(57)【要約】【課題】ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列及びＰＭＩを定めるコードブックを活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすること。【解決手段】チャネル伝送路に応じたチャネル行列を、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブック内に定められる複数のプリコーディング行列と、当該複数のプリコーディング行列をそれぞれ調整する複数の調整係数とを用いて定義し、チャネル情報選択部１１１で複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択すると共に、選択された複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数をチャネル情報として上りリンクでチャネル情報として基地局装置に送信することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル伝送路に応じたチャネル行列を、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブック内に定められる複数のプリコーディング行列と、当該複数のプリコーディング行列をそれぞれ調整する複数の調整係数とを用いて定義する移動局装置であって、
前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択する選択手段と、前記選択手段により選択した前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数をチャネル情報として基地局装置に送信する送信手段とを具備することを特徴とする移動局装置。
【請求項２】
前記複数の調整係数で調整した前記複数のプリコーディング行列を加算した加算行列で前記チャネル行列を定義し、前記選択手段は、前記チャネル行列に最も近似する前記加算行列の生成に用いられる前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択することを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項３】
前記選択手段は、予め前記複数の調整係数の値を固定する一方、当該複数の調整係数で調整される前記複数のプリコーディング行列を選択することを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
【請求項４】
前記選択手段は、予め前記複数のプリコーディング行列を固定する一方、当該複数のプリコーディング行列を調整する前記複数の調整係数の値を選択することを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
【請求項５】
前記選択手段は、前記チャネル行列と前記加算行列との行列間距離（chordal  distance）が最小となる前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択することを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
【請求項６】
前記選択手段は、装置本体における受信ＳＮＲが最大となる前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択することを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
【請求項７】
前記選択手段は、装置本体における受信ＳＩＮＲが最大となる前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択することを特徴とする請求項２記載の移動局装置。
【請求項８】
前記選択手段は、前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を一括的に選択することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項９】
前記選択手段は、前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を順番に選択することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の移動局装置。
【請求項１０】
正規化した前記チャネル行列を前記複数の調整係数で調整した前記複数のプリコーディング行列を加算した加算行列で定義し、前記選択手段は、前記チャネル行列に最も近似する前記加算行列の生成に用いられる前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択すると共に、前記複数のプリコーディング行列又は複数の調整係数の一部の選択を省略することを特徴とする請求項１記載の移動局装置。
【請求項１１】
チャネル伝送路に応じたチャネル行列を、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブック内に定められる複数のプリコーディング行列と、当該複数のプリコーディング行列をそれぞれ調整する複数の調整係数とを用いて定義するチャネル情報フィードバック方法であって、
前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択するステップと、選択した前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数をチャネル情報として基地局装置にフィードバックするステップとを具備することを特徴とするチャネル情報フィードバック方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局装置、チャネル情報フィードバック方法に関し、特に、マルチアンテナ伝送に対応する移動局装置、チャネル情報フィードバック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal  Mobile  Telecommunications  System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High  Speed  Downlink  Packet  Access）やＨＳＵＰＡ（High  Speed  Uplink  Packet  Access）を採用することにより、Ｗ-ＣＤＭＡ（Wideband  Code  Division  Multiple  Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long  Term  Evolution）が検討されている。
【０００３】
第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。例えば、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大システム帯域である２０ＭＨｚを、１００ＭＨｚ程度まで拡張することが予定されている。
【０００４】
また、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、複数のアンテナでデータを送受信し、データレート（周波数利用効率）を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ(Multi  Input  Multi  Output)システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＩＭＯシステムにおいては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。一方、受信機側では、送信／受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出することにより、データレート（周波数利用効率）を増大することが可能である。
【０００５】
ＬＴＥ方式のシステムにおいては、異なる送信アンテナから同時に送信する送信情報系列が、全て同一のユーザのものであるシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ(Single  User  MIMO)）伝送と、異なるユーザのものであるマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ(Multiple  User  MIMO)）伝送とが規定されている。これらのＳＵ−ＭＩＭＯ伝送及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、受信機側で送信機のアンテナに設定すべき位相・振幅制御量（プリコーディング行列（プリコーディングウェイト））と、このプリコーディング行列に対応づけられるＰＭＩ（Precoding  Matrix  Indicator)とを複数定めたコードブックから最適なＰＭＩを選択し、これをチャネル情報（ＣＳＩ：Channel  State  Information）として送信機にフィードバックする。送信機側では、受信機からフィードバックされたＰＭＩに基づいて各送信アンテナに対するプリコーディングを行って送信情報系列を送信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】3GPP  TR  25.913“Requirements  for  Evolved  UTRA  and  Evolved  UTRAN”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＬＴＥ方式のシステムにおいて、チャネル情報のフィードバックのために規定されたコードブックには、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列及びＰＭＩが定められている。ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、このようにＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列及びＰＭＩを利用してチャネル情報のフィードバックを行っている。このため、受信機側から送信機に対して実際のチャネル状態に対応するチャネル情報をフィードバックすることができないという問題がある。
