(57)【要約】本発明はマッシブ（ｍａｓｓｉｖｅ）ＭＩＭＯ環境でチャネル相関関係を考慮して通信パラメーターを調節することによって複雑度問題を解決する方法に係わる技術である。ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランクを決定し、決定されたランクについての情報をＭＩＭＯ送信機に送信するパラメーター決定方法及びＭＩＭＯ受信機が開示される。【選択図】  図２４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを含むＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）受信機がＭＩＭＯ送信機との通信のためのパラメーターを決定する方法であって、
ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）のチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階；
前記チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランク（ｒａｎｋ）を決定する段階；及び
前記決定されたランクについての情報を前記ＭＩＭＯ送信機に送信する段階を含む、パラメーター決定方法。
【請求項２】
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項３】
前記ランクについての情報は、
ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）又は前記ＭＩＭＯがランクを調節することを要請するシグナリングである、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項４】
前記ランクを決定する段階は、
前記チャネル相関関係が高いほど前記ランクをもっと高く決定することである、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項５】
前記ランクを決定する段階は、
既に受信された下りリンク信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）及びＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の少なくとも一つをさらに考慮して前記ランクを決定する、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項６】
前記方法は、
前記ＭＩＭＯ送信機から前記決定されたランク又は前記ＭＩＭＯ送信機が任意に選択したランクの新たな下りリンク信号を受信する段階をさらに含む、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項７】
前記方法は、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記ＭＩＭＯ送信機にＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）レベルの調節を要請するメッセージを送信する段階をさらに含む、請求項６に記載のパラメーター決定方法。
【請求項８】
前記方法は、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記新たな下りリンク信号に対するＣＱＩを低めてフィードバックする段階をさらに含む、請求項６に記載のパラメーター決定方法。
【請求項９】
複数のアンテナを含み、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信機との通信のためのパラメーターを決定するＭＩＭＯ受信機であって、
送信部；
受信部；及び
前記送信部及び前記受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、
前記チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランクを決定し、
前記決定されたランクについての情報を前記ＭＩＭＯ送信機に送信するように前記送信部を制御する、受信機。
【請求項１０】
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、請求項９に記載の受信機。
【請求項１１】
前記ランクについての情報は、
ＲＩ又は前記ＭＩＭＯがランクを調節することを要請するシグナリングである、請求項９に記載の受信機。
【請求項１２】
前記プロセッサは、
前記チャネル相関関係が高いほど前記ランクをもっと高く決定する、請求項９に記載の受信機。
【請求項１３】
前記プロセッサは、
既に受信された下りリンク信号のＳＮＲ、ＳＩＮＲ及びＣＱＩの少なくとも一つをさらに考慮して前記ランクを決定する、請求項９に記載の受信機。
【請求項１４】
前記プロセッサは、
前記ＭＩＭＯ送信機から前記決定されたランク又は前記ＭＩＭＯ送信機が任意に選択したランクの新たな下りリンク信号を受信する、請求項９に記載の受信機。
【請求項１５】
前記プロセッサは、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記ＭＩＭＯ送信機にＭＣＳレベルの調節を要請するメッセージを送信するように前記送信部を制御する、請求項１４に記載の受信機。
【請求項１６】
前記プロセッサは、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記新たな下りリンク信号に対するＣＱＩを低めてフィードバックするように前記送信部を制御する、請求項１４に記載の受信機。
【請求項１７】
複数のアンテナを含むＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）受信機がＭＩＭＯ送信機との通信のためのパラメーターを決定する方法であって、
複数のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信する段階；
前記下りリンク信号から前記ＭＩＭＯ送信機が前記下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得する段階；
前記複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階；及び
前記ランク情報及び前記チャネル相関関係に基づき、前記受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する段階を含む、パラメーター決定方法。
【請求項１８】
前記パラメーターは、前記検出信号を生成する過程で用いられる数値解釈アルゴリズムの繰返し回数である、請求項１７に記載のパラメーター決定方法。
【請求項１９】
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、請求項１７に記載のパラメーター決定方法。
【請求項２０】
前記決定する段階は、
前記受信された下りリンク信号のＭＣＳレベルをさらに考慮して前記パラメーターを決定する、請求項１７に記載のパラメーター決定方法。
【請求項２１】
複数のアンテナを含み、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信機との通信のためのパラメーターを決定するＭＩＭＯ受信機であって、
送信部；
受信部；及び
前記送信部及び前記受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
複数のＲＥを含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信するように前記受信部を制御し、
前記下りリンク信号から前記ＭＩＭＯ送信機が前記下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得し、
前記複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、
前記ランク情報及び前記チャネル相関関係に基づき、前記受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する、受信機。
【請求項２２】
前記パラメーターは、前記検出信号を生成する過程で用いられる数値解釈アルゴリズムの繰返し回数である、請求項２１に記載の受信機。
【請求項２３】
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、請求項２１に記載の受信機。
【請求項２４】
前記プロセッサは、
前記受信された下りリンク信号のＭＣＳレベルをさらに考慮して前記パラメーターを決定する、請求項２１に記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマッシブ（ｍａｓｓｉｖｅ）ＭＩＭＯ環境でチャネル相関関係を考慮して通信パラメーターを調節することによって複雑度問題を解決する方法に係わる技術である。
【背景技術】
【０００２】
多重アンテナ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ：ＭＩＭＯ）システムは、多重送信アンテナと多重受信アンテナを利用する無線通信システムを意味する。ＭＩＭＯシステムでは、ダイバーシチ技法を用いて、無線チャネルで発生するフェーディング影響を最小化するか、空間マルチプレクシング（ｓｐａｔｉａｌ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いて複数のストリームを同時に送信して収率（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を向上させることができる。送信アンテナの数が
【化１】
2017522745.tif 000003
であり、受信アンテナの数が
【化２】
2017522745.tif 000004
であれば、空間マルチプレクシング（ＳＭ）技法の場合、伝送可能な最大のストリームの数は
【化３】
2017522745.tif 000005
となる。特に、高ＳＮＲ（ｈｉｇｈ  ＳＮＲ）では通信容量（ｃａｐａｃｉｔｙ）の勾配が
【化４】
2017522745.tif 000006
と表されることが既に知られている。通信容量は、与えられたチャネルで理論的に伝送可能な最大収率を意味するので、送受信アンテナの数が同時に増加する場合、通信容量も増加する。
【０００３】
非常に多い送受信アンテナを有するマッシブ（ｍａｓｓｉｖｅ）ＭＩＭＯシステムは、５Ｇを構成する技術の一つとして注目を受けている。多数の論文と実験において、マッシブＭＩＭＯシステムは、複数のアンテナを有する１つの基地局（分散アンテナシステム（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ａｎｔｅｎｎａ  ｓｙｓｔｅｍ）を含む。）と１つのアンテナを有する複数の端末を仮定する。この場合、端末は、１つのアンテナを有するが、複数の端末が１つの基地局から同時にサービスを受けることから、基地局と全端末とのチャネルをＭＩＭＯとして理解してもよい。全端末の数をＫと定義すれば、前述した高ＳＮＲ環境で通信容量の勾配は
【化５】
2017522745.tif 000007
と表現される。
【０００４】
一方、理論的に無限大の送信アンテナを有する基地局が複数の端末にデータを同時に送信するとき、基地局の最適（ｏｐｔｉｍａｌ）送信アルゴリズムはＭＲＴ（ｍａｘｉｍａｌ  ｒａｔｉｏ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）アルゴリズムである。一方、複数の端末が基地局に送信したデータを１つの基地局が受信するとき、基地局の最適受信アルゴリズムはＭＲＣ（ｍａｘｉｍａｌ  ｒａｔｉｏ  ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）アルゴリズムである。ＭＲＴとＭＲＣが干渉を考慮しないため、有限のアンテナ数を有する場合に性能の劣化を示すといっても、アンテナの数が無限大である場合にはそのような干渉が消えるため、ＭＲＴとＭＲＣは最適なソリューションになり得る。
【０００５】
基地局はアンテナビームフォーミングを用いてビームを細く（ｓｈａｒｐ）させることができ、特定の端末にエネルギーを集中させることができる。これは、少ない電力で同量の情報を伝達できる一方で、周辺における他の端末には干渉をほとんど与えないため、干渉によるシステムの性能劣化を最小化する方案であるといえる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前述したような一般的な技術の問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的はＭａｓｓｉｖｅ  ＭＩＭＯ環境で受信機の計算複雑度問題を解決することである。
【０００７】
本発明のさらに他の目的は、通信環境変化によってパラメーターを調節することによって受信側での複雑度問題による制限を解消することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、受信信号処理過程の繰返し数、ランク、ＣＱＩなどのパラメーターをチャネル相関関係によって調節することにより、通信環境の変化を適応的に反映して受信信号を処理するようにすることである。
【０００９】
本発明で達成しようとする技術的目的は以上で言及した事項に制限されなく、言及しなかったさらに他の技術的課題は以下で説明する本発明の実施例から本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者によって考慮されることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記技術的課題を解決するためのパラメーター決定方法は、ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階、チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランクを決定する段階、及び決定されたランクについての情報をＭＩＭＯ送信機に送信する段階を含む。
【００１１】
チャネルについての情報は、リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含むことができる。
【００１２】
ランクについての情報は、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）又はＭＩＭＯがランクを調節することを要請するシグナリングであってもよい。
【００１３】
ランクを決定する段階は、チャネル相関関係が高いほどランクをもっと高く決定することができる。
【００１４】
ランクを決定する段階は、既に受信された下りリンク信号のＳＮＲ、ＳＩＮＲ及びＣＱＩの少なくとも一つをさらに考慮してランクを決定することができる。
【００１５】
パラメーター決定方法は、ＭＩＭＯ送信機から決定されたランク又はＭＩＭＯ送信機が任意に選択したランクの新たな下りリンク信号を受信する段階をさらに含むことができる。
【００１６】
パラメーター決定方法は、新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度がＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、ＭＩＭＯ送信機でＭＣＳレベルの調節を要請するメッセージを送信する段階をさらに含むことができる。
【００１７】
パラメーター決定方法は、新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度がＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、新たな下りリンク信号に対するＣＱＩを低めてフィードバックする段階をさらに含むことができる。
【００１８】
前記技術的課題を解決するためのＭＩＭＯ受信機は、送信部、受信部、及び送信部及び受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、プロセッサは、ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランクを決定し、決定されたランクについての情報をＭＩＭＯ送信機に送信するように送信部を制御する。
【００１９】
前記技術的課題を解決するためのさらに他のパラメーター決定方法は、複数のＲＥを含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信する段階、下りリンク信号からＭＩＭＯ送信機が下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得する段階、複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階、及びランク情報及びチャネル相関関係に基づき、受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する段階を含む。
【００２０】
パラメーターは、検出信号を生成する過程で用いられる数値解釈アルゴリズムの繰返し回数であってもよい。
【００２１】
チャネルについての情報は、リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含むことができる。
【００２２】
決定する段階は、受信された下りリンク信号のＭＣＳレベルをさらに考慮してパラメーターを決定することができる。
【００２３】
前記技術的課題を解決するためのさらに他のＭＩＭＯ受信機は、送信部、受信部、及び送信部及び受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、プロセッサは、複数のＲＥを含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信するように受信部を制御し、下りリンク信号からＭＩＭＯ送信機が下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得し、複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、ランク情報及びチャネル相関関係に基づき、受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の実施例によると、次のような効果を期待することができる。
【００２５】
一つ目、チャネル相関関係を反映することによって受信機がもっと高い複雑度を支援することができるようになる。
【００２６】
二つ目、もっと高い複雑度を支援することができるようになり、通信容量と収率の利得を得ることができるようになる。
【００２７】
三つ目、通信環境の変化を適応的に反映することができ、受信信号処理の効率性が増大する。
【００２８】
本発明の実施例で得られる効果は以上で言及した効果に制限されなく、言及しなかったさらに他の効果は以下の本発明の実施例についての記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に明らかに導出されて理解可能である。すなわち、本発明を実施することによる意図しなかった効果もやはり本発明の実施例から当該技術分野の通常の知識を持った者によって導出されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
以下に添付する図面は本発明の理解を助けるためのもので、詳細な説明とともに本発明の実施例を提供する。ただ、本発明の技術的特徴が特定の図に限定されるものではなく、各図に開示する特徴は互いに組み合わせられて新たな実施例に構成することができる。各図の参照符号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｎｕｍｅｒａｌｓ）は構造的構成要素（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を意味する。
【００３０】
【図１】本発明に係るＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）環境で受信ストリーム数による計算複雑度を示す図である。
【図２】本発明に係るＭＩＭＯ環境で受信ストリーム数によるメモリ要求量を示す図である。
【図３】本発明に係るＭＩＭＯ環境で同じセル内の端末間の干渉を示す図である。
【図４】本発明に係るＭＩＭＯ環境で隣接セル間の干渉を示す図である。
【図５】本発明に係る端末に割り当てられるリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ、ＲＢ）の構造を示す図である。
【図６】本発明に係る複数のリソースエレメント（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ、ＲＥ）が形成するＲＥグループを示す図である。
【図７】本発明に関連して、従来のＭＩＭＯ受信機動作過程を示す図である。
【図８】本発明に係るＭＩＭＯ受信機動作過程を示す図である。
【図９】本発明に係るＭＩＭＯ受信機が検出信号を検出する過程を概念的に示す図である。
【図１０】本発明に係るＭＩＭＯ受信機が検出信号を検出する過程を概念的に示す図である。
【図１１】本発明に係るＭＩＭＯ受信機が前処理フィルターを生成する一例を示す図である。
【図１２】本発明に係るさらに他のＭＩＭＯ受信機の動作過程を示す図である。
【図１３】本発明に係るさらに他のＭＩＭＯ受信機の動作過程を示す図である。
【図１４】本発明に係るさらに他のＭＩＭＯ受信機の動作過程を示す図である。
【図１５】本発明と係る信号検出過程の計算複雑度を比較するグラフである。
【図１６】本発明に係るＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成過程を説明する図である。
【図１７】本発明に係るＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成過程を説明する図である。
【図１８】本発明に係るＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成過程を説明する図である。
【図１９】本発明に係るＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成過程を説明する図である。
【図２０】本発明に係るＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成過程を説明する図である。
【図２１】本発明に係るＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成過程を説明する図である。
【図２２】本発明に係るＭＩＭＯ送信機のＲＥグループ形成過程を説明する図である。
【図２３】本発明に係るＭＩＭＯ送信機のＲＥグループ形成過程を説明するフローチャートである。
【図２４】本発明の一実施例に係るＭＩＭＯ送信機のパラメーター決定方法を説明するフローチャートである。
【図２５】本発明の一実施例に係る端末及び基地局の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明で使われる用語は、本発明における機能を考慮するとともに、可能な限り現在広く使われる一般的な用語を選択したが、これは、当該分野に従事する技術者の意図、判例、又は新しい技術の出現などによって変更されてもよい。また、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明の部分において詳しくその意味を記載するものとする。したがって、本発明で使われる用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されなければならない。
【００３２】
以下の実施例は、本発明の構成要素と特徴を所定の形態に結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することもでき、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明する動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取って代わってもよい。
