(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける複数の端末へのダウンリンクデータ送信をスケジュールする方法において、
複数の各端末は複数の受信アンテナを備えており、
可能なデータ送信のために、それぞれ１以上の端末の組合わせを含み、評価される仮説に対応している、１以上の端末のセットを形成し、仮説は、複数の端末を結合した仮定の組み合わせであり、
複数の送信アンテナを各セットの１以上の端末へ割当て、
仮説の各端末に対するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に部分的に基づいて各仮説のシステム性能を評価し、チャンネル状態情報(ＣＳＩ)は送信アンテナと端末との間のチャンネル特性を示しており、
システム性能に基づいて１以上の評価された仮説の１つを選択し、
選択された仮説における１以上の端末へのデータ送信をスケジュールするステップを含んでいる方法。
【請求項２】
さらに、各仮説に対して複数のサブ仮説を形成し、各サブ仮説は前記仮説の１以上の端末への送信アンテナの特定の割当てに対応しており、
各サブ仮説のシステム性能が評価され、評価されたサブ仮説の１つがそのシステム性能に基づいて選択されるステップをさらに含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記割当ては、
全ての割当てられていない送信アンテナ間の最良のシステム性能を有する送信アンテナと端末対を識別し、
その対の送信アンテナをその対の端末へ割当て、
割当てられた送信アンテナおよび端末を考察の範囲から除外するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項４】
各端末のチャンネル状態情報（ＣＳＩ）は送信アンテナから送信された信号に基づいて端末で得られた信号対雑音プラス干渉比の評価を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項５】
評価される１以上の端末の各セットはそのセット中の１以上の端末により達成される信号対雑音プラス干渉比のそれぞれのマトリックスに関連されている請求項４記載の方法。
【請求項６】
アンテナビームの１以上のセットは信号対雑音プラス干渉比の１以上のベクトルを提供するためにスケジュールするために考慮されるように各端末により評価され、１つのベクトルはアンテナビームの各セットに対応している請求項４記載の方法。
【請求項７】
送信アンテナに関連されたチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて各送信アンテナに対するコード化および変調方式を決定する請求項１記載の方法。
【請求項８】
各セットの１以上の端末は端末のプールの中から選択される請求項１記載の方法。
【請求項９】
端末のプールはそれぞれ単一のデータ流の受信を指定されている１以上のＳＩＭＯ端末を含んでいる請求項８記載の方法。
【請求項１０】
選択された仮説は複数のＳＩＭＯ端末を含んでいる請求項８記載の方法。
【請求項１１】
端末のプールはそれぞれ多数の送信アンテナから多数のデータ流を受信するように指定されている１以上のＭＩＭＯ端末を含んでいる請求項７記載の方法。
【請求項１２】
選択された仮説は単一のＭＩＭＯ端末を含んでいる請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
各スケジュールされたＭＩＭＯ端末はＭＩＭＯ端末に送信されるデータを回復するために連続的な消去受信機処理を行う請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
各セットは類似のリンクマージンを有する端末を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項１５】
評価は、各仮説に対するシステム性能計測値の計算を含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項１６】
システム性能計測値は仮説の各端末により達成可能なスループットの関数である請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
最良のシステム性能計測値を有する仮説がスケジューリングのために選択される請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
さらに、スケジューリングを考慮される端末に優先順位をつける請求項１記載の方法。
【請求項１９】
複数の送信アンテナは前記セットの端末の優先順位に基づいて各セットの１以上の端末に割当てられる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記セットの最高の優先順位の端末は最高のスループットに関連する送信アンテナを割当てられ、前記セットの最低の優先順位の端末は最低のスループットに関連する送信アンテナを割当てられる請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
１以上である数値Ｎの最高の優先順位の端末のグループにスケジュールすることを考慮されるべき端末を限定する請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
さらに、スケジュールを考慮されるべき各端末の１以上の計測値を維持し、
その端末に対して維持される１以上の計測値に部分的に基づいて各端末の優先順位が決定される請求項１８記載の方法。
【請求項２３】
各端末で維持される１つの計測値は端末により実現される平均スループットレートに関連している請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
各端末の優先順位はさらに端末に対して維持され、サービス品質に関連している１以上のファクタに基づいて決定される請求項１８記載の方法。
【請求項２５】
選択された仮説の１以上の端末は複数の空間的サブチャンネルを含んだチャンネルによるデータ送信をスケジュールされる請求項１記載の方法。
【請求項２６】
選択された仮説の１以上の端末は複数の周波数サブチャンネルを含んだチャンネルによるデータ送信をスケジュールされる請求項１記載の方法。
【請求項２７】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける複数の端末へのデータ送信をスケジュールする方法において、
複数の各端末は複数の受信アンテナを備えており
可能なデータ送信のために、それぞれ１以上の端末の組合わせを含み、考慮されるべき仮説に対応している、端末の１以上のセットを形成し、仮説は、複数の端末を結合した仮定の組み合わせであり、
各仮説に対して１以上のサブ仮説を形成し、各サブ仮説は前記仮説の１以上の端末への複数の送信アンテナの特定の割当てに対応しており、
各サブ仮説のシステム性能を評価し、
それらのシステム性能に基づいて複数の評価されたサブ仮説の１つを選択し、
選択されたサブ仮説の１以上の端末へのデータ送信をスケジュールし、
その端末に割当てられた１以上の送信アンテナから選択されたサブ仮説の各スケジュールされた端末へデータを送信するステップを含んでいる方法。
【請求項２８】
前記評価は、
前記特定のアンテナ割当てに基づいて前記サブ仮説の１以上の端末に対するスループットの決定を含んでおり、
最高のスループットを有する前記サブ仮説が選択される請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記端末のセットの形成において、端末の１つのセットが形成され、そのセット中の端末が所望するデータ送信の優先順位に基づいて選択される請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて、
基地局と、
１以上の端末とを具備し、
前記基地局は、
複数の送信アンテナと、
通信システムにおける複数の端末のチャンネル評価を示すチャンネル状態情報（ＣＳＩ）を受信し、受信されたチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に少なくとも部分的に基づいて、ダウンリンクでのデータ送信のための１以上の端末のセットを選択し、複数の送信アンテナを１以上の選択された端末へ割当てるように構成されているスケジューラと、
複数のデータ流を与えるためにチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて、１以上の選択された端末に対してデータを受信し、処理するように構成されている送信データプロセッサと、
複数の送信アンテナから送信するのに適している複数の変調された信号を与えるために複数のデータ流を処理するように構成されている複数の変調器とを具備し、
前記１以上の端末はそれぞれ、
基地局から送信される複数の変調された信号を受信するようにそれぞれ構成されている複数の受信アンテナと、
それぞれの受信された信号を与えるために関連され受信されたアンテナからの信号を処理するようにそれぞれ構成されている複数のフロントエンド装置と、
１以上の復号されたデータ流を与えるために複数のフロントエンド装置からの複数の受信された信号を処理し、さらに複数の変調された信号に対するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）を得るように構成されている受信プロセッサと、
基地局へ返送するためにチャンネル状態情報（ＣＳＩ）を処理するように構成された送信データプロセッサとを具備し、
前記基地局は、
可能なデータ送信のために、それぞれ１以上の端末の組合わせを含み、評価される仮説に対応している、１以上の端末のセットを形成し、
複数の送信アンテナを各セットの１以上の端末へ割当て、
仮説の各端末に対するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に部分的に基づいて各仮説のシステム性能を評価し、
システム性能に基づいて１以上の評価された仮説の１つを選択し、
選択された仮説における１以上の端末へのデータ送信をスケジュールするように構成されており、
仮説は、複数の端末を結合した仮定の組み合わせである、多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システム。
【請求項３１】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムの基地局において、
データ送信に対してスケジュールされた１以上の端末へ送信するために複数のデータ流を提供するようにデータを受信して処理するように構成され、データは１以上のスケジュールされた端末に対するチャンネル評価を示すチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて処理される送信データプロセッサと、
複数の変調された信号を与えるために複数のデータ流を処理するように構成されている複数の変調器と、
複数の変調された信号を受取り、それを１以上のスケジュールされた端末へ送信するように構成されている複数の送信アンテナと、
通信システムの複数の端末に対するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）を受信し、受信されたチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に少なくとも部分的に基づいて、データ送信のための１以上の端末のセットを選択し、複数の送信アンテナを１以上の選択された端末へ割当てるように構成されているスケジューラとを具備し、
前記基地局は、
可能なデータ送信のために、それぞれ１以上の端末の組合わせを含み、評価される仮説に対応している、１以上の端末のセットを形成し、
複数の送信アンテナを各セットの１以上の端末へ割当て、
仮説の各端末に対するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に部分的に基づいて各仮説のシステム性能を評価し、
システム性能に基づいて１以上の評価された仮説の１つを選択し、
選択された仮説における１以上の端末へのデータ送信をスケジュールするように構成されており、
仮説は、複数の端末を結合した仮定の組み合わせである、基地局。
【請求項３２】
各送信アンテナに対するデータ流は送信アンテナに関連するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて送信アンテナに対して選択されたコード化および変調方式に基づいて処理される請求項３１記載の基地局。
【請求項３３】
複数の受信された信号を与えるために複数の送信アンテナにより受信される複数の信号を処理するように構成された複数の復調器と、
通信システムにおける複数の端末に対するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）を得るために複数の受信された信号をさらに処理するように構成された受信データプロセッサとをさらに含んでいる請求項３１記載の基地局。
【請求項３４】
請求項３０に記載の多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける端末において、
基地局から送信された複数の変調された信号を受信するようにそれぞれ構成されている複数の受信アンテナと、
それぞれの受信された信号を与えるために関連され受信されたアンテナからの信号を処理するようにそれぞれ構成されている複数のフロントエンド装置と、
１以上の復号されたデータ流を与えるため複数のフロントエンド装置からの複数の受信された信号を処理し、さらに各復号されたデータ流のチャンネル状態情報（ＣＳＩ）を得るように構成されている受信プロセッサと、
基地局へ返送するためにチャンネル状態情報（ＣＳＩ）を処理するように構成された送信データプロセッサとを具備しており、
端末は特定の時間インターバルで基地局からのデータ送信を受信するようにスケジュールされているセットに含まれている１以上の端末の１つであり、データ送信を受信するようにスケジュールされた１以上の端末のセットは各セットの１以上の端末から受信されたチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に少なくとも部分的に基づいて、１以上の端末のセットの中から選択される多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムの端末。
【請求項３５】
端末はその端末に割当てられている基地局の１以上の送信アンテナからのデータ送信を受信するようにスケジュールされている請求項３４記載の端末。
【請求項３６】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける複数の端末へのデータ送信をスケジュールする装置において、複数の各端末は複数の受信アンテナを備えており、前記装置は、
可能なデータ送信のために、それぞれ１以上の端末の組合わせを含み、評価される仮説に対応している、１以上の端末のセットを形成する手段を具備し、仮説は、複数の端末を結合した仮定の組み合わせであり、さらに、
