JP5587367B2 - マルチアンテナ送信を適応させるための方法及び配置 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、第１のノード内での方法及び配置と第２のノード内での方法及び配置に関する。特に、無線チャネルを介した第１のノードから第２のノードへのマルチアンテナ送信の適応に関する。

背景
無線通信システム内のノードの送信機及び／又は受信機で複数のアンテナを使用することにより、無線通信システムの容量及び有効範囲を大幅に増大させることができる。こうした多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムは、通信チャネルの空間次元を活用し、例えばいくつかの並列情報担持信号を送信すること、いわゆる空間多重化によって性能を向上させる。送信を現在のチャネル条件に適応させることによって、かなりの追加利得が達成可能である。適応の形の１つが、１つの送信時間間隔（ＴＴＩ）から他の送信時間間隔へ、同時に送信される情報担持信号の数を、チャネルがサポート可能なように動的に調整することである。これは、一般に送信ランク適応と呼ばれる。他の関連する適応の形は、上記信号の位相及び振幅が現在のチャネル特性により良く適応するように調整されるプレコーディングである。プレコーディングの特殊なケースが、すべての送信信号が受信機側で構成的に追加されるように、各送信アンテナ上で情報担持信号の位相が調整される従来のビーム形成である。

信号はベクトル値信号を形成し、調整はプレコーダ行列による乗算とみなすことができる。プレコーダ行列は、チャネル特性に関する情報に基づいて選択される。一般的な方法は、有限及び可算集合、いわゆるコードブックからプレコーダ行列を選択することである。こうしたコードブック・ベースのプレコーディングは、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）標準の不可欠部分であり、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）における高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）のためのＭＩＭＯでも同様にサポートされる。次に、受信機（例えばユーザ機器、ＵＥ）は、通常、コードブック内のすべての異なるプレコーダ行列を評価し、どの要素が好ましいかの信号を送信機（例えばノードＢ）に送信する。次に、送信機は、どのプレコーダ行列を適用するかを決定する際に、信号送信された情報を使用する。コードブックの索引を信号送信する必要があり、受信機は好適なコードブック要素を選択する必要があるため、コードブックのサイズはできる限り小さくしておくことが重要である。他方で、コードブックが大きくなるほど、現在のチャネル条件により緊密に合致するエントリを見つけられることが確保される。

コードブック・ベースのプレコーディングは、チャネル量子化の形と見ることができる。別の方法としては、量子化せずにプレコーダ行列を計算する方法を使用することができる。

プレコーダ・コードブックの設計の基本的な目標は、依然としてできる限り高い性能を達成しながらコードブック・サイズを小さいままにしておくことである。従ってコードブック内の要素の設計が、所期の性能を達成するために重要となる。

様々なアンテナアレイ構成が、コードブック要素をいかに設計すべきであるかに影響を与える。多くの既存の解決策は、空間的に相関しないチャネル・フェージングを考慮して設計され、各チャネル係数は同じ平均電力でフェージングする。しかし、こうしたチャネル・モデルは、交差偏波アンテナアレイが使用される場合に十分正確ではない。従って、既存の設計は、こうした構成、すなわち実際に重要であると考えられるアンテナ構成には適していない。

等電力チャネル係数用に調整された既存の設計が、交差偏波アンテナアレイのセットアップに効果的でない理由を理解するために、わかりやすいように、送信機及び受信機の両方が交差偏波アレイを使用し、この２つの直交偏波が送信側及び受信側で、例えばリンクの両側にある１対の垂直及び水平の偏波アンテナで位置合わせされた２×２ＭＩＭＯシステムについて考えてみる。たとえ無線チャネルを経験し、受信機に到達した後であっても、垂直及び水平偏波が平均して十分に分離されているため、ＭＩＭＯチャネル行列は対角線上で重たくなり、すなわち、平均して対角要素の方が非対角要素よりも実質的に多くの電力を有することを意味する。こうしたチャネルの場合、最小サイズの適切なコードブックには、単位ベクトル及び識別行列が含まれる。これによって、１ストリーム送信（ランク１送信）が実行される場合、すべての送信電力を強いチャネルを有するアンテナに割り振ることが可能であり、他方のアンテナで電力が無駄にならないことを確保し、平均して大きな電力を受信機に搬送することができなくなる。後者は、ランク１送信の選択に関した交差偏波セットアップによるためであり、これは、チャネル行列が、通常、ゼロよりも実質的に大きな電力を備えた要素を１つだけ有し、その要素が対角線上にあることを意味する。

従って、すべての電力は、上記非ゼロの対角要素に対応するアンテナに割り振られるはずである。しかし、等電力チャネル係数を使用するシナリオを目標とするプレコーダ設計の場合、通常、これはあてはまらない。これは、対角プレコーダ構造又はプレコーダ・コードブック構造によって確保される。３つ以上の送信（Ｔｘ）アンテナを備えるＭＩＭＯシステムの場合、ブロック対角構造が好適である。

上述のように、送信機側に垂直及び水平偏波を備えた交差偏波アレイは、結果として、十分に分離された送信パイプを生じる傾向があり、マルチストリームＭＩＭＯ送信にとっては魅力的である。この見地から、２つの異なる偏波からの送信が垂直並びに水平の両方の偏波で混合するため、一般的な±４５度の交差偏波アレイの使用は魅力的でない。これによって、潜在的にストリーム間干渉が増加するため、ＭＩＭＯ性能を損なう。従って、ブロック対角プレコーダ構造は、既存の配置では非常に一般的なセットアップである±４５度の交差偏波用に最適化されない。

ブロック対角構造に伴う他の問題は、電力増幅器（ＰＡ）間での電力不均衡問題につながることである。すべてのＰＡは、ＰＡ間の電力が共有できるようにＰＡのポーリングが使用されない限り、最大電力では動作していない。しかし、ＰＡのポーリングは複雑かつ費用がかかる可能性があるため、時折不可能な場合がある。

実際には、ＭＩＭＯスキームがストリームを分離させる偏波のみに依拠している場合、水平と垂直の偏波間での分離角度が変化し、それ故、ストリーム間干渉を増加させる可能性がある。これも、純粋なブロック対角プレコーダが望ましくない可能性があることを意味する。実際には、ブロック対角要素と他の要素との混合が適切な可能性がある。これは一般に、増幅器での電力不均衡問題につながり、ブロック対角要素と非ブロック対角要素との混合により、ＰＡのポーリングに対する既存の技術はもはや有用ではない。

目的とする問題は、プレコーディングを使用する場合に無線チャネルの性能を向上させるためのメカニズムを提供することである。

本発明の第１の態様によれば、目的は、無線チャネルを介した第２のノードへのマルチアンテナ送信を適応させるための第１のノード内での方法によって達成される。無線チャネルは、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。第１のノード及び第２のノードは無線通信システムに含まれる。方法は、少なくとも１つのシンボル・ストリームを取得するステップと、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されるプロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定するステップとを含む。方法は、少なくとも１つのシンボル・ストリームを決定されたプレコーディング行列でプレコーディングするステップと、プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームを、無線チャネルを介して第２のノードへ送信するステップとをさらに含む。

