(57)【要約】      （修正有）【課題】効率的なビーム成形を実行するために、電気通信デバイスが最良の重み付けベクトルを用いることができるようにする方法及びデバイス、及び無線ネットワークの無線資源を単純に、且つ効率的に割り当てることができるようにする方法及びデバイスを提案する。【解決手段】第１の電気通信デバイスは、それぞれ、第１の電気通信デバイスと１つの第２の電気通信デバイスとの間の達成可能なリンク条件を表す少なくとも２つの情報を計算し、求められた情報に従って、どの第２の電気通信デバイスがリンクを通してのデータ群の転送に関与するかを確定し、またデータ群の転送のために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルを求め、当該重み付けベクトルの要素は、少なくとも２つのアンテナを通して転送されるデータ群を表す信号を重付けする。【選択図】図４
2007151105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線電気通信ネットワークにおいて一群のデータを表す信号の転送を制御するための方法であって、
前記無線電気通信ネットワークは、前記無線ネットワークを通して、複数の第２の電気通信デバイスを通してリンクされる第１の電気通信デバイスを含み、
前記第１の電気通信デバイスは少なくとも２つのアンテナを備え、
前記第２の電気通信デバイスのうちの少なくとも１つは少なくとも２つのアンテナを備える
方法において、
前記方法は、前記第１の電気通信デバイスによって実行される複数のステップである、
少なくとも２つの情報を計算するステップであって、前記情報はそれぞれ、前記第１の電気通信デバイスと１つの第２の電気通信デバイスとの間の達成可能なリンク条件を表す、少なくとも２つの情報を計算するステップと、
前記求められた情報に従って、少なくとも２つの前記第２の電気通信デバイスの中で、どの第２の電気通信デバイスが、前記リンクを通して前記データ群の前記転送に関与するかを確定するステップと、
前記データ群の前記転送のために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルを求めるステップであって、前記重み付けベクトルの要素は、少なくとも２つのアンテナを通して転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする、重み付けベクトルを求めるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記リンクを通しての前記データ群の前記転送に関与する、前記第２のデバイスを確定することは、前記第２の電気通信デバイスのそれぞれのアンテナの数にも従って行わ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の電気通信デバイスと１つの第２の電気通信デバイスとの間で達成可能なリンク条件を表す前記情報のそれぞれは、前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスとの間で達成可能なリンク条件を表す行列であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記データ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスによって用いられるべき変調及び符号化方式を決定するさらなるステップを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記データ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスによって用いられるべき前記変調及び符号化方式を決定することは、前記求められた重み付けベクトルを用いて行われることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記確定された第２の電気通信デバイスは、前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記データ群を表す信号を受信することが予想される前記第２の電気通信デバイスであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記データ群の前記転送のために用いられるべき前記少なくとも１つの重み付けベクトルは、前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする重み付けベクトルであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の電気通信デバイスはＮ個のアンテナを備え、前記Ｎ個のアンテナを通して最大でＮ個のデータ群が同時に転送されることを特徴とし、かつ、
前記最大でＮ個のデータ群のデータ群毎に、前記データ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイス、及び前記データ群の前記転送のために用いられるべき前記重み付けベクトルが連続し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】
一群のデータの前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスは、
【数１】
2007151105.tif 000115
を用いて行列Ｕｎを計算することであって、
Ｉは恒等行列であり、ｎは、前記データ群を表す前記信号の前記転送の前記制御が現時点で行われている前記データ群の識別子であり、ｌ＝１〜ｎ−１は前記データ群を表す前記信号の前記転送の前記制御が既に行われた前記データ群の識別子であり、ｗｌＤは、ｌ番目のデータ群について求められた、前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記信号を重み付けする前記重み付けベクトルであり、（）Ｈは（）の複素共役転置である
行列Ｕｎを計算することと、
前記第２の電気通信デバイスｋ（ただしｋ＝１〜Ｋであり、Ｋは第２の電気通信デバイスの数である）毎に、以下の式によって表される、前記第２の電気通信デバイスｋのための干渉及び雑音の成分の相関行列である行列Ｒｋｎを計算することであって、
【数２】
2007151105.tif 000116
ただし、
【数３】
2007151105.tif 000117
は前記ｌ番目のデータ群のために前記第１の電気通信デバイスのＮ個のアンテナを通して前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記信号の電力であり、Ｈｋは前記第２の電気通信デバイスｋと前記第１の電気通信デバイスとの間のチャネル行列であり、Ｐｋｚは前記第２の電気通信デバイスのための雑音電力行列である
行列Ｒｋｎを計算することと、
前記第２の電気通信デバイスｋ毎に、前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスｋとの間で達成可能なリンク条件を表す行列
【数４】
2007151105.tif 000118
を計算することと、
Ｋ個の第２の電気通信デバイスの中で、前記第２の電気通信デバイス
【数５】
2007151105.tif 000119
を、以下の式
【数６】
2007151105.tif 000120
を満たす、前記データ群の前記転送に関与する第２の電気通信デバイスと確定することであって、ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘはｆｋ（<Ψｋｎ>）の最大値を有する前記第２の電気通信デバイスｋを表し、ｆｋ（）は優先順位関数である、前記第２の電気通信デバイスを確定することと
によって求められることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記優先順位関数ｆｋ（）は、
恒等関数であるか、或いは
長い時間若しくは広い周波数帯にわたって平均された信号対雑音比によって、又は前記第２の電気通信デバイスのアンテナの数によって前記行列Ψｋｎの最大の固有値を重み付けする関数である
ことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
以下の式に従って、前記データ群毎に、前記データ群を表す前記信号を重み付けする前記重み付けベクトルが求められ、
【数７】
2007151105.tif 000121
ただし、ｅ<Ψｋｎ>は、ｎ番目のデータ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスの前記行列Ψｋｎの最大の固有値に対応する固有ベクトルであることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記データ群を表す信号を受信することが予想される、前記求められた第２の電気通信デバイス毎に、前記第２の電気通信デバイスに転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする前記求められた重み付けベクトルから、達成可能な信号対干渉雑音電力比を求めるさらなるステップを含むことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記求められた第２の電気通信デバイスは、前記第１の電気通信デバイスに前記データ群を表す信号を転送することが予想される前記第２の電気通信デバイスであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記データ群の前記転送のために用いられるべき前記少なくとも１つの重み付けベクトルは、前記第２の電気通信デバイスによって転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする重み付けベクトルであることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の電気通信デバイスはＮ個のアンテナを備え、前記Ｎ個のアンテナを通して最大でＮ個のデータ群が同時に受信されることを特徴とし、かつ、
前記最大でＮ個のデータ群のデータ群毎に、前記データ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイス、及び前記データ群の前記転送のために用いられるべき前記重み付けベクトルが連続して求められることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
一群のデータの前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスは、
以下の式によって与えられる干渉及び雑音の成分の相関行列Ｒｎを計算することであって、
【数８】
2007151105.tif 000122
ただし、ｎは前記データ群を表す前記信号の前記転送の前記制御が現時点で行われている前記データ群の識別子であり、ｌ＝１〜ｎ−１は前記データ群を表す前記信号の前記転送の前記制御が既に行われた前記データ群の識別子であり、ｖｌＵは、ｌ番目のデータ群について求められた、前記第２の電気通信デバイスｋによって転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする前記重み付けベクトルであり、ｋ＝１〜Ｋであり、Ｋは前記第２の電気通信デバイスの数であり、（）Ｔは（）の転置であり、（）Ｈは（）の複素共役転置であり、Ｈｋは前記第２の電気通信デバイスｋと前記第１の電気通信デバイスとの間のチャネル行列であり、Ｈｋ（ｌ）は前記ｌ番目のデータ群を送信すると既に確定されている前記第２の電気通信デバイスｋと、前記第１の電気通信デバイスとの間のチャネル行列であり、（）＊は（）の複素共役であり、以下の式が成り立ち、
【数９】
2007151105.tif 000123
ｚＩＮ（ｐ）＝［ｚ１（ｐ），．．．，ｚＭｋ（ｐ）］は前記第１の電気通信デバイスの干渉及び雑音の成分であり、ｐはｐ番目に受信されたサンプルであり、
【数１０】
2007151105.tif 000124
は、前記ｌ番目のデータ群のために前記第２の電気通信デバイスのＮ個のアンテナを通して、前記第２の電気通信デバイスによって転送される前記信号の電力である
相関行列Ｒｎ計算することと、
前記第２の電気通信デバイスｋ毎に、前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスｋとの間で達成可能なリンク条件を表す行列
【数１１】
2007151105.tif 000125
を計算することと、
Ｋ個の前記第２の電気通信デバイスの中で、前記第２の電気通信デバイス
【数１２】
2007151105.tif 000126
を、以下の式を満たす、前記データ群の前記転送に関与する第２の電気通信デバイスと確定することであって、
【数１３】
2007151105.tif 000127
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘは
【数１４】
2007151105.tif 000128
の最大値を有する前記第２の電気通信デバイスｋを表し、ｆｋ（）は優先順位関数である、確定することと
によって求められることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記優先順位関数ｆｋ（）は、
恒等関数であるか、或いは
長い時間若しくは広い周波数帯にわたって平均された信号対雑音比によって、又は前記第２の電気通信デバイスのアンテナの数によって前記行列
【数１５】
2007151105.tif 000129
の最大の固有値を重み付けする関数であることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
