JP2012095296A - Ｍｉｍｏ通信の球検出及びレート選択 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を回復するために球検出を行う各種技法を提供する。
【解決手段】少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について球検出を行う。あるいは、データ記号の少なくとも１つの属性に基づく順序でデータ記号について球検出を行い、データ記号の少なくとも１つの属性は、データ記号の誤り確率、データ記号に使用された変調方式、データ記号のリンク余裕などとする。あるいは、チャネル状態情報に基づいて、球検出で検出された複数のデータストリームのレートを選択する。チャネル状態情報は、チャネル推定値、雑音推定値、干渉推定値、電力測定値、信号品質推定値などを含む。また、球検出に使用された上部三角マトリクス及び／又は既に検出されたデータストリームからの干渉が除去されるという仮定に基づいてデータストリームの信号品質を推定した後、推定信号品質に基づいてデータストリームのレートを選択する。
【選択図】図４

Description

（米国法典第３５巻第１１９条に基づく優先権の主張）
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、かつ、引用により本明細書に明示的に組み入れられる、２００６年１月１１日出願の、「ＭＩＭＯ通信の球検出及びレート選択」という名称の米国特許仮出願第６０／７５８，３４４号の優先権を主張するものである。

本開示内容は、一般に、通信に関係するものであり、更に詳しくは、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信に向けて検出及びレート選択を行う各種技法に関するものである。

ＭＩＭＯ通信は、複数の（Ｔ個）送信アンテナから複数の（Ｒ個）受信アンテナに送られる伝送である。Ｔ個の送信アンテナ及びＲ個の受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネルは、Ｍ個の空間チャネルに分割することができ、ここで、Ｍ≦ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝。Ｍ個の空間チャネルは、全スループット向上及び／または高信頼度化を達成するようにデータを伝送するために使用することができる。

送信器は、Ｔ個の送信アンテナを介して並列にＭ個のデータストリームを符号化して送信することができる。受信器は、Ｒ個の受信アンテナを介してＲ個の受信記号ストリームを取得し、受信記号ストリームの検出を行って、検出記号ストリームを復号化して送信データストリームを回復する。最適な検出性能を達成するために、受信器は、受信器に利用可能な情報の全てに基づいて送信されたと考えられる全ての可能なビットシーケンスについて多くの仮説を評価する必要があろう。このような徹底的な検索は、計算集約的であるので多くの用途には禁止的なものである。

したがって、良好な性能を達成しながら複雑性が低減された検出を行う各種技法の必要性が当分野にある。

ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を回復するために球検出を行う各種技法を本明細書で説明する。一態様においては、少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について球検出を行う。別の態様においては、データ記号の少なくとも１つの属性に基づいて判断された順序でデータ記号について球検出を行い、データ記号の少なくとも１つの属性は、データ記号の誤り確率、データ記号に使用された変調方式、データ記号のリンク余裕などとすることができる。更なる別の態様においては、チャネル状態情報に基づいて、球検出で検出されたデータストリームのレートを選択する。チャネル状態情報は、チャネル推定値、雑音推定値、干渉推定値、電力測定値、信号品質推定値などを含むことができる。１つ又はそれ以上の実施形態においては、（１）球検出に使用された上部三角マトリクス及び／又は（２）既に検出されたデータストリームからの干渉が除去されるという仮定に基づいてデータストリームの信号品質を推定することができる。その後、推定信号品質に基づいてデータストリームのレートを選択することができる。他の実施形態においては、他の方法でチャネル状態情報に基づいてレートを選択することができる。

球検出及びレート選択を以下で詳細に説明する。本発明の様々な態様及び実施形態も以下で説明する。

本発明の特長及び性質は、同様の参照番号が完全に対応した特定を行う図面に関連して利用したときに以下に述べる詳細な説明からより明らかになるであろう。

送信器及び受信器の各種態様のブロック図である。 送信器での送信（ＴＸ）データプロセッサ及びＴＸ空間プロセッサの各種の態様のブロック図である。 球検出の例示的な検索ツリーの各種の態様を示す図である。 選択された順序で球検出を行うプロセスの各種の態様を示す図である。 選択された順序で球検出を行う装置の各種の態様を示す図である。 複数の変調方式で生成されたデータ記号について球検出を行うプロセスの各種の態様を示す図である。 複数の変調方式で生成されたデータ記号について球検出を行う装置の各種の態様を示す図である。 データストリームのレートを選択するプロセスの各種の態様を示す図である。 データストリームのレートを選択する装置の各種の態様を示す図である。 受信器での受信（ＲＸ）空間プロセッサ及びＲＸデータプロセッサの各種の態様のブロック図である。

「例示的」という語は、「例、実例、又は例証の役目をする」ことを意味するために本明細書で使用される。「例示的」として本明細書で説明する一切の実施形態又はデザインは、必ずしも、他の実施形態又はデザインに優って好適又は有利と解釈すべきではない。

本明細書で説明する検出法及びレート選択法は、複数のデータストリームが通信チャネルを介して並列に送信される様々な通信システムに使用することができる。例えば、これらの技法は、単一の副搬送波を伴うＭＩＭＯシステム、複数の副搬送波を伴うＭＩＭＯシステム、記号分割多重接続（ＣＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムなどに使用することができる。複数の副搬送波は、直行周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、単一搬送波直行周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭＡ）、又は何らかの他の変調技法で取得することができる。ＦＤＭＡ及びＳＣ−ＦＤＭＡでは、システム帯域幅全体を複数の直交副搬送波に分割し、直交副搬送波は、楽音又はビン（bin）などともいい、この各々は、独立してデータで変調することができる。一般に、変調記号は、ＯＦＤＭにより周波数領域内で、ＳＣ−ＦＤＭＡにより時間領域内で送られる。明確にするために、以下の説明の大部分は、単一の副搬送波を伴うＭＩＭＯシステムを対象としたものである。

図１は、ＭＩＭＯシステム１００における送信器１１０及び受信器１５０の各種の態様のブロック図を示す。送信器１１０には、複数の（Ｔ個）のアンテナが装備され、受信器１５０には複数の（Ｒ個）のアンテナが装備される。ダウンリンク（又は順方向リンク）伝送については、送信器１１０は、基地局、アクセスポイント、節点Ｂなどの一部とすることができ、かつ、基地局、アクセスポイント、節点Ｂなどの機能の一部又は全てを含むことができる。受信器１５０は、移動局、ユーザ端末、ユーザ設備などの一部とすることができ、かつ、移動局、ユーザ端末、ユーザ設備などの機能性の一部又は全てを含むことができる。アップリンク（逆リンク）通信については、送信器１１０は、移動局、ユーザ端末、ユーザ設備などの一部とすることができ、受信器１５０は、基地局、アクセスポイント、節点Ｂなどの一部とすることができる。

送信器１１０にて、ＴＸデータプロセッサ１２０は、データ源１１２からトラヒックデータを受信して、トラヒックデータを処理（例えば、フォーマット、符号化、インターリーブ、及び記号マッピング）して、トラヒックデータの変調記号であるデータ記号を生成する。ＴＸ空間プロセッサ１３０は、パイロットの変調記号であるパイロット記号でデータ記号を多重変調する。パイロットは、送信器及び受信器の両方によりアプリオリと知られている伝送であり、トレーニング信号、基準、プリアンブルと称する場合もある。ＴＸ空間プロセッサ１３０は、送信器空間処理を行い、送信記号のＴ個のストリームをＴ個の送信器装置（ＴＭＴＲ）１３２ａから１３２ｔに供給する。各送信器装置１３２は、この送信記号ストリームを処理（例えば、ＯＦＤＭ変調し、アナログに変換し、フィルタリングし、増幅し、かつ、アップコンバート）して、変調信号を生成する。送信器装置１３２ａから１３２ｔまでのＴ個の変調信号は、それぞれ、アンテナ１３４ａから１３４ｔを介して送信される。