【００３３】
図面に関する説明において、本発明の要旨を曖昧にさせ得る手順又は段階などは記述を省略し、当業者のレベルで理解可能な程度の手順又は段階も記述しないものとする。
【００３４】
明細書の全体を通じて、ある部分がある構成要素を“含む（又は、備える）”としたとき、これは、特別に反対する記載がない限り、他の構成要素を除外するという意味ではなく、他の構成要素をさらに含み得るということを意味する。また、明細書に記載された“…部”、“…  器”、“モジュール”などの用語は、少なくとも一つの機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェア及びソフトウェアの結合によって具現することができる。また、“一つ（ａ又はａｎ）”、“一（ｏｎｅ）”、“前記（ｔｈｅ）”及び類似の関連語は、本明細書及び以下の請求項において、本明細書に特別に指示されるかあるいは文脈によって明らかに反駁されない限り、単数及び複数の両意味で使われるものとする。
【００３５】
本明細書で、本発明の実施例は、基地局と移動局との間におけるデータ送受信関係を中心に説明されている。ここで、基地局は、移動局と直接的に通信を行うネットワークの終端ノード（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｎｏｄｅ）としての意味がある。本文書で基地局によって行われると説明された特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（ｕｐｐｅｒ  ｎｏｄｅ）によって行われてもよい。
【００３６】
すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｎｏｄｅｓ）で構成されるネットワークにおいて移動局との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外のネットワークノードによって行われる。ここで、‘基地局’は、固定局（ｆｉｘｅｄ  ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ  Ｂ、ｅＮｏｄｅ  Ｂ（ｅＮＢ）、発展した基地局（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ、ＡＢＳ）、又はアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ  ｐｏｉｎｔ）などの用語に言い換えてもよい。
【００３７】
また、‘移動局（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ、ＭＳ）’は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＳ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）、移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、発展した移動端末（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ、ＡＭＳ）、又は端末（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）などの用語に言い換えてもよい。
【００３８】
また、送信端は、データサービス又は音声サービスを提供する固定及び／又は移動ノードを意味し、受信端は、データサービス又は音声サービスを受信する固定及び／又は移動ノードを意味する。このため、上りリンクでは移動局を送信端とし、基地局を受信端とすることができる。同様に、下りリンクでは移動局を受信端とし、基地局を送信端とすることができる。
【００３９】
また、デバイスが‘セル’と通信を行うという記載は、デバイスが該当のセルの基地局と信号を送受信することを意味することができる。すなわち、デバイスが信号を送受信する実質的な対象は特定の基地局であるが、記載の便宜上、特定の基地局によって形成されるセルと信号を送／受信すると記載してもよい。同様に、‘マクロセル’及び／又は‘スモールセル’という記載は、それぞれ、特定のカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を意味してもよく、‘マクロセルを支援するマクロ基地局’及び／又は‘スモールセルを支援するスモールセル基地局’を意味してもよい。
【００４０】
本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ  ８０２．ｘｘシステム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステム、及び３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の実施例において説明していない自明な段階又は部分は、上記の文書を参照して説明することができる。
【００４１】
また、本文書で開示している全ての用語は、上記の標準文書によって説明することができる。特に、本発明の実施例は、ＩＥＥＥ  ８０２．１６システムの標準文書であるＰ８０２．１６ｅ−２００４、Ｐ８０２．１６ｅ−２００５、Ｐ８０２．１６．１、Ｐ８０２．１６ｐ及びＰ８０２．１６．１ｂ標準文書の一つ以上によって裏付けることができる。
【００４２】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。添付図面に基づいて以下に開示する詳細な説明は本発明の例示的な実施形態を説明しようとするもので、本発明が実施できる唯一な実施形態を現そうとするものではない。
【００４３】
また、本発明の実施例で使われる特定の用語は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、このような特定の用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更されてもよい。
【００４４】
１．  マッシブＭＩＭＯシステム
【００４５】
マッシブＭＩＭＯシステムの構築において、マッシブＭＩＭＯ受信アルゴリズムの開発は必須である。既存のＭＩＭＯシステムに比べて、マッシブＭＩＭＯシステムでの受信機は次の２つの側面で向上が必要である。
【００４６】
第一に、マッシブＭＩＭＯ環境では、受信機が同時に受信すべきデータストリームの数が増加する。同時に処理すべきデータストリームの数の増加は、受信機における計算複雑度及びメモリ要求量の増加を招き、結局としてシステム具現コスト及びプロセシング時間の増加につながり、受信システムに大きな負担を与える。既存のＭＩＭＯ受信アルゴリズムの受信ストリームの数による計算複雑度及びメモリ要求量は、図１及び図２に示すように幾何級数的な増加属性を示す。
【００４７】
第二に、マッシブＭＩＭＯ環境では、干渉源の数が増加することにより、向上した干渉除去性能を有する受信アルゴリズムが要求される。マッシブＭＩＭＯシステムにおいて基地局が数十〜数百名のユーザーに同時にデータを送信すると、各ユーザーは、自身に送信されるデータ信号以外にも、数十個以上の多重ユーザー干渉信号を受信するようになる。したがって、それらを効率的に除去するためのマッシブＭＩＭＯ受信アルゴリズムが必要である。また、密集したスモールセル環境まで考慮すると、周辺セル及び周辺セルのユーザーから受信される干渉の効率的な除去も要求される。
【００４８】
このような技術的課題を解決するために、下記のような技術的問題（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｉｓｓｕｅｓ）を考慮する必要がある。
【００４９】
まず、マッシブＭＩＭＯ環境における計算複雑度及びメモリ要求量の増加について説明する。送信機のアンテナの数が受信機のアンテナの数よりも常に多い場合、送信機から送信可能なストリームの数は受信機のアンテナの数に比例して増加する。このとき、受信機は、受信信号からそれぞれのストリームを検出するために受信フィルターを用いる。ＬＴＥシステムの場合、フィルターは毎サブフレームごとに再計算される必要がある。
【００５０】
このような計算過程による負荷を計算複雑度及びメモリ要求量として定量化させることができる。複雑度及びメモリ要求量は、受信ストリームの数の２乗あるいは３乗に比例する。したがって、受信ストリームの数
【化６】
2017522745.tif 000008
が大きい場合、計算複雑度及び要求メモリは急増する。これは図１に示されている。なお、ハードウェアの性能（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）はワーストケース（ｗｏｒｓｔ  ｃａｓｅ）によって決定されるため、ハードウェア具現コストも、ストリームの数の増加によって大きく増加する。
【００５１】
以下では、従来のＭＩＭＯ受信機の受信アルゴリズム及び／又はフィルターによる計算複雑度及びメモリ要求量について説明する。
【００５２】
ＭＲＣ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｒａｔｉｏ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）アルゴリズムは、最小の計算複雑度
【化７】
2017522745.tif 000009
及びメモリを要求する。しかし、ＭＲＣアルゴリズムはストリーム間の干渉を考慮しないため、低い性能（すなわち、低い受信ＳＩＮＲ）を提供する。
【００５３】
ＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）フィルターは、線形（ｌｉｎｅａｒ）検出方法のうち、最良の性能（すなわち、高い受信ＳＩＮＲ）を提供する。しかし、複雑度は
【化８】
2017522745.tif 000010
で表され、逆行列演算のための追加的な
【化９】
2017522745.tif 000011
の分だけのメモリを要求する。前述した図１及び図２は、ＭＭＳＥフィルターの受信ストリームの数による複雑度及びメモリ要求量を示す。
【００５４】
ＭＭＳＥフィルターを用いた受信のためにはチャネル行列に対する逆行列演算が必要である。この逆行列の大きさは受信ストリームの数によって決定されるが、例えば、ハイパフォーマンスＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）が１５×１５逆行列を求めるためにかかる時間は
【化１０】
2017522745.tif 000012
である。このような時間遅延は、ＬＴＥチャネルモデルで仮定したコヒーレンスタイム（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｉｍｅ）
【化１１】
2017522745.tif 000013
の約３０％に該当する。
【００５５】
また、ＭＭＳＥ受信のための逆行列演算のためには、新しいメモリに全てのチャネル情報を移す過程が必要であり、これは相当な遅延を誘発する。また、プロセッサが逆行列演算のためにメモリに接近するが、これは更なる遅延を誘発する。このような遅延は、全システムの処理時間を大きく増加させる。
【００５６】
最後に、ＩＣ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）フィルターは非線形（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ）検出方法であり、ＩＣの一例であるＤ−ＢＬＡＳＴ受信機の場合、最大通信容量に該当する性能を得ることができる。これよりも具現複雑度が低いＶ−ＢＬＡＳＴ受信機の場合、ＭＭＳＥとＳＩＣとが結合された形態で構成されている。特に、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ環境においてＶ−ＢＬＡＳＴ受信機はチャネルのセレクティビティ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が高いほど、最大通信容量に近接した性能を示す。しかし、Ｖ−ＢＬＡＳＴも、ＭＭＳＥフィルターに基づくものであるため、ＭＭＳＥよりも高い複雑度及びメモリを要求する。
【００５７】
また、ＩＣ技法は、以前に検出されたシンボルとレイヤーを受信信号から除去することによって干渉を制御する。したがって、以前に検出された値が誤りを有する場合、後に検出性能が大きく低下する誤り伝搬現象が発生する。このような問題点を補完した様々なＩＣアルゴリズムが提案されたが、既存に比べて複雑度が非常に増加するという問題点がある。
【００５８】
図３は、本発明と関連して、ＭＩＭＯ環境で同一セル内の端末間の干渉を示す図である。図４は、本発明と関連して、ＭＩＭＯ環境で隣接セル間の干渉を示す図である。前述した計算複雑度及びメモリ要求量の増加に加えて、マッシブＭＩＭＯ環境で発生する干渉について、図３及び図４を用いて説明する。
【００５９】
基地局のアンテナが多い場合、１つの基地局は、図３に示すように、複数の端末を同時に支援することができる。この場合、基地局が端末Ａに送信した信号は端末Ｂに干渉として作用し、同様に、端末Ｂに送信した信号は端末Ａに干渉として作用する。上記干渉は、選好信号（ｄｅｓｉｒｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）の基地局と同じ基地局から送信されたため、同じパスロス（ｐａｔｈ  ｌｏｓｓ）を経ることになる。したがって、干渉信号の電力は選好信号の電力と類似に受信され、受信ＳＩＮＲが急に減少する。このような問題点を解決するために、基地局は干渉を最小化するためにＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｕｓｅｒ−ＭＩＭＯ）プリコーディングを行うことができるが、この場合にも、チャネル情報の誤り、チャネルエージング（ａｇｉｎｇ）現象、及びコードブックサイズの制限などによって、多重ユーザー干渉を完壁に除去することは困難である。
【００６０】
また、多重セル環境を考慮すれば、様々なセル間干渉が存在する。代表的に、図４のような環境で、端末Ａは基地局Ｂから、端末Ｂは基地局Ａから干渉の影響を受ける。特に、端末が隣接セルとの境界に近接する場合、端末が隣接基地局から受ける干渉は一層大きくなる。そのうえ、スモールセル（例えば、マイクロセル、ピコセル、フェムトセルなど）のようにセル間の間隔が狭い場合、端末が隣接基地局から強い干渉を受ける確率は一層高くなる。
【００６１】
マッシブＭＩＭＯが導入された密集した多重セル環境を考慮するとき、ＭＩＭＯ受信機の干渉除去能力の向上は必須である。特に、強い干渉が存在する場合、ＩＣ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）系列の干渉除去受信アルゴリズムが必要であるが、既存のＩＣ受信機は、干渉源の数よりも多い受信アンテナの数が必要である。例えば、受信機で１０個の干渉源を除去するためには１１個の受信アンテナが必要である。十分な数のアンテナを装着し難い小型端末の場合、このような限界を克服するための技術の導入が必要である。例えば、多重ユーザー及び多重セル干渉に対して向上したＩＳ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）技術が適用されたり、送信機で干渉整列（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）技術を用いて干渉を特定の信号空間に整列させた後、ＩＣ系列の受信機を適用して、限られた数の受信アンテナで多数の干渉源からの干渉を除去することができる。
【００６２】
次に、以下では、上述した問題点と関連して従来のＭＩＭＯ受信機の動作アルゴリズムを説明する。図５は、本発明と関連して、端末に割り当てられるリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ：ＲＢ）の構造を示す図である。図６は、本発明と関連して、複数のリソースエレメント（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＲＥ）が形成するＲＥグループを示す図である。図７は、本発明と関連して、従来のＭＩＭＯ受信機の動作手続を示す図である。
【００６３】
図５は、特定端末に割り当てられた１つのＲＢを示し、縦軸／横軸はそれぞれ周波数軸／時間軸を表す。１個のＲＢは
【化１２】
2017522745.tif 000014
個のＲＥで構成されており、各ＲＥで受信信号は次式１のように表現される。
【００６４】
【数１】
2017522745.tif 000015
【００６５】
式１で、
【化１３】
2017522745.tif 000016
は、ＲＥのインデックスを表現し、
【化１４】
2017522745.tif 000017
は、受信機でＤＭＲＳ（Ｄｅ−Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を用いて推定したチャネルを意味し、
【化１５】
2017522745.tif 000018
は伝送信号、
【化１６】
2017522745.tif 000019
は干渉を表す。
【化１７】
2017522745.tif 000020
は、白色雑音（ｗｈｉｔｅ  ｎｏｉｓｅ）を表し、
【化１８】
2017522745.tif 000021
の共分散（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ）行列は、
【化１９】
2017522745.tif 000022
である。
【００６６】
一方、前述したように、受信機は、受信信号からチャネルの影響を除去するためにＭＭＳＥ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）フィルターを用いることができる。ＭＭＳＥフィルターを用いて受信信号から検出した伝送信号は、次の式２のように表現される。
【００６７】
【数２】
2017522745.tif 000023
【００６８】
式２で、
【化２０】
2017522745.tif 000024
は、ＭＭＳＥフィルターを表し、
【化２１】
2017522745.tif 000025
は、ＭＭＳＥフィルターによって推定された伝送信号である。共分散行列
【化２２】
2017522745.tif 000026
と定義される。このとき、ＭＭＳＥフィルターを用いて伝送信号を推定するために必要な複素数の乗算の計算複雑度は、概略的に式３のように表現することができる。
【００６９】
【数３】
2017522745.tif 000027
【００７０】
マッシブＭＩＭＯの場合、受信アンテナ
【化２３】
2017522745.tif 000028
が多く、この場合、最大受信アンテナ数だけのストリーム
【化２４】
2017522745.tif 000029
を受信することができる。この場合、受信機の通信容量を最大
【化２５】
2017522745.tif 000030
倍だけ向上させることができるが、複雑度は、ストリーム数の３乗
【化２６】
2017522745.tif 000031
に比例して急に増加する。したがって、受信ストリームの数が多い場合に、性能低下を最小化しながらも、低い複雑度で処理できる受信機が必要である。
【００７１】
一方、図６は、図５のＲＢの一部を示すものであり、複数のＲＥで構成されるＲＥグループを示す。このとき、各ＲＥのチャネルは互いに相関関係を有することができる。特に、ドップラー効果が小さい場合（受信機が低速で移動するか固定されている場合）、同じ横軸に位置しているＲＥの相関関係が大きい。一方、チャネルの電力遅延分散（ｐｏｗｅｒ  ｄｅｌａｙ  ｓｐｒｅａｄ）が少ない場合、同じ縦軸に位置しているＲＥの相関関係が大きい。仮に、ドップラー効果が小さいと共に、チャネルの電力遅延分散が小さい場合、図６に示す全ＲＥの相関関係が大きくなる。図６の場合、中心ＲＥと周辺ＲＥとの相関関係を、陰影の濃さで示した。すなわち、各ＲＥの陰影が濃いほど中心ＲＥとの相関関係が大きく、逆に、薄いほど相関関係が小さい。
【００７２】
図７に示すように、既存のＭＩＭＯ受信機は、このようなＲＥ間の相関関係を考慮しないでそれぞれのＲＥに同一作業を適用して伝送信号を検出した。すなわち、従来のＭＩＭＯ受信機は、受信信号に対して、各ＲＥごとにチャネル情報ＧｉからフィルターＢｉを計算し（７１０）、それぞれのＲＥに対して伝送信号を検出してデコードした（７２０）。しかし、このような従来の受信アルゴリズムは、上述したように、マッシブＭＩＭＯ環境でストリーム数の増加による計算複雑度及びメモリ要求量の増加を考慮するとき、改善される必要がある。
【００７３】
以下では、上述したＲＥ間の相関関係を用いて、既存のアルゴリズムと同じ性能を提供しながらも、より一層小さい複雑度を有するアルゴリズムによって動作するＭＩＭＯ受信機を説明する。
【００７４】
２．  前処理フィルターによるＭＩＭＯ受信機の動作方法
【００７５】
図８は本発明の一実施例よって前処理フィルターによるＭＩＭＯ受信機の動作過程を示す図である。
【００７６】
前処理フィルターによるＭＩＭＯ受信機は、図６で説明したように、チャネル間の相関関係が相対的に大きな複数のＲＥを単一ＲＥグループ（Ｎの大きさを有する）に設定する。以下で、ＲＥグループ内の
【化２７】
2017522745.tif 000032
番目ＲＥの受信信号から受信信号検出器の受信信号から受信信号検出器（例えば、ＭＭＳＥフィルター）によって検出された信号
【化２７−１】
2017522745.tif 000033
を「検出信号」に定義する。図７で説明したＭＩＭＯ受信機の場合、受信信号から検出信号を検出する過程でレイヤー数が大きい場合、図１のような複雑度問題が発生する。このような複雑度を減らすために、ＭＩＭＯ受信機はＭＭＳＥフィルターを直接計算してＲＥグループ内のＲＥの検出信号を検出する代わりに、数値解釈アルゴリズム（例えば、ＣＧ（Ｃｏｎｊｕｇａｔｅ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ）アルゴリズム）を用いる。
【００７７】
以下で、
【化２８】
2017522745.tif 000034
はＲＥグループ内の１番目のＲＥのＭＩＭＯチャネルに基づいて生成された「前処理フィルター（又は、加速フィルター）」を意味する。前述した数値解釈は繰返し復計算過程で探し、繰返し時ごとに計算される解が正確な解に近くなる。このような繰返し計算過程で前処理フィルターを活用する場合、ＭＩＭＯ受信機は少ない繰返し数（つまり、高速で）のみでも所望の解を探すことができる。
【００７８】
しかし、前述したように、所望の解を探すための速度を充分に速くするための前処理フィルターを生成することも高い複雑度を要求する。よって、ＲＥグループ内で全てのＲＥに対してそれぞれ前処理フィルターを求める計算複雑度を低めるため、特定のＲＥ（例えば、前述した１番目のＲＥ）で前処理フィルターを生成し、ＲＥグループ内の他のＲＥがこれを共有して使うことができる。すなわち、ＲＥグループ内のＲＥが検出信号を検出する過程で数値解釈アルゴリズムは同じ前処理フィルターを活用する。前述した特定のＲＥ（又は、１番目のＲＥ）を「基準ＲＥ」に定義することができ、これは単に前処理フィルターを計算する基準になるＲＥを意味し、ＲＥグループ内のＲＥの順序又はインデックスとは関係ない。
【００７９】
したがって、グループ内のＲＥ間のチャネル相関関係が大きい場合、ＭＩＭＯ受信機は単一ＲＥから生成した前処理フィルター８１０をＲＥグループ内の全てのＲＥで共有し、数値解釈アルゴリズムは前処理フィルターによって検出信号を生成する（８２０、８３０、８４０）。よって、従来のＭＩＭＯ受信機より低い複雑度のみでも同等な性能を具現することができる。ＲＥグループ内で１番目のＲＥと異なるＲＥ間のチャネル相関関係が大きいほどこのような繰返し速度短縮効果は高く現れる。
【００８０】
図９及び図１０は前処理フィルターを活用するＭＩＭＯ受信機が検出信号を検出する過程を概念的に示す図である。図９は受信信号検出器（又は、受信フィルター）を共有する方式で動作するＭＩＭＯ受信機の検出信号検出過程を、図１０は前述した前処理フィルターを共有する方式で動作するＭＩＭＯ受信機の検出信号検出過程を示す。図９及び図１０で矢印は数値解釈アルゴリズムが計算を繰り返すそれぞれの過程を意味する。