以下の式に従って、前記データ群毎に、前記データ群を表す前記信号を重み付けする前記重み付けベクトルが求められ、
【数１６】
2007151105.tif 000130
ただし、
【数１７】
2007151105.tif 000131
はｎ番目のデータ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスの前記行列
【数１８】
2007151105.tif 000132
の最大の固有値に対応する固有ベクトルであることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記求められた第２の電気通信デバイス毎に、前記第２の電気通信デバイスに転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする前記求められた重み付けベクトルから、達成可能な信号対干渉雑音電力比を求めるさらなるステップを含むことを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記求められた第２の電気通信デバイス毎に、前記求められた第２の電気通信デバイスのための前記求められた重み付けベクトルを考慮に入れて、システム性能を評価するさらなるステップを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
２つの重み付けベクトルが求められることと、
重み付けベクトルｗｎＤが、前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けすることと、
重み付けベクトルｖｎＤが、前記第２の電気通信デバイスによって受信される前記データ群を表す前記信号を重み付けすることと
を特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の電気通信デバイスはＮ個のアンテナを備え、前記Ｎ個のアンテナを通して最大でＮ個のデータ群が同時に受信されることを特徴とし、かつ
前記最大でＮ個のデータ群のデータ群毎に、前記データ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイス、及び前記データ群の前記転送のために用いられるべき前記重み付けベクトルが連続して求められることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
一群のデータの前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスは、
行列
【数１９】
2007151105.tif 000133
を計算することであって、ｎは前記データ群を表す前記信号の前記転送の前記制御が現時点で行われている前記データ群の識別子であり、ｌ＝１〜ｎ−１は前記データ群を表す前記信号の前記転送の前記制御が既に行われた前記データ群の識別子であり、Ｈｋ（ｌ）は前記第１の電気通信デバイスによって転送されるｌ番目のデータ群を表す信号を受信することが予想される前記第２の電気通信ｋのチャネル行列であり、ｖｌＤはｌ番目のデータ群について求められた、前記データ群を表す前記信号を重み付けする前記重み付けベクトルである
行列を計算することと、
Ｉを恒等行列として、行列
【数２０】
2007151105.tif 000134
を計算することと、
前記第２の電気通信デバイスｋ（ただしｋ＝１〜Ｋであり、Ｋは第２の電気通信デバイスの数である）毎に、前記第１の電気通信デバイスと前記第２の電気通信デバイスｋとの間で達成可能なリンク条件を表す行列
【数２１】
2007151105.tif 000135
を計算することと、
Ｋ個の前記第２の電気通信デバイスの中で、前記第２の電気通信デバイス
【数２２】
2007151105.tif 000136
を、以下の式を満たす、前記データ群の前記転送に関与する第２の電気通信デバイスと確定することであって、
【数２３】
2007151105.tif 000137
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘは
【数２４】
2007151105.tif 000138
の最大値を有する前記第２の電気通信デバイスｋを表し、ｆｋは優先順位係数であり、Ｐｓは前記第１の電気通信デバイスによって転送される前記信号の電力であり、Ｐｋｚは前記第２の電気通信デバイスのための雑音電力行列である
第２の電気通信デバイスを確定することと
によって求められることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の電気通信デバイスによって転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする前記重み付けベクトルｖｎＤは、以下の式を用いて計算され、
【数２５】
2007151105.tif 000139
ただし、
【数２６】
2007151105.tif 000140
はｎ番目のデータ群の前記転送に関与する前記第２の電気通信デバイスの行列
【数２７】
2007151105.tif 000141
の最大の固有値に対応する固有ベクトルであることを特徴とする、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記求められた第２の電気通信デバイス毎に、前記求められた第２の電気通信デバイスのための前記求められた重み付けベクトルを考慮に入れて、システム性能を評価するさらなるステップを含むことを特徴とする、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の電気通信デバイスによって、ｎ番目のデータ群のための前記求められた第２の電気通信デバイスに転送される前記信号を重み付けする前記重み付けベクトルｗｎＤのそれぞれは、以下の式を用いて計算され、
【数２８】
2007151105.tif 000142
ただし、以下の式が成り立ち、
【数２９】
2007151105.tif 000143
ただし、ｌ＝１〜ｎｍａｘであり、‖ｖｌＤ‖＝１であり、ｎｍａｘは同時に転送されるデータ群の数であることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
無線電気通信ネットワークにおいて一群のデータを表す信号の転送を制御するためのデバイスであって、
前記無線電気通信ネットワークは、前記無線ネットワークを通して複数の第２の電気通信デバイスを通してリンクされる第１の電気通信デバイスを含み、
前記第１の電気通信デバイスは少なくとも２つのアンテナを備え、
前記第２の電気通信デバイスのうちの少なくとも１つは少なくとも２つのアンテナを備える、
デバイスにおいて、
前記デバイスは、前記第１の電気通信デバイスに含まれ、
前記デバイスは、
少なくとも２つの情報を計算するための手段であって、前記情報はそれぞれ、前記第１の電気通信デバイスと１つの第２の電気通信デバイスとの間の達成可能なリンク条件を表す、少なくとも２つの情報を計算するための手段と、
前記求められた情報に従って、少なくとも２つの第２の電気通信デバイスの中で、どの第２の電気通信デバイスが、前記リンクを通しての前記データ群の前記転送に関与するかを確定するための手段と、
前記データ群の前記転送のために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルを求めるための手段であって、前記重み付けベクトルの要素は、少なくとも２つのアンテナを通して転送される前記データ群を表す前記信号を重み付けする、重み付けベクトルを求めるための手段と
を備えることを特徴とする、デバイス。
【請求項２８】
プログラマブルデバイス内に直にロードすることができるコンピュータプログラムであって、プログラマブルデバイス上で実行されるときに、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法のステップを実施するための命令、又はコードの部分を含む、コンピュータプログラム。
【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、詳細には、無線電気通信ネットワークにおいて一群のデータを表す信号の転送を制御するための方法及び装置に関する。
【０００２】
無線リンクの受信機端及び／又は送信機端において複数のアンテナが用いられる電気通信システムは、多入力／多出力システムと呼ばれる（以降、ＭＩＭＯシステムと呼ぶ）。ＭＩＭＯシステムは、単一のアンテナによるシステムによって与えられる伝送容量に比べて大きな伝送容量を与えることが知られている。詳細には、ＭＩＭＯ容量は、所与の信号対雑音比について、且つ都合の良い無相関のチャネル条件下で、送信アンテナ又は受信アンテナのうちの最も少ない方の数とともに線形に増加する。
【０００３】
受信機端と送信機端との間の無線リンクの範囲及び性能を最適にするために、ＭＩＭＯシステムの場合のビーム成形が研究されてきた。ビーム成形を伴う多入力／多出力（ＭＩＭＯ）方式は、無線リンクの両端においてアンテナ信号処理を用いて、信号対雑音電力比（ＳＮＲ）及び／又は信号対干渉雑音電力比(signal-to-noise-plus-interference power ratio)（ＳＮＩＲ）を最大化し、それにより、２つの電気通信デバイス間のリンクマージンを改善する。
【０００４】
ＭＩＭＯシステムにおいて空間多重化法が提案されている。空間多重化システムでは、少なくとも２つの送信アンテナをそれぞれ用いて、少なくとも２つの独立したデータストリームが送信される。受信端では、少なくとも２つのアンテナが用いられ、各アンテナが少なくとも２つの信号を同時に受信する。それゆえ、受信された信号は、信号毎に１つの検出アルゴリズムを用いて個別に再生されなければならない。分離された信号は個別に復号される。
【０００５】
１つの基地局に複数の端末がリンクされる電気通信システムの場合、その基地局にリンクされ、且つその基地局との通信を妨害する可能性がある他の端末に気が付かない限り、ある端末が、そのアンテナを通して受信又は転送される信号を重み付けする最良の重み付けベクトルを求めることは、困難な場合がある。
【０００６】
さらに、１つの基地局にただ１つの端末がリンクされるとき、又はポイントツーポイント通信の場合には、その端末は、いくつかの他の基地局、及びその端末の近傍でそれらの基地局にリンクされる端末が存在することに気が付かない。そのように無線リンクに関する通信条件に気が付かない場合、端末が、そのアンテナを通して転送又は受信される信号に適用すべき最良の重み付けベクトルを求める能力が制限される。
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／１１２８８０号明細書（要約書、図２ａ、段落００１０）
【特許文献２】国際公開第２００５／０４６０８１号パンフレット（要約書、図５、２ページ１０〜２８行）
【０００８】
それゆえ、本発明の目的は、効率的なビーム成形を実行するために、電気通信デバイスが最良の重み付けベクトルを用いることができるようにする方法及びデバイスを提案すること、及び無線ネットワークの無線資源を単純に、且つ効率的に割り当てることができるようにする方法及びデバイスを提案することである。
【０００９】
この目的のために、本発明は、無線電気通信ネットワークにおいて一群のデータを表す信号の転送を制御するための方法であって、無線電気通信ネットワークは、この無線ネットワークを通して複数の第２の電気通信デバイスを通してリンクされる第１の電気通信デバイスを含み、第１の電気通信デバイスは少なくとも２つのアンテナを備え、第２の電気通信デバイスのうちの少なくとも１つは少なくとも２つのアンテナを備え、当該方法は、第１の電気通信デバイスによって実行される複数のステップである、
少なくとも２つの情報を計算するステップであって、当該情報はそれぞれ、第１の電気通信デバイスと１つの第２の電気通信デバイスとの間の達成可能なリンク条件を表す、少なくとも２つの情報を計算するステップと、
求められた情報に従って、少なくとも２つの第２の電気通信デバイスの中で、どの第２の電気通信デバイスが、リンクを通してのデータ群の転送に関与するかを確定するステップと、
データ群の転送のために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルを求めるステップであって、当該重み付けベクトルの要素は、少なくとも２つのアンテナを通して転送されるデータ群を表す信号を重み付けする、重み付けベクトルを求めるステップとを含むことを特徴とする、方法に関する。
【００１０】
本発明はまた、無線電気通信ネットワークにおいて一群のデータを表す信号の転送を制御するためのデバイスであって、無線電気通信ネットワークは、この無線ネットワークを通して複数の第２の電気通信デバイスを通してリンクされる第１の電気通信デバイスを含み、第１の電気通信デバイスは少なくとも２つのアンテナを備え、第２の電気通信デバイスのうちの少なくとも１つは少なくとも２つのアンテナを備え、
当該デバイスは、第１の電気通信デバイスに含まれ、
当該デバイスは、
少なくとも２つの情報を計算するための手段であって、当該情報はそれぞれ、第１の電気通信デバイスと１つの第２の電気通信デバイスとの間の達成可能なリンク条件を表す、少なくとも２つの情報を計算するための手段と、
求められた情報に従って、少なくとも２つの第２の電気通信デバイスの中で、どの第２の電気通信デバイスが、リンクを通してのデータ群の転送に関与するかを確定するための手段と、
データ群の転送のために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルを求めるための手段であって、当該重み付けベクトルの要素は、少なくとも２つのアンテナを通して転送されるデータ群を表す信号を重み付けする、重み付けベクトルを求めるための手段と
を備えることを特徴とする、デバイスに関する。
【００１１】
