(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのユーザ端末と無線リンクを介して通信する基地局を含む移動体通信システムにおける方法であって、
前記ユーザ端末は、前記基地局からユーザ端末への通信のためのチャネル状態を表すチャネル状態情報（Channel State Information: ＣＳＩ）報告を前記基地局に送信する構成とされ、
前記基地局は、前記ユーザ端末から前記基地局に送信される参照信号（ＲＳ）から決定されるチャネル推定を用いることによって、前記ユーザ端末に送信するデータに適用するプリコーディング行列（基地局作成プリコーディング行列）を作成する構成とされ、
前記基地局が、受信した前記ＣＳＩ報告と、前記ユーザ端末の複数のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映する干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成し、
前記基地局が、前記作成された関係に基づいて前記干渉プラス雑音共分散行列を決定し、
前記基地局が、前記決定された干渉プラス雑音共分散行列を用いて、前記基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の第１の信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio: ＳＩＮＲ）を推定する、方法。
【請求項２】
前記受信したＣＳＩ報告と前記干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成する際に、前記基地局が、前記受信したＣＳＩ報告に含まれる第２の情報と前記干渉プラス雑音共分散行列とによって、前記受信したＣＳＩ報告に含まれる第１の情報を表し、
前記第１の情報は、前記ユーザ端末によって作成されるプリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲであり、
前記第２の情報は、前記ユーザ端末によって作成される前記プリコーディング行列である、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記基地局が、前記ユーザ端末に対し、前記ＣＳＩ報告の作成に用いる干渉プラス雑音共分散行列として、成分が異なる複数のバージョンの前記干渉プラス雑音共分散行列を特定し、
前記ユーザ端末が、前記基地局によって特定された複数のバージョンの前記干渉プラス雑音共分散行列を用いて、前記ＣＳＩ報告を作成する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
基地局からユーザ端末への通信のためのチャネル状態を表すチャネル状態情報（Channel State Information: ＣＳＩ）報告を前記ユーザ端末から受信する受信ユニットと、
前記ユーザ端末から前記基地局に送信される参照信号（ＲＳ）から前記基地局によって決定されるチャネル推定を用いて、前記ユーザ端末に送信するデータに適用するプリコーディング行列（基地局作成プリコーディング行列）を作成するプリコーディング行列作成部と、
前記受信したＣＳＩ報告と、前記ユーザ端末の複数のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映する干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成する関係作成部と、
前記作成された関係に基づいて前記干渉プラス雑音共分散行列を決定する決定部と、
前記決定された干渉プラス雑音共分散行列を用いて、前記基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio: ＳＩＮＲ）を推定するチャネル品質推定部と、
を含む、基地局。
【請求項５】
前記受信したＣＳＩ報告は、
前記ユーザ端末によって作成されるプリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲを示す第１の情報と、
前記ユーザ端末によって作成されるプリコーディング行列を示す第２の情報
を含み、
前記関係作成部は、前記第１の情報を、前記第２の情報と前記干渉プラス雑音共分散行列によって、前記受信したＣＳＩ報告と前記干渉プラス雑音共分散行列との間の関係として表す、請求項４記載の基地局。
【請求項６】
前記ユーザ端末に前記ＣＳＩ報告の作成を要求する場合、前記ユーザ端末に対し、前記ＣＳＩ報告の作成に用いる干渉プラス雑音共分散行列として、成分が異なる複数のバージョンの前記干渉プラス雑音共分散行列を特定する報告要求部をさらに含む、請求項４又は５に記載の基地局。
【請求項７】
ユーザ端末と基地局を含む通信システムであって、
前記ユーザ端末は、
複数のアンテナと、
前記ユーザ端末によって作成される第１のプリコーディング行列に関する情報と、前記第１のプリコーディング行列に条件付けされる前記ユーザ端末によって推定される第１の信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio: ＳＩＮＲ）に関する情報と、を含む報告を生成する生成器と、
前記報告を前記複数のアンテナを介して前記基地局に送信する送信器と、
前記基地局から送信された信号を前記複数のアンテナを介して受信する受信器と、
を備え、前記信号は符号化及び変調され、更に前記基地局によってプリコードされ、
前記基地局は、
複数のアンテナと、
前記ユーザ端末からの報告を前記複数のアンテナを介して受信する受信器と、
前記報告に含まれている前記第１のＳＩＮＲと前記第１のプリコーディング行列とに基づいて干渉プラス雑音共分散行列の値を決定する決定器と、
第２のプリコーディング行列を生成するプリコーディング行列生成器と、
前記第２のプリコーディング行列に条件付けされる第２のＳＩＮＲを、前記決定された干渉プラス雑音共分散行列の値に基づいて、推定する推定器と、
前推定された第２のＳＩＮＲに基づいて変調符号化方式（ＭＣＳ）を選択するセレクタと、
前記選択されたＭＣＳに基づいて変調及び符号化される信号を、前記第２のプリコーディング行列を用いてプリコードするプリコーダと、
前記プリコードされた信号を前記複数のアンテナを介して前記ユーザ端末に送信する送信器と、
を含む、通信システム。
【請求項８】
基地局の通信方法であって、
前記基地局からユーザ端末への通信のためのチャネル状態を表すチャネル状態情報（Channel State Information: ＣＳＩ）報告を前記ユーザ端末から受信し、
前記ユーザ端末から前記基地局に送信される参照信号（ＲＳ）から前記基地局によって決定されるチャネル推定を用いて、前記ユーザ端末に送信するデータに適用するプリコーディング行列（基地局作成プリコーディング行列）を作成し、
前記受信したＣＳＩ報告と、前記ユーザ端末の複数のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映する干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成し、
前記作成された関係に基づいて前記干渉プラス雑音共分散行列を決定し、
前記決定された干渉プラス雑音共分散行列を用いて、前記基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio: ＳＩＮＲ）を推定する、通信方法。
【請求項９】
ユーザ端末と基地局を含む通信システムにおける通信方法であって、
前記ユーザ端末は、
前記ユーザ端末が作成した第１のプリコーディング行列に関する情報と、前記第１のプリコーディング行列に条件付けされる前記ユーザ端末によって推定される第１の信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio: ＳＩＮＲ）に関する情報と、を含む報告を生成し、
前記報告を前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記ユーザ端末からの前記報告を複数のアンテナを介して受信し、
前記報告に含まれている前記第１のＳＩＮＲと前記第１のプリコーディング行列とに基づいて干渉プラス雑音共分散行列の値を決定し、
さらに、第２のプリコーディング行列を生成し、
前記第２のプリコーディング行列に条件付けされる第２のＳＩＮＲを、前記決定された干渉プラス雑音共分散行列の値に基づいて、推定し、
前記推定された第２のＳＩＮＲに基づいて変調符号化方式（ＭＣＳ）を選択し、
前記選択されたＭＣＳに基づいて変調及び符号化される信号を、前記第２のプリコーディング行列を用いてプリコードし、
前記プリコードされた信号を、前記複数のアンテナを介して、前記ユーザ端末に送信し、
前記ユーザ端末は、
前記基地局から送信された前記プリコードされた信号を前記複数のアンテナを介して受信する、通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム及び方法、基地局、及びユーザ端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン及びその他のスマートデバイスの普及による移動体データ通信トラフィックの爆発的増加により、移動体通信事業者による、ネットワーク容量を増大するための種々の技術の利用又はその利用の検討が加速化されている。主要な実現化技術の１つは、ＭＩＭＯ（Multi-Inputs and Multi-Outputs）技術である。
【０００３】
詳細には、ＭＩＭＯ技術は、３ＧＰＰ：Third Generation Partnership ProjectのＬＴＥ：Long-Term Evolution及びLTE-Advancedの標準規格において既に標準化されている。ＭＩＭＯ技術は、２つのサブカテゴリ、即ち、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ：Single-User-MIMO）及びマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ：Multi-User-MIMO）を含む。ＳＵ−ＭＩＭＯ技術は、基地局と単独のユーザ端末の間におけるマルチレイヤデータの同時送信及び周波数リソースの共用を可能にする。他方、ＭＵ−ＭＩＭＯ技術は、ＳＵ−ＭＩＭＯと同じ利点を提供するのに加えて、基地局と複数のユーザ端末の間における同時データ送信及び周波数リソースの共用を可能にすることができる。従って、ネットワーク容量を最大化するために、世界中の移動体通信事業者は、ＭＵ−ＭＩＭＯ技術の利用を検討している。
【０００４】
