(57)【要約】  本発明の実施形態は、適応リンクを利用する送信シーケンスで利用される再送エラー制御に相当するリンク適応計算を提供する。他の実施形態も記載され請求される。【選択図】  図２
2010506515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーバーザエアー（ＯＴＡ）通信リンクの１以上の条件下でチャネル状態データを取得する段階と、
再送エラー制御技術（ＲＥＣＴ）を決定する段階と、
前記決定されたＲＥＣＴと前記取得されたチャネル状態データとの少なくとも一部に基づき、前記ＲＥＣＴを利用する送信シーケンスの所望の送信特性を提供する変調符号化方式（ＭＣＳ）およびランクを選択する段階と、を備える、方法。
【請求項２】
前記ＭＣＳおよび前記ランクを選択する段階は、
多数のランク各々に対して非再送ＭＣＳを決定する段階と、
前記決定された非再送ＭＣＳの少なくとも一部に基づき、前記送信シーケンスに対して前記ＭＣＳおよびランクを選択する段階と、を有し、
前記非再送ＭＣＳは、前記ＲＥＣＴを利用しない算出送信シーケンスの前記それぞれのランクの前記所望の送信特性を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記それぞれのランクに対して決定された前記非再送ＭＣＳに少なくとも部分的に基づき、前記多数のランク各々のＭＣＳの候補を決定する段階と、
前記決定されたＭＣＳの候補から前記送信シーケンスの前記ＭＣＳを選択する段階と、をさらに備え、
前記ＭＣＳの候補は、前記ＲＥＣＴを利用する別の算出送信シーケンスの前記所望の送信特性を提供する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記所望の送信特性は所望のスループット値特性であり、
前記非再送ＭＣＳを決定する段階は、
多数のランク各々に対する多数のＭＣＳ各々の１以上の前方エラー訂正符号語の複数のシンボルのスループット値を算出する段階と、
前記多数のランク各々について、特定のランクの他の全ての算出スループット値より大きい算出スループット値に関連付けられたＭＣＳを識別する段階と、を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スループット値を算出する段階は、
前記複数のシンボル各々の相互情報を算出する段階と、
前記複数のシンボル各々に算出された前記相互情報に基づき、平均相互情報を算出する段階と、をさらに有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記スループット値を算出する段階は、
前記平均相互情報の少なくとも一部に基づき、パケットエラーレート（ＰＥＲ）を決定する段階と、
前記決定されたＰＥＲの少なくとも一部に基づき、スループット値を算出する段階と、をさらに有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記平均相互情報の少なくとも一部に基づき、前記ＰＥＲを決定する段階は、
前記多数のＭＣＳについて平均相互情報をＰＥＲに関連付けた１以上のルックアップテーブルを参照する段階を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ＲＥＣＴはハイブリッド‐自動再送要求（Ｈ−ＡＲＱ）技術である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＲＥＣＴと前記取得されたチャネル状態データとの少なくとも一部に基づき、前記ＭＣＳおよびランクを選択する段階は、
前記ＲＥＣＴを利用する算出送信シーケンスの多数のＭＣＳ各々の多数の前方エラー訂正（ＦＥＣ）符号語に対してスループット値を算出する段階をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記スループット値を算出する段階は、前記多数のＦＥＣ符号語各々の再送確率の少なくとも一部に基づく、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
レシーバ方式は逐次干渉除去方式であり、
前記方法は、
複数の前方エラー訂正（ＦＥＣ）符号語に対するスループット値を、復号化の順序シーケンスとは逆の順序シーケンスで、前記逆の順序シーケンスにおける任意の先行するＦＥＣ符号語の復号化が成功する可能性に少なくとも部分的に基づき、算出する段階をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
装置であって、
オーバーザエアー（ＯＴＡ）通信リンクへの無線インタフェースを前記装置に提供する１以上のアンテナと、
前記１以上のアンテナに連結され、前記ＯＴＡ通信リンクの１以上の条件下でチャネル状態データを取得し、再送エラー制御技術（ＲＥＣＴ）を決定し、前記ＲＥＣＴと前記取得されたチャネル状態データとの少なくとも一部に基づき、前記ＲＥＣＴを利用する送信シーケンスの所望の送信特性を提供する変調符号化方式（ＭＣＳ）およびランクを選択するリンク予測器と、を備える、装置。
【請求項１３】
前記１以上のアンテナに連結され、前記ＯＴＡ通信リンクを観察し、干渉および／またはノイズレベルを含む前記チャネル状態データを決定するチャネル推定器をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記リンク予測器に連結され、前記選択されたＭＣＳにより１以上のデータストリームを変調する自動ビットローダ（ＡＢＬ）コントローラと、
前記リンク予測器に連結され、前記選択されたランクで前記１以上のデータストリームを送信するビームフォーマと、をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
システムであって、
ＯＴＡ通信リンクへの無線インタフェースをシステムに提供する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナに連結されたリンクアダプタと、を備え、
前記リンクアダプタは、
前記ＯＴＡ通信リンクを観察し、前記ＯＴＡ通信リンクの１以上の条件下でチャネル状態データを決定するチャネル推定器と、
前記チャネル推定器から前記チャネル状態データを取得し、再送エラー制御技術（ＲＥＣＴ）を決定し、前記ＲＥＣＴと前記取得されたチャネル状態データとの少なくとも一部に基づき、前記ＲＥＣＴを利用する送信シーケンスの所望の送信特性を提供する変調符号化方式（ＭＣＳ）およびランクを選択するリンク予測器と、を有する、システム。
【請求項１６】
前記リンク予測器は、前記選択されたＭＣＳおよびランクを、前記ＯＴＡ通信リンクを介してトランスミッタへアップロードする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記リンク予測器は、
さらに、多数のランク各々の非再送ＭＣＳを決定し、
前記決定された非再送ＭＣＳの少なくとも一部に基づき、前記送信シーケンスに対して前記ＭＣＳおよびランクを選択し、
前記非再送ＭＣＳは、前記ＲＥＣＴを利用しない算出送信シーケンスの前記それぞれのランクの前記所望の送信特性を提供する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
関連する命令を有する機械アクセス可能な媒体であって、アクセスされると、機械に、
