(57)【要約】  プリコーディング行列コードブックグループを生成する方法及び装置を提供する。この方法は、チャネル行列セットを生成するステップと、性能パラメータ行列を生成するステップと、プリコーディング行列コードブックグループを生成するステップとを有し、生成された性能パラメータ行列に基づき、通信システムの性能パラメータに対する全てのプリコーディング行列の寄与に従って、プリコーディング行列の共通組（ユニバーサルセット）内のプリコーディング行列を順序付けることで、前記プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列ユニバーサルセットを取得する。マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列指定方法、マルチアンテナ通信システム用のデータ伝送方法、並びに、その基地局及び移動局も提供される。
2013502766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法であって、
Ｎ個のチャネル行列を含むチャネル行列セットを生成し、Ｎは１より大きい整数であり、各チャネル行列が１つのチャネルインスタンスに対応する、チャネル行列セット生成ステップと、
前記チャネル行列セットと、Ｍ個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コレクションとに基づいて、Ｍ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰを生成し、Ｍは正の整数であり、該性能パラメータ行列ＴＰの各行が、同一のプリコーディング行列に関連する前記通信システムの性能パラメータの値を表し、該性能パラメータ行列の各列が、同一のチャネル行列に関連する前記性能パラメータの値を表す、性能パラメータ行列生成ステップと、
前記性能パラメータ行列に基づき、前記プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記通信システムの前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得する、プリコーディング行列コードブックグループ生成ステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記性能パラメータはスループットであり、前記性能パラメータ行列生成ステップは、
前記通信システムの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を決定することと、
前記ＳＩＮＲに基づき、前記チャネル行列セット内の各チャネル行列に対応するチャネルインスタンスに関して、前記プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列に対応する前記通信システムの帰納的信号対雑音比（ＳＮＲ）ベクトルを計算し、Ｍ×Ｎ個の帰納的ＳＮＲベクトルを取得することと、
前記帰納的ＳＮＲベクトルを前記通信システムのスループットの値に変換することと、
全ての前記スループットの値をＭ×Ｎのスループット行列ＴＰへと配列することであり、該スループット行列ＴＰにおいて、各行が、同一のプリコーディング行列に関連するスループットの値を表し、各列が、同一のチャネル行列に関連するスループットの値を表し、各要素が、該要素がある行に関連付けられたプリコーディング行列が、該要素がある列に関連付けられたチャネル行列に対応するチャネルインスタンスの下で使用されるときの、前記通信システムのスループットの値を表す、配列することと、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プリコーディング行列コードブックグループ生成ステップは、
前記性能パラメータ行列ＴＰ上で、第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行して、前記通信システムの前記性能パラメータに１番小さく寄与するプリコーディング行列を決定することと、
第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行して、前記通信システムの前記性能パラメータにそれぞれ２番からＭ番目に小さく寄与するＭ−１個のプリコーディング行列を決定することと、
前記プリコーディング行列コレクション内の全てのプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記通信システムの前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得することと、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１として用い、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、第Ｋレベルのプリコーディング行列順序付けサブステップは、
Ａ）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ＋１−Ｋとして、第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫのｉ番目の行を削除し、（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰＫｉを取得するステップと、
Ｂ）前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの各列の最大値を足し合わせ、前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値としての値を取得するステップと、
Ｃ）回ごとに前記性能パラメータ行列ＴＰＫの異なる行を削除してステップＡ）及びＢ）をＭ＋１−Ｋ回、反復的に実行し、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの前記性能パラメータ値を取得するステップと、
Ｄ）Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する削除された行に関連付けられたプリコーディング行列を、前記通信システムの前記性能パラメータにＫ番目に小さく寄与するプリコーディング行列として決定するステップと、
Ｅ）前記第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫから、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの前記最大のものに対応する行を削除し、第（Ｋ＋１）レベル性能パラメータ行列として（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列を取得するステップと、
を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プリコーディング行列コードブックグループ生成ステップは、
前記性能パラメータ行列ＴＰ上で、第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行して、前記通信システムの前記性能パラメータに１番大きく寄与するプリコーディング行列を決定することと、
第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行して、前記通信システムの前記性能パラメータにそれぞれ２番からＭ番目に大きく寄与するＭ−１個のプリコーディング行列を決定することと、
前記プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得することと、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１として用い、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、第Ｋレベルのプリコーディング行列順序付けサブステップは、
Ａ）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ＋１−Ｋとして、第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫのｉ番目の行と、前記通信システムの前記性能パラメータに１番からＫ−１番目に大きく寄与するプリコーディング行列に関連付けられた前記性能パラメータ行列ＴＰのＫ−１個の行とを結合し、Ｋ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰＫｉを形成するステップと、
Ｂ）前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの各列の最大値を足し合わせ、前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値としての値を取得するステップと、
Ｃ）回ごとに前記性能パラメータ行列ＴＰＫの異なる行を削除してステップＡ）及びＢ）をＭ＋１−Ｋ回、反復的に実行し、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの前記性能パラメータ値を取得するステップと、
Ｄ）Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する選択された行に関連付けられたプリコーディング行列を、前記通信システムの前記性能パラメータにＫ番目に大きく寄与するプリコーディング行列として決定するステップと、
Ｅ）前記第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫから、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの前記最大のものに対応する行を削除し、第（Ｋ＋１）レベル性能パラメータ行列として（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列を取得するステップと、
を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列は、［１，１，・・・，１；ｘ１１，ｘ１２，・・・，ｘ１ｑ；ｘ２１，ｘ２２，・・・，ｘ２ｑ；・・・，・・・，・・・；ｘｐ１，ｘｐ２，・・・，ｘｐｑ］なる形態を有し、ただし、ｐは整数且つ１≦ｐ≦Ｐであり、ｑは整数且つ１≦ｑ≦Ｑであり、Ｐは前記通信システムの送信アンテナの数を表し、Ｑは前記通信システムのランクを表し、
前記プリコーディング行列コレクションは、前記形態を満たす以下のプリコーディング行列：
離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列の少なくとも１つ列によって形成されるプリコーディング行列、アダマール行列の少なくとも１つ列によって形成されるプリコーディング行列、要素としてのＱＰＳＫコンステレーションポイントによって形成されるプリコーディング行列、要素としての８ＰＳＫコンステレーションポイントによって形成されるプリコーディング行列、及び要素としての１６ＰＳＫコンステレーションポイントによって形成されるプリコーディング行列
のうちの少なくとも１つで形成される、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記チャネル行列セット生成ステップの前に、前記プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列が、主対角線上の要素が完全には同じでない対角行列である電力正規化行列を用いて電力正規化される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列を指定する方法であって、前記マルチアンテナ通信システムは少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動局とを有し、当該方法は、
前記基地局によって、前記移動局から受信した信号の情報に従って、前記基地局に格納された少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループから、前記基地局と前記移動局との間での通信に指定されるべきプリコーディング行列を選択し、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、プリコーディング行列選択ステップと、
選択されたプリコーディング行列に基づいて、該選択されたプリコーディング行列を指し示す情報を含んだダウンリンクシグナリングを生成するダウンリンクシグナリング生成ステップと、
生成されたダウンリンクシグナリングを前記移動局に送信するダウンリンクシグナリング送信ステップと、
を有し、
各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、Ｍは正の整数であり、
前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍである、
方法。
【請求項１１】
前記プリコーディング行列選択ステップは、
前記基地局に格納されたプリコーディング行列数割当てテーブルから、前記受信した信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）に対応するプリコーディング行列数割当て解を、該ＳＮＲに従って選択することであり、前記プリコーディング行列数割当てテーブルは、ＳＮＲと前記通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含む、選択することと、
選択されたプリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、該伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択することと、
選択されたプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、前記移動局と前記基地局との間での通信に使用される現在のチャネルの前記性能パラメータを最大にすることが可能なプリコーディング行列を選択することと、
を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ダウンリンクシグナリング生成ステップは、
前記選択されたプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報と、前記選択されたプリコーディング行列を指し示す情報とを、前記ダウンリンクシグナリングに伝えること、
を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
マルチアンテナ通信システム用のデータ伝送方法であって、前記マルチアンテナ通信システムは少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動局とを有し、当該方法は、
前記移動局によって、前記基地局からのダウンリンクシグナリングを受信し、前記ダウンリンクシグナリングは、前記基地局によって指定された、前記基地局と前記移動局との間での通信に使用されるべきプリコーディング行列、を指し示す情報を含む、ダウンリンクシグナリング受信ステップと、
前記移動局に格納された少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループから、前記プリコーディング行列を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列を取得し、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、プリコーディング行列取得ステップと、
取得されたプリコーディング行列を用いて、前記基地局に送信すべきデータをプリコードするプリコーディングステップと、
を有し、
各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、Ｍは正の整数であり、
前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍである、
方法。
【請求項１４】
前記ダウンリンクシグナリングは更に、前記通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数を提示するプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報を含み、
前記プリコーディング行列取得ステップは、
前記移動局に格納されたプリコーディング行列数割当てテーブルから、前記プリコーディング行列数割当て解を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列数割当て解を取得することであり、前記プリコーディング行列数割当てテーブルは、信号対雑音比（ＳＮＲ）と前記通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含む、取得することと、
取得されたプリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、該伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択することと、
選択されたプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、前記基地局によって指定されたプリコーディング行列を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列を取得することと、
を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置であって、
Ｎ個のチャネル行列を含むチャネル行列セットを生成するように構成され、Ｎは１より大きい整数であり、各チャネル行列が１つのチャネルインスタンスに対応する、チャネル行列セット生成ユニットと、
前記チャネル行列セットと、Ｍ個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コレクションとに基づいて、Ｍ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰを生成するように構成され、Ｍは正の整数であり、該性能パラメータ行列ＴＰの各行が、同一のプリコーディング行列に関連する前記通信システムの性能パラメータの値を表し、該性能パラメータ行列の各列が、同一のチャネル行列に関連する前記性能パラメータの値を表す、性能パラメータ行列生成ユニットと、
