(57)【要約】ワイヤレス送信機は、大規模に構成された送信アンテナと、変調器と、アナログプリコーダとを備える。ワイヤレス送信機は、アナログプリコーダの特定の位相パターン構成に対応する事前に定義された候補ビーム構成を記憶するコードブックを更に備える。ワイヤレス送信機によるフレームの送信（Ｓ３０７）は、コードブックに記憶された並行ビーム構成の組み合わせを用いることによって実行される。ワイヤレス送信機は、実効チャネル条件の観点でワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、並行ビームのいずれの組み合わせを適用すべきかを決定する（Ｓ３０６）オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備える。ワイヤレス送信機は、第１の構成フェーズを実施するオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、第１の構成フェーズにおいて、長期統計値を用いることによって、並行ビームの候補の組み合わせが決定され（Ｓ３０３）、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第２の構成フェーズを実施し、第２の構成フェーズにおいて、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの候補の組み合わせの中から適用すべき並行ビームの組み合わせが選択される（Ｓ３０６）。
2021526767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大規模に構成された送信アンテナと、変調器と、前記大規模に構成された送信アンテナのそれぞれの入力に対して前記変調器によって出力される変調されたアナログ信号を混合するアナログプリコーダとを備えるワイヤレス送信機を構成する方法であって、
前記ワイヤレス送信機は、前記アナログプリコーダの特定の位相パターン構成に対応する事前に定義された候補ビーム構成を記憶するコードブックを更に備え、
前記ワイヤレス送信機によるフレームの送信は、ワイヤレス受信機に向けたマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信を実行するように、前記コードブックに記憶された前記事前に定義された候補ビーム構成の中の並行ビーム構成の組み合わせを用いることによって、それぞれの時間および周波数リソース上で実行され、
前記方法は、前記ワイヤレス送信機によって実施され、
前記ワイヤレス送信機は、前記ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件の観点で前記ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、前記時間および周波数リソース上で並行ビームのいずれの組み合わせを適用すべきかを決定するオンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、
前記ワイヤレス送信機は、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの前記組み合わせに従って前記アナログプリコーダを構成することによって前記時間および周波数リソース上でフレーム送信を実行し、
前記方法は、
前記ワイヤレス送信機は、第１の構成フェーズを実施するオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、
前記第１の構成フェーズにおいて、前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記ワイヤレス受信機に向けた前記ワイヤレス送信機からの送信の性能に関連付けられた長期統計値を用いることによって、または、前記ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れることによって、並行ビームの候補の組み合わせを決定することと、
前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第２の構成フェーズを実施し、前記第２の構成フェーズにおいて、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記第１の構成フェーズ中に前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの前記候補の組み合わせの中から前記時間および周波数リソース上で適用する並行ビームの組み合わせを選択することと、
を特徴とする、方法。
【請求項２】
前記ワイヤレス送信機は、先行するフレーム送信と比較して前記ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の受信条件が変化している場合、前記第１の構成フェーズを再び開始する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の受信条件が前記先行するフレーム送信と比較して変化している場合は、以下の条件、すなわち、
少なくとも１つのワイヤレス受信機の前記長期統計値が、先行するフレーム送信から変化している場合と、
前記ワイヤレス送信機が、前記先行するフレーム送信から少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信すべき十分なデータをもはや有しない場合と、
前記ワイヤレス送信機が、先行する時点では、前記先行するフレーム送信について少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信するのに十分なデータが存在していなかった、前記少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信すべき新たなデータを受信している場合と、
前記先行するフレーム送信から、前記ワイヤレス送信機が属する送信システムの全ての前記ワイヤレス受信機の中のアクティブである前記ワイヤレス受信機の変化がある場合と、
前記先行するフレーム送信から、前記送信システム内の前記ワイヤレス受信機の存在に変化がある場合と、
のうちの少なくとも１つに直面した場合である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、並行ビームの候補の組み合わせとして、第１の効用関数を最適化する並行ビームの前記組み合わせを保持し、
前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記時間および周波数リソース上の送信のために実効的に用いられる並行ビームの組み合わせとして、第２の効用関数を最適化する並行ビームの前記組み合わせを保持し、
前記第１の効用関数及び前記第２の効用関数は、前記第１の効用関数が長期統計評価値を用いて潜在的なスケジューリング結果を予期し、
前記第２の効用関数は、前記ワイヤレス受信機に向けた前記実効チャネル条件を用いて効果的に適用されるスケジューリングを判断する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記並行ビームの候補の組み合わせのそれぞれの場合に目標とされる前記ワイヤレス受信機は、前記第１の構成フェーズ中に前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記並行ビームの候補の組み合わせのうちの任意のものの場合に実効的に目標とされる前記ワイヤレス受信機は、前記第２の構成フェーズ中に前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ワイヤレス送信機は、前記変調器の上流に配置されたデジタルプリコーダを更に備え、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記第２の構成フェーズ中の前記デジタルプリコーダの構成、すなわち、前記時間および周波数リソースの１つごとに前記デジタルプリコーダの１つの構成を決定し、更に適用する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記ワイヤレス送信機は、前記並行ビームの候補の組み合わせにおいて現れるビーム構成の和集合を特定し、前記ワイヤレス受信機に向けた前記実効チャネル条件を特定するように、前記ワイヤレス受信機に、前記ビーム構成の和集合に関係付けられたチャネル状態情報データをフィードバックするように要求する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
プログラムコード命令がプログラマブルデバイスによって実行されると、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実施する前記プログラマブルデバイスにロードすることができる前記プログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項１０】
プログラムコード命令がプログラマブルデバイスによって実行されると、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実施する前記プログラマブルデバイスにロードすることができる前記プログラムコード命令を含むコンピュータプログラムを記憶する、非一時的情報記憶媒体。
【請求項１１】
大規模に構成された送信アンテナと、変調器と、前記大規模に構成された送信アンテナのそれぞれの入力に対して前記変調器によって出力される変調されたアナログ信号を混合するアナログプリコーダとを備えるワイヤレス送信機であって、
前記ワイヤレス送信機は、前記アナログプリコーダの特定の位相パターン構成に対応する事前に定義された候補ビーム構成を記憶するコードブックを更に備え、
前記ワイヤレス送信機によるフレームの送信は、ワイヤレス受信機に向けたマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信を実行するように、前記コードブックに記憶された前記事前に定義された候補ビーム構成の中の並行ビーム構成の組み合わせを用いることによって、それぞれの時間および周波数リソース上で実行され、
前記ワイヤレス送信機は、前記ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件の観点で前記ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、前記時間および周波数リソース上で並行ビームのいずれの組み合わせを適用すべきかを決定するオンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、
前記ワイヤレス送信機は、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの前記組み合わせに従って前記アナログプリコーダを構成することによって前記時間および周波数リソース上でフレーム送信を実行する手段を更に備え、
前記ワイヤレス送信機は、第１の構成フェーズを実施するオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、前記第１の構成フェーズにおいて、前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記ワイヤレス受信機に向けた前記ワイヤレス送信機からの送信の性能に関連付けられた長期統計値を用いることによって、または、前記ワイヤレス受信機同士の間の前記公平性制約を考慮に入れることによって、並行ビームの候補の組み合わせを決定するように構成されることと、
前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第２の構成フェーズを実施し、前記第２の構成フェーズにおいて、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記第１の構成フェーズ中に前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された前記並行ビームの候補の組み合わせの中から前記時間および周波数リソース上で適用する並行ビームの組み合わせを選択するように構成されることと、
を特徴とする、ワイヤレス送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には、複数のＭＩＭＯワイヤレス受信機に向けてフレームを送信するＭＵ−ＭＩＭＯ（マルチユーザ多入力多出力）ワイヤレス送信機を構成する方法に関し、ワイヤレス送信機は、大規模に構成された送信アンテナに接続されたアナログプリコーダを用いてフレームを送信する。本発明は、より詳細には、ミリ波ワイヤレス送信に適している。
【背景技術】
【０００２】
アナログプリコーダは、変調されたアナログ信号を大規模に構成された送信アンテナの入力に混合する。例えば、Ｎａ＝４０９６個の送信アンテナが用いられる。混合は、通常、入力され変調された各アナログ信号をＮａ個コピーすることと、信号のコピーのそれぞれに位相回転を実行することと、位相回転されたそれぞれの信号のコピーを１つの送信アンテナ入力にルーティングすることと、それぞれの送信アンテナ入力に到達する全ての回転した信号のコピーを合計することとである。通常、適用される位相はそれぞれ異なる。したがって、送信アンテナへの、信号複製及び位相回転から得られた等価ビームは、変調されたそれぞれのアナログ信号に関連付けられる。したがって、Ｎｐ個の変調されたアナログ信号を考慮すると、アナログプリコーダのＮｐ個の入力と１つのワイヤレス受信機との間のＮｐ個の等価ビームが観測される。
【０００３】
アナログプリコーダによって実行される位相回転は制御可能である。Ｎｂ＝Ｎａ個の位相パターンのコードブックＣＢを用いることができる。例えば、Ｎａ＊Ｎａに等しいサイズのＤＦＴ（離散フーリエ変換）行列を用いることによって、ＤＦＴ行列の列に定義されるＮａ個の等価ビームのコードブックＣＢが作成される。コードブックＣＢからＮｐ≦Ｎａ個のビームのサブセットを選択し、フレームを送信するために並行して用いることができ、したがって、並行ビームの組み合わせが作成される。そして位相切り替えが十分に高速である場合、並行ビームの組み合わせは、全体スループットに対する大幅なオーバーヘッドを伴うことなくフレームごとに変更することができる。これは、１つ以上の全体フレームを送信するために、すなわち、当該１つ以上の全体フレームを送信するのに用いられる全ての時間および周波数リソースのために、同じ組み合わせの並行ビームが用いられることを意味する。
【０００４】
通常、並行ビームの組み合わせは、ワイヤレス受信機に向けられる受信パワー又はＳＩＮＲ（信号対干渉＋雑音比）を最大化するように選択される。その場合、アナログプリコーダの上流に配置されたデジタルプリコーダは、使用中の並行ビーム同士の間で観測される干渉を軽減するために計算される。
【０００５】
ワイヤレス送信において、ワイヤレス受信機に対する時間および周波数リソースの配分は、（アプリケーションレイヤ要件に依存する）各ワイヤレス受信機に送達されるデータの量、さらに（ワイヤレス送信機に対する各ワイヤレス受信機の位置及び各ワイヤレス受信機に向けたチャネル実現に依存する）ワイヤレス送信機から各ワイヤレス受信機へのワイヤレスチャネルの品質を考慮することによって、、さらに、ワイヤレス受信機同士の間の比例的な公平性評価値を最適化することによって実行される。したがって、ワイヤレス送信機（セルラ電気通信ネットワーク基地局等）は、以下を含むいくつかの態様を考慮に入れてスケジューリング最適化問題を解かなければならない。
・いずれのワイヤレス受信機が、いずれの時間および周波数リソース上で、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を実行するためにグループ化されるべきであるか、及び
・アナログプリコーダ、及び（もしあれば）可能性のある上流のデジタルプリコーダがワイヤレス受信機のグループごとにいかに構成されるべきか。
【０００６】
