(57)【要約】      （修正有）【課題】移動通信端末がプリコーディングフィードバックを供給するために利用される複数のプリコーディングマトリクスを特定している一のサブサンプリングコードブックの定義を保持する段階を備える方法を提供する。【解決手段】サブサンプリングコードブックに含まれる複数のプリコーディングマトリクスは、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックから構成されるマスターコードブックから選択されている。移動通信端末において、複数の受信アンテナを介して、ＭＩＭＯ信号を受信する。受信したＭＩＭＯ信号に基づき、一のサブサンプリングコードブックから、移動通信端末に送信される今後のＭＩＭＯ信号をプリコードするための一のプリコーディングマトリクスを選択する。選択されたプリコーディングマトリクスを示すプリコーディングフィードバックを算出する。【選択図】図１
2012100254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信端末において、前記移動通信端末がプリコーディングフィードバックを供給するために利用される複数のプリコーディングマトリクスを特定している一のサブサンプリングコードブックの定義を保持する段階と、
前記移動通信端末において、複数の受信アンテナを介して、一の多入力多出力（ＭＩＭＯ）信号を受信する段階と、
受信した前記ＭＩＭＯ信号に基づき、前記サブサンプリングコードブックから、前記移動通信端末に送信される今後のＭＩＭＯ信号をプリコードするための一のプリコーディングマトリクスを選択するステップ、及び選択された前記プリコーディングマトリクスを示す前記プリコーディングフィードバックを算出するステップを有する段階と
を備え、
前記サブサンプリングコードブックに含まれる前記複数のプリコーディングマトリクスは、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックから構成されるマスターコードブックから選択されており、前記定義は、前記長期用サブコードブックのうちの第１のサブセットおよび前記短期用サブコードブックのうちの第２のサブセットを定義している方法。
【請求項２】
前記移動通信端末から前記プリコーディングフィードバックを送信する段階を備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プリコーディングフィードバックを送信する段階は、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を介して前記プリコーディングフィードバックを送る段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記プリコーディングフィードバックを送る段階は、前記ＰＵＣＣＨにおいて前記プリコーディングフィードバックに割り当てられたビット総数未満のビット数を用いて前記プリコーディングフィードバックをフォーマットする段階を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記長期用サブコードブックおよび前記短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第１のサブセットは、前記長期用サブコードブックにおける前記第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第２のサブセットは、前記第２のインデックス｛０，２｝を含む２個のプリコーディングマトリクスまたは前記第２のインデックス｛０，１，２，３｝を含む４個のプリコーディングマトリクスから形成されている請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記長期用サブコードブックおよび前記短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第１のサブセットは、前記長期用サブコードブックにおける前記第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第２のサブセットは、前記第２のインデックス｛０，１｝を含む２個のプリコーディングマトリクスから形成されている請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記長期用サブコードブックおよび前記短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第１のサブセットは、前記長期用サブコードブックにおける前記第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第２のサブセットは、前記第２のインデックス｛０，２，８，１０｝を含む４個のプリコーディングマトリクスから形成されている請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記長期用サブコードブックおよび前記第１のサブセットは共に、第１のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、
前記短期用サブコードブックおよび前記第２のサブセットは共に、第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、
前記プリコーディングマトリクスを選択するステップは、前記第１のサブセットから第１のプリコーディングマトリクスを選択して、前記第２のサブセットから第２のプリコーディングマトリクスを選択する段階を有し、前記第２のプリコーディングマトリクスの第２のインデックスは、前記第１のプリコーディングマトリクスの第１のインデックスにモジュロ２演算またはモジュロ４演算を実行した結果である請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記プリコーディングフィードバックを送信し、前記プリコーディングフィードバックにおいて、前記第２のインデックスは示さず、前記第１のインデックスのみを示す段階を備える請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記プリコーディングフィードバックを算出するステップは、前記第１のサブセットの複数のプリコーディングマトリクスのうち１つのプリコーディングマトリクスを選定して、選定した前記プリコーディングマトリクスの情報をランク情報（ＲＩ）と組み合わせて、前記プリコーディングフィードバックのうち４ビットまたは５ビットを生成する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記選定したプリコーディングマトリクスと前記ＲＩとを組み合わせて得られた情報は５ビットを持ち、
