(57)【要約】【課題】マルチパス強度プロファイル情報に基づく干渉アラインメントを介してＯＤＦＭをスケジューリングする方法及び装置が開示される。【解決手段】一実施形態に係る方法は、ユーザ端末を各自のマルチパス強度プロファイルに基づいてグループにグループ化するステップであって前記グループの少なくとも１つが２つ以上のユーザ端末を有する当該ステップと、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためにユーザ端末グループをスケジューリングするステップと、ＭＩＭＯ送信のために前記ユーザ端末グループにＯＦＤＭリソースを割り振るステップと、前記ユーザ端末グループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当てるステップと、割り当てられたＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを使用して前記ユーザ端末グループのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うステップと、を備える。【選択図】図５
2015502709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各自のマルチパス強度プロファイルに基づいてユーザ端末をグループ化するステップであって、前記グループの少なくとも１つが２つ以上のユーザ端末を有する、当該ステップと、
ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためにユーザ端末グループをスケジューリングするステップと、
ＭＩＭＯ送信のために前記ユーザ端末グループにＯＦＤＭリソースを割り振るステップと、
前記ユーザ端末グループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当てるステップと、
割り当てられたＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを使用して前記ユーザ端末グループのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うステップと、
を備える方法。
【請求項２】
複数のユーザ端末からマルチパス強度プロファイル情報を収集するステップ、
をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ユーザ端末をグループ化するステップが、前記マルチパス強度プロファイル中の主要経路の遅延に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ユーザ端末をグループ化するステップが、
所与のユーザ端末のセットについて最も高い自由度（ＤｏＦ）となるＭＵ−ＭＩＭＯコードをもたらす、前記マルチパス強度プロファイル中の情報の個別に操作されるＬ個の成分の多相分解の部分集合を特定するサブステップを含み、各Ｌ個の成分の多相分解はＬの異なる値に関連付けられ、前記Ｌは１より大きい整数である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ユーザ端末グループに割り当てられる少なくとも１つのＭＵ−ＭＩＭＯコードは、Ｋ個のユーザ端末のセットに対するものであり、且つ、前記グループの各ユーザ端末の前記マルチパス強度プロファイルの少なくともＫ個の個別の多相分解に基づくものであり、
各前記個別の多相分解の多相成分の数はその他の多相分解の成分の数と異なり、前記Ｋは整数である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ユーザ端末ごと且つ多相分解ごとにユーザ順位を決定するステップ、
をさらに備える請求項５に記載の方法。
【請求項７】
大きさＫのユーザ端末グループごとにユーザ順位のセットを決定し、Ｋは１より大きく、前記少なくともＫ個の多相分解の各々に１つのユーザ順位のセットが決定され、大きさＫの順位のセットの任意のＫに実現可能な最大のＤｏＦを特定するステップ、
をさらに備える請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ユーザ端末グループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当てるステップが、Ｋ台のユーザ端末を含むグループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当てるサブステップを含み、
前記方法は、
ユーザ順位のセットごとに、大きさＫのユーザグループに可能なすべての選択肢の中でＫ個の多相分解のセットに最大のＤｏＦを実現するコードを選択するステップ、
をさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
コード選択パラメータをユーザ端末に同報通信するステップ、
をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
各ユーザ端末グループに動作の配分を割り振るステップ、
をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
各ユーザ端末グループがユーザ端末のペアを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに結合され、前記複数のアンテナによって送信される信号の変調を行う複数の変調部と、
前記複数の変調部に結合され、送信する信号を生成する送信ＭＩＭＯプロセッサと、
各自のマルチパス強度プロファイルに基づいてグループ化されたユーザ端末グループを送信のためにスケジューリングし、ＭＩＭＯ送信のために前記ユーザ端末グループにＯＦＤＭリソースを割り振り、前記ユーザ端末グループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当てるように動作することが可能なスケジューラであって、前記ユーザ端末グループの少なくとも１つは２つ以上のユーザ端末を含む、当該スケジューラと、
前記スケジューラ及び前記送信ＭＩＭＯプロセッサに結合され、前記送信ＭＩＭＯプロセッサ、前記複数の変調部及び前記複数のアンテナに、割り振られたＯＦＤＭリソース及び割り当てられたＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを使用して前記ユーザ端末グループのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行わせるコントローラと、
を備える基地局。
【請求項１３】
前記複数のアンテナに結合され、前記複数のアンテナで受信される信号の復調を行う複数の復調部と、
前記複数の復調部に結合され、前記複数の復調部から信号を受信するＭＩＭＯ検出器と、
前記ＭＩＭＯ検出器に結合され、前記ＭＩＭＯ検出器からの信号を処理する受信プロセッサと、
をさらに備える請求項１２に記載の基地局。
【請求項１４】
前記スケジューラが、前記複数の復調部、前記ＭＩＭＯ検出器、及び前記受信プロセッサを介して、複数のユーザ端末から前記マルチパス強度プロファイルの情報を収集する請求項１３に記載の基地局。
【請求項１５】
前記スケジューラが、前記マルチパス強度プロファイル中の主要経路の遅延に基づいてユーザ端末をグループ化する請求項１２に記載の基地局。
【請求項１６】
前記スケジューラが、所与のユーザ端末のセットについて最も高い自由度（ＤｏＦ）となるＭＵ−ＭＩＭＯコードをもたらす、前記マルチパス強度プロファイル中の情報の個別に操作されるＬ個の成分の多相分解の部分集合を特定することによりユーザ端末をグループ化し、
各Ｌ個の成分の多相分解はＬの異なる値に関連付けられ、前記Ｌは１より大きい整数である、請求項１２に記載の基地局。
【請求項１７】
前記スケジューラが、少なくとも１つのＭＵ−ＭＩＭＯコードをユーザ端末グループに割振り、前記少なくとも１つのＭＵ−ＭＩＭＯコードが、Ｋ個のユーザ端末のセットに対するものであり、且つ、前記グループの各ユーザ端末の前記マルチパス強度プロファイルの少なくともＫ個の個別の多相分解に基づくものであり、
各前記個別の多相分解の多相成分の数は他の多相分解の成分の数と異なり、前記Ｋは整数である、請求項１２に記載の基地局。
【請求項１８】
前記スケジューラが、ユーザ端末ごと且つ多相分解ごとにユーザ順位を決定するように動作可能である請求項１７に記載の基地局。
【請求項１９】
前記スケジューラが、大きさＫのユーザ端末グループごとにユーザ順位のセットを決定するように動作可能であり、
前記少なくともＫ個の多相分解の各々に１つのユーザ順位のセットが決定され、前記Ｋは１より大きく、
前記スケジューラが、大きさＫの順位のセットの任意のＫに実現可能な最大のＤｏＦを特定する、請求項１８に記載の基地局。
【請求項２０】
前記スケジューラが、Ｋ台のユーザ端末があるグループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当てることを含めて、前記ユーザ端末グループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当て、ユーザ順位のセットごとに、大きさＫのユーザグループに可能なすべての選択肢の中でＫ個の多相分解のセットに最大のＤｏＦを実現するコードを選択するように動作可能である請求項１８に記載の基地局。
【請求項２１】
前記スケジューラが、Ｋ個のユーザ端末からなる各グループについて、Ｋは１より大きい整数であり、ＬのＫ個の異なる値を選択し、Ｌはユーザのマルチパス強度プロファイルの多相分解の成分数であり、前記グループに含まれるＫ人のユーザ各々に関連付けられたＫ個の多相分解の順位に基づいてＭＵ−ＭＩＭＯコードを選択し、各ユーザ端末についてのＫ個の各順位は、前記ユーザ端末のマルチパス強度プロファイルの主要な電力タップの遅延と、それに関連付けられたＬ値のＬ個の成分への多相分解とに基づいて算出される、請求項１２に記載の基地局。
