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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5925917
(24)【登録日】2016年4月28日
(45)【発行日】2016年5月25日
(54)【発明の名称】チャンネルステータス情報を受信、送信する方法及び装置
(51)【国際特許分類】
H04J 11/00 20060101AFI20160516BHJP
【ＦＩ】
H04J11/00 Z
【請求項の数】14
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2014-555058(P2014-555058)
(86)(22)【出願日】2012年3月23日
(65)【公表番号】特表2015-512187(P2015-512187A)
(43)【公表日】2015年4月23日
(86)【国際出願番号】CN2012072892
(87)【国際公開番号】WO2013117032
(87)【国際公開日】20130815
【審査請求日】2014年10月16日
(31)【優先権主張番号】201210025433.3
(32)【優先日】2012年2月6日
(33)【優先権主張国】CN
(31)【優先権主張番号】201210053117.7
(32)【優先日】2012年3月2日
(33)【優先権主張国】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】513187380
【氏名又は名称】北京新岸線移動多媒体技術有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＩＪＩＮＧ ＮＵＦＲＯＮＴ ＭＯＢＩＬＥ ＭＵＬＴＩＭＥＤＩＡ ＴＥＣＨ．ＣＯ．，ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000039
【氏名又は名称】特許業務法人アイ・ピー・ウィン
(72)【発明者】
【氏名】鮑東山
(72)【発明者】
【氏名】劉慎発
【審査官】
速水 雄太
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−０２３７０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０４７４８５７７（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開昭６１−１０３３２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
Qualcomm Incorporated et al.，Scaling and Quantization for CSI Matrices Feedback，IEEE 802.11-06/0594r2，２００６年 ７月１９日，ＵＲＬ，https://mentor.ieee.org/802.11/dcn/06/11-06-0594-02-000n-scaling-and-quantization-csi-matrices-feedback.doc
【文献】
石原 他，次世代無線ＬＡＮにおけるＤＣＴを用いるＣＳＩフィードバック法，電子情報通信学会２０１０年通信ソサイエティ大会，２０１０年 ８月３１日，pp.465-465
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｊ １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
（１） サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算し、
（２） mH(k)に対し下記式を用いてMビットの量子化を行い、量子化幅MH(k)を取得し、
ここで、
Mは正の整数、
MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取り、
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対して丸め演算を行うことを示し、
g(mH(k))は一次のmH(k)を、自然数を対数で表示する空間に写像することを示し、
a,b,cはいずれも正の実数であり、
ことを含むことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）を送信する方法。
（２） mH(k)に対し下記式を用いてMビットの量子化を行い、量子化幅MH(k)を取得し、
【数16】
【数17】
Mは正の整数、
MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取り、
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対して丸め演算を行うことを示し、
g(mH(k))は一次のmH(k)を、自然数を対数で表示する空間に写像することを示し、