前記長期用サブコードブックは、インデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、
前記１つのプリコーディングマトリクスの選定は、前記インデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む前記プリコーディングマトリクスの中から前記１つのプリコーディングマトリクスを選定する段階を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記プリコーディングマトリクスを選択するステップは、前記長期用サブコードブックのうち前記第１のサブセットから第１のプリコーディングマトリクスを選択し、前記短期用サブコードブックのうち前記第２のサブセットから第２のプリコーディングマトリクスを選択する段階を有する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
移動通信端末がプリコーディングフィードバックを供給するために利用される複数のプリコーディングマトリクスを特定している一のサブサンプリングコードブックの定義を保持するメモリと、
複数の受信アンテナを介して、一の多入力多出力（ＭＩＭＯ）信号を受信する受信部と、
前記サブサンプリングコードブックから、今後のＭＩＭＯ信号をプリコードするための一のプリコーディングマトリクスを選択して、選択された前記プリコーディングマトリクスを示す前記プリコーディングフィードバックを算出する処理回路と
を備え、
前記サブサンプリングコードブックに含まれる前記複数のプリコーディングマトリクスは、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックから構成されるマスターコードブックから選択されており、前記定義は、前記長期用サブコードブックのうちの第１のサブセットおよび前記短期用サブコードブックのうちの第２のサブセットを定義している装置。
【請求項１４】
前記処理回路は、前記プリコーディングフィードバックに割り当てられたビット総数未満のビット数を用いて前記プリコーディングフィードバックをフォーマットする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記長期用サブコードブックおよび前記短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第１のサブセットは、前記長期用サブコードブックにおける前記第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第２のサブセットは、前記第２のインデックス｛０，２｝を含む２個のプリコーディングマトリクスまたは前記第２のインデックス｛０，１，２，３｝を含む４個のプリコーディングマトリクスから形成されている請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記長期用サブコードブックおよび前記短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第１のサブセットは、前記長期用サブコードブックにおける前記第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第２のサブセットは、前記第２のインデックス｛０，１｝を含む２個のプリコーディングマトリクスから形成されている請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記長期用サブコードブックおよび前記短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第１のサブセットは、前記長期用サブコードブックにおける前記第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記第２のサブセットは、前記第２のインデックス｛０，２，８，１０｝を含む４個のプリコーディングマトリクスから形成されている請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記長期用サブコードブックおよび前記第１のサブセットは共に、第１のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、
前記短期用サブコードブックおよび前記第２のサブセットは共に、第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、
前記処理回路は、前記第１のサブセットから第１のプリコーディングマトリクスを選択して、前記第２のサブセットから第２のプリコーディングマトリクスを選択し、前記第２のプリコーディングマトリクスの第２のインデックスは、前記第１のプリコーディングマトリクスの第１のインデックスにモジュロ２演算またはモジュロ４演算を実行した結果である請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記長期用サブコードブックは、インデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、
前記処理回路は、前記第１のサブセットのインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む複数のプリコーディングマトリクスのうち１つのプリコーディングマトリクスを選定して、選定した前記プリコーディングマトリクスの情報をランク情報（ＲＩ）と組み合わせて、前記プリコーディングフィードバックのうち５ビットを生成する請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
