JP2011528215A - マルチユーザｍｉｍｏ通信システムのための干渉抑圧合成 - Google Patents

Abstract

マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システムにおいて送信された信号に含まれるシンボルのシンボル推定値を生成するために受信信号を処理する方法及び装置が提供される。例示的モードにおいて、方法は、（１）ＭＩＭＯシステムにおける与干渉信号の送信に使用される候補であるプリコード行列Ｗの少なくともサブセットを提供するステップと、（２）対応する複数の共分散行列を決定するために受信信号とサブセットの複数の候補とを使用するステップであって、当該複数の共分散行列の各々は対応する候補プリコード行列を使用して形成される、ステップと、（３）当該候補の何れが複数の共分散行列のうちの最小トレース値を有する１つと関連付けられているトレース最小化候補であるかを決定するステップと、（４）トレース最小化候補を使用する重み行列を形成するステップと、（５）シンボル推定値を生成するために重み行列を使用するステップと、を含む。

Description

本発明は無線通信に関し、特に、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとを有するチャネル上での無線通信の使用に関するものである。

典型的なセルラ無線システムにおいては、無線端末（移動局および／またはユーザ装置ユニット（ＵＥ）とも呼ばれる）は、１以上のコアネットワークと無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を介して通信する。無線端末は、例えば、移動電話（”セルラ”電話）及び無線能力を有するラップトップ）のような移動局またはユーザ装置ユニット（ＵＥ）であり得、例えば、ポータブル、ポケット、ハンドヘルド、コンピュータ内蔵の又は車載の、無線アクセスネットワークと音声および／またはデータを通信する移動デバイスである得る。

無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）は、複数のセル領域に分割される地理的領域をカバーし、各セル領域は基地局（例えば、いくつかのネットワークにおいては”ノードＢ”または”Ｂノード”と呼ばれる無線基地局（ＲＢＳ））によりサービスされる。セルは、基地局サイトにおける無線基地局装置により提供される電波範囲である地理的領域である。各セルは、ローカルの電波領域の中で識別子により識別され、セル内でブロードキャストされる。基地局は、基地局範囲内でユーザ装置ユニット（ＵＥ）と無線周波数で動作するエア・インターフェースを介して通信する。

無線アクセスネットワークのいくつかのバージョン（特に旧バージョン）において、いくつかの基地局は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）に、通常は（例えば、地上ラインまたはマイクロ波によって）接続している。無線ネットワーク制御装置（基地局コントローラ（ＢＳＣ）とも呼ばれる）は、接続される複数の基地局のさまざまな動作を管理し調整する。無線ネットワーク制御装置は、１以上のコアネットワークに通常は接続している。

ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）は、第３世代の移動通信システムであり、移動通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）から進化し、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）に基づく改良された移動通信サービスの提供を目的としている。ＵＴＲＡＮは、基本的に、ユーザ装置ユニット（ＵＥ）に対して広帯域符号分割多元接続方式を使用する無線アクセスネットワークである。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、ＵＴＲＡＮ及びＧＳＭベースの無線アクセスネットワーク技術の更なる発展に着手している。

将来の無線システムは、ロングターム・エボリューション（ＬＴＥ）と、マイクロ波アクセスのための世界的相互運用性（ＷｉＭＡＸ）とを含む。エボルブド・ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）のための仕様は、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）の中で作成中である。エボルブド・ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）は、ロングターム・エボリューション（ＬＴＥ）とシステムアーキテクチャ・エボリューション（ＳＡＥ）を含んでいる。このように、３ＧＰＰのＬＴＥ（ロングターム・エボリューション）は、将来の要件に対処するためにＵＭＴＳ移動電話標準を改良する第３世代パートナーシッププロジェクト内のプロジェクトに対して与えられる名前である。例えば、非特許文献１、非特許文献２等を参照されたい。

ＷｉＭＡＸは、ポイントツーポイントのリンクから完全な移動電話タイプのアクセスまで、さまざまな方法により長距離にわたる無線データの提供を目的とする電気通信技術である。非特許文献３を参照されたい。