前記性能パラメータ行列に基づき、前記プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記通信システムの前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得するように構成されたプリコーディング行列コードブックグループ生成ユニットと、
を有する装置。
【請求項１６】
前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍである、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記性能パラメータはスループットであり、前記性能パラメータ行列生成ユニットは、
前記通信システムの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を決定するように構成されたＳＩＮＲ決定ユニットと、
前記ＳＩＮＲに基づき、前記チャネル行列セット内の各チャネル行列に対応するチャネルインスタンスに関して、前記プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列に対応する前記通信システムの帰納的信号対雑音比（ＳＮＲ）ベクトルを計算し、Ｍ×Ｎ個の帰納的ＳＮＲベクトルを取得するように構成された帰納的ＳＮＲベクトル計算ユニットと、
前記帰納的ＳＮＲベクトルを前記通信システムのスループットの値に変換し、且つ、全ての前記スループットの値をＭ×Ｎのスループット行列ＴＰへと配列するように構成されたスループット行列生成ユニットであり、該スループット行列ＴＰにおいて、各行が、同一のプリコーディング行列に関連するスループットの値を表し、各列が、同一のチャネル行列に関連するスループットの値を表し、各要素が、該要素がある行に関連付けられたプリコーディング行列が、該要素がある列に関連付けられたチャネル行列に対応するチャネルインスタンスの下で使用されるときの、前記通信システムのスループットの値を表す、スループット行列生成ユニットと、
を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記プリコーディング行列コードブックグループ生成ユニットは、
前記性能パラメータ行列ＴＰ上で、第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行して、前記通信システムの前記性能パラメータに１番小さく寄与するプリコーディング行列を決定し、且つ、第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行して、前記通信システムの前記性能パラメータにそれぞれ２番からＭ番目に小さく寄与するＭ−１個のプリコーディング行列を決定するように構成されたプリコーディング行列寄与決定サブユニットと、
前記プリコーディング行列コレクション内の全てのプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記通信システムの前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得するように構成されたプリコーディング行列配列サブユニットと、
を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記プリコーディング行列寄与決定サブユニットは更に、
前記性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１として用い、且つ、
Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、第Ｋレベルのプリコーディング行列順序付けサブステップを、
Ａ）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ＋１−Ｋとして、第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫのｉ番目の行を削除して、（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰＫｉを取得し、
Ｂ）前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの各列の最大値を足し合わせて、前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値としての値を取得し、
Ｃ）回ごとに前記性能パラメータ行列ＴＰＫの異なる行を削除してステップＡ）及びＢ）をＭ＋１−Ｋ回、反復的に実行して、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの前記性能パラメータ値を取得し、
Ｄ）Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する削除された行に関連付けられたプリコーディング行列を、前記通信システムの前記性能パラメータにＫ番目に小さく寄与するプリコーディング行列として決定し、
Ｅ）前記第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫから、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの前記最大のものに対応する行を削除し、第（Ｋ＋１）レベル性能パラメータ行列として（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列を取得する、
ようにして実行する、
ように構成されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記プリコーディング行列コードブックグループ生成ユニットは、
前記性能パラメータ行列ＴＰ上で、第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行して、前記通信システムの前記性能パラメータに１番大きく寄与するプリコーディング行列を決定し、且つ、第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行して、前記通信システムの前記性能パラメータにそれぞれ２番からＭ番目に大きく寄与するＭ−１個のプリコーディング行列を決定するように構成されたプリコーディング行列寄与決定サブユニットと、
前記プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得するように構成されたプリコーディング行列配列サブユニットと、
を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記プリコーディング行列寄与決定サブユニットは更に、
前記性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１として用い、且つ
Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、第Ｋレベルのプリコーディング行列順序付けサブステップを、
Ａ）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ＋１−Ｋとして、第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫのｉ番目の行と、前記通信システムの前記性能パラメータに１番からＫ−１番目に大きく寄与するプリコーディング行列に関連付けられた前記性能パラメータ行列ＴＰのＫ−１個の行とを結合して、Ｋ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰＫｉを形成し、
Ｂ）前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの各列の最大値を足し合わせて、前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値としての値を取得し、
Ｃ）回ごとに前記性能パラメータ行列ＴＰＫの異なる行を削除してステップＡ）及びＢ）をＭ＋１−Ｋ回、反復的に実行して、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ行列ＴＰＫｉの前記性能パラメータ値を取得し、
Ｄ）Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する選択された行に関連付けられたプリコーディング行列を、前記通信システムの前記性能パラメータにＫ番目に大きく寄与するプリコーディング行列として決定し、
Ｅ）前記第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫから、Ｍ＋１−Ｋ個の前記性能パラメータ値のうちの前記最大のものに対応する行を削除し、第（Ｋ＋１）レベル性能パラメータ行列として（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列を取得する、
ようにして実行する、
ように構成されている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
プリコーディング行列コレクション形成ユニットを更に有し、該プリコーディング行列コレクション形成ユニットは、
プリコーディング行列の形態を、［１，１，・・・，１；ｘ１１，ｘ１２，・・・，ｘ１ｑ；ｘ２１，ｘ２２，・・・，ｘ２ｑ；・・・，・・・，・・・；ｘｐ１，ｘｐ２，・・・，ｘｐｑ］として決定し、ただし、１≦ｐ≦Ｐ且つ１≦ｑ≦Ｑであり、Ｐは前記通信システムの送信アンテナの数を表し、Ｑは前記通信システムのランクを表し、
前記形態を満たす以下のプリコーディング行列：
離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列の少なくとも１つ列によって形成されるプリコーディング行列、アダマール行列の少なくとも１つ列によって形成されるプリコーディング行列、要素としてのＱＰＳＫコンステレーションポイントによって形成されるプリコーディング行列、要素としての８ＰＳＫコンステレーションポイントによって形成されるプリコーディング行列、及び要素としての１６ＰＳＫコンステレーションポイントによって形成されるプリコーディング行列
のうちの少なくとも１つを用いることによって、前記プリコーディング行列コレクションを形成する、
ように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
電力正規化ユニットを更に有し、該電力正規化ユニットは、前記プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列を、主対角線上の要素が完全には同じでない対角行列である電力正規化行列を用いて正規化するように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２４】
マルチアンテナ通信システム用の基地局であって、前記マルチアンテナ通信システムは当該基地局と少なくとも１つの移動局とを有し、当該基地局は、
少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループを格納するように構成された格納ユニットであり、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、格納ユニットと、
前記移動局から受信した信号の情報に従って、前記格納ユニットに格納された前記プリコーディング行列コードブックグループから、当該基地局と前記移動局との間での通信に指定されるべきプリコーディング行列を選択するように構成されたプリコーディング行列選択ユニットと、
選択されたプリコーディング行列に基づいて、該選択されたプリコーディング行列を指し示す情報を含んだダウンリンクシグナリングを生成するように構成されたダウンリンクシグナリング生成ユニットと、
生成されたダウンリンクシグナリングを前記移動局に送信するように構成されたダウンリンクシグナリング送信ユニットと、
を有し、
各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、Ｍは正の整数であり、
前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍである、
基地局。
【請求項２５】
前記格納ユニットは更に、信号対雑音比（ＳＮＲ）と前記通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含むプリコーディング行列数割当てテーブルを格納するように構成され、
前記プリコーディング行列選択ユニットは、
前記格納ユニットに格納された前記プリコーディング行列数割当てテーブルから、当該基地局が受信した前記信号のＳＮＲに対応するプリコーディング行列数割当て解を、該ＳＮＲに従って選択するように構成されたプリコーディング行列数割当て解選択サブユニットと、
選択されたプリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、該伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択するように構成されたプリコーディング行列コードブック選択サブユニットと、
選択されたプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、前記移動局と当該基地局との間での通信に使用される現在のチャネルの前記性能パラメータを最大にすることが可能なプリコーディング行列を選択するように構成されたプリコーディング行列選択サブユニットと、
を有する、
請求項２４に記載の基地局。
【請求項２６】
前記ダウンリンクシグナリング生成ユニットは更に、前記選択されたプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報と、前記選択されたプリコーディング行列を指し示す情報とを、前記ダウンリンクシグナリングに伝えるように構成される、請求項２４に記載の基地局。
【請求項２７】
マルチアンテナ通信システム用の移動局であって、前記マルチアンテナ通信システムは当該移動局と少なくとも１つの基地局とを有し、当該移動局は、
少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループを格納するように構成された格納ユニットであり、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、格納ユニットと、
前記基地局からのダウンリンクシグナリングを受信するように構成されたダウンリンクシグナリング受信ユニットであり、前記ダウンリンクシグナリングは、前記基地局によって指定された、前記基地局と当該移動局との間での通信に使用されるべきプリコーディング行列、を指し示す情報を含む、ダウンリンクシグナリング受信ユニットと、
前記格納ユニットに格納された前記プリコーディング行列コードブックグループから、前記プリコーディング行列を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列を取得するように構成されたプリコーディング行列取得ユニットと、
取得されたプリコーディング行列を用いて、前記基地局に送信すべきデータをプリコードするように構成されたプリコーディングユニットと、
を有し、
各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、Ｍは正の整数であり、
前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍである、
移動局。
【請求項２８】
前記ダウンリンクシグナリングは更に、前記通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数を提示するプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報を含み、
前記格納ユニットは更に、信号対雑音比（ＳＮＲ）と前記通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含むプリコーディング行列数割当てテーブルを格納するように構成され、
前記プリコーディング行列取得ユニットは、
前記格納ユニットに格納された前記プリコーディング行列数割当てテーブルから、前記プリコーディング行列数割当て解を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列数割当て解を取得するように構成されたプリコーディング行列数割当て解取得サブユニットと、
前記プリコーディング行列数割当て解取得サブユニット取得された前記プリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、該伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択するように構成されたプリコーディング行列コードブック選択サブユニットと、
前記プリコーディング行列コードブック選択サブユニットによって選択されたプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、前記基地局によって指定されたプリコーディング行列を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列を取得するように構成されたプリコーディング行列取得サブユニットと、
を有する、
請求項２７に記載の移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、概して無線通信システムに関し、特に、マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法及び装置、マルチアンテナ通信システムのプリコーディング行列を指定する方法、マルチアンテナ通信システムのデータ伝送方法、並びにマルチアンテナ通信システムの基地局及び移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、無線通信システムは急速に発展してきた。伝統的な第２世代移動通信システムであるグローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（Global  System  for  Mobile  Communications；ＧＳＭ(登録商標)）は、汎用パケット無線システム（General  Packet  Radio  Service；ＧＰＲＳ）及びエッジ（Enhanced  Data  Rates  for  GMS  Evolution；ＥＤＧＥ）へと継続的に進化し、システムのデータ伝送容量を大いに向上させている。例えば広帯域符号分割多元接続（Wideband  Code  Division  Multiple  Access；ＷＣＤＭＡ）及びＣＤＭＡ２０００などの、より高い伝送速度を備えた第３世代移動通信システムが、世界中の多くの国及び地域で、商用利用され始めるよう配備されている。セル方式通信技術の開発中に、例えば無線ＬＡＮ（Wireless  Local  Area  Network；ＷＬＡＮ）及びワイマックス（Worldwide  Interoperability  for  Microwave  Access；ＷｉＭＡＸ）技術など、その他の無線アクセス技術が急速に開発されてきている。さらに、第４世代移動通信システムに向かうＩＥＥＥ８０２．１６ｍ技術、第３世代パートナーシッププロジェクト・ロングタームエボリューション（３ＧＰＰ  ＬＴＥ）技術、第３世代パートナーシッププロジェクト・ロングタームエボリューション−アドバンスト（３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）技術が、研究開発段階に入っている。
