(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信の方法であって、前記無線通信システムは、少なくとも１つのユーザ機器、及び前記少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局を含み、Ｍは２以上の整数であり、前記方法は、
基地局毎に第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を行って、それぞれの基地局に対応するそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスを獲得する工程と、
第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を順次行って、それぞれの基地局の第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得する工程であって、Ｘは２以上の整数であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理では、前記Ｍ個の基地局はＱ（Ｘ）個の群に分けられ、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化は、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群の第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために、前記獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）レベルの前置符号化マトリクスに基づいて前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群に対して行われ、Ｑ（Ｘ）は１以上Ｍ以下の整数である工程と
を各ユーザ機器に対して行う方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、前記第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
前記Ｍ個の基地局における第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分ける工程であって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局のアンテナの数以下である整数である工程と、
【数１】
0005370499.tif 000050
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解を行う工程と、
各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとしてマトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を利用する工程とを含み、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、マトリクスＶ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局における前記Ｋｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数である方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、前記第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
前記Ｍ個の基地局における前記第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分ける工程であって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局の前記アンテナの数以下である整数である工程と、
【数２】
0005370499.tif 000051
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解を行う工程と、
前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックに前記マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を含むマトリクスをマッピングし、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして前記マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルを利用する工程とを含み、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、マトリクスＶ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局におけるＫｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数である方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、マッピング処理では、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、前記マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍ列を含むマトリクスとの間の相関演算を行い、各基地局に対応する各第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍとして最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記前置符号化マトリクスを利用する方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、前記第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍに基づいて前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチする工程と、
各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとしてサーチによって獲得されたコードブック・ベクトルを利用する工程とを含み、ｍ＝１，２，…，Ｍであり、ｍは、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を表す方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法であって、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得する工程であって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群それぞれの連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す工程と、
前記等価チャネル・マトリクスＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分ける工程であって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である工程と、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における前記各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてマトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）を利用する工程とを含み、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数である方法。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得する工程であって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す工程と、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分ける工程であって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である工程と、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックに、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）を含むマトリクスをマッピングする工程とを含み、マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルは、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてみなされ、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数である方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、マッピング処理では、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）個の列を含むマトリクスとの間で相関演算を行い、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局に対応する前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとして最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記前置符号化マトリクスを利用する方法。
【請求項９】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得する工程であって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す工程と、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分ける工程であって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である工程と、
チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）により、前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチする工程とを含み、サーチによって獲得されるコードブック・ベクトルは、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群それぞれに対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）としてみなされる方法。
【請求項１０】
請求項６記載の方法であって、
前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、複数入力複数出力ＭＩＭＯ協調型通信における各基地局の送信前置符号化処理を前記Ｍ個の基地局によって行う工程
を更に含む方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、ＭＩＭＯ前置符号化処理を前記Ｍ個の基地局によって行う工程は、
前記無線通信システムの現在のチャネルのチャネル・インパルス応答、及び、前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）、及び現在のチャネルの動作下で事後信号対雑音比を求め、前記無線通信システムによって知られている種々の変調符号化方式（ＭＣＳ）のうちの１つを前記事後信号対雑音比に応じて選択する工程と、
前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）を前記Ｍ個の基地局の少なくとも１つに通知し、前記Ｍ個の基地局における他の対応する基地局に、受信された情報を前記少なくとも１つの基地局によって送信するか、又は前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれを前記Ｍ個の基地局のそれぞれの基地局に通知し、よって、前記それぞれの基地局に対応する前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて前記ＭＩＭＯ協調型通信における基地局毎の送信前置符号化処理を完了する工程と
を含む方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法であって、前記第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）は前記ユーザ機器による計算によって獲得され、前記少なくとも１つの基地局には、前記ユーザ機器と前記Ｍ個の基地局との間のそれぞれのシグナリング・チャネルを介して、前記ユーザ機器により、前記選択された符号化変調手法、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）が通知され、又は、前記ユーザ機器と前記Ｍ個の基地局との間の対応するシグナリング・チャネルを介して、前記ユーザ機器により、前記選択された符号化変調手法、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）が通知され、基地局それぞれの間の情報はバックホール・リンクを介して伝送される方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法であって、前記無線通信システムは１つのユーザ機器を備え、
Ｋｍ＝１であり、Ｘ＝２であり、Ｑ（Ｘ）＝１である方法。
【請求項１４】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信を行うために、無線通信システムにおいて使用されるＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記無線通信システムは、少なくとも１つのユーザ機器と、前記少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局とを含み、ユーザ機器毎に、Ｍは２以上の整数であり、前記ＭＩＭＯ前置符号化装置は、
それぞれの基地局に対応するそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を基地局毎に行うよう構成された第１の前置符号化マトリクス生成装置と、
