(57)【要約】【解決手段】単一コードレートおよびさまざまな変調方式を使用して単一の受信機に複数のデータストリームを送信する技法が説明される。チャネル推定は、複数のデータストリームに対して判別され、複数のデータストリームに単一コードレートおよび複数の変調方式を選択するために使用される。システムはコードレートのセットをサポートし、各コードレートは、そのコードレートと共に使用されうる変調方式のそれぞれのセットに関連付けられうる。すべてのデータストリームの単一コードレートが、サポートされるコードレートのセットから選択され、各データストリームの変調方式が、単一コードレートに関連付けられている変調方式のセットから選択される。複数のデータストリームは、単一コードレートに従って符号化される。各データストリームはさらに、そのストリームに選択された変調方式に従って変調される。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるための単一コードレートおよび複数の変調方式の選択を取得するように動作可能なコントローラと、
該単一コードレートに従って該複数のデータストリームを符号化し、該複数の変調方式に従って該複数のデータストリームを変調するように機能するプロセッサとを備える装置。
【請求項２】
前記複数のデータストリームはシステムによってサポートされる複数のコードレートから選択された１つのコードレートに制限され、該複数のコードレートは各々変調方式のそれぞれのセットに関連付けられ、該単一コードレートは該複数のコードレートから選択された該１つのコードレートであり、前記複数のデータストリームの各々の変調方式は該単一コードレートに関連付けられている変調方式のセットから選択される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式は、前記システムによってサポートされる複数のレート組み合わせから選択されたレート組み合わせのためのものである請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コントローラは、単一の受信機から前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を受信するように機能する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記複数のデータストリームの信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を判別し、該ＳＮＲ推定に基づいて前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択するように機能する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記複数のデータストリームの各々を個別に符号化および変調するように機能する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記複数のデータストリームを一緒に符号化し、前記複数のデータストリームの各々を個別に変調するように機能する請求項１に記載の装置。
【請求項８】
多入力多出力伝送（ＭＩＭＯ）チャネルにおける複数の空間チャネルを介する伝送のために前記複数のデータストリームを空間的に処理するように機能する第２のプロセッサをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項９】
複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるための単一コードレートおよび複数の変調方式の選択を取得することと、
該単一コードレートに従って該複数のデータストリームを符号化することと、
該複数の変調方式に従って該複数のデータストリームを変調することとを備える、通信システムにおいてデータを送信する方法。
【請求項１０】
多入力多出力伝送（ＭＩＭＯ）チャネルにおける複数の空間チャネルを介する伝送のために前記複数のデータストリームを空間的に処理することをさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるための単一コードレートおよび複数の変調方式の選択を取得するための手段と、
該単一コードレートに従って該複数のデータストリームを符号化するための手段と、
該複数の変調方式に従って該複数のデータストリームを変調するための手段とを備える装置。
【請求項１２】
多入力多出力伝送（ＭＩＭＯ）チャネルにおける複数の空間チャネルを介する伝送のために前記複数のデータストリームを空間的に処理するための手段をさらに備える請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるためのチャネル推定を判別するように機能するプロセッサと、
該チャネル推定に基づいて該複数のデータストリームの単一コードレートおよび複数の変調方式を選択するように機能するコントローラとを備える装置。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記システムによってサポートされる複数のコードレートから１つのコードレートを選択し、該１つのコードレートを前記複数のデータストリームの前記単一コードレートとして供給するように機能する請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数のコードレートの各々は変調方式のそれぞれのセットに関連付けられ、前記コントローラは前記単一コードレートに関連付けられている変調方式の該セットから前記複数のデータストリームの各々に変調方式を選択するように機能する請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記コントローラは、前記データストリームの負ではないＳＮＲマージンを達成するために前記複数のデータストリームの各々に変調方式を選択するように機能する請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記チャネル推定は信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記コントローラは、少なくとも１つのデータストリームが負のＳＮＲマージンを有し、前記複数のデータストリームが負ではない合計ＳＮＲマージンを有するように前記複数のデータストリームに前記複数の変調方式を選択するように機能する請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記コントローラは、前記少なくとも１つのデータストリームの各々があらかじめ定められた値の範囲内にあるために負のＳＮＲマージンを制限するように機能する請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記あらかじめ定められた値は、前記複数のデータストリームに選択された前記単一コードレートによって決定される請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記あらかじめ定められた値は、前記複数のデータストリームに選択された前記単一コードレート、前記複数のデータストリームの各々の索引、各データストリームに選択された変調、送信されるデータストリームの数、またはそれらの組み合わせによって決定される請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記チャネル推定は信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記コントローラは、複数のコードレートの各々の総スループットおよび合計ＳＮＲマージンを判別して、前記複数のコードレートから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するコードレートを選択し、該選択されたコードレートを前記複数のデータストリームの前記単一コードレートとして供給するように機能する請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記コントローラは、前記最高総スループットを有する複数のコードレートから最低のコードレートを選択するように機能する請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記チャネル推定は信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記コントローラは、複数のストリーム組み合わせの各々の複数のコードレートの各々の総スループットおよび合計ＳＮＲマージンを判別して、該複数のコードレートおよび該複数のストリーム組み合わせから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するコードレートおよびストリーム組み合わせを選択し、該選択されたコードレートを前記単一コードレートとして供給するように機能し、各ストリーム組み合わせはさまざまな数のデータストリームに対応し、該複数のデータストリームは該選択されたストリーム組み合わせのためのものである請求項１３に記載の装置。
