(57)【要約】      （修正有）【課題】電気通信デバイスが、自身のアンテナと別のデバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみの使用を可能にする、Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法。【解決手段】無線ネットワークを通じて、第１の電気通信デバイスによって実行される、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるステップと、伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるステップと、線形変換を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送するステップとを含む。【選択図】図１
2008035497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークを通じて、Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法であって、
前記方法は、前記第１の電気通信デバイスによって実行される、以下のステップ：
前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得を求めるステップと、
前記伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるステップと、
前記線形変換を表す情報を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
を含むことを特徴とする、チャネル状態情報を報告するための方法。
【請求項２】
前記線形変換を表す前記情報は、ｍ０個のパイロット信号を前記第２の電気通信デバイスへ転送することによって転送され、前記パイロット信号は前記線形変換によって乗算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ｍ０は１よりも厳密に大きいことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネル状態情報は、ダウンリンクチャネルと、前記第１の電気通信デバイスによって受信されたデータ群を表す前記信号を重み付けする前記線形変換とを表すことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の前記求められた伝搬利得は、ダウンリンクチャネル行列の形であることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記線形変換は、
前記ダウンリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
前記特異値分解から取得された固有ベクトルの一部を選択することと
によって求められたダウンリンク線形変換であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ダウンリンク線形変換は、
【数１】
2008035497.tif 000069
に等しく、ここで、
ｍ＝１〜ｍ０を有するｅｍ〈・〉は、〈・〉の選択された固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示し、
ＨＤＬ，ｋは前記ダウンリンクチャネル行列であり、
Ｈ＊ＤＬ，ｋはＨＤＬ，ｋの共役であり、
ＨＴＤＬ，ｋはＨＤＬ，ｋの転置である
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、干渉雑音相関行列を求めるステップをさらに含むことを特徴とし、且つ、
前記ダウンリンク線形変換は、
【数２】
2008035497.tif 000070
に等しく、ここで、
ｍ＝１〜ｍ０を有するｅｍ〈・〉は、〈・〉の選択された固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示し、
Φ−１は前記干渉雑音相関行列の逆行列であり、
ＨＤＬ，ｋは前記ダウンリンクチャネル行列であり、
Ｈ＊ＤＬ，ｋはＨＤＬ，ｋの共役であり、
ＨＴＤＬ，ｋはＨＤＬ，ｋの転置である
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備える
ことを特徴とし、且つ、
ダウンリンク線形変換は、各周波数サブバンドについて求められ、
ｍ０個のパイロット信号は、各周波数サブバンドについて転送される
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備えることを特徴とし、且つ、
前記ダウンリンク線形変換は、前記複数の周波数サブバンドについて求められることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記伝搬利得から電力係数を求めるステップと、
前記ｍ０個のパイロット信号に前記電力係数を乗算するステップと、
前記電力係数を表す情報を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
干渉雑音相関行列を求めるステップをさらに含むことを特徴とし、且つ、
前記ダウンリンク線形変換は、
前記干渉雑音相関行列の特異値分解Φ＝ＦΛＦＨを実行することと、
行列Ｄ＝Λ−１／２ＦＨを求めることと、
【数３】
2008035497.tif 000071
の特異値分解を実行することと、
【数４】
2008035497.tif 000072
の前記特異値分解から取得された特異値の一部を選択することであって、
【数５】
2008035497.tif 000073
であり、且つ、Ｍｋは前記第１の電気通信デバイスのアンテナの個数である、選択することと、
前記選択された特異値に対応するベクトルを選択することと
によって求められることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記ダウンリンク線形変換は、
【数６】
2008035497.tif 000074
に等しく、ここで、ｑ１，…，ｑｍ０は、前記選択された固有ベクトルであることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元のアップリンク線形変換を求めるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記アップリンク線形変換は、前記ダウンリンク線形変換に等しいことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ｍ０個のパイロット信号を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップをさらに含み、
前記パイロット信号は、前記アップリンク線形変換によって乗算される
ことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記線形変換は、前記第１の電気通信デバイスによって前記第２の電気通信デバイスへ転送されたデータ群を表す信号に重み付けするアップリンク線形変換であり、
前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の前記求められた伝搬利得は、アップリンクチャネル行列の形である
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１８】
前記アップリンク線形変換は、
前記アップリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
前記特異値分解から取得されたベクトルの一部を選択することと
によって求められることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記伝搬利得から電力係数を求めるステップと、
前記ｍ０個のパイロット信号に前記電力係数を乗算するステップと、
前記電力係数を表す情報を前記第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１７又は１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の電気通信デバイスによって実行される、以下のステップ：
前記受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得するステップと、
前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間の前記データ群を表す前記信号の前記転送を、前記チャネル状態情報に従って制御するステップと
を含むことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間の前記信号の前記転送の前記制御は、前記第１の電気通信デバイスへ転送される前記データ群を表す信号の制御であることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記チャネル状態情報は、前記第１の電気通信デバイスから受信されることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
データ群を表す信号の前記第１の電気通信デバイスへの前記転送の前記制御は、少なくともデータ群を表す信号を前記第１の電気通信デバイスへ転送するのに使用される変調符号化方式を決定することであることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信することを特徴とし、且つ、
データ群を表す信号の前記第１の電気通信デバイスへの前記転送の前記制御は、少なくとも１つのデータ群を表す信号を、前記複数の第１の電気通信デバイスの中の、どの１つ又はどの複数の第１の電気通信デバイスへ転送しなければならないかを決定することであることを特徴とする、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間の前記信号の前記転送の前記制御は、前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記データ群を表す信号の前記制御であることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
データ群を表す信号の前記第１の電気通信デバイスへの前記転送の前記制御は、
前記第１の電気通信デバイスによりデータ群を表す信号を転送するのに使用される送信電力、及び／又は、
前記第１の電気通信デバイスが前記アップリンクチャネルで転送される前記信号に重み付けすることを可能にする情報
を求めることであることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の電気通信デバイスによるデータ群を表す信号の前記転送の前記制御は、少なくともデータ群を表す信号を転送するのに使用される前記変調符号化方式を決定することであることを特徴とする、請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信することを特徴とし、且つ、
データ群を表す信号の前記転送の前記制御は、前記複数の第１の電気通信デバイスの中で、少なくとも１つのデータ群を表す信号を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定することであることを特徴とする、請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
無線ネットワークを通じて、Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するためのデバイスであって、
前記報告するためのデバイスは、前記第１の電気通信デバイスに含まれ、且つ、
前記報告するためのデバイスは、
前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
前記伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
前記第２の電気通信デバイスへｍ０個のパイロット信号を転送するための手段であって、前記パイロット信号は前記線形変換によって乗算される、転送するための手段と
を備えることを特徴とする、チャネル状態情報を報告するためのデバイス。
【請求項３０】
Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間におけるデータ群を表す信号の、無線ネットワークを通じた転送を制御するためのシステムであって、前記第１の電気通信デバイスは、
前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
前記伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
