(57)【要約】  方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列を有する送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し(9A,9B)；方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し(9C)；仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し(9D)；方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し(9E)；及び第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする(9F)；ことを含む方法。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し；
方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；
仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；
方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；及び
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする；
ことを含む方法。
【請求項２】
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、同じフィードバックスケジュールを使用して別々に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分のうちの少なくとも２つをフィードバックすることは、一緒に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることより低い頻度で行う、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ユーザ装置により遂行されるもので、ユーザ装置は、少なくとも第２のチャンネル状態情報フィードバック成分のフィードバックをトリガーする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ダウンリンク参照信号を受信することは、第１のダウンリンク参照信号を受信すること及び第２のダウンリンク参照信号を受信することを含み、その両信号は、第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の計算を可能にするように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第３のチャンネル状態情報は、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）又はランク指示（ＲＩ）フィードバックの１つより成る、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、そして前記第３のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つである、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、方位コードブックを使用し、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、仰角コードブックを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法が最初に遂行されるときに、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、考えられるランクごとに最良の方位フィードバック成分を計算し、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、考えられるランクごとに最良の仰角フィードバック成分を計算し、更に、最終的な方位フィードバック成分、仰角フィードバック成分、及びランクは、メトリックの値を最大にする組み合わせとなるように選択され、そして前記フィードバックは、方位及び仰角フィードバック成分、ランク及び関連チャンネル品質インジケータの値の初期セットをフィードバックする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記方位及び仰角フィードバック成分、ランク、及びその関連チャンネル品質インジケータの少なくとも１つの値をその後に更新することを更に含み、更新されない値は初期の値セットの値に固定されると仮定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記最大にされるメトリックの値は、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報、又は平均２乗エラーのうちの１つの関数である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【請求項１５】
前記コンピュータプログラムは、コンピュータに使用するために実施されるコンピュータプログラムコードを保持するコンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品である、請求項１４に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１６】
プロセッサと、
コンピュータプログラムコードを含むメモリと、
を備えた装置において、メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、装置が、少なくとも、次のこと：即ち、
方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し；
方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；
仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；
方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；及び
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする；
ようにさせるよう構成される、装置。
【請求項１７】
前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を、同じフィードバックスケジュールを使用して別々にフィードバックするように構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分のうちの少なくとも２つを一緒にフィードバックするように構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分より低い頻度でフィードバックするように構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
ユーザ装置として実施されるもので、前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、ユーザ装置が、少なくとも第２のチャンネル状態情報フィードバック成分のフィードバックをトリガーするようにさせるよう更に構成される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、第１のダウンリンク参照信号及び第２のダウンリンク参照信号を受信するように構成され、その両信号は、前記第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の計算を可能にするように構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含む、請求項１６から２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記第３のチャンネル状態情報は、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）又はランク指示（ＲＩ）フィードバックの１つより成る、請求項１６から２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、そして前記第３のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つである、請求項１６から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、方位コードブックを使用して前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し、及び仰角コードブックを使用して前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算するように構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２６】
前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、考えられるランクごとに最良の方位フィードバック成分を最初に計算し、考えられるランクごとに最良の仰角フィードバック成分を計算し、更に、最終的な方位フィードバック成分、仰角フィードバック成分、及びランクを、メトリックの値を最大にする組み合わせとなるように選択し、そして方位及び仰角フィードバック成分、ランク及び関連チャンネル品質インジケータの値の初期セットをフィードバックするように構成される、請求項１６から２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記方位及び仰角フィードバック成分、ランク、及びその関連チャンネル品質インジケータの少なくとも１つの値をその後に更新するように構成され、更新されない値は初期の値セットの値に固定されると仮定する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
最大にされるメトリックの値は、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報、又は平均２乗エラーのうちの１つの関数である、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
請求項１６から２８のいずれか１項に記載の装置を備えたユーザ装置。
【請求項３０】
方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信する手段と；
方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；
仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；
方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする手段と；
を備えた装置。
【請求項３１】
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、同じフィードバックスケジュールを使用して個別に行う、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の少なくとも２つをフィードバックすることは、一緒に行う、請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることより低い頻度で行う、請求項３０に記載の装置。