オーバーザエアー（ＯＴＡ）通信リンクの１以上の条件下でチャネル状態データを取得する段階と、
再送エラー制御技術（ＲＥＣＴ）を決定する段階と、
前記決定されたＲＥＣＴと前記取得されたチャネル状態データとの少なくとも一部に基づき、前記ＲＥＣＴを利用する送信シーケンスの所望の送信特性を提供する変調符号化方式（ＭＣＳ）およびランクを選択する段階と、を行わせる、機械アクセス可能な媒体。
【請求項１９】
前記ＭＣＳおよびランクを選択する段階は、
１以上の前方エラー訂正（ＦＥＣ）符号語各々の相互情報を算出する段階と、
前記多数のランク各々の多数のＭＣＳ各々の１以上のＦＥＣ符号語のスループット値を算出する段階と、をさらに有する、請求項１８に記載の機械アクセス可能な媒体。
【請求項２０】
前記決定されたＲＥＣＴと前記取得されたチャネル状態データとの少なくとも一部に基づき、前記ＭＣＳおよびランクを選択する段階は、
前記ＲＥＣＴを利用する算出送信シーケンスの多数のＭＣＳ各々の多数の前方エラー訂正（ＦＥＣ）符号語のスループット値を算出する段階をさらに有する、請求項１８に記載の機械アクセス可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、無線ネットワークの分野に係り、より詳しくは、再送エラー制御技術送信用のリンク適応に係る。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークにおいては、時間によって変化するチャネルが、通信リンク品質に変動をきたす場合がある。レシーバは、チャネル品質を計算して、情報をトランスミッタへフィードバックしてよい。このフィードバックは、トランスミッタがリンクで変調符号化方式（ＭＣＳ）を選択するのを助けることができる。マイモ（ＭＩＭＯ）リンクにおいては、空間チャネルの数（または「層」）も、チャネル品質に適応させてよい。アクティブな空間チャネルの総数を、ランクと称することができる。チャネル条件に応じてＭＣＳおよびランクを適応させることを、リンク適応と称することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
本発明の実施形態は、以下の詳細な説明を、添付図面とともに読むことで理解しやすくなる。説明を助ける目的から、同様の参照番号は、同様の構造要素を示す。本発明の実施形態は、例示目的から示されており、添付図面を限定することを意図してはいない。
【０００４】
【図１】本発明の様々な実施形態における無線通信システムを示す。
【０００５】
【図２】本発明の様々な実施形態におけるリンク適応動作のフローチャートを示す。
【０００６】
【図３】本発明の様々な実施形態における多数入力レシーバを示す。
【０００７】
【図４】本発明の様々な実施形態における単一符号語のＭＩＭＯトランスミッタを示す。
【０００８】
【図５】本発明の様々な実施形態における多数符号語のＭＩＭＯトランスミッタを示す。
【０００９】
【図６】本発明の様々な実施形態におけるリンク適応の動作段階を示す。
【００１０】
【図７】本発明の様々な実施形態で利用されるシンボル毎の相互情報のグラフを示す。
【００１１】
【図８】本発明の様々な実施形態で利用されるパケットエラーレート毎の符号ビット毎の相互情報のチャートを示す。
【００１２】
【図９】本発明の様々な実施形態のリンク適応を示すフローチャートである。
【００１３】
【図１０】本発明の様々な実施形態における最初の変調符号化方式を決定するフローチャートを示す。
【００１４】
【図１１】本発明の様々な多数の符号語の実施形態による信号対ノイズおよび干渉率を計算するフローチャートを示す。
【００１５】
【図１２】本発明の様々な多数の符号語の実施形態における最初の変調符号化方式を計算するフローチャートを示す。
【００１６】
【図１３】本発明の様々な実施形態における再送シーケンスの変調符号化方式を決定するフローチャートである。
【００１７】
【図１４】本発明の様々な実施形態における状態図である。
【図１５】本発明の様々な実施形態における状態図である。
【図１６】本発明の様々な実施形態における状態図である。
【図１７】本発明の様々な実施形態における状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の詳細な説明において、この一部を形成する添付図面を参照するが、図面にわたり、同様の参照番号は同様の部材を示し、本発明を実施できる例示的実施形態を示す。本発明の範囲を逸脱しないように他の実施形態を利用して、構造的および論理的変更を加えることが可能であることを理解されたい。従って、以下の詳細な記載には限定的な意味合いで捉えられるべきものではなく、本発明における実施形態の範囲は、添付請求項とその均等物により定義される。
【００１９】
様々な動作を、多数の離散した動作として、本発明の実施形態の理解の助けとなるような順序で記載しているが、記載順序は、これら動作が順序に依存することを示唆しているとして理解されるべきではない。
【００２０】
本発明の趣旨上、「Ａ／Ｂ」という言い回しは、ＡまたはＢを表す。本発明の趣旨上、「Ａおよび／またはＢ」という言い回しは、（Ａ）、（Ｂ）、または（ＡおよびＢ）を表す。本発明の趣旨上、「Ａ、Ｂ、および／またはＣ」という言い回しは、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）、または（Ａ，Ｂ、およびＣ）を表す。本発明の趣旨上、「（Ａ）Ｂ」という言い回しは、「（Ｂ）または（ＡＢ）」を表し、つまりＡがオプションの部材であることを表す。
【００２１】
記載においては「１実施形態においては」または「実施形態においては」などの言い回しが利用されるが、これらはそれぞれ同じまたは異なる実施形態の１以上について言及していてよい。さらに、本発明の実施形態に関して利用される「含む（comprising）」、「含む（including）」、「有する（having）」等の言い回しは、同義とする。
【００２２】
本発明の実施形態は、適応したリンクを利用する送信シーケンスで利用される再送エラー制御技術を説明するリンク適応計算を提供する。
【００２３】
図１は、本発明の１実施形態におけるＭＩＭＯ通信システム１００を示す。本実施形態においては、トランスミッタ１０４およびレシーバ１０８の両方が、それぞれ多数のアンテナ（例えば、３つの送信アンテナ１１２および３つの受信アンテナ１１６）を有してよい。送信アンテナ１１２および受信アンテナ１１６は、各々のデバイスに、ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ（ＯＴＡ）通信リンクへの無線インタフェースを提供する。様々な実施形態においては、任意の数の送信および／または受信アンテナを用いてよい。送信および／または受信アンテナを１つ含む実施形態は、単一入力単一出力システムと称されてよい。多数のアンテナは、１以上の空間チャネルを形成することができる。
【００２４】
トランスミッタ１０４は、ＯＴＡ通信リンクを介し、一連の送信シーケンスによりデータをレシーバ１０８へ通信してよい。特に、トランスミッタ１０４からレシーバ１０８への送信は、ＯＴＡ通信リンクのダウンリンク（ＤＬ）部分と称され、レシーバ１０８からトランスミッタ１０４への送信は、ＯＴＡ通信リンクのアップリンク（ＵＬ）部分と称されてよい。ＯＴＡ通信リンクは、任意の数の（例えば１から３、送信アンテナ１１２の数）アクティブ空間チャネル、またはランクを有してよい。送信アンテナ１１２は、ＯＴＡ通信リンクが送信アンテナ１１２の数より少ない（例示された実施形態の２または１）ランクを有するＯＴＡ通信リンクの実施形態で、ビーム形成重み付けを提供するよう協働してよい。