ＬＴＥおよびＷｉＭＡＸは、スペクトル効率を増加させるためにマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）送信方式を利用する。ＭＩＭＯ方式は送信機及び受信機の両方が多数のアンテナを備えていると仮定し、多重変調されプリコード化された信号は同一の”時間−周波数リソース要素”上で送信される。図６および図７を参照する。図７は、３行４列に並べられた複数の行列を有するように構成されている。図７の１列目の行列は、アンテナ・ポート０に対応し、図７の２列目の行列は、アンテナ・ポート１に対応し、図７の３列目の行列は、アンテナ・ポート２に対応し、図７の４列目の行列は、アンテナ・ポート３に対応する。図７の最上行の行列は、１つのアンテナ・ポートに対応し、図７の中間行の行列は、２つのアンテナ・ポートに対応し、図７の最下行の行列は、４つのアンテナ・ポートに対応する。図７の各々の行列も、行および列を有している。各行列の最初の７列は、偶数番目のスロットに対するものであり、各行列の最後の７列は、奇数番目のスロットに対するものである。

ＭＩＭＯ技術においては、数学的には、特定の周波数／時間のリソース要素（ｋ，ｌ）に対する送信信号は、式（１）により表され得る。

式（１）において、ｓは、複数の要素Ｓ_ｉ（ｉ＝１，．．．，Ｎ_ｓ）を有するベクトルである…、Ｓ_ｉは変調シンボルであり、Ｎ_ｓは送信されたレイヤの数であり、Ｗ（ｋ）は、次元Ｎ_ｔｘ×Ｎ_ｓのいわゆるプリコード行列であり、ここで、Ｎ_ｔｘは、送信アンテナの数であり、ｘは、伝送信号のベクトルであり、ここで、ｘ_ｉ（ｉ＝１，．．．，Ｎ_ｔｘ）は、ｉ番目の送信アンテナから送信される信号である。ここで使用しているように、”ｋ”及び”ｌ”は、それぞれ周波数および時間インデックスであり、ベクトルｘおよびベクトルｓ内の各々の要素は、特定の周波数／時間に対して与えられる。

信号は、チャネル行列Ｈ（チャネル行列Ｈは、Ｎ_ｒｘ×Ｎ_ｔｘ次元であり、ここで、Ｎ_ｒｘは、受信アンテナの数である）によって特徴づけられ得るチャネルを介して送信される。そして、受信信号ベクトルは、式（２）によって与えられるＮ_ｒｘ次元のベクトルである。

式（２）において、ｅは、共分散行列Ｒ_ｅを有する雑音及び干渉ベクトルである。以下の記述においては、表記を単純化するためにインデックス（ｋ，ｌ）は省略されている。

受信データ（例えば、受信信号ベクトルｙ）から信号ｓを復調するためのいくつかの周知技術が存在する。復調技術には、最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技術および干渉抑圧合成（ＩＲＣ）技術がある。干渉抑圧合成（ＩＲＣ）技術は、概して式（３）のような式を使用する。

式（３）は、ｉ番目の送信信号の推定値を提供する。式（３）において、Ｇ＝ＨＷ＝［ｇ_１，．．．，ｇ_ｓ］であり、λは、推定値のバイアスを取り除くスケーリング因子である。式（３）および本願明細書において、上付き文字Ｈはエルミート転置行列を意味する。受信機は、（基準シンボルを使用して推定され得る）チャネルＨ、（通常はＵＥにシグナリングされる）送信信号に使用されたプリコーダ行列Ｗ、共分散行列Ｒ_ｅについての知識を必要とする。共分散行列Ｒ_ｅは、例えば、チャネル推定からの残余を使用して例えば推定され得る。

Ｎ_ｓ＝１、すなわち、Ｗが列ベクトルである場合、特殊な場合となる。この場合、式（３ｂ）に示される最大比合成（ＭＲＣ）受信機が利用できる。

マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）は、信号が複数ユーザに送信されるＭＩＭＯの拡張であり、第１のユーザに対する送信信号は式（４ａ）により表され、第２のユーザに対する送信信号は式（４ｂ）により表される。

ＭＵ−ＭＩＭＯシステムの第１の受信機／ユーザにおいて、受信信号は式（５）により表される。

この種の第１の受信機／ユーザに対して、所望の信号はＨＷ_１ｓ_１であり、したがって、雑音及び干渉は式（６）により提供される。雑音及び干渉は式（７）により示される共分散行列を有する。

