特開2019-195189(P2019-195189A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特開2019-195189LTEにおける4TXコードブックエンハンスメント
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-195189(P2019-195189A)
(43)【公開日】2019年11月7日
(54)【発明の名称】LTEにおける4TXコードブックエンハンスメント
(51)【国際特許分類】
   H04W 24/10 20090101AFI20191011BHJP
   H04W 16/28 20090101ALI20191011BHJP
   H04W 72/04 20090101ALI20191011BHJP
   H04B 7/0456 20170101ALI20191011BHJP
   H04B 7/06 20060101ALI20191011BHJP
   H04B 7/0417 20170101ALI20191011BHJP
   H04L 27/26 20060101ALN20191011BHJP
【FI】
   H04W24/10
   H04W16/28 130
   H04W72/04 136
   H04B7/0456 110
   H04B7/0456 300
   H04B7/06 956
   H04B7/0417
   H04B7/06 100
   H04L27/26 100
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】OL
【全頁数】60
(21)【出願番号】特願2019-107680(P2019-107680)
(22)【出願日】2019年6月10日
(62)【分割の表示】特願2015-557217(P2015-557217)の分割
【原出願日】2014年2月12日
(31)【優先権主張番号】61/770,705
(32)【優先日】2013年2月28日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/763,804
(32)【優先日】2013年2月12日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/768,851
(32)【優先日】2013年2月25日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/817,657
(32)【優先日】2013年4月30日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/807,647
(32)【優先日】2013年4月2日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】14/177,547
(32)【優先日】2014年2月11日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/769,463
(32)【優先日】2013年2月26日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/777,664
(32)【優先日】2013年3月12日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/812,459
(32)【優先日】2013年4月16日
(33)【優先権主張国】US
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ブルートゥース
(71)【出願人】
【識別番号】390020248
【氏名又は名称】日本テキサス・インスツルメンツ合同会社
(71)【出願人】
【識別番号】507107291
【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
(74)【上記1名の代理人】
【識別番号】100098497
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
(72)【発明者】
【氏名】エコ オンゴサヌシ
(72)【発明者】
【氏名】ランホワ チェン
(72)【発明者】
【氏名】ラルフ ベンドリン
【テーマコード(参考)】
5K067
【Fターム(参考)】
5K067AA23
5K067DD45
5K067EE02
5K067EE10
5K067KK03
(57)【要約】      (修正有)
【課題】ワイヤレス通信システムにおけるチャンネル状態情報(CSI)フィードバック方法を提供する。
【解決手段】プリコーディング行列が、プリコーディング行列インジケータ(PMI)フィードバックに基づいてマルチアンテナ伝送のために生成される。PMIは、第1のコードブックW1および第2のコードブックW2からの2つの行列の行列乗算から導き出されるプリコーディング行列の選択を示す。第1のコードブックW1は、隣接離散フーリエ変換(DFT)ベクトルの第1のグループを有して構築された、少なくとも第1のプリコーディング行列PMI1を含む。
【選択図】図6
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤレス通信システムにおけるチャンネル状態情報(CSI)のフィードバックの方法であって、
遠隔のトンラシーバから1つまたは複数のプリコーディング行列インジケータ(PMI)を受信すること、および
2つの行列W1およびW2の行列乗算から導き出されるプリコーディング行列Wを生成すること、
を含み、
前記プリコーディング行列Wが、データストリームの1つまたは複数の層に適用可能であり、行列W1が、前記PMI信号のビットの第1のグループに基づいて第1のコードブックC1から選択され、行列W2が、前記PMI信号のビットの第2のグループに基づいて第2のコードブックC2から選択され、前記第1のコードブックC1が、非隣接の離散フーリエ変換(DFT)ベクトルによって構築される以下のW1行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、N≧4が、Wに対応する送信アンテナの数であり、Nが、Nよりも大きいか、これと等しい整数である、
方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が1であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
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が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項3】
請求項1に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
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が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項4】
請求項1に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
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が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項5】
請求項1に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
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が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項6】
ワイヤレス通信システムにおけるチャンネル状態情報(CSI)のフィードバックの方法であって、
遠隔のトンラシーバから1つまたは複数のプリコーディング行列インジケータ(PMI)を受信すること、および
2つの行列W1およびW2の行列乗算から導き出されるプリコーディング行列Wを生成すること、
を含み、
前記プリコーディング行列Wが、データストリームの1つまたは複数の層に適用可能であり、行列W1が、前記PMI信号のビットの第1のグループに基づいて第1のコードブックC1から選択され、行列W2が、前記PMI信号のビットの第2のグループに基づいて第2のコードブックC2から選択され、前記第1のコードブックC1が、少なくとも第1のW1行列および第2のW1行列を含み、前記少なくとも第1のW1行列が、隣接の離散フーリエ変換(DFT)ベクトルの第1のグループを備えて構築され、前記少なくとも第2のW1行列が、非隣接のDFTベクトルの第2のグループを備えて構築され、
[この文献は図面を表示できません]
であり、
=0,1,…7の場合、
[この文献は図面を表示できません]
であり、
=8,9,…15の場合、
[この文献は図面を表示できません]
であり、Nt≦4が、Wに対応する送信アンテナの数である、
方法。
【請求項7】
請求項6に記載の方法であって、さらに、
前記プリコーディング行列Wで乗算することにより基地局でデータストリームの1つまたは複数の層をプリコーディングすること、および
前記データストリームにおける前記プリコードされた層を遠隔のトランシーバへ送信すること、
を含む、方法。
【請求項8】
請求項6に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が1であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
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が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項9】
請求項6に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、i=0,1,…,7であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
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が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項10】
請求項6に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、i=0,1,…,7であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項11】
請求項6に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、i=8,9,…,15であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項12】
請求項6に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、i=8,9,…,15であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項13】
請求項6に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、i=8,9,…,15であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項14】
ワイヤレス通信システムにおけるチャンネル状態情報(CSI)のフィードバックの方法であって、
遠隔のトンラシーバから1つまたは複数のプリコーディング行列インジケータ(PMI)を受信すること、および
2つの行列W1およびW2の行列乗算から導き出されるプリコーディング行列Wを生成すること、
を含み、
前記プリコーディング行列Wが、データストリームの1つまたは複数の層に適用可能であり、行列W1が、前記PMI信号のビットの第1のグループに基づいて第1のコードブックC1から選択され、行列W2が、前記PMI信号のビットの第2のグループに基づいて第2のコードブックC2から選択され、前記第1のコードブックC1が、隣接の離散フーリエ変換(DFT)ベクトルのセットによって構築される少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、N=4が、Wに対応する送信アンテナの数である、
方法。
【請求項15】
請求項14に記載の方法であって、さらに、
前記プリコーディング行列Wで乗算することにより基地局でデータストリームの1つまたは複数の層をプリコーディングすること、および
前記データストリームにおける前記プリコードされた層を遠隔のトランシーバへ送信すること、
を含む、方法。
【請求項16】
請求項14に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が1であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項17】
請求項14に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【請求項18】
請求項14に記載の方法であって、
前記データストリームの層の前記数が2であり、前記第2のコードブックC2が、少なくとも以下の行列、即ち、
[この文献は図面を表示できません]
を含み、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
が、値1を有するi番目のエレメントを除いた全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、ワイヤレス電話通信などのワイヤレス通信に関する。
【背景技術】
【0002】
開示される実施形態は、ワイヤレス通信システムに関し、詳細には、多入力多出力(MIMO: multi-input multi output)伝送用の、物理ダウンリンク共有チャンネル(PDSCH:Physical Downlink Shared Channel)データと、コードブックベースのフィードバックを備えた専用の参照信号とのプリコーディングに関する。
