(57)【要約】マルチユーザ通信システムの逆方向リンクデータレートを決定する様々な方法及びシステムが開示される。例えば、マルチユーザ通信システムの少なくとも第１のＵＥのデータレートを制御する装置が開示される。前記装置は、複数のチャネル推定を生成するために複数の異なる逆方向リンク信号のチャネル推定を決定するよう構成されたチャネル推定装置と、前記複数の異なるチャネル推定を用いて前記第１のＵＥの第１の信号対雑音（ＳＮＲ）比を決定するよう構成された復調装置と、前記第１のＳＮＲを用いて前記第１のＵＥの第１の逆方向リンクのデータレートを決定するよう構成されたデータレート決定装置とを含む。
2009530989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチユーザ通信システムの少なくとも第１のＵＥのデータレートを制御する装置、該装置は下記を備える：
複数のチャネル推定を生成するために複数の異なる逆方向リンク信号のチャネル推定を決定するよう構成されたチャネル推定装置；
前記複数の異なるチャネル推定を用いて前記第１のＵＥの第１のＳＮＲ比を決定するよう構成された復調装置；および、
前記第１のＳＮＲを用いて前記第１のＵＥの第１の逆方向リンクのデータレートを決定するよう構成されたデータレート決定装置。
【請求項２】
更に下記を具備する、請求項１に記載の前記装置：
前記第１の逆方向リンクのデータレートを用いて前記第１のＵＥとの逆方向リンク通信をスケジューリングするスケジューリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の前記装置、ここにおいて、
前記第１のＵＥおよび前記装置はＯＦＤＭ、ＣＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭおよびＳＤＭＡプロトコルのうち少なくとも１つにおいて通信する。
【請求項４】
請求項３に記載の前記装置、ここにおいて、
前記第１のＵＥおよび前記装置はＯＦＤＭプロトコルを用いて前記逆方向リンクにおいて通信する。
【請求項５】
請求項４に記載の前記装置、ここにおいて、
前記第１のＵＥおよび前記装置はＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの前記逆方向リンクにおいて通信する。
【請求項６】
請求項４に記載の前記装置、ここにおいて、
複数のチャネル推定を生成するために用いられる前記複数の異なる逆方向リンク信号のうち少なくとも２つは前記第１のＵＥの２つのアンテナから発生され、
前記復調装置は前記２つのアンテナの１番目に対して前記第１のＳＮＲを決定し、前記２つのアンテナの２番目に対して前記第２のＳＮＲの第２のＳＮＲを決定し、
前記データレート決定装置は前記第１のＳＮＲを用いて前記第１のＵＥの前記第１のアンテナの前記第１の逆方向リンクのデータレートを決定する。
【請求項７】
請求項１に記載の前記装置、ここにおいて、
前記第１のＵＥおよび装置はＯＦＤＭプロトコルを用いて前記逆方向リンクにおいて通信する。
【請求項８】
請求項７に記載の前記装置、ここにおいて、
前記チャネル推定装置は各ＯＦＤＭ逆方向リンクストリームのサブキャリア毎にチャネル推定を決定するよう構成される。
【請求項９】
請求項８に記載の前記装置、ここにおいて、
前記復調装置は更に、各サブキャリアの各チャネル推定を用いてＳＮＲを決定するよう構成される。
【請求項１０】
前記復調装置はＳＮＲを決定するためのＭＭＳＥ技術を使用する、請求項９に記載の前記装置。
【請求項１１】
前記装置はＳＮＲを決定するためのＭＭＳＥ−ｓｉｃ技術を使用する、請求項９に記載の前記装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の前記装置、ここにおいて、
前記復調装置はＭＭＳＥ−ｓｉｃ技術の消去順序を決定するために電力およびＰＳＤの測定のうちの少なくとも１の逆方向リンク信号を用いる。
【請求項１３】
さらに下記を具備する、請求項１２に記載の前記装置：
複数のＰＳＤの決定を生成するために各逆方向リンクストリームのＰＳＤを計算するよう構成された電力測定装置。
【請求項１４】
前記スケジューリング装置は１つ以上のＵＥの逆方向リンク送信をスケジュールするために前記ＰＳＤの決定を使用する、請求項１３に記載の前記装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の前記装置、ここにおいて、
前記電力測定装置は各逆方向リンクストリームのパイロット信号比すなわちΔＰ／Ｐ０に対するＰＳＤを決定するよう構成される。
【請求項１６】
複数の第２のＵＥの夫々は、前記電力測定装置の夫々の逆方向リンクのΔＰ／Ｐ０の決定を受信する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置、ここにおいて、
前記装置は少なくとも１の第２のＵＥから所望の逆方向リンクのΔＰ／Ｐ０の決定を受信し、前記所望の逆方向リンクのΔＰ／Ｐ０の決定は順方向リンク通信においてそれに供給される夫々のΔＰ／Ｐ０の決定に基づいて前記少なくとも１の第２のＵＥによって決定される。
【請求項１８】
請求項１の前記装置を組み込んだ集積回路。
【請求項１９】
