JP2011233969A - フィードバック情報送信方法、移動局装置及び基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上すること。
【解決手段】伝搬路におけるチャネル変動量に応じて選択されるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列（実効チャネル：ｈ_ｋ,eff ^Ｈ）として仮定してＭＩＭＯ伝送に用いるフィードバック情報を基地局装置に送信するフィードバック情報送信方法において、伝搬路におけるチャネル変動量に応じてＰＭＩ及びＲＩを選択すると共に、シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを測定し、シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報（例えば、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ）を計算し、ＰＭＩ、ＲＩ及びシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと補完情報とをフィードバック情報として基地局装置に送信することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、フィードバック情報送信方法、移動局装置及び基地局装置に関し、特に、マルチアンテナ伝送に対応するフィードバック情報送信方法、移動局装置及び基地局装置に関する。

ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）ネットワークにおいては、周波数利用効率の向上、データレートの向上を目的として、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）やＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）を採用することにより、Ｗ-ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）をベースとしたシステムの特徴を最大限に引き出すことが行われている。このＵＭＴＳネットワークについては、更なる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long Term Evolution）が検討されている。

第３世代のシステムは、概して５ＭＨｚの固定帯域を用いて、下り回線で最大２Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。一方、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、１．４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの可変帯域を用いて、下り回線で最大３００Ｍｂｐｓ及び上り回線で７５Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現できる。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継のシステムも検討されている（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ））。例えば、ＬＴＥ−Ａにおいては、ＬＴＥ仕様の最大システム帯域である２０ＭＨｚを、１００ＭＨｚ程度まで拡張することが予定されている。

また、ＬＴＥ方式のシステムにおいては、複数のアンテナでデータを送受信し、データレート（周波数利用効率）を向上させる無線通信技術としてＭＩＭＯ(Multi Input Multi Output)システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＩＭＯシステムにおいては、送受信機に複数の送信／受信アンテナを用意し、異なる送信アンテナから同時に異なる送信情報系列を送信する。一方、受信機側では、送信／受信アンテナ間で異なるフェージング変動が生じることを利用して、同時に送信された情報系列を分離して検出することにより、データレートを増大することが可能である。

3GPP TR 25.913"Requirements for Evolved UTRA and Evolved UTRAN"

ＬＴＥ方式のシステムにおいては、異なる送信アンテナから同時に送信する送信情報系列が、全て同一のユーザのものであるシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ(Single User MIMO)）伝送と、異なるユーザのものであるマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ(Multiple User MIMO)）伝送とが規定されている。これらのＳＵ−ＭＩＭＯ伝送及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送においては、受信機側で各アンテナからの受信信号を用いてチャネル変動量を測定し、測定したチャネル変動量に基づいて、送信機の各送信アンテナからの送信データを合成した後のスループット（又は受信ＳＩＮＲ）が最大となる位相・振幅制御量（プリコーディングウェイト）に応じたＰＭＩ（Precoding Matrix Indicator）及びＲＩ（Rank Indicator）を選択する。そして、この選択したＰＭＩ及びＲＩ（Rank Indicator）を、チャネル品質情報であるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と共に送信機にフィードバックする。送信機側では、フィードバックされたＰＭＩ、ＲＩ及びＣＱＩに基づいて各送信アンテナに対するプリコーディングを行って送信情報系列を送信する。

一般に、ＭＩＭＯシステムにおけるデータレートの向上には、受信機からのフィードバック情報に基づいて、的確にＭＩＭＯ伝送方式（ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送又はＭＵ−ＭＩＭＯ伝送）を選択すると共に、送信データのスループットが最大となる適切なプリコーディングウェイトを選択する必要がある。選択したＭＩＭＯ伝送方式における適切なプリコーディングウェイトの選択には、受信機からフィードバックされるＣＱＩが重要な役割を果たす。しかしながら、フィードバックされるＣＱＩにおいては、アンテナ間の相関の影響により実際のチャネル品質が反映されていない場合がある。この場合には、実際のチャネル品質に対応するプリコーディングウェイトを選択することができず、結果としてデータレートを向上することが困難となる。

また、実際のチャネル品質を送信機に通知するために、複数のＣＱＩを含むフィードバック情報をフィードバックすることが考えられる。しかしながら、この場合には、フィードバック情報の情報量が増加することとなり、送信データに対するフィードバック情報のオーバーヘッドが問題となる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することができるフィードバック情報送信方法、移動局装置及び基地局装置を提供することを目的とする。

本発明のフィードバック情報送信方法は、伝搬路におけるチャネル変動量に応じて選択されるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列として仮定してＭＩＭＯ伝送に用いるフィードバック情報を基地局装置に送信するフィードバック情報送信方法であって、伝搬路におけるチャネル変動量に応じて前記ＰＭＩ及びＲＩを選択するステップと、伝搬路におけるチャネル変動量に応じてシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを測定するステップと、前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報を計算するステップと、前記ＰＭＩ、ＲＩ及びシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと前記補完情報とを前記フィードバック情報として基地局装置に送信するステップとを具備することを特徴とする。

この方法によれば、シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報をフィードバック情報に含めて基地局装置に送信することから、基地局装置においては、フィードバック情報に含まれるシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと補完情報とからマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを求めることができ、このマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに基づいてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、アンテナ間の相関が低く、フィードバック情報に含まれるシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによってプリコーディングを行うことができる。また、補完情報は、シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩよりも小さいことから、マルチユーザＭＩＭＯ伝送用のフィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

本発明の移動局装置は、伝搬路におけるチャネル変動量に応じて選択されるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列として仮定してＭＩＭＯ伝送に用いるフィードバック情報を基地局装置に送信する移動局装置であって、伝搬路におけるチャネル変動量に応じて前記ＰＭＩ及びＲＩを選択する選択手段と、伝搬路におけるチャネル変動量に応じてシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを測定する測定手段と、前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報を計算する計算手段と、前記ＰＭＩ、ＲＩ及びシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと前記補完情報とを前記フィードバック情報として基地局装置に送信する送信手段とを具備することを特徴とする。

この構成によれば、ＰＭＩ、ＲＩ及びシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと補完情報とをフィードバック情報として基地局装置に送信することから、基地局装置においては、フィードバック情報に含まれるシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと補完情報とからマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを求めることができ、このマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに基づいてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、アンテナ間の相関が低く、フィードバック情報に含まれるシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによってプリコーディングを行うことができる。また、補完情報は、シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩよりも小さいことから、マルチユーザＭＩＭＯ伝送用のフィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

本発明の基地局装置は、伝搬路におけるチャネル変動量に応じて選択されるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列として仮定してＭＩＭＯ伝送に用いるフィードバック情報を移動局装置から受信する基地局装置であって、移動局装置から前記フィードバック情報を受信する受信手段と、前記フィードバック情報に含まれるシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと、前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報とから前記マルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを計算する計算手段と、前記マルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに基づいてプリコーディングウェイトを生成するウェイト生成手段とを具備することを特徴とする。

この構成によれば、マルチユーザＭＩＭＯ伝送時に移動局装置からのフィードバック情報に含まれるシングルユーザ伝送用のＣＱＩと補完情報とに基づいて計算されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに基づいてプリコーディングウェイトを選択することから、アンテナ間の相関が低く、フィードバック情報に含まれるシングルユーザ伝送用のＣＱＩと実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによってプリコーディングを行うことができる。また、補完情報は、シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩよりも小さいことから、マルチユーザＭＩＭＯ伝送用のフィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

本発明によれば、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

ＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおける送信データに対する信号処理を説明するため概念図である。 ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける送信データに対する信号処理を説明するための概念図である。 ＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおける量子化処理及びＣＱＩ計算処理の結果、基地局装置にフィードバックされる情報を説明するための図である。 ＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける量子化処理及びＣＱＩ計算処理の結果、基地局装置にフィードバックされる情報を説明するための図である。 ＬＴＥ−Ａ方式のＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける量子化処理及びＣＱＩ計算処理の結果、基地局装置にフィードバックされる情報を説明するための処理概念図である。 図５に示すＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムの処理概念図と等価の処理概念図を示している。 本発明の第１の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムの処理概念図である。 第１の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムのフィードバック情報を説明するための図である。 本発明の第２の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムの処理概念図である。 第２の態様に係るフィードバック情報送信方法でフィードバックされる量子化誤差情報について説明するための図である。 第２の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムのフィードバック情報を説明するための図である。 ダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムの処理概念図である。 本発明の一実施の形態に係る移動局装置及び基地局装置を有する移動通信システムの構成を説明するための図である。 本実施の形態に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。

まず、本発明に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムについて説明する前に、一般的なＭＩＭＯシステムにおける送信データ（送信情報系列）に対する信号処理について説明する。図１は、ＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおける送信データに対する信号処理を説明するため概念図であり、図２は、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける送信データに対する信号処理を説明するための概念図である。

なお、以下の説明において、「ｋ」は、移動局装置ＵＥの識別番号（ＵＥ識別子）を示し、「Ｐ^１／２」は、送信電力制御行列を示している。また、「Ｇ」は、移動局装置ＵＥに対するプリコーディング行列を示し、「Ｇ_ｋ」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥに対するプリコーディング行列を示している。また、「Ｈ_ｋ ^Ｈ」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥにおけるチャネル行列を示し、「Ｗ_ｋ ^Ｈ」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥに対する受信フィルタ（ウェイト）行列を示している。さらに「ｎ_ｋ」は、伝搬路上でｋ番目の移動局装置ＵＥに付加されるノイズを示している。

