JP2009033744A - Method and apparatus for scheduling and pre-coding based on channel vector quantization - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システムの伝送技術分野に関し、特に、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ、多入力多出力）システムに適用されるチャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディングの方法及び装置に係る。 The present invention relates to a transmission technology field of a wireless communication system, and more particularly, to a scheduling and precoding method and apparatus based on channel vector quantization applied to a MIMO (Multiple Input Multiple Output) system.
将来の無線通信システムでは、高い情報伝送速度及び通信品質が要求される。有限な周波数資源で該目標を実現するために、ＭＩＭＯ技術は、将来の無線通信に使用される欠かせない手段の一つになった。 In future wireless communication systems, high information transmission speed and communication quality are required. In order to achieve this goal with finite frequency resources, MIMO technology has become one of the indispensable means used for future wireless communications.
ＭＩＭＯシステムでは、送信側において、複数のアンテナで信号の送信を行い、受信側において、複数のアンテナで信号の受信を行う。研究の結果として、伝統的なシングルアンテナ伝送方法と比べ、ＭＩＭＯ技術はチャネル容量を明らかに向上させ、情報伝送速度を向上させている。 In the MIMO system, signals are transmitted by a plurality of antennas on the transmission side, and signals are received by a plurality of antennas on the reception side. As a result of research, compared to traditional single antenna transmission methods, MIMO technology has clearly improved channel capacity and improved information transmission rate.
また、ＭＩＭＯシステムでは、プリコーディング（Ｐｒｅ−ｃｏｄｉｎｇ）の送信方法を使用することで、ＭＩＭＯシステムの性能を効果的に向上させることができる。 Also, in a MIMO system, the performance of the MIMO system can be effectively improved by using a pre-coding transmission method.
プリコーディングの基本的なアイデアは、現在のチャネル情報に基き、送信しようとするデータに対して、線形処理と非線形処理などを含む初期処理を送信前に行うことである。 The basic idea of precoding is to perform initial processing including linear processing and non-linear processing on data to be transmitted before transmission based on current channel information.
ＭＩＭＯプリコーディングは、クローズドループの伝送技術であり、フィードバックする情報の形式に応じて、ＰＶＱ（Ｐｒｅｃｏｄｅｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｑｕａｎｔｉｚａｔｉｏｎ,プリコーディングベクトル量子化）に基くプリコーディングと、ＣＶＱ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｖｅｃｔｏｒ Ｑｕａｎｉｚａｔｉｏｎ,チャネルベクトル量子化）に基くプリコーディングとの二種類がある。 MIMO precoding is a closed-loop transmission technique. Depending on the type of information to be fed back, precoding based on PVQ (Precoder Vector Quantization), CVQ (Channel Vector Quantization, channel vector quantization) ) Based on precoding.
ＣＶＱに基くＭＩＭＯプリコーディングにおいて、送信側と受信側は、通信を行う前に、若干のチャネル量子化チャネルベクトルが含まれる一つのチャネル量子化コードブックを事前に設定する。各リソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ，ＲＢ）の送信前に、受信側は、まず、該コードブックを用いて現在のチャネル特性に対して量子化を行い、量子化後の結果であるＣＶＱ情報を送信側にフィードバックする。具体的には、現在チャネルに最もマッチングするチャネルベクトルを該コードブックから選択し、該チャネルベクトルのインデックス（Ｉｎｄｅｘ）を送信側にフィードバックする。 In MIMO precoding based on CVQ, the transmission side and the reception side set in advance one channel quantization codebook including some channel quantization channel vectors before performing communication. Before transmitting each resource block (Resource Block, RB), the receiving side first quantizes the current channel characteristics using the codebook, and transmits the CVQ information as a result after the quantization to the transmitting side. To give feedback. Specifically, the channel vector that most closely matches the current channel is selected from the codebook, and the index (Index) of the channel vector is fed back to the transmission side.
チャネル特性に対して量子化を行う目的は、システムのフィードバックオーバーヘットの低下にある。そして、送信側は、フィードバック情報に基いて現在のチャネル情報を取得した後、各ユーザのチャネル情報に基いてマルチユーザスケジューリングとプリコーディング行列の算出とを行い、これに応じて信号の送信を行う。 The purpose of quantizing the channel characteristics is to reduce the feedback overhead of the system. Then, after acquiring the current channel information based on the feedback information, the transmission side performs multi-user scheduling and precoding matrix calculation based on the channel information of each user, and transmits a signal accordingly. .
現在の研究結果によると、ＰＶＱに基くプリコーディング方法と比べ、ＣＶＱに基くプリコーディング方法は、システムのスループット性能を向上させると共に、端末の実現複雑度を低減させることができ、効果的なプリコーディング方法である。従来のＣＶＱに基くスケジューリング及びプリコーディング解決案において、受信側は送信側に対して一回のＣＶＱフィードバックを行い、つまり、送信側は、ユーザスケジューリングとプリコーディング行列の算出の際に同一のＣＶＱフィードバック情報を使用する。このような技術案は、システムのスループット性能又はフィードバックオーバーヘットを最適化していないため、従来技術のうえで、システムのスループット性能及びフィードバックオーバーヘットを更に最適化することが必要である。 According to the current research results, the precoding method based on CVQ can improve the throughput performance of the system and reduce the implementation complexity of the terminal compared with the precoding method based on PVQ, and can effectively reduce the precoding method. Is the method. In the conventional scheduling and precoding solution based on CVQ, the receiving side performs one CVQ feedback to the transmitting side, that is, the transmitting side uses the same CVQ feedback when calculating the user scheduling and the precoding matrix. Use information. Since such a technical solution does not optimize the system throughput performance or feedback overhead, it is necessary to further optimize the system throughput performance and feedback overhead over the prior art.
本発明の目的は、システムのスループット性能を向上させるか或はフィードバックオーバーヘットを減少させる、チャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディング方法、装置の提供にある。 An object of the present invention is to provide a scheduling and precoding method and apparatus based on channel vector quantization, which improve the throughput performance of the system or reduce the feedback overhead.
上記目的を実現するために、本発明は、チャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディング方法を提供している。該方法は、
送信側が、すべてのユーザから送信された第１のチャネルベクトル量子化情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行うステップＡと、
送信側が、スケジューリングされたユーザから送信された、第１のチャネルベクトル量子化情報より精度の高い第２のチャネルベクトル量子化情報に基いてプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信するステップＢ、或いは、
送信側が、スケジューリングされたユーザから送信された第３のチャネルベクトル量子化情報と第１のチャネルベクトル量子化情報とを結合してプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信するステップＢ′とを含む。
To achieve the above object, the present invention provides a scheduling and precoding method based on channel vector quantization. The method
Step A in which the transmission side performs multi-user scheduling based on the first channel vector quantization information transmitted from all users;
The transmission side acquires the precoding matrix based on the second channel vector quantization information with higher accuracy than the first channel vector quantization information transmitted from the scheduled user, and then uses the acquired precoding matrix Step B for precoding and transmitting scheduled user data, or
The transmitting side combines the third channel vector quantization information and the first channel vector quantization information transmitted from the scheduled user to acquire a precoding matrix, and then uses the acquired precoding matrix. And B 'for precoding and transmitting the scheduled user data.