マルチユーザ通信システムの少なくとも第１のＵＥのデータレートを制御する装置、該装置は下記を備える：
メモリに結合された処理回路、ここにおいて、前記処理回路は下記を実行するように構成される：
該複数のチャネル推定を生成するために複数の異なる逆方向リンク信号のチャネル推定を決定すること；
前記複数の異なるチャネル推定を用いて前記第１のＵＥの第１のＳＮＲ比を決定すること；および、
前記第１のＳＮＲを用いて第１の逆方向リンクのデータレートを決定すること。
【請求項２０】
前記処理装置はＳＮＲを決定するためのＭＭＳＥ技術を使用する、請求項１９に記載の前記装置。
【請求項２１】
前記処理装置はＳＮＲを決定するためのＭＭＳＥ−ｓｉｃ技術を使用する、請求項１９に記載の前記装置。
【請求項２２】
前記処理回路は各逆方向リンク信号の総電力を計算するよう構成された、請求項１９に記載の前記装置。
【請求項２３】
マルチユーザ通信システムにおいて少なくとも第１のＵＥのデータレートを制御する装置、該装置は下記を備える：
複数のチャネル推定を生成するために複数の異なる逆方向リンク信号のチャネル推定を決定するチャネル推定手段；
前記複数のチャネル推定を用いて前記第１のＵＥの第１の信号対雑音（ＳＮＲ）比を決定する復調手段；
前記第１のＳＮＲを用いて第１の逆方向リンクのデータレートを決定する決定手段。
【請求項２４】
前記第１のＵＥと装置はＯＦＤＭプロトコルを用いて前記逆方向リンクにおいて通信する、請求項２３に記載の前記装置。
【請求項２５】
前記復調手段はＭＭＳＥプロセスを用いる、請求項２４に記載の前記装置。
【請求項２６】
前記復調手段はＭＭＳＥ−ｓｉｃプロセスを使用する、請求項２４に記載の前記装置。
【請求項２７】
前記装置はＭＭＳＥ−ｓｉｃ計算の消去順序を決定するために各逆方向リンクストリームの前記電力を計算する、請求項２６に記載の前記装置。
【請求項２８】
マルチユーザ通信システムにおいて少なくとも第１のＵＥのデータレートを制御する方法、該方法は下記を備える：
複数のチャネル推定を生成するために複数の異なる逆方向リンク信号のチャネル推定を決定すること；
前記複数の異なるチャネル推定を用いて前記第１のＵＥの第１の信号対雑音（ＳＮＲ）比を決定すること；および、
前記第１のＳＮＲを用いて第１の逆方向リンクのデータレートを決定すること。
【請求項２９】
更に下記を備える請求項２５に記載の前記方法：
前記第１の逆方向リンクのデータレートを用いて前記第１のＵＥとの逆方向リンク通信をスケジューリングすること。
【請求項３０】
前記第１のＵＥはＯＦＤＭプロトコルを用いて前記逆方向リンクにおいて通信する、請求項２８に記載の前記方法。
【請求項３１】
チャネル推定を決定する前記工程は、ＳＮＲを決定するためのＭＭＳＥ技術を用いることを含む、請求項３０に記載の前記方法。
【請求項３２】
チャネル推定を決定する前記工程は、ＳＮＲを決定するためのＭＭＳＥ−ｓｉｃ技術を使用することを含む、請求項３０に記載の前記方法。
【請求項３３】
ＭＭＳＥ−ｓｉｃ計算の消去順序を決定するために各逆方向リンク信号の電力を計算することを更に具備する、請求項３２に記載の前記方法。
【請求項３４】
複数のコンピュータに基づく命令を含むコンピュータ読み出し可能メモリ装置、該コンピュータに基づくメモリは下記を備える：
複数のチャネル推定を生成するために複数の異なる逆方向リンク信号のチャネル推定を決定する第１のコード；
前記複数の異なるチャネル推定を用いて前記第１のＵＥの第１のＳＮＲ比を決定する第２のコード；および、
前記第１のＳＮＲを用いて第１の逆方向リンクデータレートを決定する第３のコード。
【請求項３５】
前記第１のコードはＯＦＤＭ信号に関するチャネルを推定するよう構成された、請求項３４に記載の前記コンピュータ可読メモリ装置。
【請求項３６】
前記第１のコードは更に、ＭＭＳＥ−ｓｉｃアルゴリズムを用いてＳＮＲを決定するよう構成された、請求項３５に記載の前記コンピュータ可読メモリ装置。
【請求項３７】
複数のＵＥのデータレートをスケジューリングする装置、該装置は下記を備える：
前記ＵＥからの夫々の参照信号を電力制御する手段；および、
前記パイロット信号に基づいて前記夫々のＵＥの逆方向リンクのデータレートを決定する手段。
【請求項３８】
前記パイロット情報はチャネル品質情報を含む、請求項３７に記載の前記装置。
【請求項３９】
前記ＵＥの逆方向リンクのデータ送信をスケジューリングするスケジューリング手段を更に具備する、請求項３７に記載の前記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は無線通信に関するものである。さらに詳しくは、当該開示は逆方向リンクのデータレートの決定およびマルチユーザ無線ネットワークにおけるスケジューリングの方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムは、周波数サブチャネル、トーン、あるいは周波数ビンとも呼ばれる、複数（ＮＦ個）のサブキャリアに全システム帯域幅を効果的に分割する。ＯＦＤＭシステムに関して、送信されるべきデータ（すなわち情報ビット）は符号化されたビットを発生するために特定の符号化スキームを用いてまず符号化され、符号化されたビットは、その後変調シンボルにマッピングされるマルチビットシンボルに更にグループ分けされることができる。各変調シンボルは、データ送信用の特定の変調スキーム（例えばＭ−ＰＳＫあるいはＭ−ＱＡＭ）によって定義される信号点配置におけるポイントに対応する。周波数サブキャリア毎の帯域幅に依存する各時間区間で、変調シンボルはＮＦ個の周波数サブキャリアの各々において送信される。ＯＦＤＭはシステム帯域幅に渡る異なる量の減衰によって特徴づけられる、周波数選択性フェージングに起因するシンボル間干渉（ＩＳＩ）を抑制するために使用される。
