JP4709820B2 - Reception device, transmission device, and method for providing precoding information - Google Patents
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Description
本発明は、MIMO(multiple-input-multiple-output)伝送の分野に関する。MIMO伝送は、モバイル通信のシナリオにおいてますます使用されつつあり、将来のモバイル通信システムであると考えられている。 The present invention relates to the field of multiple-input-multiple-output (MIMO) transmission. MIMO transmission is increasingly being used in mobile communication scenarios and is considered a future mobile communication system.
MIMOシステムは、一般に、モバイル通信システムのシステム容量を著しく向上させることができる。これは、例えば、MIMOシステムが、複数の送信アンテナと受信アンテナとを用いて、複数のデータストリームを同時に送受信することができるため、達成される。図17に一般的なMIMOシステム1700を示している。このシナリオでは、Nt個の送信アンテナ1712を用いる送信ユニット1710が示されている。送信アンテナ1712が送信した信号は、Nr個の受信アンテナ1722を用いる受信ユニット1720が受信する。送信アンテナ1712と受信アンテナ1722との間にはモバイル無線チャネルがあり、これは、図17においてHkとして示されている。送信ユニット1710が送信する信号はxkとして示されており、プリコーディングユニット1730によってプリコードされる。プリコーディングユニット1730は、送信される実際のデータストリームskに対してプリコーディング行列Fkを適用する。
A MIMO system can generally significantly improve the system capacity of a mobile communication system. This is achieved, for example, because a MIMO system can simultaneously transmit and receive multiple data streams using multiple transmit and receive antennas. FIG. 17 shows a general MIMO system 1700. In this scenario, a
プリコーディング行列Fkは、受信装置から受信したフィードバックに基づいている。好ましくは、受信装置は、コードブックを用いてインデックスmoptをフィードバックする。図17に示されているシナリオでは、これらのインデックスは、送信装置と受信装置とで利用できるコードブック1740に基づいて決定される。受信した信号は、チャネル推定を行う受信装置の検出部1750によって検出される。すなわち、チャネルHkが推定され、チャネル推定値に基づいてプリコーディングが評価され、利用可能なコードブック1740に基づいてコード化され、それぞれのコードブックのインデックスが送信装置へ提供される。したがって、図17には、コードブックベースのプリコーディングスキームを用いたMIMOシステムが示されている。MIMOプリコーディングスキームは、複数のビーム1760により複数のデータストリームを送信することができ、よって、システム容量を増加させることができる。
The precoding matrix F k is based on feedback received from the receiving device. Preferably, the receiving apparatus feeds back the index m opt using a code book. In the scenario shown in FIG. 17, these indices are determined based on a
受信装置から完全なチャネル情報がフィードバックされると、送信装置は完全なプリコーディングを行うことができるが、これは、大量のフィードバック情報、すなわち受信装置から送信装置へ信号を伝えるチャネルを必要とし、これらのチャネルは、フィードバック情報が詳細であるため高いデータレートを利用することになる。したがって、フィードバック量を低減することが、コードブックベースのプリコーディングを用いたMIMOシステムの分野における主要な課題である。コードブックベースの線形プリコーディングでは、フィードバック情報として設定された所定のコードブックの好ましいインデックスを送信するだけでよく、これと共に必要なフィードバック情報も少なくて済む。 When complete channel information is fed back from the receiving device, the transmitting device can perform full precoding, but this requires a large amount of feedback information, i.e. a channel to signal from the receiving device to the transmitting device, These channels will use high data rates because the feedback information is detailed. Therefore, reducing the amount of feedback is a major issue in the field of MIMO systems using codebook-based precoding. In codebook-based linear precoding, it is only necessary to transmit a preferable index of a predetermined codebook set as feedback information, and the necessary feedback information is also reduced.
図17を参照する。送信アンテナの数がNt、受信アンテナの数がNr、同時に送信されるストリームの数がNsの場合、時刻kにおける送信信号ベクトルは、以下のように表すことができる。
コードブックの設計のコンセプトは、「ワンショットコードブック」または「トラッキングコードブック」のいずれかに分類できる。2つのコードブック設計コンセプトの主な違いを表1に示す。 Codebook design concepts can be classified as either “one-shot codebooks” or “tracking codebooks”. Table 1 shows the main differences between the two codebook design concepts.
ワンショットコードブックの場合、コードブックの各要素は、行列またはベクトルとすることができる。前者を行列コードブックといい、後者をベクトルコードブックという。トラッキングコードブックの場合、従来のシステムは、以下でさらに詳述するように、主に再帰的な伝送アルゴリズムとともにベクトルコードブックを使用する。 In the case of a one-shot codebook, each element of the codebook can be a matrix or a vector. The former is called a matrix codebook, and the latter is called a vector codebook. For tracking codebooks, conventional systems use vector codebooks primarily with recursive transmission algorithms, as will be described in more detail below.
図18は、時間軸に対するモバイル無線チャネルのチャネル係数のグラフを示している。フィードバックが提供されることとし、図18に黒い点で示されている等間隔の周期でチャネルサンプルが取られるものと仮定する。図18のサンプリング点から、2つのチャネル推定値及びフィードバック周期の間で、チャネルがある程度変化することがわかる。この度合いは、例えば、通信シナリオ内のモビリティなどに依存する。この変化に基づいて、コードブックの設計のコンセプトが選択される。チャネルの変化が小さい場合には、チャネルをトラッキングすることができるので、トラッキングコードブックが好ましいはずである。変化が多少大きい場合には、ワンショットコードブックが好ましい。実際の無線通信シナリオでは、例えば低速フェージングや、短いフィードバック周期に相当する高速サンプリング周波数などにより、2つのサンプリング点の間のチャネルを関連付けることができる。この場合、トラッキングコードブックは、必要なフィードバックビット、すなわちフィードバックチャネルにおいて必要なデータレートと性能との間のよりよいトレードオフを提供することができる。 FIG. 18 shows a graph of channel coefficients of the mobile radio channel with respect to the time axis. Assume that feedback is to be provided and that channel samples are taken at equally spaced periods shown in FIG. 18 as black dots. It can be seen from the sampling points in FIG. 18 that the channel changes to some extent between the two channel estimates and the feedback period. This degree depends on, for example, mobility in a communication scenario. Based on this change, a codebook design concept is selected. If the channel change is small, a tracking codebook should be preferred because the channel can be tracked. If the change is somewhat large, a one-shot codebook is preferred. In an actual wireless communication scenario, a channel between two sampling points can be associated, for example, by slow fading or a fast sampling frequency corresponding to a short feedback period. In this case, the tracking codebook can provide a better tradeoff between the required feedback bits, ie the required data rate and performance in the feedback channel.
以下、送信アンテナの数をNt=4とし、受信アンテナの数をNr=2とし、データストリームの数をNs=2としたシステムの例について説明する。さらに、この説明全体を通して、kはタイムインデックスとする。図19に従来の受信装置1900の構造を示している。従来の受信装置1900は、受信信号を提供するためのチャネル推定部1910を備えている。チャネル推定部1910は、基準シンボル(reference symbol)に基づいて無線チャネルを推定し、処理ユニット1920へチャネル推定値Hkを提供し、処理ユニット1920は、
受信装置1900は、以前のプリコーディング行列Fk-1を記憶するメモリ1930をさらに備えている。
The
受信装置1900は、
式4には、カラムアダー1940が、以前のプリコーディング行列Fk-1へダミーカラムを追加することが示されている。デルタ行列を求めるために
コードブックサーチャ1960は、
式6から分かるように、デルタ行列Dkは、列ごとにコード化される。このため、第1列を取り出し、適切にマッチングするベクトルがコードブック1970内でサーチされ、これに基づいて、式6に示したハウスホルダー関数Qnを用いて行列の次元が1次元低くなる。次元が低くなった行列においては、次の列は第1列よりも1次元低く、それ故より少ないフィードバックで済む。受信装置の構造の詳細及び数学的な背景については、非特許文献1に記載されている。
As can be seen from
図20は、個々の送信装置2000のブロック図である。この送信装置2000は、行列コンストラクタ2010を備えている。行列コンストラクタ2010は、コードブックのインデックス
送信装置2000は、
次いで、乗算部2050が、
代わりに上記の式を
x=FkPs
に修正することもできる。この式において、PはNs×Nsの電力配分行列(power allocation matrix)である。
Instead, replace the above equation with x = F k Ps
It can also be modified. In this equation, P is an Ns × Ns power allocation matrix.
