(57)【要約】  本発明は、通信装置、通信方法、及び基地局に関する。通信装置は、複数のアンテナを具備すると共にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ）技術を使用する能力を有しており、且つ、採用するＭＩＭＯモードを決定するべく構成されたＭＩＭＯモード決定ユニットと、決定されたＭＩＭＯモードに従ってプレコーディング行列を決定するべく構成されたプレコーディング行列情報決定ユニットと、プレコーディング行列に関係する情報を送信するべく構成された送信ユニットと、を有し、採用するＭＩＭＯモードがシングルセルマルチユーザーＭＩＭＯモードである場合に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、この通信装置と通信するためにこの通信装置が位置するセル内のサービス基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定し、且つ、この通信装置と同一のグループにグループ化される前記セル内のその他の通信装置と通信するべくサービス基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを具備すると共にＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔ−Ｏｕｔｐｕｔ）技術を使用可能である通信装置であって、
使用するべきＭＩＭＯモードを決定するＭＩＭＯモード決定ユニットと、
決定された前記ＭＩＭＯモードに基づいてプレコーディング行列を決定するプレコーディング行列情報決定ユニットと、
前記プレコーディング行列に関係する情報を送信する送信ユニットと、
を有し、
前記使用するべきＭＩＭＯモードがシングルセルマルチユーザーＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）モードである際に、前記プレコーディング行列情報決定ユニットは、前記通信装置と前記通信装置が位置するセルのサービング基地局の間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、前記通信装置と同一グループにグループ化可能な前記セル内のその他の通信装置と前記サービング基地局との間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、を決定する通信装置。
【請求項２】
前記使用するべきＭＩＭＯモードが複数基地局連携型ＭＩＭＯモードである際に、前記プレコーディング行列情報決定ユニットは、前記サービング基地局と前記通信装置の間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、前記通信装置と同一グループにグループ化可能な隣接セル内のその他の通信装置と前記サービング基地局の隣接基地局との間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、を決定する請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記使用するべきＭＩＭＯモードがシングルセルマルチユーザーＭＩＭＯモードである際に、前記プレコーディング行列情報決定ユニットは、前記サービング基地局から前記通信装置が得る受信信号品質を最適化するという基準に従って前記サービング基地局と前記通信装置の間の通信において使用するべきプレコーディング行列を決定し、且つ、前記サービング基地局から前記通信装置が得る前記受信信号品質を極小化するという基準に従って前記サービング基地局と前記通信装置と同一グループにグループ化可能な前記セル内のその他の通信装置の間の通信において使用するべきプレコーディング行列を決定する、請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記使用するべきＭＩＭＯモードが複数基地局連携型ＭＩＭＯモードである際に、前記プレコーディング行列情報決定ユニットは、前記サービング基地局から前記通信装置が受信する信号の品質を最適化するという基準に従って前記サービング基地局と前記通信装置の間の通信において使用するべきプレコーディング行列を決定し、且つ、前記隣接基地局から前記通信装置が得る信号のＳＮＲを極小化するという基準に従って前記通信装置と同一グループにグループ化可能な前記隣接セル内のその他の通信装置と前記隣接基地局との間の通信において使用するべきプレコーディング行列を決定する請求項２記載の通信装置。
【請求項５】
前記使用するべＭＩＭＯがシングルユーザーＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）モードである際に、前記プレコーディング行列情報決定ユニットは、容量の極大化及び誤り率の極小化という基準に従って前記サービング基地局と前記通信装置の間の通信において使用するべき複数のプレコーディング行列を決定する請求項１又は２記載の通信装置。
【請求項６】
前記プレコーディング行列に関係する前記情報は、前記プレコーディング行列又はプレコーディング行列インデックス（ＰＭＩ）である請求項１記載の通信装置。
【請求項７】
前記送信ユニットは、統合されたフォーマットを使用して様々なＭＩＭＯモードの情報及び前記プレコーディング行列に関係する情報を送信する請求項１記載の通信装置。
【請求項８】
基地局であって、
使用するべきＭＩＭＯモードを決定するＭＩＭＯモード決定ユニットと、
決定された前記ＭＩＭＯモードを、前記基地局がサービスしている端末に通知する通知ユニットと、
プレコーディング行列に関係する情報を前記端末から受信する受信ユニットと、
前記決定されたＭＩＭＯモードがＭＵ−ＭＩＭＯモードである際に、前記端末からの前記プレコーディング行列に関係した前記情報に基づいて端末をグループ化する端末グループ化ユニットと、
