】
限定ではなく例として、第1の次元は垂直単一偏波次元であり、第2の次元は水平交差偏波次元であり、または第1の次元は水平単一偏波次元であり、第2の次元は垂直交差偏波次元である。
【０２３０】
ここでは、理解と説明を容易にするために、方法2の具体的なプロセスを、第1の次元が垂直単一偏波次元であり、第2の次元が水平交差偏波次元である例を使用して詳細に説明する。
【０２３１】
図6は、本出願の別の実施形態によるプリコーディング行列決定方法600の概略流れ図である。図6に示すように、方法600は以下のステップを含む。
【０２３２】
S610．基地局が、2の異なる次元に基づいて端末に2つの第1の参照信号のグループを送信する。
【０２３３】
基地局は、垂直単一偏波次元と水平交差偏波次元とに基づいて第1の参照信号を別々に構成しうる。具体的には、基地局は、垂直方向の単一偏波線形アレイの1つの列に対応するN1個のCSI−RSを構成する。基地局は、2N2個のCSI−RSを構成し、N2は、水平方向の単一偏波線形アレイの1つの行に対応し、2は、2つの交差偏波アンテナのグループに対応し、2N2は、水平交差偏波線形アレイの単一偏波線形アレイの1つの行に対応する。
【０２３４】
S620．基地局は端末にコードブックタイプ情報を送信し、コードブックタイプ情報は、端末によって空間相関行列を量子化するのに使用される必要があるコードブックのタイプを指示するのに使用される。
【０２３５】
異なる次元は異なるコードブックに対応するので、第1の参照信号を受信すると、端末は、コードブックタイプに基づいて、空間相関行列を量子化するのに使用されるコードブックを選択する必要がある。基地局は、RRC上位層シグナリングを使用して端末にコードブックタイプを指示しうる。例えば、基地局は、「0」を使用して第1のコードブックが使用されることを指示し、「1」を使用して第2のコードブックが使用されることを指示しうる。
【０２３６】
1つの可能な実施態様において、基地局と端末は、コードブックタイプとコードブックパラメータグループとの間の対応関係を事前に格納しうる。基地局によって指示されたコードブックタイプ情報の指示情報を受信すると、端末は、コードブックタイプに基づいて、空間相関行列のコードワードを決定するのに使用されるコードブックパラメータグループを決定しうる。
【０２３７】
基地局と端末が、コードブックタイプとコードブックパラメータグループとの間の対応関係を事前に格納する本明細書の記載の方法は、説明のための例にすぎず、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。基地局は端末にコードブックパラメータグループを直接送信してもよく、そのため端末は、コードブックタイプとコードブックパラメータグループとに基づいて空間相関行列のコードワードを決定する。
【０２３８】
S630．端末は、2つの第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列情報を推定する。
【０２３９】
S640．基地局は、空間相関行列情報に基づいて空間相関行列を決定する。
【０２４０】
本出願の本実施形態では、端末は、第1のコードブックと第2のコードブックとに基づいて、第1の次元の空間相関行列のコードブック
【０２４１】
【数４５】
2019525637.tif 000049
【０２４２】
と第2の次元の空間相関行列のコードブック
【０２４３】
【数４６】
2019525637.tif 000050
【０２４４】
とを別々に決定しうる。
【０２４５】
例えば、端末は、方法1に記載の方法（例えば、最小距離基準）を使用して最適なコードワード
【０２４６】
【数４７】
2019525637.tif 000051
【０２４７】
および
【０２４８】
【数４８】
2019525637.tif 000052
【０２４９】
を決定しうる。第1のコードブック内のコードワード
【０２５０】
【数４９】
2019525637.tif 000053
【０２５１】
は、n1×n1エルミート（Hermitian）行列であり、
【０２５２】
【数５０】
2019525637.tif 000054
【０２５３】
を満たし、
【０２５４】
【数５１】
2019525637.tif 000055
【０２５５】
式中、ρ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【０２５６】
【数５２】
2019525637.tif 000056
【０２５７】
式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1は、単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、単一偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートを含む。
【０２５８】
第2のコードブック内のコードワード
【０２５９】
【数５３】
2019525637.tif 000057
【０２６０】
は、2n2×2n2エルミート（Hermitian）行列であり、
【０２６１】
【数５４】
2019525637.tif 000058
【０２６２】
を満たし、式中、
【０２６３】
【数５５】
2019525637.tif 000059
【０２６４】
式中、ρ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【０２６５】
【数５６】
2019525637.tif 000060
【０２６６】
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2は、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2は、交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、交差偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートを含む。
【０２６７】
U（ρ1，n1）とU（ρ2，n2）とは以下の同じ構造を有する。
【０２６８】
【数５７】
2019525637.tif 000061
【０２６９】
パラメータρとパラメータnの値は異なる次元では異なるので、構造U（ρ，n）に割り当てられる値は、前述のU（ρ1，n1）とU（ρ2，n2）とにそれぞれ対応しうる。
【０２７０】
（図3に示す）前述のアンテナアレイの例を参照すると、n1＝N1、n2＝N2である。
【０２７１】
【数５８】
2019525637.tif 000062
【０２７２】
の次元はN1×N1であり、
【０２７３】
【数５９】
2019525637.tif 000063
【０２７４】
の次元は2N2×2N2である。
【０２７５】
【数６０】
2019525637.tif 000064
【０２７６】
および
【０２７７】
【数６１】
2019525637.tif 000065
【０２７８】
は、全次元空間相関行列を決定するのに使用されうる。具体的には、クロネッカー積を使用して空間相関行列
【０２７９】
【数６２】
2019525637.tif 000066
【０２８０】
が計算され、
【０２８１】
【数６３】
2019525637.tif 000067
【０２８２】
の次元はN×Nである。
【０２８３】
端末が2つの第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列のコードワードインデックスを決定する具体的なプロセスは、前述のS530およびS540における具体的なプロセスと同様であることを理解されたい。簡潔にするために、ここでは詳細を繰り返さない。
【０２８４】
S650．基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定する。
【０２８５】
したがって、本出願の本実施形態では、基地局は、端末によってフィードバックされた空間相関行列情報に基づいてアンテナアレイ［N1，N2，2］の全次元空間相関行列をシミュレートするために、端末にN1＋2N2（または2N1＋N2）個の第1の参照信号を送信しさえすればよい。
【０２８６】
基地局が複数の第1の参照信号のグループを送信し、端末によってフィードバックされた空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するプロセスは、方法1および方法2を例にとって上述されている。言い換えると、方法400のステップS410〜ステップS430は、方法500または方法600を使用して実施される。すなわち、S410〜S430は、S510〜S550またはS610〜S650で置き換えられてもよい。
【０２８７】
さらに、本出願の本実施形態では、基地局は、特定の期間（区別と説明を容易にするために第1の期間で表す）に基づいて複数の第1の参照信号のグループを送信でき、端末は、同じ期間（すなわち、第1の期間）に基づいて空間相関行列情報をフィードバックでき、そのため基地局は、チャネルのものである、端末によってフィードバックされた空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を動的に調整する。したがって、第1段階プリコーディング後に得られるビームはセル内の複数のユーザ方向を正確に指し示し、ビーム形成された（Beam−formed）CSI−RSに基づいて等価のチャネルを測定する。言い換えると、第1の期間は、空間相関行列情報のフィードバック周期として理解されうる。
【０２８８】
任意選択で、方法400は以下のステップをさらに含む。
【０２８９】
S440．基地局は、第1段階プリコーディング行列によって符号化された少なくとも1つの第2の参照信号を送信し、少なくとも1つの第2の参照信号は少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある。
【０２９０】