a,b,cはいずれも正の実数であり、
【請求項2】
前記（３）の処理において、数式
ことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項3】
Mが１以上であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
Mが3であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
aは4.11であり、bは2であり、cは0であり、或いは、aは13.67であり、ｂは10であり、ｃは0であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
Nbの値は4,5,6,8,10,12のいずれの一つであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
（１） サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算し、
（２） mH(k)に対してMビットの量子化を行い、量子化幅MH(k)を取得し、
ことを含み、
それぞれにNbビットの量子化を行うことが、下記の要素を含むことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）を送信する方法。
（２） mH(k)に対してMビットの量子化を行い、量子化幅MH(k)を取得し、
【数18】
【請求項8】
前記（５）の処理において、
ＣＳＩフィードバックを行う必要があるサブキャリア集合における各サブキャリアの量子化幅MH(k)と
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
ＣＳＩフィードバックを行う必要があるサブキャリア集合における各サブキャリアの量子化幅MH(k)と
【請求項9】
（１） サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算するための第一演算モジュールと、
（２） mH(k)に対し下記式を用いてMビットの量子化を行い、量子化MH(k)を取得するための第一量子化モジュールと、
ここで、
Mは正の整数、
MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取り、
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対して丸め演算を行うことを示し、
g(mH(k))は一次のmH(k)を自然数を対数表示した空間に写像することを示し、
a,b,cはいずれも正の実数であり、
を含むことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）の送信装置。
（２） mH(k)に対し下記式を用いてMビットの量子化を行い、量子化MH(k)を取得するための第一量子化モジュールと、
【数19】
【数20】
Mは正の整数、
MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取り、
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対して丸め演算を行うことを示し、
g(mH(k))は一次のmH(k)を自然数を対数表示した空間に写像することを示し、
a,b,cはいずれも正の実数であり、
【請求項10】
【請求項11】
Mは3であることを特徴とする、請求項９に記載の送信装置。
【請求項12】
aは4.11であり、bは2であり、cは0であり、或いは、aは13.67であり、bは10であり、cは0である、請求項９に記載の送信装置。
【請求項13】
Nbの値は4,5,6,8,10,12のいずれか一つであることを特徴とする、請求項９に記載の送信装置。
【請求項14】
（１） サブキャリアkのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算するための第一演算モジュールと、
（２） mH(k)に対しMビットの量子化を行い、量子化MH(k)を取得するための第一量子化モジュールと、
を含み、
前記（４）の第二量子化モジュールは
に基づいて、Heff(k)における各エレメントの実部、虚部をそれぞれにNbビットの量子化を行うことを特徴とする、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）の送信装置。
（２） mH(k)に対しMビットの量子化を行い、量子化MH(k)を取得するための第一量子化モジュールと、
前記（４）の第二量子化モジュールは
【数21】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、出願日：２０１２年２月６日、出願番号：201210025433.3、発明の名称：「チャンネルステータス情報を受信、送信する方法及び装置」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、当該先行出願の全ての内容が本願に表されている。
