(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤレスネットワークを通して、Ｍ個のアンテナを備える第１の通信装置により受信される干渉成分に関連する情報を、Ｎ個のアンテナを備える第２の通信装置に報告する方法を提供する。【解決手段】第１の通信装置により受信される干渉成分を測定するステップと、測定された干渉成分から最大でＭ個の重み付けベクトルを求めるステップと、最大でＭ個の求められた重み付けベクトルで最大でＭ個のパイロット信号を重み付けするステップと、最大でＭ個の重み付けされたパイロット信号を第２の通信装置に転送するステップを含む。【選択図】  図６
2007189682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスネットワークを通して、Ｍ個のアンテナを備える第１の通信装置により受信される干渉成分に関連する情報を、Ｎ個のアンテナを備える第２の通信装置に報告する方法であって、
前記方法は、前記第１の通信装置により実行される複数のステップとして、
前記第１の通信装置により受信される前記干渉成分を測定するステップと、
前記測定された干渉成分から、最大でＭ個の重み付けベクトルを求めるステップと、
前記最大でＭ個の求められた重み付けベクトルで、最大でＭ個のパイロット信号を重み付けするステップと、
前記最大でＭ個の重み付けされたパイロット信号を、前記第２の通信装置に転送するステップと
を含むことを特徴とする、干渉成分に関連する情報を報告する方法。
【請求項２】
前記方法は、さらに、前記測定された干渉成分から少なくとも２つの行列を求めるステップを含み、
第１の行列は前記干渉成分の空間的な方向を表し、
第２の行列はノイズ成分の電力を表し、
前記最大でＭ個の重み付けベクトルは、前記第１の行列及び前記第２の行列から求められる
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の行列及び前記第２の行列は、前記測定された干渉成分から取得される干渉相関行列ＲＩＮの固有値分解を実行することによって求められることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｍ個の重み付けベクトルｇ１〜ｇＭは以下の式
【数１】
2007189682.tif 000026
に従って求められ、式中、ｘ＊はｘの共役を示し、Ｆは前記第１の行列であり、Фは前記第２の行列であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
電力係数を求めるステップと、
前記最大でＭ個のパイロット信号を前記電力係数で重み付けするステップと、
前記第２の通信装置に、前記求められた電力係数に関連する電力情報を表す信号を転送するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ワイヤレスネットワークを通しての、第２の通信装置による、第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を制御する方法であって、
前記第２の通信装置はＮ個のアンテナを有し、
前記第１の通信装置はＭ個のアンテナを有し、
前記方法は、前記第２の通信装置により実行される複数のステップとして、
前記第１の通信装置から最大でＭ個のパイロット信号を受信するステップと、
前記最大でＭ個の受信パイロット信号から、前記第１の通信装置により受信される干渉成分を表す情報を求めるステップと、
前記第１の通信装置への前記データ群を表す前記信号の転送を、前記第１の通信装置により受信される干渉成分を表す、前記求められた情報に従って制御するステップと
を含むことを特徴とする、信号の転送を制御する方法。
【請求項７】
前記第１の通信装置により受信される干渉成分を表す、前記求められた情報は、重み付けベクトルであることを特徴とし、かつ、
前記第１の通信装置へのデータ群を表す信号の転送を制御することは、データの前記第１の通信装置に転送される群を表す前記信号を、前記重み付けベクトルで重み付けすることによって行われることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記重み付けベクトルは、
前記最大でＭ個の受信されたパイロット信号から行列Ｊを計算することと、
固有ベクトル及び固有値を取得するために、前記計算された行列から取得される２つの行列の積の固有値分解を実行することと、
前記計算された行列から取得される前記２つの行列の積の、最大固有値に対応する前記固有ベクトルを選択することと
によって求められることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記計算された行列から取得される前記２つの行列の積はＪ＊ＪＴに等しく、ここでＪ＊はＪの共役を示し、ＪＴはＪの転置を示すことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも２つのデータ群が前記第１の通信装置に同時に転送されることを特徴とし、かつ、
固有ベクトルが、同時に転送されるデータ群のそれぞれについて選択され、前記選択された固有ベクトルは、前記計算された行列から取得される前記２つの行列の積の少なくとも２つの最大固有値に対応することを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記方法は、さらに、前記第１の通信装置から電力情報を表す信号を受信するステップを含むことを特徴とし、かつ、
前記第１の通信装置により受信される干渉成分を表す情報は、前記Ｍ個の受信されたパイロット信号及び前記電力情報から求められることを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を制御することは、前記第１の通信装置に少なくとも１つのデータ群を転送するために使用すべき伝送電力を求めることであることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を制御することは、前記第１の通信装置に、少なくとも、データ群を表す信号を転送するために使用すべき変調方式及び符号化方式を決定することであることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
複数の第１の通信装置が、パイロット信号及び前記電力情報を表す信号を転送することを特徴とし、かつ、
前記第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を制御することは、前記複数の第１の通信装置の中から、どの１つ又は複数の第１の通信装置に少なくとも１つのデータ群を表す信号を転送すべきかを決定することであることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ワイヤレスネットワークを通して、Ｍ個のアンテナを備える第１の通信装置により受信される干渉成分に関連する情報を、Ｎ個のアンテナを備える第２の通信装置に報告する装置であって、