こうして、第１の電気通信デバイスが、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間の情報の転送を妨害する可能性がある他の電気通信デバイスに気が付く場合には、これらの妨害を考慮して、重み付けベクトルを求めることができる。
【００１２】
さらに、その後、第１の電気通信デバイスは、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間で転送される信号において、少なくとも１つの第２の電気通信デバイスによって行われる重み付けを制御することができる。
【００１３】
そのような事例は、第１の電気通信デバイスが基地局であり、第２の電気通信デバイスが端末であるときに特に有効である。
【００１４】
さらに、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間で達成可能なリンク条件を表す情報に従って、少なくとも２つの第２の電気通信デバイスのうちのどちらの第２の電気通信デバイスが、そのリンクを通してのデータ群の転送に関与するかを確定することによって、無線ネットワークの無線資源を効率的に割り当てることができる。
【００１５】
第１の有利な実施例の形態によれば、リンクを通してのデータ群の転送に関与する第２のデバイスを確定することは、第２の電気通信デバイスのそれぞれのアンテナの数にも従って行われる。
【００１６】
したがって、それぞれのアンテナの数に従って、第２の電気通信デバイスに対して、或る優先順位(priority)を与えることができる。
【００１７】
第２の有利な実施例の形態によれば、第１の電気通信デバイスと１つの第２の電気通信デバイスとの間で達成可能なリンク条件を表す情報のそれぞれは、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間で達成可能なリンク条件を表す行列である。
【００１８】
第３の有利な実施例の形態によれば、データ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスによって用いられるべき変調及び符号化方式が決定される。
【００１９】
したがって、無線ネットワークの資源の使用が最適化される。
【００２０】
さらに、第１の電気通信デバイスが、データ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスによって用いられるべき変調及び符号化方式を決定するので、第２の電気通信デバイスは、複雑な処理能力を備える必要がない。
【００２１】
第４の有利な実施例の形態によれば、データ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスによって用いられるべき変調及び符号化方式を決定することは、求められた重み付けベクトルを用いて行われる。
【００２２】
したがって、変調及び符号化方式がさらに正確に決定され、重み付けベクトルを求めることが巧みに利用される。
【００２３】
第５の有利な実施例の形態によれば、確定された第２の電気通信デバイスは、第１の電気通信デバイスによって転送されるデータ群を表す信号を受信することが予想される第２の電気通信デバイスである。
【００２４】
したがって、第１の電気通信デバイスは、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間で達成可能なリンク条件を表す、計算された各行列に従って、一群の情報がどの第２の電気通信デバイスに送信されるべきであるかを確定する。
【００２５】
第６の有利な実施例の形態によれば、データ群の転送のために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルは、第１の電気通信デバイスによって転送されるデータ群を表す信号を重み付けする重み付けベクトルである。
【００２６】
したがって、第１の電気通信デバイスはビーム成形を実行することができる。
【００２７】
第７の有利な実施例の形態によれば、第１の電気通信デバイスはＮ個のアンテナを備え、当該Ｎ個のアンテナを通して、最大でＮ個のデータ群が同時に転送され、最大でＮ個のデータ群のデータ群毎に、データ群の転送に関与する第２の電気通信デバイス、及びデータ群の転送のために用いられるべき重み付けベクトルが連続して求められる。
【００２８】
したがって、第２の電気通信デバイスを求めるのは単純であり、いかなる反復過程も必要としない。
【００２９】
第８の有利な実施例の形態によれば、一群のデータの転送に関与する第２の電気通信デバイスは、
【００３０】
【数１】
2007151105.tif 000003
【００３１】
を用いて行列Ｕｎを計算することであって、
Ｉは恒等行列であり、ｎは、データ群を表す信号の転送の制御が現時点で行われているデータ群の識別子であり、ｌ＝１〜ｎ−１はデータ群を表す信号の転送の制御が既に行われたデータ群の識別子であり、ｗｌＤは、ｌ番目のデータ群について求められた、第１の電気通信デバイスによって転送される信号を重み付けする重み付けベクトルであり、（）Ｈは（）の複素共役転置である
行列Ｕｎ計算することと、
第２の電気通信デバイスｋ（ただしｋ＝１〜Ｋであり、Ｋは第２の電気通信デバイスの数である）毎に、以下の式によって表される、第２の電気通信デバイスｋのための干渉及び雑音の成分の相関行列である行列Ｒｋｎを計算することであって、
【００３２】
【数２】
2007151105.tif 000004
【００３３】
ただし、
【００３４】
【数３】
2007151105.tif 000005
【００３５】
はｌ番目のデータ群のために第１の電気通信デバイスのＮ個のアンテナを通して第１の電気通信デバイスによって転送される信号の電力であり、Ｈｋは第２の電気通信デバイスｋと第１の電気通信デバイスとの間のチャネル行列であり、Ｐｋｚは第２の電気通信デバイスのための雑音電力行列である
行列Ｒｋｎを計算することと、
第２の電気通信デバイスｋ毎に、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスｋとの間で達成可能なリンク条件を表す行列
【００３６】
【数４】
2007151105.tif 000006
【００３７】
を計算することと、
Ｋ個の第２の電気通信デバイスの中で、第２の電気通信デバイス
【００３８】
【数５】
2007151105.tif 000007
【００３９】
を、以下の式を満たす、データ群の転送に関与する電気通信デバイスと確定することであって、
【００４０】
【数６】
2007151105.tif 000008
【００４１】
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘはｆｋ（ρ<Ψｋｎ>）の最大値を有する第２の電気通信デバイスｋを表し、ｆｋ（）は優先順位関数(priority function)である、第２の電気通信デバイスを確定することと
によって求められる。
【００４２】
したがって、第２の電気通信デバイスのそれぞれを求めることは、複雑な計算を用いることなく、且つ／又はいかなる反復過程も用いることなく行われる。
【００４３】
第９の有利な実施例の形態によれば、優先順位関数ｆｋ（）は恒等関数であるか、或いは長い時間若しくは広い周波数帯にわたって平均された信号対雑音比によって、又は第２の電気通信デバイスのアンテナの数によって行列Ψｋｎの最大の固有値を重み付けする関数である。
【００４４】
したがって、優先順位関数ｆｋ（）が恒等関数であるとき、第２の電気通信デバイスを求めることは、計算された行列の最大の固有値だけを用いて行われる。本発明によれば、最大の固有値だけを用いて、第２の電気通信デバイスのそれぞれを求めることができ、求められた第２の電気通信デバイス毎に、高い達成可能な信号対干渉雑音電力比を獲得できるようになる。
【００４５】
さらに、平均された信号対雑音比又は第２の電気通信デバイスのアンテナの数を用いるとき、他の確定基準に従って第２の電気通信デバイスを求めることができる。
【００４６】
第１０の有利な実施例の形態によれば、以下の式に従って、データ群毎に、データ群を表す信号を重み付けする重み付けベクトルが求められ、
【００４７】
【数７】
2007151105.tif 000009
【００４８】
ただし、ｅ<Ψｋｎ>は、ｎ番目のデータ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスの行列Ψｋｎの最大の固有値に対応する固有ベクトルである。
【００４９】
したがって、求められた第２の各電気通信デバイスの達成可能な信号対干渉雑音電力比が最大化される。
【００５０】
第１１の有利な実施の形態によれば、データ群を表す信号を受信することが予想される、求められた第２の電気通信デバイス毎に、当該第２の電気通信デバイスに転送されるデータ群を表す信号を重み付けする求められた重み付けベクトルから、達成可能な信号対干渉雑音電力比が求められる。
【００５１】
第１の実施の形態〜第５の実施の形態のいずれかと組み合わせて用いられてもよい第１２の有利な実施例の形態によれば、求められた第２の電気通信デバイスは、第１の電気通信デバイスにデータ群を表す信号を転送することが予想される第２の電気通信デバイスである。
【００５２】
したがって、第１の電気通信デバイスは、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスとの間で達成可能なリンク条件を表す、計算された行列のそれぞれに従って、どの第２の電気通信デバイスが一群の情報を送信すべきであるかを確定する。
【００５３】
第１３の有利な実施例の形態によれば、データ群の転送のために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルは、第２の電気通信デバイスによって転送されるデータ群を表す信号を重み付けする重み付けベクトルである。
【００５４】
したがって、第２の電気通信デバイスはビーム成形を実行することができる。
【００５５】
第１４の有利な実施例の形態によれば、第１の電気通信デバイスはＮ個のアンテナを備え、当該Ｎ個のアンテナを通して、最大でＮ個のデータ群が同時に受信され、最大でＮ個のデータ群のデータ群毎に、データ群の転送に関与する第２の電気通信デバイス、及びデータ群の転送のために用いられるべき重み付けベクトルが連続して求められる。
【００５６】
したがって、第２の電気通信デバイスを求めるのは単純であり、いかなる反復過程も必要としない。
【００５７】
第１５の有利な実施例の形態によれば、一群のデータの転送に関与する第２の電気通信デバイスは、以下の式によって与えられる干渉及び雑音の成分の相関行列Ｒｎを計算することであって、
【００５８】
【数８】
2007151105.tif 000010
【００５９】
ただし、ｎはデータ群を表す信号の転送の制御が現時点で行われているデータ群の識別子であり、ｌ＝１〜ｎ−１はデータ群を表す信号の転送の制御が既に行われたデータ群の識別子であり、ｖｌＵはｌ番目のデータ群について求められた、第２の電気通信デバイスｋによって転送されるデータ群を表す信号を重み付けする重み付けベクトルであり、ｋ＝１〜Ｋであり、Ｋは第２の電気通信デバイスの数であり、（）Ｔは（）の転置であり、（）Ｈは（）の複素共役転置であり、Ｈｋは第２の電気通信デバイスｋと第１の電気通信デバイスとの間のチャネル行列であり、Ｈｋ（ｌ）はｌ番目のデータ群を送信すると既に確定されている第２の電気通信デバイスｋと、第１の電気通信デバイスとの間のチャネル行列であり、（）＊は（）の複素共役であり、以下の式が成り立ち、
【００６０】
【数９】
2007151105.tif 000011
【００６１】
ｚＩＮ（ｐ）＝［ｚ１（ｐ），．．．，ｚＭｋ（ｐ）］は第１の電気通信デバイスの干渉及び雑音の成分であり、ｐはｐ番目に受信されたサンプルであり、
【００６２】
【数１０】
2007151105.tif 000012
【００６３】
はｌ番目のデータ群のために第２の電気通信デバイスのＮ個のアンテナを通して当該第２の電気通信デバイスによって転送される信号の電力である
相関行列Ｒｎを計算することと、
第２の電気通信デバイスｋ毎に、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスｋとの間で達成可能なリンク条件を表す行列
【００６４】
【数１１】
2007151105.tif 000013
【００６５】
を計算することと、
Ｋ個の第２の電気通信デバイスの中で、第２の電気通信デバイス
【００６６】
【数１２】
2007151105.tif 000014
【００６７】
を、以下の式を満たす、データ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスと確定することであって、
【００６８】
【数１３】
2007151105.tif 000015
【００６９】
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘはｆｋ（）の最大値を有する第２の電気通信デバイスｋを表し、
【００７０】
【数１４】
2007151105.tif 000016
【００７１】
は優先順位関数である
第２の電気通信デバイスを確定することと
によって求められる。
【００７２】
したがって、第２の電気通信デバイスを求めることは、複雑な計算を用いることなく、且つ／又はいかなる反復過程も用いることなく行われる。
【００７３】
第１６の有利な実施例の形態によれば、以下の式に従って、データ群毎に、データ群を表す信号を重み付けする重み付けベクトルが求められ、
【００７４】
【数１５】
2007151105.tif 000017
【００７５】
ただし、
【００７６】
【数１６】
2007151105.tif 000018
【００７７】
はｎ番目のデータ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスの行列
【００７８】
【数１７】
2007151105.tif 000019
