(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて送信端が受信端に信号を送信する方法であって、
前記受信端から少なくとも一つの選好プリコーディング行列についての情報を受信する段階と、
前記少なくとも一つの選好プリコーディング行列に基づいて所定のビームフォーミング角度範囲内でレファレンスプリコーディング行列セットを設定する段階と、
前記レファレンスプリコーディング行列セットから一つ以上のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列セットを構成する段階と、
前記一つ以上のプリコーディング行列を特定のリソース単位で循環させて適用して前記信号をプリコードする段階と、
前記プリコードされた信号を前記受信端に送信する段階と、を含み、
前記プリコーディング行列セットの大きさ及び前記一つ以上のプリコーディング行列の少なくとも一つは、前記受信端の移動性に基づいて決定されることを特徴とする、信号送信方法。
【請求項２】
前記受信端の移動性が高い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅は、前記受信端の移動性が低い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅より広い、請求項１に記載の信号送信方法。
【請求項３】
前記プリコーディング行列セットを構成する段階は、
前記受信端から少なくとも一つの選好プリコーディング行列についての情報を受信する段階と、
前記少なくとも一つの選好プリコーディング行列に基づき、一つ以上のプリコーディング行列を選択する段階と、を含む、請求項１に記載の信号送信方法。
【請求項４】
前記プリコーディング行列セットを構成する段階は、
前記受信端の移動性に基づいて少なくとも一つの特定のプリコーディング行列を選択する段階と、
前記少なくとも一つの特定プリコーディング行列に基づいて一つ以上のプリコーディング行列を選択する段階と、を含む、請求項１に記載の信号送信方法。
【請求項５】
前記受信端に前記プリコーディング行列セットについての情報を送信する段階をさらに含み、
前記プリコーディング行列セットについての情報は、前記プリコーディング行列セットに含まれた前記一つ以上のプリコーディング行列の整列情報を含む、請求項１に記載の信号送信方法。
【請求項６】
前記特定のリソース単位のそれぞれは、周波数リソース単位又は時間リソース単位のいずれか一つである、請求項１に記載の信号送信方法。
【請求項７】
受信装置に信号を送信するための無線通信システムにおける送信装置であって、
無線通信モジュールと、
プロセッサと、を含み、
前記プロセッサは、
前記受信装置から少なくとも一つの選好プリコーディング行列についての情報を受信するよう前記無線通信モジュールを制御し、
前記少なくとも一つの選好プリコーディング行列に基づいて所定のビームフォーミング角度範囲内でレファレンスプリコーディング行列セットを設定し、
前記レファレンスプリコーディング行列セットから一つ以上のプリコーディング行列を含むプリコーディング行列セットを構成し、
前記一つ以上のプリコーディング行列を特定のリソース単位で循環させて適用して前記信号をプリコードし、
前記プリコードされた信号を前記受信装置に送信するよう前記無線通信モジュールを制御するよう構成され、
前記プリコーディング行列セットの大きさ及び前記一つ以上のプリコーディング行列の少なくとも一つは、前記受信装置の移動性に基づいて決定されることを特徴とする、送信装置。
【請求項８】
前記受信装置の移動性が高い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅は、前記受信装置の移動性が低い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅より広い、請求項７に記載の送信装置。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記受信装置から受信した少なくとも一つの選好プリコーディング行列に基づき、一つ以上のプリコーディング行列を選択する、請求項７に記載の送信装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記受信装置の移動性に基づいて選択した少なくとも一つの特定プリコーディング行列に基づいて一つ以上のプリコーディング行列を選択する、請求項７に記載の送信装置。
【請求項１１】
前記プリコーディング行列セットについての情報は前記受信装置に提供され、
前記プリコーディング行列セットについての情報は、前記プリコーディング行列セットに含まれた前記一つ以上のプリコーディング行列の整列情報を含む、請求項７に記載の送信装置。
【請求項１２】
前記特定のリソース単位のそれぞれは、周波数リソース単位又は時間リソース単位のいずれか一つである、請求項７に記載の送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに係り、より詳しくは無線通信システムにおいて端末移動性に基づくプリコーダー循環技法を用いた信号送信方法及びそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する本発明を適用できる無線通信システムの一例として、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；以下、「ＬＴＥ」という。）通信システムについて概略的に説明する。
【０００３】
図１は、無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）は、既存のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）から進展したシステムであり、現在３ＧＰＰで基礎的な標準化作業が進行中である。一般に、Ｅ−ＵＭＴＳをＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムと呼ぶこともできる。ＵＭＴＳ及びＥ−ＵＭＴＳの技術規格（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の詳細な内容はそれぞれ、「３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ」のＲｅｌｅａｓｅ  ７及びＲｅｌｅａｓｅ  ８を参照することができる。
【０００４】
図１を参照すると、Ｅ−ＵＭＴＳは、端末（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、基地局（ｅＮｏｄｅＢ；ｅＮＢ）、及びネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）の終端に位置して外部ネットワークに接続するアクセスゲートウェイ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｇａｔｅｗａｙ；ＡＧ）を含んでいる。基地局は、ブロードキャストサービス、マルチキャストサービス及び／又はユニキャストサービスのために多重データストリームを同時に送信することができる。
【０００５】
一つの基地局には一つ以上のセルが存在する。セルは、１．２５、２．５、５、１０、１５、２０ＭＨｚなどの帯域幅のいずれか一つに設定され、複数の端末に下り又は上り送信サービスを提供する。異なったセルは、互いに異なった帯域幅を提供するように設定できる。基地局は、複数の端末に関するデータ送受信を制御する。下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；ＤＬ）データについて、基地局は下りリンクスケジューリング情報を送信し、該当の端末にデータが送信される時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ａｎｄ  ｒｅＱｕｅｓｔ）関連情報などを知らせる。また、上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；ＵＬ）データについて、基地局は上りリンクスケジューリング情報を該当の端末に送信し、該当の端末が使用可能な時間／周波数領域、符号化、データサイズ、ＨＡＲＱ関連情報などを知らせる。基地局間には、ユーザトラフィック又は制御トラフィックの送信のためのインターフェースを用いることができる。コアネットワーク（Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＣＮ）は、ＡＧ、及び端末のユーザ登録などのためのネットワークノードなどで構成可能である。ＡＧは、複数のセルでなるＴＡ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ａｒｅａ）単位に端末の移動性を管理する。
【０００６】
無線通信技術は、ＷＣＤＭＡに基づいてＬＴＥにまで開発されてきたが、ユーザと事業者の要求と期待は増す一方である。その上、他の無線接続技術の開発が続いており、将来、競争力を有するためには新しい技術進化が要求される。ビット当たりのコストの削減、サービス可用性の増大、柔軟な周波数バンドの使用、単純構造と開放型インターフェース、端末の適度な電力消耗などが要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したような論議を基にし、以下では無線通信システムにおいて端末移動性に基づくプリコーダー循環技法を用いた信号送信方法及びそのための装置を提案しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による無線通信システムにおいて送信端が受信端に信号を送信する方法は、一つ以上のプリコーダーを含むプリコーダーセットを構成する段階、一つ以上のプリコーダーを特定のリソース単位で循環させて適用して前記信号をプリコードする段階、及び前記プリコードされた信号を常に受信端に送信する段階を含み、前記プリコーダーセットの大きさ及び前記一つ以上のプリコーダーの少なくとも一つは前記受信端の移動性（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）に基づいて決定されることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記受信端の移動性が高い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅は、前記受信端の移動性が低い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅より広いことが好ましい。
【００１０】
なお、前記プリコーダーセットを構成する段階は、前記受信端から少なくとも一つの選好プリコーダーについての情報を受信する段階、及び前記少なくとも一つの選好プリコーダーに基づき、一つ以上のプリコーダーを選択する段階を含むことができる。若しくは、前記プリコーダーセットを構成する段階は、前記受信端の移動性に基づいて少なくとも一つの特定のプリコーダーを選択する段階、及び前記少なくとも一つの特定プリコーダーに基づいて一つ以上のプリコーダーを選択する段階を含むことができる。
