(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチアンテナ送信機及びＬ個のユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて情報を送信するための方法であって、
Ｌ個のユーザ端末の一部又はすべてへの送信からのユーザのチャネルの知識及び効用関数に基づいて、古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用して２周目の送信のための３つのユーザパケットの組をスケジューリングして１つの送信セッションを形成するステップであって、ユーザパケットの前記組が、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第１のユーザ端末に宛てた第１のパケット、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第２のユーザ端末に宛てた第２のパケット及び前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第３のユーザ端末に宛てた第３のパケットを含む、当該形成するステップと、
複数の１周目の送信のうちの３回の送信からの傍受された観測値を組み合わせるステップであって、前記傍受された観測値が、前記第１のユーザ端末、前記第２のユーザ端末及び前記第３のユーザ端末からフィードバックされた１周目の傍受されたチャネルを示す情報を含む、当該組み合わせるステップと、
ユーザパケットの前記組の組み合わされた観測値を前記２周目の送信の一部として送信するステップと、
を含み、
前記２周目の送信の第１のメッセージ及び第２のメッセージが前記第１のパケット及び前記第２のパケットを含み、
前記２周目の送信の第３のメッセージ及び第４のメッセージが前記第１のパケット及び前記第３のパケットを含み、
前記２周目の送信の第５のメッセージが、前記第２のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第４のユーザ端末に宛てた第４のパケットを含み、
前記２周目の送信の第６のメッセージが、前記第３のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第５のユーザ端末に宛てた第５のパケットを含む、
方法。
【請求項２】
前記効用関数が、予測される合計のレート又は加重和レートに基づいている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｌ個の単一アンテナのユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで使用するための装置であって、
複数のアンテナと、
前記アンテナに結合された送信機を含み、古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用して１つ以上の送信セッションを形成するためのトランシーバと、
を備え、
前記送信機が、
前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第１のユーザ端末に宛てた第１のパケット、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第２のユーザ端末に宛てた第２のパケット及び前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第３のユーザ端末に宛てた第３のパケットを記憶するためのメモリと、
Ｌ個のユーザ端末の一部又はすべてへの送信からのユーザのチャネルの知識及び効用関数に基づいて、古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用して２周目の送信のための３つのユーザパケットの組をスケジューリングして第１の送信セッションを形成するための、前記メモリに結合されたスケジューラであって、ユーザパケットの前記組が、前記第１のパケット、前記第２のパケット及び前記第３のパケットを含む、当該スケジューラと、
複数の１周目の送信のうちの３回の送信からの傍受された観測値を組み合わせるための、前記スケジューラに結合された処理論理回路であって、前記傍受された観測値が、前記第１のユーザ端末、前記第２のユーザ端末及び前記第３のユーザ端末からフィードバックされた１周目の傍受されたチャネルを示す情報を含み、前記送信機が、ユーザパケットの前記組の組み合わされた観測値を前記２周目の送信の一部として送信するように動作可能である、当該処理論理回路と、
を有し、
前記２周目の送信の第１のメッセージ及び第２のメッセージが前記第１のパケット及び前記第２のパケットを含み、
前記２周目の送信の第３のメッセージ及び第４のメッセージが前記第１のパケット及び前記第３のパケットを含み、
前記２周目の送信の第５のメッセージが、前記第２のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第４のユーザ端末に宛てた第４のパケットを含み、
前記２周目の送信の第６のメッセージが、前記第３のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第５のユーザ端末に宛てた第５のパケットを含む、
装置。
【請求項４】
さらに、前記効用関数が、予測される合計のレートに基づいている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
古いチャネル状態情報（ＣＳＩ）を使用して、多周回のマルチユーザＭＩＭＯセッションの一部として、Ｌ個のユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで情報を送信するための装置であって、前記セッションが、異なるスロットで異なるチャネルを使用する複数回の１周目の送信と、少なくとも１回の２周目の送信とを有する、当該装置であって、
ｒ次のメッセージが送信されることになるｒ周目の送信スロットをスケジューリングするためのスケジューラであって、前記ｒ次のメッセージが、ｒ人のユーザに同時に役立つように、ｒ人のユーザの組を対象とするｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージの一次結合であり、前記ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれが、ｒ人のユーザの前記組の中の異なるユーザによって傍受され、残りのｒ−１人のユーザを対象とするメッセージを構成し、さらに、スケジューラが、前記ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれを、効用関数に基づいて独立に選択する、当該スケジューラと、
複数のアンテナを使用して、前記スケジューラによって生成されたメッセージの組からのメッセージを送信するための、前記スケジューラに結合された送信機と、
を備え、
前記２周目の送信の第１のメッセージ及び第２のメッセージが前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第１のユーザ端末に宛てた第１のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第２のユーザ端末に宛てた第２のパケットを含み、
前記２周目の送信の第３のメッセージ及び第４のメッセージが前記第１のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第３のユーザ端末に宛てた第３のパケットを含み、
前記２周目の送信の第５のメッセージが、前記第２のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第４のユーザ端末に宛てた第４のパケットを含み、
前記２周目の送信の第６のメッセージが、前記第３のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第５のユーザ端末に宛てた第５のパケットを含む、
装置。
【請求項６】
前記スケジューラに結合された複数のユーザバッファ、をさらに備え、
前記複数のユーザバッファのそれぞれが、ｒ個のユーザ端末の異なるグループに関する複数のパケットを、ｒ次のメッセージを生成するための情報とともに記憶する、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
各バッファが、ｒ個のユーザ端末の組の（ｒ−１）個のユーザ端末のサブセットに関する１回又は複数回の送信の１つ又は複数の観測値を含み、
各観測値が、ｒ個のユーザ端末の前記組の中のその他のユーザ端末によって傍受されたチャネルに対応する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記効用関数が、メッセージの前記組から選択された１つのメッセージに関連するユーザ端末のグループに関する予想される容量の増加に基づいている、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記スケジューラが、最も大きな効用をもたらすことに基づいて、メッセージの前記組から第１の傍受者のメッセージを選択する、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
効用の増加が、増分和レート、又はユーザレートの増分の加重和に関連する効用の測定基準に基づいている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
古いチャネル状態情報（ＣＳＩ）を使用して、多周回のマルチユーザＭＩＭＯセッションの一部として、Ｌ個のユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで情報を送信するための装置であって、前記セッションが、異なるスロットで異なるチャネルを使用する複数回の１周目の送信と、少なくとも１回の２周目の送信とを有する、当該装置であって、
ｒ次のメッセージが送信されることになるｒ周目の送信スロットをスケジューリングするためのスケジューラであって、前記ｒ次のメッセージが、ｒ人のユーザに同時に役立つように、ｒ人のユーザの組を対象とするｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージの一次結合であり、前記ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれが、ｒ人のユーザの前記組の中の異なるユーザによって傍受され、残りのｒ−１人のユーザを対象とするメッセージを構成し、さらに、スケジューラが、前記ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれを、効用関数に基づいて独立に選択する、当該スケジューラと、
複数のアンテナを使用して、前記スケジューラによって生成されたメッセージの組からのメッセージを送信するための、前記スケジューラに結合された送信機と、
を備え、
前記スケジューラが、ｒ−１個のユーザ端末の組を対象とするパケットの（ｒ−１）周目の送信に関する傍受者端末をスケジューリングする際に、（ｒ−１）個のユーザ端末の前記組の一部ではない少なくとも２つのユーザ端末を傍受者端末としてまとめて選択し、それぞれの選択された傍受者の観測値が、ｒ人のユーザの前記組を対象とするｒ次のメッセージを形成する際に、その他の選択された傍受者の観測値とは独立に使用され、前記組が、（ｒ−１）人のユーザの元の組と前記傍受者端末との和集合を含み、
前記スケジューラが、それぞれの傍受されたチャネルの推定の品質と、前記パケットを破棄するまでのｒ周目の送信に関する最大の許容される遅延とのうちの１つ又は複数に基づいて選択を行う、装置。
【請求項１２】
古いチャネル状態情報（ＣＳＩ）を使用して、多周回のマルチユーザＭＩＭＯセッションの一部として、Ｌ個のユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで情報を送信するための方法であって、前記セッションが、異なるスロットで異なるチャネルを使用する複数回の１周目の送信と、少なくとも１回の２周目の送信とを有する、当該方法であって、
ｒ次のメッセージが送信されることになるｒ周目の送信スロットをスケジューリングするステップであって、前記ｒ次のメッセージが、ｒ人のユーザに同時に役立つように、ｒ人のユーザの組を対象とするｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージの一次結合であり、前記ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれが、ｒ人のユーザの前記組の中の異なるユーザによって傍受され、残りのｒ−１人のユーザを対象とするメッセージを構成し、さらに、当該スケジューリングするステップが、前記ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれを、効用関数に基づいて独立に選択するサブステップをさらに含む、当該スケジューリングするステップと、
複数のアンテナを使用して、前記スケジューリングするステップによって生成されたメッセージの組からのメッセージを送信するステップと、
を含み、
前記２周目の送信の第１のメッセージ及び第２のメッセージが前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第１のユーザ端末に宛てた第１のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第２のユーザ端末に宛てた第２のパケットを含み、
前記２周目の送信の第３のメッセージ及び第４のメッセージが前記第１のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第３のユーザ端末に宛てた第３のパケットを含み、
前記２周目の送信の第５のメッセージが、前記第２のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第４のユーザ端末に宛てた第４のパケットを含み、
前記２周目の送信の第６のメッセージが、前記第３のパケット、及び、前記Ｌ個のユーザ端末のうちの第５のユーザ端末に宛てた第５のパケットを含む、
方法。
【請求項１３】
前記スケジューリングするステップでは、最も大きな効用をもたらすことに基づいて、メッセージの前記組から第１の傍受者のメッセージを選択する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記効用関数が、増分和レート、又はユーザレートの増分の加重和に関連する効用の測定基準に基づいている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
マルチアンテナ送信機及び複数のユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて情報を送信するための方法であって、
古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用して多周回ＭＵ−ＭＩＭＯセッションを実行するステップであって、前記ＭＵ−ＭＩＭＯセッションが、異なるスロットで異なるチャネルを使用する複数回の１周目の送信、及び少なくとも１回の２周目の送信を有する、当該実行するステップ、を備え、
当該実行するステップが、
第１のユーザ端末を含む複数のユーザ端末に関するチャネルに関連する情報を受信するサブステップ、
前記１周目の送信のＣＳＩＴに基づいて前記第１のユーザ端末に関する傍受者端末を選択することを含む、前記第１のユーザ端末に送信されるべきパケットに関する１人又は複数の傍受者端末をスケジューリングするサブステップ、
前記第１のユーザ端末のパケットに関する傍受者のサブメッセージを形成するサブステップであって、前記傍受者のサブメッセージは、前記複数のユーザ端末で得られた雑音の無い観測値を含む、当該形成するサブステップ、
前記第１のユーザ端末及び第２のユーザ端末に関する、２周目のペア形成キューのサブキューに、前記傍受者のサブメッセージを入力するサブステップ、
