(57)【要約】【課題】本発明は、ユーザ設備の通信処理方法及びユーザ設備を提供する。【解決手段】該方法において、ユーザ設備が推定チャネルとコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１の復号ベクトルを設定し、前記第１の復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算し、前記第１復号ベクトルから受信ＳＩＮＲを最大に取得でき、又は、上記等価チャネルと上記コードブックにおける一つのベクトルとは最小の角度差を有し、ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算し、ユーザ設備が基地局にＣＤＩとＣＱＩをフィードバックし、ユーザ設備が第２の復号ベクトルを用いて復号する。本発明の実施例によれば、周波数スペクトル効率を向上させると共に、下りチャネル資源を節約することもできる。【選択図】図２
2011120236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＵ―ＭＩＭＯ移動通信システムにおける、ユーザ設備の通信処理方法であって、
ステップ２１において、ユーザ設備が推定チャネルとコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１の復号ベクトルを設定し、前記第１の復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算し、受信ＳＩＮＲを最大となるようにし、
ステップ２２において、ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算し、
ステップ２３において、ユーザ設備が基地局にＣＤＩとＣＱＩをフィードバックし、
ステップ２４において、ユーザ設備が第２の復号ベクトルを用いて復号することを特徴とする通信処理方法。
【請求項２】
前記第１の復号ベクトルと前記第２の復号ベクトルとは同一の復号ベクトルであることを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
【請求項３】
コードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する第１の復号ベクトルは、ＭＭＳＥ復号ベクトルであり、下記のように示され、
2011120236.tif 000076
上記式のうち、i=0,...2B-1、Ｂはフィードバックするビット数、Hkは基地局から第k個のユーザ設備への推定チャネル応答行列、Ｐは送信総電力、Mは送信アンテナ数、N0は雑音分散、INはN×N次元単位行列、記号
2011120236.tif 000077
はノルム計算、右肩の数字Hは転置操作を示すことを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
【請求項４】
コードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する第１の復号ベクトルは、ＺＦ復号ベクトルであり、下記のように示され、
2011120236.tif 000078
上記式のうち、i=0,...2B-1、Ｂはフィードバックするビット数、
2011120236.tif 000079
は行列
2011120236.tif 000080
の疑似逆行列、Hkは基地局から第k個のユーザ設備への推定チャネル応答行列を示すことを特徴とする請求項１に記載の通信処理方法。
【請求項５】
コードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する等価チャネルは、下記のように示され、
2011120236.tif 000081
ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算することは、具体的に、
各ciに対して、下記のように、対応する受信ＳＩＮＲの近似値
2011120236.tif 000082
を計算し、
2011120236.tif 000083
各ciに対して、
2011120236.tif 000084
が成り立ち、
2011120236.tif 000085
を最大にするコードブックベクトルを最終的な等価チャネルの量子化ベクトルとし、下記のように示され、
2011120236.tif 000086
2011120236.tif 000087
を最大にするコードブックベクトルに対応するインデックスを最終的にフィードバックするＣＤＩとし、下記のように示され、
2011120236.tif 000088
最終的にフィードバックするＣＱＩは、量子化等価チャネルに対応する
2011120236.tif 000089
であり、下記のように示されることを特徴とする請求項３又は４に記載の通信処理方法。
2011120236.tif 000090
【請求項６】
コードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する第１の復号ベクトルがＭＭＳＥ復号ベクトルである場合、
