フィードバックの間隔の制御
それぞれの隣接セルが１以上のユーザに信号を送信し、１以上のユーザから送信された信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セルを有する種類の多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける使用が意図される方法が開示される。ユーザは、関連する基地局とユーザとの間のチャネルに関するチャネルの状態情報を関連する基地局にフィードバックし、基地局は、チャネルの変動を考慮して、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を適合する。提案される方法は、チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報を取得し、チャネルの空間構造における時間変動に基づいて、チャネルの状態情報をユーザがフィードバックするタイミングを調節する。本発明は、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの間の適切なバランスを達成し、様々なＣｏＭＰ送信モードに従って動作するシステムにおいて動作する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関するものであり、より詳細には、セル間の送信の調整が存在するマルチセルの多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに関する。
【０００２】
本発明は、３ＧＰＰＬＴＥ，３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ，ＩＥＥＥ ８０２.１６及び８０２.１１の規格のグループに準拠するシステムで実現されることが想定されるが、これらは単なる例であり、本発明は、マルチセルのＭＩＭＯシステムの他の形式においても同様に実現されることが明からに理解される。
【背景技術】
【０００３】
［基礎技術］
この節は、所定の関連する技術に対する導入となる概要及び本発明が関連する分野に含まれる原理を与え、本発明の文脈を提供することに役立つものである。
【０００４】
基地局（ＢＳ）の範囲にある加入者局（ＳＳ）又は移動局（ＭＳ）又はユーザ装置（ＵＥ）と基地局が通信する無線通信システムが広く知られている。用語「加入者局（SS）」、「移動局（ＭＳ）」及び「ユーザ装置（ＵＥ）」等は、本明細書において交換可能であることが考慮される。これらは、便宜的且つ限定されるものではないが、ユーザ又はＵＥと一般に呼ばれる。また、先の用語は、交換可能であると考慮されるが、用語「モバイル」は、特に、移動局、加入者局等（すなわち「ユーザ」又はＵＥ）が常に移動可能である必要があることを必ずしも意味するものではないことが解釈されるべきである。多くの場合、確かに移動可能（例えばモバイルハンドセット）である。しかし、無線通信システム（及び本発明）は、ユーザが特定の位置に固定される場合にも動作する。
【０００５】
（典型的には３である）１以上の基地局によりカバーされるエリア（すなわちそれらの基地局により給仕される地理学的な領域）は、セルと一般に呼ばれ、典型的に、多くの基地局（ＢＳ）は、隣接するセルと多かれ少なかれ継ぎ目なく広い地理的な領域をカバーするように、適切な位置に設けられる。それぞれのＢＳは、その利用可能な帯域幅、すなわち周波数及び時間のリソースを、ユーザの個々のリソースの割り当てに分割する。より多くのユーザ、より多くのデータ量の多いサービス及び／又は高いデータ伝送速度を収容するため、係るシステムの容量を増加し、リソースの利用の効率を改善する一定の必要性が存在する。
【０００６】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、無線通信システムにおいてデータを伝送する１つの公知の技術である。ＯＦＤＭに基づく通信スキームは、多数の加入者の間で伝送されるデータシンボルを分割するものであり、従って用語「周波数分割多重」である。データは、その位相、振幅、又は位相と振幅の両者を調節することでサブキャリアで変調される。名前「ＯＦＤＭ」の「直交“Orthogonal”」の部分は、周波数領域におけるサブキャリアの配置が数学的な意味で他のサブキャリアに対して直交するように特に選択されるという事実による。言い換えれば、サブキャリアの配置は、隣接するサブキャリアのサイドバンドがオーバラップすることが許容され、サブキャリア間の干渉なしに受信されるように、周波数軸に沿って配置される。数学的な用語において、それぞれのサブキャリアの正弦波は、線形チャネルの固有関数と呼ばれ、それぞれ正弦波のピークは、それぞれ他の正弦波のゼロと一致する。これは、サブキャリアをシンボル期間の逆数の倍数で配置させることで達成される。
【０００７】
個々のサブキャリア又はサブキャリアのセットが異なるユーザに割り当てられるとき、結果的に、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）と呼ばれる。当該技術分野で使用される用語「ＯＦＤＭ」は、ＯＦＤＭＡを含むことが意図されることがある。従って、２つの用語は、本発明の説明のために交換可能であることが考慮される。異なる周波数／時間リソースをセルにおけるそれぞれのユーザに割り当てることで、ＯＦＤＭＡは、所与のセルにおけるユーザの間で干渉を実質的に回避することができる。
【０００８】
基本のＯＦＤＭスキームの更なる変更は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭと呼ばれ、ＭＩＭＯは、多入力他出力を意味する。このタイプのスキームは、送信機と受信機との間で達成可能なデータ容量を改善するため、（両者であることがある）送信機及び／又は受信機で複数のアンテナを採用する。典型的に、これは、１以上の基地局とそれらの基地局により給仕されるユーザ装置（ＵＥ）との間の改善されたデータ容量を達成するために使用される。
【０００９】
例により、２×２のＭＩＭＯコンフィギュレーションは、送信機での２つのアンテナと受信機での２つのアンテナを含む。同様に、４×４のＭＩＭＯコンフィギュレーションは、送信機での４つのアンテナと受信機での４つのアンテナを含む。送信機及び受信機にとって、同じ数のアンテナを採用する必要はない。典型的に、無線通信システムにおけるＢＳは、電力、コスト及びサイズの制限における違いのため、（例えばモバイルハンドセットのような）ＵＥとの比較において多くのアンテナが設けられる。
【００１０】
用語「チャネル」は、送信機と受信機との間の無線リンクの周波数（又は等価的に時間遅延）応答を説明するために使用される。いわゆるＭＩＭＯチャネル（又は“channel”）は全ての加入者を含み（先の加入者に関する説明を参照）、送信の全体の帯域幅をカバーする。ＭＩＭＯチャネルは、多くの個々の無線リンクを含む。これらの個々の無線リンクの数は、１入力１出力（ＳＩＳＯ）チャネル（サブチャネルと呼ばれることもある）と個別に呼ばれる場合があり、Ｎr×ＮTであり、この場合、ＮTは、送信機でのアンテナの数、Ｎrは、受信機でのアンテナの数である。例えば、３×２のＭＩＭＯアレンジメントは、６つのリンクを含み、従って６つのＳＩＳＯチャネルを有する。
【００１１】
図１に概念的に表される簡略化された２×３のＭＩＭＯシステムを考えると、受信機ＲのアンテナＲ０は、送信機Ｔの送信アンテナＴ０，Ｔ１及びＴ２のそれぞれからの送信を受ける。同様に、受信機のアンテナＲ１は、送信機のアンテナＴ０，Ｔ１及びＴ２からの送信を受信する。従って、受信機で受信された信号は、送信機のアンテナからの送信（すなわちＳＩＳＯチャネル）の組み合わせを有する（又はから構成される）。一般に、ＳＩＳＯチャネルは、１以上のデータストリームを受信機に送信する様々なやり方で結合される。
【００１２】
図２は、より一般化されたＭＩＭＯシステムの概念図である。図２では、送信機は、ＮT個の送信アンテナを利用して信号を送信し、受信機は、Ｎr個の受信アンテナを利用して送信機から信号を送信する。全体のＭＩＭＯチャネルの特性の数学モデルを作成するため、送信機と受信機との間の個々のＳＩＳＯチャネルを表現することが必要である。図２に示されるように、個々のＳＩＳＯチャネルは、Ｈ0,0〜ＨNr-1,NT-1により表現され、図で指摘されるように、これらは、チャネルマトリクス又はチャネル応答マトリクスＨと一般に呼ばれるマトリクスの項を形成する。Ｈ0,0は、送信アンテナ０から受信アンテナ０に信号を伝送するチャネル特性（例えばチャネル周波数応答）を表すことが認識される。同様に、ＨNr-1,NT-1は、送信アンテナＮT−１を受信アンテナＮr−１に信号を送信するためにチャネル特性を表す。
【００１３】
図２では、送信アンテナ０〜ＮT−１を使用して送信された信号エレメントを表すシンボルｘ0〜ｘＮT−１は、送信信号ベクトルｘ（すなわちｘ＝（ｘ0,ｘ1,ｘ2,．．．,ｘＮT−１）T）を互いに形成する。ここで（）Tは、ベクトルの転置を示す。同様に、受信アンテナ０〜Ｎr−１により受信された受信信号ベクトルｙ0〜ｙＮr-1は、受信信号ベクトルｙ（すなわちｙ＝（ｙ0,ｙ1,ｙ2,．．．,ｙＮT−１）T）を互いに形成する。図２に示される（及び図３においても示される）簡略化されたシステムのベクトルｙとベクトルｘとの間の関係は、基本のＭＩＭＯシステムの式によりモデル化される。
【数１】
この場合Ｈは、上述されたチャネルマトリクスであり、ｎは雑音を表すベクトルである。雑音エレメントｎ0〜ｎＮr−１は、図２に示され、それぞれの受信信号エレメントｙ0〜ｙＮr−１における雑音を表す。従って、雑音ベクトルｎは、ｎ＝（ｎ0,ｎ1,ｎ2,．．．,ｎＮT−１）Tにより与えられる。式（１）により与えられるモデルについて、ベクトルｎにより表される雑音が平均ゼロと分散σ2をもつ付加白色ガウス雑音である。
【００１４】
名前「多入力多出力」にかかわらず、ＭＩＭＯシステムは、送信機と受信機のうちの一方が唯一のアンテナを有する場合でさえ（すなわちＮT＝１又はＮr＝１である場合でさえ）動作することができる。実際、ＭＩＭＯシステムは、送信機と受信機の両者が唯一のアンテナを有する場合でさえ（すなわちＮT＝Ｎr＝１である場合でさえ）動作すると技術的にいう場合があるが、この状況は、式（１）の数学モデルにおいて、ＭＩＭＯチャネルがマトリクスＨではなくスカラーにより表現されるため、特定の場合を構成することが考慮される。
【００１５】
ＭＩＭＯ送信スキームは、「非適応的」及び「適応的」として記載される場合がある。非適応的な場合、送信機は、チャネル特性の情報を有さず、このことは、チャネルの状態において変化を生じさせる状態の変化を考慮しないので、性能を制限する。適応型のスキームは、受信機から送信機に情報（チャネルの状態情報又はＣＳＩ（Channel State Information））のフィードバックに依存し、状態の変化を考慮して、データのスループットを最大にするために送信信号の変更を可能にする。本発明は、これら適応型のＭＩＭＯスキームに主に関するものである。
【００１６】
先に述べたフィードバックは、特にいわゆるＦＤＤ（周波数分割複信）システムにおいて重要であり、このＦＤＤでは、アップリンク送信（すなわちユーザ装置から基地局への送信）とダウンリンク送信（基地局からユーザ装置への送信）において２つの異なる搬送波周波数を利用する。周波数の変化のため、アップリングチャネルとダウンリンクチャネルは異なり、ＣＳＩは、信号を送信するときに（チャネル状態における変化のような）チャネルの変動を考慮するため、送信機がいわゆる「適応変調“link adaptation”」を実行することができるように、適応的なスキームを提供するためにフィードバックされる必要がある。他方で、いわゆるＴＤＤ（Time Division Duplex）システムにおいて、アップリンク及びダウンリンクは、同じ周波数で２つの隣接するタイムスロットで送信される。２つのタイムスロットは、チャネルの状態が変化せず、従ってチャネルの状態情報がフィードバックされる必要がないことが道理的に想定されることを意味することを意味する、チャネルコヒーレンス時間内にある。送信機は、送信機によりパイロット又は既知の波形を逆方向リンクで送出された信号に挿入することで通常支援される、逆方向リンクでの受信信号からチャネル推定することができる。
【００１７】
図３は、図１に示されるシステムに類似したＭＩＭＯシステムを表し、より一般化された図である。ＭＩＭＯシステム１は、複数の送信アンテナ（０），（１），．．．，（ＮT−１）を有する送信機２と、複数の受信アンテナ（０），（１），．．．，（Ｎr−１）を有する受信機３とを有する。送信機２は、ＮT個の送信アンテナを使用してシンボル０，１，．．．，ＮT−１を送信する。シンボルは、垂直符号化（vertical encoding）と呼ばれる１つのデータストリーム、又は水平符号化（horizontal encoding）と呼ばれる異なるデータストリームから作成される。さらに、それぞれ送信されたシンボルは、例えば、変調方法が二位相偏移変調（ＢＰＳＫ: Binary Phase Shift Keying）である場合に１ビットデータに対応し、変調方法が直交位相偏移変調（ＱＰＳＫ）である場合に２ビットデータに対応する。これらの概念については、当業者であれば精通しているであろう。受信機３は、Ｎr個の受信アンテナを使用して送信機から送信された信号を受信し、受信機３は、受信された信号から送信シンボルを再生する信号再生ユニット４を備える。
【００１８】
図３における矢印により示されるように、複数の送信アンテナから送信される信号は、複数の受信アンテナにより受信され、全体としてＮr×ＮT個の可能性のあるサブチャネルを生じる。言い換えれば、送信アンテナ（０）から送信された信号は、受信アンテナ（０）〜（Ｎr−１）により受信され、送信アンテナ（１）から送信された信号は、受信アンテナ（０）〜（Ｎr−１）により受信される。ｉ番目の送信アンテナからｊ番目の受信アンテナに信号を伝搬するサブチャネルの特性は、“Ｈji”として表現され、Ｎr×ＮTチャネルマトリクスＨの１つのコンポーネントの項を形成する。
【００１９】
更なる背景技術の説明として、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ送信機とＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機は、図４及び図５をそれぞれ参照して簡単に説明される。図４に概念的に示されるＯＦＤＭ送信機において、高速の二進データは、（畳込み符号を例として）符号化され、インタリーブされ、（ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，６４ＱＡＭ等のような変調スキームを使用して）変調される。独立のチャネルエンコーダは、それぞれの送信アンテナについて使用される。その後、データは並列の低速変調データストリームに変換され、この並列の低速変調データストリームは、Ｍ個のサブキャリアに供給される。それぞれのエンコーダからの出力は、複数のサブキャリアで個別に搬送される。変調信号は、Ｍ点逆離散フーリエ変換（ＩＦＦＴ）により周波数分割多重化され、ガードインターバルが付加される。結果として得られるＯＦＤＭ信号は、Ｄ／Ａコンバータによりアナログ信号に変換され、ＲＦ帯域にアップコーバートされ、無線で送信される。
【００２０】
図５に概念的に示されるＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機で、Ｎr個の受信アンテナからの受信信号は、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）によりフィルタリングされ、ついで低周波にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、Ａ／Ｄコンバータによりサンプリングされ（すなわちデジタル信号に変換され）、サンプリングされたデータがＭ点高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に供給される前にガードインターバルが除去される。Ｎr個の受信アンテナにより受信された信号のそれぞれにフーリエ変換が施された後、ＭＩＭＯ信号処理ユニット１１に供給される。ＭＩＭＯ信号処理ユニット１１は、チャネル特性を保証する処理を行う（図３に示される）信号再生ユニット４を有する。
【００２１】
送信機（図４）及び受信機（図６）の先の説明は、概略的な説明のみにより与えられた。当業者であれば、係る装置及びそれらの動作に関わる原理に精通しているであろう。
【００２２】
なお、説明のため、先の説明は、単一の受信機にＭＩＭＯ信号を送出する単一の送信機の場合に主に焦点を当てているが、勿論、実際のＭＩＭＯ無線通信システムは、これよりも複雑であり、基地局が１以上のユーザ／ＵＥに同時にそれぞれのＭＩＭＯチャネルを送信する多くの相互に隣接するセルを提供する。実際に、本発明は、以下に説明されるように、これらのより複雑なシステムに向けられ、それらのシステムに関連して生じる。
【００２３】
［発明の背景］
先に説明されたように、周波数のリソースが従来のＯＦＤＭＡ−ＭＩＭＯスキームで利用される手段は、所与のセルにおけるユーザ間の干渉を防止するか又は実質的に制限する。言い換えれば、セル内の干渉が実質的に回避される。しかし、先のパラグラフで説明されたより複雑なマルチセルネットワークにおいて、ＯＦＤＭＡ及びＭＩＭＯ送信の利益は、セル間環境により制限されることがある。
【００２４】
セル間干渉は、例えば、あるセルにおけるユーザへのデータの送信において基地局により利用される周波数のリソース（すなわちキャリア及びサブキャリア）が、隣接セルにおけるユーザへのデータの送信において基地局により利用される周波数のリソースと同じであるために生じる。言い換えれば、本発明が使用を見い出す場合がある無線通信システムにおいては、当該技術分野における技術を使用して、隣接セル間の１：１の周波数の再使用となる可能性がある。この影響は、いわゆるセル間の境界近くに位置する「セルエッジユーザ」にとって特に重要である。「セルエッジユーザ」にとって、そのユーザに現在給仕しているある基地局への距離は、隣接セルにおける基地局への距離と大まかに同じであるか、又は僅かに異なる。結果として、セルのエッジ近くのユーザの視点から、給仕している基地局から受信された信号強度は、セルエッジユーザにより見たときに、隣接セルにおける基地局からの信号強度よりも僅かに強いか、又は近似的に同じである。そして、共通の周波数のリソースが隣接セルにおいて使用されるため（すなわち隣接セルにおいて実質的に同じ送信周波数が同時に使用されるため）、隣接セルにおいて送信されている信号は、セルエッジユーザに送信されているデータと干渉することがある。
【００２５】
この問題に対処するために提案されている１つの方法は、セル間環境を除去又は低減するために複数の基地局間でＭＩＭＯ送信を調整（すなわち隣接セル又は近くのセルにおける送信を調整）することである。この調整を達成するために採用される技術の完全な説明は、この説明の目的のために必要ではない。この目的について、この調整は、調整されたセル（又は調整されたセルの部分）間のセル間干渉を低減又は除去することができ、これにより、高データレートのカバレッジ、セルエッジのスループット及び／又は全体のシステムスループットにおける大幅な改善となることを述べることで十分である。しかし、この改善のトレードオフは、マルチセルＭＩＭＯシステムにおける送信の調整はチャネルの状態情報（ＣＳＩ）及びデータ情報が調整された基地局間で共有されることを要求する。これは、システムの送信及びデータ容量のリソースへの大幅な更なる負荷となる。特に、ＦＤＤシステムについて、基地局のチャネルの情報は、ユーザ装置（ＵＥ）のフィードバックにより主に取得される。複数のセル（又は複数のセルのセクタ）が調整された送信に参加するので、フィードバックされるために必要とされるチャネルの情報量は、協働するセル（cooperating cells）の数（又は協働するセルのセクタの数）と共に線形に増加する。これはアップリンクチャネルに重い負荷を課すことが理解される。
【００２６】
先のパラグラフで説明されたように、（調整されるマルチポイント送信／受信又はＣｏＭＰとも呼ばれる）調整される複数のセルのＭＩＭＯ送信／受信は、高データレートのカバレッジ、セルエッジのスループットを改善し、及び／又はシステムのスループットを増加するために使用される。ＣｏＭＰで使用されるダウンリンクスキームは、以下の２つのカテゴリに含まれると考えられる。
・「調整されたスケジューリング（Coordinated Scheduling）及び／又は調整されたビーム成形（Coordinated Beamforming）（ＣＳ／ＣＢ）」
・「共同処理（Joint Processing）／共同送信（Joint Transmission）（ＪＰ／ＪＴ）」
ちなみに、当業者であれば、指向性の信号送信及び／又は受信を支援する建設的及び破壊的な干渉を利用する信号処理技術である、ビーム成形の基礎及び基本原理に精通しているであろう。従って、ビーム成形の更なる説明は、ここでは必要とされない。
【００２７】
ＣＳ／ＣＢでは、単一のＵＥへのデータは、ある送信ポイントから即座に送信されるが、ユーザスケジューリング（すなわち、それぞれのユーザに送信のタイミングのスケジューリング）に関する判定、及び／又はビーム成形の判定は、協働するセル（又はセルのセクタ）間の調整により行われる。言い換えれば、スケジューリング／ビーム成形の判定は、調整されたスキームに参加しているセル（又はセルのセクタ）間の調整により行われる。
【００２８】
他方で、ＪＰ／ＪＴにおいて、単一のＵＥへのデータは、（コヒーレント又は非コヒーレントに）受信された信号の品質を改善し、及び／又は他のＵＥの干渉をキャンセルするため、複数の送信ポイントから同時に送信される。
【００２９】
図６は、図６におけるセルの分布に関して基地局が示される方式が、実際の無線通信システムの実現における基地局の向かい合うセルの真の分布を正確に反映していないが、ＣｏＭＰで使用されるダウンリンク送信の２つの上述されたカテゴリの動作原理を概念的に示す。しかし、図６は、ＣｏＭＰで使用される、ＣＳ／ＣＢ及びＪＰダウンリンクの送信スキームの原理を説明するために十分である。
【００３０】
共同処理（ＪＰ）は、図６（ａ）において表されており、図６（ａ）において、セルＡ，Ｂ及びＣがＵＥに積極的に送信し、セルＤがセルＡ，Ｂ及びＣにより使用される送信インターバルの間に送信しない。
【００３１】
調整されたスケジューリング及び／又は調整されたビーム成形（ＣＳ／ＣＢ）は、図６（ｂ）に表されており、図６（ｂ）において、協働セルの間の同一チャネルのセル間干渉が低減又は除去されるように、セルＢのみがデータをＵＥに積極的に送信し、ユーザのスケジューリング／ビーム成形の判定は、セルＡ，Ｂ，Ｃ及びＳの間の調整により行われる。
【００３２】
ＣｏＭＰの動作において、ＵＥは、チャネルの状態情報をフィードバックする。チャネルの状態情報は、詳細にわたることがあり、１以上のチャネルの状態／統計情報、狭帯域のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）等のうちの１以上の測定値を含むことがある。チャネルの状態情報は、チャネルの空間構造及び他のチャネルに関連するパラメータに関連する測定値を含む。
【００３３】
先に説明したように、チャネルの状態情報のフィードバックにより、チャネルの状態の変化を考慮し、データのスループットを最大にするため、送信信号の変更（典型的に送信前の基地局による変更）が可能となる。より詳細には、このフィイードバックは、この基地局でのプレコーダ設計、適応変調及びスケジューリングを実行するために行われることがある。また、先に説明されたように、ＦＤＤシステムについて、フィードバックされるために必要とされるチャネル情報の量は、協働するセル（又はセルのセクタ）の数に線形に増加し、これにより、特にアップリンクチャネルについて重い更なる負荷が形成される。
【００３４】
さらに、ハイパフォーマンスのＣｏＭＰ送信スキームは、期限が経過しているチャネル情報に非常に感度が高いことがある。従って、ＣｏＭＰの利益は弱められるか、又は、例えばＵＥの速度が１２０ｋｍ／ｈ以上であるような高い移動度のシナリオにおいて実現可能ではない場合がある。これは、係る高速度について最適又は良好にＣｏＭＰが機能するのを可能にするフィードバック要件を満たすことが困難であるためである。従って、本発明は、例えばＵＥが約３０ｋｍ／ｈまでの速度をもつような低速及び中速のシナリオにおけるＣｏＭＰの環境において典型的に実現されることが想定される。しかし、この点について厳密な制限はなく、おそらくフィードバック要件により課される課題に係らず、又は満足するのを容易にするフィードバック要件を最小にするか又は効率化するための手段が考え出された場合、本発明は高い移動度のシナリオで実現されることが明らかに理解される。
【００３５】
この節の残りは、チャネルの状態情報のフィードバックに関連する先に提案された方法及び他の開示について説明する。
【００３６】
中国特許ＣＮ１０１４１５２２９号は、空間分割多元接続システムにおける制限されたフィードバック制限に基づいてチャネルの状態情報（ＣＳＩ）をフィードバックする方法を記載している。本方法は、量子化誤差の閾値及びチャネルゲインの閾値を使用して、ＣＳＩをフィードバックすべきユーザを選択する。
【００３７】
国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００８０５６５７９は、無線通信システムにおけるＣＱＩ（チャネル品質指標／インジケータ）フィードバック情報における冗長度を低減するため、受信機でＣＱＩフィードバックを圧縮するシステム及び方法を提示する。周波数領域でＣＱＩを圧縮するため、この文献における主要な考えは、そのＣＱＩが最も変化したサブバンドのＣＱＩをフィードバックすることであり、時間領域でＣＱＩを圧縮することである。離散コサイン変換は、ＣＱＩに関して実行される。
【００３８】
台湾特許ＴＷ２７４４８２号では、フィードバックレートを低減するためのＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムで適用される方法が開示される。主要な提案は、周波数帯域の一部についてＣＳＩをフィードバックすることであり、次いで全ての周波数帯域のＣＳＩは、フィードバックでの補間により表される。
【００３９】
米国特許第７，３５９，４７０号は、ＭＩＭＯシステムにおけるＣＳＩについて最小のフィードバックレートを決定する方法を提案する。ＣＳＩの最近のフィードバックに基づいて、容量における期待されるパフォーマンスの損失を推定する方法が提案される。この方法は、推定される空間共分散情報に基づいて、期待されるパフォーマンスの損失を推定する。期待されるパフォーマンスの損失に関する推定を使用することで、期待される容量が予め決定された閾値よりも大きい最大の許容可能なチャネルフィードバック遅延が計算され、最大の許容可能なチャネルフィードバック遅延に基づいて、最小のフィードバックレートが導出される。
【００４０】
欧州特許第１４３７８５４号では、無線通信システムにおける可変のチャネル品質のフィードバックレートは、基地局から移動局への送信の有無に基づいて提案される。
【００４１】
米国特許第７０５０７５９号は、３つの個別のフィードバックのサブチャネルを使用することによるフィードバックのオーバヘッドを低減する方法を開示する。主要な考えは、それぞれのサブチャネルで搬送される情報は、チャネル状態を記憶する内部レジスタを選択的に更新するために基地局により個別に又は全体として使用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００４２】
本発明の１態様（又は１態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおいて使用される方法である。ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、それぞれのセルが、１以上のユーザに信号を送信し、１以上のユーザから送信される信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セルが設けられ、ユーザは、関連する基地局に、関連する基地局とそのユーザとの間のチャネルに関連するチャネルの状態情報をフィードバックし、基地局は、チャネルの変動を考慮して、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を適合させる。本方法は、チャネルの空間構造における時間変動に関連する情報を取得するステップ、及びチャネルの空間構造における時間変動に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節するステップを含む。
【００４３】