【０００３】
マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）通信システムはデータ送信用の複数の（ＮＴ個の）送信アンテナおよび複数の（ＮＲ個の）受信アンテナを使用することが可能である。ＮＴ個の送信アンテナおよびＮＲ個の受信アンテナによって形成されるＭＩＭＯチャネルはＮＳ個の独立チャネルに分解される。ここでＮＳ≦ｍｉｎ{ＮＴ、ＮＲ}。ＮＳ個の独立チャネルの夫々はＭＩＭＯチャネルの「空間サブチャネル」とも呼ばれ、次元に対応する。複数の送信および受信アンテナによって形成される追加の次元が使用される場合、ＭＩＭＯシステムは改良された性能（例えば増加した送信容量）を恐らく提供することができる。
【０００４】
ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯシステム（すなわちＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）に関して、ＮＦ個の周波数サブキャリアはデータ送信のＮＳ個の空間サブチャネルの夫々に利用可能である。各空間サブチャネルの各周波数サブキャリアは送信チャネルとも呼ばれる。従って、ＮＦ・ＮＳ個の送信チャネルはＮＴ個の送信アンテナおよびＮＲ個の受信アンテナ間のデータ送信に利用可能である。
【０００５】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに関して、各空間サブチャネルのＮＦ個の周波数サブチャネルは異なるチャネル条件（例えば異なるフェージング及びマルチパス効果）を経験し、異なる信号対雑音および干渉比（ＳＮＲｓ）を達成する。送信された変調シンボルの各々は、シンボルが送信された送信チャネルの応答に影響される。送信機と受信機との間の通信チャネルのマルチパスプロファイル次第で、周波数応答は空間サブチャネルの各々についてシステム帯域幅全体にわたって広く変化し、更に空間サブチャネル同士の間でも大きく異なる。
【０００６】
平坦ではない周波数応答を有するマルチパスチャネルに関して、各送信チャネルで確実に送信される情報速度（すなわち変調シンボル毎の情報ビット数）は送信チャネルごとに異なる。特定のデータパケットの変調シンボルが複数の送信チャネル上を送信される場合、また、それらの送信チャネルの応答が大きく変化する場合、それらの変調シンボルは広範囲のＳＮＲを有して受信される。その後、ＳＮＲは全受信パケットに対応して変化し、それによりデータパケットの適切な速度を決定することが困難になる。
【０００７】
異なる送信機および受信機は異なる（そして恐らく広く変化する）チャネル状態を経験するので、全受信機に対して同一の送信電力および／またはデータレートでデータを送信することは非現実的である。これらの送信パラメータを固定することは送信電力の浪費、最適でないデータレートの使用、および／または様々な受信機に対する不確実な通信という結果になりがちであり、これら全てはシステム容量の好ましからざる減少につながる。
【０００８】
上記議論はあらゆるユーザの逆方向リンクスケジューリングに関するレート決定に関わる様々な問題を記載する。不運にもＭＩＭＯ通信システムの場合においては、複数ユーザの複数のアンテナからの複数のストリームの同時送信に伴って更なる困難が生じる。
【０００９】
また更に、チャネル状態は多様な理由によって時の経過とともに変化する。その結果、送信チャネル用にサポートされたデータレートもまた時の経過とともに変化する。このように、異なる受信機の通信チャネルの異なる送信容量に加えて、これらの通信チャネルのマルチパスおよび時経変化性質、および異なる送信アンテナからの異なる電力および速度の割り当てにおける大きな自由度によって、ＭＩＭＯシステムの効率的なデータ送信が困難になる。
【特許文献１】米国仮特許出願番号６０／７８４５８６
【発明の開示】
【発明の概要】
【００１０】
上述したとおり、異なる送信機および受信機は異なる（そして恐らく大きく変化する）チャネル状態を経験し、従って全受信機に対して同一の送信電力および／またはデータレートでデータを送信することは非現実的である。これらの送信パラメータを固定することはシステム容量の好ましからざる減少につながるので、可能ならば送信機毎の最適送信電力レベル及びデータレートを決定することが有利になる可能性がある。
【００１１】
下記議論は例としてＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムに関するが、以下で議論されるように、下記議論はＳＩＭＯ−ＯＦＤＭ、シングルキャリアＦＤＭ（ＳＣ−ＦＤＭ）、ＣＤＭＡ、ＳＤＭＡおよび他の通信標準にも適用されるということは関係分野における当業者とって当然のことである。
【００１２】
