(57)【要約】ここでは、ＭＩＭＯ通信システム内のワイヤレス通信モード・スイッチングを提供するための方法および機器について記述される。他の実施例は、少なくとも２つの通信モードのそれぞれの通信レベルを選択する段階、選択された通信レベルのスペクトル効率を計算する段階を含む、ＭＩＭＯチャネルを通して通信する方法を含む。本方法は、スペクトル効率を比較し、比較に基づいて通信モードおよび通信レベルを選択する段階をさらに含む。さらなる実施例は、送受信機、キャパシティ計算機、および選択モジュールを含む通信機器を含む。他の実施例も記述されクレームされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯチャネルを通して通信する方法において、
チャネル行列および信号対雑音比（ＳＮＲ）値を入力する段階と、
少なくとも２つの通信モードのそれぞれについて許容されるパケット・エラー率を生み出す通信レベルを予測することによって前記少なくとも２つの通信モードのそれぞれに対する通信レベルを選択する段階であって、前記許容されるパケット・エラー率は、前記マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列および前記ＭＩＭＯチャネルを通して受信された信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）の関数として計算される、段階と、
前記２つの通信モードのそれぞれの前記選択された通信レベルに対するスペクトル効率を計算し、かつ、前記選択された通信レベルで最も高いスペクトル効率を有する前記少なくとも２つの通信モードの１つを選択する段階と、
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも２つの通信モードから選択された１つを使用して、基地局から受信されたワイヤレス通信の少なくとも１つのシンボルを処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも２つの通信モードは、通信のマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）モードであり、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）、時空間トレリス符号化（ＳＴＴＣ）、空間多重、ビームフォーミング、アンテナ選択、ビーム選択、閉ループＭＩＭＯ、およびマルチユーザＭＩＭＯのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも２つの通信モードは、モバイル装置の移動性に予め適合されることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記ワイヤレス通信のさらなるシンボルのための前記少なくとも２つの通信モードに対する前記スペクトル効率を再計算する段階、および、前記再計算されたスペクトル効率を使用して、前記通信モードを適応的にスイッチする段階をさらに含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記通信レベルは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、および６４−ＱＡＭのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
予め定められた数のシンボルが受信および処理された後、前記動作を繰り返す段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記予め定められた数のシンボルは、前記シンボルを受信する装置の移動性に基づいて選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記通信レベルは、前記パケット・エラー率が許容できるかどうかを決定するために、測定されたキャパシティ値を予め定められた閾値と比較することにより選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記ＳＮＲは、期待される条件に基づいて予測されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記スペクトル効率を計算する段階において、前記計算は、前記少なくとも２つの通信モードの１つに対して選択された通信レベル、前記通信モードに対するパケット・エラー予測関数、および、前記選択された通信レベルに対する理論上の最大スペクトル効率に基づくことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
２またはそれ以上のデータ・ストリームを処理するための通信機器において、