ｍ０個のパイロット信号を前記第２の電気通信デバイスへ転送するための手段であって、前記パイロット信号は前記線形変換によって乗算される、転送するための手段と
を備え、
前記第２の電気通信デバイスは、
前記受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得するための手段と、
前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間における前記データ群を表す前記信号の前記転送を、前記チャネル状態情報に従って制御するための手段と
を備えることを特徴とする、転送を制御するためのシステム。
【請求項３１】
プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがプログラマブルデバイスで実行されると、請求項１〜１９のいずれか一項による方法の前記ステップを実施するための命令又はコード部を含む、コンピュータプログラム。
【請求項３２】
プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがプログラマブルデバイスで実行されると、請求項２０〜２８のいずれか一項による方法の前記ステップを実施するための命令又はコード部を含む、コンピュータプログラム。
【請求項３３】
無線ネットワークを通じて、第１の電気通信デバイスにより第２の電気通信デバイスへ転送される信号であって、
前記信号は、複数のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間のチャネル状態情報を含む
信号において、
前記チャネル状態情報は、前記第１の電気通信デバイスの前記アンテナと前記第２の電気通信デバイスの前記アンテナとの間の伝搬利得から求められた、ｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を表すことを特徴とする、信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、電気通信システムに関し、詳細には、無線ネットワークを通じて、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法及びデバイスに関する。
【０００２】
近年、空間領域及び周波数領域における効率的な送信方式が、高データレート無線電気通信の高まる要求を満たすために研究されてきた。空間領域では、送信機側及び受信機側の双方で複数のアンテナを使用する多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムが、スペクトル効率の潜在的な増加を利用するために注目を得てきた。
【０００３】
ＭＩＭＯシステムを使用するいくつかの送信方式では、データストリームを送信する電気通信デバイスは、自身とデータストリームの転送先の電気通信デバイスとの間に存在するチャネル状況について或る知識を有する。電気通信デバイスは、そのチャネル状況に応じて或る電気通信デバイスへ転送される信号を方向付けて、システムの全体性能を改善する。
【０００４】
実際には、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答が、たとえば、時分割多重システムでレシプロカルである場合、チャネル状況は、次の方法に従って得られる。すなわち、基地局のような電気通信デバイスが、移動端末のような別の電気通信デバイスへパイロット信号を転送し、移動端末がパイロット信号を受信し、受信パイロット信号からチャネル応答を求め（一例として、チャネル状況を表すチャネル行列の形で）、パイロット信号を送信した基地局へ転送しなければならない信号を方向付けるために、求められた行列を使用する。
【０００５】
求められたチャネル行列の係数は、基地局のアンテナと移動端末のアンテナとの間の複素伝搬利得である。
【０００６】
複素伝搬利得のいくつかは、基地局のいくつかのアンテナと移動端末のいくつかのアンテナとの間に存在する不十分なチャネル伝搬状況を反映する。
【０００７】
さらに、移動端末が、求められたチャネル行列のすべての係数を基地局に報告する必要がある場合、これらの係数の転送には、全体の無線電気通信ネットワークの利用可能な帯域幅の重大な部分が必要とされる。
【０００８】
【非特許文献１】SANAYEI S 他、"On the design of linear precoders for orthogonal space-time block codes with limited feedback"、WIRELESS COMMUNICATIONS AND NETWORKING CONFERENCE, 2005 IEEE NEW ORLEANS, LA, USA、２００５年３月１３〜１７日、PISCATAWAY, NJ, USA、IEEE、２００５年３月１３日、第４８９〜４９３頁、XP010791212、ISBN: 0-7803-8966-2
【非特許文献２】PANDE T 他: "A weighted least squares approach to precoding with pilots for MIMO-ODFM"、IEEE Transactions on Signal Processing、IEEE USA、vol. 54, no. 10、２００６年１０月１日、第４０６７〜４０７３頁、XP002409775、GB、ISSN: 1053-587X（第４０６９頁、第１〜２欄）
【０００９】
本発明の目的は、したがって、電気通信デバイスが、自身のアンテナと別の電気通信デバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみを使用できることを可能にする方法及びデバイスを提案することである。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、したがって、電気通信デバイスが、全体の無線ネットワークの利用可能な帯域幅の重大な部分を必要とすることなく、自身のアンテナと別の電気通信デバイスのアンテナとの間の複素伝搬利得を報告することを可能にする方法及びデバイスを提案することである。
【００１１】
この目的のために、本発明は、無線ネットワークを通じて、Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するための方法であって、
方法は、第１の電気通信デバイスによって実行される以下のステップ：
第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるステップと、
伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるステップと、
線形変換を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送するステップと
を含むことを特徴とする、チャネル状態情報を報告するための方法に関する。
【００１２】
本発明は、無線ネットワークを通じて、Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間でチャネル状態情報を報告するためのデバイスであって、
報告するためのデバイスは、第１の電気通信デバイスに含まれ、且つ、
報告するためのデバイスは、
第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
第２の電気通信デバイスへｍ０個のパイロット信号を転送するための手段であって、パイロット信号は線形変換によって乗算される、転送するための手段と
を備えることを特徴とする、チャネル状態情報を報告するためのデバイスにも関する。
【００１３】
したがって、第１の電気通信デバイスは、自身のアンテナと別の電気通信デバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみを使用することができる。
【００１４】
一例として、第１の電気通信デバイスのアンテナの１つと第２の電気通信デバイスの複数のアンテナとの間の伝搬利得が低い場合、第１の電気通信デバイスは、これらの伝搬利得のいずれも報告しない。第２の電気通信デバイスは、第１の電気通信デバイスが、当該第１の電気通信デバイスが実際に有するアンテナの個数と比較して削減された個数のアンテナを有すると解釈する。
【００１５】
特定の特徴によれば、線形変換を表す情報は、ｍ０個のパイロット信号を第２の電気通信デバイスへ転送することによって転送され、パイロット信号は線形変換によって乗算される。
【００１６】
特定の特徴によれば、ｍ０は１よりも厳密に大きい。
【００１７】
本発明の第１の実現モードによれば、チャネル状態情報は、ダウンリンクチャネルと、第１の電気通信デバイスによって受信されたデータ群を表す信号を重み付けする線形変換とを表す。
【００１８】
したがって、第１の電気通信デバイスは、従来のデータ送信に使用される帯域幅を大幅に減少させることなく、ダウンリンク線形変換のサブセットを表すチャネル状態情報を報告することができる。
【００１９】
第１の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の求められた伝搬利得は、ダウンリンクチャネル行列の形である。
【００２０】
第１の実現モードの特定の特徴によれば、線形変換は、
ダウンリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
特異値分解から取得された固有ベクトルの一部を選択することと
によって求められたダウンリンク線形変換である。
【００２１】
したがって、特異値分解を行うことによって、伝搬利得の選択が効率的になる。
【００２２】
第１の実現モードの第１の変形によれば、ダウンリンク線形変換は、
【００２３】
【数１】
2008035497.tif 000003
【００２４】
に等しく、ここで、ｍ＝１〜ｍ０を有するｅｍ〈・〉は、〈・〉の選択された固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示し、ＨＤＬ，ｋはダウンリンクチャネル行列であり、Ｈ＊ＤＬ，ｋはＨＤＬ，ｋの共役であり、ＨＴＤＬ，ｋはＨＤＬ，ｋの転置である。
【００２５】
したがって、ダウンリンク線形変換を求めることは、実行するのが簡単である。
【００２６】
第１の実現モードの第２の変形によれば、第１の電気通信デバイスは、干渉雑音相関行列をさらに求め、ダウンリンク線形変換は、
【００２７】
【数２】
2008035497.tif 000004
【００２８】
に等しい。Φ−１は、干渉雑音相関行列の逆行列である。
【００２９】
したがって、ダウンリンク線形変換を求めることは、第１の電気通信デバイスによって受信された干渉雑音成分も考慮する。
【００３０】
第１の実現モードの第３の変形によれば、無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備え、ダウンリンク線形変換は、各周波数サブバンドについて求められ、ｍ０個のパイロット信号は、各周波数サブバンドについて転送される。
【００３１】
したがって、本発明は、複数の周波数サブバンドを提供する無線ネットワークにも適用可能である。
【００３２】
第１の実現モードの第４の変形によれば、無線ネットワークは、複数の周波数サブバンドを備え、ダウンリンク線形変換は、それらの周波数サブバンドについて求められる。
【００３３】
したがって、第１の電気通信デバイスは、従来のデータ送信に使用される帯域幅を大幅に減少させることなく、チャネル状態情報を報告する。
【００３４】
第１の実現モードの第５の変形によれば、第１の電気通信デバイスは、
伝搬利得から電力係数を求め、
ｍ０個のパイロット信号に電力係数を乗算し、
電力係数を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送する。
【００３５】
第１の実現モードの第６の変形によれば、第１の電気通信デバイスは、干渉雑音相関行列を求め、ダウンリンク線形変換は、
干渉雑音相関行列の特異値分解Φ＝ＦΛＦＨを実行することと、
行列Ｄ＝Λ−１／２ＦＨを求めることと、
【００３６】
【数３】
2008035497.tif 000005
【００３７】
の特異値分解を実行することであって、ここで、
【００３８】
【数４】
2008035497.tif 000006
【００３９】
であり、Ｍｋは、第１の電気通信デバイスのアンテナの個数である、特異値分解を実行することと、
【００４０】
【数５】
2008035497.tif 000007
【００４１】
の特異値分解から取得された特異値の一部を選択することと、
選択された特異値に対応するベクトルを選択することと
によって求められる。
【００４２】
したがって、第１の電気通信デバイスは、伝搬利得の選択のために干渉雑音成分を白色化する。
【００４３】
第１の実現モードの第６の変形によれば、ダウンリンク線形変換は、
【００４４】
【数６】
2008035497.tif 000008
【００４５】
に等しい。ここで、ｑ１，…，ｑｍ０は、選択されたベクトルである。