を有する基地局。
【請求項９】
前記端末グループ化ユニットは、端末優先度決定ユニットと、同一優先度端末グループ化ユニットと、判断ユニットと、サブ優先度端末グループ化ユニットと、サブプライムグループ化ユニットと、を有し、
前記端末優先度決定ユニットは、対象の端末の優先度を決定し、
前記同一優先度端末グループ化ユニットは、前記対象の端末のものと同一の優先度を具備する端末の中から、前記対象の端末と同一グループにグループ化される端末を決定し、
前記判断ユニットは、グループ化のための端末が見出されたかどうかを判断し、
前記サブ優先度端末グループ化ユニットは、前記対象の端末と同一グループにグループされる端末が前記同一優先度を具備する端末の中に見出されないと前記判断ユニットが決定した際に、前記対象の端末のものよりも低い優先度を具備する端末の中から、前記対象の端末と同一グループにグループ化される端末をサーチし、
前記サブプライムグループ化ユニットは、前記対象の端末と同一グループにグループ化される端末が、更に低い優先度を具備する端末の中から見出されないと前記判断ユニットが決定した際に、サブプライムグループ化を実行する、請求項８記載の基地局。
【請求項１０】
基地局のサービスを受ける通信装置において使用される通信方法であって、
使用するべきＭＩＭＯモードを決定し、
決定された前記ＭＩＭＯモードに基づいてプレコーディング行列を決定し、
前記プレコーディング行列に関係する情報を送信し、
前記使用するべきＭＩＭＯモードがシングルセルＭＵ−ＭＩＭＯモードである際に、前記通信装置と前記通信装置が位置するセルのサービング基地局の間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、前記通信装置と同一グループにグループ化可能な前記セル内のその他の通信装置と前記サービング基地局との間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、を決定する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに関し、且つ、更に詳しくは、ＭＩＭＯ技術を使用する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の無線通信システムにおいては、基地局は、複数の端末と通信している。基地局の複数の送信アンテナと、端末の複数の受信アンテナと、が存在する際には、相当数のマルチアンテナ技術を利用可能であり、且つ、一般に、これらをマルチ入力マルチ出力（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ：ＭＩＭＯ）技術と呼んでいる。ＭＩＭＯ技術は、様々な使用方法に応じて、シングルユーザーＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）モード、マルチユーザーＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）モード、及びマルチセルＭＩＭＯモードに分類可能である。
【０００３】
以下に、簡単に説明する。
【０００４】
基地局と端末の間においてＭＩＭＯ技術を採用した場合に、基地局が、基地局と端末の間のチャネル行列の情報を取得すれば、最適なプレコーディングを実行可能であり、それは即ち次式のとおり実行される。
【０００５】
Ｘ＝Ｗｓ
【０００６】
ここで、Ｗは、プレコーディング行列であり、ｓは、送信前の信号であり、且つ、ｘは、重み付けされた後にアンテナに送信される信号である。ＭＩＭＯチャネルを通過し、且つ、端末に受信される信号は、次式のとおりである。
【０００７】
ｒ＝ＨＷｓ
【０００８】
ここで、Ｈは、ＭＩＭＯチャネルであり、且つ、Ｈが、次式のように理想的にＷにマッチングしている場合には、受信機は、容易に復調し、ｓを得ることができる。
【０００９】
【数１】
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【００１０】
しかしながら、実際のシステムにおいては、基地局によるＨの取得は困難であり、且つ、この結果、適切なＷの推定も困難である。このため、端末が、なんらかの単純化されたチャネル情報をフィードバックする必要がある。通常、基地局と端末は、次式のように、両者にとって既知であるプレコーディング符号表を予め保存可能である。
【００１１】
Ｃ＝｛Ｗ1，Ｗ2，．．．，ＷN｝
【００１２】
符号表（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）は、Ｎ個のプレコーディング行列Ｗを含み、且つ、符号表内のそれぞれのＷの通し番号をプレコーディング行列インデックス（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｅｘ：ＰＭＩ）と呼んでいる。端末自体が、ＭＩＭＯチャネルＨを計測することによって適切なＷを推定し、且つ、符号表Ｃ内におけるＷの通し番号を基地局にフィードバックする。通し番号を取得した後に、基地局は、符号表Ｃを参照し、実際に必要な重み行列Ｗを取得可能である。
【００１３】
様々なＭＩＭＯモードにおいて、端末は、必要なチャネル情報（例えば、ＰＭＩ）をフィードバックする必要があり、従って、フィードバックのオーバーヘッドを低減する方法が、現在の研究の主眼となっている。本発明を提案する過程において、本発明者は、端末と基地局は、様々なＭＩＭＯモードにおいて異なる処理を実行しており、従って、統一されたＰＭＩフィードバックが実行できないことを見出した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、従来技術に存在している１つ又は複数の欠点を克服するべく、従来技術における前述の問題点との関係において提案されるものであり、且つ、少なくとも１つの有益な選択肢を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を実現するべく、本発明は、以下の態様を提供する。