本発明の別の態様（又は別の態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける使用向けのユーザ装置である。ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、それぞれがユーザ装置（及び他のユーザ装置）に信号を送信し、ユーザ装置から信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セル又はセルのセクタが設けられ、ユーザ装置は、関連する基地局とユーザ装置との間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を関連する基地局にフィードバックし、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザ装置（及び／又は他のユーザ装置）への送信のために基地局が信号を適合させるのを可能にし、チャネルの空間構造における時間変動に関連する情報を取得し、チャネルの空間構造における時間変動に基づいて、チャネルの状態情報がフィードバックされるタイミングを調節する。
【００４４】
本発明の更に別の態様（又は更に別の態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムである。ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、それぞれが１以上のユーザに信号を送信し、１以上のユーザから送信された信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セル又はセルのセクタが設けられ、１以上のユーザは、関連する基地局とそれぞれのユーザとの間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を関連する基地局にフィードバックし、基地局は、チャネルの変動を考慮するため、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を適合させ、チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報が取得され、チャネルの空間構造における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングが調節される。
【００４５】
本発明の更なる態様（又は更なる態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、先のパラグラフに記載された多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける使用向けの基地局にある。基地局は、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を１以上のユーザに送信し、１以上のユーザは、パラメータを連続して計算し、パラメータが閾値の等しいか又は閾値を超えるときに、チャネルの状態情報を基地局に、及び／又は１以上の他の基地局にフィードバックする。
【００４６】
一般に、それとは反対に明らかな意図がない場合には、本発明の１態様に関して記載される特徴は、同様に、組み合わせが本明細書において明示的に言及又は記載されないとしても、他の態様と組み合わせて適用される場合がある。
【００４７】
通常、ＭＩＭＯ無線通信システムでは、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックする時間間隔は固定されており、又は、別のセルに対してあるセル（又はセルのセクタ）において使用される異なるフィードバック時間間隔が存在する場合、それぞれの係る時間間隔は、他のセル／セクタにおける間隔を参照することなしに典型的に選択される。しかし、先に説明されたように、ＣｏＭＰにおいて、セル間において調整があり、実際に、先に説明された共同処理（ＪＰ）ダウンリンクの送信スキームの場合、単一のＵＥへのデータは、複数の送信ポイントから同時に送信される。従って、従来の固定された又は独立に設定されたフィードバック間隔は、ＣｏＭＰの環境における使用向けに適切ではない。
【００４８】
本発明の有利な特徴の１つは、チャネルの状態情報のそれぞれのフィードバック間の時間間隔の長さは、ＭＩＭＯチャネルの時間変化の特性（すなわちチャネルの特性が時間的に変化するやり方）、特に、ＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化を考慮して決定される。この重要性を理解するため、高速に時間変化するＭＩＭＯチャネルについて、本発明は、フィードバック間隔が短くされるのを可能にし、より低速に時間変化するＭＩＭＯチャネルについて、フィードバック間隔を長くされるのを可能にすることが理解される。これは、ＭＩＭＯチャネルの状態（及び特に空間構造）が時間的に迅速に変化し、チャネルの状態情報が関連する基地局に十分に頻繁に送出されない場合に、適応変調等を行うために基地局が使用する情報が時代遅れ且つ不正確となり、これがシステムパフォーマンスに悪影響を及ぼす状況を低減するか、又は回避するために役立つ。他方で、ＭＩＭＯチャネルの状態（及び特に空間構造）が時間的に低速に変化する場合、効率的な適応変調等を達成するために必要なよりも迅速にチャネルの状態情報をフィードバックすることで、不要な送信負荷が形成される状況が低減されるか、又は回避される。従って、本発明は、一方で高速に時間変化するＭＩＭＯチャネルにおいて満足するパフォーマンスを達成するために必要とされる十分に迅速なフィードバックを可能にし、アップリンクのオーバヘッドに不要な負荷を形成するように迅速にフィードバックすることがない、適応的なフィードバック間隔の制御が実行されるのを可能にする。言い換えれば、本発明は、フィードバックの負荷とシステムのパフォーマンスとの間で適切なバランスを達成するのに役立つ。本発明は、様々なＣｏＭＰ送信モードに従って動作するシステムにおいて、このバランスを達成するのに役立つ。
【００４９】
上述の説明から明らかであるように、本発明は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける基地局とユーザとの間の信号信号に関する。基地局は、係る信号を送信及び受信するために適切な形式を取る。基地局は、３ＧＰＰ ＬＴＥ，３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ，ＩＥＥＥ ８０２.１６及び８０２.１１規格のグループにおける実現について提案される形式を取り、従って異なる状況において必要に応じてＮｏｄｅＢ又はｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）として記載される。しかし、この点について特に限定されるものではないことは明らかに理解される。確かに、本発明の機能的な要件に依存して、一部又は全部の基地局は、ユーザからの信号を送信及び受信し、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいてユーザへの送信のために信号を適合するために適した他の形式を取る場合がある。
【００５０】
同様に、本発明では、それぞれのユーザは、基地局からの信号を送信及び受信するために適した形式を取る場合がある。例えば、ユーザは、加入者局（ＳＳ）、又は移動局（ＭＳ）、ユーザ装置（ＵＥ）、又は他の適切な固定された位置又は移動可能な形式である。本発明を可視化するため、モバイルハンドセットとしてのユーザ（及び多くの例では少なくとも幾つかのユーザはモバイルハンドセットを有する）を想像することは便利であるが、この点について限定されるものではない。ユーザは、３ＧＰＰ ＬＴＥ，３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ，ＩＥＥＥ ８０２.１６及び８０２.１１規格のグループと互換性のある形式をとる場合があるが、この点について限定されるものではない。
【００５１】
無線通信システムでは、互いに関して基地局の配置は、セル（及びセルのセクタ）のレイアウトを定義する。本発明は、特定の基地局の配置又はセルのレイアウトに必ずしも限定されるものではない。本発明の所定の好適な実施の形態は、セルに対する基地局の配置はセル当たりの３つのセルのセクタを定義する六角形のセル構成を参照して以下に記載される。しかし、他の構成の範囲も可能である。
【００５２】
先に説明されたように、本発明では、ユーザは、関連する基地局にチャネルの状態情報をフィードバックするように適合される。また、本発明は、マルチセルのＭＩＭＯ送信及び受信に主に関し、特にいわゆる調整されたマルチポイント（ＣｏＭＰ: Co-ordinated MultiPoint）スキームに関する。説明されるように、異なるＣｏＭＰスキームにおいて異なるダウンリンクモードが使用される。これは、異なるＣｏＭＰスキームで使用された異なるダウンリンクモードが異なるフィードバックモードを必要とするために重要である。
【００５３】
異なるダウンリンクＣｏＭＰモードのサポートで使用されるフィードバック方法は、この業界における議論及び交渉の主部である。結果として、（例えば３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ等に準拠するシステムのような）少なくとも所定の種類の無線通信システムに関して、以下の３つのカテゴリに含まれるＣｏＭＰフィードバックメカニズムが利用される。
・明示的なチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック、
・暗黙的なチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック、
・ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）のＵＥ送信は、チャネルの相互関係を利用することで、基地局でのＣＳＩ推定のために使用される。
【００５４】
これらの３つのフィードバックメカニズムのうち、最初の２つは、ＦＤＤシステムを主にターゲットとしており、３番目は、ＴＤＤシステムをターゲットとしている。先に説明された理由のため、本発明は、ＦＤＤシステムを特に狙いとしており、ダウンリンクのＣｏＭＰのサポートにおいてフィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの間の適切なバランスを達成する。
【００５５】
先のフィードバックメカニズムの第一のカテゴリ（明示的なチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック）において、フィードバックされるチャネルの状態情報は、送信機又は受信機の処理を想定することなしに受信機により観察される。対照的に、第二のフィードバックメカニズムのカテゴリ（暗黙のチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック）は、例えばチャネル品質指標（ＣＱＩ: Channel Quality Index）、プレコーディングマトリクス指標（Precoding Matrix Index）、チャネルマトリクスに関するランク情報（RI: Rank Information）に関連する、異なる送信及び／又は受信の前提を使用する。
【００５６】
しかし、誤解を避けるため、本発明は先の（又は他の）フィードバック方法又はメカニズムの何れかに必ずしも限定されないことを理解されたい。本発明が実現されるシステムで使用されるダウンリンクモードが与えられると、適切なフィードバックメカニズムが使用される。チャネルの状態情報でフィードバックされるか、チャネルの状態情報の一部としてフィードバックされる情報の種類は、ＢＥＲ（Bit-Error Rate）、ＣＢＥＲ（Channel BER）、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）、ＳＩＮＲ（Signal to Interference Noise Ratio）、ＭＥＲ（Modulation Error Ratio）及び、チャネルの空間構造に関する他の統計的な情報又は他の情報、及び／又は、チャネルマトリクス情報、空間相関マトリクス情報、ＰＭＩ、ＲＩ及びコードブックのような時間変化を含む。これらは例であり、他の量、又は異なる形式で与えられる類似の量を送信することもできる。
【００５７】
本発明では、基地局は、チャネル変化（特にチャネルの空間構造における変化）を考慮し、データのスループットを最大にするため、フィードバックされるチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を適合させることが好ましい。より詳細には、基地局は、プレコーダ設計及び適応変調を実行することが好ましい。プレコーダの設計及び適応変調の詳細は、本発明の説明の範囲外である。
【００５８】
重要なことに、本発明の様々な態様に置いて、本発明は、チャネルの状態における時間変化に関連する情報を取得し、チャネルの状態における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節する。特に、本発明は、チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報を取得し、チャネルの空間構造における時間変化に基づいてユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節する。チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報は、多種多様な形式をとり、それらの全ては、本発明の範囲に含まれると考えられる。好適な実施の形態では、チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報は、チャネルマトリクス情報、空間相関マトリクス情報、ＰＭＩ、固有値及び固有ベクトルである。
【００５９】
本発明の幾つかの実施の形態では、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータが定義される。好ましくは、パラメータは、チャネルの空間構造における時間的な変化の程度を示す。幾つかの例では、変化の速度を表すと考えられる。パラメータは、異なる状況においてスカラーベクトル、マトリクス又はテンソルである場合がある。
【００６０】
当業者であれば理解するように、チャネルの状態における変化は、ある理由により生じる。例えば、チャネルの空間構造における変化は、チャネルへのドップラ効果により生じる場合がある。この例では、同じユーザと異なる基地局との間のチャネルのドップラスペクトルは異なる場合があるので、異なる送信セルのセクタにおけるチャネルは、異なる時間変動を受ける。チャネルの状態及びチャネルの空間構造における時間変化の他の原因は、当業者により良好に理解されるであろう。
【００６１】
好適な実施の形態では、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングの調節は、上述されたパラメータの閾値を定義し、連続する回数（典型的に周期的）でパラメータを計算し、パラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるとき、１以上の基地局にチャネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか、ユーザのフィードバックを可能にする。適切に、パラメータの計算において、１以上のチャネルについてチャネルマトリクスが使用される。好ましくは、閾値は、ルックアップテーブルに記憶され、基地局又はユーザ装置で、シミュレーションにより取得されることが好ましい。
【００６２】
幾つかの特定の実施の形態では、１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、調整されたスケジューリング（ＣＳ）、調整されたビーム成形（ＣＢ）、ローカルのプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）、又は重み付けされたローカルのプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）のうちの１つを含む。これらの実施の形態は、調整されたセル、又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネルマトリクスを使用して、前記セル又はセルの一部のそれぞれについて前記パラメータを計算すること、そのセル又はセルの一部のパラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるときに、セル又はセルの一部の基地局にチャネルの状態情報をユーザにフィードバックされるか、又はユーザフィードバックを可能にすることを含む。
【００６３】
他の特定の実施の形態では、１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、グローバルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含む。これらの他の実施の形態は、調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネルマトリクスから連結されたチャネルマトリクスを計算すること、連結されたチャネルマトリクスを使用して前記パラメータを計算すること、パラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるときに、調整されたセル又はセルの一部の基地局に、チャネルの状態情報をユーザにフィードバックされるか又はユーザフィードバックを可能にすることを含む。
【００６４】
なお更に特定の実施の形態では、１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、ＭＢＳＦＮプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含む。更なる実施の形態は、調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネルマトリクスから合計されたチャネルマトリクスを計算すること、合計されたチャネルマトリクスを使用して前記パラメータを計算すること、パラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるとき、調整されたセル又はセルの一部の基地局にチャネルの状態情報をユーザフィードバックさせるか又はユーザのフィードバックを可能にすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
図１〜図６は、本明細書に関連して、本発明に対する背景技術を説明する。残りの図は、本発明の所定の特徴、態様及び動作を説明する。しかし、図面は、説明のために、理解を支援するためにのみ与えられ、本発明は、必ずしも、図示される背景情報、特徴又は態様又はこれらの一部に限定されず、また、図面を参照して記載される背景情報、特徴又は態様又はこれらの一部に限定されないことを理解されたい。
【図１】簡略化された２×３のＭＩＭＯシステム、及びそれぞれ送信機のアンテナと受信機のアンテナとの間の個々のＳＩＳＯチャネルを例示する図である。
【図２】送信機がＮT個の送信アンテナを有し、受信機がＮr個の受信アンテナを有する一般化されたＭＩＭＯシステム、受信アンテナにより受信された信号に雑音が導入されることを例示する図である。
【図３】図１に与えられるシステムに類似し、一般化されたＭＩＭＯシステムに関連するシステムを例示する図である。
【図４】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ送信機の所定の重要な機能コンポーネントを例示する図である。
【図５】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機の所定の重要な機能コンポーネントを例示する図である。
【図６】（a）は、ＣｏＭＰで使用される、いわゆる共同処理（ＪＰ）のダウンリンク送信の動作原理を例示する図である。（b）は、ＣｏＭＰで使用される、いわゆる調整されたスケジューリング及び／又はビーム成形（ＣＳ／ＣＢ）のダウンリンクの送信の動作原理を例示する図である。
【図７】基地局、セル及びセルの一部（セクタ）が本発明が適用可能な種類の無線通信システムに分布される１つの方法を例示する図である。基地局及びセル等は代替となる無線通信システムにおいて他の方法で分布される場合があり、本発明は係る他の代替的なスキームにおいても同様に適用される。言い換えれば、本発明は、セル／基地局／セルセクタの分布の配置の特定の形式に限定されるものではない。
【図８】ＣＢ／ＣＳダウンリンクの送信を使用したＣｏＭＰスキームにおいて、３ｋｍ／ｈのＵＥの速度を想定したときの、ＵＥと２つの異なるセルのセクタの送信機との間で生成される広帯域ＣＭＤの比較を示す図である。
【図９】グローバルプレコーディングによるＪＰダウンリンクの送信を使用したＣｏＭＰスキームにおいて、２つの協働するセルのセクタからの連結されたチャネルマトリクスを使用して計算された広帯域ＣＭＤの時間変化を示す図である。
【図１０】ＭＢＳＦＮプレコーディングによるＪＰダウンリンクの送信を使用してＣｏＭＰスキームにおいて、２つの協働するセルのセクタからの合計されたチャネルマトリクスを使用して計算された広帯域ＣＭＤの時間変化を示す図である。
【図１１ａ】提案される低減されたオーバヘッドのフィードバック間隔の制御スキームの様々な実施の形態が集合的／全体的に実現される方法を例示するフローチャートである。
【図１１ｂ】図11ｂに続く、提案される低減されたオーバヘッドのフィードバック間隔の制御スキームの様々な実施の形態が集合的／全体的に実現される方法を例示するフローチャートである。
【図１２】固定されたフィードバック間隔のスキームが使用される４つのセルのセクタの広帯域ＣＭＤ値を示すシミュレーション結果のプロットである。
【図１３】ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信によるＣｏＭＰシステム、或いはローカル又は重み付けされたローカルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンクの送信によるＣｏＭＰシステムにおいて提案されるフィードバック間隔の制御スキームが使用される、４つの調整されたセルセクタの広帯域ＣＭＤ値を示すシミュレーション結果のプロットである。
【図１４】図１３に類似するが、グローバルプレコーディング及びＭＢＳＦＮプレコーディングを使用してＪＰダウンリンクの送信によるＣｏＭＰスキームにおいて提案されるフィードバックインターバルの制御スキームが使用される、４つの調整されたセルの広帯域ＣＭＤ値を示す図である。
【図１５】図１４に対するシミュレーション結果を示すが、低い移動度のシナリオに関する中間の移動度のシナリオについてのシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】固定されたフィードバック間隔のスキームが中間の移動度のシナリオで使用される、４つのセルセクタについて広帯域ＣＭＤ値を示すシミュレーション結果のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
先に説明されたように、本発明は、チャネルの状態が時間的に変化するやり方に基づいて、１以上のＵＥがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節する。好適な実施の形態では、フィードバックの間隔は、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータに基づいて適応的に変更される。
【００６７】
以下で記載される本発明の特定の好適な実施の形態では、この目的のために選択されるパラメータは、「拡張された相関行列の距離（extended Correlation Matrix Distance）」又は「広帯域の相関行列の距離」（すなわち拡張CMD又は広帯域CMD、これらの用語は、交換可能であると考えられる）と呼ばれ、記号ｄwd_corrにより表される。しかし、先に述べたように、本発明は、この特定のパラメータの使用に必ずしも限定されるものではなく、本発明の他の実施の形態は、チャネルの状態における時間変化又はチャネルの空間構造における時間変化に関連する他のパラメータを使用するか、或いは、チャネルの状態又は空間構造における時間変化に基づいてフィードバックの間隔を調節する他の手段を使用して代替的に動作することができる。
【００６８】
相関行列の距離として知られる量は、M. Herdin, N. Czink, H. Ozcelik及びE. Bonekによる文献“Correlation matrix distance, a meaningful measure for evaluation of non-stationary MIMO channels”, in IEEE VTC spring 2005, vol. 1, 2005, pp.136-140に記載されている。
【００６９】
注記：上記文献で記載される相関行列の距離の基準は、「拡張CMD」／「広帯域CMD」のｄwd_corrの基準のそれぞれの量がある観点において類似しているとしても、以下で記載される本発明の実施の形態で使用される「拡張CMD」／「広帯域CMD」のｄwd_corrの基準と混乱されるべきではない。それらの間の区別は、以下に更に説明される。
【００７０】
先の文献では、相関行列の距離は、狭帯域の高速フェージングMIMOチャネルの構造における変化の測度として導入される。先の文献は、以下のように相関行列の距離ｄcorrを定義する。
【数２】
ここでｔｒ｛・｝は行列のトレースを示し、‖・‖は、行列のフロベニウスノルムを示し、Ｒ(ｔ1)及びＲ(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定されたＭＩＭＯチャネルの空間的な相関行列である。
【００７１】
送信機側の空間的な相関について、空間的な相関行列は、以下のように計算される。
【数３】
【００７２】
受信機側について、空間的な相関行列は、以下のように計算される。
【数４】
ここで（・）Hは、行列の共役転置を示し、（・）Tは、行列の転置を示し、Ｈ(ｔ)は、Ｎr個の受信機アンテナとＮT個の送信機アンテナをもつシステムについて、ある時間サンプルでのＮr×ＮT個のＭＩＭＯチャネル行列を表し、Ｅ｛・｝は、期待値演算子である。
【００７３】
式（III）及び（IV）において、空間的な相関行列を計算するために、時間領域において平均が計算される。言い換えれば、式（III）及び（IV）における期待値演算子内の行列積の期待値は、それぞれの行列積の時間平均であることが想定される。式（II）から分かるように、相関行列の距離ｄcorrの値は、０と１との間の範囲に及ぶ。より詳細には、空間的な相関行列Ｒ(ｔ1)及びＲ(ｔ2)が同じであるとき（スカラー要素は別として）、ｄcorrは０であり、Ｒ(ｔ1)及びＲ(ｔ2)が完全に相関しないとき、ｄcorrの最大値は１である。先に定義されたように、相関行列の距離の基準は、狭帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの構造における変化のシステムの独立な測度として使用される。相関行列の距離の基準により、１つの値と行列のサブスペースの両者を比較する間に、単一のパラメータにより変化が特徴付けられるのを可能にする。従って、相関行列の距離の基準は、ＭＩＭＯチャネルの主要な特性をカバーする一方で、簡単な手段を提供する利点を有する。
【００７４】
先に記載された相関行列の距離の基準の特性は、すなわち、システムに独立な測度であって、１つの値と行列のサブスペースの両者を比較する間に、単一のパラメータにより変化が特徴付けられるのを可能にするものであり、本発明の観点から有効な特性であると考えられる。しかし、本発明の記載される実施の形態は、狭帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの構造ではなく、広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化に焦点を当てるものであり、この焦点は、先に定義された相関行列の距離の焦点である。従って、記載される実施の形態において、相関行列の距離の基準は、広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化の測度を提供し、様々なＣｏＭＰのシナリオにおいて係る測度を提供するために変更される。言い換えれば、相関行列の距離の基準は、以下に記載される実施の形態で使用される拡張ＣＭＤ（又は広帯域ＣＭＤ）のｄwd_corrとなるように変更される。広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの拡張されたＣＭＤの基準ｄwd_corrは、以下のように定義される。
