(57)【要約】【課題】ワイヤレスネットワークでのアップリンクパイロット再使用及びユーザ近接検出の方法及び装置を提供する。【解決手段】複数のユーザ端末（ＵＴ）を含むワイヤレスネットワークに使用するシステムにて、複数のＵＴの少なくとも２つのＵＴが、事前割り当てユーザアップリンクパイロット符号を有し、少なくとも２つの並行スロットにわたり共通パイロットリソースを割り当てられ、該システムは、同一のパイロットリソースでパイロットを送信するＵＴの群の中でどのＵＴチャネルをＵＴ近接検出プロセッサが弁別できるかを決定するためＵＴ近接検出プロセッサを備え、該ＵＴ近接検出プロセッサは、ＵＴがシステムの近くにあり、パイロットを送信するＵＴの群内の、同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のＵＴはシステムの近くにないと決定することで、ＵＴのＵＴチャネルを弁別するよう動作可能である。【選択図】図２
2020162182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザ端末（ＵＴ）を有するワイヤレスネットワークに使用するためのワイヤレスシステムであって、
前記複数のユーザ端末のうちの少なくとも２つのユーザ端末が、事前割り当てユーザアップリンクパイロット符号を有し、前記少なくとも２つのユーザ端末には、共通パイロットリソースが割り当てられ、
前記ワイヤレスシステムが、
ユーザ端末近接検出プロセッサであって、事前割り当てユーザパイロット符号と、前記少なくとも２つのユーザ端末からのパイロット送信のために使用される同一のパイロットリソースについての前記ワイヤレスシステムの局アンテナアレイ全体にわたる受信信号エネルギー観測結果であって複数のパイロット送信の各々と関連した受信エネルギーレベルを複数含む当該受信信号エネルギー観測結果と、を使用して、ユーザ端末近接を決定するように動作可能であり、前記事前割り当てユーザパイロット符号が第１の個数の「０」及び第２の個数の「１」を含み、各受信エネルギーレベルは、当該受信エネルギーが所定の基準値未満であることを示す「０」、又は、受信エネルギーが所定の基準値以上であることを示す「１」であり、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、パイロット送信と関連した受信エネルギーレベルと、前記事前割り当てユーザパイロット符号とを比較し、前記受信エネルギーレベルが一のユーザ端末の前記事前割り当てユーザパイロット符号に一致する場合、当該一のユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにあり、他のユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにないと決定する、当該ユーザ端末近接検出プロセッサ、
を備える、ワイヤレスシステム。
【請求項２】
前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、
前記受信エネルギーレベルが一のユーザ端末の前記事前割り当てユーザパイロット符号に一致する場合、前記ワイヤレスシステムの近くにある当該一のユーザ端末の身元を決定する、請求項１に記載のワイヤレスシステム。
【請求項３】
前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、
前記受信エネルギーレベルが一のユーザ端末の前記事前割り当てユーザパイロット符号に一致しない場合、複数のユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにあると決定する、請求項１又は２に記載のワイヤレスシステム。
【請求項４】
複数のユーザ端末（ＵＴ）を有するワイヤレスネットワークに使用するためのワイヤレスシステムであって、前記複数のユーザ端末のうちの少なくとも２つのユーザ端末が事前割り当てユーザアップリンクパイロット符号を有し、前記少なくとも２つのユーザ端末には少なくとも２つの並行スロットにわたって共通パイロットリソースが割り当てられた当該ワイヤレスシステム、に含まれたユーザ端末近接検出プロセッサによって実行される方法であって、
事前割り当てユーザパイロット符号と、前記少なくとも２つのユーザ端末からのパイロット送信のために使用される同一のパイロットリソースについての前記ワイヤレスシステムの局アンテナアレイ全体にわたる受信信号エネルギー観測結果であって複数のパイロット送信の各々と関連した受信エネルギーレベルを複数含む当該受信信号エネルギー観測結果と、を使用して、ユーザ端末近接を決定するステップ、
を備え、
前記事前割り当てユーザパイロット符号が第１の個数の「０」及び第２の個数の「１」を含み、各受信エネルギーレベルは、当該受信エネルギーが所定の基準値未満であることを示す「０」、又は、受信エネルギーが所定の基準値以上であることを示す「１」であり、
前記決定するステップにおいて、前記ユーザ端末近接検出プロセッサは、パイロット送信と関連した受信エネルギーレベルと、前記事前割り当てユーザパイロット符号とを比較し、前記受信エネルギーレベルが一のユーザ端末の前記事前割り当てユーザパイロット符号に一致する場合、当該一のユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにあり、他のユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにないと決定する、
方法。
【請求項５】
前記決定するステップにおいて、前記ユーザ端末近接検出プロセッサは、前記受信エネルギーレベルが一のユーザ端末の前記事前割り当てユーザパイロット符号に一致する場合、前記ワイヤレスシステムの近くにある当該一のユーザ端末の身元を決定する、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記決定するステップにおいて、前記ユーザ端末近接検出プロセッサは、前記受信エネルギーレベルが一のユーザ端末の前記事前割り当てユーザパイロット符号に一致しない場合、複数のユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにあると決定する、請求項４又は５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権］
[0001]本特許出願は、２０１５年１０月１５日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐｉｌｏｔ  Ｒｅｕｓｅ  ａｎｄ  Ｆａｓｔ  Ｕｓｅｒ−Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｄｅｎｓｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」という名称の対応する特許仮出願第６２／２４２，２３７号の優先権を主張し、同仮出願を参照により組み込む。
【０００２】
[0002]本発明の実施形態はワイヤレス通信の分野に関し、より詳細には本発明の実施形態は、ワイヤレスネットワークにおけるパイロット再使用及び近接検出に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯ技術を使用することに依拠する高密度セルラーネットワーク配置は、将来の無線アクセス技術の非常に魅力的な候補になりつつある。その理由の一部は、Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯが、各送信リソース要素によって多数の高速ストリームを多重化するその能力により、ＢＳごとに非常に大きいスループット向上を約束することである。
【０００４】
[0004]これまで、単位面積当たりのスループットに関連するＰＨＹ層における主な改善は、場合によっては大型アンテナアレイを装備した、小セルの高密度ネットワークから成る高密度インフラストラクチャアンテナ配置を適切に使用することから得られるもの、ということがかなり認められている。実際、Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯは、原理的に、既存の配置に対して大幅な単位面積当たりのスループット向上になり得るので、高密度（小セル）配置に使用される場合には非常に魅力的である。
【０００５】
[0005]Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯはまた、たとえば商業施設又は混雑の激しい広場などのユーザトラフィックホットスポット箇所に効果的にサービスすることを含めて、ユーザ負荷の大きな変化に対処するための候補とも考えられている。（特に）ユーザトラフィックホットスポットにサービスするのに魅力的と考えられる配置選択肢には、多くの場所にわたって分布している大規模のアンテナのセットをＢＳが制御する遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）システムが含まれる。ＲＲＨシステムについての現在の提案では、ＲＲＨユニットごとに１個だけ、又はせいぜい数個のアンテナが考えられている。しかし、より高い周波数帯域（ｍｍ波帯域内を含む）において利用可能になることが期待されている帯域幅を用いると、アンテナ素子を互いにずっと近い間隔で配置すること、及び、多数のアンテナが場合によってはＲＲＨユニットごとにあるＲＲＨを考えることが可能になる。原理的には、これらが可能になることによりネットワークは、高密度化と大型アンテナアレイの利益を同時に得ることが可能になり、以て、大きな単位面積当たりのスペクトル効率が得られる。
【０００６】
[0006]同じ送信リソースによって複数のストリームを供給できるようにするために、各ＢＳアンテナとユーザ端末の間のチャネル状態情報（ＣＳＩ）が必要になる。ＣＳＩは、訓練パイロットを使用することによって取得される。２つのアンテナ間のチャネルを学習するために、パイロットが一方のアンテナから送信されもう一方で受信される。ＢＳ側が大規模アレイの場合、局数及び局ごとのアンテナ数がどれだけであっても、ユーザ端末（ＵＴ）アンテナからの１つのパイロットが近くのＢＳ局のすべてのアンテナを訓練するので、訓練のための好ましい選択肢は（その訓練するオーバヘッドに関連して）、アップリンクにおいて訓練することである。これは、アップリンクでデータを送信することだけでなく、ダウンリンク送信にも当てはまる。ＵＬ訓練及びＤＬ  Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯデータ伝送がワイヤレス伝搬チャネルのコヒーレンス時間内及び帯域内であるならば、ＵＬ訓練を使用すること、及びアップリンク・ダウンリンク無線チャネル相互関係を利用することによって、「Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯ」速度をＤＬにおいて実現することができる。
【０００７】
[0007]さらに、相互関係ベースの訓練は、協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）送信を、ＲＲＨベースの送信を含めて本質的に可能にする。実際、本質的に、ユーザ端末アンテナからのただ１つのパイロットブロードキャストが、これを十分に高い電力で受信できるすべての近傍ＢＳ局の全アンテナを訓練する。セルラーネットワークにおいては、このようなＣｏＭＰ送信は、セル境界のユーザにとって、すなわち複数のＢＳから等しく強い信号を受信するユーザにとって有益であることがよく知られている。同様の動作改善がＲＲＨシステムにおいて期待される。本質的に、ユーザのパイロットブロードキャストを十分に高い電力で受信するすべてのＲＲＨのユニット及びアンテナの組合せからのデータ送信段階中に、ユーザはビーム形成改善を得ることができる。
【０００８】
[0008]セルラーネットワークで高密度化の利益を得るに際して生じる重要な課題は、ＵＬパイロットリソースがネットワークを介して再使用されなければならないことから生じる。高密度化利益及び単位面積当たりの送達ネットワークスペクトル効率（及びスループット）を最大限にするために、パイロットリソースの再使用距離を可能な限り小さくすることが望ましい。実際、近接する２つのユーザが同じパイロットリソースを有効に再使用できる場合には、これら近接する２つのユーザに並行してネットワークからサービスを提供することが可能になるはずである。しかし、これらのユーザはかなり離れていなければならず（地理的に）、それにより、ユーザの同時ブロードキャストパイロットは、ユーザのサービング基地局では十分に高い電力で受信されるが、互いのユーザのＢＳにおいては十分に低い電力で受信される。このことは、受け取らなければならないユーザのＵＬパイロットに関して最小再使用距離があることを示唆し、そのため、同じパイロットを使用するユーザは、互いのＢＳに干渉することにならないように地理的にかなり離されなければならない。
【０００９】
[0009]同様の問題により、ＲＲＨによって実現可能な単位面積当たりのスループットが制限される。実際、パイロットリソースは、ただ１つのＲＲＨ（アクティブ）ユーザによって使用されるものと従来から仮定されている。これにより、ＲＲＨが提供することが可能な多重化利得は、ただ１つのユーザにサービスを提供することに限定される。
【００１０】
[0010]適切に計画されたマクロセルラーネットワークを介して、簡略化されたスケジューリング及びプリコーディング動作によって大きいセルスループット及び（特に）大きいセル境界スループットを達成するには、再使用７運用が用いられることが推奨される。このような大規模ＭＩＭＯネットワークにおいて、この推奨される運用が、パイロットを７つのサブセットに分割し、各サブセットを７番目のセルごとに再使用する、パイロット再使用７を用いた再使用１運用と実際上同等であることを示すのは容易である。
【００１１】
[0011]この手法のパイロット再使用拡張の提案が、適切に計画されたマクロセル及び小セルから成る異種ネットワークに関してある。特に、パイロット次元がマクロセルと小セルの間で分割される。さらに、個々の層パイロットリソースが、所与のパイロット再使用係数を用いて再使用される。たとえば、小セルＢＳは、小セルに同色の隣り合うものがないように、有限セットの色で色付けされる。この場合のパイロット再使用係数は、使用される色の数と一致する。必要な色の最小数が４であるので、原理的には結果として最少パイロット再使用係数が４になるが、実際には、もっと多くの数の色（したがって、もっと大きいパイロット再使用係数）が必要とされる。
【００１２】
[0012]地理的スケジューリング手法が議論されており、この手法によれば、各スケジューリングスロットにおいて、（ユーザのサービングセルに対して）同様な位置のユーザは、全ネットワーク中の送信のためにスケジュールされている。こうすることにより、プリコーダ、多重化利得、及びパイロット再使用を地理的位置ごとに別個に、すなわちセル中心及びセル境界のユーザに対して別個に最適化することが可能になる。この操作では、セル及びセル境界のスループットに関連して（並びに、特定のレベルの性能を達成するために必要なアンテナの数に関連して）実質的な向上が得られる。しかし、この手法は、地理的スケジューリング及び最適化が可能になるように、高密度ユーザトラフィックに対して適切に計画されたマクロセルラーネットワークに依拠する。そのため、この手法は、計画されていない小セル配置にそのまま使用することができない。
【００１３】
[0013]明らかに、高域周波数が利用可能になり、且つワイヤレスネットワークが高密度化するにつれて、アンテナ／局高密度化を単位面積当たりのスペクトル効率の向上に変換することを可能にする方法が必要になっている。適切に計画されたマクロセルラーネットワークでは、この向上を実現することができるが（この場合には、アンテナ局が固定されたままであり、局当たりのアンテナの数が増加する）、ネットワーク高密度化に対して同様の向上を達成することは（たとえば、アンテナ／局数も局数もまた増加する場合）、現状技術の方法では不可能である。
【発明の概要】
【００１４】