図１を参照すると、一の態様による例示的マルチアクセス無線通信システム１００が図示されている。図１に示されるように、マルチアクセス無線通信システム１００は複数のセル１０２、１０４、１０６を含む。図１の態様において、各セル１０２、１０４、１０６は複数のセクタを含むノードＢ  １５０を含む。複数のセクタは、アンテナのグループによって形成され、各アンテナグループがセルの一部においてＵＥ（ユーザー装置）との通信を担当している。セル１０２において、アンテナグループ１１２、１１４、１１６はそれぞれ異なるセクタに対応する。セル１０４において、アンテナグループ１１８、１２０、１２２はそれぞれ異なるセクタに対応する。セル１０６において、アンテナグループ１２４、１２６、１２８はそれぞれ異なるセクタに対応する。
【００１３】
各例示的セル１０２、１０４、１０６は各ノードＢの１以上のセクタと通信中であるいくつかのＵＥを含むことに留意されたい。例えばＵＥ１３０およびＵＥ１３２はノードＢ  １４２と通信中であり、ＵＥ１３４およびＵＥ１３６はノードＢ  １４４と通信中であり、ＵＥ１３８およびＵＥ１４０はノードＢ  １４６と通信中である。
【００１４】
ここにおいて用いられているように、ノードＢからＵＥへの送信は「順方向リンク」と呼ばれ、一方、ＵＥからノードＢへの送信は「逆方向リンク」と呼ばれる。
【００１５】
動作中、いくつかのＵＥは、アンテナグループの複数のアンテナがＵＥの複数のアンテナと通信するＭＩＭＯ通信をする。複数の情報ストリームはそのモードにおいてノードＢとＵＥとの間で送信される。その他のＵＥは複数のストリームが各アンテナグループと複数のＵＥとの間で送信されるように通信する。このような例において，ストリームは他のＵＥに障害を与えることなく、異なる空間位置のユーザを扱うためにいくつかの技術によって代替される。このタイプの１つのこのようなアプローチは空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）と呼ばれる。
【００１６】
引き続き、複数のユーザが任意の帯域幅と時間リソースにわたって送信することを可能にする様々なＭＩＭＯスキームはＳＤＭＡスキームとみなされることができる。同一の帯域幅と時間リソースにわたって同時にスケジュールされたユーザが、それらの個々の受信機において低いストリーム間干渉を経験するようにするために、ＳＤＭＡの更に複雑な形態は送信プレコーディングの形態を用いる。ＳＤＭＡの第３のタイプは、セクタを複数のサブセクタに地理的に分割する複数のビームを生成することができる高密度間隔送信アンテナアレイを使用することである。空間的に大きく間隔を開けたサブセクタのＵＥはお互いに高干渉を引き起こすことなく同時にスケジュールされることが可能であることに留意されたい。ＳＤＭＡのその他のタイプも使用されてもよい。
【００１７】
動作中、各ＵＥはＵＥまたは関係するノードＢのいずれかによって、送信／逆方向リンクのレートおよび受信／順方向リンクのレートを割り当てられる。一般的にＳＤＭＡあるいはマルチユーザ（ＭＵ）ＭＩＭＯモードのユーザは可能性として異なるアルゴリズムを用いて、シングルユーザＳＩＭＯモードのユーザとは異なるレートを割り当てられる。
【００１８】
異なる逆方向リンクのマルチアンテナモードは、複数のストリームが同一のＵＥからの複数のアンテナから送信される、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）である。更に、ＳＵ−ＭＩＭＯのＵＥはＭＵ−ＭＩＭＯのＵＥの特別なケースとみなされる。十分に高度な地理的位置のユーザに関して、ＳＵ−ＭＩＭＯは高いピークレートを提供することができる。更にＳＵ−ＭＩＭＯの容量もまた、最小数の送信アンテナ及び受信アンテナに対して線形にスケーリングし、従ってシステムのリソースを完全に使用する。
【００１９】
ＵＬ−ＭＩＭＯと関連する設計課題の１つはレート決定である。ＳＩＭＯシステムにおいて、ノードＢは、その参照電力レベル（すなわちパイロット信号が参照信号として用いられる場合の、ノードＢによって検出されるＵＥによって発生されるパイロット信号の電力）、電力増幅器（ＰＡ）のヘッドルームおよび他のセルの負荷状態に基づいて厳密にどれくらいのレートが各ＵＥに割り当てられるべきかを知る。言い換えると、ＵＥに利用可能なデータレートは、ＵＥの参照信号に対するＵＥの送信ストリームの電力スペクトル濃度（ＰＳＤ）比を用いた一対一のマッピングを有する。このＰＳＤ比はここにおいて送信ストリーム対参照信号（「ＴＳ／ＲＳ」）比と呼ばれる。ＴＳ／ＲＳの例には、ＳＣ−ＦＤＭ、ＣＤＭＡあるいはＳＤＭＡ逆方向リンクのトラフィック対パイロット電力比を意味するために用いられるＴ２Ｐ比が含まれることに留意されたい。
【００２０】
不運にもＭＵ−ＭＩＭＯベースあるいはＳＵ−ＭＩＭＯベースの動作中、ノードＢはレート・マッピングに対する単純なＴＳ／ＲＳに基づいて各ＵＥによりサポート可能な最適な送信レートを決定することができない。実際、直接のマッピングは割り当てられたデータレートの過大評価を招きがちである。このことは、今度は、最適でないスケジューリング動作という結果になる。従って逆方向リンク送信に対する改良されたアプローチが望ましい。
【００２１】