前記干渉成分に関連する情報を報告する前記装置は、前記第１の通信装置に含まれ、
前記干渉成分に関連する情報を報告する前記装置は、
前記第１の通信装置により受信される前記干渉成分を測定する手段と、
前記測定された干渉成分から最大でＭ個の重み付けベクトルを求める手段と、
前記最大でＭ個の求められた重み付けベクトルで最大でＭ個のパイロット信号を重み付けする手段と、
前記最大でＭ個の重み付けされたパイロット信号を前記第２の通信装置に転送する手段と
を備えることを特徴とする、干渉成分に関連する情報を報告する装置。
【請求項１６】
ワイヤレスネットワークを通しての、第２の通信装置による、第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を制御する装置であって、
前記第２の通信装置はＮ個のアンテナを有し、
前記第１の通信装置はＭ個のアンテナを有し、
信号の転送を制御する前記装置は、前記第２の通信装置に含まれ、
信号の転送を制御する前記装置は、
前記第１の通信装置から最大でＭ個のパイロット信号を受信する手段と、
前記最大でＭ個の受信パイロット信号から、前記第１の通信装置により受信される干渉成分を表す情報を求める手段と、
前記第１の通信装置への前記データ群を表す前記信号の転送を、前記第１の通信装置により受信される干渉成分を表す、前記求められた情報に従って制御する手段と
を備えることを特徴とする信号の転送を制御する装置。
【請求項１７】
プログラム可能な装置に直接ロード可能であることができるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがプログラム可能な装置で実行される場合、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法のステップを実施する命令又はコード部分を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１８】
プログラム可能な装置に直接ロード可能であることができるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがプログラム可能な装置で実行される場合、請求項６〜１４のいずれか一項に記載の方法のステップを実施する命令又はコード部分を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１９】
第１の通信装置により、ワイヤレスネットワークを通して、第２の通信装置に、Ｍ個のアンテナを備える前記第１の通信装置により受信される干渉成分に関連する情報を、Ｎ個のアンテナを備える前記第２の通信装置に報告するために、転送される信号であって、
前記信号は、前記第１の通信装置により受信される測定された干渉成分から求められる最大でＭ個の重み付けベクトルで重み付けされる、最大でＭ個のパイロット信号を含むことを特徴とする、干渉成分に関連する情報を報告するために転送される信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には通信システムに関し、特に通信装置が受信した干渉成分に関連する情報を別の通信装置に報告する方法及び装置に関する。
【０００２】
近年、空間領域及び周波数領域での効率的な伝送方式が、高データ速度ワイヤレス通信の増え続ける需要を満たすために研究されている。空間領域では、複数のアンテナを送信側及び受信側の両方で使用する多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムが、スペクトル効率の潜在的な増大を利用するために注目を集めている。
【０００３】
ＭＩＭＯシステムを使用する伝送方式は主に２つの異なるアプローチから研究されてきた。第１のアプローチは、通信装置が並列のデータストリームを同時に転送するケースであって、各データストリームに一つのアンテナが使用され、通信装置自体とデータストリームの転送先の通信装置との間に存在するチャネル状況についての知識を通信装置が何ら有しないケースに関連する。
【０００４】
第２のアプローチは、データストリームを送信する通信装置が、それ自体とデータストリームの転送先の通信装置との間に存在するチャネル状況の何らかの知識を有するものである。通信装置は、通信装置に転送される信号をチャネル状況に応じて向け(direct)、そうしてシステム全体のパフォーマンスを向上させる。
【０００５】
実際には、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答が、たとえば時分割多重化システムでのように相反的である場合、チャネル状況は以下の方法に従って取得される。すなわち、第１の通信装置がパイロット信号を第２の通信装置に転送し、第２の通信装置がパイロット信号を受信し、受信したパイロット信号から、チャネル応答を、例としてチャネル状況を表すチャネル行列の形で求め、求められた行列を使用して、パイロット信号を送信した第１の通信装置に、転送されるべき信号を向ける。
【０００６】
求められるチャネル行列の係数は、第２の通信装置のアンテナと第１の通信装置のアンテナとの間の複素伝搬利得である。
【０００７】
チャネル状況のこのような割り出しは、第１の通信装置が第２の通信装置により転送される信号と並列して空間的ホワイトノイズ信号のみを受信する場合に有効である。
【０００８】
空間的ホワイトノイズとは、第１の通信装置の各アンテナが受信するノイズが相関を有さず、等しい電力(power)を有することを意味する。
【０００９】
第１の通信装置が空間的に有色の干渉成分を受信する場合、第２の通信装置はこれらの干渉成分を認識せず、第１の通信装置に転送される信号を誤った方向に向けてしまう恐れがある。例として、第１の通信装置により受信され、第２の通信装置により転送される信号は、干渉成分と同じ方向を有し得る。
【００１０】
空間的有色ノイズとは、第１の通信装置の各アンテナが受信するノイズが相関し、且つ又は異なる電力を有することを意味する。
【００１１】
第１の通信装置が、受信する干渉成分を測定して第２の通信装置に報告することができる場合、上記問題を回避することが可能である。
【００１２】
現在まで、通信装置が、受信し測定した干渉成分を別の通信装置に、従来のデータ伝送に使用される帯域幅を著しく減じることなく報告することはむしろ不可能であった。
【００１３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０３８９８５号パンフレット（［０００３］段落、［００１３］段落、［００３３］段落〜［００３４］段落、［００４５］段落、［００４７］段落〜［００６１］段落、［００６４］段落〜［００６６］段落）
【特許文献２】国際公開第０３／００１７６１号パンフレット（要約、［１００６］段落〜［１００７］段落、［１０１５］段落〜［１０２１］段落、［１０２７］段落〜［１０２８］段落、［１０３１］段落〜［１０４５］段落、［１０４９］段落〜［１０５３］段落、［１０５８］段落〜［１０６８］段落）