【００７９】
の最大の固有値に対応する固有ベクトルである。
【００８０】
したがって、求められた第２の電気通信デバイスのそれぞれの達成可能な信号対干渉雑音電力比が最大化される。
【００８１】
第１７の有利な実施例の形態によれば、求められた第２の電気通信デバイス毎に、第２の電気通信デバイスに転送されるデータ群を表す信号を重み付けする求められた重み付けベクトルから、達成可能な信号対干渉雑音電力比がさらに求められる。
【００８２】
第５の実施の形態と組み合わせて用いられる、第１８の有利な実施例の形態によれば、２つの重み付けベクトルが求められ、重み付けベクトルｗｎＤは第１の電気通信デバイスによって転送されるデータ群を表す信号を重み付けし、重み付けベクトルｖｎＤ第２の電気通信デバイスによって受信されるデータ群を表す信号を重み付けする。
【００８３】
したがって、第１の電気通信デバイス及び第２の電気通信デバイスはビーム成形を実行することができる。
【００８４】
第１９の有利な実施例の形態によれば、一群のデータの転送に関与する第２の電気通信デバイスは、
行列
【００８５】
【数１８】
2007151105.tif 000020
【００８６】
を計算することであって、ｎはデータ群を表す信号の転送の制御が現時点で行われているデータ群の識別子であり、ｌ＝１〜ｎ−１はデータ群を表す信号の転送の制御が既に行われたデータ群の識別子であり、Ｈｋ（ｌ）は第１の電気通信デバイスによって転送されるｌ番目のデータ群を表す信号を受信することが予想される第２の電気通信ｋのチャネル行列であり、ｖｌＤはｌ番目のデータ群について求められた、データ群を表す信号を重み付けする重み付けベクトルである
行列を計算することと、
Ｉを恒等行列として、行列
【００８７】
【数１９】
2007151105.tif 000021
【００８８】
を計算することと、
第２の電気通信デバイスｋ（ただしｋ＝１〜Ｋであり、Ｋは第２の電気通信デバイスの数である）毎に、第１の電気通信デバイスと第２の電気通信デバイスｋとの間で達成可能なリンク条件を表す行列
【００８９】
【数２０】
2007151105.tif 000022
【００９０】
を計算することと、
Ｋ個の第２の電気通信デバイスの中で、第２の電気通信デバイス
【００９１】
【数２１】
2007151105.tif 000023
【００９２】
を、以下の式を満たす、データ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスと確定することであって、
【００９３】
【数２２】
2007151105.tif 000024
【００９４】
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘは
【００９５】
【数２３】
2007151105.tif 000025
【００９６】
の最大値を有する第２の電気通信デバイスｋを表し、ｆｋは優先順位係数(priority coefficient)であり、Ｐｓは第１の電気通信デバイスによって転送される信号の電力であり、Ｐｋｚは第２の電気通信デバイスのための雑音電力行列である
第２の電気通信デバイスを確定することと
によって求められる。
【００９７】
したがって、第２の電気通信デバイスを求めることは、複雑な計算を用いることなく、且つ／又はいかなる反復過程も用いることなく行われる。
【００９８】
第２０の有利な実施の形態によれば、第２の電気通信デバイスによって転送されるデータ群を表す信号を重み付けする重み付けベクトルｖｎＤは、以下の式を用いて計算され、
【００９９】
【数２４】
2007151105.tif 000026
【０１００】
ただし、
【０１０１】
【数２５】
2007151105.tif 000027
【０１０２】
はｎ番目のデータ群の転送に関与する第２の電気通信デバイスの行列
【０１０３】
【数２６】
2007151105.tif 000028
【０１０４】
の最大の固有値に対応する固有ベクトルである。
【０１０５】
第２１の有利な実施例の形態によれば、ｎ番目のデータ群のための求められた第２の電気通信デバイスに第１の電気通信デバイスによって転送される信号を重み付けする重み付けベクトルｗｎＤのそれぞれは、以下の式を用いて計算され、
【０１０６】
【数２７】
2007151105.tif 000029
【０１０７】
ただし、以下の式が成り立ち、
【０１０８】
【数２８】
2007151105.tif 000030
【０１０９】
ただし、ｌ＝１〜ｎｍａｘであり、‖ｖｌＤ‖＝１であり、ｎｍａｘは同時に転送されるデータ群の数である。
【０１１０】
さらに別の態様によれば、本発明はプログラマブルデバイス内に直にロードすることができるコンピュータプログラムであって、プログラマブルデバイス上で実行されるときに、本発明よる方法のステップを実施するための命令、又はコードの部分を含む、コンピュータプログラムに関する。
【０１１１】
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デバイスに関連する、先に詳述された特徴及び利点と同じであるので、ここでは繰り返さない。
【０１１２】
本発明の特徴は、例示的な実施の形態の以下の説明を読むことから、さらに明らかになるはずであり、上記説明は添付の図面を参照しながら示される。
【０１１３】
図１は、本発明によるシステムのアーキテクチャを表す図である。
【０１１４】
図１のシステムでは、複数の第２の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋが、無線ネットワーク１５を通して、アップリンク及びダウンリンクのチャネルを用いて第１の電気通信デバイス１０にリンクされる。
【０１１５】
限定はしないが、第１の電気通信デバイス１０は無線ネットワーク１５の基地局１０又はノードであることが好ましい。第２の電気通信デバイス２０１〜２０Ｋは、携帯電話又はパーソナルコンピュータ等の端末である。
【０１１６】
基地局１０は、ＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮで示されるＮ個のアンテナを有する。端末２０１〜２０Ｋは、それぞれＭＳＡｎｔ１〜ＭＳＡｎｔＭ及びＭＳＫＡｎｔ１〜ＭＳＫＡｎｔＭで示されるＭｋ個のアンテナを有する。ここで、Ｍｋ個のアンテナの数は、端末２０ｋ毎に異なる場合があることに留意されたい。ただしｋ＝１〜Ｋである。端末２０１〜２０Ｋのうちの少なくとも１つが、少なくとも２つのアンテナを有する。
【０１１７】
基地局１０は、ダウンリンクチャネルを通して、端末２０１〜２０Ｋに一群のデータを表す信号を転送し、端末２０１〜２０Ｋは、アップリンクチャネルを通して、基地局１０に信号を転送する。
【０１１８】
本システムが時分割複信方式を用いるとき、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルにおいて転送される信号は、同じ周波数帯の異なる時間に二重化される(duplexed)。無線ネットワーク１５内で転送される信号は、同じ周波数スペクトルを共有する。共有スペクトルは、決まった数のタイムスロットを有する繰返しフレームを用いて時分割される。各タイムスロットを用いて、アップリンク信号又はダウンリンク信号のいずれかが送信される。
【０１１９】
本システムが周波数分割複信方式を用いるとき、アップリンクチャネル及びダウンリンクチャネルにおいて転送される信号は、異なる周波数帯において二重化される。そのスペクトルは異なる周波数帯に分割され、アップリンク信号及びダウンリンク信号は同時に送信される。
【０１２０】
基地局１０は、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮを通して、送信されるべき信号を端末２０１〜２０Ｋに転送する。さらに正確に言うと、基地局１０が、ダウンリンクチャネルを通して、所与の端末２０ｋに一群のデータを表す信号を送信するとき、それらの信号はＮ回複製され、複製された信号はそれぞれ、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤの１つの要素によって重み付けされる、すなわち乗算される。
【０１２１】
基地局１０は、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮを通して、端末２０１〜２０Ｋによって送信される信号を受信する。さらに正確に言うと、基地局１０が、所与の端末２０ｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）から、アップリンクチャネルを通して、一群のデータを表す信号を受信するとき、基地局のアンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮのそれぞれによって受信される各信号は、基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗｎＵの１つの要素によって重み付けされる、すなわち、乗算される。
【０１２２】
本発明によれば、重み付けベクトルｗｎＤ及び／又はｗｎＵは、基地局１０によって転送又は受信されることになる、同時に受信されるｎ個のデータ群毎に基地局１０によって求められる。ただし、ｎ＝１〜（最大で）Ｎである。結果として、基地局１０及び各端末２０ｋはビーム成形を実行する、すなわち送信又は受信される信号の空間的な方向を制御する。
【０１２３】
図１においてＢＦ１で示される楕円は、基地局１０によって端末２０１に転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによって放射される信号のパターンを示す。
【０１２４】
図１においてＢＦＫで示される楕円は、基地局１０によって端末２０Ｋに転送される、アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによって放射される信号のパターンを示す。
【０１２５】
基地局１０はさらに、重み付けベクトルｖｎＤ及び／又はｖｎＵを求め（ただしｎ＝１〜ｎｍａｘ）、各端末２０ｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）は、アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭを通して受信及び／又は送信されるデータ群を表す信号を重み付けするために、それを用いなければならない。基地局１０は、一群のデータ内で重み付けベクトルｖｎＤ及び／又はｖｎＵの要素を転送することによって、所与の端末２０ｋに重み付けベクトルｖｎＤ及び／又はｖｎＵを転送する。
【０１２６】
ここで、具現化の１つの変形形態では、基地局１０は端末２０に重み付けベクトルｖｎＤを転送しないことに留意されたい。各端末２０ｋは自ら、使用するダウンリンク重み付けベクトルを求める。
【０１２７】
具現化の別の変形形態では、基地局１０は、一群の情報ｎを転送すると確定された端末２０ｋに、重み付けベクトルｖｎＵに関連する、求められた情報を転送し、無線ネットワーク１５を通して端末２０ｋに、求められた重み付けベクトルｖｎＵに関連する情報によって重み付けされた少なくとも１つの信号を転送する。
【０１２８】
さらに正確に言うと、各重み付けベクトルｖｎＤが、ダウンリンクチャネルにおいて同時に転送されることになるデータ群ｎ毎に求められるか、又は各重み付けベクトルｖｎＵが、アップリンクチャネルにおいて同時に転送されることになるデータ群ｎ毎に求められる。
【０１２９】
その後、各端末２０ｋは、そのアンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭを通して、送信されるべき一群のデータを表す信号を基地局１０に転送する。さらに正確に言うと、端末２０ｋが、アップリンクチャネルを通して、基地局１０に一群のデータを表す信号を送信するとき、その信号はＭｋ回複製され、複製された信号はそれぞれ、ｎ番目のデータ群を受信すると確定された端末２０ｋについて求められた、アップリンク重み付けベクトルｖｎＵの１つの要素によって重み付けされる、すなわち乗算される。
【０１３０】
楕円ＢＦ１は、端末２０１によって基地局１０に転送される、アンテナＭＳ１Ａｎｔ１〜ＭＳ１ＡｎｔＭによって放射される信号のパターンを示す。
【０１３１】
楕円ＢＦＫは、端末２０Ｋによって基地局１０に転送される、アンテナＭＳＫＡｎｔ１〜ＭＳＫＡｎｔＭによって放射される信号のパターンを示す。
【０１３２】
各端末２０ｋは、そのアンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭを通して、基地局１０によって送信される信号を受信する。さらに正確に言うと、端末２０ｋがダウンリンクチャネルを通して基地局１０から信号を受信するとき、そのアンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭのそれぞれによって受信される各信号が、ｎ番目のデータ群を受信すると確定された端末２０ｋについて求められたダウンリンク重み付けベクトルｖｎＤの１つの要素によって重み付けされる、すなわち、乗算される。
【０１３３】
結果として、端末２０ｋはビーム成形を実行する、すなわち基地局１０から受信された信号の空間的な方向を制御する。
【０１３４】
具現化のその変形形態によれば、各端末２０ｋは自ら、使用すべきダウンリンク重み付けベクトルを求める。
【０１３５】
具現化の他の変形形態によれば、各端末２０ｋは、基地局１０から、ダウンリンクチャネルを通して複数の信号を受信し、その受信された信号から、その端末が基地局１０からダウンリンクチャネルを通して信号を受信するときに使用すべき重み付けベクトルｖｎＤを計算する。各端末２０ｋは、基地局１０から、ダウンリンクチャネルを通して複数の信号を受信し、その受信された１つ又は複数の信号から、その端末がアップリンクチャネルを通して基地局１０に信号を転送するときに使用すべき重み付けベクトルｖｎＵを計算する。
