(57)【要約】【課題】コードブックベースでＭＵ−ＭＩＭＯを行う場合に、端末装置が、フィードバック情報量を抑えつつＭＵ−ＭＩＭＯを想定した伝搬路品質情報を基地局装置へ通知することを可能とする。【解決手段】本発明のフィードバック情報通知方法は、第１のフィードバックタイミングにおいてマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報を通知し、第２のフィードバックタイミングにおいてマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報を通知する。【選択図】図７
2016105526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置が基地局装置へマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のフィードバック情報を通知するフィードバック情報通知方法であって、
第１のフィードバックタイミングでは、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報とを通知し、
第２のフィードバックタイミングでは、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報とを通知する
ことを特徴とするフィードバック情報通知方法。
【請求項２】
前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合は、前記第１のプリコーディング行列情報、前記第２のプリコーディング行列情報および前記伝搬路品質情報とを通知し、
前記伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列と前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表すことを特徴とする請求項１に記載のフィードバック情報通知方法。
【請求項３】
前記差分伝搬路品質情報は、直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質と、直近に通知した前記第１のプリコーディング行列情報が表す第１のプリコーディング行列と前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質との差分値を表すことを特徴とする請求項１に記載のフィードバック情報通知方法。
【請求項４】
前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合は、前記第１のプリコーディング行列情報、前記第２のプリコーディング行列情報、前記伝搬路品質情報および前記差分伝搬路品質情報とを通知し、
前記伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列に基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表し、
前記差分伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値を表すことを特徴とする請求項１に記載のフィードバック情報通知方法。
【請求項５】
前記伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列に基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表し、
前記差分伝搬路品質情報は、直近に通知した前記第１のプリコーディング行列情報が表す第１のプリコーディング行列と前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と、直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値を表すことを特徴とする請求項１に記載のフィードバック情報通知方法。
【請求項６】
複数のアンテナを備える基地局装置と通信を行う端末装置であって、
前記基地局装置の各アンテナと、自端末装置の少なくとも１つのアンテナとの間の伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、
第１のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、第２のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果と直近に選択した第１のプリコーディング行列とに基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部と、
前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記直近に選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出する伝搬路品質算出部と、
前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報を生成するフィードバック情報生成部とを備えることを特徴とする端末装置。
【請求項７】
前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合、
前記プリコーディング行列選択部は、前記第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を、前記第２のコードブックから第２のプリコーディング行列をそれぞれ選択し、
前記伝搬路品質算出部は、前記選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出し、
前記フィードバック情報生成部は、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報及び前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成することを特徴とする請求項６に記載の端末装置。
【請求項８】
前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合、
前記プリコーディング行列選択部は、前記第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を、前記第２のコードブックから第２のプリコーディング行列をそれぞれ選択し、
前記伝搬路品質算出部は、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の第１の伝搬路品質と、前記選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の第２の伝搬路品質を算出し、
前記フィードバック情報生成部は、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報、前記第１の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報及び前記第２の伝搬路品質と前記第１の伝搬路品質の差分値を表す差分伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成することを特徴とする請求項６に記載の端末装置。
【請求項９】
前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合、前記第１のフィードバックタイミングにおける処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の端末装置。
【請求項１０】
複数のアンテナを備え、複数の端末装置宛の送信データにプリコーディングを行って空間多重して同時に送信する基地局装置であって、
前記複数の端末装置からそれぞれ通知された、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから選択された第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから選択された第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報又はその両方と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報又はその両方とを取得し、前記複数の端末装置がそれぞれ選択した所望プリコーディング行列とマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出するフィードバック情報取得部と、
前記算出した各端末装置の所望プリコーディング行列及びマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質に基づいて、前記複数の端末装置宛の送信データのプリコーディングに用いるプリコーディング行列を算出し、前記各端末装置宛の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定するプリコーディング行列算出部とを備えることを特徴とする基地局装置。
【請求項１１】
前記フィードバック情報取得部は、端末装置から前記差分伝搬路品質情報を取得した場合に、前記端末装置から直近に通知された伝搬路品質情報が表す伝搬路品質と、前記差分伝搬路品質情報が表す伝搬路品質の差分値とを加算した結果を、前記端末装置のマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質として算出することを特徴とする請求項１０に記載の基地局装置。
【請求項１２】
前記フィードバック情報取得部は、端末装置から前記伝搬路品質情報と前記差分伝搬路品質情報とが同じタイミングで通知された場合に、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質と前記差分伝搬路品質情報が表す伝搬路品質の差分値とを加算した結果を、前記端末装置のマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質として算出することを特徴とする請求項１０に記載の基地局装置。
【請求項１３】
複数のアンテナを備える基地局装置と、複数の端末装置から構成される無線通信システムであって、
各端末装置は、
各々の第１のフィードバックタイミングにおいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報とを基地局装置へ通知し、
各々の第２のフィードバックタイミングにおいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報とを基地局装置へ通知することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
端末装置に実装されることにより、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
基地局装置の各アンテナと、自端末装置の少なくとも１つのアンテナとの間の伝搬路状態を推定する機能と、
第１のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、第２のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果と直近に選択した第１のプリコーディング行列とに基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択する機能と、
前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記直近に選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出する機能と、
前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報を生成する機能と、の一連の機能を、前記端末装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【請求項１５】
基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、
複数の端末装置からそれぞれ通知された、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから選択された第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから選択された第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報又はその両方と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報又はその両方とを取得し、前記複数の端末装置がそれぞれ選択した所望プリコーディング行列とマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出する機能と、
前記算出した各端末装置の所望プリコーディング行列及びマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質に基づいて、前記複数の端末装置宛の送信データのプリコーディングに用いるプリコーディング行列を算出し、前記各端末装置宛の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバック情報通知方法、端末装置、基地局装置、無線通信システムおよび集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
送受信に複数のアンテナを使用し、同じ周波数帯域で複数の異なるデータ系列（データストリーム）を空間的に多重して同時通信するＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output：多入力多出力）伝送技術が、無線ＬＡＮやセルラシステムなどで実用化されている。複数の異なるデータ系列を空間多重して、ある１つの端末装置（受信装置、ＵＥ（User Equipment））に伝送するシングルユーザＭＩＭＯ（Single User MIMO：ＳＵ−ＭＩＭＯ）では、端末装置における複数のデータ系列の分離・検出の性能を向上させるために、基地局装置（送信装置、ｅＮｏｄｅＢ、アクセスポイント）において送信信号にプリコーディングを施してから送信する方法がある。
【０００３】
また、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）において標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）などのセルラシステムや、米国電気電子学会（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.：ＩＥＥＥ）において標準化されているＩＥＥＥ８０２．１１ａｃなどの無線ＬＡＮシステム等において、基地局装置（アクセスポイント）の備える送信アンテナ数が端末装置の備える受信アンテナ数に比べて大幅に多くなるシステムが提案され、基地局装置の多数の送信アンテナを有効に活用してさらにシステムスループットを向上させるために、複数の端末装置（ユーザ）宛のデータ系列をＭＩＭＯ多重するマルチユーザＭＩＭＯ（Multi-User MIMO：ＭＵ−ＭＩＭＯ）が提案されている。
【０００４】
ＭＵ−ＭＩＭＯでは、他の端末装置宛の送信信号がユーザ間干渉（Inter-User-Interference：ＩＵＩ）として端末装置に受信されてしまうため、ＩＵＩを抑圧する必要がある。基地局装置の各送信アンテナから各端末装置の各受信アンテナまでの伝搬路状態（チャネル状態）を基地局装置が知っていれば、端末装置に大きな負荷を掛けることなく、端末装置における受信時に発生するＩＵＩを抑圧できる送信信号を生成することができる、幾つかの方法が提案されている（非特許文献１）。
【０００５】