【数５】
この場合、先の式（II）〜（IV）を参照して記載された相関行列の距離に類似して、Ｒwd(ｔ1)及びＲwd(ｔ2)は、広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルについて、この場合、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される空間的な相関行列である。
【００７５】
また、先の式（II）〜（IV）とは対照的に、受信機側の空間的な相関について式（V）を使用して拡張ＣＭＤのｄwd_corrを計算するため、例えばＲwd(ｔ1)及びＲwd(ｔ2)は、以下の式を使用して実行される。
【数６】
この場合、Ｈ(ｔ，ｆ)は、時変インパルス応答行列（すなわち時変チャネル行列）Ｈ(ｔ，τ)にフーリエ変換を適用することで得られた時変転送行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである（ＭＩＭＯ送信機及びＭＩＭＯ受信機のそれぞれのアンテナ数であるＮT及びＮrと混同しないように留意されたい）。広帯域の場合、受信機側で空間的な相関行列Ｒwd_Rx(ｔ1)及びＲwd_Rx(ｔ2)は、帯域幅を通しての平均のチャネル相関行列Ｒwd_avg(ｔ)に基づく。シミュレーションにおいて、この時間領域の平均は、以下のように、長さＳのスライディングウィンドウを通して行われる。
【数７】
【００７６】
（狭帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルにおける変化に関連する）式（II）〜（IV）を参照して上述された基本の相関行列の距離の基準ｄcorrに関して、（広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化に関して）以下に記載される本発明の実施の形態において使用される広帯域ＣＭＤのｄwd_corrについて、Ｒwd(ｔ)及びＲwd(ｔ2)が同一である場合、広帯域ＣＭＤのｄwd_corrは０であり、Ｒwd(ｔ)及びＲwd(ｔ2)が急進的に変化する場合、広帯域ＣＭＤのｄwd_corrは１になる。
【００７７】
また、式（VI）に対する調節は、異なるシナリオで式（V）により与えられる広帯域ＣＭＤの基準ｄwd_corrを計算するために行うことができる。例えば広帯域ＭＩＭＯチャネルについて、所定の周波数の時間変化に関心がある場合、式（VI）は、以下のように書き換えられる。
【数８】
【００７８】
シミュレーションにおいて、時間領域の平均は、以下により実行される。
【数９】
そして、式（VI）における期待値演算子が取り除かれるか、又は式（VII）におけるスライディングウィンドウの長さＳが１に設定される場合、それは、チャネル行列における変化を示す、調査された時間平均された空間的な相関行列ではない、瞬間的な空間的な相関行列における時間変化である。
【００７９】
以下に記載される本発明の好適な実施の形態では、様々な適応的な周波数間隔の制御スキームが異なるＣｏＭＰシナリオについて提案され、拡張／広帯域ＣＭＤの基準ｄwd_corrは、異なるシナリオにおけるＭＩＭＯチャネルの時間変化を評価するために使用される。実施の形態は、シミュレートされたマルチセルのＭＩＭＯチャネルデータを参照して記載される。時変のマルチセルＭＩＭＯチャネルをシミュレートするために使用されるモデルは、文献“3GPP TR 25.996: Spatial channel model for multiple input multiple output (MIMO) simulations”, V8.0.0,2008-12で述べられている。
【００８０】
要するに、シミュレートされたデータは、先の文献で規定されたアーバンマクロシナリオ（urban macro scenario）を使用して得られる。特に、それぞれのセルは、セル当たり３つのセクタをもつ六角形となることが想定される。セル当たり３つのセクタをもつ六角形のセルの配置の例は、図７に与えられる。図７において、（実線により線引きされる）セルは、３つの六角形のセルが集まるコーナに位置される基地局で形成される。例示のため、１つのセルは、図７においてグレイで影付けされる。それぞれの基地局は、異なるチャネルで３つの異なるセルに信号をそれぞれ送信し、異なるチャネルで３つの異なるセルからの信号を受信する３つの異なる方向に向けられる３つの指向性アンテナのセットを有する。このように、それぞれのセルは、３つのセクタを含む。セルのセクタは、点線により図７において示される。
【００８１】
時変のマルチセルＭＩＭＯチャネルをシミュレートするために使用されるモデルを再び参照して、はじめに、ＵＥとそれぞれのセクタの送信機との間の異なる時間サンプルでのインパルス応答行列が生成される。等間隔線形アレイ（ＵＬＡ: Uniform Linear Array）は、ＵＥで、それぞれの送信セクタで使用される。ＵＥで２つのアンテナが存在し、送信機で８つのアンテナが存在する。それぞれのシミュレーションの実行の開始で、ＵＥの位置、ＵＥのアンテナの方向、ＵＥの動きの速度及び方向、異なる送信セクタでのアンテナの方向が定義され、シミュレーション期間において一定であると想定される。連続する時間サンプルの間の時間間隔は、１ｍｓに設定される（当業者であれば、１ｍｓは、3ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおける１サブフレーム期間に対応することを認識されるであろう）。それぞれの時間サンプルで、ＵＥとそれぞれのセクタ送信機との間の一連のインパルス応答チャネル行列Ｈ(ｔ,τ)が生成され、次いで、フーリエ変換により一連の転送行列Ｈ(ｔ,ｆ)に変換される。次いで、転送行列は、広帯域ＣＭＤの基準ｄwd_corrを計算して、それぞれのセクタにおけるＭＩＭＯチャネルにおける時間変化を個別に測定するために使用される。
【００８２】
異なる送信セクタにおける同じＵＥのドップラスペクトルは異なる（及び異なることがある）ので、異なる送信セクタにおけるチャネルは、時間的に非常に異なる。また、全てのシナリオにおいて、受信機側の空間的な相関行列は、広帯域ＣＭＤを生成するために使用される。
【００８３】
図８は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈであるとして、ＵＥと２つの異なるセルのセクタの送信機との間で、先に説明された、生成された広帯域ＣＭＤの比較を示す。図７に示されるセルのセクタ１の送信機とセルのセクタ２の送信機として（例えば）想定される、これら２つの異なる送信機は、以下、セルセクタ１及びセルセクタ２とそれぞれシンプルに呼ばれる。セルセクタ１とセルセクタ２の両者について、スライディングウィンドウの長さＳは、１に設定され、すなわち広帯域ＣＭＤを計算するために、瞬間的な空間的な相関行列が式（V）において使用される。ＭＩＭＯチャネルの時間変化は、２００個の時間サンプルについて追跡される。
【００８４】
２００個のサンプル時間の間に、セルセクタ１の広帯域ＣＭＤ（実線）は、時間サンプル１から時間サンプル１２０まで非常に緩やかに変化し、時間サンプル１２０から、０．１８に次第に増加し、これは、ＵＥとセルセクタ１との間のＭＩＭＯチャネル（すなわちＵＥとセルセクタ１の送信機との間のチャネル）がこれら２００個の時間サンプルについて緩やかに変化し、最初の１２０個のサンプル期間について殆ど変化しないことを意味することが図８から分かる。他方で、セルセクタ２（破線）の広帯域ＣＭＤは、セルセクタ１のそれよりも非常に迅速に増加し、時間サンプル１４０の後に０，７前後に存在し続ける。一般に、このような違いは、同じＵＥと異なる送信機との間でチャネルの異なるドップラスペクトルに起因する。
【００８５】
従って、ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信の場合（単一のＵＥへのデータは、１つの送信ポイントから瞬間的に送信されるが、ユーザスケジューリング及び／又はビーム成形に関する判定は、セル又はセルセクタ間の調整により行われる）、ＵＥがセルセクタの送信機に更新されたチャネル情報を送出するフィードバックの間隔は、異なるセルセクタについて異なって扱われる。図８に示されるシミュレーション結果を例として取り上げ、セルセクタ１は、その送信機がデータをＵＥに送信するセルセクタであり、セルセクタ２は、協働しているセルセクタであると想定する。（従来のように）両方のセクタについて固定されたフィードバックの間隔の制御方法が使用される場合、これは、セルセクタ１について不要なフィードバックのオーバヘッドを生じる、セルセクタ１の観点から望まれるよりも短いフィードバック間隔につながるか、又は、セルセクタ２について適切なシステムのパフォーマンスを提供するために必要とされるよりも長いフィードバックの間隔に（必然的に）つながる。
【００８６】
本発明により提供される利点のうちの１つは、広帯域ＣＭＤの基準により、ＵＥについて予め定義されたフィードバックの広帯域ＣＭＤの閾値を設定することで（すなわち、ＣＢ／ＣＳ送信の開始で、送信ＢＳの送信機がＵＥに予め定義された閾値を送出することができる）、異なる時変のシナリオについてフィードバックの間隔の適合が可能となり、次いで、ＵＥは、所与の時間で前記セルセクタのそれぞれの広帯域ＣＭＤを閾値と比較し、その時間で拡張ＣＭＤが閾値を超えるセルセクタにのみフィードバックすることで、それぞれのセルセクタにおけるフィードバックを何時送出すべきかを判定する。図８により与えられる例では、広帯域ＣＭＤのフィードバックの閾値が０．２として設定される場合、時間サンプル２００まで、セルセクタ１にフィードバックする必要がない。しかし、セルセクタ２について、ＵＥは、２００個の時間サンプルの期間において数回のフィードバックを必要とする。
【００８７】
ＣＢ送信モードが使用される場合が示すように、本発明の広帯域ＣＭＤに基づく適応フィードバックの間隔の制御方法は、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で改善されたパフォーマンスを提供する。多くの状況において（すなわち本発明がフィードバックを抑えるか、又はフィードバックがさもなければ行われたときにフィードバックしない場合、すなわち固定されたフィードバック間隔のスキームが使用される場合）、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当な節約を可能にする場合がある。ごく一般的な言い方をすると、これらの利点は、それぞれ協働するセルセクタのフィードバック間隔を適応的に制御するために使用される、前記セルセクタのそれぞれの広帯域ＣＭＤの計算において、それぞれの協働するセルセクタのチャネル行列を利用することで達成される。
【００８８】
調整されたＪＰ送信の場合（単一のＵＥへのデータが複数の送信ポイントから同時に送信される場合）、多数の異なるダウンリンクのプレコーディングスキームのうちの１つが異なる状況において調節された送信機で使用されるので、異なるプレコーディングスキームを参照して、異なるバリエーション（すなわち異なる実施の形態）の提案されるフィードバックの間隔の制御スキームが以下に個別に説明される。ここで説明されるダウンリンクのプレコーディングスキームは、以下の通りである。
【００８９】
「グローバルプレコーディング“global precoding”」
「ＭＢＳＦＮプレコーディング（ＭＢＳＦＮは、Multimedia Broadcast over Single Frequency Network）」
「ローカルプレコーディング“local precoding”」
「重み付けローカルプレコーディング“weighted local precoding”」
これらのプレコーディングスキームは、文献R1-090022“Considerations on precoding scheme for DL joint processing CoMP”, Sharp, 3GPP TSG-RAN WG1 #55bis, 12-16 Jan, 2009, Ljubljana, Sloveniaに記載されている。
【００９０】
グローバルプレコーディングスキームについて、複数のセルセクタの送信機により同時に給仕されるＵＥにより受信される信号は、以下のように表される。
【数１０】
この場合、ｘは、Ｌ×１の送信データベクトル（Ｌはデータシンボルの数）、ｎは、Ｎr×１の付加白色ガウス性雑音ベクトルであり、Ｈcatは、連結されたチャネル行列、すなわちＨcat＝[Ｈ(1),Ｈ(2)．．．Ｈ(B)]であり、Ｂは、ＪＰセルセクタの数であり、Ｈ(b)（ｂ＝１．．．Ｂ）は、セルｂとＵＥとの間のＮr×ＮＴである。Ｈcatのサイズは、Ｎr×ＢＮTであり、Ｗcatは、ＢＮr×ＮTのグローバルプレコーダである。
【００９１】
時変チャネルに従う全ての送信機のＷcatを更新するため、フィードバックされる必要があるチャネル情報は、特定のセルセクタのものではなく、全ての協働しているＪＰセルセクタのそれである。従って、図９は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈであり、協働しているＪＰセルセクタの数が２である場合について、連結されたチャネルマトリクスを使用して計算される広帯域ＣＭＤの時間変化を示す。比較のため、個々のセルセクタの広帯域ＣＭＤは、図９に示される。
【００９２】
図９から、２００個の時間サンプルの期間において、セルセクタ１の個々のチャネル行列を使用して計算された広帯域ＣＭＤ（破線）は、セルセクタ２の個々のチャネル行列を使用して計算された広帯域ＣＭＤ（破線及び交差線）よりも緩やかに変化する。連結されたチャネル行列を使用して計算された広帯域ＣＭＤの時間変化（実線）は、個々のセルセクタのチャネルの何れかを使用して計算されたものよりもずっと遅い。これは、連結されたチャネル行列の時間変化は、全ての調整されたＪＰセルセクタにおけるＭＩＭＯチャネルにより決定されることを示し、連結されるチャネル行列の時間変化は、最も迅速に時間変化するチャネルを有するセルセクタにおける時間変化よりもずっと遅い。
【００９３】
モンテカルロシミュレーションを行うことで、図９に示されるものに類似するシミュレーション結果における考察は、協働するセルセクタの数が２である時間の約９０％で発見される。例えば１０個の協働するセルセクタといった協働するセルセクタの数が増加するとき、連結されるチャネルマトリクスが、非常に迅速に時間変化するＭＩＭＯチャネルを有するセルセクタにおける時間変化よりもずっと遅い時間変化を有する確率は、１００％に近づく。
【００９４】
図９に示されるシナリオについて、本発明が使用され、且つフィードバックの広帯域ＣＭＤの閾値が０．２に設定される場合、（連結されたチャネル行列を使用して得られた拡張ＣＭＤが０．２に到達することがないか又は０．２を超えることがないため）２００個の時間サンプルの期間においてフィードバックを行う必要がない。しかし、（従来のように）固定されたフィードバックの間隔の制御方法が両方のセクタについて使用される場合、セルセクタ１について不要なフィードバックのオーバヘッドを引き起こす、セルセクタ１の観点から望まれるよりも短いフィードバックの間隔につながるか、又はセルセクタ２について適切なシステムパフォーマンスを提供するために必要とされるよりも長いフィードバックの間隔に繋がる可能性が高い。さらに、それぞれのセルセクタのフィードバック間隔がそれ自身の拡張ＣＭＤ基準に基づいて個別に制御されるとしても、（個々のセルセクタ１の拡張ＣＭＤは０．２に到達しないので）この時間期間においてセルセクタ１においてフィードバックはないが、幾つかのフィードバックは、（個々のセルセクタ２の拡張ＣＭＤは約８０の時間サンプルの後に０．２を超えるので）セルセクタ２において必要とされ、これは、全ての協働しているセルセクタの連結されたチャネル行列は、上述された広帯域ＣＭＤを計算するために使用されるこの実施の形態について説明された状況と比較して不要なオーバヘッドを引き起こし、２００の時間サンプルの期間においてフィードバックの必要がない。
【００９５】
従って、ＪＰ送信モードがグローバルプレコーディングと使用される場合、本実施の形態の広帯域ＣＭＤに基づく適応的なフィードバックの間隔の制御方法は、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で改善されたパフォーマンスを提供することができる。多くの状況（すなわち、特に本発明がフィードバックを抑えるか、フィードバックがさもなければ行われたときにフィードバックしない場合、すなわち固定された又は個々にセル設定されたフィードバックの間隔のスキームが使用される場合）、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当な節約を可能にする。ごく一般的な言い方をすると、これらの利益は、異なる協働しているセルセクタのフィードバックの間隔を適応的に制御するために使用される、広帯域ＣＭＤの計算において連結されたチャネル行列を利用することで達成される。上述されたＭＢＳＦＮプレコーディングスキームを使用したＪＰダウンリンクの送信について、複数のセルセクタの送信機により同時に給仕されるＵＥにより受信された信号は、以下のように表される。
【数１１】
ここで、ｘ，ｎ及びＨ(b)の定義は、式（X）で使用された定義と同じである。Ｈsumは、それぞれのセルセクタの送信機でＮT個の送信機アンテナを想定して、Ｎr×ＮTである大きさをもつ合計チャネル行列である。Ｗは、そのサイズがＮT×Ｌである全てのＪＰセルセクタについて共通のプレコーディング行列である。
【００９６】
上述されたグローバルプレコーディングスキームの場合に類似して、ＭＢＳＦＮプレコーディングが使用されるＷを更新するため、全てのＪＰセルセクタからのチャネル情報が必要とされる。この場合、広帯域ＣＭＤは、合計されたチャネル行列の時間変化の測度である。
【００９７】
図１０は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈであり、且つＪＰセルセクタの数が２であると想定して、ＨSUMを使用することで生成される広帯域ＣＭＤと、それぞれのＪＰセルセクタのチャネル行列を個々に使用して計算された広帯域ＣＭＤとの比較を示す。２００の時間サンプルの期間において、合計されたチャネル行列の時間変化は、セルセクタ２において迅速に時間変化するチャネルよりも、セルセクタ１において低速で時間変化するチャネルにより影響される傾向があり、合計されたチャネル行列の時間変化は、最も迅速に時間変化するチャネルをもつセルセクタの時間変化よりもずっと遅い。
【００９８】
従って、グローバルプレコーディングによるＪＰ送信の場合に説明されたのと類似の理由のため、ＪＰ送信モードがＭＢＳＦＮプレコーディングと使用されル場合、本発明の広帯域ＣＭＤに基づく適応的なフィードバックの間隔の制御方法は、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で、改善されたパフォーマンスを提供することができる。また、多くの状況において、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当の節約を可能にする。ごく一般的な言い方をすると、これらの利益は、異なる協働しているセルのフィードバックの間隔を適応的に制御するために使用される、広帯域ＣＭＤの計算において合計されたチャネル行列を利用することで達成される。
【００９９】
ローカルプレコーディング及び重み付けされたローカルプレコーディング送信スキームの場合、複数のセルセクタの送信により同時に給仕されるＵＥでの受信された信号は、以下のように表される。
【数１２】
及び
【数１３】
ここで、Ｗ(b)は、ＪＰセルセクタｂで採用されるＮT×Ｌのローカルプレコーディング行列を表し、式（XIII）におけるＤ(b)は、それぞれのＪＰセルセクタの重み付け係数からなるＬ×Ｌのセルに固有の対角行列を表す。
【０１００】
式（XII）及び（XIII）について、それぞれのセルセクタのプレコーディング行列Ｗ(b)又は重み付け行列Ｄ(b)を更新するため、上述されたＣＢ送信スキームにおける場合に類似した単一のセルセクタのチャネルの状態情報が必要とされる。
【０１０１】
これら２つのＪＰプレコーディングスキームの両者について、本発明の広帯域ＣＭＤに基づく適応ＦＩＣ方法は、ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信に関連して先に与えられたものと類似の理由のため、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で改善されたパフォーマンスを提供する。さらに、多くの状況において（すなわち、本発明がフィードバックを抑えるか、フィードバックがさもなければ生じたときにフィードバックしない場合、すなわち固定されたフィードバックの間隔のスキームが使用される場合）、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当な節約を可能にする。ごく一般的な言い方をすれば、これらの利点は、異なる協働しているセルのフィードバックの間隔を適応的に制御するために使用される、広帯域ＣＭＤの計算においてそれぞれ協働しているセルセクタのチャネル行列を利用することで達成される。
【０１０２】
この点に関して、様々なＣｏＭＰモードに含まれる異なる種類のＭＩＭＯチャネルの時間変化は、フィードバックのオーバヘッドを低減する、ＣｏＭＰのフィードバックの間隔の制御スキームの多数のバリエーション（実施の形態）が提案されることに基づいて分析される。図１１は、様々な提案される低減されたオーバヘッドの（すなわち適応的な）フィードバックの間隔の制御スキームが集合的に／一緒に実現される場合がある方法を総括する。
【０１０３】
図１１に示されるように、ある送信モードに従う送信の開始であるステップ１１０２で、ＵＥは、送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値βを受信する。送信モードのインジケータαは、送信において使用される特定の送信モードを示し、フィードバックの閾値βは、広帯域ＣＭＤの閾値を示し、この閾値を超えて、ＵＥによるチャネルの状態情報のフィードバックが可能となる／フィードバックを行わせる。
【０１０４】
ステップ１０４で、ＵＥは、送信モードのインジケータαが単一のセルセクタからの送信を示すかを判定する。送信モードが単一のセルセクタから送信を含むと判定された場合（ステップ１０４で“Ｙｅｓ”）、これは、非ＣｏＭＰ送信を示し（すなわちセル間干渉を低減するためにセルセクタ間で調整がない送信スキーム）、次いで、本方法は、ステップ１１０６に進む（本発明は非ＣｏＭＰスキームで実現されることを述べることは重要である）。代替的に、送信モードは単一のセルセクタからの送信を含まないことが判定される（すなわちステップ１１０４）、これは、ＣｏＭＰ送信の幾つかの形式を示し、本方法は、ステップ１１１６に進む（以下を参照）。
【０１０５】
先に説明されたように、ステップ１１０４で、送信モードは単一のセルセクタからの非ＣｏＭＰ送信を含むことが判定され、本方法は、ステップ１１０６に進む。ステップ１１０６で、時間ｔ0で給仕しているセルセクタの空間的なチャネル相関行列（すなわちＲwd(s)(ｔ0)）と時間ｔで給仕しているセルセクタのチャネル相関行列（すなわちＲwd(s)(ｔ)）は、時間ｔでの拡張ＣＭＤを計算するため（すなわちｄwd_corr(ｔ)＝ｄwd_corr(Ｒwd(s)(ｔ0)，Ｒwd(s)(ｔ))）に使用される。つぎに、ステップ１１０８で、ＵＥは、拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバックの閾値βに等しいか又は該フィードバックの閾値を超えるかを判定する。言い換えれば、ステップ１０８で、ＵＥは、ｄwd_corr(ｔ)≧βであるかを評価する。拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値に等しいか又は該フィードバック閾値よりも大きいと判定された場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１０８で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、チャネル状態情報を給仕しているセルセクタにフィードバックし（ステップ１１１０）、次いで基準となる空間的なチャネル相関行列を更新し（ステップ１１１２）、すなわちＵＥはＲwd(s)(ｔ0)及びＲwd(s)(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１１４に進む。
【０１０６】
ステップ１１０８に戻り、（上記の選択肢において）拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値未満である場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１０８で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１１４にダイレクトに進む。
【０１０７】
ステップ１１１４で、基地局（すなわち給仕しているセルセクタ送信機）からの情報に基づいて、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変更又は終了しないと判定された場合（ステップ１１１４で“Ｎｏ”）、本方法は、次の時間サンプルのためにステップ１１０６から繰り返す。代替的に、現在の送信モードを変更又は終了すると判定した場合（ステップ１１１４で“Ｙｅｓ”）、本方法は終了し、次いで、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、又は異なるα及び／又はβに基づいて冒頭から再開する。
【０１０８】
先に説明されたように、ステップ１１０４で、送信モードが単一のセルセクタからの非ＣｏＭＰ送信を含むと判定された場合（すなわちステップ１１０４で“Ｎｏ”）、これは、ＣｏＭＰ送信の幾つかの形式を示し、本方法は、ステップ１１１６に進む。ステップ１１１６で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードが、グローバルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰと対応するかを判定する。対応する場合（すなわちステップ１１１６で“Ｙｅｓ”）、本方法は、ステップ１１１８に進む。さもなければ（すなわち、ステップ１１１６で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１２８に進む（以下を参照）。
【０１０９】
ステップ１１１８で、時間ｔ0での連結されたチャネル行列Ｈcatを使用して計算される、時間ｔ0での連結された空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd_cat(ｔ0)、及び時間ｔでの連結されたチャネル行列を使用して計算される、時間ｔでの連結された空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd_cat(ｔ0)は、時間ｔでの拡張ＣＭＤを計算する（すなわちｄwd_corr(ｔ)＝ｄwd_corr(Ｒwd(s)(ｔ0)，Ｒwd(s)(ｔ))を計算する）ために使用される。つぎに、ステップ１１２０で、ＵＥは、拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバックの閾値βに等しいか又はフィードバックの閾値を超えるかを判定する。拡張されたＣＭＤの値がフィードバックの閾値に等しいか又はフィードバックの閾値よりも大きいと判定された場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１２０で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、全ての協働しているＪＰセルセクタにチャネルの状態情報をフィードバックし（ステップ１１２２）、次いで基準となる連結されたチャネルの相関行列を更新する（ステップ１１２４）。すなわちＵＥは、Ｒwd_cat(ｔ0)＝Ｒwd_cat(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１２６に進む。
【０１１０】
ステップ１１２０に戻り、（上記の選択肢において）拡張ＣＭＤの値はフィードバック閾値未満であると判定された場合（すなわち、ｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１２０で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１２６にダイレクトに進む。
【０１１１】