受信器１５０にて、Ｒ個のアンテナ１５２ａから１５２ｒは、Ｔ個の変調信号を受信し、各アンテナ１５２は、受信信号をそれぞれの受信器装置（ＲＣＶＲ）１５４に供給する。各受信器装置１５４は、受信記号を取得するために送信器装置１３２により行われる処理を補完する方法で受信信号を処理する。各受信器装置１５４は、トラヒックデータの受信記号をＲＸ空間プロセッサ１６０に供給し、かつ、パイロットの受信記号をチャネルプロセッサ１９４に供給する。チャネルプロセッサ１９４は、パイロットの受信記号に基づいて送信器１１０から受信器１５０へのＭＩＭＯチャネルの応答を推定して、チャネル推定値をＲＸ空間プロセッサ１６０に供給する。ＲＸ空間プロセッサ１６０は、チャネル推定値で受信記号に球検出を行い、送信データ記号の推定値である検出記号を実現する。ＲＸデータプロセッサ１７０は、検出記号を更に処理（例えば、デインターリーブ及び復号化）して、復号化データをデータ受信装置１７２に供給する。

受信器１５０は、受信器１５０へのデータ送信を制御するのを補佐するためにフィードバック情報を送信器１１０に送ることができる。フィードバック情報は、送信に使用すべき特定の通信モード、各データストリームに使用するべき特定のレート又はパケットフォーマット、受信器１５０により復号化されたパケットの承認（ＡＣＫ）及び／又は否定応答（ＮＡＫ）、チャネル状態情報など、又は、これらの組み合わせを表示することができる。フィードバック情報は、ＴＸシグナリングプロセッサ１８０により処理（例えば、符号化、インターリーブ、及び記号マッピング）され、パイロット記号で多重変調かつＴＸ空間プロセッサ１８２により空間処理され、かつ、アンテナ１５２ａから１５２ｒを介して送信されるＲ個の変調信号を生成するために送信器装置１５４ａから１５４ｒにより更に処理される。

送信器１１０にて、Ｒ個の変調信号は、アンテナ１３４ａから１３４ｔにより受信され、受信器装置１３２ａから１３２ｔにより処理され、ＲＸ空間プロセッサ１３６により空間処理され、更に、フィードバック情報を回復するためにＲＸシグナリングプロセッサ１３８により更に処理（例えば、デインターリーブ及び復号化）される。コントローラ／プロセッサ１４０は、受信フィードバック情報に基づいて受信器１５０へのデータ伝送を制御する。チャネルプロセッサ１４４は、受信器１５０から送信器１１０へのＭＩＭＯチャネルの応答を推定することができ、かつ、ＴＸ空間プロセッサ１３０により使用された空間マッピングマトリクスを導出することができる。

コントローラ／プロセッサ１４０及び１９０は、それぞれ、送信器１１０及び受信器１５０にて動作を制御する。メモリ１４２及び１９２は、それぞれ、送信器１１０及び受信器１５０に向けてデータ及びプログラムコードを記憶する。

図２は、送信器１１０でのＴＸデータプロセッサ１２０及びＴＸ空間プロセッサ１３０の各種の態様のブロック図を示す。この実施形態においては、全てのデータストリームについて共通の符号化方式が使用され、データストリーム毎に別個の情報点率及び別個の変調方式を使用することができる。明確にするために、以下の説明では、Ｍ個のデータストリームがＭ個の空間チャネルで送られると仮定する。しかしながら、この場合はそうである必要がなく、データストリームは、複数の空間チャネルを跨いで広がることができる。

ＴＸデータプロセッサ１２０内では、エンコーダ２２０は、符号化方式に従ってトラヒックデータを符号化して、コードビットを生成する。符号化方式は、畳込みコード、ターボコード、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）コード、巡回冗長検査（ＣＲＣ）コード、ブロックコードなど、又は、これらの組み合わせを含むことができる。デマルチプレクサ（Ｄｅｍｕｘ）２２２は、コードビットをＭ個のストリームに多重分離又は構成要素を分析してＭ個のコードビットストリームをＭ個のセットの処理装置に供給する。各セットは、パンクチャ装置２２４と、チャネルインターリーバ２２６と、記号マッパ２２８とを含む。各セットについて、パンクチャ装置２２４は、ストリームについて選択された情報点率を達成するために、必要に応じて、コードビットを抜き取るか又は削除し、保持コードビットを関連のチャネルインターリーバ２２６に供給する。チャネルインターリーバ２２６は、インターリーブ方式に基づいてコードビットをインターリーブ又は並べかえて、インターリーブビットを関連の記号マッパ２２８に供給する。このインターリーブは、データストリーム毎に（図２に示すように）又は一部又は全てのデータストリームを跨いで（図２では図示せず）別個に行うことができる。

１つ又はそれ以上の実施形態においては、各データストリームは、このストリームに選択された変調方式で送ることができる。一般に、システム動作、チャネル条件、及び／又は他の要素によっては、同じ又は異なる変調方式をＭ個のデータストリームに使用することができる。各記号マッパ２２８は、このストリームについて選択された変調方式に従ってインターリーブビットをマッピングして、データ記号のストリーム｛Ｓ_ｍ｝を実現する。ストリームｍの記号マッピングは、何セットものＱ_ｍビットをグループ化してＱ_ｍ−ビット値を形成し、ここで、Ｑ_ｍ≧１、（２）選択された変調方式について信号点配置内の２^Ｑｍ点の１つに各Ｑ_ｍビット値をマッピングすることにより達成することができる。各マッピング信号点は、データ記号としては複雑な値である。記号マッピングは、グレーマッピング又は非グレーマッピングに基づくことができる。グレーマッピングについては、信号点配置内の隣接点（水平方向及び垂直方向の両方において）は、差がＱ_ｍ個ビット位置から１個のみである。グレーマッピングにより、正しい場所近傍の場所にマッピングされる検出記号に対応するより可能性が高い誤差イベントについてビット誤り数が低減され、この場合、誤り内でコードビット１つのみが検出されることになる。非グレーマッピングについては、隣接点は、差が２つ以上のビット位置である場合がある。

ＴＸ空間プロセッサ１３０内では、多重化装置（Ｍｕｘ）２３０は、Ｍ個の記号マッパ２２８ａから２２８ｍまでのＭ個のデータ記号ストリームを受信して、パイロット記号でデータストリームを多重変調する。マトリクス多重化乗算器（matrix multiplexer）２３２は、空間マッピングマトリクスＰでデータ及び／又はパイロット記号を多重変調して、送信記号を実現する。１つ又はそれ以上の実施形態においては、空間マッピングマトリクスは、単位行列Ｉであり、これにより、結果的に、送信器では空間処理が行われない。他の実施形態においては、Ｍ個のデータストリームについて類似の性能を達成するために、記号期間が異なれば及び／又は副搬送波が異なれば、使用される空間マッピングマトリクスも異なる。更なる他の実施形態においては、空間マッピングマトリクスは、固有ベクトルのマトリクスである。