【０００８】
一方、上述したように、ＬＴＥ−Ａ方式のシステムにおいては、最大システム帯域幅が１００ＭＨｚ程度まで拡張されると共に、最大送信アンテナ数が８つまで拡張されることが予定されている。このようにシステム帯域幅及び送信アンテナ数が拡張される環境において、システム全体のデータレート（周波数利用効率）を増大するためにはＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の活用が期待される。ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送におけるデータレートの向上には、受信機側から送信機にフィードバックされるチャネル情報の改善が極めて重要な課題となる。
【０００９】
ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報のフィードバックを実現するためには、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列のセット及び各プリコーディング行列のインデックス（ＰＭＩ）を定めたコードブック（以下、「ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブック」という）を、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列及びＰＭＩを定めたコードブック（以下、「ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブック」という）とは別に用意しておき、チャネル情報のフィードバックに伝送方法に応じて利用するコードブックを切り替えることが考えられる。しかしながら、この場合には、新たにＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックを規定する必要があることや、コードブックの切替処理が必要になるなどシステムの仕様構築に要する負担が大きくなるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列及びＰＭＩを定めるコードブックを活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすることができる移動局装置、チャネル情報フィードバック方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の移動局装置は、チャネル伝送路に応じたチャネル行列を、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブック内に定められる複数のプリコーディング行列と、当該複数のプリコーディング行列をそれぞれ調整する複数の調整係数とを用いて定義する移動局装置であって、前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択する選択手段と、前記選択手段により選択した前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数をチャネル情報として基地局装置に送信する送信手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディング行列及び／又は複数のプリコーディング行列を調整する調整係数をチャネル情報として基地局装置に送信するようにしたことから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた１つのプリコーディングウェイトをフィードバックする場合と比較して、実際のチャネル状態に対応するチャネル情報を基地局装置にフィードバックすることができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすることが可能となる。また、チャネル情報のフィードバックには、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められたプリコーディング行列を用いることから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列を定めるコードブックを有効に活用することができるので、ＬＴＥシステムの構成を最大限に活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送におけるデータレートを改善することが可能となる。
【００１３】
本発明のチャネル情報フィードバック方法は、チャネル伝送路に応じたチャネル行列を、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブック内に定められる複数のプリコーディング行列と、当該複数のプリコーディング行列をそれぞれ調整する複数の調整係数とを用いて定義するチャネル情報フィードバック方法であって、前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数を選択するステップと、選択した前記複数のプリコーディング行列及び／又は複数の調整係数をチャネル情報として基地局装置にフィードバックするステップとを具備することを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディング行列及び／又は複数のプリコーディング行列を調整する調整係数をチャネル情報として基地局装置に送信するようにしたことから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた１つのプリコーディングウェイトをフィードバックする場合と比較して、実際のチャネル状態に対応するチャネル情報を、より高精度に基地局装置にフィードバックすることができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすることが可能となる。また、チャネル情報のフィードバックには、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められたプリコーディング行列を用いることから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列を定めるコードブックを有効に活用することができるので、ＬＴＥシステムの構成を最大限に活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送におけるデータレートを改善することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディング行列及び／又は複数のプリコーディング行列を調整する調整係数をチャネル情報として基地局装置に送信するようにしたことから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた１つのプリコーディングウェイトをフィードバックする場合と比較して、実際のチャネル状態に対応するチャネル情報を、より高精度に基地局装置にフィードバックすることができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすることが可能となる。また、チャネル情報のフィードバックには、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められたプリコーディング行列を用いることから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列を定めるコードブックを有効に活用することができるので、ＬＴＥシステムの構成を最大限に活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送におけるデータレートを改善することが可能となる。この結果、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列及びＰＭＩを定めるコードブックを活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＬＴＥ方式におけるＭＩＭＯシステムの概念図である。
【図２】本発明に係る移動局装置からフィードバックされるチャネル情報の一例を説明するための概念図である。
【図３】本発明に係る移動局装置で調整係数を固定する一方、プリコーディングベクトルを選択可能とする場合の処理を説明するための概念図である。
【図４】本発明に係る移動局装置でプリコーディングベクトルを固定する一方、調整係数を選択可能とする場合の処理を説明するための概念図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る移動通信システムの構成を説明するための図である。
【図６】上記実施の形態に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。
【図７】上記実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、ＬＴＥ方式におけるＭＩＭＯシステムで行われる下りリンクＭＩＭＯ伝送におけるプリコーディングについて、図１に示すＭＩＭＯシステムを前提に説明する。図１は、ＬＴＥ方式におけるＭＩＭＯシステムの概念図である。なお、図１に示すＭＩＭＯシステムにおいては、基地局装置ｅＮｏｄｅＢと、２つの移動局装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２との間でマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）が行われる場合について示している。また、図１に示すＭＩＭＯシステムにおいては、基地局装置ｅＮｏｄｅＢが２本の送信アンテナを備え、移動局装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２がそれぞれ１本の受信アンテナを備える場合について示している。
