(57)【要約】  マルチユーザＭＩＭＯシステムにおけるプリコーディングベクトルの選択を最適化するために、本発明は、基地局においてプリコーディングベクトルを選択する方法を提供し、前記方法は、プリコーディングされることなしに複数のパイロット信号を複数の端末に送信するステップと、前記複数の端末から複数のフィードバック信号を受信するステップであって、少なくとも１つのフィードバック信号が複数の推薦プリコーディングベクトル情報及び複数のチャネル状況情報を含み、前記チャネル状況情報の各々が推薦プリコーディングベクトル情報に対応する当該受信するステップと、前記複数のフィードバック信号に基づいてプリコーディングコードブックを生成するステップであって、前記プリコーディングコードブック内の少なくとも１つのプリコーディングベクトルが少なくとも２つの推薦プリコーディングベクトル間の相関係数に基づいて決定される、当該生成するステップと、前記プリコーディングコードブックを使用して送信動作を実行するステップとを有する。プリコーディングベクトル間の相関及び異なるプリコーディングベクトルに対応する異なるチャネル状況情報を考慮することにより、本発明の方法は、プリコーディングベクトルの選択範囲を拡張し、システム全体の合計伝送速度及びシステム容量を向上させるのに使用されることができる。
2010520657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチユーザＭＩＭＯシステム内の端末においてプリコーディングベクトルを推薦する方法において、
（ａ）複数の受信された信号を使用してチャネル応答行列を計算するステップであって、前記チャネル応答行列の各要素が前記端末と対応する基地局との間のチャネルのチャネル状況応答を記述するステップと、
（ｂ）所定のプリコーディングコードブック及び前記チャネル応答行列を使用して複数のチャネル状況情報を計算するステップであって、前記複数のチャネル状況情報の各々が前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルに対応するステップと、
（ｃ）前記所定のプリコーディングコードブックのプリコーディングベクトルと前記複数のチャネル状況情報との間の相関を使用して推薦プリコーディングコードブックとして前記所定のプリコーディングコードブックから複数のプリコーディングベクトルを選択するステップと、
（ｄ）前記推薦プリコーディングコードブック及び複数の対応するチャネル状況情報に基づいてフィードバック信号を生成し、前記フィードバック信号を前記基地局に送信するステップであって、前記複数のチャネル状況情報の各々が前記推薦プリコーディングコードブック内の推薦プリコーディングベクトルに対応するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）において、前記チャネル状況情報が、式
2010520657.tif 000008
によって計算され、tiは前記所定のプリコーディングコードブックT={t1,t2,...tM}内のi番目のプリコーディングベクトルを表し、Hは前記チャネル応答行列を表し、φiはti以外の前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルのセットを表し、N0はチャネルの雑音分散を表し、CSIiはプリコーディングベクトルtiに対応するチャネル状況情報を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ（ｃ）が、更に、
（ｉ）前記複数のチャネル状況情報から最大のチャネル状況情報を選択するステップと、
（ｉｉ）前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルを前記推薦プリコーディングコードブック内の第１の推薦プリコーディングベクトルとして決定するステップと、
（ｉｉｉ）他のチャネル状況情報の各々に対して、重み付けされたチャネル状況情報を生成するように、前記第１の推薦プリコーディングベクトルと前記他のチャネル状況情報の各々に対応するプリコーディングベクトルとの間の相関係数に基づいて、前記他のチャネル状況情報の各々に対して重み付け演算を実行するステップと、
（ｉｖ）前記複数の重み付けされたチャネル状況情報から最大の重み付けされたチャネル状況情報を選択するステップと、
（ｖ）前記最大の重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルを前記推薦プリコーディングコードブック内の第２の推薦プリコーディングベクトルとして決定するステップと、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ（ｃ）が、更に、以下のステップ、すなわち、
Ｉ）以前の重み付けステップにおいて生成された各重み付けされたチャネル状況情報に対して、前記重み付けされたチャネル状況情報を更新するために、前記重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルと以前の決定ステップにおいて決定された前記推薦プリコーディングベクトルとの間の相関係数によって前記重み付けされたチャネル状況情報に対して重み付け演算を実行するステップと、
ＩＩ）前記ステップ（Ｉ）において生成された前記複数の重み付けされたチャネル状況情報から最大の重み付けされたチャネル状況情報を選択するステップと、
ＩＩＩ）前記最大の重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルを前記推薦プリコーディングコードブックに追加されるべき推薦プリコーディングベクトルとして決定するステップと、
