(57)【要約】システム及び方法は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯにおいて動的なスケジューリング及びジョイントオペレーションのための無線通信システムの逆方向リンクにおけるパイロット信号デザイン、パワー制御、データレート決定、及びチャネル割り当てを促進する。パイロット信号は、チャネル推定のための複数のサウンディング基準系列の周期的な送信に基づく。パワー制御は、予め定められたパワースペクトル密度（ＰＳＤ）レベルにおける基準信号に基づき、また、基準信号を送信するアンテナ、他のセル干渉及びパワーアンプのパワーヘッドルームに基づいて決定及びシグナリングされるオフセットＰＳＤに基づく。ＳＩＭＯ／ＭＩＭＯデータ伝送のためのＰＳＤレベルは、チャネル推定及び予め定められたＰＳＤ及びオフセットＰＳＤに基づいて決定される。上記データＰＳＤレベルは、データレートを生成するため、及び通信のためのデータストリームを動的にスケジュールするために、使用される。通信リソースは、推定されたチャネルの最大多重数に依存するオーバーヘッドを有するチャネル割り当てを介して伝達される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムに使用される方法において、前記方法は、
Ｍ（Ｍは正の整数）個のアンテナからなるグループから選択されたアンテナから、少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信することと、
前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために用いられる前記アンテナから、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信するための基準ＰＳＤレベルの少なくとも一部に基づくパワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを伝達することと、
Ｍ＞１の場合の多重入力多重出力チャネル及びＭ＝１の場合のＳＩＭＯチャネルを推定するために、前記Ｍ個のアンテナからなるセット中の各々のアンテナから、パイロット信号を送信することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも一つのパワー制御基準信号はＣＱＩチャネルを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記送信された基準信号は一定振幅零自己相関（ＣＡＺＡＣ）系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項４】
ＰＳＤオフセットは、セル間干渉に関連する負荷表示に少なくとも基づいて推定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＰＳＤオフセットは、携帯端末に割り当てられた変調及び符号化スキームに従って、テーブルにされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＰＳＤオフセットは、逆方向リンク上にデータを送信する携帯端末に対して基地局が割り当てる前記パワーを、調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
物理アンテナ又は仮想アンテナからの前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるか否かを決定することを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記Ｍ個のアンテナからなるグループは、物理アンテナのセットであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＰＳＤオフセットは、少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために選択された前記物理アンテナにおけるパワーアンプのパワーヘッドルームに少なくとも基づいて決定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｍ個のアンテナからなるグループは、仮想アンテナのセットであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＰＳＤオフセットは、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために選択された前記仮想アンテナを構成するために結合された物理アンテナのセット中で利用可能な物理アンテナおけるパワーアンプＰＡの残りのパワーヘッドルームに少なくとも基づいて決定されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
パイロット信号を送信することは、前記パイロット信号を周期的に送信することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パイロット信号は、一定振幅零自己相関（ＣＡＺＡＣ）系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記送信されたパイロット信号は、擬似乱数コード又は擬似雑音系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記送信されたパイロット信号は、Ｇｏｌｄ系列、ウォルシュ・アダマール系列、指数関数系列、Ｇｏｌｏｍｂ系列、Ｒｉｃｅ系列、M系列、又は一般化チャープ類似（ＧＣＬ）系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
データレート割り当てを受信することと、
データを送信するために、２以上のデータストリームがスケジュールされた場合に、オフセットデータレート割り当てを受信することと、
前記Ｍ個のアンテナからなるセットから、アンテナサブセット選択を受信することと、
アンテナパターン選択を受信することを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記データレートは、５ビットで伝達されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記データレートは、変調及び符号化スキームにより決定されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記オフセットデータレート割り当ては、３ビットで伝達されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記アンテナサブセット選択は、Ｐビットで伝達され、
前記Ｐビットは、Ｍ個のアンテナのセットに関連する無線通信チャネルに関連する最大多重数（Ｌ）により決定されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
Ｌ＝２についてはPは１ビットであり、Ｌ＝４についてはPは４ビットであることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記アンテナパターン選択は、２である最大多重数（Ｌ）については１ビットで、及び、Ｌ＝４については２ビットで、伝達されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
無線通信システムに使用される方法において、前記方法は、
仮想アンテナ又は物理アンテナのセットから選択されたアンテナから、パワー制御基準信号を送信し、前記選択されたアンテナから、前記パワー制御基準信号を送信するための基準ＰＳＤレベルの少なくとも一部に基づくパワースペクトル密度（ＰＳＤ）値を伝達し、前記仮想アンテナ又は物理アンテナのセット中の各々のアンテナから、サウンディング基準信号を周期的に送信するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサに接続されたメモリとを含むことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２４】
前記送信されたサウンディング基準信号は、Ｇｏｌｄ系列、ウォルシュ・アダマール系列、指数関数系列、Ｇｏｌｏｍｂ系列、Ｒｉｃｅ系列、M系列、又は一般化チャープ類似（ＧＣＬ）系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項２５】
前記送信されたサウンディング基準信号は、ＣＡＺＡＣ系列又はＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ 系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項２６】
前記プロセッサは、連続周波数資源において前記サウンディング基準信号を送信するように更に構成されたことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項２７】
前記周波数資源は、物理又は仮想アンテナの前記サウンディング基準信号を運ぶ、特定のサブバンドであることを特徴とする請求項２６に記載の無線通信デバイス。
【請求項２８】
前記プロセッサは、インターリーブされた周波数資源において前記サウンディング基準信号を送信するように更に構成されたことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項２９】
前記サウンディング基準信号は、少なくとも一つのスーパーフレーム又は無線フレームにおいて1又は複数のブロックにわたることを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項３０】
前記プロセッサは、前記伝えられたＣＱＩに応答して、前記周期的に送信されたサウンディング基準信号の周期を調整するように更に構成されたことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項３１】
前記ＰＳＤ値は、逆方向リンク上にデータを送信するためのアクセス端末に基地局が割り当てる前記ＰＳＤの少なくとも一部を決定することを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項３２】
前記プロセッサは、データレート割り当てを受信し、オフセットデータレート割り当てを受信し、前記仮想アンテナ又は物理アンテナのセットから、アンテナサブセット選択を受信し、アンテナパターン選択を受信するように更に構成されたことを特徴とする請求項２３に記載の無線通信デバイス。
【請求項３３】
前記データレート割り当ては、５ビットで伝達され、前記オフセットデータレート割り当ては、３ビットで伝達されることを特徴とする請求項３２に記載の無線通信デバイス。
【請求項３４】
前記アンテナサブセット選択は、Ｐビットで伝達され、
前記Ｐビットは、前記仮想アンテナ又は物理アンテナのセットに関連する空間多重数（Ｌ）により決定されることを特徴とする請求項３２に記載の無線通信デバイス。
【請求項３５】
Ｌ＝２についてはPは１ビットであり、Ｌ＝４についてはPは４ビットであることを特徴とする請求項３４に記載の無線通信デバイス。
【請求項３６】
前記アンテナパターン選択は、２である最大多重数（Ｌ）については１ビットで、及び、Ｌ＝４については２ビットで、伝達されることを特徴とする請求項３４に記載の無線通信デバイス。
【請求項３７】
無線通信環境において動作する装置において、前記装置は、
Ｍ（Ｍは正の整数）個の仮想アンテナ又はＧ（Ｇは正の整数）個の物理アンテナを含むグループから選択された一つのアンテナから、少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信するための手段と、
前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために用いられる前記アンテナから、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを伝達するための手段と、
前記Ｍ個の仮想アンテナからなるグループ又は前記Ｇ個の物理アンテナからなるグループにおける各々の前記アンテナから、パイロット信号を送信するための手段とを含むことを特徴とする装置。
【請求項３８】
データレート割り当てを受信するための手段と、
データを送信するために、２以上のデータストリームがスケジュールされた場合に、オフセットデータレート割り当てを受信するための手段と、
前記Ｍ個の仮想アンテナからなるグループ又は前記Ｇ個の物理アンテナからなるグループから、アンテナサブセット選択を受信するための手段と、
アンテナパターン選択を受信するための手段とを更に含むことを特徴とする請求項３９に記載の装置。
【請求項３９】
コンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトにおいて、
前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、
少なくとも一つのコンピュータに、Ｍ（Ｍは正の整数）個のアンテナからなるグループから選択されたアンテナから、少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために用いられる前記アンテナから、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信するための基準ＰＳＤレベルに少なくとも基づくパワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを伝達させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、前記Ｍ個のアンテナからなるセット中の各々のアンテナから、パイロット信号を送信させるためのコードとを含むことを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項４０】
少なくとも一つのコンピュータに、データレート割り当てを受信させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、データを送信するために、２以上のデータストリームがスケジュールされた場合に、オフセットデータレート割り当てを受信させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、前記Ｍ個のアンテナからなるセットから、アンテナサブセット選択を受信させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、アンテナパターン選択を受信させるためのコードとを含むコンピュータ読み取り可能な媒体を更に含むことを特徴とする請求項３９に記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項４１】
無線通信システムに使用される方法において、前記方法は、
Ｍ個のアンテナにより送信されたパイロット信号のセットを受信することの少なくとも一部に基づいて、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定することと、
スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定することと、
前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定することと、
