(57)【要約】  複数の送信層および送信アンテナを採用する送信機から周波数選択無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理する受信機が、記載される。受信機は、受信信号に基づいて、無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、送信機での送信層および送信アンテナの第１のサブセットに対するそれぞれの周波数領域プリコーダの複素プリコーダ係数と、無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、送信機での送信層および送信アンテナの第２のサブセットに対するそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延とを決定する。受信機は、決定された遅延を明示的または暗黙的に、および決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に、送信機にフィードバックし、送信機は、フィードバックされた遅延および複素プリコーダ係数を使用して、受信機に送信される信号をプリコードする。周波数領域プリコーダは、空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、空間ビームフォーミングベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合素子とを含む、二段構造を有する。空間遅延プリコーダは、空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからのベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と、を含む二段構造を有する。
2021535651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機であって、
複数の送信層および送信アンテナを採用する送信機から周波数選択無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理し、
前記受信信号に基づいて、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第１のサブセットに対するそれぞれの周波数領域プリコーダの複素プリコーダ係数と、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第２のサブセットに対するそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延と
を決定し、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックし、前記送信機は、前記フィードバックされた遅延および複素プリコーダ係数を使用して、前記受信機に送信される前記信号をプリコードする
ように構成されており、
前記周波数領域プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・前記空間ビームフォーミングベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する、受信機。
【請求項２】
前記周波数領域プリコーダの前記結合素子は、
・前記空間コードブックマトリックスから選択された単一の空間ビームフォーミングベクトルのための層または周波数ごとの複素数値のスケーリング係数、または
・前記空間コードブックマトリックスから選択された１つ以上の空間ビームフォーミングベクトルを結合するための周波数ビンごとの結合ベクトル
を含む、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
受信機であって、
複数の送信アンテナを採用する送信機から周波数選択無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理し、
前記受信信号に基づいて、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層および送信アンテナに対する１つ以上の空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を決定し、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックし、前記送信機は、前記フィードバックされた遅延および複素プリコーダ係数を使用して、前記受信機に送信される前記信号をプリコーダする
ように構成されており、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択された前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、受信機。
【請求項４】
前記空間遅延プリコーダの前記結合素子は、
・前記周波数領域コードブックから選択された１つ以上のベクトルを結合するための、前記周波数ビンとは無関係の複素数値遅延領域結合ベクトルと、
・前記空間コードブックマトリックスから選択された１つ以上の空間ビームフォーミングベクトルを結合するための周波数ビンごとの複素数値結合ベクトルと
を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５】
ｓ番目の周波数ビンに関連付けられた前記複素数値結合ベクトルのｕ番目のエントリは、ｕ番目のビームに関連付けられた前記複素数値遅延領域結合ベクトルと前記周波数領域コードブックから選択された１つ以上のベクトルとの結合によって定義されたベクトルのｓ番目のエントリによって与えられる、請求項４に記載の受信機。
【請求項６】
前記周波数領域コードブックマトリックスを構築するために使用される前記ＤＦＴマトリックスは、オーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックス
2021535651.tif 000836
であり、ここで
2021535651.tif 000837
、ただし
2021535651.tif 000838
は前記ＤＦＴマトリックスの前記オーバーサンプリング係数である、請求項１から５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項７】
前記オーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000839
は前記受信機において先験的に知られているか、または前記受信機は、前記送信機から前記オーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000840
を受信するように構成されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項８】
前記ＤＦＴマトリックスの前記１つ以上のサブマトリックスは、前記空間コードブックマトリックスの前記選択されたビームをＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合するときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の遅延広がりに応じて選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項９】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、
−前記ＤＦＴマトリックスの最初のＮ列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの最初の
2021535651.tif 000841
列および最後の
2021535651.tif 000842
列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 000843
列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 000844
列および
2021535651.tif 000845
列
によって定義される、請求項１から８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１０】
前記周波数領域コードブックを定義する前記ＤＦＴマトリックスの前記複数の列を示す１つ以上のパラメータは、前記受信機において先験的に知られているか、または前記送信機から受信される、請求項１から９のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１１】
前記受信機は、
−
2021535651.tif 000846
個のエントリ／列を含む前記周波数領域コードブックマトリックスから
2021535651.tif 000847
番目の層の前記空間遅延二段プリコーダマトリックスを構築するための
2021535651.tif 000848
個の遅延または遅延差を選択し、
−
2021535651.tif 000849
番目の層の
2021535651.tif 000850
個の選択されていない遅延インデックスを前記周波数領域コードブックマトリックスから前記送信機にフィードバックする
ように構成されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１２】
前記パラメータ
2021535651.tif 000851
は前記受信機において先験的に知られているか、または前記受信機は、前記送信機から前記パラメータ
2021535651.tif 000852
を受信するように構成されている、請求項１１に記載の受信機。
【請求項１３】
前記受信機は、
−
2021535651.tif 000853
個のエントリ／列を含む前記周波数領域コードブックマトリックスから前記空間遅延二段プリコーダマトリックスを構築するための
2021535651.tif 000854
個の遅延または遅延差を選択し、前記
2021535651.tif 000855
個の遅延は各層で同じであり、
−前記
2021535651.tif 000856
番目の層の前記
2021535651.tif 000857
個の選択されていない遅延インデックスを前記周波数領域コードブックマトリックスから前記送信機にフィードバックする
ように構成されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１４】
前記パラメータ
2021535651.tif 000858
は前記受信機において先験的に知られているか、または前記受信機は、前記送信機から前記パラメータ
2021535651.tif 000859
を受信するように構成されている、請求項１３に記載の受信機。
【請求項１５】
前記受信機は、
−前記プリコーダを計算するための前記ビームの前記遅延インデックスを選択し、
−前記空間遅延二段プリコーダを計算するために前記受信機によって選択された前記ビームの前記遅延インデックスを含むＤＩを構築し、
−前記ＤＩの最も強い遅延に対応する前記遅延インデックスを示し、
−前記最も強い遅延インデックスの表示を有する前記ＤＩを前記送信機にフィードバックする
ように構成されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１６】
前記遅延が前記空間ビームおよび前記送信層に依存する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１７】
−送信層の前記空間ビームのサブセットに関連付けられた前記遅延のサブセットが同一であるか、または
−送信層の前記空間ビームのサブセットの遅延の数が同一であるか、または
−前記遅延のサブセットが、前記空間ビームおよび送信層のサブセットで同一である、
請求項１６に記載の受信機。
【請求項１８】
送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、遅延の数およびビームごとの前記遅延は送信層について同一である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１９】
前記プリコーダは、以下によって表され、
2021535651.tif 000860
ここで、
−
2021535651.tif 000861
は前記送信機アレイの送信アンテナの数であり、
−
2021535651.tif 000862
は
2021535651.tif 000863
番目の層のビームの数であり、
−
2021535651.tif 000864
は
2021535651.tif 000865
番目の層および
2021535651.tif 000866
番目のビームの遅延の数であり、
−
2021535651.tif 000867
は
2021535651.tif 000868
番目の層、
2021535651.tif 000869
番目の空間ビーム、および前記送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 000870
番目の偏波に関連付けられたサイズ
2021535651.tif 000871
の
2021535651.tif 000872
番目の遅延ベクトルであり、
−
2021535651.tif 000873
は
2021535651.tif 000874
番目の層に関連付けられた
2021535651.tif 000875
番目の空間ビームであり、
−
2021535651.tif 000876
は
2021535651.tif 000877
番目の層、
2021535651.tif 000878
番目の空間ビーム、
2021535651.tif 000879
番目の遅延、および前記送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 000880
番目の偏波に関連付けられたスカラー遅延ビーム複素結合係数であり、
−
2021535651.tif 000881
は、全てのプリコーダ層の平均総送信電力が固定値に等しいことを保証するための正規化係数である、請求項１から１８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２０】
マトリックスベクトル表記の前記プリコーダは以下によって表され、
2021535651.tif 000882
ここで、
−
2021535651.tif 000883
は
2021535651.tif 000884
を有する
2021535651.tif 000885
番目の偏波の前記ビーム結合係数を含み、
−
2021535651.tif 000886
、および
2021535651.tif 000887
はベクトル
2021535651.tif 000888
の
2021535651.tif 000889
番目のエントリである
請求項１９に記載の受信機。
【請求項２１】
前記周波数領域コードブックの前記ベクトルの長さを示す前記パラメータ
2021535651.tif 000890
は前記受信機において先験的に知られているか、または前記受信機は、前記送信機から前記パラメータ
2021535651.tif 000891
を受信するように構成されている、請求項１９または２０に記載の受信機。
【請求項２２】
前記受信機は、前記空間遅延プリコーダの前記遅延を明示的または暗黙的にフィードバックするように構成されており、前記暗黙的フィードバックは、前記送信機で使用される周波数領域コードブックマトリックスのそれぞれの列ベクトルに関連付けられたインデックスを含む遅延識別子を使用する、請求項１から２１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２３】
前記暗黙的な遅延フィードバックは、１つ以上の遅延識別子ＤＩを含み、各遅延識別子は、周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000892
の列ベクトルに関連付けられた
2021535651.tif 000893
個のインデックスのセットを含み、
2021535651.tif 000894
は遅延の総数である、請求項２２に記載の受信機。
【請求項２４】
前記遅延
2021535651.tif 000895
は離散化され、セット
2021535651.tif 000896
の要素によって与えられ、
2021535651.tif 000897
の各値は前記周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000898
の列ベクトルに関連付けられており、
2021535651.tif 000899
、
2021535651.tif 000900
はサブキャリアまたはサブバンドまたは物理リソースブロックの総数である
請求項２３に記載の受信機。
【請求項２５】
ＤＩは空間ビームに関連付けられ、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000901
個の空間ビームに対して
2021535651.tif 000902
個のＤＩを含み、
2021535651.tif 000903
はビームの総数、
2021535651.tif 000904
は偏波の数、ここで前記送信機での共偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000905
、前記送信機での二重偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000906
である、請求項２２から２４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２６】
前記プリコーダは二段プリコーディング構造を含み、前記二段プリコーディング構造は、
2021535651.tif 000907
個の空間ビームを含むビームフォーミングマトリックスを含み、
2021535651.tif 000908
はビームの総数、
2021535651.tif 000909
は偏波の数であり、ここで前記送信機での共偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000910
、前記送信機での二重偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000911
であり、
（ｖ）
2021535651.tif 000912
個全てのビームに対して同一の遅延の場合、前記フィードバックは前記
2021535651.tif 000913
個のビームに対して１つの遅延識別子１ＤＩを含むか、または
（ｖｉ）偏波依存およびビーム依存遅延の場合、前記フィードバックは
2021535651.tif 000914
個のビームに対して
2021535651.tif 000915
個の遅延識別子、
2021535651.tif 000916
個のＤＩを含み、各ＤＩは、単一の空間ビームに関連付けられた前記遅延のインデックスを含むか、または
（ｖｉｉ）偏波非依存およびビーム依存遅延の場合、前記フィードバックは、前記
2021535651.tif 000917
個のビームに対して
2021535651.tif 000918
個の遅延識別子、
2021535651.tif 000919
個のＤＩを含むか、または
（ｖｉｉｉ）偏波依存およびビーム非依存遅延の場合、前記フィードバックは、前記
2021535651.tif 000920
個のビームに対して２個の遅延識別子、
2021535651.tif 000921
個のＤＩを含む
請求項２２から２５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２７】
前記ＤＩのインデックスの数が前記空間ビームに関して同一または異なる、請求項２５または２６に記載の受信機。
【請求項２８】
2021535651.tif 000922
番目の空間ビームに関連付けられた、遅延識別子ＤＩの
2021535651.tif 000923
個の遅延インデックスのうちの
2021535651.tif 000924
個の遅延インデックスは、１つ以上の他の空間ビームに関連付けられた遅延インデックスＤＩと同一であり、すると前記
2021535651.tif 000925
番目の空間ビームの前記ＤＩは、
2021535651.tif 000926
個のインデックスの代わりに
2021535651.tif 000927
個のインデックスを含む、請求項２２から２７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２９】
前記フィードバックは、特定の空間ビームのインデックスを含むビーム固有のＤＩに加えて、
2021535651.tif 000928
個の空間ビームに共通の共通ＤＩを含み、前記共通ＤＩは
2021535651.tif 000929
個の空間ビームに共通のインデックスを示す、請求項２２から２８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３０】
ＤＩ構成が前記送信機から前記受信機に信号伝達されてもよく、前記ＤＩ構成は、
−ビーム固有のＤＩのインデックスの総数、または
−共通ＤＩの数、または
−共通ＤＩごとのインデックスの数
に関する情報を含む、請求項２２から２９のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３１】
空間ビームに関連付けられた前記遅延が単一の平均遅延の周りの所定のウィンドウ内にあるとき、前記空間ビームの前記遅延識別子は、前記平均遅延に関連付けられた単一のインデックスのみを含む、請求項２２から３０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３２】
前記受信機は、所定のウィンドウサイズを指定するウィンドウパラメータを前記送信機から受信するように構成されている、請求項３１に記載の受信機。
【請求項３３】
2021535651.tif 000930
個のビームの場合、前記フィードバックは、前記
2021535651.tif 000931
個のビームに対して
2021535651.tif 000932
個のＤＩを含み、各ＤＩは単一のインデックスのみを含む、請求項３１または３２に記載の受信機。
【請求項３４】
前記フィードバックは、前記空間ビームに対して単一または複数のＤＩを含み、各ＤＩは単一または複数のインデックスを含み、各インデックスは前記ビームの特定の平均遅延に関連付けられている、請求項３１から３３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３５】
前記
2021535651.tif 000933
個の空間ビームが、同じかまたは異なる平均遅延を有する、請求項３１から３４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３６】
2021535651.tif 000934
番目の空間ビームの
2021535651.tif 000935
個の複素遅延領域結合係数は、特定の平均遅延インデックスに関連付けられており、前記特定の平均遅延インデックスの残りまたは他の
2021535651.tif 000936
個のビームの前記複素結合係数を計算するために使用される、請求項３１から３５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３７】
前記
2021535651.tif 000937
番目のビームの前記平均遅延インデックス
2021535651.tif 000938
に対応する前記残りの
2021535651.tif 000939
個のビームの前記複素係数は、以下によって与えられ、
2021535651.tif 000940
ここで、
2021535651.tif 000941
は
2021535651.tif 000942
番目のビーム
2021535651.tif 000943
に関連付けられたスカラー複素係数であり、
2021535651.tif 000944
は前記
2021535651.tif 000945
番目のビームおよび平均遅延インデックス
2021535651.tif 000946
に関連付けられた
2021535651.tif 000947
個の遅延結合係数を含む、請求項３６に記載の受信機。
【請求項３８】
前記フィードバックは、プリコーディングマトリックス識別子ＰＭＩのように、インデックスのセットを含み、前記インデックスのセットは、前記無線信号のそれぞれの空間ビームを示す第１の数のインデックスと、前記それぞれの複素遅延領域結合係数を示す第２の数のインデックスと、（１つまたは複数の）前記遅延識別子に含まれる前記遅延に関連付けられた第３の数のインデックスとを含む、請求項２２から３７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３９】
前記受信機は、
（ｉ）全てのアンテナまたはビームに基準遅延を設定することであって、前記基準遅延に対して
2021535651.tif 000948
個の遅延差が前記送信機にフィードバックされることによって明示的に、または
（ｉｉ）全てのアンテナまたはビームに基準遅延を設定することであって、前記基準遅延に対して
2021535651.tif 000949
個の遅延差に関連付けられた
2021535651.tif 000950
個のインデックスがフィードバックされることによって暗黙的に、
前記空間遅延プリコーダの前記遅延をフィードバックするように構成されている、請求項１から２２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項４０】
前記受信機は、
（ｉ）アンテナまたはビームごとの基準遅延を設定することであって、前記アンテナまたはビームごとの基準遅延に対して
2021535651.tif 000951
個のアンテナまたはビームごとの遅延差が前記送信機にフィードバックされることによって明示的に、または
（ｉｉ）アンテナまたはビームごとの基準遅延を設定することであって、前記アンテナまたはビームごとの基準遅延に対して前記
2021535651.tif 000952
個のアンテナまたはビームごとの遅延差に関連付けられた
2021535651.tif 000953
個のアンテナまたはビームごとのインデックスが前記送信機にフィードバックされることによって暗黙的に、
前記空間遅延プリコーダの前記遅延をフィードバックするように構成されている、請求項１から２２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項４１】
前記遅延がアンテナ固有および層固有であるか、または前記遅延が非アンテナ固有および非層固有である、請求項１から２２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項４２】
前記遅延
2021535651.tif 000954
がアンテナ固有および層固有である場合、ｎ番目の送信アンテナのｌ番目の遅延
2021535651.tif 000955
であるｒ番目の層は、ｋ番目の送信アンテナのｌ番目の遅延
2021535651.tif 000956
であるｐ番目の層
2021535651.tif 000957
2021535651.tif 000958
と異なっており、
前記遅延
2021535651.tif 000959
が非アンテナ固有および非層固有である場合、前記ｎ番目の送信アンテナの前記ｌ番目の遅延
2021535651.tif 000960
であるｒ番目の層は、前記ｋ番目の送信アンテナの前記ｌ番目の遅延
2021535651.tif 000961
であるｐ番目の層
2021535651.tif 000962
と同一である、請求項４１に記載の受信機。
【請求項４３】
アンテナ固有および層固有遅延ならびに前記複素プリコーダ係数の明示的フィードバックの場合、
前記遅延の明示的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000963
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000964
個の遅延を含み、
前記遅延の暗黙的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000965
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000966
個の遅延識別子を含み、
ここで、
2021535651.tif 000967
は送信アンテナの数を示し、
2021535651.tif 000968
は層ごとおよびアンテナごとの遅延の数を示し、
2021535651.tif 000969
は層の数を示す、請求項４１または４２に記載の受信機。
【請求項４４】
非アンテナ固有および非層固有遅延ならびに前記複素プリコーダ係数の明示的フィードバックの場合、
前記遅延の明示的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000970
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000971
個の遅延を含み、
2021535651.tif 000972
個の遅延は
2021535651.tif 000973
個の送信アンテナおよび
2021535651.tif 000974
個の層の全てと同一であり、
前記遅延の暗黙的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000975
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000976
個の遅延を指定する
2021535651.tif 000977
個の遅延識別子を含み、前記遅延識別子で指定された前記遅延は、
2021535651.tif 000978
個の送信アンテナおよび
2021535651.tif 000979
個の層の全てと同一のプリコーダタップの遅延である、
請求項４１または４２に記載の受信機。
【請求項４５】
アンテナ固有および層固有遅延ならびに前記複素プリコーダ係数の暗黙的フィードバックの場合、前記遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数は１つ以上のコードブックに基づき、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000980