【0003】
直交周波数分割多重方式(OFDM)を用いて、多数のシンボルが、直交性を提供するように離間された複数のキャリアで伝送される。OFMDモジュレータは、通常、データシンボルを直列‐並列コンバータに取り込み、直列‐並列コンバータの出力が周波数領域データシンボルとみなされる。帯域のいずれかの端部の周波数領域トーンは、ゼロにセットされ得、ガードトーンと呼ばれる。これらのガードトーンにより、OFDM信号は適切なスペクトルマスクに適合される。周波数領域トーンのいくつかは、レシーバにおいて既知となり得る値にセットされる。これらには、チャンネル状態情報参照信号(CSI‐RS:Channel State Information Reference Signal)および専用または復調参照信号(DMRS:Dedicated or Demodulating Reference Signal)がある。これらの参照信号は、レシーバでのチャンネル推定に有用である。
【0004】
複数の送信/受信アンテナを備えた多入力多出力(MIMO)通信システムにおいて、データ伝送はプリコーディングを介して実施される。ここでは、プリコーディングとは、LストリームデータのPストリームへの線形(行列)変換を指し、Lは層(伝送ランクとも呼ばれる)の数を表し、Pは送信アンテナの数を表す。専用の(即ち、ユーザ固有の)DMRSを用いて、基地局またはeNodeB(eNodeB)などのトランスミッタが、レシーバの働きをするユーザ機器(UE)に対してトランスペアレントなプリコーディング動作を実施することができる。ユーザ機器からプリコーディング行列推奨を得ることは基地局にとって有利である。これは、アップリンクおよびダウンリンクチャンネルが周波数帯域の異なる部分を占める、即ち、アップリンクおよびダウンリンクが相互でない、周波数分割二重通信(FDD)の場合に著しい。従って、UEからeNodeBへのコードブックベースのフィードバックが望まれる。コードブックベースのフィードバックを可能にするために、プリコーディングコードブックが設計される必要がある。
【0005】
ロングタームエボリューション(LTE)規格は、2アンテナ伝送、4アンテナ伝送、および8アンテナ伝送用のコードブックを含む。これらのコードブックは効率的に設計されるが、ダウンリンク(DL)スペクトル効率をよりいっそう改善することが可能であると本願の発明者は認識している。従って、以下に記載する好ましい実施形態は、これらの問題と先行技術の改善とに向けられる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0006】
ワイヤレス通信システムにおけるチャンネル状態情報(CSI)およびプリコーディング行列インジケータ(PMI: precoding matrix indicator)フィードバックのためのシステムおよび方法が開示される。プリコーディング行列は、少なくとも1つの遠隔レシーバからのプリコーディング行列インジケータ(PMI)フィードバックに基づきマルチアンテナ伝送用に生成され、PMIは、第1のコードブックおよび第2のコードブックからの2つの行列の行列乗算から得られたプリコーディング行列の選択を示す。データストリームの1つまたは複数の層が、プリコーディング行列によりプリコードされ、遠隔レシーバに伝送される。
【0007】
一実施形態では、ワイヤレス通信システムにおけるCSIフィードバックおよびデータ伝送の方法が、遠隔トランシーバから1つまたは複数のプリコーディング行列インジケータ(PMI)信号を受信することを含む。PMI信号は、プリコーディング行列Wの選択を示す。このシステムは、2つの行列WおよびWの行列乗算からプリコーディング行列Wを発生させる。行列Wは、複合プリコーダ(composite precoder)と呼ばれる。行列Wは、広帯域/ロングタームチャンネル特性を対象とし、行列Wは、周波数選択/ショートタームチャンネル特性を対象とする。構成要素W、Wの各々は、コードブックを割り当てられる。従って、2つの別個のコードブックが必要とされる。即ち、CおよびCである。行列Wは、PMI信号の第1のグループのビットに基づき、第1のコードブックCから選択され、行列Wは、PMI信号の第2のグループのビットに基づき、第の2コードブックCから選択される。
【0008】
提示される第1のコードブックCおよび第2のコードブックCは、異なるランクおよび異なるPMIビット長のために以下で定義される。
【0009】
一実施形態において、データストリームの1つまたは複数の層が、プリコーディング行列Wによる乗算によってプリコードされる。データストリームのプリコードされた層は、その後遠隔レシーバに伝送される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】例示的なワイヤレス電気通信ネットワークを示す図である。
【0011】
図2】1つの等間隔リニアアレイ(ULA)または4対のULAエレメントを示す図である。
【0012】
図3】4対の交差偏波アレイを示す図である。
【0013】
図4】ビームのグリッドがm=2ビームだけシフトされる一例を示す図である。
【0014】
図5】8Txアレイにおけるアンテナ対をプルーニング(prune)するために行選択ベクトルを用いる一例を示す図である。
【0015】
図6】ダウンリンクLTE‐Advanced(LTE−A)において用いられる技法を示す図である。
【0016】
図7】例示的なネットワークシステムにおけるモバイルUEおよびeNodeBの内部詳細を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図1は、例示的なワイヤレス電気通信ネットワーク100を示す。ネットワーク100は、複数の基地局101、102、および103を含む。動作において、電気通信ネットワークは多くの基地局を必然的に含む。各基地局101、102、および103(eNodeB)は、対応するカバレッジエリア104、105、および106で動作可能である。各基地局のカバレッジエリアは、セルにさらに分割される。図示されるネットワークにおいて、各基地局のカバレッジエリアは、3つのセル104a〜c、105a〜c、106a〜cに分割される。電話送受器などのユーザ機器(UE)107をセルA 104aに示す。セルA 104aは、基地局101のカバレッジエリア104内にある。基地局101は、UE107に通信信号を伝送し、かつそこから通信信号を受信する。UE107がセルA 104aから出てセルB 105b内へ移動すると、UE107は基地局102にハンドオーバーされ得る。UE107は基地局101と同期されるので、UE107は、基地局102へのハンドオーバーを開始するために、非同期のランダムアクセスを用いることができる。
【0018】
非同期のUE107は、アップリンク108の時間または周波数またはコードリソースの割り当てを要求するために非同期のランダムアクセスをやはり用いる。トラフィックデータ、測定レポート、トラッキングエリア更新であり得る、伝送準備の完了したデータをUE107が有する場合、UE107は、アップリンク108でランダムアクセス信号を伝送し得る。ランダムアクセス信号は、UE107がUEのデータを伝送するためにアップリンクリソースを要求することを基地局101に知らせる。基地局101は、起こり得るタイミング誤り訂正と共にUE107のアップリンク伝送のために割り当てられたリソースのパラメータを含むメッセージを、ダウンリンク109を介してUE107に伝送することによって応答する。ダウンリンク109で基地局101によって伝送されるリソース割り当てと可能なタイミングアドバンスメッセージとを受信した後、UE107は、その伝送タイミングを任意選択的に調整し、所定の時間間隔の間、割り当てられたリソースを用いるアップリンク108でデータを伝送する。
【0019】
基地局101は、周期的なアップリンクサウンディング参照信号(SRS)伝送のためにUE107を設定する。基地局101は、SRS伝送からアップリンクチャンネル品質情報(CSI)を推定する。本発明の好ましい実施形態は、コードブックベースのフィードバックを有するプリコードされたマルチアンテナ伝送を介しての通信の改善をもたらす。セルラー通信システムにおいて、UEが一意的に、所定の時間で単一のセルラー基地局またはeNodeBに接続されかつそれらによってサーブされる。このようなシステムの一例は、3GPP LTEシステムであり、これにはLTE−Advanced(LTE−A)システムが含まれる。eNodeBでの伝送アンテナの数の増加に伴い、望ましい特性を有する効率的なコードブックを設計する作業は難しくなっている。
【0020】
CSIは、チャンネル品質インジケータ(CQI)、プリコーディング行列インジケータ(PMI)、プリコーディングタイプインジケータ(PTI)、および/またはランクインジケーション(RI)で構成される。CSIを報告するためにUEによって用いられ得る時間および周波数リソースは、eNodeBによって制御される。
【0021】
一実施形態において、CSIフィードバック用の二段のコードブックは、次に提示する乗算構造に基づく。
W=W (1)
ここで、Wは、広帯域/ロングタームチャンネル特性を対象とし、Wは、周波数選択/ショートタームチャンネル特性を対象とする。構成要素W、Wの各々は、コードブックを割り当てられる。従って、2つの別個のコードブックが必要とされる。即ち、CBおよびCBである。Wは複合プリコーダと呼ばれる。WおよびWの選択は、PMIおよびPMIを介して示される。
【0022】
次の原則が、コードブック設計のために実施される。
【0023】
(1)Wのための有限のアルファベット:各行列要素は、値またはコンステレーション(例えば、M−PSKアルファベット)の有限集合に属する。
【0024】
(2)Wのためのコンスタントモジュラス(constant modulus):即ち、プリコーディング行列における全てのエレメントが、同じ大きさを有する。これは、全てのシナリオにおいて電力増幅器(PA)のバランス特性を促進するために重要である。コンスタントモジュラスは、PAバランスにとって十分条件ではあるが、必要条件ではないことに留意されたい。しかしながら、コンスタントモジュラス特性を実施すると、コードブックの設計がより単純になる傾向がある。(フィードバックのための)プリコーディングコードブックは、コンスタントモジュラス特性に準拠するが、これは、eNodeBが非コンスタントモジュラスプリコーダを使用することを制限しないことにも留意されたい。これは、復調のためのUE固有のRSの使用により可能である。
【0025】
(3)Wのためのネストされた特性(nested property):ランクnの全ての行列/ベクトルは、ランク(n+1)プリコーディング行列の部分行列(サブマトリクス)であり、n=1,2,…,N−1であり、Nは層の最大数である。この特性は、PMI選択の複雑さを減少させ得るので望ましいが、UE固有のRSが用いられる場合には、ランクオーバライド(rank override)を促進する必要はない。
【0026】
(4)関連するフィードバックシグナリングオーバーヘッドは最小にされるべきである。これは、W(広帯域、ロングターム)およびW(サブバンド、ショートターム)に関連するオーバーヘッド間のバランスによって達成される。ここでは、時間(フィードバックレート)と周波数(フィードバック粒度)の次元の両方が重要である。
【0027】
(a)CBのサイズのやみくもな増加は(他方でCBのサイズは減少する)、或るレベルのパフォーマンスが期待される場合には、全体のフィードバックオーバーヘッドの減少を保証しない。コードブックCBが、所定の空間分解能を有する或るプリコーダ部分空間をカバーすることが意図される場合、CBのサイズの増加は、時間と周波数の両方において、Wに関連したフィードバックシグナリングの増加を要求する。これは、CBが、CBの一部分であることが意図される一層短いタームのチャンネル特性のキャプチャを開始するためである。
【0028】
(b)CBがごく頻繁に(時間および周波数において)更新される必要がないことを確実にするために、CBは、空間相関と関連する、アンテナセットアップや、発射角(AoD)の値の範囲など、ロングタームチャンネル特性をキャプチャすべきである。
【0029】
(c)設計は、W/CBと関連した最大オーバーヘッドを、リリース8PMIオーバーヘッドと同等(即ち、≦4ビット)に保つように努めるべきである。
【0030】
(5)Wのためのユニタリプリコーダは、(プリコーダ行列の列ベクトルは、互いに直交する対(ペアワイズ)でなければならない)が必須ではないが、一定の平均送信電力を維持するために十分な条件である。この制約は、少なくともいくつかの関連するランクのための、コードブックの設計においても用いられる。
【0031】
本願で開示されるLTEのための4Txコードブックの設計は、LTEリリース8における4Txコードブックのマルチユーザ(MU)MIMOのためのエンハンスメントを対象とする。4Txコードブックを再設計するのではなく、LTEリリース8 4Txコードブックが、シングルユーザ(SU)MIMOのための競争力のあるパフォーマンスを提供するように既に設計されているので(一方で、ランク1コードブックにおける8つの離散フーリエ変換(DFT)ベクトルのサポートの下、MU‐MIMOを考慮している)、本願で開示されるエンハンスメントは、MU‐MIMOパフォーマンスを向上させることを主眼とする。この考察に基づき、4Txエンハンスメントは、MU‐MIMOが関連するランク1および最大でもランク2を主眼とする。
【0032】
アンテナセットアップに関して、3つのセットアップが考慮され得る。即ち、
―2つのエレメント間でλ/2(半波長)の間隔を有する2つの2偏波エレメント、
―2つのエレメント間でλ4(より大きい)間隔を有する2つの2偏波エレメント、および
―λ/2(半波長)の間隔を有する等間隔直線アレイ(ULA)、である。
【0033】
第1および第2のセットアップは、優先度が最も高い。狭い間隔および広い間隔の両方を有する2(即ち、交差)偏波アンテナアレイのために、良好なパフォーマンスが確保されなければならない。
【0034】
図2および図3に示すアンテナエレメントインデクシングは、空間チャンネル係数Hn,mを列挙するために用いられ、ここでnおよびmは、それぞれレシーバおよびトランスミッタのアンテナインデックスである。図2は、1つのULA、または、1〜8のインデックスを付けられた4対のULAエレメントを示す。図3は、4対の交差偏波アレイを示す。4対の交差偏波アンテナのためのインデクシングは、一層相関される傾向がある、同じ偏波を有する2つのアンテナをグループ化することを表す。これは、図2における4対のULAのインデクシングに類似している。