ＭＵ−ＭＩＭＯは、基地局から配下のすべてのユーザ端末へのチャネルを正確に知ることができる場合、最も効果的である。これは、移動体データ通信トラフィックの殆どを占める（基地局からユーザ端末への）ダウンリンク通信方向に対して、とりわけ、ダウンリンク方向のチャネルと逆方向（アップリンク方向）のチャネルの間のチャネル相反性特性を利用するよう構成された基地局を含む時分割複信（ＴＤＤ：Time-Division Duplexing）システムにおいて容易に実現することができる。
【０００５】
図１は、１つの基地局と１つのユーザ端末の間のチャネル相反性が当該基地局によって利用される関連技術のシステムの典型例を示す。
【０００６】
図１を参照すると、ユーザ端末２０Ｒは、Ｍ個のアンテナ２１Ｒからアップリンク参照信号（アップリンクＲＳ（Reference Signal）、これはＬＴＥシステムにおけるサウンディング参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）に相当する）を送信する（オペレーションＳ１１）。
【０００７】
基地局１０Ｒは、ユーザ端末２０Ｒのアンテナ（複数）２１Ｒの各々から送信されたアップリンクＲＳを受信する（オペレーションＳ１２）。
【０００８】
次に、基地局１０Ｒは、すべてのユーザ端末のアンテナ２１Ｒからすべての基地局アンテナ１１Ｒへのチャネルを推定して、アップリンクチャネル行列ＨＵを求める（オペレーションＳ１３）。ＨＵはＮＴ×Ｍのインパルス応答行列であり、ＮＴは基地局１０Ｒのアンテナ１１Ｒの数、Ｍはユーザ端末２０Ｒのアンテナ２１Ｒの数である。
【０００９】
最後に、基地局１０Ｒは、チャネル相反性を呼び出して、アップリンクチャネル行列ＨＵを用いてダウンリンクチャネル行列ＨＤを、ＨＤ＝ＨＨＵとして求める。ここで、ＨＤはＭ×ＮＴインパルス応答行列であり、上付き文字Ｈは複素共役転置又はエルミート転置を表す（オペレーションＳ１４）。
【００１０】
基地局１０Ｒがすべてのユーザ端末に対するすべてのダウンリンクチャネル行列を求めると、基地局１０Ｒは、ユーザ端末の各々に対し（１つの）プリコーディング行列（以下において「基地局作成プリコーディング行列」とも称する。）を作成することができる。プリコーディング行列が適用された１つのユーザ端末のデータは、他のユーザ端末のデータと干渉しないようにすることができる。プリコーディング行列の作成方法はいくつかある。
【００１１】
図２は、非特許文献１に記載されたブロック対角化（Block-Diagonalization）（ＢＤ）プリコーディング法の一例を説明する図である。図２は、ユーザ端末１及び２のそれぞれに対するダウンリンクチャネル行列Ｈ１及びＨ２が基地局１０Ｒにおいて既知である場合に、基地局１０Ｒがユーザ端末１及び２のための２つの基地局作成プリコーディング行列Ｆ１及びＦ２（１２−１及び１２−２）を作成する事例を説明する。
【００１２】
一方のユーザ端末のデータが他方のユーザ端末のデータと干渉しないことを保証するために、基地局１０Ｒは、一方のユーザ端末のための基地局作成プリコーディング行列（Ｆ１，Ｆ２）を作成するが、これは他方のユーザ端末のチャネルの零空間行列（Ｖ２（ｎ），Ｖ１（ｎ））に相当する。即ち、
Ｆ１＝Ｖ２（ｎ）、及び、Ｆ２＝Ｖ１（ｎ）
である。ここで、Ｖｉ（ｎ）（ｉ＝１，２）はＨｉ（基地局からユーザ端末ｉへのチャネル行列）の零空間のための直交基底を形成する。
【００１３】
より詳細には、基地局１０Ｒのアンテナ１１Ｒの数をＮＴとすると、ｉ番目のユーザ端末（２０Ｒ−ｉ）のアンテナ（２１Ｒ−ｉ）（ｉ＝１，２）の数はＮｒｉ（＝Ｍ）、Ｎｒ＝Ｎｒ１＋Ｎｒ２（＝２Ｍ）、Ｈｉはダウンリンクチャネル行列（ランクＬｉを有するＮｒｉ×ＮＴのインパルス応答行列）であり、ＨｉはＳＶＤ（特異値分解）を用いて
Ｈｉ＝ＵｉＤｉ［Ｖｉ（Ｓ）Ｖｉ（ｎ）］Ｈ
に分解される。ここで、
Ｕｉ（ｉ＝１，２）は（Ｎｒ−Ｎｒｉ）×（Ｎｒ−Ｎｒｉ）ユニタリ行列、
Ｄｉ（ｉ＝１，２）は対角成分にＬｉ（Ｈｉのランク）の正の特異値及び零を有しかつ非対角成分に零を有する（Ｎｒ−Ｎｒｉ）×ＮＴの行列、
Ｖｉ（Ｓ）（ｉ＝１，２）はＬｉの正の特異値に対応するＮＴ次元の直交ベクトルを列ベクトルとして有するＮＴ×Ｌｉ行列、
Ｖｉ（ｎ）（ｉ＝１，２）は零の特異値に対応するＮＴ次元の直交ベクトルを列ベクトルとして有するＮＴ×（ＮＴ−Ｌｉ）行列である。
【００１４】
基地局１０Ｒでは、各変調符号語（不図示の符号化器からの符号語は不図示の変調器によって変調される）は１つ以上のレイヤにマッピングされる。レイヤの個数は、送信アンテナポートの個数以下である。各レイヤは、プリコーディング行列によって、物理的送信アンテナに関連付けられた１つ以上の送信アンテナポートにマッピングされる。ＮＴ個のアンテナの各々に接続された加算器１３−１〜１３−ＮＴの各々は、ユーザ端末１及び２について関連付けられマッピングされたレイヤ（associated mapped layers）を加算する。
【００１５】
一方のユーザ端末（２０Ｒ１／２０Ｒ２）が基地局から送信された信号を受信するとき、この一方のユーザ端末は他方のユーザ端末からの干渉を受けない。
【００１６】
従って、ユーザ端末は、例えばゼロフォーシング（ＺＦ：Zero-Forcing）又は最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）基準を用いることによって、当該ユーザ端末自身のためのマルチレイヤデータのみを抽出するよう、受信行列Ｇを調整することができる。
【００１７】
注意事項：以下に示すものはゼロフォーシング（ＺＦ）受信器の概要である。ユーザ端末において観測される受信信号（ベクトル）ｒは、
ｙ＝Ｈｘ＋ｖ
としてモデリングされるものとする。ここで、ｘは送信ベクトル、Ｈは基地局からユーザ端末へのチャネル行列、ｖは雑音ベクトル（加法性ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ））である。チャネル状態情報が完全であれば、送信（された）ベクトルのＺＦ推定値は、
ｙ~＝Ｇ（Ｈｘ＋ｖ）＝ｘ＋Ｇｖ
で表すことができる。ここで、Ｇ＝［ＨＨＨ］−１ＨＨはＺＦ受信器であり、上付き記号−１は行列の逆元（inverse）を表す。Ｈ＋＝［ＨＨＨ］−１ＨＨは疑似逆行列（Ｈの左逆元、即ち、Ｈ＋Ｈ＝Ｉ、Ｉは単位行列）である。
【００１８】
ユーザ端末間の干渉（ユーザ間干渉：ＩＵＩ（Inter-User interference））は基地局作成プリコーディング行列によって処理することは可能であるが、基地局は、各ユーザ端末のスループット、従ってネットワーク容量を最大化するためにデータレイヤ毎に適切な変調・符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を選択する必要が依然としてある。
【００１９】
基地局によるＭＣＳの選択は例えば以下のように行われる。
【００２０】
まず、基地局は、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされる（conditioned on）各ユーザ端末によって観測される受信チャネル品質を獲得する。受信チャネル品質は、ユーザ端末において現れる干渉及び雑音の電力（パワー）に対する所望の信号の電力を反映している。この場合における干渉とは、ユーザ端末をサーブしている基地局によるユーザ間干渉の不完全なヌル化（nulling）又は異なるユーザ端末をサーブしている近隣の基地局からの信号の送信によって生成され得る不所望の信号に関する。
【００２１】
次に、受信チャネル品質を用いて、所定のデータ送信エラーレートを満たす最大のＭＣＳを決定する。メートル法で最も一般的に使用される受信チャネル品質は、所望の信号電力を干渉と雑音の電力の総和電力で除したものとして定義される信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio：ＳＩＮＲ）である。
【００２２】
図３は、ＳＩＮＲがＭＣＳにマッピングされる仕方の一例を示すＭＣＳ−ＳＩＮＲマッピングテーブルの一例を示す。図３は、非特許文献２のセクション７．２．３チャネル品質指標（ＣＱＩ）定義からの抜粋である。
【００２３】
図３を参照すると、「変調」には、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）と１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）と６４ＱＡＭが与えられている。
「コードレート」はｋ／ｎ、符号化器が全体でｎビットのデータを生成している間のｋビットの有用情報、ｎ−ｋは冗長。
「スペクトル効率（利用）（C）（ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ）」は、通信チャネルの帯域幅（ヘルツ）で除した、ネット（net）ビットレート（ｂｉｔ／ｓ）（エラー補正コードを除外した有用情報レート）ないし最大スループット。
「ＳＩＮＲ」に関しては、周知のシャノンのチャネル容量式（Shannon's channel capacity equation）から、スペクトル効率（C）はＣ＝ｌｏｇ２（１＋ＳＩＮＲ）で与えられる。従って、ＳＩＮＲ（ｄＢ）はｌｏｇ１０（２Ｃ−１）で与えられる。
【００２４】
従って、結論として、基地局は、データレイヤ毎に適切なＭＣＳを選択しかつチャネル（ネットワーク）容量を最大化するために、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるユーザ端末によって観測されるＳＩＮＲを取得する必要がある。
【００２５】
ＬＴＥのような移動体通信システムには、あるユーザ端末が当該ユーザ端末によって観測される受信ＳＩＮＲを基地局に報告するためのメカニズムが幾つかある。非特許文献２のセクション７．２チャネル状態情報（ＣＳＩ：Channel State Information）を報告するためのＵＥプロシージャには、そのようなメカニズムが詳細に説明されている。
【００２６】
図４は、非特許文献２に開示されたＣＳＩレポートオペレーションを説明する簡略化したシーケンスチャートである。ここで、その例によるシステムは、単純化のために、１つの基地局と２つのユーザ端末のみを含む。
【００２７】
両方のユーザ端末１及び２（２０Ｒ−１及び２０Ｒ−２）は、まず、基地局のアンテナの各々から各ユーザ端末に一斉送信されたダウンリンク参照信号（ダウンリンクＲＳ、これはＬＴＥシステムにおけるチャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ−ＲＳ）に相当する）を受信する（オペレーションＳ２１）。
【００２８】