を複数回実行する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記重み付けされたチャネル状況情報が、式CSIcurrent(i)=f(ei,ej)αCSIprevious(i)βによって計算され、ここでf(ei,ej)はプリコーディングベクトルeiとejとの間の相関係数であり、プリコーディングベクトルejは、前記ステップ（ｉｉｉ）における前記第１の推薦プリコーディングベクトル及びステップ（Ｉ）における前記推薦プリコーディングベクトルのいずれかであり、プリコーディングベクトルeiは、前記ステップ（ｉｉｉ）における前記チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び前記ステップ（Ｉ）における前記重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルのいずれかであり、CSIprevious(i)は、前記ステップ（ｉｉｉ）における前記チャネル状況情報及び前記ステップ（Ｉ）における前記重み付けされたチャネル状況情報のいずれかであり、CSIcurrent(i)は、前記ステップ（ｉｉｉ）における前記重み付けされたチャネル状況情報及び前記ステップ（Ｉ）における前記重み付けされたチャネル状況情報のいずれかであり、α及びβは、所定の自然数である、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記相関係数が、式
2010520657.tif 000009
及び
2010520657.tif 000010
のいずれかによって計算され、ここでf(ei,ej)は、プリコーディングベクトルeiとejとの間の相関係数であり、プリコーディングベクトルei及びejは、前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルである、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記フィードバック信号が、前記推薦プリコーディングコードブック内の各推薦プリコーディングベクトル及び前記所定のプリコーディングコードブック内の前記推薦プリコーディングベクトルの指数のいずれかを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記受信された信号の各々は、信号がチャネル上で送信された後に取得され、前記信号が、独立した所定のパイロット信号及び信号内の所定のパイロットシーケンスのいずれかである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記チャネル状況情報が、信号雑音比、信号干渉比及びチャネル状況インジケータのいずれかである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
基地局及び複数の端末を含むマルチユーザＭＩＭＯにおいてデータを送信する方法において、
（ａ）前記複数の端末から複数のフィードバック信号を受信するステップであって、少なくとも１つのフィードバック信号が、複数の推薦プリコーディングベクトル情報及び複数のチャネル状況情報を含み、前記複数のチャネル状況情報が、推薦プリコーディングベクトル情報に対応し、前記推薦プリコーディングベクトル情報の各々が、所定のプリコーディングコードブック内の対応するプリコーディングベクトルを推薦プリコーディングベクトルとして決定するのに使用される、当該受信するステップと、
（ｂ）前記複数のフィードバック信号に基づいてプリコーディングコードブックを生成するステップであって、前記プリコーディングコードブック内の少なくとも１つのプリコーディングベクトルが、少なくとも２つの推薦プリコーディングベクトル間の相関係数に基づいて決定される、当該生成するステップと、
（ｃ）前記プリコーディングコードブックを使用して伝送動作を実行するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記ステップ（ａ）の前に、
複数のパイロット信号を、前記信号がプリコーディングされることなしに、前記複数の端末に送信するステップ、
を更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プリコーディングコードブック内の少なくとも２つのプリコーディングベクトルが非直交である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ｂ）が、更に、
（ｉ）全ての前記チャネル状況情報から最大のチャネル状況情報を選択するステップと、
（ｉｉ）前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末、並びに前記決定されたプリコーディングベクトル及び前記決定された端末に対応する送信アンテナを決定し、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記送信アンテナに割り当てるステップと、
（ｉｉｉ）他のチャネル状況情報の各々に対して、対応する重み付けされたチャネル状況情報を取得するように、前記決定されたプリコーディングベクトルと前記チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルとの間の相関係数に基づいて、前記チャネル状況情報に対して重み付け演算を実行するステップと、
（ｉｖ）前記ステップ（ｉｉｉ）において生成された全ての前記重み付けされたチャネル状況情報から最大の重み付けされたチャネル状況情報を選択するステップと、
（ｖ）前記最大の重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末、並びに前記決定されたプリコーディングベクトル及び前記決定された端末に対応する送信アンテナを決定し、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記送信アンテナに割り当てるステップと、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ｂ）が、更に、以下のステップ、すなわち、
