(57)【要約】【課題】  送信機と１つ以上の受信機との間の通信リンクにおける副搬送波の割当てに関する情報の送受信を効率良く行う。【解決手段】  送信機（１００）と第１の受信機（１０２）との間の通信リンクを通信チャネルの第１のサブチャネル（Ｈ１）に割当てることに関する情報を信号により伝達し、送信機（１００）と第２の受信機（１０４）との間の第２の通信リンクを通信チャネルの第２のサブチャネル（Ｈ２）に割当てることに関する情報を信号により伝達する装置は、第１のユーザ識別子（ｕｉ１）を第１のサブチャネル（Ｈ１）を介して送信し、第２のユーザ識別子（ｕｉ２）を第２のサブチャネル（Ｈ２）を介して送信するサブチャネル割当信号発生器（１０６）を備える。【選択図】図１Ａ
2010093825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機（１００）と第１の受信機（１０２）との間の第１の通信リンクを通信チャネルの第１のサブチャネル（Ｈ１）に割当てることに関する情報を信号により伝達し、送信機（１００）と第２の受信機（１０４）との間の第２の通信リンクを通信チャネルの第２のサブチャネル（Ｈ２）に割当てることに関する情報を信号により伝達する装置であって、前記第１および第２のサブチャネル（Ｈ１、Ｈ２）は互いに異なるものであり、
第１のユーザ識別子（ｕｉ１）を前記第１のサブチャネル（Ｈ１）を介して送信し、第２のユーザ識別子（ｕｉ２）を前記第２のサブチャネル（Ｈ２）を介して送信するサブチャネル割当信号発生器（１０６）を備え、
前記第１および第２のユーザ識別子（ｕｉ１、ｕｉ２）は互いに異なるものであり、前記第１のユーザ識別子（ｕｉ１）は前記第１の受信機（１０２）に割当てられ、前記第２のユーザ識別子（ｕｉ２）は前記第２の受信機（１０４）に割当てられるものであり、
前記サブチャネル割当信号発生器（１０６）は、第１のユーザ識別子（ｕｉ１）として第１のパイロットシーケンスを選択し、第２のユーザ識別子（ｕｉ２）として第２のパイロットシーケンスを選択するものであり、前記第１および第２のパイロットシーケンスは互いに直交するものである、
装置。
【請求項２】
前記通信チャネルがマルチ入力マルチ出力チャネルであり、
前記サブチャネル割当信号発生器（１０６）は、第１の空間範囲によって前記第１のサブチャネル（Ｈ１）を特定し、第２の空間範囲によって前記第２のサブチャネル（Ｈ２）を特定するものであり、前記第１および第２の空間範囲は互いに異なるものである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１の重み係数の集合を生成し、第２の重み係数の集合を生成する発生器をさらに備え、
前記第１の重み係数の集合は、前記第１の受信機（１０２）に関連する第１のユーザ信号を重み付けして第１の送信信号を得るために使われ、前記第２の重み係数の集合は、前記第２の受信機（１０４）に関連する第２のユーザ信号を重み付けして第２の送信信号を得るために使われるものであり、
前記発生器は計算機を備えており、
前記計算機は、ある空間の第１の部分空間を張るｍ個の固有ベクトルを計算するものであって、ｍは１以上であり、前記ｍ個の固有ベクトルは、前記第１の受信機の前記第１の重み係数の集合を形成しており、
前記計算機はさらに、別の空間の第２の部分空間を張るｎ個の固有ベクトルを計算するものであって、前記第２の部分空間は、前記第１の部分空間に直交しており、ｎは１以上であり、前記ｎ個の固有ベクトルは、前記第２の受信機（１０４）の前記第２の重み係数の集合を形成しており、
これにより前記第１の送信信号は、前記第１のユーザ信号の前記第１の部分空間への射影を表し、前記第２の送信信号は、前記第２のユーザ信号の前記第２の部分空間への射影を表すものであり、
前記サブチャネル割当信号発生器（１０６）は、前記第１の重み係数の集合を用いて前記第１のユーザ識別子（ｕｉ１）を送信し、前記第２の重み係数の集合を用いて前記第２のユーザ識別子（ｕｉ２）を送信するものである、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記サブチャネル割当信号発生器（１０６）は、前記第１および第２のサブチャネル（Ｈ１、Ｈ２）の送信特性に関する情報を備え、
前記サブチャネル割当信号発生器（１０６）はさらに、前記第１のサブチャネル（Ｈ１）の送信特性に応じて前記第１のユーザ識別子（ｕｉ１）をプレコーディングし、または前記第２のサブチャネル（Ｈ２）の送信特性に応じて前記第２のユーザ識別子（ｕｉ２）をプレコーディングするものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のサブチャネル（Ｈ１）と第３のサブチャネルとが、前記送信機（１００）と前記第１の受信機（１０２）との間の前記第１の通信リンクに割当てられており、前記第１および第３のサブチャネルは互いに異なるものであり、
前記サブチャネル割当信号発生器（１０６）は、前記第３のサブチャネルを介して前記第１のユーザ識別子（ｕｉ１）を送信するものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
送信機（１００）と第１の受信機（１０２）との間の第１の通信リンクを通信チャネルの第１のサブチャネル（Ｈ１）に割当てることに関する情報を信号により伝達し、前記送信機（１００）と第２の受信機（１０４）との間の第２の通信リンクを通信チャネルの第２のサブチャネル（Ｈ２）に割当てることに関する情報を信号により伝達する方法であって、前記第１および第２のサブチャネル（Ｈ１、Ｈ２）は互いに異なるものであり、
第１のユーザ識別子（ｕｉ１）を前記第１のサブチャネル（Ｈ１）を介して送信し、第２のユーザ識別子（ｕｉ２）を前記第２のサブチャネル（Ｈ２）を介して送信することにより実行されるステップであってサブチャネルの割当てに関する情報を信号により伝達するステップを含んでおり、
前記第１および第２のユーザ識別子（ｕｉ１、ｕｉ２）は互いに異なるものであり、
前記第１のユーザ識別子は（ｕｉ１）は前記第１の受信機（１０２）に割当てられ、前記第２のユーザ識別子（ｕｉ２）は前記第２の受信機（１０４）に割当てられるものであり、
前記サブチャネルの割当てに関する情報を信号により伝達するステップは、第１のユーザ識別子（ｕｉ１）として第１のパイロットシーケンスを選択するステップと、第２のユーザ識別子（ｕｉ２）として第２のパイロットシーケンスを選択するステップとを含んでおり、前記第１および第２のパイロットシーケンスは互いに直交するものである、
方法。
【請求項７】
受信機（１０２）に割当てられている所定の第１のパイロットシーケンス（ｕｉ１）に基づいて、送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の通信リンクを通信チャネルのサブチャネル（Ｈ１）に割当てることを決定する装置（１５０）であって、
前記送信機は、第１のサブチャネルを介して第１のパイロットシーケンスを送信し、第２のサブチャネルを介して第２のパイロットシーケンスを送信するものであり、
前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルと異なるものであり、
前記第１および第２のパイロットシーケンスは互いに直交するものであり、
前記サブチャネル（Ｈ１）からの受信信号と、前記所定の第１のパイロットシーケンスとの相関を求める推定器（１５２）と、
前記受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にある場合に、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクを前記サブチャネル（Ｈ１）に割当て、前記受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にない場合に、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクの前記サブチャネル（Ｈ１）に割り当てない検出器（１５４）と
を備える装置。
【請求項８】
前記通信チャネルがマルチ入力マルチ出力チャネルであり、
前記推定器（１５２）が、第１の空間範囲によって前記第１のサブチャネル（Ｈ１）を特定し、第２の空間範囲によって前記第２のサブチャネル（Ｈ２）を特定するものであり、前記第１および第２の空間範囲は互いに異なるものである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のサブチャネル（Ｈ１）と第３のサブチャネルとが、前記送信機（１００）と前記第１の受信機（１０２）との間の前記通信リンクに割当てられており、前記第１および第３のサブチャネルは互いに異なるものであり、
前記送信機は、前記第３のサブチャネルを介して前記第１のパイロットシーケンスを送信するものであり、
前記推定器（１５２）は、前記第３のサブチャネルからの別の受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関を求めるものであり、
前記検出器（１５４）は、前記別の受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にある場合に、前記第３のサブチャネルを前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクに割当てるものである、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
受信機（１０２）に割当てられている所定の第１のパイロットシーケンスに基づいて、  送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の通信リンクを通信チャネルのサブチャネル（Ｈ１）に割当てることを決定する方法であって、
前記第１のパイロットシーケンスは第１のサブチャネルを介して送信され、第２のパイロットシーケンスは第２のサブチャネルを介して送信されるものであり、
前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルとは異なるものであり、
前記第１および第２のパイロットシーケンスは互いに直交するものであり、
前記サブチャネル（Ｈ１）からの受信信号と、前記所定の第１のパイロットシーケンスとの相関を求めるステップと、
前記受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にある場合に、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクを前記サブチャネル（Ｈ１）に割当て、前記受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にない場合に、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクを前記サブチャネル（Ｈ１）に割当てないステップと
を含む方法。
【請求項１１】
コンピュータ上で請求項６または１０に記載の方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