【特許文献３】米国特許第６５８４３０２号公報（要約、第１カラム１行目〜８行目、第１カラム６５行目〜第２カラム２５行目、第５カラム３８行目〜第６カラム３７行目、第８カラム６０行目〜第１０カラム１０行目）
【００１４】
したがって、本発明の目的は、従来のデータ伝送に使用されるアップリンクチャネルの帯域幅を著しく低減することなく、通信装置が受信した干渉成分に関する情報を別の通信装置に報告できるようにする方法及び装置を提案することである。
【００１５】
この目的のために、本発明は、ワイヤレスネットワークを通して、Ｍ個のアンテナを備える第１の通信装置により受信される干渉成分に関連する情報を、Ｎ個のアンテナを備える第２の通信装置に報告する方法であって、
前記方法は、第１の通信装置により実行される複数のステップとして、
第１の通信装置により受信される干渉成分を測定するステップと、
測定された干渉成分から最大でＭ個の重み付けベクトルを求めるステップと、
最大でＭ個の求められた重み付けベクトルで最大でＭ個のパイロット信号を重み付けするステップと、
最大でＭ個の重み付けされたパイロット信号を第２の通信装置に転送するステップと
を含むことを特徴とする、干渉成分に関連する情報を報告する方法に関する。
【００１６】
本発明はまた、ワイヤレスネットワークを通して、Ｍ個のアンテナを備える第１の通信装置により受信される干渉成分に関連する情報を、Ｎ個のアンテナを備える第２の通信装置に報告する装置であって、
干渉成分に関連する情報を報告する装置は、第１の通信装置に含まれ、
干渉成分に関連する情報を報告する装置は、
第１の通信装置により受信される干渉成分を測定する手段と、
測定された干渉成分から最大でＭ個の重み付けベクトルを求める手段と、
最大でＭ個の求められた重み付けベクトルで最大でＭ個のパイロット信号を重み付けする手段と、
最大でＭ個の重み付けされたパイロット信号を第２の通信装置に転送する手段と
を備えることを特徴とする、干渉成分に関連する情報を報告する装置に関する。
【００１７】
したがって、第１の通信装置は、受信した干渉成分に関連する情報を第２の通信装置に、従来のデータ伝送に使用される帯域幅を著しく低減することなく報告することができる。
【００１８】
第１の有利な実施の形態によれば、第１の通信装置は、測定された干渉成分から少なくとも２つの行列を求め、第１の行列は干渉成分の空間的な方向を表し、第２の行列はノイズ成分の電力を表し、最大でＭ個の重み付けベクトルは第１の行列及び第２の行列から求められる。
【００１９】
したがって、第１の通信装置は、最大でＭ個の重み付けベクトルを求めるためには、第２の通信装置により転送されるいくつかのパイロット信号のような、いかなる情報も必要としない。
【００２０】
別の有利な実施の形態によれば、第１の行列及び第２の行列は、測定された干渉成分から取得される干渉相関行列ＲＩＮの固有値分解(eigenvalue decomposition)を実行することによって求められる。
【００２１】
したがって、最大でＭ個の重み付けベクトルを求めることは実行が簡単であり、第１の通信装置が受信する干渉成分を正確に反映する。
【００２２】
別の有利な実施の形態によれば、Ｍ個の重み付けベクトルｇ１〜ｇＭは以下の式
【００２３】
【数１】
2007189682.tif 000003
【００２４】
に従って求められ、式中、ｘ＊はｘの共役を示し、Ｆは第１の行列であり、Фは第２の行列である。
【００２５】
別の有利な実施の形態によれば、第１の通信装置は、電力係数を求め、最大でＭ個のパイロット信号を求められた電力係数で重み付けし、第２の通信装置に、求められた電力係数に関連する電力情報を表す信号を転送する。
【００２６】
したがって、第１の通信装置が伝送電力を調整する場合、第２の通信装置はその電力調整を認識する。
【００２７】
さらに別の態様によれば、本発明は、ワイヤレスネットワークを通しての、第２の通信装置による、第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を制御する方法であって、第２の通信装置はＮ個のアンテナを有し、第１の通信装置はＭ個のアンテナを有し、方法は、第２の通信装置により実行される複数のステップとして、
第１の通信装置から最大でＭ個のパイロット信号を受信するステップと、
最大でＭ個の受信パイロット信号から、第１の通信装置により受信される干渉成分を表す情報を求めるステップと、
第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を、第１の通信装置により受信される干渉成分を表す、求められた情報に従って制御するステップと
を含むことを特徴とする、信号の転送を制御する方法に関する。
【００２８】
本発明はまた、ワイヤレスネットワークを通しての、第２の通信装置による、第１の通信装置への、データ群を表す信号の転送を制御する装置であって、第２の通信装置はＮ個のアンテナを有し、第１の通信装置はＭ個のアンテナを有し、信号の転送を制御する装置は第２の通信装置に含まれ、信号の転送を制御する装置は、
第１の通信装置から最大でＭ個のパイロット信号を受信する手段と、
最大でＭ個の受信パイロット信号から、第１の通信装置により受信される干渉成分を表す情報を求める手段と、
第１の通信装置へのデータ群を表す信号の転送を、第１の通信装置により受信される干渉成分を表す、求められた情報に従って制御する手段と
を備えることを特徴とする、信号の転送を制御する装置に関する。
【００２９】
したがって、第２の通信装置は、第１の通信装置が受信した干渉成分について、従来のデータ伝送に使用される帯域幅を著しく低減することなく通知され、第１の通信装置への信号の転送を制御して、転送されるデータ群を表す信号に対する干渉成分の影響を低減することができる。
【００３０】
別の有利な実施の形態によれば、第１の通信装置により受信される干渉成分を表す、求められる情報は重み付けベクトルであり、第１の通信装置へのデータ群を表す信号の転送を制御することは、第１の通信装置に転送されるデータ群を表す信号を、重み付けベクトルで重み付けすることによって行われる。
【００３１】
したがって、第２の通信装置は、第１の通信装置に転送される信号を、第１の通信装置が受信する干渉成分に関連する情報に従って向けることができる。
【００３２】
別の有利な実施の形態によれば、重み付けベクトルは、
最大でＭ個の受信されたパイロット信号から行列Ｊを計算することと、
固有ベクトル及び固有値を取得するために、計算された行列から取得される２つの行列の積の固有値分解を実行することと、
計算された行列から取得される２つの行列の積の、最大固有値に対応する固有ベクトルを選択することと
によって求められる。
【００３３】
したがって、重み付けベクトルを求めることは簡単である。
【００３４】
別の有利な実施の形態によれば、計算された行列から取得される２つの行列の積はＪ＊ＪＴに等しく、ここでＪ＊はＪの共役を示し、ＪＴはＪの転置を示す。
【００３５】
別の有利な実施の形態によれば、少なくとも２つのデータ群が第１の通信装置に同時に転送され、固有ベクトルが、同時に転送されるデータ群のそれぞれについて選択され、選択された固有ベクトルは、計算された行列から取得される２つの行列の積の少なくとも２つの最大固有値(at least two largest eigenvalues)に対応する。