次に、ユーザ端末１及び２（２０Ｒ−１及び２０Ｒ−２）は、それぞれ、受信したダウンリンクＲＳに基づき、基地局アンテナからユーザ端末１及び２（２０Ｒ−１及び２０Ｒ−２）へのダウンリンクチャネル行列Ｈ１及びＨ２を推定する（オペレーションＳ２２−１及びＳ２２−２）。
【００２９】
基地局１０Ｒは、チャネル品質情報の報告の要求をユーザ端末１及び２（２０Ｒ−１及び２０Ｒ−２）のそれぞれに送信する（オペレーションＳ２３−１及びＳ２３−２）。
【００３０】
その後、ユーザ端末１及び２（２０Ｒ−１及び２０Ｒ−２）は、受信ＳＩＮＲを最大化するために推定したチャネルを用いてプリコーディング行列Ｆｕｓｅｒ１−ｃｒｅａｔｅｄ及びＦｕｓｅｒ２−ｃｒｅａｔｅｄ（以下、ユーザ作成プリコーディング行列ともいう）をそれぞれ作成する（オペレーションＳ２４−１及びＳ２４−２）。
【００３１】
次に、ユーザ端末１及び２（２０Ｒ−１及び２０Ｒ−２）は、それぞれ、ユーザ作成プリコーディング行列Ｆｕｓｅｒ１−ｃｒｅａｔｅｄ及びＦｕｓｅｒ２−ｃｒｅａｔｅｄに条件付けされるデータレイヤ毎の受信ＳＩＮＲを推定する（オペレーションＳ２５−１及びＳ２５−２）。
【００３２】
最後に、ユーザ端末１（２０Ｒ−１）は、ユーザ作成プリコーディング行列Ｆｕｓｅｒ１−ｃｒｅａｔｅｄと、Ｆｕｓｅｒ１−ｃｒｅａｔｅｄに条件付けされる受信ＳＩＮＲの両方を基地局に報告し（オペレーションＳ２６−１）、ユーザ端末２（２０Ｒ−２）は、ユーザ作成プリコーディング行列Ｆｕｓｅｒ２−ｃｒｅａｔｅｄと、ユーザ作成プリコーディング行列Ｆｕｓｅｒ２−ｃｒｅａｔｅｄに条件付けされる受信ＳＩＮＲの両方を基地局に報告する（オペレーションＳ２６−２）。
【００３３】
ＬＴＥについてより具体的には、ユーザ端末は、ユーザ端末と基地局の両者に既知の所定セットのプリコーディング行列（候補（複数）：呼び出された（called）コードブック）から１つのプリコーディング行列を選択することによって、ユーザ作成プリコーディング行列を作成するプロセスを実行する。ユーザ端末は、ユーザ作成プリコーディング行列及び対応するＳＩＮＲを、それぞれ、プリコーディング行列指標（ＰＭＩ）インデックス及びチャネル品質指標（ＣＱＩ）インデックスを用いて、基地局に報告する。ユーザ端末から基地局に報告されるＣＱＩ（０から１５）が大きい程、基地局はより大きい（higher）変調スキーム（ＱＰＳＫから６４ＱＡＭ）とより大きいコードレートを用いて、より大きな効率を達成する。
【００３４】
特許文献１には、ｅＮｏｄｅＢとＫユーザ装置（equipments）を含むＭＩＭＯが記載されている。ｅＮｏｄｅＢは、プリコーディングを実行し、Ｋユーザ装置のうち空間分割多重を実現する。特許文献１では、ｅＮｏｄｅＢは、空間分割多重群内の１以上のユーザ装置（apparatuses）から信号を受信し、受信信号に基づきアップリンクチャネル特性を推定するアップリンクチャネル推定手段と、アップリンクチャネル特性とダウンリンクチャネル特性の間の較正情報を決定する較正情報決定手段と、アップリンクチャネル特性及び較正情報に基づきダウンリンクプリコーディング行列を決定しかつ空間分割多重群内の１以上のユーザ装置にダウンリンク信号を送信するプリコーディング手段とを有する装置を含む。
特許文献２には、多数の基地局が、それぞれ、（１つの）移動局からのチャネル状態情報（Channel Status Information：ＣＳＩ）を受信可能であり、かつ、チャネル状態情報を用いて（１つの）チャネルを推定可能なＭＩＭＯシステムが記載されている。各基地局は、そのようなチャネル推定結果に基づきアンテナ重み（複数）を別々に生成し、かつ、プリコーディング（前置符号化）を実行してプリコード（前置符号化）信号を送信するよう適合化されている。
特許文献３には、ＣＳＩ及びＣＳＩエラーの静的特性をユーザ装置（ＵＥ）から基地局（ＢＳ）にフィードバックするステップと、フィードバックしたＣＳＩ及びＣＳＩエラーの静的特性に応じてマルチユーザプリコーディング行列及びスケジューリングスキームを生成するステップと、生成したマルチユーザプリコーディング行列及びスケジューリングスキームを用いてユーザデータに対しマルチユーザプリコーディング及びスケジューリングを実行するステップを含む方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特表２０１２−５３１１３２号公報
【特許文献２】特表２０１１−５０９０４０号公報
【特許文献３】特表２０１０−５３７５９８号公報
【非特許文献】
【００３６】
【非特許文献１】Q. H. Spencer, A. L. Swindlehurst, and M. Haardt, "Zero-forcing methods for downlink spatial multiplexing in multiuser MIMO channels," IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 52, no. 2, Feb. 2004
【非特許文献２】3GPP TS 36.213 V11.7.0, "Technical specification: Physical layer procedures (Release 11)," 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA), Jun. 2014
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
以下に、関連技術の分析を示す。
【００３８】
非特許文献２のような関連技術の移動体通信システムのメカニズムは、基地局作成プリコーディング行列のための適切なＭＣＳを選択するために、基地局に十分な情報を提供することに失敗している。これは、当該関連技術においてはユーザ端末によって報告される受信ＳＩＮＲは基地局作成プリコーディング行列の代わりにユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされているためである。これらの２種類のプリコーディング行列は、ＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションにおいて互いに対し大きく異なっていることがあり得る。
【００３９】
具体的には、基地局作成プリコーディング行列は、１つのユーザ端末からのデータが他のすべてのユーザ端末と干渉することを阻止するために、すべてのユーザ端末へのチャネルを考慮するのに対し、ユーザ作成プリコーディング行列は、１つのユーザ端末自体へのチャネルのみを考慮する。従って、ＵＥ（ユーザ装置）間干渉を効果的に回避するためのプリコーディング行列をユーザ作成プリコーディング行列のみから作成することは、ＭＵ−ＭＩＭＯにおいては不可能である。
【００４０】
本発明は、上記の問題を鑑みて完成したものであり、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるユーザ端末によって観測される受信ＳＩＮＲを基地局が推定することを可能にする方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
本発明の一つの側面によれば、少なくとも１つのユーザ端末と無線リンクを介して通信する基地局を含む移動体通信システムにおける方法であって、
前記ユーザ端末は、前記基地局からユーザ端末への通信のためのチャネル状態を表すチャネル状態情報（Channel State Information: ＣＳＩ）報告を前記基地局に送信する構成とされ、
前記基地局は、前記ユーザ端末から前記基地局に送信される参照信号（ＲＳ）から決定されるチャネル推定を用いることによって、前記ユーザ端末に送信するデータに適用するプリコーディング行列（基地局作成プリコーディング行列）を作成する構成とされ、
前記基地局が、受信した前記ＣＳＩレポートと、前記ユーザ端末の複数のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映する干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成し、
前記基地局が、前記作成された関係に基づいて前記干渉プラス雑音共分散行列を決定し、
前記基地局が、前記決定された干渉プラス雑音共分散行列を用いて、前記基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の第１の信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio: ＳＩＮＲ）を推定する、方法が提供される。
【００４２】
本発明の他の側面によれば、基地局からユーザ端末への通信のためのチャネル状態を表すチャネル状態情報（Channel State Information: ＣＳＩ）報告を前記ユーザ端末から受信する受信ユニットと、
前記ユーザ端末から前記基地局に送信される参照信号（ＲＳ）から前記基地局によって決定されるチャネル推定を用いて、ユーザ端末に送信するデータに適用するプリコーディング行列（基地局作成プリコーディング行列）を作成するプリコーディング行列作成部と、
前記受信したＣＳＩレポートと、前記ユーザ端末の複数のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映する干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成する関係作成部と、
前記作成された関係に基づいて前記干渉プラス雑音共分散行列を決定する決定部と、
前記決定された干渉プラス雑音共分散行列を用いて、前記基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の信号対干渉プラス雑音比（Signal to Interference plus Noise Ratio: ＳＩＮＲ）を推定するチャネル品質推定部と、を含む、基地局が提供される。
【００４３】
本発明の他の側面によれば、複数のアンテナと、前記複数のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映する干渉プラス雑音共分散行列に関連付けられた基地局からの特定を考慮することによって、前記基地局から前記ユーザ端末への通信のためのチャネル状態を表すチャネル状態情報（Channel State Information: ＣＳＩ）報告を作成する報告作成部と、前記作成したＣＳＩレポートを基地局に送信する送信器と、を含む、ユーザ端末が提供される。
【００４４】
本発明の更なる側面によれば、上記の側面においてそれぞれ示した基地局とユーザ端末を含むシステムが提供される。本発明の更なる側面によれば、基地局に上記の視点に示したプロセスを実行させるプログラムを記憶する非一時的なコンピュータ読出し可能な記録媒体が提供される。更に、ユーザ端末に上記の側面に示したプロセスを実行させるプログラムを記憶する非一時的なコンピュータ読出し可能な記録媒体も提供される。
