JP2006504339A - 複数の空間多重化モードを有するｍｉｍｏシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の空間多重化モードを有するＭＩＭＯシステム。
【解決手段】ＭＩＭＯシステムは、性能の向上及びより高い柔軟性のための複数の空間多重化モードをサポートする。これらのモードは以下を含んでよい、（１）単一の受信機に直交する空間チャネルで複数のデータストリームを送信する単一ユーザのステアード（ｓｔｅｅｒｅｄ）モード、（２）複数のアンテナから単一の受信機に送信機での空間処理無しに複数のデータストリームを送信する単一ユーザの非（ｎｏｎ−）ステアードモード、（３）送信機での空間処理を伴って複数の受信機に複数のデータストリームを同時に送信する複数ユーザのステアードモード、そして（４）（同等に配置されている（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）、或いは同等に配置されていない）複数のアンテナから（複数の）送信機での空間処理無しに複数のアンテナを有する（複数の）受信機へ複数のデータストリームを送信する複数ユーザの非ステアードモード。下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信のために選択された（複数の）ユーザ端末からなるセットそれぞれについて、システムによってサポートされる複数の空間多重化モードの中からそのユーザ端末のセットに対して空間多重化モードが選択される。

Description

本特許出願は、この譲受人に譲渡されここに参照として明確に組み込まれる、２００２年１０月２５日に出願された“ＭＩＭＯ ＷＬＡＮ システム（ＭＩＭＯ ＷＬＡＮ Ｓｙｓｔｅｍ）”と題される仮出願第６０／４２１，３０９号に基づいて優先権を主張する。

本発明は、一般に通信、より具体的には複数の送信モードを有する複数入力複数出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ-ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ-ｏｕｔｐｕｔ）（ＭＩＭＯ）通信システムに関する。

ＭＩＭＯシステムはデータ送信のために複数の（Ｎ_Ｔ個の）送信アンテナ及び複数の（Ｎ_Ｒ個の）受信アンテナを用い、（Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ）システムと示される。Ｎ_Ｔ個の送信アンテナ及びＮ_Ｒ個の受信アンテナによって形成されるＭＩＭＯチャネルはＮ_Ｓ個の空間チャネルへと分解されてよく、ここでＮ_Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝である。より大きな全体のスループットを達成するためにＮ_Ｓ個の独立したデータストリームを送信するのにＮ_Ｓ個の空間チャネルが用いられてよい。一般に、複数のデータストリームを同時に送信して復元するために、空間処理は送信機で実行されてもされなくてもよく通常は受信機で実行される。

従来のＭＩＭＯシステムは複数のデータストリームを同時に送信するために特定の送信方式を通常用いる。この送信方式は、システムの要求、受信機から送信機へのフィードバックの量、送信機及び受信機の能力、その他、のようなさまざまな要因の間のトレードオフに基づいて選択されてよい。そして送信機、受信機、及びシステムは、選択された送信方式に従ってサポート及び動作するように設計される。この送信方式は通常、有利な特徴のみならず不利な特徴も有しており、それらはシステムの性能に影響を及ぼし得る。

それゆえ、改善された性能を達成する能力を有するＭＩＭＯシステムに対する技術への需要が存在する。

［サマリー］
性能の向上及びより高い柔軟性のための複数の空間多重化モードをサポートするＭＩＭＯシステムがここで説明される。空間多重化とはＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネルを介した複数のデータストリームの同時の送信をさす。複数の空間多重化モードは以下を含んでよい、（１）単一の受信機に直交する空間チャネルで複数のデータストリームを送信する単一ユーザのステアード（ｓｔｅｅｒｅｄ）モード、（２）複数のアンテナから単一の受信機に送信機での空間処理無しに複数のデータストリームを送信する単一ユーザの非（ｎｏｎ−）ステアードモード、（３）送信機での空間処理を伴って複数の受信機に複数のデータストリームを同時に送信する複数ユーザのステアードモード、そして（４）（同等に配置されている（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄ）、或いは同等に配置されていない）複数のアンテナから（複数の）送信機での空間処理無しに複数のアンテナを有する（複数の）受信機へ複数のデータストリームを送信する複数ユーザの非ステアードモード。

下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信のために少なくとも1つのユーザ端末からなるセットが選択される。そのユーザ端末のセットに対して、システムによってサポートされる複数の空間多重化モードの中から1つの空間多重化モードが選択される。ユーザ端末のセットに対して、ＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネルを介して送信されることになっている複数のデータストリームに対して複数のレートがまた選択される。ユーザ端末のセットは、選択されたレート及び選択された空間多重化モードで下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信のためにスケジュールされる。その後、複数のデータストリームは選択されたレートに従って処理され（例えば、符号化され、インターリーブされ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ）、そして変調される）、さらに複数の空間チャネルを介した送信のために選択された空間多重化モードに従って空間的に処理される。

本発明の様々な態様及び実施形態は以下でさらに詳細に説明される。

［詳細な説明］
“代表的”という言葉はここでは“例、実例、或いは例証として役立つ”を意味するように用いられる。ここで“代表的”として説明される任意の実施形態は他の実施形態よりも必ずしも好ましい或いは有利なものとして構成されるべきであるとは限らない。

ＭＩＭＯシステムはデータ送信のために単一のキャリア又は複数のキャリアを利用してよい。複数のキャリアは直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、他の複数キャリアの変調技術、或いは他の何らかの構成によって提供されてよい。ＯＦＤＭは全体のシステム帯域幅を効率的に複数の（Ｎ_Ｆ個の）直交するサブバンドへと分割する。ふつう複数の（Ｎ_Ｆ個の）直交するサブバンドはトーン（ｔｏｎｅｓ）、ビン（ｂｉｎｓ）、キャリア、そして周波数チャネルとも呼ばれる。ＯＦＤＭでは、各サブバンドはデータと変調されてよいそれぞれのキャリアと関係付けられる。以下の説明はＯＦＤＭを利用するＭＩＭＯシステムのためである。しかしながら、ここで説明される考えは単一キャリアのＭＩＭＯシステムに対しても等しく適用可能である。

ＭＩＭＯシステムは性能の向上及びより高い柔軟性のための複数の空間多重化モードをサポートする。表１はサポートされた空間多重化モード及びそれらの短い説明を表にする。

ＭＩＭＯシステムは他の及び／又は異なった空間多重化モードをサポートしてもよく、それは本発明の範囲内にある。

各空間多重化モードは異なった能力及び要件を有する。ステアード空間多重化モードはより良い性能を通常は達成することができるが、以下に説明されるように、分解（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）或いは他の何らかの技術を介して空間チャネルを直交化するために十分なチャネル状態の情報を送信機が有しているときにだけ使用することができる。非ステアード空間多重化モードは、複数のデータストリームを同時に送信するために殆ど情報を必要としないが、性能はステアード空間多重化モードほど良くはないだろう。利用できるチャネル状態の情報、送信機及び受信機の能力、システムの要件、そしてその他に依存して、使用するための適切な空間多重化モードが選択されてよい。これらの空間多重化モードのそれぞれは以下で説明される。

１．単一ユーザステアード空間多重化モード
Ｎ_Ｔ個の送信アンテナ及びＮ_Ｒ個の受信アンテナによって形成された周波数選択的なＭＩＭＯチャネルは、それぞれＮ_Ｒ×Ｎ_Ｔの次元を伴い、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対応したＮ_Ｆ個の周波数領域のチャネル応答行列Ｈ（ｋ）によって特徴付けられてよい。各サブバンドに対するチャネル応答行列は以下で表現されてよい：

ここで、ｉ＝１．．．Ｎ_Ｒ、ｊ＝１．．．Ｎ_Ｔ、そしてｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対応したエントリ（ｅｎｔｒｙ）ｈ_ｉ，ｊ（ｋ）はサブバンドｋの送信アンテナｊ及び受信アンテナｉの間の結合（即ち、複素数の利得）である。

各サブバンドに対するチャネル応答行列Ｈ（ｋ）はそのサブバンドに対するＮ_Ｓ個の固有モードを得るために“対角化されて”よい。この対角化は、チャネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解（ｓｉｎｇｕｌａｒ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）或いは、Ｈ（ｋ）の相関行列の固有値分解のいずれかを実行することによって達成されてよい。“^Ｈ”が共役の転置を示すとき、Ｈ（ｋ）の相関行列はＲ（ｋ）＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）Ｈ（ｋ）である。

各サブバンドに対するチャネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解は以下で表現されてよい：
Ｈ（ｋ）＝Ｕ（ｋ）Σ（ｋ）Ｖ ^Ｈ（ｋ）， 式（２）
ここでＵ（ｋ）はＨ（ｋ）の左固有ベクトルからなる（Ｎ_Ｒ×Ｎ_Ｒ）のユニタリ行列であり；
Σ（ｋ）はＨ（ｋ）の特異値からなる（Ｎ_Ｒ×Ｎ_Ｔ）の対角行列であり；そして
Ｖ（ｋ）はＨ（ｋ）の右固有ベクトルからなる（Ｎ_Ｔ×Ｎ_Ｔ）のユニタリ行列である。

Ｉが単位行列であるときに、ユニタリ行列Ｍは、Ｍ ^Ｈ Ｍ＝Ｉなる性質によって特徴づけられる。ユニタリ行列の列は互いに直交している。

各サブバンドに対するＨ（ｋ）の相関行列の固有値分解は以下で表現されてよい：
Ｒ（ｋ）＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）Ｈ（ｋ）＝Ｖ（ｋ）Λ（ｋ）Ｖ ^Ｈ（ｋ） 式（３）
ここでΛ（ｋ）はＲ（ｋ）の固有値からなる（Ｎ_Ｔ×Ｎ_Ｔ）の対角行列である。式（２）及び（３）に示されるように、Ｖ（ｋ）の列はＨ（ｋ）の右固有ベクトルであると同時にＲ（ｋ）の固有ベクトルである。

特異値分解及び固有値分解は、“線形代数とその応用（Ｌｉｎｅａｒ Ａｌｇｅｂｒａ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）”第２版、アカデミックプレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）、１９８０年、と題される本の中でギルバート・ストラング（Ｇｉｌｂｅｒｔ Ｓｔｒａｎｇ）によって説明される。単一ユーザステアード空間多重化モードは、特異値分解或いは固有値分解のいずれかで実現されてよい。明確さのために、以下の説明では特異値分解が用いられる。

Ｈ（ｋ）の右固有ベクトルは“ステアリング（ｓｔｅｅｒｉｎｇ）”ベクトルとも呼ばれ、Ｈ（ｋ）のＮ_Ｓ個の固有モードでデータを送信するために送信機によって空間処理のために使用されてよい。Ｈ（ｋ）の左固有ベクトルはＮ_Ｓ個の固有モードで送信されたデータを復元する（ｒｅｃｏｖｅｒ）ために受信機によって空間処理のために使用されてよい。固有モードは分解を通して得られた直交する空間チャネルとみなされてよい。対角行列Σ（ｋ）は対角線に沿って非負の実数値を、それ以外はゼロを含んでいる。これらの対角線のエントリはＨ（ｋ）の特異値と呼ばれ、Ｈ（ｋ）のＮ_Ｓ個の固有モードに対するチャネル利得を表す。Ｈ（ｋ）の特異値｛σ_１（ｋ）σ_２（ｋ）．．．σ_ＮＳ（ｋ）｝は、Ｒ（ｋ）の固有値｛λ_１（ｋ）λ_２（ｋ）．．．λ_ＮＳ（ｋ）｝の平方根でもある。ここでσ_ｉ（ｋ）＝√λ_ｉ（ｋ）である。Ｎ_Ｆ個のサブバンドのそれぞれがそのサブバンドのためのＮ_Ｓ個の固有モードを決定するために、特異値分解はチャネル応答行列Ｈ（ｋ）で独立して実行されてよい。

各サブバンドに対して、行列Σ（ｋ）の中の特異値は最も大きいものから最も小さいものへと並べられてよく、行列Ｖ（ｋ）及びＵ（ｋ）の中の固有ベクトルはそれに応じて並べられてよい。“広帯域（ｗｉｄｅｂａｎｄ）”固有モードは、並べた後にＮ_Ｆ個の全てのサブバンドの同じ順番の（ｓａｍｅ−ｏｒｄｅｒ）固有モードの組として定義されてよい（即ち、広帯域固有モードｍは全てのサブバンドの固有モードｍを含む）。一般に、全ての或いはＮ_Ｆより少ない個数のサブバンドが送信のために使用されてよく、使用されないサブバンドはゼロの信号値で満たされている。簡単さのために、以下の説明はＮ_Ｆ個の全てのサブバンドが送信に使用されていると仮定する。

単一ユーザステアード空間多重化モード（或いは、簡単に“単一ユーザステアードモード”）はＭＩＭＯチャネルのＮ_Ｓ個の固有モードでＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームを送信する。これは送信機及び受信機の両方による空間処理を要求する。

単一ユーザステアードモードのための各サブバンドに対する送信機における空間処理は以下のように表現されてよい：
ｘ _ｓｕ−ｓ（ｋ）＝Ｖ（ｋ）ｓ（ｋ）， 式（４）
ここでｓ（ｋ）はサブバンドｋに対してＮ_Ｓ個の固有モードで送信されることになっているＮ_Ｓ個のデータシンボルに対するＮ_Ｓ個の非ゼロのエントリを伴う（Ｎ_Ｔ×１）のベクトルであり；そして
ｘ _ｓｕ−ｓ（ｋ）はサブバンドｋに対してＮ_Ｔ個の送信アンテナから送られることになっているＮ_Ｔ個の送信シンボルに対するＮ_Ｔ個のエントリを伴う（Ｎ_Ｔ×１）のベクトルである。

ｓ（ｋ）のＮ_Ｓ個のエントリはＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームを表現することができ、ｓ（ｋ）の残りのエントリがあるならば、それはゼロで満たされている。

各サブバンドに対して受信機によって得られる受信されたシンボルは以下のように表現されてよい：
ｒ _ｓｕ−ｓ(ｋ)＝Ｈ(ｋ)ｘ _ｓｕ−ｓ(ｋ)＋ｎ(ｋ)＝Ｈ(ｋ)Ｖ(ｋ)ｓ(ｋ)＋ｎ(ｋ), 式（５）
ここでｒ _ｓｕ−ｓ(ｋ)はサブバンドｋに対してＮ_Ｒ個の受信アンテナを介して得られたＮ_Ｒ個の受信されたシンボルに対するＮ_Ｒ個のエントリを伴う（Ｎ_Ｒ×１）のベクトルであり；そして
ｎ(ｋ)はサブバンドｋに対する雑音のベクトルである。

各サブバンドに対してデータベクトルｓ（ｋ）を復元するための受信機における空間処理は以下のように表現されてよい：

ここでｓ ^〜 _ｓｕ−ｓ（ｋ）はサブバンドｋに対するＮ_Ｓ個の検出されたデータシンボルを伴う（Ｎ_Ｔ×１）のベクトルであり；
ｓ＾ _ｓｕ−ｓ（ｋ）はサブバンドｋに対するＮ_Ｓ個の復元されたデータシンボルを伴う（Ｎ_Ｔ×１）のベクトルであり；そして
ｎ _ｓｕ−ｓ(ｋ)はサブバンドｋに対する後処理された雑音のベクトルである。

ベクトルｓ ^〜 _ｓｕ−ｓ（ｋ）はデータベクトルｓ（ｋ）の正規化されていない推定であり、そしてベクトルｓ＾ _ｓｕ−ｓ（ｋ）はｓ（ｋ）の正規化された推定である。式（６）におけるΣ ^−１（ｋ）による乗算はＮ_Ｓ個の空間チャネルの（多分異なった）利得の原因となり、受信機の空間処理の出力を正規化し、その結果適切な大きさに復元されたデータシンボルは引き続く処理ユニットへ提供される。

単一ユーザステアードモードの場合、各サブバンドのために送信機によって使用されるステアリングベクトルの行列Ｆ _ｓｕ−ｓ（ｋ）は以下のように表現されてよい：
Ｆ _ｓｕ−ｓ（ｋ）＝Ｖ（ｋ） 式（７）
各サブバンドのために受信機によって使用される空間フィルタ行列は以下のように表現されてよい：
Ｍ _ｓｕ−ｓ（ｋ）＝Ｕ ^Ｈ（ｋ） 式（８）
単一ユーザステアードモードは、送信機がｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対してチャネル応答行列Ｈ（ｋ）、或いはＨ（ｋ）の右固有ベクトルの行列Ｖ（ｋ）のいずれかに対するチャネル状態の情報を有している場合に使用されてよい。以下で説明されるように、送信機は受信機によって送信されたパイロットに基づいて各サブバンドに対してＨ（ｋ）或いはＶ（ｋ）を推定できるか、或いは、フィードバックチャネルを介して受信機によってこの情報を提供されてもよい。受信機は通常、送信機によって送信されたパイロットに基づいて各サブバンドに対してＨ（ｋ）或いはＵ ^Ｈ（ｋ）を得ることができる。後処理されたチャネルの雑音ｎ _ｓｕ−ｓ(ｋ)によってのみに歪まされたＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームｓ（ｋ）は、送信機及び受信機の両方における適切な空間処理で単一ユーザのステアードモードに対して得られてよいことを式（６）は示す。