【請求項３４】
ユーザ装置を備え、該ユーザ装置は、少なくとも第２のチャンネル状態情報フィードバック成分のフィードバックをトリガーする、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記ダウンリンク参照信号を受信する手段は、第１のダウンリンク参照信号を受信する手段及び第２のダウンリンク参照信号を受信する手段を含み、その両信号は、第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の計算を可能にするように構成される、請求項３０に記載の装置。
【請求項３６】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含む、請求項３０から３５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３７】
前記第３のチャンネル状態情報は、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）又はランク指示（ＲＩ）フィードバックの１つより成る、請求項３０から３６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３８】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、そして前記第３のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つである、請求項３０から３７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３９】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段は、方位コードブックを使用し、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段は、仰角コードブックを使用する、請求項３０に記載の装置。
【請求項４０】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段は、考えられるランクごとに最良の方位フィードバック成分を計算し、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段は、考えられるランクごとに最良の仰角フィードバック成分を計算し、更に、最終的な方位フィードバック成分、仰角フィードバック成分、及びランクは、メトリックの値を最大にする組み合わせとなるように選択され、そして前記フィードバックする手段は、方位及び仰角フィードバック成分、ランク及び関連チャンネル品質インジケータの値の初期セットをフィードバックする、請求項３０から３９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４１】
前記方位及び仰角フィードバック成分、ランク、及びその関連チャンネル品質インジケータの少なくとも１つの値をその後に更新することを更に含み、更新されない値は初期の値セットの値に固定されると仮定する、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記最大にされるメトリックの値は、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報、又は平均２乗エラーのうちの１つの関数である、請求項４０に記載の装置。
【請求項４３】
請求項３０から４２のいずれか１項に記載の装置を備えたユーザ装置。
【請求項４４】
請求項３０から４２のいずれか１項に記載の装置を備えた通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、ワイヤレス通信システム、方法、装置及びコンピュータプログラムに関するもので、より詳細には、多入力多出力（ＭＩＭＯ）、閉ループＭＩＭＯ、ダウンリンク（ＤＬ）単一ユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）、アンテナアレイ処理、ビーム形成、仰角（elevation）ビーム形成、セルラーシステムにおけるアンテナアレイ配備、コードブックフィードバック、３Ｄ  ＭＩＭＯ、及びプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）フィードバックに関する。
【背景技術】
【０００２】
本章は、請求の範囲に開示される発明の背景又は状況を示すものである。ここでの説明は、遂行はできるが必ずしも以前に考案され、具現化され又は説明されたものではない概念を含み得る。それ故、特に指示のない限り、本章に述べることは、本願の説明及び請求の範囲に対する従来技術でもないし、本章に含ませることにより従来技術であると認めるものでもない。本明細書及び／又は添付図面に見られる略語は、請求の範囲の前に定義する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
典型的なアンテナ配備は、方位次元に適応するよう処理される水平配列のアンテナ素子のアレイを備えている。近年のアーキテクチャーは、垂直及び水平の両方に配列されたアンテナ素子を有効に含むアレイを生成するように提案され、それ故、方位及び仰角の両方の次元に適応する能力が約束される。しかしながら、方位及び仰角の両方の次元に適応する能力をもつシステムの実施に伴って問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これは、序文であることが意図され、考えられる具現化の例を含む。
【０００５】
第１の態様によれば、本発明の規範的な実施形態は、方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し；方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；及び第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする；ことを含む方法を提供する。
【０００６】
別の規範的実施形態によれば、前記段落による方法を実行するためのプログラムコードを含むコンピュータプログラムが開示される。別の規範的実施形態は、前記段落によるコンピュータプログラムであり、そのコンピュータプログラムは、コンピュータに使用するために実施されるコンピュータプログラムコードを保持するコンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品である。
【０００７】
更に別の態様によれば、本発明の規範的実施形態は、前記方法に基づいて動作する装置を提供する。例えば、装置は、プロセッサと、コンピュータプログラムコードを含むメモリとを備えている。メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、装置が、少なくとも、次のこと：即ち、方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し；方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；及び第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする；ようにさせるよう構成される。
【０００８】
別の例として、装置は、方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信する手段と；方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする手段と；を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のアンテナパネル設計の概略を示す。
【図２】仰角ビーム形成アーキテクチャー及び実施を達成する２つの方法を説明するのに有用なもので、第１の方法を示す図である。
【図３】仰角ビーム形成アーキテクチャー及び実施を達成する２つの方法を説明するのに有用なもので、第２の方法を示す図である。
【図４】３Ｄ  ＭＩＭＯをサポートするためのアンテナアレイアーキテクチャーを示すもので、この非限定例では、方位にＭ＝４のアンテナがあり、仰角にＥ＝３のアンテナがある。
【図５】３Ｄ  ＭＩＭＯのアンテナアレイのコントロールを示すもので、ランク１送信（Ｍ＝４、Ｅ＝３）を示す。
【図６】３Ｄ  ＭＩＭＯのアンテナアレイのコントロールを示すもので、ランク２送信（Ｍ＝４、Ｅ＝２）を示す。
【図７】シミュレーションの結果を示し、本発明の使用により可能となる固定アンテナダウン傾斜対可変ダウン傾斜を示し、そして得られるスループットの利得を示すグラフである。
【図８】複数のＵＥ及び１つのｅＮＢを含むシステムであって、本発明の実施形態に基づいて動作するように構成されたシステムの簡単な全体的ブロック図である。
【図９】本発明の規範的な実施形態による方法の動作及びコンピュータプログラムインストラクションの実行結果を示す論理フロー図である。
【図１０】本発明の規範的な実施形態による方法の動作及びコンピュータプログラムインストラクションの実行結果を示す論理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明により対処され解決される問題の発生は、閉ループのＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯに対して方位及び仰角の両方にわたって共同適応を効率的に可能にするフィードバックフレームワークを必要とする。
【００１１】
ここでは、主としてＦＤＤシステムについて説明するが、本発明の実施形態は、ＦＤＤシステムへの使用のみに限定されない。
【００１２】
以前の提案及び既存の実施は、閉ループＳＵ／ＭＵ−ＭＩＭＯにおいて方位及び仰角の両方をコントロールするのに必要なフィードバック方法に向けられておらず又は充分に向けられていない。
【００１３】
ある従来の提案は、仰角パターンを、ユーザごと（ＵＥごと）ではなく、セクタごとに適応させ、それ故、ユーザごとの適応共同仰角／方位能力を可能にするのに適したフィードバック方法を与えるものではない。
【００１４】
既存の方位のみのＭＩＭＯ方法を、方位及び仰角の両次元において閉ループ適応をサポートするように拡張することで、特にセルの縁において著しいシステム性能利得を与えることができる。本発明の実施形態は、ダウンリンクＭＩＭＯ送信に対して方位及び仰角の両方に閉ループ適応をサポートするための融通性のある効率的なフレームワークを提供する。アップリンク／ダウンリンクチャンネルの相互利益を直接利用できない場合に、方位及び仰角の両方においてこの閉ループ適応をサポートして、ＦＤＤシステムにおいて方位及び仰角に共同適応をサポートするためのフィードバックメッセージが与えられる。
【００１５】
本発明の実施形態は、共同仰角及び方位ビーム形成／閉ループＭＩＭＯ送信を可能にするためのフィードバック方法を提供する。この規範的な実施形態では、送信の重みを計算するタスクが、１つは方位に対するもの及び１つは仰角に対するものの、２つの個別のプロセスに分解される。方位に向けられたフィードバック（例えば、方位ＰＭＩ）、仰角に向けられたフィードバック（例えば、仰角ＰＭＩ）、及び共同仰角及び方位適応性（例えば、ＣＱＩ及びランク決定）を考慮するフィードバックメッセージ、の３つの形式のフィードバックメッセージが生成される。それら３つの全形式のフィードバックについてスケジュールが生成され、あるフィードバックは、ｅＮＢにより事前にアレンジされ又は要求されるのではなく、ＵＥでトリガーされる。