しかし、上下リンクで異なる搬送波周波数を用いる周波数分割複信（Frequency Division Duplex : ＦＤＤ）に基づく無線通信システムの場合、下りリンクにおける基地局装置の各送信アンテナから各端末装置の各受信アンテナまでの伝搬路状態を、基地局装置が取得するためには、端末装置から伝搬路状態を表す伝搬路状態情報（Channel State Information：ＣＳＩ）をフィードバックする必要があり、オーバヘッドが大幅に増加してしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、ＬＴＥでは、ＣＳＩの通知にかかるオーバヘッド量を大幅に抑圧することができる、コードブックを用いる閉ループ型ＭＩＭＯ伝送がサポートされている。コードブックを用いる閉ループ型ＭＩＭＯでは、基地局装置と端末装置の間で、複数のプリコーディング行列（線形フィルタ）が記載されたコードブックを予め共有しておき、端末装置は伝搬路状態に基づいて所望のプリコーディング行列を前述のコードブックより抽出し、その番号（Precoding Matrix Indicator：ＰＭＩ）を基地局装置に通知する。基地局装置は、通知されたプリコーディング行列に基づき、送信データに対してプリコーディングを行ったのち、ＭＩＭＯ伝送を行う。コードブックに基づいてＣＳＩを通知するため、複素伝搬路利得などの伝搬路状態そのものを表すＣＳＩを端末装置が通知する方法と比較して、オーバヘッドの量を大幅に抑圧することが可能である。
【０００７】
しかし、コードブックベースの閉ループ型ＭＩＭＯ伝送においても、基地局装置の送信アンテナ数が増加した場合、コードブックの規模が大きくなってしまい、オーバヘッド量が増加してしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、ＬＴＥ−Ａでは、基地局装置が８本の送信アンテナを用いたＭＩＭＯ伝送を行う場合に、伝搬路相関などの長周期の伝搬路特性に基づく第１のコードブックと、短周期の伝搬路特性に基づく第２のコードブックとの２種類のコードブックから、それぞれ１つずつ選択した２つのプリコーディング行列（Ｗ１、Ｗ２）を組み合わせた線形フィルタによりプリコーディングを行うこととし、それぞれのコードブックから選択した各プリコーディング行列の番号（ＰＭＩ）を端末装置が基地局装置へ通知することで、時間平均的なオーバヘッド量を抑圧できるフィードバック方法が採用されている（非特許文献２、非特許文献３）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Spencer他、「An Introduction to the Multi-User MIMO Downlink」、IEEE Communication Magazine、Vol.42、Issue10、p.60-67、2004年10月
【非特許文献２】3GPP、「Way Forward on 8Tx Codebook for Rel.10 DL MIMO」、R1-105011、2010年8月
【非特許文献３】3GPP、「E-UTRA; Physical Channels and Modulation(Release 10)」、TS36.211 V10.5.0、2012年6月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、コードブックベースでＭＵ−ＭＩＭＯを行おうとした場合、端末装置からフィードバックされるＰＭＩだけでは、基地局装置は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送で空間多重される複数の端末装置の組み合わせを選択した結果から、各端末装置におけるＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の伝搬路品質を求めることはできず、例えば適応変調等を用いた効率的なＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を実現できないという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、端末装置が、フィードバック情報量を抑えつつＭＵ−ＭＩＭＯを想定した伝搬路品質情報を基地局装置へ通知することを可能とする、フィードバック情報通知方法、端末装置、基地局装置、無線通信システムおよび集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のフィードバック情報通知方法は、第１のフィードバックタイミングでは、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報とを通知し、第２のフィードバックタイミングでは、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報とを通知することを特徴とする。
【００１３】
（２）また、本発明のフィードバック情報通知方法は、前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合は、前記第１のプリコーディング行列情報、前記第２のプリコーディング行列情報および前記伝搬路品質情報とを通知し、前記伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列と前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表すことを特徴とする。
【００１４】
（３）また、本発明のフィードバック情報通知方法は、前記差分伝搬路品質情報は、直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質と、直近に通知した前記第１のプリコーディング行列情報が表す第１のプリコーディング行列と前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質との差分値を表すことを特徴とする。
【００１５】
（４）また、本発明のフィードバック情報通知方法は、前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合は、前記第１のプリコーディング行列情報、前記第２のプリコーディング行列情報、前記伝搬路品質情報および前記差分伝搬路品質情報とを通知し、前記伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列に基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表し、前記差分伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値を表すことを特徴とする。
【００１６】
（５）また、本発明のフィードバック情報通知方法において、前記伝搬路品質情報は、前記選択した第１のプリコーディング行列に基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表し、前記差分伝搬路品質情報は、直近に通知した前記第１のプリコーディング行列情報が表す第１のプリコーディング行列と前記選択した第２のプリコーディング行列とに基づいて算出されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と、直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値を表すことを特徴とする。
【００１７】
（６）また、本発明の端末装置は、基地局装置の各アンテナと、自端末装置の少なくとも１つのアンテナとの間の伝搬路状態を推定する伝搬路推定部と、第１のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、第２のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果と直近に選択した第１のプリコーディング行列とに基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択するプリコーディング行列選択部と、前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記直近に選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出する伝搬路品質算出部と、前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報を生成するフィードバック情報生成部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
（７）また、本発明の端末装置は、前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合、前記プリコーディング行列選択部は、前記第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を、前記第２のコードブックから第２のプリコーディング行列をそれぞれ選択し、前記伝搬路品質算出部は、前記選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出し、前記フィードバック情報生成部は、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報及び前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成することを特徴とする。
【００１９】
（８）また、本発明の端末装置は、前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合、前記プリコーディング行列選択部は、前記第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を、前記第２のコードブックから第２のプリコーディング行列をそれぞれ選択し、前記伝搬路品質算出部は、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の第１の伝搬路品質と、前記選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の第２の伝搬路品質を算出し、前記フィードバック情報生成部は、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報、前記第１の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報及び前記第２の伝搬路品質と前記第１の伝搬路品質の差分値を表す差分伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成することを特徴とする。
【００２０】
（９）また、本発明の端末装置は、前記第１のフィードバックタイミングと前記第２のフィードバックタイミングが一致した場合、前記第１のフィードバックタイミングにおける処理を行うことを特徴とする。
【００２１】
（１０）また、本発明の基地局装置は、複数の端末装置からそれぞれ通知された、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから選択された第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから選択された第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報又はその両方と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報又はその両方とを取得し、前記複数の端末装置がそれぞれ選択した所望プリコーディング行列とマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出するフィードバック情報取得部と、前記算出した各端末装置の所望プリコーディング行列及びマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質に基づいて、前記複数の端末装置宛の送信データのプリコーディングに用いるプリコーディング行列を算出し、前記各端末装置宛の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定するプリコーディング行列算出部とを備えることを特徴とする。
【００２２】
（１１）また、本発明の基地局装置において、前記フィードバック情報取得部は、端末装置から前記差分伝搬路品質情報を取得した場合に、前記端末装置から直近に通知された伝搬路品質情報が表す伝搬路品質と、前記差分伝搬路品質情報が表す伝搬路品質の差分値とを加算した結果を、前記端末装置のマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質として算出することを特徴とする。
【００２３】
（１２）また、本発明の基地局装置において、前記フィードバック情報取得部は、端末装置から前記伝搬路品質情報と前記差分伝搬路品質情報とが同じタイミングで通知された場合に、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質と前記差分伝搬路品質情報が表す伝搬路品質の差分値とを加算した結果を、前記端末装置のマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質として算出することを特徴とする。
【００２４】
（１３）また、本発明の無線通信システムは、各端末装置が、各々の第１のフィードバックタイミングにおいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報とを基地局装置へ通知し、各々の第２のフィードバックタイミングにおいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択し、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報とを基地局装置へ通知することを特徴とする。
【００２５】
（１４）また、本発明の集積回路は、端末装置に実装されることにより、前記端末装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、基地局装置の各アンテナと、自端末装置の少なくとも１つのアンテナとの間の伝搬路状態を推定する機能と、第１のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから第１のプリコーディング行列を選択し、第２のフィードバックタイミングでは、前記伝搬路状態の推定結果と直近に選択した第１のプリコーディング行列とに基づいて、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから第２のプリコーディング行列を選択する機能と、前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記直近に選択した第１のプリコーディング行列、前記選択した第２のプリコーディング行列及び前記伝搬路状態の推定結果に基づいて、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出する機能と、前記第１のフィードバックタイミングでは、前記選択した第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報をフィードバック情報として生成し、前記第２のフィードバックタイミングでは、前記選択した第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報と、前記算出したマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質と直近に通知した前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報を生成する機能と、の一連の機能を、前記端末装置に発揮させることを特徴とする。
【００２６】