請求項１３に記載の装置を備える移動通信端末。
【請求項２１】
請求項１３に記載の装置を備える、移動通信端末内で信号を処理するチップセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して通信システムに係り、具体的には無線通信システムでチャネルフィードバックを実行するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［関連出願］
本願は、米国仮特許出願第６１／３９０，５１１号（出願日：２０１０年１０月６日）および米国仮特許出願第６１／３９２，４３１号（出願日：２０１０年１０月１２日）の恩恵を主張する。両仮特許出願の開示内容は、参照により本願に組み込まれる。
【０００３】
一部の通信システムでは、移動通信端末が、基地局から通信チャネルを介してダウンリンク信号を受信して、通信チャネルを評価するフィードバックを基地局に送り返す。基地局は、このフィードバックに基づいてその後の送信を構成する。この種のチャネルフィードバックは、例えば、第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）で仕様が定められているＥ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）システムで利用されている。このようなシステムは、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）およびＬＴＥアドバンスド（ＬＴＥ−Ａ）とも呼ばれる。
【０００４】
ＬＴＥおよびＬＴＥ−Ａに準拠したシステムで利用されるチャネルフィードバック方式は、例えば、３ＧＰＰの技術仕様書検討グループの無線アクセスネットワーク担当ワーキンググループ１（ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１）の文献Ｒ１−１０４４７３（文献名：「Ｒｅｌ．１０  ＤＬ  ＭＩＭＯのための８Ｔｘコードブックに関する進展」、マドリッド、スペイン、２０１０年８月２３日〜２７日）、３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０５０６７（文献名：「Ｒｅｌ．１０  ＤＬ  ＭＩＭＯのためのＣＳＩフィードバックに関する進展」、マドリッド、スペイン、２０１０年８月２３日〜２７日）、３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０３８３９（文献名：「ＣＳＩフィードバックのためのプリコーダコードブックの設計および評価」、ドレスデン、ドイツ、２０１０年６月２８日から７月２日）、および、３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０４３５３（発明の名称：「８ＴＸのための２コンポーネント型ＰＭＩコードブック」、マドリッド、スペイン、２０１０年８月２３日〜２７日）で説明されている。これらの文献は全て、参照により本願に組み込まれる。
【０００５】
上記の説明は、本発明の技術分野の関連技術の概要を説明したものであり、上記の内容はいずれも本特許出願に対する先行技術を構成するものと認めたと解釈されるべきではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に記載する実施形態は、移動通信端末で利用される方法を提供する。当該方法は、移動通信端末がプリコーディングフィードバックを供給するために利用される複数のプリコーディングマトリクスを特定している一のサブサンプリングコードブックの定義を保持する段階を備える。サブサンプリングコードブックに含まれる複数のプリコーディングマトリクスは、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックから構成されるマスターコードブックから選択されている。定義は、長期用サブコードブックのうちの第１のサブセットおよび短期用サブコードブックのうちの第２のサブセットを定義している。移動通信端末において、複数の受信アンテナを介して、一の多入力多出力（ＭＩＭＯ）信号を受信する。受信したＭＩＭＯ信号に基づき、サブサンプリングコードブックから、移動通信端末に送信される今後のＭＩＭＯ信号をプリコードするための一のプリコーディングマトリクスを選択する。選択されたプリコーディングマトリクスを示すプリコーディングフィードバックを算出する。
【０００７】
一部の実施形態によると、当該方法は、移動通信端末からプリコーディングフィードバックを送信する段階を備える。開示した一実施形態によると、プリコーディングフィードバックを送信する段階は、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を介してプリコーディングフィードバックを送る段階を有する。一実施形態によると、プリコーディングフィードバックを送る段階は、ＰＵＣＣＨにおいてプリコーディングフィードバックに割り当てられたビット総数未満のビット数を用いてプリコーディングフィードバックをフォーマットする段階を含む。
【０００８】
一実施形態によると、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、第１のサブセットは、長期用サブコードブックにおける第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、第２のサブセットは、第２のインデックス｛０，２｝を含む２個のプリコーディングマトリクスまたは第２のインデックス｛０，１，２，３｝を含む４個のプリコーディングマトリクスから形成されている。別の実施形態によると、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、第１のサブセットは、長期用サブコードブックにおける第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、第２のサブセットは、第２のインデックス｛０，１｝を含む２個のプリコーディングマトリクスから形成されている。