【００１１】
若しくは、前記プリコーダーセットを構成する段階は、前記受信端から少なくとも一つの選好プリコーダーについての情報を受信する段階、前記少なくとも一つの選好プリコーダーを中心として所定のビームフォーミング角度範囲内でレファレンスプリコーダーセットを設定する段階、及び前記受信端の移動性に基づいて前記レファレンスプリコーダーセットから前記プリコーダーセットを構成する段階を含むことができる。
【００１２】
より好ましくは、前記方法は、前記受信端に前記プリコーダーセットについての情報を送信する段階をさらに含み、前記プリコーダーセットについての情報は、前記プリコーダーセットに含まれた前記一つ以上のプリコーダーの整列（ｓｏｒｔｉｎｇ）情報を含むことを特徴とする。
【００１３】
一方、本発明の他の態様による無線通信システムにおける送信装置は、一つ以上のプリコーダーを含むプリコーダーセットを構成し、一つ以上のプリコーダーを特定のリソース単位で循環させて適用して前記信号をプリコードするプロセッサ、及び前記プリコードされた信号を受信装置に送信する無線通信モジュールを含み、前記プロセッサは、前記プリコーダーセットの大きさ及び前記一つ以上のプリコーダーの少なくとも一つを前記受信装置の移動性（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）に基づいて決定することを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、前記受信装置の移動性が高い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅は、前記受信装置の移動性が低い場合の前記プリコードされた信号のビーム幅より広いことを特徴とする。
【００１５】
なお、前記プロセッサは、前記受信装置から受信した少なくとも一つの選好プリコーダーに基づき、一つ以上のプリコーダーを選択することができる。若しくは、前記プロセッサは、前記受信装置の移動性に基づいて選択した少なくとも一つの特定のプリコーダーに基づいて一つ以上のプリコーダーを選択することができる。
【００１６】
若しくは、前記プロセッサは、前記受信装置から受信した少なくとも一つの選好プリコーダーを中心として所定のビームフォーミング角度範囲内でレファレンスプリコーダーセットを設定し、前記受信装置の移動性に基づいて前記レファレンスプリコーダーセットから前記プリコーダーセットを構成することもできる。
【００１７】
より好ましくは、前記プリコーダーセットについての情報は前記受信装置に提供され、前記プリコーダーセットについての情報は、前記プリコーダーセットに含まれた前記一つ以上のプリコーダーの整列（ｓｏｒｔｉｎｇ）情報を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施例によると、無線通信システムにおいて基地局は端末移動性に適応的により効率的にビームフォーミングを遂行することができる。
【００１９】
本発明で得られる効果は以上で言及した効果に制限されなく、言及しなかった他の効果は下記の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明らかに理解可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】無線通信システムの一例としてＥ−ＵＭＴＳネットワーク構造を概略的に示す図である。
【図２】３ＧＰＰ無線接続ネットワーク規格に基づく端末とＥ−ＵＴＲＡＮ間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン（Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅ）及びユーザプレーン（Ｕｓｅｒ  Ｐｌａｎｅ）構造を示す図である。
【図３】３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般的な信号送信方法を説明するための図である。
【図４】ＬＴＥシステムに使われる無線フレームの構造を例示する図である。
【図５】ＬＴＥシステムに使われる下りリンク無線フレームの構造を例示する図である。
【図６】ＬＴＥシステムに使われる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。
【図７】一般的な多重アンテナ（ＭＩＭＯ）通信システムの構成図である。
【図８】アンテナティルティング方式を説明するための図である。
【図９】既存アンテナシステムと能動アンテナシステムを比較する図である。
【図１０】能動アンテナシステムに基づき、端末特定ビームを形成した例を示す。
【図１１】能動アンテナシステムに基づく３次元ビーム伝送シナリオを示す。
【図１２】既存ＭＩＭＯ伝送方式とＢＡビームフォーミング方式のビームカバレージを比較する図である。
【図１３】ＤＡビームフォーミング技法の概念を示す図である。
【図１４】ＤＡビームフォーミング技法の特徴を例示する図である。
【図１５】ＤＢＡビームフォーミング技法の概念を示す図である。
【図１６】本発明の第１実施例と第２実施例の適用相違点を例示する。
【図１７】本発明の第１実施例と第２実施例の適用相違点を例示する。
【図１８】本発明による、単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の概念を例示する。
【図１９】本発明による単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の例を示す。
【図２０】本発明による単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の他の例を示す。
【図２１】本発明による、多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の概念を例示する。
【図２２】本発明による多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の例を示す。
【図２３】本発明による多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の他の例を示す。
【図２４】ＰＭＩによるチャネル品質変化量トラッキングの例を示す。
【図２５】本発明による多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式のさらに他の例を示す。
【図２６】本発明の実施例による通信装置のブロック構成図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下で添付図面を参照して説明する本発明の実施例によって、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易に理解可能であろう。以下で説明する実施例は、本発明の技術的特徴が３ＧＰＰシステムに適用された例である。
【００２２】
本明細書ではＬＴＥシステム及びＬＴＥ-Ａシステムを用いて本発明の実施例を説明するが、これは例示に過ぎず、本発明の実施例は、上述した定義に該当するいかなる通信システムにも適用可能である。また、本明細書ではＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式に基づいて本発明の実施例について説明するが、これは例示である。したがって、本発明の実施例は、Ｈ−ＦＤＤ（Ｈｙｂｒｉｄ−ＦＤＤ）方式又はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式にも容易に変形して適用することができる。
【００２３】
また、本発明明細書において、基地局の名称はＲＲＨ（ｒｅｍｏｔｅ  ｒａｄｉｏ  ｈｅａｄ）、ｅＮＢ、ＴＰ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｐｏｉｎｔ）、ＲＰ（ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｐｏｉｎｔ）、中継器（ｒｅｌａｙ）などの含む包括的な用語が使われることができる。
【００２４】
図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格に基づく端末とＥ-ＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコル（Ｒａｄｉｏ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のコントロールプレーン及びユーザプレーンの構造を示す図である。コントロールプレーンとは、端末（ＵＥ）とネットワークとが呼を管理するために用いる制御メッセージが送信される通路のことを意味する。ユーザプレーンとは、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路のことを意味する。
【００２５】
第１層である物理層は、物理チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いて上位層に情報送信サービス（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供する。物理層は、上位の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層とは伝送チャネル（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して接続されている。該伝送チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側の物理層と受信側の物理層との間には物理チャネルを介してデータが移動する。該物理チャネルは、時間及び周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクにおいてＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調され、上りリンクにおいてＳＣ-ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式で変調される。
【００２６】
第２層の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＭＡＣ）層は、論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して、上位層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＬＣ）層にサービスを提供する。第２層のＲＬＣ層は、信頼できるデータ送信を支援する。ＲＬＣ層の機能は、ＭＡＣ内部の機能ブロックとして具現してもよい。第２層のＰＤＣＰ（Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを効率的に送信するために、余分の制御情報を減らすヘッダー圧縮（Ｈｅａｄｅｒ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）機能を有する。