Ｉ）以前の重み付けステップにおいて生成された各重み付けされたチャネル状況情報に対して、前記重み付けされたチャネル状況情報を更新するように、以前の決定ステップにおいて決定された決定されたプリコーディングベクトルと前記重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルとの間の相関係数によって、前記重み付けされたチャネル状況情報に対して重み付け演算を実行するステップと、
ＩＩ）前記ステップ（Ｉ）において更新された全ての前記重み付けされたチャネル状況情報から最大の重み付けされたチャネル状況情報を選択するステップと、
ＩＩＩ）前記最大の重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末、並びに前記端末に対応する送信アンテナを決定し、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記送信アンテナに割り当てるステップと、
を複数回実行する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記重み付けされたチャネル状況情報が、式CSIcurrent(i)=f(ei,ej)αCSIprevious(i)βによって計算され、f(ei,ej)は、プリコーディングベクトルeiとejとの間の相関係数を表し、プリコーディングベクトルejは、前記決定されたプリコーディングベクトルであり、プリコーディングベクトルeiは、前記ステップ（ｉｉｉ）における前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び前記ステップ（Ｉ）における前記重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルであり、CSIprevious(i)は、前記ステップ（ｉｉｉ）における前記チャネル状況情報及び前記ステップ（Ｉ）における前記重み付けされたチャネル状況情報のいずれかを表し、CSIcurrent(i)は、前記ステップ（ｉｉｉ）における前記重み付けされたチャネル状況情報及び前記ステップＩ）において更新された前記重み付けされたチャネル状況情報のいずれかを表し、α及びβは、所定の自然数を表す、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記相関係数が、式
2010520657.tif 000011
及び
2010520657.tif 000012
のいずれかによって計算され、ここでf(ei,ej)は、プリコーディングベクトルeiとejとの間の相関係数である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
マルチユーザＭＩＭＯシステムにおいてプリコーディングベクトルを推薦する装置において、
基地局から複数の信号を受信する受信器と、
前記複数の受信された信号に対応するチャネル応答行列を評価する評価器であって、前記チャネル応答行列の各要素が信号に対応するチャネルのチャネル応答を表す、当該評価器と、
所定のプリコーディングコードブック及び前記チャネル応答行列を使用して複数のチャネル状況情報を計算する計算器であって、前記チャネル状況情報の各々が前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルに対応する、当該計算器と、
推薦プリコーディングコードブックとして前記所定のプリコーディングコードブックから複数のプリコーディングベクトルを選択する推薦ユニットであって、前記選択が前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルと前記複数のチャネル状況情報との間の相関係数に基づく、当該推薦ユニットと、
前記推薦プリコーディングコードブック及び複数の対応するチャネル状況情報を前記基地局に送信する送信器であって、前記チャネル状況情報の各々が前記推薦プリコーディングコードブック内の推薦プリコーディングベクトルに対応する、当該送信器と、
を有する装置。
【請求項１８】
前記計算ユニットが、更に、
前記所定のプリコーディングコードブックからプリコーディングベクトルを選択する第１のセレクタと、
式
2010520657.tif 000013
によってチャネル状況情報を計算するチャネル状況情報計算器であって、ここでtiは、前記第１のセレクタにより選択されたプリコーディングベクトルを表し、Hは前記チャネル応答行列を表し、φiはtiを除いた前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルからなるセットを表し、N0はチャネルの雑音分散を表し、CSIiはプリコーディングベクトルtiに対応するチャネル状況情報を表す、当該チャネル状況情報計算器と、
を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記推薦ユニットが、
前記複数のチャネル状況情報から最大のチャネル状況情報を選択する第２のセレクタと、
前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルを決定する決定ユニットと、
前記決定ユニットにより選択された前記プリコーディングベクトルを前記推薦プリコーディングコードブックに追加する生成器と、
前記複数のチャネル状況情報に対して重み付け演算を実行する重み付け装置であって、
２つのプリコーディングベクトル間の相関係数を計算する相関係数計算器、及び
前記相関係数を対応するチャネル状況情報に乗算して前記対応するチャネル状況情報を更新する乗算器、
を更に有する当該重み付け装置と、
を有する、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
マルチユーザＭＩＭＯシステムにおいてデータを送信する装置において、
前記マルチユーザＭＩＭＯシステム内の複数の端末から複数のフィードバック信号を受信する受信器であって、少なくとも１つのフィードバック信号が、複数の推薦プリコーディングベクトル情報及び複数の対応するチャネル状況情報を含み、前記推薦プリコーディングベクトル情報の各々が、所定のプリコーディングコードブック内の対応するプリコーディングベクトルを推薦プリコーディングベクトルとして決定するのに使用される、当該受信器と、