【請求項２２】
前記複数のアンテナがユーザ端末にコード選択パラメータを同報通信する請求項１２に記載の基地局。
【請求項２３】
前記スケジューラが、各ユーザ端末グループに動作の配分を割り振るように動作可能である請求項１２に記載の基地局。
【請求項２４】
各ユーザ端末グループがユーザ端末のペアを含む請求項１２に記載の基地局。
【請求項２５】
前記スケジューラが、効用の基準、サービス品質（ＱＯＳ）情報、少なくとも１つの他のユーザ端末パラメータ、からなる群の１つ又は複数に応じて、ユーザ端末をグループ化する、請求項１２に記載の基地局。
【請求項２６】
１つ又は複数のアンテナと、
前記１つ又は複数のアンテナに結合され、前記１つ又は複数のアンテナによって送信される信号の変調を行う複数の変調部と、
前記複数の変調部に結合され、送信する信号を生成する送信ＭＩＭＯプロセッサと、
前記送信ＭＩＭＯプロセッサに結合され、ユーザ端末に関連付けられたマルチパス強度プロファイル中の主要経路の遅延を追跡し、前記送信ＭＩＭＯプロセッサ、前記複数の変調部及び前記１つ又は複数のアンテナを介して前記遅延をフィードバックさせるチャネルトラッカと、
前記１つ又は複数のアンテナに結合され、前記１つ又は複数のアンテナで受信された信号の復調を行う複数の復調部と、
前記複数の復調部に結合され、前記複数の復調部からの信号を受信するＭＩＭＯ検出器と、
前記ＭＩＭＯ検出器に結合され、前記ＭＩＭＯ検出器からの信号を処理する受信プロセッサであって、ユーザ端末が属するユーザ端末グループに対して基地局から行われたコード割当に基づいて適切な復号を適用し、前記コード割当は前記マルチパス強度プロファイルに基づいて行われる、当該受信プロセッサと、
を備えるユーザ端末。
【請求項２７】
前記チャネルトラッカが、アップリンクの低伝送速度のフィードバック用チャネルを使用して、前記主要経路の遅延を前記基地局にフィードバックさせる、請求項２６に記載のユーザ端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]本発明の実施形態は、複数ユーザの多出力多入力（ＭＩＭＯ）ワイヤレス送信システムの分野に関する。
【０００２】
［優先権］
[0001]本特許出願は、２０１１年１１月１７日に出願された対応する仮特許出願第６１／５６１，２０５号、名称「A  Method  for  Scheduling  and  MU-MIMO  Transmission  over  OFDM  via  Interference  Alignment  based  on  User  Multipath  Intensity  Profile  Information」に対する優先権を主張し、参照により同出願を援用する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]近年のワイヤレス伝送の進歩の多くは、送受信に複数個のアンテナを使用することに依拠している。アンテナを複数使用すると、基本的に、送信のためにワイヤレスシステムで利用できる自由度（ＤｏＦ）、すなわち、システム内の受信者に同時に送信できるスカラーデータストリームの数を増やすことができる。ここで、ＤｏＦを使用して、スペクトル効率（処理量）の向上及び／又はダイバーシティ（ロバスト性）の増大を得ることができる。実際、ＮＴ個の送信（ＴＸ）アンテナでＮＲ個の受信（ＲＸ）アンテナを持つ１人のユーザに対応するシングルユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）システムは、ダウンリンクの送信に最高でｍｉｎ（ＮＴ，ＮＲ）のＤｏＦを利用できる可能性がある。それらのＤｏＦを（一定の条件下で）使用して、例えば、ｍｉｎ（ＮＴ，ＮＲ）と共に線形に増大する倍率ずつ処理量を向上させることができる。そのようなＭＩＭＯの利点とＤｏＦの向上が、新しいシステム及び将来のシステムでＭＩＭＯを使用する利益の多くの根底にある。
【０００４】
[0004]そのようなＤｏＦを利用するには、しばしば、いくらかのコストがシステムに要求される。そのようなコストの１つは、送信側のアンテナと受信側のアンテナ間のチャネル状態の知識である。そのようなチャネル状態情報（ＣＳＩ）は、しばしば、送信機（そのＣＳＩをＣＳＩＴと称する）及び／又は送信機（そのＣＳＩをＣＳＩＲと称する）のどちらかが入手できるようにしなければならない。利用できるＤｏＦも、送信側のアンテナと受信側アンテナ間のチャネルが充分に「豊富」であることに応じて決まる。
【０００５】
[0005]例えば、ビットインターリーブ符号化変調（ＢＩＣＭ）やＤ−ＢＬＡＳＴ等、ＳＵ−ＭＩＭＯ  ＣＳＩＲに基づくシステムは、適切なチャネル条件の下で可能な最大のＤｏＦ、ｍｉｎ（ＮＴ，ＮＲ）を達成することができる。そのようなＳＵ−ＭＩＭＯシステムはＣＳＩＴを必要としない（すなわちＣＳＩＴはＤｏＦを向上させないが、状況によってはスペクトル効率はなお向上させることができる）。したがって、そのような条件下では、そのようなＳＵ−ＭＩＭＯの設計を使用して、対応するスペクトル効率の線形の増大を得ることができる。そのような設計は当業者にはよく理解される。
【０００６】
[0006]同様に、基地局（ＢＳ）にＮＴ個の送信アンテナを持ち、Ｋ台のシングルアンテナユーザ端末（又は機器）（ＮＲ＝１）を備えるマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムは、最高でｍｉｎ（ＮＴ，Ｋ）のＤｏＦを提供することができる。ＳＵ−ＭＩＭＯの場合と同様に、ＭＵ−ＭＩＭＯを使用して、例えばｍｉｎ（ＮＴ，Ｋ）に対して線形に処理量を向上させることができる。
【０００７】
[0007]しかし、ＳＵ−ＭＩＭＯと異なり、多くのＭＵ−ＭＩＭＯ技術（実際には、使用され、標準のために研究されている主流ＭＵ−ＭＩＭＯ技術のすべてではなくとも大部分）はＣＳＩＴの知識を必要とする。ＣＳＩＲに基づくＳＵ−ＭＩＭＯと同じように、ＭＵ−ＭＩＭＯでは、ＣＳＩＲを得るために、すなわち送信アンテナと受信機の受信アンテナ間のチャネルを各受信機で推定するために、パイロットトレーニング用のリソースの割振りが必要となる。ＣＳＩＲに基づくＳＵ−ＭＩＭＯと異なり、ＣＳＩＴに基づくＭＵ−ＭＩＭＯでは、送信を行うことが可能になる前に、受信機のＣＳＩを送信機にフィードバックするための追加的なオーバーヘッドが必要となる。
【０００８】
[0008]このオーバーヘッドがあるにも関わらず、ＭＵ−ＭＩＭＯは、多くの受信アンテナや無線周波数（ＲＦ）チェーンを増やさずに、また携帯端末やモバイル端末の処理（例えば復号）の複雑性を増大させずにＤｏＦを向上させることができるというＳＵ−ＭＩＭＯを上回る利点があるために、実用的関心が持たれている。
【０００９】
[0009]ＣＳＩのオーバーヘッドの問題は入念に検討しなければならない。オーバーヘッドは、上記のような従来のＭＩＭＯを評価する際に見落とされやすい基本的問題である。そのようなＣＳＩに関連するオーバーヘッドは、実際、従来のＣＳＩに依存するＭＩＭＯで得られる正味のスペクトル効率の増大を制限する、根本的な「次元数の障害（dimensionality  bottleneck）」になる可能性がある。
【００１０】
[0010]特に、ＮＴ（又はＮＲ又はＫ）を増やすことによってＤｏＦの増大（例えば線形の増大）を利用し続けようとする場合は、送信の計画と受信機における復号のために必要なＣＳＩを得る際のシステムオーバーヘッドの増加にどのように対応するかも考えなくてはならない。そのようなオーバーヘッドには、ＣＳＩの推定を支援するパイロットのためのワイヤレス媒体の使用の増加や、そのＣＳＩの推定に関して受信者と送信者間のフィードバックが増加することが含まれる。
【００１１】
[0011]一例として、１つのＴＸアンテナと１つのＲＸアンテナ間のＣＳＩ（標準化の関係者の中はこの種のＣＳＩを直接のＣＳＩと呼ぶこともある）を定義する複素スカラー値ごとに、固定された割合Ｆｃｓｉのワイヤレスチャネルリソースがパイロット及び／又はフィードバックに専用であるとする。必要なＣＳＩの次元はＮＴ、ＮＲ及び／又はＫのような数量と共に変動するので、ＣＳＩシステムに関連する総オーバーヘッドが（例えばＮＴ×Ｆｃｓｉずつ）増大することは容易に理解することができる。例えば、シングルアンテナのユーザ端末がＫ台あり、各々が送信側アンテナに関してＮＴＣＳＩのスカラー項を持つ場合、送信機が知る必要がある複素スカラー値は合計でＫＮＴ個になる。ＣＳＩの次元の増大に対応するには、より多くのワイヤレスチャネルリソースが必要となり、データ送信のために残るリソース量が減る可能性がある。スペクトル効率の向上でＣＳＩのオーバーヘッドの増大が相殺されない場合には、このオーバーヘッドの増大により処理量の継続的な向上が制限される可能性がある。
【００１２】
[0012]値Ｆｃｓｉは、多くの場合、システムによって定義されるか、又は時間及び／又は周波数におけるチャネルのコヒーレンスを考慮して必要に応じて定義される。チャネルの時間及び／又は周波数の状態が急速に変化するほど、ＣＳＩを推定し、追跡するためにより大きな有効配分のリソースを使用する必要がある可能性がある。
【００１３】
[0013]一例として、周波数分割二重通信（ＦＤＤ）に基づく３ＧＰＰ  Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）の設計では、１２×１４個のＯＦＤＭシンボルからなるリソースブロックにある８個のシンボルを使用して、ＮＴ個の各アンテナのダウンリンクパイロットに対応する。そのようなパイロットについてのシステムオーバーヘッドを単純に考慮し、フィードバック等の他のＣＳＩ関連オーバーヘッドを無視すると、Ｆｃｓｉは８／１６８＝４．７６％もの高さになる可能性がある。そのような場合に、ＮＴ＝８で、パイロット構造がアンテナが増えるのに従って線形に増大すると仮定すると、総ＣＳＩオーバーヘッドは３８％にもなる可能性があり、６２％のシンボルが残りのシグナリングのオーバーヘッドとデータ送信に対応するために残る。実際、ＬＴＥでは、ＮＴ＝４個のアンテナを超えてパイロット構造を変更する提案が検討されている。しかし、これにはＣＳＩの精度に関する含意もある。それでも、そのようなシステムは無制限のＮＴの増大には明らかに対応できないと思われる。