１またはそれ以上の受信アンテナを有する送受信機と、
２またはそれ以上の通信モードの測定されたキャパシティを計算し、かつ、前記２またはそれ以上の通信モードのそれぞれに対する１またはそれ以上の通信レベルのいずれが最も高いスペクトル効率を達成するかを計算するためのキャパシティ計算機と、
いずれの通信モードが、前記１またはそれ以上の通信レベルの少なくとも１つに対する最も高いスペクトル効率を達成するかを選択する選択モジュールと、
から構成されることを特徴とする機器。
【請求項１３】
前記キャパシティ計算機は、前記２またはそれ以上の通信モードの測定されたキャパシティを同時に計算し、パケット・エラー率を予測するために、前記測定されたキャパシティと予め定められた閾値との比較に基づいてこれらの通信モードの最も高い通信レベルを決定することを特徴とする請求項１２記載の機器。
【請求項１４】
前記送受信機は、少なくとも２つの通信モードを使用してワイヤレス送信を送信および受信するために構成され、前記２つの通信モードは、通信のマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）モードであり、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）、時空間トレリス符号化（ＳＴＴＣ）、空間多重、ビームフォーミング、アンテナ選択、ビーム選択、閉ループＭＩＭＯ、およびマルチユーザＭＩＭＯのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１２記載の機器。
【請求項１５】
前記通信モードは、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）であり、前記ＳＴＢＣモードの前記スペクトル効率は、
ＳＥ＝ｍａｘｋ（１−ｆＳＴＢＣ，ｋ）ｃｋ
によって表されることを特徴とする請求項１２記載の機器。
【請求項１６】
前記通信モードは、空間多重（ＳＭ）であり、前記ＳＭモードの前記のスペクトル効率は、
ＳＭ＝Ｎｍａｘｋ（１−ｆＳＭＶ，ｋ）ｃｋ
によって表されることを特徴とする請求項１２記載の機器。
【請求項１７】
前記キャパシティ計算機は、前記測定されたキャパシティを予測的に計算するために構成されることを特徴とする請求項１２記載の機器。
【請求項１８】
前記キャパシティ計算機は、前記測定および予測された値を組み合わせて使用することによって、前記測定されたキャパシティを計算するために構成されることを特徴とする請求項１２記載の機器。
【請求項１９】
前記送受信機は、通信モードをスイッチし、かつ、前記通信モードを、前記送受信機がワイヤレス通信を送信および受信している基地局へ通信するために構成されることを特徴とする請求項１２記載の機器。
【請求項２０】
ＭＩＭＯ通信システムにおいて、前記システムは、
通信サブシステムであって、
２またはそれ以上の送信および受信アンテナを有する送受信機、
２またはそれ以上の通信モードの測定されたキャパシティを計算し、かつ、前記２またはそれ以上の通信モードのそれぞれに対する１またはそれ以上の通信レベルのいずれが最も高いスペクトル効率を達成するかを計算するためのキャパシティ計算機、および、
いずれの通信モードが、前記１またはそれ以上の通信レベルの少なくとも１つに対する最も高いスペクトル効率を達成するかを選択する選択モジュール、
を有する通信サブシステムと、
前記送受信機に結合された２またはそれ以上の全方向性アンテナと、
から構成されることを特徴とするシステム。
【請求項２１】
前記キャパシティ計算機は、前記２またはそれ以上の通信モードの測定されたキャパシティを同時に計算し、パケット・エラー率を予測するために、前記測定されたキャパシティと予め定められた閾値との比較に基づいてこれらの通信モードの最も高い通信レベルを決定することを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記送受信機は、前記少なくとも２つの通信モードを使用してワイヤレス送信を送信および受信するために構成され、前記２つの通信モードは、通信のマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）モードであり、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）、時空間トレリス符号化（ＳＴＴＣ）、空間多重、ビームフォーミング、アンテナ選択、ビーム選択、閉ループＭＩＭＯ、およびマルチユーザＭＩＭＯのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
前記通信モードは、時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）であり、前記ＳＴＢＣモードの前記スペクトル効率は、