前記複数のフィードバック信号に基づいてプリコーディングコードブックを生成する生成器であって、前記プリコーディングコードブック内の少なくとも１つのプリコーディングベクトルが、少なくとも２つの推薦プリコーディングベクトル間の相関係数に基づいて決定される、当該生成器と、
前記プリコーディングコードブックを使用して送信動作を実行する送信器と、
を有する装置。
【請求項２１】
前記送信ユニットが、前記プリコーディングコードブックによりプリコーディングされずに信号を送信する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記生成器が、更に、
前記複数のチャネル状況情報から最大のチャネル状況情報を選択するセレクタと、
前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末、並びに前記決定されたプリコーディングベクトル及び前記決定された端末に対応する送信アンテナを決定する決定ユニットと、
前記決定されたプリコーディングベクトルを前記決定された送信アンテナに割り当てる割り当て器と、
前記複数のチャネル状況情報に対して重み付け演算を実行する重み付け装置であって、
２つのプリコーディングベクトル間の相関係数を計算する相関係数計算器、及び
前記相関係数を対応するチャネル状況情報に乗算して前記対応するチャネル状況情報を更新する乗算器、
を更に有する当該重み付け装置と、
を有する、請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチユーザ多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムに関し、より具体的には、マルチユーザＭＩＭＯ通信システムにおいてプリコーディング（pre-coding）ベクトルを選択する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代通信システムは、高速データ伝送、高いスペクトル利用度及び大きなシステム容量を提供することを目指している。ＭＩＭＯ技術は、データ伝送速度及びシステム容量を劇的に向上させることができると証明されているので、ここ数年、注目され、研究されている。しかしながら、マルチユーザＭＩＭＯシステムにおいて、異なるユーザ間のアンテナが互いに独立であるから、ジョイント検出、空間コード等の技術は、ユーザ端末と一緒に使用されることができないので、マルチユーザ干渉技術のような技術が更に基地局において採用されることができるように、各端末により取得されたチャネル特性に関する情報をネットワークに転送することが必要とされる。
【０００３】
しかしながら、実際に、端末と基地局との間のフィードバックチャネルの帯域幅は制限されており、したがってフィードバック情報の量を制限するので、制限されたフィードバック及びユーザ選択ダイバーシティの場合に、前記基地局が、各端末により既知であるチャネル特性等に関する正確な情報を取得することができ、したがって、異なるユーザの異なるチャネル特性に対して、プリコーディングベクトルの選択を最適化することによりデータ伝送速度及びシステム容量等を向上させることを可能にする。
【０００４】
プリコーディングベクトルの選択を最適化するために、ユーザごとのユニタリ速度制御（ＰＵ２ＲＣ）が、サムスンにより２００６年３月に出願された"Beam and power allocation method for MIMO communication system"と題された整理番号ＥＰ１６９９１４５Ａ２を持つ特許出願において提案されている。しかしながら、ＰＵ２ＲＣには制限が存在し、すなわち基地局により使用されるプリコーディングコードブックは、ユニタリ行列でなくてはならず、すなわち前記プリコーディングコードブックの２つのプリコーディングベクトルは、互いに直交すべきであり、これによりプリコーディングベクトルの選択範囲が制限され、したがってほとんどの場合に選択されるプリコーディングコードブックが、他のユーザの動作を犠牲にして伝送速度及び信号雑音比に対する一部のユーザの要件のみ満たすことができる結果となる。結果的に、システム全体の合計データ伝送速度及び合計システム容量は、更に制限される。
【０００５】
したがって、プリコーディングベクトルの選択を更に最適化することによりシステムの合計データ伝送速度及び合計システム容量を向上させることができる方法を提案することが必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、各チャネルにより取得されたチャネル情報及び所望のプリコーディングベクトルを基地局にフィードバックすることができるプリコーディングベクトルを推薦する方法を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、合計システム性能を向上させるように各端末によりフィードバックされる情報に基づいて基地局におけるプリコーディングベクトルの選択を最適化するように機能するデータ伝送の方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
マルチユーザＭＩＭＯシステムにおいてプリコーディングベクトルの選択を最適化するために、本発明の一実施例によると、端末において実行されるプリコーディングベクトルを推薦する方法が提供され、前記方法は、複数の受信された信号を使用してチャネル応答行列を計算するステップであって、前記チャネル応答行列の各要素が、前記端末と対応する基地局との間のチャネルのチャネル状況応答を記述する、当該チャネル応答行列を計算するステップと、所定のプリコーディングコードブック及び前記チャネル応答行列を使用して複数のチャネル状況情報を計算するステップであって、前記複数のチャネル状況情報の各々が、前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルに対応する、当該複数のチャネル状況情報を計算するステップと、前記所定のプリコーディングコードブックの前記プリコーディングベクトルと前記複数のチャネル状況情報との間の相関を使用して、推薦プリコーディングコードブックとして前記所定のプリコーディングコードブックから複数のプリコーディングベクトルを選択するステップと、前記推薦プリコーディングコードブック及び対応する前記複数のチャネル状況情報に基づいてフィードバック信号を生成し、前記フィードバック信号を前記基地局に送信するステップであって、前記チャネル状況情報の各々が、前記推薦プリコーディングコードブック内の推薦プリコーディングベクトルに対応する、当該送信するステップとを含む。