【0002】
本願は、出願日：２０１２年３月２日、出願番号：201210053117.7、発明の名称：「チャンネルステータス情報を受信、送信する方法及び装置」である中国特許出願の優先権を主張するものであり、当該先行出願の全部内容は本願に表されている。
【0003】
［技術分野］本発明は無線通信分野に属し、特にチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0004】
ＭＩＭＯシステムにおいて、アクセスポイントとユーザサイトが空間多重化方法でマルチアンテナを利用してより高いレートを得られる。一般的な空間多重化方法に対して、一つの強化技術は、ユーザサイトがチャンネルステータス情報（ＣＳＩ）をアクセスポイントにフィードバックし、アクセスポイントが取得したＣＳＩに基づいてプリコーディングを発送する技術を利用することにより、伝送特性を向上させる。
【0005】
ＭＩＭＯシステムにおいて、チャンネルステータス情報を得る方法は複数であり通常、ＣＳＩフィードバック技術を利用する。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎはＣＳＩマトリックスを量化フィードバックする方案を提出し、アクセスポイントはフィードバックリクエストを送信し、ユーザサイトは量化後のＭＩＭＯチャンネルにおけるサブキャリアHeffをフィードバックし、アクセスポイントはこれによりプリコーディングマトリックスQkを計算する。ＣＳＩのマトリックスHeffは発射側空間マッピングの入力から受信側ＦＦＴ出力までに相当するチャネルを含む。ＣＳＩの量化フィードバック過程を説明するため、以下にはユーザサイトを送信側と称し、アクセスポイントを受信側と称し、量化フィードバックの具体的な実現方法は図１に示すとおりである。【0006】
ステップＳ１０１：【0007】
【数1】
【0008】
ステップＳ１０２：【数2】
【0009】
ステップＳ１０３：【数3】
【0010】
ステップＳ１０４：前記送信側は、Heff(k)マトリックスにおける各エレメントの実部、虚部に対してそれぞれにNbビットの量化を行う。
【数4】
【数5】
【0011】
ステップＳ１０５：【0012】
ステップＳ１０６：【0013】
ステップＳ１０７：前記受信側は、MH(k)により一次の値を計算する。
【数6】
【0014】
ステップＳ１０８：【数7】
【発明の詳細な説明】
【0015】
［発明の概要］本発明が解決しようとする技術課題は、チャンネルステータス情報を送受信する方法及び装置を提供し、その目的は、ＣＳＩの量化フィードバックの新しい方案を提供し、量化フィードバック性能を保証した上で、アルゴリズムの複雑度とフィードバックコストを低減することである。
【0016】
本発明は、チャンネルステータス情報（ＣＳＩ）を送信する方法を提供し、当該方法は、下記の要素を含む。つまり、【0017】
本発明は、チャンネルステータス情報ＣＳＩを受信する方法も提供し、当該方法は下記の要素を含む。つまり、【0018】
本発明は、チャンネルステータス情報ＣＳＩの送信装置を提供し、当該送信装置は、を含む。
【0019】
本発明は、ＣＳＩの受信装置を提供し、当該受信装置は、を含む。
【0020】
本発明はチャンネルステータス情報を送受信する方法及び装置を提供し、ＣＳＩの量化フィードバックの新しい方案を提供し、量化フィードバック性能を保証した上で、アルゴリズムの複雑度とフィードバックコストを低減する。【図面の簡単な説明】
【0021】
【図4】図４は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法と８０２．１１のチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法の２０ＭＨｚのチャンネルＢでのＳＮＲの比較結果である。
【図5】図５は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法と８０２．１１のチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法が２０ＭＨｚのチャンネルＣでのＳＮＲの比較結果である。
【図6】図６は、本発明の実施例１に係るチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法と８０２．１１のチャンネルステータス情報を量化フィードバックする方法が２０ＭＨｚのチャンネルＤでのＳＮＲの比較結果である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
当業者が本発明の具体的な実施方式を実施できるように、以下の記述及び図面はそれらを十分に示している。その他の実施方式は構成、論理、電気、過程及びその他の変更を含むことができる。実施例は可能な変更のみを代表している。明確な要求を除いて、単独な部品及び機能は選択でき、且つ操作の順は変更できる。一部の実施案の部分及び特徴はその他の実施案の部分及び特徴に含まれる、又は交替される。本発明の実施案の範囲は、特許請求の範囲の全部範囲、及び特許請求の範囲の全ての取得できる同等物を含む。本文において、本発明のこれらの実施案は、単独的又は総括的に「発明」という用語により表される。これは、便利にするために過ぎない。そして、事実上、１つ以上の発明が公開されても、該応用の範囲が任意の単独な発明又は発明構想に自動的に規制するものではない。