【００２５】
概して、ランクが増加すると、多くのデータストリームを送信することができるようになるが、同時に、空間チャネル間の空間干渉量を増加することになり、各データストリームの送信電力が低減されることもあり、これにより各データストリームのスループットおよび／または信頼性が低減される。さらに、送信するデータを変調符号化するのにトランスミッタ１０４が用いる変調符号化方式（ＭＣＳ）は、ＯＴＡ通信リンクの送信特性に対して様々な効果を及ぼすことがある（例えば、レートおよび／または信頼性、任意のチャネル条件）。
【００２６】
幾らかの実施形態においては、ＭＣＳの候補には、変調レベル（例えば、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等）および符号化率（例えば、１／２、２／３、３／４、５／６等）の異なる組み合わせが含まれうる。
【００２７】
本発明の実施形態においては、トランスミッタ１０４は、ＯＴＡ通信リンクの観察に基づいて様々なリンク適応パラメータを適応させて、望ましい送信特性（ＭＩＭＯ通信システム１００の向上した全スループットおよび／またはデータ送信の信頼性）を得る手助けをしてよい。
【００２８】
様々な実施形態においては、システム１００は、トランスミッタ１０４とレシーバ１０８との間のデータ送信のエラー訂正技術を含みうる。１実施形態においては、トランスミッタ１０４は、レシーバ１０８がエラー訂正に利用してよい送信メッセージに、様々な重複を導入してよい。これにより、メッセージ再送量が低減されることがある。これは、前方エラー訂正（ＦＥＣ）と称されうる。
【００２９】
１実施形態においては、トランスミッタ１０４は、単一のＦＥＣ符号語を多数の空間チャネルを介して送信してよい。各空間チャネルは、同じ符号化率を有してよい。これは、単一符号語（ＳＣＷ）ＭＩＭＯと称されうる。
【００３０】
別の実施形態においては、トランスミッタ１０４は多数のチャネルにより多数のＦＥＣ符号語を送信してよい。これは、多数の符号語（ＭＣＷ）ＭＩＭＯと称されうる。ＭＣＷ  ＭＩＭＯにおいては、符号語は１または多数の空間チャネルにありうる。各符号語の符号化率は異なっていてよい。
【００３１】
様々な実施形態においては、ＭＩＭＯ通信システム１００は、再送エラー制御技術（ＲＥＣＴ）を利用して、レシーバ１０８が符号語を受信できなかった場合、トランスミッタ１０４が符号語の一部または全てを送信してよい。１実施形態においては、再送エラー制御技術は、ハイブリッド自動再送要求（Ｈ−ＡＲＱ）であってよく、これは以下のように動作する。レシーバ１０８がＦＥＣ符号語一語の復号化に失敗すると、トランスミッタ１０４への要求をアップロードして、元のＦＥＣ符号語の情報ビットについて追加的な信号を送信してよい。レシーバ１０８は、同じ情報ビットに関する多数の受信から得た情報を組み合わせて、情報ビットを復号化してよい。ＭＣＷについては、復号化に成功した符号語は、不成功に終わったもの用の再送で送信されないことがある。
【００３２】
ＭＣＷ  ＭＩＭＯ実施形態のレシーバ１０８においては、データストリームを復号化するべく逐次干渉除去（ＳＩＣ）が利用されてよい。先ず１つのシンボル（または１つのＦＥＣ符号語）を復号化して、次に、復号化されたデータが一因を担う信号コンポーネントを、受信信号ベクトルから差し引いてよい。差し引いた後で、残りのデータの信号品質は向上してよく、レシーバ１０８は第２繰り返しを開始して、第２シンボル（または別のＦＥＣ符号語）を復号化してよい。繰り返しは、全てのデータを検出し終わるまで行われる。１つのＦＥＣ符号語が連続的に復号化されないと、差し引きは行われ得ず、後続する符号語について再送が行われてよい。受信信号の信号モデルは、以下のように表されうる。
【００３３】
【数１】
2010506515.tif 000003
【００３４】
ここでＨは、１つのサブキャリア上のチャネル行列（ビーム形成を含むまたは含まない）または１以上のサブキャリア上の空間‐時間符号行列であり、ｘは送信信号ベクトルまたは空間‐時間符号の入力信号ベクトルであり、ｎはノイズと干渉を足し合わせたベクトルである。ｘは、Ｋ個のシンボルを含み得て、各シンボルは１つのＦＥＣ符号語からの符号ビットを含みうる。Ｈの構造は、空間多重および空間‐時間符号化のような多数入力単一出力（ＭＩＳＯ）送信方式により変更されてよい。ｘの全電力は一定であってよい。ＳＩＣレシーバでは、ｘ１、…ｘｋを連続して復号化してよい。ｘ１が復号化された後で、そのコンポーネント（または干渉）は、ｙ（１）から以下のように除去されてよい。
【００３５】
【数２】
2010506515.tif 000004
【００３６】
ここで、ｈ１はＨの第１列である。残りの信号ｙ（２）は、ｘ２を復号化するのに用いられてよい。
【００３７】
これらエラー制御および／または干渉除去技術は、システム１００の性能を増加させる傾向にあるが、それらによってリンク適応計算は複雑なものとなりうるので、従来のリンク適応動作では無視されている。
【００３８】
図２は、本発明の様々な実施形態におけるリンク適応動作のフローチャートである。本実施形態では、リンク予測器（トランスミッタ１０４またはレシーバ１０８のいずれかに存在）は、ブロック２００で、ＯＴＡ通信リンク上のチャネル状態データを取得する。このデータは、直接観察、フィードバック、予測等により取得されうる。リンク予測器は、ブロック２０４で、トランスミッタ１０４からレシーバ１０８への送信シーケンスで利用されるＲＥＣＴを決定しうる。リンク予測器は、その後、ブロック２０８でＲＥＣＴおよびチャネル状態情報に基づいてトランスミッタ１０４で利用される幾らかの候補の中からＭＣＳおよびランクを選択してよい。決定されたＲＥＣＴを因数分解すると、ＭＣＳおよびランクの選択に利用されるリンク予測がより正確になりうる。これら動作ブロックを、以下で、本発明の様々な実施形態により詳細に説明する。
【００３９】
図３は、本発明の様々な実施形態による、レシーバ１０８と交換して利用されうる多数入力レシーバ３００を示す。本実施形態においては、レシーバ３００は、自身の各受信アンテナ３０８に対応する受信チェーン３０４を含みうる。各受信チェーン３０４は、受信信号のアナログ処理３１２および／または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）３１６のコンポーネントを含みうる。レシーバ３００は、受信チェーン３０４に連結されて最初のエラー検出計算を行うＬＭＭＳＥ（linear minimum mean squared error）検出器３２０を有してよい。ＬＭＭＳＥ検出器３２０は、受信信号を空間‐周波数デインタリーバ３２４に与え、インタリーブされた送信をアンパックしてよい。レシーバ３００は、さらにターボ復号器３２８を有してよい。ターボ復号器３２８は、対応するトランスミッタ（例えばトランスミッタ１０４）のコンプリメンタリフロントエンドターボ符号器（complementary front-end turbo encoder）により導入される可能性あるデータを考慮して符号化された送信を復号化してよい。