図２は単純化されたＯＦＤＭ無線通信システム２００を図示する。図２に示されるように、通信システムは、第１のアンテナ２１２を有する第１のＵＥ２１０と、第２のアンテナ２２２を有する第２のＵＥ２２０と、第３のアンテナ２３２を有する第３のＵＥ２３０と、基地アンテナアレイ２５２を有するノードＢ  ２５０とを含む。様々なＵＥのアンテナ２１２、２２２、２３２は単一の装置として描写されるが、当然のことながら各ＵＥ２１０、２２０、２３０は希望する通りに任意の数のアンテナを内蔵することができる。
【００２２】
通信システム２００はＯＦＤＭベースであるので、トラフィックデータは多くの分離した周波数サブキャリア（例えば１２８周波数）で送信され、パイロット信号は各Ｎ番目の（例えば６番目）のサブキャリアで供給される。しかし、トラフィックおよびパイロットのキャリアの特定の数および構成は開示の方法およびシステムに特別に重要ではなく、従って異なる実施例において大きく異なってもよい。
【００２３】
動作中、各ＵＥ２１０、２２０、２３０はノードＢ  ２５０にトラフィックおよびパイロット信号を一斉送信することができる。そしてノードＢは、任意のＵＥ２１０、２２０、２３０が一定の時間に送信することを可能にするためにスケジューリング情報を提供するだけでなく、各ＵＥ２１０、２２０、２３０のトラフィックおよびパイロット信号の電力レベルを制御するために各ＵＥ２１０、２２０、２３０に制御情報を提供することができる。パイロット信号は各シンボル期間に継続的に送信される。当然のことながら、もう一つの選択肢としてパイロット信号は時分割多重（ＴＤＭ）、ＳＣ−ＦＤＭ、ＯＦＤＭ、ＣＤＭＡなどでもよい。パイロット信号は逆方向リンク電力制御の参照信号として使用可能である。ある実施例において、参照信号はＣＱＩチャネルのようないくつかの他のチャネルによって供給される。そのような場合、参照信号はＵＥによって生成される例えばＣＱＩリポートのような、順方向リンクチャネル情報を含む。
【００２４】
ノードＢ  ２５０はＵＥ２１０、２２０、２３０からの送信された無線データおよびパイロット／参照信号のストリームを受信し、電力レベルあるいはチャネル品質のその他の表示について監視される、アナログ信号に変換することができる。そしてアナログ信号はＵＥ２１０、２２０、２３０の電力制御およびスケジューリングコマンドを生成するために使用される。様々な実施例において、パイロット／参照信号は各ＵＥの１つのアンテナのみから送信および／または電力制御されることに留意されたい。
【００２５】
（複数のアンテナを有する）ノードＢ  ２５０と通信中の単一のアンテナを有するＵＥに関して、参照／パイロット信号（ＣＱＩチャネルのようなパイロットあるいは制御信号のいずれか）は、トラフィックチャネル電力制御の参照を供給するために所望のレベルに閉ループ電力制御されてもよい。一般的に逆方向リンクトラフィック送信は、許容可能なセル間干渉レベルを維持しつつ、許容される最大の電力スペクトル濃度（ＰＳＤ）に電力制御される。トラフィックチャネルのＰＳＤは「ΔＰ」と明記可能であり、一方、参照／パイロットの電力レベルは「Ｐ０」と明記可能である。従って、この構成のＴＳ／ＲＳは「ΔＰ／Ｐ０」と明記される。
【００２６】
このようにＰＳＤが決定されると、データレートはトラフィックチャネルのＳＮＲに従って選択可能である。したがってこのケースにおいて、トラフィックチャネルのＰＳＤとデータレートとの間に一対一マッピングが存在する。
【００２７】
一方、逆方向リンクのＭＩＭＯ動作について、トラフィックチャネルのＰＳＤとスケジュールされたレートとは切り離される。ＵＥをＳＵ−ＭＩＭＯあるいはＳＤＭＡ動作に割り当てるシステムのレート選択は参照信号および電力制御に密接に関連しているが、ＳＩＭＯ動作のそれらに対しいくつかの本質的な差異を依然として有する。ある態様において、レート制御に用いられる要因は、（１）通常電力制御されるＵＥから送信される参照／パイロット信号の電力、（２）ＵＥの電力制御、（３）レイヤ、すなわち送信されている空間ストリームの数、（４）ノードＢで使用される受信機のタイプ、および（５）任意の送信・受信アンテナのペアとは異なるチャネル、を含むが、これらに限定されない。
【００２８】
ＭＩＭＯ動作に関して、（Ａ）１のアンテナからの、（Ｂ）全アンテナから同時に、あるいは（Ｃ）代替するアンテナからのを含む参照／パイロット信号について複数の選択肢があることに留意されたい。長期間に渡りチャネルの統計的特性は異なるアンテナに関して同一であるべきだが、様々な利用可能なチャネルの実現値はフェージングが原因で全く異なる。加えて、例えば外部および内部アンテナの双方が（例えば典型的な移動装置に対して）利用可能になるとき、アンテナ利得は異なるアンテナに対して実質的に異なりうる。
【００２９】
１つの解決策はＵＥの一次アンテナのみを用いて、チャネル品質情報信号のような電力制御参照信号を供給することである。すると要求チャネルの特別な設計あるいはより一般的なブロードバンドパイロット設計を介してチャネル差異を得ることができる。このようにして、任意のノードＢはＵＥの全ての送信アンテナから同等な参照信号レベルを引き出し、しかも比較的小さいオーバーヘッドを維持することができる。
【００３０】