従来の送信装置2000と従来の受信装置1900とは、それぞれが異なる長さのベクトルで構成されている同じコードブック2020、1970を使用して、再帰的なデルタ行列コーディングアルゴリズムを実行する。式10は、コードブックCBをより詳細に記述するものである。
送信装置の構造の詳細と数学的な背景については、非特許文献2に記載されている。
Details of the structure of the transmitter and the mathematical background are described in
図19と図20には、現在のプリコーディング行列が以前のプリコーディング行列を用いて更新される、トラッキング機能を有する従来のプリコーディングスキームの場合の受信装置1900と送信装置2000とが示されている。従来のスキームでは、行列のサイズを調整するためのカラムアダーが必要であるという短所がある。これは、
追加される列またはダミー列の数は、送信されるデータストリームの数によって決まる。さらに従来のスキームには、フィードバックインデックスから
本発明の目的は、モバイル通信システムにおいてプリコーディング情報を提供するためのよりロバストなスキームを提供することである。 An object of the present invention is to provide a more robust scheme for providing precoding information in a mobile communication system.
上記目的は、請求項1に記載の受信装置と、請求項13に記載のプリコーディング情報を提供する方法と、請求項15に記載の送信装置と、請求項28に記載のプリコーディング情報を更新する方法と、請求項30に記載のプリコーディングのために送信されるフィードバック信号とにより達成される。
The object is to update the receiving device according to
上記目的はさらに、プリコーディング情報を提供する受信装置であって、イベントを検出する検出部と、前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を送信し、前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を送信する送信ユニットとを備える受信装置により達成される。 The above object is further provided by a receiving device for providing precoding information, a detection unit for detecting an event, and transmitting complete precoding information at a first time in response to detection of occurrence of the event, And a transmission unit that transmits the differential precoding information at a second time different from the first time.
上記目的はさらに、プリコーディングを用いて信号を送信する送信装置であって、前記プリコーディングは、プリコーディング情報に基づいて更新されるものであり、イベントを検出する検出部と、前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を用いて更新を行い、前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を用いて更新を行う手段とを備える送信装置により達成される。 The object is further a transmission device that transmits a signal using precoding, wherein the precoding is updated based on precoding information, a detection unit that detects an event, and generation of the event And a means for performing update using complete precoding information at a first time in response to detection of the first time, and updating using differential precoding information at a second time different from the first time Achieved by the device.
上記目的はさらに、イベントを検出するステップを含む、プリコーディング情報を提供する方法により達成される。前記方法は、前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を送信するステップと、前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を送信するステップとをさらに含む。 The above objects are further achieved by a method for providing precoding information comprising detecting an event. The method includes transmitting complete precoding information at a first time in response to detection of the occurrence of the event, and transmitting differential precoding information at a second time different from the first time. And further including.
上記目的はさらに、イベントを検出するステップを含む、プリコーディング情報を更新する方法により達成される。前記方法は、前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を用いて更新を行うステップと、前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を用いて更新を行うステップとをさらに含む。 The above object is further achieved by a method for updating precoding information comprising the step of detecting an event. The method comprises the steps of updating using complete precoding information at a first time in response to detection of the occurrence of the event, and differential precoding information at a second time different from the first time. And updating.
上記目的はさらに、上述した送信装置に対して、上述したプリコーディング情報を更新する方法を実行させるフィードバック信号のフォーマットを有する、プリコーディングのために送信されるフィードバック信号により達成される。 The above object is further achieved by a feedback signal transmitted for precoding having a format of a feedback signal that causes the transmitting device described above to perform the method of updating the precoding information described above.
本発明は、モバイル無線チャネルの2つのサンプル点の間に有意なコヒーレンスがあるときに差分プリコーディング更新が使用され、モバイル無線チャネルの2つのサンプル点の間に低いコヒーレンスがあるときに、完全なプリコーディング更新が用いられるのであれば、よりロバストなプリコーディングスキームが確立できるという知見に基づいている。本発明の実施形態は、完全更新と差分更新を切り替えて、例えばMIMO伝送などを用いたプリコーディングスキームにおける更新方法の適応化ができるという利点を提供する。 The present invention uses differential precoding update when there is significant coherence between two sample points of the mobile radio channel, and complete when there is low coherence between the two sample points of the mobile radio channel. This is based on the finding that a more robust precoding scheme can be established if precoding updates are used. Embodiments of the present invention provide an advantage that an update method in a precoding scheme using, for example, MIMO transmission can be adapted by switching between complete update and differential update.
一実施形態では、より高い分解能(resolution)が提供されるチャネルの小さな変化に対しては差分更新が使用され、チャネルがより粗い分解能で著しく変化している場合には完全な更新が使用される。 In one embodiment, differential updates are used for small changes in the channel that provide higher resolution, and full updates are used if the channel is changing significantly with coarser resolution. .
本発明の実施形態は、より少ないフィードバックビット数、すなわちより小さいデータレートとフィードバックチャネルとにより、より大きいチャネル容量またはシステム容量が実現できるという利点を提供する。これにより、貴重な伝送リソースを節約することができると同時に、無線チャネルのより広範囲の変化をカバーすることができる。 Embodiments of the present invention provide the advantage that a larger channel capacity or system capacity can be achieved with a smaller number of feedback bits, ie, a smaller data rate and feedback channel. This saves valuable transmission resources and at the same time covers a wider range of changes in the radio channel.