単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）オペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングすることを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
データレート割り当てを伝達することと、
データを送信するために、２以上のデータストリームがスケジュールされた場合に、オフセットデータレート割り当てを送信することと、
前記Ｍ個の物理アンテナからなるセット又は前記Ｇ個の仮想アンテナからなるセットから、アンテナサブセット選択を伝達することと、
シングルユーザＭＩＭＯ又はマルチユーザＭＩＭＯにおいて前記アクセス端末がスケジュールされた場合に、アンテナパターン選択を伝達することを更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
データレート割り当てを伝達することは、割り当てチャネルにおいて５ビットを送信することを含むことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
オフセットデータレート割り当てを送信することは、３ビットを通信することを含むことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
アンテナサブセット選択を伝達することは、Ｐビットを伝達することを含み、
前記Ｐビットは、前記Ｍ個の物理アンテナからなるセット又は前記Ｇ個の仮想アンテナからなるセットに関連する空間多重数（Ｌ）により決定されることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
Ｌ＝２についてはPは１ビットであり、Ｌ＝４についてはPは４ビットであることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
アンテナパターン選択を伝達することは、２である最大多重数（Ｌ´）については１ビットを、及び、Ｌ´＝４については２ビットを、送信することを含むことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４８】
データストリームのセットに適用されるアンテナ置換を決定することと、
置換パターンを決定し、前記ＭＩＭＯチャネルに関連するデータ層のセットを置換することと、
前記置換パターンを伝達することを更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４９】
Ｍ個のアンテナにより送信されたパイロット信号のセットを受信することは、前記パイロット信号のセットを周期的に受信することを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５０】
前記パイロット信号のセットの一部は、Ｇｏｌｄ系列、ウォルシュ・アダマール系列、指数関数系列、Ｇｏｌｏｍｂ系列、Ｒｉｃｅ系列、M系列、又は一般化チャープ類似（ＧＣＬ）系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５１】
前記パイロット信号のセットの一部は、ＣＡＺＡＣ系列又はＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５２】
スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定することは、
単一のストリームのためのパワー制御基準信号を受信することと、
前記パワー制御基準信号を受信することに関連する前記単一のストリームのためのパワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを受信することと、
基準ＰＳＤと前記受信されたＰＳＤオフセットとの加算に起因する、前記ＲＬ上のデータ伝送のためのベースＰＳＤを決定することと、
前記データストリームの各々についてＰＳＤを決定するために前記ＭＩＭＯチャネルに関するピーク対平均比ＰＳＤ調整及び経路差補正に従って、前記ベースＰＳＤを調整することを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５３】
前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定することは、連続干渉除去受信機で最小二乗平均イコライザを使用する各々のデータストリームについてレート計算を実行することを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５４】
ＳＩＭＯオペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングすることは、セクタースループット又はセクターキャパシティーのうちの少なくとも一つを最大化するように、通信リソースを割り当てることを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５５】
ＳＩＭＯオペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングすることは、予め定められたビットエラーレート、予め定められたレイテンシー、又は予め定められたスペクトル効率のうちの少なくとも一つを維持するように、通信リソースを割り当てることを含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５６】
置換パターンを決定することは、巡回置換又は擬似ランダム置換を適用するユニタリ行列
【数１】
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を決定することを含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５７】
無線通信環境において動作する装置において、前記装置は、
単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定するための手段と、
スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定するための手段と、
前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定するための手段と、
ＳＩＭＯオペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングするための手段とを含むことを特徴とする装置。
【請求項５８】
データレート割り当てを伝達するための手段と、
オフセットデータレート割り当てを送信するための手段と、
前記Ｍ個の物理アンテナからなるセット又は前記Ｇ個の仮想アンテナからなるセットから、アンテナサブセット選択を伝達するための手段と、
アンテナパターン選択を伝達するための手段とを更に含むことを特徴とする請求項５２に記載の装置。
【請求項５９】
単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定し、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定し、前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定し、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）オペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングするように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサに接続されたメモリとを含むことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項６０】
前記プロセッサは、データレート割り当てを伝達し、オフセットデータレート割り当てを送信し、前記Ｍ個の物理アンテナからなるセット又は前記Ｇ個の仮想アンテナからなるセットから、アンテナサブセット選択を伝達し、シングルユーザＭＩＭＯ又はマルチユーザＭＩＭＯにおいて前記アクセス端末がスケジュールされた場合に、アンテナパターン選択を伝達するように更に構成されたことを特徴とする請求項５９に記載の無線通信デバイス。
【請求項６１】
データレート割り当てを伝達することは、割り当てチャネルにおいて５ビットを通信することを含むことを特徴とする請求項６０に記載の無線通信デバイス。
【請求項６２】
オフセットデータレート割り当てを送信することは、割り当てチャネルにおいて３ビットを通信することを含むことを特徴とする請求項６０に記載の無線通信デバイス。
【請求項６３】
アンテナサブセット選択を伝達することは、Ｐビットを伝達することを含み、
前記Ｐビットは、前記Ｍ個の物理アンテナからなるセット又は前記Ｇ個の仮想アンテナからなるセットに関連する空間多重数（Ｌ）により決定され、
Ｌ＝２についてはP＝１であり、Ｌ＝４についてはP＝４であることを特徴とする請求項６０に記載の無線通信デバイス。
【請求項６４】
アンテナパターン選択を伝達することは、２である最大多重数（Ｌ´）については１ビットを、及び、Ｌ´＝４については２ビットを、送信することを含むことを特徴とする請求項６０に記載の無線通信デバイス。
【請求項６５】
前記プロセッサは、
単一の伝送ストリームのためのパワー制御基準信号を受信することと、
前記パワー制御基準信号に関連する前記単一のストリームのためのパワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを受信することと、
基準ＰＳＤと前記受信されたＰＳＤオフセットとの加算に起因する、前記ＲＬ上のデータ伝送のためのベースＰＳＤを決定することと、
前記データストリームの各々についてＰＳＤを決定するために前記ＭＩＭＯチャネルに関するピーク対平均比ＰＳＤ調整及び経路差補正に従って、前記ベースＰＳＤを調整するように更に構成されたことを特徴とする請求項５９に記載の無線通信デバイス。
【請求項６６】
前記パワー制御信号は、ＣＱＩチャネルであることを特徴とする請求項６５に記載の無線通信デバイス。
【請求項６７】
前記ＣＱＩチャネルの前記内容は、一定振幅零自己相関（ＣＡＺＡＣ）系列で変調されたものであることを特徴とする請求項６５に記載の無線通信デバイス。
【請求項６８】
ＳＩＭＯオペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングすることは、セクタースループット又はセクターキャパシティーのうちの少なくとも一つを最大化することを含むことを特徴とする請求項５９に記載の無線通信デバイス。
【請求項６９】
ＳＩＭＯオペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングすることは、予め定められたビットエラーレート、予め定められたレイテンシー、又は予め定められたスペクトル効率のうちの少なくとも一つを維持するように、通信リソースを割り当てることを含むことを特徴とする請求項５９に記載の無線通信デバイス。
【請求項７０】
コンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトにおいて、
前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、
少なくとも一つのコンピュータに、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定させるためのコードと、
前記少なくとも一つのコンピュータに、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）オペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングさせるためのコードとを含むことを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００６年１０月３１日付け出願され「A METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING UL TRANSMISSION」と題された米国仮出願第６０／８６３，７９３号の利益を主張する。この出願の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
以下の説明は、一般に無線通信に関し、より詳しくは、逆方向リンク伝送のためのダイナミックＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯのオペレーションモードのためのパイロットデザイン及び集中スケジューリングに関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムは、例えばボイス、データなどのような、各種の通信コンテンツを提供するために、広範囲にわたって配置されている。これら無線システムは、利用可能なシステム資源（例えば、バンド幅及び伝送能力）をシェアリングすることにより、複数のユーザでの通信をサポートできる多元接続（multiple-access）システムでも良い。上記多元接続システムの例は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム、“第３世代パートナーシッププロジェクト２（3rd Generation Partnership Project 2）”のウルトラ・モバイル・ブロードバンド（Ultra Mobile Broadband）（ＵＭＢ）、及び“第３世代パートナーシッププロジェクト（3rd Generation Partnership Project）”のロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムを含む。一般に、各々の端末は、順方向リンク（forward links）及び逆方向リンク（reverse links）上の伝送を経由して、1又は複数の基地局と通信する。順方向リンク（又は、ダウンリンク）は、基地局から端末への通信リンクを意味し、また、逆方向リンク（又は、アップリンク）は、端末から基地局への通信を意味する。これら通信リンクは、基地局又は端末において単一の及び／又は複数の受信／送信アンテナを経由して確立されても良い。
【０００４】
さらに、無線通信においては、基地局送信電力だけでなく、スペクトルバンド幅の大部分も規制される。当該制約の周辺のデザインは、増大したピークデータレート、スペクトル効率、及びサービス品質の実現に向かう経路として、多重入力多重出力（multiple-input multiple-output）（ＭＩＭＯ）システムをもたらしてきた。ＭＩＭＯシステムは、データ伝送のために）、複数の（ＮＴ個の）送信アンテナ及び複数の（ＮＲ個の）受信アンテナが、それぞれ装備された、送信機（transmitter（ｓ））及び受信機（receiver（ｓ））で構成される。単一入力単一出力（single-input single-output）（ＳＩＳＯ）システムと比較して依然として利益を与えるＭＩＭＯシステムの変形は、単一入力多重出力（single-input multiple-output）（ＳＩＭＯ）システムである。ＮＴ個の送信アンテナ及びＮＲ個の受信アンテナにより形成されたＭＩＭＯチャネルは、ＮＶ個の独立したチャネルに分解されても良い。また、それは、空間固有チャネル（eigenchannels）と呼ばれ、ここで、１≦ＮＶ≦min｛ＮＴ，ＮＲ｝である。
【０００５】