[0014]本明細書では、ワイヤレスネットワークにおけるアップリンクパイロット再使用及びユーザ近接検出の方法及び装置が開示される。一実施形態では、複数のユーザ端末（ＵＴ）を有するワイヤレスネットワークに使用するためのワイヤレスシステムが開示され、複数のＵＴのうちの少なくとも２つのＵＴが、事前割り当てユーザアップリンクパイロット符号を有し、少なくとも２つの並行スロットにわたって共通パイロットリソースを割り当てられ、システムは、同一のパイロットリソースでパイロットを送信するＵＴの群の中でどのＵＴチャネルをＵＴ近接検出プロセッサが弁別できるかを決定するためのＵＴ近接検出プロセッサを備え、このＵＴ近接検出プロセッサは、ＵＴのＵＴチャネルを、ＵＴがシステムの近くにあり、パイロットを送信するＵＴの群内の、同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のＵＴがシステムの近くにないと決定することによって弁別するように動作可能である。
【００１５】
[0015]本発明は、以下に示す詳細な説明、及び本発明の様々な実施形態の添付図面により、いっそう完全に理解されようが、図面は、本発明を特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、説明及び理解のためだけのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】いくつかの並行スロットについて（スロットごとに１つのポート／パイロット次元を使用して）ユーザ近接検出パイロット符号の例を示す図である。
【図２】図１の符号を使用して並行パイロットのセットの第１の次元でユーザにサービスするＲＲＨシステムの一実施形態を示す図である。
【図３】図２の例として連結性グラフを示す図である。
【図４】図２の例としてユーザパケットサービンググラフを示す図である。
【図５】いくつかの並行スロットについてユーザ近接検出符号の一例を示す図である。
【図６】ＲＲＨ局システムの一実施形態のブロック図である。
【図７】ＲＲＨ局において能動ユーザ近接検出を実行する処理の一実施形態の流れ図である。
【図８】ユーザの同じ組をスケジュールするための並行スロットの数、及びユーザがパイロットをブロードキャストしないスロットの数に応じて、同じパイロット次元によってサポートできるユーザの最大数を示す表である。
【図９Ａ】ＵＴとワイヤレスで通信する多数のＲＲＨを有するワイヤレスネットワークを示す図である。
【図９Ｂ】アップリンク訓練及びダウンリンク送信のためのリソースブロックの割り当てを示す図である。
【図１０】１対のユーザ端末によって使用される共有パイロット次元の一実施形態を示す図である。
【図１１】１つだけのユーザ端末がＲＲＨに近い場合の例を示す図である。
【図１２】２つのユーザ端末がＲＲＨに近い場合の例を示す図である。
【図１３】ユーザ当たりＬ個のパイロットがある直交パイロットパターンからの遷移を示す図である。
【図１４】同一のパイロット次元でパイロットを送信する２つのユーザチャネルを基地局の第１の４つのセクタのそれぞれで弁別できるかどうかを判定するために、近接検出技法をセクタ化に適用する一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0016]セルラー、ＲＲＨ又は他のワイヤレスシステムにおいてよりいっそう積極的なパイロット再使用を、この積極的なパイロット再使用が高密度化（スループット／単位面積）向上になるようにして可能にする方法及び装置について説明する。一実施形態によれば、近くに位置する可能性のある多くのユーザが、アップリンクパイロット送信に割り当てられた同じ送信リソースによって、適切に符号化されたパイロットを送信する。ＲＲＨシステムとの関連では、一実施形態において、いくつかのユーザ固有のパイロット符号は、パイロットが十分に高いレベルで受信される（共通アップリンクパイロットリソースセットによる）送信アクティブユーザのサブセットが、単一のユーザ若しくは複数のユーザを含むか、又はユーザを含まないかを各ＲＲＨユニットが判定することを可能にする。本発明についての説明では、ＲＲＨ局とＲＨＨユニットに置き換え可能に言及するが、厳密に言えば単一の局に複数のＲＲＨユニットがあり得る。一実施形態では、ＲＲＨユニットは、それがどのユーザチャネルを、同一のパイロットリソースのパイロットを送信するユーザの群の中で弁別できるかを決定する。一実施形態では、ＲＲＨユニットはユーザのユーザチャネルを、そのユーザがシステムの近くにあり、パイロットを送信するユーザの群内の、同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のユーザがシステムの近くにないと決定することによって弁別する。
【００１８】
[0017]ＲＲＨユニットが、ただ１つのユーザだけが十分に高いレベルで受信されると決定する場合には、このＲＲＨユニットはまた、アクティブユーザの識別情報を特定し、そのチャネルを推定する。各ＲＲＨユニットにおいて同じ符号化パケットを送信用に使用可能にすることによって、また、単一のユーザが近くで（パイロット符号によるユーザ近接検出に基づいて）特定されたときにだけ各個別のＲＲＨユニットにユーザパケットを送信させることによって、大きな高密度化利益を得ることができる。ユーザごとの同じ符号化パケットを近くのすべての小セルＢＳにプッシュ配信し、単一のユーザが特定されたときにだけ小セルにユーザパケットを送信させることによって、同様の利益を高密度小セル配置において得ることができる。
【００１９】
[0018]一実施形態では、開示された方法及び装置は、高密度アンテナ／アンテナ局ネットワーク配置において、単位面積当たりのネットワークスペクトル効率の向上を可能にする。一実施形態では、この向上は、アップリンクにおいてアクティブな（スケジュールされた）ユーザ端末が使用するための適切に設計されたパイロット符号の使用と、各アンテナ局におけるネットワークによる高速ユーザ検出のための機構の使用との組合せによって達成される。
【００２０】
[0019]「ユーザ端末」、「ユーザ機器」及び「ユーザ」という用語は、ワイヤレスネットワーク通信システムによって提供されるサービスにアクセスするためにエンドユーザが使用するデバイスを指すものとして、本明細書全体を通して置き換え可能に使用されることに留意されたい。
【００２１】
[0020]遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）ユニット（又は他のワイヤレスシステム）を含む諸実施形態が開示され、これらの実施形態では、ＲＲＨユニットの送信を制御する基地局が、スケジューリングスロットごとにアップリンクパイロットに割り当てられる次元数よりも場合によってはずっと多い多数のユーザ端末にサービスすることができる。特に、訓練パイロットを同じ送信リソースによって送信するために多くのユーザが指定される技法が開示される。並行リソースブロック又はスロットのセットにより送信をスケジュールすることによって、また、共通パイロットリソースにより送信するユーザから送信されるパイロットの適切な符号化を使用することによって、開示された技法は、これらの指定された同じリソースのうちのただ１つのユーザ端末がＲＲＨユニットの近くにある場合に、各ＲＲＨユニットがその近くのユーザ端末を検出できるようにする。共通のユーザ固有スロット固有符号化パケットが各ＲＲＨユニットにおいて送信用に使用可能であることを確実にすることによって、少なくとも１つのＲＲＨユニットがこのユーザ端末を、その近くで（パイロットリソースの同じセットでアクティブなものの中の）ただ１つのアクティブなユーザ端末であるとして検出した場合に、アクティブユーザがサービスを受ける。
【００２２】
[0021]開示された技法は、遠隔無線ヘッドが多くの異なる局にわたって分布する単一のＲＲＨシステムとの関連で説明することができるが、開示された技法は、他の関連シナリオにおいても容易に適用することができる。たとえば、開示された技法はまた、小セルネットワークに適用することもでき、モバイルユーザにサービスする場合には、単位面積当たりのネットワークスペクトル効率（及びスループット）の大幅な改善を提供することができる。最も簡単なこのような実施形態では、ユーザごとスロットごとに使用可能な共通パケットを有する、同期した（また連結してＲＦ較正された）小セルを考察する。各ＢＳは、それがユーザを、所与の送信リソースによってアップリンクパイロットを送信したすべてのアクティブユーザの中でＢＳの近くの唯一のアクティブユーザとして検出した場合に、パケットを送信することができる。別の実施形態では、ユーザを検出してそのユーザにデータを送った基地局のうちの１つを、検出されたユーザごとに選択する追加ステップが使用される。この実施形態では、近傍の基地局を同期させる、又は連結してＲＦ較正する必要がない。
【００２３】
[0022]本発明の実施形態は、現状技術のネットワーク高密度化手法に対して、以下の利点のうちの１つ以上を有する。
１）本発明の実施形態では、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）ユニット、積極的なパイロット再使用、及び高速（ｍｓ未満）のユーザ近接検出を使用することによって、ホットスポット領域における単位面積当たりのスペクトル効率（及びスループット）の大幅な向上を可能にする。
２）本発明の実施形態は、本明細書で分散ＭＩＭＯと呼ばれるＣｏＭＰ送信を使用することに依拠し、このＣｏＭＰ送信は、異なるＲＲＨユニット間のユーザデータ同期を必要とするが、ＢＳ間のチャネル状態情報交換は必要としない。
３）本発明の実施形態は、基地局に近いユーザの検出を支援するのに、並行リソースブロックのセットによってユーザに協調パイロットをブロードキャストさせることに依拠する。
４）一実施形態では、ＲＲＨは、単一ユーザ近接検出を改善するのに、空間フィルタリングをユーザ近接と共に利用する（セクタ化の一般化）。
５）本発明の実施形態では、大規模ＭＩＭＯ小セルのネットワークを使用することによって、モバイルユーザにサービスする際の単位面積当たりスペクトル効率（及びスループット）の大幅な向上を可能にする。一実施形態では、分散ＭＩＭＯと呼ばれるＣｏＭＰ送信が使用され、異なるＲＲＨユニット間のユーザデータ同期を必要とするが、ＢＳ間のチャネル状態情報交換は必要としない。別の実施形態では、ユーザをその近くに検出したＢＳの中でユーザにサービスするためのただ１つのＢＳを選択するために、近傍のＢＳ間の高速協調が使用される。
６）一実施形態では、開示されたパイロット符号によるユーザ近接検出はまた、アップリンクパイロット送信に基づく広範なチャネル推定アルゴリズムと組み合わされて、広範なキャリア周波数にわたる多様なワイヤレス送信シナリオとして達成される多重化利得の向上を可能にする。ｍｍ波チャネルによるセルラー送信を含む一実施形態では、パイロット符号をＯＦＤＭ平面上の擬似ランダムパイロット割り当て、並びに圧縮された検知及びチャネル推定値と組み合わせることができる。開示された方法は、ＲＲＨシステムによって同時にサービスできるユーザの数において大きな多重化利得をもたらして、同時に、ＲＲＨユニットの近くの各ユーザのチャネルを推定する必要があるユーザごとの訓練次元の数の節減に関し、圧縮検知利得を実現する。
【００２４】
[0023]本発明の１つ又は複数の実施形態は、以下を含む。
１）並行送信リソースブロック（又はスケジューリングスロット）のセットによるアップリンクパイロット送信のプロトコル。
２）並行リソースブロックのセットによる共通パイロット次元によってパイロットを送信するユーザの中で、ただ１つのユーザが近くにある事象の各ＢＳ又はＲＲＨユニットにおける即時検出のための機構。
３）並行リソースブロックのセットによるパイロット次元の共通セットによってパイロットを送信するユーザの中で、ただ１つのユーザが近くに検出されたときの各ＢＳ又はＲＲＨユニットにおける即時ユーザ識別のための機構。
【００２５】
[0024]以下の記述では、本発明についてのより完全な説明を行うために多数の細部が示される。しかし、本発明はこれらの具体的な細部がなくても実施できることが当業者には明らかであろう。別の例では、よく知られている構造及びデバイスは、本発明を不明瞭にしないようにするために、詳細にわたるのではなくブロック図の形で示される。
【００２６】
ダウンリンクＭＵ−ＭＩＭＯとＣＳＩとＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯの速度計算
[0025]以下の文では、ダウンリンクＭＵ−ＭＩＭＯの一般的範囲と、送信機において必要なチャネル状態情報を得るための方法と、Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯの速度計算とについての簡潔な説明を行う。
【００２７】
[0026]従来のダウンリンクＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、過去１０年において調査の最先端にあった。これらの方式は、基地局において複数のアンテナを使用し、複数のユーザに同時に、複数のアンテナをユーザ端末に必要とせずにサービスすることによって、スペクトル効率向上を約束する。このスペクトル効率向上は、各ユーザと送信基地局の間のチャネル状態情報（ＣＳＩ）についての知識を使用することによって実現される。ＣＳＩＴ（送信機において使用可能なＣＳＩ）を得ることにより、各ユーザ端末（ＵＴ）にそれ自体のストリームだけが見えるように送信機がユーザストリームを事前符号化することが可能になる。Ｍ個の送信アンテナを持つ基地局を考えると、Ｋ個の単一アンテナユーザ端末に同時にサービスして、ただ１つの端末にサービスするシステムに関しておおよそ最小（Ｍ、Ｋ）に等しい多重化利得を得ることができる。Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯでは、ユーザにサービスするアンテナの数は、サービスを受けるユーザの数よりもずっと多い。たとえば、ダウンリンクＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯでは、サービスを受けるユーザの数がアンテナの数よりもずっと少ないことを利用する、線形ゼロ強制ビーム形成（ＬＺＦＢＦ）又はさらに簡単な共役ビーム形成（ＢＦ）を使用して、多くのユーザが同時にサービスを受けることができる。アンテナの数が多くなるにつれて送信ビームが鋭くなり、以てずっと低い送信電力レベルで所望の受信信号レベルが得られる。さらに、大型のアンテナアレイを用いると、得られるユーザ速度が強化される。すなわち、速い（たとえばレイリー）フェージングによるユーザ速度の変動が実際上無視できるようになる。
【００２８】
[0027]送信機がこの動作を確実に実現するには、送信機は十分に正確なＣＳＩＴを得る必要がある。すなわち送信機は、それ自体とユーザのそれぞれとの間のチャネルを十分正確に知る必要がある。ＣＳＩＴを得るために使用される技法は２つの部類に入る。第１の部類は、Ｍ個のパイロット（基地局送信アンテナごとに１つ）をダウンリンクに使用して、各ユーザ端末がユーザ端末自体のアンテナと基地局のアンテナとの間のチャネル係数を推定することを可能にする。この動作により、各基地局送信アンテナとユーザ端末受信アンテナの間のチャネルに関して、各受信ユーザ端末における各ＣＳＩ（ＣＳＩＲ）が得られる。ＣＳＩＲ、すなわち各ユーザ端末において入手可能なＣＳＩ情報は次に、アップリンク送信を使用することによって送信機へフィードバックされて、ＣＳＩＴ、すなわち送信基地局におけるＣＳＩが得られる。この部類のＣＳＩＴ取得方式には２つのオーバヘッド、すなわち、（ｉ）Ｍ（送信基地局におけるアンテナ素子の数）と共に直線的にスケール変更する、ダウンリンクパイロットオーバヘッド、（ｂ）各ユーザ端末と各基地局アンテナの間のチャネルを基地局に対し利用可能にすることに関与する、アップリンクフィードバックオーバヘッド、がある。各端末が単一アンテナを有する場合では、アップリンクフィードバックは、ＭＫ個のチャネル係数（複素スカラ数）、各ユーザ端末アンテナと各基地局アンテナの間のチャネルごとに１つの係数、を基地局に与えることに関与する。アップリンクオーバヘッドは原理的に、最小（Ｍ、Ｋ）と共に直線的に増大するように作ることができるが、実際に使用される方法では、このオーバヘッドはＭとＫの積として増大する。ダウンリンクオーバヘッドは、配置できるアンテナアレイのサイズＭを制限する。同様に、アップリンクオーバヘッドは、増大するＭ及びＫに対してオーバヘッドが非常に速く増大するので、ＭとＫの両方を制限する。