単一ユーザのステアードモードに対して信号対雑音及び干渉比（ＳＮＲ）は以下のように表現されてよい：
γ_{ｓｕ−ｓ，ｍ}（ｋ）＝Ｐ_ｍ（ｋ）λ_ｍ（ｋ）／σ^２，ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓ， 式（９）
ここでＰ_ｍ（ｋ）は広帯域固有モードｍのサブバンドｋで送信されたデータシンボルのために使用される送信電力であり；
λ_ｍ（ｋ）はΛ（ｋ）のｍ番目の対角要素である、広帯域固有モードｍのサブバンドｋに対する固有値であり；そして
γ_{ｓｕ−ｓ，ｍ}（ｋ）は広帯域固有モードｍのサブバンドｋに対するＳＮＲである。

２．単一ユーザ非ステアード空間多重化モード
送信機が十分なチャネル状態の情報を有さないか、或いは単一ユーザステアードを何らかの理由でサポートできない場合に、単一ユーザの非ステアード空間多重化モード（或いは簡単に、“単一ユーザ非ステアードモード”）は使用されてよい。単一ユーザ非ステアードモードは、送信機でのいかなる空間処理も伴わずにＮ_Ｔ個の送信アンテナからＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームを送信する。

単一ユーザ非ステアードモードの場合、各サブバンドに対して送信機によって使用されるステアリングベクトルからなる行列Ｆ _ｎｓ（ｋ）は以下のように表現されてよい：
Ｆ _ｎｓ（ｋ）＝Ｉ 式（１０）
各サブバンドに対する送信機における空間処理は以下のように表現されてよい：
ｘ _ｎｓ（ｋ）＝ｓ（ｋ）， 式（１１）
ここでｘ _ｎｓ（ｋ）は単一ユーザ非ステアードモードに対する送信シンボルベクトルである。このモードのための“広帯域”の空間チャネルは、与えられた送信アンテナに対応する空間チャネルとして定義されてよい（即ち、単一ユーザ非ステアードモードのための広帯域の空間チャネルｍは送信アンテナｍの全てのサブバンドを含む）。

各サブバンドに対して受信機によって得られた受信されたシンボルは以下のように表現されてよい：
ｒ _ｎｓ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）ｘ _ｎｓ（ｋ）＋ｎ(ｋ)＝Ｈ（ｋ）ｓ（ｋ）＋ｎ(ｋ) 式（１２）
チャネル相関行列反転（ＣＣＭＩ）技術（ゼロ-フォーシング（ｚｅｒｏ−ｆｏｒｃｉｎｇ）技術とも通常呼ばれる）、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）技術、判定帰還形等化器（ＤＦＥ）、連続干渉除去（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）（ＳＩＣ）技術、等のような、様々な受信機処理技術を用いて、受信機はデータベクトルｓ（ｋ）を復元できる。

Ａ．ＣＣＭＩ空間処理
受信機はデータシンボルストリームを識別するためにＣＣＭＩ技術を用いることができる。ＣＣＭＩ受信機は、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対してＭ _ｃｃｍｉ（ｋ）の応答を有する空間フィルタを利用する。Ｍ _ｃｃｍｉ（ｋ）は以下のように表現されてよい：
Ｍ _ｃｃｍｉ（ｋ）＝［Ｈ ^Ｈ（ｋ）Ｈ（ｋ）］^−１ Ｈ ^Ｈ（ｋ）＝Ｒ ^−１（ｋ）Ｈ ^Ｈ（ｋ） 式（１３）
単一ユーザ非ステアードモードに対するＣＣＭＩ受信機による空間処理は以下のように表現されてよい：
ｓ＾ _ｃｃｍｉ(ｋ)＝Ｍ _ｃｃｍｉ（ｋ）ｒ _ｎｓ(ｋ)，
＝Ｒ ^−１（ｋ）Ｈ ^Ｈ（ｋ）（Ｈ（ｋ）ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ））， 式（１４）
＝ｓ（ｋ）＋ｎ _ｃｃｍｉ（ｋ），
ここでｓ＾ _ｃｃｍｉ(ｋ)はサブバンドｋに対するＮ_Ｓ個の復元されたデータシンボルを伴った（Ｎ_Ｔ×１）のベクトルであり；そして
ｎ _ｃｃｍｉ（ｋ）＝Ｍ _ｃｃｍｉ（ｋ）ｎ（ｋ）はサブバンドｋに対するＣＣＭＩのフィルタがかけられた（ＣＣＭＩ ｆｉｌｔｅｒｅｄ）雑音である。

各サブバンドに対するＣＣＭＩのフィルタがかけられた雑音の自己共分散φ _ｃｃｍｉ（ｋ）は以下のように表現されてよい：
φ _ｃｃｍｉ（ｋ）＝Ｅ［ｎ _ｃｃｍｉ（ｋ）ｎ ^Ｈ _ｃｃｍｉ（ｋ）］，
＝Ｍ _ｃｃｍｉ（ｋ）φ _ｎｎ（ｋ）Ｍ ^Ｈ _ｃｃｍｉ（ｋ）， 式（１５）
＝σ^２ Ｒ ^−１（ｋ），
ここでＥ［ｘ］はｘの期待値である。式（１５）の最後の等式は、雑音ｎ（ｋ）が平均ゼロ、分散σ^２、自己共分散行列φ _ｎｎ（ｋ）＝Ｅ［ｎ（ｋ）ｎ ^Ｈ（ｋ）］＝σ^２ Ｉの加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）であることを仮定する。この場合、ＣＣＭＩ受信機に対するＳＮＲは以下のように表現されてよい：
γ_{ｃｃｍｉ，ｍ}＝Ｐ_ｍ（ｋ）／（ｒ_ｍｍ（ｋ）σ^２），ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓ， 式（１６）
ここでＰ_ｍ（ｋ）は広帯域空間チャネルｍのサブバンドｋで送信されるデータシンボルに対して使用される送信電力であり；
ｒ_ｍｍ（ｋ）はサブバンドｋに対するＲ（ｋ）のｍ番目の対角要素であり；そして
γ_{ｃｃｍｉ，ｍ}は広帯域空間チャネルｍのサブバンドｋに対するＳＮＲである。

Ｒ（ｋ）の構成に従って、ＣＣＭＩ技術は雑音を増幅してよい。

Ｂ．ＭＭＳＥ空間処理
受信機は、データシンボルストリームの間のクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）を抑制して復元されたデータシンボルストリームのＳＮＲを最大化するためにＭＭＳＥ技術を用いることができる。ＭＭＳＥ受信機は、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対してＭ _ｍｍｓｅ（ｋ）の応答を有する空間フィルタを利用する。その応答は、空間フィルタから推定されたデータベクトルとデータベクトルｓ（ｋ）との間の平均二乗誤差が最小化されるように導き出される。このＭＭＳＥ基準は以下のように表現されてよい：

式（１７）で示された最適化問題の解はさまざまなやり方で得られてよい。ある代表的な方法では、各サブバンドに対するＭＭＳＥ空間フィルタ行列Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）は以下のように表現されてよい：
Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）［Ｈ（ｋ）Ｈ ^Ｈ（ｋ）＋φ _ｎｎ（ｋ）］^−１，
＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）［Ｈ（ｋ）Ｈ ^Ｈ（ｋ）＋σ^２ Ｉ］^−１． 式（１８）
式（１８）の中の第２の等式は、雑音のベクトルｎ（ｋ）が平均ゼロで分散σ^２のＡＷＧＮであることを仮定する。

単一ユーザ非ステアードモードのためのＭＭＳＥ受信機による空間処理は２つのステップから構成される。以下のように、第１のステップで、Ｎ_Ｓ個の検出されたシンボルストリームのためのベクトルｓ ^〜 _ｍｍｓｅ（ｋ）を得るために、ＭＭＳＥ受信機はＮ_Ｒ個の受信されたシンボルストリームのためのベクトルｒ _ｎｓ（ｋ）をＭＭＳＥ空間フィルタ行列Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）で乗ずる：
ｓ ^〜 _ｍｍｓｅ（ｋ）＝Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）ｒ _ｎｓ（ｋ），
＝Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）（Ｈ（ｋ）ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ））， 式（１９）
＝Ｑ（ｋ）ｓ（ｋ）＋ｎ _ｍｍｓｅ（ｋ），
ここでｎ _ｍｍｓｅ（ｋ）＝Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）ｎ（ｋ）はＭＭＳＥのフィルタがかけられた雑音であり、Ｑ（ｋ）＝Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）Ｈ（ｋ）である。Ｎ_Ｓ個の検出されたシンボルストリームはＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームの正規化されていない推定である。

以下のように、第２のステップで、Ｎ_Ｓ個の復元されたデータシンボルストリームのためのベクトルｓ＾ _ｍｍｓｅ（ｋ）を得るために、ＭＭＳＥ受信機はベクトルｓ ^〜 _ｍｍｓｅ（ｋ）をスケーリング行列Ｄ _ｍｍｓｅ ^−１（ｋ）で乗ずる：
ｓ＾ _ｍｍｓｅ（ｋ）＝Ｄ _ｍｍｓｅ ^−１（ｋ）ｓ ^〜 _ｍｍｓｅ（ｋ）， 式（２０）
ここでＤ _ｍｍｓｅ（ｋ）はその対角要素がＱ（ｋ）の対角要素である対角行列である。即ち、Ｄ _ｍｍｓｅ（ｋ）＝ｄｉａｇ［Ｑ（ｋ）］である。Ｎ_Ｓ個の復元されたデータシンボルストリームはＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームの正規化された推定である。

行列の逆恒等性（ｉｎｖｅｒｓｅ ｉｄｅｎｔｉｔｙ）を用いて、行列Ｑ（ｋ）は以下のように書き換えることができる：
Ｑ(ｋ)＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）φ _ｎｎ ^−１（ｋ）Ｈ（ｋ）［Ｈ ^Ｈ（ｋ）φ _ｎｎ ^−１（ｋ）Ｈ（ｋ）＋Ｉ］^−１，
＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）Ｈ（ｋ）［Ｈ ^Ｈ（ｋ）Ｈ（ｋ）＋σ^２ Ｉ］^−１． 式（２１）
式（２１）の中の第２の等式は、雑音が平均ゼロで分散σ^２のＡＷＧＮであることを仮定する。

ＭＭＳＥ受信機に対するＳＮＲは以下のように表現されてよい：
γ_{ｍｍｓｅ，ｍ}（ｋ）＝ｑ_ｍｍ（ｋ）Ｐ_ｍ(ｋ)/（１−ｑ_ｍｍ（ｋ）），ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓ，式（２２）
ここでｑ_ｍｍ（ｋ）はサブバンドｋに対するＱ（ｋ）のｍ番目の対角成分であり；そして
γ_{ｍｍｓｅ，ｍ}（ｋ）は広帯域空間チャネルｍのサブバンドｋに対するＳＮＲである。

Ｃ．連続干渉除去受信機処理
受信機はＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームを復元するためにＳＩＣ技術を用いてＮ_Ｒ個の受信されたシンボルストリームを処理することができる。ＳＩＣ技術の場合、受信機は最初にＮ_Ｒ個の受信されたシンボルストリームでの空間処理を実行し（例えば、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、或いは他の何らかの技術を用いて）、１つの復元されたデータシンボルストリームを得る。受信機はこの復元されたデータシンボルストリームをさらに処理して（例えば、復調し、デインターリーブし（ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｓ）、そして復号する）復号されたデータストリームを得る。そして受信機は、このストリームが他のＮ_Ｓ−１個のデータシンボルストリームに引き起こす干渉を推定し、Ｎ_Ｒ個の修正されたシンボルストリームを得るためにＮ_Ｒ個の受信されたシンボルストリームから推定された干渉を除去する。次に受信機は別のデータシンボルストリームを復元するためにＮ_Ｒ個の修正されたシンボルストリームで同じ処理を繰り返す。

ＳＩＣ受信機の場合、ｌ＝１．．．Ｎ_Ｓであってステージｌに対する入力（即ち、受信された、或いは修正された）シンボルストリームは以下のように表現されてよい：
ｒ _ｓｉｃ ^ｌ(ｋ)＝Ｈ ^ｌ（ｋ）ｘ _ｎｓ ^ｌ（ｋ）+ｎ(ｋ)＝Ｈ ^ｌ（ｋ）ｓ ^ｌ（ｋ）+ｎ(ｋ)，式（２３）
ここでｒ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）はステージｌのサブバンドｋに対するＮ_Ｒ個の修正されたシンボルのベクトルであり、そして一番目のステージに対してｒ _ｓｉｃ ^１（ｋ）＝ｒ _ｎｓ（ｋ）であり；
ｓ ^ｌ（ｋ）はステージｌのサブバンドｋに対するまだ復元されていない（Ｎ_Ｔ−ｌ＋１）個のデータシンボルのベクトルであり；そして
Ｈ ^ｌ（ｋ）はステージｌのサブバンドｋに対するＮ_Ｒ×（Ｎ_Ｔ−ｌ＋１）の縮小したチャネル応答行列である。

式（２３）は（ｌ−１）の前のステージで復元されたデータシンボルストリームは除去されることを仮定する。チャネル応答行列Ｈ（ｋ）の次元は、１つのデータシンボルストリームが復元及び除去されるごとに各ステージで１列ずつ連続的に縮小する。ステージｌで、縮小したチャネル応答行列Ｈ ^ｌ（ｋ）は、元の行列Ｈ（ｋ）の中の前に復元された（ｌ−１）個のデータシンボルストリームに対応する（ｌ−１）個の列を取り除くことによって得られる。即ち、Ｈ ^ｌ（ｋ）＝［ｈ _ｊｌ（ｋ）ｈ _ｊｌ＋１（ｋ）．．．ｈ _ｊＮＴ（ｋ）］であり、ここでｈ _ｊｎ（ｋ）は送信アンテナｊ_ｎとＮ_Ｒ個の受信アンテナとの間のチャネル応答に対するＮ_Ｒ×１のベクトルである。ステージｌで、前のステージで復元された（ｌ−１）個のデータシンボルストリームは｛ｊ_１ｊ_２．．．ｊ_ｌ−１｝の指標が与えられ、まだ復元されていない（Ｎ_Ｔ−ｌ＋１）個のデータシンボルストリームは｛ｊ_ｌｊ_ｌ＋１．．．ｊ_ＮＴ｝の指標が与えられる。

ステージｌで、式（１３）で示されるＣＣＭＩ技術、式（１８）で示されるＭＭＳＥ技術、或いは他の何らかの技術を用いて、（元の行列Ｈ（ｋ）の代わりに）縮小したチャネル応答行列Ｈ ^ｌ（ｋ）に基づいて、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対してＳＩＣ受信機は空間フィルタ行列Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）を導き出す。行列Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）は（Ｎ_Ｔ−ｌ＋１）×Ｎ_Ｒの次元を有する。各ステージに対してＨ ^ｌ（ｋ）は異なっているので、各ステージに対して空間フィルタ行列Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）も異なっている。

以下に示すように、（Ｎ_Ｔ−ｌ＋１）個の検出されたシンボルストリームに対してベクトルｓ ^〜 _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）を得るために、ＳＩＣ受信機はＮ_Ｒ個の修正されたシンボルストリームのためのベクトルｒ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）を空間フィルタ行列Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）と乗ずる：
ｓ ^〜 _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）＝Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）ｒ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ），
＝Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）（Ｈ ^ｌ（ｋ）ｓ ^ｌ（ｋ）+ｎ ^ｌ（ｋ））， 式（２４）
＝Ｑ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）ｓ ^ｌ（ｋ）+ｎ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ），
ここでｎ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）＝Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）ｎ ^ｌ（ｋ）はステージｌのサブバンドｋに対するフィルタがかけられた雑音であり、ｎ ^ｌ（ｋ）はｎ（ｋ）の縮小したベクトルであり、Ｑ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）＝Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）Ｈ ^ｌ（ｋ）である。そしてＳＩＣ受信機は復元のために、検出されたシンボルストリームの１つを選択する。各ステージではただ１つだけのデータシンボルストリームが復元されるので、データシンボルストリーム｛ｓ_ｊｌ｝がステージｌで復元されるために、ＳＩＣ受信機は単に１つの（１×Ｎ_Ｒ）の空間フィルタの行ベクトルｍ _ｊｌ ^ｌ（ｋ）を導き出すことができる。行ベクトルｍ _ｊｌ ^ｌ（ｋ）は行列Ｍ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）の１つの行である。この場合、データシンボルストリーム｛ｓ_ｊｌ｝を復元するためのステージｌでの空間処理は以下のように表現されてよい：
ｓ ^〜 _ｊｌ(k)＝ｍ _ｊｌ ^ｌ(k)ｒ _ｓｉｃ ^ｌ(k)＝ｑ _ｊｌ ^ｌ(k)ｓ ^ｌ(k)+ｍ _ｊｌ ^ｌ(k)ｎ(k), 式（２５）
ここでｑ _ｊｌ ^ｌ（ｋ）はデータシンボルストリーム｛ｓ_ｊｌ｝に対応するＱ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）の行である。