ＳＥ＝ｍａｘｋ（１−ｆＳＴＢＣ，ｋ）ｃｋ
によって表されることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２４】
前記通信モードは、空間多重（ＳＭ）であり、前記ＳＭモードの前記のスペクトル効率は、
ＳＭ＝Ｎｍａｘｋ（１−ｆＳＭＶ，ｋ）ｃｋ
によって表されることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２５】
前記キャパシティ計算機は、前記測定されたキャパシティを予測的に計算するために構成されることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２６】
前記キャパシティ計算機は、前記測定および予測された値を組み合わせて使用することによって、前記測定されたキャパシティを計算するために構成されることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２７】
前記送受信機は、通信モードをスイッチし、かつ、前記通信モードを、前記送受信機がワイヤレス通信を送信および受信している基地局へ通信するために形成されることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２８】
前記２またはそれ以上の通信モードの前記測定されたキャパシティは、前記キャパシティの平均であることを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに記述された様々な実施例は、一般にワイヤレス通信に関し、より詳しくは、ワイヤレス通信装置で利用可能な通信モードのスイッチングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス装置は、すべてのユーザの毎日の生活にとって、欠くことのできない一部となっている。ユーザは、携帯電話、ワイヤレス・フィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）のできるラップトップ、自宅でのワイヤレス・ブロードバンド接続、またはワイヤレス可能な携帯情報端末（ＰＤＡ）のいずれかを通して、ワイヤレス・ネットワークにワイヤレスで絶えず接続されている。しかしながら、これらの各装置の移動性の違いによって、異なる通信モードが要求される。ワイヤレス装置の性能を最大にするためには、その通信モードは、その装置の移動性に適合すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
図面は必ずしも寸法どおりに描かれていないが、図面を通して、類似の番号は実質的に類似するコンポーネントを表す。異なる文字の接尾辞を有する類似の数字は、実質的に類似するコンポーネントの異なる形態を表わす。図面は、一般に、制限目的ではなく例示として描かれ、本発明を議論する上での様々な実施例を表す。
【０００４】
【図１】本発明の実施例に従って、ワイヤレス通信システムの主要なブロック図を示す。
【０００５】
【図２】本発明の実施例に従って、装置の主要なブロック図を示す。
【０００６】
【図３】本発明の実施例に従って、方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施例に関する以下の詳細な説明では、その一部を形成する添付図面が参照されるが、それは、本主題を実施した場合の特定の好適な実施例を図によって示したものである。これらの実施例は、当業者がそれらを実施することができる程度に十分詳細に記述されており、また、他の実施例も利用可能であり、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、論理的、機械的、または電気的な変更を加えることが可能であると理解すべきである。このような本発明の主題の実施例は、単に便宜上、個別的または集合的に「発明」という用語で呼ばれるが、本出願の範囲を、単一の発明または実際に開示された２以上の発明概念に自発的に制限する意図ではない。
【０００８】
図１は、本発明の実施例によるワイヤレス通信システムの主要なブロック図を示す。本実施例では、ワイヤレス通信システム１００は、通信サブシステム１０４に結合されたホスト・システム１０２を含む。一実施例では、通信サブシステム１０４は、不可欠な物理コンポーネントとしてホスト・システム１０２内に収容される。他の実施例では、通信サブシステム１０４は、別個の物理コンポーネントであり、例えば、ノート型コンピュータ・システムで一般に使用されるＰＣＭＣＩＡまたはＣａｒｄ  Ｅｘｐｒｅｓｓ拡張カードを用いて、ホスト・システム１０２に着脱可能に結合される。通信サブシステム１０４は、モード選択器１０６および送受信機１０８を含む。送受信機１０８は、アンテナ１１０から複数のワイヤレス信号を受信し、かつ、複数のワイヤレス信号に含まれる１またはそれ以上のデータ・ビットをホスト・システム１０２へ出力するために形成される。