【００４６】
したがって、ダウンリンク線形変換は、求めるのが簡単である。
【００４７】
本発明の第２の実現モードによれば、線形変換は、第１の電気通信デバイスによって第２の電気通信デバイスへ転送されたデータ群を表す信号に重み付けするアップリンク線形変換であり、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の求められた伝搬利得は、アップリンクチャネル行列の形である。
【００４８】
したがって、第１の電気通信デバイスは、自身のアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間に存在する限られた個数のチャネルのみを使用することができる。
【００４９】
本発明の第２の実現モードによれば、アップリンク線形変換は、
アップリンクチャネル行列の特異値分解を実行することと、
特異値分解から取得された固有ベクトルの一部を選択することと
によって求められる。
【００５０】
したがって、特異値分解を行うことによって、伝搬利得の選択が効率的になる。
【００５１】
さらに、第１の電気通信は、伝搬利得の限られた部分のみを報告し、報告された伝搬利得に対応する、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間のチャネルのみを使用する。
【００５２】
本発明の第１の実現モード及び第２の実現モードによれば、第１の電気通信デバイスは、
伝搬利得から電力係数を求め、
ｍ０個のパイロット信号に電力係数を乗算し、
電力係数を表す情報を第２の電気通信デバイスへ転送する。
【００５３】
本発明の第１の実現モード及び第２の実現モードによれば、第２の電気通信デバイスは、
受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得し、且つ
第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間のデータ群を表す信号の転送をチャネル状態情報に従って制御する。
【００５４】
したがって、第２の電気通信デバイスは、従来のデータ送信に使用される帯域幅を大幅に減少させることなく、自身のアンテナの一部と、第１の電気通信のアンテナのいくつかとの間の伝搬利得について報告を受ける。
【００５５】
第１の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間の信号の転送の制御は、第１の電気通信デバイスへ転送されるデータ群を表す信号の制御である。
【００５６】
したがって、第２の電気通信デバイスは、ダウンリンクチャネルにおける信号の転送を制御することができる。
【００５７】
特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、第１の電気通信デバイスから受信される。
【００５８】
したがって、第２の電気通信デバイスは、低い伝搬利得によって発生する問題を低減することができる。
【００５９】
第１の実現モードの特定の特徴によれば、データ群を表す信号の第１の電気通信デバイスへの転送の制御は、少なくともデータ群を表す信号を第１の電気通信デバイスへ転送するのに使用される変調符号化方式を決定することである。
【００６０】
したがって、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間における情報群を表す信号の転送は、伝搬利得に従って行われる。
【００６１】
第１の実現モードの特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信し、データ群を表す信号の第１の電気通信デバイスへの転送の制御は、少なくともデータ群を表す信号を、複数の第１の電気通信デバイスの中の、どの１つ又はどの複数の第１の電気通信デバイスへ転送しなければならないかを決定することである。
【００６２】
したがって、無線ネットワークの無線資源を効率的な方法で割り当てることが可能である。
【００６３】
第２の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間の信号の転送の制御は、第１の電気通信デバイスによって転送されるデータ群を表す信号の制御である。
【００６４】
したがって、第２の電気通信デバイスは、アップリンクチャネルにおける信号の転送を制御することができる。
【００６５】
第２の実現モードの特定の特徴によれば、データ群を表す信号の第１の電気通信デバイスへの転送の制御は、第１の電気通信デバイスによりデータ群を表す信号を転送するのに使用される送信電力、及び／又は、第１の電気通信デバイスがアップリンクチャネルで転送される信号に重み付けすることを可能にする情報を求めることである。
【００６６】
したがって、第２の電気通信デバイスは、低い伝搬利得によって発生する問題を低減することができる。
【００６７】
第２の実現モードの特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイスによるデータ群を表す信号の転送の制御は、少なくともデータ群を表す信号を転送するのに使用される変調符号化方式を決定することである。
【００６８】
したがって、アップリンクチャネルにおける情報群を表す信号の転送は、伝搬利得に従って行われる。
【００６９】
第２の実現モードの特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイスは、複数の第１の電気通信デバイスからチャネル状態情報を受信し、データ群を表す信号の転送の制御は、複数の第１の電気通信デバイスの中で、少なくともデータ群を表す信号を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定することである。
【００７０】
したがって、無線ネットワークの無線資源を効率的な方法で割り当てることが可能である。
【００７１】
さらに別の態様によれば、本発明は、Ｍｋ個のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと、複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間におけるデータ群を表す信号の、無線ネットワークを通じた転送を制御するためのシステムであって、第１の電気通信デバイスは、
第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、
伝搬利得から、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を求めるための手段と、
ｍ０個のパイロット信号を第２の電気通信デバイスへ転送するための手段であって、パイロット信号は線形変換によって乗算される、転送するための手段と
を備え、
第２の電気通信デバイスは、
受信されたパイロット信号からチャネル状態情報を取得するための手段と、
第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間におけるデータ群を表す信号の転送を、チャネル状態情報に従って制御するための手段と
を備えることを特徴とする、転送を制御するためのシステムに関する。
【００７２】
このシステムに関する特徴及び利点は、本発明による方法及びデバイスに関係して上述したものと同じであるので、それらの特徴及び利点は、ここでは繰り返さないことにする。
【００７３】
さらに別の態様によれば、本発明は、プログラマブルデバイス内に直接ロード可能とすることができるコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムがプログラマブルデバイスで実行されると、本発明による方法のステップを実施するための命令又はコード部を含む、コンピュータプログラムに関する。
【００７４】
このコンピュータプログラムに関する特徴及び利点は、本発明による方法及びデバイスに関係して上述したものと同じであるので、それらの特徴及び利点は、ここでは繰り返さないことにする。
【００７５】
さらに別の態様によれば、本発明は、無線ネットワークを通じて第１の電気通信デバイスにより第２の電気通信デバイスへ転送される信号であって、信号は、複数のアンテナを備える第１の電気通信デバイスと複数のアンテナを備える第２の電気通信デバイスとの間のチャネル状態情報を含む、信号において、チャネル状態情報は、第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得から求められたｍ０＊Ｍｋの次元の線形変換を表すことを特徴とする、信号に関する。
【００７６】
この信号に関する特徴及び利点は、本発明による方法及びデバイスに関係して上述したものと同じであるので、それらの特徴及び利点は、ここでは繰り返さないことにする。
【００７７】
本発明の特徴は、一例である実施の形態の以下の説明を読むことによってより明らかになる。上記説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【００７８】
図１は、本発明による無線ネットワークのアーキテクチャを表す図である。
【００７９】
図１の無線ネットワークでは、少なくとも１つで、好ましくは複数の第１の電気通信デバイス２０１又は２０Ｋが、無線ネットワーク１５を通じ、あるアップリンクチャネル及びあるダウンリンクチャネルを使用して第２の電気通信デバイス１０にリンクされている。
【００８０】
限定ではなく好ましくは、第２の電気通信デバイス１０は、無線ネットワーク１５の基地局又はノードである。第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋは、移動電話、携帯情報端末、又はパーソナルコンピュータのような端末である。
【００８１】
電気通信ネットワーク１５は、時分割複信方式（ＴＤＤ）又は周波数分割複信方式（ＦＤＤ）を使用する無線電気通信システムである。
【００８２】
ＴＤＤ方式では、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルで転送される信号は、同じ周波数帯域の異なる期間に二重化される。無線ネットワーク１５内で転送される信号は、同じ周波数スペクトルを共有する。電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答はレシプロカルである。
【００８３】
「レシプロカル」とは、ダウンリンクチャネルの状況がダウンリンク行列によって表される場合に、アップリンクチャネルの状況が、ダウンリンク行列の転置行列であるアップリンク行列によって表すことができることを意味する。
【００８４】
ＦＤＤ方式では、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルで転送される信号は、異なる周波数帯域に二重化される。スペクトルは、異なる周波数帯域に分割され、アップリンク信号及びダウンリンク信号は、同時に送信される。電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答は、完全にレシプロカルではない。
【００８５】
第２の電気通信デバイス１０は、ダウンリンクチャネルを通じて、最大でＮ個のデータ群を表す信号又はパイロット信号を第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋへ同時に転送し、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋは、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へ信号を転送する。
【００８６】
第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋによって転送される信号は、１つのデータ群を表す信号又はパイロット信号である。第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋによって転送されるパイロット信号は、ダウンリンク線形変換によって乗算され、好ましくは、ダウンリンク線形変換から求められる電力係数（power coefficient）によりさらに重み付けられる。第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋによって転送されるパイロット信号は、アップリンク線形変換によって乗算され、好ましくは、アップリンク線形変換から求められる電力係数によりさらに重み付けられる。
【００８７】
データ群は、一例として、少なくともヘッダフィールド及びペイロードフィールドによって構成されるフレームである。ペイロードフィールドは、通話又はビデオ転送等に関係するデータのような従来のデータを含む。
【００８８】
パイロット信号は、電気通信デバイスによって知られている所定のシンボルシーケンスである。パイロット信号は、限定ではなく一例として、ウォルシュアダマール(Walsh Hadamard)シーケンスである。
【００８９】
