(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多入力多出力ＭＩＭＯチャネルのランクを決定する装置であって、
少なくとも１つのプロセッサであって、
複数のランクについて複数の性能メトリクスを決定する手段、ここで、各ランクは多入力多出力ＭＩＭＯチャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示し、前記決定する手段は、（ｉ）前記ＭＩＭＯチャネルの1つまたは複数のサブキャリアについて後処理メトリクスを生成するために、前記ＭＩＭＯチャネルの応答メトリクスに空間マッパを適用すること、（ii）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアに対し信号対雑音および干渉比（ＳＩＮＲ）を計算すること、（iii）受信機の信号対雑音比（ＳＮＲ）を前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの容量にマッピングすること、および／または（iv）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの平均容量を計算すること、のうちの１つまたは複数を実行することによって、前記性能メトリクスを決定する、および
複数の調整済み性能メトリクスを取得するために、前記複数のランクの前記複数の性能メトリクスに調整を施す手段と、ここで前記調整はシステム損失を補う、
を備える少なくとも１つのプロセッサと、
前記複数の調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択する手段と、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されているメモリと、
を備える装置。
【請求項２】
前記性能メトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの容量に関する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記性能メトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループットに関する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記性能メトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの信号品質に関する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記調整は、データ送信に使用される誤り訂正符号による損失を補う、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記調整は、前記受信機でのチャネル推定誤りを補う、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記調整は、前記受信機によって観察される干渉の変動を補う、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記調整は、データ送信に使用される送信電力の変動を補う、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
閾値未満の性能メトリクスを有するランクを省略する手段を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記調整を施す手段は、
前記プロセッサが所与の値の範囲内にある値を有する性能メトリクスと関連する前記複数のランクのうちのランクにのみ基づきランク選択を実行するように、前記複数のランクから、所与の値の範囲外にある値を有する性能メトリクスに関連するランクを除外することにより、前記複数のランクについての複数の性能メトリクスに調整を施す、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記所与の値の範囲は、データ送信に使用可能なパケットフォーマットによって決定される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数の調整済み性能メトリクスのそれぞれは値に関連し、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の調整済み性能メトリクスの関連する複数の値に基づき最も高いレベルの性能を提供することが期待されるランクを選択する、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数の調整済み性能メトリクスのそれぞれは値に関連し、前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記複数の調整済み性能メトリクスの関連する複数の値に基づき最も高いレベルの性能を提供することが期待されるランクを決定する手段と、
前記最も高いレベルの性能を提供することが期待されるランクの前記調整済み性能メトリクス値に基づき所与の値の範囲を設定する手段と、
（ｉ）前記複数の調整済み性能メトリクスの前記関連する複数の値に基づき最低レベルの性能を提供することが期待され、（ii）前記所与の値の範囲内にある調整済み性能メトリクス値も有するランクを選択する手段と、
を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
所定数のビットによって前記選択されたランクを表し、前記選択されたランクを送信機に送信する手段を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
前記選択されたランクの調整済み性能メトリクスに基づいて少なくとも１つのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を決定する手段を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
前記選択されたランクの調整済み性能メトリクスに基づいて信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定し、前記選択されたランクのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を取得するために前記ＳＮＲを量子化する手段を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記メモリは、前記性能メトリクスの調整に関する少なくとも１つのルックアップテーブルを記憶する、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルのランクを決定する方法であって、
複数のランクについての複数の性能メトリクスを決定すること、ここで、各ランクは多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示し、前記複数の性能メトリクスを決定することは、（ｉ）後処理メトリクスを生成するために、前記ＭＩＭＯチャネルの1つまたは複数のサブキャリアに対し、前記ＭＩＭＯチャネルの応答メトリクスに空間マッパを適用すること、（ii）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアに対し信号対雑音および干渉比（ＳＩＮＲ）を計算すること、（iii）受信機の信号対雑音比（ＳＮＲ）を前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの容量にマッピングすること、および／または（iv）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの平均容量を計算すること、のうちの１つまたは複数を含む、および
複数の調整済み性能メトリクスを取得するために、前記複数のランクの前記複数の性能メトリクスに調整を施すこと、ここで前記調整はシステム損失を補う、
前記複数の調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択すること、
を備える方法。
【請求項１９】
前記複数の性能メトリクスを決定することは、前記ＭＩＭＯチャネルの容量、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループット、または前記ＭＩＭＯチャネルの信号品質のうちの１つまたは複数について性能メトリクスを決定することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の性能メトリクスのうちの１つまたは複数について調整を計算することをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記計算することは、データ送信に使用される誤り訂正符号、前記受信機におけるチャネル推定誤り、前記受信機によって観察される干渉の変動、データ送信に使用される送信電力の変動、またはこれらの組み合わせのうちの１つまたは複数による損失を補うために計算することを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
