(57)【要約】ジョイント符号化空間的および／またはアンテナベースの変調を行うための方法が述べられる。第１のデバイスは第２のデバイスから、１つまたは複数の送信アンテナ、アンテナパターン、および／またはアンテナ偏波に関連付けられた、１つまたは複数のパイロット信号を受信することができる。第１のデバイスはパイロット信号に基づいて、アンテナペアに関連付けられたチャネル関連情報を決定することができる。チャネル関連情報は、１つまたは複数のチャネル相互相関係数を含むことができる。第１のデバイスは、例えばチャネル関連情報に基づいてセットパーティションを決定することができる。第１のデバイスは、決定されたセットパーティションに基づいて、動的に構成可能なトレリス符号化変調（ＴＣＭ）デコーダを構成することができる。
2019521551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のデバイスであって、
第２のデバイスから第１のパイロット信号を受信し、前記第１のパイロット信号は前記第２のデバイスの第１の送信アンテナに関連付けられており、
前記第２のデバイスから第２のパイロット信号を受信し、前記第２のパイロット信号は前記第２のデバイスの第２の送信アンテナに関連付けられており、
前記第１のパイロット信号および前記第２のパイロット信号に基づいて、アンテナペアに関連付けられたチャネル関連情報を決定し、
前記チャネル関連情報に基づいてセットパーティションを決定し、
前記決定されたセットパーティションに基づいて、動的に構成可能なトレリス符号化変調（ＴＣＭ）デコーダを構成して、前記第２のデバイスから受信されたデータを復号し、
前記決定されたセットパーティションを示すフィードバックを前記第２のデバイスに送る
ように構成されたプロセッサを備えたことを特徴とする第１のデバイス。
【請求項２】
前記セットパーティションを決定するように構成されることは、
高次信号空間コンスタレーションをコンスタレーションサブセットの第１のグループにパーティショニングし、前記高次信号空間コンスタレーションは複数のコンスタレーション点を含み、および前記複数のコンスタレーション点は前記第１のグループにおけるそれぞれのコンスタレーションサブセットに割り当てられ、
コンスタレーションサブセットの前記第１のグループをコンスタレーションサブセットの第２のグループにパーティショニングし、前記複数のコンスタレーション点は前記第２のグループにおけるそれぞれのコンスタレーションサブセットに割り当てられ、
コンスタレーションサブセットの前記第２のグループに割り当てられた前記複数のコンスタレーション点にビットをマッピングする
ように構成されたことを含むことを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項３】
前記複数のコンスタレーション点の間の最小距離は各パーティショニングと共に増加され、ならびにコンスタレーションサブセットの前記第１のグループ、およびコンスタレーションサブセットの前記第２のグループは、前記高次信号空間コンスタレーションと同一の、コンスタレーション点のそれぞれの数を有することを特徴とする請求項２に記載の第１のデバイス。
【請求項４】
前記セットパーティションを決定するように構成されることは、
前記第１の送信アンテナおよび前記第２の送信アンテナを含む複数の送信アンテナに対して空間的相関係数を決定し、
アンテナ間の最小距離がそれぞれのパーティションごとに最大化されるように、前記空間的相関係数に基づいて前記複数の送信アンテナに対して第１のパーティションおよび第２のパーティションを決定する
ように構成されることを含むことを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項５】
前記チャネル関連情報はチャネル相互相関係数であることを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項６】
前記フィードバックは、前記動的に構成可能なＴＣＭデコーダに対応する動的に構成可能なＴＣＭエンコーダを前記第２のデバイスが構成できるようにすることを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項７】
前記フィードバックは前記チャネル関連情報、または前記決定されたセットパーティションに関連付けられたアンテナインデックスの１つまたは複数を含み、および前記フィードバックは制御チャネルまたはＰＨＹヘッダの１つまたは複数を介して送られることを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項８】
前記アンテナペアは送受信アンテナペアであり、および前記第１のパイロット信号は第１の送信アンテナパターンに関連付けられており、および前記第２のパイロット信号は第２の送信アンテナパターンに関連付けられていることを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項９】
前記第１のデバイスは無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であり、および前記第２のデバイスはｅノードＢであることを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項１０】
前記第１のパイロット信号は第１のアンテナパターンまたは第１のアンテナ偏波の１つまたは複数に関連付けられており、および前記第２のパイロット信号は第２のアンテナパターンまたは第２のアンテナ偏波の１つまたは複数に関連付けられていることを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項１１】
前記プロセッサは、
前記第２のデバイスから前記データを受信し、
推定されたアンテナインデックスを決定し、
前記推定されたアンテナインデックスを前記データのビットシーケンスにマッピングし、
前記動的に構成可能なＴＣＭデコーダを用いて、前記マッピングされたビットシーケンスを復号する
ようにさらに構成されたことを特徴とする請求項１に記載の第１のデバイス。
【請求項１２】
ジョイント符号化変調の方法であって、
デバイスから第１のパイロット信号を受信するステップであって、前記第１のパイロット信号は前記デバイスの第１の送信アンテナに関連付けられている、ステップと、
前記デバイスから第２のパイロット信号を受信するステップであって、前記第２のパイロット信号は前記デバイスの第２の送信アンテナに関連付けられている、ステップと、
前記第１のパイロット信号および前記第２のパイロット信号に基づいて、アンテナペアに関連付けられたチャネル関連情報を決定するステップと、
前記チャネル関連情報に基づいてセットパーティションを決定するステップと、
前記決定されたセットパーティションに基づいて、動的に構成可能なトレリス符号化変調（ＴＣＭ）デコーダを構成して、前記デバイスから受信されたデータを復号するステップと、
前記決定されたセットパーティションを示すフィードバックを前記デバイスに送るステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記セットパーティションを決定するステップは、
高次信号空間コンスタレーションをコンスタレーションサブセットの第１のグループにパーティショニングするステップであって、前記高次信号空間コンスタレーションは複数のコンスタレーション点を含み、および前記複数のコンスタレーション点は前記第１のグループにおけるそれぞれのコンスタレーションサブセットに割り当てられる、ステップと、
コンスタレーションサブセットの前記第１のグループをコンスタレーションサブセットの第２のグループにパーティショニングするステップであって、前記複数のコンスタレーション点は前記第２のグループにおけるそれぞれのコンスタレーションサブセットに割り当てられる、ステップと、
コンスタレーションサブセットの前記第２のグループに割り当てられた前記複数のコンスタレーション点にビットをマッピングするステップと
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のコンスタレーション点の間の最小距離は各パーティショニングと共に増加され、ならびにコンスタレーションサブセットの前記第１のグループ、およびコンスタレーションサブセットの前記第２のグループは、前記高次信号空間コンスタレーションと同一の、コンスタレーション点のそれぞれの数を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記セットパーティションを決定するステップは、
前記第１の送信アンテナおよび前記第２の送信アンテナを含む複数の送信アンテナに対して空間的相関係数を決定するステップと、
アンテナ間の最小距離がそれぞれのパーティションごとに最大化されるように、前記空間的相関係数に基づいて前記複数の送信アンテナに対して第１のパーティションおよび第２のパーティションを決定するステップと
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記チャネル関連情報はチャネル相互相関係数であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィードバックは、前記動的に構成可能なＴＣＭデコーダに対応する動的に構成可能なＴＣＭエンコーダを前記デバイスが構成できるようにすることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィードバックは前記チャネル関連情報、または前記決定されたセットパーティションに関連付けられたアンテナインデックスの１つまたは複数を含み、および前記フィードバックは制御チャネルまたはＰＨＹヘッダの１つまたは複数を介して送られることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記アンテナペアは送受信アンテナペアであり、および前記第１のパイロット信号は第１の送信アンテナパターンに関連付けられており、および前記第２のパイロット信号は第２の送信アンテナパターンに関連付けられていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記デバイスはｅノードＢであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１のパイロット信号は第１のアンテナパターンまたは第１のアンテナ偏波の１つまたは複数に関連付けられており、および前記第２のパイロット信号は第２のアンテナパターンまたは第２のアンテナ偏波の１つまたは複数に関連付けられていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記デバイスから前記データを受信するステップと、
推定されたアンテナインデックスを決定するステップと、
前記推定されたアンテナインデックスを前記データのビットシーケンスにマッピングするステップと、
前記動的に構成可能なＴＣＭデコーダを用いて、前記マッピングされたビットシーケンスを復号するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線システムにおける統合されたチャネル符号化および変調に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている２０１６年５月１１日に出願した米国特許仮出願第６２／３３４，７３７号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
モバイル通信は絶え間なく発展しており、すでにその第５の実現、５Ｇがすぐ近くとなっている。５Ｇネットワークは、新しい特徴および厳しい性能要件をサポートすることができる。５Ｇに関連する新しい技術が出現し続けるのに伴い、エンハンストモバイルブロードバンド（ｅＭＢＢ）、大規模マシンタイプ通信（ｍＭＴＣ）、および超高信頼低遅延通信（ＵＲＬＬＣ）などの分野で多種多様な５Ｇ使用ケースをどのようにサポートするかの決定において課題が生じている。
【発明の概要】
【０００４】
ジョイント符号化（joint coded）空間的および／またはアンテナベースの変調を行うためのシステム、方法、および手段が開示される。第１のデバイスは、第２のデバイスから第１のパイロット信号を受信することができる。第１のデバイスは無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）とすることができる。第２のデバイスはｅノードＢとすることができる。第１のパイロット信号は、第２のデバイスの第１の送信アンテナ（例えば第１の送信アンテナパターンおよび／または偏波（polarization））に関連付けられ得る。第１のデバイスは、第２のデバイスから第２のパイロット信号を受信することができる。第２のパイロット信号は、第２のデバイスの第２の送信アンテナ（例えば第２の送信アンテナパターンおよび／または偏波）に関連付けられ得る。第１のデバイスは、アンテナペア、例えば送受信アンテナペアに関連付けられた、チャネル関連情報を決定することができる。チャネル関連情報は、第１および／または第２のパイロット信号に基づいて決定され得る。チャネル関連情報は、１つまたは複数のチャネル相互相関係数を含むことができる。
【０００５】
第１のデバイスは、例えばチャネル関連情報に基づいてセットパーティションを決定することができる。第１のデバイスは、高次信号空間コンスタレーション（higher order signal space constellation）をコンスタレーションサブセットの第１のグループにパーティショニングすることができる。高次信号空間コンスタレーションは複数のコンスタレーション点を含むことができる。複数のコンスタレーション点は第１のグループ内のサブセットに割り当てられ得る。第１のデバイスは、コンスタレーションサブセットの第１のグループを、コンスタレーションサブセットの第２のグループにパーティショニングすることができる。複数のコンスタレーション点は第２のグループ内のコンスタレーションサブセットに割り当てられ得る。複数のコンスタレーション点の間の最小距離は各パーティショニングと共に増加される（例えば最大化される）ことができる。コンスタレーションサブセットの第１のグループ、およびコンスタレーションサブセットの第２のグループは、高次信号空間コンスタレーションと同じそれぞれのコンスタレーション点の数を有することができる。第１のデバイスは、コンスタレーションサブセットの第２のグループに割り当てられた複数のコンスタレーション点に、ビット（例えば情報ビット）をマッピングすることができる。
【０００６】