【００１６】
ユーザごとの方位／仰角最適化の１つの非限定効果は、ＵＥへのリンクを更に最適化するために仰角パターンのコントロールを更に調整することである。方位に向けられたフィードバックを仰角に向けられたフィードバックから分離する解決策は、仰角に向けられたフィードバックが、典型的に、方位に向けられたフィードバックほど急速に変化しないという点で効率を与える。
【００１７】
本発明による幾つかの非限定実施形態を詳細に説明する前に、本発明に関連した幾つかの背景技術を詳細に検討するのが有用であろう。
【００１８】
図１は、従来のアンテナパネル設計の概略を示す。物理的なＸＰＯＬアンテナパネル１０は、典型的に、複数の＋４５°アンテナサブ素子及び複数の−４５°アンテナサブ素子より成る。＋４５°サブ素子は、論理的な＋４５°アンテナ１２を形成するように整相され、そして−４５°サブ素子は、論理的な−４５°アンテナ１４を形成するように整相される。その結果、一方が＋４５°及び他方が−４５°の偏波を伴う２つの論理的アンテナ１６が形成される。同様の概念が同一偏波(co-pol)(co-polarization)垂直素子（図示せず）を含むパネルアレイに適用される。アンテナ１２及び１４に使用される位相は、仰角次元に特定のアンテナパターンを生成することが意図される。又、機械的なダウン傾斜を使用してセルのカバレージを最適化することもできる。仰角パターンは、典型的に、全体的なアンテナ利得を上げると共に高い塔からセルをカバーするためにマクロセルにおいて非常に狭いものである。
【００１９】
図２及び３は、仰角ビーム形成アーキテクチャー及び実施を達成するための２つの方法を説明するときに有用である。一般的に、これは、同一偏波サブ素子の整相を経て偏波当たり複数のビームを生成することを含む。第１の方法（図２）では、所与の偏波に対する各仰角ビームは、その偏波の全てのサブ素子を使用して形成される。第２の方法（図３）では、所与の偏波に対する各仰角ビームは、サブ素子の非重畳サブセットを使用する。各パネルは、２つの偏波の各々に対してある数の垂直素子を含む。従って、ｅＮＢのアレイは、方位の素子を設けるために複数のパネルを有する。
【００２０】
第１の方法（図２）では、パネルに偏波当たりＱ個の素子で、パネルに合計２Ｑ個のサブ素子がある。その作用は、偏波ごとにＱ個の素子からＥ本のビームを形成することであり、その結果、パネルは、交差偏波(cross pol)の論理的Ｅ×２垂直アレイを形成する。Ｔｘ重みが論理的交差偏波への入力（即ち、ポートＰ１・・・Ｐ２Ｅ）に加えられて、仰角次元においてビーム形成する。論理的交差偏波アンテナを形成するＴｘ重み（即ち、重みｆ１１・・・ｆＱＥ）は、典型的に、ＲＦレベルに適用され（即ち、アップ混合の後に）、一方、論理的交差偏波への入力に適用されるＴｘ重み（図示せず）は、典型的に、基本帯域において適用される。
【００２１】
第２の方法（図３）では、パネルの偏波当たりＱ＝６個の素子の例を仮定すれば、偏波ごとに、Ｅ＝３本のビームが、各々、その偏波をもつ２つのサブ素子の各々から形成される。その結果、垂直方向に３×２のＸ偏波(Ｘｐｏｌ)論理アレイが生じる。仰角ビーム形成のためにビームの入力（即ち、ポートＰ１・・・Ｐ６）にＴｘ重みが適用される。図２の第１の方法に勝る１つの効果は、要求されるコンポーネントが少ないことである（アンテナには加算素子（Σ）が必要とされないことに注意されたい）。
【００２２】
図１から３は、２つの偏波、即ちＸＰＯＬのケースでは、±４５、Ｖ／Ｈ、及びＣｏ−Ｐｏｌのケースでは、ＶＶ、ＨＨ、の各々について論理的にＥ個の垂直素子より成るアンテナパネルアレイを生成する技術について説明した。
【００２３】
垂直ビーム形成をサポートすることのできるアンテナアーキテクチャーを形成するために他の技術も使用できることに注意されたい。例えば、簡単な方法は、方位にＭ個の素子及び仰角にＥ個の素子より成る二次元レイアウトに１組の物理的交差偏波素子を配列するだけである。本発明の非限定実施形態によるフィードバック方法は、二次元レイアウトを有するいずれのアレイアーキテクチャーにも適用することができる。
【００２４】
図４に見られるように、ｅＮＢのアンテナアレイ２０は、方位素子を設けるために複数のパネル（例えば、２つのパネル２０Ａ、２０Ｂ）を含むことができる。全体的なアレイサイズは、既存の構造と同様である。図４に示す全体的な論理的アレイ構造の例は、２つの交差偏波パネルを含み、各パネルは、垂直次元にＥ＝３個の論理的交差偏波アレイを、そして列ごとに６個のトランシーバを含む。
【００２５】
図４の構成は、アンテナ構成が交差偏波アンテナの二次元レイアウトを含むと仮定している。この例では、方位次元にＭ＝４個のアンテナがあり、垂直（仰角）次元にＥ＝３個のアンテナがある。アンテナは、文字（Ａ、Ｂ、Ｃ・・・）が、アンテナが配置される「行」を指し、そして数字がアンテナの方位位置を指すアルファニューメリック方式に基づいて表示される。奇数は、＋４５°の偏波を伴う素子を指し、一方、偶数は、−４５°の偏波を伴う素子を指す。
【００２６】
図４の二次元アレイ構造では、閉ループ送信のための既存の方法を適用することができる。例えば、Ｍ×Ｅアンテナコードブックを確立し、ＵＥが最良のプレコーダーマトリクスを選択しそしてその最良のプレコーダーマトリクスのインデックス（プレコーダーマトリクスインデックス又はＰＭＩ）をベースステーションへフィードバックすることにより、コードブックフィードバックベースの方法をこのアレイ構造に適用することができる。ＭとＥの積が２、４又は８に等しい場合には、３ＧＰＰに既に定義されているコードブックを単純に使用することができる。しかしながら、３ＧＰＰに現在定義されているコードブックは、直線的な一次元アレイ構造で方位のみの適応について設計されたものであるから、二次元アレイ構造でそれらのコードブックを単純に使用しても、最良の性能は発揮されない。Ｍ×Ｅが２、４又は８に等しくないアレイの配備が望まれることもあり、その場合には、Ｍ×Ｅアンテナコードブックを設計しなければならない。更に、Ｍ×Ｅの積が非常に大きくなり、例えば、８より大きくなる場合には、コードブックサーチの複雑さが、レガシー３ＧＰＰコードブックに比して、受け容れられないものとなる。又、Ｍ×Ｅの値が大きいと、全てのＭ×Ｅアンテナへのチャンネルの測定をＵＥに許すために必要なパイロットオーバーヘッドも受け容れられないものとなる。その結果、ベースステーションにおいて二次元アレイ構造に対してＭ×Ｅコードブックを簡単に設計することよりも優れた解決策が要望される。
【００２７】
現在のアンテナアレイは、垂直のビーム形成についてはセクタ特有であり、垂直ビーム形成は、例えば、図３に示す第２の方法に基づいて実施される。全信号帯域巾（全トラフィック及びコントロール）は、同じ垂直整相重み付けを使用して送信され、そしてセルにおけるトラフィック／ＵＥ状態／分布に基づいてセル特有の適応を使用する。
【００２８】
これにより生じて、本発明の実施形態で軽減される問題は、ユーザ特有（ＵＥ特有）の垂直ビーム形成／ＭＩＭＯをどのように与えるかである。本発明の実施形態は、ＬＴＥ規格で既にサポートされている方位ベースの閉ループ送信方法に関連して垂直ビーム形成をどのようにコントロールするかの問題に向けられる。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、仰角ビーム形成を与え且つ可能にするアーキテクチャーが提供される。図４に示した規範的なアンテナアレイを考えると、Ｍ個の方位素子×Ｅ本の垂直ビームがあり、列当たり全部でＥ×２個のトランシーバがあり、そして合計Ｍ×Ｅ個のトランシーバがある。図４の非限定例では、上述したように、Ｍ＝４、Ｅ＝３及びＭ×Ｅ＝１２である。
【００３０】
対処すべき全体的問題は、現在規格において可能とされている「慣習的な」方位向けの送信アンテナアレイ技術を、ユーザ特有（ＵＥ特有）ベースで仰角次元を取り扱うように拡張することに関する。
【００３１】
本発明の実施形態によって対処されるより特定の問題は、閉ループＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯにおいて仰角及び方位の両方にわたって共同適応を可能にするためのフィードバックフレームワーク（ＵＥからのフィードバック）の設計である。
【００３２】
これらの実施形態は、少なくとも、ＴＤＤシステムはＵＥフィードバックメッセージに依存するのではなくＴＤＤの相互利益をレバレッジできるという理由で、ＴＤＤシステムではなくＦＤＤシステムを参照して主として説明する。しかしながら、本発明の実施形態は、ＦＤＤ及びＴＤＤの両システムに適用できることを銘記されたい。
【００３３】
又、上述したように、現存のプレコーダーコードブック方法は、一次元アレイ構成（例えば、垂直又は交差偏波素子の直線アレイ）の仮定のもとで設計されて使用され、二次元（即ち、仰角及び方位）を考慮していない。更に、現存のフィードバック方法、例えば、共分散フィードバック（アナログ／デジタル）、固有ベクトル（アナログ／デジタル）、等は、一次元アレイ構成を仮定したＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳプラスフィードバックメッセージを使用する。現在定義されているＵＥフィードバックメッセージは、直線的な一次元アレイ構成（垂直及び水平の両方に配列されたアンテナ素子を考慮していない）を仮定している。
【００３４】
本発明を更に説明する前に、本発明の使用から利益を得られるワイヤレス通信システム１の一例を示す図８について説明する。システム１は、ＬＴＥのリリース１２（Ｒｅｌ−１２）と互換性のあるＬＴＥシステムである。ＬＴＥのより高いリリース（Ｒｅｌ−１２より高い）も、他の形式のワイヤレス通信システムと同様に、本発明の使用から利益が得られることに注意されたい。
【００３５】
システム１は、一般性を失うことなく、クライアント装置又はノード又はステーション又はＵＥ１００とも称される複数の装置を備えている。システム１は、更に、一般性を失うことなく、ワイヤレス高周波（ＲＦ）リンク１１を経てＵＥ１００と通信するベースステーション又はネットワークアクセスノード又はアクセスポイント又はＮｏｄｅＢ又はｅＮＢ１２０と称される別の装置も備えている。２つのＵＥ１００が示されているが、実際には、ｅＮＢ１２０により確立されるセル（１つ又は複数）によってサービスされるＵＥ１００は数十又は数百ある。各ＵＥ１００は、少なくとも１つのコンピュータ又はデータプロセッサのようなコントローラ１０２と、コンピュータインストラクションのプログラム（ＰＲＯＧ）１０６を記憶するメモリ１０４として実施される少なくとも１つの非一時的コンピュータ読み取り可能なメモリ媒体と、アンテナ１１０を経てｅＮＢ１２０と両方向ワイヤレス通信するための少なくとも１つの適当なＲＦ送信器（Ｔｘ）及び受信器（Ｒｘ）対（トランシーバ）１０８と、を備えている。
【００３６】
又、ｅＮＢ１２０も、少なくとも１つのコンピュータ又はデータプロセッサのようなコントローラ１２２と、コンピュータインストラクションのプログラム（ＰＲＯＧ）１２６を記憶するメモリ１２４として実施される少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能なメモリ媒体と、アンテナアレイを経てＵＥ１００と通信するための適当なＲＦトランシーバ１２８と、を備えている。送信アンテナアレイ２０は、図４に示して上述したように、非限定例として、Ｍ個の方位素子×Ｅ本の垂直ビームを含み、列当たり全部でＥ×２個のトランシーバがあり、そして合計Ｍ×Ｅ個のトランシーバがあるように構成される（例えば、Ｍ＝４、Ｅ＝３及びＭ×Ｅ＝１２）。受信アンテナアレイ２２も設けられる。
【００３７】