ステップ１１２６で、ＵＥは、協働しているセルセクタからの情報に基づいて、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変えないか又は終了しないと判定した場合（ステップ１１２６で“Ｎｏ”）、本方法は、次の時間サンプルについてステップ１１１８から繰返す。代替的に、現在の送信モードを変えるか又は終了すると判定され場合（ステップ１１２６で“Ｙｅｓ”）、本方法は、終了し、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、或いは異なるα及び／又はβに基づいて、冒頭から再開する。
【０１１２】
先に説明されたように、ステップ１１１６で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードがグローバルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンクによるＣｏＭＰに対応するかを判定し、対応しないと判定した場合（すなわち、ステップ１１１６で“Ｎｏ”である場合）、本方法はステップ１１２８に進む。ステップ１１２８で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードがＭＢＳＦＮプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰに対応するかを判定する。対応すると判定した場合（すなわち、ステップ１１２８で“Ｙｅｓ”）、本方法は、ステップ１１３０に進む。さもなければ（すなわち、ステップ１１２８で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１４０に進む（以下を参照）。
【０１１３】
ステップ１１３０で、時間ｔ0での合計されたチャネル行列Ｈsumを使用して計算された、時間ｔ0での合計されたチャネルの相関行列、すなわちＲwd_sum(ｔ0)と、時間ｔでの合計されたチャネル行列を使用して計算された、時間ｔでの合計されたチャネルの相関行列、すなわちＲwd_sum(ｔ0)は、時間ｔでの拡張ＣＭＤを計算する（すなわち、ｄwd_corr(ｔ)＝ｄwd_corr(Ｒwd(s)(ｔ0)，Ｒwd(s)(ｔ))）ために使用される。つぎに、ステップ１１３２で、ＵＥは、拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバック閾値βに等しいか又はフィードバック閾値を超えるかを判定する。拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値に等しいか又はフィードバック閾値よりも大きいと判定された場合（すなわち、ｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１３２で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、チャネルの状態情報をフィードバックし（ステップ１１３４）、次いで、基準のチャネル相関行列を更新する（ステップ１１３６）。すなわちＵＥは、Ｒwd_sum(ｔ0)＝Ｒwd_sum(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１３８に進む。ステップ１１３２に戻り、（先の選択肢において）拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値未満であると判定された場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１３２で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１３８にダイレクトに進む。
【０１１４】
ステップ１１３８で、ＵＥは、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変えないこと又は終了しないことを判定した場合（ステップ１１３８で“Ｎｏ”）、本方法は、次の時間サンプルについてステップ１１３０から繰返す。代替的に、現在の送信モードを変えるか又は終了することを判定した場合（ステップ１１３８で“Ｙｅｓ”）、本方法は終了し、次いで、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、或いは、異なるα及び／又はβに基づいて冒頭から再開する。
【０１１５】
先に説明されたように、ステップ１１２８で、ＵＥは、送信モードのインジケータから、送信モードがＭＢＳＦＮプレコーディングを使用したＪＰダウンリンクの送信によるＣｏＭＰに対応するかを判定し、対応しないと判定した場合（ステップ１１２８で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１４０に進む。ステップ１１４０で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードが、ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信によるＣｏＭＰ、或いは、ローカル又は重み付けローカルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰに対応するかを判定する。これらのうちの１つに対応する場合（ステップ１１４０で“Ｙｅｓ”）、本方法は、ステップ１１４２に進む。さもなければ（ステップ１１４０で“Ｎｏ”）、本方法は、送信モードが未知であるので終了する。
【０１１６】
ステップ１１４２で、時間ｔ0でチャネル行列Ｈ(b)から計算された、時間ｔ0でのそれぞれの協働しているセルセクタｂの空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd(b)(ｔ0)と、時間ｔでそれぞれ協働しているセルセクタｂの空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd(b)(ｔ)とは、時間ｔでそれぞれ協働しているセルセクタｂの拡張ＣＭＤを計算するために使用される。つぎに、ステップ１１４４で、ＵＥは、協働しているセルセクタの何れかの拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバックの閾値βに等しいか又はフィードバックの閾値を超えるかを判定する。協働しているセルセクタｂの拡張ＣＭＤの値がフィードバックの閾値に等しいか又はフィードバックの閾値よりも大きいと判定された場合（すなわち任意のセルセクタｂについてｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１４４で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、それぞれ係るセルセクタｂについてチャネルの状態情報をフィードバックし（ステップ１１４６）、次いで、基準のチャネル相関行列を更新する（ステップ１１４８）。すなわち、ＵＥは、Ｒwd(b)(ｔ0)＝Ｒwd(b)(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１５０に進む。
【０１１７】
ステップ１１４４に戻り、（先の選択肢において）全てのセルセクタｂの拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値未満であると判定された場合（すなわち、全てのｂについてｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１３２で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１５０にダイレクトに進む。
【０１１８】
ステップ１１５０で、ＵＥは、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変えないこと又は終了しないことを判定した場合（ステップ１１５０で“Ｎｏ”）、次の時間サンプルについてステップ１１４２から繰り返す。代替的に、現在の送信モードを変えるか又は終了することを判定した場合（ステップ１１５０で“Ｙｅｓ”）、本方法は終了し、次いで、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、或いは、異なるα及び／又はβに基づいて、冒頭から再開する。
【０１１９】
当業者であれば、本発明の提案されるフィードバックの間隔の制御スキームは、関連するＣｏＭＰモードに対応する関連する拡張ＣＭＤを生成するために所定のサブバンドのチャネル行列を使用することで、図８、図９及び図１０に示されるものに類似の考察が得られるので、広帯域ＭＩＭＯチャネルの所定のサブバンドについてチャネルの状態情報のフィードバックの間隔を制御することに適用可能であることを理解されるであろう。
【０１２０】
［パフォーマンス結果］
以下では、広帯域ＭＩＭＯチャネル行列を使用することで生成されるシミュレーション結果により、提案されるフィードバックの間隔の制御スキームのパフォーマンスが評価される。パフォーマンス結果の説明は、２つのステージに分割される。ステージ１は、提案される適応的なフィードバックの間隔の制御方法を、固定されたフィードバックの間隔を使用して得られる結果と比較し、ステージ２は、様々なＣｏＭＰのシナリオにおける提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームのパフォーマンスを分析する。ステージ１及び２が順に説明される。
【０１２１】
ステージ１：適応フィードバック制御−固定フィードバック制御
ステージ１における分析は、ＣＢダウンリンク送信、或いは、ローカル及び／又は重み付けされたローカルプレコーディングによるＪＰダウンリンク送信の何れかによるＣｏＭＰスキームにおいて使用されたとき、提案される適応的なフィードバックの間隔の制御システムを考える。分析を実行するため、以下の提案される適応的なフィードバックの間隔の制御方法が使用される。
【０１２２】
ａ．時間ｔ0で、それぞれ協働しているセルセクタの最初のチャネル情報は、ネットワークにフィードバックされ、時間ｔ0でのそれぞれのセルセクタｂの空間的な相関行列（すなわちＲwd(b)(ｔ0)）は、基準として選ばれ、ついで、個々のセルセクタのその後の拡張ＣＭＤは、式（V）を使用して計算される。
【０１２３】
ｂ．異なる時間サンプルでの個々のセルセクタの拡張ＣＭＤは、予め定義されたフィードバックの閾値βと比較される。任意の協働しているセルの拡張ＣＭＤが時間ｔでβよりも大きいか又はβに等しい場合、それらのセルセクタのチャネル情報は、その時間でのフィードバックにより更新される。その一方で、それらのセルセクタの基準の相関行列は、時間ｔでそれらの相関行列に更新される。
【０１２４】
ｃ．手順ａ〜ｂは、繰返される。
【０１２５】
提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームを固定的なフィードバックの間隔を使用したフィードバックスキームと比較するため、以下が実行される。
【０１２６】
（i）（適応的なフィードバックの間隔の制御方法の手順ａと同じ）
（ii）固定された時間間隔δで、全ての協働しているセルセクタのチャネル情報は、フィードバックにより更新され、全ての協働しているセルの基準の相関行列は、期間δ毎に更新される。
【０１２７】
（iii）手順（i）〜（ii）が繰返される。
【０１２８】
先の手順を使用して実行されるシミュレーションについて、考慮される協働するセルセクタの数は４であり、ＵＥの速度は３ｋｍ／ｈであり、拡張ＣＭＤは、５個の時間サンプル、すなわちＳ=５を通して平均されるチャネルの相関行列に基づいて生成される。１９６個の時間サンプルでの拡張ＣＭＤは、それぞれのセルのセクタについてプロットされ、隣接する時間サンプル間の時間間隔は、１ｍｓである。δ及びβの値は、２０及び０．２にそれぞれ設定される。固定及び適応方法のこれらのシミュレーションの結果は、図１２及び図１３にそれぞれ示される。
【０１２９】
図１２と図１３を比較して、固定的なフィードバックの間隔を使用することは、適応的なフィードバックの間隔の制御方法を使用するよりもはるかに多くのフィードバックのインスタンスに繋がる可能性がある。また、図１２に示される結果において、フィードバックが実行される多くの回数での拡張ＣＭＤは非常に低い（確実に０．２の閾値未満）ので、多数のフィードバックは不要である。さらに、図１２に示される結果において、チャネルの状態情報の更新は、十分に迅速ではない。これは、拡張ＣＭＤは、フィードバックが実行されたときに既に高いためである。
【０１３０】
対照的に図１３に示される適応的なフィードバックの間隔の制御方法の結果では、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの良好な釣り合いが達成される。特に、図１２に示される４つのセルセクタのフィードバックのインスタンスの全体数は、４０であり、図１３に示される提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームを使用して同じ４つのセルセクタのフィードバックのインスタンスの全体数は１１である。これは、７３％のフィードバックのオーバヘッドの低減である。従って、提案される適応的なフィードバックの間隔の制御方法を使用して達成可能なフィードバックのオーバヘッドにおける低減は、著しい。重要なことに、提案される適応スキームは、システムの容量又はブロック誤り率（ＢＬＥＲ）の観点でＣｏＭＰのパフォーマンスを低下することが期待されない。
【０１３１】
［ステージ２：様々なＣｏＭＰシナリオにおける提案される適応ＦＩＣスキームのパフォーマンス］
図１４は、様々なＣｏＭＰシナリオにおける提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームのパフォーマンスを示す。図１４のシミュレーション設定は、図１３のそれと同じである。実際、図１４に示される個々のセルセクタのそれぞれの時間ステップでの拡張ＣＭＤは、図１３に示されるのと同じであり、上述されたように、拡張ＣＭＤは、ＣＢダウンリンク送信によるＣｏＭＰスキーム、或いは、ローカル又は重み付けローカルプレコーディングを使用したＪＰ送信によるＣｏＭＰスキームにおいて使用されたときに、提案されたフィードバックの間隔の制御システムに対応する。しかし、これに加えて、図１４は、グローバルプレコーディング及びＭＢＳＦＮプレコーディングをそれぞれ使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰスキームに対応する、４つのセルを使用した連結されたチャネル行列Ｈcat及び合計されたチャネル行列Ｈsumを使用して、それぞれの時間ステップで生成される拡張ＣＭＤ値を示す。
【０１３２】
図１４から、連結されたチャネル行列及び合計されたチャネル行列を使用することで、グローバルプレコーディング及びＭＢＳＦＮプレコーディングをそれぞれ使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰスキームで必要とされるフィードバックのオーバヘッドは、更に低減される。例えば、これらの送信のシナリオの両者の４つのセルセクタのフィードバックインスタンスの全体数は４であり、上述された固定フィードバック間隔のスキームに比較して９０％のフィードバックのオーバヘッドの低減となる。従って、それぞれ個別の協働するセルセクタにおける固定的なフィードバックの間隔を使用したスキームに比較して、提案されるスキームは、フィードバックのオーバヘッドを大幅に節約することができ、異なるＣｏＭＰのシナリオの範囲における適用のために適合される。
【０１３３】
図１４に示されるパフォーマンス結果は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈである、様々なＣｏＭＰの低移動度のシナリオに対応する。対照的に、図１５は、ＵＥの速度が３０ｋｍ／ｈである、様々なＣｏＭＰの中移動度のシナリオにおける提案されるスキームのパフォーマンスを示す。図１５のシミュレーション設定は、ＵＥの速度が増加するときにチャネルの時間変化が迅速であるために、１６個の拡張ＣＭＤ値のみをそれぞれのＣｏＭＰモードについてプロットして提案されるスキームのパフォーマンスを評価する点を除いて、図１４のそれらと同じである。
【０１３４】
３０ｋｍ／ｈの移動度のシナリオにおける固定的なフィードバックの間隔の方法のシミュレーション結果は、図１５に与えられるものと比較するために図１６に示される。図１６に示されるシミュレーション結果について使用されるδの値は２である。
【０１３５】
図１５から、３０ｋｍ／ｈの移動度のシナリオについて、異なるＣｏＭＰモデルの相対的なパフォーマンスは、３ｋｍ／ｈの移動度のシナリオのそれに類似する。１６の時間サンプルの期間において、ＣＢダウンリンク送信によるＣｏＭＰについて、或いは、ローカル又は重み付けローカルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰについて、４つのセルセクタのフィードバックインスタンスの全体数は７である。さらに、グローバルプレコーディング又はＭＢＳＦＮプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰについて、４つのセルセクタのフィードバックインスタンスの全体数は４である。従って、提案されるスキームは、フィードバックインスタンスの全体数が３６である固定フィードバック間隔スキームにおけるフィードバックのオーバヘッドに比較して、８１％及び８９％のフィードバックのオーバヘッドの低減となる。従って、提案されるスキームは、様々なＣｏＭＰの中移動度のシナリオにも適用可能である。
【０１３６】
先に記載された本発明の態様又は実施の形態の何れかにおいて、様々な特徴がハードウェアで実現されるか、又は１以上のプロセッサで実行するソフトウェアモジュールとして実現される。１態様の特徴は、他の態様の何れかに適用される。
【０１３７】
また、本発明は、本明細書で記載された方法の何れかを実行するコンピュータプログラム又はコンピュータプログラムプロダクト、本明細書で記載された方法の何れかを実行するプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。
【０１３８】
本発明を実施するコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、又は、例えばインターネットのウェブサイトから供給されるダウンロード可能なデータのような信号の形式であるか、或いは任意の他の形式である。
【０１３９】
様々な変形及び／又は変更が本発明の精神及び又は範囲から逸脱することなしに記載された特定の実施の形態に対してなされる場合がある。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関するものであり、より詳細には、セル間の送信の調整が存在するマルチセルの多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに関する。
【０００２】
本発明は、３ＧＰＰＬＴＥ，３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ，ＩＥＥＥ ８０２.１６及び８０２.１１の規格のグループに準拠するシステムで実現されることが想定されるが、これらは単なる例であり、本発明は、マルチセルのＭＩＭＯシステムの他の形式においても同様に実現されることが明からに理解される。
【背景技術】
【０００３】
［基礎技術］
この節は、所定の関連する技術に対する導入となる概要及び本発明が関連する分野に含まれる原理を与え、本発明の文脈を提供することに役立つものである。
【０００４】
基地局（ＢＳ）の範囲にある加入者局（ＳＳ）又は移動局（ＭＳ）又はユーザ装置（ＵＥ）と基地局が通信する無線通信システムが広く知られている。用語「加入者局（SS）」、「移動局（ＭＳ）」及び「ユーザ装置（ＵＥ）」等は、本明細書において交換可能であることが考慮される。これらは、便宜的且つ限定されるものではないが、ユーザ又はＵＥと一般に呼ばれる。また、先の用語は、交換可能であると考慮されるが、用語「モバイル」は、特に、移動局、加入者局等（すなわち「ユーザ」又はＵＥ）が常に移動可能である必要があることを必ずしも意味するものではないことが解釈されるべきである。多くの場合、確かに移動可能（例えばモバイルハンドセット）である。しかし、無線通信システム（及び本発明）は、ユーザが特定の位置に固定される場合にも動作する。
【０００５】
（典型的には３である）１以上の基地局によりカバーされるエリア（すなわちそれらの基地局により給仕される地理学的な領域）は、セルと一般に呼ばれ、典型的に、多くの基地局（ＢＳ）は、隣接するセルと多かれ少なかれ継ぎ目なく広い地理的な領域をカバーするように、適切な位置に設けられる。それぞれのＢＳは、その利用可能な帯域幅、すなわち周波数及び時間のリソースを、ユーザの個々のリソースの割り当てに分割する。より多くのユーザ、より多くのデータ量の多いサービス及び／又は高いデータ伝送速度を収容するため、係るシステムの容量を増加し、リソースの利用の効率を改善する一定の必要性が存在する。
【０００６】
ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、無線通信システムにおいてデータを伝送する１つの公知の技術である。ＯＦＤＭに基づく通信スキームは、多数の加入者の間で伝送されるデータシンボルを分割するものであり、従って用語「周波数分割多重」である。データは、その位相、振幅、又は位相と振幅の両者を調節することでサブキャリアで変調される。名前「ＯＦＤＭ」の「直交“Orthogonal”」の部分は、周波数領域におけるサブキャリアの配置が数学的な意味で他のサブキャリアに対して直交するように特に選択されるという事実による。言い換えれば、サブキャリアの配置は、隣接するサブキャリアのサイドバンドがオーバラップすることが許容され、サブキャリア間の干渉なしに受信されるように、周波数軸に沿って配置される。数学的な用語において、それぞれのサブキャリアの正弦波は、線形チャネルの固有関数と呼ばれ、それぞれ正弦波のピークは、それぞれ他の正弦波のゼロと一致する。これは、サブキャリアをシンボル期間の逆数の倍数で配置させることで達成される。
【０００７】
個々のサブキャリア又はサブキャリアのセットが異なるユーザに割り当てられるとき、結果的に、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）と呼ばれる。当該技術分野で使用される用語「ＯＦＤＭ」は、ＯＦＤＭＡを含むことが意図されることがある。従って、２つの用語は、本発明の説明のために交換可能であることが考慮される。異なる周波数／時間リソースをセルにおけるそれぞれのユーザに割り当てることで、ＯＦＤＭＡは、所与のセルにおけるユーザの間で干渉を実質的に回避することができる。
【０００８】
基本のＯＦＤＭスキームの更なる変更は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭと呼ばれ、ＭＩＭＯは、多入力他出力を意味する。このタイプのスキームは、送信機と受信機との間で達成可能なデータ容量を改善するため、（両者であることがある）送信機及び／又は受信機で複数のアンテナを採用する。典型的に、これは、１以上の基地局とそれらの基地局により給仕されるユーザ装置（ＵＥ）との間の改善されたデータ容量を達成するために使用される。
【０００９】
例により、２×２のＭＩＭＯコンフィギュレーションは、送信機での２つのアンテナと受信機での２つのアンテナを含む。同様に、４×４のＭＩＭＯコンフィギュレーションは、送信機での４つのアンテナと受信機での４つのアンテナを含む。送信機及び受信機にとって、同じ数のアンテナを採用する必要はない。典型的に、無線通信システムにおけるＢＳは、電力、コスト及びサイズの制限における違いのため、（例えばモバイルハンドセットのような）ＵＥとの比較において多くのアンテナが設けられる。
【００１０】
用語「チャネル」は、送信機と受信機との間の無線リンクの周波数（又は等価的に時間遅延）応答を説明するために使用される。いわゆるＭＩＭＯチャネル（又は“channel”）は全ての加入者を含み（先の加入者に関する説明を参照）、送信の全体の帯域幅をカバーする。ＭＩＭＯチャネルは、多くの個々の無線リンクを含む。これらの個々の無線リンクの数は、１入力１出力（ＳＩＳＯ）チャネル（サブチャネルと呼ばれることもある）と個別に呼ばれる場合があり、Ｎr×ＮTであり、この場合、ＮTは、送信機でのアンテナの数、Ｎrは、受信機でのアンテナの数である。例えば、３×２のＭＩＭＯアレンジメントは、６つのリンクを含み、従って６つのＳＩＳＯチャネルを有する。
【００１１】
図１に概念的に表される簡略化された２×３のＭＩＭＯシステムを考えると、受信機ＲのアンテナＲ０は、送信機Ｔの送信アンテナＴ０，Ｔ１及びＴ２のそれぞれからの送信を受ける。同様に、受信機のアンテナＲ１は、送信機のアンテナＴ０，Ｔ１及びＴ２からの送信を受信する。従って、受信機で受信された信号は、送信機のアンテナからの送信（すなわちＳＩＳＯチャネル）の組み合わせを有する（又はから構成される）。一般に、ＳＩＳＯチャネルは、１以上のデータストリームを受信機に送信する様々なやり方で結合される。
【００１２】
図２は、より一般化されたＭＩＭＯシステムの概念図である。図２では、送信機は、ＮT個の送信アンテナを利用して信号を送信し、受信機は、Ｎr個の受信アンテナを利用して送信機から信号を送信する。全体のＭＩＭＯチャネルの特性の数学モデルを作成するため、送信機と受信機との間の個々のＳＩＳＯチャネルを表現することが必要である。図２に示されるように、個々のＳＩＳＯチャネルは、Ｈ0,0〜ＨNr-1,NT-1により表現され、図で指摘されるように、これらは、チャネルマトリクス又はチャネル応答マトリクスＨと一般に呼ばれるマトリクスの項を形成する。Ｈ0,0は、送信アンテナ０から受信アンテナ０に信号を伝送するチャネル特性（例えばチャネル周波数応答）を表すことが認識される。同様に、ＨNr-1,NT-1は、送信アンテナＮT−１を受信アンテナＮr−１に信号を送信するためにチャネル特性を表す。
【００１３】
図２では、送信アンテナ０〜ＮT−１を使用して送信された信号エレメントを表すシンボルｘ0〜ｘＮT−１は、送信信号ベクトルｘ（すなわちｘ＝（ｘ0,ｘ1,ｘ2,．．．,ｘＮT−１）T）を互いに形成する。ここで（）Tは、ベクトルの転置を示す。同様に、受信アンテナ０〜Ｎr−１により受信された受信信号ベクトルｙ0〜ｙＮr-1は、受信信号ベクトルｙ（すなわちｙ＝（ｙ0,ｙ1,ｙ2,．．．,ｙＮT−１）T）を互いに形成する。図２に示される（及び図３においても示される）簡略化されたシステムのベクトルｙとベクトルｘとの間の関係は、基本のＭＩＭＯシステムの式によりモデル化される。
【数１】
この場合Ｈは、上述されたチャネルマトリクスであり、ｎは雑音を表すベクトルである。雑音エレメントｎ0〜ｎＮr−１は、図２に示され、それぞれの受信信号エレメントｙ0〜ｙＮr−１における雑音を表す。従って、雑音ベクトルｎは、ｎ＝（ｎ0,ｎ1,ｎ2,．．．,ｎＮT−１）Tにより与えられる。式（１）により与えられるモデルについて、ベクトルｎにより表される雑音が平均ゼロと分散σ2をもつ付加白色ガウス雑音である。
【００１４】
名前「多入力多出力」にかかわらず、ＭＩＭＯシステムは、送信機と受信機のうちの一方が唯一のアンテナを有する場合でさえ（すなわちＮT＝１又はＮr＝１である場合でさえ）動作することができる。実際、ＭＩＭＯシステムは、送信機と受信機の両者が唯一のアンテナを有する場合でさえ（すなわちＮT＝Ｎr＝１である場合でさえ）動作すると技術的にいう場合があるが、この状況は、式（１）の数学モデルにおいて、ＭＩＭＯチャネルがマトリクスＨではなくスカラーにより表現されるため、特定の場合を構成することが考慮される。
【００１５】
ＭＩＭＯ送信スキームは、「非適応的」及び「適応的」として記載される場合がある。非適応的な場合、送信機は、チャネル特性の情報を有さず、このことは、チャネルの状態において変化を生じさせる状態の変化を考慮しないので、性能を制限する。適応型のスキームは、受信機から送信機に情報（チャネルの状態情報又はＣＳＩ（Channel State Information））のフィードバックに依存し、状態の変化を考慮して、データのスループットを最大にするために送信信号の変更を可能にする。本発明は、これら適応型のＭＩＭＯスキームに主に関するものである。
【００１６】