【0035】
提示されるコードブック構造
次の表記が、下記コードブックを定義するために用いられる。
W:4Txフィードバックプリコーディング行列
:第1のフィードバックプリコーディング行列
:第2のフィードバックプリコーディング行列
:WのPMIインデックス
:WのPMIインデックス
N:層の最大数
TXA:送信アンテナの数
:(k×k)次元の単位行列
【0036】
4Txエンハンスメントおよび8Txのために同じ原則を用いるガイドラインに従って、ブロック対角グリッドオブビーム(GoB)構造が用いられる。この構造は、4Txと8Txで共通である。
【0037】
および関連するコードブックは、次のように表され得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0038】
ここで、異なるW行列は、ビーム角に関して(重複(オーバーラップ)のない)パーティショニング(区画化)を表す。即ち、
―Wは、サイズXのブロック対角行列であり、Xは、(NTXA/2)×Nb行列である。Nbは、Xに含まれる、隣接(NTXA/2)‐Tx DFTビームの数を示す。このような設計は、各偏波グループ内でN(NTXA/2)‐Tx DFTビームを合成できる。所与のNについて、空間的なオーバーサンプリング係数は本質的に(N/2)である。全体的な(NTXA/2)‐Tx DFTビーム収集(beam collection)は、(NTXA/2)×N行列Bにおいてキャプチャされる。
―Wにおける共位相調整(co-phasing)を用いること(後述する)により、複合プリコーダWは、最大でN個のDFTビームを合成できる。
―4Txについて、リリース8 ランク1コードブックが8個の4Tx DFTビームを既に含むことに留意すべきである。
―W行列のセットは、(X、即ち、各偏波グループにおいて)N個のビーム角の(N/Nb)‐レベルパーティショニング(即ち、非重複)を表す。
―この設計の結果、Wのための(N/Nb)のコードブックサイズとなる。
【0039】
ビーム角のセットにおける何らかの重複が、2つの異なるW行列の間で所望される場合、2つの連続的なX行列がいくつかの重複するビーム角で構成されるように、上記の数式はわずかに修正され得る。「エッジ効果」を減少させるために、即ち、サブバンドプリコーディングまたはCSIフィードバックが用いられる場合に、共通のW行列が同じプリコーディングサブバンド内の異なるリソースブロック(RB)のためにより適切に選択され得ることを確実にするために、ビーム角におけるオーバーラップは有益であり得る。本願において、サブバンドは、連続的な物理的リソースブロック(PRB)のセットを指す。重複があると、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0040】
このエンハンスメントは、MU‐MIMO改良を対象としており、それゆえ、ランク1(および最大でランク2)用に設計される。同時に、リリース8 4Txコードブックは、少なくともSU‐MIMOのためにまだ使用されるべきである。SU‐MIMOとMU−MIMOの間の動的スイッチング(RRC構成なしのスイッチング)がリリース12の基本的な前提であることに留意すると、eNodeBは、リリース8 4Txと、エンハンストコンポーネント(enhanced component)とを交換可能に使用できるべきである(即ち、これらの2つのコンポーネント間のスイッチングは動的であるべきである)。2段フィードバック構造と、特に、W=W*W構造とのおかげで、このことが、単純かつ自然な方式で実現され得る。エンハンストコンポーネントは、リリース8コードブックを用いて次のように拡大または結合され得る。即ち、
―リリース8 4Txコードブックは、W用のコードブックとして用いられ、W=単位行列と関連され、
―W=単位行列が選択されたことをPMIが示す場合、CBがオリジナルのリリース8コードブックとして選択され、
―或いは、いくつかの他のWをPMIが示す場合、WおよびCBが、エンハンストコンポーネントとして選択される。
【0041】
上記のスイッチング/拡大メカニズムは以下を特徴とする。
―最良の4Tx MU‐MIMOコードブックエンハンスメントオポチュニティ。これは、新たなコンポーネントのための最適化の取り組みが、SU‐MIMOパフォーマンス(これは、リリース8 4Txコードブックによってカバーされる)を考慮する必要なく、MU‐MIMOの改善に集中され得ることが理由である。さらに、リリース8 4Txコードブックを用いる上記の拡大メカニズムが、新たなコンポーネントのいずれの構造も制約することなく達成され得るので、新たなコンポーネントは「初めから」設計され得る。
―追加の標準化の取り組みなしに、4Tx SU‐MIMOのための最良のパフォーマンスを維持すること。これは、リリース8 4Txコードブックの使用により実現する。リリース8 4Txコードブックは、いくつかのプリコーダ行列/ベクトルにおける固有のブロック対角構造に部分的に起因して、前述のように、2偏波アレイを含む様々なアンテナおよびチャンネルセットアップにおける競争力のあるパフォーマンスを提供する。
―物理アップリンク共有チャンネル(PUSCH)モード3−2による、フレキシブルな周波数選択性プリコーディングを達成すること。リリース8コードブックが再利用されず、また、新しいコードブックがW=W構造に完全に基づく場合、全てのサブバンドPMIは、広域W制約により、同じグリッドオブビーム(GoB)に収まる。これは、モード3−2およびシステムパフォーマンスのプリコーディングゲインを必然的に制限する。それどころか、リリース8コードブックを拡大させることにより、全てのリリース8PMIベクトルは、何ら制約なく、各サブバンド上で独立して用いられ得る。これは、フレキシブルなサブバンドプリコーディングを確実にするために重要である。
【0042】
のための設計(共位相調整および選択に基づく)は、8Txコードブック設計に用いられる構造に従う。共位相調整は、2つの偏波グループ間の何らかのフェーズ調整と、2つのブロック対角2Tx DFTTx DFT行列からの4Tx DFTTx DFTベクトルの生成とを可能にする。(グループ)選択動作は、同じサブバンド内のRBを横切るビーム角の微調整/調整を可能にし、これにより、周波数選択性プリコーディングゲインが最大化する。
【0043】
―Wと結合したもの―におけるビーム選択と共位相調整の組み合わせは、単一のプリコーダW=Wとなるべきである。
【0044】
(N,Nb)コードブックの非重複ブロック対角GoB拡大を有する完全な設計の一例が、後続の段落で述べられる。隣接するW行列重複を含むように、提示された設計を広げるのが端的であるが、簡潔さのためにここでは省略される。
[この文献は図面を表示できません]
【0045】
ランク‐1
一例として、(N,Nb)=(8,4)と仮定する。
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ3(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)
【0046】
=Iのとき、W∈C2,R8Tx4r1であり、ここでC2,R8Tx4r1は、Wに用いられるリリース8 4Txランク1コードブックを示す。
【0047】
[この文献は図面を表示できません]
のとき、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0048】
この例のためのランク1 PMIオーバーヘッドを表1に示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0049】
十分なシステムパフォーマンス向上および合理的なフィードバックオーバーヘッドによって正当化される場合、(N,Nb)の他の値も排除されない。
【0050】
ブロック対角エンハンスメントコンポーネントが、リリース10 8Txコードブックのサブセットの部分行列(サブマトリクス)であることに留意されたい。このように、4Tx GoBコンポーネントは、4Tx MIMOフィードバックのために8Txコードブックをプルーニングすることによって獲得され得る。これは以下でより詳細に説明される。
【0051】
N、Nbは、他の値をとることもできる。例えば、(N,Nb)=(16,4)の場合である。
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ‐5(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)。
【0052】
=Iのとき、W∈C2,R8Tx4r1であり、ここでC2,R8Tx4r1は、Wに用いられるリリース8 4Txランク1コードブックを示す。
【0053】
[この文献は図面を表示できません]
のとき、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0054】
この例のためのランク1 PMIオーバーヘッドが表2に示される。
[この文献は図面を表示できません]
【0055】
リリース12 4Txコードブックがリリース8コードブックを含まないことが、いくつかの実施形態において可能である。この場合、単位行列Iは、WコードブックCから取り除かれる。
【0056】
N値を(例えば、32または64に)増加させることも可能である。しかし、これは、Cコードブックサイズおよびフィードバックオーバーヘッドを増加させ、Nb個の隣接ビームがカバーし得る角度広がりのスパンを減少させる。
【0057】
ランク‐2:
一例として、(N,Nb)=(8,4)だと仮定すると、
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ3(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)
である。
【0058】
=Iのとき、W∈C2,R8Tx4r2であり、ここでC2,R8Tx4r2は、Wに用いられるリリース8 4Txランク2コードブックを示す。
【0059】
[この文献は図面を表示できません]
であるとき、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0060】
この設計の1つの些細な欠点は、Wオーバーヘッドが一定でなく、W行列に依存して変化することである。特に、
―W=Iの場合、Wオーバーヘッドはサブバンドにつき4ビットであり、
―Wが、ブロック対角コンポーネントに対応する場合、Wオーバーヘッドは、サブバンドにつき3ビットである。
【0061】
およびWが、PUSCHフィードバックモードにおいて共に符号化されるので、W/Wの共同のブラインドデコードがeNodeBで必要とされ、これは、eNodeBの実装の複雑度を増加させる。
【0062】
1つの解決策として、ランク2プリコーディング行列Wにおける2つの列が、1つのグリッドにおいて異なるビームから選択され得る。
【0063】
一例として、次の設計が可能である。
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ‐3(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)。
【0064】
=Wであるとき、W∈C2,R8Tx4R2であり、C2,R8Tx4r2は、Wに用いられるリリース8 4Txランク2コードブックを示す。
【0065】
[この文献は図面を表示できません]
であるとき、
[この文献は図面を表示できません]
であり、
[この文献は図面を表示できません]
は、1であるq番目のエレメントを除いて、ゼロに等しい全てのエレメントを有するp×1列ベクトルである。Wオーバーヘッドは、サブバンドにつき4ビットであり、リリース8コードブックオーバーヘッドに一致している。
[この文献は図面を表示できません]
として示される、任意の他の(Y,Y)ペアが同様に適用可能であることに留意すべきであり、ここで、1≦m≦4,1≦n≦4,m≠nである。
【0066】
上記の(Y,Y)ペアのいずれにおいても、括弧[ ]内の2つの選択ベクトルが変更され得ることに留意されたい。例えば、
[この文献は図面を表示できません]
は、
[この文献は図面を表示できません]
で置き換えられ得、その結果のコードブックが同等に適用可能である。
【0067】
ブロック対角エンハンスメントコンポーネントは、リリース10 8Txコードブックのサブセットの部分行列であることに留意すべきである。
【0068】
別の解決策として、(N,Nb)=(16,8)コードブックエンハンスメントを採用することによって解決され得る。
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ‐3(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)。
【0069】
=Iのとき、W2∈C2,R8Tx4r2であり、ここでC2,R8Tx4r2は、Wに用いられるリリース8 4Txランク2コードブックを示す。
【0070】
[この文献は図面を表示できません]
であるとき、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0071】
この例のためのランク2 PMIオーバーヘッドが表3に示される。
[この文献は図面を表示できません]
【0072】
あるいは、リリース12 4Txコードブックがリリース8コードブックを含まないことも可能である。この場合、単位行列は、WコードブックCから取り除かれる。
【0073】
別の可能な設計は、
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ‐5(ブロック対角GoBを用いて拡大されたRel−8コードブック)
として、(N,Nb)=(16,4)を使用することである。
【0074】
=Iであるとき、W∈C2,R8Tx4r2であり、ここでC2,R8Tx4r2は、Wに用いられるリリース8 4Txランク2コードブックを示す。
【0075】
[この文献は図面を表示できません]
であるとき、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0076】