【０００９】
一実施例において、アンテナ１１２は、アンテナのマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）アレイを含み、その結果、２以上のアンテナがワイヤレス基地局１１２から信号を受信し、かつ、２以上のアンテナがワイヤレス基地局１１２へ信号を送信する。このような配置では、アンテナは、送受信機１０８によって選択可能な複数の通信モードの１つを使用して、それらの信号を送信および受信するために形成される。複数の通信モードには、ＳＴＢＣ（時空間ブロック符号化）、ＳＭ（空間多重）、ビームフォーミング等が含まれるが、これらに制限されない。複数の通信モードのそれぞれは、与えられた特定の通信環境において最良の性能を提供するように形成される。例えば、空間多重はデータ速度を増加させることができる。しかしながら、通信チャネルがランク不足（rank deficient）であると、ＭＩＭＯチャネルの空間多重はより高いパケット・エラー率を被り始める。反対に、ＳＴＢＣは、ランクの条件にかかわらず、より低いパケット・エラーを達成することができる。しかし、ＳＴＢＣは、ＳＭほど高いデータ速度を達成することができない。付加的な干渉、あるいは、ホスト・システムおよび通信サブシステムの移動性のいずれかによって、条件は環境内で変化するので、通信サブシステム１０４は、現在の状況に最も適する通信モードを選択することが好ましい。
【００１０】
一実施例では、モード選択器１０６は、通信モードを選択し、その選択された通信モードを送受信機１０８へ送るために構成される。送受信機は、次に、アンテナ１１０を通して選択されたモードを基地局１１２へ送信し、その結果、基地局１１２とアンテナ１１０との間で送信される将来の信号は、選択された通信モードを使用して送信される。この通信モードは、送信環境内の条件が変化するにつれて、これに適応するように変更される。送受信機１０８は、一実施例では、各送信シンボルに対して通信モードを選択してもよい。他の実施例では、送受信機１０８は、送信シンボルの集合に対して通信モードを選択してもよい。ある実施例では、モード選択器１０６は、アンテナのＭＩＭＯアレイおよび信号対雑音比（ＳＮＲ）値を表すチャネル行列Ｈを用いて通信モードを選択するために形成される。ＳＮＲ値は、直接に測定されるか、または予測して計算される。
【００１１】
図２は、本発明の実施例に従って、上位レベルの装置ブロック図を示す。ある実施例では、モード選択モジュールは、図１に示された送受信機１０８に結合され、かつ、命令を送受信機１０８に提供するために形成され、その命令を受信したとき、送受信機１０８は、ワイヤレス信号を送信および受信するために使用する通信モードを変更する。送受信機１０８は、他の実施例では、送受信機１０８がデータを受信および送信している基地局１１２に対して、その変更を通信するために形成される。モードは、送信または受信される全てのシンボルに対して変更されてもよいが、通常は、通信モードのあらゆる変更に先立って、シンボルの集合が送信および受信される。
【００１２】
ある実施例では、モード選択器１０６は、キャパシティ計算機２１０および選択モジュール２１２を含む。一実施例では、キャパシティ計算機２１０は、２またはそれ以上の通信モードにおける測定されたキャパシティ（伝送容量）を計算する。別の実施例では、キャパシティ計算機２１０は、いずれの通信モードが最も高いスペクトル効率を提供するかを判定する。スペクトル効率は、ワイヤレス・システムを通して送信することができるデータ量の尺度であり、また、スペクトル効率を比較することは、パケット・エラー率によって表されるような許容できる送信エラーレベルを提供する、最適な通信モードおよびレベルを決定するための１つの方法である。
【００１３】
キャパシティ計算機２１０は、許容できるパケット・エラー率を有すると同時に使用可能である複数の通信レベルのうちで最高の通信レベルを決定するために構成される。パケット・エラー率が高すぎると、特定の通信レベル以上の通信モードで送信されたデータは、何度もデータの再送信を要求されることになり、それによって、全体的な送信データ速度が低減する。通信レベルは、理論上、データ速度が最も遅いものから最も速いものの順に、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、および６４−ＱＡＭを含む。ここで使用されるように、通信レベルとは、特定の通信モードのために選択された変調・符号化方式（ＭＣＳ：modulation and coding scheme）を意味する。
【００１４】
