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特許7282040ハイブリッドビームフォーミングに基づくミリ波通信のためのアダプティブデジタルプリコーダコードブックの構成
(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】
(24)【登録日】2023-05-18
(45)【発行日】2023-05-26
(54)【発明の名称】ハイブリッドビームフォーミングに基づくミリ波通信のためのアダプティブデジタルプリコーダコードブックの構成
(51)【国際特許分類】
H04B 7/06 20060101AFI20230519BHJP
H01Q 3/26 20060101ALI20230519BHJP
H04W 8/22 20090101ALI20230519BHJP
H04W 16/28 20090101ALI20230519BHJP
【ＦＩ】
H04B7/06 956
H01Q3/26 Z
H04W8/22
H04W16/28
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2019552008
(86)(22)【出願日】2018-03-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-06-11
(86)【国際出願番号】 US2018024190
(87)【国際公開番号】W WO2018183131
(87)【国際公開日】2018-10-04
【審査請求日】2021-03-23
(31)【優先権主張番号】62/477,183
(32)【優先日】2017-03-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】316012245
【氏名又は名称】アイディーエーシー ホールディングス インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ピン－ヘン・クオ
(72)【発明者】
【氏名】アラン・ムラッド
(72)【発明者】
【氏名】カトラ・サティヤナラヤン
(72)【発明者】
【氏名】ムハンマド・エル－ハジャール
【審査官】原田 聖子
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３０１４５４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】Panasonic，Performance Evaluation of 8Tx Codebook Subsampling in PUCCH 1-1 CSI Mode II[online]，3GPP TSG-RAN WG1#63 R1-106076，インターネット＜URL:http://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/WG1_RL1/TSGR1_63/Docs/R1-106076.zip＞，2010年11月09日
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／０６
Ｈ０１Ｑ ３／２６
Ｈ０４Ｗ ８／２２
Ｈ０４Ｗ １６／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アナログビームフォーミングおよびデジタルビームフォーミングのできるミリ波のユーザ端末のための方法であって、アクセスノードから、アナログビームフォーミング設定を使用してダウンリンク基準信号を受信するステップと、
前記受信されたダウンリンク基準信号を使用して、前記アナログビームフォーミング設定に基づいて有効なチャネルを測定するステップと、
前記アクセスノードから、目標の性能閾値を示しているアシスタンスパラメータを受信するステップであって、前記アシスタンスパラメータは、性能改善閾値（ＰＩＴ）を有する、ステップと、
前記測定された有効なチャネルに基づいて、前記性能閾値を達成することのできる最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップと、
前記決定された最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を前記アクセスノードに送るステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップは、デジタルプリコーディングなしのチャネル容量（ＣNO_DP）、および異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとのチャネル容量（ＣDP,i）を計算するステップと、
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能としてＣDP,i－ＣNO_DP＞ＰＩＴを達成する最小のコードブック分解能を決定するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップは、デジタルプリコーディングなしでのリンク品質メトリック値（ＣNO_DP）、および異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのリンク品質メトリック値（ＣDP,i）を計算するステップと、
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能として、ＣDP,iとＣNO_DPとの間の性能差がＰＩＴを満足するような最小のコードブック分解能を決定するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項4】
少なくとも１つのアシスタンスパラメータは、絶対性能閾値（ＡＰＴ）を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップは、異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとのチャネル容量（ＣDP,i）を計算するステップと、
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能としてＣDP,i＞ＡＰＴを達成する最小のコードブック分解能を決定するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップは、異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとのリンク品質メトリック値（ＣDP,i）を計算するステップと、
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能としてＣDP,iが前記ＡＰＴを満足するような最小のコードブック分解能を決定するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項7】
各デジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉは、単一の利用可能なデジタルプリコーダコードブック分解能にマッピングされることを特徴とする請求項２または３および５または６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記アシスタンスパラメータは、前記アクセスノードから無線リソース再構成メッセージにおいて受信されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
前記決定された最小のデジタルプリコーダコードブック分解能は、デジタルプリコーダフィードバックが前記ユーザ端末によってデアクティベートされていることを示すことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記アクセスノードに送られた前記決定された最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を使用して、後続のダウンリンクデータ送信を前記アクセスノードから前記ユーザ端末において受信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップは、前記測定された有効なチャネルと、前記受信されたアシスタンスパラメータと、前記ユーザ端末のモビリティレベルおよび前記ユーザ端末のバッテリー状態のうちの少なくとも１つとに基づいて、前記ユーザ端末の前記デジタルプリコーダフィードバックがデアクティベートされるべきであることを決定するステップと、
０として前記最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップと
を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項12】
ｉ）アップリンクリソースの利用可能性、ｉｉ）前記ユーザ端末のバッテリー状態、およびｉｉｉ）前記ユーザ端末のモビリティレベルのうちの少なくとも１つを前記アクセスノードに通信するステップをさらに備え、前記受信されたアシスタンスパラメータは、前記通信された、ｉ）アップリンクリソースの前記利用可能性、ｉｉ）前記ユーザ端末の前記バッテリー状態、およびｉｉｉ）前記ユーザ端末の前記モビリティレベルのうちの少なくとも１つに少なくとも部分的に基づくことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
前記決定された最小のデジタルプリコーダコードブック分解能は、（ｉ）ショートタームプリコーダの構成要素、および（ｉｉ）ロングタームプリコーダの構成要素のうちの１つのコードブック分解能であることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
プロセッサと、前記プロセッサによって実行されると、
アクセスノードから、アナログビームフォーミング設定を使用してダウンリンク基準信号を受信することと、
前記受信されたダウンリンク基準信号を使用して、前記アナログビームフォーミング設定に基づいて有効なチャネルを測定することと、
前記アクセスノードから、目標の性能閾値を示しているアシスタンスパラメータを受信することであって、前記アシスタンスパラメータは、性能改善閾値（ＰＩＴ）を有する、ことと、
前記測定された有効なチャネルに基づいて、前記性能閾値を達成することのできる最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定することと、
前記決定された最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を前記アクセスノードに送ることと
を含む機能を行うように働く命令を格納する非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体と
を備えたことを特徴とするユーザ端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アダプティブデジタルプリコーダコードブックの構成に関し、より詳細には、ハイブリッドビームフォーミングに基づくミリ波通信のためのアダプティブデジタルプリコーダコードブックの構成に関する。
【背景技術】
【0002】
関連出願の相互参照
本出願は、本明細書において、参照により全体が本明細書に組み入れられる、２０１７年３月２７日に出願された、「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＤＩＧＩＴＡＬ ＰＲＥＣＯＤＥＲ ＣＯＤＥＢＯＯＫ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮＳ ＦＯＲ MMＷＡＶＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＨＹＢＲＩＤ ＢＥＡＭＦＯＲＭＩＮＧ」という名称がつけられた、米国特許仮出願第６２／４７７，１８３号明細書の非仮出願であり、仮出願からの利益を３５米国特許法第１１９条（ｅ）のもとに主張するものである。
本出願は、本明細書において、参照により全体が本明細書に組み入れられる、２０１７年３月２７日に出願された、「ＡＤＡＰＴＩＶＥ ＤＩＧＩＴＡＬ ＰＲＥＣＯＤＥＲ ＣＯＤＥＢＯＯＫ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮＳ ＦＯＲ MMＷＡＶＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＨＹＢＲＩＤ ＢＥＡＭＦＯＲＭＩＮＧ」という名称がつけられた、米国特許仮出願第６２／４７７，１８３号明細書の非仮出願であり、仮出願からの利益を３５米国特許法第１１９条（ｅ）のもとに主張するものである。
【0003】