【０００３】
ＭＩＭＯ（Multi-input  Multi-output）用のマルチアンテナシステムは、並列データストリーム伝送に対応することが可能なことにより、スループットの大きな向上を提供することができ、学術研究及び実用システムにおいて、ますます多くの注目を集めている。一般に、マルチアンテナ伝送では、並列データストリームは別々に、順方向誤り訂正を用いた符号化を受け、そして、符号化されたコードワードが１つ以上の伝送レイヤ上にマッピングされる。符号化されたワードを複数の伝送レイヤ上にマッピングするため、コーダからのシリアルデータ出力がそれぞれのレイヤの並列データに変換される。１つの伝送でシステムによってサポートされる全レイヤの数は、システムのランク（Ｒａｎｋ）とも呼ばれる。
【０００４】
一般に、マルチアンテナシステムによってサポートされる伝送レイヤの数すなわちランクは、マルチアンテナシステムの物理的なアンテナの数より少ないか等しいかである。複数のレイヤ上のデータを複数のアンテナ上のデータに変換する処理は、信号の“プリコーディング”と呼ばれている。特に、複数のレイヤ上のデータを複数のアンテナ上のデータへと線形処理によって変換する処理は、信号の“線形（リニア）プリコーディング”と呼ばれている。例えばＬＴＥシステム及びＷｉＭＡＸシステムなどの既存の無線通信システムにおいては、システムの計算の複雑性及びシグナリング制御の複雑性における制約のため、システムのために前もって或る一定数のプリコーディング行列を設計しておく必要がある。プリコーディング行列のセット（組）は、プリコーディング行列コードブックと呼ばれ、プリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列の数はプリコーディング行列コードブックのサイズと呼ばれる。マルチアンテナシステムにおいて、例えばスループットなどのシステムの性能指数は、プリコーディング行列と、プリコーディング行列コードブックのサイズ及びプリコーディング行列コードブックの要素とによって直接的に影響される。故に、システムのスループットを最大化するためには、プリコーディング行列コードブックのサイズ及びプリコーディング行列コードブックのプリコーディング行列要素を含めて、マルチアンテナシステムのプリコーディング行列コードブックを設計する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下、本発明の幾つかの態様についての基本的な理解を提供するよう、本発明の概要を述べる。理解されるように、この概要は本発明を網羅的に要約したものではない。また、本発明の重大あるいは重要な部分を特定することも、本発明の範囲を限定することも意図していない。この概要は単に、後述する詳細な説明への前置きとして、一部の概念を簡略化して提示しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法が提供される。当該方法は：Ｎ個のチャネル行列を含むチャネル行列セットを生成するチャネル行列セット生成ステップであり、Ｎは１より大きい整数であり、各チャネル行列が１つのチャネルインスタンスに対応する、チャネル行列セット生成ステップと；前記チャネル行列セットと、Ｍ個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コレクションとに基づいて、Ｍ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰを生成する性能パラメータ行列生成ステップであり、Ｍは正の整数であり、該性能パラメータ行列ＴＰの各行が、同一のプリコーディング行列に関連する前記通信システムの性能パラメータの値を表し、該性能パラメータ行列の各列が、同一のチャネル行列に関連する前記性能パラメータの値を表す、性能パラメータ行列生成ステップと；前記性能パラメータ行列に基づき、前記プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記通信システムの前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得する、プリコーディング行列コードブックグループ生成ステップと；を含む。
【０００７】
本発明の他の一態様によれば、マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列を指定する方法が提供される。マルチアンテナ通信システムは少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動局とを含む。当該方法は：前記基地局によって、前記移動局から受信した信号の情報に従って、前記基地局に格納された少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループから、前記基地局と前記移動局との間での通信に指定されるべきプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択ステップであり、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、プリコーディング行列選択ステップと；選択されたプリコーディング行列に基づいて、該選択されたプリコーディング行列を指し示す情報を含んだダウンリンクシグナリングを生成するダウンリンクシグナリング生成ステップと；生成されたダウンリンクシグナリングを前記移動局に送信するダウンリンクシグナリング送信ステップと；を含み、各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍは正の整数であるとして、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍであるとして、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【０００８】
本発明の他の一態様によれば、マルチアンテナ通信システム用のデータ伝送方法が提供される。マルチアンテナ通信システムは少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動局とを含む。当該方法は：前記移動局によって、前記基地局からのダウンリンクシグナリングを受信するダウンリンクシグナリング受信ステップであり、前記ダウンリンクシグナリングは、前記基地局によって指定された、前記基地局と前記移動局との間での通信に使用されるべきプリコーディング行列、を指し示す情報を含む、ダウンリンクシグナリング受信ステップと；前記移動局に格納された少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループから、前記プリコーディング行列を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列を取得するプリコーディング行列取得ステップであり、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、プリコーディング行列取得ステップと；取得されたプリコーディング行列を用いて、前記基地局に送信すべきデータをプリコードするプリコーディングステップと；を含み、各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍは正の整数であるとして、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍであるとして、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【０００９】
本発明の他の一態様によれば、マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置が提供される。当該装置は：Ｎ個のチャネル行列を含むチャネル行列セットを生成するように構成されたチャネル行列セット生成ユニットであり、Ｎは１より大きい整数であり、各チャネル行列が１つのチャネルインスタンスに対応する、チャネル行列セット生成ユニットと；前記チャネル行列セットと、Ｍ個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コレクションとに基づいて、Ｍ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰを生成するように構成された性能パラメータ行列生成ユニットであり、Ｍは正の整数であり、該性能パラメータ行列ＴＰの各行が、同一のプリコーディング行列に関連する前記通信システムの性能パラメータの値を表し、該性能パラメータ行列の各列が、同一のチャネル行列に関連する前記性能パラメータの値を表す、性能パラメータ行列生成ユニットと；前記性能パラメータ行列に基づき、前記プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を、各プリコーディング行列による前記通信システムの前記性能パラメータへの寄与に従って順序付けることで、前記プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得するように構成されたプリコーディング行列コードブックグループ生成ユニットと；を含む。
【００１０】
本発明の他の一態様によれば、マルチアンテナ通信システム用の基地局が提供される。マルチアンテナ通信システムは当該基地局と少なくとも１つの移動局とを含む。当該基地局は：少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループを格納するように構成された格納ユニットであり、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、格納ユニットと；前記移動局から受信した信号の情報に従って、前記格納ユニットに格納された前記プリコーディング行列コードブックグループから、当該基地局と前記移動局との間での通信に指定されるべきプリコーディング行列を選択するように構成されたプリコーディング行列選択ユニットと；選択されたプリコーディング行列に基づいて、該選択されたプリコーディング行列を指し示す情報を含んだダウンリンクシグナリングを生成するように構成されたダウンリンクシグナリング生成ユニットと；生成されたダウンリンクシグナリングを前記移動局に送信するように構成されたダウンリンクシグナリング送信ユニットと；を含み、各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍは正の整数であるとして、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍであるとして、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【００１１】
本発明の他の一態様によれば、マルチアンテナ通信システム用の移動局が提供される。マルチアンテナ通信システムは当該移動局と少なくとも１つの基地局とを含む。当該移動局は：少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループを格納するように構成された格納ユニットであり、各プリコーディング行列コードブックグループが前記通信システムの１つの伝送レイヤに対応する、格納ユニットと；前記基地局からのダウンリンクシグナリングを受信するように構成されたダウンリンクシグナリング受信ユニットであり、前記ダウンリンクシグナリングは、前記基地局によって指定された、前記基地局と当該移動局との間での通信に使用されるべきプリコーディング行列、を指し示す情報を含む、ダウンリンクシグナリング受信ユニットと；前記格納ユニットに格納された前記プリコーディング行列コードブックグループから、前記プリコーディング行列を指し示す前記情報に従ったプリコーディング行列を取得するように構成されたプリコーディング行列取得ユニットと；取得されたプリコーディング行列を用いて、前記基地局に送信すべきデータをプリコードするように構成されたプリコーディングユニットと；を含み、各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列は、Ｍは正の整数であるとして、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列による前記通信システムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、前記プリコーディング行列コードブックグループにおいて、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍであるとして、前記通信システムの前記性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、前記通信システムの前記性能パラメータに対してそれぞれ１番からＫ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【００１２】
本発明の他の一態様によれば、記憶媒体が提供される。当該記憶媒体は、機械読み取り可能プログラムコードを含んでいる。該プログラムコードは、情報処理装置上で実行されるとき、本発明に係る上述の方法のうちの１つ以上を該情報処理装置が実行することを可能にする。
【００１３】
本発明の他の一態様によれば、プログラムが提供される。当該プログラムは、機械実行可能命令を含んでいる。該命令は、情報処理装置上で実行されるとき、本発明に係る上述の方法のうちの１つ以上を該情報処理装置が実行することを可能にする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る方法及び装置により生成されるプリコーディング行列コードブックグループは、ネスティング（入れ子）機能を有する。移動局及び基地局は、システムの信号対雑音比（ＳＮＲ）の状況に応じて、システムの性能パラメータを最大にすることが可能な最適なプリコーディング行列を選択することができる。
【００１５】
また、基地局から移動局に伝送されるダウンリンクシグナリングは、プリコーディング行列を指し示す情報と、プリコーディング行列数割当て解を指し示す情報とを含み、プリコーディング行列全体を含む必要がない。故に、通信オーバーヘッドが最小化される。
【００１６】
また、基地局及び移動局においては、各ランクに関して、最大サイズを有する１つのプリコーディング行列コードブックのみが保有され、故に、記憶空間が大いに節減される。
【００１７】
以下の、図面を参照しての、本発明の好適実施形態の詳細な説明により、上述及びその他の利点が更に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本発明の上述及びその他の目的、特徴及び利点は、以下に与えられる説明を図面とともに参照することによって、より十分に理解されるであろう。全ての図において、同一あるいは同様の構成要素は、同一あるいは類似の参照符号によって指し示される。
【図１】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係る性能パラメータ行列生成ステップを示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成ステップを示すフローチャートである。
【図４】本発明の他の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックを指定する方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列選択ステップを示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係るデータ伝送方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列取得ステップを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置を示す模式的なブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る性能パラメータ行列生成ユニットを示す模式的なブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成ユニットを示す模式的なブロック図である。
【図１３】本発明の他の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置を示す模式的なブロック図である。
【図１４】本発明の他の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置を示す模式的なブロック図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る基地局を示す模式的なブロック図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列選択ユニットを示す模式的なブロック図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る移動局を示す模式的なブロック図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列取得ユニットを示す模式的なブロック図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る方法及び装置を実現することが可能なコンピュータを示す模式的なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明に係る典型的な実施形態を説明する。明瞭さ及び簡潔さのため、以下の説明では、実際の実施形態の全ての機能は説明しない。しかしながら、理解されるべきことには、開発者の具体的な目的を達成するよう、例えば、実施形態によって変化しそうなシステム及びサービスに関連する制約を満たすよう、実施形態の展開中に、実施形態に特有の数多くの決定が為される。また、理解されるように、開発は非常に複雑で時間を消費するものとなり得るものの、開発はこの教示の恩恵を受ける当業者にとっての通常の業務に過ぎない。