多入力多出力ＭＩＭＯチャネルのランクを決定する装置であって、
複数のランクについて複数の性能メトリクスを決定する手段、ここで、各ランクは多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示し、前記決定する手段は、（ｉ）前記ＭＩＭＯチャネルの1つまたは複数のサブキャリアについて後処理メトリクスを生成するために、前記ＭＩＭＯチャネルの応答メトリクスに空間マッパを適用すること、（ii）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアに対し信号対雑音および干渉比（ＳＩＮＲ）を計算すること、（iii）受信機の信号対雑音比（ＳＮＲ）を前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの容量にマッピングすること、および／または（iv）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの平均容量を計算すること、のうちの１つまたは複数を実行することによって、前記性能メトリクスを決定する、および
複数の調整済み性能メトリクスを取得するために、前記複数のランクの前記複数の性能メトリクスに調整を施す手段と、ここで、前記調整はシステム損失を補う、
前記複数の調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択する手段と、
を備える装置。
【請求項２３】
前記性能メトリクスを決定する手段は、前記ＭＩＭＯチャネルの容量、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループット、または前記ＭＩＭＯチャネルの信号品質のうちの１つ以上に関する性能メトリクスを決定する手段を備える、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記複数の性能メトリクスの１つまたは複数について調整を計算する手段をさらに備える、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記計算する手段は、データ送信に使用される誤り訂正符号、受信機におけるチャネル推定誤り、前記受信機によって観察される干渉の変動、データ送信に使用される送信電力の変動、またはこれらの組み合わせのうちの１つまたは複数による損失を補うために計算する手段を備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに多入力多出力ＭＩＭＯチャネルのランクを決定する方法を実行させる命令を記憶するプロセッサ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、
複数のランクの性能メトリクスを決定する命令、ここで、各ランクは多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示し、前記性能メトリクスを決定することは、（ｉ）前記ＭＩＭＯチャネルの1つまたは複数のサブキャリアについて後処理メトリクスを生成するために、前記ＭＩＭＯチャネルの応答メトリクスに空間マッパを適用すること、（ii）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアに対し信号対雑音および干渉比（ＳＩＮＲ）を計算すること、（iii）受信機の信号対雑音比（ＳＮＲ）を前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの容量にマッピングすること、および／または（iv）前記ＭＩＭＯチャネルの１つまたは複数のサブキャリアの平均容量を計算すること、のうちの１つまたは複数を含む、
複数の調整済み性能メトリクスを取得するために、前記複数のランクの前記複数の性能メトリクスに調整を施す命令、ここで前記調整はシステム損失を補う、および、
前記複数の調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択する命令、
を備える、プロセッサ読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
米国特許法第１１９条による優先権の主張
本出願は、２００５年６月１６日に出願され、この譲受人に譲渡され、かつ参照して本明細書に組み込まれている「干渉のロバストランク予測、電力制御、チャネル推定、パケットフォーマットおよびアドミッション制御（ROBUST RANK PREDICTION FOR INTERFERENCE, POWER CONTROL, CHANNEL ESTIMATION, PACKET FORMATS AND ADMISSION CONTROL）」と題された米国仮特許出願第６０／６９１，７２３号に対して優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して通信に、より具体的には、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてデータを送信するための技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムにおいて、送信機（例えば、基地局や端末）は、複数の（Ｒ個の）受信アンテナを具備する受信機へのデータ送信に対して複数の（Ｔ個の）送信アンテナを利用することがある。複数の送信および受信アンテナは、スループットを増大させ、および／または信頼性を向上するために使用可能なＭＩＭＯチャネルを形成する。例えば、送信機は、スループットを向上するために、Ｔ個の送信アンテナからＴ個のデータストリームを同時に送信することがある。代替的に、送信機は、受信機による受信を改良するために、全Ｔ個の送信アンテナから単一のデータストリームを冗長的に送信することがある。
【０００４】
各送信アンテナからの送信は、他の送信アンテナからの送信に対する干渉を招く。場合によっては、Ｔ個未満のデータストリームをＴ個の送信アンテナから同時に送信することによって性能改良が達成されることがある。例えば、Ｔ個の送信アンテナのサブセットが選択されてもよく、データストリームが各選択された送信アンテナから送信されてもよい。送信に使用されない送信アンテナは、送信に使用される送信アンテナに対する干渉を招くことはない。ゆえに、選択された送信アンテナで送信されるデータストリームに対して性能改良が達成されることがある。
【０００５】
ランク予測とは、ＭＩＭＯチャネルのランク、つまり、ＭＩＭＯチャネルを介して同時送信可能なデータストリーム数を決定することである。データストリームの送信が多すぎると、これらのデータストリームの各々によって過剰な干渉が観察されることがあり、性能全体が害される場合がある。反対に、データストリームの送信が少なすぎると、ＭＩＭＯチャネルの容量が完全に利用されない。
【０００６】
従って、ＭＩＭＯチャネルのランクを決定するための技術が当技術分野で必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
ＭＩＭＯシステムにおいてランク予測を実行するための技術についてここで説明する。一実施形態では、ランク予測は、ＭＩＭＯチャネルの異なる可能なランクの性能を評価して、最良またはほぼ最良の性能を有するランクを選択することによって達成される。一実施形態では、該ランク予測はシステム損失を補っており、システム損失は、データ送信によって観察されることのある任意のタイプの損失を含むことがある。
【０００８】
ランク予測の一実施形態では、複数のランクの性能メトリクスがまず決定される。各ランクは、ＭＩＭＯチャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示している。該性能メトリクスは該ＭＩＭＯチャネルの容量、該ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループット、該ＭＩＭＯチャネルの信号品質などに関することがある。該複数のランクの該性能メトリクスに調整を施して、これらのランクの調整済み性能メトリクスを取得する。該調整は、データ送信に使用される誤り訂正符号、受信機におけるチャネル推定誤り、該受信機によって観察される干渉の変動、電力コントロールによる送信電力の変動、および／または他の要因による損失などのシステム損失を補う。そして、ランクが該複数のランクの該調整済み性能メトリクスに基づいて選択される。最良の調整済み性能メトリクスを有するランクが選択されてもよい。代替的に、該最良の調整済み性能メトリクスの所定のパーセンテージ内の調整済み性能メトリクスを有する最低ランクが選択されることもある。該選択されたランクの少なくとも１つのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）が、該選択されたランクの該調整済み性能メトリクスに基づいて決定される。該選択されたランクおよび（複数の）ＣＱＩは量子化されて、送信機に送信される。
【０００９】
本発明の種々の観点および実施形態についてさらに詳細に後述する。
【００１０】
