(57)【要約】【課題】通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法を提供する。【解決手段】かかる方法は、通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも１つの相関アンテナ組を確定するステップ（Ｓ１１０）と、前記確定された相関アンテナ組から少なくとも１つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップであって、選択された相関アンテナ組の各々については、前記処理を行った後の、選択された相関アンテナ組中の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有するステップ（Ｓ１２０）と、を含む。【選択図】図１
2013516120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法であって、
通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも１つの相関アンテナ組を確定するステップと、
前記確定された相関アンテナ組から少なくとも１つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップであって、選択された相関アンテナ組の各々については、前記処理を行った後の、選択された相関アンテナ組中の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有するステップと、を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つの相関アンテナ組を確定するステップは、
信号の統計学的特性が同じである、又は、信号の統計学的特性の差が所定の範囲内にあるアンテナユニットが同一の相関アンテナ組に属すると確定ステップを含み、
前記信号の統計学的特性は、信号の次の特性、即ち、平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数のうち少なくとも１つを含む、方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法であって、
前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
選択された相関アンテナ組の各々について、該選択された相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットから、該アンテナユニットに対応する少なくとも１つのプリコーディング行列を除去する場合に、該選択された相関アンテナ組に含まれる他のアンテナユニットの各アンテナユニットに対応するプリコーディング行列から、同じ数の対称的なプリコーディング行列を除去するステップを含み、
前記対称的なプリコーディング行列は、前記１つのアンテナユニットから除去された少なくとも１つのプリコーディング行列の主体要素と同じものをそれぞれ有する、方法。
【請求項４】
請求項１−３の何れか１つに記載の方法であって、
前記プリコーディング行列コードブックは、マルチ入力マルチ出力システムに用いる、ランクが３であるキュービックメトリック保存アップリンクプリコーディング行列コードブックであり、前記通信システムは、４つの送信アンテナを含み、第一アンテナ及び第二アンテナは交差偏波のように配置され、第三アンテナ及び第四アンテナは交差偏波のように配置され、また、前記相関アンテナ組を確定するステップは、次の相関アンテナ組、即ち、
第一アンテナ及び第二アンテナにより構成される第一アンテナユニットと、第三アンテナ及び第四アンテナにより構成される第六アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、及び
第一アンテナ及び第四アンテナにより構成される第三アンテナユニットと、第二アンテナ及び第三アンテナにより構成される第四アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を確定するステップを含む、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、
前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
形成された三つの相関アンテナ組から１つの相関アンテナ組を選択し、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、２つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する２つの対称的なプリコーディング行列を除去するステップ、又は
形成された三つの相関アンテナ組から２つの相関アンテナ組を選択し、この２つの相関アンテナ組の各々について、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、一つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する１つの対称的なプリコーディング行列を除去するステップを含む、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
第一アンテナ及び第二アンテナにより構成される第一アンテナユニットと、第三アンテナ及び第四アンテナにより構成される第六アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を前記選択された相関アンテナ組とし、及び、前記第一アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、前記第六アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブック、即ち、
【表７】
2013516120.tif 000024
を得るステップを含み、パワー分配行列Ａが、
【数１６】
2013516120.tif 000025
である、方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法であって、
前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を前記選択された相関アンテナ組とし、及び、前記第二アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、前記第五アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブック、即ち、
【表８】
2013516120.tif 000026
を得るステップを含み、パワー分配行列Ａが、
【数１７】
2013516120.tif 000027
である、方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法であって、
前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を前記選択された相関アンテナ組とし、及び、前記第二アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，１｝及び｛１，−１｝であるプリコーディング行列を除去し、前記第五アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，１｝及び｛１，−１｝であるプリコーディング行列を除去し、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブック、即ち、
【表９】
2013516120.tif 000028
を得るステップを含み、パワー分配行列Ａが、
【数１８】
2013516120.tif 000029
である、方法。
【請求項９】
通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置であって、
通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも１つの相関アンテナ組を確定する相関アンテナ組確定ユニットと、
前記確定された相関アンテナ組から少なくとも１つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うプリコーディング行列処理ユニットであって、選択された相関アンテナ組の各々については、前記処理を行った後の、選択された相関アンテナ組中の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有するプリコーディング行列処理ユニットと、を含む、装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、
前記相関アンテナ組確定ユニットは、信号の統計学的特性が同じである、又は、信号の統計学的特性の差が所定の範囲内にあるアンテナユニットが同一の相関アンテナ組に属すると確定し、
前記信号の統計学的特性は、信号の次の特性、即ち、平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数のうち少なくとも１つを含む、装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の装置であって、
前記プリコーディング行列処理ユニットは、
選択された相関アンテナ組の各々について、該選択された相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットから、該アンテナユニットに対応する少なくとも１つのプリコーディング行列を除去する場合に、該選択された相関アンテナ組に含まれる他のアンテナユニットの各アンテナユニットに対応するプリコーディング行列から、同じ数の対称的なプリコーディング行列を除去し、
前記対称的なプリコーディング行列は、前記１つのアンテナユニットから除去された少なくとも１つのプリコーディング行列の主体要素と同じものをそれぞれ有する、装置。
【請求項１２】
請求項９−１１の何れか１つに記載の装置であって、