【００２７】
第３層の最下部に位置する無線リソース制御（Ｒａｄｉｏ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ；ＲＲＣ）層は、コントロールプレーンにのみ定義される。ＲＲＣ層は、無線ベアラー（Ｒａｄｉｏ  Ｂｅａｒｅｒ）の設定（Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）、再設定（Ｒｅ-ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び解除（Ｒｅｌｅａｓｅ）に関して、論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。無線ベアラー（ＲＢ）とは、端末とネットワーク間のデータ伝達のために第２層によって提供されるサービスのことを意味する。そのために、端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層とはＲＲＣメッセージを互いに交換する。端末のＲＲＣ層とネットワークのＲＲＣ層間にＲＲＣ接続（ＲＲＣ  Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）がある場合に、端末はＲＲＣ接続状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  Ｍｏｄｅ）にあり、そうでない場合は、ＲＲＣ休止状態（Ｉｄｌｅ  Ｍｏｄｅ）にある。ＲＲＣ層の上位にあるＮＡＳ（Ｎｏｎ−Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｔｒａｔｕｍ）層は、セッション管理（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）と移動性管理（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）などの機能を有する。
【００２８】
ネットワークから端末にデータを送信する下り伝送チャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ページングメッセージを送信するＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する下りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。下りマルチキャスト又は放送サービスのトラフィック又は制御メッセージは、下りＳＣＨを介して送信されてもよく、別の下りＭＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を介して送信されてもよい。一方、端末からネットワークにデータを送信する上り伝送チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するＲＡＣＨ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りＳＣＨ（Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）がある。伝送チャネルの上位に存在し、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）としては、ＢＣＣＨ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＣＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＣＣＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＣＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＭＴＣＨ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。
【００２９】
図３は、３ＧＰＰシステムに用いられる物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた一般の信号送信方法を説明するための図である。
【００３０】
端末は、電源がついたり、新しくセルに進入したりした場合に、基地局と同期を取る等の初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ  ｃｅｌｌ  ｓｅａｒｃｈ）作業を行う（Ｓ３０１）。そのために、端末は、基地局からプライマリ同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｐ-ＳＣＨ）及びセカンダリ同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ；Ｓ-ＳＣＨ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得できる。その後、端末は、基地局から物理放送チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信し、セル内放送情報を取得できる。一方、端末は、初期セル探索段階で、下りリンク参照信号（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ；ＤＬ  ＲＳ）を受信し、下りリンクチャネル状態を確認できる。
【００３１】
初期セル探索を終えた端末は、物理下りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＣＣＨ）、及び該ＰＤＣＣＨに乗せられた情報に基づいて物理下りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＤＳＣＨ）を受信することによって、より具体的なシステム情報を取得できる（Ｓ３０２）。
【００３２】
一方、基地局に最初に接続するか信号送信のための無線リソースがない場合には、端末は、基地局にランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ；ＲＡＣＨ）を行うことができる（Ｓ３０３乃至Ｓ３０６）。そのために、端末は、物理ランダムアクセスチャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＲＡＣＨ）を介して特定シーケンスをプリアンブルとして送信し（Ｓ３０３及びＳ３０５）、ＰＤＣＣＨ及び対応するＰＤＳＣＨを介して、プリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ３０４及びＳ３０６）。競合ベースのＲＡＣＨについては、衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）をさらに行うことができる。
【００３３】
上述の手順を行った端末は、その後、一般的な上りリンク／下りリンク信号送信手順として、ＰＤＣＣＨ／ＰＤＳＣＨ受信（Ｓ３０７）、及び物理上りリンク共有チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＳＣＨ）／物理上りリンク制御チャネル（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ；ＰＵＣＣＨ）送信（Ｓ３０８）を行うことができる。特に、端末は、ＰＤＣＣＨを介して下りリンク制御情報（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＤＣＩ）を受信する。ここで、ＤＣＩは、端末に対するリソース割当情報のような制御情報を含み、その使用目的によってフォーマットが異なる。
【００３４】
一方、端末が上りリンクで基地局に送信する又は端末が基地局から受信する制御情報としては、下りリンク／上りリンクＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｅｘ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを含む。３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムにおいて、端末は、これらのＣＱＩ／ＰＭＩ／ＲＩなどの制御情報をＰＵＳＣＨ及び／又はＰＵＣＣＨを介して送信することができる。
【００３５】
図４はＬＴＥシステムに使われる無線フレームの構造を例示する図である。
【００３６】
図４を参照すると、無線フレーム（ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）は１０ｍｓ（３２７２００×Ｔｓ）の長さを有し、１０個の均等な大きさのサブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）でなっている。それぞれのサブフレームは１ｍｓの長さを有し、２個のスロット（ｓｌｏｔ）でなっている。それぞれのスロットは０．５ｍｓ（１５３６０×Ｔｓ）の長さを有する。ここで、Ｔｓはサンプリング時間を示し、Ｔｓ＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）＝３．２５５２×１０−８（約３３ｎｓ）で表示される。スロットは時間領域で複数のＯＦＤＭシンボルを含み、周波数領域で複数のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ；ＲＢ）を含む。ＬＴＥシステムにおいて、一つのリソースブロックは１２個の副搬送波×７（６）個のＯＦＤＭシンボルを含む。データが送信される単位時間であるＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｉｍｅ  Ｉｎｔｅｒｖａｌ）は一つ以上のサブフレーム単位で決定されることができる。前述した無線フレームの構造は例示に過ぎなく、無線フレームに含まれるサブフレームの数又はサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は多様に変更可能である。
【００３７】
図５は下りリンク無線フレームにおいて一つのサブフレームの制御領域に含まれる制御チャネルを例示する図である。
【００３８】