上記方法において、前記ステップＢにおいて、前記チャネルベクトル量子化情報の精度の制御は、コードブックにより実現し、コードブック中のチャネルベクトルの数が大きいほど、チャネル方向情報フィードバックオーバーヘットが大きくなり、前記チャネルベクトル量子化情報の精度が高くなる。 In the above method, in the step B, the control of the accuracy of the channel vector quantization information is realized by a code book, and the larger the number of channel vectors in the code book, the larger the channel direction information feedback overhead becomes. The accuracy of channel vector quantization information is increased.
上記方法において、前記ステップＡにおける第１のチャネルベクトル量子化情報は、現在のチャネルと第１のコードブックに基き得られ、前記ステップＢにおける第２のチャネルベクトル量子化情報は、現在のチャネルと第２のコードブックに基き得られ、
前記第２のコードブック中のチャネルベクトル数が前記第１のコードブック中のチャネルベクトル数より大きい。
In the above method, the first channel vector quantization information in the step A is obtained based on a current channel and a first codebook, and the second channel vector quantization information in the step B is obtained as follows: Based on the second codebook,
The number of channel vectors in the second codebook is greater than the number of channel vectors in the first codebook.
上記方法において、前記第２のコードブックは、第１のコードブックに左からユニタリー行列を乗ずることによって得られる。 In the above method, the second codebook is obtained by multiplying the first codebook by a unitary matrix from the left.
上記方法において、前記ステップＢ′において、前記ステップＡにおける第１のチャネルベクトル量子化情報は、現在のチャネルと第１のコードブックに基き得られ、前記ステップＢにおける第３のチャネルベクトル量子化情報は、現在のチャネルと第３のコードブックに基き得られ、
前記第３のコードブックは、現在のチャネルと第１のチャネルベクトル量子化情報との差を量子化するための差分コードブックである。
In the above method, in the step B ′, the first channel vector quantization information in the step A is obtained based on the current channel and the first codebook, and the third channel vector quantization information in the step B Is based on the current channel and the third codebook,
The third code book is a difference code book for quantizing a difference between the current channel and the first channel vector quantization information.
上記方法において、前記差分コードブックは、チャネルベクトルがユニタリー行列であるコードブックである。 In the above method, the differential codebook is a codebook whose channel vector is a unitary matrix.
上記方法において、前記第３のチャネルベクトル量子化情報中のチャネル方向情報のインデックスに対応するチャネルベクトルはユニタリー行列であり、前記ステップＢ′において、スケジューリングされたユーザが初回にフィードバックしたインデックスに対応するチャネルベクトルのモジュラ、スケジューリングされたユーザが初回にフィードバックしたインデックスに対応するチャネルベクトルとスケジューリングされたユーザがフィードバックしたインデックスに対応するユニタリー行列との積に基いてプリコーディング行列を算出する。 In the above method, a channel vector corresponding to an index of channel direction information in the third channel vector quantization information is a unitary matrix, and corresponds to an index fed back first by a scheduled user in the step B ′. The precoding matrix is calculated based on the product of the channel vector modular and the channel vector corresponding to the index fed back by the scheduled user for the first time and the unitary matrix corresponding to the index fed back by the scheduled user.
上記方法において、前記スケジューリングされたユーザから送信された第２のチャネルベクトル量子化情報は、チャネル方向情報のみを含み、前記ステップＢとステップＢ′において、第１のチャネルベクトル量子化情報中のチャネル品質情報を利用してプリコーディング行列を算出する。 In the above method, the second channel vector quantization information transmitted from the scheduled user includes only channel direction information, and the channel in the first channel vector quantization information in step B and step B ′. A precoding matrix is calculated using quality information.
上記方法において、送信側において、情報到達時刻、識別情報又は情報位置を利用して、スケジューリングされたユーザが送信したフィードバック情報の順番を判断する。 In the above method, on the transmission side, the order of feedback information transmitted by the scheduled user is determined using the information arrival time, identification information, or information position.
また、上記目的を実現するために、本発明は、スケジューリングモジュールとプリコーディングモジュールとを含み、チャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディング装置をさらに提供している。該装置において、
前記スケジューリングモジュールは、すべてのユーザから送信された第１のチャネルベクトル量子化情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行い、
前記プリコーディングモジュールは、スケジューリングされたユーザから送信された、第１のチャネルベクトル量子化情報より精度の高い第２のチャネルベクトル量子化情報に基いてプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信し、或いは、スケジューリングされたユーザから送信された第３のチャネルベクトル量子化情報と第１のチャネルベクトル量子化情報とを結合してプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信する。
In order to realize the above object, the present invention further includes a scheduling and precoding apparatus based on channel vector quantization, including a scheduling module and a precoding module. In the device,
The scheduling module performs multi-user scheduling based on first channel vector quantization information transmitted from all users,
The precoding module acquires a precoding matrix after acquiring a precoding matrix based on second channel vector quantization information with higher accuracy than the first channel vector quantization information transmitted from a scheduled user. Matrix is used to pre-code and transmit scheduled user data, or the third channel vector quantization information and the first channel vector quantization information transmitted from the scheduled user are combined. After the precoding matrix is acquired, the scheduled user data is precoded and transmitted using the acquired precoding matrix.
上記装置において、前記プリコーディングモジュールがスケジューリングされたユーザから送信された第２のチャネルベクトル量子化情報に基いてプリコーディング行列を獲得するときに、前記第１のチャネルベクトル量子化情報は、現在のチャネルと第１のコードブックに基き得られ、前記第２のチャネルベクトル量子化情報は、第２のコードブックに基き得られ、
前記第２のコードブック中のチャネルベクトル数は、前記第１のコードブック中のチャネルベクトル数より大きい。
In the above apparatus, when the precoding module obtains a precoding matrix based on second channel vector quantization information transmitted from a scheduled user, the first channel vector quantization information is current The second channel vector quantization information is obtained based on a second codebook, and the second channel vector quantization information is obtained based on a channel and a first codebook;
The number of channel vectors in the second codebook is greater than the number of channel vectors in the first codebook.
上記装置において、前記第２のコードブックは、第１のコードブックに左からユニタリー行列を乗ずることによって得られる。 In the above apparatus, the second codebook is obtained by multiplying the first codebook by a unitary matrix from the left.
上記装置において、前記プリコーディングモジュールがスケジューリングされたユーザから送信された第３のチャネルベクトル量子化情報と第１のチャネルベクトル量子化情報とを結合してプリコーディング行列を獲得するときに、前記第１のチャネルベクトル量子化情報は、現在のチャネルと第１のコードブックに基き得られ、前記第３のチャネルベクトル量子化情報は、現在のチャネルと第３のコードブックに基き得られ、前記第３のコードブックは、現在のチャネルと第１のチャネルベクトル量子化情報との差を量子化するための差分コードブックである。 In the above apparatus, when the precoding module combines the third channel vector quantization information and the first channel vector quantization information transmitted from a scheduled user to obtain a precoding matrix, 1 channel vector quantization information may be obtained based on the current channel and the first codebook, and the third channel vector quantization information may be obtained based on the current channel and the third codebook. Codebook 3 is a difference codebook for quantizing the difference between the current channel and the first channel vector quantization information.
上記装置において、前記差分コードブックは、チャネルベクトルがユニタリー行列であるコードブックである。 In the above apparatus, the differential code book is a code book whose channel vector is a unitary matrix.