【０１３６】
図２は、本発明による基地局のアーキテクチャを表す図である。
【０１３７】
基地局１０は、空間マルチプレクサ１００と、Ｃｐ１〜ＣｐＮで示されるＮ個の複製モジュールと、Ｍｕｌ１１Ｄ〜ＭｕｌＮＮＤで示されるＮ×Ｎ個のダウンリンク乗算モジュールと、Ｓｕｍ１Ｄ〜ＳｕｍＮＤで示されるＮ個のダウンリンク加算モジュールと、Ｍｕｌ１１Ｕ〜ＭｕｌＮＮＵで示されるＮ×Ｎ個のアップリンク乗算モジュールと、Ｓｕｍ１Ｕ〜ＳｕｍＮＵで示されるＮ個のアップリンク加算モジュールとを備える。
【０１３８】
本発明によれば、基地局１０は、ダウンリンクチャネルを通して、最大でＮ個のデータ群を同時に転送する。空間マルチプレクサ１００は、基地局１０と各端末２０ｋとの間で達成可能なリンク条件を表す情報を求める。空間マルチプレクサ１００は、最大でＮ個のデータ群のデータ群毎に、達成可能なリンク条件を表す求められた情報に従って、そのデータ群を受信しなければならない端末２０ｋを確定する。基地局１０は、アップリンクチャネルを通して、ｎｍａｘ個のデータ群を同時に受信する（ただし、ｎｍａｘ≦Ｎ）。空間マルチプレクサ１００は、受信されるべきｎｍａｘ個のデータ群のデータ群毎に、達成可能なリンク条件を表す求められた情報に従って、基地局１０にそのデータ群を転送しなければならない端末２０ｋを確定する。
【０１３９】
信号Ｓ１（ｔ）〜ＳＮ（ｔ）は、基地局１０にリンクされるＫ個の端末２０１〜２０Ｋに転送されることになる、それぞれＮ個のデータ群を表す信号である。各信号Ｓ１（ｔ）〜ＳＮ（ｔ）は、それぞれの複製モジュールＣｐ１〜ＣｐＮによって、Ｎ回複製される。端末２０ｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）に転送されるべき信号毎に、複製された信号がそれぞれ、端末２０ｋに転送されるべき、ｎで示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ｗｎＤの要素であって、空間マルチプレクサ１００によって求められるダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤの要素によって重み付けされる。アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによって端末２０ｋに転送される各信号の組み合わせは、ビーム成形信号と呼ばれる。
【０１４０】
基地局１０の各ダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤの第１の要素によって重み付けされる信号はその後、加算され、基地局１０の第１のアンテナＢＳＡｎｔ１を通して転送される。基地局１０の各重み付けベクトルｗｎＤの第２の要素によって重み付けされる信号はその後、加算され、基地局１０の第２のアンテナＢＳＡｎｔ２を通して転送され、基地局１０の重み付けベクトルｗｎＤのＮ番目の要素まで繰り返される。
【０１４１】
ここで、従来型の無線電気通信デバイスにおいて行われるように、各アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮに転送される前に、それらの信号には周波数アップコンバート、マッピング等の処理が行われることに留意されたい。
【０１４２】
基地局１０は、Ｋ個の端末２０１〜２０Ｋの少なくとも一部によって転送されるｎｍａｘ個のデータ群を表すｎｍａｘ個の信号（ただしｎｍａｘ≦Ｎ）を同時に受信する。各アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮによって受信された信号はそれぞれ、基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗｎＵの要素によって重み付けされる、すなわち乗算される。
【０１４３】
アンテナＢＳＡｎｔ１を通して受信された各信号は、基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗ１Ｕ〜ｗｎｍａｘＵの第１の要素（ｗ１１Ｕ，．．．ｗｎｍａｘ１Ｕ）によってＮ回乗算される。
【０１４４】
アンテナＢＳＡｎｔ２を通して受信された各信号は、基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗ１Ｕ〜ｗｎｍａｘＵの第２の要素（ｗ１２Ｕ，．．．ｗｎｍａｘ２Ｕ）によってＮ回乗算される。
【０１４５】
アンテナＢＳＡｎｔＮを通して受信された各信号は、基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗ１Ｕ〜ｗｎｍａｘＵの第Ｎの要素（ｗ１ＮＵ，．．．ｗｎｍａｘＮＵ）によってＮ回乗算される。
【０１４６】
基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗ１Ｕによって重み付けされた信号はその後、第１の受信されたデータ群を形成するために、Ｓｕｍ１Ｕで示される加算器によって加算される。
【０１４７】
基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗＮＵによって重み付けされた信号はその後、Ｎ番目に受信されたデータ群を形成するために、ＳｕｍＮＵで示される加算器によって加算される。
【０１４８】
ここで、従来型の無線電気通信デバイスにおいて行われるように、各アンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮから受信される信号には周波数ダウンコンバート、デマッピング等の処理が行われることに留意されたい。
【０１４９】
図３は、本発明による基地局の空間マルチプレクサのアーキテクチャを表す図である。
【０１５０】
基地局１０の空間マルチプレクサ１００は、たとえば、バス３０１によって互いに接続される構成要素と、図４、図５、図６又は図７において開示されるようなプログラムによって制御されるプロセッサ３００とを基にするアーキテクチャを有する。
【０１５１】
バス３０１は、プロセッサ３００を、リードオンリーメモリＲＯＭ３０２、ランダムアクセスメモリＲＡＭ３０３、ベクトルインターフェース３０６及びチャネルインターフェース３０５に接続する。
【０１５２】
メモリ３０３は、変数を受信するように意図されるレジスタと、図４、図５、図６又は図７において開示されるようなアルゴリズムに関連するプログラムの命令とを含む。
【０１５３】
プロセッサ３００は、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗ１Ｄ〜ｗＮＤと、基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗ１Ｕ〜ｗＮＵと、各データ群ｎ（ただしｎ＝１〜Ｎ）を受信するように確定された端末２０１〜２０Ｋのダウンリンク重み付けベクトルｖ１Ｄ〜ｖＮＤと、各データ１０の群ｎ（ただしｎ＝１〜ｎｍａｘであり、ｎｍａｘ≦Ｎである）を送信するように確定された端末２０１〜２０Ｋのアップリンク重み付けベクトルｖ１Ｕ〜ｖＮＵとを求める。
【０１５４】
リードオンリーメモリＲＯＭ３０２は、基地局１０が起動されるときにランダムアクセスメモリ３０３上に転送される、図４、図５、図６又は図７において開示されるようなアルゴリズムに関連するプログラムの命令を含む。
【０１５５】
ベクトルインターフェース３０６は、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗ１Ｄ〜ｗＮＤを、それぞれの乗算器Ｍｕｌ１１Ｄ〜ＭｕｌＮＮＤに転送できるようにする。
【０１５６】
ベクトルインターフェース３０６は、基地局１０のアップリンク重み付けベクトルｗ１Ｕ〜ｗＮＵを、それぞれの乗算器Ｍｕｌ１１Ｕ〜ＭｕｌＮＮＵに転送できるようにする。
【０１５７】
またベクトルインターフェース３０６は、本発明に従って少なくとも１つのデータ群を受信又は転送するために、基地局２０ｋによって用いられるべきダウンリンク重み付けベクトルｖ１Ｄ〜ｖＮＤ及びアップリンク重み付けベクトルｖ１Ｕ〜ｖＮＵも転送できるようにする。
【０１５８】
そのようなダウンリンク重み付けベクトルｖ１Ｄ〜ｖＮＤ及びアップリンク重み付けベクトルｖ１Ｕ〜ｖＮＵは、少なくとも１つのデータ群の中で、又は重み付けベクトルｖ１Ｄ〜ｖＮＤ若しくはｖ１Ｕ〜ｖＮＵに関連する基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルを求めることによって、それぞれの端末２０に転送される。
【０１５９】
具現化の１つの変形形態によれば、重み付けベクトルｖ１Ｄ〜ｖＮＤは、基地局１０によって転送されない。
【０１６０】
その際、基地局１０は、重み付けベクトルｖ１Ｄ〜ｖＮＤ又はｖ１Ｕ〜ｖＮＵに関連する基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗ１Ｄ〜ｗＮＤによって重み付けされる少なくともｎｍａｘ個のパイロット信号を転送する。求められた各端末２０は、基地局１０から少なくとも１つのパイロット信号を受信し、少なくとも１つの受信されたパイロット信号から、ｎ番目のデータ群を表す信号を重み付けするためにその端末が使用しなければならないダウンリンク重み付けベクトルｖＮＵまたはｖＮＵを求める。
【０１６１】
チャネルインターフェース３０５は、端末２０１〜２０Ｋからパイロット信号を受信するようになっており、また、リンク条件の推定を実行するように、言い換えると、端末２０ｋ毎に、端末２０ｋと基地局１０との間のチャネル応答行列の推定を実行するようになっている。
【０１６２】
図４は、本発明の全般的な原理を説明する、基地局によって実行されるアルゴリズムである。
【０１６３】
本アルゴリズムは、基地局１０が、端末２０１〜２０Ｋのうちの少なくとも１つに、最大でＮ個のデータ群を同時に転送しなければならない度に実行される。
【０１６４】
ステップＳ４００では、基地局１０が、ｎで示される変数を１に設定する。その変数ｎは、処理中のデータ群を表す。
【０１６５】
次のステップＳ４０１では、基地局１０が少なくとも２つの情報を計算し、各情報は、その基地局と１つの端末２０ｋ（ただしｋ＝１〜Ｋ）との間で達成可能なリンク条件を表す。
【０１６６】
次のステップＳ４０２では、求められた情報に従って、基地局１０が、少なくとも２つの端末２０のうちのどの端末２０ｋがそのリンクを通してデータ群の転送に関与するかを確定する。
【０１６７】
次のステップＳ４０３では、基地局１０が、そのデータ群を転送するために用いられるべき少なくとも１つの重み付けベクトルを求め、その重み付けベクトルの要素が、少なくとも２つのアンテナを通して転送されるデータ群を表す信号を重み付けする。
【０１６８】
次のステップＳ４０３では、基地局１０が、ステップＳ４０３の少なくとも１つの重み付けベクトルを考慮に入れて、処理中のデータ群のためのシステム評価関数を求める。
【０１６９】
次のステップＳ４０４では、基地局１０が、その群のためのシステム評価関数が受理可能か否かを確定する。
【０１７０】
そのデータ群のためのシステム評価関数が受理可能である場合には、基地局１０はステップＳ４０５に進み、変数ｎを一単位だけ増加させ、次のデータ群を検討するためにステップＳ４０１に戻る。
【０１７１】
そのデータ群のためのシステム評価関数が受理可能でない場合には、ｎｍａｘ＝ｎ−１となるｎｍａｘ個のデータ群が同時に転送されるであろう。基地局１０は、ステップＳ４０６に進み、確定された端末２０毎に、それらが転送に関与するデータ群を転送するために用いられるべき変調及び符号化方式を選択する。
【０１７２】
図５は、本発明の具現化の第１の態様による、ダウンリンクチャネル上での空間的多重化を確定するために基地局によって実行されるアルゴリズムである。
【０１７３】
本アルゴリズムは、基地局１０が、端末２０１〜２０Ｋのうちの少なくとも１つにＮ個のデータ群を同時に転送しなければならない度に実行される。
【０１７４】
基地局１０は、そのＮ個のアンテナを通して、Ｎ個のデータ群を同時に転送する。基地局１０は、基地局１０とＫ個の端末２０１〜２０Ｋのそれぞれとの間で達成可能なリンク条件を表す情報を計算し、求められた情報に従って、どの端末２０（複数可）が少なくとも１つのデータ群を受信しなければならないかを確定する。
【０１７５】
本発明の具現化の第１の態様によれば、基地局１０は、転送されるデータ群ｎ（ただし、ｎ＝１〜Ｎは１つのデータ群を指示する）毎に、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤを求める。
【０１７６】
さらに正確に言うと、本アルゴリズムは、基地局１０の空間マルチプレクサ１００のプロセッサ３００によって実行される。
【０１７７】
ステップＳ５００では、プロセッサ３００が、ｎで示される変数を１に設定する。変数ｎは、処理中のデータ群を表す。
【０１７８】
次のステップＳ５０１では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて行列Ｕｎを計算する。
【０１７９】
【数２９】
2007151105.tif 000031
【０１８０】
ただし、Ｉは恒等行列であり、ｗｌＤ（ただしｌ＝１〜ｎ−１）は以前に処理されている１〜ｎ−１番目のデータ群について求められた基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルであり、
【０１８１】
【数３０】
2007151105.tif 000032
【０１８２】
は基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｌＤの複素共役転置である。
【０１８３】
ここで、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗＮＤは互いに直交することに留意されたい。
【０１８４】