第１のデバイスは、複数の送信アンテナ（例えば送信アンテナパターンおよび／または偏波）に対して１つまたは複数の空間的相関係数（partition correlation coefficient）を決定することができる。複数の送信アンテナは、第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナを備えることができる。第１のデバイスは、複数の送信アンテナ（例えばアンテナパターンおよび／または偏波）に対する第１のパーティションおよび第２のパーティションを決定することができる。第１のパーティションおよび第２のパーティションは、アンテナ間の最小距離が各それぞれのパーティションに対して最大化されるように決定され得る。第１のデバイスは、動的に構成可能なトレリス符号化変調（ＴＣＭ）デコーダを構成することができる。動的に構成可能なＴＣＭデコーダは、決定されたセットパーティションに基づいて構成され得る。動的に構成可能なＴＣＭデコーダは、第２のデバイスから受信されたデータを復号するように構成され得る。第１のデバイスは、第２のデバイスにフィードバックを送ることができる。フィードバックは、決定されたセットパーティションを示すことができる。フィードバックは、チャネル関連情報、または決定されたセットパーティションに関連付けられたアンテナインデックスのうちの１つまたは複数を含むことができる。フィードバックは、制御チャネルまたはＰＨＹヘッダのうちの１つまたは複数を通じて送られ得る。フィードバックは第２のデバイスが、動的に構成可能なＴＣＭエンコーダを構成することを可能にすることができる。動的に構成可能なＴＣＭエンコーダは、動的に構成可能なＴＣＭデコーダに対応することができる。第１のデバイスは、第２のデバイスからデータを受信することができる。第１のデバイスは、推定されたアンテナインデックスを決定することができる。第１のデバイスは、推定されたアンテナインデックスを、データのビットシーケンスにマッピングすることができる。第１のデバイスは、動的に構成可能なＴＣＭデコーダを用いて、マッピングされたビットシーケンスを復号することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】１つまたは複数の開示される実施形態が実施され得る、例示の通信システムのシステム図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示される通信システム内で用いられ得る、例示の無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示される通信システム内で用いられ得る、例示の無線アクセスネットワークおよび例示のコアネットワークのシステム図である。
【図１Ｄ】図１Ａに示される通信システム内で用いられ得る、他の例示の無線アクセスネットワークおよび例示のコアネットワークのシステム図である。
【図１Ｅ】図１Ａに示される通信システム内で用いられ得る、他の例示の無線アクセスネットワークおよび例示のコアネットワークのシステム図である。
【図２】例示の再構成可能なアンテナを示す図である。
【図３】８−ＰＳＫコンスタレーションに対する例示のセットパーティショニング設計を示す図である。
【図４】ＳＳＫアンテナ分離をベースとするセットパーティショニングのための例示の設計を示す図である。
【図５Ａ】例示のアンテナ構造を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示されるアンテナ構造によって作成される例示のアンテナパターンを示す図である。
【図６】チャネル関連情報を利用するジョイント符号化ＳＳＫをベースとする送信器−受信器のための例示のアーキテクチャを示す図である。
【図７】例示のＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣ送信器を示す図である。
【図８】例示のＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣ受信器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に例示的実施形態の詳細な説明が、様々な図を参照して述べられる。この説明は可能な実装形態の詳細な例をもたらすが、詳細は例示的なものであり、本出願の範囲を限定するものでは全くないことが留意されるべきである。
【０００９】
図１Ａは、１つまたは複数の開示される実施形態が実施され得る、例示の通信システム１００の図である。通信システム１００は、複数の無線ユーザに音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャストなどのコンテンツをもたらす多元接続方式とすることができる。通信システム１００は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含む、システムリソースの共有を通してこのようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。例えば通信システム１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）、オフセット直交振幅変調（ＯＦＤＭ−ＯＱＡＭ）を用いた直交周波数分割多重、汎用フィルタ化直交周波数分割多重（ＵＦ−ＯＦＤＭ）などの１つまたは複数のチャネルアクセス方法を使用することができる。
【００１０】
図１Ａに示されるように通信システム１００は、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および／または１０２ｄ（これらは全体としてまたはまとめてＷＴＲＵ１０２と呼ばれ得る）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０３／１０４／１０５、コアネットワーク１０６／１０７／１０９、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示される実施形態は任意の数のＷＴＲＵ、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図することが理解されるであろう。
【００１１】
通信システム１００はまた、いくつかの基地局、例えば基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、コアネットワーク１０６／１０７／１０９、インターネット１１０、および／またはネットワーク１１２などの１つまたは複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線でインターフェイス接続するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。例として基地局１１４ａ、１１４ｂは、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノードＢ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータなどとすることができる。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ単一の要素として示されるが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含み得ることが理解されるであろう。
【００１２】
基地局１１４ａは、基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、中継ノードなどの、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）も含むことができる、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５の一部とすることができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ばれ得る特定の地理的領域内で無線信号を送信および／または受信するように構成され得る。セルは、セルセクタにさらに分割され得る。例えば基地局１１４ａに関連付けられたセルは、３つのセクタに分割され得る。従って一実施形態において基地局１１４ａは、３つのトランシーバ、すなわちセルの各セクタに対して１つずつを含むことができる。他の実施形態において基地局１１４ａは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を使用することができ、従ってセルの各セクタに対して複数のトランシーバを利用することができる。
【００１３】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の適切な無線通信リンク（例えば無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）とすることができるエアインターフェイス１１５／１１６／１１７を通して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数と通信することができる。エアインターフェイス１１５／１１６／１１７は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を用いて確立され得る。
【００１４】
より具体的には上記のように通信システム１００は、多元接続方式とすることができ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭ−ＯＱＡＭ、ＵＦ−ＯＦＤＭなどの１つまたは複数のチャネルアクセス方式を使用することができる。例えばＲＡＮ１０３／１０４／１０５内の基地局１１４ａ、およびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ユニバーサル移動体電話通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装することができ、これは広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を用いてエアインターフェイス１１５／１１６／１１７を確立することができる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／またはＥｖｏｌｖｅｄ  ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含むことができる。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。
【００１５】
他の実施形態において基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装することができ、これはロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）、および／または５ｇＦＬＥＸを用いてエアインターフェイス１１５／１１６／１１７を確立することができる。
【００１６】
他の実施形態において基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（すなわちマイクロ波アクセス用世界規模相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００  １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００  ＥＶ−ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ−２０００）、暫定標準９５（ＩＳ−９５）、暫定標準８５６（ＩＳ−８５６）、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、ＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ  ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実装することができる。
【００１７】
図１Ａの基地局１１４ｂは、例えば無線ルータ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、またはアクセスポイントとすることができ、事業所、自宅、乗り物、キャンパスなどの局在したエリア内の無線接続性を容易にするための任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態において基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１などの無線技術を実装して、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立することができる。他の実施形態において基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ  ８０２．１５などの無線技術を実装して、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立することができる。他の実施形態において基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルラベースのＲＡＴ（例えばＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ、５ｇＦＬＥＸなど）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図１Ａに示されるように基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を有することができる。従って基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６／１０７／１０９を通じてインターネット１１０にアクセスすることを不要とすることができる。
【００１８】