グループ化されるワイヤレス受信機の数が十分に小さい（例えば、２）場合、公平性制約を満たしながらスケジューリング最適化問題を解くために複雑度の低い解決策を想定することができる。しかしながら、同時にサービスを受けるワイヤレス受信機の数が増加した場合、及び、並行アナログビームを用いることによってもたらされる融通性を考慮した場合、上記ので要約された従来技術の解決策は扱いにくいものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、上述した従来技術の欠点を克服することが望まれている。より詳細には、ＭＵ−ＭＩＭＯの状況においてワイヤレス受信機に向けたデータ送信をスケジューリングするときに複雑度を低減させる解決策を提供することが望まれる。
【０００８】
より詳細には、シンプルかつ費用対効果が高い解決策を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このために、本発明は、大規模に構成された送信アンテナと、変調器と、大規模に構成された送信アンテナのそれぞれの入力に対して、変調器によって出力される変調されたアナログ信号を混合するアナログプリコーダとを備えるワイヤレス送信機を構成する方法に関する。ワイヤレス送信機は、アナログプリコーダの特定の位相パターン構成に対応する事前に定義された候補ビームの構成を記憶するコードブックを更に備える。ワイヤレス送信機によるフレームの送信は、ワイヤレス受信機に向けたＭＵ−ＭＩＭＯ送信を実行するように、コードブックに記憶され、事前に定義された候補ビームの構成の中にある並行ビーム構成の組み合わせを用いることによって、それぞれの時間および周波数リソース上で実行される。本方法は、ワイヤレス送信機によって実施される。さらに、ワイヤレス送信機は、ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件の観点でワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、時間および周波数リソース上で並行ビームのいずれの組み合わせを適用すべきかを決定するオンライン公平スケジューラを更に備える。ワイヤレス送信機は、オンライン公平スケジューラによって決定された並行ビームの組み合わせに従ってアナログプリコーダを構成することによって、時間および周波数リソース上でフレーム送信を実行する。本方法は、ワイヤレス送信機が、第１の構成フェーズを実施するオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備える。第１の構成フェーズにおいて、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、ワイヤレス受信機に向けたワイヤレス送信機からの送信の性能に関連付けられた長期統計値を用いることによって、また、ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れることによって、並行ビームの候補の組み合わせを決定するようになっている。本方法では、オンライン公平スケジューラが、第２の構成フェーズを実施する。第２の構成フェーズにおいて、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第１の構成フェーズ中にオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの候補の組み合わせの中から、時間および周波数リソース上で適用すべき並行ビームの組み合わせを選択するようになっている。したがって、長期統計値を用いてオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実行される第１の構成フェーズにより、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実行される実効スケジューリング動作の複雑度は候補の組み低減する。これは、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラが注目しなければならないのが、並行ビームの候補の組み合わせの低減したセットのみであるからである。
【００１０】
特定の実施形態によれば、ワイヤレス送信機は、先行するフレーム送信と比較してＭＵ−ＭＩＭＯ送信の受信条件が変化している場合、第１の構成フェーズを再び開始する。したがって、並行ビームの候補の組み合わせは、時間の経過とともに適切なものとなる。
【００１１】
特定の実施形態によれば、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の受信条件は、以下の条件、すなわち、少なくとも１つのワイヤレス受信機の長期統計値が、先行するフレーム送信から変化している場合と、ワイヤレス送信機が、先行するフレーム送信から少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信すべき十分なデータをもはや有しない場合と、ワイヤレス送信機が、先行する時点では、先行するフレーム送信について少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信するのに十分なデータが存在していなかった、少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信すべき新たなデータを受信している場合と、先行するフレーム送信から、ワイヤレス送信機が属する送信システムの全てのワイヤレス受信機の中のアクティブであるワイヤレス受信機に変化がある場合と、先行するフレーム送信から、送信システム内のワイヤレス受信機の存在に変化がある場合と、のうちの少なくとも１つに直面した場合、先行するフレーム送信の場合と比較して変化する。したがって、並行ビームの候補の組み合わせは、時間の経過とともにさらに適切なものとなる。
【００１２】
特定の実施形態によれば、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、並行ビームの候補の組み合わせとして、第１の効用関数を最適化する並行ビームの組み合わせを保持する。オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、時間および周波数リソース上の送信のために実効的に用いられる並行ビームの組み合わせとして、第２の効用関数を最適化する並行ビームの組み合わせを保持する。さらに、第１の効用関数及び第２の効用関数は、第１の効用関数が長期統計評価値を用いて潜在的なスケジューリング結果を予期する一方、第２の効用関数は、ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件を用いて効果的に適用されるスケジューリングを判断するという点で異なる。したがって、並行ビームの候補の組み合わせの関連性を、容易に達成することができる。
【００１３】
特定の実施形態によれば、並行ビームの候補の組み合わせのそれぞれの場合に目標とされるべきワイヤレス受信機は、第１の構成フェーズ中にオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義される。したがって、ワイヤレス受信機のグループ化がオフラインで実行されるので、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実行される実効スケジューリング動作の複雑度は低減する。
【００１４】
特定の実施形態によれば、並行ビームの候補の組み合わせのうち、任意のものである場合に実効的に目標とされるべきワイヤレス受信機は、第２の構成フェーズ中にオンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義される。したがって、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第１の構成フェーズ中に本質的にオフラインで実行されるワイヤレス受信機グループ化を変更することができる。
【００１５】
特定の実施形態によれば、ワイヤレス送信機は、変調器の上流に配置されたデジタルプリコーダを更に備え、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第２の構成フェーズ中のデジタルプリコーダの構成、すなわち、時間および周波数リソースの１つごとにデジタルプリコーダの１つの構成を決定し、更に適用する。したがって、時間および周波数リソースベースにおいて、受信機間の干渉軽減が実現される。
【００１６】
特定の実施形態によれば、ワイヤレス送信機は、並行ビームの候補の組み合わせにおいて現れるビーム構成の和集合を特定し、ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件を特定するように、ワイヤレス受信機に、和集合の上記のビーム構成に関係付けられたチャネル状態情報（ＣＳＩ）データをフィードバックするように要求する。したがって、ＣＳＩフィードバックオーバーヘッドが限られたものになる。
【００１７】
本発明は、通信ネットワークからダウンロードすることができ、及び／又は、マイクロプロセッサ等の処理デバイスによって読み取ることができる非一時的情報記憶媒体上に記憶することができるコンピュータプログラムにも関する。このコンピュータプログラムは、処理デバイスによって実行されると、上記の方法を実行する命令を含む。本発明は、そのようなコンピュータプログラムを記憶する非一時的情報記憶媒体にも関する。
【００１８】
本発明はまた、大規模に構成された送信アンテナと、変調器と、大規模に構成された送信アンテナのそれぞれの入力に対して変調器によって出力される変調されたアナログ信号を混合するアナログプリコーダとを備えるワイヤレス送信機に関する。ワイヤレス送信機は、アナログプリコーダの特定の位相パターン構成に対応する事前に定義された候補ビームの構成を記憶するコードブックを更に備える。ワイヤレス送信機によるフレームの送信は、ワイヤレス受信機に向けたマルチユーザ多入力多出力ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を実行するように、コードブックに記憶され、事前に定義された候補ビームの構成の中にある並行ビーム構成の組み合わせを用いることによってそれぞれの時間および周波数リソース上で実行される。さらに、ワイヤレス送信機は、ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件の観点でワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、時間および周波数リソース上で並行ビームのいずれの組み合わせを適用すべきかを決定するオンライン公平スケジューラを更に備える。ワイヤレス送信機は、オンライン公平スケジューラによって決定された並行ビームの組み合わせに従ってアナログプリコーダを構成することによって、時間および周波数リソース上でフレーム送信を実行する手段を更に備える。さらに、ワイヤレス送信機は、第１の構成フェーズを実施するオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備える。第１の構成フェーズにおいて、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、ワイヤレス受信機に向けたワイヤレス送信機からの送信の性能に関連付けられた長期統計値を用いることによって、また、ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れることによって、並行ビームの候補の組み合わせを決定するように構成される。オンライン公平スケジューラは、第２の構成フェーズを実施する。第２の構成フェーズにおいて、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第１の構成フェーズ中にオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの候補の組み合わせの中から、時間および周波数リソース上で適用すべき並行ビームの組み合わせを選択するように構成される。
【００１９】
本発明の特徴は、実施形態の少なくとも１つの例の以下の説明を読むことによって、より明らかになる。以下の説明は、添付図面に関して作成されたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を実施することができる送信システムを表す概略図である。
【図２】送信システムのワイヤレス送信機を表す概略図である。
【図３】複数のワイヤレス受信機に向けてフレームを送信するワイヤレス送信機を構成するアルゴリズムを表す概略図である。
【図４】特定の実施形態における、並行ビームの候補の組み合わせが複数のワイヤレス受信機に向けてフレームを送信するために更新されなければならないか否かを判断するアルゴリズムを表す概略図である。
【図５】複数のワイヤレス受信機に向けたフレームの送信のために適用することができる並行ビームの候補の組み合わせを決定するアルゴリズムを表す概略図である。
【図６】特定の実施形態における、複数のワイヤレス受信機に向けたフレームの送信のために適用することができる並行ビームの候補の組み合わせを決定するアルゴリズムを表す概略図である。
【図７】第１のスケジューリングの特定の実施形態における、複数のワイヤレス受信機に向けたフレームのスケジューリング及び送信を実行するアルゴリズムを表す概略図である。
【図８】第２のスケジューリングの特定の実施形態における、複数のワイヤレス受信機に向けたフレームのスケジューリング及び送信を実行するアルゴリズムを表す概略図である。
【図９】チャネル観測値を収集するアルゴリズムを表す概略図である。
【図１０】ワイヤレス送信機の一例示のハードウェアアーキテクチャを表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明を実施することができる送信システムを概略的に表している。送信システムは、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０と、送信機ＴＸ１１０がフレームを送信する先である複数のＫｔｏｔ（Ｋｔｏｔ＞１）個のワイヤレス受信機ＲＸ１１２１、ＲＸ２１２２、．．．、ＲＸＫｔｏｔ１２３とを含む。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ビームフォーミング１３０を使用する。ビームフォーミング１３０は、特定の送信方向における信号は強め合うように干渉（constructive interference）し、一方、他の送信方向において信号は弱め合うように干渉（destructive interference）するような指向性信号送信のために送信アンテナアレイとともに使用される信号処理技法である。例えば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、基地局であり、ワイヤレス受信機ＲＸ１１２１、ＲＸ２１２２、．．．、ＲＸＫｔｏｔ１２３は、モバイル端末である。
【００２２】
これを行うために、図２に概略的に示すように、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、例えばＮａ＝２０４８又は４０９６個の送信アンテナのアレイからなる大規模に構成された送信アンテナ２０５を備える。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、アナログプリコーダ２０４とＮｐ個の変調器２０３とを更に備える。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、デジタルプリコーダ２０２を更に備えることもできる。
【００２３】
Ｎａ個のアナログ信号２１４は、アナログプリコーダ２０４から大規模に構成された送信アンテナ２０５に入力される。アナログプリコーダ２０４は、大規模に構成された送信アンテナ２０５のＮａ個の入力に対してＮｐ個の変調されたアナログ信号２１３を混合する。アナログプリコーダ２０４は、Ｎｐ個の変調されたアナログ信号２１３のそれぞれを複製してＮａ個コピーし、コピーされたそれぞれの信号に位相回転を実行し、位相回転されたそれぞれの信号のコピーを１つの送信アンテナ入力にルーティングし、それぞれの送信アンテナ入力に到達した全ての回転された信号のコピーを合計し、それにより、Ｎｐ個の等価ビーム（Ｎｐ個の変調されたアナログ信号２１３の１つごとに１つのビーム）が生成される。
【００２４】