個の送信アンテナ、
2021535651.tif 000981
個の遅延、および
2021535651.tif 000982
個の層に関連付けられた複素プリコーダ係数のマトリックス（ＰＭＩ）を指定し、
前記遅延の明示的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000983
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000984
個の遅延を含み、
前記遅延の暗黙的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000985
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000986
個の遅延識別子を含む、
請求項４１または４２に記載の受信機。
【請求項４６】
非アンテナ固有および非層固有遅延ならびに前記複素プリコーダ係数の暗黙的フィードバックの場合、前記遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数が１つ以上のコードブックに基づき、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000987
個の送信アンテナ、
2021535651.tif 000988
個の遅延、および
2021535651.tif 000989
個の層に関連付けられた複素プリコーダ係数のマトリックス（ＰＭＩ）を指定し、
前記遅延の明示的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000990
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000991
個の遅延を含み、
前記遅延の暗黙的フィードバックの場合、前記フィードバックは、
2021535651.tif 000992
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000993
個の遅延識別子を含む、
請求項４１または４２に記載の受信機。
【請求項４７】
前記コードブックベースのスキームは、全ての遅延に対して同一の層ごとのプリコーダマトリックスを採用する、請求項４５または４６に記載の受信機。
【請求項４８】
前記プリコーダは、
2021535651.tif 000994
個の送信アンテナの遅延ごとおよび層ごとの複素結合係数を含むビームセットマトリックスおよび少なくとも１つの結合ベクトルまたは結合マトリックスと、遅延のベクトルとを含む多段構造を含み、前記フィードバックは、ベクトルインジケータを使用して、遅延ごとに、前記複素結合係数を明示的または暗黙的にさらに識別し、これにより、前記フィードバックが、前記複素結合係数を明示的に信号伝達するときには前記複素結合係数を、もしくは前記複素結合係数を暗黙的に信号伝達するときには
2021535651.tif 000995
個のベクトルインジケータをさらに含むようにする、請求項４５から４７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項４９】
前記プリコーダが二段構造または三段構造を含む、請求項４８に記載の受信機。
【請求項５０】
前記遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数は、
第１の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の第１の偏波、たとえば水平偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第１の複素プリコーダ係数、および
前記第１の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の第２の偏波、たとえば垂直偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第２の複素プリコーダ係数、および
第２の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の前記第１の偏波、たとえば前記水平偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第３の複素プリコーダ係数、および
前記第２の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の前記第２の偏波、たとえば前記垂直偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第４の複素プリコーダ係数
を含み、
前記フィードバックは、それぞれ前記第１の偏波と前記第１のアンテナ配向、前記第２の偏波と前記第１のアンテナ配向、前記第２の偏波と前記第１のアンテナ配向、および前記第２の偏波と前記第２のアンテナ配向に関連付けられた遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数のマトリックスのそれぞれのマトリックス識別子を含む、
請求項４５から４９のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５１】
前記空間コードブックマトリックスの前記エントリは
2021535651.tif 000996
長さの列ベクトルによって表され、
2021535651.tif 000997
はアンテナポートの数であり、
2021535651.tif 000998
番目のベクトル（
2021535651.tif 000999
／２）は、
2021535651.tif 001000
番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む、請求項１から５０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５２】
送信機であって、
複数の送信層および複数のアンテナを採用する１つ以上の受信機との無線通信のための前記複数のアンテナを有するアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに接続された複数のプリコーダであって、前記プリコーダは、前記アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用する、複数のプリコーダと、
を含み、
前記送信機は、受信機から受信したフィードバックに応答して前記ビームフォーミング重みを決定するように構成されており、前記フィードバックは、遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、前記示された遅延および複素プリコーダ係数は、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第１のサブセットに対するそれぞれの周波数領域プリコーダの複素プリコーダ係数と、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第２のサブセットに対するそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延と
を決定し、
前記周波数領域プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・前記空間ビームフォーミングベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する、送信機。
【請求項５３】
送信機であって、
１つ以上の受信機との無線通信のための複数のアンテナを有するアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに接続された１つ以上のプリコーダであって、前記プリコーダは、前記アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用する、１つ以上のプリコーダと、
を含み、
前記送信機は、受信機から受信したフィードバックに応答して前記ビームフォーミング重みを決定するように構成されており、前記フィードバックは、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層および送信アンテナの、１つ以上の空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、送信機。
【請求項５４】
請求項１から５１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの受信機と、
請求項５２または５３に記載の少なくとも１つの受信機と
を含む、無線通信ネットワーク。
【請求項５５】
前記送信機が、ユーザ機器にサービス提供する基地局、または基地局によってサービス提供されるユーザ機器を含むか、もしくは前記受信機が、ユーザ機器にサービス提供する基地局、または基地局によってサービス提供されるユーザ機器を含む、請求項５４に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項５６】
複数の送信層および送信アンテナを採用する送信機から周波数選択無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理するステップと、
前記受信信号に基づいて、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第１のサブセットに対するそれぞれの周波数領域プリコーダの複素プリコーダ係数と、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第２のサブセットに対するそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延と
を決定するステップと、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックするステップであって、前記送信機は、前記フィードバックされた遅延および複素プリコーダ係数を使用して、前記受信機に送信される前記信号をプリコードする、ステップと
を含む方法であって、
前記周波数領域プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・前記空間ビームフォーミングベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する、方法。
【請求項５７】
送信機および１つ以上の受信機の間の無線通信のために１つ以上のビームを形成する方法であって、
アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用するステップを含み、
前記ビームフォーミング重みは、受信機から受信したフィードバックに応答して決定され、前記フィードバックは、遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、前記示された遅延および複素プリコーダ係数は、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第１のサブセットに対するそれぞれの周波数領域プリコーダの複素プリコーダ係数と、
・前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での送信層および送信アンテナの第２のサブセットに対するそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延と
を含み、
前記周波数領域プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・前記空間ビームフォーミングベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する、方法。
【請求項５８】
複数の送信アンテナを採用する送信機から周波数選択無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理するステップと、
前記受信信号に基づいて、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層および送信アンテナに対する１つ以上の空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を決定するステップと、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックするステップであって、前記送信機は、前記フィードバックされた遅延および複素プリコーダ係数を使用して、前記受信機に送信される前記信号をプリコードする、ステップと
を含む方法であって、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択された前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、方法。
【請求項５９】
送信機および１つ以上の受信機の間の無線通信のために１つ以上のビームを形成する方法であって、
アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用するステップを含み、
前記ビームフォーミング重みは、受信機から受信したフィードバックに応答して決定され、前記フィードバックは、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層および送信アンテナの、１つ以上の空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、方法。
【請求項６０】
コンピュータ上で実行されると、請求項５６または５９に記載の方法を実行する命令を格納しているコンピュータ可読媒体を含む、非一時的なコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信ネットワークなどの無線通信システムの分野に関する。本発明の実施形態は、より少ないフィードバックでのプリコーディング、たとえばミリ波システムのための空間遅延広帯域ＭＩＭＯ（多重入力多重出力：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）プリコーディングを採用する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、コアネットワーク１０２および無線アクセスネットワーク１０４を含む無線ネットワーク１００の例の概略図である。無線アクセスネットワーク１０４は、各々がそれぞれのセル１０６１から１０６５によって概略的に表される基地局を取り囲む特定の領域にサービス提供する、複数の基地局ｅＮＢ１からｅＮＢ５を含み得る。基地局は、セル内のユーザにサービス提供するために設けられている。ユーザは、固定デバイスまたはモバイルデバイスであり得る。さらに、無線通信システムは、基地局またはユーザに接続するモバイルまたは固定ＩｏＴデバイスによってアクセスされ得る。モバイルデバイスまたはＩｏＴデバイスは、物理デバイス、ロボットまたは車などの陸上車両、有人または無人航空（ＵＡＶ）などの航空機（後者はドローンとも呼ばれる）、電子機器、ソフトウェア、センサ、アクチュエータなど、ならびにこれらのデバイスが既存のネットワーク基盤にわたってデータを収集および交換できるようにするネットワーク接続性が埋め込まれた建物またはその他のアイテムを含み得る。図１は、５つのセルのみの例示的な図を示しているが、無線通信システムは、より多くのこのようなセルを含み得る。図１は、セル１０６２内にあって基地局ｅＮＢ２によってサービス提供されている、ユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれる２つのユーザＵＥ１およびＵＥ２を示している。別のユーザＵＥ３は、基地局ｅＮＢ４によってサービス提供されているセル１０６４内に示されている。矢印１０８１、１０８２、および１０８３は、ユーザＵＥ１、ＵＥ２、およびＵＥ３から基地局ｅＮＢ２、ｅＮＢ４にデータを送信するための、または基地局ｅＮＢ２、ｅＮＢ４からユーザＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３にデータを送信するための、アップリンク／ダウンリンク接続を概略的に表す。さらに、図１は、セル１０６４内の２つのＩｏＴデバイス１１０１および１１０２を示しており、これらは固定またはモバイルデバイスであり得る。ＩｏＴデバイス１１０１は、矢印１１２１によって概略的に表されるように、データを送受信するために、基地局ｅＮＢ４を介して無線通信システムにアクセスする。ＩｏＴデバイス１１０２は、矢印１１２２によって概略的に表されるように、ユーザＵＥ３を介して無線通信システムにアクセスする。それぞれの基地局ｅＮＢ１からｅＮＢ５は、「コア」を指す矢印によって図１で概略的に表される、バックホールリンク１１４１から１１４５を介してコアネットワーク１０２に、および／または互いに、接続されている。コアネットワーク１０２は、１つ以上の外部ネットワークに接続され得る。
【０００３】
データ送信には、物理リソースグリッドが使用され得る。物理リソースグリッドは、様々な物理チャネルおよび物理信号がマッピングされているリソース要素のセットを含み得る。たとえば、物理チャネルは、ダウンリンクおよびアップリンクペイロードデータとも呼ばれる、ユーザ固有のデータを搬送する物理ダウンリンクおよびアップリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ、ＰＵＳＣＨ）、たとえばマスター情報ブロック（ＭＩＢ）およびシステム情報ブロック（ＳＩＢ）を搬送する物理報知チャネル（ＰＢＣＨ）、たとえばダウンリンク制御情報（ＤＣＩ）を搬送する物理ダウンリンクおよびアップリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、ＰＵＣＣＨ）などを含み得る。アップリンクでは、物理チャネルは、ＵＥが同期してＭＩＢおよびＳＩＢを取得した後にネットワークにアクセスするためにＵＥによって使用される物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨまたはＲＡＣＨ）をさらに含み得る。物理信号は、基準信号（ＲＳ）、同期信号などを含み得る。リソースグリッドは、時間領域における特定の持続時間および周波数領域における所与の帯域幅を有するフレームを含み得る。フレームは、所定の長さの特定の数のサブフレームを有し得、各サブフレームは、ＯＦＤＭシンボルのようなシンボルを含み得る。
【０００４】
無線通信システムは、たとえば、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｐｒｏ規格または５ＧまたはＮＲ（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ）規格にしたがって動作し得る。
【０００５】
無線通信システムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システム、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システムのような、周波数分割多重、もしくはＣＰありまたはなしのその他いずれかのＩＦＦＴベースの信号、たとえばＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭに基づく、任意のシングルトーンまたはマルチキャリアシステムであり得る。多重アクセス、たとえばフィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ）、一般化周波数分割多重（ＧＦＤＭ）、またはユニバーサルフィルタマルチキャリア（ＵＦＭＣ）のための非直交波形のような、他の波形も使用され得る。
【０００６】
図１に概略的に示されるもののような無線通信システムでは、ユーザデータレート、リンク信頼性、セルカバレッジ、およびネットワーク容量を改善するために、たとえばＬＴＥまたはＮＲにしたがって、マルチアンテナ技術が使用され得る。マルチストリームまたはマルチレイヤ送信をサポートするために、通信システムの物理層で線形プリコーディングが使用される。線形プリコーディングは、データの層をアンテナポートにマッピングするプリコーダマトリックスによって実行される。プリコーディングはビームフォーミングの一般化と見なされてもよく、これは目標の受信機にデータ送信を空間的に配向／集中させる技術である。
【０００７】
以下では、モバイル多重入力多重出力通信システムにおけるダウンリンク（ＤＬ）送信、すなわち基地局（ｅＮｏｄｅＢ）からモバイルユーザ機器（ＵＥ）へのデータトラフィックを搬送する通信リンクが検討される。
2021535651.tif 000003
個のアンテナを有する基地局（ｅＮｏｄｅＢ）および
2021535651.tif 000004
個のアンテナを有するモバイルユーザ機器（ＵＥ）を考えると、ＵＥでＤＬ送信の特定の瞬間に受信したシンボル
2021535651.tif 000005
は以下のように記述され、
2021535651.tif 000006
【０００８】
ここで、
2021535651.tif 000007
はチャネルマトリックスを示し、
2021535651.tif 000008
はｅＮｏｄｅＢでのプリコーダマトリックスを表し、
2021535651.tif 000009
は受信機における加法性雑音であり、
2021535651.tif 000010
はＵＥによってデコードされることになっていたｅＮｏｄｅＢによって送信されたデータベクトルであり、
2021535651.tif 000011
は送信されたデータストリームの数を示す。データ
2021535651.tif 000012
を
2021535651.tif 000013
個のアンテナポートにマッピングするためにｅＮｏｄｅＢで使用されるプリコーダマトリックスは、瞬間的なチャネル情報
2021535651.tif 000014
に基づく最適化問題を解決することによって決定される。閉ループ通信モードでは、ＵＥは、チャネルの状態を推定し、アップリンクのフィードバックチャネル（ＵＥからｅＮｏｄｅＢへのトラフィックを搬送する通信リンク）を介してチャネル状態情報（ＣＳＩ）などの報告をｅＮｏｄｅＢに送信し、ｅＮｏｄｅＢがプリコーディングマトリックスを決定できるようにする（参考文献［１］参照）。プリコーディングマトリックスを決定するために、ＵＥからのフィードバックなしで多層送信が実行される場合もある。このような通信モードは「開ループ」と呼ばれ、ｅＮｏｄｅＢは、情報を送信するために、信号の多様性および空間多重化を利用する（参考文献［１］参照）。
【０００９】
図２は、ＬＴＥリリース８によるコードブックベースのプリコーディングを使用するＭＩＭＯ  ＤＬ送信のブロックベースモデルを示す。図２は、基地局２００とユーザ機器３００との間の無線データ通信のための無線チャネルのように、基地局２００、ユーザ機器３００、およびチャネル４００を概略的に示している。基地局は、複数のアンテナまたはアンテナ素子を有するアンテナアレイ２０２と、コードブック２０８からデータベクトル２０６およびプリコーダマトリックスＦを受信するプリコーダ２０４とを含む。チャネル４００は、チャネルマトリックス４０２によって記述され得る。ユーザ機器３００は、アンテナもしくは複数のアンテナまたはアンテナ素子を有するアンテナアレイ３０４を介してデータベクトル３０２を受信する。ユーザ機器３００と基地局２００との間のフィードバックチャネル５００は、フィードバック情報を送信するために提供される。
【００１０】
暗黙的フィードバックの場合、フィードバックチャネル５００を介してＵＥ３００によって送信されるＣＳＩは、ランクインデックス（ＲＩ）、プリコーディングマトリックスインデックス（ＰＭＩ）、およびチャネル品質インデックス（ＣＱＩ）を含み、ｅＮｏｄｅＢ２００において、プリコーディングマトリックス、および送信されるシンボルの変調順およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を決定できるようにする。ＰＭＩおよびＲＩは、「コードブック」２０８と呼ばれる所定のマトリックスのセット
2021535651.tif 000015
からプリコーディングマトリックスを決定するために使用される。たとえばＬＴＥによるコードブック２０８は、テーブルの各エントリにマトリックスを有するルックアップテーブルであってもよく、ＵＥからのＰＭＩおよびＲＩは、テーブルのどの行および列から使用されるプリコーダマトリックスが得られるかを決定する。
【００１１】
明示的なＣＳＩフィードバックでは、プリコーダを決定するためにコードブックは使用されない。プリコーダマトリックスの係数は、ＵＥによって明示的に送信される。あるいは、瞬時チャネルマトリックスの係数が送信され、そこからｅＮｏｄｅＢによってプリコーダが決定されてもよい。
【００１２】
プリコーダ２０４およびコードブック２０８の設計および最適化は、固定されたダウンチルトを有する１次元均一線形アレイ（ＵＬＡ）または２次元均一平面アレイ（ＵＰＡ）を備えたｅＮｏｄｅＢのために実行され得る。これらのアンテナアレイ２０２は、ｅＮｏｄｅＢ２００において方位角のみのビームフォーミングが可能となるように、水平（方位角）方向の電波を制御できるようにする。別の例によれば、コードブック２０８の設計は、垂直（仰角）方向および水平（方位角）方向の両方でビームフォーミングを送信するためにＵＰＡをサポートするように拡張され、これは全次元（ＦＤ）ＭＩＭＯとも呼ばれる（参考文献［２］参照）。コードブック２０８は、たとえばＦＤ−ＭＩＭＯなどの大規模アンテナアレイの場合、アレイのアレイ応答ベクトルを使用して空間的に分離された電磁送信／受信ビームを形成するビームフォーミング重みのセットであり得る。アレイのビームフォーミング重み（または「アレイステアリングベクトル」）は、特定の方向に向かって（または特定の方向から）放射を送信（または取得）するために、アンテナに供給される信号（またはアンテナから受信する信号）に適用される振幅増幅および位相調整である。プリコーダマトリックスの成分は、アレイのコードブックから取得され、ＰＭＩおよびＲＩは、コードブックを「読み取り」、プリコーダを取得するために使用される。アレイステアリングベクトルは、２Ｄ離散フーリエ変換（ＤＦＴ）マトリックスの列によって記述され得る（参考文献［３］参照）。
【００１３】
３ＧＰＰ  Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｌｅａｓｅ１５のタイプＩおよびタイプＩＩのＣＳＩ報告スキームで使用される周波数領域プリコーダマトリックスは二段階構造
2021535651.tif 000016
を有し（参考文献［７］参照）、ここで、
2021535651.tif 000017
は、サブバンド／サブキャリアまたは物理リソースブロック（ＰＲＢ）の数を示す。マトリックス
2021535651.tif 000018
は、インデックス
2021535651.tif 000019
に依存しない広帯域マトリックスであり、以下のＤＦＴコードブックマトリックスから選択された
2021535651.tif 000020
ビームフォーミングベクトル
2021535651.tif 000021
を含み、
2021535651.tif 000022
ここで、
2021535651.tif 000023
は偏波ごとの送信アンテナの数を示し、
2021535651.tif 000024
はアンテナ偏波の数を示し、
2021535651.tif 000025
は偏波ごとのビームフォーミングベクトルの数である。共偏波アンテナアレイでは
2021535651.tif 000026
だが、二重偏波アンテナアレイでは
2021535651.tif 000027
である。また、二重偏波アンテナアレイでは、
2021535651.tif 000028
番目のビームベクトル
2021535651.tif 000029
は両方の偏波と同一である。マトリックス
2021535651.tif 000030
は、各サブバンド／サブキャリアまたは物理リソースブロック（ＰＲＢ）
2021535651.tif 000031
ごとに
2021535651.tif 000032
で定義されたビームを選択／結合／共位相整合する選択／結合／共位相整合マトリックスである。異なる方向に配向された複数のアンテナ素子が、信号を送受信しながら偏波の多様性を利用するために、アレイアンテナの各々の位置に配置され得ることに、留意されたい。多くの場合、アンテナ素子の配向は、アンテナが応答する偏波角と同じであり、したがって、「アンテナ偏波」および「アンテナ配向」という用語は、文献全体で交換可能に使用される。この明細書では、「配向」という用語は、送信または受信された波面の偏波と混同するのを回避するために、アンテナを指すときに使用される。
【００１４】
ランク１の送信およびタイプＩの報告では、［７］によって二重偏波アンテナアレイ（
2021535651.tif 000033
）に
2021535651.tif 000034
が与えられる。
2021535651.tif 000035
ここで、
2021535651.tif 000036
は
2021535651.tif 000037
番目の位置を除く全ての位置でゼロを含む。
2021535651.tif 000038
のこのような定義は、各偏波の
2021535651.tif 000039
番目のベクトルを選択し、異なる偏波にわたってこれらを結合する。さらに、
2021535651.tif 000040
は、２番目の偏波の量子化された位相調整である。
【００１５】
ランク１の送信およびタイプＩＩの報告では、［７］によって二重偏波アンテナアレイ（
2021535651.tif 000041
）に
2021535651.tif 000042
が与えられる。
2021535651.tif 000043
ここで、量子化された値
2021535651.tif 000044
および
2021535651.tif 000045
は、それぞれ振幅および位相結合係数である。
【００１６】
ランク
2021535651.tif 000046
の送信では、
2021535651.tif 000047
は
2021535651.tif 000048