具体的には、チャネル行列はM×Nであると仮定され、第1段階プリコーディング行列の次元はN×Sである。この場合、等価のチャネルの次元はM×Sである。S個のBeam−formed CSI−RSは、等価のチャネルM×Sを測定し、S個の主要ユーザ方向を指し示すのに使用される。この場合、フィードバックされるべき（例えば、PMI、RI、およびCQIを含む）CSI情報に対応するアンテナポートの数がNからSに減少し、それによってフィードバックオーバーヘッドの次元縮小が実現される。
【０２９１】
第2の参照信号の特定の形態は事前に合意されてよく、例えば、第3GPP TS 36．211 V13．1．0プロトコルで定義されたCSI RSや、要件を満たすことができる別の参照信号が使用される。これについては本出願では特に限定されない。
【０２９２】
S450．端末は、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階PMIを決定し、フィードバックする。
【０２９３】
S460．基地局は、端末によってフィードバックされた第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定する。
【０２９４】
第2段階PMIは、第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される、フィードバックされたチャネル状態情報CSI内のPMIであり、または第2段階PMIは、第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用されるPMIである。
【０２９５】
1つの可能な実施態様において、端末は、先行技術の解決法を使用して第2段階PMIを決定しフィードバックしうる。例えば、端末は、既存のLTEシステムにおける第2段階PMIを決定するための技術的解決法を使用してもよく、すなわち、端末は、PMIフィードバックに使用される、3GPP TS 36．211 V13．1．0プロトコルで定義されたコードブックの中から特定のコードワードを選択し、第2段階PMIを決定する。
【０２９６】
別の可能な実施態様において、端末は、以下のコードブックに基づいてPMI（または量子化されたPMI）を決定でき、
【０２９７】
【数６４】
2019525637.tif 000068
【０２９８】
式中、
【０２９９】
【数６５】
2019525637.tif 000069
【０３００】
G1は、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され（例えば、第1の偏波方向は「／」であり）、G2は、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され（例えば、第2の偏波方向は「＼」であり）、G1＝［g1  g2…gM］、および
【０３０１】
【数６６】
2019525637.tif 000070
【０３０２】
式中、giおよび
【０３０３】
【数６７】
2019525637.tif 000071
【０３０４】
はN×1列ベクトルであり、各giまたは
【０３０５】
【数６８】
2019525637.tif 000072
【０３０６】
は、ビーム方向を表す。
【０３０７】
W2は、W1で指示された各ビームの重み係数である。βおよびηは、量子化された係数であり、αは、偏波方向間の振幅差であり、θは、偏波方向間の位相差であり、αωjθは、交差偏波識別度（cross−polarized discrimination、XPD）と呼ばれうる。
【０３０８】
ここでは、W2内の非ゼロ要素の数は1より大きく、すなわち、計算後に得られるWに対応するビームの数も1より大きいことに留意されたい。言い換えると、重み付きビームの数は1より大きく、それによってマルチビーム再構成が実現される。
【０３０９】
加えて、W1は第1段階プリコーディング行列に関連しており、すなわち、W1は、第1段階プリコーディング行列Cに基づいて決定される。具体的には、W1は、Cと全次元空間相関行列
【０３１０】
【数６９】
2019525637.tif 000073
【０３１１】
とに基づいて決定されうる。以下に詳細を示す。
G1＝F（1：S／2，：）、およびG2＝（S／2＋1：end，：）、
F＝［f1  f2…fp］、ならびに
fi＝CHvi
式中、viは、全次元空間相関行列
【０３１２】
【数７０】
2019525637.tif 000074
【０３１３】
の第iの主要特徴ベクトルであり、i＝1，…，Pであり、Pは、第iの主要特徴ベクトルの数を表す。前述の式から、fiは、S×1ベクトルであり、Fは、その次元がS×Pである行列であることが分かる。G1およびG2は各々S／2×P行列である。G1＝F（1：S／2，：）は、G1がFの上半分の部分を含む行列、すなわち、Fの第1行から第（S／2）行およびP列を含む行列であることを指示する。G2＝（S／2＋1：end，：）は、G2がFの下半分の部分を含む行列、すなわち、Fの第（S／2＋1）行から第S行およびP列を含む行列であることを指示する。
【０３１４】
W1はCに基づいて決定されることが分かる。したがって、端末は、基地局にW1のコードワードをフィードバックする必要はなく、基地局にW2のコードワードをフィードバックしさえすればよく、その場合基地局は、第1段階プリコーディング行列Cと、上述した方法を使用して得られた空間相関行列
【０３１５】
【数７１】
2019525637.tif 000075
【０３１６】
とに基づいてW1を決定し、第2段階プリコーディング行列を決定するために、W1およびW2に基づいて等価のチャネルのPMIをさらに決定することができる。先行技術と比較して、端末のフィードバックオーバーヘッド（より具体的には、W1のフィードバックオーバーヘッド）が削減される。
【０３１７】
ここでは、端末は、端末がWを決定した後にW2のコードワードを決定し、基地局にフィードバックすることに留意されたい。具体的には、端末は、W1とW2との組み合わせを等価のチャネルのチャネル行列を一致させる必要があり、最適なコードワード
【０３１８】
【数７２】
2019525637.tif 000076
【０３１９】
を等価のチャネルのコードワードとして決定し、最適なコードワード
【０３２０】
【数７３】
2019525637.tif 000077
【０３２１】
を計算するのに使用されたW2を第2段階PMIとして使用し、最適なコードワード
【０３２２】
【数７４】
2019525637.tif 000078
【０３２３】
を基地局にフィードバックする。したがって、端末は、W2を決定するときに第1段階プリコーディング行列Cを知っている必要がある。
【０３２４】
基地局は、少なくとも第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定しうることにさらに留意されたい。言い換えると、基地局は、第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定することができるのみならず、CQIやRIなど、端末によってフィードバックされた他の情報に基づいて第2段階プリコーディング行列を決定することもできる。基地局によって第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される記載の情報は、説明のための例にすぎず、本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。基地局が第2段階プリコーディング行列を決定する具体的なプロセスは、既存の技術を使用して実施されうるが、これは本出願の核心ではない。簡潔にするために、ここでは詳細を記載しない。
【０３２５】
本出願の本実施形態では、基地局は、下り信号を使用して端末に第1段階プリコーディング行列Cの指示情報を送信でき、そのため端末は、第1段階プリコーディング行列Cと、上述した方法を用いて得られた空間相関行列
【０３２６】
【数７５】
2019525637.tif 000079
【０３２７】
とに基づいてW1を計算する。さらに、端末は、端末によって決定されたW1およびW2に基づいてWを決定し、コードブックマッチングによって等価のチャネルの最も近いコードワードを決定し、W2の対応するコードワードインデックスを基地局にフィードバックしうる。したがって、端末は基地局にPMIをフィードバックする。
【０３２８】
本出願の本実施形態では、端末は、基地局に、
【０３２９】
【数７６】
2019525637.tif 000080
【０３３０】
のコードワードインデックスを直接フィードバックしてもよいことを理解されたい。これについては本出願では特に限定されない。この場合、第2段階PMIは
【０３３１】
【数７７】
2019525637.tif 000081
【０３３２】
のコードワードインデックスを含む。
【０３３３】
任意選択で、端末が、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階PMIを決定し、フィードバックするS440の前に、本方法400は、
第1段階プリコーディング行列のものである、基地局によって送信された指示情報を受信するステップであって、第1段階プリコーディング行列の指示情報が第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用され、第1段階プリコーディング行列の指示情報が端末によって第2段階PMIを決定するのに使用される、ステップ
をさらに含む。
【０３３４】
一例では、第1段階プリコーディングコードブック（例えば、第1段階プリコーディングコードブックは
【０３３５】
【数７８】
2019525637.tif 000082
【０３３６】
で表される）内のコードワード
【０３３７】
【数７９】
2019525637.tif 000083
【０３３８】
は、非ブロック対角構造のものであってよく、
【０３３９】
【数８０】
2019525637.tif 000084
【０３４０】