ＲＡＮ１０３／１０４／１０５はコアネットワーク１０６／１０７／１０９と通信することができ、これは音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１つまたは複数にもたらすように構成された、任意のタイプのネットワークとすることができる。例えばコアネットワーク１０６／１０７／１０９は、呼制御、料金請求サービス、移動体位置ベースのサービス、プリペイドコール、インターネット接続性、ビデオ配信などをもたらすことができ、および／またはユーザ認証などの高レベルセキュリティ機能を行うことができる。図１Ａに示されないが、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５および／またはコアネットワーク１０６／１０７／１０９は、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用する他のＲＡＮと、直接または間接に通信できることが理解されるであろう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用し得るＲＡＮ１０３／１０４／１０５に接続されることに加えて、コアネットワーク１０６／１０７／１０９は、ＧＳＭ無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）と通信することもできる。
【００１９】
コアネットワーク１０６／１０７／１０９はまた、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイとして働くことができる。ＰＳＴＮ１０８は、従来型電話サービス（ｐｌａｉｎ  ｏｌｄ  ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ、ＰＯＴＳ）をもたらす回線交換電話ネットワークを含むことができる。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコル群における伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）などの共通通信プロトコルを用いる、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスの地球規模のシステムを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される有線もしくは無線通信ネットワークを含むことができる。例えばネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用することができる１つまたは複数のＲＡＮに接続された、他のコアネットワークを含むことができる。
【００２０】
通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのいくつかまたはすべては、マルチモード能力を含むことができ、すなわちＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンクを通して異なる無線ネットワークと通信するための、複数のトランシーバを含むことができる。例えば図１Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を使用することができる基地局１１４ａと、およびＩＥＥＥ  ８０２無線技術を使用することができる基地局１１４ｂと通信するように構成され得る。
【００２１】
図１Ｂは、例示のＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１Ｂに示されるようにＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送受信要素１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、非リムーバブルメモリ１３０、リムーバブルメモリ１３２、電源１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と一貫性を保ちながら、前述の要素の任意のサブコンビネーションを含み得ることが理解されるであろう。
【００２２】
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などとすることができる。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境において動作することを可能にする任意の他の機能を行うことができる。プロセッサ１１８はトランシーバ１２０に結合されることができ、これは送受信要素１２２に結合され得る。図１Ｂはプロセッサ１１８およびトランシーバ１２０を個別の構成要素として示すが、プロセッサ１１８およびトランシーバ１２０は、電子パッケージまたはチップ内に一緒に一体化され得ることが理解されるであろう。
【００２３】
ＷＴＲＵ１０２の送受信要素１２２は、エアインターフェイス１１５／１１６／１１７を通して基地局（例えば基地局１１４ａ）に信号を送信し、またはそれから信号を受信するように構成され得る。例えば一実施形態において送受信要素１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナとすることができる。他の実施形態において送受信要素１２２は、例えばＩＲ、ＵＶ、または可視光信号を送信および／または受信するように構成された放射器／検出器とすることができる。さらに他の実施形態において送受信要素１２２は、ＲＦおよび光信号の両方を送信および受信するように構成され得る。送受信要素１２２は、無線信号の任意の組み合わせを送信および／または受信するように構成され得ることが理解されるであろう。
【００２４】
加えて図１Ｂでは送受信要素１２２は単一の要素として示されるが、ＷＴＲＵ１０２は任意の数の送受信要素１２２を含むことができる。より具体的にはＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を使用することができる。従って一実施形態においてＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェイス１１５／１１６／１１７を通して無線信号を送信および受信するための、２つ以上の送受信要素１２２（例えば複数のアンテナ）を含むことができる。
【００２５】
ＷＴＲＵ１０２のトランシーバ１２０は、送受信要素１２２によって送信されることになる信号を変調するように、および送受信要素１２２によって受信される信号を復調するように構成され得る。上記のようにＷＴＲＵ１０２はマルチモード能力を有することができる。従ってトランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ１０２が例えばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ  ８０２．１１などの複数のＲＡＴを通じて通信することを可能にするための複数のトランシーバを含むことができる。
【００２６】
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド（例えば液晶表示（ＬＣＤ）ディスプレイユニット、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合されることができ、それらからユーザ入力データを受信することができる。プロセッサ１１８はまたユーザデータを、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８に出力することができる。加えてプロセッサ１１８は、非リムーバブルメモリ１３０および／またはリムーバブルメモリ１３２などの任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、それにデータを記憶することができる。非リムーバブルメモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含むことができる。リムーバブルメモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態においてプロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ上など、ＷＴＲＵ１０２上に物理的に位置しないメモリからの情報にアクセスし、それにデータを記憶することができる。
【００２７】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、ＷＴＲＵ１０２内の他の構成要素に対する電力を分配および／または制御するように構成され得る。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力供給するための任意の適切なデバイスとすることができる。例えば電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（例えばニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）など）、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。
【００２８】
プロセッサ１１８はまたＧＰＳチップセット１３６に結合されることができ、これはＷＴＲＵ１０２の現在位置に関する位置情報（例えば経度および緯度）をもたらすように構成され得る。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えてまたはその代わりに、ＷＴＲＵ１０２はエアインターフェイス１１５／１１６／１１７を通して、基地局（例えば基地局１１４ａ、１１４ｂ）から位置情報を受信することができ、および／または２つ以上の近くの基地局から受信される信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と一貫性を保ちながら、任意の適切な位置決定方法によって位置情報を取得できることが理解されるであろう。
【００２９】
プロセッサ１１８は、さらなる特徴、機能、および／または有線もしくは無線接続性をもたらす、１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールを含み得る他の周辺装置１３８にさらに結合され得る。例えば周辺装置１３８は加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザなどを含むことができる。
【００３０】
図１Ｃは、実施形態によるＲＡＮ１０３およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上記のようにＲＡＮ１０３は、ＵＴＲＡ無線技術を使用して、エアインターフェイス１１５を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信することができる。ＲＡＮ１０３はまた、コアネットワーク１０６と通信することができる。図１Ｃに示されるようにＲＡＮ１０３は、ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができ、これらはそれぞれ、エアインターフェイス１１５を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、それぞれＲＡＮ１０３内の特定のセル（図示せず）に関連付けられ得る。ＲＡＮ１０３はまた、ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂを含むことができる。ＲＡＮ１０３は、実施形態と一貫性を保ちながら、任意の数のノードＢおよびＲＮＣを含み得ることが理解されるであろう。
【００３１】
図１Ｃに示されるようにノードＢ１４０ａ、１４０ｂは、ＲＮＣ１４２ａと通信することができる。さらにノードＢ１４０ｃは、ＲＮＣ１４２ｂと通信することができる。ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｉｕｂインターフェイスを通じて、それぞれのＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂと通信することができる。ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂは、Ｉｕｒインターフェイスを通じて互いに通信することができる。ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂのそれぞれは、それが接続されるそれぞれのノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを制御するように構成され得る。さらにＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂのそれぞれは、外側ループ電力制御、負荷制御、アドミッション制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロダイバーシティ、セキュリティ機能、データ暗号化などの他の機能を実行またはサポートするように構成され得る。
【００３２】
図１Ｃに示されるコアネットワーク１０６は、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）１４４、モバイル交換局（ＭＳＣ）１４６、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１４８、および／またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１５０を含むことができる。前述の要素のそれぞれはコアネットワーク１０６の一部として示されるが、これらの要素のいずれの１つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または運用され得ることが理解されるであろう。
【００３３】
ＲＡＮ１０３内のＲＮＣ１４２ａは、ＩｕＣＳインターフェイスを通じてコアネットワーク１０６内のＭＳＣ１４６に接続され得る。ＭＳＣ１４６はＭＧＷ１４４に接続され得る。ＭＳＣ１４６およびＭＧＷ１４４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の陸線通信デバイスとの間の通信を容易にするために、ＰＳＴＮ１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにもたらすことができる。
【００３４】
ＲＡＮ１０３内のＲＮＣ１４２ａはまた、ＩｕＰＳインターフェイスを通じてコアネットワーク１０６内のＳＧＳＮ１４８に接続され得る。ＳＧＳＮ１４８はＧＧＳＮ１５０に接続され得る。ＳＧＳＮ１４８およびＧＧＳＮ１５０は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にするために、インターネット１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにもたらすことができる。
【００３５】