次のステップＳ５０２では、プロセッサ３００が、変数ｋを１に設定する。変数ｋは、処理中の端末２０ｋの指示(indicia)を表す。
【０１８５】
次のステップＳ５０３及びＳ５０４では、プロセッサ３００が、その端末２０ｋのための達成可能なリンク条件を表す行列を求める。
【０１８６】
さらに正確に言うと、プロセッサ３００は、ステップＳ５０３において、Ｒｋｎで示される行列を求め、それは、処理中の端末２０ｋ及び処理中のデータ群ｎの干渉及び雑音の成分の相関行列である。Ｒｋｎは以下の式によって与えられる。
【０１８７】
【数３１】
2007151105.tif 000033
【０１８８】
ただし
【０１８９】
【数３２】
2007151105.tif 000034
【０１９０】
は基地局１０のアンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮを通して当該基地局１０によって転送される信号の電力である。
【０１９１】
Ｈｋは、端末２０ｋと基地局１０との間のチャネル行列であり、Ｐｋｚは、端末２０のための雑音電力行列である。
【０１９２】
基地局１０は、チャネル行列Ｈｋ及び雑音電力Ｐｋｚがわかっている。従来的には、各チャネル行列Ｈｋは、アップリンクチャネル上で端末２０ｋによって個別に送信されるパイロット信号の複素振幅を測定することによって得られる。干渉雑音電力Ｐｋｚは、アップリンクチャネル上で端末２０ｋによって報告される。ここで、干渉雑音電力Ｐｋｚを報告する代わりに、各端末２０ｋは、信号対干渉雑音電力比又は任意の他のチャネル品質インジケータ等の他の関連するパラメータを報告し、そのパラメータから、基地局１０が雑音電力Ｐｋｚを推定することができることに留意されたい。具現化の１つの変形形態では、基地局１０は、端末２０によって報告される値から干渉雑音電力Ｐｋｚを求める代わりに、その推定できる値を用いる。
【０１９３】
ステップＳ５０４では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、端末２０ｋと基地局１０との間で達成可能なリンク条件を表す、Ψｋｎで示される行列を計算する。
【０１９４】
【数３３】
2007151105.tif 000035
【０１９５】
次のステップＳ５０５では、プロセッサ３００が、変数ｋがＫに等しいか否かを検査する。ｋがＫとは異なる場合には、プロセッサ３００はステップＳ５０６に進み、変数ｋを１だけ増加させ、既に説明されているステップＳ５０３に戻る。
【０１９６】
プロセッサ３００は、各端末２０ｋと基地局１０との間で達成可能なリンク条件を表す行列が求められる限り、ステップＳ５０３〜Ｓ５０５を含むループを実行する。
【０１９７】
達成可能なリンク条件を表す行列が端末２０ｋ毎に求められると、プロセッサ３００は、ステップＳ５０７に進む。
【０１９８】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０６は、Ｋ個の行列を求めることに対応し、各行列は、基地局１０と端末２０ｋとの間で達成可能なリンク条件を表す。
【０１９９】
ステップＳ５０７では、プロセッサ３００が、最大の達成可能な信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）を有する端末として、処理中のｎ番目のデータ群が送信されなければならない端末２０ｋを確定する。
【０２００】
さらに正確に言うと、プロセッサ３００は、ｎ番目のデータ群について、
【０２０１】
【数３４】
2007151105.tif 000036
【０２０２】
で示される端末を確定し、それは以下の式を満たす。
【０２０３】
【数３５】
2007151105.tif 000037
【０２０４】
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘはｆｋ（ρ<Ψｋｎ>）の最大値を有する端末２０ｋを表し、ｆｋ（）は優先順位関数である。
【０２０５】
ｆｋ（）は恒等関数であることが好ましい。
【０２０６】
具現化の第１の変形形態では、ｆｋ（）は、
【０２０７】
【数３６】
2007151105.tif 000038
【０２０８】
に等しい。ただし、ａｖｇＳＮＲｋは、長い時間又は広い周波数帯にわたって、平均された信号対雑音比（ＳＮＲ）である。
【０２０９】
具現化の第２の変形形態では、ｆｋ（）は、
【０２１０】
【数３７】
2007151105.tif 000039
【０２１１】
に等しい。ただし、Ｍｋは、端末２０ｋのアンテナの数である。
【０２１２】
ここで、本発明において、数多くの異なる関数ｆｋ（）を用いることができることに留意されたい。そのような関数ｆｋ（）は、特定の１つ又は複数の確定基準に従って、処理中のｎ番目のデータ群が送信されなければならない端末２０を求める際に、或る優先順位を導入する。
【０２１３】
次のステップＳ５０８では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、処理中のデータ群ｎのための、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤを求める。
【０２１４】
【数３８】
2007151105.tif 000040
【０２１５】
ただし、ｅ<Ψｋｎ>は、ステップＳ５０７において求められた端末
【０２１６】
【数３９】
2007151105.tif 000041
【０２１７】
の行列Ψｋｎの最大の固有値に対応する固有ベクトルを表す。
【０２１８】
ステップＳ５０７及びＳ５０８の結果、プロセッサ３００は、ｎ番目のデータ群を受信しなければならない端末
【０２１９】
【数４０】
2007151105.tif 000042
【０２２０】
を確定し、ｎ番目のデータ群について、端末
【０２２１】
【数４１】
2007151105.tif 000043
【０２２２】
のＳＩＮＲを最大化する、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤを選択する。
【０２２３】
ここで、空間マルチプレクサ１００によって以前に求められているｎ−１番目のデータ群が存在する中で、ｎ番目のデータ群がｋ番目の端末に送信されることを考えると、ｋ番目の端末の受信された信号は以下の式によって表されることに留意されたい。
【０２２４】
【数４２】
2007151105.tif 000044
【０２２５】
ただし、
【０２２６】
【数４３】
2007151105.tif 000045
【０２２７】
であり、（ＩＮ）は干渉及び雑音を意味し、
【０２２８】
【数４４】
2007151105.tif 000046
【０２２９】
は受信された信号のｐ番目のサンプルのための干渉及び雑音である。
【０２３０】
【数４５】
2007151105.tif 000047
【０２３１】
ただし、
【０２３２】
【数４６】
2007151105.tif 000048
【０２３３】
は端末２０ｋにおけるＭｋ×１の干渉及び雑音のベクトルであり、電力は以下の通りである。
【０２３４】
【数４７】
2007151105.tif 000049
【０２３５】
端末２０ｋは、最小平均二乗誤差重み(minimum-mean-square-error)に基づいて、アンテナＭＳＡｎｔ１〜ＭＳＡｎｔＭによって受信されるＭ個の信号のそれぞれにおいて、ｎ番目のデータ群のための重み付けベクトル
【０２３６】
【数４８】
2007151105.tif 000050
【０２３７】
を適用する。
【０２３８】
その際、重み付け後の信号対干渉雑音電力比γｋｎは、以下の式によって表される。
【０２３９】
【数４９】
2007151105.tif 000051
【０２４０】
そのような式は、ステップＳ５０７において、確定された端末２０ｋが、端末２０の中で、最大の達成可能な信号対干渉雑音電力比を有する端末であることを示す。
【０２４１】
先に開示されたように、空間マルチプレクサ１００は、互いに直交することになる２つの異なる端末２０に送信される２つのデータ群に対して求められた、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルを課すことが好ましい。１〜（ｎ−１）番目のデータ群が既に求められているとき、ｎ番目の重み付けベクトルｗｎＤは、以下の式を満たす。
【０２４２】
【数５０】
2007151105.tif 000052
【０２４３】
ただし、以下の式が成り立つ。
【０２４４】
【数５１】
2007151105.tif 000053
【０２４５】
その際、ｎ番目のデータ群が転送される端末２０ｋのＳＩＮＲγｋｎは、以下に等しい。
【０２４６】
【数５２】
2007151105.tif 000054
【０２４７】
ただし、以下の式が成り立つ。
【０２４８】
【数５３】
2007151105.tif 000055
【０２４９】
０でない固有値に対応するΨｋｎの固有ベクトルはｗ１Ｄ，．．．，ｗ（ｎ−１）Ｄに直交するので、γｋｎは
【０２５０】
【数５４】
2007151105.tif 000056
【０２５１】
に最大化される。
【０２５２】
次のステップＳ５０９では、プロセッサ３００が、変数ｎがＮに等しいか否かを検査する。ｎがＮとは異なる場合には、プロセッサ３００はステップＳ５１０に進み、変数ｎを１だけ増加させ、次のデータ群を検討するためにステップＳ５０１に進む。
【０２５３】
Ｎ個のデータ群の全てが処理されていない限り、プロセッサ３００は、ステップＳ５０１〜Ｓ５１０によって構成されるループを実行する。
【０２５４】
Ｎ個のデータ群が処理されると、プロセッサ３００はステップＳ５１１に進む。
【０２５５】
次のステップＳ５１１では、プロセッサ３００は、ステップＳ５０７において以下のように求められた各端末２０の予想されるＳＩＮＲを求める。
【０２５６】
【数５５】
2007151105.tif 000057
【０２５７】
ここで、ｎ番目のデータ群が求められると、空間マルチプレクサ１００は、１〜ｎ番目のデータ群の存在する中で（ｎ＋１）番目のデータ群を追加することに留意されたい。
【０２５８】
ここで、ｎ番目のデータ群の受信されたＳＩＮＲは、（ｎ＋１）番目のデータ群が追加された後には変更されないことに留意されたい。同じようにして、空間マルチプレクサ１００によってさらに多くのデータ群が追加される場合であっても、求められたデータ群の受信されたＳＩＮＲは保持される。
【０２５９】
この特性は、先に開示された基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤの直交性によって導かれる。この特性を用いて、空間マルチプレクサ１００は、さらに別のデータ群の影響を考えることなく、基地局１０と、系列ｎ＝１，．．．，Ｎの中のｎ番目のデータ群について受信しなければならない端末２０とのダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤを求める。
【０２６０】
次のステップＳ５１２では、プロセッサ３００が、ステップＳ５０７において確定された端末２０毎に、ダウンリンクチャネルのために確定された各端末２０によって用いられるべき変調及び符号化方式を決定する。
【０２６１】
次のステップＳ５１３では、プロセッサ３００が、ステップＳ５０８において確定された基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗ１〜ｗＮの要素を、Ｍｕｌ１１Ｄ〜ＭｕｌＮＮＤで示される乗算モジュールに転送し、ステップＳ５０７において確定された端末２０の順序付きのリストを、図３には示されない割当てモジュールに転送し、割当てモジュールは、確定された端末２０毎に、確定された端末２０に等しい宛先アドレスを有する一群のデータを選択する。
【０２６２】
その後、そのデータ群は基地局１０によって転送される。
【０２６３】
ここで、そのダウンリンクチャネルのために、確定された端末２０によって用いられるべき変調及び符号化方式に関連する情報も、そのダウンリンクチャネルの１つのタイムスロットにおいて転送されることに留意されたい。
【０２６４】
確定された端末２０はそれぞれ、パイロット信号を受信し、以下の式に従って、最小平均二乗誤差重みに基づいてダウンリンク重み付けベクトルを求める。
【０２６５】
【数５６】
2007151105.tif 000058
【０２６６】
ただし、アンテナＭＳｋＡｎｔ１〜ＭＳｋＡｎｔＭによって受信されるＭｋ個の信号のそれぞれにおいて以下の式が成り立つ。
【０２６７】
【数５７】
2007151105.tif 000059
【０２６８】
各端末２０は、受信されたデータ群において、宛先端末識別子を検査する。識別子がその端末のものと対応する場合には、端末２０は、ダウンリンクチャネルのために用いられるべき変調及び符号化方式を特定する。
【０２６９】
図６は、本発明の具現化の第１の態様による、アップリンクチャネル上での空間的多重化を確定するために、基地局によって実行されるアルゴリズムである。
【０２７０】
基地局１０は、アップリンクチャネルを通して、ｎｍａｘ個のデータ群を表すｎｍａｘ個の信号を同時に受信することができる。基地局１０は、アップリンクチャネル上でどの端末２０が各データ群を転送しなければならないかを確定する。
【０２７１】
端末２０ｋがｎ番目のデータ群を送信すると確定される場合には、端末２０ｋは、基地局１０によって転送されるＭｋ＊１重み付けベクトルｖｎＵに基づいて、ビーム成形を実行する。
【０２７２】
さらに正確に言うと、本アルゴリズムは、基地局１０の空間マルチプレクサ１００のプロセッサ３００によって実行される。
【０２７３】
ステップＳ６００では、プロセッサ３００が、ｎで示される変数を１に設定する。その変数ｎは、処理中のデータ群を表す。
【０２７４】
次のステップＳ６０１では、プロセッサ３００が、以下の式によって与えられる干渉及び雑音の成分の相関行列Ｒｎを計算する。
【０２７５】
【数５８】
2007151105.tif 000060
【０２７６】