最終的にフィードバックするＣＤＩは下記のように示され、
2011120236.tif 000091
最終的にフィードバックするＣＱＩは下記のように示され、
2011120236.tif 000092
最終的な第１の復号ベクトルrkCDIは、下記のように示されることを特徴とする請求項５に記載の通信処理方法。
2011120236.tif 000093
【請求項７】
ユーザ設備のアンテナ数Ｎが前記基地局のアンテナ数Ｍ以上、且つコードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する第１の復号ベクトルがＺＦ復号ベクトルである場合、
2011120236.tif 000094
とし、
2011120236.tif 000095
とし、
2011120236.tif 000096
として、最終的な等価チャネルの量子化ベクトルは下記のように示され、
2011120236.tif 000097
最終的にフィードバックするＣＱＩは、下記のように示され、
2011120236.tif 000098
最終的な第１の復号ベクトルrkCDIは、下記のように示されることを特徴とする請求項５に記載の通信処理方法。
2011120236.tif 000099
【請求項８】
ＭＵ―ＭＩＭＯ移動通信システムにおける、ユーザ設備の通信処理方法であって、
ステップ３１において、ユーザ設備が推定チャネルとコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１の復号ベクトルを設定し、前記第１の復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算し、前記等価チャネルと前記コードブックにおける一つのベクトルとは最小の角度差を有し、
ステップ３２において、ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算し、
ステップ３３において、ユーザ設備が基地局にＣＤＩとＣＱＩをフィードバックし、
ステップ３４において、ユーザ設備が第２の復号ベクトルを用いて復号することを特徴とする通信処理方法。
【請求項９】
前記第１の復号ベクトルと前記第２の復号ベクトルとは同一の復号ベクトルであることを特徴とする請求項８に記載の通信処理方法。
【請求項１０】
コードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する第１の復号ベクトルは、ＭＭＳＥ復号ベクトルであり、下記のように示され、
2011120236.tif 000100
上記式のうち、i=0,...2B-1、Ｂはフィードバックするビット数、Hkは基地局から第k個のユーザ設備への推定チャネル応答行列、Ｐは送信総電力、Mは送信アンテナ数、N0は雑音分散、INはN×N次元単位行列、記号
2011120236.tif 000101
はノルム計算、右肩の数字Hは転置操作を示すことを特徴とする請求項８に記載の通信処理方法。
【請求項１１】
ユーザ設備のアンテナ数Ｎが前記基地局のアンテナ数Ｍより小さいときに、コードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する第１の復号ベクトルがＺＦ復号ベクトルであり、下記のように示され、
2011120236.tif 000102
上記式のうち、
2011120236.tif 000103
は行列
2011120236.tif 000104
の疑似逆行列、Hkは基地局から第k個のユーザ設備への推定チャネル応答行列を示すことを特徴とする請求項８に記載の通信処理方法。
【請求項１２】
コードブック中の第ｉ個のベクトルciに対応する等価チャネルは、下記のように示され、
2011120236.tif 000105
ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算することは、具体的に、
コードブック中の各ciに対して、下記のように、対応するcosθiを計算し、
2011120236.tif 000106
そして、下記のようにＣＤＩを計算し、
2011120236.tif 000107
最終的な等価チャネルの量子化ベクトルは、下記のように示され、
2011120236.tif 000108
最終的にフィードバックするＣＱＩは、下記のように示されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の通信処理方法。
2011120236.tif 000109
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＵ−ＭＩＭＯ移動通信システムに関し、特に、ユーザ設備の通信処理方法及びユーザ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチアンテナ技術は、次世代の移動通信において鍵となる技術である。マルチユーザの下りブロードキャストチャネルにおいて、一つの基地局が複数の移動局と同時に通信するため、基地局は、チャネル情報に基づいて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必要がある。
