(57)【要約】【課題】ＯＦＤＭＡベースの多重基地局ＭＩＭＯに用いるプリコーダ選択を提供する。【解決手段】移動局によって、サービング基地局と１つ以上の協調基地局に用いるプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）を決定し、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムの多重基地局多入力多出力（ＭＩＭＯ）に用いるシステム性能を最適化するステップ、前記基地局のそれぞれに用いる複数の対応する重み係数を決定し、システム性能を更に最適化するステップ、及び前記ＰＭＩと前記重み係数を前記サービング基地局に送信するステップを含み、前記ＰＭＩと前記重み係数は、前記サービング基地局と前記１つ以上の協調基地局の少なくとも１つとの間で共有される方法。【選択図】図１
2013511167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局によって、サービング基地局と１つ以上の協調基地局に用いるプリコーディング行列インデックス（以下、ＰＭＩと称す）を決定し、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムの多重基地局多入力多出力（ＭＩＭＯ）に用いるシステム性能を最適化するステップ、
前記基地局のそれぞれに用いる複数の対応する重み係数を決定し、システム性能を更に最適化するステップ、及び
前記ＰＭＩと前記重み係数を前記サービング基地局に送信するステップを含み、
前記ＰＭＩと前記重み係数は、前記サービング基地局と前記１つ以上の協調基地局の少なくとも１つとの間で共有される方法。
【請求項２】
前記ＰＭＩは、前記基地局のそれぞれに個別に決定され、
各プリコーディング重みは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づく、予め定義されたコードブックから選択される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて決定され、
各重み係数は、量子化単位で表される実数であり、
前記実数は、基地局のプリコーディング電力を示す請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて決定され、
各重み係数は、量子化単位で表される複素数であり、
前記複素数は、基地局のプリコーディング電力を示す請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記量子化単位は、３である請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて決定され、
各重み係数は、複素数を乗じた実数であり、
前記実数は、第１の量子化単位で表され、前記複素数は、第２の量子化単位で表される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記重み係数は、第１の量子化単位を有する予め定められた量子化則に基づき決定され、
各重み係数は、第２の量子化単位で表される複素数であり、前記第２の量子化単位は、前記第１の量子化単位より小さい請求項１に記載の方法。
【請求項８】
システム性能は、容量の最大化、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）の最大比及び信号電力の最大化に基づいて最大化される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
サービング基地局と１つ以上の協調基地局に用いるプリコーディング行列インデックス（以下、ＰＭＩと称す）を決定し、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムの多重基地局多入力多出力（ＭＩＭＯ）に用いるシステム性能を最適化し、且つ前記基地局のそれぞれに用いる複数の対応する重み係数も決定し、システム性能を更に最適化するプリコーダ、及び
前記ＰＭＩと前記重み係数を前記サービング基地局に送信する送信器を備え、
前記ＰＭＩと前記重み係数は、前記サービング基地局と前記１つ以上の協調基地局との間で共有される移動局。
【請求項１０】
前記ＰＭＩは、前記基地局のそれぞれに個別に決定され、
各プリコーディング重みは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づく、予め定義されたコードブックから選択される請求項９に記載の移動局。
【請求項１１】
前記重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて決定され、
各重み係数は、量子化単位で表される実数であり、
前記実数は、基地局のプリコーディング電力を示す請求項９に記載の移動局。
【請求項１２】
前記重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて決定され、