複数の送信アンテナ及び受信アンテナにより与えられる追加の次元性（dimensionalities）が利用されるならば、ＭＩＭＯシステムは、改善された性能（例えば、より高いスループット、より大きいキャパシティー、若しくは改善された信頼性、又はそれらの任意の組み合わせ）を提供することができる。当然のことながら、ＳＩＭＯシステムは、性能の点でいくぶん小さい改善を提供するが、当該システムは、ユーザ装置において単一のアンテナを使用し、基地局での複数のアンテナに頼ることによって、受信機での複雑性を提供する。ＭＩＭＯシステムは、二つのオペレーショナルクラス、すなわち、（ｉ）シングルユーザＭＩＭＯ、及び（ｉｉ）マルチユーザＭＩＭＯに分けられる。マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）の主な目標は、セクター（又は、サービスセル）のキャパシティーを増加させることであるのに対して、シングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）オペレーションの主な目標は、端末あたりのピークデータレートを増加させることである。これらクラスの各々におけるオペレーションは、利点を有する。ＳＵ−ＭＩＭＯは、増加したスループット及び信頼性を提供するために、空間多重を利用し、ＭＵ−ＭＩＭＯは、キャパシティーにおける利益を増進するために、マルチユーザ多重（又は、マルチユーザ・ダイバーシティ）を利用する。さらに、ＭＵ−ＭＩＭＯは、ユーザ装置が単一の受信アンテナを有するときでさえ、空間多重の利益を享受する。
【０００６】
無線通信のＭＩＭＯパラダイムから生じる改善された性能の利益を享受するために、当該オペレーションモードに対する不利益なしに、ＳＩＭＯユーザ、ＳＵ−ＭＩＭＯユーザ、及びＭＵ−ＭＩＭＯユーザを、同時にサービスする間、ＳＩＭＯ伝送、ＳＵ−ＭＩＭＯ伝送、及びＭＵ−ＭＩＭＯ伝送の、動的なスケジューリングに加えて、統合されたスケジューリング及び集中されたスケジューリングを提供するシステム及び方法の必要性がある。
【発明の概要】
【０００７】
以下は、開示された実施形態の幾つかの態様の基本的な理解を提供するために、簡易化した概要を示す。この概要は、外延的な要旨ではなく、また、重要な若しくは重大なエレメントを特定すること及び当該の実施形態の範囲を線引きすることのどちらも意図していない。その目的は、簡易化した形で、記載された実施形態の幾つかの概念を、後で示されるより詳しい説明の前置きとして、示すことである。
【０００８】
一つの態様において、無線通信システムにおいて使用される方法であって、Ｍ（Ｍは正の整数）個のアンテナからなるグループから選択されたアンテナから、少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信することと、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために用いられる前記アンテナから、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信するための基準ＰＳＤレベルの少なくとも一部に基づくパワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを伝達することと、Ｍ＞１の場合の多重入力多重出力チャネル及びＭ＝１の場合のＳＩＭＯチャネルを推定するために、前記Ｍ個のアンテナからなるセット中の各々のアンテナから、パイロット信号を送信することを含む方法がここに開示される。
【０００９】
他の態様において、仮想アンテナ又は物理アンテナのセットから選択されたアンテナから、パワー制御基準信号を送信し、前記選択されたアンテナから、前記パワー制御基準信号を送信するための基準ＰＳＤレベルの少なくとも一部に基づくパワースペクトル密度（ＰＳＤ）値を伝達し、前記仮想アンテナ又は物理アンテナのセット中の各々のアンテナから、サウンディング基準信号を周期的に送信するように構成されたプロセッサと、前記プロセッサに接続されたメモリとを含む無線通信デバイスが開示される。
【００１０】
さらにもう一つの態様において、本説明は、無線通信環境において動作する装置であって、Ｍ（Ｍは正の整数）個の仮想アンテナ又はＧ（Ｇは正の整数）個の物理アンテナを含むグループから選択された一つのアンテナから、少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信するための手段と、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために用いられる前記アンテナから、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを伝達するための手段と、前記Ｍ個の仮想アンテナからなるグループ又は前記Ｇ個の物理アンテナからなるグループにおける各々の前記アンテナから、パイロット信号を送信するための手段とを含む装置を開示する。
【００１１】
さらに一つの態様において、少なくとも一つのコンピュータに、Ｍ（Ｍは正の整数）個のアンテナからなるグループから選択されたアンテナから、少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信させるためのコードと、前記少なくとも一つのコンピュータに、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために用いられる前記アンテナから、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信するための基準ＰＳＤレベルに少なくとも基づくパワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを伝達させるためのコードと、前記少なくとも一つのコンピュータに、前記Ｍ個のアンテナからなるセット中の各々のアンテナから、パイロット信号を送信させるためのコードとを含むコンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトが開示される。
【００１２】
一つの態様において、本イノベーションは、無線通信システムにおいて使用される他の方法であって、Ｍ個のアンテナにより送信されたパイロット信号のセットを受信することの少なくとも一部に基づいて、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定することと、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定することと、前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定することと、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）オペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングすることを含む方法を開示する。
【００１３】
他の態様において、無線通信システムにおいて動作する装置（an apparatus that operates in）であって、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定するための手段と、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定するための手段と、前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定するための手段と、ＳＩＭＯオペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングするための手段とを含む装置が開示される。
【００１４】
さらにもう一つの態様において、本イノベーションは、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定し、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定し、前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定し、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）オペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングするように構成されたプロセッサと、前記プロセッサに接続されたメモリとを含む無線通信を開示する。
【００１５】
さらに一つの態様において、本説明は、少なくとも一つのコンピュータに、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネル又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルを推定させるためのコードと、前記少なくとも一つのコンピュータに、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定させるためのコードと、前記少なくとも一つのコンピュータに、前記スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定させるためのコードと、前記少なくとも一つのコンピュータに、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）オペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいてアクセス端末をスケジューリングさせるためのコードとを含むコンピュータ読み取り可能な媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトを開示する。
【００１６】
このような成果及び関連する結果に対して、1又は複数の実施形態は、以下に十分に説明され、特に特許請求の範囲において指摘された特徴を含む。以下の説明及び添付された図面は、いくつかの例示的態様を説明し、また、実施形態の原理が使用されても良いほんの数例の各種方法を示す。他の利点及び新規な特徴は図面と併せて考察したときに以下の詳細な説明から明らかであり、開示された実施形態はすべての当該の態様及びそれらの均等物を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本明細書に開示された態様に従う、複数のアンテナを有するアクセスポイントが、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯのモードで動作する様々なアクセス端末と同時に通信する多元接続無線通信システムを示す。
【図２】図２は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯモードにおけるアクセス端末のＵＬオペレーションの動的な集中スケジューリング及びジョイントを促進するシステム２００のハイレベル・ブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、ＣＱＩを決定する端末により受信された基準信号パワーの相対振幅及びデータＰＳＤを説明する概念図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、サウンディング（パイロット）基準信号を説明する概念図である。
【図４】図４は、複数のユーザに対する周波数資源のパイロット割り当てを説明する図である。
【図５】図５は、ＳＩＭＯユーザ、ＳＵ−ＭＩＭＯユーザ、及びＭＵ−ＭＩＭＯユーザのジョイントオペレーションをスケジューリングするためのＵＬ割り当てチャネル構造の図である。
【図６】図６は、ＭＩＭＯオペレーションにおける送信機システム及び受信機システムの例示的な実施形態のブロック図である。
【図７】図７は、例示的なＭＵ−ＭＩＭＯシステムを示す。
【図８】図８は、本明細書に開示された態様によるに従う、パワー及びパイロットシグナリングを制御するための方法のフローチャートを示す。
【図９】図９は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションモードをスケジューリングするための方法のフローチャートを示す。
【図１０】図１０は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯモードにおけるオペレーションのためのリソース割り当てを受信するための方法のフローチャートを示す
【図１１】図１１は、本明細書に開示された態様に従う、通信リソースの割り当ての受信に加えて、パワー及びパイロット信号の制御も可能にする、例示的なシステムのブロック図を示す。
【図１２】図１２は、本明細書で説明される態様に従う、通信リソースの割り当ての伝達に加えて、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションモードのスケジューリングも可能にする、システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
さまざまな実施形態がこれから図面を参照して説明され、ここで、初めから終わりまで同様の参照番号は同様のエレメントを参照するために使用される。以下の記述において、説明の目的で、多くの特定の細部が、1又は複数の実施形態の深い理解を与えるために説明される。しかしながら、当該の実施形態が、これら特定の細部なしに、実施されても良いことは、明らかである。他の例において、 良く知られている構造及びデバイスが、1又は複数の実施形態の説明を容易にするために、ブロック図の形で示される。
【００１９】
この出願で使用されるように、用語“コンポーネント（component）”、“モジュール（module）”、“システム（system）”及び同類のものは、コンピュータ関連のエンティティー、すなわち、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアを指し示すことを意図している。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、及び／又はコンピュータであっても良いが、これらに限定されるものではない。説明の目的で、コンピュータデバイス上で実行中のアプリケーションとコンピュータデバイスとの両方が、コンポーネントになり得る。1又は複数のコンポーネントは、プロセス及び／又は実行のスレッド内部に駐在可能であり、また、コンポーネントは、 一つのコンピュータに局在しても良いし及び／又は２以上のコンピュータの間に分散されても良い。加えて、これらコンポーネントは、その上に格納される各種のデータ構造を有する各種のコンピュータ読み取り可能な媒体から実行可能である。コンポーネントは、例えば１又は複数のデータパケット（例えば、ローカルシステム、分散システムにおいて、及び／又はインターネットのように信号を経由して他のシステムを有するネットワークを横断して、他のコンポーネントと情報をやり取りする一つのコンポーネントからのデータ）を有する信号に従うようなローカルプロセス及／又はリモートプロセスを経由して、通信しても良い。
【００２０】
さらに、用語“又は（or）”は、排他的な（exclusive）“又は（or）”よりはむしろ包含的な（inclusive）“又は（or）”を意味することを意図している。すなわち、特に規定しない限り、又は文脈から明らかでない限り、“ＸはＡ又はＢを使用する（X employs A or B）”は、任意の普通の包含的な置換を意味することを意図している。すなわち、もし、“ＸがＡを使用する（X employs A）”、“ＸがＢを使用する（X employs B）”、又は（or）“ＸがＡ及びＢの両方を使用する（X employs both A and B）”ならば、任意の先の例の下で、“ＸはＡ又はＢを使用する（X employs A or B）”が満たされる。加えて、この出願及び添付の特許請求の範囲で使用される冠詞 “一つの（a）”及び“一つ（an）”は、特に規定しない限り、又は文脈から単数形を指示されていることが明らかでない限り、一般に、“一つ又は複数の”を意味すると理解されるべきである。