それぞれの基地局の第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を順次行うよう構成された第２乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置とを備え、前記第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群の第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために、獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスに基づいて第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化を前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群に対して行うよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成部を備え、Ｑ（Ｘ）は、１以上Ｍ以下の整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項１５】
請求項１４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、
前記Ｍ個の基地局における第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分けるよう構成されたアンテナ・グループ化サブユニットであって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局におけるアンテナの数以下である整数であるアンテナ・グループ化サブユニットと、
【数３】
0005370499.tif 000052
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解を行い、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとしてマトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を利用する特異値分解サブユニットとを備え、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、ｍは前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、Ｖ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局における前記Ｋｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項１６】
請求項１４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、
前記Ｍ個の基地局における第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分けるよう構成されたアンテナ・グループ化サブユニットであって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局におけるアンテナの数以下である整数であるアンテナ・グループ化サブユニットと、
【数４】
0005370499.tif 000053
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解の演算を行い、前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックにマトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を含むマトリクスをマッピングするよう構成されたコードブック・マッピング・サブユニットとを備え、前記マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルは、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして利用され、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、Ｖ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局におけるＫｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項１７】
請求項１６記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記コードブック・マッピング・サブユニットは、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクス、及び前記マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を含むマトリクスとの間で相関演算を行い、最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記符号化マトリクスを、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして利用するよう構成されるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項１８】
請求項１４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、
各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍに基づいて前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチし、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして、前記サーチによって獲得されたコードブック・ベクトルを利用するよう構成されたコードブック・サーチ・サブユニットを備え、ｍ＝１，２，…，Ｍであり、ｍは、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を表すＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項１９】
請求項１４乃至１８の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化マトリクス生成部は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得するよう構成された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群それぞれの連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
前記等価チャネル・マトリクスＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分けるよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）としてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における前記各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてマトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）の列を利用するよう構成された特異値分解サブセクションとを備え、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、ｑ（Ｘ）は前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項２０】
請求項１４乃至１８の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化マトリクス生成部は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得するよう構成された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、第（Ｘ−１）の前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分けるよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックに、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）を含むマトリクスをマッピングするよう構成されたコードブック・マッピング・サブセクションとを備え、前記マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルは、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてみなされ、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項２１】
請求項２０記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記コードブック・マッピング・サブセクションは、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、前記マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）個の列を含むマトリクスとの間で相関演算を行い、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する各第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）として最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記前置符号化マトリクスを利用するよう構成されたＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項２２】
請求項１４乃至１８の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得するよう構成された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分けるよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）により、前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチするよう構成されたチャネル・マトリクス生成サブセクションとを備え、サーチによって獲得されるコードブック・ベクトルは、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群それぞれに対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてみなされるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項２３】
請求項１９記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、
前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、対応する基地局の送信前置符号化処理を前記Ｍ個の基地局によって行うよう構成された前置符号化マトリクス適用装置を更に備えるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項２４】
請求項２３記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記前置符号化マトリクス適用装置は、
前記無線通信システムの現在のチャネルのチャネル・インパルス応答、及び、前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）、及び現在のチャネルの動作下で事後信号対雑音比を求め、前記無線通信システムによって知られている種々の変調符号化方式（ＭＣＳ）のうちの１つを前記事後信号対雑音比に応じて選択するよう構成された変調符号化方式生成サブユニットと、
前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）を前記Ｍ個の基地局の少なくとも１つに通知し、受信された情報は、前記選択された変調符号化方式、及び前記第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれが通知される前記少なくとも１つの基地局により、前記Ｍ個の基地局における他の対応する基地局に送信されるか、又は前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）を前記Ｍ個の基地局のそれぞれの基地局に通知し、よって、前記それぞれの基地局に対応する前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて前記ＭＩＭＯ協調型通信における基地局毎の送信前置符号化処理を完了するよう構成された情報送信サブユニットと
を備えるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項２５】
請求項２４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記無線通信システムは一ユーザ機器を備え、Ｋｍ＝１であり、Ｘ＝２であり、Ｑ（Ｘ）＝１であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
【請求項２６】
請求項１４乃至２５の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置を装備したユーザ機器。
【請求項２７】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信を行う無線通信システムであって、前記無線通信システムは、
請求項２６記載の少なくとも１つのユーザ機器と、
前記少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局と
を備える無線通信システム。
【請求項２８】
マシン読み取り可能な命令コードを記憶させたプログラムであって、前記命令コードは、マシンによって読み取られ、実行されると、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の複数出力複数入力（ＭＩＭＯ）協調型通信方法をマシンに実行させることができるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、無線通信の分野に関し、特に、無線通信システムにおける複数の基地局又は複数のセルと、ユーザの装置との間のＭＩＭＯ（複数入力複数出力）協調型通信方法に関し、本発明は更に、前置符号化装置及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、これまで急速に発展してきている。以前の第２世代移動体通信システムＧＳＭは、データ速度が増大したＥＤＧＥ、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）などの手法に向けて常に進化し、システムのデータ伝送機能を大きく拡充している。広帯域符号分割多元アクセス（ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００等）などの、より高い伝送速度を有する第３世代移動体通信システムは、世界中の多くの国及び地域において配備されており、商用化されている。同時に、セルラ通信手法の進展に伴い、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、及びワイマックス（ＷｉＭＡＸ）などの他の無線アクセス手法も急速に進展している。更に、第３世代パートナーシップ・プロジェクト・ロング・ターム・エボリューション（３ＧＰＰ  ＬＴＥ）、第３世代パートナーシップ・プロジェクト・ロング・ターム・エボリューション・アドバンス（３ＧＰＰ  ＬＴＥ＋）、ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｍ等の第４世代移動体通信システム指向の手法も着手され、研究開発の段階に入っている。