本発明の実施形態について、添付図面を用いて詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、受信装置100の一実施形態を示している。受信装置100はチャネル推定部110を備えており、このチャネル推定部110は処理ユニット120と接続されている。処理ユニット120は、コードブック122とプリコーディング行列を記憶するメモリ124とサーチャ130とへ接続されている。サーチャ130は、送信ユニット140と接続されている。受信装置100は、第1の数の送信アンテナと第2の数の受信アンテナとを用いた伝送スキームにおいて、送信装置におけるプリコーディングを制御する。ここで、第1の数は1より大きく、第2の数は1以上である。受信装置100は、受信信号に基づいて、送信装置と受信装置100との間の無線チャネルを推定して無線チャネル推定値を求めるチャネル推定部110を備えている。
FIG. 1 shows an embodiment of a receiving
受信装置100は、更新用コードブックに含まれている更新情報項目と、プリコーディング行列を記憶するメモリ124に記憶されている以前のプリコーディング行列とに基づいて、新たな行列を提供する処理ユニット120をさらに備えている。更新用行列は、少なくとも2つの行と少なくとも2つの列とを有するものとすることができ、あるいはそうでなくてもよい。受信装置100は、新たなプリコーディング行列のうち、無線チャネル推定値に基づいて、最適化基準を満たす新たなプリコーディング行列をサーチするサーチャ130と、新たなプリコーディング行列をサーチするときに見つかる新たなプリコーディング行列と関連付けられる更新用行列のインデックスを送信する送信ユニット140とをさらに備えている。
The receiving
一実施形態では、受信アンテナの数である第2の数は1より大きく、プリコーディング行列は、少なくとも2つの行と少なくとも2つの列とを有している。処理ユニットは、更新用行列と以前の処理行列(processing matrix)との乗算により、新たなプリコーディング行列を提供することができる。さらに、受信装置100は、マルチキャリア信号を受信し、マルチキャリア信号の各搬送波または一連の搬送波においてプリコーディングを制御することができる。
In one embodiment, the second number, the number of receive antennas, is greater than 1 and the precoding matrix has at least two rows and at least two columns. The processing unit can provide a new precoding matrix by multiplying the update matrix and the previous processing matrix. Furthermore, the receiving
一実施形態では、処理ユニット120は乗算部として実装されており、プリコーディング行列を記憶するメモリ124に記憶されている以前のプリコーディング行列をコードブック122に含まれている更新用行列と掛け合わせる。新たなプリコーディング行列が得られると、処理ユニットは、次の更新のためにプリコーディング行列を更新することができる。
In one embodiment, the
図2は受信装置150の別の実施形態を示している。受信装置150はチャネル推定部155を備えている。このチャネル推定部155は、受信信号に基づくチャネル推定値Hkを評価して、チャネル推定値Hkをコードブックサーチャ160へ提供する。受信装置は、以前のプリコーディング行列Fk-1を記憶するメモリ165をさらに備えている。以前のプリコーディング行列Fk-1は、乗算部170により、コードブック175の更新用行列Cmと掛け合わされて、新たな一連のプリコーディング行列C’mが得られ、これもまたコードブックサーチャ160へ提供される。更新されたプリコーディング行列は、以下の式で与えられる。
別の実施形態では、他の任意のプリコーディングまたは適応化(adaptation task)を実行するために、別の行列が掛け合わされる。すなわち、C’k=CkAkFk-1である。コードブックサーチャ160は、最適化されたプリコーディング行列
別の実施形態では、コードブックサーチャ160は、最小平均二乗誤差逐次干渉除去(MMSE−SIC(minimum-mean-square-error-successive-interference-cancellation))の検出に基づいて最大の容量を求める。別の実施形態では、図1に示した処理ユニット120は、コードブック175に基づくコードブックを記憶する記憶手段を備えている。
In another embodiment, the
図3は、送信装置200の一実施形態を示している。送信装置200は、受信ユニット210と、記憶手段220と、更新用行列のジェネレータ230と、コンバイナ240と、プリコーディング行列を記憶するメモリ245を備えている。
FIG. 3 shows an embodiment of the
送信装置200は、プリコードされた信号を送信する。この信号は、第1の数の送信アンテナと第2の数の受信アンテナとを用いた伝送スキームにおいて、プリコーディング行列を記憶するメモリ245に記憶されている更新されたプリコーディング行列を用いてプリコードされている。ここで、第1の数は1より大きく、第2の数は1以上である。送信装置200は、更新インデックスを受信する受信ユニット210と、それぞれが更新インデックスと関連付けられている異なる更新情報項目を含むコードブックを記憶する記憶手段220とを備えている。送信装置200は、受信した更新インデックスと、記憶手段220に記憶されているコードブック内で関連付けられている更新情報項目とを用いて、少なくとも2つの行と少なくとも2つの列とを有する更新用行列を求める更新用行列のジェネレータ230と、以前に使用されたプリコーディング行列245とレトリーバ230により提供される更新用行列とを合成して、更新されたプリコーディング行列を求めるコンバイナ240とをさらに備えている。
Transmitting
一実施形態では、受信ユニット210は、受信した更新用行列のインデックス(mopt)を受信することができる。記憶手段220は、それぞれが更新用行列のインデックス(m)と関連付けられていて、少なくとも2つの行と少なくとも2つの列とを有する異なる更新用行列(Cm)を含むコードブックを記憶する。
In one embodiment, the receiving
別の実施形態では、コンバイナ240は、乗算により更新されたプリコーディング行列(Fk)を求める。この乗算は、以前使用されたプリコーディング行列(Fk-1)と更新用行列
図4は、送信装置250の別の実施形態を示している。送信装置250はコードブック255を備えており、このコードブック255は、受信装置から受信した最適な更新用行列のインデックスmoptを含む。受信した更新用行列のインデックスを用いて、コードブックは、関連付けられた更新用行列
次いで、乗算部265は、更新されたプリコーディング行列Fkを提供することができる。図4に示した実施形態によれば、コンバイナ240は、乗算部265として実装できる。別の実施形態では、送信装置200及び250はそれぞれ、プリコーディング行列Fkを送信信号に適用するプリコーダを備えている。
Then, the
さらに、別の実施形態では、プリコーディング行列Fkを初期化することができる。初期化は、状況によってはトラッキングエラーを低減するのに役立つ。初期化は、定期的に行うこともでき、または、制御信号もしくは受信装置からのフィードバックによりトリガすることもできる。初期化のための行列は、コードブックの1つの要素とすることができる。一実施形態では、単位行列から抽出した単位ベクトルで構成することができる。例えば、送信アンテナの数がNt=4、データストリームの数がNs=2の場合は以下のようになる。
従来のスキームとの本質的な違いは、
図5は、一実施形態に基づく受信装置310を備えたMIMO伝送システム300を示している。受信装置310は、受信ユニット314に接続されているNr個の受信アンテナ312を備えている。受信ユニット314は、チャネル推定部316とMMSE−SIC検出部及びデコーダ318とに対して受信信号を提供する。次いで、チャネル推定部316は、MMSE−SIC検出部及びデコーダ318とコードブックサーチャ320とに対してチャネル推定値を提供する。コードブックサーチャ320は乗算部322に接続されており、前述したものと同様の記憶手段324に記憶されている以前のプリコーディング行列Fk-1と、コードブック326の更新用行列との乗算の結果を乗算部322から受け取る。最適な更新用行列を見つけると、コードブックサーチャ320は、その最適な更新用行列のインデックスmoptを送信装置350へ提供する。
FIG. 5 shows a
一般に、MIMOシステムは、単一の受信アンテナと2つ以上の送信アンテナを有する汎用的なMIMOシステムとすることもできる。好ましくは、第1の数と第2の数は、プリコーディング行列Fk及びFk-1の行の数が列の数よりも大きくなるような数である。 In general, the MIMO system may be a general purpose MIMO system having a single receive antenna and two or more transmit antennas. Preferably, the first number and the second number are numbers such that the number of rows of the precoding matrices F k and F k−1 is greater than the number of columns.