前記プリコーディング行列コードブックは、マルチ入力マルチ出力システムに用いる、ランクが３であるキュービックメトリック保存アップリンクプリコーディング行列コードブックであり、前記通信システムは、４つの送信アンテナを含み、第一アンテナ及び第二アンテナは交差偏波のように配置され、第三アンテナ及び第四アンテナは交差偏波のように配置され、また、前記相関アンテナ組確定ユニットは、次の相関アンテナ組、即ち、
第一アンテナ及び第二アンテナにより構成される第一アンテナユニットと、第三アンテナ及び第四アンテナにより構成される第六アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、及び
第一アンテナ及び第四アンテナにより構成される第三アンテナユニットと、第二アンテナ及び第三アンテナにより構成される第四アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を確定する、装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置であって、
前記プリコーディング行列処理ユニットは、
相関アンテナ確定ユニットにより確定された三つの相関アンテナ組から１つの相関アンテナ組を選択し、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、２つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する２つの対称的なプリコーディング行列を除去し、又は
相関アンテナ確定ユニットにより確定された三つの相関アンテナ組から２つの相関アンテナ組を選択し、この２つの相関アンテナ組の各々について、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、一つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する１つの対称的なプリコーディング行列を除去する、装置。
【請求項１４】
請求項９−１３の何れか１つに記載の、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置を含む、移動端末。
【請求項１５】
請求項９−１３の何れか１つに記載の、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置を含む、基地局。
【請求項１６】
請求項１４に記載の移動端末及び／又は請求項１５に記載の基地局を含む、通信システム。
【請求項１７】
機械読み取り可能なインストラクションコードを含むプログラムであって、
前記インストラクションコードは、機械により読み出されて実行される時に、請求項１−８の何れか１つに記載の、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法を実行する、プログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のプログラムを格納した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総体的に無線通信の技術分野に関し、更に具体的に言えば、マルチアンテナ通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法及び装置、並びにプリコーディング行列コードブックを生成することができる基地局及び移動端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、無線通信システムがすさまじい勢いで発展していた。以前の第２世代移動通信システム、即ち、グローバル移動通信（ＧＳＭ(登録商標)）システムが、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、エンハンスト・データ・ＧＳＭ・エンバイロンメント（ＥＤＧＥ）などの技術へ絶え間なく進展変化し、システムのデータ伝送能力を大幅に向上させている。更に高い伝送レートを有する第３世代移動通信システム、例えば、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００などの技術も、世界の多くの国及び地域に次々と配置され、商用に投入され始めている。セルラー通信技術が発展していると同時に、他の若干の無線アクセス技術、例えば、ワイアレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）及びワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷｉＭＡＸ）技術も、すさまじい勢いで発展している。また、第４世代移動通信システム向けのＩＥＥＥ８０２．１６ｍ技術及び第３世代の移動体通信システムの標準化プロジェクトにおけるロング・ターム・エボリューション（３ＧＰＰ  ＬＴＥ）、第３世代の移動体通信システムの標準化プロジェクトにおけるロング・ターム・エボリューション・アドバーンスト（３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）などのプロジェクトも、起動し始め、研究開発の段階に進入している。
【０００３】
高速マルチメディア通信及び高速無線インターネットのアクセスサービスへの人々のニーズが急増するにつれて、無線周波数スペクトルリソースに限りがある場合、如何に既存の周波数帯域リソースを利用して通信システムの伝送レート及び周波数スペクトルの利用率を十分に向上させるかは、すぐにも解決しなければならない問題である。マルチアンテナ技術が伝送容量又は信号品質を向上させ得ることに鑑み、上述の各種のシステムでは、すべて、マルチアンテナ技術を採用しており、特に、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステム及びＩＥＥＥ８０２．１６ｍでは、基地局から移動局への８つの送信アンテナ及び８つの受信アンテナのアンテナパターンまでも定義している。
【０００４】
マルチ入力マルチ出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）システムは、マルチアンテナシステムに属し、複数の送信用アンテナ及び複数の受信用アンテナを用いてデータ伝送を行う無線通信システムである。ＭＩＭＯシステムは、データストリームのパラレル伝送をサポートし、高いデータレート、大きいスループット、及びより大きい通信距離を提供することができるので、専門的研究及び実際のシステムの中で人々から注目される重要な技術の１つになっている。ここ数年の持続的発展により、ＭＩＭＯ技術は、様々な無線通信システムに益々多く応用されている。ワイドバンド無線移動通信システムは、３ＧＰＰの標準にはＭＩＭＯ技術に関する内容が既に盛り込まれている。同時に、ＭＩＭＯ技術は、第４世代（４Ｇ）通信のホットな技術になっており、また、ほとんど全ての新しい無線通信標準（例えば、ＨＳＤＰＡ、８０２．１１ｎ、８０２．１６ｅ、８０２．１０、８０２．２０など）の中でとても重要な部分になっている。
【０００５】
通常の場合、先ず、独立した前方誤り訂正エンコーディングがマルチアンテナ伝送におけるパラレルデータストリームに対して行われ、それから、エンコーディング後のコードワードが１つ又は複数の伝送レイヤーにマッピングされる。コードワードが複数の伝送レイヤーにマッピングされるとき、エンコーダーから出力されたシリアルデータは、対応する複数のレイヤーにシリアル−パラレル変換され得る。１回の伝送でシステムによりサポート可能なレイヤーの総数は、システムの伝送のランク（Ｒａｎｋ）とも称される。
【０００６】
一般的には、マルチアンテナシステムによりサポート可能な伝送レイヤーのレイヤー数又はランクは、マルチアンテナシステムの物理アンテナの数より小さく又はそれに等しい。各レイヤーのデータを各物理アンテナのデータに変換するプロセスが、信号のプリコーディングプロセスと称される。特に、各レイヤーのデータを線形計算により各物理アンテナのデータに変換するプロセスが、信号の線形プリコーディングプロセスと称される。従来の無線通信システム、例えば、ＬＴＥシステム、ＷｉＭＡＸシステムでは、システムの計算複雑度及び信号伝達の制御複雑度に制限され、システムのために一定の個数のプリコーディング行列を予め設計しておく必要がある。プリコーディング行列の集合が、プリコーディング行列コードブックと称され、プリコーディング行列コードブック中のプリコーディング行列の個数が、プリコーディング行列コードブックのサイズと称される。マルチアンテナシステムでは、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要素を含むプリコーディング行列コードブックは、すべて、システムのスループットなどの指標に直接影響する。よって、システムのスループットの改善ニーズを満たすために、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念入りに設計する必要があり、このプリコーディング行列コードブックは、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中の各プリコーディング行列の要素を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
次に、本開示の簡単な概述が行われる。概述であるため、簡略化、概括、及び細部省略の場合が必ずある。当業者が認識すべきは、概述の部分が本開示の説明のみであり、本開示を限定するものでない。本明細書に記載の装置及び／又は方法及び／又は他の主題の他の方面、特徴、及び利点が本明細書の叙述により明らかになる。概述の部分は、簡略化の方式で、以下の「発明を実施するための形態」の部分に更に説明する複数の概念を導入するためのものである。本概述の部分は、保護を請求する主題のかぎとなる特徴又は必要な特徴を確定するためのものでなく、また、保護を請求する主題の範囲を確定するための補助手段でもない。
【０００８】
本発明の目的は、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施例によれば、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法が提供される。この方法は、通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも一つの相関アンテナ組を確定するステップと、確定された相関アンテナ組から少なくとも一つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップであって、選択された相関アンテナ組の各々については、前記処理を行った後の、選択された相関アンテナ組中の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有するステップと、を含む。