上記のようにコアネットワーク１０６はまたネットワーク１１２に接続されることができ、これは他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができる。
【００３６】
図１Ｄは、実施形態によるＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０７のシステム図である。上記のようにＲＡＮ１０４は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用して、エアインターフェイス１１６を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信することができる。ＲＡＮ１０４はまた、コアネットワーク１０７と通信することができる。
【００３７】
ＲＡＮ１０４はｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、実施形態と一貫性を保ちながら、任意の数のｅノードＢを含み得ることが理解されるであろう。ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃはそれぞれ、エアインターフェイス１１６を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態ではｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装することができる。従ってｅノードＢ１６０ａは、例えば複数のアンテナを用いてＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、それから無線信号を受信することができる。
【００３８】
ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのそれぞれは、特定のセル（図示せず）に関連付けられ得、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリングなどに対処するように構成され得る。図１Ｄに示されるようにｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、Ｘ２インターフェイスを通して互いに通信することができる。
【００３９】
図１Ｄに示されるコアネットワーク１０７は、モビリティ管理ゲートウェイ（ＭＭＥ）１６２、サービングゲートウェイ１６４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１６６を含むことができる。前述の要素のそれぞれはコアネットワーク１０７の一部として示されるが、これらの要素のいずれの１つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または運用され得ることが理解されるであろう。
【００４０】
ＭＭＥ１６２は、Ｓ１インターフェイスを通じてＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのそれぞれに接続されることができ、制御ノードとして働くことができる。例えばＭＭＥ１６２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラ活動化／非活動化、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期アタッチ時に特定のサービングゲートウェイを選択することなどに対して責任をもつことができる。ＭＭＥ１６２はまた、ＲＡＮ１０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）との間で切り換えるための、制御プレーン機能をもたらすことができる。
【００４１】
サービングゲートウェイ１６４は、Ｓ１インターフェイスを通じてＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのそれぞれに接続され得る。サービングゲートウェイ１６４は一般に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃへのまたはそれらからのユーザデータパケットを、経路指定および転送することができる。サービングゲートウェイ１６４はまた、ｅノードＢ間ハンドオーバ時にユーザプレーンをアンカリングすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのためのダウンリンクデータが使用可能であるときにページングをトリガすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストを管理および記憶することなどの他の機能を行うことができる。
【００４２】
サービングゲートウェイ１６４はまたＰＤＮゲートウェイ１６６に接続されることができ、これはＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にするために、インターネット１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにもたらすことができる。
【００４３】
コアネットワーク１０７は、他のネットワークとの通信を容易にすることができる。例えばコアネットワーク１０７は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の陸線通信デバイスとの間の通信を容易にするために、ＰＳＴＮ１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにもたらすことができる。例えばコアネットワーク１０７は、コアネットワーク１０７とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェイスとして働くＩＰゲートウェイ（例えばＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むことができ、またはそれと通信することができる。さらにコアネットワーク１０７は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにネットワーク１１２へのアクセスをもたらすことができ、これは他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができる。
【００４４】
図１Ｅは、実施形態によるＲＡＮ１０５およびコアネットワーク１０９のシステム図である。ＲＡＮ１０５は、ＩＥＥＥ  ８０２．１６無線技術を使用して、エアインターフェイス１１７を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信する、アクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）とすることができる。以下でさらに論じられるようにＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ＲＡＮ１０５、およびコアネットワーク１０９の異なる機能エンティティの間の通信リンクは、基準点として定義され得る。
【００４５】
図１Ｅに示されるようにＲＡＮ１０５は、基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、およびＡＳＮゲートウェイ１８２を含むことができるが、ＲＡＮ１０５は実施形態と一貫性を保ちながら、任意の数の基地局およびＡＳＮゲートウェイを含み得ることが理解されるであろう。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃはそれぞれＲＡＮ１０５内の特定のセル（図示せず）に関連付けられ得、それぞれエアインターフェイス１１７を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装することができる。従って基地局１８０ａは、例えば複数のアンテナを用いてＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、それから無線信号を受信することができる。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃはまた、ハンドオフトリガリング、トンネル確立、無線リソース管理、トラフィック分類、サービス品質（ＱｏＳ）ポリシー実行などの、モビリティ管理機能をもたらすことができる。ＡＳＮゲートウェイ１８２は、トラフィック集約ポイントとして働くことができ、ページング、加入者プロファイルのキャッシング、コアネットワーク１０９への経路指定などに対して責任をもつことができる。
【００４６】
ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＲＡＮ１０５との間のエアインターフェイス１１７は、ＩＥＥＥ  ８０２．１６仕様を実装するＲ１基準点として定義され得る。さらにＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれは、コアネットワーク１０９との論理インターフェイス（図示せず）を確立することができる。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとコアネットワーク１０９との間の論理インターフェイスは、Ｒ２基準点として定義されることができ、これは認証、認可、ＩＰホスト構成管理、および／またはモビリティ管理のために用いられ得る。
【００４７】
基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのそれぞれの間の通信リンクは、基地局間のＷＴＲＵハンドオーバおよびデータの転送を容易にするためのプロトコルを含むＲ８基準点として定義され得る。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃとＡＳＮゲートウェイ１８２との間の通信リンクは、Ｒ６基準点として定義され得る。Ｒ６基準点は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれに関連付けられたモビリティイベントに基づくモビリティ管理を容易にするためのプロトコルを含むことができる。
【００４８】
図１Ｅに示されるようにＲＡＮ１０５は、コアネットワーク１０９に接続され得る。ＲＡＮ１０５とコアネットワーク１０９との間の通信リンクは、例えばデータ転送およびモビリティ管理能力を容易にするためのプロトコルを含むＲ３基準点として定義され得る。コアネットワーク１０９は、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ−ＨＡ）１８４、認証、認可、アカウンティング（ＡＡＡ）サーバ１８６、およびゲートウェイ１８８を含むことができる。前述の要素のそれぞれはコアネットワーク１０９の一部として示されるが、これらの要素のいずれの１つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または運用され得ることが理解されるであろう。
【００４９】
ＭＩＰ−ＨＡは、ＩＰアドレス管理に対して責任をもつことができ、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが、異なるＡＳＮおよび／または異なるコアネットワークの間でローミングすることを可能にすることができる。ＭＩＰ−ＨＡ１８４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にするために、インターネット１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにもたらすことができる。ＡＡＡサーバ１８６は、ユーザ認証に対して、およびユーザサービスをサポートすることに対して責任をもつことができる。ゲートウェイ１８８は、他のネットワークとの相互動作を容易にすることができる。例えばゲートウェイ１８８は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の陸線通信デバイスとの間の通信を容易にするために、ＰＳＴＮ１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにもたらすことができる。さらにゲートウェイ１８８はＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにネットワーク１１２へのアクセスをもたらすことができ、これは他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができる。
【００５０】
図１Ｅに示されないが、ＲＡＮ１０５は他のＡＳＮに接続されることができ、コアネットワーク１０９は他のコアネットワークに接続され得ることが理解されるであろう。ＲＡＮ１０５と他のＡＳＮとの間の通信リンクは、Ｒ４基準点として定義されることができ、これはＲＡＮ１０５と他のＡＳＮとの間のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのモビリティを協調させるためのプロトコルを含むことができる。コアネットワーク１０９と他のコアネットワークとの間の通信リンクは、Ｒ５基準として定義されることができ、これはホームコアネットワークと訪問先のコアネットワークとの間の相互動作を容易にするためのプロトコルを含むことができる。
【００５１】
本明細書で述べられる通信システムは、異なるユースケースに対して実施され得る。これらのユースケースは、例えば高データレート、高スペクトル効率、低電力および高エネルギー効率、低遅延、および高信頼性などを含む異なる動作要件を有し得る。例としてｍＭＴＣユースケースは、多数の低コストデバイスに対する接続性をもたらすための要望によって特徴付けられ得る。目標の用途はスマートメータリング、家庭電化製品、リモートセンサ、および／または同種のものを含むことができる。これらの用途の１つまたは複数において（例えばこれらの用途のすべてにおいて）、データ送信は少なくおよび／またはまれとなり得る。大規模配備を達成するために、長い電池寿命を有する低コストデバイスが用いられ得る。
【００５２】
本明細書で述べられる通信システムは、空間的変調多入力多出力（ＳＭ−ＭＩＭＯ）技法を使用することができ、それを通して情報（例えば従来の信号空間上に変調され得る）は、送信器におけるアンテナインデックス上に変調され得る。ＳＭ−ＭＩＭＯを用いことで無線周波数（ＲＦ）チェーンの数は、送信アンテナの数より少なくすることができ、従って全体のコストおよび／または電力消費を低減する（例えば空間的変調を用いないいくつかのＭＩＭＯ技法と比べて、および／またはアンテナごとにＲＦチェーンを必要とするＭＩＭＯ技法と比べて）。ＳＭ−ＭＩＭＯはエネルギー効率（ＥＥ）を目標とすることができる（例えばスペクトル効率（ＳＥ）を通して）。