（１５）また、本発明の集積回路は、基地局装置に実装されることにより、前記基地局装置に複数の機能を発揮させる集積回路であって、複数の端末装置からそれぞれ通知された、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第１のコードブックから選択された第１のプリコーディング行列を表す第１のプリコーディング行列情報、少なくとも１つのプリコーディング行列の候補を含む第２のコードブックから選択された第２のプリコーディング行列を表す第２のプリコーディング行列情報又はその両方と、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を表す伝搬路品質情報、前記伝搬路品質情報が表す伝搬路品質との差分値に基づく差分伝搬路品質情報又はその両方とを取得し、前記複数の端末装置がそれぞれ選択した所望プリコーディング行列とマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質を算出する機能と、前記算出した各端末装置の所望プリコーディング行列及びマルチユーザＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質に基づいて、前記複数の端末装置宛の送信データのプリコーディングに用いるプリコーディング行列を算出し、前記各端末装置宛の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する機能と、の一連の機能を、前記基地局装置に発揮させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
端末装置が、ＭＵ−ＭＩＭＯを想定した伝搬路品質情報を、フィードバック情報量を抑えつつ基地局装置へ通知することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の無線通信システムの構成例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の基地局装置２００の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の端末装置３００の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間のフィードバック情報の送受信の一例を示すシーケンスチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るＭＵ−ＭＩＭＯ用ＣＱＩの一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るＭＵ−ＭＩＭＯ用差分ＣＱＩの一例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間で送受信されるフィードバック情報の一例を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間のフィードバック情報の送受信の一例を示すシーケンスチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るＭＵ−ＭＩＭＯ用差分ＣＱＩの一例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るＭＵ−ＭＩＭＯ用差分ＣＱＩの他の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間で送受信されるフィードバック情報の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間のフィードバック情報の送受信の一例を示すシーケンスチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間で送受信されるフィードバック情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。
（第１の実施形態）
【００３０】
図１は、本発明の無線通信システムの概略構成例を示す図である。図１に示す本実施形態における無線通信システムの例では、基地局装置２００と、基地局装置２００に接続して通信を行っている複数の端末装置３００−１〜３００−４（これらの端末装置を総称して端末装置３００とも呼ぶ）とが存在している。
【００３１】
本実施形態において、まず、基地局装置２００は、接続している複数の端末装置３００に対して、既知の参照信号を送信する。端末装置３００は、受信した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各送信アンテナと自端末装置の受信アンテナとの間の伝搬路状態の推定を行う。
【００３２】
端末装置３００は、あるフィードバックタイミング（サブフレーム）（以下、第１のフィードバックタイミングと呼ぶ）においては、推定した伝搬路状態に基づいて、基地局装置２００と端末装置３００との間で共有された、第１のコードブック（プリコーディング行列の候補群）と第２のコードブックの２種類のコードブックからそれぞれ１つずつ選択される２つのプリコーディング行列Ｗ１とＷ２の組み合わせで生成されるプリコーディング行列Ｗ（＝Ｗ１Ｗ２）の中から、所望プリコーディング行列ＷＦＢを１つ選択する。所望プリコーディング行列ＷＦＢの選択は、推定した伝搬路状態において各プリコーディング行列Ｗを用いて基地局装置２００がプリコーディングを行った場合に、自端末装置における受信信号対干渉及び雑音電力比（Signal to Interference plus Noise power Ratio：ＳＩＮＲ）やスループットを最大にできるようなプリコーディング行列Ｗを選択することが好ましい。また、同時に、スループットを最大にできるようなＭＩＭＯのランク数を選択することが好ましい。
【００３３】
端末装置３００は、別のフィードバックタイミング（以下、第２のフィードバックタイミングと呼ぶ）においては、直近の第１のフィードバックタイミングにおいて選択された第１のプリコーディング行列Ｗ１をそのまま用いる条件下で、同様の基準で伝搬路状態の推定結果に基づいて第２のプリコーディング行列Ｗ２のみを選択し直して、新たな所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する。なお、第１のフィードバックタイミングと第２のフィードバックタイミングとは、異なる周期、異なる頻度によって発生しても良い。特に断りのない限り、以下では、第１のフィードバックタイミングと第２のフィードバックタイミングは異なる周期で発生し、第１のフィードバックタイミングと第２のフィードバックタイミングが重なる場合は、第１のフィードバックタイミングとして説明する。
【００３４】
端末装置３００は、上記で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢを用いて基地局装置２００がプリコーディングを行って他の端末装置を組み合わせてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う場合を仮定し、その際のユーザ間干渉（Inter-User-Interference：ＩＵＩ）を考慮した伝搬路（受信）品質（Channel Quality Indicator：ＣＱＩ）、例えばＳＩＮＲを算出し、算出したＣＱＩを基にＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質情報（受信品質情報）を生成する。以下、このＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用ＣＱＩをＭＵ−ＣＱＩと呼び、ユーザ間干渉等を考慮していない従来のＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩをＳＵ−ＣＱＩと呼ぶ。
【００３５】
端末装置３００は、第１のフィードバックタイミングにおいては、選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢを生成する２つのプリコーディング行列Ｗ１（以下、第１のプリコーディング行列とも呼ぶ）とＷ２（以下、第２のプリコーディング行列とも呼ぶ）の番号（Precoding Matrix Indicator：ＰＭＩ）をそれぞれ表す第１のプリコーディング行列情報ＰＭＩ１及び第２のプリコーディング行列情報ＰＭＩ２と、ＭＵ−ＣＱＩを表す番号である伝搬路品質情報ＣＱＩＭＵを、基地局装置２００へ通知（フィードバック）し、第２のフィードバックタイミングにおいては、選択し直した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ２と、新たに算出し直したＭＵ−ＣＱＩと直近の第１のフィードバックタイミングにおいて通知したＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表す番号である差分伝搬路品質情報ΔＣＱＩＭＵを、基地局装置２００へ通知する。さらに、ＭＩＭＯのランク数に関する情報（Rank Indicator：ＲＩ）を通知しても良い。なお、フィードバック情報の詳細については後述する。
【００３６】
基地局装置２００は、各端末装置３００から通知されたフィードバック情報であるＰＭＩ１、ＰＭＩ２及びＣＱＩＭＵ、又はＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを取得し、その情報に基づいて各端末装置３００宛の送信データに対して、プリコーディングを施す。また、プリコーディングに先立って、各端末装置３００から通知されたＭＵ−ＣＱＩに基づいて、各端末装置３００宛の送信データに対する変調方式や符号化率の組み合わせによるＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）などの変調パラメータを決定する適応変調を行うことが好ましい。基地局装置２００は、プリコーディング後の送信データを同一無線リソースに空間多重して送信する。
【００３７】
複数の端末装置３００宛の送信データが空間多重されたＭＵ−ＭＩＭＯ信号を受信した端末装置３００では、前述の伝搬路状態の推定結果等に基づいて、自端末装置宛の所望データを検出する。
【００３８】
図２は、本発明の基地局装置２００の一構成例を示す機能ブロック図である。図２において基地局装置２００は、基地局制御部２０１、プリコーディング行列算出部２０２、下りリンク送信部２０３、アンテナ部２０４、上りリンク受信部２０５、フィードバック情報取得部２０６及びフィードバック情報記憶部２０７から構成される。
【００３９】
アンテナ部２０４は、複数の送受信アンテナを備え、上りリンクの無線信号を受信し、下りリンクの無線信号を送信する。
【００４０】
上りリンク受信部２０５は、アンテナ部２０４を通じて、端末装置３００から送信された上りリンク伝送の信号を受信する。
【００４１】
フィードバック情報取得部２０６は、上りリンク受信部２０５で受信した信号から、各端末装置３００から送信されたフィードバック情報を検出して取得する。フィードバック情報取得部２０６は、取得したフィードバック情報と、フィードバック情報記憶部２０７に記憶された過去のフィードバック情報とに基づいて、各端末装置３００がそれぞれ選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢと、対応するＭＵ−ＣＱＩを算出する。なお、フィードバック情報取得動作の詳細については後述する。
【００４２】
フィードバック情報記憶部２０７は、フィードバック情報取得部２０６が取得したフィードバック情報を記憶する。
【００４３】
基地局制御部２０１は、フィードバック情報取得部２０６が算出した、各端末装置３００それぞれの所望プリコーディング行列ＷＦＢと、対応するＭＵ−ＣＱＩ、さらに各端末装置３００宛の送信データの蓄積量や優先度、許容遅延時間などに基づいて無線リソースの割り当て（スケジューリング）を行い、その中でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００を選択する。
【００４４】
プリコーディング行列算出部２０２は、基地局制御部２０１が選択した、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００にそれぞれ対応する複数の所望プリコーディング行列ＷＦＢとＭＵ−ＣＱＩとに基づいて、これら複数の端末装置３００宛の送信データをＭＵ−ＭＩＭＯ伝送する際に実際に用いるプリコーディング行列ＷＴＸを算出し、さらに各端末装置３００宛の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する。なお、符号化率と等価なパラメータとして、無線リソースに対する送信データのビット数を表すトランスポートブロックサイズを決定しても良い。なお、プリコーディング行列ＷＴＸの算出の詳細については後述する。
【００４５】
下りリンク送信部２０３は、アンテナ部２０４を通じて、各端末装置３００への下りリンク伝送の信号を生成し、送信する。このとき、上記でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象となった複数の端末装置３００宛の送信データについては、プリコーディング行列算出部２０２で決定した符号化率と変調方式に基づいて誤り訂正符号化、レートマッチング（パンクチャリング）及び変調を行い、さらにプリコーディング行列算出部２０２で算出したプリコーディング行列ＷＴＸを乗算してプリコーディングを行う。また、各端末装置３００において、基地局装置２００の各アンテナと端末装置３００の各アンテナとの間の伝搬路状態を推定するために、既知の参照信号、例えばセル固有参照信号（Cell-specific Reference Signals：ＣＲＳ）やチャネル状態情報参照信号（Channel State Information Reference Signals：ＣＳＩ−ＲＳ）を送信する。
【００４６】
図３は、本発明の端末装置３００の一構成例を示す機能ブロック図である。図３において端末装置３００は、アンテナ部３０１、下りリンク受信部３０２、伝搬路推定部３０３、プリコーディング行列選択部３０４、伝搬路品質算出部３０５、フィードバック情報生成部３０６、フィードバック情報記憶部３０７及び上りリンク送信部３０８から構成される。
【００４７】
アンテナ部３０１は、少なくとも１つの送受信アンテナを備え、下りリンクの無線信号を受信し、上りリンクの無線信号を送信する。
【００４８】
下りリンク受信部３０２は、アンテナ部３０１を通じて、基地局装置２００から送信された下りリンク伝送の信号を受信する。
【００４９】
伝搬路推定部３０３は、下りリンク受信部３０２で受信した信号から参照信号を抽出し、抽出した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各アンテナ（あるいは仮想的な送信アンテナであるアンテナポート）と自端末装置の少なくとも１つのアンテナとの間の伝搬路状態、例えば複素伝搬路利得などを推定する。
【００５０】
プリコーディング行列選択部３０４は、第１のフィードバックタイミングにおいては、伝搬路推定部３０３における伝搬路状態推定結果に基づいて、第１のコードブックと第２のコードブックからそれぞれ１つずつ選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２の組み合わせで生成されるプリコーディング行列Ｗの中から、所望のプリコーディング行列ＷＦＢを１つ選択する。所望プリコーディング行列ＷＦＢの選択は、推定した伝搬路状態において、選択候補の各プリコーディング行列Ｗを用いて基地局装置２００がプリコーディングを行った場合に、自端末装置におけるＳＩＮＲやスループットを最大にできるようなプリコーディング行列Ｗを選択することが好ましい。例えば、式（１）に基づいて所望プリコーディング行列ＷＦＢを求める。
【００５１】
【数１】
2016105526.tif 000003
【００５２】
式（１）において、Ｈは伝搬路推定部３０３で推定した基地局装置２００の各送信アンテナと自端末装置の各受信アンテナとの間の複素伝搬路利得を要素とする伝搬路行列、Ｃはプリコーディング行列Ｗの候補の集合、||ｘ||はｘのノルム、ａｒｇｍａｘｘ（ｆ（ｘ））は評価関数ｆ（ｘ）を最大とするｘを選択する関数をそれぞれ表す。
【００５３】