各重み係数は、量子化単位で表される複素数であり、
前記複素数は、基地局のプリコーディング電力を示す請求項９に記載の移動局。
【請求項１３】
前記量子化単位は、３である請求項１２に記載の移動局。
【請求項１４】
前記重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて決定され、
各重み係数は、複素数を乗じた実数であり、
前記実数は、第１の量子化単位で表され、
前記複素数は、第２の量子化単位で表される請求項９に記載の移動局。
【請求項１５】
前記重み係数は、第１の量子化単位を有する予め定められた量子化則に基づき決定され、
各重み係数は、第２の量子化単位で表される複素数であり、
前記第２の量子化単位は、前記第１の量子化単位より小さい請求項９に記載の移動局。
【請求項１６】
システム性能は、容量の最大化、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）の最大比及び信号電力の最大化に基づいて最大化される請求項９に記載の移動局。
【請求項１７】
プロセッサによって実行され時、前記プロセッサに方法を実行させる指令を保存するコンピュータにより読み取り可能な記録媒体であって、
前記方法は、
移動局によって、サービング基地局と１つ以上の協調基地局に用いるプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）を決定し、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムの多重基地局多入力多出力（ＭＩＭＯ）に用いるシステム性能を最適化するステップ、
前記基地局のそれぞれに用いる複数の対応する重み係数を決定し、システム性能を更に最適化するステップ、及び
前記ＰＭＩと前記重み係数を前記サービング基地局に送信するステップを含み、
前記ＰＭＩと前記重み係数は、前記サービング基地局と前記１つ以上の協調基地局の少なくとも１つとの間で共有される記録媒体。
【請求項１８】
前記ＰＭＩは、前記基地局のそれぞれに個別に決定され、
各プリコーディング重みは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づく、予め定義されたコードブックから選択される請求項１７に記載の記録媒体。
【請求項１９】
前記重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて決定され、
各重み係数は、量子化単位で表される複素数であり、
前記複素数は、基地局のプリコーディング電力を示す請求項１７に記載の記録媒体。
【請求項２０】
システム性能は、容量の最大化、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）の最大比、及び信号電力の最大化に基づいて最大化される請求項１７に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワーク通信に関し、特に、多重基地局（ｍｕｌｔｉ−ＢＳ）多入力多出力（ＭＩＭＯ）を有する直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムに用いるプリコーダ選択に関するものである。
【０００２】
本出願は、３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．  §１１９の下、２００９年１０月２日に出願された米国特許仮出願番号第６１／２４７，９９３号「Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｎｇ  Ｐｒｅｃｏｄｅｒ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＯＦＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｍｕｌｔｉ−ＢＳ  ＭＩＭＯ」、２００９年１０月２７日に出願された米国特許仮出願番号第６１／２５５，１７１号「Ｍｕｌｔｉ−ＢＳ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｄｅｂｏｏｋ  Ｄｅｓｉｇｎ」からの優先権を主張するものであり、これらの全ては引用によって本願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
