JP5698256B2 - ファクタ化プリコーディングを使用するための方法と装置 - Google Patents
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Description
によって乗算され、当該プリコーダ行列は、(NT個のアンテナ・ポートに対応する)NT次元ベクトル空間のサブ空間において送信エネルギーを分散させるように働く。
ここでenはランダム過程の実現として得られる雑音ベクトルである。プリコーダ
は、周波数全域で一定か、周波数選択性を有する広帯域プリコーダであり得る。プリコーダ行列は、多くの場合、NR×NT MIMOチャネルHの特性に整合するように選択され、結果として、いわゆるチャネル依存プリコーディングをもたらされる。また、これは通常、閉ループ・プリコーディングと称され、送信エネルギーの多くをUEに運ぶという意味で強力なサブ空間に、送信エネルギーを集中させることを基本的には目指している。加えて、また、チャネルを直交化することを目指すようにプリコーダ行列が選択されてもよく、このことは、UEにおける適切な線形等化の後に、レイヤ間干渉が低減されるということを意味する。
を形成することによって、送信チャネル共分散行列
の推定値を形成し、複数のREのセットに対して総和が取られる。複数のREのセットに対して時間で取られるそのような平均化は、チャネルの相関特性が、多くの場合、時間とともにゆっくり変化しうるという事実を利用している一方で、周波数にわたる同様の平均化は、当該相関特性が周波数にわたってある程度一定でありうるという事実を利用している。それ故、典型的な動作では、システム全体の帯域幅(例えば、関係するOFDMキャリアの全体の帯域幅)にわたって平均化が実効され、時間にわたって多数のサブフレームを対象とする。また、当該相関特性は、時間に関して、または周波数に関して、最終的には古くなるということを考慮に入れて、重み付け平均が形成されてもよい。
の行列平方根、例えば、
を求める。ここで、Vは、送信チャネルの共分散行列の固有ベクトルであり、対角行列Λ1/2は、降順でソートされた、対応する固有値の平方根を含む。(他の形式の行列平方根が存在し、そのような他の形式が使用されうるとことが本明細書では考えられることに、留意されたい。)
の最初のk列のみが保たれるということを意味する。これらの列は、いくつかの固定されたフロベニウス・ノルムにスケーリングされ、その後にエレメントに関して量子化される。
から選択されうる。即ち、図3Bのコードブック32について示された、可能性のある複数の同調プリコーダ26は、変換次元k及び送信ランクrの仮定値について、異なる同調プリコーダW2,1、W2,2等の選択肢から成る、有限のセットを含みうる。そのようなセットのうちの異なるものは、異なる値(即ちk及びr)に対して保持されうる。(1つ以上の)同調プリコーダ・コードブックは、例えば、LTEリリース8で利用可能な2個または4個のアンテナ・ポートのコードブックについての関連する送信ランクに対応する。
によって実装可能であり、実効プリコーダ
を与える。ここで、変換次元kは1に等しく、送信ランクrもまた1に等しい一方で、wBFは、チャネルの“最強方向”に全ての送信エネルギーを集中させ、それにより受信側におけるSINRを改善する、単一レイヤのビームフォーマである。この場合、UEは、推奨変換プリコーダ行列を記述する情報か、さもなければ推奨変換プリコーダ行列を示す情報を報告する可能性がある一方、対応する推奨同調プリコーダ行列は一定であり、それ故、当該行列の報告にはビットを全く費やす必要がない。
から選択されうる。2の変換次元についての後者のケースは、また、eNodeBにおけるアンテナ・アレイがいくつかの近接配置のクロス・ポール(cross-pole)から構成されている場合に意味をなす。このため、角度広がりが十分低い場合、各偏波は、チャネル相関が高い、共偏波かつ近接配置のアンテナのグループを形成する。したがって、偏波ごとのビームフォーミングは、合理的であり、2つの偏波間の相対的位相を調節しようとする同調プリコーダがそれに続く。推奨プリコーダ行列Wは、Wを実効的なプリコーダ行列Weff=W1W2として決定することによって、そのような動作に対して調整されうる。ここで、推奨変換プリコーダ行列W1及び推奨同調プリコーダ行列W2は、
の形式をとり得る。
を取ってもよい。
所与の下りリンク性能のための削減されたフィードバック・オーバヘッド、
所与のフィードバック・オーバヘッドのために改善された下りリンク性能、
ファクタ化プリコーダ・フィードバック20によって提供される動的なプリコーダ報告のために使用される評価の次元の削減による、削減された計算の複雑性、
変換プリコーダ推奨情報が量子化ステップにおける高い分解能で報告されることに伴う、MU−MIMO送信に対する良好な適合性、
をもたらす。
Claims (29)
- 第1のデバイス(10)から第2のデバイス(14)へのプリコーディング送信の方法(500)であって、
1つ以上のコードブック(22)を、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む2次元テーブル(28)として保持するステップであって、前記テーブル(28)の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の特定の1つに対応し、前記テーブル(28)の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の特定の1つに対応する、前記ステップと、
推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも1つを示すファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を、前記第2のデバイス(14)から受信するステップ(502)であって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)が、前記テーブル(28)に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の1つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも1つを含み、前記推奨変換プリコーダ行列が、変換次元k(k<N T 、N T は前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数。)を仮定してN T ×kの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、前記推奨同調プリコーダ行列が、送信ランクr(r≦k)を仮定して、変換次元k及び送信ランクrに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる実効チャネルに整合させる、前記受信するステップ(502)と、