第２の電気通信デバイス１０は、ＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮで示すＮ個のアンテナを有する。第２の電気通信デバイス１０は、好ましくは、以下で開示するように、各第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋへ転送される信号の空間的方向を、少なくとも各第１の電気通信デバイス２０によって転送される信号に従って制御する。
【００９０】
より正確には、第２の電気通信デバイス１０が、ダウンリンクチャネルを通じて、所与の第１の電気通信デバイス２０ｋへデータ群を表す信号を送信する時、それらの信号は、ビームフォーミングを行うために、最大でＮ回複製される。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。
【００９１】
図１のＢＦ１で示す楕円は、第２の電気通信デバイス１０によって第１の電気通信デバイス２０１へ転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによる放射信号のパターンを示している。
【００９２】
図１のＢＦＫで示す楕円は、第２の電気通信デバイス１０によって第１の電気通信デバイス２０Ｋへ転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによる放射信号のパターンを示している。
【００９３】
第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋは、ＭＳ１Ａｎｔ１〜ＭＳ１ＡｎｔＭ１及びＭＳＫＡｎｔ１〜ＭＳＫＡｎｔＭｋでそれぞれ示すＭｋ個のアンテナを有する。ここで、アンテナの個数Ｍｋは、各第１の電気通信デバイス２０ｋに応じて、ｋ＝１〜Ｋについて変化し得ることに留意しなければならない。各第１の電気通信デバイス２０１〜２０ｋは、以下で開示するように、第２の電気通信デバイス１０へ転送される信号の空間的方向を制御する。
【００９４】
各第１の電気通信デバイス２０１〜２０ｋは、ビームフォーミングを行うために、第２の電気通信デバイス１０へ転送される信号をＭｋ回複製し、且つ、複製された信号を係数によって重み付けすることにより、信号の空間的方向を制御する。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。
【００９５】
本発明の実現の一変形によれば、複製された信号の重み付けに使用される係数は、第２の電気通信デバイス１０によって転送される。
【００９６】
図１のＢＦ１で示す楕円は、第１の電気通信デバイス２０１によって第２の電気通信デバイス１０へ転送される、アンテナＭＳ１Ａｎｔ１〜ＭＳ１ＡｎｔＭ１による放射信号のパターンを示している。
【００９７】
図１のＢＦＫで示す楕円は、第１の電気通信デバイス２０Ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送される、アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭｋによる放射信号のパターンを示している。
【００９８】
各第１の電気通信デバイス２０ｋは、自身のアンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭｋを通じて、信号を第２の電気通信デバイス１０へ転送する。より正確には、第１の電気通信デバイス２０ｋが、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へ信号を送信する時、信号は、一例として、最も高い複素伝搬係数を有する伝搬チャネルを使用するために、ｍ０個の信号からＭｋ個の信号を形成する（ここでｍ０＜Ｍｋ）ために線形変換される。
【００９９】
限定ではなく好ましくは、各第１の電気通信デバイス２０ｋによって転送されるパイロット信号の電力は、ダウンリンクチャネル上で測定される伝搬係数に従って調整される。
【０１００】
限定ではなく好ましくは、各第１の電気通信デバイス２０ｋによって転送されるデータ群を表す信号の電力は、第２の電気通信デバイス１０によって転送される電力情報に従って調整される。
【０１０１】
各第１の電気通信デバイス２０ｋは、アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭｋを通じて、第２の電気通信デバイス１０によって転送された信号を受信する。より正確には、第１の電気通信デバイス２０ｋが、ダウンリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０から信号を受信する時、Ｍｋ個の受信信号は、ビームフォーミングの目的で重み付けされた後、ｍ０個の信号を形成する（ここでｍ０＜Ｍｋ）ために線形変換される。
【０１０２】
図２は、本発明による第１の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。
【０１０３】
第１の電気通信デバイス２０、一例として、ｋが１とＫとの間に含まれる第１の電気通信デバイス２０ｋは、たとえば、バス２０１によって互いに接続されるコンポーネントと、図５及び／又は図６に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムによって制御されるプロセッサ２００とに基づくアーキテクチャを有する。
【０１０４】
ここで、第１の電気通信デバイス２０は、一変形では、１つ又は数個の専用集積回路の形で実施され、これらの専用集積回路は、以下で開示するようなプロセッサ２００によって実行されるオペレーションと同じオペレーションを実行することに留意しなければならない。
【０１０５】
バス２０１は、読み出し専用メモリＲＯＭ２０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３、及びチャネルインターフェース２０５にプロセッサ２００をリンクする。
【０１０６】
読み出し専用メモリＲＯＭ２０２は、図５及び／又は図６に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令を含む。これらの命令は、第１の電気通信デバイス２０ｋに電源が投入される時に、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３へ転送される。
【０１０７】
ＲＡＭメモリ２０３は、変数を収容するレジスタと、図５及び／又は図６に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令とを含む。
【０１０８】
チャネルインターフェース２０５は、第２の電気通信デバイス１０への信号の転送及び／又は第２の電気通信デバイス１０からの信号の受信を可能にする。チャネルインターフェース２０５は、第１の電気通信デバイス２０ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送されるデータ群を表す信号を方向付けるための手段と、ダウンリンクチャネル及び／又はアップリンクチャネルにおける第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求めるための手段と、受信信号をダウンリンク線形変換によって乗算するための手段とを備える。
【０１０９】
チャネルインターフェース２０５は、転送信号をアップリンク線形変換によって乗算するための手段を備える。チャネルインターフェース２０５は、転送されたパイロット信号に、第１の電気通信デバイス２０ｋによって求められた電力係数を乗算するための手段を備える。チャネルインターフェース２０５は、第２の電気通信デバイス１０から受信された電力情報から、データ群を表す転送信号の電力を調整するための手段を備える。
【０１１０】
チャネルインターフェース２０５を図３を参照して詳細に説明することにする。
【０１１１】
図３は、第１の電気通信デバイスのチャネルインターフェースのアーキテクチャを表す図である。
【０１１２】
チャネルインターフェース２０５は、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０を備える。
【０１１３】
ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、Ｍｋ＊１の信号ｘｋ（ｐ）＝ＨＤＬ，ｋｓ（ｐ）＋ｚｋ（ｐ）を受信する。ここで、ｓ（ｐ）＝［ｓ１（ｐ），…，ｓＮ（ｐ）］Ｔは、第２の電気通信デバイス１０によって転送されたｐ番目のパイロットシンボルを表す信号であり、ｚｋ（ｐ）は、第１の電気通信デバイス２０ｋにおけるＭｋ＊１の干渉雑音ベクトルであり、ＨＤＬ，ｋは、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０ｋとの間のＭｋ＊ＮのダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列である。
【０１１４】
ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、行列ＨＤＬ，ｋを推定する。
【０１１５】
ｍ＝１〜Ｍｋであり、ｎ＝１〜Ｎである、行列ＨＤＬ，ｋの各要素（ｍ，ｎ）は、第２の電気通信デバイス１０のｎ番目のアンテナ及び第１の電気通信デバイス２０ｋのｍ番目のアンテナからの複素伝搬利得を表す。
【０１１６】
また、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、第１の電気通信デバイス２０ｋと、第２の電気通信デバイス１０との間のＮ＊ＭｋのアップリンクＭＩＭＯチャネル行列である行列ＨＵＬ，ｋも推定する。
【０１１７】
ｍ＝１〜Ｍｋであり、ｎ＝１〜Ｎである、行列ＨＵＬ，ｋの各要素（ｎ，ｍ）は、第１の電気通信デバイス２０ｋのｍ番目のアンテナ及び第２の電気通信デバイス１０のｎ番目のアンテナからの複素伝搬利得を表す。
【０１１８】
好ましくは、行列ＨＵＬ，ｋは、ＨＴＤＬ，ｋに等しい。ここで、［・］Ｔは、［・］の転置を示す。
【０１１９】
チャネルインターフェース２０５は、ダウンリンク線形変換モジュール３１０を備える。ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、ｍ０＊Ｍｋの行列ＶＴＤＬを使用して信号ベクトルｘｋ（ｐ）の線形変換を実行するための手段を備える。
【０１２０】
次に、この線形変換は、ｍ０＊１の出力ベクトル
【０１２１】
【数７】
2008035497.tif 000009
【０１２２】
を与える。ここで、
【０１２３】
【数８】
2008035497.tif 000010
【０１２４】
であり、ｚｋ（ｐ）’＝ＶＴＤＬｚｋ（ｐ）である。
【０１２５】
ダウンリンク線形変換行列ＶＴＤＬは、以下で開示するように、第１の電気通信デバイス２０ｋが、出力ｘ’（ｐ）において良好なチャネル状況を有するように定義される。
【０１２６】
ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、第１の電気通信デバイスによって受信された信号に対して線形変換を実行する。ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、第１の電気通信デバイス２０ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送されたｍ０個のパイロット信号に対して線形変換を実行する。その後、パイロット信号はチャネル状態情報を含む。
【０１２７】
チャネルインターフェース２０５は、送信電力制御モジュール３２５を備える。送信電力制御モジュール３２５は、転送されるパイロット信号に、第１の電気通信デバイス２０ｋによって求められた電力係数を乗算する。
【０１２８】
送信電力制御モジュール３２５は、第２の電気通信デバイス１０から受信された電力情報から、データ群を表す転送信号の電力を調整する。
【０１２９】
チャネルインターフェース２０５は、アップリンク線形変換モジュール３０５を備える。アップリンク線形変換モジュール３０５は、Ｍｋ×ｍ０の線形変換行列ＶＵＬをｒ（ｐ）＝ＶＵＬｒ（ｐ）’として使用して、ｍ０個の信号ｒ’（ｐ）＝［ｒ’１（ｐ），…、ｒ’ｍ０（ｐ）］ＴのＭｋ×１の信号ベクトルｒ（ｐ）への線形変換を実行するための手段を備える。
【０１３０】
以下で開示するように、アップリンク線形変換行列ＶＵＬは、良好なチャネル状況が第１の電気通信デバイス２０ｋと第２の電気通信デバイス１０との間で維持されるように定義される。
【０１３１】
アップリンク線形変換モジュール３０５は、第１の電気通信デバイスによって転送されたデータ群を表す信号に対して線形変換を実行する。アップリンク線形変換モジュール３０５は、第１の電気通信デバイス２０ｋによって第２の電気通信デバイス１０へ転送されたｍ０個のパイロット信号に対して線形変換を実行する。その後、パイロット信号は、チャネル状態情報を含む。
【０１３２】