【請求項２４】
前記コントローラは、前記最高総スループットを有する複数のストリーム組み合わせから最少のデータストリームを備えるストリーム組み合わせを選択するように機能する請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記コントローラは、前記システムによってサポートされる複数のレート組み合わせから１つのレート組み合わせを選択し、該選択されたレート組み合わせから前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を取得するように機能する請求項１３に記載の装置。
【請求項２６】
前記チャネル推定は信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記コントローラは、複数のレート組み合わせの各々の合計ＳＮＲマージンを判別して、該複数のレート組み合わせから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するレート組み合わせを選択し、該選択されたレート組み合わせから前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を取得するように機能し、各レート組み合わせは、特定数のデータストリーム、すべての前記データストリームの特定のコードレート、前記データストリームの各々の特定の変調方式、およびすべての前記データストリームの特定の総スループットに関連付けられる請求項１３に記載の装置。
【請求項２７】
前記コントローラは、前記最高総スループットを有する複数のレート組み合わせから最少のデータストリームを備えるレート組み合わせを選択するように機能する請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記コントローラは、前記最高総スループットを有する複数のレート組み合わせから最大の合計ＳＮＲマージンを備えるレート組み合わせを選択するように機能する請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記複数のレート組み合わせの各々に１つのデータストリームの必要ＳＮＲによって判別される順序で配置された前記複数のレート組み合わせのルックアップテーブルを格納するように構成されたメモリをさらに備え、前記コントローラは該ルックアップテーブルに基づいて前記レート組み合わせを選択するように機能する請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記チャネル推定は信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記プロセッサは、前記複数のデータストリームの各々の複数の周波数サブバンドの受信ＳＮＲを判別し、該データストリームの該受信ＳＮＲに基づいて各データストリームのＳＮＲ推定を判別するように機能する請求項１３に記載の装置。
【請求項３１】
複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるためのチャネル推定を判別することと、
該チャネル推定に基づいて該複数のデータストリームの単一コードレートおよび複数の変調方式を選択することとを備える、通信システムにおいてレート選択を行う方法。
【請求項３２】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択することは、
前記データストリームの負ではないＳＮＲマージンを達成するために前記複数のデータストリームの各々に変調方式を選択することを備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択することは、
少なくとも１つのデータストリームが負のＳＮＲマージンを有し、前記複数のデータストリームが負ではない合計ＳＮＲマージンを有するように前記複数のデータストリームに前記複数の変調方式を選択することを備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択することは、
複数のコードレートの各々の総スループットおよび合計ＳＮＲマージンを判別することと、
前記複数のコードレートから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するコードレートを選択することであって、前記単一コードレートは該選択されたコードレートであることとを備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択することは、
複数のストリーム組み合わせの各々の複数のコードレートの各々の総スループットおよび合計ＳＮＲマージンを判別することであって、各ストリーム組み合わせはさまざまな数のデータストリームに対応することと、
前記複数のコードレートおよび前記複数のストリーム組み合わせから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するコードレートとストリームの組み合わせを選択することであって、前記単一コードレートは該選択されたコードレートであり、前記複数のデータストリームは該選択されたストリーム組み合わせのためのものであることとを備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択することは、
複数のレート組み合わせの各々の合計ＳＮＲマージンを判別することであって、各レート組み合わせは送信する特定数のデータストリーム、すべての前記データストリームの特定のコードレート、前記データストリームの各々の特定の変調方式、およびすべての前記データストリームの特定の総スループットに関連付けられることと、
前記複数のレート組み合わせから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するレート組み合わせを選択することであって、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式は該選択されたレート組み合わせのためのものであることとを備える請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるためのチャネル推定を判別するための手段と、
該チャネル推定に基づいて該複数のデータストリームの単一コードレートおよび複数の変調方式を選択するための手段とを備える装置。
【請求項３８】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択するための手段は、
前記データストリームの負ではないＳＮＲマージンを達成するために前記複数のデータストリームの各々に変調方式を選択するための手段を備える請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択するための手段は、
少なくとも１つのデータストリームが負のＳＮＲマージンを有し、前記複数のデータストリームが負ではない合計ＳＮＲマージンを有するように前記複数のデータストリームに前記複数の変調方式を選択するための手段を備える請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択するための手段は、
複数のコードレートの各々の総スループットおよび合計ＳＮＲマージンを判別するための手段と、
前記複数のコードレートから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するコードレートを選択するための手段であって、前記単一コードレートは該選択されたコードレートである手段とを備える請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択するための手段は、
複数のストリーム組み合わせの各々の複数のコードレートの各々の総スループットおよび合計ＳＮＲマージンを判別するための手段であって、各ストリーム組み合わせはさまざまな数のデータストリームに対応する手段と、
前記複数のコードレートおよび前記複数のストリーム組み合わせから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するコードレートとストリームの組み合わせを選択するための手段であって、前記単一コードレートは該選択されたコードレートであり、前記複数のデータストリームは該選択されたストリーム組み合わせのためのものである手段とを備える請求項３７に記載の装置。
【請求項４２】
前記チャネル推定は、信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）推定を備え、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式を選択するための手段は、
複数のレート組み合わせの各々の合計ＳＮＲマージンを判別するための手段であって、各レート組み合わせは特定数のデータストリーム、すべての前記データストリームの特定のコードレート、前記データストリームの各々の特定の変調方式、およびすべての前記データストリームの特定の総スループットに関連付けられる手段と、