サブメッセージを２周目のメッセージへと組み合わせるサブステップ、並びに
１つ又は複数の２周目のメッセージを送信するサブステップ、
を含む、方法。
【請求項１６】
マルチアンテナ送信機及び複数のユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムにおいて情報を送信するための方法であって、
古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用して多周回ＭＵ−ＭＩＭＯセッションを実行するステップであって、前記ＭＵ−ＭＩＭＯセッションが、異なるスロットで異なるチャネルを使用する複数回の１周目の送信、及び少なくとも１回の２周目の送信を有する、当該実行するステップ、を備え、
当該実行するステップが、
第１のユーザ端末を含む複数のユーザ端末に関するチャネルに関連する情報を受信するサブステップ、
前記１周目の送信のＣＳＩＴに基づいて前記第１のユーザ端末に関する傍受者を選択することを含む、前記第１のユーザ端末に送信されるべきパケットに関する１人又は複数の傍受者端末をスケジューリングするサブステップ、
前記第１のユーザ端末のパケットに関する傍受者のサブメッセージを形成するサブステップ、
前記第１のユーザ端末及び第２のユーザ端末に関する、２周目のペア形成キューのサブキューに、前記傍受者のサブメッセージを入力するサブステップ、
サブメッセージを２周目のメッセージへと組み合わせるサブステップ、並びに
１つ又は複数の２周目のメッセージを送信するサブステップ、
を含み、
傍受者を選択することが、前記１つのユーザ端末に関する前記１周目の送信中のその他のユーザ端末の少なくともサブセットに関する傍受されたチャネルに関連する情報に基づいており、
前記情報が、それぞれの傍受されたチャネルの推定の品質と、前記パケットを破棄するまでの２周目の送信に関する最大の許容される遅延とのうちの１つ又は複数をさらに含む、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]本発明の実施形態は、マルチユーザ多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線送信システムの分野に関し、より詳細には、完全に古くなった送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を利用する新しい部類のマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）技法に関する。
【０００２】
［優先権］
[0001]本特許出願は、２０１１年８月３日に出願された、「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ａｎｄ  ＭＵ−ＭＩＭＯ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｏｕｔｄａｔｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｔ  ｔｈｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ」と題された対応する仮特許出願第６１／５１４，８３８号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願を参照により援用する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]無線送信における多くの最近の進歩は、送信及び受信のために複数のアンテナを使用することに基礎を置いてきた。基本的に、複数のアンテナは、無線システムによって送信のために利用され得る自由度（ＤｏＦ）の数、すなわち、システム内の受信者に同時に送信され得るスカラデータストリーム（ｓｃａｌａｒ  ｄａｔａ  ｓｔｒｅａｍ）の数の増加をもたらすことができる。ここで、ＤｏＦは、スペクトル効率（スループット）の向上及び／又は追加のダイバーシティ（堅牢性）をもたらすために使用され得る。さらに言えば、ＮＲ個の受信アンテナを用いる単一のユーザにサービスを提供するＮＴ個の送信アンテナを有するシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）システムは、ダウンリンクの送信のために最大でｍｉｎ（ＮＴ，ＮＲ）のＤｏＦを利用することができる可能性がある。これらのＤｏＦは、特定の条件の下で、ｍｉｎ（ＮＴ，ＮＲ）に比例して大きくなる係数倍にスループットを向上させるために使用される可能性がある。ＭＩＭＯのそのような恩恵とＤｏＦの増加とが、新しい及び将来のシステムでＭＩＭＯを使用することへの多くの関心の大半の背景にある。
【０００４】
[0004]そのようなＤｏＦを利用することは、多くの場合、システムに対するある程度のコストを必要とする。１つのそのようなコストは、送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネルの状態の知識である。多くの場合、そのようなチャネル状態情報（ＣＳＩ）が、送信機（そのようなＣＳＩはＣＳＩＴと呼ばれる）及び／又は受信機（そのようなＣＳＩはＣＳＩＲと呼ばれる）のどちらかで利用可能である必要がある。利用可能なＤｏＦは、送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネルが十分に「豊富である」ことにも依存する。
【０００５】
[0005]例えば、ビットインターリーブ符号化変調（ＢＩＣＭ：Ｂｉｔ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  Ｃｏｄｅｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）及びＤ−ＢＬＡＳＴなどのＳＵ−ＭＩＭＯのＣＳＩＲに基づくシステムは、好適なチャネル条件の下でｍｉｎ（ＮＴ，ＮＲ）の最大の可能なＤｏＦを実現することができる。そのような条件の下では、したがって、それらのシステムが、スペクトル効率の対応する線形の向上をもたらすために使用され得る。そのような設計は、当業者によく知られている。
【０００６】
[0006]同様に、基地局（ＢＳ）のＮＴ個の送信アンテナと、Ｋ人の単一アンテナのユーザ（ＮＲ＝１）とを有するマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムは、最大でｍｉｎ（ＮＴ，Ｋ）のＤｏＦをもたらし得る。ＳＵ−ＭＩＭＯの場合と同様に、ＭＵ−ＭＩＭＯは、ｍｉｎ（ＮＴ，Ｋ）に比例してスループットを改善するために使用され得る。
【０００７】
[0007]しかし、ＳＵ−ＭＩＭＯとは異なり、多くのＭＵ−ＭＩＭＯ技術（実際、使用され、規格のために研究される有力なＭＵ−ＭＩＭＯ技術のすべてとは言えないまでもほとんど）は、ＣＳＩＴの知識を必要とする。ＣＳＩＴに基づくＭＵ−ＭＩＭＯは、ＣＳＩＲに基づくＳＵ−ＭＩＭＯとは異なり、送信がまさに行われ得る前に、ＣＳＩを推定し、ＣＳＩを送信機にフィードバックするためのさらなるオーバーヘッドを必要とする（Ｃａｉｒｅら、「Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ  ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ  ｒａｔｅｓ  ｗｉｔｈ  ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｔｒａｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ、２０１０年６月、２８４５〜２８６６ページ参照）。
【０００８】
[0008]そのようなオーバーヘッドにも関わらず、ＭＵ−ＭＩＭＯは、可搬型若しくはモバイルデバイスに多くの受信アンテナ、無線周波数（ＲＦ）チェーンを追加するか、又は可搬型若しくはモバイルデバイスに対する処理（例えば、復号）の複雑さを増大させる必要なくＤｏＦを大きくすることができるという、ＳＵ−ＭＩＭＯに勝る恩恵があるので、実際的な関心を集めている。
【０００９】
[0009]ＣＳＩのオーバーヘッドの問題は、そのような通常のＭＩＭＯを評価する際に見過ごされてはならない根本的な問題である。そのようなＣＳＩに関連するオーバーヘッドは、実際、通常のＣＳＩに依存するＭＩＭＯによって得られる可能性がある正味のスペクトル効率の向上を制限する可能性がある根本的な「次元数（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｔｙ）ボトルネック」を示す可能性がある。
【００１０】
[0010]特に、ＮＴ（又はＮＲ、又はＫ）を増やすことによるＤｏＦの増大（例えば、線形の増大）を利用し続けたい場合、送信を定式化し、受信機において復号するために必要とされるＣＳＩを得る際の増加したシステムのオーバーヘッドをいかにしてサポートするかも考える必要がある。そのようなオーバーヘッドは、ＣＳＩの推定をサポートするパイロットのための無線媒体の使用の増加と、そのようなＣＳＩの推定値に関する受信エンティティと送信エンティティとの間のフィードバックの増加とを含む可能性がある。
【００１１】
[0011]例として、単一のＴＸアンテナと単一のＲＸアンテナとの間のＣＳＩ（この種のＣＳＩは、規格の世界では一部により直接ＣＳＩ（ｄｉｒｅｃｔ  ＣＳＩ）と呼ばれる場合が多い）を定義するそれぞれの複素スカラ値のために、無線チャネルのリソースの決まった割合Ｆｃｓｉが、パイロット及び／又はフィードバックに割かれるものと仮定する。必要とされるＣＳＩの次元はＮＴ、ＮＲ、及び／又はＫのような量に比例するので、合計のＣＳＩのシステムに関連するオーバーヘッドが（例えば、ＮＴ×Ｆｃｓｉだけ）増大することは容易に理解し得る。例えば、それぞれが送信アンテナに関するＮＴ個のＣＳＩスカラの項を有するＫ人の単一アンテナのユーザに関して、ＫＮＴ個のそのようなスカラが存在する。ＣＳＩの次元の増加をサポートすることは、より多くの無線チャネルのリソースを要する可能性があり、データ送信のために残されるリソースの量を減らす。このオーバーヘッドの増加は、スペクトル効率の向上がＣＳＩのオーバーヘッドの増加を埋め合わせない場合、スループットの継続的な増大を制限する可能性がある。
【００１２】
[0012]値Ｆｃｓｉは、時間的及び／又は周波数的なチャネルのコヒーレンス（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）を考慮して、システムによって定義されるか、又は必然的に定義されるかのどちらかであることが多い。チャネルの状態が時間的及び／又は周波数的により急激に変化するとき、ＣＳＩを推定し、追跡するために、より多くのリソースが使用される必要がある可能性がある。
【００１３】
[0013]例として、周波数分割複信（ＦＤＤ）に基づく３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）の設計では、１２×１４個のＯＦＤＭシンボルのリソースブロック内の８個のシンボルが、ＮＴ個のアンテナのそれぞれに関するダウンリンクのパイロットをサポートするために使用される。単純にそのようなパイロットに関するシステムのオーバーヘッドを考慮し、フィードバックなどのその他のＣＳＩに関連するオーバーヘッドを無視すると、Ｆｃｓｉは、８／１６８＝４．７６％にもなる可能性がある。それは、ＮＴ＝８である場合、パイロットの構造が追加のアンテナに比例して大きくなると仮定すると、合計のＣＳＩのオーバーヘッドが、３８％にもなり、シンボルの６２％を残りのシグナリングのオーバーヘッド及びデータ送信をサポートするために残す可能性があることを意味する。明らかに、そのようなシステムは、ＮＴの無制限の増加をサポートしない。
【００１４】
[0014]したがって、符号化されたデータの情報を表すシンボルがより効率的に使用され、ＭＩＭＯによるＤｏＦの増加によって堅牢性及び／又はスペクトル効率が向上するが、正味のスペクトル効率の向上は、ＣＳＩのオーバーヘッドを考慮に入れる必要がある。したがって、正味のスペクトル効率の上昇は、シンボルのうちの（１−ＮＴ×Ｆｃｓｉ）以下の一部だけがデータのために使用され得るので、実際は、個々のデータシンボルのスペクトル効率の上昇に満たない。
【００１５】
[0015]最近、「ブラインド干渉アラインメント」（ＢＩＡ：Ｂｌｉｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）技術と呼ばれる新しい部類の技術が、通常のＭＵ−ＭＩＭＯシステムのＣＳＩのオーバーヘッドの多くを必要とせずにＤｏＦを増大させる能力を示した（Ｗａｎｇら、「Ａｉｍｉｎｇ  Ｐｅｒｆｅｃｔｌｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｄａｒｋ−Ｂｌｉｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ」、ｈｔｔｐ：／／ａｒｖｉｘ．ｏｒｇ／ａｂｓ／１００２．２７２０参照）。ＢＳのＮｔ個の送信アンテナと、Ｋ人の単一アクティブアンテナのユーザとを有するマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムが、ＣＳＩＴなしにＫＮＴ／（Ｋ＋ＮＴ−１）のＤｏＦを実現することが可能である。したがって、Ｋが大きくなるにつれて、システムは、ＣＳＩに依存する上限ｍｉｎ（ＮＴ，Ｋ）のＤｏＦに近づき得る。これは、ここ数十年のこれまでの考え方及び推測の多くの先を行くものであり、現在のシステムが直面している「次元数ボトルネック」を軽減する可能性をもたらすので、特筆すべき結果である。
【００１６】
[0016]そのようなシステムが機能するためには、送信ＢＳとサービスを受けているＫ人のユーザとの間に見られるチャネルが（ブラインド干渉アラインメント方式に関連する）所定の方法でまとまって変化していなければならないという要件がある。このまとまった変化は、各モバイル端末において多くの（物理的な）アンテナ要素及び単一のＲＦチェーンを使用することによって実現される可能性があり、ユーザの単一アクティブ受信アンテナ、すなわち、ユーザの単一のＲＦチェーンを駆動するアンテナが、時間の経過とともに変更され得る。言い換えると、単一アクティブ受信アンテナは、例えば、所定の方法でＮＴ個のモードの間を切り替えることができるマルチモードアンテナである。モードは、単一のユーザに関する独立した（例えば、一次独立の）ＣＳＩベクトルを生成する。さらに、送信は、所与のモードのＣＳＩが、システムに未知であるが、実質的に一定であり、モード毎に異なると見なされる好適なコヒーレンス時間間隔に限られなければならない。ＢＩＡ技術は、Ｋ人のユーザに送信されるべきＫ個の情報搬送ストリーム（１つのストリームが１人のユーザのための意図される情報を搬送する）に対して、好適なアンテナモードの切り替えと、合成されたデータ送信ベクトルとを生成することによって機能する。
【００１７】
[0017]近年、古いＣＳＩＴを利用して、受信機のそれぞれにおいて「干渉アラインメント」（ＩＡ）によるＤｏＦの増加を可能にする新しい部類のＭＵ−ＭＩＭＯ技術が登場している。これらの方式の魅力的な点は、必要とされるＣＳＩＴが完全に古くなっていることを許されることである。特に、これらの方式は、過去のチャネルの知識のみを利用することによってＤｏＦの増大を可能にし、送信機における現在のチャネルの状態の知識にまったく依存しない（つまり、送信が行われようとしているユーザのチャネルの、送信機における知識をまったく必要としない）。これは、効果がデータ送信時のＣＳＩＴの正確さに深く依存する通常のＭＵ−ＭＩＭＯシステムと極めて対照的である。すなわち、通常のＭＵ−ＭＩＭＯの効果は、ＭＵ−ＭＩＭＯのデータ送信が行われることになるチャネルを送信機が事前にどれだけ正確に知っているかに深く依存する。ＢＳのＮｔ個の送信アンテナと、Ｌ人の単一アンテナのユーザとを有するマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムが、古いＣＳＩＴを用いてＫ／（１＋１／２＋１／３＋．．．＋１／Ｋ）のＤｏＦを実現することが可能であり、ここで、Ｋ＝ｍｉｎ（ＮＴ，Ｌ）である。Ｋが大きくなるにつれて、システムのＤｏＦはＫ／（γ＋ｌｏｇ（Ｋ））として増大し、ここで、γはオイラー−マスケローニ定数であり、０．５７から０．５８までの間の数である。