複数の送信アンテナを各セットの１以上の端末へ割当てる手段と、
仮説の各端末に対するチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に部分的に基づいて各仮説のシステム性能を評価する手段とを具備し、チャンネル状態情報（ＣＳＩ）は送信アンテナと端末との間のチャンネル特性を示しており、さらに、
システム性能に基づいて１以上の評価された仮説の１つを選択する手段と、
選択された仮説の１以上の端末へのデータ送信をスケジュールする手段とを具備している装置。
【請求項３７】
さらに、各仮説に対して複数のサブ仮説を形成する手段を具備し、各サブ仮説は仮説の１以上の端末への送信アンテナの特定の割当てに対応しており、
各サブ仮説のシステム性能が評価され、評価されたサブ仮説の１つがそのシステム性能に基づいて選択される請求項３６記載の装置。
【請求項３８】
割当て手段は、
全ての割当てられていない送信アンテナ間の最良のシステム性能を有する送信アンテナと端末の対を識別する手段と、
その対の送信アンテナをその対の端末へ割当てる手段と、
割当てられた送信アンテナおよび端末を考慮する範囲から除外する手段とを含んでいる請求項３６記載の装置。
【請求項３９】
各端末のチャンネル状態情報（ＣＳＩ）は送信アンテナから送信された信号に基づいて端末で得られた信号対雑音プラス干渉比評価を含んでいる請求項３６記載の装置。
【請求項４０】
送信アンテナに関連されたチャンネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいて各送信アンテナに対するコード化および変調方式を決定する手段を具備している請求項３６記載の装置。
【請求項４１】
評価手段は、各仮説に対するシステム性能計測値の計算手段を含んでいる請求項４０記載の装置。
【請求項４２】
システム性能計測値は仮説の各端末により達成可能なスループットの関数である請求項４１記載の装置。
【請求項４３】
スケジューリングに対して考慮される端末に優先順位を与える手段を含んでいる請求項３６記載の装置。
【請求項４４】
複数の送信アンテナは前記セットの端末の優先順位に基づいて各セットの１以上の端末に割当てられる請求項４３記載の装置。
【請求項４５】
さらに、スケジュールに対して考慮されるように各端末の１以上の計測値を維持する手段を具備し、
その端末に対して維持される１以上の計測値に部分的に基づいて各端末の優先順位が決定される請求項４３記載の装置。
【請求項４６】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける複数の端末へのデータ送信をスケジュールする装置において、複数の各端末は複数の受信アンテナを備えており、前記装置は、
可能なデータ送信のために１以上の端末のセットを形成する手段と、
各仮説に対して１以上のサブ仮説を形成する手段と、
各サブ仮説のシステム性能を評価する手段と、
システム性能に基づいて複数の評価されたサブ仮説の１つを選択する手段と、
選択されたサブ仮説の１以上の端末へのデータ送信をスケジュールする手段と、
その端末に割当てられた１以上の送信アンテナから選択されたサブ仮説の各スケジュールされた端末へデータを送信する手段とを具備し、
前記１以上の端末の各セットは１以上の端末の特有の組合わせを含み、考慮されるべき仮説に対応しており、仮説は、複数の端末を結合した仮定の組み合わせであり、
各サブ仮説は仮説の１以上の端末への送信アンテナの特定の割当てに対応している装置。
【請求項４７】
評価手段は、
特定のアンテナ割当てに基づいてサブ仮説の１以上の端末に対するスループットを決定する手段を含んでおり、最高のスループットを有するサブ仮説が選択される請求項４６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ通信、特に多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムでダウンリンクリソースを割当てる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは複数のユーザのための音声、データ等の種々のタイプの通信を行うために広く配備されている。これらのシステムは符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ）または幾つかの他の多元アクセス技術に基づいている。
【０００３】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムは多数の独立したデータ流の送信のために多数（ＮT ）の送信アンテナと多数（ＮR ）の受信アンテナを使用する。１つの共通のＭＩＭＯシステム構造では、データ流は任意の所定の時間に単一の端末に送信される。しかしながら、多数のアンテナを有する基地局を具備した多元アクセス通信システムはまた複数の端末と同時に通信する。この場合、基地局は複数のアンテナを使用し、各端末は多数のデータ流の１以上を受信するためＮR のアンテナを使用する。
【０００４】
多数のアンテナの基地局と単一のアンテナの端末との間の接続はＭＩＭＯチャンネルと呼ばれている。これらのＮT 送信およびＮR 受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャンネルはＮC の独立したチャンネルに分解され、ＮC ≦ｍｉｎ｛ＮT ，ＮR ｝である。各ＮC の独立したチャンネルはＭＩＭＯチャンネルの空間サブチャンネルとも呼ばれ、次元に対応している。ＭＩＭＯシステムは多数の送信および受信アンテナにより生成されるこれらのサブチャンネルの付加的な次元が利用されるならば、改良された性能を与える（例えば増加された送信容量）。
【０００５】
基地局と端末間の各ＭＩＭＯチャンネルは典型的に異なるリンク特性を経験し、異なる送信容量に関連され、各端末に対して利用可能な空間的なサブチャンネルは異なる効率的容量を有する。利用可能なダウンリンクリソース（および高いスループット）の実効使用は、データがこれらのサブチャンネルでＭＩＭＯシステムの端末の“適切な”セットに送信されるようにＮC の利用可能な空間サブチャンネルが効率的に割当てられるならば実現される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それ故、改良されたシステム性能を与えるためにＭＩＭＯシステムでダウンロードリンクリソースを割当てるための技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は無線通信システムのダウンリンクの性能を増加する技術を提供する。１特徴では、データは複数の異なる動作モードの１つを使用して基地局から１以上の端末へ送信される。ＭＩＭＯモードでは、全ての利用可能なダウンリンクデータ流は多数のアンテナ（即ちＭＩＭＯ端末）を使用する単一の端末に割当てられる。Ｎ−ＳＩＭＯモードでは、単一のデータ流は数の異なる各端末に割当てられ、各端末は多数のアンテナ（即ちＳＩＭＯ端末）を使用している。混合モードでは、ダウンリンクリソースはＳＩＭＯ端末とＭＩＭＯ端末の組合わせに対して割当てられ、両タイプの端末は同時にサポートされる。データを多数のＳＩＭＯ端末、１以上のＭＩＭＯ端末またはその組合わせに同時に送信することによって、システムの送信容量は増加される。
【０００８】
別の特徴では、スケジュール方式はアクチブ端末へのデータ送信をスケジュールするために提供される。スケジューラは例えば端末によりリクエストされるサービス等の種々のファクタに基づいて使用する最良の動作モードを選択する。さらに、スケジューラは高いシステム性能および他の要件が実現されるように、同時的なデータ送信のための端末の特定のセットを選択し、利用可能な送信アンテナを選択された端末へ割当てることにより最適化の付加的なレベルを実行できる。幾つかのスケジュール方式およびアンテナ割当て方式が与えられ、以下説明する。
【０００９】
本発明の特別な実施形態は無線通信システムで多数の端末へダウンリンクデータ送信をスケジュールする方法を提供する。その方法によれば、端末の１以上のセットが可能なデータ送信のために形成され、各セットは１以上の端末の特有の組合わせを含んでおり、それぞれ評価される仮説に対応している。１以上のサブ仮説はさらに各仮説に対して形成され、各サブ仮説は仮説の１以上の端末への複数の送信アンテナの特別な割当てに対応している。各サブ仮説の性能はその後、評価され、評価されたサブ仮説の１つがそれらの性能に基づいて選択される。選択されたサブ仮説の端末はその後データ送信のためにスケジュールされ、データは端末に割当てられる１以上の送信端末から各スケジュールされた端末へ送信される。
【００１０】
各送信アンテナは独立したデータ流を送信するために使用されてもよい。高性能を実現するため、各データ流は選択された方式に基づいて、例えばデータ流の送信に使用されるアンテナの信号対雑音および干渉（ＳＮＲ）評価に基づいてコード化され変調される。
【００１１】
端末の所望するデータ送信（即ち“アクチブ”端末）は種々の計測値およびファクタに基づいて優先順位を付けられる。アクチブ端末の優先順位はその後、スケジュールを考慮するため、および／または選択された端末への利用可能な送信アンテナの割当てのために端末を選択するのに使用される。
【００１２】
本発明はさらに、以下さらに詳細に説明するように、本発明の種々の特徴、実施形態、特徴を実行する方法、システム、装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の特徴、特性、利点は添付図面を伴った以下の詳細な説明から明白になるであろう。図面では同一の参照符号は全体を通して対応している。  
図１は本発明の種々の特徴および実施形態を実行するために設計され動作される多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システム100 の図である。ＭＩＭＯシステム100 はデータ送信のための多数の（ＮT ）送信アンテナと多数の（ＮR ）受信アンテナを使用する。ＭＩＭＯシステム100 は複数の端末（Ｔ）106 と同時に通信できる基地局（ＢＳ）104 を有する多数のアクセス通信システムのために効率的に形成されている。この場合、基地局104 は多数のアンテナを使用し、基地局から端末までのダウンリンク送信用の多入力（ＭＩ）を表している。
【００１４】
１以上の“通信”端末106 のセットは集合的にダウンリンク送信用の多出力（ＭＯ）を表している。ここで使用されるように、通信端末は基地局からユーザ特有データを受信するものであり、“アクチブ”端末は入来するまたは将来の送信インターバルでデータ送信を所望する端末である。アクチブ端末は現在通信している端末を含んでいる。
【００１５】
ＭＩＭＯシステム100 はＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡおよびその他の多元アクセス技術のための任意の多数の標準および設計を実行するように設計されている。ＣＤＭＡ標準はＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、Ｗ−ＣＤＭＡ標準方式を含んでおり、ＴＤＭＡ標準方式は汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）を含んでいる。これらの標準方式は技術で知られており、ここでは参照文献とされている。
【００１６】
ＭＩＭＯシステム100 は複数の送信チャンネルによりデータを送信するために動作される。各端末106 はＭＩＭＯチャンネルにより基地局104 と通信する。ＭＩＭＯチャンネルはＮC の独立したチャンネルに分解され、ＮC ≦ｍｉｎ｛ＮT ，ＮR ｝である。各ＮC の独立したチャンネルはＭＩＭＯチャンネルの空間サブチャンネルとも呼ばれる。直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を使用しないＭＩＭＯシステムでは、ただ１つの周波数サブチャンネルだけが典型的に存在し、各空間サブチャンネルは“送信チャンネル”と呼ばれる。ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯシステムでは、各周波数サブチャンネルの各空間サブチャンネルは送信チャンネルと呼ばれる。
【００１７】
図１で示されている例では、基地局104 は基地局で利用可能な多数のアンテナと各端末で利用可能な多数のアンテナにより（実線により示されているように）端末106A乃至106Dと同時に通信する。端末106E乃至106Hは（破線により示されているように）パイロット基準および他のシグナリング情報を基地局104 から受信するが、基地局からユーザ特有データを受信していない。
【００１８】
ＭＩＭＯシステム100 の各端末106 は１以上のデータ流の受信のためにＮR アンテナを使用する。通常、各端末のアンテナ数は基地局により送信されるデータ流の数に等しいかそれより多い。しかしながら、システムの端末には同数の受信アンテナが全て取り付けられているわけではない。
【００１９】
ＭＩＭＯシステム100 では、各端末のアンテナ数（ＮR ）は典型的に基地局のアンテナ数（ＮT ）より多数かその数に等しい。この場合、ダウンリンクでは空間サブチャンネル数は基地局の送信アンテナの数により限定される。各送信アンテナは基地局と選択された端末との間のＭＩＭＯチャンネルに関連される空間サブチャンネルによりサポートされた方式に基づいてコード化され変調される独立したデータ流を送信するために使用されることができる。
【００２０】
本発明の特徴は無線通信システムの性能を増加するための技術を与えることである。これらの技術は多元アクセスセルラシステムのダウンリンク容量を増加するために有効に使用される。これらの技術はまた他の多元アクセス技術と組み合わせて使用されてもよい。
【００２１】
１特徴では、データは多数の異なる動作モードの１つを使用して基地局から１以上の端末へ送信される。ＭＩＭＯモードでは、利用可能なダウンリンクリソースは単一の端末（即ちＭＩＭＯ端末）に割当てられる。Ｎ−ＳＩＭＯモードでは、ダウンリンクリソースはそれぞれ単一のデータ流（即ちＳＩＭＯ端末）を復調する複数の異なる端末に割当てられる。混合モードでは、ダウンリンクリソースはＳＩＭＯおよびＭＩＭＯ端末の組合わせに割当てられ、両タイプの端末は同一のチャンネルで同時にサポートされ、これはタイムスロット、コードチャンネル、周波数サブチャンネル等である。多数のＳＩＭＯ端末、１以上のＭＩＭＯ端末、またはその組合わせに同時にデータを送信することによって、システムの送信容量は増加される。
【００２２】
別の特徴では、スケジュール方式がデータ送信をアクチブ端末へスケジュールするために行われる。スケジューラは例えば端末によりリクエストされるサービスのような種々のファクタに基づいて使用するための最良の動作モードを選択する。さらに、スケジューラは同時的なデータ送信のために端末の特定のセットを選択し、利用可能な送信アンテナを選択された端末へ割当てることにより最適化の付加的なレベルを実行でき、したがって高いシステム性能およびその他の要求が実現される。幾つかのスケジュール方式およびアンテナ割当て方式を以下さらに詳細に説明する。