【０００３】
次のような仮定をする。
セルにおける基地局の数：1
移動局の数：Ｋ
基地局における送信アンテナの数：Ｍ（Ｍ≦Ｋ）
移動局毎の受信アンテナの数：Ｎ
基地局が選択されたユーザ毎に１個のデータストリームを送信し、データストリーム伝送総数は、Ａ（Ａ≦Ｍ）である。
Ａ次元送信ベクトルS=[S1,S2,...,SA]は、Ｍ×Ａのプリコーディング送信行列Ｔに基づいてＭ本のアンテナから送信し、ユーザKのチャネルは、行列Hkである。
【０００４】
上記の仮定の下、ユーザKの受信信号は、次のように示される。
2011120236.tif 000003
上記式において、nkは、雑音信号である。
【０００５】
すべてのユーザが自身のチャネルHkを精確に推定できると仮定する。しかし、基地局がすべてのユーザのチャネル情報を把握しないため、各ユーザは、チャネル情報を上りチャネルを介して基地局にフィードバックする必要がある。
【０００６】
基地局とユーザとは、同一のコードブックを共有するが、コードブックには、2B個のコードベクトルが含まれる。コードベクトルでチャネルの方向情報を量子化するのは、チャネル方向インデックスＣＤＩと言われる。また、フィードバック情報には、チャネルクオリティインジケータＣＱＩも含まれる。
【０００７】
基地局は、受信したフィードバック情報（ＣＤＩ、ＣＱＩ）を利用して、Ｋ個のユーザから最適なＡ個のユーザを選択し、周波数スペクトル効率を最大に取得させる。
【０００８】
選択されたユーザは、受信機rkを介して信号を受信して、ソフト出力
2011120236.tif 000004
を取得する。
2011120236.tif 000005
【０００９】
図１に示すように、従来のフィードバック方法及び処理には、次の工程を含む。
【００１０】
ステップ１１において、ユーザ設備は、自身で推定したチャネルHkに対してＳＶＤ分解を行う。
【００１１】
ステップ１２において、ユーザ設備は、最大特徴値に対応する特徴ベクトルを受信合併ベクトルとしてフィードバック情報のチャネル方向インデックスＣＤＩ（Channel Directional Index）、チャネルクオリティインジケータＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を計算する。
【００１２】
ステップ１３において、計算したＣＤＩとＣＱＩは、基地局にフィードバックされて、スケジューリング及びプリコーディングが行われる。
【００１３】
ステップ１４において、基地局は、スケジューリングされたユーザに対して、それぞれのデータストリームに使われるプリコーディング行列を通知する。プリコーディング情報を直接下りにおいてフィードバックしてもよいし、下り専用復号参考信号ＤＭＲＳを送信することにより、スケジューリングされたユーザに対して、そのプリコーディング後の等価チャネルを間接に通知する。
【００１４】
ステップ１５において、スケジューリングされたユーザは、ステップ１４で取得した情報を利用して、ＭＭＳＥ復号を行い、自身のデータ情報を取得する。
【００１５】
しかし、本発明者は、本発明の実現において、従来技術には少なくとも下記のような問題が存在することを見つけ出している。
【００１６】
ユーザ設備が最大特徴値に対応する特徴ベクトルを受信合併ベクトルとしているが、実際の受信合併ベクトルではない。それによって、フィードバックされたＣＤＩ及びＣＱＩが実際のＣＤＩ及びＣＱＩとは整合しておらず、誤差が比較的に大きいので、性能が理想的ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、ＭＵ―ＭＩＭＯ移動通信システムにおける、ユーザ設備の通信処理方法及びユーザ設備を提供することで、ユーザ設備がフィードバックしたＣＤＩ及びＣＱＩを実際のＣＤＩ及びＣＱＩに整合させ、使用する下りチャネル資源を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を実現するために、本発明の実施例は、ＭＵ―ＭＩＭＯ移動通信システムにおける、ユーザ設備の通信処理方法を提供し、ステップ２１において、ユーザ設備が推定チャネルとコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１の復号ベクトルを設定し、前記第１の復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算し、受信ＳＩＮＲを最大となるようにし、ステップ２２において、ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算し、ステップ２３において、ユーザ設備が基地局にＣＤＩとＣＱＩをフィードバックし、ステップ２４において、ユーザ設備が第２の復号ベクトルを用いて復号する。
【００１９】
上記の通信処理方法において、前記第１の復号ベクトルと前記第２の復号ベクトルとは同一の復号ベクトルである。
【００２０】