【００２０】
なお、不要な詳細事項によって本発明が不明瞭にならないよう、本発明に係る解決策に密接に関連する装置構造及び／又は処理工程のみを図に示し、本発明に密接に関連しないその他の細部は省略することとする。
【００２１】
プリコーディング行列コレクション
プリコーディング行列コードブックは、１つ以上のプリコーディング行列によって形成される。故に、プリコーディング行列コードブック及びプリコーディング行列コードブックグループを設計する状況は、複数のプリコーディング行列のコレクション（収集物）が存在し、該コレクションから、プリコーディング行列コードブック及びプリコーディング行列コードブックグループを生成するためのプリコーディング行列が選択され得る状況である。当業者に理解されるように、設計条件を満足するプリコーディング行列の収集は、様々な既存技術を用いて達成され得る。
【００２２】
本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列の収集の一例を以下にて説明する。プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列は、［１，１，・・・，１；ｘ１１，ｘ１２，・・・，ｘ１ｑ；ｘ２１，ｘ２２，・・・，ｘ２ｑ；・・・，・・・，・・・；ｘｐ１，ｘｐ２，・・・，ｘｐｑ］なる形態を有する。ただし、ｐは整数且つ１≦ｐ≦Ｐであり、ｑは整数且つ１≦ｑ≦Ｑであり、Ｐは通信システムの送信アンテナの数を表し、Ｑは通信システムのランクを表す。上述のように、１つの伝送でシステムによってサポートされる全レイヤの数は、システムのランクとしても知られている。当業者に理解されるように、ここで与えられるプリコーディング行列コレクションは、単なる一例であり、本発明を限定することを意図したものではない。その他の形態のプリコーディング行列コレクションも、プリコーディング行列コードブック及びプリコーディング行列コードブックグループを生成するためのプリコーディング行列を提供するために使用され得る。
【００２３】
説明を容易にするため、以下では、４アンテナシステムを例にとって、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コレクションの形成を説明する。このようなシステムにおいて、システムによってサポートされるレイヤの数は１、２、３又は４とすることができ、すなわち、ランクは１、２、３又は４であり得る。
【００２４】
一例として、ランクが１であるとき、プリコーディング行列ｐは、［１；ｘ１１；ｘ２１；ｘ３１］なる形態を有する。例えば、プリコーディング行列コレクションは、この形態を満たす以下の種類のプリコーディング行列のうちの１つ以上によって形成されることができる。
【００２５】
ＤＦＴ（離散フーリエ変換）行例から、各プリコーディング行列が該ＤＦＴ行列の１つの列に対応する４つのプリコーディング行列を取得することができる。
【００２６】
アダマール行列から、各プリコーディング行列が該アダマール行列の１つの列に対応する４つのプリコーディング行列を取得することができる。
【００２７】
また、ｘ１１、ｘ２１及びｘ３１はＱＰＳＫ配置点（コンステレーションポイント）、８ＰＳＫ配置点、１６ＰＳＫ配置点、又は、より多くの次元を有するＰＳＫ配置点とすることができる。
【００２８】
例えば、ｘ１１、ｘ２１、ｘ３１がＱＰＳＫ配置点である場合、上記形態を満たした取得可能なプリコーディング行列の総数は４×４×４＝６４である。
【００２９】
他の一例では、ｘ１１、ｘ２１、ｘ３１が８ＰＳＫ配置点である場合、上記形態を満たした取得可能なプリコーディング行列の総数は８×８×８＝５１２である。
【００３０】
他の一例として、ｘ１１、ｘ２１、ｘ３１が１６ＰＳＫ配置点である場合、上記形態を満たした取得可能なプリコーディング行列の総数は１６×１６×１６＝４０９６である。
【００３１】
当然ながら、Ｒａｎｋ＝１を有するその他の形態のプリコーディング行列も存在し得る。
【００３２】
システムの要求に従って、上述のプリコーディング行列の１つ、幾つか、若しくは全ての形態、又はそれらの電力正規化行列が、Ｒａｎｋ＝１のプリコーディング行列のコレクションとして使用され得る。
【００３３】
他の一例として、Ｒａｎｋ＝２のとき、プリコーディング行列ｐは、［１  １；ｘ１１  ｘ１２；ｘ２１  ｘ２２；ｘ３１  ｘ３２］なる形態を有する。同様に、プリコーディング行列コレクションは、以下の種類のプリコーディング行列のうちの１つ以上によって形成されることができる。また、一例として、ｐはユニタリ行列、すなわち、αをスカラーとしてｐＨ×ｐ＝αＩである。
【００３４】
ＤＦＴ行例から、各プリコーディング行列が該ＤＦＴ行列から選択された２つの列に対応する６つのプリコーディング行列を取得することができる。
【００３５】
アダマール行列から、各プリコーディング行列が該アダマール行列から選択された２つの列に対応する６つのプリコーディング行列を取得することができる。
【００３６】
また、プリコーディング行列内のｘ１１  ｘ１２  ｘ２１  ｘ２２  ｘ３１  ｘ３２はＱＰＳＫ配置点、８ＰＳＫ配置点、１６ＰＳＫ配置点、又は、より多くの次元を有するＰＳＫ配置点とすることができる。
【００３７】
例えば、ｘ１１  ｘ１２  ｘ２１  ｘ２２  ｘ３１  ｘ３２がＱＰＳＫ配置点である場合、上記形態を満たした取得可能なプリコーディング行列の総数は２８８である。
【００３８】
他の一例では、ｘ１１  ｘ１２  ｘ２１  ｘ２２  ｘ３１  ｘ３２が８ＰＳＫ配置点である場合、上記形態を満たした取得可能なプリコーディング行列の総数は５３７６である。
【００３９】
他の一例として、ｘ１１  ｘ１２  ｘ２１  ｘ２２  ｘ３１  ｘ３２が１６ＰＳＫ配置点である場合、上記形態を満たした取得可能なプリコーディング行列の総数は９２１６０である。
【００４０】
当然ながら、Ｒａｎｋ＝２を有するその他の形態のプリコーディング行列も存在し得る。
【００４１】
システムの要求に従って、上述のプリコーディング行列の１つ、幾つか、若しくは全ての形態、又はそれらの電力正規化行列が、Ｒａｎｋ＝２のプリコーディング行列のコレクションとして使用され得る。
【００４２】
Ｒａｎｋ＝３の場合及びＲａｎｋ＝４の場合も上述の状況と同様であり、ここでは詳細に説明しない。
【００４３】
例えば、２アンテナシステム、８アンテナシステム、又はより多くのアンテナを備えたシステムなど、その他のアンテナ構成の場合にプリコーディング行列コレクションを形成する処理は、上述の４アンテナシステムでプリコーディング行列コレクションを形成する処理と同様であり、ここでは詳細に説明しない。
【００４４】
以下では説明を容易にするため、既存あるいは形成されたプリコーディング行列コレクションがＰであり、ＰはＭ個の要素を有し、各要素はＰｍであり、Ｍ及びｍは正の整数且つ１≦ｍ≦Ｍである、と仮定する。
【００４５】
プリコーディング行列コードブックグループを生成する方法
続いて、図面を参照して、本発明の実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法を説明する。
【００４６】
図１は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法のフローチャートを示している。図１に示す方法においては、先ずチャネル行列のセット（組）が生成され、その後、形成された性能パラメータ行列に基づいて、プリコーディング行列コードブックグループが生成される。
【００４７】
ステップＳ１１０にて、チャネル行列セットＨ＝［Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，ＨＮ］が生成される。ただし、Ｎは２以上の整数である。各チャネル行列Ｈｎ（１≦ｎ≦Ｎ）が１つのチャネルインスタンスに対応する。チャネルのランダム性のため、チャネル行列セットＨ内の要素の数Ｎは、チャネルの統計的な特性を反映するのに十分な大きさにされるべきである。
【００４８】
当業者に理解されるように、チャネル行列セットは、ここでは説明しない様々な手法で生成されることができる。以下では、４送信アンテナ−４受信アンテナシステムを例にとって、チャネル行列セットの幾つかの一般的な形態を説明する。
【００４９】
例えば、独立レイリーフェージング（Rayleigh  fading）チャネルの場合、回ごとに生成されるチャネルインスタンスは、４行及び４列を有する４×４行列であり、この行列内の要素は、複素ガウス分布に従った互いに相関しない信号である。
【００５０】
他の一例として、送信アンテナと受信アンテナとの間の相関を考慮する場合、相関行列がＲであると仮定すると、回ごとに生成されるチャネルインスタンスは、Ｈｎ＝ｕｎｖｅｃ（Ｒ１／２×ｖｅｃ（Ｈ））と表すことができる。ただし、Ｈは、ランダムに生成されるレイリーフェージングチャネルインスタンスであり、ｖｅｃ（Ｈ）は、行列Ｈの複数の列ベクトルを順次に１つの１次元列ベクトルに配列することを意味し、ｕｎｖｅｃ処理はｖｅｃ処理の逆の処理である。
【００５１】
当然ながら、ここでは詳細に説明しないが、その他の統計特性を有するその他の形態のチャネル行列、及び対応するその生成方法も存在し得る。
【００５２】
ステップＳ１２０にて、性能パラメータ行列ＴＰが生成される。例えば、Ｍ個のプリコーディング行列を含んだ、既存あるいは形成されたプリコーディング行列コレクションＰ（コレクションＰ内の各要素はＰｍであり、Ｍ及びｍは正整数且つ１≦ｍ≦Ｍである）が用いられ、且つ、Ｎ個のチャネル行列を含んだ、生成されたチャネル行列セットＨが使用される。斯くして、ステップＳ１２０にて、プリコーディング行列コレクションとチャネル行列セットとに基づいて、Ｍ行及びＮ列を有する性能パラメータ行列ＴＰが生成される。性能パラメータ行列ＴＰの各行は、同一のプリコーディング行列に関する性能パラメータの値を表し、各列は、同一のチャネル行列に関する性能パラメータの値を表す。
【００５３】
図２は、本発明の一実施形態に係る性能パラメータ行列生成ステップのフローチャートを示している。この実施形態においては、説明を容易にするため、性能パラメータの一例としてシステムのスループットを用いる。当業者に理解されるように、要求に応じて、例えばシステムの相互情報など、その他の適当な性能パラメータも使用され得る。
【００５４】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る性能パラメータ行列を生成する方法において、先ずステップＳ２１０にて、システムの信号対干渉雑音比（Signal  to  Interference  and  Noise  Ratio；ＳＩＮＲ）が決定される。ここで、システムが動作するＳＩＮＲは、例えば０ｄＢ、５ｄＢ又は１０ｄＢなどの点とし得る。当然ながら、ここでは詳細に説明しないが、その他の動作ＳＮＲ点及びその他の統計分布特性も存在し得る。
【００５５】
そしてステップＳ２２０にて、帰納的（posteriori）信号対雑音比（ＳＮＲ）ベクトルが計算される。プリコーディング行列コレクションＰ内の各プリコーディング行列に対応する帰納的ＳＮＲベクトルが、チャネル行列セットＨ内の各チャネル行列に対応する各チャネルインスタンスに関して、ＳＩＮＲに基づいて計算され、Ｍ×Ｎの帰納的ＳＮＲベクトルが取得される。帰納的ＳＮＲベクトルは、当業者によって、様々な既存の手法を用いて計算されることができる。例として、帰納的ＳＮＲベクトルを計算する幾つかの方法を以下にて説明する。
【００５６】
単一のシステム動作ＳＮＲに関して、それの正規化された雑音電力σ２を仮定すると、プリコーディング行列Ｐｍ（１≦ｍ≦Ｍ）に関して、
ＭＭＳＥアルゴリズムを用いるとき、Ｈｎの帰納的ＳＮＲベクトルは：
ＳＮＲpost，ｎ，ｍ＝1.／diag（σ２・［σ２・Ｉ＋（ＨｎＰｍ）Ｈ（ＨｎＰｍ）］−１）  （式１）
であり、
ＺＦアルゴリズムを用いるとき、Ｈｎの帰納的ＳＮＲベクトルは：
ＳＮＲpost，ｎ，ｍ＝1.／diag（σ２・［（ＨｎＰｍ）Ｈ（ＨｎＰｍ）］−１）  （式２）
である。
【００５７】
上記アルゴリズムにおいて、ＳＮＲpost，ｎ，ｍは列ベクトルであり、その次元数はプリコーディング行列Ｐｍの列数に等しい。
【００５８】
当然ながら、例えば最尤復号法などのその他の復号手法も存在する。ここでは詳細に説明しないが、如何なる復号手法も、復号化された帰納的ＳＮＲベクトルに対応することになる。
【００５９】
ステップＳ２３０にて、帰納的ＳＮＲベクトルがスループットの値に変換される。従来技術の異なる定義又は異なるアルゴリズムに従って、システムのスループットの異なる値が得られ得る。
【００６０】
例えば、シャノン（Shannon）の公式：
C=ｌｏｇ２（１＋ＳＮＲ）  （式３）
を用いることによって、シャノン限界によって表されるシステムスループットを得ることができる。
【００６１】
他の一例として、システムでＱＡＭ変調及び最尤復号法が使用されるとき、変調方式に対応する相互情報を、数値計算法又はテーブルルックアップ法によって得ることができ、システムのスループットの値を該相互情報によって表すことが可能である。
【００６２】
他の一例として、システムでＱＡＭ変調及びＭａｘ−Ｌｏｇ−ＭＡＰ復号法が使用されるとき、変調方式に対応する相互情報を、数値計算法又はテーブルルックアップ法によって得ることができ、システムのスループットの値を該相互情報によって表すことが可能である。
【００６３】
他の一例として、システムの各ＭＣＳ（Modulation  and  Coding  Scheme）のリンクレベルのブロック誤り率性能が知られているとき、システムの各ＭＣＳのブロック誤り率性能を、システムの該ＭＣＳのリンクレベルのスループット率性能に変換して、テーブルルックアップ法によってシステムのスループットの値を得ることができる。
【００６４】
ここでは詳細に説明しないが、当然ながら、帰納的信号対雑音比ベクトルをシステムのスループットの値にマッピングあるいは計算するその他のマッピング法又は計算法も存在する。
【００６５】
その後の使用を容易にするため、ステップＳ２４０にて、スループットの全ての値が、各行が同一のプリコーディング行列に関連するスループットの値を表し且つ各列が同一のチャネル行列に関連するスループットの値を表すＭ×Ｎのスループット行列ＴＰへと配列される。該スループット行列ＴＰの各要素は、該要素がある行に関連付けられたプリコーディング行列が、該要素がある列に関連付けられたチャネル行列に対応するチャネルインスタンスの下で使用されるときのシステムのスループットの値を表す。当然ながら、計算された帰納的ＳＮＲベクトルは、ステップＳ２２０でこのような行列に配列されることができ、その場合、ステップＳ２３０で計算されるシステムのスループットの値は、ステップＳ２４０における配列処理を必要とせずに、直接的に行列形式に配列されることが可能である。
【００６６】
以上にて、図２を参照して本発明の一実施形態に係る性能パラメータ行列生成ステップを説明した。図１を再び参照するに、ステップＳ１３０にて、プリコーディング行列コードブックグループが生成される。プリコーディング行列コードブックコレクション内の複数のプリコーディング行列が、性能パラメータ行列ＴＰに基づいて、且つ各プリコーディング行列によって為されるシステムの性能パラメータへの寄与に従って順序付けられ、それにより、プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列コレクションが得られる。ここで、システムの性能パラメータへの寄与が大きいほど、システムによって得られる性能が良好であり、その逆もまた然りである。例えば、性能パラメータがスループットであるとき、スループットへの寄与が大きいほど、システムによって得られるスループットが高くなり、その逆もまた然りである。
【００６７】
本発明の目的のうちの１つは、以下のようなプリコーディング行列コードブックグループを生成することである：プリコーディング行列コードブックグループにおいて、順序付けられたプリコーディング行列コレクションのうち、システムの性能パラメータに１番大きい寄与を為すプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、且つ、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、システムの性能パラメータにそれぞれ１番目からＫ番目までの大きい寄与を為すＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。この特徴を有するプリコーディング行列コードブックグループは、ネスティング（入れ子）機能を有すると言われる。
【００６８】
図３は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成ステップのフローチャートを示している。ステップＳ３１０からステップＳ３Ｍ０にて、異なる複数のレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセス（部分処理）が順次実行されて、最終的なプリコーディング行列コードブックグループが生成される。理解されるように、プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列が、通信システムの性能パラメータへの、各プリコーディング行列によって為される寄与に従って順序付けられるとき、順序付けられたプリコーディング行列コードブックグループがネスティング機能を有することを可能にするために、プリコーディング行列を寄与の降順又は昇順に並べ替えることができる。
【００６９】
各要素がＰｍであり、Ｍ及びｍが正整数且つ１≦ｍ≦Ｍである、Ｍ個の要素を有するプリコーディング行列コレクションが存在する、あるいはそれを形成すると仮定する。また、Ｍ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰが生成され、各行が同一のプリコーディング行列に関連する性能パラメータの値を表し、各列が同一のチャネル行列に関連する性能パラメータの値を表すと仮定する。
【００７０】
行列削除モード
本発明の一実施形態によれば、プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列は、通信システムの性能パラメータに対して各プリコーディング行列によって為される寄与に従って、以下の手法によって順序付けられる：性能パラメータ行列ＴＰ上で第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行し、通信システムの性能パラメータに対して１番小さい寄与を為すプリコーディング行列を決定する；第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行し、通信システムの性能パラメータに対してそれぞれ２番目からＭ番目に小さい寄与を為すＭ−１個のプリコーディング行列を決定する；そして、各プリコーディング行列によって為される性能パラメータへの寄与に従って、プリコーディング行列コレクション内の全てのプリコーディング行列を順序付けることで、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを得る。