【００２３】
ＭＩＭＯにより、多数の独立したデータ流は多数の送信アンテナにより基地局から１以上のスケジュールされた端末へ送信される。伝播環境が十分に分散されているならば、ＭＩＭＯ受信機の処理技術は送信容量を増加するためにＭＩＭＯチャンネルの空間的な次元を実効的に使用するため端末で使用される。ＭＩＭＯ受信機の処理技術は基地局が同時に多数の端末と通信しているとき使用される。端末の透視から、同じ受信機の処理技術はその端末（例えば単一のＭＩＭＯ端末）を目的とするＮT の異なる信号または丁度１つのＮT 信号（即ちＳＩＭＯ端末）を処理するために使用される。
【００２４】
図１に示されているように、端末は基地局のカバー区域（または“セル”）でランダムに分配され、または同一場所に位置されている。無線通信システムでは、リンク特性は典型的にフェーディングとマルチパスのような多くのファクタにより時間で変化する。時間の特定の瞬間では、単一の端末におけるＮT の送信アンテナとＮR の受信アンテナの基地局のアレイ間のチャンネル応答がマトリックスＨにより特徴付けされ、そのエレメントは以下のように独立したガウスランダム変数で構成されている。  
【数１】
0004537004.tif 000002
【００２５】
ここでＨは端末のチャンネル応答マトリックスであり、ｈi,j は基地局のｉ番目の送信アンテナと端末のｊ番目の受信アンテナ間の結合である。
【００２６】
式（１）で示されているように、各端末のチャンネル評価は基地局の送信アンテナ数と端末の受信アンテナ数とに対応するＮT ×ＮR エレメントを有するマトリックスで表される。マトリックスＨの各エレメントは基地局と１つの端末間のそれぞれの送信−受信アンテナ対の応答を示している。簡明にするために、式（１）は平坦フェーディングチャンネルモデル（即ちシステム全体の帯域幅に対する１つの複素数値）に基づいたチャンネル特性を示している。実際の動作環境では、チャンネルは周波数選択であり（即ちチャンネル応答はシステム帯域幅を横切って変化し）、より詳細なチャンネル特性が使用される（例えばマトリックスＨの各エレメントは異なる周波数サブチャンネルまたは時間遅延における値のセットを含んでいる）。
【００２７】
ＭＩＭＯシステムのアクチブ端末は周期的に各送信−受信アンテナ対のチャンネル応答を評価する。チャンネル評価は複数の方法、例えば技術で知られているパイロットおよび／またはデータ決定を指図された技術の使用により容易にされる。チャンネル評価は式（１）で前述した各送信−受信アンテナ対に対する複素数値のチャンネル応答評価を有している。チャンネル評価は各空間サブチャンネルの送信特性についての情報、即ち送信パラメータの所定のセットにより各サブチャンネルでサポートが可能なデータレートを与える。チャンネル評価により与えられる情報は各空間サブチャンネル（以下説明する）の後処理された信号対雑音および干渉比（ＳＮＲ）評価、または送信機がその空間サブチャンネルの適切な送信パラメータを選択することを可能にする幾つかの他の統計に純化される。典型的に、この基本的な統計の偏差のプロセスはチャンネルの特徴付けに必要とされるデータ量を減少する。いずれかの場合、この情報は基地局に報告されるチャンネル状態情報（ＣＳＩ）の１形態を表している。ＣＳＩの他の形態もまた報告され、以下説明する。
【００２８】
端末の集合から受信された集合ＣＳＩは（１）データ送信のため１以上の端末の“最良の”セットを選択し、（２）利用可能な送信アンテナをそのセットの選択された端末へ割当て、（３）各送信アンテナの適切なコード化および変調方式を選択するために使用される。利用可能なＣＳＩにより、種々のスケジュール方式は任意のシステム制約と要求を受ける最良のシステム性能（例えば最高のスループット）を与える端末とアンテナの特有の組合わせを評価することによって、ダウンリンク性能を最大にするように設計される。個々のアクチブ端末（即ちそれらのチャンネル評価）の空間（および恐らく周波数）“シグナチャ”を利用することによって、平均的なダウンリンクのスループットが増加されることができる。
【００２９】
端末は種々のファクタに基づいてデータ送信のためにスケジュールされる。ファクタのセットは所望のサービス品質（ＱｏＳ）、最大の待ち時間、平均データレート等のようなシステム制約および要求に関するものである。これらのファクタの幾つかまたは全ては多元アクセス通信システムの端末毎のベースで（即ち各端末で）満足される必要がある。ファクタの別のセットはシステム性能に関し、これは平均的なシステムのスループットレートまたは幾つかの他の性能の指示により量を定められる。これらの種々のファクタを以下さらに詳細に説明する。
【００３０】
スケジュール方式は利用可能な送信チャンネルにおける同時的なデータ送信のため端末の最良のセットを選択するように設計されることができ、それによってシステム制約と要求に適合しながら、システム性能は最大にされる。簡明にするために、本発明の種々の特性を１つの独立したデータ流が各送信アンテナから基地局により送信されるＯＦＤＭのないＭＩＭＯシステムについて以下説明する。この場合ＮT （までの）独立したデータ流は基地局によってＮT 送信アンテナから１以上の端末をターゲットとして送信され、各端末にはＮR の受信アンテナ（即ちＮT ×ＮR   ＭＩＭＯ）が取付けられ、ここではＮR ≧ＮT である。
【００３１】
簡明にするために、受信アンテナ数は以下の説明ではほとんど送信アンテナ数に等しいと仮定されている（即ちＮR ＝ＮT ）。これは全ての解析がＮR ≧ＮT の場合に適用されるので必要な条件ではない。
【００３２】
ダウンリンクにおけるデータ送信のスケジュールは２つの部分、即ち（１）評価のための端末の１以上のセットの選択と、（２）各セットの端末への利用可能な送信アンテナの割当てを有している。全てのまたはアクチブ端末のサブセットだけがスケジュールを考慮され、これらの端末は評価されるように１以上のセット（即ち仮説）を形成するように結合される。各仮説では、利用可能な送信アンテナは複数のアンテナ割当て方式の任意の１つに基づいて仮説の端末に割当てられることができる。最良の仮説の端末はその後、入来するインターバルでのデータ送信をスケジュールされる。データ送信の端末の最良のセットを選択し、選択された端末への送信されたアンテナの割当ての両者におけるフレキシビリティは多ユーザのダイバーシティ環境の使用によってスケジューラが性能を最適にすることを可能にする。
【００３３】
端末のセットへの“最適な”送信を決定するため、ＳＮＲまたは幾つかの他の十分な統計は各端末および各空間サブチャンネルに対して与えられる。統計がＳＮＲであるならば。入来する送信インターバルのデータ送信のために評価される端末の各セットでは、この端末セットの“後処理された”ＳＮＲ（以下説明する）の仮説マトリックスΓは以下のように表される。  
【数２】
0004537004.tif 000003
【００３４】
ここでγi,j はｉ番目の送信アンテナからｊ番目の端末まで（仮説的に）送信されるデータ流の後処理されたＳＮＲである。
【００３５】
Ｎ−ＳＩＭＯモードでは、仮説マトリックスΓのＮT 行はＮT の異なる端末からのＳＮＲのＮT ベクトルに対応する。このモードでは、仮説マトリックスΓの各行は１つの端末の各送信データ流のＳＮＲを与える。混合モードでは、２以上のデータ流を受信するように指図された特定のＭＩＭＯ端末では、ＳＮＲのその端末のベクトルはベクトルが端末に対して送信されるデータ流の数と同数の行（即ちデータ流当たり１行）で現れるように複製される。代わりに、仮説マトリックスΓの１行は各ＳＩＭＯまたはＭＩＭＯ端末で使用され、スケジューラはしたがってこれらの異なるタイプの端末をマークし評価するように設計されている。
【００３６】
評価されるセットの各端末では、ＮT （仮説的に）の送信されたデータ流は端末のＮR 受信アンテナにより受信され、ＮR の受信された信号は以下説明するようにＮT の送信されたデータ流を分離するため、空間または空間−時間等化を使用して処理されることができる。後処理されたデータ流のＳＮＲ（即ち等化後）は評価され、そのデータ流に対する後処理されたＳＮＲを有する。各端末では、ＮT の後処理されたＳＮＲのセットはその端末により受信されるＮT データ流で与えられる。
【００３７】
連続的な等化と干渉消去（または“連続的消去”）受信機の処理技術が受信された信号を処理するために端末で使用されるならば、各送信されたデータ流の端末で実現される後処理されたＳＮＲは、送信されたデータ流が以下説明するように送信されたデータを回復するために検出される（即ち復調され復号される）順序に基づいている。この場合、ＳＮＲのセット数は可能な検出順序数で各端末で与えられる。多数の仮説マトリックスがその後、最良のシステム性能を与える端末の特別な組合わせと検出順序を決定するために形成され評価される。
【００３８】
任意の場合において、仮説マトリックスΓは評価される端末の特有のセット（すなわち、仮説）の後処理されたＳＮＲを含んでいる。後処理されたＳＮＲは端末により実現可能なＳＮＲを表し、仮説を評価するために使用される。
【００３９】
図２は本発明の１実施形態にしたがってデータ送信のために端末をスケジュールするプロセス200 のフロー図である。明白にするために、プロセス全体を最初に説明し、プロセスの幾つかのステップの詳細をその後に説明する。
【００４０】
最初に、データ送信のための端末の最良のセットの選択に使用される計測がステップ212 で開始される。種々の性能計測値は端末セットを評価するために使用され、これらの幾つかを以下さらに詳細に説明する。例えばシステムのスループットを最大にする性能計測値が使用される。
【００４１】
１以上のアクチブ端末の（新しい）セットはその後、ステップ214 でスケジュールを考慮される全てのアクチブ端末間から選択される。端末のこのセットは評価される仮説を形成する。種々の技術はスケジュールを考慮されるアクチブ端末数を限定するために使用され、これはその後以下説明するように評価される仮説数を減少する。仮説の各端末では、ＳＮＲベクトル（例えばγj ＝［γ1,j ，γ2,j ，…，γNT,j）はステップ216 で検索される。仮説の全ての端末のＳＮＲベクトルは式（２）で示されている仮説マトリックスΓを形成する。
【００４２】
ＮT の送信アンテナとＮT の端末の各仮説マトリックスΓでは、送信アンテナの端末への割当てのＮT の要因的な可能な組合わせ（即ちＮT ！のサブ仮説）が存在する。したがってアンテナ／端末割当ての特定（新しい）組合わせはステップ218 で評価のために選択される。アンテナ／端末割当てのこの特定の組合わせは評価されるサブ仮説を形成する。
【００４３】
サブ仮説はその後評価され、このサブ仮説に対応する性能計測値（例えばシステムスループット）はステップ220 で（例えばサブ仮説のＳＮＲに基づいて）決定される。この性能計測値はその後、ステップ222 で現在の最良のサブ仮説に対応する性能計測値を更新するために使用される。特に、このサブ仮説の性能計測値が現在の最良のサブ仮説の性能計測値よりも良好であるならば、このサブ仮説は新しい最良のサブ仮説になり、このサブ仮説に対応する性能計測値および他の端末計測値は保存される。性能および端末計測値について以下説明する。
【００４４】
ステップ224 で現在の仮説の全てのサブ仮説が評価されているか否かの決定が行われる。全てのサブ仮説が評価されないならば、プロセスはステップ218 へ戻り、異った、まだ評価されていないアンテナ／端末割当ての組合わせが評価するように選択される。ステップ218 乃至224 は評価される各サブ仮説に対して反復される。
【００４５】
ステップ224 で特定の仮説の全てのサブ仮説が評価されているならば、全ての仮説が考慮されるか否かの決定がステップ226 で行われる。全ての仮説が考慮されていないならば、プロセスはステップ214 へ戻り、異なる、まだ考慮されていない端末のセットが評価するように選択される。ステップ214 乃至226 は考慮される各仮説に対して反復される。
【００４６】
ステップ226 で全ての仮説が考慮されているならば、入来する送信インターバルとそれらの割当てられた送信アンテナのデータ送信をスケジュールされた端末の特定のセットが知られる。この端末のセットとアンテナ割当てに対応する後処理されたＳＮＲは端末へ送信されるデータ流に対する適切なコード化および変調方式を選択するために使用される。スケジュールされた送信インターバル、アンテナ割当て、コード化、変調方式、その他の情報、または任意のその組合わせはステップ228 で（例えば制御チャンネルによって）スケジュールされた端末へ伝送される。その代わりに、端末は“ブラインド”検出を実行し、データ流の中にそれらの端末を目的地とするものがあればそれを決定するために全ての送信されたデータ流を検出しようとする。
【００４７】
スケジュール方式が他のシステムおよび端末計測値が維持されることを必要とするならば（例えば過去のＫ送信インターバル、データ送信の待ち時間にわたる平均データレート等）、これらの計測値はステップ230 で更新される。端末計測値は個々の端末の性能の評価に使用され、以下説明する。スケジューリングは典型的に各送信インターバルに対して行われる。
【００４８】
所定の仮説マトリックスΓでは、スケジューラはその仮説の最良の割当てを決定するため送信アンテナと端末対の種々の組合わせ（即ちサブ仮説）を評価する。種々の割当て方式は公正さ等の種々のシステム目標を実現するため端末へ送信アンテナを割当て、性能を最大にするために使用される。
【００４９】
１つのアンテナ割当て方式では、全ての可能なサブ仮説は特定の性能計測値に基づいて評価され、最良の性能計測値を有するサブ仮説が選択される。各仮説マトリックスΓでは、評価されるＮT の要因的な（即ちＮT ！）可能なサブ仮説が存在する。各サブ仮説は各送信アンテナのそれぞれの端末への特有の割当てに対応している。各サブ仮説はしたがって次式で表される後処理されたＳＮＲのベクトルで表される。  
γsub-hyp ＝｛γ1,a ，γ2,b ，…，γNT,r｝  
ここでγi,j はｊ番目の端末へのｉ番目の送信アンテナに対する後処理されたＳＮＲであり、下付け符号｛ａ，ｂ，…ｒ｝はサブ仮説における送信アンテナ／端末対の特定の端末を識別している。
【００５０】
各サブ仮説はさらに種々のファクタの関数である性能計測値Ｒsub-hyp に関連されている。例えば、後処理されたＳＮＲに基づく性能計測値は次式にように表される。
【００５１】
Ｒsub-hyp ＝ｆ（γsub-hyp ）
ここでｆ（・）は括弧内のアーギュメントの特定の正の実数関数である。
【００５２】
種々の関数は性能計測値を公式化するために使用される。１実施形態では、サブ仮説の全てのＮT 送信アンテナに対して実現可能なスループットの関数が使用され、これは以下のように表される。  
【数３】
0004537004.tif 000004
【００５３】
ここでｒi はサブ仮説のｉ番目の送信アンテナに関連するスループットであり、次式で表される。  
ｒi ＝ｃi ・ｌｏｇ2 （１＋γi ）                        式（４）  