【００８１】
まず、図９で、円の中心９２０はＭＩＭＯ受信機が望む解、つまり正確な検出信号を意味する。検出信号が正確な解とちょっと違いがある場合９１０、数値解釈アルゴリズムは多数回の繰返し過程を経なければ正確な解９２０に到逹することができない。一方、検出信号が正確な解に相対的に近い場合９３０、９４０、小数回の繰返しのみでも正確な解９２０を探し出すことができる９５０．よって、受信フィルター共有方式で動作するＭＩＭＯ受信機は、受信フィルターを共有することにより、検出信号の初期値が正確な解に近くなる（つまり、小さい誤差を有する）方向に動作する。
【００８２】
一方、図１０で前処理フィルターを共有する方式で動作するＭＩＭＯ受信機は、検出信号の初期値を所望の解（つまり、円の中心１０２０）に近く計算するよりは繰返し回数を減らすように動作する。すなわち、ＭＩＭＯ受信機は数値解釈アルゴリズムの所望の解１０２０と相対的に大きな差を有する初期値が計算されると言っても１０１０、図９に比べて相対的に少ない繰返し回数１０３０のみで所望の解を探し出すことができる。言い替えれば、図１０のＭＩＭＯ受信機は数値解釈アルゴリズムの繰返し計算による収斂速度を急激に増加させて複雑度を低めるように動作する。
【００８３】
以下では、このようなＭＩＭＯ受信機が前処理フィルター
【化２９】
2017522745.tif 000035
を生成する具体的な実施例について説明する。
【００８４】
第１実施例によると、前処理フィルターは、ヤコビ（Ｊａｃｏｂｉ）方式、ガウス−シーデル（Ｇａｕｓｓ−Ｓｉｅｄｅｌ）方式、ＳＱＲプレコンディショニング（ＳＱＲ  ｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）方式、不完全コレスキー因数分解（ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｃｈｏｌｅｓｋｙ  ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）方式などの多様なアルゴリズムによって生成されることができる。
【００８５】
まず、基準ＲＥ（１番目のＲＥ）のＭＩＭＯチャネルに基づいて任意の行列
【化３０】
2017522745.tif 000036
は下記の数式４の通りに定義されることができる。
【００８６】
【数４】
2017522745.tif 000037
【００８７】
数式４で、行列
【化３１】
2017522745.tif 000038
は正定値行列（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｄｅｆｉｎｉｔｅ  ｍａｔｒｉｘ）が高対称性を有するので、下記の数式５のように分解することができる。
【００８８】
【数５】
2017522745.tif 000039
【００８９】
数式５で、
【化３２】
2017522745.tif 000040
は下三角行列（ｌｏｗｅｒ  ｔｒｉａｎｇｕｌａｒ  ｍａｔｒｉｘ）であり、
【化３３】
2017522745.tif 000041
は対角行列（ｄｉａｇｏｎａｌ  ｍａｔｒｉｘ）である。数式５で、前述した多様な方式の中で３種の方式で前処理フィルター
【化３４】
2017522745.tif 000042
を定義することができる。
【００９０】
ヤコビ方式：
【化３５】
2017522745.tif 000043
【００９１】
ガウス−シーデル方式：
【化３６】
2017522745.tif 000044
【００９２】
ＳＱＲプレコンディショニング方式：
【化３７】
2017522745.tif 000045
【００９３】
前述した方式の中で、ガウス−シーデル方式とＳＱＲプレコンディショニング方式は実際に逆行列を計算して前処理フィルター
【化３８】
2017522745.tif 000046
を明確に表現することができる。しかし、逆行列を求める計算複雑度を減らそうとする場合、
【化３９】
2017522745.tif 000047
を正確に計算する代わりに、下記の数式６による逆置換（ｂａｃｋ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）過程によって
【化４０】
2017522745.tif 000048
を計算することもできる。
【００９４】
【数６】
2017522745.tif 000049
【００９５】
数式６で、
【化４１】
2017522745.tif 000050
が下三角行列であれば、数式６の解である
【化４２】
2017522745.tif 000051
は数式６の右側式から順次計算されることができる。
【００９６】
前述した三つの方式に加え、不完全コレスキー因数分解方式が適用される場合、数式５の
【化４３】
2017522745.tif 000052
は下記の数式７のように不完全コレスキー因子
【化４４】
2017522745.tif 000053
に分解されることができる。
【化４５】
2017522745.tif 000054
は下三角行列である。
【００９７】
【数７】
2017522745.tif 000055
【００９８】
不完全コレスキー因数分解方式は完全コレスキー因数分解（ｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｃｈｏｌｅｓｋｙ  ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）方式に比べて低い複雑度で
【化４６】
2017522745.tif 000056
を分解することができるが、近似化した下三角行列が定義される。不完全コレスキー因数分解方式の場合、前処理フィルター
【化４７】
2017522745.tif 000057
は下記の数式８のように定義される。
【００９９】
【数８】
2017522745.tif 000058
【０１００】
数式８による前処理フィルター
【化４８】
2017522745.tif 000059
も直接逆行列を計算して正確に表現することもでき、逆置換過程によって計算及び表現することもできる。
【０１０１】
本発明の実施例による前処理フィルター
【化４９】
2017522745.tif 000060
は前述した四種の方式の外にも多様な方式で計算されるか定義されることができる。例えば、「Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｐａｒｓｅ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」のような文献に紹介された種々の方式とアルゴリズムが前処理フィルター
【化５０】
2017522745.tif 000061
を計算する過程に活用できる。
【０１０２】
前処理フィルターを生成する第２実施例において、前処理フィルター
【化５１】
2017522745.tif 000062
はＲＥのＭＩＭＯチャネルの特性を用いて生成することができる。前述した第１実施例によって
【化５２】
2017522745.tif 000063
を計算するためには、行列Ｘ行列の演算
【化５３】
2017522745.tif 000064
過程が要求される。このような演算過程の計算複雑度を改善するために、第２実施例ではＲＥのＭＩＭＯチャネルを活用して低い複雑度で
【化５４】
2017522745.tif 000065
を計算する。
【０１０３】
具体的に説明すると、基準ＲＥで、
【化５５】
2017522745.tif 000066
は下記の数式９の対角行列
【化５６】
2017522745.tif 000067
に近似することができる。
【０１０４】
【数９】
2017522745.tif 000068
【０１０５】
数式９の近似化過程はストリームの数
【化５７】
2017522745.tif 000069
が多くなりチャネル要素間の相関関係が小さくなるほど正確になる。このような近似化過程はマッシブＭＩＭＯ環境でのチャネル特徴によって非対角行列成分（ｏｆｆ−ｄｉａｇｏｎａｌ  ｔｅｒｍ）を０に近似化することができるという点による。前述した近似化過程によって、行列
【化５８】
2017522745.tif 000070
は数式１０の対角行列に定義されることができる。
【０１０６】
【数１０】
2017522745.tif 000071
【０１０７】
ついで、数式１０の
【化５９】
2017522745.tif 000072
は対角成分のみで表現できるので、数式１０の
【化６０】
2017522745.tif 000073
に対して第１実施例で説明したヤコビ方式を適用して前処理フィルター
【化６１】
2017522745.tif 000074
を計算することができる。第２実施例の場合、近似化過程での誤差が大きい場合、数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が減少する量は大きくないことがあり得る。すなわち、所望の解に収斂する速度が大きく増加しないこともあり得る。
【０１０８】
ついで、前処理フィルターを生成する第３実施例を図１１に基づいて説明する。図１１は本発明に係るＭＩＭＯ受信機が前処理フィルターを生成する一例を示す図である。
【０１０９】
第３実施例では、第１実施例の
【化６２】
2017522745.tif 000075
との誤差が小さい
【化６３】
2017522745.tif 000076
を探し、第２実施例で説明した方法を活用する。例えば、ＭＩＭＯチャネル行列
【化６４】
2017522745.tif 000077
が図１１に１１１０、１１２０、１１３０で示された形態の行列
【化６５】
2017522745.tif 000078
に近似化する場合、
【化６６】
2017522745.tif 000079
を計算するための複雑度を大きく減らすことができる。図１１で、黒色成分は０でない値を、白色成分は０の値をそれぞれ示す。すなわち、チャネル行列の各成分の大きさを所定の閾値と比較し、閾値より小さい成分のチャネルの大きさは０に近似化する。この際、近似化した
【化６７】
2017522745.tif 000080
のランクが
【化６８】
2017522745.tif 000081
と同一でなければならない。
【０１１０】
以上では前処理フィルター
【化６９】
2017522745.tif 000082
を計算する三つの実施例について説明したが、以下では前処理フィルターを活用して検出信号を検出する数値解釈アルゴリズムについて説明する。
【０１１１】
数値解釈アルゴリズムはＲＥグループの全部に対して検出信号を検出して生成するためのＭＭＳＥ、ＺＦ（Ｚｅｒｏ  Ｆｏｒｃｉｎｇ）、ＩＲＣ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）、ＢＬＡＳＴアルゴリズムなどの逆行列演算を代替する。このような数値解釈アルゴリズムはＴＲ３６．８６６  ｆｏｒ  ＮＡＩＣ  ｖ１．１．０に記述された全てのＭＩＭＯ受信機に適用されることができる。このような数値解釈アルゴリズムは前述した逆行列演算のみを取り替えるアルゴリズムであるので、従来のＭＩＭＯ受信機より複雑度が改善されながらも同等ないし類似の水準の検出性能を示す。
【０１１２】
数値解釈アルゴリズムとしてＣＧ（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ  ｇｒａｄｉｅｎｔ）、Ｎｅｗｔｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ、ｓｔｅｅｐｅｓｔ  ｄｅｓｃｅｎｔ  ｍｅｔｈｏｄなどのアルゴリズムが活用されることができる。数値解釈アルゴリズムは、前述した前処理フィルター
【化７０】
2017522745.tif 000083
を用いて少ない繰返し回数で（つまり、高速で）解を算出し、前処理フィルターを生成した基準ＲＥと他のＲＥ間の相関関係が大きいほど繰返し回数の減少効果が大きく現れる。
【０１１３】
図８とＣＧアルゴリズムを例として数値解釈アルゴリズムを具体的に説明する。ＣＧアルゴリズムは既に決定された正確度を導出するまで反復的に演算するアルゴリズムであり、収束アルゴリズム（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）で、アルゴリズムの繰返しによって誤差が減る方向に結果が導出される。
【０１１４】
まず、ＭＩＭＯ受信機は相関関係が一定以上の複数のＲＥを束ねて図６のような単一ＲＥグループを形成する。ＲＥグループに含まれたいずれか一つのＲＥが基準ＲＥ（１番目のＲＥ）になり、ＭＩＭＯ受信機は基準ＲＥのＭＩＭＯチャネルを用いて前処理フィルターを生成する。基準ＲＥはＲＥグループにおいて時間軸／周波数軸上の最中心に近いＲＥになることができるが、このような例に限定されるものではない。
【０１１５】
ＭＩＭＯ受信機は基準ＲＥの前処理フィルター
【化７１】
2017522745.tif 000084
に基づき、ＲＥグループ内の他のＲＥに対して数値解釈アルゴリズム（ＣＧアルゴリズム）を用いて検出信号
【化７２】
2017522745.tif 000085
を生成する。ＣＧアルゴリズムは下記の数式１１のような形態に具現できる。
【０１１６】
【数１１】
2017522745.tif 000086
【０１１７】
数式１１で、
【化７３】
2017522745.tif 000087
は数値解釈アルゴリズムの
【化７４】
2017522745.tif 000088
の繰返しで推定された伝送信号である。０番目繰返しの伝送信号、つまり初期値
【化７５】
2017522745.tif 000089
は全てのエントリー（ｅｎｔｒｙ）が１で構成されたベクターに設定される。
【化７６】
2017522745.tif 000090
は解を求めるための臨時ベクターを示し、
【化７７】
2017522745.tif 000091
は前記臨時ベクターの関係を決定する関数である。
【化７８】
2017522745.tif 000092
ベクターは勾配ベクター（ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｖｅｃｔｏｒ）であって、繰返し遂行アルゴリズムが正確な解に進む最も早い方向を示す。この際、更新された
【化７９】
2017522745.tif 000093
ベクターと初期に生成した
【化８０】
2017522745.tif 000094
ベクターの差が特定の閾値未満の場合はアルゴリズムの繰返しが止まる。すなわち、前記
【化８１】
2017522745.tif 000095
ベクターの大きさから直接ＭＭＳＥフィルターを算出した結果と２次信号との誤差の大きさが間接的に分かる。
【化８２】
2017522745.tif 000096
値が０の場合、２次信号とＭＭＳＥフィルターを用いて求めた結果の差は０になる。
【０１１８】
数式１１で、
【化８３】
2017522745.tif 000097
は前記アルゴリズムの終了時点を決定し、アルゴリズムが目標とする正確度を意味することができる。
【化８４】
2017522745.tif 000098
はシステムによって自動で決定されるかユーザーの入力によって決定されることができる。
【化８５】
2017522745.tif 000099
が小さいほどアルゴリズムが多く繰り返されるが結果の正確度が高く、
【化８６】
2017522745.tif 000100
が大きいほどアルゴリズムが少なく繰り返されるが結果の正確度は落ちる。すなわち、
【化８７】
2017522745.tif 000101
の大きさによってＣＧアルゴリズムによって求めた解とＭＭＳＥフィルターによって求めた解との許容誤差が決定される。ＭＩＭＯ受信機は
【化８８】
2017522745.tif 000102
を調節することにより、複雑度と性能間の妥協点（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）を提供することができる。一方、ＣＧアルゴリズムは繰返し回数が正方行列と同一になる場合、ＣＧアルゴリズムによって得た解とＭＭＳＥフィルターによって求めた解が同一になる。
【０１１９】
一実施例によると、ＭＩＭＯ受信機は数値解釈アルゴリズムの繰返し回数を制限することで、検出信号を検出するのに必要な最大時間を制限することができる。ＭＩＭＯ受信機が特定のＲＥの信号を検出するのに必要な時間が他のＲＥより相対的に長い場合、全体システムの総処理時間に影響を与えることになる。このような状況を防止するために、検出信号を検出する時間を特定の範囲内に制限することができる。
【０１２０】
検出時間は数値解釈アルゴリズムの繰返し回数を制限することによって一緒に制限されることができる。すなわち、数値解釈アルゴリズムのそれぞれの繰返し遂行に必要な時間は一定であるので、繰返し回数を制限することにより、ＭＩＭＯ受信機は繰返し時間を調節することができる。一方、繰返し回数を制限することはＣＧアルゴリズムによる解とＭＭＳＥフィルターによって求めた解の誤差が大きくなることができるため、性能劣化と処理時間の間の妥協点として作用することができる。
【０１２１】
図１２は前処理フィルターが適用されるさらに他の実施例のＭＩＭＯ受信機動作過程を示す図である。図１２は前処理フィルターを生成するさらに他の実施例を説明する。
【０１２２】
図１２で、前処理フィルター
【化８９】
2017522745.tif 000103
はＲＥグループ内の全てのＲＥのチャネルを用いて計算される。例えば、
【化９０】
2017522745.tif 000104
は下記の数式１２によって計算される
【化９１】
2017522745.tif 000105
によって生成されることができる。
【０１２３】
【数１２】
2017522745.tif 000106
【０１２４】
数式１２で、ＮはＲＥグループ内のＲＥの個数を意味し、
【化９２】
2017522745.tif 000107
は各チャネル行列の加重値を意味し、
【化９３】
2017522745.tif 000108
の場合、
【化９４】
2017522745.tif 000109
は全てのチャネル行列の平均に定義される。ＭＩＭＯ受信機は、数式１２によって計算されたチャネル行列に基づいてＲＥグループの全部に共有される前処理フィルター
【化９５】
2017522745.tif 000110
を計算する（１２１０）。ついで、ＭＩＭＯ受信機は前処理フィルター
【化９６】
2017522745.tif 000111
を用いて各ＲＥに対する検出信号を検出する（１２２０、１２３０、１２４０）。
【０１２５】
以上の図８〜図１２ではＭＩＭＯ受信機が前処理フィルター
【化９７】
2017522745.tif 000112
を生成する実施例と
【化９８】
2017522745.tif 000113
を用いて検出信号を生成する実施例について説明した。以下の図１３〜図１５では前処理フィルターをＲＥグループ内で共有する実施例に加え、ＲＥグループ内で受信フィルターが共有される実施例を説明する。
【０１２６】
図１３は前処理フィルターが適用されるさらに他の実施例によるＭＩＭＯ受信機の動作過程を示す図である。図１３では、図８と違い、ＭＩＭＯ受信機がＲＥグループ内の基準ＲＥのチャネル
【化９９】
2017522745.tif 000114
に基づいて前処理フィルター
【化１００】
2017522745.tif 000115
と受信フィルター
【化１０１】
2017522745.tif 000116
を生成する（１３１０）。
【化１０２】
2017522745.tif 000117
はＲＥグループ内の全てのＲＥに共有され、ＭＩＭＯ受信機は受信フィルター
【化１０３】
2017522745.tif 000118
を用いて受信信号から１次信号を検出する（１３２０、１３３０）。ついで、ＭＩＭＯ受信機は前処理フィルター
【化１０４】
2017522745.tif 000119
と各ＲＥの固有チャネルに基づいた数値解釈アルゴリズムを活用して１次信号を補償する過程によって２次信号を検出する（１３４０、１３５０、１３６０）。
【０１２７】
前述した過程を下記の数式１３に基づいて具体的に説明する。
【０１２８】
【数１３】
2017522745.tif 000120
【０１２９】
数式１３で、
【化１０５】
2017522745.tif 000121
は基準ＲＥのチャネルに基づいて生成された受信フィルター
【化１０６】
2017522745.tif 000122
を用いて
【化１０７】
2017522745.tif 000123
番目のＲＥの受信信号から検出された１次信号を示す。数式１３の数値解釈アルゴリズムは基準ＲＥから生成された前処理フィルター
【化１０８】
2017522745.tif 000124
を用いて１次信号を補償して２次信号
【化１０９】
2017522745.tif 000125
を生成する。基準ＲＥとＲＥグループ内の他のＲＥ間の相関関係が大きければ、共用受信フィルター
【化１１０】
2017522745.tif 000126
によって検出された１次信号はＭＭＳＥフィルターを直接用いて求めた解と類似し、数値解釈アルゴリズムが前処理フィルター
【化１１１】
2017522745.tif 000127
によって１次信号を補償して２次信号を検出する過程はもっと早く遂行される。逆に、相関関係が小さければ、１次信号はＭＭＳＥフィルターを直接用いて求めた解との誤差が大きく、２次信号を検出する過程も前処理フィルターを用いない場合と大きな違いがなくなる。
【０１３０】
一方、以下では、図１３の実施例で前処理フィルター
【化１１２】
2017522745.tif 000128
を求める実施例について説明する。図１３では、図８とは異なり、ＲＥグループ内で共有される共用受信フィルター
【化１１３】
2017522745.tif 000129
が計算されるため、前処理フィルター
【化１１４】
2017522745.tif 000130
を計算する過程が図８とは違うことがあり得る。
【０１３１】
まず、基準ＲＥのチャネルに基づいて任意の行列
【化１１５】
2017522745.tif 000131
を数式１４のように定義する。
【０１３２】
【数１４】
2017522745.tif 000132
【０１３３】
数式１４で、
【化１１６】
2017522745.tif 000133
は共用受信フィルター
【化１１７】
2017522745.tif 000134
と逆行列の関係
【化１１８】
2017522745.tif 000135
にある。ＭＩＭＯ受信機は
【化１１９】
2017522745.tif 000136
行列に基づいて下記の三つの実施例によって前処理フィルター
【化１２０】
2017522745.tif 000137
を定義することができる。
【０１３４】
一つ目、前処理フィルター
【化１２１】
2017522745.tif 000138
は共用受信フィルター
【化１２２】
2017522745.tif 000139
の逆行列になることができる。すなわち、共用受信フィルター
【化１２３】
2017522745.tif 000140
が直ちに前処理フィルター
【化１２４】
2017522745.tif 000141
になることができる。この実施例は数式１５のように表現され、ＭＩＭＯ受信機は共用受信フィルター
【化１２５】
2017522745.tif 000142
が計算されれば、これをそのまま前処理フィルターとして使う。共用受信フィルターと前処理フィルターが同一であるので、ＭＩＭＯ受信機はそれ以上
【化１２６】
2017522745.tif 000143
を計算する必要がなく、
【化１２７】
2017522745.tif 000144
を計算して記憶するのに要求されるメモリが不要になる。
【０１３５】
【数１５】
2017522745.tif 000145
【０１３６】
二つ目、ＭＩＭＯ受信機は完全コレスキー因数分解（ｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｃｈｏｌｅｓｋｙ  ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）方式で
【化１２８】
2017522745.tif 000146
を分解して前処理フィルター
【化１２９】
2017522745.tif 000147
を計算することができる。このような過程は次の順序に３段階で遂行される。
【０１３７】
【化１３０】
2017522745.tif 000148
【０１３８】
