(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アップリンクＭＣ−ＣＤＭＡシステムにおいて多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を効率的に抑制するための方法であって、
前記アップリンク上の複数のユーザの送信電力を制御するために、等ＢＥＲ電力制御（ＢＥＲ ＰＣ）とともに前記システムにおいて非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機を統合することを含み、
前記受信機において取得されたチャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて、前記複数のユーザの送信電力の送信電力割当ては、全送信電力制約を含む等ＢＥＲ基準のもとで前記複数のユーザの送信電力を検索する逐次的アルゴリズムの使用によって計算される、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記システムは、前記非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機が、すべてのユーザの信号対干渉比（ＳＩＲ）を同時に最大にする遅いフェージング・チャネルおよび所与の判定順序を考慮する、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、少なくとも１つの計算された電力割当ては、送信機のユーザが割当てられた電力で送信を行うように前記送信機にフィードバックされる、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、ｋ番目のユーザの前記電力割当てａｋ２は、下式のような一般的な逐次形で表され、
【数１】
0004741584.tif 000056
ここで、Ｋはアクティブ・ユーザの数であり、σ２はノイズの分散を示し、ｒｉ，ｊは、チャネル修正された相互相関行列Ｒの（ｉ，ｊ）番目の要素を示し、γｉ，ｊは正定値行列Ｒｍ＝Ｒ＋σ２Ａ−２のコレスキー因子分解（ＣＦ）から得られるΓの（ｉ，ｊ）番目の要素を示し、Ａ＝ｄｉａｇ（ａ１，ａ２，…，ａＫ）はすべてのユーザの受信振幅を含む対角行列であり、前記ＣＦ動作可能Ｒｍは、Ｒｍ＝ΓＨＤ２Γとなるように一意的に分解され、Γは上三角、かつモニック（対角線に沿ってすべてが１である）であり、Ｄ２＝ｄｉａｇ（［ｄ１２，ｄ２２，…，ｄＫ２］Ｔ）はすべて正の要素を有する対角形であり、前記アルゴリズムが、
１）λ＝σ２とするステップと、２）（１／Ｋ）Σｋ＝１Ｋ（ａｋ２）を計算するために式（Ａ）を適用するステップと、３）その結果を電力制約Ｐと比較し、仮に小さい場合には、λを増加させて、予め定められた精度で、最終的にＰ＝（１／Ｋ）Σｋ＝１Ｋ（ａｋ２）になるまでステップ２）に戻るステップとにより実施される、方法。
【請求項５】
アップリンクＭＣ−ＣＤＭＡシステムにおいて多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を効率的に抑制するための方法であって、
受信されたＭＣ−ＣＤＭＡ信号を非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣを用いて復調すること、
等ＢＥＲ電力制御スキームに基づいて、複数のアップリンク送信機の電力割当てを決定することであって、前記等ＢＥＲ電力制御スキームは、前記受信されたＭＣ−ＣＤＭＡ信号から取得されたチャネル状態情報（ＣＳＩ）を利用すること、
を含み、前記決定することは、
繰り返しアルゴリズムを使用して、全送信電力制約を含む等ＢＥＲ基準のもとで前記複数のアップリンク送信機の送信電力を検索することを含む、方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記復調することは、
前記複数のアップリンク送信機から受信された信号に対応する信号対干渉比（ＳＩＲ）を同時に最大にすることを含む、方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、前記繰り返しアルゴリズムは、
（ａ）λ＝σ２とするステップと、