本発明の第２の態様によれば、目的は、無線チャネルを介した第１のノードからのマルチアンテナ送信を受信するための第２のノード内での方法によって達成される。無線チャネルは、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。第１のノード及び第２のノードは無線通信システムに含まれる。上記方法は、第１のノードから搬送される無線チャネルを介した少なくとも１つのシンボル・ストリームに対応する送信を受信するステップを含む。少なくとも１つのシンボル・ストリームは、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されるプロダクト構造を有するプレコーディング行列でプレコーディングされる。

本発明の第３の態様によれば、目的は、無線チャネルを介した第２のノードへのマルチアンテナ送信を適応させるための、第１のノードでの配置によって達成される。無線チャネルは、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。第１のノード及び第２のノードは無線通信システムに含まれる。第１のノードの配置は、少なくとも１つのシンボル・ストリームを取得するように構成された取得ユニットと、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されるプロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定するように構成された決定ユニットとを備える。第１のノードの配置は、少なくとも１つのシンボル・ストリームを決定されたプレコーディング行列でプレコーディングするように構成されたプレコーディング・ユニットと、プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームを無線チャネルを介して第２のノードへ送信するように構成された送信ユニットとをさらに備える。

本発明の第４の態様によれば、目的は、無線チャネルを介した第１のノードからのマルチアンテナ送信を受信するための、第２のノードの配置によって達成される。無線チャネルは、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。第１のノード及び第２のノードは無線通信システムに含まれる。第２のノードの配置は、第１のノードから搬送される無線チャネルを介した少なくとも１つのシンボル・ストリームに対応する送信を受信するように構成された受信ユニットを備える。少なくとも１つのシンボル・ストリームは、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されるプロダクト構造を有するプレコーディング行列でプレコーディングされる。

プロダクト構造を有するプレコーディング行列が使用される。プロダクト構造を有するプレコーディング行列は、ブロック対角行列をブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成される。このプロダクト構造を有する行列を、無線リンクを介して送信する場合にシンボル・ストリームのプレコーディングに使用することによって、ＰＡの均衡化に役立つ。これは、より多くの電力を伝搬チャネル内に放出可能であり、その結果、無線チャネルの性能が向上することを示唆する。

これは、上記ユニタリー行列とコードブックを掛け合わせることによって、各行列／ベクトル内の各要素が同じ大きさを有する新しいコードブックが生成されるという事実によって証明される。特に興味深いことは、いわゆるブロック対角化ユニタリー行列を、一般的に配置される±４５度偏波アンテナと共に使用することであり、これは同時に、たとえブロック対角及び何らかの非ブロック対角のプレコーダ要素の混合の場合であっても、水平及び垂直方向での偏波送信に対する電力均衡化及び望ましい回転を達成する。

この解決策の利点は、プロダクト構造を有する行列の使用により、特に、±４５度の偏波アレイと共に使用される際、偏波が完全に分離されていない（例えば、中間交差偏波識別度（ＸＰＤ））場合、例えばより高いデータ・レート又はより良い信頼性を可能にすることによって、性能が向上することである。ＰＡの使用も最適化されるため、電力消費並びに放熱が減少する。

図面の簡単な説明
本発明について、本発明の例示的実施形態を示す添付の図面を参照しながら、より詳細に説明する。

図１は、無線通信システムの実施形態を示す概略ブロック図である。 図２は、無線通信システムの実施形態を示す概略ブロック図である。 図３は、第１のノードの実施形態を示す概略ブロック図である。 図４は、第１のノード内での方法の実施形態を示す流れ図である。 図５は、第１のノードの配置の実施形態を示す概略ブロック図である。 図６は、第２のノード内での方法の実施形態を示す流れ図である。 図７は、第２のノードの配置の実施形態を示す概略ブロック図である。

詳細な説明
本発明は、以下で説明される実施形態で実施可能な、第１及び第２のそれぞれのノード内での方法及び配置として定義される。

図１は、無線通信システム１１０における第１のノード１００を示す。無線通信システム１１０は、セルラ・システム、及び／又は、例えば、Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、Ｅｖｏｌｖｅｄ−Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ（ＷｉＭＡＸ）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（ＵＴＲＡ）、Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）、ＧＳＭ、Ｕｌｔｒａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｗｉｄｅｂａｎｄ（ＵＭＢ）、又は、異なる形の送信間での適応を実施し、複数のアンテナを使用する技術を使用する任意の他の無線通信システムなどのシステムとすることができる。第１のノード１００は、無線チャネル１３０を介して、無線通信システム１１０内の第２のノード１２０と通信するように配置される。線形時不変ＭＩＭＯフィルタを使用して、十分に短い送信期間中に、無線チャネルの入出力関係をモデル化することができる。十分に狭帯域な送信の場合、フィルタの記述に単一の行列を使用することができる。こうしたチャネル行列記述は、例えばＬＴＥなどの直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムにおいて、ある副搬送波（又は、チャネルのコヒーレンス帯域幅と比較して狭い帯域幅にまたがる限りは、いくつかの副搬送波）を介したチャネルのモデリングについても保持する。第１のノード１００は、例えばＬＴＥの場合のＮｏｄｅＢなどの、任意のタイプの基地局とすることができる。第２のノード１２０は、例えば携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップなどのユーザ機器（ＵＥ）とすることができる。その逆に、第１のノード１００が、例えば携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）などのＵＥ、第２のノード１２０が、例えばＮｏｄｅＢなどの任意のタイプの基地局とすることもできる。図１の例では、第１のノード１００が基地局であり、第２のノード１２０がユーザ機器である。加えて、第１のノード１００及び第２のノード１２０は、互いに通信し、具体的な階層順序付けのない任意の無線デバイスを構成することができる。

第１のノード１００は、マルチアンテナ・システムを使用し、すなわち第２のノード１２０への送信に複数のアンテナを使用する。第２のノード１２０も、第１のノードの送信の受信にマルチアンテナ・システムを使用する。これは、チャネルへの入力が第１のノード１００での送信アンテナに対応し、出力が第２のノード１２０での受信アンテナに対応するＭＩＭＯシステムである。送信機及び受信機のフィルタリング／処理が、チャネルに含まれるものとみなすこともできる。こうしたＭＩＭＯセットアップが、単一の受信アンテナのみの特殊なケースを含むこともできることに留意されたい。図２は、第１のノード１００及び第２のノード１２０がそれぞれ、４つのアンテナを備えるマルチアンテナ・システムを使用するいくつかの実施形態を示す。第１のノード１００は、無線チャネル１３０を介して第２のノード１２０に搬送されることになる情報である情報ビット・シーケンスによって表されている情報担持信号１４０を取得する。図２は、第１のノード１００を送信ノード（Ｔｘ）として、第２のノード１２０を受信ノード（Ｒｘ）として、概略的に示し、第１のノード１００及び第２のノード１２０はマルチアンテナ・システム１５０を使用することが可能であり、結果としてＭＩＭＯリンクが生じる。この例では、第１のノード１００は、４つの送信アンテナ１６０ １、２、３、及び４を備え、例えば４つの送信アンテナを備えた基地局であり、第２のノード１２０は４つの受信アンテナ１７０ １、２、３、及び４を備え、例えば４つの受信アンテナを備えたユーザ機器である。