【００１４】
[0014]このように、符号化されたデータ情報を表すシンボルがより効率的に使用され、ＭＩＭＯでＤｏＦが増大することでロバスト性及び／又はスペクトル効率は向上するが、正味のスペクトル効率の向上で、ＣＳＩのオーバーヘッドに使用されるリソースの配分を埋め合わせなければならない。したがって、シンボルのごく一部、例えば（１−ＮＴ×Ｆｃｓｉ）しかデータに使用することができないため、正味のスペクトル効率の向上は実際には個々のデータシンボルの効率の向上よりも小さい。
【００１５】
[0015]最近、「ブラインド干渉アラインメント（ＢＩＡ）」技術と呼ばれる新しい部類の技術が、従来のＭＵ−ＭＩＭＯシステムのＣＳＩオーバーヘッドの多く必要とせずにＤｏＦを向上できることが実証された。ＢＳにＮＴ個の送信アンテナを備え、単一のアクティブアンテナを持つＫ人のユーザを有するＢＩＡマルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムで、ＣＳＩＴを使用せずにＫＮＴ／（Ｋ＋ＮＴ−１）のＤｏＦを達成することができる。したがって、Ｋが大きくなるにつれて、システムは、従来のＭＵ−ＭＩＭＯ  ＣＳＩＴに基づくシステムで達成可能な、ＣＳＩに依存するｍｉｎ（ＮＴ，Ｋ）のＤｏＦの上限に近づくことができる。従来の考え方と過去何十年かに行われてきた憶測の大半を超え、現行のシステムが直面している「次元数の障害」を緩和する可能性をもたらすことから、これは注目すべき結果である。
【００１６】
[0016]そのようなシステムを機能させるためには、送信側のＢＳとサービスされるＫ個のユーザ端末との間のチャネルが所定の形で連携して変化することが要件となる（ブラインド干渉アラインメント方式に対して）。この連携した変化は、Chenwei  Wang,  et  al,  “Aiming  Perfectly  in  the  Dark  -  Blind  Interference  Alignment  through  Staggered  Antenna  Switching,”  Feb.  2010で論じられるように、複数のアンテナモードを備えることによって実現することができる。これは、多くの（物理的な）アンテナ素子を各ユーザ端末で用いるか、又は物理的特性（例えば向きや感度パターン等）を変えることが可能な単一のアンテナ素子を用いることによって実施することができる。ただし、そのような場合はいずれも、システムは、所与の時間スロットに１つのみのモードがアクティブであることを要求する。したがって、各ユーザ端末に１つのＲＦチェーンがあれば十分であり、それにより、ユーザ端末の１つのアクティブな受信アンテナモード（すなわち、ユーザの単一のＲＦチェーンを駆動するアンテナ）を時間と共に変化させることができる。すなわち、１つのアクティブな受信アンテナは、（例えば所定の方式でＮＴ個のモードを）切り替え可能な多モードアンテナである。ＲＦチェーンを１つにすることにより、復号の複雑性を従来の単一アンテナモードのＭＵ−ＭＩＭＯシステムと同等に保つことができる。
【００１７】
[0017]これらのモードは、対象とする一人のユーザについて線形に独立したＣＳＩベクトルを生成することができなくてはならない。送信も、所与のモード（システムには未知である）にあるＣＳＩが実質的に一定で、モードごとに異なると想定される適切なコヒーレンス時間間隔に制約しなければならない。
【００１８】
[0018]ＢＩＡ方式は、Ｋ個のユーザ端末に送信されるＫ個の情報伝達ストリームにまたがって、適切なアンテナモードの切り替えと、組み合わせたデータ送信ベクトルを生成することにより機能する（１つのストリームが１台のユーザ端末を対象とする情報を搬送する）。そのような情報伝達ストリーム自体がベクトルである。ストリームは、様々な算術的な組み合わせで同時に送信され、それにより、アンテナモードの切り替えで得られる追加のＤｏＦを使用する。
【００１９】
[0019]ユーザの受信アンテナの切り替えモードと、情報ストリームがＢＩＡ方式で送信される方式との連携は、以下の原則に準拠することにより、ＤｏＦを最大化するように設計する。
・任意のユーザ端末を対象とするＮＴ次元のシンボルはＮＴ個のスロットで送信される。
・そのＮＴ個のスロット中、そのユーザ端末のアンテナ切り替えパターンは、ユーザ端末がＮＴ個のアンテナモードすべてで（それによりＮＴ次元の空間で）自身のシンボルを観察し、したがってそのシンボルを復号できることを保証する。
・一方、残りのユーザ端末のアンテナ切り替えパターンは、そのＮＴ次元のシンボルの送信が各自の受信機に１次元の投影のみを投射するようなパターンとする。これは、ＮＴ次元のシンボルが送信される時に各受信機が同じアンテナモードを使用することを確実にすることによって実現される。
【００２０】
[0020]そのため、ＮＴ個のスカラーシンボルを復号するために、ユーザ端末１台につき合計で（ＮＴ＋Ｋ−１）の受信機次元が必要となる。その結果、この方式では、Ｋ台のユーザ端末が（ＮＴ＋Ｋ−１）回のチャネル使用ごとに合計でＫ  ＮＴ個のシンボルを復号し（１台当たりＮＴ）、それにより、Ｋ  ＮＴ／（ＮＴ＋Ｋ−１）の可能な最大のＢＩＡ  ＤｏＦを達成する。
【００２１】
[0021]ＢＩＡ技術には、使用できる状況に関していくつかの本質的な課題と制限がある。第１に、それらのＢＩＡ技術はＯＦＤＭを通じて容易に実装することができるが、アンテナモードの切り替えは、最良でもＯＦＤＭシンボルの伝送速度で行われる（各ユーザ端末は、１つのＯＦＤＭシンボル内ではモードを変化させない）。この方式では、１つのコードワードを送信するのに必要なスロット中はチャネルが変化しないことが必要とされるため、ユーザチャネルで大きなコヒーレンス時間を必要とする可能性がある。すなわち、他のユーザ端末ストリームからの干渉を打ち消すのに十分な時間にわたってチャネルを変化させないことが必要となる。ＢＩＡ方式で必要とされるよりもコヒーレンス時間が短いということは、干渉ストリームの一部を打ち消すことができず、結果としてＤｏＦが失われることを意味する。より重要な点として、ＣＳＩを使用せずにＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためにチャネル／ユーザを区別できるように、元のＢＩＡ方式ではユーザ端末がアクティブなアンテナモードを切り替える能力を持つことが必要とされる。したがって、そのような方式は、従来型の受信アンテナを１つのみ備える端末では実装することができない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】Chenwei  Wang,  et  al,  “Aiming  Perfectly  in  the  Dark  -  Blind  Interference  Alignment  through  Staggered  Antenna  Switching,”  Feb.  2010
【発明の概要】
【００２３】
[0022]マルチパス強度プロファイル情報に基づく干渉アラインメントを介して、ＯＤＦＭをスケジューリングする方法及び装置が開示される。一実施形態では、方法は、ユーザ端末を各自のマルチパス強度プロファイルに基づいてグループにグループ化するステップであって、グループの少なくとも１つが２つ以上のユーザ端末を有する、ステップと、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためにユーザ端末グループをスケジューリングするステップと、ＭＩＭＯ送信のためにユーザ端末グループにＯＦＤＭリソースを割り振るステップと、ユーザ端末グループにＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを割り当てるステップと、割り当てられたＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードを使用してユーザ端末グループのＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うステップとを備える。
【００２４】
[0023]本発明は、以下の詳細な説明及び本発明の各種実施形態の添付図面からより完全に理解することができよう。ただし、説明及び図面は、本発明を記載される特定の実施形態に制限するものではなく、説明と理解のみを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ユーザ端末ｋからの関連するＣＳＩの処理及びフィードバックを説明する図である。
【図２】数種のユーザ端末からの関連するＣＳＩ（アップリンクのフィードバックで得られる）、各ユーザ端末ペアに対するコード選択、及び単一ユーザ及び複数ユーザへの送信のためのユーザ端末及びユーザ端末ペア間のリソースの分割を説明する図である。
【図３】３人のユーザがいる例を説明する図である。即ち、ａ）各ユーザのＭＩＰの非ゼロのタップ遅延を、Ｌ個の値の集合に対応するＬ個の成分の多相分解の順位に対応づける表（一番上の表）と、ｂ）それに対応するユーザと多相成分とのペアリングを示す矢印群（一番下の表の各項目から延びている矢印群）と、ｃ）本明細書に記載される技術を使用するＭＵ−ＭＩＭＯ  ＩＡコードを介して実現できるＤｏＦと、を示す図である。
【図４】Ｌ＝２及びＬ＝３の多相成分に対応する多相分解のペアを使用してユーザペア（１，２）に図３のＤｏＦを実現するＭＵ−ＭＩＭＯ実装で使用されるリソースブロックセットの例を示す図である。
【図５】基地局の動作の高レベル流れ図である。
【図６】基地局の設計のブロック図である。
【図７】スケジューラの一実施形態のブロック図である。