ただし、ｖｌＵ（ｌ＝１〜ｎ−１）は、アップリンクチャネル上で１〜ｌ番目のデータ群を送信すると既に確定されている端末２０について求められた重み付けベクトルであり、Ｈｋは、端末２０ｋと基地局１０との間のチャネル行列であり、Ｈｋ（ｌ）は、ｌ番目のデータ群を送信すると既に確定されている第２の電気通信デバイスｋと、第１の電気通信デバイスとの間のチャネル行列であり、（）＊は（）の複素共役を表し、
【０２７７】
【数５９】
2007151105.tif 000061
【０２７８】
であり、ｚＩＮ（ｐ）＝［ｚ１（ｐ），．．．，ｚＭｋ（ｐ）］は、基地局１０の干渉及び雑音の成分であり、ｐはｐ番目に受信されたサンプルである。
【０２７９】
ここで、基地局１０は、図５のＨｋの場合に開示されるのと同じようにして、チャネル行列Ｈｋ（ｌ）がわかっていることに留意されたい。
【０２８０】
次のステップＳ６０２では、プロセッサ３００が変数ｋを１に設定する。変数ｋは、処理中の端末２０ｋの指示を表す。
【０２８１】
次のステップＳ６０３では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、端末２０ｋと基地局１０との間で達成可能なリンク条件を表す行列を計算する。
【０２８２】
【数６０】
2007151105.tif 000062
【０２８３】
次のステップＳ６０４では、プロセッサ３００が、変数ｋがＫに等しいか否かを検査する。
【０２８４】
ｋがＫとは異なる場合には、プロセッサ３００はステップＳ６０５に進み、変数ｋを１だけ増加させ、ステップＳ６０３に戻る。
【０２８５】
ｋがＫとは異なる限り、プロセッサ３００は、ステップＳ６０３〜Ｓ６０５によって構成されるループを実行する。
【０２８６】
ｋがＫに等しい場合には、プロセッサ３００は、ステップＳ６０６に進む。
【０２８７】
ステップＳ６０１〜Ｓ６０５は、Ｋ個の行列を求めることに対応し、各行列は、基地局１０と端末２０ｋとの間で達成可能なリンク条件を表す。
【０２８８】
ステップＳ６０６では、プロセッサ３００が、最大の達成可能な信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）を有する端末として、処理中のｎ番目のデータ群を転送しなければならない端末２０ｋを求める。
【０２８９】
さらに正確に言うと、プロセッサ３００は、ｎ番目のデータ群について、
【０２９０】
【数６１】
2007151105.tif 000063
【０２９１】
で示される端末を求め、それは以下の式を満たす。
【０２９２】
【数６２】
2007151105.tif 000064
【０２９３】
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘはｆｋ（）の最大値を有する端末２０ｋを表し、以下の関数は優先順位関数である。
【０２９４】
【数６３】
2007151105.tif 000065
【０２９５】
ｆｋ（）は恒等関数であることが好ましい。
【０２９６】
具現化の第１の変形形態では、ｆｋ（）は以下の式に等しい。
【０２９７】
【数６４】
2007151105.tif 000066
【０２９８】
ただし、ａｖｇＳＮＲｋは、長い時間又は広い周波数帯にわたって、平均された信号対雑音比（ＳＮＲ）である。
【０２９９】
具現化の第２の変形形態では、ｆｋ（）は以下の式に等しい。
【０３００】
【数６５】
2007151105.tif 000067
【０３０１】
ただし、Ｍｋは、端末２０ｋのアンテナの数である。
【０３０２】
ここで、本発明において、数多くの異なる関数ｆｋ（）を用いることができることに留意されたい。そのような関数ｆｋ（）は、特定の１つ又は複数の確定基準に従って、処理中のｎ番目のデータ群が送信されなければならない端末２０を確定する際に、何らかの優先順位を導入する。
【０３０３】
次のステップＳ６０７では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、処理中のデータ群ｎのための確定された端末２０のアップリンク重み付けベクトルｗｎＵを求める。
【０３０４】
【数６６】
2007151105.tif 000068
【０３０５】
ただし、
【０３０６】
【数６７】
2007151105.tif 000069
【０３０７】
は、ステップＳ６０６において確定された端末
【０３０８】
【数６８】
2007151105.tif 000070
【０３０９】
の以下の行列の最大の固有値に対応する固有ベクトルを表す。
【０３１０】
【数６９】
2007151105.tif 000071
【０３１１】
ステップＳ６０６及びＳ６０７の結果、プロセッサ３００は、ｎ番目のデータ群を転送しなければならない端末
【０３１２】
【数７０】
2007151105.tif 000072
【０３１３】
を確定し、端末
【０３１４】
【数７１】
2007151105.tif 000073
【０３１５】
のＳＩＮＲを最大化する、確定された端末２０のための、及び処理中のデータ群ｎのためのアップリンク重み付けベクトルのｖｎＵを選択する。
【０３１６】
ｎ番目のデータ群に関連する、確定された端末２０によって転送される前に重み付けされるべき信号ｓｎ（ｐ）は、電力
【０３１７】
【数７２】
2007151105.tif 000074
【０３１８】
及び
【０３１９】
【数７３】
2007151105.tif 000075
【０３２０】
を有する。基地局１０によって受信されたデータ群のｐ番目のサンプルｘＢＳ（ｐ）＝［ｘＢＳ，１（ｐ），．．．，ｘＢＳ，Ｎ（ｐ）］Ｔは、以下の式によって与えられる。
【０３２１】
【数７４】
2007151105.tif 000076
【０３２２】
ただし、ｋ（ｎ）は、ｎ番目のデータ群を送信すると確定された端末の識別子であり、ｚＩＮ（ｐ）＝［ｚ１（ｐ），．．．，ｚＭ（ｐ）］Ｔは基地局１０における干渉及び雑音であり、ただし、以下の式が成り立つ。
【０３２３】
【数７５】
2007151105.tif 000077
【０３２４】
１〜（ｎ−１）番目の受信されたデータ群が存在する中で、ｎ番目のデータ群がｋ番目の端末によって送出されることを考えると、基地局１０によって受信されたｎ番目のデータ群は以下のように表される。
【０３２５】
【数７６】
2007151105.tif 000078
【０３２６】
ただし、以下の式が成り立つ。
【０３２７】
【数７７】
2007151105.tif 000079
【０３２８】
また
【０３２９】
【数７８】
2007151105.tif 000080
【０３３０】
は、アップリンクチャネル上で、ｌ番目のデータ群を転送しなければならない端末２０ｋと、基地局１０との間のチャネル行列である。
【０３３１】
基地局１０は、以下の式を用いて、最小平均二乗誤差重みに基づいて、受信された信号においてビーム成形を実行する。
【０３３２】
【数７９】
2007151105.tif 000081
【０３３３】
ただし、ＲｎはステップＳ６０１において計算された相関行列であり、以下の式が成り立つ。
【０３３４】
【数８０】
2007151105.tif 000082
【０３３５】
その際、重み付け後の信号対干渉雑音電力比γｋ→ｎは、以下のように表される。
【０３３６】
【数８１】
2007151105.tif 000083
【０３３７】
ＳＩＮＲγｋ→ｎは
【０３３８】
【数８２】
2007151105.tif 000084
【０３３９】
を用いて
【０３４０】
【数８３】
2007151105.tif 000085
【０３４１】
に最大化される。
【０３４２】
そのような式は、ステップＳ６０６において、確定された端末２０ｋが、端末２０の中で最大の達成可能な信号対干渉雑音電力比を有する端末であることを示す。
【０３４３】
ｎ番目のデータ群は、以前に求められた１〜（ｎ−１）番目のデータ群のＳＩＮＲを劣化させる。ｌ番目のデータ群（ただし、ｌ＝１〜ｎ）のＳＩＮＲγｌ／ｎは、以下の式によって与えられる。
【０３４４】
【数８４】
2007151105.tif 000086
【０３４５】
次のステップＳ６０８では、プロセッサ３００が、確定された端末
【０３４６】
【数８５】
2007151105.tif 000087
【０３４７】
の達成可能な信号対干渉雑音電力比ＳＩＮＲ
【０３４８】
【数８６】
2007151105.tif 000088
【０３４９】
を推定する。
【０３５０】
次のステップＳ６０９では、プロセッサ３００が、処理中のデータ群のためのシステム評価関数Ξ（ｎ）を求める。
【０３５１】
一例として、システム評価関数Ξ（ｎ）はスループットによって表され、
【０３５２】
【数８７】
2007151105.tif 000089
【０３５３】
に等しい。ただし、Ｔ（γ）は、受信されたＳＩＮＲγの関数としての、データ群のスループットを表す。
【０３５４】
限定はしないが、一例として、Ｔ（γ）は、基地局１０のＲＯＭメモリ３０２に格納される参照テーブルの形で実現される。ＳＩＮＲが０〜１ｄＢ間に含まれる場合には、そのスループットは０．２５０に等しい。ＳＩＮＲが１〜２ｄＢ間に含まれる場合には、そのスループットは０．２８５に等しい。ＳＩＮＲが２〜３ｄＢ間に含まれる場合には、そのスループットは０．３３３に等しい。ＳＩＮＲが約２０ｄＢである場合には、そのスループットは３．００に等しい。
【０３５５】
ステップＳ６０７〜Ｓ６０９は、確定された端末２０のためのアップリンク重み付けベクトルｖｎＵを考慮に入れるシステム性能の評価に対応する。
【０３５６】
次のステップＳ６１０では、プロセッサ３００が、処理中のデータ群のためのシステム評価関数Ξ（ｎ）が、以前に処理されたデータ群について求められた評価関数Ξ（ｎ−１）以上であるか否かを検査する。
【０３５７】
Ξ（ｎ）>Ξ（ｎ−１）である場合には、プロセッサ３００はステップＳ６１１に進み、そうでない場合には、プロセッサ３００はステップＳ６１３に進む。Ξ（ｎ）≧Ξ（ｎ−１）である場合には、ｎｍａｘ＝ｎ−１となるｎｍａｘ個のデータ群が同時に転送されるであろう。
【０３５８】
ステップＳ６１１では、プロセッサ３００が、変数ｎがＮに等しいか否かを検査する。ｎがＮとは異なる場合には、プロセッサ３００はステップＳ６１２に進み、変数ｎを１だけ増加させ、ステップＳ６０１に戻る。プロセッサ３００は、Ｎ個のデータ群の全てが処理されていない限り、又はΞ（ｎ）≧Ξ（ｎ−１）である場合には、ステップＳ６０１〜Ｓ６１２によって構成されるループを実行する。
【０３５９】
変数ｎがＮに等しい場合には、プロセッサ３００はステップＳ６１３に進む。
【０３６０】
ステップＳ６１３では、プロセッサ３００が、ステップＳ６０６において確定された端末２０毎に、アップリンクチャネルについてステップＳ６０６において確定された端末２０によって用いられるべき変調及び符号化方式を決定する。
【０３６１】
一例として、ＳＩＮＲが０〜１ｄＢ間に含まれる場合には、変調方式はＱＰＳＫであり、符号化速度(coding rate)は１／８である。ＳＩＮＲが１〜２ｄＢ間に含まれる場合には、変調はＱＰＳＫ変調であり、符号化速度は１／７である。ＳＩＮＲが２〜３ｄＢ間に含まれる場合には、変調はＱＰＳＫ変調であり、符号化速度は１／６である。ＳＩＮＲが約２０ｄＢである場合には、変調は１６ＱＡＭであり、符号化速度は３／４である。
【０３６２】
ステップＳ６１４では、プロセッサ３００が、ステップＳ６０６において確定された端末の順序付きリストを、図３には示されない割当てモジュールに転送する。その順序付きリストには、端末２０毎にステップＳ６０７において求められた対応するアップリンク重み付けベクトルｖｎＵが含まれる。割当てモジュールは、一例としてダウンリンクチャネルの１つのタイムスロット内に、ステップＳ６０６において確定された端末２０の順序付きリストと、対応するアップリンク重み付けベクトルｖｎＵと、確定された端末毎にステップＳ６１３において確定された変調及び符号化方式に関連する情報とを挿入する。
【０３６３】
その後、そのような情報はダウンリンクチャネルを通して転送される。
【０３６４】
具現化の１つの変形形態では、順序付きリストに含まれる端末２０毎にステップＳ６０７において求められたアップリンク重み付けベクトルｖｎＵを割当てモジュールに転送する代わりに、プロセッサ３００は、以下のように、基地局１０の他のダウンリンク重み付けベクトルｗ’ｎＤを求める。プロセッサ３００は、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗ’ｎＤによって、端末２０ｋに転送されるパイロット信号を重み付けすることによって、求められたアップリンク重み付けベクトルｖｋＵに関連する情報を端末２０ｋに転送し、それにより、それぞれの確定された端末２０が、重み付けされたパイロット信号を用いて、アップリンク重み付けベクトルｖｋＵを求めることができるようになる。そのように重み付けされるパイロット信号は、一例として所定のダウンリンクタイムスロットにおいて転送される。
【０３６５】
図７は、本発明の具現化の第２の態様による、ダウンリンクチャネル上での空間的多重化を確定するために基地局によって実行されるアルゴリズムである。
【０３６６】
本アルゴリズムは、基地局１０が、端末２０１〜２０Ｋのうちの少なくとも１つに最大でＮ個のデータ群を同時に転送しなければならない度に実行される。
【０３６７】
基地局１０は、そのＮ個のアンテナを通して、ｎｍａｘ個のデータ群を表す信号を同時に転送する。ただし、ｎｍａｘ≦Ｎである。基地局１０は、それぞれが端末２０ｋと基地局１０との間で達成可能なリンク条件を表す行列であるＫ個の行列を計算し、計算された行列に従って、どの端末２０（複数可）が少なくとも１つのデータ群を受信しなければならないかを確定する。
【０３６８】
本発明の具現化の第２の態様によれば、基地局１０は、同時に転送されるｎｍａｘ個のデータ群毎に、基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤを求め、その要素は、転送されるべき複製された各信号及びｎ番目のデータ群毎にダウンリンク重み付けベクトルｖｎＤを乗算する。