【００４０】
レシーバ３００はさらに、受信チェーン３０４に連結されたチャネル品質推定器および／またはリンク予測器（リンクアダプタ）３３２を含むことができる。様々な実施形態においては、リンクアダプタ３３２のチャネル品質推定器は、ＯＴＡ通信リンクを観察してチャネル状態データ（例えば、干渉およびノイズレベル）を推定してよい。リンクアダプタのリンク予測器は、このチャネル状態データを受信して、入手可能なＭＣＳ、ランク、空間多重方式、および／または空間‐時間符号などのダイバーシチ伝送方式に基づいて、様々なリンク予測を行うことができる。リンク予測器は、以下で詳述するように、ルックアップテーブル３３６を参照しながら様々なリンク予測処理を行うことができる。
【００４１】
リンクアダプタ３３２は、チャネル状態データが表す条件の下でＯＴＡ通信リンクの望ましい送信特性を生じる可能性の高いリンク適応パラメータ（特定のＭＣＳおよび／またはランク）を、リンク予測を利用して決定してよい。様々な実施形態においては、これら送信特性には、比較的高いスループットおよび／または信頼性がある。リンク適応パラメータはその後、トランスミッタ１０４にアップロードされて、後続のＤＬ送信シーケンスで利用されうる。
【００４２】
様々な実施形態においては、リンクアダプタのコンポーネントは、図３に示す以外の方法でレシーバ１０８とトランスミッタ１０４との間で分配されてよい。例えば様々な実施形態においては、レシーバ１０８は、ノイズおよび干渉レベルなどのチャネル品質を観察するために推定器を含んでよく、これらチャネル品質は様々なリンク適応計算を行うためにリンクアダプタを有するトランスミッタ１０４にアップロードされる。これは、トランスミッタ１０４がレシーバ１０８と同じチャネルを直接観察できない実施形態（例えば、周波数分割二重（ＦＤＤ）実施形態）においては適していると思われる。別の実施形態においては、トランスミッタ１０４は、レシーバ１０８と同じチャネルを観察することができる（例えば、時分割二重（ＴＤＤ）実施形態）。この実施形態においては、トランスミッタ１０４またはレシーバ１０８のいずれかが、推定器および／または予測器を含んでよい。
【００４３】
図４は、本発明の様々な実施形態による、トランスミッタ１０４と交換して利用できるＳＣＷトランスミッタ４００を示す。トランスミッタ４００は、ターボ符号器４０４を含んで、バイナリデータを含むビットストリームを符号化してよい。このターボ符号化により、他の多くの符号化オプションに比して、ノイズの多いチャネル上での比較的大量のデータ送信がし易くなる。しかし、様々な実施形態は、他の符号化オプションを利用してよい。
【００４４】
符号化されたビットストリームは、その後、パーサ‐インタリーバ４０８によりパースされ、空間的および／または周波数的に多数のデータストリームにインタリーブされてよい。多数のデータストリーム各々は、対応するマッパ（例えばＱＡＭマッパ１‐Ｋ４１２）により複数のシンボル（例えばＱＡＭシンボル）上にマッピングされてよい。トランスミッタ４００は、示されるように、ターボ符号器４０４、パーサ‐インタリーバ４０８、およびマッパ４１２に連結される適応ビットロード（ＡＢＬ）コントローラ４１６を含みうる。ＡＢＬコントローラ４１６は、選択されたＭＣＳ４２４をリンクアダプタから受信して、データストリームの変調レベルおよび符号化率を決定してよい。上述のように各データストリームの変調レベルは異なりうるが、符号化率は、ＳＣＷ  ＭＩＭＯ実施形態においては同じに維持されてよい。トランスミッタ４００は、レシーバ１０８からのフィードバックランク４３６に基づいてマッパ４１２からのシンボルを多くの空間チャネルに転置するビームフォーマ４２８を含みうる。送信チェーン４４０およびアンテナ４４４を利用して、ＯＴＡ通信リンクを介して、選択された数の空間チャネル上でデータストリームを送信してよい。
【００４５】
図５は、本発明の様々な実施形態による、トランスミッタ１０４と交換して利用できるＭＣＷトランスミッタ５００を示す。トランスミッタ５００は、ターボ符号器５０４、データストリームインタリーバ５０８、およびマッパ５１２を、各Ｋデータストリーム用に含みうる。トランスミッタ５００は、さらに、エラー訂正符号を利用して符号化した後にパリティビットの幾らかを除去することで、データストリームのパンクチャをするパンクチャラ５１６を含みうる。レシーバ１０８は、対応するデパンクチャラを利用して逆演算を行うことができる。ＡＢＬコントローラ５２０は、レシーバ１０８から受信したフィードバックＭＣＳ５２４に基づいて、ターボ符号器５０４、パンクチャラ５１６、および／またはマッパ５１２の動作を制御してよい。
【００４６】
ＭＣＷトランスミッタ５００はさらに、データストリーム間で異なるＦＥＣ符号語からシンボルをインタリーブするシンボルインタリーバ５２８を利用してよい。幾らかの実施形態においてはシンボルインタリーバ５２８を利用しない場合もある。ＭＣＷトランスミッタ５００は、レシーバ１０８からのフィードバックランク５３６に基づいて幾らかの空間チャネルにシンボルを転置して、送信チェーン５４０およびアンテナ５４４を介してシンボルを送信するビームフォーマ５３２を含みうる。
【００４７】
図６は、本発明の様々な実施形態において、例えば図３のリンクアダプタ３３２などのリンクアダプタの動作段階を示す。レシーバ‐トランスミッタに関するＲｘ−Ｔｘファクタ６０４は、変調レベル、符号化率、ＭＩＭＯ  Ｔｘ方式（たとえばランク）；ＭＩＭＯ  Ｒｘ方式（逐次干渉除去法（ＳＩＣ）等）、再送エラー‐制御技術（例えばＨ−ＡＲＱ等）を含みうる。チャネル条件に関する実現ファクタ６０８は、加法性ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）および干渉レベル等を含みうる。特定のチャネル条件を考慮するように調節可能なパラメータであるリンク適応パラメータ６１２は、変調符号化方式（ＭＣＳ）およびＭＩＭＯ  Ｔｘ方式（ランク）を含みうる。
【００４８】
リンクアダプタ３３２は、ファクタ６０４および６０８に基づきリンク予測計算に利用されうるパケットエラーレート（ＰＥＲ）メトリック６１６を生じうる。リンクアダプタ３３２は、一連のスループット計算６２０を行い、様々なＭＣＳおよびランクの組み合わせの相対最大スループットであってよい所望のスループットを生じるリンク適応パラメータ６２４を示唆してよい。本発明の実施形態では所望の送信特性として相対最大スループットを説明しているが、他の実施形態では、同様の計算を信頼性のために含んでよい。
【００４９】
様々な実施形態においては、６０４のＭＩＭＯ送信法を拡張して、ＭＩＳＯ方式および空間‐時間符号化方式を含ませることもでき、この場合６２４も空間‐時間符号および空間多重の間での選択を報告することができる。空間‐時間ブロック符号の実施形態では、式１のチャネル行列が空間‐時間ブロック符号行列で置き換えられてよい。
【００５０】
ＰＥＲメトリック６１６およびスループット計算６２０は、ＭＩＭＯまたはＭＩＳＯリンクのサブキャリアのチャネル行列を介して実現ファクタ６０８から導出することのできる、１式のチャネル状態情報が与えられた場合、ＭＣＳ性能の候補を予測するよう設計されうる。スループットは、ＭＣＳの最大合計データレート、ランク、および送信および再送のパケットエラーレート（ＰＥＲ）により決定されてよい。１実施形態においては、サブキャリア毎のエラーを含まない最大データレートは、以下のように計算される。