Ｎｐ個の変調されたアナログ信号２１３は、Ｎｐ個の変調器２０３によって、Ｎｐ個のデジタル信号２１２のそれぞれから生成される。それぞれの変調器は、例えばＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）ベースバンド信号を生成するように適応されたベースバンドユニットと、搬送波周波数の近傍でベースバンド信号をトランスポーズする無線周波数回路とを備える。変調器２０３の入力は、一般的には、シンボルのセットであり、各シンボルは、ベースバンド信号によって定義される１つの時間および周波数リソースに関連付けられる。例えば、ＯＦＤＭベースバンド信号を検討する場合、時間および周波数リソースは、事前に定義されたタイムスロット中のＯＦＤＭ変調の副搬送波によって定義される。
【００２５】
デジタルプリコーダ２０２は、アナログプリコーダ２０４の上流、より詳細には、Ｎｐ個の変調器２０３の上流に配置される。デジタルプリコーダ２０２は、上述したＮｐ個のデジタル信号２１２を生成するように、Ｋｔｏｔ個のワイヤレス受信機ＲＸ１１２１、ＲＸ２１２２、．．．、ＲＸＫｔｏｔ１２３の中のＮｐ≦Ｋｔｏｔ個の同時スケジューリングされたワイヤレス受信機に宛てられたＮｐ個のシンボル２１１を空間的に混合する。Ｎｐ個のシンボル２１１は、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０の送信プロトコルスタック内の上位レイヤ２０１によって提供される。例えば、シンボルの１つは、所与のワイヤレス受信機を目標とし、情報ワードに関連付けられた誤り訂正符号のコードワードに属する符号化ビットを搬送するＱＡＭ（直交振幅変調）シンボルである。この情報ワードは、上記のワイヤレス受信機に関連付けられるとともに、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０に記憶されたバッファに存在するデータのセグメンテーションからもたらされる。したがって、整数Ｎｐは、同時空間ストリームの数を表し、簡略化する目的で、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって同時に（すなわち、同じ時点で）サービスを受けるワイヤレス受信機の数に等しいと仮定される。換言すれば、複数の空間ストリームが単一のワイヤレス受信機に送達される場合、これは、同一の送信チャネル特性を有する別個のワイヤレス受信機に当該空間ストリームを送達することと等価である。その上、Ｎｐ個の空間ストリームは、フレームごとにワイヤレス受信機が異なりうるので、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、フレームごとのＮｐ個の空間ストリームと当該フレームの当該空間ストリームによって目標とされるワイヤレス受信機との間のマッピングを記録する。
【００２６】
デジタルプリコーダ２０２が省略される場合、Ｎｐ個のシンボル２１１は、Ｎｐ個の変調器２０３に直接入力される。
【００２７】
生成されるビームは、広帯域であり、任意のワイヤレス受信機によって観測される等価アンテナ利得が送信帯域全体にわたって同一であることを意味することに留意してもらいたい。したがって、アナログプリコーダ２０４の構成は、マルチキャリア送信システム（例えば、ＯＦＤＭ）の状況では、副搬送波ごと（又は副搬送波のグループごと）に独立して計算することができるデジタルプリコーダ２０２の構成とは対照的に、周波数領域にわたって変更することができない。
【００２８】
図３は、Ｎｐ個のワイヤレス受信機に向けてフレームを送信するワイヤレス送信機ＴＸ１１０を構成するアルゴリズムを概略的に表している。
【００２９】
ステップＳ３０１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｋｔｏｔ個のワイヤレス受信機のうちの少なくとも１つに向けてデータが送信されなければならないことを検出する。このデータは、１フレーム内に含まれていなければならない。このフレームは、複数の時間および周波数リソース上で送信されなければならず、これらの時間および周波数リソースは、３ＧＰＰ  ＬＴＥベースシステムでは通常、物理リソースブロック（ＰＲＢ）と呼ばれる。例えば、各時間および周波数リソースは、所与の１タイムスロット内で７つの連続ＯＦＤＭシンボルにわたって１２個の連続副搬送波を含み、２０ＭＨｚ広帯域では、周波数領域において１００個のＰＲＢを含む。本明細書では、Ｍ個の時間および周波数リソースにわたって１つのフレームが送信されることについて検討する。Ｍ個の時間および周波数リソースは、以降で説明するように、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって適切に選択されなければならない。結果として、Ｎｐ個の異なるワイヤレス受信機に宛てられたデータは、それぞれの時間および周波数リソース上で空間多重化することができること、及び、２つの異なる時間および周波数リソース上でサービスを受けるワイヤレス受信機が異なり得ることを検討する。
【００３０】
ステップＳ３０２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、先行するフレーム送信と比較して受信条件が変化しているか否かをチェックする。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、送信システムのワイヤレス受信機のうちの少なくとも１つのワイヤレス受信機の状況が変化しているか否かをチェックする。少なくとも１つのワイヤレス受信機の状況は、１フレームを送信するのに適用することができる並行ビームの候補の組み合わせを決定する（すなわち、候補の組み合わせの中から選択が行われなければならない）とみなされる長期統計値が直近のフレーム送信から変化している場合に、変化していると言われる。別の事例では、少なくとも１つのワイヤレス受信機の状況は、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０がそのワイヤレス受信機に送信すべき十分なデータをもはや有しない（事前に定義された閾値未満になる）場合、又は先行する時点ではそのワイヤレス受信機に送信すべき十分なデータが存在していなかったが、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０がワイヤレス受信機に送信すべき新たなデータを受信している（事前に定義された閾値を超える）場合に、変化していると言われる。受信条件が上記の先行するフレーム送信と比較して変化しているか否かを判断する特定の実施形態を、図４を用いて以下で詳述する。特定の実施形態では、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｋｔｏｔ個のワイヤレス受信機の中のいずれのワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫが送信システム内でアクティブであるか（送信システム内でアクティブであるワイヤレス受信機の変化は、受信条件の変化とみなすことができる）を特定することが可能である。
【００３１】
受信条件が変化している場合、ステップＳ３０３が実行される。変化していない場合、ステップＳ３０４が実行される。
【００３２】
ステップＳ３０３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、フレームを送信するのに適用することができる並行ビームの新たな候補の組み合わせを決定する。並行ビームの候補の組み合わせは、ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、サービスを受けるワイヤレス受信機に関連付けられた長期統計値を用いてオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって得られる。これは、第１の構成フェーズを表す。
【００３３】
長期統計値は、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０からＫ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫへのワイヤレス送信の経時的な統計的性能を表す。長期統計値は、詳細に述べると、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって実行される送信中にＫ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫによって行われる経時的な観測からもたらされるＳＩＮＲ及び共分散行列である。この手法により、アクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫによる統計的な送信チャネル状況と実際に適合する並行ビームの事前に定義された可能な組み合わせのサブセットを選択することが可能になる。しかしながら、これは、受信機間干渉を軽減するためにチャネル実現及びデジタルプリコーダ２０２の能力（存在する場合）を正確には考慮していない。このことは、以下で説明するように、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実施される第２の構成フェーズにおいて実行される。
【００３４】
送信チャネルがフェージング実現に対して安定するほど、送信システム実効性能が長期統計値によって予測される性能に近づくことに留意しなければならない。ミリ波帯域及び大規模に構成されたアンテナＭＩＭＯ手法の組み合わせは、（幅狭並行ビーム及び複数のアンテナに起因した）フェージング実現に対する非常に良好な安定性を提供する。長期統計値から並行ビームの適切な候補の組み合わせを決定する特定の実施形態は、図５及び図６を用いて以降で詳述する。その後、ステップＳ３０５が実行される。
【００３５】
ステップＳ３０４において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、受信条件が実質的に同じままであり、長期統計値に対する影響が観測されていないので、上記の先行するフレーム送信に用いられた並行ビームの候補の組み合わせを再使用する。その後、ステップＳ３０５が実行される。
【００３６】
ステップＳ３０５において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ＣＳＩＴ（送信機側チャネル状態情報）関連データを得る。ＣＳＩＴ関連データは、アクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫによって送信機ＴＸ１１０にフィードバックされるＣＳＩ（チャネル状態情報）から導出される。ＣＳＩＴ関連データは、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０とサービスを受けるＮｐ個のワイヤレス受信機との間の実際の送信チャネルの状態を提供する。ワイヤレス受信機によってフィードバックされるＣＳＩからＣＳＩＴ関連データを構築することは、従来技術において広く取り組まれている。ＣＳＩを収集する特定の実施形態は、図９を用いて以降で詳述する。
【００３７】
ステップＳ３０６において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ３０５において得られたＣＳＩＴ関連データ、及び、ステップＳ３０３又はＳ３０４からもたらされた並行ビームの候補の組み合わせに従ってスケジューリングを実行する。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、フレームを送信するのに用いられる時間および周波数リソースごとに、並行ビームの上記の候補の組み合わせのうちの１つごとにマルチユーザスケジューリング評価値を計算し、次に、マルチユーザスケジューリング評価値を最適化するように、上記の時間および周波数リソースに有効に適用する並行ビームの候補の組み合わせ、及び宛先ワイヤレス受信機のグループ、並びに、場合によっては、デジタルプリコーダ構成を選択することができる。これを行うために、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを実装する。適切なスケジューリングを実行する特定の実施形態は、図７及び図８を用いて以降で詳述する。
【００３８】
ステップＳ３０７において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、フレームを構築し、そのフレームを送信するのに用いられるように識別された時間および周波数リソース上で、ステップＳ３０６において実行されたスケジューリングからもたらされた、並行ビームの組み合わせ、目的のワイヤレス受信機のグループ、及び、場合によってはデジタルプリコーダ構成に従って構築されたフレームを送信する。
【００３９】
実効的に転送されるデータの数と比較してフレームを送信するより多くの時間および周波数リソースが利用可能である事例では、上記の時間および周波数リソースを満たすために冗長性を導入することができることに留意しなければならない。
【００４０】
図４は、特定の実施形態における、並行ビームの候補の組み合わせがＮｐ個のワイヤレス受信機に向けてフレームを送信するために更新されなければならないか否かを判断するアルゴリズムを概略的に表している。
【００４１】
ステップＳ４０１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、いずれのワイヤレス受信機が送信システム内に存在するかを判断する。実際、ワイヤレス受信機は、オン又はオフに切り替えられている場合もあるし、別のセルへのハンドオーバーを経験している場合もある。
【００４２】
ステップＳ４０２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、先行するフレーム送信と比較して、送信システム内のワイヤレス受信機の存在に変化があるか否かをチェックする。送信システム内のワイヤレス受信機が以前と同じである場合、ステップＳ４０３が実行され、同じでない場合、ステップＳ４０７が実行される。
【００４３】
ステップＳ４０３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｋｔｏｔ個のワイヤレス受信機の中のいずれのＫ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫが、送信すべきフレームに関与するかを判断する。特定の実施形態では、それぞれのワイヤレス受信機のアクティビティがモニタリングされる。ワイヤレス受信機が事前に定義された閾値未満のアクティビティを有する場合、ワイヤレス受信機ＴＸ１１０は、そのワイヤレス受信機を、送信すべきフレームに関与しないとみなすことができる。例えば、そのようなアクティビティモニタリングは、データバッファファイリングレート（data buffers filing rate）モニタリングを通じて実施される。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０内の少なくとも１つのデータバッファは、例えば、アプリケーションレイヤ及び／又はトランスポートレイヤにおいて、各ワイヤレス受信機ＲＸ１１２１、ＲＸ２１２２、．．．、ＲＸＫｔｏｔ１２３に関連付けられる。そのようなデータバッファのファイリングレートが事前に定義された閾値未満である場合、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、当該データバッファに関連付けられたワイヤレス受信機ＲＸ１１２１、ＲＸ２１２２、．．．、ＲＸＫｔｏｔ１２３を、送信すべきフレームに関与しないとみなす。それゆえ、データバッファファイリングレートが事前に定義された閾値を超えるワイヤレス受信機のみがアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫのセットとなる。特定の実施形態では、上記の手法に補足するように、所与のワイヤレス受信機に関連付けられた、通常１フレーム持続時間よりもはるかに長い所与の時間ウィンドウ上の平均データスループットが所与の閾値未満である場合、当該ワイヤレス受信機は、非アクティブとみなされる。
【００４４】
ステップＳ４０４において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、上記の先行するフレーム送信と比較して、送信すべきフレームに関与するＫ個のアクティブワイヤレス受信機に変化があるか否かをチェックする。送信すべきフレームに関与するＫ個のアクティブワイヤレス受信機が以前と同じである場合、ステップＳ４０５が実行され、同じでない場合、ステップＳ４０７が実行される。