前記複数のレート組み合わせから最高総スループットおよび負ではない合計ＳＮＲマージンを有するレート組み合わせを選択するための手段であって、前記単一コードレートおよび前記複数の変調方式は該選択されたレート組み合わせのためのものである手段とを備える請求項３７に記載の装置。
【請求項４３】
複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるためのチャネル推定を判別するように機能し、
該チャネル推定に基づいて該複数のデータストリームの単一コードレートおよび複数の変調方式を選択するように機能する命令を格納するプロセッサ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に通信に関し、詳細には通信システムにおいて複数のデータストリームを送信する技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムにおいて、送信機は、複数の伝送チャネルを介して複数のデータストリームを受信機に送信することができる。送信機は通常、劣化チャネル条件に対処するため、送信に先立ってストリームごとにデータを符号化して変調（またはシンボルマップ）する。受信機は、送信機によって送信されたデータを回復するために、相補的復調および復号化を行う。送信機によって行われる符号化および変調は、データ伝送のパフォーマンスに大きな影響を与える。
【０００３】
レート選択とは、目標パケット誤り率（ＰＥＲ）によって量子化されうる指定レベルのパフォーマンスを達成するために、各データストリームに適切な符号化および変調方式を選択することである。伝送チャネルはさまざまなチャネル条件（たとえば、さまざまなフェージング、マルチパス、および干渉効果）の影響を受けることがあり、さまざまな信号対雑音干渉比（ＳＮＲ）を達成することがあるため、レート選択は困難である。伝送チャネルのＳＮＲはその送信能力を決定するが、これは通常伝送チャネル上で確実に送信されうる特定のデータ転送速度によって量子化される。ＳＮＲが伝送チャネルごとに異なる場合、サポートされるデータ転送速度もまたチャネルごとに異なっている。さらに、チャネル条件が時間とともに変化する場合、伝送チャネルによってサポートされるデータ転送速度もまた時間とともに変化する。
【０００４】
したがって、良好なパフォーマンスを達成してレート選択を簡略化するような方法で複数のデータストリームの符号化および変調を行う技法が当技術分野において必要とされる。
【特許文献１】米国特許仮出願第６０／６９１，４６１号
【発明の開示】
【０００５】
概要
単一のコードレートおよびさまざまな変調方式を使用して、複数のデータストリームを単一の受信機に送信する技法が、本明細書において説明される。これらの技法は、符号化および復号化を簡略化することができ、レート選択の簡略化および／または送信するレート情報の量の軽減をはかることができ、パフォーマンスを向上させることができる。
【０００６】
本開示の実施形態によれば、コントローラおよびプロセッサを含む装置が説明される。コントローラは、複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるための単一コードレートおよび複数の変調方式の選択を取得する。プロセッサは、単一コードレートに従って複数のデータストリームを符号化し、複数の変調方式に従って複数のデータストリームを変調する。
【０００７】
もう１つの実施形態によれば、プロセッサおよびコントローラを含む装置が説明される。プロセッサは、複数のデータストリームが単一の受信機に送信されるためのチャネル推定を判別する。コントローラは、チャネル推定に基づいて、複数のデータストリームに単一コードレートおよび複数の変調方式を選択する。
【０００８】
本開示のさまざまな態様および実施形態が、以下で詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
米国特許法第１１９条３５項による優先権の主張
本特許出願は、その内容を参照によって本明細書に明示的に援用する、譲受人に譲渡された、「Ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｄａｔａ  Ｓｔｒｅａｍｓ  ｉｎ  ａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題する２００５年６月１６日に出願した米国特許仮出願第６０／６９１，４６１号明細書の優先権を主張するものである。
【００１０】
本明細書において「ｅｘｅｍｐｌａｒｙ（例示的）」という用語は、「例、事例、または実例としての役割を果たす」ことを意味する。本明細書において「例示的」として説明される実施形態は、必ずしも、他の実施形態よりも好ましいかまたは有利であると解釈されるべきではない。
【００１１】
本明細書において説明されるデータ伝送およびレート選択の技法は、複数の伝送チャネルを備えるさまざまな多重チャネル通信システムに使用されうる。たとえば、これらの技法は、多入力多出力伝送（ＭＩＭＯ）システム、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システム、ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯシステム（ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムと呼ばれる）、時分割多重（ＴＤＭ）システム、周波数分割多重（ＦＤＭ）システム、符号分割多重（ＣＤＭ）システムなどに使用されうる。
【００１２】
ＭＩＭＯシステムでは、データ伝送のために、送信機において複数の（Ｔ）送信アンテナ、および受信機において複数の（Ｒ）受信アンテナを採用する。Ｔ個の送信アンテナおよびＲ個の受信アンテナによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、Ｓ個の空間チャネルに分解されうる（ここで、Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝）。Ｓ個の伝送チャネルは、Ｓ個の空間チャネルで形成されうる。
【００１３】
ＯＦＤＭシステムでは、システム帯域幅全体を複数（Ｋ）の直交サブバンドに分割するが、これらはトーン、副搬送波、ビン、および周波数チャネルとも呼ばれる。各サブバンドは、データで変調されうるそれぞれの搬送波に関連付けられる。最大Ｋ個の伝送チャネルは、Ｋ個のサブバンドで形成されうる。ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムでは、Ｋ個のサブバンドの各々にＳ個の空間チャネルを有する。最大Ｓ・Ｋ個の伝送チャネルは、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいてＫ個のサブバンドの空間チャネルで形成されうる。
【００１４】
一般に、複数の伝送チャネルは、空間、周波数、時間、および／または符号の領域において形成されうる。たとえば、複数の伝送チャネルは、ＭＩＭＯシステムのさまざまな空間チャネル、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのさまざまな広帯域空間チャネル、ＯＦＤＭまたはＦＤＭシステムのさまざまなサブバンド、ＴＤＭシステムのさまざまなタイムスロット、ＣＤＭシステムのさまざまな符号チャネルなどに対応することができる。伝送チャネルはまた、物理チャネル、トラヒックチャネル、データチャネル、並列チャネル、またはその他の用語でも呼ばれることがある。明確を期すために、以下の説明の一部はＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム向けのものである。
【００１５】
図１は、１つの実施形態による多重チャネル通信システム１００における送信機１１０および受信機１５０のブロック図を示す。送信機１１０において、ＴＸデータプロセッサ１２０はトラヒック／パケットデータを受信し、メインコントローラ１４０からのＭ個のレートに従ってトラヒックデータを処理し（たとえば、符号化、インターリーブ、およびシンボルマップを行う）、データシンボルのＭ個のストリームを生成する。ここで、Ｍ＞１である。本明細書において使用されるように、データシンボルはトラヒックデータの変調シンボルであり、パイロットシンボルはパイロット（送信機および受信機によって演繹的に認識されるデータ）の変調シンボルであり、変調シンボルは変調方式（たとえば、ＰＳＫまたはＱＡＭ）の信号群の点に対する複合値であり、伝送シンボルは１シンボル周期で１つのサブバンドで１つの送信アンテナから送信されるシンボルであり、シンボルは複合値である。ＴＸ空間プロセッサ１３０は、Ｍ個のデータシンボルストリームをパイロットシンボルで多重化し、データおよびパイロットシンボルに空間処理を行い（たとえば以下で説明される、固有ステアリング、ステアリングなし、または空間拡散）、送信シンボルのＴ個のストリームを供給する。ここで、Ｔ≧Ｍである。Ｍ個のデータシンボルストリームは、Ｍ個のデータストリームのためのものである。Ｔ個の伝送シンボルストリームは、Ｍ個のデータストリームがＭ個の伝送チャネルで送信されるように生成される。