上記の目的を実現するために、本発明の実施例は、ＭＵ―ＭＩＭＯ移動通信システムにおける、ユーザ設備の通信処理方法を更に提供し、ステップ３１において、ユーザ設備が推定チャネルとコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１の復号ベクトルを設定し、前記第１の復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算し、前記等価チャネルと前記コードブックにおける一つのベクトルとは最小の角度差を有し、ステップ３２において、ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算し、ステップ３３において、ユーザ設備が基地局にＣＤＩとＣＱＩをフィードバックし、ステップ３４において、ユーザ設備が第２の復号ベクトルを用いて復号する。
【００２１】
上記の通信処理方法において、前記第１の復号ベクトルと前記第２の復号ベクトルとは同一の復号ベクトルである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の実施例は、下記のような有益な効果を有する。
【００２３】
本発明の実施例において、ユーザ設備は、推定チャネル及びコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１復号ベクトルを設定し、上記第１復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算する。上記第１復号ベクトルが、受信ＳＩＮＲを最大に取得でき、又は、上記等価チャネルと上記コードブックにおける一つのベクトルとは最小の角度差を有する。フィードバックされた量子化チャネルが実際の等価チャネルとは基本的に一致しており、即ち、フィードバックされたＣＤＩ及びＣＱＩが実際のＣＤＩ及びＣＱＩとは基本的に一致している。それにより、基地局のスケジューリングがより適切に行われ、プリコーディングの送信がより精確となり、周波数スペクトル効率が向上する。
【００２４】
また、移動設備は、コードブックにおける一つのベクトルに基づいて設定した第１復号ベクトルを直接使用して受信処理を行うことができる。従って、基地局が実際のプリコーディング行列の情報を、選択されたユーザ設備に通知する必要がなく、下りチャネル資源とユーザ設備の計算資源を節約している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のＭＵ−ＭＩＭＯ移動通信システムにおけるフィードバック及び処理法法のフローを示す。
【図２】本発明第１実施例のユーザ設備の通信処理方法のフローを示す。
【図３】本発明第２実施例のユーザ設備の通信処理方法のフローを示す。
【図４】本発明実施例のシミュレーション結果を示す。
【図５】本発明実施例のシミュレーション結果を示す。
【図６】本発明実施例のシミュレーション結果を示す。
【図７】本発明実施例のシミュレーション結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図２に示すように、本発明第１実施例のユーザ設備の通信処理方法は、下記の工程を含む。
【００２７】
ステップ２１において、ユーザ設備が推定チャネルとコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１の復号ベクトルを設定し、前記第１の復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算し、受信ＳＩＮＲを最大となるようにし、ステップ２２において、ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算し、ステップ２３において、ユーザ設備が基地局にＣＤＩとＣＱＩをフィードバックし、ステップ２４において、ユーザ設備が第２の復号ベクトルを用いて復号する。
【００２８】
本発明の具体的な実施例において、コードブックにおける第ｉ個ベクトルci（i=0,...2B-1、Ｂ：フィードバックビット数）に対応する第１復号ベクトルは、ＭＭＳＥ（Minimum Mean-Square Error）復号ベクトルであり、下記式で示される。
2011120236.tif 000006
ただし、
Hk：基地局から第ｋ個ユーザ設備までの推定チャネル応答行列
Ｍ：送信アンテナ数
Ｐ：送信総電力
N0：雑音分散
IN：N×N次元単位行列
2011120236.tif 000007
右肩のＨ：転置操作
【００２９】
コードブックにおける第ｉ個ベクトルci（i=0,...2B-1）に対応する等価チャネル
2011120236.tif 000008
は、下記式で示される。
2011120236.tif 000009
【００３０】
以下、ユーザ設備が上記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算する具体的な流れを記載する。
【００３１】
まず、コードブックにおけるci毎に、対応する受信ＳＩＮＲである
2011120236.tif 000010
を計算し、その近似推定値
2011120236.tif 000011
が下記式で示される。
2011120236.tif 000012
【００３２】
ただし、各ciについて、