【００４５】
ステップＳ４０５において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、上記の先行するフレーム送信が行われたときには送信システム内に既に存在していたＫ個のアクティブワイヤレス受信機のそれぞれに関係付けられた長期統計値が、当該先行するフレーム送信から変化しているか否かを判断する。既に述べたように、長期統計値は、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって実行される送信中、アクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫによって行われる経時的な観測からもたらされるＳＩＮＲ及び共分散行列である。そのような長期統計値は、アクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫによって観測される雑音パワー、及びアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫによって観測される、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０及び他の任意の干渉を与える送信機（別の基地局等）からの平均化された広帯域パワーから計算される。
【００４６】
ステップＳ４０６において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、長期統計値が変化しているか否かをチェックする。長期統計値が変化している場合、ステップＳ４０７が実行される。変化していない場合、ステップＳ４０８が実行される。
【００４７】
ステップＳ４０７において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、受信条件が上記の先行するフレーム送信と比較して変化しているとみなし、並行ビームの候補の組み合わせを再処理するものとする。
【００４８】
ステップＳ４０８において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、受信条件が上記の先行するフレーム送信と比較して変化していないとみなし、並行ビームの以前の候補の組み合わせを再使用することができる。
【００４９】
図５は、Ｎｐ個のワイヤレス受信機に向けたフレームの送信のために適用することができる並行ビームの候補の組み合わせを決定するアルゴリズムを概略的に表している。
【００５０】
この時点において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、検討されるフレーム送信のために送信システム内でアクティブであるはずのＫ個のワイヤレス受信機を識別しているとみなされる。アクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫは、１〜Ｋでインデックス付けされる。図５のアルゴリズムの目標は、並行して用いる（すなわち、組み合わせる）ことができるとともにワイヤレス送信機ＴＸ１１０のコードブックＣＢに記憶されるＮｂ＝Ｎａ個の事前に定義された候補ビーム構成から構築された並行ビームのＮｃ個の候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）を選択することである。コードブックＣＢに記憶され事前に定義された候補である各ビーム構成は、アナログプリコーダ２０４の特定の位相パターン構成に対応する。その後、並行ビームの選択されたＮｃ個の候補の組み合わせは、以降で詳述するように、第１の構成フェーズ又は第２の構成フェーズのいずれかにおいて、スケジューリングプロセス内でワイヤレス受信機を適切にグループ化するための基礎として更に用いられる。
【００５１】
ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の１つの主な課題は、グループ作成、すなわち、いずれのワイヤレス受信機を同じ時間および周波数リソース上にグループ化するべきであるかを判断することに関する。実際には、公平性制約に従ってグループを動的に構築することは、通常、過度に複雑なスケジューリング処理を必要とする。複雑度は、フレーム送信ごとに選択することができる並行ビームの多様な可能な組み合わせによって提供される追加の自由度によって更に増加する。それゆえ、公平性制約を遵守するようにして、上述した長期統計値を用いて並行ビームのＮｃ個の候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）を準静的に選択することが提案される。
【００５２】
ステップＳ５０１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、初期化を実行する。初期化は、本質的には、並行ビームの適切な候補の組み合わせを決定するのに用いられる一時パラメータにデフォルト値を割り当てることである。特に、インデックスＣｉｄｘは、「１」に設定され、理論平均レートパラメータＲａｖ１（ｊ）は、「０」に設定される。ここで、ｊは、０＜ｊ＜Ｋ＋１であるようなインデックスである。また、理論平均レートパラメータＲａｖ１（ｊ）は、インデックスｊによって識別されるアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫについて現在までに達成されている理論平均レートに対応する値、又は、インデックスｊによって識別されるアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫについて現在までに達成されている実効総レート又は実効平均レートに対応する値で初期化される（以降のパラメータＲａｖ２（ｊ）を参照）。
【００５３】
ステップＳ５０２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、送信システム内でアクティブであるＫ個のワイヤレス受信機ののうちの１つごと、及び、コードブックＣＢに記憶されたＮｂ個の候補ビーム構成のうちの１つごとに長期統計評価値を得る。したがって、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行して用いることができる上記のＮｂ個の候補ビーム構成のそれぞれを介して、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０から上記のＫ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫのそれぞれへの送信に関連付けられた長期送信性能の評価値を得る。
【００５４】
長期統計評価値は、例えば、対象となっている候補ビーム構成を通じて受信される有用信号パワーと、全ての潜在的な干渉を与えている送信機（近傍の基地局等）から受信される平均干渉パワー及び雑音レベルとから計算される長期ＳＩＮＲに基づくシャノン容量ｌｏｇ２（１＋ＳＩＮＲ）である。これらのパワー値は、対象となっているワイヤレス受信機によって計算され、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０に周期的にフィードバックされる。そのようなフィードバックに必要なデータレートは、対象となっているワイヤレス受信機からの送信の性能に有意な影響は与えない。なぜならば、フィードバックの周期は、一般に大きく、フィードバックされるデータの対応する量は、比較的小さいためである。そのような長期統計評価値は、セル内干渉、すなわち、他のワイヤレス受信機が、干渉を生成し得るビーム構成を使用している場合があることを無視できる。セル内干渉は、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実施される第２の構成フェーズ中にデジタルプリコーダ２０２を適切に構成することによって管理することができる。一方で、長期統計評価値は、対象となっているワイヤレス受信機によって測定されるとともにワイヤレス送信機ＴＸ１１０にフィードバックされるものとして、長期セル内干渉を考慮に入れることができる。その場合、そのような長期セル内干渉は、ＳＩＮＲ値を精緻化するためにセル内干渉に加算することができる。
【００５５】
一変形形態では、長期統計評価値は、例えば、システムレートの長期ＳＩＮＲとの関連付けを提供するルックアップテーブル（ＬＵＴ）から抽出される。そのようなルックアップテーブルは、ＱＡＭ方式等のいくつかの変調方式を含む異なる送信モード、及び誤り訂正符号レートから事前に計算される。
【００５６】
ステップＳ５０３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの候補の組み合わせとして、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラの効用関数（utility function）（性能指数として知られる）を最適化する並行ビームの組み合わせを保持する。オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラの効用関数は、第２の構成フェーズ中にオンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラの効用関数の範囲内に適用されることが意図される公平性基準を予期することによって考慮することを目標とする。オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラの効用関数及びオンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラの効用関数は、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラの効用関数が長期統計評価値を用いて潜在的なスケジューリング結果を予期する一方、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラの効用関数は、実効チャネル条件を用いて効果的に適用すべきスケジューリングを判断するという点で異なる。
【００５７】
オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、例えば、α公平基準を最適化し、これにより、以下の効用関数がもたらされる。ここで、最良の長期統計評価値を示すＮｐ個のビーム構成は、ワイヤレス受信機ごとに事前に保持されている。
【数１】
2021526767.tif 000003
ここで、αは、−∞＜α＜＋∞であるような公平性係数であり、ＵＥＢＣ（Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ），Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ））は、Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成、及びＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるワイヤレス受信機についての長期統計評価値を表す。表記Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、インデックスＣｉｄｘの値によって表される並行ビームの組み合わせを形成する並行ビームの中から相対インデックスｐの値によって表されるビーム構成の（絶対）識別子として理解される。加えて、表記Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、インデックスＣｉｄｘの値によって表される並行ビームの組み合わせを形成する並行ビームの中から相対インデックスｐの値によって表されるビーム構成に関連付けられたワイヤレス受信機の（絶対）識別子として理解される。
【００５８】
平均レートパラメータＲａｖ１（ｊ）は、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラが長期統計評価値に基づく推定値に対して動作し、実効ＣＳＩデータに対しては動作しないので、「理論的」と言われることに留意すべきである。
【００５９】
最適化の結果は、上記のＫ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫの中のＮｐ個のワイヤレス受信機、及び、効用関数を最適化するＮｐ個の対応する並行ビーム構成のそれぞれに関連付けて、効用関数のＮｃ個の最良値（すなわち、上記で表された効用関数に依拠する場合、最高値）を提供する並行ビームのＮｃ個の候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）を提供する。
【００６０】
１〜ＮｃのインデックスＣｉｄｘの値によってインデックス付けされている並行ビームの各組み合わせを構築するのに用いられるビーム構成を一義的に識別するために、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、コードブックＣＢに記憶されたＮｂ個のビーム構成の中から絶対値であるビーム構成識別子値を索出する必要がある。実際には、インデックスｐは、相対的にのみビーム構成を識別する。したがって、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）ごとに、並行ビームの上記の組み合わせにおいて並行して用いられるＮｐ個のうちの各ポートｐにおいて用いられる実効ビーム構成Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）を索出する。表記Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、インデックスＣｉｄｘの値によって表される並行ビームの組み合わせを形成する並行ビームの中から相対インデックスｐの値によって表される、コードブックＣＢに記憶されたＮｂ個のビーム構成の中のビーム構成の（絶対）識別子として理解される。したがって、Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、以下のように定義される。
【数２】
2021526767.tif 000004
ここで、ＵＥＢＩは、ＵＥＢＩ（Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ），Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ））がワイヤレス受信機Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ）に関連付けられたビーム構成Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ）のコードブックＣＢに記憶されたＮｂ個のビーム構成の中の実効ビームインデックス（絶対インデックス）を表すようなインデックスマッピング関数である。
【００６１】
第１の手法では、最適化は、ワイヤレス受信機及びビーム構成の対をランダムに選択すること、及び、効用関数の最良の結果を提供するＮｐ個の対を保持することによって実行される。
【００６２】
第２の手法では、最適化は、図６を用いて以降で説明するアルゴリズムを実行することによって実行される。
【００６３】
図５のアルゴリズムの最後において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、第１の構成フェーズを終了する。したがって、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、第２の構成フェーズにおける実効スケジューリング及び少なくとも１つのフレームの対応する送信を実行するのに用いることができる並行ビームのＮｃ個の候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）を選択している。ところで、候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）は、結果として、上記で定義されたような絶対識別子Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）のそれぞれの別個のセットからなっていることに留意されたい。
【００６４】