上記装置において、前記第３のチャネルベクトル量子化情報中のチャネル方向情報のインデックスに対応するチャネルベクトルはユニタリー行列であり、前記プリコーディングモジュールは、具体的に、スケジューリングされたユーザが初回にフィードバックしたインデックスに対応するチャネルベクトルのモジュラ、スケジューリングされたユーザが初回にフィードバックしたインデックスに対応するチャネルベクトルとスケジューリングされたユーザがフィードバックしたインデックスに対応するユニタリー行列の積に基いてプリコーディング行列を算出する。 In the above apparatus, a channel vector corresponding to an index of channel direction information in the third channel vector quantization information is a unitary matrix, and the precoding module is specifically fed back by a scheduled user for the first time. A precoding matrix is calculated based on a product of a modular channel vector corresponding to the index, a product of a channel vector corresponding to the index first fed back by the scheduled user and a unitary matrix corresponding to the index fed back by the scheduled user.
本発明の方法と装置を利用して、チャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディングは、精度の異なるＣＶＱ情報を使用するため、従来方法と比べて、下記有益効果を奏する。 Since the scheduling and precoding based on channel vector quantization using the method and apparatus of the present invention uses CVQ information with different accuracy, the following beneficial effects can be obtained compared to the conventional method.
本発明において、プリコーディングの際に従来方法と同一のＣＶＱ精度を使用する場合、従来方法と同一のシステム性能の取得を保証できるが、スケジューリングの際に使用するＣＶＱ精度が従来方法のＣＶＱ精度より低くてもよいため、全体的に言うと、フィードバックオーバーヘットを低減させることができる。 In the present invention, when the same CVQ accuracy as in the conventional method is used for precoding, it is possible to guarantee the same system performance as in the conventional method, but the CVQ accuracy used in scheduling is higher than the CVQ accuracy of the conventional method. Since it may be low, the overall feedback overhead can be reduced.
システムオーバーヘットが従来方法と同一の場合、スケジューリングの段階で精度の低いＣＶＱ情報を使用するため、一部のフィードバックオーバーヘットを節約することができ、この部分のフィードバックオーバーヘットが、プリコーディング段階でＣＶＱ情報の精度を高めることに用いられるため、従来方法より高いシステム性能を取得することができる。 When the system overhead is the same as that of the conventional method, the CVQ information with low accuracy is used in the scheduling stage, so that some feedback overhead can be saved, and this part of the feedback overhead is reduced in the precoding stage. Since it is used to increase the accuracy of CVQ information, it is possible to obtain higher system performance than the conventional method.
送信側においての、チャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディングは、主に、
受信側のＣＶＱ情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行うマルチユーザスケジューリングステップと、
受信側のＣＶＱ情報に基いて、スケジューリングされたユーザに対してプリコーディングを行うプリコーディングステップとを含む。
Scheduling and precoding based on channel vector quantization at the transmitter side is mainly:
A multi-user scheduling step for performing multi-user scheduling based on CVQ information on the receiving side;
And a precoding step of performing precoding for the scheduled user based on the CVQ information on the receiving side.
上記二つのステップにおいて、ＣＶＱ情報が必要とされる。実際のネットワークの伝送によると、ＣＶＱ情報の精度は、システム性能へ非常に大きい影響を与える。ＣＶＱ情報の精度が高いほど、フィードバックオーバーヘットが大きくなるが、システムのスループット性能はよくなる。 In the above two steps, CVQ information is required. According to actual network transmission, the accuracy of CVQ information has a very large impact on system performance. The higher the accuracy of the CVQ information, the greater the feedback overhead, but the better the system throughput performance.
以下、ＣＶＱ精度について更に詳しく記述する。 Hereinafter, the CVQ accuracy will be described in more detail.
ＣＶＱは、ＣＤＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ,チャネル方向情報）とＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ,チャネル品質情報）を含む。ＣＱＩのフィードバックオーバーヘットの大きさは、システム性能に明らかな影響を与えないため、ここでは考慮しない。従って、ＣＶＱ精度を考慮するときに、ＣＤＩによる影響しか考慮しない。 CVQ includes CDI (Channel Direction Information, channel direction information) and CQI (Channel Quality Indicator, channel quality information). The magnitude of the feedback overhead of CQI is not considered here because it has no obvious impact on system performance. Therefore, when considering CVQ accuracy, only the effect of CDI is considered.
周知のように、ＣＤＩは、実際のチャネル方向を示すために選択したチャネルベクトルがコードブックにおける位置を示す。ＣＤＩのフィードバックオーバーヘットが大きいほど、コードブック中のチャネルベクトルが多いことを示す。コードブック中のチャネルベクトルが多いほど、実際のチャネル方向を示すために選択したチャネルベクトルが実際のチャネルに近いため、ＣＶＱ精度が高くなる。 As is well known, CDI indicates the position in the codebook of the channel vector selected to indicate the actual channel direction. The larger the CDI feedback overhead, the more channel vectors in the codebook. The more channel vectors in the codebook, the higher the CVQ accuracy because the channel vector selected to indicate the actual channel direction is closer to the actual channel.
例を挙げて、上記の場合を説明する。 The above case will be described with an example.
図１に示すように、二つのコードブックＣ１＝{Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４}とＣ２＝{Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８}中のチャネルベクトルと実際チャネルＲが示されている。 As shown in FIG. 1, the channel vector and the actual channel R in the two codebooks C1 = {A1, A2, A3, A4} and C2 = {B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8}. It is shown.
ＣＤＩのフィードバックオーバーヘットが２ビットの場合、ＣＤＩは、四つのチャネルベクトルのうちの一つしか示すことができない。このとき、対応するコードブックはＣ１である。図１によると、受信側からフィードバックしたＣＤＩは００であり、ＣＤＩに対応するチャネルベクトルがＡ１であることを示す。 If the CDI feedback overhead is 2 bits, the CDI can only indicate one of the four channel vectors. At this time, the corresponding code book is C1. According to FIG. 1, CDI fed back from the receiving side is 00, indicating that the channel vector corresponding to CDI is A1.
ＣＤＩのフィードバックオーバーヘットが３ビットの場合、ＣＤＩは、八つのチャネルベクトルのうちの一つを示すことができる。このとき、対応するコードブックはＣ２である。図１によると、受信側からフィードバックしたＣＤＩは００１であり、ＣＤＩに対応するチャネルベクトルがＢ１であることを示す。 If the CDI feedback overhead is 3 bits, the CDI may indicate one of eight channel vectors. At this time, the corresponding code book is C2. According to FIG. 1, CDI fed back from the receiving side is 001, which indicates that the channel vector corresponding to CDI is B1.
図１から明らかに分かるように、ＣＤＩのフィードバックオーバーヘットが３ビットの場合、選択したチャネルベクトルＢ１は、チャネルベクトルＡ１に比べ、実際チャネルＲに接近している。つまり、対応するＣＶＱ精度が高い。 As can be clearly seen from FIG. 1, when the feedback overhead of CDI is 3 bits, the selected channel vector B1 is closer to the actual channel R than the channel vector A1. That is, the corresponding CVQ accuracy is high.
従って、本発明においてＣＶＱ精度を示すパラメータとして、ＣＤＩのフィードバックオーバーヘット、又は、最終的に計算に用いる等価コードブック中のチャネルベクトルの数を使用する。 Therefore, as the parameter indicating the CVQ accuracy in the present invention, the feedback overhead of CDI or the number of channel vectors in the equivalent codebook that is finally used for calculation is used.