【００２９】
[0028]ＣＳＩＴ取得技法の第２の部類は、相互関係ベースの訓練方式と呼ばれる。この方式は、いくつかの適切に選択された（Ｍ、Ｋ）対のもとで、非常に効率的なＣＳＩＴ訓練によって非常に高速の送信を可能にする、チャネル相互関係として知られる物理的ワイヤレスチャネルの特性を利用する。特に、パイロットがアップリンクにおいて各ユーザによって送信され（Ｋ個のパイロットが必要であるが、もっと多く使用することもできる）、基地局における対応するパイロット観測結果がそのまま使用されて、ダウンリンク送信のためのプリコーダが形成される。アップリンク訓練と後続のダウンリンクデータ送信が、時間及び周波数が十分接近して起きた場合（チャネルのコヒーレンス時間及びコヒーレンス帯域内で）、アップリンク訓練は、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルが同時で周波数が同じであるので、送信機における必要な（ダウンリンクチャネル）ＣＳＩを直接与える。この部類の技法では、アップリンクオーバヘッドは、Ｋと共に、すなわち、同時にサービスを受けるユーザ端末の数と共に、直線的にスケール変更する。これらの方式はまた、通常は、アップリンク及びダウンリンクデータ送信のために共有される単一トランシーバを用いてユーザ端末チャネルのコヒーレンス帯域内のアップリンク訓練及びダウンリンク送信を可能にするために、ＴＤＤ（時分割二重通信）に依拠するとして想起される。
【００３０】
[0029]相互関係ベースの訓練方式の１つの魅力的な態様は、送信アンテナアレイのサイズＭを増大し続けて、そのサイズを、訓練オーバヘッドの増加を少しも招くことなく、「Ｍａｓｓｉｖｅ」にできることである。Ｍ＞Ｋでは、Ｍを増大することで同時多重化ストリームの数Ｋは増加しないが（すなわち、Ｋ個のストリームが各ユーザに１つ、同時に送信される）、Ｍを増大すると、各ストリームに大きな「ビーム形成」利得が訓練の追加コストなしに誘導される（ストリームごとに、高い速度に変換する）。或いは、Ｍを増大すると、ユーザ端末に目標速度を与えるために必要とされる送信電力を減らすことが可能になり、以て、より環境にやさしい送信方式が可能になる。
【００３１】
相互関係ベースのＭａｓｓｉｖｅ  ＭＵ−ＭＩＭＯ
[0030]Ｍ個の送信アンテナのアレイからＵ個の単一アンテナユーザ端末へのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を可能にするという問題を考える。ｉ番目の基地局送信アンテナとｋ番目のユーザ端末との間のダウンリンク（ＤＬ）チャネルは、次式で与えられる。
【数１】
2020162182.tif 000003
ここで、
【数２】
2020162182.tif 000004
はそれぞれ、基地局アンテナｉからの送信信号、２つのアンテナ間のＤＬ複合チャネル、ユーザ端末ｋの受信機における観測結果及びノイズを表す。このモデルは、任意のリソースブロックにおいて適用可能である。一般に、上式中の変数はリソースブロックに依存する。この依存性は、その記号に関し現在は便宜上無視されており、記号の濫用であるが、様々なリソースブロック間のタイムシェアリングが考察される場合には用いられることになる。ユーザ端末ｋの受信機においてＲＦからベースバンドへの変換ハードウェア（たとえば、利得制御部、フィルタ、混合器、Ａ／Ｄなど）によって導入される振幅シフト及び位相シフト、並びに基地局アンテナｉから送信されるべき信号を生成する送信機においてベースバンドからＲＦへの変換ハードウェア（たとえば、増幅器、フィルタ、混合器、Ａ／Ｄなど）によって導入される振幅シフト及び位相シフトは、すべてＤＬ複合チャネルに含まれる。
【００３２】
[0031]同様に、ｋ番目のユーザ端末とｉ番目の基地局送信アンテナとの間のアップリンクチャネルは、次式で与えられる。
【数３】
2020162182.tif 000005
ここで、
【数４】
2020162182.tif 000006
はそれぞれ、ユーザ端末ｋからの送信信号、２つのアンテナ間の複合アップリンク（ＵＬ）チャネル、基地局アンテナｉの受信機における観測結果及びノイズを表す。基地局アンテナｉの受信機においてＲＦからベースバンドへの変換ハードウェア（たとえば、利得制御部、フィルタ、混合器、Ａ／Ｄなど）によって導入される振幅シフト及び位相シフト、並びにスカラ（複素）係数
【数５】
2020162182.tif 000007
は、ユーザ端末ｋから送信されるべき信号を生成する送信機においてベースバンドからＲＦへの変換ハードウェア（たとえば、増幅器、フィルタ、混合器、Ａ／Ｄなど）によって導入される振幅シフト及び位相シフトを含み、これらの振幅シフト及び位相シフトはすべてＵＬ複合チャネルに含まれる。
【００３３】
[0032]アップリンクでは、以下のモデルを使用することができる。
【数６】
2020162182.tif 000008
ここで、
【数７】
2020162182.tif 000009
は、シンボル時間ｔにおいてサブキャリアｎにユーザシンボルを含む次元Ｋ×１（すなわち、Ｋ行×１列）のベクトルであり、
【数８】
2020162182.tif 000010
は、異なる端末のタイミング基準間の相対遅延による、一定キャリア位相シフトと時間位相シフトの周波数依存定数とを含むＭ×Ｕチャネル行列であり、
【数９】
2020162182.tif 000011
及び
【数１０】
2020162182.tif 000012
は、ユーザ端末における受信信号ベクトル及びノイズである。
【００３４】
[0033]ダウンリンクでは、以下のモデルを使用することができる。
【数１１】
2020162182.tif 000013
ここで、
【数１２】
2020162182.tif 000014
は、シンボル時間ｔにおけるサブキャリアｎ上のユーザシンボルの（行）ベクトルであり、
【数１３】
2020162182.tif 000015
は、異なる端末のタイミング基準間の相対遅延による、一定キャリア位相シフトと時間位相シフトの周波数依存定数とを含むＵ×Ｍチャネル行列であり、
【数１４】
2020162182.tif 000016
及び
【数１５】
2020162182.tif 000017
は、ユーザ端末における受信信号（行）ベクトル及びノイズである。十分に近い距離にある他のＢＳは、Ｎｅｔｗｏｒｋ  ＭＩＭＯ／連結送信／ＣｏＭＰ又は他の干渉緩和技法が考慮されていないと、干渉を引き起こす。他のアクセスポイントからの干渉はノイズ項に含まれる。
【００３５】
[0034]完全な較正を仮定すると、ＵＬとＤＬの複合チャネルは相互関係になり、それにより次式となる。
【数１６】
2020162182.tif 000018
式を簡単にするために、熱雑音は無視されている。ダウンリンクチャネル行列を推定するために、Ｕ個のユーザ端末がＵ個のＯＦＤＭシンボルのブロックを送出し、それによりアップリンク訓練位相は次式のように書くことができる。
【数１７】
2020162182.tif 000019
ここで、
【数１８】
2020162182.tif 000020
は、スケール変更された単位行列である。したがって、基地局は次式のチャネル行列推定値を得ることができる。
【数１９】
2020162182.tif 000021
ダウンリンクビーム形成を行うために、複合チャネルダウンリンク行列
【数２０】
2020162182.tif 000022
が使用される。
ＺＦＢＦプリコーディング行列は次式のように計算される。
【数２１】
2020162182.tif 000023
ここで、Λは対角行列であり、λｍが行列Ｗの各行に課す対角要素、すべてのｍについての行正規化が
【数２２】
2020162182.tif 000024
である。
【００３６】
[0035]したがって、各ビームの電力が等しく、対角要素がｇｉである対角行列Ｇによって距離依存の経路損失もまた考慮している、ダウンリンクにおけるＬＺＦＢＦ事前符号化信号が得られる。
【数２３】
2020162182.tif 000025
結果として得られるチャネル行列は、Ｓ≦Ｍであれば対角になることに留意されたい。
【００３７】
ＭＵ−ＭＩＭＯユーザスケジューリング
[0036]ＢＳにおいて多ユーザＭＩＭＯ送信をスケジュールすることに関する文献には利用可能ないくつかの方法があるが、広く受け入れられている部類の方法はスケジューリングポリシーを含み、このスケジューリングポリシーは、ＢＳにおいて任意の所与のスケジューリング時点で最も高い予想重み付け合計レートが得られるはずのユーザのサブセットをスケジュールする。送信のための各スケジュールされたセット中の各ユーザの予想速度は、スケジュールされたセット中のすべてのユーザの瞬間チャネルの関数になる。実際、前の節で説明したＬＺＦＢＦ送信を仮定すると、任意の所与のリソースブロックにおいて係数λｋは、スケジューリングセット（ＬＺＦＢＦからサービスを受ける）中のすべてのユーザの瞬間チャネル行列に依存し、特に、次式のように表すことができる。
【数２４】
2020162182.tif 000026
ここで、
【数２５】
2020162182.tif 000027
は、ｔ番目のリソースブロックにおけるユーザセットＳ中のＵＴ−ｋの複合ダウンリンクチャネル行列を表す。明らかに、ユーザセットＳ及び／又はリソースブロック（ｔ）の選択がλｋに影響を及ぼすので、予想ユーザ速度は、スケジューリングセットと瞬間チャネル実現の両方の関数になる。スケジューリング時間実現値を固定し、ＬＺＦＢＦ送信を仮定すると、重み付け合計レートを最大化するサブセットＳを選択するという問題は、アンテナの数の組合せになる。その理由は、スケジューリングのために考慮できる可能なサブセットの数Ｓは、連結スケジューリングのために考慮できるユーザの最大数と共に指数関数的に急速に増大するからである。
【００３８】
[0037]スケジューリングポリシーによって生成されるスケジューリング割り当てを規定する別の重要な要素は、重み付け合計レート最大化操作の前の各スケジューリング時点で「ユーザ重み」を選択するために使用する方法である。これらの重みを選択するための多くの方法が存在するが、広く受け入れられている部類の方法は（広範な公平性基準の部類に属する公平性基準に対してほぼ最適の動作が結果として得られるその能力の故に）、「仮想待ち行列」を使用することに依拠して、重み合計レート最適化における瞬間ユーザ重みを決定するものである。
【００３９】
[0038]セルラーネットワークのＢＳにおけるＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯアレイは、スケジューラ動作をかなり簡略化することができる。従来のＭＩＭＯとは明確に異なり、多くの場合で、そのサービングＢＳによってアクティブな（スケジュールされた）ユーザに提供される速度は、同じセル内及び近傍のセル内の他のアクティブユーザに依存せず、実際はアプリオリに予測することができる。このようなタイプの動作は、マクロセルラーＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯ配置によって利用されて、それに相当する従来のＭＩＭＯのものに対して大きなセル及びセル境界のスループット利得が得られる。この速度強化手法は、Ｍａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯアレイを用いたマクロセル及び小セルから成る異種ネットワークにわたって動作することを含むように拡張することができる。ほぼ最適な連係及び負荷平衡を、簡単なユーザＢＳ連係機構と、各基地局おける基本的なラウンドロビンスケジューラとによって実現することができる。
【００４０】
［実施形態の概要］
[0039]本発明の実施形態は、並行リソースブロックのセット（又はスケジューリングスロット）によってパイロット次元の共通セットを共有する多くのユーザからのアップリンクパイロット送信に基づく、高速（ｍｓ未満）ユーザ近接検出及び識別のための方法及び装置を含む。一実施形態では、パイロット次元とは、スケジューリングスロット中に単一ユーザが、そのアップリンクパイロットを送信するために利用できるようになっているＯＦＤＭ平面のリソース要素のセットのことを指す。これらのリソース（たとえば、周波数リソース及び時間リソース）は、リソースブロックの並行セットにわたって割り当てられたすべてのパイロットリソースのサブセットであり、ＢＳがそのアンテナアレイとユーザ端末の間のチャネルを、これらのリソースブロックがまたがる時間周波数要素にわたって知るために、パイロットを送信する。
【００４１】
[0040]一実施形態では、本明細書に記載の技法は、ホットスポット領域にサービスするＲＲＨシステムの各ＲＲＨユニットにおいて適用することができ、各ＲＲＨユニットが、ユーザチャネルのどのサブセットを確実に推定できるか決定すること、及びその後、どのユーザストリームを送信するかを、これらのストリームを送信するためのビームを含めて決定することを可能にする。異なるＲＲＨユニットにおける可能性のある送信のために同じパケットを任意の所与のユーザが利用できるようにすることによって、各ユーザ端末は、これらのＲＲＨユニットのうちの少なくとも１つがユーザチャネルを推定しそのパケットを供給できるならば、サービスを受けることができる。本発明の実施形態は、以下を慎重に選択することに依拠する。すなわち、（ａ）並行リソースブロックのセット全体にわたってパイロット次元の共通セットを使用するユーザの数、（ｂ）これらのユーザによって使用されるパイロットパターン、（ｃ）複数のユーザが１つのＲＲＨユニットにおいて衝突したかどうか、又はただ１つのユーザがそのＲＲＨユニットの近くにあるかどうかを検出する機構、（ｄ）ただ１つのユーザがＲＲＨユニットの近くにあることが検出されたならば、そのＲＲＨの近くのアクティブユーザの身元を決定する機構。その結果、パイロット次元の各セットについてＲＲＨユニットから同時にサービスを受けるユーザの数を増やすという点で高密度化を実現することができ、単位面積当たりで達成されるスペクトル効率が向上することになる。
【００４２】
[0041]一実施形態では、同じ技法が大型アレイを持つ小セルのネットワークに適用されて、モバイルユーザにサービスするために単位面積当たりに提供されるスペクトル効率の大きな向上が実現される。一実施形態では、所与のユーザ及びリソースブロック（スロット）に対し、各ＢＳは、送信に利用可能な同じユーザ固有パケットを有し、関連するアクティブユーザが、所与のスロット上の同じパイロット次元で送信するユーザの中で唯一の近くのものであることを検出した場合に、そのパケットを送信する。この変形形態は、近傍のＢＳの中で高速協調を含み、これらのＢＳは所与のユーザを、（ユーザを検出したＢＳの中で）そのユーザにサービスするただ１つのＢＳを選択するために、（共通のパイロット次元のセットを使用するユーザの中でただ１つの近くのユーザとして）検出する。
【００４３】
[0042]本発明の実施形態は、ワイヤレスネットワークのオペレータが、局ごとに多くのＲＲＨユニット及びアンテナ素子を持つＲＲＨシステムを介して、ホットスポット領域内の非常に多数のユーザにサービスすることを可能にする。本発明の実施形態は、同じパイロットリソースを使用するユーザがＲＲＨユニットから同時にサービスを受けることを可能にする。こうすることにより、ネットワーク高密度化利益が大型アンテナアレイ利益と共に実現されることが可能になり、以て、単位面積当たりで非常に大きいスペクトル効率（及びスループット）が可能になる。これらの配置は、ネットワークオペレータが単位面積当たりに得られるスループットを大幅に増加させることを可能にし、またユーザ経験の大幅な向上をホットスポット領域について実現することができる。
【００４４】