【００１８】
[0018]古い送信機側ＣＳＩに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、いくつかの固有の課題と、それらのＭＵ−ＭＩＭＯ方式が使用される場面の制限とを有する。第１の固有の問題は、それらのＭＵ−ＭＩＭＯ方式が効果的に動作するために高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を必要とすることが多いことである。例えば、元のＩＡ方式は、最大で２０ｄＢのＳＮＲを必要とする可能性がある。これは、結果として生じる干渉アラインメントされたストリームにおいて雑音の増幅を生じる干渉アラインメントプロセスの性質による。この結果として、元のＩＡ技術は、セルラ環境内の多くのユーザへの適用に限界がある。例えば、通常のセルラのセルの端のユーザは、それらのＫ人のユーザにサービスを提供していない干渉セルから来る干渉が原因で、およそ０ｄＢ以下の信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）にさらされることが多い。セルの端のユーザだけでない多くのユーザは、およそ２０ｄＢ以上のＳＩＮＲを持たない。しかし、これらの方式は、完全に古くなったＣＳＩを利用することができるので、収集されたＣＳＩＴに基づくユーザのスケジューリングに関する要件がより緩い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】Ｃａｉｒｅら、「Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ  ＭＩＭＯ  ａｃｈｉｅｖａｂｌｅ  ｒａｔｅｓ  ｗｉｔｈ  ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｔｒａｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ、２０１０年６月、２８４５〜２８６６ページ
【非特許文献２】Ｗａｎｇら、「Ａｉｍｉｎｇ  Ｐｅｒｆｅｃｔｌｙ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｄａｒｋ−Ｂｌｉｎｄ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｔａｇｇｅｒｅｄ  Ａｎｔｅｎｎａ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ」、ｈｔｔｐ：／／ａｒｖｉｘ．ｏｒｇ／ａｂｓ／１００２．２７２０
【発明の概要】
【００２０】
[0019]古いチャネル状態情報に基づくスケジューリング及びＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための方法及び装置が、本明細書において開示される。一実施形態においては、マルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムが、マルチアンテナ送信機及びＬ個のユーザ端末を有し、方法が、Ｌ個のユーザ端末の一部又はすべてへの送信からのユーザのチャネルの知識及び効用関数（ｕｔｉｌｉｔｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づいて、古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用して２周目の送信のためのユーザパケットのペアをスケジューリングして１つのＭＡＴセッションを形成するステップであり、ユーザパケットのペアが、第１のユーザ端末に宛てた第１のパケット及び第２のユーザ端末に宛てた第２のパケットを含む、ステップと、複数の１周目の送信のうちの２回の送信からの傍受された観測値を組み合わせるステップであり、傍受された観測値が、第１のユーザ端末及び第２のユーザ端末からの１周目の傍受されたチャネルのフィードバックを示す情報を含む、ステップと、ユーザパケットのペアの組み合わされた観測値を２周目の送信の一部として送信するステップとを含む。
【００２１】
[0020]別の実施形態においては、方法が、ｒ次の（ｄｅｇｒｅｅ−ｒ）メッセージが送信されることになるｒ周目の送信スロットをスケジューリングするステップであり、ｒ次のメッセージが、ｒ人のユーザに同時に役立つように、ｒ人のユーザの組を対象とするｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージの一次結合であり、ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれが、ｒ人のユーザの組の中の異なるユーザによって傍受され、残りのｒ−１人のユーザを対象とするメッセージを構成し、さらに、スケジューリングするステップが、ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれを、効用関数に基づいて、前記（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれの最良の傍受された観測値のうちの１つであるように独立に選択するサブステップをさらに含む、ステップと、複数のアンテナを使用して、スケジューラによって生成されたメッセージの組からのメッセージを送信するステップとを含む。
【００２２】
[0021]本発明は、以下に与えられる詳細な説明と、本発明のさまざまな実施形態の添付の図面とからより深く理解される。しかし、それらの詳細な説明及び添付の図面は、本発明を特定の実施形態に限定すると解釈されるべきでなく、むしろ、説明及び理解のみを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】古いＣＳＩに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための２ユーザのＭＡＴ方式を示す図である。
【図２】図１の２ユーザのＭＡＴ方式に関する１周目の送信を示す図である。
【図３】図１の２ユーザのＭＡＴ方式の２周目の送信を可能にするための１周目のＣＳＩのフィードバックを示す図である。
【図４】図１の２ユーザのＭＡＴ方式に関する２周目の送信を示す図である。
【図５】古いＣＳＩに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための、Ｋ＝３ユーザで２周のＭＡＴ方式を示す図である。
【図６】古いＣＳＩに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための、Ｋ＝３ユーザで３周のＭＡＴ方式を示す図である。
【図７】（２≦Ｋ≦ＮＴである、あり得るＮＴ個のうちの）Ｋ個の送信アンテナを使用する古いＣＳＩに基づく２周のＩＡ／ＭＵ−ＭＩＭＯ送信によるスケジューリングを示す図である。
【図８】ペアの形成及び２周目の送信を待つ、ユーザｍのＮｍ個のパケットの１周目の送信からのＣＳＩＴを含むユーザｍのバッファを示す図である。
【図９】ＭＡＴセッションに基づくスケジューラの動作を示す図である。
【図１０】古いＣＳＩ（１周目からのＣＳＩＴ）に基づくパケット中心の（ｐａｃｋｅｔ−ｃｅｎｔｒｉｃ）ＭＵ−ＭＩＭＯによる２周目のスケジューラの動作を示す図である。
【図１１】ｍ＜ｎであるユーザｍ及びｎに関する２周目のペア形成キュー（ｐａｉｒｉｎｇ  ｑｕｅｕｅ）の見本の事例を示す図である。
【図１２】ユーザ１の所与のパケット、この場合はパケット６に関わる、Ｋ＝３ユーザ及びＲ＝２周の場合のＭＡＴセッションとパケット中心のスケジューリングとの間の比較を示す図である。
【図１３】２周のパケット中心のスケジューリング方式のスケジューリングの恩恵をＳＮＲに応じて示す図である。
【図１４】（３≦Ｋ≦ＮＴである、あり得るＮＴ個のうちの）Ｋ個の送信アンテナを使用する古いＣＳＩに基づく３周のＩＡ／ＭＵ−ＭＩＭＯ送信によるスケジューリングを示す図である。
【図１５】古いＣＳＩ（２周目からのＣＳＩＴ）に基づくパケット中心のＰＨＹ  ＭＵ−ＭＩＭＯによる３周目のスケジューラの動作を示す図である。
【図１６】ｍ＜ｎ＜ｑであるユーザｍ、ｎ、及びｑに関する３周目のペア形成キューの見本の事例を示す図である。
【図１７】ユーザ１の所与のパケット、この場合はパケット６に関わる例に基づく、Ｋ＝３及びＲ＝２の場合のＭＡＴセッションのスケジューリングとパケット中心のスケジューリングとの間の定性的比較を示す図である。
【図１８】マルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで使用するための装置の一実施形態のブロック図である。
【図１９】マルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで情報を送信するための装置の別の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[0022]近年、古い送信機側ＣＳＩを利用する新しい部類のＭＵ−ＭＩＭＯ技術が、明らかとなってきた。それらのＭＵ−ＭＩＭＯ技術は、ＭＡＴ方式（Ｍａｄｄａｈ−Ａｌｉら、「Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ  ｓｔａｌｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｉｓ  ｓｔｉｌｌ  ｖｅｒｙ  ｕｓｅｆｕｌ」、Ａｌｌｅｒｔｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ、２０１０年９月参照）と呼ばれ、各受信機において「干渉アラインメント」（ＩＡ）を可能にする、古いＣＳＩＴに基づく送信メカニズムを利用する。したがって、それらのＭＵ−ＭＩＭＯ技術は、通常のＭＩＭＯシステムに特有のＣＳＩＴの使用に対する厳格な適時性の制限を必要とすることなくＤｏＦを増大させる可能性を示した。
【００２５】
[0023]本発明の実施形態は、古いＣＳＩＴに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信をスケジューリングするためのメカニズムを含む。本発明の実施形態の１つの部類は、ＭＡＴ送信セッションのためにユーザのグループをスケジューリングするための技術を含む。そのようなシステムの最も単純な形態の例においては、マルチアンテナ送信機が、同じ送信リソース上でまとめて符号化されたデータストリームを送信することによって複数の単一アンテナのユーザに同時にサービスを提供する。これらのＭＵ−ＭＩＭＯ方式において、ユーザ端末の受信機のそれぞれにおいて本明細書で干渉アラインメント（ＩＡ）と呼ばれていることを可能にすることによって複数のユーザへの同時送信をサポートするために、送信機において古いＣＳＩＴが使用される。しかし、本明細書において説明されるように、これらのスケジューリング方式は、３人以上のユーザとのＭＡＴセッションを含むとき、スケジューリングの恩恵に限界がある。
【００２６】
[0024]本発明の実施形態は、（ＭＡＴ）セッション中心（ｓｅｓｓｉｏｎ−ｃｅｎｔｒｉｃ）ではなく、むしろパケット中心である実施形態の別の部類も含む。これらのパケット中心の方式は、ＭＡＴ方式と同じＩＡの原理を利用し、関連するＭＡＴ方式と同じＤｏＦを有する。しかし、これらの方式は、パケット中心であるので、これらの方式のＭＡＴセッションに基づく同等の方式とは対照的に、スケジューリングについて遙かに高い柔軟性を提供し、３人以上のユーザに役立つスケジューリングの恩恵を容易に提供し得る。
【００２７】
[0025]したがって、本発明の実施形態は、古いＣＳＩＴを利用する送信をスケジューリングするためのメカニズムを含む。これらのメカニズムは、ユーザの恩恵、セルのスループットの恩恵、及びセルの端のスループットの恩恵をもたらすことができる。それらのメカニズムは、おおむね、遅延耐性トラフィック（ｄｅｌａｙ  ｔｏｌｅｒａｎｔ  ｔｒａｆｆｉｃ）に適している。遅延及び追加のフィードバックリソースを代償として、それらのメカニズムは、大きな性能上の恩恵をもたらすことができる。
【００２８】
[0026]以下の説明において、本発明をより完全に説明するために、多くの詳細が示される。しかし、本発明がこれらの特定の詳細なしに実施され得ることは当業者に明らかであろう。その他の場合、本発明を曖昧にすることを避けるために、よく知られている構造及びデバイスは、詳細にではなくブロック図の形態で示される。
【００２９】
[0027]以下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的表現によって示される。これらのアルゴリズムの記述及び表現は、データ処理技術に精通している者によって、その者の成果の内容を当該技術分野に精通しているその他の者に最も効果的に伝えるために使用される手段である。アルゴリズムは、本明細書において及び一般に、所望の結果をもたらす自己矛盾のない一連のステップであると考えられる。ステップとは、物理量の物理的操作を必要とするステップである。必ずではないが通常は、これらの量は、記憶、転送、組み合わせ、比較、及びその他の操作を行われ得る電気的又は磁気的信号の形態をとる。これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数などと呼ぶことが、主に慣例であるという理由で便利な場合があることが分かっている。
【００３０】
[0028]しかし、これらの及び同様の用語のすべては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、これらの量に付される便宜的なラベルであるに過ぎないことに留意されたい。別途具体的に示されない限り、以下の検討から明らかなように、説明の全体を通じて、「処理する」、又は「計算する」、又は「算定する」、又は「決定する」、又は「表示する」などの用語を利用する検討は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理的（電子的）量として表されるデータを操作し、コンピュータシステムのメモリ、又はレジスタ、又はその他のそのような情報記憶、送信、若しくは表示デバイス内で同様に物理量として表されるその他のデータに変換するコンピュータシステム、又は同様の電子的コンピューティングデバイスの動作及びプロセスに言及することが理解される。
【００３１】
[0029]本発明は、本明細書の操作を実行する実行するための装置にも関する。この装置は、必要とされる目的のために特別に構成される可能性があり、又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有効化又は再構成される多目的コンピュータを含む可能性がある。そのようなコンピュータプログラムは、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び光磁気ディスクを含む任意の種類のディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気式若しくは光学式カード、又は電子的命令を記憶するのに好適であり、それぞれがコンピュータのシステムバスに結合される任意の種類の媒体などであるがこれらに限定されないコンピュータ可読ストレージ媒体に記憶され得る。
【００３２】
[0030]本明細書において示されるアルゴリズム及び表示は、任意の特定のコンピュータ又はその他の装置と本質的に無関係である。さまざまな汎用システムが本明細書の教示にしたがってプログラムと共に使用される可能性があり、又は必要とされる方法のステップを実行するためにより特化した装置を構築することが便利であることが判明する可能性がある。さまざまなこれらのシステムのための必要とされる構造は、以下の説明から明らかになるであろう。さらに、本発明は、任意の特定のプログラミング言語に関連して説明されない。本明細書において説明される本発明の教示を実装するためにさまざまなプログラミング言語が使用され得ることが、理解されるであろう。
【００３３】