（ｂ）（１／Ｋ）Σｋ＝１Ｋ（ａｋ２）を計算するために式（Ａ）を適用するステップと、
（ｃ）（ｂ）で得られた結果を電力制約Ｐと比較し、仮に小さい場合には、λを増加させて、予め定められた精度で、最終的にＰ＝（１／Ｋ）Σｋ＝１Ｋ（ａｋ２）になるまでステップ（ｂ）に戻るステップとを含み、
ここで、ａｋ２はｋ番目のアップリンク送信機の前記電力割当てを示し、式（Ａ）は以下のように定義され、
【数２】
0004741584.tif 000057
ここで、Ｋはアクティブ・アップリンク送信機の数であり、σ２はノイズの分散を示し、ｒｉ，ｊは、チャネル修正された相互相関行列Ｒの（ｉ，ｊ）番目の要素を示し、γｉ，ｊは正定値行列Ｒｍ＝Ｒ＋σ２Ａ−２のコレスキー因子分解（ＣＦ）から得られるΓの（ｉ，ｊ）番目の要素を示し、Ａ＝ｄｉａｇ（ａ１，ａ２，…，ａＫ）は前記Ｋ台のアクティブ・アップリンク送信機に対応する前記信号の受信振幅を含む対角行列であり、前記ＣＦ動作可能Ｒｍは、Ｒｍ＝ΓＨＤ２Γとなるように一意的に分解され、Γは上三角、かつモニック（対角線に沿ってすべてが１である）であり、Ｄ２＝ｄｉａｇ（［ｄ１２，ｄ２２，…，ｄＫ２］Ｔ）はすべて正の要素を有する対角形である、方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法において、さらに、前記送信電力割当てを前記複数のアップリンク送信機にフィードバックすることを含む、方法。
【請求項９】
ＭＣ−ＣＤＭＡ信号のための受信機であって、前記受信機は、
受信されたＭＣ−ＣＤＭＡ信号からデータを抽出するための非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣモジュールと、
前記受信されたＭＣ−ＣＤＭＡ信号のコンポーネント信号を送信する複数の送信機のために送信電力割当てを計算するための等ＢＥＲ電力制御計算機と、
を含み、前記等ＢＥＲ電力制御計算機は、さらに、前記受信されたＭＣ−ＣＤＭＡ信号に基づいて取得されたチャネル状態情報（ＣＳＩ）を利用するためのものであり、前記等ＢＥＲ電力制御計算機は、繰り返しアルゴリズムを利用して、全送信電力制約を含む等ＢＥＲ基準のもとで前記複数の送信機の送信電力を検索するためのものである、受信機。
【請求項１０】
請求項９に記載の受信機において、前記繰り返しアルゴリズムは、
（ａ）λ＝σ２とするステップと、
（ｂ）（１／Ｋ）Σｋ＝１Ｋ（ａｋ２）を計算するために式（Ａ）を適用するステップと、
（ｃ）（ｂ）で得られた結果を電力制約Ｐと比較し、仮に小さい場合には、λを増加させて、予め定められた精度で、最終的にＰ＝（１／Ｋ）Σｋ＝１Ｋ（ａｋ２）になるまでステップ（ｂ）に戻るステップとを含み、
ここで、ａｋ２はｋ番目の送信機の前記電力割当てを示し、式（Ａ）は以下のように定義され、
【数３】
0004741584.tif 000058
ここで、Ｋはアクティブ・送信機の数であり、σ２はノイズの分散を示し、ｒｉ，ｊは、チャネル修正された相互相関行列Ｒの（ｉ，ｊ）番目の要素を示し、γｉ，ｊは正定値行列Ｒｍ＝Ｒ＋σ２Ａ−２のコレスキー因子分解（ＣＦ）から得られるΓの（ｉ，ｊ）番目の要素を示し、Ａ＝ｄｉａｇ（ａ１，ａ２，…，ａＫ）は前記Ｋ台のアクティブ・送信機に対応する前記信号の受信振幅を含む対角行列であり、前記ＣＦ動作可能Ｒｍは、Ｒｍ＝ΓＨＤ２Γとなるように一意的に分解され、Γは上三角、かつモニック（対角線に沿ってすべてが１である）であり、Ｄ２＝ｄｉａｇ（［ｄ１２，ｄ２２，…，ｄＫ２］Ｔ）はすべて正の要素を有する対角形である、受信機。
【請求項１１】
請求項９に記載の受信機において、さらに、前記送信機に前記送信電力割当てを提供するフィードバックチャネルを含む、受信機。
【請求項１２】
請求項９に記載の受信機において、前記非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣモジュールは、
前記受信されたＭＣ−ＣＤＭＡ信号を処理し、処理された受信された信号ベクトルを取得するための整合フィルタ・バンクと、
前記処理された受信された信号ベクトルにフィードフォワード行列を掛けてさらなる信号ベクトルを取得するフィードフォワード行列乗算器と、
前記さらなる信号ベクトルを処理して出力データベクトルを取得するための判定ブロックと、
を含む受信機。
【請求項１３】