また、プリコーディング行列選択部３０４は、第２のフィードバックタイミングにおいては、フィードバック情報記憶部３０７に記憶されている直近に選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１をそのまま用いる条件下で、式（１）と同様の基準で伝搬路推定部３０３における伝搬路状態推定結果に基づいて第２のプリコーディング行列Ｗ２のみを選択し直して、新たな所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する。
【００５４】
伝搬路品質算出部３０５は、プリコーディング行列選択部３０４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢと、伝搬路推定部３０３における伝搬路推定結果に基づいて、基地局装置２００が所望プリコーディング行列ＷＦＢを用いてプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合の、ユーザ間干渉を考慮した伝搬路品質であるＭＵ−ＣＱＩを算出する。例えば、自端末装置宛のデータに所望プリコーディング行列ＷＦＢが用いられ、他の端末装置宛のデータに所望プリコーディング行列ＷＦＢ以外のプリコーディング行列Ｗが用いられてプリコーディングされてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送された場合を仮定した場合のＳＩＮＲ（γＭＵ）を、式（２）に基づいて算出する。
【００５５】
【数２】
2016105526.tif 000004
【００５６】
式（２）では、基地局装置２００の送信アンテナ数をＭ、ＭＵ−ＭＩＭＯで多重する端末装置数ＵはＭと等しく、各端末装置へは１ストリームずつ送信する場合を仮定している。式（２）において、ｂは伝搬路行列Ｈに基づいて求められる最小平均二乗誤差（Minimum Mean Square Error：ＭＭＳＥ）規範などの受信フィルタ、上付き添え字のＨはエルミート転置、Ｐは総送信電力をそれぞれ表す。
【００５７】
なお、端末装置３００は、所望プリコーディング行列ＷＦＢと最も直交性の高いプリコーディング行列ＷＢＣ（Best Companion）が他の端末装置宛に用いられた場合を仮定してＭＵ−ＣＱＩを算出し、同時に上記のプリコーディング行列ＷＢＣの情報を基地局装置２００へ通知しても良い。
【００５８】
なお、端末装置３００は、所望のランクに関連付けられたＰＭＩ１およびＰＭＩ２に加えて、所望のランク以下のランクに関連付けられたＰＭＩ１およびＰＭＩ２を算出し、所望のランク以下のランクに関連付けられたＰＭＩ１およびＰＭＩ２に基づいて算出されるＣＱＩをＭＵ−ＣＱＩとして基地局装置２００へ通知しても良い。
【００５９】
フィードバック情報生成部３０６は、第１のフィードバックタイミングにおいては、プリコーディング行列選択部３０４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢを構成する第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２のそれぞれの番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ１とＰＭＩ２を生成し、さらに、伝搬路品質算出部３０５で算出したＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報であるＣＱＩＭＵを生成する。
【００６０】
また、フィードバック情報生成部３０６は、第２のフィードバックタイミングにおいては、選択し直した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ２と、フィードバック情報記憶部３０７に記憶されている直近にフィードバックしたＭＵ−ＣＱＩ（直近にフィードバックしたＣＱＩＭＵに対応するＭＵ−ＣＱＩの値）と、伝搬路品質算出部３０５で算出した最新のＭＵ−ＣＱＩとの差分値に対応する番号であるΔＣＱＩＭＵを生成する。なお、フィードバック情報の生成の詳細については後述する。
【００６１】
フィードバック情報記憶部３０７は、フィードバック情報生成部３０６で生成したフィードバック情報を記憶する。なお、本実施形態においては、ＰＭＩ１とＣＱＩＭＵを記憶すれば十分である。
【００６２】
上りリンク送信部３０８は、フィードバック情報生成部３０６で生成したフィードバック情報を、アンテナ部３０１を通じて基地局装置２００へ送信する。
【００６３】
図４は、本実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間のフィードバック情報の送受信の一例を示すシーケンスチャートである。
【００６４】
まず、基地局装置２００は、端末装置３００へ向けて、ＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳなどの参照信号を送信する（ステップＳ４０１）。
【００６５】
端末装置３００は、基地局装置２００が送信した参照信号を受信し、受信した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各アンテナと自端末装置の各アンテナとの間の伝搬路状態を推定する（ステップＳ４０２）。
【００６６】
ここで、第１のフィードバックタイミングである場合を仮定すると、端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果に基づいて、第１のコードブックから第１のプリコーディング行列Ｗ１を、第２のコードブックから第２のプリコーディング行列Ｗ２を、それぞれ選択することによって、所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する（ステップＳ４０３）。
【００６７】
また、端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果と、ステップＳ４０３で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢとに基づいて、式（２）などを用いてＭＵ−ＣＱＩの値γＭＵを算出する（ステップＳ４０４）。
【００６８】
端末装置３００は、ステップＳ４０３で選択した第１のプリコーディングＷ１及び第２のプリコーディング行列Ｗ２のそれぞれの番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ１及びＰＭＩ２と、ステップＳ４０４で算出したＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報であるＣＱＩＭＵを生成する（ステップＳ４０５）。例えば、ステップＳ４０４で算出したγＭＵに基づいて、図５に示すような変調方式と符号化率の組み合わせの表の中から、ＳＩＮＲがγＭＵである場合に所要のブロック誤り率やパケット誤り率、所要フレーム誤り率などを満たすことのできる組み合わせを選択し、その番号をＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報ＣＱＩＭＵとして生成する。例えば、図５において、ＳＩＮＲがγＭＵである場合に、所要ブロック誤り率０．１を満たす変調方式と符号化率の組み合わせのうち最大の伝送速度を実現できる組み合わせが、変調方式１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直角位相振幅変調）、符号化率１／３であった場合、ＣＱＩＭＵ＝７を生成する。なお、ＣＱＩＭＵとして、算出したＳＩＮＲの値であるγＭＵをそのまま量子化したものを用いても良い。また、ステップＳ４０４で算出したγＭＵに対して、Effective Signal-to-noise power ratio Mapping等の手法に基づいて算出した実効ＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）に基づいてＣＱＩＭＵを算出しても良い。
【００６９】
端末装置３００は、ステップＳ４０５で生成した、フィードバック情報のＰＭＩ１、ＰＭＩ２及びＣＱＩＭＵを基地局装置２００へ送信する（ステップＳ４０６）。
【００７０】
基地局装置２００は、端末装置３００が送信した信号を受信し、フィードバック情報ＰＭＩ１、ＰＭＩ２及びＣＱＩＭＵを取得する（ステップＳ４０７）。また、基地局装置２００は、取得したＰＭＩ１及びＰＭＩ２から、端末装置３００の所望プリコーディング行列ＷＦＢを求める。
【００７１】
基地局装置２００は、各端末装置３００それぞれの所望プリコーディング行列ＷＦＢと、それぞれ対応するＭＵ−ＣＱＩ（ＣＱＩＭＵ）、さらに各端末装置３００宛の送信データの蓄積量や優先度、許容遅延時間などに基づいてスケジューリングを行い、その中でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００を選択する（ステップＳ４０８）。例えば、ＭＵ−ＣＱＩが高い品質を示している端末装置３００は、他の端末装置３００に対して伝搬路の直交性が高いことを示唆しているため、基地局装置２００は、ＭＵ−ＣＱＩが高い品質を示している端末装置３００を優先的に空間多重させるようにスケジューリングを行っても良い。特に、各端末装置３００がＷＢＣを通知している場合、例えば、端末装置３００−１が通知しているＷＢＣと、端末装置３００−２が通知しているＷＦＢとが一致し、同時に、端末装置３００−２が通知しているＷＢＣと、端末装置３００−１が通知しているＷＦＢとが一致している場合、基地局装置２００と端末装置３００−１との間の伝搬路と、基地局装置２００と端末装置３００−２との間の伝搬路は、互いに直交性が高いことを意味しているため、このような関係にある複数の端末装置３００を空間多重するように基地局装置２００はスケジューリングを行うことが好ましい。
【００７２】
基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象として選択した複数の端末装置３００にそれぞれ対応する複数の所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づいてプリコーディング行列ＷＴＸを算出し、同様にそれぞれ対応するＭＵ−ＣＱＩ（ＣＱＩＭＵ）に基づいて各端末装置３００の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する（ステップＳ４０９）。例えば、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象として２つの端末装置３００−１および３００−２を選択したとき、それぞれの通知してきた所望プリコーディング行列ＷＦＢをＷＦＢ１及びＷＦＢ２とすると、基地局装置２００は、送信アンテナと端末装置３００−１及び３００−２の各受信アンテナとの間の伝搬路行列ＨｅｆｆをＨｅｆｆ＝［ＷＦＢ１，ＷＦＢ２］Ｈと見なして、プリコーディング行列ＷＴＸをＷＴＸ＝Ｈ＋ｅｆｆ＝ＨＨｅｆｆ（ＨｅｆｆＨＨｅｆｆ）−１として求めても良い。なおここで、Ｈ＋ｅｆｆはＨｅｆｆの一般逆行列、Ｘ−１は行列Ｘの逆行列を表す。
【００７３】
基地局装置２００は、各端末装置３００宛の送信データを、ステップＳ４０９で決定した符号化率と変調方式に基づいて誤り訂正符号化、レートマッチング及び変調し、算出したプリコーディング行列ＷＴＸを乗算してプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ４１０）、各端末装置３００へ送信する（ステップＳ４１１）。
【００７４】
次に、基地局装置２００は、再び端末装置３００へ向けて、ＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳなどの参照信号を送信する（ステップＳ４１２）。
【００７５】
端末装置３００は、基地局装置２００が送信した参照信号を受信し、受信した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各アンテナと自端末装置の各アンテナとの間の伝搬路状態を推定する（ステップＳ４１３）。
【００７６】
ここで、第２のフィードバックタイミングである場合を仮定すると、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１はステップＳ４０６で通知したＰＭＩ１に対応するプリコーディング行列Ｗ１（直近に選択して基地局装置２００へ通知した第１のプリコーディング行列）をそのまま用いることを前提として、伝搬路状態の推定結果に基づいて、第２のコードブックから第２のプリコーディング行列Ｗ２のみを選択し直すことによって、所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する（ステップＳ４１４）。
【００７７】
端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果と、ステップＳ４１４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢとに基づいて、式（２）などを用いてＭＵ−ＣＱＩの値γＭＵを算出する（ステップＳ４１５）。
【００７８】
端末装置３００は、ステップＳ４１４で選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ２を生成し、ステップＳ４１５で算出したγＭＵに基づいてＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報ＣＱＩＭＵを求め、ステップＳ４０５で生成したＣＱＩＭＵ（直近にＰＭＩ１、ＰＭＩ２と共に基地局装置２００へ通知したＣＱＩＭＵ）との差分値（ＭＵ−ＣＱＩ差分値）を算出して、そのＭＵ−ＣＱＩ差分値を表すフィードバック情報であるΔＣＱＩＭＵを生成する（ステップＳ４１６）。なお、ΔＣＱＩＭＵは、例えば図６に示すようなＭＵ−ＣＱＩ差分値とΔＣＱＩＭＵの表に基づいて生成することが好ましいがこれに限られるものではなく、ＣＱＩＭＵよりも少ない情報量（ビット数）で表現可能となるような方法で生成されれば良い。
【００７９】
端末装置３００は、ステップＳ４１６で生成した、フィードバック情報のＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを基地局装置２００へ送信する（ステップＳ４１７）。
【００８０】
基地局装置２００は、端末装置３００が送信した信号を受信し、フィードバック情報ＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを取得する（ステップＳ４１８）。また、基地局装置２００は、取得したＰＭＩ２と、直近に当該端末装置３００から通知されたＰＭＩ１とから、端末装置３００の所望プリコーディング行列ＷＦＢを求める。
【００８１】
基地局装置２００は、ステップＳ４１８で取得したΔＣＱＩＭＵと、直近に当該端末装置３００からＰＭＩ１が通知されたフィードバックタイミングで通知されたＣＱＩＭＵとを加算して、ＭＵ−ＣＱＩ（今回のフィードバックにおけるＣＱＩＭＵ）を復元する（ステップＳ４１９）。
【００８２】
基地局装置２００は、各端末装置３００それぞれの所望プリコーディング行列ＷＦＢと、それぞれ対応するステップＳ４１９で復元したＭＵ−ＣＱＩ、さらに各端末装置３００宛の送信データの蓄積量や優先度、許容遅延時間などに基づいてスケジューリングを行い、その中でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００を選択する（ステップＳ４２０）。
【００８３】
基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象として選択した複数の端末装置３００にそれぞれ対応する複数の所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づいてプリコーディング行列ＷＴＸを算出し、同様にそれぞれ対応するステップＳ４１９で復元したＭＵ−ＣＱＩに基づいて各端末装置３００の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する（ステップＳ４２１）。
【００８４】