個のベクトルを含み、ここで、各偏波内の単一または複数のビームを結合するため、および／または異なる偏波にわたってこれらを結合するために、各ベクトルのエントリが選択される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、プリコーディングを採用する無線通信システムにおけるフィードバックオーバーヘッドを削減するための改善されたアプローチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この目的は、独立請求項で定義される主題によって達成される。
実施形態は、従属請求項で定義される。
ここで、本発明の実施形態は、以下の添付図面を参照して、さらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】無線通信システムの例の概略図を示す。
【図２】暗黙的なＣＳＩフィードバックを使用するＭＩＭＯ通信システムのブロックベースモデルを示す。
【図３】本発明のアプローチの実施形態によるＭＩＭＯシステムのブロック図を示す。
【図４】本発明のアプローチのさらなる実施形態によるＭＩＭＯシステムのブロック図を示す。
【図５（ａ）】第１段プリコーダＦ１をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の例を示し、ビームフォーミングチャネルインパルス応答の主ピーク内の遅延または遅延差に関連付けられた周波数領域コードブックからのＤＦＴベクトルのインデックスを示している。
【図５（ｂ）】第１段プリコーダＦ１をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の例を示し、ビームフォーミングチャネルインパルス応答の２つのピーク内の遅延または遅延差に関連付けられた周波数領域コードブックからのＤＦＴベクトルのインデックスを示している。
【図６】平均遅延インデックスｂｕ,１を中心としたｕ番目のビームのＬ個の遅延インデックスを示す。
【図７】図７（ａ）は、サンプリンググリッドの開始に位置する図６の平均遅延について可能な箇所を示す。図７（ｂ）は、サンプリンググリッドの終了に位置する図６の平均遅延について可能な箇所を示す。
【図８】ｕ番目のビームの２つの平均遅延インデックスｂｕ,１およびｂｕ,２を中心としたＣ個の遅延インデックスを示す。
【図９】平均遅延ｂｕ,ｉの基準ビームに対する（２Ｕ−１）個のビームの複素係数の計算を示す。
【図１０】ユニットまたはモジュール、ならびに本発明のアプローチにしたがって記述された方法のステップが実行され得るコンピュータシステムの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態は、同じまたは類似の機能が同じ参照符号によって参照される同封図面を参照して、さらに詳細に説明される。
【００２１】
本発明の一態様の実施形態は、複数の送信層および送信アンテナを採用する送信機から周波数選択無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理する受信機を提供する。受信機は、受信信号に基づいて、
・無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、送信機での送信層および送信アンテナの第１のサブセットに対するそれぞれの周波数領域プリコーダの複素プリコーダ係数と、
・無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、送信機での送信層および送信アンテナの第２のサブセットに対するそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延と
を決定し、
受信機は、送信機に、決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックし、送信機は、フィードバックされた遅延および複素プリコーダ係数を使用して、受信機に送信される信号をプリコードする。周波数領域プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・空間ビームフォーミングベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合素子と
を含む二段構造を有し、
空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからのベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する。
【００２２】
この態様のさらなる実施形態は、複数の送信層および複数のアンテナを使用する１つ以上の受信機との無線通信のための複数のアンテナを有するアンテナアレイと、アンテナアレイに接続された複数のプリコーダであって、プリコーダは、アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために、ビームフォーミング重みのセットをアンテナアレイの１つ以上のアンテナに適用する、複数のプリコーダとを有する、送信機を提供する。送信機は、受信機から受信したフィードバックに応答してビームフォーミング重みを決定し、フィードバックは、遅延を明示的または暗黙的に、および複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、示された遅延および複素プリコーダ係数は、
・無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、送信機での送信層および送信アンテナの第１のサブセットに対するそれぞれの周波数領域プリコーダの複素プリコーダ係数と、
・無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、送信機での送信層および送信アンテナの第２のサブセットに対するそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延と、を含む。
周波数領域プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・空間ビームフォーミングベクトルのうちの１つ以上を複素スケーリング／結合するための結合素子と
を含む二段構造を有する。そして、
空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからのベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する。
【００２３】
本発明のこの態様は、異なる送信層またはランクに対して異なるプリコーダを使用することが、たとえば、下位互換性を提供するために、または特定のランクのそれぞれのプリコーダの特定の利点を利用するために望ましい場合があるという所見に基づく。たとえば、ランク１およびランク２の送信は周波数領域プリコーダを使用することができるが、より高いランクの送信は空間遅延デコーダを使用することができる。
【００２４】
本発明の別の態様の実施形態は、複数の送信アンテナを採用する送信機から周波数選択無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理し、無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、受信信号に基づいて、送信機での１つ以上の送信層および送信アンテナに対する１つ以上の空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を決定し、送信機に、決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックする受信機であって、送信機は、フィードバックされた遅延および複素プリコーダ係数を使用して、受信機に送信される信号をプリコードする、受信機を提供する。空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択されたベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する。
周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義され、ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている。
【００２５】
この態様のさらなる実施形態は、１つ以上の受信機との無線通信のための複数のアンテナを有するアンテナアレイと、アンテナアレイに接続された１つ以上のプリコーダであって、該プリコーダは、アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために、ビームフォーミング重みのセットをアンテナアレイの１つ以上のアンテナに適用する、１つ以上のプリコーダとを有する、送信機を提供する。送信機は、受信機から受信したフィードバックに応答してビームフォーミング重みを決定し、フィードバックは、無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、送信機での１つ以上の送信層および送信アンテナの１つ以上の空間遅延プリコーダの、遅延を表すフィードバックを明示的または暗黙的に、および複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示す。空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択されたベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する。
周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義され、ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている。
【００２６】
本発明のこの態様は、遅延プリコーディングに使用される遅延または遅延差は、典型的に、限られた値の範囲のみを有し、この限られた範囲のため、空間遅延二段プリコーダを構築するためにコードブックマトリックスの全てのエントリが受信機で使用される必要はないという所見に基づく。本発明のアプローチによれば、コードブックのサイズ、および空間遅延二段プリコーダを構築するためにコードブックエントリ（遅延または遅延差）を選択する複雑さが、大幅に軽減される。
【００２７】
上記で説明されたように、従来、プリコーディングはサブキャリアごと、またはサブバンドごとに実行されており、サブバンドは、ＯＦＤＭベースのシステムでは、複数の隣接するサブキャリアを含む。サブキャリア／サブバンドの数が多いため、サブキャリア／サブバンドごとの単一の信号ＰＭＩ／ＲＩをｇＮＢに送信することで、フィードバックオーバーヘッドが非常に大きくなる。このように大きなフィードバックオーバーヘッドの問題は、サブキャリアごとまたはサブバンドごとに周波数領域をプリコードする、従来のＯＦＤＭシステムで以下のように対処される。減衰する利得は複数の隣接するサブキャリア間で高度に相関しているため、いくつかのサブキャリアに対して、すなわちサブバンドごとに、単一のプリコーディングマトリックスが計算されてもよく、その結果、サブキャリアごとに単一のプリコーディングマトリックスを計算するときと比較して、フィードバックオーバーヘッドが減少し得る。
しかしながら、サブキャリア／サブバンドの数が非ゼロチャネルインパルス応答係数よりもはるかに大きい状況では、時間領域でのプリコーディングは、計算の複雑さおよびフィードバックオーバーヘッドの両方の点において有益であり得る。
【００２８】
したがって、本発明のアプローチによれば、サブキャリア／サブバンドごとのプリコーディングの代わりに、遅延ごとのプリコーディングが実行される。実施形態によれば、本発明のアプローチは、サブキャリア／サブバンドプリコーディングと比較してフィードバックが減少し、相互情報量またはレートなどが増加した、新規な空間遅延プリコーダを採用する。本発明の実施形態によれば、ＰＭＩ、ＲＩ、およびＣＱＩのような３ＧＰＰ  Ｒｅｌ．１０に記載されるフィードバックパラメータ（参考文献［４］参照）に加えて、送信機での信号プリコーダのタップ遅延のような追加のフィードバックパラメータを提供する、シングルおよび／またはマルチキャリアＭＩＭＯ通信システムのためのプリコーディングおよびフィードバックスキームが提供される。本発明のフィードバックスキームは、３ＧＰＰ  ＬＴＥ  Ｒｅｌ１４までで論じられた最先端のビームフォーミング／プリコーディングスキーム（参考文献［５］参照）と比較して、相互情報量またはレートなどに関して性能が強化された方向および遅延ベースのビームフォーミング／プリコーディングを可能にする。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、ＭＩＭＯ通信システムは、ミリ波周波数で動作し得る。ミリ波周波数では、通信チャネルはまばらであり、マルチパス成分のエネルギーはわずかなチャネルクラスタまたはチャネルタップに集中し、多数の光線が各クラスタに関連付けられる。各チャネルクラスタまたはチャネルタップは、異なる遅延および空間方向に対応し得る。このため、支配的なチャネルクラスタまたはチャネルタップの数は、典型的にはサブキャリアの数よりもはるかに少ない。したがって、ミリ波周波数で動作するシステムでは、空間遅延プリコーディングは、従来の周波数領域サブキャリアベースまたはサブバンドベースのプリコーディングと比較して、複雑さおよびフィードバックオーバーヘッドの点で有益である。本発明のアプローチによれば、支配的なチャネルクラスタ方向に対応する追加のタップ遅延情報が利用され、ｇＮＢにフィードバックされ得る。プリコーダの設計においてクラスタ方向の追加の遅延情報を利用すると、考慮される追加の自由度のため、相互情報量またはレートに関してシステム性能が強化され得る。
【００３０】
本発明は、サブ６ＧＨｚ周波数で動作するＭＩＭＯ通信システムにも適用可能である。
実施形態によれば、周波数領域プリコーダの結合素子は、空間コードブックマトリックスから選択された単一の空間ビームフォーミングベクトルのための層または周波数ごとの複素数値のスケーリング係数、もしくは空間コードブックマトリックスから選択された１つ以上の空間ビームフォーミングベクトルを結合するための周波数ビンごとの結合ベクトルを含む。
【００３１】
実施形態によれば、空間遅延プリコーダの結合素子は、周波数領域コードブックから選択された１つ以上のベクトルを結合するための、周波数ビンとは無関係の複素数値遅延領域結合ベクトルと、空間コードブックマトリックスから選択された１つ以上の空間ビームフォーミングベクトルを結合するための周波数ビンごとの複素数値結合ベクトルとを含む。たとえば、ｓ番目の周波数ビンに関連付けられた複素数値結合ベクトルのｕ番目のエントリは、ｕ番目のビームに関連付けられた複素数値遅延領域結合ベクトルと周波数領域コードブックから選択された１つ以上のベクトルとの結合によって定義されたベクトルのｓ番目のエントリによって与えられてもよい。
【００３２】
実施形態によれば、周波数領域コードブックマトリックスを構築するために使用されるＤＦＴマトリックスは、オーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックス
2021535651.tif 000049
であり、ここで
2021535651.tif 000050
、ただし
2021535651.tif 000051
はＤＦＴマトリックスのオーバーサンプリング係数である。
【００３３】
実施形態によれば、オーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000052
は受信機において先験的に知られているか、または受信機は、送信機からオーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000053
を受信するように構成されている。
【００３４】
実施形態によれば、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスは、空間コードブックマトリックスの選択されたビームをＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合するときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の遅延広がりに応じて選択される。
【００３５】
実施形態によれば、周波数領域コードブックマトリックスは、
−ＤＦＴマトリックスの最初のＮ列、または
−ＤＦＴマトリックスの最初の
2021535651.tif 000054
列および最後の
2021535651.tif 000055
列、または
−ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 000056
列、または
−ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 000057
列および
2021535651.tif 000058
列
によって定義される。
【００３６】
実施形態によれば、周波数領域コードブックを定義するＤＦＴマトリックスの複数の列を示す１つ以上のパラメータは、受信機において先験的に知られているか、または送信機から受信される。
【００３７】
実施形態によれば、受信機は、
−
2021535651.tif 000059
個のエントリ／列を含む周波数領域コードブックマトリックスから
2021535651.tif 000060
番目の層の空間遅延二段プリコーダマトリックスを構築するための
2021535651.tif 000061
個の遅延または遅延差を選択し、
−
2021535651.tif 000062
番目の層の
2021535651.tif 000063
個の選択されていない遅延インデックスを周波数領域コードブックマトリックスから送信機にフィードバックする
ように構成されている。
【００３８】
実施形態によれば、パラメータ
2021535651.tif 000064
は受信機において先験的に知られているか、または受信機は、送信機からパラメータ
2021535651.tif 000065
を受信するように構成されている。
【００３９】
実施形態によれば、受信機は、
−
2021535651.tif 000066
個のエントリ／列を含む周波数領域コードブックマトリックスから空間遅延二段プリコーダマトリックスを構築するための
2021535651.tif 000067
個の遅延または遅延差を選択し、
2021535651.tif 000068
個の遅延または遅延差は各層で同じであり、
−
2021535651.tif 000069
番目の層の
2021535651.tif 000070
個の選択されていない遅延インデックスを周波数領域コードブックマトリックスから送信機にフィードバックする
ように構成されている。
【００４０】
実施形態によれば、パラメータ
2021535651.tif 000071
は受信機において先験的に知られているか、または受信機は、送信機からパラメータ
2021535651.tif 000072
を受信するように構成されている。
【００４１】
実施形態によれば、受信機は、
−ｒ番目の送信層の全てのビーム、またはｒ番目の送信層のビームのサブセットに同一の遅延を適用し、
−空間遅延二段プリコーダを計算するために受信機によって選択されたビームの遅延インデックスを含む共通ＤＩを構築し、
−共通ＤＩの最も強い遅延に対応する遅延インデックスを示し、
−最も強い遅延インデックスの表示を有する共通ＤＩを送信機にフィードバックする
ように構成されている。
【００４２】
実施形態によれば、遅延は、空間ビームおよび送信層に依存する。
実施形態によれば、
−送信層の空間ビームのサブセットに関連付けられた遅延のサブセットが同一であるか、または
−送信層の空間ビームのサブセットの遅延の数が同一であるか、または
−遅延のサブセットが、空間ビームおよび送信層のサブセットで同一である。
【００４３】
実施形態によれば、送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、遅延の数およびビームごとの遅延は送信層について同一である。
【００４４】
実施形態によれば、プリコーダは、以下によって表され、
2021535651.tif 000073
ここで、
−
2021535651.tif 000074
は送信機アレイの送信アンテナの数であり、
−
2021535651.tif 000075
は
2021535651.tif 000076
番目の層のビームの数であり、
−
2021535651.tif 000077
は
2021535651.tif 000078
番目の層および
2021535651.tif 000079
番目のビームの遅延の数であり、
−
2021535651.tif 000080
は
2021535651.tif 000081
番目の層、
2021535651.tif 000082
番目の空間ビーム、および送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 000083
番目の偏波に関連付けられたサイズ
2021535651.tif 000084
の
2021535651.tif 000085
番目の遅延ベクトルであり、
−
2021535651.tif 000086
は
2021535651.tif 000087
番目の層に関連付けられた
2021535651.tif 000088
番目の空間ビームであり、
−
2021535651.tif 000089
は
2021535651.tif 000090
番目の層、
2021535651.tif 000091
番目の空間ビーム、
2021535651.tif 000092
番目の遅延、および送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 000093
番目の偏波に関連付けられたスカラー遅延ビーム複素結合係数であり、
−
2021535651.tif 000094
は、全てのプリコーダ層の平均総送信電力が固定値に等しいことを保証するための正規化係数である。
【００４５】
実施形態によれば、マトリックスベクトル表記のプリコーダは以下によって表され、
2021535651.tif 000095
2021535651.tif 000096
ここで、
−
2021535651.tif 000097
は
2021535651.tif 000098
を有する
2021535651.tif 000099
番目の偏波のビーム結合係数を含み、
−
2021535651.tif 000100
、および
2021535651.tif 000101
はベクトル
2021535651.tif 000102
の
2021535651.tif 000103
番目のエントリである。
【００４６】
実施形態によれば、周波数領域コードブックのベクトルの長さを示すパラメータ
2021535651.tif 000104
は受信機において先験的に知られているか、または受信機は、送信機からパラメータ
2021535651.tif 000105
を受信するように構成されている。
実施形態によれば、受信機は、空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的にフィードバックするように構成されており、暗黙的フィードバックは、送信機で使用される周波数領域コードブックマトリックスのそれぞれの列ベクトルに関連付けられたインデックスを含む遅延識別子を使用する。
【００４７】
実施形態によれば、受信機は、送信機で使用される周波数領域コードブックマトリックスのそれぞれの列ベクトルに関連付けられたインデックスを含む遅延識別子を使用して、空間遅延プリコーダの遅延を明示的にフィードバックするように構成されている。
実施形態によれば、空間遅延プリコーダは周波数領域で表され、受信機は、空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的にフィードバックするように構成されている。
【００４８】
実施形態によれば、暗黙的な遅延フィードバックは、１つ以上の遅延識別子ＤＩを含み、各遅延識別子は、周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000106
の列ベクトルに関連付けられた
2021535651.tif 000107
個のインデックスのセットを含み、
2021535651.tif 000108
は遅延の総数である。
実施形態によれば、コードブックマトリックス
2021535651.tif 000109
のサイズは、遅延の必要な分解能に基づいて柔軟に設計される。
【００４９】
実施形態によれば、
遅延
2021535651.tif 000110
は離散化され、セット
2021535651.tif 000111
の要素によって与えられ、
2021535651.tif 000112
の各値は周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000113
の列ベクトルに関連付けられており、
2021535651.tif 000114
、
2021535651.tif 000115
はサブキャリアまたはサブバンドまたは物理リソースブロックの総数であり、
周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000116
はオーバーサンプリングされたコードブックＤＦＴマトリックス
2021535651.tif 000117
、ここで、
2021535651.tif 000118
、
2021535651.tif 000119
、
2021535651.tif 000120
は周波数領域コードブックＤＦＴマトリックスのオーバーサンプリング係数である。
【００５０】
実施形態によれば、受信機は、送信機からオーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000121
を受信するように構成されている。
実施形態によれば、ＤＩは空間ビームに関連付けられ、フィードバックは、
2021535651.tif 000122
個の空間ビームに対して
2021535651.tif 000123
個のＤＩを含み、
2021535651.tif 000124
はビームの総数、
2021535651.tif 000125
は偏波の数、ここで送信機での共偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000126
、送信機での二重偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000127
である。
【００５１】
実施形態によれば、
プリコーダは二段プリコーディング構造を含み、二段プリコーディング構造は、
2021535651.tif 000128
個の空間ビームを含むビームフォーミングマトリックスを含み、
2021535651.tif 000129
はビームの総数、
2021535651.tif 000130
は偏波の数であり、ここで送信機での共偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000131
、送信機での二重偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 000132
であり、
（ｉ）
2021535651.tif 000133
個全てのビームに対して同一の遅延の場合、フィードバックは
2021535651.tif 000134
個のビームに対して１つの遅延識別子１ＤＩを含むか、または
（ｉｉ）偏波依存およびビーム依存遅延の場合、フィードバックは
2021535651.tif 000135
個のビームに対して
2021535651.tif 000136
個の遅延識別子、
2021535651.tif 000137
個のＤＩを含み、各ＤＩは、単一の空間ビームに関連付けられた遅延のインデックスを含むか、または
（ｉｉｉ）偏波非依存およびビーム依存遅延の場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000138
個のビームに対して
2021535651.tif 000139
個の遅延識別子、
2021535651.tif 000140
個のＤＩを含むか、または
（ｉｖ）偏波依存およびビーム非依存遅延の場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000141
個のビームに対して
2021535651.tif 000142
個の遅延識別子、
2021535651.tif 000143
個のＤＩを含むか、または
実施形態によれば、ＤＩ内のインデックスの数は、空間ビームに関して同一であるかまたは異なる。
【００５２】
実施形態によれば、
2021535651.tif 000144
番目の空間ビームに関連付けられた、遅延識別子ＤＩの
2021535651.tif 000145
個の遅延インデックスのうちの
2021535651.tif 000146
個の遅延インデックスは、１つ以上の他の空間ビームに関連付けられた遅延インデックスＤＩと同一であり、すると
2021535651.tif 000147
番目の空間ビームのＤＩは、
2021535651.tif 000148
個のインデックスの代わりに
2021535651.tif 000149
個のインデックスを含む。
実施形態によれば、特定の空間ビームのインデックスを含むビーム固有のＤＩに加えて、
2021535651.tif 000150
個の空間ビームに共通のインデックスを示すために、
2021535651.tif 000151
個の空間ビームに共通ＤＩが使用され得る。このような複数の共通ＤＩは、異なる空間ビームのＤＩの間に同一の遅延の複数のセットがあるときに適切になるだろう。
【００５３】
実施形態によれば、ＤＩ構成は、送信機から受信機に信号伝達され得る。ＤＩ構成は、たとえば、下記に関する情報を含み得る。
−ビーム固有のＤＩごとのインデックスの総数、または
−共通ＤＩの数、共通ＤＩごとのインデックスの数。
実施形態によれば、空間ビームに関連付けられた遅延が単一の平均遅延の周りの所定のウィンドウ内にあるとき、空間ビームの遅延識別子は、平均遅延に関連付けられた単一のインデックスのみを含む。
【００５４】
実施形態によれば、受信機は、所定のウィンドウサイズを指定するウィンドウパラメータを送信機から受信するように構成されている。
実施形態によれば、
2021535651.tif 000152