【０００９】
さらに別の実施形態によると、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックはそれぞれ、第１のインデックス｛０・・・１５｝および第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成されており、第１のサブセットは、長期用サブコードブックにおける第１のインデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含む８個のプリコーディングマトリクスから形成されており、第２のサブセットは、第２のインデックス｛０，２，８，１０｝を含む４個のプリコーディングマトリクスから形成されている。さらに別の実施形態によると、長期用サブコードブックおよび第１のサブセットは共に、第１のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、短期用サブコードブックおよび第２のサブセットは共に、第２のインデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、プリコーディングマトリクスを選択する段階は、第１のサブセットから第１のプリコーディングマトリクスを選択して、第２のサブセットから第２のプリコーディングマトリクスを選択する段階を有し、第２のプリコーディングマトリクスの第２のインデックスは、第１のプリコーディングマトリクスの第１のインデックスにモジュロ２演算またはモジュロ４演算を実行した結果である。
【００１０】
一実施形態によると、当該方法は、プリコーディングフィードバックを送信し、プリコーディングフィードバックにおいて、第２のインデックスは示さず、第１のインデックスのみを示す段階を備える。開示した一実施形態によると、プリコーディングフィードバックを算出する段階は、第１のサブセットの複数のプリコーディングマトリクスのうち１つのプリコーディングマトリクスを選定して、選定したプリコーディングマトリクスの情報をランク情報（ＲＩ）と組み合わせて、プリコーディングフィードバックのうち４ビットまたは５ビットを生成する段階を有する。一実施形態によると、選定したプリコーディングマトリクスとＲＩとを組み合わせて得られた情報は５ビットを持ち、長期用サブコードブックは、インデックス｛０・・・１５｝を含む１６個のプリコーディングマトリクスから形成され、プリコーディングマトリクスを選定する段階は、インデックス｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝を含むプリコーディングマトリクスの中からプリコーディングマトリクスを選定する段階を含む。一実施形態によると、プリコーディングマトリクスを選択する段階は、長期用サブコードブックのうち第１のサブセットから第１のプリコーディングマトリクスを選択し、短期用サブコードブックのうち第２のサブセットから第２のプリコーディングマトリクスを選択する段階を有する。
【００１１】
さらに、本明細書で説明する実施形態によると、メモリ、受信部、および、処理回路を備える装置が供給される。メモリは、移動通信端末がプリコーディングフィードバックを供給するために利用される複数のプリコーディングマトリクスを特定している一のサブサンプリングコードブックの定義を保持する。サブサンプリングコードブックに含まれる複数のプリコーディングマトリクスは、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックから構成されるマスターコードブックから選択されており、定義は、長期用サブコードブックのうちの第１のサブセットおよび短期用サブコードブックのうちの第２のサブセットを定義している。受信部は、複数の受信アンテナを介して、一の多入力多出力（ＭＩＭＯ）信号を受信する。処理回路は、サブサンプリングコードブックから、今後のＭＩＭＯ信号をプリコードするための一のプリコーディングマトリクスを選択して、選択されたプリコーディングマトリクスを示すプリコーディングフィードバックを算出する。
【００１２】
一部の実施形態によると、移動通信端末が、本明細書に開示した装置を備える。一部の実施形態によると、移動通信端末で信号を処理するためのチップセットが、本明細書に開示した装置を備える。
【００１３】
本開示は、図面と共に以下に記載する実施形態の詳細な説明を参照することによってより完全な理解を得られたい。図面は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に記載する実施形態に係る通信システムを示す概略ブロック図である。
【００１５】
【図２】本明細書に記載する実施形態に係る、プリコーディングフィードバックを供給する方法を説明するための概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本明細書に記載する実施形態は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、および、その他の任意の適切なモバイル無線通信ネットワークで利用されるチャネルフィードバック方式を改善する。一部の実施形態によると、移動通信端末（ユーザ機器（ＵＥ）と呼ぶ）は、ダウンリンク多入力多出力（ＭＩＭＯ）信号を基地局から受信する。受信したダウンリンク信号は通常、特定のプリコーディング方式でプリコードされている。プリコーディング方式とは、基地局のアンテナに適用される一連の重みである。各プリコーディング方式は通常、プリコーディングマトリクスとして表されている。ＵＥは、受信したダウンリンク信号に基づき、基地局からのその後の送信をプリコードする際にＵＥが好ましいとするプリコーディングマトリクスを示すプリコーディングフィードバックを算出する。ＵＥはこの後、プリコーディングフィードバックを基地局に送信する。
【００１７】