Nの値を(例えば、32または64に)増加させることも可能である。しかし、これは、Cコードブックサイズおよびフィードバックオーバーヘッドを増加させ、Nb個の隣接ビームがカバーし得る角度広がりのスパンを減少させる。
【0077】
ランク‐3:
最も単純な解決策は、リリース8コードブックをそのままリリース12に再利用することである。
=I (16)
→サイズ1(リリース8コードブックのみ)。
∈C2,R8Tx4r3であり、ここで、C2,R8Tx4r3は、Wに用いられるリリース8 4Txランク3コードブックを示す。
【0078】
(N,Nb)構造に基づくエンハンスメントが、十分なパフォーマンス向上によって保証される場合、これはランク1およびランク2に対するものと同様の方式で成され得る。例えば、(N,Nb)=(4,4)設計に基づき、
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ2(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)
である。
【0079】
=Iであるとき、W∈C2,R8Tx4r3であり、ここでC2,R8Tx4r3は、Wに用いられるリリース8 4Txランク3コードブックを示す。
【0080】
[この文献は図面を表示できません]
であるとき、
[この文献は図面を表示できません]
であり、i=0,…,7に対応する。
【0081】
オーバーヘッドを異なるW行列に対して一致させるために、i=8,…,15が、エンハンスメントコンポーネントであるW行列に対応するW(例えば、ブロック対角)のために確保されなければならない。
【0082】
あるいは、
[この文献は図面を表示できません]
であるとき、
[この文献は図面を表示できません]
である。
この場合、W2オーバーヘッドは、サブバンドにつき4ビットである。
【0083】
この例のためのランク3 PMIオーバーヘッドが表4に示される。
[この文献は図面を表示できません]
【0084】
リリース12 4Txコードブックがリリース8コードブックを含まないことが可能である。この場合、単位行列は、WコードブックCから取り除かれる。
【0085】
上記の(Y,Y)ペアのいずれかにおいて、括弧内の2つの選択ベクトルが変更され得ることに留意されたい。例えば、
[この文献は図面を表示できません]
は、
[この文献は図面を表示できません]
によって置き換えられ得、その結果のコードブックが同等に適用可能である。
【0086】
リリース12 4Txランク3コードブックが、上記で提示されたようなGoBコンポーネントを用いて再設計され、いずれのリリース8 4Txランク3プリコーディング行列も含まないことは排除されない。
【0087】
別の代替的なGoB設計は、(N,Nb)=(8,8)であり、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0088】
ランク‐4:
最も単純な解決策は、リリース8コードブックをそのままリリース12のために再利用することである。
=I (18)
→サイズ1(リリース8コードブックのみ)。
∈C2,R8Tx4r4であり、ここで、C2,r8Tx4r4は、Wに用いられるリリース8 4Tx ランク4コードブックを示す。
【0089】
(N,Nb)構造に基づくエンハンスメントが十分なパフォーマンス向上によって保証される場合、これはランク1およびランク2に対するものと同様の方式で成され得る。例えば、(N,Nb)=(4,4)設計に基づいて、
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ2(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)
である。
【0090】
=Iであるとき、W∈C2,R8Tx4r4であり、ここでW∈C2,R8Tx4r4は、Wに用いられるリリース8 4Tx ランク4コードブックを示す。
【0091】
[この文献は図面を表示できません]
であるとき、
[この文献は図面を表示できません]
であり、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
であり、i=0,…,7に対応する。
【0092】
[この文献は図面を表示できません]
のために、計8個のW行列(i=0,…,7)があることに留意されたい。Wオーバーヘッドを全てのWにわたって一致させるために、Wはi=8,…,15のために確保され得る。
【0093】
あるいは、次のように(N,Nb)=(8,8)コードブックを採用するものもある。
[この文献は図面を表示できません]
→サイズ2(ブロック対角GoBを用いて拡大されたリリース8コードブック)。
【0094】
=Iであるとき、W∈C2,R8Tx4r4であり、ここで、W∈C2,R8Tx4r4は、Wに用いられるリリース8 4Tx ランク4コードブックを示す。
【0095】
[この文献は図面を表示できません]
のとき、
[この文献は図面を表示できません]
および、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0096】
上記の(Y,Y)ペアのいずれにおいても、括弧[ ]内の2つの選択ベクトルが変更され得ることに留意されたい。
【0097】
上記のいずれの(Y,Y)ペアも、
[この文献は図面を表示できません]
として示される異なるペアによって置き換えられ得ることにやはり留意すべきであり、ここで、1≦m≦N/2,1≦n≦N/2である。
【0098】
この例のためのランク4 PMIオーバーヘッドが表5に示される。
[この文献は図面を表示できません]
【0099】
リリース12 4Txコードブックが、リリース8コードブックを含まないことが可能である。この場合、単位行列は、WコードブックCから取り除かれる。
【0100】
リリース12 4Tx ランク4コードブックが、上記で提示したようにGoBコンポーネントを用いて再設計され、どのリリース8 4Txランク4プリコーディング行列も含まないことは排除されない。
【0101】
最終的な4Txコードブックは、ランクrコードブックを含み、r=1、2、3、4である。各ランクrに対し、対応するランクrコードブックが、ランク1からランク4コードブックについて上述した方法によって構築され得る。他のランクに対し、リリース8コードブックが再利用される一方で、コードブックが或るランクのためにエンハンスされることは排除されない。
【0102】
提示されたランク1からランク4コードブックの再構成
一例として(N,Nb)=(16,4)を用いて、上記で提示されたコードブックは、これ以降の表に示す式によって再構成され得る。これらの表が他の(N,Nb)値に容易に拡張され得ることに留意すべきである。
【0103】
ランク1およびランク2
ランク1およびランク2のためのリリース12 4Txコードブックが、隣接ビームが重複(オーバーラップ)するGoBフレームワークによって再設計され、かつ、リリース8コードブックを含まない場合、4Txコードブックは、表6‐1および表6‐2における式によって表され得る。
【0104】
∈{0,1,…,f(υ)−1}の第1のPMI値およびn∈{0,1,…,g(υ)−1}の第2のPMI値が、表6のjに示されるコードブックインデックスnおよびnに対応し、ここで、υは、関連するランク値に等しく、j=υ、f(υ)={8,8}およびg(υ)={16,16}である。互換的に、第1および第2のプリコーディング行列インジケータが、iおよびiによって表される。
【0105】
量φπおよび量νは、以下によって表される。
[この文献は図面を表示できません]
【0106】
表6‐1は、一実施形態に従った1レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0107】
表6‐2は、一実施形態に従った2レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0108】
ランク1およびランク2のためのリリース12 4Txコードブックが、GoBコンポーネントを有する既存のリリース8コードブックを拡大することによって再設計される場合、リリース12 4Txコードブックは、表6‐3および表6‐4のように表され得る。
【0109】
表6‐3は、一実施形態に従った1レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0110】
表6‐4は、一実施形態に従った2レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0111】
ランク3およびランク4
ランク3およびランク3のためのリリース12 4Txコードブックが、隣接ビームが重複するGoBフレームワークによって再設計され、かつリリース8コードブックを含まない場合、4Txコードブックは、表6‐5および表6‐6における式によって表され得る。
【0112】
表6‐5は、一実施形態に従った3レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0113】
表6‐6は、一実施形態に従った4レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0114】
ランク3およびランク3のためのリリース12 4Txコードブックが、GoBコンポーネントを有する既存のリリース8コードブックを拡大することによって再設計される場合、リリース12 4Txコードブックは、表6‐7および表6‐8におけるように表され得る。
【0115】
表6‐7は、一実施形態に従った3レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0116】
表6‐8は、一実施形態に従った4レイヤCSIレポーティングのためのコードブックを示す。
[この文献は図面を表示できません]
【0117】
代替的なコードブック設計
上記で提示されたWコードブックCに対し、GoBコンポーネントは、次のようなブロック対角行列の形式で表される。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、重複がないと、
[この文献は図面を表示できません]
であり、重複があると、
[この文献は図面を表示できません]
である。各X(k)は、或る到着角および角度広がりをモデル化するNb個の隣接ビームのグループを表す。
【0118】
(即ち、X(k))のブロック対角部分行列が、X(k)の線形または非線形変換によって置き換えられた場合に代替的な設計が可能であり、例えば、
[この文献は図面を表示できません]
であり、ここで、f( )、g( )、n=0,…,m=0,…、は線形/非線形変換関数である。
【0119】
以下の段落において、一例として(N,Nb)=(16,4)と仮定して、いくつかのこのような可能な設計を説明するが、その他の(N,Nb)値に対する拡張が直接的である。
【0120】
リリース12 4TxコードブックがGoB構造を用いて再設計され、リリース8 4Txコードブックを含まないことも想定される。しかし、リリース8 4Txを下記で提示された設計によって拡大するのは直接的である。
【0121】
例1:ビームシフティング
一実施形態において、
[この文献は図面を表示できません]
である。代替的に、
[この文献は図面を表示できません]
である。
[この文献は図面を表示できません]
として表されるNt=4の場合、D(m)(m=0,1…N‐1)は、Nt/2×Nt/2対角行列である。本願において、D(m)はビームシフティングを実施する。例えば、第1の部分行列X(k)が、Nb個の隣接ビーム
[この文献は図面を表示できません]
を含むとき、第2の部分行列D(m)X(k)は、
[この文献は図面を表示できません]
としてNb個のビームの異なるグリッドを含む。即ち、ビームの第2のグリッドは、m個のビームだけシフトされ、ここで、mは0からN‐1の値を取り得る。m=0,…N−1である場合、Wコードブックサイズは、W重複がないと
[この文献は図面を表示できません]
に増大し、W重複があると、
[この文献は図面を表示できません]
に増大する。上述の最初のセクションで提示されたコードブックが、ビームシフティングのない、m=0である特別な場合であることに留意されたい。
【0122】
図4は、ビームのグリッドがm=2ビームだけシフトされた例を示す。Nb個のビーム401の第1のグリッドが、N個のビーム402から選択される。ビーム403の第2のグリッドは、N個のビーム402から選択されるが、ビーム401の第1のグリッドに関連した2つのビーム404、405だけシフトされる。
【0123】
D(m)行列のサブセットが、コードブックCを構築する際に用いられることは排除されず、ここで、m∈Π、Π⊆{0,…N−1}である。例えば、Π={1}であるとき、(例えば、垂直偏波アレイ402のための)ビームの第2のグリッドにおけるNb個のビームは全て1ビームだけシフトされ、それは、2つの連続するW行列間の重複するビーム(Nb/2=2)の数の半分である。別の例として、Π={0,1}であるとき、Nb個のビームの第2のグリッドはシフトされない場合もあり、または1ビームだけシフトされ得る。
【0124】
別の実施形態において、ビームの第1のグリッドおよび第2のグリッドの両方がシフトされ得る。この例は次のように表される。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。同様に、コードブックCを生成する際に、G(n)およびD(m)行列のサブセットを使用することが可能である。
【0125】
例2:ビーム置換(Beam Permutation)
の1つまたは両方の部分行列において、選択されたビームを置換することがさらに可能である。一例として、Wコードブックは、次のように表される。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、P(l)は,
[この文献は図面を表示できません]
の4×4列置換である。P(l)の一例は、
[この文献は図面を表示できません]
である。D(m)X(k)にP(l)を乗じることにより、第2の部分行列D(m)X(k)におけるNb個のビームは、ビームX(k)の第1のグリッドと共位相調整される前に置換され、Wコードブックにおけるさらなるダイバーシティゲインをもたらす。
【0126】