【０００９】
本発明の一実施例によると、基地局及び複数の端末を有するマルチユーザＭＩＭＯシステムにおいてデータを送信する方法が提供され、前記方法は、前記複数の端末から複数のフィードバック信号を受信するステップであって、少なくとも１つのフィードバック信号が複数の推薦プリコーディングベクトル情報及び複数のチャネル状況情報（ＣＳＩ）を含み、前記チャネル状況情報の各々が、推薦プリコーディングベクトル情報に対応し、前記推薦プリコーディングベクトル情報の各々が、所定のプリコーディングコードブック内の対応するプリコーディングベクトルを推薦プリコーディングベクトルとして決定するのに使用される、当該受信するステップと、前記複数のフィードバック信号に基づいてプリコーディングコードブックを生成するステップであって、前記プリコーディングコードブック内の少なくとも１つのプリコーディングベクトルが、少なくとも２つの推薦プリコーディングベクトル間の相関係数に基づいて決定される、当該生成するステップと、前記プリコーディングコードブックを使用して送信動作を実行するステップとを有する。
【００１０】
代替的には、前記プリコーディングコードブックを生成するステップは、全ての前記チャネル状況情報から最大チャネル状況情報を選択するステップと、前記最大チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末、並びに前記決定されたプリコーディングベクトル及び前記決定された端末に対応する送信アンテナを決定するステップであって、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記決定された送信アンテナに割り当てる当該決定するステップと、他のチャネル状況情報の各々に対して、対応する重み付けされたチャネル状況情報を取得するために、前記決定されたプリコーディングベクトルと前記チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルとの間の相関係数に基づいて、前記チャネル状況情報に重み付け演算を実行するステップと、全ての前記重み付けされたチャネル状況情報から最大の重み付けされたチャネル状況情報を選択するステップと、前記最大の重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末を決定するステップであって、前記新しく決定されたプリコーディングベクトルを前記端末に割り当てる当該決定するステップとを更に含む。
【００１１】
代替的には、前記方法は、以下のステップ、すなわち、以前の重み付けステップにおいて生成された各重み付けされたチャネル状況情報に対して、前記重み付けされたチャネル状況情報を更新するために、以前の決定するステップにおいて決定された決定されたプリコーディングベクトルと前記重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルとの間の相関係数によって前記重み付けされたチャネル状況情報に重み付け演算を実行するステップと、更新された全ての前記重み付けされたチャネル状況情報から最大の重み付けされたチャネル状況情報を選択するステップと、前記最大の重み付けされたチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末、並びに前記端末に対応する送信アンテナを決定するステップであって、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記送信アンテナに割り当てる当該決定するステップとを更に含む。
【００１２】
本発明の基本的な概念は、基地局において、プリコーディングベクトルと複数の端末により得られる異なるチャネル特性との間の相関特性を使用して最良の相関を持つプリコーディングベクトルを選択しようと試み、データが送信されて変調されたプリコーディングベクトルになることを可能にするプリコーディングコードブックを形成することである。ＥＰ１６９９１４５Ａ２において提案された方法とは異なり、上記のプリコーディングコードブックは、単にチャネル応答の大きさの比較によりプリコーディングベクトルを選択することにより生成されるのではなく、プリコーディングベクトルと対応するチャネル応答の大きさとの間の相関特性を考慮に入れて、より大きなチャネル応答に対応し、互いと最良の相関を持つ複数のプリコーディングベクトルを選択することにより生成される。本発明の方法は、プリコーディングベクトルの選択範囲を広げるように、前記プリコーディングコードブック内の２つのプリコーディングベクトルが互いに厳密に直交する必要はなく、異なるユーザの要望を十分に考慮に入れ、システムの合計データ伝送速度及び合計システム容量を向上させる。
【００１３】
代替的には、端末において、重み付け演算は、推薦プリコーディングコードブックを生成するように、複数のプリコーディングベクトル間の相関特性を使用して異なるチャネルの測定されたチャネル応答に対して実行される。ＥＰ１６９９１４５Ａ２において提案された方法とは異なり、前記推薦プリコーディングコードブックは、単に複数のチャネル応答の大きさの比較によりプリコーディングベクトルを推薦することにより生成されるのではなく、プリコーディングベクトルと対応するチャネル応答との間の相関特性に関連して、より大きなチャネル応答に対応し、互いにより良い相関を持つプリコーディングベクトルを推薦することにより生成される。
【００１４】