セルラ通信システムの次世代のために必要な高いデータレートを満たすために、ワイヤレス産業界および学会は、６ＧＨｚを超える周波数（例えば、ｃｍＷ（センチメートル波）およびｍｍＷ（ミリメートル波）の周波数）において利用可能な大きな帯域幅に投機するための方法を探求してきている。今述べた６ＧＨｚを超える周波数を使用することの１つの課題は、信号伝搬に関する問題であり、特に屋外環境において、ワイヤレス通信のために不利であると考えられてきた。
【0004】
例えば今述べたような、より高い周波数の伝搬は、より高い自由空間の経路損失を経験するだろう。降雨および大気ガス（例えば、酸素、窒素、および水素）は、６ＧＨｚを超える周波数に対してさらなる減衰を追加するだろう。加えて、木の葉は、減衰および偏波特性劣化（depolarization）を引き起こすだろう。透過および回折減衰（diffraction attenuation）は、また、より深刻になるだろう。結果として、ＮＬＯＳ（Non Line-Of-Sight）の伝搬の経路損失は、６ＧＨｚを超える周波数において重大であるだろう。例えば、ｍｍＷの周波数において、ＮＬＯＳの経路損失は、ＬＯＳ（Line-Of-Sight）の経路損失よりもより高い２０ｄＢもより多いだろう。
【0005】
屋外のｍｍＷセルラネットワークは、ビームフォーミング技法の使用によって実現可能であり得る。特に、アナログ－デジタルハイブリッドビームフォーミングは、将来のワイヤレスネットワークにおいてミリ波通信を実現するための１つの手法であり得る。従って、ハイブリッドビームフォーミングフレームワークに基づいてミリ波セルラシステムの動作効率を強化するメカニズムを開発することが求められるだろう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【文献】Ｓ． Ｋｕｔｔｙ ａｎｄ Ｄ． Ｓｅｎ， “Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ ｆｏｒ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ： ａｎ ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ ｓｕｒｖｅｙ”， ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｕｒｖｅｙ ＆ Ｔｕｔｏｒｉａｌｓ， Ｖｏｌ． １８， Ｎｏ． ２， Ａｐｒ．２０１６， ｐｐ． ９４９－９７３
【文献】Ａｌｋｈａｔｅｅｂ， ｅｔ ａｌ．， “Ｌｉｍｉｔｅｄ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｈｙｂｒｉｄ ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ－ｕｓｅｒ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ ｓｙｓｔｅｍｓ”， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎ．， Ｖｏｌ． １４， Ｎｏｖ． ２０１５， ｐｐ． ６４８１－６４９４
【文献】Ｊ．Ｓｉｎｇｈ ａｎｄ Ｓ．Ｒａｍａｋｒｉｓｈｎａ， “Ｏｎ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｄｅｂｏｏｋ－ｂａｓｅｄ ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ ｉｎ ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ ｗａｖｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙｓ”， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎ．， Ｖｏｌ． １４， Ｍａｙ ２０１５， ｐｐ．２６７０－２６８３
【発明の概要】
【0007】
方法、装置、およびシステムは、ミリ波ベースのハイブリッドビームフォーミングのためのデジタルプリコーダコードブック（digital precoder codebook）をアダプティブに構成することに提供される。
【0008】
実施例に従って、方法、装置、およびシステムは、デジタルビームフォーミングおよびアナログビームフォーミングをアダプティブに適用することを含む、ハイブリッドビームフォーミングを使用して信号を送信することに提供され、デジタルビームフォーミングは、デジタルプリコーダコードブック分解能（digital precoder codebook resolution）をアダプティブに構成することを含む。
【0009】
方法、装置、およびシステムは、少なくとも１つのアナログビームフォーマおよびコンバイナを決定することと、少なくとも１つの性能パラメータを得るために使用することができるデジタルプリコーディングの最も低いコードブックの分解能を決定することと、デジタルプリコーディングについて決定された最も低いコードブックの分解能をネットワークに送信することとをさらに含むことができる。
【0010】
一実施形態において、アナログビームフォーミングおよびデジタルビームフォーミングの性能があるミリ波ユーザ端末のための方法は、アクセスノードから、アナログビームフォーミングの設定を使用してダウンリンクの基準信号（reference signal）を受信すること、受信されたダウンリンクの基準信号を使用して、アナログビームフォーミングの設定に基づいて有効なチャネルを測定すること、アクセスノードから、デジタルプリコーディングを使用して達成可能な性能利得に関するアシスタンスパラメータ（assistance parameter）を受信すること、測定された有効なチャネルおよび受信されたアシスタンスパラメータに基づいて、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定すること、および決定された最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を、アクセスノードに送ることを含むことができる。
【0011】
より詳細な理解は、添付の図面と共に例として与えられる、以下の説明から得られるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】１つまたは複数の開示される実施形態を実装することができる例示の通信システムのシステム図である。
【図2】１つまたは複数の実施形態に係るハイブリッドビームフォーミングのためのトランシーバアーキテクチャのブロック図を例示する図である。
【図3】ＬｏＳチャネルにおいて、デジタルプリコーディングあり、なしのハイブリッドビームフォーミングスキームの間の達成可能なレートの比較のグラフを例示する図である。
【図4】１つまたは複数の実施形態に係る、ハイブリッドビームフォーミングのためのシステムの概略ブロック図を例示する図である。
【図5】１つまたは複数の実施形態に係る例示のシステムプロセスのフロー図を例示する図である。
【図8】１つまたは複数の実施形態に係る別の実施例のシステムプロセスのフロー図を例示する図である。
【図10】１つまたは複数の実施形態に係る別の実施例のシステムプロセスのフロー図を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
実施形態の実装のための例示のネットワーク
図１Ａは、１つまたは複数の開示される実施形態を実装することができる例示の通信システム１００の図である。通信システム１００は、複数のワイヤレスユーザに、コンテンツ、例えば、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどを提供する多元接続システムであり得る。通信システム１００は、複数のワイヤレスユーザに、ワイヤレス帯域幅を含む、システムリソースの共有を介して上述のコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。例えば、通信システム１００は、１つまたは複数のチャネルアクセス方法、例えば、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）、ＳＣ－ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）などを用いることできる。
図１Ａは、１つまたは複数の開示される実施形態を実装することができる例示の通信システム１００の図である。通信システム１００は、複数のワイヤレスユーザに、コンテンツ、例えば、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどを提供する多元接続システムであり得る。通信システム１００は、複数のワイヤレスユーザに、ワイヤレス帯域幅を含む、システムリソースの共有を介して上述のコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。例えば、通信システム１００は、１つまたは複数のチャネルアクセス方法、例えば、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）、ＳＣ－ＦＤＭＡ（シングルキャリア周波数分割多元接続）などを用いることできる。
【0014】
図１Ａに示されるように通信システム１００は、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０４、コアネットワーク１０６、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示される実施形態は任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図することが理解されるであろう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、ワイヤレス環境において動作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。例としてＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレス信号を送信および／または受信するように構成されることができ、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定または移動体加入者ユニット、ページャ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、ワイヤレスセンサ、民生用電子機器などを含み得る。
【0015】
通信システム１００はまた、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含み得る。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、コアネットワーク１０６、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２などの、１つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの少なくとも１つとワイヤレスにインターフェース接続するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。例として基地局１１４ａ、１１４ｂは、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノードＢ（ｅＮＢ）、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、ワイヤレスルータなどとすることができる。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ単一の要素として示されるが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含み得ることが理解されるであろう。
【0016】
基地局１１４ａは、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、中継ノードなどの、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）も含み得るＲＡＮ１０４の一部とすることができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ばれ得る特定の地理的領域内で、ワイヤレス信号を送信および／または受信するように構成され得る。セルは、セルセクタにさらに分割され得る。例えば基地局１１４ａに関連付けられたセルは、３つのセクタに分割され得る。従って一実施形態では、基地局１１４ａは、３つのトランシーバ、すなわちセルの各セクタに対して１つを含み得る。他の実施形態において、基地局１１４ａは多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を使用することができ、従ってセルの各セクタに対して複数のトランシーバを利用し得る。