図２の例では、第１のノード１００は、エンコーディング・ユニット１６２と、ポスト・プレコーディング・ユニット１６３と、４つの無線送信機ユニット１６４とを備える。エンコーディング・ユニット１６２は、送信されることになる情報担持信号１４０を受信するように配置される。さらにおそらくエンコーディング・ユニット１６２は、情報ビットをひとつ又はいくつかの情報ビット・シーケンスに逆多重化すること、これらの情報ビット・シーケンスを何らかのチャネル・コード（例えば、ターボ・コード、低密度パリティ・チェック（ＬＤＰＣ）コード、重畳コード）を使用して符号化すること、シンボルを生成するために符号化ビットを変調すること、シンボルを情報担持シンボル・ベクトルのシーケンスにマッピングすること、及び情報担持シンボル・ベクトルをプレコーディングすること、並びに最終的に、可能なポスト・プレコーディング・ユニット１６３に結果を転送することを実行するように配置することができる。最も単純なケースでは、ポスト・プレコーディング・ユニット１６３はプレコーディングされた信号を転送するのみである（すなわち、ポスト・プレコーディング・ユニット１６３はトランスペアレントであり、存在しないように見える）か、又は、例えば、プレコーディングされた信号を第２のノード１２０へ送信するためのそれぞれの送信アンテナ１６０ １、２、３、及び４を使用して、無線送信機ユニット１６４を利用する送信のためにおそらく処理された信号を出力する前に、基底帯域でデジタル・フィルタリングを実行するなどの何らかの方法でこれを処理することが可能である。送信機の基本機能は当業者には周知であり、詳細に説明しないことを理解されよう。この例では、送信機は、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、ＳＤＭＡプレコーディング、ＭＩＭＯ、ＭＩＭＯプレコーディング、及び／又はＭＩＭＯ−ＳＤＭＡなどの技術をサポートすることができる。

図２の例では、第２のノード１２０は、前処理ユニット１７１と、デコーディング復調ユニット１７２と、４つの無線受信機ユニット１７４とを備える。第２のノード１２０は、第１のノード１００からプレコーディングされた信号を受信するように配置される。信号は、受信アンテナ１７０ １、２、３、及び４、前処理ユニット１７１、並びに無線受信機ユニット１７４を使用して受信される。前処理ユニット１７１は、様々な処理ステップを実施することが可能であり、例えば、基底帯域でフィルタリングを実行するか、又は未変更の信号をデコーディング復調ユニット１７２に転送するのみとすることができる。後者の場合、別の方法としては、前処理ユニット１７１は存在しない（すなわち、非前処理ユニットに対応してトランスペアレントである）ものとみなすことができる。デコーディング復調ユニット１７２は、コーディングされた信号を前処理ユニット１７１から受信するように配置することができる。さらにデコーディング復調ユニット１７２は、コーディングされた信号をデータ・ビットに復調するようにも配置することができる。受信機の基本機能は当業者には周知であり、本明細書では詳細に説明しないことを理解されよう。

第２のノード１２０の受信機及び第１のノード１００の送信機は、どちらも、それぞれ送信機及び受信機として機能する動作モードを変更することができることも留意されたい。

プレコーディング
上述のように、第１のノード１００のエンコーディング・ユニット１６２は、コーディング及び変調ユニット３００と、例えばプレコーダなどのプレコーディング・ユニット３１０とに対応する２つの部分にさらに細分化することができる。コーディング及び変調ユニット３００並びにプレコーディング・ユニット３１０の例が、図３に示されている。コーディング及び変調ユニット３００は情報ビットを入力として受け取り、情報担持シンボル・ベクトルのシーケンス、すなわちベクトル値情報担持信号を出力として生成する。情報担持シンボル・ベクトルは、１つのシンボル・ストリーム、又は、各ベクトルｓの各要素があるシンボル・ストリームに属する並列のいくつかのシンボル・ストリームとしてみることができる。異なるシンボル・ストリームは一般にレイヤと呼ばれ、任意の所与の時点で、送信ランクｒに対応するｒの異なるこうしたレイヤが存在する。従って、無線チャネル１３０を介して第２のノード１２０に送信されることになる信号は、少なくとも１つのシンボル・ストリーム（又はレイヤ）を備える。次に、特定のｒ×１の情報担持シンボル・ベクトルｓ内のｒのシンボルに、Ｎ_Ｔ×ｒのプレコーダ行列Ｗ_ＮＴ×ｒが掛けられ、ここでＮ_Ｔは、ＭＩＭＯチャネルの入力の数（例えば、送信アンテナの数、アンテナ・ポートの数など）を示す。上記プレコーディング動作により、結果として生じる出力をポスト処理ユニット１６３に転送する。第１のノード１００は、あるプロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定するが、これについては後に詳細に説明する。これは、チャネルの特徴に合致するように、すなわち、Ｎ_Ｒ×Ｎ_Ｔ ＭＩＭＯチャネル行列Ｈに合致するように、プレコーディング行列を選択することによって実施可能である。プレコーダ行列Ｗ_ＮＴ×ｒは、チャネルＨの値に依存する。ｓ内のｒの情報担持シンボルは、通常、複素数値である。ランク適応のサポートにより、同時に送信されるシンボル・ストリームの数ｒを現在のチャネル特徴に合うように設定することができる。プレコーディングに続いて、信号はチャネルＨを介して搬送され、Ｎ_Ｒ要素を備えるアンテナアレイによって受信される。受信機はおそらく、前処理ユニット１７１を使用して信号を処理する。信号をＮ_Ｒ×１ベクトルｙに集めること、及びチャネルのコヒーレンス帯域幅と比較して十分に狭い帯域幅を介した信号を考慮に入れることによって、以下のモデルが与えられ、

上式で、ｅは通常、何らかのランダム・プロセスの実現として取得される雑音ベクトルとしてモデル化され、チャネルの出力は前処理ユニット１７１の出力に対応する（後者はトランスペアレントとすることができる）。このモデルは、通常、副搬送波ベースで適用することができるＯＦＤＭシステム（例えばＬＴＥ、ＷｉＭａＸなど）についても明らかに保持する。