図２は、共通の符号化方式の各種の態様を示しており、別個の情報点率及び変調方式をＭ個のデータストリームに使用することができる。異なる情報点率は、これらのストリームについて異なるパンクチャパターンを使用することにより、Ｍ個のデータストリームについて達成することができる。他の実施形態においては、共通の符号化方式及び共通の情報点率が、全てのデータストリームに使用され、かつ、別個の変調方式をデータストリームに使用することができる。更なる他の実施形態においては、共通の符号化方式、共通の情報点率、及び共通の変調方式が、全てのデータストリームに使用される。更なる他の実施形態においては、各データストリームは、当該のデータストリームについて選択された符号化・変調方式に基づいて独立して処理される。一般に、同じ又は異なる符号化方式、同じ又は異なる情報点率、及び同じ又は異なる変調方式をＭ個のデータストリームに使用することができる。複数の副搬送波が利用可能である場合、副搬送波を跨いで、同じ又は異なる符号化方式、同じ又は異なる情報点率、及び同じ又は異なる変調方式を使用することができる。

送信器１１０は、一般的に、各データパケットを別個に符号化する。パケットは、複数のブロックに分割することができ、各ブロックは、Ｋ個のコードビットを含む。各ブロック内のＫ個のコードビットは、以下のように、Ｍ個のデータ記号にマッピングすることができる。

ｓ＝ｍａｐ（ｂ） 式（１）
ここで、ｓ＝［ｓ_１ ｓ_２ ．．．．ｓ_Ｍ］^Ｔは、Ｍ個のデータ記号を有するベクトルである。

は、Ｋ個のコードビットが１つのブロック内にあるベクトルである。

ｂ _ｍ＝Ｑ個のコードがデータ記号ｓ_ｍを形成するために使用されるベクトルである。

ｍのベクトルｂ _ｍ内でｂ_ｍ，ｑ＝１，．．．，Ｍ及びｑ＝１，．．．，Ｑ_ｍは、ベクトルｂ _ｍ 内のｑ番目のコードビットである。

ｋのｂ_ｋ＝１，．．．，Ｋは、ベクトルｂ内のｋ番目のコードビットである。

「^Ｔ」は、転置を示す。

式（１）は、特定のビットベクトルｂと対応するデータベクトルｓとの間に１：１のマッピングがあることを示す。一般に、同じ又は異なる変調方式は、特定のデータベクトルｓで送られたＭ個のデータ記号に使用することができる。したがって、Ｑ１からＱＭは、ベクトルｓ内のＭ個のデータストリームについては同じ又は異なる場合がある。

１つ又はそれ以上の実施形態においては、Ｍ個のデータストリームは、単一のパケットを複数の（Ｍ個の全て）空間チャネルで送ることができるように合同で符号化される。他の実施形態においては、Ｍ個のデータストリームは、各パケットが１つの空間チャネルで送られるように独立して符号化される。更なる他の実施形態においては、合同で符号化されるデータストリームもあれば、独立して符号化されるデータストリームもある。

明確にするために、以下の説明では、１つのデータストリームは各空間チャネルで送られると仮定する。したがって、「データストリーム」及び「空間チャネル」という用語は、以下の説明の多くについて交換可能である。データストリームの数は、構成可能とすることができ、かつ、チャネル条件及び／又は他の要素に基づいて選択することができる。明確にするために、以下の説明では、Ｍ個のデータストリームが、Ｍ個の空間チャネルで送られると仮定する。

１．検出
受信器での受信記号は、以下のように表すことができる。

ｙ＝Ｈｃｈ・Ｐ・ｓ÷ｎ＝Ｈ・ｓ＋ｎ 式（２）
ここで、
Ｐは、送信器により使用されるＴ×Ｍ個の空間マッピングマトリクスである。

Ｈ _ｃｈは、Ｒ×Ｔ個の実際のＭＩＭＯチャネル応答マトリクスである。

Ｈ＝Ｈ _ｃｈ・Ｐは、Ｒ×Ｍ個の有効ＭＩＭＯチャネル応答マトリクスである。

ｙは、Ｒ個の受信記号が受信器にあるＲ×Ｉ個のベクトルである。

ｎは、Ｒ×Ｉ個の雑音ベクトルである。

雑音は、ゼロ平均ベクトル及び

の共分散マトリクスを有する加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）と仮定することができ、ここで、

は、雑音の変動である。

有効ＭＩＭＯチャネル応答Ｈは、実際のＭＩＭＯチャネル応答Ｈ _ｃｈと、送信器により使用される空間マッピングマトリクスＰとを含む。有効ＭＩＭＯチャネル応答マトリクスは、以下のように示すことができる。

ここで、記述項ｒ＝１，．．．，Ｒ及びｍ＝１，．．．，Ｍのｈ_ｒ，ｍは、受信アンテナｒにてデータストリームｍにより観察される複雑なチャネル利得を示す。簡単にするために、ＭＩＭＯチャネルは、周波数選択性がなくフラットフェージングであると仮定する。受信器は、一般的に、Ｈの推定値である

を導出して、検出に

を使用する。簡単にするために、本明細書での説明では、チャネル推定誤差なしと仮定し、それで、

Ｈは、ＭＩＭＯチャネル応答マトリクスともいう。

単一の副搬送波でのＭＩＭＯ通信については、受信器は、通信に使用される各記号期間において受信記号ベクトルｙを取得する。複数の副搬送波でのＭＩＭＯ通信については、受信器は、通信に使用される各記号期間において各副搬送波について受信記号ベクトルｙを取得する。１つ又はそれ以上の実施形態においては、受信器は、各受信記号ベクトルｙについて別個に検出を行う。他の実施形態においては、受信器は、複数の受信記号ベクトルについて合同で検出を行う。受信器は、様々な方法で検出を行うことができる。

受信器は、検出記号を取得するために受信記号に最ゆう（ＭＬ）検出を行うことができる。ＭＬ検出については、受信器は、データ記号ベクトルｓについて送信された可能性がある２^Ｋ仮説記号ベクトルの各々を評価する。各仮説記号ベクトルについては、受信器は、以下のように示すことができる距離関数を算出する。

ここで、

は、ベクトルｓについて送信されたと仮定された記号ベクトルであり、

は、仮説記号ベクトル

の距離である。

式（４）は、コスト値、誤差関数などということができる。

は、コスト値又はベクトル

の誤差値などということができる。

ＭＬ検出については、受信器は、２^Ｋ仮説記号ベクトル

の２^Ｋ個の距離を取得する。その後、受信器は、検出記号を以下のように導出することができる。

ここで、

は、Ｍ個の検出記号に関するＭ×Ｉ個のベクトルである。式（５）においては、２^Ｋ仮説記号ベクトルの２^Ｋ個の距離のうちの最小距離が特定される。最小距離を有する仮説記号ベクトルは、送信データ記号ベクトルｓの推定値である検出記号ベクトル