【０３６９】
さらに正確に言うと、本アルゴリズムは、基地局１０の空間マルチプレクサ１００のプロセッサ３００によって実行される。
【０３７０】
ステップＳ７００では、プロセッサ３００が、ｎで示される変数を１に設定する。変数ｎは、処理中のデータ群を表す。
【０３７１】
次のステップＳ７０１では、プロセッサ３００が、以下の式
【０３７２】
【数８８】
2007151105.tif 000090
【０３７３】
に従って行列
【０３７４】
【数８９】
2007151105.tif 000091
【０３７５】
を計算する。
【０３７６】
ただし、Ｈｋ（ｌ）（ただし、ｌ＝１〜ｎ−１）はダウンリンクチャネル上でｌ番目のデータ群を送出すると既に確定されている端末２０ｋと、基地局１０との間のチャネル行列であり、ｖｌＤはｌ番目のデータ群について求められた端末ダウンリンク重み付けベクトルである。
【０３７７】
ここで、基地局１０は、図５のＨｋの場合に開示されるのと同じようにして、チャネル行列Ｈｋ（ｌ）がわかっていることに留意されたい。
【０３７８】
次のステップ７０２では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、行列Φｎを計算する。
【０３７９】
【数９０】
2007151105.tif 000092
【０３８０】
ただし、Ｉは恒等行列である。
【０３８１】
次のステップＳ７０３では、プロセッサ３００が変数ｋを１に設定する。変数ｋは、処理中の端末２０ｋの指示を表す。
【０３８２】
次のステップＳ７０４では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、処理中の端末２０ｋと基地局１０との間で達成可能なリンク条件を表す行列を計算する。
【０３８３】
【数９１】
2007151105.tif 000093
【０３８４】
次のステップＳ７０５では、プロセッサ３００が、変数ｋがＫに等しいか否かを検査する。
【０３８５】
ｋがＫとは異なる場合には、プロセッサ３００はステップＳ７０６に進み、変数ｋを１だけ増加させ、ステップＳ７０４に戻る。
【０３８６】
ｋがＫとは異なる限り、プロセッサ３００は、ステップＳ７０４〜Ｓ７０６によって構成されるループを実行する。
【０３８７】
ｋがＫに等しい場合には、プロセッサ３００は、ステップＳ７０７に進む。
【０３８８】
ステップＳ７０１〜Ｓ７０６は、Ｋ個の行列を求めることに対応し、各行列は、基地局１０と端末２０ｋとの間で達成可能なリンク条件を表す。
【０３８９】
ステップＳ７０７では、プロセッサ３００が、最大の達成可能な信号対干渉雑音電力比を有する端末として、処理中のｎ番目のデータ群が送信されなければならない端末２０を確定する。
【０３９０】
さらに正確に言うと、プロセッサ３００は、ｎ番目のデータ群について、
【０３９１】
【数９２】
2007151105.tif 000094
【０３９２】
で示されるある端末を求める。この端末は、
【０３９３】
【数９３】
2007151105.tif 000095
【０３９４】
が以下の式を満たすものである。
【０３９５】
【数９４】
2007151105.tif 000096
【０３９６】
ただし、ρ<・>は行列<・>の最大の固有値であり、ａｒｇｋｍａｘは
【０３９７】
【数９５】
2007151105.tif 000097
【０３９８】
の最大値を有する
【０３９９】
【数９６】
2007151105.tif 000098
【０４００】
で示される端末を表し、ｆｋは優先順位係数である。
【０４０１】
Ｐｓは、基地局１０のアンテナＢＳＡｎｔ１〜ＢＳＡｎｔＮを通して、当該基地局１０によって転送される信号の電力であり、Ｐｋｚは、端末２０ｋのための雑音電力行列である。
【０４０２】
ここで、ｆｋが１に等しい場合には、無線資源は、大きな雑音電力を有する端末２０にはほとんど割り当てられないことに留意されたい。
【０４０３】
具現化の１つの変形形態では、ｆｋは、端末２０ｋに割り当てられる優先順位係数を表す。
【０４０４】
ｆｋは以下の式に等しいことが好ましい。
【０４０５】
【数９７】
2007151105.tif 000099
【０４０６】
ただし、０≦α≦１である。
【０４０７】
そのような優先順位係数ｆｋを用いるとき、本アルゴリズムは、或る端末２０が他の端末２０と比べて少ないアンテナの数を有するときに効率的である。複数の端末２０が同じＰｓ／Ｐｋｚを有する場合であっても、より多くのアンテナを有する端末２０は、端末の信号重み付けの結果、平均して大きな固有値
【０４０８】
【数９８】
2007151105.tif 000100
【０４０９】
を有する。電力αを用いるとき、端末２０が有するアンテナの数に従って、優先順位を与えることができる。その後、Ｍｋ個という少ない数のアンテナを有する端末２０に優先順位を与えることができる。
【０４１０】
次のステップＳ７０８では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、ｎ番目のデータ群について、求められた端末２０によって用いられるべきダウンリンク重み付けベクトルｖｎＤを計算する。
【０４１１】
【数９９】
2007151105.tif 000101
【０４１２】
ただし、ｋはステップＳ７０７において確定された端末２０の指示であり、
【０４１３】
【数１００】
2007151105.tif 000102
【０４１４】
は、ステップＳ７０７において確定された端末２０の行列
【０４１５】
【数１０１】
2007151105.tif 000103
【０４１６】
の最大の固有値に対応する固有ベクトルを表す。
【０４１７】
ステップＳ７０６及びＳ７０７の結果、プロセッサ３００は、ｎ番目のデータ群を受信しなければならない端末
【０４１８】
【数１０２】
2007151105.tif 000104
【０４１９】
を確定し、端末
【０４２０】
【数１０３】
2007151105.tif 000105
【０４２１】
のＳＩＮＲを最大化する、確定された端末のための、及び処理中のデータ群ｎのためのダウンリンク重み付けベクトルｖｎＤを選択する。
【０４２２】
次のステップＳ７０９では、プロセッサ３００が、以下の式を用いて、確定された端末２０の達成可能なＳＩＮＲを求める。
【０４２３】
【数１０４】
2007151105.tif 000106
【０４２４】
Ｈｋは、ステップＳ７０７において確定された端末２０ｋのチャネル行列である。
【０４２５】
次のステップＳ７１０では、プロセッサ３００が、処理中のデータ群のためのシステム評価関数Ξ（ｎ）を求める。
【０４２６】
一例として、システム評価関数Ξ（ｎ）はスループットによって表され、
【０４２７】
【数１０５】
2007151105.tif 000107
【０４２８】
に等しい。ただし、Ｔ（γｌ）は、受信されたＳＩＮＲγｌの関数としての、データ群のスループットを表す。Ｔ（γｌ）は、ステップＳ６０９において開示される関数に類似であり、これ以上説明しない。
【０４２９】
ステップＳ７０８〜Ｓ７１０は、確定された端末２０のためのアップリンク重み付けベクトルｖｎＤを考慮に入れるシステム性能の評価に対応する。
【０４３０】
次のステップＳ７１１では、プロセッサ３００が、処理中のデータ群のためのシステム評価関数Ξ（ｎ）が、直前に処理されたデータ群について求められた評価関数Ξ（ｎ−１）以上であるか否かを検査する。
【０４３１】
Ξ（ｎ）>Ξ（ｎ−１）である場合には、プロセッサ３００はステップＳ７１２に進み、そうでない場合には、プロセッサ３００はステップＳ７１４に進む。Ξ（ｎ）≧Ξ（ｎ−１）である場合には、ｎｍａｘ＝ｎ−１であるｎｍａｘ個のデータ群が同時に転送されるであろう。。
【０４３２】
ステップＳ７１２では、プロセッサ３００が、変数ｎがＮに等しいか否かを検査する。ｎがＮとは異なる場合には、プロセッサ３００はステップＳ７１３に進み、変数ｎを１だけ増加させ、ステップＳ７０１に戻る。プロセッサ３００は、Ｎ個のデータ群の全てが処理されていない限り、又はΞ（ｎ）≧Ξ（ｎ−１）である場合には、ステップＳ７０１〜Ｓ７１３によって構成されるループを実行する。
【０４３３】
変数ｎがＮに等しい場合には、プロセッサ３００はステップＳ７１４に進む。
【０４３４】
ステップＳ７１４では、プロセッサ３００が、ステップＳ７０７において確定された端末２０毎に、ダウンリンクチャネルについて、確定された端末２０によって用いられるべき変調及び符号化方式を決定する。そのような決定は、一例として、図６のステップＳ６１３において開示されたものと同じである。
【０４３５】
ステップＳ７１５では、プロセッサ３００が、以下のように、同時に転送されるべきｎｍａｘ個のデータ群のそれぞれのために用いられなければならない基地局ダウンリンク重み付けベクトルｗｎＤを求める。
【０４３６】
【数１０６】
2007151105.tif 000108
【０４３７】
ただし、以下の式が成り立つ。
【０４３８】
【数１０７】
2007151105.tif 000109
【０４３９】
ただし、ｌ＝１〜ｎｍａｘであり、‖ｖｌＤ‖＝１である。
【０４４０】
Ｈｋ（ｌ）は、ダウンリンクチャネル上でｌ番目のデータ群を受信すると確定されている端末２０ｋと基地局１０との間のチャネル行列であり、ｖｌＤは、ｌ番目のデータ群について求められた端末ダウンリンク重み付けベクトルである。
【０４４１】
ここで、ｎ＝ｎｍａｘを設定し、且つ関係ＢＴ［ｗ１Ｄ，．．．，ｗｎＤ］＝Ｐ’／Ｐｓを用いるとき、以下の式が成り立つことに留意されたい。
【０４４２】
【数１０８】
2007151105.tif 000110
【０４４３】
ただし、ｌ＝ｎであり、そうでない場合には０である。
【０４４４】
これは、確定された端末２０が、他の同時に転送されたデータ群からの干渉を受信しないことを意味する。ダウンリンク重み付けベクトルｖｎＤに基づいて、端末２０ｋは、以下の式に等しい信号対雑音比を有する。
【０４４５】
【数１０９】
2007151105.tif 000111
【０４４６】
そのような式は、ステップＳ７０７において、求められた端末２０ｋが、端末２０の中で、最大の達成可能な信号対干渉雑音電力比を有する端末であることを示す。
【０４４７】
【数１１０】
2007151105.tif 000112
【０４４８】
及び‖ｗｎＤ‖＝１から、以下の式が成り立つ。
【０４４９】
【数１１１】
2007151105.tif 000113
【０４５０】
したがって、以下の式が成り立つ。
【０４５１】
【数１１２】
2007151105.tif 000114
【０４５２】
次のステップＳ７１６では、プロセッサ３００が、ステップＳ７１５において求められた基地局１０のダウンリンク重み付けベクトルの要素ｗ１〜ｗｎｍａｘをＭｕｌ１１〜ＭｕｌＮＮで示される乗算モジュールに転送し、ステップＳ７０７において確定された端末２０の順序付きのリストを、図３には示されない割当てモジュールに転送する。割当てモジュールは、確定された端末２０毎に、求められた端末２０に等しい宛先アドレスを有する一群のデータを選択する。
【０４５３】
その後、そのデータ群は基地局１０によって転送される。
【０４５４】
ここで、そのダウンリンクチャネルのために、確定された端末２０によって用いられるべき変調及び符号化方式に関連する情報も、そのダウンリンクチャネルの１つのタイムスロットにおいて転送されることに留意されたい。
【０４５５】
確定された端末２０はそれぞれ、パイロット信号を受信し、最小平均二乗誤差重みに基づいてダウンリンク重み付けベクトルを求める。
【０４５６】
各端末２０は、受信されたデータ群において、宛先端末識別子を検査し、識別子がその端末のものと対応する場合には、端末２０は、ダウンリンクチャネルのために用いられる変調及び符号化方式を特定し、データを読み出す。
【０４５７】
当然、本発明の範囲から逸脱することなく、これまでに説明された本発明の実施形態に対して数多くの変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０４５８】
【図１】本発明によるシステムのアーキテクチャを表す図である。
【図２】本発明による基地局のアーキテクチャを表す図である。
【図３】本発明による基地局の空間マルチプレクサのアーキテクチャを表す図である。
【図４】本発明の全般的な原理を説明する、基地局によって実行されるアルゴリズムを示す図である。
【図５】本発明の第１の具現化の態様による、ダウンリンクチャネル上での空間的多重化を確定するために基地局によって実行されるアルゴリズムを示す図である。
【図６】本発明の第１の具現化の態様による、アップリンクチャネル上での空間的多重化を確定するために基地局によって実行されるアルゴリズムを示す図である。
【図７】本発明の第２の具現化の態様による、ダウンリンクチャネル上での空間的多重化を確定するために基地局によって実行されるアルゴリズムを示す図である。
【図１】
2007151105.tif 000144
【図２】
2007151105.tif 000145
【図３】
2007151105.tif 000146
【図４】
2007151105.tif 000147
【図５】
2007151105.tif 000148
【図６】
2007151105.tif 000149
【図７】
2007151105.tif 000150
【外国語明細書】
2007151105.tif 000151
2007151105.tif 000152
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2007151105.tif 000154
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2007151105.tif 000159
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