【００７１】
Ｋ行及びＬ列を有する性能パラメータ行列Ａを仮定するに、行列Ａに対して以下の処理が行われる：行列Ａの各列の最大値ａｌ、すなわち、ａｌ＝ｍａｘ（Ａ（：，ｌ））、１≦ｌ≦Ｌを取得する；Ｌ個の最大値を足し合わせる、すなわち、ｔｐ（Ａ）＝ｓｕｍ（ａｌ）。この開示において、この処理を、行列Ａについての性能パラメータ値取得処理として定義する。
【００７２】
次に、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列順序付けサブプロセスの処理を実行することについて説明する。
【００７３】
性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１と見なし、第１レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスは：
（１）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍとして、第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１のｉ番目の行を削除し、（Ｍ−１）×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰ１ｉを取得するステップ；
（２）性能パラメータ行列ＴＰ１ｉの各列の最大値を足し合わせ、すなわち、性能パラメータ行列ＴＰ１ｉについて性能パラメータ取得処理を実行し、性能パラメータ行列ＴＰ１ｉの性能パラメータ値としての値を取得するステップ；
（３）回ごとに性能パラメータ行列ＴＰ１の異なる行を削除してステップ（１）及び（２）をＭ回、反復的に実行し、性能パラメータ行列ＴＰ１ｉのＭ個の性能パラメータ値を取得するステップ；
（４）１≦ｘ≦Ｍとして、Ｍ個の性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する削除された行が、第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１のｘ番目の行であると仮定するに、プリコーディング行列コレクション内の、ｘ番目の行に関連付けられたプリコーディング行列を、システムの性能パラメータに対して１番小さい寄与を為すプリコーディング行列として決定するステップ；及び
（５）第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１からｘ番目の行を削除し、第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２として（Ｍ−１）×Ｎの性能パラメータ行列を取得するステップ；
を含む。
【００７４】
第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２上で、第２レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセス（そのステップ群は第１レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスのステップ群と実質的に同じである）が実行され、システムの性能パラメータに対して２番目に小さい寄与を為すプリコーディング行列が決定されるとともに、第３レベル性能パラメータ行列ＴＰ３として（Ｍ−２）×Ｎの性能パラメータ行列が取得される。第２レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスのステップ群は、第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２の行数が第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１の行数より１つだけ少なく、それ故に、計算時間及び行列の行数に僅かな差が存在することを除いて、第１レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスのステップ群と実質的に同じである。
【００７５】
同じようにして、第３レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセス乃至第Ｍレベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスがそれぞれ実行され、それぞれ、システムの性能パラメータに対して３番目乃至Ｍ番目に小さい寄与を為すプリコーディング行列が決定される。
【００７６】
そして、プリコーディング行列コレクションＰ内のＭ個のプリコーディング行列を、システムの性能パラメータに対する寄与に従って順序付け、プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列セットを得ることができる。斯くして形成されたプリコーディング行列コードブックグループには、全部でＭ個のプリコーディング行列コードブックが存在する。それらのコードブックの要素数は、それぞれ、１、２、３、・・・、Ｍ−１、Ｍである。また、得られるプリコーディング行列コードブックグループはネスティング機能を有する。
【００７７】
換言すれば、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列の各々は、Ｋ＋１個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックの要素である。逆に、Ｋ＋１行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブック内には、Ｋ行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックに属さないプリコーディング行列が１つだけ存在する。最大サイズを有するプリコーディング行列コードブックがＣであると仮定すると、プリコーディング行列コードブックＣはＭ個のプリコーディング行列、すなわち、プリコーディング行列コレクション内の全てのプリコーディング行列を有する。
【００７８】
プリコーディング行列コレクションＰ内のプリコーディング行列が、システムの性能パラメータに対して為される寄与の降順に配列されると仮定すると、プリコーディング行列コードブックグループにおいて、１つのプリコーディング行列を有するプリコーディング行列コードブックが、プリコーディング行列コードブックＣのうちの最初のプリコーディング行列で形成され；２つのプリコーディング行列を有するプリコーディング行列コードブックが、プリコーディング行列コードブックＣのうちの最初の２つのプリコーディング行列で形成され；且つｋ個のプリコーディング行列を有するプリコーディング行列コードブックが、プリコーディング行列コードブックＣのうちの最初のｋ個のプリコーディング行列で形成される。プリコーディング行列コレクションＰ内のプリコーディング行列が、システムの性能パラメータに対して為される寄与の昇順に配列されるときにも、ここでは詳細に説明しないが、状況は上述と同様である。
【００７９】
行列追加モード
本発明の他の一実施形態によれば、プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列は、通信システムの性能パラメータに対して各プリコーディング行列によって為される寄与に従って、以下の手法によって順序付けられる：性能パラメータ行列ＴＰ上で第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行し、通信システムの性能パラメータに対して１番大きい寄与を為すプリコーディング行列を決定する；第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行し、通信システムの性能パラメータに対してそれぞれ２番目からＭ番目に大きい寄与を為すＭ−１個のプリコーディング行列を決定する；そして、各プリコーディング行列によって為される通信システムの性能パラメータへの寄与に従って、プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を順序付けることで、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを得る。
【００８０】
次に、本発明の他の一実施形態に係るプリコーディング行列順序付けサブプロセスの処理を実行することについて説明する。
【００８１】
やはり性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１と見なすと、第１レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスは：
（１）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍとして、第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１のｉ番目の行を用いて、１×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰ１ｉを形成するステップ；
（２）性能パラメータ行列ＴＰ１ｉの各列の最大値を足し合わせ、すなわち、性能パラメータ行列ＴＰ１ｉについて性能パラメータ値取得処理を実行し、性能パラメータ行列ＴＰ１ｉの性能パラメータ値としての値を取得するステップ；
（３）回ごとに性能パラメータ行列ＴＰ１の異なる行を選択してステップ（１）及び（２）をＭ回、反復的に実行し、性能パラメータ行列ＴＰ１ｉのＭ個の性能パラメータ値を取得するステップ；
（４）１≦ｘ≦Ｍとして、Ｍ個の性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する選択された行が、第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１のｘ番目の行（性能パラメータ行列ＴＰ１として表す）であると仮定するに、プリコーディング行列コレクション内の、ｘ番目の行に関連付けられたプリコーディング行列を、システムの性能パラメータに対して１番大きい寄与を為すプリコーディング行列として決定するステップであり、該プリコーディング行列が、１つの要素を有するプリコーディング行列コードブックを形成するステップ；及び
（５）第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１からｘ番目の行を削除し、第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２として（Ｍ−１）×Ｎの性能パラメータ行列を取得するステップ；
を含む。
【００８２】
第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２上で、第２レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスが実行される。第２レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスは：
（１）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ−１として、第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２のｉ番目の行と、システムの性能パラメータに対して１番大きい寄与を為すプリコーディング行列に関連付けられた、性能パラメータ行列ＴＰの行（すなわち、性能パラメータ行列ＴＰ１）とを結合し、２×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰ２ｉを形成するステップ；
（２）性能パラメータ行列ＴＰ２ｉの各列の最大値を足し合わせ、すなわち、性能パラメータ行列ＴＰ２ｉについて性能パラメータ値取得処理を実行し、性能パラメータ行列ＴＰ２ｉの性能パラメータ値としての値を取得するステップ；
（３）回ごとに性能パラメータ行列ＴＰ２の異なる行を選択してステップ（１）及び（２）をＭ−１回、反復的に実行し、性能パラメータ行列ＴＰ２ｉのＭ−１個の性能パラメータ値を取得するステップ；
（４）１≦ｘ≦Ｍとして、Ｍ個の性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する選択された行が、第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２のｘ番目の行であると仮定するに、プリコーディング行列コレクション内の、ｘ番目の行に関連付けられたプリコーディング行列を、システムの性能パラメータに対して２番目に大きい寄与を為すプリコーディング行列として決定するステップ；及び
（５）第２レベル性能パラメータ行列ＴＰ２からｘ番目の行を削除し、第３レベル性能パラメータ行列ＴＰ３として（Ｍ−２）×Ｎの性能パラメータ行列を取得するステップ；
を含む。
【００８３】
同じようにして、第３レベルプリコーディング行列順序付けサブプロセス乃至第Ｍレベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスがそれぞれ実行され、システムの性能パラメータに対して３番目乃至Ｍ番目に大きい寄与を為すプリコーディング行列が決定される。
【００８４】
第ｋレベル（１≦ｋ≦Ｍ）のプリコーディング行列順序付けサブプロセスにおいては、ステップ（１）にて、ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ＋１−ｋとして、性能パラメータ行列のｉ番目の行が、この第ｋレベルサブプロセスの前に削除されたｋ−１個の行と結合され、ｋ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰｋｉが形成される。ｋ＝１のとき、これは第１レベルサブプロセスであり、消去された行はないので、ステップ（１）にて、第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１のｉ番目の行は、０個の行と結合されて、１×Ｎの性能パラメータ行列を形成する。
【００８５】
そして、プリコーディング行列コレクションＰのＭ個のプリコーディング行列を、システムの性能パラメータに対する寄与に従って順序付け、プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列セットを得ることができる。斯くして形成されたプリコーディング行列コードブックグループには、全部でＭ個のプリコーディング行列コードブックが存在する。それらのコードブックの要素数は、それぞれ、１、２、３、・・・、Ｍ−１、Ｍである。また、得られるプリコーディング行列コードブックグループはネスティング機能を有する。
【００８６】
図４及び図５は、本発明の他の実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法のフローチャートを示している。これらの実施形態は、図１に示した実施形態と実質的に同じであり、図１に示した実施形態との相違は、これらの実施形態におけるプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法は、性能パラメータ行列生成ステップの前に、電力正規化ステップを更に含むことである。電力正規化ステップは、図４に示すように、チャネル行列セット生成ステップの前に配置されてもよいし、図５に示すように、チャネル行列セット生成ステップの後且つ性能パラメータ行列生成ステップの前に配置されてもよい。これらの実施形態に係る電力正規化ステップにおいては、プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列を、主対角線上の要素が完全には同じでない対角行列である電力正規化行列を用いて、電力正規化することができる。他の例では、プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列を、主対角線上の要素が同じ対角行列である電力正規化行列を用いて、電力正規化してもよい。
【００８７】
プリコーディング行列コードブックグループの適用方法
本発明の実施形態に係る方法に従って生成されるプリコーディング行列コードブックグループの適用について以下にて説明する。
【００８８】
１つの通信特性として、無線通信システムにおいては、低めのＳＮＲ領域にいるユーザは、より低いランク値を有するプリコーディング行列を選択する可能性が高く、高めのＳＮＲ領域にいるユーザは、より高いランク値を有するプリコーディング行列を選択する可能性が高い。
【００８９】
従って、無線通信システムにおいて、低めのＳＮＲ領域にいるユーザは、低めのランク値に関する、より大きいサイズのプリコーディング行列コードブックと、高めのランク値に関する、より小さいサイズのプリコーディング行列コードブックとを必要とし、高めのＳＮＲ領域にいるユーザは、低めのランク値に関する、より小さいサイズのプリコーディング行列コードブックと、高めのランク値に関する、より大きいサイズのプリコーディング行列コードブックとを必要とする。
【００９０】
本発明の発明者は、ＳＮＲと、通信システムのそれぞれの伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間に、例えば表１に示すような、上述の通信特性を反映する或る一定の対応関係が存在することを見出した。表１においては、全てのランクの下でのプリコーディング行列の総数が５６であると仮定している。
【００９１】
【表１】
2013502766.tif 000003
表１からわかるように、異なるＳＮＲの下では、異なるランク（Ｒａｎｋ）値に関するプリコーディング行列の数の分布が完全に異なっている。上述の通信特性に起因して、例えば、ＳＮＲが非常に低いとき、全てのプリコーディング行列がＲａｎｋ＝１に分配されている。ＳＮＲの増大に伴い、一部のプリコーディング行列がＲａｎｋ＝２及びＲａｎｋ＝３に分配され始め、Ｒａｎｋ＝１に分配されるプリコーディング行列が少なくなる。ＳＮＲ＝３ｄＢのとき、全てのプリコーディング行列がＲａｎｋ＝２及びＲａｎｋ＝３に分配されており、Ｒａｎｋ＝１及びＲａｎｋ＝４に分配されるプリコーディング行列は存在しない。ＳＮＲの更なる増大に伴い、Ｒａｎｋ＝２に分配されるプリコーディング行列は次第に少なくなり、Ｒａｎｋ＝３に分配されるプリコーディング行列が次第に多くなる。ＳＮＲ＝１１ｄＢのとき以降、１つのプリコーディング行列（従来技術において、これは恒等行列である）がＲａｎｋ＝４に発生する。ＳＮＲの更なる増大に伴い、Ｒａｎｋ＝２のプリコーディング行列は次第に少なくなり、ＳＮＲが１６ｄＢのとき、Ｒａｎｋ＝２のプリコーディング行列の数はゼロになる。同時に、全てのプリコーディング行列がＲａｎｋ＝３及びＲａｎｋ＝４に分配される。Ｒａｎｋ＝４のときには１つのプリコーディング行列しか存在しないので、ＳＮＲが更に増大しても［０，０，５５，１］なる分布は変化しない。