図５を参照すると、サブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルでなっている。サブフレーム設定によって初めの１〜３個のＯＦＤＭシンボルは制御領域として使われ、残りの１３〜１１個のＯＦＤＭシンボルはデータ領域として使われる。図面で、Ｒ１〜Ｒ４はアンテナ０〜３に対する参照信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ（ＲＳ）又はＰｉｌｏｔ  Ｓｉｇｎａｌ）を示す。ＲＳは制御領域及びデータ領域にかかわらずサブフレーム内に一定のパターンで固定される。制御チャネルは制御領域のうちＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられ、トラフィックチャネルもデータ領域のうちＲＳが割り当てられていないリソースに割り当てられる。制御領域に割り当てられる制御チャネルとしては、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  ＣＨａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）などがある。
【００３９】
ＰＣＦＩＣＨは物理制御フォーマット指示子チャネルであって、サブフレームごとにＰＤＣＣＨに使われるＯＦＤＭシンボルの個数を端末に知らせる。ＰＣＦＩＣＨは一番目のＯＦＤＭシンボルに位置し、ＰＨＩＣＨ及びＰＤＣＣＨに優先して設定される。ＰＣＦＩＣＨは４個のＲＥＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ）でなり、それぞれのＲＥＧはセルＩＤ（Ｃｅｌｌ  ＩＤｅｎｔｉｔｙ）に基づいて制御領域内に分散される。一つのＲＥＧは４個のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）でなる。ＲＥは一つの副搬送波×一つのＯＦＤＭシンボルに定義される最小物理リソースを示す。ＰＣＦＩＣＨ値は帯域幅によって１〜３又は２〜４の値を指示し、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）によって変調される。
【００４０】
ＰＨＩＣＨは物理ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ａｎｄ  ｒｅｑｕｅｓｔ）指示子チャネルであって、上りリンク伝送に対するＨＡＲＱＡＣＫ／ＮＡＣＫを運ぶのに使われる。すなわち、ＰＨＩＣＨはＵＬ  ＨＡＲＱのためのＤＬ  ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が送信されるチャネルを示す。ＰＨＩＣＨは１個のＲＥＧでなり、セル特定（ｃｅｌｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ）にスクランブル（ｓｃｒａｍｂｌｉｎｇ）される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫは１ビットで指示され、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）によって変調される。変調されたＡＣＫ／ＮＡＣＫは拡散因子（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｆａｃｔｏｒ；ＳＦ）＝２又は４によって拡散される。同じリソースにマッピングされる複数のＰＨＩＣＨはＰＨＩＣＨグループを構成する。ＰＨＩＣＨグループに多重化するＰＨＩＣＨの個数は拡散コードの個数によって決定される。ＰＨＩＣＨ（グループ）は周波数領域及び／又は時間領域でダイバーシティ利得を得るために３回繰り返される（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）。
【００４１】
ＰＤＣＣＨは物理下りリンク制御チャネルであって、サブフレームの初めのｎ個のＯＦＤＭシンボルに割り当てられる。ここで、ｎは１以上の整数であり、ＰＣＦＩＣＨによって指示される。ＰＤＣＣＨは一つ以上のＣＣＥでなる。ＰＤＣＣＨは伝送チャネルであるＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）のリソース割当についての情報、上りリンクスケジューリンググラント（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｇｒａｎｔ）、ＨＡＲＱ情報などを各端末又は端末グループに知らせる。ＰＣＨ（Ｐａｇｉｎｇ  ｃｈａｎｎｅｌ）及びＤＬ−ＳＣＨ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ−ｓｈａｒｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ）はＰＤＳＣＨを介して送信される。よって、基地局と端末は、一般的に特定の制御情報又は特定のサービスデータを除き、ＰＤＳＣＨを介してデータをそれぞれ送信及び受信する。
【００４２】
ＰＤＳＣＨのデータがどの端末（一つ又は複数の端末）に送信されるか、端末がどのようにＰＤＳＣＨデータを受信してデコーディング（ｄｅｃｏｄｉｎｇ）するかについての情報などはＰＤＣＣＨに含まれて送信される。例えば、特定のＰＤＣＣＨが「Ａ」というＲＮＴＩ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）でＣＲＣマスキング（ｍａｓｋｉｎｇ）されており、「Ｂ」という無線リソース（例えば、周波数位置）及び「Ｃ」というＤＣＩフォーマット、つまり伝送形式情報（例えば、伝送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など）を用いて送信されるデータについての情報が特定のサブフレームを介して送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は自分が持っているＲＮＴＩ情報を用いて検索領域でＰＤＣＣＨをモニタリング、つまりブラインドデコーディングし、「Ａ」ＲＮＴＩを持っている一つ以上の端末があれば、端末はＰＤＣＣＨを受信し、受信したＰＤＣＣＨの情報によって「Ｂ」と「Ｃ」によって指示されるＰＤＳＣＨを受信する。
【００４３】
図６はＬＴＥシステムに使われる上りリンクサブフレームの構造を示す図である。
【００４４】
図６を参照すると、上りリンクサブフレームは、制御情報を運ぶＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域と、使用者データを運ぶＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）が割り当てられる領域とに分けることができる。サブフレームの中間部分がＰＵＳＣＨに割り当てられ、周波数領域においてデータ領域の両側部分がＰＵＣＣＨに割り当てられる。ＰＵＣＣＨに送信される制御情報はＨＡＲＱに使われるＡＣＫ／ＮＡＣＫ、下りリンクチャネル状態を示すＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＭＩＭＯのためのＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、上りリンクリソース割当要請であるＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）などがある。一端末に対するＰＵＣＣＨはサブフレーム内の各スロットで互いに異なる周波数を占める単一リソースブロックを使う。すなわち、ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックはスロット境界で周波数ホッピング（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｈｏｐｐｉｎｇ）される。特に、図６はｍ＝０のＰＵＣＣＨ、ｍ＝１のＰＵＣＣＨ、ｍ＝２のＰＵＣＣＨ、ｍ＝３のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられるものを例示する。
【００４５】
以下、ＭＩＭＯシステムについて説明する。ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）は複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを使う方法であり、この方法によってデータの送受信効率を向上させることができる。すなわち、無線通信システムの送信端あるいは受信端で複数のアンテナを使うことにより、容量を増大させ、性能を向上させることができる。以下、この文献ではＭＩＭＯを「多重アンテナ」と言える。
【００４６】
多重アンテナ技術においては、一つの全体メッセージを受信するために単一アンテナ経路に依存しない。その代わりに、多重アンテナ技術においては、多くのアンテナで受信されたデータ断片（ｆｒａｇｍｅｎｔ）を一所に集めて併合することによってデータを完成する。多重アンテナ技術を使えば、特定の大きさのセル領域内でデータ伝送速度を向上させるか、あるいは特定のデータ伝送速度を保障しながらシステムカバレージ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を増加させることができる。また、この技術は、移動通信端末と中継器などに幅広く用いることができる。多重アンテナ技術によると、単一アンテナを使っていた従来技術による移動通信の伝送量限界を克服することができる。
【００４７】
【化１】
0006356332.tif 000002
【００４８】
【数１】
0006356332.tif 000003
例えば、４個の送信アンテナと４個の受信アンテナを用いるＭＩＭＯ通信システムにおいては、単一アンテナシステムに比べ、理論上４倍の伝送レートを獲得することができる。このような多重アンテナシステムの理論的容量の増加が９０年代中盤に証明された以後、実質的にデータ伝送率を向上させるための多様な技術が現在まで活発に研究されている。これらの技術の中でいくつかの技術は既に３世代移動通信と次世代無線ＬＡＮなどの多様な無線通信の標準に反映されている。
【００４９】
現在までの多重アンテナ関連研究動向を調べると、多様なチャネル環境及び多重接続環境での多重アンテナ通信容量計算などについての情報理論側面研究、多重アンテナシステムの無線チャネル測定及び模型導出研究、そして伝送信頼度向上及び伝送率向上のための視空間信号処理技術研究など、多様な観点で活発な研究が進行されている。
【００５０】
【化２】
0006356332.tif 000004
【００５１】
【数２】
0006356332.tif 000005
【００５２】
【化３】
0006356332.tif 000006
【００５３】
【数３】
0006356332.tif 000007
【００５４】
【化４】
0006356332.tif 000008
【００５５】
【数４】
0006356332.tif 000009
【００５６】
【化５】
0006356332.tif 000010
【００５７】
【数５】
0006356332.tif 000011