請求項１２に記載の受信機において、前記判定ブロックは、
前記さらなる信号ベクトルを受信するための合計装置と、
前記出力データベクトルを提供するためのＭＭＳＥ判定装置と、
前記出力データベクトルにフィードバック行列を掛けて、その結果を前記合計装置に提供するためのフィードバック経路と、
を含む受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ＣＤＭＡシステムに関し、特に、アップリンクＭＣ−ＣＤＭＡシステムの容量を制限する主要な要因である多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を効率的に抑制するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願）
本出願は、２００４年５月２５日付けの米国仮特許出願第６０／５７４，１９１号の優先権を主張する。
（政府認可権）
米国政府は、本発明の種々の態様の開発の際に政府機関が提供した財政援助の結果として、本発明における認可および／または他の権利を保持することができる。
【０００３】
ＣＤＡＭシステムの性能は、多重アクセス干渉（ＭＡＩ）により制限される。多くの干渉除去スキームのうちで、簡単であること、現存のシステムとの高い互換性、および強力な誤り訂正符号への適応が容易であることのために、逐次干渉除去（ＳＩＣ）は非常に望ましいものである［IEEE J.Select Areas Commun.,８巻、６４１〜６４９ページ（１９９０年５月）掲載のＡ．Ｊ．Ｖｉｔｅｒｂｉの「スペクトル拡散多重アクセス・チャネルの理論的最高性能のための極低レート・コンボルーション・コード（Very low rate convolutional codes for maximum theoretical performance of spread-spectrum multi-access channels）」］。しかし、他の検出技術とは異なり、ＳＩＣは受信した電力割当ての影響を受けやすい。受信機においてチャネル状態情報（ＣＳＩ）を提供し、受信機から送信機に電力割当ての信頼性の高いフィードバックを行うことにより、ＳＩＣと電力制御（ＰＣ）とを統合することができ、それによりシステムの容量を有意に改善することができる。
【０００４】
すべてのユーザに対して同等の性能を達成することを目的とするシステムの場合には、等ＢＥＲ基準が電力割当てを行うのに適している。上記文献において結論づけられているように、等ＢＥＲ  ＰＣは、前に検出したユーザの信頼性を改善することによりＳＩＣを有意に改善する。しかし、今までの大部分の研究は、（整合フィルタ）ＳＩＣ（ＭＦ−ＳＩＣ）に焦点を当てていた［Ｖｉｔｅｒｂｉの上記引用文献；ＩＣＣＣ  ＰＩＭＲＣ議事録、１９９５年７月、７２７〜７３１ページ掲載のＧ．Ｍａｚｚｉｎｉの「ＡＷＧＮおよびＲｉｃｅａｎチャネル上の逐次干渉除去ＤＳ−ＣＤＭＡシステムによる等ＢＥＲ（Equal BER with successive interference cancellation DS-CDMA systems on AWGN and Ricean channels ）」；IEEE Trans.Commun., ４９巻、７号、１２５０〜１２５８ページ（２００１年７月）掲載のＲ．Ｍ．Ｂｕｅｈｒｅｒの「ＣＤＭＡシステムのための線形逐次干渉除去の際の等ＢＥＲ性能（Equal BER performance in linear successive interference cancellation for CDMA systems ）」］。システムの負荷が増大するにつれて、ＣＤＭＡシステムにおいては、ＭＦの性能が急速に劣化し、ＳＩＣの効果を制限する。それ故、相関を打ち消したり、ＭＭＳＥのような、ＰＣとより強力な検出技術のためのＳＩＣとを統合するのは意味のあることである。所与の判定順序の場合、ＭＭＳＥ  ＳＩＣ（ＭＭＳＥ−ＳＩＣ）は、すべてのユーザのＳＩＲを同時に最大にする［IEEE Trans.Commun., ４９巻、８８６〜９００ページ（２００３年４月）掲載のＴ．Ｇｕｅｓｓの「判定フィードバック受信機を有するＣＤＭＡのための最適シーケンス（Optimal sequences for CDMA with decision-feedback receivers ）」］。それ故、本発明においては、準同期アップリンクＭＣ−ＣＤＭＡでのこの最適なＳＩＣ受信機のための等ＢＥＲ  ＰＣアルゴリズムについて考察する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