本発明の特徴および性質は、図面と関連してなされる以下の詳細な説明からより明らかになり、図面中、同一の参照番号は同一の部分を識別している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】送信機ステーションおよび受信機ステーションを示す図。
【図２】送信機ステーションの処理ユニットを示す図。
【図３】容量ベースのランク予測を実行するランク予測器を示す図。
【図４】スループットベースのランク予測を実行するランク予測器を示す図。
【図５】ランク予測器内の容量調整ユニットを示す図。
【図６】ランク予測を実行するプロセスを示す図。
【図７】ランク予測を実行する装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
用語「例示的」はここで、「一実施例、一例、または一例証として作用する」ことを意味するために使用される。「例示的」としてここで説明されている任意の実施形態や設計は、必ずしも、他の実施形態や設計よりも好ましい、または好都合であると解釈されるべきではない。
【００１３】
図１は、無線通信システム１００における２つのステーション１１０および１５０の一実施形態のブロック図を示している。ダウンリンク（またはフォワードリンク）送信について、ステーション１１０は、基地局、アクセスポイント、ノードＢ、および／または他のネットワークエンティティの一部であってもよく、またこの機能性の一部または全部を含有していてもよい。ステーション１５０は、端末、モバイルステーション、ユーザ機器、加入者ユニット、および／または他のデバイスの一部であってもよく、またこの機能性の一部または全部を含有していてもよい。アップリンク（またはリバースリンク）送信について、ステーション１１０は、端末、モバイルステーション、ユーザ機器などの一部であってもよく、ステーション１５０は、基地局、アクセスポイント、ノードＢなどの一部であってもよい。ステーション１１０はデータ送信の送信機であり、複数の（Ｔ個の）アンテナを具備している。ステーション１５０はデータ送信の受信機であり、複数の（Ｒ個の）アンテナを具備している。各送信アンテナおよび各受信アンテナは物理的アンテナまたはアンテナアレイであってもよい。
【００１４】
送信機ステーション１１０において、送信（ＴＸ）データプロセッサ１２０はデータソース１１２からトラヒックデータを受信し、パケットフォーマットに従ってこのトラヒックデータを処理（例えば、フォーマット、符号化、インタリーブ、およびシンボルマッピング）し、データシンボルを生成する。ここで使用されているように、データシンボルはデータ用のシンボルであり、パイロットシンボルはパイロット用のシンボルであり、シンボルは通常複素数値である。データシンボルおよびパイロットシンボルは、ＰＳＫやＱＡＭなどの変調方式からの変調シンボルであってもよい。パイロットは、送信機および受信機両方によって事前に（ａ  ｐｒｉｏｒｉ）知られているデータである。パケットフォーマットは、データレートや情報ビットレート、符号化方式やコードレート、変調方式、パケットサイズ、および／または他のパラメータを示すことがある。パケットフォーマットは、レート、トランスポートフォーマット、または他の用語で称されることもある。ＴＸデータプロセッサ１２０はデータシンボルをＭ個のストリームをデマルチプレックスし（ここで１≦Ｍ≦Ｔ）、Ｍは、コントローラ／プロセッサ１４０によって提供されるランクによって決定される。データシンボルストリームはＭＩＭＯチャネルを介して同時送信されて、これらは、データストリーム、空間ストリーム、出力ストリーム、または他の用語で称されることもある。
【００１５】
ＴＸ空間プロセッサ１３０はパイロットシンボルにＭ個のデータシンボルストリームを乗算して、多重化されたデータおよびパイロットシンボルに送信機空間処理を実行して、出力シンボルのＴ個のストリームをＴ個の送信機（ＴＭＴＲ）１３２ａ乃至１３２ｔに提供する。各送信機１３２はこの出力シンボルストリームを処理（例えば、変調、アナログ変換、フィルタリング、増幅、およびアップコンバート）し、変調された信号を生成する。送信機１３２ａ乃至１３２ｔからのＴ個の変調された信号は、それぞれアンテナ１３４ａ乃至１３４ｔから送信される。
【００１６】
受信機ステーション１５０において、Ｒ個のアンテナ１５２ａ乃至１５２ｒはＴ個の変調された信号を受信し、各アンテナ１５２は受信信号をそれぞれの受信機（ＲＣＶＲ）１５４に提供する。各受信機１５４はこの受信信号を処理（例えば、フィルタリング、増幅、ダウンコンバート、ディジタル化、および復調）して、受信シンボルを取得する。各受信機１５４はトラヒックデータの受信シンボルを受信（ＲＸ）空間プロセッサ１６０に提供して、パイロットの受信シンボルをチャネルプロセッサ１９４に提供する。チャネルプロセッサ１９４は、パイロットの受信シンボル（および、場合によってはトラヒックデータの受信シンボル）に基づいてステーション１１０からステーション１５０へのＭＩＭＯチャネルの応答を推定して、チャネル推定値をＲＸ空間プロセッサ１６０に提供する。ＲＸ空間プロセッサ１６０は、チャネル推定値によってトラヒックデータの受信シンボルにＭＩＭＯ検出を実行して、データシンボル推定値を提供する。ＲＸデータプロセッサ１７０はさらにデータシンボル推定値を処理（例えば、デインタリーブおよび復号）して、復号データをデータシンク１７２に提供する。
【００１７】
受信機ステーション１５０はチャネル条件を評価して、フィードバック情報を送信機ステーション１１０に送信してもよい。フィードバック情報は、例えば、送信に使用するランク、チャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）、送信に使用するパケットフォーマット、受信機ステーション１５０によって復号されたパケットの肯定応答（ＡＣＫ）および／または否定応答（ＮＡＫ）、他のタイプの情報、あるいはこれらの組み合わせを示すことがある。フィードバック情報はＴＸシグナリングプロセッサ１８０によって処理（例えば、符号化、インタリーブ、およびシンボルマッピング）され、ＴＸ空間プロセッサ１８２によって空間処理され、送信機１５４ａ乃至１５４ｒによってさらに処理されて、Ｒ個の変調された信号を生成し、これらはアンテナ１５２ａ乃至１５２ｒを介して送信される。
【００１８】
送信機ステーション１１０において、Ｒ個の変調された信号はアンテナ１３４ａ乃至１３４ｔによって受信され、受信機１３２ａ乃至１３２ｔによって処理され、ＲＸ空間プロセッサ１３６によって空間処理され、ＲＸシグナリングプロセッサ１３８によってさらに処理（例えば、デインタリーブおよび復号）されて、フィードバック情報を回復する。コントローラ／プロセッサ１４０は、フィードバック情報に基づいて受信機ステーション１５０へのデータ送信をコントロールする。
【００１９】
コントローラ／プロセッサ１４０および１９０はそれぞれステーション１１０および１５０での動作をコントロールする。メモリ１４２および１９２はそれぞれステーション１１０および１５０のデータおよびプログラムコードを記憶する。
【００２０】
ここに説明されているランク予測技術は、任意のＭＩＭＯ無線通信システム、例えば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システム、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムなどのＭＩＭＯ無線通信システムに使用されてもよい。ＯＦＤＭＡシステムは直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用し、ＳＣ−ＦＤＭＡシステムはシングルキャリア周波数分割多重化（ＳＣ−ＦＤＭ）を利用する。ＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭはシステム帯域幅を複数の（Ｋ個の）直交サブキャリアに分割し、これらはトーン、ビンなどとも称される。各サブキャリアはデータによって変調されてもよい。一般的に、変調シンボルはＯＦＤＭによって周波数ドメインで、かつＳＣ−ＦＤＭによって時間ドメインで送信される。
【００２１】
送信機ステーション１１０のＴ個のアンテナおよび受信機ステーション１５０のＲ個のアンテナによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、サブキャリアｋごとのＲ×Ｔ  ＭＩＭＯチャネル応答行列Ｈ（ｋ）を特徴とすることがあり、これは以下のように表されてもよい。
【数１】
0005453374.tif 000002
【００２２】
ここでエントリｈｉ，ｊ（ｋ）（ｉ＝１，．．．，Ｒかつｊ＝１，．．．，Ｔ）は、サブキャリアｋの送信アンテナｊと受信アンテナｉとの結合または複素利得である。
【００２３】
ＭＩＭＯチャネルはＳ個の空間チャネルに分解されることがあり、ここでＳ≦ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝である。空間チャネルは空間層、層、独立チャネルなどと称されることもある。ＭＩＭＯチャネル応答行列Ｈ（ｋ）は、ＭＩＭＯチャネルのＳ個の固有モードを取得するために対角化されてもよく、これらは直交空間チャネルとみなすことができる。Ｓ個のデータシンボルストリームは、送信機で固有ビーム形成を実行することによってＳ個の固有モードで送信されてもよい。Ｓ個のデータシンボルストリームは、送信機での何らかの空間処理によって、または空間処理なしで、Ｓ個の空間チャネルで送信されてもよい。