【００２１】
様々な実施形態が、無線端末に関連して本明細書で説明される。無線端末は、ボイス及び／又はデータの接続性をユーザに提供するデバイスを指し示しても良い。無線端末は、例えばラップトップコンピュータ又はデスクトップコンピュータのようなコンピュータデバイスと接続されても良いし、又は例えば携帯情報端末（ＰＤＡ）のような内蔵型のデバイスであっても良い。無線端末はまた、システム、加入者ユニット（subscriber unit）、加入者設備（subscriber station）、移動局（mobile station）、携帯端末（mobile terminal）、リモートステーション、アクセスポイント、遠隔端末（remote terminal）、アクセス端末（Access terminal）、ユーザ端末（user terminal）、ユーザエージェント、ユーザデバイス、加入者宅内機器（customer premises equipment）、又はユーザ装置と呼ぶことも可能である。無線端末は、加入者設備、無線デバイス（wireless device）、携帯電話（cellular telephone）、ＰＣＳ電話（PCS telephone）、コードレス電話（cordless telephone）、セッション開始プロトコル（session initiation protocol）（ＳＩＰ）電話、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線接続性を有するハンドヘルドデバイス又は無線モデムに接続された他のプロセッシングデバイスであっても良い。
【００２２】
基地局は、エアーインタフェース上で、1又は複数のセクターを介して、各無線端末と通信するアクセスネットワークにおけるデバイスを指し示しても良い。基地局は、受信したエアーインタフェース・フレームをＩＰパケットに変換することによって、無線端末と、ＩＰネットワークを含み得るアクセスネットワークの他の部分との間のルータとして、動作しても良い。基地局はまた、エアーインタフェースに関する属性の管理を調整する。さらに、様々な実施形態が、基地局に関連して本明細書で説明される。基地局は、各携帯機器（mobile device(s)）と通信するために利用されても良いし、また、アクセスポイント、Ｎｏｄｅ Ｂ、evolvedＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮｏｄｅＢ）と呼ばれても良いし若しくは何らかの他の術語で呼ばれても良い。
【００２３】
図面を参照すると、図１は、本明細書に開示された態様に従う、複数のアンテナ１１３−１２８を有するアクセスポイント１１０が、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯのオペレーションモードにおいて様々なアクセス端末を同時にスケジューリングし、及びそれらと通信する多元接続無線通信システム１００を示す。オペレーションモードは、動的である。すなわち、アクセスポイント１１０は、各々の端末１３０−１６０及び１７０１−１７０６のオペレーションモードを再スケジューリングすることができる。後を考慮して、図１は、端末とアンテナとの間の通信リンクのスナップショットを示している。図に示すように、当該端末は、固定したものでも又は移動性のものでも可能であり、また、セル１８０中に分散することが可能である。本明細書及び一般に当該技術分野で使用される用語“セル（cell）”は、その用語が使用される文脈に応じて、基地局１１０及び／又はその地理的なサービスエリア１８０を指し示すことができる。さらに、端末（例えば、１３０−１６０及び１７０１−１７０６）は、いつでも、任意の数の基地局（例えば、示されているアクセスポイント１１０）と通信することが可能であり、又は基地局と通信しないことも可能である。端末１３０は、単一のアンテナを有し、それゆえ、それは、実質上は常に、ＳＩＭＯモードで動作することは留意される。
【００２４】
一般に、アクセスポイント１１０は、ＮＴ≧１個の送信アンテナを所有する。アクセスポイント１１０（ＡＰ）におけるアンテナは、一つのグループは１１３及び１２８を含み、他のグループは１１６及び１１９を含み、また、さらなるグループは１２２及び１２５を含む、複数のアンテナグループに示されている。図１では、各々のアンテナグループについて二つのアンテナが示されているが、各々のアンテナグループについてより多い又はより少ないアンテナが利用可能である。図１に示すスナップショットにおいて、アクセス端末１３０（ＡＴ）は、アンテナ１２５及び１２２とのＳＩＭＯ通信において動作する。ここで、アンテナ１２５及び１２２は、順方向リンク１３５ＦＬ上で情報をアクセス端末１３０へ送信し、逆方向リンク１３５ＲＬ上で情報をアクセス端末１３０から受信する。携帯端末１４０，１５０及び１６０は、それぞれ、ＳＵ−ＭＩＭＯ モードにおいて、アンテナ１１９及び１１６と通信する。ＭＩＭＯチャネルは、端末１４０，１５０及び１６０の各々と、アンテナ１１９及び１１６との間に形成され、別々のＦＬ１４５ＦＬ，１５５ＦＬ，１６５ＦＬ及び別々のＲＬ１４５ＲＬ，１５５ＲＬ，１６５ＲＬをもたらす。さらに、図１のスナップショットにおいて、端末１７０１−１７０６からなるグループ１８５は、ＭＵ−ＭＩＭＯにおいてスケジュールされ、グループ１８５中の端末とアクセスポイント１１０におけるアンテナ１２８及び１１３との間に、複数のＭＩＭＯチャネルが形成される。順方向リンク１７５ＦＬ及び逆方向リンクＲＬ１７５ＲＬは、端末１７０１−１７０６と基地局１１０との間に存在する、複数のＦＬ及びＲＬを表している。
【００２５】
一つの態様において、例えばＬＴＥのような高度なシステムは、周波数分割双方向（frequency division duplex）（ＦＤＤ）通信と時分割双方向（time division duplex）（ＴＤＤ）通信との両方の範囲内において、ＭＩＭＯオペレーションを利用することができる。ＦＤＤ通信において、リンク１３５ＲＬ−１７５ＲＬは、それぞれのリンク１３５ＦＬ−１７５ＦＬとは異なる周波数バンドを使用する。ＴＤＤ通信において、リンク１３５ＲＬ−１７５ＲＬ及び１３５ＦＬ−１７５ＦＬは、同一の周波数資源を利用する。しかしながら、当該資源は、順方向リンク及び逆方向リンク通信の間で、時間上、シェアされる。
【００２６】
他の態様において、システム１００は、例えば、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、及び／又は他の適切な多元接続スキームのような、1又は複数の多元接続スキームを利用することができる。ＴＤＭＡは、時分割多重（ＴＤＭ）を利用する。ここで、異なる端末１３０−１６０及び１７０１−１７０６のための送信信号は、異なるタイムインターバルで送信することによって、直交するようにされる。ＦＤＭＡは、周波数分割多重（ＦＤＭ）を利用する。ここで、異なる端末１３０−１６０及び１７０１−１７０６のための送信信号は、異なる周波数サブキャリアで送信することによって、直交するようにされる。一例として、ＴＤＭＡシステム及びＦＤＭＡシステムはまた、符号分割多重（ＣＤＭ）を使用することができる。ここで、複数の端末（例えば、１３０−１６０及び１７０１−１７０６）のための送信信号は、異なる直交符号（例えば、ウォルシュ・アダマール符号）を用いることによって、直交させることができるが、当該送信信号は、同一のタイムインターバル又は周波数サブキャリアで送信される。ＯＦＤＭＡは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用し、ＳＣ−ＦＤＭＡは、シングルキャリアＦＤＭを利用する。ＯＦＤＭ及びＳＣ−ＦＤＭは、システムのバンド幅を、その各々がデータで変調可能な複数の直交サブキャリア（例えば、トーン（tones）、ビン（bins）、…）に分割することができる。典型的には、変調シンボルは、ＯＦＤＭでの周波数ドメインで及びＳＣ−ＦＤＭでの時間領域で送信される。加えて及び／又は代わりに、そのシステムバンド幅は、その各々が1又は複数のサブキャリアを包含できる、1又は複数の周波数キャリアに分割可能である。本明細書で説明されるＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯユーザのパイロットデザイン及びスケジューリングは、一般に、ＯＦＤＭＡシステムに関して説明されるが、当然のことながら、本明細書に記載された技術は、実質的に多元接続で動作する任意の無線通信システムに同様に適用することができる。
【００２７】
さらなる態様において、システム１００における基地局１１０及び端末１２０は、1又は複数のデータチャネルを使用して、データを通信することができ、また、1又は複数の制御チャネルを使用して、シグナリングを通信することができる。システム１００により利用されるデータチャネルは、いつでも各々のデータチャネルが唯一の端末により使用されるように、アクティブな端末１２０に対して割り当てることができる。あるいは、データチャネルは、データチャネル上で重ね合わされて又は直交してスケジューリングされた、複数の端末 １２０に対して割り当てることができる。システム資源を節約するために、システム１００により使用される制御チャネルはまた、例えば符号分割多重を用いる複数の端末１２０の間でシェアできる。一例を挙げれば、周波数及び時間のみに直交して多重化されたデータチャネル（例えば、ＣＤＭを使用して多重化されていないデータチャネル）は、対応する制御チャネルよりもむしろチャネル条件（conditions）及び受信機の欠点に起因する直交性における損失に対して、より少ない影響を受けることが可能である。
【００２８】
各々のアンテナグループ及び／又はそれらが通信するようにデザインされたエリアは、しばしば、アクセスポイントのセクターと呼ばれる。セクターは、図１に示すようなセル１８０の全体、又はより小さい範囲である。典型的には、セクタライズされた場合、セル（例えば、１８０）は、単一のアクセスポイント、例えば１１０のような、によりカバーされる少数のセクター（図示せず）を含む。当然のことながら、本明細書に開示された様々な態様は、セクタライズされた及び／又はセクタライズされていないセルを有するシステムに適用可能である。さらに、当然のことながら、任意の数のセクタライズされた及び／又はセクタライズされていないセルを有するすべての適切な無線通信ネットワークは、本明細書に添付された特許請求の範囲の範囲内に収まることが意図される。簡単にするために、本明細書で使用する用語“基地局（base station）”は、セルを提供する局に加えて、セクターを提供する局をも指し示すことができる。以下の説明は、一般に簡単にするために各々の端末が一つのサービングアクセスポイント（例えば、１１０）と通信するシステムに関連するが、さらに当然のことながら、端末は、実質的には任意の数のサービングアクセスポイントと通信可能である。
【００２９】
順方向リンク１３５ＦＬ−１７５ＦＬ上での通信において、アクセスポイント１１０の送信アンテナは、異なるアクセス端末１３０−１６０及び１７０１−１７０６に関する順方向リンクの信号対雑音比を改善するために、（例えば、ＳＤＭＡ通信をもたらす）ビームフォーミング（beamforming）を利用することができる。同様に、そのサービスエリア中にランダムに散在するアクセス端末への送信のためにビームフォーミングを利用するアクセスポイントは、単一のアンテナを介してそのすべてのアクセス端末への送信を行うアクセスポイントに比較して、近隣のセルにおけるアクセス端末により少ない干渉をもたらす。
【００３０】
基地局１１０は、バックホールネットワーク（backhaul network）を経由して、セル１８０がその一部分であるセルラーネットワークにおける他のセル（図示せず）にサービスを提供する他の基地局（図示せず）と、通信可能であることは留意される。当該通信は、パケットベースのインターネットプロトコル（ＩＰ）だけでなく、Ｔキャリア／Eキャリアリンク（例えば、Ｔ１／Ｅ１ライン）をも使用可能な、セルラーネットワーク・バックボーン上に成立する、ポイント・ツー・ポイント通信である。
【００３１】
図２は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯモードにおけるアクセス端末のＵＬオペレーションの動的な集中スケジューリング及びジョイントを促進するシステム２００のハイレベル・ブロック図である。アクセス端末２２０は、逆方向リンク２３５を経由してＮｏｄｅ Ｂ ２５０へ、システム情報（ＣＱＩ２３９、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセット２４３、及びパイロット信号（pilot signal(s)）２４７）を伝達し（conveys）、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０は、当該情報を処理し、リソース割り当て２６１を、ＤＬ２６５を介してアクセス端末へ伝達する（communicates）。アクセス端末２２０は、関連する送受信機（transceivers）（図示せず）とともにＮＲ≧１個までの物理アンテナで動作でき、また、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０は、ＮＴ＞１個のアンテナで動作することは留意される。ＭＵ−ＭＩＭＯモードは、複数の端末を伴うが、本イノベーションの態様に従う、このモードのスケジューリングは、単一の端末からのシステム情報の通信に依存することがさらに留意される。次に、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションのジョイントを促進する本イノベーションの様々な態様が説明される。
【００３２】
ＮＴ個の送信アンテナ及びＮＲ個の受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネルは、（単一値分解（single value decomposition）を経由して）ＮＶ個の独立した（固有）チャネル（（eigen）channels）に分解可能な複素数からなる、ＮＲ×ＮＴマトリクスチャネルであり、空間チャネル、又は、直交ストリーム若しくは層（orthogonal streams or layers）とも呼ばれる。ここで、１≦ＮＶ≦min｛ＮＴ，ＮＲ｝は、空間多重化又はダイバーシティのオーダーである。ＮＶ個の独立したチャネルの各々は、ディメンションに対応する。当然のことながら、直交ストリームを利用する通信は、ストリーム間干渉を示さない。当該分解は、仮想アンテナの形成を可能にする。仮想アンテナは、送信機におけるＮＴ個の物理アンテナを均一に利用する物理アンテナの循環（rotations）として定義可能である。ここで、チャネルの統計（statistics）は維持され、また、パワーは、物理アンテナの間に均一に分配される。
【数１】
2010508782.tif 000003
【００３３】
利用可能な仮想アンテナサブセットの数［ｎ（Ｖ）］は、ＮＴとＮＲの両方に依存する：
【数２】
2010508782.tif 000004
【００３４】