送信装置350はコードブック352を備えており、コードブック352は、受信装置310から最適な更新用行列のインデックスmoptを受け取る。次いで、コードブック352は、その最適な更新用行列を乗算部354へ提供することができる。乗算部354は、さらに、以前のプリコーディング行列を記憶するメモリ356から以前のプリコーディング行列Fk-1を受け取る。エンコーダ及びシンボルマッパ358が乗算部354へ送信信号を提供し、乗算部354が、送信信号と更新されたプリコーディング行列とを掛け合わせ、その結果を送信ユニット360へ提供する。送信ユニット360は、Nr個の送信アンテナ362を用い、無線チャネルを介して受信装置310へ信号を送信する。
The
図5に示した実施形態では、コードブックサーチャ320は、例えば、MMSE−SICの検出を前提として計算できるリンク容量またはシステム容量を最適化するなどにより、最適な更新用行列を評価することができる。したがって、一実施形態では、コードブックサーチャ320とMMSE−SIC検出部及びデコーダ318とは、回路を部分的に共用することができる。これは、ハードウェアとソフトウェアの複雑度のさらなる低減につながる。さらに、別の実施形態では、コードブックの行列のそれぞれがユニタリ行列であり、これについては以下に詳述する。コードブックベースのプリコーディングシステムの実施形態では、送信装置と受信装置が同じコードブックを共用する必要がある。コードブックは、オフラインで生成して、記憶媒体または送信装置及び受信装置のメモリに記憶することができる。一般に、コードブックの生成はシステムの性能に関連するため、コードブックの生成は極めて重要である。前述した実施形態によれば、コードブックの各要素Ckは、Nt×Ntの行列である。したがって、前述のようにトラッキングプリコーディングのスキームが想定され、そのため、コードブックは、トラッキングできるように生成されなければならない。
In the embodiment shown in FIG. 5, the
図6は、ジェネレータ405とコンバイナ410とを備えたコードブック生成装置400の一実施形態を示している。この実施形態によれば、コードブック生成装置400は、第1の数の送信アンテナと第2の数の受信アンテナとを用いた伝送スキームを用いたプリコーディングスキームにおいて使用される1つ以上の更新用行列をそれぞれ計算して、これらの更新用行列を含むコードブックを生成する。ここで、第1の数は1より大きく、第2の数は1以上である。このコードブック生成装置400は、第1の行列を生成して、ある相関度(correlation degree)により第1の行列と関連付けられる第2の行列を求めるジェネレータ(405)と、第1の行列と第2の行列を合成して1つの更新用行列を求めるコンバイナ(410)とを備えている。
FIG. 6 shows an embodiment of a
コードブック生成装置400は、プリコーディングにおいて使用される少なくとも2つの更新用行列を含むコードブックを生成する。各更新用行列は、更新用行列のインデックスと関連付けられている。更新用行列は、第1の行列を求めるステップと、ある相関度により前記第1の行列と関連付けられる第2の行列を求めるステップと、前記第1の行列と前記第2の行列とを合成して1つの更新用行列を求めるステップとによって求められる。異なる更新用行列を計算するために、異なる第1の行列と同じ相関度、または、異なる相関度が用いられる。
The code
一実施形態では、ジェネレータ405は、0.5〜1.5の範囲の大きさを有していて、任意の2つの列ベクトルの間の角度が45°〜145°の範囲にある列ベクトルを有する行列を求める。別の実施形態では、ジェネレータ405は、例えば、ランダム行列または疑似ランダム行列に基づいて、直交する列を有する行列またはほぼ直交する行列であるユニタリ行列を求めることができる。別の実施形態では、各更新用行列が、関連付けられたユニークな更新用行列のインデックスを有する。別の実施形態では、合成される更新用行列は、任意の非対角要素の大きさの少なくとも2倍の大きさを持つ要素を対角要素として有する。第1の行列と第2の行列の間の相関度は、例えば、コヒーレンス時間を有するジェネレータにより実現できる。すなわち相関度は、生成される2つの行列の間の時間シフトに対応する。相関度はさらに、無線チャネルのフェージング特性と関連付けることもできる。より大きなコードブックの一実施形態では、更新用行列を求めるために複数の異なる相関度を有する行列が用いられる。例えば、第1の行列と第2の行列をJakesモデルにより生成できる。
In one embodiment, the
コードブック生成装置400の別の実施形態では、ジェネレータ405は、ユニタリ行列を得るために、特異値分解を適用するためのランダム行列を求めること、または任意の行列の三角化によって第1の行列と第2の行列を求めることができる。この場合、ユニタリ行列は、トラッキング機能を有するやはりユニタリ行列である更新用行列を求めるために互いに掛け合わされる。別の実施形態では、前述したコードブックが、記憶媒体に記憶される。行列コードブックを使用する場合、好ましくは、コードブックの各要素行列はユニタリ行列であり、ユニタリ行列は、よりよい性能とより低い複雑度をもたらす直交列を有する。
In another embodiment of the
図7は、コードブック生成方法の一実施形態を示している。第1のユニタリ行列V(t)が、所与の時間シフトΔtに基づいてランダムユニタリ行列ジェネレータにより生成される。次いで、2つの行列がステップ440で掛け合わされ、その結果が、
図8aは、コードブックを生成する方法の一実施形態の疑似コードを示している。図8aに示した疑似コードにおいて、Bはコードブックのサイズである。したがって、ループが、ステップ450とステップ460の「for」ループで示されているように、B回繰り返される。ステップ451において、Δtだけ時間シフトされているサイズがNt×Ntの2つの行列が生成される。ステップ452で、両方の行列の特異値分解が計算され、ステップ453で、ステップ452で得られた2つのユニタリ行列が掛け合わされて、1つの更新用行列Cmが得られる。このようにして、ループがB回行われる。ステップ451で生成されるランダム行列は、フェージング係数を求めるのにも広く使用されているJakesモデルに基づいて求めることもできる。特異値分解は、ユニタリ行列を求めるために使用される。ステップ453で、コードブックの各要素が求められる。さらに、図8aのプロセスは、環境に応じて実現できるチャネル容量という点で最適な一連のコードブックまたは最適な一連の更新用行列を得るのに十分な回数にわたって反復できる。
FIG. 8a illustrates pseudo code for one embodiment of a method for generating a codebook. In the pseudo code shown in FIG. 8a, B is the size of the code book. Thus, the loop is repeated B times, as indicated by the “for” loop of
別の実施形態では、行列Gのサブセットを
コードブック生成装置(400)は、数回のトライアルによってチャネル容量を最適化するために、第1の行列と第2の行列とを求めるジェネレータを備えることができる。コードブック生成装置(400)は、更新用行列を量子化する手段をさらに備えることもできる。更新用行列は、別の実施形態では、正方行列とすることもできる。あるいは、更新用行列は、例えば(A^T=A,A^H=A)と表される対称行列または複素対称行列とすることができる。 The codebook generator (400) can comprise a generator for determining a first matrix and a second matrix in order to optimize the channel capacity by several trials. The code book generating apparatus (400) may further include means for quantizing the update matrix. The update matrix may be a square matrix in another embodiment. Alternatively, the update matrix may be a symmetric matrix or a complex symmetric matrix expressed as (A ^ T = A, A ^ H = A), for example.
図8aに示した疑似コードの一環として求められる行列は、伝搬チャネル特性を有する。一実施形態では、これらの行列は、互いにランダムな独立同分布に従う変数(mutually random independent identically distributed (i.i.d.) variables)として求めることができる。すなわち、相関度もゼロとすることができる。別の実施形態では、これらの行列は、相互に相関性があるランダムな変数として求めることができる。ここで、相関値または相関度を調整できる。別の実施形態では、さまざまな(a range of)異なる相関値がカバーされる。また、各要素の平均電力(average power)の間に不均衡が存在していてもよい。すなわち、
図8bは、一実施形態を用いて達成できる容量の改善を表すグラフである。図8bには、信号対雑音比(SNR)の平均に対するリンク容量の2つのグラフが示されている。上のグラフは本実施形態を用いて達成されるものであり、下のグラフは従来のスキームを用いて達成されるものである。送信アンテナの数がNt=4であり、受信アンテナの数がNr=2であり、データストリームの数がNs=2である例示したシナリオを考慮したものである。この実施形態では、約0.3b/(s Hz)の容量の改善が実現できる。 FIG. 8b is a graph depicting the improvement in capacity that can be achieved using one embodiment. In FIG. 8b, two graphs of link capacity versus average signal-to-noise ratio (SNR) are shown. The upper graph is achieved using this embodiment, and the lower graph is achieved using a conventional scheme. Consider the example scenario where the number of transmit antennas is N t = 4, the number of receive antennas is N r = 2 and the number of data streams is N s = 2. In this embodiment, a capacity improvement of about 0.3 b / (s Hz) can be realized.