【００１０】
本発明の実施例によれば、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置が提供される。この装置は、通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも一つの相関アンテナ組を確定するように構成される相関アンテナ確定ユニットと、確定された相関アンテナ組から少なくとも一つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うプリコーディング行列処理ユニットであって、選択された相関アンテナ組の各々については、前記処理を行った後の、選択された相関アンテナ組の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有するように構成されるプリコーディング行列処理ユニットと、を含む。
【００１１】
本発明の実施例による方法及び装置により生成されたプリコーディング行列コードブックは、アンテナユニットに関する信号の特性に基づいて、使用可能なプリコーディング行列に対してそれ相応の処理を行うことで、最適なプリコーディング行列を得ることができ、これにより、通信システムのパフォーマンスパラメータ（例えば、システムのスループットなど）を最適化し、また、固定のコーディング変調方式については、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）を低減することもできる。さらに、プリコーディング行列コードブックの生成及び選択などのプロセスを顕著に簡略化することができ、これにより、システムの稼動コストを有効に削減することができる。
【００１２】
本発明の実施例によれば、基地局が提供される。この基地局は、上述の本発明による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する装置を有する。これにより、上述の本発明による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する方法を実行することができる。
【００１３】
本発明の実施例によれば、移動端末が提供される。この移動端末は、上述の本発明による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する装置を有する。これにより、上述の本発明による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する方法を実行することができる。
【００１４】
本発明の実施例によれば、通信システムが提供される。この通信システムは、上述のような本発明の実施例による基地局及び／又は移動端末を含む。これにより、上述の本発明による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する方法を実行することができる。
【００１５】
本発明の実施例によれば、記憶媒体が提供される。この記憶媒体は、機械読み取り可能なプログラムコードを含む。機械（例えば、情報処理装置）において前記プログラムコードを実行する時に、前記プログラムコードは、前記機械に、上述の本発明の実施例による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する方法を実行させる。
【００１６】
本発明の実施例によれば、プログラムプロダクトが提供される。このプログラムプロダクトは、機械実行可能なインストラクションを含む。機械（例えば、情報処理装置）において前記インストラクションを実行する時に、前記インストラクションは、前記機械に、上述の本発明の実施例による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する方法を実行させる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の以上及び他の目的、特徴、及び利点については、添付した図面を参照しながら行われる次の説明を参考にすることにより更なる理解を得ることができる。全ての図面では、同じ又は類似の符号が同じ又は類似の部品を表す。
【図１】本発明の実施例による、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法のフローチャートである。
【図２】４つの送信アンテナを有するＭＩＭＯ通信システム中の使用可能な1つのアンテナ配置図である。
【図３】本発明の実施例による、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置のブロック図である。
【図４】本発明の実施例による方法及び装置を実施可能なコンピュータのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の好適的な実施例について説明を行う。簡明且つ明瞭化のために、明細書では、実際の実施形態の全ての特徴を叙述しない。しかし、理解すべきは、この種の任意の実際の実施形態を開発する過程で、開発者の具体的な目標を実現するために、実施形態に特定される多くの決定をしなければならない。例えば、システム及び業務に関するそれらの制限条件に合致する必要があり、また、これらの制限条件は、実施形態が異なるにつれて変化する可能性もある。更に理解すべきは、開発業務は非常に複雑且つ時間のかかるものとなり得るが、本開示の内容から利益を得る当業者にとって、この種の開発業務は通常の業務に過ぎない。
【００１９】
ここで更に説明する必要がある点は、不必要な細部により本発明をあいまいにすることを避けるために、図面に、本発明による方案と密接に関する装置の構造及び／又は処理のステップのみを示し、本発明と関係の大きくない他の細部を略すことである。
【００２０】
図１は、本発明の実施例による、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法のフローチャートである。図に示すように、まず、ステップＳ１１０で、通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも１つの相関アンテナ組を確定する。次に、ステップＳ１２０で、前記確定された相関アンテナ組から少なくとも１つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組に対応するプリコーディング行列に対して処理を行い、これにより、選択された相関アンテナ組の各々については、処理を行った後の、選択された相関アンテナ組の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有する。
【００２１】
図１に示すプリコーディング行列コードブックを生成する方法の１つの具体的な実施形態では、アンテナユニットにより受信又は送信される信号の特徴を評価指標とし、複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有する相関アンテナ組を確定する。具体的には、アンテナユニットにより受信又は送信される信号の統計学的特性の相関性の度合いに基づいて、それ相応のアンテナユニットが同一の相関アンテナ組に属するかどうかを確定してもよい。相関アンテナを確定するためにルールを予め設定し、例えば、アンテナユニットにより送信又は受信される信号の統計学的特性が同じであれば、または、信号の統計学的特性の差が所定の範囲内（例えば、所定の閾値例えば１０％より小さく又はそれに等しい）にあれば、信号の統計学的特性が所定程度の相関性を有するので、それ相応のアンテナユニットも所定程度の相関性を有すると設定してもよく、これにより、それ相応のアンテナユニットが相関アンテナユニットであり、即ち、同一の相関アンテナ組に属すると確定することができる。容易に理解するのは、ここで言うアンテナユニットは、単一のアンテナを含んでもよく、複数のアンテナを含んでもよい。これは、システムの具体的な配置状況によるが、アンテナユニットは、何れの構成方式を採用しても、相関アンテナ組を確定する方式は、同様である。
【００２２】
１つの例では、相関アンテナ組を確定するための信号の統計学的特性は、平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数などを含んでも良い。以下、それぞれの説明を行う。
【００２３】
ランダム変化の信号について言えば、一般的には、信号の統計値を用いてこの信号の特性を表す。１つの簡単な例としては、ＡＷＧＮ信号、即ち、相加性白色ガウス雑音信号がある。ＡＷＧＮ信号については、統計量である平均値μ（例えば、算術平均値）及び統計量である分散σ２を用いてこの信号の特性を表す。例えば、ＡＷＧＮ信号ｎ（１）及びｎ（２）があり、かつ、この二つの信号の平均値μ１、μ２及び分散σ１２、σ２２が等しければ、この二つのランダム信号の統計学的特性が同じであり、即ち、所定程度の相関性を有すると見なしてもよい。同様に、この二つの信号の平均値μ１、μ２の間の差及び／又は分散σ１２、σ２２の間の差が所定の範囲内にあれば、この二つの信号が所定程度の相関性を有すると見なしてもよい。
【００２４】
一般的に言えば、ランダム信号については、信号の統計分布を用いてこの信号の特徴を表してもよい。例えば、レイリーフェージング信号については、この信号の実部及び虚部がともに正規分布信号であり、かつ、この信号の実部と虚部とは相関しない。レイリーフェージング信号の振幅値はレイリー分布に従い、レイリーフェージング信号の位相角は〔０，２π）の均一分布に従う。信号ｍ（１）及びｍ（２）があり、これらの統計分布が同じであれば、または、互いの統計分布の間の差が所定の範囲内にあれば、信号ｍ（１）及びｍ（２）の統計学的特性が所定程度の相関性を有すると見なしてもよい。
【００２５】
また、自己相関関数及び相互相関関数を用いてランダム信号の特性を表してもよい。例えば、ランダム信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）については、その自己相関関数が次のように定義され、