図１に示すように、ＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、上位局装置から指示された送信レイヤ数分に分配された送信データｄは、基地局装置eNode Bにおいて、送信電力制御行列Ｐ^１／２によって送信電力が制御された後、プリコーディング行列Ｇ_ｋによって位相・振幅量が制御（シフト）される。なお、このプリコーディング行列Ｇ_ｋは、移動局装置ＵＥからフィードバックされたフィードバック情報に基づいて選択される。

位相・振幅シフトされた送信データｄは、無線周波数帯に変換された後、複数の送信アンテナから送信信号として伝搬路であるＭＩＭＯチャネルに送出される。このとき、ＭＩＭＯチャネル上の送信データは、チャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈを用いて表わされる。ＭＩＭＯチャネル上でノイズｎ_ｋが付加された送信信号は、移動局装置ＵＥの複数の受信アンテナで受信された後、フィルタリング処理部（ここでは、ＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）フィルタ）において、受信フィルタ行列Ｗ_ｋ ^Ｈによってフィルタリング処理が施される。これにより、移動局装置ＵＥにて元の送信データｄが取得される。

一方、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいても、上位局装置から指示された送信レイヤ数分に分配された送信データｄは、基地局装置eNode Bにおいて、送信電力制御行列Ｐ^１／２によって送信電力が制御された後、プリコーディング行列Ｇによって位相・振幅量が制御（シフト）される。なお、このプリコーディング行列Ｇは、ＳＵ−ＭＩＭＯシステムと同様に、移動局装置ＵＥからフィードバックされたフィードバック情報に基づいて選択される。

位相・振幅シフトされた送信データｄは、無線周波数帯に変換された後、複数の送信アンテナから送信信号として伝搬路であるＭＩＭＯチャネルに送出される。このとき、ＭＩＭＯチャネル上の送信データは、それぞれチャネル行列Ｈ_１ ^Ｈ〜Ｈ_ｋ ^Ｈを用いて表わされる。ＭＩＭＯチャネル上でノイズｎ_１〜ｎ_ｋが付加された送信信号は、複数の移動局装置ＵＥの受信アンテナで受信された後、フィルタリング処理部（ここでは、ＭＭＳＥフィルタ）において、受信フィルタ行列Ｗ_１ ^Ｈ〜Ｗ_ｋ ^Ｈによってフィルタリング処理が施される。これにより、複数の移動局装置ＵＥにおいて、元の送信データｄ_１〜ｄ_ｋが取得される。

このようなＳＵ−ＭＩＭＯシステム及びＭＵ−ＭＩＭＯシステムの移動局装置ＵＥで行われる主要な処理には、フィードバック情報を計算する処理として、伝搬路におけるチャネル変動量を量子化する処理（以下、「量子化処理」という）と、ＣＱＩを計算する処理（以下、「ＣＱＩ計算処理」という）とが含まれる。なお、ＬＴＥ方式のＭＩＭＯシステム（ＳＵ−ＭＩＭＯシステム、ＭＵ−ＭＩＭＯシステム）における量子化処理においては、プリコーディング行列（プリコーディングウェイト）及びランクの選択が行われる。

以下、ＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステム及びＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける量子化処理及びＣＱＩ計算処理の内容について説明する。図３及び図４は、それぞれＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステム及びＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける量子化処理及びＣＱＩ計算処理の結果、基地局装置eNode Bにフィードバックされる情報を説明するための図である。なお、説明の便宜上、図４に示すＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、単一の移動局装置ＵＥを示している。

図３に示すＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、プリコーディングウェイトの量子化には、受信アンテナ数に応じたレイヤ（ストリーム）毎に予めＮ個のプリコーディング行列を定めたプリコーディングコードブック（以下、「コードブック」という）が用いられる。コードブックは、移動局装置ＵＥ及び基地局装置eNode Bの双方で共通のものが保持されている。ＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステムのｋ番目の移動局装置ＵＥにおいては、最適なストリーム数（ランク数）が選択されると共に、それぞれに最適なプリコーディング行列が選択される。最適なストリーム数は、ＲＩ（Rank Indicator）_ｋとして選択され、プリコーディング行列は、ＰＭＩ_ｋとして選択される。そして、それぞれのストリームのＣＱＩが計算され、選択されたＲＩ_ｋ及びＰＭＩ_ｋと共に基地局装置eNode Bにフィードバックされる。一方、基地局装置eNode Bにおいては、フィードバック情報に基づいて最大のデータレートとなるユーザが選択される。

図３に示すＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステムの移動局装置ＵＥにおける量子化処理においては、（式１）によりデータレートを最大化するＲＩと、ＰＭＩとの組み合わせが算出される。
（式１）

ここで、「ＲＩ_ｋ」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥの最適なランクを示し、「ＰＭＩ_ｋ」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥの最適なＰＭＩを示している。また、「Ｌ」は、ランク数を示し、「Ｎ_Ｒ」は、受信アンテナ数を示している。さらに、「ｎ」は、コードブックのインデックスを示し、「Ｎ」は、コードブックのサイズを示している。さらに、「ｌ」は、送信ストリームのインデックス（ｌ＝１，．．．，Ｌ）を示している。

移動局装置ＵＥにおけるＣＱＩ計算処理においては、（式１）により求めたＲＩ_ｋとＰＭＩ_ｋとの組み合わせに対して、（式２）により各ストリームのＣＱＩの値（ＣＱＩ_ｋ）が算出される。なお、ＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、ＣＱＩの数は、最大２つに定められている。
（式２）

ＬＴＥ方式のＳＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、このように算出されたＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ_ｋが基地局装置eNode Bに対するフィードバック情報としてフィードバックされる（図３参照）。

一方、ＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムは、１つの移動局装置ＵＥに対して１ストリームを割り当てるという制限を課したＳＵ−ＭＩＭＯシステムの簡単な拡張システムに相当する。このため、１つの移動局装置ＵＥに対して１ストリームを割り当てるという制限を除き、ＳＵ−ＭＩＭＯシステムと共通の信号処理が行われる。

プリコーディングウェイトの量子化には、受信アンテナ数に応じたストリーム毎に予めＮ個のプリコーディング行列を定めたコードブックが用いられる。ＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムの移動局装置ＵＥにおいては、１ストリーム（ＲＩ_ｋ＝１）に対して最適なプリコーディング行列が選択されると共に、そのストリームのＣＱＩが計算され、選択されたＲＩ_ｋ及びＰＭＩ_ｋと共に基地局装置eNode Bにフィードバックされる。一方、基地局装置eNode Bにおいては、フィードバック情報に基づいて最大のデータレートとなる２ユーザが選択される。このように２ユーザがスケジューリングされる場合には、フィードバック情報に含まれるＣＱＩが調整される。これは、複数（２つ）の移動局装置ＵＥからのＣＱＩ_ｋは、他の移動局装置ＵＥの存在を考慮したものではないことから、これらに基づくマルチアクセス干渉（以下、「ＭＡＩ：Multiple Access Interference」という）を基地局装置eNode Bで推定することが必要となるためである。

図４に示すＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムの移動局装置ＵＥにおける量子化処理においては、（式３）によりＳＮＲ_ｎが算出される。
（式３）

ここで、「ｇ_ｎ」は、（式４）のように定義される。
（式４）

すなわち、ｇ_ｎは、ランク１のｎ番目のコードブックインデックスのプリコーディング行列を表すＧ_１，ｎとして定義される。

そして、上記ＳＮＲ_ｎに基づいて、（式５）によりＰＭＩ_ｋが算出される。
（式５）

ｋ番目の移動局装置ＵＥにおけるＣＱＩ計算処理においては、（式５）により求めたＰＭＩ_ｋに基づいて、（式６）により各ストリームのＣＱＩの値（ＣＱＩ_ｋ）が算出される。
（式６）

ＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、このように算出されたＲＩ_ｋ（ＲＩ_ｋ＝１）、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ_ｋが基地局装置eNode Bにフィードバック情報としてフィードバックされる（図４参照）。

ところで、ＬＴＥ−Ａ方式のシステムにおいては、送信機における各送信アンテナに対するプリコーディングの自由度を確保すべく、移動局装置ＵＥで選択されたＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列と仮定し、このチャネル行列をＣＤＩ（Channel Direction Indicator）として受信機側からフィードバックし、送信機側ではこのＣＤＩに基づいて各送信アンテナに対するプリコーディングを行って送信情報系列を送信するゼロフォーシングＭＵ−ＭＩＭＯ（ＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムが検討されている。

図５は、ＬＴＥ−Ａ方式のＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおける量子化処理及びＣＱＩ計算処理の結果、基地局装置eNode Bにフィードバックされる情報を説明するための図である。なお、説明の便宜上、図５に示すＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、単一の移動局装置ＵＥを示している。

図５に示すように、ＬＴＥ−Ａ方式のＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、基地局装置eNode Bに対して、移動局装置ＵＥにて選択されたＰＭＩ_ｋがＣＳＩ_ｋとしてフィードバックされる点でＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムと異なる。ここで、「ＣＳＩ_ｋ」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥのチャネル状態情報（ＣＳＩ（Channel State Indicator））を示している。その他のフィードバック情報は、ＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムと共通する（ＲＩ_ｋ及びＣＱＩ_ｋ）。なお、ＬＴＥ−Ａ方式のＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、ＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムと異なり、ＲＩ_ｋとしてはＲＩ_ｋ＝１、２が選択可能に構成される。