【００１６】
送信機ユニット（ＴＭＴＲ）１３２は、Ｔ個の伝送シンボルストリーム（たとえば、ＯＦＤＭの場合）を処理し、Ｔ個の変調済み信号を生成するが、この信号はＴ個のアンテナから第１の通信リンク１４８を介して伝送される。通信リンク１４８は、変調済み信号をチャネル応答で歪ませて、さらに変調済み信号を付加白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）および場合によっては他の送信機からの干渉で劣化させる。
【００１７】
受信機１５０において、Ｒ個のアンテナは送信された信号を受信し、Ｒ個の受信された信号を受信機ユニット（ＲＣＶＲ）１６０に供給する。受信機ユニット１６０は、Ｒ個の受信信号を調整してデジタル化し、さらに送信機ユニット１３２によって行われた処理に補完的な方法でサンプルを処理する。受信機ユニット１６０は、受信したパイロットシンボルをチャネル推定器／プロセッサ１７２に供給し、受信データシンボルのＲ個のストリームを受信（ＲＸ）空間プロセッサ１７０に供給する。チャネル推定器１７２は、通信リンク１４８のチャネル推定を導き出し、チャネル推定をＲＸ空間プロセッサ１７０に供給する。ＲＸ空間プロセッサ１７０は、（たとえば、以下に説明される完全ＣＳＩ、ＣＣＭＩ、またはＭＭＳＥ技法を使用して）チャネル推定によりＲ個の受信データシンボルストリームに受信機空間処理を行い、送信機１１０によって送信されたＭ個のデータシンボルストリームの推定である、Ｍ個の検出済みシンボルストリームを供給する。ＲＸデータプロセッサ１８０は、これらのストリームに選択されたＭ個のレートに従って、Ｍ個の検出済みシンボルストリームを処理し（たとえば、シンボルマップ解除、デインターリーブ、および復号化）、送信機１１０によって送信されるトラヒックデータの推定である復号データを供給する。ＲＸデータプロセッサ１８０はさらに、復号結果（たとえば、各パケットの状況）をレートセレクタ／コントローラ１８２に供給することができる。
【００１８】
メインコントローラ１４０および１９０はそれぞれ、送信機１１０および受信機１５０においてさまざまな処理装置の動作を制御する。メモリユニット１４２および１９２はそれぞれ、コントローラ１４０および１９０によって使用されるデータおよびプログラムコードを格納する。
【００１９】
レート選択／レート制御のために、チャネル推定器１７２は、受信したパイロットシンボルおよび場合によっては検出したデータシンボルを処理して、たとえばＳＮＲ推定など、伝送チャネルのチャネル推定を導き出すことができる。レートセレクタ１８２は、ＣＨＡＮＮＥＬ推定と復号結果を受信し、Ｍ個のすべてのデータストリームの単一コードレートと各データストリームの変調方式を選択して、Ｍ個のデータストリームのＭ個のレートをコントローラ１９０に供給する。各データストリームのレートは、そのデータストリームに使用するコードレートおよび変調方式を示す。
【００２０】
コントローラ１９０は、レート情報（たとえば、Ｍ個のレート）および場合によってはその他の情報（たとえば、正しく復号化されたパケットの肯定応答（ＡＣＫ））を、第２の通信リンク１５２を介して送信機１１０に送信する。送信機１１０のコントローラ１４０は、レート情報を受信して、Ｍ個のレートをＴＸデータプロセッサ１２０に供給する。図１は、受信機１５０によって行われるレート選択を示す。一般に、レート選択は、受信機１５０または送信機１１０によって、あるいはその両方によって行われうる。
【００２１】
１つの態様において、単一コードレートがＭ個のすべてのデータストリームに選択され、異なる変調方式が各データストリームに選択されてもよい。したがって、Ｍ個のデータストリームのＭ個のレートは同じコードレートを有し、同一の変調方式または異なる変調方式を有することができる。すべてのデータストリームに単一コードレートを使用することで、送信機における符号化と受信機における復号化を簡略化することができ、レート選択の簡略化および／またはレートフィードバック量の軽減をはかることができ、データストリームのパフォーマンスを向上させることができる。
【００２２】
システムはコードレートのセットをサポートすることができる。各コードレートは、特定の符号化方式および特定の冗長量に関連付けられうる。サポートされるコードレートは、（１）さまざまな符号化方式、または（２）同じ符号化方式であるが異なるパンクチャレートに関連付けられうる。符号化方式は、畳込み符号、ターボ符号、ブロック符号、その他のコード、またはその組み合わせを備えることができる。
【００２３】
表１は、システムによってサポートされる例示的なレートのセットを示す。サポートされる各レートは、特定のデータ転送速度、特定のコードレート、特定の変調方式、および望ましいパフォーマンスのレベルを達成するために必要な特定の最小ＳＮＲに関連付けられる。データ転送速度は、変調シンボルあたりの情報ビット数（ｂｉｔｓ／ｓｙｍ）で与えられうる。望ましいパフォーマンスのレベルは、たとえば、フェージングが生じないＡＷＧＮチャネルに対して１％ＰＥＲなど、目標ＰＥＲによって量子化されてもよい。各レートに必要なＳＮＲは、コンピュータシミュレーション、経験的測定、計算、および／または他の手段を介して、特定のシステム設計（たとえば、そのレートに使用される特定のコードレート、インターリーブ方式、および変調方式）とＡＷＧＮチャネルに対して取得されうる。
【００２４】
表１に示される例の場合、１／４、１／２、３／４、および７／８の４つのコードレートがサポートされる。ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ、および２５６−ＱＡＭの変調方式は、１／４、１／２、および３／４のコードレートで使用されうる。ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ、および２５６−ＱＡＭの変調方式は、７／８のコードレートで使用されうる。したがって、特定のレート（またはコードレートおよび変調のペア）のみが許容される。一般に、システムは、コードレート７／１２、５／８、５／６など表１には示されていないコードレートを含む任意のコードレートのセットをサポートすることができる。さらに、システムは、任意の変調方式のセットが各々のコードレートと共に使用できるようにすることができる。表１はまた、一部のレートの必要ＳＮＲも示す。
【表１】
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【００２５】
図２は、１つの実施形態による単一コードレートおよびさまざまな変調方式を使用して単一の受信機に複数（Ｍ）のデータストリームを送信するプロセス２００を示す。単一コードレートがＭ個のすべてのデータストリームに選択され、たとえばＳＮＲ推定など、これらのデータストリームのチャネル推定に基づいて、変調方式が各データストリームに選択される（ブロック２１０）。データストリームの推定は、以下に説明されるように、送信されるデータストリームの数、受信機によって使用される受信機空間処理技法などに依存する。レート選択は、以下で説明されるようにさまざまな方法で行われうる。
【００２６】
ブロック２１０においてレート選択は受信機によって行われ、図１に示されるように、選択されたレートは送信機に送り返される。代替として、レート選択は、受信機から／に対して取得された情報に基づいて送信機によって行われてもよい。たとえば、時分割二重（ＴＤＤ）システムにおいて、送信機から受信機への送信リンク、および受信機から送信機への受信リンクは、相互に逆であると仮定されうる。この場合、送信機は、受信機から受信したパイロットに基づいて受信リンクのチャネル推定（たとえばＳＮＲ推定など）を導き出すことができる。次いで送信機は、受信リンクの推定、および差（たとえば２つのリンクのＳＮＲの差など）を示す非対称パラメータに基づいて、送信リンクの推定を導き出すことができる。次いで送信機は、送信リンクの推定に基づいてデータストリームのレートを選択することができる。送信機および受信機はまた、一緒にレート選択を行うこともできる。
【００２７】
レート選択が行われる方法にはかかわりなく、送信機は、データストリームに選択されたレートを取得する。次いで送信機は、それらのデータストリームに選択された単一コードレートに従って、すべてのデータストリームのトラヒックデータを符号化する（ブロック２１２）。次いで送信機は、そらのストリームに選択された変調方式に従って、各データストリームの符号化データを変調（またはシンボルマップ）する（ブロック２１４）。送信機はさらに、（たとえば、空間伝送、ＯＦＤＭなどの場合）データストリームを処理し、これらのデータストリームを複数の伝送チャネルで送信する（ブロック２１６）。
【００２８】
ブロック２１０においてレート選択は、データ送信の開始時、各フレームまたはタイムスロット、指定された時間、などで行われうる。データストリームの符号化および変調は、それらのデータストリームに新しいレートが選択されるごとに調整される。
【００２９】
