(57)【要約】開示は、無線通信システムに関し、多重ユーザＭＩＭＯ通信システムにおける各端末（ＵＥ）からのチャネル状態情報を用いて求められた情報を受信した後所定時間内の測定に基づいて、端末及びプリコーダを選択する方法及び装置，並びに、これらを用いてモード間の切り替えを行う装置及び方法である。従って、基地局は、ＳＵ−ＭＩＭＯモードのものと同一なフィードバック情報（例えばＰＭＩ）のみを用いて長時間測定に基づくプリコーディングを実行するので、端末間の干渉が最小となるＭＵ−ＭＩＭＯサポート対象端末の組及び各端末用のプリコーダを、フィードバックオーバーヘッドを増加させることなく決定できる。
2012531800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重ユーザ多重入力多重出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）アンテナシステムにおいて基地局が端末のプリコーダを選択する方法であって、
端末から、チャネル状態情報を用いて求められた情報を受信し、
所定時間内に、前記チャネル状態情報を用いて求められた受信情報を参照して、前記端末を含む複数端末間での干渉を最小化するプリコーダを決定する
ことを含むプリコーダ選択方法。
【請求項２】
前記プリコーダの決定は、前記所定時間内に、１次予測スキーム，又は、２以上の次数の予測スキームを用いて、２以上の端末用のプリコーダを選択することである
請求項１に記載のプリコーダ選択方法。
【請求項３】
前記基地局が、２以上の端末から、各端末のダウンリンク受信チャネル性能を保証するための、前記チャネル状態情報を用いて求められた情報であるプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）のフィードバックを受け、
２以上のフィードバック周期の間に前記フィードバックを受けた各端末のＰＭＩを格納し、
前記格納された各端末のＰＭＩを参照して、前記２以上の端末の間に生じる干渉が最小となるプリコーダの組を決定する
ことを更に含む請求項２に記載のプリコーダ選択方法。
【請求項４】
前記干渉が最小となる各端末用のプリコーダの決定は、前記２以上のフィードバック周期の間に、前記２以上の端末間における前記ＰＭＩの劣化の関係を把握した後、１次予測スキーム又は２次予測スキーム技法によって行う
請求項３に記載のプリコーダ選択方法。
【請求項５】
多重ユーザ多重入力多重出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）アンテナシステムにおいて基地局が端末を選択する方法であって、
前記端末から、チャネル状態情報を用いて求められた情報を受信し、
所定時間内に、前記チャネル状態情報を用いて求められた情報を参照して、端末間の干渉が最小となる２以上の端末を、サポート対象端末の組として決定する
ことを含む端末選択方法。
【請求項６】
前記基地局が、多重ユーザ多重入力多重出力アンテナ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムにおいて、２以上の端末から、各端末のダウンリンク受信チャネル性能を保証するための、前記チャネル状態情報を用いて求められた情報であるプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）のフィードバックを受け、
２以上のフィードバック周期の間に前記フィードバックされた各端末のＰＭＩを格納し、
前記格納された各端末のＰＭＩを参照して、端末間の干渉が最小になる端末の組を、ＭＵ−ＭＩＭＯによるサポートの対象として決定する
ことを更に含む請求項５に記載の端末選択方法。
【請求項７】
単一ユーザ多重入力多重出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）アンテナ及び多重ユーザ多重入力多重出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）をサポートする基地局による切替方法であって、
２以上の端末から、２以上のフィードバック周期の間のダウンリンクチャネル状態を推定するための情報を受信し、
前記受信された情報を用いて、端末間の多重接続干渉を求め、
端末間での干渉が最小となる２以上の端末を、サポート対象端末の組として決定し、
前記サポート対象端末の組に属する各端末用のプリコーダを選択し、
サポート対象として決定された前記端末及び選択されたプリコーダについての情報を考慮して、ＭＵ−ＭＩＭＯモードの性能予測値，及び、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの性能予測値に従って、ＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯモードとの間の切り替えを実行することを含むとともに、
前記ダウンリンクチャネル状態を推定するための情報は、前記端末により測定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）についての情報，及び、前記端末のダウンリンクの受信チャネル性能を保証するために選択されたプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）についての情報のうち、少なくとも１つを含む
切替方法。
【請求項８】
単一ユーザ多重入力多重出力（ＳＵ−ＭＩＭＯ）アンテナ及び多重ユーザ多重入力多重出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）をサポートする装置であって、
端末から、ダウンリンクチャネル測定後に求められる情報であるプリコーディング関連指示情報を受信する受信部と、
２以上のフィードバック周期の間に２以上のＵＥから受信される前記プリコーディング関連指示情報を格納する格納部と、
前記格納部に格納された前記プリコーディング関連指示情報を用いて端末間の干渉が最小になる各端末用のプリコーディング情報を決定するプリコーダ選択部と、
を含むことを特徴とする、サポート装置サポート装置。
【請求項９】
前記プリコーダ選択部は、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきた前記プリコーディング関連指示情報から、各端末間の１次ＰＭＩ劣化（corruption）又は２次ＰＭＩ劣化の関係を把握した後、１次予測スキーム又は２次予測スキームにより干渉が最小となる各端末用のプリコーダを決定する
請求項８に記載のサポート装置。
【請求項１０】
前記２以上の端末から、前記ダウンリンクチャネル測定に従うチャネル状態インジケータ（ＣＱＩ）情報を受信する受信部と、
前記チャネル状態指示子（ＣＱＩ）情報と前記格納部に格納されたプリコーディング関連指示情報を用いて、端末間の干渉が最小になる端末の組を多重ユーザ多重入力多重出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）よるサポート対象として選択する端末選択部と、
を更に含む請求項８に記載のサポート装置。
【請求項１１】
前記ＵＥ選択部は、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきた前記プリコーディング関連指示情報から、各端末間の１次ＰＭＩ劣化（corruption）又は２次ＰＭＩ劣化の関係を把握した後、１次予測スキーム又は２次予測スキームにより、干渉が最小となる端末の組をサポート対象として決定する
請求項１０に記載のサポート装置。
【請求項１２】
単一ユーザ多重入力多重出力アンテナ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）と多重入力多重出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）をサポートする装置であって、
ＭＵ−ＭＩＭＯモードにある２以上の端末からチャネル状態情報を用いて求められた情報であるプリコーディング行列インデックス情報を受信する受信部と、
２以上のフィードバック周期の間に前記２以上の端末から転送されてきたプリコーディング行列インデックス情報を用いて、前記２以上の端末間の干渉が最小になる端末の組をサポート対象として決定し、サポート対象として決定された前記端末の組に含まれる各端末用のプリコーダを通じてＭＵ−ＭＩＭＯでの性能を予測し、予測された性能をスイッチング部に伝達するＭＵ−ＭＩＭＯサポート部と、
ＳＵ−ＭＩＭＯモードにある端末からのチャネル状態情報を用いて求められた情報（ＰＭＩ）から、サポートされるべき端末のプリコーダを決定し、ＳＵ−ＭＩＭＯモードでの性能を予測して、予測された性能をスイッチング部に伝達するＳＵ−ＭＩＭＯサポート部と、
前記ＭＵ−ＭＩＭＯサポート部及び前記ＳＵ−ＭＩＭＯサポート部から伝達された情報に基づいて、ＳＵ−ＭＩＭＯモードとＭＵ−ＭＩＭＯとの間で切り替えを行うスイッチング部と、
を含むサポート装置。
【請求項１３】
多重ユーザ多重入力多重出力アンテナ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムにおける端末のチャネル情報をフィードバックする方法であって、
ロングターム基地局から基準信号を受信し、
受信した基準信号を用いてダウンリンク受信チャネルを推定し、
推定されたチャネルに適したプリコーディング行列を選択し、
前記基地局に、前記プリコーディング行列に対するプリコーディング行列インデックスをフィードバックし、
前記基地局が、ＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべき端末を選択するために前記プリコーディング行列を使用する場合には、干渉が少なくなる複数のコンパニオンプリコーディング行列情報をフィードバックする
ことを含む端末のチャネル情報フィードバック方法。
【請求項１４】
前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報をフィードバックする際には、２以上のフィードバック周期の間に、前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報を前記基地局にフィードバックする
請求項１３に記載の端末のチャネル情報フィードバック方法。
【請求項１５】
前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報をフィードバックする際には、２以上のフィードバック周期の間に、前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報を、周期的に又は非周期的に、前記基地局にフィードバックする
請求項１４に記載の端末のチャネル情報フィードバック方法。
【請求項１６】
前記基準信号は、ダウンリンクチャネルを推定するために基地局により転送されるＣＳＩ−ＲＳ（Channel State information-Reference Signal）である
請求項１３に記載の端末のチャネル情報フィードバック方法。
【請求項１７】
前記プリコーディング行列を選択する際には、２以上のプリコーディング行列を選択し、
前記プリコーディング行列インデックスをフィードバックする際には、２以上のフィードバック周期の間に、２以上のプリコーディング行列に対する２以上の前記プリコーディング行列インデックスを前記基地局にフィードバックする