【0017】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の適切なワイヤレス通信リンク（例えば無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）とすることができるエアインターフェース１１６を通して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数と通信し得る。エアインターフェース１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を用いて確立され得る。
【0018】
より具体的には、上記のように、通信システム１００は、多元接続システムであり得て、１つまたは複数のチャネルアクセススキーム、例えば、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ－ＦＤＭＡなどを用いることができる。例えば、ＲＡＮ１０４内の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ユニバーサル移動体（電話）通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができ、これは広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を用いてエアインターフェース１１６を確立し得る。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／またはＥｖｏｌｖｅｄ ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含み得る。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含み得る。
【0019】
他の実施形態において基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ－ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができ、これはロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ－Ａ）を用いてエアインターフェース１１６を確立し得る。
【0020】
他の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ ８０２．１６（すなわちマイクロ波アクセス用世界規模相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ－ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ－２０００）、暫定標準９５（ＩＳ－９５）、暫定標準８５６（ＩＳ－８５６）、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、ＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施し得る。
【0021】
図１Ａの基地局１１４ｂは、例えばワイヤレスルータ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、またはアクセスポイントとすることができ、事業所、自宅、乗り物、キャンパスなどの局在したエリア内のワイヤレス接続性を容易にするための任意の適切なＲＡＴを利用し得る。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ ８０２．１１などの無線技術を実施して、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立し得る。他の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ ８０２．１５などの無線技術を実施して、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立し得る。他の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルラベースのＲＡＴ（例えばＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａなど）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立し得る。図１Ａに示されるように、基地局１１４ｂはインターネット１１０への直接接続を有し得る。従って基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６を通じてインターネット１１０にアクセスすることを不要とすることができる。
【0022】
ＲＡＮ１０４はコアネットワーク１０６と通信することができ、これは音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数に提供するように構成された、任意のタイプのネットワークとすることができる。例えばコアネットワーク１０６は、呼制御、料金請求サービス、移動体位置ベースのサービス、プリペイドコール、インターネット接続性、ビデオ配信などを提供することができ、および／またはユーザ認証などの高レベルセキュリティ機能を行い得る。図１Ａに示されないが、ＲＡＮ１０４および／またはコアネットワーク１０６は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用する他のＲＡＮと、直接または間接に通信し得ることが理解されるであろう。例えば、Ｅ－ＵＴＲＡ無線技術を利用し得るＲＡＮ１０４に接続されることに加えて、コアネットワーク１０６は、ＧＳＭ無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）とも通信し得る。
【0023】
コアネットワーク１０６はまた、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイとして働き得る。ＰＳＴＮ１０８は、ＰＯＴＳ（plain old telephone service）を提供する回線交換電話ネットワークを含み得る。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコル群における伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）などの共通通信プロトコルを用いる、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスの地球規模のシステムを含み得る。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される有線もしくはワイヤレス通信ネットワークを含み得る。例えば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用し得る１つまたは複数のＲＡＮに接続された、他のコアネットワークを含み得る。
【0024】
通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのいくつかまたはすべては、マルチモード能力を含むことができ、すなわちＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なるワイヤレスリンクを通して異なるワイヤレスネットワークと通信するための複数のトランシーバを含み得る。例えば図１Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を使用し得る基地局１１４ａと、およびＩＥＥＥ ８０２無線技術を使用し得る基地局１１４ｂと通信するように構成され得る。
【0025】
図１Ｂは、例示のＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１Ｂに示されるように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送受信エレメント１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、取り外し不可能なメモリ１３０、取り外し可能なメモリ１３２、電源１３４、ＧＰＳ（全地球測位システム）チップセット１３６、および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、上記の要素のあらゆるサブコンビネーションを含むことができることが理解されるであろう。
【0026】
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、ジェネリックプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などとすることができる。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２がワイヤレス環境において動作することを可能にする任意の他の機能を行い得る。プロセッサ１１８を、トランシーバ１２０に結合することができ、送受信エレメント１２２に結合することができる。図１Ｂはプロセッサ１１８およびトランシーバ１２０を個別の構成要素として示すが、プロセッサ１１８およびトランシーバ１２０は、電子回路パッケージまたはチップ内に一緒に一体化され得ることが理解されるであろう。
【0027】
送受信エレメント１２２は、エアインターフェース１１６を通して基地局（例えば基地局１１４ａ）に信号を送信し、またはそれから信号を受信するように構成され得る。例えば、一実施形態では、送受信エレメント１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナとすることができる。他の実施形態において、送受信エレメント１２２は例えば、ＩＲ、ＵＶ、または可視光信号を送信および／または受信するように構成された放射器／検出器とすることができる。他の実施形態において、送受信エレメント１２２は、ＲＦおよび光信号の両方を送信および受信するように構成され得る。送受信エレメント１２２は、ワイヤレス信号の任意の組み合わせを送信および／または受信するように構成され得ることが理解されるであろう。
【0028】
加えて、図１Ｂでは送受信エレメント１２２は単一のエレメントとして示されるが、ＷＴＲＵ１０２は任意の数の送受信エレメント１２２を含み得る。より具体的には、ＷＴＲＵ１０２はＭＩＭＯ技術を使用し得る。従って一実施形態では、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６を通してワイヤレス信号を送信および受信するための２つ以上の送受信エレメント１２２（例えば複数のアンテナ）を含み得る。
【0029】
トランシーバ１２０は、送受信エレメント１２２によって送信されることになる信号を変調するように、および送受信エレメント１２２によって受信された信号を復調するように構成され得る。上記のように、ＷＴＲＵ１０２はマルチモード能力を有し得る。従って、トランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ１０２が例えばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ ８０２．１１などの複数のＲＡＴを通じて通信することを可能にするための複数のトランシーバを含み得る。
【0030】
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば液晶表示（ＬＣＤ）ディスプレイユニット、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合されることができ、およびそれらからユーザ入力データを受信することができる。プロセッサ１１８はまた、ユーザデータをスピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８に出力し得る。加えて、プロセッサ１１８は、取り外し不可能なメモリ１３０および／または取り外し可能なメモリ１３２などの、任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、それにデータを記憶することができる。取り外し不可能なメモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含み得る。取り外し可能なメモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含み得る。他の実施形態において、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示せず）上など、ＷＴＲＵ１０２上に物理的に位置しないメモリからの情報にアクセスし、それにデータを記憶することができる。