第１の実施形態では、並行ビームのＮｃ個の候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）のそれぞれの場合に標的とされるべきＮｐ個のワイヤレス受信機は、第１の構成フェーズ中にオフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義される。第２の実施形態では、並行ビームのＮｃ個の候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）のうちの任意のものの場合に実効的に宛てられるＮｐ個のワイヤレス受信機は、第２の構成フェーズ中にオンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義される。詳細については、図７及び図８を用いて以降で説明する。
【００６５】
図６は、特定の実施形態における、複数のワイヤレス受信機に向けたフレームの送信のために適用することができる並行ビームの候補の組み合わせを決定するアルゴリズムを概略的に表している。詳細には、図６のアルゴリズムは、ステップＳ５０２及びＳ５０３の例示の詳細な実施形態を提供する。したがって、図６のアルゴリズムの開始時点では、初期化ステップＳ５０１は、事前に実行されているとみなされる。
【００６６】
ステップＳ６０１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｋ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫの中のワイヤレス受信機ごとに、長期統計評価値の高い方から低い方への順に、Ｎｂ個のビーム構成をソートする。
【００６７】
ステップＳ６０２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｋ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫの中のワイヤレス受信機ごとに、ステップＳ６０１においてソートされた上位Ｎｐ個のビーム構成を保持する。ここでは、１つのワイヤレス受信機当たりにＮｐ個より多くのビーム構成を考慮する必要はない。なぜならば、Ｎｐは、並行して用いることができるビームの数を表しているためである。このことは、最悪の場合でも、全てのワイヤレス受信機が（コードブックＣＢ内に記載されている全ての可能な並行ビームの中の）その下位からＮｐ番目のビームに関連付けられるべきであることを意味している。その時点において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスマッピング関数ＵＥＢＩを構築する。
【００６８】
ステップＳ６０３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘの値がＮｃよりも大きいか否かをチェックする。インデックスＣｉｄｘがステップＳ５０１において「１」に初期化されていることが思い出される。インデックスＣｉｄｘの値がＮｃよりも大きい場合、ステップＳ６０４が実行される。Ｎｃ以下である場合、ステップＳ６０５が実行される。
【００６９】
ステップＳ６０４において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、１〜ＮｃのインデックスＣｉｄｘの値によってインデックス付けされている並行ビームの候補の組み合わせごとに、並行ビームの上記の組み合わせにおいて並行して用いられるＮｐ個のうちの各ポートｐにおいて用いられる実効ビーム構成Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）を索出する。実際には、ステップＳ６０２においてワイヤレス受信機ごとに上位Ｎｐ個のビーム構成のみが保持されているので、インデックスｐは、相対的にビーム構成を識別する。したがって、各候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）の実効並行ビームは、並行ビームの当該候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）を正確に定義するとともに、後にフレーム送信中にアナログプリコーダ２０４上で適切に構成することを可能にするように、（上記で表されたインデックスマッピング関数ＵＥＢＩ（）によって）絶対的に識別されるものとする。これにより、図６のアルゴリズムが終了する。
【００７０】
ステップＳ６０５において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐを「１」に設定する。
【００７１】
ステップＳ６０６において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、一時パラメータｍ’に長期統計評価値を記憶する。特に、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、一時パラメータｍ’の値ｍ’（ｉ，ｊ）を、
【数３】
2021526767.tif 000005
となるように定義する。ただし、インデックスｉは、範囲［１；Ｎｐ］内にあり、インデックスｊは、範囲［１；Ｋ］内にある。
【００７２】
ステップＳ６０７において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐがＮｐよりも大きいか否かをチェックする。インデックスｐがＮｐよりも大きい場合、ステップＳ６０８が実行される。Ｎｐ以下である場合、ステップＳ６０９が実行される。
【００７３】
ステップＳ６０８において、インデックスＣｉｄｘが１単位だけ増分される。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの別の候補の組み合わせを決定することに移行する。その後、ステップＳ６０３が繰り返される。
【００７４】
ステップＳ６０９において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、式ｍ’（ｉ’，ｊ’）／Ｒａｖ１（ｊ’）αを最大化するインデックス対（ｉ’，ｊ’）を選択し、これらをＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）＝ｊ’及びＰ（ｐ，Ｃｉｄｘ）＝ｉ’として記憶する。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐ及びインデックスＣｉｄｘの現在の値についてオフラインスケジューラの平均レートベースのα公平効用関数を最大化するビーム構成を記憶する。
【００７５】
ステップＳ６１０において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ６０９の結果に従って平均データレートＲａｖ１（ｊ’）を更新する。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｒａｖ１（ｊ’）のコンテンツにｍ’（ｉ’，ｊ’）を加算し、その結果をＲａｖ１（ｊ’）に記憶する。
【００７６】
ステップＳ６１１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ６０９において選択されたインデックス対（ｉ’，ｊ’）について一時パラメータｍ’（ｉ’，ｊ’）をリセットする（ヌル値に設定する）。したがって、関与するビーム構成を同じワイヤレス受信機に再度帰属させることはできない。
【００７７】
特定の実施形態では、同じビーム構成を同時に２度用いることはできない。したがって、ステップＳ６１１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、さらに、ＵＥＢＩ（ｉ’’，ｊ’’）＝ＵＥＢＩ（ｉ’，ｊ’）であるようなインデックス（ｉ’’，ｊ’’）の全ての対を発見し、一時パラメータｍ’（ｉ’’，ｊ’’）をリセットする（ヌル値に設定する）。
【００７８】
別の特定の実施形態では、各ワイヤレス受信機に配分することができるビーム構成の数の上限が定められている。上限は、例えば、上記のワイヤレス受信機の受信アンテナの数に等しい。この事例では、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、任意のワイヤレス受信機に関連付けられたビーム構成の数が当該ワイヤレス受信機について事前に定義されたそのような上限を超えることがないことを保証する。上限に達すると、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、当該ワイヤレス受信機についての一時パラメータｍ’をリセットし、それにより、定義により、候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）における当該ワイヤレス受信機について更なるビーム構成が選択されない。
【００７９】
ステップＳ６１２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐを１単位だけ増分させる。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘの値によって識別される候補の組み合わせの中間定義（on-the-way definition）に追加される別のビーム構成を決定することに移行する。その後、ステップＳ６０７が繰り返される。
【００８０】
図７は、第１のスケジューリングの特定の実施形態における、関与する複数のワイヤレス受信機に向けたフレームのスケジューリング及び送信を実行するアルゴリズムを表す概略図である。
【００８１】
ステップＳ７０１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、フレームが送信されなければならないことを検出する。このフレームは、オンラインスケジューラによって処理されるものとする。
【００８２】
ステップＳ７０２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘを「１」に設定する。
【００８３】
ステップＳ７０３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘがＮｃよりも大きいか否かをチェックする。インデックスＣｉｄｘがＮｃよりも大きい場合、ステップＳ７１５が実行される。Ｎｃ以下である場合、ステップＳ７０４が実行される。
【００８４】
ステップＳ７０４において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐを「１」に設定する。
【００８５】
ステップＳ７０５において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐがＮｐよりも大きいか否かをチェックする。インデックスｐがＮｐよりも大きい場合、ステップＳ７０６が実行される。Ｎｐ以下である場合、ステップＳ７１１が実行される。
【００８６】
ステップＳ７０６において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｍを「１」に設定する。インデックスｍは、そのフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースの中の任意の時間および周波数リソースを識別するのに用いられる。
【００８７】
ステップＳ７０７において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｍの値がＭよりも大きいか否かをチェックする。インデックスｍがＭよりも大きい場合、ステップＳ７０８が実行される。Ｍ以下である場合、ステップＳ７０９が実行される。
【００８８】
ステップＳ７０８において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐを１単位だけ増分させる。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）の次のビーム構成を選択する。その後、ステップＳ７０５が繰り返される。
【００８９】
ステップＳ７０９において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成に関連付けられたチャネルを選択することによって、インデックスｍによって識別されるリソースについてＣＳＩＴ関連データからもたらされるＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるワイヤレス受信機の有用チャネルＨｕ（ｐ，ｍ）を計算する。さらに、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、Ｂ（１，Ｃｉｄｘ）、．．．、Ｂ（ｐ−１，Ｃｉｄｘ）、Ｂ（ｐ＋１，Ｃｉｄｘ）、．．．、Ｂ（Ｎｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成、すなわち、Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成が除外されるビーム構成に関連付けられたチャネルを選択することによって、ＣＳＩＴ関連データからもたらされるＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるワイヤレス受信機の干渉チャネルＨｉ（ｐ，ｍ）を計算する。
【００９０】
ステップＳ７１０において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｍを１単位だけ増分させる。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、そのフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースの中の別の時間および周波数リソースを検討する。その後、ステップＳ７０７が繰り返される。
【００９１】
ステップＳ７１１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、場合によって、並行ビームの候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）についてステップＳ７０９の連続した反復にわたって計算された有用チャネルＨｕ（ｐ，ｍ）及び干渉チャネルＨｉ（ｐ，ｍ）から、デジタルプリコーダ２０２のＭ個の構成（そのフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースのうちの１つごとに１つの構成）を計算する。
【００９２】
ステップＳ７１２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、有用チャネルＨｕ（ｐ，ｍ）、及び任意選択でステップＳ７１１において計算されたプリコーダ構成に従って、時間および周波数リソースｍにわたってフレームによって目標とされたＮｐ個のワイヤレス受信機のうちの１つごとに達成することが期待される瞬時レートｒ（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）（これは、瞬時レートの後続のセットｒ（１，Ｃｉｄｘ，ｍ）、．．．、ｒ（Ｎｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）を意味する）を計算し記憶する。したがって、表記ｒ（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）は、本明細書において、並行ビームの候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）を用いるインデックスｐの値によって識別されるワイヤレス受信機について、Ｍ個の時間および周波数リソースの中の時間および周波数リソースｍを介して達成することが期待される瞬時レートを指す。この瞬時レートの計算は、Ｍ個の時間および周波数リソースの中の時間および周波数リソースｍごとに実行される。
【００９３】
ステップＳ７１３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オンライン効用関数の値を計算し記憶する。オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、例えば、α公平基準を最適化し、これにより、以下の効用関数がもたらされる。
【数４】
2021526767.tif 000006