チャネル行列、Ｈ
再度図２を参照すると、第１のノード１００はマルチアンテナ・システムを備え、いくつかの実施形態では、少なくとも１つのアンテナが水平偏波方向に電波を発し、少なくとも１つの他のアンテナが直交（すなわち垂直）偏波方向にエネルギーを発する。こうした、二重、又は交差偏波アンテナのセットアップは、共偏波アンテナのグループと、そのグループに対して直交するように偏波した他の共偏波アンテナのグループとを含むことができる。「共偏波」とは、アンテナが同じ偏波で送信されることを意味する。理想的な見通し線条件の下で、理想的なアンテナ応答と、受信側の同様の二重偏波アンテナ・セットアップとを想定すると、交差偏波アンテナ・セットアップは、結果としてブロック対角チャネル行列を生じ、これについては以下で詳細に説明する。図２の例では、第１の２つの送信アンテナ１６０ １及び２が水平に偏波され、残りの２つの３及び４が垂直に偏波される。第２のノード１２０内の受信アンテナも同様に配置される。送信アレイの共偏波アンテナは、十分に離れた間隔を空けることが可能であるため、フェージングは、共偏波要素に関連付けられたチャネル間ではおおむね相関関係がない。上述のように、チャネルはチャネル行列を使用してモデル化することができる。一般性を失うことなく、送信及び受信のアンテナ要素を適切に再順序付けすることによって、結果として生じる４×４チャネル行列Ｈは、以下の式に従ったブロック対角構造を有する傾向がある。

こうしたブロック対角有効チャネル行列を使用すると、第１のノード１００内のアンテナ１６０ １及び２で送信される信号は受信アンテナ１７０ ３及び４には到達せず、従って、送信アンテナ１６０ ３及び４からの信号はアンテナ１７０ １及び２には到達しない。図２に示されるように、水平に偏波されている第１の２つの送信アンテナ１６０ １及び２の場合、複素数値チャネル係数ｈ_１１が、送信アンテナ１６０ １と受信アンテナ１７０ １との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、複素数値チャネル係数ｈ_１２が、送信アンテナ１６０ ２と受信アンテナ１７０ １との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、複素数値チャネル係数ｈ_２１が、送信アンテナ１６０ １と受信アンテナ１７０ ２との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、複素数値チャネル係数ｈ_２２が、送信アンテナ１６０ ２と受信アンテナ１７０ ２との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表す。

さらに、図２に示されるように、垂直に偏波されている残りの２つの送信アンテナ１６０ ３及び４の場合、
複素数値チャネル係数ｈ_３３が、送信アンテナ１６０ ３と受信アンテナ１７０ ３との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素数値チャネル係数ｈ_３４が、送信アンテナ１６０ ４と受信アンテナ１７０ ３との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素数値チャネル係数ｈ_４３が、送信アンテナ１６０ ３と受信アンテナ１７０ ４との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表し、
複素数値チャネル係数ｈ_４４が、送信アンテナ１６０ ４と受信アンテナ１７０ ４との間の物理チャネルを含む有効チャネルを表す。

ブロック対角チャネル行列の一般的な意味は、以下の構造を有する傾向があることであり、

上式で、行列は、非対角

ブロック

（ｋ＝１，２，．．．，Ｋ，Ｋ≠１）及びおそらく可変サイズである対角

ブロック

（ｋ＝１，２，．．．，Ｋ）に細分化することができる。チャネルは、適切な行及び列置換によって上記のような形にするために再配置可能な場合、ブロック対角となるように定義され、結果として、非対角ブロック

内のチャネル係数の平均電力（高速フェージングが平均化されるように、十分に長期間にわたって平均化された場合）が、対角ブロック

内のチャネル係数の平均電力よりも、十分に低くなることに留意されたい。こうした十分に低い電力は、例えば、交差偏波アンテナ・セットアップが第１のノード１００内で使用され、同様の交差偏波アンテナ・セットアップが第２のノード１２０内で使用される場合に、発生する。ブロック対角と非ブロック対角とのチャネル係数間の平均電力における相違は、伝搬シナリオに応じて、しばしばおよそ６ｄＢであるか、又はそれよりも大幅に大きい。第２のノード１２０で使用されるアンテナ・セットアップが、たとえ正確に交差偏波されない場合であっても、電力の相違は依然として大きい可能性がある。

プロダクト構造を有するプレコーディング行列
この解決策では、第１のノード１００は、あるプロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定する。プロダクト構造の観念については後に提示し、プレコーディング及びプレコーディング用のコードブックに関する考察後に明示的に定義する。決定されたプレコーディング行列は、第２のノード１２０に送信されることになる少なくとも１つのシンボル・ストリーム（すなわち、１つ又は複数のレイヤ）をプレコーディングするために使用されることになる。この決定は、チャネル行列Ｈを使用してモデル化されたチャネルの特徴に合致するように、プレコーディング行列を選択することによって実行可能である。第１のノード１００の交差偏波アンテナ・セットアップが水平及び垂直の偏波アンテナを使用している場合、ブロック対角構造・プレコーダの使用がブロック対角チャネル行列のブロック対角構造に合致するため、ブロック対角構造によるプレコーディングが好適である。しかし、上記アンテナ・セットアップが、例えば±４５度に配向された偏波を使用する場合、もはやチャネル行列は、水平及び垂直偏波が使用された場合のブロック対角ではないものと考えられる。この場合、プレコーダを、２行列、１ユニタリー、いわゆるブロック対角化ユニタリー行列と、１ブロック対角行列の製品に分解することを含むため、プレコーダ・プロダクト構造が有益であり、後者の行列は前者と左から掛け合わされる。使用されることが決定されたブロック対角化ユニタリー行列は、±４５度の交差偏波アンテナ・セットアップを仮想０／９０度の（すなわち水平及び垂直に偏波された）交差偏波アンテナ・セットアップに変形することが可能であり、これによって、ブロック対角となる傾向を有する結果として生じる新しいチャネルがわかる。ブロック対角仮想チャネルが有効に取得されるため、ここでプロダクト構造内のブロック対角プレコーダを使用して、その特徴を合致させることができる。基本的に、ユニタリー行列は偏波を回転させる働きをするため、結果として、送信される信号は垂直及び水平方向に位置合わせされる。こうしたプロダクト構造の利点は、プレコーダが一定の係数要素を有するように作成できることであり、これは、どの正確なプロダクト構造・プレコーダが使用されるかに関わらず、すべてのアンテナ・ポートで同じ電力が使用されることを意味する。それ故、これにより、異なる電力増幅器（ＰＡ）上で異なる送信電力を処理しなければならないという問題が解決される。それ故、プロダクト構造は、有益な水平及び垂直偏波における送信を位置合わせするだけでなく、同時に、これら２つの偏波間でのＰＡ電力のポーリングも提供する。

コードブック
図２を参照すると、いくつかの実施形態で、第１のノード１００はコードブック１８０を備える。第１のノード１００は、第１のノード１００に含まれるコードブック１８０からプロダクト構造を有するプレコーディング行列を選択することによって、あるプロダクト構造を有するプレコーディング行列の決定を実行することができる。

いくつかの実施形態では、第２のノード１２０は、図２に示されるようにコードブック１９０を備える。第２のノード１２０は、例えばコードブック１９０からプレコーディング行列を選択し、選択されたプレコーディング行列を使用するように第１のノードに推奨することができる。これは、推奨されたプレコーディング行列を第１のノード１００に搬送することによって実行可能である。次に、第１のノード１００は、推奨されたプレコーディング行列の使用を決定するか、又は提供されたチャネル情報を他の方法で活用することができる。