図６は、図５に示すＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムの処理概念図と等価の処理概念図を示している。ここで、図６に示す「Ｗ_ｋ ^ＨＨ_ｋ ^Ｈ」は、移動局装置ＵＥで選択されたＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置に相当する行列を示し、実効チャネル（effective channel）：ｈ_ｋ,eff ^Ｈと定義される。

図６に示すＬＴＥ−Ａ方式のＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムの移動局装置ＵＥにおける量子化処理においては、（式７）によりデータレートを最大化するＰＭＩ_ｋが算出される。また、図６に示すＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいて、移動局装置ＵＥで取得される元の送信データｄ_ｋは、（式８）により算出される。すなわち、ＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、（式９）に示すように、（式７）により算出されたＰＭＩ_ｋに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）と等価であるとみなしている。
（式７）

（式８）

（式９）

ｋ番目の移動局装置ＵＥにおけるＣＱＩ計算処理においては、（式７）により求めたＰＭＩ_ｋに基づいて、（式１０）により各ストリームのＣＱＩの値（ＣＱＩ_ｋ）が算出される。
（式１０）

なお、ＬＴＥ方式のＭＵ−ＭＩＭＯシステムと同様に、（式１０）により算出されるＣＱＩ_ｋにおいては、他の移動局装置ＵＥの存在を考慮されておらず、これらに基づくＭＡＩは推定されていない。このため、基地局装置eNode Bにおいては、スケジューリングされるユーザ数に従ってＣＱＩの値が調整される。

このＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、ＬＴＥ−Ａにて予定されている８つの送信アンテナから、それぞれ異なるユーザに対する送信情報系列を送信でき、アンテナ間の相関が高い場合に大幅にデータレートを向上することが可能である。また、基地局装置eNode Bに対するフィードバック情報は、ＬＴＥ方式のＭＩＭＯシステムと共通する形態を採用することから、ＬＴＥ方式のＭＩＭＯシステムとの互換性を確保することも可能である。

しかしながら、ＺＦ ＭＵ−ＭＩＭＯシステムにおいては、移動局装置ＵＥで選択されたＰＭＩ_ｋに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）と仮定していることから、移動局装置ＵＥにおける量子化処理において、アンテナ間の相関によっては量子化誤差が発生し得る。特に、このような量子化誤差は、アンテナ間の相関が低い場合に顕著に現れ、アンテナ間の相関が低くなるほど大きくなる。そして、このような量子化誤差が大きくなるほど、ＭＡＩが大きくなる。しかしながら、（式１０）により算出されるＣＱＩ_ｋにおいては、ＭＡＩが推定されていないことから、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送で用いられるＣＱＩに比べて、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送で用いられるＣＱＩの精度が劣化する。

このようなＣＱＩの精度の劣化に対応するため、ＬＴＥ方式のＭＩＭＯシステムにおけるフィードバック情報（以下、「ＬＴＥフィードバック情報」という）をＳＵ−ＭＩＭＯ伝送で用いられるフィードバック情報（以下、「ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報」という）とする一方、これとは別にＭＵ−ＭＩＭＯ伝送で用いられるフィードバック情報（以下、「ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報」という）を生成し、これらを基地局装置eNode Bにフィードバックすることが考えられる。この場合、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報（ＬＴＥフィードバック情報）には、ＭＡＩが推定されていないＣＱＩ（以下、「ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩ^（ＳＵ）」又は単に「ＣＱＩ^（ＳＵ）」という）が含まれ、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報には、ＭＡＩが推定されるＣＱＩ（以下、「ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩ^（ＭＵ）」又は単に「ＣＱＩ^（ＭＵ）」という）が含まれる。

しかしながら、このようにＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報とは別に、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報をフィードバックする場合には、基地局装置eNode Bに対するフィードバック情報の情報量が増加する。ＣＱＩ^（ＭＵ）は、一般にＣＱＩ^（ＳＵ）と同等又はそれ以上のビット数を有する。このため、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報をフィードバックする場合に必要となるビット数は、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報のみをフィードバックする場合のビット数の倍以上となる。

また、上述したように、ＣＱＩ^（ＭＵ）の精度が劣化するのは、特に、アンテナ間の相関が低い場合に顕著となる。一方、アンテナ間の相関が高い場合には、実際のチャネル品質が反映されており、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報（ＬＴＥフィードバック情報）に含まれるＣＱＩ^（ＳＵ）を用いた場合にもＭＵ−ＭＩＭＯ伝送におけるデータレートは低下し難い。このような状況において、一律にＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報をフィードバックすることは、データレートを向上する観点から好ましくない。本発明者らは、移動局装置ＵＥで選択されたＰＭＩ_ｋに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）と仮定することに起因して、アンテナ間の相関に応じてＣＱＩ_ｋの精度が劣化し得る事態が発生し、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時のデータレートが低下していることに着目し、本発明を着想するに至ったものである。

すなわち、本発明の骨子は、移動局装置ＵＥで選択されたＰＭＩ_ｋに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈと仮定することに起因して、アンテナ間の相関に応じて劣化するＣＱＩ_ｋの精度を改善する補完情報を生成し、この補完情報をＬＴＥフィードバック情報（ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報）に追加する。例えば、ＬＴＥフィードバック情報は、図３及び図４に示すＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ_ｋが該当する。基地局装置eNode Bにおいては、この補完情報により、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋの精度を調整し、その調整後のＣＱＩ_ｋに応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、アンテナ間の相関が低く、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋと実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによってプリコーディングできる。また、ＣＱＩ^（ＳＵ）の精度を補完する補完情報をＬＴＥフィードバック情報に追加するので、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

補完情報には、基地局装置eNode Bにおいて、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ（ＣＱＩ^（ＳＵ））と、ＣＱＩ^（ＭＵ）との差異を補完する情報が含まれる。例えば、補完情報には、基地局装置eNode Bにおいて、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ（ＣＱＩ^（ＳＵ））からＣＱＩ^（ＭＵ）を計算可能とする情報が含まれる。より具体的には、補完情報には、ＭＡＩを推定しないで計算されるＣＱＩ^（ＳＵ）と、ＭＡＩを推定して計算されるＣＱＩ^（ＭＵ）との差分情報や、移動局装置ＵＥで選択されたＰＭＩ_ｋに対応するプリコーディング行列のエルミート転置を実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈと仮定する際に発生する量子化誤差情報が含まれる。

本発明の第１の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、移動局装置ＵＥにおいて、ＭＡＩを推定しないで計算されるＣＱＩ^（ＳＵ）と、ＭＡＩを推定して計算されるＣＱＩ^（ＭＵ）との差分情報（以下、「ＣＱＩ差分情報」という）を生成し、このＣＱＩ差分情報を補完情報として、ＬＴＥフィードバック情報に追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。

図７は、本発明の第１の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムの処理概念図である。図７に示すように、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムにおいては、ＬＴＥフィードバック情報を構成するＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）に対してＣＱＩ差分情報（ΔＣＱＩ_ｋ）を追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。

ここで、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法でフィードバックされるＣＱＩ差分情報の計算方法について説明する。ＭＡＩを推定しないで計算されるＣＱＩ^（ＳＵ）は、（式１１）により求められる。一方、ＭＡＩを推定して計算されるＣＱＩ^（ＭＵ）は、（式１２）により求められる。
（式１１）

（式１２）

ここで、「Ｐ_ＴＸ」は、総送信電力を示し、「Ｎ_T」は、送信アンテナ数を示している。また、「ｈ_{ｋ，ｅｆｆ}」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥに対する実効チャネル行列を示し、「θ_ｋ」は、ｋ番目の移動局装置ＵＥに対する量子化誤差角度を示している。なお、この量子化誤差角度の計算については、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法にて説明する。また、（式１２）における右辺の分母部分の数式は、ｋ番目の移動局装置ＵＥにおけるＭＡＩを示している。

ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋは、（式１１）により求めたＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）と、（式１２）により求めたＣＱＩ_ｋ ^（ＭＵ）とを用いて（式１３）により求められる。
（式１３）

なお、（式１３）に示すように、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋは、量子化誤差角度θ_ｋが０°である場合には、ＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）とＣＱＩ_ｋ ^（ＭＵ）との間に差分がないと計算される。

第１の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムにおいては、このように計算されるＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋがＬＴＥフィードバック情報であるＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）と共に、基地局装置eNode Bにフィードバックされる。基地局装置eNode Bにおいては、このＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋによってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）の精度を調整することで、ＣＱＩ^（ＭＵ）を求めることができ、このＣＱＩ_ｋ ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、アンテナ間の相関が低く、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ（ＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ））と実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことができる。また、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋは、ＣＱＩ^（ＳＵ）よりも十分に小さいことから、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

特に、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法において、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋのビット数は、アンテナ間の相関が低くなるほど大きくなる一方、アンテナ間の相関が高くなるほど小さくなる。これは、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋが、アンテナ間の相関に応じた量子化誤差量に対応することを意味する。したがって、アンテナ間の相関が高い場合には、更にフィードバック情報量の増加を抑えることができる。

例えば、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法において、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋのビット数は、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）のビット数よりも小さいビット数に設定される。このようにＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋのビット数をＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）のビット数よりも小さいビット数に設定することにより、基地局装置eNode Bに対するフィードバック情報量の増加を効果的に抑制することができる。