所与の判定順序の場合には、ＭＭＳＥ逐次干渉除去（ＭＭＳＥ−ＳＩＣ）は、すべてのユーザのＳＩＲを同時に最大にすることができる［Ｔ．Ｇｕｅｓｓの上記引用文献］。その効率をさらに改善するために、等ＢＥＲ基準の下でアップリンクＭＣ−ＣＤＭＡのために、本発明においては、電力制御（ＰＣ）アルゴリズムを使用している。周波数選択レイリー・フェージング・チャネルにおいては、等ＢＥＲ  ＰＣと統合しているＭＭＳＥ−ＳＩＣが多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を効果的に抑制し、その性能が１人のユーザの境界（ＳＵＢ）に非常に近くなる。それ故、本発明においては、アップリンクＭＣ−ＣＤＭＡシステムの容量を制限する主要な要因である多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を効率的に抑制するための方法を開示する。非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機のために等ＢＥＲ基準の下で新規な電力制御アルゴリズムを使用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
添付図面に本発明を示すが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
図１は、等ＢＥＲ  ＰＣと統合しているＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機を含むＭＣ−ＣＤＭＡシステムの略ブロック図である。この図を参照すると、本発明の方法は、下記のステップ、すなわち、
（ａ）受信機において入手したチャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて、異なるユーザの送信電力割当てを計算するために「等ＢＥＲ電力制御」ブロックを使用するステップであって、全送信電力制約を含む等ＢＥＲ基準の下で、異なるユーザの送信電力を検索する逐次アルゴリズムを使用するステップ（「マルチキャリア・チャネル・モデル」は、ＩＤＦＴ、無線フェージング・チャネルおよびＤＦＴの連結を示す）と、
（ｂ）低速フェージング・チャネルを仮定して、計算した電力割当てが、送信機にフィードバックされ、そのため各ユーザが割り当てられた電力で送信するステップ（ｂはすべてのユーザの伝送シンボルを含むベクトルを表す）と、
（ｃ）受信機において、非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機を使用するステップとを含む。（図１のブロック図は、非線形ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機の標準的動作を示す。ＤＦＴの出力ｘは、最初に整合フィルタ・バンクにより処理される。次に、出力ｙはフィードフォワード行列Ｆにより処理される。次に、ある判定順序および出力ｚに基づいて、ＭＭＳＥ基準によりいくつかの伝送シンボルについての判定を行うために「硬判定デバイス」が使用され、前に検出したシンボルｂが、他のシンボルの検出を助けるためにフィードバック行列Ｂを通してフィードバックされる。）等ＢＥＲ電力制御により、ＳＩＣの後では確実に異なるユーザは、同じ信号対干渉比（ＳＩＲ）を達成することができ、そのためＳＩＣの性能が有意に改善され、ＭＡＩが効果的に抑制される。
【０００７】
検索エリアを正しく定義することにより、またいくつかの周知の検索アルゴリズムを使用することにより、各チャネルを少数の検索だけで形成することができる。それ故、この電力制御アルゴリズムは、簡単なものであり、特に遅いフェージング・チャネルの場合には簡単なものである。
【０００８】
シミュレーションの結果は、ＭＡＩを効果的に抑制することができ、そのため性能がＭＣ−ＣＤＭＡのための理論制限ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機に非常に近いものになることを示す。