マルチポイント環境、例えばモバイル通信システムのダウンリンクにおいて複数のユーザ受信機は、ある特定の送信機から独立または共通の情報を受信する。各ユーザへの独立情報のストリームの送信を考慮して、一般的に送信機は最初に利用可能なリソース（例えば、時間、周波数、符号、空間）をユーザ間で互いに異なるように分割する。したがって各ユーザは、異なるタイムスロット、異なる符号、異なる搬送波または異なる空間範囲で情報を受信する。検出を可能にするために、各ユーザはこのリソースの割当ての結果を知る必要がある。すなわち各ユーザは、そのユーザ自身を対象とする信号が送信される物理的な範囲を知る必要がある。その結果、この情報を送信機から各受信機に伝える信号による伝達が必要となる。
【０００２】
この課題は、様々なシステムにおいて様々に処理される。例えばＧＳＭにおいては基地局が、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）方式にしたがって異なるタイムスロットを各ユーザに割当てる。移動局がランダムアクセスチャネルを介してタイムスロットを要求した後、基地局は、例えばドイツ語文献としては、非特許文献１に示されているように、タイムスロット識別子をいわゆるアクセス許可されたチャネルでブロードキャストする。この識別子は、移動局が情報の流れを要求するタイムスロットを表している。各タイムスロットにおいてチャネル推定に役立つパイロットシーケンスが送られる。同様にＨＩＰＥＲＬＡＮ／２においてランダムアクセスチャネルを介したモバイル端末のリソースの要求に対し、アクセスポイントは割当てられたタイムスロットに関する情報とともにブロードキャストチャネルを介して応答する。割当てられた各タイムスロットにおいて、例えばドイツ語文献としては、非特許文献２に示されているように、モバイル端末がチャネルを推定できるようにするパイロットが送信される。ＧＳＭとは対照的に、タイムスロットの継続時間ならびに伝達速度はあらかじめ定義されないため、パラメータに関する情報は各タイムスロットの開始時に送信される。ＵＭＴＳにおいてユーザは、送信に使用するタイムスロット、搬送周波数および符号によって特徴付けられた互いに異なるチャネルを割当てられる。ＧＳＭおよびＨＩＰＥＲＬＡＮ／２と同様に送信機は、非特許文献３に示されている共通信号チャネルを介してリソースの割当てをユーザに通知する。ユーザに割当てられたリソースを利用して、非特許文献４に示されているように、チャネルを推定するためのパイロットおよび送信パラメータが送られる信号チャネルを確立する。
【０００３】
細部では異なるものの、最新の無線システムの信号方式は、規則的な２ステップパターンを呈する。第１に、リソースの割当てに関する情報が共通信号リンクを介してブロードキャストされる。次に、割当てられたチャネルを介して、信号の検出に役立つパイロットおよび送信パラメータが送信される。従来の送信方式のフレーム構造は、図６および図７に示されている。
【０００４】
さらに具体的に言うと、各受信機における、複数の送信アンテナおよびおそらくは複数の受信アンテナを伴うマルチキャリアシステムの信号伝達の概念を本明細書で説明する。副搬送波ｎ∈｛１，．．．，Ｎ｝に対して、送信信号のベクトルｘ（ｎ）∈Ｃｔとユーザｋ∈｛１，．．．，Ｋ｝が受信する信号のベクトル
【数１】
2010093825.tif 000003
との関係は以下のように表わされる。
【数２】
2010093825.tif 000004
ここで、
【数３】
2010093825.tif 000005
は副搬送波ｎにおいてユーザｋが受信する通信路行列であり、
【数４】
2010093825.tif 000006
はゼロ平均円対称複素ガウス分布ランダムノイズｎｋ（ｎ）を表現するものであり、ｔは送信要素の数、ｒｋはユーザｋの受信要素の数である。
【０００５】
送信信号ｘ（ｎ）は以下の式で与えられる。
【数５】
2010093825.tif 000007
ここで、Ｃは副搬送波ｎに割当てられた空間範囲の数であり、送信アンテナの数ｔ以下である。関数Πｎ（・）は、副搬送波ｎの各空間範囲をサブチャネルのラベルのペア（ｋ、ｌ）にマッピングする。ここで、ｋは範囲が割当てられたユーザであり、ｌは全サブチャネルの中の、副搬送波におけるそのユーザに割当てられた特定のサブチャネルを表す。各サブチャネルは、単位ノルム送信重みベクトル（unit-norm transmit weighting vector）
【数６】
2010093825.tif 000008
と、受信信号
【数７】
2010093825.tif 000009
をフィルタリングする単位ノルム受信重みベクトル（unit-norm receive weighting vector）
【数８】
2010093825.tif 000010
とによって一意に特徴付けられるものであって、ｕｎ（ｃ）であり、副搬送波ｎにおける範囲ｃに対するユーザが割当てられる。サブチャネルΠｎ（ｃ）において送信に割当てられる出力は
【数９】
2010093825.tif 000011
であり、送信信号は
【数１０】
2010093825.tif 000012
である。非特許文献５、または特許文献１には連続アルゴリズムが記載されており、このアルゴリズムでは、送信重みベクトルおよび受信重みベクトルを連続計算し、特定のサブチャネルΠｎ（ｃ）でサブチャネルπｎ（ｃ’＞ｃ）による干渉が発生しないようにする。サブチャネルπｎ（ｃ’＜ｃ）によって生じる干渉は、信号
【数１１】
2010093825.tif 000013
を符号化するときに、インデックスｃにより規定される順番に信号を符号化し、既に符号化された信号により生じる干渉の内容を考慮することによって、回避することができる。
【０００６】
ここで述べる送信方式において各ユーザは、システムのリソースを構成する、利用できる空間および周波数範囲の一部を受信する。このリソースの分配は送信機が行い、ユーザに知らせる必要がある。現在の信号による伝達方法に必須の要件は、最初にリソース割当てに関する情報をブロードキャストし、次に各サブチャネルでパイロットおよび送信パラメータを送信することである。しかし、この標準的な信号による伝達方法を直接利用することにより非常に効率が悪くなるシステムには、いくつか重要な特徴がある。
【０００７】
このような従来のシステムに特有の欠点の１つは、副搬送波の数（例えば、Ｎ＝１０２４）および送信アンテナの数（例えば、ｔ≧４）が多いシステムになってしまうことである。したがって、ユーザにリソース割当ての結果を知らせるため、大量の情報をブロードキャストチャネル内で送信する必要がある。さらに、時間、周波数または符号の範囲をある種の数値的な識別子により明確に特定できる標準的なシステムとは異なり、システムにおける空間範囲は、割当てられた空間周波数のサブチャネルを特徴付ける送信重みベクトルｖｎ（ｃ）および副搬送波ｎと、対応する受信重みベクトルｕｎ（ｃ）とのブロードキャストを必要とする。これにより、従来のシステムと比べて必要な信号伝達量が増加する。さらに、標準的なシステムとは異なり、リソースの割当てがチャネルの状態に強く依存し、結果的に、無線チャネルに極めて大きな変化をもたらす。この結果、受信機を最新の状態に保つために、信号のブロードキャストチャネルの極めて広い帯域幅が必要となる。
【０００８】
さらに、通信チャネルを介したデータ送信の際にデータに混入する干渉を除外できるようにするために、例えば、非特許文献６に記載されているＴｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａ復号化にデータ送信のわずかな改良が見られる。これはデータ送信をわずかに改良でき、したがって、信号のブロードキャストチャネルに必要な帯域幅をわずかに低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｂ．Ｗａｌｋｅ，「Ｍｏｂｉｌｆｕｎｋｎｅｔｚｅ  ｕｎｄ  ｉｈｒｅ  Ｐｒｏｔｏｋｏｌｌｅ  １」（Ｔｅｕｂｎｅｒ，２００１）
【非特許文献２】Ｂ．Ｗａｌｋｅ，「Ｍｏｂｉｌｆｕｎｋｎｅｔｚｅ  ｕｎｄ  ｉｈｒｅ  Ｐｒｏｔｏｋｏｌｌｅ  ２」（Ｔｅｕｂｎｅｒ，２００１）
【非特許文献３】３ＧＰＰ規格  ＴＲ２５．３３１．無線リソース制御（ＲＲＣ）  プロトコル仕様Ｖ６．４．０リリース６（２００４）
【非特許文献４】Ｂ．Ｗａｌｋｅによる「Ｍｏｂｉｌｆｕｎｋｎｅｔｚｅ  ｕｎｄ  ｉｈｒｅ  Ｐｒｏｔｏｋｏｌｌｅ  １」（Ｔｅｕｂｎｅｒ，２００１）
【非特許文献５】ＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｂｕｒｇに掲載された、Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．Ｂａｕｃｈ，Ｊ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」（２００５年４月）
【非特許文献６】Ｇ．Ｇｉｎｉｓ，Ｊ．Ｃｉｏｆｆｉ，「Ａ  Ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ  ａｃｈｉｅｖｉｎｇ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ＤＳＬ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」，Ａｓｉｌｏｍａｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ、ｐｐ．１６２７−１６３１（２０００年１０月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、送信機と１つ以上の受信機との間の通信リンクにおける副搬送波の割当てに関する情報のやり取りについての改良された可能性を提供することである。この改良は特に、必要な帯域幅を小さくすることに関し、さらに送信機と受信機との間のデータ送信のための副搬送波の割当てに関する情報を信号により伝達するためのデータのオーバヘッドを小さくすることに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、請求項１に係る信号伝達装置、請求項７に係る決定装置、請求項６に係る信号伝達方法、および請求項１０に係る決定方法によって達成できる。
【００１３】
本発明は、送信機と第１の受信機との間の第１の通信リンクを通信チャネルの第１のサブチャネルに割当てることに関する情報を信号により伝達し、送信機と第２の受信機との間の第２の通信リンクを通信チャネルの第２のサブチャネルに割当てることに関する情報を信号により伝達する装置を提供する。ここで、前記第１および第２のサブチャネルは互いに異なる。この装置は、第１のユーザ識別子を第１のサブチャネルを介して送信し、第２のユーザ識別子を第２のサブチャネルを介して送信するサブチャネル割当信号発生器を備えている。ここで、前記第１および第２のユーザ識別子は互いに異なる。このとき、第１のユーザ識別子は第１の受信機に割当てられ、第２のユーザ識別子は第２の受信機に割当てられる。
【００１４】
本発明はさらに、送信機と第１の受信機との間の第１の通信リンクを通信チャネルの第１のサブチャネルに割当てることに関する情報を信号により伝達し、送信機と第２の受信機との間の通信リンクを通信チャネルの第２のサブチャネルに割当てることに関する情報を信号により伝達する方法を提供する。ここで、前記第１および第２のサブチャネルは互いに異なる。この方法は、第１のユーザ識別子を第１のサブチャネルを介して送信し、第２のユーザ識別子を第２のサブチャネルを介して送信することにより実行されるステップであってサブチャネルの割当てを信号により伝達するステップを含む。ここで、前記第１および第２のユーザ識別子は互いに異なる。このとき、前記第１のユーザ識別子が前記第１の受信機に割当てられ、前記第２のユーザ識別子が前記第２の受信機に割当てられる。
