JP5426023B2 - チャネル状態情報のための方法および装置 - Google Patents
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Description
(1)CSI行列のフィードバックでは、基地局(BS)に完全なチャネル情報を提供することができるけれども、シグナリング・オーバーヘッドが大きくなる。
(2)PMIのフィードバックは、単一BS伝送モードでは効率的なフィードバック・メカニズムであるが、複数基地局伝送では、PMIのフィードバックは、関連する複数のセルのプリコーディング・オペレーションの自由度を大幅に制限する可能性がある。
(3)ULサウンディングのフィードバックは、時分割複信(TDD)モードでは効率的なフィードバック・アプローチであるが、周波数分割複信(FDD)モードでは、アップリンク・チャネルとダウンリンク・チャネルの対称性が利用されるので、適応することが困難である。
それに加えて、ダウンリンク(DL)とULの間の干渉分布が非対称的であるため、チャネル情報推定の精度が損なわれる。
2.従来のPMIのフィードバックと比較すると、本発明の実施形態において提案されているフィードバックの解決策は、特定のDL CoMPプリコーディング・アルゴリズムを選択し、適用する際に大きな自由度をeNBにもたらしうる。
3.明示的な完全なチャネルのフィードバックと比較すると、本発明の実施形態において提案されているフィードバックの解決策は、特にeNBおよびUEにおけるアンテナ数が多い場合にフィードバックのオーバーヘッドを大幅に低減することができる。
WUE−j=(U(:,1))H (1)
である。
pcHij=WUE−jHij,i=1,2,...N (2)
のように計算する。
本発明の実施形態によって実現される協調ビームフォーミングでは、データは、隣接セル(cell−i、i=1、2、...、N、i≠m)が協調セル集合内にある間、ターゲット・ユーザー(UE−j)のサービング・セル(cell−m)によってのみ伝送されるが、データがUE−jに対するcell−mでのものと同じサブバンド上でその自ユーザーに対しスケジュールされている場合、cell−i(i≠m)はプリコーディングされたCSIのフィードバック(ターゲット・ユーザーによってフィードバックされ、すべての協調セルへのサービング・セルによって共有される)に基づき適切な協調プリコーディング・オペレーションによってUE−jへの干渉を意図的に抑制する。
WCell−n=v1v2 (3)
のように、UE−jへの干渉消去を考慮してUE−kに対し協調プリコーディング・オペレーションを実行するcell−nの協調行列計算ユニット310によって導き出すことができ、
式中、行列v1はpcHnjの零空間を張る正規直交ベクトルを構成し、v2は連結された行列pcHnjv1の主右特異ベクトルである。
WCell−m=vavb (4)
のように導き出され、
式中、行列vaはpcHmkの零空間を張る正規直交ベクトルを構成し、vbは連結された行列pcHmkvaの主右特異ベクトルである。
Yj=Hmjvavbsj+Hnjv1v2sk (5)
と表すことができ、
式中、第1の項は有用な信号であり、第2の項はcell−nからの干渉であり、sjはcell−mによってUE jに送信される信号であり、skはcell−nによってUE kに送信される信号である。この例では、UE jのビームフォーミング検出ユニット260は、WUE−j(UE jのプリコーディングされたCSIのフィードバックのプリコーディング行列)の重みベクトルを使用して受信された信号の線形検出を実行する。
WUE−jYj=WUE−jHmjvavbsj+WUE−jHnjv1v2sk
=pcHmjvavbsj+pcHnjv1v2sk (6)
WUE−jYj=pcHmjvavbsj
が得られる。
共同伝送では、ユーザーからのプリコーディングされたCSIのフィードバックに基づき、同じデータが、協調セル、cell−i、i=1、2、...、Nによって、各プリコーディングを通じて、ターゲット・ユーザー(UE−j)に伝送され、UE jに対する共同伝送を実現することになる。同じリソース内のサポートされているユーザー数に応じて、共同伝送を、SU−JT(シングル・ユーザー共同伝送)とMU−JT(マルチ・ユーザー共同伝送)の2つのサブタイプにさらに分割することができる。SU−JTでは、シングル・ユーザーのみがいくつかの協調セルによる共同サービスを受けるが、MU−JTでは、複数のユーザーが適切なマルチ・ユーザー協調プリコーディング・オペレーションを通じて協調セルによる共同サービスを受けることができる。