【００１６】
態様１：複数のアンテナを具備すると共にマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術を使用する能力を有する通信装置であって、採用されるＭＩＭＯモードを決定するべく構成されたＭＩＭＯモード決定ユニットと、決定されたＭＩＭＯモードに従ってプレコーディング行列を決定するべく構成されたプレコーディング行列情報決定ユニットと、プレコーディング行列に関係する情報を送信するべく構成された送信ユニットと、を有し、使用されるＭＩＭＯモードがシングルセルマルチユーザーＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）モードである際には、プレコーディング行列情報決定ユニットは、通信装置とこの通信装置が位置しているセルのサービング基地局の間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、この通信装置と同一グループにグループ化可能な前記セル内のその他の通信装置とサービング基地局と間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、を決定する通信装置。
【００１７】
態様２：態様１による通信装置であって、使用するべきＭＩＭＯモードが複数基地局連携型ＭＩＭＯモード（a multiple base station cooperation MIMO mode）である際に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、サービング基地局と通信装置の間の通信において使用されるプレコーディング行列と、この通信装置と同一グループにグループ化可能な隣接セル内のその他の通信装置とサービング基地局の隣接基地局との間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、を決定する通信装置。
【００１８】
態様３：態様１による通信装置であって、使用されるＭＩＭＯモードがシングルセルマルチユーザーＭＩＭＯモードである際に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、通信装置がサービング基地局から得る受信信号の品質を最適化するという基準に従ってサービング基地局と通信装置の間の通信において使用するべきプレコーディング行列を決定し、且つ、この通信装置がサービング基地局から得る受信信号の品質を極小化するという基準に従ってこの通信装置と同一グループにグループ化可能な前記セル内のその他の通信装置とサービング基地局との間の通信において使用されるプレコーディング行列を決定する通信装置。
【００１９】
態様４：態様２による通信装置であって、採用するべきＭＩＭＯモードが複数基地局連携型ＭＩＭＯモードである場合に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、サービス基地局から通信装置が得る信号の最良の品質を実現するという基準に従ってこの通信装置と通信するためにサービング基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定し、且つ、隣接基地局からこの通信装置が得る信号の最悪の品質を実現するという基準に従ってこの通信装置と同一グループにグループ化される隣接セル内のその他の通信装置と通信するためにサービス基地局の隣接基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定する通信装置。
【００２０】
態様５：態様１又は２による通信装置であって、採用するべきＭＩＭＯモードがシングルユーザーＭＩＭＯモードである際に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、容量を極大化するか又は誤り率を極小化するという基準に従ってこの通信装置と通信するためにサービス基地局によって使用される複数のプレコーディング行列を決定する通信装置。
【００２１】
態様６：態様１による通信装置であって、プレコーディング行列と関係する情報がプレコーディング行列自体又はプレコーディング行列インデックスである通信装置。
【００２２】
態様７：態様１による通信装置であって、送信ユニットは、統合されたフォーマットにより、様々なＭＩＭＯモードのプレコーディング行列と関係する情報を送信する通信装置。
【００２３】
態様８：採用されるＭＩＭＯモードを決定するべく構成されたＭＩＭＯモード決定ユニットと、決定されたＭＩＭＯモードをそのサービスを受ける端末に通知するべく構成された通知ユニットと、端末からプレコーディング行列に関係する情報を受信するべく構成された受信ユニットと、決定されたＭＩＭＯモードがシングルセルマルチユーザーＭＩＭＯモードである場合に、プレコーディング行列に関係する、端末によって送信された、情報に従って端末をグループ化するべく構成された端末グループ化ユニットと、を有する基地局。
【００２４】
態様９：態様８による基地局であって、端末グループ化ユニットは、端末優先度決定ユニットと、同一優先度端末グループ化ユニットと、判断ユニットと、サブ優先度端末グループ化ユニットと、サブプライムグループ化ユニットと、を有し、端末優先度決定ユニットは、端末の優先度を決定し、同一優先度端末グループ化ユニットは、同一優先度の端末の中から、サービスを受けている端末と同一グループにグループ化される端末を決定し、判断ユニットは、グループ化される端末が見出されるかどうかを判断し、サービスを受けている端末と同じグループにグループ化される端末が同一優先度端末グループ化ユニットによって見出されないと判断ユニットが判断した場合に、サブ優先度端末グループ化ユニットは、より低い優先度の端末の中から、サービスを受けている端末と同一グループにグループ化される端末をサーチし、且つ、サービスを受けている端末と同一グループにグループ化される端末がサブ優先度端末グループ化ユニットによって見出されないと判断ユニットが判断した際に、サブプライムグループ化ユニットは、サブプライムグループ化を実行する基地局。