本発明のこれら及び他の態様及び効果は、図面及び請求項に関連した以下の記載により、より明確になり、理解しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例によって端末において推薦プリコーディングコードブックを生成するフローチャートを示す。
【図２】本発明の一実施例によって推薦するステップの詳細なフローチャートを示す。
【図３】本発明の一実施例によって基地局においてプリコーディングコードブックを生成するフローチャートを示す。
【図４】本発明の一実施例によってプリコーディングコードブックを生成するステップの詳細なフローチャートを示す。
【図５】本発明の一実施例による端末のブロック図を示す。
【図６】本発明の一実施例による基地局のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
全ての図において、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様の機能及びフィーチャを示す。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例によって端末において実行される推薦プリコーディングベクトルを生成する方法のフローチャートを示す。方法１００において、第一に、ステップＳ１１０において、前記端末は、基地局から複数の信号を受信し、前記複数の信号を送信するのに使用される複数のチャネルに対応するチャネル応答を測定し、チャネル応答行列を生成する。前記チャネル応答行列の各要素は、前記端末の受信アンテナと対応する基地局の送信アンテナとの間の伝送チャネルのチャネル応答を表す。
【００１８】
ステップＳ１２０において、前記端末は、既知の所定のプリコーディングコードブックから毎回プリコーディングベクトルを抽出し、ステップＳ１１０において得られた前記チャネル応答行列を使用して、前記プリコーディングベクトルに対応するチャネル状況情報を計算する。前記所定のプリコーディングコードブック内の全てのプリコーディングベクトルを検討した後に、前記端末は、異なるプリコーディングベクトルに対応する異なるチャネル状況情報を得る。前記チャネル状況情報は、信号雑音比ＳＮＲ、信号干渉比ＳＩＮＲ又はチャネル品質インジケータＣＱＩでありうる。前記チャネル状況情報は、式、
2010520657.tif 000003
によって計算されることができ、ここでtiは前記所定のプリコーディングコードブックT={t1,t2,...tM}内のi番目のプリコーディングベクトルを表し、Hは前記チャネル応答行列を表し、φiはti以外の前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルからなるセットを表し、N0はチャネルの雑音分散を表し、CSIiはプリコーディングベクトルtiに対応するチャネル状況情報を表す。
【００１９】
ステップＳ１３０において、推薦プリコーディングコードブックは、プリコーディングベクトルと対応するチャネル状況情報との間の相関特性を使用して生成され、前記推薦プリコーディングベクトルの各々は、前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルである。
【００２０】
ステップＳ１４０において、前記端末は、前記推薦プリコーディングコードブック及び前記対応するチャネル状況情報を前記基地局に送信し、前記チャネル状況情報の各々は、推薦プリコーディングベクトルに対応する。代替的に、前記推薦プリコーディングベクトルの各々は、これら自体、前記基地局に送り返されることができ、又は帯域幅を節約するために、前記所定のプリコーディングコードブック内の前記推薦プリコーディングベクトルの指数が、前記基地局に送り返されることができる。
【００２１】
図２は、本発明の一実施例によってステップＳ１３０において前記推薦プリコーディングコードブックを生成する方法のフローチャートを示す。第一に、ステップＳ１２０において、最大値を持つチャネル状況情報が、複数のチャネル状況情報から選択される。ステップＳ２２０において、対応するプリコーディングベクトルが、チャネル状況情報とプリコーディングベクトルとの間の対応関係により、前記推薦プリコーディングコードブックに追加されるべき第１の推薦プリコーディングベクトルとして見出される。ステップＳ２３０において、重み付け演算は、複数の重み付けされたチャネル状況情報を得るように、異なるプリコーディングベクトル間の相関特性を使用して他のチャネル状況情報に対して実行される。代替的には、前記重み付け演算は、式CSIcurrent(i)=f(ei,ej)αCSIprevious(i)βに従うことができ、ここでf(ei,ej)はプリコーディングベクトルeiとejとの間の相関係数であり、プリコーディングベクトルejは、前記第１の推薦プリコーディングベクトルであり、プリコーディングベクトルeiは前記チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルであり、CSIprevious(i)は前記チャネル状況情報であり、CSIcurrent(i)は前記重み付けされたチャネル状況情報である。前記相関係数は、式
2010520657.tif 000004
又は
2010520657.tif 000005
によって計算されることができる。ステップＳ２４０において、最大の重み付けされたチャネル状況情報が、複数の重み付けされたチャネル状況情報から選択され、ステップＳ２５０において、対応するプリコーディングベクトルが、前記推薦プリコーディングコードブックに追加されるべき新しい推薦プリコーディングベクトルとして決定される。ステップＳ２６０において、前記推薦するステップが所定の基準の下で完了されたかどうかが決定され、完了されていない場合、ステップＳ２３０への逆戻りが行われ、そうでなければ、ステップＳ１４０に進められる。前記所定の基準は、所定数のプリコーディングベクトルが推薦されているかどうか、又は推薦等を続行する必要があるように前記推薦プリコーディングベクトルに対応するチャネル状況情報以外のチャネル状況情報が所定の閾値より大きいかどうかであることができる。Ｓ２３０、Ｓ２４０及びＳ２５０からなるサイクルの間に、式CSIcurrent(i)=f(ei,ej)αCSIprevious(i)βにおいて、CSIprevious(i)は、現在の重み付けステップの前の重み付けされたチャネル状況情報をも表すことができ、CSIcurrent(i)は、現在の重み付けステップにおいて得られた重み付けされたチャネル状況情報をも表すことができる。