【発明の効果】
【００４５】
本発明によれば、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるユーザ端末によって観測される受信ＳＩＮＲの情報を基地局において利用可能にすることができ、その結果、基地局は、更に、基地局作成プリコーディング行列のための適切なＭＣＳを選択するための及びユーザ端末のスループットとネットワーク容量の両方を改善するための情報を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】関連技術において基地局がアップリンク−ダウンリンクチャネル相反性を利用することによりダウンリンクチャネル行列を推定することを説明する図である。
【図２】関連技術において基地局がＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションのために各ユーザ端末に対し（１つの）プリコーディング行列を作成することを説明する図である。
【図３】関連技術におけるＭＣＳとＳＩＮＲの間のテーブルフォーマットマッピングの一例を示す図である。
【図４】関連技術においてユーザ端末がチャネル品質報告を作成するオペレーションを説明するシーケンス図である。
【図５】本発明のすべての例示的な実施形態に共通する移動体通信システムの一例を説明する図である。
【図６】本発明のすべての例示的な実施形態に共通に使用される基地局の一例を説明する図である。
【図７】本発明のすべての例示的な実施形態に共通に使用されるユーザ端末の一例を説明する図である。
【図８】第１の例示的な実施形態によるシステム全体のオペレーションの一例を説明する図である。
【図９】第１の例示的な実施形態による基地局のオペレーションの一例を説明するフローチャートである。
【図１０】第２の例示的な実施形態によるシステム全体のオペレーションの一例を説明する図である。
【図１１】第２の例示的な実施形態による基地局のオペレーションの一例を説明するフローチャートである。
【図１２】第２の例示的な実施形態によるユーザ端末のオペレーションの一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明の形態を説明するために、これらの実施形態はＴＤＤ ＬＴＥシステムにおける適用を仮定して構成されている。
【００４８】
まず、移動体通信システム及び装置について、図５〜図７を参照して説明する。図５〜図７は、本発明の説明のために共通に使用される。
【００４９】
図５は、例示的な実施形態による移動体通信システムの一例を例示している。図５を参照すると、システムは、複数のアンテナ（１０１）を有する基地局（１０）と、複数のアンテナ（２０１）を有するユーザ端末（２０）を含む。ユーザ端末（２０）は、基地局無線カバレッジ（３０）内に位置しており、アップリンク方向及びダウンリンク方向の両方において、基地局（１０）と通信することができる。詳細には、ユーザ端末（２０）は、Ｍ個のアンテナ２１Ｒからのアップリンク参照信号（アップリンクＲＳ、ＬＴＥシステムにおけるサウンディング参照信号（ＳＲＳ）に相当）とＣＳＩレポートをアップリンクチャネルを介して基地局（１０）に送信することができる。基地局（１０）は、ダウンリンクＲＳ（ＬＴＥシステムにおけるＣＳＩ−ＲＳに相当）と制御信号及びデータをダウンリンクチャネルを介してユーザ端末（２０）に送信することができる。
【００５０】
図５においては、システムはただ１つのユーザ端末しか配されていないが、これは単に説明を単純化するために過ぎないことに留意すべきである。実際、本発明は、複数のユーザ端末を有するシステムに適用可能であることは明らかである。
【００５１】
図６は、基地局（１０）の構成の一例を説明する。図６を参照すると、複数の基地局アンテナ（１０１）は、ユーザ端末（２０）からのアップリンク信号の受信とユーザ端末（２０）へのダウンリンク信号の送信の両方のために使用される。
【００５２】
アップリンク／ダウンリンクマルチプレクサ（１０２）は、アップリンク信号の受信とダウンリンク信号の送信を時間的に（in time）マルチプレクス（多重化）する。
【００５３】
アップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートデマルチプレクサ（１０３）は、アップリンク信号の受信をアップリンクＲＳの受信とＣＳＩレポートの受信にデマルチプレクス（分離）する。分離されたアップリンクＲＳとＣＳＩレポートについては、前者はチャネル相反性に基づく（reciprocity-based）ダウンリンクチャネル行列推定器（１０４）に、後者はＣＳＩレポート・干渉プラス雑音共分散行列関係作成器（１１１）に供給される。
【００５４】
ダウンリンクＲＳ／ＣＳＩレポート要求／データ多重化器（１０８）は、ダウンリンクＲＳ、ＣＳＩレポート要求及び送信データをダウンリンク信号に多重化する。
【００５５】
チャネル相反性に基づくダウンリンクチャネル行列推定器（１０４）は、アップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートデマルチプレクサ（１０３）からアップリンクＲＳを受け取ると、アップリンク・ダウンリンクチャネル相反性を利用することにより、基地局（１０）から各ユーザ端末（２０）へのダウンリンクチャネル行列を推定する。ダウンリンクチャネル行列の推定プロセスは、図１を参照して説明した関連技術のものと同様である。
【００５６】
基地局作成プリコーディング行列生成器（１０５）は、推定されたダウンリンクチャネル行列をチャネル相反性に基づくダウンリンクチャネル行列推定器（１０４）から受け取り、各ユーザ端末２０に対し基地局作成プリコーディング行列を作成する。基地局作成プリコーディング行列の作成プロセスは、図２を参照して説明した関連技術におけるものと同様である。
【００５７】
次いで、基地局作成プリコーディング行列は、ユーザ端末に送信する変調データに適用される。変調データは、（不図示の符号化器による）符号化及びＭＣＳセレクタ（１０６）により選択されたＭＣＳによるデータバッファ（１０７）に記憶されたマルチレイヤデータの各レイヤの（不図示の変調器による）変調によって得られる。
【００５８】
適用されたプリコーディング行列を有する変調データは、基地局アンテナ（１０１）にマッピングされ、ダウンリンクＲＳ／ＣＳＩレポート要求／データ多重化器（１０８）を介してユーザ端末（２０）に送信される。
【００５９】
ダウンリンクＲＳ／ＣＳＩレポート要求／データ多重化器（１０８）は、適用されたプリコーディング行列を有する変調データの送信（伝送）に加えて、ダウンリンクＲＳ生成器（１０９）から生成されたダウンリンクＲＳとＣＳＩレポート要求生成器（１１０）から生成されたＣＳＩレポート要求の送信（伝送）を多重化する機能も有する。
【００６０】
ダウンリンクＲＳは、ユーザ端末（２０）が、後にＣＳＩレポートを作成するためにダウンリンクチャネル行列を推定する際に必要である。ＣＳＩレポート要求は、ユーザ端末（２０）が、基地局（１０）からの指令に応じてＣＳＩレポートを作成する際に必要である。
【００６１】
ＣＳＩレポート・干渉プラス雑音共分散行列関係作成器（１１１）がアップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートデマルチプレクサ（１０３）から供給されたＣＳＩレポートを受け取ると、ユーザ端末（２０）の各データレイヤに対して適切なＭＣＳを選択するために必要な情報をＭＣＳセレクタ（１０６）に供給するプロセスが開始される。
【００６２】
より具体的には、ＣＳＩレポート・干渉プラス雑音共分散行列関係作成器（１１１）は、受け取ったＣＳＩレポートに対応するＣＳＩレポート要求を考慮し、受け取ったＣＳＩレポートと未知の干渉プラス雑音共分散行列の間の関係を作成する。干渉プラス雑音共分散行列Ｒ１＋Ｎは、ユーザ端末のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映している。
【００６３】
次いで、干渉プラス雑音共分散行列決定器（１１２）は、作成された関係を用いて、干渉プラス雑音共分散行列の値を決定する。
【００６４】
その後、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるＳＩＮＲ推定器（SINR conditioned on Base-station-created precoding matrix Estimator）（１１３）は、干渉プラス雑音共分散行列決定器（１１２）からの干渉プラス雑音共分散行列の決定された値と基地局作成プリコーディング行列生成器（１０５）により作成された基地局作成プリコーディング行列を用いて、ユーザ端末（２０）において観測されるデータレイヤ毎のＳＩＮＲを推定する。
【００６５】
最後に、ＭＣＳセレクタ（１０６）は、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるＳＩＮＲ推定器（１１３）から、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の推定ＳＩＮＲを受け取り（受信し）、該推定ＳＩＮＲを用いて、予め設定されたデータ送信エラーレートを満たすデータレイヤ毎の最高のＭＣＳを選択する。この選択は、例えば、図３を参照して説明した関連技術のテーブルと同様のＳＩＮＲ−ＭＣＳマッピングテーブルを用いることによって実行することができる。
【００６６】
図７は、ユーザ端末（２０）の構成の一例を説明する。図７を参照すると、複数のユーザ端末アンテナ（２０１）は、基地局（１０）からのダウンリンク信号の受信と基地局（１０）へのアップリンク信号の送信の両方に使用される。
【００６７】
アップリンク／ダウンリンクマルチプレクサ（２０２）は、ダウンリンク信号の受信とアップリンク信号の送信を時間的に（in time）多重化する。
【００６８】
ダウンリンクＲＳ／ＣＳＩレポート要求／データデマルチプレクサ（２０３）は、受信したダウンリンク信号をダウンリンクＲＳとＣＳＩレポート要求とデータに多重分離する。
【００６９】
アップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートマルチプレクサ（２０７）は、アップリンクＲＳ生成器（２０８）によって生成されたアップリンクＲＳとＣＳＩレポート生成器（２０６）によるＣＳＩレポートをアップリンク信号に多重化する。
【００７０】