置換は、Wの両方の部分行列のために実施され得る。別の例において、Wコードブックは、次のように表される。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、
[この文献は図面を表示できません]
および
[この文献は図面を表示できません]
は、それぞれ、ビームの第1のグリッドおよびビーム第2のグリッドのための列置換を実施する。置換演算(permutation operation)P(l)は、ビームシフティング(例えば、D(m))なしに、適用され得ることに留意されたい。
【0127】
例3:位相回転
別の実施形態において、以下である。
[この文献は図面を表示できません]
代替的に、以下である。
[この文献は図面を表示できません]
D(m)(m=0,1…N−1)は、次のように示されるNb×Nb対角行列である。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、D(m)は、Nb個のビームへの位相補正を実施する。例えば、第1の部分行列X(k)は、
[この文献は図面を表示できません]
として定義されるNb個の隣接ビームを含むので、第2の部分行列D(m)X(k)は、
[この文献は図面を表示できません]
と定義されるNb個のビームの異なるグリッドを含む。言い換えると、第2のグリッドにおけるm番目のビーム(m=0,1,…,Nb−1)は、
[この文献は図面を表示できません]
だけ位相回転される(phase-rotated)。ビームの第1のグリッドとビームの第2のグリッドの両方に、位相回転を適用することも可能である。
【0128】
位相回転行列D(m)の代替的な式が、次のように与えられる。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、Nb個の位相補正コンポーネント
[この文献は図面を表示できません]
は、90度セクタを均一にサンプルする。このように、ビームの2つのグリッド間の共位相調整は、W2コードブックにおけるようなQPSKアルファベットにもはや限定されないが、
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の値を取り得る。
【0129】
ビームシフティング、ビーム置換、および/または位相回転スキームの組合せが、Wコードブックを構築する際に用いられ得ることがさらに理解されよう。
【0130】
4Tx MIMOのための8Txコードブックのプルーニング
LTEリリース10 8Txコードブックは、GoB構造を用いて設計される。特に、
―各4Tx偏波アレイは、N個のDFTビームによってオーバーサンプリングされ、
―各広帯域W行列は、或るAoDおよび角度広がりをカバーするためにNb個の隣接DFTビームを含み、
―狭帯域Wは、ビーム選択および共位相調整を実施する。
このように、4Tx GoBコードブックコンポーネントは、リリース12における8Txコードブックのサブセットの部分行列として選択され得る。言い換えれば、各4Tx GoBプリコーダは、リリース10 8Txプリコーダの4つの選択された行に対応し得る(即ち、8Txコードブックを4つの行へプルーニングする)。
【0131】
このプルーニングを説明するために、リリース10 8Txコードブックは、次のように表される。
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ここで、
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および
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は、第1および第2のコードブックである。続いて、4Tx GoBコードブックは、
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と記すことができ、ここで、C(4)={W(4)}⊆{W(8)[(n1,n2,n3,n4),;]}であり、かつ、8×R行列について、
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は、のni番目の行を示し、
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であり、(n1,n2,n3,n4)は、コードブックプルーニングのための行選択ベクトルである。
【0132】
上記で提示された4Tx GoBコードブックは、リリース10 8Txコードブックからプルーニングされ得る。本願では次の注釈を使用する。
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このように、各8Txプリコーディング行列
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は、8Txコードブックインデックス
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のペアによって示され、各4Txプリコーディング行列
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は、4Txコードブックインデックス
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のペアによって示される。
【0133】
ランク1
重複ビームを有する、(N,Nb)=(N,Nb)4Tx GoBコードブック(ここで、N<=32、Nb=4である)では、
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により示される各4Txプリコーディング行列は、
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により示される、対応する8Txランク1プリコーディング行列からプルーニングされ得、ここで、
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である。
【0134】
より詳細には以下である。
【0135】
重複のある(N,Nb)=(8,4)4Txコードブックでは、4Txコードブックインデックス
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のペアにより示される各4Txプリコーディング行列は、表7に記す通り、8Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される、対応する8Tx ランク1プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0136】
重複ビームを有する、(N,Nb)=(16,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表8に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク‐1プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0137】
重複ビームを有する、(N,Nb)=(32,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表9に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク1プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0138】
重複ビームのない、(N,Nb)=(N,Nb)4Txコードブック(ここで、N<=32、Nb=4である)では、4Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される各4Txプリコーディング行列は、8Txコードブックインデックス
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のペアにより示される、対応する8Txランク1プリコーディング行列からプルーニングされ得、ここで、
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である。
【0139】
より詳細には、下記である。
【0140】
重複ビームのない、(N,Nb)=(8,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表10に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク1プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0141】
重複ビームのない、(N,Nb)=(16,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表11に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク1プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0142】
重複ビームのない、(N,Nb)=(32,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表12に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク1プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0143】
ランク‐2
例示的コードブック1
このセクションでは、次の4Txランク2コードブックを仮定する。ここでWコードブックはサイズ8である。
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ここで、(k=0,…,N/N−1)は重複ビームがなく、また、(k=0,…,2N/N−1)は、重複ビームを有する。
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ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0144】
重複ビームを有する、(N,Nb)=(N,Nb)4Tx GoBコードブック(ここで、N<=32、Nb=4である)では、4Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される各4Txプリコーディング行列は、8Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0145】
より詳細には、下記である。
【0146】
重複ビームを有する、(N,Nb)=(8,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表13に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0147】
重複ビームを有する、(N,Nb)=(16,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表14に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0148】
重複ビームを有する、(N,Nb)=(32,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表15に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0149】
重複ビームのない、(N,Nb)=(N,Nb)4Txコードブック(ここで、N<=32、Nb=4である)では、4Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される各4Txプリコーディング行列は、8Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0150】
より詳細には下記である。
【0151】
重複ビームのない、(N,Nb)=(8,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表16に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0152】
重複ビームのない、(N,Nb)=(16,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表17に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
【0153】
重複ビームのない、(N,Nb)=(32,4)4Txコードブックでは、
[この文献は図面を表示できません]
により示される各4Txプリコーディング行列は、表18に記す通り、
[この文献は図面を表示できません]
により示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得る。
[この文献は図面を表示できません]
例示的なコードブック2
【0154】
このセクションでは、以下の4Tx GoBコードブックを想定し、ここで、Wコードブックはサイズ16である。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、(k=0,....N/N−1)は重複ビームがなく、(k=0,....2N/N−1)は重複ビームを有する。
[この文献は図面を表示できません]
【0155】
このような4Txコードブックは、8Txオーバーサンプリングレートと同等の、オーバーサンプリングレートがN=32という場合を除いて、8Txコードブックから完全にはプルーニングされ得ない。この場合、4Txに対しW重複があるとき、4Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される各4Txプリコーディング行列は、表19に示す通り、8Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。
[この文献は図面を表示できません]
【0156】