一実施形態によると、ＵＥは、当該ＵＥと基地局との間で合意されたコードブックから好ましいプリコーディングマトリクスを選択し、プリコーディングフィードバックは、コードブックでの選択プリコーディングマトリクスのインデックスを示す。この種のフィードバックは、プリコーディングマトリクス情報（ＰＭＩ）と呼ばれることもある。ＬＴＥリリース１０では、例えば、基地局のアンテナが８個である場合（８ＴＸ）のコードブックは、上述の３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０４４７３で定義されている。コードブックは通常、ランク毎、つまり、基地局からＵＥにダウンリンクＭＩＭＯ信号で同時に送信されるデータストリーム数毎（または、空間ストリーム数毎または空間層毎）に定義されている。
【００１８】
一部の実施形態によると、ＵＥは、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）で、可能性としては他の種類のフィードバックと共に、基地局にプリコーディングフィードバックを送信する。ＰＵＣＣＨでは、フィードバック情報には限られたビット数しか割り当てられない。このため本明細書に開示する実施形態では、ＵＥは、フィードバック帯域幅を小さくするために、特定のマスターコードブックから選択されるサブサンプリングコードブックを利用する。本明細書に開示している実施形態では、さまざまな動作モードにおいてＰＵＣＣＨで利用されるサブサンプリングプリコーディングコードブックの例を幾つか挙げる。
【００１９】
一部の実施形態によると、マスターコードブックは、Ｗ１と表す長期用サブコードブックおよびＷ２と表す短期用サブコードブックの組み合わせで構成されており、各プリコーディング方式は、長期用サブコードブックから選択されたプリコーディングマトリクス、および、短期用サブコードブックから選択されたプリコーディングマトリクスの組み合わせを含む。一般的に、長期用サブコードブックは通常、プリコーディング処理のうち変化が比較的遅い成分を表し、短期用サブコードブックは、プリコーディング処理のうち変化がより早い成分を表す。このような実施形態によると、各サブサンプリングコードブックは、長期用サブコードブックのうちのサブセットと、短期用サブコードブックのうちのサブセットとを組み合わせたものと定義される。
【００２０】
一部の実施形態によると、ＵＥは、複数ある所定のチャネル状態情報（ＣＳＩ）モードのうちいずれか1つにおいて、プリコーディングフィードバックを供給する。開示されている一実施形態によると、ＵＥは、さまざまなランクおよびＣＳＩモードに対応する複数のサブサンプリングコードブックを保持している。ＵＥは、最初に、適用可能なランクおよびＣＳＩモードについて適切なサブサンプリングコードブックを選択して、その後に、選択されたサブサンプリングコードブックから好ましいプリコーディングマトリクスを選定することによって、プリコーディングフィードバックを算出する。さまざまなランクおよびＣＳＩモードについて定められているサブサンプリングコードブックの例を幾つか、以下で詳述する。
【００２１】
本明細書に記載する方法およびシステムは、マスターコードブックのサブサンプリングを最適化して、ＰＵＣＣＨの限られた帯域幅リソースを利用して正確なプリコーディングフィードバックを供給できるようにする。本明細書に開示する方法によれば、正確なプリコーディングフィードバックを供給するので、基地局がダウンリンクスループットを高めることができる。
【００２２】
図１は、本明細書に記載する実施形態に係る通信システム２０を示す概略ブロック図である。システム２０は、ユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれる移動通信端末２４を備える。ＵＥは、例えば、携帯電話、無線対応モバイルコンピュータ、または、通信機能を持つ任意のその他の適切な種類の端末を含むとしてよい。ＵＥ２４は、ｅＮｏｄｅＢとも呼ばれる基地局（ＢＳ）２８と通信する。
【００２３】
本明細書に記載する実施形態によると、システム２０は、ＬＴＥ−Ａ仕様に準拠して動作する。しかし、これに代えて、システム２０は任意のその他の適切な通信プロトコルに準拠して動作するとしてもよい。
【００２４】
図１の例では、分かりやすいように、ＢＳおよびＵＥを１つのみ図示している。しかし、実際のシステムは通常、ＢＳおよびＵＥを複数備えている。
【００２５】
ＵＥ２４は、ＢＳ２８からダウンリンクＭＩＭＯ信号を受信すると共にＢＳにアップリンク信号を送信するアンテナ３２を1以上有する。ダウンリンク受信部（ＲＸ）３６はダウンリンク信号を受信して、アップリンク送信部（ＴＸ）４０はアップリンク信号を送信する。ＵＥ２４はさらに、処理回路４４およびメモリ４８を有する。メモリ４８は、サブサンプリング長期用サブコードブックおよびサブサンプリング短期用サブコードブックの定義、ＵＥがサポートしている各ランクおよび各ＣＳＩモード毎に定められているサブサンプリング長期用サブコードブックおよびサブサンプリング短期用サブコードブックの対を保持している。所与の対を参照すると、長期用サブコードブックは、マスターコードブックの長期用サブコードブックに含まれている複数のプリコーディングマトリクスから成るサブセットで形成されている。所与の対の短期用サブコードブックは、マスターコードブックの短期用サブコードブックに含まれている複数のプリコーディングマトリクスから成るサブセットで形成されている。どちらのプリコーディングマトリクスサブセットも通常は、所与のランクおよびＣＳＩモードについて最適且つ正確なプリコーディングを実現できるように、例えば、シミュレーションによって事前に定義されている。
【００２６】
図1に示す実施形態では、処理回路４４は、適用可能なランクおよびＣＳＩモードについて適切なサブサンプリングサブコードブックの対を選択するサブコードブック選択部５６を含む。フィードバック算出部６０は、受信したダウンリンクＭＩＭＯ信号に基づき好ましいプリコーディング方式を選定する。フィードバック算出部６０は、サブコードブック選択部５６が選択したサブサンプリングサブコードブックの対から、プリコーディング方式を選定する。好ましいプリコーディング方式は、この対に含まれている複数の長期用プリコーディングマトリクスから成るサブセットから選択されるプリコーディングマトリクス、および、この対に含まれている複数の短期用プリコーディングマトリクスから成るサブセットから選択されるプリコーディングマトリクスを含む。