【００１８】
図１に示すＭＩＭＯシステムの下りリンクＭＩＭＯ伝送におけるプリコーディングでは、移動局装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２において、各受信アンテナＲＸ１、ＲＸ２からの受信信号を用いてチャネル変動量を測定し、測定したチャネル変動量に基づいて、基地局装置ｅＮｏｄｅＢの各送信アンテナＴＸ１、ＴＸ２からの送信データの受信ＳＩＮＲが最大となる位相・振幅制御量（プリコーディングウェイト（プリコーディング行列））に応じたＰＭＩを選択する。そして、この選択したＰＭＩをチャネル情報として上りリンクで基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックする。基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、ユーザ装置ＵＥからフィードバックされたＰＭＩに応じて、移動局装置ＵＥ＃１への送信データｘ１、移動局装置ＵＥ＃２への送信データｘ２にプリコーディングを行った後、各送受信アンテナＴＸ１、ＴＸ２から情報伝送を行う。
【００１９】
基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいては、それぞれ送信データｘ１、ｘ２に対するプリコーディングを行うプリコーディング処理部２１、２２を備える。プリコーディング処理部２１においては、送信データｘ１を送信アンテナＴＸ１から送信するためのプリコーディングウェイトＷ１１を乗算するウェイト乗算部２１ａと、送信データｘ１を送信アンテナＴＸ２から送信するためのプリコーディングウェイトＷ１２を乗算するウェイト乗算部２１ｂとを有する。同様に、プリコーディング処理部２２においては、送信データｘ２を送信アンテナＴＸ１から送信するためのプリコーディングウェイトＷ２１を乗算するウェイト乗算部２２ａと、送信データｘ２を送信アンテナＴＸ２から送信するためのプリコーディングウェイトＷ２２を乗算するウェイト乗算部２２ｂとを有する。
【００２０】
プリコーディングウェイトＷ１１が乗算された送信データｘ１、プリコーディングウェイトＷ２１が乗算された送信データｘ２は、加算器２３において加算された後、送信アンテナＴＸ１からチャネル伝送路に送出される。一方、プリコーディングウェイトＷ１２が乗算された送信データｘ１、プリコーディングウェイトＷ２２が乗算された送信データｘ２は、加算器２４において加算された後、送信アンテナＴＸ２からチャネル伝送路に送出される。
【００２１】
送信アンテナＴＸ１、ＴＸ２から送出された送信データｘ１、ｘ２は、移動局装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２の受信アンテナＲＸ１、ＲＸ２との間に形成されるチャネル伝送路のチャネル変動の影響を受ける。すなわち、送信アンテナＴＸ１から受信アンテナＲＸ１に送出された送信データｘ１、ｘ２には、チャネル状態係数ｈ１１が乗算され、送信アンテナＴＸ１から受信アンテナＲＸ２に送出された送信データｘ１、ｘ２には、チャネル状態係数ｈ１２が乗算される。同様に、送信アンテナＴＸ２から受信アンテナＲＸ１に送出された送信データｘ１、ｘ２には、チャネル状態係数ｈ２１が乗算され、送信アンテナＴＸ２から受信アンテナＲＸ２に送出された送信データｘ１、ｘ２には、チャネル状態係数ｈ２２が乗算される。
【００２２】
移動局装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２においては、受信アンテナＲＸ１、ＲＸ２を介してこれらの送信データｘ１、ｘ２を受信データｙ１、ｙ２として受信する。この場合、受信データｙ１、ｙ２は、それぞれ以下の値となる。ここで、ｎ１、ｎ２は、ノイズ成分である。
ｙ１＝ｈ１１（Ｗ１１ｘ１＋Ｗ２１ｘ２）＋ｈ２１（Ｗ１２ｘ１＋Ｗ２２ｘ２）＋ｎ１
＝（ｈ１１Ｗ１１＋ｈ２１Ｗ１２）ｘ１＋（ｈ１１Ｗ２１＋ｈ２１Ｗ２２）ｘ２＋ｎ１
ｙ２＝ｈ１２（Ｗ１１ｘ１＋Ｗ２１ｘ２）＋ｈ２２（Ｗ１２ｘ１＋Ｗ２２ｘ２）＋ｎ２
＝（ｈ１２Ｗ１１＋ｈ２２Ｗ１２）ｘ１＋（ｈ１２Ｗ２１＋ｈ２２Ｗ２２）ｘ２＋ｎ２
【００２３】
これらの受信データｙ１、ｙ２に基づいて、移動局装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２においては、基地局装置ｅＮｏｄｅＢの各送信アンテナＴＸ１、ＴＸ２からの送信データの受信ＳＩＮＲが最大となるプリコーディングウェイトに応じたＰＭＩを選択する。この場合、受信データｙ１において、（ｈ１１Ｗ１１＋ｈ２１Ｗ１２）は、自装置に対する送信データｘ１の信号電力に相当するものであり、（ｈ１１Ｗ２１＋ｈ２１Ｗ２２）は、他装置（移動局装置ＵＥ＃２）に対する送信データｘ２の信号電力に相当するものである。このため、移動局装置ＵＥ＃１においては、前者を極力大きくすると共に、後者を極力小さくするプリコーディングウェイトに応じたＰＭＩが選択される。同様に、受信データｙ２において、（ｈ１２Ｗ２１＋ｈ２２Ｗ２２）は、自装置に対する送信データｘ２の信号電力に相当するものであり、（ｈ１２Ｗ１１＋ｈ２２Ｗ１２）は、他装置（移動局装置ＵＥ＃１）に対する送信データｘ１の信号電力に相当するものである。このため、移動局装置ＵＥ＃２においては、基地局装置ｅＮｏｄｅＢにおいて、前者を極力大きくすると共に、後者を極力小さくするプリコーディングウェイトに応じたＰＭＩが選択される。
【００２４】
このようにＰＭＩを選択する際、移動局装置ＵＥ＃１、ＵＥ＃２においては、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディングウェイトのうち、１つのプリコーディングウェイトに応じたＰＭＩを選択するものとなっている。このため、実際のチャネル状態に対応していないプリコーディングウェイトに応じたＰＭＩがチャネル情報としてフィードバックされる事態が発生する。本発明者らは、このようにＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた１つのプリコーディングウェイトに応じたＰＭＩがフィードバックされることにより、実際のチャネル状態と対応していないチャネル情報がフィードバックされる点に着目し、本発明をするに至ったものである。
【００２５】
本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディング行列（プリコーディングウェイト）に基づいて新たにプリコーディング行列を生成し、この生成したプリコーディング行列に関する情報をチャネル情報として基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックするものである。これにより、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックを活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報のフィードバックを実現することが可能である。
【００２６】
ここで、チャネル情報としてフィードバックされるプリコーディング行列に関する情報について説明する。本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、実際のチャネル状態に応じたチャネル行列を参照しながら、複数のプリコーディング行列に基づいて新たにプリコーディング行列（以下、適宜「生成プリコーディング行列」という）を生成し、この生成プリコーディング行列の生成に用いた情報をチャネル情報として基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックする。
【００２７】
以下、本発明に係る移動局装置ＵＥから基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックされるチャネル情報の一例について説明する。なお、以下においては、説明を簡単化させるため、上述したプリコーディング行列及びチャネル行列を、それぞれベクトル要素（プリコーディングベクトル、チャネルベクトル）として可視化して説明するものとする。
【００２８】
図２は、本発明に係る移動局装置ＵＥからフィードバックされるチャネル情報の一例を説明するための概念図である。図２において、「Ｈｋ」は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送で空間多重されるユーザｋのチャネル伝送路におけるチャネル状態に対応するチャネルベクトル（チャネル行列）を示し、「ＰＭ１」及び「ＰＭ２」は、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに含まれる２つのプリコーディングベクトル（プリコーディング行列）を示している。また、「αｋ，１」及び「αｋ，２」は、プリコーディングベクトルの長さを調整する調整係数を示し、例えば、複素数で構成される。
【００２９】
図２に示すように、本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、チャネル伝送路のチャネル状態に対応するチャネルベクトルＨｋを、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数（ここでは、２つ）のプリコーディングベクトルＰＭ１、ＰＭ２の長さを調整係数αｋ，１、αｋ，２により調整した調整ベクトルαｋ，１＊ＰＭ１、αｋ，２＊ＰＭ２の結合（線形結合）ベクトルとして定義する。なお、この結合ベクトルは、上述した生成プリコーディング行列に対応するベクトルを構成する。
【００３０】