データ受信プロセッサ（２０４）は、適用された基地局作成プリコーディング行列を有し、基地局（１０）から送信された変調データを受信すると、復調及び復号（デコーディング）を含むデータ受信プロセス（複数）を実行する。
【００７１】
ダウンリンクＲＳ利用型ダウンリンクチャネル行列推定器（２０５）は、基地局（１０）から送信されたダウンリンクＲＳを受信すると、基地局（１０）から当該ユーザ端末（２０）自身へのダウンリンクチャネル行列を推定する。
【００７２】
ＣＳＩレポート生成器（２０６）は、推定されたダウンリンクチャネル行列と基地局（１０）によって送信されたＣＳＩレポート要求を取得する。
【００７３】
次いで、ＣＳＩレポート生成器（２０６）は、受信したＣＳＩレポート要求の指令に応じてＣＳＩレポートを作成する。ＣＳＩレポートを作成するプロセスは、図４を参照して説明した関連技術におけるものと同様である。
【００７４】
具体的には、ＣＳＩレポート生成器（２０６）によって作成されたＣＳＩレポートは、ユーザ作成プリコーディング行列に関する情報と、ユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲに関する情報を含む。
【００７５】
作成されたＣＳＩレポートは、次いで、アップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートマルチプレクサ（２０７）を介して基地局（１０）に送信される。
【００７６】
アップリンクＲＳ生成器（２０８）は、アップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートマルチプレクサ（２０７）を介して基地局（１０）に送信されるべきアップリンクＲＳを生成する。アップリンクＲＳは、基地局（１０）が、後に基地局作成プリコーディング行列を作成するためにアップリンク・ダウンリンクチャネル相反性を利用することによりダウンリンクチャネル行列を推定する際に必要である。
【００７７】
以下に、図５〜図７を参照して説明したシステム及び装置に基づいて、本発明の２つの例示的な実施形態に特有の詳細をそれぞれ順に説明する。更に、説明の理解の容易化のために、以下においては、基地局（１０）は４つのアンテナを有し、ユーザ端末（２０）は２つのアンテナを有すると想定されているが、これに限定されない。基地局（１０）には、各符号語は２レイヤにマッピングされている（２レイヤデータ）。
【００７８】
＜第１の例示的な実施形態＞
以下に、第１の例示的な実施形態の概要を説明した後、その詳細を説明する。要約すると、第１の例示的な実施形態により提供される方法は以下のステップを含む。
【００７９】
基地局（１０）は、ユーザ端末（２０）からＣＳＩレポートを受信する。
【００８０】
次に、基地局（１０）は、受信したＣＳＩレポートと、該ユーザ端末のアンテナにおいて観測された干渉と雑音の量を反映する未知の干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成する。
【００８１】
次に、基地局（１０）は、干渉プラス雑音共分散行列が対角行列であると仮定して作成された関係に基づいて干渉プラス雑音共分散行列の値を決定する。そのような仮定は、動作周波数の半波長より大きく離隔しているユーザ端末アンテナを有する大抵の移動体通信システムにおいて有効である。
【００８２】
その後、基地局（１０）は、決定された干渉プラス雑音共分散行列を用いて、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲを推定する。
【００８３】
最後に、基地局（１０）は、推定したＳＩＮＲに基づいて、データレイヤ毎にＭＣＳを選択する。
【００８４】
以下に、図８及び図９を参照して第１の例示的な実施形態の詳細を説明する。
【００８５】
＜システムオペレーション＞
図８は、基地局（１０）とユーザ端末（２０）の両方を含むシステム全体のオペレーションを説明する。
【００８６】
図８を参照すると、最初に、ユーザ端末（２０）はアップリンクＲＳを基地局（１０）に送信する（オペレーションＳ１１０１）。
【００８７】
基地局（１０）は、アップリンクＲＳを用いて、アップリンク・ダウンリンクチャネル相反性を利用して、２×４のダウンリンクチャネル行列（Ｈ）を推定する（オペレーションＳ１１０２）。なお、オペレーションＳ１１０１及びＳ１１０２は、図１を参照して説明した関連技術におけるものと同様である。
【００８８】
次に、基地局（１０）は、４×２の基地局作成プリコーディング行列（ＦＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ）を作成する（オペレーションＳ１１０３）。基地局（１０）は、図２を参照して説明した関連技術におけるものと同様の、基地局作成プリコーディング行列を作成する方法を使用することができる。
【００８９】
ユーザ端末（２０）からＣＳＩレポートを取得するために、基地局（１０）は、最初に、ダウンリンクＲＳをユーザ端末（２０）に送信する（オペレーションＳ１１０４）。
【００９０】
次に、ユーザ端末（２０）は、ダウンリンクＲＳを用いてダウンリンクチャネル行列を推定する（オペレーションＳ１１０５）。
【００９１】
次に、基地局（１０）は、ＣＳＩレポート要求をユーザ端末（２０）に送信する（オペレーションＳ１１０６）。
【００９２】
最後に、ユーザ端末（２０）は、ＣＳＩレポートを作成し（オペレーションＳ１１０７）、該ＣＳＩレポートを基地局（１０）に送信する（オペレーションＳ１１０８）。オペレーションＳ１１０４からＳ１１０８のＣＳＩレポートを要求し報告するプロセスは、図４を参照して説明した関連技術のプロセスを使用することができる。
【００９３】
従って、基地局（１０）は、２つの情報項目、即ち、
（ｉ）４×２のユーザ作成プリコーディング行列；及び
（ｉｉ）ユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲを含むＣＳＩレポートを受信する。
【００９４】
簡略化のために、以下において、４×２ユーザ作成プリコーディング行列をＦＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄで表し、ユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲをγＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄ（ｍ）で表す。ここで、ｍはデータレイヤインデックスを表す。
0006380683.tif 000002
【００９５】
ユーザ端末（２０）からＣＳＩレポートを受信すると、基地局（１０）は、受信したＣＳＩレポートと、ユーザ端末（２０）のアンテナにおいて観測された干渉と雑音の量を反映する未知の２×２の干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）との間の関係を作成する（オペレーションＳ１１０９）。
【００９６】
次に、基地局（１０）は、作成した関係に基づいて、干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）の値を決定する（オペレーションＳ１１１０）。
【００９７】
その後、基地局（１０）は、決定された干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）を用いて、基地局作成プリコーディング行列（ＦＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ）に条件付けされるデータレイヤ当たりの新たなＳＩＮＲを推定する（オペレーションＳ１１１１）。
【００９８】
オペレーションＳ１１０９からＳ１１１１のより具体的な詳細は、基地局オペレーションを説明する後のセクションにおいて説明する。
【００９９】
更に、簡略化のために、以下において、基地局作成プリコーディング行列（ＦＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ）に条件付けされるデータレイヤ当たりの新たなＳＩＮＲをγＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ（ｍ）で表す。ここで、ｍはデータレイヤインデックスを表す。
0006380683.tif 000003
【０１００】
基地局（１０）が基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ当たりのＳＩＮＲ（γＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ（ｍ））の推定を取得した後、基地局（１０）は、データレイヤ毎に適切なＭＣＳを選択することができる（オペレーションＳ１１１２）。ＭＣＳの選択は、図３を参照して説明した関連技術において使用したものと同様のＭＣＳ−ＳＩＮＲマッピングテーブルに基づくことができる。
【０１０１】
＜基地局オペレーション＞
図９は、基地局（１０）のオペレーションを説明するフローチャートである。説明の簡略化のために、基地局（１０）は基地局作成プリコーディング行列を既に作成し、ＣＳＩレポートを既に要求していると想定されている。従って、図９を参照すれば、第１のオペレーションＳ１２０１において、基地局（１０）はＣＳＩレポートが受信されているか否かを常時チェックしている。
【０１０２】
ＣＳＩレポートを受信すると、基地局（１０）は、受信したＣＳＩレポートと、未知の２×２の干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）の間の関係を作成する（オペレーションＳ１２０２）。
【０１０３】
基地局（１０）は、ユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の受信ＳＩＮＲ（γＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄ（ｍ））を、受信したユーザ作成プリコーディング行列（ＦＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄ）と干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）で表すことによって、受信したＣＳＩレポートと干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）の間の関係を作成する。そのような関係は、以下に示すように数学的に表すことができる。
【０１０４】
0006380683.tif 000004
但し、
0006380683.tif 000005
（式１）
【０１０５】
ここで、ＰＳは、ダウンリンクＲＳ送信電力に関する相対電力として基地局（１０）に既に知られているデータレイヤ当たりの平均送信電力である。