【００２７】
フィードバック算出部６０は、好ましいプリコーディング方式を示すプリコーディングフィードバックをフォーマットする。プリコーディングフィードバックには、ＰＵＣＣＨ内の利用可能なビットのうち一部または全てを利用する。フィードバック算出部６０は、プリコーディングフィードバックをアップリンク送信部４０に供給し、アップリンク送信部４０は、ＰＵＣＣＨを介してプリコーディングフィードバックをＢＳ２８に送信する。ＢＳ２８は通常、ＰＵＣＣＨから受信するプリコーディングフィードバックを復号して、その後のダウンリンク送信のプリコーディングを決定する際にこのフィードバックを利用する。
【００２８】
図１に示すＵＥ構成は、一例であり、分かりやすさのためだけに図示されている。別の実施形態によると、任意のその他の適切なＵＥ構成を利用することもできる。ＵＥの構成要素のうち本明細書に開示する技術を理解する上で必須ではないものについては、分かりやすさを優先して、図示は省略した。
【００２９】
さまざまな実施形態によると、ＵＥ２４の構成要素のうち一部または全ては、ダウンリンク受信部３６、アップリンク送信部４０、処理回路４４、および／または、メモリ４８を含めて、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を1以上用いる等して、ハードウェアで実現される。メモリ４８は、任意の適切な種類のメモリデバイスを含み、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。別の実施形態によると、任意のＵＥ構成要素は、ソフトウェアで実現されるか、または、ハードウェア素子およびソフトウェア素子を組み合わせて実現される。一部の実施形態によると、ＵＥ２４の構成要素のうち一部または全ては、受信部３６、送信部４０、処理回路４４、および／または、メモリ４８を含めて、移動通信端末で利用される信号処理チップセットで実現される。
【００３０】
一部の実施形態によると、特定のＵＥ構成要素は、例えば、処理回路４４の所定の構成要素は、本明細書で説明される機能を実行するようにソフトウェアでプログラミングされる、プログラマブルプロセッサで実現される。ソフトウェアは、例えば、ネットワークを介して電子的にプロセッサにダウンロードされるとしてよいし、または、これに代えてもしくはこれに加えて、磁気メモリ、光学メモリ、または、電子メモリ等の持続性有形媒体で供給および／または格納されるとしてもよい。
【００３１】
一部の実施形態によると、さまざまなサブサンプリングサブコードブックを含むマスターコードブックは、上述した３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０４４７３で定義されている８ＴＸコードブックである。このマスターコードブックは、ランクに応じて決まるが、以下に記載するビット数を長期用（Ｗ１）プリコーディングフィードバックおよび短期用（Ｗ２）プリコーディングフィードバックに割り当てる。
【表１】
2012100254.tif 000003
【００３２】
一部の実施形態によると、ＵＥ２４は、ＣＳＩモードとも呼ばれる２つの所定の報告モードのうちの１つの報告モードにおいて、ＰＵＣＣＨを介してプリコーディングフィードバックを報告する。これら２つのモードは、「ＣＳＩ１」および「ＣＳＩ２」と表す。これらのモードは、上述した３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０５０６７に定義されている。各報告モードでは、ＵＥは、Ｗ１ビットおよびＷ２ビットを報告すると共に、ランク情報（ＲＩ）およびチャネル品質情報（ＣＱＩ）も報告する。このフィードバックは、以下の表２に記載するように、「報告１」および「報告２」と表す２つの連続したアップリンクサブフレームで報告される。
【表２】
2012100254.tif 000004
【００３３】
ＵＥ２４は通常、ＰＵＣＣＨの限られた帯域幅リソースに合うように、どちらの報告モードでも、サイズを縮小した、または、サブサンプリングされたサブコードブックを利用する。例えば、ＣＳＩモード１では、長期用フィードバック（Ｗ１）がエラーに対してロバストでなければならないので、報告１がボトルネックとなることが多い。別の例として、ＣＳＩモード２では、プリコーディングフィードバックに利用可能なのが１１ビットに過ぎない。このため、ＣＳＩモード１では、長期用（Ｗ１）サブコードブックは、サブサンプリングされている必要があり、ＣＳＩモード２では、Ｗ１サブコードブックおよびＷ２サブコードブックの両方がサブサンプリングされている必要がある。このようにサブサンプリングされたサブコードブックの例を幾つか、以下に記載する。これらの技術に関するシミュレーション結果は、上述した米国仮特許出願第６１／３９０，５１１号および第６１／３９２，４３１号、ならびに、３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０５８８５（文献名：「８ＴＸ用のＰＵＣＣＨ１−１の詳細」、ジャクソンビル、フロリダ州、２０１０年１１月１５日〜１９日）に記載されている。この非特許文献の内容は全て、参照により本願に組み込まれる。
【００３４】
一部の実施形態によると、コードブックのサブサンプリングは、基地局アンテナの可能な実施例に関連している。基地局によっては、ダウンリンクＭＩＭＯ信号を送信するために利用される複数の送信アンテナは、複数の共偏波アンテナを等間隔に並べて成る線形アレイである。この種のアレイをＯＬＡと呼ぶ。別の基地局では、送信アンテナは、複数の共偏波アンテナから成る２つの線形アレイであり、これら２つのアレイが互いに９０度に偏波されている。この種のアレイをＸ−ＰＯＬと呼ぶ。
【００３５】