基地局装置２００は、各端末装置３００宛の送信データを、ステップＳ４２１で決定した符号化率と変調方式に基づいて誤り訂正符号化、レートマッチング及び変調し、算出したプリコーディング行列ＷＴＸを乗算してプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ４２２）、各端末装置３００へ送信する（ステップＳ４２３）。
【００８５】
図７は、本実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間で送受信されるフィードバック情報の一例を示す図である。
【００８６】
図７において、時刻ｔ１からｔ６は、端末装置３００からフィードバックが行われるフィードバックタイミングを表し、時刻ｔ１及びｔ５が第１のフィードバックタイミングであり、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ６が第２のフィードバックタイミングである。また、ＰＭＩ１（ｔ）、ＰＭＩ２（ｔ）、ＣＱＩＭＵ（ｔ）及びΔＣＱＩＭＵ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔにおけるＰＭＩ１、ＰＭＩ２、ＣＱＩＭＵ及びΔＣＱＩＭＵを表す。
【００８７】
第１のフィードバックタイミングである時刻ｔ１では、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し、それぞれに対応するＰＭＩ１（ｔ１）及びＰＭＩ２（ｔ１）と、ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ１）とを基地局装置２００へ通知する。
【００８８】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ２では、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ１）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ２）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ１）とＰＭＩ２（ｔ２）とで表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づくＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ２）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ２）とＣＱＩＭＵ（ｔ１）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ２）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩＭＵ（ｔ１）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ２）を時刻ｔ２におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。
【００８９】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ３でも時刻ｔ２と同様に、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ１）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ３）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ１）とＰＭＩ２（ｔ３）で表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づくＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ３）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ３）とＣＱＩＭＵ（ｔ１）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ３）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩＭＵ（ｔ１）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ３）を時刻ｔ３におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出する。時刻ｔ４においても同様にフィードバックが行われる。
【００９０】
第１のフィードバックタイミングである時刻ｔ５では、再び時刻ｔ１と同様に、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し、それぞれに対応するＰＭＩ１（ｔ５）及びＰＭＩ２（ｔ５）と、ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ５）とを基地局装置２００へ通知する。
【００９１】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ６でも時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４と同様に、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ５）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ６）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ５）とＰＭＩ２（ｔ６）で表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づくＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ６）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ６）とＣＱＩＭＵ（ｔ５）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ６）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩＭＵ（ｔ５）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ６）を時刻ｔ６におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。以降、同様にフィードバック処理が行われる。
【００９２】
以上説明したように、本実施形態では、端末装置３００が基地局装置２００に対して所望プリコーディング行列の情報をフィードバックする際に、第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ１及びＰＭＩ２を通知する場合には、ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵを同時に通知し、ＰＭＩ２のみを通知する場合には、ＭＵ−ＣＱＩについては、直近にＰＭＩ１及びＰＭＩ２と共に通知したＣＱＩＭＵからの差分値を表すΔＣＱＩＭＵを通知する。言い換えれば、本実施形態では、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１の情報ＰＭＩ１をフィードバックする第１のフィードバックタイミングでは、ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵを同時に通知し、第２のプリコーディング行列Ｗ２の情報ＰＭＩ２をフィードバックする第２のフィードバックタイミングでは、ＭＵ−ＣＱＩについては直近に通知したＣＱＩＭＵに対応するＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表すΔＣＱＩＭＵを同時に通知し、ＰＭＩ１とＰＭＩ２をフィードバックするタイミングが一致した場合は、ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵを同時に通知する。
【００９３】
これにより、基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質ＭＵ−ＣＱＩに基づいて各端末装置３００宛の送信データに対して適切な変調方式及び符号化率を選択することが可能となりスループット特性を向上させることができると共に、端末装置３００は、ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックに必要な情報量を削減することが可能となる。
（第２の実施形態）
【００９４】
本実施形態における無線通信システムの概略構成例は、第１の実施形態と同様に図１で表される。また、基地局装置２００の構成は図２と同様であり、フィードバック情報取得部２０６の処理が第１の実施形態と異なる。端末装置３００の構成は図３と同様であり、伝搬路品質算出部３０５及びフィードバック情報生成部３０６における処理が第１の実施形態と異なる。以下では、本実施形態における無線通信システムについて、第１の実施形態と異なる点について説明し、同じ点については説明を省略する。
【００９５】
本実施形態では、端末装置３００は、第１のフィードバックタイミングにおいて、選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１のみを用いて基地局装置２００がプリコーディングを行って他の端末装置を組み合わせてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合のＭＵ−ＣＱＩ（以下、部分ＭＵ−ＣＱＩと呼ぶ）と、基地局装置２００が所望プリコーディング行列ＷＦＢ（＝Ｗ１Ｗ２）を用いてプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合の第１の実施形態と同様のＭＵ−ＣＱＩとを算出する（以下、全体ＭＵ−ＣＱＩとも呼び、単にＭＵ−ＣＱＩと記す場合は全体ＭＵ−ＣＱＩを指すこととする）。
【００９６】
端末装置３００は、第１のフィードバックタイミングにおいては、選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１及び第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号をそれぞれ表すＰＭＩ１及びＰＭＩ２と、部分ＭＵ−ＣＱＩを表す番号であるＣＱＩ１ＭＵ及び全体ＭＵ−ＣＱＩと部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表す番号であるΔＣＱＩＭＵとを基地局装置２００へ通知し、第２のフィードバックタイミングにおいては、選択し直した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ２と、新たに算出し直した全体ＭＵ−ＣＱＩと直近の第１のフィードバックタイミングにおいて通知した部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表す番号であるΔＣＱＩＭＵを、基地局装置２００へ通知する。さらに、ＭＩＭＯのランク数に関する情報（ＲＩ）を通知しても良い。
【００９７】
基地局装置２００は、各端末装置３００から通知されたフィードバック情報であるＰＭＩ１、ＰＭＩ２、ＣＱＩＭＵ及びΔＣＱＩＭＵ、又はＰＭＩ２、及びΔＣＱＩＭＵを取得し、その情報に基づいて各端末装置３００宛の送信データに対して、プリコーディングを施す。また、プリコーディングに先立って、各端末装置３００から通知されたＣＱＩＭＵとΔＣＱＩＭＵとの加算結果で表される（全体）ＭＵ−ＣＱＩに基づいて、各端末装置３００宛の送信データに対する変調方式や符号化率を決定する適応変調を行うことが好ましい。基地局装置２００は、プリコーディング後の送信データを同一無線リソースに空間多重して送信する。
【００９８】
図３において、本実施形態の端末装置３００に係る伝搬路品質算出部３０５は、プリコーディング行列選択部３０４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢを用いて基地局装置２００がプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合のＭＵ−ＣＱＩ（全体ＭＵ−ＣＱＩ）に加え、選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１のみを用いて基地局装置２００がプリコーディングを行って他の端末装置を組み合わせてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合の部分ＭＵ−ＣＱＩを算出する。部分ＭＵ−ＣＱＩは、例えば式（２）においてＷＦＢに代えてＷ１を用いた式によって算出することができる。
【００９９】
本実施形態の端末装置３００に係るフィードバック情報生成部３０６は、第１のフィードバックタイミングにおいては、プリコーディング行列選択部３０４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢを構成する第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２のそれぞれの番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ１とＰＭＩ２を生成し、さらに、伝搬路品質算出部３０５で算出した部分ＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報であるＣＱＩ１ＭＵと、全体ＭＵ−ＣＱＩと部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表す番号であるΔＣＱＩＭＵとを生成する。
【０１００】
また、フィードバック情報生成部３０６は、第２のフィードバックタイミングにおいては、選択し直した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ２と、全体ＭＵ−ＣＱＩとフィードバック情報記憶部３０７に記憶されている直近の第１のフィードバックタイミングにおいて通知した部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表す番号であるΔＣＱＩＭＵを生成する。なお、フィードバック情報の生成の詳細については後述する。
【０１０１】
フィードバック情報記憶部３０７は、フィードバック情報生成部３０６で生成したフィードバック情報を記憶する。なお、本実施形態においては、ＰＭＩ１とＣＱＩ１ＭＵを記憶すれば十分である。
【０１０２】
図８は、本実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間のフィードバック情報の送受信の一例を示すシーケンスチャートである。
【０１０３】
まず、基地局装置２００は、端末装置３００へ向けて、ＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳなどの参照信号を送信する（ステップＳ８０１）。
【０１０４】
端末装置３００は、基地局装置２００が送信した参照信号を受信し、受信した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各アンテナと自端末装置の各アンテナとの間の伝搬路状態を推定する（ステップＳ８０２）。
【０１０５】
ここで、第１のフィードバックタイミングである場合を仮定すると、端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果に基づいて、第１のコードブックから第１のプリコーディング行列Ｗ１を、第２のコードブックから第２のプリコーディング行列Ｗ２を、それぞれ選択することによって、所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する（ステップＳ８０３）。
【０１０６】