【数１】
2013516120.tif 000003
【数２】
2013516120.tif 000004
その相互相関関数が次のように定義される。
【数３】
2013516120.tif 000005
【数４】
2013516120.tif 000006
【００２６】
ただし、ｔは時間を表し、τは相関時間を表し、＊は共役演算を表す。
【００２７】
また、信号ｙ１（ｔ）、ｙ２（ｔ）があれば、その自己相関関数及び相互相関関数が上述の数１―４と同様に算出され得る。信号ｙ１（ｔ）、ｙ２（ｔ）及び信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）の自己相関関数及び相互相関関数が同じであれば、即ち、
【数５】
2013516120.tif 000007
かつ、
【数６】
2013516120.tif 000008
であれば、ランダム信号ｙ１（ｔ）、ｙ２（ｔ）及びランダム信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）が同じ統計学的特性を有し、即ち、所定程度の相関性を有すると見なすことができる。同様に、ランダム信号ｙ１（ｔ）、ｙ２（ｔ）及びランダム信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）の自己相関関数及び相互相関関数の間の差が所定の範囲内にあれば、ランダム信号ｙ１（ｔ）、ｙ２（ｔ）及びランダム信号ｘ１（ｔ）、ｘ２（ｔ）が所定程度の相関性を有すると見なしてもよい。
【００２８】
上述の信号の統計学的特性を表す及び評価する各種の方法の具体例としては、例えば、Theodore  S.  Rappaport（米）の著作であるWireless  Communications:  Principles  and  Practice（Second  Edition,  Prentice  Hall  PTR,  ISBN:  7121026589）に、関連する具体的な内容がある。
【００２９】
以上により分かるように、平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数などは、すべて、ランダム信号の統計学的特性を表すことができる。ランダム信号の統計学的特性は、この信号の性質の反映である。よって、複数のランダム信号が同じ統計学的特性を有すれば、この複数のランダム信号が同じ性質を有すると見なすことができ、また、複数のランダム信号の統計学的特性の間の差が所定の範囲内にあれば、この複数のランダム信号の性質に差がとても小さいと見なすことができる。上述の二つの場合は、ともに、その複数のランダム信号の統計学的特性が所定程度の相関性を有し、または、信号の性質が所定程度の相関性を有すると言える。信号の統計学的特性の相関性に基づいて相関アンテナ組を確定することにより、後続の、確定された相関アンテナ組に対して行うプリコーディング行列の処理は、信号の特性に関する観点で通信システムのパフォーマンスを最適化することができ、例えば、通信システムのスループット、ブロック誤り率などを改善することができる。
【００３０】
もちろん、当業者が理解すべきは、上述の信号の統計学的特性を確定する任意の１つの方式又は任意の複数の方式の組み合わせにより、相関アンテナ組を確定することができ、即ち、実際のニーズに基づいて、上述の信号の統計学的特性を確定する少なくとも１つの方式により、相関アンテナ組を確定してもよい。また、上述の例のほかに、その他の任意の適切な方法により信号性質の相関性の度合いを評価してもよい。
【００３１】
図１に示す、本発明の実施例による、プリコーディング行列コードブックを生成する方法の一つの具体的な実施形態では、選択された相関アンテナ組に対応するプリコーディング行列に対して処理を行う過程で、選択された相関アンテナ組の各々について、この選択された相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットから、このアンテナユニットに対応する少なくとも１つのプリコーディング行列を除去する場合、この選択された相関アンテナ組に含まれる他のアンテナユニットの各アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ数の対称的なプリコーディング行列をそれぞれ除去する。ここで言う対称的なプリコーディング行列は、上述の１つのアンテナユニットから除去された少なくとも１つのプリコーディング行列の主体要素と同じものをそれぞれ有する。
【００３２】
上述のように、本発明の実施例による、プリコーディング行列コードブックを生成する方法では、選択された相関アンテナ組に含まれる各アンテナユニットが対応するプリコーディング行列に対してそれ相応の処理を行い、これにより、処理を行った後の、この選択された相関アンテナ組中の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有する。ここで、いわゆる“対称的な性質を有する”とは、次の場合、即ち、処理後のそれ相応のアンテナユニットに対応するプリコーディング行列が行列構造配置の面で対称的な性質を有する場合、及び、これらの処理後のプリコーディング行列を用いてプリコーディング処理を行うことにより通信システムのパフォーマンスに与える影響が対称的であり、即ち、通信システムのパフォーマンスに与える影響が同じ又は同様である場合の少なくとも１つを指す。
【００３３】
この具体的な実施形態では、一つの選択された相関アンテナ組について、この相関アンテナ組に含まれる各アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、数が同じであり且つ同じ主体要素を有するプリコーディング行列を除去する方式で、処理後の、各アンテナユニットに対応するプリコーディング行列に、対称的な性質を持たせる。ここで、主体要素とは、プリコーディング行列に主導的地位を占める要素であって、プリコーディング行列の性質の確定に主導的作用をするものを指す。対称的な性質を有するプリコーディング行列が通信システムのパフォーマンスに与える影響が同じ又は同様であるので、この種の方式で得られたプリコーディング行列コードブックは、通信システムのパフォーマンスを最適化することができ、例えば、通信システムのスループットの特性などを改善することができる。
【００３４】
以下、図１に示す、本発明の実施例による、プリコーディング行列を生成する方法の１つの具体例を詳細に説明する。この具体例では、ＭＩＭＯシステムに用いるアップリンク・キュービックメトリック保存（Ｃｕｂｉｃ  Ｍｅｔｒｉｃ  Ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ、ＣＭＰ）プリコーディング行列コードブックを生成する。周知のように、キュービックメトリック（Ｃｕｂｉｃ  Ｍｅｔｒｉｃ、ＣＭ）は、３ＧＰＰ−ＬＴＥ標準において、アップリンクパワーアンプのパワーの軽減（又は、パワーディレーティング（Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅ−Ｒａｔｉｎｇ）と称される）を直接表すパラメータである。図２は、この種のＭＩＭＯシステムに含まれる通信端末のアンテナ配置図である。図２に示すように、アンテナ１及び２が交差偏波（Ｃｒｏｓｓ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）のように配置され、アンテナ３及び４が交差偏波のように配置される。上述の交差偏波のアンテナ配置の場合、ＱＰＳＫコンステレーションに基づく且つランク（Ｒａｎｋ）が３であるＣＭＰプリコーディング行列コードブックは、全部で、２４個のプリコーディング行列を含む。例えば、アンテナ１−４は、Ｃ３２＝６種のアンテナユニット、即ち、第一アンテナユニット｛１，２｝、第二アンテナユニット｛１，３｝、第三アンテナユニット｛１，４｝、第四アンテナユニット｛２，３｝、第五アンテナユニット｛２，４｝、及び第六アンテナユニット｛３，４｝を構成することができる。そのうち、各アンテナユニットは、４個のプリコーディング行列に対応し、第一アンテナユニット｛１，２｝を例とすると、それが対応するプリコーディング行列は、次のようである。
【数７】
2013516120.tif 000009
【００３５】
そのうち、各プリコーディング行列の第１列の第１−２個要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝が、それ相応の各プリコーディング行列の主体要素と称され、±１及び±ｊが、ＱＰＳＫ変調に対応する。
【００３６】
同様に、第六アンテナユニット｛３，４｝が対応する４個のプリコーディング行列中の各々は、第１列の第３及び第４行に、主体要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝が次のように配列される。
【数８】
2013516120.tif 000010
【００３７】
これに基づいて類推することにより、上述の６個のアンテナユニットについては、次のように、６＊４＝２４個のプリコーディング行列を得ることができる。
【００３８】
第二アンテナユニット｛１，３｝が対応する４個のプリコーディング行列は、その中の主体要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝が次のように第１列の第１及び第３行にそれぞれ配列される。
【数９】
2013516120.tif 000011
【００３９】
第三アンテナユニット｛１，４｝が対応する４個のプリコーディング行列は、その中の主体要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝が次のように第１列の第１及び第４行にそれぞれ配列される。
【数１０】
2013516120.tif 000012
【００４０】
第四アンテナユニット｛２，３｝が対応する４個のプリコーディング行列は、その中の主体要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝が次のように第１列の第２及び第３行にそれぞれ配列される。
【数１１】
2013516120.tif 000013
【００４１】