限定ではなく好ましくは、チャネルインターフェース２０５は、アップリンク方向制御モジュール３２５を備える。アップリンク方向制御モジュール３２５は、ビームフォーミングを行うために、第２の電気通信デバイス１０へ転送される信号をＭｋ回複製し、複製された信号を係数によって重み付けすることにより、信号の空間的方向を制御する。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。
【０１３３】
本発明の実現の一変形によれば、複製された信号の重み付けに使用される係数は、第２の電気通信デバイス１０によって転送される。
【０１３４】
図４は、本発明による第２の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。
【０１３５】
第２の電気通信デバイス１０は、たとえば、バス４０１によって互いに接続されるコンポーネントと、図７及び／又は図８に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムによって制御されるプロセッサ４００とに基づくアーキテクチャを有する。
【０１３６】
ここで、第２の電気通信デバイス１０は、一変形では、１つ又は数個の専用集積回路の形で実施されるということが留意されなければならない。これらの専用集積回路は、以下で開示するようなプロセッサ４００によって実行されるオペレーションと同じオペレーションを実行する。
【０１３７】
バス４０１は、読み出し専用メモリＲＯＭ４０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ４０３、及びチャネルインターフェース４０５にプロセッサ４００をリンクする。
【０１３８】
読み出し専用メモリＲＯＭ４０２は、図７及び／又は図８に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令を含む。これらの命令は、第２の電気通信デバイス１０に電源が投入された時に、ランダムアクセスメモリＲＡＭ４０３に転送される。
【０１３９】
ＲＡＭメモリ４０３は、変数を収容するレジスタと、図７及び／又は図８に開示するようなアルゴリズムに関係するプログラムの命令とを含む。
【０１４０】
本発明によれば、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれについて、少なくとも第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって転送された信号から、第１の電気通信デバイス２０ｋのそれぞれがデータ群を受信するのに使用する変調符号化方式を決定することができる。プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０によって転送された信号に従って、どの第１の電気通信デバイス２０へデータ群を表す信号を送信しなければならないかを決定することができる。プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれについて、少なくとも各第１の電気通信デバイス２０ｋによって転送された信号から、第１の電気通信デバイス２０ｋのそれぞれがデータ群若しくはパイロット信号を転送するのに使用する変調符号化方式を決定し、且つ／又は、どの第１の電気通信デバイス２０が、第２の電気通信デバイス１０へデータ群を表す信号を転送しなければならないかを決定する。一変形では、プロセッサ４００は、少なくとも第１の電気通信デバイス２０のそれぞれによって転送された信号から、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれがデータ群を表す信号を転送するのに使用する送信電力を表す電力情報を求めることもできる。また、別の変形では、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイスのそれぞれから受信された電力係数を表す情報から、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって使用される、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって転送されるパイロット信号に乗算するための電力係数を求めることもできる。
【０１４１】
少なくとも第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって転送された信号から、プロセッサ４００は、ビームフォーミングを行うために、ダウンリンクチャネルにおいて、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれへ転送される信号の空間的方向を制御するための重み付け係数を求めることもできる。
【０１４２】
少なくとも第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって転送された信号から、プロセッサ４００は、ビームフォーミングを行うために、アップリンクチャネルにおいて、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって転送される信号の空間的方向を制御するための重み付け係数を求めることもできる。
【０１４３】
限定はなく好ましくは、チャネルインターフェース４０５は、図４には図示していないダウンリンク方向制御モジュールを備える。ダウンリンク方向制御モジュールは、ビームフォーミングを行うために、各第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋへ転送される信号をＮ回複製し、複製された信号を係数によって重み付けすることにより、信号の空間的方向を制御する。すなわち、送信信号の空間的方向を制御する。
【０１４４】
図５は、本発明によるダウンリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【０１４５】
本アルゴリズムは、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって実行される。本アルゴリズムが、第１の電気通信デバイス２０ｋによって実行される場合が開示される。
【０１４６】
ステップＳ５００において、第１の電気通信デバイス２０ｋは、チャネルインターフェース２０５を通じて、パイロット信号ｘｋ（ｐ）＝ＨＤＬ，ｋｓ（ｐ）＋ｚｋ（ｐ）を受信する。
【０１４７】
次のステップＳ５０１において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０が、受信パイロット信号から行列ＨＤＬ，ｋを推定する。
【０１４８】
次のステップＳ５０２において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信される干渉雑音成分を推定する。
【０１４９】
ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、複数のサンプルにわたってｚｋ（ｐ）ｚｋ（ｐ）Ｈを平均することにより、干渉雑音相関行列
【０１５０】
【数９】
2008035497.tif 000011
【０１５１】
を形成する。
【０１５２】
ここで、本発明のいくつかの変形又は実現形態では、ステップＳ５０２が実行されないことに留意しなければならない。
【０１５３】
次のステップＳ５０３において、第１の電気通信デバイス２０ｋのプロセッサ２００は、ＨＴＤＬ，ｋ＝ＵΛＱＨの特異値分解を行う。ここで、Ｕ＝［ｕ１，…，ｕＮ］は、Ｎ＊Ｎのユニタリ行列であり、
【０１５４】
【数１０】
2008035497.tif 000012
【０１５５】
は、Ｍｋ＊Ｍｋのユニタリ行列であり、［］Ｈは、複素共役転置を示し、λ１≧…≧λｄ≧０であるΛ＝ｄｉａｇ［λ１，λ２，…，λｄ］は、ｄ＝ｍｉｎ｛Ｍｋ，Ｎ｝である実数の特異値のＮ＊Ｍｋの対角行列である。
【０１５６】
実現の一変形では、プロセッサ２００は、干渉雑音相関行列Φ＝ＦΛＦＨの特異値分解を実行し、行列Ｄ＝Λ−１／２ＦＨを求め、ＨＴＤＬ，ｋ＝ＵΛＱＨの特異値分解を行う代わりに、
【０１５７】
【数１１】
2008035497.tif 000013
【０１５８】
の特異値分解を実行する。
【０１５９】
【数１２】
2008035497.tif 000014
【０１６０】
は、Ｎ＊Ｎユニタリ行列であり、
【０１６１】
【数１３】
2008035497.tif 000015
【０１６２】
は、Ｍｋ＊Ｍｋのユニタリ行列であり、
【０１６３】
【数１４】
2008035497.tif 000016
【０１６４】
である
【０１６５】
【数１５】
2008035497.tif 000017
【０１６６】
は、ｄ＝ｍｉｎ｛Ｍｋ，Ｎ｝である実数の特異値のＮ＊Ｍｋの対角行列である。
【０１６７】
次のステップＳ５０４において、プロセッサ２００は、ｍ０＜Ｍｋであるｍ０個の特異値を選択する。これらのｍ０個の特異値は、一例として、所定のしきい値よりも大きいか、又は、最も大きいｍ０個の特異値である。一例として、第１の電気通信デバイス２０ｋは、３つのアンテナを有し、最も大きい２つの特異値のみが選択される。
【０１６８】
ここで、ｍ０個の特異値は、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０ｋとの間のダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＤＬ，ｋから選択されることに留意しなければならない。
【０１６９】
次のステップＳ５０５において、プロセッサ２００は、ダウンリンク線形変換行列ＶＤＬを求める。
【０１７０】
第１の電気通信デバイス２０ｋは、ＶＤＬ＝［ｑ１，…，ｑｍ０］としてＶＤＬを求める。ここで、［ｑ１，…，ｑｍ０］は、選択されたベクトルである。
【０１７１】
次に、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル
【０１７２】
【数１６】
2008035497.tif 000018
【０１７３】
が、
【０１７４】
【数１７】
2008035497.tif 000019
【０１７５】
として表される。
【０１７６】
次に、ＨＴＤＬ，ｋ＝ＵΛＱＨは、Ｈ＊ＤＬ，ｋＨＴＤＬ，ｋ＝ＱΛ２ＱＨに変形することができる。ここで、［］＊は複素共役を示す。ここで、我々は、
【０１７７】
【数１８】
2008035497.tif 000020
【０１７８】
を得る。
【０１７９】
ｑ１，…，ｑｍ０が、Ｈ＊ＤＬ，ｋＨＴＤＬ，ｋの選択された固有ベクトルである場合、ＶＤＬは、
【０１８０】
【数１９】
2008035497.tif 000021
【０１８１】
によって与えられる。ここで、ｅｍ〈・〉は、〈・〉のｍ番目に大きな固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示す。
【０１８２】
本発明の特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイス２０ｋは、第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮して、ＶＤＬを求める。このような場合、ＶＤＬは、以下の式に従って求められる。
【０１８３】
【数２０】
2008035497.tif 000022
【０１８４】
本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０ｋは、各周波数サブバンドについてＶＤＬを求めるか、又は、第１の電気通信デバイス２０ｋは、すべての周波数サブバンドについての一意の行列ＶＤＬを求める。このような場合、ＶＤＬは、ｌ＝１〜Ｌである
【０１８５】
【数２１】
2008035497.tif 000023
【０１８６】
によって与えられる。ここで、ＨＤＬ，ｋ，ｌは、ｌ番目の周波数サブバンドにおける、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０ｋとの間のダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列を示し、Ｅｌ［・］は、Ｌ個の周波数サブバンドの平均を示す。
【０１８７】
本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０ｋは、第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮してＶＤＬを求める。このような場合、ＶＤＬは、以下の式に従って求められる。
【０１８８】
【数２２】
2008035497.tif 000024
【０１８９】
ここで、Φｌは、第１の電気通信デバイス２０ｋによって求められたｌ番目の周波数サブバンドの干渉雑音相関行列を示す。
【０１９０】
本発明の実現の一変形によれば、プロセッサ２００が、
【０１９１】
【数２３】
2008035497.tif 000025
【０１９２】
の特異値分解を実行する場合、電気通信デバイス２０ｋは、
【０１９３】
【数２４】
2008035497.tif 000026
【０１９４】
としてＶＤＬを求める。
【０１９５】
ＶＤＬを使用すると、我々は、