【０００９】
全部でＮ個のサブキャリアおよびＫ人のアクティブ・ユーザを含む準同期アップリンクＭＣ−ＣＤＭＡにおいては、ｋ番目のユーザに対して、各伝送シンボルはＮ個のコピーに複製され、各コピーには長さＮの予め割当てた拡散符号ｃｋのチップが掛けられる（周波数領域拡散）。ＮポイントＩＤＦＴにより変換し、パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換した後で、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を避けるために、連続するＯＦＤＭシンボル間にサイクリック・プレフィックス（ＣＰ）が挿入される。最後に、ＲＦアップ変換の後で、チャネルを通して信号が送信される［IEEE Commun.Mag., ３５巻、１２号、１２６〜１３３ページ（１９９７年１２月）掲載のＳ．ＨａｒａおよびＲ．Ｐｒａｓａｄの「マルチキャリアＣＤＭＡの概観（Overview of multicarrier CDMA ）」］。
【００１０】
周波数選択レイリー・フェージング・チャネルについて考察する。しかし、ＣＰを使用した場合には、各サブキャリア上においてチャネルは周波数非選択であると見なすことができる［IEEE Signal Processing Mag.,２９〜４８ページ（２０００年５月）掲載のＺ．ＷａｎｇおよびＧ．Ｂ．Ｇｉａｎｎａｋｉｓの「フーリエがシャノンと適合する場合の無線マルチキャリア通信（Wireless multicarrier communications where Fourier meets Shannon）」］。各ＯＦＤＭシンボル中は時不変であると仮定する。それ故、ｋ番目のユーザに対するチャネルは、（Ｎ×１）ベクトル、ｈｋ＝［ｈｋ，１，ｈｋ，２，…，ｈｋ，Ｎ］Ｔ、で表すことができる。この場合、各要素は単位変化を含む複素ガウス確率変数である。さらに、信号のスペクトルが近接していて、一部が重なっていることによる、異なるサブキャリア上の相関フェージングについて考察する。２つのサブキャリア間の相関は、その周波数間隔およびＲＭＳチャネル遅延拡散τｄに依存する［ニューヨークのＷｉｌｅｙ社、１９７４年、Ｗ．Ｃ．Ｊａｃｋｅｓの「マイクロ波移動通信（Microwave Mobile Communications ）」］。
【００１１】
ＣＰを破棄した後で、ＮポイントＤＦＴにより受信信号が復調され、ｉ番目のＯＦＤＭシンボル間隔中の出力を下式のようなコンパクトな行列の形で表すことができる。
【００１２】
【数１】
0004741584.tif 000002
ここで、
【００１３】
【数２】
0004741584.tif 000003
はチャネル修正された拡散符号行列を示し、
【００１４】
【数３】
0004741584.tif 000004
は要素毎の乗算を表し、Ａ＝ｄｉａｇ（ａ１，ａ２，…，ａＫ）は、すべてのユーザの受信振幅を含む対角行列であり、ｂ（ｉ）＝［ｂ１（ｉ），ｂ２（ｉ），…，ｂＫ（ｉ）］Ｔは、正規化した電力で変調した仮定のＢＰＳＫである、すべての並列送信したシンボルを含む。（Ｎ×１）ホワイト・ガウス・ノイズ・ベクトルη（ｉ）は、ゼロ平均および共分散行列σ２Ｉを有する。ここで、Ｉは（Ｎ×Ｎ）単位行列である。
【００１５】
整合フィルタリング（match filtering ）の後で、下式が得られる。
【００１６】
【数４】
0004741584.tif 000005
ここで、
【００１７】
【数５】
0004741584.tif 000006
はチャネル修正された相互相関行列である。ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機は正定値行列Ｒｍ＝Ｒ＋σ２Ａ−２のコレスキー因子分解（ＣＦ）により実行される。この行列は、Γ上三角かつモニック（対角線に沿ってすべてが１である）、およびその対角成分に正の要素を有する
【００１８】
【数６】
0004741584.tif 000007
により、Ｒｍ＝ΓＨＤ２Γとして一意的に分解することができる。式（ｙｙ）の両辺にＤ−２Γ−Ｈを掛けることにより、下式が得られる。
【００１９】
【数７】
0004741584.tif 000008
ここで、