ＭＵ−ＭＩＭＯシステムに対して、受信機／ユーザ装置ユニット（ＵＥ）は（上述したように）全送信アンテナから送信された基準シンボルに基づいてチャネル行列Ｈを推定することが出来る。基準シンボルは、典型的には直交リソース上で送信され、すなわち、基本的に図２で示される方法で、あるアンテナからの基準シンボルの送信のために使用されるリソース要素は、他のどのアンテナによっても使用されない。結果として、式（５）の干渉部は、項ＨＷ_２ｓ_２に関する情報を搬送しないため、基準シンボルのみを使用して推定することは出来ない。

このように、既存の技術で、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信における雑音を推定することは困難である。１つの試行される従来技術ソリューションは、他のユーザ装置ユニットへの送信にプリコーダ行列Ｗ_２が使用される受信ユーザ装置ユニット（ＵＥ）に明示的にシグナリングし、当該受信ユーザ装置ユニットが他のユーザ装置ユニットに起因する雑音を決定を可能とすることである。しかしながら、この他のＵＥに対するプリコーダ行列のシグナリングは、例えばシグナリング・オーバヘッドの観点であまりにコストが大きい。

他の試行される従来技術ソリューションは、上述した最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技術を使用することである。最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技術において、重み（Ｒ_ｖ）は式（８）により定義され、シンボル推定値ｓ＾_ｉを決定するために式（９）によって使用される。

最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技術を使用する受信機はＭＵ−ＭＩＭＯ干渉の存在においてよく実行するが、この種の干渉が存在しない場合にパフォーマンスが劣化する。そのため、ロバスト性の観点から、いつ干渉が存在するかを知っている必要があるため、最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技術は実用的なソリューションではない。

従って、必要である本発明の目的および／または利点は、ＭＵ−ＭＩＭＯ送信に対する雑音推定を容易にする１以上の装置、システム、方法、技術である。

Dahlman et al, 3G Evolution; HSPA and LTE for Mobile Broadband, Academic Press Inc.,U.S., 2007 3GPP TS 36.211, Physical Channels and Modulation IEEE 802.16-2004 Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems

本発明のある態様は、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システム（２０）において送信される信号内のシンボルに対するシンボル推定値を生成するために受信信号を処理する方法に関連する。例示的モードにおいて、当該方法は、（１）ＭＩＭＯシステムにおける与干渉信号の送信に使用される候補であるプリコード行列の少なくともサブセットを提供し、（２）対応する複数の共分散行列を決定するために受信信号とサブセットの複数の候補とを使用し、ここで、複数の共分散行列の各々は対応する候補プリコード行列を使用して形成され、（３）候補の何れが複数の共分散行列のうちの最小トレース値を有する１つと関連付けられているトレース最小化候補であるかを決定し、（４）トレース最小化候補を使用する重み行列を形成し、（５）シンボル推定値を生成するために重み行列を使用する、各動作又は各ステップを含む。

複数の共分散行列の各々を形成する動作は、例示的実施態様において、対応する候補プリコード行列と、受信信号ベクトルと、受信信号が送信されたチャネルを少なくとも部分的に表現するチャネル行列と、を使用する。

例示的実施態様において、当該方法は、プリコード行列のセットを提供し、セットのプリコード行列の１つを送信信号に対するプリコード行列として関連付け、ここで、サブセットは送信信号に関連付けられたプリコード行列を除くセットを含む。

本発明の他の態様は、アンテナと信号プロセッサとを含む無線端末に関連する。アンテナは、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システムにおける無線インタフェースを介して得られる受信信号を受信するように構成される。信号プロセッサは、無線端末を宛先とする送信信号に含まれるシンボルに対するシンボル推定値を生成するために受信信号を使用するように構成される。

非制限の実施態様である一例では、信号プロセッサは、メモリと、共分散行列生成部と、トレース検査機能部と、重み行列生成部と、シンボル推定部と、を含む。メモリは、例えば、ＭＩＭＯシステムにおける与干渉信号の送信における使用のための候補であるプリコード行列の少なくともサブセットを格納する。共分散行列生成部は、対応する複数の共分散行列を決定するために受信信号とサブセットの複数の候補とを使用するように構成され、複数の共分散行列の各々は対応する候補プリコード行列を使用して共分散行列生成部により形成される。トレース検査機能部は、候補の何れが（複数の共分散行列のうちの最小トレース値を有する１つと関連付けられている）トレース最小化候補であるかを決定するように構成される。重み行列生成部は、トレース最小化候補を使用する重み行列を形成するように構成される。シンボル推定部は、シンボル推定値を生成するために重み行列を使用するように構成される。