ここで、ｎ！＝１・２…（ｎ−１）・ｎは、整数ｎに対する階乗関数である。ＴＸアンテナ及びＲＸアンテナのシンメトリック（ＮＴ，ＮＲ＝ＮＴ）構成に関して、方程式（３）は、ｎ（Ｖ）＝２ＮＴ − １ 個の最善の（possible）非同等の仮想アンテナのセットを予測する。これらセットの各々は、ＮＶ個の仮想アンテナを有する。
【００３５】
ＣＱＩ２３９ − アクセス端末２２０は、その携帯端末（mobile）に対して許容された利用可能な物理／仮想の数にかかわらず、単一の物理アンテナ又は仮想アンテナから、ＵＬ２３５におけるＣＱＩ２３９を送信する。当該の定量（determination）は、ＮＲ＝１の端末が、より多い数のアンテナを有する端末と一緒にスケジュールできることを保証する。伝えられたＣＱＩ２３９は、サービング基地局（例えば、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０）により送信されたシンボルの、受信された既知のパイロット系列に基づいている。様々な系列、例えば、一定振幅零自己相関（constant amplitude zero autocorrelation）（ＣＡＺＡＣ）系列、擬似乱数コード（pseudorandom code）、又は擬似雑音系列（pseudonoise sequence）、又はＧｏｌｄ系列（Gold sequence）、ウォルシュ・アダマール系列（Walsh-Hadamard sequence）、指数関数系列（exponential sequence）、Ｇｏｌｏｍｂ系列（Golomb sequence）、Ｒｉｃｅ系列（Rice sequence）、M系列（M-sequence）、又は一般化チャープ類似（generalized Chirp-like）（ＧＣＬ）系列（例えば、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列）が使用可能である。一つの態様において、ＣＱＩ生成コンポーネント２２４は、特定の多元接続のオペレーションモード（例えば、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡ、又はＴＤＭＡ）に従って伝達されたパイロット信号を受信し、そして、ＣＱＩを決定する。ＣＱＩ値の決定の後、アクセス端末２２０は、ＣＱＩ２３９、使用するパワーの基準レベル又はパワースペクトル密度を伝えるＣＱＩチャネルを、生成コンポーネント２２４を経由して送信する。ＣＱＩチャネルの内容、例えば、ＣＱＩ２３９は、一定振幅零自己相関（ＣＡＺＡＣ）系列で変調される。該チャネル品質表示は、信号対干渉比、信号対雑音比、信号対干渉雑音比（signal-to-interference-and-noise ratio）などのうちの少なくとも一つに基づくことができる。さらなる態様において、携帯端末は、ＣＱＩ２３９の送信のために物理アンテナを使用するか又は仮想アンテナを使用するかを決定することができる。当然のことながら、ＣＱＩ２３９はアクセス端末２２０で処理／決定され、且つ、必要とされる実際の情報はチャネル品質表示の値であるので、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０は、ＣＱＩ伝送のために物理が使用されるか又は仮想アンテナが使用されるかの知識なしで済ますことができるという事実から、当該柔軟性は生じる。しかしながら、ＣＱＩ２３９は、アクセスポイント２５０において、検出コンポーネント２５４を経由して、検出されることは留意される。
【００３６】
ΔＰＳＤ２４３ − アクセス端末２２０は、常に、一つのΔＰＳＤをフィードバックする。パワースペクトル密度（ＰＳＤ）の調整（例えば、制御）は、送信された（ＣＱＩ２３９を伝える）ＣＱＩチャネルの基準ＰＳＤレベル、及び、端末（例えば、２２０）がＣＱＩ伝送のために使用する、関連する物理又は仮想アンテナ（以下を参照）の少なくとも一部に基づいて決定される。一つのΔＰＳＤ２４３を伝達することは、ＮＲ＝１の端末を、ＳＵ−ＭＩＭＯ及び／又はＭＵ−ＭＩＭＯでスケジュールされた端末と一緒にスケジューリングすることに、一貫性を提供する。当然のことながら、ＣＱＩチャネルは、ＰＳＤ基準レベルで送信され、対応するチャネルを介して伝達される、パワー制御のための基準信号（reference signal）、実質的には任意の他の基準信号、として使用されるが、パワー制御のために及びΔＰＳＤ２４３を決定するために利用することもできる。
【００３７】
パイロット信号（Pilot signal(s)）２４７ − サウンディング（パイロット）基準信号は、送信機、例えば、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０にて、ＭＩＭＯチャネル推定を実行するために、ＭＩＭＯの能力がある端末（例えば、ＮＲ＞１）において、複数の物理又は仮想アンテナから、周期的に送信可能である。ＳＩＭＯユーザ装置は、単一のアンテナから送信された単一のパイロットを伝達する。当然のことながら、ＭＩＭＯチャネルサウンディングは、マルチユーザ・ダイバーシティに加えて、ビフォーミング、又はプリコーディング（precoding）、ＭＩＭＯキャパシティーにおけるゲイン（及び、スループット）の利益を享受するために必要である。サウンディング基準信号（ＲＳ）は、アクセス端末（例えば、２２０）にて、パイロット生成コンポーネント２２８によって生成される。一つの態様において、生成されたパイロット系列は、ＣＡＺＡＣ系列、擬似乱数コード、又は擬似雑音系列、又はＧｏｌｄ系列、ウォルシュ・アダマール系列、指数関数系列、Ｇｏｌｏｍｂ系列、Ｒｉｃｅ系列、M系列、又はＧＣＬ系列であり得る。しかしながら、当然のことながら、サウンディングＲＳを伝達する携帯端末は、多重化のための多元接続チャネルをシェアすることができるので、直交するＲＳは、キャリア間干渉を低減することができ、基地局（例えば、２５０）での復号の成功の可能性を改善し、それゆえ、再送信サイクルを縮小することによって、送信オーバーヘッドを削減する。
【００３８】
アンテナ置換（antenna permutation）は、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯの動的なスケジューリングの柔軟性を許容するために、サウンディングＲＳには適用されないことは留意される。
【００３９】
ＣＱＩのケースと同じように、アクセスポイント２５０は、サウンディング（パイロット）基準信号２４７の送信のために、物理アンテナマッピングが使用されたか又は仮想アンテナマッピングが使用されたかの知識なしで済ますことができる。
【００４０】
アクセス端末２２０により伝達された情報は、アクセスポイント２５０により、スケジューラ２５８を経由して、携帯端末のオペレーションモード（例えば、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯ）をスケジュールするために使用される。ユーザ（例えば、アクセス端末１７０１−１７０６）は、例えば、セクタースループット、セクターキャパシティー、又は複数のユーザの電力使用量（power usage）のような、目的関数を最大化するように、スケジューリングされる。加えて、例えば、特定のビットエラーレート、特定のレイテンシー、又は特定のスペクトル効率のような、予め定められたサービス品質を実現するために、スケジューリング決定が、スケジューラ２５８により実行される。幾つかの古典的なアルゴリズム（例えば、ラウンドロビン（round robin）、公平キューイング（fair queuing）、比例公平性（proportional fairness）、及び最大スループットスケジューリング（maximum throughput scheduling））及び量子アルゴリズム（quantum algorithms）（例えば、量子遺伝的アルゴリズム（quantum genetic algorithm））は、最適なオペレーションモードの決定のために使用可能である。プロセッサ２６２は、スケジューリングンために使用されるアルゴリズムの部分を実行可能である。アルゴリズム、それらを実行するためのインストラクション、及び受信された制御情報、例えば、ＣＱＩ２３９、ΔＰＳＤ２４３及びパイロット信号２４７は、メモリ２６６に記憶可能である。次に、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯのスケジューリングが説明される。
【００４１】
ＳＩＭＯモード − スケジューラ２５８は、ＣＱＩ２３９を決定するために、アクセス端末へ伝達された基準信号のＰＳＤを加算すること（adding）に起因する網のＰＳＤレベルと、ＳＩＭＯモードにおいてスケジューリングされるべきことが決定されたＵＥの各々から伝えられたΔＰＳＤ２４３とに基づいて、データレートを決定する。スケジューリングアルゴリズムに従う、より高いスケジューリングメトリックを有するアクセス端末は、このレートでスケジューリングされる。
【００４２】
ＳＵ−ＭＩＭＯモード − スケジューラ２５８は、最初に、受信したパイロット信号２４７から、ＭＩＭＯチャネルを推定する。ＳＵ−ＭＩＭＯにおける伝送のためにアンテナ置換が使用されるべき場合には、その推定されたＭＩＭＯチャネルは、正確なレート決定を可能にするために、アクセスポイント２５０によって決定された特定の置換パターンに従って、置換される。当然のことながら、置換パターン（permutation pattern）は、通信のために割り当てられた、各々のトーン又はサブキャリアにて、第１層におけるコードワードが、第２層へ置換されるように、直交層ＮＶの部分空間において定義されるユニタリ行列
【数３】
2010508782.tif 000005
【００４３】
により特徴付けることができる。
【００４４】
置換は、一般に、循環（cyclic）又は擬似乱数である（are generally）。ユニタリ行列
【数４】
2010508782.tif 000006
【００４５】
は、アクセスポイント２５０及びアクセス端末２２０にて知られるべきである。当然のことながら、レート決定に関係する計算の部分は、プロセッサ２６２により実行可能である。同様に、プロセッサ２６２は、アンテナ置換を実行可能である。
【００４６】
検出コンポーネント２５４は、最小二乗平均イコライザ（minimum mean square equalizer）（ＭＭＳＥ）、ゼロ強制（zero forcing）（ＺＦ）フィルタ、又は最大比合成（maximal ratio combining）（ＭＲＣ）フィルタを含むことができる。当該検出コンポーネントは、次に続く干渉除去（interference cancellation）（ＳＩＣ）コンポーネントをさらに組み込むことができる。復号化コンポーネントは、受信されたパイロット信号２４７の各々について、ＰＳＤを決定するために利用可能である。
【００４７】
第１の受信ストリームから得られるデータＰＳＤ（例えば、ＲＬ上のデータ伝送に関するＰＳＤ）は、ストリーム間干渉又はユーザ間干渉を考慮することなく、ΔＰＳＤ２４３に加えて、基準信号ＰＳＤにより指示される。残りの（パイロット）ストリームからのデータＰＳＤは、ＭＩＭＯチャネルに従うＰＡＲ調整及び経路差補正（path differentials correction）を伴う第１のストリームのデータＰＳＤに対応する。当然のことながら、端末２２０からの同一のトータル送信パワーを維持するために、結果として生じるＰＳＤレベルは、スケジュールされたＭＩＭＯストリームの数に従って、低減されるべきである。一例として、二つのストリームが（スケジューラ２５８を通して）スケジュールされる場合において、ΔＰＳＤは、データの伝送に関係するアンテナの各々について、効果的に半減される。加えて、ΔＰＳＤは、割り当てられた資源ブロックが要求より小さい場合に、アクセス端末に割り当てられたバンド幅に基づいて、調整されるべきである。一旦、データＰＳＤが決定されると、ＭＭＳＥ受信機及びＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機との各種のストリームについて、レート計算が実行可能である。プロセッサ２６２は、当該計算の部分を実施可能である。
【００４８】
ＭＵ−ＭＩＭＯモード − アクセスポイント２５０は、最初に、端末（例えば、１７０１−１７０６）が要求中のデータ伝送のためのブロードバンドパイロットから、ＭＩＭＯチャネルを推定する。前述のように、端末の各々は、ＣＱＩ２３９、ΔＰＳＤ２４３、及びパイロット信号２４７を伝達する。当然のことながら、データ伝送を要求するアクセス端末（例えば、２２０）は、あらかじめスケジュールされたアクセス端末である。その場合において、アクセス端末がサウンディングＲＳを伝達するために使用するアンテナの数が、アクセスポイント（例えば、２５０）に知られており、当該情報がメモリ２６６に保持されている。しかしながら、無線端末があらかじめスケジュールされていない場合には、アクセスポイントは、アンテナ構成の知識の欠如ために、要求中の無線端末を、次善のレベルでスケジュール可能である。
【数５】
2010508782.tif 000007
【００４９】
一旦、ＭＩＭＯチャネルが推定されると、データレートは、次に続く、パイロット信号２４７のＰＳＤの復号化から、算出される。復号化は、ＭＭＳＥ−ＳＩＣ受信機を包含可能な検出コンポーネント２５４を通して達成することができる。パイロット信号２４７と関連する複数の受信ストリームの復号化に成功すると、各々のストリームについてのレートが算出される。プロセッサ２６２は、レート計算の部分を実施可能である。
【００５０】
ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションモードにおける端末２２０を（再）スケジュール（（re）schedule）するために、アクセスポイント２５０は、アクセス端末２２０へ、データレート、データレートオフセット、伝送のためのアンテナサブセット選択（antenna subset selection）、及びアンテナパターン選択（antenna pattern selection）をもって、リソース割り当て２６１を伝達する。
【００５１】
図３Ａは、ＣＱＩ値を伝えるＣＱＩチャネル基準信号を送信するために携帯端末により使用される基準信号パワーの相対振幅ＰＲＥＦ３１０、及びＲＬにおいてデータを送信するために使用されるＰＳＤＤＡＴＡ３１５を説明する概念図３００である。ＰＳＤＤＡＴＡは、ＣＱＩを伝える携帯端末（例えば、１３０、１４０、又は２２０）によるΔＰＳＤ３２０のフィードバックを経由して決定される。前述のように、ＣＱＩを伝えるために使用される単一の（物理又は仮想）アンテナは、端末が利用できるアンテナとは関係なく、ΔＰＳＤ３２０を伝達するために利用される。物理アンテナが使用される場合に、ΔＰＳＤ３２０は、伝えられるＣＱＩ２３９に加えて、ＣＱＩ２３９を伝えるために使用されるアンテナにおけるパワーアンプ（ＰＡ）のパワーヘッドルーム（power headroom）と、近隣のセル（neighboring cells）から受信した負荷表示（load indicators）とに基づいて、（例えば、プロセッサ２３２により）算出可能である。加えて、例えば、見積もられたバッテリー寿命、無線端末…例えば、オンラインバンキングの資金移動のようなタスクの完了を通してアクティブな通信リンクを維持することを要求するアプリケーションを実行する無線端末…により実行されるアプリケーションのタイプのような、他の要因は、他のセクター干渉表示（sector interference indicators）を無視することができ、また、セル間干渉の考慮から期待されるより高いΔＰＳＤ３２０を伝えることができる。仮想アンテナが使用され、且つ、端末が利用できる各々の物理アンテナのＰＡが実質的には同一のタイプ（例えば、レール電圧（rail voltages）、入力／出力インピーダンス、など）である場合、ΔＰＳＤ３２０は、仮想アンテナを構成するために結合された実質的に任意の物理アンテナを操作する実質的に任意のＰＡの残りのヘッドルームに基づいて算出可能である。ＣＱＩ２４３が仮想アンテナから伝達される場合、ＰＡはより良く利用される。代わりに又は加えて、ΔＰＳＤ３２０は、アクセス端末に割り当てられた変調及び符号化スキームに基づいて、テーブルにする（tabulated）ことが可能である。