個のビームの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000153
個のビームに対して
2021535651.tif 000154
個のＤＩを含み、各ＤＩは単一のインデックスのみを含む。
実施形態によれば、フィードバックは、空間ビームに対して単一または複数のＤＩを含み、各ＤＩは単一または複数のインデックスを含み、各インデックスはビームの特定の平均遅延に関連付けられている。
【００５５】
実施形態によれば、
2021535651.tif 000155
個の空間ビームは、同じかまたは異なる平均遅延を有する。
実施形態によれば、特定の平均遅延インデックスに関連付けられた
2021535651.tif 000156
番目の空間ビームの
2021535651.tif 000157
個の複素遅延領域結合係数は、特定の平均遅延インデックスの残りまたは他の
2021535651.tif 000158
個のビームの複素結合係数を計算するために使用される。
【００５６】
実施形態によれば、
2021535651.tif 000159
番目のビームの平均遅延インデックス
2021535651.tif 000160
に対応する残りの
2021535651.tif 000161
個のビームの複素係数は、以下によって与えられる。
2021535651.tif 000162
ここで、
2021535651.tif 000163
は
2021535651.tif 000164
番目のビーム
2021535651.tif 000165
に関連付けられたスカラー複素係数であり、
2021535651.tif 000166
は
2021535651.tif 000167
番目のビームおよび平均遅延インデックス
2021535651.tif 000168
に関連付けられた
2021535651.tif 000169
個の遅延結合係数を含む。
実施形態によれば、フィードバックは、プリコーディングマトリックス識別子ＰＭＩのように、インデックスのセットを含み、インデックスのセットは、無線信号のそれぞれの空間ビームを示す第１の数のインデックスと、それぞれの複素遅延領域結合係数を示す第２の数のインデックスと、（１つまたは複数の）遅延識別子に含まれる遅延に関連付けられた第３の数のインデックスとを含む。
【００５７】
実施形態によれば、
受信機は、以下によって空間遅延プリコーダの遅延を明示的にフィードバックするように構成されている。
（ｉ）全てのアンテナまたはビームに基準遅延を設定することであって、基準遅延に対して
2021535651.tif 000170
個の遅延差が送信機にフィードバックされること、または
（ｉｉ）アンテナまたはビームごとの基準遅延を設定することであって、アンテナまたはビームごとの基準遅延に対して
2021535651.tif 000171
個のアンテナまたはビームごとの遅延差が送信機にフィードバックされること、または
受信機は、以下によって空間遅延プリコーダの遅延を暗黙的にフィードバックするように構成されている。
（ｉ）全てのアンテナまたはビームに基準遅延を設定することであって、基準遅延に対して
2021535651.tif 000172
個の遅延差に関連付けられた
2021535651.tif 000173
個のインデックスがフィードバックされること、または
（ｉｉ）アンテナまたはビームごとの基準遅延を設定することであって、アンテナまたはビームごとの基準遅延に対して
2021535651.tif 000174
個のアンテナまたはビームごとの遅延差に関連付けられた
2021535651.tif 000175
個のアンテナまたはビームごとのインデックスが送信機にフィードバックされること。
【００５８】
実施形態によれば、遅延
2021535651.tif 000176
は、アンテナ固有および層固有または非アンテナ固有および非層固有である。アンテナ固有および層固有遅延
2021535651.tif 000177
の場合、ｎ番目の送信アンテナ、ｒ番目の層のｌ番目の遅延
2021535651.tif 000178
は、ｋ番目の送信アンテナ、ｐ番目の層のｌ番目の遅延
2021535651.tif 000179
とは異なり、すなわち
2021535651.tif 000180
および
2021535651.tif 000181
である。非アンテナ固有および非層固有遅延
2021535651.tif 000182
の場合、ｎ番目の送信アンテナ、ｒ番目の層のｌ番目の遅延
2021535651.tif 000183
は、ｋ番目の送信アンテナ、ｐ番目の層のｌ番目の遅延
2021535651.tif 000184
と同一であり、すなわち
2021535651.tif 000185
である。
【００５９】
実施形態によれば、アンテナ固有および層固有遅延ならびに複素プリコーダ係数の明示的フィードバックの場合、
遅延の明示的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000186
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000187
個の遅延を含むか、または合計フィードバックがこれらの量に達し、
遅延の暗黙的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000188
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000189
個の遅延識別子を含むか、または合計フィードバックがこれらの量に達し、
ここで、
2021535651.tif 000190
は送信アンテナの数を示し、
2021535651.tif 000191
は層ごとおよびアンテナごとの遅延の数を示し、
2021535651.tif 000192
は層の数を示す。
【００６０】
実施形態によれば、非アンテナ固有および非層固有遅延ならびに複素プリコーダ係数の明示的フィードバックの場合、
遅延の明示的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000193
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000194
個の遅延を含むか、または合計フィードバックがこれらの量に達し、
2021535651.tif 000195
個の遅延は
2021535651.tif 000196
個の送信アンテナおよび
2021535651.tif 000197
個の層の全てと同一であり、
遅延の暗黙的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000198
個の複素プリコーダ係数および
2021535651.tif 000199
個の遅延を指定する
2021535651.tif 000200
個の遅延識別子を含み、遅延識別子で指定される遅延は、
2021535651.tif 000201
個の送信アンテナおよび
2021535651.tif 000202
個の層の全てと同一のプリコーダタップの遅延である。
実施形態によれば、アンテナ固有および層固有遅延ならびに複素プリコーダ係数の暗黙的フィードバックの場合、遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数は１つ以上のコードブックに基づいており、フィードバックは、Ｎ個の送信アンテナ、
2021535651.tif 000203
個の遅延、および
2021535651.tif 000204
個の層に関連付けられた複素プリコーダ係数のマトリックス（ＰＭＩ）を指定し、
遅延の明示的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000205
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000206
個の遅延を含むか、または合計フィードバックがこれらの量に達し、
遅延の暗黙的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000207
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000208
個の遅延識別子を含むか、または合計フィードバックがこれらの量に達する。
【００６１】
実施形態によれば、非アンテナ固有および非層固有遅延ならびに複素プリコーダ係数の暗黙的フィードバックの場合、遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数は１つ以上のコードブックに基づいており、フィードバックは、
2021535651.tif 000209
個の送信アンテナ、
2021535651.tif 000210
個の遅延、および
2021535651.tif 000211
個の層に関連付けられた複素プリコーダ係数のマトリックス（ＰＭＩ）を指定し、
遅延の明示的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000212
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000213
個の遅延を含むか、または合計フィードバックがこれらの量に達し、
遅延の暗黙的フィードバックの場合、フィードバックは、
2021535651.tif 000214
個のプリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）および
2021535651.tif 000215
個の遅延識別子を含むか、または合計フィードバックがこれらの量に達する。
【００６２】
実施形態によれば、コードブックベースのスキームは、全ての遅延に対して同一の層ごとのプリコーダマトリックスを採用する。
実施形態によれば、プリコーダは、多段構造、たとえば二段構造または三段構造を含む。多段構造は、
2021535651.tif 000216
個の送信アンテナの遅延ごとおよび層ごとの複素結合係数を含むビームセットマトリックスおよび少なくとも１つの結合ベクトルまたは結合マトリックスと、遅延のベクトルとを含むことができ、フィードバックは、ベクトルインジケータを使用して、遅延ごとに、複素結合係数を明示的または暗黙的にさらに識別し、これにより、フィードバックまたは合計フィードバックが、複素結合係数を明示的に信号伝達するときには複素結合係数を、もしくは複素結合係数を暗黙的に信号伝達するときには
2021535651.tif 000217
個のベクトルインジケータを、さらに含むようにする。
【００６３】
実施形態によれば、遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数は、１つ以上の非偏光測定コードブックまたは偏光測定コードブックに基づく。偏光測定コードブックの場合、遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数は、
・第１の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の第１の偏波、たとえば水平偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第１の複素プリコーダ係数、および
・第１の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の第２の偏波、たとえば垂直偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第２の複素プリコーダ係数、および
・第２の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の第１の偏波、たとえば水平偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第３の複素プリコーダ係数、および
・第２の配向の全てのアンテナの、透過／入射波面の第２の偏波、たとえば垂直偏波に関連付けられた遅延および層ごとの第４の複素プリコーダ係数
を含む。
【００６４】
フィードバックは、それぞれ第１の偏波と第１のアンテナ配向、第２の偏波と第１のアンテナ配向、第２の偏波と第１のアンテナ配向、および第２の偏波と第２のアンテナ配向に関連付けられた遅延ごとおよび層ごとの複素プリコーダ係数のマトリックスのそれぞれのマトリックス識別子を含む。
【００６５】
本発明は、ＯＦＤＭ、離散フーリエ変換拡散ＯＦＤＭ（ＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭ）などの周波数分割多重に基づくシングルキャリアまたはマルチキャリア無線通信システムに適用され得る。以下の実施形態の説明は、
2021535651.tif 000218
個の送信アンテナおよび
2021535651.tif 000219
個の受信アンテナを有するマルチキャリアＭＩＭＯシステムのＯＦＤＭシステムモデルに基づく。
2021535651.tif 000220
番目のＴｘアンテナと
2021535651.tif 000221
番目のＲｘアンテナとの間の周波数選択チャネル
2021535651.tif 000222
は、
2021535651.tif 000223
個の経路成分を含む。
2021535651.tif 000224
送信されたデータは送信ブロックに編成され、長さ
2021535651.tif 000225
の各ブロック
2021535651.tif 000226
はプリコーディングマトリックス
2021535651.tif 000227
で線形にプリコードされ、ここで
2021535651.tif 000228
はサブキャリアの数である。その結果、ブロックごとに
2021535651.tif 000229
個のデータ層が送信され、ランク
2021535651.tif 000230
の送信となる。
サイクルプレフィックス（ＣＰ）送信を想定すると、ＣＰは少なくとも長さ
2021535651.tif 000231
であり、ＵＥにおける受信信号ベクトル（ＣＰ除去後）は以下のように記述され得る。
2021535651.tif 000232
ここで、
2021535651.tif 000233
はブロック循環ＭＩＭＯチャネルマトリックス
2021535651.tif 000234
を示し、
2021535651.tif 000235
は、その最初の列に
2021535651.tif 000236
を有するリンク
2021535651.tif 000237
の
2021535651.tif 000238
サイズの循環マトリックスであり、
2021535651.tif 000239
は雑音である。
【００６６】
ランク１の送信のプリコーダマトリックスは、
2021535651.tif 000240
によって与えられ、ランクＲの送信のプリコーダマトリックスは、
2021535651.tif 000241
によって与えられ、
2021535651.tif 000242
はサイズ
2021535651.tif 000243
の循環プリコーダマトリックスである。
ブロック循環ＭＩＭＯチャネルマトリックスおよびプリコーダマトリックスの周波数領域表現は、それぞれ
2021535651.tif 000244
および
2021535651.tif 000245
によって与えられ、ここで
2021535651.tif 000246
であり、
2021535651.tif 000247
はサイズ
2021535651.tif 000248
のＤＦＴマトリックスである。
【００６７】
周波数領域のＭＩＭＯチャネルマトリックスは、以下によって与えられ、
2021535651.tif 000249
ここで、
2021535651.tif 000250
は、全てのサブキャリアのチャネル係数
2021535651.tif 000251
が主対角線上にある対角マトリックスである。
2021535651.tif 000252
ｒ番目の層の周波数領域のプリコーダマトリックスは、以下によって与えられ、
2021535651.tif 000253
ここで
2021535651.tif 000254
は、主対角線上の全てのサブキャリアのプリコーダ係数からなる対角マトリックスである。
再配置することにより、サブキャリア
2021535651.tif 000255
に関連付けられたＭＩＭＯチャネルマトリックスは、以下のようになる。
2021535651.tif 000256
【００６８】
サブキャリアｓに関連付けられたランク１の送信のプリコーダマトリックスは
2021535651.tif 000257
であり、サブキャリアｓに関連付けられたランクＲの送信のプリコーダマトリックスは
2021535651.tif 000258
である。
【００６９】
図３は、本発明のアプローチの実施形態によるＭＩＭＯシステムのブロック図を示す。図２を参照して説明された要素に対応するＭＩＭＯシステムの要素には、同じ参照符号が割り当てられている。ユーザ機器３００は、アンテナまたはアンテナアレイ３０４において、チャネル４００からの無線信号を受信する。３０６に示されるように、サイクルプレフィックスを除去した後、ユーザ機器３００は、データベクトル３０２を取得するために受信信号を処理する。本発明の実施形態によれば、受信信号は、無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、基地局２００での各層および送信アンテナのそれぞれの空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を、３０８に示されるように決定し、３１０に示されるように提供するために、処理される。たとえば、３０８において、空間遅延プリコーダの複素係数および遅延（以下の式（１）参照）は、たとえば、以下により詳細に記載されるように、長期および短期のチャネル状態情報に基づく相互情報量またはレートなどのコスト関数を最大化することにより、無線チャネルを介した通信の所定の特製を達成するために、ＵＥ３００において最適化され得る。最適化されたプリコーダタップおよび遅延は、暗黙的または明示的フィードバックスキームもしくは両方の組み合わせを介して、フィードバックチャネル５００を通じてｇＮＢ２００にフィードバックされる。偏光測定および非偏光測定のケースのフィードバックスキームの実施形態は、以下でより詳細に説明される。実施形態によれば、フィードバックは、さらなるパラメータ、たとえば従来のアプローチでも使用されるＣＱＩおよびＲＩを含み得る。
【００７０】
図４は、本発明のアプローチの別の実施形態によるＭＩＭＯシステムのブロック図を示す。図２および図３を参照して説明された要素に対応するＭＩＭＯシステムの要素には、同じ参照符号が割り当てられている。基地局２００では、サイクルプレフィックス２１０を追加する前の波形変調器２１２も示されている。ユーザ機器３００は、アンテナまたはアンテナアレイ３０４において、チャネル４００からの無線信号を受信する。サイクルプレフィックスを除去した後、３０６および波形復調３１２に示されるように、ユーザ機器３００は、データベクトル３０２を取得するために受信信号を処理する。本発明の実施形態によれば、受信信号は、無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、空間ビーム、ならびに基地局２００での各層および送信アンテナの遅延領域結合係数および遅延（明示的フィードバック）もしくは単一または複数の遅延識別子（暗黙的フィードバック）を、３０８に示されるように決定し、３１０’に示されるように提供するために、処理される。たとえば、３０８において、空間遅延プリコーダの複素係数および遅延は、たとえば、以下により詳細に記載されるように、長期および短期のチャネル状態情報に基づく相互情報量またはレートなどのコスト関数を最大化することにより、無線チャネルを介した通信の所定の特製を達成するために、ＵＥ３００において最適化され得る。最適化されたプリコーダ係数および遅延は、暗黙的または明示的フィードバックスキームもしくは両方の組み合わせを介して、フィードバックチャネル５００を通じてｇＮＢ２００にフィードバックされる。たとえば、フィードバックは、ＣＱＩ、ＲＩ、ＰＭＩ、またはビームベースのフィードバック、遅延識別子（ＤＩ）を使用する遅延の明示的フィードバックまたは遅延の暗黙的フィードバックを有する複素結合係数を示す、ＣＳＩを使用し得る。
【００７１】
第１の実施形態：空間遅延プリコーダの時間領域表現
実施形態によれば、３０８の空間遅延プリコーダは、関連する送信アンテナについて、それぞれ対応するプリコーダ遅延および複素プリコーダ係数で送信される信号を遅延および重み付けする複数のサイクリックフィルタをモデル化または定義する。このため、送信アンテナ
2021535651.tif 000259
およびランク
2021535651.tif 000260
のプリコーダ係数が以下によって定義されるパラメトリック空間遅延プリコーダスキームが提供され、
2021535651.tif 000261
（１）
ここで、
2021535651.tif 000262
は遅延
2021535651.tif 000263
における複素係数を示す。
【００７２】
遅延
2021535651.tif 000264
は、アンテナ固有であってもなくてもよい。さらに、遅延は、
2021535651.tif 000265
となるように特定のサンプリンググリッドに対して定義されてもよく、ここで
2021535651.tif 000266
は正の整数を示し、または遅延は、
2021535651.tif 000267
となるようにサンプリンググリッドを外して定義されてもよく、ここで
2021535651.tif 000268
は正の実数を示す。サンプリンググリッドは、チャネル係数が利用可能な遅延の整数値のセットである。サンプリンググリッドを外して定義された遅延では、チャネル係数は内挿によって取得される。遅延
2021535651.tif 000269
は、ｎ番目の送信アンテナのｌ番目の遅延
2021535651.tif 000270
、ｒ番目の層がｋ番目の送信アンテナのｌ番目の遅延
2021535651.tif 000271
、ｐ番目の層と異なるように、アンテナ固有および層固有であってもよく、
2021535651.tif 000272
2021535651.tif 000273
または
遅延
2021535651.tif 000274
は、ｎ番目の送信アンテナのｌ番目の遅延
2021535651.tif 000275
、ｒ番目の層がｋ番目の送信アンテナのｌ番目の遅延
2021535651.tif 000276
、ｐ番目の層と同一になるように、非アンテナ固有および非層固有であってもよい。
2021535651.tif 000277
【００７３】
オングリッド遅延では、空間遅延プリコーダの周波数応答を計算するために、ＤＦＴが使用され得る。オフグリッド遅延は、遅延領域内の空間遅延プリコーダ（式（１）参照）の不均一なサンプリングを示し、空間遅延プリコーダの周波数応答を計算するためにＤＦＴが使用され得ない。遅延の不均一なサンプリングでは、以下によって与えられる不均一な離散フーリエ変換（ＮＵＤＦＴ）を使用して、サブキャリアごとの離散周波数応答
2021535651.tif 000278
が計算される。
2021535651.tif 000279
ここで、
2021535651.tif 000280
はＮＵＤＦＴベクトルであり、
2021535651.tif 000281
、および
2021535651.tif 000282
はサブキャリア
2021535651.tif 000283
および送信アンテナ
2021535651.tif 000284
および層
2021535651.tif 000285
に関連付けられたプリコーダ係数である。複素係数
2021535651.tif 000286
および空間遅延プリコーダの遅延
2021535651.tif 000287
（式（１）参照）は、ＵＥで計算され、非常に少ないフィードバックでｇＮＢに送信され得る。
【００７４】
図３または図４の実施形態では、基地局２００は、図２を参照して上述されたものと同様に、従来のプリコーダを実装することができ、サイクルプレフィックス２１０は、アンテナ２０２に印加される信号に追加され得る。プリコーダにおいて従来のプリコーダを使用する場合、基地局２００は、ＵＥ２００からのフィードバックに応答して、上述のように空間遅延プリコーダの周波数応答を計算し、取得されたサブキャリアごとの周波数応答に応答して周波数領域でプリコーディングを実行し得る。実施形態によれば、基地局２００は、上述のように空間遅延プリコーダを実装し得る。実施形態によれば、基地局２００は、オーバーサンプリングされたＤＦＴコードブックに基づいて、参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年２月２日に出願されたＳｕｔｈａｒｓｈｕｎ  Ｖａｒａｔｈａｒａａｊａｎ，Ｍａｒｃｕｓ  Ｇｒｏｓｓｍａｎｎ，Ｍａｒｋｕｓ  Ｌａｎｄｍａｎｎの欧州特許出願第１７１５４４８６．９号明細書「アンテナアレイ欠陥に対するビームフォーミングコードブックの適合（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ｃｏｄｅｂｏｏｋ  ａｄａｐｔｉｏｎ  ｔｏ  ａｎｔｅｎｎａ  ａｒｒａｙ  ｉｍｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎｓ）」，”に記載されるような、アンテナアレイの欠陥に適合したコードブックに基づいて、または参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年２月２日に出願されたＶｅｎｋａｔｅｓｈ  Ｒａｍｉｒｅｄｄｙ，Ｍａｒｃｕｓ  Ｇｒｏｓｓｍａｎｎ，Ｍａｒｋｕｓ  Ｌａｎｄｍａｎｎの欧州特許出願第１７１５４４８７．７号明細書、「アンテナアレイの所定のアンテナ応答に適合したビームフォーミング係数を有するアンテナアレイコードブック（Ａｎｔｅｎｎａ  ａｒｒａｙ  ｃｏｄｅｂｏｏｋ  ｗｉｔｈ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ  ａｄａｐｔｅｄ  ｔｏ  ａ  ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｎｔｅｎｎａ  ａｒｒａｙ）」に記載されるような、アンテナアレイの所定のアンテナ応答に適合したコードブックに基づいて、動作し得る。
上述のように、ユーザ機器３００において、空間遅延プリコーダの複素係数および遅延（式（１）参照）は、たとえば、長期および短期のチャネル状態情報に基づいて相互情報量または受信信号雑音比（ＳＮＲ）などのコスト関数を最大化することにより、無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するために最適化され得る。フィードバックされた遅延がグリッド上にある場合、システムモデルは、ＤＦＴマトリックスによって周波数応答を計算する。遅延がグリッド上にない場合、サブキャリアごとの周波数応答を計算するために、ＮＵＤＦＴが使用され得る。
【００７５】
以下では、ランク１の送信が検討され、ランク１の送信について最適化問題およびフィードバックスキームが提示される。簡単にするために、ランク１の送信について言及するとき、下付き文字
2021535651.tif 000288
は省略される。しかしながら、本発明はこのような実施形態に限定されず、より高いランクまたは層の通信を採用する通信システムで実施されてもよく、ランク
2021535651.tif 000289
の送信への拡張は簡単であることに留意されたい。
【００７６】
ランク１の送信では、ＵＥにおける平均相互情報量を最大化する最適化問題は、以下のように定式化され得る。
2021535651.tif 000290
2021535651.tif 000291
2021535651.tif 000292
（２）
ここで、
2021535651.tif 000293
は、
2021535651.tif 000294
個の遅延に関連付けられたプリコーダ複素係数を含む長さ
2021535651.tif 000295
のベクトルである。
式（２）の最適化問題を解くことで、複素係数フィードバックとは別に、
2021535651.tif 000296
個の遅延がｇＮＢにフィードバックされるように、ＵＥでのＳＮＲを最大化するプリコーダ係数および遅延が得られる。
【００７７】
ランク１の送信では、遅延が全てのアンテナにわたって同一である非アンテナ固有のケースで、ＵＥでの平均相互情報量を最大化する最適化問題は
2021535651.tif 000297
2021535651.tif 000298
（３）
ここで、
2021535651.tif 000299
、および
2021535651.tif 000300
は
2021535651.tif 000301
個の遅延に関連付けられたプリコーダ複素係数を含む長さ
2021535651.tif 000302
のベクトルである。
式（３）の最適化問題を解くことで、プリコーダ係数および遅延が得られる。式（３）を解くことで得られた空間遅延プリコーダは、式（２）からの
2021535651.tif 000303
個の遅延ではなく、ｇＮＢへの
2021535651.tif 000304
個の遅延のみのフィードバックをもたらす。
ここで、ランク１または層１の通信を採用するシステムについて、偏光測定および非偏光測定のケースのフィードバックスキームの実施形態が説明される。アンテナ固有遅延の場合、
2021535651.tif 000305
、すなわち送信アンテナ間で
2021535651.tif 000306
番目の遅延が異なる。非アンテナ固有遅延の場合、
2021535651.tif 000307
、すなわち全ての送信アンテナにわたって
2021535651.tif 000308
番目の遅延は同一である。
【００７８】
非偏光測定のケース
空間遅延プリコーダの複素係数は、コードブックまたは非コードブックベースのスキームを使用してフィードバックされ、遅延もまた明示的または暗黙的にフィードバックされる。暗黙的な遅延フィードバックは、遅延識別子（ＤＩ）を介して行われる。各ＤＩは、特定の遅延のセットを指し、各セットは、サンプリンググリッドで定義されているかどうかに関係なく、遅延の組み合わせで構成されている。各ＤＩは、コードブックからのベクトルに関連付けられた特定の遅延のセットを差すこともでき、各セットは、サンプリンググリッドで定義されているかどうかに関係なく、遅延の組み合わせで構成されている。
全てのアンテナの