プリコーディングフィードバックに割り当てられるビットは、送信ビームの方向を示すビット（これらのビットは、離散型フーリエ変換（ＤＦＴ）ビットと呼ぶ）と、２つのＸ−ＰＯＬアンテナアレイの間の相対位相を示すビット（これらのビットは、Ｘ−ＰＯＬビットと呼ぶ）に分割することができる。一般的に、ビーム方向は変化が比較的遅く、Ｘ−ＰＯＬアンテナアレイ同士の相対位相は変化が比較的早い。このため、ＤＦＴビットは長期用（Ｗ１）フィードバックに対応付けられ、Ｘ−ＰＯＬビットは短期用（Ｗ２）フィードバックに対応付けられることがある。このようなヒューリスティックな関係は、正確ではないが、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックを効率よくサブサンプリングする方法を見つける上で有用である。
【００３６】
一実施形態によると、ランク１については、マスターコードブック（Ｗで表す）を、ビーム角度（ＤＦＴ角度）および相対Ｘ−ＰＯＬ位相という上述した２つのパラメータに応じて、パラメータ化することができる。このため、サブサンプリングの問題は、ＤＦＴビット数およびＸ−ＰＯＬビット数を最適化するという問題に変換される。この種のビット割り当て最適化は、例えば、シミュレーションで特定することができる。
【００３７】
一実施形態によると、ランク２の場合は、ＤＦＴ角度および相対Ｘ−ＰＯＬ位相に加えて、基地局のプリコーダの２つのコラム間のＤＦＴ角度差に応じて、マスターコードブックＷをパラメータ化することができる。一実施形態によると、ＤＦＴ角度のインデックスが０と３１の間であるマスターコードブックでは、プリコーダのコラム間でのＤＦＴ角度オフセットの範囲は０から３である。
【００３８】
一部の実施形態によると、Ｗ１コードブックは、ランク１およびランク２で共通であるので、サブサンプリングコードブックはランク１およびランク２についてＷ１サブコードブックが共通になるように選択される。上記のガイドラインおよび制約に基づき、ＣＳＩモード２におけるランク１およびランク２についてのサブサンプリングされた長期用（Ｗ１）サブコードブックおよび短期用（Ｗ２）サブコードブックの例を表３に示す。
【表３】
2012100254.tif 000005
【００３９】
上記の例では、マスターコードブックＷは、それぞれがインデックス｛０，１，・・・，１５｝のプリコーディングマトリクスを１６個含む長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックで構成されている。プリコーディングマトリクスの表記方法およびインデックス付与方法については、３ＧＰＰ技術仕様ＴＳ３６．２１３（文献名称：「ＬＴＥ；Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）；物理層手順」、バージョン１０．２．０、リリース１０、２０１１年７月）に記載されている定義に従っている。当該非特許文献は参照により本願に組み込まれる。
【００４０】
表３の例によると、ｉ１は、サブサンプリング長期用サブコードブックに含まれているプリコーディングマトリクスのインデックスを示し、ｉ２は、サブサンプリング短期用サブコードブックに含まれているプリコーディングマトリクスのインデックスを示す。尚、第３の実施形態では、短期用プリコーディングフィードバックは一切送信されない。本実施形態によると、短期用プリコーディングフィードバック（ｉ２）は、基地局によってモジュロ演算を利用して長期用プリコーディングフィードバック（ｉ１）から推定する。また、第１の実施形態および第２の実施形態では、ネスト化特性を満足させていることに留意されたい。つまり、より高次のランクのプリコーダのコラムはより低次のランクのプリコーダの一部である。例えば、全てのランク２プリコーダのコラムは、ランク１のコードブックに属している。
【００４１】
一部の実施形態によると、ＰＵＣＣＨは、所定数のビットをプリコーディングフィードバックに割り当て可能であるが、ＵＥ２４は、プリコーディングフィードバックのフォーマット化にはこの利用可能なビット数より少ない数のビットを利用する。一実施形態例によると、ＰＵＣＣＨでは、ＣＳＩフィードバックに利用可能な総ビット数が１１ビットである。ランク１では、ＣＱＩフィードバックに４ビットを利用し、プリコーディングフィードバック用に７ビットを残す。一実施形態によると、フィードバック算出部６０は、プリコーディングフィードバックのフォーマット化に７ビットのうち４ビットのみを利用する（これに応じてサブサンプリングサブコードブックは定義されている）。
【００４２】
利用可能なビットの全てを利用しない理由は、基地局でフィードバックを復号する際のエラーの確率が、実際に利用されるビット数が大きくなると共に、高くなるためである。例えば、７ビットを復号する際のエラーの確率は、４ビットを復号する際のエラーの確率よりも高い。実際には、プリコーディングフィードバックが７ビットでも４ビットでも、ダウンリンクスループットが変わらないこともある。このような場合には、ＵＥ２４は、エラーの確率を低くするために、フィードバックに利用するビット数を小さくすることが好ましい。
【００４３】
一実施形態によると、ＣＳＩモード２では、ランク１のためのサブサンプリングサブコードブックは、４ビットまたは５ビットで表される。４ビットのサブサンプリングの場合、サブサンプリングサブコードブックは、以下に示すように、３ビットの長期用（Ｗ１）サブコードブックおよび１ビットの短期用（Ｗ２）サブコードブックから構成される。
【数１】
2012100254.tif 000006
【００４４】
５ビットのサブサンプリングの場合、サブサンプリングサブコードブックは以下の式で表される。
【数２】
2012100254.tif 000007
【００４５】
数１および数２では、上述したＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０４４７３の表記方法を利用している。式中、Ｃ１は、長期用サブサンプリングサブコードブックを表す。
【数６】
2012100254.tif 000008
で表すベクトルはそれぞれ、その左側から乗算されるマトリクスの第１の列および第３の列を選択する列選択部を表す。例えば、マトリクスＡの第３の列は以下のように表す。
【数７】
2012100254.tif 000009
【００４６】
フィードバックエラーがない場合には、サブサンプリングサブコードブックは通常、利用可能な７ビットを全て利用する。本実施形態によると、長期用サブサンプリングサブコードブックは以下の式で表される。