ｅＮＢ１２０は、ＬＴＥシステムにおいて移動管理エンティティ（ＭＭＥ）及びサービングゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）への接続を与えるＳ１インターフェイス１３０のようなインターフェイスを経てコアネットワーク（図示せず）にインターフェイスされると仮定する。
【００３８】
本発明の規範的実施形態の説明上、ＵＥ１００は、以下に詳細に述べるように、本発明に基づいて動作するフィードバック導出及び送信（ＦＤＴ）機能１１２を含むものと仮定する。このＦＤＴ機能１１２は、方位及び仰角コードブック１１４に関連して動作する。ｅＮＢ１２０は、以下に述べるように、本発明に基づいて動作するフィードバック受信、送信重み計算（ＦＲＴＷＣ）機能１３２も含むと仮定する。
【００３９】
プログラム１０６及び１２６の少なくとも１つは、関連するコントローラにより実行されたときに、本発明の規範的な実施形態により、以下に詳細に述べるように装置を動作できるようにするプログラムインストラクションを含むと仮定する。即ち、本発明の規範的な実施形態は、ＵＥ１００のコントローラ１０２及び／又はｅＮＢ１２０のコントローラ１２２により実行可能なコンピュータソフトウェアにより、又はハードウェアにより、或いはソフトウェアとハードウェア（及びファームウェア）の組み合わせにより、少なくとも一部分、実施される。又、ＦＤＴ１１２の機能も、ＵＥ１００のコントローラ１０２により実行可能なコンピュータソフトウェアにより、又はハードウェアにより、或いはソフトウェアとハードウェア（及びファームウェア）の組み合わせにより、少なくとも一部分実施される。ＦＲＴＷＣ１３２の機能も、ｅＮＢ１２０のコントローラ１２２により実行可能なコンピュータソフトウェアにより、又はハードウェアにより、或いはソフトウェアとハードウェア（及びファームウェア）の組み合わせにより、少なくとも一部分、実施される。
【００４０】
図８に示された種々のコントローラ／データプロセッサ、メモリ、プログラム、トランシーバ及びアンテナアレイは、全て、本発明の多数の非限定態様及び実施形態を具現化する動作及び機能を遂行するための手段を表わすと考えられる。
【００４１】
一般的に、ＵＥ１００の種々の実施形態は、移動通信装置、デスクトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、デジタルカメラのような画像捕獲装置、ゲーム機、音楽記録再生機器、ワイヤレスインターネットアクセス及びブラウジングを可能にするインターネット機器、及びそのような機能を組み合わせて合体するポータブルユニット又はターミナルを含むが、これに限定されない。
【００４２】
コンピュータ読み取り可能なメモリ１０４及び１２４は、ローカルの技術的環境に適したものであればいずれの形式でもよく、又、適当なデータ記憶技術、例えば、半導体ベースのメモリ装置、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、プログラマブルリードオンリメモリ、フラッシュメモリ、磁気メモリ装置及びシステム、光学的メモリ装置及びシステム、固定メモリ及び取り外し可能なメモリ、を使用して実施される。コントローラ１０２及び１２２は、ローカルの技術的環境に適したものであればいずれの形式でもよく、非限定例として、汎用コンピュータ、特殊目的コンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、及びマルチコアプロセッサアーキテクチャーに基づくプロセッサ、の１つ以上を含む。
【００４３】
本発明の規範的な実施形態は、送信重み計算（ＦＲＴＷＣ１３２）及びサポートフィードバック（ＦＤＴ１１２）方法が、１つは方位に対するもの及び１つは仰角に対するものの、２つの個別のプロセスに分解されるｅＮＢ１２０のための送信方法を提供する。ｅＮＢ１２０は、方位に適応されるが垂直に配列される複数の水平ビームを形成することができる。これらの複数のビームは、仰角次元に適応させるように一緒に同一整相される。
【００４４】
ＦＤＴ１１２は、ＦＲＴＷＣ１３２により方位に適応させることのできる方位向けのフィードバックメッセージ（例えば、コードブックＰＭＩ／共分散マトリクス／固有ベクトル、等）を確立するのに使用される。又、ＦＤＴ１１２は、ＦＲＴＷＣ１３２により仰角に適応させることのできる仰角向けのフィードバックメッセージ（例えば、コードブックＰＭＩ／共分散マトリクス／固有ベクトル、等）を確立するのにも使用される。又、ＦＤＴ１１２は、仰角及び方位の両方に生じる適応を考慮する共同フィードバックメッセージ（例えば、ランク指示（ＲＩ）、ＣＱＩ）を確立するのにも使用される。ＦＤＴ１１２は、これら３つの形式のフィードバックメッセージ各々に含まれるフィードバック量の適応レートが異なるとの確認で動作される。
【００４５】
この一般的なフレームワークに入る非限定例は多数ある。例えば、プレコーダーコードブックは、そのプレコーダーコードブックのどの部分が仰角に向けられそしてどの部分が方位に向けられるかＵＥ１００に分かるように設計される。この例では、第１のＰＭＩがＵＥ１００からフィードバックされて、ｅＮＢ１２０が、垂直に配列された複数の方位ビームを確立できるようにする。次いで、第２のＰＭＩがフィードバックされて、複数の方位ビームをコヒレントに同一整相(co-phase)し、仰角次元をコントロールする。
【００４６】
別の例として、一度に１つ又は両方の次元を適応させる共分散マトリクスフィードバック（アナログ又はデジタル）がある。この例によれば、第１の共分散マトリクスがＵＥ１００からフィードバックされて、ｅＮＢ１２０が、垂直に配列された複数の方位ビームを確立できるようにする。次いで、第２の共分散マトリクスがフィードバックされて、ｅＮＢ１２０が、仰角次元をコントロールするために複数の方位ビームを重み付けする送信重みを計算できるようにする。ＵＥ１００がフィードバックする共分散マトリクスは、その共分散マトリクスのエントリが、例えば、あるビット数に基づいて量子化され、次いで、バイナリメッセージとして送信されるデジタルエンコード技術（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ規格に使用される適応コードブックに使用される技術と概念的に同様の技術）に基づいてエンコードされる。或いは又、共分散マトリクスは、例えば、その共分散マトリクスのエントリがサブキャリアを非量子化形態で変調するアナログエンコード技術に基づいてエンコードされてもよい。
【００４７】
別の例として、一度に１つ又は両方の次元を適応させる固有ベクトルフィードバック（アナログ又はデジタル）がある。この例では、ＵＥ１００は、先ず、ｅＮＢ１２０により送信される参照信号からダウンリンク共分散マトリクスを推定する。次いで、ＵＥ１００は、共分散マトリクスの１つ以上の固有ベクトルを計算し、そして１つ以上の固有ベクトルをフィードバックメッセージへエンコードして、そのフィードバックメッセージをｅＮＢ１２０へ返送する。共分散マトリクスフィードバックの例と同様に、固有ベクトルフィードバックは、アナログ（即ち、非量子化）又はデジタル（例えば、量子化されてデジタルメッセージへエンコードされる）。次いで、ｅＮＢ１２０は、ＵＥ１００からフィードバックされた固有ベクトルを使用して、方位次元及び／又は仰角次元を適応させる。
【００４８】
別の例として、ＰＭＩフィードバック又は共分散マトリクスフィードバック又は固有ベクトルフィードバックの１つは、ある次元を適応させ、そしてＰＭＩフィードバック又は共分散マトリクスフィードバック又は固有ベクトルフィードバックの１つは、他の次元を適応させる。
【００４９】
図９を参照して以下に述べるのは、３Ｄ（三次元方位及び仰角）ＭＩＭＯのためのフィードバックを与える１つの一般的な解決策である。
【００５０】
ステップ９Ａ：ＵＥ１００は、方位において分離されたアンテナポートのためのＣＳＩフィードバックをＵＥ１００が計算できるように送信されたＤＬ参照信号（ＲＳ）を、ｅＮＢ１２０から受信する。
【００５１】
ステップ９Ｂ：ＵＥ１００は、仰角において分離されたアンテナポートのためのＣＳＩフィードバックをＵＥ１００が計算できるように送信されたＤＬ参照信号（ＲＳ）を、ｅＮＢ１２０から受信する。
【００５２】
ステップ９Ｃ：ＵＥ１００は、方位のみの適応、例えば、方位ＰＭＩを仮定して（ＵＥ仮説）、ＤＬ  ＲＳからあるＣＳＩフィードバック成分を計算する
【００５３】
ステップ９Ｄ：ＵＥ１００は、仰角のみの適応、例えば、仰角ＰＭＩを仮定して（ＵＥ仮説）、ＤＬ  ＲＳからあるＣＳＩフィードバック成分を計算する
【００５４】
ステップ９Ｅ：ＵＥ１００は、方位及び仰角の両方の適応、例えば、ＣＱＩ及びＲＩを仮定して（ＵＥ仮説）、ＤＬ  ＲＳからあるＣＳＩフィードバック成分を計算する
【００５５】
ステップ９Ｆ：ＵＥ１００は、同じ又は異なるタイムスケジュールに基づき、ステップ９Ｃ、９Ｄ及び９Ｅで計算されたＣＳＩフィードバック成分をｅＮＢ１２０へフィードバックする。
【００５６】
ＵＥ１００の仰角向けの情報／フィードバックは、仰角向けのフィードバックが変化するときにＵＥトリガーベースでｅＮＢ１２０へ送信される。即ち、ＵＥ１００の仰角向けの情報／フィードバックは、必要に応じて送信される。或いは又、仰角向けのフィードバックは、例えば、仰角向けのフィードバックを更新する必要があることをｅＮＢ１２０が決定したときに、ｅＮＢトリガーベースでｅＮＢ１２０により要求されてもよい。
【００５７】
図９を参照すれば、ステップの順序は変更することができ、時間シーケンスを意味しないことに注意されたい。更に、ステップ９Ａ及び９Ｂは、１つの（任意の）ステップに結合することができる。例えば、ステップ９Ａ及び９Ｂで受信される参照信号は、ＵＥ１００により仰角フィードバック及び方位フィードバックの両方を同時に計算できるようにする１組の参照信号である。
【００５８】
注目すべき１つのポイントは、レガシー適合のフィードバックメッセージ（例えば、ＬＴＥ  Ｒｅｌ−１０）である方位向けのフィードバックメッセージが、仰角向けのフィードバックメッセージから減結合されることである。
【００５９】
図１０及び図５を参照して以下に述べるのは、３Ｄ  ＭＩＭＯのフィードバックを与えるための解決策の別の例であり、この非限定例では、仰角及び方位の両方にＰＭＩフィードバックが使用される。この例は、次の条件を仮定している。即ち、Ｍ＝４方位×Ｅ＝３仰角；３つのサブアレイ−アレイＡ、Ｂ、Ｃ；及び方位に１つの空間的ストリーム。図５及び図６は、以下に詳細に説明する。
【００６０】
ステップ１０Ａ：ｅＮＢ１２０は、４ポート方位向けのＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳを送信し、そしてＵＥ１００はそれを受信し、垂直ポートは一緒にアグリゲートされて、４つの方位ポートを形成し、それを経て４ポートＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳが送信される。
【００６１】
ポート｛＊１｝は、アグリゲーション戦略を経て一緒にアグリゲートされて、＋４５°偏波の単一の方位ポートを形成する。
【００６２】
ポート｛＊２｝は、アグリゲーション戦略を経て一緒にアグリゲートされて、−４５°偏波の単一の方位ポートを形成する。
【００６３】
ポート｛＊３｝は、アグリゲーション戦略を経て一緒にアグリゲートされて、＋４５°偏波の単一の方位ポートを形成する。
【００６４】
ポート｛＊４｝は、アグリゲーション戦略を経て一緒にアグリゲートされて、−４５°偏波の単一の方位ポートを形成する。
【００６５】
この例では、Ｘを数字とすれば、表記｛＊Ｘ｝は、数字Ｘを第２のインデックスとして有する全アンテナのセットを意味する（例えば、｛＊１｝は、この例では、アンテナＡ１、Ｂ１及びＣ１のセットを指す）。
【００６６】