【００５２】
図３Ｂは、サウンディング（パイロット）基準信号の概念図３５０である。サウンディングＲＳｓＰ１−ＰＶ３７３１−３７３Ｖ，Ｐ´１−Ｐ´Ｖ３７６１−３７６Ｖ，Ｐ´´１−Ｐ´´Ｖ３７９１−３７９Ｖなどは、通信チャネルのフェーディングの時間的特性（例えば、早い又は遅い）により決定される周期τ３６０で、周期的に送信される。一例として、特定のユーザに対する、ＵＬトラフィックのタイムスパンに比較して、十分に遅いフェーディングのチャネルにおいて、１／τは実質的に小さい。チャネル条件（例えば、伝えられたＣＱＩ２４３）が発展するにつれて、周期τ３６０は、アクセス端末（例えば、１３０、１４０、又は２２０）により調整され、適応できることは留意される。当然のことながら、τは低減され、受信中のアクセスポイントにて、処理の利益（gain）が実現できる。しかしながら、通信オーバーヘッドは増加する。一つの態様において、ＲＳは、本明細書で“ｔブロック（t-block）”３７０と呼ばれるものにに対応するインターバルΔｔ３６５にわたる。当該ｔブロックは、基準を運ぶ1又は複数のスロットに対応する。一例として、ｔブロック３７０は、ＬＴＥにおける無線フレーム構造内部のサブフレーム中のロングブロック（ＬＢ）に対応する。他の例として、ｔブロックは、種々の通信サブフレームを含む複数のＬＢに対応する。当然のことながら、一旦、ｔブロックが決定されると、Δｔ３６５が確立される。さらに当然のことながら、Δｔ３６５に伴ってオーバーヘッドが増加する。しかしながら、ＲＳを運ぶ複数のブロックを伝達することは、とりわけプアなチャネル条件におけるアクセスポイント（例えば、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０）での復号化の成功を保証するために必要である。パイロット生成コンポーネント２２８は、プロセッサ２３２と連動して、周期τ３６０及びｔブロックのスパンΔｔ３６５を決定することができる。
【００５３】
図３Ｂに示すように、ＲＳは、連続周波数資源、例えば、３７３１−３７３Ｖにおいて伝達される。当該周波数資源の各々は、物理又は仮想アンテナJ（Ｊ＝１，…，Ｖ）に関して、系列、例えば、Ｐ１−ＰＶ又はその部分を運ぶ、特定の個数のサブバンドに対応する。サウンディングＲＳの通信だけでなく、周波数インタリーブされた周波数資源の割り当ても可能である。
【００５４】
当然のことながら、パワー制御（ΔＰＳＤ）デザインと同様に、ＣＱＩ（例えば、２３９）及びチャネルサウンディングを通信するための基準信号デザインも、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯについて実質的に同一である。
【００５５】
図４は、複数のユーザに対する周波数資源のパイロット割り当てを説明する概念図４００である。ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションモードのジョイント動作（performance）を実現するために、空間的に分割されたユーザのサウンディングＲＳの間に直交性を維持することが必要である。パイロット直交性を維持するために、サウンディング基準信号から得られる、セル内部のスケジュールされたユーザに対して許容された最大の空間多重数Ｎは、サービング基地局によりユーザへブロードキャストされるべきである。一例として、また、限定としてではなく、単一のＳＩＭＯユーザ１３０がセル１８０中の基地局１１０によりスケジュールされる場合において、当該ユーザは、実質的にすべての利用可能な時間・周波数資源（time-frequency resources）４１０において、サウンディングＲＳを送信することができる。しかしながら、ＳＩＭＯユーザ１３０が、もう一つのＳＩＭＯユーザ１４０と同時にスケジュールされる場合に、前記ユーザの各々は、互いに直交するパイロットを伝達するために、利用可能な時間・周波数資源の一部分を利用することができる。…例えば、サブキャリア群４３０はユーザ４２０により使用可能であるのに対して、ユーザ４３０はサブキャリア群４４０を使用可能である。さらに直交性を保証するために、ガードサブキャリア群（guard subcarriers）４３５は、利用可能な周波数資源を分離することは留意される。パイロットは、タイムインターバルΔｔ３６５にわたるｔブロック３７０において、伝達される。当然のことながら、前の例は、ＳＩＭＯユーザ１３０及び４２０の代わりに、ＳＵ−ＭＩＭＯユーザ、ＭＵ−ＭＩＭＯユーザ、又はそれらの組み合わせに関して、キャスト可能である。
【００５６】
図５は、ＳＩＭＯユーザ、ＳＵ−ＭＩＭＯユーザ、及びＭＵ−ＭＩＭＯユーザのジョイントオペレーションをスケジューリングするための例示的なＵＬ割り当てチャネル構造の概念図５００である。構造５１０及び５５０は、それぞれ、最大の空間多重数ＮＶ＝２及びＮＶ＝４に対応する。一つの態様において、スケジュールされたユーザ装置のための割り当ては、ベースレート、付加的なストリームが割り当てられた場合の当該付加的なストリームに対するオフセット（又はデルタ）データレート、アンテナサブセット選択インデックス、及びアンテナパターン選択を含む。典型的には、スケジューリング割り当ては、ダウンリンク物理制御チャネル上で、サービング基地局（例えば、１１０）により伝達される。一例として、ＬＴＥにおいて、スケジューリング割り当ては、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）において伝達される。一般に、ＰＤＣＣＨは、サブフレームにおいて、伝達可能である（例えば、ＬＴＥサブフレームは、０．５ｍｓにわたり、循環プレフィックス長に応じて、６又は７個のＯＦＤＭシンボルを伝える）。
【００５７】
構造５１０ − データレート５１５は、５ビットで伝達され、また、デルタデータレート５２５は、３ビットで伝達される。アンテナサブセット選択５３５には、１ビットが割り当てられる。また、アンテナパターン選択５４５は、１ビットで通信される。アンテナサブセット選択（インデックス）５３５は、デルタデータレート５２５中に含むことが可能であることは留意される。さらに、１ビットのアンテナパターン選択は、実質的にすべての時間で、アクセスポイント（例えば、１１０）が、異なる仮想アンテナインデックスで、ユーザをペアにする場合、取り除くことができる。異なる仮想アンテナインデックスでユーザをペアリングすることによって、前記仮想アンテナをもたらす循環に関連する放射プロファイル（radiation profiles）は、ほとんど直交になり、ストリーム間干渉は、大部分、軽減される。
【００５８】
それゆえ、構造５５０ − 本構造は、データレート５５５を５ビットで送信し、また、デルタデータレート５２５を３ビットで送信する。構造５１０に対比して、アンテナサブセット選択５７５は、４ビットで通信される。また、アンテナパターン選択は、３ビットで伝達される。異なる仮想アンテナインデックスでユーザをペアにするだけの場合、２ビットのアンテナパターン選択を取り除くことができる。パイロットパターンは、アンテナインデックスから直接決定されるであろう。
【００５９】
構造５１０及び５２０の両方に関して、ＳＩＭＯユーザをスケジューリングする場合、サービング基地局（例えば、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０）及びユーザ端末（例えば、アクセス端末２２０）は、ただ一つのストリームが割り当て可能であることを知っているので、ペイロード（又は、オーバーヘッド）が、縮小可能である。そのような場合には、デルタデータレート５２５と５６５、及びアンテナパターン選択５４５と５８５は、割り当てられる必要はない。当然のことながら、構造５１０及び５５０は、ＦＤＤとＴＤＤとの両方において、使用可能である。さらに当然のことながら、以上で開示された、ＵＬ割り当てを伝達するための特定の数のビットは、少なくとも次のもの、すなわち、チャネル条件、サービスセル中のユーザ数、スケジュールされている端末における残りのバッテリー寿命、スケジュールされている端末により実行された又は実行されるべきアプリケーションのタイプなどに応じて、適応的に修正可能である。
【００６０】
図６は、本明細書で説明される1又は複数の態様に従う、無線環境においてセル（又は、セクター）通信を提供可能な多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システムにおける、送信機システム６１０（例えば、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０のような）及び受信機システム６５０（例えば、アクセス端末２２０）の実施形態のブロック図６００である。送信機システム６１０にて、多くのデータストリームのためのトラフィックデータは、データソース６１２から送信（ＴＸ）データプロセッサ６１４へ提供可能である。一実施形態において、各々のデータストリームが、それぞれの送信アンテナを越えて送信される。ＴＸデータプロセッサ６１４は、符号化データを提供するために、各々のデータストリームのためのトラフィックデータを、そのデータストリームのために選択された特定の符号化スキームに基づいて、フォーマットし、符号化し、そして、インターリーブする。各々のデータストリームに対する符号化データは、ＯＦＤＭ技術を使用して、パイロットデータで多重化されても良い。パイロットデータは、典型的には、既知の方法で処理される既知のデータパターンであり、チャネル応答を推定するために、受信機システムにて使用可能である。そして、変調シンボルを提供するために、各々のデータストリームに対する多重化されたパイロット及び符号化されたデータは、そのデータストリームのために選択された特定の変調スキーム（例えば、２位相偏移変調（binary phase-shift keying）（ＢＰＳＫ）、４位相偏移変調（quadrature phase-shift keying）（ＱＰＳＫ）、多位相偏移変調（multiple phase-shift keying）（Ｍ−ＰＳＫ）、又はｍ次直交振幅変調（m-order quadrature amplitude modulation）（Ｍ−ＱＡＭ））に基づいて、変調される（例えば、シンボルマッピングされる）。各々のデータストリームに対するデータレート、符号化、及び変調は、プロセッサ６３により実行されるインストラクションにより決定されても良い。データだけでなく該インストラクションも、メモリ６３２に記憶されても良い。
【００６１】
そして、すべてのデータストリームのための変調シンボルは、ＴＸ ＭＩＭＯ プロセッサ６２０に提供されても良い。ＴＸ ＭＩＭＯ プロセッサ６２０は、さらに、変調シンボル（例えば、ＯＦＤＭ）を処理しても良い。そして、ＴＸ ＭＩＭＯ プロセッサ６２０は、ＮＴ個の変調シンボルストリームを、ＮＴ個の送受信機（ＴＭＴＲ／ＲＣＶＲ）６２２Ａ〜６２２Ｔに提供する。ある実施形態において、ＴＸ ＭＩＭＯ プロセッサ６２０は、ビームフォーミング重み（weights）（又は、プリコーディング）を、データストリームのシンボル及びシンボルが送信されているアンテナに対して適用する。各々の送受信機６２２は、それぞれのシンボルストリームを受信し処理して、1又は複数のアナログ信号を供給し、さらにまた、そのアナログ信号を調整して（conditions）（例えば、増幅し、フィルタリングし、そして、アップコンバートして）、ＭＩＭＯチャネル上の伝送に適している変調信号を供給する。そして、送受信機６２２Ａ〜６２２ＴからのＮＴ個の変調信号は、それぞれ、ＮＴ個のアンテナ６２４１〜６２４Ｔから送信される。受信機システム６５０にて、送信された変調信号は、ＮＲ個のアンテナ６５２１〜６５２Ｒにより受信され、そして、各々のアンテナ６５２から受信された信号は、それぞれの送受信機（ＲＣＶＲ／ＴＭＴＲ）６５４Ａ〜６５４Ｒに供給される。各々の送受信機６５４１−６５４Ｒは、それぞれの受信信号を調整し（例えば、フィルタリングし、増幅し、そして、ダウンコンバートし）し、その調整された信号をデジタイズして、サンプルを供給し、さらにまた、そのサンプルを処理して、対応する “受信された（received）”シンボルストリームを供給する。
【００６２】
そして、ＲＸデータプロセッサ６６０は、ＮＲ個の受信されたシンボルストリームを、ＮＲ個の送受信機６５４１−６５４Ｒから受信し、特定の受信処理技術に基づいて処理して、ＮＴ個の“検出された（detected）”シンボルストリームを供給する。そして、ＲＸデータプロセッサ６６０は、各々の検出されたシンボルストリームを、復調し、デインターリーブし、そして、復号化して、そのデータストリームについてトラフィックデータを回復する。ＲＸデータプロセッサ６６０による処理は、送信機システム６１０でＴＸ ＭＩＭＯ プロセッサ６２０及びＴＸデータプロセッサ６１４により実行される処理に対して相補的（complementary）である。プロセッサ６７０は、どのプリコーディング・マトリクスを使用するかを、周期的に決定する。そのようなマトリクスは、メモリ６７２に記憶可能である。プロセッサ６７０は、マトリクスインデックスの部分及びランク値の部分を含む逆方向リンクメッセージを、生成する。メモリ６７２は、プロセッサ６７０により実行された場合に逆方向リンクメッセージの生成をもたらすインストラクションを記憶しても良い。逆方向リンクメッセージは、通信リンク若しくは受信されたデータストリーム、又はそれらの組み合わせに関する各種のタイプの情報を含んでも良い。一例として、当該情報は、（例えばＣＱＩ２３９のような）チャネル品質表示（channel quality indication(s)）、（例えばΔＰＳＤ２４３のような）スケジュールされた資源を調整するためのオフセット、及び／又はリンク（又は、チャネル）推定のためのサウンディング基準信号を含むことができる。そして、逆方向リンクメッセージは、ＴＸデータプロセッサ６３８により処理される。ＴＸデータプロセッサ６３８はまた、データソース６３６から、多くのデータストリームのためのトラフィックデータを受信する。それは、変調器６８０により変調され、送受信機６５４Ａ〜９５４Ｒにより調整され、もとの送信機システム６１０へ送信される。
【００６３】
送信機システム６１０にて、受信機システム６５０からの変調された信号は、アンテナ６２４１−６２４Ｔにより受信され、送受信機６２２Ａ−６２２Ｔにより調整され、復調器６４０により復調され、そして、受信機システム６５０により送信された逆方向リンクメッセージを抽出するために、ＲＸデータプロセッサ６４２により処理される。次いで、プロセッサ６３０は、ビフォーミング重みを決定するために、どのプリコーディング・マトリクスを使用するかを決定し、そして、その抽出されたメッセージを処理する。
【００６４】