請求項１４に記載の端末のチャネル情報フィードバック方法。
【請求項１８】
前記プリコーディング行列インデックスをフィードバックする場合における２以上のフィードバック周期と、前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報をフィードバックする場合における２以上のフィードバック周期とは、相互に同一である
請求項１７に記載の端末のチャネル情報フィードバック方法。
【請求項１９】
多重ユーザ多重入力多重出力アンテナ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムにおいて基地局によってチャネルを受信する方法であって、
１つ以上の端末から、長時間ダウンリンク受信チャネルに適したプリコーディング行列に対するプリコーディング行列インデックスのフィードバックを受け、
前記基地局が、ＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべき端末を選択するために、前記１つ以上の端末からの前記プリコーディング行列を使用する場合には、干渉が少なくなる複数のコンパニオンプリコーディング行列情報のフィードバックを受ける
ことを含む基地局のチャネル情報受信方法。
【請求項２０】
前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報のフィードバックを受ける際には、２以上のフィードバック周期の間に、前記１つ以上の端末から前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報（Companions）のフィードバックを受ける
請求項１９に記載の基地局のチャネル情報受信方法。
【請求項２１】
前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報のフィードバックを受ける際には、２以上のフィードバック周期の間に、前記１つ以上の端末から前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報のフィードバックを受ける
請求項１９に記載の基地局のチャネル情報受信方法。
【請求項２２】
前記基準信号は、ダウンリンクチャネルを推定するために基地局により転送されるＣＳＩ−ＲＳ（Channel State information-ReferenceSignal）である
請求項１９に記載の基地局のチャネル情報受信方法。
【請求項２３】
前記プリコーディング行列インデックスのフィードバックを受ける際には、２以上のフィードバック周期の間に、２以上のプリコーディング行列に対する２以上のプリコーディング行列インデックスが前記基地局にフィードバックされる
請求項２１に記載の基地局のチャネル情報受信方法。
【請求項２４】
前記プリコーディング行列インデックスのフィードバックを受ける場合における２以上のフィードバック周期と、前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報のフィードバックを受ける場合における２以上のフィードバック周期とは、相互に同一である
請求項２３に記載の基地局のチャネル情報受信方法。
【請求項２５】
多重ユーザ多重入力多重出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）アンテナシステムにおける端末であって、
ロングターム基地局から基準信号を受信する基準信号受信手段と、
受信した基準信号を用いてダウンリンク受信チャネルを推定し、推定されたチャネルに適したプリコーディング行列を選択し、前記プリコーディング行列に対するプリコーディング行列インデックスを前記基地局にフィードバックし、前記基地局が前記プリコーディング行列を使用する時に前記基地局がＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべき端末を選択できるように、干渉が少なくなる複数のコンパニオンプリコーディング行列情報をフィードバックするチャネル情報検索手段と、
を含む端末。
【請求項２６】
前記チャネル情報検索手段は、２以上のフィードバック周期の間に、前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報を前記端末にフィードバックする
請求項２５に記載の端末。
【請求項２７】
前記チャネル情報検索手段は、２以上のフィードバック周期の間に、前記複数のコンパニオンプリコーディング行列情報を、周期的に又は非周期的に、前記基地局にフィードバックする
請求項２６に記載の端末。
【請求項２８】
前記基準信号は、ダウンリンクチャネルを推定するために基地局により転送されるＣＳＩ−ＲＳ（ChannelState information-Reference Signal）である
請求項２５に記載の端末。
【請求項２９】
前記チャネル情報検索手段は、２以上のフィードバック周期の間に、２以上のプリコーディング行列を選択し、２以上のプリコーディング行列に対する２以上の前記プリコーディング行列インデックスを前記基地局にフィードバックする
請求項２６に記載の端末。
【請求項３０】
前記プリコーディング行列インデックスがフィードバックされる２以上のフィードバック周期と、前記コンパニオンプリコーディング行列情報がフィードバックされる２以上のフィードバック周期とは、相互に同一である
請求項２９に記載の端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに関し、特に、ＭＵ−ＭＩＭＯ（Multiple User Multi-input-multi-output[多重ユーザ多重入力多重出力]）通信システムにおける端末（ＵＥ）のプリコーダを選択する方法及び装置に関する。
【０００２】
すなわち、本発明は、各ユーザ装置（以下、「端末」または「ＵＥ」という）からのチャネル状態情報を用いて求められた情報（一例として、プリコーディング行列インデックス、Precoding Matrix Index；以下、「ＰＭＩ」という）を受信した後、長時間測定を基にしたプリコーディング（Long Term Measurement based Precoding）を遂行する技術、及びそれを用いた多重ユーザＭＩＭＯのＵＥ選択技術と、それを用いた単一ユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）及びＭＵ−ＭＩＭＯの間の動的スイッチング方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、通信システムが発展するにつれて、事業体及び個人などの消費者は非常に多様な無線端末機を使用する。
【０００４】
現在の３ＧＰＰ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE Advanced）等の移動通信システムでは、高速且つ大容量の通信システムとしての優先通信ネットワークに匹敵する大容量データ送信を可能にし、音声中心のサービスを超越して、映像、無線データなどの多様なデータを送受信可能とする技術が、求められている。そのような技術にとって、情報損失の減少を最小化し、システム転送効率を上げることによって、システム性能を向上させることができる適切な誤り検出方式を有することが、必須である。
【０００５】
一方、送受信端の双方において多重入力多重出力アンテナ（ＭＩＭＯ）を用いる通信システムが使われている。そして、その通信システムは、単一のＵＥ（single UE；ＳＵ）、または多数のＵＥ（Multiple UE）が多数のアンテナを有する１つの基地局に信号を受信または送信する構造を、有している。
【０００６】
一方、３ＧＰＰのような通信方式では、多数の基準信号を用いてチャネル状態を把握し、それを他の装置にフィードバックする過程が、必要である。
【０００７】
即ち、１つの端末が多数のダウンリンク物理チャネルの割当を受ける場合、端末は各物理チャネルに対するチャネル状態情報を基地局にフィードバックすることで、それらに適応させて、システムを最適化することができる。最適化のために、チャネル状態指示基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ（Channel Status Index-Reference Signal））、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ:Channel Quality Indicator）の信号、及びプリコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）の信号が、使われる。基地局は、上記チャネル状態関連情報を用いて、該当端末のチャネルをスケジューリングする。
【０００８】
一方、ＳＵ−ＭＩＭＯシステム下では、各端末またはユーザに情報を伝達する時に信号が通過する伝播チャネル（propagation channel）に関する情報が必要とされる一方、ＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするため、各端末またはユーザに情報を伝達する時に信号が通過する伝播チャネル（propagation channel）に関する情報に加えて、各ユーザ伝播チャネル（propagation channel）間の相関（correlation）又は共分散（covariance）についての情報が、必要とされる。
【０００９】
ＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、各ユーザまたは端末は、自身に転送される信号が伝播される伝播チャネル（propagation channel）についての情報を測定し、測定されたチャネルに適したプリコーディングスキームに対する情報として、ＰＭＩを基地局にフィードバックする。このようなＳＵ−ＭＩＭＯでは、各ＵＥは、自身に最適のプリコーダ（precoder）を選択することが認められているので、処理に掛かるフィードバック負荷が小さくてすむ。
【００１０】
しかしながら、ＭＵ−ＭＩＭＯの場合、各ＵＥは他の端末のチャネルと自身のチャネルとの間の相関関係を把握できないので、各端末は、自身の伝播チャネルのためのＰＭＩだけでなく、他のチャネルとの相関関係に対する情報、例えば、共分散行列を、基地局装置またはｅＮＢに伝達する。すると、その基地局装置又はｅＮＢは、送信された情報に基づいて、各ＵＥのチャネル間の相関関係を把握する。
【００１１】
しかしながら、共分散行列（Covariance Matrix）のような他のチャネルとの相関関係に対する情報は、ＰＭＩに比べてデータサイズが大きい。したがって、ＰＭＩを伝達するＳＵ−ＭＩＭＯよりも高いフィードバックオーバーヘッド（feedback overhead）を発生するという短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明は、無線通信システムにおいて端末（ＵＥ）のプリコーダを選択する方法及び装置を、提供する。
【００１３】