また、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋのビット数を１ビットに設定することができる。このようにＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋのビット数を１ビットに設定する場合には、ＬＴＥフィードバック情報に追加される情報量を最小限に抑えつつ、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ^（ＳＵ）の精度と、その補正の要否とを基地局装置eNode Bに通知することが可能となる。

なお、移動局装置ＵＥがＲＩ_ｋによりレイヤ数（ランク数）を「２」としてフィードバックする場合、ＬＴＥフィードバック情報には、それぞれのレイヤのコードワードに応じた２つのＣＱＩ_ｋ（ここでは、「ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）」、「ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）」とする）が含まれる。この場合、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、それぞれのＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）に対応するＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ、ΔＣＱＩ２_ｋを追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。

図８は、本発明の第１の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムのフィードバック情報を説明するための図である。本ＭＩＭＯシステムにおいて、移動局装置ＵＥがＲＩ_ｋによりレイヤ数を「２」としてフィードバックする場合には、図８（ａ）に示すように、ＬＴＥフィードバック情報を構成するＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）及びＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）に対して、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ、ΔＣＱＩ２_ｋを追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。なお、それぞれのＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ、ΔＣＱＩ２_ｋは、上述した（式１１）〜（式１３）に基づいて計算される。

この場合には、基地局装置eNode Bが移動局装置ＵＥに対して２ストリームを割り当ててＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う場合においても、これらのＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ、ΔＣＱＩ２_ｋによってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）の精度を調整することで、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）を求めることができ、これらのＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、移動局装置ＵＥに対して２ストリームを割り当ててＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う際に、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）と実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことが可能となる。

また、移動局装置ＵＥがＲＩ_ｋによりレイヤ数（ランク数）を「２」とし、ＬＴＥフィードバック情報に２つのＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）をフィードバックする場合、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、図８（ｂ）に示すように、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）のうち、いずれか値が大きい方のＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ又はΔＣＱＩ２_ｋを追加して基地局装置eNode Bにフィードバックすることも可能である。なお、図８（ｂ）においては、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）の値がＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）の値よりも大きい場合について示している。

この場合には、基地局装置eNode Bが移動局装置ＵＥに対してＳＵ−ＭＩＭＯ伝送では２ストリームを割り当てる一方、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では１ストリームを割り当ててＭＩＭＯ伝送を行う場合においても、このＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ又はΔＣＱＩ２_ｋによってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）の精度を必要に応じて調整することで、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）を求めることができ、これらのＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、移動局装置ＵＥに対してＳＵ−ＭＩＭＯ伝送では２ストリームを割り当てる一方、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では１ストリームを割り当ててＭＩＭＯ伝送を行う際に、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）と実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことが可能となる。

本発明の第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、移動局装置ＵＥで選択されたＰＭＩ_ｋに対応するプリコーディング行列のエルミート転置を実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈと仮定する際に発生する量子化誤差情報を計算し、この量子化誤差情報を補完情報として、ＬＴＥフィードバック情報に追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。

図９は、本発明の第２の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムの処理概念図である。図９に示すように、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムにおいては、ＬＴＥフィードバック情報を構成するＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ^（ＳＵ）に対して量子化誤差情報（ε_ｋ）を追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。

ここで、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法でフィードバックされる量子化誤差情報（ε_ｋ）について説明する。図１０は、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法でフィードバックされる量子化誤差情報ε_ｋについて説明するための図である。なお、図１０においては、説明の便宜上、移動局装置ＵＥで選択されたプリコーディング行列と、このプリコーディング行列のエルミート転置である実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈとをベクトル成分で示すものとする。

図１０においては、移動局装置ＵＥで選択されたプリコーディング行列に対応するベクトルＶ１（第１のベクトル）と、このプリコーディング行列のエルミート転置である実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈに対応するベクトルＶ２（第２のベクトル）とを示している。これらのベクトルＶ１、Ｖ２は、アンテナ相関が高い場合に実質的に同一方向に向けられる一方、アンテナ相関が低い場合に互いにずれた方向に向けられる。第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、このベクトルＶ１、Ｖ２との方向の相違から求められる情報を量子化誤差情報（ε_ｋ）に用いる。

例えば、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ベクトルＶ１と、ベクトルＶ２との間の角度θ_ｋ、すなわち、量子化誤差の角度（量子化誤差角度）を算出し、この量子化誤差角度θ_ｋを量子化誤差情報ε_ｋとして用いることができる。なお、この量子化誤差角度θ_ｋは、例えば、（式１４）によりcosθ_ｋが求められ，そこからθ_ｋを計算できる。また、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ベクトルＶ１と、ベクトルＶ２との間の行列間距離（Chordal Distance）ｄ_{ｃｈｏｒｄ，ｋ}を算出し、この行列間距離ｄ_{ｃｈｏｒｄ，ｋ}を量子化誤差情報ε_ｋとして用いることができる。なお、この行列間距離ｄ_{ｃｈｏｒｄ，ｋ}は、例えば、（式１５）により求められる。
（式１４）

（式１５）

ここで、「ａ」、「Ａ」は、移動局装置ＵＥで選択されたプリコーディング行列を示し、「ｂ」、「Ｂ」は、このプリコーディング行列のエルミート転置である実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈを示している。

第２の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムにおいては、このように求められる量子化誤差情報ε_ｋがＬＴＥフィードバック情報であるＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ^（ＳＵ）と共に、基地局装置eNode Bにフィードバックされる。基地局装置eNode Bにおいては、この量子化誤差情報ε_ｋによってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ^（ＳＵ）の精度を調整することで、ＣＱＩ^（ＭＵ）を求めることができ、このＣＱＩ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、アンテナ間の相関が低く、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋと実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことができる。また、量子化誤差情報ε_ｋは、ＣＱＩ^（ＳＵ）よりも十分に小さいことから、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

特に、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムにおいて、量子化誤差角度θ_ｋを量子化誤差情報ε_ｋとして用いる場合には、例えば基地局装置eNode Bにおいて、（式１１）のランク１のＳＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報を用いて（式１２）のＭＵ―ＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩ^（ＭＵ）を計算することが可能となる。また、行列間距離ｄ_{ｃｈｏｒｄ，ｋ}を量子化誤差情報ε_ｋとして用いる場合には、基地局装置eNode Bにおいて、ランク１以外のランクも含め、ＭＵ―ＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩ^（ＭＵ）を計算することが可能となる。すなわち、量子化誤差角度θ_ｋを用いる場合よりも一般化したＣＱＩの補正が可能となる。

例えば、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法において、量子化誤差情報（ε_ｋ）のビット数は、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）のビット数よりも小さいビット数に設定される。このように量子化誤差情報ε_ｋのビット数をＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）のビット数よりも小さいビット数に設定することにより、基地局装置eNode Bに対するフィードバック情報量の増加を効果的に抑制することができる。

また、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、量子化誤差情報ε_ｋのビット数を１ビットに設定することができる。このように量子化誤差情報ε_ｋのビット数を１ビットに設定する場合には、ＬＴＥフィードバック情報に追加される情報量を最小限に抑えつつ、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ^（ＳＵ）をＭＵ―ＭＩＭＯ用のＣＱＩ^（ＭＵ）とした時の精度と、その補正の要否とを基地局装置eNode Bに通知することが可能となる。

なお、移動局装置ＵＥがＲＩ_ｋによりレイヤ数（ランク数）を「２」とし、ＬＴＥフィードバック情報に２つのＣＱＩ_ｋ（ここでは、「ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）」、「ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）」とする）をフィードバックする場合、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、それぞれのＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）に対応する量子化誤差情報ε１_ｋ、ε２_ｋを追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。

図１１は、本発明の第２の態様に係るフィードバック情報送信方法が適用されるＭＩＭＯシステムのフィードバック情報を説明するための図である。本ＭＩＭＯシステムにおいて、移動局装置ＵＥがＲＩ_ｋによりレイヤ数を「２」としてフィードバックする場合には、図１１（ａ）に示すように、ＬＴＥフィードバック情報を構成するＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）及びＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）に対して、量子化誤差情報ε１_ｋ、ε２_ｋを追加して基地局装置eNode Bにフィードバックする。なお、それぞれの量子化誤差情報ε１_ｋ、ε２_ｋは、上述した要領で求められる。

この場合には、基地局装置eNode Bが移動局装置ＵＥに対して２ストリームを割り当ててＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う場合においても、これらの量子化誤差情報ε１_ｋ、ε２_ｋによってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）の精度を調整することで、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）を求めることができ、これらのＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、移動局装置ＵＥに対して２ストリームを割り当ててＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行う際に、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）と実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことが可能となる。

また、移動局装置ＵＥがＲＩ_ｋによりレイヤ数を「２」とし、ＬＴＥフィードバック情報に２つのＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）をフィードバックする場合、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、図１１（ｂ）に示すように、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）のうち、いずれか値が大きい方の量子化誤差情報ε１_ｋ又はε２_ｋを追加して基地局装置eNode Bにフィードバックすることも可能である。なお、図１１（ｂ）においては、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）の値がＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）の値よりも大きい場合について示している。

この場合には、基地局装置eNode Bが移動局装置ＵＥに対してＳＵ−ＭＩＭＯ伝送では２ストリームを割り当てる一方、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では１ストリームを割り当ててＭＩＭＯ伝送を行う場合においても、この量子化誤差情報ε１_ｋ又はε２_ｋによってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）の精度を必要に応じて調整することで、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）を求めることができ、これらのＣＱＩ１_ｋ ^（ＭＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＭＵ）プリコーディングウェイトを選択できる。これにより、移動局装置ＵＥに対してＳＵ−ＭＩＭＯ伝送では２ストリームを割り当てる一方、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送では１ストリームを割り当ててＭＩＭＯ伝送を行う際に、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）と実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことが可能となる。