本発明の上述の及び他の目的、特徴および利点は、参照符号がさまざまな図にわたって同一部分に関連する添付の図面と共に後述する好適な実施形態のより詳細な説明により明らかになるであろう。これらの図面はスケールが比例的に示されておらず、代わりに本発明の原理を示す部分が強調されて示されている。

複数の無線端末と通信するための複数の送信機を含む無線ネットワークの図である。 信号プロセッサの例示的な非制限の代表図である。 例示的モードに従った信号処理方法と連動して実行される、一般的代表的な動作又はステップを示すフローチャートである。 ＭＵ−ＭＩＭＯ干渉者が存在する場合における例示的モードのＭＵ−ＭＩＭＯ受信機のパフォーマンスを示す図である。 ＭＵ−ＭＩＭＯ干渉者が存在しない場合における例示的モードのＭＵ−ＭＩＭＯ受信機のパフォーマンスを示す図である。 ＭＩＭＯ送信において利用されるコードワードのための送信機における物理チャネル処理を示す図である。 多数のアンテナに対するリソース要素への基準信号のマッピングを示す図である。

以下の記述は説明のためのものであり制限を意図するものではなく、特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術、その他の具体的な詳細が本発明の完全な理解を提供するために記載されている。しかしながら、当業者に明らかなように、本発明はこれらの具体的な詳細から離れた他の実施形態において実施され得る。すなわち、当業者は、本願明細書において明確に記載又は示されていないが、本発明の原則を実施してその趣旨および範囲の中に含まれるさまざまな装置を考案することが可能である。いくつかの場合では、周知の装置、回路および方法の詳細な説明は、不必要な詳細により本発明の説明を不明瞭にしないために省略される。本願明細書において、特定の例と同様に全ての記載が本発明の原則、態様および実施例を詳述し、構造的、機能的等価物を含むことを目的としている。加えて、このような等価物として、現在周知の等価物と同様に将来開発される等価物（すなわち、構造を問わず同一の機能を実行する開発された任意の要素）も含むことを意図する。

このように、例えば、本願明細書のブロック図が本技術の原則を実施している例示的回路のコンセプト図を示すことを当業者は認めるであろう。同様に、コンピュータまたはプロセッサが明示的に示されていないが、いかなるフローチャート、状態遷移図、擬似コード、などが実質的にコンピュータ可読の媒体そしてコンピュータまたはプロセッサにより実行される様々な処理を示している。

”プロセッサ”または”コントローラ”としてラベルされるまたは記載されている機能ブロックを含むさまざまな要素の機能は、専用ハードウエアと同様、適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行できるハードウェアの使用により提供され得る。プロセッサにより提供されるとき、機能は単一の専用プロセッサによって、単一の共用プロセッサによって、またはいくつかは共有され分散され得る複数の個々のプロセッサにより提供され得る。さらに、用語”プロセッサ”または”コントローラ”を明示的に使用する場合、ソフトウェアを実行できるハードウェアのみに関連すると解釈してはならず、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ソフトウェアを格納する読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および不揮発性記憶装置を含むがこれらに限定されない。

図１は、本技術の実施に適した例示的な環境を提供する非制限の無線ネットワーク２０を示す図である。無線ネットワーク２０は、無線またはエア・インターフェース２２を介して複数の無線端末３０（例えば無線端末３０_１〜３０_ｍ）との無線周波数通信に参加する。無線端末３０の各々は、複数の受信機（例えば複数のアンテナ３２）を有するとして示される。例えば、無線端末３０_１は、アンテナ３２_１，１〜３２_１，ｒを有し、無線端末３０_１は、アンテナ３２_２，１〜３２_２，ｒを有し、同様に、無線端末３０_ｉは、複数のアンテナ３２_ｉ，１〜３２_ｉ，ｒを有し、無線端末３０_ｍは複数のアンテナ３２_ｍ，１〜３２_ｍ，ｒを有する。図１では無線端末３０の各々が同数（例えば”ｒ”個）のアンテナを有するように示されているが、異なる無線端末３０が異なった数のアンテナを有することができる。さらに、無線端末３０の各々は、信号プロセッサ３４を含む（すなわち、無線端末３０_１は、信号プロセッサ３４_１を含み、無線端末３０_２は、信号プロセッサ３４_２を含み、以下同様である）。