また、上記記述によると、マルチユーザスケジューリングとプリコーディングとの二つのステップは、いずれもＣＶＱに関わる。さらに、シミュレーションによると、送信側でチャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディングを行う際に、マルチユーザスケジューリングステップにおいて、ＣＶＱ精度の変化はシステム性能に明らかな影響を与えないが、プリコーディングステップにおいて、ＣＶＱ精度の変化はシステム性能に非常に明らかな影響を与える。 Also, according to the above description, the two steps of multiuser scheduling and precoding are both related to CVQ. Further, according to the simulation, when scheduling and precoding based on channel vector quantization is performed on the transmission side, the change in CVQ accuracy does not have an obvious effect on the system performance in the multiuser scheduling step. In CVQ, changes in CVQ accuracy have a very obvious impact on system performance.
上記記述に基いて、本発明の、チャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディング方法は、マルチユーザスケジューリングステップとプリコーディングステップにおいて、精度の異なるＣＶＱ情報を利用して、システム性能を向上させ、及び/又は、フィードバックオーバーヘットを低下させる。 Based on the above description, the scheduling and precoding method based on channel vector quantization of the present invention improves the system performance by using CVQ information with different accuracy in the multiuser scheduling step and the precoding step, And / or reduce feedback overhead.
マルチユーザスケジューリングステップとプリコーディングステップに利用される精度の異なるＣＶＱ情報は、受信側又は送信側により処理可能であり、以下、異なる実施例を通じてそれぞれ記述する。 The CVQ information having different accuracy used in the multiuser scheduling step and the precoding step can be processed by the reception side or the transmission side, and will be described below through different embodiments.
<第１の実施例>
本発明の第１の実施例において、マルチユーザスケジューリングステップとプリコーディングステップに利用されるＣＶＱ情報の精度は、送信側によって異なるチャネルベクトル数のコードブックを用いて直接制御され、以下詳しく記述する。
<First embodiment>
In the first embodiment of the present invention, the accuracy of CVQ information used in the multiuser scheduling step and the precoding step is directly controlled by using a codebook having a different number of channel vectors depending on the transmission side, and will be described in detail below.
図２に示すように、本発明の第１の実施例による方法は、
すべての受信側が、第１のＣＶＱ情報を送信側にフィードバックするステップ１１と、
送信側が、第１のＣＶＱ情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行うステップ１２と、
送信側が、ＣＶＱ情報をあらためて送信するように、スケジューリングされたユーザに通知するステップ１３と
スケジューリングされたユーザが、第１のＣＶＱ情報より精度が高い第２のＣＶＱ情報を送信側にフィードバックするステップ１４と、
送信側が、第２のＣＶＱ情報に基いてプリコーディング行列を計算した後、該プリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータに対してプリコーディングを行って送信するステップ１５とを含む。
As shown in FIG. 2, the method according to the first embodiment of the present invention is:
And a
上記ステップ１１は、具体的に下記ステップを含む。
The
ステップ１１１：チャネル推定
ユーザｋは、現在チャネルを推定して、ｎＲ行ｎＴ列のチャネル特性行列Ｈｋを得る。ここで、ｎＲ、ｎＴは、それぞれ受信アンテナ数と送信アンテナ数を示す。
Step 111: Channel estimation User k estimates a current channel to obtain a channel characteristic matrix H k of n R rows and n T columns. Here, n R and n T indicate the number of reception antennas and the number of transmission antennas, respectively.
ステップ１１２：受信重み付け
受信重み付けの目的は、ＭＩＭＯチャネル行列をベクトル形式に変換することで、より効果的にチャネル量子化を行うことにある。受信重み付け後の等価チャネルは、
ステップ１１３：チャネル情報量子化及びフィードバック
従来のチャネル量子化方法は、最大幅に基く量子化と、最大ＳＩＮＲに基く量子化の二種類がある。本発明による方法は、実際のシステムでどの種類の量子化方法を採用するかに依頼していないため、第１の量子化方法、即ち最大幅に基く量子化を例として記述する。
Step 113: Channel information quantization and feedback There are two types of conventional channel quantization methods: quantization based on the maximum width and quantization based on the maximum SINR. Since the method according to the present invention does not ask what kind of quantization method to adopt in the actual system, the first quantization method, ie, quantization based on the maximum width is described as an example.
予め設定された、チャネル量子化に用いられるコードブックを
そして、受信側は、量子化後の結果であるＣＤＩとＣＱＩとを送信側にフィードバックする。ここで、ＣＤＩについては、コードブックにおいて対応するインデックス情報のみをフィードバックすればよい。 Then, the receiving side feeds back the CDI and CQI, which are the results after quantization, to the transmitting side. Here, for CDI, only the corresponding index information in the codebook needs to be fed back.
上記ステップ１２において、フィードバックされた第１のＣＶＱ情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行うが、マルチユーザスケジューリングでプリコーディング行列を必要とするため、本ステップにおいて、プリコーディング行列の計算が必要となる。
In
マルチユーザスケジューリング方法が、エルゴード検索やＧｒｅｅｄｙ方法など複数種類あるため、プリコーディング方法も、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）アルゴリズムやＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ,最小平均誤差）アルゴリズムなど複数種類がある。 Since there are multiple types of multiuser scheduling methods such as ergodic search and Greedy method, there are also multiple types of precoding methods such as ZF (Zero Forcing) algorithm and MMSE (Minimum Mean Square Error) algorithm.
本発明の方法は、システムにおいて具体的にどんなスケジューリング及びプリコーディング方法を使用するかに依頼していないため、ここでは、エルゴードスケジューリングとＺＦプリコーディング方法を例として記述する。 Since the method of the present invention does not depend on what scheduling and precoding method is specifically used in the system, the ergodic scheduling and ZF precoding methods are described here as examples.
あるユーザの組み合わせである
ユーザからフィードバックされたＣＶＱ情報に基いて、このときのＺＦプリコーディング行列Ｗを算出し、下記のように示される。
Ｔは、行列転置の符号である。 T is a code for matrix transposition.
このとき各ユーザのＳＩＮＲを算出し、下記のように示す。
上記ステップによって可能性のあるすべてのユーザの組み合わせをエルゴードして、ユーザスループットの和が最大のユーザの組み合わせをスケジューリングする。 All potential user combinations according to the above steps are ergodized to schedule the user combination with the highest sum of user throughput.
従来技術において、このとき、送信側のスケジューリングとプリコーディング行列の算出が一斉に終了する。そして、送信側は、スケジューリング結果を受信側に通知し、スケジューリングされたユーザに対して、対応するプリコーディング行列Ｗを用いて信号送信を行う。 In the prior art, at this time, the scheduling on the transmission side and the calculation of the precoding matrix are completed at the same time. Then, the transmission side notifies the reception side of the scheduling result, and performs signal transmission to the scheduled user using the corresponding precoding matrix W.
しかし、本発明の方法は、単に上記ステップで得たスケジューリング結果を利用して、受信側に通知する。 However, the method of the present invention simply notifies the receiving side using the scheduling result obtained in the above step.
送信側からの通知を受信したスケジューリングされたユーザは、送信側に対して第２回のＣＶＱ情報のフィードバックを行う。 The scheduled user who has received the notification from the transmission side feeds back the second CVQ information to the transmission side.