MU−JTでは、複数のユーザーが、同じ時間および周波数リソース割り当てによる共同伝送を通じて協調セルによるサービスを受ける。上記のプリコーディングされたCSIのフィードバックの解決策に基づき、大域的または局所的なMUのプリコーディングを協調セルのそれぞれにおいて実行することができる。フィードバックの解決策が提案されている大域的および局所的なMUのプリコーディングは、以下ではそれぞれ方法1および方法2と呼ばれる。
UE jに対するZF大域的MUプリコーダーは、プリコーディングされた複合チャネル状態情報cpHj=[pcH1j,pcH2j,...,pcHNJ]およびcpHk=[pcH1k,pcH2k,...,pcHNk]から協調セルの協調行列計算ユニット310によって、
Wglobal,UE−j= v1v2 (8)
のように導き出すことができ、
式中、行列v1はcpHkの零空間を張る正規直交ベクトルを構成し、v2は連結された行列cpHjv1の主右特異ベクトルである。
Wglobal,UE−k=vavb (9)
と表すことができ、
式中、行列vaはcpHjの零空間を張る正規直交ベクトルを構成し、vbは連結された行列cpHkvaの主右特異ベクトルである。
この方法では、プリコーディングされた複合チャネルに基づく大域的なMUプリコーディングと異なり、局所的なMUプリコーディングは、それぞれのセルにおいてこのセルに対応するプリコーディングされたフィードバックにのみ基づき協調行列計算ユニット310によって実行される。例えば、cell−mにおけるUE−jに対する局所的ZF MUプリコーダーは、
Wcell−m,UE−j=v1v2 (10)
のように表すことができ、
式中、行列v1はpcHmkの零空間を張る正規直交ベクトルを構成し、v2は連結された行列pcHmjv1の主右特異ベクトルである。
Wcell−m,UE−k=vavb (11)
と表すことができ、
式中、行列vaはpcHiの零空間を張る正規直交ベクトルを構成し、vbは連結された行列cpHkvaの主右特異ベクトルである。
この方法では、関わっているユーザー端末のそれぞれのチャネル連結ユニット280が、関連するすべてのチャネルを使用して複合チャネルcpH=[H1j H2j...HKj]を形成し、フィードバック・ユニット240が、プリコーディングされた複合チャネルをそのサービング・セルにフィードバックし、そのサービング・セルは、複合チャネルの主左特異ベクトルでプリコーディングする。
Claims (15)
- チャネル状態情報のフィードバックのための方法であって、
携帯端末からサービング・セルおよび隣接セルへのチャネル状態情報を、複数の協調セルから受信したチャネル状態情報参照信号(CSI参照信号)に従って推定するステップと、
前記サービング・セルの前記推定されたチャネル状態情報に基づきプリコーディング行列を計算するステップと、
前記得られたプリコーティング行列に従って、プリコーディングされたチャネル状態情報をそれぞれ前記携帯端末の前記サービング・セルおよび前記協調セル内の隣接セルについて計算するステップと、
前記プリコーディングされたチャネル状態情報を前記携帯端末の前記サービング・セルにフィードバックするステップとを含む、チャネル状態情報のフィードバックのための方法。 - 前記プリコーディングされたチャネル状態情報を定量化するステップをさらに含み、前記プリコーディングされたチャネル状態情報を前記携帯端末の前記サービング・セルにフィードバックする前記ステップは、
前記定量化された、プリコーディングされたチャネル状態情報を前記携帯端末の前記サービング・セルにフィードバックするステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記サービング・セルの前記推定されたチャネル状態情報に基づいてプリコーディング行列を計算する前記ステップは、式
WUE−j=(U(:,1))H (1)
を使用して前記プリコーディング行列を計算するステップを含み、
WUE−jはプリコーディング行列であり、U行列は前記j番目の携帯端末の前記サービング・セルのチャネル推定の左特異行列であり、U(:,1)はU行列の1番目の列を表し、最大の特異値に対応し、
前記得られたプリコーティング行列に従ってプリコーディングされたチャネル状態情報をそれぞれ前記携帯端末の前記サービング・セルと前記協調セル内の隣接セルについて計算する前記ステップは、式