【００９２】
以上の分析を通じて、実際のシステムでは、ＳＮＲが変化するときに様々なランクでのプリコーディング行列の分配が変化することがわかる。しかしながら、従来技術においては通常、ＳＮＲを考慮することなく、例えば［１６，１６，２０，１］なる分配などの固定分配方式が使用されている。例えば、Ｒａｎｋ＝３のとき、基地局は移動局に、２０行列内の何れの１つが該移動局によって使用されるべきかを通知する。これは明らかに、最適な割当てではない。
【００９３】
無線通信システムにおいて、本発明の実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法によって生成されるプリコーディング行列コードブックグループのネスティング機能は、上述の問題を解決するために利用されることが可能である。例えば、アップリンクの送信機すなわち移動局は、各Ｒａｎｋ値に関して、最大サイズを有するプリコーディング行列コードブックを保有するのみである。本発明に係るプリコーディング行列コードブックのネスティング機能により、記憶空間が大いに節減される。
【００９４】
ここでは、移動局及び基地局の双方が、異なる複数の伝送レイヤに関して、本発明の実施形態に係る方法を用いて生成されるプリコーディング行列コードブックグループを格納すると仮定する。各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列が、Ｍは正の整数であるとして、Ｍ行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクションの各プリコーディング行列によって為される通信システムの性能パラメータに対する寄与に従って順序付けられ；プリコーディング行列コードブックグループにおいて、通信システムの性能パラメータに対して１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、通信システムの性能パラメータに対してそれぞれ１番目乃至Ｋ番目に大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【００９５】
さらに、説明を容易にするため、基地局及び移動局に格納されるプリコーディング行列コードブックグループのプリコーディング行列は、システムの性能パラメータ（例えば、スループット又は相互情報など）に対して各プリコーディング行列によって為される寄与の降順に配列されると仮定する。すなわち、プリコーディング行列コードブックグループ内の最初の行列は、システムの性能パラメータに対して最大の寄与を為し、プリコーディング行列コードブックグループ内の最後の行列は、システムの性能パラメータに対して最小の寄与を為す。
【００９６】
図６は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列を指定する方法のフローチャートを示している。この方法は、少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動局とを含むマルチアンテナ通信システム内で使用されることが可能である。
【００９７】
図６に示すように、ステップＳ６１０にて、プリコーディング行列選択ステップが実行される。基地局が、移動局から受信した信号の情報に従って、基地局に格納されたプリコーディング行列コードブックグループから、基地局と移動局との間での通信のために指定されるべきプリコーディング行列を選択する。
【００９８】
ステップＳ６２０にて、ダウンリンクシグナリング生成ステップが実行される。基地局が、選択したプリコーディング行列に基づいて、選択したプリコーディング行列を指し示す情報を含むダウンリンクシグナリングを生成する。
【００９９】
次に、ステップＳ６３０にて、ダウンリンクシグナリング送信ステップが実行され、生成されたダウンリンクシグナリングが移動局に送信される。
【０１００】
図７は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列選択ステップのフローチャートを示している。
【０１０１】
図７に示すように、ステップＳ７１０にて、基地局が、受信した信号のＳＮＲに従って、基地局に格納されたプリコーディング行列数割当てテーブルから、ＳＮＲに対応するプリコーディング行列数割当て解を選択する。プリコーディング行列数割当てテーブルは、ＳＮＲと、システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含んでいる。
【０１０２】
ステップＳ７２０にて、基地局が、選択したプリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択する。
【０１０３】
次に、ステップＳ７３０にて、基地局が、選択したプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、移動局と基地局との間での通信に使用される現在のチャネルの性能パラメータを最大にすることを可能にするプリコーディング行列を選択する。一例として、性能パラメータはスループットとし得る。移動局と基地局との間での通信に使用される現在のチャネルの性能パラメータを最大にすることを可能にするプリコーディング行列を選択することには、ここでは詳細に説明しないが、何らかの既存の手法が当業者によって使用され得る。
【０１０４】
また、本発明の一実施形態によれば、ダウンリンクシグナリング生成ステップは更に：選択されたプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報と、選択されたプリコーディング行列を指し示す情報とを、ダウンリンクシグナリング上に伝えることを含む。
【０１０５】
図８は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送方法のフローチャートを示している。この方法は、少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動局とを含むマルチアンテナ通信システム内で使用されることが可能である。
【０１０６】
図８に示すように、ステップＳ８１０にて、ダウンリンクシグナリング受信ステップが実行される。移動局が基地局からダウンリンクシグナリングを受信する。ダウンリンクシグナリングは、基地局によって指定された、基地局と移動局との間での通信に使用されるプリコーディング行列を指し示す情報を含む。
【０１０７】
ステップＳ８２０にて、プリコーディング行列取得ステップが実行される。移動局が、移動局に格納されたプリコーディング行列コードブックグループから、プリコーディング行列を指し示す上記情報に従ったプリコーディング行列を取得する。
【０１０８】
ステップＳ８３０にて、プリコーディングステップが実行される。移動局が、取得したプリコーディング行列を用いて、基地局に送信すべきデータをプリコードする。
【０１０９】
斯くして、移動局から基地局にデータを送信することができる。
【０１１０】
さらに、移動局によって受信されるダウンリンクシグナリングはまた、通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるプリコーディング行列の数を提示するプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報を含んでいてもよい。
【０１１１】
図９は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列取得ステップのフローチャートを示している。
【０１１２】
図９に示すように、ステップＳ９１０にて、移動局が、移動局に格納されたプリコーディング行列数割当てテーブルから、プリコーディング行列数割当て解を指し示す情報に従ったプリコーディング行列数割当て解を取得する。プリコーディング行列数割当てテーブルは、ＳＮＲと通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含んでいる。
【０１１３】
ステップＳ９２０にて、移動局が、取得したプリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、その伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択する。
【０１１４】
ステップＳ９３０にて、移動局が、選択したプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、基地局によって指定されたプリコーディング行列を指し示す情報に従ったプリコーディング行列を取得する。
【０１１５】
以下、具体的な例に関して、本発明の実施形態に係るプリコーディング行列を指定する方法及びデータ伝送方法を説明する。
【０１１６】
先ず、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列を指定する方法の適用環境として、本発明の実施形態に係る方法に従って生成されたプリコーディング行列コレクションに加えて、プリコーディング行列数割当てテーブルも基地局及び移動局に格納される。以下の表２及び表３は、プリコーディング行列数割当てテーブルの２つの例である。表２及び表３において、各列は、或る１つの異なるＳＮＲの下での異なる複数のランクに対するプリコーディング行列の数の割当て解を示している。表内のインデックスは、各列の割当て解を指し示すために使用される。テーブルクエリを実行するとき、ＳＮＲに合致する割当て解、又はＳＮＲに最も適した割当て解が、表２又は表３から選択される。
【０１１７】
【表２】
2013502766.tif 000004
【０１１８】
【表３】
2013502766.tif 000005
以下、表２を例にとって、４送信アンテナシステムにおける本発明の実施形態に従った、基地局によってプリコーディング行列を指定する方法、及び移動局によって実行されるデータ伝送方法を説明する。
【０１１９】
表２に示すように、Ｒａｎｋ＝１の場合、プリコーディング行列の数の最大値は５６であり、Ｒａｎｋ＝２の場合、プリコーディング行列の数の最大値は４８であり、Ｒａｎｋ＝３の場合、プリコーディング行列の数の最大値は５１であり、Ｒａｎｋ＝４の場合、プリコーディング行列は恒等行列である。
【０１２０】
故に、少なくとも５６個のプリコーディング行列を含んだＲａｎｋ＝１用のプリコーディング行列コードブックグループと、少なくとも４８個のプリコーディング行列を含んだＲａｎｋ＝２用のプリコーディング行列コードブックグループと、少なくとも５１個のプリコーディング行列を含んだＲａｎｋ＝３用のプリコーディング行列コードブックグループと、Ｒａｎｋ＝４用の恒等行列とが、基地局に格納される。
【０１２１】
移動局がアップリンクデータ伝送を開始するとき、基地局は、以下のように、移動局から受信した信号の情報に従って、基地局と移動局との間での通信に使用される該移動局用のプリコーディング行列を指定する。
【０１２２】
（１）基地局は、当該基地局が受信した移動局からの信号のＳＮＲに従って、例えばインデックス０１０１がある列など、表２内の列を選択する。この列内の割当て解には、Ｒａｎｋ＝１の４個のプリコーディング行列、Ｒａｎｋ＝２の４８個のプリコーディング行列、Ｒａｎｋ＝３の４個のプリコーディング行列が存在し、Ｒａｎｋ＝４のプリコーディング行列は存在しない。
【０１２３】
（２）基地局は、Ｒａｎｋ＝１用のプリコーディング行列コードブックグループから最初の４個のプリコーディング行列を選択してＲａｎｋ＝１用のプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｒａｎｋ＝２用のプリコーディング行列コードブックグループから最初の４８個のプリコーディング行列を選択してＲａｎｋ＝２用のプリコーディング行列コードブックを形成し、且つＲａｎｋ＝３用のプリコーディング行列コードブックグループから最初の４個のプリコーディング行列を選択してＲａｎｋ＝３用のプリコーディング行列コードブックを形成する。Ｒａｎｋ＝４用のコードブックはヌルセットである。
【０１２４】
（３）Ｒａｎｋ＝１，２，３及び４用それぞれのプリコーディング行列コードブックによって形成されるプリコーディング行列コードブックセット内には、全部で５６個のプリコーディング行列が存在する。基地局は、これら５６個のプリコーディング行列から、現在のチャネルの性能パラメータを最大にすることが可能なプリコーディング行列を選択する。そのプリコーディング行列が上述の５６個のプリコーディング行列のうちの９番目のプリコーディング行列である、すなわち、そのプリコーディング行列のシリアル番号が１００１であると仮定する。
【０１２５】
（４）基地局は、ダウンリンクシグナリングによって、プリコーディング行列数割当て解を指し示す情報、すなわち、表２内のインデックス値０１０１と、プリコーディング行列を指し示す情報、すなわち、プリコーディング行列のシリアル番号１００１とを、移動局に送信する。
【０１２６】
移動局は、以下のように、基地局からのダウンリンクシグナリングを受信し、且つ、基地局によって指定されたプリコーディング行列を該ダウンリンクシグナリングから取得してデータ伝送を実行する。
【０１２７】
（１）移動局は、ダウンリンクシグナリングから、プリコーディング行列数割当てテーブル内のインデックス値０１０１と、プリコーディング行列のシリアル番号１００１とを取得する。
【０１２８】
（２）移動局は、移動局に格納されたプリコーディング行列数割当てテーブルから、０１０１なるインデックス値を有するプリコーディング行列割当て解を選択する。その割当て解には、Ｒａｎｋ＝１の４個のプリコーディング行列、Ｒａｎｋ＝２の４８個のプリコーディング行列、Ｒａｎｋ＝３の４個のプリコーディング行列、及びＲａｎｋ＝４の０個のプリコーディング行列が存在する。
【０１２９】
（３）移動局は、Ｒａｎｋ＝１用のプリコーディング行列コードブックグループから最初の４個のプリコーディング行列を選択してＲａｎｋ＝１用のプリコーディング行列コードブックを形成し、Ｒａｎｋ＝２用のプリコーディング行列コードブックグループから最初の４８個のプリコーディング行列を選択してＲａｎｋ＝２用のプリコーディング行列コードブックを形成し、且つＲａｎｋ＝３用のプリコーディング行列コードブックグループから最初の４個のプリコーディング行列を選択してＲａｎｋ＝３用のプリコーディング行列コードブックを形成する。Ｒａｎｋ＝４用のコードブックはヌルセットである。
【０１３０】
（４）Ｒａｎｋ＝１，２，３及び４用それぞれのプリコーディング行列コードブックによって形成されるプリコーディング行列コードブックセット内には、全部で５６個のプリコーディング行列が存在する。移動局は、これら５６個のプリコーディング行列から、シリアル番号１００１のプリコーディング行列、すなわち、９番目のプリコーディング行列を、現在使用すべきプリコーディング行列として選択する。
【０１３１】
（５）移動局は、選択したプリコーディング行列を用いて、送信すべきデータをプリコードする。
【０１３２】
斯くして、移動局は、指定されたプリコーディング行列を用いて、基地局とのデータ伝送を実行することができる。
【０１３３】
なお、実際の適用に応じて、基地局と移動局との間でプリコーディング行列コードブックセットを決定する処理は低速処理となる場合があり、データ伝送ごとにプリコーディング行列を更新する必要はない。
【０１３４】
プリコーディング行列コードブックグループを生成する装置
以下、本発明の実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置を、図面を参照しながら説明する。
【０１３５】
図１０は、本発明の一実施形態に係る、マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置の模式ブロック図を示している。図１０に示すように、マルチアンテナ通信システム用のプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置（プリコーディング行列コードブックグループを生成する装置と略記する）１０００は、チャネル行列セット生成ユニット１０１０、性能パラメータ行列生成ユニット１０２０、及びプリコーディング行列コードブックグループ生成ユニット１０３０を含んでいる。
【０１３６】
本発明の一実施形態によれば、チャネル行列セット生成ユニット１０１０は、Ｎ個のチャネル行列を含むチャネル行列セットを生成するように構成される。ただし、Ｎは２以上の整数であり、チャネル行列の各々が１つのチャネルインスタンスに対応する。
【０１３７】
実施形態によれば、性能パラメータ行列生成ユニット１０２０は、チャネル行列セットと、Ｍ個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コレクションとに基づいて、Ｍ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰを生成するように構成される。ただし、Ｍは正の整数であり、性能パラメータ行列ＴＰの各行は、同一のプリコーディング行列に関連する性能パラメータの値を表し、性能パラメータ行列ＴＰの各列は、同一のチャネル行列に関連する性能パラメータの値を表す。
【０１３８】
実施形態によれば、プリコーディング行列コードブックグループ生成ユニット１０３０は、性能パラメータ行列ＴＰに基づき、通信システムの性能パラメータに対して各プリコーディング行列によって為される寄与に従って、プリコーディング行列コレクションのプリコーディング行列を順序付けることで、プリコーディング行列コードブックグループとして、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得するように構成される。
【０１３９】
本発明の実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成装置１０００を用いて生成されるプリコーディング行列コードブックグループにおいては、順序付けられたプリコーディング行列コレクションのうち、通信システムの性能パラメータに１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、且つ、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、通信システムの性能パラメータにそれぞれ１番目からＫ番目まで大きく寄与するＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【０１４０】
図１１は、本発明の一実施形態に係る性能パラメータ行列生成ユニットの模式ブロック図を示している。図１１に示すように、性能パラメータ行列生成ユニット１０２０は、ＳＩＮＲ決定ユニット１１１０、帰納的ＳＮＲベクトル計算ユニット１１２０、及びスループット行列生成ユニット１１３０を含んでいる。