【図８】ユーザ端末の一実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[0024]本発明の実施形態は、ＯＦＤＭを通じた機会主義的な干渉アラインメント（ＩＡ）を利用して、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）送信を支援する新規のスケジューリング及び送信方式を含む。そのようなシステムでは、各々１つの（又は数個の）受信アンテナ素子を持つ複数台のユーザ端末が、同じ送信リソースで同時にユーザ固有のデータストリーム（その少なくとも１つが各ユーザを対象とする）を受信することができる。本発明の実施形態は、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を支援するために使用できるブラインド干渉アラインメント（ＢＩＡ）技術と呼ばれる部類の技術を基盤とする。ＢＩＡ技術では、伝送及びストリーム間の干渉のアラインメントを、送信機が送信機と受信機間の瞬時的なチャネル状態情報（ＣＳＩ）を知る必要なしに行うことができる。しかし、ＢＩＡ  ＭＵ−ＭＩＭＯ方式では、受信機が数種のアンテナモードを切り替える能力を持つことが必要とされる。
【００２７】
[0025]本明細書に提示されるＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、緩慢に変化する各ユーザのチャネルの特徴の知識を基地局（ＢＳ）で利用して、各ユーザがモードを切り替える必要なしに、従来のアンテナを使用して機会主義的なＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うことを可能にする。すなわち、本発明の実施形態は、急速に変化するＣＳＩＴの知識を必要とせずに、また連携されたアンテナモードの切り替えを行う必要なしに、高いＤｏＦを可能にするＭＵ−ＭＩＭＯ方式の必要性に対応する。特に、本発明の実施形態は、ＭＵ−ＭＩＭＯ方式の一部類を含み、これは、従来のＭＵ−ＭＩＭＯシステムの高いＣＳＩＴオーバーヘッドを伴わず、また異なるアンテナモードを切り替える能力を必要としない。本発明の実施形態は、チャネル／ユーザの区別を可能にするために、時間と共に緩慢に変化するユーザチャネルの特徴、特にユーザのマルチパス強度プロファイル（ＭＩＰ）の特徴に依拠する。緩慢に変化する各ユーザのマルチパス強度プロファイルの特徴に従い、ユーザ端末は、ＯＦＤＭプレーンのサブセットに適切に対応付けられた適切に設計された符号化方式を介して、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためのグループに機会主義的に分けられる。
【００２８】
[0026]本発明の実施形態は、アンテナの切り替えに用いられる完全アラインメントのＢＩＡコードの非自明の拡張及び一般化を含み、それにより、各ユーザ端末のマルチパス強度プロファイルについての情報に基づいてＭＵ−ＭＩＭＯ送信のために実際に機会主義的なアラインメントを利用できる事例の範囲とセットを大幅に広げる。本発明の実施形態は、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に利用できる干渉アラインメントの状況の広い種類を識別するための体系的な枠組み、各ユーザセットに得られる多重化の利得の点から最良の選択肢を選ぶ技術、ＯＦＤＭでリソースブロックを割振り、それらのブロックに、選択された選択肢に関連して多重化の利得を達成できるコードを実装する技術を提供する。
【００２９】
[0027]以下の説明では、本発明のより完全な説明を提供するために多数の詳細事項を述べる。ただし、当業者には、本発明はそれらの具体的な詳細を用いずに実施することが可能であることが明らかであろう。他の事例では、本発明を曖昧にするのを避けるために、よく知られる構造及び装置は詳細に示さずにブロック図の形態で示す。
【００３０】
[0028]以下の詳細な説明の一部は、アルゴリズム、及びコンピュータメモリ内のデータビットに対する操作の記号的表現として提示する。そのようなアルゴリズム的な説明や表現は、データ処理技術の当業者が自分の仕事の内容を他の当業者に効果的に伝えるために使用する手段である。アルゴリズムとは、本発明で、そして一般に、所望の結果をもたらす自己無撞着の一連のステップと認識される。ステップは、物理的数量の物理的な操作を必要とするステップである。通常、必須ではないが、そのような数量は、記憶、転送、組み合わせ、比較、及びその他の形の操作が可能な電気信号又は磁気信号の形態をとる。時に、主として一般に使用されているという理由から、そのような信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数等と呼ぶことが利便であることが分かっている。
【００３１】
[0029]ただし、上記及びそれに類する用語はすべて該当する物理的数量に関連付けられ、そのような数量に付される利便な標識に過ぎないことを念頭におかれたい。以下の説明から明らかなように、特に指定しない限り、説明全体を通じて、「処理」又は「演算」又は「計算」又は「判定」又は「表示」等の用語を利用する説明は、コンピュータシステム又はそれに類する電子演算装置、又は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理的（電子的）数量として表されたデータを操作し、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ又は他の同様の情報記憶、伝送、又は表示装置内で同じように物理的数量として表された他のデータに変換する同様の電子演算装置の動作及び処理を指すことが理解されよう。
【００３２】
[0030]本発明は、本明細書に記載の動作を行う装置にも関する。この装置は、要求される目的のために特別に構築しても、又はコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に起動又は再構成される汎用コンピュータからなることもできる。そのようなコンピュータプログラムはコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができ、コンピュータ可読記憶媒体は、これらに限定されないが、フレキシブルディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク等の任意種類のディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気若しくは光学カード、又は、電子命令を記憶するのに適し、各々コンピュータシステムバスに結合された任意種類の媒体等である。
【００３３】
[0031]本明細書で提示するアルゴリズム及び表示は、本質的にどの特定のコンピュータ又は他の装置にも関連しない。各種の汎用システムを本明細書の教示に従ってプログラムと共に使用することができ、又は要求される方法ステップを行うためのより特化した装置を構築することが利便である場合もある。そのような各種システムに要求される構造は、以下の説明から明らかになろう。また、本発明は、特定のプログラミング言語を参照して説明しない。本明細書に記載される本発明の教示を実施するために各種のプログラミング言語を使用できることは理解されよう。
【００３４】
[0032]機械可読媒体は、機械（例えばコンピュータ）により読み取り可能な形態で情報を記憶又は送信する機構を含む。例えば、機械可読媒体は、読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリ装置等を含む。
【００３５】
概要
[0033]本発明の実施形態は、セルラーネットワークで使用するための機会主義的なＭＵ−ＭＩＭＯスケジューリング及び送信方式を使用する。本発明の新規のＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、ユーザのマルチパス強度プロファイルの特定の特徴（時間をかけて追跡する必要がある）の知識を利用して、ユーザグループのＭＵ−ＭＩＭＯ送信をスケジュールする。このＭＵ−ＭＩＭＯ送信は、Chenwei  Wang,  et  al.,  “Aiming  Perfectly  in  the  Dark  -  Blind  Interference  Alignment  through  Staggered  Antenna  Switching,”  Feb.  2010のＢＩＡ  ＭＵ−ＭＩＭＯ符号化設計を非自明に一般化したものである新しいコード設計に依拠し、符号化は適切にＯＦＤＭプレーンに対応付けられて、高いＤｏＦを実現するために必要な干渉アラインメントを可能にする。本明細書で提案される方式は、２０１１年９月１日に出願された米国特許出願第１３／２２３，７６２号、名称「A  Method  to  Deploy  Efficient  Blind  Interference  Alignment  Using  a  Combination  of  Power  Allocation  and  Transmission  Architecture」、及び２０１１年９月２１日に出願された米国特許出願第１３／２３９，１６７号、名称「Method  for  Efficient  MU-MIMO  Transmission  by  Joint  Assignments  of  Architecture  and  Interference  Alignment  Schemes  using  Optimized  User-Code  Assignments  and  Code  Allocation」に提示されるように、アラインメント構造内で電力の変動を用いるコードと併せて使用することもできる。
【００３６】
本発明により可能になる機会主義的なＭＵ−ＭＩＭＯ方式