前記推奨プリコーダ行列の評価に少なくとも部分的に基づいて、プリコーディング動作を決定するステップ(504)と、
前記プリコーディング動作に従ってプリコーディングされたプリコード信号(12)を、前記第2のデバイス(14)に送信するステップ(506)と
を含むことを特徴とする方法。 - 前記推奨プリコーダ行列の評価は、前記プリコード信号(12)を生成するための前記プリコーディング動作に前記推奨プリコーダ行列を使用するか否かを決定するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)及び可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)を含む1つ以上のコードブック(22)を保持するステップを更に含み、
前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)は、前記推奨変換プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の特定の1つ、及び前記推奨同調プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の特定の1つ、のうちの少なくとも1つを示す、少なくとも1つのインデックス値を含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 - 1つ以上のコードブック(22)を保持する前記ステップは、
前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)を含む第1のコードブック(30)と、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)を含む第2のコードブック(32)とを保持するステップを含み、
前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)は、
前記第1のコードブック(30)に対する第1のインデックス値と、前記第2のコードブック(32)に対する第2のインデックス値とのうちの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)と、可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)とを含む1つ以上のコードブック(22)を保持するステップを更に含み、
可能性のある変換プリコーダ行列(24)の各々は、NT×kの行−列次元を有し、
行の数NTは、前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数に等しく、列の数kは、NTの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の少なくとも1つは、ブロック対角行列から成ることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の少なくとも1つは、前記ブロック対角行列における複数のブロックの位相整合を変化させる、行列の行を有することを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記変換次元kは、前記第1のデバイス(10)または前記第2のデバイス(14)によって設定され、
前記変換次元kが前記第1のデバイス(10)によって設定される場合、前記方法(500)は、前記第1のデバイス(10)から前記第2のデバイス(14)に前記変換次元kの情報をシグナリングするステップを更に含む
ことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記推奨変換プリコーダ行列は、前記第1のデバイス(10)によって設定され、
前記方法(500)は、前記第1のデバイス(10)から前記第2のデバイス(14)に前記推奨変換プリコーダ行列の情報をシグナリングするステップを更に含む
ことを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を前記第2のデバイス(14)から受信する前記ステップは、
時間または周波数の第1の粒度で、前記推奨変換プリコーダ行列を示すシグナリングを受信するステップと、
時間または周波数の第2の粒度で、前記推奨同調プリコーダ行列を示すシグナリングを受信するステップと
を含み、
前記第1の粒度は前記第2の粒度よりも粗い
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法。 - 第2のデバイス(14)へのプリコーディング送信を行う第1のデバイス(10)であって、
1つ以上のコードブック(22)を、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む2次元テーブル(28)として保持するメモリであって、前記テーブル(28)の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の特定の1つに対応し、前記テーブル(28)の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の特定の1つに対応する、前記メモリと、
推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも1つを示すファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を、前記第2のデバイス(14)から受信する受信機(34)であって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)が、前記テーブル(28)に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の1つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための、行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも1つを含み、前記推奨変換プリコーダ行列が、変換次元k(k<N T 、N T は前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数。)を仮定してN T ×kの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、前記推奨同調プリコーダ行列が、送信ランクr(r≦k)を仮定して、変換次元k及び送信ランクrに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる実効チャネルに整合させる、前記受信機(34)と、
プリコーダ回路(38)を含む送信機(36)であって、
前記推奨プリコーダ行列の評価に少なくとも部分的に基づいて、プリコーディング動作を決定し、