2011120236.tif 000013
が成立する。
【００３３】
そして、上記のように得られた
2011120236.tif 000014
を利用して、式
2011120236.tif 000015
のように、
2011120236.tif 000016
を最大とするコードブックベクトルを最終の等価チャネルの量子化ベクトルとする。
【００３４】
ＣＤＩは
2011120236.tif 000017
がコードブックにおける番号であり、即ち
2011120236.tif 000018
【００３５】
式（１）を式（３）に代入すると、
2011120236.tif 000019
すると、
2011120236.tif 000020
【００３６】
最終にフィードバックするＣＱＩが上記等価チャネルの量子化ベクトルに対応する
2011120236.tif 000021
である。以下のようになる。
2011120236.tif 000022
ただし、第１復号ベクトルrkCDIは、下記式で示される。
2011120236.tif 000023
【００３７】
上記の計算において、ＭＭＳＥ解を第１復号ベクトルとするが、ＺＦ（Zero−Forcing）解を利用して第１復号ベクトルを計算することもできる。
【００３８】
即ち、
2011120236.tif 000024
2011120236.tif 000025
は、行列
2011120236.tif 000026
の擬似逆行列である。
2011120236.tif 000027
が正方配列であるときに、即ち、Ｍ＝Ｎのときに、
2011120236.tif 000028
Ｍ＜Ｎのときに、
2011120236.tif 000029
Ｍ＞Ｎのときに、
2011120236.tif 000030
【００３９】
対応する等価チャネル
2011120236.tif 000031
は、式（４）を式（２）に代入することで得られ、対応する
2011120236.tif 000032
は、式（４）を式（３）に代入することで得られる。
2011120236.tif 000033
を最大化することで、ＣＤＩ及び等価チャネルの量子化ベクトル
2011120236.tif 000034
を得ることができる。
【００４０】
ユーザ設備のアンテナ数Ｎが上記基地局のアンテナ数Ｍ以上のときに、
2011120236.tif 000035
のため、上記の計算は、次のように簡略できる。
2011120236.tif 000036
すると、
2011120236.tif 000037
【００４１】
最終の等価チャネルの量子化ベクトルは、下記式で示される。
2011120236.tif 000038
【００４２】
最終にフィードバックするＣＱＩは、下記式で示される。
2011120236.tif 000039
【００４３】
最終の第１復号ベクトルrkCDIは、下記式で示される。
2011120236.tif 000040
【００４４】
最終的にユーザ端末が使用する第２復号ベクトルは、その他の一般的な方法で得られた復号ベクトルであってもよいし、上記の二種類の第１復号ベクトルであってもよい。以下のようになる。
2011120236.tif 000041
又は、
2011120236.tif 000042
【００４５】
上記のフィードバックに基づいて、基地局は、ユーザのスケジューリングとプリコーディングを行う。以下、基地局側がＺＦプリコーディングを採用することを例として、基地局側の処理を説明する。
【００４６】
基地局がＺＦプリコーディング方法を応用する場合、プリコーディング行列は、下記式で示される。
2011120236.tif 000043
ただし、
2011120236.tif 000044
、ベクトルpは、各データストリームの送信電力である。
【００４７】
2011120236.tif 000045
、即ち
2011120236.tif 000046
のため、Ｎ≧Ｍの場合、
2011120236.tif 000047
がＺＦ復号ベクトルから得るものであり、且つ実際の受信機もＺＦ復号であるとき、即ち、
2011120236.tif 000048
のときに、実際に受信する干渉成分は、下記式で示される。
2011120236.tif 000049
【００４８】
従って、ユーザ設備が受信機rkを利用して信号を受信するときに、下記のソフト出力
2011120236.tif 000050
を取得する。
2011120236.tif 000051
【００４９】
上記式から分かるように、他のユーザ設備によるユーザ設備ｋへの干渉成分（即ち式の中の
2011120236.tif 000052
部分）は、完全に除去されている。最終の実際のＳＩＮＲは、下記式で示される。
2011120236.tif 000053
【００５０】
フィードバックされたＣＱＩを
2011120236.tif 000054
で補正すれば、精確なＳＩＮＲを取得することができる。
2011120236.tif 000055
【００５１】
上述のように、本発明の第１実施例において、Ｎ≧Ｍ且つＺＦ復号ベクトルを第１復号ベクトルと第２復号ベクトルとするときに、フィードバック情報で精確な受信ＳＩＮＲを得ることができ、即ち、