式中、v1〜vSは、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なる。Nは、次元縮小が行われないアンテナポートの数を表し、Sは、次元縮小後のアンテナポートの数を表し、v1〜vSは、Q1ビットの情報要素を使用して指示することができる事前に定義されたコードブック、例えば、DFTコードブック、クロネッカー積コードブック、3GPP TS 36．211 V13．1．0プロトコルで定義されたコードブックの中から選択される。これについては本出願では限定されない。第1段階プリコーディングコードブックΩ内のコードワードは、Q1Sビットの情報要素を使用して指示されうる。
【０３４１】
別の例では、第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【０３４２】
【数８１】
2019525637.tif 000085
【０３４３】
は、ブロック対角構造のものであってよく、
【０３４４】
【数８２】
2019525637.tif 000086
【０３４５】
式中、v1〜vSは、N／S×1次元の列ベクトルであり、Q2ビットの情報要素を使用して指示することができる事前に定義されたコードブック、例えば、DFTコードブック、クロネッカー積コードブック、3GPP TS 36．211 V13．1．0プロトコルで定義されたコードブックの中から選択される。これについては本出願では限定されない。第1段階プリコーディングコードブックΩ内のコードワードは、Q2Sビットの情報要素を使用して指示されうる。特に、v1＝…＝vSの場合、第1段階プリコーディングコードブックΩ内のコードワードは、Q2ビットの情報要素を使用して指示されうる。
【０３４６】
任意選択で、基地局は、1ビットのシグナリングを使用して端末に使用された第1段階プリコーディングコードブックのタイプを指示しうる。例えば、「0」は、前述の非ブロック対角構造のコードブックを使用することを意味し、「1」は、前述のブロック対角構造のコードブックを使用することを意味する。
【０３４７】
さらに、本出願の本実施形態では、基地局は、特定の期間（区別と説明を容易にするために第2の期間で表す）に基づいて複数の第2の参照信号のグループを送信でき、端末は、同じ期間（すなわち、第2の期間）に基づいて等価のチャネルのPMIをフィードバックし、そのため基地局は、等価のチャネルのものである、端末によってフィードバックされたPMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を動的に調整する。言い換えると、第2の期間は第2段階PMIのフィードバック周期として理解されうる。
【０３４８】
端末は、第2段階PMIを別個にフィードバックしてもよく、第2段階PMIをフィードバックするときにRIおよび／またはCQIなどのチャネル情報をフィードバックしてもよいことを理解されたい。これについては本出願では特に限定されない。
【０３４９】
本出願の本実施形態では、第1の期間の持続時間は第2の期間の持続時間より大きくてもよい。すなわち、空間相関行列情報は長期間に基づいてフィードバックされ、等価のチャネルに関する情報は短期間に基づいてフィードバックされる。したがって、基地局は、端末からのフィードバックに基づいて第1段階プリコーディング行列および第2段階プリコーディング行列を適応的に調整でき、それによって動的な3次元プリコーディングを実現し、システム容量を増加させ、システム性能を向上させる。本出願の本実施形態では、2段階プリコーディングを使用してプリコーディング行列決定方法を詳細に説明しているが、これは本出願に対するいかなる限定も構成すべきものではないことを理解されたい。2段階プリコーディングに適用されることに加えて、本出願で提供されるプリコーディング行列決定方法は、ユーザチャネル情報がフィードバックされる必要がある他のシステムにもさらに適用されうる。これについては本出願では特に限定されない。
【０３５０】
表3に、先行技術の垂直プリコーディング（例えば、LTE R13の16ポートコードブック）に基づいてシミュレーションが行われた後に得られる性能と、本出願で提供される3次元プリコーディング解決法に基づいてシミュレーションが行われた後に得られる性能との比較を示す。表4に、シミュレーションに使用されたパラメータを示す。
【０３５１】
本出願の本実施形態で提供される3次元プリコーディング解決法は、セル平均性能およびセル境界性能に関して先行技術の垂直プリコーディング解決法より優れていることが分かる。
【０３５２】
【表３】
2019525637.tif 000087
【０３５３】
【表４】
2019525637.tif 000088
【０３５４】
したがって、本出願の本実施形態で提供されるプリコーディング行列決定方法によれば、基地局は、各次元のものである、端末によってフィードバックされる空間相関行列情報を得るために各次元の参照信号を送信し、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実現する。さらに、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にするように、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が等価のチャネルを測定するために送信され、それによってチャネル容量が増加し、システム性能が向上する。基地局は、等価のチャネルのものである、端末によってフィードバックされた相関特徴に基づいて第2段階プリコーディング行列を決定し、そのため第2段階プリコーディング行列の正確さを高めることができ、それによってシステム性能が向上する。さらに、空間相関行列情報および第2段階PMIを周期的にフィードバックすることによって、第1段階プリコーディング行列と第2段階プリコーディング行列とを適応的に調整することができ、それによって動的な3次元プリコーディングが実現される。
【０３５５】
本出願の実施形態によるプリコーディング行列決定方法について、図4〜図6を参照して以上で詳細に説明した。本出願の実施形態によるプリコーディング行列決定装置について、図7および図8を参照して以下で詳細に説明する。
【０３５６】
図7は、本出願の一実施形態によるプリコーディング行列決定装置700の概略ブロック図である。図7に示すように、本装置700は、送信モジュール710と、受信モジュール720と、決定モジュール730とを含む。
【０３５７】
送信モジュール710は、複数の第1の参照信号のグループを送信するように構成される。複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される。
【０３５８】
受信モジュール720は、複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するように構成される。
【０３５９】
決定モジュール730は、受信モジュール720によって受信された空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するように構成される。
【０３６０】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、送信モジュール710は、コードブックパラメータ情報を送信するようにさらに構成される。コードブックパラメータ情報は、各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納する。
【０３６１】
受信モジュール720は、空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックパラメータ情報とに基づいて端末によってフィードバックされたインデックスを受信するように特に構成される。
【０３６２】
任意選択で、複数の次元は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、複数の次元の空間相関行列のコードブックは同じ構造形態を有し、同じ構造形態は、
【０３６３】
【数８３】
2019525637.tif 000089
【０３６４】
であり、式中、ρは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiは、アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iは、整数であり、nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数である。
【０３６５】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、送信モジュール710は、複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を送信するようにさらに構成される。各コードブックのコードブックタイプ情報は、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元に対応する複数のコードブックと、複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する。
【０３６６】
受信モジュール720は、空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックタイプ情報とに基づいてフィードバックされたインデックスを受信するように特に構成される。
【０３６７】
任意選択で、複数の次元に対応する複数のコードブックは第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、第1のコードブックは第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、第2のコードブックは第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、第1の次元は垂直単一偏波次元であり、第2の次元は水平交差偏波次元であり、または第1の次元は水平単一偏波次元であり、第2の次元は垂直交差偏波次元である。
【０３６８】
第1のコードブック内のコードワード
【０３６９】
【数８４】
2019525637.tif 000090
【０３７０】
は
【０３７１】
【数８５】
2019525637.tif 000091
【０３７２】