【００２０】
【数８】
0004741584.tif 000009
は、その共分散行列が
【００２１】
【数９】
0004741584.tif 000010
である無相関成分を含む（Ｋ×１）ベクトルである（特別項−Ｄ−２Γ−Ｈσ２Ａ−１ｂ（ｉ）は
【００２２】
【数１０】
0004741584.tif 000011
内に含まれていることに留意されたい）［IEEE Commun.Lett.,５巻、３６４〜３６６ページ（２００１年９月）掲載のＧ．ＧｉｎｉｓおよびＪ．Ｃｉｏｆｆｉの「Ｖ−ＢＬＡＳＴおよびＧＤＦＥ間の関係について（On the relationship between V-BLAST and the GDFE）」］。Γは上三角であり、
【００２３】
【数１１】
0004741584.tif 000012
は無相関成分を含んでいるので、ｂ（ｉ）は各シンボル検出と後退代入（back-substitution ）により回収することができる。検出アルゴリズムは下式により表すことができる。
ｋ＝０からＫ−１に対して、
【００２４】
【数１２】
0004741584.tif 000013
判定誤り（［Ｇｕｅｓｓの上記引用文献］に、ユーザがＳＩＲの降順で検出された場合、解読したシステムにおいては、誤り伝搬の効果の大部分を緩和することができることが指摘されている）を無視することにより、（ｋ＋１）番目に検出したシンボル
【００２５】
【数１３】
0004741584.tif 000014
のＳＩＲは、下式のように表すことができる［IEEE J.Select Areas Commun.,１３巻、１１０〜１２１ページ（１９９５年１月）掲載のＧ．Ｋ．Ｋａｌｅｈの「ブロック送信システムのためのチャネル等化（Channel equalization for block transmission systems ）」］：
【００２６】
【数１４】
0004741584.tif 000015
さらに、すべての干渉が除去された場合、最後に検出されたシンボル
【００２７】
【数１５】
0004741584.tif 000016
が、下式で表す１人のユーザの境界（ＳＵＢ）を達成する。
【００２８】
【数１６】
0004741584.tif 000017
ここで、ＥＨ［・］はすべてのチャネル実現についての予想を示し、Ｑ（・）は誤差関数の尾部を表す。
【００２９】
等ＢＥＲ  ＰＣアルゴリズム
（ｓｎｒ）から、すべてのユーザに対して同じＢＥＲを達成するためには、下式を満足させなければならない。
【００３０】
【数１７】
0004741584.tif 000018
Ｒｍ＝Ｒ＋σ２Ａ−２およびそのコレスキー因子分解Ｒｍ＝ΓＨＤ２Γを詳細に表すと、下記の２つの等しい行列が得られる。
【００３１】
【数１８】
0004741584.tif 000019
および
【００３２】
【数１９】
0004741584.tif 000020
ここで、＊は、複素共役ｒｉｊを示し、γｉ，ｊはそれぞれＲおよびΓの（ｉ，ｊ）番目の要素を示す。ｉ＝ｊである場合には、γｉ，ｊ＝１であることに留意されたい。Ｒｍはエルミート対称であるので、下の三角形だけを考察する。
【００３３】
【数２０】
0004741584.tif 000021
と定義すると、（ｓｎｒ）は
【００３４】
【数２１】
0004741584.tif 000022
となり、これは、λ＞σ２に対して０よりも大きい。（ｍ１）および（ｍ２）の第１の列を等しくすることにより、下記のＫ個の式が得られる。
【００３５】
【数２２】
0004741584.tif 000023
（ｅ１）の第１の式に
【００３６】
【数２３】
0004741584.tif 000024
を代入すると、
【００３７】
【数２４】
0004741584.tif 000025
が得られる。
【００３８】
【数２５】
0004741584.tif 000026
を残りの式に適用することにより、
【００３９】
【数２６】
0004741584.tif 000027
が得られる。同様に、第２の列のＫ−１個の式から、
【００４０】
【数２７】
0004741584.tif 000028
が得られる。
【００４１】
【数２８】
0004741584.tif 000029