参照／パイロット電力レベルが決定されると、トラフィックチャネルのデルタＰＳＤは、隣接するセクタの負荷状態、電力増幅器のヘッドルーム、サービス中のセルとその他のセルとの間の経路差などに基づいて決定可能である。ＳＵ−ＭＩＭＯとＭＵ−ＭＩＭＯのＰＳＤの決定には差異が存在することに留意されたい。複数のストリームが同一のＵＥから送信される場合、全ストリームの総電力はそのＵＥの総ＰＡヘッドルームを反映する一定の要求を満たす。
【００３１】
一方、全ストリームが異なるＵＥから送信される場合、そのＰＳＤはＵＥのＰＡヘッドルームを満たす。
【００３２】
サブバンドのスケジューリングに関して、ユーザがサブキャリアの全体数の部分集合にスケジュールされると、ユーザは先ずブロードバンドパイロット（例えばパイロットあるいは要求チャネルＲＥＱＣＨあるいはＣＱＩＣＨのような他のいくつかのシグナリングチャネル）に基づいて様々なサブバンドにグループ分けされる。各サブバンドにおいて、装置／スケジューラは他のＱＯＳ要求を維持しつつ、空間分離を最大化するためにユーザ／レイヤを選択することができる。空間分離は、ブロードバンドパイロットからのチャネル推定、あるいは特別な要求チャネル設計によるチャネル推定、のいずれか一方に基づいてなされる。
【００３３】
次に、各ＵＥアンテナの受信信号Ｙ（ｋ）は下記等式（１）により記される。
【数１】
2009530989.tif 000003
【００３４】
ここでｋは選択されたサブバンドの周波数トーンのインデックスであり、Ｐｉはｉ番目のストリームからの送信電力であり、ＨｉはノードＢのＮｒ個のアンテナのチャネルのベクトル周波数応答である。いくつかの態様において、Ｈｉ（ｋ）はブロードバンドパイロットあるいは要求チャネルから取得される。送信電力Ｐｉはスケジュールされたサブバンドの参照信号レベルおよびΔＰから決定される。
【００３５】
下記表記が使用される。  
（ｉ）Ｎｕ＝スケジュールされたユーザの数  
（ｉｉ）Ｎｓ＝それらのＮｕユーザからのスケジュールされたストリームの数  
（ｉｉｉ）Ｎｒ＝ノードＢの受信アンテナの数、そして  
（ｉｖ）Ｎｔ＝ＵＥの送信アンテナの数
図３を続けると、図２のノードＢ  ２５０の詳細が図解される。図３に示されるように、ノードＢ  ２５０はアナログフロントエンド３１０と、電力測定装置３１２と、チャネル推定装置３１４と、復調（「ｄｅｍｏｄ」）装置３１６と、レート決定装置３１８と、電力制御装置３２０と、スケジューリング装置３２２とを含む。
【００３６】
ノードＢ  ２５０の構成の詳細は図示されないが、当然のことながら周知あるいは後発的構成は、本技術分野の当業者に周知であるとして、用いられてもよい。
【００３７】
例えば様々な実施例において、さまざまな構成要素３１０〜３２２は単一のもしくは一連の分離されたバスを介して互いに結合された個々の電子部品の形をとることができる。更に他の実施例において、様々な構成要素３１０〜３２２の１以上は１以上のネットワークを介して互いに結合されたプロセッサあるいは同等の個々のサーバの形をとることができる。また、当然のことながら構成要素３１０〜３２２のそれぞれは協調的な態様で使用される複数の計算装置を用いて有利に実現されることができる。
【００３８】
当然のことながら、上記リストした構成要素３１０〜３２２のいくつかは制御装置によって実行もしくは作用されるメモリ内にあるソフトウエア／ハードウエア構造およびルーチン、あるいは異なる制御装置によって動作されている個々のサーバ／コンピュータの個々のメモリ内にある同等のソフトウエア／ハードウエアルーチンもしくは構造の形をとることができる。
【００３９】
動作中、データトラフィックおよびパイロット信号のストリームはアンテナアレイ２５２によって受信されるので、アナログフロントエンド３１０は受信されたストリームを受け入れ、ストリームを調整し、調整したストリームを電力測定装置３１２に供給することができる。
【００４０】
次に、電力測定装置３１２はＵＥにより供給されるデータトラフィック及びパイロット信号に基づいてチャネル毎に様々な電力測定および決定を行う。様々なＯＦＤＭベースの実施例において、電力測定装置３１２は各ＯＦＤＭサブキャリアを測定し、逆方向リンクのチャネル信号の夫々の全受信電力を決定し、パイロット／参照サブキャリアを測定し、逆方向リンクのチャネル信号のＰＳＤを決定し、チャネル毎のΔＰ／Ｐ０を決定する。
【００４１】
様々な実施例において、ノードＢは、順方向リンク通信を用いて夫々のＵＥにＰＳＤ及びΔＰ／Ｐ０決定を供給し、該順方向リンク通信は、様々なＵＥが各々使用したいと希望する（すなわち有利になるであろうという決定を行った）所望のＰＳＤに関する情報をそれぞれ決定し送信するものである。
【００４２】
次に、推定装置３１４は各逆方向リンクストリームのＯＦＤＭサブキャリア毎に送信チャネルを決定する。
【００４３】
様々なチャネル推定Ｈ（ｋ）が決定されると、復調装置３１６は各ＯＦＤＭサブキャリアのＳＮＲを決定することができる。
【００４４】
復調装置３１６が最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）アルゴリズムを使用する状況において、ｊ番目のＯＦＤＭストリームのＭＭＳＥ重み付けは式（２）によって与えられる。
【数２】
2009530989.tif 000004
【００４５】
続いて、チャネル推定Ｈ（ｋ）がチャネル推定装置３１４によって利用可能になると仮定すると、復調装置３１６は下記式（３）により周波数／サブキャリア毎のＳＮＲを計算する。