モード選択器１０６は、チャネル行列を入力するが、それは既知であり、かつ、ＭＩＭＯシステム内の送信および受信（入力および出力）アンテナの行列を表わす。例えば、２つの送信アンテナおよび２つの受信アンテナ有するＭＩＭＯシステムは、２×２のチャネル行列を有する。モード選択器１０６は、さらに、予測された信号対雑音比（ＳＮＲ）値または測定されたＳＮＲ値のいずれかを入力する。前者の場合、モード選択器１０６は、ＳＮＲ値を提供するために期待ＳＮＲ値を計算し、それによって、モード選択器１０６は、条件に対する最良の通信モードを、先を見越して決定することができる。後者の場合、モード選択器１０６は、経験または測定されたＳＮＲ値を読み取り、現在経験しているものに対して最も適する通信モードを選択する。加えて、モード選択器１０６は、いくつかの実施例において、技術の組み合わせを使用し、また、将来のＳＮＲ値が何であるか予測するために蓄積されたデータを使用する。いずれの場合においても、ＳＮＲ値およびチャネル行列を使用することにより、モード選択器１０６は、キャパシティ計算機２１０を通して、少なくとも２つの通信モードのそれぞれに対して、許容できるパケット・エラー率を提供する最高の通信レベルを決定し、さらに、それらの各々に対してスペクトル効率を計算する。その後、スペクトル効率を比較することによって、選択モジュールは、最良の通信モードを選択することが可能となり、それが送受信機１０８へ送られる。
【００１５】
図３は、本発明の実施例に従った方法のフローチャートである。モード選択器の構成は、図１および図２に関して上述した。図３では、それらの値を計算する方法について述べる。
【００１６】
ブロック３０５で、ワイヤレス通信信号が処理される。ワイヤレス通信信号は、２またはそれ以上の受信アンテナで受信され、または、２またはそれ以上の受信アンテナを通って送信される。いずれの場合も、ワイヤレス信号は、選択された通信モードおよび選択された通信レベルを使用して処理される。通信モードおよびレベルは、図３に示され、かつ、ここに記述されたさらなる動作に従って選択される。
【００１７】
ブロック３１０で、チャネル行列ＨおよびＳＮＲ値が入力される。ＳＮＲ値は、実際に測定されたＳＮＲ値を送受信機１０８に直接尋ねることによって得ることも可能であり、あるいは、測定されたＳＮＲ値、および、移動性の増加等のような予期される将来の条件を使用して、予測的に計算することも可能である。
【００１８】
ブロック３１５およびブロック３２０で、少なくとも２つの通信モードに関する動作が実行される。上述のように、３つ以上の通信モードも可能であり、それは、通信モードが少なくとも２つの予め定められた通信モードから選択されることを述べる本記述の範囲から逸脱するものではない。一実施例では、第１および第２通信モードは、ＳＴＢＣおよびＳＭである。ブロック３２５，３３０で、第１および第２通信モードの各々について、許容レベルの範囲内で予測されたパケット・エラー率が生じるような通信レベルまたはＭＣＳレベルが選択される。そのＭＣＳレベルに対して、ブロック３３５，３４０で、第１および第２通信モードのそれぞれについてスペクトル効率が計算される。
【００１９】
ブロック３４５において、スペクトル効率が比較され、最も高い期待スペクトル効率を達成する通信モードの通信レベルが選択される。一実施例では、スペクトル効率は、通信モードの最大通信レベル、その通信レベルのパケット・エラー予測関数、および、その通信レベルの理論上の最大スペクトル効率に基づいて計算される。さらなる実施例において、空間多重のスペクトル効率は、送信アンテナの数を含む。スペクトル効率の計算については、さらに以下で述べる。
【００２０】
ブロック３５０で、ワイヤレス信号は、その選択された通信モードおよび通信レベルを使用して、受信または送信される。図３に示された動作は連続的であり、さらなる計算のために動作はブロック３０５に戻る。これによって、機器は、送信条件の変化に適応して応答する能力が提供される。
【００２１】
上述の動作は、上記のモード選択器によって実行される全体的な動作を伝えることを意図した抽象的概念である。高位レベルでは、上述されたモード選択器１０６は、複数の通信モードのそれぞれについて既知の欠点を克服することを議論した。より焦点の合った議論をする目的のために、ここでは、２つの通信モード、すなわち、空間多重（ＳＭ）および時空間ブロック符号化（ＳＴＢＣ）についてのみ議論する。ＳＭおよびＳＴＢＣのそれぞれの欠点を克服するために、アダプティブ・モード・スイッチングが８０２．１６規格（ＩＥＥＥ規格８０２．１６−２００１、２００１年出版および以降のバージョン）で提供されている。チャネルがＳＭに好適な場合は、ＳＭが選択される。そうでない場合は、ＳＴＢＣが選択される。
【００２２】