[0034]本発明の実施形態は、ユーザのマルチパス強度プロファイルの特徴を使用して、ＯＦＤＭによる連携ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためにユーザグループを形成する。ＮＴ個のアンテナを備える１台の送信機と多数台のシングルアンテナ受信機端末がある状況を考えたい。ＮＴ個の送信アンテナとユーザｋの単一の受信アンテナ間の有効離散時間１×ＮＴチャネルインパルス応答は、１×ＮＴベクトル列［ｋ］［ｎ］で表される。本発明で提案されるＭＵ−ＭＩＭＯ方式は、ユーザのマルチパス強度プロファイル（ＭＩＰ）の多相分解（ＰＤ）を利用する。ユーザｋの有効離散時間ＭＩＰをｂ［ｋ］［ｎ］とし、そのＬ個の多相成分を、
【数１】
2015502709.tif 000003
とし、すなわち、
【数２】
2015502709.tif 000004
となる。すべてのｎ及びｋについてｂ［ｋ］［ｎ］≧０であることにも留意されたい。チャネル応答ｈ［ｋ］［ｎ］は、
【数３】
2015502709.tif 000005
と表すことができ、
【数４】
2015502709.tif 000006
でありＥ［・］は期待値を表す。実際には、Ｎ個のベクトルの部分集合
【数５】
2015502709.tif 000007
は、Ｎ≦ＮＴのときに確率１で線形に独立する。この条件は、無相関のばらつきを有する離散時間チャネルモデルを含む、一般に使用される多くのモデルで満たされる。Ｎ個のトーンを持つＯＦＤＭシステムを仮定すると、時間ｔにおけるユーザｋのチャネル応答Ｈ［ｋ］［ｆ］は、ｈ［ｋ］［ｎ］のＮ点の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）で得られることに留意されたい。
【００３７】
[0035]本明細書に提示される方式は、ユーザのＭＩＰのＰＤが特定の性質を満たすことを条件にＩＡを介したＭＵ−ＭＩＭＯ送信を可能にするという意味で機会主義的である。
【００３８】
[0036]説明では下記の定義を繰り返し使用する。
定義１。チャネルｈ［ｎ］のマルチパス強度プロファイルのＬ個の成分の多相分解における非ゼロの多相成分の数を、本明細書ではＬ個の成分の多相分解におけるチャネルの順位と呼ぶ。
【００３９】
[0037]定義１は次の容易に検証可能な性質によって動機づけられる。
【００４０】
[0038]性質１。１×ＮＴのチャネルベクトルｈ［ｎ］がＬ個の成分の順位Ｒの多相分解を有するものとする。任意の整数Ｊについて、Ｆ＝ＪＬであるｈ［ｎ］のＦ点のＤＦＴをＨ［ｆ］とする。固定されているが任意の｜ｏ∈｛０，１，．．．，Ｊ−１｝について、Ｈ［ｆ］をＪだけ減じた（周波数）バージョン、すなわちＬ×ＮＴの行列
Ｈ（｜ｏ）＝［ＨＴ［｜ｏ］    ［ＨＴ［Ｊ＋｜ｏ］  ．．．  ＨＴ［（Ｌ−１）＋｜ｏ］］Ｔ  （１）
を考える。すると、確率１でＲａｎｋ（Ｈ（｜ｏ））＝ｍｉｎ｛Ｒ，ＮＴ｝となる。さらに、Ｈ（｜ｏ）の任意の連続したｍｉｎ｛Ｒ，ＮＴ｝個の行からなる次元ｍｉｎ｛Ｒ，ＮＴ｝×ＮＴの部分行列も確率１で順位ｍｉｎ｛Ｒ，ＮＴ｝を有する。
【００４１】
[0039]性質１が示唆するように、チャネルのＬ成分ＰＤの順位が、帯域幅のＬ分の１の間隔を空けたＯＦＤＭトーンにユーザのチャネルを共に重ねることによって生成される行列の順位を指定する。それらチャネル行列を構成するトーンのグループとそれら行列の順位はどちらも多相成分の数Ｌの関数であることに留意されたい。一実施形態では、ＭＵ−ＭＩＭＯの設計で、ユーザのペア（又は組（tuple））にまたがるこの順位の変動を利用してユーザ端末をスケジュールし、ＤｏＦの利得をもたらすＩＡ可能化コードを設計する。
【００４２】
[0040]以下の提案では、本発明の実施形態に関連する方式で実現される自由度を説明する。
【００４３】
[0041]提案１Ｋ１×ＮＴ個のチャネルｈ［１］［ｎ］，ｈ［２］［ｎ］，．．．，ｈ［Ｋ］［ｎ］を考えたい。ＮＴの最小値とＬｊ個の多相成分を持つｈ［Ｋ］［ｎ］のＰＤの順位をＲ［ｋ］ｊとする。任意の整数Ｊについて
【数６】
2015502709.tif 000008
のｈ［ｋ］［ｎ］のＦ点のＤＦＴをＨ［ｋ］［ｆ］とする。トーンの集合
【数７】
2015502709.tif 000009
を考える。
【００４４】
[0042]｛Ｌｋ｝が互いに素な集合であり、すべてのｋについてＲ［ｋ］ｋ＞ｍａｘｊ≠ｋＲ［ｊ］ｋである場合、ＭＵ−ＭＩＭＯコードは、
【数８】
2015502709.tif 000010
のＤｏＦでＦ（｜ｏ）に構築することができ、ここでＩｋ＝ｍａｘｊ≠ｋＲ［ｊ］ｋである。
【００４５】
[0043]図３の表は、４つのアンテナを備える送信機と３人のユーザを伴う例を示す。各ユーザチャネルのＭＩＰは、図の表の一番右の列に示す位置に非ゼロの項を有する。表には、２≦Ｌ≦５の場合のＬ個の成分を持つ各ユーザのチャネルの多相分解（ＰＤ）の順位も示す。各ユーザ端末ペアのＭＵ−ＭＩＭＯ送信は、提案１に示される条件が満たされる（Ｌ１，Ｌ２）のペアを見つけることによって確立することができる。（１，２）のユーザ端末ペアの場合、そのようなコードの１つを（Ｌ１＝２，Ｌ２＝３）で得ることができる。式（３）により、このコードではＤｏＦ＝５／４が得られる。別のコードは互いに素なペア（Ｌ１＝４，Ｌ２＝３）に基づき、この場合はＤｏＦ＝６／５（最初のコードよりも低いＤｏＦ）が得られる。同様に、（１，３）のユーザペア（ユーザ３をこのペアの２番目のユーザと識別する）の場合は２つのコードが可能である。１つのコードはセット（Ｌ１＝２，Ｌ２＝５）に基づき（ＤｏＦ＝４／３が得られる）、もう１つのコードは（Ｌ１＝４，Ｌ２＝５）に基づく（ＤｏＦ＝５／４が得られる）。（３，２）のペア（ユーザ３を第１のユーザと識別する）の場合は１つのみのコード、すなわち、セット（Ｌ１＝５，Ｌ２＝３）に基づくコードのみがあり、ＤｏＦ＝５／４が得られる。最後に、この例では、ユーザの３つ組（１，２，３）に対応する３ユーザコードを運用することも可能である。そのようなコードの１つは（Ｌ１＝２，Ｌ２＝３，Ｌ３＝５）に基づき、式（３）を使用するとＤｏＦ＝７／５が得られ、別のコードは（Ｌ１＝４，Ｌ２＝３，Ｌ３＝５）に基づき、ＤｏＦ＝４／３が得られる。
【００４６】
[0044]そのようなＭＵ−ＭＩＭＯ送信各々に関連するＤｏＦを実現するＭＵ−ＭＩＭＯコードについては下記の項で詳細に説明し、式（２）の集合に含まれるトーンの部分集合を通じたＭＵ−ＭＩＭＯ送信方式を伴う。図４は、（Ｌ１＝２，Ｌ２＝３）である（１，２）のユーザペアに対応する可能なすべてのそのような部分集合と、｜ｏ＝０に対応する式（２）のトーンの集合を示す。
【００４７】
例示的な実施形態
[0045]本発明の実施形態は、ＯＦＤＭプレーンを通じたチャネルの変化を、干渉アラインメントに基づく効率的なＭＵ−ＭＩＭＯ送信に利用することが可能な部類のシナリオを含む。本発明の実施形態は、Ｋ人のユーザがいる部分ＩＡのＭＵ−ＭＩＭＯ方式、及び機会主義的なＩＡをより頻繁に利用することを可能にするようなその方式の使用法を特定する方法を提示する。
【００４８】
[0046]特に、本発明の技術は以下を提案する。
・干渉アラインメント（部分アラインメント又は完全アラインメント）を利用できるシナリオを特定する方法。この方法では提案１を利用して、すべての可能な｛Ｌｋ｝の置換で得られるＤｏＦを調べることにより、任意のユーザの組についてすべてのそのような状況を特定する。
・各ユーザの組に最良のシナリオを選択する方法。これは、例えば、ユーザの組ごとに、最も高い効率が得られる｛Ｌｋ｝の組み合わせを選択することによる。一実施形態では、これは、式（３）からＤｏＦを最大化する｛Ｌｋ｝の組み合わせ、又は他の適切な計量値（例えば伝達和や加重和伝送速度）を伴う。
・ユーザのＭＩＰに関する情報に基づいてＫ人のユーザがいるマルチユーザＭＩＭＯ送信におけるユーザをスケジュールする方法。これは、まず各ユーザの組に可能な最も高いＤｏＦコードを求めてから、システム規模の公平性の基準に従ってスケジューリングするユーザの組を選択することによって行うことができる。
・コード（例えば関連付けられたＤｏＦを実現する）をスケジュールされた各ユーザペアに割り当てる方法。
【００４９】
[0047]ユーザ端末における典型的な動作を図１にブロック図の形態で示す。図１を参照すると、一実施形態では、ユーザ端末ｋ（充分に大きな集合にある各ｋ）がダウンリンクのパイロットの測定結果を得、その評価を使用して自身のマルチパス強度プロファイルを推定（又は追跡）する。ユーザ端末はその推定値を使用して、支配項の場所と自身のＭＩＰの強度の部分集合を基地局に送り返す。一実施形態では、ユーザはその他の数量も推定する。一実施形態では、そのような数量には、多くの可能な多相分解（Ｌ値ごとに１つ）各々に関連付けられたパラメータのセットが含まれる。特に、一実施形態では、ユーザは、１〜Ｌ−１の範囲のＲのすべての値について、（Ｌ個の）多相成分のうち支配Ｒ中の電力の相対量を通知する。一実施形態では、それらの数量は、基地局にフィードバックされる（可能性としては、数量の推定及び場合によっては量子化の速度よりも低い速度で）。
【００５０】