さまざまな数のデータストリーム（たとえば、１、２、３、またはそれ以上のデータストリームなど）が、同時に送信されうる。データストリームは、相互に干渉することもある（たとえば、それらのデータストリームがＭＩＭＯチャネルの複数空間チャネルで送信される場合など）。最高の総スループットは、チャネル条件およびそれらのデータストリーム間の干渉の量に応じて、最大数のデータストリームまたは場合によってはより少ないデータストリームを送信することによって達成されうる。
【００３０】
図３は、１つの実施形態による独立したストリームあたりのレートでシステムのデータストリームのレートを選択するプロセス２１０ａを示す。プロセス２１０ａは、図２のブロック２１０の実施形態である。プロセス２１０ａは、さまざまな数のデータストリームおよびさまざまなコードレートを評価して、最高の総スループットを提供しチャネル条件によってサポートされるデータストリームの数およびコードレートを選択する。さまざまな数のデータストリームの各々は、ストリーム組み合わせまたはストリーム仮説とも呼ばれる。評価するストリーム組み合わせの数は通常、データ伝送に使用可能な伝送チャネルの数に依存する。たとえば、Ｓ個の空間チャネルを備えるＭＩＭＯシステムにおいて、１、２、．．．、およびＳデータストリームに対するＳ個のストリーム組み合わせが評価されうる。評価するコードレートは、表１に示される例の１／４、１／２、３／４、および７／８のコードレートであってもよい。
【００３１】
最初、現在の最高総スループットを格納するために使用される変数ｍａｘｏｔｐは、ゼロに初期化される、つまりｍａｘｏｔｐ＝０である（ブロック３１０）。送信するデータストリームの数を示すために使用される変数Ｍは、１に初期化される、つまりＭ＝１である（ブロック３１０）。
【００３２】
ループ３２０は、このループの最初の繰り返しに最小のデータストリーム数（つまりＭ＝１）から開始して、１度に１つずつストリーム組み合わせを評価する。Ｍ個のデータストリームによるストリーム組み合わせは、評価のために選択される（ブロック３２２）。このストリーム組み合わせの場合、ＳＮＲ推定は、Ｍ個のデータストリームがＭ個の伝送チャネルで送信されるであろうという仮定のもとに、データストリームごとに判別される（ブロック３２４）。ＳＮＲ推定は、以下に説明される。
【００３３】
ループ３３０は、たとえば、このループの最初の繰り返しに最小のコードレートから開始して、１度に１つずつコードレートを評価する。コードレートは、評価のために選択される（ブロック３３２）。現在のコードレートに対して、変調方式は、そのデータストリームのＳＮＲ推定および場合によっては他のデータストリームのＳＮＲ推定に基づいてＭ個のデータストリームの各々に選択される（ブロック３３４）。たとえば、各データストリームのＳＮＲ推定は、現在のコードレートに許容される各変調方式の必要ＳＮＲと比較され、ＳＮＲと等しいかまたはそれよりも小さい必要ＳＮＲを備える最高位変調方式が、そのデータストリームに選択されてもよい。Ｍ個のデータストリームの変調方式を選択するその他の方式は、以下に説明される。
【００３４】
Ｍ個のデータストリームの変調方式を選択した後、各データストリームのデータ転送速度は、そのデータストリームに選択された変調方式および現在のコードレートに基づいて判別されうる。次いで現在のコードレートの総スループットは、Ｍ個のデータストリームのデータレートの合計として計算される（ブロック３３６）。ブロック３３８で判別されるように、この総スループットが現在のｍａｘｏｔｐよりも大きい場合、ｍａｘｏｔｐはこの総スループットで更新され、現在のストリーム組み合わせ、現在のコードレート、およびＭ個のデータストリームの変調方式は保存される（ブロック３４０）。
【００３５】
次いで、すべてのコードレートが評価されたかどうかについて判別が行われる（ブロック３４２）。回答が「ＮＯ」である場合、プロセスは、たとえば次に高いコードレートなど、別のコードレートを評価するブロック３３２に戻る。それ以外の場合、現在のストリームの組み合わせに対してすべてのコードレートが評価されていれば、すべてのストリーム組み合わせが評価されたかどうかについて判別が行われる（ブロック３４４）。回答が「ＮＯ」である場合、変数Ｍは、Ｍ＝Ｍ＋１のように増分され（ブロック３４６）、プロセスは、別のストリーム組み合わせを評価するブロック３２２に戻る。それ以外の場合、すべてのストリーム組み合わせが評価されていれば、最高の総スループットを備えるストリーム組み合わせ、コードレート、および変調方式が使用されるように供給される（ブロック３４８）。
【００３６】
所定のストリーム組み合わせに対する複数のコードレートは、同じ最高の総スループットを有することができる。この場合、これらの複数のコードレートから（最低コードレートである）最も堅固なコードレートが選択されうる。これは、（１）最低コードレートから開始して順次コードレートを評価すること、および（２）図３に示されるように総スループットがより高い場合に限り、より高いコードレートを保存することにより達成されうる。
【００３７】
複数のストリーム組み合わせはまた、同じ最高総スループットを有することができる。１つの実施形態において、複数のストリーム組み合わせが同じ最高総スループットを有するときに、最小のデータストリーム数を備えるストリーム組み合わせが選択される。これは、（１）最小データストリームを有するストリーム組み合わせから開始して順次ストリーム組み合わせを評価すること、および（２）図３に示されるように総スループットがより高い場合に限り、ストリーム組み合わせを保存することにより達成されうる。
【００３８】
もう１つの実施形態において、複数のストリーム組み合わせが同じ最高総スループットを有するときに、最大の合計ＳＮＲマージンを備えるストリーム組み合わせが選択される。各データストリームｍのＳＮＲマージンは、以下のように表されうる。
【数１】
2008547284.tif 000004
【００３９】
ここで、Ｒｍは、データストリームｍに選択されたレートであり、
ＳＮＲｅｓｔ（ｍ）は、データストリームｍのＳＮＲ推定であり、
ＳＮＲｒｅｑ（Ｒｍ）は、レートＲｍの必要ＳＮＲであり、
ＳＮＲｍａｒｇｉｎ（ｍ）は、データストリームｍのＳＮＲマージンである。
【００４０】
ＳＮＲｅｓｔ（ｍ）、ＳＮＲｒｅｑ（Ｒｍ）、およびＳＮＲｍａｒｇｉｎ（ｍ）は、デシベル（ｄＢ）の単位で与えられる。Ｍ個のすべてのデータストリームの合計ＳＮＲマージンは、以下のように表されうる。
【数２】
2008547284.tif 000005
【００４１】
さらにもう１つの実施形態において、複数のストリーム組み合わせが同じ最高総スループットを有するときに、より多いデータストリームを備えるストリーム組み合わせの合計ＳＮＲマージンが、より少ないデータストリームを備える別のストリーム組み合わせの合計ＳＮＲマージンをあらかじめ定められた量（Δｍａｒｇｉｎと表される）だけ超える場合、より多いデータストリームを備えるストリーム組み合わせが選択される。一般に、複数のストリーム組み合わせが同じ最高総スループットを有するとき、これらのストリーム間の漏話を軽減するため、および送信機と受信機における処理を簡略化するために、より少ないデータストリームを備えるストリーム組み合わせが選択されうる。しかし、パフォーマンスの改善（より高い総スループット、より高い合計ＳＮＲマージン、など）が達成されうる場合は、より多くのデータストリームを備えるストリーム組み合わせが選択されてもよい。
【００４２】
一般に、複数のストリーム組み合わせが同じ最高総スループットを有するとき、前述の実施形態／基準（コードレート、ストリーム数、ＳＮＲマージンなど）のいずれか、任意の組み合わせ、またはそのすべてが、１つのストリーム組み合わせを選択するために使用されうる。たとえば、複数のストリーム組み合わせが同じ最高総スループットを有する場合、（１）最小のストリーム数を備えるストリーム組み合わせが選択されうる、次いで（２）それらの選択されたストリーム組み合わせから、たとえば最低ストリームの最高ＳＮＲマージンを備えるストリーム組み合わせが選択されうる、次いで（３）それらの選択されたストリーム組み合わせから、最も堅固なコードレートを備えるストリーム組み合わせが選択されうる、というように、最後の１つのストリーム組み合わせが選択されるまで続けられる。
【００４３】
図３に示される、レート選択の１つの実施形態において、変調方式は、各々のデータストリームのＳＮＲ推定にのみ基づいて、データストリームごとに別個に選択される。この実施形態は、たとえば、システムがストリームごとの単独のレート選択を許容し、各データストリームが別個に符号化される場合（以下で説明される）に使用されうる。各データストリームに正のＳＮＲマージンを備える変調方式を選択することは、各データストリームが確実に受信されうることを保証する。
【００４４】
レート選択のもう１つの実施形態において、Ｍ個のデータストリームの変調方式は、マージン共用により選択される。この実施形態は、たとえば、システムがストリームごとの単独のレート選択を許容し、データストリームが一緒に符号化される場合（以下で説明される）に使用されうる。この実施形態において、変調方式は最初に、前述のようにデータストリームのＳＮＲ推定に基づいて、データストリームごとに選択される。各データストリームのＳＮＲマージンは、式（１）に示されるように判別される。次いで、Ｍ個のすべてのデータストリームの合計ＳＮＲマージンは、式（２）に示されるように計算される。合計ＳＮＲマージンは、可能な場合、より高位の変調方式が１つまたは複数のデータストリームの各々に選択されうるように、１つまたは複数のデータストリームに分散される。