【００１５】
さらに本発明は、受信機に割当てられる所定のユーザ識別子に基づいて、送信機と受信機との間の通信リンクを通信チャネルのサブチャネルに割当てることを決定する装置を提供する。この装置は、推定したユーザ識別子を得るためにサブチャネルを介して受信したユーザ識別子を推定する推定器と、推定したユーザ識別子が所定のユーザ識別子と所定の関係にある場合は送信機と受信機との間の通信リンクをサブチャネルに割当て、推定したユーザ識別子が所定のユーザ識別子と所定の関係にない場合は送信機と受信機との間の通信リンクをサブチャネルに割当てない検出器とを備えている。
【００１６】
最後に本発明は、受信機に割当てられる所定のユーザ識別子に基づいて、送信機と受信機との間の通信リンクを通信チャネルのサブチャネルに割当てることを決定する方法を提供する。この方法は、サブチャネルを介して受信したユーザ識別子を推定し、推定したユーザ識別子を得るステップと、推定したユーザ識別子が所定のユーザ識別子と所定の関係にある場合は送信機と受信機との間の通信リンクをサブチャネルへ割当て、推定したユーザ識別子が所定のユーザ識別子と所定の関係にない場合は送信機と受信機との間の通信リンクをサブチャネルへ割当てないステップとを含む。
【００１７】
本発明は、データ送信の改良、特に、副搬送波またはサブチャネルを送信機と受信機との間の特定の通信リンクに割当てることに関する情報を信号により伝達する点における改良が、参照テーブルを用いている従来の手法を省略することにより達成できるという見地に基づいている。もっと正確に言えば、サブチャネルを送信機と受信機との間の通信リンクに割当てることにより、受信機がその受信機に割当てられている特定のユーザ識別子に関する情報を取得することができる。さらに、送信機もその受信機に割当てられているユーザ識別子に関する情報を有している。このとき、送信機がある特定のサブチャネルを使用して送信機と前記受信機との間の通信リンクを確立する場合に送信機は、送信機から前記受信機へデータを送信するために使用するサブチャネルを介して、この所定のユーザ識別子を送信する。これに対する応答として、受信機は全サブチャネルを受信し、そのデータ、詳細にはサブチャネルを介して送信されたユーザ識別子を、受信機内に保存されているものであってその受信機に割当てられている所定のユーザ識別子と比較する。このとき、受信機がサブチャネルを介して送信されたユーザ識別子を受信した場合、および／または推定する場合に、受信したユーザ識別子を保存されているものであって所定のユーザ識別子と比較し、そのサブチャネルを介して受信したユーザ識別子が、その受信機のための所定のユーザ識別子と所定の関係にあることを決定した場合、例えば、受信したユーザ識別子が保存されているものであって所定のユーザ識別子と等しい場合に、受信機はそれぞれのサブチャネルが送信機とその受信機との間の通信リンクに割当てられていることを認識する。逆に受信機が、サブチャネルを介して受信したユーザ識別子が所定のユーザ識別子とその所定の関係にないことを検出した場合は、サブチャネルが送信機とその受信機との間の通信リンクのためにあるその受信機に割当てられていないことを認識する。したがって、受信機がデータを受信できるサブチャネルを受信機に通知することができる。
【００１８】
本発明の手法は、受信機へのサブチャネルの割当てに関する情報を各サブチャネルを通して信号により直接伝達するために、完全な参照テーブルの送信を必要としないという利点を提供する。したがって本発明の手法は、大きくないオーバヘッド（受信機への副搬送波またはサブチャネルの割当てに関する参照テーブルを含む）が必要になるだけであるため、改良されたデータ送信の利点を提供する。したがって、今までその参照テーブルを送信するのに使用していた帯域幅または送信容量は、今ではペイロードデータの送信に使用することができ、この結果このような通信システムにおいて利用できるペイロード伝送速度を増加できる。本発明の手法の利点は、多くの副搬送波を有する通信システム、および／または、例えば（モバイル）無線チャネルまたはＭＩＭＯ（マルチ入力マルチ出力）チャネルのような高速に変化する通信チャネルを使用する通信システムにおいて特に明らかである。
【００１９】
詳細に述べると、本発明は米国特許出願公開第２００４／０１７９６２７号に記載されている２つの信号伝達ステップを一つにすること、すなわち互いに直交するユーザ特有のパイロットシーケンスを送信することにより、チャネル推定のための一般的なパイロットの送信と、それぞれの範囲についてのユーザ特有のリファレンスの送信とを単一のステップにまとめることを提案する。少数のユーザに対しては、ここで提案する手法は信号による伝達を大幅に短縮できる。
【００２０】
特に、特定のユーザは推定するためにユーザ自身のパイロットシーケンスを利用し、送信機は各範囲を通して、その範囲が割当てられているユーザに対応するパイロットシーケンスを送信する。パイロットシーケンスが直交するように選ばれている場合に、ユーザは、受信信号とユーザの所定のパイロットシーケンスとの相関を取ることにより、ユーザに割当てられた範囲だけを推定できる。同じ副搬送波を介して複数の範囲を推定するために、ユーザには、受信アンテナの数および送信要素の数のうちいずれか小さい方と同数のパイロットシーケンスを与える必要がある。受信信号と送信されていないパイロットシーケンスとの相関を取ることにより得られる推定は、極めて質の悪いチャネルを生成する結果となり、そのチャネルを介した場合は認識不可能な信号しか受信できないことになる。受信機は、後続の段階においてこれらの不正確な推定を破棄することができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】本発明に係る信号伝達のための装置の実施形態のブロック図である。
【図１Ｂ】本発明に係る決定のための装置の実施形態のブロック図である。
【図２】本発明に係る方法を説明するために用いるＭＩＭＯシステムの概略図である。
【図３】送信機と受信機との間の通信リンクの概略図である。
【図４Ａ】本発明に係る方法の１つの実施形態のフローチャートである。
【図４Ｂ】本発明に係る方法の１つの好ましい実施形態のフローチャートである。
【図５Ａ】本発明に係る実施形態を用いるときに発生する、フレーム構造の概略図である。
【図５Ｂ】本発明に係る好ましい実施形態を用いるときに発生する、フレーム構造の概略図である。
【図６】従来の信号伝達の手法を用いるときに考えられるフレーム構造の概略図である。
【図７】従来の信号伝達の手法を用いるときに考えられる別のフレーム構造の概略図である。
【００２３】
以後の説明においては、同一または類似の要素を同一または類似の参照符号で示し、これらの参照符号を繰返し説明することを省略する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１Ａは、送信機１００と第１の受信機１０２との間の第１の通信リンク、および送信機１００と第２の受信機１０４との間の第２の通信リンクの割当てに関する情報を信号により伝達するものであって本発明に係る装置の実施形態のブロック図である。送信機１００は、第１のユーザ識別子ｕｉ１を第１のサブチャネルＨ１を介して送信し、第２のユーザ識別子ｕｉ２を第２のサブチャネルＨ２を介して送信するサブチャネル割当信号発生器１０６を備えている。第１のサブチャネルＨ１および第２のサブチャネルＨ２は通信チャネルのサブチャネルであるが、第１および第２のサブチャネルは互いに異なる。さらに、このようなシステム設計において、第１の受信機１０２は第１のサブチャネルＨ１および第２のサブチャネルＨ２の両方を受信するが、第２の受信機１０４も、第１のサブチャネルＨ１および第２のサブチャネルＨ２の両方を受信する。受信機が送信機１００からのデータを受信できるサブチャネルを決定するため、受信機１０２および１０４のそれぞれは、受信機自身に割当てられているユーザ識別子に関する情報を有する。言い換えると、第１の受信機１０２は第１のユーザ識別子ｕｉ１に関する情報を有するのに対し、第２の受信機１０４は第２のユーザ識別子ｕｉ２に関する情報を有する。同様に送信機１００、特にサブチャネル割当信号発生器１０６は、第１および第２のユーザ識別子のうちどちらのユーザ識別子がそれぞれの受信機に割当てられているかに関する情報を有し、第１のサブチャネルＨ１を介して第１のユーザ識別子ｕｉ１を送信することにより、第１の受信機１０２に対して、この第１のサブチャネルＨ１を介して送信したデータを第１の受信機１０２が受信するようになっていることを正確に通知する。同様に、第２の受信機１０４が第２のサブチャネルＨ２を介して第２のユーザ識別子ｕｉ２を受信した場合、第２の受信機は、第２のサブチャネルＨ２を介して送信されたデータを第２の受信機１０４が受信するようになっていることを認識する。さらに第１の受信機１０２は、第２のサブチャネルＨ２を介して送信されたデータを第１の受信機１０２が受信しないことになっていることを認識している。同様に、第２の受信機１０４は、第１のサブチャネルＨ１を介して送信されたデータを第２の受信機１０４が受信しないことになっていることを認識している。サブチャネルを介して受信機に送信されたデータの取得または破棄を区別する実現性は、サブチャネルのそれぞれを介して（例えば、通信リンクを確立する時間において）送信されたユーザ識別子の特定に基づいている。このように、それぞれの受信機にサブチャネルの割当てに関する情報を信号により伝達することは、（受信機に対するサブチャネルの割当てが含まれている）参照テーブルの送信を回避できるという利点を提供する。したがって、受信機にサブチャネルの割当てに関する情報を信号により伝達することは、最新技術よりも効率的かつ高速に実現でき、したがって、ユーザに対してペイロードデータを送信するためのデータ伝送速度を増加できる。
【００２５】
図１Ｂは、受信機１０２内に配置されているものであって決定するための本発明に係る装置１５０の実施形態のブロック図である。説明を簡潔にするために、決定装置１５０の実施形態は、図１Ｂの受信機が１つのチャネルだけ、例えば第１のサブチャネルＨ１だけを管理する場合を除いて、図１Ａに示されている第１の受信機１０２について説明する。決定装置１５０は、推定器１５２および検出器１５４を備えている。推定器１５２は、サブチャネルを介してユーザ識別子ｕｉを受信し推定する。例えば、第１のサブチャネルＨ１を介して受信機１０２に送信される第１のユーザ識別子ｕｉ１を受信し推定する。推定器はさらに、例えば様々なユーザ識別子のうちどのユーザ識別子ｕｉが実際に送信されたか（すなわち、第１のユーザ識別子ｕｉ１または第２のユーザ識別子ｕｉ２が送信されたかどうか）を推定する。これは、例えばサブチャネルを介して送信されたユーザ識別子が、フェージングまたは混合ノイズなどのチャネル障害により歪みを生じる場合に有効である。このとき推定器は、ユーザ識別子を送信機により送信することを決定する要素と同じように動作する。
【００２６】