重複ビームのない、(N,Nb)=(32,4)4Tx GoBコードブックでは、4Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される各4Txプリコーディング行列は、表20に記す通り、8Txコードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアにより示される、対応する8Txランク2プリコーディング行列からプルーニングされ得、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。
[この文献は図面を表示できません]
【0157】
ランク‐3
ランク3 4Tx GoBコードブックは、ランク3 8Txコードブックからプルーニングされ得る。これは、(N,Nb)=(16,8)構造に従った、8Tx設計から理解され得、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0158】
各ランク3 8Txプリコーディング行列の列ベクトルは、ランク3 8Txプリコーディング行列がユニタリー制約(unitary constraint)を確実に満たすために、精密にサンプルされた(例えばサンプリングレート4)4Tx DFTベクトルを含む。4Txでは、ユニタリー制約を達成するために、各ランク3 4Txプリコーディング行列の列ベクトルは、精密にサンプルされた(例えば、サンプリングレート2)2Tx DFTベクトルを含まなければならない。このように、いずれの4Tx GoB行列の列ベクトルも常に、8Txコードブックの異なるW行列にわたり、8Txコードブックをプルーニングすることによってランク3 4Txコードブックを構築することを不可能させる。
【0159】
しかしながら、ランク3 4Tx GoBコンポーネントは、ランク6 8Txコードブックからプルーニングされ得、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
であり、例えば、コードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアに対応するランク6 8Txプリコーディング行列の(n1,n2,n3,n4)番目の行および(m1,m2,m3)番目の列は、コードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアに対応する4Txプリコーディング行列を構築するために用いられる。
【0160】
例えば、(N,Nb)=(4,4)GoBコードブックでは、表21に示すプルーニングが可能である。
[この文献は図面を表示できません]
【0161】
列選択方法(m1,m2,m3)は、4Tx GoBプリコーディング行列に依存し得ることに留意されたい。例えば、以下である。
[この文献は図面を表示できません]
【0162】
ランク‐4
同様に、ランク4 4Tx GoBコンポーネントは、ランク4 8Txコードブックからプルーニングされ得ない。しかしながら、ランク4 4Tx GoBコンポーネントは、ランク8 8Txコードブックからプルーニングされ得、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
であり、例えば、コードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアに対応する、ランク8 8Txプリコーディング行列の(n1,n2,n3,n4)番目の行および(m1,m2,m3)番目の列は、コードブックインデックス
[この文献は図面を表示できません]
のペアに対応する4Txプリコーディング行列を構築するために用いられる。例えば、(N,Nb)=(4,4)GoBコードブックでは、表22に示すプルーニングが可能である。
[この文献は図面を表示できません]
【0163】
列選択方法(m1,m2,m3,m4)は、4Tx GoBプリコーディング行列に依存し得ることに留意されたい。例えば、以下である。
[この文献は図面を表示できません]
【0164】
プルーニングのための行選択ベクトル(n1,n2,n3,n4)
一実施形態では、行選択ベクトル(n1,n2,n3,n4)は、仕様においてハードコード/固定され、かつ、UEへシグナリングされない。図5は、8Txアレイにおけるアンテナペアをプルーニングするために行選択ベクトルを用いる一例を示す。8個のアンテナ1〜8が4つの交差偏波ペア501〜504に配置される。行選択ベクトル(n1,n2,n3,n4)=[1,2,5,6]を用いて、4Txデプロイメント506のために、8Txアレイ505から、2つの交差偏波アンテナペア501、502をプルーニングする。
【0165】
別の実施形態において、行選択ベクトル(n1,n2,n3,n4)は、UEに対し半静的な無線リソース制御(RCC:radio resource control)構成され得、UEによって異なってもよい。RCCシグナリング(n1,n2,n3,n4)には複数の可能な方法がある。
【0166】
例1
4Tx MIMOシステム(k=1、2、3、4)のk番目のアンテナポートのために、eNodeBは、8Tx MIMOシステムにおいて対応する仮想アンテナポートインデックスnにシグナリングする。これは、log2(8)×4=12ビットのシグナリングオーバーヘッドを必要とする。
【0167】
例2
8アンテナポートシステムから4アンテナポートを選択する、合計
[この文献は図面を表示できません]
の方法があるとき、アンテナ選択ベクトル(n1,n2,n3,n4)の組合せインデックスをシグナリングするためにlog2(70)=7ビットが用いられる。これは、5ビットのオーバーヘッド節減を達成する。
【0168】
候補アンテナ選択ベクトル{(n1,n2,n3,n4)}のセットをダウンサイズすることがさらに可能であり、これは、RRCシグナリングオーバーヘッドをさらに減少し得る。例えば、eNodeBは、(n1,n2,n3,n4)=[1,2,5,6]または(n1,n2,n3,n4)=[1,4,5,8]を仮定するためにUEを構成するために1ビットを用い得る。(n1,n2,n3,n4)=[1,4,5,6]を用いて、2つの隣接する交差偏波アンテナペアが構成され、これは、アンテナ間隔の小さな4Tx交差偏波アンテナをモデル化する。(n1,n2,n3,n4)=[1,4,5,8]を用いて、アンテナ間隔の大きな2つのアンテナペアがモデル化される。間隔の大きな2つの別個のアンテナレードームが4Tx MIMOのために用いられる、GSM/HSPA/LTEスペクトルファーミング制限に起因して、アンテナ間隔を広く設ける必要のあるいくつかのワイヤレスオペレータにとって、これは重要であり得る。
【0169】
UEが複数のCSI-RSリソースを有して構成される伝送モード10において構成されるUEでは、行選択ベクトル(n1,n2,n3,n4)は、各4Tx CSI-RSリソースに対し個別に構成され得る。
【0170】
8Txプルーニングからの4Txコードブックの例
ランク1、2、3、4Tx GoBコードブックに対して上記で提示された方法を用いて、4Txコードブックの一例は以下のように要約される。
【0171】
リリース12エンハンスメントは、ダブルコードブック(DCB)コンポーネントを有するリリース8コードブックを拡大することによって達成される。
―コンポーネント1(リリース8):W=単位行列、リリース8コードブックから選択されたW2、
―コンポーネント2(DCB):…プルーニングされたリリース10 8Txコードブック、
は、8Txプリコーディング行列(即ち、8Tx行列のサブセット)からの8つの行から4つの行を選択する。
ランク1:
コンポーネント1:リリース8
[この文献は図面を表示できません]
コンポーネント2:DCB:
:i=0,…15であり、各Wは、(i)番目の8Tx Wコードブックの(1,2,5,6)番目の行である。
:i=0,…15であり、8Tx Wコードブックと同じである。
注:4Tx DCBコンポーネントは、8Tx DCBコードブックの(1,2,5,6)番目の行である。これは、隣接するW重複を有する、(N,Nb)=(32,4)コードブックと等しい。
ランク2:
コンポーネント1:リリース8
[この文献は図面を表示できません]
コンポーネント2:DCB:
:i=0,…15であり、各Wは、(i)番目の8Tx Wコードブックの(1,2,5,6)番目の行である。
:i=0,…15であり、8Tx Wコードブックと同じである。
注:4Tx DCBコンポーネントは、8Tx DCBコードブックの(1,2,5,6)番目の行である。これは、隣接するW重複を有する、(N,Nb)=(32,4)コードブックと等しい。
【0172】
ランク3/ランク4:
リリース8コードブックを再利用する。
【0173】
4Txコードブックのさらなるエンハンスメント
【0174】
上記で提示されたいずれのコードブックも、さらに4Txプリコーディング行列を加えることによっていっそう拡張され得る。上記のセクションでは、リリース8 4Txコードブックが、W=Wの形でリリース12 4Txコードブックにおいて承継され、ここで、Wは、4×4単位行列であり、Wはリリース8 コードブックから取得されることに留意されたい。この設計の拡張が可能であり、Wコードブックは、4×4単位行列Iを含むだけでなく、他のサイズの4×4行列も含む。拡張の一例は、Wコードブックが対角行列のセットを含む場合であり、この場合、各対角エレメントは、W行列の各行のための位相回転を実施する。
【0175】
この設計原理に従って、さらに拡張された4Txコードブックの一例を以下に記す。
ランク‐1/ランク‐2
[この文献は図面を表示できません]
【0176】
=0,…,N/2−1の場合、
[この文献は図面を表示できません]
は、対角行列(例えば、位相回転を実施する)であり、Wは、リリース8 4Txコードブックを承継する。特に、
[この文献は図面を表示できません]
の場合である。これにより、リリース8コードブックは、リリース12において変更なく再利用され得る。
【0177】
=(N/2),…,N−1の場合、
[この文献は図面を表示できません]
は、ダブルコードブック構造を考慮して設計されたブロック対角行列である。この場合、WおよびWは、上記セクションで提示されたDCBコードブックコンポーネントの任意のものを用い得る。一例として、W/Wは8Txコードブックからプルーニングされ得、ここで、N=32であり、W:i=16,…31であり、各Wは、(i−15)番目の8Tx W行列の(1,2,5,6)番目の行であり、W:i=0,…15であり、8Tx Wコードブックと同じである。
【0178】
ここでは、Wオーバーヘッドは、サブバンドにつき5ビットであり、Wオーバーヘッドは4ビットである。
【0179】
ランク3およびランク4は、必要であれば、同じエンハンスメント設計に従い得る。
【0180】
ランク‐2の代替設計
上記で提示されたGoB設計は、各W行列が、隣接するDFTビームのグループを含むと仮定した。各Wグリッドにおけるビームは必ずしも隣接しておらず、これにより、他の設計が可能となることに留意されたい。このセクションでは、Wにおける非隣接ビームを有する例示的なランク2設計を提示する。
【0181】
注釈を思い起こすために、
[この文献は図面を表示できません]
であり、ここで、X(k)が複数の2×1 DFTビームを含み、k=iであることに留意されたい。以下のセクションにおいて、オーバーサンプリング比N=16と仮定するが、提示される設計は、他のN値に容易に一般化され得る。
【0182】
代替設計1
[この文献は図面を表示できません]
として表される、N回オーバーサンプリングされた2×1 DFTビームが、
[この文献は図面を表示できません]
と直交することに留意されたい。それゆえ、各Wグリッドは、
[この文献は図面を表示できません]
として表される、2つの直交DFTビームを含み得る。
【0183】
コードブックは、例えば、
[この文献は図面を表示できません]
として示される、ビーム選択および共位相行列を含み得、ここで、°はシューア積(Schur product)を示し、
[この文献は図面を表示できません]
は、1であるi番目のエレメントを除いて、全てのゼロエントリ(zero entries)を有する2×1列ベクトルであり、
[この文献は図面を表示できません]
は、共位相調整を実施する対角行列である。
【0184】
一例として、
[この文献は図面を表示できません]
であり、この結果、4ビットのWコードブックとなる。これに応じて、各

[この文献は図面を表示できません]
、k=l=iのために、対応する16個の合成行列
[この文献は図面を表示できません]
は、表23に示すように表される。
[この文献は図面を表示できません]
【0185】
[この文献は図面を表示できません]

[この文献は図面を表示できません]
と同一であり、
[この文献は図面を表示できません]
は、
[この文献は図面を表示できません]
と同一であることに留意されたい。それゆえ、Wサイズを3ビット(i=0,…,7)に下げることが可能であり、ここで、
[この文献は図面を表示できません]
であり、複合プリコーダ
[この文献は図面を表示できません]
は、表24に示す値によって与えられる。
[この文献は図面を表示できません]
【0186】
他の共位相調整方法Ωが可能であり、例えば、
[この文献は図面を表示できません]
であることに留意されたい。
【0187】
この場合、Wコードブックサイズは4ビットである。
【0188】
一般化(Generalization)
代替設計1として上記で提示されたプリコーダは、最終ランク2コードブックを構築するように、これ以前のセクションにおけるプリコーダと組み合され得る。例えば、オーバーサンプリング比N(例えば、N=16)、N=4と仮定すると、ランク2コードブックは、
[この文献は図面を表示できません]
として表され得る。
【0189】
=0,…,7の場合、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0190】
=8,…,15の場合、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0191】
オーバーヘッドは、log2(N/2)=3ビットであり、Wオーバーヘッドは4ビットである。
【0192】
組み合されたコードブックは、以下のように再表現され得ることに留意されたい。
[この文献は図面を表示できません]
【0193】
[この文献は図面を表示できません]
の場合、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0194】