【００２５】
態様１０：基地局によってサービスされる通信装置において使用される通信方法であって、採用されるべきＭＩＭＯモードを決定し、決定されたＭＩＭＯモードに従ってプレコーディング行列を決定し、プレコーディング行列と関係する情報を送信する。使用するべきＭＩＭＯモードがシングルセルＭＵ−ＭＩＭＯモードである際に、通信装置とこの通信装置が位置するセルのサービング基地局の間の通信において使用するべきプレコーディング行列と、この通信装置と同一グループにグループ化可能な前記セル内のその他の通信装置とサービング基地局との間の通信において使用するべきプレコーディング行列とを決定する。
【００２６】
態様１１：別の基地局からプレコーディング行列に関係する情報を受信するべく構成された受信ユニットと、プレコーディング行列に関係する情報に従って端末をグループ化するべく構成された端末グループ化ユニットと、を有する基地局。
【００２７】
態様１２：複数のアンテナを具備すると共にＭＩＭＯ技術を使用する能力を有する通信装置であって、採用されるＭＩＭＯモードを決定するべく構成されたＭＩＭＯモード決定ユニットと、決定されたＭＩＭＯモードに従ってプレコーディング行列を決定するべく構成されたプレコーディング行列情報決定ユニットと、プレコーディング行列と関係する情報を送信するべく構成された送信ユニットと、を有し、プレコーディング行列情報決定ユニットは、プレコーディング行列情報決定ユニットによって決定されたＭＩＭＯモードに関係する複数のプレコーディング行列を決定し、且つ、送信ユニットは、プレコーディング行列情報決定ユニットによって決定されたＭＩＭＯモードに関わらず同一のメッセージフォーマットにおいて複数のプレコーディング行列と関係する情報を送信する通信装置。
【００２８】
態様１３：態様１２による通信装置であって、採用するべきＭＩＭＯモードがシングルセルマルチユーザーＭＩＭＯモードである場合に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、この通信装置と通信するために通信装置が位置するセル内のサービス基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定し、且つ、この通信装置と同一グループにグループ化される前記セル内のその他の通信装置と通信するためにサービス基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定する通信装置。
【００２９】
態様１４：態様１２による通信装置であって、採用するべきＭＩＭＯモードが複数基地局連携型ＭＩＭＯモードである場合に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、この通信装置と通信するためにサービス基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定し、且つ、この通信装置と同一のグループにグループ化される隣接セル内のその他の通信装置と通信するためにサービス基地局の隣接基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定する通信装置。
【００３０】
態様１５：態様１２による通信装置であって、採用するべきＭＩＭＯモードがシングルユーザーＭＩＭＯモードである場合に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、容量を極大化するか又は誤り率を極小化するという基準に従ってこの通信装置と通信するためにサービス基地局によって使用される複数のプレコーディング行列を決定する通信装置。
【００３１】
態様１６：複数のアンテナを具備すると共にＭＩＭＯ技術を使用する能力を有する通信装置であって、採用されるＭＩＭＯモードを決定するべく構成されたＭＩＭＯモード決定ユニットと、決定されたＭＩＭＯモードに従ってプレコーディング行列を決定するべく構成されたプレコーディング行列情報決定ユニットと、プレコーディング行列に関係する情報を送信するべく構成された送信ユニットと、を有し、採用するべきＭＩＭＯモードが複数基地局連携型ＭＩＭＯモードである場合に、プレコーディング行列情報決定ユニットは、この通信装置と通信するためにサービス基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定し、且つ、この通信装置と同一グループにグループ化される隣接セル内のその他の通信装置と通信するためにサービス基地局の隣接基地局によって使用されるプレコーディング行列を決定する通信装置。
【００３２】
本発明の実施例によれば、統合されたフィードバックシグナリングを設計し、端末における処理を単純化可能である。
【００３３】
本発明の実施例によれば、端末は、ＭＩＭＯモードに関わらず、複数のＰＭＩ情報をフィードバックし、これにより、基地局は、ユーザーをスケジューリングする際に、ユーザー間の干渉を更に簡便に制御することができる。
【００３４】
以下の説明及び図面を参照することにより、本発明のこれらの及びその他の態様及び特徴が明らかとなろう。以下の説明及び図面は、本発明の特定の実施例を具体的に開示しており、且つ、本発明の原理及び採用可能な方法を詳述しているが、これらによって本発明の範囲が限定されないことを理解されたい。添付の請求項の精神及び規定の範囲内において、本発明は、様々な変更、変形、及び均等物を含む。
【００３５】