すなわち、本発明に係る移動局装置ＵＥにおいて、チャネル伝送路におけるチャネル状態に対応するチャネルベクトルＨｋは、以下の（式１）により定義される。ここで、「Ｍ」は、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディングベクトルから選択される複数のプリコーディングベクトルの数を示す。
Ｈｋ≒αｋ，１＊ＰＭ１＋αｋ，２＊ＰＭ２＋…＋αｋ，Ｍ＊ＰＭＭ  …  （式１）
【００３１】
本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、このように定義される結合ベクトル（チャネルベクトルＨｋ）の生成に用いたプリコーディングベクトルＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭと、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍとをチャネル情報として基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックする。図２に示す例においては、プリコーディングベクトルＰＭ１、ＰＭ２と、調整係数αｋ，１、αｋ，２とがチャネル情報として基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックされる。
【００３２】
本発明に係る移動局装置ＵＥによれば、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディング行列に基づいて新たにプリコーディング行列を生成し、生成したプリコーディング行列に関する情報をチャネル情報として基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックするようにしたことから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた１つのプリコーディングウェイトをフィードバックする場合と比較して、実際のチャネル状態に対応するチャネル情報を基地局装置ｅＮｏｄｅＢに、より高精度にフィードバックすることができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすることが可能となる。
【００３３】
また、本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、チャネル情報のフィードバックには、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められたプリコーディング行列を用いることから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したプリコーディング行列を定めるコードブックを有効に活用することができる。このため、新たにＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックの規定や、コードブック間の切替処理を必要としないので、ＬＴＥシステムの構成を最大限に活用しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送におけるデータレートを改善することが可能となる。
【００３４】
特に、本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、上記式１により定義したチャネルベクトルＨｋの生成に用いたプリコーディングベクトルＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭと、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍとをチャネル情報とすることから、フィードバックに要するビット数の少量の追加によりチャネル伝送路における実際のチャネル状態を基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックすることが可能となる。
【００３５】
次に、本発明に係る移動局装置ＵＥにおいて、チャネル情報としてフィードバックされるプリコーディング行列（プリコーディングベクトル）ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択する方法について説明する。これらのプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択する手法としては、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの一方を固定する一方、他方を選択可能とする方法１と、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの双方を選択可能とする方法２とが考えられる。
【００３６】
上記方法１において、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを固定する一方、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭを選択可能とする場合について説明する（方法１ａ）。図３は、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを固定する一方、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭを選択可能とする場合の処理を説明するための概念図である。ここでは、説明の便宜上、２つのプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２がＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックから選択される場合について説明するものとする。例えば、調整係数αｋ，１、αｋ，２は、それぞれ「１」、「０．５」の値に固定され、コードブックには、プリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂ、ＰＭｃ、ＰＭｄ、ＰＭｅが定義されているものとする。
【００３７】
この場合、本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、図３に示すように、調整係数αｋ，１（＝１）が乗算されるプリコーディング行列ＰＭ１として、プリコーディング行列ＰＭｄを選択すると共に、調整係数αｋ，２（＝０．５）が乗算されるプリコーディング行列ＰＭ２として、プリコーディング行列ＰＭａを選択する。すなわち、チャネル行列Ｈｋは、プリコーディング行列ＰＭｄを調整係数αｋ，１で調整した調整行列αｋ，１（＝１）＊ＰＭｄと、プリコーディング行列ＰＭａを調整係数αｋ，２（＝０．５）で調整した調整行列αｋ，２＊ＰＭａとの結合ベクトルとして定義される。
Ｈｋ≒１＊ＰＭｄ＋０．５＊ＰＭａ
【００３８】
そして、基地局装置ｅＮｏｄｅＢには、このように求めたチャネル行列Ｈｋの演算に用いた調整係数αｋ，１（＝１）、αｋ，２（＝０．５）と、プリコーディング行列ＰＭｄ、ＰＭａとがフィードバックされる。なお、ここでは、固定値である調整係数αｋ，１、αｋ，２もフィードバックの対象に含めるが、予めこれらの調整係数αｋ，１、αｋ，２を基地局装置ｅＮｏｄｅＢ及び移動局装置ＵＥ間で保持しておき、フィードバックの対象から外すことは実施の形態として好ましい。この場合には、フィードバックに要するビット数をより低減することが可能となる。
【００３９】
次に、上記方法１において、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭを固定する一方、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択可能とする場合について説明する（方法１ｂ）。図４は、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭを固定する一方、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択可能とする場合の処理を説明するための概念図である。ここでは、説明の便宜上、２つのプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２が固定され、これに対応する２つの調整係数αｋ，１、αｋ，２が選択されるものとする。例えば、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２は、それぞれ図４に示すプリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂであるものとする。また、調整係数αｋ，１、αｋ，２は、予め定められた「０．２」、「０．４」、「０．６」、「０．８」及び「１．０」の値から選択されるものとする。
【００４０】
この場合、本発明に係る移動局装置ＵＥにおいては、図４に示すように、プリコーディング行列ＰＭａを調整する調整係数αｋ，１として、「０．６」を選択する一方、プリコーディング行列ＰＭｂを調整する調整係数αｋ，２として、「０．６」を選択する。すなわち、チャネル行列Ｈｋは、プリコーディング行列ＰＭａを調整係数αｋ，１で調整した調整行列αｋ，１（＝０．６）＊ＰＭａと、プリコーディング行列ＰＭｂを調整係数αｋ，２（＝０．６）で調整した調整行列αｋ，２＊ＰＭｂとの結合ベクトルとして定義される。
Ｈｋ≒０．６＊ＰＭａ＋０．６＊ＰＭｂ
【００４１】
そして、基地局装置ｅＮｏｄｅＢには、このように求めたチャネル行列Ｈｋの演算に用いた調整係数αｋ，１（＝０．６）、αｋ，２（＝０．６）と、プリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂとがフィードバックされる。なお、ここでは、固定値であるプリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂもフィードバックの対象に含めるが、予めこれらのプリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂを基地局装置ｅＮｏｄｅＢ及び移動局装置ＵＥ間で保持しておき、フィードバックの対象から外すことは実施の形態として好ましい。この場合には、フィードバックに要するビット数をより低減することが可能となる。