ここでｃi はｉ番目の送信アンテナで送信されたデータ流に対して選択されたコード化および変調方式により達成される理論的容量のフラクションを反映する正の定義であり、γi はｉ番目のデータ流の後処理されたＳＮＲである。
【００５４】
図２で示され前述した第１のアンテナ割当て方式は、送信アンテナの端末への割当ての全ての可能な組合わせを評価する特定の方式を表している。各仮説のスケジューラにより評価されるための潜在的なサブ仮説の総数はＮT ！であり、これは大きく、多数の仮説が評価される必要があることを考慮している。第１のスケジュール方式は最良のサブ仮説の選択に使用される性能計測値により量を定められるとき、“最適な”システム性能を与えるサブ仮説を決定するため徹底的な検索を行う。
【００５５】
多くの技術が送信アンテナを割当てるための処理の複雑性の減少のために使用される。これらの技術の１つを以下説明するが、他の技術も実行可能であり、本発明の技術的範囲内に含まれる。これらの技術はまた送信アンテナを端末に割当てるために必要な処理量を減少しながら高いシステム性能を与える。
【００５６】
第２のアンテナ割当て方式では、最大−最大（“ｍａｘ−ｍａｘ”）規準が評価される仮説の端末へ送信アンテナを割当てるために使用される。このｍａｘ−ｍａｘ規準を使用して、各送信アンテナは送信アンテナの最良のＳＮＲを実現する特定の端末に割当てられる。アンテナ割当ては１つの送信アンテナで一度行われる。
【００５７】
図３は本発明の１実施形態にしたがって、ｍａｘ−ｍａｘ規準を使用して端末へ送信アンテナを割当てるためのプロセス300 のフロー図である。図３で示されている処理は１以上の端末の特定のセットに対応する特定の仮説で行われる。最初に、仮説マトリックスΓの最大の後処理されたＳＮＲはステップ312 で決定される。この最大のＳＮＲは特定の送信アンテナ／端末対に対応し、送信アンテナはステップ314 でこの端末に割当てられる。この送信アンテナおよび端末はその後、ステップ316 でマトリックスΓから除去され、マトリックスは送信アンテナに対応する列と、丁度割当てられた端末に対応する行との両者を除去することによってディメンション（ＮT −１）×（ＮT −１）に減少される。
【００５８】
ステップ318 で、仮説の全ての送信アンテナが割当てられているか否かの決定が行われる。全ての送信アンテナが割当てられているならば、アンテナ割当てがステップ320 で行われ、プロセスは終了する。ノーであるならば、プロセスはステップ312 へ戻り、別の送信アンテナが類似の方法で割当てられる。
【００５９】
一度アンテナ割当てが所定の仮説マトリックスΓに対して行われると、この仮説に対応する性能計測値（例えばシステムスループット）は式（３）と（４）で示されているように（例えばアンテナ割当てに対応するＳＮＲに基づいて）決定される。この性能計測値は各仮説に対して更新される。全ての仮説が評価されるとき、端末とアンテナ割当ての最良のセットが入来する送信インターバルにおけるデータ送信のために選択される。
【００６０】
表１は、基地局が４つの送信アンテナを含み、各端末が４つの受信アンテナを含んでいる４×４ＭＩＭＯシステムの端末により得られる後処理されたＳＮＲのマトリックスΓの１例を示している。ｍａｘ−ｍａｘ規準に基づくアンテナ割当て方式では、オリジナルマトリックスの最良のＳＮＲ（１６ｄＢ）は表の第４の列の第３の行の陰影を付けられたボックスにより示されているように送信アンテナ３により実現され端末１に割当てられる。送信アンテナ３および端末１はその後マトリックスから除去される。減少された３×３マトリックスの最良のＳＮＲ（１４ｄＢ）は送信アンテナ１と４の両者により実現され、これらはそれぞれ端末３と２に割当てられている。残りの送信アンテナ２はその後端末４に割当てられる。  
【数４】
0004537004.tif 000005
【００６１】
表２は表１で示されている例示的なマトリックスΓのｍａｘ−ｍａｘ規準を使用したアンテナ割当てを示している。端末１に対しては、最良のＳＮＲ（１６ｄＢ）は送信アンテナ３から送信される信号を処理するときに実現される。他の端末の最良の送信アンテナは表２にも示されている。スケジューラはデータ送信に使用するための適切なコード化および変調方式を選択するためにこの情報を使用できる。  
【数５】
0004537004.tif 000006
【００６２】
図２および図３に示されているスケジュール方式は入来する送信インターバルにおけるアクチブ端末の種々の可能なセットが所望するデータ送信に対応する種々の仮説を評価する特有の方式を表している。スケジューラにより評価される仮説の総数は少数のアクチブ端末でさえも非常に大きい。実際に、仮説の総数Ｎhyp は次式のように表されることができる。  
【数６】
0004537004.tif 000007
【００６３】
ここでＮU はスケジュールを考慮されるアクチブ端末の数である。例えばＮU ＝８でＮT ＝４ならば、Ｎhyp ＝７０である。徹底的な検索は最良の仮説とアンテナ割当ての選択に使用される性能計測値により量を定められるとき、最適なシステム性能を与える特定の仮説（および特定のアンテナ割当て）を決定するために使用される。
【００６４】
複雑性の減少された他のスケジュール方式も実行されてもよく、本発明の技術的範囲内である。１つのこのようなスケジュール方式を以下説明する。これらの方式もまたデータ送信するように端末をスケジュールすることを必要とされる処理量を減少しながら高いシステム性能を提供する。
【００６５】
別のスケジュール方式では、アクチブ端末はそれらの優先順位に基づいてデータ送信をスケジュールされる。各端末の優先順位は１以上の計測値（例えば平均スループット）、システム制約および要求（例えば最大の待ち時間）、その他のファクタ、またはその組合わせに基づいて以下説明するように得られる。リストは（“フレーム”とも呼ばれる）入来する送信インターバルにおける全てのアクチブ端末の所望するデータ送信で維持される。端末がデータ送信を所望するとき、これはリストに付加され、その計測値は（例えば０に）初期化される。リストの各端末の計測値はその後各フレームで更新される。端末がもはやデータ送信を所望しないならば、これはリストから除去される。
【００６６】
各フレームでは、リストの端末の全てまたはそのサブセットはスケジュールに対して考慮されることができる。考慮される端末の特定の数は種々のファクタに基づいている。１実施形態では、ＮT の最高の優先順位の端末だけがデータ送信に選択される。別の実施形態では、リスト中の最高のＮX の優先順位端末がスケジュールに対して考慮され、ここではＮX ＞ＮT である。
【００６７】
図４は優先順位ベースのスケジュール方式400 のフロー図であり、これによって本発明の１実施形態にしたがってＮT の最高の優先順位の端末のセットがスケジュールを考慮される。各フレームインターバルで、スケジューラはリスト中の全てのアクチブ端末の優先順位を検査し、ステップ412 でＮT の最高の優先順位の端末のセットを選択する。リストの残りの端末はスケジュールについて考慮されない。各選択された端末のチャンネル評価はステップ414 で検索される。例えば選択された端末の後処理されたＳＮＲは検索され仮説マトリックスΓを形成するために使用される。
【００６８】
ＮT の送信アンテナはステップ416 で、チャンネル評価に基づいて複数のアンテナ割当て方式の任意の１つを使用して、選択された端末に割当てられる。例えばアンテナ割当ては徹底的な検索または前述のｍａｘ−ｍａｘ規準に基づいている。別のアンテナ割当て方式では、端末計測値が更新された後に送信アンテナはそれらの優先順位が可能な限り近く正規化されるように端末に割当てられる。
【００６９】
端末のデータレートとコード化および変調方式はその後、ステップ418 でアンテナ割当てに基づいて決定される。スケジュールされた送信インターバルとデータレートはスケジュールされた端末に報告される。リスト中のスケジュールされた（およびスケジュールされていない）端末の計測値はステップ420 で、スケジュールされたデータ送信（および非送信）を反映するように更新され、システム計測値も更新される。
【００７０】
種々の計測値およびファクタはアクチブ端末の優先順位の決定のために使用される。１実施形態では“スコア”はリストの各端末と、スケジュールに使用される各計測値で維持される。１実施形態では、特定の平均時間インターバルにわたる平均スループットを示したスコアは各アクチブ端末で維持される。１構成では、フレームｋの端末ｎに対するスコアφn （ｋ）は幾つかの時間インターバルにわたって得られる線形の平均スループットとして計算され、次式により表される。  
【数７】
0004537004.tif 000008
【００７１】
ここでｒn （ｉ）はフレームｉの端末ｎに対する（ビット／フレームの単位の）実現されたデータレートであり、式（４）に示されているように計算される。典型的にｒn （ｉ）は特定の最大の実現可能なデータレートｒmax と特定の最小のデータレート（例えば０）により限定される。別の構成では、フレームｋの端末ｎに対するスコアφn （ｋ）は幾つかの時間インターバルで実現される指数関数的な平均スループットであり、以下のように表されることができる。  
φn （ｋ）＝（１−α）・φn （ｋ−１）＋α・ｒn （ｋ）／ｒmax       式（７）  ここでαは指数関数的な平均に対する時定数であり、αの大きい値は長い平均時間インターバルに対応している。
【００７２】
端末がデータ送信を所望するとき、これはリストに付加されそのスコアは０に初期化される。リスト中の各端末のスコアはその次に各フレームで更新される。端末がフレームで送信をスケジュールされていないときにはいつでも、そのフレームのデータレートはゼロに設定され（即ちｒn （ｋ）＝０）、そのスコアはしたがって更新される。フレームが端末によりエラーで受信されるならば、そのフレームの端末の効率的なデータレートはゼロに設定される。フレームエラーは（例えばデータ送信に使用される肯定応答／否定応答（Ａｃｋ／Ｎａｋ）方式の往復遅延により）直ちには知ることはできないが、スコアはこの情報が一度利用可能になるとしたがって調節されることができる。
【００７３】
アクチブ端末の優先順位はまたシステムの制約と要求に部分的に基づいて決定される。例えば、特定の端末に対する最大の待ち時間がしきい値を超えるならば、端末は高い優先順位に上げられる。
【００７４】
その他のファクタもアクチブ端末の優先順位の決定において考慮される。このようなファクタの１つは端末へ送信されるデータのタイプに関連する。遅延に敏感なデータは高い優先順位に関連され、遅延に敏感ではないデータは低い優先順位に関連される。先の送信の復号エラーにより再送信されたデータもまた他のプロセスが再送信されたデータを待機しているかもしれないので高い優先順位に関連される。別のファクタは端末に与えられるデータサービスのタイプに関連される。他のファクタもまた優先順位の決定において考慮され、本発明の技術的範囲内である。
【００７５】
端末の優先順位はしたがって、（１）考慮される各計測値の端末に対して維持されるスコアと、（２）システム制約と要求に対して維持される他のパラメータ値と、（３）その他のファクタの任意の組合わせの関数である。１実施形態では、システム制約と要求は“ハード”値（即ち制約と要求が侵害されるか否かに基づいて高いか低い優先順位）を表し、スコアは“ソフト”値を表している。この実施形態では、システム制約と要求が満たされていない端末はそれらのスコアに基づいて他の端末と共に直ちに考慮される。
【００７６】
優先順位ベースのスケジュール方式はリスト中の全ての端末に対して等しい平均スループット（即ち等しいＱｏＳ）を実現するように設計される。この場合、アクチブ端末はそれらの実現された平均スループットに基づいて優先順位を定められ、これは式（６）または（７）に示されているように決定される。この優先順位ベースのスケジュール方式では、スケジューラは利用可能な送信アンテナへ割当てするための端末の優先順位を定めるためにスコアを使用する。端末のスコアは送信アンテナへのそれらの割当てまたは非割当てに基づいて更新される。リスト中のアクチブ端末は最低のスコアを有する端末が最高の優先順位を与えられ、最高のスコアを有する端末は反対に最低の優先順位を与えられるように優先順位を定められる。端末をランクする他の方法が使用されてもよい。優先順位はまた非均一な加重ファクタを端末スコアへ割当ててもよい。
【００７７】
端末が選択されそれらの優先順位に基づいてデータ送信をスケジュールされるスケジュール方式では、貧弱な端末のグループ化が時折生じる可能性がある。“貧弱な”端末セットは仮説マトリックスΓで与えられたように全ての送信データ流の全ての端末に対して類似および貧弱なＳＮＲを起こす類似のチャンネル応答マトリックスＨk を生じる端末セットである。これはその後、セットの各端末で低い総スループットを生じる。これが生じるとき、端末の優先順位は幾つかのフレームにわたって実質的に変化しない。このようにして、スケジューラは優先順位がセットのメンバーシップに変化を生じさせるように十分変化するまでこの特定の端末セットに執着する。
【００７８】
前述の“クラスタリング”効果を防止するため、スケジューラは端末を利用可能な送信アンテナに割当てる前にこの状態を認識し、および／またはこれが一度生じたならばその状態を検出するように設計されることができる。複数の異なる技術がチャンネル応答マトリックスＨk における線形依存度を決定するために使用される。検出の簡単な方法は仮説マトリックスΓにおける特定のしきい値を適用する。全てのＳＮＲがこのしきい値よりも下であるならば、クラスタリング状態が存在する。クラスタリング状態が検出された場合、スケジューラは仮説マトリックスの線形依存度を減少しようとして（例えばランダムな方法で）端末に再度命令できる。シャッフリング方式も“良好な”仮説マトリックス（即ち最少量の線形依存度を有するマトリックス）を生じる端末セットをスケジューラに選択させるように工夫されてもよい。
【００７９】
前述の幾つかのスケジュール方式は端末を選択し送信アンテナを選択された端末に割当てるために必要な処理量を減少するための技術を使用する。これらおよび他の技術も他のスケジュール方式を得るために結合されてもよく、これは本発明の技術的範囲内である。例えばＮX の最高の優先順位の端末は前述の方式の任意の１つを使用してスケジュールすることを考慮してもよい。
【００８０】
最適に近いスループットを実現することができるさらに複雑なスケジュール方式が考えられてもよい。これらの方式は端末の最良のセットと最良のアンテナ割当てを決定するために多数の仮説およびアンテナ割当てを評価することを必要とされる。他のスケジュール方式はまた各端末により実現されるデータレートの統計的分布を利用するように設計されてもよい。この情報は評価される仮説数を減少するのに有効である。さらに、幾つかの応用では、時間にわたって性能を解析することにより、良好に作用する端末グループ化（即ち仮説）を学習することが可能である。この情報は将来のスケジュールインターバルでスケジューラにより記憶され、更新され、使用される。
【００８１】