一実施例との関係において記述及び／又は図示される特徴は、同一又は同様の方法により、１つ又は複数のその他の実施例においても使用可能であると共に／又は、その他の実施例における特徴と組み合わせ可能であり、又はそれを置換可能である。
【００３６】
本明細書における「含む／有する／具備する」という用語は、特徴、コンポーネント、ステップ、及びアセンブリの存在を意味しており、１つ又は複数のその他の特徴、コンポーネント、ステップ、アセンブリ、又はこれらの組合せの存在又は追加を排除するものではないことに留意されたい。
【００３７】
添付図面は、本発明の好適な実施例を示すと共に本明細書の一部を構成しており、これらの図面は、以下の説明と共に、本発明の原理を詳述している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ＳＵ−ＭＩＭＯモードにおける本発明の一実施例による通信システムによる処理を概略的に示す。
【図２】ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおける本発明の一実施例による通信システムによる処理を概略的に示す。
【図３】マルチセルＭＩＭＯモードにおける本発明の一実施例による通信システムによる処理を概略的に示す。
【図４】本発明の一実施例による端末マッチングの原則を概略的に示す。
【図５】本発明の一実施例による端末の構造の一例を概略的に示す。
【図６】本発明の一実施例による基地局の構造の一例を概略的に示す。
【図７】本発明の別の実施例による、例えば、２つの端末のマッチングなどの端末グループ化ユニットによる処理を概略的に示す。
【図８】前述の実施例による基地局の端末グループ化ユニット６４の概略構造図を示す。
【図９】本発明の一実施例による隣接基地局の概略構造図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面を参照し、様々なＭＩＭＯモードにおける本発明の実施例による通信システムによる処理について概略的に説明する。
【００４０】
図１は、ＳＵ−ＭＩＭＯモードにおける本発明の一実施例による通信システムによる処理を概略的に示している。
【００４１】
ＳＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、基地局は、同一の物理リソースを使用することにより、マルチチャネル信号を特定のユーザーに対して送信する。端末がマルチチャネル信号を確実に弁別することができるように、基地局は、その送信の際に、マルチチャネル信号をそれぞれ重み付けする必要がある。重み行列は、基地局と端末にとって既知の符号表内の特定の符号行列である。図１に示されているように、本発明の実施例によれば、端末は、それぞれがデータストリームに対応する複数のＰＭＩをフィードバックしている。この条件においては、プレコーディング行列がプレコーディングベクトルに単純化される。送信するＰＭＩを端末が選択する際の原則は、容量を極大化するか又は誤り率を極小化するなどのものである。基地局は、フィードバックされたＰＭＩに従って、送信対象のデータストリームを重み付けする。
【００４２】
図２は、ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおける本発明の一実施例による通信システムによる処理を概略的に示している。
【００４３】
ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、基地局は、同一の物理リソースを使用することにより、信号を複数のユーザーに対して送信する。ユーザー間の信号干渉を回避するべく、基地局は、ＰＭＩマッチング（グループ化）法を採用する必要がある。図２に示されているように、本発明の実施例によれば、それぞれの端末は、複数のＰＭＩ（この図においては、２つのＰＭＩ）をフィードバックしており、この場合に、１つのＰＭＩは、フィードバックを実行している端末自身による使用が予想されており、且つ、もう１つのＰＭＩは、その端末とマッチングするユーザーによる使用が予想されている。この図には、２つの端末しか示されていないが、更に多くのものが存在可能である。
【００４４】
一実施例においては、ＰＭＩは、次式に従って選択可能である。
【００４５】
【数２】
2012525739.tif 000004
【００４６】
【数３】
2012525739.tif 000005
【００４７】
ここで、Ｈkは、基地局からユーザーｋへのチャネル行列であり、且つ、ｗは、符号表内の符号語（ｃｏｄｅｗｏｒｄ）であって、符号表内において符号語のインデックスはＰＭＩと略称される。ＰＭＩ１は、ＳＮＲを極大化し、且つ、ＰＭＩ２は、ＳＮＲを極小化する。
【００４８】
マッチング（グループ化）を実行する方法を説明するべく、一例として、２つのユーザーの場合を検討する。端末１がＰＭＩ１及びＰＭＩ２をフィードバックする一方で、端末２がＰＭＩ３及びＰＭＩ４をフィードバックする場合に、端末１によって使用されるＰＭＩ（ＰＭＩ１）が、ちょうど、端末１による使用が端末２によって予想されているＰＭＩ４であり、且つ、端末２によって使用されるＰＭＩ３が、ちょうど、端末２による使用が端末１によって予想されているＰＭＩ（ＰＭＩ２）である際には、２つのユーザーは、完全に相互にマッチングしている。
【００４９】
図４は、本発明の一実施例による端末マッチングの原則を概略的に示している。図４に示されているように、ユーザーＮは、それぞれ、最良のＳＮＲ及び最悪のＳＮＲに対応する２つのＰＭＩをフィードバックしている。最良のＳＮＲに対応するＰＭＩを「最良のＰＭＩ」と呼び、且つ、最悪のＳＮＲに対応するＰＭＩを「最悪のＰＭＩ」と呼ぶ。
【００５０】
最良のＰＭＩ１＝Ｘであり、且つ、最悪のＰＭＩ２＝Ｙである。別のユーザーも、２つのＰＭＩをフィードバックしており、この場合には、最良のＰＭＩ１＝Ｙであり、且つ、最悪のＰＭＩ２＝Ｘである。従って、２つのユーザーは、相互にマッチングしており、ユーザーＮの最良のＰＭＩが、ユーザーＭの最悪のＰＭＩに対応し、且つ、ユーザーＮの最悪のＰＭＩが、ユーザーＭの最良のＰＭＩに対応している。