[0031]機械可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）によって読み取り可能な形態で情報を記憶又は送信するための任意のメカニズムを含む。例えば、機械可読媒体は、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスクストレージ媒体、光ストレージ媒体、フラッシュメモリデバイスなどを含む。
【００３４】
概要
[0032]本発明の実施形態は、古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）に基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信をスケジューリングするための方法を含む。通常のＭＵ−ＭＩＭＯとは異なり、一実施形態において考察される方式は、過去のＣＳＩＴを利用する送信を含み、それらの送信は、チャネルがＣＳＩＴに十分に近い時間−周波数リソース要素において行われるように制限されない。結果として、これらの方式は、スケジューリングの非常に高い柔軟性を提供する。これらの新しいＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、調整された多周回（ｍｕｌｔｉ−ｒｏｕｎｄ）送信によってＤｏＦの増加を達成するので、あり得るスケジューリングの選択肢及び制約が、通常のＭＵ−ＭＩＭＯ方式のスケジューリングの選択肢及び制約とは大きく異なる。ＣＳＩＴは通常のシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ  ＭＩＭＯ）及びマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ  ＭＩＭＯ）を含むその他の通常の送信方式と同様にして取得され得るが、ＣＳＩＴがそのＣＳＩＴが集められる時点のチャネルの実際の状態を表す必要がないという事実が、そのＣＳＩＴが集められる方法の遙かに高い柔軟性をもたらす。本明細書において説明されるように、それにより、高性能なスケジューリングプロトコルを実現することができる。
【００３５】
[0033]実施形態におけるスケジューリング方式は、最近のＭＵ−ＭＩＭＯ方式及びその方式の原理を利用する。このＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、Ｍａｄｄａｈ−Ａｌｉら、「Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ  ｓｔａｌｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｓｔａｔｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｉｓ  ｓｔｉｌｌ  ｖｅｒｙ  ｕｓｅｆｕｌ」、Ａｌｌｅｒｔｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ、２０１０年９月（以降、「ＭＡＴ論文」）に示されており、本明細書においては、これ以降、ＭＡＴ方式と呼ばれる。ＭＡＴ方式は、複数のユーザのグループに同時にサービスを提供するための多周回送信セッションを確立する。それぞれのＭＡＴセッションは、因果関係を持って発生すると想定されるいくつかの送信の周回（ｒｏｕｎｄ）（これ以降、Ｒと表記される）を有し、つまり、セッションの１周目の送信が最初に起こり、２周目の送信が同じセッションに関する１周目の送信の後に行われ、以下同様である。ｋ＞１の場合のｋ周目の送信において、この方式は、（同じセッションに関する）過去の送信の周回のみからのＣＳＩＴを利用してＭＵ−ＭＩＭＯ送信を実行する。過去の周回からのこのＣＳＩＴは、各受信機において干渉アラインメント（ＩＡ）として知られていることを可能にすることによって複数のユーザに同時にサービスを提供することを可能にする。
【００３６】
[0034]本発明の実施形態は、ＭＡＴ方式でのスケジューラの動作オプションを含み、つまり、実施形態は、ＭＡＴ方式のセッションをスケジューリングするための方法を含む。しかし、さらに重要なことに、実施形態は、ＭＡＴ方式を可能にする干渉アラインメントの原理を利用するが、もはやＭＡＴ方式は実施しない（ＭＡＴセッション中心ではなく）新しいパケット中心のスケジューリングアルゴリズムを利用することによって柔軟で高性能な動作をもたらす。本明細書において説明されるように、これらの新しいパケット中心の方式は、スケジューリングに基づく性能の増大を可能にするための優れた（元のセッション中心の見方よりも優れた）手段を提供する。
【００３７】
[0035]本明細書において提案されるスケジューリングメカニズムを説明するために、以下で説明されるのは、元のＭＡＴ方式である。以降、ＭＡＴセッションをスケジューリングすることを考慮する本発明の実施形態が、説明される。最後に、古いＣＳＩに基づくパケット中心のスケジューリングを含む本発明の実施形態が、開示される。
【００３８】
元のＭＡＴ方式
[0036]元のＭＡＴ方式においては、情報を搬送する信号が、古い送信機側ＣＳＩに基づいて、Ｋ個の送信アンテナを有する単一の送信機からＫ個の単一アンテナ受信機に同時に伝達される。概して、受信機の数がＬであり、送信アンテナの数がＮＴである場合、Ｋは、ＬとＮＴとのうちの小さい方である。この方式及びこの方式に関連するスケジューリングメカニズム（以下でされに検討される）は、それぞれがＮＲ個のアンテナを用いるＫ人のユーザ及びＫＮＲ個のアンテナを有する送信機も当然対象に含む。
【００３９】
[0037]２≦Ｒ≦Ｋを満たすある整数Ｒに対して、１組のＲ回の周回が、ＭＡＴ方式によって使用される。ｒ＞１であるｒ周目のすべての送信に関して、送信機は、過去の送信の周回からの利用可能なＣＳＩ、すなわち、１、２、．．．、ｒ−１周目に行われたすべての送信に関する送信機とＫ人のユーザのそれぞれとの間のチャネルからの利用可能なＣＳＩを有すると仮定される。ＭＡＴ方式で示されるように、Ｋ人の単一アンテナのユーザ、Ｋ送信アンテナの端末、及び古いＣＳＩによって実現され得る最高のＤｏＦ（次式では「Maximum DoFs」と表記）は、次式によって与えられる。
【数１】
0005961263.tif 000002
【００４０】
[0038]ＤｏＦＭＡＴ（Ｋ，Ｒ）が、古いＣＳＩＴを用いてＫ送信アンテナの送信機からＫ人の単一アンテナのユーザにサービスを提供するＲ周のＭＡＴ方式によって与えられるＤｏＦを表すものとすると、次式が当てはまる。
【数２】
0005961263.tif 000003
【００４１】
[0039]したがって、Ｒ＝Ｋ周が、最高の可能なＤｏＦを実現するためにＭＡＴ方式によって必要とされる。しかし、Ｒ＞１のどんな値も、１より高いＤｏＦをもたらし、それによって、古いＣＳＩによるＭＵ−ＭＩＭＯのＤｏＦの恩恵をもたらす。以下は、２周の方式から始まる２、３の代表的なＭＡＴ方式の例である。
【００４２】
２ユーザのＭＡＴ方式
[0040]図１は、古いＣＳＩに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためのＫ＝２ユーザの場合に対応するＭＡＴ方式を示す［ＭＡＴ論文参照］。送信機（Ｔｘ）は、図２に示されるように、（少なくとも）Ｋ＝２個の送信アンテナ２０１を有すると仮定される。図１を参照すると、第ｍのユーザに関する１周目のメッセージｘｍは、２×１ベクトルであり、なんらかの時間ｔ＝ｔｋに送信される。任意の所与の時間ｔにおいて、ユーザｍの（スカラの）観測値は、熱雑音と、ＴＸによって時間ｔに送信された信号によって生じた信号の項ｚｍ（ｔ）とを足した値によって与えられる。１×２ベクトルｈｍ（ｔ）は、時間ｔにおける２つの送信アンテナとユーザｍの受信アンテナとの間のチャネル係数を表す。２周目のメッセージｘ１，２＝ｈ２（ｔ１）ｘ１＋ｈ１（ｔ２）ｘ２は、スカラであることに留意されたい。ステアリングベクトル（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｖｅｃｔｏｒ）ｖは、受信機に知られている決まった任意の２×１ベクトルである。この方式は、２つの１周目の送信スロットと１つの２周目のスロットとを使用して、３つのスロットで２つの２次元メッセージ（ｘ１及びｘ２）を送り、その結果、ＤｏＦ＝２×２／（２＋１）＝４／３スカラシンボル／スロットとなる。つまり、この方式は、ｍ＝１，２のユーザｍに、３つの送信スロット（３回のチャネルの使用）で２×１ベクトルｘｍを送る。最初の２回の送信は、ある任意の時間ｔ１及びｔ２に行われ、１周目の送信である。これらは、図２に示されている。特に、図２に示されるように、時間ｔｍにおいて、送信機は、その送信器の２つのアンテナ２０１を介して（ユーザｍに関する２つのスカラ符号化された（ｓｃａｌａｒ  ｃｏｄｅｄ）シンボルに対応する）ｘｍの２つのスカラ成分を送信する。ここで重要なことは、両方の受信機（Ｒｘ１、Ｒｘ２）が、この送信からの測定値を収集しており、その測定値を将来使用するために記憶することである。つまり、受信機（Ｒｘ）１は、復号したいベクトルに関連する時間ｔ１の測定値を収集するが、（ユーザ２を対象とする）時間ｔ２の送信も傍受し、結果として得られる測定値を後で使用するために記憶する。受信機（Ｒｘ）２も、しかるべく動作する。
【００４３】
[0041]時間ｔにおけるユーザｍと送信機との間のチャネルは、ｈｍ（ｔ）と表記される。（異なるものとして挙げられているが、まったく同じである可能性もある）時間ｔ１及びｔ２における所与のユーザと送信機との間のチャネルは、１周目の送信の間は送信機において未知であることに留意されたい。しかし、それらのチャネルは、所与のユーザには知られており、後で送信機（及びその他の受信機）にフィードバックされる。特に、図面に明示的に示されていないが、スロットｔｍの間、送信機は、両方のユーザがそれらのユーザのそれぞれのチャネルを推定することを可能にする（ダウンリンクの）パイロットをやはり送信する。
【００４４】
[0042]傍受されたチャネルは、図３に示されるように、その後のある時間にＴｘにフィードバックされる。図３が示すように、ユーザ１によってフィードバックされるチャネルはユーザ２も利用できるようにされる（その逆も同様）ことに留意されたい。図３は、これが１人のユーザから別のユーザに直接行われることを提案しているが、代替的な実施形態においては、ＣＳＩの転送は、送信機を通じて実現される可能性もある。ＣＳＩのフィードバックは、図１の２ユーザのＭＡＴ方式の２周目の送信を可能にする。
【００４５】
[0043]第３の送信（すなわち、２周目の送信）は、図４に示されるように、ある任意の、しかし後の、つまり、ｔ３＞ｔ１かつｔ３＞ｔ２である時間ｔ３に行われる。その時間までに、送信機は、図１に示される信号ｘ１，２を形成するための必要とされるチャネルを利用できるようにする。この信号は、２つの傍受された測定値の合計であり、したがって、スカラである。この信号が受信機ｍ（ｍ＝１，２）において利用可能であるとすれば、この信号は、受信機が（ローカルに記憶された）その受信機自体の傍受された測定値を引き、他方のユーザの傍受された測定値のコピーを得ることを可能にするであろう。その測定値は、その受信機自体の信号の測定値であり、受信機がその受信機自体の２次元メッセージを復号することを可能にする。ＴＸは、この信号ｘ１，２を、例えば、そのＴＸのアンテナのうちの１つを介して送信する（その場合、ベクトルｖは、単一の非ゼロの成分を有する）。そして、各受信機は、その測定値を使用して干渉、すなわち、その受信機が既に傍受した測定値を取り除き、その受信機自身の信号に関する測定値（他方のユーザによって傍受された測定値）を得る。結果として、ＤｏＦ＝４／３（すなわち、Ｋ＝２で可能な最大のＤｏＦ）に関して、４つの異なるスカラシンボルが３つのスロットで（各ユーザに２つずつ）送られる。
【００４６】
Ｋユーザで２周のＭＡＴ方式
[0044]ＭＡＴ論文に記載されたＫ＝３で２周のＭＡＴ方式が、図５に示され、３人の単一アンテナのユーザ及び（少なくとも）３つのアンテナを有する送信機を含む。２周のＭＡＴ方式は、各ユーザに、６つのスロットで３×１ベクトルシンボルを送り、その結果、３回の１周目の送信を使用して、ＤｏＦ＝３×３／６＝１．５スカラシンボル／スロットとなる。ｋ周目は、ある時間ｔｋに起こり、ｋ番目のユーザベクトルの送信を含む。すべての受信機は、１周目の送信（１回の送信は各受信機のためのものであり、一方、残りの送信は傍受される送信に対応する）を収集し、記憶する。
【００４７】
[0045]図５を参照すると、古いＣＳＩに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための、Ｋ＝３ユーザで２周のＭＡＴ方式［１］が、示されている。第ｍのユーザに関する１周目のメッセージｘｍは、３×１ベクトルである一方、２周目のメッセージｘｍ，ｎは、スカラである。１×３ベクトルｈｍ（ｔ）は、時間ｔにおける２つの送信アンテナとユーザｍの受信アンテナとの間のチャネル係数を表し、スカラｚｍ（ｔ）は、ＴＸによって時間ｔに送信された信号によって生じた受信機ｍにおける受信信号を表す。ステアリングベクトルｖは、受信機に知られている決まった任意の３×１ベクトルである。この方式は、３つの１周目のスロットと３つの２周目のスロットとを用いて、６つのスロットで３つの３次元メッセージ（ｘ１、ｘ２、及びｘ３）を送り、その結果、ＤｏＦ＝３×３／（３＋３）＝１．５スカラシンボル／スロットとなる。
【００４８】
[0046]そのとき、すべての１周目の送信に関連するチャネルは、フィードバックによって送信機が利用できるようにされる。図５に示されるように、１周目のすべてのＣＳＩＴが送信機で利用可能になると、送信機は、３回の２周目の送信に進む。図５に示されるように、３周目の送信のそれぞれは、２人のユーザｍ及びｎに関連し、互いのメッセージの傍受された１周目の測定値の合計である。２周目の後、各ユーザは、（その他のユーザによって傍受された）そのユーザ自身のメッセージを含む（３つのうち）２つの２周目の測定値を取得し、各測定値からそのユーザ自身の傍受されたメッセージを取り除き、次に、それらを、復号のために、１周目のそのユーザ自身のメッセージのそのユーザ自身の測定値と組み合わせる。復号は、ユーザ、例えば１において、ユーザ１がそのユーザ１の３次元メッセージの３つの独立した測定値、すなわち、（時間ｔ１における１周目の測定によって）そのユーザ１自身のアンテナから得られる測定値と、ユーザ２及び３のアンテナから得られるさらに２つの測定値（これらは、時間ｔ１において傍受され、時間ｔ４及びｔ５の２周目の送信によってユーザ１が利用できるようにされる）とを有するので可能である。同様の論証は、復号がユーザ２及び３においても可能であることを示す。
【００４９】
[0047]ＭＡＴ論文の方式の、Ｋ＝３で２周のＭＡＴは、任意のＫの２周のＭＡＴ方式に容易に一般化され得る。Ｋ人の単一アンテナのユーザ及びＫアンテナの送信機を仮定すると、そのＭＡＴ方式は、Ｋ回の１周目の送信（Ｋ個のＫ次元ユーザメッセージのそれぞれにつき１回の送信）及びＫ（Ｋ−１）／２回の２周目の送信を使用することによってＫ人のユーザのそれぞれに１つのＫ次元メッセージを送ることができる。結果として得られるＤｏＦは、式２によって与えられるように、２Ｋ／（Ｋ＋１）である。
【００５０】
３ユーザで３周のＭＡＴ方式
[0048]ＭＡＴ論文に記載された古いＣＳＩに基づくＭＵ−ＭＩＭＯ送信のための３ユーザで３周のＭＡＴ方式が、図６に示されており、６回の１周目の送信（ユーザの信号毎に２回の送信）と、３回の２周目の送信と、２回の３周目の送信とを用いることによって３人のユーザのそれぞれに６次元メッセージを送る。ユーザのための６×１の情報メッセージを含む６つのスカラシンボルの２つの線形独立な組み合わせを送るために、２回の１周目の送信がユーザ毎に使用される。
【００５１】
[0049]図６を参照すると、第ｍのユーザのメッセージｘｍは、６×１ベクトルである。１周目においては、ｘｍの２つの線形独立な変換結果が、２つのスロットで送信される。これらは、２つの３×６行列Ｖ１（１）、Ｖ１（２）によって記述される。２周目のメッセージｘｍ，ｎは、２×１ベクトルであり、それぞれ、３×２行列Ｖ２によって記述される線形変換によって単一のスロットで送信される。単一の３周目のメッセージｘ１，２，３は、３×３行列Ｖ３（１）及びＶ３（２）によって記述される２つの線形独立な組み合わせによって２つのスロットで送信される３×１ベクトルである。行列Ｖ１（１）、Ｖ１（２）、Ｖ２、Ｖ３（１）、及びＶ３（２）は、受信機に知られている。この方式は、６つの１周目のスロットと、３つの２周目のスロットと、２つの３周目のスロットとを用いて、６つのスロットで３つの６次元メッセージ（ｘ１、ｘ２、及びｘ３）を送り、その結果、ＤｏＦ＝６×３／（６＋３＋２）＝１８／１１スカラシンボル／スロットとなる。