【0031】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、ＷＴＲＵ１０２内の他の構成要素に対する電力を分配および／または制御するように構成され得る。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力供給するための任意の適切なデバイスとすることができる。例えば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（例えばニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）など）、太陽電池、燃料電池などを含み得る。
【0032】
プロセッサ１１８はまたＧＰＳチップセット１３６に結合されることができ、これはＷＴＲＵ１０２の現在位置に関しての位置情報（例えば経度および緯度）を提供するように構成され得る。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えてまたはその代わりに、ＷＴＲＵ１０２はエアインターフェース１１６を通して、基地局（例えば基地局１１４ａ、１１４ｂ）から位置情報を受信することができ、および／または２つ以上の近くの基地局から受信される信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。ＷＴＲＵ１０２は、任意の適切な位置決定方法によって位置情報を取得し得ることが理解されるであろう。
【0033】
プロセッサ１１８は、さらなる特徴、機能、および／または有線もしくはワイヤレス接続性を提供する１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールを含み得る他の周辺装置１３８にさらに結合され得る。例えば、周辺装置１３８は加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含み得る。
【0034】
図１Ｃは、実施形態に係るＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上記のように、ＲＡＮ１０４は、Ｅ－ＵＴＲＡ無線技術を用いて、エアインターフェース１１６を通じてＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信することができる。ＲＡＮ１０４は、さらに、コアネットワーク１０６と通信することができる。
【0035】
ＲＡＮ１０４はｅノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、任意の数のｅノードＢを含み得ることが理解されるであろう。ｅノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはそれぞれ、エアインターフェース１１６を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための、１つまたは複数のトランシーバを含み得る。一実施形態では、ｅノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実施し得る。従って、例えばｅノードＢ１４０ａは、複数のアンテナを用いてＷＴＲＵ１０２ａにワイヤレス信号を送信し、それからワイヤレス信号を受信し得る。
【0036】
ｅノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれは、特定のセル（図示せず）に関連付けられることができ、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリングなどを取り扱うように構成され得る。図１Ｃに示されるように、ｅノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｘ２インターフェースを通して互いに通信し得る。
【0037】
図１Ｃに示されるコアネットワーク１０６は、モビリティ管理エンティティゲートウェイ（ＭＭＥ）１４２、サービングゲートウェイ１４４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１４６を含み得る。上記のエレメントのそれぞれはコアネットワーク１０６の一部として示されるが、上述のエレメントのいずれの１つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または運用され得ることが理解されるであろう。
【0038】
ＭＭＥ１４２は、Ｓ１インターフェースを通じてＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれに接続されることができ、制御ノードとして働き得る。例えば、ＭＭＥ１４２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラのアクティベーション／デアクティベーション、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期アタッチの間に特定のサービングゲートウェイを選択することなどを受け持ち得る。ＭＭＥ１４２はまた、ＲＡＮ１０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）との間で切り換えるための、制御プレーン機能を提供し得る。
【0039】
サービングゲートウェイ１４４は、Ｓ１インターフェースを通じてＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれに接続され得る。サービングゲートウェイ１４４は一般に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃへのまたはそれらからのユーザデータパケットを経路指定および転送し得る。サービングゲートウェイ１４４はまた、ｅノードＢ間ハンドオーバの間にユーザプレーンをアンカリングすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのためのダウンリンクデータが利用可能であるときにページングをトリガすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストを管理および記憶することなどの他の機能を行い得る。
【0040】
サービングゲートウェイ１４４はまた、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にするために、インターネット１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができる、ＰＤＮゲートウェイ１４６に接続され得る。
【0041】
コアネットワーク１０６は、他のネットワークとの通信を容易にすることができる。例えば、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の陸線通信デバイスとの間の通信を容易にするために、ＰＳＴＮ１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供し得る。例えば、コアネットワーク１０６は、コアネットワーク１０６とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェースとして働くＩＰゲートウェイ（例えばＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むことができ、またはそれと通信し得る。加えて、コアネットワーク１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線もしくはワイヤレスネットワークを含み得るネットワーク１１２へのアクセスを提供し得る。
【0042】
他のネットワーク１１２はさらに、ＩＥＥＥ ８０２．１１ベースのワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）１６０に接続され得る。ＷＬＡＮ１６０はアクセスルータ１６５を含み得る。アクセスルータはゲートウェイ機能を含み得る。アクセスルータ１６５は、複数のアクセスポイント（ＡＰ）１７０ａ、１７０ｂと通信し得る。アクセスルータ１６５とＡＰ１７０ａ、１７０ｂとの間の通信は、有線イーサネット（ＩＥＥＥ ８０２．３標準）、または任意のタイプのワイヤレス通信プロトコルを通じたものとすることができる。ＡＰ１７０ａは、エアインターフェースを通してＷＴＲＵ１０２ｄとワイヤレス通信する。
【0043】
詳細な説明
さて、例示的な実施形態の詳細な説明は、種々の図面を参照して提供されるだろう。今述べた説明が可能な実装形態の詳細な実施例を提供するが、提供された詳細は、例としてであり、本出願の範囲を決して制限しないことが意図されることに注意すべきである。
さて、例示的な実施形態の詳細な説明は、種々の図面を参照して提供されるだろう。今述べた説明が可能な実装形態の詳細な実施例を提供するが、提供された詳細は、例としてであり、本出願の範囲を決して制限しないことが意図されることに注意すべきである。
【0044】
述べられる実施形態の１つまたは複数の様々なハードウェア要素は、それぞれのモジュールに関連して本明細書で述べられる様々な機能を遂行する（すなわち行う、実行するなど）「モジュール」と呼ばれることに留意されたい。本明細書で用いられるモジュールは、所与の実装形態に対して当業者によって適切と判断されるハードウェア（例えば１つまたは複数のプロセッサ、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、１つまたは複数のマイクロコントローラ、１つまたは複数のマイクロチップ、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１つまたは複数のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、１つまたは複数のメモリデバイス）を含む。それぞれの述べられるモジュールはまた、それぞれのモジュールによって遂行されるものとして述べられる１つまたは複数の機能を遂行するための実行可能な命令を含むことができ、これらの命令はハードウェア（すなわちハードワイヤード）命令、ファームウェア命令、ソフトウェア命令、および／または同様のものの形をとるまたは含むことができ、一般にＲＡＭ、ＲＯＭなどと呼ばれる任意の適切な非一時的コンピュータ可読媒体またはメディアに記憶され得ることが留意される。
【0045】
少なくとも１つの基地局（ＢＳ、またはアクセスノード）、および少なくとも１つのユーザデバイス／ユーザ端末（例えばＷＴＲＵ）は、ミリ波周波数範囲内で動作するミリ波システムにおいて用いられることができ、ユーザ端末（ＷＴＲＵ）は人のデバイス（例えばスマートフォン）またはマシンタイプデバイス（例えばセンサ）とすることができる。さらに、大規模アンテナアレイを用いたビームフォーミング技術を用いることによって、少なくとも１つの狭い方向性ビームが各デバイスの送信機によって発生されることができ、これは他の受信機への潜在的な干渉を低減しながら、目標受信機に向かっての信号利得を効果的に強化する。さらに、ビーム分割を通して、複数のユーザが同じ時間／周波数リソースにおいて同時にサービスされることができ（ＭＵ－ＭＩＭＯ）、これはシステムスペクトル効率を改善する。
【0046】
ハイブリッドビームフォーミングにおいて、デジタルビームフォーミング（すなわちベースバンド領域における）、およびアナログビームフォーミング（すなわちＲＦ領域における）の両方が、性能と複雑さとのバランスを取るように適用される（非特許文献１で論じられているように）。いくつかの実施形態において、デジタルビームフォーミングは、１つまたは複数のデジタルプリコーダコードブックを用いたデジタルプリコーディングを備え得る。
【0047】
図２は、ハイブリッドビームフォーミングの例示のアーキテクチャを例示する。特に、例示のアーキテクチャは、Ｎs≧１のデータストリーム（２０２）が、ベースバンド領域において、Ｎt
RF×Ｎsのデジタルプリコーダ（ＦBB）（２０４）によって、Ｎt
RF≧１個のＲＦチェーン（２０６）にマッピングされることを示す。ＲＦ出力は、ＲＦ領域において、Ｎt×Ｎt