[0048]図２は、基地局の動作の一実施形態のデータフロー図であり、複数台のユーザ端末からの（アップリンクのフィードバックからの）該当ＣＳＩの処理、各ユーザグループ（例えばペア）へのコード選択、及び単一ユーザ及び複数ユーザへの送信のためのユーザ端末及びユーザ端末グループ間のリソースの区分を示す。図２を参照すると、ユーザ端末の集合からのフィードバックに基づいて、基地局は、（行われる可能性のある）ＭＵ−ＭＩＭＯ送信のためにユーザのサブセットを選択する。一実施形態では、スケジューリングのために検討されるユーザの組ごとに、基地局はその組にマルチユーザＭＩＭＯ送信を選択する。一実施形態では、これは、ＤｏＦを最大化する多相分解の組｛Ｌｋ｝を選択する（例えば提案１のＤｏＦ式を使用する）か、又は他の関連する効率の基準（例えば重み付けしたユーザの合計伝送速度）を選択することによって達成される一実施形態では、基地局は、連携ＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行うユーザのグループを選択する（各組に選択されたＭＵ−ＭＩＭＯ方式を使用する）。一実施形態では、少なくとも２人のユーザからなる少なくとも１つのグループが、ＯＦＤＭプレーンのサブセットを通じて連携した送信を行うようスケジュールされる。一実施形態では、スケジュールされたグループに関連付けられるＬｋは互いに素である。一実施形態では、このユーザの組の選択は、システム規模の効率の尺度に基づく。そのような一実施形態では、システムによりもたらされる平均のＤｏＦが最大になるように、基地局が動作の配分（リソースの使用量の配分）を各ユーザの組に割振り、同時に各ユーザが公平なリソース使用を得られようにする。特に、一実施形態では、すべての可能な組の組み合わせを最初に検討し、すると各ユーザに動作の配分を割り当てることが作業となる。一実施形態では、そのような配分は、所与の利用量関数を最大にする値を選択することによって得られる。多くの効用関数の選択では、最適な動作の配分の求め方が当技術分野でよく知られている。そのような一実施形態では、効用関数は、すべての送信リソースにわたってシステムが提供する平均ＤｏＦに対応する。その場合、任意の凸オプティマイザ（convex  optimizer）で最適な動作の配分を求めることができる。実際には、当技術分野でよく知られる単純な準最適アルゴリズムを利用してもよい。基地局における動作の一実施形態は、図５のフローチャートでも論理的に説明する。この処理は、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用の機械で実行されるもの等）、又はそれらの組み合わせからなる処理ロジックによって行われる。
【００５１】
[0049]図５を参照すると、処理は、処理ロジックが各ユーザからＭＩＰ情報を収集することから開始する（処理ブロック５０１）。次に、ユーザグループごとに、処理ロジックは、任意のユーザグループに最も高いＤｏＦ  ＭＵ−ＭＩＭＯコードをもたらす｛Ｌｋ｝の集合を見つける（処理ブロック５０２）。処理ロジックはまた、シングル／マルチユーザＭＩＭＯ送信のためにＯＦＤＭリソースをユーザグループに割り当て（処理ブロック５０３）、コード選択パラメータをユーザ端末に同報通信する（処理ブロック５０４）。その後、処理ロジックは、選択されたコードに基づいてＭＵ−ＭＩＭＯ送信を行う（処理ブロック５０５）。
【００５２】
[0050]下記の項で説明するコード設計に従うと、一実施形態では、スケジュールされたユーザ端末のセットに対してＭＵ−ＭＩＭＯ送信を可能にするコードを指定する同報通信パラメータは、提案１の｛Ｌｋ｝集合及び｛Ｉｋ｝の集合、式（２）の｜ｏパラメータ、下記の項の設計で使用されるベクトルｐｏ、及びそれらのパラメータを曖昧性なく指定し、したがって送信に使用されるコードを一意に定義する他の代替の指定を含むことに留意されたい。
【００５３】
[0051]本明細書に記載されるＭＵ−ＭＩＭＯ方式の一実施形態では、システム内のＯＦＤＭトーンの数Ｆは、提案１で要求される形態に因数分解することができない。しかし、Ｆは充分に大きく、そのため、使用されるトーンの周波数が式（１）のトーンと「近く」なる（すなわち式（１）とほぼ同じ帯域幅だけ間隔を空ける）ように形式Ｈ（｜ｏ）の行列を形成するために、チャネルのセットを共にグループ化することができる。
【００５４】
[0052]最後に、当業者には、多くの単純な受信機を用いる実施形態が可能であることが明らかであろう。一実施形態では、各干渉シンボル（別のユーザを対象とするシンボル）に関連するアラインメントブロック２（分離された送信）のスロット（トーン）についての受信機の測定結果を使用して、そのシンボルが送信されるすべての他のスロット（トーン）で生じるそのシンボルからの干渉を強制的にゼロする。これは、ＭＵ−ＭＩＭＯ  ＢＩＡに関連するゼロ強制受信機と同様である（例えば、Chenwei  Wang,  et  al.,  “Aiming  Perfectly  in  the  Dark-Blind  Interference  Alignment  through  Staggered  Antenna  Switching,”  Feb.  2010を参照されたい）。そのシンボルの干渉アラインメントの次元数が１より高い場合（アラインメントブロック２のスロットが複数ある場合）は、ゼロ強制に加えて、アラインメントブロック２のスロットを線形に組み合わせて、そのシンボルが現れる他のトーンからの干渉を打ち消す。この線形の組み合わせは、一般には、干渉が生じたトーンと次のトーンとで異なるが、ＯＦＤＭインデックス及びコードに基づいて容易に求めることができる。
【００５５】
[0053]当業者には、本明細書に提示する実施形態の電力割振りの拡張を考慮する本発明の実施形態は、２０１１年９月１日出願の米国特許出願第１３／２２３，７６２号、名称「A  Method  to  Deploy  Efficient  Blind  Interference  Alignment  Using  a  Combination  of  Power  Allocation  and  Transmission  Architecture」にＢＩＡ方式の場合について提示されるものと同じく、容易に設計できることが明らかであろう。一実施形態では、他のユーザの１人又は複数の効率を（可能性としては小程度に）犠牲にして、１人又は複数のユーザの効率を向上させるために、ユーザ強度プロファイル多相分解に関する「支配」電力比の指標と順位の指標を、可能性としては他のパラメータ（例えばラージスケールＳＩＮＲ）と共に使用して、異なるユーザにまたがるＭＵ−ＭＩＭＯコード構造における電力の割振りを選択する。また、Chenwei  Wang,  et  al.,  “Interference  Alignment  through  Staggered  Antenna  Switching  for  MIMO  BC  with  no  CSIT,”  Proc.  Asilomar  Conf,  Nov.  2010に提示されるWang,  et  al,  “Aiming  Perfectly  in  the  Dark  -  Blind  Interference  Alignment  through  Staggered  Antenna  Switching,”  Feb.  2010の複数個のアクティブアンテナＢＩＡコードの拡張を利用することにより、複数個の受信アンテナを持つユーザのために、本明細書に提示されるＭＵ−ＭＩＭＯ方式の直接的で単純な拡張を開発することができる。当業者には、ＮＲ＞１個の受信アンテナとＮＴ＝ＮｆＮＲ個の送信アンテナ（Ｎｆ≧２）を持つユーザ端末を考慮する本発明の実施形態は、受信アンテナが単一である実施形態の単純なＭＩＭＯの拡張で容易に生成できることが明らかであろう。
【００５６】
ＯＦＤＭによるコード構造：リソースの割振り及びコード設計
[0054]提案１に示されるＤｏＦ（多重化の利得）を実現するＭＵ−ＭＩＭＯ送信を可能にするために使用できるコード設計の実施形態を説明する。具体的には、互いに素の｛Ｌｋ｝の集合及び提案１を満たす｛Ｒ［ｋ］ｊ｝の集合を仮定して、式（２）のトーンの（適切に選択された）部分集合に対して式（３）のＤｏＦを実現するコード設計の実施形態を説明する。
【００５７】
[0055]ＢＩＡコードの要素の一部と、Wang,  et  al.,  “Aiming  Perfectly  in  the  Dark  -  Blind  Interference  Alignment  through  Staggered  Antenna  Switching,”  Feb.  2010（以下「Ｗａｎｇ」と呼ぶ）で使用されるそれらの術語を説明する。ＷａｎｇのＡ（Ｋ，Ｍ）ＢＩＡコードは、（少なくとも）Ｍ個の送信アンテナを持つ送信機を介して、Ｍ個の切り替え可能なシングルアンテナモードを各々有するＫ個のユーザ端末に同時に対応するコードである。（Ｋ，Ｍ）ＢＩＡコードは、Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２スロットの長さであり、Ｔ１＝（Ｍ−１）Ｋ且つＴ２＝Ｋ（Ｍ−１）Ｋ−１である。このコードは、Ｋ個のユーザ端末各々にＪ個のＭ次元のベクトルシンボルを伝達し、Ｊ＝（Ｍ−１）Ｋ−１であり、可能な最大のＤｏＦ
【数９】
2015502709.tif 000011
をもたらす。
【００５８】
[0056]合計Ｔ個のスロットのうち合計Ｔ１個が「アラインメントブロック１」を構成する（ＡＢ−１）。ＡＢ−１の各スロットで、送信機は、１台のユーザ端末につき１つのシンボルの割合で、Ｋ個のＭ次元の情報シンボルの（可能性としては増減調整された）和を送信する。（合計Ｔのうち）残りのＴ２個のスロットは、アラインメントブロック２」（ＡＢ−２）に割り振られ（Ｗａｎｇ参照）、各Ｍ次元のユーザシンボルを送信するために独自に（一度）使用される。その結果、各ユーザシンボルは、正確にＭ−１個の「ＡＢ−１」スロットで（他のユーザのシンボルと共に）送信され、ＡＢ−２スロットで独自に一度送信される。ＡＢ−１スロットで送信されるユーザシンボルの組み合わせは、各ユーザ端末が自身のＭ個のアンテナモードの適切なアンテナ切り替えパターンを介して自身のＪ個のＭ次元のシンボルを復号できるように選択することができる。
【００５９】
[0057]任意のシンボルが送信されるＭ個のスロットの集合（そのうちＭ−１個がＡＢ−１であり、１つがＡＢ−２である）をそのシンボルのアラインメントブロックと呼ぶ（Ｗａｎｇ）。そのスロットからなるブロックで、対象の受信機は、自身のＭ個のアンテナを循環させ（それにより順位Ｍの行列を通じてシンボルを観察し）、すべての他の受信機はアンテナモードを固定させ、それにより、生じるシンボル干渉を１次元空間内で揃える。
【００６０】