いずれの場合も、受信機は復元されたデータシンボルストリーム｛ｓ＾_ｊｌ｝を得るために検出されたシンボルストリーム｛ｓ^〜 _ｊｌ｝を調整し、復号されたデータストリーム｛ｄ＾_ｊｌ｝を得るためにそのストリーム｛ｓ＾_ｊｌ｝をさらに処理する（例えば、復調し、デインターリーブし、そして復号する）。また受信機は、このストリームがまだ復元されていない他のデータシンボルストリームに引き起こす干渉の推定を形成する。干渉を推定するために、受信機は復号されたデータストリーム｛ｄ＾_ｊｌ｝を送信機で実行されたのと同じやり方で再符号化し、インターリーブし、そしてシンボル写像し、“再変調された”シンボルのストリーム｛ｓ⁻ _ｊｌ｝を得る。｛ｓ⁻ _ｊｌ｝はちょうど復元されたデータシンボルストリームの推定である。ストリーム｛ｓ_ｊｌ｝に対してこのストリームによってもたらされるＮ_Ｒ個の干渉成分ｉ _ｊｌ（ｋ）を得るために、受信機は次に、再変調されたシンボルストリームをチャネル応答ベクトルｈ _ｊｌ（ｋ）の中のＮ_Ｒ個の要素のそれぞれと畳み込む。そしてＮ_Ｒ個の干渉成分がステージｌでＮ_Ｒ個の修正されたシンボルストリームｒ _ｓｉｃ ^ｌ(ｋ)から引かれて、次のステージｌ＋１でのＮ_Ｒ個の修正されたシンボルストリームｒ _ｓｉｃ ^ｌ＋１(ｋ)を得る。即ち、ｒ _ｓｉｃ ^ｌ＋１（ｋ）＝ｒ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）−ｉ _ｊｌ（ｋ）である。修正されたシンボルストリームｒ _ｓｉｃ ^ｌ＋１（ｋ）は、データシンボルストリーム｛ｓ_ｊｌ｝が送信されなかったならば受信されていたストリームを表す（即ち、干渉除去が効果的に実行されたと仮定する）。

ＳＩＣ受信機はＮ_Ｓの連続するステージでＮ_Ｒ個の受信されたシンボルストリームを処理する。各ステージで、ＳＩＣ受信機は、（１）１つの復元されたデータシンボルストリームを得るためにＮ_Ｒ個の受信されたシンボルストリーム或いは前のステージからのＮ_Ｒ個の修正されたシンボルストリームのいずれかに対して空間処理を実行する、（２）対応する復号されたデータストリームを得るためにこの復元されたデータシンボルストリームを復号する、（３）このストリームに起因する干渉を推定及び除去する、そして（４）次のステージのためにＮ_Ｒ個の修正されたシンボルストリームを得る。各データストリームに起因する干渉を正確に推定して除去することができるならば、その後に復元されたデータストリームはより少ない干渉を経験し、より高いＳＮＲを達成することが出来るだろう。

ＳＩＣ技術の場合、復元されたデータシンボルストリームそれぞれのＳＮＲは、（１）各ステージで使用される空間処理技術（例えば、ＣＣＭＩ或いはＭＭＳＥ）、（２）データシンボルストリームが復元される特定のステージ、そして（３）後のステージで復元されるデータシンボルストリームに起因する干渉の量、に依存する。ＣＣＭＩを備えたＳＩＣ受信機のＳＮＲは以下で表現されてよい：
γ_{ｓｉｃ−ｃｃｍｉ，ｍ}(ｋ)＝Ｐ_ｍ(ｋ)／(ｒ_ｍｍ ^ｌ(ｋ)σ^２)，ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓ， 式（２６）
ここでｒ_ｍｍ ^ｌ（ｋ）はサブバンドｋに対する［Ｒ ^ｌ（ｋ）］^−１のｍ番目の対角要素であり、Ｒ ^ｌ（ｋ）＝［Ｈ ^ｌ（ｋ）］^Ｈ Ｈ ^ｌ（ｋ）である。

ＭＭＳＥを備えたＳＩＣ受信機のＳＮＲは以下で表現されてよい：
γ_{ｓｉｃ−ｍｍｓｅ，ｍ}(ｋ)＝ｑ_ｍｍ ^ｌ(ｋ)Ｐ_ｍ(ｋ)/(１−ｑ_ｍｍ ^ｌ(ｋ)),ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓ，式（２７）
ここでｑ_ｍｍ ^ｌ（ｋ）はサブバンドｋに対するＱ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）のｍ番目の対角要素であり、Ｑ _ｓｉｃ ^ｌ（ｋ）は式（２１）で示されるように導き出されるが、元の行列Ｈ（ｋ）の代わりに縮小したチャネル応答行列Ｈ ^ｌ（ｋ）に基づいている。

一般に、後のステージで復元されるデータシンボルストリームに対してＳＮＲは次第に改善する。なぜなら前のステージで復元されたデータシンボルストリームから干渉が除去されているからである。そしてこれが後に復元されるデータシンボルストリームに対してより高いレートが用いられることを可能にする。

３．複数ユーザステアード空間多重化モード
複数ユーザステアード空間多重化モード（或いは単に、“複数ユーザステアードモード”）は、受信機の“空間サイン（ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ）”に基づいて単一の送信機から複数の受信機へのデータ送信を同時にサポートする。受信機に対する空間サインは、Ｎ_Ｔ個の送信アンテナと受信機の各受信アンテナとの間の（各サブバンドに対する）チャネル応答ベクトルによって与えられる。以下で説明されるように、送信機は受信機に対する空間サインを得てもよい。そして送信機は（１）同時データ送信のための受信機のセットを選択してよく、そして（２）受信機で送信ストリームの混信（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）が十分抑制されるように、選択された受信機へ送信されることになっているデータシンボルストリームに対するステアリングベクトルを導き出してよい。

複数ユーザステアードモードに対するステアリングベクトルはさまざまなやり方で導き出されてよい。２つの代表的な方式が以下で説明される。簡単のため、以下の説明は１つのサブバンドに対するものであり、また各受信機に１つのアンテナが備えられていると仮定する。

チャネル反転（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）方式では、送信機はチャネル反転を用いて複数の受信機のためのステアリングベクトルを得る。送信機は同時送信のために、最初にＮ_Ｔ個の単一アンテナの受信機を選択する。送信機は、選択された受信機それぞれに対して１×Ｎ_Ｔのチャネル応答の行ベクトルｈ _ｉ（ｋ）を得て、そしてＮ_Ｔ個の受信機に対してＮ_Ｔ個の行ベクトルでＮ_Ｔ×Ｎ_Ｔのチャネル応答行列Ｈ _ｍｕ−ｓ（ｋ）を形成する。そして送信機は、以下のように、Ｎ_Ｔ個の選択された受信機に対するＮ_Ｔ個のステアリングベクトルからなる行列Ｆ _ｍｕ−ｓ（ｋ）を得るためにチャネル反転を用いる：
Ｆ _ｍｕ−ｓ（ｋ）＝Ｈ _ｍｕ−ｓ ^−１（ｋ） 式（２８）
複数ユーザステアードモードでの各サブバンドに対する送信機での空間処理は以下のように表現されてよい：
ｘ _ｍｕ−ｓ（ｋ）＝Ｆ _ｍｕ−ｓ（ｋ）ｓ（ｋ） 式（２９）
ここでｘ _ｍｕ−ｓ（ｋ）は複数ユーザステアードモードに対する送信シンボルベクトルである。

各サブバンドに対するＮ_Ｔ個の選択された受信機での受信されたシンボルは以下のように表現されてよい：
ｒ _ｍｕ−ｓ（ｋ）＝Ｈ _ｍｕ−ｓ（ｋ）ｘ _ｍｕ−ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）,
＝Ｈ _ｍｕ−ｓ（ｋ）Ｆ _ｍｕ−ｓ（ｋ）ｓ（ｋ）＋ｎ（ｋ）, 式（３０）
＝ｓ（ｋ）＋ｉ（ｋ）＋＋ｎ（ｋ）,
ここでｒ _ｍｕ−ｓ（ｋ）はＮ_Ｔ個の選択された受信機でのサブバンドｋに対する（Ｎ_Ｔ×１）の受信されたシンボルベクトルであり、ｉ（ｋ）は送信機でのＦ _ｍｕ−ｓ（ｋ）の不完全な推定に起因する混信の干渉を表す。選択された受信機のそれぞれは各受信アンテナに対して、ベクトルｒ _ｍｕ−ｓ（ｋ）のただ１つのエントリを得るだろう。送信機での空間処理が有効ならば、ｉ（ｋ）の電力は小さく、そして回復されたデータシンボルストリームのそれぞれは、他の受信機に送信される（Ｎ_Ｔ−１）個の他のデータシンボルストリームからの僅かな混信しか経験しない。

以下で説明されるように、送信機は選択された受信機のそれぞれにステアードパイロットを送信することもできる。そして各受信機はチャネルの利得及び位相を推定するためにそれのステアードパイロットを処理し、復元されたデータシンボルを得るためにチャネルの利得及び位相の推定を伴ったそれの単一のアンテナから受信されたシンボルをコヒーレントに（ｃｏｈｅｒｅｎｔｌｙ）復調するだろう。

複数ユーザステアードモードに対して達成されたＳＮＲはチャネル応答行列Ｈ _ｍｕ−ｓ（ｋ）の自己共分散の関数である。“互換性のある（ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）”ユーザ端末を選択することによって、より高いＳＮＲを達成することが出来る。ユーザ端末の異なった、セット及び／又は組み合わせは評価されてよく、そして最も高いＳＮＲを有するセット／組み合わせがデータ送信に選択されてよい。

チャネル反転法はその単純さにおいて魅力的ではあるが、一般に良い性能をもたらさない。なぜならば、式（２９）の中のチャネル応答の逆行列でデータシンボルストリームを条件付けることは、送信機にその電力の大半をＭＩＭＯチャネルの最も悪い固有モードに割り当てることを強いるからである。また、いくつかのチャネル、特にＨ _ｍｕ−ｓ（ｋ）の要素の間で大きな相関を有するチャネルでは、チャネル応答行列は最大の階数（ｒａｎｋ）より小さく、そして逆行列の計算が不可能である。

引き続く方式において、送信機はＮ_Ｔ個の選択された受信機へ送信されることになっているＮ_Ｔ個のデータシンボルストリームを事前符号化し（ｐｒｅｃｏｄｅｓ）、その結果これらのデータシンボルストリームは受信機で殆ど混信を経験しない。送信機はＮ_Ｔ個の選択された受信機に対して、チャネル応答行列Ｈ _ｍｕ（ｋ）を形成することができる。そして送信機はＨ _ｍｕ（ｋ）＝Ｆ _ｔｒｉ（ｋ）Ｑ _ｍｕ（ｋ）となるようにＨ _ｍｕ（ｋ）に対してＱＲ分解（ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）を実行する。ここでＦ _ｔｒｉ（ｋ）は左下三角行列であり、Ｑ _ｍｕ（ｋ）はユニタリ行列である。

送信機は、送信されることになっているデータシンボルベクトルｓ（ｋ）＝[ｓ_１（ｋ）ｓ_２（ｋ）．．．ｓ_ＮＴ（ｋ）]^Ｔ、に事前符号化する操作を行い、以下のような事前符号化されたシンボルベクトルａ（ｋ）＝[ａ_１（ｋ）ａ_２（ｋ）．．．ａ_ＮＴ（ｋ）]^Ｔを得る：

ここでＭはＱＡＭ信号の正方の配置（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）の同相或いは直交の次元における単位間隔で間が隔てられたレベルの数であり；そして
ｆ_ｌｉ（ｋ）はＦ _ｔｒｉ（ｋ）のｉ行ｊ列の要素である。

モジュロ（ｍｏｄｕｌｏ）（ｍｏｄ）操作はＭの十分な数の整数倍を変数（ａｒｇｕｍｅｎｔ）に加え、それによってその結果がａ_ｌ（ｋ）∈[−Ｍ／２，Ｍ／２）を満たす。この事前符号化の操作の後、送信シンボルベクトルｘ _{ｍｕ−ｐｃ}（ｋ）＝Ｑ _ｍｕ ^Ｈ（ｋ）ａ（ｋ）を生成するために事前符号化されたシンボベクトルａ（ｋ）をユニタリステアリング行列Ｑ _ｍｕ（ｋ）で処理することによって、送信シンボルは計算される。

事前符号化の方式のための受信シンボルベクトルは以下のように表現できる：
ｒ _{ｍｕ−ｐｃ}(k)＝Ｈ _ｍｕ(k)Ｑ _ｍｕ ^Ｈ(k)ａ(k)＋ｎ(k)＝Ｆ _ｔｒｉ(k)ａ(k)＋ｎ(k) 式（３２）
Ｆ _ｔｒｉ（ｋ）ａ（ｋ）ｍｏｄ（Ｍ／２）＝ｓ（ｋ）を示すことが出来る。それゆえ、データシンボルベクトルはｓ＾ _{ｍｕ−ｐｃ}（ｋ）＝ｒ _{ｍｕ−ｐｃ}（ｋ）ｍｏｄ（Ｍ／２）として推定できる。Ｎ_Ｔ個の選択された受信機のそれぞれはｒ _{ｍｕ−ｐｃ}（ｋ）のＮ_Ｔ個の要素の中の１つだけを得て、それの受信されたシンボルにｍｏｄ（Ｍ／２）の操作を実行することによってそれに送信されたデータシンボルを推定できる。

複数ユーザステアードモードにおいて送信機は、複数アンテナの受信機に複数のデータシンボルストリームを送信することもできる。そしてチャネル応答行列Ｈ _ｍｕ（ｋ）は、複数アンテナの受信機の各受信アンテナに対して１つの行ベクトルを含むだろう。

複数ユーザステアードモードは複数の複数アンテナの送信機から単一の受信機へのデータ送信もサポートする。複数アンテナの送信機のそれぞれはそのデータシンボルストリームに空間処理を実行してそのストリームを受信機の方へ向ける。各送信機はまた、ステアードパイロットを受信機へ送信する。受信機に対して、各送信機は単一の送信のように見える。受信機は全ての送信機からステアードデータシンボルストリームを復元するために、空間処理（例えば、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、等）を実行する。

４．複数ユーザ非ステアード空間多重化モード
複数ユーザ非ステアード空間多重化モード（或いは単に、“複数ユーザ非ステアードモード”）は、（１）単一の送信機による複数の受信機への（例えば、下りリンクに対する）、そして（２）複数の送信機による単一の受信機への（例えば、上りリンクに対する）データの同時送信をサポートする。

単一の送信機から複数の受信機への非ステアード送信の場合、送信機は１つの受取人である受信機に対して各送信アンテナから１つのデータシンボルストリームを送信する。１つ或いは複数のデータシンボルストリームが各受取人である受信機に対して送信されてよい。各受取人である受信機は少なくともＮ_Ｔ個の受信アンテナを備え、それの（複数の）データシンボルストリームを分離して復元するために空間処理を実行できる。データ送信を望んでいる各受信機はＮ_Ｔ個の送信アンテナのそれぞれに対するＳＮＲを推定して、そのＮ_Ｔ個のＳＮＲの推定値を送信機に送る。送信機は、データ送信を望んでいる全ての受信機からのＳＮＲの推定値に基づいてデータ送信のための受信機のセットを選択する（例えば、全体のスループットを最大化するために）。

複数の送信機から単一の受信機への非ステアード送信の場合、送信機はそれらのアンテナから（即ち、空間処理無しに）データシンボルストリームを送信し、その結果これらのストリームは受信機においてほぼ時間が揃えられて（ｔｉｍｅ−ａｌｉｇｎｅｄ）到着する。受信機は全ての送信機に対するチャネル応答行列を、あたかもそれらが単一の送信機であるかのように推定できる。受信機は、単一ユーザ非ステアードモードに対して上で説明された技術（例えば、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、そしてＳＩＣ技術）のいずれを用いてもこれら複数の送信機によって送信された複数のデータシンボルストリームを復元できる。

５．空間処理
表２は、上で説明した４つの空間多重化モードのための送信機及び受信機における空間処理を要約する。非ステアードモードの場合、ＣＣＭＩやＭＭＳＥ以外の受信機処理技術が用いられてもよい。表２の最終列は、受信機でＳＩＣ技術が使用されてよいかどうかを示す。

簡単のため、複数の送信機から単一の受信機への複数ユーザステアードモード及び単一の送信機から複数の受信機への複数ユーザ非ステアードモードのための空間処理は表２に示されない。

以降の説明では、広帯域空間チャネルは以下に相当し得る、（１）ステアード空間多重化モードの場合、広帯域固有モード、（２）非ステアード空間多重化モードの場合、送信アンテナ、或いは（３）１つ或いはそれ以上のサブバンドの１つ或いはそれ以上の空間チャネルの組み合わせ。広帯域空間チャネルは１つの独立したデータストリームを送信するために使用することができる。

６．ＭＩＭＯシステム
図１は、多数のユーザ端末（ＵＴ）１２０に対して通信を提供する多数のアクセスポイント（ＡＰ）１１０を伴った多重アクセスのＭＩＭＯシステム１００を示す。簡単のため、２つのアクセスポイント１１０ａ及び１１０ｂのみが図１に示される。一般にはアクセスポイントはユーザ端末と通信する固定局であり、基地局或いは他の何らかの用語で呼ばれてもよい。ユーザ端末は固定でも移動でもよく、移動局、無線装置、或いは他の何らかの用語で呼ばれてもよい。システムコントローラ１３０はアクセスポイント１１０に接続し、アクセスポイント１１０のための調整及び制御を提供する。