ところで、ＬＴＥ−Ａ方式のＭＩＭＯシステムにおいては、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時の移動局装置ＵＥの量子化処理における量子化誤差の低減、並びに、基地局装置eNode Bに対するフィードバック情報量の低減が期待される技術として、移動局装置ＵＥ及び基地局装置eNode Bの双方で２つのコードブック（以下、適宜「ダブルコードブック」という）を備え、異なる周期でフィードバック情報をフィードバックする方法が検討されている。

このダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにおいては、一方のコードブックを長周期用のコードブックとして用いると共に、他方のコードブックを短周期用のコードブックとして用いることが予定されている。このＭＩＭＯシステムでは、２つのコードブックを備えることで実効的なコードブックのサイズを大きくすることができることから、移動局装置ＵＥの量子化処理における量子化誤差の低減が期待されている。また、長周期用のコードブックにおいては、短周期用のコードブックに比べて頻繁にフィードバック情報をフィードバックする必要がなくなることから、フィードバック情報の低減が期待されている。

図１２は、ダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムの処理概念図である。図１２に示すＭＩＭＯシステムにおいては、送信電力制御行列Ｐ^１／２によって送信電力が制御された送信データｄが、移動局装置ＵＥに対するプリコーディング行列Ｇ_１、Ｇ_２によって位相・振幅量が制御（シフト）される点において、ＬＴＥ方式のＭＩＭＯシステムと相違する。なお、このプリコーディング行列Ｇ_１、Ｇ_２は、移動局装置ＵＥからフィードバックされたフィードバック情報に基づいて選択される点は、ＬＴＥ方式のＭＩＭＯシステムと同一である。

ここで、プリコーディング行列Ｇ_１は、上述した長周期用のコードブックから選択されるプリコーディング行列である。この長周期用のコードブックは、ＬＴＥ方式のＭＩＭＯシステムで利用されるコードブックと同様の構成を有しており、送信アンテナＮ_ＴＸ×Ｍ（「Ｍ」は所定のランク数を示し、送信アンテナＮ_ＴＸよりも少ない正数（例えば、「２」））に対応するプリコーディング行列が定められている。また、長周期用のコードブックは、低ランク（例えば、ランク１、２）用のプリコーディング行列を定めることから、アンテナ間の相関が高い場合に利用される高相関用のコードブックを構成する。プリコーディング行列Ｇ_１は、このような長周期のコードブックから、移動局装置ＵＥからフィードバックされる所定のランクＭ、ＰＭＩ１_ｋに基づいて選択される。

一方、プリコーディング行列Ｇ_２は、上述した短周期用のコードブックから選択されるプリコーディング行列である。この短周期用のコードブックは、複数（Ｍ×ＲＩ）のコードブックで構成される。例えば、送信アンテナＮ_ＴＸが４つの場合には、４×{１，…，４}、３×{１，２，３}、２×{１，２}、１×１に対応するプリコーディング行列を定めた複数のコードブックで構成される。また、短周期用のコードブックは、高ランク（例えば、ランク４）用のプリコーディング行列を定めることからアンテナ間の相関が低い場合に利用される低相関用のコードブックを構成する。プリコーディング行列Ｇ_２は、このような短周期のコードブックから、移動局装置ＵＥからフィードバックされる所定のＲＩ_ｋ、ＰＭＩ２_ｋ、ＣＱＩ_ｋに基づいて選択される。

ダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにおいては、図１２に示す一点鎖線の枠に示すように、プリコーディング行列Ｇ_１、Ｇ_２によってプリコーディングが行われると捉えることができる。また、プリコーディング行列Ｇ_２は、図１２に示す二点鎖線の枠に示すように、チャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈに対してプリコーディング行列Ｇ_１でプリコーディングが行われたチャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈ´に対して選択されていると捉えることができる。

一般に、チャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈは頻繁に変動するが、その統計的な性質（例えば、アンテナ間の相関を示す行列）は大きく変動することがない。プリコーディング行列Ｇ_１は、このようなチャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈの性質に基づいて選択される。このように選択されるプリコーディング行列Ｇ_１でプリコーディングを行うことより、チャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈ´は、チャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈの情報を失うことなく圧縮される。一方、プリコーディング行列Ｇ_２は、このように圧縮されたチャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈ´に応じて選択されることとなるため、その情報量を低減することが可能である。したがって、チャネル行列Ｈ_ｋ ^Ｈ´を特定するための移動局装置ＵＥからのフィードバック情報量も低減することが可能である。このようなフィードバック情報量の低減効果は、特にアンテナ間の相関が高い場合に得ることが可能である。

上述した第１、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法において、補完情報（ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋ）は、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時にＣＱＩ^（ＭＵ）を算出するために有効な情報であり、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の適用対象でないランク３以上のランクにおいては、実質的な意味を持たない情報となる。このため、このような補完情報をＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の適用対象であるランク１、２でのみＬＴＥフィードバック情報に追加することが考えられる。しかしながら、この場合には、ランク（具体的にはランク１、２と、ランク３以上のランク）によってフィードバック情報のビット数が異なることとなり、フィードバック情報に対して異なる管理が必要となり、処理が煩雑になるという問題が発生し得る。

一方、ダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにおいては、上述したように、アンテナ間の相関が高い場合（例えば、ランク１、２の場合）にフィードバック情報のビット数の低減が予定されている。この情報量が低減された部分に補完情報を割り当てれば、ランク（具体的にはランク１、２と、ランク３以上のランク）によってフィードバック情報のビット数が異なる事態を回避でき、フィードバック情報に対して共通に管理することが可能となる。また、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送が、アンテナ間の相関が高い場合に効果的にデータレートを向上できるという観点からも好適である。

このような観点から、第３の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ダブルコードブックを利用したＭＩＭＯシステムにおいて、ランク１、２の場合（アンテナ間の相関が高い場合）にのみ補完情報をＬＴＥフィードバック情報に追加する一方、ランク３以上のランクでは補完情報を追加せず、ＬＴＥフィードバック情報のみをフィードバックする。この場合において、ランク１、２の場合におけるＬＴＥフィードバック情報の一部のビット数に補完情報のビット数を加えたビット数と、ランク３以上のランクの場合におけるＬＴＥフィードバック情報の一部のビット数とを同一にする。

例えば、ＬＴＥフィードバック情報の一部のビット数として、ＰＭＩのフィードバックに要するビット数をＬビットとし、補完情報のフィードバックに要するビット数をＮビットとした場合について説明する。この場合、第３の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ランク１、２の場合にＰＭＩのフィードバックにＬビットを割り当てると共に、補完情報のフィードバックにＮビットを割り当てる。一方、ランク３以上の場合の場合にＰＭＩのフィードバックに（Ｌ＋Ｎ）ビットを割り当てる。このようにランク１、２の場合におけるＬＴＥフィードバック情報の一部のビット数に補完情報のビット数を加えたビット数と、ランク３以上のランクの場合におけるＬＴＥフィードバック情報の一部のビット数とを同一の値にすることにより、ランク（具体的にはランク１、２と、ランク３以上のランク）によってフィードバック情報のビット数が異なる事態を回避でき、フィードバック情報に対して共通に管理することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、ＬＴＥ−Ａシステムに対応する基地局装置及び移動局装置を用いる場合について説明する。

図１３を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る移動局装置（ＵＥ）１０及び基地局装置（ｅＮｏｄｅＢ）２０を有する移動通信システム１について説明する。図１３は、本発明の一実施の形態に係る移動局装置１０及び基地局装置２０を有する移動通信システム１の構成を説明するための図である。なお、図１３に示す移動通信システム１は、例えば、ＬＴＥシステム又はＳＵＰＥＲ ３Ｇが包含されるシステムである。また、この移動通信システム１は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄと呼ばれても良いし、４Ｇと呼ばれても良い。

図１３に示すように、移動通信システム１は、基地局装置２０と、この基地局装置２０と通信する複数の移動局装置１０（１０_１、１０_２、１０_３、・・・１０_ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを含んで構成されている。基地局装置２０は、上位局装置３０と接続され、この上位局装置３０は、コアネットワーク４０と接続される。移動局装置１０は、セル５０において基地局装置２０と通信を行っている。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。

各移動局装置（１０_１、１０_２、１０_３、・・・１０_ｎ）は、同一の構成、機能、状態を有するので、以下においては、特段の断りがない限り移動局装置１０として説明を進める。また、説明の便宜上、基地局装置２０と無線通信するのは移動局装置１０であるものとして説明するが、より一般的には移動局装置も固定端末装置も含むユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）でよい。

移動通信システム１においては、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）が、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。ＯＦＤＭＡは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各サブキャリアにデータをマッピングして通信を行うマルチキャリア伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、システム帯域を端末毎に１つ又は連続したリソースブロックからなる帯域に分割し、複数の端末が互いに異なる帯域を用いることで、端末間の干渉を低減するシングルキャリア伝送方式である。