ネットワーク２０は複数の送信機４０（例えば、送信機４０_１〜４Ｏ_ｔ）、プリコード値プロセッサ４２、プリコーダ４４を含む。送信機４０の各々は、送信アンテナを含み、同様の意味で”送信機”および”アンテナ”が利用される。プリコード値プロセッサ４２は、線形のプリコード値のセットを生成するよう構成されている。プリコード値は一般に周波数依存し得るが、表記を簡単にするため、以下ではプリコード値は周波数独立であると仮定する。プリコーダ４４は、複数の送信機４０から送信される信号をコード化するためにプリコード値プロセッサ４２により生成されるプリコード値を使用するように構成される。

プリコード値プロセッサは、複数の送信機から送信される信号をコード化するために使用される（例えば、周波数から独立した、線形の）プリコード値Ｗ（例えば、Ｗ_１，．．．，Ｗ_ｔ）のセットを生成するように構成される。プリコード値Ｗのセットは、線形プリコード行列という形をとることができ、Ｗの第ｔ列はベクトルＷ_ｔである。プリコードベクトルＷ_ｉの各々は、ある無線端末３０_ｉに関連付けられている。

無線ネットワーク２０の複数の送信機４０は、無線ネットワーク２０の同じノードに配置してもよいししなくてもよい。”同じ位置に配置しない（not co-located）”は、送信機４０が無線ネットワーク２０の異なるノードに位置しているか、または、同じノードの異なる位置に位置しているシナリオを含む。”ノード”は、例えば、基地局トランシーバ、無線基地局またはノードＢ（例えばＢノード）と称するノードのタイプであり得る。

図１に示すように、プリコード値Ｗのセットを生成するために、本願明細書に記載されるように、プリコード値プロセッサ４２は入力４６を受信する。プリコード値Ｗのセットは、プリコーダ４４に適用される。特に、各々のプリコード値Ｗ_ｊは、プリコーダ４４を含むそれぞれの乗算器４８の第１の入力端子に適用される。各々の乗算器４８の第２の端子は、送信機４０を介して送信される情報ストリームの部分ｓ_ｊを受信する。例えば、乗算器４８_ｊは、プリコード値Ｗ_ｊおよび情報ストリーム部ｓ_ｊを受信して、積ｓ_ｊＷ_ｊを生成する。乗算器４８の全ての乗算結果は加算器５０に適用され、各々の加算器５０は、関連する送信機４０に関連する送信機４０により送信される信号をフィードするため、関連した送信機４０に関連付けられている。

無線端末３０の各々の信号プロセッサ３４は、無線端末３０を宛先とする信号推定値を受信信号から決定及び／又は復調するため無線端末３０によって受信される信号を処理する。そうするために、信号プロセッサ３４は、また、受信信号のどのくらいが雑音（ＭＵ−ＭＩＭＯ環境の他の無線端末を宛先とする信号を含む）であるかの推定を行うよう構成される。

このように、図１に示すような無線端末３０は、アンテナ３２および信号プロセッサ３４を含む。アンテナ３２は、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システムの無線インタフェース２２を介して得られる受信信号を受信するように構成される。信号プロセッサ３４の、代表的な非制限の実施形態が図２に示される。本願明細書から理解されるように、信号プロセッサ３４は信号プロセッサ３４が存在する無線端末を宛先とする送信信号に含まれるシンボルのシンボル推定値を生成するために受信信号を使用するように構成される。

実施例において、図２に示される非制限の実施形態では、信号プロセッサ３４は、コントローラ調整論理５２、メモリ５４（”コードブック”メモリ５４とも呼ばれる）、チャネル行列メモリ５６、受信信号メモリ５８、共分散行列生成部６０、共分散行列メモリ６２、トレース検査部機能６４、重み行列生成部６６、シンボル推定部６８を含む。