【００４５】
合計ＳＮＲマージンの分散は、さまざまな方法で行われうる。マージン共用の第１の方式において、Ｍ個のデータストリームは、そのＳＮＲ推定に基づいて最高のＳＮＲ推定から最低のＳＮＲ推定へと降順にソートされる。次いで、ソートされたデータストリームは、最高のＳＮＲ推定を有するデータストリームを始めとして、可能なプロモーションについて１度に１つずつ選択される。プロモートＳＮＲは、次の高位の変調方式（ある場合）の必要ＳＮＲと、このデータストリームに最初に選択された変調方式の必要ＳＮＲとの間の差として選択されたデータストリームについて計算される。プロモートＳＮＲが合計ＳＮＲマージンと等しいかまたはそれよりも小さい場合、選択されたデータストリームは次の高位の変調方式にプロモートされ、合計ＳＮＲマージンは、プロモートＳＮＲだけ減少される。次いで、選択されたデータストリームは次の高位の変調方式を選択するために、十分なＳＮＲマージンを割り当てられる。データストリームがプロモートされなくなるまで、残りの各々のデータストリームに対して同様の処理が繰り返される。
【００４６】
マージン共用の第２の方式において、Ｍ個のデータストリームは、そのＳＮＲ推定に基づいて最低のＳＮＲ推定から最高のＳＮＲ推定へと昇順にソートされる。次いで、ソートされたデータストリームは、最低のＳＮＲ推定を有するデータストリームを始めとして、可能なプロモーションについて１度に１つずつ選択される。
【００４７】
マージン共用の第３の方式において、Ｍ個のデータストリームは、その差分ＳＮＲに基づいて最低の差分ＳＮＲから最高の差分ＳＮＲへと昇順にソートされる。データストリームの差分ＳＮＲは、次の高位の変調方式の必要ＳＮＲと、このデータストリームのＳＮＲ推定との間の差である。次いで、ソートされたデータストリームは、最低の差分ＳＮＲを有するデータストリームを始めとして、可能なプロモーションについて１度に１つずつ選択される。この方式は、プロモーションに最小量のＳＮＲマージンを必要とするデータストリームを最初にプロモートしようと試みるが、それによりパフォーマンスを向上させることができ、より多くのデータストリームがプロモートされるようになる。
【００４８】
マージン共用の第４の方式において、Ｍ個のデータストリームは、そのプロモートＳＮＲに基づいて最低のＳＮＲから最高のＳＮＲへと昇順にソートされる。次いで、ソートされたデータストリームは、最低のプロモートＳＮＲを有するデータストリームを始めとして、可能なプロモーションについて１度に１つずつ選択される。この方式は、最小のプロモートＳＮＲを有するデータストリームを最初にプロモートしようと試みるが、それによりさらに多くのデータストリームがプロモートされるようになる。
【００４９】
マージン共用を行うためのその他の方式も使用されうるが、それは本開示の範囲内にある。一般に、合計ＳＮＲマージンは、さまざまな順序および方法でＭ個のデータストリームに分散されうる。１つの実施形態において、データストリームは、２つ以上高位にある変調方式にプロモートされうる。たとえば、選択されたデータストリームは、可能な限り合計ＳＮＲマージンに基づいてプロモートされうる。もう１つの実施形態において、データストリームに割り当てられうるＳＮＲマージンの量は、あらかじめ定められた値ＳＮＲａｌｌｏ＿ｍａｘの範囲内に制限される。ＳＮＲａｌｌｏ＿ｍａｘは、任意のデータストリームによって認められる負のＳＮＲマージンの量を制限し、そのデータストリームのＳＮＲ推定を過度に上回る必要ＳＮＲを備えるレートでデータストリームが送信されることがないようにする。ＳＮＲａｌｌｏ＿ｍａｘは、すべてのコードレートに対して固定値であってもよい。代替として、ＳＮＲａｌｌｏ＿ｍａｘは、堅固性の低いコードレート（たとえば、コードレート７／８）に対してより小さいＳＮＲａｌｌｏ＿ｍａｘが使用され、堅固性の高いコードレート（たとえば、コードレート１／２）にはより大きいＳＮＲａｌｌｏ＿ｍａｘが使用されうるように、コードレートの関数である変数値であってもよい。
【００５０】
システムは、たとえば、送信機に送り返すレート情報の量を減少させるために、レートの特定の組み合わせのみを許容することができる。システムに許容されるレート組み合わせのセットは、多くの場合、ベクトル量子化レートセットと呼ばれる。表２は、送信機が最大４つのデータストリームを送信することができ、１／４、１／２、および３／４のコードレートが選択されうるシステムの例示的なベクトル量子化レートセットを示す。各レート組み合わせに対して、総スループット（ＯＴＰ）、送信するデータストリームの数（Ｎｕｍ  Ｓｔｒ）、すべてのデータストリームに使用するコードレート、および各データストリームに使用する変調方式が、表２で与えられる。表２において、「Ｂ」はＢＰＳＫを表し、「Ｑ」はＱＰＳＫを表し、「１６」は１６−ＱＡＭを表し、「６４」は６４−ＱＡＭを表し、「２５６」は２５６−ＱＡＭを表す。一例として、１９．５情報ビット／シンボル周期の総スループットを備えるレート組み合わせの場合、４個のデータストリームが送信され、４個のすべてのデータストリームにコードレート３／４が使用され、データストリーム１および２に２５６−ＱＡＭが使用され、データストリーム３に６４ーＱＡＭが使用され、データストリーム４に１６−ＱＡＭが使用される。１つのデータストリームのみを備えるレート組み合わせの場合、表１に示されるレートのすべてまたは一部がサポートされうる。レートセットはまた、たとえば、コードレート７／１２、５／８、５／６、７／８など、他のコードレートを含むように定義することもできる。
【表２】
2008547284.tif 000006
【００５１】
図４は、１つの実施形態によるベクトル量子化レートセットでシステムにおいてデータストリームのレートを選択するプロセス２１０ｂを示す。プロセス２１０ｂは、図２のブロック２１０のもう１つの実施形態である。プロセス２１０ｂは、システムによってサポートされるレートセットに基づいてさまざまなストリーム組み合わせおよびさまざまなコードレートを評価して、最高の総スループットを提供しチャネル条件によってサポートされるレート組み合わせを選択する。
【００５２】
最初に、変数ｍａｘｏｔｐはゼロに初期化され、変数Ｍは１に初期化される（ブロック４１０）。ループ４２０の最初の繰り返しの場合、Ｍ個のデータストリームを備えるストリーム組み合わせが評価のために選択され（ブロック４２２）、ＳＮＲ推定がＭ個のデータストリームごとに判別される（ブロック４２４）。次いで、ループ４３０は、現在のストリーム組み合わせに選択されうる各コードレートに対して１回行われる。
【００５３】
ループ４３０の各々の繰り返しの場合、たとえば、現在のストリーム組み合わせに許容される最低コードレートを始めとして、コードレートが評価のために選択される（ブロック４３２）。現在のコードレートについて、各々の許容されるレート組み合わせの合計ＳＮＲマージンは、Ｍ個のデータストリームＳＮＲ推定に基づいて判別される（ブロック４３４）。Ｍ個のデータストリームとの所定のレート組み合わせに対する合計ＳＮＲマージンは、以下のように判別されうる。レート組み合わせにおける各データストリームｍのＳＮＲマージンは、式（１）に示されるように最初に計算され、ここでＳＮＲｒｅｑ（Ｒｍ）はレート組み合わせによってデータストリームｍに指定されるレートの必要ＳＮＲである。レート組み合わせのデータストリームごとのレートが指定されるので、各データストリームのＳＮＲマージンは正の値または負の値であってもよい。レート組み合わせの任意のデータストリームのＳＮＲマージンがあらかじめ定められた値よりも劣る場合（たとえば、−２ｄＢ）、そのレート組み合わせは廃棄されうる。このあらかじめ定められた値は、固定値であっても、あるいはコードレートの関数である変数値であってもよい。たとえば、堅固性の高いコードレート（たとえば、コードレート１／２）に対してより小さい負の値（たとえば、−３ｄＢ）が使用され、堅固性の低いコードレート（たとえば、コードレート３／４）にはより大きい負の値（たとえば、−１ｄＢ）が使用されうる。次いで、合計ＳＮＲマージンは、Ｍ個のデータストリームのＳＮＲマージンの合計として、式（２）に示されるように計算される。
【００５４】
最高総スループットと負ではない合計ＳＮＲマージンを備えるレート組み合わせが識別される（ブロック４３６）。複数のレート組み合わせが同じスループットを有する場合、これらの複数のレート組み合わせのうち最大の合計ＳＮＲマージンを備えるレート組み合わせが選択される。ブロック４３８において判別されるように、最高総スループットが現在のｍａｘｏｔｐよりも大きい場合、ｍａｘｏｔｐはこの総スループットで更新され、この最高総スループットを備えるレート組み合わせが保存される（ブロック４４０）。
【００５５】