【化１３１】
2017522745.tif 000149
【０１３９】
【化１３２】
2017522745.tif 000150
【０１４０】
逆置換演算過程が用いられればｉｉ）過程で下三角行列
【化１３３】
2017522745.tif 000151
の逆行列を求める過程は省略することができる。すなわち、二番目の方式では
【化１３４】
2017522745.tif 000152
を適用するのに逆置換演算過程を活用して複雑度を軽減させることができる。この場合、前処理フィルター
【化１３５】
2017522745.tif 000153
及び共用受信フィルター
【化１３６】
2017522745.tif 000154
を生成する全過程のうちに主複雑度はｉ）過程で発生する。
【０１４１】
一方、ｉｉｉ）過程は
【化１３７】
2017522745.tif 000155
過程の近似化によって疎らな（ｓｐａｒｓｅ）前処理フィルター（行列の大部分の元素が０である行列）を生成する過程である。このような過程は、前処理フィルターが疎らなフィルターである場合、数値解釈アルゴリズムの繰返しごとに発生する計算複雑度が大きく減少するからである。
【０１４２】
最後の三番目の方法として、不完全コレスキー因数分解（ｉｎｃｏｍｐｌｅｔｅ  Ｃｈｏｌｅｓｋｙ  ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）方式で前処理フィルター
【化１３８】
2017522745.tif 000156
が計算されることができる。このような過程は下記の順序に３段階で遂行される。
【０１４３】
【化１３９】
2017522745.tif 000157
【０１４４】
【化１４０】
2017522745.tif 000158
【０１４５】
【化１４１】
2017522745.tif 000159
【０１４６】
第２実施例において、前処理フィルター
【化１４２】
2017522745.tif 000160
及び共用受信フィルター
【化１４３】
2017522745.tif 000161
を生成する過程の主複雑度はｉ）過程で発生する。したがって、第３実施例においては、ｉ）過程で完全コレスキー因数分解を用いる代わりに不完全コレスキー因数分解を用いて
【化１４４】
2017522745.tif 000162
を計算する。
【０１４７】
【化１４５】
2017522745.tif 000163
に基づいて前処理フィルター
【化１４６】
2017522745.tif 000164
及び共用受信フィルター
【化１４７】
2017522745.tif 000165
を計算する場合、第２実施例とは違い、基準ＲＥに対しても補償過程を実施して２次信号を計算しなければならない。これは、
【化１４８】
2017522745.tif 000166
そのものが近似化した逆行列であるため、基準ＲＥに対しても誤差が発生することができるからである。結果的に、前述した三つの実施例の中で第３実施例は共用受信フィルターと前処理フィルターの生成に最小の複雑度が要求されるが、補償過程でそれぞれの繰返し回数は最も多くかかることができる。
【０１４８】
前述した実施例は単純な例示に過ぎなく、このような方法の外にも多様な方法で前処理フィルターと共用受信フィルターが定義されることができる。
【０１４９】
一方、図１３に基づいて以上で説明した実施例とは違い、ＲＥ間のチャネル相関関係によって前処理フィルターとＲＥの固有チャネルを用いた補償過程（１３４０、１３５０）は省略することもできる。すなわち、基準ＲＥとは違うＲＥ間の相関関係が充分に大きければ、共用受信フィルター
【化１４９】
2017522745.tif 000167
によって検出された１次信号の誤差が相対的に小さい。このように、ＲＥの１次信号の誤差が最終結果の性能に及ぼす影響が小さいと予想される場合、１次信号に対する補償過程が省略され、１次信号は直ちにデコーダー１３７０に入力される。すなわち、補償過程に要求される計算複雑度とメモリ要求量が減少することができる。
【０１５０】
図１４は前処理フィルターを活用するさらに他の方式のＭＩＭＯ受信機動作過程を示す図である。図１４は共用受信フィルター
【化１５０】
2017522745.tif 000168
を活用するという点では図１３と類似している。しかし、図１４の実施例では、基準ＲＥの固有チャネルを用いてそれぞれのＲＥに対して前処理フィルターを計算する。１次信号の補償過程は
【化１５１】
2017522745.tif 000169
ではないそれぞれのＲＥの固有チャネルに基づいて生成された前処理フィルターによって遂行される。
【０１５１】
具体的に説明すると、ＭＩＭＯ受信機は基準ＲＥのチャネルに基づいて共用受信フィルター
【化１５２】
2017522745.tif 000170
を計算する（１４１０）。
【化１５３】
2017522745.tif 000171
はＲＥグループ内のＲＥに共有され、１次信号を生成するのに活用される（１４３０）。一方、１次信号に対する補償過程に先立ち、ＭＩＭＯ受信機はそれぞれのＲＥの固有チャネルに基づいて前処理フィルターを生成する（１４４０、１４６０）。すなわち、２番目のＲＥに対しては
【化１５４】
2017522745.tif 000172
に基づいて
【化１５５】
2017522745.tif 000173
を計算し（１４４０）、Ｎ番目のＲＥに対しては
【化１５６】
2017522745.tif 000174
に基づいて
【化１５７】
2017522745.tif 000175
を計算する（１４６０）。
【０１５２】
それぞれのＲＥに対して固有の前処理フィルターを生成する過程には先に図８〜図１３で説明した実施例が適用されることができる。ついで、ＭＩＭＯ受信機はそれぞれのＲＥに対して生成された固有の前処理フィルターによって数値解釈アルゴリズムに基づく補償過程を遂行する（１４５０、１４７０）。補償過程によって生成された２次信号１４８０はデコーダー１４９０に入力されて処理される。
【０１５３】
図１４の実施例によると、それぞれのＲＥごとに前処理フィルターが生成されるため、更なる複雑度が要求される。しかし、ＲＥ間のチャネル相関関係が低い場合、図８〜図１３の方式で前処理フィルターを共有する実施例は補償過程の繰返し回数が増加するようになる。よって、図１４の固有の前処理フィルターを活用する実施例が全複雑度と計算過程に必要な時間を減らすのにもっと効果的である。
【０１５４】
また、逆置換演算過程を仮定するヤコビ、ガウス−シーデル、ＳＱＲプレコンディショニング方式で前処理フィルターを生成する場合、前処理フィルターを計算する過程で発生する複雑度の増加を最小化することができ、ＭＩＭＯ受信機に大きな負担とならない。一方、サイズＮの下三角逆行列を逆置換過程で処理する場合、複雑度は
【化１５８】
2017522745.tif 000176
より小さい。
【０１５５】
図１５は従来技術と前処理フィルターを適用する場合の計算複雑度を比較するグラフである。
【０１５６】
図１５で、グラフに四角形が表示された曲線はＲＥグループ内の全ＲＥに対してそれぞれＭＭＳＥフィルターによって信号を検出する場合の計算複雑度を示す。星形が表示された曲線はＲＥグループ内で前処理フィルター
【化１５９】
2017522745.tif 000177
が共有される場合を、三角形が表示された曲線はＲＥグループ内で
【化１６０】
2017522745.tif 000178
は共有されないが共用受信フィルター
【化１６１】
2017522745.tif 000179
が共有されて補償過程が遂行される場合をそれぞれ示す。図１５から視覚的に確認できるように、以上で説明したＭＩＭＯ受信機は受信ストリームの数が多いほど多くの複雑度利得を有する。
【０１５７】
以上で説明した実施例によると、ＲＥグループ内で全てのＲＥの相関関係が１の場合、各ＲＥの受信フィルター
【化１６２】
2017522745.tif 000180
は基準ＲＥの受信フィルター
【化１６３】
2017522745.tif 000181
と等しくなる。したがって、
【化１６４】
2017522745.tif 000182
のみを用いても１次信号は性能の低下なしにデコーダーに入力されることができる。よって、ＲＥグループ内で単一受信フィルターのみを求めるとよいので、総計算複雑度は１／Ｎ（ＮはＲＥグループ内のＲＥ個数）に減る。
【０１５８】
ＲＥグループ内のＲＥ間の相関関係が１より小さい場合、共用受信フィルター
【化１６５】
2017522745.tif 000183
によって計算された１次信号の誤差は前処理フィルター
【化１６６】
2017522745.tif 000184
によって補償される。ＲＥ間の相関関係が大きいほど前処理フィルターによる数値解釈アルゴリズムの補償過程は早く遂行される（つまり、繰返し回数が減る）。この際、前処理フィルターを適用する補償過程は、適用しない場合より計算複雑度は増加することができるが繰返し回数がそれよりもっと大幅に減る。結果的に、ＭＩＭＯ受信機はＲＥ間の相関関係を最大限用いて性能の低下を最少化しながらも複雑度を減少させることができる。
【０１５９】
計算複雑度をさらに減らそうとする場合、ＭＩＭＯ受信機は前処理フィルターを活用した補償過程で誤差による性能劣化を甘受する代わりに計算複雑度を減らすこともでき、計算複雑度と性能の間の妥協点を提供することができる。
【０１６０】
また、前述した技法によると、基準ＲＥを除いたＲＥに対しては逆行列を直接計算しなくて、全ての演算が行列Ｘベクター演算でなされる。逆行列演算は分散処理が易しくない反面、行列Ｘベクター演算は並列化が易しくて分散処理技法が容易に適用されることができる。よって、全処理時間を急に減らすことができる。
【０１６１】
３．  ＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成方法
【０１６２】
以上ではＭＩＭＯ受信機が前処理フィルターによって受信信号を処理する実施例について説明した。以下ではＭＩＭＯ受信機が受信信号を処理する単位になるＲＥグループを形成する過程について説明する。
【０１６３】
まず、ＲＥグループと基準ＲＥ及び一般ＲＥの概念について説明する。図１６〜図２０は本発明の一実施例によるＲＥグループ形成過程を説明する図である。図１６〜図２０に示した四角形はそれぞれＲＥを示し、斜線、柄又は色相の加わった四角形はＲＥグループ内の基準ＲＥを示す。一つ以上のＲＥがＲＥグループをなし、ＲＥグループに含まれたＲＥは基準ＲＥのチャネル情報に基づいて生成された受信フィルター及び／又は前処理フィルターを共有する。すなわち、基準ＲＥの場合、受信信号から受信フィルター及び／又は前処理フィルターが直接（例えば、ＭＭＳＥフィルターなどによって）計算され、以下ではＲＥグループ内で基準ＲＥを除いたＲＥを「一般ＲＥ（ｎｏｒｍａｌ  ＲＥ）」と言う。
【０１６４】
例えば、図１６でＲＥグループ＃１（１６１０）には１１＊６＝６６個のＲＥが含まれ、ＲＥグループ＃１（１６１０）は中央に位置する１個の基準ＲＥと６５個の一般ＲＥで構成される。同様に、ＲＥグループ＃２（１６２０）も１個の基準ＲＥと６５個の一般ＲＥで構成される。基準ＲＥからそれぞれの一般ＲＥまでの距離は｛周波数軸、時間軸｝の座標に定義され、例えばＲＥグループ＃１（１６１０）でＡに位置する一般ＲＥは｛０、２｝で表現することができる。Ｂ、Ｃ、Ｄに位置する一般ＲＥはそれぞれ｛０、５｝、｛−３、０｝、｛−３、５｝で表現することができる。このような座標はＲＥグループ内で右側方向と上側方向をそれぞれ周波数軸／時間軸が増加する方向に決定した結果であり、単純な実施例に過ぎない。
【０１６５】
図１６では二つのＲＥグループ（１６１０、１６２０）がそれぞれ６６個のＲＥを含む実施例を説明し、二つのＲＥグループ（１６１０、１６２０）に含まれるＲＥの全部を「母グループ（ｍｏｔｈｅｒ  ｇｒｏｕｐ）」という。すなわち、以下で「母グループ」とはＭＩＭＯ送信機が複数のＲＥを処理してＲＥグループを形成する単位になり、図１６で母グループは１１＊１２＝１３２個のＲＥを含む一つのＲＢ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ）で示される（図１６でＭＩＭＯ受信機は母グループであるＲＢを処理して２個のＲＥグループを形成する）。
【０１６６】
図１６〜図２０に示した実施例は同一の母グループを他の方式で分割してＲＥグループを形成する実施例を示す。ただ、母グループが図１６〜図２０の具現例に限定されるものではなく、母グループはＲＢの代わりにＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａにおけるスロット、サブフレーム、サブバンド、フレーム単位で定義されることもできる。
【０１６７】
一方、前述したように、ＭＩＭＯ受信機は基準ＲＥのチャネル情報に基づいてＲＥグループの全部で共有する受信フィルターと前処理フィルターを生成し、生成されたフィルターを一般ＲＥに共有して受信信号から検出信号を生成する。この際、基準ＲＥで受信フィルター、前処理フィルター、データ検出に要求される複雑度は下記の数式１６のように表現される。
【０１６８】
【数１６】
2017522745.tif 000185
【０１６９】
また、基準ＲＥではない一般ＲＥで要求される複雑度は数式１７のように表現される。
【０１７０】
【数１７】
2017522745.tif 000186
【０１７１】
数式１７から、検出信号の生成に要求される複雑度はアルゴリズムの繰返し回数に影響されることが分かる。また、数式１６及び数式１７から一つの母グループを処理するのに要求される総複雑度は数式１８のように表現される。
【０１７２】
【数１８】
2017522745.tif 000187
【０１７３】
数式１８で、
【化１６７】
2017522745.tif 000188
は母グループ内に位置する基準ＲＥの個数であり、
【化１６８】
2017522745.tif 000189
は母グループ内で数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が
【化１６９】
2017522745.tif 000190
である一般ＲＥの個数となる。
【０１７４】
一方、図１６のＲＥグループ＃１（１６１０）で、Ｂに位置する一般ＲＥに対する繰返し回数はＡに位置する一般ＲＥの繰返し回数より大きくなることができる。これは、基準ＲＥからの距離が遠くなるほどＲＥグループ内で共有される受信フィルター及び／又は前処理フィルターの効用性が落ちるからであり、前述した数値解釈アルゴリズムが解を探すために要求される繰返し回数が増えるからである。また、チャネル変化が大きいほど（チャネル電力遅延分散が長く現れるとかドップラー効果が大きく現れる場合）共有されるフィルターの効用性は急激に落ちる。よって、基準ＲＥとの距離が遠い一般ＲＥに対しては、チャネル変化が大きい場合、アルゴリズム繰返し回数が大きく増加して検出信号生成の総複雑度
【化１７０】
2017522745.tif 000191
が大きく増加することになる。
【０１７５】
以下では、ＭＩＭＯ受信機が母グループからＲＥグループを形成するさまざまな実施例に基づき、前述したように検出信号生成の複雑度が増加することができる状況でも複雑度を最小化する方案について説明する。
【０１７６】
まず、ＭＩＭＯ受信機が図１６に示したＲＥグループ＃１、＃２（１６１０、１６２０）を用い、ＲＥ間のチャネル相関関係が非常に大きい場合（電力遅延分散プロファイルの長さが短くてドップラー効果が小さな値で現れる場合、例えばペデストリアンチャネル（ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ  ｃｈａｎｎｅｌ、３ｋｍ／ｈ））ＲＥグループ内で共有される受信フィルター及び前処理フィルターの効用性は非常に大きい。よって、ＲＥグループ内の全てのＲＥで数値解釈アルゴリズムの繰返し回数は１になることができ、母グループの全部を処理するのに要求される計算複雑度
【化１７１】
2017522745.tif 000192
を最小化することができる。
【０１７７】
一方、ＲＥ間のチャネル相関関係が小さい場合、基準ＲＥから遠く離れて位置する一般ＲＥに対しては数値解釈アルゴリズムの多くの繰返しが必要である。例えば、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに位置するＲＥのそれぞれに対して１、２、３、４の繰返し数が要求される場合を考慮することができる。このように繰返し数が大きい一般ＲＥが増加することはＲＥグループの全部に対する計算複雑度を増大させる問題点がある。
【０１７８】
繰返し数が多いＲＥが増加する問題点を解決するため、図１７に示した４個のＲＥグループ１７１０、１７２０、１７３０、１７４０を例として説明する。図１７に示した４個のＲＥグループ１７１０、１７２０、１７３０、１７４０は、図１６に示した実施例と母グループが同一であるので、図１６の２個のＲＥグループ１６１０、１６２０と同数のＲＥで構成される。しかし、図１７の４個のＲＥグループ１７１０、１７２０、１７３０、１７４０はそれぞれのＲＥグループ内で基準ＲＥから最も遠い一般ＲＥまでの距離がもっと短い。よって、一部の一般ＲＥに対する繰返し回数が減少することができる。
【０１７９】
例えば、図１６でＡ、Ｂに位置する一般ＲＥは基準ＲＥとの距離がそれぞれ｛０、２｝、｛０、５｝であるが、図１７では同一のＡ、Ｂに位置する一般ＲＥに対して距離が｛０、１｝、｛０、２｝に減ったことを確認することができる。この場合、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに位置する任意のＲＥのそれぞれに対して繰返し数を減らすことができる。
【０１８０】
結果的に、図１７の場合、全てのＲＥに対して基準ＲＥの総数は２個から４個に増えるが、母グループを処理するのに要求される総複雑度は図１６より減ることになる効果がある。
【０１８１】
以上で説明した実施例から、基準ＲＥの個数及びＲＥグループの形態は
【化１７２】
2017522745.tif 000193
、つまり母グループに含まれる全てのＲＥを処理するのに要求される計算複雑度を最少化するように決定しなければならないことが分かる。ＲＥグループの「形態」とはＲＥグループの大きさ及び形状を意味し、図１７及び図２０ｋの場合、ＲＥグループの個数が全部４個である点は同一であるが、形状が異なってＲＥグループの形態は互いに異なる。
【０１８２】
このように、ＲＥグループを形成するためのさまざまな方法があり得る。以下では、母グループの全部に対する計算複雑度を最小化するようにＲＥグループを形成する実施例を説明する。
【０１８３】
まず、ＲＥグループ内で基準ＲＥの位置は一般ＲＥとの最大距離が最小になる位置になる。言い替えれば、基準ＲＥは基準ＲＥから最も遠い距離に位置する一般ＲＥとの距離（つまり、最大距離）が最小になるようにＲＥグループ内に位置しなければならない。
【０１８４】
前述したように、ＲＥグループ内でＲＥ間の距離は周波数軸及び時間軸の２成分を用いて｛周波数軸、時間軸｝で表現されることができる。基準ＲＥからの距離が遠い一般ＲＥであるほど、基準ＲＥからの距離がもっと短い一般ＲＥより検出信号生成のための繰返し回数が同一であるかそれより多い。よって、説明した方式で基準ＲＥを配置する場合、特定の一般ＲＥで繰返し数が急激に増加する現象を防止することができる。
【０１８５】
図１６のＲＥグループ＃１（１６１０）で、基準ＲＥと一般ＲＥとの最大距離は｛３、５｝である。ＲＥグループ＃１（１６１０）内のどのＲＥを基準ＲＥとして選択すると言ってもこの最大距離をそれ以上減らすことができない。一方、図１８の場合、基準ＲＥが各ＲＥグループの角部に位置し、最大距離は｛５、１０｝である。よって、図１８のＡに位置する一般ＲＥは図１６で同一のＡに位置する一般ＲＥに比べてもっと多い繰返し数が要求される。さらに、ＲＥグループ内でＲＥ間のチャネル相関関係が小さいほどこのような繰返し数は大きく増加し、大きな繰返し数が要求される一般ＲＥの数も急激に増加して総複雑度
【化１７３】
2017522745.tif 000194
が増加することになる。結論的に、前述したように、一般ＲＥとの最大距離が最小になる所に基準ＲＥが位置しなければならない。
【０１８６】
次に、ＭＩＭＯ受信機はＲＥ間のチャネル相関関係に基づいてＲＥグループの形態を決定することができる。ＲＥのチャネル相関関係は一般ＲＥで検出信号を生成するときに要求される繰返し数に影響を及ぼすという点については前述したようである。例えば、ＲＥ間のチャネル相関関係が大きい場合には、ＭＩＭＯ受信機が一般ＲＥでデータを検出するときに繰返し数が少なく要求される反面、チャネル相関関係が小さい場合には、同一の条件で一般ＲＥでデータを検出するときに繰返し数が多く要求される。これは、ＭＩＭＯ受信機がＲＥグループのデータ検出に受信フィルター及び前処理フィルターを用い、このような共有フィルターの効果はチャネル相関関係が大きいほど大きく現れるからである。
【０１８７】
具体的に、ＭＩＭＯ受信機は全てのＲＥに対してチャネル情報を予め知っており、このようなＲＥのチャネル情報に基づいてＲＥ間のチャネル相関関係を数式１９によって計算することができる。
【０１８８】
【数１９】
2017522745.tif 000195
【０１８９】
数式１９で、
【化１７４】
2017522745.tif 000196
はプロベニウス技法（Ｆｒｏｂｅｎｉｕｓ  ｍｅｔｈｏｄ）によるプロベニウスノルム（ｎｏｒｍ）を示す。また、関数
【化１７５】
2017522745.tif 000197
の対角成分のみを抽出した対角行列を示す。
【化１７６】
2017522745.tif 000198
はＲＥグループ内でチャネル相関関係計算の基準になる任意のＲＥのインデックスセット（ｉｎｄｅｘ  ｓｅｔ）及びインデックスセットの大きさをそれぞれ示す。例えば、図１６に示した実施例で、
【化１７７】
2017522745.tif 000199
はＲＥグループ＃１（１６１０）とＲＥグループ＃２（１６２０）の二つの基準ＲＥのインデックスを示すことができ、基準ＲＥでない二つの任意のＲＥのインデックスになることもできる。また、
【化１７８】
2017522745.tif 000200
は２になる。
【０１９０】
図１６で、ＲＥグループ＃２（１６２０）の基準ＲＥのチャネルを
関数
【化１７９】
2017522745.tif 000201
はそれぞれ基準ＲＥから周波数軸に１、−１の距離だけ離れたＥ、Ｆに位置する一般ＲＥのチャネルの示す。同様に、
【化１８０】
2017522745.tif 000202
はそれぞれ基準ＲＥから時間軸に１、−１の距離だけ離れたＧ、Ｈに位置する一般ＲＥのチャネルを示す。
【０１９１】
一方、
【化１８１】
2017522745.tif 000203
と基準ＲＥから周波数軸に
【化１８２】
2017522745.tif 000204
だけ離れた
【化１８３】
2017522745.tif 000205
間のチャネル相関関係を示す。
【化１８４】
2017522745.tif 000206
のチャネルが同一であれば、
【化１８５】
2017522745.tif 000207
は１になるが、そうでない場合にはいずれも１より小さい値を有する。ＭＩＭＯ受信機は数式１９の
【化１８６】
2017522745.tif 000208
に基づいて周波数軸に沿ってＲＥ管のチャネル相関関係を計算することができ、計算されたチャネル相関関係と下記の数式２０によってＲＥグループでの周波数軸上の最大距離が決定される。
【０１９２】
【数２０】
2017522745.tif 000209
【０１９３】
数式２０で、
【化１８７】
2017522745.tif 000210
は周波数軸上の最大距離を示し、
【化１８８】
2017522745.tif 000211
はＲＥ間の周波数軸上のチャネル相関関係である
【化１８９】
2017522745.tif 000212
の最小閾値を示すもので、１より小さい値になる。数式２０で、
【化１９０】
2017522745.tif 000213
より小さい場合、基準ＲＥから周波数軸上の最大距離は
【化１９１】
2017522745.tif 000214
になる。すなわち、
【化１９２】
2017522745.tif 000215
になる。数式２０は基準ＲＥとのチャネル相関関係が最小限の臨界値になる直前のＲＥまで受信／前処理フィルターが共有されるＲＥグループに決定することを意味し、数式２０によってＲＥグループの周波数軸上の両端が決定される。
【０１９４】