ＭＩＭＯシステム１００は、時分割二重化（ＴＤＤ）システム或いは周波数分割二重化（ＦＤＤ）システムであってよい。下りリンク及び上りリンクは（１）ＴＤＤシステムの場合は同じ周波数帯域を共有し（２）ＦＤＤシステムの場合は異なった周波数帯域を使用する。以下の説明ではＭＩＭＯシステム１００はＴＤＤシステムであると仮定する。

ＭＩＭＯシステム１００は異なったタイプのデータを送信するためにトランスポート（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）チャネルのセットを利用する。トランスポートチャネルは様々なやり方で実現されてよい。

図２はＭＩＭＯシステム１００に使用されてよい代表的なフレームとチャネルの構成２００を示す。データ送信はＴＤＤフレームで生じる。各ＴＤＤフレームは予め定められた時間間隔（例えば、２ｍｓｅｃ）にわたり、下りリンクフェーズ及び上りリンクフェーズに分割される。各フェーズは複数のトランスポートチャネルのために、複数の部分２１０、２２０、２３０、２４０、そして２５０へとさらに分割される。

下りリンクのフェーズで、放送チャネル（ＢＣＨ）は、ビーコン（ｂｅａｃｏｎ）パイロット２１４、ＭＩＭＯパイロット２１６、そしてＢＣＨメッセージ２１８を運ぶ。ビーコンパイロットはタイミング及び周波数の取得に使用される。ＭＩＭＯパイロットはチャネル推定のために使用される。ＢＣＨメッセージはユーザ端末のためにシステムパラメータを運ぶ。前方制御チャネル（ＦＣＣＨ）は、下りリンク及び上りリンクのリソースの割り当てのためのスケジューリング情報を運び、ユーザ端末のために他のシグナリング（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）を運ぶ。前方向チャネル（ＦＣＨ）は下りリンクでＦＣＨプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を運ぶ。ＦＣＨ ＰＤＵ２３２ａはパイロット２３４ａ、データパケット２３６ａを含み、ＦＣＨ ＰＤＵ２３２ｂはデータパケット２３６ｂだけを含む。上りリンクのフェーズで、逆方向チャネル（ＲＣＨ）は上りリンクでＲＣＨ ＰＤＵを運ぶ。ＲＣＨ ＰＤＵ２４２ａはデータパケット２４６ａのみを含み、ＲＣＨ ＰＤＵ２４２ｂはパイロット２４４ｂ及びデータパケット２４６ｂを含む。ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）は、システムへのアクセスを得て上りリンクで短いメッセージを送るためにユーザ端末によって使用される。ＲＡＣＨで送られるＲＣＨ ＰＤＵ２５２はパイロット２５４とメッセージ２５６を含む。

図３は、ＭＩＭＯシステム１００のアクセスポイント１１０ｘ及び２つのユーザ端末１２０ｘ及び１２０ｙのブロック図を示す。アクセスポイント１１０ｘは図１のアクセスポイントの１つであり、３２４ａから３２４ａｐの複数（Ｎ_ａｐ）のアンテナを備えている。ユーザ端末１２０ｘは単一のアンテナ３５２ｘを備えており、ユーザ端末１２０ｙは３５２ａから３５２ｕｔの複数（Ｎ_ｕｔ）のアンテナを備えている。

下りリンクで、アクセスポイント１１０ｘにおいてＴＸデータプロセッサ３１０は、データソース３０８から１つ或いはそれ以上のユーザ端末のためのトラヒックデータを、コントローラ３３０からコントロールデータを、そしてあるいはスケジューラ３３４から他のデータを受け取る。様々なタイプのデータは異なったトランスポートチャネルで送信されてよい。ＴＸデータプロセッサ３１０は、データシンボルのＮ_Ｓ個のストリームを得るために１つ或いはそれ以上の符号化及び変調方式に基づいて異なったタイプのデータを処理する（例えば、符号化し、インターリーブし、そしてシンボル写像する）。ここで用いられるように、“データシンボル”はデータの変調シンボルをさし、“パイロットシンボル”はパイロットの変調シンボルをさす。ＴＸ空間プロセッサ３２０はＴＸデータプロセッサ３１０からＮ_Ｓ個のデータシンボルストリームを受け取り、そのデータシンボルにｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対して行列Ｆ _ａｐ（ｋ）で空間処理を実行し、パイロットシンボルの中に多重化し、Ｎ_ａｐ個のアンテナに対して送信シンボルのＮ_ａｐ個のストリームを提供する。行列Ｆ _ａｐ（ｋ）は、使用のために選択された空間多重化モードに従って導き出される。ＴＸデータプロセッサ３１０及びＴＸ空間プロセッサ３２０による処理は以下に説明される。

各変調器（ＭＯＤ）３２２はＯＦＤＭのシンボルのストリームを得るためにそれぞれの送信シンボルストリームを受信及び処理し、そして下りリンクの信号を生成するためにＯＦＤＭシンボルストリームをさらに調整する（例えば、増幅し、フィルタにかけ、そして周波数アップコンバートする（ｕｐｃｏｎｖｅｒｔｓ））。３２２ａから３２２ａｐまでのＮ_ａｐ個の変調器は、３２４ａから３２４ａｐまでのＮ_ａｐ個のアンテナからの送信のためのＮ_ａｐ個の下りリンクの信号をユーザ端末へそれぞれ提供する。

各ユーザ端末１２０において、１つ或いは複数のアンテナ３５２はＮ_ａｐ個の下りリンク信号を受信し、そして各アンテナは受信された信号をそれぞれの復調器（ＤＥＭＯＤ）３５４に提供する。各復調器３５４は、変調器３２２によって実行されたのと相補的な処理を実行し、受信されたシンボルのストリームを提供する。単一アンテナのユーザ端末１２０ｘの場合、ＲＸ空間プロセッサ３６０ｘは単一の復調器３５４ｘからの受信されたシンボルストリームのコヒーレントな復調を実行し、復元されたデータシンボルの１つのストリームを提供する。複数アンテナのユーザ端末１２０ｙの場合、ＲＸ空間プロセッサ３６０ｙは、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対して空間フィルタ行列Ｍ _ｕｔ（ｋ）でＮ_ｕｔ個の復調器３５４からのＮ_ｕｔ個の受信されたシンボルストリームに空間処理を実行し、復元されたデータシンボルのＮ_ｕｔ個のストリームを提供する。いずれの場合も、それぞれの復元されたデータシンボルストリーム｛ｓ＾_ｍ｝は、アクセスポイント１１０ｘによってそのユーザ端末１２０に送信されたデータシンボルストリーム｛ｓ_ｍ｝の推定である。ＲＸデータプロセッサ３７０は、復元されたデータシンボルを受信して適切なトランスポートチャネルへと逆多重化する（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｓ）。各トランスポートチャネルのための復元されたデータシンボルは次に処理され（例えば、逆写像され（ｄｅｍａｐｐｅｄ）、デインターリーブされ、そして復号される）そのトランスポートチャネルのための復号されたデータを得る。各トランスポートチャネルのための復号されたデータは、復元されたトラヒックデータ、制御データ、及びその他を含んでよく、それらは記憶のためにデータシンク（ｓｉｎｋ）３７２及び／又は、更なる処理のためにコントローラ３８０に提供されてよい。

各ユーザ端末１２０において、チャネル推定器３７８は下りリンクのチャネル応答を推定し、チャネル推定値を提供する。チャネル推定値はチャネル利得の推定値、ＳＮＲの推定値、その他を含んでよい。コントローラ３８０はチャネル推定値を受信し、送信及び受信パスでの空間処理のために使用されるベクトル及び／又は係数を導き出し、下りリンクでの各データシンボルストリームのための適切なレートを決定する。例えば、複数アンテナのユーザ端末１２０ｙのためのコントローラ３８０ｙはｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対して下りリンクのチャネル応答行列Ｈ _ｄｎ（ｋ）に基づいて、下りリンクのための空間フィルタ行列Ｍ _ｕｔ（ｋ）及び上りリンクのためのステアリングベクトルからなる行列Ｆ _ｕｔ（ｋ）を導き出してよい。コントローラ３８０は下りリンクで受信される各パケット／フレームの状態も受信してもよく、アクセスポイント１１０ｘのためのフィードバック情報を集めてもよい。フィードバック情報及び上りリンクのデータはＴＸデータプロセッサ３９０によって処理され、（もしユーザ端末１２０に有るならば）ＴＸ空間プロセッサ３９２によって空間的に処理され、パイロットシンボルで多重化され、１つ或いはそれ以上の変調器３５４によって調節され、１つ或いはそれ以上のアンテナ３５２を介してアクセスポイント１１０ｘへ送信される。

アクセスポイント１１０ｘで、送信された上りリンクの信号はアンテナ３２４によって受信され、復調器３２２によって復調され、そしてＲＸ空間プロセッサ３４０及びＲＸデータプロセッサ３４２によってユーザ端末１２０で実行されたのと相補的なやり方で処理される。復元されたフィードバック情報はコントローラ３３０及びスケジューラ３３４へ提供される。スケジューラ３３４は以下のような複数の機能を実行するためにフィードバック情報を使用してよい、（１）上りリンク及び下りリンクでのデータ送信のためのユーザ端末のセットをスケジュールすること、（２）スケジュールされた端末に利用可能な下りリンク及び上りリンクのリソースを割り当てること。

コントローラ３３０及び３８０は、アクセスポイント１１０ｘ及びユーザ端末１２０における様々な処理ユニットの動作をそれぞれ制御する。例えば、コントローラ３８０は、ユーザ端末１２０に対して下りリンクでの空間チャネルによってサポートされる最も高いレートを決定してよい。コントローラ３３０は、スケジュールされたユーザ端末それぞれの各空間チャネルに対してレート、ペイロードサイズ、そしてＯＦＤＭシンボルサイズを選択してよい。

上りリンクに対するアクセスポイント１１０ｘとユーザ端末１２０ｘ及び１２０ｙにおける処理は、下りリンクに対する処理と同じでも異なっていてもよい。明確にするために、下りリンクのための処理を以下で詳細に説明する。

図４は、アクセスポイント１１０ｘにおけるＴＸデータプロセッサ３１０の実施形態のブロック図を示す。この実施形態の場合、ＴＸデータプロセッサ３１０は、Ｎ_Ｓ個のデータストリームのそれぞれに対して、符号器４１２、チャネルインターリーバ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）４１４、そしてシンボル写像ユニット４１６の１つのセットを備える。ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓにおいて、各データストリーム｛ｄ_ｍ｝に対して、符号器４１２はそのストリームに対して選択された符号化方式に基づいてデータストリームを受信及び符号化し、符号ビットを提供する。符号化方式は、ＣＲＣ、畳み込み、ターボ、低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）、ブロック、及び他の符号化、或いはそれらの組み合わせを含んでよい。チャネルインターリーバ４１４はインターリービング（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）方式に基づいて符号ビットをインターリーブする（即ち、再配列する）。シンボル写像ユニット４１６はそのストリームに対して選択された変調方式に基づいてインターリーブされたビットを写像し、データシンボルのストリーム｛ｓ_ｍ｝を提供する。ユニット４１６は、Ｂ≧１の場合にＢビットのバイナリの値を形成するためにＢ個のインターリーブされたビットのセットのそれぞれをグループにし、さらにＢビットのバイナリの値を選択された変調方式（例えば、Ｍ＝２^Ｂであって、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、或いはＭ−ＱＡＭ）に基づいて特定のデータシンボルへと写像する。各データストリームに対する符合化及び変調は、コントローラ３３０によって提供される符号化及び変調の制御に従って実行される。

図５は、アクセスポイント１１０ｘにおけるＴＸ空間プロセッサ３２０及び変調器３２２ａから３２２ａｐまでの実施形態のブロック図を示す。この実施形態の場合、ＴＸ空間プロセッサ３２０は、Ｎ_Ｓ個の逆多重化器（ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）（Ｄｅｍｕｘ）５１０ａから５１０ｓ、Ｎ_Ｆ個のＴＸサブバンド空間プロセッサ５２０ａから５２０ｆ、そしてＮ_ａｐ個の多重化器（Ｍｕｘ）５３０ａから５３０ａｐを備える。各逆多重化器５１０はＴＸ空間プロセッサ３２０からそれぞれのデータシンボルストリーム｛ｓ_ｍ｝を受け取り、Ｎ_Ｆ個のサブバンドに対してＮ_Ｆ個のデータシンボルサブストリームへとそのストリームを逆多重化し、そしてＮ_Ｆ個のサブストリームをＮ_Ｆ個の空間プロセッサ５２０ａから５２０ｆに提供する。各空間プロセッサ５２０は、Ｎ_Ｓ個のデータシンボルサブストリームをそのサブバンドに対してＮ_Ｓ個の逆多重化器５１０ａから５１０ｓから受け取り、これらのサブストリームに送信機空間処理を実行し、そしてＮ_ａｐ個のアクセスポイントのアンテナに対してＮ_ａｐ個の送信シンボルサブストリームを提供する。各空間プロセッサ５２０は、送信ベクトルｘ _ｄｎ（ｋ）を得るためにデータベクトルｓ _ｄｎ（ｋ）を行列Ｆ _ａｐ（ｋ）で乗ずる。行列Ｆ _ａｐ（ｋ）は、（１）単一ユーザステアードモードの場合はＨ _ｄｎ（ｋ）の右固有ベクトルからなる行列Ｖ _ｄｎ（ｋ）に、（２）複数ユーザステアードモードの場合は行列Ｆ _ｍｕ（ｋ）に、或いは（３）単一ユーザ非ステアードモードの場合は単位行列Ｉに、等しい。

各多重化器５３０は、Ｎ_Ｆ個の空間プロセッサ５２０ａから５２０ｆからＮ_Ｆ個の送信シンボルサブストリームをその送信アンテナのために受け取り、これらのサブストリーム及びパイロットシンボルを多重化し、その送信アンテナのために送信シンボルストリーム｛ｘ_ｊ｝を提供する。パイロットシンボルは、周波数で（即ち、いくつかのサブバンドで）、時間で（即ち、いくつかのシンボル期間で）、そして／或いは、符号空間で（即ち、直交符号で）、多重化されてよい。Ｎ_ａｐ個の多重化器５３０ａから５３０ａｐは、Ｎ_ａｐ個のアンテナ３２４ａから３２４ａｐのために、ｊ＝１．．．Ｎ_ａｐに対して、Ｎ_ａｐ個の送信シンボルストリーム｛ｘ_ｊ｝を提供する。

図５で示される実施形態に対して、各復調器３２２は、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット５４２、巡回接頭部（ｃｙｃｌｉｃ ｐｒｅｆｉｘ）生成器５４４、そしてＴＸ ＲＦユニット５４６を備える。ＩＦＦＴユニット５４２及び巡回接頭部生成器５４４はＯＦＤＭ変調器を形成する。各変調器３２２はＴＸ空間プロセッサ３２０からそれぞれの送信シンボルストリーム｛ｘ_ｊ｝を受け取り、Ｎ_Ｆ個のサブバンドに対してＮ_Ｆ個の送信シンボルのそれぞれのセットをグループ化する。ＩＦＦＴユニット５４２は、Ｎ_Ｆ点の高速逆フーリエ変換を用いてＮ_Ｆ個の送信シンボルの各セットを時間領域へ変換し、Ｎ_Ｆ個のチップを含む対応する変換されたシンボルを提供する。巡回接頭部生成器５４４は、各変換されたシンボルの一部を繰返し、Ｎ_Ｆ＋Ｎ_ＣＰ個のチップを含む対応するＯＦＤＭシンボルを得る。繰り返された部分（即ち、巡回接頭部）は、周波数選択性フェージングによって引き起こされるマルチパスの遅延広がりの存在下でＯＦＤＭシンボルがその直交性を保持することを保証する。ＴＸ ＲＦユニット５４６は生成器５４４からＯＦＤＭシンボルストリームを受け取って調節し、下りリンクの変調された信号を生成する。Ｎ_ａｐ個の下りリンクの変調された信号は、Ｎ_ａｐ個のアンテナ３２４ａから３２４ａｐまでからそれぞれ送信される。

図６は、複数アンテナのユーザ端末１２０ｙの復調器３５４ａから３５４ｕｔとＲＸ空間プロセッサ３６０ｙの実施形態のブロック図を示す。ユーザ端末１２０ｙでＮ_ｕｔ個のアンテナ３５２ａから３５２ｕｔは、アクセスポイント１１０ｘによって送信されたＮ_ａｐ個の変調された信号を受け取り、Ｎ_ｕｔ個の受信された信号をＮ_ｕｔ個の復調器３５４ａから３５４ｕｔへそれぞれ提供する。各復調器３５４は、ＲＸ ＲＦユニット６１２、巡回接頭部除去ユニット６１４、そして高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニット６１６を備える。ユニット６１４及び６１６はＯＦＤＭ復調器を形成する。各復調器３５４の中で、ＲＸ ＲＦユニット６１２は、それぞれの受信された信号を受信し、調節し、ディジタル化し（ｄｉｇｉｔｉｚｅｓ）、チップのストリームを提供する。巡回接頭部除去ユニット６１４は受信されたＯＦＤＭシンボルのそれぞれの中の巡回接頭部を取り除き、受信された変換されたシンボルを得る。次にＦＦＴユニット６１６は、受信された変換されたシンボルのそれぞれをＮ_Ｆ点の高速フーリエ変換で周波数領域に変換し、Ｎ_Ｆ個のサブバンドに対してＮ_Ｆ個の受信されたシンボルを得る。ＦＦＴユニット６１６は、受信されたシンボルのストリームをＲＸ空間プロセッサ３６０ｙへ提供し、受信されたパイロットシンボルをチャネル推定器３７８ｙへ提供する。