【００５２】
[0050]１つのそのような例は、Ｖ１（１）＝［Ｉ３  ０３×３］及びＶ１（２）＝［０３×３  Ｉ３］を使用することに対応し、ここで、０３×３は、すべての成分がゼロである３×３行列であり、Ｉ３は、３×３単位行列である。それは、初めの３つの成分を第１の送信スロットにおいて３つの送信アンテナを介して送信し、最後の３つのシンボル成分を第２の送信スロットで送信する結果となる。任意の所与のユーザにおいて、別のユーザのベクトルシンボルの２回の１周目の送信で発生する傍受された信号のそれぞれのペアは、２次元ベクトルに入れられ、後で使用するために記憶される。
【００５３】
[0051]１周目のチャネルがフィードバックされ、送信機で利用できるようになると、２周目の送信が行われ得る。まず、図６に示されるように、送信機が、各受信機の２次元の傍受されたメッセージ（受信機毎に２つのそのようなベクトルメッセージ）をローカルで再生成する。３ユーザで２周の場合と同様に、それぞれのユーザのペア（ｍ，ｎ）について、送信機は、まず、ｘｍ，ｎ、すなわち、ユーザｍのメッセージのユーザｎによる傍受とユーザｎのメッセージのユーザｍによる傍受との（２×１ベクトルの）合計を形成する。次に、送信機は、所定の３×２行列Ｖ２によって記述される、ｘｍ，ｎ毎に１回の送信（合計３回）を行う。一例として、Ｖ２の最後の行はすべてゼロの行であり（送信機の第３のアンテナ要素からは信号が送信されない）、一方、Ｖ２の上２行を構成する係数は、階数（ｒａｎｋ）２の２×２行列を構成する非ゼロの成分である。
【００５４】
[0052]２周目のチャネルがフィードバックされると、３周目の送信が行われ得る。そのとき、受信機１つにつき１つの傍受されたメッセージに基づいて、送信機において単一の３次元メッセージが形成される。各受信機に関して、傍受されたメッセージは、その他の２つの受信機に同時に役立つ信号の２周目の受信に対応する。
【００５５】
[0053]３周目において、送信機は、Ｖ３（１）及びＶ３（２）によって記述されるこれらの３次元シンボルの２つの異なる（好適に選択された）組み合わせを送信する。１つの例において、Ｖ３（ｋ）の最後の２行は、ゼロに設定される。Ｖ３（ｋ）の最も上の行をｖ３（ｋ）と呼ぶことにすると、ｖ３（１）及びｖ３（２）が同一直線上になく（ｎｏｔ  ｃｏ−ｌｉｎｅａｒ）、ｖ３（１）及びｖ３（２）のすべての成分がゼロでなければ十分である。３周目の２回の送信は、３つの受信機すべてに同時に役立ち、各受信機が不要な傍受された成分を取り除き、１周目及び２周目の測定値と一緒に、それらの受信機自体の６次元メッセージを復号することを可能にする。この方式は、ＤｏＦ＝１８／１１（Ｋ＝３の場合に、古いＣＳＩを用いて可能な最大値）をもたらす。
【００５６】
[0054]以下で示される実施形態は、Ｌ人の単一アンテナのユーザの組に対して動作し、ＫユーザのＭＵ−ＭＩＭＯ  ＭＡＴセッションをスケジューリングするスケジューラを含む。どの場合も、送信機が、ＮＴ≧ＫであるＮＴ個の利用可能な送信アンテナ要素を有すると仮定される。それぞれＮＲ個の受信アンテナ（ＮＲ＞１）を有するＬ人のユーザの組に対して動作し、ＫユーザのＭＵ−ＭＩＭＯ  ＭＡＴセッションをスケジューリングするスケジューラを含む実施形態は、以下で説明される関連するＫユーザのＭＵ−ＭＩＭＯ  ＭＡＴセッションの実施形態の単純な拡張によって得られる可能性がある。これらのマルチアンテナの実施形態は、送信機がＮＴ≧ＮＲＫであるＮＴ個の利用可能な送信アンテナ要素を有することを必要とする。以下でさらに説明されるパケット中心の実施形態の同様のマルチアンテナの拡張も、構築され得る。最後に、追加の選択肢が、単純な拡張としてスケジューラに含まれる可能性がある。１つのそのような拡張は、（例えば、いくつかの相対的な電力の割り当ての選択肢を考慮することによって）ペアを形成する際にそれぞれの傍受されたメッセージに異なる送信電力を与える能力を与えられるスケジューラを用いる実施形態を含む。例えば、２つの傍受されたメッセージｚａ及びｚｂを含む２周目の送信において、スケジューラは、例えば、スケジューラで使用される何らかのシステムの性能の測定基準に基づいて、許されるペアのリストからスケジューラによって選択されるλａｚａ＋λｂｚｂの形式の重み付けされた合計を送信することを選択する可能性があり、ここで、ペア（λａ、λｂ）は正の数の組み合わせを含む。
【００５７】
時間的に互い違いのＭＡＴ方式のセッションを可能にすることによる、古いＣＳＩに基づくスケジューリング及びＭＵ−ＭＩＭＯを含む実施形態
[0055]一実施形態において、ユーザ及びそれらのユーザのパケットが、ＭＡＴ論文のＫユーザでＲ周のＭＡＴ方式に関連するセッションのためにペアにされる。最初の検討は、Ｋ＝２、Ｒ＝２の場合のこの方式の具体例を説明することに焦点を置く。３以上のＫ又はＲに対するこの手法の限界が、説明される。
【００５８】
２ユーザで２周のＭＡＴ方式のセッションのスケジューリング
[0056]本節の実施形態は、異なるユーザにつき１つずつ、２つの異なるパケットがペアにされ、図１に示されたＭＡＴセッションのような単一の２ユーザで２周のＭＡＴセッションのためにスケジューリングされるスケジューリングプロトコルを含む。特に、スケジューラは、Ｌ人のユーザの入力パケットキューに対して動作していると仮定し、ｘｍ（ｉ）が、第ｍのユーザを対象とする第ｉのパケットを表すものとする。すべての実施形態において、スケジューラは、このパケットを、いずれかのユーザｎ≠ｍ（すなわち、異なるユーザ）に関する第ｎのユーザの第ｊのパケット及びインデックスｊを有するパケットとペアにする。そして、送信プロトコルが、図７にしたがって各周で記述され、（２≦Ｋ≦ＮＴである、あり得るＮＴ個のうちの）Ｋ個の送信アンテナを使用する古いＣＳＩに基づくＩＡ／ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に関連する。２回の１周目の送信は、それぞれ、ｘｍ（ｉ）及びｘｎ（ｊ）を別々に送信するために時間ｔ＝ｔｍ（ｉ）及びｔ＝ｔｎ（ｊ）にあり、１回の２周目の送信は、ある時間ｔ＝ｔｍ，ｎ（ｉ，ｊ）において実行され、この２周目の送信は、２周目の送信を可能にするために必要とされる１周目の傍受されたチャネルが送信機で利用可能になることを可能にするために時間的に十分に後で行われる。単一のメッセージ（又はパケット）は、概して単一のベクトルであると見なされるが、そのメッセージ（又はパケット）は、それぞれが同じチャネル及び送信メカニズムを経るパケットの集合の表現であることに留意されたい。その意味で、それぞれの送信時間は、チャネルが実質的に一定のままである時間及び周波数の送信スロットの集合に対応する。
【００５９】
[0057]図７を参照すると、第ｍのユーザに関する１周目の第ｉのメッセージｘｍ（ｉ）は、Ｋ×１ベクトルであり、一方、２周目のメッセージｘｍ，ｎ（ｉ，ｊ）は、スカラである。１×Ｋベクトルｈｍ（ｔ）は、時間ｔにおけるＫ個のアクティブなＴＸアンテナとユーザｍのＲＸアンテナとの間のチャネル係数を表す。スカラｚｍ（ｔ）は、時間ｔに送信された信号によるユーザｍにおける受信信号を表す。ベクトルｖは、受信機に知られている決まった任意のＫ×１ベクトルである。ユーザパケット毎に１つの１周目のスロットと、同じパケットを含むＫ−１個の２周目のスロットとを用いるスケジューリング方式は、１＋（Ｋ−１）／２スロットで１つのＫ次元メッセージを送り、ＤｏＦ＝２Ｋ／（Ｋ＋１）スカラシンボル／スロットをもたらす。ｎ≧１であるＫ−１＋ｎ個の２周目のスロットがパケット毎に使用され、ＤｏＦ＝２Ｋ／（Ｋ＋１＋ｎ）をもたらす可能性もあることに留意されたい。
【００６０】
[0058]ここで、ユーザパケットのペア及びこれらのパケットの２周の送信時間を選択することによるさまざまなスケジューラの動作を明示する見本の実施形態が、示される。簡単にするために、すべての実施形態において、１周目に傍受されたチャネルが一部のユーザに関して送信機において利用可能であるとき、それらの傍受されたチャネルは、すべてのその他のユーザからも利用可能であると仮定される、つまり、すべてのユーザは、それらのユーザのすべての傍受されたチャネルとそれらのユーザを対象とするパケットに関するチャネルとをフィードバックすると仮定される。しかし、これは必須ではない。しかし、本発明の実施形態は、ユーザパケット毎の傍受者のチャネルのサブセットのみがスケジューリングのために利用可能である場合に容易に一般化される。
【００６１】
[0059]まず、適切なユーザパケットのペアの形成の恩恵、すなわち、ＭＡＴセッションのためにユーザｍの第ｉのパケットをユーザｎの第ｊのパケットとペアにすることの恩恵は、ユーザｍ及びｎが経る１周目のチャネル、すなわち、時間ｔｍ（ｉ）及びｔｎ（ｊ）におけるユーザｍ及びｎのチャネルによって決まることに留意されたい。特に、我々は、以下のことに気付いた。
１．ユーザｍの第ｉのパケットに対する２セッションのＭＡＴ方式によって提供されるユーザｍに対する容量又は実質的な最大のレートは、以下のことに強く依存する。
ａ．チャネルのペア｛時間ｔ＝ｔｍ（ｉ）におけるｈｍ（ｔ）、ｈｎ（ｔ）｝。ペアの形成がｈｎ（ｔｍ（ｉ））を決定するとき、パケットｉによるユーザｍに対する実質的な実現されるレートは、第ｎのユーザの（観測された）チャネルが第ｍのユーザのチャネルとユーザｍに対する実現される容量の点で「どれだけうまく」ペアになるかによって決定付けられる。
ｂ．ユーザｍにおける関連する２周目のチャネル、すなわち、時間ｔ＝ｔｍ，ｎ（ｉ，ｊ）におけるｈｍ（ｔ）。
２．ユーザｎの第ｊのパケットに対する２セッションのＭＡＴ方式によって提供されるユーザｎに対する容量又は実質的な最大のレートは、以下のことに強く依存する。
ａ．チャネルのペア｛時間ｔ＝ｔｎ（ｊ）におけるｈｍ（ｔ）、ｈｎ（ｔ）｝。ペアの形成がｈｍ（ｔｎ（ｊ））を決定するとき、パケットｊによるユーザｎに対する実質的な実現されるレートは、第ｍのユーザの（観測された）チャネルが第ｎのユーザのチャネルとユーザｎに対する実現される容量の点で「どれだけうまく」ペアになるかによって決定付けられる。
ｂ．ユーザｎにおける関連する２周目のチャネル、すなわち、時間ｔ＝ｔｍ，ｎ（ｉ，ｊ）におけるｈｎ（ｔ）。
【００６２】
[0060]一実施形態において、ｒ周目の送信は、前の周の送信のユーザのチャネルの知識のみに基づいてスケジューリングされる。２周のプロトコルの場合、これは、スケジューラが、上記１ｂ及び２ｂの効果を、それらがセッションが終わった後にのみ利用可能である２周目のチャネルの知識に依存するので利用しないことを意味する。もちろん、示されるスケジューラは、２周目についてのある部分的な又は完全なＣＳＩ情報を利用するように修正される可能性もある。
【００６３】
[0061]スケジューリングの恩恵は、上記の１ａ及び２ａの点で両方のユーザに同時に恩恵を与えるようにユーザをペアにするスケジューラの能力によってもたらされる。特に、スケジューラは、関連する１周目のチャネルのペアの形成が（１ａ及び２ａの点で）両方のユーザに関して高い予測されるチャネル容量をもたらすようにして、２周目の送信のためのユーザパケットのペアの形成を可能にするためにすべての１周目のパケット送信ですべての利用可能なユーザのチャネルを使用する可能性がある。
【００６４】
[0062]これらのペアの形成における１つの制約要因は、ユーザｍの第ｉのパケットをユーザｎの第ｊのパケットとペアにすることが、両方のパケットにとって同時に都合が良くなくてはならないことである。したがって、（ｍ，ｉ）が与えられると、スケジューラは、ユーザｍの第ｉのパケットを提供するセッションでユーザｍに最良の予測される容量をもたらすペアの形成（ｎ，ｊ）を見つけることができる。しかし、これがユーザｎの第ｊのパケットのための良いペアの形成であるという保証はなにもない。同時に高いペアの形成の性能を有するスケジューラを可能にするのは、次の知見、すなわち、ユーザｍの第ｉのパケットに関してユーザｍにとって重要なのは、第ｎのユーザがチャネルを傍受することだけであり、ユーザｎのパケットのインデックスｊではないという知見である。これがどのように利用され得るのかを見るために、次のこと、すなわち、ユーザｍの第ｉのパケットに関して、ユーザｎの傍受されたチャネルがＴＸで利用可能である（ユーザｍの第ｉのパケットの１周目の送信中の）すべての傍受されたユーザのチャネルの中で最良であると仮定することを考える。スケジューラが、ユーザｍの傍受されたチャネルが期せずしてユーザｎの第ｊのパケットに関する良好な傍受されたチャネルであった１つのパケットのインデックスｊを発見することができるように（例えば、２周目の送信のためにキュー内で待っている）ユーザｎに関する十分な利用可能な１周目のパケット送信を有していた場合、（ｍ，ｉ）と（ｎ，ｊ）とをペアにすることが、両方のユーザに同時に高い性能をもたらし、ひいては、良好な全体的性能をもたらす。
【００６５】
[0063]そのようなペアの形成の恩恵を利用することを可能にするためには、スケジューラが、ペアの形成のために利用可能な、ユーザ毎に複数のパケットを有することを必要とする。特に、本明細書において示されるすべての実施形態において、ＴＸは、ユーザ毎の追加のキュー、すなわち、２周目の入力キューを保有する。これは、まだ提供されていないユーザパケットを含むユーザのための入力キューに加えて設けられる。
【００６６】
[0064]ユーザｍのための２周目の入力キューは、２周目の送信で提供されるのを待っているユーザｍのパケット毎に１つのエントリを含む。ユーザｍの第ｉのパケットに対応するエントリは、パケットを含む都合の良いＭＡＴ方式のセッションを設定するために使用され得るパケットの１周目の送信からの情報を含む。一実施形態において、エントリは、ユーザｍに関する第ｉのパケットの１周目の送信中のすべてのその他のユーザ（又はそのサブセット）の傍受されたチャネルを含む。エントリは、それぞれの傍受されたチャネルの推定の品質、パケットを破棄するまでの２周目の送信に関する最大の許容される遅延などを含む、スケジューリングに関連するその他の情報を含み得る。（初めは空である）２周目バッファを満たすために、ユーザに関して十分に多い数であるＮ個のパケットが１周目の送信によって送信される初期化段階が、各ユーザに関して含まれる（概して、Ｎは、ユーザのインデックスに応じて決まる可能性もある）。その他のユーザからの送信中に、傍受されたチャネルに関するフィードバックが収集され、ユーザバッファが十分に多い数のエントリを含むと、ユーザは、スケジューリングを検討され得る。結果として、ユーザｍが２周目のスケジューリングを検討されるときはいつでも、ＴＸが、図８に示されるように８００ｍの形態の２周目入力バッファを利用できるようにする。バッファ８００ｍは、８０１ｍ、８０２ｍ、．．．、８０Ｎｍとして示されるＮ個の列を含む（ここで、Ｎの値は、ユーザのインデックスｍに応じて決まる可能性もある）。任意の所与のスケジューリングの場面で、第ｋ列８０ｋｍは、ユーザｍのあるパケットについての情報をあるインデックスｉｋとともに含む。特に、第ｋ列８０ｋｍは、ユーザのサブセットに関する、ユーザｍのパケットｉｋが送信されたときの送信機のアンテナとユーザの受信アンテナとの間のチャネルの状態を含む。一実施形態において、サブセットは、スケジューリングで考慮されるユーザのまるまるすべてと等しい可能性がある。一実施形態において、サブセットは、要素がインデックスｍ及びインデックスｋに依存する要求の厳しいサブセットであり、確定的な方法、又はその他のメカニズムによって選択される。
【００６７】
[0065]２ユーザで２周のＭＡＴセッションをスケジューリングすることは、図７の形式の送信を可能にするために、ユーザｍ、ユーザｎのペアと、（ユーザｍに関する）パケットｉ、（ユーザｎに関する）パケットｊのペアとを選択することに対応する。ペアの形成の性能は、１周目と２周目との両方の間のユーザのチャネルに依存することに留意されたい。しかし、１周目の送信は個々のパケットのみを含むので、ペアの形成は、１周目が完了し、１周目のチャネルが送信機で利用可能になった後、決定され得る（及び決定されるべきである）。結果として、ＭＡＴセッションは、１周目の送信からの、送信機で利用可能なＣＳＩＴに基づいて２周目の送信のためのユーザパケットのペアを選択することによってスケジューリングされ得る。