一方、数式１９で、時間軸によるＲＥ間のチャネル相関関係が
【化１９３】
2017522745.tif 000216
に計算されることができ、数式２０と類似した方法によって時間軸への最大距離も決定される。これにより、ＲＥグループの時間軸上の両端が決定されることができ、２軸方向への最大距離が決定されることによってＲＥグループの形態（つまり、形状及び大きさ）が最終に決定される。すなわち、基準ＲＥとの相関関係が周波数軸と時間軸上に閾値以上になる距離まで受信／前処理フィルターが共有される。
【０１９５】
さらに他の実施例として、ＭＩＭＯ受信機はＣＲＳ（Ｃｏｍｍｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を用いてチャネルの電力遅延分散プロファイルを予測することができる。このような電力遅延分散プロファイルは時間ドメインでチャネルのインパルス応答（ｉｍｐｕｌｓｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を示し、その長さが長いほど周波数軸上のチャネル変化量が大きいことを意味する。ＭＩＭＯ受信機はこのようなチャネルの電力遅延分散プロファイルから数式２０で説明した最大距離を計算することができる。
【０１９６】
具体的に、チャネル遅延分散プロファイルが長く現れる場合、数式２０の最大距離
【化１９４】
2017522745.tif 000217
が１になることができる反面、チャネル遅延分散プロファイルが短く現れる場合には周波数軸上の全てのチャネルが同一になって最大距離が６に最も長く決定されることもできる。すなわち、ＭＩＭＯ受信機はチャネル遅延分散プロファイルを用いて周波数軸上の基準ＲＥと一般ＲＥの間の最大距離を決定することができる。
【０１９７】
また、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムを支援するＭＩＭＯ受信機はドップラー効果も測定することができ、先にチャネル遅延分散プロファイルについて説明したものと同様に、ドップラー効果を用いて時間軸上の最大距離を決定することができる。結果的に、ＭＩＭＯ受信機は電力遅延分散プロファイルとドップラー効果を用いてＲＥグループの形態を決定することもできる。
【０１９８】
さらに他の実施例によると、ＭＩＭＯ受信機は受信信号のＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ／Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ／Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）の少なくとも一つに基づいて数値解釈アルゴリズムの誤差許容係数を決定し、これによってＲＥグループの形態を決定することができる。数値解釈アルゴリズムの誤差許容係数
【化１９５】
2017522745.tif 000218
については数式１１で説明したもので、数値解釈アルゴリズムの計算結果値の誤差許容範囲を示す。
【０１９９】
一方、このような誤差は該当の一般ＲＥでＭＭＳＥフィルターなどを用いて直接計算した結果と説明した技法によって受信／前処理フィルターを共有した計算結果との差を意味する。よって、誤差許容係数
【化１９６】
2017522745.tif 000219
が大きいほど計算結果の誤差が大きくなる確率が大きくなり、ＭＩＭＯ受信機の性能は劣化する。しかし、ＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲが低い場合であれば、前述した誤差よりは雑音や干渉が性能にもっと支配的な影響を及ぼす。したがって、このような状況では誤差許容係数を大きくしても受信機の性能劣化が相対的に非常に小さくなる。誤差許容係数を大きくする場合、数値解釈アルゴリズムの繰返し数が減って検出信号の生成のための計算複雑度が減少し、誤差許容係数が大きければ、全てのＲＥでアルゴリズムの繰返し数が減るため、誤差許容係数が小さい場合に比べてもっと大きいＲＥグループを形成することができる。
【０２００】
具体的に例を挙げて説明すると、図１６でＤに位置するＲＥの場合、
【化１９７】
2017522745.tif 000220
であれば数値解釈アルゴリズムに要求される繰返し回数が４であるが、
【化１９８】
2017522745.tif 000221
であれば要求される繰返し回数が２に減ることができる。したがって、ＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲを考慮しない場合、ＭＩＭＯ受信機は繰返し回数が４まで発生しないように図１６の代わりに図１７に示した形態にＲＥグループを形成しなければならない。一方、ＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲを考慮する場合、ＭＩＭＯ受信機は、ＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲが低い場合、誤差許容係数
【化１９９】
2017522745.tif 000222
を大きくして図１６に示した形態のＲＥグループを形成することができる。
【０２０１】
また、ＭＩＭＯ受信機は母グループごとに平均ＳＩＮＲを計算し、これに基づいて該当の母グループの誤差許容係数を下記の数式２１のように決定することができる。
【０２０２】
【数２１】
2017522745.tif 000223
【０２０３】
図２１を例として説明すると、図２１のそれぞれの四角形は母グループを示す（２１１０）。それぞれの母グループ２１１１、２１１２、２１１３、２１１４、２１１４、２１１６は複数のＲＥ（例えば、先の図１６〜図２０でのようにＲＢ）で構成されることができ、母グループのそれぞれで図１６〜図２０に示した形態にＲＥグループが形成されることができる。
【０２０４】
一方、図２１で、母グループ＃１（２１１１）を処理した結果、ＳＩＮＲが１０ｄＢに測定されることができる。このような場合、ＭＩＭＯ受信機は母グループ＃１（２１１１）に対する
【化２００】
2017522745.tif 000224
に決定し、図１７に示した形態にＲＥグループを形成する。母グループ＃２（２１１２）を処理した結果、ＳＩＮＲが１５ｄＢに測定されれば、ＭＩＭＯ受信機は
【化２０１】
2017522745.tif 000225
に決定し、図１９に示した形態にＲＥグループをもっと小さく形成することができる。ついで、母グループ＃３（２１１３）を処理した結果、ＳＩＮＲが５ｄＢに測定されれば、ＭＩＭＯ受信機は
【化２０２】
2017522745.tif 000226
に決定し、図１６に示した形態にＲＥグループを形成することができる。結果として、ＭＩＭＯ受信機はそれぞれの母グループごとに測定されるＳＩＮＲによってＲＥグループの形態を能動的に決定することができ、これにより受信信号処理に要求される計算複雑度をさらに減らすことができるようになる。
【０２０５】
ＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲを用いるさらに他の実施例として、ＭＩＭＯ受信機はチャネル相関関係の最小閾値
【化２０３】
2017522745.tif 000227
をＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲを考慮して決定することができる。最小閾値
【化２０４】
2017522745.tif 000228
は、数式２０で説明したように、基準ＲＥに基づいた受信／前処理フィルターを共有するためにＲＥが満たすべき最小限の相関関係を意味する。
【０２０６】
ＭＩＭＯ受信機は、ＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲが低い場合、チャネル相関関係の最小閾値を小さく設定することができる。このような場合、数式２０のアルゴリズムは基準ＲＥからの最大距離
【化２０５】
2017522745.tif 000229
をもっと大きく選択することができ、結果的にもっと大きい閾値を大きく設定し、数式２０のアルゴリズムによる最大距離がもっと小さく選択され、ＲＥグループが小さく形成される。
【０２０７】
さらに他の実施例を説明すると、母グループがＲＢの場合、ＭＩＭＯ受信機はＲＢ単位でＲＥグループを決定し、以前のＲＢでの繰返し回数を考慮してＲＥグループを形成することができる。ＭＩＭＯ受信機は、以前のＲＢで検出信号を生成する過程で数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が特定の閾値を超える場合、次のＲＢに対しては以前のＲＢで適用されたＲＥグループより小さな大きさを有するＲＥグループを形成することができる。
【０２０８】
具体的に説明すると、数値解釈アルゴリズムの繰返し回数に対する特定の閾値を
【化２０６】
2017522745.tif 000230
という。例を挙げて説明すると、ＲＢに対して図１６に示したように二つのＲＥグループが形成されるとき、図１６のＤに位置する一般ＲＥに対する検出信号を生成する過程で数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が閾値
【化２０７】
2017522745.tif 000231
を超える場合を考慮することができる。この際、ＭＩＭＯ受信機は次のＲＢに対しては図１７に示した形態にＲＥグループをもっと小さく形成する。もっと小さいグループが形成されることにより、Ｄに位置する一般ＲＥの基準ＲＥとの距離は｛３、５｝から｛３、２｝に減り、数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が減る。
【０２０９】
一方、図１６のように形成されたＲＥグループに対して検出信号を生成する過程で繰返し回数が閾値
【化２０８】
2017522745.tif 000232
を超えない場合、図１６に示した形態のＲＥグループを続けて次のＲＢにも適用することができる。結果として、ＭＩＭＯ受信機はＲＢ単位でＲＥグループを形成する過程で以前のＲＢに対する数値解釈アルゴリズム繰返し回数が閾値を超えるかを考慮してＲＥグループを縮小することができる。
【０２１０】
ＲＥグループを縮小するとは、周波数軸方向への縮小、時間軸方向への縮小、及び両軸方向への縮小のいずれか一つであり得る。先の図１６の実施例を引き継いで説明すると、図１６のＤに位置する一般ＲＥの繰返し数が閾値
【化２０９】
2017522745.tif 000233
を超える場合、ＭＩＭＯ受信機はＣ位置の一般ＲＥの収斂速度（つまり、共用フィルターを用いない場合との誤差）とＢに位置する一般ＲＥの収斂速度を比較することができる。Ｃに位置する一般ＲＥでの収斂速度がより速い場合（つまり、誤差がもっと小さい場合）、基準ＲＥとＣに位置するＲＥのチャネル相関関係が基準ＲＥとＢに位置するＲＥのチャネル相関関係より大きいことが分かる。
【０２１１】
よって、ＭＩＭＯ受信機は次のＲＢに対しては基準ＲＥを時間軸方向にもっと配置する図１７に示した形態のＲＥグループを形成することができる（Ｂにもっと近い位置に基準ＲＥが付け加えられるように）。反対に、Ｃに位置するＲＥでの収斂速度がもっと遅い場合（つまり、誤差がもっと大きい場合）、Ｃに位置するＲＥのチャネル相関関係がＢに位置するＲＥより小さいことが分かる。よって、ＭＩＭＯ受信機は、次のＲＢに対しては図２０に示した形態のＲＥグループを形成することができる（Ｃにもっと近い位置に基準ＲＥが付け加えられるように）。
【０２１２】
前述した収斂速度を考慮してＲＥグループの形態を調節する方式は数値解釈アルゴリズムの繰返し回数を考慮するものに理解されることもできる。一方、収斂速度が速いこと（繰返し回数当たり誤差の減少速度がもっと速いこと）は検出信号の生成のための繰返し回数が小さいことを意味する。
【０２１３】
前述した収斂速度（つまり、共用フィルターを用いない場合との誤差）は数式１１で説明した数値解釈アルゴリズムでの
【化２１０】
2017522745.tif 000234
を計算することによって（つまり、勾配を計算することによって）確認することができる。言い換えれば、同じ繰返し数に対して
【化２１１】
2017522745.tif 000235
が小さいほど収斂速度が速くなること（つまり、誤差が小さいこと）を意味するので、Ｃに位置するＲＥの
【化２１２】
2017522745.tif 000236
とＤに位置するＲＥの
【化２１３】
2017522745.tif 000237
を比較することによって二つのＲＥ間の収斂速度の比較が可能である。
【０２１４】
以上では、ＭＩＭＯ受信機が数値解釈アルゴリズムの繰返し回数、誤差を比較して次のＲＥグループの形態を決定する実施例を説明した。以下では、前述した内容に加え、ＭＩＭＯ受信機がＲＥのチャネル相関関係を用いて次のＲＥグループの形態を予め決定する実施例を説明する。
【０２１５】
先の数式１９によってＭＩＭＯ受信機が周波数軸及び時間軸に対するチャネル相関関係を測定する過程を説明した。周波数軸方向へのチャネル相関関係が時間軸方向への相関関係より小さければ（つまり、周波数軸方向へのチャネル変化がもっと大きければ）、周波数軸方向への最大距離が減少する形態のＲＥグループが選択されることができる。反対に、時間軸方向へのチャネル相関関係がもっと小さい場合（つまり、時間軸方向へのチャネル変化がもっと大きければ）、時間軸方向への最大距離が減少する形態のＲＥグループが選択されることができる。このような実施例によると、チャネル相関関係が小さくて数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が多い軸方向への最大距離を減らすことにより、次のＲＢに対してはＲＥグループ全部の計算複雑度を減らすことができる。
【０２１６】
例を挙げて説明すると、図１６に示した形態のＲＥグループを用いているうち、数値解釈アルゴリズムの最大繰返し数が閾値
【化２１４】
2017522745.tif 000238
を満たす場合、ＭＩＭＯ受信機は次のＲＢに対しては図１７に示した形態のＲＥグループを形成することができる。反対に、
【化２１５】
2017522745.tif 000239
を満たす場合、図２０に示した形態のＲＥグループを形成することができる。
【０２１７】
以上で説明したＭＩＭＯ受信機が最大繰返し回数と閾値
【化２１６】
2017522745.tif 000240
を比較する実施例は次のように変更されて適用できる。
【０２１８】
ＲＥグループを縮小する以上の実施例とは反対に、ＭＩＭＯ受信機が以前のＲＢに対するデータ検出過程で遂行した数値解釈アルゴリズムの最大繰返し回数が特定の閾値より小さい場合、ＭＩＭＯ受信機は次のＲＢに対してはＲＥグループを確張することができる。すなわち、チャネル相関関係が充分に良くてＲＥグループを確張しても数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が大きく増加しないことが予想されるので、ＭＩＭＯ受信機は基準ＲＥの計算複雑度を減らすためにＲＥグループを確張することができる。
【０２１９】
また、以前のＲＢに対する数値解釈アルゴリズムの最大繰返し回数が特定の閾値より小さい場合、ＭＩＭＯ受信機は周波数軸と時間軸方向への収斂速度を比較してＲＥグループが拡張される形態を決定する。また、ＭＩＭＯ受信機は周波数軸と時間軸へのチャネル相関関係を比較してＲＥグループが拡張される形態を決定することもできる。前述した拡張実施例は以上で説明した縮小実施例が同様に適用できるので、具体的な説明は省略する。
【０２２０】
一方、移転ＲＢでの繰返し回数を考慮してＲＥグループを確張する場合、ＭＩＭＯ受信機はＲＥグループを縮小する前の形態にＲＥグループを確張することができる。すなわち、ＭＩＭＯ受信機がＲＢでの繰返し回数を考慮してＲＥグループを縮小した経験がある場合、ＲＥグループを確張するとはＲＥグループを縮小する前の形態に再び戻ることを意味することができる。
【０２２１】
図２１は本発明の一実施例によるＲＥグループ形成過程を説明する図である。図２１でそれぞれの四角形はＲＢを示し、それぞれのＲＢは図１６〜図２０に示した複数のＲＥを含み、一つ以上のＲＥグループで構成される。一方、以上の図１６〜図２０で説明した実施例は一つ以上が複合的に適用されることができ、これによりＭＩＭＯ受信機はそれぞれのＲＢに対する計算複雑度を最小化することができるようになる。
【０２２２】
例を挙げて説明すると、まずＭＩＭＯ受信機はＲＢ＃１（２１１１）に対して周波数軸と時間軸によるチャネル相関関係を考慮してＲＥグループの形態を決定することができる。ＲＢ＃１（２１１１）に対するデータ検出が完了すれば、ＭＩＭＯ受信機はＲＢ＃１（２１１１）で遂行された数値解釈アルゴリズムの繰返し回数及び収斂速度に基づき、ＲＢ＃２（２１１２）で使うべきＲＥグループ形態を予め決定することができる。同様に、ＲＢ＃３（２１１３）に対してはＲＢ＃２（２１１２）で遂行された数値解釈アルゴリズムの結果に基づいてＲＥグループ形態が決定されることができる。すなわち、次のＲＢで使われるＲＥグループの形態は以前のＲＢで遂行された数値解釈アルゴリズムの繰返し回数と収斂速度に基づいて決定されることができ、最初のＲＢに対してはＲＥ間のチャネル相関関係及び／又はＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲを考慮してＲＥグループが決定されることができる。一方、ＭＩＭＯ受信機がＲＢ単位でＲＥグループを形成するにとどまらず、サブフレーム、タイムスロットなどの単位でＲＥグループを形成することができるのは前述したようである。
【０２２３】
以上で説明したように、ＭＩＭＯ受信機はＲＥ間のチャネル相関関係、ＳＮＲ／ＳＩＲ／ＳＩＮＲ、以前の動作履歴などを考慮してＲＥグループの形態を適応的に決定することができる。適応的にＲＥグループが決定されることにより、ＭＩＭＯ受信機は全てのＲＢを処理するために要求される計算複雑度を性能低下なしにも低めることができるようになる。
【０２２４】
４．  ＭＩＭＯ送信機のＲＥグループ形成方法
【０２２５】
以上ではＭＩＭＯ受信機がＲＥグループを形成して受信信号を処理する過程について説明した。以下では図２２及び図２３に基づいてＭＩＭＯ送信機が母グループからＲＥグループを形成する実施例について説明する。以下で、ＭＩＭＯ送信機は明細書の開始部で説明した基地局又は送信端を意味することができ、前述したＭＩＭＯ受信機が通信を行う対象になることができる。
【０２２６】
まず、ＭＩＭＯ送信機は、複数のＲＥの時間軸に対するチャネル相関関係と周波数軸に対するチャネル相関関係を考慮し、一つの母グループからＲＥグループの形態を決定する。すなわち、ＭＩＭＯ送信機はＭＩＭＯ受信機が検出信号の生成に用いるＲＥグループを直接決定することができる（つまり、ＲＥグループの形態を決定することができる）。ついで、ＭＩＭＯ送信機は、ＲＥグループの形態についての情報をＭＩＭＯ受信機に送信し、ＭＩＭＯ受信機はこの情報に基づいて受信信号を処理することにより、検出信号を生成する。以下では前述したＭＩＭＯ送信機のＲＥグループ形成過程について具体的に説明する。
【０２２７】
すなわち、ＭＩＭＯ送信機は前述したＭＩＭＯ受信機が受信信号を処理する前にＲＥグループの形態を決定する過程を遂行することができ、ＭＩＭＯ送信機によってＲＥグループの形態が決定された場合、前記情報がＭＩＭＯ送信機からＭＩＭＯ受信機に送信される。ＭＩＭＯ送信機が送信するＲＥグループについての情報は物理階層下りリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）を介してＭＩＭＯ受信機に送信されることができる。前述した過程により、ＭＩＭＯ受信機はＲＥグループの形態を決定する過程を省略することができるので、端末の具現複雑度が改善することができ、端末の電力消耗も減ることができる。
【０２２８】
ＭＩＭＯ送信機とＭＩＭＯ受信機がＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）システムで通信する場合、ＭＩＭＯ送信機は有効チャネル（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｃｈａｎｎｅｌ）を予め分かることができる。この場合、ＭＩＭＯ送信機は数式２０で説明した過程によって複数のＲＥに対するチャネル相関関係を計算する過程を遂行することができ、数式２０で周波数軸上の最大距離である
【化２１７】
2017522745.tif 000241
と時間軸上の最大距離である
【化２１８】
2017522745.tif 000242
をＭＩＭＯ送信機が決定することができる。すなわち、周波数軸と時間軸上の最大距離が決定されれば、ＭＩＭＯ送信機はＲＥグループの形態を決定する。形成されたＲＥグループについての情報（例えば、ＲＥグループの形態）はＭＩＭＯ受信機に送信される。
【０２２９】
一方、ＭＩＭＯ送信機とＭＩＭＯ受信機がＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）システムで通信する場合、ＭＩＭＯ送信機は有効チャネルが直接分かることが難しい。このような場合、ＭＩＭＯ送信機は、ＭＩＭＯ受信機から時間軸と周波数軸の間のチャネル相関関係についての情報のフィードバックを受けるか、電力遅延分散プロファイルとドップラー効果についての情報のフィードバックを受けることができる。言い替えれば、ＭＩＭＯ送信機は、ＲＥグループを形成するためのパラメーター値をＭＩＭＯ受信機からフィードバックして受けることができ、受信した情報を用いてＲＥグループを形成することができる。フィードバックされる情報の例としては、特定の周波数領域に対する特性値（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｖａｌｕｅ）であるドップラー効果、電力遅延分散プロファイル、コヒーレンス時間（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｉｍｅ）、コヒーレンス帯域（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）などの情報を含むことができ、時間／周波数相関関係による周波数領域の選好度情報として、ＭＩＭＯ受信機の選好周波数領域のインデックス、選好周波数領域の順序、周波数領域別選好程度などの情報を含むこともできる。ＭＩＭＯ送信機は、受信されたフィードバック情報の少なくとも一つに基づいてＲＥグループを形成する。
【０２３０】
ついで、ＭＩＭＯ送信機が一つの母グループからＲＥグループを形成した後、ＭＩＭＯ受信機にＲＥグループについての情報を送信する実施例を説明する。
【０２３１】
一つ目、ＭＩＭＯ送信機とＭＩＭＯ受信機の間に既決定のＲＥグループの形態が共有されることができる。すなわち、ＭＩＭＯ送信機は既決定のＲＥグループ形態のいずれか一つを選択し、選択されたＲＥグループをインデックス値としてＭＩＭＯ受信機に送信することができる。ＭＩＭＯ受信機もＲＥグループの形態についての情報を予め持っているから、ＭＩＭＯ送信機から受信されるインデックス値のみでもどの形態にＲＥグループが決定されたかが分かる。
【０２３２】
図２２を参照して説明すると、ＭＩＭＯ送信機とＭＩＭＯ受信機の間にはＲＥグループの形態がｓｅｔ＃１（２２１０）、ｓｅｔ＃２（２２２０）、ｓｅｔ＃３（２２３０）、ｓｅｔ＃４（２２４０）のいずれか一つに決定されるという情報が予め共有される。この際、それぞれのセットは一つの母グループが特定の形態を有するＲＥグループで構成されることを示す。前述した実施例によって、ＭＩＭＯ送信機は
【化２１９】
2017522745.tif 000243
に基づいて４個の既決定セットのいずれか一つを選択し、選択されたセットについての情報をＭＩＭＯ受信機に送信する。一方、図２２で、４個のセットはいずれも同じ母グループを仮定する。この際、一つの母グループを形成する単位は（例えば、一つのＲＢ）ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡにおけるＲＢを例として説明したが、これに限定されなく、サブフレーム、スロット、ひいては新規の通信システムで定義される単位で具現されることもできる。
【０２３３】
一方、図２２に示した数字は母グループ内でそれぞれのＲＥグループのインデックスを示す。説明の便宜のために、以下では特定のセットと該当のセット内の特定ＲＥグループを｛セットインデックス、ＲＥグループインデックス｝で表現する。すなわち、｛３、１｝はセット３（２２３０）内で「３」で表示された三番目のＲＥグループを意味する。