第五アンテナユニット｛２，４｝が対応する４個のプリコーディング行列は、その中の主体要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝が次のように第２列の第２及び第４行にそれぞれ配列される。
【数１２】
2013516120.tif 000014
【００４２】
なお、本具体例におけるアンテナ及びアンテナユニットに付けられる上述の番号は、説明の便宜のためだけのものであり、本発明を限定するものでない。例えば、これらの異なる番号は、異なるアンテナ又はアンテナユニットを表すためだけのものであり、これらのアンテナ又はアンテナユニットが各自の番号に対応する順序又は大小関係などを有することを表すためのものでない。また、本具体例では、１つのアンテナユニットが２つのアンテナを含むが、当業者が理解すべきは、これは、本発明の構成を限定せず、システムの具体的な配置状況により、１つのアンテナユニットは、１つ又は三つ以上のアンテナを含んでもよい。アンテナユニットの具体的な構成形式は、如何ようにも、本発明の実施例による、プリコーディング行列コードブックを生成する方法の実現に影響を与えない。
【００４３】
３ＧＰＰに関する標準（Final_ReportWG1#58_v100.doc、http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_58/Report/参照）には、図２に示す交差偏波のアンテナ配置の場合、ＱＰＳＫ変調に基づく且つランクが３であるＣＭＰプリコーディング行列コードブックのサイズが２０であるとの規定がある。３ＧＰＰ標準に規定のサイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得るために、上述のこの種の場合に使用可能な全ての２４個のプリコーディング行列から、４個のプリコーディング行列を除去する必要がある。任意に除去すれば、全部で、Ｃ２４４＝１０６２６個の、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得ることができる。これらの使用可能な１０６２６個のコードブックから、プリコーディング行列コードブックを任意に選択してシステムに応用したとすれば、システムのパフォーマンスの最適性を保証することができない。また、このような数が膨大であるコードブックから、システムに理想のパフォーマンスを持たせる適切なプリコーディング行列コードブックを選択することは、複雑且つ時間のかかる作業であるので、通信システムの稼動コストを増加させてしまう。
【００４４】
そのため、本発明の実施例による、プリコーディング行列を生成する方法のこの具体例では、まず、上述の６個のアンテナユニットから相関アンテナ組を確定する。例えば、上述のような信号の統計学的特性の相関性の度合いを確定する方法を用いて、相関アンテナ組を確定することができる。
【００４５】
図２のアンテナ配置図から分かるように、アンテナ１及びアンテナ３は同じ偏波方向を有し、アンテナ２及びアンテナ４は同じ偏波方向を有する。上述の信号の統計学的特性を分析する方法を用いて６個のアンテナユニットに対して分析を行い、次の結論を得ることができる。
【００４６】
第一アンテナユニット｛１，２｝及び第六アンテナユニット｛３，４｝は、同一の相関アンテナ組に属する。
【００４７】
第一アンテナユニット｛１，２｝及び第六アンテナユニット｛３，４｝は、全く同じ偏波方向を有し、即ち、ともに±４５度であり、両者の相違点は、２つのアンテナユニットの空間位置が異なり、即ち、位相の差がλ／２であることのみにある。ただし、λは、無線通信システムの搬送波の波長である。無線移動通信環境の中では、λ／２の空間位置の差は、アンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝の瞬時特性のみに影響を与え、時間上の長期的な統計学的性質に影響を与えない。よって、第一アンテナユニット｛１，２｝及び第六アンテナユニット｛３，４｝は、同じ統計学的特性を有し、即ち、同じ信号特性を有する。実際には、上述のような信号の統計学的特性を確定する方法を用いて同様な結論を得ることもでき、即ち、第一アンテナユニット｛１，２｝及び第六アンテナユニット｛３，４｝により送信又は受信される信号の平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数が同じである。これにより、第一アンテナユニット｛１，２｝及び第六アンテナユニット｛３，４｝が相関アンテナ組を成すと確定することができる。
【００４８】
第二アンテナユニット｛１，３｝及び第五アンテナユニット｛２，４｝は、同一の相関アンテナ組に属する。
【００４９】
図２から分かるように、第二アンテナユニット｛１，３｝及び第五アンテナユニット｛２，４｝は、同じアンテナ間隔を有し、即ち、ともにλ／２であり、両者の相違点は、２つのアンテナユニットの偏波方向が異なり、即ち、それぞれ＋４５度及び−４５度であることのみにある。電磁波及び電磁場の理論に基づいて、偏波の信号は、垂直方向のベクトルＶ及び水平方向のベクトルＨに分解され得る。第二アンテナユニット｛１，３｝及び第五アンテナユニット｛２，４｝については、その垂直方向のベクトルＶが全く同じであり、その水平方向のベクトルＨの差が１つの負号であり、即ち、１８０度の位相差を有する。例えば、上述の信号に対して自己相関関数及び相互相関関数を用いて分析を行う方法によれば、固定の位相差が信号の統計学的性質に影響を与えないことが分かるので、第二アンテナユニット｛１，３｝及び第五アンテナユニット｛２，４｝は、同じ統計学的特性を有し、即ち、同じ信号特性を有する。同様に、上述のような信号の統計学的特性を確定する他の方法を用いて同様な結論を得ることもでき、即ち、第二アンテナユニット｛１，３｝及び第五アンテナユニット｛２，４｝により送信又は受信される信号の平均値、分散、分布関数が同じである。
【００５０】
アンテナユニット｛１，４｝及びアンテナユニット｛２，３｝は、同一の相関アンテナ組に属する。
【００５１】
図２から分かるように、アンテナユニット｛１，４｝及びアンテナユニット｛２，３｝は、同じアンテナ間隔を有し、即ち、ともにλ／２であり、両者の相違点は、２つのアンテナユニットの偏波方向が異なり、即ち、それぞれ｛＋４５度，−４５度｝及び｛−４５度，＋４５度｝であることのみにある。上述の分析と同様に、電磁波及び電磁場の理論に基づいて、偏波の信号は、垂直方向のベクトルＶ及び水平方向のベクトルＨに分解され得る。アンテナユニット｛１，４｝及びアンテナユニット｛２，３｝については、その垂直方向のベクトルＶが全く同じであり、その水平方向のベクトルＨの差が１つの負号であり、即ち、１８０度の位相差を有する。例えば、上述の信号に対して自己相関関数及び相互相関関数を用いて分析を行う方法によれば、固定の位相差が信号の統計学的性質に影響を与えないことが分かるので、アンテナユニット｛１，４｝及びアンテナユニット｛２，３｝は、同じ統計学的特性を有し、即ち、同じ信号特性を有する。同様に、上述のような信号の統計学的特性を確定する他の方法を用いて同様な結論を得ることもでき、即ち、アンテナユニット｛１，４｝及びアンテナユニット｛２，３｝より送信又は受信される信号の平均値、分散、分布関数が同じである。
【００５２】
本具体例では、同じである信号の統計学的特性を有するアンテナユニットにより相関アンテナ組を形成するが、当業者が理解すべきは、他の具体例では、システムのパフォーマンスの具体的なニーズに応じて、信号の統計学的特性の差が所定の範囲内にあるアンテナユニットにより相関アンテナユニットを形成してもよい。
【００５３】
容易に理解するのは、相関アンテナ組に含まれる各アンテナが同じ信号特性を有するため、これらのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有するプリコーディング行列を除去し、得られたプリコーディング行列に対称的な性質を持たせれば、システムのパフォーマンス（例えば、スループット、ブロック誤り率など）に与える影響が最適であるプリコーディング行列を得ることが可能である。
【００５４】
上述の相関を有するアンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝を例とする。アンテナユニット｛１，２｝から、主体要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝のうち少なくとも１つの主体要素が対応するプリコーディング行列を除去すれば、それ相応にアンテナユニット｛３，４｝から、同じ主体要素を有し且つ数が同じであるプリコーディング行列を除去する。例えば、アンテナユニット｛１，２｝から、主体要素が｛１，１｝であるプリコーディング行列を除去すれば、それ相応にアンテナ｛３，４｝から、主体要素が｛１，１｝であるプリコーディング行列を除去し、これにより、２４個のプリコーディング行列を２２個まで減少させることができる。それから、他の相関アンテナ組の任意の１つに含まれる２つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、２つのプリコーディング行列を同様に除去すると、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得ることができる。もちろん、アンテナユニット｛１，２｝及びアンテナ｛３，４｝から、主体要素｛１，１｝、｛１，−１｝、｛１，ｊ｝、及び｛１，−ｊ｝のうち任意の２つの主体要素が対応するプリコーディング行列を、それぞれ、同時に除去して２４個のプリコーディング行列を２０個まで減少させることもでき、これにより、最終的に所要のサイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得てもよい。
【００５５】
本具体例では、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得ることを目標としている。しかし、他の数のプリコーディング行列コードブックを得ようとする場合にも、１つ又は複数の相関アンテナ組に含まれる各アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から除去する必要があるプリコーディング行列の個数を容易に設定することができる。
【００５６】