[この文献は図面を表示できません]
の場合、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0195】
この場合、Wオーバーヘッドは、log2(N)=4ビットであり、Wオーバーヘッドは3ビットである。
【0196】
別の可能な組合せの設計は、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0197】
[この文献は図面を表示できません]
の場合、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0198】
[この文献は図面を表示できません]
の場合、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0199】
オーバーヘッドは、log2(N)=4ビットであり、Wオーバーヘッドは4ビットである。
【0200】
リリース12におけるリリース8コードブックの承継
のためのリリース8プリコーダの使用
これ以前のセクションにおいて説明したように、リリース12コードブックのために、リリース8コードブックをサブセットとして承継することが可能である。これは、リリース8 4Txプリコーダを、W=4×4単位行列Iと関連するWのためのコードブックとして用いることによって達成され得る。これは、ランク1からランク4に対して適用可能であり、ここでサブバンドWオーバーヘッドはサブバンドにつき4ビットである。
【0201】
リリース8プリコーダをN個のグループに分割することも可能であり、ここで、各グループは、異なるWコードブックを形成する16/Nリリース8プリコーダを有する。各Wコードブックに対し、W行列は、4×4単位行列に等しい。サブバンドWオーバーヘッドは、それゆえ、log2(16/N)ビットに削減される。
【0202】
例えば、以下である。
―リリース8コードブックは、2つのW行列、例えば、
[この文献は図面を表示できません]
に対応する、リリース12コードブックにおいて承継される。
[この文献は図面を表示できません]
のために、Wコードブックは、最初の8個のリリース8プリコーダを含む。
[この文献は図面を表示できません]
のために、Wコードブックは、最後の8個のリリース8プリコーダを含む。
―Nの他の値は、サブバンドPMIビット幅を適合することが可能である。例えば、N=2は、log2(8)=3ビットのサブバンドサイズに対応し、N=4は、log2(4)=2ビットのサブバンドサイズに対応する。
―上記設計は、ランク1、ランク2、ランク3およびランク4に対して適用され得る。
【0203】
リリース8を用いるWおよび列選択を用いるWの構築
リリース8プリコーダを用いてW行列を構築することによって、また、列選択行列を用いてWコードブックを構築することによって、リリース12におけるリリース8コードブックを承継することがさらに可能である。
【0204】
例えば、以下である。
―ランク1について、Wは、リリース8ランク1ベクトルの全てまたはサブセットを含む。Wのサイズは、4×Lによって与えられ、ここで、1<=L<=16は、Wに含まれるランク1リリース8コードブックベクトルの数である。Wコードブックは、L列選択ベクトル[e,e,…e]を含み、ここで、eは、1に等しいi番目のエントリを除いて、全てのゼロエントリのL×1ベクトルである。
―ランクr(r=2,3,4)について、W1の列は、リリース8ランクrベクトルの全てまたはサブセットを含み、例えば、これは下記のように示され得る。
[この文献は図面を表示できません]
ここで、
[この文献は図面を表示できません]
は、s(l)番目のリリース8プリコーダである。Wのサイズは4×rLであり、ここで、1<=L<=16は、Wにおけるランクrリリース8コードブック行列の数である。WコードブックはL列選択行列を含み、ここで、l番目のW行列(1<=l<=L)は、
[この文献は図面を表示できません]
である。
【0205】
代替として、W行列は、ブロック対角方式で構築され得る。
【0206】
例えば、ランク1については、
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であり、ここで、AおよびBは、サイズ2×16のものであり、Aのl番目の列はl番目のリリース8プリコーダの最初の2つの行であり、Bのl番目の列は、l番目のリリース8プリコーダの最後の2つの行であり、l=1,…,16である。
【0207】
W2行列は、
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の形で表され得、ここで、eは16×16単位行列のk番目の列である。
【0208】
ランクrについて、r=2,…,4、即ち、
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であり、ここでAおよびBは、2×16rのサイズのものであり、
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であり、P(1:2)は、行列Pの第1の行および第2の行であり、
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であり、P(3:4)は、行列Pの第3の行および第4の行である。
【0209】
コードブックについて、
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であり、ここで、
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である。
【0210】
LTEのための4Txコードブックエンハンスメント
以下のセクションにおいて、LTEリリース12のための、可能な4Txコードブックエンハンスメントの代案が開示される。これらの例では、
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は、値1を有するi番目のエレメントを除く、全てのゼロエントリを有する4×1ベクトルである。
【0211】
ランク1/ランク2
ランク1/ランク2コードブックに対し、以下の2つの代案が可能である。
【0212】
代案1
N=32オーバーサンプリングされたビームと、グリッドにつき4つの隣接ビームとを有する8TxGoB設計を再利用すると、以下の4Txコードブックが考慮され得る。
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ランク1:(4ビット)
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ランク2:(4ビット)
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【0213】
ランク2:(3ビット)
ランク2について、(3ビット)Wが好ましい場合、(Y1,Y2)は
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に変更され得る。各W1行列は、1セットの隣接するDFTビームによって構築され、狭い範囲の発射角/到来角をカバーする。基本的考察は、W行列に基づいた広帯域/ロングタームチャンネルのフィードバックに基づき、適切に設計されたC1コードブックにおけるフィードバックされたW1行列は、十分な正確性をもって、広帯域AoA(到来角)/AoD(発射角)を反射可能とするべきである。例えば、セルラー通信システムにおける最もマクロな基地局は、セルタワー上に高架にされ、UEへの直接的な見通し線を有し得るものとされ、そこでは、UEへの入力する無線信号の角度は小さな範囲内にある。従って、隣接ビームのセットを含む広帯域W1は、広帯域上の入力する無線信号の範囲をカバーするために用いられ得、一方で、狭帯域W2コードブックは、各サブバンド上の特定のビームを選択するために用いられ得る。このW設計は、狭い間隔のアンテナ、十分な見通し線を備える伝搬チャンネル、および完全に較正された基地局アンテナを有する、マクロな基地局に特に適している。
【0214】
代案2
ランク1/2コードブックが2つの構成要素を含み、W構造は各構成要素において異なる。最初の8つのW行列について、Xnは、N=16のオーバーサンプリングレートを有する4つの隣接したDFTビームを含む。最後の8つのW行列について、Xnは、[0,360]の到来角度の部分空間(angle of arrival subspace)を均一にサンプリングする、4つの分散型非隣接DFTビームを含む。これは、より広い角伝搬範囲を提供し、大規模なタイミング不整合誤差に有用であり得る。
【0215】
それゆえ、Wコードブックは、以下により与えられ得る。
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【0216】
見ての通り、最後の8つのW行列について、コードブックCにおける各W行列は、4つの非隣接DFTビームから成る。各W行列における4つの非隣接DFTビームは、広範囲の到来角/発射角をカバーするために、[0,360]DFT部分空間において、広く離間され、且つ、均一に分布される。最初のW1行列におけるDFTビームは、2番目のW行列における4つのDFTビームに対して小さな角度だけ回転される。より具体的には、広く離間されたDFTを含むW1行列は、
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と要約される。
【0217】
このような設計フレームワークは、入力するワイヤレス信号の到来角/発射角が広範囲に分布される使用事例(例えば、広く離間されたアンテナコンポーネント、未較正のアンテナアレイ、リッチなマルチパス散乱環境)において、特に有用である。例えば、同じ周波数でマクロ基地局の頂部上に密集した小さなセルがオーバーレイされる異機種配置の状況において、UEにより受信されるマルチパス無線信号は、UE周辺のいくつもの散乱物体(例えば、建物、車)によって反射される。W1において広く離間された非隣接のDFTビームを有すると、異なる角度からの全ての入力する信号が適切にキャプチャされ得ることが確実となる。別の使用事例として、基地局での異なるアンテナでのトランスミッタタイミングが、慎重なタイミング整合較正によって同期されるであろうことが留意される。実際には、安価なRFコンポーネントを備えた低コスト低電力の小さな基地局(例えば、ピコセル、フェムトセル)の場合に特に、完全なタイミング整合が基地局で常に保障されるわけではない。3GPP LTEにおいては、最大65ナノ秒のダウンリンク伝送タイミング不整合要件が、全ての基地局に規定される。タイムドメインにおけるアンテナタイミングのずれは、周波数領域における異なるOFDMサブキャリア上のチャンネル変動の増加をもたらし、1つの周波数サブバンド上のメインDFTビーム角は、別のサブバンド上のメインDFTビーム角とは著しく異なり得る。この場合、W行列において非隣接の広く離間されたDFTビームを有すると、広帯域の到来角/発射角がより信頼性を持ってカバーされ得、フィードバックの正確性がより高くなることが確実となる。
【0218】
ランク1(4ビット)用のWコードブックは、以下によって与えられ得る。
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【0219】
ランク2(4ビット)用のWコードブックは、以下によって与えられ得る。
【0220】
=0,1,…,7に対応するWについて、
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である。
【0221】
(3ビット)Wが好ましい場合、(Y1,Y2)は、
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に変更され得る。
【0222】
=8,9,…,15に対応するWについて、
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である。
【0223】
(3ビット)Wが好ましい場合、Wコードブックは、
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または、
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に変更され得る。
【0224】
一実施形態において、上記で規定された新たなランク1/2コードブック設計は、LTE リリース12に準拠するLTEシステムに組み込まれ得る。上記で提示したコードブックにおけるプリコーダのサブセットが、ランク1またはランク2のいずれの場合でも、新たなリリース12 4Txコードブックを構築するために用いられ得る。例えば、W1コードブックは、式(110)〜(111)におけるi=8,9,…,15の、広く離間されたDFTビームのみを含むW行列によって構築され得る。
【0225】
図6は、一実施形態に従ったプリコーディング行列/ベクトル選択プロセスを示す。最終的なプリコーディング行列/ベクトルは、2つのPMIの関数である。
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ここで、PMIは、PMIよりもごく少ない頻度で更新される。PMIは、システム帯域幅全体を対象としており、PMIは周波数選択性であり得る。
【0226】
図6は、ダウンリンクLTE‐Advanced(LTE‐A)において用いられる技法を示す。UEは、PMIおよびPMIを選択し、それゆえ、LTEフィードバックパラダイムと同様のやり方でWおよびWを選択する。
【0227】
UEは、空間的相関ドメインにおけるなどの空間的共分散行列などのロングタームチャンネル特性に基づいて、ブロック601において最初のプリコーダコードブックWをPMIの入力から選択する。これは、空間的共分散行列が、長い時間期間にわたって、広帯域のやり方で推定される必要があるという事実と一致して、長期的に成される。
【0228】
で条件付けされて、UEは、ショートターム(瞬時)チャンネルに基づきWを選択する。これは2段階のプロセスである。ブロック602において、コードブックCB(0)からCB(N−1)のセットがPMI入力に基づいて選択される。ブロック603は、選択されたコードブック