ここで、ＬＴＥシステムにおける通信チャネルについて説明する。下りリンクについては、各移動局装置１０で共有されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）と、下りＬ１／Ｌ２制御チャネル（ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）、ＰＣＦＩＣＨ(Physical Control Format Indicator Channel）、ＰＨＩＣＨ(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel)）とが用いられる。このＰＤＳＣＨにより、ユーザデータ、すなわち、通常のデータ信号が伝送される。送信データは、このユーザデータに含まれる。なお、基地局装置２０で移動局装置１０に割り当てたコンポーネントキャリアＣＣやスケジューリング情報は、Ｌ１／Ｌ２制御チャネルにより移動局装置１０に通知される。

上りリンクについては、各移動局装置１０で共有して使用されるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、上りリンクの制御チャネルであるＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）とが用いられる。このＰＵＳＣＨにより、ユーザデータが伝送される。また、ＰＵＣＣＨにより、下りリンクの無線品質情報（ＣＱＩ:Channel Quality Indicator）等が伝送される。

次に、図１４及び図１５を参照して本実施の形態に係る移動局装置１０及び基地局装置２０の構成について説明する。図１４は、本実施の形態に係る移動局装置１０の構成を示すブロック図である。図１５は、本実施の形態に係る基地局装置２０の構成を示すブロック図である。なお、図１４及び図１５に示す移動局装置１０及び基地局装置２０の構成は、本発明を説明するために簡略化したものであり、それぞれ通常の移動局装置及び基地局装置が有する構成は備えているものとする。

図１４に示す移動局装置１０において、基地局装置２０から送出された送信信号は、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路１０２＃１〜１０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部１０３＃１〜１０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）１０４＃１〜１０４＃Ｎに出力される。

受信タイミング推定部１０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部１０３＃１〜１０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。その後、受信信号に含まれるデータチャネル信号がデータチャネル信号復調部１０６に出力される。

データチャネル信号復調部１０６は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから入力されたデータチャネル信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Squared Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection）信号分離法により分離する。これにより、基地局装置２０から到来したデータチャネル信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関するデータチャネル信号に分離され、移動局装置１０のユーザ（ここでは、ユーザｋとする）に関するデータチャネル信号が抽出される。

チャネル推定部１０７は、ＦＦＴ部１０４＃１〜１０４＃Ｎから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル伝搬路におけるチャネル変動量を推定し、推定したチャネル変動量をデータチャネル信号復調部１０６と、後述するチャネル品質測定部１１０及びＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部とに通知する。データチャネル信号復調部１０６においては、通知されたチャネル変動量に基づいて、データチャネル信号を上述したＭＬＤ信号分離法等により分離する。これにより、ユーザｋに関する受信信号が復調される。

なお、データチャネル信号復調部１０６による復調処理に先だって、抽出されたユーザｋに関するデータチャネル信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻されているものとする。データチャネル信号復調部１０６で復調されたユーザｋに関するデータチャネル信号は、チャネル復号部１０８に出力される。そして、チャネル復号部１０８にてチャネル復号処理が施されることでユーザｋに対する送信信号（以下、「送信信号＃ｋ」という）が再生される。

チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１１０は、測定手段を構成するものであり、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル変動量に基づいてチャネル品質（ＣＱＩ）を測定する。なお、チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１１０で測定されるチャネル品質（ＣＱＩ）は、上述したＣＱＩ^（ＳＵ）に相当する。そして、チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１１０は、測定結果であるＣＱＩ（ＣＱＩ^（ＳＵ））をフィードバック制御信号生成部１１１及びＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部１１２に通知する。

ＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部１１２は、選択手段を構成するものであり、チャネル推定部１０７から通知されたチャネル変動量に基づいてＰＭＩ、ＲＩを選択する。また、ＰＭＩ選択部１１２は、計算手段を構成するものであり、選択したＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）と仮定し、補完情報（ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋ）を計算する。そして、選択したＰＭＩをプリコーディング乗算部１１６に通知すると共に、選択したＰＭＩ及び補完情報をフィードバック制御信号生成部１１１に通知する。

例えば、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法において、ＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部１１２は、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋを計算する。具体的には、チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１１０で測定されるＣＱＩ^（ＳＵ）と、ＭＡＩを推定して計算されるＣＱＩ^（ＭＵ）とに基づいてＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋを計算する（式１１〜式１３参照）。また、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法において、ＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部１１２は、量子化誤差情報ε_ｋを計算する。さらに、第３の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、選択されたランク（ＲＩ）に応じて補完情報の計算の有無を切り替える。具体的には、ＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部１１２は、ランク１、２の場合（アンテナ間の相関が高い場合）にのみ補完情報を計算し、ランク３以上の場合に補完情報を計算しない。なお、補完情報を計算しない場合には、選択されたＰＭＩ、ＲＩのみがフィードバック制御信号生成部１１１に通知される。

フィードバック制御信号生成部１１１においては、チャネル品質（ＣＱＩ）測定部１１０及びＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部１１２から通知されたＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩ、並びに、補完情報に基づいて、これらを基地局装置２０にフィードバックするフィードバック情報を含む制御信号（例えば、ＰＵＣＣＨ）を生成する。フィードバック制御信号生成部１１１で生成された制御信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３に出力される。

一方、上位レイヤから送出されたユーザ＃ｋに関する送信データ＃ｋは、チャネル符号化部１１４によりチャネル符号化された後、データ変調部１１５にてサブキャリア変調され、プリコーディング乗算部１１６に出力される。プリコーディング乗算部１１６には、不図示の参照信号生成部で生成されたユーザ＃ｋに関する参照信号＃ｋが入力される。プリコーディング乗算部１１６は、ＰＭＩ選択部１１２で選択されたＰＭＩから得られるプリコーディングウェイト（プリコーディング行列）に基づいて、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎に送信データ＃ｋ及び参照信号を位相及び／又は振幅シフトする。位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋ及び参照信号は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３に出力される。

マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃ｋ及び参照信号＃ｋと、フィードバック制御信号生成部１１１により生成された制御信号とを合成し、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）１１３により生成された送信信号は、離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）１１７＃１〜１１７＃Ｎにて離散フーリエ変換され、各送信信号系列が周波数領域において送信帯域幅（ＤＦＴサイズ）に拡散される。

そして、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１１８＃１〜＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換された後、ＣＰ付加部１１９＃１〜１１９＃ＮでＣＰが付加されてＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路１２０＃１〜１２０＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）１０１＃１〜１０１＃Ｎを介して受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎに出力され、受信アンテナＲＸ＃１〜ＲＸ＃Ｎから上りリンクで基地局装置２０に送出される。なお、これらの送信系処理部は、基地局装置２０にフィードバックするフィードバック情報を送信する送信手段を構成する。

このように本実施の形態に係る移動局装置１０においては、基地局装置２０に対してＬＴＥフィードバック情報を構成するＣＱＩ、ＰＭＩ及びＲＩに補完情報（ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋ）を追加してフィードバックするようにしたことから、基地局装置eNode Bにおいては、この補完情報によってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）の精度を調整することで、ＣＱＩ^（ＭＵ）を求めることができ、このＣＱＩ_ｋ ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、アンテナ間の相関が低く、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋと実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことができる。また、補完情報を構成するＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋは、ＣＱＩ^（ＳＵ）よりも十分に小さいことから、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

図１５に示す基地局装置２０において、移動局装置１０から送出された送信信号は、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎにより受信され、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０１＃１〜２０１＃Ｎにて送信経路と受信経路とに電気的に分離された後、ＲＦ受信回路２０２＃１〜２０２＃Ｎに出力される。そして、ＲＦ受信回路２０２＃１〜２０２＃Ｎにて、無線周波数信号からベースバンド信号に変換する周波数変換処理が施される。周波数変換処理が施されたベースバンド信号は、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）除去部２０３＃１〜２０３＃ＮにてＣＰが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）２０４＃１〜２０４＃Ｎに出力される。受信タイミング推定部２０５は、受信信号に含まれるリファレンス信号から受信タイミングを推定し、その推定結果をＣＰ除去部２０３＃１〜２０３＃Ｎに通知する。ＦＦＴ部２０４＃１〜２０４＃Ｎは、入力された受信信号にフーリエ変換を施し、時系列の信号から周波数領域の信号に変換する。周波数領域の信号に変換された受信信号は、逆離散フーリエ変換部（ＩＤＦＴ）２０６＃１〜２０６＃Ｎにて逆離散フーリエ変換され、時間領域信号に逆拡散される。その後、受信信号に含まれるデータチャネル信号がデータチャネル信号復調部２０７に出力される。なお、これらの受信系処理部は、移動局装置１０からフィードバックされるフィードバック情報を受信する受信手段を構成する。

データチャネル信号復調部２０７＃１〜２０７＃ｋは、ＩＤＦＴ部２０６＃１〜２０６＃Ｎから入力されたデータチャネル信号を、例えば、平均２乗誤差最小（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Squared Error）や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood Detection）信号分離法により分離する。これにより、移動局装置１０から到来したデータチャネル信号は、ユーザ＃１〜ユーザ＃ｋに関するデータチャネル信号に分離され、それぞれの移動局装置１０に関するデータチャネル信号が抽出される。

チャネル推定部２０８＃１〜２０８＃ｋは、ＩＤＦＴ部２０６＃１〜２０６＃Ｎから出力された受信信号に含まれるリファレンス信号からチャネル変動量を推定し、推定したチャネル変動量をデータチャネル信号復調部２０７＃１〜２０７＃ｋ、並びに、後述する制御チャネル信号復調部２１１＃１〜２１１＃ｋに通知する。データチャネル信号復調部２０７＃１〜＃ｋにおいては、通知されたチャネル変動量に基づいて、データチャネル信号を上述したＭＬＤ信号分離法等により分離する。これにより、それぞれの移動局装置１０に関する受信信号が復調される。