【０１９６】
【数２５】
2008035497.tif 000027
【０１９７】
を得る。
【０１９８】
ｍ０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０１９９】
【数２６】
2008035497.tif 000028
【０２００】
は、この場合、
【０２０１】
【数２７】
2008035497.tif 000029
【０２０２】
に等しい。
【０２０３】
ここで、第１の電気通信デバイス２０ｋは、干渉雑音成分を白色化することに留意しなければならない。
【０２０４】
第１の電気通信デバイス２０ｋは、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０２０５】
【数２８】
2008035497.tif 000030
【０２０６】
のみ報告する必要がある。複数のサンプルを平均することによって取得することができる干渉相関行列
【０２０７】
【数２９】
2008035497.tif 000031
【０２０８】
の報告は、もはや必要とされない。
【０２０９】
ここで、電気通信システムが、時分割複信方式ＨＴＤＬ，ｋ＝ＨＵＬ，ｋを使用する場合、第１の電気通信デバイス２０ｋは、ｍ０個のパイロット信号ｒ’（ｐ）を送信することに留意しなければならない。
【０２１０】
ｘＢＳ（ｐ）＝ＨＵＬ，ｋＶＤＬｒ’（ｐ）＋ｚＢＳ（ｐ）であるので、第２の電気通信デバイス１０は、ｘＢＳ（ｐ）から、（ＨＵＬ，ｋＶＤＬ）Ｔ＝ＶＴＤＬＨＵＬ，ｋを取得することができる。
【０２１１】
ＨＵＬ，ｋは、第１の電気通信デバイス２０ｋと第２の電気通信デバイス１０との間のＮ＊ＭｋのアップリンクＭＩＭＯチャネル行列である。
【０２１２】
ｍ＝１〜Ｍｋであり、ｎ＝１〜Ｎである、行列ＨＵＬ，ｋの各要素（ｎ，ｍ）は、第１の電気通信デバイス２０ｋのｍ番目のアンテナ及び第２の電気通信デバイス１０のｎ番目のアンテナからの複素伝搬利得を表す。
【０２１３】
好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ５０５からステップＳ５０５ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ５０５からステップＳ５０６へ移動する。
【０２１４】
ステップＳ５０５ｂにおいて、プロセッサ２００は、アップリンクチャネルで転送されるパイロット信号に乗算する電力係数を求める。この電力係数は、ダウンリンクチャネル行列ＨＤＬ，ｋに依存する。
【０２１５】
次のステップＳ５０６において、プロセッサ２００は、求められた行列ＶＤＬをダウンリンク線形変換モジュール３１０へ転送する。ダウンリンク線形変換モジュール３１０は、ｍ０＊Ｍｋの行列ＶＴＤＬを使用して信号ベクトルｘｋ（ｐ）の線形変換を実行するために、求められた行列ＶＤＬを使用する。
【０２１６】
実現の好ましいモードによれば、プロセッサ２００は、同じステップにおいて、ステップＳ５０５ｂで求められた電力係数を、チャネルインターフェース２０５の送信電力制御モジュール３２５へ転送する。
【０２１７】
次のステップＳ５０７において、プロセッサ２００は、ｘ’（ｐ）を考慮してダウンリンクチャネルのチャネル状態情報を求める。
【０２１８】
本発明の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０２１９】
【数３０】
2008035497.tif 000032
【０２２０】
である。
【０２２１】
本発明の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０２２２】
【数３１】
2008035497.tif 000033
【０２２３】
、及び、出力ｘ’（ｐ）において求められた干渉相関行列
【０２２４】
【数３２】
2008035497.tif 000034
【０２２５】
である。行列
【０２２６】
【数３３】
2008035497.tif 000035
【０２２７】
は、好ましくは、第２の電気通信デバイス１０によって転送されたダウンリンクパイロット信号を使用して求められる。干渉相関行列は、複数のサンプルにわたってｚｋ（ｐ）’ ｚｋ（ｐ）’を平均することにより求められる。
【０２２８】
本発明の別の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０２２９】
【数３４】
2008035497.tif 000036
【０２３０】
、及び、出力ｘ’（ｐ）において求められたアンテナＰ’ｚごとの近似された干渉雑音電力である。アンテナＰ’ｚごとの干渉雑音電力は、複数のサンプルにわたってｚｋ（ｐ）’Ｈｚｋ（ｐ）’を平均することにより求められる。
【０２３１】
本発明の別の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ０＊Ｎの行列
【０２３２】
【数３５】
2008035497.tif 000037
【０２３３】
である。この行列
【０２３４】
【数３６】
2008035497.tif 000038
【０２３５】
は、第１の電気通信デバイス２０ｋによって実行された干渉白色化プロセスの後のチャネル状況を表す。
【０２３６】
本発明の別の特定の特徴によれば、チャネル状態情報は、ｍ０＊Ｎの行列
【０２３７】
【数３７】
2008035497.tif 000039
【０２３８】
である。この行列
【０２３９】
【数３８】
2008035497.tif 000040
【０２４０】
は、出力ｘ’（ｐ）における干渉雑音電力を単位電力に変換した後のチャネル状況を近似したものを表す。
【０２４１】
本発明の別の特定の特徴によれば、好ましくは、電気通信システムが時分割複信方式を使用する場合、チャネル状態情報は、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０２４２】
【数３９】
2008035497.tif 000041
【０２４３】
及び干渉相関行列Ｒを表す。
【０２４４】
次のステップＳ５０８において、プロセッサ２００は、アップリンクチャネルを通じて、求められたチャネル状態情報の第２の電気通信デバイス１０への転送を指令する。
【０２４５】
好ましくは、チャネル状態情報は、ダウンリンク線形変換行列ＶＤＬを乗算されたｍ０個のパイロット信号を転送することによって報告される。第１の電気通信デバイスによって転送された信号には、電気通信デバイスのアンテナ間の伝搬利得も乗算されるので、第２の電気通信デバイス１０におけるチャネル応答は、ＨＵＬ，ｋＶＤＬ＝（ＶＴＤＬＨＵＬ，ｋ）Ｔによって与えられる。
【０２４６】
したがって、第２の電気通信デバイス１０は、ｍ０個の受信パイロット信号から仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル
【０２４７】
【数４０】
2008035497.tif 000042
【０２４８】
の知識を取得する。
【０２４９】
ここで、チャネル状態情報は、情報ビットの形でも報告できることに留意しなければならない。
【０２５０】
好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ５０８からステップＳ５０８ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ５０８からステップＳ５０９へ移動する。
【０２５１】
ステップＳ５０８ｂにおいて、プロセッサ２００は、ステップＳ５０５ｂで求められた係数を表す情報の第２の電気通信デバイス１０への転送を指令する。
【０２５２】
第２の電気通信デバイス１０が、パイロット信号に乗算する電力係数を知っている場合、第２の電気通信デバイス１０は、
【０２５３】
【数４１】
2008035497.tif 000043
【０２５４】
を推定することができる。
【０２５５】
しかしながら、第２の電気通信デバイス１０がパイロット信号に乗算する電力係数を知らない場合、第２の電気通信デバイス１０は、パイロット信号の電力が未定義である限り、
【０２５６】
【数４２】
2008035497.tif 000044
【０２５７】
を推定することができない。
【０２５８】
したがって、第１の電気通信デバイス２０ｋによって転送されるパイロット信号の電力があらかじめ求められていない場合、第１の電気通信デバイス２０ｋは、電力係数を表す情報を第２の電気通信デバイス１０へ送信しなければならない。
【０２５９】
次のステップＳ５０９において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５を通じて、第２の電気通信デバイス１０によって決定された変調符号化方式を表す情報の受信を検出する。このような情報は、第１の電気通信デバイス２０ｋがダウンリンクチャネルを通じてデータ群を受信した時に使用しなければならない変調符号化方式を示す。
【０２６０】
次のステップＳ５１０において、プロセッサ２００は、変調符号化方式に関係するパラメータを、情報群を受信するためにそれらのパラメータを使用するチャネルインターフェース２０５へ転送する。
【０２６１】
次に、プロセッサ２００はステップＳ５００に戻る。
【０２６２】
図６は、本発明によるアップリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【０２６３】
本アルゴリズムは、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれによって実行される。本アルゴリズムが、第１の電気通信デバイス２０ｋによって実行される場合が開示される。
【０２６４】
ステップＳ６００において、第１の電気通信デバイス２０ｋは、チャネルインターフェース２０５を通じて、信号ｘｋ（ｐ）＝ＨＤＬ，ｋｓ（ｐ）＋ｚｋ（ｐ）を受信する。これらの信号は、図５のステップＳ５００において受信された信号と同じである。
【０２６５】
次のステップＳ６０１において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０が、アップリンクチャネル行列ＨＵＬ，ｋを推定する。
【０２６６】
ＴＤＤ方式では、電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答としてのＨＵＬ，ｋ＝ＨＴＤＬ，ｋはレシプロカルである。
【０２６７】
ＦＤＤ方式では、電気通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答は、完全にレシプロカルではない。しかしながら、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルは、特に大きな利得を有するチャネルでは、類似の特性を有するので、ＨＵＬ，ｋ＝ＨＴＤＬ，ｋも考慮することができる。
【０２６８】
次のステップＳ６０２において、ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信された干渉雑音成分を求める。
【０２６９】
ＭＩＭＯチャネル行列推定モジュール３５０は、複数のサンプルにわたってｚｋ（ｐ）ｚｋ（ｐ）Ｈを平均することにより、干渉雑音相関行列
【０２７０】
【数４３】
2008035497.tif 000045
【０２７１】
を形成する。
【０２７２】
ここで、本発明のいくつかの変形又は実現形態では、ステップＳ６０２が実行されないことに留意しなければならない。
【０２７３】
次のステップＳ６０３において、第１の電気通信デバイス２０ｋのプロセッサ２００は、ＨＵＬ，ｋ＝ＵＵΛＵＱＵＨの特異値分解を行う。ここで、ＵＵ＝［ｕＵ１，…，ｕＵＮ］は、Ｎ＊Ｎのユニタリ行列であり、ＱＵ＝［ｑＵ１，…，ｑＵＭｋ］は、Ｍｋ＊Ｍｋのユニタリ行列であり、λＵ１≧…≧λＵｄ≧０であるΛＵ＝ｄｉａｇ［λＵ１，λＵ２，…，λＵｄ］は、ｄ＝ｍｉｎ｛Ｍｋ，Ｎ｝である実数の特異値のＮ＊Ｍｋの対角行列である。
【０２７４】
次のステップＳ６０４において、プロセッサ２００はｍ０個の特異値を選択する。これらのｍ０個の特異値は、一例として、所定のしきい値よりも大きいか、又は、最も大きいｍ０個の特異値である。
【０２７５】
アップリンクチャネルについて選択される特異値の個数ｍ０は、ダウンリンクチャネルについて選択される特異値の個数ｍ０と等しいか又は異なることができるということに留意しなければならない。
【０２７６】
ｍ０個の特異値は、第１の電気通信デバイス２０ｋと第２の電気通信デバイス１０との間のアップリンクＭＩＭＯチャネル行列ＨＵＬ，ｋから選択されることにも留意しなければならない。
【０２７７】
次のステップＳ６０５において、プロセッサ２００は、線形変換行列ＶＵＬを求める。
【０２７８】
第１の電気通信デバイス２０ｋは、ＶＵＬ＝［ｑＵ１，…，ｑＵｍ０］としてＶＵＬを求める。
【０２７９】
仮想アップリンクＭＩＭＯチャネル
【０２８０】
【数４４】
2008035497.tif 000046
【０２８１】
は、この場合、
【０２８２】
【数４５】
2008035497.tif 000047
【０２８３】
として表される。
【０２８４】