また、本発明は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるＵＥ間の干渉を最小化するために、ＳＵ−ＭＩＭＯと同一なフィードバック情報のみを使用してプリコーダを選択する方法及び装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、各ＵＥがフィードバックするＰＭＩ情報を用いてＵＥ間の干渉を最小化できるサポート対象ＵＥセットと各ＵＥ用のプリコーダを選択する方法及び装置を提供する。
【００１５】
また、本発明は、ＵＥ間の多重接続干渉を避けるために、ＵＥによってフィードバックされたＰＭＩ情報のための、長時間測定を基にしたプリコーディングを用いる、ＵＥ別のプリコーダを選択する方法及び装置を提供する。
【００１６】
また、本発明は、各ＵＥがフィードバックするＰＭＩ情報に対する長時間測定を基にしたプリコーディングに従って、１次予測工程または２以上の次数の予測工程を通じてＵＥ間の干渉を最小化できる、サポート対象ＵＥの組と各ＵＥ用のプリコーダを選択する方法及び装置を提供する。
【００１７】
また、本発明は、ＵＥからのフィードバック情報に対する長時間測定を基にしたプリコーディングを用いて、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯの間の動的スイッチング（Dynamic Switching）を遂行する方法及び装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様によると、ＭＵ−ＭＩＭＯ（multiple user multiple-input and multiple-output）アンテナシステムにおいてＢＳ（base station:基地局）によってＵＥ（user equipment:ユーザ端末）のプリコーダを選択する方法が提供され、その方法は、端末からＳＵ−ＭＩＭＯでのチャネル状態についての直接的な情報または加工された情報を受信し、長期間測定に基づくチャネル状態情報を用いて求められた前記受信情報に対して、端末間に生じる干渉が最小となるプリコーダを決定することを含む。
【００１９】
また、本発明の他の態様によると、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいてＢＳによってＵＥを選択する方法が提供され、その方法は、チャネル状態情報を用いて求められた情報を各ＵＥから受信し、所定時間の間に、チャネル状態情報を用いて求められた前記受信情報を参照して、ＵＥ間の干渉が最小となるＵＥの組を、サポート対象のＵＥとして選択することを、含む。
【００２０】
本発明の他の態様によると、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）アンテナ及びＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするＢＳによるスイッチング方法が提供され、その方法は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける２以上のＵＥからフィードバックされるＰＭＩ及び／又はＣＱＩ情報をＢＳによって受信し、受信された情報を用いてＵＥ間の多重接続干渉を求め、２以上のＵＥ間の干渉が最小となるサポート対象ＵＥの組を決定し、サポート対象のＵＥの組に含まれる各ＵＥ用のプリコーダを選択し、決定された支援対象ＵＥ及び選択されたプリコーダについての情報を考慮して、ＭＵ−ＭＩＭＯモードの性能予測値及びＳＵ−ＭＩＭＯモードの性能予測値に従って、ＳＵ−ＭＩＭＯモードとＭＵ−ＭＩＭＯモードとの間の切り替えを遂行することを含み、ダウンリンクチャネル状態を評価するための情報は、ＵＥによって測定されたチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）についての情報及びＵＥのダウンリンクの受信チャネル能力を保証するために選択されたＰＭＩについての情報のうち少なくとも一つを含む。
【００２１】
本発明の他の態様によると、ＳＵ-ＭＩＭＯアンテナ及びＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするための装置が提供され、その装置は、ダウンリンク測定の後に求められたプリコーディングに関連する識別情報をＵＥから受信する受信部と、２以上のフィードバック周期の間に２以上のＵＥから受信したプリコーディングに関連する識別情報を格納する格納部と、格納部に格納されたプリコーディングに関連する識別情報を用いてＵＥ間の干渉が最小となる各ＵＥに対するプリコーディング情報を決定するプリコーダ選択部とを、含む。
【００２２】
本発明の他の態様によると、ＵＥを選択する装置が提供され、その装置は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける２以上のＵＥからフィードバックされるＰＭＩ情報を受信する受信部と、２以上のフィードバック周期の間に２以上のＵＥから受信したＰＭＩ情報を格納する格納部と、格納部に格納されたＰＭＩ情報を用いてＵＥ間の干渉が最小となるＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥの組を選択するＵＥ選択部とを、含む。
【００２３】
本発明の他の態様によると、ＳＵ−ＭＩＭＯアンテナ及びＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするための装置が提供され、その装置は、チャネル状態情報を用いて求められるプリコーディング行列インデックス情報をＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける２以上のＵＥから受信する受信部と、２以上のフィードバック周期の間に２以上のＵＥから転送されたＰＭＩ情報を用いて２以上のＵＥ間の干渉が最小となるサポート対象のＵＥを決定し、前記サポート対象ＵＥの各々用のプリコーダによってＭＵ−ＭＩＭＯでの性能を予測してスイッチング部に伝達するＭＵ−ＭＩＭＯサポート部と、ＳＵ−ＭＩＭＯモードにある一つのＵＥからのチャネル状態情報を使用することによって求められる情報（ＰＭＩ）から、サポートされるべきＵＥのプリコーダを決定し、ＳＵ−ＭＩＭＯモードでの性能を予測してスイッチング部に伝達するＳＵ−ＭＩＭＯサポート部と、上記ＭＵ−ＭＩＭＯサポート部及びＳＵ−ＭＩＭＯサポート部から転送された情報に基づいてＳＵ−ＭＩＭＯモードとＭＵ−ＭＩＭＯとの間の切り替えを遂行するスイッチング部とを、含む。
【００２４】
本発明の他の態様によると、ＭＵ−ＭＩＭＯアンテナシステムにおけるＵＥについてのチャネル情報をフィードバックする方法が提供され、そのフィードバック方法は、ロングターム基地局から基準信号を受信し、受信した基準信号を用いてダウンリンク受信チャネルを推定し、推定されたチャネルに適したプリコーディング行列を選択し、上記基地局に上記プリコーディング行列に対するプリコーディング行列インデックスをフィードバックし、及び上記基地局がＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートすべきＵＥを選択するために前記プリコーディング行列を使用する場合に、干渉が少なくなる複数のコンパニオン（companion）プリコーディング行列情報をフィードバックすることを、含む。
【００２５】
本発明の他の態様によると、ＭＵ−ＭＩＭＯアンテナシステムにおけるＢＳによってチャネルを受信する方法が提供され、その方法は、１つ以上の端末から長時間ダウンリンク受信チャネルに適したプリコーディング行列用のプリコーディング行列インデックスのフィードバックを受信し、前記基地局がＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥを選択するために前記１つ以上の端末から上記プリコーディング行列を使用する場合には、干渉が少なくなる複数のコンパニオン（Companions）プリコーディング行列情報のフィードバックを受信することを、含む。
【００２６】
本発明の他の態様によると、ＭＵ−ＭＩＭＯアンテナシステムにおける端末が提供され、その端末は、ロングターム基地局から基準信号を受信する基準信号受信手段と、受信した基準信号を用いてダウンリンク受信チャネルを推定し、推定されたチャネルに適したプリコーディング行列を選択し、上記基地局に上記プリコーディング行列に対する上記プリコーディング行列インデックスをフィードバックし、上記基地局がＭＵ−ＭＩＭＯで支援する端末を選択するために上記プリコーディング行列を使用する場合には、干渉が少なくなる複数のコンパニオン（Companions）プリコーディング行列情報をフィードバックするチャネル情報検索手段とを、含む。
本発明の前記及び他の目的，特徴及び利点は、下記添付図面に関連付けられた下記詳細な説明から、更に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態が適用される無線通信システムの概略図
【図２】ＳＵ−ＭＩＭＯをサポートするＭＩＭＯシステムにおけるＵＥのチャネル情報フィードバック動作過程を示す図
【図３】本発明が適用できるＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるＵＥのフィードバック過程の例を示す図
【図４】本発明が適用される基地局によるＭＩＭＯスイッチング方法及びプリコーディングのフローチャート
【図５】本発明の一実施形態による長時間測定に基づくプリコーディング決定装置の構成を示す図
【図６】本発明の一実施形態による長時間測定に基づくＵＥ選択装置の構成を示す図
【図７】本発明の一実施形態によるＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間でのスイッチング装置の構成を示す図
【図８】本発明の一実施形態による長時間測定に基づくプリコーダ選択方法のフローチャート
【図９】本発明の一実施形態による長時間測定に基づくＭＵ−ＭＩＭＯサポート対象ＵＥ選択方法のフローチャート
【図１０】本発明の一実施形態によるＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間のスイッチング方法の流れを示す図
【図１１】本発明の一実施形態によるプリコーダ選択装置及びＵＥ選択装置が含まれたＭＵ−ＭＩＭＯ送信装置の構成を示す図
【図１２】報告された最適のコンパニオンプリコーダによるＳＩＲ利得を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の例示的実施形態を、詳細に説明する。下記説明においては、同一な構成要素は、たとえ別々の図面上に表示されても、同一な参照番号によって指示されている。また、本発明の下記説明においては、実施形態に組み込まれた公知の機能や構成についての具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にする場合には、その詳細な説明は省略される。
【００２９】
また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語が用いられる。このような用語は、対応する構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、当該構成要素の本質や順序または連続順などを限定するためには用いられない。どの構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、各構成要素の間に更に他の構成要素が“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態が適用された無線通信システムを示す図である。