【００６８】
[0066]ＭＡＴセッションに基づくスケジューラの全体的な動作が、図９に示されている。それぞれのスケジューリングの瞬間に、スケジューラは、ユーザの入力バッファリスト、８００１、８００２、．．．、８００Ｌを入力として受け取り、ＭＡＴ  ＭＵ−ＭＩＭＯセッションのために選択されたインデックスのユーザパケットのペアの組をスケジューラの出力として生成する（９４０）。スケジューラは、２周目の送信を待つ（図９において９８０として示される）メッセージの組も生成する。例えば、第ｍのユーザの第ｉのパケット及び第ｎのユーザの第ｊのパケットがＭＡＴセッションに参加するパケットとして選択されたと仮定すると、モジュール９００は、（１つ又は複数の）出力（のうちの１つ）９８０としてメッセージｘｍ，ｎ（ｉ，ｊ）を生成する。そのようにするために、モジュール９５０が、初めに、（送信機のローカルで）関連する傍受されたメッセージｚｍ（ｔｎ（ｊ））及びｚｎ（ｔｍ（ｉ））を生成する。特に、時間ｔｎ（ｊ）における第ｍの傍受者のチャネルｈｍ（ｔｎ（ｊ））及び関連するメッセージｘｎ（ｊ）が、ユーザｎの第ｊのパケットについての情報を含むユーザｎのバッファリスト８００ｎの列から取得され、サブメッセージｚｍ（ｔｎ（ｊ））、すなわち、１周目のユーザｎの第ｊのパケットの送信中に（傍受している）受信機ｍで得られた（雑音のない）観測値をローカルで構築する（及び９６０において出力する）ために９５０によって使用される。同様に、モジュール９５０は、サブメッセージｚｎ（ｔｍ（ｉ））を計算し、出力する。次に、ｚｍ（ｔｎ（ｊ））及びｚｎ（ｔｍ（ｉ））が、出力９８０においてｘｍ，ｎ（ｉ，ｊ）を生成するためにモジュール９７０によって組み合わされる。
【００６９】
[0067]一実施形態において、２周目の送信のために割かれた任意の時期に、スケジューラは、それぞれのユーザパケットのペア｛（ｍ，ｉ），（ｎ，ｊ）｝に関して、各ユーザ（ｍ及びｎ）に関する予想される容量の増加を考慮し、その予想される容量の増加を使用して（例えば、加重和レート計算関数に基づいて）そのスケジューラの増加する効用の恩恵を判定する。一実施形態において、予想される容量の増加は、例えば、ユーザｍに関して、時間ｔｍ（ｉ）におけるユーザｍ及びｎの１周目のチャネルが利用可能であることを利用することによって計算される。両方のチャネルが、ユーザｍの２周目の入力キューに記憶されている。すべてのユーザパケットのペアに関して網羅的にこれにしたがった後、スケジューラは、最も大きな効用の増加をもたらす送信のためのユーザパケットのペアを選択する。一実施形態において、スケジューラによって考慮されるユーザの組Ｌは、似た信号対雑音比（ＳＮＲ）の比較的近くにいるユーザに制限される。この場合、（遅延耐性トラフィックのための）ＭＡＴセッションの選択のために使用される効用の測定基準は、通常、増分和レート（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  ｓｕｍ−ｒａｔｅ）、すなわち、ペアの形成が行われたと仮定したときのペアの各ユーザに関するレートの予想される増加の合計として設定される。ＳＮＲレベルが同等でないユーザが含まれるとき、効用の測定基準は、概して、ユーザレートの増分の加重和、すなわち、ユーザに依存する重み因子でそれぞれが適切に大きさを調整された各ユーザのレートの増分の合計である。これらのユーザに固有の重みは、当技術分野でよく知られている方法でスケジューリングスロット毎に変わり、何らかのシステム全体の効用の測定基準と、ユーザを含む過去のスケジューリングイベントに基づくユーザに依存するパラメータ（例えば、累積のユーザのレート）と、その他のユーザ／パケットのパラメータ（例えば、ＱｏＳ、許容可能な遅延など）とによって決まる。
【００７０】
[0068]一実施形態において、２周目のユーザ入力キューは、一定のサイズを有する。特に、ユーザｍがスケジューリングセッションに入るとき、当該ユーザに関するＮ＝Ｎｍ個の２次元パケットが、１周目の送信で送信され、チャネルが、スケジューリングを検討されるユーザのすべてから（又は当該ユーザの近くのユーザのサブセットから）収集される。一実施形態において、それは、ユーザｍに関する２周目の入力キューを、それぞれのエントリが所与のパケットをペアにするためのいくつかの傍受者の選択肢を含むＮｍ個のエントリで埋めることを可能にする。初期化の後、スケジューラは、１度に１つのＭＡＴセッション（すなわち、３スロットの送信）をスケジューリングする。特に、それぞれのユーザのペアｍ及びｎに関して、スケジューラは、１周目の送信によって既に提供されたパケット（ｍ，ｉ）及び（ｎ，ｊ）に対応するすべての利用可能な｛（ｍ，ｉ）（ｎ，ｊ）｝の組み合わせを考慮する。各組み合わせに関して、スケジューラは、各ユーザに関するレートの追加的な増加を考慮する。一実施形態においては、２周目入力キューから、Ｎｍ（Ｎｎ）個の利用可能なパケットの中で、ユーザｎ（ｍ）の関連する傍受されたチャネルがユーザｍ（ｎ）に関する最大の予想される容量の増加をもたらすパケットとして、ユーザｍ（ｎ）に関するパケットｉ＝ｉ＊（ｊ＝ｊ＊）が選択される。一実施形態において、スケジューリングのためにユーザのペア（ｍ，ｎ）を選択するために、スケジューラは、以下を含む３スロットの送信によりもたらされる効用関数の増加する恩恵を考慮する。
１．ユーザｍのｉ＊＝ｉ＊（ｎ）パケット及びユーザｎのｊ＊＝ｊ＊（ｍ）パケットを含むある時間ｔ（２）における２周目の送信スロット、並びに
２．それぞれが２人のユーザのそれぞれに関する新しいパケット、すなわち、ユーザｍに関するパケットｉ’及びユーザｎに関するパケットｊ’を含む時間ｔ（１ａ）、ｔ（１ｂ）における２回の１周目の送信スロット。
【００７１】
[0069]一実施形態において、最も大きな予想される効用の増加をもたらす（ｍ，ｎ）のユーザの組み合わせが、スロットｔ（１ａ）、ｔ（１ｂ）、及びｔ（２）での送信のためにスケジューラによって選択される。効果的に、スケジューリングの結果は、ｔｍ（ｉ’）＝ｔ（１ａ）、ｔｎ（ｊ’）＝ｔ（１ｂ）、及びｔｍ，ｎ（ｉ＊，ｊ＊）＝ｔ（２）を設定する。同時に、２人のサービスを提供されるユーザｍ及びｎの２周目の入力キューが、更新される。一実施形態において、ｉ＊パケットのための１周目のチャネル情報を含んでいたユーザｍの２周目の入力キューのエントリが、空にされ、今や、パケットｉ’の送信中の傍受されたユーザのチャネルのために予約され、このエントリは、ユーザのチャネルがフィードバックメカニズムを通じて利用可能になるとき、これらのユーザのチャネルで満たされる。
【００７２】
[0070]一実施形態において、スケジューラは、１周目及び２周目のサブスケジューリング機能で構成される。送信リソース（時間／周波数スロット）は、２対１の比率で１周目用と２周目用との２つのサブスケジューラの間に分けられる。２周目のスケジューラは、Ｍ≧１に対して、１度にＭ個の２周目のセッションをスケジューリングする。ユーザパケットのＭ個のペアは、上述のように、例えば、加重和レート測定基準によって捕捉される増加する効用の恩恵に基づいて２周目のユーザ入力キューを用いて選択される。１周目用のサブスケジューラは、１度にＭ’個の１周目のセッションにサービスを提供している可能性がある。一実施形態において、Ｍ’は２Ｍに設定され、１周目のサブスケジューラは、２周目のサブスケジューラと同期しており、ユーザｍに関して、同じサイクルで２周目のサブスケジューラによってサービスを提供されたのと同じ数の１周目のパケットにサービスを提供する。一実施形態においては、Ｍ’個のスロットが、１周目のパケットをユーザに送信するためにユーザの間でラウンドロビン式に使用される。一実施形態においては、ラウンドロビン方式でユーザ毎に送信されるパケット数が、ユーザのインデックスに応じて決まる。ＳＮＲレベルが似ているユーザ（又は概してリソースで同じ活動部分（ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｆｒａｃｔｉｏｎ）を与えられるユーザ）を含む一実施形態において、Ｍ’は、スケジューリングによってサービスを提供されるユーザの数Ｌの倍数であり、Ｍ’／Ｌ個のパケットが、ユーザ毎に送信される。当業者は、これらの実施形態の多くの明らかな変更を構想することができる。
【００７３】
ＫユーザでＲ周のＭＡＴ方式のセッションのスケジューリング
[0071]Ｋ又はＲが３以上であるＭＡＴセッションを含む実施形態も、Ｋ＝２、Ｒ＝２の方式を拡張することによって実現可能である。しかし、上で説明されたように、そのような場合にスケジューリングで期待され得る性能の恩恵は、通常、限られる。例えば、図５のＫ＝３ユーザでＲ＝２周のＭＡＴ方式を考える。ユーザｋに関するパケットが、（３つの）チャネルの都合の良い組み合わせを通じて３人のユーザの３つのアンテナによって見られるように、効果的に、図９に示されたスケジューラが、（図８に示された形態の利用可能な２周目のユーザ入力バッファに基づいて）そのスケジューラの出力９４０において、異なるユーザにつき１パケットずつ３つの異なるパケットを選択する。１つの重要な点は、これが、セッションに関与する３つのユーザパケットのすべてに関して同時に起こらなければならないことである。Ｋ＝２の場合と同じ類いのスケジューリングの恩恵を得るためには、遙かに多くのユーザ／パケットの組み合わせがバッファリングされる必要があることを理解するのは容易である。実際、必要とされるバッファリングされるパケットのサイズは、Ｋとともに極めて急速に大きくなる必要がある。（図９に示された形式の）ＭＡＴセッションスケジューリングのスケジューリングの恩恵は、複数の送信の周回によってよりいっそう制限される。例えば、図９のスケジューラによって、図６に示された形式の３ユーザで３周のＭＡＴセッションをスケジューリングすることを考える。これらのセッションにおいては、３人のユーザのそれぞれに関するパケット（例えば、６次元の符号化されたシンボルのシーケンス）が、セッションのためにペアにされる必要がある。ペアの形成の決定は、２周目の送信がスケジューリングされる必要があるまで遅らされる可能性がある。その時点で、図９に示された形態のスケジューラモジュール９００は、３ユーザのセッションを決定し、送信のための２周目のメッセージを生成する。２周目のパケットが送信され、必要とされる３周目のメッセージ（例えば、図６参照）を形成することを可能にするために必要とされるＣＳＩＴが収集されると、３周目の送信が実行される。２周目の送信の恩恵の点で、この方式は、３ユーザで２周の方式と同じ性能の限界に直面する。しかし、３周目の送信によるスケジューリングの恩恵がまったく期待できない（ユーザパケットのペアが２周目の送信の前に既に設定されており、したがって、２周目のチャネルの知識が３周目のペアの形成の恩恵のために利用できない）ので、スケジューリングによる恩恵は、これらの３周目の送信があることによってさらに薄められる。
【００７４】
古いＣＳＩに基づくパケット中心のＩＡ及びユーザのペアの形成を可能にすることによるスケジューリング及びＭＵ−ＭＩＭＯを含む実施形態
[0072]一部の実施形態において、柔軟なスケジューリングを可能にし、スケジューラの複雑さとリソースとの両方に関して遙かに小さなオーバーヘッドで性能の恩恵をもたらすことができるＩＡに基づくＭＵ−ＭＩＭＯを含む無線通信が、古いＣＳＩに基づいて行われる。これらの実施形態は、古いＣＳＩを用いたＭＵ−ＭＩＭＯのパケット中心の手法を利用する。結果として得られる方式は、概して、（Ｋ＝２及びＲ＝２周の場合を除いて）ＭＡＴセッションをスケジューリングしない。しかし、この方式は、ＭＡＴ方式と同じ原理を使用する。この方式は、関連するＭＡＴ方式と同じＤｏＦの恩恵をもたらすが、関連するＭＡＴ方式よりも高いスケジューリングの柔軟性を提供する。
【００７５】
古いＣＳＩに基づくＫユーザで２周のパケット中心のＭＵ−ＭＩＭＯセッションのスケジューリング
[0073]古いＣＳＩに基づくこのパケット中心のＭＵ−ＭＩＭＯ方式が、３ユーザで２周の方式に注目することによって説明され得る。この場合のＭＡＴ方式（図５参照）は、３つのユーザパケット（３人の異なるユーザ、ユーザ毎に１つの３次元シンボル）をペアにすることに留意されたい。それは、３回の１周目の送信と、３回の３周目の送信を含む。これは、各ユーザが、実質的に、それぞれの意図されるシンボルの３つの様相（ｌｏｏｋ）を有することを可能にする。例えば、図５のユーザ１を考える。ユーザ１は、以下の、ユーザ１の意図されるパケットの３つの観測値を有する。
１．ユーザ１自身のチャネルを通じた観測値。これは、時間ｔ＝ｔ１における観測値に基づく。
２．ユーザ２の傍受されたチャネルを通じた観測値。これは、時間ｔ＝ｔ４及びｔ＝ｔ２における観測値に基づき、特に、時間ｔ＝ｔ４における測定値は、ユーザ２のパケットのユーザ１自身の傍受と、ユーザ１自身のパケットの（所望の）ユーザ２の傍受との一次結合をユーザ１に与える。そのとき、ユーザ１は、時間ｔ＝ｔ２における測定値を使用して、ｔ＝ｔ４におけるユーザ１の測定値のユーザ２のパケットのユーザ１自身の傍受を打ち消し、ユーザ１のパケットに関するユーザ２の傍受された観測値を得る。
３．ユーザ３の傍受されたチャネルを通じた観測値。これは、時間ｔ＝ｔ５及びｔ＝ｔ３における観測値に基づき、特に、時間ｔ＝ｔ５における測定値は、ユーザ３のパケットのユーザ１自身の傍受と、ユーザ１自身のパケットの（所望の）ユーザ３の傍受との一次結合をユーザ１に与える。そのとき、ユーザ１は、時間ｔ＝ｔ３における測定値を使用して、ｔ＝ｔ５におけるユーザ１の測定値のユーザ３のパケットのユーザ１自身の傍受を打ち消し、ユーザ１のパケットに関するユーザ３の傍受された観測値を得る。
【００７６】
[0074]時間ｔ４における測定値は、ユーザ２において得られたユーザ１に関するパケットの測定値をユーザ１に伝えることを容易に可能にする。この測定値は、同時に、ユーザ２に役立つ。特に、時間ｔ４における測定値は、ユーザ２に、ユーザ１において得られたユーザ２自身のパケットの測定値を伝えることも可能にする。同様に、時間ｔ５における測定値は、ユーザ３（１）において得られたユーザ１（３）のパケットの測定値をユーザ１（３）に伝えることを可能にする。
【００７７】
[0075]まとめると、各ユーザパケットは、１周目の送信で１回（そのままで）送信され、２周目の送信で２回、各回、（所望の）別の受信機における傍受された測定値と、（ローカルで打ち消され得る）その別の受信機を対象とする、ユーザ１における傍受された測定値との合計の形式で送信される。
【００７８】
[0076]パケット中心の３ユーザで２周の方式を動機付けるために、ｍ＝１であるユーザｍに関する任意だが固定のパケットｉを考える。ユーザ１は、以下の条件が揃っている限り、パケットの３つの独立した様相を得る。
１．ユーザのパケットが、１周目の送信によって１回送信される。
２．ユーザのパケットが、２周目の送信によって２回送信される。
３．ｋ＝１，２に対して第ｋの２周目の送信が、別のユーザｎｋによるパケットの傍受と、ユーザｎｋを対象とするあるパケットのユーザ１の傍受とを含む。
４．ユーザｎ１とｎ２とが、異なる。
【００７９】
[0077]ユーザ１の観点から見て重要なのは、単に、時間ｔｍ（ｉ）中に、すなわち、パケットｉが送信されたときのユーザ１自身の意図されたチャネルに関連する傍受されたチャネルの品質である。本明細書において説明されるパケット中心の実施形態は、次の事実、すなわち、重要なのは、このパケットをペアにするためのユーザｎ１及びｎ２を選択することであり、パケットがペアにされるユーザｎ１及びｎ２のパケットを選択することではないことを利用する。したがって、パケット中心の実施形態においては、パケットｉの１周目の送信の際の傍受されたチャネルに関するフィードバック情報に基づいて、スケジューラが、ペアを形成するためのユーザｎ１及びｎ２を選択する。スケジューラは、各ユーザの１周目のパケットに関してこのプロセスにしたがい、各パケットがペアにされるユーザを決定する。Ｌ人のユーザを考える場合、合計でＬ（Ｌ−１）／２個の可能な異なるユーザのペアが存在することに留意されたい。