【００５１】
【数３】
2010506515.tif 000005
【００５２】
【数４】
2010506515.tif 000006
【００５３】
ここでＫはランクであり、ｒｓはＳＣＷの共通符号化率であり、ｒｋはＭＣＷのｋ番目の層（または符号語）の符号化率であり、ｂｋはｋ番目の層（または符号語またはデータストリームまたは空間チャネル）のＱＡＭシンボル毎のビット数である。１送信のスループットは、正確に受信したＦＥＣ符号語から取得されうるが、以下のように計算できる。
【００５４】
【数５】
2010506515.tif 000007
【００５５】
【数６】
2010506515.tif 000008
【００５６】
ここで、ｐｓはＳＣＷのＦＥＣ符号語のＰＥＲであり、ｐｋはＭＣＷのｋ番目の層（または符号語）のＰＥＲである。リンク適応はスループットを増加させる目的を有するので、例えばＰＥＲであるｐｓおよびｐｋは、ＭＣＳ組み合わせの各候補の評定値であってよい。ＰＥＲであるｐｓおよびｐｋは、ＦＥＣ符号語サイズ、チャネル実現、変調配置、符号化率、Ｈ−ＡＲＱの組み合わせ技術（再送の場合）、およびノイズと干渉レベルの組み合わせの非線形関数であってよい。故に、それらを推定するのは難しい。
【００５７】
１実施形態においては、送信信号Ｘおよび受信信号Ｙの相互依存性の計測値を、ＰＥＲ予測に利用してよい。この計測値を相互情報と称してよい。確率変数ＸおよびＹ間の相互情報は、以下のように定義される。
【００５８】
【数７】
2010506515.tif 000009
【００５９】
ここで、ｆ（ｘ，ｙ）は、ＸおよびＹの同時確率密度関数であってよく、ｆ（ｘ）およびｆ（ｙ）は、ＸおよびＹそれぞれの確率密度関数であってよい。Ｉ（Ｘ，Ｙ）は、ルックアップテーブルを利用して離散ＱＡＭ入力Ｘおよび連続出力Ｙを有するスカラーＡＷＧＮチャネルについて計算されうる。
【００６０】
図７は、シンボル毎の相互情報をｘ軸にとり、ＰＥＲをｙ軸にとったＳＩＳＯチャネルの７５個のサブキャリアの様々なチャネル実現をプロットしたグラフを示す。各線は異なるＭＣＳに対応しており、約２４個のＭＣＳが表されている。
【００６１】
図８は、様々な実施形態における図７に示す点をフィットさせた線を示す。図８において、ＰＥＲは、正規化された相互情報に対してチャートにされている（例えば、１シンボルをそのシンボル内のビット数で除算したものに相当する相互情報）。実線および破線は、フェージングチャネルおよびＡＷＧＮチャネルそれぞれに対応する。変調レベルはＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、および６４ＱＡＭである。分かるように、ＰＥＲ対ＡＭＩ曲線は、フェージングチャネル実現に対して略不変である。したがって、ＡＭＩはエラーを殆ど起こさずにＰＥＲを探すのに利用されうる。ＰＥＲのルックアップメトリックのフレームワークは以下のようであってよい。
【００６２】
【数８】
2010506515.tif 000010
【００６３】
ここで、ｆＭＣＳ（）は、任意のＭＣＳについての信号の、干渉とノイズの組み合わせ（ＳＩＮＲ）への伝達関数（transfer function）であり、ｉはサブキャリア（または空間チャネル、タイムスロット等）から得たＳＮＲのインデックスである。ＥＥＳＭ（exponential effective SNR mapping）について、伝達関数は以下のようであってよい。
【００６４】
【数９】
2010506515.tif 000011
ここで、ＣＭＣＳは、ＭＣＳの訂正ファクタであり、所望のＰＥＲ範囲である。スカラーまたは行列チャネルの相互情報について、伝達関数は以下のようであってよい。
【００６５】
【数１０】
2010506515.tif 000012
【００６６】
ここで、Ｙ＝Ｘ＋Ｎであり、Ｙ、Ｘ、およびＮは受信信号、送信信号、およびノイズをそれぞれ表す。ＭＳはＸの変調方式または入力アルファベットであり、Ｉ（Ｘ；Ｙ｜ＳＩＮＲ，ＭＳ）は、任意のＳＩＮＲのＸおよびＹ、およびＸの入力アルファベットの間の相互情報を表す。ＥＥＳＭおよび相互情報は両方とも、ＰＥＲルックアップテーブルを構築するのに利用されうるが、相互情報はＥＥＳＭよりもエラーが少ないことがある。
【００６７】
図９は、本発明の様々な実施形態におけるリンク適応を示すフローチャートである。リンクアダプタは、ブロック９００で、ノイズおよび干渉などであるがそれに限られないＯＴＡ通信リンクのチャネル状態条件下でデータを取得してよい。上述のように、このチャネル状態データは、直接観察、フィードバック、予測等で得られてよい。リンクアダプタのチャネル推定器は、チャネル状態データを受信して、１以上のＦＥＣ符号語の各シンボルのＳＩＮＲを計算してよい（ブロック９０４）。幾らかの実施形態で、ＭＩＭＯリンクはレシーバ１０８により多数のＳＩＳＯチャネルに分解されて、ＳＩＮＲの計算を単純化してよい。分解は、ＭＭＳＥおよびＳＩＣなどの受信方式により決定されてよい。
【００６８】
信号対干渉およびノイズの比率（ＳＩＮＲ）を計算した後で、ブロック９０８において、リンク予測器は、多数のランク各々について、例えば非Ｈ−ＡＲＱ送信であるＲＥＣＴを利用しない送信シーケンスの所望のスループット特性を提供する最初のＭＣＳを決定してよい。様々な実施形態においては、所望のスループット特性は、比較的高いスループット値であってよい。
【００６９】
ブロック９１２で、ランク予測器は、各ランク毎に、例えばＨ−ＡＲＱ送信などのＲＥＣＴを利用する送信シーケンス用のＭＣＳの候補を決定してよい。この決定は、各ランクの最初のＭＣＳに少なくとも部分的に基づいて行われてよい。リンクアダプタ３３２は、その後、ブロック９１６で、ＭＣＳおよび最大の潜在的なスループット（または他の所望の送信特性）を生じる対応するランクを、全てのＭＣＳの候補のなかから選択して、ブロック９２０で、選択されたＭＣＳおよびランクを、ＡＢＬコントローラおよびビームフォーマに報告してよい。
【００７０】
様々な実施形態では、図９が示すプロセスは、チャネル状態に動作間で相関性がある場合、時間および／または周波数での一連の適応動作の最初のリンク適応計算において利用されてよい。
【００７１】
図１０は、本発明の様々な実施形態における最初のＭＣＳ決定のフローチャートを示す。決定動作の開始の後に、ブロック１００４で、変調インデックスｉｍを１に設定してよい。ＦＥＣ符号語の各シンボルの相互情報は、ブロック１００８で、ブロック９０４からのＳＩＮＲと、現在の変調インデックスｉｍに対応する変調レベルとを利用して計算されうる。ブロック１０１２で、このＭＩが任意のランクのサブキャリアの各々について計算されてよく、平均ＭＩ（ＡＭＩ）が全てのサブキャリアについて計算されてよい。
【００７２】
ブロック１０１６で、符号化率インデックスｉｃは、１に設定されてよい。リンク予測器は、図８のものと類似したＰＥＲ対ＡＭＩ曲線を記憶しているルックアップテーブルを参照しながら、ブロック１０１２で計算されたＡＭＩを利用してＰＥＲを探してよい（ブロック１０２０）。ブロック１０２４で、任意のＭＣＳｃ，ｍを有する任意のランクについて、ＰＥＲメトリックを利用してスループットｔｃ，ｍを計算してよい。
【００７３】