なお、データチャネル信号復調部２０７による復調処理に先だって、抽出されたそれぞれの移動局装置１０に関するデータチャネル信号は、不図示のサブキャリアデマッピング部にてデマッピングされて時系列の信号に戻されているものとする。データチャネル信号復調部２０７＃１〜２０７＃ｋで復調されたそれぞれの移動局装置１０に関するデータチャネル信号は、チャネル復号部２０９＃１〜２０９＃ｋに出力される。そして、チャネル復号部２０９＃１〜２０９＃ｋにてチャネル復号処理が施された後、パレレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）２１０にてパラレルシリアル変換されることで、各移動局装置１０からのデータチャネル信号（データ信号）が再生される。

制御チャネル信号復調部２１１＃１〜２１１＃ｋは、ＩＤＦＴ部２０６＃１〜２０６＃ｋから入力された受信信号に含まれる制御チャネル信号（例えば、ＰＤＳＣＨ）を復調する。この際、制御チャネル信号復調部２１１＃１〜２１１＃ｋにおいては、チャネル推定部２０８＃１〜＃ｋから通知されたチャネル変動量に基づいて制御チャネル信号を復調する。制御チャネル信号には、移動局装置１０からのフィードバック情報が含まれる。制御チャネル信号復調部２１１＃１〜２１１＃ｋにより復調された各制御チャネル信号は、ＣＳＩ情報再生部２１２＃１〜２１２＃ｋ及びＣＱＩ調整部２１３＃１〜２１３＃ｋに出力される。

ＣＳＩ情報再生部２１２＃１〜２１２＃ｋは、移動局装置１０からのフィードバック情報に含まれるＰＭＩに対応するプリコーディング行列からチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）を求める。具体的には、フィードバック情報に含まれるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置を求め、これをチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）とする。ＣＳＩ情報再生部２１２＃１〜２１２＃ｋで求められたチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）は、プリコーディングウェイト生成部２１４及びＳＵ／ＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラ（以下、単に「スケジューラ」という）２１５に出力される。

ＣＱＩ調整部２１３＃１〜２１３＃ｋは、計算手段を構成するものであり、移動局装置１０からのフィードバック情報に含まれるＣＱＩ（上述したＣＱＩ^（ＳＵ）に相当する）と、補完情報（ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋ）とに基づいてＣＱＩ^（ＭＵ）を計算する。例えば、第１の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ＣＱＩ^（ＳＵ）とＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋとに基づいてＣＱＩ^（ＭＵ）を計算する。また、第２の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ＣＱＩ^（ＳＵ）と量子化誤差情報ε_ｋとに基づいてＣＱＩ^（ＭＵ）を計算する。さらに、第３の態様に係るフィードバック情報送信方法においては、ランク１、２の場合に限ってＣＱＩ^（ＳＵ）と、補完情報（ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋ）とに基づいてＣＱＩ^（ＭＵ）を計算する。なお、ＣＱＩ調整部２１３＃１〜２１３＃ｋにおけるＣＱＩ^（ＭＵ）の計算処理は、後述するスケジューラ２１５によりＭＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことが指示された場合に限って行われる。このため、スケジューラ２１５によりＳＵ−ＭＩＭＯ伝送を行うことが指示された場合には、ＣＱＩ^（ＭＵ）の計算処理が行われることはない。

ＣＱＩ調整部２１３＃１〜２１３＃ｋにより計算されたＣＱＩ^（ＭＵ）（ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送時にはＣＱＩ^（ＳＵ））は、フィードバック情報に含まれるＰＭＩ及びＲＩと共に、プリコーディングウェイト生成部２１４に出力される。また、これらの情報は、不図示のランク／ＭＣＳ選択部に出力される。ランク／ＭＣＳ選択部においては、フィードバック情報に含まれるＰＭＩに基づいて、送信ランク及びＭＣＳを選択する。選択された送信ランク及びＭＣＳは、後述するシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６、チャネル符号化部２１７＃１〜２１７＃ｋ、データ変調部２１８＃１〜２１８＃ｋ及びサブキャリアマッピング部２１９に出力される。

プリコーディングウェイト生成部２１４においては、ウェイト生成手段を構成するものであり、ＣＳＩ情報再生部２１２＃１〜２１２＃ｋから通知されたチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）と、ＣＱＩ調整部２１３＃１〜２１３＃ｋから通知されたＣＱＩ^（ＭＵ）（ＣＱＩ^（ＳＵ））、ＰＭＩ及びＲＩに基づいて、各送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎに対するプリコーディングウェイト（プリコーディング行列）を選択する。プリコーディングウェイト生成部２１４においては、必要に応じてＣＱＩ^（ＳＵ）ではなくＣＱＩ^（ＭＵ）に基づいてプリコーディングウェイト（プリコーディング行列）を選択するので、ＣＱＩ^（ＳＵ）の精度が劣化している場合に実際のチャネル品質に対応したプリコーディングウェイトを選択できるものとなっている。選択されたプリコーディングウェイトは、後述するプリコーディング乗算部２２０＃１〜２２０＃ｋに出力される。

スケジューラ２１５は、ＣＳＩ情報再生部２１２＃１〜２１２＃ｋから通知されたチャネル行列（実効チャネルｈ_ｋ,eff ^Ｈ）に基づいて、多重するユーザ数（移動局装置１０の数）を決定する。そして、決定した多重ユーザ数を後述するシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６に出力する。また、スケジューラ２１５は、決定した多重ユーザ数に応じて特定されるＭＩＭＯ伝送種別（ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送か、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送か）をＣＳＩ情報再生部２１２＃１〜２１２＃ｋに通知する。

一方、ユーザ＃１〜＃ｋに対する送信データ＃１〜＃ｋは、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６に出力され、シリアル／パラレル変換された後、各ユーザ＃１〜＃ｋに対応するチャネル符号化部２１７＃１〜２１７＃ｋに出力される。このシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６におけるシリアル／パラレル変換は、スケジューラ２１５から通知される多重ユーザ数に基づいて行われる。また、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）２１６におけるシリアル／パラレル変換処理では、ランク／ＭＣＳ選択部から通知されたランク／ＭＣＳが参照される。

シリアル／パラレル変換された送信データ＃１〜＃ｋは、チャネル符号化部２１７＃１〜２１７＃ｋでチャネル符号化された後、データ変調部２１８＃１〜２１８＃ｋに出力され、データ変調される。この際、チャネル符号化及びデータ変調は、ランク／ＭＣＳ選択部から与えられるＭＣＳに基づいて行われる。データ変調部２１８＃１〜２１８＃ｋでデータ変調された送信データ＃１〜＃ｋは、不図示の離散フーリエ変換部で逆フーリエ変換され、時系列の信号から周波数領域の信号に変換されてサブキャリアマッピング部２１９に出力される。

サブキャリアマッピング部２１９においては、送信データ＃１〜＃ｋを、スケジューラ２１５から与えられるスケジュール情報に応じてサブキャリアにマッピングする。このとき、サブキャリアマッピング部２１９は、不図示の参照信号生成部から入力される参照信号＃１〜＃ｋを、送信データ＃１〜＃ｋと共にサブキャリアにマッピング（多重）する。このようにしてサブキャリアにマッピングされた送信データ＃１〜＃ｋがプリコーディング乗算部２２０＃１〜２２０＃ｋに出力される。

プリコーディング乗算部２２０＃１〜２２０＃ｋは、プリコーディングウェイト生成部２１４から与えられるプリコーディングウェイトに基づいて、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎に送信データ＃１〜＃ｋを位相及び／又は振幅シフトする（プリコーディングによる送信アンテナＴＸ＃１〜送信アンテナＴＸ＃Ｎの重み付け）。そして、プリコーディング乗算部２２０により位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃ｋは、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２１に出力される。

マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２１においては、位相及び／又は振幅シフトされた送信データ＃１〜＃ｋを合成し、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎ毎の送信信号を生成する。マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２１により生成された送信信号は、逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２２２＃１〜２２２＃Ｎにて逆高速フーリエ変換して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換される。そして、サイクリックプレフィクス（ＣＰ）付加部２２３＃１〜２２３＃ＮにてＣＰが付加された後、ＲＦ送信回路２２４＃１〜２２４＃Ｎへ出力される。そして、ＲＦ送信回路２２４＃１〜２２４＃Ｎで無線周波数帯に変換する周波数変換処理が施された後、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）２０１＃１〜２０１＃Ｎを介して送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎに出力され、送信アンテナＴＸ＃１〜ＴＸ＃Ｎから下りリンクで移動局装置１０に送出される。

このように本実施の形態に係る基地局装置２０においては、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送時に移動局装置１０からのフィードバック情報に含まれるＣＱＩ^（ＳＵ）と、補完情報（ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋ）とに基づいてＣＱＩ^（ＭＵ）を計算し、このＣＱＩ_ｋ ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択する。これにより、アンテナ間の相関が低く、フィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋと実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことができる。また、補完情報を構成するＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋは、ＣＱＩ^（ＳＵ）よりも十分に小さいことから、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