トラッキング機能を有するコードブックベースのプリコーディングは、2つのサンプル点の間のチャネルコヒーレンス、すなわち1フィードバック周期のコヒーレンスを用いるものであり、ワンショットのコードブックベースのプリコーディングより大きい容量を提供する。しかしながら、フィードバックエラーが生じるか、または伝搬チャネルの急激な変化が生じる場合、信頼できるプリコーディング行列のトラッキングが困難になることもある。したがって、トラッキング機能を有するコードブックベースのプリコーディングのように更新情報の差分を提供するのではなく、場合によってはワンショットのコードブックベースのプリコーディングのように、完全なプリコーディング情報を提供する方が有利となる。図9は、検出部710と送信ユニット720を備えた受信装置700を示している。受信装置700は、プリコーディング情報を提供するものであって、イベントを検出する検出部710と、イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を送信し、第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を送信する送信ユニット720とを備えている。
Codebook-based precoding with tracking uses channel coherence between two sample points, i.e., one feedback period of coherence, and provides more capacity than one-shot codebook-based precoding. However, reliable precoding matrix tracking can be difficult if feedback errors occur or if there is a sudden change in the propagation channel. Therefore, instead of providing a difference of update information as in codebook-based precoding having a tracking function, in some cases, providing complete precoding information as in one-shot codebook-based precoding. Is more advantageous. FIG. 9 shows a receiving
一実施形態では、検出部710は、完全なプリコーディング情報が送られた先の時刻からの所定時間の経過をイベントとして検出するか、または通信リンクに対して差分プリコーディング情報よりも完全なプリコーディング情報が有利である状況をイベントとして検出する。
In one embodiment, the
図10に、受信装置750の別の実施形態を示している。受信装置750は、ワンショットのコードブックをサーチするコードブックサーチャ760に対してチャネル推定値を提供するチャネル推定部755を備えている。チャネル推定部755はさらに、トラッキング可能なコードブックにおいてサーチを行う別のコードブックサーチャ765に対してもチャネル推定値を提供する。図10に示した受信装置750の実施形態では、コードブックサーチャ765とコードブックサーチャ760とが同じコードブック770へアクセスする。別の実施形態では、これらのコードブックサーチャが別々のコードブックを有していてもよい。受信装置750は、メモリユニット775をさらに備えている。このメモリユニット775は、前述のコードブックのサーチを可能にするために、トラッキング機能を有するコードブックサーチャ765に対して以前のプリコーディング行列を提供する。さらに、図10に示した実施形態では、スイッチ780を備えている。このスイッチ780は、ワンショットのコードブックに基づいたプリコーディング情報、すなわち完全なプリコーディング情報を送信することができる一方で、トラッキング機能を有するコードブックに基づいたトラッキング可能な更新情報、すなわち差分プリコーディング情報を送信することができることを示している。
FIG. 10 shows another embodiment of the receiving
受信装置700の別の実施形態では、検出部710はそれぞれ、さまざまな(a range of)完全プリコーディング情報とさまざまな差分プリコーディング情報とに基づいて、完全なプリコーディング情報がより有利である状況を検出する。この実施形態では、無線チャネルのわずかな変化をトラッキングするために差分プリコーディング情報が提供される。しかしながら、コードブックは、例えば非常に高速なフェージング、高いモビリティまたはドップラーシナリオによって誘発されるような無線チャネルのより高速な変化をトラッキングすることができない。チャネルの変化が大きすぎるときは常に、検出部710は、完全なプリコーディング情報を送信することを決定できる。別の実施形態では、送信ユニット720は、現在送信されているプリコーディング情報が完全であるかそれとも差分であるかを示すインジケータを送信する。このインジケータは、含まれている制御情報をどのようにして解釈すべきかを示す、フィードバックまたは制御チャネルを通して送信される単一のビットによって実施できる。
In another embodiment of the receiving
別の実施形態では、受信装置は、マルチキャリア信号を受信し、マルチキャリア信号内の各搬送波または一連の搬送波のプリコーディング情報を提供することができる。受信装置(700)は、例えば、行列コードブックのインデックスとしてプリコーディング情報を提供することができる。別の実施形態では、受信装置(700)は、行列コードブックに基づいて差分プリコーディング情報を提供することができ、行列コードブックは、完全なプリコーディング情報のための特別なコードブックのインデックスを有し、完全なプリコーディング情報は、完全なプリコーディング行列の列ベクトルに基づいて提供される。 In another embodiment, a receiving device can receive a multicarrier signal and provide precoding information for each carrier or series of carriers in the multicarrier signal. The receiving apparatus (700) can provide precoding information as an index of a matrix codebook, for example. In another embodiment, the receiving device (700) can provide differential precoding information based on a matrix codebook, where the matrix codebook contains a special codebook index for complete precoding information. Complete precoding information is provided based on the column vector of the complete precoding matrix.
図11に送信装置800の一実施形態を示している。送信装置800は、プリコーディング情報に基づいて更新されるプリコーディングを用いて信号を送信するものであって、イベントを検出する検出部810と、イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を用いて更新を行い、第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を用いて更新を行う手段820とを備えている。一実施形態では、検出部810は、完全なプリコーディング情報を受け取った先の時刻から所定の時間が経過したことをイベントとして検出するか、または通信リンクに対して差分プリコーディング情報よりも完全なプリコーディング情報が有利である状況をイベントとして検出する。別の実施形態では、送信装置800は、完全なプリコーディング情報または差分プリコーディング情報を受け取るレシーバをさらに備えている。別の実施形態では、レシーバは、完全なプリコーディング情報の方が、差分プリコーディング情報よりも有利である状況が発生しているかどうかのインジケータを提供する。一実施形態では、送信装置は、無線チャネル自体を推定することによって状況を判断することができる。
FIG. 11 shows an embodiment of the
図12は送信装置850の別の実施形態を示している。送信装置850は、以前のプリコーディング行列Fk-1を記憶するメモリ855を備えている。以前のプリコーディング行列Fk-1は、トラッキング機能を有するプリコーディング行列コードブックサーチャ860へ提供される。送信装置850は、ワンショットモードのプリコーディング行列サーチャ865と、トラッキングモードのプリコーディング行列コードブックサーチャ860と、共通のコードブック870とを備えている。送信装置850は、スイッチ875をさらに備えている。このスイッチ875は、トラッキング、すなわち差分プリコーディング情報に基づくプリコーディングと、ワンショットの更新に基づくプリコーディング、すなわち完全なプリコーディング情報に基づくプリコーディングとを切り替えることができる。送信装置800の別の実施形態では、完全なプリコーディング情報と差分プリコーディング情報とに対して別々のコードブックを用いることができる。
FIG. 12 shows another embodiment of the
送信装置(800)は、一実施形態では、マルチキャリア信号を送信し、差分プリコーディング情報または完全なプリコーディング情報を用いて、マルチキャリア信号内の各搬送波または一連の搬送波をプリコードする。送信装置(800)は、行列コードブックインデックスに基づいてプリコードすることができる。行列コードブックは、完全なプリコーディング情報のための特殊なコードブックインデックスを有してもよく、完全なプリコーディング情報は、完全なプリコーディング行列の列ベクトルに基づいて提供される。 The transmitter (800), in one embodiment, transmits a multicarrier signal and precodes each carrier or series of carriers in the multicarrier signal using differential precoding information or complete precoding information. The transmitting apparatus (800) can pre-code based on the matrix codebook index. The matrix codebook may have a special codebook index for complete precoding information, and the complete precoding information is provided based on the column vector of the complete precoding matrix.