前述の技術はＭＩＭＯモード、Ｎ−ＳＩＭＯモード、混合されたモードを使用してデータ送信のためにスケジュール端末を使用される。他の考察もまた以下説明するようにこれらの各動作モードで応用可能である。
【００８２】
［ＭＩＭＯモード］  
ＭＩＭＯモードでは、ＮT （までの）独立したデータ流はＮT の送信アンテナから基地局によりＮR の受信アンテナを有する単一のＭＩＭＯ端末をターゲットとして同時に送信され（即ちＮT ×ＮR   ＭＩＭＯ）、それにおいてＮR ≧ＮT である。端末はＮT の送信されたデータ流を処理し分離するため、（平坦な周波数チャンネル応答を有する非分散性ＭＩＭＯチャンネルに対しては）空間等化を使用し、（周波数依存チャンネル応答を有する分散性のＭＩＭＯチャンネルに対しては）空間−時間等化を使用する。各後処理されたデータ流のＳＮＲ（即ち等化後）が評価されＣＳＩとして基地局へ返送され、これはその後ターゲット端末が所望の性能レベルで各送信されたデータ流を検出できるように各送信アンテナで使用するように適切なコード化および変調方式を選択するため情報を使用する。
【００８３】
ＭＩＭＯモードの場合のように全てのデータ流が１つの端末に送信されるならば、連続的な消去受信機の処理技術はＮT の送信されたデータ流を回復するためにＮR の受信された信号を処理するように端末で使用される。この技術は端末から送信された信号を回復するためにＮR の受信された信号を複数回（または反復して）連続的に処理し、１つの送信された信号は各反復で回復される。各反復では、技術は送信された信号の１つを回復するためにＮR の受信された信号で線形または非線形処理（即ち空間的または空間−時間的等化）を行い、除去される干渉成分を有する“変更された”信号を得るために受信された信号から回復された信号による干渉を消去する。
【００８４】
変更された信号はその後、別の送信された信号を回復するために次の反復により処理される。受信された信号からそれぞれ回復された信号による干渉を除去することにより、ＳＮＲは変更された信号に含まれるがまだ回復されていない送信された信号に対して改良する。改良されたＳＮＲは端末およびシステムの性能の改良をもたらす。実際に、ある動作状態下で、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）空間等化と組み合わせて、連続的な消去受信機の使用により実現可能な性能はフルＣＳＩ処理に匹敵する。連続的な消去受信機処理技術は2001年５月11日出願の本出願人に譲渡された米国特許出願第09/854,235号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING DATA IN A MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT (MIMO) COMMUNICATION SYSTEM UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION”）にさらに詳細に説明されており、ここで参考文献とされている。
【００８５】
１実施形態では、システムの各ＭＩＭＯ端末はＮT 送信アンテナに対してＮT の後処理されたＳＮＲ値を評価し、返送する。アクチブ端末からのＳＮＲは送信する端末と、その時間、各選択された端末の送信アンテナ毎をベースとして使用するための適切なコード化および変調方式を決定するためスケジューラにより評価される。
【００８６】
ＭＩＭＯ端末は所望のシステム目標を実現するように公式化された特定の性能計測値に基づいてデータ送信で選択される。性能計測値は１以上の関数と任意の数のパラメータに基づいている。ＭＩＭＯ端末の実現可能なスループットの関数のような種々の関数は性能計測値を公式化するために使用され、これは式（３）と（４）で先に示している。
【００８７】
［Ｎ−ＳＩＭＯモード］  
Ｎ−ＳＩＭＯモードでは、ＮT （までの）独立したデータ流はＮT 送信アンテナから基地局によりＮT （までの）異なるＳＩＭＯ端末をターゲットとして同時に送信される。性能を最大にするために、スケジューラはデータ送信のための多数の可能な端末セットを考慮する。スケジューラはその後、所定のチャンネル（即ち時間スロット、コードチャンネル、周波数サブチャンネル等）で同時に送信するためのＮT 端末の最良のセットを決定する。多元アクセス通信システムでは、最大の待ち時間または平均データレート等の端末毎のベースで、ある要求を満たすために制約が通常存在する。この場合、スケジューラはこれらの制約を受ける端末の最良のセットを選択するように設計されることができる。
【００８８】
Ｎ−ＳＩＭＯモードの１構造では端末は受信された信号を処理するために線形の空間的な等化を使用し、各送信アンテナに対応する後処理されたＳＮＲが基地局に与えられる。スケジューラはその後、データ送信するための端末を選択し、送信アンテナを選択された端末へ割当てるための情報を使用する。
【００８９】
Ｎ−ＳＩＭＯモードの別の構造では、端末は実現された高い後処理ＳＮＲへの受信信号を処理するために連続的な消去受信機処理を使用する。連続的な消去受信機処理により、送信されたデータ流に対する後処理されたＳＮＲは、データ流が検出される（即ち復調され複合される）順序に依存する。幾つかのケースでは、このデータ流で使用されるコード化および変調方式が他の端末の後処理されたＳＮＲに基づいて選択されたので、特定のＳＩＭＯ端末は別の端末を目的とする所定の送信されたデータから干渉を消去することができない。例えば送信されたデータ流は端末ｕx をターゲットとされ、端末ｕx で実現可能な（例えば１０ｄＢの）後処理されたＳＮＲでの適切な検出のためにコード化され変調されるが、別の端末ｕy はさらに悪く後処理されたＳＮＲで同一の送信されたデータ流を受信し、したがってデータ流を適切に検出できない。別の端末を目的とするデータ流がエラーなく検出されることができないならば、このデータ流による干渉の消去は可能ではない。連続的な消去受信機処理は送信されたデータ流に対応する後処理されたＳＮＲが信頼できる検出を許容するときに実行可能である。
【００９０】
連続的な消去受信機処理を使用してＳＩＭＯ端末により与えられる後処理されたＳＮＲの改良をスケジュールが利用するために、このような各端末は送信されたデータ流の検出の異なる可能な順序に対応する後処理されたＳＮＲを得ることができる。ＮT の送信されたデータ流はＳＩＭＯ端末でのＮT の階乗（即ちＮT ！）の可能な順序に基づいて検出され、各順序はＮT の後処理されたＳＮＲ値に関連される。したがってＮT ・ＮT ！のＳＮＲ値は各アクチブ端末により、基地局へ報告される（ＮT ＝４ならば、９６  ＳＮＲ値は各ＳＩＭＯ端末により報告される）。スケジューラはその後、データ送信のための端末を選択し、さらに送信アンテナを選択された端末へ割当てるための情報を使用することができる。
【００９１】
連続的な消去受信機処理が端末で使用されるならば、スケジューラはまた各端末の可能な検出順序も考慮できる。しかしながら、特定の端末は検出されていないデータ流に対してこの端末で実現されたさらに低い後処理されたＳＮＲにより他の端末へ送信されたデータ流を適切に検出することができないので、多数のこれらの順序は典型的に無効である。
【００９２】
前述したように、送信アンテナは種々の方式に基づいた割当て方式の送信された端末である。１つのアンテナ割当て方式では、送信されたアンテナは高いシステム性能を実現するために端末の優先順位に基づいて割当てられる。
【００９３】
表３は考慮される仮説における各端末により得られた後処理されたＳＮＲの１例を示している。端末１では、最良のＳＮＲは表の行３、列４の陰影を付けられたボックスにより示されているように、送信アンテナ３から送信されたデータ流を検出する時に実現される。その仮説の他の端末の最良の送信アンテナもまたボックスの陰影により示されている。  
【数８】
0004537004.tif 000009
【００９４】
各端末が最良の後処理されたＳＮＲが検出される異なる送信アンテナを識別するならば、送信アンテナはそれらの最良の後処理されたＳＮＲに基づいて端末へ割当てられる。表３で示されている例では、端末１は送信アンテナ３に割当てられ、端末２は送信アンテナ２に割当てられている。
【００９５】
１よりも多数の端末が同一の送信アンテナを好むならば、スケジューラは種々の規準（例えば公正さ、性能計測値、その他）に基づいてアンテナ割当てを決定できる。例えば表３は端末３、４の最良の後処理されたＳＮＲが同じ送信アンテナ１から送信されたデータ流で生じることを示している。目的がスループットを最大にすることであるならば、スケジューラは送信アンテナ１を端末３を割当て、送信アンテナ２を端末４へ割当てる。しかしながら、アンテナが公正さを実現するために割当てられるならば、端末４は端末３よりも高い優先順位を有するならば、送信アンテナ１は端末４へ割当てられる。
【００９６】
［混合されたモード］  
前述の技術は混合されたＳＩＭＯおよびＭＩＭＯ端末を管理するために一般化されることができる。例えば４つの送信アンテナが基地局で利用可能であるならば、４つの独立したデータ流は単一の４×４ＭＩＭＯ端末、２つの２×４ＭＩＭＯ端末、４つの１×４ＳＩＭＯ端末、１つの２×４ＭＩＭＯ端末プラス２つの１×４ＳＩＭＯ端末、または４つのデータ流全てを受信するように指図されている端末の任意の他の組み合わせに送信される。スケジューラは端末の種々の仮説されたセットの後処理されたＳＮＲに基づいて端末の最良の組み合わせを選択するように設計されることができ、各仮説されたセットはＭＩＭＯとＳＩＭＯ端末の両者の混合を含んでいる。
【００９７】
混合されたモードのトラフィックがサポートされるときはいつでも、（例えばＭＩＭＯ）端末による連続的な消去受信機処理の使用は導入される依存度によりスケジューラに付加的な制約を課す。異なる端末セットを考慮することに加えて、スケジューラは各端末により種々の順序でデータ流の復調を考慮しなければならないので、これらの制約はさらに評価される仮想されたセットを生じる。送信アンテナの割当てとコード化および変調方式の選択は改良された性能を実現するためこれらの依存性を考慮する。
【００９８】
［送信アンテナ］  
基地局における送信アンテナのセットはそれぞれのデータ流を直接送信するためにそれぞれ使用される“開口”の物理的に異なるセットである。各開口は空間に分布される（例えば物理的に単一のサイトに位置されるか多数のサイトで分配される）１以上のアンテナ素子の集合により形成される。その代わりに、アンテナ開口は１以上（固定した）ビーム成形マトリックスにより先行されてもよく、各マトリックスは開口のセットからアンテナビームの異なるセットを合成するために使用される。この場合、送信アンテナについての前述の説明は変形されたアンテナビームに対しても同様に適用される。
【００９９】
多数の固定したビーム成形マトリックスは前もって規定され、端末は各可能なマトリックス（またはアンテナビームのセット）に対して後処理されたＳＮＲを評価し、基地局へＳＮＲベクトルを返送する。異なる性能（即ち後処理されたＳＮＲ）は典型的に変形されたアンテナビームの異なるセットで実現され、これは報告されたＳＮＲベクトルで反映される。基地局はその後、（報告されたＳＮＲベクトルを使用して）各可能なビーム成形マトリックスに対するスケジュールおよびアンテナ割当てを実行し、特定のビーム成形マトリックスと、利用可能なリソースの最良の使用を実現する端末のセットおよびそれらのアンテナ割当てを選択する。
【０１００】
ビーム成形マトリックスの使用はスケジュール端末の付加的なフレキシブル性を与え、さらに改良された性能を与える。例として、以下の状態はビーム成形変換に良好に適している。  
・ＭＩＭＯチャンネルの相関は高く、したがって最良の性能は少数のデータ流で実現される。しかしながら、利用可能な送信アンテナのサブセットのみによる送信（およびそれらの関連する送信増幅器のみの使用）はさらに総送信パワーを少量にする。送信されるデータ流に対してほとんどまたは全ての送信アンテナ（およびそれらの増幅器）を使用するために変換が選択されてもよい。この場合、さらに高い送信パワーが送信されたデータ流に対して実現される。
【０１０１】
・物理的に分散された端末はそれらの位置によりやや隔離されている。この場合、端末は異なる方位角を指向されているビームのセットへ水平に隔てられた開口の標準的なＦＦＴタイプを変形することによりサービスされる。
【０１０２】
［性能］  
ここで説明される技術は空間分割多元アクセス（ＳＤＭＡ）の特別な形態として観察され、基地局のアンテナアレイの各送信アンテナはカバー区域の端末により得られたチャンネル状態情報（例えばＳＮＲまたはサポート可能なデータレートを決定する幾つかの他の十分なパラメータ）を使用して、異なるデータ流の送信に使用される。端末のスケジュールとデータ処理に使用されるＣＳＩをベースとして高性能が実現される。
【０１０３】
ここで説明する技術は改良されたシステム性能（例えば高いスループット）を提供できる。これらの技術の幾つかにより可能なシステムスループットの量を定めるためにシミュレーションが行われる。シミュレーションでは、ｋ番目の端末の送信アンテナと受信アンテナのアレイを結合するチャンネル応答マトリックスＨk は、等分散、ゼロ平均複素数ガウスランダム変数からなると仮定される。シミュレーションはＭＩＭＯとＮ−ＳＩＭＯモードで行われた。
【０１０４】
ＭＩＭＯモードでは、（それぞれ４つの受信アンテナを有する）４つのＭＩＭＯ端末はそれぞれの実現（例えば各送信インターバル）に対して考慮され、最良の端末が選択され、データ送信するためにスケジュールされる。スケジュールされた端末は４つの独立したデータ流を送信され、受信された信号を処理し送信されたデータ流を回復するために連続的な消去受信機処理を使用する。スケジュールされたＭＩＭＯ端末の平均スループットは記録される。
【０１０５】
Ｎ−ＳＩＭＯモードでは、それぞれ４つの受信アンテナを有する４つのＳＩＭＯ端末はそれぞれの実現に対して考慮される。各ＳＩＭＯ端末の後処理されたＳＮＲは（連続的な消去受信機処理をせずに）ＭＭＳＥ線形空間等化を使用して決定される。送信アンテナはｍａｘ−ｍａｘ規準に基づいて選択された端末に割当てられる。４つのスケジュールされた端末は４つの独立したデータ流を送信され、各端末は受信信号を処理しそのデータ流を回復するためにＭＭＳＥ等化を使用する。各スケジュールされたＳＩＭＯ端末のスループットは別々に記録され、全てのスケジュールされた端末の平均スループットも記録される。
【０１０６】
図９はＭＩＭＯとＮ−ＳＩＭＯモードに対する端末当り４つの送信アンテナ（即ちＮT ＝４）と４つの受信アンテナ（即ちＮR ＝４）を有するＭＩＭＯ通信システムの平均スループットを示している。各動作モードに関連するシミュレートされたスループットは平均後処理されたＳＮＲの関数として与えられる。ＭＩＭＯモードの平均スループットはグラフ910 として示され、Ｎ−ＳＩＭＯモードの平均スループットはグラフ912 として示されている。
【０１０７】