および第１の列から得られた結果から、γ２，ｋ（ｋ＝３，４，…，Ｋ）を解くことができる。残りの列に対して同じ方法を逐次的に適用することにより、最終的に、下式のような一般的な逐次形で表すことができる電力割当て
【００４２】
【数２９】
0004741584.tif 000030
が入手される。
【００４３】
【数３０】
0004741584.tif 000031
（結果）から、
【００４４】
【数３１】
0004741584.tif 000032
はλの関数であり、下記の特性を満足することが付録Ａで証明されている。すなわち、
【００４５】
【数３２】
0004741584.tif 000033
はλ∈［σ２，＋∞）とともに単調に増加する。上記結論により、電力制約Ｐ∈［０，＋∞）の下で、（λ）†が一意的に存在し、（結果）により、下式を満足する一意的な電力分配
【００４６】
【数３３】
0004741584.tif 000034
が存在する。
【００４７】
【数３４】
0004741584.tif 000035
結論としては、アルゴリズムを以下のように記述することができる。ステップ１）λ＝σ２とする。ステップ２）（結果）を適用して、
【００４８】
【数３５】
0004741584.tif 000036
を計算する。ステップ３）その結果をＰと比較する。仮に小さい場合には、λを増加させて、λの範囲を正しく定義することにより予め定められた精度で、またいくつかの周知の検索アルゴリズムにより、最終的に
【００４９】
【数３６】
0004741584.tif 000037
になるまでステップ２）に戻り、検索の数を有意に低減することができる。チャネルの変化が非常に速い場合には、おそらくＣＦアルゴリズムの修正が必要になる場合がある。判定誤りを無視したので、実際に達成されるＳＩＲは、（λ）†／σ２−１に等しいと予想したものよりも低くなる。それ故、下式は、等ＢＥＲ  ＰＣを含むＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機に対するＢＥＲの下限（ＬＢ）である。
【００５０】
【数３７】
0004741584.tif 000038
シミュレーションの結果および論考
全帯域幅が１００ＭＨｚであり、τｄ＝２５ｎｓである屋内レイリー・フェージング・チャネル・モデルを使用してシミュレーションを行った。サブキャリア数Ｎが１６になるように選択した。拡張のために直交ウォルシュ・アダマール符号を使用した。各ユーザに対して、１０００ｉ．ｉ．ｄ．レイリー・フェージング・チャネル（１００シンボルに対して変化しないと仮定した）からなる集合から瞬時チャネルをランダムに選択した。
【００５１】
本発明のスキームによる性能の改善を強調するために、図２において、ユーザ毎に平均Ｅｂ／Ｎ０に対する１６人のユーザについて、ＰＣを使用しおよび使用しないで、異なる受信機構造を使用して平均ＢＥＲ性能を比較した。この図を見れば、等受信電力（（ｂ））を含む（ＳＩＣを含まない）ＭＦ（（ａ））およびＭＦ−ＳＩＣの性能がＭＡＩにより大きく制限されることが分かる。一方、（ＳＩＣを含まない）ＭＭＳＥ（（ｄ））はＭＦ（（ａ）または（ｂ））よりＭＡＩを遥かにうまく処理する。受信電力が等しい場合でも、ＭＭＳＥ（（ｅ））に対してＳＩＣを使用すると、有意に性能が改善する。しかし、１０−４のＢＥＲにおいては、ＳＵＢ（（ｈ）、式（６））よりも約１０ｄＢ低かった。ＭＭＳＥ−ＳＩＣを本発明の等ＢＥＲ  ＰＣ（（ｆ））と統合すると、１０−４のＢＥＲでさらに８ｄＢの改善を行うことができる。この改善は、ＳＵＢより２ｄＢだけ低いだけであり、等ＢＥＲ  ＰＣ（（ｃ））を含むＭＦ−ＳＩＣよりかなり優れている。さらに、等ＢＥＲ  ＰＣ（（ｆ））を含むＭＭＳＥ−ＳＩＣによるシミュレーションの結果とＬＢ（（ｇ）、式（１３））との間の性能の違いが非常に小さく、特に高いＥｂ／Ｎ０において非常に小さいことに注目することは興味のあることであり、このことは判定誤りを無視しても大丈夫であるということになる。
【００５２】
図３は、１６人の連続して検出したユーザに関する（１０００のチャネルについて平均した、σ２＝１である）受信電力割当てを示す。驚くほどのことではないが、異なるＥｂ／Ｎ０の下で、前に検出したユーザ（より大きな指数）には、後で検出したユーザ（より小さい指数）よりも多くの電力がいつでも割り当てられる。
【００５３】