次いで、すべてのコードレートが評価されたかどうかについて判別が行われる（ブロック４４２）。回答が「ＮＯ」である場合、プロセスは、別のコードレートを評価するブロック４３２に戻る。それ以外の場合、現在のストリームの組み合わせに対してすべてのコードレートが評価されていれば、すべてのストリーム組み合わせが評価されたかどうかについて判別が行われる（ブロック４４４）。回答が「ＮＯ」である場合、変数Ｍは、Ｍ＝Ｍ＋１のように増分され（ブロック４４６）、プロセスは、別のストリーム組み合わせを評価するブロック４２２に戻る。それ以外の場合、すべてのストリーム組み合わせが評価されていれば、最高の総スループットを備えるレート組み合わせが使用されるように供給される（ブロック４４８）。
【００５６】
所定のストリーム組み合わせに対する複数のレート組み合わせは、同じ最高総スループットを達成することができ、負ではない合計ＳＮＲマージンを有することができる。この場合、最も堅固なコードレートを備えるレート組み合わせ、または最大の合計ＳＮＲマージンを備えるレート組み合わせが選択されうる。さまざまなストリーム組み合わせに対する複数のレート組み合わせは、同じ最高総スループットを達成することができ、負ではない合計ＳＮＲマージンを有することができる。この場合、最も少ないデータストリームを備えるレート組み合わせ、最大の合計ＳＮＲマージンを備えるレート組み合わせ、より多くのデータストリームを備えるがΔｍａｒｇｉｎだけ合計ＳＮＲマージンよりも大きいレート組み合わせ、または他のレート組み合わせが選択されうる。
【００５７】
ベクトル量子化レートセットによりシステムでレートを選択するもう１つの実施形態において、レートセットは、たとえば指定されたデータストリームの最低必要ＳＮＲから最高必要ＳＮＲへと、指定されたデータストリーム（たとえば最初のデータストリーム）の必要ＳＮＲによって順序付けられる。ＳＮＲｍａｒｇｉｎ＿ｍｉｎの最小ＳＮＲマージンは、指定されたデータストリームに課せられる。レートセットのレート組み合わせは、前述の方式に従い、さらに最初のデータストリームのＳＮＲマージン（必要ＳＮＲから最初のデータストリームの実際のＳＮＲを減じたもの）を最小ＳＮＲマージンと比較することにより、１度に１つずつ評価されうる。データ組み合わせは、最低から最高へと、最初のデータストリームの必要ＳＮＲによって順序付けられているので、ＳＮＲマージンは漸進的に悪化する。したがって、最小ＳＮＲマージンよりも劣るＳＮＲマージンを有する最初のデータストリームを備えるレート組み合わせが発生すると、これらのレート組み合わせの最初のデータストリームは最小ＳＮＲマージンよりも劣るＳＮＲマージンを有することになるので、残りのレート組み合わせは無視されうる。この順序付けにより、評価されるレート組み合わせの数は減少する。次いで、最初のデータストリームのＳＮＲマージンがＳＮＲｍａｒｇｉｎ＿ｍｉｎよりも良好なレート組み合わせのうちの１つが、前述の技法のいずれかを使用して選択されうる。レート組み合わせは、必ずしも最初のデータストリームではなく、任意のデータストリームの必要なＳＮＲによって順序付けられうる。さらに、順序付けは、レートセットのすべてのレート組み合わせにわたって、または各コードレートのレート組み合わせのみに行われうる。
【００５８】
ベクトル量子化レートセットによりシステムでレートを選択するさらにもう１つの実施形態において、合計必要ＳＮＲは、そのレート組み合わせのデータストリームのすべてに指定されたレートの必要ＳＮＲの合計として各レート組み合わせに対して計算される。合計必要ＳＮＲおよびレートセットの各レート組み合わせの総スループットは、ルックアップテーブルに格納されうる。レートの選択のために、合計ＳＮＲ推定は、Ｍ個のすべてのデータストリームのＳＮＲ推定の合計として計算される。次いで、最高総スループットと合計ＳＮＲ推定よりも小さいかまたはこれと等しい合計必要ＳＮＲを備えるレート組み合わせが選択される。この実施形態は、各データストリームに割り当てられうるＳＮＲマージンの量を制限することはない。
【００５９】
ストリームあたりの独立レートを備えるシステム、およびベクトル量子化レートセットを備えるシステムのレート選択を行う例示的な実施形態が、上記で説明された。レート選択はまた、マージン共有を伴うか、または伴わない他の方法でも行われうる。
【００６０】
図５は、１つの実施形態による送信機１１０におけるＴＸデータプロセッサ１２０の実施形態を示すブロック図である。ＴＸデータプロセッサ１２０は、符号器５１０、デマルチプレクサ（Ｄｅｍｕｘ）５２０、およびＭ個のデータストリームのためのＭ組のインターリーバ５２２とシンボルマッピングユニット５２４を含む。符号器５１０は、単一コードレートに従ってトラヒックデータを符号化し、コードビットを生成する。この単一コードレートは、畳込み符号、ターボ符号、低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）符号、巡回冗長検査（ＣＲＣ）符号、ブロック符号など、またはこれらの組み合わせを含むことができる。１つの実施形態において、符号器５１０は、データビットごとに２つのコードビットを生成するレート１／２の２進畳込み符号器を実施する。次いで、パンクチャユニット（図５には示されず）は、単一コードレートを達成するために必要なだけの数のコードビットをパンクチャまたは削除する。デマルチプレクサ５２０は符号器５１０からコードビットを受信し、コードビットをＭ個のストリームに多重分離して、Ｍ個のコードビットストリームをＭ個のインターリーバ５２２ａ〜５２２ｍに供給する。
【００６１】
符号器５１０は、トラヒックデータの各パケットを個別に符号化し、符号化パケットは１つまたは複数のデータストリームで送信されうる。Ｍ個のデータストリームの各々が単独で符号化および変調される場合、符号器５１０はＭ個のデータストリームのパケットを個別に符号化するためにＭ回動作することができ、デマルチプレクサ５２０は各符号化パケットを１つのデータストリームの１つのインターリーバ５２２に供給する。代替として、Ｍ個の別個の符号器は、Ｍ個のデータストリームに使用されうる（図５には示されず）。Ｍ個のデータストリームが一緒に符号化されるが個別に変調される場合、符号器５１０は各パケットを符号化し、デマルチプレクサ５２０は各符号化パケットを複数のサブパケットまたはブロックに分割して、これらのサブパケットを異なるインターリーバ５２２に供給する。いずれにせよ、各インターリーバ５２２は、インターリービング方式に従ってそのストリームのコードビットをインターリーブまたは再配列し、インターリーブされたビットを関連するシンボルマッピングユニット５２４に供給する。各シンボルマッピングユニット５２４は、そのストリームに選択された変調方式に従って、インターリーブされたビットをマップし、データシンボルのストリームを供給する。Ｍ個のシンボルマッピングユニット５２４ａ〜５２４ｍは、Ｍ個のデータシンボルストリームを供給する。
【００６２】
本明細書において説明されるデータ伝送およびレート選択の技法は、さまざまなシステムおよびさまざまな種類の伝送チャネルに使用されうる。周波数選択伝送チャネルｍの周波数応答は、ｋ＝１、．．．、Ｋに対してｈｍ（ｋ）によって与えられ、ここでｈｍ（ｋ）は伝送チャネルｍのサブバンドｋに対する複合チャネル利得である。伝送チャネルｍの各サブバンドｋの受信ＳＮＲであるγｍ（ｋ）は、以下のように表されうる。
【数３】
2008547284.tif 000007
【００６３】
ここでＰｍ（ｋ）は、伝送チャネルｍのサブバンドｋに使用される伝送電力であり、Ｎ０は受信機における雑音分散である。式（３）は、受信ＳＮＲの例示的な式を示す。一般に、受信ＳＮＲの式は、さまざまな係数の項を含むことができる。たとえば、ＭＩＭＯシステムにおいて、受信ＳＮＲは、以下で説明されるように、送信機および受信機によって行われる空間処理に依存している。式（３）における受信ＳＮＲおよび以下の説明における他のＳＮＲ量は、ｄＢの単位で与えられる。
【００６４】
１つのデータストリームは、各伝送チャネルで送信されうる。ＳＮＲ推定は、さまざまな方法で、データストリーム／伝送チャネルごとに導き出されうる。ＳＮＲ推定を導き出す実施形態は、以下に説明される。この実施形態では、各データストリームｍの平均ＳＮＲ、γａｖｇ，ｍは、以下のように計算される。
【数４】
2008547284.tif 000008
【００６５】
各データストリームｍの受信ＳＮＲの分散
【数５】
2008547284.tif 000009
【００６６】
は、以下のように計算されうる。 
【数６】
2008547284.tif 000010
【００６７】
次いで、各データストリームｍのＳＮＲ推定ＳＮＲｅｓｔ（ｍ）は、以下のように計算されうる。
【数７】
2008547284.tif 000011
【００６８】
ここで、γｂｏ，ｍは、データストリームｍのバックオフ係数である。バックオフ係数γｂｏ，ｍは、データストリームにわたる受信ＳＮＲのばらつきを考慮するために使用することができ、たとえば
【数８】
2008547284.tif 000012
【００６９】
（ここでＫｂｏは定数）など、平均ＳＮＲおよびＳＮＲ分散の関数として計算されうる。バックオフ係数はまた、たとえば、データストリームのダイバーシティ順序、データストリームに使用される符号化およびインターリービング方式、パケットサイズなど、その他の係数も考慮することができる。