【０２３４】
二つ目、ＭＩＭＯ送信機は以前に選択したセットのインデックス値を基準にして、新しく選択するセットのインデックス値を知らせることもできる。すなわち、前述した実施例で、ＭＩＭＯ送信機はＲＥグループの形態を直接的に示すインデックス値を送信した。これとは違い、ＭＩＭＯ送信機は、新しく形成されたＲＥグループの形態が以前に選択されたＲＥグループの形態とどのように違うかを比較し、その結果のみをＭＩＭＯ受信機に送信することもできる。
【０２３５】
具体的に説明すると、ＲＥ間の時間／周波数軸へのチャネル相関関係は長期統計的要素（例えば、電力遅延分散プロファイル又はドップラー効果）によって決定される。このような長期統計的要素は端末の移動速度とキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）の選択によって大きな影響を受ける。よって、端末が同じキャリアを使うとともに移動性が低い場合、チャネル相関関係は時間によって徐々に変わるようになる。このような場合、ＭＩＭＯ送信機が以前に選択したＲＥグループの形態と新しく選択するＲＥグループの形態は類似する可能性が非常に高い。すなわち、ＭＩＭＯ送信機は以前のＲＥグループの形態と比較した結果のみを送信することにより、ＭＩＭＯ受信機に送信する情報のオーバーヘッドを最小化することができる。
【０２３６】
例を挙げてもっと説明すると、ＭＩＭＯ送信機とＭＩＭＯ受信機の間に以前に選択したＲＥグループの形態が予め知られていれば、ＭＩＭＯ送信機は下記の表１のように１ビットの情報のみを用いて既選択のＲＥグループの形態を再使用するかをＭＩＭＯ受信機に知らせることができる。
【０２３７】
【表１】
2017522745.tif 000244
【０２３８】
ＭＩＭＯ送信機が「１」を送信する場合、ＭＩＭＯ受信機は以前に使ったＲＥグループの形態をそれ以上使わない。その代わりに、ＭＩＭＯ送信機は新たなＲＥグループの形態を示すインデックス値をＭＩＭＯ受信機に送信する。一方、ＭＩＭＯ送信機が「０」を送信する場合、ＭＩＭＯ受信機は以前に使ったＲＥグループの形態を使い続けることが分かる。
【０２３９】
さらに他の例を挙げると、ＭＩＭＯ送信機は表２のように、２ビット情報を用いて新しく選択されたＲＥグループの形態を相対的な値として知らせることができる。
【０２４０】
【表２】
2017522745.tif 000245
【０２４１】
表２で、ＭＩＭＯ送信機とＭＩＭＯ受信機の間に以前に選択したＲＥグループの形態がｓｅｔ＃３（２２３０）であり、新しく選択されたＲＥグループ形態がｓｅｔ＃４（２２４０）であれば、ＭＩＭＯ送信機は「１０」を送信する。ＭＩＭＯ受信機は、「１０」が受信されることによってセットインデックスが１だけ増加したことが分かり、実質的にＲＥグループの形態が縮小したことが分かる。新しく選択されたＲＥグループの形態がｓｅｔ＃２（２２２０）であれば、ＭＩＭＯ送信機は「０１」を送信する。チャネル状況が急変してｓｅｔ＃１（２２１０）が新しく選択される場合、ＭＩＭＯ送信機は「１１」を送信し、ｓｅｔ＃１（２２１０）のインデックス値をＭＩＭＯ受信機に直接知らせる。あるいは、ＭＩＭＯ送信機は「１１」を送信し、新たに選択されたセットのインデックス値をＭＩＭＯ受信機に知らせない。その代わりに、「１１」を受信したＭＩＭＯ受信機は前述した実施例によって直接ＲＥグループを形成する。この際、ＭＩＭＯ送信機はＭＩＭＯ受信機がｓｅｔ＃１を選択したと黙示的に推正する。ついで、ＭＩＭＯ送信機は黙示的に選択されたｓｅｔ＃１を基準にして表２を用いてＲＥグループの形態をＭＩＭＯ受信機に知らせる。
【０２４２】
表１及び表２で説明した実施例によると、チャネル状況が急変してＲＥグループ情報をリセット（ｒｅｓｅｔ）する場合、ＭＩＭＯ送信機は新たなＲＥグループセットを示すインデックス値を直接送信しなければならない。このような負担を減らすため、ＭＩＭＯ送信機は下記の表３のように以前と比較したチャネル相関関係の変化についての情報のみをＭＩＭＯ受信機に送信することができる。
【０２４３】
【表３】
2017522745.tif 000246
【０２４４】
表３による情報が受信されれば、ＭＩＭＯ受信機は以前に使ったＲＥグループの形態とチャネル相関関係の変化を考慮して、新しく使うＲＥグループの形態を決定する。例えば、ＭＩＭＯ受信機が図２２のｓｅｔ＃３（２２３０）を選択して使っているうちにＭＩＭＯ送信機から「０」を受信する場合を説明する。ＭＩＭＯ受信機はｓｅｔ＃３（２２３０）を優先的に適用してＲＥグループを形成し、受信信号を処理しているうちに特定のＲＥで検出信号生成のための数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が閾値を超えることが分かる。このような場合、ＭＩＭＯ受信機は該当のＲＥが属したＲＥグループまでｓｅｔ＃３（２２３０）を適用してＲＥグループを形成し、次のＲＥグループからはｓｅｔ＃４（２２４０）を適用してＲＥグループを形成する。すなわち、ＭＩＭＯ受信機が｛３、２｝に対するＲＥを処理しているうち、検出信号生成の繰返し回数が閾値を超える場合、｛３、３｝を処理する時からはｓｅｔ＃４（２２４０）を選択して｛４、５｝、｛４、６｝の形態にＲＥグループを形成する。ついで、ＭＩＭＯ受信機は残りのＲＥに対してもｓｅｔ＃４（２２４０）を選択して｛４、７｝、｛４、８｝の形態に受信信号を処理することができる。反対に、ＭＩＭＯ受信機がＭＩＭＯ送信機から「１」を受信する場合、一旦既存のセットを基準にしてＲＥグループを形成し、受信信号を処理する。この際、受信信号処理過程の繰返し回数がめっきり減少する場合、ＭＩＭＯ受信機はｓｅｔ＃３からｓｅｔ＃２に低め、受信信号を処理することができる。例えば、｛３、２｝でこのような状況が発生する場合、｛３、３｝、｛３、４｝ＲＥグループを｛２、２｝の形態に変更して処理することができる。
【０２４５】
三つ目、ＭＩＭＯ送信機はＲＥグループについての情報を周期的もしくは非周期的にＭＩＭＯ受信機に知らせることができる。前述した第２実施例のＭＩＭＯ送信機は以前に選択されたＲＥグループの形態（つまり、セット）との関係で表現される新たなＲＥグループの形態についての情報をＭＩＭＯ受信機に送信する。これと比較して、本実施例において、ＭＩＭＯ送信機は周期的もしくは非周期的にＲＥグループの形態についての情報をＭＩＭＯ受信機に直接的に知らせる。よって、ＭＩＭＯ受信機はＲＥグループについての情報が受信されない区間では３節で説明した実施例によってＲＥグループを形成することができる。
【０２４６】
非周期的な場合を説明すると、ＭＩＭＯ送信機は下記のような場合にＲＥグループについての情報をＭＩＭＯ受信機に送信することができる。例えば、ＭＩＭＯ送信機がＭＩＭＯ受信機に初めてデータを送信する場合、レイヤー（ｌａｙｅｒ）又はランク（ｒａｎｋ）の数が変更される場合、サービスするキャリア又はＲＢが変更される場合、ＭＩＭＯ受信機がトリガーメッセージを介してＲＥグループについての情報を直接要請する場合などを挙げることができる。ＭＩＭＯ受信機がトリガーメッセージを介してＲＥグループについての情報を要請する場合、トリガーメッセージは物理階層上りリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ）を介して送信されることができる。
【０２４７】
ＭＩＭＯ送信機はＲＥグループについての情報をＭＩＭＯ受信機に送信するために制御フレーム（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｆｒａｍｅ）を用いることができる。制御フレームはＲＥグループについての情報が送信される時点を知らせるフレームであって、周期的もしくは非周期的にＭＩＭＯ受信機に送信されることができる。制御フレームが周期的に送信される場合、該当の周期内でのみＲＥグループについての情報が送信される時点が固定される。一方、制御フレームが非周期的に送信される場合、新しい制御フレームが送信されるまでＲＥグループについての情報が送信される時点が固定される。この際、ＭＩＭＯ送信機がＲＥグループについての情報伝送時点を変更する場合に後者を用いることができる。
【０２４８】
下記の数式２２は制御フレームを構成する例示であり、ＣＦ１、ＣＦ２、ＣＦ３はそれぞれ互いに異なる制御フレームを示す。制御フレームで、それぞれの要素は一つの母グループ処理単位（例えば、ＲＢ、フレーム、サブフレーム、スロットなど）を意味し、「１」の場合はＭＩＭＯ送信機が直接母グループに対するグルーピング情報を送信することを意味し、「０」の場合はＭＩＭＯ送信機がグルーピング情報を送信しなくてＭＩＭＯ受信機が直接ＲＥグループを形成しなければならない場合を意味する。この際、ＭＩＭＯ受信機は直接ＲＥグループを形成せずに、ＭＩＭＯ送信機が以前に決定したグルーピング情報をそのまま用いる。
【０２４９】
【数２２】
2017522745.tif 000247
【０２５０】
ＭＩＭＯ送信機は、チャネル相関関係が早く変化する場合には、ＣＦ１を送信することによってもっと頻繁な頻度でＲＥグループについての情報をＭＩＭＯ受信機に送信し、反対にチャネル相関関係の変化が少ない場合には、ＣＦ３を送信することによってもっと低い頻度でＲＥグループについての情報をＭＩＭＯ受信機に送信する。
【０２５１】
以上ではＭＩＭＯ送信機がＲＥグループについての情報をＭＩＭＯ受信機に送信する実施例を説明した。一方、提案した実施例のように動作してもＭＩＭＯ受信機は自分が直接ＲＥグループを形成することもできる。このような場合、ＭＩＭＯ受信機は受信されたＲＥグループについての情報を無視して自らＲＥグループを形成することができる。ＭＩＭＯ受信機がＭＩＭＯ送信機の指示とは違う形態にＲＥグループを形成する場合、ＭＩＭＯ受信機はこのような情報をＭＩＭＯ送信機にフィードバックする。
【０２５２】
すなわち、ＭＩＭＯ受信機は、ＭＩＭＯ送信機が指示したＲＥグループ形態によって検出信号を生成する過程で一部のＲＥに対する数値解釈アルゴリズムの繰返し回数が閾値を超えることを感知することができる。このような場合、ＭＩＭＯ受信機はＭＩＭＯ送信機が指示したＲＥグループの形態が不適切であると判断し、先に３節で提案した方法で直接ＲＥグループを形成する。ついで、ＭＩＭＯ受信機は自分が形成したＲＥグループの形態についての情報をＭＩＭＯ送信機に送信し、ＭＩＭＯ送信機が新たなＲＥグループを形成する過程で参考するようにする。このようなフィードバック情報は物理階層上りリンク制御チャネルであるＰＵＣＣＨを介して伝達されることができる。
【０２５３】
具体的な例を挙げて説明すると、ＭＩＭＯ受信機が許す数値解釈アルゴリズムの繰返し回数閾値が２回であると仮定する。ＭＩＭＯ受信機がＭＩＭＯ送信機から受信された情報によってＲＥグループを形成し、データを検出する過程で、一部のＲＥに対する結果値が許容誤差の範囲を満たさないことがあり得る。
【０２５４】
このような場合、ＭＩＭＯ受信機は単に許容誤差範囲以内で結果値が獲得されるまで数値解釈アルゴリズムをさらに繰返し行ってデータを検出することもできる。そして、ＭＩＭＯ受信機は誤差範囲以内の結果値を獲得することができなかったＲＥの個数を累積し、累積個数が任意の基準値より多くなる場合、自分が直接ＲＥグループを形成することもできる。あるいは、ＭＩＭＯ受信機は許容誤差範囲以内で結果値が獲得されない場合、直ちにＭＩＭＯ送信機にそのような情報をフィードバックすることもできる。このようなフィードバック情報は下記の表４のような形態に表すことができる。
【０２５５】
【表４】
2017522745.tif 000248
【０２５６】
すなわち、ＭＩＭＯ送信機が送信したＲＥグループの形態によってデータを検出した結果、誤差範囲以内で信号検出が行われる場合、ＭＩＭＯ受信機は「００」を送信する。一方、ＭＩＭＯ受信機の検出信号生成の結果、周波数軸又は時間軸へのＲＥグループ拡張が必要な場合、ＭＩＭＯ受信機は「０１」又は「１０」をそれぞれ送信することができる。両軸の方向に共に拡張が必要な場合、「１１」が送信されることができる。
【０２５７】
ＭＩＭＯ受信機によってフィードバックされた情報に基づき、ＭＩＭＯ送信機は新しく形成するＲＥグループの形態を決定する。例えば、ＭＩＭＯ送信機が図２２でｓｅｔ＃３（２２３０）を選択してＭＩＭＯ受信機に指示し、ＭＩＭＯ受信機は「０１」をフィードバックする場合を考慮することができる。このような場合、ＭＩＭＯ送信機は、次のセットの選択時にｓｅｔ＃３（２２３０）が選択されたと言ってもＭＩＭＯ受信機のフィードバックを考慮してｓｅｔ＃４（２２４０）を指示することができる。
【０２５８】
図２３は以上で説明したＭＩＭＯ送信機のＲＥグループ形成方法を時系列的な流れによって説明するフローチャートである。したがって、図２３で具体的な説明が省略されても以上で説明した内容が同一乃至類似の方式で適用できるのは当該技術分野で通常の知識を持った者であれば易しく分かる。
【０２５９】
まず、ＭＩＭＯ送信機はＭＩＭＯチャネル情報を獲得する（Ｓ２３１０）。ＴＤＤシステムではＭＩＭＯ送信機がチャネル情報を直接分かることができ、ＦＤＤシステムではＭＩＭＯ受信機からフィードバックされる情報を分析することによってチャネル情報を獲得することができる。
【０２６０】
ついで、ＭＩＭＯ送信機はＲＥグループの形態を決定する（Ｓ２３２０）。すなわち、ＭＩＭＯ送信機は、ＭＩＭＯ受信機がどの形態のＲＥグループに基づいて検出信号を生成するかを決定する。ＲＥグループを決定する過程でＲＥ間のチャネル相関関係が用いられることができ、チャネル相関関係はＳ２３１０で獲得したチャネル情報を考慮して計算されることができる。
【０２６１】
ＲＥグループの形態が決定されれば、ＭＩＭＯ送信機はＭＩＭＯ受信機にＲＥグループの形態についての情報を送信する（Ｓ２３３０）。ＲＥグループについての情報を送信する方式としては、既決定のＲＥグループ形態のインデックス値を送信する方式、以前のＲＥグループの形態との関係を示すインデックス値を送信する方式などについて前述したようであり、このような伝送過程は周期的もしくは非周期的に行われることができる。
【０２６２】
ＲＥグループについての情報を受信したＭＩＭＯ受信機は、これに基づいて受信信号を処理して検出信号を生成し（Ｓ２３４０）、検出信号の生成過程でＲＥグループの形態を調節する必要がある場合、ＭＩＭＯ送信機にその情報をフィードバックする。
【０２６３】
以上で提案した実施例によると、ＭＩＭＯ送信機は、ＲＥ間のチャネル相関関係に基づいてＲＥグループの形態を適応的に決定してＭＩＭＯ受信機に知らせる。ＭＩＭＯ受信機は、受信された情報に基づいてＲＥグループを形成し、受信信号を処理することにより、ＲＥグループを形成する過程を省略することができるようになる。
【０２６４】
５．  提案するＭＩＭＯ受信機のパラメーター決定方法
【０２６５】
以上の図１６〜図２１ではＭＩＭＯ受信機のＲＥグループ形成方法を、図２２及び図２３ではＭＩＭＯ送信機のＲＥグループ形成方法を説明した。以下の図２４では、ＭＩＭＯ受信機が下りリンク通信のためのパラメーターを決定する方法を説明する。図２４の実施例では、ＭＩＭＯ送信機がＲＥグループを形成するようにＭＩＭＯ受信機が関連情報をフィードバックする内容に理解できる。提案する実施例を説明するに先立ち、関連内容を説明する。
【０２６６】
まず、コードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）概念について説明する。コードブックは送信側と受信側の間に約束されたプレコーディングベクター（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  ｖｅｃｔｏｒ）又はプレコーディングマトリックス（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  ｍａｔｒｉｘ）の集合である。受信機は自分が測定したチャネルを介した利得を最大化することができるプレコーディングベクター／マトリックスを選択して送信機に知らせる。この過程で、コードブックのインデックス値を送信する。一例として、送信機のアンテナ数が２である場合のコードブックは下記の数式２３のように定義される。
【０２６７】
【数２３】
2017522745.tif 000249
【０２６８】
ランク（ｒａｎｋ）
【化２１９−１】
2017522745.tif 000250
番目コードブックを
【化２２０】
2017522745.tif 000251
に定義することができる。例えば、
【化２２１】
2017522745.tif 000252
に表現できる。行列
【化２２２】
2017522745.tif 000253
で、行（ｒｏｗ）の大きさは送信機のアンテナ数となり、列（ｃｏｌｕｍｎ）の大きさはランクの大きさとなる。
【０２６９】
ついで、ＣＱＩについてコードブックと一緒に説明する。ＣＱＩは下記の数式２４のように定義され、受信機から送信機に送信され、送信機が最適のＲＢ、ランク、プレコーダーを選択するのに用いられる。
【０２７０】
【数２４】
2017522745.tif 000254
【０２７１】
数式２４で、
【化２２３】
2017522745.tif 000255
番目のＲＢ内の
【化２２４】
2017522745.tif 000256
番目ＲＥに対するＳＩＮＲを示す。
【化２２５】
2017522745.tif 000257
はＲＢに含まれるＲＥの個数、
【化２２６】
2017522745.tif 000258
は現在受信機が選択したランクを意味する。一方、数学式２４で、
【化２２７】
2017522745.tif 000259
はＥＳＭ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ＳＩＮＲ  Ｍａｐｐｉｎｇ）関数であり、
【化２２８】
2017522745.tif 000260
の和を容易にするための関数である。ＥＳＭ関数は単純な例示に過ぎなく、ＥＥＳＭ（Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ＳＩＮＲ  Ｍａｐｐｉｎｇ）関数、ＭＭＩＢ（Ｍｅａｎ  Ｍｕｔｕａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｐｅｒ  Ｂｉｔ）関数などがその代わりに活用されることもできる。
【０２７２】
結果的に、
【化２２９】
2017522745.tif 000261
とは、
【化２３０】
2017522745.tif 000262
番目ＲＢでランクが
【化２３１】
2017522745.tif 000263
番目プレコーダーを使うとき、ＲＢ内の全てのＲＥのＳＩＮＲを平均化した値であると説明することができる。したがって、送信機は
【化２３２】
2017522745.tif 000264
によって最適の
【化２３３】
2017522745.tif 000265
を選択して最適の通信容量（ｃａｐａｃｉｔｙ）が得られ、よって収率（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）の最大化が可能になる。
【０２７３】
一方、ランクの高いほど送信機はもっと多いストリームを同時に送信することができるが、ストリーム間の干渉も増加することになる（ＳＩＮＲが減少する）。よって、ランクが高い場合にいつもＣＱＩがもっと高いものではなく、ランクが低い場合にむしろもっと高いＣＱＩが獲得されることもできる。
【０２７４】
一方、ＦＤＤシステムでは受信機が
【化２３４】
2017522745.tif 000266
を最も大きくするＲＢ、ランク、プレコーダーを選択して送信機にフィードバックする。ついで、受信機は下記の表５のようなＣＱＩテーブルを基準にして選択された特定のＣＱＩインデックスを送信機に送信する。
【０２７５】
【表５】
2017522745.tif 000267
【０２７６】
ついで、有効チャネル（又は有効ＭＩＭＯチャネル）について説明する。受信機はＣＳＩ−ＲＳ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）又はＣＲＳによって送信機と受信機間のチャネルを測定する。受信機は、測定したチャネルに基づいてＣＱＩを計算した後、ランク、プレコーダー、ＣＱＩについての情報を送信機にフィードバックする。送信機は、受信機から受信したプレコーダーインデックス（ＰＭＩ、Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｅｘ）を用いて送信信号をプレコードして送信し、受信機はＤＭ−ＲＳ（Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）によってプレコードされた新たなチャネルを測定することになる。この際、ＣＳＩ−ＲＳによって測定したチャネルと区分するために、新しく測定されたチャネルを有効チャネルに定義する。有効チャネルは下記の数式２５のように表現される。
【０２７７】
【数２５】
2017522745.tif 000268
【０２７８】
数式２５で、
【化２３５】
2017522745.tif 000269
番目ＲＥのチャネルを示す。マトリックス
【化２３６】
2017522745.tif 000270
の大きさは（受信アンテナ数＊送信アンテナ数）に定義され、受信機でＣＳＩ−ＲＳによって測定される。
【化２３７】
2017522745.tif 000271
は、前述したように、ランクが
【化２３８】
2017522745.tif 000272
であるときの
【化２３９】
2017522745.tif 000273
番目のプレコーダーを示す。受信機はＣＱＩに基づいて最適のプレコーダー
【化２４０】
2017522745.tif 000274
を選択して送信機にフィードバックする。
【０２７９】
一方、
【化２４１】
2017522745.tif 000275
は送信機が受信機からフィードバックされた
【化２４２】
2017522745.tif 000276
を用いて信号を送信したときの有効チャネルを示し、マトリックス
【化２４３】
2017522745.tif 000277
の大きさは（受信アンテナ数＊ランク数）である。結果として、
【化２４４】
2017522745.tif 000278
は受信機でランク、プレコーダー、ＣＱＩを決定する過程に用いられ、
【化２４５】
2017522745.tif 000279
は受信機が送信機からデータを受信する過程に使われる。
【０２８０】
ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）について説明する。ＭＣＳは下記のような表６の形態に定義される。
【０２８１】
【表６】
2017522745.tif 000280
【０２８２】
表６で、Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｏｒｄｅｒはＱＡＭのレベルを示し、ＴＢＳは伝送ブロックサイズ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｂｌｏｃｋ  Ｓｉｚｅ）を示す。送信機は受信機が送信したＣＱＩに基づいてＭＣＳレベルを決定する。送信機はＣＱＩが高いほどチャネル状態が良いことを意味するので高いＭＣＳレベルを選択することができ、反対にＣＱＩが低いほど悪いチャネル状態を考慮して低いＭＣＳレベルを選択する。よって、送信機は受信機からフィードバックされたＣＱＩとＭＣＳの表を参照することによって現在のチャネル状況に合う最適の変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）及びコーディングレート（ｃｏｄｉｎｇ  ｒａｔｅ）を決定することになる。一方、ＣＱＩは前記表５のように１５レベルで構成されるが、ＭＣＳは２９レベルで構成される。よって、送信機はＣＱＩをそのままＭＣＳに１：１でマッピングせず、ＣＱＩの外に送信機がチャネルについて知っている他の情報（例えば、ドップラー効果、ＭＵ／ＳＵ（Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ／Ｓｉｎｇｌｅ−Ｕｓｅｒ）有無など）を一緒に考慮してＭＣＳを決定することになる。
【０２８３】