上述の処理から分かるように、除去されたプリコーディング行列が同じ主体要素を有するので、それ相応のプリコーディング行列を除去した後に、相関アンテナ組中のアンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝が対応するプリコーディング行列は、対称的な性質を呈し、即ち、処理後のアンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝が対応するプリコーディング行列は、それぞれ、同じ主体要素を有する。また、上述のように、アンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝は同じ信号特性を有するので、この種の処理を行った後に得られたプリコーディング行列コードブックは、通信システムに優れた特性を持たせることができる。
【００５７】
一つの代替可能な実施形態では、他の相関アンテナ組、例えば、アンテナユニット｛１，３｝及びアンテナユニット｛２，４｝により構成される相関アンテナ組、及び、アンテナユニット｛１，４｝及びアンテナユニット｛２，３｝により構成される相関アンテナ組に対して同様な処理を行ってもよい。例えば、まず、アンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝から、１つのプリコーディング行列をそれぞれ除去する場合、アンテナユニット｛１，３｝及びアンテナユニット｛２，４｝により構成される相関アンテナ組、及び、アンテナユニット｛１，４｝及びアンテナユニット｛２，３｝により構成される相関アンテナ組のうち任意の１つの相関アンテナ組から、同じ主体要素を有する２つのプリコーディング行列を更に除去すれば、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得ることができる。もちろん、三つの相関アンテナ組のうち任意の１つの相関アンテナ組に含まれる各アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が同じである二つのプリコーディング行列を除去することにより、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得ることもできる。なお、何れの相関アンテナ組に含まれるアンテナユニットが対応するプリコーディング行列を最初に除去するか、及び、各アンテナユニットについて何れの主体要素、すなわち、何れの主体要素が対応するプリコーディング行列を除去するかは、当業者が具体的なシステムのパフォーマンスの要求に応じて確定することができるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
上述の本具体例の処理により、全部で、Ｃ３１＊Ｃ４２＋Ｃ３２＊Ｃ４１＝３０個のサイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを得ることができる。そのうち、Ｃ３１＊Ｃ４２は、１つの相関アンテナ組に含まれる各アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する２つのプリコーディング行列をそれぞれ除去し、サイズが２０である１８個のプリコーディング行列コードブックを得ることを表し、Ｃ３２＊Ｃ４１は、三つの相関アンテナ組のうち任意の２つの相関アンテナ組について、各相関アンテナ組に含まれる各アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する１つのプリコーディング行列をそれぞれ除去し、サイズが２０である１２個のプリコーディング行列コードブックを得ることを表し、これにより、全部で３０個の、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブックが得られる。
【００５９】
上述の１０６２６個のサイズが２０であるプリコーディング行列コードブックに比べ、３０個のサイズが２０であるプリコーディング行列コードブックを生成して、その中からコードブックを選択することは、明らかに簡単であり、これにより、システムの稼動コストを顕著に削減することができる。一方、この３０個のコードブックは、上述の処理を受け、システムのパフォーマンスを最適化することができるプリコーディング行列コードブックであるので、その中から選択されたプリコーディング行列コードブックは、通信システムに応用されるときに、最適なシステムパフォーマンスを得ることができる。これにより、例えば、システムのスループット、ブロック誤り率などを更に効率的に改善することができる。
【００６０】
以下、本具体例におけるプリコーディング行列の生成方法により得られた幾つかのコードブックの例を紹介する。
【００６１】
＜例１＞
アンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝から、主体要素が｛１，ｊ｝、｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去することにより得られたプリコーディング行列コードブックは、次の通りである。
【表１】
2013516120.tif 000015
【００６２】
＜例２＞
アンテナユニット｛１，３｝及びアンテナユニット｛２，４｝から、主体要素が｛１，ｊ｝、｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去することにより得られたプリコーディング行列コードブックは、次の通りである。
【表２】
2013516120.tif 000016
【００６３】
＜例３＞
アンテナユニット｛１，３｝及びアンテナユニット｛２，４｝から、主体要素が｛１，１｝、｛１，−１｝であるプリコーディング行列を除去することにより得られたプリコーディング行列コードブックは、次の通りである。
【表３】
2013516120.tif 000017
【００６４】
なお、上述の３つのプリコーディング行列コードブックの例は、１つの相関アンテナ組に含まれる２つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する２つのプリコーディング行列をそれぞれ除去することにより得られたものであるが、当業者は、本明細書の詳細な説明に基づいて、上述の３０個のサイズが２０であるプリコーディング行列コードブックのうち他のコードブックを容易に得ることができる。例えば、アンテナユニット｛１，２｝及びアンテナユニット｛３，４｝から、主体要素が｛１，ｊ｝である１つのプリコーディング行列（上述のこの２つのアンテナユニットに対応する４個のプリコーディング行列のうち、左から３つ目のプリコーディング行列）をそれぞれ除去し、それから、アンテナユニット｛１，３｝及びアンテナユニット｛２，４｝から、主体要素が｛１，−ｊ｝である１つのプリコーディング行列（上述のこの２つのアンテナユニットに対応する４個のプリコーディング行列のうち、左から４つ目のプリコーディング行列）をそれぞれ除去し、これにより、サイズが２０である１つのプリコーディング行列コードブックを得ることができる。紙数に限りがあるので、ここでは、算出され得る３０個のサイズが２０であるプリコーディング行列の各々についての説明を省略する。
【００６５】
図３は、本発明の実施例による、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置のブロック図である。図３に示すように、装置３００は、通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも１つの相関アンテナ組を確定するように構成される相関アンテナ組確定ユニット３１０と、確定された相関アンテナ組から少なくとも１つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うように構成されるプリコーディング行列処理ユニット３２０であって、選択された相関アンテナ組の各々については、処理を行った後の、選択された相関アンテナ組の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有する、プリコーディング行列処理ユニット３２０と、を含む。
【００６６】
図３に示す、本発明の実施例による、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置３００の一つの具体的な実施形態では、相関アンテナ組確定ユニット３１０は、信号の統計学的特性が同じである、又は、信号の統計学的特性の差が所定の範囲内にあるアンテナユニットが同一の相関アンテナ組に属すると確定するように構成され得る。信号の統計学的特性は、信号の次の特性、即ち、平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数のうち少なくとも１つであってもよい。
【００６７】
図３に示す、本発明の実施例による、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置３００のもう一つの具体的な実施形態では、プリコーディング行列処理ユニット３２０は、選択された相関アンテナ組の各々について、選択された相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットから、このアンテナユニットに対応する少なくとも１つのプリコーディング行列を除去する場合、選択された相関アンテナ組に含まれる他のアンテナユニットの各々が対応するプリコーディング行列から、数が同じである対称的なプリコーディング行列をそれぞれ除去するように構成され得る。ここで言う対称的なプリコーディング行列は、上述の１つのアンテナユニットから除去された少なくとも１つのプリコーディング行列の主体要素と同じものを有する。
【００６８】
１つの具体例によれば、プリコーディング行列処理ユニット３２０は、上述のように、図２を参照しながら説明した、ＭＩＭＯシステムに用いるサイズが２０であるアップリンクＣＭＰプリコーディング行列コードブックを生成する方法のうち、相関アンテナ組に含まれるアンテナユニットが対応するプリコーディング行列に対して行った処理を実行するように構成され得る。
【００６９】