無線通信では、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術は、送信器と受信器の両方の多重アンテナを用いて通信性能を向上させるものを含む。ＭＩＭＯ技術は、より高いスペクトル効率、リンク信頼性又はダイバーシティによって、追加の帯域幅又は送信電力なしでデータスループットとリンク範囲の大幅な増加を提供する。ＭＩＭＯ技術の共通機能（ｃｏｍｍｏｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の中の１つとして、空間ダイバーシティを利用したビーム形成の一種であるプリコーディングがある。単層（ｓｉｎｇｌｅ−ｌａｙｅｒ）ビームフォーミングでは、受信器の入力側で信号電力を最大化させるために、同じ信号が、適当な位相及び／またはゲイン重み（ｇａｉｎ  ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）を有するそれぞれの送信アンテナから発信される受信器。ビームフォーミングの利点は、異なるアンテナから発信される信号を建設的に加えることで、受信した信号利得を増加し、マルチパスフェージングの影響を低減することである。受信器が多重アンテナを有する時、送信ビームフォーミングは、全ての受信アンテナで信号レベルを同時に最大化できないため、多層ビームフォーミングが用いられる。一般的に、プリコーディングは、送信器のチャネル状態情報（ＣＳＩ）の認識を必要とする。ＭＩＭＯ技術は、通常、無線通信システムの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）または直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）と組み合わせられる。
【０００４】
空間ダイバーシティに加え、マクロダイバーシティは、いくつかの受信アンテナ及び／または送信アンテナが同じ信号を転送するのに用いられる、もう一種のダイバーシティ方式である。送信器間の距離が波長とほぼ同じ又は短いマイクロダイバーシティとは対照的に、マクロダイバーシティを用いると、送信器間の距離は、波長よりも大幅に長い。よって、セルラネットワークでは、マクロダイバーシティは、アンテナが異なる基地局に通常位置していることを意味する。マクロダイバーシティの目的は、フェージングを処理し（ｃｏｍｂａｔ  ｆａｄｉｎｇ）、基地局間の受信感度の低い（ｅｘｐｏｓｅｄ）位置（即ち、セル端）で受信した信号強度と信号品質を増加させることである。
【０００５】
ネットワークスループット、特に、セル端スループットを改善するために、多重基地局ＭＩＭＯ技術は、セルラＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡネットワークでサポートされる。多重基地局ＭＩＭＯにより、全ての隣接基地局は、互いに協調し、例えば変調符号化方式（ＭＣＳ）レベル、ＭＩＭＯ構成、及び他のシステムパラメータなど、同じ構成を用いる。よって、全ての隣接基地局からのアンテナは、“大型（ｂｉｇ）”のＭＩＭＯのような働きをする。各基地局が空間ダイバーシティを実現する時にプリコーディングを用いて、セル端に位置された基地局は、多重基地局協調プリコーディングによって、マクロダイバーシティを得る。しかしながら、異なる基地局からの信号が必ずしもコヒーレント合成されるわけではないため、プリコーダ選択は、依然として多重基地局ＭＩＭＯにおける課題となる。この解決方法は、受信した信号強度と品質が最大化されるように、協調基地局からの信号間の位相差及び振幅差を補償することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＯＦＤＭＡベースの多重基地局ＭＩＭＯに用いるプリコーダ選択を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
連接のプリコーダ選択の方法は、ＯＦＤＭＡベースの多重基地局多入力多出力（ＭＩＭＯ）に提供される。セル端移動局は、まず、サービング基地局と１つ以上の協調基地局とに用いるプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）を決定し、システム性能を最適化する。最適化基準は、容量の最大化、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）の最大比、または信号電力の最大化などに基づいて決まる。次いで、移動局は、各基地局に用いる複数の対応する重み係数を決定し、システム性能を更に最適化する。移動局は、選択されたＰＭＩと重み係数をサービング基地局に推奨し、ＰＭＩと重み係数を協調基地局の少なくとも１つと共有する。フィードバック情報が基地局に導入された時、サービング基地局と少なくとも１つの協調基地局は、推奨されたＰＭＩと重み係数を用いてプリコーディングを適用する。
【０００８】
重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて量子化され、移動局の計算の複雑性を減少する。重み係数も量子化され、ＭＳからそのサービングＢＳへの情報のフィードバックを促進する。１つの実施形態では、重み係数は、予め定義された３ビットの一定の位相量子則に基づいて決定される。新しい連接のプリコーダは、高い計算複雑性を導入することなく、大きな性能向上につながる。新しい連接のプリコーダを用いることにより、移動局は、全体的なサーチを回避して、共同最適化によってＰＭＩを見つけ、且つ代わりに個別最適化を用いることで、計算複雑性を減少することができる。次いで、移動局は、重み係数を用いて各基地局の信号位相を調節し、協調基地局からの信号がコヒーレント合成されることで、受信した信号電力を最大化させる。