【００３１】
無線通信システムは、音声、パケットデータの通信のような多様な通信サービスを提供するために広く配置される。
【００３２】
図１を参照すると、無線通信システムは、端末１０（User Equipment；ＵＥ）及び基地局２０（Base Station；ＢＳ）を含む。端末１０と基地局２０とは、後述する長時間測定に基づくプリコーダ決定方法、ＵＥ選択方法、及びスイッチング方法を、使用する。これら長時間測定に基づくプリコーダ決定方法、ＵＥ選択方法、及びスイッチング方法は、図３乃至図１２を参照して、詳細に記載される。
【００３３】
まず、図１において、端末１０は、無線通信でのユーザ端末を意味する包括的概念であって、ＷＣＤＭＡ、ＬＴＥ、及びＨＳＰＡなどでのＵＥ（UserEquipment）は勿論、ＧＳＭ（登録商標）でのＭＳ（MobileStation）、ＵＴ（User Terminal）、ＳＳ（Subscriber Station）、無線機器（wireless device）を全て含む概念として、解釈されるべきである。
【００３４】
一般的に、基地局２０またはセル（cell）は、一般的に端末１０と通信する固定された地点（fixed station）をいい、ノード−Ｂ（Node-B）、ｅＮＢ（evolved Node-B）、ＢＴＳ（Base Transceiver System）、アクセスポイント（AccessPoint）、リレーノード（Relay Node）等、他の用語で呼ばれることもある。
【００３５】
即ち、本発明による基地局２０またはセル（cell）は、ＣＤＭＡでのＢＳＣ（Base Station Controller）、ＷＣＤＭＡでのＮｏｄｅＢがカバーする一部の領域を表す包括的な意味として解釈されなければならず、メガセル、マクロセル、マイクロセル、ピコセル、フェムトセル、及びリレーノード（relay node）通信範囲の通信範囲のような多様なカバレッジ領域を全て包括する意味である。
【００３６】
本発明による端末１０と基地局２０は、本開示で記述される技術または技術的事象の具現に使われる２つの送受信主体を指す包括的概念として使われ、特定に指称される用語または単語により限定されない。
【００３７】
無線通信システムに適用される多重接続方式には制限がない。この無線通信システムは、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、ＯＦＤＭ−ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡなどの多様な多重接続方式を、使用することができる。
【００３８】
互いに異なる時間を使用する通信に対応するＴＤＤ（Time Division Duplex）方式は、アップリンク転送及びダウンリンク転送に使用可能であり、互いに異なる周波数を使用する通信に対応するＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式は、アップリンク転送及びダウンリンク転送に使用可能である。
【００３９】
本発明の一実施形態による電力割当技術は、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ、ＨＳＰＡを経てＬＴＥ（Long Term Evolution）及びＬＴＥ-advancedに進化する非同期無線通信分野，並びに、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ−２０００及びＵＭＢに進化する同期式無線通信分野の資源割当に、適用できる。本発明は、特定の無線通信分野に限定または制限されて解釈されてはならず、本発明のアイデアが適用可能な全ての技術分野を含む概念として、解釈されるべきである。
【００４０】
本発明の実施形態が適用される無線通信システムは、アップリンク及び／又はダウンリンクＨＡＲＱをサポートすることができ、リンク適応（link adaptation）のために、ＣＱＩ（channel quality indicator）を使用することができる。また、ダウンリンク転送及びアップリンク転送のための多重接続方式は互いに異なることがある。例えば、ダウンリンクはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を使用し、アップリンクはＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）を使用することが、あり得る。
【００４１】
ＵＥとネットワークとの間の無線インターフェースプロトコル（radio interface protocol）の階層は、通信システムにおいて広く知られた開放型システム間相互接続（Open System Interconnection；ＯＳＩ）モデルの下位３層に基づいて、第１階層（Ｌ１）、第２階層（Ｌ２）、及び第３階層（Ｌ３）に区分可能であり、第１階層に属する物理階層は、物理チャネル（physical channel）を用いた情報転送サービス（information transfer service）を提供する。
【００４２】
図２は、ＳＵ−ＭＩＭＯをサポートするＭＩＭＯシステムにおけるＵＥのチャネル情報フィードバックの動作過程を示す。
【００４３】
まず、ＣＳＩ−ＲＳは、ＵＥがダウンリンクチャネルを推定できるように基地局により転送される基準信号（reference signal）であり、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）は、ＵＥにより計測された無線チャネルの品質についての情報を周期的または非周期的に基地局に伝達するアップリンク副チャネルであり、プリコーディング行列インデックス（Precoding Matrix Index；以下「ＰＭＩ」という）は、ＵＥによって受信されたダウンリンクチャネル又は測定されたチャネル状態を考慮して使用される最適のプリコーディング行列を表示するためのインジケータである。
【００４４】
したがって、ＵＥは、ＣＳＩ−ＲＳを受信してダウンリンクチャネルを推定し、推定されたチャネルに最も適したポストデコーディング（post-decoding；以下「ポストデコーディング」又は「ＰＤＣ」という）方式，及び、プリコーディング（precoding；以下、「プリコーディング」又は「ＰＣ」という）方式を、検索する。
【００４５】
言い換えると、ＵＥは、ＣＳＩ−ＲＳを通じてチャネル推定を遂行した後、プリコーダ，即ち、推定されたチャネルに対して適合し、ダウンリンク受信性能を最大限保証できるプリコーディング符号語を、選択することができる。
【００４６】
ＵＥは、前記プロセスを通じて、獲得できるチャネル品質（channel quality）を推定し、ＰＭＩを用いることにより、推定されたチャネルに最も適していると判断されるプリコーダー（precoder）についての情報を、基地局に伝達する。この際、得ることができると判断されるチャネル品質（channel quality）がＣＱＩを通じて転送されても良いし、ＣＳＩ−ＲＳを通じて推定されたチャネル経路利得（若しくは、チャネル伝達利得）がＣＱＩを通じて転送されても良い。
【００４７】
一方、図１のように、１つの基地局に接続された全てのＵＥが図２に示した通りに動作する場合、基地局は、各ＵＥのチャネル状態しか把握できず、ＭＵ−ＭＩＭＯ環境において各ＵＥが直面する干渉についての情報を獲得できない。
【００４８】
したがって、ＳＵ−ＭＩＭＯからＭＵ−ＭＩＭＯへ方式が切り換わった時、若しくは、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式による動作時、適切な性能がＵＥにサポートされないという問題が発生する。
【００４９】
即ち、ＣＱＩはＵＥ間の干渉状態を反映しないので、ＵＥがＳＵ−ＭＩＭＯのランク１のフィードバックと同一な方式によりＣＱＩとＰＭＩを生成してこれらを基地局に転送する場合には、ＵＥは、基地局においてスケジューリングされた他のＵＥによる同一チャネルの干渉に関連した何らの情報を転送せず、従って、該当ＵＥが基地局に転送したＣＱＩは、実際のチャネル環境と相違する。
【００５０】
これを解決するために、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムは、図３及び図４に示した通りのＵＥチャネル情報フィードバックを実行する。
【００５１】
図３は、本発明の実施形態が適用できるＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるＵＥのフィードバック過程の一例を、示す。
【００５２】
図３に示すように、各ＵＥは、図２の方式により基地局からＣＳＩ−ＲＳを受信してチャネル状態を推定する。その後で、ＵＥは、推定したチャネル状態を基地局にフィードバックするＣＱＩフィードバックプロセスを実行すると同時に、転送モードを確認する。確認の結果、確認された転送モードがＳＵ−ＭＩＭＯである場合には、ＵＥは、最適のプリコーダ（ＰＣ）及びポストデコーダ（ＰＤＣ）を検索した後、ＰＭＩをフィードバックする。
【００５３】
一方、転送モードを確認した結果、転送モードがＭＵ−ＭＩＭＯであった場合には、ＵＥは、他のＵＥとの共分散行列またはベクトル（vector）を生成し、これを基地局にフィードバックする。
【００５４】
共分散行列及び各端末のＰＭＩを受信した基地局は、先ず、ＣＱＩ、ＰＭＩ及び共分散行列を用いて、ＳＵ−ＭＩＭＯをサポートするか、ＭＵ−ＭＩＭＯをサポートするかを切り替え、ＭＵ−ＭＩＭＯをサポートする場合にはサポートすべきＵＥを選択し、各ＵＥに該当するプリコーディング行列にデータをプリコーディングする。これのプロセスについては、図４を参考にしてより詳細に後述する。
【００５５】
しかしながら、このような方式では、一般的に共分散行列又はベクトルは、ＳＵ−ＭＩＭＯでのＰＭＩに比べてデータの容量が大きいため、フィードバックオーバーヘッドが増加するという短所がある。
【００５６】
図４は、ＭＩＭＯスイッチング方法及び基地局のプリコーディングのフローチャートである。
【００５７】
図４を参考すると、基地局は、図３に示すように、ＵＥから各伝達チャネルに対するＰＭＩ、ＣＳＩ、及びＣＱＩのフィードバックを受けた後、ＰＭＩ又はＣＳＩから各ＵＥに対するプリコーダを決定し、プリコーディング行列に従ってプリコーディングを実行する。
【００５８】
また、基地局は、フィードバックを基地局に送信した特定ＵＥのＣＱＩからチャネル品質（以下、「ＣＱ」という）が要求されるチャネル容量を超過するかを確認する。ＣＱが要求されるチャネル容量を超過し、基地局がＳＵ−ＭＩＭＯをサポートする場合には、基地局は、ＵＥから次のＣＳＩが受信されるまで現在のＳＵ−ＭＩＭＯを維持しつつ、ＭＵ−ＭＩＭＯへ切り替えるため、ＵＥにＣＳＩフィードバックを要請する。
【００５９】
ＣＱが要求されるチャネル容量を超過せず、基地局が現在のＭＵ−ＭＩＭＯをサポートしている場合には、基地局は、ＵＥから次のＣＳＩが受信されるまで現在のＭＵ−ＭＩＭＯを維持しつつ、ＳＵ−ＭＩＭＯへ切り替えるため、ＵＥにＣＳＩフィードバックを要請する。