[0043]本発明の実施形態は、ＲＲＨベースのシステム又は小セルネットワーク全体にわたるアップリンクパイロット再使用のためのプロトコルを、関連するＲＲＨユニット又は小セル基地局における高速アクティブユーザ近接検出のための方法及び装置と一緒に含む。本発明の実施形態は、大きな高密度化利益がワイヤレスネットワークのＤＬにおいて実現されることを可能にできる。一実施形態では、開示されたＵＬパイロットプロトコルはまた、高速アクティブユーザ近接相互関係をユーザチャネルの取得及び相互関係ベースのＤＬ  ＭＩＭＯ送信と組み合わせる。より具体的には、完全なチャネル相互関係は、チャネルのコヒーレンス時間及びコヒーレンス帯域幅内の各リソースブロック（ＲＢ）（たとえば、時間及び周波数のリソース要素のセット）の中で適用され、これによりチャネルが一定のままになる。ＵＬパイロットを送信し、チャネルを測定し、次にそのＤＬで送信する場合（ＵＬ及びＤＬチャネルは同じままである）、完全な相互関係を利用することができる。しかし、同じ時間であるが異なる周波数帯域の２つの異なるリソースブロックについてチャネルを考える場合、ＲＢ  １のＵＬチャネルはＲＢ  １のＤＬチャネルと同じであり、ＲＢ  ２のＵＬチャネルはＲＢ  ２のＤＬチャネルと同じである。ＲＢ  １のＵＬチャネルとＲＢ  ２のＵＬチャネルとは異なる。しかし、それと同時に、ＲＢ  １のＵＬチャネルの平均チャネル電力とＲＢ  ２のＵＬチャネルの平均チャネル電力は同じである。ＲＢ  １でＵＬパイロットを送信することによって、ＲＢ  １及びＲＢ  ２のＵＬ（及びＤＬ）チャネル電力を知ることができる。したがって、この近接相互関係は帯域全体にわたって適用される（すなわち、チャネルのコヒーレンス帯域幅内に限定されない）。
【００４５】
[0044]詳細には説明しないが、同じＵＬパイロット再使用プロトコル及び対応する「動的に変化する」ユーザ近接検出機構は、ＵＬデータ送信に使用することもできる。１つのアップリンクデータ送信実施形態では、ＲＲＨ（又は小セルＢＳ）は、その近くにある検出されたアクティブユーザのパケットを復号する（ただ１つが近くで検出された場合に）。
【００４６】
[0045]本明細書で開示された技法をＲＲＨシステムについて以下で詳細に説明する。同様の方法を小セルのネットワークにそのまま適用することができる。一般性を失うことなく、一実施形態において、以下のシナリオは、ＯＦＤＭ送信に基づいて利用人口にサービスしているＢＳコントローラ（Ｊ個のＲＲＨユニットを制御する）を含む。ＯＦＤＭ送信リソースは、「スロット」又はリソースブロック（ＲＢ）に分割され、各スロット／ＲＢがＯＦＤＭサブキャリア及びシンボルの隣接ブロックに対応する。一実施形態では、各ＲＢ又はスロット内で、全ネットワーク中のユーザのサブセットがアクティブである、すなわち送信のためにスケジュールされている。
【００４７】
[0046]一般性を失うことなく、一実施形態では、スケジューラ動作により、アクティブユーザ端末のセット（すなわち、データ送信のためにスケジュールされているユーザ端末のセット）がいくつかの（場合によってはすべての）並行スロットにわたって同じになる。一実施形態では、必要ではないが処置を具体的にするために、チャネル係数が各ＲＢ／スロット内で一定のままである場合、ブロックフェージングチャネルモデルが使用される。一実施形態では、Ｎ個の並行スロットの各セット内で、ＲＲＨシステムは、データ送信のためにＫ個のアクティブな単一アンテナユーザのサブセットをスケジュールする。本明細書での目的のために、アクティブユーザ及びＲＲＨユニットはそれぞれ添字ｋ及びｊで指し示され、ｋはアクティブユーザセットΚ＝｛１，２，．．．，Κ｝からであり、ｊはＲＲＨセットＪ＝｛１，２，．．．，Ｊ｝にある。一実施形態では、ＲＲＨユニットｊはＭｊ個のアンテナを有し、Ｍｊ＞＞１である。
【００４８】
[0047]一実施形態では、ワイヤレスネットワークは、相互関係ベースのチャネル状態情報（ＣＳＩ）取得によるＴＤＤ動作を使用し、このＴＤＤ動作により、各ＲＲＨは、所与のスロット内のユーザ端末から送信されたＵＬパイロットに基づいて、そのアンテナアレイとアクティブユーザ端末の間の所与のスロットのＤＬチャネルを知る。一実施形態では、各スロット内の便宜上、Ｑ個のパイロット次元がＵＬパイロットに割り当てられる。一実施形態では、Ｑ個のパイロット次元は、スロットのＱ個の時間周波数リソース要素に対応する。別の実施形態では、Ｑ個のパイロット次元のそれぞれは、符号Ｑパイロットリソース要素であり、Ｑ個のパイロット符号は互いに直交している。一実施形態では、これらのリソース要素は、ＤＬデータ送信のために使用されるＯＦＤＭリソース要素の前に付くＯＦＤＭシンボルの要素である。ＵＬパイロットに割り当てられたＯＦＤＭシンボルのすぐ後に続く１つ又は複数のＯＦＤＭシンボルの時間周波数要素は、ＢＳ処理専用にすることができる（また、システムがＵＬ（パイロット）送信情報からＤＬデータ送信情報までを送信することを可能にすることもできる）。これらの時間周波数要素は、ＲＲＨシステムのＢＳコントローラが受信パイロット送信情報を処理し、後に続くスロットの残りのリソース要素によって送信されるべき事前符号化ＤＬデータ信号を構築するのに必要な計算時間を与える。
【００４９】
[0048]比較のために、ベースラインとして使用される場合、従来の設定により、ＲＲＨシステムは、ただ１つのアクティブユーザをＵＬパイロットのＱ個のパイロット次元のそれぞれにスケジュールする、すなわちＫ＝Ｑ。各ＲＲＨユニットは、各ユーザに対する送信の用意ができている符号化パケットを有する（ユーザｋの符号化パケットは、すべてのＲＲＨユニットにおいて同じである）。アクティブユーザｋの近くのすべてのＲＲＨアンテナは、ユーザｋに対するそのＤＬチャネル係数を、ユーザｋによって送信されるアップリンクパイロットから推定することができる。このＤＬチャネル係数の推定により、大きなアンテナアレイ（たとえば、Ｍｊ＞＞１）の訓練が、同時にサービスを受けるユーザの数に比例するオーバヘッドを訓練することにより可能になる。フィードバックベースのＣＳＩ取得と異なり、ＤＬチャネル係数の推定はまた、ユーザ端末が、追加の訓練オーバヘッドを招くことなく、近傍の複数のＢＳを訓練することを可能にもする。
【００５０】
[0049]一実施形態では、ユーザｋの近くの各ＲＲＨユニットｊは、そのアンテナアレイとｋ番目のアクティブユーザとの間のチャネルをｋ番目のパイロット次元における受信パイロットに基づいて推定する。一実施形態では、各ＲＲＨユニットは、Ｑ個のユーザチャネル推定値を使用して、Ｑ個（以下）のアクティブユーザにサービスするためのＭＵ−ＭＩＭＯプリコーダ（たとえば、ＣＢＦ又はＺＦＢＦ）を設計する。ＲＲＨユニットは、たとえば、ＲＲＨユニットから十分に遠く離れているユーザ（すなわち、ＲＲＨユニットにおいてチャネルが微弱な受信信号電力で受信されるユーザ）にサービスしないことを選択することができる。この方式の多重化利得（すなわち、同時にサービスを受けることができるユーザ端末の数）は最大でＱであることに留意されたい。
【００５１】
[0050]本発明の実施形態は、積極的なパイロット再使用によって高密度化利益を実現する機構を含む。便宜上、各スロットのＵＬパイロット次元は１〜Ｑまで列挙される。一実施形態では、アクティブユーザの共通セットは、同じパイロット次元のＮ個の並行スロットのセットについてスケジュールされる。一実施形態では、全Ｎ個の並行スロットのｑ番目のパイロット次元のセットは、パイロット送信のためにＬ個のユーザの同じセットに割り当てられる。図１は、Ｎ＝５の並行ポートの第１のパイロット次元を含むそのような一例を示し、ユーザ近接検出パイロット符号がＮ＝５の並行スロットによって送信され（スロットごとに１つのポート／パイロット次元を使用して）、Ｌ＝Ｎ＝５のユーザ（ＵＴ）が同じパイロット次元で多重化されることが可能になる。図１を参照すると、「１」は、ユーザがパイロットを、対応するスロットによってブロードキャストすることを意味し、「０」は、ユーザが所与のスロットで沈黙したままであることを意味する。これらのＮ＝５のパイロット次元のそれぞれにただ１つのユーザを割り当てる従来のシステムとは異なり、複数のユーザ（この例ではＬ＝５）が、これらのパイロット次元によってパイロットを送信するために割り当てられる。しかし、パイロットパターン（符号）は１つのユーザと次のものとが異なる。この例では、各ユーザがパイロットをＮ個のうちのＮ−１個のｑ番目のパイロット次元で送出し（スロットごとに１つのｑ番目の次元）、他の次元では沈黙したままである。特に、ｎ＝１，２，．．．，Ｌ＝Ｎのｎ番目のユーザは、スロットｎを除くすべてのスロットでパイロットを送出する。原理的に、このような動作によってＱパイロット次元全体にわたってサポートできる最大多重化利得は（Ｎ−１）Ｑになる（ベースライン方式のＱとは対照的に）。
【００５２】
[0051]図２は、図１の符号を使用するＮ＝５の並行パイロットのセットの第１の次元でユーザにサービスするＲＲＨシステムを示す。この図はまた、この符号によって得られる高密度化利益も示す。図２を参照すると、基地局３００−１はＲＲＨ２００−１、２００−２、．．．、２００−１５のセットを動作させる。ユーザ端末２００−ｎ（１≦ｎ≦５で）は、Ｎ＝５の並行スロット全体にわたってパイロット次元１で動作し、それぞれが固有の符号語を割り当てられる（たとえば、図１のものから）。図３は、図２のシナリオと関連した連結性グラフを示す。図３を参照すると、ユーザ端末２００−ｎがＲＲＨユニット１００−ｊの近くにある場合に、且つその場合に限り、図３の連結性グラフのＲＲＨユニット１００−ｊとユーザ端末２００−ｎの間に境界がある（すなわち、ユーザ端末２００−ｎとＲＲＨユニット１００−ｊの間のチャネルの大規模利得が十分に大きい）。
【００５３】
[0052]図２を再び参照して、ＲＲＨ  １００−１においてＮ個の並行スロットによってユーザ端末２００−ｎのパイロット送信情報を受信することを考察する。図２から、ＲＲＨ  １００−１はユーザ端末２００−１の近くにあるが、ユーザ端末２００−２、２００−３、２００−４及び２００−５の近くにはない。そのため、ＲＲＨ  １００−１は、無視できない信号エネルギーを、スロット１を除く全５個のスロットの第１のパイロット次元で受信する。ＲＲＨ  １００−１は、ユーザ１００−１以外のすべてのユーザがスロット１の第１のパイロット次元でパイロットを送信したことを知っているので、ユーザ２００−２、２００−３、２００−４及び２００−５がその近くにはないことが分かる。それ故に、ユーザ２００−１だけがＲＲＨ  １００−１の近くにあり得る。またＲＲＨ  １００−１が、残りの４つのスロットの第１の次元で無視できない電力を受信するとすれば、ＲＲＨ  １００−１は、ユーザ端末２００−１が実際にその近くにあることを知る。このことにより、スロット１を除く全スロットの第１の次元でパイロット受信することにより得られたチャネル推定値は、ユーザ端末１００−１と関連付けられる。ＲＲＨ  １００−１は、そのチャネル推定値をプリコーダ設計に使用して、ユーザ端末２００−１がパイロットを送信するために用いた４つのスロット内のユーザ２００−１用の４つのパケットを送信する（もちろん、ユーザ端末２００−２、２００−３、２００−４、及び２００−５用のパケットは送出しない）。同様の動作が１００−２及び１００−５によって後に続く。１００−２と１００−５は両方とも、ユーザ２００−１をこれらの近くの唯一のユーザとして識別し、同じ（スロット依存）パケットをユーザ２００−１へ、ユーザ端末２００−１がパイロットを送信するために用いた４つのスロットのそれぞれについての第１のパイロット次元観測による１００−２及び１００−５のチャネル推定値に基づくプリコーダで送信する。同様に、ＲＲＨ  １００−６及び１００−９（ＲＲＨ  １００−１１、１００−１３及び１００−１４）がユーザ端末２００−２（ユーザ端末２００−４）を、これらＲＲＨの近くでＵＬパイロットを第１のパイロット次元で送信している唯一のユーザ端末として検出し、そうして、関連するスロット依存パケットをユーザ２００−２（ユーザ２００−４）へ送信する。すべての場合で、ＲＲＨが第１のパイロット次元におけるエネルギーリターンが小さいスロットによって近くのＵＥは一意に識別される。たとえばＲＲＨ  １００−４など、ＲＲＨが２つ以上のユーザの近くにある場合を考察することもまた価値がある。端末２００−１も端末２００−２もＲＲＨ  １００−４の近くにあるので、ＲＲＨ  １００−４は、Ｎ個の並行スロット全部にわたって第１のパイロット次元で顕著なエネルギーリターンを観測し、このことはＲＲＨに、少なくとも２つのユーザ端末がＲＲＨの近くにあることを示す（したがって、ＲＲＨにおいて推定されるチャネルは、これらのＵＥのチャネルの合計になる）ことに留意されたい。これは「パイロット衝突」という事象である。このような「パイロット衝突」を検出するすべてのこのようなＲＲＨ（すなわち、ＲＲＨ  １００��４、１００−７、１００−１０、１００−１２、１００−１５）は、第１のパイロット次元で沈黙したままであり、すなわち、ユーザ端末２００−１、２００−２、．．．、２００−５のどれにもサービスしない。
【００５４】
[0053]図４は、図２のシナリオと関連したサービンググラフを示す。図４を参照すると、ユーザ端末２００−ｎがＲＲＨユニット１００−ｊ（の近くにあり）そのサービスを受ける場合に、且つその場合に限り、サービンググラフのＲＲＨユニット１００−ｊとユーザ端末２００−ｎの間に境界がある（すなわち、ユーザ端末２００−ｎとＲＲＨユニット１００−ｊの間のチャネルの大規模利得が十分に大きく、同じポートのセットについてアクティブである他のユーザ端末は、ＲＲＨユニット１００−ｊへのそのチャネルにおいて、十分に大きい大規模利得を有することがない）。グラフから、並行スロットの所与のセットによって、ＲＲＨユニットが、ベースラインＲＲＨユニットにおける１つだけとは対照的に、Ｑパイロット次元（ポート）のうちの第１の群から３つのユーザ端末（２００−１、２００−２、２００−４）に同時にサービスできることが明らかである。
【００５５】
[0054]一般に、一実施形態では、Ｌ個のユーザが、適切に設計された符号を持つＮ個の並行スロットのセットの同じパイロット次元で送信するためにスケジュールされる場合、その符号は、ＲＲＨが以下を行うことを可能にする。
・衝突を検出する、すなわち、Ｌ個のユーザ端末のうちのいずれか２つ以上がＲＲＨユニットの近くにある事象すべてを識別する。
・近くのただ１つのユーザを識別する、すなわち、唯一のユーザ端末がＲＲＨユニットの近くにあるいずれの事象においても、ＲＲＨユニットは、確かに唯一のユーザ端末がその近くにあることを識別することができ、さらに、それが（パイロット次元のＬ個のアクティブユーザのうちの）どの端末であるかを決定することができる。
【００５６】
[0055]したがって、ＲＲＨユニットは、同一のパイロットリソース中のパイロットを送信するユーザの群の中でどのユーザチャネルをＲＲＨユニットが弁別できるかを、そのユーザがシステムの近くにあり、パイロットを送信するユーザの群内の、同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のユーザはシステムの近くにないと決定することによって決定することができ、また、ただ１つのユーザだけがシステムの近くにあると決定した場合には、ユーザ身元を特定することができる。
【００５７】
[0056]したがって、このような動作によって、ＲＲＦシステムは各パイロット次元で、０〜Ｌ個のユーザのどこにでも同時にサービスすることができる。このようなシステムでは、ＲＲＧシステムカバレッジエリアと、同じパイロット次元に複数のユーザを割り当てるという積極性との間にはトレードオフがある。固定カバレッジエリアにサービスする固定ＲＲＨシステムをたとえば考察し、またＬをＬ＝１から順方向に増加させる（より積極的にパイロット次元を割り当てることに対応する）ことを考察する。また、第１のパイロット次元のアクティブユーザが地理的領域にわたってＲＲＨシステムのＢＳコントローラによってランダムに選択されるとも仮定する。Ｌを最初に１から、たとえば２に増加させると、十分に大きい地理的カバレッジエリアを仮定すれば即時の多重化が実現される。この理由は、ユーザ端末ごとにそのユーザ端末だけを見る１つのＲＲＨがある限り、２つのユーザがサービスを受けることができるからである。Ｌを増加させると、同じパイロット次元に割り当てられるユーザが非常に多くあるために衝突の確率がＬの値を増加させることの利益を上回る点に達するまで、多重化利得利益が得られ続ける。一般にＬの値は、予想多重化利益、すなわちＬとアクティブユーザが少なくとも１つのＲＲＨユニットからサービスを受ける確率との積（この確率は、第１のパイロット次元のアクティブユーザの数であるＬと共に減少する）を最大にするように選択することができる。