先に述べたフィードバックは、特にいわゆるＦＤＤ（周波数分割複信）システムにおいて重要であり、このＦＤＤでは、アップリンク送信（すなわちユーザ装置から基地局への送信）とダウンリンク送信（基地局からユーザ装置への送信）において２つの異なる搬送波周波数を利用する。周波数の変化のため、アップリングチャネルとダウンリンクチャネルは異なり、ＣＳＩは、信号を送信するときに（チャネル状態における変化のような）チャネルの変動を考慮するため、送信機がいわゆる「適応変調“link adaptation”」を実行することができるように、適応的なスキームを提供するためにフィードバックされる必要がある。他方で、いわゆるＴＤＤ（Time Division Duplex）システムにおいて、アップリンク及びダウンリンクは、同じ周波数で２つの隣接するタイムスロットで送信される。２つのタイムスロットは、チャネルの状態が変化せず、従ってチャネルの状態情報がフィードバックされる必要がないことが道理的に想定されることを意味することを意味する、チャネルコヒーレンス時間内にある。送信機は、送信機によりパイロット又は既知の波形を逆方向リンクで送出された信号に挿入することで通常支援される、逆方向リンクでの受信信号からチャネル推定することができる。
【００１７】
図３は、図１に示されるシステムに類似したＭＩＭＯシステムを表し、より一般化された図である。ＭＩＭＯシステム１は、複数の送信アンテナ（０），（１），．．．，（ＮT−１）を有する送信機２と、複数の受信アンテナ（０），（１），．．．，（Ｎr−１）を有する受信機３とを有する。送信機２は、ＮT個の送信アンテナを使用してシンボル０，１，．．．，ＮT−１を送信する。シンボルは、垂直符号化（vertical encoding）と呼ばれる１つのデータストリーム、又は水平符号化（horizontal encoding）と呼ばれる異なるデータストリームから作成される。さらに、それぞれ送信されたシンボルは、例えば、変調方法が二位相偏移変調（ＢＰＳＫ: Binary Phase Shift Keying）である場合に１ビットデータに対応し、変調方法が直交位相偏移変調（ＱＰＳＫ）である場合に２ビットデータに対応する。これらの概念については、当業者であれば精通しているであろう。受信機３は、Ｎr個の受信アンテナを使用して送信機から送信された信号を受信し、受信機３は、受信された信号から送信シンボルを再生する信号再生ユニット４を備える。
【００１８】
図３における矢印により示されるように、複数の送信アンテナから送信される信号は、複数の受信アンテナにより受信され、全体としてＮr×ＮT個の可能性のあるサブチャネルを生じる。言い換えれば、送信アンテナ（０）から送信された信号は、受信アンテナ（０）〜（Ｎr−１）により受信され、送信アンテナ（１）から送信された信号は、受信アンテナ（０）〜（Ｎr−１）により受信される。ｉ番目の送信アンテナからｊ番目の受信アンテナに信号を伝搬するサブチャネルの特性は、“Ｈji”として表現され、Ｎr×ＮTチャネルマトリクスＨの１つのコンポーネントの項を形成する。
【００１９】
更なる背景技術の説明として、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ送信機とＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機は、図４及び図５をそれぞれ参照して簡単に説明される。図４に概念的に示されるＯＦＤＭ送信機において、高速の二進データは、（畳込み符号を例として）符号化され、インタリーブされ、（ＢＰＳＫ，ＱＰＳＫ，６４ＱＡＭ等のような変調スキームを使用して）変調される。独立のチャネルエンコーダは、それぞれの送信アンテナについて使用される。その後、データは並列の低速変調データストリームに変換され、この並列の低速変調データストリームは、Ｍ個のサブキャリアに供給される。それぞれのエンコーダからの出力は、複数のサブキャリアで個別に搬送される。変調信号は、Ｍ点逆離散フーリエ変換（ＩＦＦＴ）により周波数分割多重化され、ガードインターバルが付加される。結果として得られるＯＦＤＭ信号は、Ｄ／Ａコンバータによりアナログ信号に変換され、ＲＦ帯域にアップコーバートされ、無線で送信される。
【００２０】
図５に概念的に示されるＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機で、Ｎr個の受信アンテナからの受信信号は、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）によりフィルタリングされ、ついで低周波にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、Ａ／Ｄコンバータによりサンプリングされ（すなわちデジタル信号に変換され）、サンプリングされたデータがＭ点高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に供給される前にガードインターバルが除去される。Ｎr個の受信アンテナにより受信された信号のそれぞれにフーリエ変換が施された後、ＭＩＭＯ信号処理ユニット１１に供給される。ＭＩＭＯ信号処理ユニット１１は、チャネル特性を保証する処理を行う（図３に示される）信号再生ユニット４を有する。
【００２１】
送信機（図４）及び受信機（図６）の先の説明は、概略的な説明のみにより与えられた。当業者であれば、係る装置及びそれらの動作に関わる原理に精通しているであろう。
【００２２】
なお、説明のため、先の説明は、単一の受信機にＭＩＭＯ信号を送出する単一の送信機の場合に主に焦点を当てているが、勿論、実際のＭＩＭＯ無線通信システムは、これよりも複雑であり、基地局が１以上のユーザ／ＵＥに同時にそれぞれのＭＩＭＯチャネルを送信する多くの相互に隣接するセルを提供する。実際に、本発明は、以下に説明されるように、これらのより複雑なシステムに向けられ、それらのシステムに関連して生じる。
【００２３】
［発明の背景］
先に説明されたように、周波数のリソースが従来のＯＦＤＭＡ−ＭＩＭＯスキームで利用される手段は、所与のセルにおけるユーザ間の干渉を防止するか又は実質的に制限する。言い換えれば、セル内の干渉が実質的に回避される。しかし、先のパラグラフで説明されたより複雑なマルチセルネットワークにおいて、ＯＦＤＭＡ及びＭＩＭＯ送信の利益は、セル間環境により制限されることがある。
【００２４】
セル間干渉は、例えば、あるセルにおけるユーザへのデータの送信において基地局により利用される周波数のリソース（すなわちキャリア及びサブキャリア）が、隣接セルにおけるユーザへのデータの送信において基地局により利用される周波数のリソースと同じであるために生じる。言い換えれば、本発明が使用を見い出す場合がある無線通信システムにおいては、当該技術分野における技術を使用して、隣接セル間の１：１の周波数の再使用となる可能性がある。この影響は、いわゆるセル間の境界近くに位置する「セルエッジユーザ」にとって特に重要である。「セルエッジユーザ」にとって、そのユーザに現在給仕しているある基地局への距離は、隣接セルにおける基地局への距離と大まかに同じであるか、又は僅かに異なる。結果として、セルのエッジ近くのユーザの視点から、給仕している基地局から受信された信号強度は、セルエッジユーザにより見たときに、隣接セルにおける基地局からの信号強度よりも僅かに強いか、又は近似的に同じである。そして、共通の周波数のリソースが隣接セルにおいて使用されるため（すなわち隣接セルにおいて実質的に同じ送信周波数が同時に使用されるため）、隣接セルにおいて送信されている信号は、セルエッジユーザに送信されているデータと干渉することがある。
【００２５】
この問題に対処するために提案されている１つの方法は、セル間環境を除去又は低減するために複数の基地局間でＭＩＭＯ送信を調整（すなわち隣接セル又は近くのセルにおける送信を調整）することである。この調整を達成するために採用される技術の完全な説明は、この説明の目的のために必要ではない。この目的について、この調整は、調整されたセル（又は調整されたセルの部分）間のセル間干渉を低減又は除去することができ、これにより、高データレートのカバレッジ、セルエッジのスループット及び／又は全体のシステムスループットにおける大幅な改善となることを述べることで十分である。しかし、この改善のトレードオフは、マルチセルＭＩＭＯシステムにおける送信の調整はチャネルの状態情報（ＣＳＩ）及びデータ情報が調整された基地局間で共有されることを要求する。これは、システムの送信及びデータ容量のリソースへの大幅な更なる負荷となる。特に、ＦＤＤシステムについて、基地局のチャネルの情報は、ユーザ装置（ＵＥ）のフィードバックにより主に取得される。複数のセル（又は複数のセルのセクタ）が調整された送信に参加するので、フィードバックされるために必要とされるチャネルの情報量は、協働するセル（cooperating cells）の数（又は協働するセルのセクタの数）と共に線形に増加する。これはアップリンクチャネルに重い負荷を課すことが理解される。
【００２６】
先のパラグラフで説明されたように、（調整されるマルチポイント送信／受信又はＣｏＭＰとも呼ばれる）調整される複数のセルのＭＩＭＯ送信／受信は、高データレートのカバレッジ、セルエッジのスループットを改善し、及び／又はシステムのスループットを増加するために使用される。ＣｏＭＰで使用されるダウンリンクスキームは、以下の２つのカテゴリに含まれると考えられる。
・「調整されたスケジューリング（Coordinated Scheduling）及び／又は調整されたビーム成形（Coordinated Beamforming）（ＣＳ／ＣＢ）」
・「共同処理（Joint Processing）／共同送信（Joint Transmission）（ＪＰ／ＪＴ）」
ちなみに、当業者であれば、指向性の信号送信及び／又は受信を支援する建設的及び破壊的な干渉を利用する信号処理技術である、ビーム成形の基礎及び基本原理に精通しているであろう。従って、ビーム成形の更なる説明は、ここでは必要とされない。
【００２７】
ＣＳ／ＣＢでは、単一のＵＥへのデータは、ある送信ポイントから即座に送信されるが、ユーザスケジューリング（すなわち、それぞれのユーザに送信のタイミングのスケジューリング）に関する判定、及び／又はビーム成形の判定は、協働するセル（又はセルのセクタ）間の調整により行われる。言い換えれば、スケジューリング／ビーム成形の判定は、調整されたスキームに参加しているセル（又はセルのセクタ）間の調整により行われる。
【００２８】
他方で、ＪＰ／ＪＴにおいて、単一のＵＥへのデータは、（コヒーレント又は非コヒーレントに）受信された信号の品質を改善し、及び／又は他のＵＥの干渉をキャンセルするため、複数の送信ポイントから同時に送信される。
【００２９】
図６は、図６におけるセルの分布に関して基地局が示される方式が、実際の無線通信システムの実現における基地局の向かい合うセルの真の分布を正確に反映していないが、ＣｏＭＰで使用されるダウンリンク送信の２つの上述されたカテゴリの動作原理を概念的に示す。しかし、図６は、ＣｏＭＰで使用される、ＣＳ／ＣＢ及びＪＰダウンリンクの送信スキームの原理を説明するために十分である。
【００３０】
共同処理（ＪＰ）は、図６（ａ）において表されており、図６（ａ）において、セルＡ，Ｂ及びＣがＵＥに積極的に送信し、セルＤがセルＡ，Ｂ及びＣにより使用される送信インターバルの間に送信しない。
【００３１】
調整されたスケジューリング及び／又は調整されたビーム成形（ＣＳ／ＣＢ）は、図６（ｂ）に表されており、図６（ｂ）において、協働セルの間の同一チャネルのセル間干渉が低減又は除去されるように、セルＢのみがデータをＵＥに積極的に送信し、ユーザのスケジューリング／ビーム成形の判定は、セルＡ，Ｂ，Ｃ及びＳの間の調整により行われる。
【００３２】
ＣｏＭＰの動作において、ＵＥは、チャネルの状態情報をフィードバックする。チャネルの状態情報は、詳細にわたることがあり、１以上のチャネルの状態／統計情報、狭帯域のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）等のうちの１以上の測定値を含むことがある。チャネルの状態情報は、チャネルの空間構造及び他のチャネルに関連するパラメータに関連する測定値を含む。
【００３３】
先に説明したように、チャネルの状態情報のフィードバックにより、チャネルの状態の変化を考慮し、データのスループットを最大にするため、送信信号の変更（典型的に送信前の基地局による変更）が可能となる。より詳細には、このフィイードバックは、この基地局でのプレコーダ設計、適応変調及びスケジューリングを実行するために行われることがある。また、先に説明されたように、ＦＤＤシステムについて、フィードバックされるために必要とされるチャネル情報の量は、協働するセル（又はセルのセクタ）の数に線形に増加し、これにより、特にアップリンクチャネルについて重い更なる負荷が形成される。
【００３４】
さらに、ハイパフォーマンスのＣｏＭＰ送信スキームは、期限が経過しているチャネル情報に非常に感度が高いことがある。従って、ＣｏＭＰの利益は弱められるか、又は、例えばＵＥの速度が１２０ｋｍ／ｈ以上であるような高い移動度のシナリオにおいて実現可能ではない場合がある。これは、係る高速度について最適又は良好にＣｏＭＰが機能するのを可能にするフィードバック要件を満たすことが困難であるためである。従って、本発明は、例えばＵＥが約３０ｋｍ／ｈまでの速度をもつような低速及び中速のシナリオにおけるＣｏＭＰの環境において典型的に実現されることが想定される。しかし、この点について厳密な制限はなく、おそらくフィードバック要件により課される課題に係らず、又は満足するのを容易にするフィードバック要件を最小にするか又は効率化するための手段が考え出された場合、本発明は高い移動度のシナリオで実現されることが明らかに理解される。
【００３５】
この節の残りは、チャネルの状態情報のフィードバックに関連する先に提案された方法及び他の開示について説明する。
【００３６】
中国特許ＣＮ１０１４１５２２９号は、空間分割多元接続システムにおける制限されたフィードバック制限に基づいてチャネルの状態情報（ＣＳＩ）をフィードバックする方法を記載している。本方法は、量子化誤差の閾値及びチャネルゲインの閾値を使用して、ＣＳＩをフィードバックすべきユーザを選択する。
【００３７】
国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２００８０５６５７９は、無線通信システムにおけるＣＱＩ（チャネル品質指標／インジケータ）フィードバック情報における冗長度を低減するため、受信機でＣＱＩフィードバックを圧縮するシステム及び方法を提示する。周波数領域でＣＱＩを圧縮するため、この文献における主要な考えは、そのＣＱＩが最も変化したサブバンドのＣＱＩをフィードバックすることであり、時間領域でＣＱＩを圧縮することである。離散コサイン変換は、ＣＱＩに関して実行される。
【００３８】
台湾特許ＴＷ２７４４８２号では、フィードバックレートを低減するためのＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムで適用される方法が開示される。主要な提案は、周波数帯域の一部についてＣＳＩをフィードバックすることであり、次いで全ての周波数帯域のＣＳＩは、フィードバックでの補間により表される。
【００３９】
米国特許第７，３５９，４７０号は、ＭＩＭＯシステムにおけるＣＳＩについて最小のフィードバックレートを決定する方法を提案する。ＣＳＩの最近のフィードバックに基づいて、容量における期待されるパフォーマンスの損失を推定する方法が提案される。この方法は、推定される空間共分散情報に基づいて、期待されるパフォーマンスの損失を推定する。期待されるパフォーマンスの損失に関する推定を使用することで、期待される容量が予め決定された閾値よりも大きい最大の許容可能なチャネルフィードバック遅延が計算され、最大の許容可能なチャネルフィードバック遅延に基づいて、最小のフィードバックレートが導出される。
【００４０】
欧州特許第１４３７８５４号では、無線通信システムにおける可変のチャネル品質のフィードバックレートは、基地局から移動局への送信の有無に基づいて提案される。
【００４１】
米国特許第７０５０７５９号は、３つの個別のフィードバックのサブチャネルを使用することによるフィードバックのオーバヘッドを低減する方法を開示する。主要な考えは、それぞれのサブチャネルで搬送される情報は、チャネル状態を記憶する内部レジスタを選択的に更新するために基地局により個別に又は全体として使用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００４２】
本発明の１態様（又は１態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおいて使用される方法である。ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、それぞれのセルが、１以上のユーザに信号を送信し、１以上のユーザから送信される信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セルが設けられ、ユーザは、関連する基地局に、関連する基地局とそのユーザとの間のチャネルに関連するチャネルの状態情報をフィードバックし、基地局は、チャネルの変動を考慮して、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を適合させる。本方法は、チャネルの空間構造における時間変動に関連する情報を取得するステップ、及びチャネルの空間構造における時間変動に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節するステップを含む。
【００４３】
本発明の別の態様（又は別の態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける使用向けのユーザ装置である。ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、それぞれがユーザ装置（及び他のユーザ装置）に信号を送信し、ユーザ装置から信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セル又はセルのセクタが設けられ、ユーザ装置は、関連する基地局とユーザ装置との間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を関連する基地局にフィードバックし、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザ装置（及び／又は他のユーザ装置）への送信のために基地局が信号を適合させるのを可能にし、チャネルの空間構造における時間変動に関連する情報を取得し、チャネルの空間構造における時間変動に基づいて、チャネルの状態情報がフィードバックされるタイミングを調節する。
【００４４】
本発明の更に別の態様（又は更に別の態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムである。ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、それぞれが１以上のユーザに信号を送信し、１以上のユーザから送信された信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セル又はセルのセクタが設けられ、１以上のユーザは、関連する基地局とそれぞれのユーザとの間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を関連する基地局にフィードバックし、基地局は、チャネルの変動を考慮するため、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を適合させ、チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報が取得され、チャネルの空間構造における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングが調節される。
【００４５】
本発明の更なる態様（又は更なる態様の少なくとも１つの実施の形態）は、概して、先のパラグラフに記載された多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける使用向けの基地局にある。基地局は、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を１以上のユーザに送信し、１以上のユーザは、パラメータを連続して計算し、パラメータが閾値の等しいか又は閾値を超えるときに、チャネルの状態情報を基地局に、及び／又は１以上の他の基地局にフィードバックする。
【００４６】
一般に、それとは反対に明らかな意図がない場合には、本発明の１態様に関して記載される特徴は、同様に、組み合わせが本明細書において明示的に言及又は記載されないとしても、他の態様と組み合わせて適用される場合がある。
【００４７】
通常、ＭＩＭＯ無線通信システムでは、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックする時間間隔は固定されており、又は、別のセルに対してあるセル（又はセルのセクタ）において使用される異なるフィードバック時間間隔が存在する場合、それぞれの係る時間間隔は、他のセル／セクタにおける間隔を参照することなしに典型的に選択される。しかし、先に説明されたように、ＣｏＭＰにおいて、セル間において調整があり、実際に、先に説明された共同処理（ＪＰ）ダウンリンクの送信スキームの場合、単一のＵＥへのデータは、複数の送信ポイントから同時に送信される。従って、従来の固定された又は独立に設定されたフィードバック間隔は、ＣｏＭＰの環境における使用向けに適切ではない。
【００４８】
本発明の有利な特徴の１つは、チャネルの状態情報のそれぞれのフィードバック間の時間間隔の長さは、ＭＩＭＯチャネルの時間変化の特性（すなわちチャネルの特性が時間的に変化するやり方）、特に、ＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化を考慮して決定される。この重要性を理解するため、高速に時間変化するＭＩＭＯチャネルについて、本発明は、フィードバック間隔が短くされるのを可能にし、より低速に時間変化するＭＩＭＯチャネルについて、フィードバック間隔を長くされるのを可能にすることが理解される。これは、ＭＩＭＯチャネルの状態（及び特に空間構造）が時間的に迅速に変化し、チャネルの状態情報が関連する基地局に十分に頻繁に送出されない場合に、適応変調等を行うために基地局が使用する情報が時代遅れ且つ不正確となり、これがシステムパフォーマンスに悪影響を及ぼす状況を低減するか、又は回避するために役立つ。他方で、ＭＩＭＯチャネルの状態（及び特に空間構造）が時間的に低速に変化する場合、効率的な適応変調等を達成するために必要なよりも迅速にチャネルの状態情報をフィードバックすることで、不要な送信負荷が形成される状況が低減されるか、又は回避される。従って、本発明は、一方で高速に時間変化するＭＩＭＯチャネルにおいて満足するパフォーマンスを達成するために必要とされる十分に迅速なフィードバックを可能にし、アップリンクのオーバヘッドに不要な負荷を形成するように迅速にフィードバックすることがない、適応的なフィードバック間隔の制御が実行されるのを可能にする。言い換えれば、本発明は、フィードバックの負荷とシステムのパフォーマンスとの間で適切なバランスを達成するのに役立つ。本発明は、様々なＣｏＭＰ送信モードに従って動作するシステムにおいて、このバランスを達成するのに役立つ。
【００４９】
上述の説明から明らかであるように、本発明は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける基地局とユーザとの間の信号信号に関する。基地局は、係る信号を送信及び受信するために適切な形式を取る。基地局は、３ＧＰＰ ＬＴＥ，３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ，ＩＥＥＥ ８０２.１６及び８０２.１１規格のグループにおける実現について提案される形式を取り、従って異なる状況において必要に応じてＮｏｄｅＢ又はｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）として記載される。しかし、この点について特に限定されるものではないことは明らかに理解される。確かに、本発明の機能的な要件に依存して、一部又は全部の基地局は、ユーザからの信号を送信及び受信し、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいてユーザへの送信のために信号を適合するために適した他の形式を取る場合がある。
【００５０】
同様に、本発明では、それぞれのユーザは、基地局からの信号を送信及び受信するために適した形式を取る場合がある。例えば、ユーザは、加入者局（ＳＳ）、又は移動局（ＭＳ）、ユーザ装置（ＵＥ）、又は他の適切な固定された位置又は移動可能な形式である。本発明を可視化するため、モバイルハンドセットとしてのユーザ（及び多くの例では少なくとも幾つかのユーザはモバイルハンドセットを有する）を想像することは便利であるが、この点について限定されるものではない。ユーザは、３ＧＰＰ ＬＴＥ，３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ，ＩＥＥＥ ８０２.１６及び８０２.１１規格のグループと互換性のある形式をとる場合があるが、この点について限定されるものではない。
【００５１】
無線通信システムでは、互いに関して基地局の配置は、セル（及びセルのセクタ）のレイアウトを定義する。本発明は、特定の基地局の配置又はセルのレイアウトに必ずしも限定されるものではない。本発明の所定の好適な実施の形態は、セルに対する基地局の配置はセル当たりの３つのセルのセクタを定義する六角形のセル構成を参照して以下に記載される。しかし、他の構成の範囲も可能である。
【００５２】
先に説明されたように、本発明では、ユーザは、関連する基地局にチャネルの状態情報をフィードバックするように適合される。また、本発明は、マルチセルのＭＩＭＯ送信及び受信に主に関し、特にいわゆる調整されたマルチポイント（ＣｏＭＰ: Co-ordinated MultiPoint）スキームに関する。説明されるように、異なるＣｏＭＰスキームにおいて異なるダウンリンクモードが使用される。これは、異なるＣｏＭＰスキームで使用された異なるダウンリンクモードが異なるフィードバックモードを必要とするために重要である。
【００５３】
異なるダウンリンクＣｏＭＰモードのサポートで使用されるフィードバック方法は、この業界における議論及び交渉の主部である。結果として、（例えば３ＧＰＰ ＬＴＥ−Ａ等に準拠するシステムのような）少なくとも所定の種類の無線通信システムに関して、以下の３つのカテゴリに含まれるＣｏＭＰフィードバックメカニズムが利用される。
・明示的なチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック、
・暗黙的なチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック、
・ＳＲＳ（Sounding Reference Signal）のＵＥ送信は、チャネルの相互関係を利用することで、基地局でのＣＳＩ推定のために使用される。
【００５４】
これらの３つのフィードバックメカニズムのうち、最初の２つは、ＦＤＤシステムを主にターゲットとしており、３番目は、ＴＤＤシステムをターゲットとしている。先に説明された理由のため、本発明は、ＦＤＤシステムを特に狙いとしており、ダウンリンクのＣｏＭＰのサポートにおいてフィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの間の適切なバランスを達成する。
【００５５】
先のフィードバックメカニズムの第一のカテゴリ（明示的なチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック）において、フィードバックされるチャネルの状態情報は、送信機又は受信機の処理を想定することなしに受信機により観察される。対照的に、第二のフィードバックメカニズムのカテゴリ（暗黙のチャネルの状態／統計的な情報のフィードバック）は、例えばチャネル品質指標（ＣＱＩ: Channel Quality Index）、プレコーディングマトリクス指標（Precoding Matrix Index）、チャネルマトリクスに関するランク情報（RI: Rank Information）に関連する、異なる送信及び／又は受信の前提を使用する。
【００５６】
しかし、誤解を避けるため、本発明は先の（又は他の）フィードバック方法又はメカニズムの何れかに必ずしも限定されないことを理解されたい。本発明が実現されるシステムで使用されるダウンリンクモードが与えられると、適切なフィードバックメカニズムが使用される。チャネルの状態情報でフィードバックされるか、チャネルの状態情報の一部としてフィードバックされる情報の種類は、ＢＥＲ（Bit-Error Rate）、ＣＢＥＲ（Channel BER）、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）、ＳＩＮＲ（Signal to Interference Noise Ratio）、ＭＥＲ（Modulation Error Ratio）及び、チャネルの空間構造に関する他の統計的な情報又は他の情報、及び／又は、チャネルマトリクス情報、空間相関マトリクス情報、ＰＭＩ、ＲＩ及びコードブックのような時間変化を含む。これらは例であり、他の量、又は異なる形式で与えられる類似の量を送信することもできる。