【００６０】
即ち、図３に示すように、ＳＵ−ＭＩＭＯの遂行するのと同時に、各端末は、基準信号を使用してダウンリンク伝達チャネル（downlink propagation channel）を推定し、推定された伝達チャネルに適したプリコーディングスキームを決定し、前記基準信号を使用してチャネル容量またはチャネル品質を測定する。
【００６１】
各端末のために適用されるプリコーダについての情報として、ＰＭＩが基地局に通知され、測定されたチャネル容量／チャネル品質についての情報として、ＣＱＩが基地局に通知される。
【００６２】
ここで、上記プリコーダは、論理的には各ＵＥ別に１つずつ存在しなければならず、それを実施する方法に従って各ＵＥのために備えられた物理的に独立したブロックである。あるいは、プリコーダは、一つのＵＥ用のプリコーダを順次生成するための単一の物理的ブロックに論理的に指定され、各ＵＥによって報告されたチャネル情報に従ってプリコーディングを実行するか、プリコーディング方法に従って各ＵＥに対するプリコーディングを同時に実行する。
【００６３】
一方、ＭＵ−ＭＩＭＯの遂行時には、基地局は、ＵＳのチャネル間の相関関係を把握しなければならない。各ＵＥは、チャネル行列の伝達チャネルについてのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を多様な形態で基地局に伝達し、基地局は、各ＵＥによって転送されたチャネル情報を比較して端末チャネル間の相関関係を把握する。基地局は、ＳＵ−ＭＩＭＯモード又はＭＵ−ＭＩＭＯモードを選択し、各端末は、基地局の命令に従ってフィードバック方式を決定する。
【００６４】
図４のように、基地局は、次のような条件で、転送モードの切換を端末に通知する。
【００６５】
第１に、その条件とは、ＭＵ−ＭＩＭＯによる端末接続のチャネル容量が小さい為にＳＵ−ＭＩＭＯへの切換が必要なケースである。第２に、その条件とは、ＳＵ−ＭＩＭＯによる端末接続に要求される情報転送率がチャネル容量に比べて小さい為にＭＵ−ＭＩＭＯへの切換の試みが要求されるケースである。
【００６６】
上記のような転送モードの切換ケースにおいて、基地局は、転送モードの切換を決定し、該当端末に対して、フィードバック方式を切換することを要求する。
【００６７】
この際、該当端末が転送モード切換要求を受付けてフィードバックモードを切り換えると、新たなフィードバックの転送時まで、モード切換に伴う遅延が発生する。この遅延は、モードスイッチング遅延（Mode Switching Delay）と呼ばれ得る。
【００６８】
また、図３及び４のような方式を用いる場合、モードが切り換えられた以後の性能を認識不能であるという問題が発生する。即ち、ＳＵ−ＭＩＭＯでサービスを受けていた端末の接続方法がＭＵ−ＭＩＭＯを通じた接続方法に切り換わった場合における性能劣化の程度，及び、その端末をサポートしているＭＵ−ＭＩＭＯがＳＵ−ＭＩＭＯに切り替わった時の性能向上の程度が認識され得ない。上記の２状況のうち、より問題となる場合は、ＳＵ−ＭＩＭＯからＭＵ−ＭＩＭＯに切り換わる場合であり、その場合、性能劣化（Performance degradation）が予測できない為に、すばやい切り替えが事実上不可能である。
【００６９】
要約すると、図３及び図４に示すように、ＭＵ−ＭＩＭＯによるサポート下でＵＥのチャネル間の相関関係についての情報をフィードバックする為に共分散行列またはベクトルが使用される場合には、フィードバックオーバーヘッドが増加するだけでなく、基地局がＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間の切り替えを行う際に遅延が発生し、切り替え後の性能が予測できないので、動的スイッチング（Dynamic Switching）またはファストスイッチング（Fast Switching）が困難であるという短所がある。
【００７０】
本発明は、このような点に対応するために、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいてもＳＵ−ＭＩＭＯでのチャネル状態情報を用いて求められる情報のフィードバックを受けて、長時間測定に基づくプリコーディング（Long Term Measurement based Precoding）を選択する方法を、開示する。
【００７１】
また、本発明は、長時間測定に基づくプリコーディングによって決定された各ＵＥのプリコーディング符号語情報を用い、２つ以上求められた情報（例えば、ＰＭＩ）を各ＵＥから受信することにより、ＭＵ−ＭＩＭＯにおいてサポートされるべきＵＥを選択する方法を、開示する。
【００７２】
また、本発明は、長時間測定に基づくプリコーディングによって決まった各ＵＥのプリコーディング符号語を用いてＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間の動的切り替えを行う方法を、開示する。
【００７３】
より具体的に説明すれば、本発明による符号語決定方法は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムで基地局が２以上のＵＥからＰＭＩ情報のフィードバックを受信するステップと、２以上のフィードバック周期の間に転送されたＰＭＩを格納するステップと、格納された２以上のフィードバック周期の間のＰＭＩからＵＥ間の干渉を最小化する各ＵＥのプリコーダを決定するステップとを、含む。ここで、本発明によるプリコーダの決定は、基地局が直接的にプリコーダを選択することを含む。さらには、所定サイズのコードブック（Codebook）から、各端末のチャネル推定に適したプリコーディングスキーム、即ち、該当プリコーダが使用する端末のプリコーディング符号語を選択したことを確認した後に、プリコーダを選択することを含む。また、選択されたプリコーディング符号語は、プリコーダまたはプリコーディング行列であるＣｉと同等な概念として、使用される。以下、説明の便宜のために、符号語は、プリコーダと称される。
【００７４】
干渉を最小化するＵＥ及びプリコーダを選択するためにＵＥから転送されたチャネル状態フィードバック情報はＰＭＩでも良いが、本発明は、それに限定されるものではない。現在の他の通信システムや今後新しく開発される通信システムにおいては、ＵＥによってチャネル状態を基地局に知らせるために使用されるフィードバック情報のうちの１つが、チャネル状態フィードバック情報として使用され得る。但し、本発明は、チャネル状態情報を用いて求められたフィードバック情報の代表例として、ＰＭＩを記述している。
【００７５】
言い換えると、本発明によるプリコーディング行列インデックス（または、プリコーダ符号語セレクタ、ＰＭＩ）は、各ＵＥによって推定されたダウンリンクチャネルに最適であると決定され、その後、ＵＥによって直接選択されたプリコーダをＵＥが基地局に知らせるための情報に、相当する。そのプレコーディング上列インデックスは、ＰＭＩの以外のチャネル測定を通じて獲得した情報、または基地局のプリコーダ選定を助けるための情報を含む。上記ＰＭＩは、ＵＥによるフィードバックまたは直接的なシグナリング（SIGNALING）を通じて基地局に転送され得る。
【００７６】
本発明の実施形態によるＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおけるサポートされるべきＵＥの選択方法は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムで、基地局が２以上のＵＥからＰＭＩ情報のフィードバックを受信するステップと、２以上のフィードバック周期の間に転送されたＰＭＩを格納するステップと、２以上のフィードバック周期の間に転送されたＰＭＩからＵＥ間干渉が最小になる２以上のＵＥをサポートすべきＵＥとして選択するステップとを、含む。
【００７７】
ＵＥ間の干渉が最小になるように各ＵＥに対するプリコーディング符号語，プリコーダ又はプリコーディング行列を選択するステップ，又は、ＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥを選択するステップは、２以上のフィードバック周期の間に転送された各ＵＥのＰＭＩに基づいて１次予測スキーム及び２次予測スキームを適用することによって、実施され得る。
【００７８】
また、本発明の他の一実施形態では、ＵＥ間の干渉が最小になるように各ＵＥに対するプリコーディング符号語，プリコーダ又はプリコーディング行列を選択するステップ，又はＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥを選択するステップは、２以上のフィードバック周期の間に転送された各ＵＥのＰＭＩ及びそれと一緒にフィードバックされる最適のコンパニオン（Best Companion）情報に基づいて、１次予測スキームまたは２次予測スキームを適用することによって、実現され得る。
【００７９】
図５は、本発明の一実施形態による長時間測定に基づくプリコーディング決定装置の構成を示す図である。
【００８０】
図５を参照すると、長時間測定に基づくプリコーディング決定装置５００は、基地局の内に含まれるものであって、ＵＥからフィードバックされるＰＭＩ情報を受信する受信部５１０、２以上のフィードバック周期の間に転送された２以上のＵＥからのＰＭＩ情報を格納する格納部５２０、及び格納部に格納されたＰＭＩ情報を用いてＵＥ間の干渉を最小化できる各ＵＥ用のプリコーディング情報を決定するプリコーダ選択部５３０を含んで構成される。
【００８１】
本発明において、長時間測定に基づくプリコーディング（Long Term Measurement based Precoding）とは、２以上のＰＭＩを使用してプリコーディング符号語又はプリコーダを選択する包括的概念であって、これは時間平均を取る長時間プリコーディング（long term precoding）とは区分される概念として理解されるべきである。
【００８２】
上記プリコーダ選択部５３０は、格納部に格納された表１に示されるようなＰＭＩ情報に基づいて、１次予測（1st -Order Prediction）スキームまたは２次予測（2nd -Order Prediction）以上の予測スキームのうちの１つ以上を用いて、干渉が最小となる各ＵＥ用のプリコーディング符号語又はプリコーダを選択する。
【００８３】
より詳しいプリコーダ選択部の動作については、表１乃至表９を参照して、以下において、再度説明する。
【００８４】
図６は、本発明の一実施形態による長時間測定に基づくＵＥ選択装置の構成を示す図である。
【００８５】
図６を参照すると、長時間測定に基づくＵＥ選択装置６００は、基地局の内に含まれるものであって、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにある２以上のＵＥからフィードバックされるＰＭＩ情報を受信する受信部６１０、２以上のフィードバック周期の間に転送された２以上のＵＥからのＰＭＩ情報を格納する格納部６２０、及び格納部に格納されたＰＭＩ情報を用いてＵＥ間の干渉が最小となるＭＵ−ＭＩＭＯによるサポート対象ＵＥの組を選択するＵＥ選択部６３０を、含む。
【００８６】