【００３６】
したがって、第２の通信装置は、第１の通信装置に転送される各データ群を表す信号を、第１の通信装置が受信する干渉成分に関連する情報に従って向けて、データ群を表す転送信号に対する干渉成分の影響を低減することができる。
【００３７】
別の有利な実施の形態によれば、第２の通信は、第１の通信装置から電力情報を表す信号を受信し、第１の通信装置により受信される干渉成分を表す情報は、最大でＭ個の受信されるパイロット信号及び電力情報から求められる。
【００３８】
したがって、第１の通信装置が伝送電力を調整する場合、第２の通信装置はその調整を認識する。
【００３９】
別の有利な実施の形態によれば、第１の通信装置へのデータ群を表す信号の転送を制御することは、第１の通信装置に少なくとも１つのデータ群を転送するために使用すべき伝送電力を求めることである。
【００４０】
したがって、第２の通信装置は第１の通信装置が受信する干渉成分の影響を低減することができる。
【００４１】
別の有利な実施の形態によれば、第１の通信装置へのデータ群を表す信号の転送を制御することは、第１の通信装置に、少なくとも、データ群を表す信号を転送するために使用すべき変調方式及び符号化方式を決定することである。
【００４２】
したがって、第１の通信装置と第２の通信装置との間の情報群を表す信号の転送は、第１の通信装置が受信する干渉成分に関連する情報に従って行われる。
【００４３】
別の有利な実施の形態によれば、複数の第１の通信装置が、パイロット信号及び電力情報を表す信号を転送し、第１の通信装置へのデータ群を表す信号の転送を制御することは、複数の第１の通信装置の中から、どの１つ又は複数の第１の通信装置に少なくとも１つのデータ群を表す信号を転送すべきかを決定することによって行われる。
【００４４】
したがって、ワイヤレスネットワークの無線資源を効率的に割り振ることが可能である。
【００４５】
さらに別の態様によれば、本発明は、プログラム可能な装置に直接ロード可能であることができるコンピュータプログラムであって、コンピュータプログラムがプログラム可能な装置で実行される場合、本発明による方法のステップを実施する命令又はコード部分を含むコンピュータプログラムに関する。
【００４６】
コンピュータプログラムに関連する特徴及び利点は、本発明による方法及び装置に関連して上述した特徴及び利点と同じであるため、ここでは繰り返さない。
【００４７】
さらに別の態様によれば、本発明は、第１の通信装置により、ワイヤレスネットワークを通して、第２に通信装置に、Ｍ個のアンテナを備える第１の通信装置により受信される干渉成分に関連する情報を、Ｎ個のアンテナを備える第２の通信装置に報告するために、転送される信号であって、信号は、第１の通信装置により受信される、測定された干渉成分から求められる最大でＭ個の重み付けベクトルで重み付けされる最大でＭ個のパイロット信号を含むことを特徴とする信号に関する。
【００４８】
信号に関連する特徴及び利点は、本発明による方法及び装置に関連して上述した特徴及び利点と同じであるため、ここでは繰り返さない。
【００４９】
本発明の特徴は、添付図面を参照して行われる例示的な実施の形態の以下の説明を読むことからより明瞭に理解されるであろう。
【００５０】
図１は、本発明によるシステムの構造を表す図である。
【００５１】
図１のシステムでは、少なくとも１つ、好ましくは複数の第１の通信装置２０１〜２０Ｋが、ワイヤレスネットワーク１５を通して、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルを使用して第２の通信装置１０にリンクされる。
【００５２】
好ましくは、非限定的に、第２の通信装置１０はワイヤレスネットワーク１５の基地局又はノードである。第１の通信装置２０１〜２０ｋは、携帯電話又はパーソナルコンピュータのような端末である。
【００５３】
通信ネットワーク１５は、時分割複信方式（ＴＤＤ）を使用するワイヤレス通信システムである。アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルで転送される信号は、同じ周波数帯域の異なる時間期間において二重化される。ワイヤレスネットワーク１５内で転送される信号は同じ周波数スペクトルを共用する。通信ネットワーク１５のアップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの間のチャネル応答は相反的である。
【００５４】
相反的とは、ダウンリンクチャネル状況がダウンリンク行列で表される場合、アップリンクチャネル状況はダウンリンク行列の転置であるアップリンク行列で表現できることを意味する。
【００５５】
第２の通信装置１０は、ダウンリンクチャネルを通して最大でＮ個のデータ群を表す信号を第１の通信装置２０１〜２０Ｋに同時に転送し、第１の通信装置２０１〜２０Ｋは、アップリンクチャネルを通して信号を第２の通信装置１０に転送する。
【００５６】
第１の通信装置２０１〜２０Ｋにより転送される信号は、データ群を表す信号及び／又は少なくとも、第１の通信装置２０１〜２０Ｋにより測定された干渉成分から求められる重みによって重み付けされたパイロット信号である。
【００５７】
データ群は例として、少なくとも、ヘッダフィールド及びペイロードフィールドで構成されるフレームである。ペイロードフィールドは、電話呼に関連するデータや映像転送等のような従来のデータを含む。
【００５８】
パイロット信号は、通信装置にとって既知の所定のシンボルシーケンスである。パイロット信号は、非限定的な例としてウォルシュアダマール（Walsh Hadamard）シーケンスである。
【００５９】
第２の通信装置１０は、少なくとも１つのアンテナ、より好ましくはＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮと記されるＮ個のアンテナを有する。第２の通信装置１０は、好ましくは、第１の通信装置２０に転送される信号の空間的な方向を、以下開示するように、少なくとも第１の通信装置２０により転送される信号に従って、制御する。
【００６０】
より正確には、第２の通信装置１０がデータ群を表す信号を所与の第１の通信装置２０ｋに、ダウンリンクチャネルを通して送信する場合、信号はＮ回複製され、複製された各信号は、第２の通信装置１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｎの要素で重み付け、すなわち乗算される。その結果として、第２の通信装置１０はビーム形成を行う。すなわち、送信信号の空間的な方向を制御する。
【００６１】
図１にＢＦ１と記される楕円は、第２の通信装置１０により第１の通信装置２０１に転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮにより放射される信号のパターンを示す。
【００６２】