【００５７】
本発明では、基地局は、チャネル変化（特にチャネルの空間構造における変化）を考慮し、データのスループットを最大にするため、フィードバックされるチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を適合させることが好ましい。より詳細には、基地局は、プレコーダ設計及び適応変調を実行することが好ましい。プレコーダの設計及び適応変調の詳細は、本発明の説明の範囲外である。
【００５８】
重要なことに、本発明の様々な態様に置いて、本発明は、チャネルの状態における時間変化に関連する情報を取得し、チャネルの状態における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節する。特に、本発明は、チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報を取得し、チャネルの空間構造における時間変化に基づいてユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節する。チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報は、多種多様な形式をとり、それらの全ては、本発明の範囲に含まれると考えられる。好適な実施の形態では、チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報は、チャネルマトリクス情報、空間相関マトリクス情報、ＰＭＩ、固有値及び固有ベクトルである。
【００５９】
本発明の幾つかの実施の形態では、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータが定義される。好ましくは、パラメータは、チャネルの空間構造における時間的な変化の程度を示す。幾つかの例では、変化の速度を表すと考えられる。パラメータは、異なる状況においてスカラーベクトル、マトリクス又はテンソルである場合がある。
【００６０】
当業者であれば理解するように、チャネルの状態における変化は、ある理由により生じる。例えば、チャネルの空間構造における変化は、チャネルへのドップラ効果により生じる場合がある。この例では、同じユーザと異なる基地局との間のチャネルのドップラスペクトルは異なる場合があるので、異なる送信セルのセクタにおけるチャネルは、異なる時間変動を受ける。チャネルの状態及びチャネルの空間構造における時間変化の他の原因は、当業者により良好に理解されるであろう。
【００６１】
好適な実施の形態では、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングの調節は、上述されたパラメータの閾値を定義し、連続する回数（典型的に周期的）でパラメータを計算し、パラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるとき、１以上の基地局にチャネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか、ユーザのフィードバックを可能にする。適切に、パラメータの計算において、１以上のチャネルについてチャネルマトリクスが使用される。好ましくは、閾値は、ルックアップテーブルに記憶され、基地局又はユーザ装置で、シミュレーションにより取得されることが好ましい。
【００６２】
幾つかの特定の実施の形態では、１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、調整されたスケジューリング（ＣＳ）、調整されたビーム成形（ＣＢ）、ローカルのプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）、又は重み付けされたローカルのプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）のうちの１つを含む。これらの実施の形態は、調整されたセル、又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネルマトリクスを使用して、前記セル又はセルの一部のそれぞれについて前記パラメータを計算すること、そのセル又はセルの一部のパラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるときに、セル又はセルの一部の基地局にチャネルの状態情報をユーザにフィードバックされるか、又はユーザフィードバックを可能にすることを含む。
【００６３】
他の特定の実施の形態では、１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、グローバルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含む。これらの他の実施の形態は、調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネルマトリクスから連結されたチャネルマトリクスを計算すること、連結されたチャネルマトリクスを使用して前記パラメータを計算すること、パラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるときに、調整されたセル又はセルの一部の基地局に、チャネルの状態情報をユーザにフィードバックされるか又はユーザフィードバックを可能にすることを含む。
【００６４】
なお更に特定の実施の形態では、１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、ＭＢＳＦＮプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含む。更なる実施の形態は、調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネルマトリクスから合計されたチャネルマトリクスを計算すること、合計されたチャネルマトリクスを使用して前記パラメータを計算すること、パラメータが閾値に等しいか又は閾値を超えるとき、調整されたセル又はセルの一部の基地局にチャネルの状態情報をユーザフィードバックさせるか又はユーザのフィードバックを可能にすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
図１〜図６は、本明細書に関連して、本発明に対する背景技術を説明する。残りの図は、本発明の所定の特徴、態様及び動作を説明する。しかし、図面は、説明のために、理解を支援するためにのみ与えられ、本発明は、必ずしも、図示される背景情報、特徴又は態様又はこれらの一部に限定されず、また、図面を参照して記載される背景情報、特徴又は態様又はこれらの一部に限定されないことを理解されたい。
【図１】簡略化された２×３のＭＩＭＯシステム、及びそれぞれ送信機のアンテナと受信機のアンテナとの間の個々のＳＩＳＯチャネルを例示する図である。
【図２】送信機がＮT個の送信アンテナを有し、受信機がＮr個の受信アンテナを有する一般化されたＭＩＭＯシステム、受信アンテナにより受信された信号に雑音が導入されることを例示する図である。
【図３】図１に与えられるシステムに類似し、一般化されたＭＩＭＯシステムに関連するシステムを例示する図である。
【図４】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ送信機の所定の重要な機能コンポーネントを例示する図である。
【図５】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ受信機の所定の重要な機能コンポーネントを例示する図である。
【図６】（a）は、ＣｏＭＰで使用される、いわゆる共同処理（ＪＰ）のダウンリンク送信の動作原理を例示する図である。（b）は、ＣｏＭＰで使用される、いわゆる調整されたスケジューリング及び／又はビーム成形（ＣＳ／ＣＢ）のダウンリンクの送信の動作原理を例示する図である。
【図７】基地局、セル及びセルの一部（セクタ）が本発明が適用可能な種類の無線通信システムに分布される１つの方法を例示する図である。基地局及びセル等は代替となる無線通信システムにおいて他の方法で分布される場合があり、本発明は係る他の代替的なスキームにおいても同様に適用される。言い換えれば、本発明は、セル／基地局／セルセクタの分布の配置の特定の形式に限定されるものではない。
【図８】ＣＢ／ＣＳダウンリンクの送信を使用したＣｏＭＰスキームにおいて、３ｋｍ／ｈのＵＥの速度を想定したときの、ＵＥと２つの異なるセルのセクタの送信機との間で生成される広帯域ＣＭＤの比較を示す図である。
【図９】グローバルプレコーディングによるＪＰダウンリンクの送信を使用したＣｏＭＰスキームにおいて、２つの協働するセルのセクタからの連結されたチャネルマトリクスを使用して計算された広帯域ＣＭＤの時間変化を示す図である。
【図１０】ＭＢＳＦＮプレコーディングによるＪＰダウンリンクの送信を使用してＣｏＭＰスキームにおいて、２つの協働するセルのセクタからの合計されたチャネルマトリクスを使用して計算された広帯域ＣＭＤの時間変化を示す図である。
【図１１ａ】提案される低減されたオーバヘッドのフィードバック間隔の制御スキームの様々な実施の形態が集合的／全体的に実現される方法を例示するフローチャートである。
【図１１ｂ】図11ｂに続く、提案される低減されたオーバヘッドのフィードバック間隔の制御スキームの様々な実施の形態が集合的／全体的に実現される方法を例示するフローチャートである。
【図１２】固定されたフィードバック間隔のスキームが使用される４つのセルのセクタの広帯域ＣＭＤ値を示すシミュレーション結果のプロットである。
【図１３】ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信によるＣｏＭＰシステム、或いはローカル又は重み付けされたローカルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンクの送信によるＣｏＭＰシステムにおいて提案されるフィードバック間隔の制御スキームが使用される、４つの調整されたセルセクタの広帯域ＣＭＤ値を示すシミュレーション結果のプロットである。
【図１４】図１３に類似するが、グローバルプレコーディング及びＭＢＳＦＮプレコーディングを使用してＪＰダウンリンクの送信によるＣｏＭＰスキームにおいて提案されるフィードバックインターバルの制御スキームが使用される、４つの調整されたセルの広帯域ＣＭＤ値を示す図である。
【図１５】図１４に対するシミュレーション結果を示すが、低い移動度のシナリオに関する中間の移動度のシナリオについてのシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】固定されたフィードバック間隔のスキームが中間の移動度のシナリオで使用される、４つのセルセクタについて広帯域ＣＭＤ値を示すシミュレーション結果のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
先に説明されたように、本発明は、チャネルの状態が時間的に変化するやり方に基づいて、１以上のＵＥがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節する。好適な実施の形態では、フィードバックの間隔は、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータに基づいて適応的に変更される。
【００６７】
以下で記載される本発明の特定の好適な実施の形態では、この目的のために選択されるパラメータは、「拡張された相関行列の距離（extended Correlation Matrix Distance）」又は「広帯域の相関行列の距離」（すなわち拡張CMD又は広帯域CMD、これらの用語は、交換可能であると考えられる）と呼ばれ、記号ｄwd_corrにより表される。しかし、先に述べたように、本発明は、この特定のパラメータの使用に必ずしも限定されるものではなく、本発明の他の実施の形態は、チャネルの状態における時間変化又はチャネルの空間構造における時間変化に関連する他のパラメータを使用するか、或いは、チャネルの状態又は空間構造における時間変化に基づいてフィードバックの間隔を調節する他の手段を使用して代替的に動作することができる。
【００６８】
相関行列の距離として知られる量は、M. Herdin, N. Czink, H. Ozcelik及びE. Bonekによる文献“Correlation matrix distance, a meaningful measure for evaluation of non-stationary MIMO channels”, in IEEE VTC spring 2005, vol. 1, 2005, pp.136-140に記載されている。
【００６９】
注記：上記文献で記載される相関行列の距離の基準は、「拡張CMD」／「広帯域CMD」のｄwd_corrの基準のそれぞれの量がある観点において類似しているとしても、以下で記載される本発明の実施の形態で使用される「拡張CMD」／「広帯域CMD」のｄwd_corrの基準と混乱されるべきではない。それらの間の区別は、以下に更に説明される。
【００７０】
先の文献では、相関行列の距離は、狭帯域の高速フェージングMIMOチャネルの構造における変化の測度として導入される。先の文献は、以下のように相関行列の距離ｄcorrを定義する。
【数２】
ここでｔｒ｛・｝は行列のトレースを示し、‖・‖は、行列のフロベニウスノルムを示し、Ｒ(ｔ1)及びＲ(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定されたＭＩＭＯチャネルの空間的な相関行列である。
【００７１】
送信機側の空間的な相関について、空間的な相関行列は、以下のように計算される。
【数３】
【００７２】
受信機側について、空間的な相関行列は、以下のように計算される。
【数４】
ここで（・）Hは、行列の共役転置を示し、（・）Tは、行列の転置を示し、Ｈ(ｔ)は、Ｎr個の受信機アンテナとＮT個の送信機アンテナをもつシステムについて、ある時間サンプルでのＮr×ＮT個のＭＩＭＯチャネル行列を表し、Ｅ｛・｝は、期待値演算子である。
【００７３】
式（III）及び（IV）において、空間的な相関行列を計算するために、時間領域において平均が計算される。言い換えれば、式（III）及び（IV）における期待値演算子内の行列積の期待値は、それぞれの行列積の時間平均であることが想定される。式（II）から分かるように、相関行列の距離ｄcorrの値は、０と１との間の範囲に及ぶ。より詳細には、空間的な相関行列Ｒ(ｔ1)及びＲ(ｔ2)が同じであるとき（スカラー要素は別として）、ｄcorrは０であり、Ｒ(ｔ1)及びＲ(ｔ2)が完全に相関しないとき、ｄcorrの最大値は１である。先に定義されたように、相関行列の距離の基準は、狭帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの構造における変化のシステムの独立な測度として使用される。相関行列の距離の基準により、１つの値と行列のサブスペースの両者を比較する間に、単一のパラメータにより変化が特徴付けられるのを可能にする。従って、相関行列の距離の基準は、ＭＩＭＯチャネルの主要な特性をカバーする一方で、簡単な手段を提供する利点を有する。
【００７４】
先に記載された相関行列の距離の基準の特性は、すなわち、システムに独立な測度であって、１つの値と行列のサブスペースの両者を比較する間に、単一のパラメータにより変化が特徴付けられるのを可能にするものであり、本発明の観点から有効な特性であると考えられる。しかし、本発明の記載される実施の形態は、狭帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの構造ではなく、広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化に焦点を当てるものであり、この焦点は、先に定義された相関行列の距離の焦点である。従って、記載される実施の形態において、相関行列の距離の基準は、広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化の測度を提供し、様々なＣｏＭＰのシナリオにおいて係る測度を提供するために変更される。言い換えれば、相関行列の距離の基準は、以下に記載される実施の形態で使用される拡張ＣＭＤ（又は広帯域ＣＭＤ）のｄwd_corrとなるように変更される。広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの拡張されたＣＭＤの基準ｄwd_corrは、以下のように定義される。
【数５】
この場合、先の式（II）〜（IV）を参照して記載された相関行列の距離に類似して、Ｒwd(ｔ1)及びＲwd(ｔ2)は、広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルについて、この場合、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される空間的な相関行列である。
【００７５】
また、先の式（II）〜（IV）とは対照的に、受信機側の空間的な相関について式（V）を使用して拡張ＣＭＤのｄwd_corrを計算するため、例えばＲwd(ｔ1)及びＲwd(ｔ2)は、以下の式を使用して実行される。
【数６】
この場合、Ｈ(ｔ，ｆ)は、時変インパルス応答行列（すなわち時変チャネル行列）Ｈ(ｔ，τ)にフーリエ変換を適用することで得られた時変転送行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである（ＭＩＭＯ送信機及びＭＩＭＯ受信機のそれぞれのアンテナ数であるＮT及びＮrと混同しないように留意されたい）。広帯域の場合、受信機側で空間的な相関行列Ｒwd_Rx(ｔ1)及びＲwd_Rx(ｔ2)は、帯域幅を通しての平均のチャネル相関行列Ｒwd_avg(ｔ)に基づく。シミュレーションにおいて、この時間領域の平均は、以下のように、長さＳのスライディングウィンドウを通して行われる。
【数７】
【００７６】
（狭帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルにおける変化に関連する）式（II）〜（IV）を参照して上述された基本の相関行列の距離の基準ｄcorrに関して、（広帯域の高速フェージングＭＩＭＯチャネルの空間構造における時間変化に関して）以下に記載される本発明の実施の形態において使用される広帯域ＣＭＤのｄwd_corrについて、Ｒwd(ｔ)及びＲwd(ｔ2)が同一である場合、広帯域ＣＭＤのｄwd_corrは０であり、Ｒwd(ｔ)及びＲwd(ｔ2)が急進的に変化する場合、広帯域ＣＭＤのｄwd_corrは１になる。
【００７７】
また、式（VI）に対する調節は、異なるシナリオで式（V）により与えられる広帯域ＣＭＤの基準ｄwd_corrを計算するために行うことができる。例えば広帯域ＭＩＭＯチャネルについて、所定の周波数の時間変化に関心がある場合、式（VI）は、以下のように書き換えられる。
【数８】
【００７８】
シミュレーションにおいて、時間領域の平均は、以下により実行される。
【数９】
そして、式（VI）における期待値演算子が取り除かれるか、又は式（VII）におけるスライディングウィンドウの長さＳが１に設定される場合、それは、チャネル行列における変化を示す、調査された時間平均された空間的な相関行列ではない、瞬間的な空間的な相関行列における時間変化である。
【００７９】
以下に記載される本発明の好適な実施の形態では、様々な適応的な周波数間隔の制御スキームが異なるＣｏＭＰシナリオについて提案され、拡張／広帯域ＣＭＤの基準ｄwd_corrは、異なるシナリオにおけるＭＩＭＯチャネルの時間変化を評価するために使用される。実施の形態は、シミュレートされたマルチセルのＭＩＭＯチャネルデータを参照して記載される。時変のマルチセルＭＩＭＯチャネルをシミュレートするために使用されるモデルは、文献“3GPP TR 25.996: Spatial channel model for multiple input multiple output (MIMO) simulations”, V8.0.0,2008-12で述べられている。
【００８０】
要するに、シミュレートされたデータは、先の文献で規定されたアーバンマクロシナリオ（urban macro scenario）を使用して得られる。特に、それぞれのセルは、セル当たり３つのセクタをもつ六角形となることが想定される。セル当たり３つのセクタをもつ六角形のセルの配置の例は、図７に与えられる。図７において、（実線により線引きされる）セルは、３つの六角形のセルが集まるコーナに位置される基地局で形成される。例示のため、１つのセルは、図７においてグレイで影付けされる。それぞれの基地局は、異なるチャネルで３つの異なるセルに信号をそれぞれ送信し、異なるチャネルで３つの異なるセルからの信号を受信する３つの異なる方向に向けられる３つの指向性アンテナのセットを有する。このように、それぞれのセルは、３つのセクタを含む。セルのセクタは、点線により図７において示される。
【００８１】
時変のマルチセルＭＩＭＯチャネルをシミュレートするために使用されるモデルを再び参照して、はじめに、ＵＥとそれぞれのセクタの送信機との間の異なる時間サンプルでのインパルス応答行列が生成される。等間隔線形アレイ（ＵＬＡ: Uniform Linear Array）は、ＵＥで、それぞれの送信セクタで使用される。ＵＥで２つのアンテナが存在し、送信機で８つのアンテナが存在する。それぞれのシミュレーションの実行の開始で、ＵＥの位置、ＵＥのアンテナの方向、ＵＥの動きの速度及び方向、異なる送信セクタでのアンテナの方向が定義され、シミュレーション期間において一定であると想定される。連続する時間サンプルの間の時間間隔は、１ｍｓに設定される（当業者であれば、１ｍｓは、3ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおける１サブフレーム期間に対応することを認識されるであろう）。それぞれの時間サンプルで、ＵＥとそれぞれのセクタ送信機との間の一連のインパルス応答チャネル行列Ｈ(ｔ,τ)が生成され、次いで、フーリエ変換により一連の転送行列Ｈ(ｔ,ｆ)に変換される。次いで、転送行列は、広帯域ＣＭＤの基準ｄwd_corrを計算して、それぞれのセクタにおけるＭＩＭＯチャネルにおける時間変化を個別に測定するために使用される。
【００８２】
異なる送信セクタにおける同じＵＥのドップラスペクトルは異なる（及び異なることがある）ので、異なる送信セクタにおけるチャネルは、時間的に非常に異なる。また、全てのシナリオにおいて、受信機側の空間的な相関行列は、広帯域ＣＭＤを生成するために使用される。
【００８３】
図８は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈであるとして、ＵＥと２つの異なるセルのセクタの送信機との間で、先に説明された、生成された広帯域ＣＭＤの比較を示す。図７に示されるセルのセクタ１の送信機とセルのセクタ２の送信機として（例えば）想定される、これら２つの異なる送信機は、以下、セルセクタ１及びセルセクタ２とそれぞれシンプルに呼ばれる。セルセクタ１とセルセクタ２の両者について、スライディングウィンドウの長さＳは、１に設定され、すなわち広帯域ＣＭＤを計算するために、瞬間的な空間的な相関行列が式（V）において使用される。ＭＩＭＯチャネルの時間変化は、２００個の時間サンプルについて追跡される。
【００８４】
２００個のサンプル時間の間に、セルセクタ１の広帯域ＣＭＤ（実線）は、時間サンプル１から時間サンプル１２０まで非常に緩やかに変化し、時間サンプル１２０から、０．１８に次第に増加し、これは、ＵＥとセルセクタ１との間のＭＩＭＯチャネル（すなわちＵＥとセルセクタ１の送信機との間のチャネル）がこれら２００個の時間サンプルについて緩やかに変化し、最初の１２０個のサンプル期間について殆ど変化しないことを意味することが図８から分かる。他方で、セルセクタ２（破線）の広帯域ＣＭＤは、セルセクタ１のそれよりも非常に迅速に増加し、時間サンプル１４０の後に０，７前後に存在し続ける。一般に、このような違いは、同じＵＥと異なる送信機との間でチャネルの異なるドップラスペクトルに起因する。
【００８５】
従って、ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信の場合（単一のＵＥへのデータは、１つの送信ポイントから瞬間的に送信されるが、ユーザスケジューリング及び／又はビーム成形に関する判定は、セル又はセルセクタ間の調整により行われる）、ＵＥがセルセクタの送信機に更新されたチャネル情報を送出するフィードバックの間隔は、異なるセルセクタについて異なって扱われる。図８に示されるシミュレーション結果を例として取り上げ、セルセクタ１は、その送信機がデータをＵＥに送信するセルセクタであり、セルセクタ２は、協働しているセルセクタであると想定する。（従来のように）両方のセクタについて固定されたフィードバックの間隔の制御方法が使用される場合、これは、セルセクタ１について不要なフィードバックのオーバヘッドを生じる、セルセクタ１の観点から望まれるよりも短いフィードバック間隔につながるか、又は、セルセクタ２について適切なシステムのパフォーマンスを提供するために必要とされるよりも長いフィードバックの間隔に（必然的に）つながる。
【００８６】
本発明により提供される利点のうちの１つは、広帯域ＣＭＤの基準により、ＵＥについて予め定義されたフィードバックの広帯域ＣＭＤの閾値を設定することで（すなわち、ＣＢ／ＣＳ送信の開始で、送信ＢＳの送信機がＵＥに予め定義された閾値を送出することができる）、異なる時変のシナリオについてフィードバックの間隔の適合が可能となり、次いで、ＵＥは、所与の時間で前記セルセクタのそれぞれの広帯域ＣＭＤを閾値と比較し、その時間で拡張ＣＭＤが閾値を超えるセルセクタにのみフィードバックすることで、それぞれのセルセクタにおけるフィードバックを何時送出すべきかを判定する。図８により与えられる例では、広帯域ＣＭＤのフィードバックの閾値が０．２として設定される場合、時間サンプル２００まで、セルセクタ１にフィードバックする必要がない。しかし、セルセクタ２について、ＵＥは、２００個の時間サンプルの期間において数回のフィードバックを必要とする。
【００８７】
ＣＢ送信モードが使用される場合が示すように、本発明の広帯域ＣＭＤに基づく適応フィードバックの間隔の制御方法は、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で改善されたパフォーマンスを提供する。多くの状況において（すなわち本発明がフィードバックを抑えるか、又はフィードバックがさもなければ行われたときにフィードバックしない場合、すなわち固定されたフィードバック間隔のスキームが使用される場合）、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当な節約を可能にする場合がある。ごく一般的な言い方をすると、これらの利点は、それぞれ協働するセルセクタのフィードバック間隔を適応的に制御するために使用される、前記セルセクタのそれぞれの広帯域ＣＭＤの計算において、それぞれの協働するセルセクタのチャネル行列を利用することで達成される。
【００８８】
調整されたＪＰ送信の場合（単一のＵＥへのデータが複数の送信ポイントから同時に送信される場合）、多数の異なるダウンリンクのプレコーディングスキームのうちの１つが異なる状況において調節された送信機で使用されるので、異なるプレコーディングスキームを参照して、異なるバリエーション（すなわち異なる実施の形態）の提案されるフィードバックの間隔の制御スキームが以下に個別に説明される。ここで説明されるダウンリンクのプレコーディングスキームは、以下の通りである。
【００８９】
「グローバルプレコーディング“global precoding”」
「ＭＢＳＦＮプレコーディング（ＭＢＳＦＮは、Multimedia Broadcast over Single Frequency Network）」
「ローカルプレコーディング“local precoding”」
「重み付けローカルプレコーディング“weighted local precoding”」
これらのプレコーディングスキームは、文献R1-090022“Considerations on precoding scheme for DL joint processing CoMP”, Sharp, 3GPP TSG-RAN WG1 #55bis, 12-16 Jan, 2009, Ljubljana, Sloveniaに記載されている。
【００９０】