[0058]次に、提案１に示されるＤｏＦを実現することが可能な（Ｗａｎｇの）（Ｋ，Ｍ）ＢＩＡコードの拡張について説明する。まず、一般的なＫ人のユーザの場合のコード設計に注目し、次いで２人のユーザの特殊な事例を考える。
【００６１】
[0059]一般的なコード構造は、式（２）の集合を構成するトーンの集合の代替表現として利便に定義することができる。まず、０≦ｍ≦ΠｊＬｊ−１の変数ｍ、並びに１対１の変換を介してｍに関連する他の変数について、（２）の集合Ｆ（｜ｏ）の中でトーンｆ＝｜ｏ＋ｍｊを特定することも可能であることに留意されたい。特に、
ｐｍ＝［ｐ１（ｍ）ｐ２（ｍ）  ．．．  ｐｋ（ｍ）］    （４）
と定義される関数ｐ（ｍ）を考えたい。ここでｐｋ（ｍ）＝ｒｅｍ（ｍ，Ｌｋ）であり、
【数１０】
2015502709.tif 000012
であり、
【数１１】
2015502709.tif 000013
はｘを超えない最も大きな整数を表す。Ｋ個の組ｐ（ｍ）からｋ番目の項目を取り除くことによって生じる（Ｋ−１）個の組ｐ［ｋ］（ｍ）、すなわち
ｐ［ｋ］（ｍ）＝［ｐ１（ｍ）  ．．．    ｐｋ−１（ｍ）  ｐｋ＋１（ｍ）．．．  ｐｋ（ｍ）］
も考える。
【００６２】
[0060]提案１の場合、
【数１２】
2015502709.tif 000014
は互いに素の数の集合であるが、コード構造は、関連するインデックスのＫ個の組ｐ（ｍ）を介して集合Ｆ（｜ｏ）中で各トーンを特定することによって特定することもできる。その理由は、この場合、式（４）の関数ｍ→ｐ（ｍ）は
【数１３】
2015502709.tif 000015
と
【数１４】
2015502709.tif 000016
の間の１対１の対応付けを定義し、Ｓ（Ｎ）を使用して集合｛０，１，２，．．．，Ｎ−１｝を表し、
【数１５】
2015502709.tif 000017
を使用して直積Ｓ（Ｎ１）×Ｓ（Ｎ２）×Ｌ×Ｓ（Ｎｋ）を表しているためである。
【００６３】
[0061]この代替のｐベクトルに基づく特徴化は非常に利便である。実際、ユーザ端末ｋについての任意のアラインメントブロック（Ｗａｎｇ）（すなわちＩＡを可能にするためにユーザ端末ｋのシンボルが配置されるトーンの集合）はＬｋ個のｐベクトルから構成され、それらはすべて同じｐ［ｋ］値を有する。特に、ユーザ端末ｋについてのすべての
【数１６】
2015502709.tif 000018
個のアラインメントブロックの集合は、
【数１７】
2015502709.tif 000019
で与えられ、ｐ［ｋ］＝［ｐ１  ．．．    ｐｋ−１  ｐｋ＋１  ．．．  ｐｋ］に関連付けられたアラインメントブロックは、
Ｆ［ｋ］（ｐ［ｋ］）＝｛［α１  α２  ．．．  αＫ］；  ｛αｊ＝ｐｊ，∀ｊ≠ｋ｝，αｋ∈Ｓ（Ｌｋ）｝
で与えられる。
【００６４】
[0062]表記の便宜上、アラインメントブロックＦ［ｋ］（ｐ［ｋ］）で定義されたユーザｋの（潜在的な）シンボルをｘ［ｋ］（ｐ［ｋ］）とする。
【００６５】
[0063]アラインメントブロック中のＬｋ個のトーンすべてがｘ［ｋ］（ｐ［ｋ］）を送信するために必要とされる訳ではない。さらに、提案１より、Ｆ［ｋ］（ｐ［ｋ］）、並びにＦ［ｋ］（ｐ［ｋ］）にあるＬｋ個の連続したトーンのうちＲ［ｋ］ｋの部分集合を介して形成される部分行列におけるユーザｋの行列チャネルの順位はＲ［ｋ］ｋであることを思い出されたい。その結果、ＤｏＦを最大にするために、ユーザ端末ｋを対象とする各シンボルはＲ［ｋ］ｋ次元でなければならず、アラインメントブロック中の（Ｌｋ個のスロットのうち）Ｒ［ｋ］ｋ個のスロットの部分集合で送信しなければならない。
【００６６】
[0064]また、ユーザ端末ｋを対象とし、そのようなＲ［ｋ］ｋ個のスロット（トーン）の集合で送信される各シンボルは、スロットのＩｋ＝ｍａｘｊ≠ｋＲ［ｊ］ｋがＡＢタイプの２つのスロットとなるコードで送信されることに留意されたい。これは、対象とならない各受信機、すなわちｊ≠ｋとなる受信機ｊが、そのシンボルを搬送する残りのスロットでそのシンボルから発生する干渉を打ち消すことができるようにするためである。ＤｏＦを最大にするには、コードは、ＡＢ−１の送信で残りのスロットを使用すべきことが明らかである。すると、この方式では式（３）のＤｏＦが得られることが容易に分かる。特に、ユーザ端末ｋのシンボルが送信されるＲ［ｋ］ｋ個のスロットのうちＩｋ個は（他の各ユーザでＩＡを可能にするために）単一シンボル（すなわちＡＢ−２）の送信でなければならないという制約に従うと、それに対応する合計ＤｏＦを最大にするＫ人のユーザの「ＢＩＡ」コードの長さはＴ＝Ｔ１＋Ｔ２となり、ＡＢ−１の長さは
【数１８】
2015502709.tif 000020
となり、ＡＢ−２の長さは
【数１９】
2015502709.tif 000021
となる。
【００６７】
[0065]このコードは、ユーザ端末ｋにＪ［ｋ］Ｒ［ｋ］ｋ次元のシンボルを送信し、
Ｊ［ｋ］＝Ｔ１［Ｒ［ｋ］ｋ−Ｉｋ］−１
であり、式（３）のＤｏＦが得られる。
【００６８】
[0066]式（３）のＤｏＦを実現する性質を有するコードは容易に定義することができる。まず、固定されているが任意のユーザｋについてｐ［ｋ］＝０に対応するアラインメントブロックを考える。そのブロックは、ｐ［ｋ］＝０となるｐ個の値を有するＬｋ個のトーンのチャネルで構成される。また、それらのトーンに関連するｐ個の値のｐｋ個の項目は同値でなく、集合｛０，１，．．．，Ｌｋ−１｝にわたる。ｐ［ｋ］＝０に対応するアラインメントブロック中の最初のＮ個のトーン（すなわち最も低いｍの値を有するＮ個のトーン）の（Ｌｋ個の）異なるｐｋ値のうちＮ個のｐｋ値をＤ［ｋ］（Ｎ）とする。また
Ｘ［ｋ］＝｛ｐ［ｋ］＝［ｐ１  ．．．  ｐｋ−１  ｐｋ＋１  ．．．  ｐｋ］；ｐｊ∈Ｄ［ｊ］（Ｒ［ｊ］ｊ−Ｉｊ）∀ｊ≠ｋ｝
且つ
Ｆｘ［ｋ］（ｐ［ｋ］）＝｛［α１    ．．．  αＫ］；｛αｊ＝ｐｊ，∀ｊ≠ｋ｝，αｋ∈Ｄ［ｋ］（Ｒ［ｋ］ｋ）｝
とする。
【００６９】
[0067]コードは以下のように定義される。
各ｋ∈｛１，２，Ｌ，Ｋ｝について
各ｐ［ｋ］∈Ｘ［ｋ］について
Ｆｘ［ｋ］（ｐ［ｋ］）で次元Ｒ［ｋ］ｋのベクトルｘ［ｋ］（ｐ［ｋ］）を送信する。
【００７０】
[0068]｜Ｘ［ｋ］｜がＪ［ｋ］に等しいことは容易に検証することができる。したがって、要求されるように、コードはＪ［ｋ］個のシンボルをユーザ端末ｋに送信し、各々は次元Ｒ［ｋ］ｋであり、合計でＴ＝Ｔ１＋Ｔ２のスロットを使用し、Ｔ１及びＴ２は上記のように定義される。ユーザ端末ｋが、任意のｊ≠ｋとなるユーザ端末ｊを対象とする任意のシンボルから生じるすべての干渉を打ち消すことができることは容易に検証することができる。実際、構造上、ユーザ端末ｊに対するそのようなシンボルを搬送するＩｊ≧Ｒ［ｋ］ｊ個のＡＢ−２スロットがあり、そのスロットで、そのシンボルが送信される残りのＲ［ｊ］ｊ−Ｉｊ個の（ＡＢ−１）スロットからのシンボルの寄与分をユーザ端末ｋが打ち消すのに十分である。すべての干渉が除去されると、ユーザ端末ｋは順位Ｒ［ｋ］ｋのチャネルを通じてそのような各シンボルを認識するため、自身の各シンボルを復号することができる（性質１を参照されたい）。
【００７１】
[0069]Ｋ＝２のユーザ端末を伴う特殊な事例では、Ｄ［ｋ］（Ｎ）＝｛ｒｅｍ（ｍＬ２−ｋ，Ｌｋ）；０≦ｍ≦Ｎ−１｝となる。コードは以下のシンボルからなる。
・各ｎ２∈Ｄ［２］（Ｒ［２］２−Ｒ［１］２）につき、トーンの集合｛ｐ＝［ｎ１  ｎ２］；ｎ１∈Ｄ［１］（Ｒ［１］１）｝を通じてＲ［１］１次元のベクトルシンボルｘ［１］（ｎ２）を送信する。
・各ｎ１∈Ｄ［１］（Ｒ［１］１−Ｒ［２］１）につき、トーン｛ｐ＝［ｎ ｎ２］；ｎ２∈Ｄ［２］（Ｒ［２］２）｝を通じてＲ［２］２次元のベクトルシンボルｘ［２］（ｎ１）を送信する。
【００７２】
[0070]提案１のＤｏＦを満たす多くの他のコードも構築し、使用することができる。例えば、任意のトーン／ベクトルｐ＝ｐｏ（全ゼロベクトルとは異なる）を含んでいるＫ個のアラインメントブロックから開始し、ｋごとに、関連するｐ［ｋ］（ｐ＝ｐｏを含んでいるｋ番目のユーザのアラインメントブロックに対応する）を使用する。そして、ｐ＝ｐｏに対応するトーンから開始して、Ｎ個の連続したトーンの集合に関連付けられたＮ個のｐｋ項目としてＤ［ｋ］（Ｎ）を定義することができる（ｍの値を増分し、最後まで達したら最初の値に戻る）。そのようなコードはいずれも提案１のＤｏＦを実現する。
【００７３】
実施例
[0071]図３は３人のユーザがいる例であり、以下を示している。ａ）各ユーザのＭＩＰの非ゼロのタップ遅延を、Ｌ個の値の集合に対応するＬ個の成分の多相分解の順位に対応づける（一番上の表）、ｂ）それに対応する、ユーザと多相成分とのペアリング（一番下の表の各項目から延びている矢印のセット）、ｃ）本明細書に記載されるＭＵ−ＭＩＭＯ  ＩＡコードを介して実現できるＤｏＦ。
【００７４】
[0072]図４は、ユーザペア（１，２）について図３のＤｏＦを実現するＭＵ−ＭＩＭＯの実装で使用されるリソースブロックのセットの一例である。６つの可能なコードは各々、コード設計の項で説明したコード設計アルゴリズムを適用することによって設計され、設計で異なるｐｏベクトルを使用することに対応する。
【００７５】
基地局及びユーザ端末の実施形態
[0073]図６は、基地局の設計のブロック図である。図６を参照すると、基地局は、Ｔ個（ここではＴはＮＴを表す）アンテナ６３４ａ〜６３４ｔを備える。送信プロセッサ６２０は、１つ又は複数のユーザ端末についてデータソース６１２からデータを受け取り、各ユーザ端末に１つ又は複数の変調及び符号化方式（ＭＣＳ）を選択し、ユーザ端末に選択された（１つ又は複数の）ＭＳＣに基づいて各ユーザ端末に対するデータを処理（例えば符号化及び変調）し、すべてのユーザ端末にデータシンボルを提供する。一実施形態では、送信プロセッサ６２０はシステム情報及び制御情報も処理し、オーバーヘッドシンボル及び制御シンボルを提供する。送信（ＴＸ）多入力多出力（ＭＩＭＯ）プロセッサ６３０は、データシンボル、制御シンボル、オーバーヘッドシンボル、及び／又は該当する場合は参照シンボルに空間的処理（例えばプレコーディング）を行い、Ｔ個の出力シンボルストリームをＴ個の変調器（ＭＯＤ）６３２ａ〜６３２ｔに提供する。各変調器６３２は、それぞれの出力シンボルストリームを（例えばＯＦＤＭ等のために）処理して、出力サンプルストリームを得る。一実施形態では、各変調器６３２はさらに、出力サンプルストリームを処理（例えばアナログ変換、増幅、フィルタリング、及びアップコンバート）して、ダウンリンクの信号を得る。変調器６３２ａ〜６３２ｔからのＴ個のダウンリンクの信号は、それぞれＴ個のアンテナ６３４ａ〜６３４ｔを介して送信される。