さらに推定器は、それぞれのサブチャネルを介して送信されるものであって、「プレコーディングされた」ユーザ識別子を復号化し、ユーザ識別子のプレコーディングは、図１Ａに示されているとおり、送信機または送信機１００内のサブチャネル割当信号発生器によって行われる。このプレコーディングは、チャネルを介してデータを送信するときに生じるチャネル障害の影響をなくすために、例えば、送信機内で行うことができる。したがって、推定器１５２は、例えば所定のユーザ識別子の集合から、あるユーザ識別子であって推定されるユーザ識別子ｅｕｉを提供する。次に、推定されたユーザ識別子ｅｕｉは、それぞれの受信機に割当てられたユーザ識別子に関する情報を有する検出器１５４に提供される。図１Ｂに示される例においては、検出器１５４は第１の受信機１０２に割当てられた第１のユーザ識別子ｕｉ１に関する情報を有する。推定したユーザ識別子ｅｕｉが所定のユーザ識別子と所定の関係にある場合、例えば、推定したユーザ識別子ｅｕｉが所定のユーザ識別子ｕｉ１に等しい場合に、検出器は、それぞれのユーザ識別子ｕｉを受信したサブチャネルがデータ送信のために割当てられていることを表す割当信号ＡＳを出力する。図１Ｂに示される例については、検出器１５４は、推定されたユーザ識別子ｅｕｉが所定のユーザ識別子に等しい場合に、第１のサブチャネルＨ１が送信機と第１の受信機１０２との間の通信に割当てられていることを示す割当信号ＡＳを出力し、この場合所定のユーザ識別子は第１のユーザ識別子ｕｉ１に等しい。これに対し、検出器１５４が、推定したユーザ識別子ｅｕｉが第１のユーザ識別子ｕｉ１に等しくないと判断した場合は、検出器１５４は、第１のサブチャネルＨ１が送信機から第１の受信機１０２へのデータ送信のために第１の受信機１０２に割当てられていないことを示す割当信号ＡＳを出力する。
【００２７】
図２は、本発明で考えられるシステムの例を示している。このようなマルチポイント環境において中央ユニット１００は、複数の端末装置１０２、１０４（ユーザ）と通信する。無線システムにおいては、これら端末装置１０２、１０４は一般に、ランダムアクセスチャネルＨ（ｎ）を介して中央ユニット１００にメッセージを送ることにより、ネットワーク内に登録される。中央ユニット１００はこのメッセージを確認し、ユーザ１０２、１０４に対し、そのユーザが疑わしいものでないことを示し、更なる信号による伝達の手順において利用する数値識別子を割当てる。例えば、共通ブロードキャストチャネルを介して特定のユーザ１０２、１０４に向けて情報を送信する場合である。
【００２８】
このようなシステムにおける物理チャネルＨ（ｎ）は、中央ユニット１００と各ユーザ１０２、１０４との間のチャネルに対応する行列の集合Ｈ１（ｎ）、．．．、Ｈｎ（ｎ）によってモデル化でき、送信信号と受信信号との関係は式１．１で表わすことができる（上述のとおり）。いずれかの手段によって、基地局１００はそれぞれの副搬送波上の各ユーザの通信路行列Ｈ１（ｎ）、．．．、Ｈｎ（ｎ）の完全な情報を得ることができる。この情報を用いて、中央ユニット１００は式１．２に示されている方法で送信信号を構成し、Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．ＢａｕｃｈおよびＪ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる、ＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｂｕｒｇに掲載された「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」（２００５年４月）、または国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているような連続符号化方法および連続割当て方法を伴う協調的なゼロフォーシング（ｚｅｒｏ−ｆｏｒｃｉｎｇ）を用いて、割当てられた空間範囲を特徴付ける送信重みベクトルおよび受信重みベクトルを計算する。このアルゴリズムの適用により得られるものであって効果的に分離された範囲を介して、ある出力およびビットローディングを、ある対象の基準にしたがって実行できる。以下において、割当てられたサブチャネルを介して送信される信号の正しい検出を実行するのに必要な全情報をユーザに提供するための信号による伝達の概念について説明する。
【００２９】
信号伝達手順の第１のステップは、ダウンリンクにおいて、プレコーディングされた全てのチャネルを介してパイロットシーケンスを同時送信することからなる（図３を参照）。任意の副搬送波ｎに関して、ユーザｋが受信するプレコーディング行列は、以下のように与えられる。
【数１２】
2010093825.tif 000014
ここで、
【数１３】
2010093825.tif 000015
であり、Ｐ（ｎ）∈ＣＣ×Ｃは、主対角に要素
【数１４】
2010093825.tif 000016
を有する対角行列である。パイロットシーケンス
【数１５】
2010093825.tif 000017
がＰ（ｎ）およびＶ（ｎ）により作られた送信チェーンを介して送信された場合、副搬送波ｎを介して任意のユーザｋが受信する信号は、以下のように表される。
【数１６】
2010093825.tif 000018
ここで、Ｑ＝［ｑ１．．．ｑｃ］Ｔ∈ＣＣ×Ｂは、長さＢのパイロットシーケンスの行列である。なお、この行列は全ての副搬送波について同一であってもよく、パイロットシーケンスの最大数は送信要素の数ｔに等しい。したがってこれらパイロットシーケンスは、全ての受信端末装置が認識するシステム所定のパラメータであってもよい。認識したこの情報を用いていずれの受信機も、プレコーディング行列Ｍｋ（ｎ）の列を推定できる。言うまでもなく、パイロットシーケンスが長くなれば、推定はさらに正確になる。パイロットシーケンスの幾何的特性は推定の質に影響を与える。これに関しては、最尤推定の場合におけるノイズの増加を避けるために、パイロットシーケンスとして互いに直交するベクトルを選択することが特に重要である。
【００３０】
一例（Ｍｋ（ｎ）の最尤推定）として、受信行列
【数１７】
2010093825.tif 000019
の列を並べて式１．３を書き直すと、以下のように１つの列ベクトル
【数１８】
2010093825.tif 000020
を形成することができる。
【数１９】
2010093825.tif 000021
ここで、
【数２０】
2010093825.tif 000022
および
【数２１】
2010093825.tif 000023
は、それぞれ行列Ｍｋ（ｎ）およびＮｋ（ｎ）の第ｃ列を表し、
【数２２】
2010093825.tif 000024
はｒｋ×ｒｋサイズの単位行列であり、
【数２３】
2010093825.tif 000025
はクロネッカー積である。
【００３１】
分散σ２を有する相関のないノイズを仮定すると、プレコーディングされたチャネルの係数の最尤推定は以下のように得られる。
【数２４】
2010093825.tif 000026
さらに、推定誤りの共分散行列は
【数２５】
2010093825.tif 000027
によって与えられる。なお、パイロットシーケンスが直交となるように選択されている場合は、推定誤りは相関がなく、全てのチャネル係数に対して等しい分散を有する。
【００３２】
受信機ｋに対し行列Ｍｋ（ｎ）の各列は、受信機が中央ユニットにより割当てられている空間範囲を表わしている。列
【数２６】
2010093825.tif 000028
がユーザｋに割当てられている、すなわちｕｎ（ｃ）＝ｋと仮定する。Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．ＢａｕｃｈおよびＪ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる、２００５年４月のＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｉｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｈｂｕｒｇに掲載された「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」、または国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているとおり、
【数２７】
2010093825.tif 000029
は特定の部分空間における
【数２８】
2010093825.tif 000030
の右特異ベクトル（right singular vector）であり、受信重みベクトル
【数２９】
2010093825.tif 000031
は対応する左特異ベクトル（left singular vector）となるように選択される。したがって、以下の式が成立する。
【数３０】
2010093825.tif 000032
ここで、
【数３１】
2010093825.tif 000033
はサブチャネルπｎ（ｃ）の増幅率（gain）である。したがって、ユーザｋは、列
【数３２】
2010093825.tif 000034
を正規化し、得られた単位ノルムベクトルの共役転置を取ることにより、割当てられた範囲ｃに対する受信重みベクトルを得ることができる。しかし、この時点では、ユーザはそれぞれのプレコーディングされたチャネルのどの列が割当てられているかを認識していない。
【００３３】
割当てられた範囲をユーザに知らせるために、信号による伝達の手順の第２のステップにおいて、各サブチャネルを介して、そのサブチャネルが割当てられているユーザに対応するユーザ識別子が送信される。
【００３４】
説明の導入部分で述べたとおり、サブチャネルπｎ（ｃ’＞  ｃ）がサブチャネルπｎ（Ｃ）に干渉を起こさないのに対して、サブチャネルπｎ（ｃ’＜  ｃ）は干渉を起こす。したがって、連続符号化を用い、各ステップにおいて既に符号化されたユーザにより発生する干渉の情報を考慮に入れてユーザ識別子を送信することにより、干渉のない送信を実現する必要がある。
【００３５】
ユーザ識別子の送信中に受信機は、全ての空間範囲を介して、すなわちプレコーディング通信路行列Ｍｋ（ｎ）の全ての列を介して、送信された信号の検出を試みる必要がある。これを達成するために、受信重みフィルタを計算し、受信信号に適用しなければならない。副搬送波ｎ上で、サブチャネルπｎ（ｃ）だけがユーザｋに割当てられていると仮定する。副搬送波ｎ上で受信した信号を
【数３３】
2010093825.tif 000035
でフィルタリングすることにより、ユーザｋがユーザ自身の識別子を検出する必要がある。ところが、受信した信号を別のベクトル
【数３４】
2010093825.tif 000036
を用いてフィルタリングすると、ユーザ自身の識別子とは明らかに異なる値が検出される。なお、検出のためにユーザは、ユーザ識別子を送信するために使用された一連の信号を知る必要がある。これは、所定のシステムパラメータでなければならない。
【００３６】
別の例（ユーザ識別子の送信および検出）では、２人のユーザを有するシステム、すなわちＫ＝２、ｒ１＝ｒ２＝２およびｔ＝２であるシステムを考える。副搬送波ｎにおいては、以下のように表される。
【数３５】
2010093825.tif 000037