ブロック１０２８において、符号化率インデックスｉｃを、全符号化率数Ｎｃと比較して、Ｎｃより大きくない場合、符号化率インデックスｉｃをブロック１０３２で増分して、処理はブロック１０２０へループバックして、次のＰＥＲルックアップをブロック１０２０で行う。符号化率インデックスｉｃが全符号化率数Ｎｃより大きい場合、変調インデックスｉｍをブロック１０３６で参照してよい。
【００７４】
変調インデックスｉｍが全変調レベル数Ｎｍより大きくない場合、ブロック１０４０で変調インデックスｉｍを増分して、ブロック１００８で処理はＭＩの計算にループバックしてよい。
【００７５】
変調インデックスｉｍが全変調レベル数Ｎｍより大きい場合には、全てのスループットが計算されたということである。最大スループットｔｍａｘは、計算されたスループット同士を比較することで決定され得て、最大スループットｔｍａｘに対応するＭＣＳは、ブロック１０４４で、任意のランクの最初のＭＣＳとして構築されうる。
【００７６】
図９および図１０のフローチャートは、概してＳＣＷおよびＭＣＷの実施形態の両方に対して適応可能であるが、ある種のＭＣＷ実施形態の中には、追加的／代替的な計算を含みうるものもある。図１１および図１２は、様々なＭＣＷ実施形態を示している。
【００７７】
図１０において、ブルートフォース評価（brute force evaluation）を利用して最初のＭＣＳを得る複雑性は、ＳＩＣレシーバでのＭＣＷにとっては計算コストが高くなりうる。例えば、複雑性は、４つのチャネル、８つの符号化率、および３つの変調についてＯ（２４４）である。この複雑性は、以下のようにしてＯ（４＊２４）にまで低減することができる。
【００７８】
ＳＩＣの復号化順序のシーケンスを符号語１〜ｋとする。この場合、符号語１〜ｋの全スループットは、符号語１…ｋ−１が正確に復号化されて受信信号から差し引かれた場合、符号語ｉ…ｋのスループットが最大となった際に、最大となりうる。第１層の干渉除去の後に、残りの層のスループットが最大化されうる。故に、スループットは、最後の層（または符号語）から最初の層へと最大化することができる。故に、スループット計算は、ＳＩＣレシーバが受信してから符号語が復号化される順序とは逆の順序で行われてよい。３つの符号語の場合を例にとると、スループットは順次以下のように計算されてよい。
【００７９】
【数１１】
2010506515.tif 000013
【００８０】
ここで、最大化は、内側から外側へ順次行われ、Ｒｉは復号化エラーがないことを想定した場合の符号語ｉの情報データレートであり、ＰＥＲｉおよびＲｉは、ｉ番目の符号語の変調符号化方式に従って変化する。これら順次計算は、多くのアプリケーションで再送レートが低くなることからＨ−ＡＲＱによる追加的計算を考慮に入れなくてよくなるので、リンク適応利得を達成する際に複雑性の少ない処理となりうる。
【００８１】
図１１は、本発明の様々なＭＣＷ実施形態によるＳＩＮＲを計算するフローチャートである。先ず、ランクインデックスｉｋが、ブロック１１０４で１に設定されてよい。リンクアダプタは、任意のランクの各サブキャリアの前のｋ−１層の干渉除去が行われた後で、受信信号モデルを以下のように計算してよい。
【００８２】
【数１２】
2010506515.tif 000014
【００８３】
ブロック１１０８において、各ＦＥＣ符号語は、資源ブロックのサブキャリアからのシンボルを含みうるが、ここで、ｋ個のシンボル中、サブキャリア毎に唯一（または２つ）のシンボルを符号語に対して利用してよい。ＭＣＷに順列がある場合、ＦＥＣ符号語は、異なるサブキャリアに対して異なるシンボルを選択することができる。例えば、最初のＦＥＣ符号語が、第１サブキャリアの第１シンボルと、第２サブキャリアの第３シンボルとを有しうる。ブロック１１１２で、シンボルｘｉｋのＳＩＮＲが各サブキャリアについて計算されうる。ブロック１１１６で層インデックスｉｋをランクｋと比較してよく、ｉｋがランクｋより大きくない場合、ブロック１１２０で、ｉｋを増分してよく、処理はブロック１１０８にループバックしてよい。
【００８４】
図１２は、本発明の様々なＭＣＷ実施形態における最初のＭＣＳを計算するフローチャートである。符号語の復号化順序は、レシーバで１からｋの順序であると仮定してよく、一方で、符号語のＭＣＳ計算順序は、リンクアダプタでその反対であってよい。先ず、全スループットｔｐを、ブロック１２０４でゼロに設定して、符号語インデックスｉｋをブロック１２０８でランクｋに設定して、変調インデックスｉｍをブロック１２１２で１に設定してよい。リンクアダプタは、ｉｋ番目の符号語の各シンボルの相互情報を、図１１のブロック１１１２で計算したＳＩＮＲと、対応する変調インデックスｉｍのＭＣＳとを利用して、ブロック１２１６で計算してよい。符号語の全シンボルのＡＭＩを、その後ブロック１２２０で計算してよい。
【００８５】
ブロック１２２４で、符号化率インデックスｉｃを１に設定してよい。ブロック１２２８で、リンクアダプタは、ＰＥＲ対ＡＭＩ曲線を記憶しており、１パケットが１符号語を含むルックアップテーブルから符号語のＰＥＲを探してよい。もしも１つのＦＥＣ符号語が１層に収まる場合、符号語サイズは、資源ブロックサイズと変調レベルとにより決定されてよい。殆どのシステムで資源ブロックサイズは一定なので、符号語サイズは、変調レベルと符号化率によってのみ決定されうる。例えば可能性のある変調レベルＮｍが全部で３つであり、可能性ある符号化率Ｎｃが８つの場合、各ＦＥＣ符号語について、２４個のＰＥＲ対ＡＭＩ曲線が必要となりえ、各々が各ＭＣＳの候補に必要である。
【００８６】
ブロック１２３２でリンクアダプタは、ブロック１２２８で得たＰＥＲを利用してスループットｔｍ，ｃを計算してよい。スループットｔｍ，ｃは以下のように計算されうる。
【００８７】
【数１３】
2010506515.tif 000015
【００８８】
ここでｒは符号化率であり、ｂはＱＡＭシンボル毎のビット数であり、ｐはＰＥＲであり、ｔｐは、層１，…，最大（ｉｋ−１、１）が正確に復号化され差し引かれたことを想定した場合の、最小（ｉｋ＋１，ｋ）…，ｋの最大スループットである。
【００８９】
符号化率インデックスｉｃは、ブロック１２３６で、各ＦＥＣ符号の全符号化率数と比較されてよく、各ＦＥＣ符号の全符号化率数Ｎｃより大きくない場合、処理は符号化率インデックスｉｃを増分してよく（ブロック１２４０）、ブロック１２２８へループ縛する。
【００９０】
符号化率インデックスｉｃが各ＦＥＣ符号語の符号化率の合計数Ｎｃより大きい場合、処理は、ブロック１２４４で、変調レベルインデックスｉｍが空間チャネルＮｍの全変調レベル数より大きいか否かを判断してよい。空間チャネルＮｍの全変調レベル数より大きくない場合、変調インデックスｉｍをブロック１２４８で増分して、処理はブロック１２１６にループバックしてよい。空間チャネルＮｍの全変調レベル数より大きい場合、リンクアダプタは、ｉｃを１からＮ０、ｉｍを１からＮｍにした場合の最大ｔｍ，ｃをｔｍａｘとして、ｉｋ番目の符号語のｔｍａｘに対応する最初のＭＣＳを判断してよい（ブロック１２５２）。
【００９１】
処理は、層１，…，ｍａｘ（ｉｋ−１，１）が正確に復号化されｔｐ＝ｔｍａｘとして差し引かれた場合を想定して、ブロック１２５６で、層ｉｋ，…ｋの総スループットを更新してよい。
【００９２】