【数３】
2009530989.tif 000005
【００４６】
ＳＮＲの使用は復調装置３１６により供給され、その後、ＵＥのＰＡオーバーヘッド、ＵＥの存在するもしくは希望するＰＳＤ、干渉の他のソースなどを考慮にいれつつ、（典型的には参照テーブルを用いることにより）適切なデータレートがレート決定装置３１８によって決定される。
【００４７】
上記議論したように、従来のデータレート推定アプローチに伴う顕著な問題点はデータレートとＴＳ／ＲＳ比との間の直接的マッピングである。このことはＳＩＭＯ送信に当てはまるが、該レートは逆方向リンクＭＩＭＯ動作にはもはや有効ではない。たとえ逆方向リンクＭＩＭＯが異なるアンテナからの複数の逆方向リンクストリームの同時送信により複雑化された場合においても、レート決定装置３１８によって生成されるデータレートはＳＮＲとはるかに良く結合されるので、本アプローチはこの問題を改善する。厳密なレートは（ＭＭＳＥやＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機のような）受信機データ処理アーキテクチャーの情報に基づいて決定される。
【００４８】
図３に戻ると、復調装置３１６がＭＭＳＥ連続干渉計算（ＭＭＳＥ−ＳＩＣ）アルゴリズムを用いる実施例において、消去の順序が決定される。１つの解決策は、上述したように電力測定装置３１２によって計算される、各ＵＥアンテナの総受信電力（下記式（４）参照）に従って逆方向リンクサブキャリアを分類することである。
【数４】
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【００４９】
ＭＭＳＥ−ＳＩＣ動作に関して、最大信号が最初に消去されるように、電力の降順にＵＥをソートすることが望ましい。しかし特定のＭＭＳＥ−ＳＩＣ配列スキームは実施例毎に変更可能であることに留意されたい。
【００５０】
ＭＭＳＥ−ＳＩＣベースの受信機処理に関して、消去後のストリーム毎のＳＮＲは、干渉しているストリームと白色ノイズの完璧な消去を想定する下記式（５）を用いて復調装置３１６により計算される。
【数５】
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【００５１】
実質的に、異なるトーンのＳＮＲからの幾何学的平均である、効果的なＳＮＲに基づいて、ｊ番目のユーザ／ストリームのサポートされたデータレートは速度決定装置３１８によりその後計算される。
【００５２】
完璧な消去が想定されると、最後に復号化されるユーザ（最低信号強度／ＰＳＤを有するユーザ）は全ての先立って復号化されたＵＥからの干渉を被らない。このデータレートは実際ＳＩＭＯケースにおける同一の一対一マッピングに従う。すなわち、最後に復号化されたＵＥのデータレートは、典型的にノードＢによって制御され得る、ＵＥの送信電力の関数として決定される。一方、初期に復号化されたユーザは他のデータストリームからの干渉によりデータレートの低下を有するであろう。
【００５３】
このような完璧な消去は何時も想定されるわけではなく、更なるＰＡヘッドルームを考慮する他のアプローチが提供されるべきであることに留意されたい。
【００５４】
図３に戻ると、様々なＵＥの様々なＳＮＲとデータレートとが決定されると、電力制御装置３１８は適切な送信電力をＵＥに割り当て、ノードＢ  ２５０は順方向リンク通信を介して夫々のＵＥにそのような情報を供給する。
【００５５】
また、チャネル推定装置３１２により引き出されるΔＰ／Ｐ０情報だけでなく、レート決定装置３１８によって供給される情報を用いて、スケジューリング装置３２２は、ＵＥの全ての逆方向リンク送信を恐らく最適化することができる適切な周波数および時間スロットで送信するために様々なＵＥをスケジュールすることができる。
【００５６】
復調装置３１６に関する上記記述について、当然のことながら本方法およびシステムのＳＮＲ計算は進行中のデータ復調のいかなる形態とも関連させられる必要はない。しかしＳＮＲ決定は従来的には復調器において達成されるので、本記述に関して「復調装置」という単語（およびその派生語）は、その計算が他の目的にも用いられるか否かに関わらずＳＮＲ決定を実行することができるあらゆる装置に適用する。
【００５７】
図４はマルチユーザ通信システムにおいて逆方向リンクのデータレートの決定のフローチャートの概要および例示的プロセスである。図４の工程は特定の順序で描かれているが、当然当業者にとって自明であるが、様々な工程は実施例ごとに順序が異なってもよく、変更を行ってもよく、あるいは部分的に削除されてもよい。
【００５８】
プロセスは、ノードＢと通信中のＵＥの電力レベルを制御するために順方向リンク上でノードＢが制御信号を送信することができる工程４０２において開始する。様々な実施例において、このような制御は各ＵＥにより送信されるデータトラフィックおよびパイロット／参照信号に拡張可能である。次に工程４０４において、様々なＵＥは工程４０２において供給された電力レベルを用いて夫々のデータトラフィックストリームおよびパイロット／参照信号をノードＢに送信することができる。上記議論したように、パイロット／参照信号はそれぞれのＵＥに関するＣＱＩ情報、他の順方向リンク通信情報、ステータス情報などを搬送することができる。制御は工程４０６に続く。