図６で示される実施形態の場合、ＲＸ空間プロセッサ３６０ｙは、ユーザ端末１２０ｙにおけるＮ_ｕｔ個のアンテナのためのＮ_ｕｔ個の逆多重化器６３０ａから６３０ｕｔ、Ｎ_Ｆ個のサブバンドのためのＮ_Ｆ個のＲＸサブバンド空間プロセッサ６４０ａから６４０ｆ及びＮ_Ｆ個の調整（ｓｃａｌｉｎｇ）ユニット６４２ａから６４２ｆ、Ｎ_Ｓ個のデータストリームのためのＮ_Ｓ個の多重化器６５０ａから６５０ｓを備える。ＲＸ空間プロセッサ３６０ｙは、復調器３５４ａから３５４ｕｔから、ｉ＝１．．．Ｎ_ｕｔに対するＮ_ｕｔ個の受信されたシンボルストリーム｛ｒ_ｉ｝を得る。各復調器６３０は、それぞれの受信されたシンボルストリーム｛ｒ_ｉ｝を受信し、そのストリームをＮ_Ｆ個のサブバンドのためにＮ_Ｆ個の受信されたシンボルサブストリームへと逆多重化し、そしてそのＮ_Ｆ個のサブストリームをＮ_Ｆ個の空間プロセッサ６４０ａから６４０ｆに提供する。各空間プロセッサ６４０は、Ｎ_ｕｔ個の逆多重化器６３０ａから６３０ｕｔからそのサブバンドのためにＮ_ｕｔ個の受信されたシンボルサブストリームを得て、これらのサブストリームで受信機空間処理を実行し、そのサブバンドのためにＮ_Ｓ個の検出されたシンボルサブストリームを提供する。各空間プロセッサ６４０は、検出されたシンボルベクトルｓ ^〜 _ｄｎ（ｋ）を得るために受信されたベクトルｒ _ｄｎ（ｋ）に行列Ｍ _ｕｔ（ｋ）を乗ずる。行列Ｍ _ｕｔ（ｋ）は、（１）単一ユーザステアードモードの場合は、Ｈ _ｄｎ（ｋ）の左固有ベクトルからなる行列Ｕ _ｄｎ ^Ｈ（ｋ）、又は、（２）単一ユーザ非ステアードモードの場合は、行列Ｍ _ｃｃｍｉ（ｋ）、Ｍ _ｍｍｓｅ（ｋ）或いは何らかの他の行列、に等しい。

各調整ユニット６４２はそのサブバンドのためにＮ_Ｓ個の検出されたシンボルサブストリームを受信し、これらのサブストリームを調整し、そのサブバンドのためにＮ_Ｓ個の復元されたデータシンボルサブストリームを提供する。各調整ユニット６４２は、検出されたシンボルベクトルｓ ^〜 _ｄｎ（ｋ）の信号の調整を対角行列Ｄ _ｕｔ ^−１（ｋ）で実行し、復元されたデータシンボルベクトルｓ＾ _ｄｎ（ｋ）を提供する。各多重化器６５０は、Ｎ_Ｆ個の復元されたデータシンボルサブストリームをそのデータストリームのためにＮ_Ｆ個の調整ユニット６４２ａから６４２ｆまでから受信及び多重化し、復元されたデータシンボルストリームを提供する。Ｎ_Ｓ個の多重化器６５０ａから６５０ｓは、ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓに対してＮ_Ｓ個の復元されたデータシンボルストリーム｛ｓ＾_ｍ｝を提供する。

図７は、ユーザ端末１２０ｙでのＲＸデータプロセッサ３７０ｙの実施形態のブロック図を示す。ＲＸデータプロセッサ３７０ｙは、Ｎ_Ｓ個のデータストリームのそれぞれに対して、シンボル逆写像ユニット７１２、チャネルデインターリーバ７１４、及び復号器７１６の１つのセットを備える。ｍ＝１．．．Ｎ_Ｓの各復元されたデータシンボルストリーム｛ｓ＾_ｍ｝に対して、シンボル逆写像ユニット７１２は復元されたデータシンボルをそのストリームに対して使用された変調方式に従って復調し、復調されたデータを提供する。チャネルデインターリーバ７１４は、アクセスポイント１１０ｘによってそのストリームに対して実行されたインターリービングとは相補的なやり方で復調されたデータをデインターリーブする。次に復号器７１６は、そのストリームに対してアクセスポイント１１０ｘによって実行された符合化とは相補的なやり方でデインターリーブされたデータを復号する。例えば、ターボ或いは畳み込み符合化がそれぞれアクセスポイント１１０ｘで実行されるならば、ターボ復号器或いはビタビ復号器が復号器７１６に対して使用されてよい。復号器７１６は、受信されたデータパケットのそれぞれに対して復号されたパケットを提供する。復号器７１６はさらに、復号されたパケットのそれぞれをチェックしてパケットが正しく復号されたのか或いは誤って復号されたのか判断し、そして復号されたパケットの状態（ｓｔａｔｕｓ）を提供する。各復元されたデータシンボルストリームに対する復調及び復号は、コントローラ３８０ｙによって提供された変調及び復号の制御に従って実行される。

図８は、ＳＩＣ技術を実行する、ＲＸ空間プロセッサ３６０ｚ及びＲＸデータプロセッサ３７０ｚのブロック図を示す。ＲＸ空間プロセッサ３６０ｚ及びＲＸデータプロセッサ３７０ｚは、Ｎ_Ｓ個のデータシンボルストリームに対してＮ_Ｓ個の連続した（即ち、カスケード化された（ｃａｓｃａｄｅｄ））受信機処理のステージを実現する。ステージ１からＮ_Ｓ−１のそれぞれは、空間プロセッサ８１０、干渉キャンセラ（ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）８２０、ＲＸデータストリームプロセッサ８３０、そしてＴＸデータストリームプロセッサ８４０を備える。最後のステージは、空間プロセッサ８１０ｓとＲＸデータストリームプロセッサ８３０ｓのみを備える。図７に示されるように、各ＲＸデータストリームプロセッサ８３０は、シンボル逆写像ユニット７１２、チャネルデインターリーバ７１４、及び復号器７１６を備える。図４に示されるように、各ＴＸデータストリームプロセッサ８４０は、符号器４１２、チャネルインターリーバ４１４、そしてシンボル写像ユニット４１６を備える。

ステージ１で、空間プロセッサ８１０ａは、Ｎ_ｕｔ個の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行し、１つの復元されたデータシンボルストリーム｛ｓ＾_ｊ１｝を提供する。ここで添え字ｊ_１はデータシンボルストリーム｛ｓ_ｊ１｝を送信するために使用されたアクセスポイントのアンテナを示す。ＲＸデータストリームプロセッサ８３０ａは、復元されたデータシンボルストリーム｛ｓ＾_ｊ１｝を復調し、デインターリーブし、復号し、そして対応する復号されたデータストリーム｛ｄ＾_ｊ１｝を提供する。ＴＸデータストリームプロセッサ８４０ａは、復号されたデータストリーム｛ｄ＾_ｊ１｝をそのストリームに対してアクセスポイント１１０ｘによって実行されたのと同じやり方で符号化し、インターリーブし、変調し、そして再変調されたシンボルストリーム｛ｓ⁻ _ｊ１｝を提供する。干渉キャンセラ８２０ａは、アクセスポイント１１０ｘによって（もしあるならば）実行されたのと同じやり方で再変調されたシンボルストリーム｛ｓ⁻ _ｊ１｝に空間処理を実行し、そしてデータシンボルストリーム｛ｓ_ｊ１｝に起因するＮ_ｕｔ個の干渉成分を得るためにチャネル応答行列Ｈ _ｄｎ（ｋ）で結果をさらに処理する。Ｎ_ｕｔ個の干渉成分はＮ_ｕｔ個の受信されたシンボルストリームから引かれてＮ_ｕｔ個の修正されたシンボルストリームを得る。Ｎ_ｕｔ個の修正されたシンボルストリームはステージ２に提供される。

ステージ２からＮ_Ｓ−１のそれぞれは、Ｎ_ｕｔ個の受信されたシンボルストリームの代わりに先行するステージからのＮ_ｕｔ個の修正されたシンボルストリームに対するにもかかわらず、ステージ１と同じ処理を実行する。最後のステージは、ステージＮ_Ｓ−１からのＮ_ｕｔ個の修正されたシンボルストリームに空間処理及び復号を実行し、干渉の推定及び除去は実行しない。

空間プロセッサ８１０ａから８１０ｓはそれぞれ、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、或いは何らかの他の受信機処理技術を実行してよい。各空間プロセッサ８１０は、入力（受信された或いは修正された）シンボルベクトルｒ _ｄｎ ^ｌ（ｋ）を行列Ｍ _ｕｔ ^ｌ（ｋ）で乗じて検出されたシンボルベクトルｓ ^〜 _ｄｎ ^ｌ（ｋ）を得て、検出されたシンボルストリームの１つを選択及び調整し、そしてそのステージに対して復元されたデータシンボルストリームとして調整されたシンボルストリームを提供する。行列Ｍ _ｕｔ ^ｌ（ｋ）は、そのステージの縮小したチャネル応答行列Ｈ _ｄｎ ^ｌ（ｋ）に基づいて導き出される。

上りリンクに対するアクセスポイント１１０ｘ及びユーザ端末１２０ｙにおける処理ユニットは、下りリンクに対して上で説明されたように実現されてよい。ＴＸデータプロセッサ３９０ｙ及びＴＸ空間プロセッサ３９２ｙは、図４でのＴＸデータプロセッサ３１０及び図５でのＴＸ空間プロセッサ３２０で、それぞれ実現されてよい。ＲＸ空間プロセッサ３４０はＲＸ空間プロセッサ３６０ｙ或いは３６０ｚで実現されてよく、ＲＸデータプロセッサ３４２はデータプロセッサ３７０ｙ或いは３７０ｚで実現されてよい。

単一アンテナのユーザ端末１２０ｘの場合、ＲＸ空間プロセッサ３６０ｘはチャネルの推定値で１つの受信されたシンボルストリームのコヒーレントな復調を実行し１つの復元されたデータシンボルストリームを得る。

Ａ．チャネル推定
下りリンク及び上りリンクのチャネル応答は、ＭＩＭＯパイロット或いはステアードパイロットを用いる様な様々なやり方で推定されてよい。ＴＤＤ ＭＩＭＯシステムの場合、チャネル推定を単純化するためにいくつかの技術が使用されてよい。

下りリンクの場合、アクセスポイント１１０ｘはユーザ端末１２０にＭＩＭＯパイロットを送信できる。ＭＩＭＯパイロットは、Ｎ_ａｐ個のアクセスポイントのアンテナからのＮ_ａｐ個のパイロット送信からなり、各アンテナからのパイロット送信は異なる直交系列（例えば、ウォルシュ系列）で“カバーされ（ｃｏｖｅｒｅｄ）”ている。カバーリング（Ｃｏｖｅｒｉｎｇ）は、Ｌ個のカバーされたシンボルを得るために、送信されることになっている与えられた変調シンボル（或いは、同じ値のＬ個の変調シンボルのセット）がＬチップの直交系列のＬ個全てのチップによって乗ぜられる過程である。そしてＬ個のカバーされたシンボルは送信される。カバーリングは、Ｎ_ａｐ個のアクセスポイントのアンテナから送られたＮ_ａｐ個のパイロット送信の間の直交性を達成し、ユーザ端末が各アンテナからのパイロット送信を区別するのを可能にする。

各ユーザ端末１２０において、ユーザ端末のアンテナｉとＮ_ａｐ個のアクセスポイントのアンテナのそれぞれとの間の複素数のチャネル利得の推定を得るためにＮ_ａｐ個のアンテナに対してアクセスポイント１１０ｘによって使用された同じＮ_ａｐ個の直交系列で各ユーザ端末のアンテナｉのために、チャネル推定器３７８は受信されたパイロットシンボルの“カバーをはずす（ｄｅｃｏｖｅｒｓ）”。カバーをはずすことは、カバーリングに対して相補的であり、そしてＬ個のカバーをはずされたシンボルを得るためにＬチップの直交系列のＬ個のチップで受信された（パイロット）シンボルが乗ぜられる過程である。そしてＬ個のカバーをはずされたシンボルは、送信された（パイロット）シンボルの推定を得るために累算される。チャネル推定器３７８は、パイロット送信のために使用された各サブバンドに対して同じパイロット処理を実行する。パイロットシンボルがＮ_Ｆ個のサブバンドの部分集合でのみ送信されるならば、パイロット送信を伴わないサブバンドに対するチャネル応答推定を得るために次にチャネル推定器３７８は、パイロット送信を伴ったサブバンドに対するチャネル応答推定で補間を実行できる。単一アンテナのユーザ端末１２０ｘの場合、チャネル推定器３７８ｘは単一アンテナ３５２のために、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対して、推定された下りリンクのチャネル応答ベクトルｈ＾ _ｄｎ（ｋ）を提供する。複数アンテナのユーザ端末１２０ｙの場合、チャネル推定器３７８ｙはＮ_ｕｔ個の全てのアンテナ３５２ａから３５２ｕｔに対して同じパイロット処理を実行し、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対して推定された下りリンクのチャネル応答行列Ｈ＾ _ｄｎ（ｋ）を提供する。各ユーザ端末１２０は、受信されたパイロットシンボルに基づいて下りリンクに対する雑音の分散を推定することもでき、下りリンクの雑音の推定値σ＾_ｄｎ ^２を提供する。

上りリンクの場合、複数アンテナのユーザ端末１２０ｙは、ユーザ端末１２０ｙに対する上りリンクのチャネル応答Ｈ＾ _ｕｐ（ｋ）を推定するためにアクセスポイント１１０ｘが使用できるＭＩＭＯパイロットを送信できる。単一アンテナのユーザ端末１２０ｘはその単一アンテナからパイロットを送信できる。複数の単一アンテナのユーザ端末１２０は上りリンクで直交するパイロットを同時に送信できる。上りリンクでは直交性は時間及び／又は周波数で達成できてよい。各ユーザ端末に、そのユーザ端末に割り当てられた異なった直交系列でその上りリンクのパイロットをカバーさせることによって時間の直交性が得られる。各ユーザ端末に、サブバンドの異なるセットでその上りリンクのパイロットを送信させることによって周波数の直交性が得られる。複数のユーザ端末からの上りリンクのパイロットの同時送信は、アクセスポイント１２０ｘで近似的に時間が揃えられるべきである（例えば、巡回接頭部の中で時間が揃えられる）。

ＴＤＤ ＭＩＭＯシステムの場合、下りリンク及び上りリンクに対するチャネル応答の間に通常、高い程度の相関が存在する。なぜなら、これらのリンクは同じ周波数帯域を共有するからである。しかしながら、アクセスポイントにおける送信／受信チェイン（ｃｈａｉｎｓ）の応答は、ユーザ端末における送信／受信チェインの応答とは通常同じではない。差異が測定され、調整（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）を経て補償されるならば、下りリンク及び上りリンクの全体のチャネル応答は互いに相反である（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）（即ち、転置（ｔｒａｎｓｐｏｓｅ））と仮定してよい。

図９は、アクセスポイント１１０ｘ及びユーザ端末１２０ｙにおける送信／受信チェインを示す。アクセスポイント１１０ｘにおいて、送信パスはＮ_ａｐ×Ｎ_ａｐの行列Ｔ _ａｐ（ｋ）によってモデル化され、受信パスはＮ_ａｐ×Ｎ_ａｐの行列Ｒ _ａｐ（ｋ）によってモデル化される。ユーザ端末１２０ｙにおいて、受信パスはＮ_ｕｔ×Ｎ_ｕｔの行列Ｒ _ｕｔ（ｋ）によってモデル化され、送信パスはＮ_ｕｔ×Ｎ_ｕｔの行列Ｔ _ｕｔ（ｋ）によってモデル化される。各サブバンドに対する下りリンク及び上りリンクのための受信されたシンボルベクトルは以下のように表現されてよい：
ｒ _ｄｎ（ｋ）＝Ｒ _ｕｔ（ｋ）Ｈ（ｋ）Ｔ _ａｐ（ｋ）ｘ _ｄｎ（ｋ），そして 式（３３）
ｒ _ｕｐ（ｋ）＝Ｒ _ａｐ（ｋ）Ｈ ^Ｔ（ｋ）Ｔ _ｕｔ（ｋ）ｘ _ｕｐ（ｋ），
ここで“^Ｔ”は転置を示す。式（３４）は、下りリンク及び上りリンクが互いに転置であることを仮定する。各サブバンドに対する“有効な”下りリンク及び上りリンクのチャネル応答Ｈ _ｅｄｎ（ｋ）及びＨ _ｅｕｐ（ｋ）は、送信及び受信チェインの応答を含み、以下のように表現されてよい：
Ｈ _ｅｄｎ(k)＝Ｒ _ｕｔ(k)Ｈ(k)Ｔ _ａｐ(k) 及び Ｈ _ｅｕｐ(k)＝Ｒ _ａｐ(k)Ｈ ^Ｔ(k)Ｔ _ｕｔ(k). 式(34)
下りリンク及び上りリンクの送信／受信チェインの応答が互いに等しくないならば、有効な下りリンク及び上りリンクのチャネル応答は互いに相反でない（即ち、Ｈ _ｅｄｎ（ｋ）≠Ｈ _ｅｕｐ ^Ｔ（ｋ））。