一般に、チャネル行列のランクの物理的な意味は、与えられたチャネルで相異なる情報を送信することができる最大数と言える。したがって、チャネル行列のランク（ｒａｎｋ）は互いに独立した（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）行（ｒｏｗ）又は列（ｃｏｌｕｍｎ）の個数のうち最小個数に定義されるので、行列のランクは行（ｒｏｗ）又は列（ｃｏｌｕｍｎ）の個数より大きいことができなくなる。数式的に例を挙げると、チャネル行列Ｈのランク（ｒａｎｋ（Ｈ））は数式６のように制限される。
【００５８】
【数６】
0006356332.tif 000012
また、多重アンテナ技術で送信する相異なる情報のそれぞれを「伝送ストリーム（Ｓｔｒｅａｍ）」又は簡単に「ストリーム」に定義する。このような「ストリーム」は「レイヤー（Ｌａｙｅｒ）」ということができる。すると、伝送ストリームの個数は当然相異なる情報を送ることができる最大数であるチャネルのランクよりは大きくなることができなくなる。よって、チャネル行列Ｈは下記の数式７のように示すことができる。
【００５９】
【数７】
0006356332.tif 000013
ここで、「＃  ｏｆ  ｓｔｒｅａｍｓ」はストリームの数を示す。一方、ここで、一つのストリームは一つ以上のアンテナを介して送信されることができることに気を付けなければならない。
【００６０】
一つ以上のストリームを多数のアンテナに対応させるさまざまな方法があり得る。この方法を多重アンテナ技術の種類によって次のように説明することができる。一つのストリームが多くのアンテナを介して送信される場合は空間ダイバーシティ方式と見なすことができ、多くのストリームが多くのアンテナを介して送信される場合は空間マルチプレクシング方式と見なすことができる。もちろん、その中間である空間ダイバーシティと空間マルチプレクシングの混合（Ｈｙｂｒｉｄ）形態も可能である。
【００６１】
以下では、チャネル状態情報（ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ＣＳＩ）報告について説明する。現在ＬＴＥ標準ではチャネル情報なしに運用される開ループ（ｏｐｅｎ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯとチャネル情報に基づいて運用される閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯの二つの送信方式がある。特に、閉ループＭＩＭＯでは、ＭＩＭＯアンテナの多重化利得（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｇａｉｎ）を得るために、基地局及び端末のそれぞれはチャネル状態情報を基にしてビームフォーミングを遂行することができる。基地局はチャネル状態情報を端末から得るため、端末に参照信号を送信し、これに基づいて測定したチャネル状態情報をＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）又はＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  ＣＨａｎｎｅｌ）を介してフィードバックするように命令する。
【００６２】
ＣＳＩは、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｅｘ）、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）の三種の情報に大きく分類される。まず、ＲＩは前述したようにチャネルのランク情報を示し、端末が同一周波数−時間リソースを介して受信可能なストリームの個数を意味する。また、ＲＩはチャネルのロングタームフェーディング（ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ  ｆａｄｉｎｇ）によって決定されるので、通常はＰＭＩ、ＣＱＩ値より長い周期で基地局にフィードバックされる。
【００６３】
二番目、ＰＭＩはチャネルの空間特性を反映した値で、ＳＩＮＲなどのメトリック（ｍｅｔｒｉｃ）を基準として端末が好む基地局のプリコーディング行列インデックスを示す。最後に、ＣＱＩはチャネルの強度を示す値で、通常基地局がＰＭＩを用いたときに得られる受信ＳＩＮＲを意味する。
【００６４】
ＬＴＥ−Ａ標準のようなより進歩した通信システムでは、ＭＵ−ＭＩＭＯ（ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ）を用いた付加の多重使用者ダイバーシティ（ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）を得ることが追加された。ＭＵ−ＭＩＭＯではアンテナドメインで多重化する端末間の干渉が存在するから、ＣＳＩの正確性はＣＳＩを報告した端末だけではなく、多重化する他の端末の干渉にも大きな影響を及ぼすことができる。よって、ＭＵ−ＭＩＭＯではＳＵ−ＭＩＭＯより正確なＣＳＩ報告が要求される。
【００６５】
したがって、ＬＴＥ−Ａ標準では最終ＰＭＩをロングターム（ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ）及び／又は広帯域（ｗｉｄｅｂａｎｄ）ＰＭＩであるＷ１とショートターム（ｓｈｏｒｔ  ｔｅｒｍ）及び／又はサブバンド（ｓｕｂ−ｂａｎｄ）ＰＭＩであるＷ２の二つに分けて設計することに決定された。
【００６６】
Ｗ１及びＷ２の情報から一つの最終ＰＭＩを構成する構造的コードブック変換（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  ｃｏｄｅｂｏｏｋ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）方式の例示として下記の数式８のようにチャネルのロングターム共分散行列（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）を用いることができる。
【００６７】
【数８】
0006356332.tif 000014
【００６８】
【化６】
0006356332.tif 000015
既存Ｗ１とＷ２の具体的な構造は次の数式９の通りである。
【００６９】
【数９】
0006356332.tif 000016
数式９で、コードワードの構造は、交差偏波アンテナ（ｃｒｏｓｓ  ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ）を使うとともにアンテナの間隔が稠密な場合、例えば通常隣接したアンテナ間の距離が信号波長の半分以下の場合、発生するチャネルの相関関係（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）特性を反映して設計した構造である。交差偏波アンテナの場合、アンテナを水平アンテナグループ（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ  ａｎｔｅｎｎａ  ｇｒｏｕｐ）と垂直アンテナグループ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ａｎｔｅｎｎａ  ｇｒｏｕｐ）に区分することができる、各アンテナグループはＵＬＡ（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｌｉｎｅａｒ  ａｒｒａｙ）アンテナの特性を有し、二つのアンテナグループは共存（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）する。
【００７０】
したがって、各グループのアンテナ間の相関関係は同じ線形位相増加（ｌｉｎｅａｒ  ｐｈａｓｅ  ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）特性を有し、アンテナグループ間の相関関係は位相回転（ｐｈａｓｅ  ｒｏｔａｔｉｏｎ）した特性を有する。結局、コードブックはチャネルを量子化（ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ）した値であるため、チャネルの特性をそのまま反映してコードブックを設計することが必要である。説明の便宜上、前述した構造に作ったランク１コードワードを下記の数式１０のように例示することができる。
【００７１】
【数１０】
0006356332.tif 000017
【００７２】
【化７】
0006356332.tif 000018
以下、能動アンテナシステム（Ａｃｔｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＡＡＳ）及び３次元ビームフォーミングについて説明する。
【００７３】
既存セルラーシステムにおいて、基地局は機械的ティルティング（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｔｉｌｔｉｎｇ）あるいは電気的ティルティング（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｉｌｔｉｎｇ）を用いてセル間の干渉を減らし、セル内の端末のスループット、例えばＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を向上させる方案を使って来た。図面を参照してより詳細に説明する。
【００７４】
図８はアンテナティルティング方式を説明するための図である。特に、図８の（ａ）はアンテナティルティングが適用されていないアンテナ構造を示し、図８の（ｂ）は機械的ティルティングが適用されたアンテナ構造を示し、図８の（ｃ）は機械的ティルティングと電気的ティルティングの両者が適用されたアンテナ構造を示す。
【００７５】
図８の（ａ）と図８の（ｂ）を比較すると、機械的ティルティングの場合、図８の（ｂ）のように、初期設置時にビーム方向が固定されてしまう欠点がある。また、電気的ティルティングの場合、図８の（ｃ）のように、内部位相遷移（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）モジュールを用いてティルティング角（ｔｉｌｔｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）を変更することができるが、事実上セル固定的ティルティングによって非常に制約的な垂直ビームフォーミング（垂直ビームフォーミング）のみが可能な欠点がある。
【００７６】
図９は既存アンテナシステムと能動アンテナシステム（Ａｃｔｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＡＡＳ）を比較する図である。特に、図９の（ａ）は既存アンテナシステムを示し、図９の（ｂ）は能動アンテナシステムを示す。
【００７７】
図９を参照すると、能動アンテナシステムは、既存アンテナシステムとは違い、複数のアンテナモジュールのそれぞれが電力増幅器を含むＲＦモジュール、すなわち能動（ａｃｔｉｖｅ）素子含んでいるため、アンテナモジュールのそれぞれに対する電力及び位相調節が可能である特徴があるシステムである。