図９に示されているように、ｍａｘ−ｍａｘ規準アンテナ割当てを使用して、Ｎ−ＳＩＭＯモードに関連するシミュレートされたスループットはＭＩＭＯモードで実現された性能よりも良好な性能を示している。ＭＩＭＯモードでは、ＭＩＭＯ端末はさらに高い後処理されたＳＮＲを実現するために連続的な消去受信機処理を使用することによって有効である。ＳＩＭＯモードでは、スケジュール方式は各ＳＩＭＯ端末が線形の空間等化を使用しても改良された性能（即ち高いスループット）を実現するために多ユーザ選択ダイバーシティを使用できる。実際に、Ｎ−ＳＩＭＯモードで与えられている多ユーザダイバーシティは送信インターバルを４つの等期間のサブスロットに分割し、各ＭＩＭＯ端末をそれぞれのサブスロットに割当てることにより実現されるスループットを超過する。
【０１０８】
両動作モードにおけるシミュレーションで使用されるスケジュール方式は適切な公正さを与えるように設計されておらず、幾つかの端末は他よりも高い平均スループットを観察する。公正規準が課されるとき、２つの動作モードのスループットの差は減少する。それにもかかわらず、ＭＩＭＯおよびＮ−ＳＩＭＯ端末の両者を適合する能力は無線データサービスの規定に対して付加的なフレキシブル性を与える。
【０１０９】
簡単にするため、本発明の種々の特徴および利点を通信システムについて説明し、ここでは（１）受信アンテナ数は送信アンテナ数に等しく（即ちＮR ＝ＮT ）、（２）１つのデータ流は基地局の各アンテナから送信される。この場合、送信チャンネル数はＭＩＭＯチャンネルの利用可能な空間サブチャンネル数に等しい。ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯシステムでは、多元周波数サブチャンネルは各空間サブチャンネルに関連され、これらの周波数サブチャンネルは前述の技術に基づいて端末に割当てられる。分散チャンネルでは、マトリックスＨは各端末に対するチャンネル応答評価の３次元立方体を表している。
【０１１０】
各スケジュールされた端末にはまたデータ流の総数よりも多くの受信アンテナが取付けられてもよい。さらに、多数の端末は送信アンテナを共有し、共有は時分割多重化（例えば送信インターバルの異なるフラクションを異なる端末に割当てる）、周波数分割多元化（例えば異なる周波数サブチャンネルを異なる端末に割当てる）、符号分割多元化（例えば異なる直交コードを異なる端末に割当てる）、幾つかの他の多元化方式、またはこれらの方式の任意の組み合わせにより実現される。
【０１１１】
ここで説明するスケジュール方式は端末を選択し、チャンネル状態情報（例えば後処理されたＳＮＲ）に基づいてデータ送信のためにアンテナを割当てる。端末の後処理されたＳＮＲは基地局から送信されたデータ流に対して使用される特定の送信パワーレベルに依存している。説明を簡単にするために、同一の送信パワーレベルが全てのデータ流に対して仮定される（即ち送信パワーのパワー制御なし）。しかしながら、各アンテナの送信パワーの制御により、実現可能なＳＮＲは調節される。例えば、パワー制御により特定の送信アンテナの送信パワーを減少することによって、このアンテナから送信されるデータ流に関連するＳＮＲは減少され、他のデータ流のこのデータ流により生じる干渉も減少され、他のデータ流は良好なＳＮＲを実現できる。したがってパワー制御はここで説明したスケジュール方式とともに使用されてもよく、これは本発明の技術的範囲内である。
【０１１２】
優先順位に基づいた端末のスケジュールはTiedemannの2002年１月１日出願の米国特許出願第6/335,922号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING AVAILABLE TRANSMIT POWER IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”）にも記載されている。ダウンリンクのデータ送信のスケジュールは1997年２月11日出願の米国特許出願第08/798,951号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD LINK RATE SCHEDULING ”）にも記載されている。これらの出願は本発明の出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
【０１１３】
ここで説明するスケジュール方式は多くの特徴を実行し、多数の利点を与える。これらの特徴および利点の幾つかを以下説明する。
【０１１４】
第１に、スケジュール方式は混合モードを含む種々の動作モードをサポートし、それによってＳＩＭＯおよびＭＩＭＯ端末の任意の組み合わせはダウンリンクのデータ送信に対してスケジュールされている。各ＳＩＭＯまたはＭＩＭＯ端末はＳＮＲベクトルに関連されている（即ち式（２）の１行）。スケジュール方式は任意の数のデータ送信の端末の可能な組み合わせを評価する。
【０１１５】
第２に、スケジュール方式はそれらの空間シグナチャに基づいて“相互に競合する”端末のセット（最適またはほぼ最適）を含んだ各送信インターバルの方式を提供する。相互の競合性は同じチャンネルでの送信の共存と、同時に、端末データレート要求、送信パワー、リンクマージン、ＳＩＭＯとＭＩＭＯ端末間の容量、可能な他のファクタに関する所定の特別な制約を意味する。
【０１１６】
第３に、スケジュール方式は端末で実現された後処理されたＳＮＲに基づいて可変データレート適合をサポートする。各スケジュールされた端末は（例えば単位送信アンテナをベースとして）データ送信、割当てられた送信アンテナ、データ送信のためのデータレートを予測するときに通知される。
【０１１７】
第４に、スケジュール方式は類似のリンクマージンを有する端末のセットを考慮するように設計されることができる。端末はそれらのリンクマージン特性にしたがってグループ化される。スケジューラは相互に競合する空間シグナチャを探索するときに同じ“リンクマージン”の端末の組み合わせを考慮する。リンクマージンにしたがったこのグループ化はリンクマージンを無視することにより実現されるスペクトル効率と比較してスケジュール方式のスペクトル効率全体を改良する。さらに、送信のための類似のリンクマージンによる端末のスケジュールにより、ダウンリンクパワー制御はスペクトル再使用全体を改良するため（例えば端末のセット全体で）さらに容易に行われる。これはＳＩＭＯ／ＭＩＭＯにおいてＳＤＭＡと組み合わせたダウンリンクの適応的な再使用スケジュールの組み合わせとして見られる。リンクマージンに基づいたスケジュールはWaltonの20002年12月10日発行で2000年３月30日出願の米国特許第6,493,331号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSIONS OF A COMMUNICATIONS SYSTEM ”）と、2001年５月３月出願の米国特許出願第09/848,937号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING UPLINK TRANSMISSIONS OF A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”）にさらに詳細に記載されており、両者とも本発明の出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
【０１１８】
［ＭＩＭＯ通信システム］  
図５はＭＩＭＯ通信システム100 内の基地局104 と端末106 のブロック図である。基地局104 で、データソース512 はデータ（即ち情報ビット）を送信（ＴＸ）データプロセッサ514 へ提供する。各送信アンテナで、ＴＸデータプロセッサ514 は（１）特定のコード化方式にしたがってデータを符号化し、（２）特定のインターリーブ方式に基づいて符号化されたデータをインターリーブ（即ち再度順序付け）し、（３）インターリーブされたビットをデータ送信のために選択された１以上の送信チャンネルの変調シンボルへマップする。符号化はデータ送信の信頼性を増加する。インターリーブはコード化ビットの時間ダイバーシティを提供し、データが送信アンテナの平均ＳＮＲに基づいて送信されることを可能にし、フェーディングに抵抗し、さらに各変調シンボルの形成に使用されるコード化ビット間の相関を除去する。コード化ビットが多元周波数サブチャンネルにわたって送信されるならば、インターリーブはさらに周波数ダイバーシティを与える。１特徴では、コード化およびシンボルのマッピングはスケジューラ534 により与えられる制御信号に基づいて実行される。
【０１１９】
符号化、インターリーブ、信号マッピングは種々の方式に基づいて実行されてもよい。幾つかのこのような方式は、前述の米国特許出願第09/854,235号明細書、2001年３月23日出願の米国特許出願第09/826,481号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM ”）、2001年２月１日出願の米国特許出願第09/776,073号明細書（発明の名称“CODING SCHEME FOR A WIRELESS  COMMUNICATION SYSTEM”）に記載されており、これら全ては本発明の出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
【０１２０】
ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520 はＴＸデータプロセッサ514 から変調シンボルを受信し、デマルチプレクスし、各送信チャンネル（例えば各送信アンテナ）に対して変調シンボル流を提供し、単位時間スロット当たり１変調シンボルである。フルＣＳＩ（例えばチャンネル応答マトリックスＨ）が利用可能であるならば、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520 はさらに各選択された送信チャンネルに対する変調シンボルを予め調節する。ＭＩＭＯおよびフルＣＳＩ処理は2000年３月22日出願の米国特許出願第09/532,492号明細書（発明の名称“HIGH EFFICIENCY, HIGH PERFORMANCE COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION”）に記載されており、これは本発明の出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
【０１２１】
ＯＦＤＭが使用されないならば、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520 はデータ送信に使用される各アンテナに対する変調シンボル流を提供する。ＯＦＤＭが使用されるならば、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520 はデータ送信に使用される各アンテナに対する変調シンボルベクトル流を提供する。フルＣＳＩ処理が実行されるならば、ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520 は予め調節された変調シンボル流またはデータ送信に使用される各アンテナに対する予め調節された変調シンボルベクトル流を提供する。各変調シンボル流と変調シンボルベクトル流はその後、それぞれ変調器（ＭＯＤ）522 により受信され変調され、関連するアンテナ524 により送信される。
【０１２２】
各スケジュールされた端末106 では、複数の受信アンテナ552 は送信された信号を受信し、各受信アンテナは受信された信号をそれぞれの復調器（ＤＥＭＯＤ）554 に与える。各復調器（またはフロントエンド装置）554 は変調器522 で行われる処理と相補的な処理を実行する。全ての復調器554 からの変調シンボルはその後、受信（ＲＸ）ＭＩＭＯ／データプロセッサ556 へ与えられ、端末で送信された１以上のデータ流を回復するように処理される。ＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ556 はＴＸデータプロセッサ514 とＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520 により実行される処理に対して相補的な処理を実行し、復号されたデータをデータシンク560 へ与える。端末106 による処理は前述の米国特許出願第09/854,235号明細書と米国特許出願第09/776,073号明細書でさらに詳細に説明されている。
【０１２３】
各アクチブ端末106 で、ＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ556 はさらにリンク状態を評価し、ＣＳＩ（例えば後処理されたＳＮＲまたはチャンネル利得評価）を与える。ＴＸデータプロセッサ562 はその後、ＣＳＩを受信し処理し、ＣＳＩを示す処理されたデータを１以上の変調器554 に与える。変調器554 はさらに処理されたデータを調整し、逆方向チャンネルを介してＣＳＩを基地局104 へ返送する。前述の米国特許出願第09/816,481号明細書に記載されているように、ＣＳＩは（例えばフルに、異なってまたは組合わせて）種々のシグナリング技術を使用して端末により報告される。
【０１２４】
基地局104 で、送信されたフィードバック信号はアンテナ524 により受信され、復調器522 により復調され、ＲＸデータ／ＭＩＭＯプロセッサ532 へ与えられる。ＲＸデータ／ＭＩＭＯプロセッサ532 はＴＸデータプロセッサ562 により実行される処理に対して相補的な処理を実行し、報告されたＣＳＩを回復し、これはその後スケジューラ534 へ与えられる。
【０１２５】
スケジューラ534 は（１）データ送信のための最良の端末のセットを選択し、（２）利用可能な送信アンテナを選択された端末へ割当て、（３）各割当てられた送信アンテナで使用されるコード化および変調方式を決定する等の多くの機能を実行するために報告されたＣＳＩを使用する。スケジューラ534 は高いスループットを実現するため、または前述したように幾つかの他の性能規準または計測値に基づいて端末をスケジュールする。図５では、スケジューラ534 は基地局104 内に構成されているとして示されている。他の構造では、スケジューラ534 は通信システム100 の幾つかの他のエレメント内（例えば多数の基地局に結合し相互作用する基地局制御装置）に構成されてもよい。
【０１２６】
図６は（例えば端末に報告されるように）基地局に利用可能なＣＳＩに基づいて、端末へ送信するデータを処理できる基地局104Xの１実施形態のブロック図である。基地局104Xは図５の基地局104 の送信機部分の１実施形態である。基地局104Xは（１）変調シンボルを提供するために情報ビットを受信し、処理するＴＸデータプロセッサ514Xと、（２）ＮT の送信アンテナの変調シンボルをデマルチプレクスするＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520Xとを含んでいる。
【０１２７】
図６で示されている特別な実施形態では、ＴＸデータプロセッサ514Xは複数のチャンネルデータプロセッサ610 に結合されたデマルチプレクサ608 を含んでおり、ＮC の送信チャンネルに１つのプロセッサである。デマルチプレクサ608 は集合情報ビットを受信し、それを多数の（ＮC までの）データ流へデマルチプレクスし、データの送信に使用される各送信チャンネルに１つのデータ流である。各データ流はそれぞれのチャンネルデータプロセッサ610 へ与えられる。