【００８０】
[0078]一実施形態において、スケジューラは、２周目の送信のためのＬ（Ｌ−１）／２個のペア形成キューを使用する。これらのキューのそれぞれは、２人のユーザの間のペアにされた送信を容易にする。キュー（ｍ，ｎ）が、ｍ＜ｎであるユーザｍ及びｎのための２周目のペア形成キューを表すものとする（（ｍ，ｎ）のキュー及び（ｎ，ｍ）のキューのうちの一方だけが必要とされるので、ｍ＜ｎであるキューだけが使用される）。そのようなキューが、図１１に図式的に示されている。図１１を参照すると、２周目のペア形成キューは、（ユーザｎのチャネルを通じて傍受された）ユーザｍを対象とするパケットから入力を得る１つのサブキューと、（ユーザｍのチャネルを通じて傍受された）ユーザｎを対象とするパケットから入力を得る第２のサブキューとの２つのサブキューからなる。したがって、ペア形成キューは、ユーザ毎に１つずつ、２つのサブキュー（１１１０ｍ，ｎ及び１１２０ｍ，ｎ）からなる。図１１の最も上の（最も下の）サブキューは、ユーザｍ（ｎ）を対象とする１周目のメッセージの、ユーザｎ（ｍ）における傍受されたメッセージを入力に取る。（ユーザ１に関して示された）図１０に図示された方法で、ユーザｍ及びｎを対象とするパケットに関する傍受されたサブメッセージをそれぞれスケジューリングするスケジューリングモジュール１０００ｍ及び１０００ｎによって入力メッセージが選択される。選択を実行するために、モジュール１０００ｍ（１０００ｎ）は、これらのユーザｍ（ユーザｎ）のパケットの１周目の送信時の送信機とユーザｎ及びｍ（並びに好ましくはその他のユーザ）との間のチャネルに関するＣＳＩを使用する。サブキュー１１１０ｍ，ｎと１１２０ｍ，ｎとの両方が待っている要素を有するとき、結合器モジュール１１３０ｍ，ｎは、各キューから１度に１つエントリを取得し、それらのエントリを組み合わせて、２周目の送信のためのメッセージを形成する。したがって、一実施形態においては、キューの結合器モジュールが、２つのサブキューのそれぞれから１つずつ、２つのパケットを取得し、それらのパケットを組み合わせ、それによって、その過程で、２周目の送信のためのペアにされたパケットを生成する。結果として得られた２周目のペアにされたパケットは、（ｍ，ｎ）のペアにされたキュー（ｐａｉｒｅｄ  ｑｕｅｕｅ）の出力キュー（モジュール１１４０ｍ，ｎ）に置かれ、送信できる状態になる。
【００８１】
[0079]一実施形態においては、ユーザｍに関する第ｉのパケットのためのスケジューラが、（ユーザｍの第ｉのパケットの送信中の）傍受されたチャネルがユーザｍにおいてパケットｉの（予想される容量の点で）最も良い３つの独立した様相もたらすユーザｎ１及びｎ２を決定する。そして、ユーザｍが、ｋ＝１，２に対して、第ｉのパケットを、ユーザｎｋの関連する傍受されたチャネルとともに（ｍ，ｎｋ）のキューに入れる。一実施形態においては、ｎ１及びｎ２を選択するために追加の基準が使用される。そのような基準は、ペアを形成するための異なるユーザの選択の頻度を偏らせる可能性があり、所与の効用の最適化、ユーザのＱｏＳ、又はレートの要件のために、一部のユーザが、それらのユーザのサービスの活動部分がより大きい可能性があるのでその他のユーザよりも多くのペアを構築するために必要とされる可能性があるという事実を考慮する可能性がある。
【００８２】
[0080]ユーザ１のパケットに対する２周目のスケジューラの全体的な動作が、図１０に示されており、スケジューリングモジュール１０００１によって実行される（ユーザ毎に１つずつ、Ｌ個のそのようなモジュール１０００１、１０００２、．．．、１０００Ｌが存在する）。モジュール１０００１は、ユーザ１を対象とするパケットに関する傍受者をスケジューリングし、あるｑ＞１に対して図１１に示された１１００１，ｑの形態のモジュールへの入力である関連する傍受されたメッセージを再構築し、出力する。より詳細には、インデックスがｉのユーザ１の単一のパケットに対応する８００１の列を入力として与えられる（これは、ユーザ１のパケットｉが既に１周目の送信を経ており、チャネルフィードバックが送信機において８００１の列のうちの１つに集められたと仮定している）と、スケジューラモジュール１０１０１が、ペアの形成のために傍受されたチャネルの（サイズ「ｄ」の）サブセットを選択する。サイズｄは、（このＫ＝３ユーザの場合の最大のＤｏＦを可能にするために）２に等しいか、又は（ＤｏＦを犠牲にしてダイバーシティを与えるために）３以上である可能性がある。ｄの値は、ユーザ及びパケットのインデックスによって変わり得る。次に、モジュール１０５０１が、（図９のモジュール９５０と同様の方法で）ユーザ１の第ｉのパケットのｄ個の傍受されたメッセージをそのモジュールの出力として生成する。図１０のモジュール１０５０１の出力１０６０１，ｎ（ｋ）は、ユーザ１の第ｉのパケットの１周目の送信中に傍受者ｎ（ｋ）が得た観測値を表す。その出力は、図１１に示された２周目のペア形成キュー（１，ｎ（ｋ））への入力である。
【００８３】
[0081]図１１は、ｍ＜ｎであるユーザｍ及びｎのための２周目のペア形成キューの実施形態を示す。ユーザのペア毎に１つずつ、Ｌ（Ｌ−１）／２個のそのようなキューが存在する。図１１のキューは、１）モジュール１１１０ｍ，ｎ（バッファリング動作）への入力であるユーザｍを対象とする１周目のメッセージの受信機ｎにおける傍受されたメッセージに対応する、モジュール１０００ｍによって生成された出力１０６０ｍ，ｎ、２）モジュール１１２０ｍ，ｎ（バッファリング動作）への入力であるユーザｎを対象とする１周目のメッセージの受信機ｍにおける傍受されたメッセージに対応する、モジュール１０００ｎによって生成された出力１０６０ｎ，ｍを入力に取る。バッファリングされる項目のそれぞれは、バッファの最後に置かれる可能性があり（先入れ先出し動作）、又はその他の基準が、項目をバッファの先頭に近づくように移動させるために使用される可能性がある。モジュール１１３０ｍ，ｎは、２つのサブキューのそれぞれから（最大で）１つずつのサブメッセージを組み合わせて、ペアにされたメッセージの出力キュー１１４０ｍ，ｎに結果を出力し、組み合わされたメッセージ（のうちの一方若しくは好ましくは両方）を破棄する（又は両方とも破棄しない）。１つのサブキューだけが要素を有するとき、一実施形態において、モジュール１１３０ｍ，ｎは、いかなる組み合わせも実行しないことに留意されたい。別の実施形態においては、例えば、遅延耐性（ｄｅｌａｙ−ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）の制約などのその他のユーザパケットの情報が、モジュールに与えられ、これらの情報が、組み合わせを遅らせるか否か、又はメッセージを「ヌル」サブメッセージと組み合わせる（つまり、単にサブメッセージを出力キューに中継する）か否かを決定するために使用される。ペアにされたメッセージは、２周目の送信の機会を待つモジュール１１４０ｍ，ｎ内のキューに保持される。任意のスケジューリングサイクルで、スケジューラは、遅延又はＱｏＳインジケータなどを含むさまざまな基準に基づいて（Ｌ（Ｌ−１）／２）個のペア形成キューのうちの１つの出力キューからのペアにされたパケットの１つを送信することを選択することができる。
【００８４】
[0082]２周目のペア形成キューにペアにされたパケットが存在しない場合、一実施形態において、スケジューラは、１周目の送信に移る。一実施形態において、スケジューラは、ペアにされたキューのうちの１つ、例えば、ペアにされたキュー（ｍ，ｎ）内のあるユーザｍのパケットｉをゼロパケットとペアにし、それによって、ユーザｍに関する第ｉのパケットとユーザｎに関する「ヌル」パケットとのペアにされたパケットを構築することを開始し、そのペアにされたパケットを送信する。各ユーザがその他のユーザのサブセットとのペアの形成のみを検討される、（Ｌ（Ｌ−１）／２）個のペア形成キューのサブセットのみを含み得るこれらの実施形態の多くの変更と、ユーザの間で同等でない活動部分（及びＱｏＳ）を生じるように１周目及び２周目の送信を偏らせる方式を含み得るこれらの実施形態の多くの変更とが存在する。パケットを傍受者とペアにし、ペアを形成するためにそれを関連するキューに記憶するという抽象的概念は、スケジューリングの極めて高い柔軟性をもたらす。
【００８５】
[0083]遅延耐性のより低い実装を有する一実施形態においては、ペアの形成のために３人以上の傍受者が選択される。例えば、４人の傍受者が選択される可能性があり、したがって、パケットが４つのキューに入れられる可能性がある。一実施形態においては、第１のパケットがペアにされ、提供されると、残りのパケットのうちの１つ若しくは２つが、残りの２周目のペアにされたキューから消去される可能性があり、又は残りのパケットのいずれも、残りの２周目のペアにされたキューから消去されない可能性がある。第２の傍受されたバージョンがペアにされると、残りのバージョンは消去される可能性がある。
【００８６】
[0084]古いＣＳＩに基づく３ユーザで２周のパケット中心のＭＵ−ＭＩＭＯ／スケジューリング方式は、Ｋ＞３（及びＲ＝２周）の場合に容易に拡張され得る。この場合、ユーザｍの第ｉのパケットは、例えば、ユーザｍにおいて第ｉのパケットの最も良いＫ個の独立した様相をもたらすＫ−１人の傍受者ｎ１、ｎ２、．．．、ｎＫ−１とペアにされるＫ次元のシンボル（シーケンス）である（それによって、第ｉのパケットは、Ｋ−１個のペアにされたキュー：ｋ＝１，２，．．．，Ｋ−１に対して（ｍ，ｎｋ）への入力をもたらす）。１回の１周目の送信及び関連するＫ−１回のペアにされた２周目の送信の後、Ｋ次元のシンボルが、１＋（Ｋ−１）／２個のスロット（Ｋ−１を２で割ることは、これらのスロットが１度に２人のユーザのために同時に使用されることを表す）でユーザｍに送られ、ＤｏＦ＝２Ｋ／（Ｋ＋１）、すなわち、Ｋユーザで２周のＭＡＴ方式と同じＤｏＦをもたらす。しかし、このパケット中心の方式は、互いの傍受されたチャネルがＫ人すべてのユーザにとって同時に都合が良いようにＫ人のユーザをスケジューリングすることを各セッションに要求するＭＡＴセッションの制約を受けないので、スケジューリングの点でより柔軟である。このパケット中心の方式は、図１０の包括的なパケットスケジューリング動作によってやはり説明される。
【００８７】
[0085]ＭＡＴセッション方式に対するパケット中心の方式の柔軟性が、Ｋ＝３ユーザ及びＲ＝２周の場合のＭＡＴセッションに基づくスケジューラ及びパケット中心に基づくスケジューラからの見本のスケジューラ出力を示すことによって図１２に示されている。両方の例において、ユーザ１の第６のパケットが、ユーザ２の第１３のパケット及びユーザ３の第２７のパケットとペアにされている。図１２を参照すると、ＭＡＴセッションのスケジューリング方式（上の表）においては、このパケットは、スケジューラによって、３ユーザで２周のＭＡＴ方式に関して、ユーザ２のパケット１３及びユーザ３のパケット２７とペアにされる。「ユーザｍに関するパケットｊ」という見出しの列は、メッセージｘｍ（ｊ）（を含むあるメッセージの組み合わせ）を運ぶ送信されたすべてのメッセージを示す。ユーザ１のパケット６についての情報を運ぶ２周目のメッセージは、ユーザ２の第１３のパケット及びユーザ３の第２７のパケットに関する情報を含むパケットの記載を含む表のすべてのその他の（２周目の）エントリを完全に決定することに留意されたい。下の表は、ユーザ１のパケット６がユーザ２の１３及びユーザ３のパケット２７とペアにされた、関連するパケット中心のスケジューラの典型的な出力を示す。ＭＡＴに基づく手法とは異なり、ユーザ２のパケット１３及びユーザ３に関するパケット２７は、パケット中心の方式においてはペアにする必要がないことに留意されたい。結果として、パケット中心のスケジューラは、これらのパケットに関してその他の２周目のペアを選ぶ可能性がある（例えば、ユーザ２のパケット１３は、インデックスが例えば４である他のあるユーザのパケット９とペアにされている）。
【００８８】
[0086]図１３は、そのようなパケット中心の２周のスケジューリングによってもたらされるスケジューリングの恩恵を、ＳＮＲによって決まる予想される総計のユーザのレートの形式で示す。特に、スケジューリングに関連する図中の曲線によって与えられる決まったＳＮＲ値におけるレートは、それぞれが与えられたＳＮＲ値を有するＬ＝２０人のユーザを仮定してスケジューラによってもたらされる総計のレートに対応する。つまり、スケジューラに基づく曲線（破線）では、パケット中心のスケジューラが、全員が同じＳＮＲを有するＬ＝２０人のユーザの間で送信をスケジューリングする。
【００８９】
古いＣＳＩに基づくＫユーザでＲ周のパケット中心のＭＵ−ＭＩＭＯセッションのスケジューリング
[0087]Ｒ＝２周であるＫユーザのパケット中心の方式は、Ｒ＞２周の方式を含むように容易に拡張され得る。本明細書において説明されるのは、Ｋ＝３、Ｒ＝３の場合の実施形態である。より多いＫ及びＲへの拡張は、（説明するには若干長々しいが）単純である。まず、（ユーザパケット毎に２回ずつ）６回の１周目の送信、３回の２周目の送信、及び２回の３周目の送信を含むプロトコルによって３人のユーザに６次元のシンボルを送信するＭＡＴ論文の図６のＫ＝３、Ｒ＝３のＭＡＴ方式を思い出されたい。パケット中心の見方からすると、それぞれのユーザの６次元パケットは、以下に含まれる。
１．２回の１周目の送信
２．２回の２周目の送信
３．２回の３周目の送信
この方式は、結局、ＤｏＦ＝１８／１１（つまり、３ユーザで３周のＭＡＴ方式と同じ）で、（２＋２／２＋２／３）個のスロットでユーザに６個のスカラシンボルを送ることになる。１周目及び２周目の送信は、上述のように進行する。３周目の説明は、いくつかの違いを除けば２周目の説明と同じ道筋をたどる。第１に、ユーザｍの第ｉのパケット、すなわち、ｘｍ（ｉ）の役割が、ユーザｍの第ｉのパケット及びユーザｎの第ｊのパケットを含む（ｍ，ｎ）の２周目のペアにされたキューの出力からのペアにされたパケットに対応する「２次の（ｄｅｇｒｅｅ−ｔｗｏ）」メッセージｘｍ，ｎ（ｉ，ｊ）によって担われる。３周目のペア形成キューは、ユーザの３つ組み（ｍ，ｎ，ｑ）に関するパケットの３つ組みを形成し、出力する。それらのパケットの３つ組みは、図１４に示されるように、３つの「２次の」メッセージ（つまり、同時に２人のユーザに役立つメッセージ）ｘｍ，ｎ（ｉ，ｊ）、ｘｍ，ｑ（ｉ’，ｌ）、及びｘｎ，ｑ（ｊ’，ｌ’）に基づいて３人ユーザ（ｍ，ｎ，ｑ）すべてに同時に役立つ送信を可能にする。図１４を参照して、（３≦Ｋ≦ＮＴである、あり得るＮＴ個のうちの）Ｋ個の送信アンテナを使用する古いＣＳＩに基づく３周のＩＡ／ＭＵ−ＭＩＭＯ送信によるスケジューリングが示される。第ｍのユーザに関する１周目の第ｉのメッセージｘｍ（ｉ）は、Ｋ（Ｋ−１）×１ベクトルであり、一方、２周目のメッセージｘｍ，ｎは、（Ｋ−１）×１ベクトルである。１×Ｋベクトルｈｍ（ｔ）は、時間ｔにおけるＫ個の（アクティブ）送信アンテナとユーザｍの受信アンテナとの間のチャネル係数を表す。パケット中心のスケジューリング方式は、ユーザパケット毎に、Ｋ−１個の１周目のスロットと、Ｋ−１個の２周目のスロットと、（Ｋ−１）（Ｋ−２）個の３周目のスロットとを使用する。したがって、パケット中心のスケジューリング方式は、１＋（Ｋ−１）／２＋（Ｋ−１）（Ｋ−２）／３個のスロットで１つの（Ｋ−１）Ｋ次元メッセージを送り、ＤｏＦ＝６Ｋ（２Ｋ＋５）スカラシンボル／スロット、すなわち、ＭＡＴ論文の元のＭＡＴ方式の３周でＫユーザの拡張と同じＤｏＦをもたらす。
【００９０】
[0088]  図１５は、古いＣＳＩ（２周目からのＣＳＩＴ）に基づくパケット中心のＰＨＹ  ＭＵ−ＭＩＭＯによる３周目のスケジューラの動作を示す。図１５を参照すると、モジュール１５００１，２が、ユーザ１及び２に同時に役立つメッセージ、すなわち、ｍ＝１及びｎ＝２である、図１１に示された（ｍ，ｎ）のペア形成キューモジュール１１００ｍ，ｎの出力であるｘｍ，ｎ（ｉ，ｊ）の形式のメッセージに関する傍受者をスケジューリングする。スケジューラは、パケットをスケジューリングすることを検討される傍受者の間のＣＳＩＴが（図８の１周目のメッセージに関して示されたバッファリストの単純な拡張であるバッファリストで）利用可能であることを必要とする。そのとき、モジュール１５１０１，２が、図１０のモジュール１０１０１がメッセージｘ１（ｉ）に関する傍受者を選択する方法と同様の方法でメッセージｘ１，２（ｉ，ｊ）に関する傍受者を選択する。モジュール１５５０１，２は、図１０のモジュール１０５０１がｘ１（ｉ）を含む関連する傍受されたサブメッセージを生成し、出力するのと同様の方法で、ｘ１，２（ｉ，ｊ）を含む関連する傍受されたサブメッセージを生成し、出力する。