【０００３】
高速無線インターネットに対するアクセス・サービス及び高速マルチメディア通信に対する需要は、非常に速く増加しており、無線スペクトル資源は制限されており、したがって、どのようにして、利用可能な帯域資源の使用により、スペクトル利用率、及び通信システムの伝送速度を十分に向上させるかは、解決すべき課題である。マルチアンテナ手法が伝送容量又は信号品質を向上させることが可能であるということを考慮すれば、上述の種々のシステムは全て、マルチアンテナ手法を採用しており、基地局から移動局への８個の送信アンテナ及び８個の受信アンテナを含むアンテナ・モードが３ＧＰＰ  ＬＴＥアドバンス・システム及びＩＥＥＥ  ８０２．１６ｍにおいて規定されている。
【０００４】
マルチアンテナ・システムの時空間処理手法は主に、空間多重化及び空間ダイバーシチ等を含む。空間ダーバーシチは、時空間符号化により、データを複数のデータ・サブストリームに分割し、データ・サブストリームは複数のアンテナを介して送信され、送信アンテナ間で時間領域における符号化冗長度をもたらすことにより、ダイバーシチ利得を獲得する。空間多重化は、送信アンテナ上で別個の情報ストリームを送信し、干渉抑制を使用して受信端末によって復号化し、それにより、最高速度を達成する。一般に、空間多重化手法は無線通信システムのスループットを増大するために使用し得る一方、空間ダイバーシチ手法は、無線通信システムのカバレッジを拡大するために使用し得る。
【０００５】
無線通信システムでは、サービス基地局からの距離が長いことにより、セルエッジにおけるユーザはサービス基地局から、より弱い信号を受け取り、近傍セルにおいて基地局の信号から大きな干渉を受け、それにより、セルエッジにおけるユーザのシステム・スループットが劣化する。
【０００６】
ＭＩＭＯ協調型通信に関するいくつかの参考文献及び論文を以下に記載する。上記参考文献及び論文は本願明細書に詳細に説明されているものとして参照によって引用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＴＩＭＯＴＨＹ  ＣＯＸ（米国）、ＡＨＭＡＤ  ＫＨＯＳＨＮＥＶＩＳ（米国）による「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｉｎ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」と題する国際公開第２００８／１５７１４７号パンフレット
【特許文献２】ＳＨＥＮ  ＭＡＮＹＵＡＮ（米国）及びＸＩＮＧ  ＧＵＡＮＢＩＮ（米国）による「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  ＭＩＭＯ  ｉｎ  Ｍｕｌｔｉｃｅｌｌ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ」と題する国際公開第２００８２６００６４号パンフレット
【特許文献３】ＬＩ  ＡＮＸＩＮ（中国）及びＬＩ  ＸＩＡＮＧＭＩＮＧ（中国）による「ＵＰＬＩＮＫ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＩＮＰＵＴ−ＭＵＬＴＩＰＬＥ−ＯＵＴＰＵＴ  （ＭＩＭＯ）  ＡＮＤ  ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ  ＭＩＭＯ  ＴＲＡＮＳＭＩＳＳＩＯＮＳ」と題する国際公開第２００８１２４５３５号パンフレット
【特許文献４】ＮＥＥＬＥＳＨ  Ｂ  ＭＥＨＴＡ（米国）及びＺＨＡＮＧ  ＨＯＮＧＹＵＡＮ（米国）による「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ｓｉｇｎａｌｓ  ｉｎ  ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ  ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ」と題する米国特許出願公開第２００７２４８１７２号明細書
【特許文献５】ＫＩＭ  ＳＵＮＧ  ＪＩＮ（韓国）及びＫＩＭ  ＨＯ  ＪＩＮ（韓国）による「ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＶＥ  ＤＩＶＥＲＳＩＴＹ  ＩＮ  ＭＩＭＯ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＮＥＴＷＯＲＫ」と題する韓国特許出願公開第２００６０１１１２３８号明細書
【特許文献６】ＫＩＭ  ＳＵＮＧ−ＪＩＮ（韓国）及びＫＩＭ  ＨＯ−ＪＩ（韓国）による「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｉｎ  ａ  ＭＩＭＯ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ」と題する米国特許出願公開第２００６２３９２２２号明細書
【特許文献７】ＭＡＴＴＩＡＳらによる「ＭＵＬＴＩ−ＡＮＴＥＮＮＡＥ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＤＡＴＡ  ＴＲＡＮＳＭＩＴＴＩＮＧ  ＭＥＴＨＯＤ」と題する国際公開第２００８／１５１５３４号パンフレット
【特許文献８】ＹＡＮＧ  ＢＯらによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｒｅｄｕｃｉｎｇ  ｃｏｄｅｂｏｏｋ  ｓｅａｒｃｈ−ｂａｓｅｄ  ｐｒｅ−ｃｏｄｉｎｇ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｂｉｔｓ  ｏｆ  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ  ｓｙｓｔｅｍ」と題する中国特許出願公開第１０１０３９１３７（Ａ）号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ａｙｍａｎ  Ｆ．  Ｎａｇｕｉｄ，  Ｖａｈｉｄ  Ｔａｒｏｋｈ，  Ｎａｍｂｉｒａｊａｎ  Ｓｅｓｈａｄｒｉ，  Ａ．  Ｒｏｂｅｒｔ  Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋによる「Ａ  Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｍｏｄｅｍ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｄａｔａ−Ｒａｔｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」  ＩＥＥＥ  ＪＳＡＣ，  ｖｏｌ．１６，  ｎｏ．８，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９８，  ｐｐ．１４５９−１４７８
【非特許文献２】Ｖ．  Ｔａｒｏｋｈ，  Ｎ．  Ｓｅｓｈａｄｒｉ，  Ａ．  Ｒ．  Ｃａｌｄｅｒｂａｎｋによる「Ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｃｏｄｅｓ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｄａｔａ  ｒａｔｅ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｄｅ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ」、  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｉｎｆｏｒｍ．  Ｔｈｅｏｒｙ，  ４４：７４４−７６５，  Ｍａｒｃｈ  １９９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、無線通信システム内のセルエッジにおけるユーザのシステム・スループットを拡充することを期待して、無線通信システムにおけるＭＩＭＯ協調型通信の方法、装置、及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の局面によれば、無線通信システムにおける複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信の方法が提供され、無線通信システムは、少なくとも１つのユーザ機器と、少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局とを含み、Ｍは２以上の整数であり、方法は、
各ユーザ機器に対して
基地局毎に第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を行って、それぞれの基地局に対応するそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスを獲得する工程と、
第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を連続して行う工程とを含み、それぞれの基地局の第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得し、Ｘは２以上の整数であり、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理では、Ｍ個の基地局はＱ（Ｘ）個の群に分けられ、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化は、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群の第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために、獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）レベルの前置符号化マトリクスに基づいてＱ（Ｘ）個の基地局群に対して行われ、Ｑ（Ｘ）は１以上Ｍ以下の整数である。
【００１１】
本発明の第２の局面によれば、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信を行うために、無線通信システムにおいて使用されるＭＩＭＯ前置符号化装置が提供され、無線通信システムは、少なくとも１つのユーザ機器と、少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局とを含み、Ｍは２以上の整数であり、ＭＩＭＯ前置符号化装置は、
それぞれの基地局に対応するそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を行うよう構成された第１の前置符号化マトリクス生成装置と、
それぞれの基地局の第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を順次行うよう構成された第２乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置とを備え、第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群の第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために、獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスに基づいて第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化をＱ（Ｘ）個の基地局群に対して行うよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成部を備え、Ｑ（Ｘ）は、１以上Ｍ以下の整数である。
【００１２】
本発明の第３の局面によれば、本発明の第２の局面による上記前置符号化装置を装備したユーザ機器が提供される。
【００１３】
本発明の第４の局面によれば、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信を行うための無線通信システムが提供され、無線通信システムは、
本発明の第３の局面による少なくとも１つのユーザ機器と、
少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するためのＭ個の基地局とを含み、Ｍは２以上の整数である。
【００１４】
本発明の実施例による無線通信システムにおけるＭＩＭＯ協調型通信を行う方法では、第１のレベルの前置符号化は基地局又はセルの内部で行われ、後続の種々のレベルの前置符号化は、それぞれの基地局に対して階層的前置符号化を行うことにより、別々の基地局間又はセル間で行われる。方法は、マルチアンテナ手法を複数の基地局又は複数のセルに適用し、それにより、基地局又はセルの干渉を抑制又は利用し、セルエッジにおけるユーザのシステム・スループットを増大させ、通信効率を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信を行うシステムを示す単純化された概略図である。
【図２】本発明の実施例による無線通信システムにおけるＭＩＭＯ協調型通信方法の単純化されたフローチャートである。
【図３Ａ】図２に示す方法における第１のレベルの前置符号化工程Ｓ２１０の特定の実現形態の単純化されたフローチャートである。
【図３Ｂ】図２に示す方法における第１のレベルの前置符号化工程Ｓ２１０の別の特定の実現形態の単純化されたフローチャートである。
【図４Ａ】図２に示す方法における第Ｘのレベルの前置符号化工程Ｓ２２０の特定の実現形態の単純化されたフローチャートである。
【図４Ｂ】図２に示す方法における第Ｘのレベルの前置符号化工程Ｓ２２０の別の特定の実現形態の単純化されたフローチャートである。
【図４Ｃ】図２に示す方法における第Ｘのレベルの前置符号化工程Ｓ２２０の更に別の特定の実現形態の単純化されたフローチャートである。
【図５】本発明の実施例による無線通信システムにおけるＭＩＭＯ協調型通信を行うための前置符号化装置の概略ブロック図である。
【図６Ａ】図５に示す前置符号化装置における第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置５１０の特定の実現形態の概略ブロック図である。
【図６Ｂ】図５に示す前置符号化装置における第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置５１０の別の特定の実現形態の概略ブロック図である。
【図７Ａ】図５に示す前置符号化装置における第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０の特定の実現形態の概略ブロック図である。
【図７Ｂ】図５に示す前置符号化装置における第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０の別の特定の実現形態の概略ブロック図である。