【０１２８】
図６で示されている実施形態では、各チャンネルデータプロセッサ610 はエンコーダ612 、チャンネルインターリーバ614 、シンボルマッピング素子616 を含んでいる。エンコーダ612 はコード化されたビットを提供するために特定のコード化方式にしたがって、受信されたデータ流の情報ビットを受信し、符号化する。チャンネルインターリーバ614 は時間ダイバーシティを行うために特定のインターリーブ方式に基づいて、コード化されたビットをインターリーブする。シンボルマッピング素子616 はデータ流の送信に使用される送信チャンネルのインターリーブされたビットを変調シンボルへマップする。
【０１２９】
パイロットデータ（例えば既知のパターンのデータ）も符号化され、処理された情報ビットと多重化される。処理されたパイロットデータは情報ビットの送信に使用される送信チャンネルの全てまたはそのサブセットで（例えば時分割多元化（ＴＤＭ）方法で）送信される。パイロットデータはチャンネル評価を行うため端末で使用されてもよい。
【０１３０】
図６に示されているように、データの符号化、インターリーブ、および変調（またはその組合わせ）は（例えば端末により報告されるように）利用可能なＣＳＩに基づいて調節される。１つのコード化および変調方式では、適応性の符号化は固定したベースコード（例えばレート１／３ターボコード）を使用し、データの送信に使用される送信チャンネルのＳＮＲによりサポートされるように所望のコードレートを実現するためパンクチャを調節することにより実現される。この方式では、パンクチャはチャンネルのインターリーブ後に行われてもよい。別のコード化および変調方式では、異なるコード化方式は報告されたＣＳＩに基づいて使用される。この方式では、連続的な消去受信機の処理方式は以下さらに詳細に説明するように、送信されたデータ流のさらに確実な評価を得るためにデータ流を検出し復号するために端末で使用される。
【０１３１】
シンボルマッピング素子616 はインターリーブされたビットのセットをグループ化するように設計されることができ、それによって非２進シンボルを形成し、各非２進シンボルを送信チャンネルで選択された特定の変調方式（例えばＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭまたは幾つかの他の方式）に対応する信号コンステレーションの１点にマップする。各マップされた信号点は変調シンボルに対応する。特定の性能レベル（例えば１パーセントのパケットエラーレート（ＰＥＲ））に対する各変調シンボルで送信される情報ビット数は送信チャンネルのＳＮＲに依存する。したがって、各送信チャンネルのコード化および変調方式は利用可能なＣＳＩに基づいて選択される。チャンネルインターリーブもまた利用可能なＣＳＩに基づいて調節される。
【０１３２】
ＴＸデータプロセッサ514Xからの変調シンボルはＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520Xへ与えられ、これは図５のＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520 の１実施形態である。ＴＸ  ＭＩＭＯプロセッサ520X内で、デマルチプレクサ622 はＮC チャンネルデータプロセッサ610 からＮC （までの）変調シンボル流を受信し、受信された復調シンボルを複数の（ＮT ）変調シンボル流へデマルチプレクスし、変調シンボルの送信に使用される各アンテナに１つの変調シンボル流である。各変調シンボル流はそれぞれの変調器522 へ提供される。各変調器522 は変調シンボルをアナログ信号へ変換し、無線リンクにわたる送信に適した変調された信号を発生するため、信号をさらに増幅し、濾波し、直角変調し、上方変換する。
【０１３３】
ＯＦＤＭを構成する送信機設計は前述の米国特許出願第09/854,235号、第08/816,481号、第09/776,073号、第09/532,492号明細書で記載されている。
【０１３４】
図７は本発明の種々の特徴および実施形態を構成できる端末106Xの１実施形態のブロック図である。端末106Xは図５の端末106A乃至106Nの受信部分の１実施形態であり、送信された信号を受信および回復するための連続的な消去受信機処理技術を構成する。ＮT （までの）送信アンテナからの送信された信号は各ＮR のアンテナ552A乃至552Rにより受信され、（フロントエンドプロセッサとも呼ばれる）それぞれの復調器（ＤＥＭＯＤ）554 へ伝送される。各変調器554 はそれぞれの受信された信号を調整（例えば濾波および増幅）し、調整された信号を中間周波数またはベースバンドへ下方変換し、サンプルを与えるため下方変換された信号をデジタル化する。各復調器554 はＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ556Xへ与えられる受信された復調シンボル流を発生するために、受信されたパイロット信号によりサンプルをさらに復調する。
【０１３５】
図７で示されている１実施形態では、（図５のＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ556 の１実施形態である）ＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ556Xは多数の連続的な（即ち縦続された）受信機処理段710 を含んでおり、端末106Xにより回復される各送信されたデータ流に対する１つの段である。１送信処理方式では、１データ流は端末106Xに割当てられた各送信チャンネルで送信され、各データ流は（例えばその固有のコード化および変調方式により）独立して処理され、それぞれの送信アンテナから送信される。この送信処理方式では、データ流の数は割当てられた送信チャンネル数に等しく、これはまたデータ送信のため（利用可能な送信アンテナのサブセットである）端末106Xに割当てられた送信アンテナ数に等しい。明瞭にするため、ＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ556Xをこの送信処理方式について説明する。
【０１３６】
各受信機処理段710 （最後の段710Nを除く）は干渉消去装置730 に結合されているチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720 を含んでおり、最後の段710NはチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ710Nだけを含んでいる。第１の受信機処理段710Aでは、チャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720Aは第１の送信チャンネル（または第１の送信された信号）のための復号されたデータ流を与えるために、復調器554A乃至554RからのＮR の変調シンボル流を受信し処理する。各第２乃至最後の段710B乃至710Nでは、その段のチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720 はその段により処理される送信チャンネルの復号されたデータ流を得るため、先行する段の干渉消去装置720 からＮR 変更されたシンボル流を受信し処理する。各チャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720 は関連する送信チャンネルに対してＣＳＩ（例えばＳＮＲ）をさらに提供する。
【０１３７】
第１の受信機処理段710Aでは、干渉消去装置730Aは全てのＮR の復調器554 からのＮR の変調シンボル流を受信する。第２乃至最後の各段では、干渉消去装置730 は先行する段の干渉消去装置からＮR の変更されたシンボル流を受信する。干渉消去装置730 はまた同一段内のチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720 から復号されたデータ流を受信し、この復号されたデータ流による受信された変調シンボル流の干渉コンポーネントの評価であるＮR 再変調されたシンボル流を獲得するために処理（例えばコード化、インターリーブ、変調、チャンネル応答等）を行う。再変調されたシンボル流はその後、減算された（即ち消去された）干渉コンポーネントを除く全てを含んだＮR の変更されたシンボル流を獲得するために受信された変調シンボル流から減算される。ＮR の変更されたシンボル流はその後、次の段へ与えられる。
【０１３８】
図７では、制御装置740 はＲＸ  ＭＩＭＯ／データプロセッサ556Xに結合されて示されており、プロセッサ556Xにより行われる連続的な消去受信機処理で種々のステップを指令するために使用される。
【０１３９】
図７は、各データ流がそれぞれの送信アンテナで送信されるとき直接的な方法で使用される受信機構造を示している（即ち１つのデータ流は各送信された信号に対応する）。この場合、各受信機処理段710 は送信された信号の１つを回復し、回復され送信された信号に対応する復号されたデータ流を提供するように動作する。幾つかの他の送信処理方式では、データ流はそれぞれ空間、周波数、および時間ダイバーシティを与えるために多数の送信アンテナ、周波数サブチャンネルおよび／または時間インターバルにわたって送信される。これらの方式では、受信機処理は最初に各周波数サブチャンネルの各送信アンテナにおける送信された信号の受信された変調シンボル流を得る。多数の送信アンテナ、周波数サブチャンネルおよび／または時間インターバルに対する変調シンボルはその後、基地局で行われるデマルチプレクスとして相補的な方法で結合される。結合された復調シンボル流はその後、対応する復号されたデータ流を与えるため処理される。
【０１４０】
図８のＡはチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720Xの１実施形態のブロック図であり、これは図７のチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720 の１実施形態である。この実施形態では、チャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720Xは空間／空間−時間プロセッサ810 、ＣＳＩプロセッサ812 、セレクタ814 、復調素子818 、デインターリーバ818 、デコーダ820 を含んでいる。
【０１４１】
空間／空間−時間プロセッサ810 は非分散性のＭＩＭＯチャンネル（即ち平坦フェーディングを有する）に対するＮR の受信された信号の線形の空間処理、または分散性のＭＩＭＯチャンネル（即ち周波数選択フェーディングを有する）に対するＮR の受信された信号の空間−時間処理を行う。空間処理はチャンネル相関マトリックス反転（ＣＣＭＩ）技術、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）技術、その他等の線形の空間処理技術を使用して実現される。これらの技術は他の信号からの雑音または干渉が存在する場合に、不所望の信号をゼロにするかまたは各構成信号の受信されたＳＮＲを最大にするために使用される。空間−時間処理はＭＭＳＥ線形等化装置（ＭＭＳＥ−ＬＥ）、決定フィードバック等化装置（ＤＦＥ）、最大の尤度シーケンス評価装置（ＭＬＳＥ）およびその他等の線形の空間−時間処理技術を使用して実現される。ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、ＭＭＳＥ−ＬＥ、ＤＦＥ技術は前述の米国特許出願第09/854,235号明細書にさらに詳細に記載されている。ＤＦＥとＭＬＳＥ技術は文献（S. L. Ariyavistaku、“Optimum Space-Time Processors with Dispersive Interference: Unified Analysis and Required Filter Span ”、IEEE Trans. on Communication、７巻、No.7、1999年７月）にもさらに詳細に記載され、これはここで参考文献とされている。
【０１４２】
ＣＳＩプロセッサ812 はデータ送信のために使用される各送信チャンネルのＣＳＩを決定する。例えば、ＣＳＩプロセッサ812 は受信されたパイロット信号に基づいて雑音共分散マトリックスを評価し、復号されるデータ流に使用されたｋ番目の送信チャンネルのＳＮＲを計算する。ＳＮＲは技術で知られているように通常のパイロットが補助する単一および多キャリアシステムと類似して評価されることができる。データ送信に使用される全ての送信チャンネルのＳＮＲはこの送信チャンネルの基地局へ戻して報告されるＣＳＩを含んでいる。ＣＳＩプロセッサ812 はこの受信機処理段により回復される特定のデータ流を識別する制御信号をセレクタ814 へさらに与える。
【０１４３】
セレクタ814 は空間／空間−時間プロセッサ810 から多数のシンボル流を受信し、ＣＳＩプロセッサ812 からの制御信号により示されているように復号されるデータ流に対応したシンボル流を抽出する。変調シンボルの抽出されたシンボル流はその後、復調素子814 へ与えられる。
【０１４４】
各送信チャンネルのデータ流がチャンネルのＳＮＲに基づいて独立してコード化され変調される図６に示されている実施形態では、選択された送信チャンネルの回復された復調シンボルは送信チャンネルに使用される変調方式に対して相補的である復調方式（例えばＭ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ）にしたがって復調される。復調素子816 からの復調されたデータはその後、チャンネルインターリーバ614 により行われる方法に対して相補的な方法でデインターリーバ818 によりデインターリーブされ、デインターリーブされたデータはエンコーダ612 により行われる方法に対して相補的な方法でデコーダ820 によりさらに復号される。例えばターボまたはコンボリューショナルコード化がそれぞれ基地局で行われるならば、ターボデコーダまたはビタビデコーダはデコーダ820 に対して使用される。デコーダ820 からのデコードされたデータ流は回復される送信されたデータ流の評価値である。
【０１４５】
図８のＢは干渉消去装置730Xのブロック図であり、これは図７の干渉消去装置730 の１実施形態である。干渉消去装置730X内で、同一の段内のチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサ720 からの復号されたデータ流は、再変調されたシンボルを与えるためチャンネルデータプロセッサ610Xにより再度符号化され、インターリーブされ、再変調され、再変調されたシンボルはＭＩＭＯ処理およびチャンネルの歪み前の基地局の変調シンボルの評価である。チャンネルデータプロセッサ610Xはデータ流について基地局で行われるのと同じ処理（例えば符号化、インターリーブ、変調）を行う。再変調されたシンボルはその後チャンネルシミュレータ830 に与えられ、これは復号されたデータ流による干渉の評価値＾ｉk を与えるため評価されたチャンネル応答を有するシンボルを処理する。チャンネル応答評価は基地局により送信されるパイロットおよび／またはデータに基づいておよび前述の米国特許出願第09/854,235号明細書で記載されている技術にしたがって得られる。