【００２４】
固有モード数（または空間チャネル数）は、ＭＩＭＯチャネルのランクと称される。ＭＩＭＯチャネルは、Ｓ＝ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝の場合はフルランクとみなされ、Ｓ＜ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝の場合はフルランク未満である。ランクは概してチャネル条件によって決定される。例えば、ランクは通常、分散が多い無線チャネルではより高く、空間相関チャネルおよび視線（ＬＯＳ）チャネルではより低い。
【００２５】
良好な性能（例えば、より高い総スループット）は、データシンボルストリーム数がＭＩＭＯチャネルのランクに整合するようにデータを送信することによって達成可能である。低ランクチャネルにおいて、データシンボルストリーム数の削減は実質的にストリーム間干渉を削減し、送信データシンボルストリームの受信信号品質を高め、これによってこれらのストリームはより高いレートで送信可能となる。従って、より少数のデータシンボルストリームでより高い総スループットを達成できる場合もある。反対に、フルランクチャネルにおいて、最大数のデータシンボルストリームが送信されることがあり、ＭＩＭＯチャネルの空間チャネルのすべてを完全に利用して、ＭＩＭＯ利得を最大化する。
【００２６】
ここに説明されているランク予測技術は、良好な性能が達成可能になるように、送信するデータシンボルストリーム数を決定する。
【００２７】
ランク予測技術は、シングルコードワード（ＳＣＷ）モードおよびマルチコードワード（ＭＣＷ）モードなどの種々の動作モードと併用されてもよい。ＳＣＷモードでは、１つのパケットフォーマットがすべてのデータシンボルストリームに使用され、これにより、送信機および受信機での動作が簡略化される。ＭＣＷモードでは、データシンボルストリームごとに異なるパケットフォーマットが使用されてもよく、これはいくつかのチャネル条件の性能を改良することができる。
【００２８】
ランク予測技術は、直接マッピング方式、擬似ランダムマッピング方式、ビーム形成方式などの種々の空間処理方式にも使用されてもよい。直接マッピング方式では、空間処理なしで各送信アンテナから１つのデータシンボルストリームが送信される。擬似ランダムマッピング方式では、各データシンボルストリームが全Ｔ個の送信アンテナから送信され、全データシンボルストリームが同様の受信信号品質を達成する。ビーム形成方式では、各データシンボルストリームが異なる固有モードで送信され、データシンボルストリームは同一または異なる受信信号品質を達成することができる。一般的に、信号品質は信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対雑音および干渉比（ＳＩＮＲ）、シンボル当たりのエネルギー対雑音比（Ｅｓ／Ｎｏ）などによって量子化されてもよい。明確にするために、ＳＮＲは、以下の説明では信号品質を表すために使用されている。
【００２９】
明確にするために、ランク予測技術は、ＯＦＤＭベースシステム、例えばＯＦＤＭＡシステムについて後述される。さらに、これらの技術は、擬似ランダムマッピング方式によるＳＣＷモードについて説明される。
【００３０】
図２は、送信機ステーション１１０におけるＴＸデータプロセッサ１２０、ＴＸ空間プロセッサ１３０、および送信機１３２ａ乃至１３２ｔの一実施形態のブロック図を示している。ＴＸデータプロセッサ１２０内で、符号器２１０が符号化方式に従ってトラヒックデータを符号化して、符号ビットを生成する。符号化方式はターボ符号、畳み込み符号、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）符号、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号、ブロック符号など、あるいはこれらの組み合わせを含んでもよい。チャネルインタリーバ２１２はインタリーブ方式に基づいて符号ビットをインタリーブ（または並べ替え）して、インタリーブされたビットを提供する。シンボルマッパ２１４は変調方式に従ってこのインタリーブされたビットをマッピングして、データシンボルを提供する。デマルチプレクサ（Ｄｅｍｕｘ）２１６はデータシンボルをＭ個のストリームにデマルチプレックスし、ここでＭはＭＩＭＯチャネルの予測／選択ランクであり、コントローラ／プロセッサ１４０によって提供される。
【００３１】
ＴＸ空間プロセッサ１３０内で、マルチプレクサ（Ｍｕｘ）２２０はＭ個のデータシンボルストリームをＴＸデータプロセッサ１２０から受信して、各シンボル周期においてこのデータシンボルおよびパイロットシンボルを適切なサブキャリアにマッピングする。空間マッピングユニット２２２は、各サブキャリアｋのデータおよび／またはパイロットシンボルに、行列選択器２２４からのＴ×Ｍ空間マッピング行列ＰＭ（ｋ）を乗算して、このサブキャリアの出力シンボルを提供する。行列ＰＭ（ｋ）はＴ×Ｔフーリエ行列、Ｔ×Ｔアダマール行列、Ｔ×Ｔ正規直交行列、または他の行列のサブ行列であってもよい。行列選択器２２４は、コントローラ／プロセッサ１４０からのランクＭに基づいてＰＭ（ｋ）の次元を決定してもよい。行列選択器２２４はまた、異なるサブキャリアに異なる空間マッピング行列を提供してもよい。空間マッピングユニット２２２はＴ個の出力シンボルストリームをＴ個の送信機１３２ａ乃至１３２ｔに提供する。
【００３２】
各送信機１３２はＯＦＤＭ変調器（Ｍｏｄ）２３０およびＴＸ無線周波数（ＲＦ）ユニット２３２を含んでいる。各送信機１３２内で、ＯＦＤＭ変調器２３０は出力シンボルストリームを受信し、ＯＦＤＭシンボルを生成する。各シンボル周期において、ＯＦＤＭ変調器２３０はＫ個のサブキャリアのＫ個の出力シンボルにＫポイントＩＦＦＴを実行して、サイクリックプレフィックスを添付して、このシンボル周期のＯＦＤＭシンボルを生成する。ＴＸ  ＲＦユニット２３２はＯＦＤＭシンボルを処理して、変調された信号を生成する。
【００３３】
受信機ステーション１５０において、受信機１５４ａ乃至１５４ｒからの受信シンボルは以下のように表されてもよい。
【００３４】
ｒ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）・ＰＭ（ｋ）・ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）＝ＨＭ（ｋ）・ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）
式（２）ここでｓ（ｋ）は、サブキャリアｋのデータシンボルのＭ×１ベクトルであり、
ｒ（ｋ）は、サブキャリアｋの受信シンボルのＲ×１ベクトルであり、
ＨＭ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）・ＰＭ（ｋ）は、サブキャリアｋのＲ×Ｍ有効ＭＩＭＯチャネル応答行列であり、
ｎ（ｋ）は、サブキャリアｋのＲ×１雑音ベクトルである。
【００３５】
簡潔にするために、雑音は、ゼロ平均ベクトルおよび共分散行列
【数２】
0005453374.tif 000003
【００３６】
による加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）であるとし、ここで、
【数３】
0005453374.tif 000004
【００３７】
は雑音の分散であり、Ｉは恒等行列である。
【００３８】
受信機ステーション１５０は、送信機ステーション１１０によって送信されたデータシンボルを回復するために種々のＭＩＭＯ検出技術を使用してもよい。これらのＭＩＭＯ検出技術には、（１）最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）、ゼロフォーシング（ＺＦ）、および最大比合成（ＭＲＣ）技術などの線形ＭＩＭＯ検出技術、および（２）最尤（ＭＬ）復号、リストスフィア復号（ＬＳＤ）、判定フィードバックイコライザ（ＤＦＥ）、および連続干渉除去（ＳＩＣ）技術などの非線形ＭＩＭＯ検出技術が含まれる。受信機ステーション１５０は、以下のように、ＭＭＳＥ、ＺＦ、またはＭＲＣ技術に基づいて、各サブキャリアｋの空間フィルタ行列を導出してもよい。
【数４】
0005453374.tif 000005
【００３９】
式（３）および（５）において、Ｄｍｍｓｅ（ｋ）およびＤｍｒｃ（ｋ）は、データシンボルの正規化推定値を取得するために使用されるスケーリング値のＭ×Ｍ対角行列である。
【００４０】
受信機ステーション１５０は以下のようにＭＩＭＯ検出を実行してもよい。
【数５】
0005453374.tif 000006
【００４１】
ここでＭ（ｋ）は、Ｍｍｍｓｅ（ｋ）、Ｍｚｆ（ｋ）、またはＭｍｒｃ（ｋ）であってもよいＭ×Ｒ空間フィルタ行列であり、
【数６】
0005453374.tif 000007
【００４２】
は、Ｍ個のデータシンボル推定値を有するＭ×１ベクトルであり、
【数７】
0005453374.tif 000008
【００４３】
は、ＭＩＭＯ検出後の雑音のベクトルである。