【図７Ｃ】図５に示す前置符号化装置における第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０の更に別の特定の実現形態の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の上述並びに他の目的、構成、及び効果は、図面を参照しながら、本発明の実施例の以下の説明から更に明らかになるであろう。図面中の構成部分は、正確な縮尺で描いている訳でなく、本発明の原理を例証しているにすぎない。本発明の一部の部分を例証し、説明することを容易にするために、図面中の対応する部分を、拡大し得る、すなわち、本発明によって製造された例証的な装置における他の構成部分よりも大きくし得る。図面では、同一の、又は類似した技術的構成若しくは構成部分は、同一の、又は類似した参照符号で表す。
【００１７】
本発明の実施例は、図面を参照して以下に説明する。図面のうちの図、又は本発明の実施例に記載された構成要素及び構成は、他の１つ又は複数の図若しくは実施例に例証する構成要素及び構成と組み合わせることが可能である。本発明に無関係であり、当業者によく知られている構成部分及び処理の表現及び記載は、明確にするために、図面及び明細書では割愛される。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信を行うシステムを示す単純化された概略図である。説明を単純にするために、図１中のＭＩＭＯ協調型通信システムは、３つの基地局及び１つのユーザ機器ＵＥを含んでいるよう示しているに過ぎないが、各基地局は１つのセルに対応し、各基地局は３つの送信アンテナを含み、ユーザ機器ＵＥは２つの受信アンテナを有し、システムの詳細な構成パラメータは、本発明を制限するために使用されるものでない。すなわち、本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信システムは、前述のユーザ機器と協調的に通信するＭ（Ｍは２以上の整数である）個の基地局及び２つ以上のユーザ機器を含み得、一基地局は複数のセルに対応し得、ユーザ機器及び基地局それぞれが有し得るアンテナの数は図１に示す３及び２に制限されず、システムの具体的な状況に応じて何れかの数であり得る。話を単純にするために、以下で基地局又はセルを指す場合、説明は基地局のみで行う。
【００１９】
本発明の実施例による無線通信システムにおけるＭＩＭＯ協調型通信を行う方法のフローは、図２を参照して説明する。図２に示すように、ＭＩＭＯ協調型通信方法は、無線通信システムにおけるユーザ機器毎に工程Ｓ２１０及び工程Ｓ２２０の実行を含む。工程Ｓ２１０では、第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を基地局毎に行って、それぞれの基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスそれぞれを獲得する。工程Ｓ２２０では、第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を順次行って、それぞれの基地局の第２乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得し、Ｘは２以上の整数である。第ＸレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理では、Ｍ個の基地局がＱ（Ｘ）個の群に分けられ、獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスに基づいて、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化をＱ（Ｘ）個の基地局群に行って、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群毎に第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得する。ここで、Ｑ（Ｘ）は１以上Ｍ以下の整数である。
【００２０】
ＭＩＭＯ前置符号化は、複数の送信アンテナ上でのマルチチャネル信号の同時送信により、伝送速度を向上させる慣用的な空間多重化手法である。前置符号化とは、信号の符号化（又は重み付け）後に信号の送信が行われることを意味している。信号の前置符号化後の信号の送信は、種々の信号チャネル間の干渉を削減し得る。ＭＩＭＯ協調型通信におけるＭＩＭＯ前置符号化の基本的な概念及び原理については、特許文献７における紹介を参照し得、この基本的な概念及び原理は、本発明の主要な内容でないため、再び説明しない。
【００２１】
図３Ａは、図２に示す方法における第１のレベルの前置符号化工程Ｓ２１０の特定の実現形態の単純化されたフローチャートである。図３Ａに示すように、Ｍ個の基地局の第ｍの基地局におけるアンテナはＫｍ個の群に分けられる（Ｋｍは１以上であり、第ｍの基地局におけるアンテナの数以下である）。工程Ｓ３２０−１では、Ｈ１，ｍ＝Ｕ１，ｍＳ１，ｍＶ１，ｍＨを獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍに対して特異値分解が行われる。マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍ個の列が、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして利用される。ここで、ｍ＝１，２…，Ｍは、Ｍ個の基地局の基地局それぞれの連続番号を示す。Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得である。Ｖ１，ｍＨにおける「Ｈ」はハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、第ｍの基地局におけるＫｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、ユーザ機器のアンテナの数以下の整数である。
【００２２】
上述から分かるように、第１のレベルの前置符号化処理は、Ｍ個の基地局における基地局毎の第１のレベルの前置符号化マトリクスそれぞれを獲得し、この処理は、第ｍの基地局における分けられたＫｍ個のアンテナ群をＬ１，ｍ個のアンテナと等価にすることに対応し、同様な第１のレベルの前置符号化処理をＭ個の基地局全てに対して行って、後続ＭＩＭＯ前置符号化処理の準備を行い、全体のＭＩＭＯ前置符号化処理の複雑度を削減する。等価アンテナの数は、アンテナ群に対応する前置符号化マトリクスで、各アンテナ群のチャネル・インパルス応答を乗算することによって獲得されるマトリクスの列の数である。
【００２３】
図３Ｂは、図２に示す方法における第１のレベルの前置符号化工程Ｓ２１０の別の特定の実現形態の単純化されたフローチャートである。図３Ｂに示すように、Ｍ個の基地局のうちの第ｍの基地局におけるアンテナはＫｍ個の群に分けられる（Ｋｍは１以上であり、第ｍの基地局におけるアンテナの数以下の整数である）。工程Ｓ３２０−２では、Ｈ１，ｍ＝Ｕ１，ｍＳ１，ｍＶ１，ｍＨを獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍに対して特異値分解が行われる。マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍ列を含むマトリクスは、無線通信システムにおいて予め設定されたコードブックにマッピングされ、前述のマッピングによって獲得されるコードブック・ベクトルは、各基地局に対応するそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍとして利用される。ここで、ｍ＝１，２…，Ｍは、Ｍ個の基地局のうちの基地局それぞれの連続番号を示す。Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得である。Ｖ１，ｍＨにおける「Ｈ」はハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、第ｍの基地局におけるＫｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、ユーザ機器のアンテナの数以下の整数である。更に、第１のレベルの前置符号化処理は、Ｍ個の基地局における基地局毎の第１のレベルの前置符号化マトリクスそれぞれを獲得し、この処理は、第ｍの基地局における分けられたＫｍ個のアンテナ群をＬ１，ｍ個のアンテナに対して等価にすることに対応する。同様な第１のレベルの前置符号化処理をＭ個の基地局全てに対して行う。
【００２４】
容易に分かるように、図３Ａに示す第１のレベルの前置符号化処理は図３Ｂに示すものと以下の点で異なる。すなわち、第１のレベルの前置符号化マトリクスそれぞれは、図３Ａに示す第１のレベルの前置符号化処理における各基地局のチャネル・マトリクスに対して特異値分解（ＳＶＤ）を行うことによって獲得される一方、各基地局のそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスは、図３Ｂに示す第１のレベルの前置符号化処理におけるコードブックベースの方法によって獲得される。
【００２５】
特異値分解（ＳＶＤ）では、Ａ個の行及びＢ個の列を有するマトリクスＨＡ×Ｂが存在していることを前提とすれば、マトリクスは確かに、ＳＶＤにより、Ｈ＝ＵＳＶＨに分解することが可能である。ここで、Ｕは、Ａ個の行及びＡ個の列を有する単位マトリクスであり、Ｓは、Ａ個の行及びＢ個の列を有する対角マトリクスであり、Ｖは、Ｂ個の行及びＢ個の列を有する単位マトリクスであり、Ｈ＝ＵＳＶＨにおける「Ｈ」はハミルトン転置の演算を示す。ＳＶＤは、数学及び工学の分野では周知の手法である。例えば、特許文献７を参照することにより、通信の分野において、ＳＶＤの紹介を得ることが可能である。ＳＶＤの内容は本発明の主たる内容でないので、その詳細な説明はここでは割愛する。
【００２６】
コードブックは、通信システムによって予め設定される前置符号化マトリクスの組である。コードブック、及びコードブックベースの前置符号化に関する基本的な概念及び原理は当該技術分野では周知である（例えば、特許文献８におけるコードブック及びコードブックベースの前置符号化の関連した紹介を参照されたい）。コードブック及びコードブックベースの前置符号化に関する基本的な概念及び原理は、本発明の主な内容でないので、それらの詳細な説明は割愛する。
【００２７】
図３Ｂに示すようなコードブックに基づいた第１のレベルの前置符号化の例として、上記工程Ｓ３２０−２のマッピング処理では、コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍ個の列を含むマトリクスとの間の相関演算を行い得、最大相関値に対応するコードブックにおける前置符号化マトリクスを、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして利用し得る。コードブックに基づいて前置符号化マトリクスを獲得するこの手法は、「マッピング手法」として表し得る。
【００２８】
一ベクトルが分かっている場合において、既知のベクトル・コードブックのうちの一ベクトルを選択する特定の例を次に表す。
【表１】
0005370499.tif 000002
という一コードブックが知られているとする。
【００２９】
更に、一列ベクトルｂが知られている。
【表２】
0005370499.tif 000003
【００３０】
モジュラスを獲得するための相関演算が行われる。すなわち、
Ｃ＝ａｂｓ（ｂ’＊ｃｏｄｅｂｏｏｋ）＝［１．９２７０  ０．４１７７  ３．２１１９  １．０９０１］
【００３１】
上記から、ベクトルｂとコードブックの第３の列ベクトルとの間で相関演算を行うことによって得られるモジュラスの値が最大であり、これが３．２１１９であるということが分かる。更に、コードブックの第３の列ベクトルは、上記演算に応じて選択される対象のベクトルである。ここで、Ｃ＝ａｂｓ（ｂ’＊ｃｏｄｅｂｏｏｋ）は、相関演算がまず、行われ、次いで、モジュラス値が獲得され、ｂ’は列ベクトルｂの共役変換を表すということを示す。
【００３２】
更に、図２に示す方法における第１のレベルの前置符号化工程Ｓ２１０の更に別の特定の実現形態（図示せず）として、各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍに基づいて、所定の原理に応じて、無線通信システムの予め設定されたコードブックをサーチし得、サーチによって獲得されるコードブック・ベクトルは、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして利用される。ここで、ｍ＝１，２…，Ｍは、Ｍ個の基地局のうちの基地局それぞれの連続番号を示す。コードブックに基づいて前置符号化マトリクスを獲得するこの手法は、「網羅的手法」として表し得る。コードブック・サーチは、必要に応じて、受信信号のＳＮＲ（信号対雑音比）最大化基準、最大尤度基準、最小平均二乗誤差基準、最大チャネル容量基準等のうちの１つに応じて行い得る。
【００３３】
図２に示す方法における工程Ｓ２２０の第Ｘレベルの前置符号化の特定の実現形態を図４Ａ乃至図４Ｃを参照して説明する。
【００３４】
図４Ａは、図２に示す方法における第Ｘのレベルの前置符号化工程Ｓ２２０の特定の実現形態を示す。図４Ａに示すように、工程Ｓ４１０−１では、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）が、第ｑ（ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、第（Ｘ−１）の前置符号化マトリクスにおけるＱ（ｘ−１）個の基地局群における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することによって獲得される。ここで、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における各基地局群の連続番号であり、これは、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、第（Ｘ−１）レベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１  ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表される。工程Ｓ４２０−１では、ＨＸ−１は、列により、Ｑ（Ｘ）個の群に分けられ、各群は、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数は、ＨＸ−１の行の数以上である。工程Ｓ４３０−１では、特異値分解をチャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）の列は、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局に対応するそれぞれの第Ｘのレベルの前置マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）として利用される。ここで、ｑ（Ｘ）＝１，２…，Ｑ（Ｘ）は、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理におけるＭ個の基地局を分けることによって獲得されるＱ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得である。ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」はハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化におけるＱ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の基地局群のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、ユーザ機器のアンテナの数未満である整数である。