【００７０】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの場合、送信機と受信機との間のＭＩＭＯチャネルは、Ｋ個のチャネル応答行列の集合Ｈ（ｋ）によって特徴付けられうる（ｋ＝１，．．．，Ｋ）。各チャネル応答行列Ｈ（ｋ）は、Ｒ×Ｔの次元を有し、サブバンドｋに対して各送信アンテナと各受信アンテナの間の複合利得を含む。各行列Ｈ（ｋ）は、Ｓ個の空間チャネルを含む（ここで、Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝）。最大Ｓ個の広帯域空間チャネルがＭＩＭＯチャネルに対して形成されうるが、ここで各広帯域空間チャネルはＫ個のサブバンドの各々に対して１つの空間チャネルを含む。たとえば、各広帯域空間チャネルは、１つの送信アンテナのＫ個のサブバンドに対応することができる。もう１つの例として、各広帯域空間チャネルは、Ｋ個のサブバンドの各々に対して１つの固有モードを含むことができる。各広帯域空間チャネルは、伝送チャネルとして使用されうる。
【００７１】
ＭＩＭＯおよびＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの場合、さまざまな伝送チャネルは、さまざまな空間処理を行う送信機で形成されうる。たとえば、送信機は、固有ステアリング、ステアリングなし、または空間拡散を行うことができる。
【００７２】
固有ステアリングの場合、各サブバンドのチャネル応答行列Ｈ（ｋ）は、以下のように、固有値分解を行うことによって対角行列にされうる。
【数９】
2008547284.tif 000013
【００７３】
ここで、Ｅ（ｋ）は固有ベクトルのユニタリ行列であり、Λ（ｋ）は対角行列であり、「Ｈ」は共役転置を表す。送信機は、Ｅ（ｋ）を使用して各帯域ｋの最大Ｓ個の対角空間チャネル（または固有モード）でデータを伝送する。各サブバンドｋの対角行列Λ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）のＳ個の固有モードに対する電力利得を含む。各サブバンドのチャネル応答行列Ｈ（ｋ）はまた、以下のように、特異値分解を行うことによって対角行列にされうる。
【数１０】
2008547284.tif 000014
【００７４】
ここで、Ｕ（ｋ）は左特異ベクトルのユニタリ行列であり、Ｅ（ｋ）は右特異ベクトルのユニタリ行列であり（固有ベクトルの行列でもある）、Ｕ（ｋ）はＨ（ｋ）のＳ個の固有モードに対するチャネル利得の対角行列である。
【００７５】
ステアリングなしの場合、送信機は、たとえば各送信アンテナから１つのデータストリームを送信するなど、空間処理を行わずにデータを送信する。空間拡散の場合、送信機は、データ伝送が実効チャネルの全体的調和を守るように、サブバンドおよび／またはシンボル周期にわたってさまざまなステアリング行列Ｖ（ｋ）でデータを送信する。
【００７６】
表３は、１つのサブバンドの固有ステアリング（「ｅｓ」）、ステアリングなし（「ｎｓ」）、および空間拡散（「ｓｓ」）に対して送信機によって行われる空間処理を示す。ここで、明確にするためにサブバンド索引ｋは省略されている。ｓは、１シンボル周期に１つのサブバンドで送信される最大Ｓ個のデータシンボルを備えるベクトルである。ｘｘは、モードｘの１シンボル周期に１つのサブバンドのＴ個の伝送アンテナから送信される最大Ｔ個の伝送シンボルを備えるベクトルである（ここで、ｘは「ｅｓ」、「ｎｓ」、または「ｓｓ」になりうる）。Ｈｘは、モードｘのデータベクトルｓによって守られる実効チャネル応答行列である。
【表３】
2008547284.tif 000015
【００７７】
受信機によって取得された受信シンボルは、以下のように表されうる。
【数１１】
2008547284.tif 000016
【００７８】
ここで、ｒｘはモードｘの受信シンボルのベクトルであり、ｎは雑音のベクトルであるが、これは
【数１２】
2008547284.tif 000017
【００７９】
の分散を備えるＡＷＧＮであると仮定されうる。
【００８０】
表４は、データシンボルｓの推定である検出済みシンボル
【数１３】
2008547284.tif 000018
【００８１】
を取得するために受信機によって行われる空間処理を示す。完全チャネル状態情報（ｆｕｌｌ−ＣＳＩ）技法は、固有ステアリングに使用されうる。チャネル相関行列反転（ＣＣＭＩ）および最小２乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技法は、固有ステアリング、ステアリングなし、または空間拡散に使用されうる。各技法において、受信機は、サブバンドの実際または実効チャネル応答行列に基づいて、サブバンドごとに空間フィルタ行列Ｍを導き出す。次いで、受信機は、空間フィルタ行列で受信シンボルに空間照合フィルタリングを行う。
【表４】
2008547284.tif 000019
【００８２】
表４はまた、３つの受信機空間処理技法における伝送チャネルｍの各サブバンドｋの受信ＳＮＲを示す。ｆｕｌｌ−ＣＳＩ技法の場合、λｍ（ｋ）はΛ（ｋ）のｍ番目の対角要素である。ＣＣＭＥ技法の場合、γｍ（ｋ）は
【数１４】
2008547284.tif 000020
【００８３】
のｍ番目の対角要素である。ＭＭＳＥ技法の場合、ｑｍ（ｋ）はＭｍｍｓｅ（ｋ）・Ｈｘ（ｋ）のｍ番目の対角要素である。表４に示されるように、各伝送チャネルの受信ＳＮＲはＭＩＭＯチャネル応答、受信機によって使用される受信機空間処理技法、および伝送チャネルに割り当てられた伝送電力に依存する。合計伝送電力Ｐｔｏｔａｌは通常、送信機で固定されている。各伝送チャネルに割り当てられた伝送電力の量Ｐｍは、たとえばＰｍ＝Ｐｔｏｔａｌ／Ｍのように、送信するデータストリームの数に依存する。各伝送チャネルの受信ＳＮＲは、上記の式（３）〜式（６）で説明されているように、その伝送チャネルのＳＮＲ推定を導き出すために使用されうる。
【００８４】
本明細書に説明されるデータ伝送およびレート選択の技法は、さまざまな手段によって実施されうる。たとえば、これらの技法は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその組み合わせで実施されうる。ハードウェア実施の場合、伝送のためのデータを処理するために使用される処理装置（たとえば、図１および図５のＴＸデータプロセッサ１２０）は、１つまたは複数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）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書に説明される機能を実行するように設計されたその他の電子装置、またはその組み合わせの範囲内で実施されうる。レート選択に使用される処理装置（たとえば、図１のレートセレクタ／コントローラ１８２）は、１つまたは複数のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、プロセッサ、などの範囲内で実施されてもよい。
【００８５】
ソフトウェア実施の場合、本明細書に説明される技法は、本明細書に説明される機能を実行するモジュール（たとえば、手順、関数など）により実施されうる。ソフトウェアコードは、メモリユニット（たとえば、図１のメモリユニット１４２または１９２）に格納され、プロセッサ（たとえば、メインコントローラ１４０または１９０）によって実行されうる。メモリユニットは、プロセッサ内で実施されても、またはプロセッサの外部で実施されてもよいが、いずれの場合も当技術分野で知られているさまざまな手段を介して通信できるようにプロセッサに結合されうる。
【００８６】
開示される実施形態についての前述の説明は、当業者が本開示を実施または使用することができるようにするために提供される。これらの実施形態に対するさまざまな変更は、当業者には容易に明らかとなろう。また、本明細書に定義される一般的な原理は、本開示の精神または範囲を逸脱することなくその他の実施形態に適用されうる。したがって、本開示は、本明細書に示される実施形態に限定されることを意図されていないが、本明細書に開示される原理および新奇な特徴に合致する最も広い範囲を許容されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】１つの実施形態による多重チャネル通信システムにおける送信機および受信機を示すブロック図である。
【図２】１つの実施形態による単一コードレートおよびさまざまな変調方式を使用して単一の受信機に複数のデータストリームを送信するプロセスを示す図である。
【図３】１つの実施形態による独立したストリームあたりのレートで複数のデータストリームにレートを選択するプロセスを示す図である。
【図４】１つの実施形態によるベクトル量子化レートセットで複数のデータストリームのレートを選択するプロセスを示す図である。
【図５】１つの実施形態による送信（ＴＸ）データプロセッサを示すブロック図である。
【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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【国際調査報告】
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