RFのアナログプリコーダ（ＦRF）（２０８）によって、Ｎt個の物理アンテナエレメント（２１０）にさらにマッピングされ、ここで、位相シフタがアナログビームフォーミングのビームフォーミング重みに適用される。同様にして、受信機側において、Ｎr個の物理アンテナエレメントを有するアレイ（２１４）にて受信された信号ベクトルは、ＲＦ領域においてアナログコンバイナ（ＷRF）（２１６）により処理され、Ｎs≧１個のデータシンボル（２２０）の復調の前に、ベースバンド領域においてデジタルコンバイナ（ＷBB）（２１８）が続く。加えて、２つのタイプのアナログビームフォーミングスキーム、すなわちフル接続およびサブアレイアーキテクチャがある。
【0048】
フラットフェーディングにおける受信されたベースバンド信号ｙの全体の数学的モデルは、以下のように書かれることができる。
【0049】
【数1】
【0050】
ここで、ｘが送信シンボルを表し、ｎが付加的ノイズを示す。ハイブリッドビームフォーミングは、第１の状態において、例えば基地局およびユーザ端末の両方における主要な無線信号経路の出発および／または到着角の角度に基づいて、ＴＸ／ＲＸアナログビームフォーマ（ＦRFおよびＷRF）が決定されるように、２段階の手順によって着手され得る（非特許文献２で論じられているように）。次いで、第２の段階において、デジタルプリコーダ（ＦBB）が、ダウンリンク基準信号を用いて測定された有効なチャネル（すなわち、アナログビームフォーミングの効果を捕捉するチャネル）に基づいて、予め定義されたコードブックからユーザ端末によって選択され得る。コードブックは、ＦBBを表すために用いられることができる行列のセットである。選択されたプリコーダインデックス（例えば、ＰＭＩ（precoding matrix index；プリコーディング行列インデックス）は、専用のフィードバック機構を用いてユーザ端末によって報告され得る。
【0051】
上記を考えると、有効なチャネルＨeffは以下のように書かれることができる。
【0052】
【数2】
【0053】
このような有効なチャネルを経験するダウンリンク基準信号（例えばチャネル状態情報基準信号（ＣＳＩ－ＲＳ））を測定することにより、ユーザ端末は、コードブックＣ内のどのプリコーディング行列が、それが適用された場合に最大の性能利得を可能にするかを評価することによって、デジタルプリコーディングのためのＰＭＩを選択することができる。
【0054】
【数3】
【0055】
ここで関数Ｇは、容量、スループット、または信号対干渉プラスノイズ比（ＳＩＮＲ）などの、いくつかの性能メトリックを出力する。一方、ユーザ端末は、プリコーダコードブックからのインデックス選択に基づいてデジタルコンバイナＷBBを算出し得る。
【0056】
一般に、より高分解能（すなわち、より大きなコードブックサイズ）を有するデジタルプリコーダコードブックは、送信機がより細かい細分性を有する空間的チャネルを捕捉することを可能にすることができ、これはひいてはより良好な性能を与える。しかし、同時に、それはデジタルプリコーダフィードバックのためのビット数（ＰＭＩ）がコードブック分解能と共に増加するので、受信機に対するフィードバックオーバーヘッド負担を増加させる。ハイブリッドビームフォーミングにおいて、伝搬チャネルにおける主要経路を捕捉するのにアナログビームフォーミングのみで十分となることが可能である。従って、高分解能デジタルプリコーダコードブックによって提供される追加の恩恵は限定され得る。散乱の多い環境内にあるユーザ端末に対して、デジタルプリコーディングは、チャネル内のダイバーシティおよび／または多重化利得が活用されることができるので、役に立ち得る。それでも、いくつかの場合において、デジタルプリコーディングの恩恵は、強い見通し線（ＬｏＳ）経路を有するユーザ端末に対してはわずかなものとなる場合があり、その場合はアナログビームフォーミングのみで十分となり得る。
【0057】
図３は、ＬｏＳチャネルにおいて、デジタルプリコーディングあり、なしのハイブリッドビームフォーミングスキームの達成可能レートの比較のグラフを示す。図３のシミュレーション結果に示されるように、アナログビームフォーミング（離散的フーリエ変換（ＤＦＴ）コードブックに基づく）がすでに適用されているとき、デジタルプリコーディング（相互不偏（ＭＵＢ）コードブックが用いられる）は、ＬｏＳチャネルにおける達成可能レートにさらなる強化をもたらさないことが観察されることができる。
【0058】
少なくとも１つの無線トランシーバと、ユーザ端末が、ミリ波アナログビームフォーミングに起因すると考えられる有効ダウンリンクチャネル応答を測定し、以下のうちの少なくとも１つを行うことを可能にする少なくとも１つの計算エンティティとを備えたユーザ端末（例えばＷＴＲＵ）が提供される：（１）アナログビームフォーミングに加えて、望ましいリンク品質を達成するための最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定する、（２）アナログビームフォーミングに加えて望ましいリンク品質を達成するために、デジタルプリコーディングが必要かどうかを決定する、（３）基地局から、アシスタンスパラメータ（例えば、ＰＩＴ（Performance Improvement Threshold；性能改善閾値）および／またはＡＰＴ（Absolute Performance Threshold；絶対性能閾値））に関する情報を抽出する、および／または（４）デジタルプリコーダコードブック分解能についての決定、および／またはデジタルプリコーディングのアクティベーション／デアクティベーション（例えば、ユーザ端末におけるデジタルプリコーダフィードバックのアクティベーションまたはデアクティベーションによって）についての決定を基地局に送信する。
【0059】
少なくとも１つの無線トランシーバと、基地局が以下のうちの少なくとも１つを行うことを可能にする少なくとも１つの計算エンティティとを備えた基地局が提供される：（１）少なくとも１つのアシスタンスパラメータ（例えば、ＰＩＴおよび／またはＡＰＴ）を決定し、これらのアシスタンスパラメータの情報を少なくとも１つのユーザ端末に送信する、（２）ユーザ端末から、デジタルプリコーディングのコードブック分解能、およびデジタルプリコーディングのアクティベーション／デアクティベーション（例えば、ユーザ端末におけるデジタルプリコーダフィードバックのアクティベーションまたはデアクティベーションによって）についての決定に関する情報を受信する、および／または（３）ユーザ端末から受信された関連する情報に従って、デジタルプリコーダコードブック分解能を用いてダウンリンク送信モジュールを構成する。
【0060】
図４は、ミリ波ベースのハイブリッドビームフォーミングのデジタルプリコーディングのためのコードブックをアダプティブに構成するためのシステムの実施形態の概略図を示す。特に、デジタルプリコーダコードブック分解能は、アナログビームフォーミングに加えて、異なる無線リソース（例えば、時間／周波数）にわたって調整されることができ、これはひいてはユーザ端末に対するフィードバック効率を最適化し得る。
【0061】
図４に示されるシステムは、上述の２段階の手順を組み込む。従って、最初に、基地局４０２およびユーザ端末４０４の両方は、アナログビームフォーマ（４１４）／コンバイナ（４２４）ＦRFおよびＷRFを決定することができ、これらは、最も高いエネルギーレベルがその中で感知されることができる角度ビンである、到来角（ＡｏＡ）および／または発射角（ＡｏＤ）などの空間的チャネル特性の推定に基づいて「ＲＦビームブック」から構築されるまたは選ばれることができる。当業者に知られているアナログビームフォーミングのためのＲＦビームフォーマ／コンバイナ選択のいくつかの異なる方法があり（非特許文献３で論じられているものなど）、これらは本明細書において限定するものではない。
【0062】
基地局４０２はＴＸ４１０およびＲＸ４１２を備えることができ、ＲＦビームフォーミング４１４を行うことができる。ユーザ端末４０４はＴＸ４２６およびＲＸ４２８を備えることができ、ＲＦ結合４２４を行うことができる。基地局およびユーザ端末は共にアンテナ４１６を有し得る。
【0063】
上記のプロセス（または当業者に知られている同等のプロセス）などによって、アナログビームフォーミングが整っていると仮定すると、ユーザ端末４０４は、デジタルプリコーディングのためのフィードバック負担を最小にしながらネットワークへの信頼できるワイヤレスリンクを持続するように、望ましい性能を達成するために利用されることができる、デジタルプリコーディングの最低コードブック分解能を評価することができる（４３４）。
【0064】
そうするために、基地局４０２は最初に少なくとも１つのアシスタンスパラメータを決定することができ（４０６）、これはユーザ端末４０４におけるデジタルコードブック分解能決定（４３４）を補助するために、ユニキャスト／マルチキャスト／ブロードキャストダウンリンク制御シグナリング（４２０）の一部としてユーザ端末と共有され得る（例えば無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングまたは物理制御シグナリングなどの、より高位のレイヤのシグナリングにおいて）。アシスタンスパラメータは、ＰＩＴおよび／またはＡＰＴとすることができるが、それらに限定されない。
【0065】
ＰＩＴは、デジタルプリコーディングあり、なしの場合の間における、ある性能メトリックの差の閾値レベルである。性能メトリックは、（ｄＢによる）ＳＩＮＲ利得、ＣＱＩ（チャネル品質インジケータ）、（ビット／秒による）容量、またはリンク品質を測るために使用することができることができるあらゆる他のメトリックであり得る。
【0066】
ＡＰＴは、一定の性能メトリックの絶対値の閾値レベルである。性能メトリックは、ＳＩＮＲ利得（ｄＢでの）、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、容量（ビット／秒での）、またはリンク品質を測るために用いられることができる任意の他のメトリックとすることができる。
【0067】
ユーザ端末において、基地局またはアクセスノードから受信されたアシスタンスパラメータは、デジタルプリコーディングなしで基地局とユーザ端末の間で達成可能となり得るまたはなり得ない、目標または所望の性能閾値を示すことができる。一般に、示される性能閾値は、デジタルプリコーディングの使用を必要とし得る。様々な実施形態において、１つまたは複数のデジタルプリコーダコードブック分解能のもとでのユーザ端末の評価された性能は、もし有ればどのようなコードブック分解能が目標性能閾値を満足し得るかを決定するために、目標性能閾値と比較され得る。いくつかの実施形態において、目標性能閾値がそのもとで満足される最小のコードブック分解能（例えば最小の利用可能なコードブックサイズ）が、最小プリコーダコードブック分解能として選択され得る。
【0068】
アシスタンスパラメータ（４２０）は別として、基地局（例えばアクセスノードまたは「ノードＢ」）はまた、ダウンリンク基準信号（例えばＲＦビームフォーミングされた基準信号）（（セル固有基準信号）ＣＲＳまたはＣＳＩ－ＲＳなど）をユーザ端末に送信し得る（４１８）。基準信号は、初期に構成されたアナログビームフォーミングを用いて送信され得る。従って、ユーザ端末（例えばＷＴＲＵ）は有効なチャネルＨeffを測定することができ（４３０）、そこではアナログビームフォーミングの効果が考慮に入れられる。加えて、ユーザ端末はまた、基地局によって送られたアシスタンスパラメータの情報を抽出し得る（４３２）。測定された有効なチャネルＨeff、および／または基地局から受信されたアシスタンスパラメータを用いることによって、ユーザ端末は、所望のデータレートまたは他の性能メトリックをサポートするのに十分に高い品質を有してそれが無線リンク（基地局への）を維持することを可能にする、デジタルプリコーディングコードブック分解能を算出し得る（４３４）。コードブック分解能評価の結果は、ＲＲＣ再構成メッセージまたは物理制御シグナリングなどのアップリンク制御チャネルを通じて基地局に報告され得る（４２２）（例えば、デジタルプリコーディングコードブック分解能レポーティング）。ユーザ端末は、リソースブロック、周波数帯域、および送信時間間隔（ＴＴＩ）などの複数の無線リソースに対応する、２つ以上のデジタルプリコーディングコードブック分解能を報告することができる。
【0069】
アシスタンスパラメータはＲＲＣ再構成メッセージを用いて基地局によって送られることができるので、ユーザ端末は、それがＲＲＣ再構成メッセージを受信するときはいつでも、コードブック分解能を更新する機会を有する。例えば、現在のＬＴＥスキームにおいてなされるように、ダウンリンクＲＲＣ再構成メッセージが４０ｍｓの周期性を有して送信されると仮定すると、ユーザ端末は４０ｍｓごとにデジタルプリコーディングコードブック分解能の算出およびレポーティングを遂行し得る。しかし、間隔の長さは、５Ｇなどの将来のシステムにおいて変化し得る。報告されたコードブック分解能を、次の更新の前に、ユーザ端末に対してスケジュールされた時間／周波数無線リソースにおいて適用することができる。