【００４２】
上記方法２においては、上記方法１ａにおけるプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭと同様の要領でプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭが選択可能とされると共に、上記方法１ｂにおける調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍと同様の要領で調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍが選択可能とされる。このようにプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの双方を選択可能とする場合には、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの一方が固定される場合に比べて選択の自由度を増すことができるので、より高精度にチャネル行列Ｈｋを求めることができ、これに応じたフィードバック情報を基地局装置ｅＮｏｄｅＢにフィードバックすることが可能となる。
【００４３】
このようにチャネル情報としてフィードバックされるプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍのうち、選択対象とされる情報を選択する際、移動局装置ＵＥにおいては、例えば、上述した生成プリコーディング行列と、チャネル行列との行列間距離（chordal  distance）を最小化する演算処理（以下、「最小行列間距離演算処理」という）、移動局装置ＵＥにおける受信ＳＮＲが最大となるような演算処理（以下、「最大受信ＳＮＲ演算処理」という）、並びに、移動局装置ＵＥにおける受信ＳIＮＲが最大となるような演算処理（以下、「最大受信ＳＩＮＲ演算処理」という）のいずれかを採用することが可能である。
【００４４】
最小行列間距離演算処理において、生成プリコーディング行列と、チャネル行列との行列間距離（chordal  distance）は、（式２）により算出される。
2011151539.tif 000003
（式２）
ここでは、生成プリコーディング行列を「行列Ａ」とし、チャネル行列を「行列Ｂ」としている。
【００４５】
移動局装置ＵＥにおいては、このような行列間距離（chordal  distance）が最小化されるプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの全ての組み合わせを演算し、所望のプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを求める。このように最小行列間距離演算処理を用いる場合には、チャネル行列に最も近似する生成プリコーディング行列を生成し得るプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択することが可能となる。
【００４６】
最大受信ＳＮＲ演算処理においては、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送で空間多重されるユーザ間の干渉を考慮することなく、移動局装置ＵＥにおける受信ＳＮＲが最大となるプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍが選択される。例えば、移動局装置ＵＥにおいては、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの全ての組み合わせに対応する受信ＳＮＲを演算し、受信ＳＮＲが最大となるプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを求める。このように最大受信ＳＮＲ演算処理を用いる場合には、ＬＴＥ方式のシステムでプリコーディング行列及びＰＭＩを選択する際の処理と同一の規範に基づいてプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択することが可能となる。
【００４７】
最大受信ＳＩＮＲ演算処理において、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送で空間多重されるユーザ間の干渉を考慮した上で、移動局装置ＵＥにおける受信ＳＩＮＲが最大となるプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍが選択される。例えば、移動局装置ＵＥにおいては、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの全ての組み合わせに対応する受信ＳＩＮＲを演算し、受信ＳＩＮＲが最大となるプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを求める。このように最大受信ＳＩＮＲ演算処理を用いる場合には、他ユーザ間との干渉が考慮されることから、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に最適なプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択することが可能となる。
【００４８】
また、これらの最小行列間距離演算処理、最大受信ＳＮＲ演算処理及び最大受信ＳＩＮＲ演算処理のいずれかによりプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍのうち、選択対象となる情報を選択する際には、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを一括的に選択することもできるし、順番に選択することもできる。すなわち、選択対象がプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭである場合において、これらを一括的に選択する場合にはプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭが同時に選択され、これらを順番に選択する場合にはプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭの順に沿って逐次的に選択される。
【００４９】
以下、移動局装置ＵＥにおいて、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを一括的又は順番に選択する場合の処理について説明する。なお、以下においては、説明の便宜上、図３に示す具体例（調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを固定し、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭを選択可能とする例）を用いて説明するものとする。
【００５０】
図３に示す例においては、調整係数αｋ，１、αｋ，２が固定されることから、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２が一括的に選択されることとなる。この場合には、調整係数αｋ，１（＝１）に対応するプリコーディング行列ＰＭ１として、５つのプリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂ、ＰＭｃ、ＰＭｄ、ＰＭｅの５つから１つのプリコーディング行列ＰＭｄが選択されると同時に、調整係数αｋ，２（＝０．５）に対応するプリコーディング行列ＰＭ２として、プリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂ、ＰＭｃ、ＰＭｄ、ＰＭｅの５つから１つのプリコーディング行列ＰＭａが選択される。すなわち、この場合には、２５（５×５）回の演算処理により所望のプリコーディング行列ＰＭｄ、ＰＭａが選択することができる。
【００５１】
この例から分かるように、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを一括的に選択する場合には、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの全ての組み合わせを選択対象に含めることができるので、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを順番に選択する場合に比べて最適なプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択することが可能となる。
【００５２】
一方、図３に示す例において、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２を順番に選択する場合には、まず、調整係数αｋ，１（＝１）に対応するプリコーディング行列ＰＭ１として、プリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂ、ＰＭｃ、ＰＭｄ、ＰＭｅの５つから１つのプリコーディング行列ＰＭｄが選択される。そして、調整係数αｋ，２に対応するプリコーディング行列ＰＭ２として、プリコーディング行列ＰＭａ、ＰＭｂ、ＰＭｃ、ＰＭｄ、ＰＭｅの５つから１つのプリコーディング行列ＰＭａが選択される。すなわち、この場合には、１０（５＋５）回の演算処理によりプリコーディング行列ＰＭｄ、ＰＭａを選択することができる。
【００５３】