【００７８】
一般的に考慮したＭＩＭＯアンテナ構造は、ＵＬＡ（ｕｎｉｆｏｒｍ  ｌｉｎｅａｒ  ａｒｒａｙ）のように線形的な、すなわち１次元アレイのアンテナを考慮した。このような１次元アレイ構造ではビームフォーミングで生成可能なビームが２次元平面内に存在することになる。これは既存基地局の受動アンテナシステム（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＰＡＳ）に基づくＭＩＭＯ構造にも適用される。ＰＡＳに基づく基地局にも垂直アンテナ及び水平アンテナが存在するが、垂直アンテナは一つのＲＦモジュールに束ねられているため、垂直方向へのビームフォーミングが不可能であり、前述した機械的ティルティングのみが適用可能である。
【００７９】
しかし、基地局のアンテナ構造が能動アンテナシステムに進化するにつれて垂直方向のアンテナにも独立的なＲＦモジュールが具現された。これにより、水平方向だけではなく垂直方向にもビームフォーミングが可能になった。これを垂直ビームフォーミング又はエレベーションビームフォーミング（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）という。
【００８０】
垂直ビームフォーミングによると、生成可能なビームは垂直及び水平方向に３次元空間に表現できるので、これを３次元ビームフォーミングということもできる。すなわち、３次元ビームフォーミングは１次元アレイのアンテナ構造から平面形態の２次元アレイのアンテナ構造に進化して可能になったものである。ここで、３次元ビームフォーミングはアンテナアレイが必ずしも平面状（ｐｌａｎａｒ）の場合にだけ可能なものではなく、リング（ｒｉｎｇ）状の３次元形態のアレイ構造においても３次元ビームフォーミングが可能である。３次元ビームフォーミングの特徴は、既存１次元アレイのアンテナ構造ではない多様な形態のアンテナ配置によってＭＩＭＯプロセスが３次元空間でなされることである。
【００８１】
図１０は能動アンテナシステムに基づき、端末特定ビームを形成した例を示す。図１０を参照すると、３次元ビームフォーミングにより、端末が基地局の左右に動く場合だけではなく前後に動く場合までビームフォーミングが可能なので、端末特定ビームの形成にもっと高い自由度が提供されることが分かる。
【００８２】
また、能動アンテナに基づく２次元アレイのアンテナ構造を用いた伝送環境としては、室外基地局から室外端末に送信する環境だけではなく、室外基地局が室内端末に送信する環境（Ｏ２Ｉ、  Ｏｕｔｄｏｏｒ  ｔｏ  Ｉｎｄｏｏｒ）及び室内基地局が室内端末に送信する環境（Ｉｎｄｏｏｒ  ｈｏｔｓｐｏｔ）などを考慮することができる。
【００８３】
図１１は能動アンテナシステムに基づく３次元ビーム伝送シナリオを示す。
【００８４】
図１１を参照すると、セル内の多様な多数の建物が存在する実際のセル環境を仮定する場合、基地局は端末特定水平ビーム操向だけでなく、建物の高さによる多様な端末の高さを考慮した垂直ビーム操向能力まで考慮しなければならない必要がある。このようなセル環境を考慮する場合、既存無線チャネル環境とは非常に違うチャネル特性、例えば高さ差による陰影／経路損失変化、フェーディング特性変化などを反映する必要がある。
【００８５】
言い換えれば、３次元ビームフォーミングは、既存の線形的な１次元アレイのアンテナ構造に基づいて水平方向にだけなされてきた水平ビームフォーミングが進化したもので、平面配列（ｐｌａｎａｒ  ａｒｒａｙ）などの多次元アレイのアンテナ構造又はマッシブアンテナ（ｍａｓｓｉｖｅ  ａｎｔｅｎｎａ）アレイに基づいてエレベーションビームフォーミングあるいは垂直ビームフォーミングまで拡張及び結合した形態になるＭＩＭＯプロセッシング技法をいう。
【００８６】
マッシブアンテナアレイは次の特性の一つ以上を有することができる。すなわち、ｉ）２次元平面又は３次元空間に位置し、ii）論理的又は物理的アンテナが８個以上であり（ここで、論理的アンテナはアンテナポートと表現可能である）、iii）それぞれのアンテナがＡＡＳでなることができる。ただ、マッシブアンテナアレイの定義はこれに制限されるものではない。以下、マッシブアンテナアレイを用いた各種のビームフォーミング技法について説明する。
【００８７】
ａ）３Ｄビームフォーミング環境で適用した部分的アンテナアレイに基づくビームフォーミングをビーム−幅調節（Ｂｅａｍ−ｗｉｄｔｈ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ；ＢＡ）ビームフォーミングといい、これは次のような特徴を示す。
【００８８】
ＢＡビームフォーミング技法は、端末の移動速度によってデータ伝送に参加するアンテナの数を調節して伝送ビーム幅を調節する技術である。図１２は既存ＭＩＭＯ伝送方式とＢＡビームフォーミング方式のビームカバレージを比較する図である。特に、図１２の左側図は既存ＭＩＭＯ伝送方式を示し、右側図はＢＡビームフォーミング方式を示す。
【００８９】
図１２の左側図を参照すると、４ｘ４アンテナアレイにおいて端末が中速で動く場合、４ｘ４アンテナアレイが送信するビーム幅はチャネル精密度を確保するのに余りにも狭く、開ループ方式は全体セルカバレージをカバーするので、余りにも広いことがあり得る。仮に、図１２の右側図のように、中央の２ｘ２アンテナアレイのみが伝送に参加すれば、相対的に広いビーム幅を有するがビーム利得は得ることができる形態にビームを生成することができる。すなわち、端末の移動速度によって該当の端末への伝送に参加するアンテナの数を減らしてビーム幅を拡大することで、閉ループビームフォーミングよりは小さいが、開ループビームフォーミングよりは高い水準のビーム利得を獲得することができる。
【００９０】
ｂ）ＢＡビームフォーミングが端末の移動性によってビーム幅を調節する技術であれば、端末の移動方向によって垂直又は水平方向にだけビームフォーミングを遂行し、他の方向には開ループプリコーディング（ｏｐｅｎ  ｌｏｏｐ  ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）を行う方法も考慮することができる。この技術は３Ｄビームフォーミング環境で２Ｄビームフォーミングを遂行することができるようにするので、次元調節（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ；ＤＡ）ビームフォーミング技法という。
【００９１】
ＤＡビームフォーミング技法は、基地局が端末の垂直方向及び水平方向のうち、動きがひどい方向、すなわちドップラー（Ｄｏｐｐｌｅｒ）がひどい方向に対しては開ループ方式を適用し、そうでない方向に対しては閉ループ方式を適用して送信するビームフォーミング技法である。図１３はＤＡビームフォーミング技法の概念を示す図である。特に、図１３の左側図は端末が水平方向に動く場合を示し、右側図は端末が垂直方向に動く場合を示す。
【００９２】
図１４はＤＡビームフォーミング技法の特徴を例示する図である。
【００９３】
ＤＡビームフォーミング技法を使えば、ドップラーが少ない方向にはビーム利得を得ることができ、ドップラーが大きな方向にはビーム利得を得ることができない。よって、生成されるビームの領域は図１４のように水平方向及び垂直方向の一方向にだけ狭幅のビームが形成される。したがって、特定の方向に動く端末に一定水準のビーム利得を付与することが可能である。
【００９４】
ｃ）また、ＢＡビームフォーミングとＤＡビームフォーミングを結合した次元及びビーム−幅調節（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｂｅａｍ−ｗｉｄｔｈ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ；ＤＢＡ）ビームフォーミング技法も考慮することができる。図１５はＤＢＡビームフォーミング技法の概念を示す図である。
【００９５】
ＤＢＡビームフォーミング技法は、ＤＡビームフォーミング技法とＢＡビームフォーミング技法を結合した技術である。図１５を参照すると、ＤＢＡビームフォーミングの適用時、端末が垂直方向あるいは水平方向に動く場合、ドップラーが少ない方向、すなわち端末が動きに直交する方向には閉ループビームフォーミングを遂行し、ドップラーが一定水準で存在する方向には端末の速度によって伝送に参加するアンテナの数を調節してビーム幅を調節する。
【００９６】
まとめると、下記の表１のように、ＤＡビームフォーミングは基地局を基準として特定の方向に高速で移動するときに有効な技術であり、ＢＡビームフォーミングは端末が低速乃至中速で移動する環境に有効な技術であり、ＤＢＡビームフォーミングは端末が特定の方向に低速乃至中速で移動するときに有効な技術である。
【００９７】
【表１】
0006356332.tif 000019
ＢＡビームフォーミングあるいはＤＢＡビームフォーミングは、チャネル変化特性、特に端末の動き、具体的に端末の移動速度によってビーム幅を制御する特徴を有する。ビーム幅を制御するための手段として、アンテナＯＮ／ＯＦＦ、アンテナ別伝送電力及び位相制御技術を用いることができる。本発明では、ビーム幅を制御するための他の手段として、制限されたビームフォーミング範囲を有するプリコーダー循環（ｐｒｅｃｏｄｅｒ  ｃｙｃｌｉｎｇ）技法を提案する。本発明のプリコーダー循環技法は、端末の移動速度が低いほどプリコーダー循環によるビームカバレージが縮小し、端末の移動速度が高いほどビームカバレージが拡張する特徴を有する。ここで、ビームカバレージは循環するプリコーダーのビームフォーミング角度の範囲を意味することができる。
【００９８】
より具体的に、本発明では、端末の選好プリコーダー関連フィードバック情報及び該当の端末の時間的チャネル変化特性によって、基地局は端末特定プリコーダーセットを構成し、特定の時間／周波数単位で該当のプリコーダーセット内のプリコーダーを交互に適用することを提案する。
【００９９】
端末の選好プリコーダー関連フィードバック情報の例として、ＰＭＩフィードバック情報を考慮することができる。
【０１００】
端末の時間的チャネル変化特性は基地局が上りリンク信号の特性を測定して把握することもでき、端末の位置あるいはチャネル関連情報（例えば、ＰＭＩ、ＣＱＩなど）の時間的変化量を測定して把握することができる。若しくは、端末が時間的チャネル変化特性関連情報（例えば、ドップラー周波数、端末の速度、コヒーレンス時間など）をフィードバックすることによって把握することができる。また、特定の時間／周波数単位は、時間側にシンボル、サブフレーム、フレームなどを例示することができ、周波数側に副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）、リソースブロック、リソースブロックグループなどを例示することができる。
【０１０１】
また、本発明で提案するプリコーダーセットに含まれたプリコーダーの一部は精密な有効ビーム幅制御のためにＰＭＩコードブックに含まれないこともあり得る。すなわち、ＰＭＩコードブックに定義されていないプリコーダーがプリコーダーセットでは適用されることができる。