【０１４６】
干渉ベクトル＾ｉk のＮR の素子はｋ番目の送信アンテナで送信されるシンボル流による各ＮR 受信アンテナにおける受信された信号の成分に対応する。ベクトルの各エレメントは対応する受信された変調シンボル流の復号されたデータ流による評価された成分を表している。これらの成分はＮR 受信された変調シンボル流（即ちベクトルｒk ）の残りの（まだ検出されていない）送信された信号に対する干渉であり、合計装置832 により受信された信号ベクトルｒk から減算（即ち消去）され、除去される復号されたデータ流からの成分を有する変更されたベクトルｒk+1 を与える。変更されたベクトルｒk+1 は図７で示されているように次の受信機処理段への入力ベクトルとして与えられる。
【０１４７】
連続的な消去受信機処理の種々の特徴は前述の米国特許出願第09/854,235号明細書にさらに詳細に記載されている。
【０１４８】
連続的な消去受信機処理技術を使用しない受信機設計も送信されたデータ流を受信、処理、回復するために使用される。幾つかのこのような受信機設計は前述の米国特許出願第09/776,073号、第09/816,481号、および2000年３月22日出願の第09/532,492号明細書（発明の名称“HIGH EFFICIENCY, HIGH PERFORMANCE COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION”）に記載されており、これは本発明の出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
【０１４９】
説明を簡単にするために、ＣＳＩがＳＮＲを含んでいる本発明の種々の特徴および実施形態を説明する。通常、ＣＳＩは通信リンクの特性を示す任意のタイプの情報を含んでもよい。種々のタイプの情報はＣＳＩとして与えられ、その幾つかの例を以下説明する。
【０１５０】
１実施形態では、ＣＳＩは信号対雑音および干渉比（ＳＮＲ）を含み、これは雑音および干渉パワーに対する信号パワーの比として得られる。ＳＮＲは典型的に評価され、データ送信に使用される各送信チャンネル（例えば各送信データ流）で与えられ、集合ＳＮも複数の送信チャンネルで与えられる。ＳＮＲ評価は特定数のビットを有する値に量子化される。１実施形態では、ＳＮＲ評価は例えばルックアップテーブルを使用してＳＮＲインデックスへマップされる。
【０１５１】
別の実施形態では、ＣＳＩは信号パワーおよび干渉および雑音パワーを含んでいる。これらの２つのコンポーネントは別々に得られ、データ送信に使用される各送信チャンネルで与えられる。
【０１５２】
さらに別の実施形態では、ＣＳＩは信号パワーと、干渉パワーと、雑音パワーとを含んでいる。これらの３つのコンポーネントが得られ、データ送信に使用される各送信チャンネルで与えられる。
【０１５３】
さらに別の実施形態では、ＣＳＩは各観察可能な干渉項において信号対雑音比および干渉パワーのリストを含んでいる。この情報が得られ、データ送信に使用される各送信チャンネルに対して与えられる。
【０１５４】
さらに別の実施形態では、ＣＳＩはマトリックス形態（例えば全ての送信−受信アンテナ対のＮT ×ＮR 複素数エントリ）の信号成分と、マトリックス形態（例えばＮT ×ＮR 複素数エントリ）の雑音および干渉成分を含んでいる。基地局はその後、データ送信に使用される各送信チャンネルの品質（例えば端末で受信される各送信されたデータ流の後処理されたＳＮＲ）を得るため適切な送信−受信アンテナ対の信号成分と雑音および干渉成分を適切に結合する。
【０１５５】
さらに別の実施形態では、ＣＳＩは各送信データ流のデータレートインジケータを含んでいる。データ送信に使用される送信チャンネルの品質は最初に（例えば送信チャンネルで評価されたＳＮＲに基づいて）決定され、決定されたチャンネル品質に対応するデータレートはその後、（例えばルックアップテーブルに基づいて）識別される。識別されるデータレートは要求された性能レベルで送信チャンネルで送信される最大データレートを示している。データレートはその後、データレートインジケータ（ＤＲＩ）にマップされ、それらにより表され、これは効率的にコード化されることができる。例えば、７（までの）可能なデータレートが各送信アンテナの基地局によりサポートされるならば、３ビット値はＤＲＩを表すために使用され、ここでは例えばゼロはゼロのデータレートを示し（即ち送信アンテナを使用せず）、１乃至７は７つの異なるデータレートを示すために使用される。典型的な構造では、品質測定（例えばＳＮＲ評価）は例えばルックアップテーブルに基づいてＤＲＩへ直接マップされる。
【０１５６】
別の実施形態では、ＣＳＩは各送信チャンネルのパワー制御情報を含んでいる。パワー制御情報はさらに多くのパワーまたはさらに少量のパワーのリクエストを示すための各送信チャンネルの単一ビットを含んでいるか、またはリクエストされたパワーレベルの変化の大きさを示すための多数のビットを含んでいることができる。この実施形態では、基地局はデータ処理および／または送信パワーを調節するために端末からフィードバックされたパワー制御情報を使用することができる。
【０１５７】
さらに別の実施形態では、ＣＳＩは各送信データ流に対して基地局で使用される特定の処理方式の指示を含んでいる。この実施形態では、インジケータは所望の性能レベルが実現されるように、送信データ流に対して使用される特定のコード化方式と特定の変調方式を識別する。
【０１５８】
さらに別の実施形態では、ＣＳＩは送信チャンネルに対する特定の品質測定についての差インジケータを含んでいる。最初に、ＳＮＲまたはＤＲＩ或いは送信チャンネルの幾つかの他の品質測定が決定され、基準測定値として報告される。その後、送信チャンネルの品質の監視が継続され、最後に報告された測定と現在の測定の差が決定される。その差はその後、１以上のビットに量子化され、量子化された差は差インジケータにマップされ、それに量子化され、それはその後報告される。差インジケータは特定のステップサイズにより最後に報告された測定を増加または減少させる（または最後に報告された測定を維持する）ように指示する。例えば、差インジケータは（１）特定の送信チャンネルの観察されたＳＮＲが特定のステップサイズにより増加または減少され、または（２）データレートが特定量により調節されるべきであるか、またはその他が変化をすることを指示する。基準測定は差インジケータのエラーおよび／またはこれらのインジケータのエラーのある受信が累積しないことを確実にするために定期的に送信される。
【０１５９】
本発明の技術的範囲内で他の形態のＣＳＩが使用されてもよい。通常、ＣＳＩは基地局での処理の調節に使用されることのできるいかなる形態であってもよい十分な情報を含んでおり、それによって所望レベルの性能が送信されたデータ流で実現される。
【０１６０】
ＣＳＩは基地局から送信され、端末で受信された信号に基づいて得られる。１実施形態では、ＣＳＩは送信された信号に含まれるパイロット基準に基づいて得られる。代わりにまたは付加的にＣＳＩは送信される信号中に含まれるデータに基づいて得られる。
【０１６１】
さらに別の実施形態では、ＣＳＩは端末から基地局へアップリンクで送信される１以上の信号を含んでいる。幾つかのシステム（例えばアップリンクとダウンリンクが時分割多元化方法で同一帯域を共有する時分割デュプレクス（ＴＤＤ）システム）では、相関度はアップリンクとダウンリンクとの間に存在する。これらのシステムでは、ダウンリンクの品質はアップリンクの品質に基づいて（必要な正確度まで）評価され、これは端末から送信された信号（例えばパイロット信号）に基づいて評価される。パイロット信号はその後、基地局が端末で観察されたときのＣＳＩを評価する手段を表している。
【０１６２】
信号品質は種々の技術に基づいて端末で評価される。これらの技術の幾つかは以下の特許明細書に記載されており、これは本発明の出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。  
・米国特許第5,799,005 号明細書（発明の名称“SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING RECEIVED PILOT POWER AND PATH LOSS IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM ”、1998年８月25日出願）  
・米国特許第5,903,554 号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM  COMMUNICATION SYSTEM”、1999年５月11日出願）  
・米国特許第5,056,109 号および第5,265,119 号明細書（両者の発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM”、それぞれ1991年10月８日、1993年11月23日出願）  
・米国特許第6,097,972 号号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING POWER CONTROL SIGNALS IN A CDMA  MOBILE TELEPHONE SYSTEM”、2000年８月１日出願）  
パイロット信号またはデータ送信に基づいて単一の送信チャンネルを評価する方法も技術で利用可能な複数の文献に記載されている。１つのこのようなチャンネル評価方法は文献（F. Ling 、“Optimal Reception, Performance Bound, and Cutoff-Rate Analysis of Referenced-Assisted Coherent CDMA Communications with Applications”、IEEE Transaction On Communication 、1999年10月）により示されている。
【０１６３】
ＣＳＩと種々のＣＳＩ報告機構の種々のタイプの情報はこれは本発明の出願人に譲渡されているPadovaniの2003年６月３日出願の米国特許第6,574,211号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION ”）と、“TIE/EIA/IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification ”にも記載されており、両者ともここで参考文献とされている。
【０１６４】
ＣＳＩは種々のＣＳＩ送信方式を使用して基地局へ戻して報告される。例えばＣＳＩはフルで、異なって、またはその組み合わせで送信される。１実施形態ではＣＳＩは定期的に報告され、差の更新は先に送信されたＣＳＩに基づいて送信される。別の実施形態ではＣＳＩは変化があるときのみ（例えば変化が特定のしきい値を超えたならば）送信され、これはフィードバックチャンネルの効率的なレートを低くする。１例として、ＳＮＲはこれらが変化したときのみ（例えば異なって）返送される。（ＭＩＭＯのあるまたはない）ＯＦＤＭシステムでは、周波数ドメインの相関はフィードバックされるＣＳＩ量の減少を許容するために利用される。ＯＦＤＭシステムの１例として、ＮM 周波数サブチャンネルの特定の空間サブチャンネルに対応するＳＮＲが同一であるならば、この状態が真であるＳＮＲと最初および最後の周波数サブチャンネルが報告される。ＣＳＩでフィードバックされるデータ量を減少するための他の圧縮およびフィードバックチャンネルエラーの回復技術もまた使用され、本発明の技術的範囲内である。
【０１６５】
基地局および端末の素子は１以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プロセッサ、マイクロプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能な論理装置、他の電子装置、または任意のその組合わせにより構成されることができる。ここで説明した機能および処理の幾つかはプロセッサで実行されるソフトウェアにより構成されてもよい。
【０１６６】
本発明のある特徴はソフトウェアとハードウェアの組合わせにより構成されてもよい。例えばスケジュールするための処理（即ち端末の選択および送信アンテナの割当て）はプロセッサ（図５のスケジューラ534 ）で実行されるプログラムコードに基づいて実行される。
【０１６７】
ヘッディングは参照のため、およびあるセクションを突止めることを容易にするためここに含まれる。これらのヘッディングはここで説明した概念の技術的範囲を限定することを意図するものではなく、これらの概念は明細書全体を通して他のセクションで応用性を有する。
【０１６８】
当業者が本発明を実行または使用することを可能にするため先に実施形態の説明を行った。これらの実施形態に対する種々の変形は当業者に容易に明白であり、ここで規定されている一般原理は本発明の技術的範囲を逸脱せずに他の実施形態にも応用される。したがって、本発明はここで示した実施形態に限定されるものではなく、ここで説明した原理および優秀な特性と一貫した最も広い技術的範囲にしたがうことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明の種々の特徴および実施形態を実行するように設計され動作される多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムの図。
【図２】本発明の１実施形態にしたがってデータ送信のために端末をスケジュールするプロセスのフロー図。
【図３】本発明の１実施形態にしたがって“ｍａｘ−ｍａｘ”基準を使用して送信アンテナを受信アンテナへ割当てるためのプロセスのフロー図。
【図４】本発明の１実施形態にしたがって、１以上の最高の優先順位端末のセットがスケジュールを考慮される優先順位ベースのスケジュール方式のフロー図。
【図５】ＭＩＭＯ通信システムの基地局および複数の端末のブロック図。
【図６】利用可能なＣＳＩに基づいて端末へ送信するためにデータを処理できる基地局の送信部分の１実施形態のブロック図。
【図７】端末の受信部分の１実施形態のブロック図。
【図８】端末における受信（ＲＸ）ＭＩＭＯ／データプロセッサのそれぞれチャンネルＭＩＭＯ／データプロセッサおよび干渉キャンセラの１実施形態のブロック図。
【図９】２つの異なる動作モードにおける各端末に４つの送信アンテナ（即ちＮT ＝４）と４つの受信アンテナ（ＮR ＝４）を有するＭＩＭＯ通信システムの平均スループットを示している図。
【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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