予め設定された、チャネル量子化に用いられるコードブックが
もちろん、上記第１の実施例において、第２のＣＶＱ情報は、第１のＣＶＱ情報と比べ、受信側によりフィードバックされた第２のＣＶＱ情報は、ＣＤＩのみを含み、ＣＱＩをフィードバックしなくてもよい。送信側は、プリコーディング行列を算出する際に、第１のＣＶＱ情報中のＣＱＩを利用すればよい。 Of course, in the first embodiment, the second CVQ information is compared with the first CVQ information, and the second CVQ information fed back by the receiving side includes only the CDI, and the CQI need not be fed back. Good. The transmitting side may use the CQI in the first CVQ information when calculating the precoding matrix.
重み付け後の等価チャネルが量子化された後のＣＶＱ結果は、ＣＤＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ,チャネル方向情報）とＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ,チャネル品質情報）との二部分の情報を含む。ＣＤＩは、
*は、共役転置の符号であり、
ユーザｋ１、ｋ２…からフィードバックされたＣＶＱ情報に基いて、このときのプリコーディング行列Ｗを算出し、下記のように示す。
最後に、該プリコーディング行列Ｗを用いて、スケジューリングされたユーザｋ１、ｋ２…のデータに対してプリコーディングを行って送信すればよい。 Finally, the precoding matrix W may be used to perform precoding on the scheduled data of users k1, k2,.
本発明の第１の実施例において、送信側で使用するコードブック中のチャネルベクトル数の差異により、プリコーディング行列の算出に用いられるＣＶＱ情報の精度は、スケジューリングステップで用いられるＣＶＱ情報の精度より高い。 In the first embodiment of the present invention, due to the difference in the number of channel vectors in the codebook used on the transmission side, the accuracy of the CVQ information used for calculating the precoding matrix is higher than the accuracy of the CVQ information used in the scheduling step. high.
第１の場合において、ユーザ数が１６、スケジューリングされたユーザ数が２であると仮定する。ここで、伝統的な方法でのＣＶＱ情報中のＣＤＩのフィードバックオーバーヘットが４ビットであると仮定する。一方、本発明の方法では、１回目にフィードバックするＣＶＱ情報中のＣＤＩが２ビット、２回目にフィードバックするＣＶＱ情報中のＣＤＩが４ビットであると仮定する。 In the first case, assume that the number of users is 16 and the number of scheduled users is 2. Here, it is assumed that the feedback overhead of CDI in the CVQ information in the traditional method is 4 bits. On the other hand, in the method of the present invention, it is assumed that the CDI in the CVQ information fed back at the first time is 2 bits, and the CDI in the CVQ information fed back at the second time is 4 bits.
上記仮定の下で、上記から分かるように、本発明の方法においてプリコーディング行列の算出に用いられるＣＤＩと伝統的な方法においてのＣＶＱ情報中のＣＤＩが共に４ビットであり、つまり、プリコーディング行列を算出するＣＶＱ精度が同一のため、二種類の方法で達成されるシステム性能が基本的に同じであるが、本発明においてＣＤＩのトータルフィードバックオーバーヘットが１６×２＋２×４（４０）ビットであり、伝統的な方法の１６×４（６４）ビットのトータルフィードバックオーバーヘットよりはるかに小さい。 Under the above assumption, as can be seen from the above, the CDI used for calculating the precoding matrix in the method of the present invention and the CDI in the CVQ information in the traditional method are both 4 bits, that is, the precoding matrix. The system performance achieved by the two methods is basically the same because the CVQ accuracy for calculating the same is the same, but the total feedback overhead of CDI is 16 × 2 + 2 × 4 (40) bits in the present invention. Much smaller than the traditional method of 16 × 4 (64) bit total feedback overhead.
第２の場合において、ユーザ数が１６、スケジューリングされたユーザ数が２であると仮定する。ここで、伝統的な方法でのＣＶＱ情報中のＣＤＩのフィードバックオーバーヘットが４ビットであると仮定する。一方、本発明の方法では、１回目にフィードバックするＣＶＱ情報中のＣＤＩが2ビット、２回目にフィードバックするＣＶＱ情報中のＣＤＩが１６ビットであると仮定する。 In the second case, assume that the number of users is 16 and the number of scheduled users is 2. Here, it is assumed that the feedback overhead of CDI in the CVQ information in the traditional method is 4 bits. On the other hand, in the method of the present invention, it is assumed that the CDI in the CVQ information fed back at the first time is 2 bits, and the CDI in the CVQ information fed back at the second time is 16 bits.
上記仮定の下で、本発明の方法においてＣＤＩのトータルフィードバックオーバーヘットが１６×２＋２×１６（６４）ビットであり、伝統的な方法の総フィードバックオーバーヘット１６×４（６４）ビットと同一である。
Under the above assumption, in the method of the present invention, the total feedback overhead of CDI is 16 × 2 + 2 × 16 (64) bits, which is the same as the total feedback overhead of
しかし、本発明の方法において、プリコーディング行列の算出に用いられるＣＶＱ情報中のＣＤＩが１６ビットであり、その精度が伝統的な方法における４ビットよりはるかに高い。ＣＶＱ精度の変化がシステム性能の向上を明らかに影響するため、本発明の方法によれば、フィードバックオーバーヘットを増加させないことを保証するとともに、システム性能を明らかに向上させることができる。 However, in the method of the present invention, the CDI in the CVQ information used for calculating the precoding matrix is 16 bits, and its accuracy is much higher than 4 bits in the traditional method. Since the change in CVQ accuracy clearly affects the improvement of the system performance, according to the method of the present invention, it is possible to ensure that the feedback overhead is not increased and to improve the system performance clearly.
もちろん、第２の場合で、２回目のＣＶＱ情報中のＣＤＩのフィードバックオーバーヘットが８ビットであると仮定すると、本発明の方法によるＣＤＩのトータルフィードバックオーバーヘットは１６×２＋２×８（４８）ビットとなり、伝統的な方法のＣＤＩのトータルフィードバックオーバーヘットである６４ビットより小さい。同時に、本発明の方法において、プリコーディング行列の算出に用いられるＣＶＱ情報中のＣＤＩが８ビットであり、その精度が伝統的な方法における４ビットより高いため、システム性能も向上される。 Of course, in the second case, assuming that the CDI feedback overhead in the second CVQ information is 8 bits, the total feedback overhead of CDI according to the method of the present invention is 16 × 2 + 2 × 8 (48) bits. It is smaller than 64 bits which is the total feedback overhead of CDI of the traditional method. At the same time, in the method of the present invention, the CDI in the CVQ information used for calculating the precoding matrix is 8 bits, and the accuracy is higher than 4 bits in the traditional method, so that the system performance is improved.
<第２の実施例>
本発明の第２の実施例において、マルチユーザスケジューリングステップとプリコーディングステップに利用されるＣＶＱ情報の精度は、送信側によって異なるチャネルベクトル数のコードブックを用いて直接制御される。
<Second embodiment>
In the second embodiment of the present invention, the accuracy of the CVQ information used in the multiuser scheduling step and the precoding step is directly controlled by using a codebook having a different number of channel vectors depending on the transmission side.
本発明の第１の実施例において、第１のコードブックと第２のコードブックは、互いに独立しており、第２のコードブックのチャネルベクトル数が第１のコードブックより大きいように保証すればよい。 In the first embodiment of the present invention, the first codebook and the second codebook are independent of each other and it is ensured that the number of channel vectors of the second codebook is larger than the first codebook. That's fine.