を満たし、式中、
【０３７３】
【数８６】
2019525637.tif 000092
【０３７４】
式中、ρ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【０３７５】
【数８７】
2019525637.tif 000093
【０３７６】
式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1は、単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、単一偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートを含む。
【０３７７】
第2のコードブック内のコードワード
【０３７８】
【数８８】
2019525637.tif 000094
【０３７９】
は、
【０３８０】
【数８９】
2019525637.tif 000095
【０３８１】
を満たし、式中、
【０３８２】
【数９０】
2019525637.tif 000096
【０３８３】
式中、ρ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【０３８４】
【数９１】
2019525637.tif 000097
【０３８５】
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2は、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2は、交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、交差偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートを含む。
【０３８６】
任意選択で、送信モジュール710は、第1段階プリコーディング行列によって符号化された少なくとも1つの第2の参照信号を送信するようにさらに構成される。少なくとも1つの第2の参照信号は、少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある。
【０３８７】
受信モジュール720は、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて端末によってフィードバックされた第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを受信するようにさらに構成される。
【０３８８】
決定モジュール730は、第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定するようにさらに構成される。
【０３８９】
第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックは、
【０３９０】
【数９２】
2019525637.tif 000098
【０３９１】
であり、式中、W1は、第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1は、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2は、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【０３９２】
【数９３】
2019525637.tif 000099
【０３９３】
W2内の非ゼロ要素の数は1より大きく、βおよびηは、量子化された係数であり、αは、偏波方向間の振幅差であり、θは、偏波方向間の位相差である。
【０３９４】
任意選択で、第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【０３９５】
【数９４】
2019525637.tif 000100
【０３９６】
は、
【０３９７】
【数９５】
2019525637.tif 000101
【０３９８】
を満たし、式中、v1〜vSは、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【０３９９】
【数９６】
2019525637.tif 000102
【０４００】
を満たし、式中、v1〜vSは、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sは、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである。
【０４０１】
任意選択で、送信モジュール710は、第1段階プリコーディング行列の指示情報を送信するようにさらに構成される。第1段階プリコーディング行列の指示情報は第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用され、第1段階プリコーディング行列の指示情報は端末によって第2段階PMIを決定するのに使用される。
【０４０２】
本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定装置700は、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定方法における基地局に対応しうる。加えて、プリコーディング行列決定装置700内の各モジュールならびに前述のその他の動作および／または機能は、図4〜図6の方法の対応する手順を実施するように別々に意図されている。簡潔にするために、ここでは詳細を記載しない。
【０４０３】
したがって、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定装置によれば、端末によってフィードバックされる空間相関行列情報を得るために各次元の参照信号が送信され、そのため空間相関行列情報は各次元のチャネル間の空間相関を正確に反映することができる。加えて、基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実行する。さらに、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にすることができ、そのためチャネル容量を増加させることができ、システム性能を向上させることができる。
【０４０４】
図8は、の別の実施形態によるプリコーディング行列決定装置800の概略ブロック図である。図8示すように、本装置800は、受信モジュール810と、処理モジュール820と、送信モジュール830とを含む。
【０４０５】
受信モジュール810は、基地局によって送信された複数の第1の参照信号のグループを受信するように構成される。複数の第1の参照信号のグループはアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、複数の第1の参照信号のグループの各々は端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される。
【０４０６】
処理モジュール820は、複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列情報を推定するように構成される。
【０４０７】
送信モジュール830は、空間相関行列情報を基地局に送信するように構成される。空間相関行列情報は第1段階プリコーディング行列を決定するのに使用される。
【０４０８】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、受信モジュール810は、基地局によって送信されたコードブックパラメータ情報を受信するようにさらに構成される。コードブックパラメータ情報は、各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納する。
【０４０９】
処理モジュール820は、複数の第1の参照信号のグループとコードブックパラメータ情報とに基づいて空間相関行列情報を推定するように特に構成される。
【０４１０】
任意選択で、複数の次元は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、複数の次元の空間相関行列のコードブックは同じ構造形態を有し、同じ構造形態は、
【０４１１】
【数９７】
2019525637.tif 000103
【０４１２】
であり、式中、ρは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiは、アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iは、整数であり、nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数である。
【０４１３】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、受信モジュール810は、基地局によって送信された、複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を受信するようにさらに構成される。各コードブックのコードブックタイプ情報は、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元に対応する複数のコードブックと、複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する。
【０４１４】
処理モジュール820は、複数の第1の参照信号のグループとコードブックタイプ情報とに基づいて空間相関行列情報を推定するように特に構成される。
【０４１５】
任意選択で、複数の次元に対応する複数のコードブックは第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、第1のコードブックは第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、第2のコードブックは第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、第1の次元は垂直単一偏波次元であり、第2の次元は水平交差偏波次元であり、または第1の次元は水平単一偏波次元であり、第2の次元は垂直交差偏波次元である。