図１にＢＦＫと記される楕円は、第２の通信装置１０により第１の通信装置２０Ｋに転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮにより放射される信号のパターンを示す。
【００６３】
第１の通信装置２０１〜２０Ｋは、ＭＳ１Ａｎｔ１〜ＭＳ１ＡｎｔＭ及びＭＳＫＡｎｔ１〜ＭＳＫＡｎｔＭとそれぞれ記されるＭ個のアンテナを有する。ここで、アンテナの数Ｍは第１の通信装置２０ｋ（但し、ｋ＝１〜Ｋ）のそれぞれに従って変化し得ることに留意されたい。第１の通信装置２０１〜２０ｋはそれぞれ、以下開示するように、第２の通信装置１０に転送される信号の空間的な方向を制御する。
【００６４】
第１の通信装置２０ｋはそれぞれ、アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭを通して、第２の通信装置１０に送信すべき信号を転送する。より正確には、第１の通信装置２０ｋがアップリンクチャネルを通して第２の通信装置１０に信号を送信する場合、信号は最大でＭ回複製され、複製された各信号が、第１の通信装置２０ｋのアップリンク重み付けベクトルｇｍ（但し、ｍ＝１〜最大でＭ）の要素で重み付け、すなわち乗算される。その結果として、第１の通信装置２０ｋはビーム形成を行う。すなわち、送信信号の空間的な方向を制御する。
【００６５】
図１にＢＦ１と記される楕円は、第１の通信装置２０１により第２の通信装置１０に転送される、アンテナＭＳ１Ａｎｔ１〜ＭＳ１ＡｎｔＭにより放射される信号のパターンを示す。
【００６６】
図１にＢＦＫと記される楕円は、第１の通信装置２０Ｋにより第２の通信装置１０に転送される、アンテナＭＳＫＡｎｔ１〜ＭＳＡｎｔＭにより放射される信号のパターンを示す。
【００６７】
図２は、本発明による第１の通信装置の構造を表す図である。
【００６８】
第１の通信装置２０、例としてｋが１〜Ｋから成る第１の通信装置２０ｋはたとえば、バス２０１によって共に接続される構成要素及び図６に開示するアルゴリズムに関連するプログラムによって制御されるプロセッサ２００に基づく構造を有する。
【００６９】
ここで、第１の通信装置２０は、一変形形態において、以下開示するようにプロセッサ２００によって実行される動作と同じ動作を実行する１つ又はいくつかの専用集積回路の形で実施されることに留意されたい。
【００７０】
バス２０１は、プロセッサ２００を読み取り専用メモリＲＯＭ２０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３、及びチャネルインタフェース２０５にリンクする。
【００７１】
読み取り専用メモリＲＯＭ２０２は、第１の通信装置２０ｋが電源投入されるとランダムアクセスメモリＲＡＭ２０３に転送される、図６に開示するアルゴリズムに関連するプログラム命令を含む。
【００７２】
ＲＡＭメモリ２０３は、変数を受け取ることを意図されるレジスタ及び図６に開示するアルゴリズムに関連するプログラム命令を含む。
【００７３】
チャネルインタフェース２０５は、第１の通信装置２０ｋにより測定される干渉及びノイズ成分を測定する手段、第２の通信装置１０に転送すべき最大でＭ個のパイロット信号を電力係数√ηで重み付けする手段、第２の通信装置１０に転送すべき重み付きパイロット信号を重み付けベクトルｇｍ（但し、ｍ＝１〜最大でＭ）で重み付けする手段、及び第２の通信装置１０に、電力係数に関連する電力情報を転送する手段を備える。チャネルインタフェース２０５については図３を参照してより詳細に説明する。
【００７４】
本発明によれば、プロセッサ２００は、第１の通信装置２０ｋにより測定される干渉及びノイズ成分から、第２の通信装置１０に転送すべき最大でＭ個のパイロット信号をそれぞれ重み付けするために使用すべき最大でＭ個のアップリンク重み付けベクトルｇｍ（但し、ｍ＝１〜最大でＭ）を求め、少なくとも、第２の通信装置１０に転送すべき最大でＭ個のパイロット信号を重み付けするために使用すべき電力係数√ηを求める。
【００７５】
図３は、第１の通信装置のチャネルインタフェースの構造を表す図である。
【００７６】
チャネルインタフェース２０５は、第１の通信装置２０ｋにより受信される干渉成分を測定する干渉測定モジュール３００を備える。
【００７７】
干渉成分は、他の第１の通信装置により生成される電磁波形、任意の電子機器により放射される電磁波形、及び／又は第１の通信装置２０ｋにより受信される他の任意のノイズである。
【００７８】
第２の通信装置１０は、異なるダウンリンク重み付けベクトルｗｎ＝［ｗｎ１，…，ｗｎＮ］Ｔ（但し、ｎ＝１〜ｎｍａｘ、‖ｗｎ‖＝１）を使用してｎｍａｘ個（但し、ｎｍａｘ≦Ｎ）のデータ群を表す信号を同時に転送する。
【００７９】
ｎｍａｘ個のデータ群を表す信号はそれぞれｎｍａｘ個の第１の通信装置２０に転送されるか、又は少なくとも２つのデータ群を表す信号が、１つ又はいくつかの第１の通信装置２０に同時に転送される。
【００８０】
第１の通信装置２０ｋにより受信されるｎ番目の重み付き信号ｓｎ（ｐ）が、電力
【００８１】
【数２】
2007189682.tif 000004
【００８２】
及び
【００８３】
【数３】
2007189682.tif 000005
【００８４】
を有するものと想定すると、第１の通信装置２０ｋにより受信される信号のｐ番目のサンプルｘ（ｐ）＝［ｘ１（ｐ），…，ｘＭ（ｐ）］Ｔは、
【００８５】
【数４】
2007189682.tif 000006
【００８６】
に等しい。式中、ｘＴはｘの転置を示し、ｚＩＮ（ｐ）＝［ｚＩＮ，１（ｐ），…，ｚＩＮ，Ｍ（ｐ）］Ｔは第１の通信２０ｋの干渉及びノイズのベクトルであり、Ｈは、（ｍ，ｎ）番目の要素が第２の通信装置１０のＢＳＡｎｔｎ番目のアンテナと第１の通信装置２０ｋのＭＳｋＡｎｔｍ番目のアンテナとの間の複素伝搬利得であるＭ×ＮのＭＩＭＯチャネル行列である。
【００８７】
干渉測定モジュール３００は、第１の通信装置２０ｋにより受信される干渉成分を測定し、多数のサンプルにわたり
【００８８】
【数５】
2007189682.tif 000007
【００８９】
を平均することにより干渉相関行列ＲＩＮを求める。式中、ｘＨはｘの複素共役転置を示す。
【００９０】
すると、
【００９１】
【数６】
2007189682.tif 000008
【００９２】
であり、式中、Ｅ［ｘ］はｘの平均を示す。
【００９３】
チャネルインタフェース２０５は、第２の通信装置１０に転送すべきパイロット信号を、電力係数√ηで重み付けするＭ個の手段を備える。第２の通信装置１０に転送すべきパイロット信号を電力係数√ηで重み付けする、すなわちパイロット信号を乗算する手段は、図３においてＭｕｌｃ１〜ＭｕｌｃＭと記される。
【００９４】
チャネルインタフェース２０５は、第２の通信装置１０に転送すべき重み付きパイロット信号を重み付けベクトルｇｍで重み付けする手段を備える。第２の通信装置１０に転送すべき重み付きパイロット信号を重み付けする手段は、Ｃｐ１Ｕ〜ＣＰＭＵと記されるＭ個の複製モジュール、Ｍｕｌ１１Ｕ〜ＭｕｌＭＭＵと記されるＭ×Ｍ個のアップリンク乗算モジュール、Ｓｕｍ１Ｕ〜ＳｕｍＭＵと記されるＭ個のアップリンク合算モジュールで構成される。
【００９５】