【0070】
ＲＸ４１２によってユーザ端末から報告されたコードブック分解能を受信すると、基地局は、報告されたコードブック分解能によってユーザ端末に対してスケジュールされた無線リソースにおいてダウンリンクデータ送信を行うようにベースバンドモジュールを構成することができる。また、後続のセッションにおいて、基地局は、異なるコードブック分解能がプリコーダフィードバックに対する異なるビット幅に対応するので、ユーザ端末によって報告されたコードブック分解能に従ってユーザ端末から、デジタルプリコーディング、例えば、ＰＭＩなどのためのフィードバック情報を抽出することができる。今述べたシナリオのもとに、コードブック分解能インデックスとコードブックサイズ（およびビット幅）との間のマッピングは、指定されており、基地局およびユーザ端末の両方に知られる。上述のマッピングの実施例を、表１に示す。
【0071】
【表1】
【0072】
本明細書で論じられるいくつかの実施形態において、コードブック分解能インデックスは、最小から最大のコードブック分解能／コードブックサイズ（例えばプリコーダレポートビット幅）まで順序付けられたマッピングとして利用される。他の場合において、コードブック分解能インデックスは、例えば最も頻繁な選択から最もまれなものまで、最大から最小のコードブックサイズまで、および／または同様のものなど、最小から最大のコードブック分解能／コードブックサイズまでに順序付けられない代替のマッピングを用い得る。
【0073】
前に論じられた、ミリ波ベースのハイブリッドビームフォーミングのためのデジタルプリコーディング用のコードブックをアダプティブに構成するためのシステムおよび方法に基づいて、いくつかの異なる例示の実施形態が提供される。いくつかの例示の実施形態（図８～１１に関して論じられた）において、デジタルプリコーディングのバイナリアダプテーション（binary adaptation）、アクティベーションおよびデアクティベーションを用いた事例が提供される。デジタルプリコーディングが（例えば、ユーザ端末から基地局へのデジタルプリコーダフィードバックのデアクティベーションによって）「デアクティベートされる」と、単位行列を、データストリームとアンテナポート（ＲＦチェーン）との間のマッピングに対して、ベースバンドにおいて、常に適用することができ、コードブックサイズが単一のエントリのみを有して（単位行列）１であることを意味し、従って、ユーザ端末からのＰＭＩフィードバックは、必要ない。従って、基地局によるデジタルプリコーディングの「デアクティベーション」は、ユーザ端末からのデジタルプリコーダフィードバックのデアクティベーションに対する応答である。マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ－ＭＩＭＯ）スキームはデジタルプリコーディングを通じた信号分離に依存するが、デジタルプリコーディングのデアクティベーションは、単位行列に直交する好ましいプリコーディング行列を有するユーザが、ＭＵ－ＭＩＭＯ動作のために共にスケジュールされる限り、依然として適用可能であることに注目する価値がある。例えば、デジタルプリコーディング免除を有する２つのユーザは、ＭＵ－ＭＩＭＯのためにペア化されることができ、なぜなら単位行列の任意の２つの列は直交し、アナログビームフォーミングのみで信号分離が達成されることができるからである。
【0074】
例示的な一実施形態において、基地局５０２は、少なくとも１つのユーザ端末（例えば、ＷＴＲＵ）５０４を、ＰＩＴを用いて構成し、ＰＩＴは、デジタルプリコーディングのためのコードブック分解能を決定するためにＷＴＲＵが使用することができる。上述の実施形態に対する全体の手順は、図５のフロー図に示される。アナログビームフォーマおよびコンバイナが決定され（５０６）、適用された後（５０８、５１０）、基地局は、少なくとも１つのユーザ端末に対して構成されるようになるＰＩＴを選択することができる（５２０）。ＰＩＴは、様々なタイプの性能メトリックを表すことができることに留意されたい。例えば、それはＳＮＲ利得（ｄＢでの）、受信エラー確率、または容量利得（ビット／秒での）とすることができる。ＰＩＴの選択は、アップリンクリソースの使用可能性、ユーザ端末のバッテリー状態、ユーザ端末のモビリティレベル、および／または同様のものの１つまたは複数に基づいて、基地局によって決定され得る。従って、ＰＩＴなどの１つまたは複数のアシスタンスパラメータは、ネットワークステータス（トラフィック負荷など）、またはユーザ端末ステータス（ユーザ端末のモビリティおよび／またはバッテリー状態）、および／または同様のもの、のうちの少なくとも１つに基づいて決定され得る。
【0075】
例えば、ＣＳＩレポーティングのためのアップリンクリソースが比較的乏しい場合、ユーザ端末がＰＩＴを超える性能改善をもたらす低分解能デジタルプリコーディングを見出す確率がより高くなるように、基地局は、より多くのアップリンクリソースが利用可能であるときと比べて、より低いＰＩＴを設定し得る。従って、これは結果としてすべての無線リソースおよびすべてのアクティブユーザの間で、より低い合計のフィードバックオーバーヘッドとなる。同様に、ユーザ端末が低い電池を有する場合、ユーザ端末がより高分解能の（大きな）プリコーダコードブックからＰＭＩを選択するためにより多くの計算パワーを費やし得る可能性を低減するように、低いＰＩＴが構成され得る。
【0076】
ＰＩＴの値が基地局によって選ばれた後、それは、例えば構成情報として、それがユーザ固有構成であるかそれともセル固有構成であるかに応じて、ユニキャスト／マルチキャスト／ブロードキャストシグナリングに基づいて少なくとも１つのユーザ端末に送られるべきである（５２２）。
【0077】
ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ－ＲＳなど）は、ユーザ端末がＮr
RF×Ｎr
RFチャネル行列である有効なチャネルＨeffを測定できるように以前に決定されたアナログビームフォーマの設定のもとで、送信されることができる（５２４）。測定されたチャネルＨeff（５２６）に基づいて、ユーザ端末は、構成されたＰＩＴを性能改善が超えることを可能にする最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を評価する（５２８）。ユーザ端末が最小コードブック分解能を決定することに着手し得る例示的手順は、図６のフロー図に示され、そこではユーザ端末は、ＰＩＴの構成された値に基づいてコードブック分解能インデックスを決定しなければならない（例えば、表１に従って）。この例において、ユーザ端末はデジタルプリコーディングなしでのチャネル容量ＣNO_DP、および異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのチャネル容量（ＣDP,iとして表される）を計算し、ＣDP,i－ＣNO_DP＞ＰＩＴを達成する最小のコードブック分解能／サイズにマッピングするｉの値を決定する。
【0078】
従って、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定することは、デジタルプリコーディングなしでのリンク品質メトリック値（ＣNO_DP）（例えば、チャネル容量、ＳＮＲまたはビットエラーレート）、および異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのリンク品質メトリック値（ＣDP,i）を計算することと、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能として、ＣDP,iとＣNO_DPの間の性能差がＰＩＴを満足するように、最小のコードブック分解能／サイズにマッピングするｉの値を決定することと、を含み得る。
【0079】
この例において、モビリティレベルおよびバッテリー状態も考慮に入れられ得る。ユーザ端末が過度に速く移動している、または電池がなくなってきているとき、デジタルプリコーダフィードバックは構成されたＰＩＴに関わらず免除されることができる（例えば、コードブック分解能インデックスｉ＝０は、０のプリコーダレポートビット幅にマッピングする、表１でのように）。
【0080】
各ユーザ端末に対して、コードブック分解能の少なくとも１つのインジケーションが、ユーザ端末によって基地局に報告されることができ（５３０）、これはその後のダウンリンクサービスのためにユーザ端末に対して潜在的にスケジュールされることができる、少なくとも１つの無線リソース（時間／周波数／符号）を表す。すなわちコードブック分解能の少なくとも１つのインジケーションは、上述の判定基準を満たすためにどのコードブック分解能をユーザ端末が選択したかについての示唆となり得る。コードブック分解能のインジケーションは、好ましくはコードブック分解能の次の更新の前に、基地局に報告され得る。
【0081】
他の実施形態では、図５のフロー図において、基地局はＰＩＴではなく、ＡＰＴを用いて少なくとも１つのユーザ端末を構成する。ＡＰＴは、構成されたＡＰＴを達成するために用いられることができる最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するために、ユーザ端末によって用いられ得る。
【0082】
図５に関して論じられた前の実施形態と同様に、基地局５０２およびユーザ端末５０４の両方のアナログビームフォーマが最初に決定され（５０６）、適用される（５０８、５１０）。次いで、用途に関連した性能要件（例えば、データレート、レイテンシーなど）に応じて、基地局はリンク品質の一定のメトリックに対応するＡＰＴを選択し得る（５２０）。例えば、メトリックは、チャネル容量、ＳＮＲ、または一定の値（ＬＴＥにおけるＣＱＩに類似した）より高いエラーレートを保証するために用いられることができる、最も高い変調および符号化スキーム（ＭＣＳ）とし得る。ＡＰＴの値が選択された後、ＡＰＴは、例えば、構成情報として、基地局によってそれのカバレージエリア内のユーザ端末のうちの少なくとも１つに、それがユーザ固有構成であるかそれともセル固有構成であるかに応じて、ユニキャスト／マルチキャスト／ブロードキャストシグナリングに基づいて送信され得る（５２２）。
【0083】
ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ－ＲＳなど）は、ユーザ端末がＮr
RF×Ｎr
RFチャネル行列である有効なチャネルＨeffを測定（５２６）できるように以前に決定されたアナログビームフォーマの設定のもとで、送信されることができる（５２４）。測定されたチャネルＨeffに基づいて、ユーザ端末は、構成されたＡＰＴに結果としての性能が到達することを可能にする最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を評価する（５２８）。ユーザ端末が最小コードブック分解能を決定することに着手し得る例示の手順は、図７のフロー図に示され、そこではユーザ端末は、ＡＰＴの構成された値に基づいてコードブック分解能インデックス値を決定し得る（例えば、表１に従って）。この例において、ユーザ端末は、異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのチャネル容量（ＣDP,iとして表される）を計算することができ、ＣDP,i≧ＡＰＴを達成する最小のコードブック分解能／サイズにマッピングするｉの値を決定する。
【0084】
従って、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定することは、異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのリンク品質メトリック値（例えば、チャネル容量、ＳＮＲまたはビットエラーレート）（ＣDP,i）を計算することと、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能として、ＣDP,iがＡＰＴを満足するように、最小のコードブック分解能／サイズにマッピングするｉの値を決定することとを含み得る。
【0085】
この例において、モビリティレベルおよびバッテリー状態も考慮に入れられ得る。すなわち、ＡＰＴなどの１つまたは複数のアシスタンスパラメータは、トラフィック負荷などのネットワークステータス、またはユーザ端末のモビリティおよび／またはバッテリー状態などのユーザ端末ステータスのうちの少なくとも１つに基づいて決定され得る。ユーザ端末（携帯電話、タブレット、または他のモバイルデバイス）が過度に速く移動している、または電池がなくなってきているとき、デジタルプリコーダフィードバックは構成されたＡＰＴに関わらず免除されることができる（例えば、コードブック分解能インデックスｉ＝０は、０のプリコーダレポートビット幅にマッピングする、表１でのように）。