符号語インデックスｉｋを、ブロック１２６０で１と比較して、もし１より大きい場合、ブロック１２６４で低減してよく、処理はブロック１２１２にループバックしてよい。符号語インデックスが１より大きくない場合、処理は終了してよい。
【００９３】
図１３は、本発明の様々な実施形態における、ＯＴＡ通信リンクを介した、例えばＨ−ＡＲＱのようなＲＥＴＣを利用する送信シーケンス用のＭＣＳを決定するフローチャートである。リンク予測器は、ブロック１３００で、データレートによって任意のランクのＭＣＳの組み合わせをソートしてよい。任意のランクの最初のＭＣＳは、ブロック１３０４でＭ0として指定されてよい。ブロック１３０８で、Ｈ‐ＡＲＱを利用する送信シーケンスのスループットを、Ｍ0およびデータレートがＭ0の任意の範囲にあるＭＣＳについて計算してよい。故に、例えばブロック１３０８の計算のようなＨ−ＡＲＱを利用する送信シーケンスのスループットの計算の際に、送信および再送の両方を考慮に入れることによるさらなる複雑性は、ＭＣＳの候補の総数のサブセットに焦点が当てられてよい。このサブセットは、一部には最初のＭＣＳにより定義されうるので、最大スループットを得る可能性の一番高いＭＣＳの組み合わせを表しうる。
【００９４】
最大スループットに対応するＭＣＳを、ブロック１３１２でスループット値とともに報告してよい。
【００９５】
ブロック１３０８の再送のスループット計算は、以下で詳述するが、少なくとも部分的には各ＦＥＣ符号語の再送の確率に基づいて行われうる。再送の確率は、符号語の少なくとも幾らかが（または符号語の幾らかの部分が）、再送を数回必要とする可能性を表す。
【００９６】
Ｈ−ＡＲＱによるＯＴＡ通信リンクの送信および再送が想定された条件下では、トランスミッタ状態は、マルコフ処理を形成してよい。つまり、トランスミッタの将来の状態は、現在の状態が与えられた場合の過去の状態とは条件的に独立していてよい。
【００９７】
ＭＣＷについては、トランスミッタ状態は、２つの変数を有してよく、２つの変数とは、つまり、同じ符号語の送信数、および「成功」「失敗」を示す符号語の受信状態である。ＳＣＷについては、状態は、同じ符号語の送信数のみであってよい。２つの状態間の遷移の確率は、ＰＥＲ対相互情報のテーブルで、時変チャネル、ＳＩＮＲ、候補となるＭＣＳの組み合わせ、Ｈ−ＡＲＱの組み合わせ技術、およびフェージングマージンの予測を用いて探される。チャネル予測エラーは、後の再送になるほど大きくなりえて、後の送信になるほど大きいマージンが必要となりうる。
【００９８】
ＡＭＩは、Ｈ−ＡＲＱの組み合わせにより、送信数とともに増加しうるが、ここで、レシーバ１０８は同じ情報復号化ビットの多数の受信バージョンを組み合わせる。レシーバ１０８がチェイス組み合わせ（Chase combining）を利用して、トランスミッタ１０４がＨ−ＡＲＱについて非ブランク（non-blanking）を利用する場合、相互情報は、最初の送信を送信数で乗算したもので近似されうる。他の状態から状態１に戻る際、レシーバ１０８は、異なる確率で異なるデータ量を正しく受信しうる。
【００９９】
ひとたび全ての遷移の確率が決定されると、各状態にとどまる処理の確率を計算してよい。処理の平均スループットを、状態１に戻る遷移、状態の確率、および異なるデータ量を受信する確率を利用して計算してよい。
【０１００】
Ｈ−ＡＲＱを収容すべく、多数の送信からの相互情報を再送のＰＥＲルックアップ用に足し合わせてよい。例えば、１つのＦＥＣ符号語は、１００個の情報ビットから生成される２００個の符号ビットを含みうる。符号化率は１／２である。２００個の符号ビットは、第１の送信の１６ＱＡＭシンボルが搬送する。各１６ＱＡＭシンボルの相互情報および符号ビット毎の相互情報を計算することができる。予期された送信においては、チェイス組み合わせを利用するシステムにおいて、トランスミッタは６４ＱＡＭを利用して２００個の符号ビットを再度送信してよい。各６４ＱＡＭシンボルの相互情報および符号ビット毎の相互情報を計算してよい。第２の送信のＰＥＲルックアップで利用される平均相互情報は、符号ビット毎の２つの相互情報の総計であり、ここでＰＥＲ対ＡＭＩ曲線は、符号化率１／２である。ＰＥＲ対ＡＭＩ曲線における変調レベルは６４ＱＡＭまたは１６ＱＡＭであるか、または、６４ＱＡＭおよび１６ＱＡＭのＰＥＲ曲線を線形結合することで、ルックアップ用に新たなＰＥＲ曲線を生成することができる。
【０１０１】
ＳＣＷ用のＡＭＩも上述と同様に計算することができ、ここで、符号語は多数の変調レベルが搬送しうる。例えば、ＦＥＣ符号語は、１００個の情報ビットから生成される２００個の符号ビットを含みうる。符号化率は１／２である。２００個の符号ビットは、１送信で１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭシンボルが搬送する。各１６ＱＡＭシンボルの相互情報を計算することができ、各６４ＱＡＭシンボルの相互情報を計算することができる。符号ビット毎の平均相互情報を、その符号語について、全てのＱＡＭシンボルを符号ビット数で除算したものの相互情報の総計として計算することができる。ＰＥＲ対ＡＭＩ曲線における変調レベルは６４ＱＡＭまたは１６ＱＡＭであるか、または、６４ＱＡＭおよび１６ＱＡＭのＰＥＲ曲線を線形結合することで、ルックアップ用に新たなＰＥＲ曲線を生成することができる。
【０１０２】
インクリメンタルリダンダンシー（ＩＲ）の組み合わせを利用するシステムについては、トランスミッタはＱＰＳＫを利用してさらなる５０個の符号ビットを送信してよい。各ＱＰＳＫシンボルの相互情報および符号ビット毎の相互情報は、追加的な５０個の符号ビットについて計算することができる。２つの送信からの符号ビット毎の相互情報は、以下のように重み付けされて足し合わされる。
【０１０３】
【数１４】
2010506515.tif 000016
【０１０４】
ここで、ｍ１およびｍ２は、それぞれ、第１および第２の送信の符号ビット毎の相互情報である。概して合計は以下のようになる。
【０１０５】
【数１５】
2010506515.tif 000017
【０１０６】
ここで、ＪはＰＥＲルックアップの送信数であり、Ｎｉはｉ番目の送信の符号ビット数であり、ｍｉはｉ番目の送信の符号ビット毎の平均相互情報である。この式は、チェイス組み合わせおよびＩＲ組み合わせの両方で利用できる。このようにして、ＰＥＲ対相互情報曲線を第１の送信の変調および符号化率について利用することで、次の送信用にＰＥＲを探すことができ、ここでは符号ビット毎の平均相互情報のみが送信として増加される。
【０１０７】
図１３に示す貪欲な検索は、最初の適応動作の後の適応に利用されてよく、ここでは、最初の検索点である先の動作から得た各ランクのＭＣＳが利用されてよい。これにより、後続の適応において計算の複雑性が低減されうる。
【０１０８】
図１４は、本発明の様々な実施形態におけるＳＣＷの状態図１４００を示す。状態図１４００は、２つの最大再送数を提供するが、他の再送数に拡張することができる。アーク上の値は、正確に受信されたビットの値を示しうる。Ｒ／０は、Ｒまたは０ビットが確率として受信されることを示す。
【０１０９】