【００２２】
図１及び２の実施例により、前記端末は、複数の推薦プリコーディングベクトルを含む推薦プリコーディングコードブックを生成し、前記基地局が前記プリコーディングベクトルの選択を最適化することができるように前記プリコーディングコードブック及び対応するチャネル状況情報を前記基地局に送信することができる。比較すると、ＥＰ１６９９１４５Ａ２において提案された方法は、信号雑音比の大きさを比較することによって前記端末のみに最良の適切なプリコーディングベクトルを決定する。
【００２３】
図３は、本発明の一実施例によって基地局において実行されるプリコーディングベクトルの選択を最適化することによりデータを送信する方法のフローチャートを示す。方法３００において、第一に、ステップＳ３１０において、複数の信号が、前記基地局から複数の端末に送信され、前記信号の各々は、パイロット信号又はパイロット信号を含む信号であることができる。前記端末が受信されたパイロット信号を評価することにより対応するチャネル応答を測定するから、前記基地局は、前記パイロット信号又はパイロット部分に対してプリコーディング操作を実行しない。ステップＳ３２０において、前記基地局は、前記複数の端末から複数のフィードバック信号を受信し、前記フィードバック信号の少なくとも１つは、複数の推薦プリコーディングベクトル及び複数の対応するチャネル状況情報を含む。代替的には、前記フィードバック信号に含まれる前記推薦プリコーディングベクトルは、プリコーディングベクトル又は対応するプリコーディングベクトルを決定するのに使用されることができる所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルの指数であることができる。ステップＳ３３０において、前記基地局は、得られた又は所定の基準を満たす前記推薦プリコーディングベクトル間の相関特性を使用してプリコーディングコードブックを生成する。前記プリコーディングコードブックの各プリコーディングベクトルは、前記端末から送信された前記推薦プリコーディングコードブック内の推薦プリコーディングベクトルであり、前記プリコーディングベクトルの決定手段は、前記推薦プリコーディングベクトルと前記対応するチャネル状況情報との間の相関特性を使用する。前記プリコーディングコードブックが得られた後に、前記基地局は、ステップＳ３４０において前記プリコーディングコードブックを使用して後続する信号に対して送信動作を実行する。
【００２４】
図４は、本発明の一実施例によってプリコーディングコードブックを生成する方法のフローチャートを示す。第一に、ステップＳ３３０において、前記基地局は、ステップＳ４１０において、全ての受信されたチャネル状況情報から最大のチャネル状況情報を選択する。ステップＳ４２０において、前記基地局は、前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び対応する端末、並びに前記決定されたプリコーディングベクトル及び前記決定された端末に対応する送信アンテナを決定し、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記送信アンテナに割り当てる。ステップＳ４３０において、他のチャネル状況情報の各々に対して、前記基地局は、対応する重み付けされたチャネル状況情報を取得するために、前記決定されたプリコーディングベクトルと前記チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルとの間の相関係数に基づいて前記チャネル状況情報に対して重み付け演算を実行する。前記重み付け演算は、式CSIcurrent(i)=f(ei,ej)αCSIprevious(i)βに従うことができ、ここでf(ei,ej)はプリコーディングベクトルeiとejとの間の相関係数であり、プリコーディングベクトルejは、前記決定されたプリコーディングベクトルであり、プリコーディングベクトルeiは前記チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルであり、CSIprevious(i)は前記チャネル状況情報であり、CSIcurrent(i)は前記重み付けされたチャネル状況情報である。前記相関係数は、式
2010520657.tif 000006
又は
2010520657.tif 000007
によって計算されることができる。この後に、前記基地局は、ステップＳ４４０において、全ての前記重み付けされたチャネル状況情報から最大の重み付けされたチャネル状況情報を選択し、ステップＳ４５０において、前記最大の重み付けされたチャネル状況方法に対応するプリコーディングベクトル及び対応する端末並びに前記決定されたプリコーディングベクトル及び前記決定された端末に対応する送信アンテナを決定し、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記送信アンテナに割り当てる。ステップＳ４６０において、十分な決定されたプリコーディングベクトルがプリコーディングコードブックを形成するように得られたかどうかが決定される。得られていない場合、ステップＳ４３０への逆戻りが行われ、そうでなければ、前記プリコーディングコードブックが生成され、ステップＳ３４０に進められる。Ｓ４３０、Ｓ４４０及びＳ４５０からなるサイクルの間に、式CSIcurrent(i)=f(ei,ej)αCSIprevious(i)βにおいて、CSIprevious(i)は、現在の重み付けステップの前の重み付けされたチャネル状況情報をも表すことができ、CSIcurrent(i)は、前記現在の重み付けステップにおいて得られた重み付けされたチャネル状況情報をも表すことができ、プリコーディングベクトルejは、以前のサイクルの演算により決定された決定されたプリコーディングベクトルであり、プリコーディングベクトルeiは、前記現在の重み付け演算において前記チャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルである。