2011120236.tif 000056
。従って、量子化情報をフィードバックすることで実際のチャネルと完全に整合を取ることができ、フィードバック情報が整合しないという問題を解決している。こうして、基地局は、精確な情報に基づいてスケジューリングを行うことができ、性能を向上させる。
【００５２】
ＭＭＳＥ復号採用及びＮ＜Ｍの場合においても、実際の受信チャネル
2011120236.tif 000057
と、フィードバックされた量子化チャネル
2011120236.tif 000058
とは同一の方向を完全に有するわけではないが、本発明の第１実施例ではＭＭＳＥ復号やＺＦ復号のときに推定ＳＩＮＲが最大であることを保証しているため、フィードバック情報と実際の情報とを大きい程度で整合させており、性能を向上させている。
【００５３】
また、選択されたユーザが実際に受信するときに、フィードバック情報計算に用いられる受信ベクトルを利用して受信を行うことができ、基地局から実際のプリコーディング行列をユーザに送信することを必要としないので、下りチャネルを占用することを回避している。
【００５４】
しかし、上記の具体的な実現において、受信ＳＩＮＲを最大にすることを例として詳しく説明したが、受信ＳＩＮＲに影響を及ぼす全ての要素において、等価チャネルとコードブックにおけるベクトルとの角度差の影響が最も大きい。上記要素を考慮し、図３に示すように、本発明第２実施例は、下記の工程を含む。
【００５５】
ステップ３１において、ユーザ設備が推定チャネルとコードブックにおける一つのベクトルを利用して第１の復号ベクトルを設定し、前記第１の復号ベクトルを利用して等価チャネルを計算し、前記等価チャネルと前記コードブックにおける一つのベクトルとは最小の角度差を有し、ステップ３２において、ユーザ設備が前記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算し、ステップ３３において、ユーザ設備が基地局にＣＤＩとＣＱＩをフィードバックし、ステップ３４において、ユーザ設備が第２の復号ベクトルを用いて復号する。
【００５６】
本発明の第２実施例において、コードブックにおける第ｉ個ベクトルci（i=0,...2B-1、Ｂ：フィードバックビット数）に対応する第１復号ベクトルは、ＭＭＳＥ復号ベクトルであり、下記式で示される。
2011120236.tif 000059
ただし、
Hk：基地局から第ｋ個ユーザ設備までの推定チャネル応答行列
Ｐ：送信総電力
Ｍ：送信アンテナ数
N0：雑音分散
IN： N×N次元単位行列
2011120236.tif 000060
右肩のＨ：転置操作。
【００５７】
以下、ユーザ設備が上記等価チャネルを利用してＣＤＩとＣＱＩを計算する具体的な流れを説明する。
【００５８】
まず、コードブックにおけるci毎に、対応するcosθiを計算する。
2011120236.tif 000061
【００５９】
そして、下記のようにＣＤＩを計算する。
2011120236.tif 000062
【００６０】
最終の等価チャネルの量子化ベクトルは、下記式で示される。
2011120236.tif 000063
【００６１】
最終にフィードバックするＣＱＩは、下記式で示される。
2011120236.tif 000064
【００６２】
第１復号ベクトルrkCDIは、下記式で示される。
2011120236.tif 000065
【００６３】
上記計算においてＭＭＳＥ解を第１復号ベクトルとするが、ＺＦ解を用いて第１復号ベクトルを計算することもできる。
【００６４】
即ち、
2011120236.tif 000066
ただし、
2011120236.tif 000067
は、行列
2011120236.tif 000068
の擬似逆行列である。
2011120236.tif 000069
が正方配列のとき、即ち、Ｍ＝Ｎのときに、
2011120236.tif 000070
Ｍ＜Ｎのときに、
2011120236.tif 000071
Ｍ＞Ｎのときに、
2011120236.tif 000072
【００６５】
対応するcosθiは、式（７）を式（５）に代入することで得られ、|cosθi|を最大にすることにより、ＣＤＩ及び等価チャネルの量子化ベクトル
2011120236.tif 000073
を得ることができる。最終の第１復号ベクトルは、下記式で示される。
2011120236.tif 000074
【００６６】
Ｎ≧Ｍのときに、cosθi=1のため、ＺＦを復号ベクトルとしてcosθiを最大にすることでＣＤＩを選択する方法は、Ｎ＜Ｍの場合のみに適用する。
【００６７】
最終的にユーザ設備が使用する第２復号ベクトルは、その他の一般的な方法で得られた復号ベクトルであってもよいし、上記の二種類の第１復号ベクトルrkCDIであってもよい。
【００６８】
本発明の第２実施例では実際の等価チャネルと量子化チャネル間の夾角が最小であることを保証するため、フィードバックする量子化誤差を最小にしている。それによって、フィードバック情報と実際情報とを大きい程度で整合させており、性能を向上させている。
【００６９】