【数３】
2012100254.tif 000010
短期用サブサンプリングサブコードブックは、元の短期用サブコードブックと同じである。
【００４７】
一実施形態によると、ＣＳＩモード２のランク２については、サブサンプリングサブコードブックは以下の式で表される。
【数４】
2012100254.tif 000011
【００４８】
一実施形態によると、ランク２については、サブサンプリングサブコードブックは、合計で４ビットとなるように選択され、このうち３ビットはＤＦＴビットを構成し、１ビットがＸ−ＰＯＬビットを構成し、プリコーダのコラム間のオフセットは１である。本実施形態によると、サブサンプリングサブコードブックは、以下の式で表される。
【数５】
2012100254.tif 000012
【００４９】
上記の例は、ＣＳＩモード２での報告を意味する。以下では、ＣＳＩモード１での報告を説明する。ＣＳＩモード１では、ＲＩビットおよびＷ１ビットは、同一サブフレームにおいて、一緒に符号化される。一部の実施形態によると、ＵＥは、サブサンプリング長期用（Ｗ１）サブコードブックのサイズをランク毎に定義している。所与のサイズについて、通常はマスターコードブックの長期用サブコードブックを均一にサンプリングして、サブサンプリング長期用サブコードブックを生成する。
【００５０】
一部の実施形態によると、最大ランク８までフィードバックを供給するように構成されているＵＥの場合の、ＣＳＩモード１でのサブサンプリングＷ１サブコードブックのサイズ（つまり、サブサンプリングサブコードブックにおけるＷ１プリコーディングマトリクスの数）を以下の表に示す。
【表４】
2012100254.tif 000013
【００５１】
表４では、２つの場合を仮定してＷ１サブコードブックのサイズを示している。ＲＩ＋Ｗ１合成報告に合計５ビットを割り当てる場合と、合計４ビットを割り当てる場合である。４ビットの場合のエラー確率は、５ビットの場合のエラー確率より低い。
【００５２】
ＲＩ＋Ｗ１合成報告に割り当てる総ビット数は、一実施形態によると、以下の表に示すようにＵＥの受信アンテナ３２の数に応じて決まる。
【表５】
2012100254.tif 000014
【００５３】
上述の実施形態によると、ランク１では、Ｗ１の２ビットまたは３ビットをＲＩと合成することができる。このビット数の場合のシミュレーション結果の一例およびエラー確率に与えると考えられ得る影響は、上記の米国仮特許出願第６１／３９０，５１１号および第６１／３９２，４３１号、ならびに、上記の３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０５８８５に記載されている。このためにはさまざまなアップリンクエラーモデルを利用することができる。上記のシミュレーション結果では、上記の３ＧＰＰ  ＴＳＧ−ＲＡＮ  ＷＧ１の文献Ｒ１−１０５８８６に記載されているモデルを利用している。これらの参照文献の内容は全て、参照により本願に組み込まれる。
【００５４】
このように、一実施形態によると、上記の表５に示す割り当て方法によると、ＣＳＩモード１では、ＲＩ＋Ｗ１に割り当てられるのは合計５ビットである。このような実施形態では、Ｗ１マトリクスは、インデックス群｛０，２，４，６，８，１０，１２，１４｝から選択される。
【００５５】
図２は、本明細書に記載する一実施形態に係るプリコーディングフィードバックを提供する方法を説明するための概略フローチャートである。当該方法は初期化処理７０から開始される。初期化処理７０では、ＵＥ２４が、メモリ５２に、ランクおよびＣＳＩモード毎にサブサンプリングされた、長期用サブコードブックおよび短期用サブコードブックの定義を格納する。上述のコードブック等、任意の適切なサブサンプリングコードブックを利用することができる。
【００５６】
受信処理７４において、ダウンリンク受信部３６が、基地局２８からダウンリンクＭＩＭＯ信号を受信する。サブコードブック選択処理７８において、サブコードブック選択部５６が、適用可能なランクおよびＣＳＩモードについて適切なサブサンプリングサブコードブックを選択する。
【００５７】
フィードバック算出部６０が、受信したダウンリンクＭＩＭＯ信号に基づき、サブコードブック選択処理７８で選択されたサブサンプリングコードブックから、好ましいプリコーディング方式を選定する。選択されたサブサンプリングコードブックは通常、長期用サブサンプリングサブコードブックおよび短期用サブサンプリングサブコードブックを含み、選定されたプリコーディング方式は、長期用および短期用の各サブサンプリングサブコードブックから１つずつ選定したプリコーディングマトリクスから成る一対のプリコーディングマトリクスを含む。
【００５８】
フィードバック算出処理８６において、フィードバック算出部６０が、選定された好ましいプリコーディング方式を示すプリコーディングフィードバックを算出する。フィードバック算出部６０は、プリコーディングフィードバックをアップリンク送信部４０に供給する。アップリンク送信処理９０において、アップリンク送信部が、ＰＵＣＣＨを介して基地局２８にプリコーディングフィードバックを送信する。基地局は通常、このフィードバックを利用して、その後のダウンリンク送信を構成する（例えば、プリコードする）。
【００５９】
上述した実施形態は一例として挙げたもので、本発明は具体的に図示および説明した上記の内容に限定されるものではないことに留意されたい。逆に、本発明の範囲は、上記のさまざまな特徴のコンビネーションおよびサブコンビネーションをいずれも含むものであり、上記の説明を参照することで当業者が想到し得ると共に先行技術で開示されていない上記の内容の変更例および変形例も含むものである。本願に参照により組み込まれた文献は、参照により組み込まれた文献において本明細書に明示的または暗示的に示されている定義と矛盾する内容で所与の用語が定義されている限りにおいては、本明細書の定義のみが考慮されるべきことを除き、本願に欠くことのできない一部であると見なされる。
【図１】
2012100254.tif 000015
【図２】
2012100254.tif 000016
【外国語明細書】
2012100254000001.pdf