この具体例では、プリコーディング行列処理ユニット３２０は、次の操作、即ち、相関アンテナ組確定ユニット３１０により確定された３つの相関アンテナ組から１つの相関アンテナ組を選択し、選択された相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、２つのプリコーディング行列を除去し、また、この相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する２つの対称的なプリコーディング行列を除去する操作を実行するように構成され得る。または、プリコーディング行列処理ユニット３２０は、次の操作、即ち、相関アンテナ組確定ユニット３１０により確定された３つの相関アンテナ組から２つの相関アンテナ組を選択し、選択された２つの相関アンテナ組の各々について、この相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、１つのプリコーディング行列を除去し、また、この相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する１つの対称的なプリコーディング行列を除去する操作を実行するように構成され得る。
【００７０】
装置３００の各構成ユニットの操作の更なる細部については、上述のように、図１−２を参照しながら説明した、本発明の実施例による、通信システム用のプリコーディング行列コードブックを生成する方法の各実施形態又は具体例を参照することができるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
上述の装置３００中の各構成モジュール、ユニット、サブユニットは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はその組み合わせの方式で構成され得る。構成に使用可能な具体的な手段又は方式は、当業者にとって周知であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。ソフトウェア又はファームウェアにより実現する場合、記憶媒体又はネットワークから、専用ハードウェア構造を有するコンピュータ（例えば、図４に示す汎用コンピュータ４００）に、このソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムをインストールし、コンピュータは、各種のプログラムがインストールされているときに、各種の機能などを実行することができる。
【００７２】
また、本発明の実施例による、プリコーディング行列コードブックを生成する方法は、ＭＩＭＯ通信システムの移動端末側、基地局側、又は、移動端末及び基地局の両側に実現され得る。それ相応に、上述の図３に示す装置３００は、移動端末又は基地局に配置され、本発明の実施例による、プリコーディング行列コードブックを生成する方法を実現することができる。よって、上述の装置３００を有する移動端末、基地局、及びこの種の基地局及び／又は移動端末を含む通信システムは、本発明の保護範囲に含まれるべきである。
【００７３】
図４は、本発明の実施例による方法及び装置を実施可能なコンピュータのブロック図である。
【００７４】
図４では、中央処理装置（ＣＰＵ）４０１が、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４０２に記憶されているプログラム、又は、記憶部４０８からランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４０３にロードされているプログラムに基づいて、各種の処理を実行する。ＲＡＭ４０３では、ニーズに応じて、ＣＰＵ４０１が各種の処理などを実行する時に必要なデータを記憶してもよい。ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、及びＲＡＭ４０３はバス４０４を経由して互いに接続される。入力／出力インターフェース４０５もバス４０４に接続される。
【００７５】
次の部品、即ち、入力部４０６（キーボード、マウスなどを含む）、出力部４０６（表示器例えば陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示器（ＬＣＤ）など、及びスピーカーなどを含む）、記憶部４０８（ハードディスク等を含む）、通信部４０９（ネットワーク接続カード例えばＬＡＮカード、モデムなどを含む）が、入力／出力インターフェース４０５に接続される。通信部４０９は、ネットワーク例えばインターネットを経由して通信処理を行う。ニーズに応じて、ドライブ４１０が入力／出力インターフェース４０５に接続されてもよい。取外し可能な媒体４１１例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどが、ニーズに応じて、ドライブ４１０にセットされてもよく、これにより、その中から読み出されたコンピュータプログラムが、ニーズに応じて、記憶部４０８にインストールされ得る。
【００７６】
ソフトウェアにより上述の一連の処理を実現する場合、ネットワーク例えばインターネット、又は、記憶媒体例えば取外し可能な媒体４１１から、ソフトウェアを構成するプログラムをインストールすることができる。
【００７７】
当業者が理解すべきは、この種の記憶媒体は、図４に示すような、その中にプログラムが記憶されており、装置と分離して配られ、ユーザにプログラムを提供するための取外し可能な媒体４１１に限定されない。取外し可能な媒体４１１は、例えば、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスクを含む）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ及び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）、及び半導体メモリを含む。または、記憶媒体は、ＲＯＭ４０２、記憶部４０８に含まれるハードディスク等であってもよく、その中にプログラムが記憶されており、かつ、それらを含む装置とともにユーザに配られる。
【００７８】
また、本発明は、機械読み取り可能なインストラクションコードを含むプログラムプロダクトにも関する。このインストラクションコードは、機械により読み出されて実行される時に、上述の本発明の実施例による方法を実行することができる。
【００７９】
それ相応に、上述の機械読み取り可能なインストラクションコードを含むプログラムプロダクトを記憶している記憶媒体も本発明の開示に含まれる。この記憶媒体は、フロッピーディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリカード、メモリスティックなどを含むが、これらに限定されない。
【００８０】
上述の本発明の具体的な実施例の説明において、１つの実施形態について行われた説明及び／又は示された特徴は、同じ又は類似の方式で、１つ又は複数の他の実施形態に使用してもよく、他の実施形態における特徴と組合せてもよく、または、他の実施形態における特徴を置換してもよい。
【００８１】
強調すべきは、“含む／有する”なる用語は、本文に使用される時に、特徴、要素、ステップ又は部品の存在を表すが、一つ又は複数の他の特徴、要素、スタップ又は部品の存在又は付加を排除しない。
【００８２】
また、本発明の方法は、明細書に記載の時間順序に従う実行方式に限られず、他の時間順序に従って、並列又は独立して実行してもよい。よって、本明細書に記載の方法の実行順序は、本発明の技術範囲を限定しない。
【００８３】
上述の記載から分かるように、本発明は、次の技術方案を含む。
【００８４】
（付記１）通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法であって、
通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも１つの相関アンテナ組を確定するステップと、
前記確定された相関アンテナ組から少なくとも１つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップであって、選択された相関アンテナ組の各々については、前記処理を行った後の、選択された相関アンテナ組中の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有するステップと、を含む方法。
【００８５】
（付記２）付記１に記載の方法であって、前記少なくとも１つの相関アンテナ組を確定するステップは、信号の統計学的特性が同じである、又は、信号の統計学的特性の差が所定の範囲内にあるアンテナユニットが同一の相関アンテナ組に属すると確定ステップを含み、前記信号の統計学的特性は、信号の次の特性、即ち、平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数のうち少なくとも１つを含む、方法。
【００８６】
（付記３）付記１又は２に記載の方法であって、前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
選択された相関アンテナ組の各々について、該選択された相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットから、該アンテナユニットに対応する少なくとも１つのプリコーディング行列を除去する場合に、該選択された相関アンテナ組に含まれる他のアンテナユニットの各アンテナユニットに対応するプリコーディング行列から、同じ数の対称的なプリコーディング行列を除去するステップを含み、前記対称的なプリコーディング行列は、前記１つのアンテナユニットから除去された少なくとも１つのプリコーディング行列の主体要素と同じものをそれぞれ有する、方法。
【００８７】
（付記４）付記１−３の何れか１つに記載の方法であって、前記プリコーディング行列コードブックは、マルチ入力マルチ出力システムに用いる、ランクが３であるキュービックメトリック保存アップリンクプリコーディング行列コードブックであり、前記通信システムは、４つの送信アンテナを含み、第一アンテナ及び第二アンテナは交差偏波のように配置され、第三アンテナ及び第四アンテナは交差偏波のように配置され、また、前記相関アンテナ組を確定するステップは、次の相関アンテナ組、即ち、
第一アンテナ及び第二アンテナにより構成される第一アンテナユニットと、第三アンテナ及び第四アンテナにより構成される第六アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、及び
第一アンテナ及び第四アンテナにより構成される第三アンテナユニットと、第二アンテナ及び第三アンテナにより構成される第四アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を確定するステップを含む、方法。