観察されるかあるいは予測されるかのいずれかによって、チャネル特性が与えられると、各モードに対するパケット・エラー事象が予測され、最良のモードおよび最良のＭＣＳレベルが選択される。移動性および遅延スプレッドにより、チャネル特性は、時間および周波数の双方に選択性を有し、また、個々の符号語、または通信シンボルは、複数のチャネル品質に遭遇ことになる。通信モードの適切なスイッチングのための鍵は、特定の通信モードにおいて特定の通信レベルを与えたときの、パケット・エラー事象を適切に予測することである。実施例では、ｋ番目のＭＣＳレベルに対するＳＴＢＣのパケット事象予測のための関数は、次のように定義される。
【数１】
2010515372.tif 000003
ここで、Ｈはチャネル行列である。予測スペクトル効率を最大にするｋ番目のＭＣＳレベルは、以下によって見出すことができる。
【数２】
2010515372.tif 000004
ここで、Ｃｋは、ｋ番目のＭＣＳの理論上の最大スペクトル効率を表し、ＳＥＳＴＢＣは、予測スペクトル効率である。このスペクトル効率は、ＳＭの下での最大ＭＣＳレベルに対するスペクトル効率と比較され、それは次の方程式で提供される。
【数３】
2010515372.tif 000005
ここで、Ｎは送信アンテナの数である。２つの最大スペクトル効率を比較し、通信モード、次に特定のレベルを選択すると、モード選択器１０６はその選択されたモードを送受信機１０８に送信し、その後、送受信機１０８は、基地局１１２からさらなる信号を送信および受信することができる。これは、リンク適応（ＬＡ）として広く定義されている。変化する条件に通信モードを適応させることは、アダプティブ・モード・スイッチング（ＡＭＳ）と広く呼ばれ、ＬＡと同じ方法で処理することができる。したがって、ＳＥＳＭ＞ＳＥＳＴＢＣの場合は、ＳＭが選択され、そのリンクはそれを提供するために動的に適応する。ＳＥＳＭ≦ＳＥＳＴＢＣの場合は、ＳＴＢＣが選択される。ＳＴＢＣは、典型的にはＳＭよりも低いパケット・エラー率を示すので、スペクトル効率が等しい場合は、ＳＴＢＣが選択される。
【００２３】
パケット・エラー事象を予測することにより、ＬＡおよびＡＭＳに最良の結果を提供する。最適パケット・エラー事象の予測器が少ないと、それにより最適な条件より低い通信モードが選択されることになり、それはワイヤレス通信装置が最適以下で動作することになる。パケット・エラー事象を適切かつ正確に予測するために、一実施例では、そのキャパシティ概念が計算のために使用される。チャネル・キャパシティは、最大の達成可能な相互情報（maximum achievable mutual information）としても知られる。一般的なＭＩＭＯシステムに対して、キャパシティは次ように定義することができる。
【数４】
2010515372.tif 000006
【００２４】
送信されたフレームが、上に定義されたキャパシティよりも大きいスペクトル効率を有する場合は、パケット・エラー率が１００％に近づくであろう。ｃｏのアウテージ・キャパシティでのアウテージ確率は、Ｐｒ（Ｃ＜ｃｏ）によって見出すことができ、それは、理想的なＭＩＭＯコードのＰＥＲである。非理想的なシステムでは、アウテージ確率は、スペクトル効率がｃｏであるパケットの非理想的なＭＩＭＯコードにおけるＰＥＲの下限の役割を果たす。その下限をより厳格に定義するために、いくつかの実施例では、キャパシティの定義を特定の送信および受信構造まで拡張することができる。アラムーチ（Ａｌａｍｏｕｔｉ）コードを使用すると、そのとき、キャパシティは、ＳＴＢＣシステムに対して、次のように書くことができる。
【数５】
2010515372.tif 000007
ここでＴｒ（．）は追跡動作である。これに続き、ｋ番目のＭＣＳのパケット・エラー予測関数は、次のように書くことができる。
【数６】
2010515372.tif 000008
【００２５】
現実の世界における条件は、恐らく実行に伴う損失によって、数学的な計算と同じようにならないので、パケット・エラー予測器の計算に対する閾値は、測定および／またはシミュレーションに基づいて修正され、次のように表わすことができる。
【数７】
2010515372.tif 000009
ここで、Ｃｋ〜は、測定および／またはシミュレーションに基づいて調整された閾値のキャパシティ・レベルを表す。
【００２６】
一実施例では、パケット・エラー率は、瞬間キャパシティＣＳＴＢＣの関数として表わすことができる。そのようなアプローチを使用することによって、１０％のＰＥＲ目標を達成するために必要なキャパシティ中の変動をより少なくすることができる。これは、アンテナの相関性を変えたことに対しても確かである。アンテナ相関性が変動することによって、本質的にランダムである希望波の方向（ＤＯＡ）が大きく変動する場合において、ＰＥＲを予測することに対して問題が提示される。瞬間キャパシティをその問題に適用することによって、閾値ｃｋを得ることができる。例えば、２×２チャネル行列を仮定すると、１６ＱＡＭ（定義ＱＡＭ）の１／２レート・コードの理論的なスペクトル効率は、２ｂｐｓ／Ｈｚである。しかしながら、上述のように、非理想的な畳み込み符号を使用するために提供されるような非理想条件は、１０％の目標ＰＥＲに必要とされる３ｂｐｓ／Ｈｚのｃｋ値を提供する。