また、端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果と、ステップＳ８０３で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢ及び第１のプリコーディング行列Ｗ１に基づいて、式（２）などを用いて全体ＭＵ−ＣＱＩの値γＭＵと部分ＭＵ−ＣＱＩの値γ１ＭＵを算出する（ステップＳ８０４）。
【０１０７】
端末装置３００は、ステップＳ８０３で選択した第１のプリコーディングＷ１及び第２のプリコーディング行列Ｗ２のそれぞれの番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ１及びＰＭＩ２と、ステップＳ８０４で算出した部分ＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報であるＣＱＩ１ＭＵと、全体ＭＵ−ＣＱＩと部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表すフィードバック情報であるΔＣＱＩＭＵを生成する（ステップＳ８０５）。
【０１０８】
例えば、ＣＱＩ１ＭＵは、ステップＳ８０４で算出したγ１ＭＵに基づいて、図５に示すような変調方式と符号化率の組み合わせの表の中から、ＳＩＮＲがγ１ＭＵである場合に所要のブロック誤り率やパケット誤り率、所要フレーム誤り率などを満たすことのできる組み合わせを選択し、その番号を部分ＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報ＣＱＩ１ＭＵとして生成する。例えば、図５において、ＳＩＮＲがγ１ＭＵである場合に、所要ブロック誤り率０．１を満たす変調方式と符号化率の組み合わせのうち最大の伝送速度を実現できる組み合わせが、変調方式１６ＱＡＭ、符号化率１／３であった場合、ＣＱＩ１ＭＵ＝７を生成する。なお、ＣＱＩ１ＭＵとして、算出したＳＩＮＲの値であるγ１ＭＵをそのまま量子化したものを用いても良い。
【０１０９】
また、ΔＣＱＩＭＵは、例えば図９や図１０に示すようなＭＵ−ＣＱＩ差分値とΔＣＱＩＭＵの表に基づいて生成することが好ましいがこれに限られるものではなく、ＣＱＩ１ＭＵよりも少ない情報量（ビット数）で表現可能となるような方法で生成されれば良い。
【０１１０】
端末装置３００は、ステップＳ８０５で生成した、フィードバック情報のＰＭＩ１、ＰＭＩ２、ＣＱＩ１ＭＵ及びΔＣＱＩＭＵを基地局装置２００へ送信する（ステップＳ８０６）。
【０１１１】
基地局装置２００は、端末装置３００が送信した信号を受信し、フィードバック情報ＰＭＩ１、ＰＭＩ２、ＣＱＩ１ＭＵ及びΔＣＱＩＭＵを取得する（ステップＳ８０７）。また、基地局装置２００は、取得したＰＭＩ１及びＰＭＩ２から、端末装置３００の所望プリコーディング行列ＷＦＢを求める。
【０１１２】
基地局装置２００は、ステップＳ８０７で取得したＣＱＩ１ＭＵとΔＣＱＩＭＵとを加算して、全体ＭＵ−ＣＱＩを復元する（ステップＳ８３０）。
【０１１３】
基地局装置２００は、各端末装置３００それぞれの所望プリコーディング行列ＷＦＢと、それぞれ対応する全体ＭＵ−ＣＱＩ、さらに各端末装置３００宛の送信データの蓄積量や優先度、許容遅延時間などに基づいてスケジューリングを行い、その中でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００を選択する（ステップＳ８０８）。
【０１１４】
基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象として選択した複数の端末装置３００にそれぞれ対応する複数の所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づいてプリコーディング行列ＷＴＸを算出し、同様にそれぞれ対応する全体ＭＵ−ＣＱＩに基づいて各端末装置３００の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する（ステップＳ８０９）。
【０１１５】
基地局装置２００は、各端末装置３００宛の送信データを、ステップＳ８０９で決定した符号化率と変調方式に基づいて誤り訂正符号化、レートマッチング及び変調し、算出したプリコーディング行列ＷＴＸを乗算してプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ８１０）、各端末装置３００へ送信する（ステップＳ８１１）。
【０１１６】
次に、基地局装置２００は、再び端末装置３００へ向けて、ＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳなどの参照信号を送信する（ステップＳ８１２）。
【０１１７】
端末装置３００は、基地局装置２００が送信した参照信号を受信し、受信した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各アンテナと自端末装置の各アンテナとの間の伝搬路状態を推定する（ステップＳ８１３）。
【０１１８】
ここで、第２のフィードバックタイミングである場合を仮定すると、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１はステップＳ８０６で通知したＰＭＩ１に対応するプリコーディング行列Ｗ１（直近に基地局装置２００へ通知した第１のプリコーディング行列）をそのまま用いることを前提として、伝搬路状態の推定結果に基づいて、第２のコードブックから第２のプリコーディング行列Ｗ２のみを選択し直すことによって、所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する（ステップＳ８１４）。
【０１１９】
端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果と、ステップＳ８１４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢとに基づいて、式（２）などを用いて全体ＭＵ−ＣＱＩの値γＭＵを算出する（ステップＳ８１５）。
【０１２０】
端末装置３００は、ステップＳ８１４で選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ２を生成し、ステップＳ８１５で算出したγＭＵに基づいて全体ＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報ＣＱＩＭＵを求め、ステップＳ８０５で生成した部分ＭＵ−ＣＱＩであるＣＱＩ１ＭＵとの差分値（ＭＵ−ＣＱＩ差分値）を算出して、そのＭＵ−ＣＱＩ差分値を表すフィードバック情報であるΔＣＱＩＭＵを生成する（ステップＳ８１６）。なお、ΔＣＱＩＭＵは、例えば図９や図１０に示すようなＭＵ−ＣＱＩ差分値とΔＣＱＩＭＵの表に基づいて生成することが好ましいがこれに限られるものではなく、ＣＱＩ１ＭＵよりも少ない情報量（ビット数）で表現可能となるような方法で生成されれば良い。
【０１２１】
端末装置３００は、ステップＳ８１６で生成した、フィードバック情報のＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを基地局装置２００へ送信する（ステップＳ８１７）。
【０１２２】
基地局装置２００は、端末装置３００が送信した信号を受信し、フィードバック情報ＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを取得する（ステップＳ８１８）。また、基地局装置２００は、取得したＰＭＩ２と、直近に当該端末装置３００から通知されたＰＭＩ１とから、端末装置３００の所望プリコーディング行列ＷＦＢを求める。
【０１２３】
基地局装置２００は、ステップＳ８１８で取得したΔＣＱＩＭＵと、直近に当該端末装置３００から通知された部分ＭＵ−ＣＱＩであるＣＱＩ１ＭＵとを加算して、全体ＭＵ−ＣＱＩを復元する（ステップＳ８１９）。
【０１２４】
基地局装置２００は、各端末装置３００それぞれの所望プリコーディング行列ＷＦＢと、それぞれ対応するステップＳ８１９で復元した全体ＭＵ−ＣＱＩ、さらに各端末装置３００宛の送信データの蓄積量や優先度、許容遅延時間などに基づいてスケジューリングを行い、その中でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００を選択する（ステップＳ８２０）。
【０１２５】
基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象として選択した複数の端末装置３００にそれぞれ対応する複数の所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づいてプリコーディング行列ＷＴＸを算出し、同様にそれぞれ対応するステップＳ８１９で復元した全体ＭＵ−ＣＱＩに基づいて各端末装置３００の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する（ステップＳ８２１）。
【０１２６】
基地局装置２００は、各端末装置３００宛の送信データを、ステップＳ８２１で決定した符号化率と変調方式に基づいて誤り訂正符号化、レートマッチング及び変調し、算出したプリコーディング行列ＷＴＸを乗算してプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ８２２）、各端末装置３００へ送信する（ステップＳ８２３）。
【０１２７】
図１１は、本実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間で送受信されるフィードバック情報の一例を示す図である。
【０１２８】
図１１において、時刻ｔ１からｔ６は、端末装置３００からフィードバックが行われるフィードバックタイミングを表し、時刻ｔ１及びｔ５が第１のフィードバックタイミングであり、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ６が第２のフィードバックタイミングである。また、ＰＭＩ１（ｔ）、ＰＭＩ２（ｔ）、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ）及びΔＣＱＩＭＵ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔにおけるＰＭＩ１、ＰＭＩ２、ＣＱＩ１ＭＵ及びΔＣＱＩＭＵを表す。
【０１２９】
第１のフィードバックタイミングである時刻ｔ１では、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し、それぞれに対応するＰＭＩ１（ｔ１）及びＰＭＩ２（ｔ１）と、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）及び全体ＭＵ−ＣＱＩと部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表すΔＣＱＩＭＵ（ｔ１）とを基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ１）を時刻ｔ１における全体ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。
【０１３０】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ２では、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ１）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ２）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ１）とＰＭＩ２（ｔ２）とで表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づく全体ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ２）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ２）とＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ２）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ２）を時刻ｔ２における全体ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。
【０１３１】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ３でも時刻ｔ２と同様に、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ１）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ３）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ１）とＰＭＩ２（ｔ３）で表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づく全体ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ３）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ３）とＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ３）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ３）を時刻ｔ３における全体ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出する。時刻ｔ４においても同様にフィードバックが行われる。
【０１３２】
第１のフィードバックタイミングである時刻ｔ５では、再び時刻ｔ１と同様に、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し、それぞれに対応するＰＭＩ１（ｔ５）及びＰＭＩ２（ｔ５）と、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）及び全体ＭＵ−ＣＱＩと部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表すΔＣＱＩＭＵ（ｔ５）とを基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ５）を時刻ｔ５における全体ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。
【０１３３】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ６でも時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４と同様に、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ５）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ６）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ５）とＰＭＩ２（ｔ６）で表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づく全体ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ６）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ６）とＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ６）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ６）を時刻ｔ６における全体ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。以降、同様にフィードバック処理が行われる。
【０１３４】