上記のように、図２に関連して、受信機６５０は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯで動作するように、動的にスケジュールすることができる。次に、これらオペレーションモードにおける通信が説明される。ＳＩＭＯモードにおいて、受信機（ＮＲ＝１）では、通信のために単一のアンテナが使用される。それゆえ、ＳＩＭＯオペレーションは、ＳＵ−ＭＩＭＯの特別なケースとして解釈できることは留意される。これまでに図６で説明されたように、また、それとの関連で説明されたオペレーションに従って、シングルユーザＭＩＭＯオペレーションモードは、単一の受信機システム６５０が送信機システム６１０と通信する場合に対応する。そのようなシステムにおいて、ＮＴ個の送信機６２４１−６２４Ｔ（ＴＸとしても知られている）及びＮＲ個の受信機６５２１−６５２Ｒ（ＲＸとしても知られている）は、無線通信のためのＭＩＭＯマトリクスチャネル（例えば、遅い又は早いフェーディングを有するレーリー（Rayleigh）チャネル、又はガウシアン（Gaussian）チャネル）を形成する。前述のように、ＳＵ−ＭＩＭＯチャネルは、ランダム複素数（random complex numbers）からなるＮＲ×ＮＴマトリクスにより記述される。チャネルのランク（rank）は、ＮＲ×ＮＴマトリクスの代数的ランク（algebraic rank）に等しい。空間・時間符号化又は空間・周波数符号化に関して、そのランクは、ストリーム間干渉を与えることなしにＳＵ−ＭＩＭＯチャネル上で送信可能な、独立したデータストリーム（又は層）の数ＮＶ≦min｛ＮＴ，ＮＲ｝に等しい。
【数６】
2010508782.tif 000008
【数７】
2010508782.tif 000009
【００６５】
プリコーディングは、ＮＶ×１層ベクトルを、ＮＴ×１プリコーディング出力ベクトルに変換することができる。ＮＶは、送信機６１０により送信されたデータストリーム（層）の実際の数であり、ＮＶは、端末（例えば、受信機６５０）によるスケジューリングリクエストにおいて伝えられた、チャネル条件（例えば、伝えられたＣＱＩ）及びランクの少なくとも一部に基づいて、送信機（例えば、送信機６１０、Ｎｏｄｅ Ｂ ２５０、又はアクセスポイント１１０）の判断により、スケジュール可能である。当然のことながら、ｃ（ω）は、送信機により適用される少なくとも一つの多重化スキーム及び少なくとも一つのプリコーディング（又は、ビームフォーミング）スキームの結果である。さらに、ｃ（ω）は、パワーゲインマトリクスに畳み込まれ、これが、各々のデータストリームＮＶを送信するために割り当てられる、パワートランスミッタ６１０の量を決定する。当然のことながら、そのようなパワーゲインマトリクスは、端末（例えば、アクセス端末２２０、受信機６５０、又はＵＥ１４０）に割り当てられる資源であることが可能であり、また、それは、例えば以上に説明されたΔＰＳＤ２４３のように、パワー調整オフセットを介して、制御可能である。
【００６６】
前述のように、一つの態様に従って、端末のセット（例えば、携帯端末１７０１−１７０６）のＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションは、本イノベーションの範囲内にある。さらに、スケジュールされたＭＵ−ＭＩＭＯ端末は、ＳＵ−ＭＩＭＯ端末及びＳＩＭＯ端末と一緒に動作する。図７は、受信機６５０と実質的に同じ受信機が具現化された３つのＡＴ６５０Ｐ，６５０Ｕ及び６５０Ｓが、Ｎｏｄｅ Ｂを具現化した送信機６１０と通信する、例示的なマルチユーザＭＩＭＯシステム７００を示す。当然のことながら、システム７００のオペレーションは、サービングアクセスポイント（例えば、１１０又は２５０）に属する集中型のスケジューラにより、サービスセル内で、ＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションにおいて、スケジュールされた、例えば端末１７０１−１７０６のような、実質的に任意の無線デバイスのグループ（例えば、１８５）のオペレーションの典型例である。前述のように、送信機６１０は、ＮＴ個のＴＸアンテナ６２４１−６２４Ｔを有し、ＡＴの各々は、複数のＲＸアンテナを有する。すなわち、ＡＴＰはＮＰ個のアンテナ６５２１−６５２Ｐを有し、ＡＰＵはＮＵ個のアンテナ６５２１−６５２Ｕを有し、ＡＰＳはＮＳ個のアンテナ６５２１−６５２Ｓを有する。端末とアクセスポイントとの間の通信は、アップリンク７１５Ｐ，７１５Ｕ及び７１５Ｓを介して成立する。同様に、ダウンリンク７１０Ｐ，７１０Ｕ及び７１０Ｓは、Ｎｏｄｅ Ｂ ６１０と端末ＡＴＰ， ＡＴＵ及びＡＴＳとの間の通信を、それぞれ、手助けする。さらに、図６及びその対応する記載に示されるように、各々の端末と基地局との間の通信は、実質的に同一のコンポーネントを介して、実質的に同一の方法で実施される。
【００６７】
端末は、アクセスポイント６１０（例えば、セル１８０）によりサービスされるセル内の実質的に異なる場所に位置することができる。
【数８】
2010508782.tif 000010
【００６８】
セル間干渉は、基地局６１０によりサービスされるセル中に存在する複数のユーザが原因で、存在する可能性がある。当該干渉は、端末ｓ６５０Ｐ，６５０Ｕ及び６５０Ｓの各々により伝えられたＣＱＩ値に影響を与える可能性がある。同様に、干渉はまた、Ｎｏｄｅ Ｂ ６１０で、パワー制御のために使用される、パワーオフセット（例えば、ΔＰＳＤ２４３）のフィードバック値に影響を与える可能性がある。
【００６９】
図７では３つの端末で説明がなされているが、当然のことながら、ＭＵ−ＭＩＭＯシステムは、任意の数の端末を含むことができる。以下では、そのような端末の各々は、インデックスｋで示される。様々な態様に従って、アクセス端末６５０Ｐ，６５０Ｕ及び６５０Ｓの各々は、単一のアンテナからのＣＱＩを伝えることができ、また、当該単一のアンテナに関連するＰＳＤオフセットフィードバックを、Ｎｏｄｅ Ｂ ６１０へ伝達することができる。加えて、当該端末の各々は、Ｎｏｄｅ Ｂ ６１０に、通信のために使用されるアンテナのセット中の各々のアンテナからのサウンディング基準信号を送信することができる。Ｎｏｄｅ Ｂ ６１０は、例えばＳＵ−ＭＩＭＯ又はＳＩＭＯのような異種のオペレーションモードにある端末ｓ６５０Ｐ， ６５０Ｕ及び６５０Ｓの各々を、動的に、再スケジュールすることができる。
【数９】
2010508782.tif 000011
【００７０】
ここで、シンボルは、方程式（１）における場合と同一の意味を有する。当然のことながら、マルチユーザ・ダイバーシティのために、ユーザｋにより受信された信号における他のユーザの干渉は、方程式（２）の左辺における第２項でモデル化される。プライム（´）記号は、送信されたシンボルベクトルｃｋが、総和から除外されることを示す。
【数１０】
2010508782.tif 000012
【００７１】
上で示され説明された例示的なシステムを考慮して、開示された主題に従って実施される可能性のある手順が、図８，９及び１０のフローチャートを参照して、より良く認識されるであろう。説明を簡単にするために、手順が、ブロックのシリーズとして示され説明されるが、クレームされた主題は、ブロックの数又は順序に限定されず、本明細書に表され説明されたものと異なる順番において及び／又は他のブロックと同時に、幾つかのブロックが生じても良いことは理解され又は認識されるであろうさらに、説明されたすべてではないブロックが、以下に説明される手順を実施するために要求されても良い。それらブロックに関連する機能性は、ソフトウェア、ハードウェア、それらの組み合わせ又は任意の他の適切な手段（例えば、デバイス、システム、プロセス、コンポーネント、…）により実施されても良いことは認識されるべきである。さらに、当然のことながら、以下及びこの明細書中で開示される手順は、種々のデバイスに当該手順を転送（transporting）又は移動（transferring）することを促進するために、製品上に記憶されることが可能である。当業者は、手順が、代わりに、例えば状態図におけるような、相互に関連のある状態又はイベントのシリーズとして表現されることが可能であることを理解及び認識するであろう。
【００７２】
図８は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯにおけるジョイントオペレーションのためのパワー及びパイロットシグナリングを制御するための方法のフローチャート８００を示す。８１０では、チャネル品質表示（ＣＱＩ）チャネル又は基準信号は、Ｍ個のアンテナからなるセット中の単一のアンテナから送信される。当然のことながら、ＣＱＩ制御チャネルは、パワー制御のために使用できるが、図２に関連して説明されたように、実質的に任意の基準チャネル（信号）が、そのためには使用できる。Ｍ個のアンテナは、多元接続端末がＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、及びＭＵ−ＭＩＭＯモード（図１）において基地局と通信するサービスセル（例えば、１８０）において、アクセス端末（例えば、２２０）が通信／動作することを可能にする。一つの態様において、ＣＱＩは、サービング基地局により送信された基準信号から決定され、また、伝達されたＣＱＩを（サービングセクターにおいて）資源を割り当てるスケジューリングアルゴリズムのパラメータとして使用するのに加えて、通信時のダウンリンクチャネルを推定するために使用可能である。８２０では、ＰＳＤオフセット（ΔＰＳＤ２４３）は、ＣＱＩを送信するために使用されるアンテナから伝達される。そのようなオフセットは、セル間干渉に関連する負荷表示に加えて、その決定されたＣＱＩ値にも基づいて、推定可能である。その伝達されたＰＳＤオフセットは、伝えているアクセス端末（例えば、アクセス端末２２０）に割り当てられた変調及び符号化スキームに従って、（ｄＢに）テーブルにすることが可能である。図２に関連して説明されたように、ＰＳＤオフセットは、伝えている端末が逆方向リンク上にデータを送信するパワーを決定する。８３０では、Ｍ個のアンテナからなるセット中のアンテナの数が質問される。個数Ｍ＞１は、動作８４０をもたらし、そこで、パイロット信号は、Ｍ個のアンテナの各々から送信される。一つの態様において、パイロット信号は、パイロットシグナリングを実行する端末と、基準信号を受信する基地局との間の通信チャネル（例えば、チャネルサウンディング）を決定するために使用可能である。
【００７３】
図３Ｂに関連して説明されたように、サウンディング（パイロット）基準信号は、通信におけるデータと多重化して、又は、同時データ伝送せずに、周期的に送信可能である。端末の送信休止（OFF transmit）の周期の間、チャネルサウンディングが追跡され、バッテリー寿命が縮減される可能性があるので、後者は、端末での資源活用に関連する。しかしながら、チャネル推定を利用する機会は、サービング基地局での割り当ての機会をもたらすことができる。それは、端末が利用できる改善された資源をもたらし又は増加した性能（例えば、より高いピークデータレート、スループット、低減された干渉、など）で新たにスケジュールされたオペレーションモードをもたらす。質問８３０に対するＭ＝１の結果は、さらなるアクションをもたらさない。
【００７４】
図９は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションモードをスケジューリングするための方法のフローチャート９００を示す。動作９１０では、ＳＩＭＯ／ＭＩＭＯチャネルが推定される。単一の送信アンテナ（例えば、端末１３０）を有するユーザについては、ＳＩＭＯチャネルが推定され、これに対して、複数の送信アンテナ（例えば、アクセスポイント６５０Ｕ，６５０Ｐ及び６５０Ｓ、又は端末１７０１−１７０６）を有するユーザについては、ＭＩＭＯチャネルが推定される。該推定は、パイロット信号を伝達するチャネルサウンディング、又は、アクセス端末において（例えば、パイロット生成コンポーネント２２８において）生成され、基地局において検出及び処理された、サウンディング基準信号を通じて、達成することができる。一例として、Ｎｏｄｅ Ｂ（例えば、２５０）は、アクセス端末（例えば、２２０）におけるＭ個のアンテナからなるセットから受信された、パイロット信号のセットから、ＳＩＭＯ／ＭＩＭＯを推定する。チャネルの推定は、最大多重数（maximum multiplexing order）ＮＶ、又は線形独立の数を決定するために、そのチャネルによりサポートされた直交層又はデータストリームを提供する。動作９２０では、アンテナ置換の存在が、チェックされる。肯定的なチェックは、複数のユーザが典型的にはアンテナ置換を要求するＭＵ−ＭＩＭＯモードにおいてスケジュールされることを示し、それゆえ、９３０にて、置換パターンが決定される。
【００７５】
置換パターンは、通信のために割り当てられた各々のトーン又はサブキャリアにて、第１層におけるコードワードが、第２層へ置換されるように、層ＮＶ（例えば、ＮＶ×ＮＶ）の部分空間において定義されるユニタリ行列
【数１１】
2010508782.tif 000013
【００７６】
により特徴付けられる。
【００７７】
一般に、置換は、循環又は擬似乱数である。動作９４０では、層は、置換パターンＰに従って置換される。そして、Ｐは、伝達される（例えば、サービング基地局により、サービスセル中のユーザへブロードキャストされる）。９６０では、スケジュールされたストリームの数１≦ＮＳ≦ＮＶに従って、ＰＳＤが決定される。その場合において、端末ＮＳ＝１（アンテナ置換のチェック（例えば、動作９２０）が、無効なチェックをもたらす）のために、ＳＩＭＯモードがスケジュールされ、また、ＣＱＩを決定するために使用される基準信号パワーを加算（adding）することによって、ＰＳＤが決定され（方法８００を参照）、また、フィードバックパワーがチャネル表示を返す。ＮＳ＞１の場合、各々のストリームは、異なる手続きに基づいて、ＰＳＤに割り当てられ、それによって、ベース値が、（置換された又は他のオペレーションに制約された）各々のストリームについて決定されたＰＳＤに加算される。動作９７０では、スケジュールされたストリーム及びそれらに対応するＰＳＤに基づいて、データレートが決定される。代わりに、複数のサウンディングＲＳ及びＦＬ／ＲＬリシプロシティー（reciprocity）から、連続干渉除去（successive interference cancellation）の検出は、その複数のパイロットの各々に対するＣＱＩの推定をもたらすことができ、また、これら値の各々から、オフセットＰＳＤが決定され、また、基準ＰＳＤに加算されることが可能である。これは、ＮＳ＞１の場合において、各々のストリームに対するＰＳＤを決定する。動作９８０では、端末は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ及びＭＵ−ＭＩＭＯにおいてスケジュールされ、関連する資源は端末へ伝達される。古典的な（例えば、ラウンドロビン、公平キューイング、比例公平性、及び最大スループットスケジューリング）及び量子アルゴリズム（例えば、量子遺伝的アルゴリズム）が、スケジューリングのために使用可能である。以上に記載された手順９００は、ＭＩＭＯスケジューリングのためのアンテナ置換に基づいているが、例えばプリコーディングのような他のタイプのチャネル適応／変換は、ＳＩＭＯ／ＭＩＭＯモードにおけるジョイントスケジューリングの達成のために利用可能であることは留意される。
【００７８】
図１０は、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯモードにおけるオペレーションのためのリソース割り当てを受信するための方法のフローチャート１０００を示す。動作１０１０では、ベースデータストリームδＢＡＳＥのためのデータレートが受信される。データレートは、サービング基地局（例えば、１１０）により決定される固定されたビット数Rにより伝達され、また、制御チャネル（例えば、ＬＴＥにおけるＰＤＣＣＨ）において伝達される。一つの態様において、Ｒは、アップリンク通信に使用可能な最善のＭＣＳオプションに一致し、当該可用性は、典型的には、標準仕様において決定される。当該データレートは、割り当てを受信する端末に対して割り当て可能な変調及び符号化スキームにより決定される。コンステレーション（Constellation）サイズ及びコードレートは、チャネル条件に依存する。例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、４−ＱＡＭ、及び１６−ＱＡＭのような異なるＭＳＣは、増加するデータレートを示す間、ビットエラーの増加する可能性を、ＳＮＲの関数として与える。一つの態様において、ベースストリームのためのデータレートを受信することは、ＳＩＭＯオペレーションに限定される、例えば、単一の送受信アンテナを有する、端末が、更なるアンテナを有する端末と一緒に動作できることを保証する。