信号Ｒ１（ｔ）〜ＲＭ（ｔ）は第２の通信装置１０に転送すべきＭ個のパイロット信号である。信号Ｒ１（ｔ）〜ＲＭ（ｔ）は、乗算器Ｍｕｌｃ１〜ＭｕｌｃＭにより電力係数√ηで乗算される。
【００９６】
重み付き、又は乗算されたパイロット信号は、各複製モジュールＣｐ１Ｕ〜ＣＰＭＵにより最大でＭ回複製される。複製された各信号は、プロセッサ２００により求められるアップリンク重み付けベクトルｇｍの要素で重み付けされる。アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳＡｎｔＭにより第２の通信装置１０に転送される各信号の組み合わせをビーム形成信号と呼ぶ。
【００９７】
次いで、各アップリンク重み付けベクトルｇｍの第１の要素で重み付けされた信号が、加算器Ｓｕｍ１Ｕによって合算され、第１の通信装置２０ｋの第１のアンテナＭＳｋＡｎｔ１を通して転送される。次いで、各アップリンク重み付けベクトルｇｍの第２の要素で重み付けされた信号が合算され、第２のアンテナＭＳｋＡｎｔ２を通して転送される。以下、重み付けベクトルｇｍのＭ番目の要素まで同様である。
【００９８】
ここで、信号は、各アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭに転送される前に、従来のワイヤレス通信装置で行われるように、周波数アップコンバートやマッピング等されることに留意されたい。
【００９９】
ここで、Ｍ個より少ないパイロット信号、例としてＭ’個のパイロット信号（但し、Ｍ’≦Ｍ）を、以下開示するように第２の通信１０に転送できることに留意されたい。チャネルインタフェース２０５は、第２の通信装置１０に転送すべきパイロット信号を重み付けするＭ’個の手段を備え、第２の通信装置１０に転送すべき重み付きパイロット信号を重み付けする手段は、Ｍ’個の複製モジュール、Ｍ×Ｍ’個のアップリンク乗算モジュール、及びＭ個のアップリンク合算モジュールで構成される。
【０１００】
図４は、本発明による第２の通信装置の構造を表す図である。
【０１０１】
第２の通信装置１０はたとえば、バス４０１により共に接続される構成要素及び図７に開示するアルゴリズムに関連するプログラムにより制御されるプロセッサ４００に基づく構造を有する。
【０１０２】
ここで、第２の通信装置１０は、一変形形態において、以下開示するようにプロセッサ４００により実行される動作と同じ動作を実行する１つ又はいくつかの専用集積回路の形で実施されることに留意されたい。
【０１０３】
バス４０１は、プロセッサ４００を読み取り専用メモリＲＯＭ４０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ４０３、及びチャネルインタフェース４０５にリンクする。
【０１０４】
読み取り専用メモリＲＯＭ４０２は、第２の通信１０が電源投入されるとランダムアクセスメモリＲＡＭ４０３に転送される、図７に開示するアルゴリズムに関連するプログラム命令を含む。
【０１０５】
ＲＡＭメモリ４０３は、変数を受け取ることを意図されるレジスタ及び図７に開示するアルゴリズムに関連するプログラム命令を含む。
【０１０６】
本発明によれば、プロセッサ４００は、第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれについて、少なくとも、第１の通信装置のそれぞれにより転送される信号から、第２の通信装置１０が信号を第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれに転送するときに使用すべきダウンリンク重み付けベクトルｗｎを求めることができる。プロセッサ４００は、第１の通信装置２０ｋのそれぞれが使用すべき変調方式及び符号化方式を決定するこができ、且つ／又は、データ群を表す信号を、第１の通信装置２０により転送される信号に従って、どの第１の通信装置２０に送信すべきかを決定することもできる。プロセッサ４００は、少なくとも予測されるＳＩＮＲを所定のＳＩＮＲに設定することによって伝送電力を調整することもできる。
【０１０７】
チャネルインタフェース４０５は、重み付きパイロット信号を第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれから受信する手段と、第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれから、それぞれの電力情報を受信する手段とを備える。チャネルインタフェース４０５は、ダウンリンク重み付けベクトルｗｎを使用して、第２の通信装置１０により第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれに転送されるデータ群を表す信号を向ける手段を備える。チャネルインタフェース４０５については図５を参照してより詳細に説明する。
【０１０８】
図５は、第２の通信装置のチャネルインタフェースの構造を表す図である。
【０１０９】
第２の通信装置１０のチャネルインタフェース４０５は、パイロット信号受信モジュール５００、Ｃｐ１〜ＣＰＮと記されるＮ個の複製モジュール、Ｍｕｌ１１Ｄ〜ＭｕｌＮＮＤと記されるＮ×Ｎ個のダウンリンク乗算モジュール、及びＳｕｍ１Ｄ〜ＳｕｍＮＤと記される最大でＮ個のダウンリンク合算モジュールを備える。
【０１１０】
パイロット信号受信モジュール５００は、パイロット信号を受信する手段及び第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれから電力情報を受信する手段を備える。
【０１１１】
信号Ｓ１（ｔ）〜ＳＮ（ｔ）は、Ｎ個のデータ群をそれぞれ表し、第２の通信装置１０にリンクされたＫ個の端末２０１〜２０Ｋに同時に転送される信号である。各信号Ｓ１（ｔ）〜ＳＮ（ｔ）は、各複製モジュールＣｐ１〜ＣＰＮによってＮ回複製される。複製された各信号は、ｎ（但し、ｎ＝１〜Ｎ）と記され、端末２０ｋに転送されるデータ群に対応するダウンリンク重み付けベクトルｗｎの要素で重み付けされる。アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮにより端末２０ｋに転送される信号の組み合わせをビーム形成信号と呼ぶ。
【０１１２】
第２の通信装置１０の各ダウンリンク重み付けベクトルｗｎの第１の要素で重み付けされた信号は、加算器Ｓｕｍ１Ｄにより合算され、第２の通信装置１０の第１のアンテナＢＳＡｎｔ１を通して転送される。各重み付けベクトルｗｎの第２の要素で重み付けされた信号は合算され、第２の通信装置１０の第２のアンテナＢＳＡｎｔ２を通して転送される。以下、第２の通信装置１０の各重み付けベクトルｗｎのＮ番目の要素まで同様である。
【０１１３】
ここで、信号は、各アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮに転送される前に、従来のワイヤレス通信装置で行われるように、周波数アップコンバートやマッピング等されることに留意されたい。
【０１１４】