として呈示される。

ＭＬ検出については、データ記号ベクトルｓについて送信された可能性がある全ての可能なデータ記号組み合わせに徹底的な検索が行われる。この徹底的な検索では、データ記号ベクトルｓの全ての２^Ｋ個の可能な仮説を検討する。したがって、ＭＬ検出の複雑性は、データ記号ベクトルｓを形成するために使用されるビット（Ｋ）の数においては、幾何学級数的である。ＭＬ検出により、良好な性能を実現することができる。しかしながら、この徹底的な検索は、計算集約的であるので多くの用途には禁止的なものである。例えば、４つのデータストリームが全てのストリームについてＱＰＳＫで送られた場合、Ｋ＝８及び２５６個の仮説が各受信記号ベクトルｙについて評価される。しかしながら、１６−ＱＡＭが４つのストリームに使用された場合、Ｋ＝１６及び６５，５３６個の仮説が、各受信記号ベクトルｙについて評価され、この方が、はるかに複雑なものである。４つのデータストリームが、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ及び２５６−ＱＡＭで送られた場合、Ｋ＝２０及び１００万個を上回る仮説が各受信記号ベクトルｙについて評価され、これは、実際的ではないであろう。この例は、信号点配置大型化に関する仮説数の急増を示すものである。

検討すべき仮説数は、リスト球検出、球復号化、球内復号化などもいう、球検出（ＳＤ）を行うことにより低減することができる。球検出は、候補仮説の検索を行い、かつ、見込みの少ない方の仮説を廃棄することによりＭＬ検出の検索スペースを低減しようとするものである。

球検出については、式（４）の距離関数は、以下のように、ＭＩＭＯチャネル応答マトリクスＨのＱＲ分解を行うことにより簡素化することができる。

Ｈ＝Ｑ・Ｒ 式（６）
ここで、Ｑは、Ｒ×Ｍ個の正規直交マトリクスであり、Ｒは、Ｍ×Ｍ個の上部三角マトリクスである。正規直交マトリクスＱは、直交列と、各列の単位電力を有し、つまりＱ ^Ｈ・Ｑ＝Ｉであり、ここで、「^Ｈ」は、共役転置を示す。上部三角マトリクスＲは、対角線をより下方にてゼロを含む。上部三角マトリクスＲの構造は、評価すべき仮説数を低減するために利用することができる。

式（２）は、以下のように書き換えることができる。

ｙ＝Ｈ・ｓ＋ｎ＝Ｑ・Ｒ・ｓ＋ｎ 式（７）
ｙ’＝Ｑ ^Ｒ・ｙ＝Ｒ・ｓ＋ｎ’ 式（８）
ここで、ｙ’＝［ｙ’_１ｙ’_２．．．ｙ’_Ｒ］^Ｔは、ｙ及びｎ’＝Ｑ ^Ｒ・ｎ’の回転バージョンである。

式（４）の距離関数は、以下のように書き換えることができる。

式（９）は、以下のように、拡張することができる

Ｍ＝４の場合、式（１０）は、以下のように更に拡張することができる。

式セット（１１）は、以下のように、Ｍという任意の値について一般化することができる。

ここで、Ｄ_Ｍ＋１＝０。式（１２）については、指数ｉは、Ｍから１に後方に動く。

式（１０）から（１２）に示すように、距離関数は、Ｍ個の期間Ｄ_１からＤ_Ｍで漸増的に算出することができる。Ｄ_Ｍは、仮説記号

に左右されるにすぎず、かつ、この記号に関しては距離を表す。期間Ｄ_Ｍ−１は、仮説記号

に左右され、かつ、これらの２つの記号については総体的距離を表す。各々のその後の期間は、１つの更なる仮説記号に左右される。期間Ｄ_１は、仮説記号

の全てに左右され、かつ、これらの記号の全てついて総距離を表す。距離関数は、第１のレベルの最終期間Ｄ_Ｍで始まって、各レベルで１つの期間Ｄ_１で、Ｍ個のレベルで漸増的に算出することができる。各レベルについては、Ｄ_１は、当該のレベルに適用可能な全ての仮説について算出される。

球検出は、様々な方法で行うことができる。球検出の幾つかの実施形態を以下で説明する。

完全な球検出については、距離が閾値Ｄ_ｔｈ以下である全ての仮説が保持され、他の全ての仮説が廃棄される。閾値Ｄ_ｔｈは、球半径ともいう。完全な球検出は、以下のように行うことができる。ｉ＝Ｍの第１のレベルについては、２^ＱＭ個の信号点、例えば、２^ＱＭ個のＱＡＭを有する信号点配置に基づいて生成される、データ記号ｓ_Ｍについて送信された可能性がある２^ＱＭ個の仮説記号

でリストＰ_Ｍが形成される。２^ＱＭ個の距離を取得するために、式（１２）に示すように、リストＰ_Ｍ内の２^ＱＭ個の仮説記号についてＤ_Ｍが算出される。閾値以下の距離を有する全ての仮説記号が、候補リストＣ_Ｍ内に記憶される。他の全ての仮説記号は、廃棄され、これには、廃棄記号を含む全ての仮説記号ベクトル

を刈り取るという効果がある。

ｉ＝Ｍ−１の第２のレベルについては、２^ＱＭ−１個の信号点を有する信号点配置に基づいて生成される、データ記号ｓ_Ｍ−１について送信された可能性がある２^ＱＭ−１個の仮説記号

でリストＰ_Ｍ−１が形成される。全ての有効な仮説記号対

の距離を取得するために、これらの仮説記号対についてＤ_Ｍ−１が算出される。有効な仮説記号対には、各記号がリストＰ_Ｍ−１内にある候補リストＣ_Ｍ内の各記号の全ての可能な組み合わせが含まれる。閾値以下の距離を有する全ての仮説記号対が、候補リストＣ_Ｍ−１内に記憶される共に、他の全ての仮説記号対が廃棄される。

残りのレベルの各々は、同様の方法で評価することができる。２^Ｑｉ個の信号点を有する信号点配置に基づいて生成される、データ記号ｓ_ｉについて送信された可能性がある２^Ｑｉ個の仮説記号

でリストＰ_ｉが形成される。全ての有効な仮説記号セット

の距離を取得するために、これらの仮説記号セットについてＤ_ｉが算出される。有効な仮説記号セットには、各記号がリストＰ_ｉ内にある候補リストＣ_ｉ＋１内の各仮説の全ての可能な組み合わせが含まれる。閾値以下の距離を有する全ての仮説記号セットが、候補リストＣ_ｉ内に記憶される共に、他の全ての仮説記号セットが廃棄される。Ｍ個のレベルの全てが評価された後、候補リストＣ_ｌ内に記憶された仮説に基づいて検出記号を判断することができる。明確にするために、上記の説明では、レベルが異なれば、使用する候補リストも異なる。また、Ｍ個のレベルの全てに単一の候補リストＣを使用することができ、かつ、レベル毎に更新することができる。

図３は、異なる変調方式で生成することができるデータ記号の球検出の例示的な検索ツリーを示す。この例においては、Ｍ＝４及び４つの期間Ｄ_１からＤ_４が算出される。ｉ＝４の第１のレベルについては、データ記号ｓ_４について送信された可能性がある２^Ｑ４個の可能なデータ記号の２^Ｑ４個の仮説についてＤ_４が算出される。２^Ｑ４個の仮説記号が、図３では、