この例から分かるように、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを順番に選択する場合には、１回の選択対象に含まれるプリコーディング行列（調整係数）の数を低減することができるので、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを一括的に選択する場合に比べて移動局装置ＵＥにおける演算処理を低減することが可能となる。
【００５４】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥ−Ａシステムに対応する基地局装置及び移動局装置を用いる場合について説明する。
【００５５】
図５を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る移動局装置（ＵＥ）１０及び基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）２０を有する移動通信システム１について説明する。図５は、本発明の一実施の形態に係る移動局装置１０及び基地局装置２０を有する移動通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図５に示す移動通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ  ３Ｇが包含されるシステムである。また、この移動通信システム１は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。
【００５６】
図５に示すように、移動通信システム１は、基地局装置２０と、この基地局装置２０と通信する複数の移動局装置１０（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。基地局装置２０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。移動局装置１０は、セル５０において基地局装置２０と通信を行っている。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００５７】
各移動局装置（１０１、１０２、１０３、・・・１０ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動局装置１０として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局装置２０と無線通信するのは移動局装置１０であるものとして説明するが、より一般的には移動端末装置も固定端末装置も含むユーザ装置（ＵＥ：User  Equipment）でよい。
【００５８】
移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。
【００５９】
ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動局装置１０で共有されるＰＤＳＣＨと、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＣＦＩＣＨ、ＰＨＩＣＨ）とが用いられる。このＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、基地局装置２０で移動局装置１０に割り当てたＣＣやスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動局装置１０に通知される。
【００６０】
上りリンクについては、各移動局装置１０で共有して使用されるＰＵＳＣＨ（Physical  Uplink  Shared  Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical  Uplink  Control  Channel）とが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ:Channel  Quality  Indicator）等が伝送される。
【００６１】
図６は、本実施の形態に係る移動局装置１０の構成を示すブロック図である。図７は、本実施の形態に係る基地局装置２０の構成を示すブロック図である。なお、図６及び図７に示す移動局装置１０及び基地局装置２０の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の基地局装置及び移動局装置が有する構成は備えているものとする。
【００６２】
図６に示す移動局装置１０において、基地局装置２０から送出された送信信号は、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部１０３＃１〜１０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）１０４＃１〜１０４＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部１０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部１０３＃１〜１０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号復調部１０６に出力される。
【００６３】
データチャネル信号復調部１０６は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum  Mean  Squared  Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum  Likelihood  Detection）信号分離法により分離する。これにより、基地局装置２０から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関する受信信号に分離され、移動局装置１０のユーザ（ここでは、ユーザｋとする）に関する受信信号が抽出される。チャネル推定部１０７は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態をデータチャネル信号復調部１０６と、後述するチャネル品質測定部１０９及びチャネル情報選択部１１１とに通知する。データチャネル信号復調部１０６においては、通知されたチャネル状態に基づいて、受信信号を上述したＭＬＤ信号分離法により分離する。これにより、ユーザｋに関する受信信号が復調される。
【００６４】
なお、データチャネル信号復調部１０６による復調処理に先だって、抽出されたユーザｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻されているものとする。データチャネル信号復調部１０６で復調されたユーザｋに関する受信信号は、チャネル復号部１０８に出力される。そして、チャネル復号部１０８にてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃ｋが再生される。
【００６５】
チャネル品質測定部１０９は、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態に基づいてチャネル品質（ＣＱＩ）を測定する。そして、測定結果であるＣＱＩをフィードバック制御信号生成部１１０に通知する。チャネル情報選択部１１１は、選択手段を構成するものであり、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態に基づいて、上述した複数の態様のいずれかにより、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択する。そして、選択したプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍをフィードバック制御信号生成部１１０に通知する。
【００６６】
例えば、チャネル情報選択部１１１は、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの一方を固定する一方、他方を選択する（方法１）。また、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍの双方を選択する（方法２）。プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択する際には、最小行列間距離演算処理、最大受信ＳＮＲ演算処理及び最大受信ＳＩＮＲ演算処理のいずれかの演算処理を選択可能である。また、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを一括的に選択するか、順番に選択するかを切り替えることも可能である。
【００６７】
フィードバック制御信号生成部１１０においては、通知されたＣＱＩと、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍとに基づいて、これらを基地局装置２０にフィードバックする制御信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）が生成される。この場合、フィードバックする制御信号には、チャネル情報選択部１１１により選択されたプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍが含まれている。フィードバック制御信号生成部１１０で生成された制御信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１２に出力される。
【００６８】
上位レイヤから送出されたユーザ＃ｋに関する送信データ＃ｋは、チャネル符号化部１１３によりチャネル符号化された後、データ変調部１１４にてデータ変調される。データ変調部１１４にてデータ変調された送信データ＃ｋは、不図示の直並列変換部で、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部１１５に出力される。
【００６９】