【００３５】
図４Ｂは、図２に示す方法における第Ｘのレベルの前置符号化工程Ｓ２２０の別の特定の実現形態を示す。図４Ｂに示すように、この実現形態における工程Ｓ４１０−２及びＳ４２０−２における処理は、図４Ａの実現形態における工程Ｓ４１０−１及びＳ４２０−１における処理と類似しており、その差は、工程Ｓ４３０−２では、チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行うことにより、ＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得した後、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）の列を含む行列が無線通信システムにおける予め設定されたコードブックにマッピングされ、マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルが、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する各第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）としてみなされるという点にある。すなわち、図４Ａに示す実現形態では、各基地局群に対応する各第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスが特異値分解手法によって獲得される一方、図４Ｂに示す実現形態では、各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスは、コードブックに基づいて上記「マッピング手法」によって獲得される
図４Ｂに示すようなコードブックに基づいた第Ｘのレベルの前置符号化手法の例として、上記工程Ｓ４３０−２のマッピング処理では、コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）個の列を含むマトリクスとの間で相関演算を行い得、最大相関値に対応するコードブックにおける前置符号化マトリクスが、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する各第Ｘレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）として利用される。
【００３６】
図４Ｃは、図２に示す方法における第Ｘのレベルの前置符号化工程Ｓ２２０の更に別の特定の実現形態を示す。図４Ｃに示すように、この実現形態における工程Ｓ４１０−３及びＳ４２０−３における処理は図４Ａの実現形態における工程Ｓ４１０−１及びＳ４２０−１における処理と同様であり、その差は、工程Ｓ４３０−３では、工程Ｓ４２０−３におけるＱ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）を獲得した後、所定の原理に応じて、無線通信システムの予め設定されたコードブックが、チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に基づいてサーチされ、サーチによって獲得されたコードブック・ベクトルが、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する各第Ｘレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）とみなされるという点にある。この実現形態では、対応する基地局群の第Ｘレベルの前置符号化マトリクスは、コードブックに基づいて上記「網羅的手法」によって実際に獲得される。
【００３７】
図４Ａ乃至図４Ｃの説明から分かるように、第Ｘのレベルの前置符号化の処理は、上述の第１乃至第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化に基づいて、ＭＩＭＯ前置符号化処理を行い、Ｍ個の基地局がＱ（Ｘ）個の基地局群に分けられ、各基地局群が一基地局とみなされることと等価である。したがって、基地局間の干渉を考慮に入れることができ、ユーザ機器のシステム・スループットは干渉を利用することによって向上させ、それにより、無線通信システムの通信効率を増大させることができる。
【００３８】
本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信方法のマルチレベルの（すなわち、Ｘ個のレベルの）前置符号化処理では、パラメータＬの値が大きいほど、前置符号化の性能は良くなる一方、前置符号化計算の複雑度は高くなる。それぞれのレベルの前置符号化処理では、Ｌは、ユーザ機器の送信アンテナの数よりも小さい。
【００３９】
第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）を獲得した後、第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）、及び現在のチャネルの動作下での事後信号対雑音比が、無線通信システムの現在のチャネルのチャネル・インパルス応答及び上記情報に基づいて求められ、無線通信システムによって知られている種々の変調符号化方式（ＭＣＳ）のうちの１つが、事後信号対雑音比に応じて選択される。Ｍ個の基地局のうちの１つ（例えば、ユーザ機器のうちのサービス基地局）又はいくつかには、選択された変調符号化方式、及び獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）が通知され、Ｍ個の基地局のうちの１つ又はいくつかは、受信された情報を、Ｍ個の基地局における対応する他の基地局に送信する。あるいは、Ｍ個の基地局のそれぞれの基地局には、選択された変調符号化方式、及び獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）が通知され、よって、Ｍ個の基地局は、各基地局に対応する獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、ＭＩＭＯ協調型通信における各基地局の送信前置符号化処理を完了することが可能である。
【００４０】
上記それぞれのレベルの前置符号化マトリクス及びＭＣＳは、ユーザ機器による計算を介して獲得し、ユーザ機器とＭ個の基地局との間の対応するシグナリング・チャネルを介して転送し得る。種々の基地局間の情報は、バックホール・リンクを介して送信し得る。
【００４１】
種々のレベルの前置符号化並びにＭＣＳの計算及び／又は伝送は、当該装置が種々のレベルの前置化マトリクス及びＭＣＳの計算に必要な情報を獲得することが可能であり、基地局及び／又はユーザ機器と通信することが可能である限り、協調型通信システムにおけるユーザ機器とは別の装置によって行うこともできる。
【００４２】
本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信方法におけるマルチレベルの前置符号化処理は一ユーザ機器に関して説明してきた。協調型通信システムにおいて複数のユーザ機器が存在している場合、上記マルチレベルの前置符号化処理は同様に、全てのユーザについて行い、それにより、複数のユーザ機器に関するＭＩＭＯ協調型通信を実現し得る。このＭＩＭＯ協調型通信は、各ユーザ機器のシステム・スループットを向上させ、通信効率を増大させ得る。
【００４３】
本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信方法」の更なる理解に資するために、具体例を以下に表す。
【００４４】
この例では、ＭＩＭＯマルチポイント協調型通信に関係するシステムにおける１つのユーザ機器、及びＭ個の基地局又はセルが存在しているとすれば、それぞれの基地局又はセルの送信アンテナの数は
【数１】
0005370499.tif 000004
であり、ユーザ機器の受信アンテナの数は
【数２】
0005370499.tif 000005
である。２つのレベルの前置符号化処理が行われる。第１のレベルの前置符号化処理では、各基地局におけるアンテナ全てが、一群にグループ化され、第２のレベルの前置符号化処理では、Ｍ個の基地局全てが一群にグループ化される。すなわち、本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信方法では、パラメータＫｍ＝１であり、パラメータＸ＝２であり、パラメータＱ（Ｘ）＝１である。
【００４５】
同じ基地局又は同じセルのアンテナ群は
【数３】
0005370499.tif 000006
としてあらわす。基地局又はセルそれぞれの送信アンテナからユーザ機器へのチャネル・インパルス応答は、
【数４】
0005370499.tif 000007
である。ここで、
【数５】
0005370499.tif 000008
は、第ｍの基地局又はセルの第ｔの送信アンテナから第ｒの受信アンテナへのチャネルのインパルス応答を表す。基地局又はセル全ての送信アンテナから移動局までのチャネル・インパルス応答は、
【数６】
0005370499.tif 000009
であり、これは、
【数７】
0005370499.tif 000010
としても表し得る。
【００４６】
第１のレベルの前置符号化処理をまず、説明する。
【００４７】
第１のレベルの前置符号化処理では、ユーザ機器は、
【数８】
0005370499.tif 000011
それぞれに対する特異値分解、すなわち、
【数９】
0005370499.tif 000012
を行う。
【００４８】
システムの実際の要件によれば、
【数１０】
0005370499.tif 000013
のうちの最初の列、又は最初のいくつかの列は、各基地局の第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数１１】
0005370499.tif 000014
として利用し得る。更に、最後に、チャネル
【数１２】
0005370499.tif 000015
の第１のレベルの前置符号化等価マトリクスが獲得される。ここでは、
【数１３】
0005370499.tif 000016
である。第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数１４】
0005370499.tif 000017
は特異値分解（ＳＶＤ）によって獲得される。
【００４９】
別の実施例として、システムによって知られている（コードブックという）前置符号化マトリクスの組における各前置符号化マトリクスと、獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数１５】
0005370499.tif 000018
との間で相関演算を行い得、最大相関値に対応する前置符号化マトリクスは、獲得される対象の各基地局の各第１のレベルの前置符号化マトリクスとして利用され、これは、
【数１６】
0005370499.tif 000019
として表す。更に、最後に、チャネル
【数１７】
0005370499.tif 000020
の第１のレベルの前置符号化等価マトリクスが獲得される。ここでは、
【数１８】
0005370499.tif 000021
である。第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１ｍ’は、コードブックに基づいて「マッピング手法」によって獲得される。
【００５０】
別の代替的な実施例として、各基地局の第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１ｍ’’，ｍ＝１，２，…，Ｍは、コードブックに基づいて上記「網羅的手法」によって獲得することもできる。最後に、チャネル
【数１９】
0005370499.tif 000022
の第１のレベルの前置符号化等価マトリクスが獲得される。ここで、
【数２０】
0005370499.tif 000023
である。第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１ｍ’’は、コードブックに基づいて「網羅的手法」によって獲得される。
【００５１】
第２のレベルの前置符号化処理を次に説明する。
第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数２１】
0005370499.tif 000024
が、第１のレベルの前置符号化処理における特異値分解（ＳＶＤ）によって獲得される場合、第２のレベルの前置符号化処理では、Ｍ個の基地局に対応する第２のレベルの前置符号化マトリクスは、以下に規定するようにコードブックに基づいた「網羅的手法」、コードブックに基づいた「マッピング手法」、及びＳＶＤに基づいた手法それぞれによって獲得し得る。
【００５２】
ＳＶＤに基づいた方法
ユーザ機器は、
【数２２】
0005370499.tif 000025
に対して特異値分解、すなわち、
【数２３】
0005370499.tif 000026
を行う。ここで、Ｒはランク値（すなわち、前置符号化マトリクス
【００５３】
【数２４】
0005370499.tif 000027
の列の数）の値である。
【００５４】
実際のシステムの要件によれば、
【数２５】
0005370499.tif 000028
の最初のＲ個の列は、Ｍ個の基地局に対応する第２のレベルの前置符号化行列Ｐ２として利用し得る。更に、最後に、チャネルの第２のレベルの前置符号化等価マトリクス
【数２６】
0005370499.tif 000029
が獲得される。これは、特異値分解（ＳＶＤ）により、第２のレベルの前置符号化マトリクスＰ２を獲得する。
【００５５】
コードブックに基づいた「マッピング手法」
別の実施例として、システムによって知られている（コードブックという）前置符号化マトリクスの組における各前置符号化マトリクスと、ＳＶＤによって獲得された上記前置符号化マトリクスＰ２との間で相関演算を行い得、最大相関値に対応する前置符号化マトリクスは、Ｍ個の基地局に対応する獲得される対象の第２のレベルの前置符号化マトリクスとして利用され、これは、
【数２７】
0005370499.tif 000030
として表す。更に、最後に、チャネルの第２のレベルの前置符号化等価マトリクス
【数２８】
0005370499.tif 000031
が獲得される。これは、コードブックに基づいて「マッピング手法」により、第２のレベルの前置符号化マトリクス
【数２９】
0005370499.tif 000032
を獲得する。
【００５６】
コードブックに基づいた「網羅的手法」
更に別の代替的な実施例として、Ｍ個の基地局に対応する第２のレベルの前置符号化マトリクス
【数３０】
0005370499.tif 000033
は、コードブックに基づいて上記「網羅的手法」によって獲得することもできる。更に、最後に、チャネルの第２のレベルの前置符号化等価マトリクス
【数３１】
0005370499.tif 000034
が獲得される。これは、コードブックに基づいて「網羅的手法」により、第２のレベルの前置符号化マトリクス
【数３２】
0005370499.tif 000035
を獲得する。
【００５７】