本発明の第２の実施例においては、第１のコードブックに基いて第２のコードブックを作成し、同時に、作成された第２のコードブックのチャネルベクトル数が第１のコードブックのチャネルベクトル数より大きいように保証されている。 In the second embodiment of the present invention, a second code book is created based on the first code book, and at the same time, the number of channel vectors of the created second code book is the channel number of the first code book. Guaranteed to be greater than the number of vectors.
ここで、第１のコードブックＣ１を用いて第２のコードブックＣ２を得る方法は以下のようである。 Here, a method of obtaining the second code book C2 using the first code book C1 is as follows.
第１のコードブック中の各チャネルベクトルに対してそれぞれ差分処理を行って複数のチャネルベクトルを獲得し、該獲得した複数のチャネルベクトルを第２のコードブックのチャネルベクトルとする。例を挙げて説明すると、下記のようである。 Difference processing is performed on each channel vector in the first codebook to obtain a plurality of channel vectors, and the obtained plurality of channel vectors are set as channel vectors of the second codebook. An example will be described as follows.
第１のコードブックに、独立にチャネルを量子化するための四つのチャネルベクトルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを含むと仮定する。 Assume that the first codebook includes four channel vectors A, B, C, D for independently quantizing the channels.
チャネルベクトルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対してそれぞれ差分処理を行って、以下のようなチャネルベクトルを得る。 Difference processing is performed on each of the channel vectors A, B, C, and D to obtain the following channel vectors.
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４；
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４；
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４；
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４。
A1, A2, A3, A4;
B1, B2, B3, B4;
C1, C2, C3, C4;
D1, D2, D3, D4.
そこで、得た第２のコードブックには、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４の１６個のチャネルベクトルが含まれ、ＣＶＱ精度が向上される。 Therefore, the obtained second codebook has 16 channel vectors of A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4, C1, C2, C3, C4, D1, D2, D3 and D4. And CVQ accuracy is improved.
もちろん、該第２のコードブックは、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ｂ、Ｃ及びＤの７個のチャネルベクトルを含むか、又は、
Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ及びＤの７個のチャネルベクトルを含むか、又は、
Ａ、Ｂ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びＤの７個のチャネルベクトルを含んでもよい。
Of course, the second codebook is
Contains seven channel vectors A1, A2, A3, A4, B, C and D, or
Contains seven channel vectors A, B1, B2, B3, B4, C and D, or
Seven channel vectors A, B, C1, C2, C3, C4 and D may be included.
もちろん、該第２のコードブックは、
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ、Ｃ及びＤの６個のチャネルベクトルを含むか、又は、
Ａ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ及びＤの６個のチャネルベクトルを含んでもよい。
Of course, the second codebook is
Contains 6 channel vectors A1, A2, A3, B, C and D, or
Six channel vectors of A, B1, B2, B3, C, and D may be included.
もちろん、第２のコードブックは、他の組み合わせであってもよく、ここでは枚挙しない。 Of course, the second code book may have other combinations, and is not listed here.
ここで、該差分処理は、チャネルベクトルにユニタリー行列を左から乗ずることで得る事ができる。 Here, the difference processing can be obtained by multiplying the channel vector by a unitary matrix from the left.
例えば、ｇｎＡ(ｎ＝１、２、３、…、８)のようである。すると、チャネルベクトルを８個のチャネルベクトルに差分することになる。 For example, g n A (n = 1, 2, 3,..., 8). Then, the channel vector is differentiated into 8 channel vectors.
本発明の第２の実施例は、単に第２のコードブック中のチャネルベクトルの設計方式で第１の実施例と異なり、そのほかの処理がまったく同一のため、ここでは重複記載を避ける。 The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in the design method of the channel vector in the second codebook, and the other processes are exactly the same, so that repeated description is avoided here.
<第３の実施例>
上記第１の実施例と第２の実施例において、ユーザはチャネルベクトル数が異なるコードブックを直接利用してフィードバック処理を行うため、送信側は、直接ユーザのフィードバックに基いて、対応するプリコーディング行列を獲得することができる。
<Third embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment, since the user directly performs feedback processing using codebooks having different numbers of channel vectors, the transmitting side performs corresponding precoding based on direct user feedback. Matrix can be acquired.
本発明の第３の実施例は、第１の実施例と第２の実施例と異なり、スケジューリングステップの後に、スケジューリングされた受信側が第３のＣＶＱ情報を送信し、該第３のＣＶＱ情報が送信側にフィードバックされた後、送信側は、スケジューリングされたユーザからフィードバックされた第３のＣＶＱ情報と第１のＣＶＱ情報とを結合してプリコーディング処理を行う。 In the third embodiment of the present invention, unlike the first and second embodiments, after the scheduling step, the scheduled receiver transmits the third CVQ information, and the third CVQ information After being fed back to the transmitting side, the transmitting side performs precoding processing by combining the third CVQ information and the first CVQ information fed back from the scheduled user.
図３に示すように、本発明の第３の実施例による方法は、
すべての受信側が、送信側に第１のＣＶＱ情報をフィードバックするステップ２１と、
送信側が、第１のＣＶＱ情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行うステップ２２と、
送信側が、ＣＶＱ情報をあらためて送信するように、スケジューリングされたユーザに通知するステップ２３と、
スケジューリングされたユーザが、送信側に第３のＣＶＱ情報をフィードバックするステップ２４と、
送信側が、スケジューリングされたユーザからの第３のＣＶＱ情報と第１のＣＶＱ情報とを結合してプリコーディング行列の算出を行い、該プリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信するステップ２５とを含む。
As shown in FIG. 3, the method according to the third embodiment of the present invention is:
A
The scheduled user feeding back the third CVQ information to the transmitting
The transmitting side combines the third CVQ information and the first CVQ information from the scheduled user to calculate a precoding matrix, and uses the precoding matrix to pre-schedule user data. Coding and transmitting
上記ステップ２１は、更に下記ステップを含む。
The
ステップ２１１：チャネル推定
ユーザｋは、現在チャネルを推定して、ｎＲ行ｎＴ列のチャネル特性行列Ｈｋを得る。ここで、ｎＲ、ｎＴは、それぞれ受信アンテナ数と送信アンテナ数を示す。
Step 211: Channel estimation User k estimates the current channel to obtain a channel characteristic matrix H k of n R rows and n T columns. Here, n R and n T indicate the number of reception antennas and the number of transmission antennas, respectively.
ステップ２１２：受信重み付け
受信重み付けの目的は、ＭＩＭＯチャネル行列をベクトル形式に変換することで、より効果的にチャネル量子化を行うことにある。受信重み付け後の等価チャネルは、
ステップ２１３：チャネル情報量子化及びフィードバック
従来のチャネル量子化方法は、最大幅に基く量子化と、最大ＳＩＮＲに基く量子化の二種類がある。本発明による方法は、実際のシステムでどんな量子化方法を採用するかに依頼していないため、第１の量子化方法のみを例として説明する。
Step 213: Channel information quantization and feedback There are two types of conventional channel quantization methods: quantization based on the maximum width and quantization based on the maximum SINR. Since the method according to the present invention does not ask what quantization method to adopt in an actual system, only the first quantization method will be described as an example.