（１）から

として示されている。２つの仮説は、閾値以下の距離を有し、黒く塗り潰された節点で示されている。ｉ＝３の第２のレベルについては、データ記号ｓ_３及びｓ_４について送信された可能性がある２・２^Ｑ３個の可能なデータ記号対の２・２^Ｑ３個の仮説についてＤ_３が算出される。やはり、２つの仮説は、閾値以下の距離を有し、黒く塗り潰された節点で示されている。ｉ＝２の第３のレベルについては、データ記号ｓ_２、ｓ_３及びｓ_４について送信された可能性がある２・２^Ｑ２個の可能なデータ記号セットの２・２^Ｑ２個の仮説についてＤ_２が算出される。これらの仮説は、閾値以下の距離を有し、黒く塗り潰された節点で示されている。ｉ＝１の最終レベルについては、データ記号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３及びｓ_４について送信された可能性がある３・２^Ｑ１個の可能なデータ記号セットの３・２^Ｑ１個の仮説についてＤ_１が算出される。４つの仮説は、閾値以下の距離を有し、黒く塗り潰された節点で示されている。最小距離を有する記号のセットは、太線で示されている。

部分的な球検出については、各レベルについてＮ_ｂｓ個の最良の仮説記号が保持されて、つ、次のレベルに備えて仮説を形成するために使用される。式セット（１１）に示すように、ＱＲ分解により、他のデータ記号からの干渉を除去することにより孤立状態でデータ記号ｓ_４を検出することができる。次のデータ記号ｓ_３の検出は、データ記号ｓ_４からの干渉の除去に頼る。この干渉は、式（１１ｂ）では

として示される。干渉推定値の精度及び干渉除去の効果は、共に、記号

が正しいことに依存するものである。

であり、かつ、チャネル推定値に誤りがない場合、データ記号ｓ_４からの干渉は、データ記号ｓ_３の検出から完全に除去することができる。

１つ又はそれ以上の実施形態においては、各レベルについて保持すべき最良の仮説記号（Ｎ_ｂｓ）の数は、固定値、例えば、２、３、４などである。他の実施形態においては、Ｎ_ｂｓは、検出されるデータ記号ｓ_ｉの点配置サイズ、データ記号ｓ_ｉの信号品質又は他のチャネル状態情報、及び／又は何らかの他の判定基準に左右される場合がある構成可能な値である。信号品質は、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対雑音プラス干渉比（ＳＩＮＲ）、エネルギー／記号対全雑音比（total-noise ratio）（Ｅ_ｃ／Ｎ_ｏ７）などにより量子化することができる。例えば、Ｎ_ｂｓは、信号点配置サイズの１／４、つまり、Ｎ_ｂｓ＝２^Ｑｉ／４、又は何らかの他の割合に設定することができる。Ｎ_ｂｓは、Ｎ_ｂｓ個の最良仮説記号の１つである送信データ記号の確率が何らかの所定の割合、例えば、９５％、又は、何らかの他の割合を満たすか又は超えるように選択することができる。

抑制球検出については、１つの最良仮説記号は、各レベルについて保持され、かつ、当該のレベルの硬判定と称される。抑制球検出は、Ｎ_ｂｓ＝１での部分球検出の特別な場合である。各レベルの硬判定は、以下のように示すことができる。

ここで、

は、送信データ記号ｓ_ｉの硬判定である。式（１３）においては、Ｄ_ｉの最小距離を生成する仮説記号

は、データ記号ｓ_ｉの硬判定として供給される。各レベルの硬判定は、次のレベルに順方向に搬送して、かつ、次のレベルについて距離を算出するために使用することができる。

その後、式（１２）の距離関数は、以下のように表すことができる。

式（１４）内の総和の項は、以前の検出記号からの干渉とみなすことができる。この場合、干渉除去後に取得された修正受信記号ｙ_ｉ’’は、以下のように表すことができる。

その後、式（１４）内の距離関数は、以下のように書き換えることができる。

ｉ＝Ｍ−１，．．．，１の場合、式（１６）、
一例として、２つのデータストリームが送られ、かつ、ｓ＝［ｓ１、ｓ２］^ｒ、及び、

であるので、データ記号ｓ_２の距離は、以下のように表すことができる。

その後、データ記号ｓ_１の距離は、以下のように表すことができる。

ここで、

部分球検出及び抑制球検出については、第１のレベル後に各レベルにて評価すべき仮説の数は、各レベルについてＮ_ｂｓ個の最良の仮説記号を保持することにより実質的に低減することができる。抑制球検出については、各レベルについて１つの硬判定が順方向に搬送され、各レベルで評価するべき仮説の数は、２^Ｑ１である。第２のレベルについては、異なる仮説記号対

の代わりに、異なる仮説記号

及び硬判定

を評価することができる。第３のレベルについては、異なる仮説記号セット

ではなく、異なる仮説記号

及び硬判定

評価することができる。

抑制球検出方式は、式（１４）に示すように、既に検出されたデータ記号の硬判定を使用して算出された距離に頼るものである。その後、抑制球検出の性能は、硬判定の信頼性に左右される。特定のデータストリームの硬判定の信頼性は、変調方式及びこのストリームの信号品質に左右される。１つ又はそれ以上の実施形態においては、検出順序は、データストリームの推定記号確率又は記号誤り率（ＳＥＲ）に基づいて選択される。各データストリームのＳＥＲは、チャネル状態情報に基づいて推定するか又は確かめることができる。この実施形態においては、検出は、まず、最低ＳＥＲを有するデータストリームについて行われる。このデータストリームは、当該のデータストリームに使用される変調方式の非符号化信号品質、例えば、ＳＮＲ要件に対して最大のリンク余裕を有するはずである。その後、検出は、２番目に低いＳＥＲ、などを有するデータストリームについて行われる。この検出順序により、その後の検出ストリームに関する距離の算出において先の検出ストリームからのシンボル誤差の伝播が低減される。各データストリームのレートは、所望のＳＥＲを達成するように選択することができる。

以下で説明するように、信号品質に基づいて、各データストリームについてレート又はパケットフォーマットを選択することができる。レートは、ビット／秒／ヘルツ（ｂｐｓ／Ｈｚ）の単位で示すことができる特定のスペクトル効率に関連づけることができる。変調方式及びコードレートの異なる組み合わせで特定のレートを達成することができる。例えば、３ｂｐｓ／Ｈｚのレートは、（１）コードレート３／４及び１６−ＱＡＭ、（２）コードレート１／２及び６４−ＱＡＭ、又は（３）コードレート３／８及び２５６−ＱＡＭで達成することができる。コードレート及び変調方式のこれらの異なる組み合わせには、目標パケット誤り率（ＰＥＲ）を達成するために、若干異なる信号品質が必要であろう。しかしながら、コードレート及び変調方式のこれらの異なる組み合わせは、実質的に異なるＳＥＲを有することができる。特定の信号品質に関しては、１６−ＱＡＭのＳＥＲは、６４−ＱＡＭのＳＥＲより低く、６４−ＱＡＭのＳＥＲは、２５６−ＱＡＭのＳＥＲより低い。１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ、及び２５６−ＱＡＭに関する漸進的に高くなるＳＥＲは、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ、及び２５６−ＱＡＭに関する漸進的に強くなるコード（又は低くなるコードレート）により説明される。

抑制球検出の性能は、検出すべきデータストリームが早いほど（例えば、第１のデータストリーム）、ＳＥＲにより影響を受ける。検出ストリームが早くなるほど、各々のレートは、目標ＳＥＲ又はそれ以下を達成するように選択することができる。この目標ＳＥＲは、５％、１０％、又は何らかの他の値とすることができる。１つ又はそれ以上の実施形態においては、早い方の（例えば、第１の）検出ストリームのＳＥＲは、目標ＳＥＲを上回り、その後、ストリームのレートは、より下位の変調方式で最高のレートまで低減され、これにより、その後、干渉除去に備えて誤り伝播が低減される。より下位の順序変調方式の選択により、先の検出ストリームのスループットを低減させる恐れがあるが、その後の検出ストリームのスループットを向上させることができる。コンピュータシュミレーションにより、このレート選択戦略により、特定のチャネル条件、例えば、高いＳＮＲについては、全体的なスループットを向上させることができることがわかっている。