コードブック１８０、１９０は、例えば、チャネル依存プレコーディング、ＭＩＭＯプレコーディング、ＳＤＭＡ、プレコーディングを使用するＳＤＭＡ、ＭＩＭＯ−ＳＤＭＡなどの各プレコーディング行列が異なる複数の送信モード又は空間処理の形式に対応することが可能なプレコーディング行列を備える。こうした情報は事前に定義することができる。さらにコードブック１８０、１９０は、プレコーダ行列／ベクトルに加えて、送信ランク、変調選択、トランスポートブロック・サイズ、電力及び／又はチャネル化コードなどの多くの他のパラメータを備えることができる。いくつかの実施形態では、コードブック１８０、１９０は、プレコーダ行列のサイズによって送信ランクが暗黙的に与えられるプレコーダを備える。コードブック１８０、１９０は、コードブック１８０、１９０が上記プロダクト構造を有する１つ又は複数のプレコーディング行列を備えるという点で、必ずしも０／９０度の偏波を備えているとは限らない第１のノードのアンテナ・セットアップに好適である。さらにコードブック１８０、１９０は、非プロダクト構造を有するプレコーディング行列を備えることができる。しかし、本発明の方法によれば、第１のノード１００又は第２のノード１２０は、上記プロダクト構造を有するプレコーディング行列をコードブックから自由に選択することができる。コードブック１８０及び１９０は、第１のノード１００及び第２のノード１２０が推測的に知ることができる。また、例えば第１のノード１００内の送信機は、第２のノード１２０内の受信機にそのコードブック１８０について通知することもできる。好適なコードブック構造は、多数のプレコーダ要素がプロダクト構造を使用するという意味で、プロダクト構造も有することになる。すでに示したように、プロダクト構造を使用するプレコーダ要素は、以下のように書き表す事が可能であり、

上式で、ＶはＮ_Ｔ×Ｎ_Ｔブロック対角化ユニタリー行列であり、

（は以降Ｗティルドと記載する。）
は、Ｎ_Ｔ×ｒブロック対角行列である。
Ｗティルドのブロック対角特徴は、プレコーダ行列内のゼロの配置に関係する。ブロック対角プレコーダ行列

は、一般に、以下のように書き表すことが可能であり、

上式を見ればわかるように、（ブロック領域内の）対角線上でサイズが変化する可能性のある、Ｍ_ｋ×Ｌ_ｋブロック

（ｋ＝１，２，．．．，Ｋ）のみが、非ゼロ要素を含むことができる。プレコーダ行列は、上記の形を達成するようにその列及び行が置換可能な場合、ブロック対角とみなされる。表１のランク２のケースは、プレコーダ行列が以下の構造を有する場合の例を示す。

ブロックは、サイズ１×１とすることができることにも留意されたい。従って、識別行列は、ブロック対角構造を有するものとみなすこともできる。
ブロック対角化ユニタリー行列の一例は、以下によって与えられ、

これは、最初の２つのアンテナが＋４５度の偏波方向を有し、残りの２つが−４５度の偏波方向を有する、Ｎ_Ｔ＝４Ｔｘアンテナアレイを想定すると、水平及び垂直方向に位置合わせされるように、±４５度偏波を回転することになる。表１に示されたセット内のブロック対角要素Ｗティルドと組み合わされると、送信は、垂直及び水平に偏波されたアンテナを備えたアンテナ・セットアップに適用されるブロック対角コードブックから発せられるものとみなすことができる。ブロック対角化ユニタリーＶを表１のＷティルド行列と掛け合わせることによって、表２のプレコーダ要素のコードブックが得られる。表を見ればわかるように、各プレコーダ行列内のすべてのスカラ要素は、どのプレコーダ要素が選択されるかにかかわらず、様々なアンテナ・ポート／送信アンテナに対応する信号のすべてが同じ電力を有するという点で、均衡の取れた設計を暗示する同じ絶対値を有する。それ故、ＰＡは、プレコーディング動作の観点から、完全に利用することができる。

表１：２つの空間的に分離された（短距離）ＳＵ−ＭＩＭＯモードの交差偏波アンテナ・ペアに特に好適なブロック対角Ｗティルド行列のセット例。

表２：プロダクト・ストラクチャを有するプリコーダ行列Ｗのコードブック例

表２のコードブックは、２つの偏波が十分に分離されている限り、すなわち交差偏波識別度（ＸＰＤ）が十分に高い場合、良好に働く。中間ＸＰＤのシナリオに関する性能を向上させるためには、表３、表４、及び表５のＷティルドに関する行列のセットによって例示されるように、２つの偏波の重みのサインを変更できることが有利である。これは、２つの偏波が互いに取り消しあうのを避けるために役立つ。問題は、上記Ｖ行列と掛け合わされる場合であっても、ＰＡ間の電力の不均衡につながることである。言い換えれば、各プレコーダ行列／ベクトル乗算におけるすべての要素が、同じ大きさを有するとは限らない。この場合、より良い選択は、以下の式と掛け合わせることである可能性がある。

これにより、すべての要素が同じ大きさを有することが確保され、すべてのＰＡを完全に使用することができるが、それでもなお、±４５度の偏波を垂直及び水平偏波に変換する利点を提供し、これによってマルチストリーム・モードでのストリームの良好な分離が提供される。

コードブック及び上記ユニタリー行列は、他の送信アレイサイズ（すなわち、４アンテナ以外）に容易に一般化することが可能であり、プレコーダ要素を右から何らかの可能なユニタリー行列と掛け合わせること、並びに追加の左からの行列掛け合わせも可能である。これには、プレコーダ要素の行及び／又は列の置換が含まれる。これらのコードブックは、より大きなコードブックのサブセットとすることもできる。これに関連して、特にブロック対角化ユニタリー行列Ｖに関して、上記プロダクト構造を表す多くの等価の方法が存在することに留意されたい。例えば、第１に例示されたＶを表す他の等価の形は、

又は

となる。

一般に、ブロック対角化ユニタリー行列の観念は、特定の交差偏波アンテナ・セットアップの場合、垂直及び水平に偏波されたアンテナを備えた交差偏波アンテナ・セットアップからの送信を模倣する仮想交差偏波アンテナ・セットアップを作成し、同時に、プロダクト構造内のブロック対角行列と共に、結果として生じるプロダクト構造・プレコーダ行列のすべてのスカラ要素が同じ絶対値を有することを確保するようなユニタリー（ある換算係数までのユニタリー）行列を意味するように定義される。それ故、ブロック対角化ユニタリー行列は、上述のように偏波を回転させ、ＰＡの使用が均衡のとれたものであることを確保する。さらに、４５度のブロック対角化ユニタリー行列の観念は、偏波方向を４５度回転させるブロック対角化ユニタリー行列を意味するように定義される。