アグリゲーション戦略は、全セルカバレージに対して最適化された特定のＤＬ整相ベクトル（又はより一般的には重みベクトル）を経て行われる（例えば、アグリゲーションから形成された各方位ポートにおいて固定の１５°ダウン傾斜をもつ垂直パターンを達成する整相ベクトル）。アグリゲーションは、例えば、周期的シフトダイバーシティ（ＣＳＤ）／周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）／周期的シフトトランジットダイバーシティ（ＣＳＴＤ）又はランダムプレコーディングの１つを使用することにより達成される。アンテナアグリゲーションの他の方法を使用することもできる。
【００６７】
ステップ１０Ｂ：ｅＮＢ１２０は、３ポート仰角向けのＣＳＩ−ＲＳを送信し、そしてＵＥ１００はそれを受信し、水平ポートは一緒にアグリゲートされて、３つの仰角ポートを形成する。
【００６８】
ポート｛Ａ＊｝は、アグリゲーション戦略を経て一緒にアグリゲートされて、単一の仰角ポートを形成する。
【００６９】
ポート｛Ｂ＊｝は、アグリゲーション戦略を経て一緒にアグリゲートされて、単一の仰角ポートを形成する。
【００７０】
ポート｛Ｃ＊｝は、アグリゲーション戦略を経て一緒にアグリゲートされて、単一の仰角ポートを形成する。
【００７１】
この例では、Ｙを文字とすれば、表記｛Ｙ＊｝は、文字Ｙを第１のインデックスとして有する全アンテナのセットを意味する（例えば、｛Ａ＊｝は、この例では、アンテナＡ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４のセットを指す）。
【００７２】
アグリゲーション戦略は、全セルカバレージに対して最適化された特定のＤＬ整相ベクトルを経て行われる。アグリゲーションは、例えば、周期的シフトダイバーシティ（ＣＳＤ）／周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）／周期的シフトトランジットダイバーシティ（ＣＳＴＤ）又はランダムプレコーディングの１つを使用することにより達成される。アンテナアグリゲーションの他の方法を使用することもできる。
【００７３】
ステップ１０Ｃ：ＵＥ１００は、方位のみの適応を仮定して、４ポート方位向けＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳを見て、最良の４ポートＰＭＩを計算する。
【００７４】
ステップ１０Ｄ：ＵＥ１００は、仰角のみの適応を仮定して、３ポート仰角向けＣＳＩ−ＲＳを見て、最良の３ポートＰＭＩを計算する。
【００７５】
ステップ１０Ｅ：ＵＥ１００は、方位向けのＰＭＩ及び仰角向けのＰＭＩの両方を考慮してランク指示（ＲＩ）及びＣＱＩを計算する。
【００７６】
ステップ１０Ｆ：ＵＥ１００は、仰角向けＰＭＩ、方位向けＰＭＩを同じ又は異なるタイムスケジュールでフィードバックする。例えば、仰角向けＰＭＩのフィードバックは、ｅＮＢ１２０によりスケジュールされるか又は要求されたプロセスではなく、ＵＥでトリガーされるプロセスである。又、ＵＥ１００は、ＲＩ及びＣＱＩもフィードバックする。
【００７７】
ステップ１０Ａ及び１０Ｂは、ＤＬ参照信号をどのように送信すべきか及び他の技術をどのように使用すべきかの非限定例を表わすことに注意されたい。例えば、ＤＬ参照信号は、単純なＭ×Ｅ  ＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳレイアウトを使用して送信され、そしてＵＥ１００は、Ｍ×Ｅ  ＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳレイアウトからＭ×Ｅアンテナポートへのマッピングが通知される。文書、例えば、３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１１Ｖ１０．４．０（２０１１−１２）Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 10)は、３ＧＰＰ  ＬＴＥに対するＣＲＳ／ＣＳＩ−ＲＳのパイロットレイアウトを定義する。又、文書３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１１も、閉ループプレコーディングをサポートするのに使用されるコードブックを定義する。文書、例えば、３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１３Ｖ１０．４．０（２０１１−１２）Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 10)は、ＵＥ１００及びｅＮＢ１２０がＰＭＩ、ＣＳＩ、ＣＱＩ、等をレポートする手順を記述する。本発明の説明上、３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１１、及び３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１３に記述された種々のパラメータ及び手順は、「レガシー」パラメータ及び手順と考える。
【００７８】
本発明の以上の規範的実施形態に対して多数の変更を行うことができる。
【００７９】
例えば、次元（方位／仰角）の一方又は両方に対するフィードバックは、共分散マトリクス又は固有ベクトルであり、或いは次元（方位／仰角）の一方又は両方に対するフィードバックは、ＰＭＩであり、或いは次元（方位／仰角）の一方又は両方に対するフィードバックは、実際のチャンネルである（例えば、「アナログ」フィードバック又はある仕方でエンコード又は量子化されるフィードバックを伴う）。
【００８０】
方位におけるＭ＝４及び仰角におけるＥ＝３の使用を一例として考える。このケースでは、方位次元について、ＰＭＩフィードバックは、Ｍアンテナコードブックをベースとし、そして共分散フィードバックは、Ｍ×Ｍ共分散マトリクス（例えば、量子化又はアナログ／非量子化、等）をベースとする。方位次元を適応させるための固有ベクトルフィードバックは、Ｍ×Ｍ共分散マトリクスの１つ以上のＭ×１固有ベクトルをフィードバックすることより成る。仰角次元については、ＰＭＩフィードバックは、Ｅアンテナコードブックをベースとし、そして共分散フィードバックは、Ｅ×Ｅ仰角共分散マトリクス（量子化、アナログ、等）をベースとする。仰角次元を適応させるための固有ベクトルフィードバックは、Ｅ×Ｅ仰角共分散マトリクスの１つ以上のＥ×１固有ベクトルをフィードバックすることより成る。
【００８１】
図１０のステップ１０Ａ及び１０Ｂは、一般的な参照信号を送信する１つの一般的なステップとして結合されてもよい。
【００８２】
又、方位向けのフィードバックを返送するためのスケジュールは、仰角向けのフィードバックを返送するためのスケジュールと同じでもよいし異なってもよい。例えば、方位向けのフィードバックは、Ｎ番目のフレームごとに送信され、一方、仰角向けのフィードバックは、Ｘ＊Ｎ番目のフレームごとに送信される（仰角向けの追跡が方位向けの追跡より非常に低速であると仮定すれば）。
【００８３】
仰角向けのフィードバックは、（方位向けのフィードバックに比して）非常にゆっくりとした割合で変化し、その結果、（所定のスケジュール又はｅＮＢの要求に従うのではなく）ＵＥ１００が必要であると決定したときに、仰角フィードバックをＵＥトリガーさせる。
【００８４】
又、仰角及び方位を一緒に適応させるプロセスを初めて遂行するときには前記ステップに対する付加的な変更が必要になる。通常、ＵＥ１００が最良のＰＭＩを計算するときには、そのＰＭＩに関連した最良のランクについて固有の仮定がなされる。更に、最良のランクは、仰角及び方位の両ＰＭＩ値に依存する。又、最終的なＣＱＩ値は、仰角ＰＭＩ、方位ＰＭＩ及びランクに直接関連される。その結果、プロセスが最初に遂行されるとき、方位適応のための最良のＰＭＩを計算するステップ（前記ステップ１０Ｃ）は、ＵＥ１００が各考えられるランクについて最良の方位ＰＭＩを計算した後に、各考えられるランクについて最良の仰角ＰＭＩを計算することを含む（各ランクについて最良の方位ＰＭＩが使用されると仮定して）。最終的な方位ＰＭＩ、仰角ＰＭＩ及びランクは、最も高いデータレート（又は最良のＰＭＩ／ランクを決定するためにどんなメトリックを使用するかの最良値）を生じさせる組み合わせである。最良のＰＭＩ／ランクを決定するのに使用できるメトリックは、例えば、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報量、又は平均２乗エラーの関数である。ＵＥ１００は、次いで、方位ＰＭＩ、仰角ＰＭＩ及びランクの初期セットを、それに関連したＣＱＩと共にｅＮＢ１２０へフィードバックする（１つのメッセージで又は個別のメッセージで）。次いで、この初期化がなされた後に時間が進行するにつれて、方位ＰＭＩ、仰角ＰＭＩ、ランク及びＣＱＩの１つ以上を更新するプロセスが、一度に１つ以上の量で行われ、ここで、他の量は、ｅＮＢ１２０へ以前にフィードバックされた値に固定されると仮定する。例えば、全部で４つの量（仰角ＰＭＩ、方位ＰＭＩ、ランク、ＣＱＩ）の完全なセットがｅＮＢ１２０に与えられる（フィードバックされる）と、方位ＰＭＩ及びＣＱＩの更新は、仰角ＰＭＩ及びランクがｅＮＢ１２０へ最後にフィードバックされたそれらの値から不変であると仮定して、行われる。同様に、仰角ＰＭＩ及びＣＱＩの更新は、方位ＰＭＩ及びランクがｅＮＢ１２０へ最後にフィードバックされたそれらの値から不変であると仮定して、行われる。他の変形及び組み合わせも考えられ、本発明の範囲内に包含される。
【００８５】
ＵＥ１００において決定されたＣＳＩフィードバックのコンテンツは、方位のみの適応を仮定すれば、レガシーフィードバックコンテンツ（例えば、ＰＭＩ／ＣＱＩ／ＲＩ）を含む（又はそれと同じである）。これは、ｅＮＢ１２０がレガシーＵＥ１００を一緒にスケジュールできるようにする。
【００８６】
一次元のフィードバックは、周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、一方、他の次元のフィードバックは、周波数選択性又はワイドバンドの１つである。共同フィードバック（例えば、ＲＩ、ＣＱＩ）も、周波数選択性又はワイドバンドの１つである。この点について、「ワイドバンド」とは、ＵＥ１００の全システム帯域巾又は割り当てられた全信号帯域巾を意味する。この点について、「周波数選択性」とは、性質が狭帯域のフィードバック、又は全信号帯域巾の一部分のみに関連したフィードバック、又は信号帯域巾の異なる部分に各々関連した２つ以上の成分を含むフィードバックを意味する。
【００８７】
図７は、シミュレーションの結果を示すグラフで、固定アンテナダウン傾斜と、本発明の使用により可能となる可変ダウン傾斜とを示している。シミュレーションは、例えば、WINNER +（Wireless World Initiative New Radio）プロジェクトのもとで２０１０年６月３０日に発行されたジュハ・メイニラ、ペッカ・キョスティ、ラシ・ヘンティラ、トミ・ヤムサ、エシ・シュカネン、エサ・クナリ、及びミラン・ナランジク著の文書“D5.3: WINNER + Final Channel Models”に定義されたように仰角について変更されたＩＴＵ  ＵＭａチャンネルの存在を仮定している。
【００８８】
シミュレーション中に、ＵＥ１００の位置は、セクタ（２５０ｍセル半径）内にランダムにドロップされ、ＳＮＲは、仰角パターンの主ローブで測定してｅＮＢ１２０送信アンテナ２０の１５度のダウン傾斜を仮定して所与のレベルに固定される（距離に基づく経路ロス使用せず）。更に、ＬＯＳ及び非ＬＯＳは、距離に基づくＬＯＳ確率に基づいて選択され、ここで、非ＬＯＳ：２６度の方位角範囲、０．３６３μ秒のＲＭＳ遅延範囲、８度の仰角範囲、及びＬＯＳ：１４度の方位角範囲、０．０９３μ秒のＲＭＳ遅延範囲、５度の仰角範囲である。