予め設定された、チャネル量子化に用いられるコードブックを
*は、共役転置の符号であり、
そして、受信側は、量子化後の結果であるＣＤＩとＣＱＩとを送信側にフィードバックする。ＣＤＩについては、コードブックにおいて対応するインデックス情報のみをフィードバックすればよい。 Then, the receiving side feeds back the CDI and CQI, which are the results after quantization, to the transmitting side. For CDI, only the corresponding index information in the codebook needs to be fed back.
上記ステップ２２において、フィードバックされた第１のＣＶＱ情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行うが、該マルチユーザスケジューリングでプリコーディング行列を必要とするため、本ステップにおいて、プリコーディング行列の計算が必要となる。
In
マルチユーザスケジューリング方法には、エルゴード検索やＧｒｅｅｄｙ方法など複数種類あるため、プリコーディング方法も、ＺＦ（Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ）アルゴリズムやＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ, 最小平均誤差）アルゴリズムなど複数種類がある。 Since there are multiple types of multi-user scheduling methods such as ergodic search and Greedy method, there are also multiple types of precoding methods such as ZF (Zero Forcing) algorithm and MMSE (Minimum Mean Square Error) algorithm.
本発明の方法は、システムにおいて具体的にどんなスケジューリング及びプリコーディング方法を使用するかに依頼していないため、ここでは、エルゴードスケジューリングとＺＦプリコーディング方法を例として説明する。 Since the method of the present invention does not ask what scheduling and precoding method is specifically used in the system, here, ergodic scheduling and ZF precoding method will be described as examples.
あるユーザの組み合わせである
ユーザからフィードバックされたＣＶＱ情報に基いて、このときのＺＦプリコーディング行列Ｗを算出し、下記のように示される。
Ｔは、行列転置の符号である。 T is a code for matrix transposition.
このとき各ユーザのＳＩＮＲを算出し、下記のように示す。
ここで、
Ｒ（）は、ＳＩＮＲからスループットを計算する関数である。 R () is a function for calculating the throughput from SINR.
上記ステップによって可能性のあるすべてのユーザの組み合わせをエルゴードして、ユーザスループットの和が最大のユーザの組み合わせをスケジューリングする。 All potential user combinations according to the above steps are ergodized to schedule the user combination with the highest sum of user throughput.
従来技術において、このとき、送信側のスケジューリングとプリコーディング行列の算出が一斉に終了する。そして、送信側は、スケジューリング結果を受信側に通知し、スケジューリングされたユーザに対して、対応するプリコーディング行列Ｗを用いて信号送信を行う。 In the prior art, at this time, the scheduling on the transmission side and the calculation of the precoding matrix are completed at the same time. Then, the transmission side notifies the reception side of the scheduling result, and performs signal transmission to the scheduled user using the corresponding precoding matrix W.
しかし、本発明の方法は、単に上記ステップで得たスケジューリング結果を利用して、受信側に通知する。 However, the method of the present invention simply notifies the receiving side using the scheduling result obtained in the above step.
送信側からの通知を受信したスケジューリングされたユーザは、送信側に対して２回目のＣＶＱ情報のフィードバックを行う。 The scheduled user who has received the notification from the transmission side feeds back the CVQ information for the second time to the transmission side.
もちろん、上記第２の実施例において、受信側によりフィードバックされた第２のＣＶＱ情報は、ＣＤＩのみを含み、ＣＱＩをフィードバックしなくてもよい。送信側は、プリコーディング行列を算出する際に、第１のＣＶＱ情報中のＣＱＩを利用すればよい。 Of course, in the second embodiment, the second CVQ information fed back by the receiving side includes only CDI, and CQI need not be fed back. The transmitting side may use the CQI in the first CVQ information when calculating the precoding matrix.
本発明の第３の実施例は、本発明の第１の実施例において、第２のＣＶＱ情報の精度が第１のＣＶＱ情報の精度より大きいように保証すればよいことに対して、第３の実施例においては、プリコーディング行列を算出する際に、第１のＣＶＱを総合的に考慮することが必要となる点で第１の実施例と異なっている。 In the third embodiment of the present invention, in the first embodiment of the present invention, it is only necessary to ensure that the accuracy of the second CVQ information is larger than the accuracy of the first CVQ information. This embodiment is different from the first embodiment in that the first CVQ needs to be comprehensively considered when calculating the precoding matrix.
ユーザの等価チャネルが
ここで、
ここで、量子化するコードブックは
そして、スケジューリングされたユーザは、２回目の量子化後のＣＤＩ結果に対応するチャネルベクトルのインデックスを送信側にフィードバックする。 Then, the scheduled user feeds back the channel vector index corresponding to the CDI result after the second quantization to the transmission side.
送信側は、ユーザから２回目にフィードバックしたチャネル情報を受信すると、２回のフィードバックの結果に基いて実際のチャネル情報をあらためて構成し、
そして、スケジューリング結果、及び対応するユーザチャネル情報に基いて、プリコーディング行列を改めて算出する。具体的には、ユーザの組み合わせである
本発明の、チャネルベクトル量子化に基いたスケジューリング及びプリコーディング装置は、スケジューリングモジュールとプリコーディングモジュールとを含む。 The scheduling and precoding apparatus based on channel vector quantization of the present invention includes a scheduling module and a precoding module.
上記スケジューリングモジュールは、すべてのユーザの第１のチャネルベクトル量子化情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行う。 The scheduling module performs multi-user scheduling based on the first channel vector quantization information of all users.
上記プリコーディングモジュールは、スケジューリングされたユーザの第２のチャネルベクトル量子化情報に基いてプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータを、プリコーディングして送信する。 The precoding module acquires a precoding matrix based on the second channel vector quantization information of the scheduled user, and then precodes the scheduled user data using the acquired precoding matrix. Then send.
第２のチャネルベクトル量子化情報の精度は、第１のチャネルベクトル量子化情報の精度より高い。 The accuracy of the second channel vector quantization information is higher than the accuracy of the first channel vector quantization information.
上記第１のチャネルベクトル量子化情報は、第１のコードブックに基き得られ、上記第２のチャネルベクトル量子化情報は、第２のコードブックに基き得られる。 The first channel vector quantization information can be obtained based on a first codebook, and the second channel vector quantization information can be obtained based on a second codebook.
上記第２のコードブック中のチャネルベクトル数は、上記第１のコードブック中のチャネルベクトル数より大きい。 The number of channel vectors in the second codebook is greater than the number of channel vectors in the first codebook.
該第２のコードブック中の少なくとも二つのチャネルベクトルは、第１のコードブック中の一つのチャネルベクトルに対して差分処理を行って得たものである。 The at least two channel vectors in the second codebook are obtained by performing difference processing on one channel vector in the first codebook.
該差分処理は、左からユニタリー行列を乗ずる操作であってもよい。 The difference processing may be an operation of multiplying the unitary matrix from the left.
本発明の方法及び装置において、スケジューリングされたユーザは２回のフィードバックを必要とするため、送信側において、該フィードバック情報がスケジューリングのためのフィードバック情報であるか、それともプリコーディングのためのフィードバック情報であるかを如何に識別するかという課題が存在している。本発明では、下記方法を用いて識別する。 In the method and apparatus of the present invention, since the scheduled user needs two feedbacks, at the transmitting side, the feedback information is feedback information for scheduling or feedback information for precoding. There is a problem of how to identify whether there is. In the present invention, identification is performed using the following method.