同様に、第１のレベルの前置符号化処理においてコードブックに基づいて「マッピング手法」によって第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数３３】
0005370499.tif 000036
を獲得する場合、及び第１のレベルの前置符号化処理においてコードブックに基づいて「網羅的手法」によって第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数３４】
0005370499.tif 000037
を獲得する場合、第２のレベルの前置符号化マトリクスも、上述したようにＳＶＤに基づいた手法、コードブックに基づいた「マッピング手法」、及びコードブックに基づいた「網羅的手法」それぞれによって獲得することができる。前述の手法の詳細は、簡潔にするために割愛する。
【００５８】
対応する第１のレベルの前置符号化マトリクス及び第２のレベルの前置符号化マトリクスは、獲得された後、基地局又はセルそれぞれとユーザ機器との間のシグナリング・チャネルを介して送信することが可能である。例えば、第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数３５】
0005370499.tif 000038
の場合、第１のレベルの前置符号化マトリクスは全て、協調型基地局又はセル（例えば、ユーザ機器のサービス基地局）全てのうちの１つに送信し得、サービス基地局は、対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスを対応する基地局又はセルに送信する。あるいは、第１のレベルの前置符号化マトリクスは全て、協調型基地局又はセルのいくつか又は全部に送信し得、対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスは、相関化された基地局又はセル間の通信により、対応する基地局又はセルに送信される。あるいは、対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスは対応する基地局又はセルのみに送信し得る。例えば、
【数３６】
0005370499.tif 000039
は第１の基地局又はセルに送信され、
【数３７】
0005370499.tif 000040
は第２の基地局又はセルに送信され、
【数３８】
0005370499.tif 000041
は第Ｍの基地局又はセルに送信される等である。例えば、第２のレベルの前置符号化マトリクス
【数３９】
0005370499.tif 000042
の場合、第１のレベルの前置符号化マトリクスを送信する上記方法と同様なやり方により、協調型基地局又はセル全てのうちの１つに送信し、あるいは、協調型基地局又はセル全てのうちのいくつか若しくは全てに送信し得、あるいは、第２のレベルの前置符号化マトリクスにおける対応する要素のみを対応する基地局又はセルに送信し得る。したがって、各基地局はそれぞれ、獲得された対応する第１のレベルの前置符号化マトリクス及び第２のレベルの前置符号化マトリクスに応じて前置符号化処理を行い得る。例えば、図１に示すＭＩＭＯ協調型通信システムでは、ユーザ機器、基地局１、基地局２、及び基地局３間のシグナリング・チャネルＡ１，Ａ２、及びＡ３を表す。それぞれの基地局間の情報は、バックホール・リンクを介して送信される。
【００５９】
他のやり方で、第１のレベルの前置符号化マトリクス
【数４０】
0005370499.tif 000043
並びに第２のレベルの前置符号化マトリクス
【数４１】
0005370499.tif 000044
及び
【数４２】
0005370499.tif 000045
を獲得する上記ケースについては、生成されたそれぞれのレベルの前置符号化マトリクスは、上記と同様なやり方で、対応する基地局に送信することが可能である。
【００６０】
ユーザ機器は、現在のチャネルのチャネル・インパルス応答、並びに第１のレベルの前置符号化マトリクス及び第２のレベルの前置符号化マトリクスに応じて前置符号化マトリクス及び現在のチャネルの動作下で事後信号対雑音比を求め、事後信号対雑音比に応じてシステムによって知られている種々の変調符号化手法（ＭＣＳ）のうちの１つを選択し、ユーザ機器と各基地局との間のシグナリング・チャネルを介して種々の対応する基地局又はセルのうちの１つに変調符号化手法を送信する。選択された変調符号化手法は、更に、シグナリング・チャネルを介して種々の対応する基地局又はセルのいくつか又は全てに送信し得る。選択されたＭＣＳは、第１のレベルの前置符号化マトリクス及び第２のレベルの前置符号化マトリクスを送信するやり方と同様なやり方で送信し得る。
【００６１】
本発明の実施例による無線通信システムにおけるＭＩＭＯ協調型通信を行う前置符号化装置は、図５乃至図７を参照して説明する。
【００６２】
図５は、本発明の実施例による無線通信システムにおけるＭＩＭＯ協調型通信を行うための前置符号化装置５００の概略ブロック図を示す。無線通信システムは、少なくとも１つのユーザ機器、及び少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局を含む。ここでは、Ｍは２以上の整数である。図５に示すように、ユーザ機器毎に、ＭＩＭＯ前置符号化装置５００は、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスそれぞれを獲得するよう基地局毎の第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を行うよう構成された第１レベル前置符号化マトリクス生成装置５１０と、対応する基地局の第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するよう第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を順次行うよう構成された第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５２０とを含む。ここでは、Ｘは２以上の整数である。第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５２０は、Ｍ個の基地局をＱ（Ｘ）個の群に分け、獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスに基づいて第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化をＱ（Ｘ）個の基地局群に対して行って、それにより、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群それぞれの第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成部５３０を含む。ここで、Ｑ（Ｘ）は１以上Ｍ以下の整数である。
【００６３】
図６Ａは、図５に示す前置符号化装置における第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置５１０の特定の実現形態の概略ブロック図を示す。図６Ａに示すように、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置５１０は、アンテナ・グループ化サブユニット５１２−１及び特異値分解サブユニット５１４−１を含む。例えば、前述のサブユニットはそれぞれ、図３Ａに示す方法における工程Ｓ３１０−１及びＳ３２０−１の処理を行うよう構成し得る。
【００６４】
図６Ｂは、図５に示す前置符号化装置における第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置５１０の別の特定の実現形態の概略ブロック図を示す。図６Ｂに示すように、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置５１０は、アンテナ・グループ化サブユニット５１２−２及びコードブック・マッピング・サブユニット５１４−２を含む。例えば、前述のサブユニットはそれぞれ、図３Ｂに示す方法における工程Ｓ３１０−２及びＳ３２０−２の処理を行うよう構成し得る。
【００６５】
図７Ａは、図５に示す前置符号化装置における第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０の特定の実現形態の概略ブロック図を示す。図７Ａに示すように、第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０は、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブユニット５３２−１と、第Ｘのレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブユニット５３４−１と、特異値分解サブユニット５３６−１とを含む。例えば、前述のサブユニットは、それぞれ、図４Ａに示す工程Ｓ４１０−１、Ｓ４２０−１、及びＳ４３０−１の処理を行うよう構成し得る。
【００６６】
図７Ｂは、図５に示す前置符号化装置における第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０の別の特定の実現形態の概略ブロック図を示す。図７Ｂに示すように、第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０は、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブユニット５３２−２と、第Ｘのレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブユニット５３４−２と、特異値分解サブユニット５３６−２とを含む。例えば、前述のサブユニットは、それぞれ、図４Ｂに示す方法における工程Ｓ４１０−２、Ｓ４２０−２、及びＳ４３０−１の処理を行うよう構成し得る。
【００６７】
図７Ｃは、図５に示す前置符号化装置における第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０の更に別の特定の実現形態の概略ブロック図を示す。図７Ｃに示すように、第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置５３０は、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブユニット５３２−３と、第Ｘのレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブユニット５３４−３と、コードブック・サーチ・サブユニット５３６−３とを含む。例えば、前述のサブユニットは、それぞれ、図４Ｃに示す方法における工程Ｓ４１０−３、Ｓ４２０−３、及びＳ４３０−３の処理を行うよう構成し得る。
【００６８】
上記装置における構成部分の部、装置、及びサブユニットはソフトウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせによって構成し得る。構成の特定の手段又は方法は、当業者に周知であり、その詳細な説明は割愛する。
【００６９】
本発明の別の実施例によれば、ユーザ機器も提供する。ユーザ機器には、図５に示すように本発明の実施例による前置符号化装置が、装備され、よって、本発明の実施例によるＭＩＭＯ協調型通信方法を実現するために使用することが可能である。
【００７０】
本発明の別の実施例によるユーザ機器を含む無線通信システムが、更に、本発明の保護の範囲内に収まると解されるものとするということが容易に分かる。
【００７１】
本発明は更に、マシン読み取り可能な命令コードが記憶されたプログラム・プロダクトを提案する。マシンによって読み取られ、実行されると、命令コードは、上記発明の実施例による複数入力複数出力ＭＩＭＯ協調型通信の方法をマシンに行わせることが可能である。
【００７２】
相応に、マシン読み取り可能な命令コードが記憶された前述のプログラム・プロダクトを収容する記憶媒体は、更に、本発明の開示に包含される。記憶媒体は、ソフト・ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、記憶カード、記憶スティック等を含むが、それらに限定されない。
【００７３】
本発明の実施例の上記説明では、一実施例に関して説明し、かつ／又は例証した構成は、その他の実施例と組み合わせて、又はその他の実施例における構成の代わりに１つ又は複数の他の実施例において同じか、又は類似したやり方で使用することが可能である。
【００７４】
本明細書及び特許請求の範囲に記載の「ｉｎｃｌｕｄｅ／ｃｏｍｐｉｒｓｅ」の語は、構成、構成要素、工程、又は構成部分の存在を表すが、１つ又は複数の他の構成、構成要素、工程、又は構成部分の存在又は追加を排除しない。
【００７５】
更に、本発明の実施例による方法は、本明細書に記載された時間的順序においてのみ、行われる訳でなく、別の時間的順序においても並列に、又は別個に行うことが可能である。したがって、本明細書に記載された、方法が行われる順序は、本発明の範囲に対する制限を構成するものでない。
【００７６】
本発明を本発明の実施例の上記説明において開示しているが、当業者は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の種々の修正、適合、又は均等物を考え出すことが可能であるということが理解されよう。前述の修正、適合、又は均等物も、本発明の範囲内に収まるものとして解される。
【００７７】
（付記１）
無線通信システムにおける複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信の方法であって、前記無線通信システムは、少なくとも１つのユーザ機器、及び前記少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局を含み、Ｍは２以上の整数であり、前記方法は、
基地局毎に第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を行って、それぞれの基地局に対応するそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスを獲得する工程と、
第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を順次行って、それぞれの基地局の第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得する工程であって、Ｘは２以上の整数であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理では、前記Ｍ個の基地局はＱ（Ｘ）個の群に分けられ、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化は、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群の第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために、前記獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）レベルの前置符号化マトリクスに基づいて前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群に対して行われ、Ｑ（Ｘ）は１以上Ｍ以下の整数である工程と
を各ユーザ機器に対して行う方法。
（付記２）