2021535651.tif 000309
番目の遅延位置に対応する複素係数は、ベクトル内で以下のように収集される。
2021535651.tif 000310
【００７９】
フィードバックスキーム１：プリコーダ係数および遅延の明示的フィードバック
明示的フィードバックを使用して、遅延ごとに、それぞれ
2021535651.tif 000311
個の送信アンテナに関連付けられた
2021535651.tif 000312
個の複素係数および
2021535651.tif 000313
個の遅延がｇＮＢ２００にフィードバックされる。したがって、合計フィードバックは、
2021535651.tif 000314
個の複素係数および
2021535651.tif 000315
個の遅延となる。
非アンテナ固有のケースでは、フィードバックは
2021535651.tif 000316
個の複素係数および
2021535651.tif 000317
個の遅延となる。
【００８０】
コードブックベースの空間遅延プリコーディング
上記のような二段プリコーディング構造
2021535651.tif 000318
を考慮すると、
2021535651.tif 000319
番目の遅延の対応する遅延領域プリコーダ
2021535651.tif 000320
は、以下のように記述することができ、
2021535651.tif 000321
ここで、遅延固有のマトリックス
2021535651.tif 000322
は、
2021535651.tif 000323
個のベクトルを含むサイズ
2021535651.tif 000324
のブロック対角マトリックスであり、
2021535651.tif 000325
は、
2021535651.tif 000326
個のベクトルを含むサイズ
2021535651.tif 000327
１の結合／選択／共位相整合ベクトルである。
マトリックス
2021535651.tif 000328
内のビームフォーミングベクトルは、
2021535651.tif 000329
と類似のオーバーサンプリングされたＤＦＴコードブックマトリックスから、もしくは参照により本明細書に組み込まれる、上述の欧州特許出願第１７１５４４８６．９号明細書または欧州特許出願第１７１５４４８７．７号明細書に記載されるような任意のアンテナアレイ構成のために設計されたアレイ応答適合コードブックから、選択され得る。
【００８１】
フィードバックスキーム２：
2021535651.tif 000330
および
2021535651.tif 000331
の暗黙的フィードバック
ＵＥ３００からｇＮＢ２００へのマトリックス
2021535651.tif 000332
およびベクトル
2021535651.tif 000333
に対応するフィードバックは、それぞれＰＭＩ１およびＰＭＩ２を介して暗黙的に示される。
2021535651.tif 000334
番目の遅延位置に関連付けられたプリコーダは、ＰＭＩ１およびＰＭＩ２、ならびに
2021535651.tif 000335
個の送信アンテナに関連付けられた
2021535651.tif 000336
個の遅延によって指定される。したがって、
2021535651.tif 000337
個の遅延では、合計フィードバックは、アンテナ固有のケースでは、
2021535651.tif 000338
個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000339
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000340
個の遅延となり、非アンテナ固有のケースでは、
2021535651.tif 000341
個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000342
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000343
個の遅延となる。
【００８２】
実施形態によれば、
2021535651.tif 000344
番目の遅延に対応する空間遅延プリコーダは、以下のように分解することができ、
2021535651.tif 000345
ここで、
2021535651.tif 000346
は全ての遅延
2021535651.tif 000347
にわたって同一である広帯域プリコーダマトリックスであり、
2021535651.tif 000348
は遅延固有の選択／結合／共位相整合ベクトルである。フィードバックは、アンテナ固有のケースでは、１個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000349
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000350
個の遅延となり、非アンテナ固有のケースでは、１個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000351
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000352
個の遅延となる。
【００８３】
フィードバックスキーム３：
2021535651.tif 000353
の暗黙的フィードバックおよび
2021535651.tif 000354
の明示的フィードバック
マトリックス
2021535651.tif 000355
に関連付けられたフィードバックは、フィードバックスキーム２で説明されたものと同様である。
2021535651.tif 000356
サイズのベクトル
2021535651.tif 000357
のフィードバックは、
2021535651.tif 000358
個の複素数エントリを用いてｇＮＢ２００に対して明示的に示され得る。
2021535651.tif 000359
番目の遅延位置に関連付けられたプリコーダは、ＰＭＩ１および
2021535651.tif 000360
個の複素数値、ならびに
2021535651.tif 000361
個の送信アンテナに関連付けられた
2021535651.tif 000362
個の遅延によって指定される。
2021535651.tif 000363
個の遅延の場合、アンテナ固有のケースでは、合計フィードバックは
2021535651.tif 000364
個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000365
個の複素係数＋
2021535651.tif 000366
個の遅延となり、非アンテナ固有のケースでは、フィードバックは
2021535651.tif 000367
個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000368
個の複素係数＋
2021535651.tif 000369
個の遅延に等しい。
上記の広帯域プリコーダマトリックスを採用する実施形態では、フィードバックは、アンテナ固有のケースでは、１個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000370
個の複素係数＋
2021535651.tif 000371
個の遅延となり、非アンテナ固有のケースでは、１個のＰＭＩ１＋
2021535651.tif 000372
個の複素係数＋
2021535651.tif 000373
個の遅延となる。
【００８４】
フィードバックスキーム１、２、および３では、遅延はまた、遅延識別子（ＤＩ）を介して暗黙的にｇＮＢにフィードバックされてもよい。アンテナ固有のケースでは、遅延を示すために
2021535651.tif 000374
個のＤＩが必要とされ、ここで各ＤＩは、アンテナ全体の遅延に対して定義される。非アンテナ固有のケースでは、ｇＮＢに遅延を提示するには単一のＤＩで十分であり、遅延はアンテナ全体にわたって同一であるため、この場合のＤＩは、プリコーダタップ全体の遅延を定義する。
【００８５】
以下の表１は、非偏光測定のケースについて上記で論じられたフィードバックスキームのフィードバックをまとめたものである。
【表１】
2021535651.tif 000375
【００８６】
偏光測定のケース
フィードバックスキーム１：プリコーダ係数および遅延の明示的フィードバック
明示的フィードバックを使用して、遅延ごとに、それぞれ
2021535651.tif 000376
個の送信アンテナに関連付けられた
2021535651.tif 000377
個の複素係数および
2021535651.tif 000378
個の遅延がｇＮＢ２００にフィードバックされる。したがって、合計フィードバックは、
2021535651.tif 000379
個の複素係数および
2021535651.tif 000380
個の遅延となる。
非アンテナ固有のケースでは、フィードバックは
2021535651.tif 000381
個の複素係数および
2021535651.tif 000382
個の遅延となる。
【００８７】
コードブックベースの空間遅延プリコーディング
上記のような二段プリコーディング構造
2021535651.tif 000383
を考慮すると、
2021535651.tif 000384
番目の遅延のプリコーダ
2021535651.tif 000385
は、以下のように記述することができ、
2021535651.tif 000386
ここで、遅延固有のマトリックス
2021535651.tif 000387
は、
2021535651.tif 000388
個のベクトルを含むサイズ
2021535651.tif 000389
のブロック対角マトリックスであり、
2021535651.tif 000390
は、
2021535651.tif 000391
個のベクトルを含むサイズ
2021535651.tif 000392
１の結合／選択／共位相整合ベクトルである。
【００８８】
マトリックス
2021535651.tif 000393
内のビームフォーミングベクトルは、オーバーサンプリングされたＤＦＴコードブックマトリックス、もしくは参照により本明細書に組み込まれる、上述の欧州特許出願第１７１５４４８６．９号明細書または欧州特許出願第１７１５４４８７．７号明細書に記載されるような任意のアンテナアレイ構成のために設計されたアレイ応答適合コードブックから、選択され得る。
【００８９】
フィードバックスキーム２：
2021535651.tif 000394
および
2021535651.tif 000395
の暗黙的フィードバック
水平偏波および垂直偏波のプリコーダマトリックスインデックスは、プリコーダマトリックス
2021535651.tif 000396
のＰＭＩ１ｈおよびＰＭＩ１ｖによってそれぞれ示される。ベクトル
2021535651.tif 000397
に対応するフィードバックは、ＰＭＩ２を介してｇＮＢに示される。
2021535651.tif 000398
番目の遅延では、それぞれ
2021535651.tif 000399
に関連付けられたＰＭＩ１ｈおよびＰＭＩ１ｖ、
2021535651.tif 000400
に関連付けられたＰＭＩ２、ならびに
2021535651.tif 000401
個の遅延が、ＵＥ３００からｇＮＢ２００にフィードバックされる。
アンテナ固有のケースでは、フィードバックは
2021535651.tif 000402
個のＰＭＩ１ｈ＋
2021535651.tif 000403
個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000404
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000405
個の遅延となり、非アンテナ固有のケースでは、フィードバックは
2021535651.tif 000406
個のＰＭＩ１ｈ＋
2021535651.tif 000407
個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000408
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000409
個の遅延となる。
【００９０】
上記のような広帯域プリコーダマトリックスとして
2021535651.tif 000410
が選択された場合、アンテナ固有のケースでは、合計フィードバックは、１個のＰＭＩ１ｈ＋１個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000411
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000412
個の遅延となり、非アンテナ固有のケースでは、フィードバックは１個のＰＭＩ１ｈ＋１個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000413
個のＰＭＩ２＋
2021535651.tif 000414
個の遅延となる。
【００９１】
フィードバックスキーム３：
2021535651.tif 000415
の暗黙的フィードバックおよび
2021535651.tif 000416
の明示的フィードバック
マトリックス
2021535651.tif 000417
に関連付けられたフィードバックは、偏光測定のケースのフィードバックスキーム２で説明されたものと同様である。
2021535651.tif 000418
番目の遅延位置については、プリコーダマトリックス
2021535651.tif 000419
の水平偏波（ＰＭＩ１ｈ）のプリコーダマトリックスインデックスおよび垂直偏波（ＰＭＩ１ｖ）のプリコーダマトリックスインデックス、およびマトリックス
2021535651.tif 000420
の
2021535651.tif 000421
個の複素係数、ならびに
2021535651.tif 000422
個の遅延が、ＵＥ３００からｇＮＢ２００にフィードバックされる。
【００９２】
2021535651.tif 000423
個の遅延については、フィードバックは、アンテナ固有のケースでは
2021535651.tif 000424
個のＰＭＩ１ｈ＋
2021535651.tif 000425
個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000426
個の複素係数＋
2021535651.tif 000427
個の遅延となり、非アンテナ固有のケースでは
2021535651.tif 000428
個のＰＭＩ１ｈ＋
2021535651.tif 000429
個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000430
個の複素係数＋
2021535651.tif 000431
個の遅延となる。
上記のような広帯域プリコーダマトリックスとして
2021535651.tif 000432
が選択された場合、アンテナ固有のケースでは、フィードバックは１個のＰＭＩ１ｈ＋１個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000433
個の複素係数＋
2021535651.tif 000434
個の遅延となるが、非アンテナ固有のケースでは、合計フィードバックは、１個のＰＭＩ１ｈ＋１個のＰＭＩ１ｖ＋
2021535651.tif 000435
個の複素係数＋
2021535651.tif 000436
個の遅延となる。
【００９３】
フィードバックスキーム１、２および３の場合、遅延はまた、遅延識別子（ＤＩ）を介して暗黙的にｇＮＢにフィードバックされ得る。アンテナ固有のケースでは、遅延を示すために
2021535651.tif 000437
個のＤＩが必要とされ、ここで各ＤＩは、アンテナ全体の遅延に対して定義される。非アンテナ固有のケースでは、ｇＮＢに遅延を提示するには単一のＤＩで十分であり、遅延はアンテナ全体にわたって同一であるため、この場合のＤＩは、プリコーダタップ全体の遅延を定義する。
【００９４】
以下の表２は、偏光測定のケースについて上記で論じられたフィードバックスキームのフィードバックをまとめたものである。
【表２】
2021535651.tif 000438
【００９５】
実施形態によれば、本発明のアプローチは、ＭＩＳＯシステムにも採用され得る。チャネル推定に基づいて、時間領域チャネル内の
2021535651.tif 000439
個の支配的なピークに対応する遅延がプリコーダの
2021535651.tif 000440
個の遅延として選択または選ばれてもよく、または時間領域で計算されたＭＲＴ（最大比送信：ｍａｘｉｍｕｍ  ｒａｔｉｏ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）に基づいて、
2021535651.tif 000441
個の支配的なピークがプリコーダの
2021535651.tif 000442
個の遅延として選択または選ばれてもよい。
チャネルの遅延も推定される場合、チャネルの最初の
2021535651.tif 000443
個の支配的なピークに対応する遅延が、プリコーダの
2021535651.tif 000444
個の遅延として選択または選ばれてもよく、ＭＲＴプリコーダの最初の
2021535651.tif 000445
個の支配的なピークに対応する遅延が、プリコーダの
2021535651.tif 000446
個の遅延として選択または選ばれてもよい。
チャネル遅延がグリッドから外れている場合、遅延を推定するために、高分解能パラメータ推定アプローチ、たとえば空間交互一般化期待値最大化（ＳＡＧＥ：ｓｐａｃｅ  ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ−ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）アルゴリズムが使用され得る（参考文献［６］参照）。
【００９６】
本発明の実施形態のいくつかは、二段／二重構造コードブックを使用して、二次元（２Ｄ）均一平面アレイ（ＵＰＡ：ｕｎｉｆｏｒｍ  ｐｌａｎａｒ  ａｒｒａｙ）を参照して、上記で説明されてきた。しかしながら、本発明はこのような実施形態に限定されず、５ＧまたはＮＲ（Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ）規格による三重構造コードブックを使用して実施されてもよい。さらに、本発明は、２Ｄアレイに限定されない。本発明のアプローチは、円筒形アレイまたは円錐形アレイのような三次元（３Ｄ）アレイアンテナ上の一次元（１Ｄ）均一線形アレイ（ＵＬＡ：ｕｎｉｆｏｒｍ  ｌｉｎｅａｒ  ａｒｒａｙ）のような任意のアンテナアレイ構成に、等しく適用可能である。三次元（３Ｄ）アレイアンテナは、たとえば、参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年６月１６日に出願された国際出願ＥＰ２０１７／０６４８２８号明細書「送信機、受信機、無線通信ネットワーク、およびこれらを動作させる方法（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ，Ｒｅｃｅｉｖｅｒ，Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ）」に記載されている。
【００９７】
各行に
2021535651.tif 000447
個のパネルがあり、各列に
2021535651.tif 000448
個のパネルがあるマルチパネルアレイを検討すると、パネルの総数は以下によって与えられる。
2021535651.tif 000449
パネルごとのアンテナの数は、二段構造について上述されたものと同じままである。このようなマルチパネルアンテナ構造では、プリコーダは以下の三元／三段構造によって与えられる。
2021535651.tif 000450
ここで、
2021535651.tif 000451
はサイズ
2021535651.tif 000452
の広帯域位相補償マトリックスであり、これは以下によって与えられる複数のパネル間の位相オフセットを保証するために使用される。
2021535651.tif 000453
ここで、
2021535651.tif 000454
はパネルごとの位相補償係数である。ここで、
2021535651.tif 000455
は、全ての偏波／配向を含むパネルごとのアンテナの総数を示す。マトリックス
2021535651.tif 000456
および
2021535651.tif 000457
は、パネル内のプリコーディングに使用され、二段構造で説明されたのと同じ機能を有する。
【００９８】
本発明では、遅延ｌおよびパネル
2021535651.tif 000458
のプリコーダ係数は、以下のように記述され得る。
2021535651.tif 000459
マトリックス
2021535651.tif 000460
は、
2021535651.tif 000461
によって与えられる位相補償係数によって定義される広帯域マトリックスであり、マトリックス
2021535651.tif 000462
およびベクトル
2021535651.tif 000463
は、パネル全体にわたって同一であっても異なってもよく、すなわちこれらはパネル固有であってもパネル非固有であってもよい。
【００９９】
パネル固有のケースでは、マトリックス
2021535651.tif 000464
およびベクトル
2021535651.tif 000465
のフィードバックが、それぞれパネルごとの位相補償係数とともにｇＮＢにフィードバックされる。
パネル非固有のケースでは、単一のパネルのマトリックス
2021535651.tif 000466
およびベクトル
2021535651.tif 000467
のフィードバックが、パネルごとの位相補償係数とともにｇＮＢにフィードバックされる。
パネル固有およびパネル非固有のケースでは、偏光測定および非偏光測定のケースについてフィードバックスキーム１、フィードバックスキーム２、およびフィードバックスキーム３に記載されたマトリックス
2021535651.tif 000468
およびベクトル
2021535651.tif 000469
のフィードバックが適用される。
【０１００】
パネル全体の位相補償係数のフィードバックは、変調スキームの集合から、またはＤＦＴコードブックから選ばれた、または選択されたインデックス（ＰＭＩ３）を介して暗黙的であってもよく、または明示的であってもよい。明示的なケースでは、
2021535651.tif 000470
個の位相補償係数がフィードバックされるが、暗黙的なケースでは、フィードバックにＰＭＩ３が使用される。
【０１０１】
以下の表３は、パネル固有およびパネル非固有のケースでのマトリックス
2021535651.tif 000471
のフィードバックをまとめたものである。
【表３】
2021535651.tif 000472
【０１０２】
第２の実施形態：空間遅延プリコーダの周波数領域表現
これまでに説明された実施形態では、空間遅延プリコーダ
2021535651.tif 000473
は、時間領域で表されている。しかしながら、本発明のアプローチは、このような実施形態に限定されず、本発明のアプローチのさらなる実施形態によれば、空間遅延プリコーダ
2021535651.tif 000474
は周波数領域で表される。
ここで、空間遅延プリコーダの周波数領域表現に基づくフィードバックスキームは、ランク１または層１の通信を採用するシステムの非偏光測定のケースについて説明される。アンテナ固有遅延の場合、
2021535651.tif 000475
、すなわち送信アンテナ間で
2021535651.tif 000476
番目の遅延が異なる。非アンテナ固有遅延の場合、
2021535651.tif 000477
、すなわち全ての送信アンテナにわたって
2021535651.tif 000478
番目の遅延は同一である。上述のように、本発明はランク１の実施形態に限定されず、より高いランクまたは層の通信を採用する通信システムで実施されてもよく、ランク
2021535651.tif 000479
の送信への拡張は簡単である。さらに、偏光測定のケースへの拡張は簡単である（上記参照）。
【０１０３】
空間遅延プリコーダを記述する複素係数は、コードブックまたは非コードブックベースのスキームを使用して、たとえば第１の実施形態を参照して上述されたような方法で、フィードバックされてもよく、遅延は、明示的または暗黙的にフィードバックされ得る。暗黙的な遅延フィードバックは、遅延識別子、ＤＩを使用し得る。各ＤＩは、送信機で使用されるコードブックマトリックスのそれぞれの列ベクトルに関連付けられたインデックスを含み得る。
空間遅延プリコーダ
2021535651.tif 000480
は、以下のように、全てのアンテナの
2021535651.tif 000481
番目の遅延位置に対応する複素係数を使用して記述される。
2021535651.tif 000482
空間遅延プリコーダ
2021535651.tif 000483
は、ＮＵ−ＤＦＴマトリックスを適用することにより、周波数領域に変換され得る。これを行うために、
2021535651.tif 000484
個の遅延のベクトル
2021535651.tif 000485
は、マトリックス
2021535651.tif 000486
に積み重ねられる。
2021535651.tif 000487
【０１０４】
以下、アンテナ固有およびアンテナ非固有のケースは別々に扱われる。さらに、以下では、３ＧＰＰで使用される二段プリコーダ構造（参考文献［７］参照）が採用され、ランク１の送信が検討される。また、以下では、
2021535651.tif 000488
となるような、二重偏波アンテナアレイのケースを検討する。次に、サブキャリア
2021535651.tif 000489
のプリコーダは、以下によって与えられる。
2021535651.tif 000490
2021535651.tif 000491
,
ここで、
2021535651.tif 000492
、
2021535651.tif 000493
、および
2021535651.tif 000494
は、ビーム
2021535651.tif 000495
およびサブキャリア
2021535651.tif 000496
に関連付けられた複素係数を示す。
マトリックス
2021535651.tif 000497
内の全てのサブキャリアのプリコーダを集めると、以下のようになる。
2021535651.tif 000498
【０１０５】
（ａ）アンテナ固有のケース：
アンテナ固有のケースでは、
2021535651.tif 000499
の対応する周波数領域プリコーダは、以下によって与えられる。
2021535651.tif 000500
ここで、
2021535651.tif 000501
のエントリはブロック対角マトリックス
2021535651.tif 000502
内に配置され、
2021535651.tif 000503
2021535651.tif 000504
は
2021535651.tif 000505
個の遅延および
2021535651.tif 000506
番目の送信アンテナの空間遅延プリコーダの遅延領域プリコーダ係数であり、
2021535651.tif 000507
はサイズ
2021535651.tif 000508
の全てゼロ要素の列ベクトルである。サイズ
2021535651.tif 000509
のＮＵ−ＤＦＴマトリックス
2021535651.tif 000510
は、以下によって与えられる。
2021535651.tif 000511
ここで、ＮＵ−ＤＦＴマトリックス
2021535651.tif 000512
は
2021535651.tif 000513
個のベクトルを含む。
2021535651.tif 000514
ベクトル
2021535651.tif 000515
は、遅延
2021535651.tif 000516
およびアンテナインデックス
2021535651.tif 000517
に依存する。
アンテナごとに定義された遅延の数は異なってもよい。
【０１０６】
（ｂ）非アンテナ固有のケース：
非アンテナ固有のケースでは、
2021535651.tif 000518
の対応する周波数領域プリコーダは、以下によって与えられる。
2021535651.tif 000519
ここで、
2021535651.tif 000520
は
2021535651.tif 000521
個の遅延に対して定義されたＮＵ−ＤＦＴマトリックスであり、
2021535651.tif 000522
は遅延
2021535651.tif 000523
に関連付けられたＮＵ−ＤＦＴベクトルである。
2021535651.tif 000524
【０１０７】
暗黙的な遅延（ＤＩ）フィードバック：
実施形態によれば、周波数領域で表された空間遅延プリコーダ
2021535651.tif 000525
の遅延は、暗黙的に、たとえば受信機で使用される周波数領域コードブックマトリックスのそれぞれの列ベクトルに関連付けられた１つ以上のインデックスを使用して、フィードバックされ得る。たとえば、プリコーディングマトリックス識別子（ＰＭＩ）が採用されてもよく、ＰＭＩはインデックスのセットに対応でき、各インデックスは、ＤＦＴコードブック内の特定の列を指す。実施形態によれば、ＰＭＩ内の第１の数のインデックスはそれぞれのビームを示し、ＰＭＩ内の第２の数のインデックスはそれぞれの遅延領域プリコーダ係数を示し、第３の数のインデックスは、遅延識別子、ＤＩのインデックスである。
【０１０８】
実施形態によれば、通信デバイスは、送信機から受信したＣＳＩ報告構成にしたがってＣＳＩフィードバックを送信機に報告するように構成されており、ＣＳＩ報告構成は、たとえば、パラメータＲｅｐｏｒｔＱｕａｎｔｉｔｙを含み、これは以下の値のうちの少なくとも１つを含む。
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＬＩ−ＰＭＩＤ−ＣＱＩ、
−ｃｒｉ−ＲＩ−ＰＭＩＤ、
ここで、ＰＭＩ量ＰＭＩＤは、遅延インデックスを含むＰＭＩ値を含む。
【０１０９】
（ａ）コードブックベースのＤＩフィードバック
暗黙的なＤＩフィードバックの場合、実施形態によれば、ＤＩは、周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000526
の列ベクトルに関連付けられた
2021535651.tif 000527
個のインデックスのセットを含む。遅延
2021535651.tif 000528