１.ユーザがフィードバック情報に秩序識別パラメータを付加し、送信側は、該秩序識別パラメータに基いて、該フィードバック情報はスケジューリングのためのフィードバック情報であるか、それともプリコーディングのためのフィードバック情報であるかを判別する。或は、
２.２回のフィードバック情報の到達時間に明らかな差異が存在する場合、受信時間を用いて判別してもよい。
1. The user adds an order identification parameter to the feedback information, and based on the order identification parameter, the transmission side is feedback information for scheduling or feedback information for precoding. Is determined. Or
2.2 When there is a clear difference in the arrival time of the feedback information twice, it may be determined using the reception time.
３.フィードバック情報の位置によって判別する。例えば、スケジューリングのためのフィードバック情報はデータフレームの第１の位置に置かれ、プリコーディングのためのフィードバック情報はデータフレームの第２の位置に置かれる。送信側は、フィードバック情報の位置によって判別する。 3. Determine by the position of feedback information. For example, feedback information for scheduling is placed in a first position of the data frame, and feedback information for precoding is placed in a second position of the data frame. The transmission side is determined by the position of the feedback information.
本発明の第２の実施例のシミュレーション条件は以下のようでである。 The simulation conditions of the second embodiment of the present invention are as follows.
ｎＴ＝２、ｎＲ＝１であり、チャネルはフラットフェージングチャネルであり、ユーザ数は１６であり、スケジューリングアルゴリズムはＭａｘＣ/Ｉであり、車のスピードは３ｋｍ/ｈであり、フィードバック遅延は３ｍｓであり、ここで、Ｂは、ＣＤＩフィードバックのビット数である。 n T = 2 and n R = 1, the channel is a flat fading channel, the number of users is 16, the scheduling algorithm is MaxC / I, the car speed is 3 km / h, and the feedback delay is 3 ms Where B is the number of bits of CDI feedback.
シミュレーションにおいて、公平性を保つため、伝統的な方法と本発明の方法が同じフィードバックオーバーヘットを有すると仮定する。例えば、伝統的な方法でＢ＝３の時に、トータルフィードバックは１６×３＝４８である。本発明の方法を利用すると、１回目の１６個のユーザのそれぞれが２ビットをフィードバックし、２回目で、スケジューリングされた二つのユーザがそれぞれ８ビットをフィードバックし、このとき、１６×２＋２×８＝４８ビットを有する。また、伝統的な方法でＢ＝４の時にも、本発明の方法と同じトータルフィードバックオーバーヘットを有する。 In the simulation, to maintain fairness, assume that the traditional method and the method of the present invention have the same feedback overhead. For example, when B = 3 in the traditional way, the total feedback is 16 × 3 = 48. When the method of the present invention is used, each of the 16 users for the first time feeds back 2 bits, and in the second time, the two scheduled users feed back 8 bits each, and at this time, 16 × 2 + 2 × 8 = 48 bits. Also, when B = 4 in the traditional method, it has the same total feedback overhead as the method of the present invention.
図４は、シミュレーション結果を示す。図４によると、本発明の方法によれば、フィードバックオーバーヘットを増加させることなく、より高いスループット性能を取得することができる。 FIG. 4 shows the simulation results. According to FIG. 4, according to the method of the present invention, higher throughput performance can be obtained without increasing the feedback overhead.
以上は、本発明の好ましい形態に過ぎない。当業者には、本発明の発明原理を逸しない前提で各種の改良を行うことができ、これらの改良も本発明の保護範囲に属することは明らかである。 The above is only a preferred embodiment of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that various improvements can be made on the premise that the principles of the present invention are not deviated, and these improvements also belong to the protection scope of the present invention.
Claims (15)
送信側が、すべてのユーザから送信された第１のチャネルベクトル量子化情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行うステップＡと、
送信側が、スケジューリングされたユーザから送信された、第１のチャネルベクトル量子化情報より精度の高い第２のチャネルベクトル量子化情報に基いてプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信するステップＢ、或いは、
送信側が、スケジューリングされたユーザから送信された第３のチャネルベクトル量子化情報と第１のチャネルベクトル量子化情報とを結合してプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信するステップＢ′と
を含むことを特徴とする方法。 A scheduling and precoding method based on channel vector quantization,
Step A in which the transmission side performs multi-user scheduling based on the first channel vector quantization information transmitted from all users;
The transmission side acquires the precoding matrix based on the second channel vector quantization information with higher accuracy than the first channel vector quantization information transmitted from the scheduled user, and then uses the acquired precoding matrix Step B for precoding and transmitting scheduled user data, or
The transmitting side combines the third channel vector quantization information and the first channel vector quantization information transmitted from the scheduled user to acquire a precoding matrix, and then uses the acquired precoding matrix. And B ′ for precoding and transmitting scheduled user data.
前記第２のコードブック中のチャネルベクトル数が前記第１のコードブック中のチャネルベクトル数より大きいことを特徴とする請求項２に記載の方法。 The first channel vector quantization information in the step A is obtained based on the current channel and the first codebook, and the second channel vector quantization information in the step B is obtained based on the current channel and the second code. Based on the book,
The method of claim 2, wherein the number of channel vectors in the second codebook is greater than the number of channel vectors in the first codebook.
前記第３のコードブックは、現在のチャネルと第１のチャネルベクトル量子化情報との差を量子化するための差分コードブックであることを特徴とする請求項１に記載の方法。 In the step B ′, the first channel vector quantization information in the step A is obtained based on the current channel and the first codebook, and the third channel vector quantization information in the step B is Based on the channel and the third codebook,
The method of claim 1, wherein the third codebook is a difference codebook for quantizing a difference between a current channel and first channel vector quantization information.
前記スケジューリングモジュールは、すべてのユーザから送信された第１のチャネルベクトル量子化情報に基いてマルチユーザスケジューリングを行い、
前記プリコーディングモジュールは、スケジューリングされたユーザから送信された、第１のチャネルベクトル量子化情報より精度の高い第２のチャネルベクトル量子化情報に基いてプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信し、或いは、スケジューリングされたユーザから送信された第３のチャネルベクトル量子化情報と第１のチャネルベクトル量子化情報とを結合してプリコーディング行列を獲得した後、獲得したプリコーディング行列を利用して、スケジューリングされたユーザのデータをプリコーディングして送信することを特徴とする装置。 A scheduling and precoding device based on channel vector quantization, comprising a scheduling module and a precoding module,
The scheduling module performs multi-user scheduling based on first channel vector quantization information transmitted from all users,
The precoding module acquires a precoding matrix after acquiring a precoding matrix based on second channel vector quantization information with higher accuracy than the first channel vector quantization information transmitted from a scheduled user. Matrix is used to pre-code and transmit scheduled user data, or the third channel vector quantization information and the first channel vector quantization information transmitted from the scheduled user are combined. Then, after acquiring the precoding matrix, using the acquired precoding matrix, pre-scheduled user data is precoded and transmitted.
前記第２のコードブック中のチャネルベクトル数は、前記第１のコードブック中のチャネルベクトル数より大きいことを特徴とする請求項１０に記載の装置。 When the precoding module obtains a precoding matrix based on second channel vector quantization information transmitted from a scheduled user, the first channel vector quantization information includes a current channel and a first channel. And the second channel vector quantization information is obtained based on the second codebook,
The apparatus of claim 10, wherein the number of channel vectors in the second codebook is greater than the number of channel vectors in the first codebook.
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