【０００９】
他の実施形態及び利点は、以下の詳細な説明で述べられる。この概要は、本発明を定義するものではない。本発明は、請求項によって定義される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、プリコーダ選択をＯＦＤＭＡベースの多重基地局ＭＩＭＯに用いシステムを最適化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るセルラＯＦＤＭＡベースの多重基地局ＭＩＭＯシステムを簡略化したブロック図を示している。
【図２】本実施形態に係るセルラＯＦＤＭＡシステムの多重基地局ＭＩＭＯに用いるプリコーダ選択を連接する流れ図を示している。
【図３Ａ】多重基地局ＭＩＭＯに用いる連接のプリコーディングの重み係数を決定する、異なる量子化則を示している。
【図３Ｂ】多重基地局ＭＩＭＯに用いる連接のプリコーディングの重み係数を決定する、異なる量子化則を示す。
【図３Ｃ】多重基地局ＭＩＭＯに用いる連接のプリコーディングの重み係数を決定する、異なる量子化則を示している。
【図３Ｄ】多重基地局ＭＩＭＯに用いる連接のプリコーディングの重み係数を決定する、異なる量子化則を示している。
【図４Ａ】多重基地局ＭＩＭＯに用いる連接のプリコーディングの重み係数を決定するのに用いられる、均一の位相量子化則の変形例を示している。
【図４Ｂ】多重基地局ＭＩＭＯに用いる連接のプリコーディングの重み係数を決定するのに用いられる、均一の位相量子化則の変形例を示している。
【図５】多重基地局ＭＩＭＯシステムの異なるプリコーディング方法に用いられるシミュレーションパラメータを示している。
【図６Ａ】ＯＦＭＤＡベースの多重基地局ＭＩＭＯシステムにおいて、異なるプリコーディング方法を用いた場合のそれぞれのシミュレーション結果を示している。
【図６Ｂ】ＯＦＭＤＡベースの多重基地局ＭＩＭＯシステムにおいて、異なるプリコーディング方法を用いた場合のそれぞれのシミュレーション結果を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
概念の実施の形態を詳細に参照する。その例が添付の図面に示されている。
【００１３】
図１は、本実施形態に係るセルラＯＦＤＭＡベースの多重基地局ＭＩＭＯシステム１０の簡略化したブロック図を示している。セルラＯＦＤＭＡシステム１０は、複数の隣接基地局（ＢＳ）１１〜ＢＳ１３及び移動局（ＭＳ）１４を含む。基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１３は、バックボーン接続１５〜１７を通して互いに接続される。ＭＳ１４は、そのサービング基地局ＢＳ１２のセル端（ｃｅｌｌ−ｅｄｇｅ）に位置される。ダウンリンク（ＤＬ）伝送では、信号は異なる基地局から移動局ＭＳ１４に送信される。送信側では、各基地局（即ちＢＳ１２）は、記憶装置３１、プロセッサ３２、多入力多出力（ＭＩＭＯ）信号をエンコードするＭＩＭＯエンコーダ３３、プリコーディングとビーム形成モジュール３４、アンテナ３６に接続された第１送信器＃１  ３５、及びアンテナ３８に接続された第２送信器＃２  ３７を含む。受信側では、ＭＳ１４は、記憶装置２１、プロセッサ２２、ＭＩＭＯ信号をデコードするＭＩＭＯデコーダ２３、ビーム形成モジュール２４、アンテナ２６に接続された第１受信器＃２  ２５、及びアンテナ２８に接続された第２受信器＃２  ２７を含む。ＭＳ１４は、サービング基地局ＢＳ１２のセル端に位置されるため、ＢＳ１２からの受信信号の強度は、比較的低い。よって、隣接基地局ＢＳ１１及びＢＳ１３は、サービング基地局ＢＳ１２とともに協調してＭＳ１４にサービングするように用いられ、多重基地局ＭＩＭＯ技術によってＭＳ１４のサービス品質を向上させる。
【００１４】
多重基地局ＭＩＭＯにより、全ての隣接基地局は、互いに協調し、例えば変調符号化方式（ＭＣＳ）レベル、ＭＩＭＯ構成、及び他のシステムパラメータなど、同じ構成を用いる。よって、全ての隣接基地局からのアンテナは、“大型（ｂｉｇ）”のＭＩＭＯのような働きをする。結果、全ての隣接基地局ＢＳ１１〜ＢＳ１３の異なるアンテナから送信された同じ信号がＭＳ１４によって受信される。よって、各基地局がプリコーディングを用いて空間ダイバーシティを実現する時、ＭＳ１４は、多重基地局協調プリコーディングによって、マクロダイバーシティを得る。理想的には、好適なプリコーダ選択により、ＭＳ１４の受信信号の強度と品質を最大化することができる。ＮＢＳの隣接基地局の総数からの第ｋ番目のサブキャリアの受信信号ｒｋは、以下の信号モデルで表されることができる。
【数１】
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【００１５】
2013511167.tif 000004
【００１６】