これらのチャネルの情報を使用して、中央ユニットは、Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．ＢａｕｃｈおよびＪ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる、２００５年４月のＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｂｕｒｇに掲載された「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」、または国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているＣＺＦ−ＳＥＳＡＭアルゴリズムを実行し、以下のようになる。
【数３６】
2010093825.tif 000038
【００３７】
中央ユニットは、
【数３７】
2010093825.tif 000039
となるように出力を割当てると仮定すると、結果として得られるプレコーディング通信路行列はＭ１（ｎ）＝Ｈ１（ｎ）およびＭ２（ｎ）＝Ｈ２（ｎ）となり、これはパイロットシーケンスを利用して受信機により推定できる。１をユーザ１の識別子とし、−１をユーザ２の識別子とする。サブチャネルπｎ（１）を介して−１が送信される。特定の符号化を適用し、サブチャネルπｎ（２）のユーザ１が受ける干渉を取り除くことにより、このサブチャネルπｎ（２）を介して１が送信される。これを実行する方法は、２０００年１０月に発行された、Ａｓｉｌｏｍａｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ，Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ、ｐｐ．１６２７−１６３１、Ｇ．ＧｉｎｉｓおよびＪ．Ｃｉｏｆｆｉによる「Ａ  Ｍｕｌｔｉ−ｕｓｅｒ  Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ  ａｃｈｉｅｖｉｎｇ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ＤＳＬ  Ｓｔｓｔｅｍｓ」に記載されているＴｏｍｌｉｎｓｏｎ−Ｈａｒａｓｈｉｍａプレコーディングである。この方法は最初に、送信されたシンボルから、チャネルを介して送信されたときの信号に加わる干渉を差し引き、次に、送信出力を抑えるために、送信機におけるモジュロ演算により得られる値にモジュロ演算を実行する。この例では、ユーザ１に割当てられたサブチャネル上のユーザ２の識別子によって発生する干渉は以下の式で与えられる。
【数３８】
2010093825.tif 000040
【００３８】
ユーザ１の識別子からの干渉を差し引き、サブチャネルπｎ（２）の増幅率を考慮に入れると、以下の式が得られる。
【数３９】
2010093825.tif 000041
【００３９】
なお、この値がサブチャネルπｎ（２）を介して送信される場合、サブチャネルπｎ（１）からの干渉は受信機で消される。不都合なのは、この値が１よりはるかに大きく、送信機における可能な限りの出力の制限を超える場合があるということである。送信出力を制限するために、区間［−２、２］に基づいてモジュロ演算を適用できる。その結果、サブチャネルπｎ（２）を介して送信される値１／２が得られる。
【００４０】
ノイズを無視すると、第１の範囲を介してユーザ１は以下の信号を受信する。
【数４０】
2010093825.tif 000042
この信号値をチャネル増幅率λ＝５で割ると−０．８６が得られる。この値はモジュロ区間内にあり、−１として検出される。このようにしてユーザ１は、この範囲が割当てられていないことを認識する。
【００４１】
第２の範囲を介して、ユーザ１は以下の信号を受信する。
【数４１】
2010093825.tif 000043
【００４２】
この値をチャネル増幅率
【数４２】
2010093825.tif 000044
で割り、区間［−２、２］にわたってモジュロ演算を適用すると値１が得られ、これはユーザ１にこの範囲が割当てられていることを示す。
【００４３】
第１の範囲を介して、ユーザ２は以下の信号を受信する。
【数４３】
2010093825.tif 000045
この信号値をチャネル増幅率λ＝６で割ると−１が得られ、ユーザ２がこのサブチャネルを介して信号を受信することを示している。
【００４４】
最後に、第２の範囲を介して、ユーザ２は以下の信号を受信する。
【数４４】
2010093825.tif 000046
この信号は１として検出され、受信機がこの範囲を無視すべきであることを示している。
【００４５】
このような例においては、偶発的に、ユーザが割当てられていない範囲にユーザ自身の識別子を検出することがある。実際には、これが発生する確率は、ＢＰＳＫより大きいレベルの一連の信号、および、例えばＱＰＳＫ、８−ＱＡＭ、１６−ＱＡＭ等の符合化手法を用いることにより適宜小さくすることができる。
【００４６】
各ユーザはユーザ自身の識別子を認識しているため、受信機はこの認識情報を利用して、受信重みベクトルの推定を改良できる。
【００４７】
信号による伝達手順の第３の段階では、任意の特定のサブチャネルを介して、一連の信号またはビットローディングに関する情報が送信される。第２の段階と同様にこの情報は、ユーザにより認識されている所定のシステムのパラメータを用いて送信する必要がある。このステップの後、ユーザは検出に必要な全パラメータを認識し、データ送信を開始できる。
【００４８】
図４Ａには、本発明の実施形態による本提案の手順の可能な信号伝達の手順が示されている。ここで、第１のステップ４０２では、基地局がプレコーディング行列およびローディング方法を計算する。次の第２のステップ４０４では、基地局ＢＳはプレコーディング行列を介してパイロットを送信し、移動局ＭＳがプレコーディングチャネルを推定する。次に第３のステップ４０６では基地局ＢＳが、基地局とユーザとの間の通信リンクに割当てられているサブチャネルの各ユーザにユーザ識別子を送信する。次に第４ステップ４０８で基地局ＢＳは、各サブチャネルを介して送信されるデータ量を信号化するビットローディング方法をユーザＭＳに送信する。最後の第５ステップ４１０では、サブチャネルを介するペイロードデータの送信を開始する。
【００４９】
図４Ｂに関して信号伝達の手順は、図４Ａの実施形態による信号伝達の手順に似ているが、ステップ４０４と４０６が結合されているという点で異なる。これは、例えばユーザ識別子およびチャネル推定に対してパイロットシーケンスを使用し、信号伝達のオーバヘッドを低減することによって実現できる。しかし、特定の信号伝達の結果を得るには、それぞれ異なるサブチャネルを介するパイロットシーケンスが互いに直交している必要がある。
【００５０】
図５はダウンリンクの場合に得られるフレーム構造の例を示している。第１の時間間隔５０２では、図４のステップ４０４に示されているように、パイロット信号が送信される。次に、第２の時間間隔５０４では、ユーザ識別子ＵＩＤが（図４のステップ４０６で示されているように）送信される。次に、第３の時間間隔５０６では、図４のステップ４０８に示されているように、ビットローディングＢＬが実行される。最後に、第４の時間間隔５０８では、図４のステップ４１０にしたがって、ペイロードデータが送信される。なお一般的には、パイロットは連続符号化を実行することなく送信される。ただし、連続符号化が、識別子、ビットローディングパラメータおよびデータの送信に必要となる場合もある。
【００５１】
図４Ｂによる信号伝達の方法を使用する場合、図５Ｂに示されているように一連のユーザ識別子およびパイロットの組み合わせができる。この方式は、別々になっている信号伝達とは異なり、もはやユーザ識別子およびチャネル推定という２つのステップがなく、ユーザ識別子およびチャネル推定を一体で実行する１つのステップのみとなる。
【００５２】
ユーザが少数の場合には、提案した手順を変更して、第１および第２のステップを単一のステップに結合でき、これにより信号伝達の手順を短縮できる。これは、チャネル推定に使用するパイロットシーケンスの異なる集合を各ユーザに割当てることで達成できる。特定のユーザは、推定のためにユーザ自身のパイロットシーケンスを利用し、送信機は各範囲を介してその範囲が割当てられているユーザに対応するパイロットシーケンスを送信する。パイロットシーケンスが直交するように選択されている場合、ユーザは、受信信号とユーザの既知のパイロットシーケンスとの相関を求めることにより、ユーザに割当てられた範囲だけを推定できる。同じ副搬送波を介して複数の範囲を推定するためにユーザには、受信アンテナの数または送信要素の数のうちいずれか小さい数と同じ数のパイロットシーケンスを与える必要がある。受信信号と送信されていないパイロットシーケンスとの相関を取ることにより得られる推定は、極めて質の悪いチャネルを生成する結果となり、そのチャネルを介すると認識不可能な信号しか受信できないことになる。受信機は後続の段階においてこれらの不正確な推定を破棄することができる。この識別子とパイロット信号の結合の主な欠点は、適度な数のユーザと受信アンテナに対して、事前に多数のシーケンスを割当てる必要があり、これにより直交度を維持するためにシーケンスが極めて長くなることである。
【００５３】
しかし、短いシーケンスに対しては、むしろこの手法が適している。この手法では、パイロットシーケンスは少なくとも、ユーザに割当てられたパイロットシーケンスと同じ長さである。例えば、１０人のユーザが存在し、各ユーザがユーザ自身のパイロットシーケンスを割当てられている場合、各パイロットシーケンスは、直交性の基準を満たすために少なくとも１０ビットの長さを有する必要がある。
【００５４】
以下においては、数値的な例を用いて、ＣＺＦ−ＳＥＳＡＭを有するマルチユーザ・マルチキャリアＭＩＭＯシステムに適用される標準的な手法に関して、本提案の信号伝達の手法の利点を説明する。
【００５５】
送信アンテナｔ＝４、ユーザＫ＝１０、各ユーザの受信アンテナｒｋ＝２、搬送波Ｎ＝１０２４であると仮定する。１０人のユーザを参照するのに必要なビットの最小数は４である。さらに、ユーザ識別子が２／３のレートで符号化され、ＱＰＳＫシンボルとして送信されると仮定する。すなわち、ユーザ識別子を送信するためには、３つのシンボルが必要であると仮定する。標準的な手法では、ユーザ識別子が、割当てられた全ての副搬送波および受信重みベクトルによって表わされる空間範囲を有するある参照テーブルよりも前に置かれる（図６参照）。副搬送波の参照は少なくとも１０ビットを必要とし、これは、一連のＱＰＳＫによって符号化されずに送信される場合、５つのシンボルを形成する。各受信重みベクトルまたは各ビームは、一組の複素数または区間［−１、１］内の同等な４つの実数により表わされる。この区間が１６セグメントで量子化される場合、各実数は４ビットで表わされ、したがってＱＰＳＫを用いると、重みベクトルを表すには全体で８つのシンボルが必要となる。全ての空間、周波数の範囲が割当てられていると仮定すると、これら範囲全体を参照するのに必要なシンボルの総数は、２×１０２４×（５＋２×８）＝４３００８以上となり、この場合は、全ての副搬送波が少なくとも２つの異なるユーザのテーブル内で参照されることと、所定の搬送波上の特定のユーザに割当てられるビームの最大数は２であることとが考慮されている。この数に対して、ユーザを参照するのに必要なシンボルを加える必要がある。すなわち、全ユーザがある特定の範囲を占めると仮定すると、３０シンボルとなる。また、参照テーブル内の全てのビーム領域の終端および各参照テーブルの終端を表わすには、いくつかの追加シンボルが必要となる。さらに各ビーム領域および各参照テーブルの終端には、これらの形式を合わせるために３つのシンボルを追加することを考慮しなければならない。全搬送波が割当てられ、全ユーザがある特定の範囲を有すると考えると、形式を合わせる必要があるシンボルの数は、２×１０２４×３＋１０×３＝６１７４以上となる。範囲およびユーザを参照するのに必要なシンボルおよび形式を合わせたシンボルが加えられると、全体で少なくとも４９２１２のシンボルが得られる。これらのシンボルは、標準的な手法において共通信号リンクを介して送信する必要があるものであって情報内容の保守的な推定を構成する。共通信号リンクに対して、フレームの最初にタイムスロットが割当てられ、このリンク内で送信するのに、１０２４の搬送波を有するＯＦＤＭ方式を用いると仮定する。共通信号リンクを介して信号伝達シンボルを送信するのに必要なＯＦＤＭシンボルの数は、