それ故、等ＢＥＲ基準の下で、ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機に対して開示されたＰＣアルゴリズムおよびその性能は、分析され、周波数選択レイリー・フェージング・チャネルでＰＣを使用するおよび使用しない他の受信機の戦略と比較される。この結果から、等ＢＥＲ  ＰＣと統合したＭＭＳＥ−ＳＩＣは、アップリンクＭＣ−ＣＤＭＡシステムでＭＡＩを抑制するための強力な解決方法であるとの結論がでる。
【００５４】
付録Ａ
【００５５】
【数３８】
0004741584.tif 000039
が、λ∈［σ２，＋∞）（ｋ＝１，２，…，Ｋ）とともに単調に増加するという特性の証明。
【００５６】
証明：明らかに、λ＝σ２である場合には、
【００５７】
【数３９】
0004741584.tif 000040
である。判定誤りを無視した場合には、ｋ番目の検出したシンボルは、検出されなかった（（ｋ＋１）番目、（ｋ＋２）番目、…、Ｋ番目）によってだけ干渉を受け、そのＳＩＲは、代替的に、
【００５８】
【数４０】
0004741584.tif 000041
のように表すことができる。この場合、
【００５９】
【数４１】
0004741584.tif 000042
であり、Ｘｋは、行列Ｘのｋ番目の列を示す。最後の（Ｋ番目に）検出したシンボルの場合には、すべての干渉が完全に除去されているので、
【００６０】
【数４２】
0004741584.tif 000043
となる。明らかに、
【００６１】
【数４３】
0004741584.tif 000044
はλとともに単調に増加している。すなわち、λ１＞λ２である場合には、
【００６２】
【数４４】
0004741584.tif 000045
となる。最後から２番目の（（Ｋ−１）番目に）検出したシンボルの場合には、
【数４５】
0004741584.tif 000046
となり、この場合には、
【００６３】
【数４６】
0004741584.tif 000047
となる。λ１＞λ２である場合には、
【００６４】
【数４７】
0004741584.tif 000048
であり、それ故、
【００６５】
【数４８】
0004741584.tif 000049
は正定値であり、このことは
【００６６】
【数４９】
0004741584.tif 000050
であることを意味する。明らかに
【００６７】
【数５０】
0004741584.tif 000051
であり、それ故、
【００６８】
【数５１】
0004741584.tif 000052
である。
【００６９】
【数５２】
0004741584.tif 000053
である場合には、λ１＞λ２と矛盾する。それ故、より高いＳＩＲ（より高いλ）を達成するには、より大きな干渉を補償するために、
【００７０】
【数５３】
0004741584.tif 000054
は増加しなければならない。このことは、
【００７１】
【数５４】
0004741584.tif 000055
もλとともに単調に増加することを意味する。他のシンボルに対しても類似の分析を逐次行うことができる。
【００７２】
特定の実施形態により本発明を説明してきたが、本明細書を読めば当業者であれば本発明を種々に変更することができることを理解することができるだろう。このような変更も本発明の範囲に含まれる。それ故、本発明は広く解釈すべきであり、添付の特許請求の範囲の技術思想および範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】等ＢＥＲ  ＰＣと統合しているＭＭＳＥ受信機を含む、本発明によるＭＣ−ＣＤＭＡシステムの略ブロック図。
【図２】ユーザ当たりの平均Ｅｂ／Ｎ０に対する１６人のユーザについての、ＰＣを使用するおよび使用しない異なる受信機構造によるＢＥＲ性能のグラフ。
【図３】ユーザ当たりの平均Ｅｂ／Ｎ０に対する１６人のユーザについての、ＰＣを使用するおよび使用しない異なる受信機構造によるＢＥＲ性能のグラフ。
【図１】
0004741584.tif 000059
【図２】
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【図３】
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