【０４１６】
第1のコードブック内のコードワード
【０４１７】
【数９８】
2019525637.tif 000104
【０４１８】
は
【０４１９】
【数９９】
2019525637.tif 000105
【０４２０】
を満たし、式中、
【０４２１】
【数１００】
2019525637.tif 000106
【０４２２】
であり、式中、ρ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【０４２３】
【数１０１】
2019525637.tif 000107
【０４２４】
であり、式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1は、単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、単一偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートを含む。
【０４２５】
第2のコードブック内のコードワード
【０４２６】
【数１０２】
2019525637.tif 000108
【０４２７】
は、
【０４２８】
【数１０３】
2019525637.tif 000109
【０４２９】
を満たし、式中、
【０４３０】
【数１０４】
2019525637.tif 000110
【０４３１】
式中、ρ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【０４３２】
【数１０５】
2019525637.tif 000111
【０４３３】
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、n2は、交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、交差偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートを含む。
【０４３４】
任意選択で、受信モジュール810は、第1段階プリコーディング行列によって符号化された、基地局によって送信された少なくとも1つの第2の参照信号を受信するようにさらに構成される。少なくとも1つの第2の参照信号は、少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある。
【０４３５】
処理モジュール820は、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを決定するようにさらに構成される。
【０４３６】
送信モジュール830は、第2段階PMIを基地局に送信するように構成される。第2段階PMIは基地局によって第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される。
【０４３７】
第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックは、
【０４３８】
【数１０６】
2019525637.tif 000112
【０４３９】
であり、式中、W1は、第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1は、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2は、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【０４４０】
【数１０７】
2019525637.tif 000113
【０４４１】
であり、W2内の非ゼロ要素の数は1より大きく、βおよびηは、量子化された係数であり、αは、偏波方向間の振幅差であり、θは、偏波方向間の位相差である。
【０４４２】
任意選択で、第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【０４４３】
【数１０８】
2019525637.tif 000114
【０４４４】
は、
【０４４５】
【数１０９】
2019525637.tif 000115
【０４４６】
を満たし、式中、v1〜vSは、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【０４４７】
【数１１０】
2019525637.tif 000116
【０４４８】
を満たし、式中、v1〜vSは、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sは、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである。
【０４４９】
任意選択で、受信モジュール810は、第1段階プリコーディング行列のものである、基地局によって送信された指示情報を受信するようにさらに構成される。第1段階プリコーディング行列の指示情報は第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用される。
【０４５０】
処理モジュール820は、第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプに基づいて第2段階PMIを決定するように特に構成される。
【０４５１】
本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定装置800は、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定方法における端末に対応しうる。加えて、プリコーディング行列決定装置800内の各モジュールならびに前述のその他の動作および／または機能は、図4〜図6の方法の対応する手順を実施するように別々に意図されている。簡潔にするために、ここでは詳細を記載しない。
【０４５２】
したがって、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定装置によれば、各次元のものである、基地局によって送信された参照信号が受信され、空間相関行列情報は各次元の参照信号に基づいて基地局にフィードバックされ、そのため空間相関行列情報は各次元のチャネル間の空間相関を正確に反映することができる。基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実現する。さらに、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にすることができ、そのためチャネル容量を増加させることができ、システム性能を向上させることができる。
【０４５３】
本出願の実施形態によるプリコーディング行列決定装置について、図7および図8を参照して以上で詳細に説明した。本出願の実施形態によるプリコーディング行列決定機器について、図9および図10を参照して以下で詳細に説明する。
【０４５４】
図9は、本出願の一実施形態によるプリコーディング行列決定機器20の概略ブロック図である。図9に示すように、機器20は、受信機21と、送信機22と、プロセッサ23と、メモリ24と、バスシステム25とを含む。受信機21、送信機22、プロセッサ22、およびメモリ24は、バスシステム25を使用して相互に接続される。メモリ24は、命令を格納するように構成される。プロセッサ23は、メモリ24に格納された命令を実行して、信号を受信する受信機21を制御し、信号を送信する送信機22を制御するように構成される。
【０４５５】
送信機22は、複数の第1の参照信号のグループを送信するように構成される。複数の第1の参照信号のグループがアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、複数の第1の参照信号のグループの各々が端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される。
【０４５６】
受信機21は、複数の第1の参照信号のグループに基づいて端末によってフィードバックされた空間相関行列情報を受信するように構成される。
【０４５７】
プロセッサ23は、受信機21によって受信された空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定するように構成される。
【０４５８】
本出願の本実施形態のプロセッサは集積回路チップであってよく、信号処理能力を有することを理解されたい。実施プロセスでは、前述の方法実施形態の各ステップを、プロセッサ内のハードウェア集積論理回路を使用して、またはソフトウェアの形態の命令を使用して実施することができる。プロセッサは、中央処理装置（Central Processing Unit、CPU）であってもよく、またはプロセッサは、別の汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（Digital Signal Processor、DSP）、特定用途向け集積回路（Application−specific Integrated Circuit、ASIC）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array、FPGA）もしくは別のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジックデバイス、もしくはディスクリートハードウェアコンポーネントであってもよい。プロセッサは、本出願の本実施形態で開示される方法、ステップ、および論理ブロック図を実現または実行しうる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよく、またはプロセッサは任意の従来のプロセッサなどであってもよい。本出願の実施形態に関連した開示した方法の各ステップは、ハードウェア復号プロセッサによって直接実行され、完了されてもよく、復号プロセッサにおいてハードウェアとソフトウェアユニットとの組み合わせを使用して実行され、完了されてもよい。ソフトウェアユニット、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ、プログラマブル読取り専用メモリ、電気的消去書込み可能メモリ、レジスタといった、当分野の成熟した記憶媒体に配置されていてよい。記憶媒体はメモリに位置し、プロセッサは、メモリ内の情報を読み取り、プロセッサのハードウェアと組み合わさって前述の方法のステップを完了する。