【００７９】
動作１０２０では、スケジュールされたデータストリームの数ＮＳがチェックされる。肯定的なチェックは、複数のスケジュールされたデータストリームを示し、それは、ＭＩＭＯオペレーションモードを示す。動作１０４０では、ＭＩＭＯオペレーションの異なるモードで、各種の端末における複数のデータストリームで動作するために、デルタデータレートΔδが受信される。すなわち、Ｑ＜Ｒビットが割り当てにおいて受信される。後のオフセットは、データレートのはしご演算（ladder）、すなわち、δＪ＋１＝δＢＡＳＥ＋Ｊ×Δδ， （Ｊ＝１，…，ＮＳ）、を使用することにより、ストリームデータレートの分別定量（differential determination）を可能にする。動作１０５０では、アンテナサブセット選択が受信され、割り当てが、Ｐビットで伝達され、複数のデータストリームを経由してＵＬ通信に使用されるべきアンテナを指示する。アンテナの一部は、物理又は仮想であることが可能である。動作１０６０では、アンテナパターン選択が受信され、Ｓビットを経由して示される。そのようなパターンは、通信のために使用される物理又は仮想アンテナ間の電磁結合を指示する。
【００８０】
次に、図１１及び１２に関連して、本開示の主題の態様を有効にする例示的なシステムが説明される。当該システムは、機能ブロックを含むことができる。それは、プロセッサ若しくは電子機器、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせ（例えば、ファームウェア）により実現される機能を表現する機能ブロックであることが可能である。
【００８１】
図１１は、本明細書に開示された態様に従う、通信リソースの割り当てを受信することに加えて、パワー及びパイロット信号を制御することも可能にする、例示的なシステムのブロック図を示す。システム１１００は、少なくとも部分的に、アクセス端末（例えば、ユーザ装置１７０１−１７０６、又はアクセス端末２２０）の内部に存在することが可能である。システム１１００は、協同して動作できる電子コンポーネント論理グルーピング１１１０を含む。一つの態様において、論理グルーピング１１１０は、Ｍ個の仮想アンテナ又はＧ個の物理アンテナ（Ｍ及びＧは正の整数）を含むグループから選択されたアンテナから、少なくとも一つのパワー制御基準信号を送信するための電子コンポーネント１１１５と、前記少なくとも一つのパワー制御基準信号を伝えるために使用される前記アンテナから、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）オフセットを送信するための電子コンポーネント１１２５と、前記Ｍ個の仮想アンテナからなるグループ又は前記Ｇ個の物理アンテナからなるグループ中の各々の前記アンテナから、パイロット信号を送信するための電子コンポーネント１１３５とを含む。加えて、システム１１００は、データレート割り当てを受信するための電子コンポーネント１１４５と、データを送信するために２以上のデータストリームがスケジュールされた場合にオフセットデータレート割り当てを受信するための電子コンポーネント１１５５と、前記Ｍ個の仮想アンテナからなるグループ又は前記Ｇ個の物理アンテナからなるグループからのアンテナサブセット選択を受信するための電子コンポーネント１１６５と、アンテナパターン選択を受信するための電子コンポーネント１１７５とを含むことができる。
【００８２】
システム１１００はまた、当該機能を実行する間に生成され得る測定された及び／又は算出されたデータに加えて、電気コンポーネント１１１５，１１２５，１１３５，１１４５，１１５５，１１６５及び１１７５に関連する機能を実行するためのインストラクションを保持するメモリ１１８０を含むことができる。メモリ１１８０の外部にあるように示されているが、電子コンポーネント１１１５，１１２５及び１１３５，１１４５，１１５５，１１６５及び１１７５の1又は複数は、メモリ１１８０の内部に存在することが可能であることは理解されるべきである。
【００８３】
図１２は、本明細書で説明される態様に従う、通信リソースの割り当ての伝達に加えて、ＳＩＭＯ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、又はＭＵ−ＭＩＭＯオペレーションモードのスケジューリングも可能にする、システムのブロック図である。システム１２００は、少なくとも部分的に、基地局（例えば、アクセスポイント１１０又はＮｏｄｅ Ｂ ２５０）の内部に存在することが可能である。システム１２００は、協同して動作できる電子コンポーネント論理グルーピング１２１０を含む。一つの態様において、論理グルーピング１２１０は、単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）又は多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）無線チャネルを推定するための電子コンポーネント１２１５、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、逆方向リンク（ＲＬ）上にデータを送信するためのパワースペクトル密度を決定するための電子コンポーネント１２２５、スケジュールされたデータストリームのセットに従って、ＲＬ上にデータを伝達するためのデータレートを決定するための電子コンポーネント１２３５、及びＳＩＭＯオペレーション、シングルユーザＭＩＭＯオペレーション、又はマルチユーザＭＩＭＯオペレーションのうちの一つにおいて端末をスケジューリングするための電子コンポーネント１２４５を含む。
【００８４】
加えて、システム１２００は、データレート割り当てを伝達するための電子コンポーネント１２５５と、オフセットデータレート割り当てを送信するための電子コンポーネント１２６５と、前記Ｍ個の物理アンテナからなるセット又はＧ個の仮想アンテナからなるセットからのアンテナサブセット選択を伝達するための電子コンポーネント１２７５と、アンテナパターン選択を伝達するための電子コンポーネント１２８５とを含んでも良い。
【００８５】
システム１２００はまた、当該機能を実行する間に生成され得る測定された及び／又は算出されたデータに加えて、電気コンポーネント１２１５，１２２５，１２３５，１２４５，１２５５，１２６５，１２７５及び１２８５に関連する機能を実行するためのインストラクションを保持するメモリ１２９０も含んでも良い。メモリ１２９０の外部にあるように示されているが、電子コンポーネント１２１５，１２２５，１２３５，１２４５，１２５５，１２６５，１２7５及び１２８５の1又は複数は、メモリ１２９０の内部に存在することが可能であることは理解されるべきである。
【００８６】
ソフトウェア実施に関して、本明細書に記載された技術は、本明細書に記載された機能を実行するモジュール（例えば、プロシージャー（procedures）、関数（functions）、など）で実装されても良い。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶され、プロセッサにより実行されても良い。メモリユニットは、プロセッサの内部に又はプロセッサの外部に実装されても良く、この場合に、それは、当該技術分野で周知の種々の手段を経由して、プロセッサに通信可能に結合される。
【００８７】
本明細書に記載された様々な態様又は特徴は、標準的なプログラミング及び／またはエンジニアリング技術を使用して、方法、装置又は製品として、実施しても良い。本明細書で使用された用語“製品（article of manufacture）”は、任意のコンピュータ読み取り可能なデバイス、キャリア、又は媒体から入手可能な（accessible）コンピュータプログラムを含むことを意図している。例えば、コンピュータ読み取り可能な媒体は、これらに制限されるものではないが、磁気記録装置（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストライプ、など）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、など）、スマートカード、及びフラッシュメモリデバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ、カード、スティック、キードライブ、など）を含むことができる。さらに、本明細書に記載された様々な記憶媒体は、情報を記憶するための1又は複数のデバイス及び／又は他の機械読み取り可能な媒体を意味することができる。用語“機械読み取り可能な媒体（machine-readable medium）”は、それらに制限されるものではないが、インストラクション（instruction(s)）及び／又はデータを記憶すること、収容すること及び／又は運ぶ能力がある無線チャネル及び様々な他の媒体を含むことができる。
【００８８】
本明細書で使用されるように、用語“プロセッサ（processor）”は、古典的なアーキテクチャーのコンピュータ又は量子コンピュータを指し示すことができる。古典的なアーキテクチャーのコンピュータは、それらに制限されるものではないが、シングルコアプロセッサ、ソフトウェアのマルチスレッド実行能力を有する単一プロセッサ、マルチコアプロセッサ、ソフトウェアのマルチスレッド実行能力を有するマルチコアプロセッサ、ハードウェアのマルチスレッド技術を有するマルチコアプロセッサ、パラレルプラットフォーム及び分散共有メモリを有するパラレルプラットフォームを含む。さらに、プロセッサは、集積回路、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（ＣＰＬＤ）、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、又は本明細書に記載された機能を果たすためにデザインされた、それらの任意の組み合わせを指し示すことができる。量子コンピュータアーキテクチャーは、ゲート量子ドット又は自己形成量子ドット（gated or self-assembled quantum dots）、核磁気共鳴プラットフォーム（nuclear magnetic resonance platforms）、超伝導ジョセフソン接合（superconducting Josephson junctions）などに具現化量子ビット（qubits）に基づいても良い。プロセッサは、空間利用（space usage）を最適化し又はユーザ装置の性能を強化するために、例えば、それらに限定されるものではないが、分子ベース及び量子ドットベースのトランジスタ、スイッチ及びゲートのような、ナノスケールのアーキテクチャーを利用することができる。プロセッサはまた、コンピュータデバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアを伴う1又は複数のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成として実装されても良い。
【００８９】
さらに、本明細書において、用語“メモリ（memory）”は、例えば、これらに制限されるものではないが、イメージストア、デジタルミュージックストア及びビデオストア、チャート及びデータベースのような、データストア、アルゴリズムストア及び他のインフォメーションストアを指し示す。当然のことながら、本明細書に記載されたメモリコンポーネントは、揮発性メモリ、又は不揮発性メモリのいずれであることも可能であり、又は揮発性及び不揮発性メモリの両方を含むことも可能である。限定ではなく例として、不揮発性メモリは、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的書換え可能ＲＯＭ（electrically programmable ROM）（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（electrically erasable ROM）（ＥＥＰＲＯＭ）、又はフラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして動作するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。限定ではなく例として、ＲＡＭは、例えば、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、２倍速（double data rate）ＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ）、拡張（enhanced）ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンク（Synchlink）ＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、及びダイレクトラムバス（direct Rambus）ＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）のような、非常に多くのタイプで利用可能である。さらに、本明細書に開示されたシステムのメモリコンポーネント及び／又は方法は、限定されることなしに、これら及び任意の他の適切なタイプのメモリを含むことを意図している。
【００９０】
上述されたものは、実施形態の例を含んでいる。もちろん、上述の実施形態を説明するために、考えられるコンポーネット又は手順のあらゆる組み合わせを記載することは、可能でないが、当業者であれば、各種の実施形態の多くの更なる組み合わせ又は置換を認識することができる。従って、記載された実施形態は、添付された特許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれるそのような変更、修正及び変形（alterations， modifications and variations）のすべてを包含することを意図している。さらに、用語“含む（includes）”が詳細な説明又は特許請求の範囲で使用される限りにおいて、当該用語は、用語“含む（comprising）”が請求項において移行語（transitional word）として使用されたときに解釈される場合の“含む（comprising）”と同様の方法で包括的（inclusive）であることが意図されている。
【図１】
2010508782.tif 000015
【図２】
2010508782.tif 000016
【図３Ａ】
2010508782.tif 000017
【図３Ｂ】
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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】
2010508782.tif 000023
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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