ＶＤＬについて開示したのと同じように、ＶＵＬは、
【０２８５】
【数４６】
2008035497.tif 000048
【０２８６】
によって与えられる。ここで、ｅｍ〈・〉は、〈・〉のｍ番目に大きな固有値に対応する〈・〉の固有ベクトルを示す。
【０２８７】
本発明の特定の特徴によれば、第１の電気通信デバイス２０ｋは、第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮してＶＵＬを求める。このような場合、ＶＵＬは、以下の式に従って求められる。
【０２８８】
【数４７】
2008035497.tif 000049
【０２８９】
ここで、
【０２９０】
【数４８】
2008035497.tif 000050
【０２９１】
は、複数のサンプルにわたってｚｋ（ｐ）ｚｋ（ｐ）Ｈを平均することにより与えられる干渉雑音相関行列を示す。
【０２９２】
本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０ｋは、各周波数サブバンドについてＶＵＬを求めるか、又は、第１の電気通信デバイス２０ｋは、すべての周波数サブバンドについての一意のＶＵＬを求める。このような場合、ＶＵＬは、ｌ＝１〜Ｌである
【０２９３】
【数４９】
2008035497.tif 000051
【０２９４】
によって与えられる。
【０２９５】
ＨＵＬ，ｋ，ｌは、ｌ番目の周波数サブバンドにおける、第２の電気通信デバイス１０と第１の電気通信デバイス２０ｋとの間のアップリンクＭＩＭＯチャネル行列を示し、Ｅｌ［・］は、Ｌ個の周波数サブバンドの平均を示す。
【０２９６】
本発明の特定の特徴によれば、本発明が、Ｌ個の周波数サブバンドから成るＯＦＤＭＡシステムで使用される場合、第１の電気通信デバイス２０ｋは、第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信された干渉雑音成分も考慮してＶＵＬを求める。このような場合、ＶＵＬは、以下の式に従って求められる。
【０２９７】
【数５０】
2008035497.tif 000052
【０２９８】
ここで、Φｌは、第１の電気通信デバイス２０ｋによって求められたｌ番目の周波数サブバンドの干渉雑音相関行列を示す。
【０２９９】
本発明の特定の特徴によれば、アップリンク線形変換行列ＶＵＬは、ＶＵＬ＝ＶＤＬとして求められる。具体的には、ＶＵＬ＝ＶＤＬであるＴＤＤシステムでは、第１の電気通信デバイス２０ｋは、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルのチャネル品質指標を求めるために、第２の電気通信デバイス１０によって使用されるｍ０個の重み付きパイロット信号のみ報告する必要がある。
【０３００】
好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ６０５からステップＳ６０５ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ６０５からステップＳ６０６へ移動する。
【０３０１】
ステップＳ６０５ｂにおいて、プロセッサ２００は、アップリンクチャネルで転送されるパイロット信号に乗算する電力係数を求める。この電力係数は、アップリンクチャネル行列ＨＵＬ，ｋに依存する。
【０３０２】
次のステップＳ６０６において、プロセッサ２００は、求められた行列ＶＵＬをアップリンク線形変換モジュール３０５へ転送する。アップリンク線形変換モジュール３０５は、ｒ（ｐ）＝ＶＵＬｒ（ｐ）’として線形変換行列ＶＵＬを使用して、ｍ０個の信号ｒ’（ｐ）＝［ｒ’１（ｐ），…，ｒ’ｍ０（ｐ）］Ｔの信号ベクトルｒ（ｐ）への線形変換を実行するために、求められた行列ＶＵＬを使用する。
【０３０３】
実現の好ましいモードによれば、プロセッサ２００は、同じステップにおいて、ステップＳ６０５ｂで求められた電力係数を、チャネルインターフェース２０５の送信電力制御モジュール３２５へ転送する。
【０３０４】
次のステップＳ６０７において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５を通じて、ｐ０個のシンボルｒ’（１），…，ｒ’（ｐ０）から成るｍ０個のパイロット信号の、第２の電気通信システム１０への転送を指令する。
【０３０５】
好ましくは、プロセッサ２００は、ステップＳ６０７からステップＳ６０７ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ２００は、ステップＳ６０７からステップＳ６０８へ移動する。
【０３０６】
ステップＳ６０７ｂにおいて、プロセッサ２００は、ステップＳ６０５ｂで求められた係数を表す情報の第２の電気通信デバイス１０への転送を指令する。
【０３０７】
次のステップＳ６０８において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５を通じて、変調符号化方式を含む１つのデータ群の受信を検出する。この変調符号化方式は、アップリンクチャネルを通じてデータ群を転送するのに使用しなければならない。
【０３０８】
一変形では、プロセッサ２００は、当該プロセッサ２００がアップリンクチャネルを通じて転送する１つ又は複数のデータ群を表す信号の送信電力の更新要求を含むデータ群の受信も検出する。
【０３０９】
送信電力の更新要求は、データ群を表す信号の送信電力の増加コマンド又は減少コマンドを表す情報を含む。
【０３１０】
本発明の実現の別の変形では、ビームフォーミングを行うためにアップリンクチャネルで転送される信号を重み付けるのに使用される係数も、ステップＳ６０８において第２の電気通信デバイス１０から受信される。
【０３１１】
次のステップＳ６０９において、プロセッサ２００は、チャネルインターフェース２０５がアップリンクチャネルを通じてデータ群を転送するのに使用しなければならない、受信された変調符号化方式及び受信された係数の転送を指令する。
【０３１２】
送信電力の更新要求が存在する場合、プロセッサ２００は送信電力係数を調整する。情報が増加を表している場合、プロセッサ２００は、送信電力係数を１デシベルだけ増加させ、情報が減少を表している場合、プロセッサ２００は、送信電力係数を１デシベルだけ減少させ、調整された送信電力係数を、チャネルインターフェース２０５の送信電力制御モジュール３２５へ転送する。
【０３１３】
送信電力係数と、ビームフォーミングを行うためにアップリンクチャネルで転送される信号を重み付けるのに使用される係数とに従って、第１の電気通信デバイス２０ｋは、信号データ群又はパケットの送信の場合に、ｒ’（ｐ）をｒ’（ｐ）＝Ｔｕｒ’’（ｐ）に置き換える。ここで、Ｔは、ステップＳ６０５ｂで求められた送信電力係数又はステップＳ６０８で受信された送信電力係数であり、ｕは、ビームフォーミングを行うためにアップリンクチャネルで転送される信号を重み付けるのに使用される係数により形成されたｍ０＊１のベクトルであり、ｒ’’（ｐ）は、転送されるデータ群である。
【０３１４】
Ｆ個のデータ群を転送しなければならない場合、第１の電気通信デバイス２０ｋは、ｒ’（ｐ）を
【０３１５】
【数５１】
2008035497.tif 000053
【０３１６】
に置き換える。ここで、ｆ番目のデータ群について、Ｔｆｕｆｒｆ’’（ｐ）＝Ｔｕｒ’’（ｐ）である。
【０３１７】
次に、送信の仮想制御が、仮想アップリンクＭＩＭＯチャネルに対して行われる。
【０３１８】
次に、プロセッサ２００はステップＳ６００に戻る。
【０３１９】
図７は、本発明による、ダウンリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ／又は、少なくとも１つのデータ群をダウンリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【０３２０】
ステップＳ７００において、第２の電気通信デバイス１０のプロセッサ４００は、ｋ＝１〜Ｋである少なくとも１つの第１の電気通信デバイス２０ｋへのパイロット信号の転送を指令する。これらのパイロット信号は、ステップＳ５００で第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信されたものと同様である。
【０３２１】
次のステップＳ７０１において、プロセッサ４００は、図５のアルゴリズムのステップＳ５０８で第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部により転送されたチャネル状態情報の受信を検出する。
【０３２２】
チャネル状態情報は、好ましくは、パイロット信号の形で受信される。
【０３２３】
好ましくは、プロセッサ４００は、ステップＳ７０１からステップＳ７０１ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ４００は、ステップＳ７０１からステップＳ７０２へ移動する。
【０３２４】
次のステップＳ７０１ｂにおいて、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０ｋがステップＳ７０１で受信されたパイロット信号を重み付けるのに使用した電力係数を表す情報の受信を検出する。
【０３２５】
次のステップＳ７０２において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部から受信されたチャネル状態情報と、存在する場合には電力情報とに従って、ｋ＝１〜Ｋであるどの第１の電気通信デバイス２０ｋへデータ群を転送しなければならないかを決定する。
【０３２６】
好ましくは、次のステップＳ７０３において、第１の電気通信デバイス２０ｋが仮想的にｍ０個のアンテナを有するものと仮定し、且つ、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル
【０３２７】
【数５２】
2008035497.tif 000054
【０３２８】
を考慮して、プロセッサ４００は、変調符号化方式を決定し、第１の電気通信デバイス２０ｋへの転送信号の電力を求める。
【０３２９】
すでに説明したように、ｋ＝１〜Ｋである各第１の電気通信デバイス２０ｋは、仮想ダウンリンクチャネル行列
【０３３０】
【数５３】
2008035497.tif 000055
【０３３１】
を考慮し、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へチャネル状態情報を報告する。
【０３３２】
第２の電気通信デバイス１０は、各第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋによって転送されたチャネル状態情報を受信し、第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋのそれぞれについて、第１の電気通信デバイス２０によって使用される変調符号化方式及び第２の電気通信デバイスによってダウンリンクチャネルに使用される変調符号化方式のような情報を決定する。第２の電気通信デバイス１０は、チャネル状態情報から、ビームフォーミングを行うためにダウンリンクチャネルで転送される信号を重み付けするのに使用される係数を求める。
【０３３３】
本発明の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、ｍ０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０３３４】
【数５４】
2008035497.tif 000056
【０３３５】
及び干渉相関行列
【０３３６】
【数５５】
2008035497.tif 000057
【０３３７】
を考慮してこれらの情報を決定する。
【０３３８】
本発明の別の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、ｍ０＊Ｎの仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０３３９】
【数５６】
2008035497.tif 000058
【０３４０】
及びアンテナごとの近似された干渉雑音電力Ｐ’ｚを考慮してこれらの情報を決定する。
【０３４１】
本発明の別の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、干渉白色化プロセスの後のチャネル状況を表す行列
【０３４２】
【数５７】
2008035497.tif 000059
【０３４３】
を考慮してこれらの情報を決定する。
【０３４４】
本発明の別の特定の特徴によれば、第２の電気通信デバイス１０は、出力ｘ’（ｐ）における干渉雑音電力の単位電力への変換後のチャネル状況の近似を表すｍ０＊Ｎの行列
【０３４５】
【数５８】
2008035497.tif 000060
【０３４６】
を考慮してこれらの情報を決定する。
【０３４７】
本発明の別の特定の特徴によれば、好ましくは、電気通信システムが時分割複信方式を使用する場合、第２の電気通信デバイス１０は、アップリンクチャネルで受信されたｍ０個のパイロット信号のチャネル応答を使用してこれらの情報を決定する。ｍ０個のパイロット信号のチャネル応答は、仮想ダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列