付記１記載の方法であって、前記第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
前記Ｍ個の基地局における第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分ける工程であって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局のアンテナの数以下である整数である工程と、
【数１】
0005370499.tif 000046
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解を行う工程と、
各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとしてマトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を利用する工程とを含み、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、マトリクスＶ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局における前記Ｋｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数である方法。
（付記３）
付記１記載の方法であって、前記第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
前記Ｍ個の基地局における前記第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分ける工程であって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局の前記アンテナの数以下である整数である工程と、
【数２】
0005370499.tif 000047
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解を行う工程と、
前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックに前記マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を含むマトリクスをマッピングし、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして前記マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルを利用する工程とを含み、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、マトリクスＶ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局におけるＫｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数である方法。
（付記４）
付記３記載の方法であって、マッピング処理では、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、前記マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍ列を含むマトリクスとの間の相関演算を行い、各基地局に対応する各第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍとして最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記前置符号化マトリクスを利用する方法。
（付記５）
付記１記載の方法であって、前記第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍに基づいて前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチする工程と、
各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとしてサーチによって獲得されたコードブック・ベクトルを利用する工程とを含み、ｍ＝１，２，…，Ｍであり、ｍは、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を表す方法。
（付記６）
付記１乃至５の何れか一項に記載の方法であって、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得する工程であって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群それぞれの連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す工程と、
前記等価チャネル・マトリクスＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分ける工程であって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である工程と、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における前記各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてマトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）を利用する工程とを含み、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数である方法。
（付記７）
付記１乃至５の何れか一項に記載の方法であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得する工程であって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す工程と、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分ける工程であって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である工程と、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックに、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）を含むマトリクスをマッピングする工程とを含み、マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルは、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてみなされ、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数である方法。
（付記８）
付記７記載の方法であって、マッピング処理では、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）個の列を含むマトリクスとの間で相関演算を行い、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局に対応する前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとして最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記前置符号化マトリクスを利用する方法。
（付記９）
付記１乃至５の何れか一項に記載の方法であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得する工程であって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す工程と、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分ける工程であって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である工程と、
チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）により、前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチする工程とを含み、サーチによって獲得されるコードブック・ベクトルは、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群それぞれに対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）としてみなされる方法
（付記１０）
付記９記載の方法であって、
前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、複数入力複数出力ＭＩＭＯ協調型通信における各基地局の送信前置符号化処理を前記Ｍ個の基地局によって行う工程
を更に含む方法。
（付記１１）
付記１０記載の方法であって、前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、ＭＩＭＯ前置符号化処理を前記Ｍ個の基地局によって行う工程は、
前記無線通信システムの現在のチャネルのチャネル・インパルス応答、及び、前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）、及び現在のチャネルの動作下で事後信号対雑音比を求め、前記無線通信システムによって知られている種々の変調符号化方式（ＭＣＳ）のうちの１つを前記事後信号対雑音比に応じて選択する工程と、
前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）を前記Ｍ個の基地局の少なくとも１つに通知し、前記Ｍ個の基地局における他の対応する基地局に、受信された情報を前記少なくとも１つの基地局によって送信するか、又は前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれを前記Ｍ個の基地局のそれぞれの基地局に通知し、よって、前記それぞれの基地局に対応する前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて前記ＭＩＭＯ協調型通信における基地局毎の送信前置符号化処理を完了する工程と
を含む方法。
（付記１２）
付記１１記載の方法であって、前記第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）は前記ユーザ機器による計算によって獲得され、前記少なくとも１つの基地局には、前記ユーザ機器と前記Ｍ個の基地局との間のそれぞれのシグナリング・チャネルを介して、前記ユーザ機器により、前記選択された符号化変調手法、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）が通知され、又は、前記ユーザ機器と前記Ｍ個の基地局との間の対応するシグナリング・チャネルを介して、前記ユーザ機器により、前記選択された符号化変調手法、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至前記第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）が通知され、基地局それぞれの間の情報はバックホール・リンクを介して伝送される方法。
（付記１３）
付記１２記載の方法であって、前記無線通信システムは１つのユーザ機器を備え、
Ｋｍ＝１であり、Ｘ＝２であり、Ｑ（Ｘ）＝１である方法。
（付記１４）
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信を行うために、無線通信システムにおいて使用されるＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記無線通信システムは、少なくとも１つのユーザ機器と、前記少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局とを含み、ユーザ機器毎に、Ｍは２以上の整数であり、前記ＭＩＭＯ前置符号化装置は、
それぞれの基地局に対応するそれぞれの第１のレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために第１のレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を基地局毎に行うよう構成された第１の前置符号化マトリクス生成装置と、
それぞれの基地局の第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために第２のレベル乃至第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理を順次行うよう構成された第２乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置とを備え、前記第２のレベル乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群の第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスを獲得するために、獲得された第１のレベル乃至第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスに基づいて第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化を前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群に対して行うよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化マトリクス生成部を備え、Ｑ（Ｘ）は、１以上Ｍ以下の整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記１５）
付記１４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、
前記Ｍ個の基地局における第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分けるよう構成されたアンテナ・グループ化サブユニットであって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局におけるアンテナの数以下である整数であるアンテナ・グループ化サブユニットと、
【数３】
0005370499.tif 000048
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解を行い、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとしてマトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を利用する特異値分解サブユニットとを備え、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、ｍは前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、Ｖ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局における前記Ｋｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記１６）