【００５８】
[0057]一般的なＲＢ／スロットについて、ＧｊがＲＲＨ  ｊ個のアンテナとＫ個のユーザとの間のＭｊ×Ｋチャネル行列を表すとすると、関連するｋ番目のユーザチャネルはｋ番目の列で与えられる。
【数２６】
2020162182.tif 000028
ＲＲＨｊとユーザｋとの間のチャネルは次式のように表すことができ、
【数２７】
2020162182.tif 000029
低速フェージングスカラβｋｊが距離ベースの経路損失と位置ベースのシャドーイングの組合せ効果を特徴づけ、ベクトル
【数２８】
2020162182.tif 000030
が小規模フェージングを捕捉する。一般化の損失なしに、各リンクは個別のレイリーフェージングを受ける。すなわち、ｈＫｊ，ｉは、互いに独立で同一の分布に従うＣΝ（０，１）ランダム変数であり、ここでＣΝ（０，１）は、ゼロ平均及び単位分散を有する複素円対称ガウスランダム変数を表す。
【００５９】
[0058]ユーザが、Ｎ個の並行ブロックのセットで送信するためにスケジュールされ、Ｌ＝Ｎ個のユーザが、たとえば図１に示された共通（たとえば、第１の）パイロット次元を割り当てられていると仮定する。特に、任意の所与のｋ＝１，２，．．．，Ｎについて、添字ｋを有するユーザ端末が、スロットｋを除く全Ｎ個の並行スロットの第１のパイロット次元で固定エネルギーパイロットを送信することを考察する。
【数２９】
2020162182.tif 000031
が、ＲＲＨユニットｊにおけるアンテナアレイからのスロットｎの第１のパイロット次元の受信信号を表すとする。
【数３０】
2020162182.tif 000032
が、ＲＲＨユニットｊにおけるアンテナアレイからのスロットｎの第１のパイロット次元の（アンテナについての）平均受信信号エネルギーを表すとする。
【００６０】
[0059]大きいＭｊでは、ε［ｎ］は
【数３１】
2020162182.tif 000033
をほぼ満たす。その結果、ユーザｋ以外のユーザのどれも近くにない場合、ε［ｎ］は小さくなり、少なくとも１つのユーザがＲＲＨユニットｊの近くにある（すなわちβｋｊが、ｎと異なる添字ｋを有する少なくとも１つのユーザについて有意である）場合、ε［ｎ］は大きくなる。その結果、高（Ｈ）受信エネルギーレベル対低（Ｌ）受信エネルギーレベルを決定するための閾値比較が後に続く、Ｎ個のスロットのそれぞれの第１のパイロット次元における簡単な受信エネルギー計算（ＲＲＨユニットｊにおけるアンテナについて平均される）が、図１の符号を実施するには、またその符号を高速ユーザ近接検出及びＲＲＨユニットｊによるサービスのために使用するには十分になる。
【００６１】
[0060]図１のパイロット符号は、Ｎ個の並行スロットによる「多重化」をＬ＝Ｎ個のユーザまで可能にする。この符号は、ただ１つのユーザがＲＲＨユニットの近くにあるときを検出することと、加えて、ただ１つのユーザが近くにあるときにユーザを識別することを可能にする。検出されるユーザは、Ｎ個のスロットのうちのＮ−１のみでパイロットを送信しているだけであるので、ＲＲＨユニット（したがって、ＲＲＨシステム）は、Ｎ個のスロットのうちのＮ−１のユーザにしかサービスすることができない。このことは、そのユーザにサービスするについての多重化効率が１つのユーザから（Ｎ−１）／Ｎに低減するので、効率の損失に相当する。その結果、図１の符号は、単一のパイロット次元でＬ＝Ｎ個までのユーザの多重化を可能にすると共に（Ｎ−１）／Ｎの効率を有することなる。
【００６２】
[0061]ただ１つのユーザが近くにあるかどうかをＲＲＨが決定することを、そのただ１つの近くのユーザを識別すると共になお可能にしながら、Ｎ個の並行スロットによってＬ＞Ｎ個のユーザを「多重化」できる別の符号を設計することができる。このような符号の１つの部類が図５に示されている。図５を参照すると、共通のパイロット次元（すなわち、同じパイロット次元）によってＬ＝６＞Ｎ個のユーザの多重化を可能にする、Ｎ＝５並行スロットによるユーザ近接検出符号（スロットごとに１つのポート／パイロット次元を使用）となる。「１」は、ユーザがパイロットを、対応するスロットによってブロードキャストすることを意味し、「０」は、ユーザが所与のスロットで沈黙したままであることを意味する。この符号は（Ｎ−２）／Ｎ＝３／５の効率を有する。Ｎ＝Ｎ１＋Ｎ２とすると、この種の構造は、Ｌ＝Ｎ１×Ｎ２個のユーザまでの多重化を可能にする。一実施形態では、１つのユーザ端末が、ｍ番目の桁がＮｍ値の１つを取る２桁のＩＤを与えられ、Ｎ個のスロットが第１の桁のＮ１個のスロットと第２の桁のＮ２個のスロットに分割される。ＩＤ「ｎ１ｎ２」を持つユーザ端末が、第１の桁スロットｎ１及び第２の桁スロットｎ２を除く全スロットによってパイロットを送出する。ＲＲＨユニットが、第１の桁のスロットｎ１及び第２の桁のスロットｎ２だけの第１のパイロット次元で低電力を検出した場合に、ＩＤ「ｎ１ｎ２」を持つユーザ端末がＲＲＨユニットの近くのただ１つのユーザ端末として識別されることを確認することは容易である。
【００６３】
[0062]これらの符号は容易に一般化することができる。いくつかの並行スロットＮが正の整数のいくつかの組Ｎｉについて
【数３２】
2020162182.tif 000034
を満たすとすれば、
【数３３】
2020162182.tif 000035
個までのユーザ端末を同じパイロット次元で多重化する（且つ、近くで孤立しているときに検出する）ことができる。このような符号の効率は（Ｎ−ｍ）／Ｎになる。
【００６４】
[0063]所与のＮ及び所与の効率（Ｎ−ｍ）／Ｎを条件として多重化できる符号の最大数Ｌを改善することが可能な別の符号構造を使用することもできる。一実施形態では、各ユーザがＮビットの２進ＩＤを与えられ、それによって各ユーザＩＤは、ｍ個のゼロ及びＮ−ｍ個の１を含む。１つのユーザが、そのＩＤのそのｎ番目のビットが１に等しい場合、且つその場合に限り、パイロットをｎ番目のスロットで送出する。ただ１つのユーザ端末が存在する場合に、ＲＲＨが低エネルギー受信パイロット信号を、対応するユーザ端末がパイロットを送出した先のスロットではない正確にｍ個のスロットで検出することは容易に確認することができる。さらに衝突が容易に識別される。すなわち、ＲＲＨは、低エネルギー受信パイロット信号をｍ個未満のスロットで検出する。一実施形態では、所与のＮ及びｍについて、この部類の符号は
【数３４】
2020162182.tif 000036
個のユーザ端末まで多重化することを可能にする。Ｎが偶数の場合、同じパイロット次元で多重化できるユーザ端末の最大数は
【数３５】
2020162182.tif 000037
で与えられ、効率が１／２である。Ｎが奇数の場合、同じパイロット次元で多重化できるユーザ端末の最大数は、
【数３６】
2020162182.tif 000038
で与えられ、効率が（Ｎ−１＋１）／２である。この符号をＮ＝５である図５のものと対比させると、この符号は、同じ３／５の効率ではＬ＝１０までの多重化を可能にする。
【００６５】
[0064]図８は、Ｎ（同じユーザのセットをスケジュールするための並行スロットの数）及びｍ（ユーザがパイロットをブロードキャストするのに用いないスロットの数）の関数として同じパイロット次元によってサポートできるユーザの最大数を示す表である。図８の表では、Ｎ＝６及びＮ＝１２についてＮ個の並行スロットによってサポートされる最大数Ｌを、各アクティブユーザが沈黙しているスロットの数ｍの関数としている。表から明らかなように、同じ効率では、Ｎ＝１２の並行スロットによってスケジュールすると、Ｎ＝６の相当するものよりも、同じパイロットの次元のセットで１桁多いアクティブユーザをサポートすることが可能になる。
【００６６】
[0065]一実施形態では最適のＬがあること、すなわち、ＲＲＨシステムによってパイロット次元の共通のセットでスケジュールすべきアクティブユーザの数の最適値があることに留意されたい。たとえば、ＬがＬ＝１から始めてＬ＝２まで増加すると、２つの（ランダムに）スケジュールされたアクティブユーザが同じパイロット次元で衝突する確率は非常に小さくなる。その結果、多重化利益（２つのアクティブユーザに同時にサービスする）が直ちに実現される。この多重化利益の増加は、十分に小さいＬ値では増加するＬ値と共に継続し、それにより衝突確率は小さくなる。別の極端に大きなＬ値では、衝突確率が大きく、多重化利益が減少し、非常に大きいＬ限界においてゼロになる。明らかに、予想多重化利得（Ｌと、ユーザが少なくとも１つのＲＲＨユニットからサービスを受けることができる確率との積）が最大になる最適のＬ（又はＬ値の最適範囲）がある。一般に、最適Ｌ値は、ＲＲＨユニットの密度及びＲＲＨシステムのカバレッジエリアによって決まる。また、Ｎ値が与えられれば、最適な必要範囲内のＬ値を得ることができる符号がある場合、最大効率を与えるその符号（又は任意の符号）を使用することもできる。しかし、その所与のＮ値で、最適範囲に入る十分に大きいＬ値を得ることができる符号がない場合には、最大多重化利得が得られる符号は、所与の符号を使用することによりこうむる効率の損失をそれぞれの場合で考慮に入れて選択される。
【００６７】
[0066]図６はＲＲＨユニットｊにおけるモジュール１００−ｊの一実施形態のブロック図を示す。図６を参照すると、ＲＲＨモジュール１００−ｊは、ＭＩＭＯワイヤレス送信用の標準モジュールを含む。ＲＲＨ  １００−ｊの送信プロセッサ１１５−ｊは、１つ又は複数のアクティブＵＴについてのデータをデータソース１１０−ｊから受け取り、送信のためにスケジュールするこれらのＵＴのサブセットを表す情報をスケジューラモジュール１２５−ｊから受け取る。送信プロセッサ１１５−ｊは、スケジューラモジュール１２５−ｊによってスケジュールされている、それぞれのスケジュールされたＵＴについてのデータを処理し、ＲＲＨモジュール１００−ｊから送信するためにスケジュールされたすべてのＵＴに対してデータシンボルを生成する。一実施形態では、プロセッサ１１５−ｊはまた、コントローラ／プロセッサ１７０−ｊから制御情報を受け取り、処理し、制御シンボルを得る。
【００６８】
[0067]一実施形態では、コントローラ／プロセッサ１７０−ｊはまた、１つ又は複数の参照信号に対する参照シンボルを生成する。一実施形態では、送信（ＴＸ）ＭＩＭＯプロセッサ１２０−ｊは、各ＵＴのデータシンボル、制御シンボル、及び／又は参照シンボルのプリコーディングを行う。一実施形態では、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ１２０−ｊはまた、（コントローラ／プロセッサ１７０−ｊを経由する）チャネルプロセッサ１８０−ｊからの、これらのアクティブＵＴの１つ以上とＲＲＨアンテナとの間のチャネルを表す情報を受け取ると共に、（やはりコントローラ／プロセッサ１７０−ｊを経由する）ＴＸ電力割り当てユニット１９０−ｊからの電力割り当て情報を送信する。
【００６９】
[0068]一実施形態では、プロセッサ１２０−ｊは、並行出力シンボルストリームをモジュレータＭＯＤＳ（１３０−ｊａ〜１３０−ｊｔ）へ供給する。各モジュール１３０−ｊはさらに、出力サンプルストリームを処理（たとえば、アナログに変換、増幅、フィルタリング、アップコンバート）して、ダウンリンク信号を得る。モジュレータ１３０−ｊａ〜１３０−ｊｔからのダウンリンクデータ信号は、アンテナ１３５−ｊａ〜１３６−ｊｔを介して送信することができる。
【００７０】
[0069]一実施形態ＲＲＨ  １００−ｊでは、並行スロットのセット内のすべてのアクティブＵＴからのアップリンクパイロット信号は、アンテナ１３５−ｊａ〜１３５−ｊｔによって受信され、復調器（ＤＥＭＯＤ  １３０−ｊａ〜１３０−ｊｔ）によって復調される。復調されたパイロット信号は、近接検出プロセッサ１８５−ｊによって使用されて、並行スロットのセット全体にわたってどのパイロット次元に、アップリンクパイロットを送信する近くのただ１つのアクティブＵＴがあるかを決定することができる。本明細書に記載の一実施形態では、近接検出プロセッサ１８５−ｊは、どのＵＴチャネルをＵＴ近接検出プロセッサ１８５−ｊが、同一のパイロットリソースのＵＴ送信パイロットの群の中で弁別できるかを決定する。一実施形態では、ＵＴ近接検出プロセッサ１８５−ｊは、１つのＵＴのＵＴチャネルを、そのＵＴがシステムの近くにあり、パイロットを送信するＵＴの群内の、同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のＵＴはシステムの近くにないと決定することによって弁別する。
【００７１】
[0070]一実施形態では、近接検出プロセッサ１８５−ｊは、制御情報をコントローラ／プロセッサ１７０−ｊと交換する。検出されたアクティブＵＴパイロット次元の対の組合せは次に、コントローラ／プロセッサ１７０−ｊを経由して近接パケットスケジューラ１２５−ｊまで通され、この近接パケットスケジューラは、ＤＬ送信のために、また場合によっては並行スロットのセットのうちの１つ以上によるＵＬデータ検出のために、１つ又は複数のアクティブＵＴをスケジュールすることができる。
【００７２】
[0071]ＤＬデータ送信の目的のために、検出されたアクティブＵＴパイロット次元の対の組合せはまた、コントローラ／プロセッサ１７０−ｊを経由してＴＸ電力割り当てモジュール１９０−ｊまで通され、このＴＸ電力割り当てモジュールは、一実施形態では、１つ又は複数のアクティブＵＴへのＤＬ信号に電力を、ＤＬ送信のために割り当てる。一実施形態では、ＤＥＭＯＤ  １３０−ｊａ〜１３０−ｊｔから出力された復調パイロット信号はまた、アップリンクチャネルが推定されコントローラ／プロセッサ１７０−ｊに提供される、チャネルプロセッサ１８０−ｊにも供給される。スケジュールされたアクティブＵＴのＤＬデータ信号への電力割り当てを決定する際、一実施形態では、ＴＸ電力割り当てモジュール１９０−ｊはまた、入力として、チャネルプロセッサ１８０−ｊの出力も使用する。並行スロットのセット内のＵＬデータ送信の場合、すべてのアクティブＵＴから送信されたアップリンク信号は、アンテナ１３５−ｊａ〜１３５−ｊｔによって受信され、復調器（ＭＥＭＯＤ  １３０−ｊａ〜１３０−ｊｔ）によって復調される。一実施形態では、近接パケットスケジューラ１２５−ｊから得られたＵＬデータ検出スケジュールを使用して、復調信号はＭＩＭＯ検出器１４０−ｊによって検出され、さらに受信プロセッサ１４５−ｊによって処理されて、復号データと、データ検出のためにスケジュールされたアクティブＵＴのサブセットから送出された制御情報とが得られる。
【００７３】
[0072]一実施形態では、受信プロセッサ１４５−ｊは、ＭＩＭＯ検出器からの検出信号を受信することができ、復号データをデータシンク１５０−ｊに、また制御情報をコントローラ／プロセッサ１７０−ｊに供給する。
【００７４】
[0073]図７は、Ｎ個の並行スロットの第１のパイロット次元でＲＲＨユニットｊ（ＲＲＨモジュール１００−ｊの近接検出プロセッサ１８５−ｊ）において実行される、アクティブユーザ近接検出処理の一実施形態の流れ図を示す。この処理は、ハードウェア（回路、専用論理回路など）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用機械で実行されるものなど）、ファームウェア、又はこれら３つ全部の組合せを備え得る処理論理回路によって実行される。一実施形態では、この処理は、ワイヤレスデバイスの近接検出プロセッサによって実行される。
【００７５】