以上説明したように、本実施形態では、端末装置３００が基地局装置２００に対して所望プリコーディング行列の情報をフィードバックする際に、第１のプリコーディング行列Ｗ１と第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ１及びＰＭＩ２を通知する場合には、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵと、全体ＭＵ−ＣＱＩと部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表すΔＣＱＩＭＵを通知し、ＰＭＩ２のみを通知する場合には、全体ＭＵ−ＣＱＩと直近に通知した部分ＭＵ−ＣＱＩであるＣＱＩ１ＭＵとの差分値を表すΔＣＱＩＭＵを通知する。言い換えれば、本実施形態では、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１の情報ＰＭＩ１をフィードバックする第１のフィードバックタイミングでは、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵを同時に通知し、第２のプリコーディング行列Ｗ２の情報ＰＭＩ２をフィードバックする第２のフィードバックタイミングでは、全体ＭＵ−ＣＱＩと直近に通知したＣＱＩ１ＭＵに対応するＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表すΔＣＱＩＭＵを同時に通知し、ＰＭＩ１とＰＭＩ２をフィードバックするタイミングが一致した場合は、ＣＱＩ１ＭＵとΔＣＱＩＭＵを同時に通知する。
【０１３５】
これにより、基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質ＭＵ−ＣＱＩに基づいて各端末装置３００宛の送信データに対して適切な変調方式及び符号化率を選択することが可能となりスループット特性を向上させることができると共に、端末装置３００は、ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックに必要な情報量を削減することが可能となる。また、通知する差分値として、直近に通知した部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を用いることにより、差分値の取り得る値の範囲を小さくすることが可能となり、さらにフィードバック情報量を削減できる。
（第３の実施形態）
【０１３６】
本実施形態における無線通信システムの概略構成例は、第１の実施形態と同様に図１で表される。また、基地局装置２００の構成は図２と同様であり、フィードバック情報取得部２０６の処理が第１の実施形態と異なる。端末装置３００の構成は図３と同様であり、プリコーディング行列選択部３０４、伝搬路品質算出部３０５及びフィードバック情報生成部３０６における処理が第１の実施形態と異なる。以下では、本実施形態における無線通信システムについて、第１の実施形態と異なる点について説明し、同じ点については説明を省略する。
【０１３７】
本実施形態では、端末装置３００は、第１のフィードバックタイミングにおいては、第１のプリコーディング行列Ｗ１のみを選択して所望プリコーディング行列ＷＦＢとする。端末装置３００は、所望プリコーディング行列ＷＦＢ（＝Ｗ１）を用いて基地局装置２００がプリコーディングを行って他の端末装置を組み合わせてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合のＭＵ−ＣＱＩ（部分ＭＵ−ＣＱＩ）を算出する。なお、このとき、直近に選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２を用いることを仮定して、新たに第１のプリコーディング行列Ｗ１のみを選択し直し、新たに選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１と直近に選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２の組み合わせを所望プリコーディング行列ＷＦＢ（＝Ｗ１Ｗ２）として、ＭＵ−ＣＱＩを算出しても良い。
【０１３８】
また、端末装置３００は、第２のフィードバックタイミングにおいては、第１の実施形態と同様に、直近の第１のフィードバックタイミングにおいて選択された第１のプリコーディング行列Ｗ１をそのまま用いる条件下で、同様の基準で伝搬路状態の推定結果に基づいて第２のプリコーディング行列Ｗ２のみを選択して、新たな所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する。
【０１３９】
端末装置３００は、第１のフィードバックタイミングにおいては、選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１の番号を表すＰＭＩ１と、部分ＭＵ−ＣＱＩを表す番号であるＣＱＩ１ＭＵとを基地局装置２００へ通知し、第２のフィードバックタイミングにおいては、選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ２と、算出したＭＵ−ＣＱＩと直近の第１のフィードバックタイミングにおいて通知した部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表す番号であるΔＣＱＩＭＵを基地局装置２００へ通知する。さらに、ＭＩＭＯのランク数に関する情報（ＲＩ）を通知しても良い。
【０１４０】
基地局装置２００は、各端末装置３００から通知されたフィードバック情報であるＰＭＩ１及びＣＱＩ１ＭＵ、又はＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを取得し、その情報に基づいて各端末装置３００宛の送信データに対して、プリコーディングを施す。また、プリコーディングに先立って、第１のフィードバックタイミングでは各端末装置３００から通知されたＣＱＩ１ＭＵで表される部分ＭＵ−ＣＱＩに基づいて、第２のフィードバックタイミングでは各端末装置３００から通知されたＣＱＩ１ＭＵとΔＣＱＩＭＵとの加算結果で表されるＭＵ−ＣＱＩに基づいて、各端末装置３００宛の送信データに対する変調方式や符号化率を決定する適応変調を行うことが好ましい。基地局装置２００は、プリコーディング後の送信データを同一無線リソースに空間多重して送信する。
【０１４１】
図３において、本実施形態の端末装置３００に係るプリコーディング行列選択部３０４は、第１のフィードバックタイミングにおいては、伝搬路推定部３０３における伝搬路状態推定結果に基づいて、第１のコードブックから選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１を所望のプリコーディング行列ＷＦＢとして選択する。
【０１４２】
また、プリコーディング行列選択部３０４は、第２のフィードバックタイミングにおいては、フィードバック情報記憶部３０７に記憶されている直近に選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１をそのまま用いる条件下で、式（１）と同様の基準で伝搬路推定部３０３における伝搬路状態推定結果に基づいて第２のプリコーディング行列Ｗ２のみを選択して、新たな所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する。
【０１４３】
本実施形態の端末装置３００に係る伝搬路品質算出部３０５は、第１のフィードバックタイミングにおいては、プリコーディング行列選択部３０４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢ、すなわち第１のプリコーディング行列Ｗ１を用いて基地局装置２００がプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合の部分ＭＵ−ＣＱＩを算出し、第２のフィードバックタイミングにおいては、プリコーディング行列選択部３０４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢ、すなわち直近の第１のフィードバックタイミングにおいて選択した第１のプリコーディング行列Ｗ１と新たに選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２との積を用いて基地局装置２００がプリコーディングを行って他の端末装置を組み合わせてＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことを仮定した場合のＭＵ−ＣＱＩを算出する。
【０１４４】
本実施形態の端末装置３００に係るフィードバック情報生成部３０６は、第１のフィードバックタイミングにおいては、プリコーディング行列選択部３０４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢを構成する第１のプリコーディング行列Ｗ１の番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ１を生成し、さらに、伝搬路品質算出部３０５で算出した部分ＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報であるＣＱＩ１ＭＵを生成する。
【０１４５】
また、フィードバック情報生成部３０６は、第２のフィードバックタイミングにおいては、選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ２と、算出したＭＵ−ＣＱＩとフィードバック情報記憶部３０７に記憶されている直近の第１のフィードバックタイミングにおいて通知した部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表す番号であるΔＣＱＩＭＵを生成する。なお、フィードバック情報の生成の詳細については後述する。
【０１４６】
フィードバック情報記憶部３０７は、フィードバック情報生成部３０６で生成したフィードバック情報を記憶する。なお、本実施形態においては、ＰＭＩ１とＣＱＩ１ＭＵを記憶すれば十分である。
【０１４７】
図１２は、本実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間のフィードバック情報の送受信の一例を示すシーケンスチャートである。
【０１４８】
まず、基地局装置２００は、端末装置３００へ向けて、ＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳなどの参照信号を送信する（ステップＳ１２０１）。
【０１４９】
端末装置３００は、基地局装置２００が送信した参照信号を受信し、受信した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各アンテナと自端末装置の各アンテナとの間の伝搬路状態を推定する（ステップＳ１２０２）。
【０１５０】
ここで、第１のフィードバックタイミングである場合を仮定すると、端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果に基づいて、第１のコードブックから第１のプリコーディング行列Ｗ１を選択することによって、所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する（ステップＳ１２０３）。
【０１５１】
また、端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果と、ステップＳ１２０３で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢ（＝Ｗ１）とに基づいて、式（２）などを用いて部分ＭＵ−ＣＱＩの値γ１ＭＵを算出する（ステップＳ１２０４）。
【０１５２】
端末装置３００は、ステップＳ１２０３で選択した第１のプリコーディングＷ１の番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ１と、ステップＳ１２０４で算出した部分ＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報であるＣＱＩ１ＭＵを生成する（ステップＳ１２０５）。例えば、ステップＳ１２０４で算出したγ１ＭＵに基づいて、図５に示すような変調方式と符号化率の組み合わせの表の中から、ＳＩＮＲがγ１ＭＵである場合に所要のブロック誤り率やパケット誤り率、所要フレーム誤り率などを満たすことのできる組み合わせを選択し、その番号を部分ＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報ＣＱＩ１ＭＵとして生成する。例えば、図５において、ＳＩＮＲがγ１ＭＵである場合に、所要ブロック誤り率０．１を満たす変調方式と符号化率の組み合わせのうち最大の伝送速度を実現できる組み合わせが、変調方式１６ＱＡＭ、符号化率１／３であった場合、ＣＱＩ１ＭＵ＝７を生成する。なお、ＣＱＩ１ＭＵとして、算出したＳＩＮＲの値であるγ１ＭＵをそのまま量子化したものを用いても良い。
【０１５３】
端末装置３００は、ステップＳ１２０５で生成した、フィードバック情報のＰＭＩ１及びＣＱＩ１ＭＵを基地局装置２００へ送信する（ステップＳ１２０６）。
【０１５４】
基地局装置２００は、端末装置３００が送信した信号を受信し、フィードバック情報ＰＭＩ１及びＣＱＩ１ＭＵを取得する（ステップＳ１２０７）。また、基地局装置２００は、取得したＰＭＩ１から、端末装置３００の所望プリコーディング行列ＷＦＢを求める。
【０１５５】
基地局装置２００は、各端末装置３００それぞれの所望プリコーディング行列ＷＦＢと、それぞれ対応するＭＵ−ＣＱＩ（各端末装置３００のフィードバックタイミングによりＣＱＩ１ＭＵ又はＣＱＩＭＵ＝ＣＱＩ１ＭＵ＋ΔＣＱＩＭＵ）、さらに各端末装置３００宛の送信データの蓄積量や優先度、許容遅延時間などに基づいてスケジューリングを行い、その中でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００を選択する（ステップＳ１２０８）。
【０１５６】
基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象として選択した複数の端末装置３００にそれぞれ対応する複数の所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づいてプリコーディング行列ＷＴＸを算出し、同様にそれぞれ対応するＭＵ−ＣＱＩ（ＣＱＩ１ＭＵ又はＣＱＩＭＵ）に基づいて各端末装置３００の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する（ステップＳ１２０９）。
【０１５７】
基地局装置２００は、各端末装置３００宛の送信データを、ステップＳ１２０９で決定した符号化率と変調方式に基づいて誤り訂正符号化、レートマッチング及び変調し、算出したプリコーディング行列ＷＴＸを乗算してプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ１２１０）、各端末装置３００へ送信する（ステップＳ１２１１）。
【０１５８】
次に、基地局装置２００は、再び端末装置３００へ向けて、ＣＲＳやＣＳＩ−ＲＳなどの参照信号を送信する（ステップＳ１２１２）。
【０１５９】
端末装置３００は、基地局装置２００が送信した参照信号を受信し、受信した参照信号に基づいて、基地局装置２００の各アンテナと自端末装置の各アンテナとの間の伝搬路状態を推定する（ステップＳ１２１３）。
【０１６０】
ここで、第２のフィードバックタイミングである場合を仮定すると、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１はステップＳ１２０６で通知したＰＭＩ１に対応するプリコーディング行列Ｗ１（直近に基地局装置２００へ通知した第１のプリコーディング行列）をそのまま用いることを前提として、伝搬路状態の推定結果に基づいて、第２のコードブックから第２のプリコーディング行列Ｗ２のみを選択することによって、所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択する（ステップＳ１２１４）。