【０４５９】
本出願の実施形態のメモリは、揮発性メモリまたは不揮発性メモリであってもよく、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含んでいてもよいことをさらに理解されたい。不揮発性メモリは、読取り専用メモリ（Read−Only Memory、ROM）、書込み可能読取り専用メモリ（Programmable ROM、PROM）、消去書込み可能読取り専用メモリ（Erasable PROM、EPROM）、電気的消去書込み可能読取り専用メモリ（Electrically EPROM、EEPROM）、またはフラッシュメモリであってよい。揮発性メモリは、外部キャッシュとして使用されるランダムアクセスメモリ（Random Access Memory、RAM）であってよい。例えば、スタティックランダムアクセスメモリ（Static RAM、SRAM）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（Dynamic RAM、DRAM）、シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（Synchronous DRAM、SDRAM）、ダブル・データ・レート・シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（Double Data Rate SDRAM、DDR SDRAM）、拡張シンクロナス・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（Enhanced SDRAM、ESDRAM）、シンクリンク・ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（Synchlink DRAM、SLDRAM）、ダイレクト・ラムバス・ランダム・アクセス・メモリ（Direct Rambus RAM、DR RAM）などの多くの形態のRAMが使用されうるが、これに限定されない。本明細書に記載されるシステムおよび方法のメモリには上記および別の適切なタイプの任意のメモリが含まれるがこれに限定されないことに留意されたい。
【０４６０】
バスシステムは、データバスに加えて、電源バス、制御バス、状況信号バスなどをさらに含うることをさらに理解されたい。しかし、説明を明確にするために、図では様々な種類のバスがバスシステムとして記されている。
【０４６１】
実施プロセスでは、前述の方法の各ステップを、プロセッサ内のハードウェア集積論理回路を使用して、またはソフトウェアの形態の命令を使用して実施することができる。本出願の実施形態に関連した開示したプリコーディング行列決定方法の各ステップは、ハードウェアプロセッサによって直接実行され、完了されてもよく、プロセッサにおいてハードウェアとソフトウェアユニットとの組み合わせを使用して実行され、完了されてもよい。ソフトウェアユニット、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ、プログラマブル読取り専用メモリ、電気的消去書込み可能メモリ、レジスタといった、当分野の成熟した記憶媒体に配置されていてよい。記憶媒体はメモリに位置し、プロセッサは、メモリ内の情報を読み取り、プロセッサのハードウェアと組み合わさって前述の方法のステップを完了する。反復を避けるために、ここでは詳細を繰り返さない。
【０４６２】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、送信機22は、コードブックパラメータ情報を送信するようにさらに構成される。コードブックパラメータ情報は、各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納する。
【０４６３】
受信機21は、空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックパラメータ情報とに基づいて端末によってフィードバックされたインデックスを受信するように特に構成される。
【０４６４】
任意選択で、複数の次元は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、複数の次元の空間相関行列のコードブックは同じ構造形態を有し、同じ構造形態は、
【０４６５】
【数１１１】
2019525637.tif 000117
【０４６６】
であり、式中、ρは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiは、アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iは、整数であり、nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数である。
【０４６７】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、送信機22は、複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を送信するようにさらに構成される。各コードブックのコードブックタイプ情報は、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元に対応する複数のコードブックと、複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する。
【０４６８】
受信機21は、空間相関行列のコードワードのものである、複数の第1の参照信号のグループとコードブックタイプ情報とに基づいてフィードバックされたインデックスを受信するように特に構成される。
【０４６９】
任意選択で、複数の次元に対応する複数のコードブックは第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、第1のコードブックは第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、第2のコードブックは第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、第1の次元は垂直単一偏波次元であり、第2の次元は水平交差偏波次元であり、または第1の次元は水平単一偏波次元であり、第2の次元は垂直交差偏波次元である。
【０４７０】
第1のコードブック内のコードワード
【０４７１】
【数１１２】
2019525637.tif 000118
【０４７２】
は
【０４７３】
【数１１３】
2019525637.tif 000119
【０４７４】
を満たし、式中、
【０４７５】
【数１１４】
2019525637.tif 000120
【０４７６】
であり、式中、ρ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【０４７７】
【数１１５】
2019525637.tif 000121
【０４７８】
であり、式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1は、単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、単一偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートを含む。
【０４７９】
第2のコードブック内のコードワード
【０４８０】
【数１１６】
2019525637.tif 000122
【０４８１】
は、
【０４８２】
【数１１７】
2019525637.tif 000123
【０４８３】
を満たし、式中、
【０４８４】
【数１１８】
2019525637.tif 000124
【０４８５】
式中、ρ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【０４８６】
【数１１９】
2019525637.tif 000125
【０４８７】
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2は、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2は、交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、交差偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートを含む。
【０４８８】
任意選択で、送信機22は、第1段階プリコーディング行列によって符号化された少なくとも1つの第2の参照信号を送信するようにさらに構成される。少なくとも1つの第2の参照信号は、少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある。
【０４８９】
受信機21は、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて端末によってフィードバックされた第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを受信するようにさらに構成される。
【０４９０】
プロセッサ23は、第2段階PMIに基づいて第2段階プリコーディング行列を決定するようにさらに構成される。
【０４９１】
第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックは、
【０４９２】
【数１２０】
2019525637.tif 000126