【００４４】
受信機ステーション１５０は、送信機ステーション１１０から受信されたパイロットシンボルに基づいてＨ（ｋ）またはＨＭ（ｋ）の推定値を取得してもよい。受信機ステーション１５０は次に、Ｈ（ｋ）またはＨＭ（ｋ）に基づいてＭ（ｋ）を導出してもよい。Ｍ（ｋ）の次元は、送信に使用されるランクＭに左右される。
【数８】
0005453374.tif 000009
【００４５】
のデータシンボル推定値はｓ（ｋ）のデータシンボルの推定値である。
【００４６】
一実施形態では、ランク予測は、ＭＩＭＯチャネルの異なる可能なランクの性能を評価して、最良またはほぼ最良の性能を有するランクを選択することによって達成される。チャネル容量、スループット、信号品質（例えばＳＮＲ）などの種々のメトリクスによって、性能は量子化されてもよい。チャネル容量は概して、通信チャネルの理論的送信容量のことである。ＭＩＭＯチャネルの容量は、ＭＩＭＯチャネルの空間チャネル数および各空間チャネルの信号品質に左右される。スループットは概して、通信チャネルを介して送信されるデータ量のことである。スループットは、チャネル容量ならびにシステムパラメータ、例えば使用可能なパケットフォーマットに左右される。チャネル容量およびスループットはスペクトル効率に関して与れられてもよく、これは通常、情報ビット／秒／ヘルツ（ｂｐｓ／Ｈｚ）の単位で与えられる。チャネル容量は以下の説明では単に容量と称される。
【００４７】
一実施形態では、ランク予測はシステム損失を補う。ここで使用されているように、システム損失は、データ送信によって経験されることがあるタイプの損失のことをいう。システム損失は、（例えば符号化方式、パケットフォーマットなどによる）システム実施損失、チャネル変動性（例えば干渉および送信電力の変動性）による損失、処理損失（例えばチャネル推定誤り）、および／または他のタイプの損失を含むことがある。
【００４８】
図３は、容量ベースのランク予測を実行し、かつシステム損失を補うランク予測器３００の一実施形態を示している。ランク予測器３００は、容量を性能メトリクスとして使用して各可能なランクの性能を評価する。簡潔にするために、以下の説明では、Ｔ≦Ｒであり、かつ最大Ｔ個のデータシンボルストリームがＴ個の送信アンテナから同時送信されるとする。ランク予測器３００は、それぞれｍ＝１乃至ＴのＴ個の可能なランクについてＴ個の処理セクション３１０ａ乃至３１０ｔを含んでいる。各処理セクション３１０は、データ送信に使用可能な異なる可能なランクの平均容量を決定する。
【００４９】
ランクｍ（ここでｍ∈｛１，．．．，Ｔ｝）の処理セクション３１０内で、空間マッピングユニット３１２が、サブキャリアｋごとにＭＩＭＯチャネル応答行列Ｈ（ｋ）を受信して、Ｈ（ｋ）にランクｍのＴ×ｍ空間マッピング行列Ｐｍ（ｋ）を乗算し、サブキャリアｋのＲ×ｍ有効ＭＩＭＯチャネル応答行列Ｈｍ（ｋ）を提供する。ユニット３１２は、ランクｍにおいて、ｍ個のデータシンボルストリームが送信されるとして、送信機ステーション１１０の空間マッピングユニット２２２と同様に空間マッピングを実行する。
【００５０】
ＳＮＲ計算ユニット３１４はｍ個のデータシンボルストリームのＳＮＲ、または同様にランクｍのｍ個の空間チャネルを決定する。ＳＮＲは、受信機ステーション１５０によって使用されるＭＩＭＯ検出技術、ならびに同時送信されたデータシンボルストリーム数に左右される。上記ＭＭＳＥ技術では、式（６）に示されているように、最初に、Ｑｍ（ｋ）がＨｍ（ｋ）に基づいて決定される。ランクｍの各データシンボルストリームのＳＮＲは次に以下のように表されてもよい。
【数９】
0005453374.tif 000010
【００５１】
ここでｑｍ，ｉ（ｋ）は、サブキャリアｋのＱｍ（ｋ）のｉ番目の対角要素であり、
ＳＮＲｍ，ｉ（ｋ）は、サブキャリアｋのデータシンボルストリームｉのＳＮＲである。
【００５２】
式（８）は線形ユニットのＳＮＲを与える。ＳＮＲは、他のＭＩＭＯ検出技術では異なるやり方で計算される。
【００５３】
ランクｍの全ｍ個のデータシンボルストリームの平均ＳＮＲが次に以下のように計算されてもよい。
【数１０】
0005453374.tif 000011
【００５４】
ここで、ＳＮＲａｖｇ，ｍ（ｋ）は、サブキャリアｋの全ｍ個のデータシンボルストリームの平均ＳＮＲである。
【００５５】
容量マッパ３１６は、各サブキャリアｋの平均ＳＮＲａｖｇ，ｍ（ｋ）を容量にマッピングして、さらに全Ｋ個のサブキャリアの容量を累積する。容量マッピングは以下のように、制約なし容量関数に基づいて実行されてもよい。
【数１１】
0005453374.tif 000012
【００５６】
ここでＣａｖｅｇ，ｍは、ランクｍの各空間チャネルの平均容量である。式（１０）において、各サブキャリアの容量はｌｏｇ２［１＋ＳＮＲａｖｇ，ｍ（ｋ）］として与えられる。全Ｋ個のサブキャリアの容量は次に、ランクｍの平均容量を取得するために累積される。制約なし容量関数は、符号化または変調による損失なしとする。
【００５７】
容量マッピングはまた、以下のように制約容量関数に基づいて実行されてもよい。
【数１２】
0005453374.tif 000013
【００５８】
ここでη＜１．０は、変調方式、符号化方式、コードレート、パケットサイズなどの種々の因子を表すことができるペナルティ因子である。容量はまた、他の容量関数やルックアップテーブルに基づいて決定されてもよい。
【００５９】
容量調整ユニット３１８は、後述のように、種々の因子を表す平均容量Ｃａｖｇ，ｍを調整する。ユニット３１８はランクｍの調整済み容量Ｃａｄｊ，ｍを提供する。
【００６０】
ランク選択器３３０は、全Ｔ個の可能なランク１乃至Ｔの調整済み容量Ｃａｄｊ，１乃至Ｃａｄｊ，Ｔを受信する。ランク選択器３３０はまず、以下のように各ランクｍの総容量Ｃｔｏｔａｌ，ｍを決定する。
【００６１】
Ｃｔｏｔａｌ＝ｍ・Ｃａｖｇ，ｍ                            式（１２）
ランク選択器３３０は次に、Ｔ個の可能なランクのうちの１つを選択する。一実施形態では、ランク選択器３３０は、以下のように、最大総容量を有するランクを提供する。
【数１３】
0005453374.tif 000014
【００６２】
別の実施形態では、ランク選択器３３０は、以下のように、最大総容量の所定のパーセンテージ内に総容量を有する最低ランクを選択する。
【００６３】
Ｍ＝ｍｉｎ{ａｒｇ（Ｃｔｏｔａｌ，ｍ＞β・Ｃｍａｘ）}              式（１４）
ここでＣｍａｘは全Ｔ個の可能なランクおよびβ≦１．０に対する最大総容量である。より低いランクは概して、劣悪なチャネル条件およびチャネル推定誤りに対してよりロバストである。従って、より低いランクが、最大総容量に近い総容量を達成できる場合、このより低いランクが選択されて使用されてもよい。
【００６４】
ＣＱＩ生成器３３２は、全Ｔ個の可能なランクの調整済み容量Ｃａｄｊ，１乃至Ｃａｄｊ，Ｔ、ならびに選択されたランクＭを受信する。一実施形態では、ＣＱＩ生成器３３２は、以下のように、選択されたランクＭの調整済み容量Ｃａｄｊ，Ｍの有効ＳＮＲを決定する。
【数１４】
0005453374.tif 000015
【００６５】
ここで、ＳＮＲｅｆｆ，Ｍはデシベル（ｄＢ）単位で与えられる。ＣＱＩ生成器３３２は、他の関数やＳＮＲ対容量のルックアップテーブルに基づいて有効ＳＮＲを決定してもよい。
【００６６】
一実施形態では、ＣＱＩ生成器３３２は、有効ＳＮＲを所定数のビットに量子化して、選択されたランクＭのＣＱＩを取得する。別の実施形態では、ＣＱＩ生成器３３２は、パケットフォーマット対必要ＳＮＲのレートルックアップテーブルに基づいて有効ＳＮＲをパケットフォーマットにマッピングする。このレートルックアップテーブルは、システムによってサポートされているパケットフォーマットごとに必要ＳＮＲを含んでいる。パケットフォーマットごとの必要ＳＮＲは、特定の目標パケット誤り率（ＰＥＲ）、例えば１％ＰＥＲのＡＷＧＮチャネルでパケットを確実に送信するのに必要な最小ＳＮＲであってもよい。レートルックアップテーブルは、コンピュータシミュレーション、経験による測定、テスト、および／または他の機構によって生成されてもよい。
【００６７】
図４は、スループットベースのランク予測を実行し、かつシステム損失を補うランク予測器４００の一実施形態を示している。ランク予測器４００は、スループットを性能メトリクスとして使用して各可能なランクの性能を評価する。ランク予測器４００は、それぞれｍ＝１乃至ＴのＴ個の可能なランクのＴ個の処理セクション４１０ａ乃至４１０ｔを含んでいる。各処理セクション４１０は、データ送信に使用可能な異なる可能なランクのスループットを決定する。
【００６８】
ランクｍ（ここでｍ∈｛１，．．．，Ｔ｝）の処理セクション４１０内で、ユニット４１２、４１４、４１６、および４１８は、それぞれ図３のユニット３１２、３１４、３１６および３１８と同様に動作する。ＳＮＲ計算ユニット４２０は、ランクｍの調整済み容量Ｃａｄｊ，ｍを受信し、例えば式（１５）に示されているように、有効ＳＮＲを決定する。レートルックアップテーブル４２２はランクｍの有効ＳＮＲを受信し、最大スループットと、有効ＳＮＲ未満の必要ＳＮＲとを有するパケットフォーマットを提供する。
【００６９】