【００８９】
シミュレーション中に、ｅＮＢ１２０において方位でＭ＝４Ｔｘであり（垂直方向に１０個の素子をもつＸＰは、総計時に１０度の垂直３ｄＢビーム巾を与える）、そしてＵＥ１００（ＸＰ）において２Ｒｘであると仮定する。Ｅ＝４のビームスペース、１５度の固定ダウン傾斜に比して４本のビーム：１０個の垂直（全）素子、４つのグループ：１−３、４−５、６−７、８−１０。
【００９０】
シミュレーション中に、次のステップが遂行される。
【００９１】
（ａ）ｅＮＢ１２０は、全部で４つの方位アンテナ及び全部で４つの仰角ビーム（１６のポートに対するＣＳＩ−ＲＳ）を鳴らし；
【００９２】
（ｂ）ＵＥ１００は、（方位アンテナにわたって平均化された）ＣＳＩ−ＲＳから最良の仰角ＣＢを決定し；
【００９３】
（ｃ）ＵＥ１００は、ＣＳＩ−ＲＳから最良の方位ＣＢを、及び選択されたＣＢも決定し；及び
【００９４】
（ｄ）ＵＥ１００は、仰角及び方位ＣＢをｅＮＢ１２０へフィードバックする。
【００９５】
ＬＴＥ  ４  Ｔｘコードブックが方位及び仰角の両方に使用され、ワイドバンドフィードバック（２０ＭＨｚ）及び理想的なチャンネル知識が仮定される（チャンネル推定なし）。ＵＥ１００のフィードバックの時間から、仰角ビームの重みが決定されたときまでの１０ｍｓの遅延がＤＬ送信に対して仮定される。
【００９６】
ＭＵ−ＭＩＭＯの場合に、２つのＵＥ１００が固定ダウン傾斜のために対にされ（固定ダウン傾斜では３つ以上のＵＥはスループットを改善しない）、そして本発明の実施形態を使用するために６人のユーザが対にされた。それにより得られる合計スループット（Ｍｂｐｓ）の改善が、合計スループットの累算的分布関数をプロットした図７に明確に示されている（ｙ軸は、合計スループットがｘ軸の値より小さい時間のパーセンテージである）。
【００９７】
本発明の規範的な実施形態の使用は、方位及び仰角の両方の共同コントロールをサポートし、且つ方位次元が仰角次元とは個別に適応される送信アレイ２０のコントロール構造を提供する。このコントロール構造は、全コードブックを、１つは方位のためのもの且つ１つは仰角のためのものである２つの個別のコードブックへと分離する製品コードブック戦略を直接的に導く。共同仰角／方位コントロールのためのこのコントロール構造の１つの効果は、コードブックサーチの複雑さを低減し、必要なフィードバックオーバーヘッドを減少し、且つ方位及び仰角次元を異なるレートで適応させる融通性を与えるという機会である。
【００９８】
方位及び仰角の両方について図４のアンテナアレイをコントロールするために、方法は、先ず、アレイのＭ×ＥアンテナをＥ個の「仰角サブアレイ」へ区画化し、各サブアレイは、Ｍ個のアンテナ素子の行より成る。サブアレイＡは、素子Ａ１ないしＡ４より成り、サブアレイＢは、素子Ｂ１ないしＢ４より成り、そしてサブアレイＣは、素子Ｃ１ないしＣ４より成る。以下、ランク１送信について先ず説明し、次いで、１より大きなランクを有する送信について説明する。
【００９９】
ランク１送信については、図５は、Ｍ＝４、Ｅ＝３の例を示し、各仰角サブアレイは、次のように定義された関連Ｍ＝４素子サブアレイ重みベクトルＶＡ、ＶＢ、ＶＣを有する。
2015513280.tif 000003
但し、インデックスｋは、時間及び／又は周波数（例えば、時間記号、ＯＦＤＭサブキャリア、ＯＦＤＭＡリソースブロック、等）を指す。次いで、Ｅ＝３サブアレイが、次のように定義される別のＥ＝３素子重みベクトルＶｐ（ｋ）で操縦される。
2015513280.tif 000004
【０１００】
今のところ、送信重みを定義するこの表記フレームは、送信重みを計算するための戦略として適当であることに注意されたい。換言すれば、Ｍ×Ｅ素子アンテナアレイのための長さＭ×Ｅの送信重みベクトルは、Ｖｐ（ｋ）を全て１に単にセットしそして各仰角サブアレイの重みを適当な値にセットすることにより前記構造へと分解される。
【０１０１】
しかしながら、方位及び仰角を共同でコントロールするために、本発明の実施形態は、Ｅ個の仰角サブアレイを、最初に、方位次元において同じ重みベクトル（即ち、Ｅ＝３については：ＶＡ＝ＶＢ＝ＶＣ）でビーム形成して、仰角にＥ本の同じビームを形成するという簡単な戦略を使用すると仮定する。これらＥ本の仰角ビームは、次いで、Ｅ素子重みベクトルＶｐ（ｋ）で一緒にビーム形成される。仰角及び方位の両方において共同で適応させるために、Ｍアンテナコードブックを先ず使用して方位次元を適応させた後に、Ｅ素子コードブックを使用して、仰角次元をコントロールすることができる。３ＧＰＰリリース１０は、前記で参照した３ＧＰＰ  ＴＳ３６．２１１−ＥＵＴＲＡ物理的チャンネル及び変調に記載されたように、８アンテナコードブックのための２コードブック戦略を使用することに注意されたい。
【０１０２】
空間的なマルチプレクシング送信（即ち、ＳＵ−ＭＩＭＯ又はＭＵ−ＭＩＭＯのための２つ以上のストリームを送信する）に対して、図６は、２つ以上のストリームの同時送信をサポートするように図５のランク１送信戦略を拡張することを示している。図６において、各仰角サブアレイは、Ｍ×Ｎ重みマトリクスでビーム形成され、ここで、Ｍは、仰角サブアレイにおける方位アンテナの数であり、そしてＮは、空間的マルチプレクスストリームの数である（図６に示す例では、Ｍ＝４、Ｅ＝２及びＮｓ＝２）。Ｎｓストリームの各々は、図５のランク１の例において各サブアレイで単一のストリームがビーム形成されるのと同様に各サブアレイにおいてビーム形成される。ストリームごとに、Ｅ本のビームが仰角において形成され、そして各ストリームのＥ本のビームが、図５のランク１の場合にストリームごとに行われるように、Ｅ素子重みベクトルでビーム形成される。
【０１０３】
複数ストリームの場合には、送信重みが次のように定義される。
2015513280.tif 000005
【０１０４】
上述したコントロールフレームワークが与えられると、ＵＥ１００からｅＮＢ１２０へフィードバックされるべき情報は、次の３つの分類に分けることができる。
【０１０５】
方位向けのフィードバック：方位における適応に向けられる情報。この分類の一次フィードバック情報は、方位コードブックからのＰＭＩ（方位ＰＭＩ）である。
【０１０６】
仰角向けのフィードバック：仰角における適応に向けられる情報。この分類の一次フィードバック情報は、仰角コードブックからのＰＭＩ（仰角ＰＭＩ）である。
【０１０７】
共同方位及び仰角のためのフィードバック：仰角及び方位の両方について適応した最終的送信に向けられる情報。この分類の情報は、全チャンネル品質情報（ＣＱＩ）、ランク指示（ＲＩ）、及び最良のサブ帯域の選択を含む。
【０１０８】
共同又は個別のフィードバック：１つの実施形態において、方位向けのフィードバック、仰角向けのフィードバック、並びに方位及び仰角共同のフィードバックは、異なる時間にフィードバックされる（これは、個別のフィードバックとして定義される）。このケースでは、３つの形式のフィードバックの各々が、別々にエンコードされる。この実施形態の典型的な用途は、周期的フィードバックである。しかしながら、３つの形式のフィードバックは、異なるレポート周期を有する。別の実施形態では、３つの形式のフィードバックは、同時にフィードバックされる（これは、共同フィードバックとして定義される）。このケースでは、３つの形式のフィードバックのうちの２つ以上を共同でエンコードすることができる。又、３つの形式のフィードバック全部を個別にエンコードすることもできる。この実施形態の典型的な用途は、非周期的なフィードバックである。３つの形式のフィードバックは、同じレポート時間を有する。一般的に、３つの形式のフィードバックのうちの２つは、共同フィードバックである。
【０１０９】
要約すれば、このフィードバックフレームをどのように動作するかの非限定例は、次の通りである。Ｍアンテナ方位コードブック及びＥアンテナ仰角コードブックが確立されたｅＮＢ１２０にＭ×Ｅ素子アンテナアレイ２０が存在すると仮定する。
【０１１０】
ステップ１：ＵＥ１００が方位向けのＰＭＩを計算できるようにする参照信号を、ｅＮＢ１２０が送信し、そしてＵＥ１００が受信する。
【０１１１】
ステップ２：ＵＥ１００が仰角向けのＰＭＩを計算できるようにする参照信号を、ｅＮＢ１２０が送信し、そしてＵＥ１００が受信する。
【０１１２】
ステップ３：ＵＥ１００は、最良の方位向けＰＭＩ、最良の仰角向けＰＭＩ、ランク、及びＣＱＩを計算する。
【０１１３】
ステップ４：ＵＥ１００は、方位ＰＭＩをフィードバックする。
【０１１４】
ステップ５：ＵＥ１００は、仰角ＰＭＩをフィードバックする。
【０１１５】
ステップ６：ＵＥ１００は、ランク及びＣＱＩをフィードバックする。
【０１１６】
上述したように、これらステップの順序は、変更することができ、必ずしも、時間シーケンスを意味するものではない。チャンネルの仰角観点は、チャンネルの方位観点より著しくゆっくりした速度で変化するので、仰角ＰＭＩを方位ＰＭＩ、ＣＱＩ及び／又はランク情報よりゆっくりした速度でフィードバックすることにより、フィードバックオーバーヘッドのある程度の節約を得ることができる。一方又は両方の次元（方位／仰角）のフィードバックは、ＰＭＩではなく共分散マトリクス又は固有ベクトルである。一方又は両方の次元（方位／仰角）のフィードバックは、ＰＭＩであるが、一方又は両方の次元（方位／仰角）のフィードバックは、実際のチャンネルである（例えば、「アナログ」／非量子化フィードバック又はある形態でエンコードされたフィードバックを伴う）。ステップ１及び２は、ＵＥ１００が全てのＭ×Ｅ送信ポートを測定できるようにする一般的な参照信号を送信する１つのステップとして結合することができる。方位向けのフィードバックを返送するスケジュールは、仰角向けのフィードバックを返送するスケジュールと同じでもよいし異なってもよい。仰角向けのフィードバックは、非常にゆっくりとした速度で変化するので、仰角フィードバックは、既定のスケジュール又はｅＮＢ要求を使用するのではなく、ＵＥでトリガーすることができる。方位のみの適応を仮定してＵＥ１００において決定されるＣＳＩフィードバックは、（例えば、ＰＭＩ／ＣＱＩ／ＲＩに対して）レガシーフィードバックコンテンツを含み（又はそれと同じであり）、従って、レガシーＵＥを共同でスケジュールするｅＮＢ１２０のタスクを促進することができる。ある次元に対するフィードバックは、その性質が周波数選択性又はワイドバンドであり、一方、他の次元に対するフィードバックは、その性質が周波数選択性又はワイドバンドである。共同フィードバック（例えば、ＲＩ、ＣＱＩ）は、周波数選択性又はワイドバンドのいずれかである。
【０１１７】
図９及び１０に示した種々のブロックは、方法ステップと考えてもよいし、及び／又はコンピュータプログラムコードの動作から生じる動作と考えてもよいし、及び／又は関連機能を実行するように構成された複数の結合されたロジック回路素子と考えてもよい。
【０１１８】
一般的に、種々の規範的実施形態は、ハードウェア又は特殊目的回路、ソフトウェア、ロジック又はその組み合わせで具現化される。例えば、ある態様は、ハードウェアで具現化される一方、他の態様は、コントローラ、マイクロプロセッサ又は他のコンピューティング装置で実行されるファームウェア又はソフトウェアで具現化されるが、本発明は、それに限定されない。本発明の規範的な実施形態の種々の態様を、ブロック図、フローチャートとして、又は他の絵画的表現を使用して、図示して説明したが、ここに述べたブロック、装置、システム、技術又は方法は、非限定例として、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊目的回路又はロジック、汎用ハードウェア又はコントローラ、又は他のコンピューティング装置、或いはその組み合わせで具現化できることを理解されたい。
【０１１９】