表３：２つの空間的に分離された（短距離）ＳＵ−ＭＩＭＯモードの交差偏波アンテナ・ペアに特に好適なＷティルド行列セットのストラクチャ例。表記を簡略化するために、選択されたプリコーディング行列に関係なく合計伝送出力を一定に維持するような行列のスケーリングは、意図的に省略されていることに留意されたい。

表４：２つの空間的に分離された（長距離）ＳＵ−ＭＩＭＯモードの交差偏波アンテナ・ペアに特に好適なＷティルド行列セットのストラクチャ例。表記を簡略化するために、選択されたプリコーディング行列に関係なく合計伝送出力を一定に維持するような行列のスケーリングは、意図的に省略されていることに留意されたい。

表５：２つの空間的に分離された（長距離）ＳＵ−ＭＩＭＯモードの交差偏波アンテナ・ペアに特に好適なＷティルド行列セットのストラクチャ例。表記を簡略化するために、選択されたプリコーディング行列に関係なく合計伝送出力を一定に維持するような行列のスケーリングは、意図的に省略されていることに留意されたい。

次に、いくつかの実施形態に従って、無線チャネル１３０を介した第２のノード１２０へのマルチアンテナ送信を適応させるための第１のノード１００内での方法ステップについて、図４に示された流れ図を参照しながら説明する。無線チャネル１３０は、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。第１のノード１００及び第２のノード１２０は、無線通信システム１１０に含まれる。この方法は、以下のステップを含む。
４０１． 第１のノードは少なくとも１つのシンボル・ストリームを取得する。シンボル・ストリームは、無線チャネルを介して第２のノード１２０へ送信されるように意図される。
４０２． このステップはオプションである。いくつかの実施形態では、第１のノード１００は第２のノード１２０からチャネル情報を受け取る。チャネル情報は、一般に、統計的に無線チャネルに関する数量である。チャネル情報の例には、チャネル推定、量子化チャネル推定、プレコーダ推奨などが含まれる。具体的に言えば、受信したチャネル情報は、第２のノード１２０が第１のノード１００に対してプレコーディング・ステップで使用することを推奨するプレコーディング行列を含むことができる。上記チャネル情報がチャネル推定を含むいくつかの実施形態では、第１のノード１００は、送信に好適なプレコーダ行列を決定するために、このチャネル推定を使用することができる。
４０３． このステップでは、第１のノード１００は、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されたプロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定する。
いくつかの実施形態では、ブロック対角化ユニタリー行列は４５度ブロック対角化ユニタリー行列である。
いくつかの実施形態では、第１のノード１００は、オプション・ステップ４０２で第２のノード１２０からチャネル情報を受け取っている。これらの実施形態では、このプレコーディング行列を決定するステップは、第２のノード１２０から受け取ったチャネル情報に基づいて実行される。
このプレコーディング行列を決定するステップは、逆方向リンクで実施された測定、すなわち第２のノード１２０からの送信によって発生した受信信号の第１のノード１００での測定に基づいて決定すること、及び／又はチャネル相互依存の特性を活用することによっても実行可能である。チャネル相互依存とは、チャネル、又はチャネルのある種の特性が、順方向（第１のノード１００から第２のノード１２０への）リンク及び逆方向（第２のノード１２０から第１のノード１００への）リンクで同様であることを意味する。逆方向リンクでの測定はチャネル推定を含むことができる。
いくつかの実施形態では、第１のノード１００は、プレコーディング要素を含むプレコーディング・コードブック１８０を備え、プレコーディング・コードブック１８０内のプレコーディング要素の少なくとも半分は上記プロダクト構造を有する。この場合、このステップは、コードブック１８０からのプロダクト構造を有するプレコーディング行列を選択することによって実行可能である。
ブロック対角化ユニタリー行列は、例えば以下と等価とすることができる。

又は

４０４． 第１のノード１００は、少なくとも１つのシンボル・ストリームを決定されたプレコーディング行列でプレコーディングする。
４０５． 次に第１のノード１００は、プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームを、無線チャネル１３０を介して第２のノード１２０へ送信する。いくつかの実施形態では、第１のノード１００内のプレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームの送信は、交差偏波アンテナ・セットアップを備えたマルチアンテナ・システムを使用して実行される。

上記の方法ステップを実行するために、第１のノード１００は図５に示された配置５００を備える。上述のように、第１のノード１００及び第２のノード１２０は、無線通信システム１１０に含まれる。第１のノードの配置は、無線チャネルを介した第２のノード１２０へのマルチアンテナ送信を適応させるように配置される。無線チャネル１３０は、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。上述のように、第１のノード１００及び第２のノード１２０は、無線通信システム１１０に含まれる。

第１のノードの配置５００は、少なくとも１つのシンボル・ストリームを取得するように構成された取得ユニット５１０を備える。

第１のノードの配置５００は、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されたプロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定するように構成された決定ユニット５２０をさらに備える。いくつかの実施形態では、ブロック対角化ユニタリー行列は、４５度のブロック対角化ユニタリー行列である。

さらに決定ユニット５２０は、逆方向リンクでの測定に基づいて決定すること、及び／又はチャネル相互依存特性を活用することによって、プレコーディング行列を決定するようにも構成可能である。

ブロック対角化ユニタリー行列は、以下と等価とすることができる。

又は

第１のノードの配置５００は、少なくとも１つのシンボル・ストリームを決定されたプレコーディング行列でプレコーディングするように構成されたプレコーディング・ユニット５３０をさらに備える。

第１のノードの配置５００は、プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームを、無線チャネル１３０を介して第２のノード１２０へ送信するように構成された送信ユニット５４０をさらに備える。

いくつかの実施形態では、第１のノードの配置５００は、プレコーディング・コードブック１８０を備える。プレコーディング・コードブック１８０はプレコーディング要素を備えることが可能であり、プレコーディング・コードブック１８０内のプレコーディング要素の少なくとも半分は、上記プロダクト構造を有する。この場合、決定ユニット５２０は、プレコーディング・コードブック１８０からプロダクト構造を有するプレコーディング行列を選択するように、構成可能である。

いくつかの実施形態では、第１のノードの配置５００は、第２のノード１２０からチャネル情報を受信するように構成された受信ユニット５５０を備える。この場合、決定ユニット５２０は、第２のノード１２０から受信したチャネル情報に基づいてプレコーディング行列を決定するように構成することができる。

チャネル情報は、第２のノード１２０がプレコーディングに使用することを第１のノード１００に推奨するプレコーディング行列を含むことができる。

いくつかの実施形態では、チャネル情報はチャネル推定を含む。

第１のノードの配置５００は、交差偏波アンテナ・セットアップを備えたマルチアンテナ・システムをさらに備えることができる。この場合、送信ユニット５４０は、上記マルチアンテナを使用して、第１のノード１００内のプレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームを送信するように構成することができる。