コントローラ調整論理５２は、信号プロセッサ３４の他の構成要素および機能間の動作および通信を調整する。例示的モードにおいて、コントローラ調整論理５２により印加される調整は、図４を参照して記載されているような動作により反映される信号処理パフォーマンスに結果としてなる。コントローラ調整論理５２が実行するように構成される動作またはステップは、メモリまたは媒体に保存される命令（例えば符号化命令）であり得る。このために、図２は、命令メモリ７０と共に機能するコントローラ調整論理５２を示す。コントローラ調整論理５２、および実際信号プロセッサ３４の全ては、１以上のプロセッサまたはコントローラにより実現されると拡張的に理解され得る。

コードブック・メモリ５４は、例えば、複数のプリコード行列Ｗ_１〜Ｗ_Ｎとして図２に示されるプリコード行列のセットを格納する。これらのプリコード行列の１つ（例えばＷ_１）が送信信号（例えば送信機によって、無線端末を宛先とする信号）に対して用いられ得る一方、コードブック・メモリ５４内のプリコード行列の少なくともサブセット（例えば、Ｗ_２〜Ｗ_Ｎ）は、ＭＩＭＯシステムにおける与干渉信号の送信に用いられる候補（例えば他の無線端末を宛先とする信号の候補）である。

チャネル行列メモリ５６は、（例えば、シンボル推定値）に対するシンボル推定部６８によって使用される、例えば、チャネル行列Ｈを格納する。上述し当業者に理解されるように、全ての送信アンテナから送信されたチャネル行列Ｈは基準シンボルに基づいて推定される。コントローラ調整論理５２またはチャネル行列メモリ５６と関連する他のプロセッサは、チャネル行列Ｈを推定し、チャネル行列Ｈをチャネル行列メモリ５６に格納し得る。

受信信号メモリ５８は、受信信号ｙを格納するために使用される。本願明細書において説明されるように、受信信号ｙは、また、シンボル推定をするためにシンボル推定部６８によって使用される。

共分散行列生成部６０は、対応する複数の共分散行列Ｒ_ｋを決定するため、受信信号ｙ、チャネル行列Ｈ、サブセット（例えば、Ｗ_ｋ（ｋ＝２，．．．，Ｎ））の複数の候補を使用するように構成される。複数の共分散行列Ｒ_ｋの各々は、対応する候補プリコード行列を使用する共分散行列生成部６０により形成される。共分散行列生成部によって生成された複数の共分散行列Ｒ_ｋ（ｋ＝２，．．．，Ｎ）は、共分散行列メモリ６２に格納され、トレース検査部機能６４によりアクセス可能である。

トレース検査部機能６４は、候補（例えばＷ_ｋ（ｋ＝２，．．．，Ｎ）の何れがトレース最小化候補であるかを決定するように構成される。トレース最小化候補は、複数の共分散行列のうちの最小限のトレース値を有する１つと関係している。当業者により理解されるように、ｎ×ｎ正方行列ＡのトレースはＡの主要対角線（左上から右下までの対角）上の要素の合計として定義され、すなわち、

ここで、ａ_ｉｊは、Ａの第ｉ行および第ｊ列のエントリを表す。同様に、行列のトレースは固有値の合計であり、選択されたベースに関して不変である。

重み行列生成部６６は、トレース検査機能部６４から得られるトレース最小化候補を使用する重み行列Ｒ_ｖを形成するように構成される。シンボル推定部６８は、信号プロセッサ３４が存在する無線端末を宛先とした送信信号に含まれるシンボルのシンボル推定値を生成するため、例えば、重み行列生成部６６から得られた重み行列Ｒ_ｖ、チャネル行列メモリ５６から得られたチャネル行列Ｈの推定値、受信信号メモリ５８から得られた受信信号ｙを使用するように構成される。