【０４９３】
であり、式中、W1は、第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1は、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2は、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【０４９４】
【数１２１】
2019525637.tif 000127
【０４９５】
であり、W2内の非ゼロ要素の数は1より大きく、βおよびηは、量子化された係数であり、αは、偏波方向間の振幅差であり、θは、偏波方向間の位相差である。
【０４９６】
任意選択で、第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【０４９７】
【数１２２】
2019525637.tif 000128
【０４９８】
は、
【０４９９】
【数１２３】
2019525637.tif 000129
【０５００】
を満たし、式中、v1〜vSは、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【０５０１】
【数１２４】
2019525637.tif 000130
【０５０２】
を満たし、式中、v1〜vSは、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sは、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである。
【０５０３】
任意選択で、送信機22は、第1段階プリコーディング行列の指示情報を送信するようにさらに構成される。第1段階プリコーディング行列の指示情報は第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用され、第1段階プリコーディング行列の指示情報は端末によって第2段階PMIを決定するのに使用される。
【０５０４】
本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定機器20は、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定方法における基地局に対応しうる。加えて、プリコーディング行列決定機器20内の各モジュールならびに前述のその他の動作および／または機能は、図4〜図6の方法の対応する手順を実施するように別々に意図されている。簡潔にするために、ここでは詳細を記載しない。
【０５０５】
したがって、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定機器によれば、端末によってフィードバックされる空間相関行列情報を得るために各次元の参照信号が送信され、そのため空間相関行列情報は各次元のチャネル間の空間相関を正確に反映することができる。加えて、基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実行する。さらに、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にすることができ、そのためチャネル容量を増加させることができ、システム性能を向上させることができる。
【０５０６】
図10は、本出願の別の実施形態によるプリコーディング行列決定機器30の別の概略ブロック図である。図10に示すように、機器30は、受信機31と、送信機32と、プロセッサ33と、メモリ34と、バスシステム35とを含む。受信機31、送信機32、プロセッサ32、およびメモリ34は、バスシステム35を使用して相互に接続される。メモリ34は、命令を格納するように構成される。プロセッサ33は、メモリ34に格納された命令を実行して、信号を受信する受信機31を制御し、信号を送信する送信機32を制御するように構成される。
【０５０７】
受信機31は、基地局によって送信された複数の第1の参照信号のグループを受信するように構成される。複数の第1の参照信号のグループはアンテナアレイの複数の次元と1対1の対応関係にあり、複数の第1の参照信号のグループの各々は端末によって対応する次元の空間相関行列情報を推定するのに使用される。
【０５０８】
プロセッサ33は、複数の第1の参照信号のグループに基づいて空間相関行列情報を推定するように構成される。
【０５０９】
送信機32は、空間相関行列情報を基地局に送信するように構成される。空間相関行列情報は第1段階プリコーディング行列を決定するのに使用される。
【０５１０】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、受信機31は、基地局によって送信されたコードブックパラメータ情報を受信するようにさらに構成される。コードブックパラメータ情報は、各次元の空間相関行列に対応するコードブックパラメータグループを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元の空間相関行列のコードブックを事前に格納する。
【０５１１】
プロセッサ33は、複数の第1の参照信号のグループとコードブックパラメータ情報とに基づいて空間相関行列情報を推定するように特に構成される。
【０５１２】
任意選択で、複数の次元は、水平単一偏波次元、垂直単一偏波次元、および交差偏波次元を含み、複数の次元の空間相関行列のコードブックは同じ構造形態を有し、同じ構造形態は、
【０５１３】
【数１２５】
2019525637.tif 000131
【０５１４】
であり、式中、ρは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、ρ＝αejθであり、式中、0≦α≦1、0≦θ＜2πであり、αは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θは、アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、βiは、アンテナアレイ内の第1のアンテナのチャネル電力に対する第（i＋1）のアンテナのチャネル電力の比を表し、βi＞0、i∈［1，n−1］であり、iは、整数であり、nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数である。
【０５１５】
任意選択で、空間相関行列情報は空間相関行列のコードワードのインデックスを含み、受信機31は、基地局によって送信された、複数の次元に対応する複数のコードブックのコードブックタイプ情報を受信するようにさらに構成される。各コードブックのコードブックタイプ情報は、対応する次元の空間相関行列を推定するのに使用されるコードブックを指示するのに使用され、基地局と端末の両方が、複数の次元に対応する複数のコードブックと、複数のコードブックのコードブックタイプと複数のコードブックパラメータグループとの間の対応関係とを事前に格納する。
【０５１６】
プロセッサ33は、複数の第1の参照信号のグループとコードブックタイプ情報とに基づいて空間相関行列情報を推定するように特に構成される。
【０５１７】
任意選択で、複数の次元に対応する複数のコードブックは第1のコードブックおよび第2のコードブックを含み、第1のコードブックは第1の次元の空間相関行列のコードブックであり、第2のコードブックは第2の次元の空間相関行列のコードブックであり、第1の次元は垂直単一偏波次元であり、第2の次元は水平交差偏波次元であり、または第1の次元は水平単一偏波次元であり、第2の次元は垂直交差偏波次元である。
【０５１８】
第1のコードブック内のコードワード
【０５１９】
【数１２６】
2019525637.tif 000132
【０５２０】
は
【０５２１】
【数１２７】
2019525637.tif 000133
【０５２２】
を満たし、式中、
【０５２３】
【数１２８】
2019525637.tif 000134
【０５２４】
であり、式中、ρ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナ間の相関の係数を表し、
【０５２５】
【数１２９】
2019525637.tif 000135
【０５２６】
であり、式中、0≦α1≦1、0≦θ1＜2πであり、α1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の振幅差を表し、θ1は、単一偏波アンテナアレイ内の隣接するアンテナポート間の位相差を表し、n1は、単一偏波アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、単一偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の同じ偏波方向のアンテナポートを含む。
【０５２７】
第2のコードブック内のコードワード
【０５２８】
【数１３０】
2019525637.tif 000136
【０５２９】
は、
【０５３０】
【数１３１】
2019525637.tif 000137
【０５３１】
を満たし、式中、
【０５３２】
【数１３２】
2019525637.tif 000138
【０５３３】
式中、ρ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の相関の係数を表し、
【０５３４】
【数１３３】
2019525637.tif 000139
【０５３５】
式中、0≦α2≦1、0≦θ2＜2πであり、α2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の振幅差を表し、θ2は、交差偏波アンテナアレイ内の隣接する主偏波アンテナポート間の位相差を表し、β1、φ1、およびβ2は、アンテナポート間の相関、および2つの偏波方向間の相関を表し、β1≧0、0≦φ1＜2π、およびβ2＞0であり、n2は、交差偏波アンテナアレイ内の同じ偏波方向のアンテナポートの数であり、交差偏波アンテナアレイは、アンテナアレイの同じ行または同じ列の2つの偏波方向のアンテナポートを含む。
【０５３６】