上記ＵＥ選択部６３０は、格納部６２０に格納された表１に示されるようなＰＭＩ情報に基づいて、１次予測（1st- Order Prediction）スキームまたは２次予測（2nd- Order Prediction）以上の予測スキームのうちの１つ以上を用いて干渉が最小となるＭＵ−ＭＩＭＯによるサポート対象ＵＥの組を選択する機能を実行する。
【００８７】
より詳しいＵＥ選択部６３０の動作は、表１乃至表９を参照して、以下において、再度説明する。
【００８８】
前述したプリコーダ選択部５３０及びＵＥ選択部６３０の機能をより詳しく説明すれば、例えば、表１に示すように、３フィードバック周期（Ｔ０〜Ｔ２）の間に格納部５２０に５個のＵＥ（ＵＥ０〜ＵＥ３）からのＰＭＩが格納された場合、プリコーダ選択部５３０及びＵＥ選択部６３０は、下記のようなプロセスを通じて、各ＵＥ用のプリコーダ及びＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥの組を決定する。
【００８９】
【表１】
2012531800.tif 000003
【００９０】
【表２】
2012531800.tif 000004
【００９１】
基地局は、ＭＵ−ＭＩＭＯの実行毎にサポート可能と予想される転送容量についての情報と、ＳＵ−ＭＩＭＯ実行毎にサポート可能と予想される転送容量についての情報を獲得し、これら情報を他の情報（例えば、端末が所望する情報転送率）と比較して、ＳＵ−ＭＩＭＯ接続するかＭＵ−ＭＩＭＯ接続するかを決定する。
【００９２】
端末はＳＵ−ＭＩＭＯで動作するかＭＵ−ＭＩＭＯで動作するか拘わらず、チャネル情報をフィードバックできるので、基地局は、端末にＳＵ−ＭＩＭＯに切り替えたかＭＵ−ＭＩＭＯに切り替えたかを知らせても良いし、知らせなくても良い。
【００９３】
本発明の一実施形態において、プリコーダ選択部５３０及びＵＥ選択部６３０が実行する１次予測スキーム及び２次以上の予測スキームによるプリコーダ及びＵＥの選択方法は、次の２ステップで構成される。
【００９４】
第１のステップは、格納部５２０、６２０に格納されたＰＭＩを通じて多重接続干渉（multiple access interference）またはＰＭＩ劣化（corruption）を把握するステップである。例えば、第１のステップは、表１乃至表３に示されるように、１次ＰＭＩ劣化が発生するか、２次及びその以上の次数のＰＭＩ劣化が発生するかを確認するステップに当たる。
【００９５】
第２のステップは、劣化（Corruption）が発生しているか否かに基づく１次予測スキーム又は２次以上の次数の予測スキームを用いて、干渉が最小となるように、サポートされるべきＵＥの組とプリコーダまたはＰＭＩを選択するステップである。
【００９６】
例えば、第２のステップは、端末に基礎を置くサポート対象ＵＥ及びＰＭＩの選択や、ＰＭＩに基礎を置くサポート対象ＵＥ及びＰＭＩの選択である。
【００９７】
表１は、格納部に格納された各端末が報告したＰＭＩの例示であり、表２は、表１に示すようなＰＭＩ表に基づいてＰＭＩ劣化を測定した１次ＰＭＩ劣化（1st order PMI corruption）の例である。
【００９８】
表２中の矢印は、ＵＥ間でＰＭＩエラーが発生したことを意味し、同一ＵＥ間で同一のＰＭＩ劣化が発生した場合（即ち、同一パターンの劣化が発生した場合）、これを重複して示さず、先に発生した劣化（corruption）のみを示した。
【００９９】
１次予測スキームを通じたサポート対象ＵＥの組及びプリコーディング符号語（プリコーダ）の選択プロセスの例は、下記記載において論じられる。
【０１００】
１次予測スキームでは、他の端末のプリコーダと重複していないプリコーダが、単純に該当端末のプリコーダとして決定される。例えば、表２では、Ｕ０用に使用可能なプリコーダはＣ０またはＣ１であるので、Ｃ０及びＣ１と全く重複しないＣ２乃至Ｃ５のうちの１つ以上を使用する全てのＵＥが、支援対象ＵＥとして選択され得る。勿論、選択されたＵＥのプリコーダ同士は、１つも重複してはならない。
【０１０１】
図２に示されるようなＰＭＩ表に対して１次予測スキームを適用した場合、２つのＵＥの組及び可能なプリコーダは、（Ｕ０、Ｕ１）＝{（Ｃ０、Ｃ２）又は（Ｃ０、Ｃ５）又は（Ｃ１、Ｃ２）又は（Ｃ１、Ｃ５）}となり得る。また、３つのＵＥの組の場合には、（Ｕ０、Ｕ２、Ｕ３）＝{（Ｃ０、Ｃ２、Ｃ４）又は（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ４）又は（Ｃ０、Ｃ５、Ｃ４）又は（Ｃ１、Ｃ５、Ｃ４）}となり得るなどになることができる。勿論、前述したものと異なる２つのＵＥの組や３つのＵＥの組も、選択され得る。
【０１０２】
しかしながら、１次予測スキームは、単純に、プリコーダ間に元来衝突がない場合のみを想定しているので、２次的な衝突の可能性がある場合、正確度が落ちることがある。
【０１０３】
したがって、２次及びその以上の次数の予測スキームが使用可能である。そして、表３乃至表７は、２次予測スキームによるサポート対象ＵＥの組及びプリコーダの選択方法を記述している。
【０１０４】
表３乃至表５は、表２に示されるようなＰＭＩ表で２次ＰＭＩ劣化を確認し、２次予測スキームを通じて支援対象ＵＥの組及びプリコーダを決定するプロセスを、示す。
【０１０５】
下記の表３は、表２に表示された１次ＰＭＩ劣化（1st order PMI corruption）を示す左上の矢印から類推できる２次ＰＭＩ劣化（2nd order PMI corruption）の関係を表示する。左上の矢印は、ＵＥ１及びＵＥ２の双方がＣ２をＰＭＩにフィードバックするので、これら２つの端末のうちの１つにＣ２にプリコーディングした信号を転送する場合、ＵＥ１とＵＥ２との間に多重接続干渉（ＭＡＩ）が発生することを意味する。
【０１０６】
【表３】
2012531800.tif 000005
【０１０７】
【表４】
2012531800.tif 000006
【０１０８】
【表５】
2012531800.tif 000007
【０１０９】
Ｕ１は、考慮セクションであるＴ０〜Ｔ２内で、Ｃ２またはＣ５を要求する。これは、考慮セクション内でＵＥ１のチャネルがＣ２に最も適しているが、Ｃ５にも高い適合性を有することを意味する。上記考慮セクションＴ０〜Ｔ２内でＵＥ２がＣ２を要求した場合、もし、ＵＩがＣ５を要求していないもののＣ５を用いて信号をプリコーディングしその信号を転送したならば、プリコーダＣ２に対して高い適合性を有するＵ１がＣ５に対しても高い適合性を有するという事実から、Ｕ１がＵ２との間で干渉を起こすことが推測される。左側点線矢印は、このような２次関係による多重接続干渉（ＭＡＩ）を類推する論理の流れを表す。したがって、ＵＥ２がＣ２を使用して信号をプリコーディングする場合、Ｃ５の転送は、ＵＥ２に干渉を発生させ得る（右側点線矢印）。
【０１１０】
表４は、表２に表記された１次ＰＭＩ劣化（1st order PMI corruption）を示す右側の矢印から参照される２次ＰＭＩ劣化（2nd order PMI corruption）の関係を示す。
【０１１１】
表４は、表２３について記述されたのと類似の理由により、ＵＥ１がＣ５を使用して信号を受信する時に、Ｃ２及びＣ４を使用したプリコーディングが多重接続干渉（ＭＡＩ）を起こし、また、ＵＥ４がＣ５をプリコーダとして使用して信号を受信する時に、Ｃ４を使用したプリコーディングがＵＥ４に多重接続干渉を起こす。同様に、ＵＥ２の信号がＣ３を使用してプリコーディングされ、ＵＥ１の信号がＣ２を使用してプリコーディングされれば、ＵＥ１とＵＥ２との間の多重接続干渉が発生する。表４は、簡略化のために、幾つかの多重接続干渉のみを表示する。
【０１１２】
表５は、表３及び表４に記載された２次ＰＭＩ劣化関係を、併せて図示する。
【０１１３】
２次予測スキームは、このような２次的な多重接続干渉を予測して、２次ＰＭＩ劣化が発生しないＵＥをサポートすべきＵＥの組として設定し、その際、２次ＰＭＩ劣化のないプリコーダを各ＵＥのプリコーダとして決定する。
【０１１４】
【表６】
2012531800.tif 000008
【０１１５】
【表７】
2012531800.tif 000009
【０１１６】
表６は、ＵＥを基礎とする２次予測スキームを適用して、サポートされるべきＵＥの組及びプリコーダを選択する方法を通じて選択されたＵＥの組及びプリコーダについての情報を示し、セクション内で２次劣化（corruption）を起こし得ると報告されたＵＥには、ＭＵ−ＭＩＭＯをサポートしない方法を通じて、サポートされるべきＵＥの組を決定する。信号転送に最も適していると決定されたプリコーダ（例えば、最も頻繁にフィードバックされたＰＭＩ）が、該当ＵＥのプリコーダとして選択される。基地局は、多様なスケジューリング方式を通じて、表６に表示されたＵＥの組及びプリコーダを選択して、選択したＵＥの組及びプリコーダを使用する。
【０１１７】
表７は、ＰＭＩを基礎とする２次予測スキームを適用してサポートされるべきＵＥの組及びプリコーダを選択する方法を通じて選択されたＵＥの組及びプリコーダについての情報を、示す。表７に示されるように、１次及び２次劣化（Corruption）を起こさないプリコーダ又はプリコーダ符号語が同時に使用され、このプロセスにおいて、自然にＵＥが選択される。例えば、ＵＥ２がＣ２をプリコーダに使用する場合、ＵＥ２は、Ｃ４を使用するＵＥ３と干渉を起こす。しかしながら、ＵＥ２がＣ３を使用する場合には、ＵＥ１とＵＥ２との間で干渉が生じないので、（ＵＥ２，ＵＥ３）＝（Ｃ３，Ｃ４）が選択される。
【０１１８】
基地局は、多様なスケジューリング方式に従って、表７に表示されたＵＥの組及びプリコーダを選択し、選択されたＵＥの組及びプリコーダを使用する。
【０１１９】
以上のように、本発明の実施形態に従って、多重接続干渉を最小にするＵＥの組及びプリコーダが決定されると、１次予測スキーム又は２次以上の次数の予測スキームを選択的に使用することができ、チャネル環境や接続者数に基づく多重解像度（Multiple Resolution）に従ってＵＥの組を選択及びプリコーダを選択するという利点がある。
【０１２０】
一方、本発明の他の実施形態は、各ＵＥがＰＭＩ及びフィードバックされたＰＭＩを使用する時に、発生する干渉が最も少なくなると予想される最小干渉プリコーダ（least interference precoder）又は最適コンパニオンプリコーダ（best companion）を共に用いることにより、サポートされるべきＵＥの組及びプリコーディング符号語（プリコーダ）を決定することができる。表８乃至表９は、そのような実施形態を図示する。
【０１２１】
【表８】
2012531800.tif 000010
【０１２２】
表８に表示されるように、各ＵＥがＰＭＩと共に該当プリコーディング符号語を使用する場合、発生する干渉が最も少なくなる最適のコンパニオンプリコーディング符号語についての情報をが、一緒にフィードバックされ。例えば、Ｔ１セクション内でＵＥ０がＣ０をＰＭＩにフィードバックするのと同時に、ＵＥ０は、Ｃ３が最も干渉を少なくするプリコーディングコードワードに当たる旨をもフィードバックする。
【０１２３】
この場合、１次及び２次のＰＭＩ劣化の測定に従って１次及び２次の予測スキームを適用するのと同じ方法により、サポートされるべきＵＥの組とプリコーディング符号語を、決定することができる。
【０１２４】