【００８８】
（付記５）付記４に記載の方法であって、前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
形成された三つの相関アンテナ組から１つの相関アンテナ組を選択し、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、２つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する２つの対称的なプリコーディング行列を除去するステップ、又は
形成された三つの相関アンテナ組から２つの相関アンテナ組を選択し、この２つの相関アンテナ組の各々について、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、一つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する１つの対称的なプリコーディング行列を除去するステップを含む、方法。
【００８９】
（付記６）付記５に記載の方法であって、前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
第一アンテナ及び第二アンテナにより構成される第一アンテナユニットと、第三アンテナ及び第四アンテナにより構成される第六アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を前記選択された相関アンテナ組とし、及び、前記第一アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、前記第六アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブック、即ち、
【表４】
2013516120.tif 000018
を得るステップを含み、パワー分配行列Ａが、
【数１３】
2013516120.tif 000019
である、方法。
【００９０】
（付記７）付記５に記載の方法であって、前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を前記選択された相関アンテナ組とし、及び、前記第二アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、前記第五アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，ｊ｝及び｛１，−ｊ｝であるプリコーディング行列を除去し、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブック、即ち、
【表５】
2013516120.tif 000020
を得るステップを含み、パワー分配行列Ａが、
【数１４】
2013516120.tif 000021
である、方法。
【００９１】
（付記８）付記５に記載の方法であって、前記選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うステップは、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を前記選択された相関アンテナ組とし、及び、前記第二アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，１｝及び｛１，−１｝であるプリコーディング行列を除去し、前記第五アンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、主体要素が｛１，１｝及び｛１，−１｝であるプリコーディング行列を除去し、サイズが２０であるプリコーディング行列コードブック、即ち、
【表６】
2013516120.tif 000022
を得るステップを含み、パワー分配行列Ａが、
【数１５】
2013516120.tif 000023
である、方法。
【００９２】
（付記９）通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置であって、
通信システムの複数のアンテナユニットのうち所定程度の相関性を有するアンテナユニットにより形成される少なくとも１つの相関アンテナ組を確定するように構成される相関アンテナ組確定ユニットと、
前記確定された相関アンテナ組から少なくとも１つの相関アンテナ組を選択し、かつ、選択された相関アンテナ組が対応するプリコーディング行列に対して処理を行うプリコーディング行列処理ユニットであって、選択された相関アンテナ組の各々については、前記処理を行った後の、選択された相関アンテナ組中の各アンテナユニットにそれぞれ対応するプリコーディング行列が対称的な性質を有するように構成される、プリコーディング行列処理ユニットと、を含む、装置。
【００９３】
（付記１０）付記９に記載の装置であって、前記相関アンテナ組確定ユニットは、信号の統計学的特性が同じである、又は、信号の統計学的特性の差が所定の範囲内にあるアンテナユニットが同一の相関アンテナ組に属すると確定するように構成され、前記信号の統計学的特性は、信号の次の特性、即ち、平均値、分散、分布関数、自己相関関数、相互相関関数のうち少なくとも１つを含む、装置。
【００９４】
（付記１１）付記９又は１０に記載の装置であって、前記プリコーディング行列処理ユニットは、
選択された相関アンテナ組の各々について、該選択された相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットから、該アンテナユニットに対応する少なくとも１つのプリコーディング行列を除去する場合に、該選択された相関アンテナ組に含まれる他のアンテナユニットの各アンテナユニットに対応するプリコーディング行列から、同じ数の対称的なプリコーディング行列を除去するように構成され、前記対称的なプリコーディング行列は、前記１つのアンテナユニットから除去された少なくとも１つのプリコーディング行列の主体要素と同じものをそれぞれ有する、装置。
【００９５】
（付記１２）付記９−１１の何れか１つに記載の装置であって、前記プリコーディング行列コードブックは、マルチ入力マルチ出力システムに用いる、ランクが３であるキュービックメトリック保存アップリンクプリコーディング行列コードブックであり、前記通信システムは、４つの送信アンテナを含み、第一アンテナ及び第二アンテナは交差偏波のように配置され、第三アンテナ及び第四アンテナは交差偏波のように配置され、また、前記相関アンテナ組確定ユニットは、次の相関アンテナ組、即ち、
第一アンテナ及び第二アンテナにより構成される第一アンテナユニットと、第三アンテナ及び第四アンテナにより構成される第六アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、
第一アンテナ及び第三アンテナにより構成される第二アンテナユニットと、第二アンテナ及び第四アンテナにより構成される第五アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組、及び
第一アンテナ及び第四アンテナにより構成される第三アンテナユニットと、第二アンテナ及び第三アンテナにより構成される第四アンテナユニットとにより形成される相関アンテナ組を確定するように構成される、装置。
【００９６】
（付記１３）付記１２に記載の装置であって、前記プリコーディング行列処理ユニットは、
相関アンテナ確定ユニットにより確定された三つの相関アンテナ組から１つの相関アンテナ組を選択し、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、２つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する２つの対称的なプリコーディング行列を除去し、又は
相関アンテナ確定ユニットにより確定された三つの相関アンテナ組から２つの相関アンテナ組を選択し、この２つの相関アンテナ組の各々について、該相関アンテナ組に含まれる１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、一つのプリコーディング行列を除去し、また、該相関アンテナ組に含まれるもう１つのアンテナユニットが対応するプリコーディング行列から、同じ主体要素を有する１つの対称的なプリコーディング行列を除去するように構成される、装置。
【００９７】
（付記１４）移動端末であって、付記９−１３の何れか１つに記載の、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置を含む、移動端末。
【００９８】
（付記１５）基地局であって、付記９−１３の何れか１つに記載の、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する装置を含む、基地局。
【００９９】
（付記１６）通信システムであって、付記１４に記載の移動端末及び／又は付記１５に記載の基地局を含む、通信システム。
【０１００】
（付記１７）機械読み取り可能なインストラクションコードを含むプログラムであって、前記インストラクションコードは、機械により読み出されて実行される時に、付記１−８の何れか１つに記載の、通信システムに用いるプリコーディング行列コードブックを生成する方法を実行する、プログラム。
【０１０１】
（付記１８）付記１７に記載のプログラムを格納した記憶媒体。
【０１０２】
以上、本発明の具体的な実施例を説明することにより本発明についての開示を行ったが、理解すべきは、上述の全ての実施例及び具体例は、例示的なものであり、本発明を限定するものでない。当業者は、特許請求の範囲の精神及び範囲内において、本発明について各種の変形、改変及び代替によるものを設計することができるが、これらの変形、改変及び代替によるものは、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013516120.tif 000033
【国際調査報告】
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2013516120.tif 000035
2013516120.tif 000036
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