先にＲＥグループについて説明しながら、ＭＩＭＯ受信機が一つの基準ＲＥに対して受信フィルター及び前処理フィルターを生成し、これをＲＥグループ内に共有してデータを検出する内容を説明したことがある。この際、ＲＥのチャネル相関関係が高いほど共有される共用フィルターの効果は大きくなり、よって受信機での検出信号生成過程に要求される繰返し回数は減少することになる。
【０２８４】
また、ＲＥグループを形成する実施例に係わり、チャネル相関関係の最小閾値
【化２４６】
2017522745.tif 000281
を基準にして一つの母グループ（例えば、ＲＢ）を複数のＲＥグループに分割する場合を説明したことがある。このような過程で、各ＲＥグループ内に属したＲＥのチャネル相関関係は常に
【化２４７】
2017522745.tif 000282
より大きい。よって、閾値
【化２４８】
2017522745.tif 000283
が大きいほどＲＥグループの大きさは減るが、ＲＥグループ内のＲＥのチャネル相関関係は大きくなり、受信機での数値解釈アルゴリズム繰返し回数は減少する。反対に、閾値
【化２４９】
2017522745.tif 000284
が小さいほどＲＥグループの大きさは大きくなるが、ＲＥグループ内の相関関係は小さくなり、ＲＥグループを処理するための数値解釈アルゴリズムの繰返し回数は増える。一例として、同じＲＢを分ける場合においても
【化２５０】
2017522745.tif 000285
がどのように決定されるかによって図１９の形態又は図２０の形態にＲＥグループが形成されることができる。
【０２８５】
以下では、以上で説明した内容に係わって提案するＭＩＭＯ受信機のパラメーター決定方法を説明する。まず、条件数（ＣＮ、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ  Ｎｕｍｂｅｒ）の概念を説明する。行列
【化２５１】
2017522745.tif 000286
のＣＮは数式２６のように定義される。
【０２８６】
【数２６】
2017522745.tif 000287
【０２８７】
数式２６で、条件数
【化２５２】
2017522745.tif 000288
の最大固有値（ｅｉｇｅｎ  ｖａｌｕｅ）と最小固有値の割合に定義される。この際、条件数
【化２５３】
2017522745.tif 000289
が大きいほど行列
【化２５４】
2017522745.tif 000290
は特異行列（ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｍａｔｒｉｘ）に近くなる。特異行列は
【化２５５】
2017522745.tif 000291
であり、逆行列が存在しない。
【０２８８】
従来のＭＩＭＯ受信機では各ＲＥに対してＭＭＳＥフィルターなどを直接適用することによってデータを検出した。これを改善するためのＲＥグループ単位のデータ検出方法では、基準ＲＥによって計算されたフィルターを共有し数値解釈アルゴリズムを適用することによって検出した。この際、数値解釈アルゴリズムは繰り返し遂行によって解を探し、繰返し回数が増加するほどＭＭＳＥフィルターを直接求めて得た結果に近接することになる（つまり、両方法の間の誤差が減る）。したがって、繰返し回数が十分であれば、ＲＥグループによる方法の正確度は向上する。一方、このような過程で数値解釈アルゴリズムの繰返し回数はレイヤーの数に大きく影響され、先に例として説明したＣＧアルゴリズムは、レイヤー数だけ繰り返し行われる場合、ＭＭＳＥフィルターを直接適用する場合といつも同一の結果を生む。
【０２８９】
また、先にＭＩＭＯ受信機が共有する受信フィルター及び前処理フィルターの大きさはレイヤーの数に定義されることを説明したことがある。この際、共有されるフィルターの条件数（ＣＮ）は数値解釈アルゴリズムの解を探す速度に決定的な影響を及ぼす。ＣＮが１である場合、数値解釈アルゴリズムは１回の繰り返し遂行のみでもいつも正確な解を探し出すことができる。反対に、ＣＮが大きくなるほど数値解釈アルゴリズムの解を探す速度は遅くなる。この際、行列の大きさが大きくなればＣＮが大きくなる確率も増加し、これはＭＩＭＯ受信機の解を探す速度が遅くなる可能性が高くなる結果につながる。
【０２９０】
結果的に、レイヤー数が少ないほどＭＩＭＯ受信機が少ない繰返し回数で動作する確率が増加する。また、レイヤー数が少ないほどフィルターの大きさも小さくなり、繰り返しに要求される計算複雑度も減少することになる。
【０２９１】
しかし、レイヤー数を特定の数以下に減らす場合、多重ストリームを送信することによって得られる利得（ｓｐａｔｉａｌ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｇａｉｎ）が減少する。また、ＬＴＥ−Ａでは最大８レイヤーの伝送を支援し、次世代５Ｇ通信システムでは１６〜６４レイヤーの伝送を考慮している点で、レイヤー数を単純に制限することも問題点がある。
【０２９２】
一方、前述したように、ＲＥグループ内のＲＥ間のチャネル相関関係が大きいほど共有されるフィルターの効果が高くて、データ検出のためのアルゴリズムの繰返し回数が減少し、全体計算複雑度が減少することになる。したがって、以下ではチャネル相関関係を考慮したＭＩＭＯ受信機がパラメーターを決定する方法を説明する。「パラメーター」とは下りリンク伝送に係わるさまざまな値を意味し、例えばＭＩＭＯ受信機で使う数値解釈アルゴリズムの繰返し回数、ランク、ＭＣＳレベル又はＣＱＩなどを意味することができる。まず、ランクとチャネル相関関係が与えられた状態で数値解釈アルゴリズムの繰返し回数を決定する実施例を説明する。ついで、該当の実施例でＭＣＳレベルがさらに与えられた状態で繰返し回数を決定する実施例を説明する。また、ＭＩＭＯ受信機がチャネル相関関係に基づいてランクを決定する実施例、及びＭＣＳの調節を要請する実施例を説明する。
【０２９３】
ＭＩＭＯ受信機は物理階層の制御情報（例えば、ＰＤＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ））からＭＩＭＯ送信機が決定したランクについての情報を獲得する。また、ＭＩＭＯ受信機は受信されたパイロット信号又はＭＩＭＯ送信機のシグナリングによって時間軸と周波数軸に対するＲＥのチャネル相関関係を把握することができる。ＭＩＭＯ受信機はランクについての情報とチャネル相関関係についての情報を用いて検出信号の生成過程で遂行される数値解釈アルゴリズムの繰返し回数を予め決定することができる。
【０２９４】
アルゴリズムの繰返し回数を予め決定する場合、ＲＥごとに誤差補償のための過程の結果値を共用フィルターを用いない場合の解と比較する過程を省略することができる。すなわち、ＭＩＭＯ受信機は両方式による解が互いにどのくらい近接するかを確認する過程を省略することができるようになる。また、アルゴリズムの繰返し回数が予め決定される場合、ＭＩＭＯ受信機の演算要求量が固定されて予測可能になる。
【０２９５】
特に、後者の利点はＭＩＭＯ受信機の具現観点でコンピューティングリソース（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ）を最適化することができることが大きな利点になることができる。例えば、繰返し回数をランクによってのみ決定するようにすれば、ＭＩＭＯ受信機はランクについての情報を受信するとともに受信信号を処理するための演算要求量がいくらであるかを予測することができるようになり、よって余裕演算量を他の機能のために使うことができるようになる。
【０２９６】
詳細に説明すると、先の３節でＭＩＭＯ受信機がチャネル相関関係の最小閾値
【化２５６】
2017522745.tif 000292
を基準にしてＲＥグループを形成する過程を説明した。この場合、各ＲＥグループ内のＲＥの時間軸／周波数軸チャネル相関関係は
【化２５７】
2017522745.tif 000293
に代表されることができる。下記の表７はランク及び
【化２５８】
2017522745.tif 000294
によって決定されるＭＩＭＯ受信機の名目繰返し数（ｎｏｍｉｎａｌ  ｉｔｅｒａｔｉｏｎ  ｎｕｍｂｅｒ）を示す。名目繰返し数とは、該当の繰返し数以内にＭＩＭＯ受信機が誤差許容係数より小さい誤差を有する解を探すことができなくてもそれ以上繰返しを行わない数を意味する。
【０２９７】
【表７】
2017522745.tif 000295
【０２９８】
表７で、
【化２５９】
2017522745.tif 000296
が大きいほど、あるいはランクが低いほど、名目繰返し数が低くなることを確認することができる。ランクと
【化２６０】
2017522745.tif 000297
が決定されれば、ＭＩＭＯ受信機は表７のようなテーブルに基づいて名目繰返し数を決定する。この際、ＭＩＭＯ受信機は一つのＲＢからデータを検出するために要求される総複雑度を数式２７のように予め計算することができる。
【０２９９】
【数２７】
2017522745.tif 000298
【０３００】
ＭＩＭＯ受信機は以上で説明した方法によって一つのＲＢを介して処理するのに要求される複雑度を予め計算することができる。一つのＲＢを処理するのに許される最大複雑度が
【化２６１】
2017522745.tif 000299
であれば、
【化２６２】
2017522745.tif 000300
の分だけの他の機能のための複雑度の余裕分が許されるものである。よって、ＭＩＭＯ受信機は特定のＲＥで名目繰返し数以内に所望の正確度の解を探すことができない場合、該当のＲＥに対する複雑度範囲内でさらに繰り返しを遂行することもできる。特定のＲＥでさらに繰返しを行う場合、
【化２６３】
2017522745.tif 000301
に減少する。
【化２６４】
2017522745.tif 000302
は特定のＲＥを処理しながらさらに繰返しを行うための複雑度である。すなわち、ＭＩＭＯ受信機は
【化２６５】
2017522745.tif 000303
が０に近い正数又は負数になるまで更なる繰返しを許すことができる。
【０３０１】
ＭＩＭＯ受信機はランクとチャネル相関関係だけではなく、ＭＣＳレベルも考慮して繰返し数を決定することもできる。ＭＩＭＯ受信機は共用フィルターを用いた結果値とＭＭＳＥフィルターを直接用いた場合との誤差が誤差許容係数以下になるまで補償過程を繰り返し遂行する。よって、誤差許容係数が大きいほど繰返し数は減少する代わりにＦＥＲ（Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）の観点で性能劣化の問題が発生することができる。一方、ＭＣＳレベルが低いほど誤差に対するＦＥＲ敏感度は低くなるが、収率は減少する。よって、ＭＩＭＯ受信機はランク、チャネル相関関係とともにＭＣＳレベルを総合的に考慮して数値解釈アルゴリズムの繰返し数を決定することができる。
【０３０２】
前述した表７は下記の表８のように拡張されることができる。
【０３０３】
【表８】
2017522745.tif 000304
【０３０４】
表８で、ＭＣＳレベルが高いほど繰返し数が増加する傾向を確認することができる。また、表７と比較して、チャネル相関関係
【化２６６】
2017522745.tif 000305
が低くてもＭＣＳレベルが低い場合、繰返し数を減らすことができることを確認することができる。
【０３０５】
先にＭＩＭＯ受信機がランク、チャネル相関関係、ＭＣＳレベルに基づいて繰返し数を決定する実施例に引き続き、ＭＩＭＯ受信機がチャネル相関関係によってランクを決定する実施例を説明する。
【０３０６】
ランクが増加するほど通信容量が比例して増加するが、それによる計算複雑度はランクの三乗に増加する。よって、ＭＩＭＯ受信機が支援可能な最大ランクはハードウェアの処理容量によって決定される。一方、前述したように、チャネル相関関係が増加するほど計算複雑度が減少することになる。したがって、一般的には計算複雑度による限界で支援することができないランクであると言っても、高いチャネル相関関係が与えられる通信環境では支援されることができる。
【０３０７】
一例として、ＰＡ（Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ  Ａ）チャネル環境で端末が底速（３ｋｍ／ｈ）で移動する場合、ＲＢ内の全てのＲＥのチャネル相関関係は非常に高いと言える。一方、ＴＵ（Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｕｒｂａｎ）チャネル環境又は端末が高速度（ｋｍ／ｈ）で移動する場合、ＲＢ内のＲＥのチャネル相関関係は相対的に非常に低い。後者の場合に比べ、前者の場合、ＭＩＭＯ受信機の複雑度は大きく減少し、支援可能なランク数が大きくなることができる。以下では、ＭＩＭＯ受信機がチャネル相関関係を考慮して支援可能なランクを決定する実施例を具体的に説明する。
【０３０８】
ＭＩＭＯ受信機はチャネルの長期統計的パラメーター（例えば、ドップラー効果、電力遅延分散プロファイルなど）を用いてＲＥのチャネル相関関係を推正することができる。ＭＩＭＯ受信機はこのような推定によって決定されたチャネル相関関係を考慮して許容可能な最大ランクを決定する。
【０３０９】
例えば、ＰＡチャネルのように電力遅延分散プロファイルが短くてドップラー効果が小さく現れる場合、ＭＩＭＯ受信機は最大ランクを１６に制限することができる。反対に、ＴＵチャネルのように電力遅延分散プロファイルが長くてドップラー効果が大きく現れる場合、ＭＩＭＯ受信機は最大ランクを８に制限することができる。また、ＭＩＭＯ受信機はチャネル相関関係によってランクを決定する過程でＳＮＲ、ＳＩＮＲ、ＣＱＩなどを一緒に考慮することもできる。
【０３１０】
ＭＩＭＯ受信機が最大ランクを８に制限した場合、ランク９以上のＣＱＩは考慮しない。すなわち、ＭＩＭＯ受信機はランク１−８でのＣＱＩのみを計算し、これに基づいてＭＩＭＯ送信機にフィードバックするランクを決定し、プレコーダーを選択する。この場合、受信機でＣＱＩ計算のための複雑度は減ることになる。
【０３１１】
一方、
【化２６７】
2017522745.tif 000306
については先に説明した。ＭＩＭＯ受信機がランクを決定して受信信号を処理する過程で、
【化２６８】
2017522745.tif 000307
が０に近い正数又は負数になることができる。このような場合、ＭＩＭＯ受信機はランクを以前よりもっと小さく設定し、これを表すＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）をＭＩＭＯ送信機に送信することができる。しかし、通信容量の利得を最大にするランクではないもっと小さなランクを用いることになるため、総収率は減少することになる。
【０３１２】
ＳＰＳ（Ｓｅｍｉ−Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）の場合、ＲＩをＭＩＭＯ受信機から周期的にＭＩＭＯ送信機に送信する動作は遂行されない。その代わり、ＭＩＭＯ送信機はＭＩＭＯ受信機にランクについての情報を非周期的に要請する。このような場合、先のようにＭＩＭＯ受信機がもっと低いランクを示すＲＩを送信する過程はＭＩＭＯ送信機の要請によって遂行されることができる。
【０３１３】
あるいは、ＭＩＭＯ受信機はＭＩＭＯ送信機にランクを示すＲＩを直接知らせる代わりに、ランクを一段階低めよという別個のシグナリングをＭＩＭＯ送信機に送信することもできる。
【０３１４】
以上ではＭＩＭＯ受信機がチャネル相関関係を考慮して繰返し数を決定する実施例、及びチャネル相関関係を考慮してランクを決定する実施例について説明した。以下では、ＭＩＭＯ受信機が設定の繰返し数によって検出信号を生成する過程でＭＣＳレベルの調節を要請する実施例を説明する。
【０３１５】
ＭＩＭＯ受信機は、データを検出する過程で要求される複雑度が許容可能な複雑度
【化２６９】
2017522745.tif 000308
を超える場合、ＭＩＭＯ送信機に次の下りリンク伝送にもっと低いＭＣＳレベルを選択するように要請する。前述したように、ＭＩＭＯ受信機は、算出した結果値と共用フィルターを用いない場合との誤差が閾値以下となるまで数値解釈アルゴリズムを繰返し遂行する。したがって、許される誤差閾値が大きいほど繰返し数は減少するが、ＦＥＲの観点で性能が劣化する。一方、ＭＩＭＯ受信機の性能はＭＣＳレベルが低いほど誤差閾値に対する敏感度が小さくなる反面、収率は減少することになる。したがって、本実施例において、ＭＩＭＯ受信機は許される誤差閾値を大きく設定して所要複雑度を低める代わりに、性能劣化が発生しないようにＭＩＭＯ送信機がＭＣＳレベルを低めるようにする。
【０３１６】
ＭＩＭＯ送信機は、ＭＩＭＯ受信機が送信したＣＱＩを考慮してＭＣＳレベルを決定する。この際、ＭＣＳレベルはＣＱＩより細密に区分され、ＭＩＭＯ送信機はＣＱＩ以外に他の情報をさらに考慮してＭＣＳレベルを決定する。提案する実施例において、ＭＩＭＯ受信機はＭＩＭＯ送信機に要請メッセージを送信して、ＭＩＭＯ送信機が以前にフィードバックされたＣＱＩにマッピングされるＭＣＳレベルの中で低いものを選択するようにする。このような要請メッセージは物理階層の制御情報（例えば、ＰＵＣＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ））として送信されることができる。
【０３１７】
一方、ＭＣＳレベルを低めることによる収率減少は前述したランクを低める実施例による収率減少より小さい。これは、ＣＱＩレベルがランクに比べてもっと細密に区分されるからである。ＬＴＥの場合を例として挙げれば、ＣＱＩレベルは１５段階に区分される反面、ランクは８段階に区分される。
【０３１８】
結果的に、提案する実施例によってＭＩＭＯ受信機はＭＣＳレベルを用いて収率低下を最小化しながらも、所要複雑度を減少させることができる。
【０３１９】
例を挙げて説明すると、ＣＱＩレベル７はＭＣＳレベル１０、１１、１２にマッピングされる場合を仮定する。また、ＭＩＭＯ受信機によってフィードバックされたＣＱＩレベルは７であり、ＭＩＭＯ送信機によって設定されたＭＣＳレベルは１２である場合を仮定する。一方、ＭＩＭＯ受信機はＭＣＳレベルによる許容誤差閾値を下記の表９のように設定することができる。
【０３２０】
【表９】
2017522745.tif 000309
【０３２１】
表９によると、ＭＣＳレベルが大きくなるほど許される誤差閾値が小さくなることが分かる。ＭＩＭＯ受信機は、このように既設定のテーブルに基づき、ＭＩＭＯ送信機によって設定されたＭＣＳレベルに対応する許容誤差閾値を検出信号生成過程に用いる。
【０３２２】
ＭＩＭＯ受信機がＲＢを処理する過程で
【化２７０】
2017522745.tif 000310
が０に近い正数又は負数を有する場合（つまり、所要複雑度が許容可能な複雑度に近いか超える場合）、ＭＩＭＯ受信機は要請メッセージをＭＩＭＯ送信機に送信してＭＣＳレベルを低めることを要請する。ＭＩＭＯ送信機がつぎの下りリンク伝送にＭＣＳレベルを１１に低める場合、ＭＩＭＯ受信機は許容誤差閾値を高めることができるので、所要複雑度を減少させることができる。
【０３２３】
前述した実施例とは反対に、ＭＩＭＯ受信機は、データ検出時に要求複雑度が許容可能な複雑度より低い場合、要請メッセージをＭＩＭＯ送信機に送信して次の下りリンクの伝送にＭＣＳレベルを高めることを要請することもできる。
【０３２４】
ＭＩＭＯ受信機は、各ＲＥでデータを検出する過程で発生する誤差を正確に知ることができる。これにより、ＭＩＭＯ受信機は一つのＲＢを処理し、発生した誤差が許容誤差閾値より大きい場合と小さい場合をそれぞれ区別して数えることができる。この際、許容誤差閾値より大きい誤差が発生した場合がほとんどなければ、総複雑度の観点で追加の繰り返し遂行のための複雑度は小さな部分を占める。言い替えれば、一つのＲＢを処理する過程で
【化２７１】
2017522745.tif 000311
値の減少がほとんどない場合を意味する。
【０３２５】
このような場合、ＭＩＭＯ受信機はＭＣＳレベルを一段階高めても付加される複雑度が大きくないと判断する。すなわち、ＭＩＭＯ受信機はＭＣＳレベルが上昇しても予想される総複雑度が最大許容複雑度より小さいと判断する。ついで、ＭＩＭＯ受信機は要請メッセージを送信して、ＭＩＭＯ送信機が次の下りリンク伝送にＭＣＳレベルを一段階高めることを要請する。もちろん、この過程でＭＩＭＯ送信機が設定することができるＭＣＳレベルは現在フィードバックされたＣＱＩレベルとマッピング可能なＭＣＳレベルの中で選択されなければならない。
【０３２６】
例えば、現在フィードバックされたＣＱＩにマッチされるＭＣＳレベルの中で最高段階が１５である場合を仮定する。また、現在ＭＣＳレベルは１４である場合を仮定する。ＭＩＭＯ受信機はＭＣＳレベル１４に対応する許容誤差閾値を基にして受信信号を処理する過程で、計算した結果値の誤差がＭＣＳレベル１５に対応する許容誤差係数より大きい場合をカウント（ｃｏｕｎｔ）する。カウントされた結果が既設定の閾値より小さい場合、ＭＩＭＯ受信機はＭＣＳレベルを１５に上げることをＭＩＭＯ送信機に要請するようになる。
【０３２７】
さらに他の実施例によると、ＭＩＭＯ受信機はＭＣＳレベルの調節を要請する代わりにＣＱＩを調節して送信することもできる。すなわち、ＭＩＭＯ受信機は、データ検出過程での所要複雑度が許容可能な複雑度を超える場合、次のＣＱＩフィードバック時に実際に計算されたＣＱＩより低いＣＱＩを選択して送信することができる。低いＣＱＩのフィードバックを受けたＭＩＭＯ送信機は低いＭＣＳレベルを選択する可能性が高くなる。このような実施例の利点は、前述したＭＣＳレベルの調節を要請する場合と同様な効果を得ながらも、新たな要請メッセージのシグナリングのためのオーバーヘッドが発生しないことにある。
【０３２８】
具体的な例を挙げて説明すると、ＭＩＭＯ送信機はＣＱＩ値を７にフィードバックした場合を仮定する。この際、ＣＱＩ値７はＭＣＳレベル１０、１１、１２にマッピングされる場合を仮定する。ＭＩＭＯ送信機は受信されたＣＱＩ値に基づいてＭＣＳレベルを決定し、下りリンク信号を送信し、ＭＩＭＯ受信機は受信された信号から検出信号を生成する。この過程で複雑度が最大許容複雑度を超える場合、ＭＩＭＯ受信機は次回にＣＱＩを送信するときに７以上の値が選択される場合、ＣＱＩ値として７ではない６をフィードバックすることができる。
【０３２９】
前述した実施例とは違い、ＭＩＭＯ送信機は、ＭＩＭＯ受信機からフィードバックされたＣＱＩに基づいてＭＣＳレベルを決定する過程で可能なＭＣＳレベルの中で最低レベルを選択することができる。すなわち、ＣＱＩが既に決定された状態でＭＩＭＯ受信機がＭＣＳレベルの調節を要請する前述した実施例とは違い、ＭＩＭＯ受信機は単に周期的にＣＱＩレベルをＭＩＭＯ送信機に送信し、ＭＩＭＯ送信機が自らＭＣＳレベルを調節することもできる。すなわち、ＭＩＭＯ送信機はできるだけ受信したＣＱＩにマッチされるＭＣＳレベルの中で最低ＭＣＳレベルを選択することができる。このような場合、ＭＩＭＯ受信機が繰返し数を制限してもＦＥＲの観点で性能劣化を最小化することができる。ＭＣＳレベルは後にＭＩＭＯ受信機からのフィードバックによって高めることもできる。
【０３３０】
一方、ＭＩＭＯ受信機は許容可能な複雑度を、ハードウェアが処理することができる最大容量より小さく設定することができる。前述したように、ＭＩＭＯ受信機は、データ検出過程で要求される複雑度が最大許容複雑度より高い場合、ランク、ＭＣＳレベル、ＣＱＩなどを低めることによって後に発生する複雑度を低めることになる。最大許容複雑度がハードウェアが処理可能な最大容量と同一であるかあるいはその差が小さい場合、ハードウェア容量を超える複雑度が発生することができる。
【０３３１】
したがって、ＭＩＭＯ受信機は、ハードウェアの処理可能な最大容量と比較して最大許容複雑度を充分な余裕があるように設定することにより、発生し得る最悪（ｗｏｒｓｔ）の場合の複雑度がハードウェア処理容量を超えないように予め設定することができる。
【０３３２】
一方、前述したようにＭＩＭＯ受信機がチャネル相関関係と複雑度に係わってさまざまなパラメーターを決定する実施例とは違い、ＭＩＭＯ送信機がチャネル相関関係を用いることもできる。すなわち、ＴＤＤシステムのようにＭＩＭＯ送信機がランクを決定する過程で時間軸と周波数軸に対するチャネル相関関係を用いることができる。このような実施例において、前述したＭＩＭＯ受信機がランクを決定する実施例についての内容が同一乃至類似に適用されることができる。
【０３３３】