【００９１】
[0089]３周目の送信を可能にするために、モジュール１５００ｍ，ｎの出力は、ユーザの３つ組みに関連する３周目のペア形成キューに振り向けられる。図１６は、ｍ＜ｎ＜ｑであるユーザｍ、ｎ、及びｑに関する３周目のペア形成キューの見本の事例を示す。図１６を参照すると、ペア形成キューは、傍受する側のユーザ毎に１つずつ、３つのサブキューからなる。図１６の上／中／下のサブキューは、（ｍ，ｎ）／（ｎ，ｑ）／（ｍ，ｑ）の２周目のペア形成キューからの２周目のメッセージの、ユーザｑ／ｍ／ｎにおける傍受されたメッセージを入力に取る。入力されたメッセージは、関連する２周目のパケットの１周目の送信時のユーザｎ及びｍ及びｑ（及び場合によってはその他のユーザ）のチャネルに関するＣＳＩを用いて、１組の傍受する側のスケジューラ１５００ｍ，ｎ、１５００ｍ，ｑ、及び１５００ｎ，ｑによって選択される。３つすべてのサブキュー（１６１０ｍ，ｎ，ｑ、１６２０ｍ，ｎ，ｑ、１６３０ｍ，ｎ，ｑ）が待っている要素を有するとき、結合器モジュール１６４０ｍ，ｎ，ｑは、各キューから１度に１つエントリを取得し、それらのエントリを組み合わせて、３周目の送信のためのメッセージを形成する。そして、これらのメッセージは、出力キュー（モジュール１６５０ｍ，ｎ，ｑ）に入れられ、送信のためにスケジューリングされるのを待つ。
【００９２】
[0090]モジュール１６５０ｍ，ｎ，ｑは、図１６に示されるように、傍受者ｍのために１つ、傍受者ｎのために１つ、及び傍受者ｑのために１つ、それぞれが１つの入力を有する３つのサブキューを有する。これらのキューへの入力を生成する包括的な３周目のパケット中心のスケジューラの動作が、ユーザ１のパケット及びユーザ２のパケットを含む包括的なメッセージに関して図１５に示されている。上述のように、ユーザ１及び２に同時に役立つ２周目のメッセージの傍受されたサブメッセージをスケジューリングする図１５に示されたモジュール１５００１，２の動作は、ユーザ１に役立つ１周目のメッセージの傍受されたサブメッセージをスケジューリングする図１０に示されたモジュール１０００１の動作と同じ方針にしたがう。任意の所与の時間に、モジュール１５００１，２は、ユーザ１及び２に同時に役立つメッセージに関するバッファ入力リストに対して動作し、１及び２とは異なるある傍受者ｓに関して、１５６０１，２，ｓの形式の３周目のサブメッセージを生成する。概して、（あるｐ＜ｒである）モジュール１５００ｐ，ｒは、（ｐ＜ｒである）ユーザｐとユーザｒとの両方に役立つ２周目のメッセージのあるユーザｓの傍受された観測値に対応する、（ｐ及びｒとは異なる）あるｓに対するサブメッセージ出力１５６０ｐ，ｒ，ｓを生成する。そして、出力１５６０ｐ，ｒ，ｓは、図１６に示された、あるｍ、ｎ、ｑに対するモジュール１６００ｍ、ｎ、ｑのサブキューのうちの１つへの出力になる。特に、以下の場合は区別される。
１．ｓ＞ｒであり、１５６０ｐ，ｒ，ｓが、図１６のモジュールの一番上のサブキューへの入力１５６０ｍ、ｎ、ｑであり、ｍ＝ｐ、ｎ＝ｒ、及びｑ＝ｓである。
２．ｓ＜ｐであり、１５６０ｐ，ｒ，ｓが、図１６のモジュールの真ん中のサブキューへの入力１５６０ｎ、ｑ、ｍであり、ｍ＝ｓ、ｎ＝ｐ、及びｑ＝ｒである。
３．ｐ＜ｓ＜ｒであり、１５６０ｐ，ｒ，ｓが、図１６のモジュールの一番下のサブキューへの入力１５６０ｍ、ｑ、ｎであり、ｍ＝ｐ、ｎ＝ｓ、及びｑ＝ｒである。
【００９３】
[0091]結合器１６４０ｍ、ｎ、ｑは、その結合器１６４０ｍ、ｎ、ｑの３つの入力キューのそれぞれから最大で１つずつのサブメッセージを取得し、それらのサブメッセージを組み合わせて、３人のユーザｍ、ｎ、及びｑのすべてに同時に役立つ（３周目の送信のための）３周目のメッセージを生成する。これは、結合器１１３０ｍ、ｎが、その結合器１１３０ｍ、ｎの２つの入力キューのそれぞれから最大で１つずつのサブメッセージを取得して、ユーザｍとユーザｎとの両方に同時に役立つ２周目のメッセージを生成することの基礎となる方法と同様の方法で行われる。一実施形態において、結合器１６４０ｍ、ｎ、ｑは、その結合器１６４０ｍ、ｎ、ｑの３つの入力キューのそれぞれから丁度１つずつのサブメッセージを取得して、３周目のメッセージを生成する。
【００９４】
[0092]モジュールの出力キュー１６５０ｍ、ｎ、ｑで送信を待っている３周目のメッセージは、ｘｍ，ｎ，ｑ（ｉ，ｉ’，ｊ，ｊ’，ｌ，ｌ’）の形式のメッセージを含む、つまり、ユーザｍにおいてパケットｉ及びｉ’を復号し、ユーザｎにおいてパケットｊ及びｊ’を復号し、ユーザｑにおいてパケットｌ及びｌ’を復号するための情報を含むことに留意されたい。３周のＭＡＴセッションに基づく方式とは異なり、このパケット中心のＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、以下を必要としない。
・ｉ及びｉ’が同じであること、
・ｊ及びｊ’が同じであること、並びに
・ｌ及びｌ’が同じであること。
【００９５】
[0093]これは、Ｋ＝３ユーザ及びＲ＝３周の場合のＭＡＴセッションに基づくスケジューラ及びパケット中心に基づくスケジューラからの見本のスケジューラ出力を示す図１７にはっきりと示されている。図１７を参照すると、Ｋ＝３及びＲ＝３の場合のＭＡＴセッションのスケジューリングとパケット中心のスケジューリングとの間の定性的比較が、ユーザ１の所与のパケット、この場合はパケット６に関わる例に基づいている。ＭＡＴセッションのスケジューリング方式（上の表）においては、このパケットは、スケジューラによって、３人のユーザで３周のＭＡＴ方式に関して、ユーザ２のパケット１３及びユーザ３のパケット２７とペアにされる。下の表は、ユーザ１のパケット６が２周目にユーザ２の１３及びユーザ３のパケット２７とやはりペアにされた、関連するパケット中心のスケジューラの出力の典型的な例を示す。ＭＡＴに基づく手法とは異なり、ユーザ１のパケット６は、３周目の２送信のサイクルの２つのグループで考慮されることに留意されたい。これらの２周の送信のそれぞれにおいて、ユーザ１は、ｘ１（６）を復号するための有用な式と、ユーザ１に役立つあるその他のシンボル（それぞれｘ１（１０）及びｘ１（３））を復号するためのもう１つの式とを得る。したがって、２つの見本のスケジューリングの出力の比較は、パケット中心の方式によってスケジューラにもたらされる柔軟性をたちまち明らかにし、ＭＡＴセッションに基づく方式とは際だって対照的である。
【００９６】
[0094]一実施形態において、３周目の送信のための３者間の２次のメッセージのペア形成は、２周目の傍受されたチャネルに基づいて決定され得る（これは、ＭＡＴに基づく方式では不可能である）。つまり、任意のｘｐ，ｒ（ｉ，ｊ）メッセージに関して、ペアの形成の際の残りのインデックス「ｓ」は、モジュール１５１０ｐ，ｒによって、例えば、すべての傍受者のうち（予想される容量の点で）最も高い傍受されたチャネルの品質を有するインデックスとして選択される。そして、対応する測定値ｚｓ（ｔｐ，ｒ（ｉ，ｊ））が、（ｍ，ｎ，ｑ）のペア形成キューの対応するサブキューに置かれ、ここで、（ｍ，ｎ，ｑ）は、インデックスが昇順になるように並べ替えられた３つ組み（ｐ，ｒ，ｓ）である。１６００ｍ，ｎ，ｑの形態のモジュールの３つすべてのサブキュー１６１０ｍ，ｎ，ｑ、１６２０ｍ，ｎ，ｑ、１６３０ｍ，ｎ，ｑが測定値を持つと、３周目のメッセージが、モジュール１６４０ｍ，ｎ，ｑによって形成される。次に、３周目のメッセージが、キューに（モジュール１６５０ｍ，ｎ，ｑに）入れられ、３周目の送信を待つ（図１６参照）。
【００９７】
[0095]３周でＫ＞３ユーザに関する実施形態は、Ｋ＝３ユーザの実施形態の単純な拡張であり、図１４に示されている。それらの実施形態は、Ｋ個の送信アンテナを使用し、それぞれがユーザｍに関するＫ（Ｋ−１）個のスカラ（符号化）シンボルからなるＫ（Ｋ−１）×１ベクトルであるメッセージｘｍ（ｉ）を形成することを含む。このベクトルは、それぞれがＫ次元の、ｋ＝１，２，．．．，Ｋ−１に対するＫ−１個のベクトルｘｍ（ｉ，ｋ）を連結したものと見なされ得る。図１４の１周目の一実施形態において、ｘｍ（ｉ）を送信するために使用されるＫ−１回の送信は、要するに、ｋ回目の送信でｘｍ（ｉ，ｋ）を送信するということになる。一実施形態において、メッセージに関するすべての１周目の送信は、同じチャネルで完遂される、つまり、（チャネルが一定である時間−周波数スロットのブロックを表す）ｔｍ（ｉ，ｋ）は、すべてのｋ（並びに決まったユーザのインデックスｍ及びユーザパケットｉ）に対して同じである。一実施形態において、ｘｍ（ｉ）の傍受された測定値に基づく２次のメッセージを含むＫ−１回の２周目の送信は、異なるチャネルで行われる、つまり、（Ｋ−１個の異なるペアのうちの任意の２つに関する送信ブロックを表す）ｔｍ，ｎ（ｉ，ｊ）≠ｔｍ，ｎ’（ｉ，ｊ’）である。
【００９８】
（実施形態の例）
[0096]図１８は、Ｌ個の単一アンテナのユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで使用するための装置を示す。図１８を参照すると、装置は、トランシーバ１８０２に結合された複数のアンテナ１８０１を備える。トランシーバ１８０２は、古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用してＭＡＴセッションを形成するための、アンテナ１８０１に結合された送信機１８１４を有する。
【００９９】
[0097]トランシーバ１８０２は、第１のユーザ端末に宛てた第１のパケット及び第２のユーザ端末に宛てた第２のパケットを記憶するためのメモリ１８１０と、Ｌ個のユーザ端末の一部又はすべてへの送信からのユーザのチャネルの知識及び効用関数に基づいて、古い送信機側チャネル状態情報（ＣＳＩＴ）を使用して２周目の送信のためのユーザパケットのペアをスケジューリングして１つのＭＡＴセッションを形成するための、メモリ１８１０に結合されたスケジューラ１８１１とをさらに含む。ユーザパケットのペアは、第１のパケット及び第２のパケットを含む。トランシーバ１８０２は、複数の１周目の送信のうちの２回の送信からの傍受された観測値を組み合わせるための、スケジューラ１８１１に結合された処理論理１８１３も含み、傍受された観測値は、第１の及び第２のユーザ端末からの１周目の傍受されたチャネルのフィードバックを示す情報を含む。送信機１８１４は、ユーザパケットのペアの組み合わされた観測値を２周目の送信の一部として送信する。
【０１００】
[0098]一実施形態において、メモリ１８１０は、送信するためのパケットと、前の送信から得られた観測値とを記憶するための上述のバッファ及びメモリを含むことに留意されたい。メモリ１８１０は、トランシーバ１８０２の外部にある可能性がある。
【０１０１】
[0099]一実施形態において、スケジューラ１８１１は、第１のユーザ端末に宛てた第３のパケット及び第２のユーザ端末に宛てた第４のパケットに関する２回の新たな１周目の送信が付随する、第１のパケットと第２のパケットとの間の２周目の送信をスケジューリングする。
【０１０２】
[00100]一実施形態において、効用関数は、予測される合計のレート（ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ  ｓｕｍ  ｒａｔｅ）に基づく。
【０１０３】
[00101]図１９は、古いチャネル状態情報（ＣＳＩ）を使用して、多周回のマルチユーザＭＩＭＯセッションの一部として、Ｌ個のユーザ端末を有するマルチユーザ（ＭＵ）−ＭＩＭＯ無線通信システムで情報を送信するための装置を示し、セッションは、異なるスロットで異なるチャネルを使用する複数回の１周目の送信と、少なくとも１回の２周目の送信とを有する。図１９を参照すると、装置は、ｒ次のメッセージが送信されることになるｒ周目の送信スロットをスケジューリングするためのスケジューラ１９０１を備え、ｒ次のメッセージは、ｒ人のユーザに同時に役立つように、ｒ人のユーザの組を対象とするｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージの一次結合であり、ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれは、ｒ人のユーザの組の中の異なるユーザによって傍受され、残りのｒ−１人のユーザを対象とするメッセージを構成する。スケジューラ１９０１は、ｒ個の傍受された（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれを、効用関数に基づいて、前記（ｒ−１）周目のメッセージのそれぞれの最良の傍受された観測値のうちの１つであるように独立に選択する。
【０１０４】
[00102]一実施形態において、スケジューラ１９０１は、最も大きな効用をもたらすことに基づいて、メッセージの組から１つの傍受者のメッセージを選択する。一実施形態において、効用関数は、メッセージの組から選択された１つのメッセージに関連するユーザ端末のグループに関する予想される容量の増加に基づく。一実施形態において、効用の増加は、増分和レート、又はユーザレートの増分の加重和に関連する効用の測定基準に基づく。
【０１０５】
[00103]一実施形態において、スケジューラ１９０１は、ｒ−１個のユーザ端末の組を対象とするパケットの（ｒ−１）周目の送信に関する傍受者をスケジューリングする際に、（ｒ−１）個のユーザ端末の組の一部ではない少なくとも２つのユーザ端末を傍受者としてまとめて選択し、それぞれの選択された傍受者の観測値が、ｒ人のユーザの組を対象とするｒ次のメッセージを形成する際に、その他の選択された傍受者の観測値とは独立に使用され、その組が、（ｒ−１）人のユーザの元の組と傍受者との和集合を含む。一実施形態において、スケジューラ１９０１は、それぞれの傍受されたチャネルの推定の品質と、パケットを破棄するまでのｒ周目の送信に関する最大の許容される遅延とのうちの１つ又は複数に基づいて選択を行う。
【０１０６】
[00104]一実施形態において、スケジューラ１９０１は、送信するためのパケットと、前の送信から得られた観測値とを記憶するための上述のバッファ及びメモリに結合されるか、又はそれらのバッファ及びメモリを含む。
【０１０７】
[00105]装置は、複数のアンテナ１９０３を使用して、スケジューラ１９０１によって生成されたメッセージの組からのメッセージを送信するための、スケジューラ１９０１に結合された送信機１９０２も含む。
【０１０８】
[00106]一実施形態において、装置は、スケジューラ１９０１に結合された複数のユーザバッファ１９０４をさらに備え、複数のユーザバッファ１９０４のそれぞれは、ｒ個のユーザ端末の異なるグループに関するパケットを、ｒ次のメッセージを生成するための情報とともに記憶する。一実施形態において、ユーザバッファ１９０４のそれぞれのバッファは、ｒ個のユーザ端末の組の（ｒ−１）個のユーザ端末のサブセットに関する１回又は複数回の送信の１つ又は複数の観測値を含み、各観測値は、ｒ個のユーザ端末の組の中のその他のユーザ端末によって傍受されたチャネルに対応する。
【０１０９】
[00107]本発明の多くの変更及び修正が、以上の説明を読んだ後、当業者に間違いなく明らかになるが、例として示され、説明されたいかなる特定の実施形態も、限定と見なされるようにまったく意図されていないことを理解されたい。したがって、さまざまな実施形態の詳細への言及は、それ自体は本発明に必須と考えられる特徴のみを記載する請求項の範囲を限定するように意図されていない。
【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９】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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