【０１０６】
ＧＵは、ユーザ作成プリコーディング行列に基づくユーザ端末における２×２の受信行列であるが、これはユーザ端末からのそのような情報がない場合に基地局によって仮定されることができるものである。例えばＺＦ（ゼロフォーシング：Zero-Forcing）受信器が使用されることが仮定される場合、ＧＵは以下のように与えられる：
【０１０７】
0006380683.tif 000006
（式２）
【０１０８】
式１において、
0006380683.tif 000007
は、行列Ｘの（ａ，ｂ）成分を示す。
【０１０９】
注意事項：ユーザ端末ｋにおいて観測される受信ベクトルｙ（ｋ）がｙ（ｋ）＝ＨＦｓ（ｋ）＋ｖ（ｋ）、ここでＨは基地局からユーザ端末ｋへのチャネル行列、Ｆはプリコーディング行列、ｓ（ｋ）はシンボルベクトル、ｖ（ｋ）は雑音ベクトル（干渉雑音ベクトル）、としてモデル化されるとすると、式１は、以下の良く知られた式に基づく：
0006380683.tif 000008
ここで、Ｇは受信行列、ＲＩ＋Ｎは干渉プラス雑音共分散行列：ＲＩ＋Ｎ＝Ｅ｛ｖ（ｋ）ｖ（ｋ）Ｈ｝であり、シンボルパワー（symbol power）Ｅ｛ｓ２（ｋ）｝はＥ｛ｓ２（ｋ）｝＝１に正規化されており、但し、Ｅ｛・｝は期待値（expectation）を示す。
【０１１０】
受信したＣＳＩレポートと２×２の干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）の間の関係が作成された後、基地局（１０）は、干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）の値を決定する（オペレーションＳ１２０３）。
【０１１１】
具体的には、ユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲ（γＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄ（ｍ））の受信した値とユーザ作成プリコーディング行列（ＦＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄ）の受信した値が式１に代入されて、同じ未知の２×２干渉プラス雑音共分散行列（ＲＩ＋Ｎ）を有する２つの式の系を生成する。
【０１１２】
次に、基地局（１０）は、干渉プラス雑音共分散行列が対角行列
ＲＩ＋Ｎ＝ｄｉａｇ｛Ｒ１，Ｒ２｝                        （式３）
であると仮定し、次に、それらの対角成分値について式（複数）の系を解く。そのような仮定は、動作周波数の半波長より大きく離隔するユーザ端末アンテナを有する大抵の移動体通信システムにおいて有効である。
【０１１３】
ユーザ端末がＺＦ受信機を使用するという仮定の下でのＲ１とＲ２の値は以下に示される。
【０１１４】
0006380683.tif 000009
（式４ａ）
【０１１５】
0006380683.tif 000010
（式４ｂ）
【０１１６】
ここで、ＧＵ，ａｂは、行列ＧＵの（ａ，ｂ）成分を示す。
【０１１７】
注意事項：Ｒ１及びＲ２の導出（derivation）のアウトラインは以下の通りである。ＧＵがＺＦ受信器であるとすると、（式１）の分子中の行列：（ＧＵＨＨＦＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄ）は２×２単位行列Ｉであり、（式１）の分子中の括弧に含まれる行列はＰＳＩになる。（式１）の分母中の行列：ＧＵＨＲＩ＋ＮＧＵの対角成分（（１，１）及び（２，２）成分）はそれぞれＧ１１Ｒ１Ｇ１１＋Ｇ２１Ｒ２Ｇ２１及びＧ１２Ｒ１Ｇ１２＋Ｇ２２Ｒ２Ｇ２２で与えられる。従って、（式１）は以下の２つの未知数（Ｒ１，Ｒ２）を有する連立一次方程式に書き換えられる：
0006380683.tif 000011
【０１１８】
0006380683.tif 000012
【０１１９】
上記の式を解くと、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ（式４ａ）及び（式４ｂ）で与えられる。
【０１２０】
干渉雑音行列（ＲＩ＋Ｎ）の値が決定されると、基地局（１０）は、その値を用いて、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の新たなＳＩＮＲを推定する（オペレーションＳ１２０４）。
【０１２１】
推定は、ユーザ作成プリコーディング行列（ＦＵｓｅｒ−ｃｒｅａｔｅｄ）の代わりに基地局作成プリコーディング行列（ＦＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ）を考慮に入れて（式１）を修正し、決定した干渉プラス雑音共分散行列に代入することによって実行される。基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎の新たなＳＩＮＲの数式は以下に与えるものとすることができる。
【０１２２】
0006380683.tif 000013
但し、
0006380683.tif 000014
（式５）
【０１２３】
ここで、ＧＢは、基地局作成プリコーディング行列に基づくユーザ端末における２×２受信行列であり、ユーザ端末からのそのような情報がない場合に基地局によって想定可能なものである。例えばＺＦ受信器が使用されることが想定される場合、ＧＢは以下に与えられる：
【０１２４】
0006380683.tif 000015
（式６）
【０１２５】
最後に、基地局（１０）は、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされる推定ＳＩＮＲ（γＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ（ｍ））を用いて、ＭＣＳを選択する（オペレーションＳ１２０５）。
【０１２６】
ＭＣＳの選択は、図３を参照して説明した関連技術において使用されるものと同様のＭＣＳ−ＳＩＮＲマッピングテーブルに基づくことができる。
【０１２７】
＜ユーザ端末オペレーション＞
前記第１の例示的な実施形態におけるユーザ端末（２０）のオペレーションは、図４を参照して説明した関連技術におけるオペレーションと同様である。従って、その図及び詳細な説明は省略する。
【０１２８】
＜有利な効果＞
上述した第１の例示的な実施形態によれば、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲの情報は、動作周波数の半波長より大きく離隔するユーザ端末アンテナを有する移動体通信システムの殆どの基地局で利用可能にされることができる。従って、基地局は、更に、当該情報を用いて、基地局作成プリコーディング行列のために適切なＭＣＳを選択すること、及び、ユーザ端末のスループットとネットワーク容量の両者を最大化することができる。
【０１２９】
＜第２の例示的な実施形態＞
第２の例示的な実施形態は、２つの重要なオペレーションを追加することにより、第１の例示的な実施形態に対し修正を加えるものである。
【０１３０】
第１のオペレーションは、基地局が、複合ＣＳＩレポート毎に異なるバージョンの干渉プラス雑音共分散行列を特定する複合ＣＳＩレポート要求を作成し、ユーザ端末に送信することを含む。異なるバージョンの干渉プラス雑音共分散行列は、基地局にとって重要な干渉プラス雑音共分散行列の異なる成分を示す。
【０１３１】
第２のオペレーションは、ユーザ端末が、複合ＣＳＩレポート要求を受信し、該複合ＣＳＩレポート要求に応じて、複合ＣＳＩレポートを作成し、基地局に送信することを含む。ユーザ端末は、基地局によって特定される異なるバージョンの干渉プラス雑音共分散行列を用いて、複合ＣＳＩレポートの各々を作成する。
【０１３２】
第１のオペレーション及び第２のオペレーションによって、第２の例示的な実施形態の基地局は、複数のバージョンの干渉プラス雑音共分散行列の値（複数）を決定し、これらを組み合わせて１つの代表的な干渉プラス雑音共分散行列にすることができる。
【０１３３】
代表的な干渉プラス雑音共分散行列は、この場合、第１の例示的な実施形態におけるもののような対角行列というよりも寧ろ、一般行列であろう。従って、代表的な干渉プラス雑音共分散行列は、任意の移動体通信システムに対して有効であり、動作周波数の半波長よりも大きく離隔するユーザ端末アンテナを有するものに限定されない。この代表行列を使用することにより、基地局は、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるＳＩＮＲを推定し、後に、適切なＭＣＳを選択することができる。
【０１３４】
以下に、図１０から図１２を参照して第２の例示的な実施形態の詳細を説明する。
【０１３５】
＜システムオペレーション＞
図１０は、図１において説明したような基地局（１０）とユーザ端末（２０）の両者を含む第２の例示的な実施形態のシステム全体についてのオペレーションを説明するシーケンスチャートである。
【０１３６】
図１０を参照すると、最初に、第１の例示的な実施形態のオペレーションＳ１１０１からＳ１１０５（図８）と同様に、基地局は４×２の基地局作成プリコーディング行列（ＦＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ）を作成し、ユーザ端末はダウンリンクＲＳを用いて２×４のダウンリンクチャネル行列（Ｈ）を推定する。
【０１３７】
次に、基地局（１０）は複合ＣＳＩレポート要求を生成する。この要求は複合ＣＳＩレポート毎に異なるバージョンの２×２の干渉プラス雑音共分散行列を特定する（オペレーションＳ２１０１）。
【０１３８】
異なるバージョンの干渉プラス雑音共分散行列は、基地局にとって重要な干渉プラス雑音共分散行列の異なる成分（複数）を示す。次に、基地局（１０）は複合ＣＳＩレポート要求をユーザ端末（２０）に送信する（オペレーションＳ２１０２）。オペレーションＳ２１０１のより具体的な詳細については、基地局オペレーションを説明する後のセクションにおいて説明する。
【０１３９】
ユーザ端末（２０）が複合ＣＳＩレポート要求を受信すると、ユーザ端末（２０）は該要求に応じて複合ＣＳＩレポート（複数）を作成する（オペレーションＳ２１０３）。ユーザ端末（２０）は、基地局（１０）によって特定された異なるバージョンの干渉プラス雑音共分散行列を用いて複合ＣＳＩレポートの各々を作成する。その結果は、ユーザ作成プリコーディング行列と、複合ＣＳＩレポートの各々に対する対応するＳＩＮＲである。
【０１４０】
次に、ユーザ端末（２０）は複合ＣＳＩレポートを基地局（１０）に送信する（オペレーションＳ２１０４）。オペレーションＳ２１０３のより具体的な詳細については、ユーザ端末オペレーションを説明するセクションにおいて後に説明する。