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およびPMIに対応する1つのプリコーダを選択する。この選択は、選択されたランクインジケータ(RI)に基づき条件付けされ得る。あるいは、RIがWと共に選択され得る。ブロック604は、選択されたWおよびWを用いて、関数f(W,W)を形成する。
【0229】
PMIおよびPMIは、異なるレートおよび/または異なる周波数分解能で基地局(eNodeB)にレポートされる。
【0230】
この設計フレームワークに基づいて、コードブック設計のいくつかのタイプが本願で説明される。各タイプは単独で動作可能であるが、設計が異なるシナリオのために意図される場合には特に、単一のコードブック設計において異なるタイプを使用することも可能である。単純であるが多用途の設計が、以下の通り考え出され得る。即ち、
PMIは、上述のように、N個のコードブックWのうちの1つを選択する。
PMIは、Wの列ベクトルのうちの少なくとも1つを選択し、選択された列ベクトルの数は、基本的に、推奨された伝送ランク(RI)である。
【0231】
この設計により、N個の異なるシナリオの構築が可能となり、各シナリオのためのコードブックWは、特定の空間的チャンネル特性Wのための基底ベクトルのセットを含むように選択される。任意の2次元の関数が式(124)において用いられ得るが、本開示はプロダクト(行列乗算)関数f(x,y)=xyを想定する。それゆえ、最終のショートタームプリコーディング行列/ベクトルは、WおよびWの行列の積、すなわちW=Wとして算出される。
【0232】
図7は、図1のネットワークシステムにおけるモバイルUE701およびeNodeB702の内部の詳細を示すブロック図である。モバイルUE701は、サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント(PDA)、スマートフォン、または他の電子機器などの任意の様々な機器を表し得る。いくつかの実施形態では、電子モバイルUE701は、LTE、またはEvolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E‐UTRAN)プロトコルに基づいて、eNodeB702と通信する。あるいは、現在知られているか、後に開発される、別の通信プロトコルが用いられ得る。
【0233】
モバイルUE701は、メモリ704およびトランシーバ705に結合されたプロセッサ703を含む。メモリ704は、プロセッサ703によって実行されるための(ソフトウェア)アプリケーション706を記憶する。アプリケーションは、個人または団体に有用な、任意の既知または将来のアプリケーションを含み得る。これらのアプリケーションは、オペレーティングシステム(OS)、デバイスドライバ、データベース、マルチメディアツール、プレゼンテーションツール、インターネットブラウザ、イーメールソフト、ヴォイスオーダーインターネットプロトコル(VOIP)ツール、ファイルブラウザ、ファイアウォール、インスタントメッセージ、ファイナンスツール、ゲーム、ワードプロセッサ、または他のカテゴリに分類され得る。アプリケーションの正確な性質に関わらず、アプリケーションのうちの少なくともいくつかは、トランシーバ705を介して周期的または継続的にUL信号をeNodeB(基地局)702へ送信するようにモバイルUE701に命令する。少なくともいくつかの実施形態において、モバイルUE701は、eNodeB702からのアップリンクリソースを要求するとき、クオリティオブサービス(QoS)要件を識別する。いくつかの事例では、QoS要件は、モバイルUE701によりサポートされるトラフィックのタイプから、eNodeB702によって暗黙的に導き出され得る。一例として、VOIPおよびゲーム用アプリケーションはしばしば、低レイテンシー(low-latency)の(UL)アップリンク伝送に関与し、一方、高スループット(HTP)/ハイパーテキスト伝送プロトコル(HTTP)トラフィックは、高レイテンシー(high-latency)アップリンク伝送に関与し得る。
【0234】
トランシーバ705は、トンラシーバの動作を制御する命令の実行によって実装され得るアップリンク論理を含む。これらの命令のうちのいくつかは、メモリ704に記憶され得、プロセッサ703により必要とされるとき実行され得る。当業者に理解され得るように、アップリンク論理の構成要素は、トランシーバ705の物理(PHY)層および/またはメディアアクセス制御(MAC)層に関与し得る。トランシーバ705は、1つまたは複数のレシーバ707および1つまたは複数のトランスミッタ708を含む。
【0235】
プロセッサ703は、様々な入力/出力デバイス709へデータを送受信し得る。加入者識別モジュール(SIM)カードは、セルラーシステムを介して電話するために用いられる情報を記憶および検索する。音声データを送受信するためのマイクロフォンおよびヘッドセットへのワイヤレス接続のために、ブルートゥースベースバンドユニットが提供され得る。プロセッサ703は、コールプロセスの間、モバイルUE701のユーザとやり取りするためのディスプレイユニットに情報を送信し得る。ディスプレイは、ネットワークから、ローカルカメラから、またはユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタなどの他のソースから受信された画像も表示し得る。プロセッサ703はまた、RFトランシーバ705またはカメラを介して、セルラーネットワークなどの様々なリソースから受信されたビデオストリームをディスプレイに送信し得る。
【0236】
音声データまたは他のアプリケーションデータの伝送および受信の間、トランスミッタ707は、そのサーブしているeNodeBと非同期であり得るか、または非同期化され得る。この場合、トランスミッタ707は、ランダムアクセス信号を送信する。この手順の一部として、トランスミッタ707は、上記でより詳細に説明した通り、サーブしているeNodeBによって提供されるパワー閾値を用いることにより、メッセージと称される次のデータ伝送のための好ましいサイズを決定する。この実施形態では、メッセージの好ましい大きさを決定することは、プロセッサ703によりメモリ704内に記憶された命令を実行することによって具現化される。他の例示において、メッセージサイズの決定は、例えば、個別のプロセッサ/メモリユニットによって、ハードワイヤード状態マシンによって、またはその他のタイプの制御論理によって具現化されてもよい。
【0237】
eNodeB702は、メモリ711、記号処理回路712、及びトンラシーバ713に、バックプレーンバス714を介して結合されるプロセッサ710を含む。メモリは、プロセッサ710による実行のためのアプリケーション715を記憶する。アプリケーションは、ワイヤレス通信を管理するのに有用な、任意の既知または将来のアプリケーションを含み得る。アプリケーション715のうちの少なくともいくつかは、モバイルUE710への、またはそこからの伝送を管理するようeNodeB702に命令し得る。
【0238】
トランシーバ713は、アップリンクリソースマネージャを含み、これにより、eNodeB702は、アップリンクの物理アップリンク共有チャネル(PUSCH)リソースをモバイルUE701に選択的に割り当てることができる。当業者に理解され得るように、アップリンクリソースマネージャの構成要素は、トランシーバ713の物理(PHY)層および/またはメディアアクセス制御(MAC)層に関与し得る。トランシーバ713は、eNodeB702の範囲内の様々なUEからの伝送を受信するための少なくとも1つのレシーバ715と、eNodeB702の範囲内の様々なUEにデータおよび制御情報を送信するための少なくとも1つのトランスミッタ716とを含む。
【0239】
アップリンクリソースマネージャは、トランシーバ713の動作を制御する命令を実行する。これらの命令のうちのいくつかは、メモリ711に配置され得、プロセッサ710上で必要とされるとき実行され得る。リソースマネージャは、eNodeB702によってサーブされる各UE701に割り当てられた伝送リソースを制御し、PDCCHを介して制御情報を提供する。
【0240】
記号処理回路712は、既知の技法を用いて復調を行う。ランダムアクセス信号が、記号処理回路712において復調される。
【0241】
音声データまたは他のアプリケーションデータの送信および受信の間、レシーバ715は、UE701からランダムアクセス信号を受信し得る。ランダムアクセス信号は、UE701によって好まれるメッセージサイズを要求するように符号化される。UE701は、eNodeB702によって提供されるメッセージ閾値を用いて、好ましいメッセージサイズを決定する。この実施形態では、メッセージ閾値算出は、プロセッサ710がメモリ711に記憶された命令を実行することによって具現化される。他の実施形態において、閾値算出は、例えば、個別のプロセッサ/メモリユニットによって、ハードワイヤード状態マシンによって、または、他のタイプの制御論理によって具現化され得る。あるいは、ネットワークによっては、メッセージ閾値は、例えば、メモリ711に記憶され得る固定値である。メッセージサイズリクエストを受信することに応答して、eNodeB702は、リソースの適切なセットをスケジュールし、リソースグラントを有するUE710に通知する。
【0242】
本発明の特許請求の範囲内で、説明された実施形態に改変がなされ得、また、多くの他の実施形態が可能であることを当業者は認識するであろう。
図1
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図2
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図3
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図4
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図5
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図6
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図7
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【手続補正書】
【提出日】2019年7月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
4つのアンテナポートを有するシステムにおける無線通信の方法であって、
遠隔トランシーバから第1のグループのプリコーディング行列インジケータ(PMI)ビットと第2のグループのPMIビットとを含む信号を受信することであって、前記第1のグループのPIMビットがプレコーディング行列Wを示し、前記第2のグループのPMIビットがプレコーディング行列Wを示し、各W行列が、[0°,360°]の到来角度の部分空間を均一にサンプリングする、4つの分散型非隣接離散フーリエ変換(DFT)ビームを含む、前記受信することと、
とWとの行列乗算に起因するプレコーディング行列を用いて1つ以上のデータのストリームをコーディングすることと、
前記コーディングされた1つ以上のデータのストリームを前記遠隔トランシーバに送信することと、
を含む、方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法であって、
前記行列Wが第1のコードブック内にあり、前記行列Wが第2のコードブック内にある、方法。
【請求項3】
請求項1に記載の方法であって、
前記第1のグループのPMIビットの数が前記第2のグループPMIビットの数に等しい、方法。
【請求項4】
請求項1に記載の方法であって、
前記第1のグループのPMIビットの数が4である、方法。
【請求項5】
請求項1に記載の方法であって、
前記第2のグループのPMIビットの数が4である、方法。
【請求項6】
請求項1に記載の方法であって、
前記Wが広帯域プレコーディング行列である、方法。
【請求項7】
請求項1に記載方法であって、
前記Wが狭帯域プレコーディング行列である、方法。
【請求項8】
請求項1に記載の方法であって、
前記第2のグループのPMIビットが周波数選択的である一方で、前記第1のグループのPMIビットが全体のシステム帯域幅を表す、方法。
【請求項9】
請求項1に記載の方法であって、
前記第1のグループのPMIビットが前記第2のグループのPMIビットよりも低い頻度で受信される、方法。
【請求項10】
4つのアンテナポートを有するシステムにおける無線通信の方法であって、
遠隔トランシーバから第1のグループのプリコーディング行列インジケータ(PMI)ビットと第2のグループのPMIビットとを含む信号を送信することであって、前記第1のグループのPIMビットがプレコーディング行列Wを示し、前記第2のグループのPMIビットがプレコーディング行列Wを示し、各W行列が、[0°,360°]の到来角度の部分空間を均一にサンプリングする、4つの分散型非隣接離散フーリエ変換(DFT)ビームを含む、前記送信することと、
前記遠隔トランシーバにおいて、WとWとの行列乗算から導き出されるプレコーディング行列を用いて1つ以上のデータのストリームを受信することと、
1つ以上のデータのストリームをデコーディングすることと、
を含む、方法。
【請求項11】
請求項10に記載の方法であって、
前記行列Wが第1のコードブック内にあり、前記行列Wが第2のコードブック内にある、方法。
【請求項12】
請求項10に記載の方法であって、
前記第1のグループのPMIビットの数が前記第2のグループPMIビットの数に等しい、方法。
【請求項13】
請求項10に記載の方法であって、
前記第1のグループのPMIビットの数が4である、方法。
【請求項14】
請求項10に記載の方法であって、
前記第2のグループのPMIビットの数が4である、方法。
【請求項15】
請求項10に記載の方法であって、
前記Wが広帯域プレコーディング行列である、方法。
【請求項16】
請求項10に記載方法であって、
前記Wが狭帯域プレコーディング行列である、方法。
【請求項17】
請求項10に記載の方法であって、
前記第2のグループのPMIビットが周波数選択的である一方で、前記第1のグループのPMIビットが全体のシステム帯域幅を表す、方法。
【請求項18】
請求項10に記載の方法であって、
前記第1のグループのPMIビットが前記第2のグループのPMIビットよりも低い頻度で受信される、方法。