任意選択で、受信機31は、第1段階プリコーディング行列によって符号化された、基地局によって送信された少なくとも1つの第2の参照信号を受信するようにさらに構成される。少なくとも1つの第2の参照信号は、少なくとも1つの空間方向と1対1の対応関係にある。
【０５３７】
プロセッサ33は、少なくとも1つの第2の参照信号に基づいて第2段階プリコーディング行列インジケータPMIを決定するようにさらに構成される。
【０５３８】
送信機32は、第2段階PMIを基地局に送信するように構成される。第2段階PMIは基地局によって第2段階プリコーディング行列を決定するのに使用される。
【０５３９】
第2段階PMIをフィードバックするのに使用されるコードブックは、
【０５４０】
【数１３４】
2019525637.tif 000140
【０５４１】
であり、式中、W1は、第1段階プリコーディング行列に基づいて決定され、G1は、第1の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G2は、第2の偏波方向のベースグループを表すのに使用され、G1＝［g1  g2…gM］、
【０５４２】
【数１３５】
2019525637.tif 000141
【０５４３】
であり、W2内の非ゼロ要素の数は1より大きく、βおよびηは、量子化された係数であり、αは、偏波方向間の振幅差であり、θは、偏波方向間の位相差である。
【０５４４】
任意選択で、第1段階プリコーディングコードブック内のコードワード
【０５４５】
【数１３６】
2019525637.tif 000142
【０５４６】
は、
【０５４７】
【数１３７】
2019525637.tif 000143
【０５４８】
を満たし、式中、v1〜vSは、N×1次元の列ベクトルであり、相互に異なり、または
【０５４９】
【数１３８】
2019525637.tif 000144
【０５５０】
を満たし、式中、v1〜vSは、N／S×1次元の列ベクトルであり、Nは、アンテナアレイ内のアンテナポートの数であり、Sは、第1段階プリコーディング後に得られた参照信号を送信するアンテナポートの数であり、S≦Nである。
【０５５１】
任意選択で、受信機31は、第1段階プリコーディング行列のものである、基地局によって送信された指示情報を受信するようにさらに構成される。第1段階プリコーディング行列の指示情報は第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプを指示するのに使用される。
【０５５２】
プロセッサモジュール33は、第1段階プリコーディング行列のコードブックタイプに基づいて第2段階PMIを決定するように特に構成される。
【０５５３】
本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定装置800は、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定方法における端末に対応しうる。加えて、プリコーディング行列決定装置800内の各モジュールならびに前述のその他の動作および／または機能は、図4〜図6の方法の対応する手順を実施するように別々に意図されている。簡潔にするために、ここでは詳細を記載しない。
【０５５４】
したがって、本出願の本実施形態のプリコーディング行列決定装置によれば、各次元のものである、基地局によって送信された参照信号が受信され、空間相関行列情報は各次元の参照信号に基づいて基地局にフィードバックされ、そのため空間相関行列情報は各次元のチャネル間の空間相関を正確に反映することができる。基地局は、空間相関行列情報に基づいて第1段階プリコーディング行列を決定し、それによって3次元プリコーディングを実現する。さらに、第1段階プリコーディング行列によって符号化された参照信号が、セルレベルの空間分割をより正確かつ柔軟に実施し、信号ビームがセル内の1つまたは複数の主要ユーザ方向を指し示すことを適応的に可能にすることができ、そのためチャネル容量を増加させることができ、システム性能を向上させることができる。
【０５５５】
前述の各プロセスの順序番号は本出願の様々な実施形態における実行順序を意味するものではないことを理解されたい。各プロセスの実行順序は、各プロセスの機能および内部論理に従って決定されるべきであり、本出願の各実施形態の実施プロセスに関するいかなる限定としても解釈されるべきではない。
【０５５６】
本明細書で開示する実施形態に記載される例と組み合わせて、各ユニットおよびアルゴリズムステップを、電子ハードウェアによって、またはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアの組み合わせによって実現できることを、当業者は理解するであろう。各機能が果たされるのがハードウェアによってかそれともソフトウェアによってかは、技術的解決策の個々の用途および設計上の制約条件に依存する。当業者は、記載される機能を個々の用途ごとに様々な方法を使用して実施しうるが、それらの実施態様は本出願の範囲を超えるものとみなされるべきではない。
【０５５７】
当業者には明確に理解されるように、説明を簡便にするために、前述のシステム、装置、およびユニットの詳細な作動プロセスについては、前述の方法実施形態における対応するプロセスを参照されたく、本明細書では詳細を繰り返さない。
【０５５８】
本出願で提供するいくつかの実施形態においては、開示のシステム、装置、および方法が他のやり方で実現されうることを理解されたい。例えば、前述の装置実施形態は単なる例にすぎない。例えば、ユニット分割は単なる論理的機能分割にすぎず、実際の実装に際しては他の分割であってもよい。例えば、複数のユニットまたはコンポーネントが組み合わされ、または統合して別のシステムとされる場合もあり、いくつかの特徴が無視され、または実行されない場合もある。加えて、図示され、または記述された相互結合または直接結合または通信接続は、いくつかのインターフェースを使用して実現されてもよい。装置間またはユニット間の間接結合または通信接続は、電子的形態、機械的形態、または他の形態として実現されてもよい。
【０５５９】
別々の部品として記述されたユニットは物理的に分離している場合もそうではない場合もあり、ユニットとして図示された部品は物理的ユニットである場合もそうではない場合もあり、一箇所に位置する場合もあり、複数のネットワークユニット上に分散されている場合もある。ユニットの一部または全部が、各実施形態の解決策の目的を達成するための実際の要件に基づいて選択されてもよい。
【０５６０】
加えて、本出願の各実施形態における機能ユニットは1つの処理ユニットに統合されてもよく、各ユニットが物理的に独立して存在していてもよく、または2つ以上のユニットが1つのユニットへ統合される。
【０５６１】
各機能がソフトウェア機能ユニットの形態で実現され、独立した製品として販売または使用される場合に、それらの機能は、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されていてよい。そうした理解に基づき、本出願の技術的解決策は本質的に、または先行技術に寄与する部分が、または技術的解決策の一部がソフトウェア製品の形態で実現されうる。コンピュータソフトウェア製品は記憶媒体に格納され、（パーソナルコンピュータ、サーバ、ネットワーク機器などとしうる）コンピュータデバイスに、本出願の実施形態に記載されている方法のステップの全部または一部を実行するよう命令するためのいくつかの命令を含む。前述の記憶媒体は、USBフラッシュドライブ、リムーバブルハードディスク、読取り専用メモリ（Read−Only Memory、ROM）、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory、RAM）、磁気ディスク、光ディスクといった、プログラムコードを格納することができる任意の媒体を含む。
【０５６２】
以上の説明は、本出願の特定の実施態様にすぎず、本出願の保護範囲を限定するためのものではない。本出願で開示された技術範囲内で当業者が容易に思いつく一切の変形または置換は、本出願の保護範囲内に含まれるものとする。したがって、本出願の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲に従うべきものとする。
【符号の説明】
【０５６３】
20  プリコーディング行列決定機器
21  受信機
22  送信機
23  プロセッサ
24  メモリ
25  バスシステム
30  プリコーディング行列決定機器
31  受信機
32  送信機
33  プロセッサ、プロセッサモジュール
34  メモリ
35  バスシステム
100  通信システム
102  ネットワーク機器
104,106,108,110,112,114  アンテナ
116  端末機器
118  順方向リンク
120  逆方向リンク
122  端末機器
124  順方向リンク
126  逆方向リンク
400,500,600  プリコーディング行列決定方法
700  プリコーディング行列決定装置、本装置
710  送信モジュール
720  受信モジュール
730  決定モジュール
800  プリコーディング行列決定装置、本装置
810  受信モジュール
820  処理モジュール
830  送信モジュール
【図１】
2019525637.tif 000201
【図２】
2019525637.tif 000202
【図３】
2019525637.tif 000203
【図４】
2019525637.tif 000204
【図５】
2019525637.tif 000205
【図６】
2019525637.tif 000206
【図７】
2019525637.tif 000207
【図８】
2019525637.tif 000208
【図９】
2019525637.tif 000209
【図１０】
2019525637.tif 000210
【国際調査報告】
2019525637.tif 000211
2019525637.tif 000212
2019525637.tif 000213
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