【００７６】
[0074]スケジューラ６４４は、ダウンリンク及び／又はアップリンクでデータを送信するためにユーザ端末をスケジュールすることができる。上記のように、スケジューラ６４４は、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信、ＯＦＤＭリソース、及びＭＵ−ＭＩＭＯの送信コードについてユーザ端末のグループ（例えばペア）をスケジュールする。スケジューラ６４４は、各自のマルチパス強度プロファイルに基づいてグループ化されたユーザ端末グループを送信のためにスケジュールし、ＭＩＭＯ送信のためのＯＦＤＭリソースをユーザ端末グループに割り当て、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信コードをユーザ端末グループに割り当てる。
【００７７】
[0075]一実施形態では、スケジューラは、マルチパス強度プロファイルの主要経路の遅延（及び可能性としては受信電力）に基づいて複数のユーザ端末及びユーザ端末のグループからマルチパス強度プロファイル情報を収集する。一実施形態では、スケジューラ６４４は、所与のユーザ端末の集合について最も高い自由度のＭＵ−ＭＩＭＯコードをもたらすＬ値の集合についての多相分解を特定することによってユーザ端末をグループ化する。一実施形態では、スケジューラ６４４は、各ユーザ端末グループに動作の配分を割り振る。
【００７８】
[0076]チャネルプロセッサ６８０は、ＵＬの送信に関連するチャネル処理動作を行う。ＤＬでは、チャネルプロセッサ６８０を使用して各種の動作を行うことができる。一実施形態では、チャネルプロセッサ６８０は、ユーザからフィードバックされたユーザＭＩＰの主要な遅延（及び可能性としては電力）を処理し、図２に示すように各ユーザのチャネルに関連する多相順位を生成する。一実施形態では、これらの３つの枠は上記のようにスケジューラ６４４で行われる。
【００７９】
[0077]基地局では、ユーザ端末からのアップリンクの信号はアンテナ６３４で受信され、復調器６３２で処理され、該当する場合はＭＩＭＯ検出器６３６で検出され、さらに受信プロセッサ６３８で処理されて、ユーザ端末から送信された復号後のデータ及び制御情報を得る。プロセッサ６３８は復号されたデータをデータシンク６３９に提供し、復号された制御情報をコントローラ／プロセッサ６４０に提供する。
【００８０】
[0078]コントローラ／プロセッサ６４０は基地局における動作を指示する。プロセッサ６４０並びに／又は基地局の他のプロセッサ及びモジュールは、本明細書に記載される技術についての動作及び／又は他の処理を行うか、又は指示する。メモリ６４２は、基地局のデータ及びプログラムコードを記憶する。
【００８１】
[0079]図７は、スケジューラの一実施形態のブロック図である。図７を参照すると、スケジューラは、ユーザ端末のＭＩＰの主要経路の遅延を含むＣＳＩ情報７５０を受信するユーザペアリング及びペアリング動作の配分モジュール７０１を含む。一実施形態では、これはアップリンクのフィードバックを介して受信される。モジュール７０１は、ユーザ端末に依存する他のパラメータ７１０（例えばＱＯＳ）、効用の基準７１１（例えば比例する公平性／最大の公平性に基づく）、及び／又はスケジューリングの制約を示す情報７１２（ユーザデータ配信の許容可能な遅延、ユーザデータバッファのサイズ等）も受信する。それらの入力に応答して、モジュール７０１は、上記の技術を使用して、スケジュールされたペア７２１の複数のセット及びスケジュールされたペア７２１ごとに１つの動作の配分７２２を生成する。リソース割当スケジューリングモジュール７０２は、スケジュールされたペア７２１及び動作の配分７２２並びにリソース及び制約を示す情報７１２を受け取る。それらの入力に応答して、モジュール７０２は、上記のようにして、リソースブロックの割振り７３１を有するスケジュールされたペア７３１と、スケジュールされたペア７３１ごとのコード割当７３２を生成する。
【００８２】
[0080]図８はユーザ端末の一実施形態のブロック図である。図８を参照すると、アンテナ８５２ａ〜８５２ｒは、基地局からダウンリンクの信号を受信し、受信した信号をそれぞれ復調器（ＤＥＭＯＤ）８５４ａ〜８５４ｒに提供することができる。一実施形態では、各復調器８５４は、受信した信号を条件付け（例えばフィルタリング、増幅、ダウンコンバート、及びデジタル化）して入力サンプルを得る。一実施形態では、各復調器８５４はさらに入力サンプルを（例えばＯＦＤＭ等のために）処理して受信シンボルを得る。ＭＩＭＯ検出器８５６は、Ｒ個の復調器８５４ａ〜８５４ｒすべてから受信シンボルを取得し、該当する場合は受信シンボルにＭＩＭＯ検出を行い、検出されたシンボルを提供する。受信プロセッサ８５８は、基地局からユーザ端末が属するユーザ端末グループに行われたコード割当に基づいて検出シンボルを処理（例えば復調及び復号）し（コード割当はマルチパス強度プロファイル（ユーザ端末のＭＩＰの主要経路の遅延）に基づいて行われる）、ユーザ端末に対応する復号データをデータシンク８６０に提供し、復号された制御情報及びシステム情報をコントローラ／プロセッサ８８０に提供する。
【００８３】
[0081]アップリンクでは、ユーザ端末で、送信プロセッサ８６４がデータソース８６２からデータを受け取って処理し、基地局のコントローラ／プロセッサ（例えば図６のコントローラ／プロセッサ６８０）から制御情報を受け取って処理する。一実施形態では、プロセッサ８６４は、１つ又は複数の参照信号について参照シンボルも生成する。送信プロセッサ８６４で生成されたシンボルはＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ８６６でプレコーディングされ、さらに変調器８５４ａ〜８５４ｒで処理され（例えばＳＣ−ＦＤＭ、ＯＦＤＭ等のために）、基地局に送信される。
【００８４】
[0082]ユーザ端末は、マルチパス強度プロファイルの主要経路の遅延を追跡するチャネルトラッカ／プロセッサ８９０も含む。一実施形態では、これは、まずＯＦＤＭシンボルの大きなブロック（例えば数百個）にわたってパイロット送信の観測結果を使用してタップ遅延とそれらの電力を推定することによって達成される。これは、従来のパラメトリックモデルや最近の圧縮感知方式を含むいくつかの方式を使用して行うことができる。これらはその後、新しいパイロット観測の結果が入手できるようになるのに従って時間とともに徐々に更新することができる。このタップ遅延電力の推定はその後送信プロセッサ８６４、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ８６６、変調器８５４ａ〜８５４ｒ、及びアンテナ８５２ａ〜８５２ｒを介して基地局にフィードバックされる。
【００８５】
[0083]一実施形態では、プロセッサ８７０は、基地局のフィードバックを要求する等、アップリンクのチャネルでフィードバックを実施することにより、ＭＩＰの変化を追跡し、ＭＩＰのフィードバックをスケジュールする。一実施形態では、プロセッサ８７０は、以下のような他の重要な機能を行う。
【００８６】
[0084]ＤＬ制御情報の解析に基づいて、コントローラ８８０はＭＵ−ＭＩＭＯコードを指定する部分を抽出し、それをプロセッサ８７０に提供し、プロセッサ８７０はその情報を使用してＯＦＤＭの観測結果をアラインメントブロックに対応付け、アラインメントブロックを処理して他のユーザストリームからの干渉を推定し、それにより得られた干渉が抑制された測定結果を再度組み合わせてグループ化し、各グループは、当該ユーザを対象とする送信データベクトルに対応する。そして、その「ＭＩＭＯ」測定結果のグループが復号のために受信プロセッサ８５８に渡される。この段階で、プロセッサ８５８は、有効チャネルにＳＵ−ＭＩＭＯのコヒーレント復号を行うことができる。コヒーレント復号を行うためには、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信時のＤＬパイロットに基づくＣＳＩＲ／チャネルの推定も必要であることに留意されたい。この機能は代わりにプロセッサ８７０が行ってもよい。
【００８７】
[0085]コントローラ／プロセッサ８８０は、ユーザ端末における動作を指示する。メモリ８４２は基地局のデータ及びプログラムコードを記憶する。
【００８８】
[0086]以上の説明を読むことにより当業者には本発明の多くの改変及び変更が明らかになると思われるが、例として図示し、説明した特定の実施形態はいずれも本発明を制限するものではないことを理解されたい。したがって、各種実施形態の詳細の参照は、元来本発明に必須と考えられる特徴のみを述べる特許請求の範囲を制限するものではない。
【図１】
2015502709.tif 000022
【図２】
2015502709.tif 000023
【図３】
2015502709.tif 000024
【図４】
2015502709.tif 000025
【図５】
2015502709.tif 000026
【図６】
2015502709.tif 000027
【図７】
2015502709.tif 000028
【図８】
2015502709.tif 000029
【国際調査報告】
2015502709.tif 000030
2015502709.tif 000031
2015502709.tif 000032