ここで、Ｒａｖ２（ｉ）は、実効総レートであるか、又は一変形形態では、当該総レートＲａｖ２（ｉ）の初期化若しくは、等価的には当該総レートＲａｖ２（ｉ）の直近の再初期化からインデックス値ｉによって識別されるワイヤレス受信機について達成される実効平均レートである。１つの例によれば、上記の総レートＲａｖ２（ｉ）は、対象となっているワイヤレス受信機が（当該ワイヤレス受信機が非アクティブであるか又はそのようにみなされる或る期間の後に）再度アクティブになるとリセットされる。別の例によれば、上記の総レートＲａｖ２（ｉ）は、対象となっているワイヤレス受信機が送信システム内で宣言される（したがって、送信システムのＫｔｏｔ個のワイヤレス受信機の一部になる）と初期化される。更に別の例によれば、上記の総レートＲａｖ２（ｉ）は、当該総レートＲａｖ２（ｉ）を定期的にリフレッシュし、したがって潜在的な計算誤差を破棄するように、周期的にリセットされる。
【００９４】
ステップＳ７１４において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘを１単位だけ増分させる。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実施された第１の構成フェーズからもたらされた並行ビームの候補の組み合わせＣ（１），．．．，Ｃ（Ｎｃ）の中の並行ビームの別の組み合わせを選択する。その後、ステップＳ７０３が繰り返される。
【００９５】
ステップＳ７１５において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オンライン効用関数を最適化するようにスケジューリングを実行する。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オンライン効用関数に従って最良の性能を示す、候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）の中の並行ビームの候補の組み合わせを保持する。
【００９６】
ステップＳ７１６において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ７１５において行われたスケジューリング判断に従ってレートＲａｖ２（ｉ）を更新する。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、対象となっているフレーム内でデータが送信されるワイヤレス受信機Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ）を索出し、行われたスケジューリング判断に従ってそれらのそれぞれのレートＲａｖ２を更新する。他のワイヤレス受信機は対象となっているフレームによってサービスを受けず、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、（サービスを受けていないワイヤレス受信機についての瞬時レートは対象となっているフレームのためにヌルであることを考慮に入れるために）それに応じてそれらのそれぞれのレートＲａｖ２を更新する。
【００９７】
ステップＳ７１７において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ７１５から得られたビーム構成の組み合わせに従って自身を構成し、それに応じてＭ個の時間および周波数リソースにわたってそのフレームを送信する。
【００９８】
図７のアルゴリズムでは、ワイヤレス受信機の同じグループが、全帯域について選択される。なぜならば、Ｂ（１，Ｃｉｄｘ）、．．．、Ｂ（Ｎｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成及びＵ（１，Ｃｉｄｘ）、．．．、Ｕ（Ｎｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるワイヤレス受信機は、広帯域であるためである。したがって、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、時間領域のみにおいて機能し、これにより、スケジューリングプロセスの融通性が制限される。別の手法は、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実施される第１の構成フェーズの最後において、提案されるようにワイヤレス受信機のグループを考慮に入れないことである。この態様は、図８を用いて以降で詳述する。
【００９９】
図８は、第２のスケジューリングの特定の実施形態における、関与する複数のワイヤレス受信機に向けたフレームのスケジューリング及び送信を実行するアルゴリズムを概略的に表している。
【０１００】
ステップＳ８０１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、フレームが送信されなければならないことを検出する。このフレームは、オンラインスケジューラによって処理されるものとする。
【０１０１】
ステップＳ８０２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘを「１」に設定する。
【０１０２】
ステップＳ８０３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘがＮｃよりも大きいか否かをチェックする。インデックスＣｉｄｘがＮｃよりも大きい場合、ステップＳ８１３が実行される。Ｎｃ以下である場合、ステップＳ８０４が実行される。
【０１０３】
ステップＳ８０４において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐを「１」に設定する。
【０１０４】
ステップＳ８０５において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐがＮｐよりも大きいか否かをチェックする。インデックスｐがＮｐよりも大きい場合、ステップＳ８０６が実行される。Ｎｐ以下である場合、ステップＳ８１１が実行される。
【０１０５】
ステップＳ８０６において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｍを「１」に設定する。インデックスｍは、そのフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースの中の任意の時間および周波数リソースを識別するのに用いられる。
【０１０６】
ステップＳ８０７において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｍの値がＭよりも大きいか否かをチェックする。インデックスｍがＭよりも大きい場合、ステップＳ８０８が実行される。Ｍ以下である場合、ステップＳ８０９が実行される。
【０１０７】
ステップＳ８０８において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｐを１単位だけ増分させる。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）の次のビーム構成を選択する。その後、ステップＳ８０５が繰り返される。
【０１０８】
ステップＳ８０９において、ワイヤレス受信機ＴＸ１１０は、それぞれＫ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫの有用チャネルＨｕ（ｐ，ｍ，１）、．．．Ｈｕ（ｐ，ｍ，Ｋ）を計算する。上記の有用チャネルは、Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成に関連付けられたチャネルを選択することによって、インデックスｍによって識別される時間および周波数リソースについてＣＳＩＴ関連データから得られる。その上、ワイヤレス受信機ＴＸ１１０は、Ｋ個のアクティブワイヤレス受信機の干渉チャネルＨｉ（ｐ，ｍ，１）、．．．、Ｈｉ（ｐ，ｍ，Ｋ）を計算する。上記の干渉チャネルも、Ｂ（１，Ｃｉｄｘ）、．．．、Ｂ（ｐ−１，Ｃｉｄｘ）、Ｂ（ｐ＋１，Ｃｉｄｘ）、．．．、Ｂ（Ｎｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成に関連付けられたチャネルを選択することによって、ＣＳＩＴ関連データから得られる。ステップＳ７０９と比較して、ビーム構成と目標のワイヤレス受信機との間の関連付けは、（図７のアルゴリズムの範囲とは対照的に）図８のアルゴリズムの範囲において固定されない。これは、ここでＫ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫのうちの１つごとに有用チャネルＨｕ（ｐ，ｍ，１）、．．．Ｈｕ（ｐ，ｍ，Ｋ）及び干渉チャネルＨｉ（ｐ，ｍ，１）、．．．、Ｈｉ（ｐ，ｍ，Ｋ）が決定される理由を説明する。
【０１０９】
ステップＳ８１０において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスｍを１単位だけ増加させる。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、そのフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースの中の別の時間および周波数リソースを検討する。その後、ステップＳ８０７が繰り返される。
【０１１０】
ステップＳ８１１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの選択された候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）についてオンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング推定を実行する。これは、ここではオンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング「推定」と称されるが、これは、ステップＳ８１１においてＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング判断が行われないためである。実際には、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、このステップにおいて、並行ビームの選択された候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）についてのみ最適化を実行する。対象となっているフレームを送信するのに実効的に用いられる候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）に関する判断は、後に行われる（以下のステップＳ８１３を参照）。したがって、換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、このようにＣｉｄｘ限定オンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング推定を実行するとみなすことができる。
【０１１１】
オンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング推定は、入力として、ステップＳ８０９において計算された有用チャネルＨｕ（ｐ，ｍ，１）、．．．Ｈｕ（ｐ，ｍ，Ｋ）及び干渉チャネルＨｉ（ｐ，ｍ，１）、．．．、Ｈｉ（ｐ，ｍ，Ｋ）を取り込む。オンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング推定は、入力として、Ｋ個のアクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫのうちの１つごとにレートＲａｖ２（ｉ）を更に取り込み、ここで、Ｒａｖ２（ｉ）は、（図７に関して既に表されたように）総レートであるか、又は一変形形態では、当該総レートＲａｖ２（ｉ）の初期化、若しくは等価的には当該総レートＲａｖ２（ｉ）の直近の再初期化からインデックス値ｉによって識別されるワイヤレス受信機について達成される平均レートである。１つの例によれば、上記の総レートＲａｖ２（ｉ）は、対象となっているワイヤレス受信機が（当該ワイヤレス受信機がアクティブであるか又はそのようにみなされる或る期間の後に）再度アクティブになるとリセットされる。別の例によれば、上記の総レートＲａｖ２（ｉ）は、対象となっているワイヤレス受信機が送信システム内で宣言される（したがって、送信システムのＫｔｏｔ個のワイヤレス受信機の一部になる）と初期化される。更に別の例によれば、上記の総レートＲａｖ２（ｉ）は、当該総レートＲａｖ２（ｉ）を定期的にリフレッシュし、したがって潜在的な計算誤差を破棄するように、周期的にリセットされる。
【０１１２】
オンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング推定は、出力として、オンライン効用関数を最適化する、Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ、１）、．．．、Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，Ｍ）によって識別されるＮｐ個のワイヤレス受信機のＭ個のセットのうちの１つのセットを与える。表記Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，Ｍ）（ただし、ｍは１〜Ｍ）は、対象となっているフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースの中の時間および周波数リソースｍにわたってデータを送信するときの並行ビームの組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）を形成する並行ビームの中から相対インデックスｐの値によって表されるビーム構成に関連付けられたワイヤレス受信機の（絶対）識別子として理解される。
【０１１３】
オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、例えば、α公平基準を最適化し、これにより、以下の効用関数がもたらされ、
【数５】
2021526767.tif 000007
ここで、表記ｒ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）は、したがって、本明細書において、ビーム構成Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）を用いるＵ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）によって識別されるワイヤレス受信機について、Ｍ個の時間および周波数リソースの中の時間および周波数リソースｍを介して達成することが期待される瞬時レートを指す。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、デジタルプリコーダ２０２が存在する場合これによって達成することができるレート改善を考慮に入れる。
【０１１４】
１つの例によれば、ステップＳ８１１は、対象となっているフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースのそれぞれを介して並行ビームの候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）を構成するＮｐ個のビーム構成にマッピングするワイヤレス受信機の全ての可能なセットを網羅的に試験することによって実行される。別の例によれば、ステップＳ８１１は、Ｍ個の時間および周波数リソースのそれぞれを介して並行ビームの候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）を構成するＮｐ個のビーム構成にマッピングするワイヤレス受信機の全ての可能なセットのうちのランダムサブセットを用いることによって実行される。更に別の例によれば、ステップＳ８１１は、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラからもたらされたワイヤレス受信機のグループのセットにわたって試験することによって実行される。
【０１１５】