【数４５】
2010093825.tif 000047
である。この数に対して、チャネル推定のためにパイロットとして使用されるＯＦＤＭシンボルがさらに４つ加えられ、標準的な信号伝達の手法による共通信号リンクを介した信号伝達のために必要な全部で５３個のＯＦＤＭシンボルが得られる（図７参照）。共通信号リンクでの送信後、最初にパイロットを送信して、受信機が自身に割当てられたチャネルを推定できるようにし、最後にいくつかのシンボルを割当てて、データ送信に使用するビットロードまたは一連の信号を表す必要がある。８つのシンボルおよびビットロードを表わすための２つ以上のシンボルを有するパイロットシーケンスを考えると、標準的な信号伝達手法における全体の信号オーバヘッドは、６３個のＯＦＤＭシンボルである。共通信号リンクにおけるチャネルの推定に比べて、プレコーディングされたサブチャネルの推定のために長いトレーニングシーケンスを取るのは、共通信号リンクにおいては副搬送波間の相関を利用して推定を改善できるが、ＣＺＦ−ＳＥＳＡＭアルゴリズムから得られるプレコーディングは周波数領域におけるチャネルの相関特性を崩し、結果として推定における同一の質を達成するのにより多くのパイロットが必要となるからである。
【００５６】
前述の新規の信号伝達手法に戻ると、信号伝達のために必要なＯＦＤＭシンボルの量は８＋３＋２＝１３に減少することが分かる。この計算に関しては、ユーザの参照およびビットロードの表示に必要なパイロットシーケンスの長さおよびシンボルの数は、標準的な手法の場合と同様に選択されると仮定した。この例ではオーバヘッドは約７９．４％減少することがわかった。この計算例においては、標準的な手法に好都合である極めて保守的な数値を選択した。さらに、標準的な手法のオーバヘッドは、システムにおけるユーザ数が増加するに伴って増加するが、新規の信号伝達の手法のオーバヘッドは、全てのユーザが参照のために割当てられたシンボルで参照できる限り、ユーザ数に対して一定である。この例に関しては、最初の２つの信号伝達ステップを結合することにより、特定のユーザのパイロットシーケンスのための１０個のシンボル、およびビットローディングのための２ビットが得られる。この結果、このオーバヘッドは７．７％に減少する。
【００５７】
ホワイトノイズのシナリオに対しては、当初ＣＺＦ−ＳＥＳＡＭアルゴリズムが提案された。カラーノイズのシナリオに対する簡単な拡張は、受信機の構造内におけるノイズの白色化段階の適用を含んでいる。この種のシナリオでは、前述のダウンリンク信号伝達の概念を簡単に適用できる。唯一の違いは、基地局が物理チャネルではなくシステム内のユーザの利用できるチャネルを知る必要があるということである。ＴＤＤ方式では、基地局がアップリンク内で利用できるチャネルの推定ができるようにするために、任意のユーザｋが、物理チャネルＨｋを介してパイロットを送信する代わりに、行列
【数４６】
2010093825.tif 000048
を介してパイロットを送信する必要がある。すなわち、パイロットは移動局において、対応する白色化行列の転置行列を用いてプレコーディングする必要がある。これらの利用できるチャネルを介して、基地局はＣＺＦ−ＳＥＳＡＭアルゴリズムを実行し、ダウンリンクの信号伝達が前述と同様に発生する。しかし、この段階で基地局から送信された情報を正しく検出するためには、移動局は物理チャネルの出力における信号ではなく、白色化フィルタの出力における受信信号を考慮しなければならない。
【００５８】
さらに詳細には、通信チャネルのサブチャネルの決定は、以下に説明するように実行できる。ここでは、チャネルの幾何的特性を利用する。より詳細な解析に関しては、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に示されている。
【００５９】
国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されている考えは、各ユーザに関連した各ユーザ信号が、互いに直交した異なる部分空間内で送信される場合に、効率的なマルチユーザ送信システムを実現できるという見地に基づいており、この場合本発明に係る通信環境において送信する各ユーザ送信機は、送信のために特定のユーザの特定の部分空間に割当てられる。
【００６０】
デジタル領域におけるユーザ信号が複数の係数を含んでいるという事実に基づき、ベクトルは、そのベクトルの係数が配列されている空間内に配置されたベクトルと見なされる。
【００６１】
例えば３つの係数を含んだユーザ信号は、３次元の空間内に配置されたベクトルと考えることができ、この空間は固有値または特異値に関連付けられた直交固有ベクトルにより範囲が決められている。さらに、固有ベクトルに関連する固有値は、固有ベクトルにより決定される空間方向に関連した減衰係数または増幅係数と考えることができる。
【００６２】
国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されている考えによれば、ユーザ信号はある特定の共通周波数に関連付けされ、これは、信号をマルチキャリアシステムにおける副搬送波に割当てた結果として生じる。ある特定の周波数で信号を送信するために、部分空間をこの特定の周波数に関連する部分空間とすることができる。さらに、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアによれば、互いに直交する別の部分空間に別の周波数に関連する別のユーザ信号をマッピングできる。さらに、例えばマルチユーザ送信において、有効帯域幅を効率的に利用できる。これは、同一の周波数帯域が、同一周波数を共有するものの異なる部分空間内で送信される複数ユーザ信号に対して使用できるためである。
【００６３】
本説明において、「部分空間」とは空間の一部を指す。前述の例を再び参照すると、３次元空間に関連付けされた部分空間は、例えば、第１および第２の方向（例えば、ｘ、ｙ成分）に関連付けられた固有ベクトルにより範囲が決まる平面であってもよい。しかし、部分空間は、１つの固有ベクトルにより範囲が決まることもある。この場合には、部分空間は１次元である。一般的に、ある空間に関連付けられた部分空間は、その空間よりも低い次元を有する。
【００６４】
本発明の手法は単純である。これは、公知の幾何的で線形な信号処理方法、例えば回転、射影または選択的な部分空間の処理、例えば、ある特定の部分空間に関連付けられた特定の信号成分だけの処理が実行されるためである。
【００６５】
国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアは、デジタル信号の幾何的な特性を利用して、マルチユーザ信号の処理と分離の概念を提供するものであり、異なるユーザに関連付けられた異なるユーザ信号は異なる部分空間上に射影され、全ての部分空間は他の全ての部分空間と直交している。
【００６６】
例えば、マルチユーザ信号を第１の受信機と、第１の受信機および基地局から空間的に離れた第２の受信機とに送信するものである本発明の概念を利用する基地局が、第１の受信機で受信する第１のユーザ信号と、第２の受信機で受信する第２のユーザ信号とを処理する。例えば、受信機における効率的なマルチユーザ分離を可能にするために、基地局を国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアにしたがって構成することにより、第１のユーザ信号を第１の部分空間に射影し、第２のユーザ信号を第２の部分空間に射影し、ここで第２の部分空間は第１の部分空間に直交しており、結果として得られる空間的に分離された信号を重ね合わせて、例えば第１および第２の受信機に対し複数の送信点によって同時に送信される送信信号を得ることができる。それぞれの受信機においてチャネルの影響が完全に除去できる場合第１の受信機は、第２の部分空間を削除する間に、第１の部分空間を取り込むことにより送信信号を受信したものから第１のユーザ信号を抽出することができる。同様に、第２の受信機は第２の部分空間を取得して、第２のユーザ信号を抽出し、第１のユーザ信号を含んだ第１の部分空間を削除することができる。
【００６７】
しかし、通信チャネルすなわち送信機と第１の受信機との間の第１の通信チャネル、および送信機と第２の受信機との間の第２の通信チャネルが互いに直交していない場合は、干渉が発生する可能性がある。この場合には、受信機はチャネルを均等化して干渉を除去し、それぞれの部分空間を取得する。
【００６８】
均等化の概念に加えて、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアはさらに、非直交チャネルを処理して、分離された各ユーザ信号を壊す干渉を防ぐ概念を提供している。このとき、ある特定の部分空間だけが選択されている。
【００６９】
チャネルを直交させる代わりに、すなわち第１および第２のユーザ信号に干渉を制御可能に導入し、物理的な通信チャネルを介して送信するときに発生する干渉を消す代わりに、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアは、それぞれの「チャネル部分空間」に信号を線形射影することに基づいた概念を提供している。このとき、例えば第１の信号は、送信機と第１の受信機との間にある第１のチャネルの係数により決定される空間の第１の部分空間に射影され、第２のユーザ信号は、送信機と第２の受信機との間にある第２のチャネルの係数により決定される空間の第２の部分空間に射影されている。
【００７０】
言い換えると、各チャネルを直交させる代わりに、互いに直交するある特定の１つの「チャネル部分空間」だけを使用してそれぞれのユーザ信号を送信する。このとき、別の「チャネル部分空間」に対して非直交である「チャネル部分空間」は、そのユーザ信号の送信から除かれる。
【００７１】
例えば、送信機がｔ個の送信点を含み、各送信点はアンテナを含んでいる。このとき、ｔ個の係数を含んだ送信信号がｔ個の送信点により同時に送信される。すなわち、送信信号の各係数は異なる送信点により送信される。ｔが１より大きい場合に結果として得られるチャネルは、各送信点に関連するそれぞれの経路により決定される。したがって、チャネル係数は、複数の列および例えばｔ個の行、または複数の行および例えばｔ個の列を含んだ行列を形成するように配置される。
【００７２】