ランク選択器４３０は全Ｔ個の可能なランクのスループットＴＰ１乃至ＴＰＴを受信し、以下のように、各ランクの総スループットＴＰｔｏｔａｌ，ｍを決定する。
【００７０】
ＴＰｔｏｔａｌ，ｍ＝ｍ・ＴＰｍ                式（１６）
ランク選択器４３０は次に、Ｔ個の可能なランクのうちの１つを選択する。一実施形態では、ランク選択器４３０は、以下のように最大総スループットを有するランクを提供する。
【数１５】
0005453374.tif 000016
【００７１】
別の実施形態では、ランク選択器４３０は、以下のように、最大総スループットの所定のパーセンテージ内の総スループットを有する最低ランクを選択する。
【００７２】
Ｍ＝ｍｉｎ{ａｒｇ（ＴＰｔｏｔａｌ，ｍ＞β・ＴＰｍａｘ）}          式（１８）
ここで、ＴＰｍａｘは全Ｔ個の可能なランクに対する最大総スループットである。
【００７３】
ＣＱＩ生成器４３２は、図４に示されているように、全Ｔ個の可能なランクの有効ＳＮＲを受信し、選択されたランクＭの有効ＳＮＲをＣＱＩとして提供してもよい。ＣＱＩ生成器４３２は、全Ｔ個の可能なランクのパケットフォーマットも受信し、選択されたランクＭのパケットフォーマットをＣＱＩとして提供してもよい（図４には図示せず）。
【００７４】
図３および４は、それぞれ容量およびスループットの性能メトリクスに基づいたランク予測の２つの実施形態を示している。スループットは容量の量子化されたバージョンとみなされてもよく、ここで量子化はサポートされているパケットフォーマットによって決定される。容量とスループットとの差は一般に、サポートされているパケットフォーマットの増加に伴って減少する。
【００７５】
ランク予測は、他の性能メトリクスに基づいて実行されてもよい。別の実施形態では、ランク予測は、信号品質の性能メトリクス、例えばＳＮＲに基づいて実行される。ランクｍの各サブキャリアｋの平均ＳＮＲは、例えば式（９）に示されているように決定されてもよく、またランクｍの平均ＳＮＲを取得するためにＫ個のサブキャリアに累積されてもよい。次に調整が各ランクｍの平均ＳＮＲに施され、このランクの調整済みＳＮＲを取得してもよい。次に、Ｔ個の可能なランクの調整済みＳＮＲを使用して、１つのランクを選択して、この選択されたランクのＣＱＩを決定してもよい。
【００７６】
図３および４の平均容量Ｃａｖｇ，ｍは、ランクｍのＭＩＭＯチャネルにおける各空間チャネルの容量を示している。計算された平均容量Ｃａｖｇ，ｍは、例えばチャネル推定誤りなどの種々の誤りの原因に影響される。平均容量Ｃａｖｇ，ｍはまた、システムによってサポートされ、かつデータ送信に使用可能なパケットフォーマットのセットが限られているなどの種々の理由によって達成できない場合がある。さらに、ある時間の瞬間で計算される容量は、チャネル条件の変化、干渉および送信電力の変動などによって、データが送信される別の時間の瞬間の容量とは異なることがある。加えて、特定の制約がランクの選択に強いられることがある。平均容量Ｃａｖｇ，ｍはこれらの種々の要因を補うために調整されてもよい。
【００７７】
図５は、容量調整ユニット３１８ｘの一実施形態を示しており、これは、図３の各容量調整ユニット３１８および図４の各容量調整ユニット４１８に使用可能である。容量調整ユニット３１８ｘ内で、ユニット５１０はランクｍの平均容量を調整して、符号化損失を補う。異なる誤り訂正符号は異なる損失量を有する場合があり、損失量はこれらの符号の誤り訂正能力によって決定されてもよい。例えば、畳み込み符号はターボ符号より大きな損失を有することがある。符号化損失の調整は、ギャップ／容量バックオフとも称される。一観点では、以下のように計算されてもよい。
【数１６】
0005453374.tif 000017
【００７８】
ここでｇ≧１．０は符号化損失を表す因子である。異なる符号がｇの異なる値と関連付けられてもよい。
【００７９】
ユニット５１２はランクｍの容量を調整して、チャネル推定誤りを補う。一観点では、これは以下のようであってもよい。
【数１７】
0005453374.tif 000018
【００８０】
ここで、Ｃｈａｎｎｅｌ＿Ｂａｃｋｏｆｆは、ランクｍのＳＮＲを削減してチャネル推定誤りを補う関数である。
【００８１】
チャネル推定誤りによる損失量は、ＭＩＭＯチャネルのランク（例えば、ランクが高いほど損失が多い）、チャネルモデル（例えば、移動性が高いほど損失が多い）などの種々の要因に左右されることがある。チャネルモデルは、アンテナ構成、移動性またはドップラー、および／または他の要因によって量子化されてもよい。チャネル推定誤りによる損失量は、コンピュータシミュレーション、経験による測定、テストおよび／または他の手段に基づいて決定されてもよい。損失は、異なるアンテナ構成（例えば、２×４、４×２）、異なる候補ランク、異なるドップラーなどの異なる動作シナリオについて決定されてもよい。一般的に、Ｃｈａｎｎｅｌ＿Ｂａｃｋｏｆｆ関数は任意の数の動作シナリオについて、任意の数の入力パラメータおよび任意のタイプの入力パラメータに基づいて定義されてもよい。Ｃｈａｎｎｅｌ＿Ｂａｃｋｏｆｆ関数は、１つ以上のルックアップテーブル、例えば動作シナリオごとに１つのルックアップテーブルに記憶されてもよい。
【００８２】
ユニット５１４は、干渉の変動を抑えるためにランクｍの容量を調整する。一観点では、これは以下のようであってもよい。
【数１８】
0005453374.tif 000019
【００８３】
ここで、Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ＿Ｂａｃｋｏｆｆは、ランクｍのＳＮＲを削減して受信機ステーション１５０によって観察される干渉の変動を抑える関数である。
【００８４】
受信機ステーション１５０は、時間および／または周波数の干渉を測定し、これらの測定結果に基づいて干渉の変動を決定してもよい。干渉の変動による損失量は、コンピュータシミュレーション、経験による測定、テストおよび／または他の手段に基づいて決定されてもよい。Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ＿Ｂａｃｋｏｆｆ関数はルックアップテーブルに記憶されてもよい。
【００８５】
ユニット５１６は他の調整をランクｍの容量に適用してもよい。一実施形態では、ユニット５１６は、（１）電力コントロールによる経時的な送信電力の変動、および／または（２）パイロットまたはコントロールチャネルの送信電力とトラヒックチャネルの送信電力とのオフセットを補うために調整を施してもよい。例えば、ユニット５１６は、送信電力が次の間隔で削減されるか増加されるかに応じて、容量を削減または増加させてもよい。一実施形態では、ユニット５１６は、ｍ＞１であり、かつランクｍのＳＮＲが所定のＳＮＲ未満であれば、ランクｍを不適格とすることがある。低ＳＮＲは、ステーション１１０または１５０がカバレージエッジ付近に配置されており、かつハンドオフの候補であることを示している場合がある。ランクｍを不適格とすることは、より低いランク（例えば、ランク１）の選択を招くことがあり、より低いランクは低ＳＮＲ条件に対してよりロバストである場合がある。一実施形態では、ユニット５１６は、Ｈ−ＡＲＱパケット終了待ち時間を補うためにランクｍの容量を調整することがある。Ｈ−ＡＲＱによって、パケットは、パケットが受信機ステーション１５０によって正確に復号されるまで、１回の送信で、もし必要ならば１回以上の送信で送信される。Ｈ−ＡＲＱパケット終了待ち時間とはパケットの送信／再送信の平均回数である。より長い待ち時間はランク予測の不正確さを示すことがある。ゆえに、より大きいバックオフがより長い待ち時間に適用されることがある。一実施形態では、ランクの変動性が観察される場合により低いランクが選択されるように、ユニット５１６はバイアスを加えてもよい。一般的に、ユニット５１６は、データ送信性能に影響を与える可能性がある任意の数の因子および任意のタイプの因子に調整を施すことがある。
【００８６】
ユニット５１８は、最小値乃至最大値の範囲内にランクｍの容量を制限する。最小値は下限（ｆｌｏｏｒ）と称され、Ｃｆｌｏｏｒと記され、サポートされているすべてのパケットフォーマットの最低スループットに設定されてもよい。最大値は上限（ｃｅｉｌｉｎｇ）と称され、Ｃｃｅｉｌｉｎｇと記され、サポートされているすべてのパケットフォーマットの最大スループットに設定されてもよい。各ランクｍの容量は次に、下限乃至上限の範囲内に制約されてもよい。一観点では、これは以下のようであってもよい。
【数１９】
0005453374.tif 000020
【００８７】
ここでＣｍｉｓｃ，ｍはユニット５１６からのランクｍの容量である。式（２７）において、ランクｍの容量は、下限乃至上限の範囲内にあれば修正されず、上限より大きければ上限に設定され、下限未満であればゼロに設定される。容量をゼロに設定することは、ランクｍが使用するために選択されないことを意味している。
【００８８】
一般的に、任意の数および任意のタイプの因子に調整が施されてもよい。図５は、いくつかの例示的因子に適用された調整を示している。利用されている調整は、より少数の、異なる、および／または追加の因子に適用されてもよい。例えば、式（２７）のサポートされているパケットフォーマットの調整は省略されてもよい。別の例として、調整はチャネル推定誤りおよび干渉の変動のみに適用されてもよい。調整はランク予測のマージンを提供し、ランク予測の種々の生じうる誤りの原因に照らして、適切なランクが使用に選択されるようにしてもよい。