【0086】
各ユーザ端末に対して、コードブック分解能の少なくとも１つのインジケーションが、ユーザ端末によって基地局に報告されることができ（５３０）、これはその後のダウンリンクサービスのためにユーザ端末に対して潜在的にスケジュールされることができる、少なくとも１つの無線リソース（時間／周波数／符号）を表すことに留意されたい。すなわちコードブック分解能の少なくとも１つのインジケーションは、上述の判定基準を満たすためにどのコードブック分解能をユーザ端末が選択したかについての示唆となり得る。コードブック分解能のインジケーションは、好ましくはコードブック分解能の次の更新の前に、基地局に報告され得る。
【0087】
他の例示の実施形態において、基本的な手順は、閾値レベル（例えば、ＰＩＴまたはＡＰＴ）はネットワークによって（例えば、基地局によって）構成されるのではなく、ユーザ端末自体によって決定されることを除いて、図５～７に関して論じられた実施形態と同様である。従って、基地局はこの場合、いずれのアシスタンスパラメータの情報もユーザ端末と共有しない。より一般には、有効なチャネルを測定するとすぐに、ユーザ端末はそれがその後のダウンリンクサービスセッションにおいて用いることを示唆する最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を計算し、決定し得る。最小のデジタルプリコーダコードブック分解能についての示唆は、基地局に報告され得る。
【0088】
各ユーザ端末に対して、コードブック分解能の少なくとも１つのインジケーションが、ユーザ端末によって基地局に報告されることができ、これはその後のダウンリンクサービスのためにユーザ端末に対して潜在的にスケジュールされることができる、少なくとも１つの無線リソース（時間／周波数／符号）を表すことに留意されたい。すなわちコードブック分解能の少なくとも１つのインジケーションは、上述の判定基準を満たすためにどのコードブック分解能をユーザ端末が選択したかについての示唆となり得る。コードブック分解能のインジケーションは、好ましくはコードブック分解能の次の更新の前に、基地局に報告され得る。
【0089】
図８は、他の実施形態による例示的手順のためのフロー図である。図５～７に関して論じられた前の例示的実施形態において、ユーザ端末はデジタルプリコーダコードブック分解能を決定する。図８のフロー図の実施形態において、コードブック分解能アダプテーション（codebook resolution adaptation）は、デジタルプリコーディングのアクティベーションとデアクティベーションとを切り換えることを含む（例えば、ユーザ端末におけるデジタルプリコーダフィードバックのアクティベーションまたはデアクティベーションによって）。例えば、デジタルプリコーディングがデアクティベートされたならば、単位行列は、ベースバンド領域において、データストリームとアンテナポート（ＲＦチェーン）との間のマッピングに対して常に適用され、コードブックサイズが単一のエントリ（単位行列）のみを有する１であることを意味する。従って、基地局によるデジタルプリコーディングの「デアクティベーション」は、ユーザ端末からのデジタルプリコーダフィードバックのデアクティベーションに対する応答である。従って、適切なコードブック分解能を示唆する代わりに、ユーザ端末は、アナログビームフォーミングに加えてデジタルプリコーディングの必要性（ＹＥＳまたはＮＯの意味において）を報告するために、基地局に１つまたは複数のバイナリインジケーション（複数の無線リソースに対して）を単に送信し得る。
【0090】
アナログビームフォーマが決定され（８０６）、適用された後（８０８、８１０）、基地局８０２は、少なくとも１つのユーザ端末８０４に対して構成されるようになるＰＩＴを選ぶことができる（８２０）。ＰＩＴは、様々なタイプの性能メトリックを表すことができることに留意されたい。例えば、それはＳＮＲ利得（ｄＢでの）、または容量利得（ビット／秒での）とすることができる。ＰＩＴの選択は、以下のパラメータすなわち、アップリンクリソースの使用可能性、ユーザ端末のバッテリー状態、および／またはユーザ端末のモビリティレベルのうちの少なくとも１つに基づいて決定され得る。
【0091】
例えば、ＣＳＩレポーティングのためのアップリンクリソースが比較的乏しい場合、基地局はより低いＰＩＴを設定する傾向がある場合があり、従ってユーザ端末がＰＩＴを超える性能改善をもたらす低分解能デジタルプリコーディングを見出す確率がより高くなり、結果としてすべての無線リソースおよびすべてのアクティブユーザの間で、より低い合計のフィードバックオーバーヘッドとなる。同様に、ユーザが低い電池を有する場合、ユーザ端末がより高分解能の（大きな）プリコーダコードブックからＰＭＩを選択するためにより多くの計算パワーを費やし得る可能性を低減するように、低いＰＩＴが構成され得る。ＰＩＴの値が選ばれた後、それは、少なくとも１つのユーザ端末に、それがユーザ固有構成であるかそれともセル固有構成であるかに応じて、ユニキャスト／マルチキャスト／ブロードキャストシグナリングに基づいて送られるべきである。
【0092】
ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ－ＲＳなど）は、ユーザ端末がＮr
RF×Ｎr
RFチャネル行列である有効なチャネルＨeffを測定（８２６）できるように以前に決定されたアナログビームフォーマの設定のもとで、送信されることができる（８２４）。測定された有効なチャネルに基づいて、ユーザ端末はデジタルプリコーディングありとなしでの前提のもとで性能を評価し得る（８２８）。例えば、ユーザ端末は、デジタルプリコーディングありとなしでの容量（または他のリンク品質メトリック）をそれぞれ表し得るリンク品質メトリック値ＣDPおよびＣNO_DPを計算し得る。次いで、ユーザ端末はこれら２つの容量の差を、構成されたＰＩＴ値と比較するべきである。
【0093】
デジタルプリコーディングに起因すると考えられる改善が、構成されたＰＩＴを満足する場合（例えば、用いられるリンク品質メトリックに応じて、差がＰＩＴより高い、またはＰＩＴより低い場合）、ユーザ端末は、デジタルプリコーディングを適用することの肯定的なインジケーションを報告することができる。そうでなく、デジタルプリコーディングに起因すると考えられる改善が、構成されたＰＩＴを満足しない場合、ユーザはデジタルプリコーディングを適用することの否定的なインジケーションを報告、および／またはデジタルプリコーディングが免じられることを示唆することができ、これはユーザ端末が、ＰＭＩ選択およびフィードバックなどのオーバーヘッドから免除されることを可能にする。
【0094】
【0095】
ユーザ端末によって、少なくとも１つのインジケーションが基地局に報告されるべきであり、これはその後のダウンリンクサービスのためにユーザ端末に対して潜在的にスケジュールされることができる少なくとも１つの無線リソース（時間／周波数／符号）を表す。例えば、ユーザ端末は、Ｍ個の無線リソース（例えばリソースブロック）におけるデジタルプリコーディングの必要性を表すためにＭ≧１ビットを有するビットマップを報告することができ、ここで０および１はそれぞれデジタルプリコーディングが望まれるか否かを、またはその逆を示す。
【0096】
図１０は、他の例示の実施形態による例示の手順のフロー図を示す。この実施形態において、基地局は少なくとも１つのユーザ端末をＡＰＴによって構成し、これは、アナログビームフォーミングに加えてデジタルプリコーディングが望ましいかどうかを決定するために、ユーザ端末によって用いられることができる。
【0097】
前の例示の実施形態において述べられたプロセスと同様に、基地局およびユーザ端末の両方のアナログビームフォーマ／コンバイナが最初に決定される。次いで、用途に関連した性能要件（例えば、データレート、レイテンシー）に応じて、基地局はリンク品質の一定のメトリックに対応するＡＰＴを選択し得る。例えば、メトリックは、チャネル容量、ＳＮＲ、または一定の値より高いエラーレートを保証するために用いられることができる、最も高い変調および符号化スキーム（ＭＣＳ）を含み得る。このＡＰＴの値が選ばれた後、それは、少なくとも１つのユーザ端末に、それがユーザ固有構成であるかそれともセル固有構成であるかに応じて、ユニキャスト／マルチキャスト／ブロードキャストシグナリングに基づいて送られるべきである。
【0098】
ダウンリンク基準信号（ＣＳＩ－ＲＳなど）は、ユーザ端末がＮr
RF×Ｎr
RFチャネル行列である有効なチャネルＨeffを測定できるように以前に決定されたアナログビームフォーマの設定のもとで、送信されることができる。測定された有効なチャネルに基づいて、ユーザ端末はデジタルプリコーディングなしでの前提のもとで性能を評価するべきである。例えば、ユーザ端末は、デジタルプリコーディングなしでの容量（または他のリンク品質メトリック）を表し得る、ＣNO_DPを最初に評価し得る。次いで、ユーザ端末はＣNO_DPの値を、構成されたＡＰＴと比較し得る。
【0099】
ＣNO_DPの値が構成されたＡＰＴを満足する場合（例えば、用いられるリンク品質メトリックに応じて、ＡＰＴ以上、またはＡＰＴ未満）、ユーザ端末はデジタルプリコーディングを適用することの否定的なインジケーションを報告することができ、デジタルプリコーディングが免じられことができることを示唆することができ、これはユーザ端末が、ＰＭＩ選択およびフィードバックなどのオーバーヘッドから免除されることを可能にし得る。そうでなく、構成されたＡＰＴが満足されない場合、ユーザ端末は、性能閾値に到達する（または少なくとも、デジタルプリコーディングの非適用より性能を改善する）ようにデジタルプリコーディングが適用されるように、デジタルプリコーディングを適用することの肯定的なインジケーションを報告することができる。
【0100】
ユーザ端末によって、少なくとも１つのインジケーションが報告されるべきであり、これはその後のダウンリンクサービスのためにユーザ端末に対して潜在的にスケジュールされることができる少なくとも１つの無線リソース（時間／周波数／符号）を表す。例えば、ユーザ端末は、Ｍ個の無線リソース（例えばリソースブロック）におけるデジタルプリコーディングの必要性を表すためにＭ≧１ビットを有するビットマップを報告することができ、ここで０および１はそれぞれデジタルプリコーディングが望まれるか否かを、またはその逆を示す。
【0101】
他の例示の実施形態において、基本的な手順は、閾値レベル（ＰＩＴまたはＡＰＴ）はネットワーク（例えば基地局）によって構成されるのではなく、代わりにユーザ端末自体によって決定されることを除いて、２つの前の例示の実施形態と同様である。従って、基地局はこの場合、いずれのアシスタンスパラメータの情報もユーザ端末と共有しない。より一般には、有効なチャネルを測定するとすぐに、ユーザ端末はその後のダウンリンクサービスセッションにおいて、少なくとも１つの無線リソース内でデジタルプリコーディングが用いられるべきか否かを計算し、決定し得る。デジタルプリコーディングの必要性についてのインジケーションおよび／または示唆は、ユーザ端末によって基地局に報告され得る。ユーザ端末によって、少なくとも１つのインジケーションが報告されるべきであり、これはその後のダウンリンクサービスのためにユーザ端末に対して潜在的にスケジュールされることができる少なくとも１つの無線リソース（時間／周波数／符号）を表す。
【0102】
例示的な一実施形態において、ＬＴＥ－Ａに基づくマルチレゾリューション（multi-resolution）のプリコーダコードブックがあり得る。３ＧＰＰのＬＴＥ－Ａにおいて、デュアルコードブック構造は、８個のアンテナポートを有する場合に対して採用されている。今述べたフレームワークにおいて、プリコーダＷは、ロングタームプリコーダＷ1とショートタームプリコーダＷ2との積として得られる。
【0103】
【数4】
【0104】
この実施形態において、このようなデュアルコードブックの複数のバージョンが指定され、複数のバージョンのそれぞれは、コードブック分解能ｉに関連付けられる。本明細書で述べられるシステムおよび方法を用いて、コードブックの分解能は、以下で述べられるように、ロングターム（Ｗ1）およびショートターム（Ｗ2）の構成要素のいずれかまたは両方において調整することができる。
【0105】
ロングタームコードブックＷ1に関して、ロングタームプリコーダＷ1の構造は、
【0106】
【数5】
【0107】