状態図１４００では、上から下にかけて３つのフロアが存在してよく、これらは３つの送信に対応する。パケットは状態１ではまだ送信されなくてよい。第１の、最初の送信の後で、パケットの受信が成功してよく、Ｒビットが受信されてよい。トランスミッタ１０４は、次のパケット用に状態１に戻る。さもなくば、トランスミッタ１０４は状態２に入り、ここで第１の再送または第２の送信はまだ行われない。第１の送信の成功の確率は、１−ＰＥＲであり、ここでＰＥＲは、図１０のブロック１０２０に示す方法と同様の方法で取得されうる。
【０１１０】
第１の再送信の後で、パケットはＲビットで正確に受信されてよく、トランスミッタ１０４は、次のパケット用に状態１に戻ってよい。さもなくば、トランスミッタ１０４は第２の送信用に状態３に入ってよい。再送の最大数が２である場合、第２の送信の後で、トランスミッタ１０４は、第２の送信の受信状態に関わらず、次のパケット用に状態１に入ってよい。故に、状態３から１への遷移の確率は１であってよい。レシーバ１０８は、パケットをＲビットまたは０ビットで受信してよい、つまり受信に失敗してよい。受信の成功の確率は１−ＰＥＲであり、ここでＰＥＲはＨ−ＡＲＱの組み合わせにより再送数とともに低減しうる。さらに、最初の送信および再送の間のチャネルのばらつきも、ＰＥＲのばらつきに繋がりうる。状態ｉから状態ｊへの遷移の確率は、ｐｉ，ｊと示されてよく、状態ｉから状態１への遷移が行われる場合にＲビットを正確に受信する確率はｒｉ（Ｒ）と示されてよい。処理が各状態（例えば、定常分布）にとどまる確率は、以下のように計算できる。
【０１１１】
【数１６】
2010506515.tif 000018
【０１１２】
ここでπｉは、処理が状態ｉに留まる確率であり、行列およびベクトルの大きさは状態数に等しく、Ｎｓ；［ａｉ、ｊ］は、ｉ番目の行およびｊ番目の列のエントリがａｉ、ｊである行列を示す。リンクの平均スループットは以下のように計算できる。
【０１１３】
【数１７】
2010506515.tif 000019
【０１１４】
図１５は、本発明の様々な実施形態における、２つの符号語を有するＭＣＷの状態図１５００を示す。本実施形態においては、レシーバ１０８はＳＩＣレシーバであってよく、再送の最大数は２であってよく、２つの符号語の全ビット数はＲであってよい。第１および第２符号語のビット数は、Ｒ１およびＲ２であり、Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒである。非ブランクをトランスミッタ１０８で利用して、受信に成功した符号語を、各送信の新たな符号語で置き換えてよい。状態図１５００は、状態を追加することで、他の数の再送および非ブランクの場合においても拡張可能である。
【０１１５】
本実施形態では、上から下にかけて３つのフロアが存在してよく、これらは３つの送信に対応する。パケットは状態１ではまだ送信されなくてよい。第１の、最初の送信の後で、両方の符号語の受信が成功した場合、Ｒビットが受信されてよく、トランスミッタ１０４は、２つの新たなＦＥＣ符号語を有する次のパケット用に状態１に戻る。もしも第１符号語は受信に成功したが、第２符号語の受信が不成功であった場合、トランスミッタ１０４は状態２に入り、ここでは第１の再送も第２の送信もまだ行われない。第１符号語が正確に受信されなかった場合、ＳＩＣは行われずに第２符号語も受信されなくてよく、トランスミッタは状態４に入る。各符号語のエラーの確率は、図１０のブロック１０２０で記載されたもの、および図１２のブロック１２２８で記載されたものと同様の方法で得られてよい。
【０１１６】
状態２から、第２符号語の第１の再送の後で、もし第２符号語が正確に受信された場合、Ｒビットが受信されてよく、トランスミッタ１０４は状態１に戻って２つの新たな符号語を送信してよい。第２符号語が依然受信できない場合、トランスミッタ１０４は状態３に入り、ここでは唯一の送信の機会が第２符号語に残されている。
【０１１７】
状態３から、第２符号語の第２の再送の後で、もし第２符号語が正確に受信された場合、Ｒビットが受信されてよく、トランスミッタ１０４は状態１に戻って２つの新たな符号語を送信してよい。第２符号語が依然受信できない場合、トランスミッタ１０４は第１符号語から正確に受信したＲ１ビットで状態１に入る。
【０１１８】
状態４から、２つの符号語の第１の再送の後で、もし両方の符号語が正確に受信された場合、Ｒビットが受信されてよく、トランスミッタ１０４は状態１に戻ってよい。両方の符号語が依然受信できない場合、トランスミッタ１０４は状態５に入ってよく、ここでは唯一の送信の機会が残されている。第１符号語が正確に受信されたが第２の符号語の受信には失敗した場合、トランスミッタは状態３に入る。状態５から、両方の符号語の第２の再送の後で、トランスミッタ１０４は状態１に戻ってよい、というのも送信の機会が尽きてしまったからである。両方の符号語が正確に受信された場合、Ｒビットが受信されてよく、全３つの送信中に第１符号語のみが正確に受信された場合、Ｒ１ビットが第１符号語から受信されてよく、符号語のいずれもが正確に受信されなかった場合、ゼロビットが受信されてよい。符号語の成功の確率は１‐ＰＥＲであり、ここでＰＥＲは、Ｈ−ＡＲＱの組み合わせにより再送の数に従って低減する。さらに、最初の送信および再送の間のチャネルのばらつきも、ＰＥＲのばらつきに繋がりうる。状態ｉから状態ｊへの遷移の確率は、ｐｉ，ｊと表されてよく、状態ｉから状態１へ遷移する際にＱビットを正確に受信する確率は、ｒｉ（Ｑ）と表されてよい。処理が各状態に留まる確率は、以下のように計算できる。
【０１１９】
【数１８】
2010506515.tif 000020
【０１２０】
ここでπｉは、処理が状態ｉに留まる確率であり、行列およびベクトルの大きさは状態数に等しく、Ｎｓ；［ａｉ、ｊ］は、ｉ番目の行およびｊ番目の列のエントリがａｉ、ｊである行列を表す。リンクの平均スループットは以下のように計算できる。
【０１２１】
【数１９】
2010506515.tif 000021
【０１２２】
ここでＮＬは符号語の層の数であってよい。
【数２０】
2010506515.tif 000022
の項は、状態ｉから１への遷移の平均スループットであってよい。
【０１２３】
同様にして、式１７よび１８を他の数の符号語（例えば３または４）を有するＭＣＷ実施形態で利用することができる。図１６および１７は、本発明の様々な実施形態における、３つ、および４つの符号語を有するＭＣＷ用の状態図１６００および１７００をそれぞれ示す。これら実施形態においては、最大送信数は３であり、ブランク（blanking）をトランスミッタ１０４で利用してよい。非ブランクへの延長および他の数の送信もさらに状態を追加することで可能となり、ここでは（ブランクの場合同様に多数の符号語を有する）パケットの代わりに各符号語の送信数をトラックしてよい。
【０１２４】
ここでは好適な実施形態の記載という目的から幾らかの実施形態を例示し記載してきたが、当業者であれば、これら記載した実施形態を、本発明の範囲から逸脱しないように、様々な代替的実施形態および／または均等実施形態、または同じ目的を達成するよう計算される実装例で置き換えることができることを理解しよう。本願は、ここで説明した実施形態の適応例および変形例を全て網羅することを意図している。故に、本発明における実施形態は、請求項およびその均等物によってのみ制限が明白に意図されている。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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