【００８９】
簡潔にするために、ユニット５１６を除いて、図５は、因子ごとに調整を適用するために使用される個別ユニットを示している。しかしながら、ユニットは、１つ以上の機能ユニット、例えばソフトウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせに統合されてもよい。また、明確にするために、各因子の調整について別個に説明する。一般的に、調整は因子に対して、因子のサブセットに対して、あるいは検討されているすべての因子に対して個々に適用されてもよい。さらに、調整は、図５に示されている順序以外の順序で適用されてもよい。調整は、任意の数の入力パラメータおよび任意のタイプの入力パラメータを有する任意の数の関数および／またはルックアップテーブルを使用して適用されてもよい。
【００９０】
図３乃至５に示されている実施形態では、調整は、各ランクｍの空間チャネルの平均容量に適用される。ランク選択器３３０および４３０は次に、ランクごとの総容量または総スループットを決定して、最良またはほぼ最良の性能を有するランクを選択する。平均容量に調整を施すことは、より高いランクのより高い粒度を招くことがある。調整は、平均容量や平均スループットではなく総容量または総スループットに施されてもよい。
【００９１】
受信機ステーション１５０は選択ランクＭを所定数のビットに量子化してもよく、これは、システムによってサポートされている最高ランクに基づいて決定されてもよい。例えば、システムが４×４構成を最高次元構成としてサポートしている場合、最高の可能なランクは４つであり、選択ランクＭは２つのビットを使用して搬送されてもよい。
【００９２】
受信機ステーション１５０はＣＱＩを所定数のビットに量子化してもよく、これはＣＱＩに対する所望の正確さによって決定されてもよい。より多数のビットによってＣＱＩはより微細な粒度で報告されることになり、これはパケットフォーマット選択にとって有用な場合もある。ＣＱＩのビット数は、システムによってサポートされているパケットフォーマット数に基づいて（例えば、これに比例して）選択されてもよい。より多くのパケットフォーマットは概して、パケットフォーマット間の空間効率のより小さい段差を意味している。したがって、より正確なＣＱＩは、適切なパケットフォーマットを選択する際に有用である場合がある。ＣＱＩは、３つ、４つ、５つ、６つ、または他の数のビットに量子化されてもよい。
【００９３】
受信機ステーション１５０は、ランクおよびＣＱＩを、データ送信の良好な性能を達成するために定期的かつ相当高速なレートで決定および報告することがある。ランクおよびＣＱＩは、同一レート、例えば５、１０、または２０ミリ秒（ｍｓ）ごとに決定および報告されてもよい。代替的に、ランクおよびＣＱＩは異なるレートで決定および報告されてもよい。例えば、ランクは第１のレートで決定および報告されてもよく、ＣＱＩは第２のレートで決定および報告されてもよい。ＭＩＭＯチャネルのランクは空間チャネルのＳＮＲより遅いレートで変化することがあり、従ってＣＱＩよりも遅いレートで報告されてもよい。
【００９４】
ランクおよびＣＱＩは、図１に示されているように、受信機ステーション１５０によって決定されて、送信機ステーション１１０に送り返されてもよい。ランクおよびＣＱＩはまた、受信機ステーション１５０からの情報を使用して送信機ステーション１１０によって決定されてもよい。例えば、時分割デュプレクス（ＴＤＤ）システムにおいて、ダウンリンクおよびアップリンクは同じ周波数チャネルを共有しており、一方のリンクのチャネル応答は、他方のリンクのチャネル応答の逆数であるとしてもよい。この場合、送信機ステーション１１０は、受信機ステーション１５０によって送信されたパイロットに基づいてＭＩＭＯチャネル応答を推定することができる場合がある。送信機ステーション１１０は次に、ＭＩＭＯチャネル応答の推定値に基づいてデータ送信に使用するランクおよびパケットフォーマットを決定してもよい。
【００９５】
明確にするために、ランク予測技術は、ＳＣＷモードについて説明されてきた。この技術はまたＭＣＷモードのランクを選択するために使用されてもよい。ＭＣＷモードのランク予測は、ＳＣＷモードについて上述されたように実行されてもよい。候補ランクｍごとに、調整は、ランクｍの各空間チャネルの容量または全空間チャネルの総容量に適用されてもよい。ＣＱＩは、選択ランクＭの空間チャネルごとに決定されてもよい。Ｍが１より大きい場合、２つ以上のＣＱＩが生成されることがある。
【００９６】
図６は、ランク予測を実行するプロセス６００の一実施形態を示している。複数のランクの性能メトリクスが決定される（ブロック６１２）。各ランクは、ＭＩＭＯチャネルを介して同時送信する異なる数のデータシンボルストリーム、つまり同様にデータ送信に使用するための空間チャネル数を示している。性能メトリクスは、ＭＩＭＯチャネルの容量、ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループット、ＭＩＭＯチャネルの信号品質などに関する場合がある。性能メトリクスはこれらのランクの各々について決定されてもよい。
【００９７】
複数のランクの性能メトリクスに調整が施されて、これらのランクの調整済み性能メトリクスを取得する（ブロック６１４）。この調整はいくつかのシステム損失パラメータを補っている。この損失は、データ送信に使用される誤り訂正符号、受信機でのチャネル推定誤り、受信機によって観察される干渉の変動、電力コントロールによる送信電力の変動、および／または他の要因による１つ以上の損失である場合がある。加えて、他の損失パラメータが利用されてもよい。この調整は（上記のような）ＳＮＲ、容量、スループット、および／または他の測定値に適用されてもよく、これらのすべては関連していることもある。例えば、ＳＮＲは、容量関数やルックアップテーブルを介して容量に変換されてもよく、またこの反対もある。所定の閾値未満の性能メトリクスを有するランクは検討から省いてもよい。このランクの性能メトリクスは値の範囲内に制限されることがあり、これは、サポートされているパケットフォーマットによって決定されてもよい。調整は、ルックアップテーブル、計算および／または他の手段を使用して施されてもよい。
【００９８】
データ送信に使用するランクは、調整済み性能メトリクスに基づいて複数のランクから選択される（ブロック６１６）。最良の調整済み性能メトリクスを有するランクが選択されてもよい。代替的に、最良の調整済み性能メトリクスの所定のパーセンテージ内の調整済み性能メトリクスを有する最低ランクが選択されることもある。少なくとも１つのＣＱＩが、選択ランクの調整済み性能メトリクスに基づいて選択されたランクに対して決定される（ブロック６１８）。例えば、ＳＣＷモードでは１つのＣＱＩが決定されてもよいのに対して、ＭＣＷモードではＭ個のＣＱＩが決定されてもよい。各ＣＱＩは量子化ＳＮＲ、パケットフォーマット、または他のタイプの情報であってもよい。ランク予測が受信機において実行される場合、選択ランクおよびＣＱＩが量子化されて、送信機に送信されてもよい。
【００９９】
プロセス６００は、受信機ステーション１５０におけるコントローラ／プロセッサ１９０や他のプロセッサによって実行されてもよい。プロセス６００はまた、送信機ステーション１１０におけるコントローラ／プロセッサ１４０や他のプロセッサによって実行されてもよい。受信機ステーション１５０のメモリ１９２や送信機ステーション１１０のメモリ１４２に記憶されているルックアップテーブルを使用して調整が実行されてもよい。
【０１００】
図７は、ランク予測を実行する装置７００の一実施形態を示している。装置７００は、複数のランクの性能メトリクスを決定する手段（ブロック７１２）と、複数のランクの性能メトリクスに調整を施して、これらのランクの調整済み性能メトリクスを取得する手段（ブロック７１４）と、調整済み性能メトリクスに基づいて複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択する手段（ブロック７１６）と、選択ランクの調整済み性能メトリクスに基づいて選択ランクの少なくとも１つのＣＱＩを決定する手段（ブロック７１８）とを含んでいる。
【０１０１】
ここに説明されているランク予測技術は種々の手段によって実施されてもよい。例えば、これらの技術はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはこれらの組み合わせで実施されてもよい。ハードウェアの実施について、ランク予測を実行するのに使用される処理ユニットは１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、ここに説明されている機能を実行するように設計されている他の電子ユニット、またはこれらの組み合わせで実施されてもよい。
【０１０２】
ファームウェアおよび／またはソフトウェアの実施について、ランク予測技術は、ここに説明されている機能を実行するために利用可能な命令（例えば、手順、機能など）によって実現されてもよい。例えばソフトウェアやファームウェアとしての機能はメモリ（例えば、図１のメモリ１９２）に記憶されて、プロセッサ（例えば、プロセッサ１９０）によって実行されてもよい。メモリはプロセッサの内部またはプロセッサの外部で実現されてもよい。