【０１４１】
本発明の一実施形態によれば、ＳＩＮＲ決定ユニット１１１０は、通信システムのＳＩＮＲを決定するように構成される。
【０１４２】
実施形態によれば、帰納的ＳＮＲベクトル計算ユニット１１２０は、ＳＩＮＲに基づいて、チャネル行列セット内の各チャネル行列の対応するチャネルインスタンスに関して、プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列に対応する通信システムの帰納的ＳＮＲベクトルを計算し、Ｍ×Ｎの帰納的ＳＮＲベクトルを取得するように構成される。
【０１４３】
実施形態によれば、スループット行列生成ユニット１１３０は、帰納的ＳＮＲベクトルを通信システムのスループットの値に変換し、且つ全てのスループット値をＭ×Ｎスループット行列ＴＰへと配列するように構成される。このスループット行列ＴＰにおいて、各行は、同一のプリコーディング行列に関連する通信システムのスループット値を表し、各列は、同一のチャネル行列に関連するスループット値を表し、各要素は、該要素がある行に関連付けられたプリコーディング行列が、該要素がある列に関連付けられたチャネル行列に対応するチャネルインスタンスの下で使用されるときに通信システムによって到達されるスループット値を表す。
【０１４４】
図１２は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成ユニットの模式ブロック図を示している。図１２に示すように、プリコーディング行列コードブックグループ生成ユニット１０３０は、プリコーディング行列寄与決定サブユニット１２１０、及びプリコーディング行列配列サブユニット１２２０を含んでいる。
【０１４５】
本発明の一実施形態によれば、プリコーディング行列寄与決定サブユニット１２１０は、性能パラメータ行列ＴＰ上で、第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行して、通信システムの性能パラメータに１番小さく寄与するプリコーディング行列を決定し、且つ、第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行し、通信システムの性能パラメータにそれぞれ２番目からＭ番目に小さく寄与するＭ−１個のプリコーディング行列を決定する。
【０１４６】
実施形態によれば、プリコーディング行列配列サブユニット１２２０は、各プリコーディング行列によって為される性能パラメータへの寄与に従って、プリコーディング行列を順序付けることで、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得する。
【０１４７】
本発明の他の一実施形態によれば、プリコーディング行列寄与決定サブユニット１２１０は更に、性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１として用い、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、第Ｋレベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスを以下のようにして実行する：
Ａ）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ＋１−Ｋとして、第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫのｉ番目の行を削除し、（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰＫｉを取得する；
Ｂ）性能パラメータ行列ＴＰＫｉの各列の最大値を足し合わせ、性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値としての値を取得する；
Ｃ）回ごとに性能パラメータ行列ＴＰＫｉの異なる行を削除してステップＡ）及びＢ）をＭ＋１−Ｋ回、反復的に実行し、Ｍ＋１−Ｋ個の性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値を取得する；
Ｄ）Ｍ＋１−Ｋ個の性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する削除された行に関連付けられたプリコーディング行列を、通信システムのパラメータにＫ番目に小さく寄与するプリコーディング行列として決定する；且つ
Ｅ）第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫから、Ｍ＋１−Ｋ個の性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する行を削除し、第（Ｋ＋１）レベル性能パラメータ行列として（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列を取得する。
【０１４８】
本発明の一実施形態によれば、プリコーディング行列寄与決定サブユニット１２１０は、性能パラメータ行列ＴＰ上で第１レベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを実行し、通信システムの性能パラメータに１番大きく寄与するプリコーディング行列を決定し、第２レベルから第Ｍレベルのプリコーディング行列順序付けサブプロセスを順次実行し、通信システムの性能パラメータにそれぞれ２番目からＭ番目に大きく寄与するＭ−１個のプリコーディング行列を決定するように構成される。
【０１４９】
実施形態によれば、プリコーディング行列配列サブユニット１２２０は、各プリコーディング行列によって為される通信システムの性能パラメータへの寄与に従って、プリコーディング行列を順序付けることで、順序付けられたプリコーディング行列コレクションを取得するように構成される。
【０１５０】
本発明の他の一実施形態によれば、プリコーディング行列寄与決定サブユニットは更に、性能パラメータ行列ＴＰを第１レベル性能パラメータ行列ＴＰ１として用い、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、第Ｋレベルプリコーディング行列順序付けサブプロセスを以下のようにして実行する：
Ａ）ｉは整数且つ１≦ｉ≦Ｍ＋１−Ｋとして、第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫのｉ番目の行と、通信システムの性能パラメータに１番目からＫ−１番目に大きく寄与するプリコーディング行列に関連付けられた性能パラメータ行列ＴＰのＫ−１個の行とを結合し、Ｋ×Ｎの性能パラメータ行列ＴＰＫｉを形成する；
Ｂ）性能パラメータ行列ＴＰＫｉの各列の最大値を足し合わせ、性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値としての値を取得する；
Ｃ）回ごとに性能パラメータ行列ＴＰＫｉの異なる行を削除してステップＡ）及びＢ）をＭ＋１−Ｋ回、反復的に実行し、Ｍ＋１−Ｋ個の性能パラメータ行列ＴＰＫｉの性能パラメータ値を取得する；
Ｄ）Ｍ＋１−Ｋ個の性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する選択された行に関連付けられたプリコーディング行列を、通信システムのパラメータにＫ番目に大きく寄与するプリコーディング行列として決定する；且つ
Ｅ）第Ｋレベル性能パラメータ行列ＴＰＫから、Ｍ＋１−Ｋ個の性能パラメータ値のうちの最大のものに対応する行を削除し、第（Ｋ＋１）レベル性能パラメータ行列として（Ｍ−Ｋ）×Ｎの性能パラメータ行列を取得する。
【０１５１】
本発明の一実施形態によれば、プリコーディング行列コードブックグループを生成する装置１０００は更に、プリコーディング行列コレクション形成ユニット（図示せず）を含む。プリコーディング行列コレクション形成ユニットは：
プリコーディング行列の形態を［１，１，・・・，１；ｘ１１，ｘ１２，・・・，ｘ１ｑ；ｘ２１，ｘ２２，・・・，ｘ２ｑ；・・・，・・・，・・・；ｘｐ１，ｘｐ２，・・・，ｘｐｑ］として決定し、ただし、１≦ｐ≦Ｐ、且つ１≦ｑ≦Ｑであり、Ｐは通信システムの送信アンテナの数を表し、Ｑは通信システムのランクを表し；且つ
上記形態を満たす以下のプリコーディング行列：ＤＦＴ行列の少なくとも１つ列によって形成されるプリコーディング行列、アダマール行列の少なくとも１つ列によって形成されるプリコーディング行列、要素としてのＱＰＳＫ配置点（コンステレーションポイント）によって形成されるプリコーディング行列、要素としての８ＰＳＫ配置点によって形成されるプリコーディング行列、及び要素としての１６ＰＳＫ配置点によって形成されるプリコーディング行列、のうちの少なくとも１つを用いることによってプリコーディング行列コレクションを形成するように構成される。
【０１５２】
図１３及び図１４は、本発明の他の実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置の模式ブロック図を示している。図１０に示したプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置１０００と比較して、図１３及び図１４に示すプリコーディング行列コードブックグループを生成する装置１３００及び１４００は、それぞれ、電力正規化ユニット１３１０及び電力正規化ユニット１４２０を含んでいる。
【０１５３】
電力正規化ユニット１３１０の機能は、電力正規化ユニット１４２０の機能と同じである。本発明の一実施形態によれば、電力正規化ユニット１３１０及び１４２０は、プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列を、主対角線上の要素が完全には同じでない対角行列である電力正規化行列を用いて、電力正規化するように構成される。本発明の他の実施形態によれば、電力正規化ユニット１３１０及び電力正規化ユニット１４２０は、プリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列を、主対角線上の要素が同じ対角行列である電力正規化行列を用いて正規化するように構成されてもよい。
【０１５４】
電力正規化ユニット１３１０と電力正規化ユニット１４２０との間の相違は、図１３に示すように、電力正規化ユニット１３１０はチャネル行列セット生成ユニット１３２０の前に接続されていることである。すなわち、電力正規化ユニット１３１０は、チャネル行列セットが生成される前に、プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を正規化する。一方、図１４においては、電力正規化ユニット１４２０は、チャネル行列セット生成ユニット１４１０の後ろ且つ性能パラメータ行列生成ユニット１４３０の前に接続されている。すなわち、電力正規化ユニット１４２０は、チャネル行列セットが生成された後、且つ性能パラメータ行列が生成される前に、プリコーディング行列コレクション内のプリコーディング行列を正規化する。
【０１５５】
プリコーディング行列コードブックグループを生成する装置１３００及び１４００のその他の構成要素の機能は、プリコーディング行列コードブックグループを生成する装置１０００の対応する構成要素の機能と同じであり、ここでは詳細に説明しない。
【０１５６】
基地局及び移動局
以下、本発明の実施形態に係る基地局及び移動局を、図面を参照しながら説明する。基地局及び移動局は、本発明に係る方法及び装置によって生成されるプリコーディング行列コードブックグループを適用する。
【０１５７】
図１５は、本発明の一実施形態に係る基地局の模式ブロック図を示している。図１５に示すように、基地局１５００は、格納ユニット１５１０、プリコーディング行列選択ユニット１５２０、ダウンリンクシグナリング生成ユニット１５３０、及びダウンリンクシグナリング送信ユニット１５４０を含んでいる。当業者に理解されるように、基地局１５００が有し得るその他の構成要素は、本発明の精神及び範囲を不明瞭にしないよう、図１５においては省略されている。
【０１５８】
基地局１５００は、少なくとも１つの基地局と少なくとも１つの移動局とを含むマルチアンテナ通信システムで使用されることができる。
【０１５９】
本発明の一実施形態によれば、格納ユニット１５１０は、各プリコーディング行列コードブックグループが通信システムの１つの伝送レイヤに対応した、少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループを格納するように構成される。Ｍを正の整数として、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列によって為される通信システムの性能パラメータに対する寄与に従って、各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列が順序付けられる。プリコーディング行列コードブックグループにおいて、順序付けられたプリコーディング行列コレクションのうち、通信システムの性能パラメータに１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、且つ、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、通信システムの性能パラメータにそれぞれ１番目からＫ番目まで大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【０１６０】
実施形態によれば、プリコーディング行列選択ユニット１５２０は、移動局から受信した信号の情報に従って、格納ユニットに格納されたプリコーディング行列コードブックグループから、基地局と移動局との間での通信のために指定されるべきプリコーディング行列を選択するように構成される。
【０１６１】
実施形態によれば、ダウンリンクシグナリング生成ユニット１５３０は、選択されたプリコーディング行列に基づいて、選択されたプリコーディング行列を指し示す情報を含むダウンリンクシグナリングを生成するように構成される。
【０１６２】
実施形態によれば、ダウンリンクシグナリング送信ユニット１５４０は、生成されたダウンリンクシグナリングを移動局に送信するように構成される。
【０１６３】
図１６は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列選択ユニットの模式ブロック図を示している。図１６に示すように、プリコーディング行列選択ユニット１５２０は、プリコーディング行列数割当て解選択サブユニット１６１０、プリコーディング行列コードブック選択サブユニット１６２０、及びプリコーディング行列選択サブユニット１６３０を含んでいる。図１６内の破線は、プリコーディング行列選択ユニット１５２０内の各構成要素と格納ユニット１５１０との間の接続関係の一例を示している。その他の接続関係も当業者によって容易に想到され得る。
【０１６４】
本発明の一実施形態によれば、格納ユニット１５１０は更に、ＳＮＲと通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含んだプリコーディング行列数割当てテーブルを格納するように構成される。
【０１６５】
実施形態によれば、プリコーディング行列数割当て解選択サブユニット１６１０は、基地局によって受信された信号のＳＮＲに従って、格納ユニットに格納されたプリコーディング行列数割当てテーブルから、該ＳＮＲに対応するプリコーディング行列数割当て解を選択するように構成される。
【０１６６】
実施形態によれば、プリコーディング行列コードブック選択サブユニット１６２０は、選択されたプリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択するように構成される。
【０１６７】
実施形態によれば、プリコーディング行列選択サブユニット１６３０は、選択されたプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、移動局と基地局との間での通信に使用される現在のチャネルの性能パラメータを最大にすることを可能にするプリコーディング行列を選択するように構成される。一例として、性能パラメータはスループットとし得る。
【０１６８】
本発明の他の一実施形態によれば、ダウンリンクシグナリング生成ユニット１５３０はまた、選択されたプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報と、選択されたプリコーディング行列を指し示す情報とを、ダウンリンクシグナリング上に伝えるように構成される。
【０１６９】
図１７は、本発明の一実施形態に係る移動局の模式ブロック図を示している。図１７に示すように、移動局１７００は、格納ユニット１７１０、ダウンリンクシグナリング受信ユニット１７２０、プリコーディング行列取得ユニット１７３０、及びプリコーディングユニット１７４０を含んでいる。当業者に理解されるように、移動局１７００が有し得るその他の構成要素は、本発明の精神及び範囲を不明瞭にしないよう、図１７においては省略されている。
【０１７０】
移動局１７００は、少なくとも１つの移動局と少なくとも１つの基地局とを含むマルチアンテナ通信システムで使用されることができる。
【０１７１】
本発明の一実施形態によれば、格納ユニット１７１０は、少なくとも１つのプリコーディング行列コードブックグループを格納するように構成される。各プリコーディング行列コードブックグループは、通信システムの１つの伝送レイヤに対応する。Ｍを正の整数として、Ｍ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コレクション内の各プリコーディング行列によって為される通信システムの性能パラメータに対する寄与に従って、各プリコーディング行列コードブックグループ内の全てのプリコーディング行列が順序付けられる。プリコーディング行列コードブックグループにおいて、順序付けられたプリコーディング行列コレクションのうち、通信システムの性能パラメータに１番大きく寄与するプリコーディング行列が、１つの行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成し、且つ、Ｋは整数且つ１＜Ｋ≦Ｍとして、通信システムの性能パラメータにそれぞれ１番目からＫ番目まで大きく寄与する最初のＫ個のプリコーディング行列が、Ｋ個の行列のサイズを有するプリコーディング行列コードブックを形成する。
【０１７２】
本発明の実施形態によれば、ダウンリンクシグナリング受信ユニット１７２０は、基地局からのダウンリンクシグナリングを受信するように構成される。ダウンリンクシグナリングは、基地局によって指定された、基地局と移動局との間での通信に使用されるプリコーディング行列を指し示す情報を含む。
【０１７３】