しかしながら、異なる基地局からの信号は、必ずしもコヒーレント合成されるわけではない。ある状況において、異なる基地局からの信号は、互いに破壊されており、性能を低下させる。本例において、式（１）を用いたプリコーダ選択は、２つの連接のステップを含む。第１のステップでは、各基地局に用いるプリコーダ行列Ｖｉ（プリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）とも呼ばれる）は、空間ダイバーシティを大いに活用するように選択される。第２のステップでは、各基地局に用いる重み行列（ｗｅｉｇｈｔ  ｍａｔｒｉｘ）Ｐｉは、非コヒーレント信号合成（ｎｏｎ−ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｓｉｇｎａｌ  ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）の負の効果を最大に低減するために選択される。次いで、選択されたＰＭＩと重み係数は、サービング基地局にフィードバックされ、他の協調基地局と情報を共有する。フィードバック情報が導入された時、基地局は、推奨されるＰＭＩに基づき、プリコーディングを適用する。連接のプリコーディング方法における修正の信号モデルは、
【数２】
2013511167.tif 000005
で表される。
【００１７】
2013511167.tif 000006
【００１８】
図２は、本発明の実施形態に係る、ＯＦＤＭＡベースの閉ループ多重基地局ＭＩＭＯに用いるプリコーダ選択を連接する方法の流れ図である。閉ループ多重基地局ＭＩＭＯでは、セル端移動局は、まず、パイロット信号を測定することによって、全ての協調基地局からのチャネルを推定する。チャネル推定後、ＭＳと各ＢＳとの間のチャネル行列が得られる。多重基地局ＭＩＭＯに用いるプリコーダ選択プロセスの残りは、４つのステップに分けられる。
【００１９】
ステップ４１（段階１−ＰＭＩの選択）では、ＭＳは、３つの異なる最適化法によって、第ｉ番目のＢＳのプリコーダ行列Ｖｉを選択する。最適化基準は、例えば、容量の最大化、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）の最大比、信号電力の最大化など、システム性能要件（ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ）に基づく。個別最適化の第１の方法では、ＭＳは、各ＢＳに用いる最適なＰＭＩを個別に選択する。共同（ｊｏｉｎｔ）最適化の第２の方法では、ＭＳは、全てのＢＳのチャネルを共同して考慮し、各ＢＳに用いる全体的に最適なＰＭＩを見つける。段階的最適化の第３の方法では、ＭＳは、まず第１のＢＳを選択してそのＰＭＩを最適化し、次いで、第１のＢＳのＰＭＩを考慮することによって、第２のＢＳを選択してそのＰＭＩを最適化し、全てのＢＳに用いる全てのＰＭＩが決定されるまで選択する。
【００２０】
2013511167.tif 000007
【００２１】
重み行列Ｐｉは、２つの異なる最適化方法によって決定され得る。共同最適化の第１の方法では、ＭＳは、全ての受信アンテナに対応して、チャネル推定を共同して考慮することで、重み係数を見つける。各アンテナの最適化の第２の方法では、ＭＳは、１つの受信アンテナに対応するチャネル推定を考慮することで、重み係数を見つける。重み係数には、性能向上のために更なる自由度（ｄｅｇｒｅｅｓ−ｏｆ−ｆｒｅｅｄｏｍ）を与えている。
【００２２】
ステップ４３（段階３−フィードバック情報）では、ＭＳは、ＰＭＩと重み係数をサービングＢＳに送信し、情報を他の協調ＢＳと共有する。重み係数は、予め定義された量子化則に基づいて量子化され、情報フィードバックを促進する。最後に、ステップ４４（段階４−プリコーディングの適用）では、サービングＢＳ及び他の協調ＢＳは、ＭＳによって、ＭＳによって推奨されたＰＭＩと重み係数を導入するかどうかを決定する。推奨が導入された場合、全てのＢＳは、最新のＰＭＩと重み係数を用いてプリコーディングを適用する。多重基地局ＭＩＭＯに用いるプリコーダ選択を連接する種々の例及び実施形態は、以下により詳細に説明される。
【００２３】
以下の多重基地局ＭＩＭＯに用いるプリコーディング設計の例では、３つの協調ＢＳ（ＮＢＳ＝３）が考慮され、ランク１（ｒａｎｋ‐１）（Ｎｓ＝１）閉ループマクロダイバーシティ（ＣＬ−ＭＤ）は、多重基地局ＭＩＭＯに用いる。このようなシステムパラメータにおいて、方程式（２）の信号モデルは、
【数３】
2013511167.tif 000008
のように簡易化されることができる。
【００２４】
2013511167.tif 000009
【００２５】
2013511167.tif 000010
【００２６】
上述の３つの異なる最適化の方法は、異なる複雑性と性能を有する。１６のコード要素を有するコードブックが用いられる場合、Ｖｉは、ＭＳによって１６のコード要素からサーチされ、その受信された信号電力を最大にする。複雑性の観点から見ると、個別最適化の方法と段階的最適化の方法は、１６×３＝４８のサーチを必要とし、共同最適化の方法は、１６×１６×１６＝４０９６のサーチを必要とする。しかしながら、性能の観点から見ると、共同最適化は、最良の最適化の結果を作り出す。