アクセスポイント１１０ｘ及びユーザ端末１２０ｙは、各サブバンドに対して補正行列Ｋ _ａｐ（ｋ）及びＫ _ｕｔ（ｋ）を得るために調整を実行できる。Ｋ _ａｐ（ｋ）及びＫ _ｕｔ（ｋ）は以下のように表現されてよい：
Ｋ _ａｐ(k)＝Ｔ _ａｐ ^−１(k)Ｒ _ａｐ(k) 及び Ｋ _ｕｔ(k)＝Ｔ _ｕｔ ^−１(k)Ｒ _ｕｔ(k). 式（３５）
下りリンク及び上りリンクの両方でＭＩＭＯのパイロットを送信し、ＭＭＳＥ基準或いは何らかの他の技術を用いて補正行列を導き出すことによって、補正行列は得られてよい。図９で示されるように、補正行列Ｋ _ａｐ（ｋ）及びＫ _ｕｔ（ｋ）はアクセスポイント１１０ｘ及びユーザ端末１２０ｙにおいて、それぞれ適用される。“調整された（ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ）”下りリンク及び上りリンクのチャネル応答、Ｈ _ｃｄｎ（ｋ）及びＨ _ｃｕｐ（ｋ）は互いに相反であり、以下のように表現されてよい：
Ｈ _ｃｕｐ(k)＝Ｈ _ｕｐ(k)Ｋ _ｕｔ(k)＝（Ｈ _ｄｎ(k)Ｋ _ａｐ(k)）^Ｔ＝Ｈ _ｃｄｎ ^Ｔ(k)． 式（３６）
各サブバンドに対する、調整された上りリンク及び下りリンクチャネル応答行列Ｈ _ｃｕｐ（ｋ）及びＨ _ｃｄｎ（ｋ）の特異値分解は以下のように表現されてよい：
Ｈ _ｃｕｐ（ｋ）＝Ｕ _ａｐ（ｋ）Σ（ｋ）Ｖ _ｕｔ ^Ｈ（ｋ），そして 式（３７）
Ｈ _ｃｄｎ（ｋ）＝Ｖ _ｕｔ ^＊（ｋ）Σ（ｋ）Ｕ _ａｐ ^Ｈ（ｋ）．
式の組（３７）で示されるように、Ｈ _ｃｄｎ（ｋ）の左及び右固有ベクトルからなる行列Ｖ _ｕｔ ^＊（ｋ）及びＵ _ａｐ ^＊（ｋ）は、Ｈ _ｃｕｐ（ｋ）の右及び左固有ベクトルからなる行列Ｖ _ｕｔ（ｋ）及びＵ _ａｐ（ｋ）の複素共役である。行列Ｕ _ａｐ（ｋ）はアクセスポイント１１０ｘによって、送信及び受信の空間処理の両方に使用することができる。行列Ｖ _ｕｔ（ｋ）はユーザ端末１２０ｙによって、送信及び受信の空間処理の両方に使用することができる。

ＴＤＤ ＭＩＭＯシステムに対するＭＩＭＯチャネルの相反的性質のために、送信／受信チェインにおける差を補償するために調整が実行された後に、ユーザ端末１２０ｙ或いはアクセスポイント１１０ｘのいずれかによって特異値分解のみが実行される必要がある。ユーザ端末１２０ｙによって実行されるならば、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対する行列Ｖ _ｕｔ（ｋ）はユーザ端末における空間処理のために使用され、ｋ＝１．．．Ｎ_Ｆに対する行列Ｕ _ａｐ（ｋ）は、直接的な形式（例えば、行列Ｕ _ａｐ（ｋ）のエントリを送ることによって）或いは間接的な形式（例えば、ステアードパイロットを介して）のいずれかでアクセスポイントへ提供されてよい。実際ユーザ端末１２０ｙは、Ｈ _ｃｄｎ（ｋ）の推定であるＨ＾ _ｃｄｎ（ｋ）を得ることだけでき、Ｖ _ｕｔ（ｋ）、Σ（ｋ）、Ｕ _ａｐ（ｋ）それぞれの推定であるＶ＾ _ｕｔ（ｋ）、Σ＾（ｋ）、Ｕ＾ _ａｐ（ｋ）を導き出すことだけできる。簡単のため、ここでの説明は誤り無しのチャネル推定を仮定する。

ユーザ端末１２０ｙによって送られる上りリンクのステアードパイロットは以下のように表現されてよい：
ｘ _ｕｐ，ｍ（ｋ）＝Ｋ _ｕｔ（ｋ）ｖ _ｕｔ，ｍ（ｋ）ｐ（ｋ）， 式（３８）
ここでｖ _ｕｐ，ｍ（ｋ）はＶ _ｕｔ（ｋ）のｍ番目の列であり、ｐ（ｋ）はパイロットシンボルである。アクセスポイント１１０ｘで受信された上りリンクのステアードパイロットは以下のように表現されてよい：
ｒ _ｕｐ，ｍ（ｋ）＝ｕ _ａｐ，ｍ（ｋ）σ_ｍｐ（ｋ）＋ｎ _ｕｐ（ｋ）． 式（３９）
式（４０）は、ユーザ端末１２０ｙからの上りリンクのステアードパイロットに基づいて、一度に１つのベクトルずつ、アクセスポイント１１０ｘが行列Ｕ _ａｐ（ｋ）を得ることができることを示す。

ユーザ端末１２０ｙが上りリンクでＭＩＭＯパイロットを送信し、アクセスポイント１１０ｘが特異値分解を実行して下りリンクでステアードパイロットを送信する、相補的な処理が実行されてもよい。下りリンク及び上りリンクに対するチャネル推定は、他のやり方で実行されてもよい。

各ユーザ端末１２０において、チャネル推定器３７８は下りリンクのチャネル応答を（例えば、アクセスポイント１１０ｘによって送られたＭＩＭＯパイロット或いはステアードパイロットに基づいて）推定することができ、コントローラ３８０に下りリンクのチャネル推定値を提供することができる。単一アンテナのユーザ端末１２０ｘの場合、コントローラ３８０ｘはコヒーレントな復調のために使用される複素数のチャネル利得を導き出すことができる。複数アンテナのユーザ端末１２０ｙの場合、コントローラ３８０ｙは下りリンクのチャネル推定値に基づいて、受信空間処理のために使用される行列Ｍ _ｕｔ（ｋ）及び送信空間処理のために使用される行列Ｆ _ｕｔ（ｋ）を導き出すことができる。アクセスポイント１１０ｘで、チャネル推定器３７８は上りリンクのチャネル応答を（例えば、ユーザ端末１２０によって送られたステアードパイロット或いはＭＩＭＯパイロットに基づいて）推定することができ、コントローラ３８０に上りリンクのチャネル推定値を提供することができる。コントローラ３８０は上りリンクのチャネル推定値に基づいて、送信空間処理のために使用される行列Ｆ _ａｐ（ｋ）及び受信空間処理のために使用される行列Ｍ _ａｐ（ｋ）を導き出すことができる。

図９は、１つのサブバンドｋに対する下りリンク及び上りリンクのためのアクセスポイント１１０ｘ及びユーザ端末１２０ｙにおける空間処理を示す。下りリンクの場合、アクセスポイント１１０ｘにおけるＴＸ空間プロセッサ３２０の中でデータベクトルｓ _ｄｎ（ｋ）は、ユニット９１０によって最初に行列Ｆ _ａｐ（ｋ）で乗ぜられ、ユニット９１２によってさらに補正行列Ｋ _ａｐ（ｋ）で乗ぜられて、送信ベクトルｘ _ｄｎ（ｋ）を得る。ベクトルｘ _ｄｎ（ｋ）は、復調器３２２の中の送信チェイン９１４によって処理され、ＭＩＭＯチャネル上でユーザ端末１２０ｙへと送信される。ユニット９１０及び９１２は下りリンクのための送信空間処理を実行し、図５のＴＸサブバンド空間プロセッサ５２０の中で実現されてもよい。

ユーザ端末１２０ｙにおいて、下りリンクの信号は復調器３５４の中の受信チェイン９５４によって処理され受信ベクトルｒ _ｄｎ（ｋ）を得る。ＲＸ空間プロセッサ３６０ｙの中で受信ベクトルｒ _ｄｎ（ｋ）は、ユニット９５６によって最初に行列Ｍ _ｕｔ（ｋ）で乗ぜられ、ユニット９５８によってさらに逆対角行列Ｄ _ｕｔ ^−１（ｋ）で調整されてベクトルｓ＾ _ｄｎ（ｋ）を得る。ｓ＾ _ｄｎ（ｋ）はデータベクトルｓ _ｄｎ（ｋ）の推定値である。ユニット９５６及び９５８は下りリンクのために受信空間処理を実行し、図６のＲＸサブバンド空間プロセッサ６４０の中で実現されてよい。

上りリンクの場合、ユーザ端末１２０ｙにおけるＴＸ空間プロセッサ３９２ｙの中で、データベクトルｓ _ｕｐ（ｋ）は、ユニット９６０によって最初に行列Ｆ _ｕｔ（ｋ）で乗ぜられ、ユニット９６２によってさらに補正行列Ｋ _ｕｔ（ｋ）で乗ぜられて送信ベクトルｘ _ｕｐ（ｋ）を得る。ベクトルｘ _ｕｐ（ｋ）は変調器３５４内の送信チェイン９６４によって処理され、ＭＩＭＯチャネル上でアクセスポイント１１０ｘへと送信される。ユニット９６０及び９６２は上りリンクのために送信空間処理を実行する。

アクセスポイント１１０ｘで、上りリンクの信号は復調器３２２の中の受信チェイン９２４によって処理され受信ベクトルｒ _ｕｐ（ｋ）を得る。ＲＸ空間プロセッサ３４０の中で受信ベクトルｒ _ｕｐ（ｋ）は、ユニット９２６によって最初に行列Ｍ _ａｐ（ｋ）で乗ぜられ、ユニット９２８によってさらに逆対角行列Ｄ _ａｐ ^−１（ｋ）で調整されてベクトルｓ＾ _ｕｐ（ｋ）を得る。ｓ＾ _ｕｐ（ｋ）はデータベクトルｓ _ｕｐ（ｋ）の推定値である。ユニット９２６及び９２８は上りリンクのための受信空間処理を実行する。

Ｂ．ＴＤＤ ＭＩＭＯシステムのための空間処理
表３は、ＴＤＤ ＭＩＭＯシステムにおける様々な空間多重化モードに対して、下りリンク及び上りリンクでのデータ送信のためにアクセスポイント及びユーザ端末によって実行される代表的なパイロット送信及び空間処理をまとめる。単一ユーザステアードモードの場合、アクセスポイントはユーザ端末が下りリンクのチャネル応答を推定することを可能にするためにＭＩＭＯパイロットを送信する。ユーザ端末はアクセスポイントが上りリンクのチャネル応答を推定することを可能にするためにステアードパイロットを送信する。アクセスポイントはＵ _ａｐ（ｋ）で送信及び受信空間処理を実行する。ユーザ端末はＶ _ｕｔ（ｋ）で送信及び受信空間処理を実行する。

単一ユーザ非ステアードモードの場合、下りリンクのデータ送信に対して、アクセスポイントは全てのアンテナからＭＩＭＯパイロットを送信し、各アンテナからデータシンボルストリームを送信する。ユーザ端末は、ＭＩＭＯパイロットで下りリンクのチャネル応答を推定し、下りリンクのチャネル推定値を用いて受信機空間処理を実行する。上りリンクのデータ送信に対して相補的な処理が生ずる。

複数ユーザステアードモードの場合、単一アンテナ及び／又は複数アンテナのユーザ端末への下りリンクのデータ送信に対して、ユーザ端末はアクセスポイントが下りリンクのチャネル応答を推定するのを可能にするために上りリンクで直交するパイロットを送信する。単一アンテナのユーザ端末はステアされていない（ｕｎｓｔｅｅｒｅｄ）パイロットを送信し、複数アンテナのユーザ端末はステアードパイロットを送信する。アクセスポイントは直交する上りリンクのパイロットに基づいて下りリンクのステアリングベクトルを導き出す、そして選択されたユーザ端末へステアードパイロット及びステアードデータシンボルストリームを送信するためにステアリングベクトルを用いる。各ユーザ端末は、ユーザ端末へ送られたステアードデータシンボルストリームを受信するためにステアードパイロットを使用する。複数アンテナのユーザ端末からの上りリンクのデータ送信の場合、アクセスポイントはＭＩＭＯパイロットを送信する。各複数アンテナのユーザ端末は、上りリンクでステアードパイロット及びステアードデータシンボルストリームを送信する。アクセスポイントは、データシンボルストリームを復元するために受信機空間処理（例えば、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、その他）を実行する。

複数ユーザ非ステアードモードの場合、複数アンテナのユーザ端末への下りリンクのデータ送信に対して、アクセスポイントは下りリンクでＭＩＭＯパイロットを送信する。各ユーザ端末は、各アクセスポイントのアンテナからそれが受信出来るレートを決定して送り返す。アクセスポイントはユーザ端末のセットを選択し、アクセスポイントのアンテナから選択されたユーザ端末に対してデータシンボルストリームを送信する。複数アンテナのユーザ端末のそれぞれは、そのデータシンボルストリームを復元するために受信機空間処理（例えば、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、その他）を実行する。単一アンテナ及び／又は複数アンテナのユーザ端末からの上りリンクのデータ送信の場合、ユーザ端末は上りリンクで直交した（ステアされていない）パイロットを送信する。アクセスポイントは、上りリンクのパイロットに基づいて上りリンクのチャネル応答を推定し、互換性のあるユーザ端末のセットを選択する。選択されたユーザ端末のそれぞれは、ユーザ端末のアンテナからデータシンボルストリームを送信する。アクセスポイントは、データシンボルストリームを復元するために受信機空間処理（例えば、ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、その他）を実行する。

Ｃ．レート選択
下りリンク及び上りリンクに対する各データストリームは、空間多重化モードの１つを用いた広帯域空間チャネルｍで送信される。また各データストリームはあるレートで送信され、そのレートはそのストリームに対して性能の目標レベル（例えば、１パーセントのパケット誤りレート（ＰＥＲ））を達成できるように選択される。各データストリームに対するレートはそのストリームに対して受信機で達成されるＳＮＲ（即ち、受信されたＳＮＲ）に基づいて決定することができる。上で説明したように、ここでのそのＳＮＲは送信機及び受信機において実行される空間処理に依存する。

代表的なレート選択方式において、広帯域空間チャネルｍに対するレートを決定し、上で説明されたように、広帯域空間チャネルの各サブバンドｋに対する（例えば、ｄＢ単位での）ＳＮＲ推定値γ_ｍ（ｋ）が最初に得られる。次に平均ＳＮＲ、γ_ａｖｇ、が以下のように広帯域空間チャネルｍに対して計算される：

ＳＮＲ推定値の分散σ_γｍ ^２は、また以下のように計算される：

ＳＮＲのバックオフ（ｂａｃｋ−ｏｆｆ）係数（ｆａｃｔｏｒ）、γ_ｂｏ，ｍは、平均ＳＮＲ及びＳＮＲの分散の関数Ｆ（γ_{ａｖｇ，ｍ}，σ_γｍ ^２）に基づいて決定される。例えば、関数Ｆ（γ_{ａｖｇ，ｍ}，σ_γｍ ^２）＝Ｋ_ｂ・σ_γｍ ^２が使用されてもよく、ここでＫ_ｂは、データストリームに対して使用されるインターリービング、パケットサイズ、及び／又は符号化方式のようなＭＩＭＯシステムの１つ或いはそれ以上の特徴に基づいて選択されてよい調整係数である。ＳＮＲのバックオフ係数は広帯域空間チャネルでのＳＮＲの変動を補償する。広帯域空間チャネルｍに対する動作しているＳＮＲ、γ_ｏｐ，ｍが以下のように次に計算される：
γ_ｏｐ，ｍ＝γ_{ａｖｇ，ｍ}―γ_ｂｏ，ｍ． 式（４２）
そしてデータストリームに対するレートは動作しているＳＮＲに基づいて決定される。例えば、ルックアップ（ｌｏｏｋ−ｕｐ）表（ＬＵＴ）は、ＭＩＭＯシステムによってサポートされるレートのセット、及びそれらの要求されたＳＮＲを保持してよい。各レートに対して要求されたＳＮＲは、計算機シミュレーション、経験的測定、その他によって決定されてよく、ＡＷＧＮチャネルの過程に基づいてよい。動作しているＳＮＲに等しい、或いはそれより低い要求されたＳＮＲを伴うルックアップ表の中の最高レートは、広帯域空間チャネルｍで送られるデータストリームに対するレートとして選択される。