【００５３】
本明細書で述べられる通信システムは、リンク適応技法を使用することができ、それを用いていくつかの送信パラメータは動的に構成され得る（例えばチャネル条件などのチャネル関連情報に基づいて）。例示のリンク適応は、適応変調および符号化（ＡＭＣ）とすることができる。ＡＭＣを用いて変調および符号化は、例えば現在のチャネル条件および／または所望のエラー確率に基づいて調整されることができ、その結果例えばスペクトル効率が向上され得る。
【００５４】
本明細書で述べられる通信システムは、例えばスペクトル効率を向上させるためにＭＩＭＯ技術を使用することができる。例えば空間的多重化（ＳＭＸ）と呼ばれるＭＩＭＯ技法は、複数の同時データストリームが同じ無線チャネルを通して送信および／または受信されることを可能にし得る。ＳＭＸは特定のチャネル条件のもとで行われ得る。本明細書で述べられるリンク適応技法は、例えばチャネル条件などのチャネル関連情報に基づいて、ＳＭＸモードを動的に調整することによって適用され得る。
【００５５】
図２は、例示の再構成可能なアンテナを示す。本明細書で述べられる通信システムは、再構成可能なアンテナ（例えば電気的に再構成可能なアンテナ）を利用することができる。これらの再構成可能なアンテナは、動的にそれら自体を再形成するおよび／またはそれらの放射特性を変化させることができ得る。動的再形成は例えば、ＰＩＮ／バラクタダイオードおよび／または微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスをアンテナの構造内に一体化することによって実現され得る。アンテナの構成要素の１つまたは複数を通して、電気的制御が実行され得る。図２に示される例示の再構成可能なアンテナは、再構成可能なダイポールアンテナ２０２、パターンおよび偏波再構成可能円形パッチアンテナ２０４、および再構成可能なアルフォードループアンテナ２０６を含むことができる。
【００５６】
再構成可能なアンテナは異なるカテゴリに分類され得る。第１の例示のカテゴリは、例えば異なる周波数帯域の間をホッピングすることによって、それらの動作またはノッチ周波数を変化させることができる放射構造を備え得る。これらの放射構造は周波数再構成可能アンテナと呼ばれることができ、これのためのチューニングまたはノッチは、それぞれのアンテナ反射係数において作り出され得る。第２の例示のカテゴリは、それらの放射パターンを調整することができる放射構造を備え得る。それらの放射パターンを調整することができる放射構造は、放射パターン再構成可能アンテナと呼ばれ得る。放射パターン再構成可能アンテナの放射パターンは、形状、方向、利得などに関して変化することができる。第３の例示のカテゴリは、それらの偏波特性を変化させることができる放射構造を備え得る。偏波特性は、水平／垂直、傾斜、左旋もしくは右旋円偏波の１つまたは複数を含むことができる。これらの放射構造は、偏波再構成可能アンテナと呼ばれ得る。偏波再構成可能アンテナは、それらのそれぞれの偏波を例えば垂直偏波から左旋円偏波に変化させることができ得る。第４の例示のカテゴリは、最初の３つのカテゴリに関連して述べられた特性の組み合わせを有する放射構造を備え得る。例えば第４の例示のカテゴリにおけるアンテナは、同時の再構成可能な周波数および偏波ダイバーシティによって特徴付けられ得る。
【００５７】
本明細書で述べられる通信システムは、いくつかのチャネル符号化技法を使用することができる。チャネル符号化は、例えば送信に冗長性を導入することによって、通信システムの性能を向上させることができる。特定の用途に対して、特定のチャネル符号化技法が選択され得る。利用され得るチャネル符号は、ブロック符号（例えば冗長性はデータのブロックに追加される）、および／または畳み込み符号（例えば冗長性は連続的な形で追加される）に分類され得る。
【００５８】
本明細書で述べられる通信システムは、いくつかの変調技法を使用することができる。データビットは、データビットに含まれた情報の、アナログチャネルを通した送信を可能にするために異なる領域にマッピングされ得る。例えばデータビットは、信号領域にマッピングされることができ、これは結果としてＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、およびＱＡＭなどの共通変調フォーマットを生じ得る。信号領域変調は、信号空間コンスタレーション図によって表され得る（例えばコンスタレーション内の１つまたは複数の点は、それぞれの信号マッピングを指す）。個々の信号を表すために用いられるビットの数は、利用されるコンスタレーション点の数が増加するのに従って増加し得る。このシナリオにおいて送信電力が不変のままである場合、コンスタレーション点は互いにより近くなり、これはビットエラーレート（ＢＥＲ）性能に影響を及ぼし得る（例えば直接に影響を及ぼし得る）。
【００５９】
チャネル符号化および変調は、個別のエンティティとして設計され得る。例えば特定の情報ビットレートおよび所望の目標ＢＥＲが対象とされ得る。目標ＢＥＲに到達するためにチャネル符号化が用いられる場合、情報ビットストリームに冗長性が追加されるので、情報ビットレートは低減され得る（例えば固定の帯域幅を仮定して）。この情報レートの低減は、例えば高次変調フォーマットを用いることによって対処され得る。しかし高次変調フォーマットは、コンスタレーション点の間の距離を減少させる場合があり、これはひいてはＢＥＲ性能に悪影響を与え得る。例えば非符号化ＢＰＳＫ送信、または１／３レート符号化８−ＰＳＫ送信は、チャネル使用当たり１ビット（ｂｐｃｕ）のスペクトル効率をもたらすことができる。しかし同じ送信電力を用いて、符号化８−ＰＳＫに対するコンスタレーション点の間の距離は、非符号化ＢＰＳＫに対するコンスタレーション点の間の距離よりおおよそ２．６倍小さくなり得る。従って非符号化システムと比べた全体的な利得は、高次変調の不利益を克服した後に（例えばその後にのみ）、チャネル符号化を通じて達成され得る。
【００６０】
チャネル符号化および変調は、統合して設計され得る（例えば符号化変調システムに対して）。符号化および変調を統合して設計することによって、システムの全体の性能は向上され得る（例えば同じスペクトル効率に対して、より小さな信号対雑音比（ＳＮＲ）が必要とされるという観点から）。ジョイント符号化変調技法として、トレリス符号化変調（ＴＣＭ）が用いられ得る。ジョイント符号化変調は、信号空間の次元を増加することによって冗長性を追加し得る（例えば、同時にいくつかのシンボルシーケンスを無効にしながら）。
【００６１】
技術開発は、スペクトル効率を増加するための試みによって促進され得る。例えばいくつかのＭＩＭＯ技術はスペクトル効率における増加をもたらすことができるが、そうするためには送信器における増加した回路電力消費、および／または受信器における増加した信号処理の複雑さが犠牲になり得る。ＳＭ−ＭＩＭＯは、スペクトル効率およびエネルギー効率を向上させる、および／またはスペクトル効率とエネルギー効率との間のバランスを達成する可能性を有し得る。
【００６２】
本明細書で述べられるようにｍＭＴＣ配備は、長い電池寿命を有する低コストデバイスの使用によって特徴付けられ得る（例えば多数のデバイスが配備されるので）。データレートはいくつかのｍＭＴＣアプリケーションにおいて低くなり得るが、より高いデータレートに対する需要の可能性があり得る。ＥＥとＳＥとの間のバランスを達成することができる低コストでエネルギー効率の良いデバイスを用いて、ｍＭＴＣシステムを設計することが望ましくなり得る。
【００６３】
ＳＭ−ＭＩＭＯ技法は、例えばそれらの低コストデバイスアーキテクチャおよび／またはエネルギー効率の良い動作により、ｍＭＴＣユースケースにおいて用いられ得る。他のアンテナベースの変調、チャネル符号化、およびリンク適応技法が、チャネルからスペクトル効率を引き出すために利用され得る。ｍＭＴＣシステムの設計は、例えば本明細書で述べられる技法の１つまたは複数に焦点を当てることによって、スペクトルおよびエネルギー効率のバランスを達成することを目指すことができる（例えば高周波および広帯域幅動作のために）。
【００６４】
ジョイント符号化空間的および／またはアンテナベースの変調が用いられ得る。本明細書で述べられるように、増加されたスペクトル効率および／またはエネルギー効率が設計目標となり得る（例えば５Ｇおよび／またはｍＭＴＣユースケースに対して）。空間的多重化などのＭＩＭＯ技法は、スペクトル効率を増加し得るが、エネルギー効率に影響を及ぼし得る。空間シフトキーイング（ＳＳＫ）および放射パターン／偏波変調（ＲＰＭ）などの、空間的および／またはアンテナベースの変調技法が、エネルギー効率を維持しながらスペクトル効率を向上させる（例えば適度のレートにおいて）ために用いられ得る（例えば代替として用いられ得る）。統合されたチャネル符号化および変調は、空間的および／またはアンテナベースの変調と組み合わされ得る。組み合わせは、スペクトル効率を維持しおよび符号化方式を比較的に簡単に保ちながら、性能を向上させることができる。ＴＣＭは、信号空間変調と共に用いられ得る例示のジョイント符号化および変調技法である。技法は、他の変調タイプに対して適し得る（例えば本明細書で述べられるようなＳＳＫおよびＲＰＭなど）。
【００６５】
ＴＣＭと共に用いられるいくつかのセットパーティショニング技法は、信号空間変調に適し得るが、本明細書で述べられる空間的および／またはアンテナベースの変調タイプに直接マッピングすることができない。セットパーティショニングは、空間的および／またはアンテナベースの変調タイプのために用いられ得る。例示のセットパーティショニングは、以下のように示され得る。所望の情報シンボルレートに関連付けられたものより高次のコンスタレーションが選択され得る。コンスタレーションは複数のコンスタレーション点を有し得る。コンスタレーション（例えば高次のコンスタレーション）は、サブセットにパーティショニングされ得る（例えば連続してパーティショニングされ得る）。コンスタレーションは、コンスタレーション点の間の距離（例えば最小距離）がパーティションによって増加されるように、パーティショニングされ得る。例えばパーティショニングは、図３に示されるように継続することができる（例えば８−ＰＳＫに対する例として示される）。データビットは、パーティショニングされたコンスタレーション点にマッピングされ得る。例えばデータビットは、すべてのシンボルシーケンスが結果となり得ないように、パーティショニングされたコンスタレーション点にマッピングされることができ、これはひいては符号化保護をもたらし得る。
【００６６】
コンスタレーションは、２回以上パーティショニングされ得る。各パーティショニングは、コンスタレーション点を２つ以上のコンスタレーションサブセットに割り当てることを含むことができる。コンスタレーション点は、コンスタレーション点の間の距離を最大化するように、コンスタレーションサブセットに割り当てられ得る。コンスタレーションサブセットのそれぞれは、等しい数のコンスタレーション点に割り当てられ得る。各それぞれのパーティショニングにおけるコンスタレーション点は、コンスタレーション内のコンスタレーション点の総数に等しくなり得る。
【００６７】
図３は例示のセットパーティショニングを示す。コンスタレーション３００は、複数のコンスタレーション点３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８を含むことができる。コンスタレーション３００は、８−ＰＳＫ送信に関連付けられ得る。コンスタレーション３００は、コンスタレーションサブセットの第１のグループ３１１、３１２にパーティショニングされ得る。例えばコンスタレーション３００は、第１のパーティション３１０にパーティショニングされ得る。第１のパーティション３１０は、第１のコンスタレーションサブセット３１１および第２のコンスタレーションサブセット３１２を含むことができる。第１のコンスタレーションサブセット３１１および第２のコンスタレーションサブセット３１２は、コンスタレーションサブセットの第１のグループの一部となり得る。コンスタレーション点３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８は、第１のコンスタレーションサブセット３１１と第２のコンスタレーションサブセット３１２との間で分割され得る（例えば割り当てられ得る）。例えばコンスタレーション点３０１、３０３、３０５、３０７は、第１のコンスタレーションサブセット３１１に割り当てられ得る。コンスタレーション点３０２、３０４、３０６、３０８は、第２のコンスタレーションサブセット３１２に割り当てられ得る。
【００６８】
第１のコンスタレーションサブセット３１１および第２のコンスタレーションサブセット３１２は、第２のパーティション３２０にパーティショニングされ得る。例えばコンスタレーションサブセットの第１のグループ３１１、３１２は、コンスタレーションサブセットの第２のグループにパーティショニングされ得る。コンスタレーションサブセットの第２のグループは、コンスタレーションサブセット３２１、３２２、３２３、３２４を含むことができる。第１のコンスタレーションサブセット３１１は、２つ以上のコンスタレーションサブセット３２１、３２３にパーティショニングされ得る。第１のコンスタレーションサブセット３１１に割り当てられたコンスタレーション点３０１、３０３、３０５、３０７は、コンスタレーションサブセット３２１、３２３の間で分割され得る（例えば割り当てられ得る）。例えばコンスタレーション点３０１、３０５はコンスタレーションサブセット３２１に割り当てられることができ、コンスタレーション点３０３、３０７はコンスタレーションサブセット３２３に割り当てられることができる。第２のコンスタレーションサブセット３１２は、２つ以上のコンスタレーションサブセット３２２、３２４にパーティショニングされ得る。コンスタレーション点３０２、３０４、３０６、３０８は、コンスタレーションサブセット３２２、３２４に割り当てられ得る。例えばコンスタレーション点３０２、３０６はコンスタレーションサブセット３２２に割り当てられることができ、コンスタレーション点３０４、３０８はコンスタレーションサブセット３２４に割り当てられることができる。
【００６９】