【００２７】
2013511167.tif 000011
【００２８】
2013511167.tif 000012
【００２９】
2013511167.tif 000013
【００３０】
2013511167.tif 000014
【００３１】
2013511167.tif 000015
【００３２】
段階３では、各重み係数の値は、Ｎ量子化ビットの形式で、ＭＳからそのサービング基地局にフィードバックされ、全ての協調ＢＳ間で共有する。図３Ａ〜３Ｄに示された、異なる量子化則に基づいて、重み係数は、各隣接のＢＳの電力及び／または位相情報を表している。段階４では、各隣接のＢＳは、受信したＮ量子化ビットに基づいて、そのプリコーディング電力及び／または位相の微調整を適用する。一般的に、量子化ビット数の選択は、性能とフィードバックオーバーヘッドとの間でトレードオフの関係にある。図４Ａ〜４Ｂは、多重基地局ＭＩＭＯに用いる連接のプリコーダ選択の重み係数を決定するために用いられる、位相量子化則の例を示している。
【００３３】
2013511167.tif 000016
【００３４】
2013511167.tif 000017
【００３５】
図５は、ＯＦＭＤＡベースの多重基地局ＭＩＭＯシステムの異なるプリコーディング方法に用いられるシミュレーションパラメータを示している。シミュレーションに用いられるシステムパラメータは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のサイズが５１２、考慮される協調ＢＳ数が３局、各ＢＳの送信アンテナ数が４本、ＭＳの受信アンテナ数が２本、用いられるチャネルモデルがペデストリアンＢ（ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ  Ｂ；  ＰＢ）３ｋｍ／ｈｒ、用いられるチャネル推定モデルが２次元最小平均２乗誤差規範（ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ；  ２Ｄ−ＭＭＳＥ）、受信ＳＮＲが０ｄｂ、受信器タイプが最大比合成（ＭＲＣ）、サブバンドＰＭＩと位相を更新するフィードバック期間が１０ｍｓ、ダウンリンク共同処理（ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｊｏｉｎｔ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）タイプがランク１閉ループマクロダイバーシティ（ＣＬ−ＭＤ）、且つコードブックタイプがＩＥＥＥ８０２．１６ｍ規格で定義されたＣＬ単一ユーザＭＩＭＯ（ＳＵ‐ＭＩＭＯ）サブセットである。
【００３６】
図６Ａ及び図６Ｂは、ＯＦＭＤＡベースの多重基地局ＭＩＭＯシステムにおいて、異なるプリコーディング方法を用いた場合のそれぞれのシミュレーション結果を示している。図６Ａ及び図６Ｂでは、Ｘ軸は、トーン当たりの平均ＳＮＲを表しており、Ｙ軸は、累積分布関数（ＣＤＦ）を表しており、特定のＳＮＲ値を上回るデータトーンのパーセンテージを表示している。図６Ａは、３つのプレコーディング方法の３つの性能曲線を示している。破線は、各ＢＳベースのサーチ（個別最適化）を用いたＰＭＩ選択のプリコーダの性能を表しており、点線は、全体的なサーチ（共同最適化）を用いたＰＭＩ選択のプリコーダの性能を表しており、実線は、ＰＭＩと重み係数選択を連接したプリコーダの性能を表している。その中のＰＭＩは、個別最適化を用いて選択され、重み係数は、図４Ａに示された２ビットの均一の位相量子化表を用いて選択される。各ＢＳベースのサーチのプレコーディング方法では、ＭＳは、１６×３＝４８の組み合わせからサーチすることで各ＢＳに最良のプレコーダをそれぞれ選択する。全体的なサーチのプレコーディング方法では、ＭＳは、最良のプレコーダをみつけるように、１６×１６×１６＝４０９６の組み合わせを試みる必要がある。個別最適化のプレコーダは、最も計算が複雑ではないが、システム性能が最も低くなることが分かる。一方、共同最適化のプレコーダは、計算は複雑になるが、好ましいシステム性能を作り出す。
【００３７】
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【００３８】
同様に、図６Ｂも３つのプレコーディング方法の３つの性能曲線を示している。破線と点線は、図６Ａの破線と点線と同じであり、実線は、図６Ａの実線と同様であるが、重み係数は、図４Ｂに示された３ビットの均一の位相量子化表を用いて選択されている。この連接のプレコーディング方法（ＰＭＩに３ビット重み係数を加えた）では、ＭＳは、ＰＭＩ選択に用いる１６×３＝４８の組み合わせからサーチすることで各ＢＳに最良のプレコーダをそれぞれ選択し、次いで、（２３）３＝５１２のサーチポイントから２つの重み係数を決定する。この新しい連接のプレコーディング方法は、量子化ビット数が２ビットから３ビットに増加した時、更なる性能向上につながる。実際、この３ビットの均一の位相量子化の連接されたプレコーディングを用いたトーン当たりの平均ＳＮＲは、全体的なサーチのプレコーディングを用いたトーン当たりの平均ＳＮＲを上回っている。また、計算の複雑さは、全体的なサーチ方法に比べ、はるかに低いままである。