まとめると、以上で説明したＭＩＭＯ受信機のパラメーター決定方法は図２４に示したように説明できる。まず、ＭＩＭＯ受信機は前述した実施例によってパラメーターを決定する（Ｓ２４１０）。パラメーターは先に例として説明した数値解釈アルゴリズムの繰返し数、ランク、ＣＱＩなどを含むことができる。パラメーターを決定する過程で、ＭＩＭＯ受信機はランクとチャネル相関関係を考慮して繰返し数を決定することができ、チャネル相関関係を考慮してランクを決定することもできる。あるいは、ＭＩＭＯ受信機はＳＮＲ、ＳＩＮＩＲ、ＣＱＩなどを一緒に考慮してランクを決定することもでき、所要複雑度によってランクを決定することもできる。
【０３３４】
ついで、ＭＩＭＯ受信機は決定されたパラメーターをＭＩＭＯ送信機にフィードバックする（Ｓ２４２０）。このようなフィードバック過程は先に決定されたパラメーターについての情報をＭＩＭＯ送信機に送信する過程になることができる。あるいは、ＭＩＭＯ受信機が複雑度を基準にしてＭＣＳレベルの調節が必要であると判断した場合、フィードバックを送信する過程はＭＩＭＯ送信機にＭＣＳレベルの調節を要請する要請メッセージを送信する過程と理解されることもできる。
【０３３５】
ＭＩＭＯ送信機はフィードバックを考慮して新たな下りリンク信号を送信する（Ｓ２４３０）。すなわち、ＭＩＭＯ送信機はフィードバックによってランク、ＭＣＳレベルなどを新しく調節して下りリンク信号を送信し、ＭＩＭＯ受信機は受信された下りリンク信号を処理する（Ｓ２４４０）。
【０３３６】
６．  装置構成
【０３３７】
図２５は、本発明の一実施例に係る端末及び基地局の構成を示すブロック図である。
【０３３８】
図２５で、端末１００及び基地局２００はそれぞれ無線周波（ＲＦ）ユニット１１０，２１０、プロセッサ１２０，２２０、及びメモリ１３０，２３０を含むことができる。図２５では、端末１００と基地局２００間の１：１通信環境を示しているが、複数の端末と基地局２００間に通信環境が構築されてもよい。また、図２３に示す基地局２００は、マクロセル基地局にもスモールセル基地局にも適用することができる。
【０３３９】
各ＲＦユニット１１０，２１０はそれぞれ、送信部１１２，２１２及び受信部１１４，２１４を含むことができる。端末１００の送信部１１２及び受信部１１４は、基地局２００及び他の端末と信号を送信及び受信するように構成し、プロセッサ１２０は、送信部１１２及び受信部１１４と機能的に接続して、送信部１１２及び受信部１１４が他の機器と信号を送受信する過程を制御するように構成することができる。また、プロセッサ１２０は、送信する信号に対する各種処理を行った後に送信部１１２に送信し、受信部１１４が受信した信号に対する処理を行う。
【０３４０】
必要な場合、プロセッサ１２０は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ１３０に格納させることができる。このような構造により、端末１００は、以上で説明した本発明の様々な実施の形態の方法を実行することができる。
【０３４１】
基地局２００の送信部２１２及び受信部２１４は、他の基地局及び端末と信号を送信及び受信するように構成し、プロセッサ２２０は、送信部２１２及び受信部２１４と機能的に接続して送信部２１２及び受信部２１４が他の機器と信号を送受信する過程を制御するように構成することができる。また、プロセッサ２２０は、送信する信号に対する各種処理を行った後に送信部２１２に送信し、受信部２１４が受信した信号に対する処理を行うことができる。必要な場合、プロセッサ２２０は、交換されたメッセージに含まれた情報をメモリ２３０に記憶させることができる。このような構造により、基地局２００は、前述した様々な実施の形態の方法を実行することができる。
【０３４２】
端末１００及び基地局２００のプロセッサ１２０，２２０はそれぞれ、端末１００及び基地局２００における動作を指示（例えば、制御、調整、管理など）する。それぞれのプロセッサら１２０，２２０は、プログラムコード及びデータを格納するメモリ１３０，２３０と接続してもよい。メモリ１３０，２３０は、プロセッサ１２０，２２０に接続して、オペレーティングシステム、アプリケーション、及び一般ファイル（ｇｅｎｅｒａｌ  ｆｉｌｅｓ）を格納する。
【０３４３】
本発明のプロセッサ１２０，２２０は、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ（ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ）などと呼ぶこともできる。一方、プロセッサ１２０，２２０は、ハードウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ）又はファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせによって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明の実施例を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＤＳＰＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）などをプロセッサ１２０，２２０に具備することができる。
【０３４４】
一方、上述した方法は、コンピュータで実行可能なプログラムとして作成することができ、コンピュータ読み取り可能媒体を用いて上記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現することができる。また、上述した方法で用いられたデータの構造は、コンピュータ読み取り可能媒体に様々な手段によって記録されてもよい。本発明の様々な方法を実行するための実行可能なコンピュータコードを含む格納デバイスを説明するために使用可能なプログラム格納デバイスは、搬送波（ｃａｒｒｉｅｒ  ｗａｖｅｓ）又は信号のように一時的な対象を含むものとして理解してはならない。上記コンピュータ読み取り可能媒体は、磁気記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的読み取り媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）のような記憶媒体を含む。
【０３４５】
本願発明の実施例に関連した技術の分野における通常の知識を有する者にとって、上述した本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な変形が可能であることは明らかである。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく説明的な観点で考慮しなければならない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明ではなく特許請求の範囲によって定められ、特許請求の範囲と同等範囲内における差異点はいずれも本発明の範囲に含まれるものとして解釈しなければならない。
【図１】
2017522745.tif 000312
【図２】
2017522745.tif 000313
【図３】
2017522745.tif 000314
【図４】
2017522745.tif 000315
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2017522745.tif 000319
【図９】
2017522745.tif 000320
【図１０】
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【図１１】
2017522745.tif 000322
【図１２】
2017522745.tif 000323
【図１３】
2017522745.tif 000324
【図１４】
2017522745.tif 000325
【図１５】
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【図１６】
2017522745.tif 000327
【図１７】
2017522745.tif 000328
【図１８】
2017522745.tif 000329
【図１９】
2017522745.tif 000330
【図２０】
2017522745.tif 000331
【図２１】
2017522745.tif 000332
【図２２（ａ）】
2017522745.tif 000333
【図２２（ｂ）】
2017522745.tif 000334
【図２２（ｃ）】
2017522745.tif 000335
【図２２（ｄ）】
2017522745.tif 000336
【図２３】
2017522745.tif 000337
【図２４】
2017522745.tif 000338
【図２５】
2017522745.tif 000339
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月29日(2016.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを含むＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）受信機がＭＩＭＯ送信機との通信のためのパラメーターを決定する方法であって、
ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）のチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階；
前記チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランク（ｒａｎｋ）を決定する段階；及び
前記決定されたランクについての情報を前記ＭＩＭＯ送信機に送信する段階を含む、パラメーター決定方法。
【請求項２】
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項３】
前記ランクについての情報は、
ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）又は前記ＭＩＭＯがランクを調節することを要請するシグナリングである、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項４】
前記ランクを決定する段階は、
前記チャネル相関関係が高いほど前記ランクをもっと高く決定することである、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項５】
前記ランクを決定する段階は、
既に受信された下りリンク信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）及びＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の少なくとも一つをさらに考慮して前記ランクを決定する、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項６】
前記方法は、
前記ＭＩＭＯ送信機から前記決定されたランク又は前記ＭＩＭＯ送信機が任意に選択したランクの新たな下りリンク信号を受信する段階をさらに含む、請求項１に記載のパラメーター決定方法。
【請求項７】
前記方法は、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記ＭＩＭＯ送信機にＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）レベルの調節を要請するメッセージを送信する段階をさらに含む、請求項６に記載のパラメーター決定方法。
【請求項８】
前記方法は、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記新たな下りリンク信号に対するＣＱＩを低めてフィードバックする段階をさらに含む、請求項６に記載のパラメーター決定方法。
【請求項９】
複数のアンテナを含み、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信機との通信のためのパラメーターを決定するＭＩＭＯ受信機であって、
送信部；
受信部；及び
前記送信部及び前記受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、
前記チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランクを決定し、
前記決定されたランクについての情報を前記ＭＩＭＯ送信機に送信するように前記送信部を制御する、受信機。
【請求項１０】
複数のアンテナを含むＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）受信機がＭＩＭＯ送信機との通信のためのパラメーターを決定する方法であって、
複数のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信する段階；
前記下りリンク信号から前記ＭＩＭＯ送信機が前記下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得する段階；
前記複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階；及び
前記ランク情報及び前記チャネル相関関係に基づき、前記受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する段階を含む、パラメーター決定方法。
【請求項１１】
前記パラメーターは、前記検出信号を生成する過程で用いられる数値解釈アルゴリズムの繰返し回数である、請求項１０に記載のパラメーター決定方法。
【請求項１２】
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、請求項１０に記載のパラメーター決定方法。
【請求項１３】
前記決定する段階は、
前記受信された下りリンク信号のＭＣＳレベルをさらに考慮して前記パラメーターを決定する、請求項１０に記載のパラメーター決定方法。
【請求項１４】
複数のアンテナを含み、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信機との通信のためのパラメーターを決定するＭＩＭＯ受信機であって、
送信部；
受信部；及び
前記送信部及び前記受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
複数のＲＥを含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信するように前記受信部を制御し、
前記下りリンク信号から前記ＭＩＭＯ送信機が前記下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得し、
前記複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、
前記ランク情報及び前記チャネル相関関係に基づき、前記受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する、受信機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
前記技術的課題を解決するためのさらに他のＭＩＭＯ受信機は、送信部、受信部、及び送信部及び受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、プロセッサは、複数のＲＥを含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信するように受信部を制御し、下りリンク信号からＭＩＭＯ送信機が下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得し、複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、ランク情報及びチャネル相関関係に基づき、受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
複数のアンテナを含むＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）受信機がＭＩＭＯ送信機との通信のためのパラメーターを決定する方法であって、
ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）のチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階；
前記チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランク（ｒａｎｋ）を決定する段階；及び
前記決定されたランクについての情報を前記ＭＩＭＯ送信機に送信する段階を含む、パラメーター決定方法。
（項目２）
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、項目１に記載のパラメーター決定方法。
（項目３）
前記ランクについての情報は、
ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）又は前記ＭＩＭＯがランクを調節することを要請するシグナリングである、項目１に記載のパラメーター決定方法。
（項目４）
前記ランクを決定する段階は、
前記チャネル相関関係が高いほど前記ランクをもっと高く決定することである、項目１に記載のパラメーター決定方法。
（項目５）
前記ランクを決定する段階は、
既に受信された下りリンク信号のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）、ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）及びＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）の少なくとも一つをさらに考慮して前記ランクを決定する、項目１に記載のパラメーター決定方法。
（項目６）
前記方法は、
前記ＭＩＭＯ送信機から前記決定されたランク又は前記ＭＩＭＯ送信機が任意に選択したランクの新たな下りリンク信号を受信する段階をさらに含む、項目１に記載のパラメーター決定方法。
（項目７）
前記方法は、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記ＭＩＭＯ送信機にＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｃｈｅｍｅ）レベルの調節を要請するメッセージを送信する段階をさらに含む、項目６に記載のパラメーター決定方法。
（項目８）
前記方法は、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記新たな下りリンク信号に対するＣＱＩを低めてフィードバックする段階をさらに含む、項目６に記載のパラメーター決定方法。
（項目９）
複数のアンテナを含み、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信機との通信のためのパラメーターを決定するＭＩＭＯ受信機であって、
送信部；
受信部；及び
前記送信部及び前記受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
ＭＩＭＯ送信機から割り当てられたリソース領域に含まれた複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、
前記チャネル相関関係を考慮して下りリンク信号に対するランクを決定し、
前記決定されたランクについての情報を前記ＭＩＭＯ送信機に送信するように前記送信部を制御する、受信機。
（項目１０）
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、項目９に記載の受信機。
（項目１１）
前記ランクについての情報は、
ＲＩ又は前記ＭＩＭＯがランクを調節することを要請するシグナリングである、項目９に記載の受信機。
（項目１２）
前記プロセッサは、
前記チャネル相関関係が高いほど前記ランクをもっと高く決定する、項目９に記載の受信機。
（項目１３）
前記プロセッサは、
既に受信された下りリンク信号のＳＮＲ、ＳＩＮＲ及びＣＱＩの少なくとも一つをさらに考慮して前記ランクを決定する、項目９に記載の受信機。
（項目１４）
前記プロセッサは、
前記ＭＩＭＯ送信機から前記決定されたランク又は前記ＭＩＭＯ送信機が任意に選択したランクの新たな下りリンク信号を受信する、項目９に記載の受信機。
（項目１５）
前記プロセッサは、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記ＭＩＭＯ送信機にＭＣＳレベルの調節を要請するメッセージを送信するように前記送信部を制御する、項目１４に記載の受信機。
（項目１６）
前記プロセッサは、
前記新たな下りリンク信号の処理過程に要求される複雑度が前記ＭＩＭＯ受信機が許す最大複雑度を超える場合、前記新たな下りリンク信号に対するＣＱＩを低めてフィードバックするように前記送信部を制御する、項目１４に記載の受信機。
（項目１７）
複数のアンテナを含むＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）受信機がＭＩＭＯ送信機との通信のためのパラメーターを決定する方法であって、
複数のＲＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信する段階；
前記下りリンク信号から前記ＭＩＭＯ送信機が前記下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得する段階；
前記複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正する段階；及び
前記ランク情報及び前記チャネル相関関係に基づき、前記受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する段階を含む、パラメーター決定方法。
（項目１８）
前記パラメーターは、前記検出信号を生成する過程で用いられる数値解釈アルゴリズムの繰返し回数である、項目１７に記載のパラメーター決定方法。
（項目１９）
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、項目１７に記載のパラメーター決定方法。
（項目２０）
前記決定する段階は、
前記受信された下りリンク信号のＭＣＳレベルをさらに考慮して前記パラメーターを決定する、項目１７に記載のパラメーター決定方法。
（項目２１）
複数のアンテナを含み、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）送信機との通信のためのパラメーターを決定するＭＩＭＯ受信機であって、
送信部；
受信部；及び
前記送信部及び前記受信部に連結されてＭＩＭＯ受信機の動作を制御するプロセッサを含み、
前記プロセッサは、
複数のＲＥを含むリソース領域であるＲＥグループを介して下りリンク信号を受信するように前記受信部を制御し、
前記下りリンク信号から前記ＭＩＭＯ送信機が前記下りリンク信号に対して決定したランク情報を獲得し、
前記複数のＲＥのチャネルについての情報を用いて、前記複数のＲＥに対するチャネル相関関係を推正し、
前記ランク情報及び前記チャネル相関関係に基づき、前記受信された下りリンク信号から検出信号を生成する過程で用いられるパラメーターを決定する、受信機。
（項目２２）
前記パラメーターは、前記検出信号を生成する過程で用いられる数値解釈アルゴリズムの繰返し回数である、項目２１に記載の受信機。
（項目２３）
前記チャネルについての情報は、
前記リソース領域に対するドップラー効果についての情報及び電力遅延分散プロファイルについての情報の少なくとも一つを含む、項目２１に記載の受信機。
（項目２４）
前記プロセッサは、
前記受信された下りリンク信号のＭＣＳレベルをさらに考慮して前記パラメーターを決定する、項目２１に記載の受信機。
【国際調査報告】
2017522745.tif 000340
2017522745.tif 000341
2017522745.tif 000342
2017522745.tif 000343