【０１４１】
基地局（１０）は、複合ＣＳＩレポートを受信した後、受信した複合ＣＳＩレポート（複数）と、対応するバージョン（複数）の干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成する（オペレーションＳ２１０５）。
【０１４２】
次に、基地局（１０）は、作成した関係に基づいて複数のバージョンの干渉プラス雑音共分散行列の値（複数）を決定する（オペレーションＳ２１０６）。
【０１４３】
基地局（１０）は、決定した複数のバージョンの干渉プラス雑音共分散行列を用いて、代表的な干渉プラス雑音共分散行列を作成する（オペレーションＳ２１０７）。
【０１４４】
その後、基地局（１０）は、作成した代表的な干渉プラス雑音共分散行列を用いて、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲを推定する（オペレーションＳ２１０８）。
【０１４５】
最後に、基地局（１０）は推定したＳＩＮＲに基づいてＭＣＳを選択する（オペレーションＳ２１０９）。オペレーションＳ２１０５からＳ２１０９のより具体的な詳細については基地局オペレーションを説明するセクションにおいて後に説明する。
【０１４６】
＜基地局オペレーション＞
図１１は、基地局（１０）のオペレーションを説明するフローチャートである。この場合、基地局（１０）が既に基地局作成プリコーディング行列（ＦＢａｓｅ−ｃｒｅａｔｅｄ）を作成していると想定されている。従って、図１１の第１のオペレーションＳ２２０１において、基地局（１０）は複合ＣＳＩレポート（複数）要求を生成し、該要求は、複合ＣＳＩレポート毎に異なるバージョンの２×２干渉プラス雑音共分散行列を特定する。異なるバージョンの干渉プラス雑音共分散行列は、基地局（１０）にとって重要な干渉プラス雑音共分散行列の異なる成分を示す。
【０１４７】
説明の明確性のため、以下においては、基地局（１０）が２つの複合ＣＳＩレポートに対する要求を作成する一例について説明する。
【０１４８】
要求は、第１及び第２の複合ＣＳＩレポートを作成する際に使用するために、それぞれ、
0006380683.tif 000016
及び
0006380683.tif 000017
で表される２つの干渉プラス雑音共分散行列を特定する。
0006380683.tif 000018
及び
0006380683.tif 000019
は以下に示すように定義される。
【０１４９】
0006380683.tif 000020
（式７ａ）
【０１５０】
0006380683.tif 000021
（式７ｂ）
【０１５１】
次に、基地局（１０）は、２つの複合ＣＳＩレポートのための要求をユーザ端末（２０）に送信する（オペレーションＳ２２０２）。
【０１５２】
その後、基地局（１０）は、２つの複合ＣＳＩレポートが受信されたか否かを常時チェックする（オペレーションＳ２２０３）。
【０１５３】
ここで、ユーザ端末からの２つの複合ＣＳＩレポートが、２セットの４×２ユーザ作成プリコーディング行列及びユーザ作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲを含むと仮定する。具体的には、第１セットのユーザ作成プリコーディング行列及び対応するＳＩＮＲは、それぞれ、
0006380683.tif 000022
及び
0006380683.tif 000023
であらわされる。但し、ｍはデータレイヤ指標を表し、
0006380683.tif 000024
である。
【０１５４】
他方、第２セットのユーザ作成プリコーディング行列及び対応するＳＩＮＲは、それぞれ、
0006380683.tif 000025
及び
0006380683.tif 000026
で表される。
【０１５５】
0006380683.tif 000027
及び
0006380683.tif 000028
の作成法のより具体的な詳細は、ユーザ端末オペレーションを説明するセクションにおいて後述する。尤も、ここでは、
0006380683.tif 000029
と
0006380683.tif 000030
は
0006380683.tif 000031
に基づいて作成され、かつ、
0006380683.tif 000032
と
0006380683.tif 000033
は
0006380683.tif 000034
に基づいて作成されることに留意すべきである。
【０１５６】
基地局（１０）がユーザ端末（２０）から２つの複合ＣＳＩレポートを受信した後、基地局（１０）は、複合ＣＳＩレポート処理命令指標ｉをｉ＝１に初期化する（オペレーションＳ２２０４）。
【０１５７】
次に、基地局（１０）は、第１の複合ＣＳＩレポートと第１の干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000035
の間の関係を作成する（オペレーションＳ２２０５）。これは、
0006380683.tif 000036
及び
0006380683.tif 000037
を考慮して、（式１）を修正することによってなされる。結果として得られる数式を以下に示す。
【０１５８】
0006380683.tif 000038
但し、
0006380683.tif 000039
（式８）
【０１５９】
ここで、
0006380683.tif 000040
は、ユーザ作成プリコーディング行列
0006380683.tif 000041
に基づいたユーザ端末における２×２の受信行列であり、ユーザ端末からそのような情報がない場合に基地局によって仮定可能なものである。ＺＦ受信器が使用されると仮定される場合、
0006380683.tif 000042
は以下のように与えられる：
【０１６０】
0006380683.tif 000043
（式９）
【０１６１】
そして、（式９）に基づいて、基地局（１０）は、第１の干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000044
を決定する（オペレーションＳ２２０６）。この決定のための方法は当業者には周知であるので、その詳細については簡潔化のため省略する。
【０１６２】
次に、基地局（１０）は、２つの複合ＣＳＩレポートがすべて処理されたか否かをチェックする（オペレーションＳ２２０７）。
【０１６３】
まだ処理されずにいる複合ＣＳＩが残っていれば、処理命令指標ｉは１だけ増加されて（オペレーションＳ２２０８）、オペレーションＳ２２０５とＳ２２０６が繰り返される。この場合、これは、上記のオペレーション（複数）が第２の複合ＣＳＩレポートに対して繰り返され、
0006380683.tif 000045
及び
0006380683.tif 000046
の関係を作成し、最終的に、
0006380683.tif 000047
の値を決定することを示唆する。そのような関係の作成と
0006380683.tif 000048
の決定は既に説明した第１の複合ＣＳＩレポートについてのオペレーション（複数）と同様であるので、その詳細については簡潔化のため省略する。
【０１６４】
２つの複合ＣＳＩレポートのすべてが処理されたら、基地局（１０）は、第１及び第２行列
0006380683.tif 000049
及び
0006380683.tif 000050
から代表的な干渉プラス雑音共分散行列を作成する（オペレーションＳ２２０９）。
【０１６５】
代表的な干渉プラス雑音共分散行列は、
0006380683.tif 000051
で表わされる。
0006380683.tif 000052
は以下の式によって作成することができる。
【０１６６】
0006380683.tif 000053
（式１０）
【０１６７】
ここで、代表的な干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000054
は、第１の例示的な実施形態におけるもののような対角行列というよりも寧ろ一般行列である。これは、
0006380683.tif 000055
は、動作周波数の半波長より大きく離隔するユーザ端末アンテナを有する移動体通信システムに限らず、任意の移動体通信システムにおいて、ユーザ端末のアンテナで観測される干渉雑音を正確に反映することができることを示唆している。
【０１６８】
代表的な干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000056
が作成された後、基地局（１０）は当該行列を用いて、基地局作成プリコーディング行列
0006380683.tif 000057
に条件付けされるＳＩＮＲを推定する（オペレーションＳ２２１０）。
【０１６９】
この推定は、代表的な干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000058
を考慮して、（式５）を修正することによって実行される。
0006380683.tif 000059
で表されるデータレイヤ毎のＳＩＮＲのための数式は以下に示される。
【０１７０】
0006380683.tif 000060
但し、
0006380683.tif 000061
（式１１）
【０１７１】
最後に、基地局（１０）は、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされる推定ＳＩＮＲ
0006380683.tif 000062
を用いて、ＭＣＳを選択する（オペレーションＳ２２１１）。ＭＣＳの選択は、図３で説明した関連技術において使用されるものと同様のＭＣＳ−ＳＩＮＲマッピングテーブルに基づくことができる。
【０１７２】
＜ユーザ端末オペレーション＞
図１２は、ユーザ端末（２０）のオペレーションを説明するフローチャートである。この場合、ユーザ端末（２０）がダウンリンクＲＳを用いることによって既にダウンリンクチャネル行列（Ｈ）を推定していると想定されている。従って、第１のオペレーションＳ２３０１では、ユーザ端末（２０）は、２つの複合ＣＳＩレポートのための要求を受信しているか否かを常時チェックする。
【０１７３】
基地局（１０）から２つの複合ＣＳＩレポートのための要求を受け取ると、ユーザ端末（２０）は、複合ＣＳＩレポート処理命令指標ｉをｉ＝１に初期化する（オペレーションＳ２３０２）。
【０１７４】
次に、ユーザ端末（２０）は、特定された第１の干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000063
に基づいて、第１の複合ＣＳＩレポートを作成する（オペレーションＳ２３０３）。
【０１７５】
具体的には、ユーザ端末（２０）は、まず、
0006380683.tif 000064