【００２７】
ＳＴＢＣのために使用された同じ概念をＳＭに適用することもできる。一実施例では、最小平均二乗誤差イコライザを使用すると、ＳＭに対するチャネル品質インディケータとしての平均キャパシティは、次のように表現することができる。
【数８】
2010515372.tif 000010
そして、ｋ番目の受信アンテナのＳＩＮＲは、次のように定義することができる。
【数９】
2010515372.tif 000011
【００２８】
しかしながら、上に示されたＳＴＢＣの場合とは異なり、より大きな変動が要求されたキャパシティに観察される。平均キャパシティによるＰＥＲの表現では、実際には、平均ＳＮＲによるそれよりも小さな変動を生じる。非理想のｃｋは、要求された平均キャパシティの平均をとることにより得られる。ＳＭ計算に対する変動は、任意の符号語がチャネル品質の有限数を示す場合、その有限数は小さいが、ＰＥＲが主に最小のチャネル品質によって管理されることを認識することによりさらに低減することができる。これは、高符号化率の場合において、特に正しい。これに続き、チャネル品質インディケータは、次のように定義することができる。
【数１０】
2010515372.tif 000012
これは、ＰＥＲのより小さい変動を産み出す。これに続くのは、最も高いＳＩＮＲは、ＰＥＲの予測と無関係であるということである。したがって、ｋ番目のＭＣＳに対するＳＭのパケット・エラー予測関数は、次のように定義することができる。
【数１１】
2010515372.tif 000013
【００２９】
その閾値は、実際のチャネル条件が付与された目標ＰＥＲから得られるので、予測器は、ＰＥＲが実際の条件下でその目標ＰＥＲに合致するかどうかを予測するであろう。移動性およびマルチパスにより、符号語は、複数のチャネル品質に直面するであろう。このシナリオでは、キャパシティの平均が使用され、それは次のように表現することができる。
【数１２】
2010515372.tif 000014
ここで、Ｍは、符号語内のシンボル数であり、Ｃｍは、ｍ番目のシンボルのキャパシティである。
【００３０】
特段の記述がない限り、処理、演算、計算、決定、表示等の用語は、処理システムのレジスタまたはメモリ内の物理（例えば、電子）量として表されるデータを、処理システムのレジスタおよびメモリ、または他のそのような情報格納装置、送信または表示装置内の物理量として同様に表わされる他のデータへ操作および変形するような、１またはそれ以上の処理または演算システムまたは類似の装置の動作および／またはプロセスに関するものである。さらに、ここに使用されるように、演算装置は、揮発性または不揮発性メモリ、またはこれらの組み合わせたようなコンピュータにより読み取り可能なメモリに結合された１またはそれ以上の処理要素を含む。
【００３１】
本発明のいくつかの実施例は、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアの１つまたはそれらの組み合わせによって実行される。本発明の実施例は、さらに、機械読み取り可能な媒体上に格納された命令として実行され、それは、ここに記述された動作を実行するために少なくとも１つのプロセッサによって読み取られ、実行される。機械読み取り可能な媒体は、機械（例えばコンピュータ）によって読み取り可能な形式で情報を格納または送信するための、あらゆるメカニズムを含む。例えば、機械読み取り可能な媒体は、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク格納媒体、光格納媒体、フラッシュ・メモリ装置、その他のものを含む。
【００３２】
要約書は、読者が技術的開示の性質および要点を確認することを可能にするために要約を要求する３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．セクション１．７２（ｂ）に従って提供される。それは、請求項の範囲および意味を制限または解釈するために用いないという理解の下に提出される。以下の請求項は、ここに、個別の実施例として独立している各請求項と共に、詳細な説明に組み込まれる。
【図１】
2010515372.tif 000015
【図２】
2010515372.tif 000016
【図３】
2010515372.tif 000017
【国際調査報告】
2010515372.tif 000018
2010515372.tif 000019