【実施例1】
【0023】
掘り下げた研究及び繰り返し試験を通じて、本発明の実施例は新しいＣＳＩ量化フィードバックの方法を提供し、以下に送信側と受信側をそれぞれ詳しく説明する。【0024】
図２に示すように、この図は本発明の実施例１のチャンネルステータス情報を送信する方法を示す。下記のステップを含む。
【0025】
ステップＳ２０１：サブキャリアのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値ｍH(K)を計算する。
具体的には、下記の数式を利用してよい、
【数8】
mは行位置のパラメータであり、
lは列位置のパラメータであり、
Nrは最大の行数であり、
Ncは最大の列数であり、1≦m≦Nr、1≦l≦Nc、Nr≧1、Nc≧1、m、l、NrとNcのいずれも正の整数である。
kはサブキャリアの位置パラメータであり、具体的には、コードであってもよい。
ここで、Ncはアクセスポイント（ＡＰ）の送信側アンテナの数に相当し、ユーザサイトがアクセスポイントと能力協調する過程に得られたものである。
Nrはアクセスポイントにより配置され、且つＣＳＩフィードバックリクエストリクエストを送信するとき、それをＣＳＩフィードバックリクエストには入れてユーザサイトへ送信する。
【0026】
ステップＳ２０２：mH(k)に対して、Ｍｂｉｔｓの量化を行い、量化幅MH(k)を得る。
具体的には、下記の数式を適用する。
【数9】
Mは量化ビットの数を示し、Mは正の整数である。ここで、Mは２以上の正の整数でもよい。性能とコストを総合的に考え、好ましくは、本発明の実施例にM=3である。
好ましくは、g(mH(k))=max(0,a・logb(mH(k)+c))を用い、ここで、a,b,cは正の実数である。
好ましくは、a=4.11、b=2、c=0にしてもよく、これにより、ＣＳＩ量化のフィードバック性能の効果をより高める。
好ましくは、a=13.67、b=10、c=0にしてもよく、これにより、ＣＳＩ量化のフィードバック性能の効果をより高める。
【0027】
ステップＳ２０３：具体的には、下記の数式を利用してよい。
【数10】
【0028】
ステップＳ２０４：具体的には、下記の数式を適用する。
【数11】
NbはユーザサイトがＣＳＩフィードバックリクエストにキャリアされたリソース配分情報とフィードバックＭＣＳレベルにより量化のコストを計算し、量化コストにより計算するものである。
Nbは正の整数であり、ここで選択可の数値を提供し、４、５、６、８、１０、１２、具体的には量化の精度に応じて選択される。
【0029】
ステップＳ２０５：好ましくは、送信側がＣＳＩマトリックスをフィードバックするとき、量化フィードバックが必要であるサブキャリア集合を単位とし、前記集合の各サブキャリアの量化後のＣＳＩマトリックス及びMH(k)を一緒に送信する。前記量化フィードバックが必要であるサブキャリア集合は、アクセスポイントがＣＳＩフィードバックリクエストを送信するとき指示される。
【0030】
ステップＳ３０１：【0031】
ステップＳ３０２：MH(k)に基づいて幅値r(k)をリカバーする。
具体的には、MH(k)量化時の方法により、逆処理を行ってr(k)をリカバーする。例えば、MH(k)がMH(k)=min{2M-1,f(g(mH(k)))}を利用して量化する場合、下記の数式を利用しr(k)を計算できる。
【数12】
ここで、g-1(MH(k))はg(mH(k))の逆関数であり、a,bとも正の実数である。
g(mH(k))及びその逆関数g-1(MH(k))は送信側と受信側により予め協議されて、それぞれにローカルに保存されたものである。
【0032】
ステップＳ３０３：具体的に下記の数式を適用する。
【数13】
【0033】
本発明の実施例１の方案と８０２．１１の方案と比べて、下記のことが分かる。アルゴリズムを実現する複雑度について、８０２．１１方案におけるMH(k)及びその一次の値の計算がmH(k)に対して除法演算を行う必要があり、本発明に係る技術方案のアルゴリズムの複雑度が低く、演算量が少ない。
【0034】
フィードバックコストについて、本発明前記送信側のＣＳＩマトリックスフィードバックエンコードのプロセス（Ｓ２０１〜Ｓ２０５）により、ＣＳＩマトリックス量化フィードバック方法で必要なフィードバックコストはそのコストは８０２．１１の定義方案よりNAlphaが少なくなる。具体的には、表１を参照し、フィードバックコストで ８０２．１１方案と本発明の実施例１の方案と比べて、実部と虚部に対する量化であるため、両者は同じ量化ビット数Ｎｂを利用し、本発明の実施例１の方案はＡｌｐｈａ値をフィードバックする必要がない。このため、本発明の実施例１に係るフィードバックコストがやや少ない。
【0035】