【００５１】
その他のマッチング原理は、部分的に、端末優先度によるマッチングであってよい。例えば、端末１が相対的に高い優先度を具備している際には、端末２によって使用されるＰＭＩ３は、端末２による使用が端末１によって予想されているＰＭＩ２である必要があるが、図２に示されているように、端末１によって使用されるＰＭＩ１が端末１による使用が端末２によって予想されているＰＭＩ４であるかどうかは規定されない。２つを上回る数のＰＭＩが存在する場合には、ＰＭＩ１以外のＰＭＩは、マッチングされる端末による使用がその端末によって予想されているＰＭＩとなり、且つ、複数の端末がグループ内に存在可能である。
【００５２】
図３は、マルチセルＭＩＭＯモードにおける本発明の一実施例による通信システムによる処理を概略的に示している。
【００５３】
マルチセルＭＩＭＯモードにおいては、複数の基地局が、同一の物理リソースを使用することにより、異なるセル内の複数のユーザーに対して信号を送信する。セル内の同一の物理リソースを占有するユーザー間の信号干渉を回避するべく、基地局は、ＰＭＩマッチング（グループ化）法を採用する必要がある。本発明の実施例においては、それぞれの端末は、複数のＰＭＩをフィードバックしており、この場合に、１つのＰＭＩ（例えば、ＰＭＩ１）は、端末に送信される信号を重み付けするために、端末が位置するセル（サービスセル）内の基地局（セル基地局又はサービス基地局とも呼ばれる）による使用が端末によって予想されているプレコーディング行列であり、且つ、もう１つのＰＭＩ（例えば、ＰＭＩ２）は、サービスセルの物理リソースと同一の物理リソースによって送信される信号を重み付けするために、隣接セル内の基地局（隣接基地局とも呼ばれる）による使用が端末によって予想されているプレコーディング行列である。
【００５４】
例えば、端末は、次式に従ってＰＭＩを選択可能である。
【００５５】
【数４】
2012525739.tif 000006
【００５６】
【数５】
2012525739.tif 000007
【００５７】
Ｈ１kは、サービス基地局からユーザーｋへのＭＩＭＯチャネル行列であり、Ｈ２kは、隣接基地局からユーザーｋへのＭＩＭＯチャネルであり、ｗ１及びｗ２は、それぞれ、サービス基地局からユーザーへの最良のＰＭＩ及び隣接基地局からユーザーへの最悪のＰＭＩである。マッチング原理は、シングルセルマルチユーザーＭＩＭＯマッチングのものとわずかに異なる。例えば、端末が２つのＰＭＩをセル基地局にフィードバックした後に、セル基地局は、隣接セルユーザーによる使用がユーザーによって予想されているＰＭＩ（例えば、ＰＭＩ２）を隣接基地局に送信する。隣接基地局は、自身のセルからＰＭＩ２の使用が予想されるユーザーを見出し、これにより、このユーザーを元のセル内のユーザーとマッチングさせる。
【００５８】
２つを上回る数のＰＭＩが存在する際には、ＰＭＩ１以外のＰＭＩは、端末が位置するセルの物理リソースと同一の物理リソースによって信号を送信する際にその他の隣接セルの基地局によって重み付けのために使用されることが、端末によって予想されたプレコーディング行列の組を構成する。
【００５９】
前述のように、ＰＭＩのフィードバックは、様々なＭＩＭＯモードにおいて実行されることになる。本発明の実施例によれば、端末は、複数のＰＭＩを任意のＭＩＭＯモードにおいてフィードバックしており、従って、同一のフィードバックフォーマットを設計可能であり、且つ、端末は、異なるＭＩＭＯモードに応じてフィードバック情報のフォーマットを調節する必要がない。
【００６０】
例えば、基地局は、次表に示されているようなＰＭＩフィードバックフォーマットを採用可能である。
【００６１】
【表１】
2012525739.tif 000008
【００６２】
ＰＭＩレポート１およびＰＭＩレポート２は、様々なＭＩＭＯモードが必要とするＰＭＩ情報である。このようなフィードバックフォーマットを使用する際には、ＰＭＩレポート１及びＰＭＩレポート２は、異なるＭＩＭＯモードにおいて異なる意味を具備する。例えば、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの場合には、ＰＭＩレポート１及びＰＭＩレポート２は、それぞれ、ユーザーの２つのストリームに対して送信されるプレコーディング行列である。ＭＵ−ＭＩＭＯモードの場合には、ＰＭＩレポート１及びＰＭＩレポート２は、ユーザー自身によって使用されるＰＭＩと、マッチングされたユーザーによる使用が予想されているＰＭＩである。マルチセルＭＩＭＯモードの場合には、ＰＭＩレポート１及びＰＭＩレポート２は、ユーザー自身によって使用されるＰＭＩと、隣接セル内のマッチングされたユーザーによる使用が予想されているＰＭＩである。
【００６３】
従って、フィードバックシグナリングのオーバーヘッドの簡素化という目的を実現するように、端末は、同一フォーマットのＰＭＩフィードバックを通じて、様々なＰＭＩフィードバックを同一のフィードバックフォーマットにおいて基地局に送信可能である。
【００６４】
更には、端末は、様々なＭＩＭＯモードのＰＭＩフィードバックが統合されるように、２つを上回る数のＰＭＩをフィードバックすることも可能である。例えば、ＳＵ−ＭＩＭＯモードの場合には、２つを上回る数のＰＭＩを使用し、ユーザーに対する２つを上回る数のデータストリーム用のプレコーディングの重みを送信可能である。ＭＵ−ＭＩＭＯモードの場合には、２つを上回る数のＰＭＩを使用し、端末をグループ化可能であり、且つ、第１ＰＭＩを除いて、それぞれの端末からフィードバックされるＰＭＩは、マッチングする端末による使用がその端末によって予想されているＰＭＩである。マルチセルＭＩＭＯモードの場合には、２つを上回る数のＰＭＩを使用し、セルの端末をグループ化可能であり、且つ、第１ＰＭＩを除いて、それぞれの端末によってフィードバックされるＰＭＩは、その端末によって、その他のセル内のマッチングされる端末による使用が予想されているＰＭＩである。