前述した各実施形態は、急なチャネル変化またはフィードバックエラーが発生する状況に対処するために、トラッキングコードブックモードとワンショットコードブックモードとを切り替える機構を提供する。一実施形態によれば、送信装置におけるプリコーディング行列の生成とコードブックサーチは、トラッキングコードブックモードまたはワンショットコードブックモードで行われる。一実施形態では、1つのコードブックが2つのモードの間で共用される一方、別の実施形態では別々のコードブックが使用される。2つのモードの間の切替えは、例えば、一実施形態では、送信装置と受信装置に認識されている所定の時間に基づいて定期的に行われる。別の実施形態では、例えば、フィードバック内で使用されるインジケータによるなど、受信装置からのフィードバックに基づいて切替えが行われる。 Each of the embodiments described above provides a mechanism for switching between tracking codebook mode and one-shot codebook mode in order to cope with situations where abrupt channel changes or feedback errors occur. According to one embodiment, the generation of the precoding matrix and the codebook search in the transmission device are performed in a tracking codebook mode or a one-shot codebook mode. In one embodiment, one codebook is shared between the two modes, while in another embodiment separate codebooks are used. For example, in one embodiment, switching between the two modes is periodically performed based on a predetermined time recognized by the transmission device and the reception device. In another embodiment, the switching is performed based on feedback from the receiving device, eg, by an indicator used in the feedback.
図13は、左側のセルが送信装置を表し、右側のセルが受信装置を表し、上方のセルがワンショットモードを表し、下方のセルがトラッキングモードを表す、4つのセルを持つ表を示している。ワンショットモードでは、文献「R1-050903, Qualcomm, Europe, "Description and link simulations of MIMO schemes for OFDMA based E-UTRA downlink evaluation"」に詳細に記載されているように、列ベクトルインデックスをプリコーディングベクトルとして使用することが好ましい。 FIG. 13 shows a table with four cells, the left cell representing the transmitting device, the right cell representing the receiving device, the upper cell representing the one-shot mode, and the lower cell representing the tracking mode. Yes. In one-shot mode, as described in detail in the document “R1-050903, Qualcomm, Europe,“ Description and link simulations of MIMO schemes for OFDMA based E-UTRA downlink evaluation ””, the column vector index is precoded vector. It is preferable to use as.
図13から分かるように、ワンショットモードの送信装置においては、列ベクトルがコードブックから選択され、プリコーディング行列として使用される。図13に示されている例では、4つの送信アンテナを利用し、すなわちNt=4である。ワンショットモードの受信装置では、例えば、図13に示すようにチャネル容量を最大化するために、同じコードブックすなわち同じ行列から列ベクトルがしかるべく選択される。次いで、好ましい列の部分が、送信装置に通知される。トラッキングモードでは、送信装置が、前述したように通知された更新用行列を以前のプリコーディング行列へ適用する。受信装置は、前述したように最適化された更新用行列のインデックスを評価し、これを送信装置へフィードバックする。トラッキングモードでは、ワンショットモードで決定される初期のプリコーディング行列が、ワンショットモードを使って設定される。その後初期のプリコーディング行列は、トラッキングモードを使って更新できる。 As can be seen from FIG. 13, in the one-shot mode transmission apparatus, a column vector is selected from a codebook and used as a precoding matrix. In the example shown in FIG. 13, four transmit antennas are used, ie N t = 4. In the one-shot mode receiver, for example, as shown in FIG. 13, column vectors are appropriately selected from the same codebook, that is, the same matrix, in order to maximize the channel capacity. The preferred column portion is then notified to the transmitting device. In the tracking mode, the transmission apparatus applies the update matrix notified as described above to the previous precoding matrix. The receiving apparatus evaluates the index of the update matrix optimized as described above, and feeds it back to the transmitting apparatus. In the tracking mode, an initial precoding matrix determined in the one-shot mode is set using the one-shot mode. The initial precoding matrix can then be updated using the tracking mode.
図14は、信号スキームの一実施形態を示している。シグナリングワードは、シグナリングワード1400に基づく複数の桁を有するものとする。図14に示した実施形態では、シグナリングワード1400は、トラッキングモードとワンショットモードのどちらが使用されるかを示すインジケータをその第1桁に含んでいる。その他の桁は、トラッキングモードの場合にはコードブックインデックスを、ワンショットモードでは行列の列部分をそれぞれ表す。再度、4つの送信アンテナ、すなわちNt=4の例について説明すると、2つのサンプルコードワード1410及び1420が得られる。サンプルシグナリングワード1410は、その第1桁にワンショットモードを示す1を含んでいる。したがって、送信装置は、残りの桁が列部分のインデックスC1を表すことを潜在的に認識する。シグナリングワード1420を受け取ると、送信装置は、第1桁が0であることによりトラッキングモードが使用されていることを認識する。この場合、シグナリングワードの残りの4桁は、例えば、C2からC17までのコードブックのコードブックインデックスを表す。図14で、トラッキングモードとワンショットモードとについて説明したコードブックは、B=17を個数とする行列を含み、そのうちの第1のものC1はワンショットモード専用であり、C2からC17まではトラッキングモード専用である。
FIG. 14 illustrates one embodiment of a signaling scheme. It is assumed that the signaling word has a plurality of digits based on the
5ビットのインデックスの第1ビットは、トラッキングモードとワンショットモードとのどちらが使用されているかを示すビットである。その他のビットは、それぞれ、ワンショットの場合には列の添字であるインデックスであり、トラッキングの場合にはコードブックインデックスである。このように、同じフィードバックビットが両方のモードで使用される。 The first bit of the 5-bit index is a bit indicating whether the tracking mode or the one-shot mode is used. Each of the other bits is an index that is a subscript of the column in the case of one shot, and is a codebook index in the case of tracking. Thus, the same feedback bit is used in both modes.
2つのモードの切替えが、所定時間のスキームによって定期的に行われる場合は、図14の第1ビットxは明らかに不要であり、省略できる。前述した各実施形態は、例えば、OFDM(直交波周波数分割多重)システムなどと直接組み合わせることもできる。この場合、プリコーディングは、副搬送波または副搬送波のチャンクについて行う必要がある。一般に、これらの実施形態は、任意の複数の接続スキームと共に使用できる。 If the switching between the two modes is performed periodically according to a predetermined time scheme, the first bit x in FIG. 14 is clearly unnecessary and can be omitted. Each of the above-described embodiments can be directly combined with, for example, an OFDM (Orthogonal Wave Frequency Division Multiplexing) system. In this case, precoding needs to be performed on a subcarrier or a subcarrier chunk. In general, these embodiments can be used with any number of connection schemes.
図15は、一実施形態を用いて達成可能な容量の改善を表すグラフである。図15には、本実施形態とワンショットモードのみの従来スキームとの場合の、平均SNRに対する2つの容量の図がb/(s Hz)単位で示されている。例示したシナリオでは、送信アンテナの数をNt=4とし、受信アンテナの数をNr=2とし、データストリームの数をNs=2とする。ある環境において厳しい無線チャネルの変化が予測されるとき、従来のスキームはワンショットモードだけを使用する一方、本実施形態は、前述の切替え機構を利用することができる。本実施形態を用いて達成される容量を上方に示し、従来の概念を用いて達成される容量を図15の下方に示している。本実施形態は、1つの予備ビットをモードインジケータとして使い、約0.5b/(s Hz)の容量の利得を達成できることが分かる。 FIG. 15 is a graph depicting the improvement in capacity that can be achieved using one embodiment. FIG. 15 shows a diagram of two capacities with respect to the average SNR in the unit of b / (s Hz) in the case of this embodiment and the conventional scheme of only the one-shot mode. In the illustrated scenario, the number of transmit antennas is N t = 4, the number of receive antennas is N r = 2 and the number of data streams is N s = 2. When severe radio channel changes are expected in certain environments, conventional schemes use only the one-shot mode, while this embodiment can utilize the switching mechanism described above. The capacity achieved using this embodiment is shown above, and the capacity achieved using the conventional concept is shown below in FIG. It can be seen that this embodiment can achieve a capacity gain of about 0.5 b / (s Hz) using one spare bit as the mode indicator.