[0074]図７を参照すると、最初に、モジュール１００−ｊは、ｎ＝１，２，．．．，Ｎの各スロットｎの第１のパイロット次元で、モジュールのアンテナアレイ全体にわたって観測結果を得る（処理ブロック４１０−ｊ）。続いて、モジュール１８５−ｊは、受信パイロット信号エネルギーを、ｎ＝１，２，．．．，Ｎそれぞれの各スロットｎの第１のパイロット次元で、ＲＲＨユニットｊのアンテナアレイ全体にわたって計算する（ステップ４２０−ｊ）。続いて、モジュール１８５−ｊは、（第１のパイロット次元におけるアクティブＵＥすべてのうちの）ＲＲＨ  ｊの近くにあるＵＥの数が１に等しいかどうかを決定する（処理ブロック４３０−ｊ）。その数が１である場合、近くのＵＴが検出され（処理ブロック４４０−ｊ）、ＲＲＨはそのＵＴパケットに、第１のパイロット次元で得られたチャネル推定値を使用してサービスする（処理ブロック４５０−ｊ）。しかし、ＵＥが近くに検出されない場合、又は１つより多いＵＴが近くに検出された場合には（パイロット衝突）、ＲＲＨモジュール１８５−ｊは、第１のパイロット次元におけるそのユーザチャネル推定値に基づいて、ＵＴにサービスしない（処理ブロック４６０−ｊ）。
【００７６】
[0075]本明細書に記載の技法を使用する別の例を図９Ａ及び図９Ｂに関連して示す。図９Ａは、ＵＴとワイヤレスで通信する複数のＲＲＨ、又は他のワイヤレスシステムを有するワイヤレスネットワークを示す。ワイヤレスシステムは、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）として示されているが、別の実施形態ではワイヤレスシステムが基地局でもよい。
【００７７】
[0076]ＵＴは、訓練のためのアップリンクパイロットリソースを割り当てられる。一実施形態では、同じアップリンクパイロットリソースを複数のユーザに割り当てることができる。たとえば、ＵＴ  ９１０及びＵＴ  ９１１に同じパイロットリソースを割り当てることができる。たとえば、図９Ｂに示されるように、ＵＴ  ９１０及びＵＴ  ９１１に周波数及び時間リソースブロック９２０を割り当てることができる。
【００７８】
[0077]ＵＴ  ９１０もＵＴ  ９１１もアクティブであり、周波数及び時間リソースブロックを使用してアップリンクパイロットを送信している一実施形態では、ＲＲＨ  ９３１及びＲＲＨ  ９３２はそれぞれ近くで、ただ１つのＵＴ、すなわちＵＴ  ９１０及びＵＴ  ９１１を検出することができる。複数のＵＴからのパイロット送信情報間で起こる衝突がないので、ＲＲＨ  ９３１及びＲＲＨ  ９３２は、ＵＴ  ９１０及びＵＴ  ９１１それぞれに関連する固有の識別子（ＩＤ）を検出することができる。この情報を使用して、ワイヤレスシステム９３１及び９３２はＵＴ  ９１０及びＵＴ  ９１１にサービスする（たとえば、データを送る）ことができる。
【００７９】
[0078]一方で、ＲＲＨ  ９３３は、ＵＴ  ９１０及びＵＴ  ９１１から送信されるアップリンクパイロット間の衝突を検出することができる。このような場合、ワイヤレスシステム９３３は、ＵＴ  ９１０及びＵＴ  ９１１のいずれにもサービスしない。
【００８０】
[0079]図１０は、ユーザ端末の対によって使用される共有パイロット次元の一実施形態を示す。図１０を参照すると、リソース要素の上方左側のリソースブロックは、ＵＴ  １及びＵＴ  ２によって使用される。ＵＴ  １及びＵＴ  ２は、これら自体を識別するための固有の事前割り当て符号（ＩＤ）を有する。たとえば、ＵＴ  １を識別する事前割り当て符号は０１００１１１１であり、ＵＴ  ２を識別する事前割り当て符号は１００１１０１１である。したがって、両方のＵＴが８ビット符号で識別される。８つの数字からなる事前割り当て符号を使用すると、この符号は、これら８つのパイロット次元で
【数３７】
2020162182.tif 000039
までのＵＴをサポートすることができる。
【００８１】
[0080]ＵＴ  １もＵＴ  ２も、これらの事前割り当て符号をパイロットアップリンクパイロット送信情報の一部として、上方左側隅リソースブロックの期間にブロードキャストする。ＲＲＨがＵＴ  １又はＵＴ  ２の事前割り当て符号の両方ではなくどちらかを検出した場合、ＲＲＨは、そのＵＴが近くにあると決定することができ、ＲＲＨは、そのＵＴをそのＩＤによって特定することができ、続いてＲＲＨは、データをそのＵＴにサービスすることができる。しかし、ＲＲＨが、ＵＴ  １もＵＴ  ２もＲＲＨの近くにあることを示すエネルギーレベルを受信した場合には、ＲＲＨは、衝突が起きたと決定し、どちらのＵＴにもデータをサービスしない。
【００８２】
[0081]すなわち、ＲＲＨは、パイロット衝突を検出すること（いかなるメッセージ交換もせずに即時に）、ただ１つのＵＴがその近くにあることを検出すること、その近くにあるこのただ１つのＵＴのＩＤをただ１つのアクティブユーザが存在する場合に検出すること、及びこのパイロット次元ではアクティブユーザがその近くにないと決定することができる。
【００８３】
[0082]図１１及び図１２は、上述のＲＲＨの近くに１つ又は２つのＵＴがある例を含む２つの状況を示す。図１１を参照すると、ＵＴ  １だけがＲＲＨの近くの唯一のＵＴである場合、ＵＴ  １の符号は、ＲＲＨによって受信されるパイロットエネルギーに寄与している唯一の符号になる。この場合、ＲＲＨは、３つのＬ受信エネルギーレベル、及び５つのＨエネルギーレベルを見る。Ｌの位置からＲＲＨは、ＵＴ  １が近くの唯一のＵＴであると特定することができる。すなわち、この場合、３つのＬ受信エネルギーレベルは、ＵＴ  １を一意的に特定する。この場合、ＲＲＨはＵＴ  １にサービスする（たとえば、データを送出する）ことができる。
【００８４】
[0083]図１２を参照すると、この場合にはＵＴ  １とＵＴ  ２の両方がＲＲＨの近くにあり、両方ともアップリンクパイロットを送信している。この場合、受信パイロットエネルギーは、ＵＴ  １及びＵＴ  ２の符号中の１と０に対応する総合エネルギーレベルを表す。ＲＲＨが、ＵＴ  １及びＵＴ  ２の符号と関連した総合エネルギーを表すパイロットエネルギーを受信するので、ＲＲＨは、１つだけのＬ受信エネルギーレベルを見る。３つ未満のＬがあるのでＲＲＨは衝突を検出し、ＵＴ  １もＵＴ  ２もその近くにあると決定する。この決定に基づいて、ＲＲＨは、どちらのＵＴにもこれらの８つのパイロット次元でサービスしない。
【００８５】
[0084]この例には、共通のパイロット次元（たとえば、共通のパイロットリソース）を共有する２つのＵＴが含まれることに留意されたい。しかし、本明細書に記載の技法は、衝突を引き起こす２つだけのＵＴの近接を検出することに限定されず、２つより多いＵＴのアップリンクパイロット送信を検出するＲＲＨ（又は他のワイヤレスシステム）に適用可能である。
【００８６】
[0085]図１３は、ユーザ当たりＬ個のパイロットがある直交パイロットパターンからの遷移を示す。この例の一実施形態では、Ｌは８に等しい。この直交パイロットパターンは、２つ（又はそれ以上）のユーザからのパイロットが組み合わされる非直交パターンに変換することができる。１つの場合では、群当たり１６個のパイロットがあり、両方のＵＴが同じパイロット次元を使用して送信することができる。図示のように、ＵＴ  １もＵＴ  ２も同じリソースブロックを使用して送出する。しかし、正確なチャネル推定値を得るために、非直交パターンに使用される１の個数は、直交パイロットパターンを使用するユーザ当たりのパイロットの数よりも多い。したがって、示した例では、事前割り当て符号がＵＴ  １及びＵＴ  ２に割り当てられ、１の個数はユーザ当たり１１に等しく（０はユーザ当たり５個）、この１の個数は、直交パイロットパターンの例におけるユーザ当たり８個のパイロットよりも多い。
【００８７】
ＲＲＨが局ごとに指向性アンテナを有する実施形態
[0086]本明細書に記載の技法は、基地局が仮想セクタベースの処理を使用するワイヤレスシステムに適用可能であり、この仮想セクタベースの処理によりユーザチャネル推定及びデータ送信が、重なり合わない角度セクタにおいて実行される。以下では、ｍｍ波チャネルのダウンリンクにおいて大規模アレイサービングマルチアンテナ端末を備えた単一基地局（ＢＳ）を含む、単一セルシナリオについて説明する。本明細書で開示される技法は、このようなワイヤレス通信システムに限定されないことに留意されたい。
【００８８】
[0087]上で論じたように、一実施形態では、アップリンク訓練方式は非直交である。すなわち、この方式は、多数のユーザが複数のパイロットを同じパイロット次元で送信することを可能にする（以て、互いに干渉する可能性がある）。基本的な処理により、各セクタが、そのセクタ（些細なパイロット汚染がある）によって弁別できるユーザチャネルのサブセットを決定すること、すなわち、そのセクタからサービスを受けることができるユーザのサブセットを決定することが可能になる。これにより、異なるセクタにおいて同じパイロット次元で多数のユーザを弁別することが可能になり、以て、システムの総合多重化利得が増加する。
【００８９】
[0088]一実施形態では、上述のようなパイロット設計に基づくユーザ端末からの非直交ＵＬ訓練と、総計空間多重化利得及びユーザ速度を増加させることを目標とするセクタベースの処理及び基地局からのプリコーディングと、の組合せが実現される。同じパイロット次元でパイロットを送信する２つのＵＴの課題は、パイロット汚染である。パイロット汚染は、大規模ＭＩＭＯ動作を実質的に制限し得る。その理由は、１つのＵＴへデータを送出（したがってビーム形成）するために使用されるビームがまた、別のユーザ端末でも意図せずにビーム形成する（汚染する）からである。
【００９０】
[0089]一実施形態では、複数のＵＴが、同じパイロット次元でパイロットを送信するようにスケジュールされ、以て、訓練のためにパイロットを同時に送信するＵＴの数が増加する。一実施形態では、大規模均一線形アレイ（ＵＬＡ）がＢＳに存在すること、及びＡｏＡ領域の事前セクタ化の形が利用される。各セクタにおける基本的な処理により、そのセクタで弁別できる実質上パイロット汚染がないＵＴチャネルのサブセットを決定することが可能になる。その場合、各セクタは、それがチャネルを弁別できるＵＴのサブセットだけにサービスする。こうすることにより、異なるセクタにおいて同じパイロット次元で複数のユーザを弁別することが可能になり、以て、システムの総合多重利得が増加する。ＵＬＡとの関連で本明細書に記載の技法をそのまま一般化したものが、ＢＳにおける大規模均一パッチアレイ（ＵＰＡ）に適用できることに留意されたい。ＵＰＡは、水平及び垂直に均等に間隔が置かれている、且つＢＳがユーザチャネルを方位角でも仰角でも弁別することを可能にする、アンテナ素子のパッチを備える。実際、同様の事前セクタ化を適用して、方位角ＡｏＡ領域と仰角ＡｏＡ領域の直積で（すなわち、方位角ＡｏＡと仰角ＡｏＡの各組合せについて）ユーザチャネルを弁別することができる。
【００９１】
ＤＬ  ＭＵ−ＭＩＭＯプリコーディング
[0090]いくつかのＤＬプリコーディング方式について以下で説明する。一実施形態では、広帯域スケジューリングが使用され、これによれば、スケジューリングスロットがＱ＞１個の並行フェージングブロックを含み、τが利用可能なフェージングブロック当たり直交パイロット次元の数を表す。各フェージングブロックは、ユーザチャネルのコヒーレンス帯域幅及び時間内にある、ＯＦＤＭ平面の時間周波数要素の隣接セットに及ぶと見ることができる。１つのスロットのフェージングブロックは並行である（すなわち、別個のフェージングブロックが、同じＯＦＤＭシンボルのセットを越えて別個のサブバンドに及ぶ）ので、１つのスロットのフェージングブロックは、フェージングブロック周波数指標ｆ∈｛１，２，．．．，Ｑ｝を使用して指し示される。この解釈では、次式のｇｓ，ｋ（ｆ）が、セクタｓのユーザｋ及びフェージングブロックｆのチャネルに対応し、
【数３８】
2020162182.tif 000040
ここで、Ｍ×ｇ行列Ｆｓは、Ｆのｇ個の隣接列のｓ番目のセットを含む。ｇｋ（ｆ）の各項目は相関関係がないので（
【数３９】
2020162182.tif 000041
）、このようにして単一のＢＳとユーザの間のＭ×１チャネルベクトルが、相関関係のない項目があるＳ個の直交ｇ×１セクタチャネルに変えられることは注目に値する。Ｌ個のユーザ（ＢＳからサービスを受けるＫｔｏｔユーザの総数のうち）が、ＢＳによってスロットごとにスケジュールされる（ラウンドロビンによって）と仮定されている。ベースライン直交訓練方式との関連では、ＢＳは、スケジューリングスロット当たりＬ＝τ個のＵＴをＵＬパイロット送信のためにスケジュールする。したがって、τ個のＵＴは、直交パイロットを各フェージングブロックで送出する（１つのＵＴ／パイロット次元（Ｋ＝１））。非直交ＵＬ訓練方式との関連では、一実施形態において、ＢＳは、スロット当たりＬ＝Ｋτ個のＵＴをいくつかのＫ＞１でスケジュールする。それ故に、Ｋ＞１個のＵＴがパイロット次元ごとにパイロットを送出する。記号σｋは、ユーザｋによって使用されるパイロット次元を表すのに使用され、Ｋσは、１≦σ≦τのパイロット次元に割り当てられたユーザの指標を表すのに使用される。
【００９２】
[0091]一実施形態では、ＤＬ送信が一般スロットによって行われ、一般化が失われることなく、スケジュールされたＵＴが１〜Ｌ個の指標を有すると仮定される。ユーザｋが、ＵＬパイロット送信のために、またダウンリンクＭＩＭＯ段階の受信フロントエンドとして、同じビームｂ＝ｂｋを使用すると仮定すると、ユーザｋにおける、フェージングブロックｆ内の１つのチャネル使用による受信信号は次式で与えられ、
【数４０】
2020162182.tif 000042
ここで、ｘは事前符号化信号であり、ｎｋはたとえば、独立した、且つ同様に分布する（ＩＩＤ）ノイズを表し、ｎｋ〜ＣＮ（０，１）であり、ρｄはダウンリンクＳＮＲである。ＭＵ−ＭＩＭＯ方式では、一実施形態において、プリコーディングはセクタに基づく。特に、ＵＬ訓練に基づいて、各セクタはＬ個のユーザのサブセットのチャネルを弁別し、これらのチャネルに同時にサービスする。
【数４１】
2020162182.tif 000043
が、ユーザｋがセクタｓにあるかどうかを表し、
【数４２】
2020162182.tif 000044
が、セクタｓにあるすべてのユーザのセットを表すとする。対象のプリコーディング方式では、一実施形態において、Ｘｓ，ｋ＝１であり、且つユーザｋと同じ次元を共有すると共に
【数４３】
2020162182.tif 000045
である他のユーザｋ’がない場合に、且つその場合に限り、ユーザｋがセクタｓで弁別される（且つセクタｓからサービスを受ける）と考えられる。具体的には、Ｄｓ，ｋは、ユーザｋのチャネルをセクタｓで弁別できるかどうかを表し、
【数４４】
2020162182.tif 000046
が、セクタｓでチャネルが弁別可能である現在のユーザのサブセットである。図１４は、共通パイロット次元を使用する２つのユーザと、基地局及びその４つのセクタと、２つの散乱体とを含む一例を示す。図１４が明らかにするように、ユーザ１がセクタ１及び２に存在し、ユーザ２はセクタ２及び３に存在する。そのため、ユーザ１のチャネルはセクタ１で弁別可能であり、ユーザ２のチャネルはセクタ３で弁別可能であり、セクタ２又は４ではどちらのユーザチャネルも弁別可能ではない。
【００９３】
[0092]一般に、存在するすべてのユーザが弁別可能であるわけではなく、したがってＤｓ⊆Ｘｓである。実際、式５を検分すると明らかになるように、セクタｓに存在する２つのユーザｋ及びｋ’があり（すなわち、Ｘｓ．ｋ＝Ｘｓ，ｋ＝１）、これらのユーザが同じパイロット次元を使用する（すなわち、
【数４５】
2020162182.tif 000047
）場合、
【数４６】
2020162182.tif 000048
になる。このことは、パイロット衝突によりどちらのチャネルも弁別できないことと一致する。それ故に、ユーザｋを弁別できる（したがってユーザｋにサービスする）セクタの数は、
【数４７】
2020162182.tif 000049
で与えられ、そのスロットで実際にサービスを受けるユーザの数は次式で与えられ、
【数４８】
2020162182.tif 000050
一般に、Ｌ’≦Ｌである。
【００９４】