以上説明したように、本発明に係るフィードバック情報送信方法によれば、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ^（ＳＵ）と、ＣＱＩ^（ＭＵ）との差異を補完する補完情報（ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ_ｋや量子化誤差情報ε_ｋ）をＬＴＥフィードバック情報（ＲＩ_ｋ、ＰＭＩ_ｋ及びＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ））に追加して移動局装置１０からフィードバックする。基地局装置eNode Bにおいては、この補完情報によってＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ）の精度を調整することで、ＣＱＩ^（ＭＵ）を求めることができ、このＣＱＩ_ｋ ^（ＭＵ）に応じてプリコーディングウェイトを選択できる。これにより、アンテナ間の相関が低く、ＬＴＥフィードバック情報に含まれるＣＱＩ_ｋ（ＣＱＩ_ｋ ^（ＳＵ））と実際のチャネル品質とが乖離する場合であっても、実際のチャネル品質に対応する適切なプリコーディングウェイトによって各送信アンテナに対するプリコーディングを行うことができる。また、この補完情報は、ＣＱＩ^（ＳＵ）よりも十分に小さいことから、ＭＵ−ＭＩＭＯ伝送用フィードバック情報を追加してフィードバックする場合と比べて、大幅にフィードバック情報量が増加するのを回避することができる。この結果、フィードバック情報量の増加を抑えつつ、アンテナ間の相関の高低に関わらずにＭＩＭＯ伝送時におけるデータレートを向上することが可能となる。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

例えば、上記実施の形態においては、移動局装置ＵＥがＲＩ_ｋによりレイヤ数（ランク数）を「２」とし、ＬＴＥフィードバック情報に２つのＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）をフィードバックする場合に、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）及びＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）に対応するＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ、ΔＣＱＩ２_ｋ、或いは、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）のうち、いずれか値が大きい方のＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ又はΔＣＱＩ２_ｋをＬＴＥフィードバック情報に追加する場合について説明しているが、ＬＴＥフィードバック情報に追加される情報としては、これらに限定されるものではない。例えば、ＣＱＩ１_ｋ ^（ＳＵ）、ＣＱＩ２_ｋ ^（ＳＵ）の平均値や二乗平均値などをＬＴＥフィードバック情報に追加することも可能である。これらの値をＬＴＥフィードバック情報に追加する場合においても、ＣＱＩ差分情報ΔＣＱＩ１_ｋ、ΔＣＱＩ２_ｋを追加する場合と同様の効果を得ることができる。

１ 移動通信システム
１０ 移動局装置
１０１＃１〜＃Ｎ デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
１０２＃１〜＃Ｎ ＲＦ受信回路
１０３＃１〜＃Ｎ サイクリックプレフィックス（ＣＰ）除去部
１０４＃１〜＃Ｎ 高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）
１０５ 受信タイミング推定部
１１６ データチャネル信号復調部
１０７ チャネル推定部
１０８ チャネル復号部
１１０ チャネル品質（ＣＱＩ）測定部
１１１ フィードバック制御信号生成部
１１２ ＰＭＩ／ＲＩ選択・補完情報計算部
１１３ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１１４ チャネル符号化部
１１５ データ変調部
１１６ プリコーディング乗算部
１１７＃１〜＃Ｎ 離散フーリエ変換部（ＤＦＴ）
１１８＃１〜＃Ｎ 逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
１１９＃１〜＃Ｎ サイクリックプレフィックス（ＣＰ）付加部
１２０＃１〜＃Ｎ ＲＦ送信回路
２０ 基地局装置
２０１＃１〜＃Ｎ デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘｅｒ）
２０２＃１〜＃Ｎ ＲＦ受信回路
２０３＃１〜＃Ｎ サイクリックプレフィックス（ＣＰ）除去部
２０４＃１〜＃Ｎ 高速フーリエ変換部（ＦＦＴ部）
２０５ 受信タイミング推定部
２０６ 逆離散フーリエ変換部（ＩＤＦＴ）
２０７ データチャネル信号復調部
２０８ チャネル推定部
２０９＃１〜＃ｋ チャネル復号部
２１１＃１〜＃ｋ 制御チャネル信号復調部
２１２＃１〜＃ｋ ＣＳＩ情報再生部
２１３＃１〜＃ｋ ＣＱＩ調整部
２１４ プリコーディングウェイト生成部
２１５ ＳＵ／ＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラ（スケジューラ）
２１７＃１〜＃ｋ チャネル符号化部
２１８＃１〜＃ｋ データ変調部
２１９ サブキャリアマッピング部
２２０＃１〜＃ｋ プリコーディング乗算部
２２１ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
２２２＃１〜＃Ｎ 逆高速フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）
２２３＃１〜＃Ｎ サイクリックプレフィックス（ＣＰ）付加部
２２４＃１〜＃Ｎ ＲＦ送信回路
３０ 上位局装置
４０ コアネットワーク
５０ セル

Claims (17)

1. 伝搬路におけるチャネル変動量に応じて選択されるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列として仮定してＭＩＭＯ伝送に用いるフィードバック情報を基地局装置に送信するフィードバック情報送信方法であって、
   伝搬路におけるチャネル変動量に応じて前記ＰＭＩ及びＲＩを選択するステップと、伝搬路におけるチャネル変動量に応じてシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを測定するステップと、前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報を計算するステップと、前記ＰＭＩ、ＲＩ及びシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと前記補完情報とを前記フィードバック情報として基地局装置に送信するステップとを具備することを特徴とするフィードバック情報送信方法。
2. 前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと、マルチアクセス干渉を推定して計算されるマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差分情報を前記補完情報として計算することを特徴とする請求項１記載のフィードバック情報送信方法。
3. 前記差分情報のビット数を前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩのビット数よりも小さいビット数とすることを特徴とする請求項２記載のフィードバック情報送信方法。
4. 前記差分情報のビット数を１ビットとすることを特徴とする請求項２記載のフィードバック情報送信方法。
5. 前記ＲＩでフィードバックするランク数に応じた複数の前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに対応する複数の前記差分情報を計算して前記フィードバック情報に含めることを特徴とする請求項２記載のフィードバック情報送信方法。
6. 前記ＲＩでフィードバックするランク数に応じた複数の前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩのうち、値の大きい前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに対応する前記差分情報を計算して前記フィードバック情報に含めることを特徴とする請求項２記載のフィードバック情報送信方法。
7. 前記ＲＩでフィードバックするランク数が１又は２の場合における前記フィードバック情報の一部のビット数に前記差分情報のビット数を加えたビット数と、前記ＲＩでフィードバックするランク数が３以上の場合における前記フィードバック情報の一部のビット数とを同一の値にしたことを特徴とする請求項２記載のフィードバック情報送信方法。
8. 前記ＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列として仮定する際に生じる量子化誤差情報を前記補完情報として計算することを特徴とする請求項１記載のフィードバック情報送信方法。
9. 前記ＰＭＩに対応するプリコーディング行列に対応する第１のベクトルと、当該プリコーディング行列のエルミート転置であるチャネル行列に対応する第２のベクトルとの角度情報を前記量子化誤差情報として計算することを特徴とする請求項８記載のフィードバック情報送信方法。
10. 前記ＰＭＩに対応するプリコーディング行列と、当該プリコーディング行列のエルミート転置であるチャネル行列との行列間距離（Chordal Distance）を前記量子化誤差情報として計算することを特徴とする請求項８記載のフィードバック情報送信方法。
11. 前記量子化誤差情報のビット数を前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩのビット数よりも小さいビット数とすることを特徴とする請求項８記載のフィードバック情報送信方法。
12. 前記量子化誤差情報のビット数を１ビットとすることを特徴とする請求項８記載のフィードバック情報送信方法。
13. 前記ＲＩでフィードバックするレイヤ数に応じた複数の前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに対応する複数の前記量子化誤差情報を計算して前記フィードバック情報に含めることを特徴とする請求項８記載のフィードバック情報送信方法。
14. 前記ＲＩでフィードバックするレイヤ数に応じた複数の前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩのうち、値の大きい前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに対応する前記量子化誤差情報を計算して前記フィードバック情報に含めることを特徴とする請求項８記載のフィードバック情報送信方法。
15. 前記ＲＩでフィードバックするランク数が１又は２の場合における前記フィードバック情報の一部のビット数に前記量子化誤差情報のビット数を加えたビット数と、前記ＲＩでフィードバックするランク数が３以上の場合における前記フィードバック情報の一部のビット数とを同一の値にしたことを特徴とする請求項８記載のフィードバック情報送信方法。
16. 伝搬路におけるチャネル変動量に応じて選択されるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列として仮定してＭＩＭＯ伝送に用いるフィードバック情報を基地局装置に送信する移動局装置であって、
    伝搬路におけるチャネル変動量に応じて前記ＰＭＩ及びＲＩを選択する選択手段と、伝搬路におけるチャネル変動量に応じてシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを測定する測定手段と、前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報を計算する計算手段と、前記ＰＭＩ、ＲＩ及びシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと前記補完情報とを前記フィードバック情報として基地局装置に送信する送信手段とを具備することを特徴とする移動局装置。
17. 伝搬路におけるチャネル変動量に応じて選択されるＰＭＩに対応するプリコーディング行列のエルミート転置をチャネル行列として仮定してＭＩＭＯ伝送に用いるフィードバック情報を移動局装置から受信する基地局装置であって、
    移動局装置から前記フィードバック情報を受信する受信手段と、前記フィードバック情報に含まれるシングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩと、前記シングルユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとマルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩとの差異を補完する補完情報とから前記マルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩを計算する計算手段と、前記マルチユーザＭＩＭＯ伝送用のＣＱＩに基づいてプリコーディングウェイトを生成するウェイト生成手段とを具備することを特徴とする基地局装置。

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