例えば、ＵＥ０とＵＥ１は、各々、Ｃ０若しくはＣ１及びＣ２又はＣ３を、プリコーディング符号語として決定することができる。しかしながら、ＵＥ０がＣ０を、ＵＥ１がＣ３を使用する場合が干渉を最小化できる組み合せであるので、ＵＥ０及びＵＥ１がサポートされるべきＵＥの組として決定され、Ｃ０及びＣ３は、其々、プリコーディング符号語として選択される。
【０１２５】
一方、２次ＰＭＩ劣化まで考慮される場合、ＵＥ０とＵＥ２との間には干渉無しで使用可能なプリコーディング符号語の組み合わせは存在しないので、ＵＥ０とＵＥ２は、サポートされるべきＵＥの組として選択されない。（ＵＥ０がＣ０、ＵＥ２がＣ２を使用する場合、一次的なＰＭＩ劣化はないが、全セクションの範囲内にＵＥ０及びＵＥ２がＣ１を共有する時間帯があるので、２次関係による干渉が発生する）
【０１２６】
表９は、最適のコンパニオンプリコーディング符号語及び表８に示されるＰＭＩ表内のＰＭＩの双方を考慮してサポートされるべきＵＥの組及びプリコーディング符号語を選択した結果を表示する。
【０１２７】
【表９】
2012531800.tif 000011
【０１２８】
表９は、各ＵＥがＰＭＩ及びフィードバックされたＰＭＩを使用する場合において、発生する干渉が少なくなると予想される最適のコンパニオンプリコーディング符号語（プリコーダの組み合わせ）が基地局に伝達される時に、前述したような方式によりサポートされるべきＵＥの組とプリコーディング符号語を選択した結果を表示する。
【０１２９】
このように、既存の短時間プリコーディング（short term precoding）方式によると、図８のように、セクションＴ０及びＴ３ではＭＵ−ＭＩＭＯが不可能であったが、本発明の実施形態に従う長時間測定に基づくプリコーディング（long term measurement based precoding）方式が使用される場合、全セクションに亘ってＵＥ間の多重接続干渉を避けるか最小化できるように、サポートされるべきＵＥ及びプリコーディング符号語が選択されて、プリコーディングされる。
【０１３０】
図７は、本発明の一実施形態によるＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間のスイッチング装置の構成を示す。
【０１３１】
図７を参照すると、ＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間のスイッチング装置７００は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにある２以上のＵＥからフィードバックされるＰＭＩまたはＣＱＩ情報を受信する受信部７１０、２以上のフィードバック周期の間にＵＥから転送された２以上のＰＭＩ情報を用いてＵＥ間の干渉が最小となる各ＵＥ用のプリコーディング符号語とサポートされるべきＵＥを決定し、ＭＵ−ＭＩＭＯでの性能を予測してスイッチング部に伝達するＭＵ−ＭＩＭＯサポート部７２０と、ＳＵ−ＭＩＭＯモードにおいてフィードバックされたＰＭＩからサポートされるべき端末のプリコーディング符号語を決定し、ＳＵ−ＭＩＭＯモードでの性能を予測してスイッチング部に伝達するＳＵ−ＭＩＭＯサポート部７３０、及び上記ＭＵ−ＭＩＭＯサポート部及びＳＵ−ＭＩＭＯサポート部からの情報に基づいて、ＳＵ−ＭＩＭＯモードとＭＵ−ＭＩＭＯとの間で切り替えを行うスイッチング部７４０を含む。
【０１３２】
また、ＭＵ−ＭＩＭＯ支援部７２０は、２以上のフィードバック周期の間に２以上のＵＥから転送されたＰＭＩ情報を格納する格納部としてのバッファ７２２、バッファに格納されたＰＭＩ情報を用いてＵＥ間の干渉が最小になる各ＵＥ用のプリコーディング符号語を決定するプリコーダ選択部７２４、バッファに格納されたＰＭＩ情報を用いてＵＥ間の干渉が最小になるＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥの組を決定するＵＥ選択部７２６、及びＭＵ−ＭＩＭＯモードでの容量（性能）を予測してスイッチング部に伝達する性能予測部７２８を、含んでも良い。
【０１３３】
また、ＳＵ−ＭＩＭＯ支援部７３０は、ＳＵ−ＭＩＭＯモードにおいてＵＥからフィードバックされたＰＭＩからサポートされるべき端末のプリコーダを決定するＳＵ−ＭＩＭＯプリコーダ選択部７３２、及びＳＵ−ＭＩＭＯモードでの性能を予測してスイッチング部に伝達するＳＵ−ＭＩＭＯ性能予測部７３４を、含んでもよい。
【０１３４】
スイッチング部７４０は、ＭＵ−ＭＩＭＯサポート部及びＳＵ−ＭＩＭＯサポート部からの情報に基づいて、ＳＵ−ＭＩＭＯモードとＭＵ−ＭＩＭＯとの間で切り替えを行う機能を実行し、ＭＵ−ＭＩＭＯモードの場合には前述した方式の長時間測定に基づくプリコーディングを実行し、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの場合には一般的な方式の短時間プリコーディング（Short term Precoding）を実行する。
【０１３５】
図８は、本発明の一実施形態による長時間測定に基づくプリコーダ選択方法のフローチャートである。
【０１３６】
図８を参照すると、長時間測定に基づくプリコーダの選択は、基地局がＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて２以上のＵＥからＰＭＩのフィードバックを受けるステップ（Ｓ８１０）と、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきた上記ＰＭＩを格納部に格納するステップ（Ｓ８２０）と、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきて格納されたＰＭＩからＵＥ間の干渉を最小化する各ＵＥ用のプリコーディングスキーム又はプリコーダを決定するステップ（Ｓ８３０）とを、含む。
【０１３７】
ここで、ステップ（Ｓ８１０）では、基地局がＵＥからＰＭＩのフィードバックを受けることを一例として記述されているが、基地局は、ＵＥのダウンリンクチャネル受信性能を類推できるその他の情報も受信可能である。即ち、本発明は、ＵＥからのフィードバック情報をＰＭＩに限定しない。
【０１３８】
例えば、基地局は、ＰＭＩの代りに、ダウンリンク受信チャネルについての明確な情報（explicit information）を受信したり、ＵＥ間の干渉についての情報を受信したり、上位階層シグナリングに対するＵＥの報告を受信することができる。また、基地局は、上位階層により決定されて送信されるＵＥ受信性能を保証するための他の情報を、受信することができる。
【０１３９】
また、プリコーディングスキーム、即ち、プリコーダを決定することは、各ＵＥのダウンリンクチャネルの受信性能を保証するための最適のプリコーダ又はプリコーディング行列の選択に相当し、Ｃｉに相当する。本発明において、これは、コードブック（codebook）に基づく選択である。しかし、本発明は、それに限定されない。
【０１４０】
２以上のフィードバック周期の間に転送されてきたＰＭＩからプリコーダを決定する方式は、前述したように、ＵＥ間の干渉が最小になるように、１次予測（1st prediction）スキーム又は２次予測（2nd prediction）スキームを使用することができるが、それに限定されるものではない。
【０１４１】
また、本実施形態によるプリコーダ選択方法は、図９に示されるようにＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥを選択する方法と共に実行されても良く、図１０に示されるように、ＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間の動的スイッチングに利用できる。
【０１４２】
図９は、本発明の一実施形態による長時間測定に基づくＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥの選択方法のフローチャートである。
【０１４３】
図９を参照すると、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいてサポートされるべきＵＥの選択方法は、基地局がＭＵ−ＭＩＭＯシステムにある２以上のＵＥからＰＭＩ情報のフィードバックを受信するステップ（Ｓ９１０）と、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきたＰＭＩを格納するステップ（Ｓ９２０）と、前記ＰＭＩからＵＥ間の干渉が最小になる２以上のＵＥを選択するステップ（Ｓ９３０）とを、含んでも良い。
【０１４４】
ここで、ＵＥ間の干渉が最小となるＭＵ−ＭＩＭＯによるサポート対象ＵＥの選択は、前述したように、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきた各ＵＥのＰＭＩに基づいて、１次予測スキーム又は２次予測スキームを適用して実施できる。
【０１４５】
より詳しくは、表１乃至表９を参照して説明したように、各ＵＥのＰＭＩが、長時間測定セクション内で１次劣化（Corruption）または２次劣化（corruption）を起こし得るＵＥの為にはＭＵ−ＭＩＭＯを支援しないように、長時間測定セクションにおける各ＵＥのＰＭＩに対する１次予測スキーム又は２次予測スキームにより、相互間の干渉に因る劣化を起こさないＵＥの組が、サポートされるべきＵＥとして決定される。
【０１４６】
あるいは、ＵＥ間の干渉を起こすプリコーダの組み合わせを調べて、各ＵＥに信号を転送するために使用されるプリコーダの組み合わせが干渉を発生させないようにプリコーダを選定される。これによって、ＵＥが同時に選定される。
【０１４７】
また、本発明の他の一実施形態は、ＵＥ間の干渉が最小となるように各ＵＥに対するプリコーダを選択したり、ＭＵ−ＭＩＭＯによってサポートされるべきＵＥを選択する過程で、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきた各ＵＥのＰＭＩ情報及びそれと共にフィードバックされた最適のコンパニオン情報に基づいて、１次予測スキーム又は２次予測スキームを適用することによって、実現されても良い。
【０１４８】
図１０は、本発明の一実施形態によるＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間の切り替え方法のフローチャートである。
【０１４９】
図１０に示されるように、ＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間の切り替え方法は、基地局がＭＵ−ＭＩＭＯシステムにある２以上のＵＥからフィードバックされるＰＭＩ及び／又はＣＱＩ情報を受信するステップ（Ｓ１０１０）と、２以上のフィードバック周期の間に転送されてきたＰＭＩ情報をバッファに格納するステップ（Ｓ１０２０）と、格納されたＰＭＩ情報からＵＥ間の多重接続干渉（Multiple Access Interference）を求めるステップ（Ｓ１０３０）と、ＵＥ間の干渉が最小となるＭＵ−ＭＩＭＯによるサポート対象ＵＥの組を決定して、各ＵＥ用のプリコーダ情報を選択するステップ（Ｓ１０４０）と、サポート対象として決定されたＵＥ及び選択されたプリコーダ情報を考慮してＭＵ−ＭＩＭＯシステムの性能を予測するステップ（Ｓ１０５０）を含む。
【０１５０】