前記プリコーディング動作に従ってプリコーディングされたプリコード信号(12)を、前記第2のデバイス(14)に送信する、
前記送信機(36)と
を備えることを特徴とする第1のデバイス。 - 前記送信機(36)は、
前記プリコード信号(12)を生成するための前記プリコーディング動作に前記推奨プリコーダ行列を使用するか否かを決定することによって、前記推奨プリコーダ行列を評価することを特徴とする請求項11に記載の第1のデバイス。 - 前記第1のデバイス(10)は、可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)及び可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)を含む1つ以上のコードブック(22)を保持し、
前記受信機(34)は、前記推奨変換プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の特定の1つ、及び前記推奨同調プリコーダ行列として、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の特定の1つ、のうちの少なくとも1つを示す、少なくとも1つのインデックス値を、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)として受信する
ことを特徴とする請求項11または12に記載の第1のデバイス。 - 前記第1のデバイス(10)は、
前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)を含む第1のコードブック(30)と、前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)を含む第2のコードブック(32)とを保持することによって、1つ以上のコードブック(22)を保持し、
前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)は、
前記第1のコードブック(30)に対する第1のインデックス値と、前記第2のコードブック(32)に対する第2のインデックス値とのうちの少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項13に記載の第1のデバイス。 - 前記第1のデバイス(10)は、
可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)と、可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)とを含む1つ以上のコードブック(22)を保持し、
可能性のある変換プリコーダ行列(24)の各々は、NT×kの行−列次元を有し、
行の数NTは、前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数に等しく、列の数kは、NTの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
ことを特徴とする請求項11乃至14のいずれか1項に記載の第1のデバイス。 - 前記変換次元kは、前記第1のデバイス(10)または前記第2のデバイス(14)によって設定され、
前記変換次元kが前記第1のデバイス(10)によって設定される場合、前記第1のデバイス(10)は、前記第1のデバイス(10)から前記第2のデバイス(14)に前記変換次元kの情報をシグナリングする
ことを特徴とする請求項15に記載の第1のデバイス。 - 前記推奨変換プリコーダ行列は、前記第1のデバイス(10)によって設定され、
前記第1のデバイス(10)は、前記第1のデバイス(10)から前記第2のデバイス(14)に前記推奨変換プリコーダ行列の情報をシグナリングする
ことを特徴とする請求項16に記載の第1のデバイス。 - 前記第1のデバイス(10)は、
時間または周波数の第1の粒度で前記第1のデバイス(10)によって受信される、前記推奨変換プリコーダ行列を示す第1のシグナリング、及び
時間または周波数の第2の粒度で前記第1のデバイス(10)によって受信される、前記推奨同調プリコーダ行列を示す第2のシグナリングとして、
前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を前記第2のデバイス(14)から受信し、
前記第1の粒度は前記第2の粒度よりも粗い
ことを特徴とする請求項11乃至17のいずれか1項に記載の第1のデバイス。 - 第2のデバイス(14)における、推奨プリコーダ行列を第1のデバイス(10)に知らせる方法(600)であって、
それぞれが前記推奨プリコーダ行列として選択可能な、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む2次元テーブル(28)を保持するステップであって、前記テーブル(28)の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の特定の1つに対応し、 前記テーブル(28)の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の特定の1つに対応する、前記ステップと、
前記第1のデバイス(10)についてのチャネル状態を推定するステップと、
前記チャネル状態に少なくとも部分的に基づいて、ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を決定するステップであって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)が、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも1つを示し、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)が、前記テーブル(28)に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の1つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための、行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも1つを含み、前記推奨変換プリコーダ行列が、変換次元k(k<N T 、N T は前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数。)を仮定してN T ×kの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、前記推奨同調プリコーダ行列が、送信ランクr(r≦k)を仮定して、変換次元k及び送信ランクrに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる前記第1及び第2のデバイス(10,14)間の実効チャネルに整合させる、前記決定するステップと、