コンスタレーションサブセット３２１、３２２、３２３、３２４は、第３のパーティション３３０にパーティショニングされ得る。例えばコンスタレーションサブセットの第２のグループは、コンスタレーションサブセットの第３のグループにパーティショニングされ得る。コンスタレーションサブセットの第３のグループは、コンスタレーションサブセット３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７、３３８を含むことができる。コンスタレーションサブセット３２１は、コンスタレーションサブセット３３１、３３３にパーティショニングされ得る。コンスタレーションサブセット３２１に割り当てられたコンスタレーション点３０１、３０５は、コンスタレーションサブセット３３１、３３３の間で分割され得る（例えば割り当てられ得る）。例えばコンスタレーション点３０５はコンスタレーションサブセット３３１に割り当てられることができ、コンスタレーション点３０１はコンスタレーションサブセット３３３に割り当てられることができる。コンスタレーションサブセット３２３に割り当てられたコンスタレーション点３０３、３０７は、コンスタレーションサブセット３３５、３３７に割り当てられ得る。例えばコンスタレーション点３０７はコンスタレーションサブセット３３５に割り当てられることができ、コンスタレーション点３０３はコンスタレーションサブセット３３７に割り当てられることができる。コンスタレーションサブセット３２２に割り当てられたコンスタレーション点３０２、３０６は、コンスタレーションサブセット３３２、３３４に割り当てられ得る。例えばコンスタレーション点３０２はコンスタレーションサブセット３３２に割り当てられることができ、コンスタレーション点３０６はコンスタレーションサブセット３３４に割り当てられることができる。コンスタレーションサブセット３２４に割り当てられたコンスタレーション点３０４、３０８は、コンスタレーションサブセット３３６、３３８に割り当てられ得る。例えばコンスタレーション点３０８はコンスタレーションサブセット３３６に割り当てられることができ、コンスタレーション点３０４はコンスタレーションサブセット３３８に割り当てられることができる。
【００７０】
セットパーティショニングは、デバイス（例えば送信器および／または受信器）によって行われ得る。セットパーティショニングが受信器によって行われるとき、受信器は決定されたセットパーティションを示すフィードバックを送信器に送ることができる。
【００７１】
いくつかの信号空間変調技法に対してＴＣＭシステムは、例えば１つまたは複数のコンスタレーション点は固定である（例えばすべての時点に対して）という事実に基づいて、先験的に設計され得る。ＳＳＫおよびＲＰＭに対する空間的コンスタレーションは、固定または先験的に知られたものとなり得ない（例えば従来のシステムにおいて）。ＳＳＫおよび／またはＲＰＭに対する空間的コンスタレーションは、アンテナ間隔、放射パターン、および／または現在の伝搬チャネルなどの特性に応じたものとなり得る。ＳＳＫおよび／またはＲＰＭに対する空間的コンスタレーションの対応するセットパーティショニングは、これらの特性に応じたメトリック（例えば空間的および／またはアンテナベースの特性）を必要とし得る。例えばセットパーティショニングは、チャネル関連情報に基づいて決定され得る。セットパーティショニングは、例えば物理的アンテナ間隔および／またはアンテナパターン相関特性に基づいて先験的に設計され得る。セットパーティショニングは、例えば受信器からの様々なチャネル関連情報（例えばチャネル状態情報（ＣＳＩ））に基づいて、半静的になるように設計され得る。チャネル関連情報はアンテナペアに関連付けられ得る。アンテナペアは、送受信アンテナペアとすることができる。
【００７２】
セットパーティショニングは、非チャネル関連情報（例えば非ＣＳＩをベースとする）に基づくことができる。信号空間変調のためのコンスタレーション点は、例えば変調フォーマット（例えば図３に示されるような８−ＰＳＫ）に基づいて固定され得る。受信器においてこれらの固定のコンスタレーション点を区別できることは、情報の受信に成功することを可能にし得る。例において、コンスタレーション点の間の距離が大きくなるのに従って、性能は改善し得る。
【００７３】
信号空間変調に対するセットパーティショニングは、基準（例えば主要な判断基準）として、コンスタレーション点の間のユークリッド距離を用いることができる。例えばパーティショニング（例えば図３に示されるような）は、連続するパーティションに対して（例えば各連続したパーティションに対して）、ユークリッド距離（例えば最小ユークリッド距離）を増加させる（例えば最大化する）ように行われ得る。空間的および／またはアンテナベースの変調は、例えば信頼性のある受信を達成するために、コンスタレーション点における差を利用することができる。コンスタレーション点の先験的知識をもたないことは、コンスタレーション点の間の距離が、セットパーティショニングにおいて直接用いられることを妨げ得る（例えばそれらが信号空間変調のために用いられ得るので）。本明細書で述べられる空間的および／またはアンテナベースの変調のために、セットパーティショニングメトリック（例えば非チャネル情報をベースとするメトリック）が望ましくなり得る。非チャネル関連情報に基づくことができる例示のセットパーティショニングメトリックは、本明細書において列挙される。第１の例示のセットパーティショニングメトリックは、ＳＳＫをベースとする送信のための物理的アンテナ素子の間の距離を含むことができる。第２の例示のセットパーティショニングメトリックは、ＲＰＭをベースとする送信のためのアンテナパターン空間的相関係数を含むことができる。第３の例示のセットパーティショニングメトリックは、組み合わされたＳＳＫ−ＲＰＭをベースとする送信のための前述の情報の組み合わせを含むことができる。
【００７４】
図４は、８個の均一に間隔が空けられたアンテナ素子を用いた、ＳＳＫをベースとするシステムのための例示のセットパーティショニング設計を示す。図３に示される例示のセットパーティショニング（パーティショニングのために、信号空間コンスタレーション点の間の距離が用いられ得る）と比べて、図４ではパーティショニングのために、物理的アンテナ分離距離が用いられ得る。例えばアンテナ分離距離は、各それぞれのパーティショニングごとに増加され得る（例えば最大化され得る）。セットパーティショニングは、アンテナ素子および／またはコンスタレーション点を、各それぞれのパーティション内のサブセットに分割する一連のパーティションを含むことができる。それぞれのパーティション内のサブセットのそれぞれは、等しい数のアンテナ素子および／またはコンスタレーション点を有することができる。サブセットの数は、各それぞれのパーティションごとに２倍になり得る。例えば第１のパーティションは２つのサブセットを含むことができ、第２のパーティションは４つのサブセットを含み得るなどとなる。アンテナ素子および／またはコンスタレーション点の総数は、各それぞれのパーティションに対して一定のままとなり得る。
【００７５】
送信器は複数のアンテナ素子、例えば図４の例では８個のアンテナ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８を有することができる。アンテナ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８は、均一に間隔が空けられる。アンテナ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８は、第１のパーティション４００にパーティショニングされ得る。アンテナ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８は、アンテナ素子の２つ以上のサブセット４０１、４０２にパーティショニングされ得る（例えば割り当てられ得る）。アンテナ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８はアンテナ素子サブセット４０１、４０２に、それぞれのアンテナ素子サブセット４０１、４０２内のそれぞれのアンテナ素子の間の距離が最大化されるように、割り当てられ得る。第１のパーティション４００は、第１のアンテナ素子サブセット４０１、および第２のアンテナ素子サブセット４０２を含むことができる。第１のアンテナ素子サブセット４０１は、アンテナ素子Ａ１、Ａ３、Ａ５、Ａ７を含むことができる。第２のアンテナ素子サブセット４０２は、アンテナ素子Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８を含むことができる。
【００７６】
第１のアンテナ素子サブセット４０１、および第２のアンテナ素子サブセット４０２は、第２のパーティション４１０にパーティショニングされ得る。第２のパーティション４１０は、複数のアンテナ素子サブセット４１１、４１２、４１３、４１４を含むことができる。アンテナ素子Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８はアンテナ素子サブセット４１１、４１２、４１３、４１４に、それぞれのアンテナ素子サブセット４１１、４１２、４１３、４１４内のそれぞれのアンテナ素子の間の距離が最大化されるように、割り当てられ得る。例えば第１のアンテナ素子サブセット４０１からのアンテナ素子Ａ１、Ａ３、Ａ５、Ａ７は、アンテナ素子サブセット４１１、４１３に割り当てられ得る。第２のアンテナ素子サブセット４０２からのアンテナ素子Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８は、アンテナ素子サブセット４１２、４１４に割り当てられ得る。第２のパーティション４１０において、アンテナ素子Ａ１、Ａ５はアンテナ素子サブセット４１１に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ３、Ａ７はアンテナ素子サブセット４１３に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ２、Ａ６はアンテナ素子サブセット４１２に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ４、Ａ８はアンテナ素子サブセット４１４に割り当てられることができる。
【００７７】
第２のパーティション４１０のアンテナ素子サブセット４１１、４１２、４１３、４１４は、第３のパーティション４２０にパーティショニングされ得る。第３のパーティション４２０は、複数のアンテナ素子サブセット４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８を含むことができる。第２のパーティション４１０のアンテナ素子サブセット４１１、４１２、４１３、４１４からのアンテナ素子は、第３のパーティション４２０のアンテナ素子サブセット４２１、４２２、４２３、４２４、４２５、４２６、４２７、４２８の間で分割され得る。アンテナ素子サブセット４１１からのアンテナ素子Ａ１、Ａ５は、第３のパーティション４２０のアンテナ素子サブセット４２１、４２３に割り当てられ得る。アンテナ素子サブセット４１３からのアンテナ素子Ａ３、Ａ７は、第３のパーティション４２０のアンテナ素子サブセット４２５、４２７に割り当てられ得る。アンテナ素子サブセット４１２からのアンテナ素子Ａ２、Ａ６は、アンテナ素子サブセット４２２、４２４に割り当てられ得る。アンテナ素子サブセット４１４からのアンテナ素子Ａ４、Ａ８は、第３のパーティション４２０のアンテナ素子サブセット４２６、４２８に割り当てられ得る。例えば第３のパーティション４２０において、アンテナ素子Ａ１はアンテナ素子サブセット４２１に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ５はアンテナ素子サブセット４２３に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ３はアンテナ素子サブセット４２５に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ７はアンテナ素子サブセット４２７に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ２はアンテナ素子サブセット４２２に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ６はアンテナ素子サブセット４２４に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ４はアンテナ素子サブセット４２６に割り当てられることができ、アンテナ素子Ａ８はアンテナ素子サブセット４２８に割り当てられることができる。
【００７８】
ＲＰＭをベースとする送信は、本明細書でメトリックとして述べられるアンテナパターン空間的相関係数を用いることができる。メトリックは式１によって表されることができ、ただしｉおよびｊはｉ番目およびｊ番目のアンテナパターンを指し、Ω＝（φ，θ）は立体角、およびＥi（Ω）はｉ番目のアンテナパターンの遠距離場放射パターンである。
【００７９】
【数１】
2019521551.tif 000003
【００８０】
図５Ａは、例示のアンテナ構造５６０を示す。図５Ｂは、図５Ａに示されるアンテナ構造５６０によって作成される例示のアンテナパターンを示す。例示のアンテナ構造５６０は、電子的に構成可能な円形パッチアンテナとすることができる。例えばアンテナ構造５６０は、一定の半径ρ３の固体円形パッチ５６２を含むことができる。固体円形パッチ５６２は、１つまたは複数のポート（例えば示されるようにポート１およびポート２）を含むことができる。アンテナ構造５６０は、例えば固体円形パッチ５６２を取り囲むドーナッツ形の導体５６４を含むことができる。ドーナッツ形の導体５６４は、外径ρ４を定義する。固体円形パッチ５６２とドーナッツ形の導体５６４との間に、２つの導体を電気的に接続／切断するために１つまたは複数のＰＩＮダイオードスイッチ５６６が配置されることができ、その結果として異なる放射パターンを作成する（例えば図５Ｂに示されるような）。例えばアンテナ構造５６０は、固体円形パッチ５６２とドーナッツ形の導体５６４との間に、ギャップ５６８を画定することができる。ＰＩＮダイオードスイッチ５６６は、ギャップ５６８内に配置され得る。例えば異なる偏波を作成するように、１つまたは複数の追加のスイッチが配置され得る（例えば戦略的に配置され得る）。電子的に再構成可能なアンテナは、様々な方法において構築され得る。
【００８１】
図５Ｂに示されるように例示のアンテナ構造５６０は、様々な（例えば１つまたは複数の）アンテナパターンを生成することができる。アンテナ構造５６０は、ＰＩＮダイオードスイッチ５６６の数および／または位置に基づいて様々なパターンを生成することができる。アンテナ構造５６０は、ポートの数および／または位置に基づいて様々なパターンを生成することができる。例えばアンテナ構造５６０は、第１のポート（例えば図５Ａに示されるポート１）を通じて第１のアンテナパターン５７０Ａを、および第２のポート（例えば図５Ａに示されるポート２）を通じて第２のアンテナパターン５７２Ａを生成することができる。アンテナ構造５６０は、第１のポートを通じて第３のアンテナパターン５７０Ｂを、および第２のポートを通じて第４のアンテナパターン５７２Ｂを生成することができる。アンテナ構造５６０は、第１のポートを通じて第５のアンテナパターン５７０Ｃを、および第２のポートを通じて第６のアンテナパターン５７２Ｃを生成することができる。