以上に基づき、種々の規範的な実施形態は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）、閉ループＭＩＭＯ、ダウンリンク（ＤＬ）単一ユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）、アンテナアレイ処理、ビーム形成、仰角ビーム形成、セルラーシステムにおけるアンテナアレイ配備、コードブックフィードバック、３Ｄ  ＭＩＭＯ、及びプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）フィードバックに関する方法、装置及びコンピュータプログラムを提供することが明らかであろう。種々の非限定例は、次のものを含む。
【０１２０】
例１．方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し；方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；及び前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする；ことを含む方法。
【０１２１】
例２．前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、同じフィードバックスケジュールを使用して別々に行う、例１に記載の方法。
【０１２２】
例３．前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分のうちの少なくとも２つをフィードバックすることは、一緒に行う、例１に記載の方法。
【０１２３】
例４．前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることより低い頻度で行う、例１に記載の方法。
【０１２４】
例５．ユーザ装置により遂行されるもので、ユーザ装置は、少なくとも第２のチャンネル状態情報フィードバック成分のフィードバックをトリガーする、例４に記載の方法。
【０１２５】
例６．前記ダウンリンク参照信号を受信することは、第１のダウンリンク参照信号を受信すること及び第２のダウンリンク参照信号を受信することを含み、その両信号は、第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の計算を可能にするように構成される、例１に記載の方法。
【０１２６】
例７．前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含む、例１から６のいずれか１つに記載の方法。
【０１２７】
例８．前記第３のチャンネル状態情報は、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）又はランク指示（ＲＩ）フィードバックの１つより成る、例１から７のいずれか１つに記載の方法。
【０１２８】
例９．前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、そして前記第３のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つである、例１から８のいずれか１つに記載の方法。
【０１２９】
例１０．前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、方位コードブックを使用し、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、仰角コードブックを使用する、例１に記載の方法。
【０１３０】
例１１．前記方法が最初に遂行されるときに、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する段階は、考えられるランクごとに最良の方位フィードバック成分を計算し、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する段階は、考えられるランクごとに最良の仰角フィードバック成分を計算し、更に、最終的な方位フィードバック成分、仰角フィードバック成分、及びランクは、メトリックの値を最大にする組み合わせとなるように選択され、そして前記フィードバックは、方位及び仰角フィードバック成分、ランク及び関連チャンネル品質インジケータの値の初期セットをフィードバックする、例１から１０のいずれか１つに記載の方法。
【０１３１】
例１２．前記方位及び仰角フィードバック成分、ランク、及びその関連チャンネル品質インジケータの少なくとも１つの値をその後に更新することを更に含み、更新されない値は初期の値セットの値に固定されると仮定する、例１１に記載の方法。
【０１３２】
例１３．最大にされるメトリックの値は、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報、又は平均２乗エラーのうちの１つの関数である、例１１に記載の方法。
【０１３３】
例１４．ソフトウェアプログラムインストラクションを含み、少なくとも１つのデータプロセッサによりそのソフトウェアプログラムインストラクションを実行することで、例１から１３のいずれか１つに記載の方法の実行を含む動作を遂行する、非一時的コンピュータ読み取り可能な媒体。
【０１３４】
例１５．プロセッサと、コンピュータプログラムコードを含むメモリと、を備えた装置において、メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、装置が、少なくとも、方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し；方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；及び前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする；ようにさせるよう構成される、装置。
【０１３５】
例１６．メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を、同じフィードバックスケジュールを使用して別々にフィードバックするように構成される、例１５に記載の装置。
【０１３６】
例１７．メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分のうちの少なくとも２つを一緒にフィードバックするように構成される、例１５に記載の装置。
【０１３７】
例１８．メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分より低い頻度でフィードバックするように構成される、例１５に記載の装置。
【０１３８】
例１９．ユーザ装置として実施されるもので、メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、ユーザ装置が、少なくとも第２のチャンネル状態情報フィードバック成分のフィードバックをトリガーするようにさせるよう更に構成される、例１８に記載の装置。
【０１３９】
例２０．メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、第１のダウンリンク参照信号及び第２のダウンリンク参照信号を受信するように構成され、その両信号は、第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の計算を可能にするように構成される、例１５に記載の装置。
【０１４０】
例２１．前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含む、例１５から２０のいずれか１つに記載の装置。
【０１４１】
例２２．前記第３のチャンネル状態情報は、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）又はランク指示（ＲＩ）フィードバックの１つより成る、例１５から２１のいずれか１つに記載の装置。
【０１４２】
例２３．前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つであり、そして前記第３のチャンネル状態情報フィードバック成分は、性質が周波数選択性又はワイドバンドの１つである、例１５から２２のいずれか１つに記載の装置。
【０１４３】
例２４．メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、方位コードブックを使用して前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し、及び仰角コードブックを使用して前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算するように構成される、例１５に記載の装置。
【０１４４】
例２５．メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、考えられるランクごとに最良の方位フィードバック成分を最初に計算し、考えられるランクごとに最良の仰角フィードバック成分を計算し、更に、最終的な方位フィードバック成分、仰角フィードバック成分、及びランクを、メトリックの値を最大にする組み合わせとなるように選択し、そして方位及び仰角フィードバック成分、ランク及び関連チャンネル品質インジケータの値の初期セットをフィードバックするように構成される、例１５から２４のいずれか１つに記載の装置。
【０１４５】
例２６．メモリ及びコンピュータプログラムコードは、プロセッサとで、更に、前記方位及び仰角フィードバック成分、ランク、及びその関連チャンネル品質インジケータの少なくとも１つの値をその後に更新するように構成され、更新されない値は初期の値セットの値に固定されると仮定する、例２５に記載の装置。
【０１４６】
例２７．最大にされるメトリックの値は、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報、又は平均２乗エラーのうちの１つの関数である、例２５に記載の装置。
【０１４７】
本発明の規範的な実施形態の少なくとも幾つかの態様は、集積回路チップ及びモジュールのような種々のコンポーネントにおいて実施され、且つ本発明の規範的な実施形態は、集積回路として実施される装置において実現されることが明らかである。集積回路（１つ又は複数）は、本発明の規範的な実施形態に基づいて動作するように構成できるデータプロセッサ（１つ又は複数）、デジタル信号プロセッサ（１つ又は複数）、基本帯域回路、及び高周波回路の少なくとも１つ以上を実施するための回路（及びおそらくファームウェア）を含む。
【０１４８】
本発明の前記規範的な実施形態に対する種々の変更及び適応は、当業者であれば、前記説明を添付図面と共に読んだときに明らかとなるであろう。しかしながら、いずれの及び全ての変更は、本発明の非限定及び規範的実施形態の範囲内に包含される。
【０１４９】
例えば、規範的実施形態は、ＵＴＲＡＮ  ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）システムについて上述したが、本発明の規範的実施形態は、この１つの特定形式のワイヤレス通信システムのみに使用するように限定されず、且つ他のワイヤレス通信システムでも効果的に使用できることが明らかであろう。
【０１５０】
用語「接続(connected)」「結合(coupled)」又はその変形は、２つ以上の要素間の直接的又は間接的な接続又は結合を意味し、そして一緒に「接続」又は「結合」される２つの要素間に１つ以上の中間要素が存在することも含むことに注意されたい。要素間の結合又は接続は、物理的でも、論理的でも又はその組み合わせでもよい。ここに使用される２つの要素は、幾つか例を挙げると、１つ以上のワイヤ、ケーブル、及び／又は印刷型電気的接続の使用により、並びに高周波領域、マイクロ波領域、及び光学的領域（可視及び非可視の両方）の波長を有する電磁エネルギーのような電磁エネルギーの使用により、一緒に「接続」又は「結合」されると考えられる。