【０１０２】
【化８】
0006356332.tif 000020
＜第１実施例＞
まず、本発明の第１実施例では、プリコーダーセット内に含まれたプリコーダーを端末チャネル変化特性によって決定することを提案する。具体的に、第１実施例は、単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式と多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式に区分することができる。
【０１０３】
【化９】
0006356332.tif 000021
【０１０４】
【数１１】
0006356332.tif 000022
【０１０５】
【化１０】
0006356332.tif 000023
【０１０６】
【化１１】
0006356332.tif 000024
【０１０７】
【数１２】
0006356332.tif 000025
【０１０８】
【化１２】
0006356332.tif 000026
【０１０９】
【化１３】
0006356332.tif 000027
【０１１０】
【化１４】
0006356332.tif 000028
【０１１１】
【数１３】
0006356332.tif 000029
【０１１２】
【化１５】
0006356332.tif 000030
【０１１３】
【化１６】
0006356332.tif 000031
【０１１４】
【化１７】
0006356332.tif 000032
【０１１５】
【表２】
0006356332.tif 000033
【０１１６】
【化１８】
0006356332.tif 000034
＜第２実施例＞
本発明の第２実施例では、プリコーダーセットの大きさを端末チャネル変化特性によって決定することを提案する。具体的に、第２実施例では次のようにプリコーダーセットを決定することができる。
【０１１７】
第１段階：送信側は受信端、すなわち端末が好むＰＭＩを中心として−Ｘ度から＋Ｘ度までの範囲に決定された個数（例えば、１００個）の端末特定的レファレンスプリコーダーセットを前もって構成する。ここで、Ｘは前もって規定された値であってもよい。
【０１１８】
第２段階：チャネル状況変動によって該当のレファレンスプリコーダーセットの一部をプリコーダーセットに決定する。例えば、−Ｙ度〜Ｙ度に含まれるビームのみ選択する。ここで、ＹはＸより小さい値であり、端末移動速度によって決定できる。
【０１１９】
第１段階では端末特定的なレファレンスプリコーダーセットを生成する例を挙げたが、レファレンスプリコーダーセットはシステムあるいはネットワークで前もって規定されたプリコーダーセットを使う方式も可能である。この場合、第２段階で端末の選好ＰＭＩ及びチャネルの変動によって該当のレファレンスプリコーダーセットでサブセットを構成し、該当の端末に対するデータ伝送に適用すべきプリコーダーセットを決定する。
【０１２０】
図１６及び図１７は本発明の第１実施例と第２実施例の適用相違点を例示する。
【０１２１】
【化１９】
0006356332.tif 000035
また、図１７は、第２実施例によるビームフォーミング方式を示すもので、端末が低速で移動している場合のプリコーダーセットに含まれるプリコーダーの個数は３個であり、端末が高速で移動している場合のプリコーダーセットに含まれるプリコーダーの個数である５個より小さいことが分かる。
【０１２２】
一方、第１実施例及び第２実施例で共に単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式及び多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式を使うことができる。
【０１２３】
図１８は本発明による、単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の概念を例示する。
【０１２４】
図１８を参照すると、（既に定義されたコードブックにおいて）端末又は基地局によって選択されたＰＭＩを基準としてプリコーダーセットを生成し、これに含まれたプリコーダーをリソース別に交互に使うことにより、ドップラー環境及び使用者チャネルが変わる環境でも一定量以上のビーム利得を付与する。ここで、ＰＭＩ選択の方式は、大別して、１）端末が選択及び報告したＰＭＩを使う方法、２）上りリンク測定チャネルを介して基地局が決定する方式、及び３）前記二方式の一つによって得たＰＭＩを端末移動性情報で補正したＰＭＩを選択する方法を考慮することができる。
【０１２５】
図１９は本発明による単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の例を示す。特に、図１９は３）の方法を適用したものであると仮定する。
【０１２６】
図１９を参照すると、基地局は端末が選択及び報告したＰＭＩを移動性情報で補正してＰＭＩを選択し、選択されたＰＭＩを中心としてプリコーダーセットを生成することが分かる。ただ、このためには、端末のチャネル変化を予測する技術がさらに必要であることがあり得る。
【０１２７】
図２０は本発明による単一ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の他の例を示す。特に、図２０は１）の方法を適用したものであると仮定する。
【０１２８】
図２０を参照すると、基地局は端末が選択及び報告したＰＭＩを基準として、端末の移動方向と速度を考慮してプリコーダーセットを生成することが分かる。２）の方法も基地局が選択したＰＭＩを基準とするというもの以外には同様に適用されることができる。
【０１２９】
図２１は本発明による、多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の概念を例示する。
【０１３０】
図２１を参照すると、（既に定義されたコードブックにおいて）端末又は基地局によって選択された多数のＰＭＩを選択し、選択されたＰＭＩの任意の結合によってプリコーダーセットを生成する。選択された多数のＰＭＩの一部あるいは全部は端末が選択したＰＭＩあるいは上りリンクを介して基地局が測定したチャネルを介して計算されたＰＭＩであってもよい。また、多数のＰＭＩの一部は端末の移動性によって基地局が選択したＰＭＩであってもよい。
【０１３１】
図２２は本発明による多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の例を示す。特に、図２２は端末が単一ＰＭＩ報告を行う場合を例示する。
【０１３２】
図２２を参照すると、単一ＰＭＩ報告を行う場合、端末の移動性情報、すなわち移動方向、速度を活用して基地局が更なるＰＭＩを選択した後、二つのＰＭＩの結合によってプリコーダーセットを生成する。
【０１３３】
図２３は本発明による多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式の他の例を示す。特に、図２３は端末が多重ＰＭＩ報告を行う場合を例示する。
【０１３４】
図２３を参照すると、端末が多重ＰＭＩ報告を行う場合、端末は選好ＰＭＩの変化量及び／又は該当のＰＭＩのチャネル品質変化量を推定しながら多数のＰＭＩを選択して報告することができる。端末が報告するＰＭＩの個数は基地局が制御する方法を適用するか、端末が判断して決定する方法のいずれも可能である。
【０１３５】
一方、端末が多数のＰＭＩを決定するためには、チャネル測定時点のチャネル品質のみを基準として多数のＰＭＩを決定することができるが、理想的には、データ伝送が遂行される時点に最大品質を有するＰＭＩセットを報告しなければならない。このためには、前述したＰＭＩ及び該当のＰＭＩの品質変化量トラッキング（ｔｒａｃｋｉｎｇ）によってＰＭＩセットを選択しなければならない。
【０１３６】
図２４はＰＭＩによるチャネル品質変化量トラッキングの例を示す。特に、図２４はＴ０とＴ１でのＰＭＩに対するチャネル品質変化量を例示する。図２４を参照すると、チャネル品質基準としてはＰＭＩ２とＰＭＩ３が選択されなければならないが、データが送信される未来時点（Ｔ２）でのチャネルを予測すれば、ＰＭＩ３とＰＭＩ４を選択して報告しなければならないことが分かる。
【０１３７】
一方、決定されたプリコーダーセットに既に選択されたＰＭＩセットが必ずしも含まれなければならないものではない。例えば、ＰＭＩコードブックのオーバーヘッドを低く維持しようとする目的でＰＭＩには低いグラニュラリティー（ｌｏｗ  ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）ＰＭＩセットを含むことができる。
【０１３８】
図２５は本発明による多重ＰＭＩに基づくプリコーダー決定方式のさらに他の例を示す。図２５を参照すると、端末はＰＭＩ１とＰＭＩ２を報告し、基地局はこれを選択し、ＰＭＩ１とＰＭＩ２を基準としてプリコーダーセットを構成したことが分かる。しかし、プリコーダーセットは選択されたプリコーダーであるＰＭＩ１とＰＭＩ２が除かれたことが分かる。
【０１３９】
本発明のチャネル適応的プリコーダー循環を適用するために、端末は基地局に次の情報の一部あるいは全部を伝達することができる。
【０１４０】
（Ａ）一つ以上の選好ＰＭＩ
【０１４１】
【化２０】
0006356332.tif 000036
【０１４２】
【化２１】
0006356332.tif 000037
（Ｄ）プリコーダーセットを生成するためのパラメーターの選好値（例えば、最大ビームフォーミング角度オフセット（ｍａｘｉｍｕｍ  ａｎｇｌｅ  ｏｆｆｓｅｔ）、指向角度オフセット（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  ａｎｇｌｅ  ｏｆｆｓｅｔｓ）、結合因子（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）など）
また、基地局は、端末にプリコーディング方式についての情報を知らせるために、あるいはチャネル適応的プリコーダー循環方式の適用のための情報を獲得するために次の情報の一部あるいは全部を提供することができる。
【０１４３】
【化２２】
0006356332.tif 000038
【０１４４】
【化２３】
0006356332.tif 000039
【０１４５】
【化２４】
0006356332.tif 000040
【０１４６】
【化２５】
0006356332.tif 000041
（ｅ）プリコーダーセットを生成するためのパラメーターの選好値（例えば、最大ビームフォーミング角度オフセット（ｍａｘｉｍｕｍ  ａｎｇｌｅ  ｏｆｆｓｅｔ）、指向角度オフセット（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ  ｏｆ  ａｎｇｌｅ  ｏｆｆｓｅｔｓ）、結合因子（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）など）
（ｆ）ＰＭＩ整列情報（ｓｏｒｔｉｎｇ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）