ここで、Ｎ個より少ないデータ群を同時に転送してもよく、例としてＮ’個のパイロット信号（但し、Ｎ’≦Ｎ）を同時に転送してもよいことに留意されたい。データ群を表す信号を重み付けする手段は、Ｎ’個の複製モジュール、Ｎ×Ｎ’個のアップリンク乗算モジュール、及びＮ個のアップリンク合算モジュールで構成される。
【０１１５】
図６は、本発明による第１の通信装置により実行されるアルゴリズムである。
【０１１６】
本アルゴリズムはより正確には、第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれによって実行される。
【０１１７】
ステップＳ６００において、第１の通信装置２０ｋのプロセッサ２００は、チャネルインタフェース２０５の干渉測定モジュール３００から、第１の通信装置２０ｋの干渉相関行列ＲＩＮを受け取る。干渉相関行列ＲＩＮは、他の第１の通信装置及び／若しくは他の任意の電子装置によって生成される干渉成分、並びに／又は第１の通信装置２０ｋにより受信される他の任意のノイズを表す。
【０１１８】
次のステップＳ６０１において、プロセッサ２００は、干渉相関行列ＲＩＮの固有値分解(eigenvalue decomposition)を実行する。ＲＩＮ＝ＦФＦＨであり、式中、Ф及びＦはＭ×Ｍの対角及びユニタリ行列であり、ｘＨは行列ｘの複素共役転置を示す。
【０１１９】
ここで、行列Ｆは受信したノイズ成分の空間的な方向を表し、行列Фは受信した干渉成分の電力に比例することに留意されたい。
【０１２０】
次のステップＳ６０２において、プロセッサ２００は電力係数√ηを求める。電力係数√ηは、すべての通信装置１０及び２０に既知の任意の値又は所定の値に設定することができる。
【０１２１】
本発明の特定の実現形態では、ηは
【０１２２】
【数７】
2007189682.tif 000009
【０１２３】
に等しく、式中、ＰＳは第１の通信装置２０ｋのアンテナ１つ当たりの所定の伝送電力であり、ｔｒ｛ｘ｝は行列ｘのトレース、すなわち行列ｘの対角要素の和である。
【０１２４】
次のステップＳ６０３において、プロセッサ２００は以下の式
【０１２５】
【数８】
2007189682.tif 000010
【０１２６】
を使用してアップリンク重み付けベクトルｇｍ＝［ｇｍ，１，…，ｇｍ，Ｍ］Ｔ（但し、ｍ＝１〜Ｍ）を計算する。式中、ｘ＊はｘの共役を示す。
【０１２７】
次のステップＳ６０４において、プロセッサ２００はアップリンク重み付けベクトルｇｍ＝［ｇｍ，１，…，ｇｍ，Ｍ］Ｔ（但し、ｍ＝１〜Ｍ）をチャネルインタフェース２０５に転送する。
【０１２８】
実現の一変形形態において、行列Фのいくつかの係数が所定のしきい値よりも低い場合、プロセッサ２００は対応するアップリンク重み付けベクトルをチャネルインタフェース２０５に転送しない。このような場合、第２の通信装置１０に転送する必要があるパイロット信号の数が低減される。
【０１２９】
パイロットシンボルの数は、そのうちの少なくとも１つをヌル値に設定することによって低減することもできる。
【０１３０】
ステップＳ６０５において、プロセッサ２００は電力係数√ηをチャネルインタフェース２０５に転送する。電力係数√ηは、第２の通信装置１０に転送されるパイロット信号の重み付けに使用される。
【０１３１】
次のステップＳ６０６において、プロセッサ２００は、最大でＭ個のパイロット信号をチャネルインタフェース２０５に転送する。ｍ番目のアンテナから転送されるパイロット信号ｒｍ（ｐ）（但し、ｍ＝１〜最大でＭ）は、
【０１３２】
【数９】
2007189682.tif 000011
【０１３３】
として相互に直交するｐ０個のシンボルを有する。
【０１３４】
次のステップＳ６０７において、最大でＭ個のパイロット信号はそれぞれ最大でＭ回複製される。複製された各パイロット信号は、アップリンク重み付けベクトルｇｍ＝［ｇｍ，１，…，ｇｍ，Ｍ］Ｔ（但し、ｍ＝１〜最大でＭ）の要素で重み付けされ、第２の通信装置１０に転送される。電力係数√ηに関連する電力情報ηも、同ステップにおいて第２の通信装置１０に転送される。ここで、電力係数が所定の値に等しい場合、電力情報は転送されないことに留意されたい。
【０１３５】
電力情報ηは、パイロット信号を重み付けするために第１の通信装置２０ｋによって使用される乗算係数を表す。
【０１３６】
図７は、本発明による第２の通信装置によって実行されるアルゴリズムである。
【０１３７】
ステップＳ７００〜Ｓ７０５は、第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれから受信されるパイロット信号に対して並列に実行される。
【０１３８】
ステップＳ７００において、第１の通信２０によりステップＳ６０６において転送された信号は、第２の通信装置１０のチャネルインタフェース４０５のパイロット信号受信モジュール５００により受信される。ｘＡ（ｐ）と記される、ｍ＝１〜Ｍのパイロット信号の受信信号のｐ番目のサンプルは、
【０１３９】
【数１０】
2007189682.tif 000012
【０１４０】
として表現され、式中、ｒ（ｐ）＝［ｒ１（ｐ），…，ｒＭ（ｐ）］Ｔは、第１の通信装置２０ｋのＭ個のアンテナのすべてを通して転送されるパイロット信号を示し、ｚＡ（ｐ）＝［ｚＡ，１（ｐ），…，ｚＡ，Ｎ（ｐ）］Ｔは、第２の通信装置１０の干渉及びノイズの成分であり、ＨはダウンリンクＭＩＭＯチャネル行列である。チャネルがダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルにおいて相反的であるため、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列はＨＴと表現される。
【０１４１】
次のステップＳ７０１において、プロセッサ４００は行列の積ＨＴＧを推定する。
【０１４２】
受信信号ｐ＝１，…，ｐ０は、
【０１４３】
【数１１】
2007189682.tif 000013
【０１４４】
として行列の形で完全に表現される。Ｍはｍ番目のパイロット信号を示し、１及び２はｍ番目のパイロット信号の連続した係数を示す。
【０１４５】
次いで、プロセッサ４００はＨＴＧを
【０１４６】
【数１２】
2007189682.tif 000014
【０１４７】
として推定する。ＺＡ＝０の場合、
【０１４８】
【数１３】
2007189682.tif 000015
【０１４９】
が保たれる。
【０１５０】
次のステップＳ７０２において、プロセッサ４００はＪ＊ＪＴの固有値分解を行う。
【０１５１】
次のステップＳ７０３において、プロセッサ４００は行列Ｊ＊ＪＴのρ<Ｊ＊ＪＴ>と記される最大固有値を求める。
【０１５２】
ここで、少なくとも２つのデータ群を並列に第１の通信装置２０ｋに転送する必要がある場合、プロセッサ４００は行列Ｊ＊ＪＴの少なくとも２つの最大固有値(at least two largest eigenvalues)を求めることに留意されたい。
【０１５３】
次のステップＳ７０４において、プロセッサ４００は、ステップＳ７００において受信した信号を転送した第１の通信装置２０ｋに、ｎ番目のデータ群を表す信号を転送するために使用すべきダウンリンク重み付けベクトルｗｎを求める。
【０１５４】