特定の実施形態では、ステップＳ８１１は、いずれのワイヤレス受信機が適切なプリコーダ構成とグループ化されるべきであるのかを、時間および周波数リソースごとに（すなわち、１〜Ｍの時間および周波数リソースインデックスからの最適化を実行することによって）定義することによって実行される。例えば、文書「Simplified fair scheduling and antenna selection algorithms for multiuser MIMO orthogonal space-division multiplexing downlink」Shreeram Sigdel and Witold A Krzymien, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol.58, issue 3, pp.1329-1344, March 2009において開示されているように、これを達成することができる。
【０１１６】
その後、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの上記の候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）についてのオンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング推定の観点から、対象となっているフレームによって目標とされるワイヤレス受信機Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）の識別情報とともにオンライン効用関数の最適化された値を記憶する。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの上記の候補の組み合わせＣ（Ｃｉｄｘ）がオンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラによって最後に保持される場合（以下参照）に上記のワイヤレス受信機Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）のうちの１つごとに得られるであろう瞬時レートｒ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）を更に記憶する。
【０１１７】
ステップＳ８１２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、インデックスＣｉｄｘを１単位だけ増分させる。換言すれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって実施される第１の構成フェーズからもたらされた並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）の中から並行ビームの別の組み合わせを選択する。その後、ステップＳ８０３が繰り返される。
【０１１８】
ステップＳ８１３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オンライン効用関数を最適化するようにスケジューリングを実行する。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、オンライン効用関数に従って最良の性能を示す、ビーム構成の候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）を保持する。
【０１１９】
ステップＳ８１４において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ８１３において行われたスケジューリング判断に従ってレートＲａｖ２（ｉ）を更新する。１〜Ｍのインデックスｍの値ごとに、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、対象となっているフレーム内でデータが送信されるワイヤレス受信機Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）を索出し、行われたスケジューリング判断に従ってそれらのそれぞれのレートＲａｖ２を更新する。他のワイヤレス受信機は対象となっているフレームによってサービスを受けず、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、（サービスを受けていないワイヤレス受信機についての瞬時レートは対象となっているフレームのためにヌルであることを考慮に入れるために）それに応じてそれらのそれぞれのレートＲａｖ２を更新する。
【０１２０】
ステップＳ８１５において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ８１３からもたらされたビーム構成の組み合わせに従って自身を構成し、それに応じてＭ個の時間および周波数リソースにわたってそのフレームを送信する。
【０１２１】
図９は、チャネル観測値を収集するアルゴリズムを概略的に表している。実際には、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０による、各ワイヤレス受信機によって観測されるＭＩＭＯチャネルの知識は、ＣＳＩＴ関連データを構築するのに必要とされる。通常、パイロット信号はワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって送信され、したがって、各ワイヤレス受信機がＭＩＭＯチャネル特性を推定することが可能になる。
【０１２２】
ステップＳ９０１において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ワイヤレス受信機に向けてパイロット信号を送信するのに用いられるビーム構成を選択する。
【０１２３】
実用上では、全てのＭＩＭＯチャネルがワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって知られる必要があるというわけではない。実際には、並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）を考慮することによって、コードブックＣＢに記憶されたＮｂ個の候補ビーム構成のうちの多くが内部に存在しないということが大いに起こり得る。実際には、ワイヤレス受信機の所与の空間分布について、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０の無線カバレッジ内であり、かつ所与のビーム構成によって指定される或る場所は、アクティブワイヤレス受信機ＡＲＸ１、ＡＲＸ２、．．．、ＡＲＸＫの中のアクティブワイヤレス受信機を有しない。これには、そのような所与のビーム構成がアクティブワイヤレス受信機に向けて有用信号も干渉も生成しないことが伴い、したがって、対応するＭＩＭＯチャネルの知識は必要でない。
【０１２４】
したがって、第１の選択肢（図７のアルゴリズムに従う）では、並行ビームの各候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）は、並行ビームの当該候補の組み合わせによって目標とされるべきワイヤレス受信機に関連付けてオフラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラによって定義される。この事例では、並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）ごとに全ての可能なＭＩＭＯチャネルが完全に特徴付けられる。したがって、並行ビームの当該候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）において用いられる任意のビーム構成についてパイロット信号を送信することのみが要求される。これは、必要とされるパイロット信号の数を削減し、これにより、チャネル推定が改善され、又はオーバーヘッドが削減される。したがって、ＣＳＩフィードバックは、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって、並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）によって特徴付けられるＭＩＭＯチャネル上でのみ対応するワイヤレス受信機から得られる。
【０１２５】
さらに、並行ビームの２つの異なる候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）が、必ずしも同じワイヤレス受信機を目標とするわけではないが、同じＭＩＭＯチャネルをもたらす、共通のビーム構成を有する可能性がある。したがって、特定の実施形態ではＣＳＩフィードバックを更に限定するために、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの異なる候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）において現れるビーム構成の和集合を特定し、ワイヤレス受信機に、上記のビーム構成の和集合に関係付けられたＣＳＩデータをフィードバックするように要求する。その後、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）の観点で、上記のビーム構成に関係付けられたＣＳＩデータを組み立て直し、したがって、所望のＭＩＭＯチャネル表現を再構築することが可能である。
【０１２６】
第２の選択肢（図８のアルゴリズムに従う）では、並行ビームの各候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）は、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラの観点から、並行ビームの当該候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）によって、場合によって目標とされるべきワイヤレス受信機に関連付けてオフラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラによって定義される。これは、ワイヤレス受信機を適切にグループ化することをオンラインＭＵ−ＭＩＭＯスケジューラによって再検討することができることを意味する。これを行うために、また、場合によっては、適切なデジタルプリコーダ構成を計算するために、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、用いることができる全ての潜在的なＭＩＭＯチャネルを知る必要がある。したがって、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０によって、並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）において用いられる全てのビーム構成についての全てのワイヤレス受信機からのＣＳＩレポートが要求される。その後、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、並行ビームの候補の組み合わせＣ（１）、．．．、Ｃ（Ｎｃ）ごとにワイヤレス受信機の任意の関連付けに関連付けられた全てのＭＩＭＯチャネルを再構築することが可能である。
【０１２７】
ステップＳ９０２において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ステップＳ９０１において選択されたビーム構成を用いることによってパイロット信号を送信する。
【０１２８】
ステップＳ９０３において、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、関与するワイヤレス受信機からＣＳＩ関連データを受信する。
【０１２９】
述べたように、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、ワイヤレス受信機からこのように受信されたＣＳＩ関連データを外装することにより、対象となっているフレームを送信するのに用いられるＭ個の時間および周波数リソースの中の時間および周波数リソースｍごとにＣＳＩ関連データを得る。
【０１３０】
図１０は、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０の一例のハードウェアアーキテクチャを概略的に表している。ハードウェアアーキテクチャの示される例によれば、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、通信バス１０１０によって相互接続される少なくとも以下の構成要素、すなわち、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラー又はＣＰＵ（中央処理ユニット）１００１と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１００２と、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１００３と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）若しくはＳＤ（セキュアデジタル）カードリーダー１００４、又は非一時的情報記憶媒体上に記憶される情報を読み出すように構成される任意の他のデバイス及び通信インターフェースＣＯＭ１００５とを備える。
【０１３１】
通信インターフェースＣＯＭ１００５は、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０がワイヤレス受信機ＲＸ１１２１、ＲＸ２１２２、．．．、ＲＸＫｔｏｔ１２３にフレームを送信するとともに、ワイヤレス受信機ＲＸ１１２１、ＲＸ２１２２、．．．、ＲＸＫｔｏｔ１２３からフィードバック情報を受信することを可能にする。通信インターフェースＣＯＭ１００５は、デジタルプリコーダ１３２と、変調器１３４と、アナログプリコーダ１３５と、大規模に構成されたアンテナセット１３６とを備える。
【０１３２】
ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭ１００３から、又はＳＤカードリーダー１００４を介してＳＤカード等の外部メモリから、ＲＡＭ１００２にロードされる命令を実行することができる。ワイヤレス送信機ＴＸ１１０に電源が投入された後に、ＣＰＵ１００１は、ＲＡＭ１００２から命令を読み出し、これらの命令を実行することができる。それらの命令は、ＣＰＵ１００１に、本明細書で以下に述されるアルゴリズムのステップのうちのいくつか又は全てを実行させる１つのコンピュータプログラムを形成する。
【０１３３】
結果として、本明細書で説明されるアルゴリズムのありとあらゆるステップが、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）若しくはマイクロコントローラー等のプログラマブルコンピューティングマシンにより１組の命令若しくはプログラムを実行することによってソフトウェアにおいて実施される場合があるか、又はそうでなければ、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）若しくはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）等の機械若しくは専用チップ若しくはチップセットによってハードウェアにおいて実施される場合があることは理解されたい。一般に、ワイヤレス送信機ＴＸ１１０は、本明細書において説明されるような関連ステップを実施するように構成される処理電子回路を備える。
【図１】
2021526767.tif 000008
【図２】
2021526767.tif 000009
【図３】
2021526767.tif 000010
【図４】
2021526767.tif 000011
【図５】
2021526767.tif 000012
【図６】
2021526767.tif 000013
【図７】
2021526767.tif 000014
【図８】
2021526767.tif 000015
【図９】
2021526767.tif 000016
【図１０】
2021526767.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月11日(2020.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大規模に構成された送信アンテナと、変調器と、前記大規模に構成された送信アンテナのそれぞれの入力に対して前記変調器によって出力される変調されたアナログ信号を混合するアナログプリコーダとを備えるワイヤレス送信機を構成する方法であって、