【０１６１】
端末装置３００は、伝搬路状態の推定結果と、ステップＳ１２１４で選択した所望プリコーディング行列ＷＦＢとに基づいて、式（２）などを用いてＭＵ−ＣＱＩの値γＭＵを算出する（ステップＳ１２１５）。
【０１６２】
端末装置３００は、ステップＳ１２１４で選択した第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すフィードバック情報であるＰＭＩ２を生成し、ステップＳ１２１５で算出したγＭＵに基づいてＭＵ−ＣＱＩを表すフィードバック情報ＣＱＩＭＵを求め、ステップＳ１２０５で生成したＣＱＩ１ＭＵ（直近に基地局装置２００へ通知した部分ＭＵ−ＣＱＩ）との差分値（ＭＵ−ＣＱＩ差分値）を算出して、そのＭＵ−ＣＱＩ差分値を表すフィードバック情報であるΔＣＱＩＭＵを生成する（ステップＳ１２１６）。なお、ΔＣＱＩＭＵは、例えば図９や図１０に示すようなＭＵ−ＣＱＩ差分値とΔＣＱＩＭＵの表に基づいて生成することが好ましいがこれに限られるものではなく、ＣＱＩ１ＭＵよりも少ない情報量（ビット数）で表現可能となるような方法で生成されれば良い。
【０１６３】
端末装置３００は、ステップＳ１２１６で生成した、フィードバック情報のＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを基地局装置２００へ送信する（ステップＳ１２１７）。
【０１６４】
基地局装置２００は、端末装置３００が送信した信号を受信し、フィードバック情報ＰＭＩ２及びΔＣＱＩＭＵを取得する（ステップＳ１２１８）。また、基地局装置２００は、取得したＰＭＩ２と、直近に当該端末装置３００から通知されたＰＭＩ１とから、端末装置３００の所望プリコーディング行列ＷＦＢを求める。
【０１６５】
基地局装置２００は、ステップＳ１２１８で取得したΔＣＱＩＭＵと、直近に当該端末装置３００から通知されたＣＱＩ１ＭＵとを加算して、ＭＵ−ＣＱＩ（今回のフィードバックにおけるＣＱＩＭＵ）を復元する（ステップＳ１２１９）。
【０１６６】
基地局装置２００は、各端末装置３００それぞれの所望プリコーディング行列ＷＦＢと、それぞれ対応するステップＳ１２１９で復元したＭＵ−ＣＱＩ、さらに各端末装置３００宛の送信データの蓄積量や優先度、許容遅延時間などに基づいてスケジューリングを行い、その中でＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象とする複数の端末装置３００を選択する（ステップＳ１２２０）。
【０１６７】
基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の対象として選択した複数の端末装置３００にそれぞれ対応する複数の所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づいてプリコーディング行列ＷＴＸを算出し、同様にそれぞれ対応するステップＳ１２１９で復元したＭＵ−ＣＱＩに基づいて各端末装置３００の送信データに対する変調方式及び符号化率を決定する（ステップＳ１２２１）。
【０１６８】
基地局装置２００は、各端末装置３００宛の送信データを、ステップＳ１２２１で決定した符号化率と変調方式に基づいて誤り訂正符号化、レートマッチング及び変調し、算出したプリコーディング行列ＷＴＸを乗算してプリコーディングを行ってＭＵ−ＭＩＭＯ信号を生成し（ステップＳ１２２２）、各端末装置３００へ送信する（ステップＳ１２２３）。
【０１６９】
図１３は、本実施形態に係る基地局装置２００と端末装置３００との間で送受信されるフィードバック情報の一例を示す図である。
【０１７０】
図１３において、時刻ｔ１からｔ６は、端末装置３００からフィードバックが行われるフィードバックタイミングを表し、時刻ｔ１及びｔ５が第１のフィードバックタイミングであり、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４及びｔ６が第２のフィードバックタイミングである。また、ＰＭＩ１（ｔ）、ＰＭＩ２（ｔ）、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ）及びΔＣＱＩＭＵ（ｔ）は、それぞれ時刻ｔにおけるＰＭＩ１、ＰＭＩ２、ＣＱＩ１ＭＵ及びΔＣＱＩＭＵを表す。
【０１７１】
第１のフィードバックタイミングである時刻ｔ１では、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１を選択し、その対応するＰＭＩ１（ｔ１）と、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）とを基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）を時刻ｔ１におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。
【０１７２】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ２では、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ１）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ２）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ１）とＰＭＩ２（ｔ２）とで表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づくＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ２）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ２）とＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ２）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ２）を時刻ｔ２におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。
【０１７３】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ３でも時刻ｔ２と同様に、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ１）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ３）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ１）とＰＭＩ２（ｔ３）で表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づくＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ３）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ３）とＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ３）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ１）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ３）を時刻ｔ３におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出する。時刻ｔ４においても同様にフィードバックが行われる。
【０１７４】
第１のフィードバックタイミングである時刻ｔ５では、再び時刻ｔ１と同様に、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１を選択し、その対応するＰＭＩ１（ｔ５）と、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）とを基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）を時刻ｔ５におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。
【０１７５】
第２のフィードバックタイミングである時刻ｔ６でも時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４と同様に、端末装置３００は、直近に基地局装置２００へ通知したＰＭＩ１であるＰＭＩ１（ｔ５）に対応する第１のプリコーディング行列Ｗ１はそのまま用いることを前提として、第２のプリコーディング行列Ｗ２を選択し直し、その番号を表すＰＭＩ２（ｔ６）を基地局装置２００へ通知すると共に、ＰＭＩ１（ｔ５）とＰＭＩ２（ｔ６）で表される所望プリコーディング行列ＷＦＢに基づくＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩＭＵ（ｔ６）を算出し、ＣＱＩＭＵ（ｔ６）とＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）との差分値からΔＣＱＩＭＵ（ｔ６）を求めて基地局装置２００へ通知する。基地局装置２００では、ＣＱＩ１ＭＵ（ｔ５）＋ΔＣＱＩＭＵ（ｔ６）を時刻ｔ６におけるＭＵ−ＣＱＩのフィードバックされた値として算出（復元）する。以降、同様にフィードバック処理が行われる。
【０１７６】
以上説明したように、本実施形態では、端末装置３００が基地局装置２００に対して所望プリコーディング行列の情報をフィードバックする際に、第１のプリコーディング行列Ｗ１の番号を表すＰＭＩ１を通知する場合には、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵを通知し、第２のプリコーディング行列Ｗ２の番号を表すＰＭＩ２のみを通知する場合には、直近に通知した部分ＭＵ−ＣＱＩであるＣＱＩ１ＭＵからの差分値を表すΔＣＱＩＭＵを通知する。言い換えれば、本実施形態では、端末装置３００は、第１のプリコーディング行列Ｗ１の情報ＰＭＩ１をフィードバックする第１のフィードバックタイミングでは、部分ＭＵ−ＣＱＩを表すＣＱＩ１ＭＵを同時に通知し、第２のプリコーディング行列Ｗ２の情報ＰＭＩ２をフィードバックする第２のフィードバックタイミングでは、全体ＭＵ−ＣＱＩと直近に通知したＣＱＩ１ＭＵに対応する部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を表すΔＣＱＩＭＵを同時に通知し、ＰＭＩ１とＰＭＩ２をフィードバックするタイミングが一致した場合は、ＰＭＩ２とΔＣＱＩＭＵの通知は取り止める。
【０１７７】
これにより、基地局装置２００は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質ＭＵ−ＣＱＩに基づいて各端末装置３００宛の送信データに対して適切な変調方式及び符号化率を選択することが可能となりスループット特性を向上させることができると共に、端末装置３００は、ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックに必要な情報量を削減することが可能となる。また、通知する差分値として、直近に通知した部分ＭＵ−ＣＱＩとの差分値を用いることにより、差分値の取り得る値の範囲を小さくすることが可能となり、さらにフィードバック情報量を削減できる。また、第１のフィードバックタイミングにおいてはＰＭＩ１のみを通知することによって、さらにフィードバック情報量を削減できる。
【０１７８】
上記の各実施形態では、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質ＭＵ−ＣＱＩのフィードバックにおいて、ＣＱＩＭＵもしくはＣＱＩ１ＭＵと、直近のＣＱＩＭＵもしくはＣＱＩ１ＭＵからの差分値を表すΔＣＱＩＭＵとを用いる場合について説明してきたが、ＣＱＩＭＵもしくはＣＱＩ１ＭＵに代えてＳＵ−ＭＩＭＯ伝送時の伝搬路品質ＳＵ−ＣＱＩ（ＣＱＩＳＵ）からの差分値（ＣＱＩＭＵ−ＣＱＩＳＵもしくはＣＱＩ１ＭＵ−ＣＱＩＳＵ）を基にフィードバック情報（ΔＣＱＩＭＵ−ＳＵ）を生成し、ΔＣＱＩＭＵについてはＣＱＩＳＵ＋ΔＣＱＩＭＵ−ＳＵからの差分値を表すような情報として生成しても良い。
【０１７９】
また、上記の各実施形態では、第１のプリコーディング行列Ｗ１及び第２のプリコーディング行列Ｗ２は、それぞれ第１のコードブック及び第２のコードブック内のプリコーディング行列の全候補から選択する場合について説明してきたが、これに限られるものではなく、例えば基地局装置２００からの指示（制御メッセージなど）により、予め第１のコードブック又は第２のコードブック又はその両方のコードブックについて、端末装置３００が選択可能なプリコーディング行列の候補が絞り込まれたものから、上記の基準で所望プリコーディング行列ＷＦＢを選択しても良い。
【０１８０】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【０１８１】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の端末装置３００は、セルラシステムや無線ＬＡＮシステム等の端末装置への適用に限定されるものではなく、屋内外に設置される据え置き型、又は非可動型の電子機器、たとえば、ＡＶ機器、キッチン機器、掃除・洗濯機器、空調機器、オフィス機器、自動販売機、その他生活機器などに適用できることは言うまでもない。
【０１８２】
本発明に関わる基地局装置２００および端末装置３００で動作するプログラムは、本発明に関わる上記実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的にＲＡＭに蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤに格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。プログラムを格納する記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光記録媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本発明の機能が実現される場合もある。
【０１８３】
また市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれる。また、上述した実施形態における基地局装置２００および端末装置３００の一部、又は全部を典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現してもよい。基地局装置２００および端末装置３００の各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８４】
本発明は、フィードバック情報通知方法、端末装置、基地局装置、無線通信システムに用いて好適である。
【符号の説明】
【０１８５】
２００  基地局装置
２０１  基地局制御部
２０２  プリコーディング行列算出部
２０３  下りリンク送信部
２０４  アンテナ部
２０５  上りリンク受信部
２０６  フィードバック情報取得部
２０７  フィードバック情報記憶部
３００、３００−１〜３００−４  端末装置
３０１  アンテナ部
３０２  下りリンク受信部
３０３  伝搬路推定部
３０４  プリコーディング行列選択部
３０５  伝搬路品質算出部
３０６  フィードバック情報生成部
３０７  フィードバック情報記憶部
３０８  上りリンク送信部
【図１】
2016105526.tif 000005
【図２】
2016105526.tif 000006
【図３】
2016105526.tif 000007
【図４】
2016105526.tif 000008
【図５】
2016105526.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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