【００８２】
Ｎp個のアンテナパターンに対して、
【００８３】
【数２】
2019521551.tif 000004
【００８４】
個の空間的相関値（例えば
【００８５】
【数３】
2019521551.tif 000005
【００８６】
または「ｎ個からｋ個を選ぶ（ｎ  ｃｈｏｏｓｅ  ｋ）」）は、等しく間隔が空けられてもよく、そうでなくてもよい（例えばアンテナ分離距離に対してそうであるように）。値が等しく間隔が空けられないとき、セットパーティショニングは複雑になり得る。図４に示されるような例示の手法が用いられることができ、本明細書で述べられる（例示の８個のアンテナパターンを用いて）。
【００８７】
【数４】
2019521551.tif 000006
【００８８】
個の空間的相関値が計算され得る。第１のパーティションに対して場合により用いられ得る
【００８９】
【数５】
2019521551.tif 000007
【００９０】
個の選択肢が列挙され得る。第２のパーティションに対して、２つのパーティション分枝のそれぞれに対する対応する
【００９１】
【数６】
2019521551.tif 000008
【００９２】
個の可能な選択肢が列挙され得る。各連続したパーティションに対して最小距離が最大化されるという規則を満たす、パーティション（例えば最良のパーティション）が選択され得る。図３および４に示される例示のセットパーティショニングにおいて、もとの８個のパターンまたは素子をパーティションするための
【００９３】
【数７】
2019521551.tif 000009
【００９４】
個の可能な方法があり得る。候補のパーティショニング選択肢の数は式２として表されることができ、ただしＰは必要なパーティションの数から１を減じたものを表す。図３および４に示されるように少なくともいくつかの場合において、最後のパーティションを作成するために１つの方法（例えば単一の方法）があり得る。例えば最後のパーティションはサブセットのグループを含むことができ、サブセットのそれぞれは単一のパターンまたは素子を有する。従ってこのような最後のパーティションの作成は、本明細書で述べられる手法では必要ない場合がある。
【００９５】
【数８】
2019521551.tif 000010
【００９６】
セットパーティショニングは、チャネル関連情報に基づく（例えばＣＳＩに基づく）ことができる。チャネル関連情報は、アンテナペアに関連付けられ得る。例えばチャネル関連情報は、送受信アンテナペアに関連付けられ得る。本明細書で論じられるように空間的および／またはアンテナベースの変調のためのセットパーティショニングは、１つまたは複数の所定のメトリックに基づいて行われ得る（例えばいくつかのＴＣＭ技法において用いられる信号空間機構と同様な方法により）。ＳＳＫおよびＲＰＭに対する実際の空間的コンスタレーションはチャネル依存とすることができ、固定またはそうでない場合がある。チャネル関連情報（例えばＣＳＩ）に基づくセットパーティショニングは、性能を向上させるために用いられ得る。例えば非チャネル関連メトリックとして用いられ得る物理的アンテナ距離（例えば図４に示されるような）は、チャネル関連情報を用いるセットパーティショニングのために適し得る（例えば受信信号相関特性に応じた）。チャネル情報をベースとする（例えばＣＳＩをベースとする）セットパーティショニングに対して、トレーニングシーケンスが用いられ得る。例えば受信器は、例えばトレーニング期間の間に受信された、１つまたは複数のパイロット信号に基づいてチャネル関連情報を決定することができる。送信器によって送られるトレーニングシーケンスは、受信器において先験的に知られ得る。受信器がトレーニングシーケンスを知っている（例えば先験的に）とき受信器は、信号がそれを通って伝搬されるチャネルを推定することができる。チャネルは、送信および受信アンテナパターンの両方を含むことができる。例えば送信アンテナおよび／またはアンテナパターンのそれぞれから、チャネルの個別の推定を得るように、各アンテナおよび／またはアンテナパターンに対して、直交するシーケンスが送信され得る。直交性は時間領域において、例えば時間において順次にトレーニングシーケンスを、異なるアンテナおよび／またはアンテナパターンから送信することによって得られ得る。受信器は例えば、その受信アンテナのそれぞれからトレーニングシーケンスを受信および処理（例えば個別に）することができ、その結果各送受信アンテナペアに対して個別のチャネル推定が決定され得る。チャネル推定は、セットパーティショニングアルゴリズムにおいて用いられ得る各送受信アンテナペアの間の様々なチャネル関連情報を決定するために用いられることができる。
【００９７】
受信器は、ＳＳＫのために物理的アンテナの間の適切な距離メトリック、ＲＰＭのためにアンテナパターン、または前述の組み合わせ（例えば受信チャネル相互相関）を決定することができる。例えばセットパーティショニングのために、１つまたは複数のチャネル相互相関係数が用いられ得る。パーティショニング（例えばセットパーティショニング）は、受信器および／または送信器において行われ得る。パーティショニングが受信器において行われるとき、受信器はそのデコーダを構成する（例えばパーティショニングに続いて）ことができ、およびフィードバック（例えば適用可能な情報）を送信器に送ることができる。フィードバックは、送信器が対応するエンコーダを構成することを可能にし得る。例えば送信器は、受信器から受信されたフィードバックに基づいて、対応するエンコーダを構成することができる。パーティショニングが送信器において行われるとき、受信器は実際のメトリック（例えばチャネル関連情報）を含むフィードバックを送信器に送ることができる。送信器はフィードバックに基づいてパーティショニングを行い、そのエンコーダを構成し、およびデータ送信の前に対応するデコーダを構成するための制御情報を送信することができる。他の例として送信器および受信器において同じセットパーティショニングアルゴリズムが用いられる場合、受信器はそれのセットパーティショニングアルゴリズムを実行することができ、そのデコーダを１つまたは複数のチャネルメトリックに基づいて構成することができる。受信器は、そのデコーダを構成するために用いられるチャネルメトリックを送信器にフィードバックすることができる。送信器は例えば、送信器が同じセットパーティショニングアルゴリズムを用いることが想定され得るので、そのアルゴリズムを実行する（例えば独立して実行する）ことができ、デコーダを構成することができる。
【００９８】
送信器−受信器アーキテクチャは、ジョイント符号化空間的および／またはアンテナベースの変調のために設計され得る（例えばセットパーティショニングがＣＳＩなどのチャネル関連情報に基づくとき）。例示するために本明細書では、ジョイント符号化ＳＳＫをベースとするシステム（例えばチャネル情報をベースとするセットパーティショニングを用いた）の例が示される。本明細書で述べられる概念および着想は、例えばＲＰＭ、または組み合わされたＳＳＫおよびＲＰＭを含む他のタイプのシステムに適用され得る。
【００９９】
図６はジョイント符号化ＳＳＫをベースとするシステム（例えばチャネル情報をベースとするセットパーティショニングを用いた）のための例示のベースバンド送信器および受信器アーキテクチャのブロック図を示す。システムは送信器５１０および受信器５３０を含むことができる。送信器５１０はＷＴＲＵなどのユーザデバイス、ｅノードＢなどのネットワークデバイス、その他とすることができる。受信器５３０は、ＷＴＲＵなどのユーザデバイス、ｅノードＢなどのネットワークデバイス、その他とすることができる。送信器５１０は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。情報ビット５１２は、構成可能なＴＣＭエンコーダ５１４に入力され得る。ＴＣＭエンコーダ５１４は、受信器５３０からのフィードバック制御情報に基づいて構成され得る。構成可能なＴＣＭエンコーダ５１４は動的に構成可能とすることができる。例えば構成可能なＴＣＭエンコーダ５１４の構成は、チャネル条件が変化するのに従って更新され得る。コントローラ５１８は、受信器５３０からの制御入力５１６を受信することができる。制御入力５１６はフィードバック制御情報を含むことができる。コントローラ５１８は、制御入力５１６に基づいてエンコーダ構成５２０を決定することができる。符号化されたビット５２２はＳＳＫ変調器に出力され得る。ビット５２２は、ビットからアンテナインデックスへのマッピング５２４のために用いられ得る。アンテナインデックス選択５２６は、例えばビットからアンテナインデックスへのマッピング５２４を用いて行われ得る。ビット５２２は、例えば送信アンテナ５２９の総数に従ってグループ化され得る。ビット５２２は、アンテナ選択を制御する信号にマッピングされ得る（例えばＳＳＫマッパー５２８）。送信器５１０はビット５２２を、１つまたは複数の送信アンテナ５２９を通じて受信器５３０に送ることができる。送信アンテナ５２９の各送信アンテナは、１つまたは複数の個々のアンテナ素子を含むことができる。特定のアンテナインデックスが励振されるとき、特定のアンテナインデックスに関連付けられた様々なアンテナ素子の１つまたは複数（例えばすべて）が励振され得る。例えば、特定のアンテナインデックスによって参照される各アンテナ素子は、例えば結果としての放射パターンを一定の方向に向けるように、フェーズドアレイの観念において重み付けされ得る。
【０１００】
受信器５３０は、以下の特徴の１つまたは複数を含むことができる。受信器５３０は１つまたは複数の受信アンテナ５３１を有することができる。受信アンテナ（例えば受信アンテナ５３１など）は、１つまたは複数のアンテナ素子を含むことができる。受信器５３０は、受信アンテナ５３１を通じて１つまたは複数の信号を受信することができる。受信器５３０は、主要データ処理パスを含むことができる。主要データ処理パスは、ＳＳＫ  ＭＬ検出５３２、アンテナインデックス推定５３４、アンテナインデックスからビットへのマッピング５３６、符号化されたビット推定５３８、または構成可能なＴＣＭデコーダ５４０を用いた復号の１つまたは複数を含むことができる。受信された信号は、ＳＳＫをベースとする検出器５３２に入力され得る。アンテナインデックス５３４が推定され得る。例示された例においてＳＳＫをベースとする検出器５３２は、最尤検出器（ＭＬＤ）として示され、これは式３によって表され得る。式において
【０１０１】
【数９】
2019521551.tif 000011
【０１０２】
は推定された送信アンテナインデックス、
【０１０３】
【数１０】
2019521551.tif 000012
【０１０４】
は受信された信号ベクトル、
【０１０５】
【数１１】
2019521551.tif 000013
【０１０６】
は各受信アンテナでの平均ＳＮＲ、
【０１０７】
【数１２】
2019521551.tif 000014
【０１０８】
は推定されたチャネル行列からのｊ番目の列ベクトルである。受信器５３０は、アンテナインデックスからビットへのマッピング５３６を行うことができる。例えば推定されたアンテナインデックス５３４は、ビットシーケンスにマッピングされ得る。マッピングされ符号化されたビット５３８は、構成可能なＴＣＭデコーダ５４０による復号のために用いられ得る。
【０１０９】
【数１３】
2019521551.tif 000015
【０１１０】
受信器５３０は、制御処理パスを含むことができる。制御処理パスは、１つまたは複数のパイロット信号５４２、パイロット処理５４４、セットパーティショニングメトリック５４６を決定すること、セットパーティショニングアルゴリズム５４８を決定すること、フィードバック信号５５０を生成すること、フィードバック制御処理５５２、およびフィードバック制御データ５５４を含むことができる。１つまたは複数のパイロット信号５４２は、送信器５１０から受信され得る。受信器５３０は、受信アンテナ５３１を通じてパイロット信号５４２を受信することができる。例えば主要データ情報が送られる前に、ある期間のパイロット信号５４２が、Ｎt個の送信アンテナの１つまたは複数から（例えばＮt個の送信アンテナのそれぞれから）受信され得る。パイロット信号５４２のそれぞれは、それぞれの送信アンテナに対応することができる。送信アンテナのそれぞれが電子的に再構成可能である場合、個別のパイロット信号が、各物理的アンテナ構造からの各それぞれのアンテナパターンに関連付けられ得る。例えば第１のパイロット信号は、送信器５１０からの第１の送信アンテナの第１の送信アンテナパターンに関連付けられ得る。第２のパイロット信号は、送信器５１０からの第１の送信アンテナの第２の送信アンテナパターンに関連付けられ得る。
【０１１１】
パイロット信号５４２は、例えばチャネル推定のために用いられ得る。受信器５３０は、パイロット信号５４２に基づいてチャネル関連情報を決定することができる。パイロット処理は、１つまたは複数のパイロット信号５４２に対して行われ得る。パイロット信号５４２から、１つまたは複数のセットパーティショニングメトリック５４６が決定され得る。セットパーティショニングメトリック５４６は、１つまたは複数の送信アンテナペアに対する（例えば送信アンテナペアのそれぞれに対する）、適切な距離メトリック（例えば１つまたは複数のチャネル相互相関係数）を含むことができる。セットパーティショニングメトリック５４６（例えば距離メトリックに関連付けられた情報）が、セットパーティショニングアルゴリズム５４８を決定するために用いられ得る（例えば本明細書で述べられるようなブルートフォース手法を用いる決定がなされ得る）。セットパーティショニングアルゴリズム５４８に基づいて、ＴＣＭデコーダ５４０（例えば構成可能なＴＣＭエンコーダ）がその後のデータ受信のために構成され得る。構成可能なＴＣＭデコーダ５４０は、セットパーティショニングアルゴリズム５４８を用いて決定されたデコーダ構成５５６を用いて構成され得る。ＴＣＭデコーダ５４０は、動的に構成可能なＴＣＭデコーダとすることができる。例えばＴＣＭデコーダ５４０は、チャネル条件が変化するのに従って動的に構成され得る。１つまたは複数のフィードバック信号５５０は、パイロット信号５４２に基づいて決定され得る。フィードバック信号５５０は、フィードバック制御データ５５４を決定するように５５２で処理され得る。フィードバック制御データ５５４、セットパーティショニングメトリック５４６、および／またはフィードバック信号５５０は、送信器５１０に送られ得る。フィードバック制御データ５５４および／またはフィードバック信号５５０は、それに従って対応するＴＣＭエンコーダ５１４が構成される（例えば設定される）ことを可能にするように構成され得る。情報ビット５５８は、構成可能なＴＣＭデコーダ５４０によって推定され得る。図６に示される例には示されないが、送信器５１０はセットパーティショニングを決定することができる。送信器５１０は、決定されたセットパーティショニングに基づいて、動的に構成可能なＴＣＭエンコーダ５１４を構成することができる。