【０１５１】
更に、説明されたパラメータに使用された種々の名前は、それに限定されるものではない。というのは、それらのパラメータは、任意の適当な名前で識別できるからである。更に、それらの種々のパラメータを使用する式及び表現は、ここに明確に開示されたものとは異なってもよい。更に、異なるチャンネルの指定された名前も、それに限定されるものではない。というのは、それらの種々のチャンネルは、任意の適当な名前で識別できるからである。
【０１５２】
更に、本発明の種々の非限定及び規範的実施形態の幾つかの特徴は、他の特徴を対応的に使用せずに効果的に使用することができる。従って、以上の説明は、本発明の原理、教示及び規範的実施形態を単に例示するものであり、それに限定されない。
【０１５３】
要望があれば、ここに述べる異なる機能が異なる順序で及び／又は互いに同時に遂行されてもよい。更に、要望があれば、上述した機能の１つ以上は、任意のものでよく、又は組み合わされてもよい。
【０１５４】
本発明の種々の態様は、独立請求項に規定するが、本発明の他の態様は、請求項に明確に規定された組み合わせだけではなく、ここに述べた実施形態及び／又は従属請求項からの特徴と独立請求項の特徴との他の組み合わせを含む。
【０１５５】
又、本発明の規範的な例を以上に説明したが、それらの説明に限定されないことに注意されたい。むしろ、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱せずに多数の変更や修正が可能である。
【０１５６】
明細書及び／又は図面に見られる以下の略語は、次のように定義される。
ＢＦ        ビーム形成
ＣＱＩ      チャンネル品質情報
ＲＩ        ランク情報
ＣＲＳ      共通参照信号
ＣＳＩ      セル特有の情報
ＲＳ        参照信号
ＬＴＥ      長期進化
ＴＸ        送信器
ＲＸ        受信器
ｅＮＢ      エンハンストＮｏｄｅＢ（ＬＴＥ  ＮｏｄｅＢ又はベースステーション）
ＢＳ        ベースステーション
ＵＥ        ユーザ装置
ＵＭａ      アーバンマクロ
ＬＵ        アップリンク（ＵＥからｅＮＢ）
ＤＬ        ダウンリンク（ｅＮＢからＵＥ）
ＰＭＩ      プレコーダーマトリクスインデックス
ＸＰｏＬ    交差偏波
ＣＲＳ      共通の参照信号
ＳＲＳ      サウンディング参照信号
ＩＴＵ      インターナショナルテレコミュニケーションズユニオン
ＳＮＲ      信号対雑音比
ＬＯＳ      視線
ＮＬＯＳ    非視線
ＦＤＤ      周波数分割デュープレックス
ＴＤＤ      時分割デュープレックス
【符号の説明】
【０１５７】
１：システム
１０：アンテナパネル
１２、１４、１６：アンテナ
２０：送信アンテナアレイ
２２：受信アンテナアレイ
１００：ＵＥ
１０２：コントローラ
１０４：メモリ
１０６：ＰＲＯＧ
１１２：ＦＤＴ機能
１２０：ｅＮＢ
１２２：コントローラ
１２４：メモリ
１２６：ＰＲＯＧ
１２８：ＲＦトランシーバ
１３０：Ｓ１インターフェイス
【図１】
2015513280.tif 000006
【図２】
2015513280.tif 000007
【図３】
2015513280.tif 000008
【図４】
2015513280.tif 000009
【図５】
2015513280.tif 000010
【図６】
2015513280.tif 000011
【図８】
2015513280.tif 000012
【図９】
2015513280.tif 000013
【図１０】
2015513280.tif 000014
【図７】
2015513280.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月27日(2015.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信し；
方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；
仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；
方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算し；及び
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする；
ことを含む方法。
【請求項２】
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、同じフィードバックスケジュールを使用して別々にあるいは一緒に行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることより低い頻度で行い、もしユーザ装置により遂行されるものであれば、前記ユーザ装置は、少なくとも第２のチャンネル状態情報フィードバック成分のフィードバックをトリガーする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ダウンリンク参照信号を受信することは、第１のダウンリンク参照信号を受信すること及び第２のダウンリンク参照信号を受信することを含み、その両信号は、第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の計算を可能にするように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、前記第３のチャンネル状態情報は、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）又はランク指示（ＲＩ）フィードバックの１つより成る、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記方法が最初に遂行されるときに、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、考えられるランクごとに最良の方位フィードバック成分を計算し、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算することは、考えられるランクごとに最良の仰角フィードバック成分を計算し、更に、最終的な方位フィードバック成分、仰角フィードバック成分、及びランクは、メトリックの値を最大にする組み合わせとなるように選択され、そして前記フィードバックは、方位及び仰角フィードバック成分、ランク及び関連チャンネル品質インジケータの値の初期セットをフィードバックし、オプションとして、前記方位及び仰角フィードバック成分、ランク、及びその関連チャンネル品質インジケータの少なくとも１つの値をその後に更新することを更に含み、ここで更新されない値は初期の値セットの値に固定されると仮定する、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記最大にされるメトリックの値は、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報、又は平均２乗エラーのうちの１つの関数である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを含み、前記コンピュータプログラムは、コンピュータに使用するために実施されるコンピュータプログラムコードを保持するコンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品である、コンピュータプログラム。
【請求項９】
方位アンテナ素子の行及び仰角アンテナ素子の列より成る送信アンテナアレイからダウンリンク参照信号を受信する手段と；
方位のみの適応を仮定して第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；
仰角のみの適応を仮定して第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；
方位適応及び仰角適応を仮定して第３のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段と；
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックする手段と；
を備えた装置。
【請求項１０】
前記第１、第２及び第３のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、同じフィードバックスケジュールを使用して個別にあるいは一緒に行う、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることは、前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分をフィードバックすることより低い頻度で行い、ユーザ装置を備え、該ユーザ装置は、少なくとも第２のチャンネル状態情報フィードバック成分のフィードバックをトリガーする、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記ダウンリンク参照信号を受信する手段は、第１のダウンリンク参照信号を受信する手段及び第２のダウンリンク参照信号を受信する手段を含み、その両信号は、第３のチャンネル状態情報フィードバック成分の計算を可能にするように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、そして前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分は、コードブックプレコーダーマトリクスインデックス（ＰＭＩ）、共分散マトリクス又は固有ベクトルのうちの１つを含み、前記第３のチャンネル状態情報は、チャンネル品質情報（ＣＱＩ）又はランク指示（ＲＩ）フィードバックの１つより成る、請求項９から１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段は、考えられるランクごとに最良の方位フィードバック成分を計算し、前記第２のチャンネル状態情報フィードバック成分を計算する手段は、考えられるランクごとに最良の仰角フィードバック成分を計算し、更に、最終的な方位フィードバック成分、仰角フィードバック成分、及びランクは、メトリックの値を最大にする組み合わせとなるように選択され、そして前記フィードバックする手段は、方位及び仰角フィードバック成分、ランク及び関連チャンネル品質インジケータの値の初期セットをフィードバックし、オプションとして、前記方位及び仰角フィードバック成分、ランク、及びその関連チャンネル品質インジケータの少なくとも１つの値をその後に更新することを更に含み、ここで更新されない値は初期の値セットの値に固定されると仮定する、請求項９から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記最大にされるメトリックの値は、データレート、信号対干渉及び雑音比、相互情報、又は平均２乗エラーのうちの１つの関数である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
請求項９から１５のいずれか１項に記載の装置を備えたユーザ装置。
【請求項１７】
請求項９から１５のいずれか１項に記載の装置を備えた通信システム。
【国際調査報告】
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