サブキャリアマッピング部１１５においては、送信データ＃ｋを、基地局装置２０から指示されたスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部１１５は、不図示の参照信号生成部により生成された参照信号＃ｋを、送信データ＃ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃ｋがプリコーディング乗算部１１６に出力される。
【００７０】
プリコーディング乗算部１１６は、チャネル情報選択部１１１で選択されたプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍから得られるプリコーディングウェイトに基づいて、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎に送信データ＃ｋを位相及び／又は振幅シフトする。プリコーディング乗算部１１６により位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１２に出力される。
【００７１】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１２においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋと、フィードバック制御信号生成部１１０により生成された制御信号とを合成し、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１２により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部１１７にて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、ＣＰ付加部１１８＃１〜１１８＃ＮでＣＰが付加されてＲＦ送信回路１１９＃１〜１１９＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路１１９＃１〜１１９＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎを介して受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎに出力され、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎから上りリンクで基地局装置２０に送出される。
【００７２】
このように本実施の形態に係る移動局装置１０においては、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル状態に基づいて、上述した複数の態様のいずれかにより、プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを選択し、これらの情報を基地局装置２０にフィードバックするようにしたことから、実際のチャネル状態に対応するチャネル情報を基地局装置２０にフィードバックすることができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報を基地局装置２０にフィードバックすることが可能となる。
【００７３】
図７に示す基地局装置２０において、不図示のスケジューラは、後述するチャネル推定部２１５＃１〜２１５＃ｋから与えられるチャネル推定値に基づいて多重するユーザ数（多重ユーザ数）を決定する。そして、各ユーザに対する上下リンクのリソース割り当て内容（スケジューリング情報）を決定し、ユーザ＃１〜＃ｋに対する送信データ＃１〜＃ｋを対応するチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃ｋに送出する。
【００７４】
送信データ＃１〜＃ｋは、チャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃ｋでチャネル符号化された後、データ変調部２０２＃１〜２０２＃ｋに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、後述するＣＱＩ情報更新部２１９＃１〜２１９＃ｋから与えられるチャネル符号化率及び変調方式に基づいて行われる。データ変調部２０２＃１〜２０２＃ｋでデータ変調された送信データ＃１〜＃ｋは、不図示の離散フーリエ変換部で逆フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部２０３に出力される。
【００７５】
サブキャリアマッピング部２０３においては、送信データ＃１〜＃ｋを、スケジューラから与えられるスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部２０３は、不図示の参照信号生成部から入力される参照信号＃１〜＃ｋを、送信データ＃１〜＃ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃１〜＃ｋがプリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋに出力される。
【００７６】
プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋは、後述するプリコーディングウェイト生成部２２０から与えられるプリコーディングウェイトに基づいて、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎に送信データ＃１〜＃ｋを位相及び／又は振幅シフトする（プリコーディングによる送信アンテナＴＸ＃１〜送信アンテナＴＸ＃Ｎの重み付け）。プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋにより位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５に出力される。
【００７７】
マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃ｋを合成し、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）２０５により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部２０６＃１〜２０６＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）付加部２０７＃１〜２０７＃ＮにてＣＰが付加された後、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路２０８＃１〜２０８＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎを介して送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎに出力され、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎから下りリンクで移動局装置１０に送出される。
【００７８】
一方、移動局装置１０から上りリンクで送出された送信信号は、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０９＃１〜２０９＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路２１０＃１〜２１０＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、ＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）２１２＃１〜２１２＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部２１３は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部２１１＃１〜２１１＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。これらの周波数領域の信号に変換された受信信号は、データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋに出力される。
【００７９】
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃ｋから入力された受信信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum  Mean  Squared  Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum  Likelihood  Detection）信号分離法により分離する。これにより、移動局装置１０から到来した受信信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関する受信信号に分離される。チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃ｋから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル状態を推定し、推定したチャネル状態をデータチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋ及び制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋに通知する。データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋにおいては、通知されたチャネル状態に基づいて、受信信号を上述したＭＬＤ信号分離法により分離する。
【００８０】
データチャネル信号分離部２１４＃１〜２１４＃ｋにより分離されたユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関する受信信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻された後、不図示のデータ復調部でデータ復調される。そして、チャネル復号部２１７＃１〜２１７＃ｋにてチャネル復号処理が施されることで送信信号＃１〜送信信号＃ｋが再生される。