【０１１２】
チャネル情報をベースとする（例えばＣＳＩをベースとする）セットパーティショニングに対して、シグナリングサポートがもたらされ得る。本明細書で述べられるように、フィードバック情報（例えば受信器から送信器に送られるフィードバック）は、チャネル情報をベースとする符号化変調のために利用され得る。このような目的のために、様々な形の受信器フィードバックが設計され得る。例えば直接エンコーダ構成フィードバックが使用され得る。このような手法のもとでは、適切なセットパーティショニングが受信器において決定され得る。エンコーダ構成は、受信器において決定され得る。エンコーダ構成は、送信器に送られ得る（例えばフィードバックとして）。エンコーダは、セットパーティショニング構成のセット（例えばその有限集合）をサポートするように設計され得る。エンコーダを構成するために、インデックス（例えば簡単なインデックス）が用いられ得る。
【０１１３】
チャネル情報をベースとする（例えばＣＳＩをベースとする）セットパーティショニングをサポートするために、メトリックフィードバックが使用され得る。１つまたは複数の適切なメトリック（例えばチャネル相互相関）が受信器において決定され、送信器に送られ得る（例えばフィードバックとして）。送信器は、チャネル相互相関および／または他の適切なメトリックに基づいて、セットパーティショニングを行うことができる。送信器は、チャネル相互相関および／または他の適切なメトリックに基づいてエンコーダを構成することができる。
【０１１４】
本明細書で述べられる例においてフィードバック制御情報は、他のフィードバック情報と共に適切な制御チャネル上に送られ得る。メトリックフィードバックが用いられるとき、セットパーティショニング選択は送信器において決定され得る。セットパーティショニング選択が送信器において決定されるとき、デコーダは復号が行われる前に構成され得る。制御情報は個別の制御チャネル上に送られる、または明示的にまたは暗黙的にＰＨＹヘッダ内に埋め込まれることができる。
【０１１５】
空間的および／またはアンテナベースの変調（例えばＳＳＫ）は、信号空間変調などの他のタイプの変調と組み合わされ得る。ジョイント符号化変調（例えばＴＣＭ）は、単一の変調領域／次元（例えば信号または空間）より多くにおいて行われ得る。より一般に送信器および／または受信器は、情報ベアリングのために複数の領域／次元（例えば信号、空間、アンテナ、周波数、時間など）を利用する（例えば同時に利用する）ように構成され得る。結果としてスペクトル効率が増加され得る。本明細書では、空間的および／またはアンテナベースの変調を、信号空間変調と組み合わせることに焦点を当てた例が述べられる。しかし述べられる概念は、他の変調領域および／または次元に拡張され得ることが理解されるであろう。
【０１１６】
論じられるようにＴＣＭは、信号空間において１次元変調フォーマットとして適用され得る。ＴＣＭは、多次元信号セットに拡張され得る。多次元信号セットは、依然として信号空間内に存在することができる（例えば２×８−ＰＳＫは、信号空間における２つの８−ＰＳＫ信号セットの組み合わせを表すことができる）。多次元ＴＣＭを用いて、セットパーティショニングは、個々の信号空間コンスタレーションのＬ重直積に基づいて行われることができ、Ｌは用いられる信号空間セットの数を表すことができる（例えば２×８−ＰＳＫの例ではＬ＝２）。示される例において２つの８−ＰＳＫ信号セットに対する直積は、結果として４Ｄ信号空間を生じることができ、最後の信号セットにおいて２lL個の信号点を含むことができる（例えばｌは、８−ＰＳＫに対して３に等しくなり得る）。
【０１１７】
セットパーティショニング技法は、固定および先験的に知られた信号空間コンスタレーション点の組み合わせに基づくことができる。本明細書で論じられるようにＳＳＫおよびＲＰＭコンスタレーション点は、固定または先験的に知られるものではない場合がある。ＳＳＫおよび／またはＲＰＭがいくつかの信号空間変調方法と組み合わされたとき、多次元信号セットの一部は、固定および／または先験的に知られたものとなり得る。ＳＳＫおよびＲＰＭを用いたセットパーティショニングのために用いられるメトリックは、非チャネル関連情報に基づく（例えば非ＣＳＩをベースとする）ことができる。ＳＳＫおよびＲＰＭを用いたセットパーティショニングのために用いられるメトリックは、チャネル関連情報に基づく（例えばＣＳＩをベースとする）ことができる。非チャネル関連情報に基づくメトリックは、物理的アンテナ分離、アンテナパターン相関などの１つまたは複数の特性を基礎とすることができる。チャネル関連情報に基づくメトリックは、チャネル相互相関などの１つまたは複数の特性を基礎とすることができる。例えばチャネル関連情報は、１つまたは複数のチャネル相互相関係数を含むことができる。
【０１１８】
空間的および／またはアンテナベースのメトリック（例えば非チャネル関連情報に基づくもの）が信号空間メトリックと組み合わされるとき、対応するセットパーティショニングアルゴリズムは、単次元信号空間パーティショニングと、空間的および／またはアンテナパーティショニングとの組み合わせに基づいて設計され得る（例えば本明細書で述べられるブルートフォース手法など）。パーティショニングがチャネル関連情報に基づく場合、固定信号空間パーティショニングは、半静的パーティショニング（例えば本明細書で述べられるような）と組み合わされ得る。その場合、信号空間パーティションが半静的におよび／または、空間的および／またはアンテナベースのパーティションと統合して決定される場合に、改善が可能となり得る。全体のパーティショニングの複雑さは、信号空間パーティションが半静的におよび／または、空間的および／またはアンテナベースのパーティションと統合して決定される場合、増加し得る。
【０１１９】
空間的変調（ＳＭ）、ＭＩＭＯ、および／または低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）を利用するシステム（例えばＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣシステム）は、反復復号を用いて実施され得る。このようなシステムは連結型符号を用いることができる。連結型符号は、いくつかの用途において向上された性能をもたらすことができる。連結型符号の１つのクラスは、並列連結型ギャラガー符号（ＰＣＧＣ）とすることができる。連結型符号（例えばＰＣＧＣ）は、例えば信号空間変調と共に用いられ得る。本明細書で述べられるようにＳＭ−ＭＩＭＯは、情報を担うために空間的領域および信号領域を用いることができる。空間的および信号領域を用いる結果として、エネルギー効率が向上され得る。ＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣシステムは、ＳＭ−ＭＩＭＯのエネルギー効率の側面と、ＰＣＧＣの向上されたチャネル符号化性能とを一緒にすることができ得る。ＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣシステムは、例えばＳＭ−ＭＩＭＯの空間的領域の側面を利用することによって、信号空間をベースとするＰＣＧＣ実装形態の能力を拡大することができる。
【０１２０】
本明細書で述べられるように、スペクトル効率および／またはエネルギー効率は、統合された変調および空間的エンコーディング技法を用いて達成され得る。統合された変調および空間的エンコーディングは、ＭＩＭＯトランシーバの性能を向上させることができる。チャネルエンコーダおよび／またはデコーダに対して使用可能な情報が、利用され得る。情報は例えばＬＤＰＣ符号を含むことができる。ＬＤＰＣ符号は、良好な誤り訂正符号となり得る（例えばターボ符号と同様な）。ＬＤＰＣ符号はＭＩＭＯシステムに適用され得る。ＭＩＭＯシステムに適用されるＬＤＰＣ符号は、ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣ符号またはＬＤＰＣシステムと呼ばれ得る。
【０１２１】
ＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣシステムは、空間的変調（例えば反復復号を用いた）を利用することができる。ＬＤＰＣ設計は、１つのエンコーダおよび１つのデコーダを含むことができる。ＬＤＰＣ設計は、並列の２つのＬＤＰＣエンコーダと、直列の２つの対応するデコーダとを有する、並列連結型ギャラガー符号を含むことができる。後者のＬＤＰＣ設計は例えば、異なるＳＮＲ動作点に適するように、エンコーダおよび／またはデコーダの１つまたは複数（例えばエンコーダおよびデコーダのそれぞれ）の平均列重みを調整することによって、システム性能を向上させることができる。空間的変調は、並列ＬＤＰＣエンコーダと直列に用いられ得る。
【０１２２】
図７は、例示のＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣ送信器の図を示す。送信器は、情報ビット６０２（例えばデータビット）を受信することができる。送信器は、情報ビット６０２をインターリーブすることができるインターリーバ６０３を含むことができる。データビット６０２は、第１のＬＤＰＣエンコーダ６０４によってエンコードされ得る。インターリーブされたデータビットは、第２のＬＤＰＣエンコーダ６０６によってエンコードされ得る。第１のＬＤＰＣエンコーダ６０４からの出力情報Ｓ1およびパリティＰ1ビットは、６０８で多重化され、６１０でＳＳＫ変調のためにマッピングされ得る。第２のＬＤＰＣエンコーダ６０６からのパリティビットＰ2は、例えば信号空間技法を用いて６１２で変調され得る。データストリームは、空間的に変調されたスイッチ６１４（例えば空間的に変調されたシステムと同様な）を通して、アンテナに供給され得る。空間的に変調されたスイッチ６１４は、コントローラ６１６から情報を受信する。
【０１２３】
図８は、例示のＳＭ−ＭＩＭＯ−ＬＤＰＣ受信器を示す。受信アンテナにおいて受信された信号は、シリアルデータストリームに変換され得る。受信された信号は、７０２でシリアル化され、および／または７０４で逆多重化され得る。復調されたデータビットはｙs、および１つまたは複数のエンコーダ（例えば図７に示される第１のＬＤＰＣエンコーダ６０４および第２のＬＤＰＣエンコーダ６０６）からのパリティビットによって表され得る。１つまたは複数のエンコーダからのパリティビットは、それぞれｙp1およびｙp2によって表され得る。第１のＬＤＰＣデコーダ７０６は、ｙsおよびｙp1を用いて確率伝搬（ＢＰ）アルゴリズムを実行することができる。第１のＬＤＰＣデコーダ７０６が、受信されたベクトルに対する確からしい解（例えば最も確からしい解）を復号できる場合、第１のＬＤＰＣデコーダ７０６はｄ1に硬判定を出力することができ、復号動作は停止され得る。そうでない場合は第１のＬＤＰＣデコーダ７０６の出力は、受信されたビットが情報ビットに対応し得ることがどれだけ確からしいかを示すことができる。尤度はインターリーブされることができ、インターリーブされた尤度は第２のＬＤＰＣデコーダ７０８に入力され得る。
【０１２４】
第２のＬＤＰＣデコーダ７０８は、インターリーブされた尤度および／またはエンコーダ（例えば図７に示されるような第２のＬＤＰＣエンコーダ６０６）からのパリティビットを用いて、確率伝搬アルゴリズムを実行することができる。解が見出された場合、ハードビットがｄ2に出力され得る。そうでない場合、第２の復号されたビットの尤度は、例えば逆インターリーブ動作の後に、第１のＬＤＰＣデコーダ７０６に入力され得る。動作は最大反復カウントに到達するまで、および／または受信されたビットに対する解が第２のＬＤＰＣデコーダ７０８によって見出されるまで続行し得る。復号されたハードビットは、次いでｄ2において使用可能となり得る。
【０１２５】
送信器において空間的変調は、フィードバックコントローラによって制御され得る。フィードバックコントローラは、チャネル状態、ＳＩＮＲ、対数尤度、および／または他のパラメータを用いて、特定の時点での送信のためにどのアンテナが用いられることになるかをスケジュールすることができる。本明細書で述べられる反復復号を用いることにより、ｄ1および／またはｄ2決定の確率を用いて、特定のアンテナを使用する確率を制御することが可能となり得る。
【０１２６】
本明細書で示される説明はアンテナの１つのグループに焦点を当てたが、概念はアンテナのグループに適用可能となり得る。例えば図６および７に示される各アンテナは、統合して空間的に多重化されたおよび／またはプリコーディングされた、アンテナのグループに置き換えられ得る。
【０１２７】
特徴および要素は、上記では特定の組み合わせにおいて述べられたが、当業者は各特徴または要素は単独で、または他の特徴および要素との任意の組み合わせにおいて用いられることができることを理解するであろう。本明細書で述べられたソリューションは５Ｇ特有のプロトコルを考察したが、ソリューションはそれらのプロトコルに限定されず、他の無線システムにも応用可能であることが理解される。加えて本明細書で述べられた方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアにおいて実施され得る。コンピュータ可読媒体の例は、電子信号（有線または無線接続を通して送信される）、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含むが、それらに限定されない。ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末装置、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータにおける使用のために、無線周波数トランシーバを実行するように、ソフトウェアと関連してプロセッサが用いられ得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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