上述した球検出方式については、リストＣ内に記憶すべき候補仮説の数を様々な方法で削減することができる。１つ又はそれ以上実施形態においては、閾値Ｄ_ｔｈ以下の距離を有する全ての仮説は、保持される。この実施形態の場合、各レベルで記憶すべき候補仮説の数は、必ずしも一定ではない。他の実施形態においては、各レベルで保持すべき候補仮説の数は、変調方式及び検出されるデータストリームの信号品質に左右される推定ＳＥＲの関数とすることができる。更なる他の実施形態においては、Ｎ_ｂｓ個の最良の仮説が、各レベルで保持される。更なる他の実施形態においては、閾値Ｄ_ｔｈ以下の距離を有する最大Ｎ_ｂｓ個までの最良の仮説が、各レベルで保持される。更なる他の実施形態においては、Ｎ_ｂｓ個の最良の仮説が、各節点について保持される。更なる実施形態においては、閾値Ｄ_ｔｈ以下の距離を有する最大Ｎ_ｂｎ個までの最良の仮説が、各節点について保持される。Ｎ_ｂ1及びＮ_ｂｎは、検出性能、複雑性、及び／又は他の検討事項間の損得評価に基づいて選択することができる。例えば、Ｎ_ｂ1及びＮ_ｂｎは、信号点配置が大きいほど記憶される候補仮説が増えるように、信号点配置サイズに基づいて選択することができる。Ｎ_ｂ1及びＮ_ｂｎは、少なくともＮ_ｍｉｎ個の候補仮説が各レベル又は節点について確実に記憶されるようにする何らかの最小値（例えば、Ｎ_ｍｉｎ＝２）以上になるように抑制することもできる。一般に、任意の数の仮説を候補リストＣ内に記憶することができる。

球検出を完了した後、以下のように、リストＣ内の候補仮説に基づいて、コードビットについて対数ゆう度比（ＬＬＲ）を算出することができる。

ここで、

は、仮説記号ベクトル

に対応するビットベクトルである。

は、コードビットｂ_ｋを除く全てのコードビットがベクトル

内にあるベクトルである。

は、

内の全てのコードビットに関するアプリオリＬＬＲを有するベクトルである。

は、候補リストＣのサブセットであり、かつ、ｂ_ｋ＝＋１である仮説を含む。

は、候補リストＣのサブセットであり、かつ、ｂ_ｋ＝−１である仮説を含む。

は、コードビットｂ_ｋの外部ＬＬＲである。

一般に、検出記号は、他の何らかの形でＬＬＲとして供給することができる。

式（１８）を送信ビットベクトルｂにおける各コードビットについて評価することができる。各コードビットｂ_ｋについては、候補リストＣ内の全ての仮説記号ベクトル

を検討することができる。各仮説記号ベクトル

は、対応する仮説ビットベクトル

を有する。式（１８）の場合、当該のビットベクトルについて結果を取得するために、各仮説ビットベクトル

について最大動作内の式が算出される。ｂ_ｋ＝＋１を有する全ての仮説ビットベクトル

の最大結果が特定される。ｂ_ｋ＝−１を有する全ての仮説ビットベクトル

の最大結果も特定される。コードビットｂ_ｋのＬＬＲは、ｂ_ｋ＝＋１の最大結果とｂ_ｋ＝−１の最大結果のとの差に等しい。

図４は、球検出を行うプロセス４００の各種の態様を示す。データ記号の少なくとも１つの属性に基づいてＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を選択する（ブロック４１２）。１つ又はそれ以上の実施形態においては、最低誤り確率を有するデータ記号で始まって、データ記号の誤り確率に基づいて順序を選択する。他の実施形態においては、最下位の順序変調方式を有するデータ記号で始まって、データ記号の変調方式に基づいて順序を選択する。更なる他の実施形態においては、最大リンク余裕を有するデータ記号で始まって、データ記号のリンク余裕に基づいて順序を選択する。

選択された順序でデータ記号について球検出を行う（ブロック４１４）。球検出については、チャネル応答マトリクスを分解して上部三角マトリクスを取得することができる。選択された順序で１回に１つでデータ記号を検出することができる。各データ記号については、受信記号、上部三角マトリクス、及び候補仮説及び／又は既に検出されたデータ記号の硬判定に基づいて、データ記号の複数の仮説の距離を算出することができる。データ記号の候補仮説は、算出された距離に基づいて判断される。候補仮説に基づいてデータ記号のコードビットのＬＬＲを算出する（ブロック４１６）。

図５は、球検出を行う装置５００の各種の態様を示す。装置５００は、データ記号の少なくとも１つの属性、例えば、誤り確率、変調方式、及び／又はリンク余裕に基づいて、ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を選択する（ブロック５１２）手段と、選択された順序でデータ記号について球検出を行う（ブロック５１４）手段と、球検出からの候補仮説に基づいてデータ記号のコードビットについてＬＬＲを算出する（ブロック５１６）手段と含む。

図６は、球検出を行うプロセス６００の各種の態様を示す。例えば、誤り確率、変調方式、リンク余裕などに基づいて、ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を選択する（ブロック６１２）。その後、少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について検出すべき受信記号に球検出を行う（ブロック６１４）。球検出は、データ記号に使用された変調方式に基づいて行うことができる。１つ又はそれ以上の実施形態においては、データ記号の変調方式に基づいて、各データ記号に評価すべき仮説の数を判断する。他の実施形態においては、データ記号の変調方式に基づいて、各データ記号について保持すべき仮説の数を判断する。データ記号の候補仮説に基づいてデータ記号のコードビットのＬＬＲを算出する（ブロック６１６）。

図７は、球検出を行う装置７００の各種の態様を示す。装置７００は、ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を選択する（ブロック７１２）手段と、少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について検出すべき受信記号に球検出を行う（ブロック７１４）手段と、データ記号の候補仮説に基づいてデータ記号のコードビットのＬＬＲを算出する（ブロック７１６）手段を含む。

２．レート選択
目標ＰＥＲ、例えば、１％ＰＥＲにより量子化することができる性能の目標レベルを達成するために各データストリームについてレート又はパケットフォーマットを選択することができる。各データストリームのレートは、以下で説明するように推定することができるチャネル状態情報、例えば、データストリームの信号品質に基づいて選択することができる。

ＱＲ分解を伴う球検出については、各データストリームの信号品質、例えば、ＳＮＲは、ストリームが検出される順序に左右される恐れがある。２つのデータストリームを伴う、つまり、ストリーム２が初めに、次に、ストリーム１が検出される単純な場合については、各データストリームのＳＮＲは、以下のように表すことができる。