の非ゼロ成分を、ユーザ端末が独力で（自ら）推定する干渉プラス雑音共分散行列（ユーザ推定干渉プラス雑音共分散行列）の値で置換する。
【０１７６】
ユーザ推定干渉プラス雑音共分散行列の導出の詳細についてはここでは省略する。なぜなら、ユーザ推定干渉プラス雑音共分散行列は、ダウンリンクチャネル行列（Ｈ）とダウンリンクＲＳを用いることによって、ユーザ端末（２０）において容易に導出することができることは周知だからである。
【０１７７】
次に、ユーザ端末（２０）は、第１の干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000065
を用いて計算される受信ＳＩＮＲを最大化する４×２のユーザ作成プリコーディング行列
0006380683.tif 000066
を作成する。
【０１７８】
0006380683.tif 000067
で表わした
0006380683.tif 000068
の数式は以下のように与えられる。
【０１７９】
0006380683.tif 000069
（式１２）
【０１８０】
ここで、Ｃ４×２は、複素数の成分を有する４×２の行列の空間であり、
0006380683.tif 000070
はユーザ作成プリコーディング行列
0006380683.tif 000071
に基づくユーザ端末における２×２の受信行列である。例えば、ＺＦ受信器が使用される場合、
0006380683.tif 000072
は以下のように与えられる。
【０１８１】
0006380683.tif 000073
（式１３）
【０１８２】
ここで、ＬＴＥシステムにおける（式１２）の解（solution）は、典型的には、Ｃ４×２の代わりに、コードブックとして表される予め設定されるセットの４×２行列を使用することに留意すべきである。これにより、（式１２）の方程式を最大化するコードブックの行列を発見し、当該行列を
0006380683.tif 000074
として使用することの解（solution）が得られる。
【０１８３】
次に、作成されたユーザ作成プリコーディング行列
0006380683.tif 000075
に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲが、再び、第１の干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000076
を用いることによって決定される。これは、以下の数式と等価である。
【０１８４】
0006380683.tif 000077
但し、
0006380683.tif 000078
（式１４）
【０１８５】
ここで、
0006380683.tif 000079
は、ユーザ作成プリコーディング行列
0006380683.tif 000080
に基づいたユーザ端末における２×２の受信行列である。例えば、ＺＦ受信器が使用される場合、
0006380683.tif 000081
は以下のように与えられる。
【０１８６】
0006380683.tif 000082
（式１５）
【０１８７】
第１の複合ＣＳＩレポートが作成された後、ユーザ端末（２０）は、２つの複合ＣＳＩレポートがすべて作成されたか否かについてチェックする（オペレーションＳ２３０４）。
【０１８８】
まだ処理されずにいる複合ＣＳＩが残っていれば、処理命令指標ｉは１だけ増加されて（オペレーションＳ２３０５）、オペレーションＳ２３０３が繰り返される。
【０１８９】
この場合、これは、上記のオペレーションが第２の複合ＣＳＩレポートに対して繰り返され、第２の干渉プラス雑音共分散行列
0006380683.tif 000083
を用いることによって、ユーザ作成プリコーディング行列
0006380683.tif 000084
及び対応するＳＩＮＲ
0006380683.tif 000085
を作成することを示唆する。そのようなオペレーションは第１の複合ＣＳＩレポートについてのオペレーションと同様であるので、その詳細については簡潔化のため省略する。
【０１９０】
２つの複合ＣＳＩレポートがすべて作成されたら、ユーザ端末（２０）はそれらを基地局（１０）に送信する（オペレーションＳ２３０６）。
【０１９１】
＜効果＞
上述した第２の例示的な実施形態によれば、基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲの情報は、動作周波数の半波長より大きく離隔するユーザ端末アンテナを有する移動体通信システムに限らず、任意の移動体通信システムにおける基地局で利用可能にされることができる。従って、第２の例示的な実施形態は、より広い範囲の移動体通信システム条件に適用可能であるという点で、第１の例示的な実施形態よりも優れている。
【０１９２】
＜実施形態の一般化及び変形例＞
第２の例示的な実施形態についての上記の説明は基地局が４つのアンテナを有しかつユーザ端末が２つのアンテナを有するという特殊な例を用いたが、該実施形態は任意のアンテナ構成に適用可能である。
【０１９３】
一般化すると、基地局のアンテナの数がユーザ端末よりも常に多いという条件では、データレイヤの数及び干渉プラス雑音共分散行列の次元は、専ら、ユーザ端末のアンテナの数に依存する。即ち、ユーザ端末がＭ個のアンテナを有するとすると、Ｍ個のデータレイヤが存在し、かつ、干渉プラス雑音共分散行列はＭ×Ｍの次元を有することになる。
【０１９４】
この場合、基地局は、Ｍ個の異なるバージョンの干渉プラス雑音共分散行列を特定することによって、複合ＣＳＩレポート要求を作成することができる。各バージョンは、異なるＭ個の非ゼロ成分を特定し、エルミート行列に一致する。Ｍ個の非ゼロ成分の条件は、決定されるべき成分の数が、１つの複合ＣＳＩレポートに応じてユーザ端末から受信されたデータレイヤ当たりのＳＩＮＲの数と同じであることを保証する。
【０１９５】
エルミート行列の条件は、共分散行列の性質が常に維持され、かつ、ユーザ端末によって決定されるデータレイヤ当たりの結果として生じるＳＩＮＲが常にリアルかつポジティヴであることを保証する。
【０１９６】
例示的な実施形態のバリエーションを以下の通りであるが、それらに限定されない。
【０１９７】
１つのバリーションは、複合ＣＳＩレポート（複数）を要求しかつ送信する方法である。上述した実施形態のような単一要求（single request）を使用する基地局の代わりに、複数のタイムスロットを介して送信されるマルチ要求（multiple requests）であって、各要求が異なる複合ＣＳＩレポートを求めるものを使用することも可能である。
【０１９８】
同様に、複合ＣＳＩレポート（複数）を１つのスロットで送信するユーザ端末の代わりに、複数の報告の各々を、複数のタイムスロットを介して送信することも可能である。
【０１９９】
最後に、第１及び第２の例示的な実施形態の両者についての一般的留意事項として、ＴＤＤ ＬＴＥシステムにおける適用が想定されているが、これらの実施形態はそのような適用のみに限定されない。
【０２００】
例えば、アップリンク及びダウンリンク通信のために互いに近い一対のキャリア周波数を使用するＦＤＤ（Frequency Division Duplex）ＬＴＥシステムにおいて、アップリンク−ダウンリンクチャネル相反性は依然として維持されており、そのため、本発明も適用可能である。
【０２０１】
先行技術文献のセクションの特許文献１〜特許文献３には、基地局がユーザ装置から受信するＣＳＩレポートとユーザ端末のアンテナにおいて観測される干渉と雑音の量を反映する干渉プラス雑音共分散行列との間の関係を作成し；基地局が作成された関係に基づいて干渉プラス雑音共分散行列を決定し；基地局が決定した干渉プラス雑音共分散行列を用いて基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるデータレイヤ毎のＳＩＮＲを推定する構成については全く開示されていないことに留意すべきである。
【０２０２】
上掲した特許文献及び非特許文献の各開示は引用を以って本書に繰り込まれているものとする。実施形態及び実施例の修正及び調整は、本発明の全開示（特許請求の範囲の各請求項の枠ないし範囲を含む）の範囲内で、また、本発明の基本的技術的思想に基づいて可能である。更に、複数の開示要素の様々な組み合わせ及び選択が、本発明の特許請求の範囲の枠内で可能である。即ち、本発明は、当業者が（本発明の）技術的思想及び特許請求の範囲の枠内を含む全開示に従って実現可能なあらゆるタイプの変形及び修正を明確に含む。
【符号の説明】
【０２０３】
１０、１０Ｒ  基地局
１１Ｒ    アンテナ
１２−１  ユーザ端末１の基地局作成プリコーディング行列
１２−２  ユーザ端末２の基地局作成プリコーディング行列
２０、２０Ｒ  ユーザ端末
２１Ｒ  アンテナ
２２−１、２２−２  受信行列
３０  基地局無線カバレッジ
１０１  基地局アンテナ
１０２  アップリンク／ダウンリンクマルチプレクサ
１０３  アップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートデマルチプレクサ
１０４  チャネル相反性に基づくダウンリンクチャネル行列推定器
１０５  基地局作成プリコーディング行列生成器
１０６  ＭＣＳセレクタ
１０７  データバッファ
１０８  ダウンリンクＲＳ／ＣＳＩレポート要求／データマルチプレクサ
１０９  ダウンリンクＲＳ生成器
１１０  ＣＳＩレポート要求生成器
１１１  ＣＳＩレポート・干渉プラス雑音共分散行列関係作成器
１１２  干渉プラス雑音共分散行列決定器
１１３  基地局作成プリコーディング行列に条件付けされるＳＩＮＲ推定器
２０１  ユーザ端末のアンテナ
２０２  アップリンク／ダウンリンクマルチプレクサ
２０３  ダウンリンクＲＳ／ＣＳＩレポート要求／データデマルチプレクサ
２０４  データ受信プロセッサ
２０５  ダウンリンクＲＳ利用型ダウンリンクチャネル行列推定器
２０６  ＣＳＩレポート生成器
２０７  アップリンクＲＳ／ＣＳＩレポートマルチプレクサ
２０８  アップリンクＲＳ生成器
【図１】
0006380683.tif 000086
【図２】
0006380683.tif 000087
【図３】
0006380683.tif 000088
【図４】
0006380683.tif 000089
【図５】
0006380683.tif 000090
【図６】
0006380683.tif 000091
【図７】
0006380683.tif 000092
【図８】
0006380683.tif 000093
【図９】
0006380683.tif 000094
【図１０】
0006380683.tif 000095
【図１１】
0006380683.tif 000096
【図１２】
0006380683.tif 000097