図16aは、フィードバックビット数に対するb/(s Hz)単位のリンク容量を評価したグラフである。図16aに示した容量のグラフのシミュレーションにおいて、送信アンテナの数をNt=4、受信アンテナの数をNr=2、データストリームの数をNs=2としている。このグラフでは、従来のスキームが丸印で示されており、本実施形態が十字印で示されている。本実施形態は、使用されるフィードバックビット数とは無関係により高い容量を達成できることが分かる。したがって、本実施形態の利点は、より高いリンク容量及びシステム容量を提供するということである。 FIG. 16a is a graph evaluating link capacity in units of b / (s Hz) with respect to the number of feedback bits. In the simulation of the capacity graph shown in FIG. 16a, the number of transmitting antennas is N t = 4, the number of receiving antennas is N r = 2 and the number of data streams is N s = 2. In this graph, conventional schemes are indicated by circles, and this embodiment is indicated by crosses. It can be seen that this embodiment can achieve a higher capacity regardless of the number of feedback bits used. Thus, the advantage of this embodiment is that it provides higher link capacity and system capacity.
図16bは、平均SNRに対してリンク容量をb/(s Hz)単位で表した別のグラフである。図16bに示したシミュレーションでは、送信アンテナの数をNt=4とし、受信アンテナの数をNr=2とし、データストリームの数をNs=2としている。グラフには、3つの容量のグラフ、すなわち、十字印で示されている本発明に係る手法のものと、丸印で示されている従来の手法のものと、理論的なアッパーバウンド(シャノン限界)のものとが示されている。グラフには、本発明に係る手法の容量が、従来の手法の容量よりもアッパーバウンドに近いことが示されている。したがって、実施形態は、リンクまたはシステムの容量が、従来の手法のものよりも大きいという利点を提供する。 FIG. 16b is another graph showing the link capacity in terms of b / (s Hz) with respect to the average SNR. In the simulation shown in FIG. 16b, the number of transmitting antennas is N t = 4, the number of receiving antennas is N r = 2, and the number of data streams is N s = 2. The graph includes three capacity graphs: the method according to the present invention indicated by a cross, the conventional method indicated by a circle, and the theoretical upper bound (Shannon limit). ). The graph shows that the capacity of the method according to the present invention is closer to the upper bound than the capacity of the conventional method. Thus, embodiments provide the advantage that the capacity of the link or system is greater than that of conventional approaches.
要約すると、実施形態は、プリコーディングを使ってMIMO伝送システムにおいてより大きい容量が達成できるという利点を提供する。さらに、実施形態では、従来の手法よりも少ないフィードバックで済む。これによって、MIMOシステムのスペクトル効率が改善され、少ないフィードバックによる追加的な容量を利用することができる。 In summary, the embodiments provide the advantage that greater capacity can be achieved in a MIMO transmission system using precoding. In addition, the embodiment requires less feedback than conventional techniques. This improves the spectral efficiency of the MIMO system and can utilize additional capacity with less feedback.
本発明の方法のいくつかの実施の要件に応じて、本発明に係る方法は、ハードウェアとしてもソフトウェアとしても実施できる。その実施は、デジタル記憶媒体、特にプログラム可能なコンピュータシステムと協働して本発明の方法を実行する電子的に読取り可能な制御信号が記憶されているディスク、DVDまたはCDを使って行うことができる。したがって、一般に本発明は機械可読媒体であって、プログラムコードがコンピュータに対して本発明に係る方法を実行させる。したがって、言い換えると、本発明に係る方法は、本発明の方法の少なくとも1つをコンピュータに実行させるプログラムコードを含むコンピュータプログラムである。 Depending on some implementation requirements of the inventive method, the inventive method can be implemented as hardware or software. The implementation may be performed using a digital storage medium, in particular a disk, DVD or CD, on which electronically readable control signals are stored that perform the method of the invention in cooperation with a programmable computer system. it can. Thus, in general, the present invention is a machine-readable medium and program code causes a computer to perform the method according to the present invention. Therefore, in other words, the method according to the present invention is a computer program including program code that causes a computer to execute at least one of the methods according to the present invention.
Claims (23)
前記ワンショットの行列コードブックをサーチして、列ベクトルのサブセットをプリコーディング行列として決定するワンショットコードブックサーチャ(760)と、
前記トラッキング可能な行列コードブックをサーチして、最適な更新用行列のインデックスであるインデックス(m opt )を出力するトラッキングコードブックサーチャ(765)と、
ある送信機と受信装置(700)との間の無線チャネルのチャネル推定値を前記ワンショットコードブックサーチャ(760)へと提供するチャネル推定部(755)と、
それまでのプリコーディング行列(F k−1 )を保存しており、当該それまでのプリコーディング行列(F k−1 )を前記トラッキングコードブックサーチャ(765)へと提供するメモリ(775)と、
イベントを検出する検出部(710)と、
前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に、前記列ベクトルのサブセットを表している桁を完全なプリコーディング情報として送信し、前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に、最適な更新用行列のインデックスであるインデックス(m opt )を差分プリコーディング情報として送信する送信ユニット(720)と
を備えている、プリコーディング情報を提供する受信装置(700)。 A codebook (770) having a trackable matrix codebook and a one-shot matrix codebook, the trackable matrix codebook being updated to update a previous precoding matrix by matrix multiplication A codebook, each update matrix having an index (m) of an associated update matrix;
A one-shot codebook searcher (760) that searches the one-shot matrix codebook to determine a subset of column vectors as a precoding matrix;
A tracking codebook searcher (765) that searches the matrix codebook that can be tracked and outputs an index (m opt ) that is an index of an optimal update matrix ;
A channel estimator (755) for providing a channel estimate of a radio channel between a transmitter and a receiver (700) to the one-shot codebook searcher (760);
And save it to a precoding matrix (F k-1), the memory (775) to provide to the precoding matrix so far (F k-1) the tracking codebook searcher (765),
A detection unit (710) for detecting an event;
Optimum for a second time different from the first time, transmitting digits representing a subset of the column vector as complete precoding information at a first time in response to detecting the occurrence of the event A receiving apparatus (700) that provides precoding information, comprising: a transmission unit (720) that transmits, as differential precoding information , an index (m opt ) that is an index of an update matrix .
前記検出部(710)が、前記チャネル推定値と前記以前のプリコーディング情報とに基づいて、前記完全なプリコーディング情報がより有利である状況を検出する、請求項1または2に記載の受信装置(700)。 A channel estimator for providing a channel estimate; and a memory for storing previous precoding information,
The receiving device according to claim 1 or 2, wherein the detection unit (710) detects a situation in which the complete precoding information is more advantageous based on the channel estimation value and the previous precoding information. (700).
ここで、異なる更新用行列を計算するために、異なる第1の行列と同じ相関度、または、異なる相関度が用いられる、請求項6〜8のいずれか一項に記載の受信装置(700)。 An update matrix in the trackable matrix codebook, determining a first matrix; determining a second matrix associated with the first matrix with a certain degree of correlation; and the first matrix; Combining the second matrix to obtain one update matrix,
Here, the receiving apparatus (700) according to any one of claims 6 to 8, wherein the same correlation degree as that of the different first matrix or a different correlation degree is used to calculate different update matrices. .