【００５９】
工程４０６において、各ＯＦＤＭの電力測定、逆方向リンクチャネル信号の夫々の全受信電力の決定、パイロット／参照サブキャリアの測定、逆方向リンクチャネル信号のＰＳＤの決定、およびチャネル毎のΔＰ／Ｐ０の決定を含む、様々な電力測定および決定が、工程４０４のデータトラフィックおよびパイロット信号に基づいてチャネルごとになされる。次に工程４０８において、工程４０６のＰＳＤおよびΔＰ／Ｐ０の決定が順方向リンク通信を用いて夫々のＵＥに供給される。その後工程４１０において、様々なＵＥのうち１以上はＵＥが使用したい所望のＰＳＤに関する情報をそれぞれ決定し送信する。制御は工程４１２に続く。
【００６０】
工程４１２において、各逆方向リンクストリームの逆方向リンクサブキャリア毎のチャネル推定が決定される。次に工程４１４において、逆方向リンクサブキャリア毎のＳＮＲが上記（ＭＭＳＥ検出に関する）式（３）あるいは（ＭＭＳＥ−ＳＩＣに関する）式（５）を用いて決定される。上記議論したとおり、ＭＩＭＯ受信機の処理はＭＭＳＥ検出及びＭＭＳＥ−ＳＩＣ検出を含む任意数のアプローチを用いて達成される。ＭＭＳＥ−ＳＩＣが使用される際、消去の順序はサブキャリア毎の逆方向リンク信号強度を用いて、あるいは式（４）により決定されるような全チャネル電力を用いて決定され、もしくはそうでなければ任意数の周知あるいは後発的アプローチを用いて決定される。制御は工程４１６に続く。
【００６１】
工程４１６において、ＵＥ毎の適切なデータレートは、ＵＥのＰＡオーバーヘッド、測定されるチャネルのＰＳＤ、ＵＥの所望のＰＳＤ、セル間干渉などのような同様のプロセスにおいて典型的に用いられる他の基準を用いるのみならず、工程４１０のＳＮＲ値に基づいて決定される。ＯＦＤＭシステムに関して、データレート決定は異なる周波数サブバンドの可変データレートを決定することと、単一のＵＥの異なるアンテナのデータレートを決定することと、異なるＵＥのデータレートを決定することとを伴うことに留意されたい。制御は工程４１８に続く。
【００６２】
工程４１８において、ノードＢは工程４１２のデータレートと、ＵＥのＱｏＳと、ＰＳＤと、その他の関連情報とに基づいて様々なＵＥの逆方向リンクスケジュールを決定することができる。従ってＵＥからの逆方向リンクトラフィックは最適化される。必要に応じて処理が繰り返される工程４０２に制御はジャンプして戻る。
【００６３】
上述したとおり上記議論は例としてＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ通信システムに関しているが、下記議論はＳＩＭＯ−ＯＦＤＭ、シングルキャリアＦＤＭ（ＳＣ−ＦＤＭ）、ＣＤＭＡ、ＳＤＭＡおよび様々な他の周知あるいは後発の通信標準に適用可能であることは当業者にとって当然のことである。逆方向リンクストリームのＰＳＤとΔＰ／Ｐ０が当てはまらない通信標準について、これらの量はうやうやしく単一の電力および目標対パイロット（Ｔ２Ｐ）比に置き換えられる必要がある。
【００６４】
ここに記載の技術は様々な手段により実施可能である。例えばこれらの技術はハードウエア、ソフトウエア、あるいはそれらの組み合わせにおいて実施される。ハードウエアの実施に関して、チャネル推定用の処理ユニットは１以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラム可能な論理素子（ＰＬＤ）、ユーザ自身が書き込み可能なゲートアレイ（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、ここに記載の機能を実行するために設計された他の電子ユニット、あるいはそれらの組み合わせにおいて実施される。ソフトウエアについて、ここに記載の機能を実施するモジュール（例えば手順、機能など）を介して実施することができる。ソフトウエアコードはメモリユニットに格納され、プロセッサ１３９０、１３５０によって実行される。
【００６５】
上述されてきたことは１以上の実施例の例を含む。もちろん先述の実施例を記載する目的で構成部品や方法体系の考えられるあらゆる組み合わせを記載することは不可能であるが、様々な実施例の多くの更なる組み合わせおよび置換が可能であるということを当業者は認識する。従って記載の実施例は添付の請求項の精神および範囲内にあるあらゆるそのような代替、改良、変更に及ぶことを意図している。また、「含む」という単語が詳細な説明あるいは請求項のいずれかにおいて使用されている範囲内において、そのような単語は、「具備する」が請求項において従来的単語として使用される際に解釈されるように、「具備する」という単語と同様に包括的であることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の模範的なマルチアクセス無線通信システムを描写する図。
【図２】本発明の模範的な送信システムを描写する図。
【図３】本発明の図２のノードＢの詳細を示す図。
【図４】本発明の本開示の方法およびシステムの模範的動作を概説するフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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