本発明の実施形態によれば、プリコーディング行列取得ユニット１７３０は、格納ユニットに格納されたプリコーディング行列コードブックグループから、プリコーディング行列を指し示す上記情報に従ったプリコーディング行列を取得するように構成される。
【０１７４】
本発明の実施形態によれば、プリコーディングユニット１７４０は、取得されたプリコーディング行列を用いて、基地局に送信されるべきデータをプリコードするように構成される。
【０１７５】
図１８は、本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列取得ユニットの模式ブロック図を示している。図１８に示すように、プリコーディング行列取得ユニット１７３０は、プリコーディング行列数割当て解取得サブユニット１８１０、プリコーディング行列コードブック選択サブユニット１８２０、及びプリコーディング行列取得サブユニット１８３０を含んでいる。図１８内の破線は、プリコーディング行列取得ユニット１７３０内の各構成要素と格納ユニット１７１０との間の接続関係の一例を示している。その他可能な接続関係も当業者によって容易に想到され得る。
【０１７６】
本発明の一実施形態によれば、ダウンリンクシグナリングはまた、通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数を提示するプリコーディング行列数割当て解を指し示す情報を含む。
【０１７７】
本発明の実施形態によれば、格納ユニット１７１０は更に、プリコーディング行列数割当てテーブルを格納するように構成される。プリコーディング行列数割当てテーブルは、ＳＮＲと通信システムの各伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数との間の対応関係を含んでいる。
【０１７８】
本発明の実施形態によれば、プリコーディング行列数割当て解取得サブユニット１８１０は、格納ユニットに格納されたプリコーディング行列数割当てテーブルから、プリコーディング行列数割当て解を指し示す情報に従ったプリコーディング行列数割当て解を取得するように構成される。
【０１７９】
本発明の実施形態によれば、プリコーディング行列コードブック選択サブユニット１８２０は、プリコーディング行列数割当て解取得サブユニットによって取得されたプリコーディング行列数割当て解に従って、各伝送レイヤに対応するそれぞれのプリコーディング行列コードブックグループから、その伝送レイヤに割り当てられるべきプリコーディング行列の数と同じサイズを有するプリコーディング行列コードブックを選択するように構成される。
【０１８０】
本発明の実施形態によれば、プリコーディング行列取得サブユニット１８３０は、プリコーディング行列コードブック選択サブユニットによって選択されたプリコーディング行列コードブック内のプリコーディング行列で形成されるプリコーディング行列セットから、基地局によって指定されたプリコーディング行列を指し示す情報に従ったプリコーディング行列を取得するように構成される。
【０１８１】
上述のそれぞれの装置の各ユニットの動作の更なる詳細については、それぞれの方法の実施形態を参照することができ、ここでは詳細に説明しない。
【０１８２】
上述の装置の構成モジュール、ユニット及びサブユニットの各々は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせの形態で構成されることができる。その構成における具体的な手段又は手法は、当業者に知られており、ここでは詳細に説明しない。上述の装置の構成モジュール、ユニット及びサブユニットがソフトウェア又はファームウェアによって実現される場合、そのソフトウェアを構成するプログラムが、記憶媒体又はネットワークから、専用のハードウェア構成を有するコンピュータ（例えば、図１９に示す汎用コンピュータ１９００など）にインストールされる。該コンピュータは、様々なプログラムをインストールされるとき、様々な機能を実行することができる。
【０１８３】
図１９は、本発明の実施形態に係る方法及び装置を実現することが可能なコンピュータの模式ブロック図を示している。
【０１８４】
図１９において、中央処理装置（ＣＰＵ）１９０１は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１９０２に格納されたプログラム、又は記憶部１９０８からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１９０３にロードされたプログラムに従って様々な処理を実行する。ＲＡＭ１９０３にはまた、必要に応じて、ＣＰＵ１９０１が様々な処理を実行するのに必要なデータが格納され得る。ＣＰＵ１９０１、ＲＯＭ１９０２及びＲＡＭ１９０３は、バス１９０４によって互いに接続されている。バス１９０４にはまた、入力／出力インタフェース１９０５が接続されている。
【０１８５】
入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１９０５には、入力部１９０６（キーボードやマウスなどを含む）、出力部１９０７（陰極線管（ＣＲＴ）若しくは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やスピーカなどを含む）、記憶部１９０８（ハードディスクなどを含む）、及び通信部１９０９（例えばＬＡＮカードやモデムなどのネットワークインタフェースカードを含む）が接続されている。通信部１９０９は、例えばインターネットなどのネットワークを介した通信処理を実行する。必要に応じて、ドライバ１９１０も入力／出力インタフェース１９０５に接続され得る。ドライバ１９１０には、必要に応じて、例えば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリなどの、リムーバブルメディア（取り外し可能媒体）１９１１が取り付けられることができ、それにより、必要に応じて、それから読み出されたコンピュータプログラムが記憶部１９０８にインストールされる。
【０１８６】
上述の一連の処理がソフトウェアに基づいて実現される場合、該ソフトウェアを構成するプログラムが、例えばインターネットなどのネットワーク又は例えばリムーバブル記憶メディア１９１１などの記憶媒体からインストールされる。
【０１８７】
当業者に理解されるように、記憶媒体は、プログラムを格納し且つ該プログラムを装置から従属的にユーザに配信するリムーバブルメディア１９１１に限定されない。リムーバブルメディア１９１１の例には、磁気ディスク（フロッピーディスク（ＦＤ）（登録商標）を含む）、光ディスク（コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む）、光磁気ディスク（ミニディスク（ＭＤ）（登録商標）を含む）、及び半導体メモリが含まれる。代替的に、記憶媒体は、プログラムが格納され且つ当該記憶媒体が収容された装置とともにユーザに配布される、ＲＯＭ１９０２、又は記憶部１９０８に含まれるハードディスクであってもよい。
【０１８８】
本発明はまた、機械読み取り可能な命令コードが格納されたプログラムを提供する。該命令コードは、機械によって読み出されて実行されるときに、本発明の実施形態に係る方法を実行することが可能である。
【０１８９】
従って、機械読み取り可能命令コードが格納された上述のプログラムを担持する記憶媒体も、本発明の開示に含まれる。記憶媒体は、以下に限られないが、フロッピーディスク（登録商標）、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、及びメモリスティックを含む。
【０１９０】
以上の本発明の特定の実施形態の説明において、１つの実施形態にて説明／図示された特徴は、同一あるいは同様のようにして１つ以上のその他の実施形態で使用されてもよいし、その他の実施形態の特徴と組み合わされてもよいし、あるいはその他の実施形態の特徴を置き換えるように使用されてもよい。
【０１９１】
なお、文脈中の用語“含む／包含する”は、特徴、要素、ステップ又は構成要素の存在を意味するものであり、１つ以上のその他の特徴、要素、ステップ又は構成要素の存在若しくは付加を排除するものではない。
【０１９２】
また、本発明に係る方法は、この開示にて説明した時系列に従って実行されるように限定されるものではなく、その他の時系列に従って、並列モード又は独立モードで実行されてもよい。故に、本発明の技術的範囲は、本発明に係る方法の実行順序に限定されるものではない。
【０１９３】
実験結果
以下にて、本発明に係るプリコーディング行列コードブックグループを生成する方法に従って生成されるプリコーディング行列コードブックグループの実際の例を提示する。当業者に理解されるように、これらの例は、例示目的で用いるものであり、本発明を限定するものではない。
【０１９４】
表４は、４送信アンテナシステムにおけるＲａｎｋ＝１用のプリコーディング行列コレクションを提示するものである。このプリコーディング行列コレクションは、本発明の実施形態に従ったプリコーディング行列コレクション形成方法を用い、且つ該コレクション内のプリコーディング行列の要素としてＱＰＳＫ配置点を用いることによって形成されている。このプリコーディング行列コレクションは、全部で６４個のプリコーディング行列を有する。
【０１９５】
【表４】
2013502766.tif 000006
一例として、表４に示したプリコーディング行列コレクションは、電力正規化行列：
【０１９６】
【数１】
2013502766.tif 000007
を用いて電力正規化され得る。
【０１９７】
表４のプリコーディング行列コレクションを利用し、且つ本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成方法を用いることにより、取得されるプリコーディング行列コードブックグループは：
【０１９８】
（外１）
2013502766.tif 000008
又は、
【０１９９】
（外２）
2013502766.tif 000009
又は、
【０２００】
（外３）
2013502766.tif 000010
又は、
【０２０１】
（外４）
2013502766.tif 000011
となり得る。
【０２０２】
４つの数列が上に与えられており、各数列が１つのプリコーディング行列コードブックグループに対応する。数列内の各数字は、表４内のプリコーディング行列に対応しており、表４内のプリコーディング行列のシリアル番号を表している。
【０２０３】
具体的には、１６個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コードブック（又は、プリコーディング行列コードブックグループ）は：
【０２０４】
（外５）
2013502766.tif 000012
となり得る。
【０２０５】
上に提示した数列内の各数字は、表４内のプリコーディング行列のシリアル番号に対応している。なお、１６個の行列のサイズを有する上記プリコーディング行列コードブックの系列内の各数字の位置に制限はない。
【０２０６】
表５は、４送信アンテナシステムにおけるＲａｎｋ＝２用のプリコーディング行列コレクションを提示するものである。このプリコーディング行列コレクションは、本発明の一実施形態に従ったプリコーディング行列コレクション形成方法を用い、且つ該コレクション内のプリコーディング行列の要素としてＱＰＳＫ配置点を用いることによって形成されている。このプリコーディング行列コレクションは、４８個のプリコーディング行列を有する。送信アンテナのピーク対平均比（Peak-to-Average  Ratio）を低減するよう、各プリコーディング行列の各列内に２つのゼロが存在する。
【０２０７】
【表５】
2013502766.tif 000013
2013502766.tif 000014
一例として、表５に示したプリコーディング行列コレクションは、電力正規化行列：
【０２０８】
【数２】
2013502766.tif 000015
を用いて正規化される。
【０２０９】
表５のプリコーディング行列コレクションを利用し、且つ本発明の一実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成方法を用いることにより、取得されるプリコーディング行列コードブックグループは：
【０２１０】
（外６）
2013502766.tif 000016
又は、
【０２１１】
（外７）
2013502766.tif 000017
となり得る。
【０２１２】
２つの数列が上に与えられており、各数列が１つのプリコーディング行列コードブックグループに対応する。各数列内の各数字は、表５内のプリコーディング行列に対応しており、表５内のプリコーディング行列のシリアル番号を表している。
【０２１３】
具体的には、１６個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コードブック（又は、プリコーディング行列コードブックグループ）は：
【０２１４】
（外８）
2013502766.tif 000018
又は
【０２１５】
（外９）
2013502766.tif 000019
となり得る。
【０２１６】
上に提示した数列内の各数字は、表５内のプリコーディング行列のシリアル番号に対応している。なお、１６個の行列のサイズを有する上記プリコーディング行列コードブックの系列内の各数字の位置に制限はない。
【０２１７】
表６は、４送信アンテナシステムにおけるＲａｎｋ＝３用のプリコーディング行列コレクションを提示するものである。このプリコーディング行列コレクションは、本発明の一実施形態に従ったプリコーディング行列コレクション形成方法を用い、且つ該コレクション内のプリコーディング行列の要素としてＱＰＳＫ配置点を用いることによって形成されている。このプリコーディング行列コレクションは、１９２個のプリコーディング行列を有する。各プリコーディング行列は３つの列を有しており、そのうちの（何れか）２つは、送信アンテナのピーク対平均比を低減するよう、それぞれ２つのゼロを有する。
【０２１８】
【表６】
2013502766.tif 000020
2013502766.tif 000021
2013502766.tif 000022
2013502766.tif 000023
2013502766.tif 000024
2013502766.tif 000025
2013502766.tif 000026
2013502766.tif 000027
2013502766.tif 000028
一例として、各伝送レイヤの電力が同一のされる必要がある場合、表６に示したプリコーディング行列コレクションは、電力正規化行列：
【０２１９】
【数３】
2013502766.tif 000029
を用いて電力正規化される。
一例として、各伝送レイヤの電力が同一でないようにされる必要がある場合、表６に示したプリコーディング行列コレクションは、表７に示す電力正規化行列を用いて電力正規化される。
【０２２０】
【表７】
2013502766.tif 000030
を用いて電力正規化される。
【０２２１】
表６のプリコーディング行列コレクションと、対角要素が同一の電力正規化行列とを利用することにより、取得されるプリコーディング行列コードブックグループは：
【０２２２】
（外１０）
2013502766.tif 000031
となり得る。
【０２２３】
１つの数列が上に与えられている。この数列が１つのプリコーディング行列コードブックグループに対応する。この数列内の各数字は、表６内のプリコーディング行列に対応しており、表６内のプリコーディング行列のシリアル番号を表している。
【０２２４】
具体的には、２０個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コードブック（又は、プリコーディング行列コードブックグループ）は：
【０２２５】
（外１１）
2013502766.tif 000032
となり得る。
【０２２６】
この数列内の各数字は、表６内のプリコーディング行列のシリアル番号に対応している。なお、２０個の行列のサイズを有する上記プリコーディング行列コードブックの系列内の各数字の位置に制限はない。
【０２２７】
具体的には、２３個のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列コードブック（又は、プリコーディング行列コードブックグループ）は：
【０２２８】
（外１２）
2013502766.tif 000033
となり得る。
【０２２９】
この数列内の各数字は、表６内のプリコーディング行列のシリアル番号に対応している。なお、２３個の行列のサイズを有する上記プリコーディング行列コードブックの系列内の各数字の位置に制限はない。
【０２３０】
以上は、本発明の実施形態に係るプリコーディング行列コードブックグループ生成方法によって設計されたＲａｎｋ＝１，２，３用のプリコーディング行列コードブックであり、特に、プリコーディング行列の数が決定される場合のプリコーディング行列コードブックを提示している。
【０２３１】
Ｒａｎｋ＝４用のコードブックグループは、プリコーディング行列要素の数が１であるコードブック、すなわち、プリコーディング行列が恒等行列であるコードブックを採用することができる。
【０２３２】
本発明の具体的な実施形態を参照して本発明を説明したが、理解されるように、上述の実施形態及び例は何れも、限定的なものではなく、例示的なものである。当業者は、添付の請求項の精神及び範囲内で、本発明に関する様々な変更、改良又は均等物を考え出し得る。それらの変更、改良又は均等物も、本発明の保護範囲に含まれると見なされるべきである。
【図１】
2013502766.tif 000034
【図２】
2013502766.tif 000035
【図３】
2013502766.tif 000036
【図４】
2013502766.tif 000037
【図５】
2013502766.tif 000038
【図６】
2013502766.tif 000039
【図７】
2013502766.tif 000040
【図８】
2013502766.tif 000041
【図９】
2013502766.tif 000042
【図１０】
2013502766.tif 000043
【図１１】
2013502766.tif 000044
【図１２】
2013502766.tif 000045
【図１３】
2013502766.tif 000046
【図１４】
2013502766.tif 000047
【図１５】
2013502766.tif 000048
【図１６】
2013502766.tif 000049
【図１７】
2013502766.tif 000050
【図１８】
2013502766.tif 000051
【図１９】
2013502766.tif 000052
【国際調査報告】
2013502766.tif 000053
2013502766.tif 000054
2013502766.tif 000055
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