図３は、受信機動作の例示的モードに従った信号処理方法と連動して実行される一般の代表的な動作またはステップを示している。例示的モードによれば、信号プロセッサ３４は、コードブック・メモリ５４からのプリコーダの有限集合からのプリコード行列を用いて、送信信号にどの干渉が存在するかを知っていると仮定する。図２に示すように、コードブック・メモリ５４のエントリは、Ｗ_ｋ（ｋ＝１，．．．，Ｎ）として示される。考察のため、それは、所望の信号（無線端末によって、受信のための受信機により意図される送信信号）がＷ_１を使用して送信される特定の場合を仮定する。そのため、与干渉信号は、Ｗ_ｋ（ｋ＞１）を使用するように制限される。すなわち、与干渉信号は、Ｗ_２〜Ｗ_Ｎのうちの１つである。このように、図３の動作３−１は、少なくともＭＩＭＯシステムの与干渉信号の送信に用いられる候補であるプリコード行列のサブセットを提供することを含む。

動作３−２は、対応する複数の共分散行列を決定するために、受信信号およびサブセットの複数の候補を使用することを含む。動作３−２とともに、複数の共分散行列の各々は、対応する候補プリコード行列を使用して形成される。例えば、共分散行列は、式（１０）を使用して形成され得る。

動作３−３は、候補（Ｗ_２〜Ｗ_Ｎのうちの１つ）の何れが複数の共分散行列のうちの最小トレース値を有する１つと関連付けられているトレース最小化候補であるかを決定することを含む。言い換えると、動作３−３として、トレース検査部機能６４は、式（１１）を最小化するインデックスｋを決定する。動作３−３で決定されるインデックスは、ここではｋ_ｍｉｎとして示される。

動作３−４は、トレース検査部機能６４により動作３−３において決定されたトレース最小化候補を使用する重み行列Ｒ_ｖを形成することを含む。図２に示される例示の実施形態において、重み行列Ｒ_ｖは、重み行列生成部６６により形成される。重み行列生成部６６は、雑音項ｅの共分散の推定値が利用できると仮定し、雑音項のこの種の共分散がＲ_ｅにより示されると仮定する。そして、シンボル推定部６８は、例えば式（１２）に従って干渉抑圧合成（ＩＲＣ）重み行列を形成できる。

動作３−５は、シンボル推定値ｓ＾_ｉを生成するために重み行列Ｒ_ｖを使用することを含む。図２に示される例示の実施形態において、シンボル推定値ｓ＾_ｉはシンボル推定部６８によって生成される。例示的モードにおいて、シンボル推定値ｓ＾_ｉは、式（１３）を使用して生成され得る。

前述したように、λ（図１３を参照）は推定値のバイアスを取り除くスケーリング因子である。項ｇ^Ｈ _ｉは、前述の式、例えば式（３）および式（３ｂ）に関して理解される。

上述の方法は図３を参照して他の候補アルゴリズムと評価／比較された。図３の方法のような本願明細書の技術は、便宜のためのものであり制限するものではなく、”ＩＲＣ−ＩＰＥ”（干渉抑圧合成−干渉プリコーダ推定）として記載され示される。図４は、他のＭＵ−ＭＩＭＯユーザが存在する場合の、ＩＲＣ−ＩＰＥおよび他のシンボル推定技術のパフォーマンス／結果を比較している。図４から、ＩＲＣ−ＩＰＥ技術／方法がこのケースにおいて他の全ての方法より性能が優れていることが分かる。”理想ＩＲＣ”だけは類似したパフォーマンスを与えるが、理想ＩＲＣは、与干渉者によって使用されるプリコーダについての知識を必要とし依存する。図４は、最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技術の受信機が適度に良好に実行するが、ＭＭＳＥ技術の受信機はＩＲＣ−ＩＰＥ受信機より０．５ｄＢ悪い。

他のＭＵ−ＭＩＭＯユーザが常に存在することは保証されない。従って、本願明細書において記載されている方法／装置のバリエーションにおいて、受信機は、また、受信機に対するプリコーダのみを減算する（例えば、自身のプリコーダを減算する）方法により、他のＭＵ−ＭＩＭＯユーザの存在のためのテストを実行し得る。式（１０）において、干渉がない場合、第３項（ｋ依存）は除去され、残る唯一の減算された項は、所望の信号に対するプリコーダ（自身のプリコーダ）を含むものである。

減算結果が”干渉者不在”仮説が最も強い（最もあり得る）というを示す場合、図３の方法を使用する代わりに、式（８）および式（９）に関して述べられた最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ）重みを使用する代替の受信機の方法を使用し得る。さらに他の代替例は、式（１４）を使用することである。