互いに直交する部分空間内の第１のユーザ信号および第２のユーザ信号を送信することにより、それぞれの受信機における本発明に係るユーザ分離を可能にするため、および通信チャネルの非直交性に起因する干渉を低減するために、第１のユーザ信号が射影される第１の部分空間は、第１の通信路行列の係数が配置される空間のある部分空間である。さらに、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアによれば、第２の部分空間は、第２の通信路行列の係数が配置される空間のある特定の部分空間である。さらに詳細には第２の部分空間は、第２の部分空間が第１の部分空間に直交するように第２の通信路行列の係数が配置されている空間から選択される。それぞれのチャネルに応じて異なるユーザ信号が直交部分空間に射影されるため、送信信号が非直交チャネルを介して送信される場合でも、干渉は完全になくなるか、または少なくとも減少する。
【００７３】
国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアはさらに、例えばサービス品質、ビット誤り率、遅延等のある特定の送信要件に応じて、それぞれのユーザに通信リソースを空間的およびユーザによる選択に応じて割当てる可能性を提供する。再び２つのユーザ信号を有する例を参照すると、第１のユーザ信号は第２のユーザ信号より広い帯域幅を必要とする。この場合、第１の部分空間は、第２のユーザ信号の送信に使用される第２の部分補空間よりも大きい範囲を有するように選択される。例えば、部分空間の割当ては、後続の複数のステップで実行される。第１のステップでは、減衰を低減するため、または一般的に第１のユーザ信号の送信に関連した送信要件を満たすため、データ転送速度を増加するために十分大きい範囲を持つ部分空間または大きい固有値に関連する固有ベクトルにより張られる部分空間が選択される。第１および第２の通信チャネルが互いに非直交である可能性があるため、第１の部分空間は、第２のチャネルの係数が配置されている空間と重複する成分を有することがある。したがって、第２の部分空間は、第２のチャネルの係数が配置されている結果として得られる補空間から選択でき、補空間は、第２のチャネルの係数が配置されている空間から第１の部分空間の重複する成分を除いた結果として得られる。
【００７４】
国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているアイデアはさらに、例えば最小チャネル減衰、送信遅延、ユーザ優先度、ビットレート、ビット誤り率等のある特定の送信要件に応じて、それぞれのユーザに通信リソースを空間的かつユーザの選択に応じて割当てる可能性を提供する。
【００７５】
２つのユーザ信号に関する前述の説明を参照すると、第１および第２の部分空間の成分、すなわち第１の部分空間全体にわたる固有ベクトルおよび第２の部分空間全体にわたる固有ベクトルが、後続の反復ステップの間に連続的に決定される。言い換えると、前述の本発明の概念である部分空間を連続的に決定する代わりに、例えば、例として第１または第２の部分空間のいずれかの固有ベクトルを決定してもよい。したがって、選択される固有ベクトルに関連する１つの固有値のある特性を考慮に入れる一方で、例えば、両方の部分空間が互いに直交するように、第１および第２の部分空間を連続的、例えば反復的に決定することができる。したがって、ある特定の部分空間の特性は明示的に考慮に入れることができる。
【００７６】
例えば減衰は、部分空間全体にわたる固有ベクトルに関連する固有値に直接依存するため、部分空間の特性は送信の特性に関連する。この場合、最大の固有値に関連する固有ベクトルを選択することが重要である。例えば、第１の反復ステップにおいて、例えば第１または第２のユーザのために利用できる固有値の中の最大の固有値に関連する固有ベクトルが選択される。したがって、選択された固有ベクトルによって張られた部分空間を、利用できる部分空間から差し引いて後続の反復のために縮小した部分空間を得ることができる。
【００７７】
後続の反復ステップでは、縮小した部分空間に対して特異値分解を行い、固有値およびそれに関連する固有ベクトルを得ることができる。固有ベクトルは縮小した部分空間全体を含んでいる。さらに後続の反復ステップでは、固有値を解析し、例えば、決定した固有値の中の更なる最大値を決定できる。例えば更なる最大固有値は、例としてビット誤り率、サービス品質、遅延等のユーザ要件に応じて、あるいはそれぞれのユーザに対する固有ベクトルの適合性に応じて、第１および第２のユーザに割当てることができる。
【００７８】
後続の反復ステップでは、利用できる部分空間から先に選択された固有ベクトルにより張られた部分空間を差し引き、後続の反復等の基礎として役立つ部分補空間を得ることができる。この反復は、利用できる部分空間に関連付けされた利用できる全ての範囲がユーザに割当てられると停止し、または残りの範囲、例えば小さい固有値、例えば０．０１の最大固有値に関連付けることにより、対応する空間方向に対して顕著な減衰を予測できるようにし、結果的にこれらの方向を考慮しなくてよいときに停止する。反復の終了時に、第１のユーザに割当てられた固有ベクトルは第１の部分空間を張り、第２のユーザに割当てられた固有ベクトルは第２の部分空間を張る。各反復において、事前に割当てられている部分空間が、現在利用できる部分空間から差し引かれ、次に、補空間が考慮される。したがって、結果として得られる第１および第２の部分空間の直交関係を常に得ることができる。
【００７９】
本説明において、「直交（orthogonal）」は、部分空間を張る固有ベクトルの理想的で丸め誤差のない決定を実行できる事例に関係する。しかし、固有ベクトルをデジタル処理で計算すると、限定された計算精度だけを達成して、例えば有限のワード長または丸め誤差に起因する直交誤差が発生する。したがって、以下の説明において「直交」は、計算精度に応じて、例えば、例としては（例えば、非直交性に関して）０〜０．００１、０〜０．０１または０〜０．１に跨る直交範囲内で直交するベクトルに関係する。
【００８０】
したがって、好ましい実施形態においては、本発明に係る信号伝達装置はさらに、第１の重み係数の集合を生成し、第２の重み係数の集合を生成する発生器を備えている。ここで、第１の重み係数の集合を用い第１の受信機に関連する第１のユーザ信号に重み付けして第１の送信信号を得、第２の重み係数の集合を用い第２の受信機に関連する第２のユーザ信号に重み付けして第２の送信信号を得る。
発生器はさらに、空間の第１の部分空間を張るｍ個の固有ベクトルを計算する計算機を備えている。ここで、ｍは１以上であり、ｍ個の固有ベクトルが第１の受信機の第１の重み係数の集合を形成している。この計算機はさらに、別の空間の第２の部分空間を張るｎ個の固有ベクトルを計算する。ここで、第２の部分空間は第１の部分空間に直交しており、ｎは１以上であり、ｎ個の固有ベクトルは、第２の受信機の第２の重み係数の集合を形成している。この結果第１の送信信号は、第１のユーザ信号の第１の部分空間への射影を表し、第２の送信信号は、第２のユーザ信号の第２の部分空間への射影を表している。
ここで、サブチャネル割当信号発生器は、第１の重み係数の集合を用いて第１のユーザ識別子を送信し、第２の重み係数の集合を用いて第２のユーザ識別子を送信する。
【００８１】
まとめると、新しい信号伝達の概念は、マルチ出力マルチ入力およびマルチキャリアのシステムのユーザに対し、標準的な信号伝達手法の主な欠点を克服するものであるリソース割当て、チャネル状態および送信パラメータに関する必要な情報を提供する。
【００８２】
第１のステップにおいてリソース割当てに関する情報をブロードキャストする代わりに、本発明に係る方法の実施形態では、最初にパイロットシーケンスをプレコーディングされたチャネルを介してブロードキャストすることにより、システム中の全ての受信機がその受信機に割当てられた全ての空間範囲を推定できるようにする。第２のステップでは、ユーザ識別子が各空間範囲を介して送信され、受信機がその受信機自身に割当てられている範囲を認識できるようにする。最後に、ビットローディングなどの送信パラメータが割当てられた各サブチャネルを介して送信される。
【００８３】
この手法は信号をブロードキャストするチャネルが必要ないため、帯域幅を節約できる。パイロットは、割当てられたサブチャネルを推定するために従来の手法で送信する必要があり、したがってパイロットの送信は、標準的な信号伝達方式と比較して追加の帯域幅を必要としない。ユーザ識別子はユーザへのリソース割当てを明らかにし、もっぱらこのために割当てられた追加の帯域幅を表わす。この帯域幅は、信号のブロードキャストチャネルを動作させるのに必要な帯域幅と比較して小さい。さらに、ユーザ識別子がそれぞれの受信機により認識されるため、この情報を用いてチャネル推定を改善できる。
【００８４】
これまで、マルチポイントシステムに関する、本発明を適用できる信号伝達の新しい一般概念を説明してきた。この一般化された手順は、３つのステップで表すことができる。
まず、割当てられたリソースを介して、パイロットシーケンスをブロードキャストするステップである。次に、リソースが割当てられたそれぞれの部分を介して、ユーザ識別子を送信するステップである。さらに、リソースが割当てられたそれぞれの部分を介して、追加の送信パラメータを送信するステップである。
【００８５】
この一般概念は特に、マルチ入力およびマルチ出力を有するマルチポイントシステムに適する。このようなシステムにおいては、Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．ＢａｕｃｈおよびＪ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる、２００５年４月のＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｂｕｒｇに掲載された「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」、または国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１において記載されている分解アルゴリズムにより、中央ユニットで計算されたリソース割当てを受信端末装置に信号伝達することができる。この信号伝達は、以下のステップを含んでいる。
まず、任意の特定の範囲を介した送信に使用する出力を表わす出力割当行列と、Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．ＢａｕｃｈおよびＪ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる、２００５年４月のＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｂｕｒｇに掲載された「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」、または国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているＣＺＦ−ＳＥＳＡＭアルゴリズムを適用した結果得られるプレコーディング行列とにより形成されるチェーンを介してパイロットシーケンスを送信するステップである。これらのシーケンスは、直交シーケンスまたは任意のシーケンスであってよいが、前者はプレコーディングされたチャネルの推定の際にいくつかの利点を提供する。これらのシーケンスは一般的に、いずれの連続符号化手法も適用することなく送信される。
次に、所定の一連の信号、または連続符号化のうち少なくとも一方を用いて、各サブチャネルを介してユーザ識別子を送信し、干渉を抑制するステップである。