【００６５】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例による通信システム内の基地局及び端末について詳述する。
【００６６】
図５は、本発明の一実施例による端末の構造の一例を概略的に示している。図５に示されているように、本発明の実施例によれば、端末５０は、ＭＩＭＯモード決定ユニット５１と、ＰＭＩ決定ユニット５２と、フィードバックユニット５３と、を含む。
【００６７】
ＭＩＭＯモード決定ユニット５１は、モバイル端末によって採用されるＭＩＭＯモードを決定するべく構成されている。ＭＩＭＯモード決定ユニット５１は、基地局からＭＩＭＯモードを通知する指示を受信可能であり、且つ、その指示に従って採用するＭＩＭＯモードを決定可能である。更には、ＭＩＭＯモード決定ユニット５１は、ＭＩＭＯモード決定ユニット５１が位置するセルのセル基地局との間のチャネルの品質又は隣接基地局との間のチャネルの品質に従って採用するＭＩＭＯモードを決定可能であり、決定されたＭＩＭＯモードをセル基地局に通知可能であり、且つ、基地局からの確認を待つことができる。代替実施例においては、基地局からの確認は、不要である。
【００６８】
ＰＭＩ決定ユニット５２は、決定されたＭＩＭＯモードに従って、フィードバックするＰＭＩを決定する。詳しくは、シングルユーザーＭＩＭＯモードの場合には、ＰＭＩ決定ユニット５２は、その単一のユーザーの２つのデータストリーム（又は、２つを上回る数のＰＭＩが存在する際には、更に多くのデータストリーム）によって使用されるＰＭＩを決定する。ＭＵ−ＭＩＭＯモード及びマルチセルＭＩＭＯモードの場合には、ＰＭＩ決定ユニット５２は、端末自体による使用が予想されているＰＭＩと、グループ化されるユーザーによる使用が予想されているＰＭＩと、を決定する。
【００６９】
フィードバックユニット５３は、ＰＭＩ決定ユニット５２によって決定されたＰＭＩをセル基地局に対してフィードバックするべく構成されている。前述のように、フィードバックユニット５３は、様々なＭＩＭＯモードにおいて、統合されたフォーマットによってＰＭＩ情報をフィードバック可能である。
【００７０】
図６は、本発明の一実施例による基地局の構造の一例を概略的に示している。図６に示されているように、本発明の実施例によれば、基地局６０は、ＭＩＭＯモード決定ユニット６１、通知ユニット６２、受信ユニット６３、及び端末グループ化ユニット６４と、を含む。
【００７１】
ＭＩＭＯモード決定ユニット６１は、採用されるＭＩＭＯモードを決定する。詳しくは、採用されるＭＩＭＯモードは、基地局とそのサービスを受ける端末の間のチャネルの情報又は端末の位置情報などに従って決定可能である。例えば、端末が基地局のサービスゾーンの中心エリアに位置している際には、ＳＵ−ＭＩＭＯモードが採用されることになり、端末が基地局の中心エリアに位置している際には、ＭＵ−ＭＩＭＯモードが採用されることになり、且つ、端末が基地局のエッジエリアに位置している際には、マルチセルＭＩＭＯモードが採用されることになる。更には、例えば、基地局とそのサービスを受ける端末の間のチャネルの品質が第１閾値よりも良好である際には、ＳＵ−ＭＩＭＯモードが採用されることになり、基地局とそのサービスを受ける端末の間のチャネルの品質が第１閾値よりも悪いが、第２閾値よりも良好である際には、ＭＵ−ＭＩＭＯモードが採用されることになり、チャネルの品質が第２閾値よりも悪い場合には、マルチセルＭＩＭＯモードが採用されることになる。更には、端末が採用されるＭＩＭＯモードを決定し、且つ、決定されたＭＩＭＯモードの使用を要求する要求を基地局に対して送信することも可能である。
【００７２】
通知ユニット６２は、決定されたＭＩＭＯモードを端末に通知する。更には、マルチセルＭＩＭＯモードが採用される際には、通知ユニット６２は、端末から受信されたＰＭＩ情報を隣接基地局にも通知する。
【００７３】
受信ユニット６３は、端末からＰＭＩ情報を受信する。前述のように、受信されたＰＭＩ情報は、統合されたフォーマットにより、端末によって送信され、且つ、その意味は、ＭＩＭＯモードに伴って変化する。ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、ＰＭＩ情報は、基地局とこの端末の間の通信において基地局による使用がこの端末によって予想されているＰＭＩと、この端末と同一グループにグループ化されるその他の通信装置と基地局との間の通信において基地局による使用が端末によって予想されているＰＭＩと、を含む。
【００７４】
ＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいては、端末グループ化ユニット６４は、個別の端末から送信されるＰＭＩ情報に従って、グループ化される端末を決定する。
【００７５】
例えば、２つの端末をマッチングする一実施例によれば、端末グループ化ユニット６４は、第１端末とマッチング（グループ化）される第２端末を決定するべく、第１端末から送信されるＰＭＩ１及びＰＭＩ２並びに第２端末から送信されるＰＭＩ３及びＰＭＩ４に従って、ＰＭＩ１と同一のＰＭＩ４と、ＰＭＩ２と同一のＰＭＩ３と、を有する第２端末をサーチする。
【００７６】
同様に、複数の端末をグループ化可能である。
【００７７】
図７は、本発明の別の実施例による端末グループ化ユニットによる処理を示しており、この処理は、例えば、２つの端末のマッチングなどである。図７に示されているように、本発明の別の実施例によれば、まず、第１端末の優先度を決定する（ステップ７０１）。端末の優先度は、サービスプロトコル又は送信データの特性に従って予め決定されている。例えば、高リアルタイム要件を具備するデータ（例えば、ビデオデータ又は音声データ）を端末との間において送信する際には、端末が高優先度を具備していることを決定し、高リアルタイム要件を具備していないデータ（例えば、ＥＭＡＩＬデータ）を送信する際には、端末が低優先度を具備していることを決定する。