少なくとも２つのデータ群を並列に第１の通信装置に転送する必要がある場合、プロセッサ４００は、ステップＳ７００において受信した信号を転送した第１の通信装置２０ｋに、少なくとも２つのデータ群を表す信号を転送するために使用すべき、少なくとも２つのダウンリンク重み付けベクトルを求める。
【０１５５】
プロセッサ４００は、ダウンリンク重み付けベクトルｗｎを、最大固有値ρ<Ｊ＊ＪＴ>に対応するｅ<Ｊ＊ＪＴ>と記される固有ベクトルとして求めるか。又は、少なくとも２つのデータ群を並列に第１の通信装置に転送する必要がある場合、プロセッサ４００は、少なくとも２つの最大固有値に対応する固有ベクトルとして、少なくとも２つのダウンリンク重み付けベクトルを求める。
【０１５６】
次のステップＳ７０５において、プロセッサ４００は、ステップＳ７００において受信した信号を転送した第１の通信装置２０ｋの信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を推定する。
【０１５７】
ＳＩＮＲ
【０１５８】
【数１４】
2007189682.tif 000016
【０１５９】
は以下の式
【０１６０】
【数１５】
2007189682.tif 000017
【０１６１】
を使用して予測され、式中、ｎは転送すべきデータ群に関連する印（indicia）であり、  
【０１６２】
【数１６】
2007189682.tif 000018
【０１６３】
は一定の伝送電力である。
【０１６４】
【数１７】
2007189682.tif 000019
【０１６５】
として、第２の通信装置１０は電力情報を使用して、第１の通信装置２０ｋのＳＩＮＲを予測する。
【０１６６】
ここで、実現の一変形形態において、第２の通信装置１０は、予測されるＳＩＮＲを所定のＳＩＮＲに設定することによって伝送電力
【０１６７】
【数１８】
2007189682.tif 000020
【０１６８】
を調整することに留意されたい。
【０１６９】
ここで、第２の通信装置１０は、第１の通信装置２０ｋに対する干渉の影響を考慮して、従来技術で通常のようにＨ及びＲＩＮの完全な知識を有することなく、ステップＳ７００において受信した信号を転送した第１の通信装置２０ｋに、転送される信号を向けることができることにも留意されたい。
【０１７０】
次のステップＳ７０６において、プロセッサ４００は、求められたＳＩＮＲを使用して、又はすべての第１の通信装置２０１〜２０Ｋの求められたＳＩＮＲを使用して、第１の通信装置２０ｋにデータ群を転送するために使用すべき変調方式及び符号化方式を決定し、データ群を表す信号をどの第１の通信装置２０に送信すべきかを決定する。
【０１７１】
ここで、ダウンリンク重み付けベクトルｗｎは、行列Ｊがｅｎ<Ｊ＊ＪＴ>に対して影響のない係数で乗算されることにより、電力情報なしで取得できることに留意されたい。
【０１７２】
図８は、第１の通信装置により受信される干渉成分を考慮したアップリンクチャネルのモデルを表す図である。
【０１７３】
第１の通信装置２０１〜２０Ｋのそれぞれと第２の通信装置１０との間のアップリンクチャネルは、本発明により、２つの行列８００及び８１０で表すことができる。
【０１７４】
行列８００の係数は、第１の通信装置２０ｋにより受信される干渉成分を表す。行列８１０は、ＭＩＭＯシステムの従来のチャネル応答行列Ｈであり、その係数は、第２の通信装置１０のアンテナと第１の通信装置２０ｋのアンテナとの間の複素伝搬利得である。
【０１７５】
行列８００は白色化行列（whitening matrix）Ｄの転置に等しい。
【０１７６】
本発明によれば、行列Ｄ＝（Ｆ＊Ф−１／２）Ｔである。
【０１７７】
行列Ｄは、
【０１７８】
【数１９】
2007189682.tif 000021
【０１７９】
として第１の通信装置２０ｋの干渉及びノイズ成分ｚＩＮ（ｐ）を白色化する空間的白色化行列に対応する。
【０１８０】
したがって、空間的白色化プロセス後の受信信号ｘ（ｐ）’は、
【０１８１】
【数２０】
2007189682.tif 000022
【０１８２】
として表現される。
【０１８３】
行列ＤとＨとの積で表現される仮想チャネルを考慮して、ダウンリンク重み付けベクトルｗｎは仮想チャネルＤＨを考慮して求められ、干渉及びノイズ成分
【０１８４】
【数２１】
2007189682.tif 000023
【０１８５】
を空間的に白色化する。
【０１８６】
したがって、第２の通信装置１０は、仮想チャネルＤＨの知識を用いてダウンリンク重み付けベクトルｗｎを等価的に(equivalently)求める。
【０１８７】
本発明はこの原理を適用し、第１の通信装置２０ｋは仮想チャネルを通してパイロット信号
【０１８８】
【数２２】
2007189682.tif 000024
【０１８９】
を等価的に送信する。
【０１９０】
次いで、第１の通信装置２０ｋにより転送される信号は
【０１９１】
【数２３】
2007189682.tif 000025
【０１９２】
として表現される。干渉及びノイズ成分は仮想チャネルでは白色化されるため、第１の通信装置２０ｋのアンテナ間の干渉及びノイズの相関係数をフィードバックする必要はない。したがって、提案する方法は、いかなる情報もフィードバックする必要がないか、又は電力係数に関連する電力情報のみをフィードバックする必要があるだけである。
【０１９３】
当然、多くの変更を、本発明の範囲から逸脱することなく上述した本発明の実施形態に対して行うことができる。例として、第２の通信装置２０は、少なくとも１つのデータ群を表す信号の転送に、Ｎ個のアンテナに代えてＮ’個のアンテナ（但し、Ｎ’＜Ｎ）を使用してもよい。且つ／又は、少なくとも１つの第１の通信装置２０は、重み付きパイロット信号の転送に、Ｍ個のアンテナに代えてＭ’個のアンテナ（但し、Ｍ’＜Ｍ）を使用してよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明によるシステムの構造を表す図である。
【図２】本発明による第１の通信装置の構造を表す図である。
【図３】第１の通信装置のチャネルインタフェースの構造を表す図である。
【図４】本発明による第２の通信装置の構造を表す図である。
【図５】第２の通信装置のチャネルインタフェースの構造を表す図である。
【図６】本発明による第１の通信装置により実行されるアルゴリズムである。
【図７】本発明による第２の通信装置により実行されるアルゴリズムである。
【図８】第１の通信装置により受信される干渉成分を考慮したアップリンクチャネルのモデルを表す図である。
【図１】
2007189682.tif 000027
【図２】
2007189682.tif 000028
【図３】
2007189682.tif 000029
【図４】
2007189682.tif 000030
【図５】
2007189682.tif 000031
【図６】
2007189682.tif 000032
【図７】
2007189682.tif 000033
【図８】
2007189682.tif 000034
【外国語明細書】
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