式（１４）において、無相関雑音を仮定する場合、式（３ｂ）の最大比合成（ＭＲＣ）重みと一致する。図５に示すように、この場合の最良の代替例は、最大比合成（ＭＲＣ）重みを使用することである。

上述から理解されるように、本願明細書において説明し記載した技術を用いて、他のユーザ装置ユニットによっ使用されるプリコーダを明示的にシグナリングする必要なくＭＵ−ＭＩＭＯをサポートすることが出来る。

上述の説明が多くの特定性を含むにもかかわらず、これらは単に本発明のいくつかの好ましい実施形態の具体例を提供するだけであり、本発明の範囲を制限するものとして解釈してはならない。このように、本発明の範囲は、当業者にとって明らかな他の実施形態を完全に含み、したがって、制限されるものではない。明示的に述べられていない限り、単数の要素の参照は”唯一のもの”を意味することを意図するものではなく、”１以上”であることを意図する。当業者にとって公知である上述の好ましい実施例の要素に対する全ての構造的および機能的等価物は、明示的に本願明細書に引用したものとして本明細書に含まれることを意図する。更に、装置または方法が、本発明によって解決されようとする各々及び全ての課題を対処することは必要でない。さらにまた、請求の範囲において要素、構成要素または方法のステップが明示的に記載されていることに係わりなく、本開示の要素、構成要素または方法のステップを公にすることを意図するものではない。

Claims (4)

1. マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システム（２０）において送信される送信信号内のシンボルに対するシンボル推定値ｓ＾_ｉを生成するために受信信号ｙを処理する方法であって、該方法は、
   前記マルチ入力マルチ出力システムにおける与干渉信号の送信に使用される候補であるプリコード行列Ｗの少なくともサブセットを提供するステップと、
   対応する複数の共分散行列Ｒを決定するために前記受信信号と前記サブセットの複数の候補とを使用するステップであって、前記複数の共分散行列Ｒの各々は対応する候補プリコード行列を使用して形成される、前記ステップと、
   前記候補の何れが前記複数の共分散行列のうちの最小トレース値を有する１つと関連付けられているトレース最小化候補であるかを決定するステップと、
   前記トレース最小化候補を使用する重み行列Ｒ_ｖを形成するステップと、
   前記シンボル推定値ｓ＾_ｉを生成するために前記重み行列を使用するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 対応する候補プリコード行列と、受信信号ベクトルと、前記受信信号が送信されたチャネルを少なくとも部分的に表現するチャネル行列と、を使用して前記複数の共分散行列の各々を形成するステップと、
   前記トレース最小化候補と、前記チャネル行列と、雑音項の共分散行列と、を使用して前記重み行列を形成するステップと、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. プリコード行列のセットを提供するステップと、
   前記セットのプリコード行列の１つを前記送信信号に対するプリコード行列として関連付けるステップであって、前記サブセットは前記送信信号に関連付けられたプリコード行列を除く前記セットを含む、前記ステップと、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システムにおける無線インタフェースを介して得られる受信信号ｙを受信するように構成されたアンテナ（３２）を含む無線端末（３０）であって、
   前記無線端末を宛先とする送信信号に含まれるシンボルに対するシンボル推定値ｓ＾_ｉを生成するために前記受信信号ｙを使用するように構成された信号プロセッサ（３４）を含み、
   該信号プロセッサ（３４）は、
   前記ＭＩＭＯシステムにおける与干渉信号の送信における使用のための候補であるプリコード行列Ｗの少なくともサブセットを格納するように構成されたメモリ（５４）と、
   対応する複数の共分散行列を決定するために前記受信信号と前記サブセットの複数の候補とを使用するように構成された共分散行列生成部（６０）であって、前記複数の共分散行列の各々は対応する候補プリコード行列を使用して該共分散行列生成部（６０）により形成される、前記共分散行列生成部（６０）と、
   前記候補の何れが前記複数の共分散行列のうちの最小トレース値を有する１つと関連付けられているトレース最小化候補であるかを決定するように構成されたトレース検査機能部（６４）と、
   前記トレース最小化候補を使用する重み行列を形成するように構成された重み行列生成部（６６）と、
   前記シンボル推定値を生成するために前記重み行列を使用するように構成されたシンボル推定部（６８）と、
   を含む
   ことを特徴とする無線端末。

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