様々な他のレート選択方式も使用されてよい。

Ｄ．閉ループレート制御
複数の広帯域空間チャネルで送信されたデータストリームのそれぞれに対して閉ループレート制御が使用されてよい。閉ループレート制御は１つ或いは複数のループで達成されてよい。

図１０は閉ループレート制御機構１０００の実施形態のブロック図を示す。閉ループレート制御機構１０００は外側のループ１０２０と共に動作する内側のループ１０１０を含む。内側のループ１０１０は、チャネル条件を推定し、各広帯域空間チャネルによってサポートされるレートを決定する。外側のループ１０２０は各広帯域空間チャネルで受信されたデータ送信の品質を推定し、それに応じて内側のループの動作を調整する。簡単のため、１つの下りリンクの広帯域空間チャネルｍに対するループ１０１０及び１０２０の動作が図１０に示され、以下で説明される。

内側のループ１０１０の場合、ユーザ端末１２０におけるチャネル推定器３７８は広帯域空間チャネルｍを推定し、チャネル推定値（例えば、チャネル利得の推定値及び雑音の分散の推定値）を提供する。コントローラ３８０内のレート選択器１０３０は広帯域空間チャネルｍによってサポートされたレートを以下に基づいて決定する、（１）チャネル推定器３７８からのチャネル推定値、（２）品質推定器１０３２からの広帯域空間チャネルｍに対するＳＮＲバックオフ係数及び／又はレート調整、そして（３）ＭＩＭＯシステムによってサポートされるレート及びそれらの要求されたＳＮＲからなるルックアップ表（ＬＵＴ）１０３６。広帯域空間チャネルｍに対してサポートされたレートはコントローラ３８０によってアクセスポイント１１０へ送られる。アクセスポイント１１０において、コントローラ３３０は広帯域空間チャネルｍに対してサポートされたレートを受信し、この空間チャネルで送られることになっているデータストリームに対するデータレート、符号化、変調制御を決定する。そしてデータストリームは、ＴＸデータプロセッサ３１０によってこれらの制御に従って処理され、ＴＸ空間プロセッサ３２０によって空間的に処理されてパイロットシンボルで多重化され、変調器３２２によって調節され、そしてユーザ端末１２０へと送信される。

外側のループ１０２０は、広帯域空間チャネルｍで受信された復号されたデータストリームの品質を推定し、内側のループ１０１０の動作を調整する。広帯域空間チャネルｍに対して受信されたシンボルはＲＸ空間プロセッサ３６０によって空間的に処理され、ＲＸデータプロセッサ３７０によってさらに処理される。ＲＸデータプロセッサ３７０は、広帯域空間チャネルｍで受信された各パケットの状態及び／又は復号器のメトリクス（ｍｅｔｒｉｃｓ）を品質推定器１０３２へ提供する。外側のループ１０２０は、内側のループ１０１０の動作を制御するために使用される異なったタイプの情報（例えば、ＳＮＲバックオフ係数、レート調整、その他）を提供することができる。

ゆえに、上で説明した閉ループレート制御は、下りリンク及び上りリンクの広帯域空間チャネルのそれぞれに対して独立して実行されてよい。下りリンク及び上りリンクの広帯域空間チャネルのそれぞれは、（１）単一ユーザステアードモードの場合は、広帯域固有モード、（２）単一ユーザ或いは複数ユーザの非ステアードモードの場合は、送信アンテナ、に対応し得る。

Ｅ．ユーザ端末のスケジューリング
図１１は、コントローラ３３０と下りリンク及び上りリンクでのデータ送信に対してユーザ端末をスケジュールするためのスケジューラ３３４との実施形態のブロック図を示す。コントローラ３３０の中でリクエストプロセッサ１１１０は、ＲＡＣＨ上でユーザ端末１２０によって送信されたアクセスリクエストを受信し、場合によっては他のソースからのアクセスリクエストを受信する。これらのアクセスリクエストは、下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信のためのものである。リクエストプロセッサ１１１０は受信されたアクセスリクエストを処理し、リクエストしている全てのユーザ端末の識別（ｉｄｅｎｔｉｔｉｅｓ）（ＩＤｓ）及び状態を提供する。ユーザ端末に対する状態は、端末で利用可能なアンテナの数、端末が調整されているかどうか、その他、を示してよい。

上で説明したようにレート選択器１１２０は、チャネル推定器３２８からのチャネル推定値を受け取り、リクエストしているユーザ端末に対して下りリンク及び／又は上りリンクの広帯域空間チャネルによってサポートされるレートを決定する。下りリンクの場合、上で説明したように、各ユーザ端末１２０はその広帯域空間チャネルのそれぞれによってサポートされるレートを決定できる。サポートされたレートは、性能の目標レベルを達成するために広帯域空間チャネルでのデータ送信のために使用されてよい最大レートである。各ユーザ端末１２０は、それの下りリンクの広帯域空間チャネルの全てに対してサポートされるレートを、例えばＲＡＣＨを介して、アクセスポイント１１０へ送ることができる。或いは、（１）下りリンク及び上りリンクが相反であり、（２）アクセスポイント１１０にユーザ端末１２０における雑音の分散或いは雑音のフロア（ｆｌｏｏｒ）が提供されるならば、アクセスポイント１１０は、下りリンクの広帯域空間チャネルに対してサポートされるレートを決定できる。上りリンクの場合、アクセスポイント１１０は、リクエストしているユーザ端末１２０のそれぞれのために各広帯域空間チャネルに対してサポートされるレートを決定できる。

ユーザ選択器１１４０は、下りリンク及び／又は上りリンクでの可能なデータ送信のために、リクエストしている全てのユーザ端末の中から１つ或いはそれ以上のユーザ端末からなる異なるセットを選択する。ユーザ端末は、システムの要求、ユーザ端末の能力及びサポートされるレート、ユーザの優先度、送信されるデータの量、その他等の様々な基準に基づいて選択されてよい。複数ユーザの空間多重化モードの場合、各セットに対するユーザ端末はそれらのチャネル応答ベクトルに基づいて選択されてもよい。

モード選択器１１３０はユーザ端末の各セットに対して使用するための特定の空間多重化モードを、そのセットの中のユーザ端末の動作状態及び能力と場合によっては他の要因に基づいて選択する。例えば、単一ユーザステアードモードは調整を実行した“調整された（ｃａｌｉｂｒａｔｅｄ）”複数アンテナのユーザ端末に対して使用されてよく、その結果１つのリンク（例えば、下りリンク）に対するチャネル応答は他のリンク（例えば、上りリンク）を介して受信された（例えば、ステアード）パイロットに基づいて推定することができる。単一ユーザ非ステアードモードは調整を実行していない、或いは何らかの理由で単一ユーザステアードモードをサポートできない“調整されていない（ｕｎｃａｌｉｂｒａｔｅｄ）”複数アンテナのユーザ端末に対して使用されてよい。複数ユーザステアードモードは、複数のユーザ端末への下りリンクの送信に使用されてよい。複数のユーザ端末のそれぞれは１つ或いはそれ以上のアンテナを備えている。複数ユーザ非ステアードモードは複数のユーザ端末による上りリンクの送信に使用されてよい。

スケジューラ３３４は、ユーザ選択器１１４０からユーザ端末のセットを受信し、モード選択器１１３０から各ユーザ端末のセットのために選択された空間多重化モードを受信し、レート選択器１１２０から各ユーザ端末のセットのために選択されたレートを受信する。スケジューラ３３４は、下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信のためにユーザ端末をスケジュールする。スケジューラ３３４は各ＴＤＤフレームに対して、下りリンクでのデータ送信に対してユーザ端末の１つ又はそれ以上のセットを選択し、上りリンクでのデータ送信に対してユーザ端末の１つ又はそれ以上のセットを選択する。各セットは、１つ或いはそれ以上のユーザ端末を含み、ＴＤＤフレーム内の指定された送信間隔の中でのデータ送信に同時にスケジュールされる。

スケジューラ３３４は下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信にスケジュールされる各ユーザ端末のための情報要素（ＩＥ）を形成する。各情報要素は以下を含む、（１）データ送信のために使用される空間多重化モード、（２）各広帯域空間チャネルで送信されるデータストリームに対して使用するためのレート、（３）データ送信の開始及び持続期間、（４）あるいは他の情報（例えば、データ送信と共に送信されているパイロットのタイプ）。スケジューラ３３４はＦＣＣＨを介して、スケジュールされた全てのユーザ端末に対する情報要素を送る。各ユーザ端末はその情報要素を復元するためにＦＣＣＨを処理し、その後、下りリンクの送信を受信する、及び／或いは受信されたスケジューリング情報に従って上りリンクの送信を送る。

図１１は、複数の空間多重化モードがサポートされているときのデータ送信のためのユーザ端末のスケジューリングの実施形態を示す。スケジューリングは他のやり方で実行されてもよく、これは本発明の範囲の中にある。

図１２は、ＭＩＭＯシステム１００の中でのデータ送信のためにユーザ端末をスケジュールするための処理１２００の流れ図を示す。少なくとも1つのユーザ端末からなるセットが、下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信のために選択される（ブロック１２１２）。システムによってサポートされる複数の空間多重化モードの中からユーザ端末のセットのために空間多重化モードが選択される（ブロック１２１４）。ユーザ端末のセットのために複数の空間チャネルを介して送信されることになっている複数のデータストリームに対して複数のレートも選択される（ブロック１２１６）。ユーザ端末のセットは、選択されたレート及び選択された空間多重化モードで下りリンク及び／又は上りリンクでのデータ送信にスケジュールされる（ブロック１２１８）。

図１３は、ＭＩＭＯシステム１００の下りリンクでデータを送信するための処理１３００の流れ図を示す。処理１３００はアクセスポイント１１０ｘによって実行されてよい。第１の複数のデータストリームは第１の複数のレートに従って符号化及び変調されて、第１の複数のデータシンボルストリームを得る（ブロック１３１２）。単一ユーザステアードモードの場合、第１の複数のデータシンボルストリームは第１の複数のステアリングベクトルで空間的に処理されて、第１の送信間隔での複数のアンテナから第１のユーザ端末への送信のための第１の複数の送信シンボルストリームを得る（ブロック１３１４）。第１の複数のデータストリームが直交する空間チャネルで第１のユーザ端末へと送信されるように、第１の複数のステアリングベクトルが導き出される。第２の複数のデータストリームは、第２の複数のレートに従って符号化され変調されて第２の複数のデータシンボルストリームを得る（ブロック１３１６）。単一ユーザ非ステアードモードの場合、第２の複数のデータシンボルストリームは、第２の送信間隔での複数のアンテナから第２のユーザ端末への送信のための第２の複数の送信シンボルストリームとして提供される（ブロック１３１８）。第３の複数のデータストリームは符号化されてそして変調されて、第３の複数のデータシンボルストリームを得る（ブロック１３２０）。複数ユーザステアードモードの場合、第３の複数のデータシンボルストリームは第２の複数のステアリングベクトルで空間的に処理されて、第３の送信間隔での複数のアンテナから複数のユーザ端末への送信のための第３の複数の送信シンボルストリームを得る（ブロック１３２２）。第３の複数のデータシンボルストリームが複数のユーザ端末において混信が抑制されて受信されるように、第２の複数のステアリングベクトルが導き出される。

図１４は、ＭＩＭＯシステム１００における上りリンクでデータを受信するための処理１４００の流れ図を示す。処理１４００はアクセスポイント１１０ｘによって実行されてもよい。受信機空間処理は第１の空間多重化モード（例えば、単一ユーザステアードモード）に従って第１の複数の受信されたシンボルストリームに実行され、第１の複数の復元されたデータシンボルストリームを得る（ブロック１４１２）。第１の複数の復元されたデータシンボルストリームは第１の複数のレートに従って復調及び復号されて、第１の複数の復号されたデータストリームを得る（ブロック１４１４）。第２の空間多重化モード（例えば、非ステアードモード）に従って第２の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理が実行され、第２の複数の復元されたデータシンボルストリームを得る（ブロック１４１６）。第２の複数の復元されたデータシンボルストリームは第２の複数のレートに従って復調及び復号されて第２の複数の復号されたデータストリームを得る（ブロック１４１８）。第２の複数の復号されたデータストリームは１つ或いは複数のユーザ端末によって送信されたデータストリームの推定である。

各ユーザ端末は、１つ或いは複数の上りリンクの広帯域空間チャネルでデータを送信するために、そして１つ或いは複数の下りリンクの広帯域空間チャネルでデータを受信するために対応する処理を実行する。

ここで説明されるように、複数の空間多重化モードを伴うデータ送信は、さまざまな手段で実現されてよい。例えば、処理はハードウェア、ソフトウェア、或いはそれらの組み合わせで実現されてよい。ハードウェアで実現する場合、データ処理を実行するために使用される処理ユニット、空間処理、そしてアクセスポイントにおけるスケジューリングは、１つ或いはそれ以上の、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラム可能な論理装置（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここで説明された機能或いはそれらの組み合わせを実行するように設計された他の電子ユニット、の中で実現されてよい。ユーザ端末における処理ユニットは、１つ或いはそれ以上のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、その他での上で実現されてもよい。

ソフトウェアで実現する場合、アクセスポイント及びユーザ端末における複数の空間多重化モードを伴うデータ送信のための処理はモジュール（例えば、手続き、関数、その他）で実現されてよい。モジュールは、ここで説明される機能を実行する。ソフトウェアのコード（ｃｏｄｅｓ）は、メモリユニット（例えば、図３のメモリユニット３３２或いは３８２）に保持されてよく、プロセッサ（例えば、コントローラ３３０或いは３８０）によって実行されてよい。メモリユニットは、プロセッサの中或いはプロセッサの外側で実現されてよい。

見出し（Ｈｅａｄｉｎｇｓ）は、参照のため及び特定のセクションを捜す助けにするために、ここに含まれる。これらの見出しは、ここのなかで説明される概念の範囲を制限するように意図されてはおらず、これらの概念は明細書の全体を通して他のセクションでの応用可能性を有してよい。

開示された実施形態の以上の説明は、いかなる当業者でも本発明を製造し或いは使用することが可能となるように与えられる。これらの実施形態へのさまざまな修正は当業者には容易に明らかとなり、そしてここで規定された一般的原理は本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく他の実施形態へ適用されてよい。したがって、本発明は、ここで示された実施形態に限定されることを意図されず、ここで開示された原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲を与えられるべきである。

多重アクセスＭＩＭＯシステムを示す。 ＭＩＭＯシステムに対するフレーム及びチャネルの構成を示す。 ＭＩＭＯシステムにおけるアクセスポイント及び２つのユーザ端末を示す。 アクセスポイントにおける送信（ＴＸ）データプロセッサを示す。 アクセスポイントにおけるＴＸ空間プロセッサ及び変調器を示す。 複数アンテナのユーザ端末における復調器と受信（ＲＸ）空間プロセッサを示す。 複数アンテナのユーザ端末におけるＲＸデータプロセッサを示す。 連続干渉除去（ＳＩＣ）技術を実現するＲＸ空間プロセッサ及びＲＸデータプロセッサを示す。 アクセスポイント及びユーザ端末における送信／受信チェインを示す。 閉ループレート制御機構を示す。 コントローラ及びユーザ端末をスケジュールするためのスケジューラを示す。 データ送信のためにユーザ端末をスケジュールするための処理を示す。 下りリンクでデータを送信するための処理を示す。 上りリンクでデータを受信するための処理を示す。

符号の説明

１００…ＭＩＭＯシステム、 ２００…代表的なフレームとチャネルの構成、
１０００…閉ループレート制御機構、 １２００、１３００、１４００…処理

Claims (60)