【００８１】
制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋは、ＦＦＴ部２１２＃１〜２１２＃ｋから入力された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＣＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋは、それぞれユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに対応する制御チャネル信号を復調する。この際、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋにおいては、チャネル推定部２１５＃１〜２１５＃ｋから通知されたチャネル状態に基づいて制御チャネル信号を復調する。制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋにより復調された各制御チャネル信号は、チャネル情報再生部２１８＃１〜２１８＃ｋと、ＣＱＩ情報更新部２１９＃１〜２１９＃ｋとに出力される。
【００８２】
チャネル情報再生部２１８＃１〜２１８＃ｋは、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋから入力された各制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれる情報からチャネルに関する情報（チャネル情報）を再生する。具体的には、制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれる情報から、チャネル情報としてプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを再生する。チャネル情報再生部２１８＃１〜２１８＃ｋにより再生されたチャネル情報は、プリコーディングウェイト生成部２２０に出力される。
【００８３】
プリコーディングウェイト生成部２２０は、チャネル情報再生部２１８＃１〜２１８＃ｋから入力されたチャネル情報（プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍ）に基づいて、送信データ＃１〜＃ｋに対する位相及び／又は振幅シフト量を示すプリコーディングウェイトを生成する。生成された各プリコーディングウェイトは、プリコーディング乗算部２０４＃１〜２０４＃ｋに出力され、送信データ＃１〜送信データ＃ｋのプリコーディングに利用される。
【００８４】
ＣＱＩ情報更新部２１９＃１〜２１９＃ｋは、制御チャネル信号復調部２１６＃１〜２１６＃ｋから入力された各制御チャネル信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）に含まれる参照信号からＣＱＩを測定すると共に、常にＣＱＩ情報を最新の状態に更新する。ＣＱＩ情報更新部２１９＃１〜２１９＃ｋに更新されるＣＱＩ情報は、それぞれチャネル符号化部２０１＃１〜２０１＃ｋ、データ変調部２０２＃１〜２０２＃ｋに出力される。
【００８５】
このように本実施の形態に係る基地局装置２０によれば、チャネル情報再生部２１８＃１〜２１８＃ｋでチャネル情報としてプリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍを再生し、プリコーディングウェイト生成部２２０でこのチャネル情報（プリコーディング行列ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍ）に基づいて、送信データ＃１〜＃ｋに対する位相及び／又は振幅シフト量を示すプリコーディングウェイトを生成するようにしたことから、より高精度に実際のチャネル状態に対応したプリコーディングウェイトを生成することができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送におけるデータレートを向上することが可能となる。
【００８６】
以上説明したように、本実施の形態に係る移動局装置１０においては、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた複数のプリコーディング行列に基づいて新たにプリコーディング行列を生成し、生成したプリコーディング行列に関する情報をチャネル情報として基地局装置２０にフィードバックするようにしたことから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したコードブックに定められた１つのプリコーディングウェイトをフィードバックする場合と比較して、より高精度に実際のチャネル状態に対応するチャネル情報を基地局装置２０にフィードバックすることができるので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送に適したチャネル情報をフィードバックすることが可能となる。
【００８７】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【００８８】
上記実施の形態に係る移動局装置１０において、チャネルベクトル（チャネル行列）Ｈｋは、上記（式１）により定義され、このチャネルベクトルＨｋの生成に用いたプリコーディングベクトル（プリコーディング行列）ＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭ及び／又は調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍがチャネル情報として基地局装置２０にフィードバックされる。このように複数のチャネル情報を基地局装置２０にフィードバックする場合において、そのチャネル情報の情報量を低減することは実施の形態として好ましい。
【００８９】
例えば、チャネル行列Ｈｋを正規化（単位行列化）することで調整係数αｋ，１の値を「１」に固定し、調整係数αｋ，１のフィードバックを不要とすることが考えられる。この場合には、調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍをチャネル情報としてフィードバックする際のチャネル情報の情報量を低減することが可能となる。チャネル行列Ｈｋの正規化（単位行列化）は、例えば、（式３）により求められる。ここで、「Ｈｋ´」は、正規化後のチャネル行列Ｈｋ´を示している。
Ｈｋ´≒Ｈｋ／｜｜Ｈｋ｜｜  …  （式３）
【００９０】
この場合、移動局装置１０において、正規化後のチャネル行列Ｈｋ´は、（式４）により定義される。
Ｈｋ´≒ＰＭ１＋αｋ，２＊ＰＭ２＋…＋αｋ，Ｍ＊ＰＭＭ  …  （式４）
そして、移動局装置１０においては、このように定義されるチャネルベクトル行列Ｈｋ´の生成に用いたプリコーディングベクトルＰＭ１、ＰＭ２、…、ＰＭＭと、調整係数αｋ，２、…、αｋ，Ｍとをチャネル情報として基地局装置２０にフィードバックする。これにより、上記実施の形態に係るチャネル情報と比べて、調整係数αｋ，２、…、αｋ，Ｍをフィードバックする際のチャネル情報の情報量を低減することが可能となる。
【００９１】
このようにチャネル情報としてフィードバックされる調整係数αｋ，１、αｋ，２、…、αｋ，Ｍのうち、調整係数αｋ，１を省略した場合においても、基地局装置２０においては、これらのチャネル情報とは別にＣＱＩのフィードバックを受けることから、省略された調整係数αｋ，１の値を推測することができるので、上記実施の形態に係るチャネル情報を得た場合と同様の効果を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００９２】
１  移動通信システム
１０  移動局装置
１０１  デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
１０２  ＲＦ受信回路
１０３  ＣＰ除去部
１０４  ＦＦＴ部
１０５  受信タイミング推定部
１０６  データチャネル信号復調部
１０７  チャネル推定部
１０８  チャネル復号部
１０９  チャネル品質測定部
１１０  フィードバック制御信号生成部
１１１  チャネル情報選択部
１１２  マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１１３  チャネル符号化部
１１４  データ変調部
１１５  サブキャリアマッピング部
１１６  プリコーディング乗算部
１１７  ＩＦＦＴ部
１１８  ＣＰ付加部
１１９  ＲＦ送信回路
２０  基地局装置
２１、２２  プリコーディング処理部
２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ  ウェイト乗算部
２３、２４  加算器
２０１  チャネル符号化部
２０２  データ変調部
２０３  サブキャリアマッピング部
２０４  プリコーディング乗算部
２０５  マルチプレクサ（ＭＵＸ）
２０６  ＩＦＦＴ部
２０７  ＣＰ付加部
２０８  ＲＦ送信回路
２０９  デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
２１０  ＲＦ受信回路
２１１  ＣＰ除去部
２１２  ＦＦＴ部
２１３  受信タイミング推定部
２１４  データチャネル信号分離部
２１５  チャネル推定部
２１６  制御チャネル信号復調部
２１７  チャネル復号部
２１８  チャネル情報再生部
２１９  ＣＱＩ情報更新部
２２０  プリコーディングウェイト生成部
３０  上位局装置
４０  コアネットワーク
５０  セル
【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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