ここで、γ_ｓｄ，１及びγ_ｓｄ，２は、球検出を伴う、それぞれ、ストリーム１及び２のＳＮＲである。

受信器は、連続干渉除去（ＳＩＣ）方式を実行することもでき、かつ、空間適合フィルタリング及び硬判定を用いた連続干渉除去を行うことができる。ＳＩＣ方式については、受信器は、Ｍ個の段階で、各段階で１つのデータストリームで、Ｍ個のデータストリームを回復して、各回復データストリームにより引き起こされた干渉を推定かつ除去する。第１の段階については、受信器は、受信記号ｙに空間適合フィルタリングを行い、１つのデータストリームについて検出記号を取得する。空間適合フィルタリングは、等化（ＺＦ）、最小２乗誤差法（ＭＭＳＥ）、最大比合成法（ＭＲＣ）又は何らかの他の技法に基づくとすることができる。符号化干渉除去については、受信器は、復号化データを取得するために検出記号を処理（例えば、記号デマッピング、デインターリーブ、及び復号化）し、かつ、復号化したばかりのデータ記号の推定値である再変調記号を取得するために、復号化データを更に処理（符号化、インターリーブ、及び復調）する。受信器は、チャネル推定値で再変調記号を更に処理して、回復データストリームによる干渉成分ｉ _Ｍを取得する。その後、干渉成分ｉ _Ｍは、干渉成文が除去された改変受信記号ｙ _Ｍ-１を取得するために受信記号ｙから差し引かれる。その後、改変受信記号ｙ _Ｍ-１は、次の段階により処理される。

抑制球検出方式は、非符号化干渉除去を伴うＳＩＣ方式と同等のものである。抑制球検出については、データ記号ｓ_Ｊ＋１からｓ_Ｍについて硬判定が取得され、かつ、干渉除去に使用される。改変受信記号

は、式（１５）に示すように、すでに検出されたデータ記号の硬判定

に基づく。理想的には、復号器の出力から生成された再変調記号は硬判定より信頼性があることから、これらの記号を使用して干渉除去を行うことが望ましい。しかしながら、多くの場合、再変調記号は、処理複雑性及び／又は待ち時間のために利用可能ではない。

球検出とＳＩＣ方式との間に類似点を引き出すことができる。球検出で検出されたデータストリームのＳＮＲ波は、ＳＩＣ方式で回復されたデータストリームのＳＮＲにより推定することができる。ＳＩＣ方式については、以下のように、等化（ＺＦ）法又はＭＭＳＥ法に基づいて、データストリームＭについて空間フィルタベクトルを導出することができる。

ここで、Ｈｍは、データストリームｍ’のＲ×ｍ個の低減チャネル応答マトリクスであり、
ｈｍは、データストリームｍのＲ×１個のチャネル応答ベクトルであり、
ｍ _ｚｆ，ｍ及びｍ _{ｍｍｓｅ，ｍ}は、それぞれ、等化法及びＭＭＳＥ法に関するデータストリームのＲ×１個の空間フィルタベクトルである。

Ｈｍは、ｍ個のデータストリームがまだ検出されておらず、先の段階で既に検出されたデータストリームのＭ−ｍ個の列のＨは除去された、ｍ個の列のＨである。

データストリームｍ、

の検出記号は、以下のように表すことができる。

式（２４）
ここで、ｙ _ｍは、段階_ｍに関する改変受信記号のＲ×１個のベクトルであり、
ｍ _ｍは、ｍ _ｚｆ，ｍ又はｍ _{ｍｍｓｅ，ｍ}に等しいとすることができる。

ＳＩＣ方式のデータストリームｍのＳＮＲは、以下のように表すことができる。

ここで、γ_{ｚｆ−ｓｉｃ，ｍ}及びγ_{ｍｍｍｓｅ−ｓｉｃ，ｍ}は、それぞれ、等化法及びＭＭＳＥ法に関するデータストリームのＳＮＲである。等化法又はＭＭＳＥ法を伴ってＳＩＣ法に基づいてデータストリームについて算出されたＳＮＲは、球検出で検出されたデータストリームのレートを選択するために使用することができる。

２つのデータストリーム及び完全な干渉除去を伴う場合について、ＳＩＣ方式で２番目に検出されたデータストリームのγ_{ｍｍｍｓｅ−ｓｉｃ，Ｉ}は、球検出で２番目に検出されたによるデータストリームのγ_ｓｄ，１と等しいことを示すことができる。ＳＩＣ方式で１番目に検出されたデータストリームのγ_{ｍｍｍｓｅ−ｓｉｃ，２}は、高ＳＮＲにて球検出で最初に検出されたデータストリームのγ_ｓｄ，２とほんど同じである。したがって、球検出で検出されたデータストリームのレートは、ＭＭＳＥ−ＳＩＣ方式でデータストリームについて算出されたＳＮＲに基づいて選択することができる。

球検出で検出されたデータストリームの信号品質は、他の方法で推定することもできる。データストリームの推定信号品質は、データストリームの適切なレートを選択するために使用することができる。

１つ又はそれ以上の実施形態においては、本システムは、１つのセットのレート又はパケットフォーマットをサポートする。サポートされた各レートは、特定のスペクトル効率、特定のコードレート、特定の変調方式、及びフェージングなしＡＷＧＮチャネルについて目標ＰＥＲを達成するために必要とされる特定の最小ＳＮＲと関連づけることができる。サポートされたレート及び所要のＳＮＲ波、ルックアップ表に記憶することができる。各データストリームのレートは、当該のストリームについて算出されたＳＮＲに基づいて独立して選択することができる。

他の実施形態においては、本システムは、変調符号化方式（ＭＳＣ）セットということができるベクトル量子化レートセットをサポートする。ベクトル量子化レートセットは、レートの特定の組み合わせのみを含む。Ｍ個のデータストリームのレートは、レートセット内のレート組み合わせの中から合同で選択することができる。

両方の実施形態については、信号品質及び／又は他のファクタに基づいて、データストリームが異なれば、異なるレートを選択することができる。データストリームについて異なるレートを使用できることにより、全体的なスループットを向上させることができる。

１つ又はそれ以上の実施形態においては、球検出で検出されたデータストリームのレートは、反復的に選択することができる。信号品質に基づいてデータストリームについて初期のレートを選択することができる。先の検出ストリームのＳＥＲが目標ＳＥＲより高い場合、ストリームについて、より下位の順序変調方式での別のレートを選択することができ、全てのストリームについて全体的なスループットを判断することができる。全てのデータストリームについて最高の全体的なスループットを伴うレートの組み合わせを選択して使用することができる。

図８は、データストリームについてレートを選択するプロセス８００の種々の態様を示す。複数のデータストリームについて球検出を行う（ブロック８１２）。球検出で検出されたデータストリームについてチャネル状態情報を取得する（ブロック８１４）。チャネル状態情報は、チャネル推定値（例えば、チャネル応答マトリクス）、雑音推定値、干渉推定値、電力測定値、信号品質推定値、及び／又は他の情報を備えることができる。

チャネル状態情報に基づいてデータストリームについてレートを選択する（ブロック８１６）。１つ又はそれ以上の実施形態においては、チャネル状態情報に基づいて推定することができるデータストリームの信号品質（例えば、ＳＮＲ）に基づいてデータストリームのレートを選択する。データストリームの信号品質は、球検出に使用された上部三角マトリクスに基づいて推定することができる。上部三角マトリクスは、チャネル状態情報の一部とすることができるチャネル応答マトリクスから導出することができる。各データストリームの信号品質は、既に検出されたデータストリームからの干渉が除去されるという仮定で、ＳＩＣ方式に基づいて推定することもできる。各データストリームのレートは、独立して選択することができる。全てのデータストリームのレートは、合同で選択することもできる。当該のデータストリームについて目標ＳＥＲ又はそれ以上を達成するために、データストリーム（例えば、検出すべき第１のデータストリーム）のレートを選択することができる。推定信号品質に基づいてデータストリームについて初期レートを選択することができ、初期レートで結果的にデータストリームが目標ＳＥＲを上回る場合には、より下位の変調方式による改正レートを選択することができる。