また、上記切り替え方法は、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの場合に該当ＵＥからフィードバックされたＰＭＩからプリコーダを選択するステップ（Ｓ１０６０）と、ＳＵ−ＭＩＭＯモードでの性能を予測するステップ（Ｓ１０７０）と、ＭＵ−ＭＩＭＯ性能予測値とＳＵ−ＭＩＭＯ性能予測値に基づいて、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯモードの間の切り替えを実行するステップ（Ｓ１０８０）とを、含む。
【０１５１】
切り換えの結果、ＭＵ−ＭＩＭＯモードの場合には前述した長時間測定に基づくプリコーディングが実行され、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの場合には一般的な方式の短時間プリコーディング（Short term Precoding）が実行される。
【０１５２】
勿論、ＵＥを選択して各ＵＥ用のプリコーダを選択するステップ（Ｓ１０４０）では、１次ＰＭＩ劣化または２次以上の次数のＰＭＩ劣化の確認を通じた１次または２次の予測スキームが用いられても良い。
【０１５３】
図１１は、本発明の一実施形態によるプリコーダ選択装置及びＵＥ選択装置を含むＭＵ−ＭＩＭＯ送信装置の構成を示す。
【０１５４】
図１１を参照すると、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信装置１１００は、２以上のフィードバック周期の間に２以上のＵＥから受信したＰＭＩに基づいて、干渉が最小となるサポート対象のＵＥの組を決定するＵＥ選択装置１１１０と、サポートされるべきＵＥの組に含まれる各ＵＥ用のプリコーダを決定するプリコーダ選択装置１１２０と、プリコーダ選択装置を通じて選択されたプリコーダ情報に基づいて、各端末別に割り当てられるプリコーダとを、含む。
【０１５５】
ここで、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信装置１１００は、各ＵＥからフィードバックされたＣＱＩを用いてチャネル品質を保証するために設定された符号語を発生させる符号語発生器１１３０、１１３０と’、符号語が適用される出力信号を各アンテナのレイヤにマッピングするレイヤマッパ１１４０、１１４０’と、各ＵＥの受信性能を保証するためにプリコーディング符号語選択装置１１２０によって決定された各ＵＥ用のプリコーダ情報に従って上記出力信号をプリコーディングする各端末用のプリコーダ１１５０、１１５０’と、送信アンテナアレイ１１６０を、含む。
【０１５６】
勿論、ＵＥ選択装置１１１０及びプリコーダ選択装置１１２０は、１次または２次以上の次数によるＰＭＩ劣化の確認を通じた１次または２次の予測スキームを使うことができる。したがって、本発明によると、基地局は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいても、ＳＵ−ＭＩＭＯモードと同一なフィードバック情報（例えばＰＭＩ）のみを受信して、ＵＥ間の干渉を回避又は最小化できるように、ＭＵ−ＭＩＭＯによるサポート対象ＵＥの組及び各ＵＥ用のプリコーダを決定できるので、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおける各ＵＥのチャネル間の相関関係についての情報をフィードバックするために、ＳＵ−ＭＩＭＯと同一なフィードバック情報のみを使用すれば良いという効果がある。
【０１５７】
本実施形態によれば、干渉が最小となるＵＥの組とプリコーダが選択される時、１次予測スキームまたは２次以上の次数の予測スキームが選択的に使用されるので、チャネル環境や接続者数等に依る多重解像度（Multiple Resolution）に従って、ＵＥ及びプリコーダの選択が可能であるという長所がある。
【０１５８】
また、本実施形態によれば、基地局は、各端末によって報告されたＰＭＩ及びＣＱＩのみを通じてＭＵ−ＭＩＭＯを実施可能か否かを判別し、ＳＵ−ＭＩＭＯモードでは従来の短時間プリコーディング（short term precoding）を実行し、ＭＵ−ＭＩＭＯモードでは長時間測定に基づくプリコーディング（long term measurement based precoding）を実行する。その結果、ＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯとの間で遅延なく動的切り替え（Dynamic Switching）をすることができるという効果がある。
【０１５９】
前述したように、無線通信システム（例えば、ＬＴＥ−Ａ）は、より多い平均転送量をサポートするために、ＭＵ−ＭＩＭＯの使用を考慮している。ＭＵ−ＭＩＭＯは、ユーザ選択ダイバーシティを通じて、より向上した周波数効率（spectral efficiency）を達成することができる。ＭＡＩ（多重接続干渉）の緩和（mitigation）または除去（avoidacce）のアルゴリズムの開発が、ＭＵ−ＭＩＭＯの実際の活用のために必要である。
【０１６０】
最大受信電力選択（maximum received power selection）を通じてＵＥペアリングのＳＩＲ利得を調べて、より大きいＳＩＲ利得のために、より大きいフィードバックオーバーヘッドを考慮することができる。
【０１６１】
一部の場合に、基地局（又はｅＮＢ）は、より大きい受信電力を有する端末（ＵＥ）を選択するか、“より良いコンパニオンプリコーダ”を有する端末を選択するかを、決定しなければならない。基地局が“より良いコンパニオンプリコーダ”を選択する場合、干渉緩和に因るＳＩＲの改善量が、ＵＥ受信電力の小さい端末を選択することにより引起こされるＳＩＲの減少量より大きければ、リンクは、より大きい容量を有するチャネルを介して連結される。
【０１６２】
各端末は、当該端末に最適のコンパニオンプリコーダを知らせるので、基地局は、各端末から、最適のコンパニオンプリコーダがどれくらいよいのかに対する情報を追加に報告される。よって、基地局は、干渉除去によりＳＩＲ利得を期待することができ、賢明な選択をすることができる。
【０１６３】
例えば、ＵＥは、最初に、自身に最適なコンパニオンプリコーダによるＭＡＩを予想することができ、ＭＵ−ＭＩＭＯを通じて接続するか、ＳＵ−ＭＩＭＯを通じて接続するかを、基地局に知らせる。このとき、最適のコンパニオンプリコーダについての単純な報告と比較すれば、より良い性能を示す。ＵＡは、コンパニオンプリコーダ同時に接続されるのに適しているか、コンパニオンプリコーダが同時に接続されるのに適していないかを報告しても良い。
【０１６４】
第２に、ＵＥは、より向上したＵＥ選択ダイバーシティをサポートするために、より良いコンパニオンプリコーダを報告することができる。この際、ＵＥは、表８及び表９を参照して記述したように、フィードバックオーバーヘッドの減少のために、最適のコンパニオンプリコーダを同時に報告することもできるし、２回以上のフィードバック周期をもって周期的に、または非周期的に報告することもできる。
【０１６５】
図１２は、報告された最適のコンパニオンプリコーダに従うＳＩＲ利得を示す図である。
【０１６６】
図１２を参照すると、４×４アンテナに対して最適のコンパニオンプリコーダに従うＳＩＲ利得は、送信アンテナと受信アンテナとの間には相関性が無いという前提，及びＬＴＥのプリコーダに基づいて、測定された。沢山のフィードバックオーバーヘッドが必要であるが、報告された最適のコンパニオンプリコーダが考慮された時に、注目するに値する性能利得が達成される。
【０１６７】
本発明の実施形態の全構成要素が単一のユニットとして結合されたか、単一のユニットとして操作されるように結合されると上述されたが、本発明は、必ずこのような実施形態に限定されない。即ち、全ての構成要素の中で、一以上の構成要素が、１以上のユニットとして操作されるように、選択的に結合されても良い。さらに、構成要素の各々が独立したハードウェアとして実現されても良いが、幾つかの又は全ての構成要素が選択的に組み合わされても良く、その場合、１つまたは複数個のハードウェアに組み合わされた幾つかの又は全ての機能を実行する一つ又は複数のプログラムモジュールを有するコンピュータプログラムとして実現されても良い。そのコンピュータプログラムを構成するコード及びコードセグメントは、本発明の技術分野の当業者により容易に推論できるものである。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータが読取可能な格納媒体（Computer Readable Media）に格納されて、コンピュータによって読取され、実行されることによって、本発明の実施形態を、実現することができる。磁気記録媒体、光記録媒体、キャリアウェーブ媒体などが、前記格納媒体として利用可能である。
【０１６８】
本発明の好ましい実施形態が説明目的で記述されたが、上記当業者は、添付された特許請求の範囲において開示されたような発明の範囲は思想から逸脱しない多様な変形，追加及び置換を、認識することができる。したがって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想の範囲を説明することを意図されたものであり、本発明の範囲は、実施形態に限定されない。本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲に基づき、各請求項に均等な範囲内に含まれる技術思想の全てが本発明に属するように解釈されなければならない。
【０１６９】
本特許出願は、２００９年６月２５日付で米国に出願した特許出願番号第６１／２２０，３５３号に対し、米国特許法１２０条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１２０）及び２０１０年１月１２日付で韓国に出願した特許出願番号第１０−２０１０−０００２６０３号に対し、米国特許法１１９（ａ）条（３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９（ａ））により優先権を主張し、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。併せて、本特許出願は、米国以外の国家に対しても上記と同一な理由により優先権を主張すれば、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。
【図９】
2012531800.tif 000012
【図１０】
2012531800.tif 000013
【図１２】
2012531800.tif 000014
【図１】
2012531800.tif 000015
【図２】
2012531800.tif 000016
【図３】
2012531800.tif 000017
【図４】
2012531800.tif 000018
【図５】
2012531800.tif 000019
【図６】
2012531800.tif 000020
【図７】
2012531800.tif 000021
【図８】
2012531800.tif 000022
【図１１】
2012531800.tif 000023
【国際調査報告】
2012531800.tif 000024
2012531800.tif 000025
2012531800.tif 000026
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