前記ワイヤレス送信機は、前記アナログプリコーダの特定の位相パターン構成に対応する事前に定義された候補ビーム構成を記憶するコードブックを更に備え、
前記ワイヤレス送信機によるフレームの送信は、ワイヤレス受信機に向けたマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信を実行するように、前記コードブックに記憶された前記事前に定義された候補ビーム構成の中の並行ビーム構成の組み合わせを用いることによって、Ｍ個のそれぞれの時間および周波数リソース上で実行され、
前記方法は、前記ワイヤレス送信機によって実施され、
前記ワイヤレス送信機は、前記ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件の観点で前記ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、前記時間および周波数リソース上で並行ビームのいずれの組み合わせを適用すべきかを決定する、オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラと称されるＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、
前記ワイヤレス送信機は、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの前記組み合わせに従って前記アナログプリコーダを構成することによって前記時間および周波数リソース上でフレーム送信を実行し、
前記方法は、
前記ワイヤレス送信機は、第１の構成フェーズを実施する、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラと称される別のＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、
前記第１の構成フェーズにおいて、前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記ワイヤレス受信機に向けた前記ワイヤレス送信機からの送信の性能に関連付けられた長期統計値を用いることによって、または、前記ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れることによって、並行ビームの候補の組み合わせを決定することと、
前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第２の構成フェーズを実施し、前記第２の構成フェーズにおいて、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記第１の構成フェーズ中に前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの前記候補の組み合わせの中から前記時間および周波数リソース上で適用する並行ビームの組み合わせを選択し、
前記並行ビームの候補の組み合わせのうちの任意のものの場合に実効的に目標とされるべき前記ワイヤレス受信機は、前記第２の構成フェーズ中に前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義され、
前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、α公平基準を最適化し、これにより、以下の効用関数がもたらされ、ここで、最良の長期統計評価値を示すＮｐ個のビーム構成は、前記ワイヤレス受信機ごとに事前に保持されており、
【数１】
2021526767.tif 000018
ここで、Ｒａｖ１（Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ））は、長期統計値の観点でＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別される前記ワイヤレス受信機についての理論的に達成可能な総レート又は平均レートであり、αは、−∞＜α＜＋∞であるような公平性係数であり、ＵＥＢＣ（Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ），Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ））は、Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成、及びＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別される前記ワイヤレス受信機についての長期統計評価値を表し、Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、インデックスＣｉｄｘの値によって表される前記並行ビームの組み合わせを形成する前記並行ビームの中から相対インデックスｐの値によって表されるビーム構成の絶対識別子であり、Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、インデックスＣｉｄｘの値によって表される前記並行ビームの組み合わせを形成する前記並行ビームの中から前記相対インデックスｐの値によって表されるビーム構成に関連付けられた前記ワイヤレス受信機の絶対識別子であり、
前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記α公平基準を最適化し、これにより、以下の効用関数がもたらされ、
【数２】
2021526767.tif 000019
ここで、Ｒａｖ２（Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ））は、前記Ｍ個の時間および周波数リソースの中の前記時間および周波数リソースｍを介してＵ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）によって識別される前記ワイヤレス受信機について達成される総レート又は平均レートであり、さらに、ｒ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）は、ビーム構成Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）を用いるＵ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）によって識別される前記ワイヤレス受信機について、前記時間および周波数リソースを介して達成することが期待される瞬時レートである、
方法。
【請求項２】
前記ワイヤレス送信機は、先行するフレーム送信と比較して前記ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の受信条件が変化している場合、前記第１の構成フェーズを再び開始する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＭＵ−ＭＩＭＯ送信の受信条件が前記先行するフレーム送信と比較して変化している場合は、以下の条件、すなわち、
少なくとも１つのワイヤレス受信機の前記長期統計値が、先行するフレーム送信から変化している場合と、
前記ワイヤレス送信機が、前記先行するフレーム送信から少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信すべき十分なデータをもはや有しない場合と、
前記ワイヤレス送信機が、先行する時点では、前記先行するフレーム送信について少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信するのに十分なデータが存在していなかった、前記少なくとも１つのワイヤレス受信機に送信すべき新たなデータを受信している場合と、
前記先行するフレーム送信から、前記ワイヤレス送信機が属する送信システムの全ての前記ワイヤレス受信機の中のアクティブである前記ワイヤレス受信機の変化がある場合と、
前記先行するフレーム送信から、前記送信システム内の前記ワイヤレス受信機の存在に変化がある場合と、
のうちの少なくとも１つに直面した場合である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ワイヤレス送信機は、前記変調器の上流に配置されたデジタルプリコーダを更に備え、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記第２の構成フェーズ中の前記デジタルプリコーダの構成、すなわち、前記時間および周波数リソースの１つごとに前記デジタルプリコーダの１つの構成を決定し、更に適用する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記ワイヤレス送信機は、前記並行ビームの候補の組み合わせにおいて現れるビーム構成の和集合を特定し、前記ワイヤレス受信機に向けた前記実効チャネル条件を特定するように、前記ワイヤレス受信機に、前記ビーム構成の和集合に関係付けられたチャネル状態情報データをフィードバックするように要求する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
プログラムコード命令がプログラマブルデバイスによって実行されると、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法を実施する前記プログラマブルデバイスにロードすることができる前記プログラムコード命令を含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項７】
プログラムコード命令がプログラマブルデバイスによって実行されると、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法を実施する前記プログラマブルデバイスにロードすることができる前記プログラムコード命令を含むコンピュータプログラムを記憶する、非一時的情報記憶媒体。
【請求項８】
大規模に構成された送信アンテナと、変調器と、前記大規模に構成された送信アンテナのそれぞれの入力に対して前記変調器によって出力される変調されたアナログ信号を混合するアナログプリコーダとを備えるワイヤレス送信機であって、
前記ワイヤレス送信機は、前記アナログプリコーダの特定の位相パターン構成に対応する事前に定義された候補ビーム構成を記憶するコードブックを更に備え、
前記ワイヤレス送信機によるフレームの送信は、ワイヤレス受信機に向けたマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信を実行するように、前記コードブックに記憶された前記事前に定義された候補ビーム構成の中の並行ビーム構成の組み合わせを用いることによって、Ｍ個のそれぞれの時間および周波数リソース上で実行され、
前記ワイヤレス送信機は、前記ワイヤレス受信機に向けた実効チャネル条件の観点で前記ワイヤレス受信機同士の間の公平性制約を考慮に入れるように、前記時間および周波数リソース上で並行ビームのいずれの組み合わせを適用すべきかを決定するオンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラと称されるＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、
前記ワイヤレス送信機は、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された並行ビームの前記組み合わせに従って前記アナログプリコーダを構成することによって前記時間および周波数リソース上でフレーム送信を実行する手段を更に備え、
前記ワイヤレス送信機は、第１の構成フェーズを実施する、オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラと称される別のＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラを更に備え、前記第１の構成フェーズにおいて、前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記ワイヤレス受信機に向けた前記ワイヤレス送信機からの送信の性能に関連付けられた長期統計値を用いることによって、または、前記ワイヤレス受信機同士の間の前記公平性制約を考慮に入れることによって、並行ビームの候補の組み合わせを決定するように構成され、
前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、第２の構成フェーズを実施し、前記第２の構成フェーズにおいて、前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記第１の構成フェーズ中に前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって決定された前記並行ビームの候補の組み合わせの中から前記時間および周波数リソース上で適用する並行ビームの組み合わせを選択するように構成され、
前記並行ビームの候補の組み合わせのうちの任意のものの場合に実効的に目標とされるべき前記ワイヤレス受信機は、前記第２の構成フェーズ中に前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラによって定義され、
前記オフラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、α公平基準を最適化し、これにより、以下の効用関数がもたらされ、ここで、最良の長期統計評価値を示すＮｐ個のビーム構成は、前記ワイヤレス受信機ごとに事前に保持されており、
【数３】
2021526767.tif 000020
ここで、Ｒａｖ１（Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ））は、長期統計値の観点でＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別される前記ワイヤレス受信機についての理論的に達成可能な総レート又は平均レートであり、αは、−∞＜α＜＋∞であるような公平性係数であり、ＵＥＢＣ（Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ），Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ））は、Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別されるビーム構成、及びＵ（ｐ，Ｃｉｄｘ）によって識別される前記ワイヤレス受信機についての長期統計評価値を表し、Ｐ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、インデックスＣｉｄｘの値によって表される前記並行ビームの組み合わせを形成する前記並行ビームの中から相対インデックスｐの値によって表されるビーム構成の絶対識別子であり、Ｕ（ｐ，Ｃｉｄｘ）は、インデックスＣｉｄｘの値によって表される前記並行ビームの組み合わせを形成する前記並行ビームの中から前記相対インデックスｐの値によって表されるビーム構成に関連付けられた前記ワイヤレス受信機の絶対識別子であり、
前記オンラインＭＵ−ＭＩＭＯ公平スケジューラは、前記α公平基準を最適化し、これにより、以下の効用関数がもたらされ、
【数４】
2021526767.tif 000021
ここで、Ｒａｖ２（Ｕ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ））は、前記Ｍ個の時間および周波数リソースの中の前記時間および周波数リソースｍを介してＵ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）によって識別される前記ワイヤレス受信機について達成される総レート又は平均レートであり、さらに、ｒ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）は、ビーム構成Ｂ（ｐ，Ｃｉｄｘ）を用いるＵ’（ｐ，Ｃｉｄｘ，ｍ）によって識別される前記ワイヤレス受信機について、前記時間および周波数リソースを介して達成することが期待される瞬時レートである、
ワイヤレス送信機。
【国際調査報告】
2021526767.tif 000022
2021526767.tif 000023