さらに、各サブチャネルを介して、データ送信に使用するビットローディングまたは一連の信号に関する情報を送信するステップである。所定の一連の信号または連続符号化手法のうち少なくとも一方を用いて、この情報を送信し干渉を抑制する必要がある。
【００８６】
あるいは、受信アンテナの数または送信要素の数のうちどちらか小さいほうと同数のパイロットシーケンスの集合を各ユーザに割当てることにより、第１および第２のステップを結合して単一のステップとすることができる。この場合には、Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．ＢａｕｃｈおよびＪ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる、２００５年４月のＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｂｕｒｇに掲載された「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」、または国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されている分解アルゴリズムにより、中央ユニットで計算されたリソース割当てを受信端末装置に信号伝達できる。この信号伝達は、以下のステップを含んでいる。
まず、任意の特定の範囲を介して送信するのに使用する出力を表わす出力割当行列と、Ｐ．Ｔｅｊｅｒａ，Ｗ．Ｕｔｓｃｈｉｃｋ，Ｇ．ＢａｕｃｈおよびＪ．Ａ．Ｎｏｓｓｅｋによる、２００５年４月のＩＴＧ／ＩＥＥＥ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｓｍａｒｔ  Ａｎｔｅｎｎａｓ、Ｄｕｉｓｂｕｒｇに掲載された「Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ」、または国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０１２５７１に記載されているＣＺＦ−ＳＥＳＡＭアルゴリズムを適用した結果得られるプレコーディング行列とにより形成されるチェーンを介して、パイロットシーケンスを送信するステップである。このステップでは、各空間範囲に対して、その空間範囲が割当てられているユーザに対応するシーケンスを選択する必要がある。特定の副搬送波でユーザが２つ以上の範囲が割当てられる場合は、そのユーザに割当てられたシーケンス中の異なるパイロットシーケンスが異なる範囲に対して選ばれなければならない。パイロットシーケンスは、直交シーケンスまたは任意のシーケンスであってよいが、前者はプレコーディングされたチャネルの推定の際にいくつかの利点を提供する。これらのシーケンスは一般的に、どの連続符号化手法も適用することなく送信される。
次に、各サブチャネルを介して、データ送信に使用するビットローディングまたは一連の信号に関する情報を送信するステップである。所定の一連の信号または連続符号化のうち少なくとも一方を用いてこの情報を送信し、干渉を抑制する必要がある。
【００８７】
最後の方法によれば、ユーザに対してどの範囲が割当てられたかは明示的に示されない。しかし、この場合、推定は割当てられたサブチャネルに一致せず、その結果サブチャネルは極めて質が悪いため、受信信号は認識されず、その後受信端末装置はその範囲を破棄できる。
【００８８】
ある特定の実施要件に応じて、本発明に係る方法はハードウェアまたはソフトウェアにより実現できる。これは、デジタル記憶媒体、特に本発明に係る方法を実行するプログラム可能なコンピュータシステムと協調するものであって、電子的に読み取り可能な制御信号を有するディスクまたはＣＤを用いて実施することができる。したがって一般的に本発明は、コンピュータ読み取り可能な担体に格納されているプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品であり、プログラムコードはコンピュータ上で本発明に係る方法を実行する。したがって言い換えると本発明に係る方法は、コンピュータ上で本発明に係る方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【図１Ａ】
2010093825.tif 000049
【図１Ｂ】
2010093825.tif 000050
【図２】
2010093825.tif 000051
【図３】
2010093825.tif 000052
【図４Ａ】
2010093825.tif 000053
【図４Ｂ】
2010093825.tif 000054
【図５Ａ】
2010093825.tif 000055
【図５Ｂ】
2010093825.tif 000056
【図６】
2010093825.tif 000057
【図７】
2010093825.tif 000058
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月2日(2009.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機（１０２）に割当てられている所定の第１のパイロットシーケンスに基づいて、送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の通信リンクを通信チャネルのサブチャネル（Ｈ１）に割当てることを決定する装置（１５０）であって、前記通信チャネルはマルチ入力マルチ出力チャネルであり、前記送信機は、第１のサブチャネルを介して第１のパイロットシーケンスを送信し、第２のサブチャネルを介して第２のパイロットシーケンスを送信するものであり、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルと異なるものであり、前記第１および第２のパイロットシーケンスは互いに直交するものであって、
異なるサブチャネル（Ｈ１，Ｈ２）からの複数の受信信号と、前記所定の第１のパイロットシーケンスとの相関を求める推定器（１５２）と、
ブロードキャストするチャネルを用いることなく、サブチャネルを通して最初に信号伝達されるユーザ識別子であって、ユーザ別のパイロットシーケンスの形式をとるユーザ識別子に基づいてサブチャネルの割当てを決定するために、前記受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にある場合には、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクを各サブチャネル（Ｈ１，Ｈ２）に割当て、前記受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にない場合には、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクを各サブチャネル（Ｈ１，Ｈ２）に割り当てない検出器（１５４）と
を備え、
ここで、前記推定器（１５２）は、第１の空間範囲によって前記第１のサブチャネル（Ｈ１）を特定し、第２の空間範囲によって前記第２のサブチャネル（Ｈ２）を特定するものであり、前記第１および第２の空間範囲は互いに異なるものであり、
前記推定器（１５２）は、前記第１のサブチャネルとは異なる第３のサブチャネルからの別の受信信号と、前記第１のパイロットシーケンスまたは前記第１の受信機（１０２）へ関連付けられた別のパイロットシーケンスとの相関を求めるものであり、
前記検出器（１５４）は、前記別の受信信号と、前記第１のパイロットシーケンスまたは前記第１の受信機（１０２）へ関連付けられた前記別のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にある場合に、前記第３のサブチャネルを前記送信機（１００）と前記第１の受信機（１０２）との間の前記通信リンクに割当てるものであり、
結果として、前記パイロットシーケンスは、ユーザの特定とチャネルの推定の双方に用いられるものである、装置。
【請求項２】
受信機（１０２）に割当てられている所定の第１のパイロットシーケンスに基づいて、送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の通信リンクを通信チャネルのサブチャネル（Ｈ１）に割当てることを決定する方法であって、前記通信チャネルはマルチ入力マルチ出力チャネルであり、第１のサブチャネルは第１の空間範囲により特定され、第２のサブチャネルは第２の空間範囲により特定され、前記第１および第２の空間範囲は互いに異なるものであり、前記第１のサブチャネル（Ｈ１）と第３のサブチャネルとは、前記送信機（１００）と前記第１の受信機（１０２）との間の通信リンクへ割り当てられ、前記第１および第３のサブチャネルは互いに異なるものであり、前記送信機は、前記第１のパイロットシーケンスまたは前記受信機（１０２）へ関連付けられた別のパイロットシーケンスを、前記第３のサブチャネルを介して送信するものであり、
前記第１のパイロットシーケンスは第１のサブチャネルを介して送信され、第２のパイロットシーケンスは第２のサブチャネルを介して送信されるものであり、
前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルとは異なるものであり、
前記第１および第２のパイロットシーケンスは互いに直交するものであり、
異なるサブチャネル（Ｈ１，Ｈ２）からの複数の受信信号と、前記所定の第１のパイロットシーケンス、または前記第１の受信機（１０２）へ関連付けられた別のパイロットシーケンスとの相関を求めるステップと、
ブロードキャストするチャネルを用いることなく、サブチャネルを通して最初に信号伝達されるユーザ識別子であって、ユーザ別のパイロットシーケンスの形式をとるユーザ識別子に基づいてサブチャネルの割当てを決定するために、前記受信信号の各々と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にある場合には、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクを各サブチャネル（Ｈ１，Ｈ２）に割当て、前記受信信号と前記第１のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にない場合には、前記送信機（１００）と前記受信機（１０２）との間の前記通信リンクを各サブチャネル（Ｈ１，Ｈ２）に割当てないステップと、
前記第１のサブチャネルとは異なる第３のサブチャネルからの別の受信信号と、前記第１のパイロットシーケンス、または前記第１の受信機へ関連付けられた別のパイロットシーケンスとの相関を求めて、前記別の受信信号と、前記第１のパイロットシーケンスまたは前記受信機へ関連付けられた前記別のパイロットシーケンスとの相関が所定の関係にある場合に、前記第３のサブチャネルを前記送信機と前記第１の受信機との間の前記通信リンクへと割当てるステップであって、結果として、前記パイロットシーケンスは、ユーザの特定とチャネルの推定の双方に用いられるものである、ステップと
を含む方法。
【請求項３】
コンピュータ上で請求項１または２に記載の方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
【外国語明細書】
2010093825.tif 000059
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