前記推奨プリコーダ行列を前記第1のデバイス(10)に知らせるために、前記第1のデバイス(10)に前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を送信する前記ステップは、
時間または周波数の第1の粒度で前記推奨変換プリコーダ行列をシグナリングするステップと、
時間または周波数の第2の粒度で前記推奨同調プリコーダ行列をシグナリングするステップと
を含み、
前記第1の粒度は前記第2の粒度よりも粗い
ことを特徴とする請求項19に記載の方法。 - それぞれがNT×kの行−列次元を有する、可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)を含む1つ以上のコードブック(22)を、前記第2のデバイス(14)において保持するステップを更に含み、
行の数NTは、前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数に等しく、列の数kは、NTの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
ことを特徴とする請求項19または20に記載の方法。 - 前記可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の少なくとも1つは、ブロック対角行列から成ることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記1つ以上のコードブック(22)は、可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)を更に含み、
前記可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の少なくとも1つは、前記ブロック対角行列における複数のブロックの位相整合を変化させる、行列の行を有する
ことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 前記変換次元kは、前記第1のデバイス(10)または前記第2のデバイス(14)によって設定され、
前記変換次元kが前記第1のデバイス(10)によって設定される場合、前記方法(600)は、前記第1のデバイス(10)から前記変換次元kの情報を受信するステップを更に含む
ことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 前記推奨変換プリコーダ行列は、前記第1のデバイス(10)によって選択され、
前記方法(600)は、前記第1のデバイス(10)から前記推奨変換プリコーダ行列の情報を受信するステップを更に含む
ことを特徴とする請求項24に記載の方法。 - 推奨プリコーダ行列を第1のデバイス(10)に知らせる第2のデバイス(14)であって、
受信機(40)と送信機(42)とを備え、
前記受信機(40)は、
それぞれが前記推奨プリコーダ行列として選択可能な、可能性のある複数のプリコーダ行列を含む2次元テーブル(28)であって、前記テーブル(28)の各行または各列が、可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)の特定の1つに対応し、前記テーブル(28)の各列または各行が、可能性のある複数の同調プリコーダ行列(26)の特定の1つに対応する、前記テーブル(28)を保持し、
前記第1のデバイス(10)についてのチャネル状態を推定し、かつ、
前記チャネル状態に少なくとも部分的に基づいて、ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を決定し、
前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)は、推奨変換プリコーダ行列と推奨同調プリコーダ行列との行列乗算である推奨プリコーダ行列を共同して表す、前記推奨変換プリコーダ行列と前記推奨同調プリコーダ行列とのうちの少なくとも1つを示し、
前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)は、前記テーブル(28)に含まれる前記可能性のある複数のプリコーダ行列の特定の1つを、前記推奨プリコーダ行列として識別するための、行インデックス値及び列インデックス値のうちの少なくとも1つを含み、
前記推奨変換プリコーダ行列は、変換次元k(k<N T 、N T は前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数。)を仮定してN T ×kの行−列次元を有する行列として定められることで、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数を制限し、
前記推奨同調プリコーダ行列は、送信ランクr(r≦k)を仮定して、変換次元k及び送信ランクrに対応する複数の同調プリコーダ行列から、所定の性能メトリックを最適化する同調プリコーダ行列として選択されることで、前記推奨プリコーダ行列を、前記推奨変換プリコーダ行列によって部分的に定まる前記第1及び第2のデバイス(10,14)間の実効チャネルに整合させ、
前記送信機(42)は、前記推奨プリコーダ行列を前記第1のデバイス(10)に知らせるために、前記第1のデバイス(10)に前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を送信する
ことを特徴とする第2のデバイス。 - 前記第2のデバイス(14)は、時間または周波数の第1の粒度で前記推奨変換プリコーダ行列をシグナリングし、かつ、時間または周波数の第2の粒度で前記推奨同調プリコーダ行列をシグナリングすることによって、前記ファクタ化プリコーダ・フィードバック(20)を送信し、
前記第1の粒度は前記第2の粒度よりも粗い
ことを特徴とする請求項26に記載の第2のデバイス。 - 前記第2のデバイス(14)は、それぞれがNT×kの行−列次元を有する、可能性のある複数の変換プリコーダ行列(24)を含む1つ以上のコードブック(22)を保持し、
行の数NTは、前記第1のデバイス(10)のアンテナ・ポート数に等しく、列の数kは、NTの値よりも小さい変換次元に等しく、それにより、前記推奨同調プリコーダ行列によって考慮されるチャネル次元の数が制限される
ことを特徴とする請求項26または27に記載の第2のデバイス。 - 前記変換次元kは、前記第1のデバイス(10)または前記第2のデバイス(14)によって設定され、
前記変換次元kが前記第1のデバイス(10)によって設定される場合、前記第2のデバイス(14)は、前記第1のデバイス(10)から前記変換次元kの情報を受信する
ことを特徴とする請求項28に記載の第2のデバイス。
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