は離散化され、セット
2021535651.tif 000529
の要素によって与えられる。また、
2021535651.tif 000530
の各値は周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000531
の列ベクトルに関連付けられている。したがって、ＮＵ−ＤＦＴベクトル
2021535651.tif 000532
は、ＤＦＴベクトルによって以下のように表され得る。
2021535651.tif 000533
2021535651.tif 000534
はコードブックＤＦＴマトリックス
2021535651.tif 000535
のオーバーサンプリング係数であり、
2021535651.tif 000536
である。
コードブックマトリックス
2021535651.tif 000537
は、サブバンド、ＰＲＢ、またはサブキャリアの数
2021535651.tif 000538
、およびオーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000539
によってパラメータ化される。
2021535651.tif 000540
であるとき、コードブックマトリックス
2021535651.tif 000541
は、
2021535651.tif 000542
のＤＦＴマトリックスによって与えられる。
2021535651.tif 000543
であるとき、コードブックマトリックス
2021535651.tif 000544
は、サイズ
2021535651.tif 000545
のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられる。
１つの方法では、オーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000546
は、受信機がコードブックマトリックスを構築するように、送信機から受信機に信号伝達され得る。別の方法では、オーバーサンプリング係数は受信機において既知である。
周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000547
の上記の定義に基づいて、
2021535651.tif 000548
の対応する周波数領域プリコーダは、以下によって定義される。
2021535651.tif 000549
、ここで
2021535651.tif 000550
【０１１０】
（ｂ）二段プリコーディング構造
実施形態によれば、周波数領域の二段プリコーダ構造
2021535651.tif 000551
と同様に、空間遅延プリコーダは、
−たとえば
2021535651.tif 000552
と呼ばれる空間ビームフォーミングベクトルを含む、以下でたとえば
2021535651.tif 000553
または
2021535651.tif 000554
と呼ばれる、空間コードブックマトリックスと、
−以下でたとえば
2021535651.tif 000555
と呼ばれる周波数領域コードブックマトリックスであって、周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルまたはマトリックスが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
−空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択されたベクトルの１つ以上を複素スケーリング／結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有する。
周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスの１つ以上のサブマトリックスによって定義され、ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている。
【０１１１】
実施形態によれば、空間遅延プリコーダの層ごと結合素子は、
・周波数領域コードブックから選択された１つ以上のベクトルを結合するための、周波数ビンとは無関係の複素数値遅延領域結合ベクトルと、
・空間コードブックマトリックスから選択された１つ以上の空間ビームフォーミングベクトルを結合するための周波数ビンごとの複素数値結合ベクトルと
を含む。
実施形態によれば、ｓ番目の周波数ビンに関連付けられた複素数値結合ベクトルのｕ番目のエントリは、ｕ番目のビームに関連付けられた複素数値遅延領域結合ベクトルと周波数領域コードブックから選択された１つ以上のベクトルとの結合によって定義されたベクトルのｓ番目のエントリによって与えられる。
【０１１２】
上述のように、遅延または遅延差
2021535651.tif 000556
は、典型的には限られた値の範囲のみを有する。値の範囲は、第１段プリコーダ
2021535651.tif 000557
をＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られる
2021535651.tif 000558
個のビームフォーミングチャネルインパルス応答の遅延広がりに依存し得る。図５は、第１段プリコーダ
2021535651.tif 000559
のビームフォーミングベクトルをＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合したときに得られるチャネルインパルス応答の２つの例を示す。図５（ａ）から、ビームフォーミングチャネルインパルス応答が集中しており、少数の遅延のみが主ピークに関連付けられていることが観察される。また、図５（ａ）は、周波数領域コードブックからこれらの遅延または遅延差へのＤＦＴベクトルの関連付けられたインデックスも示す。同様に、図５（ｂ）は、２つのピークを含むビームフォーミングチャネルインパルス応答、これら２つのピークに関連付けられた遅延、および周波数領域コードブックからのＤＦＴベクトルの対応するインデックスを示す。このように、遅延または遅延差は、主にコードブックマトリックス
2021535651.tif 000560
の一部、図５（ａ）の場合はＤＦＴマトリックスの最初のエントリ／列、図５（ｂ）の場合はＤＦＴマトリックスの最初と最後のエントリ／列にのみ関連付けられていることが観察され得る。したがって、空間遅延二段プリコーダを構築するために受信機で使用されるコードブックマトリックス
2021535651.tif 000561
のエントリは、サブマトリックスによって与えられてもよく、もしくはＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスを含んでもよい。このようにして、周波数領域コードブックのサイズ、および空間遅延二段プリコーダのパラメータの最適化の間の遅延の組み合わせの検索空間が、大幅に縮小され得る。たとえば、周波数領域コードブックが
2021535651.tif 000562
個のベクトルを含む完全にオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられ、受信機がビームごとにＤ個の遅延を選択するように構成されているとき、受信機は、空間遅延二段プリコーダのパラメータ最適化の間にビームごとに
2021535651.tif 000563
この可能な遅延の組み合わせを計算する。
2021535651.tif 000564
、
2021535651.tif 000565
、および
2021535651.tif 000566
の典型的な値では、受信機は、ビームごとに６８０個の遅延の組み合わせの各々のパラメータ最適化を実行する。遅延の組み合わせの検索空間、したがってパラメータ最適化の計算の複雑さを低減するために、コードブックマトリックス
2021535651.tif 000567
は、
2021535651.tif 000568
[
2021535651.tif 000569
］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの最初のＮ列によって定義され得る（図５（ａ）参照）。
2021535651.tif 000570
の典型的な値では、上記の例の検索空間は、ビームごとに６８０個から４個の遅延の組み合わせに減少する。このため、受信機は、ビームごとに６８０個ではなく４個の遅延の組み合わせのみのパラメータ最適化を実行する。別の例では、コードブックマトリックスＤは、
2021535651.tif 000571
［
2021535651.tif 000572
、
2021535651.tif 000573
］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの最初の
2021535651.tif 000574
列および最後の
2021535651.tif 000575
列によって定義される（図５（ｂ）参照）。さらなる例では、コードブックマトリックスＤは、
2021535651.tif 000576
［
2021535651.tif 000577
］となるように、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 000578
列によって定義される。コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスの複数のサブマトリックスも含み得る。
2021535651.tif 000579
列および
2021535651.tif 000580
列によって定義された２つのＤＦＴサブマトリックスの場合、コードブックマトリックスは、
2021535651.tif 000581
［
2021535651.tif 000582
］によって与えられる。
【０１１３】
（ｃ）二段プリコーディング構造
2021535651.tif 000583
−
2021535651.tif 000584
個のビーム全てで同一の遅延
実施形態によれば、周波数領域二段プリコーダ構造
2021535651.tif 000585
と同様に、ｌ番目の遅延の空間遅延プリコーダは、以下のように表され、
2021535651.tif 000586
ここで、
2021535651.tif 000587
は
2021535651.tif 000588
個の空間ビームを含むサイズ
2021535651.tif 000589
のマトリックスであり、
2021535651.tif 000590
はサイズ
2021535651.tif 000591
のベクトルであり、
2021535651.tif 000592
2021535651.tif 000593
は
2021535651.tif 000594
番目のビームおよびｌ番目の遅延に関連付けられたスカラー複素遅延領域結合係数である。
2021535651.tif 000595
が広帯域マトリックスであるとき、空間遅延プリコーダマトリックス
2021535651.tif 000596
は、以下のように表され、
2021535651.tif 000597
ここで、
2021535651.tif 000598
は、マトリックス
2021535651.tif 000599
と同一であり、
2021535651.tif 000600
である。したがって、二段プリコーディング構造
2021535651.tif 000601
は、以下のように記述され得る。
2021535651.tif 000602
，
2021535651.tif 000603
マトリックス
2021535651.tif 000604
で使用されるＤＩ内の遅延
2021535651.tif 000605
は、マトリックス
2021535651.tif 000606
内の
2021535651.tif 000607
個のビーム全てと同一である。
この実施形態では、
2021535651.tif 000608
番目のビームに関連付けられた上述の複素数値遅延領域結合ベクトルは、マトリックス
2021535651.tif 000609
の
2021535651.tif 000610
番目の行によって与えられ、ｓ番目の周波数ビンの上述の複素数値結合ベクトルは、マトリックス
2021535651.tif 000611
のｓ番目の列によって定義される。
【０１１４】
（ｄ）ビーム固有遅延への拡張−偏波およびビーム依存遅延
実施形態によれば、
2021535651.tif 000612
が非広帯域マトリックスであり、ｌ番目の遅延に対するビームの組み合わせが他の遅延と異なるとき、
2021535651.tif 000613
個のビームに関連付けられた遅延は異なる可能性がある。したがって、
2021535651.tif 000614
個のビームが
2021535651.tif 000615
個のＤＩに関連付けられている可能性がある。次に、
2021535651.tif 000616
番目のＤＩは、ビームインデックス
2021535651.tif 000617
および
2021535651.tif 000618
個の遅延
2021535651.tif 000619
に関連付けられ、ここで、
2021535651.tif 000620
個の遅延は、異なるビームに対して同一であっても非同一であってもよい。また、各ビームは、異なる数の遅延
2021535651.tif 000621
を有し得る。次に、周波数領域プリコーダは、以下によって表されてもよく、
2021535651.tif 000622
ここで、マトリックス
2021535651.tif 000623
は、空間遅延−領域結合係数マトリックスであり、以下のように定義される。
2021535651.tif 000624
2021535651.tif 000625
は、ビーム
2021535651.tif 000626
に関連付けられた遅延領域結合係数である。さらに、
2021535651.tif 000627
は以下によって与えられ、
2021535651.tif 000628
2021535651.tif 000629
は、ビーム
2021535651.tif 000630
に関連付けられたＤＦＴマトリックスであり、その
2021535651.tif 000631
列がコードブック
2021535651.tif 000632
から選択される。
【０１１５】
周波数領域結合係数
2021535651.tif 000633
を含むマトリックス
2021535651.tif 000634
は、以下のように表されてもよく、
2021535651.tif 000635
ここで、
2021535651.tif 000636
および
2021535651.tif 000637
2021535651.tif 000638
したがって、プリコーダ
2021535651.tif 000639
は、以下のように記述され得る。
2021535651.tif 000640
【０１１６】
（ｄ．１）ビーム固有遅延−偏波非依存およびビーム依存遅延の特殊なケース
実施形態によれば、遅延
2021535651.tif 000641
は、偏波非依存性およびビーム依存性であり、以下が適用される。
2021535651.tif 000642
次に、周波数領域ベクトル
2021535651.tif 000643
について、以下の関係が維持される。
2021535651.tif 000644
したがって、
2021535651.tif 000645
個のＤＩフィードバックの代わりに、
2021535651.tif 000646
個のＤＩのみが送信機にフィードバックされる必要がある。
【０１１７】
（ｄ．２）ビーム固有遅延−偏波依存およびビーム非依存遅延の特殊なケース
実施形態によれば、遅延は、偏波依存性およびビーム非依存性であり、以下が適用される。
2021535651.tif 000647
ここで、
2021535651.tif 000648
または
2021535651.tif 000649
次に、周波数領域ベクトル
2021535651.tif 000650
2021535651.tif 000651
ここで、
2021535651.tif 000652
または
2021535651.tif 000653
について、以下の関係が維持される。
したがって、
2021535651.tif 000654
個のＤＩフィードバックの代わりに、２つのＤＩ、２ＤＩのみが送信機にフィードバックされる必要があり、ここで第１のＤＩはアンテナアレイの第１の偏波の遅延を指し、第２のＤＩはアンテナアレイの第２の偏波の遅延を指す。
【０１１８】
以下の表は、様々なフィードバック実施形態について、マトリックス
2021535651.tif 000655
のフィードバックの総量およびＤＩの数をまとめたものである。
【表４】
2021535651.tif 000656
【０１１９】
（ｅ）ビーム固有遅延−
2021535651.tif 000657
個の遅延のうち
2021535651.tif 000658
個の同一の遅延の特殊なケース
実施形態によれば、
2021535651.tif 000659
番目のビームに関連付けられたＤＩの
2021535651.tif 000660
個のインデックスのうち
2021535651.tif 000661
個のインデックスは、他のビームに関連付けられたＤＩの遅延インデックスと同一であり得る。このような場合、
2021535651.tif 000662
番目のビームのＤＩは、
2021535651.tif 000663
個のインデックスではなく
2021535651.tif 000664
個のインデックスのみを有し得る。
特定の空間ビームのインデックスを含むビーム固有のＤＩに加えて、
2021535651.tif 000665
個の空間ビームに共通のインデックスを示すために、
2021535651.tif 000666
個の空間ビームに共通ＤＩが使用され得る。このような複数の共通ＤＩは、異なる空間ビームのＤＩの間に同一の遅延の複数のセットがあるときに適切になるだろう。
ＤＩ構成は、送信機から受信機に信号伝達され得る。たとえば、ＤＩ構成は、下記に関する情報を含み得る。
−ビーム固有のＤＩごとのインデックスの総数、または
−共通ＤＩの数、共通ＤＩごとのインデックスの数。
【０１２０】
（ｆ）ビーム固有遅延−遅延の制限
さらなる実施形態によれば、各ビームについて、
2021535651.tif 000667
個の遅延は、単一の平均遅延を中心とするか、またはその周りに制限され得る。次に、
2021535651.tif 000668
番目のビームの周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000669
は、以下によって与えられる。
2021535651.tif 000670
ここで、
2021535651.tif 000671
、
2021535651.tif 000672
はウィンドウパラメータであり、
2021535651.tif 000673
は平均遅延に関連付けられたインデックスであり、平均遅延インデックス
2021535651.tif 000674
を中心とした
2021535651.tif 000675
番目のビームの
2021535651.tif 000676
個の遅延インデックスを示す図６を参照されたい。１つの方法では、ウィンドウサイズパラメータ
2021535651.tif 000677
は、空間ビームについて同一であっても異なってもよく、制御チャネルを介して、または上位層信号伝達を介して、送信機から受信機に信号伝達され得る。別の方法では、ウィンドウサイズパラメータ
2021535651.tif 000678
は、受信機において既知である。
【０１２１】
各ビームについて、
2021535651.tif 000679
個の遅延領域複素結合係数の係数が送信機にフィードバックされる。しかしながら、ビームごとに
2021535651.tif 000680
個の遅延のフィードバックの代わりに、関連する平均遅延の単一のインデックス
2021535651.tif 000681
が送信機にフィードバックされれば十分である。
たとえば、ウィンドウサイズパラメータ
2021535651.tif 000682
が全てのビームで同一であるとき、合計フィードバックは、
2021535651.tif 000683
個のビームに対して
2021535651.tif 000684
個の複素遅延領域結合係数および
2021535651.tif 000685
個のＤＩとなり、ここで各ＤＩは単一のインデックスのみを含む。
【０１２２】
最適化された平均遅延は、図７に示されるように、定義されたサンプリンググリッドの開始または終了に位置し得る。図７（ａ）および図７（ｂ）は、サンプリンググリッドの開始および／または終了に位置する図６の平均遅延の可能な箇所を示す。このような場合、平均遅延の周辺の遅延の正しい位置（インデックス）を計算するために、モジュロ演算が使用され得る。モジュロ演算が必要とされるインデックスは、ボックスｂ１、ｂ２で強調表示されている。
【０１２３】
（ｇ）ビームごとの複数の平均遅延への拡張：
単一の平均遅延を有する代わりに、実施形態によれば、上記のケースは、複数の平均遅延に拡張され得る。単一の平均遅延のケースと同様に、図８に示されるように、
2021535651.tif 000686
個の遅延が各平均遅延の周りで最適化され、図８は、
2021535651.tif 000687
番目のビームについて２つの平均遅延インデックス
2021535651.tif 000688
および
2021535651.tif 000689
を中心とした
2021535651.tif 000690
個の遅延インデックスを示す。
たとえば、ウィンドウサイズパラメータ
2021535651.tif 000691
が全てのビームおよび全ての平均遅延で同一であるとき、ビームごとに
2021535651.tif 000692
個の平均遅延で、合計フィードバックは、
2021535651.tif 000693
個のビームに対して、
2021535651.tif 000694
個の複素遅延領域結合係数および
2021535651.tif 000695
個のＤＩとなり、ここで各ＤＩは
2021535651.tif 000696
個のインデックスを含む。
また、平均遅延のいくつかは、
2021535651.tif 000697
個のビームのサブセットで同一であってもよく、またはこれらは
2021535651.tif 000698
個のビーム全てについて同一であってもよい。たとえば、平均遅延が
2021535651.tif 000699
個のビーム全てについて同一であるとき、
2021535651.tif 000700
個の遅延を含む単一のＤＩのみが送信機にフィードバックされ得る。
【０１２４】
（ｈ）制限された遅延の場合の遅延領域結合係数のクロネッカー積構造
さらに別の実施形態によれば、他の
2021535651.tif 000701
個全てのビームの結合係数を計算するために、平均遅延インデックス
2021535651.tif 000702
に関連付けられた
2021535651.tif 000703
番目のビームの
2021535651.tif 000704
個の複素遅延領域係数が使用される。以下では、単一の平均遅延および単一の空間ビームを検討する。行ベクトル
2021535651.tif 000705
内の
2021535651.tif 000706
番目のビームおよび平均遅延インデックス
2021535651.tif 000707
（ｌは１から
2021535651.tif 000708
までの範囲）に関連付けられた
2021535651.tif 000709
個の遅延結合係数を収集すると、平均遅延インデックス
2021535651.tif 000710
に関連付けられた残り
2021535651.tif 000711
個のビーム
2021535651.tif 000712
の複素遅延領域結合係数は、以下によって計算され、
2021535651.tif 000713
ここで、
2021535651.tif 000714
は、
2021535651.tif 000715
番目のビームに関連付けられたスカラー複素係数である。図９は、平均遅延
2021535651.tif 000716
の基準ビーム（ボックスＲ）に対する
2021535651.tif 000717
個のビームの複素係数の計算を示す。
なお、上記のクロネッカー積構造では、
2021535651.tif 000718
個の遅延領域結合係数ベクトル
2021535651.tif 000719
のフィードバックに加えて、複素結合係数
2021535651.tif 000720
が送信機にフィードバックされる必要があることに、留意されたい。
【０１２５】
（ｉ）多層送信への拡張
空間遅延プリコーダの上記の二段表現は、異なるまたは異ならない数の層ごとのビームまたはビームごとの遅延を採用する複数の層に拡張され得る。層ごとのビームまたはビームごとの遅延の数が柔軟に選択され得る場合、一般的な空間遅延二段プリコーダ構造が与えられてもよい。
2021535651.tif 000721
層送信を想定すると、
2021535651.tif 000722
番目の層に関連付けられたプリコーダは以下によって与えられ、
2021535651.tif 000723
ここで、
−
2021535651.tif 000724
は送信機アレイの送信アンテナの数であり、
−
2021535651.tif 000725
は
2021535651.tif 000726
番目の層のビームの数であり、
−
2021535651.tif 000727
は
2021535651.tif 000728
番目の層および
2021535651.tif 000729
番目のビームの遅延の数であり、
−
2021535651.tif 000730
は
2021535651.tif 000731
番目の層、
2021535651.tif 000732
番目の空間ビーム、および送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 000733
番目の偏波に関連付けられたサイズ
2021535651.tif 000734
の
2021535651.tif 000735
番目の遅延ベクトルであり、
−
2021535651.tif 000736
は
2021535651.tif 000737
番目の層に関連付けられた
2021535651.tif 000738
番目の空間ビームであり、
−
2021535651.tif 000739
は
2021535651.tif 000740
番目の層、
2021535651.tif 000741
番目の空間ビーム、
2021535651.tif 000742
番目の遅延、および送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 000743
番目の偏波に関連付けられたスカラー遅延ビーム複素結合係数であり、
−
2021535651.tif 000744
は、全てのプリコーダ層の平均総送信電力が固定値に等しいことを保証するための正規化係数である。
【０１２６】
この実施形態では、ｕ番目のビームに関連付けられた上述の複素数値遅延領域結合ベクトルは、ベクトル
2021535651.tif 000745
によって与えられ、
2021535651.tif 000746
個の空間ビームフォーミングベクトル
2021535651.tif 000747
を組み合わせるためのｓ番目の周波数ビンの上述の複素数値結合ベクトルは、以下のマトリックスのｓ番目の列によって与えられる。
2021535651.tif 000748
空間ビームフォーミングベクトル
2021535651.tif 000749
は、空間領域２Ｄ−ＤＦＴコードブックマトリックスから選択され、各層で異なっていてもよい。ＤＦＴベクトル
2021535651.tif 000750
は、遅延に関連付けられ、周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 000751
から選択される。
【０１２７】
実施形態によれば、空間遅延二段プリコーダマトリックスは、以下のマトリックスベクトル表記で表すことができる。
2021535651.tif 000752
2021535651.tif 000753
ここで、
2021535651.tif 000754
は
2021535651.tif 000755
番目の偏波のビーム結合係数を含み、
2021535651.tif 000756
である。
2021535651.tif 000757
番目のビームおよび
2021535651.tif 000758
番目のサブバンドに関連する
2021535651.tif 000759
の（
2021535651.tif 000760
）エントリ
2021535651.tif 000761
は、
2021535651.tif 000762
個の複素指数
2021535651.tif 000763
を有する
2021535651.tif 000764
個の複素遅延−ビーム結合係数
2021535651.tif 000765
の線形結合によって表すことができる。
2021535651.tif 000766
ここで、
2021535651.tif 000767
は、ｕ番目のビームおよびｐ番目の偏波の遅延成分に関連付けられたＤＦＴベクトル
2021535651.tif 000768
の
2021535651.tif 000769
番目のエントリを示す。
【０１２８】
実施形態によれば、空間ビームおよび選択されたビームの数
2021535651.tif 000770
は、送信層に依存し得る。１つの方法では、選択された空間ビームのサブセット
2021535651.tif 000771
は、層のサブセットに対して同一であり得る。たとえば、第１の層で偏波ごとに
2021535651.tif 000772
個のビーム、第２の層で偏波ごとに
2021535651.tif 000773
個のビーム、第３の層で偏波ごとに
2021535651.tif 000774
個のビーム、および第４の層で偏波ごとに
2021535651.tif 000775
個のビームを有する４層送信では、第１の層および第２の層の最初の２つの空間ビームは同一であり（
2021535651.tif 000776
）、最初の２つの層と第３および第４の層との残りの空間ビームは異なっている（
2021535651.tif 000777
。別の方法では、ビームの数は、層のサブセットで同一である。たとえば、４層送信では、第１の層のビームの数は、第２の層のビームの数と同一であり
2021535651.tif 000778
、残り２つの層では異なる（
2021535651.tif 000779
）。
【０１２９】