また、選択されたユーザが実際に受信するときに、フィードバック情報計算に用いられる受信ベクトルを利用して受信を行うことができ、基地局から実際のプリコーディング行列をユーザに送信することを必要としないので、下りチャネルを占用することを回避している。
【００７０】
本発明実施例の効果を検証するために、ここではシミュレーション評価結果を示す。シミュレーションパラメータは、下記のとおりである。
2011120236.tif 000075
【００７１】
ここでは、第１の実施例のＭＭＳＥ復号の場合のみについてシミュレーションを行う。
【００７２】
図４は、４×４ＭＩＭＯ、ユーザ数が２０の場合、平均ＳＮＲに対する周波数スペクトル効率の変化のシミュレーション曲線を示す。一番上の曲線は、仮に送信側が精確なチャネル情報を把握しておりＺＦ−ＤＰＣ（Ｄｉｒｔｙ  Ｐａｐｅｒ  Ｃｏｄｉｎｇ）を利用してプリコーディングを行う場合の曲線（基本的に理想状態の曲線）であり、真中の曲線は、本発明第１実施例（ＣＤＩフィードバックオーバーヘッド：２ｂｉｔｓ）の曲線であり、一番下の曲線は、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディング（ＣＤＩフィードバックオーバーヘッド：２ｂｉｔｓ）を組み合わせた場合の曲線である。図４から分かるように、本発明実施例の方法は、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディングを組み合わせた場合に比較して、周波数スペクトル効率を向上させることができ、しかも、ＳＮＲが大きいほど、周波数スペクトル効率の向上が明らかである。
【００７３】
図５は、４×４ＭＩＭＯ、ＳＮＲが２０ｄＢに固定される場合、ユーザ数に対する周波数スペクトル効率の変化のシミュレーション曲線を示す。一番上の曲線は、仮に送信側が精確なチャネル情報を把握しておりＺＦ−ＤＰＣ（Ｄｉｒｔｙ  Ｐａｐｅｒ  Ｃｏｄｉｎｇ）を利用してプリコーディングを行う場合の曲線（基本的に理想状態の曲線）であり、真中の曲線は、本発明第１実施例（ＣＤＩフィードバックオーバーヘッド：２ｂｉｔｓ）の曲線であり、一番下の曲線は、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディング（ＣＤＩフィードバックオーバーヘッド：２ｂｉｔｓ）を組み合わせた場合の曲線である。図５から分かるように、本発明実施例の方法は、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディングを組み合わせた場合に比較して、周波数スペクトル効率を向上させることができ、しかも、ユーザ数が多いほど、周波数スペクトル効率の向上が明らかである。
【００７４】
図６は、４×４ＭＩＭＯ、ＳＮＲが２０ｄＢに固定されており、ユーザ数が２０に固定される場合、フィードバックビット数に対する周波数スペクトル効率の変化のシミュレーション曲線を示す。一番上の曲線は、仮に送信側が精確なチャネル情報を把握しておりＺＦ−ＤＰＣ（Ｄｉｒｔｙ  Ｐａｐｅｒ  Ｃｏｄｉｎｇ）を利用してプリコーディングを行う場合の曲線（基本的に理想状態の曲線）であり、真中の曲線は、本発明第１実施例の曲線であり、一番下の曲線は、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディングを組み合わせた場合の曲線である。図６から分かるように、本発明実施例の方法は、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディングを組み合わせた場合に比較して、周波数スペクトル効率を向上させることができる。
【００７５】
また、本発明実施例の他の三種類の実現方式についてのシミュレーションでも、類似な結果を得ることができる。
【００７６】
図７の曲線は、ユーザ数が２０、ＣＤＩフィードバックオーバーヘッドが２ｂｉｔｓの場合、平均ＳＮＲに対する周波数スペクトル効率の変化のシミュレーション曲線であり、上から順に、本発明第１実施例のＭＭＳＥ復号の４×４ＭＩＭＯの場合の曲線、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディングを組み合わせた方法の４×４ＭＩＭＯの場合の曲線、本発明第１実施例のＭＭＳＥ復号の４×２ＭＩＭＯの場合の曲線、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディングを組み合わせた方法の４×２ＭＩＭＯの場合の曲線になっている。
【００７７】
図７から分かるように、４×２ＭＩＭＯの場合、ＳＶＤ分解にＺＦプリコーディングを組み合わせた方法に比較して、本発明実施例の方法によれば、周波数スペクトル効率を向上することができる。
【００７８】
以上は、本発明の好ましい実施方式に過ぎない。なお、当該分野の一般技術者にとって、本発明の原理を背離しない前提で、若干の改進や修飾が考えられる。ただし、これらの改進や修飾も本発明の保護範囲にあることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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