【００２５】
ＥＰ１６９９１４５Ａ２において提案された方法とは異なり、図３及び４の実施例により得られた前記プリコーディングコードブックは、いずれの２つのプリコーディングベクトルも互いに直交するユニタリ行列、又は前記相関係数が１より小さいという条件で、厳密には互いに直交しない２つのプリコーディングベクトルが存在する非ユニタリ行列であることができる。図３及び４の実施例の方法により、より良好な相関（すなわち、相関係数が大きい）を持ち、前記対応するチャネル状況応答も大きいプリコーディングコードブックは、各アンテナが適切なプリコーディングベクトルに割り当てられることができるように選択されることができ、前記対応する端末は、より高いデータ伝送速度を得ることができ、更に、前記システムにより得られる合計データ伝送速度及びシステム容量はより高くなることができる。
【００２６】
本発明の方法を使用するために、図５は、本発明の一実施例による端末のブロック図を示す。端末５００は、受信器５１０と、評価器５２０と、計算器５３０と、推薦ユニット５４０と、送信器５５０とを含む。受信器５１０は、基地局から複数の信号を受信するように構成される。評価器５２０は、前記複数の受信された信号に対応するチャネル応答行列を評価するように構成され、前記チャネル応答行列の各要素は、信号に対応するチャネルのチャネル応答を表すのに使用される。計算器５３０は、複数のチャネル状況情報を計算するように構成され、前記チャネル状況情報の各々は、前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルに対応する。推薦ユニット５４０は、プリコーディングベクトルと前記対応するチャネル状況情報との間の相関係数に基づいて推薦プリコーディングコードブックを生成するように構成され、各推薦プリコーディングベクトルは、前記所定のプリコーディングコードブック内のプリコーディングベクトルである。送信器５５０は、前記推薦プリコーディングコードブック及び複数の対応するチャネル状況情報を前記基地局に送信するように構成される。
【００２７】
計算器５３０は、前記所定のプリコーディングコードブックからプリコーディングベクトルを選択する第１のセレクタ５３２と、チャネル状況情報を計算するチャネル状況情報計算器５３４とを含む。
【００２８】
推薦ユニット５４０は、第２のセレクタ５４２と、決定ユニット５４４と、生成器５４６と、重み付け装置５４８とを含む。第２のセレクタ５４２は、最大のチャネル状況情報を選択するように構成される。決定ユニット５４４は、前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトルを決定するように構成される。生成器５４６は、前記決定ユニットにより選択されたプリコーディングベクトルを前記推薦プリコーディングコードブックに追加するように構成される。重み付け装置５４８は、前記複数のチャネル状況情報に対して重み付け演算を実行するように構成され、前記重み付け装置は、２つのプリコーディングベクトル間の相関係数を計算する相関係数計算器５４８１と、前記相関係数を対応するチャネル状況情報に乗算し、前記対応するチャネル状況情報を更新する乗算器５４８２とを更に有する。
【００２９】
本発明の方法を使用するために、図６は、本発明の一実施例による基地局のブロック図を示す。基地局６００は、受信器６１０、生成器６２０及び送信器６３０を含む。受信器６１０は、複数の端末から複数のフィードバック信号を受信するように構成され、少なくとも１つのフィードバック信号が、複数の推薦プリコーディングベクトル及び複数の対応するチャネル状況情報を含む。生成器６２０は、前記複数のフィードバック信号に基づいてプリコーディングコードブックを生成するように構成され、前記プリコーディングコードブック内の少なくとも１つのプリコーディングベクトルは、少なくとも２つの推薦プリコーディングベクトル間の相関係数に基づいて決定される。送信器６３０は、前記プリコーディングコードブックを使用して送信動作を実行するように構成される。送信器６３０は、更に、プリコーディングベクトル化されずに信号を送信するように構成される。
【００３０】
生成器６２０は、更に、セレクタ６２２と、決定ユニット６２４と、割り当て器６２６と、重み付け装置６２８とを含む。セレクタ６２２は、前記複数のチャネル状況情報から最大のチャネル状況情報を選択するように構成される。決定ユニット６２４は、前記最大のチャネル状況情報に対応するプリコーディングベクトル及び端末、並びに対応する送信アンテナを決定するように構成される。割り当て器６２６は、前記決定されたプリコーディングベクトルを前記決定された送信アンテナに割り当てるように構成される。重み付け装置６２８は、前記複数のチャネル状況情報に対して重み付け演算を実行するように構成され、前記重み付け装置は、更に、２つのプリコーディングベクトル間の相関係数を計算する相関係数計算器６２８１、及び前記相関係数を対応するチャネル状況情報と乗算し、前記対応するチャネル状況情報を更新する乗算器６２８２を有する。
【００３１】
様々な修正が本発明の精神又は範囲から逸脱することなしに本発明の様々な実施例において提供された方法及び装置に対して可能であると当業者により理解される。したがって、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。
【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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【国際調査報告】
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