【００３９】
新しい連接のプレコーダでは、ＭＳは、全ての協調ＢＳを共同して考慮することで、全体的なサーチを回避し、ＰＭＩを見つけることができる。これに代わり、ＭＳは、個別、または段階的最適化を用いて、計算の複雑さを減少することができる。ＭＳは、次いで、重み係数を用いて各ＢＳの信号位相を調整し、協調ＢＳからの信号がコヒーレント合成されるようにする。重み係数は、システム要求に基づいて量子化されるため、サーチングスペースは、大きくない。また、既存のコードブックが更に性能を強化するように再使用することができるため、新しい多重基地局のコードブックを必要としない。また、注意するのは、共同最適化方法は、計算を複雑にして、好ましいシステム性能を作り出すが、ＰＭＩが各チャネルに完全にマッチできないため、ＭＳのコヒーレント信号合成を保証することができない。一方、重み係数は、各隣接のＢＳに好適なフィードバックオーバーヘッドで、性能向上のための更なる自由度を与えることができる。
【００４０】
１つ以上の例示的な実施形態において、記述される機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはその任意の組み合わせにより実現され得る。ソフトウェアに実現される場合、上述の機能は、コンピュータにより読み取り可能な（プロセッサで読み取り可能な）媒体上で１つ以上の指令またはコードにより保存または伝送されることができる。コンピュータにより読み取り可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体及びコンピュータプログラムをある場所から他の場に転送することを容易にする任意の媒体を含む通信媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の使用可能媒体でもよい。これを限定するものではないが例として、上述のコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、または指令またはデータ構造の形式で望ましいプログラムコードを伝送（ｃａｒｒｙ）または保存するのに用いられることができ、コンピュータでアクセスされることができ、且つコンピュータによってアクセスされることができる任意の他の媒体を含み得る。また、どの接続も適切にコンピュータにより読み取り可能な媒体と呼ばれる。例えば、ソフトウェアがウェブサイト、サーバー、または同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）を用いた他のリモートソース、または赤外線、電波と、マイクロ波などのワイヤレス技術の他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、電波と、マイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義内に含まれる。ここで用いられる磁気ディスク（ｄｉｓｋ）と光ディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、磁気ディスク、及びブルーレイディスクを含み、磁気ディスクは、通常磁気によってデータを再生させ、光ディスクは、レーザーで光学的にデータを再生させる。上述の組み合わせもコンピュータにより読み取り可能な媒体の範囲内に含まれる。
【００４１】
本発明は、説明のためにある特定の実施の形態に関連して述べられているが本発明はこれを制限するものではない。例えば、連接のプリコーディング方法は、主に３つの隣接のＢＳを有するランクＣＬ−ＭＤ多重基地局ＭＩＭＯに基づいて示されているが、１つ以上の送信ランクと３つ以上の隣接のＢＳを有する他のＯＦＤＭＡベースの無線通信システムに用いられてもよい。よって、種々の変更、改良、及び上述の実施の形態の種々の特徴の組み合わせは、この請求項に記載したような本発明の範囲を逸脱せずに、行い得る。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・セルラＯＦＤＭＡシステム
１１、１２、１３・・・ＢＳ
１４・・・ＭＳ
１５、１６、１７・・・バックボーン接続
２１、３１・・・記憶装置
２２、３２・・・プロセッサ
２３・・・ＭＩＭＯデコーダ
２４・・・ビーム形成モジュール
２５・・・第１受信器＃２
２６、２８、３６、３８・・・アンテナ
２７・・・第２受信器＃２
３３・・・ＭＩＭＯエンコーダ
３４・・・プリコーディングとビーム形成モジュール
３５・・・第１送信器＃１
３７・・・第２送信器＃２
４１〜４４・・・ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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