pcHij=WUE−jHij, i=1,2,...,N
を使用して前記プリコーディングされたチャネル状態情報を計算するステップを含み、
pcHijはcell iに対する前記j番目の携帯端末のプリコーディングされたCSIであり、Hijは前記i番目の携帯端末から前記j番目のセルへの前記チャネル状態情報を表す、請求項1に記載の方法。 - 複数の関連するチャネルを使用して1つの複合チャネルを形成するステップをさらに含み、
前記サービング・セルの前記推定されたチャネル状態情報に基づき前記プリコーディング行列を計算する前記ステップは、
前記複合チャネルの前記チャネル状態情報に基づき前記プリコーディング行列を計算するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - プリコーディングされたチャネル状態情報を適用する方法であって、
協調通信を行っている少なくとも1つのセルがそれに関係する前記プリコーディングされたチャネル状態情報を使用して少なくとも1つの携帯端末に対し協調プリコーディング・オペレーションを実行し、少なくとも1つの携帯端末のうちのいずれか1つに対応する前記プリコーディングされたチャネル状態情報が前記いずれか1つの携帯端末の前記サービング・セルの前記プリコーディング行列に従って計算することによって得られ、さらに、
前記少なくとも1つのセルが協調プリコーディング・オペレーションが実行されることを知らせる信号を送信する、プリコーディングされたチャネル状態情報を適用する方法。 - 前記少なくとも1つのセルが前記少なくとも1つの携帯端末から受信した前記プリコーディングされたチャネル状態情報を協調通信を行っている他のセルと共有することをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 協調ビームフォーミングの後、協調通信を行っている少なくとも1つのセルがそれに関係する前記プリコーディングされたチャネル状態情報を使用して少なくとも1つの携帯端末に対する協調プリコーディング・オペレーションの実行が、
前記n番目のセルにおいて、プリコーディング・オペレーションが式
WCell−n=v1v2
を使用することによって前記k番目の携帯端末について実行され、
式中、前記n番目のセルは前記k番目の携帯端末の前記サービング・セルであると仮定すると、行列v1はpcHnj の零空間を張る正規直交ベクトルを構成し、v2 は連結された行列pcHnjv1 の主右特異ベクトルであり、pcHnjは前記n番目のセルに対する前記j番目の携帯端末のプリコーディングされたチャネル状態情報であり、
m番目のセルにおいて、プリコーディング・オペレーションが式
WCell−m=vavb
を使用することによって前記j番目の携帯端末について実行され、
式中、前記m番目のセルは前記j番目の携帯端末の前記サービング・セルであると仮定すると、行列vaはpcHmkの前記零空間を張る前記正規直交ベクトルを構成し、vbは前記連結された行列pcHmkvaの前記主右特異ベクトルであり、pcHmkは前記m番目のセルに対する前記k番目の携帯端末のプリコーディングされたチャネル状態情報であり、
これにより、前記j番目の携帯端末は、式
WUE−jYj=WUE−jHmjvavbsj+WUE−jHnjv1v2sk
=pcHmjvavbsj+pcHnjv1v2sk
を使用して、線形検出を行い、
式中、WUE jは前記j番目の携帯端末の前記サービング・セルの前記プリコーディング行列であり、Yjはj番目の携帯端末によって受信される信号であり、Yj=Hmjvavbsj+Hnjv1v2skであり、pcHmjは前記m番目のセルに対する前記j番目の携帯端末の前記プリコーディングされたチャネル状態情報であり、sjはm番目のセルによってj番目の携帯端末に送信される信号であり、skはn番目のセルによってk番目の携帯端末に送信される信号であり、
式中、Nを協調通信を行っているセルの数として、m、n=1、2、...、Nであり、Mを協調通信を行っている携帯端末の数として、j、k=1、...、Mである、請求項6に記載の方法。 - シングル・ユーザー共同伝送の後、協調通信を行っている少なくとも1つのセルがそれに関係する前記プリコーディングされたチャネル状態情報を使用して少なくとも1つの携帯端末に対する協調プリコーディング・オペレーションの実行は、式