実施形態によれば、空間ビームの数およびビームインデックスは全ての層に付いて同一であり得、送信層インデックスには依存しない。
実施形態によれば、遅延は、ビームおよび送信層に依存し得る。１つの方法では、送信層の空間ビームのサブセットに関連付けられた遅延のサブセットは同一であり得る。たとえば、
2021535651.tif 000780
番目の層に４つのビームを使用する送信では、ビーム１およびビーム２の遅延のいくつかは同一であり（
2021535651.tif 000781
、最初の２つのビームの残りの遅延（
2021535651.tif 000782
）と第３および第４のビームの遅延は異なっている。さらなる方法では、送信層のビームのサブセットの遅延の数は同一であり得る。たとえば、第１のビームの遅延の数は、第２のビームの遅延の数と同一である（
2021535651.tif 000783
）。さらなる方法では、遅延のサブセットは、空間ビームおよび送信層のサブセットに対して同一であり得る。たとえば、第１の層の第１のビームおよび第２のビームに関連付けられた２つの遅延は、第２の層の第１のビームおよび第２のビームに関連付けられた２つの遅延と同一であり得る（
2021535651.tif 000784
。遅延の数とビームおよび層ごとの遅延との組み合わせの他の例が除外されるものではない。
実施形態によれば、送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、遅延の数およびビームごとの遅延は送信層について同一であり得る。
【０１３０】
（ｊ）空間遅延二段プリコーダマトリックスを構築するための選択されていない遅延／遅延差値のフィードバック
実施形態によれば、フィードバックオーバーヘッドを削減するために、受信機は、
2021535651.tif 000785
個のエントリ／列を含むコードブックマトリックス
2021535651.tif 000786
から
2021535651.tif 000787
番目の層の空間遅延二段プリコーダマトリックスを構築するための
2021535651.tif 000788
個の遅延または遅延差を選択し、
2021535651.tif 000789
個の選択されていない遅延インデックスをコードブックマトリックス
2021535651.tif 000790
から送信機にフィードバックするように構成されている。たとえば、コードブックマトリックス
2021535651.tif 000791
［
2021535651.tif 000792
が５つのエントリ／列を含み、受信機が空間遅延二段プリコーダを構築するために３つの遅延／遅延差を選択するように構成されており、ベクトル
2021535651.tif 000793
を選択するとき、受信機は、インデック
2021535651.tif 000794
および
2021535651.tif 000795
（または相対インデックス３および４）を信号伝達する上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）によって送信機にフィードバックする。パラメータ
2021535651.tif 000796
は、層全体にわたって同一であっても非同一であってもよい。
2021535651.tif 000797
，
2021535651.tif 000798
で同一の値の場合。
【０１３１】
実施形態によれば、受信機は、送信機から、ｒ番目の層に対する空間遅延二段プリコーダマトリックスの遅延成分の選択に使用される遅延の数を示す上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
2021535651.tif 000799
（または単一のパラメータ
2021535651.tif 000800
）を受信するように構成されている。
実施形態によれば、受信機は、ｒ番目の層に対する空間遅延二段プリコーダマトリックスの遅延成分の選択に使用される遅延の数を示す、先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
2021535651.tif 000801
（または単一のパラメータ
2021535651.tif 000802
）を使用するように構成されている。
【０１３２】
（ｋ）周波数領域コードブック構成
実施形態によれば、受信機は、送信機から、周波数領域コードブック（
2021535651.tif 000803
）の構成のための上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータ
2021535651.tif 000804
を受信するように構成されている。
実施形態によれば、受信機は、周波数領域コードブック（
2021535651.tif 000805
）の構成のために、先験的に既知（デフォルト）のパラメータ
2021535651.tif 000806
を使用するように構成されている。
実施形態によれば、受信機は、送信機から、周波数領域コードブック（
2021535651.tif 000807
）の構成のための上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータオーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000808
を受信するように構成されている。
実施形態によれば、受信機は、周波数領域コードブック（
2021535651.tif 000809
）の構成のために、先験的に既知（デフォルト）のパラメータオーバーサンプリング係数
2021535651.tif 000810
を使用するように構成されている。
実施形態によれば、受信機は、送信機から、周波数領域コードブック（
2021535651.tif 000811
）の構成のためのＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴサブマトリックスの列に関連付けられた上位層（無線リソース制御（ＲＲＣ）層またはＭＡＣ−ＣＥなど）または物理層（Ｌ１）パラメータを受信するように構成されている。
実施形態によれば、受信機は、周波数領域コードブック（
2021535651.tif 000812
）の構成のためのＤＦＴまたはオーバーサンプリングされたＤＦＴサブマトリックスの列に関連付けられた先験的に既知（デフォルト）のパラメータを使用するように構成されている。
【０１３３】
（ｌ）最強遅延インジケータ
実施形態によれば、受信機は、
−プリコーダを計算するためのビームの遅延インデックスを選択し、
−空間遅延二段プリコーダを計算するために受信機によって選択されたビームの遅延インデックスを含むＤＩを構築し、
−ＤＩの最も強い遅延に対応する遅延インデックスを示し、
−最も強い遅延インデックスの表示を有するＤＩを送信機にフィードバックする
ように構成されている。
たとえば、最も強い遅延は、選択されたビームの遅延に関連付けられた他の全ての遅延結合係数のうちで最も強いパワーを有する遅延結合係数に関連付けられ得る。共通ＤＩの遅延インデックスは、共通ＤＩの最初のインデックスが最も強い遅延に関連付けられるようにソートされ得る。共通ＤＩの最も強い遅延は、複数のユーザのスケジューリング決定を最適化するため、および二段プリコードされた空間遅延がマルチユーザ送信に適用されるときにユーザ間の干渉を低減するために、送信機で使用され得る。
【０１３４】
遅延の正規化
別の実施形態によれば、遅延は、単一の基準遅延に関して正規化され得る。基準遅延が設定されてもよく、全てのビームまたは全てのアンテナに対応する
2021535651.tif 000813
個の遅延が、単一の基準遅延から差し引かれる。
2021535651.tif 000814
個の遅延のセットのｌ番目の遅延が、基準遅延として選択され得る。遅延の明示的フィードバックの場合、
2021535651.tif 000815
個の遅延差が、遅延の代わりに送信機にフィードバックされる。遅延の暗黙的フィードバックの場合、
2021535651.tif 000816
個の遅延差がセット
2021535651.tif 000817
の要素によって与えられ、ＤＩは、遅延差に関連付けられたインデックスを含む。
【０１３５】
ビーム／アンテナごと正規化の特定のケース：
基準遅延はまた、ビームごとまたはアンテナごとに設定されてもよく、各ビームまたは各アンテナに対応する
2021535651.tif 000818
個の遅延が、ビームまたはアンテナ固有基準遅延から差し引かれる。遅延の暗黙的フィードバックの場合、
2021535651.tif 000819
個の遅延差がセット
2021535651.tif 000820
の要素によって与えられ、ＤＩは、遅延差に関連付けられたインデックスを含む。
【０１３６】
本明細書に記載される実施形態では、フィードバックは、図２、図３、または図４に示されるように、ユーザ機器と基地局との間のフィードバックチャネルを使用して信号伝達され得る。フィードバックはまた、ＰＵＣＣＨのような制御チャネル、またはＰＵＳＣＨのようなデータチャネルを介して信号伝達または送信されてもよく、これはＲＲＣ信号伝達のような上位層信号伝達を介して信号伝達されてもよい。
本発明の実施形態は、より高いランクまたは層の通信を採用する通信システムで実施されてもよい。このような実施形態では、フィードバックは、層ごとの遅延および層ごとの複素プリコーダ係数を含む。
【０１３７】
実施形態によれば、通信デバイスは、ＣＱＩおよび／またはＲＩおよび／またはＰＭＩ計算について、送信機が、
2021535651.tif 000821
個の層のアンテナポート
2021535651.tif 000822
上のＰＤＳＣＨ信号に空間遅延二段プリコーダを以下のように適用することを想定しており、
2021535651.tif 000823
ここで、
2021535651.tif 000824
はＰＤＳＣＨシンボルのシンボルベクトル
2021535651.tif 000825
であり、
2021535651.tif 000826
は層
2021535651.tif 000827
のｉ番目のシンボルであり、
2021535651.tif 000828
はアンテナポート
2021535651.tif 000829
上で送信されたｉ番目のプリコードされたシンボルであり、
2021535651.tif 000830
は空間遅延二段プリコーダマトリックスのｉ番目の列である。
ポート選択空間コードブックへの拡張：
実施形態によれば、空間コードブックマトリックスのエントリは
2021535651.tif 000831
長さの列ベクトルによって表され、
2021535651.tif 000832
はアンテナポートの数であり、
2021535651.tif 000833
番目のベクトル（
2021535651.tif 000834
／２）は、
2021535651.tif 000835
番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む。
【０１３８】
本発明の実施形態は、送信機がユーザ機器にサービス提供する基地局であり、受信機が基地局によってサービス提供されるユーザ機器である通信システムを参照して、上記で説明されてきた。しかしながら、本発明は、このような実施形態に限定されず、送信機が基地局によってサービス提供されるユーザ機器であり、受信機がユーザ機器にサービス提供する基地局である通信システムで実施されてもよい。
【０１３９】
説明された概念のいくつかの態様は装置の文脈で説明されてきたが、これらの態様が対応する方法の説明も表すことは明らかであり、ブロックまたはデバイスは、方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップの文脈で説明された態様は、対応する装置の対応するブロックまたはアイテムまたは特徴の説明も表す。
【０１４０】
本発明の様々な要素および特徴は、アナログおよび／またはデジタル回路を使用するハードウェアで、ソフトウェアで、１つ以上の汎用または特殊目的プロセッサによる命令の実行を通じて、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして、実施され得る。たとえば、本発明の実施形態は、コンピュータシステムまたはその他の処理システムの環境で実施され得る。図１０は、コンピュータシステム７００の例を示す。ユニットおよびモジュール、ならびにこれらのユニットによって実行される方法のステップは、１つ以上のコンピュータシステム７００上で実行され得る。コンピュータシステム７００は、専用または汎用デジタル信号プロセッサのような、１つ以上のプロセッサ７０２を含む。プロセッサ７０２は、バスまたはネットワークのような、通信基盤７０４に接続されている。コンピュータシステム７００は、メインメモリ７０６、たとえばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および二次メモリ７０８、たとえばハードディスクドライブおよび／またはリムーバブルストレージドライブを含む。二次メモリ７０８は、コンピュータプログラムまたはその他の命令をコンピュータシステム７００にロードすることを可能にし得る。コンピュータシステム７００は、ソフトウェアおよびデータをコンピュータシステム７００と外部デバイスとの間で転送できるようにするための通信インターフェース７１０をさらに含み得る。通信は、通信インターフェースによって処理することが可能な電子、電磁、光、またはその他の信号の形態であり得る。通信は、ワイヤまたはケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、およびその他の通信チャネル７１２を使用し得る。
【０１４１】
「コンピュータプログラム媒体」および「コンピュータ可読媒体」という用語は、一般に、リムーバブルストレージユニット、またはハードディスクドライブにインストールされたハードディスクのような、有形の記憶媒体を指すために使用される。これらのコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステム７００にソフトウェアを提供するための手段である。コンピュータ制御ロジックとも呼ばれるコンピュータプログラムは、メインメモリ７０６および／または二次メモリ７０８に格納される。コンピュータプログラムはまた、通信インターフェース７１０を介して受信されてもよい。コンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステム７００が本発明を実施することを可能にする。特に、コンピュータプログラムは、実行されると、プロセッサ７０２が、本明細書に記載される方法のいずれかなど、本発明のプロセスを実施することを可能にする。したがって、このようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステム７００のコントローラを表すことができる。本開示がソフトウェアを使用して実施されるとき、ソフトウェアは、コンピュータプログラム製品に格納され、リムーバブルストレージドライブ、通信インターフェース７１０のようなインターフェースを使用してコンピュータシステム７００にロードされてもよい。
【０１４２】
ハードウェアまたはソフトウェアでの実施は、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働する（または協働可能な）、電子可読制御信号が記憶された、クラウドストレージ、フロッピーディスク、ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、またはフラッシュメモリなどのデジタル記憶媒体を使用して、実行され得る。したがって、デジタル記憶媒体はコンピュータ読み取り可能であり得る。
【０１４３】
本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載された方法の１つが実行されるように、プログラム可能なコンピュータシステムと協働することが可能な電子的可読制御信号を有するデータキャリアを含む。
【０１４４】
一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装されることが可能であり、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されたときに方法の１つを実行するように動作する。プログラムコードは、たとえば機械可読キャリアに記憶されてもよい。
【０１４５】
別の実施形態は、機械可読キャリア上に記憶された、本明細書に記載される方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを含む。したがって、言い換えると、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されたときに、本明細書に記載される方法の１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【０１４６】
したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを備え、該コンピュータプログラムが記録されたデータキャリア（またはデジタル記憶媒体またはコンピュータ可読媒体）である。したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは一連の信号である。データストリームまたは信号のシーケンスはたとえば、データ通信接続を介して、たとえばインターネットを介して転送されるように構成されてもよい。さらなる実施形態は、本明細書に記載される方法の１つを実行するように構成または適合された、たとえばコンピュータまたはプログラマブル論理デバイスなどの処理手段を含む。さらなる実施形態は、本明細書に記載された方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを備える。
【０１４７】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載された方法の機能の一部または全てを実行するために、プログラマブルロジックデバイス（たとえばフィールドプログラマブルゲートアレイ）が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載される方法の１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働し得る。一般に、方法は、好ましくはいずれかのハードウェア装置によって実行される。
【０１４８】
上記の実施形態は、本発明の原理を単に例示するものである。本明細書に記載される配置および詳細の修正および変形は、当業者にとって明らかとなることが理解される。したがって、喫緊の請求項の範囲によってのみ限定され、本明細書の実施形態の記載および説明によって提示される具体的詳細によっては限定されないことが意図される。
【０１４９】
参考文献
［１］  Ｅｒｉｋ  Ｄａｈｌｍａｎ，  Ｓｔｅｆａｎ  Ｐａｒｋｖａｌｌ，  Ｊｏｈａｎ  Ｓｋｏｅｌｄ，  “４Ｇ：  ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ，”  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  ２０１１．  （ＩＳＢＮ：０１２３８５４８９Ｘ  ９７８０１２３８５４８９６）
【０１５０】
［２］  ３ＧＰＰ  ＴＲ  ３６．８９７  Ｖ１３．０．０，  “３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；  Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ  ／  Ｆｕｌｌ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  （ＦＤ）  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ  （ＭＩＭＯ）  ｆｏｒ  ＬＴＥ  （Ｒｅｌｅａｓｅ  １３），”  Ｊｕｎｅ  ２０１５．
【０１５１】
［３］  Ｃｈｅｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ｂａｓｅｄ  Ｃｏｄｅｂｏｏｋ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ，”  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｐａｔｅｎｔ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，  ＵＳ ２０１６／０１７３１８０ Ａ１，  Ｊｕｎｅ  ２０１６．
【０１５２】
［４］  ３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１１，  “Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；  Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  （Ｅ−ＵＴＲＡ）；  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  （Ｒｅｌｅａｓｅ  １０），”  Ｖ１０．４．０，  Ｄｅｃ．２０１１．
【０１５３】
［５］  ３ＧＰＰ  ＴＲ  ３８．８０２  Ｖ１４．１．０，  “３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；  Ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ  ａｃｃｅｓｓ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ａｓｐｅｃｔｓ  （ｒｅｌｅａｓｅ  １４），”  Ｊｕｎｅ  ２０１７．
【０１５４】
［６］  Ｊ．  Ａ．  Ｆｅｓｓｌｅｒ  ａｎｄ  Ａ．  Ｏ．  Ｈｅｒｏ，  “Ｓｐａｃｅ−ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ−ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，”  ＩＥＥＥ  ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  ｖｏｌ．  ４２，  ｎｏ．  １０，  ｐｐ．  ２６６４−２６７７，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９９．
【０１５５】
［７］  ３ＧＰＰ  ＴＳ  ３８．２１４  Ｖ１３．０．０，  “３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；  ＮＲ；  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｌａｙｅｒ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ  ｆｏｒ  ｄａｔａ  （Ｒｅｌｅａｓｅ  １５），”  Ｊａｎｕａｒｙ  ２０１８．
【図１】
2021535651.tif 001001
【図２】
2021535651.tif 001002
【図３】
2021535651.tif 001003
【図４】
2021535651.tif 001004
【図５（ａ）】
2021535651.tif 001005
【図５（ｂ）】
2021535651.tif 001006
【図６】
2021535651.tif 001007
【図７】
2021535651.tif 001008
【図８】
2021535651.tif 001009
【図９】
2021535651.tif 001010
【図１０】
2021535651.tif 001011
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月24日(2020.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機であって、
複数のアンテナポートを採用する送信機から無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理し、
前記受信信号に基づいて、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートに対する１つ以上の空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を決定し、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックする
ように構成されており、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択された前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、受信機。
【請求項２】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記ＤＦＴマトリックスの全てのエントリを含むわけではなく、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記ＤＦＴマトリックスの一部に過ぎず、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項４】
前記遅延または遅延差は、前記周波数領域コードブックマトリックスがＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義されるように、前記ＤＦＴマトリックスの一部のみに関連付けられており、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記ＤＦＴマトリックスの全てのエントリを含むわけではなく、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項５】
前記遅延または遅延差は、前記周波数領域コードブックマトリックスがＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義されるように、ＤＦＴマトリックスの一部のみに関連付けられており、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項６】
前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記空間コードブックマトリックスの前記選択されたビームをＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合するときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の遅延広がりに応じて選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項７】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、
−前記ＤＦＴマトリックスの最初のＮ列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの最初の
2021535651.tif 001012
列および最後の
2021535651.tif 001013
列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 001014
列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 001015
列および
2021535651.tif 001016
列
によって定義される、請求項１から８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項８】
前記周波数領域コードブックを定義する前記ＤＦＴマトリックスの前記複数の列を示す１つ以上のパラメータは、前記受信機において先験的に知られているか、または前記送信機によって構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項９】
前記受信機は、
2021535651.tif 001017
個のエントリ／列を含む前記周波数領域コードブックマトリックスから前記空間遅延二段プリコーダマトリックスを構築するための
2021535651.tif 001018
個の遅延または遅延差を選択し、前記
2021535651.tif 001019
個の遅延または遅延差は各層で同じであるように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１０】
前記パラメータ
2021535651.tif 001020
は前記受信機において先験的に知られているか、または前記受信機は、前記送信機から前記パラメータ
2021535651.tif 001021
を受信するように構成されている、請求項９に記載の受信機。
【請求項１１】
前記遅延が、前記空間ビームおよび前記送信層に依存し、
−送信層の前記空間ビームのサブセットに関連付けられた前記遅延のサブセットが同一であるか、または
−送信層の前記空間ビームのサブセットの遅延の数が同一であるか、または
−前記遅延のサブセットが、前記空間ビームおよび送信層のサブセットで同一である、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１２】
送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、遅延の数およびビームごとの前記遅延は送信層について同一である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１３】
前記プリコーディングマトリックスは、以下によって表され、
2021535651.tif 001022
ここで、
−
2021535651.tif 001023
は前記送信機のアンテナポートの数であり、
−
2021535651.tif 001024
は
2021535651.tif 001025
番目の層のビームの数であり、
−
2021535651.tif 001026
は
2021535651.tif 001027
番目の層および
2021535651.tif 001028
番目のビームの遅延の数であり、
−