【０３４８】
【数５９】
2008035497.tif 000061
【０３４９】
及び干渉相関行列Ｒを表す。
【０３５０】
次のステップＳ７０４において、プロセッサ４００は、転送信号に対してビームフォーミングを行うために第２の電気通信デバイスが転送信号を重み付けするのに使用する係数、及び、第１の電気通信デバイスへ少なくとも１つのデータ群を転送するのに使用される送信電力を求める。
【０３５１】
次のステップＳ７０５において、プロセッサ４００は、決定された変調符号化方式及び求められた係数のチャネルインターフェース４０５への転送を指令する。チャネルインターフェース４０５は、ダウンリンクチャネルを通じたデータ群の転送に、決定された変調符号化方式及び求められた係数を使用する。また、チャネルインターフェース４０５は、関与している第１の電気通信デバイス２０ｋへ変調符号化方式を転送する。
【０３５２】
実現の一変形において、第１の電気通信デバイス２０ｋの送信電力の増減を表すコマンドも、同じステップで転送される。
【０３５３】
次に、プロセッサ４００はステップＳ７００に戻る。
【０３５４】
図８は、本発明による、アップリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を送信しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ、その少なくとも１つのデータ群をアップリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【０３５５】
ステップＳ８００において、第２の電気通信デバイス１０のプロセッサ４００は、ｋ＝１〜Ｋである第１の電気通信デバイス２０ｋの少なくとも一部へのパイロット信号の転送を指令する。これらのパイロット信号は、ステップＳ６００で第１の電気通信デバイス２０ｋによって受信されたものと同様のものである。
【０３５６】
各第１の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋが、そのＭｋ個のアンテナＭＳＡｎｔ１〜ＭＳＡｎｔＫを通じて、第２の電気通信デバイス１０へ、アップリンクで、Ｍｋ個の同時信号ｒ１（ｐ），…，ｒＭｋ（ｐ）の形でｐ番目のシンボルを送信する場合、第２の電気通信デバイス１０は、ｘＢＳ（ｐ）＝ＨＵＬ，ｋｒ（ｐ）＋ｚＢＳ（ｐ）に等しいＮ＊１のベクトルｘＢＳ（ｐ）を受信する。ここで、ｒ（ｐ）＝［ｒ１（ｐ），…，ｒＭｋ（ｐ）］Ｔであり、ｚＢＳ（ｐ）は、第２の電気通信デバイス１０におけるＮ＊１の干渉雑音ベクトルである。
【０３５７】
本発明によれば、第１の電気通信デバイス２０ｋは、ｒ（ｐ）＝ＶＵＬｒ’（ｐ）として線形変換行列ＶＵＬを使用して、ｍ０個のパイロット信号ｒ’（ｐ）＝［ｒ’１（ｐ），…，ｒ’ｍ０（ｐ）］Ｔの信号ベクトルｒ（ｐ）への線形変換を行う。
【０３５８】
第２の電気通信デバイス２０によって受信された信号ベクトルは、ｘＢＳ（ｐ）＝ＨＵＬ，ｋＶＵＬｒ（ｐ）’＋ｚＢＳ（ｐ）によって表される。
【０３５９】
次のステップＳ８０１において、プロセッサ４００は、図６のアルゴリズムのステップＳ６０７で第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部によって転送されたｐ０個のシンボルｒ’（１），…，ｒ’（ｐ０）から成るｍ０個のパイロット信号の受信を検出する。
【０３６０】
次のステップＳ８０２において、プロセッサ４００は、受信したパイロット信号からチャネル状態情報を求める。
【０３６１】
第２の電気通信デバイス１０における受信信号は、［ｘＢＳ（１），…，ｘＢＳ（ｐ０）］＝ＨＵＬ，ｋＶＵＬ［ｒ（１）’，…，ｒ（ｐ０）’］＋［ｚＢＳ（１），…，ｚＢＳ（ｐ０）］として表される。
【０３６２】
行列の形で、我々は、
【０３６３】
【数６０】
2008035497.tif 000062
【０３６４】
を有する。
【０３６５】
したがって、Ｘ＝ＨＵＬ，ｋＶＵＬＲ’＋ＺＢＳとなる。
【０３６６】
パイロット信号は直交している、すなわち、Ｒ’Ｒ’Ｈ＝ｐ０Ｉであるので、プロセッサ４００は、
【０３６７】
【数６１】
2008035497.tif 000063
【０３６８】
としてＨＵＬ，ｋＶＵＬを推定する。
【０３６９】
仮想アップリンクチャネル行列ＨＵＬ，ｋＶＵＬを使用して、プロセッサ４００は、アップリンクチャネルのチャネル状態情報を求める。
【０３７０】
好ましくは、プロセッサ４００は、ステップＳ８０２からステップＳ８０２ｂへ移動する。一変形では、プロセッサ４００は、ステップＳ８０２からステップＳ８０３へ移動する。
【０３７１】
ステップＳ８０２ｂにおいて、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０ｋがステップＳ８０１で受信されたパイロット信号に乗算するのに使用した電力係数を表す情報の受信を検出する。
【０３７２】
次のステップＳ８０３において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０の少なくとも一部から受信されたチャネル状態情報に従って、ｋ＝１〜Ｋであるどの第１の電気通信デバイス２０ｋが第２の電気通信デバイス１０へデータ群を表す信号を転送しなければならないかを決定する。
【０３７３】
次のステップＳ８０４において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０ｋが仮想的にｍ０個のアンテナを有するものと仮定し、且つ、仮想アップリンクＭＩＭＯチャネル
【０３７４】
【数６２】
2008035497.tif 000064
【０３７５】
を考慮して、決定された第１の電気通信デバイス２０ｋが第２の電気通信デバイス１０へデータ群を転送するのに使用する変調符号化方式を決定する。
【０３７６】
次のステップＳ８０５において、プロセッサ４００は、行列ＨＵＬ，ｋＶＵＬを使用して、送信制御、すなわち、アップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数を求める。
【０３７７】
実現の一変形では、チャネルインターフェース４０５は、複数のサンプルを平均することによって取得される干渉相関行列
【０３７８】
【数６３】
2008035497.tif 000065
【０３７９】
を測定する。行列ＨＵＬ，ｋＶＵＬ及びＲＢＳを使用して、プロセッサ４００は、送信制御、すなわち、アップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数を求める。
【０３８０】
好ましくは、プロセッサ４００は、ステップＳ８０５からＳ８０７へ移動する。
【０３８１】
一変形では、プロセッサ４００は、ステップＳ８０５からＳ８０６へ移動する。
【０３８２】
ステップＳ８０６において、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０ｋが、アップリンクチャネルを通じて第２の電気通信デバイス１０へデータ群を表す信号を転送する時に使用しなければならない信号の電力を求める。
【０３８３】
限定ではなく一例として、チャネルインターフェース４０５は、第１の電気通信デバイス２０ｋからのｍ０個の受信パイロット信号の電力レベルを測定し、その電力レベルをプロセッサ４００へ転送する。
【０３８４】
プロセッサ４００は、測定された電力レベルが所定の電力範囲よりも高いかどうか、又は低いかどうかをチェックする。測定された電力が所定の電力範囲よりも低い場合、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０ｋの送信電力の、一例として１デシベルの増加を表すコマンドを形成する。情報が減少を表す場合、プロセッサ４００は、第１の電気通信デバイス２０ｋの送信電力の、一例として１デシベルの減少を表すコマンドを形成する。
【０３８５】
次のステップＳ８０７において、プロセッサ４００は、決定された変調符号化方式、及び／又は、ステップＳ８０６で求められた送信電力、及び／又は、アップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数、の第１の電気通信デバイス２０ｋへの転送をチャネルインターフェース４０５へ指令する。
【０３８６】
チャネルインターフェース４０５は、求められた変調符号化方式を、アップリンクチャネルを通じてデータ群を受信するのに使用する。チャネルインターフェース４０５は、関与している第１の電気通信デバイス２０ｋへ変調符号化方式を転送し、且つ／又は、必要に応じて、第１の電気通信デバイス２０ｋの送信電力の増減を表すコマンド及び／若しくはアップリンクチャネルのビームフォーミングを行うために第１の電気通信デバイスによって使用される重み付け係数を転送する。
【０３８７】
次に、プロセッサ４００はステップＳ８００に戻る。
【０３８８】
ここで、本発明は、特異値分解が第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得のサブセットの選択に使用される場合について開示されていることに留意しなければならない。
【０３８９】
他の多くの技法を本発明に使用することもできる。
【０３９０】
一例として、すでに説明したように、第１の電気通信デバイス２０ｋは、その第１の電気通信デバイスのアンテナと第２の電気通信デバイスのアンテナとの間の伝搬利得を求める。
【０３９１】
第１の電気通信デバイス２０ｋは、ダウンリンクチャネル行列
【０３９２】
【数６４】
2008035497.tif 000066
【０３９３】
を形成する。ここで、ｍ＝１〜Ｍｋであるｈｍは、１＊Ｎのベクトルである。
【０３９４】
第１の電気通信デバイス２０ｋは、その第１の電気通信デバイスのアンテナのそれぞれについて、伝播利得群を形成し、群の中で最も高いノルムを有するものを決定する。
【０３９５】
第１の電気通信デバイスは、決定された伝播利得の中で、最も高いノルムを有する１つ又は複数の群を、決定された伝播利得のサブセットとして選択する。
【０３９６】
第１の電気通信デバイス２０ｋは、‖ｈ１‖，…，‖ｈＭｋ‖の中で最も大きいｍ０個の値‖ｈｍ‖を有するｍ０個のアンテナを自身のＭｋ個のアンテナの中から選択する。
【０３９７】
たとえば、第１の電気通信デバイス２０ｋは４つのアンテナを有し、ｍ０＝２であり、‖ｈ１‖及び‖ｈ３‖は‖ｈ２‖及び‖ｈ４‖よりも高い。
【０３９８】
ダウンリンク線形変換行列ＶＤＬは、この場合、
【０３９９】
【数６５】
2008035497.tif 000067
【０４００】
に等しい。
【０４０１】
したがって、
【０４０２】
【数６６】
2008035497.tif 000068
【０４０３】
したがって、仮想ＭＩＭＯダウンリンクチャネルは、最も高い伝搬利得‖ｈ１‖及び‖ｈ３‖のみを含む。
【０４０４】
当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した本発明の実施形態に対して多くの変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０４０５】
【図１】本発明による無線ネットワークのアーキテクチャを表す図である。
【図２】本発明による、第１の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。
【図３】第１の電気通信デバイスのチャネルインターフェースのアーキテクチャを表す図である。
【図４】本発明による、第２の電気通信デバイスのアーキテクチャを表す図である。
【図５】本発明による、ダウンリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【図６】本発明による、アップリンクチャネルについて第１の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【図７】本発明による、ダウンリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を転送しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ、その少なくとも１つのデータ群をダウンリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【図８】本発明による、アップリンクチャネルのチャネル状態情報から、少なくとも１つのデータ群を送信しなければならない第１の電気通信デバイスを決定し、且つ、少なくとも１つのデータ群をアップリンクチャネルで転送する方法を決定するための、第２の電気通信デバイスによって実行されるアルゴリズムである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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