として書くことができるブロック対角行列であり、ただし、２つの異なるアンテナ偏波に専用の部分行列Ｘ1およびＸ2は、ＤＦＴ列ベクトルのセット（例えば、ビームグループ）である。３ＧＰＰのＬＴＥ－Ａの仕様において、Ｘ1＝Ｘ2の場合のみがあり、従ってその場合、同じビームグループを、両方のアンテナ偏波によって使用することができる。
【0108】
本開示に従ってコードブック分解能を増加させるために、Ｗ1コードブックエントリの数は、Ｘ1≠Ｘ2の場合を追加することによって増加され得る。従って、コードブックはまた２つの異なるアンテナ偏波によって異なるビームグループが用いられる場合をカバーすることができる。このような場合、Ｗ1のコンテンツ可能性はより多様となることができ、このより高分解能のコードブックを捕捉するためにより多くのフィードバックビットが必要になり得る。
【0109】
例えば、ＸP（Ｐ＝１，２）の１６個の可能なエントリがあり、Ｗ1の２つの例示的なコードブック分解能は、表２において下に集計される。
【0110】
【表2】
【0111】
加えて、Ｗ1コードブック分解能はまた、ビームグループＸPにおけるＤＦＴベクトルのオーバーサンプリングファクタを調整することによって変化されることができる。
【0112】
ショートタームコードブックＷ2に関して、ショートタームプリコーダＷ2の構造は、２つの選択ベクトル（それぞれ２つのアンテナ偏波に対する）のスタックと見なされることができ、
【0113】
【数6】
【0114】
として書かれ、ここで、ＹP（Ｐ＝１，２）は、報告されたＷ1におけるＸPから列ベクトルを選ぶ、１つだけの非ゼロエントリを有する。ビームグループＸPのそれぞれが４つの列ベクトルを有することを考えれば、ＹPの可能性は、
【0115】
【数7】
【0116】
である。
【0117】
今述べたことは、Ｗ2に対して１６のコードブックサイズを導く。Ｗ2コードブック分解能を増加させるために、ビームグループＸP内のビームのペアの等しい利得の線形結合の場合が考慮され得る。従って、ＹPの可能性は、
【0118】
【数8】
【0119】
になる。
【0120】
今、Ｗ2コードブックのサイズは、１００である。従って、表３において下に集計されるように、Ｗ2の２つの例示的コードブック分解能が存在し得る。
【0121】
【表3】
【0122】
従って、本明細書で述べられる１つまたは複数の実施形態において、あらゆるマルチレゾリューションのコードブックはＷ1のみに、Ｗ2のみに、またはＷ1およびＷ2の両方に適用されることができる。さらに上記で示された例は別として、論じられたシステムおよび方法は任意のプリコーダコードブックフレームワークに適用可能である。
【0123】
一実施形態では、ワイヤレス通信のための方法は、デジタルビームフォーミングおよびアナログビームフォーミングをアダプティブに適用するステップを含む、ハイブリッドビームフォーミングを用いて信号を送信するステップを含み、デジタルビームフォーミングは、デジタルプリコーダコードブック分解能をアダプティブに構成するステップを含む。方法は、少なくとも１つのアナログビームフォーマおよびコンバイナを決定するステップと、少なくとも１つの性能パラメータを達成するために必要なデジタルプリコーディングの最低コードブック分解能を決定するステップと、決定されたデジタルプリコーディングの最低コードブック分解能をネットワークに送信するステップとをさらに含む。それはまた、決定されたアナログビームフォーマおよびコンバイナに基づいてアナログビームフォーミング構成を示すダウンリンク基準信号を受信するステップと、示されたアナログビームフォーミング構成に基づいて有効なチャネルを測定するステップと、少なくとも１つの性能パラメータおよび測定された有効なチャネルを達成するために必要なデジタルプリコーディングの最低コードブック分解能を決定するステップとをさらに含み得る。方法はまた、少なくとも１つのアシスタンスパラメータを少なくとも１つの性能パラメータとして決定するステップと、少なくとも１つのアシスタンスパラメータをワイヤレス送信受信ユニット（ＷＴＲＵ）に送信するステップとをさらに含む。方法は、少なくとも１つのアシスタンスパラメータが性能改善閾値（ＰＩＴ）または絶対性能閾値（ＡＰＴ）であることを含み得る。方法は、少なくとも１つのアシスタンスパラメータが、トラフィック負荷などのネットワークステータス、またはモビリティおよび／またはバッテリー状態などのＷＴＲＵステータスのうちの少なくとも１つに基づいて決定されることを含み得る。方法は、測定された有効なチャネルまたはアシスタンスパラメータのうちの少なくとも１つに基づいて、所望の性能をサポートするのに十分に高い品質を有して基地局への無線リンクを維持する少なくとも１つのデジタルプリコーディングコードブック分解能を計算するステップと、少なくとも１つの計算されたデジタルプリコーディングコードブック分解能を基地局に送信するステップとをさらに含み得る。方法は、ＷＴＲＵから受信されたデジタルプリコーディングコードブック分解能に従って、ＷＴＲＵのためにスケジュールされた無線リソースにおいて、ダウンリンクデータ送信のためにベースバンドモジュールを構成するステップと、構成されたベースバンドモジュールによって、ダウンリンクデータ送信を送信するステップとをさらに含み得る。方法は、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップが、デジタルプリコーディングなしでのチャネル容量（ＣNO_DP）、および異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのチャネル容量（ＣDP,i）を計算するステップと、ＣDP,i－ＣNO_DP＞ＰＩＴを達成する最小のコードブック分解能／サイズにマッピングするｉの値を、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能として決定するステップとを含むことを含み得る。方法は、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップが、デジタルプリコーディングなしでのリンク品質メトリック値（ＣNO_DP）、および異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのリンク品質メトリック値（ＣDP,i）を計算するステップと、ＣDP,iとＣNO_DPとの間の性能差がＰＩＴを満足するように最小のコードブック分解能／サイズにマッピングするｉの値を、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能として決定するステップとを含むことを含み得る。方法は、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップが、異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのチャネル容量（ＣDP,i）を計算するステップと、ＣDP,i＞ＡＰＴを達成する最小のコードブック分解能にマッピングするｉの値を、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能として決定するステップとを含むことを含み得る。方法は、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップが、異なるデジタルプリコーダコードブック分解能インデックス値ｉのもとでのリンク品質メトリック値（ＣDP,i）を計算するステップと、ＣDP,iがＡＰＴを満足するように最小のコードブック分解能／サイズにマッピングするｉの値を、最小のデジタルプリコーダコードブック分解能として決定するステップとを含むことを含み得る。方法は、ＷＴＲＵによって、少なくとも１つのアシスタンスパラメータを決定するステップと、決定された少なくとも１つのアシスタンスパラメータに基づいて、少なくとも１つの最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を決定するステップと、少なくとも１つの最小のデジタルプリコーダコードブック分解能を基地局に送信するステップとをさらに含み得る。方法は、デジタルプリコーディングをアクティベートするかそれともデアクティベートするかを決定するステップと、デジタルプリコーディングをアクティベートするかそれともデアクティベートするかの決定に基づいて、デジタルプリコーダフィードバックのアクティベーションとデアクティベーションとを切り換えるステップと、デジタルプリコーディングがアクティブであるかどうかの報告を送信するステップとをさらに含み得る。方法は、デジタルプリコーディングをアクティベートするかそれともデアクティベートするかを決定するステップと、デジタルプリコーディングがアクティブであるかどうかの報告を送信するステップと、報告に基づいてデジタルプリコーダフィードバックのアクティベーションとデアクティベーションとを切り換えるステップとをさらに含み得る。方法は、デジタルプリコーディングをアクティベートするかそれともデアクティベートするかを決定するステップが、用いる閾値テストに基づき、閾値はＰＩＴまたはＡＰＴであることを含み得る。方法は、デジタルプリコーダコードブック分解能のショートタームコードブック分解能の構成要素またはロングタームコードブック分解能の構成要素のうちの少なくとも１つを調整するステップを含む、デジタルプリコーダコードブック分解能を調整するステップをさらに含み得る。
【0124】
一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成されたワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）が存在し得る。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成されたサーバが存在し得る。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成された、送信機および受信機を備えた、システムが存在する。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成された少なくとも１つのプロセッサが存在する。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成されたネットワーク要素が存在する。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成された基地局が存在する。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成されたアクセスポイント（ＡＰ）が存在する。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成された局（ＳＴＡ）が存在する。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成された集積回路が存在する。一実施形態では、上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行うように構成されたコンピューティングデバイスが存在する。一実施形態では、処理デバイスによって実行されたとき、処理デバイスに上記の方法の任意の組み合わせの少なくとも一部を行わせる、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体上に記憶された命令が存在する。
【0125】
特徴および要素は上記では特定の組み合わせにおいて述べられたが、当業者は各特徴または要素は単独で、または他の特徴および要素との任意の組み合わせにおいて用いられることができることを理解するであろう。加えて、本明細書で述べられる方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアにおいて実施され得る。コンピュータ可読媒体の例は、電子信号（有線またはワイヤレス接続を通して送信される）、およびコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよび取り外し可能なディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ならびにＣＤ－ＲＯＭディスクおよびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含むが、それらに限定されない。ソフトウェアと関連してプロセッサは、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末装置、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータにおける使用のために、無線周波数トランシーバを実施するために用いられ得る。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】