1. 無線多重アクセスの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるデータを送信する方法であって、以下を具備する方法：
   データ送信のために少なくとも１つのユーザ端末を選択すること；
   前記少なくとも１つのユーザ端末に使用するために、システムによってサポートされた複数の空間多重化モードのなかから１つの空間多重化モードを選択すること；
   前記少なくとも１つのユーザ端末のために、ＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネルを介して送信されることになっている複数のデータストリームに対する複数のレートを選択すること；そして
   複数の選択されたレート及び選択された空間多重化モードでのデータ送信に対して前記少なくとも１つのユーザ端末をスケジュールすること。
2. １つのユーザ端末がデータ送信のために選択され、選択された空間多重化モードはステアード空間多重化モードである請求項１記載の方法。
3. １つのユーザ端末へ直交する空間チャネルで複数のデータストリームを送信するために複数のステアリングベクトルを有する複数のデータストリームを空間的に処理することをさらに具備する請求項２記載の方法。
4. １つのユーザ端末がデータ送信のために選択され、選択された空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項１記載の方法。
5. 複数のアンテナから１つのユーザ端末への送信のために複数のデータストリームを提供することをさらに具備する請求項４記載の方法。
6. 複数のユーザ端末がデータ送信のために選択され、選択された空間多重化モードはステアード空間多重化モードである請求項１記載の方法。
7. 複数のユーザ端末へ複数のデータストリームをステアするために複数のステアリングベクトルを有する複数のデータストリームを空間的に処理することをさらに具備する請求項６記載の方法。
8. 複数のユーザ端末によって送信された複数のデータストリームの推定値を得るために、複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行することであって、各データストリームはデータストリームをステアするためにそれぞれのステアリングベクトルで処理される受信機空間処理を実行することをさらに具備する請求項６記載の方法。
9. 複数のユーザ端末がデータ送信のために選択され、選択された空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項１記載の方法。
10. 複数のユーザ端末によって送信された複数のデータストリームの推定値を得るために、複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行することをさらに具備する請求項９記載の方法。
11. 複数のアンテナからそれぞれが複数のアンテナを有する複数のユーザ端末への送信に対して複数のデータストリームを提供することをさらに具備する請求項９記載の方法。
12. ＭＩＭＯシステムは時分割二重化（ＴＤＤ）システムである請求項１記載の方法。
13. 少なくとも１つのユーザ端末が調整されて、下りリンクのチャネル応答は上りリンクのチャネル応答と相反であるならば、選択された空間多重化モードはステアード空間多重化モードである請求項１２記載の方法。
14. 少なくとも１つのユーザ端末が調整されていないで、下りリンクのチャネル応答は上りリンクのチャネル応答と相反ではないならば、選択された空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項１２記載の方法。
15. 複数のレートを選択することは、
    複数の空間チャネルの信号対雑音及び干渉比（ＳＮＲ）を推定することと、そして
    複数の空間チャネルの推定されたＳＮＲに基づいて複数のレートを選択することとを含む請求項１記載の方法。
16. 無線多重アクセスの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    データ送信のために少なくとも１つのユーザ端末を選択するように動作する端末選択器；
    前記少なくとも１つのユーザ端末に使用するために、システムによってサポートされた複数の空間多重化モードのなかから空間多重化モードを選択するように動作するモード選択器；
    前記少なくとも１つのユーザ端末のために、ＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネルを介して送信されることになっている複数のデータストリームに対する複数のレートを選択するように動作するレート選択器；そして
    複数の選択されたレート及び選択された空間多重化モードでのデータ送信に対して前記少なくとも１つのユーザ端末をスケジュールするように動作するスケジューラ。
17. 複数のアンテナから前記少なくとも１つのユーザ端末への送信に対して複数の送信シンボルストリームを得るために、選択された空間多重化モードに従って複数のデータストリームを空間的に処理するように動作する送信空間プロセッサをさらに具備する請求項１６記載の装置。
18. 前記少なくとも１つのユーザ端末によって送信された複数のデータストリームの推定値を得るために、選択された空間多重化モードに従って複数の受信されたシンボルストリームを空間的に処理するように動作する受信空間プロセッサをさらに具備する請求項１６記載の装置。
19. 無線多重アクセスの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    データ送信のために少なくとも１つのユーザ端末を選択するための手段；
    前記少なくとも１つのユーザ端末に使用するために、システムによってサポートされた複数の空間多重化モードのなかから空間多重化モードを選択するための手段；
    前記少なくとも１つのユーザ端末のために、ＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネルを介して送信されることになっている複数のデータストリームに対する複数のレートを選択するための手段；そして
    複数の選択されたレート及び選択された空間多重化モードでのデータ送信に対して前記少なくとも１つのユーザ端末をスケジュールするための手段。
20. 複数のアンテナから前記少なくとも１つのユーザ端末への送信に対して複数の送信シンボルストリームを得るために、選択された空間多重化モードに従って複数のデータストリームを空間的に処理するための手段をさらに具備する請求項１９記載の装置。
21. 前記少なくとも１つのユーザ端末によって送信された複数のデータストリームの推定値を得るために、選択された空間多重化モードに従って複数の受信されたシンボルストリームを空間的に処理するための手段をさらに具備する請求項１９記載の装置。
22. 無線多重アクセスの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるデータを送信する方法であって、以下を具備する方法：
    第１の送信間隔でのデータ送信に対して第１のユーザ端末を選択すること；
    第１のユーザ端末に使用するために第１の空間多重化モードを選択すること；
    第２の送信間隔でのデータ送信に対して第２のユーザ端末を選択すること；
    第２のユーザ端末に使用するために第２の空間多重化モードを選択すること；
    第１の空間多重化モードによる第１の送信間隔でのデータ送信に対して第１のユーザ端末をスケジュールすること；
    第２の空間多重化モードによる第２の送信間隔でのデータ送信に対して第２のユーザ端末をスケジュールすること。
23. 第１の空間多重化モードはステアード空間多重化モードであり、第２の空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項２２記載の方法。
24. 第１のユーザ端末に対して、ＭＩＭＯチャネルの直交する空間チャネルで第１の複数のデータストリームを送信するために複数のステアリングベクトルで第１の複数のデータストリームを空間的に処理することと、
    複数のアンテナから第２のユーザ端末への送信のために第２の複数のデータストリームを提供することとをさらに具備する請求項２３記載の方法。
25. 第１のユーザ端末によって送信された第１の複数のデータストリームの推定値を得るために、複数の固有ベクトルで第１の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行することと、
    第２のユーザ端末によって送信された第２の複数のデータストリームの推定値を得るために、空間フィルタに従って第２の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行することとをさらに具備する請求項２３記載の方法。
26. 第１のユーザ端末に対して、第１のＭＩＭＯチャネルの第１の複数の空間チャネルを介して送信されることになっている第１の複数のデータストリームに対する第１の複数のレートを選択することと、
    第２のユーザ端末に対して、第２のＭＩＭＯチャネルの第２の複数の空間チャネルを介して送信されることになっている第２の複数のデータストリームに対する第２の複数のレートを選択することとをさらに具備し、
    第１のユーザ端末は第１の複数のレートでさらにスケジュールされ、第２のユーザ端末は第２の複数のレートでスケジュールされる請求項２３記載の方法。
27. 無線多重アクセスの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    第１の送信間隔でのデータ送信に対して第１のユーザ端末を選択するように動作し、第２の送信間隔でのデータ送信に対して第２のユーザ端末を選択するように動作するユーザ選択器；
    第１のユーザ端末に使用するために第１の空間多重化モードを選択するように動作し、第２のユーザ端末に使用するために第２の空間多重化モードを選択するように動作するモード選択器；
    第１の空間多重化モードによる第１の送信間隔でのデータ送信に対して第１のユーザ端末をスケジュールするように動作し、第２の空間多重化モードによる第２の送信間隔でのデータ送信に対して第２のユーザ端末をスケジュールするように動作するスケジューラ。
28. 第１の空間多重化モードはステアード空間多重化モードであり、第２の空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項２７記載の装置。
29. 第１のユーザ端末に対して、ＭＩＭＯチャネルの直交する空間チャネルで第１の複数のデータストリームを送信するために複数のステアリングベクトルで第１の複数のデータストリームを空間的に処理するように動作し、
    複数のアンテナから第２のユーザ端末への送信のために第２の複数のデータストリームを提供するように動作する送信空間プロセッサをさらに具備する請求項２８記載の装置。
30. 第１のユーザ端末によって送信された第１の複数のデータストリームの推定値を得るために、複数の固有ベクトルで第１の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行するように動作し、
    第２のユーザ端末によって送信された第２の複数のデータストリームの推定値を得るために、空間フィルタに従って第２の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行するように動作する受信空間プロセッサをさらに具備する請求項２８記載の装置。
31. 無線多重アクセスの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    第１の送信間隔でのデータ送信に対して第１のユーザ端末を選択するための手段；
    第１のユーザ端末に使用するために第１の空間多重化モードを選択するための手段；
    第２の送信間隔でのデータ送信に対して第２のユーザ端末を選択するための手段；
    第２のユーザ端末に使用するために第２の空間多重化モードを選択するための手段；
    第１の空間多重化モードによる第１の送信間隔でのデータ送信に対して第１のユーザ端末をスケジュールするための手段；
    第２の空間多重化モードによる第２の送信間隔でのデータ送信に対して第２のユーザ端末をスケジュールするための手段。
32. 第１の空間多重化モードはステアード空間多重化モードであり、第２の空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項３１記載の装置。
33. 第１のユーザ端末に対して、ＭＩＭＯチャネルの直交する空間チャネルで第１の複数のデータストリームを送信するために複数のステアリングベクトルで第１の複数のデータストリームを空間的に処理するための手段と、
    複数のアンテナから第２のユーザ端末への送信のために第２の複数のデータストリームを提供するための手段とをさらに具備する請求項３２記載の装置。
34. 第１のユーザ端末によって送信された第１の複数のデータストリームの推定値を得るために、複数の固有ベクトルで第１の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行するための手段と、
    第２のユーザ端末によって送信された第２の複数のデータストリームの推定値を得るために、空間フィルタに従って第２の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行するための手段とをさらに具備する請求項３２記載の装置。
35. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるデータを送信する方法であって、以下を具備する方法：
    第１の複数のデータシンボルストリームを得るために第１の複数のデータストリームを符号化及び変調すること；
    第１の送信間隔での複数のアンテナから第１のユーザ端末への送信のための第１の複数の送信シンボルストリームを得るために第１の複数のステアリングベクトルで第１の複数のデータシンボルストリームを空間的に処理すること；
    第２の複数のデータシンボルストリームを得るために第２の複数のデータストリームを符号化及び変調すること；そして
    第２の送信間隔での複数のアンテナから第２のユーザ端末への送信のための第２の複数の送信シンボルストリームとして第２の複数のデータシンボルストリームを提供すること。
36. 第１のユーザ端末に対して第１のＭＩＭＯチャネルの複数の直交する空間チャネルで第１の複数のデータストリームが送信されるように、第１の複数のステアリングベクトルを導き出すことをさらに具備する請求項３５記載の方法。
37. 第３の複数のデータシンボルストリームを得るために第３の複数のデータストリームを符号化及び変調することと、
    第３の送信間隔での複数のアンテナから複数のユーザ端末への送信のための第３の複数の送信シンボルストリームを得るために第２の複数のステアリングベクトルで第３の複数のデータシンボルストリームを空間的に処理することとをさらに具備する請求項３５記載の方法。
38. 第３の複数のデータストリームが混信が抑制されて複数のユーザ端末において受信されるように、第２の複数のステアリングベクトルを導き出すことをさらに具備する請求項３７記載の方法。
39. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    第１の複数のデータシンボルストリームを得るために第１の複数のデータストリームを符号化及び変調するように動作し、
    第２の複数のデータシンボルストリームを得るために第２の複数のデータストリームを符号化及び変調するように動作する送信データプロセッサ；そして
    第１の送信間隔での複数のアンテナから第１のユーザ端末への送信のための第１の複数の送信シンボルストリームを得るために第１の複数のステアリングベクトルで第１の複数のデータシンボルストリームを空間的に処理するように動作し、
    第２の送信間隔での複数のアンテナから第２のユーザ端末への送信のための第２の複数の送信シンボルストリームとして第２の複数のデータシンボルストリームを提供するように動作する送信空間プロセッサ。
40. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるデータを受信する方法であって、以下を具備する方法：
    第１の複数の復元されたデータシンボルストリームを得るために第１の空間多重化モードに従って第１の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行すること；
    第１の複数の復号されたデータストリームを得るために第１の複数のレートに従って第１の複数の復元されたデータシンボルストリームを復調及び復号すること；
    第２の複数の復元されたデータシンボルストリームを得るために第２の空間多重化モードに従って第２の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行すること；そして
    第２の複数の復号されたデータストリームを得るために第２の複数のレートに従って第２の複数の復元されたデータシンボルストリームを復調及び復号すること。
41. 第１の空間多重化モードはステアード空間多重化モードであり、ユーザ端末のためにＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネルに対する複数の固有ベクトルで第１の複数の受信されたシンボルストリームが空間的に処理される請求項４０記載の方法。
42. 第２の空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項４０記載の方法。
43. 第２の複数の復号されたデータストリームは、単一のユーザ端末によって送信された複数のデータストリームの推定値である請求項４２記載の方法。
44. 第２の複数の復号されたデータストリームは、複数のユーザ端末によって同時に送信された複数のデータストリームの推定値である請求項４２記載の方法。
45. 第２の複数の受信されたシンボルストリームは、チャネル相関行列反転（ＣＣＭＩ）技術に基づいて空間的に処理される請求項４２記載の方法。
46. 第２の複数の受信されたシンボルストリームは、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）技術に基づいて空間的に処理される請求項４２記載の方法。
47. 第２の複数の受信されたシンボルストリームは、連続干渉除去（ＳＩＣ）技術に基づいて空間的に処理される請求項４２記載の方法。
48. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    第１の複数の復元されたデータシンボルストリームを得るために第１の空間多重化モードに従って第１の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行するように動作し、
    第２の複数の復元されたデータシンボルストリームを得るために第２の空間多重化モードに従って第２の複数の受信されたシンボルストリームに受信機空間処理を実行するように動作する受信空間プロセッサ；そして
    第１の複数の復号されたデータストリームを得るために第１の複数のレートに従って第１の複数の復元されたデータシンボルストリームを復調及び復号するように動作し、
    第２の複数の復号されたデータストリームを得るために第２の複数のレートに従って第２の複数の復元されたデータシンボルストリームを復調及び復号するように動作する受信データプロセッサ。
49. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるデータを送信する方法であって、以下を具備する方法：
    データ送信に使用する空間多重化モード及び複数のレートを示している情報を受信することであって、空間多重化モードはシステムによってサポートされる複数の空間多重化モードのなかから選択され、複数のレートのそれぞれはシステムによってサポートされるレートのセットのなかから選択される受信すること；
    複数のデータシンボルストリームを得るために複数のレートに従って複数のデータストリームを符号化及び変調すること；そして
    複数のアンテナからの送信に対して複数の送信シンボルストリームを得るために空間多重化モードに従って複数のデータシンボルストリームを空間的に処理すること。
50. 空間多重化モードはステアード空間多重化モードであり、ＭＩＭＯチャネルの複数の直交する空間チャネルで複数のデータシンボルストリームを送信するために複数のステアリングベクトルで複数のデータシンボルストリームが空間的に処理される請求項４９記載の方法。
51. 複数の直交する空間チャネルのそれぞれでステアードパイロットを送信することをさらに具備する請求項５０記載の方法。
52. 空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードであり、複数のデータシンボルストリームは複数の送信シンボルストリームとして提供される請求項４９記載の方法。
53. 上りリンクのチャネル応答が下りリンクのチャネル応答に相反となるように調整を実行することをさらに具備する請求項４９記載の方法。
54. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    データ送信に使用する空間多重化モード及び複数のレートを示している情報を受信するように動作するコントローラであって、空間多重化モードはシステムによってサポートされる複数の空間多重化モードのなかから選択され、複数のレートのそれぞれはシステムによってサポートされるレートのセットのなかから選択されるコントローラ；
    複数のデータシンボルストリームを得るために複数のレートに従って複数のデータストリームを符号化及び変調するように動作する送信データプロセッサ；そして
    複数のアンテナからの送信に対して複数の送信シンボルストリームを得るために空間多重化モードに従って複数のデータシンボルストリームを空間的に処理するように動作する送信空間プロセッサ。
55. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるデータを受信する方法であって、以下を具備する方法：
    データ送信に使用する空間多重化モード及び少なくとも１つのレートを示している情報を受信することであって、空間多重化モードはシステムによってサポートされる複数の空間多重化モードのなかから選択され、少なくとも１つのレートのそれぞれはシステムによってサポートされるレートのセットのなかから選択される受信すること；
    少なくとも１つの復元されたデータシンボルストリームを得るために空間多重化モードに従って少なくとも１つの受信されたシンボルストリームを空間的に処理すること；そして
    少なくとも１つの復号されたデータストリームを得るために少なくとも１つのレートに従って少なくとも１つの復元されたデータシンボルストリームを復調及び復号すること。
56. 空間多重化モードはステアード空間多重化モードであり、複数の復元されたデータシンボルストリームを得るためにＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネルに対する複数の固有ベクトルで複数の受信されたシンボルストリームが空間的に処理される請求項５５記載の方法。
57. 空間多重化モードは非ステアード空間多重化モードである請求項５５記載の方法。
58. 複数の復元されたデータシンボルストリームを得るために、チャネル相関行列反転（ＣＣＭＩ）技術、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）技術、或いは連続干渉除去（ＳＩＣ）技術に基づいて複数の受信されたシンボルストリームが空間的に処理される請求項５７記載の方法。
59. １つの復元されたデータシンボルストリームを得るためにチャネル利得の推定値で１つの受信されたシンボルストリームが処理される請求項５７記載の方法。
60. 無線の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、以下を具備する装置：
    データ送信に使用する空間多重化モード及び少なくとも１つのレートを示している情報を受信するように動作するコントローラであって、空間多重化モードはシステムによってサポートされる複数の空間多重化モードのなかから選択され、少なくとも１つのレートのそれぞれはシステムによってサポートされるレートのセットのなかから選択されるコントローラ；
    少なくとも１つの復元されたデータシンボルストリームを得るために空間多重化モードに従って少なくとも１つの受信されたシンボルストリームを空間的に処理するように動作する受信空間プロセッサ；そして
    少なくとも１つの復号されたデータストリームを得るために少なくとも１つのレートに従って少なくとも１つの復元されたデータシンボルストリームを復調及び復号するように動作する受信データプロセッサ。

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