【００７８】
次に、ステップ７０２において、同一優先度の端末の間においてマッチングを実行する。すなわち、第１端末とマッチング（グループ化）する第２端末を決定するべく、第１端末から送信されるＰＭＩ１及びＰＭＩ２並びに同一優先度の第２端末から送信されるＰＭＩ３及びＰＭＩ４に従って、ＰＭＩ１と同一のＰＭＩ４と、ＰＭＩ２と同一のＰＭＩ３と、を有する第２端末をサーチする。
【００７９】
マッチングする第２端末が見出された場合には（ステップ７０３：ＹＥＳ）、処理は、終了する。一方、マッチングする第２端末が見出されない場合には（ステップ７０３：ＮＯ）、ステップ７０４において、より低い優先度の端末の間においてマッチングを実行する。すなわち、第１端末とマッチング（グループ化）される第２端末を決定するべく、第１端末から送信されるＰＭＩ１及びＰＭＩ２並びにより低い優先度の第２端末から送信されるＰＭＩ３及びＰＭＩ４に従って、ＰＭＩ１と同一のＰＭＩ４と、ＰＭＩ２と同一のＰＭＩ３と、を有する第２端末をサーチする。
【００８０】
マッチングする第２端末が見出された場合には（ステップ７０５：ＹＥＳ）、処理は終了する。一方、マッチングする第２端末が見出されない際には（ステップ７０５：ＮＯ）、ステップ７０６において、より低い優先度の端末の中においてサブプライムマッチングを実行する。すなわち、第１端末とマッチング（グループ化）される第２端末を決定するサブプライムグループ化を行うために、第１端末から送信されるＰＭＩ１及びＰＭＩ２並びにサブ優先度の第２端末から送信されるＰＭＩ３及びＰＭＩ４に従って、ＰＭＩ２と同一のＰＭＩ３を有する第２端末をサーチする。この処理は、ステップ７０７において終了する。
【００８１】
図８は、前述の実施例による基地局の端末グループ化ユニット６４の概略的な構造図を示している。
【００８２】
図８に示されているように、端末グループ化ユニット６４は、端末優先度決定ユニット８１、同一優先度端末グループ化ユニット８２、判断ユニット８３、サブ優先度端末グループ化ユニット８４、及びサブプライムグループ化ユニット８５と、を含む。
【００８３】
端末優先度決定ユニット８１は、端末の優先度を決定する。同一優先度端末グループ化ユニット８２は、同一優先度の端末の中から、サービスされている端末と同一グループにグループ化される端末を決定する。判断ユニット８３は、グループ化される端末が見出されたかどうかを決定する。グループ化される端末が同一優先度端末グループ化ユニット８２によって見出されないと判断ユニット８３が判断した際に、サブ優先度端末グループ化ユニット８４は、より低い優先度の端末の中から、サービスされている端末と同一グループにグループ化される端末をサーチする。グループ化される端末がサブ優先度端末グループ化ユニット８４によって見出されないと判断ユニット８３が判断した際に、サブプライムグループ化ユニット８５がサブプライムグループ化を実行する。
【００８４】
図９は、本発明の一実施例による隣接基地局の概略構造図を示している。図９に示されているように、本発明の実施例による隣接基地局は、受信ユニット９１と、端末グループ化ユニット９２と、を含む。受信ユニット９１は、前述のセル基地局からＰＭＩ情報を受信する。端末グループ化ユニット９２は、端末グループ化を実行し、且つ、この処理は、端末グループ化ユニット６４によって実行されるものと同一であり、ここでは、説明を省略する。
【００８５】
統一されたフィードバックシグナリングを設計することにより、基地局は、複数のユーザーが配置される際に、ユーザー間の干渉を良好に制御し、これにより、システムスループットを改善可能である。
【００８６】
本発明に適合可能な通信システムは、任意のマルチアクセスシステム又はブロードキャスト／マルチキャスト／ユニキャストシステムであってよく、且つ、例えば、ＯＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡなどの任意のマルチアクセス技術に基づいたものであってよい。
【００８７】
本発明の前述の装置及び方法は、ハードウェアにより、又はハードウェアとソフトウェアの組合せにより、実装可能である。本発明は、コンピュータ可読プログラムがロジック部分によって実行された際に、ロジック部分が前述の装置又はコンポーネントを実装できるようにする又は前述の方法又はステップを実装できるようにするコンピュータ可読プログラムにも関係している。更には、本発明は、例えば、ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ、及びフラッシュメモリなどの前述のプログラムを保存するストレージ媒体にも関係している。
【００８８】
以上において詳述した実施例との関連において、本発明について説明した。しかしながら、当業者であれば、この説明は、例示を目的としたものに過ぎず、本発明の保護範囲を限定するものではないことを理解するであろう。当業者であれば、本発明の精神及び原理に基づいて、本発明に対して様々な変更又は変形を実施可能であり、且つ、それらの変更及び変形も、本発明の範囲に含まれる。
【図５】
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【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１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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