【０１０３】
開示されている実施形態に関する上述の説明は、当業者が本発明を行ったり、これを使用できるように提供されている。これらの実施形態の種々の修正は当業者には容易に明らかになり、またここに定義されている一般原理は、本発明の主旨や範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用可能である。従って、本発明はここに示されている実施形態に制限されることを意図しておらず、またここに開示されている原理および新規の特徴と矛盾しない最大範囲に従うべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明をする。
［１］  少なくとも１つのプロセッサであって、
複数のランクの性能メトリクスを決定し、各ランクは多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示し、
前記複数のランクの前記性能メトリクスに調整を施して、調整済み性能メトリクスを取得し、前記調整はシステム損失を補っており、
前記調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択するように構成されている少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されているメモリと、
を備える装置。
［２］  前記性能メトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの容量に関する、［１］に記載の装置。
［３］  前記性能メトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループットに関する、［１］に記載の装置。
［４］  前記性能メトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの信号品質に関する、［１］に記載の装置。
［５］  前記調整は、データ送信に使用される誤り訂正符号による損失を補っている、［１］に記載の装置。
［６］  前記調整は、受信機でのチャネル推定誤りを補っている、［１］に記載の装置。
［７］  前記調整は、受信機によって観察される干渉の変動を補っている、［１］に記載の装置。
［８］  前記調整は、データ送信に使用される送信電力の変動を補っている、［１］に記載の装置。
［９］  前記少なくとも１つのプロセッサは、
閾値未満の性能メトリクスを有するランクを省略するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１０］  前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記複数のランクの前記性能メトリクスを値の範囲内に制限するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１１］  前記値の範囲は、データ送信に使用可能なパケットフォーマットによって決定される、［１０］に記載の装置。
［１２］  前記少なくとも１つのプロセッサは、
最良の調整済み性能メトリクスを有するランクを選択するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１３］  前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記複数のランクの前記調整済み性能メトリクスのうちで最良の調整済み性能メトリクスを決定し、
前記最良の調整済み性能メトリクスの所定のパーセンテージ内の調整済み性能メトリクスを有する最低ランクを選択するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１４］  前記少なくとも１つのプロセッサは、
所定数のビットによって前記選択されたランクを表し、
前記選択されたランクを送信機に送信するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１５］  前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記選択されたランクの調整済み性能メトリクスに基づいて少なくとも１つのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を決定するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１６］  前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記選択されたランクの調整済み性能メトリクスに基づいて信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定し、
前記ＳＮＲを量子化して、前記選択されたランクのチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を取得するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１７］  前記メモリは、前記性能メトリクスの調整に関する少なくとも１つのルックアップテーブルを記憶するように構成されている、［１］に記載の装置。
［１８］  複数のランクの性能メトリクスを決定するステップであって、各ランクは多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示しているステップと、
前記複数のランクの前記性能メトリクスに調整を施して、調整済み性能メトリクスを取得するステップであって、前記調整はシステム損失を補っているステップと、
前記調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択するステップと、
を備える方法。
［１９］  性能メトリクスを決定するステップは、前記ＭＩＭＯチャネルの容量、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループット、または前記ＭＩＭＯチャネルの信号品質のうちの１つ以上に関する性能メトリクスを決定するステップを備える、［１８］に記載の方法。
［２０］  前記性能メトリクスのうちの１つ以上に関する調整を計算するステップをさらに備える、［１８］に記載の方法。
［２１］  計算するステップは、データ送信に使用される誤り訂正符号、受信機におけるチャネル推定誤り、前記受信機によって観察される干渉の変動、データ送信に使用される送信電力の変動、またはこれらの組み合わせのうちの１つ以上による損失を補うように計算するステップを備える、［２０］に記載の方法。
［２２］  複数のランクの性能メトリクスを決定する手段であって、各ランクは多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示す手段と、
前記複数のランクの前記性能メトリクスに調整を施して、調整済み性能メトリクスを取得する手段であって、前記調整はシステム損失を補っている手段と、
前記調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択する手段と、
を備える装置。
［２３］  性能メトリクスを決定する前記手段は、前記ＭＩＭＯチャネルの容量、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータ送信のスループット、または前記ＭＩＭＯチャネルの信号品質のうちの１つ以上に関する性能メトリクスを決定する手段を備える、［２２］に記載の装置。
［２４］  前記性能メトリクスの１つ以上に関する調整を計算する手段をさらに備える、［２２］に記載の装置。
［２５］  前記計算する手段は、データ送信に使用される誤り訂正符号、受信機におけるチャネル推定誤り、前記受信機によって観察される干渉の変動、データ送信に使用される送信電力の変動、またはこれらの組み合わせのうちの１つ以上による損失を補うように計算する手段を備える、［２４］に記載の装置。
［２６］  命令を記憶するプロセッサ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、
複数のランクの性能メトリクスを決定する命令であって、各ランクは多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルを介して同時送信する異なる数のデータストリームを示している命令と、
前記複数のランクの前記性能メトリクスに調整を施して、調整済み性能メトリクスを取得する命令であって、前記調整はシステム損失を補っている命令と、
前記調整済み性能メトリクスに基づいて前記複数のランクからデータ送信に使用するランクを選択する命令とを備える、プロセッサ読み取り可能な媒体。
【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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