式中、Wcell−Iはi番目のセルによって使用される前記協調プリコーディング行列であり、WUE−jは前記j番目の携帯端末の前記サービング・セルの前記プリコーディング行列であり、pcHijは前記i番目のセルに対する前記j番目の携帯端末の前記プリコーディングされたチャネル状態情報であり、Hijは前記i番目のセルに対する前記j番目の携帯端末の前記チャネル状態情報であり、式中、Nを協調通信を行っているセルの数として、i=1、2、...、Nであり、Mを協調通信を行っている携帯端末の数として、j=1、...、Mである、請求項6に記載の方法。 - マルチ・ユーザー共同伝送の後、協調通信を行っている少なくとも1つのセルがそれに関係する前記プリコーディングされたチャネル状態情報を使用して少なくとも1つの携帯端末に対する協調プリコーディング・オペレーションの実行は、
関連する複数の携帯端末について、前記少なくとも1つのセルのそれぞれのセルが前記プリコーディングされたチャネル状態情報を使用してマルチ・ユーザー・プリコーダーを生成し、協調プリコーディング・オペレーションを実行することを含む、請求項6に記載の方法。 - 携帯端末であって、
前記携帯端末からサービング・セルおよび隣接セルへのチャネル状態情報を、複数の協調セルから受信したチャネル状態情報参照信号(CSI参照信号)に従って推定するように構成されたチャネル推定ユニット(210)と、
前記チャネル推定ユニット(210)によって推定された前記サービング・セルの前記チャネル状態情報に基づきプリコーディング行列を計算するように構成された行列計算ユニット(220)と、
前記行列計算ユニット(220)によって得られた前記プリコーティング行列に従って、プリコーディングされたチャネル状態情報をそれぞれ前記携帯端末の前記サービング・セルと前記協調セル内の隣接セルについて計算するように構成されたプリコーディング・ユニット(230)と、
前記プリコーディング・ユニット(230)の計算によって得られた前記プリコーディングされたチャネル状態情報を前記携帯端末の前記サービング・セルにフィードバックするように構成されたフィードバック・ユニット(240)とを備える、携帯端末。 - 前記プリコーディング・ユニット(230)の計算によって得られた前記プリコーディングされたチャネル状態情報を定量化するように構成された定量化ユニット(250)をさらに備え、
前記フィードバック・ユニット(240)は、前記定量化ユニット(250)の計算によって定量化された前記プリコーディングされたチャネル状態情報を前記携帯端末の前記サービング・セルにフィードバックするようにさらに構成される、請求項10に記載の携帯端末。 - 前記行列計算ユニット(220)によって生成される前記プリコーディング行列を使用して、前記受信されたビームフォーミング信号の線形検出を実行するように構成されたビームフォーミング検出ユニット(260)と、
前記行列計算ユニット(220)によって生成される前記プリコーディング行列を使用して、前記複数の協調セルによって送信される共同伝送をマージするように構成された協調伝送処理ユニット(270)とをさらに備える、請求項10に記載の携帯端末。 - 協調伝送に関わる複数のチャネルを使用して複合チャネルを形成するように構成されたチャネル連結ユニット(280)をさらに備え、
前記行列計算ユニット(220)は、前記チャネル連結ユニット(280)によって生成された前記複合チャネルの前記チャネル状態情報に基づき前記プリコーディング行列を計算するようにさらに構成される、請求項10に記載の携帯端末。 - 基地局であって、
関係する前記受信したプリコーディングされたチャネル状態情報を使用して少なくとも1つの携帯端末に対し協調プリコーディング・オペレーションを実行し、少なくとも1つの携帯端末のうちのいずれか1つに対応する前記プリコーディングされたチャネル状態情報が前記いずれか1つの携帯端末の前記サービング・セルの前記プリコーディング行列に従って計算することによって得られるように構成され協調行列計算ユニット(310)と、
前記協調プリコーディング・オペレーションが前記協調行列計算ユニット(310)で実行されることを知らせる信号を送信するように構成された協調伝送ユニット(320)とを備える、基地局。 - 前記協調行列計算ユニット(310)によって使用される前記プリコーディングされたチャネル状態情報を前記協調通信を実行する他の基地局と共有するように構成された共有ユニット(330)をさらに備える、請求項14に記載の基地局。
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