グローバルプレコーディングスキームについて、複数のセルセクタの送信機により同時に給仕されるＵＥにより受信される信号は、以下のように表される。
【数１０】
この場合、ｘは、Ｌ×１の送信データベクトル（Ｌはデータシンボルの数）、ｎは、Ｎr×１の付加白色ガウス性雑音ベクトルであり、Ｈcatは、連結されたチャネル行列、すなわちＨcat＝[Ｈ(1),Ｈ(2)．．．Ｈ(B)]であり、Ｂは、ＪＰセルセクタの数であり、Ｈ(b)（ｂ＝１．．．Ｂ）は、セルｂとＵＥとの間のＮr×ＮＴである。Ｈcatのサイズは、Ｎr×ＢＮTであり、Ｗcatは、ＢＮr×ＮTのグローバルプレコーダである。
【００９１】
時変チャネルに従う全ての送信機のＷcatを更新するため、フィードバックされる必要があるチャネル情報は、特定のセルセクタのものではなく、全ての協働しているＪＰセルセクタのそれである。従って、図９は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈであり、協働しているＪＰセルセクタの数が２である場合について、連結されたチャネルマトリクスを使用して計算される広帯域ＣＭＤの時間変化を示す。比較のため、個々のセルセクタの広帯域ＣＭＤは、図９に示される。
【００９２】
図９から、２００個の時間サンプルの期間において、セルセクタ１の個々のチャネル行列を使用して計算された広帯域ＣＭＤ（破線）は、セルセクタ２の個々のチャネル行列を使用して計算された広帯域ＣＭＤ（破線及び交差線）よりも緩やかに変化する。連結されたチャネル行列を使用して計算された広帯域ＣＭＤの時間変化（実線）は、個々のセルセクタのチャネルの何れかを使用して計算されたものよりもずっと遅い。これは、連結されたチャネル行列の時間変化は、全ての調整されたＪＰセルセクタにおけるＭＩＭＯチャネルにより決定されることを示し、連結されるチャネル行列の時間変化は、最も迅速に時間変化するチャネルを有するセルセクタにおける時間変化よりもずっと遅い。
【００９３】
モンテカルロシミュレーションを行うことで、図９に示されるものに類似するシミュレーション結果における考察は、協働するセルセクタの数が２である時間の約９０％で発見される。例えば１０個の協働するセルセクタといった協働するセルセクタの数が増加するとき、連結されるチャネルマトリクスが、非常に迅速に時間変化するＭＩＭＯチャネルを有するセルセクタにおける時間変化よりもずっと遅い時間変化を有する確率は、１００％に近づく。
【００９４】
図９に示されるシナリオについて、本発明が使用され、且つフィードバックの広帯域ＣＭＤの閾値が０．２に設定される場合、（連結されたチャネル行列を使用して得られた拡張ＣＭＤが０．２に到達することがないか又は０．２を超えることがないため）２００個の時間サンプルの期間においてフィードバックを行う必要がない。しかし、（従来のように）固定されたフィードバックの間隔の制御方法が両方のセクタについて使用される場合、セルセクタ１について不要なフィードバックのオーバヘッドを引き起こす、セルセクタ１の観点から望まれるよりも短いフィードバックの間隔につながるか、又はセルセクタ２について適切なシステムパフォーマンスを提供するために必要とされるよりも長いフィードバックの間隔に繋がる可能性が高い。さらに、それぞれのセルセクタのフィードバック間隔がそれ自身の拡張ＣＭＤ基準に基づいて個別に制御されるとしても、（個々のセルセクタ１の拡張ＣＭＤは０．２に到達しないので）この時間期間においてセルセクタ１においてフィードバックはないが、幾つかのフィードバックは、（個々のセルセクタ２の拡張ＣＭＤは約８０の時間サンプルの後に０．２を超えるので）セルセクタ２において必要とされ、これは、全ての協働しているセルセクタの連結されたチャネル行列は、上述された広帯域ＣＭＤを計算するために使用されるこの実施の形態について説明された状況と比較して不要なオーバヘッドを引き起こし、２００の時間サンプルの期間においてフィードバックの必要がない。
【００９５】
従って、ＪＰ送信モードがグローバルプレコーディングと使用される場合、本実施の形態の広帯域ＣＭＤに基づく適応的なフィードバックの間隔の制御方法は、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で改善されたパフォーマンスを提供することができる。多くの状況（すなわち、特に本発明がフィードバックを抑えるか、フィードバックがさもなければ行われたときにフィードバックしない場合、すなわち固定された又は個々にセル設定されたフィードバックの間隔のスキームが使用される場合）、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当な節約を可能にする。ごく一般的な言い方をすると、これらの利益は、異なる協働しているセルセクタのフィードバックの間隔を適応的に制御するために使用される、広帯域ＣＭＤの計算において連結されたチャネル行列を利用することで達成される。上述されたＭＢＳＦＮプレコーディングスキームを使用したＪＰダウンリンクの送信について、複数のセルセクタの送信機により同時に給仕されるＵＥにより受信された信号は、以下のように表される。
【数１１】
ここで、ｘ，ｎ及びＨ(b)の定義は、式（X）で使用された定義と同じである。Ｈsumは、それぞれのセルセクタの送信機でＮT個の送信機アンテナを想定して、Ｎr×ＮTである大きさをもつ合計チャネル行列である。Ｗは、そのサイズがＮT×Ｌである全てのＪＰセルセクタについて共通のプレコーディング行列である。
【００９６】
上述されたグローバルプレコーディングスキームの場合に類似して、ＭＢＳＦＮプレコーディングが使用されるＷを更新するため、全てのＪＰセルセクタからのチャネル情報が必要とされる。この場合、広帯域ＣＭＤは、合計されたチャネル行列の時間変化の測度である。
【００９７】
図１０は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈであり、且つＪＰセルセクタの数が２であると想定して、ＨSUMを使用することで生成される広帯域ＣＭＤと、それぞれのＪＰセルセクタのチャネル行列を個々に使用して計算された広帯域ＣＭＤとの比較を示す。２００の時間サンプルの期間において、合計されたチャネル行列の時間変化は、セルセクタ２において迅速に時間変化するチャネルよりも、セルセクタ１において低速で時間変化するチャネルにより影響される傾向があり、合計されたチャネル行列の時間変化は、最も迅速に時間変化するチャネルをもつセルセクタの時間変化よりもずっと遅い。
【００９８】
従って、グローバルプレコーディングによるＪＰ送信の場合に説明されたのと類似の理由のため、ＪＰ送信モードがＭＢＳＦＮプレコーディングと使用されル場合、本発明の広帯域ＣＭＤに基づく適応的なフィードバックの間隔の制御方法は、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で、改善されたパフォーマンスを提供することができる。また、多くの状況において、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当の節約を可能にする。ごく一般的な言い方をすると、これらの利益は、異なる協働しているセルのフィードバックの間隔を適応的に制御するために使用される、広帯域ＣＭＤの計算において合計されたチャネル行列を利用することで達成される。
【００９９】
ローカルプレコーディング及び重み付けされたローカルプレコーディング送信スキームの場合、複数のセルセクタの送信により同時に給仕されるＵＥでの受信された信号は、以下のように表される。
【数１２】
及び
【数１３】
ここで、Ｗ(b)は、ＪＰセルセクタｂで採用されるＮT×Ｌのローカルプレコーディング行列を表し、式（XIII）におけるＤ(b)は、それぞれのＪＰセルセクタの重み付け係数からなるＬ×Ｌのセルに固有の対角行列を表す。
【０１００】
式（XII）及び（XIII）について、それぞれのセルセクタのプレコーディング行列Ｗ(b)又は重み付け行列Ｄ(b)を更新するため、上述されたＣＢ送信スキームにおける場合に類似した単一のセルセクタのチャネルの状態情報が必要とされる。
【０１０１】
これら２つのＪＰプレコーディングスキームの両者について、本発明の広帯域ＣＭＤに基づく適応ＦＩＣ方法は、ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信に関連して先に与えられたものと類似の理由のため、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの釣り合いの観点で改善されたパフォーマンスを提供する。さらに、多くの状況において（すなわち、本発明がフィードバックを抑えるか、フィードバックがさもなければ生じたときにフィードバックしない場合、すなわち固定されたフィードバックの間隔のスキームが使用される場合）、これは、フィードバックのオーバヘッドにおける相当な節約を可能にする。ごく一般的な言い方をすれば、これらの利点は、異なる協働しているセルのフィードバックの間隔を適応的に制御するために使用される、広帯域ＣＭＤの計算においてそれぞれ協働しているセルセクタのチャネル行列を利用することで達成される。
【０１０２】
この点に関して、様々なＣｏＭＰモードに含まれる異なる種類のＭＩＭＯチャネルの時間変化は、フィードバックのオーバヘッドを低減する、ＣｏＭＰのフィードバックの間隔の制御スキームの多数のバリエーション（実施の形態）が提案されることに基づいて分析される。図１１は、様々な提案される低減されたオーバヘッドの（すなわち適応的な）フィードバックの間隔の制御スキームが集合的に／一緒に実現される場合がある方法を総括する。
【０１０３】
図１１に示されるように、ある送信モードに従う送信の開始であるステップ１１０２で、ＵＥは、送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値βを受信する。送信モードのインジケータαは、送信において使用される特定の送信モードを示し、フィードバックの閾値βは、広帯域ＣＭＤの閾値を示し、この閾値を超えて、ＵＥによるチャネルの状態情報のフィードバックが可能となる／フィードバックを行わせる。
【０１０４】
ステップ１０４で、ＵＥは、送信モードのインジケータαが単一のセルセクタからの送信を示すかを判定する。送信モードが単一のセルセクタから送信を含むと判定された場合（ステップ１０４で“Ｙｅｓ”）、これは、非ＣｏＭＰ送信を示し（すなわちセル間干渉を低減するためにセルセクタ間で調整がない送信スキーム）、次いで、本方法は、ステップ１１０６に進む（本発明は非ＣｏＭＰスキームで実現されることを述べることは重要である）。代替的に、送信モードは単一のセルセクタからの送信を含まないことが判定される（すなわちステップ１１０４）、これは、ＣｏＭＰ送信の幾つかの形式を示し、本方法は、ステップ１１１６に進む（以下を参照）。
【０１０５】
先に説明されたように、ステップ１１０４で、送信モードは単一のセルセクタからの非ＣｏＭＰ送信を含むことが判定され、本方法は、ステップ１１０６に進む。ステップ１１０６で、時間ｔ0で給仕しているセルセクタの空間的なチャネル相関行列（すなわちＲwd(s)(ｔ0)）と時間ｔで給仕しているセルセクタのチャネル相関行列（すなわちＲwd(s)(ｔ)）は、時間ｔでの拡張ＣＭＤを計算するため（すなわちｄwd_corr(ｔ)＝ｄwd_corr(Ｒwd(s)(ｔ0)，Ｒwd(s)(ｔ))）に使用される。つぎに、ステップ１１０８で、ＵＥは、拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバックの閾値βに等しいか又は該フィードバックの閾値を超えるかを判定する。言い換えれば、ステップ１０８で、ＵＥは、ｄwd_corr(ｔ)≧βであるかを評価する。拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値に等しいか又は該フィードバック閾値よりも大きいと判定された場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１０８で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、チャネル状態情報を給仕しているセルセクタにフィードバックし（ステップ１１１０）、次いで基準となる空間的なチャネル相関行列を更新し（ステップ１１１２）、すなわちＵＥはＲwd(s)(ｔ0)及びＲwd(s)(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１１４に進む。
【０１０６】
ステップ１１０８に戻り、（上記の選択肢において）拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値未満である場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１０８で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１１４にダイレクトに進む。
【０１０７】
ステップ１１１４で、基地局（すなわち給仕しているセルセクタ送信機）からの情報に基づいて、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変更又は終了しないと判定された場合（ステップ１１１４で“Ｎｏ”）、本方法は、次の時間サンプルのためにステップ１１０６から繰り返す。代替的に、現在の送信モードを変更又は終了すると判定した場合（ステップ１１１４で“Ｙｅｓ”）、本方法は終了し、次いで、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、又は異なるα及び／又はβに基づいて冒頭から再開する。
【０１０８】
先に説明されたように、ステップ１１０４で、送信モードが単一のセルセクタからの非ＣｏＭＰ送信を含むと判定された場合（すなわちステップ１１０４で“Ｎｏ”）、これは、ＣｏＭＰ送信の幾つかの形式を示し、本方法は、ステップ１１１６に進む。ステップ１１１６で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードが、グローバルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰと対応するかを判定する。対応する場合（すなわちステップ１１１６で“Ｙｅｓ”）、本方法は、ステップ１１１８に進む。さもなければ（すなわち、ステップ１１１６で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１２８に進む（以下を参照）。
【０１０９】
ステップ１１１８で、時間ｔ0での連結されたチャネル行列Ｈcatを使用して計算される、時間ｔ0での連結された空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd_cat(ｔ0)、及び時間ｔでの連結されたチャネル行列を使用して計算される、時間ｔでの連結された空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd_cat(ｔ0)は、時間ｔでの拡張ＣＭＤを計算する（すなわちｄwd_corr(ｔ)＝ｄwd_corr(Ｒwd(s)(ｔ0)，Ｒwd(s)(ｔ))を計算する）ために使用される。つぎに、ステップ１１２０で、ＵＥは、拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバックの閾値βに等しいか又はフィードバックの閾値を超えるかを判定する。拡張されたＣＭＤの値がフィードバックの閾値に等しいか又はフィードバックの閾値よりも大きいと判定された場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１２０で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、全ての協働しているＪＰセルセクタにチャネルの状態情報をフィードバックし（ステップ１１２２）、次いで基準となる連結されたチャネルの相関行列を更新する（ステップ１１２４）。すなわちＵＥは、Ｒwd_cat(ｔ0)＝Ｒwd_cat(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１２６に進む。
【０１１０】
ステップ１１２０に戻り、（上記の選択肢において）拡張ＣＭＤの値はフィードバック閾値未満であると判定された場合（すなわち、ｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１２０で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１２６にダイレクトに進む。
【０１１１】
ステップ１１２６で、ＵＥは、協働しているセルセクタからの情報に基づいて、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変えないか又は終了しないと判定した場合（ステップ１１２６で“Ｎｏ”）、本方法は、次の時間サンプルについてステップ１１１８から繰返す。代替的に、現在の送信モードを変えるか又は終了すると判定され場合（ステップ１１２６で“Ｙｅｓ”）、本方法は、終了し、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、或いは異なるα及び／又はβに基づいて、冒頭から再開する。
【０１１２】
先に説明されたように、ステップ１１１６で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードがグローバルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンクによるＣｏＭＰに対応するかを判定し、対応しないと判定した場合（すなわち、ステップ１１１６で“Ｎｏ”である場合）、本方法はステップ１１２８に進む。ステップ１１２８で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードがＭＢＳＦＮプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰに対応するかを判定する。対応すると判定した場合（すなわち、ステップ１１２８で“Ｙｅｓ”）、本方法は、ステップ１１３０に進む。さもなければ（すなわち、ステップ１１２８で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１４０に進む（以下を参照）。
【０１１３】
ステップ１１３０で、時間ｔ0での合計されたチャネル行列Ｈsumを使用して計算された、時間ｔ0での合計されたチャネルの相関行列、すなわちＲwd_sum(ｔ0)と、時間ｔでの合計されたチャネル行列を使用して計算された、時間ｔでの合計されたチャネルの相関行列、すなわちＲwd_sum(ｔ0)は、時間ｔでの拡張ＣＭＤを計算する（すなわち、ｄwd_corr(ｔ)＝ｄwd_corr(Ｒwd(s)(ｔ0)，Ｒwd(s)(ｔ))）ために使用される。つぎに、ステップ１１３２で、ＵＥは、拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバック閾値βに等しいか又はフィードバック閾値を超えるかを判定する。拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値に等しいか又はフィードバック閾値よりも大きいと判定された場合（すなわち、ｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１３２で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、チャネルの状態情報をフィードバックし（ステップ１１３４）、次いで、基準のチャネル相関行列を更新する（ステップ１１３６）。すなわちＵＥは、Ｒwd_sum(ｔ0)＝Ｒwd_sum(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１３８に進む。ステップ１１３２に戻り、（先の選択肢において）拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値未満であると判定された場合（すなわちｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１３２で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１３８にダイレクトに進む。
【０１１４】
ステップ１１３８で、ＵＥは、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変えないこと又は終了しないことを判定した場合（ステップ１１３８で“Ｎｏ”）、本方法は、次の時間サンプルについてステップ１１３０から繰返す。代替的に、現在の送信モードを変えるか又は終了することを判定した場合（ステップ１１３８で“Ｙｅｓ”）、本方法は終了し、次いで、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、或いは、異なるα及び／又はβに基づいて冒頭から再開する。
【０１１５】
先に説明されたように、ステップ１１２８で、ＵＥは、送信モードのインジケータから、送信モードがＭＢＳＦＮプレコーディングを使用したＪＰダウンリンクの送信によるＣｏＭＰに対応するかを判定し、対応しないと判定した場合（ステップ１１２８で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１４０に進む。ステップ１１４０で、ＵＥは、送信モードのインジケータαから、送信モードが、ＣＢ／ＣＳダウンリンク送信によるＣｏＭＰ、或いは、ローカル又は重み付けローカルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰに対応するかを判定する。これらのうちの１つに対応する場合（ステップ１１４０で“Ｙｅｓ”）、本方法は、ステップ１１４２に進む。さもなければ（ステップ１１４０で“Ｎｏ”）、本方法は、送信モードが未知であるので終了する。
【０１１６】
ステップ１１４２で、時間ｔ0でチャネル行列Ｈ(b)から計算された、時間ｔ0でのそれぞれの協働しているセルセクタｂの空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd(b)(ｔ0)と、時間ｔでそれぞれ協働しているセルセクタｂの空間的なチャネル相関行列、すなわちＲwd(b)(ｔ)とは、時間ｔでそれぞれ協働しているセルセクタｂの拡張ＣＭＤを計算するために使用される。つぎに、ステップ１１４４で、ＵＥは、協働しているセルセクタの何れかの拡張ＣＭＤの計算された値がステップ１１０２で受信されたフィードバックの閾値βに等しいか又はフィードバックの閾値を超えるかを判定する。協働しているセルセクタｂの拡張ＣＭＤの値がフィードバックの閾値に等しいか又はフィードバックの閾値よりも大きいと判定された場合（すなわち任意のセルセクタｂについてｄwd_corr(ｔ)≧β、従ってステップ１１４４で“Ｙｅｓ”）、ＵＥは、それぞれ係るセルセクタｂについてチャネルの状態情報をフィードバックし（ステップ１１４６）、次いで、基準のチャネル相関行列を更新する（ステップ１１４８）。すなわち、ＵＥは、Ｒwd(b)(ｔ0)＝Ｒwd(b)(ｔ)を設定する。次いで、本方法は、ステップ１１５０に進む。
【０１１７】
ステップ１１４４に戻り、（先の選択肢において）全てのセルセクタｂの拡張ＣＭＤの値がフィードバック閾値未満であると判定された場合（すなわち、全てのｂについてｄwd_corr(ｔ)＜β、従ってステップ１１３２で“Ｎｏ”）、本方法は、ステップ１１５０にダイレクトに進む。
【０１１８】
ステップ１１５０で、ＵＥは、現在の送信モードを変えるか又は終了するかを判定する。現在の送信モードを変えないこと又は終了しないことを判定した場合（ステップ１１５０で“Ｎｏ”）、次の時間サンプルについてステップ１１４２から繰り返す。代替的に、現在の送信モードを変えるか又は終了することを判定した場合（ステップ１１５０で“Ｙｅｓ”）、本方法は終了し、次いで、同じ送信モードのインジケータα及びフィードバックの閾値β、或いは、異なるα及び／又はβに基づいて、冒頭から再開する。
【０１１９】
当業者であれば、本発明の提案されるフィードバックの間隔の制御スキームは、関連するＣｏＭＰモードに対応する関連する拡張ＣＭＤを生成するために所定のサブバンドのチャネル行列を使用することで、図８、図９及び図１０に示されるものに類似の考察が得られるので、広帯域ＭＩＭＯチャネルの所定のサブバンドについてチャネルの状態情報のフィードバックの間隔を制御することに適用可能であることを理解されるであろう。
【０１２０】
［パフォーマンス結果］
以下では、広帯域ＭＩＭＯチャネル行列を使用することで生成されるシミュレーション結果により、提案されるフィードバックの間隔の制御スキームのパフォーマンスが評価される。パフォーマンス結果の説明は、２つのステージに分割される。ステージ１は、提案される適応的なフィードバックの間隔の制御方法を、固定されたフィードバックの間隔を使用して得られる結果と比較し、ステージ２は、様々なＣｏＭＰのシナリオにおける提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームのパフォーマンスを分析する。ステージ１及び２が順に説明される。
【０１２１】
ステージ１：適応フィードバック制御−固定フィードバック制御
ステージ１における分析は、ＣＢダウンリンク送信、或いは、ローカル及び／又は重み付けされたローカルプレコーディングによるＪＰダウンリンク送信の何れかによるＣｏＭＰスキームにおいて使用されたとき、提案される適応的なフィードバックの間隔の制御システムを考える。分析を実行するため、以下の提案される適応的なフィードバックの間隔の制御方法が使用される。
【０１２２】
ａ．時間ｔ0で、それぞれ協働しているセルセクタの最初のチャネル情報は、ネットワークにフィードバックされ、時間ｔ0でのそれぞれのセルセクタｂの空間的な相関行列（すなわちＲwd(b)(ｔ0)）は、基準として選ばれ、ついで、個々のセルセクタのその後の拡張ＣＭＤは、式（V）を使用して計算される。
【０１２３】
ｂ．異なる時間サンプルでの個々のセルセクタの拡張ＣＭＤは、予め定義されたフィードバックの閾値βと比較される。任意の協働しているセルの拡張ＣＭＤが時間ｔでβよりも大きいか又はβに等しい場合、それらのセルセクタのチャネル情報は、その時間でのフィードバックにより更新される。その一方で、それらのセルセクタの基準の相関行列は、時間ｔでそれらの相関行列に更新される。
【０１２４】
ｃ．手順ａ〜ｂは、繰返される。
【０１２５】
提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームを固定的なフィードバックの間隔を使用したフィードバックスキームと比較するため、以下が実行される。
【０１２６】
（i）（適応的なフィードバックの間隔の制御方法の手順ａと同じ）
（ii）固定された時間間隔δで、全ての協働しているセルセクタのチャネル情報は、フィードバックにより更新され、全ての協働しているセルの基準の相関行列は、期間δ毎に更新される。
【０１２７】
（iii）手順（i）〜（ii）が繰返される。
【０１２８】
先の手順を使用して実行されるシミュレーションについて、考慮される協働するセルセクタの数は４であり、ＵＥの速度は３ｋｍ／ｈであり、拡張ＣＭＤは、５個の時間サンプル、すなわちＳ=５を通して平均されるチャネルの相関行列に基づいて生成される。１９６個の時間サンプルでの拡張ＣＭＤは、それぞれのセルのセクタについてプロットされ、隣接する時間サンプル間の時間間隔は、１ｍｓである。δ及びβの値は、２０及び０．２にそれぞれ設定される。固定及び適応方法のこれらのシミュレーションの結果は、図１２及び図１３にそれぞれ示される。
【０１２９】
図１２と図１３を比較して、固定的なフィードバックの間隔を使用することは、適応的なフィードバックの間隔の制御方法を使用するよりもはるかに多くのフィードバックのインスタンスに繋がる可能性がある。また、図１２に示される結果において、フィードバックが実行される多くの回数での拡張ＣＭＤは非常に低い（確実に０．２の閾値未満）ので、多数のフィードバックは不要である。さらに、図１２に示される結果において、チャネルの状態情報の更新は、十分に迅速ではない。これは、拡張ＣＭＤは、フィードバックが実行されたときに既に高いためである。
【０１３０】
対照的に図１３に示される適応的なフィードバックの間隔の制御方法の結果では、フィードバックのオーバヘッドとシステムのパフォーマンスとの良好な釣り合いが達成される。特に、図１２に示される４つのセルセクタのフィードバックのインスタンスの全体数は、４０であり、図１３に示される提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームを使用して同じ４つのセルセクタのフィードバックのインスタンスの全体数は１１である。これは、７３％のフィードバックのオーバヘッドの低減である。従って、提案される適応的なフィードバックの間隔の制御方法を使用して達成可能なフィードバックのオーバヘッドにおける低減は、著しい。重要なことに、提案される適応スキームは、システムの容量又はブロック誤り率（ＢＬＥＲ）の観点でＣｏＭＰのパフォーマンスを低下することが期待されない。