次に、いくつかの実施形態に従って、第１のノード１００から無線チャネル１３０を介してマルチアンテナ送信を受け取るための第２のノード１００内での方法ステップについて、図６に示された流れ図を参照しながら説明する。無線チャネル１３０は、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。上述のように、第１のノード１００及び第２のノード１２０は無線通信システム１１０に含まれる。この方法は、以下のステップを含む。
６０１． これはオプション・ステップである。第２のノードは、第１のノード１００によって送信のプレコーディングのために使用されることが推奨されるプレコーディング行列を選択する。
プレコーディング・コードブック１８０、１９０は第２のノード１２０に含めることができる。この場合、推奨されるプレコーディング行列は、上記のプレコーディング・コードブック１８０、１９０から選択することができる。
６０２． これはオプション・ステップである。第２のノード１２０は、チャネル情報を第１のノード１００に搬送する。第１のノード１００は、少なくとも１つのシンボル・ストリームに対応する送信のプレコーディングに使用されるものであるプレコーディング行列を決定する際の基礎としてこのチャネル情報を使用することができる。
オプション・ステップ６０１が実行される場合、上記搬送されるチャネル情報は、推奨されるプレコーディング行列で表すことができる。
６０３． 第２のノード１００は、第１のノード１００から搬送される無線チャネル１３０を介した少なくとも１つのシンボル・ストリームに対応する送信を受け取る。少なくとも１つのシンボル・ストリームは、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されたプロダクト構造を有するプレコーディング行列でプレコーディングされる。いくつかの実施形態では、ブロック対角化ユニタリー行列は、４５度のブロック対角化ユニタリー行列である。
プレコーディング行列は、有限サイズのプレコーディング・コードブック１８０、１９０に含めることが可能であり、プレコーディング・コードブック内のプレコーディング要素の少なくとも半分は上記のプロダクト構造を有する。
ブロック対角化ユニタリー行列は、以下と等価とすることができる。

又は

いくつかの実施形態では、プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームの上記送信の受け取りが、交差偏波アンテナ・セットアップを備えたマルチアンテナ・システムを使用して実行される。

上記方法ステップを実行するために、第２のノード１２０は図７に示された配置７００を備える。上述のように、第２のノード１２０は、無線チャネル１３０を介して第１のノード１００からマルチアンテナ送信を受信するように配置される。無線チャネルは、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有する。第１のノード１００及び第２のノード１２０は、無線通信システム１１０に含まれる。

第２のノードの配置７００は、第１のノード１００から搬送される無線チャネル１３０を介した少なくとも１つのシンボル・ストリームに対応する送信を受信するように構成された受信ユニット７１０を備える。少なくとも１つのシンボル・ストリームは、ブロック対角行列を左からブロック対角化ユニタリー行列と掛け合わせることによって作成されたプロダクト構造を有するプレコーディング行列でプレコーディングされる。いくつかの実施形態では、ブロック対角化ユニタリー行列は、４５度のブロック対角化ユニタリー行列である。プレコーディング行列は、有限サイズのプレコーディング・コードブック１８０、１９０に含めることが可能であり、プレコーディング・コードブック内のプレコーディング要素の少なくとも半分は上記のプロダクト構造を有する。プレコーディング・コードブック１８０、１９０は、第１のノード１００又は第２のノード１２０に含めることができる。

ブロック対角化ユニタリー行列は、例えば以下と等価とすることができる。

又は

いくつかの実施形態では、第２のノードの配置７００は、チャネル情報を第１のノード１００へ搬送するように構成された搬送ユニット７２０をさらに備える。第１のノード１００は、受信した少なくとも１つのシンボル・ストリームをプレコーディングする際に使用することになるプレコーディング行列を決定するための基礎としてこのチャネル情報を使用することができる。

いくつかの実施形態では、搬送されるように配置されたチャネル情報がチャネル推定を含む。

第２のノードの配置７００は、上記送信をプレコーディングするために第１のノード１００によって使用されることが推奨されるプレコーディング行列を選択するように構成された選択ユニット７３０をさらに備えることができる。

搬送ユニット７２０によって第１のノード１００へ搬送されるように配置されたチャネル情報は、選択及び推奨されたプレコーディング行列によって表すことができる。

いくつかの実施形態では、プレコーディング・コードブック１９０は、第２のノード１２０に含まれる。この場合、推奨されるプレコーディング行列は、上記のプレコーディング・コードブック１８０、１９０から選択することができる。

いくつかの実施形態では、第２のノードの配置７００は、交差偏波アンテナ・セットアップを備えたマルチアンテナ・システムをさらに備える。この場合、さらに受信ユニット７１０は、上記マルチアンテナを使用して、プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームの上記送信を受信するように構成することができる。

本発明の方法のいくつかの実施形態は、コードブック・プレコーダ要素、送信信号、又はそれらの一部のうちの１つ又はいくつかを、可能なパイロットの前又は後に、ある種のユニタリー行列と掛け合わせること、及びブロック対角コードブックを非ブロック対角要素で拡張することによって、プレコーディング・スキームを修正することを含む無線通信環境において性能を強化するための方法として説明することができる。

性能を向上させるために、非ブロック対角要素をブロック対角コードブックに追加することが可能であり、交差偏波識別度は無限ではない。

上記コードブック内のすべての要素は、±４５度の交差偏波アンテナアレイを仮想垂直及び水平偏波アレイに変換するために、ユニタリー行列と掛け合わせることができる。

いくつかの実施形態では、電力増幅器間の電力を均衡にするために、同じユニタリー行列が選択される。

本発明の方法のいくつかの実施形態は、コードブックから複数の送信モードのうちのある送信モードを選択するように構成されたプロセッサと、プロセッサに結合されたメモリとを備える無線通信デバイスとして説明することができる。さらに、プロセッサは、コードブック・プレコーダ要素、送信信号、又はそれらの一部のうちの１つ又はいくつかを、可能なパイロットの前又は後に、ある種のユニタリー行列と掛け合わせること、及びブロック対角コードブックを非ブロック対角要素で拡張することによって、上記メモリ内のプレコーディング・スキームを修正するように構成される。

本発明の方法のいくつかの実施形態は、コードブック・プレコーダ要素、送信信号、又はそれらの一部のうちの１つ又はいくつかを、可能なパイロットの前又は後に、ある種のユニタリー行列と掛け合わせること、及びブロック対角コードブックを非ブロック対角要素で拡張することによって、プレコーディング・スキームを処理及び修正するための命令を含む命令が格納されたコンピュータ読み取り可能媒体として説明することができる。

無線チャネルを介して第１のノードから送信され、第２のノード１２０によって受信されるマルチアンテナ送信を適応させるための本発明のメカニズムは、図５に示された第１のノードの配置５００内のプロセッサ５６０、又は、図７に示された第２のノードの配置７００内のプロセッサ７４０などの１つ又は複数のプロセッサ、並びに本発明の解決策の機能を実行するためのコンピュータ・プログラム・コードによって実施可能である。上記プログラム・コードは、例えば、第１のノード１００又は第２のノード１２０にロードされた場合に本発明の解決策を実行するためのコンピュータ・プログラム・コードを担持するデータ・キャリアの形のコンピュータ・プログラム製品として提供することも可能である。こうしたキャリアの１つは、ＣＤ ＲＯＭディスクの形とすることができる。しかし、これは、メモリ・スティックなどの他のデータ・キャリアで実行可能である。さらにコンピュータ・プログラム・コードは、サーバ上の純粋なプログラム・コードとして提供すること、及び第１のノード１００又は第２のノード１２０へリモートにダウンロードすることも可能である。