[0093]一実施形態では、線形ゼロ強制ビーム形成の特定の形が使用される。一実施形態では、全Ｌ’個のユーザに等しい電力、すなわち電力ρｄ／Ｌ’が与えられる。さらに、サービスを受けるどのユーザｋについても、その電力は、ユーザのチャネルを弁別したすべてのセクタ間で等しく分割される。それ故に、ｋ番目のユーザのストリームは、そのユーザにサービスする各セクタから電力ρｄ／（Ｌ’Ｎｋ）を受信する。ＢＳから送信される事前符号化ベクトル信号は１×Ｍベクトルで与えられ、
【数４９】
2020162182.tif 000051
ここで、
【数５０】
2020162182.tif 000052
は情報搬送信号であり、ｕｋはＣＮ（０，１）に従い、
【数５１】
2020162182.tif 000053
は、セクタｓ及びフェージングブロックｆにおけるＬ×ｇプリコーダを表す。特に、任意の
【数５２】
2020162182.tif 000054
についてｖｓ，ｋ（ｆ）＝０である。任意の
【数５３】
2020162182.tif 000055
について、ｖｓ，ｋ（ｆ）は、他のすべての弁別可能ユーザ・セクタチャネル推定値、すなわち、
【数５４】
2020162182.tif 000056
に対しゼロ強制される単位正規ベクトルの方向にあり、ここで、
【数５５】
2020162182.tif 000057
は、
【数５６】
2020162182.tif 000058
の推定値を表す。また、
【数５７】
2020162182.tif 000059
である。この種のプリコーディングでは、Ｖｓ（ｆ）は、ｋ∈Ｄｓについて、
【数５８】
2020162182.tif 000060
のいずれかの任意のスカラ（及び複素）スケール変更に対し一定であることに留意されたい。
【００９５】
[0094]式（２）におけるｘ（ｆ）に係る下記の数式を代入し、ｈｋ（ｆ）＝Ｆｇｋ（ｆ）であることを用いると、次式が得られる。
【数５９】
2020162182.tif 000061
（全Ｌ個のユーザが、等しい電力、すなわち電力ρｄ／Ｌを与えられる。ただ１つのフェージングブロックｆに注目すると、ユーザｋ∈｛１，．．．，Ｌ｝における受信信号は式（２）で与えられ、ここで、ｘＴ（ｆ）はＢＳから送信されるサイズ１×Ｍの事前符号化ベクトル信号である。
【数６０】
2020162182.tif 000062
ここで、
【数６１】
2020162182.tif 000063
は、情報搬送信号であり、ｕｋがＣＮ（０，１）に従い、
【数６２】
2020162182.tif 000064
は、フェージングブロックｆにおけるＬ×Ｍプリコーダを表す。
【００９６】
訓練、弁別可能チャネル及び性能測定基準
[0095]直交及び非直交アップリンク訓練、及びユーザチャネル弁別性に関するその意味合いについて以下で説明する。一実施形態では、それぞれのスケジュールされる１≦ｋ≦Ｌのユーザｋが、パイロット次元σｋ、すなわち、τパイロット次元のうちの１つでパイロットを送信するようにスケジュールされる。各パイロット次元は、フェージングブロックごとに１つの、Ｑ個のリソース要素を含む。
【数６３】
2020162182.tif 000065
が、ユーザｋから送信されるアップリンクパイロットベクトルを表すものとすると、ｐｋ（ｆ）が、フェージングブロックｆでユーザｋによって使用されるパイロット値を表す。
【００９７】
[0096]フェージングブロックｆにおいてパイロット次元σでユーザセットＫσから送信されるパイロットに基づいている、ＢＳアレイによる受信信号は次式で与えられ、
【数６４】
2020162182.tif 000066
ここで、
【数６５】
2020162182.tif 000067
は長さＭの受信ベクトル、ＰｐはアップリンクＳＮＲであり、ノイズ
【数６６】
2020162182.tif 000068
はＩＩＤ  ＣＮ（０，１）である。対応するｓ番目のセクタ観測結果は、
【数６７】
2020162182.tif 000069
をＦｓに投影することによって与えられ、
【数６８】
2020162182.tif 000070
ここで、ＦｓＨＦｓ＝Ｉであるので、
【数６９】
2020162182.tif 000071
である。
【００９８】
Ａ．直交訓練
[0097]直交訓練設定では、１≦ｋ≦τのユーザｋが、専用パイロット次元σｋ＝ｋ（すなわち、Ｋσ＝｛σ｝）でパイロットを送信し、その結果、σｋ＝σｋであるユーザｋ’がないことになる。また、一般性を失うことなく、ｐｋ（ｆ）＝１と仮定すると、式（１０）のパイロット次元ｋで（σｋ＝ｋであるので）ユーザｋから送信されたパイロットに基づく、ＢＳアレイによるフェージングブロックｆにおける関連受信信号は、
【数７０】
2020162182.tif 000072
で与えられ、対応するｓ番目のセクタ観測結果は、
【数７１】
2020162182.tif 000073
で与えられる。
【００９９】
[0098]プリコーダは、フェージングブロックｆ及びセクタｓにおけるｋ番目のユーザの瞬間チャネルの以下の推定値を使用する。
【数７２】
2020162182.tif 000074
この推定値は、いかなるパイロットＳＮＲも使用せず、また
【数７３】
2020162182.tif 000075
についての知識に依拠しないことに留意されたい。
【０１００】
[0099]式（５）を検分すると、直交方式では、
【数７４】
2020162182.tif 000076
であるユーザｋ’がないために、Ｘｓ，ｋ＝Ｄｓ，ｋであることが明らかになる。すなわち、直交方式では、ユーザがセクタｓに存在し（すなわち、
【数７５】
2020162182.tif 000077
）、したがってＸｓ＝Ｄｓである場合、セクタがユーザｋのチャネルを弁別することができる。続いて、セクタｓは、その弁別可能ユーザセットＤｓのＶｓ（ｆ）を（７３）に従って、またすべてのｋ∈Ｄｓについて（１４）からの
【数７６】
2020162182.tif 000078
を使用して、形成する。
【０１０１】
[00100]弁別可能なユーザチャネルのセットを検出するための実際的な検出方式は、スロットの各フェージングブロックｆについての
【数７７】
2020162182.tif 000079
という重要な事実を利用することによって、容易に考案することができる。また、
【数７８】
2020162182.tif 000080
ということにも留意されたい。
【０１０２】
[00101]ｇ個のビームとＱ個のトーンの両方にについて平均すること、たとえば
【数７９】
2020162182.tif 000081
から利益が得られる簡単な実際的検出方式を考案することができる。上の表記は、左側が右側（すなわち、γ）を超える場合、検出器が
【数８０】
2020162182.tif 000082
を選択し、さもなければ
【数８１】
2020162182.tif 000083
を選択することを示唆するものである。
【数８２】
2020162182.tif 000084
である場合、セクタｓのユーザｋのチャネルは、受信アップリンク信号に基づいてＢＳによって弁別可能であると考えられる。
【０１０３】
Ｂ．非直交訓練
[00102]非直交訓練設定では、一実施形態において、Ｋ＞１個のユーザパイロットが単一のパイロット次元を使用するように調整される。その結果、非直交方式ではＬ＝ｋτ個のスケジュールされたユーザを均等にＫσ個のセット間で分割し、それにより、各σ∈｛１，２，．．．，τ｝について｜Ｋσ｜＝Ｋとなる。Ｘｓ、セクタｓの現在のユーザのセット、及び検出されセクタｓからサービスを受けるユーザの数を考えると、Ｄｓが式（６）で与えられ、一般にＤｓ⊆Ｘｓを満たすことに留意されたい。たとえば、セクタｓに複数のユーザが存在するσがある場合、すなわち、
【数８３】
2020162182.tif 000085
では、Ｄｓ⊂Ｘｓとなる。このような状況は衝突に対応し、すなわち、同じパイロット次元を使用する２つ以上のユーザがセクタｓに存在し、この場合には、どちらのユーザのチャネルも送信のために弁別可能ではない。
【０１０４】
[00103]セクタｓに弁別可能なチャネルを有するユーザのセットを考えると、すなわちＤｓを考えると、次式に従って、また次式をすべてのｋ∈Ｄｓについて使用してセクタｓはＶｓ（ｆ）を形成し、
【数８４】
2020162182.tif 000086
ここで、
【数８５】
2020162182.tif 000087
は（１１）で与えられる。（全Ｌ個のユーザが、等しい電力、すなわち電力ρｄ／Ｌを与えられる。ただ１つのフェージングブロックｆに注目すると、ユーザｋ∈｛１，．．．，Ｌ｝における受信信号は式（２）で与えられ、ここで、ｘＴ（ｆ）はＢＳから送信されるサイズ１×Ｍの事前符号化ベクトル信号である。
【数８６】
2020162182.tif 000088
ここで、
【数８７】
2020162182.tif 000089
は、情報搬送信号であり、ｕｋがＣＮ（０，１）に従い、
【数８８】
2020162182.tif 000090
は、フェージングブロックｆにおけるＬ×Ｍプリコーダを表す。
【０１０５】
[00104]１つのセクタにおいてどのユーザチャネルが弁別可能であるかを検出できる実際的な検出方式もまた容易に考案することができる。
【数８９】
2020162182.tif 000091
であることに留意し、また十分に大きいセクタ当たりビーム数ｇを仮定すると、（ＩＶ−Ｂ）のＲＨＳは
【数９０】
2020162182.tif 000092
で近似することができる。このことは、Ｑ個の線形式（パイロット次元σのフェージングブロック当たり１つ）の系を使用して
【数９１】
2020162182.tif 000093
が得られることを示唆する。
【数９２】
2020162182.tif 000094
とすると、式の系
【数９３】
2020162182.tif 000095
があり、ここで、
【数９４】
2020162182.tif 000096
は、項目がセット
【数９５】
2020162182.tif 000097
を含むＫ×１行列であり、Ｑ×Ｋ行列Ｐσの行ｆが、関連する｜ｐｋ（ｆ）｜２項目を含む。Ｋσの各ｋについて、ｉｋがまた、
【数９６】
2020162182.tif 000098
となる指標ｉを表すとする。Ｑ≧Ｋである場合、
【数９７】
2020162182.tif 000099
のセットをアプリオリに選択することができ、それにより、Ｐσは全列階数を有し、それ故に、各ユーザの存在を個別に検出することができる。１つのこのようなユーザｋの存在の簡易検出器は次式で与えられ、
【数９８】
2020162182.tif 000100
ここで、
【数９９】
2020162182.tif 000101
であり、δσ＝Ａσ１であり、またここで、
【数１００】
2020162182.tif 000102
は、Ｋ×Ｋ単位行列のｎ番目の列である。Ａσもδσもユーザチャネルに依存せず、オフラインで計算できることに留意されたい。続いて、ユーザチャネル弁別可能性は、上述した式（５）のＸｓ，ｍを
【数１０１】
2020162182.tif 000103
に代えること、すなわち、以下の式
【数１０２】
2020162182.tif 000104
によって検出することができる。
【０１０６】
[00105]全列階数を有するＰσが結果として得られる、様々な符号を設計できることに留意されたい。実際、全列階数を有するＰσ符号は、Ｑ≧Ｋで、Ｐｋ（ｆ）が１の数の密度が高い｛０，１｝値を取るように制限されていても、設計することができる。しかし、Ｐσが全列階数であるという要件は、弁別可能なユーザチャネルを検出するためには必要でないことに留意されたい。実際、Ｑ＜Ｋを合わせた簡易検出方式、すなわちどのユーザチャネルが弁別可能であるかを検出する方式の場合では、０１符号がある。
【０１０７】
[00106]並行スロットのセット全体にわたってパイロット次元の同じセットにユーザの同じセットを調整することは、そうすることが提供する操作の簡易性、及びユーザを、そのパイロットがサブセット内で干渉するように「調整」することが可能になることにより、魅力的であることに留意されたい。また、他の実施形態が、任意の方法で調整されるアクティブユーザパイロット干渉を含むことにも留意されたい。一例は、リソースブロック当たりＢ＞１個のパイロット次元のセットをアクティブユーザの同じセットにＮ個のポートによって割り当てることに対応する。（少なくとも）Ｂ個の送信アンテナを備えたユーザ端末を仮定すると、スロット内のアクティブユーザ端末に割り当てられたＢ個のアップリンクパイロット次元により、その端末にスロット当たりＢ個までのストリームをサービスすることが可能になる。しかし、この設計では、パイロット符号を設計できる長さはＮＢ個のパイロット次元になる。たとえば、Ｌ個のユーザをスロット当たりＢ＝２個の次元で、Ｎ＝６個の並行スロットによってスケジュールすることを考える。符号が定義されるＮＢ＝１２個の次元を考えると、図８の表により、Ｌ＝６６個までのアクティブユーザを効率５／６で、６つの並行スケジューリングスロットによってサポートできることが示される。たとえば、少なくとも１つのアクティブユーザが、割り当てられたパイロット次元のサブセットＢ’＜Ｂだけでアクティブである別の実施形態では、Ｎ個を超えるスロットを考えることができる。各ＲＲＨユニット（又はＲＲＨセクタ局）における近接検出と同時に、所与のパイロット次元でパイロットを送信しているＵＴの中でただ１つのアクティブＵＴが検出された場合、ＲＲＨユニット（又はＲＲＨセクタ局）は、検出されたユーザにその（１つ又は複数の）パケットをサービスすることができる。
【０１０８】
[00107]最後に、本明細書で開示されたパイロット符号ベースの近接検出機構はまた、アップリンクパイロット送信に基づく広範囲のチャネル推定アルゴリズムと組み合わせて、広範囲のキャリア周波数にわたって様々なワイヤレス送信シナリオで得られる多重化利得の向上を可能にすることができる。ｍｍ波チャネルによるセルラー通信を含む一実施形態では、パイロット符号をＯＦＤＭ平面で擬似ランダムパイロット割り当て、並びに圧縮検知・チャネル推定と組み合わせることができる。ベースライン圧縮検知シナリオでは、１つのセットのユーザがそれぞれ、ＤＬ訓練及びＤＬデータ送信スロットの最初のいくつかのＯＦＤＭシンボル中の、擬似ランダムで選択された時間周波数要素のサブセットを割り当てられる。各ユーザのチャネル応答が（所与のＢＳ局に関して）、到着の角度（ＡｏＡ）、送信の角度（ＡｏＤ）及びマルチパス散布度において疎であることを利用することによって、圧縮検知チャネル推定アルゴリズムは、各ユーザチャネルを推定するために必要なユーザ当たりの訓練次元の数に関連して、大幅な節減を実現することができる。Ｄが、このようなシナリオにおいてスケジューリングスロット内のユーザチャネルを推定するために必要な、ユーザ当たりのパイロット次元の数を表すとする。図１のタイプの符号では、Ｎ＝Ｄ＋１個の訓練次元を使用すると、Ｌ＝Ｄ＋１個までのユーザを同じ訓練次元のセットで多重化することが可能になる。本明細書に開示のパイロット符号及び機構を用いてＢＳの近くのただ１つのユーザを検出すると、ユーザがパイロットを送信するのに用いた（Ｄ＋１個の訓練次元のうちの）Ｄ個により、ユーザチャネル応答の推定が可能になる。同様に、ｍ個のゼロ及びＤ＝Ｎ−ｍ個の１があるパイロット符号を使用することができる。こうすることは、
【数１０３】
2020162182.tif 000105
個までのユーザをＮ＝Ｄ＋ｍ個の訓練次元の同じセットで多重化することを必要とし、可能にする。この符号構造は、（ただ１つのユーザが近くにあるときに）近くのユーザを検出することだけでなく、ユーザチャネルを推定することも可能にする（Ｄ＋ｍ個の訓練次元でユーザから送信されたＤ個の非ゼロパイロットに基づいて）。
【０１０９】
[00108]上記の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する操作のアルゴリズム及び記号表現に関連して提示されている。これらのアルゴリズムに関する説明及び表現は、データ処理技術分野の当業者がその仕事の内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために使用される手段である。１つのアルゴリズムが本明細書にあり、一般に、所望の結果に至る自己矛盾のない一連のステップであると考えられる。これらのステップは、物理量を物理的に操作することを必要とするものである。通常これらの量は、必ずというわけではないが、記憶、転送、結合、比較、及びそれ以外の操作をすることができる電気信号又は磁気信号の形をとる。これらの信号をビット、値、要素、記号、特性、用語、番号などと呼ぶことが場合により便利であることが、主には普通の用法ということが理由で、判明している。