【０１３１】
［ステージ２：様々なＣｏＭＰシナリオにおける提案される適応ＦＩＣスキームのパフォーマンス］
図１４は、様々なＣｏＭＰシナリオにおける提案される適応的なフィードバックの間隔の制御スキームのパフォーマンスを示す。図１４のシミュレーション設定は、図１３のそれと同じである。実際、図１４に示される個々のセルセクタのそれぞれの時間ステップでの拡張ＣＭＤは、図１３に示されるのと同じであり、上述されたように、拡張ＣＭＤは、ＣＢダウンリンク送信によるＣｏＭＰスキーム、或いは、ローカル又は重み付けローカルプレコーディングを使用したＪＰ送信によるＣｏＭＰスキームにおいて使用されたときに、提案されたフィードバックの間隔の制御システムに対応する。しかし、これに加えて、図１４は、グローバルプレコーディング及びＭＢＳＦＮプレコーディングをそれぞれ使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰスキームに対応する、４つのセルを使用した連結されたチャネル行列Ｈcat及び合計されたチャネル行列Ｈsumを使用して、それぞれの時間ステップで生成される拡張ＣＭＤ値を示す。
【０１３２】
図１４から、連結されたチャネル行列及び合計されたチャネル行列を使用することで、グローバルプレコーディング及びＭＢＳＦＮプレコーディングをそれぞれ使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰスキームで必要とされるフィードバックのオーバヘッドは、更に低減される。例えば、これらの送信のシナリオの両者の４つのセルセクタのフィードバックインスタンスの全体数は４であり、上述された固定フィードバック間隔のスキームに比較して９０％のフィードバックのオーバヘッドの低減となる。従って、それぞれ個別の協働するセルセクタにおける固定的なフィードバックの間隔を使用したスキームに比較して、提案されるスキームは、フィードバックのオーバヘッドを大幅に節約することができ、異なるＣｏＭＰのシナリオの範囲における適用のために適合される。
【０１３３】
図１４に示されるパフォーマンス結果は、ＵＥの速度が３ｋｍ／ｈである、様々なＣｏＭＰの低移動度のシナリオに対応する。対照的に、図１５は、ＵＥの速度が３０ｋｍ／ｈである、様々なＣｏＭＰの中移動度のシナリオにおける提案されるスキームのパフォーマンスを示す。図１５のシミュレーション設定は、ＵＥの速度が増加するときにチャネルの時間変化が迅速であるために、１６個の拡張ＣＭＤ値のみをそれぞれのＣｏＭＰモードについてプロットして提案されるスキームのパフォーマンスを評価する点を除いて、図１４のそれらと同じである。
【０１３４】
３０ｋｍ／ｈの移動度のシナリオにおける固定的なフィードバックの間隔の方法のシミュレーション結果は、図１５に与えられるものと比較するために図１６に示される。図１６に示されるシミュレーション結果について使用されるδの値は２である。
【０１３５】
図１５から、３０ｋｍ／ｈの移動度のシナリオについて、異なるＣｏＭＰモデルの相対的なパフォーマンスは、３ｋｍ／ｈの移動度のシナリオのそれに類似する。１６の時間サンプルの期間において、ＣＢダウンリンク送信によるＣｏＭＰについて、或いは、ローカル又は重み付けローカルプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰについて、４つのセルセクタのフィードバックインスタンスの全体数は７である。さらに、グローバルプレコーディング又はＭＢＳＦＮプレコーディングを使用したＪＰダウンリンク送信によるＣｏＭＰについて、４つのセルセクタのフィードバックインスタンスの全体数は４である。従って、提案されるスキームは、フィードバックインスタンスの全体数が３６である固定フィードバック間隔スキームにおけるフィードバックのオーバヘッドに比較して、８１％及び８９％のフィードバックのオーバヘッドの低減となる。従って、提案されるスキームは、様々なＣｏＭＰの中移動度のシナリオにも適用可能である。
【０１３６】
先に記載された本発明の態様又は実施の形態の何れかにおいて、様々な特徴がハードウェアで実現されるか、又は１以上のプロセッサで実行するソフトウェアモジュールとして実現される。１態様の特徴は、他の態様の何れかに適用される。
【０１３７】
また、本発明は、本明細書で記載された方法の何れかを実行するコンピュータプログラム又はコンピュータプログラムプロダクト、本明細書で記載された方法の何れかを実行するプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な媒体を提供する。
【０１３８】
本発明を実施するコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、又は、例えばインターネットのウェブサイトから供給されるダウンロード可能なデータのような信号の形式であるか、或いは任意の他の形式である。
【０１３９】
様々な変形及び／又は変更が本発明の精神及び又は範囲から逸脱することなしに記載された特定の実施の形態に対してなされる場合がある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムで行われる方法であって、
前記ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、
それぞれの隣接セルが１以上のユーザに信号を送信し、前記１以上のユーザからの信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セルが設けられ、
ユーザは、関連する基地局と前記ユーザとの間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を前記関連する基地局にフィードバックし、
前記１以上の基地局は、チャネルの変化を考慮するため、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を調節し、
当該方法は、
チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報を取得するステップと、
前記チャネルの空間構造における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節するステップと、を含む方法。
【請求項２】
チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を定義するステップと、
前記パラメータを連続して計算するステップと、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、前記１以上の基地局にチャネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか、又はユーザがフィードバックするのを可能にするステップと、
を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
それぞれのチャネルのチャネルの空間構造は、チャネル行列により表現され、
当該方法は、前記パラメータの計算において１以上のチャネルについて前記チャネル行列を使用することを更に含む、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
セル間の干渉を低減するため、セルの間又はセルの一部の間で調整が行われる、
請求項１乃至３の何れか記載の方法。
【請求項５】
前記１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、調整されたスケージューリング（ＣＳ）、調整されたビーム成形（ＣＢ）、ローカルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）、又は重み付けローカルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）のうちの１つを含み、
当該方法は、
調整されたセル、又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネル行列を使用して、前記セル又は前記セルの一部のそれぞれのパラメータを計算するステップと、
セル又はセルの一部のパラメーラが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、前記セル又はセルの一部の基地局にチャネルを状態情報をユーザにフィードバックさせるか又はユーザがフィードバックするのを可能にする、
請求項３に従属する請求項４記載の方法。
【請求項６】
それぞれ調整されたセル又はセルのセクタｂ＝１，．．．，Ｂ（Ｂは調整されたセル又はセルのセクタの数）について、式
【数１４】
を使用して前記パラメータｄwd_corrを計算するステップを更に含み、
ここでＲwd(b)(ｔ1)及びＲwd(b)(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される、受信機側又は送信機側の何れかを表す空間的な相関行列であり、
それぞれのＲwd(b)(ｔ)は、時間ｔで、受信機側について
【数１５】
により決定されるか、又は送信機側について
【数１６】
により決定され、
それぞれのＨ(b)(ｔ,ｆ)は、あるチャネルのチャネル行列Ｈ(b)(ｔ,τ)にフーリエ変換を適用することで得られる行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、グローバルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含み、
当該方法は、
調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネル行列から連結されたチャネル行列を計算するステップと、
前記連結されたチャネル行列を使用して、前記パラメータを計算するステップと、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるときに、前記調整されたセル又はセルの一部の基地局へのチェネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか、ユーザがフィードバックするのを可能にするステップを更に含む、
請求項３に従属する請求項４記載の方法。
【請求項８】
式
【数１７】
を使用して、前記パラメータｄwd_corrを計算するステップを更に含み、
Ｒwd_cat(ｔ1)及びＲwd_cat(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される、受信機側又は送信機側の何れかを表す空間的な相関行列であり、
それぞれのＲwd_cat(ｔ)は、時間ｔで、受信機側について
【数１８】
により決定されるか、又は送信機側について
【数１９】
により決定され、
それぞれのＨcat(ｔ,ｆ)は、連結されたチャネル行列Ｈcat(ｔ,τ)にフーリエ変換を適用することで得られる行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、ＭＢＳＦＮプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含み、
当該方法は、
調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネル行列から合計されたチャネル行列を計算するステップと、
前記合計されたチャネル行列を使用して前記パラメータを計算するステップと、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、前記調整されたセル又はセルの一部の基地局へのチャネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか又はユーザがフィードバックするのを可能にするステップと、
を更に含む請求項３に従属する請求項４記載の方法。
【請求項１０】
式
【数２０】
を使用して、前記パラメータｄwd_corrを計算するステップを更に含み、
Ｒwd_sum(ｔ1)及びＲwd_sum(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される受信機側又は送信機側の何れかを表す空間的な相関行列であり、
それぞれのＲwd_sum(ｔ)は、時間ｔで、受信機側について
【数２１】
により決定されるか、又は送信機側で
【数２２】
により決定され、
それぞれのＨsum(ｔ,ｆ)は、あるチャネルの合計されたチャネル行列Ｈsum(ｔ,τ)にフーリエ変換を適用することで得られる行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである、
請求項７記載の方法。
【請求項１１】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおいて使用されるユーザ装置であって、
前記ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、
それぞれの隣接するセル又はセルのセクタが前記ユーザ装置に信号を送信し、前記ユーザ装置から送信される信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接するセル又はセルのセクタが設けられ、
当該ユーザ装置は、
関連する基地局と当該ユーザ装置との間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を前記関連する基地局にフィードバックし、前記関連する基地局が、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、当該ユーザ装置への送信のために信号を調節するのを可能にし、
チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報を取得し、
前記チャネルの空間構造における時間変化に基づいてチャネルの状態情報がフィードバックされるタイミングを調節する、ユーザ装置。
【請求項１２】
当該ユーザ装置は、さらに、
前記チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を基地局から受信し、
前記パラメータを連続して計算し、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、１以上の基地局にチャネルの状態情報をフィードバックする、
請求項１１記載のユーザ装置。
【請求項１３】
それぞれのチャネルのチャネルの空間構造は、チャネル行列により表現され、
当該ユーザ装置は、前記パラメータの計算において１以上のチャネルについて前記チャネル行列を使用する、
請求項１２記載のユーザ装置。
【請求項１４】
セル間の干渉を低減するため、セルの間又はセルの一部の間で調整が行われ、
前記ユーザ装置は、請求項５乃至１０の何れか記載の方法を使用して前記パラメータを計算する、
請求項１１乃至１３の何れか記載のユーザ装置。
【請求項１５】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムであって、
それぞれの隣接セル又はセルのセクタが１以上のユーザに信号を送信し、前記１以上のユーザから送信された信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セル又はセルのセクタと、
１以上のユーザは、関連する基地局とそれぞれの前記ユーザとの間のチャネルに関するチャネルの状態情報を前記前記関連する基地局にフィードバックし、
基地局は、チャネルの変動を考慮して、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を調節し、
チャネルの空間構造における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングが調節される、ＭＩＭＯ無線通信システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおいて使用される基地局であって、
当該基地局は、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を１以上のユーザに送信し、
前記１以上のユーザは、前記パラメータを連続して計算し、前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるときに、当該基地局及び／又は１以上の他の基地局にチャネルの状態情報をフィードバックする、基地局。
【請求項１】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムで行われる方法であって、
前記ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、
それぞれの隣接セルが１以上のユーザに信号を送信し、前記１以上のユーザからの信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セルが設けられ、
ユーザは、関連する基地局と前記ユーザとの間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を前記関連する基地局にフィードバックし、
前記１以上の基地局は、チャネルの変化を考慮するため、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を調節し、
当該方法は、
チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報を取得するステップと、
前記チャネルの空間構造における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングを調節するステップと、を含む方法。
【請求項２】
チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を定義するステップと、
前記パラメータを連続して計算するステップと、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、前記１以上の基地局にチャネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか、又はユーザがフィードバックするのを可能にするステップと、
を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
それぞれのチャネルのチャネルの空間構造は、チャネル行列により表現され、
当該方法は、前記パラメータの計算において１以上のチャネルについて前記チャネル行列を使用することを更に含む、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
セル間の干渉を低減するため、セルの間又はセルの一部の間で調整が行われる、
請求項１乃至３の何れか記載の方法。
【請求項５】
前記１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、調整されたスケージューリング（ＣＳ）、調整されたビーム成形（ＣＢ）、ローカルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）、又は重み付けローカルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）のうちの１つを含み、
当該方法は、
調整されたセル、又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネル行列を使用して、前記セル又は前記セルの一部のそれぞれのパラメータを計算するステップと、
セル又はセルの一部のパラメーラが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、前記セル又はセルの一部の基地局にチャネルを状態情報をユーザにフィードバックさせるか又はユーザがフィードバックするのを可能にする、
請求項３に従属する請求項４記載の方法。
【請求項６】
それぞれ調整されたセル又はセルのセクタｂ＝１，．．．，Ｂ（Ｂは調整されたセル又はセルのセクタの数）について、式
【数１４】
を使用して前記パラメータｄwd_corrを計算するステップを更に含み、
ここでＲwd(b)(ｔ1)及びＲwd(b)(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される、受信機側又は送信機側の何れかを表す空間的な相関行列であり、
それぞれのＲwd(b)(ｔ)は、時間ｔで、受信機側について
【数１５】
により決定されるか、又は送信機側について
【数１６】
により決定され、
それぞれのＨ(b)(ｔ,ｆ)は、あるチャネルのチャネル行列Ｈ(b)(ｔ,τ)にフーリエ変換を適用することで得られる行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、グローバルプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含み、
当該方法は、
調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネル行列から連結されたチャネル行列を計算するステップと、
前記連結されたチャネル行列を使用して、前記パラメータを計算するステップと、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるときに、前記調整されたセル又はセルの一部の基地局へのチェネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか、ユーザがフィードバックするのを可能にするステップを更に含む、
請求項３に従属する請求項４記載の方法。
【請求項８】
式
【数１７】
を使用して、前記パラメータｄwd_corrを計算するステップを更に含み、
Ｒwd_cat(ｔ1)及びＲwd_cat(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される、受信機側又は送信機側の何れかを表す空間的な相関行列であり、
それぞれのＲwd_cat(ｔ)は、時間ｔで、受信機側について
【数１８】
により決定されるか、又は送信機側について
【数１９】
により決定され、
それぞれのＨcat(ｔ,ｆ)は、連結されたチャネル行列Ｈcat(ｔ,τ)にフーリエ変換を適用することで得られる行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記１以上の基地局からユーザに信号を送信するために使用される送信スキームは、ＭＢＳＦＮプレコーディングによる共同処理（ＪＰ）を含み、
当該方法は、
調整されたセル又は調整されたセルの一部のそれぞれのチャネル行列から合計されたチャネル行列を計算するステップと、
前記合計されたチャネル行列を使用して前記パラメータを計算するステップと、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、前記調整されたセル又はセルの一部の基地局へのチャネルの状態情報をユーザにフィードバックさせるか又はユーザがフィードバックするのを可能にするステップと、
を更に含む請求項３に従属する請求項４記載の方法。
【請求項１０】
式
【数２０】
を使用して、前記パラメータｄwd_corrを計算するステップを更に含み、
Ｒwd_sum(ｔ1)及びＲwd_sum(ｔ2)は、時間サンプルｔ1及びｔ2のそれぞれで決定される受信機側又は送信機側の何れかを表す空間的な相関行列であり、
それぞれのＲwd_sum(ｔ)は、時間ｔで、受信機側について
【数２１】
により決定されるか、又は送信機側で
【数２２】
により決定され、
それぞれのＨsum(ｔ,ｆ)は、あるチャネルの合計されたチャネル行列Ｈsum(ｔ,τ)にフーリエ変換を適用することで得られる行列であり、Ｎは、フーリエ変換のサイズである、
請求項７記載の方法。
【請求項１１】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおいて使用されるユーザ装置であって、
前記ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、
それぞれの隣接するセル又はセルのセクタが前記ユーザ装置に信号を送信し、前記ユーザ装置から送信される信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接するセル又はセルのセクタが設けられ、
当該ユーザ装置は、
関連する基地局と当該ユーザ装置との間のチャネルに関連するチャネルの状態情報を前記関連する基地局にフィードバックし、前記関連する基地局が、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、当該ユーザ装置への送信のために信号を調節するのを可能にし、
チャネルの空間構造における時間変化に関連する情報を取得し、
前記チャネルの空間構造における時間変化に基づいてチャネルの状態情報がフィードバックされるタイミングを調節する、ユーザ装置。
【請求項１２】
当該ユーザ装置は、さらに、
前記チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を基地局から受信し、
前記パラメータを連続して計算し、
前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるとき、１以上の基地局にチャネルの状態情報をフィードバックする、
請求項１１記載のユーザ装置。
【請求項１３】
それぞれのチャネルのチャネルの空間構造は、チャネル行列により表現され、
当該ユーザ装置は、前記パラメータの計算において１以上のチャネルについて前記チャネル行列を使用する、
請求項１２記載のユーザ装置。
【請求項１４】
セル間の干渉を低減するため、セルの間又はセルの一部の間で調整が行われ、
前記ユーザ装置は、請求項５乃至１０の何れか記載の方法を使用して前記パラメータを計算する、
請求項１１乃至１３の何れか記載のユーザ装置。
【請求項１５】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムであって、
それぞれの隣接セル又はセルのセクタが１以上のユーザに信号を送信し、前記１以上のユーザから送信された信号を受信する１以上の基地局を含む複数の隣接セル又はセルのセクタと、
１以上のユーザは、関連する基地局とそれぞれの前記ユーザとの間のチャネルに関するチャネルの状態情報を前記前記関連する基地局にフィードバックし、
基地局は、チャネルの変動を考慮して、フィードバックされたチャネルの状態情報に基づいて、ユーザへの送信のために信号を調節し、
チャネルの空間構造における時間変化に基づいて、ユーザがチャネルの状態情報をフィードバックするタイミングが調節される、ＭＩＭＯ無線通信システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおいて使用される基地局であって、
当該基地局は、チャネルの空間構造における時間変化に関連するパラメータの閾値を１以上のユーザに送信し、
前記１以上のユーザは、前記パラメータを連続して計算し、前記パラメータが前記閾値に等しいか又は前記閾値を超えるときに、当該基地局及び／又は１以上の他の基地局にチャネルの状態情報をフィードバックする、基地局。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公表番号】特表２０１３−５１５３８６（Ｐ２０１３−５１５３８６Ａ）
【公表日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４３８４６（Ｐ２０１２−５４３８４６）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０７０３１５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７６７６６
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０７０３１５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７６７６６
【国際公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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