既存ＰＭＩコードブックの場合、ＰＭＩがビーム伝送角度順に整列されていなくてプリコーダーセット生成関数を一般化して適用しにくいことがある問題が発生することができる。したがって、ＰＭＩをプリコーダーセット生成関数に相応しく再整列する必要があり得る。この場合、情報のうちＰＭＩ整列情報（ｓｏｒｔｉｎｇ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を端末に提供することができる。ＰＭＩ整列情報は端末に専用（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）制御情報として伝達されるか、あるいはシステム情報などの放送情報として伝達されることができる。若しくは、システムでチャネル適応的プリコーダー循環適用伝送モードの場合のＰＭＩ整列情報を前もって規定して別のシグナリングなしに適用することもできる。
【０１４７】
この提案技術は３ＤＭＩＭＯ環境で垂直方向及び／又は水平方向に適用されるＭＩＭＯプリコーダーに適用されることができる。この場合、この技術はアンテナＯＮ／ＯＦＦによるビーム幅適応的（Ｂｅａｍｗｉｄｔｈ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）ビームフォーミング方式だけでなくＢＡビームフォーミング方式に適用可能であり、垂直方向又は水平方向のいずれか一方にだけ適用される場合、ＤＢＡビームフォーミング方式に適用可能である。
【０１４８】
この提案技術は端末の移動速度及び方向によってビーム幅を制御する技術であるが、移動速度及び方向によって決定されない他のチャネルパラメーターに適応的にビーム幅を制御するときにも活用可能である。例えば、無線チャネルの拡散角度（ａｎｇｕｌａｒ  ｓｐｒｅａｄ）又はレイクラスター（ｒａｙ  ｃｌｕｓｔｅｒ）の数及び分布によってビームフォーミング利得が変わることができるので、該当のパラメーターを基準としてビーム幅を制御するためにこの技術を用いることができる。より具体的に記述すると、チャネル拡散角度が大きいかレイクラスターの数が多くて分散されている場合、ビームフォーミングによる利得が相対的に小さいだけでなく、後でチャネルの変動性が大きい確率が高いと判断することができる。この場合、ビーム幅を増加させる方式で技術を適用することもできる。前記例だけではなくビーム幅の調整は多様な判断基準によって決定して適用することができるが、本発明の技術は判断基準又は目的にかかわらずビーム幅を調整する手段として活用可能である。
【０１４９】
ＰＭＩフィードバック情報は便宜上全周波数帯域幅に対して単一値を測定及び報告することを基準として説明したが、これは制限されるものではない。広帯域システムで特定の周波数領域（例えば、サブバンド、副搬送波、リソースブロック、搬送波、セルなど）に分け、各周波数領域に対して別個のフィードバック情報をフィードバックすることができる。若しくは、端末が選択するか基地局が指定した特定の周波数領域に対してだけフィードバック情報が送信されることができる。周波数領域は周波数連続的な一つ以上の領域でなるかあるいは周波数不連続的な領域でなることができる。
【０１５０】
本発明は下りリンクを基準として説明したが、これは制限されるものではない。上りリンクでは基地局が端末に、端末が基地局に役目が取り替えられて、この提案が適用されることができる。また、端末間の通信においても端末１が基地局、端末２が端末である形態にこの提案が適用されることができる。
【０１５１】
図２６は本発明の実施例による通信装置のブロック構成図を例示する。
【０１５２】
図２６を参照すると、通信装置２６００は、プロセッサ２６１０、メモリ２６２０、ＲＦモジュール２６３０、ディスプレイモジュール２６４０及び使用者インターフェースモジュール２６５０を含む。
【０１５３】
通信装置２６００は説明の便宜のために示したもので、一部のモジュールは省略することができる。また、通信装置２６００は所要モジュールをさらに含むことができる。また、通信装置２６００において一部のモジュールはより細分化したモジュールに区分できる。プロセッサ２６１０は図面に例示した本発明の実施例による動作を遂行するように構成される。具体的に、プロセッサ２６１０の詳細な動作は図１〜図２５に基づいて開示された内容を参照することができる。
【０１５４】
メモリ２６２０はプロセッサ２６１０に連結され、オペレーティングシステム、アプリケーション、プログラムコード、データなどを記憶する。ＲＦモジュール２６３０はプロセッサ２６１０に連結され、基底帯域信号を無線信号に変換するかあるいは無線信号を基底帯域信号に変換する機能を果たす。このために、ＲＦモジュール２６３０は、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数上向変換又はこれらの逆過程を遂行する。ディスプレイモジュール２６４０はプロセッサ２６１０に連結され、多様な情報を表示する。ディスプレイモジュール２６４０はこれに制限されるものではないが、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）のような周知の要素が使える。ユーザーインターフェースモジュール２６５０はプロセッサ２６１０と連結され、キーパッド、タッチスクリーンなどの周知のユーザーインターフェースの組合せで構成できる。
【０１５５】
以上で説明した実施例は、本発明の構成要素と特徴が所定形態に結合されたものである。各構成要素又は特徴は、別途の明示的言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施することができる。また、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の実施例で説明する各動作の順序は変更可能である。いずれかの実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含ませることができ、又は、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えることができる。特許請求の範囲で明示的な引用関係のない請求項を組み合せて実施例を構成するか、出願後の補正によって新しい請求項として含ませ得ることは自明である。
【０１５６】
本文書で基地局によって遂行されると説明した特定の動作は場合によってはその上位ノード（ｕｐｐｅｒ  ｎｏｄｅ）によって遂行されることができる。すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｎｏｄｅｓ）でなるネットワークで端末との通信のために行われる多様な動作は基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって遂行されることができることは自明である。基地局は固定局（ｆｉｘｅｄ  ｓｔａｔｉｏｎ）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ  ｐｏｉｎｔ）などの用語に取り替えられることができる。
【０１５７】
本発明の実施例は、多様な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの組合せなどによって具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
【０１５８】
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明した機能又は動作を行うモジュール、手続、関数などの形態に具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納してプロセッサによって駆動することができる。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公知の多様な手段によってプロセッサとデータをやり取りすることができる。
【０１５９】
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者にとって自明である。よって、前記の詳細な説明は、全ての面で制限的に解釈してはならなく、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付の請求項の合理的解釈によって決定しなければならなく、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１６０】
前述したような無線通信システムにおいて端末移動性に基づくプリコーダー循環技法を用いた信号送信方法及びそのための装置は３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムに適用される例を中心として説明したが、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステム以外にも多様な無線通信システムに適用することが可能である。また、本発明はマッシブアンテナに係わるものであるが、他のアンテナ構造にも適用可能である。
【図１】
0006356332.tif 000042
【図２（Ａ）】
0006356332.tif 000043
【図２（Ｂ）】
0006356332.tif 000044
【図３】
0006356332.tif 000045
【図４】
0006356332.tif 000046
【図５】
0006356332.tif 000047
【図６】
0006356332.tif 000048
【図７】
0006356332.tif 000049
【図８（ａ）】
0006356332.tif 000050
【図８（ｂ）】
0006356332.tif 000051
【図８（ｃ）】
0006356332.tif 000052
【図９（ａ）】
0006356332.tif 000053
【図９（ｂ）】
0006356332.tif 000054
【図１０】
0006356332.tif 000055
【図１１】
0006356332.tif 000056
【図１２】
0006356332.tif 000057
【図１３】
0006356332.tif 000058
【図１４】
0006356332.tif 000059
【図１５】
0006356332.tif 000060
【図１６】
0006356332.tif 000061
【図１７】
0006356332.tif 000062
【図１８】
0006356332.tif 000063
【図１９】
0006356332.tif 000064
【図２０】
0006356332.tif 000065
【図２１】
0006356332.tif 000066
【図２２】
0006356332.tif 000067
【図２３】
0006356332.tif 000068
【図２４】
0006356332.tif 000069
【図２５】
0006356332.tif 000070
【図２６】
0006356332.tif 000071