「備える」又は「含む」という用語を使用する場合は、非限定的なものとして、すなわち「少なくとも〜からなる」を意味するものと解釈されたい。

本発明は、上記で説明した実施形態に限定されるものではない。様々な代替物、修正及び等価物を使用することができる。従って、上記実施形態は、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 無線チャネル（１３０）を介した第２のノード（１２０）へのマルチアンテナ送信を適応させるための第１のノード（１００）内での方法であって、前記無線チャネル（１３０）が、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有し、前記第１のノード（１００）及び前記第２のノード（１２０）が、無線通信システム（１１０）内に含まれ、
   少なくとも１つのシンボル・ストリームを取得するステップ（４０１）と、
   プロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定するステップ（４０３）であって、前記プロダクト構造は、ブロック対角化ユニタリー行列を左から掛け合わせたブロック対角行列に分解可能である、ステップ（４０３）と、
   前記少なくとも１つのシンボル・ストリームを前記決定されたプレコーディング行列でプレコーディングするステップ（４０４）と、
   前記プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームを、無線チャネル（１３０）を介して前記第２のノード（１２０）に送信するステップ（４０５）と、
   を含み、
   前記ブロック対角化ユニタリー行列は、アンテナアレイの偏波方向を回転させ、
   前記プレコーディング行列は複数の要素を含み、前記プレコーディング行列に含まれる各々の要素は同じ大きさを有する、方法。
2. 前記ブロック対角化ユニタリー行列は、前記アンテナアレイの偏波方向を４５度回転させる、請求項１に記載の方法。
3. プレコーディング行列を決定する前記ステップ（４０３）が、プレコーディング要素を含むプレコーディング・コードブック（１８０，１９０）からプロダクト構造を有する前記プレコーディング行列を選択することによって実行され、前記プロダクト構造は、ブロック対角化ユニタリー行列を左から掛け合わせたブロック対角行列に分解可能であり、前記プレコーディング・コードブック（１８０，１９０）内の前記プレコーディング要素の少なくとも半分が、前記プロダクト構造を有する、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ブロック対角化ユニタリー行列が、
   

   

   
   と等価である、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ブロック対角化ユニタリー行列が、
   

   

   
   と等価である、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記第２のノード（１２０）からチャネル情報を受信するステップ（４０２）をさらに含み、前記プレコーディング行列を決定するステップ（４０３）が、前記第２のノード（１２０）から受信した前記チャネル情報に基づいて実行される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記受信したチャネル情報が、前記第２のノード（１２０）が前記プレコーディング・ステップ（４０４）を使用することを前記第１のノード（１００）に推奨するプレコーディング行列を含む、請求項６に記載の方法。
8. 無線チャネル（１３０）を介して第１のノード（１００）からマルチアンテナ送信を受信するための第２のノード（１２０）内での方法であって、前記無線チャネル（１３０）は、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有し、前記第１のノード（１００）及び前記第２のノード（１２０）は、無線通信システム（１１０）内に含まれ、
   前記第１のノード（１００）から搬送される無線チャネル（１３０）を介した少なくとも１つのシンボル・ストリームに対応する送信を受信するステップ（６０３）であって、少なくとも１つのシンボル・ストリームが、ブロック対角化ユニタリー行列を左から掛け合わせたブロック対角行列に分解可能なプロダクト構造を有するプレコーディング行列でプレコーディングされるステップを含み、
   前記少なくとも１つのシンボル・ストリームを復調し、
   前記ブロック対角化ユニタリー行列は、アンテナアレイの偏波方向を回転させ、
   前記プレコーディング行列は複数の要素を含み、前記プレコーディング行列に含まれる各々の要素は同じ大きさを有する、方法。
9. 前記ブロック対角化ユニタリー行列は、前記アンテナアレイの偏波方向を４５度回転させる、請求項８に記載の方法。
10. 前記プレコーディング行列が、有限サイズのプレコーディング・コードブックに含まれ、前記プレコーディング・コードブック内の前記プレコーディング要素の少なくとも半分が、前記プロダクト構造を有する、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記ブロック対角化ユニタリー行列が、
    

    

    
    と等価である、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記ブロック対角化ユニタリー行列が、
    

    

    
    と等価である、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
13. 無線チャネル（１３０）を介した第２のノード（１２０）へのマルチアンテナ送信を適応させるための、第１のノード（１００）内の配置（５００）であって、前記無線チャネル（１３０）が、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有し、前記第１のノード（１００）及び前記第２のノード（１２０）が、無線通信システム（１１０）内に含まれ、
    少なくとも１つのシンボル・ストリームを取得するように構成された取得ユニット（５１０）と、
    プロダクト構造を有するプレコーディング行列を決定するように構成された決定ユニット（５２０）であって、前記プロダクト構造は、ブロック対角化ユニタリー行列を左から掛け合わせたブロック対角行列に分解可能である、決定ユニット（５２０）と、
    前記少なくとも１つのシンボル・ストリームを前記決定されたプレコーディング行列でプレコーディングするように構成されたプレコーディング・ユニット（５３０）と、
    前記プレコーディングされた少なくとも１つのシンボル・ストリームを、無線チャネルを介して前記第２のノード（１２０）に送信するように構成された送信ユニット（５４０）と、
    を備え、
    前記ブロック対角化ユニタリー行列は、アンテナアレイの偏波方向を回転させ、
    前記プレコーディング行列は複数の要素を含み、前記プレコーディング行列に含まれる各々の要素は同じ大きさを有する、第１のノードの配置（５００）。
14. 無線チャネル（１３０）を介して第１のノード（１００）からマルチアンテナ送信を受信するための、第２のノード（１２０）内の配置（７００）であって、前記無線チャネル（１３０）が、少なくとも３つの入力及び少なくとも１つの出力を有し、前記第１のノード（１００）及び前記第２のノード（１２０）が、無線通信システム（１１０）内に含まれ、
    前記第１のノード（１００）から搬送される無線チャネルを介した少なくとも１つのシンボル・ストリームに対応する送信を受信するように構成された受信ユニット（７１０）であって、少なくとも１つのシンボル・ストリームが、ブロック対角化ユニタリー行列を左から掛け合わせたブロック対角行列に分解可能なプロダクト構造を有するプレコーディング行列でプレコーディングされる受信ユニット（７１０）と、
    前記少なくとも１つのシンボル・ストリームを復調するように構成されたデコーディング復調ユニット（１７２）、を備え、
    前記ブロック対角化ユニタリー行列は、アンテナアレイの偏波方向を回転させ、
    前記プレコーディング行列は複数の要素を含み、前記プレコーディング行列に含まれる各々の要素は同じ大きさを有する、第２のノードの配置（７００）。

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