【０１１０】
[00109]しかし、これらのすべて及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられるものであり、単にこれらの量に付けられた便利な標識にすぎないことを念頭に置かれたい。特に提示されていない限り、又は以下の議論から明らかなように、本明細書全体を通して、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」又は「表示する」などの用語を利用する議論は、コンピュータシステム又は類似の電子計算デバイスの動作及び処理を指し、このシステム又はデバイスは、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理（電子）量として表されたデータを操作すると共に、コンピュータシステムメモリ若しくはレジスタ、又は他のこのような情報記憶デバイス、送信デバイス若しくは表示デバイスで物理量として同様に表される他のデータに変換することを理解されたい。
【０１１１】
[00110]本発明はまた、本明細書中の操作を行うための装置に関する。この装置は、必要とされる目的のために特別に構築することができ、或いは、コンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティブにされるか、又は再構成される汎用コンピュータを備えることができる。このようなコンピュータプログラムは、それだけには限らないが、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び磁気光ディスクを含む任意のタイプのディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気又は光学カード、又は電子的命令を記憶するのに適した任意のタイプの媒体などの、且つそれぞれコンピュータシステムバスに結合される、コンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。
【０１１２】
[00111]本明細書に提示されたアルゴリズム及び表示装置は、いかなる特定のコンピュータ又は他の装置とも本質的に関連付けられていない。様々な汎用システムが、プログラムと共に本明細書の教示に従って使用されてもよく、或いは、必要な方法ステップを実行するためにより専門化された装置を構築するのに都合がよいことが判明し得る。様々なこれらのシステムに必要とされる構造は、以下の説明から明らかになろう。加えて、本発明は、いかなる特定のプログラミング言語についても記述されていない。本明細書に記載された発明の教示を実施するのに様々なプログラミング言語が使用されてもよいことを理解されたい。
【０１１３】
[00112]機械可読媒体には、機械（たとえば、コンピュータ）が可読の形で情報を記憶又は伝達するための任意の機構が含まれ得る。たとえば、機械可読媒体には、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイスなどが含まれる。
【０１１４】
[00113]当業者には、上記の説明を読んだ後に、本発明の多くの代替形態及び改変形態が疑いなく明らかになろうが、例示的に示され説明されたいかなる特定の実施形態も限定的とされるべきものでは決してないことを理解されたい。したがって、様々な実施形態の細部を参照することは、本発明の本質的な要素とされるこれら実施形態の特徴だけが列挙されている、特許請求の範囲を限定するものではない。
第１態様に係るワイヤレスシステムは、
複数のユーザ端末（ＵＴ）を有するワイヤレスネットワークに使用するためのワイヤレスシステムであって、
前記複数のユーザ端末のうちの少なくとも２つのユーザ端末が、事前割り当てユーザアップリンクパイロット符号を有し、前記少なくとも２つのユーザ端末には、少なくとも２つの並行スロットにわたって共通パイロットリソースが割り当てられ、
前記ワイヤレスシステムが、
ユーザ端末近接検出プロセッサであって、同一のパイロットリソースでパイロットを送信するユーザ端末の群の中でどのユーザ端末チャネルを前記ユーザ端末近接検出プロセッサが弁別できるかを決定するために受信機に結合されており、ユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにあり、パイロットを送信するユーザ端末の前記群における他のユーザ端末であって前記同一のパイロットリソースでパイロットを送信した当該他のユーザ端末が、前記ワイヤレスシステムの近くにないと決定することによって、前記ユーザ端末のユーザ端末チャネルを弁別するように動作可能である、当該ユーザ端末近接検出プロセッサ、
を備える。
第２態様は、第１態様において、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、
パイロットを送信するユーザ端末の前記群における前記他のユーザ端末であって、前記同一のパイロットリソースでパイロットを送信した当該他のユーザ端末が、前記ワイヤレスシステムの近くにない場合に、前記ワイヤレスシステムの近くにあると決定された前記ユーザ端末の身元を決定するように動作可能である。
第３態様は、第１態様において、前記パイロットリソースが時間周波数要素である。
第４態様は、第１態様において、ユーザ端末近接検出プロセッサによって弁別されたユーザ端末チャネルのサブセットの各ユーザ端末チャネルと関連したユーザ端末への送信をスケジュールすることによって、前記ユーザ端末チャネルの前記サブセットだけにサービスするように動作可能なスケジューラ、をさらに備える。
第５態様は、第１態様において、少なくとも２つのユーザ端末が２つの別個のパイロットリソースを共有し、前記ユーザ端末のうちの少なくとも１つが、２つの異なるパイロット電力で２つの前記パイロットリソースによってパイロットを送信する。
第６態様は、第１態様において、前記２つの異なるパイロット電力のうちの１つがゼロである。
第７態様は、第１態様において、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、事前割り当てユーザパイロット符号と、前記少なくとも２つのユーザ端末からのパイロット送信のために使用される前記同一のパイロットリソースについての前記ワイヤレスシステムの局アンテナアレイ全体にわたる受信信号エネルギー観測結果と、を使用して、ユーザ端末近接を決定するように動作可能である。
第８態様は、第１態様において、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、ユーザ端末から受信したアップリンクパイロット送信情報の受信信号エネルギー観測結果のセットの各観測結果の閾値を変更して、順序付けられたデータのセットを生成し、前記順序付けられたデータのセットを事前割り当てユーザパイロット符号と比較して、一致があるかどうかを決定する。
第９態様は、第７態様において、前記事前割り当てユーザパイロット符号が非直交符号である。
第１０態様は、第７態様において、前記事前割り当てユーザパイロット符号が第１の個数の０及び第２の個数の１を含み、前記第１の個数と前記第２の個数とが異なり、さらに、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、パイロット送信と関連した受信エネルギーレベルを前記事前割り当てユーザパイロット符号と比較して、衝突が起きたかどうかを決定し、前記衝突が起きなかった場合には前記ユーザ端末の身元を決定する。
第１１態様は、第１態様において、パイロットの受信が、セクタにおける受信パイロットエネルギーの表示に変換されている、セクタ内のユーザ端末からの複数のセクタ観測結果を含む場合に、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、近接検出を行うように動作可能であり、前記ユーザ端末近接検出プロセッサは、前記受信パイロットエネルギーの閾値を変更し、閾値変更の結果をアップリンクパイロット符号と比較して、ユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くの唯一のアクティブユーザ端末であるかどうかを決定するように動作可能である。
第１２態様は、第１態様において、前記ワイヤレスシステムが、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）局の一部又は基地局の一部である。
第１３態様に係る方法は、
ワイヤレスネットワークにおけるアップリンクパイロット再使用の方法であって、
ワイヤレスシステムにおいて、パイロットを送信する複数のユーザ端末のうちの１つ又は複数のユーザ端末（ＵＴ）からのアップリンクパイロット送信情報を受信するステップであって、前記複数のユーザ端末のうちの少なくとも２つのユーザ端末には、少なくとも２つの並行スロットにわたって共通パイロットリソースが割り当てられる、当該受信するステップと、
ユーザ端末近接検出プロセッサが、１つのユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにあり、同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のユーザ端末は前記ワイヤレスシステムの近くにないと決定することによって、前記同一のパイロットリソースでパイロットを送信するユーザ端末の群においてどのユーザ端末チャネルを弁別できるかを決定するステップと、
を含む。
第１４態様は、第１３態様において、パイロットを送信する前記複数のユーザ端末のうち、前記同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにないとき、前記ワイヤレスシステムの近くにあると決定された前記ユーザ端末の身元を決定するステップ、をさらに含む。
第１５態様は、第１３態様において、前記パイロットリソースが時間周波数要素である。
第１６態様は、第１３態様において、ユーザ端末近接検出プロセッサによって弁別されたユーザ端末チャネルのサブセットの各ユーザ端末チャネルと関連したユーザ端末への送信をスケジュールすることによって、ユーザ端末チャネルの前記サブセットだけにサービスするステップ、をさらに含む。
第１７態様は、第１３態様において、少なくとも２つのユーザ端末によって、２つの別個のパイロットリソースを共有するステップと、前記少なくとも２つのユーザ端末によって、パイロットを異なるパイロット電力で２つの前記パイロットリソースによって送信するステップと、をさらに含む。
第１８態様は、第１７態様において、前記２つの異なるパイロット電力のうちの１つがゼロである。
第１９態様は、第１３態様において、少なくとも２つのアクティブユーザ端末のアップリンクパイロット送信間の衝突を検出することを含み、受信されたアップリンクパイロット送信情報に基づいて、同一のパイロットリソースでパイロットを送信する少なくとも２つのユーザ端末を前記ワイヤレスシステムの近くで検出するステップと、
前記少なくとも２つのアクティブユーザ端末が前記ワイヤレスシステムの近くにあることが検出された場合に、前記ワイヤレスシステムによって、前記少なくとも２つのアクティブユーザ端末のどちらにもデータを送出しないと決定するステップと、
をさらに含む。
第２０態様は、第１３態様において、前記ユーザ端末のそれぞれが前記ワイヤレスシステムの近くにあり、前記同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のユーザ端末は前記ワイヤレスシステムの近くにないと決定することによって、前記ワイヤレスシステムにより弁別されたユーザ端末への送信をスケジューリングするステップ、をさらに含む。
第２１態様は、第１３態様において、事前割り当てユーザパイロット符号と、前記少なくとも２つのユーザ端末からのパイロット送信のために使用される前記同一のパイロットリソースについての前記ワイヤレスシステムの局アンテナアレイ全体にわたる受信信号エネルギー観測結果と、を使用して、ユーザ端末近接を決定するステップ、をさらに含む。
第２２態様は、第２１態様において、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、ユーザ端末から受信したアップリンクパイロット送信情報の受信信号エネルギー観測結果のセットの各観測結果の閾値を変更して、順序付けられたデータのセットを生成し、前記順序付けられたデータのセットを事前割り当てユーザパイロット符号と比較して、一致があるかどうかを決定するステップ、をさらに含む。
第２３態様は、第２１態様において、前記事前割り当てユーザパイロット符号が非直交符号である。
第２４態様は、第１３態様において、事前割り当てユーザパイロット符号が第１の個数の０及び第２の個数の１を含み、前記第１の個数と前記第２の個数とが異なり、
前記方法が、ユーザ端末パイロット送信と関連した受信エネルギーレベルを前記事前割り当てユーザパイロット符号と比較して、衝突が起きたかどうかを決定し、前記衝突が起きなかった場合に前記ユーザ端末の身元を決定するステップ、をさらに含む。
第２５態様は、第１３態様において、前記ワイヤレスシステムが、遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）局の一部又は基地局の一部を含む。
第２６態様に係るワイヤレス通信システムは、
複数のユーザ端末であって、前記複数のユーザ端末のうちの少なくとも２つのユーザ端末が、事前割り当てユーザアップリンクパイロット符号を有し、前記少なくとも２つのユーザ端末には、少なくとも２つの並行スロットにわたって共通パイロットリソースが割り当てられる、当該複数のユーザ端末と、
複数のワイヤレス局であって、少なくとも１つのワイヤレス局が、
ユーザ端末近接検出プロセッサであって、同一のパイロットリソースでパイロットを送信するユーザ端末の群におけるどのユーザ端末チャネルを、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが弁別できるかを決定するために受信機に結合されており、ユーザ端末が前記ワイヤレス通信システムの近くにあり、パイロットを送信するユーザ端末の前記群における前記同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のユーザ端末が前記ワイヤレス通信システムの近くにないと決定することによって、前記ユーザ端末のユーザ端末チャネルを弁別するように動作可能である、当該ユーザ端末近接検出プロセッサ、
を含む、当該複数のワイヤレス局と、
を備える。
第２７態様は、第２６態様において、前記ユーザ端末近接検出プロセッサが、パイロットを送信するユーザ端末の前記群における前記同一のパイロットリソースでパイロットを送信した他のユーザ端末が前記ワイヤレス通信システムの近くにない場合に、前記ワイヤレス通信システムの近くにあると決定された前記ユーザ端末の身元を決定するように動作可能である。
第２８態様は、第２６態様において、前記パイロットリソースが時間周波数要素である。
第２９態様は、第２６態様において、前記ユーザ端末近接検出プロセッサによって弁別されたユーザ端末チャネルのサブセットの各ユーザ端末チャネルと関連したユーザ端末への送信を、スケジュールすることによって、前記ユーザ端末チャネルのサブセットだけにサービスするように動作可能なスケジューラ、をさらに備える。
第３０態様は、第２６態様において、少なくとも２つのユーザ端末が２つの別個のパイロットリソースを共有し、前記ユーザ端末のうちの少なくとも１つが、２つの異なるパイロット電力で２つの前記パイロットリソースによってパイロットを送信する。
第３１態様は、第２６態様において、前記２つの異なるパイロット電力のうちの１つがゼロである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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