付記１４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、
前記Ｍ個の基地局における第ｍの基地局のアンテナをＫｍ個の群に分けるよう構成されたアンテナ・グループ化サブユニットであって、Ｋｍは１以上であり、前記第ｍの基地局におけるアンテナの数以下である整数であるアンテナ・グループ化サブユニットと、
【数４】
0005370499.tif 000049
を獲得するために各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍの特異値分解の演算を行い、前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックにマトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を含むマトリクスをマッピングするよう構成されたコードブック・マッピング・サブユニットとを備え、前記マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルは、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして利用され、ｍ＝１，２，．．，Ｍであり、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を示し、Ｕ１，ｍ及びＶ１，ｍは単位マトリクスであり、Ｓ１，ｍは対角マトリクスであり、その対角要素は、前記第ｍの基地局に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、Ｖ１，ｍＨにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、Ｌ１，ｍは、前記第ｍの基地局におけるＫｍ個のアンテナ群の等価アンテナの数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数以下である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記１７）
付記１６記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記コードブック・マッピング・サブユニットは、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクス、及び前記マトリクスＶ１，ｍにおける最初のＬ１，ｍの列を含むマトリクスとの間で相関演算を行い、最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記符号化マトリクスを、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして利用するよう構成されるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記１８）
付記１４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第１のレベルの前置符号化マトリクス生成装置は、
各基地局に対応するチャネル・マトリクスＨ１，ｍに基づいて前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチし、各基地局に対応する第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍそれぞれとして、前記サーチによって獲得されたコードブック・ベクトルを利用するよう構成されたコードブック・サーチ・サブユニットを備え、ｍ＝１，２，…，Ｍであり、ｍは、前記Ｍ個の基地局における各基地局の連続番号を表すＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記１９）
付記１４乃至１８の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化マトリクス生成部は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得するよう構成された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群それぞれの連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
前記等価チャネル・マトリクスＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分けるよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）としてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における前記各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてマトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）の列を利用するよう構成された特異値分解サブセクションとを備え、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、ｑ（Ｘ）は前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記２０）
付記１４乃至１８の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化マトリクス生成部は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得するよう構成された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、第（Ｘ−１）の前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分けるよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
前記チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）に対して特異値分解を行ってＨＸ，ｑ（Ｘ）＝ＵＸ，ｑ（Ｘ）ＳＸ，ｑ（Ｘ）ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈを獲得し、前記無線通信システムにおける予め設定されたコードブックに、マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）を含むマトリクスをマッピングするよう構成されたコードブック・マッピング・サブセクションとを備え、前記マッピングによって獲得されたコードブック・ベクトルは、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてみなされ、ｑ（Ｘ）＝１，２，．．，Ｑ（Ｘ）であり、前記第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理において前記Ｍ個の基地局を分けることによって獲得された前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群の連続番号を示し、ＵＸ，ｑ（Ｘ）及びＶＸ，ｑ（Ｘ）は単位マトリクスであり、ＳＸ，ｑ（Ｘ）は対角マトリクスであり、その対角要素は、第ｑ（Ｘ）の基地局群に対応するＭＩＭＯチャネルのサブチャネルのチャネル利得であり、ＶＸ，ｑ（Ｘ）Ｈにおける「Ｈ」は、ハミルトン転置の演算を示し、ＬＸ，ｑ（Ｘ）は、第Ｘのレベルの前置符号化において前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における第ｑ（Ｘ）の群の基地局のチャネルによって提供される並列伝送路の数を示し、１以上であり、前記ユーザ機器のアンテナの数未満である整数であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記２１）
付記２０記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記コードブック・マッピング・サブセクションは、前記コードブックにおけるそれぞれの前置符号化マトリクスと、前記マトリクスＶＸ，ｑ（Ｘ）における最初のＬＸ，ｑ（Ｘ）個の列を含むマトリクスとの間で相関演算を行い、前記Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応する各第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）として最大相関値に対応する前記コードブックにおける前記前置符号化マトリクスを利用するよう構成されたＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記２２）
付記１４乃至１８の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、第ＸのレベルのＭＩＭＯ前置符号化処理は、
第ｑ（Ｘ−１）の基地局群のチャネル・マトリクスで、獲得された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化マトリクスのうちの第Ｑ（Ｘ−１）の基地局群における前記第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の前置符号化マトリクスＰＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を乗算することにより、第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化における第ｑ（Ｘ−１）の基地局群の等価チャネル・マトリクスＨＸ−１，ｑ（Ｘ−１）を獲得するよう構成された第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、ｑ（Ｘ−１）は、Ｑ（Ｘ−１）個の基地局群における基地局群の連続番号であり、１以上Ｑ（Ｘ−１）以下の整数であり、前記第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化の等価チャネル・マトリクスは、ＨＸ−１＝［ＨＸ−１，１ＨＸ−１，２…ＨＸ−１，Ｑ（Ｘ−１）］として表す第（Ｘ−１）のレベルの前置符号化等価チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
ＨＸ−１をＱ（Ｘ）個の群に列毎に分けるよう構成された第Ｘのレベルの前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションであって、各群が、ＨＸ，ｑ（Ｘ）として表され、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における各基地局群に対応するチャネル・マトリクスとしてみなされ、群毎の列の数はＨＸ−１の行の数以上である前置符号化チャネル・マトリクス生成サブセクションと、
チャネル・マトリクスＨＸ，ｑ（Ｘ）により、前記無線通信システムの予め設定されたコードブックを所定の原理に応じてサーチするよう構成されたチャネル・マトリクス生成サブセクションとを備え、サーチによって獲得されるコードブック・ベクトルは、Ｑ（Ｘ）個の基地局群における基地局群それぞれに対応する第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれとしてみなされるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記２３）
請求項１９記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、
前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、対応する基地局の送信前置符号化処理を前記Ｍ個の基地局によって行うよう構成された前置符号化マトリクス適用装置を更に備えるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記２４）
付記２３記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記前置符号化マトリクス適用装置は、
前記無線通信システムの現在のチャネルのチャネル・インパルス応答、及び、前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて、第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）、及び現在のチャネルの動作下で事後信号対雑音比を求め、前記無線通信システムによって知られている種々の変調符号化方式（ＭＣＳ）のうちの１つを前記事後信号対雑音比に応じて選択するよう構成された変調符号化方式生成サブユニットと、
前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）を前記Ｍ個の基地局の少なくとも１つに通知し、受信された情報は、前記選択された変調符号化方式、及び前記第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）それぞれが通知される前記少なくとも１つの基地局により、前記Ｍ個の基地局における他の対応する基地局に送信されるか、又は前記選択された変調符号化方式、及び前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）を前記Ｍ個の基地局のそれぞれの基地局に通知し、よって、前記それぞれの基地局に対応する前記獲得された第１のレベルの前置符号化マトリクスＰ１，ｍ乃至第Ｘのレベルの前置符号化マトリクスＰＸ，ｑ（Ｘ）に応じて前記ＭＩＭＯ協調型通信における基地局毎の送信前置符号化処理を完了するよう構成された情報送信サブユニットと
を備えるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記２５）
付記２４記載のＭＩＭＯ前置符号化装置であって、前記無線通信システムは一ユーザ機器を備え、Ｋｍ＝１であり、Ｘ＝２であり、Ｑ（Ｘ）＝１であるＭＩＭＯ前置符号化装置。
（付記２６）
付記１４乃至２５の何れか一項に記載のＭＩＭＯ前置符号化装置を装備したユーザ機器。
（付記２７）
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）協調型通信を行う無線通信システムであって、前記無線通信システムは、
付記２６記載の少なくとも１つのユーザ機器と、
前記少なくとも１つのユーザ機器と協調的に通信するＭ個の基地局と
を備える無線通信システム。
（付記２８）
マシン読み取り可能な命令コードを記憶させたプログラム・プロダクトであって、前記命令コードは、マシンによって読み取られ、実行されると、付記１乃至１３の何れか一項に記載の複数出力複数入力（ＭＩＭＯ）協調型通信方法をマシンに実行させることができるプログラム・プロダクト。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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