ここで、前記行列コードブックが、完全なプリコーディング情報のための特別なコードブックのインデックスを有しており、
前記完全なプリコーディング情報が、完全なプリコーディング行列の1つ以上の列ベクトルに基づいて提供される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の受信装置(700)。 Providing differential precoding information based on a matrix codebook,
Where the matrix codebook has a special codebook index for complete precoding information;
12. The receiver (700) according to any one of claims 1 to 11, wherein the complete precoding information is provided based on one or more column vectors of a complete precoding matrix.
ワンショットコードブックサーチャ(760)が、前記ワンショットの行列コードブックをサーチして、列ベクトルのサブセットをプリコーディング行列として決定するステップと、
前記トラッキング可能な行列コードブックをサーチして、最適な更新用行列のインデックスであるインデックス(m opt )を出力するステップ(765)と、
ある送信機と受信装置(700)との間の無線チャネルのチャネル推定値を前記ワンショットコードブックサーチャ(760)へと提供するステップ(755)と、
前記トラッキング可能な行列コードブックをサーチする際に用いられるそれまでのプリコーディング行列(F k−1 )をメモリ(775)に保存するステップと、
イベントの発生を検出するステップと、
前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に、前記列ベクトルのサブセットを表している桁を完全なプリコーディング情報として送信するステップと、
前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に、最適な更新用行列のインデックスであるインデックス(m opt )を差分プリコーディング情報として送信するステップと
を含む方法。 A method of providing precoding information using a codebook having a trackable matrix codebook and a one-shot matrix codebook, the trackable matrix codebook comprising: An update precoding matrix for updating the matrix by matrix multiplication, each update matrix having an associated update matrix index (m);
A one-shot codebook searcher (760) searching the one-shot matrix codebook to determine a subset of column vectors as a precoding matrix;
Searching the trackable matrix codebook and outputting an index (m opt ) that is the index of the optimal update matrix; (765);
Providing (755) a channel estimate of a radio channel between a transmitter and a receiver (700) to the one-shot codebook searcher (760);
Storing the previous precoding matrix (F k−1 ) used in searching the trackable matrix codebook in memory (775);
Detecting the occurrence of an event;
Transmitting the first time in response to detection of occurrence of the event, a digit representing a subset of the column vector as a full precoding information,
How and transmitting different second time than the first time, index (m opt) as difference precoding information that is an index of the optimum update matrix.
トラッキング可能な行列コードブックとワンショットの行列コードブックとを有するコードブック(870)であって、前記トラッキング可能な行列コードブックは、それまでのプリコーディング行列を行列の乗算により更新するための更新用プリコーディング行列を有しており、各更新用行列は、関連付けられた更新用行列のインデックス(m)を有している、コードブックと、
列ベクトルのサブセットを表している桁を完全なプリコーディング情報として受信するかまたは、最適な更新用行列のインデックスであるインデックス(m opt )を差分プリコーディング情報として受信する受信部と、
イベントを検出する検出部(810)と、
それまでのプリコーディング行列(F k−1 )を保存するメモリ(855)と、
前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を用いて更新を行い、前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を用いて更新を行う手段(820)と
を備えており、前記更新を行う手段が、
受信したインデックス(m opt )を用いて、前記トラッキング可能な行列コードブックから更新用行列を得る更新用行列ジェネレータ(860)と、
前記それまでのプリコーディング行列と前記更新用行列との乗算を行って、更新されたプリコーディング行列を得るコンバイナ(265)と、
現在のプリコーディング行列である前記列ベクトルのサブセットを表している桁に基づいて、前記ワンショットの行列コードブックにある列ベクトルのサブセットをサーチするプリコーディング行列サーチャ(865)と
を備えている、送信装置(800)。 A transmitting apparatus (800) for transmitting a signal using precoding, wherein the precoding is updated based on precoding information;
A codebook (870) having a trackable matrix codebook and a one-shot matrix codebook, wherein the trackable matrix codebook is updated to update a previous precoding matrix by matrix multiplication A codebook, each update matrix having an index (m) of an associated update matrix;
A receiver that receives digits representing a subset of a column vector as complete precoding information or receives an index (m opt ) that is an index of an optimal update matrix as differential precoding information;
A detection unit (810) for detecting an event;
A memory (855) for storing the previous precoding matrix (F k-1 );
Means for performing update using complete precoding information at a first time in response to detection of occurrence of the event, and updating using differential precoding information at a second time different from the first time (820) and means for performing the update,
An update matrix generator (860) that uses the received index (m opt ) to obtain an update matrix from the trackable matrix codebook;
A combiner (265) for multiplying the previous precoding matrix and the updating matrix to obtain an updated precoding matrix;
A precoding matrix searcher (865) for searching a subset of column vectors in the one-shot matrix codebook based on digits representing a subset of the column vectors that are a current precoding matrix;
A transmitting device (800) comprising:
前記更新用行列が、第1の行列を求めるステップと、ある相関度により該第1の行列と関連付けられる第2の行列を求めるステップと、前記第1の行列と前記第2の行列とを合成して1つの更新用行列を求めるステップとにより求められ、
ここで、異なる更新用行列を求めるために、異なる第1の行列と同じ相関度、または、異なる相関度が用いられる、請求項15〜19のいずれか一項に記載の送信装置(800)。 Each of the previous Symbol update matrix is associated with the index of the update for the matrix,
The update matrix combines the step of obtaining a first matrix, the step of obtaining a second matrix associated with the first matrix by a certain degree of correlation, and the first matrix and the second matrix And calculating one update matrix, and
Here, the transmission apparatus (800) according to any one of claims 15 to 19 , wherein the same correlation degree as that of the different first matrix or a different correlation degree is used to obtain different update matrices.
列ベクトルのサブセットを表している桁を完全なプリコーディング情報として受信するかまたは、最適な更新用行列のインデックスであるインデックス(m opt )を差分プリコーディング情報として受信するステップと、
イベントを検出するステップと、
それまでのプリコーディング行列(F k−1 )を保存するステップ(855)と、
前記イベントの発生の検出に応じて第1の時刻に完全なプリコーディング情報を用いて更新を行うステップと、
前記第1の時刻とは異なる第2の時刻に差分プリコーディング情報を用いて更新を行うステップと
を含み、前記更新を行うステップが、
受信したインデックス(m opt )を用いて、前記トラッキング可能な行列コードブックから更新用行列を得るステップ(860)と、
前記それまでのプリコーディング行列と前記更新用行列との乗算を行って、更新されたプリコーディング行列を得るステップ(265)と、
現在のプリコーディング行列である前記列ベクトルのサブセットを表している桁に基づいて、前記ワンショットの行列コードブックにある列ベクトルのサブセットをサーチするステップ(865)と
を含む、方法。 A method of updating precoding information using a codebook having a trackable matrix codebook and a one-shot matrix codebook, the trackable matrix codebook comprising: An update precoding matrix for updating the matrix by matrix multiplication, each update matrix having an associated update matrix index (m);
Receiving digits representing a subset of a column vector as complete precoding information or receiving an index (m opt ) that is an index of an optimal update matrix as differential precoding information;
Detecting an event;
Storing the previous precoding matrix (F k−1 ) (855);
Updating with complete precoding information at a first time in response to detecting the occurrence of the event;
The look including the step of updating using the difference precoding information to different second time from the first time, the step of performing the update,
Using the received index (m opt ) to obtain an update matrix from the trackable matrix codebook (860);
Multiplying the previous precoding matrix and the updating matrix to obtain an updated precoding matrix (265);
Searching for a subset of column vectors in the one-shot matrix codebook based on digits representing a subset of the column vectors that are a current precoding matrix;
Including the method.
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