2021535651.tif 001029
は
2021535651.tif 001030
番目の層、
2021535651.tif 001031
番目の空間ビーム、および前記送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 001032
番目の偏波に関連付けられたサイズ
2021535651.tif 001033
の
2021535651.tif 001034
番目の遅延ベクトルであり、
−
2021535651.tif 001035
は
2021535651.tif 001036
番目の層に関連付けられた
2021535651.tif 001037
番目の空間ビームであり、
−
2021535651.tif 001038
は
2021535651.tif 001039
番目の層、
2021535651.tif 001040
番目の空間ビーム、
2021535651.tif 001041
番目の遅延、および前記送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 001042
番目の偏波に関連付けられたスカラー遅延ビーム複素結合係数であり、
−
2021535651.tif 001043
は、全てのプリコーダ層の平均総送信電力が固定値に等しいことを保証するための正規化係数である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１４】
前記周波数領域コードブックの前記ベクトルの長さを示す前記パラメータ
2021535651.tif 001044
は前記受信機において先験的に知られているか、または前記受信機は、前記送信機から前記パラメータ
2021535651.tif 001045
を受信するように構成されている、請求項１３に記載の受信機。
【請求項１５】
前記受信機は、前記空間遅延プリコーダの前記遅延を明示的または暗黙的にフィードバックするように構成されており、前記暗黙的フィードバックは、前記周波数領域コードブックマトリックスのそれぞれの列ベクトルに関連付けられたインデックスを示す遅延識別子を使用する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１６】
前記暗黙的な遅延フィードバックは、１つ以上の遅延識別子ＤＩを含み、各遅延識別子は、前記周波数領域コードブックマトリックスの列ベクトルに関連付けられた
2021535651.tif 001046
個のインデックスのセットを示し、
2021535651.tif 001047
は遅延の総数である、請求項１５に記載の受信機。
【請求項１７】
前記遅延
2021535651.tif 001048
は離散化され、セット
2021535651.tif 001049
の要素によって与えられ、
2021535651.tif 001050
の各値は前記周波数領域コードブックマトリックス
2021535651.tif 001051
の列ベクトルに関連付けられており、
2021535651.tif 001052
、
2021535651.tif 001053
はサブバンドの総数である
請求項１６に記載の受信機。
【請求項１８】
ＤＩは空間ビームに関連付けられ、前記フィードバックは、
2021535651.tif 001054
個の空間ビームに対して
2021535651.tif 001055
個のＤＩを含み、
2021535651.tif 001056
はビームの総数、
2021535651.tif 001057
は偏波の数、ここで前記送信機での共偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 001058
、前記送信機での二重偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 001059
である、請求項１５から１７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１９】
前記プリコーダは二段プリコーディング構造を含み、前記二段プリコーディング構造は、
2021535651.tif 001060
個の空間ビームを含むビームフォーミングマトリックスを含み、
2021535651.tif 001061
はビームの総数、
2021535651.tif 001062
は偏波の数であり、ここで前記送信機での共偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 001063
、前記送信機での二重偏波アンテナアレイについては
2021535651.tif 001064
であり、
（ｉ）
2021535651.tif 001065
個全てのビームに対して同一の遅延の場合、前記フィードバックは前記
2021535651.tif 001066
個のビームに対して１つの遅延識別子１ＤＩを含むか、または
（ｉｉ）偏波依存およびビーム依存遅延の場合、前記フィードバックは
2021535651.tif 001067
個のビームに対して
2021535651.tif 001068
個の遅延識別子、
2021535651.tif 001069
個のＤＩを含み、各ＤＩは、単一の空間ビームに関連付けられた前記遅延のインデックスを含むか、または
（ｉｉｉ）偏波非依存およびビーム依存遅延の場合、前記フィードバックは、前記
2021535651.tif 001070
個のビームに対して
2021535651.tif 001071
個の遅延識別子、
2021535651.tif 001072
個のＤＩを含むか、または
（ｉｖ）偏波依存およびビーム非依存遅延の場合、前記フィードバックは、前記
2021535651.tif 001073
個のビームに対して２個の遅延識別子、
2021535651.tif 001074
個のＤＩを含む
請求項１５から１８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２０】
前記ＤＩのインデックスの数が前記空間ビームに関して同一または異なる、請求項１８または１９に記載の受信機。
【請求項２１】
2021535651.tif 001075
番目の空間ビームに関連付けられた、遅延識別子ＤＩの
2021535651.tif 001076
個の遅延インデックスのうちの
2021535651.tif 001077
個の遅延インデックスは、１つ以上の他の空間ビームに関連付けられた遅延インデックスＤＩと同一であり、すると前記
2021535651.tif 001078
番目の空間ビームの前記ＤＩは、
2021535651.tif 001079
個のインデックスの代わりに
2021535651.tif 001080
個のインデックスを含む、請求項１５から２０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２２】
前記フィードバックは、特定の空間ビームのインデックスを含むビーム固有のＤＩに加えて、
2021535651.tif 001081
個の空間ビームに共通の共通ＤＩを含み、前記共通ＤＩは
2021535651.tif 001082
個の空間ビームに共通のインデックスを示す、請求項１５から２１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２３】
ＤＩ構成が前記送信機から前記受信機に信号伝達されてもよく、前記ＤＩ構成は、
−ビーム固有のＤＩのインデックスの総数、または
−共通ＤＩの数、または
−共通ＤＩごとのインデックスの数
に関する情報を含む、請求項１５から２２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２４】
空間ビームに関連付けられた前記遅延が単一の平均遅延の周りの所定のウィンドウ内にあるとき、前記空間ビームの前記遅延識別子は、前記平均遅延に関連付けられた単一のインデックスのみを含む、請求項１５から２３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２５】
前記受信機は、所定のウィンドウサイズを指定するウィンドウパラメータを前記送信機から受信するように構成されている、請求項２４に記載の受信機。
【請求項２６】
2021535651.tif 001083
個のビームの場合、前記フィードバックは、前記
2021535651.tif 001084
個のビームに対して
2021535651.tif 001085
個のＤＩを含み、各ＤＩは単一のインデックスのみを含む、請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項２７】
前記フィードバックは、前記空間ビームに対して単一または複数のＤＩを含み、各ＤＩは単一または複数のインデックスを含み、各インデックスは前記ビームの特定の平均遅延に関連付けられている、請求項２４から２６のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２８】
前記
2021535651.tif 001086
個の空間ビームが、同じかまたは異なる平均遅延を有する、請求項２４から２７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項２９】
2021535651.tif 001087
番目の空間ビームの
2021535651.tif 001088
個の複素遅延領域結合係数は、特定の平均遅延インデックスに関連付けられており、前記特定の平均遅延インデックスの残りまたは他の
2021535651.tif 001089
個のビームの前記複素結合係数を計算するために使用される、請求項２４から２８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３０】
前記フィードバックは、それぞれの空間ビームフォーミングベクトルを示す第１の数のインデックスと、前記それぞれの複素遅延領域結合係数を示す第２の数のインデックスと、（１つまたは複数の）前記遅延識別子に含まれる前記遅延を示す第３の数のインデックスとを示すプリコーディングマトリックス識別子ＰＭＩ含む、請求項１５から２９のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３１】
前記ＰＭＩは、前記空間コードブックマトリックスから選択される
2021535651.tif 001090
個のビームフォーミングベクトルを示す、請求項３０に記載の受信機。
【請求項３２】
前記
2021535651.tif 001091
個のビームフォーミングベクトルは、ＤＦＴベースのコードブックマトリックスから選択される、請求項３１に記載の受信機。
【請求項３３】
前記受信機は、
（ｉ）全てのアンテナまたはビームに基準遅延を設定することであって、前記基準遅延に対して
2021535651.tif 001092
個の遅延差が前記送信機にフィードバックされることによって明示的に、または
（ｉｉ）全てのアンテナまたはビームに基準遅延を設定することであって、前記基準遅延に対して
2021535651.tif 001093
個の遅延差に関連付けられた
2021535651.tif 001094
個のインデックスがフィードバックされることによって暗黙的に、
前記空間遅延プリコーダの前記遅延をフィードバックするように構成されている、請求項１から１５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３４】
前記空間コードブックマトリックスの前記エントリは
2021535651.tif 001095
長さの列ベクトルによって表され、
2021535651.tif 001096
はアンテナポートの数であり、
2021535651.tif 001097
番目のベクトル（
2021535651.tif 001098
／２）は、
2021535651.tif 001099
番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む、請求項１から３３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項３５】
送信機であって、
１つ以上の受信機との無線通信のための複数のアンテナを有するアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに接続された１つ以上のプリコーダであって、前記プリコーダは、前記アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用する、１つ以上のプリコーダと、
を含み、
前記送信機は、受信機から受信したフィードバックに応答して前記ビームフォーミング重みを決定するように構成されており、前記フィードバックは、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートの、１つ以上の空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、送信機。
【請求項３６】
請求項１から３３のいずれか一項に記載の少なくとも１つの受信機と、
請求項３４に記載の少なくとも１つの送信機と
を含む、無線通信ネットワーク。
【請求項３７】
前記送信機が、ユーザ機器にサービス提供する基地局、または基地局によってサービス提供されるユーザ機器を含むか、もしくは前記受信機が、ユーザ機器にサービス提供する基地局、または基地局によってサービス提供されるユーザ機器を含む、請求項３６に記載の無線通信ネットワーク。
【請求項３８】
複数のアンテナポートを採用する送信機から無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理するステップと、
前記受信信号に基づいて、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートに対する１つ以上の空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を決定するステップと、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックするステップと
を含む方法であって、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択された前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、方法。
【請求項３９】
送信機および１つ以上の受信機の間の無線通信のために１つ以上のビームを形成する方法であって、
アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用するステップを含み、
前記ビームフォーミング重みは、受信機から受信したフィードバックに応答して決定され、前記フィードバックはｓｓｓ、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートの、１つ以上の空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延または遅延差に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲または遅延差値の範囲に関連付けられている、方法。
【請求項４０】
コンピュータ上で実行されると、請求項３８または３９に記載の方法を実行する命令を格納しているコンピュータ可読媒体を含む、非一時的なコンピュータプログラム製品。
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月13日(2021.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機であって、
複数のアンテナポートを採用する送信機から無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理し、
前記受信信号に基づいて、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートに対する１つ以上の空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を決定し、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックする
ように構成されており、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択された前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲に関連付けられている、受信機。
【請求項２】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記ＤＦＴマトリックスの全てのエントリを含むわけではなく、遅延値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記ＤＦＴマトリックスの一部に過ぎず、遅延値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項４】
前記遅延は、前記周波数領域コードブックマトリックスがＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義されるように、前記ＤＦＴマトリックスの一部のみに関連付けられており、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記ＤＦＴマトリックスの全てのエントリを含むわけではなく、遅延値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項５】
前記遅延は、前記周波数領域コードブックマトリックスがＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義されるように、ＤＦＴマトリックスの一部のみに関連付けられており、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは遅延値の範囲に関連付けられている、請求項１に記載の受信機。
【請求項６】
前記周波数領域コードブックマトリックスを構築するために使用される前記ＤＦＴマトリックスは、オーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックス
2021535651.tif 001100
であり、ここで
2021535651.tif 001101
、ただし
2021535651.tif 001102
は前記ＤＦＴマトリックスの前記オーバーサンプリング係数であり、
2021535651.tif 001103
はサブキャリア、またはサブバンド、または物理リソースブロックの総数であり、
2021535651.tif 001104
であるとき、前記周波数領域コードブックマトリックスは、
2021535651.tif 001105
のＤＦＴマトリックスによって与えられ、
2021535651.tif 001106
であるとき、前記周波数領域コードブックマトリックスは、サイズ
2021535651.tif 001107
のオーバーサンプリングされたＤＦＴマトリックスによって与えられる
請求項１から５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項７】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、前記周波数領域コードブックマトリックスのサイズが前記完全なＤＦＴマトリックスによって定義された前記周波数領域コードブックにわたって減少するように、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスによって定義されるか、または
前記周波数領域コードブックマトリックスは、前記周波数領域コードブックマトリックスのサイズが
2021535651.tif 001108
を用いて前記完全なＤＦＴマトリックスによって定義された前記周波数領域コードブックにわたって減少するように、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスによって定義される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の受信機（３００）。
【請求項８】
前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、前記空間コードブックマトリックスの前記選択されたビームをＭＩＭＯチャネルインパルス応答と結合するときに得られるビームフォーミングチャネルインパルス応答の遅延広がりに応じて選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項９】
前記周波数領域コードブックマトリックスは、
−前記ＤＦＴマトリックスの最初のＮ列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの最初の
2021535651.tif 001109
列および最後の
2021535651.tif 001110
列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 001111
列、または
−前記ＤＦＴマトリックスの
2021535651.tif 001112
列および
2021535651.tif 001113
列
によって定義される、請求項１から６のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１０】
前記周波数領域コードブックを定義する前記ＤＦＴマトリックスの前記複数の列を示す１つ以上のパラメータは、前記受信機において先験的に知られているか、または前記送信機によって構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１１】
前記遅延が、前記空間ビームおよび前記送信層に依存し、
−送信層の前記空間ビームのサブセットに関連付けられた前記遅延のサブセットが同一であるか、または
−送信層の前記空間ビームのサブセットの遅延の数が同一であるか、または
−前記遅延のサブセットが、前記空間ビームおよび送信層のサブセットで同一である、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１２】
送信層の全てのビームが同じ遅延に関連付けられるように、遅延の数およびビームごとの遅延は送信層について同一である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１３】
前記プリコーディングマトリックスは、以下によって表され、
2021535651.tif 001114
ここで、
−
2021535651.tif 001115
は前記送信機のアンテナポートの数であり、
−
2021535651.tif 001116
は
2021535651.tif 001117
番目の層のビームの数であり、
−
2021535651.tif 001118
は
2021535651.tif 001119
番目の層および
2021535651.tif 001120
番目のビームの遅延の数であり、
−
2021535651.tif 001121
は
2021535651.tif 001122
番目の層、
2021535651.tif 001123
番目の空間ビーム、および前記送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 001124
番目の偏波に関連付けられたサイズ
2021535651.tif 001125
の
2021535651.tif 001126
番目の遅延ベクトルであり、
−
2021535651.tif 001127
は
2021535651.tif 001128
番目の層に関連付けられた
2021535651.tif 001129
番目の空間ビームであり、
−
2021535651.tif 001130
は
2021535651.tif 001131
番目の層、
2021535651.tif 001132
番目の空間ビーム、
2021535651.tif 001133
番目の遅延、および前記送信機アンテナアレイの
2021535651.tif 001134
番目の偏波に関連付けられたスカラー遅延ビーム複素結合係数であり、
−
2021535651.tif 001135
は、全てのプリコーダ層の平均総送信電力が固定値に等しいことを保証するための正規化係数である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１４】
前記受信機は、前記空間遅延プリコーダの前記遅延を明示的または暗黙的にフィードバックするように構成されており、前記暗黙的フィードバックは、前記周波数領域コードブックマトリックスのそれぞれの列ベクトルに関連付けられたインデックスを示す遅延識別子を使用し、
前記暗黙的な遅延フィードバックは、１つ以上の遅延識別子、ＤＩを含み、各遅延識別子は、前記周波数領域コードブックマトリックスの列ベクトルに関連付けられた
2021535651.tif 001136
個のインデックスのセットを含み、
2021535651.tif 001137
は遅延の総数であり、
前記ＤＩのインデックスの数は、前記空間ビームに関して同一または異なる、
請求項１から１３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１５】
前記フィードバックは、特定の空間ビームのインデックスを含むビーム固有のＤＩに加えて、
2021535651.tif 001138
個の空間ビームに共通の共通ＤＩを含み、前記共通ＤＩは
2021535651.tif 001139
個の空間ビームに共通のインデックスを示す、請求項１４に記載の受信機。
【請求項１６】
前記フィードバックは、それぞれの空間ビームフォーミングベクトルを示す第１の数のインデックスと、前記それぞれの複素遅延領域結合係数を示す第２の数のインデックスと、（１つまたは複数の）前記遅延識別子に含まれる前記遅延を示す第３の数のインデックスとを示す、プリコーディングマトリックス識別子ＰＭＩを含む、請求項１４または１５に記載の受信機。
【請求項１７】
前記空間コードブックマトリックスの前記エントリは
2021535651.tif 001140
長さの列ベクトルによって表され、
2021535651.tif 001141
はアンテナポートの数であり、
2021535651.tif 001142
番目のベクトル（
2021535651.tif 001143
／２）は、
2021535651.tif 001144
番目の位置では単一の１を、他の場所ではゼロを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１８】
送信機であって、
１つ以上の受信機との無線通信のための複数のアンテナを有するアンテナアレイと、
前記アンテナアレイに接続された１つ以上のプリコーダであって、前記プリコーダは、前記アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用する、１つ以上のプリコーダと、
を含み、
前記送信機は、受信機から受信したフィードバックに応答して前記ビームフォーミング重みを決定するように構成されており、前記フィードバックは、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートの、１つ以上の空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの各サブマトリックスは、遅延値の範囲に関連付けられている、送信機。
【請求項１９】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの受信機と、
請求項１８に記載の少なくとも１つの送信機と
を含む、無線通信ネットワーク。
【請求項２０】
複数のアンテナポートを採用する送信機から無線チャネルを介して受信した無線信号を受信および処理するステップと、
前記受信信号に基づいて、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートに対する１つ以上の空間遅延プリコーダの複素プリコーダ係数および遅延を決定するステップと、
前記送信機に、前記決定された遅延を明示的または暗黙的に、ならびに前記決定された複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的にフィードバックするステップと
を含む方法であって、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスから選択された前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲に関連付けられている、方法。
【請求項２１】
送信機および１つ以上の受信機の間の無線通信のために１つ以上のビームを形成する方法であって、
アンテナアレイによって１つ以上の送信ビームを形成するために前記アンテナアレイの１つ以上のアンテナにビームフォーミング重みのセットを適用するステップを含み、
前記ビームフォーミング重みは、受信機から受信したフィードバックに応答して決定され、前記フィードバックは、前記無線チャネルを介した通信の所定の特性を達成するように、前記送信機での１つ以上の送信層およびアンテナポートの、１つ以上の空間遅延プリコーダの遅延を明示的または暗黙的に、ならびに複素プリコーダ係数を明示的または暗黙的に示し、
前記空間遅延プリコーダは、
・空間ビームフォーミングベクトルを含む空間コードブックマトリックスと、
・周波数領域コードブックマトリックスの各ベクトルが遅延に関連付けられている、周波数領域コードブックマトリックスと、
・前記空間および／または周波数領域コードブックマトリックスからの前記ベクトルの１つ以上を複素スケーリングまたは結合するための層ごと結合素子と
を含む二段構造を有し、
前記周波数領域コードブックマトリックスは、ＤＦＴマトリックスのサブマトリックスによって定義され、前記ＤＦＴマトリックスの前記サブマトリックスは、遅延値の範囲に関連付けられている、方法。
【請求項２２】
コンピュータ上で実行されると、請求項２０または２１に記載の方法を前記コンピュータに実行させる命令を含むコンピュータプログラムを格納している、コンピュータ可読媒体。
【国際調査報告】
2021535651.tif 001145
2021535651.tif 001146