【表1】
Nfeedbackはフィードバックサブキャリア集合Ωfeedbackにおけるエレメントの数であり、
scaleBはMH(k)の量化ビットであり、
NtxはＣＡＰ送信アンテナの数であり、
NrxはＳＴＡ受信アンテナの数であり、
realBは実部の量化精度であり、
imagBは虚部の量化精度である。
【0036】
フィードバック性能について、本発明の実施例１はまずを選択し、本発明の実施例１より提供されるＣＳＩ量化アルゴリズムとＩＥＥＥ８０２．１１ｎより提供されるＣＳＩ量化アルゴリズムの量化ＳＮＲを比べて、両者が異なるチャンネルにおける比較結果は図４〜図７を参照するが、ここで、図４は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＢにおける比較結果を示す。図５は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＣにおける比較結果を示す。図６は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果を示す。図７は両者の量化ＳＮＲが２０ＭＨｚのチャンネルＥにおける比較結果を示す。図に示すように、両者の性能が同じまたは近似していることが分かる。
【0037】
本発明の実施例１に係るパラメータＮｂの値を続けて調整し、
を選択し、両者が２０ＭＨｚチャンネルＤにおける比較結果は図８を参照し、他のパラメータは変わらず、Nb=4に調整し、両者が２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果は図９を参照し、他のパラメータは変わらず、Nb=6に調整し、両者が２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果は図１０を参照する。図８〜図１０にように、両者の性能は依然として同じまたは近似していることを維持する。
【0038】
本発明の実施例１に係るパラメータａ、ｂの値を再調整し、を選択し、両者が２０ＭＨｚのチャンネルＤにおける比較結果は図１１を参照する。図１１にように、両者の性能は依然として同じまたは近似していることを維持する。
【0039】
本発明の実施例はＣＳＩ送信装置も提供し、図１２に示すように、当該送信装置は、サブキャリアのＣＳＩマトリックスHeff(k)における各エレメントの実部と虚部の最大値mH(k)を計算するための第一演算モジュール１２０１と、
mH(k)に対してビットの量化を行い、量化幅MH(k)を取得するための第一量化モジュール１２０２と、
を含む。
【0040】
好ましくは、前記第一量化モジュール１２０２はMH(k)=min{2M-1,f(g(mH(k)))}に基づいて、mH(k)に対してＭビットの量化を行う。ここで、MH(k)は(2M-1)とf(g(mH(k)))における最小値を取るためのものである。
関数f(g(mH(k)))はg(mH(k))の計算結果に対し丸め演算を表示する。
g(mH(k))は一次のmH(k)を自然数から対数まで示す空間にマッピングする。
Mは正の整数である。
【0041】
好ましくは、g(mH(k))=max(0,a・logb(mH(k)+c)), a,b,cのいずれも正の実数である。好ましくは、前記丸め演算は上へ丸め演算、下へ丸め演算またはround演算でよい。
好ましくは、Mは2以上である。
好ましくは、Mは3に等しくてもよい。
好ましくは、a=4.11、b=2、c=0に選択してよい。
好ましくは、a=13.67、b=10、c=0に選択してもよい。
好ましくは、前記第二量化モジュール１２０４は
【数14】
に基づいて、Heff(k)における各エレメントの実部、虚部をそれぞれにNbビットの量化を行う。
【0042】
好ましくは、Nbの値は4、5、6、8、10、12のいずれもよい。好ましくは、前記送信モジュール１２０５はＣＳＩフィードバックを行う必要があるサブキャリア集合における各サブキャリアの量化幅MH(k)と量化後量化ＣＳＩマトリックスを一緒に送信する。
【0043】
本発明の実施例は、ＣＳＩ受信装置を提供し、図１３に示すように、当該受信装置は、を含む。
【0044】
好ましくは、前記第一処理モジュール１３０２はMH(k)量化時の方法に基づいて逆処理し、幅値r(k)をリカバーする。例えば、MH(k)がMH(k)=min{2M-1,f(g(mH(k)))}を利用して量化する場合、下記の数式（１２）を利用してr(k)を計算する。
好ましくは、前記第二処理モジュール１３０３は
【数15】
【0045】
【0046】
前記発明の実施形態によると、当該分野の技術者が、本発明を実現または利用できる。当該分野の技術者にとって、これらの実施例の様々な変形が自明であり、また、ここで定義された全体原理は、発明の範囲および主旨から逸脱しない限り、他の実施例に適用できる。上述の実施例は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明の権利範囲を限らず、本発明の精神と原則内で、いずれの変形、同等置換、改善等は、すべて本発明の権利範囲に含まれる。