図９は、データストリームについてレートを選択する装置９００の種々の態様を示す。装置９００は、複数のデータストリームについて球検出を行う（ブロック９１２）手段と、データストリームについてチャネル状態情報を取得する（ブロック９１４）手段と、チャネル状態情報に基づいてデータストリームのレートを選択する（ブロック９１６）手段と含む。目標ＳＥＲ又はそれ以上を達成するために１つ又はそれ以上のデータストリームを対象としたレートを選択することができる。

図１０は、受信器１５０でのＲＸ空間プロセッサ１６０及びＲＸデータプロセッサ１７０の種々の態様のブロック図を示す。ＲＸ空間プロセッサ１６０内では、演算器１０１０は、チャネルプロセッサ１９４からチャネル推定値Ｈを受信して正規直交マトリクスＱと上部三角マトリクスＲとを導出する。球検出器１０２０は、マトリクスＱ及びＲで、Ｒ個の受信器装置１５４ａから１５４ｒからの受信記号ｙに球検出を行って、検出記号又は候補仮説を実現する。球検出器１０２０は、コントローラ１９０により判断された順序で検出を行うことができる。球検出器１０２０は、検出記号に硬判定を行うことができ、かつ、硬判定に基づいて距離を算出することができる。球検出器１０２０は、各データ記号について全ての仮説を検討することができるか、又は、空間適合フィルタリングが行われた場合、空間適合フィルタリングにより実現された検出記号近傍にある仮説のサブセットのみを検討することができる。ＬＬＲ演算器１０３０は、球検出器１０２０からの検出記号又は候補仮説に基づいてコードビットのＬＬＲを算出する。

ＲＸデータプロセッサ１７０内では、Ｍ個のチャネルデインターリーバ１０４０ａから１０４０ｍは、ＬＬＲ演算器１０３０からＭ個のデータストリームのＬＬＲを受信する。各々のチャネルデインターリーバ１０４０は、当該のストリームについてチャネルインターリーバ２２６により行われたインターリーブを補完する方法でストリームのＬＬＲをデインターリーブする。マルチプレクサ１０５０は、チャネルデインターリーバ１０４０ａから１０４０ｍからのデインターリーブされたＬＬＲを多重変調又はシリアル化する。復号器１０６０は、デインターリーブされたＬＬＲを復号化して復号データを実現する。

本明細書で説明する各種技法は、様々な手段により実行することができる。例えば、これらの技法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせにおいて実行することができる。ハードウェアでの実行については、検出、レート選択などを行うために使用される処理装置は、１つ又はそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、各種プロセッサ、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、電子装置、及び、本明細書で説明する諸機能を実行するように設計された他の電子装置、又は、これらの組み合わせ内で実行することができる。

ファームウェア及び／又はソフトウェアでの実行について、各種技法は、本明細書で説明する諸機能を実行するモジュール（例えば、手順、諸機能など）で実行することができる。ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、メモリ（例えば、図１のメモリ１９２）内に記憶して、プロセッサ（例えば、プロセッサ１９０）により実行することができる。メモリは、プロセッサ内か又はプロセッサの外部で実行することができる。

開示する各種実施形態の先の説明は、当業者が本発明の製造又は使用することを可能にするために行うものである。これらの実施形態の様々な改変が当業者に容易に明らかであろうし、本明細書において定義する一般的な原理は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は、本明細書で示す実施形態に限定されるのではなく、本明細書で説明する諸原理及び新規な特長に矛盾しない最も広い範囲と一致されることを意図する。

Claims (46)

1. ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を、前記データ記号の少なくとも１つの属性に基づいて選択し、かつ、前記選択された順序で前記データ記号について球検出を行うように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
   前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、
   を備える装置。
2. 前記少なくとも１つの属性は、前記データ記号について誤り確率を備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、最低誤り確率を有するデータ記号で始まって、前記データ記号の誤り確率に基づいて前記順序を選択するように構成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つの属性は、前記データ記号について変調方式を備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、最下位の変調方式を有するデータ記号で始まって、前記データ記号の変調方式に基づいて前記順序を選択するように構成される、請求項１に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つの属性は、前記データ記号についてリンク余裕を備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、最大リンク余裕を有するデータ記号で始まって、前記データ記号のリンク余裕に基づいて前記順序を選択するように構成される、請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つのプロセッサは、チャネル応答マトリクスを分解して前記選択された順序について上部三角マトリクスを取得し、前記上部三角マトリクスに基づいて各データ記号の複数の仮説について距離を算出し、前記算出距離に基づいて前記データ記号の候補仮説を判断するように構成される、請求項１に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各データ記号について少なくとも１つの仮説記号を特定し、かつ、各データ記号の前記少なくとも１つの仮説記号に基づいて前記データ記号の候補仮説を判断するように構成される、請求項１に記載の装置。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのデータ記号について少なくとも１つの硬判定を取得し、かつ、前記少なくとも１つの硬判定で前記データ記号の候補仮説を判断するように構成される、請求項１に記載の装置。
8. 前記データ記号は、第１及び第２のデータ記号を備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第１のデータ記号の少なくとも１つの仮説について第１のセットの少なくとも１つの距離を算出し、前記第１のセットの少なくとも１つの距離に基づいて前記第１のデータ記号について第１の硬判定を取得し、かつ、前記第１の硬判定で、前記第２のデータ記号の少なくとも１つの仮説について第２のセットの少なくとも１つの距離を算出するように構成される、請求項１に記載の装置。
9. 前記データ記号は、第３のデータ記号を更に備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第２のセットの少なくとも１つの距離に基づいて前記第２のデータ記号について第２の硬判定を取得し、かつ、前記第１及び第２の硬判定で、前記第３のデータ記号の少なくとも１つの仮説について第３のセットの少なくとも１つの距離を算出するように構成される、請求項８に記載の装置。
10. ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を、前記データ記号の少なくとも１つの属性に基づいて選択することと、
    前記選択された順序で前記データ記号について球検出を行うことと、
    を備える方法。
11. 前記少なくとも１つの属性は、前記データ記号について誤り確率と、変調方式と、リンク余裕と、又はこれらの組み合わせを備える、請求項１０に記載の方法。
12. 前記球検出を行うことは、
    チャネル応答マトリクスを分解して前記選択された順序について上部三角マトリクスを取得することと、
    前記上部三角マトリクスに基づいて各データ記号の複数の仮説について距離を算出することと、
    前記算出距離に基づいて前記データ記号の候補仮説を判断することと、
    を備える、請求項１０に記載の方法。
13. 前記球検出を行うことは、
    少なくとも１つのデータ記号について少なくとも１つの硬判定を取得することと、
    前記少なくとも１つの硬判定で前記データ記号の候補仮説を判断することと、
    を備える、請求項１０に記載の方法。
14. 各データ記号について少なくとも１つの仮説記号を特定することと、
    各データ記号の前記少なくとも１つの仮説記号に基づいて前記データ記号の候補仮説を判断することと、
    を更に備える、請求項１０に記載の方法。
15. ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を、前記データ記号の少なくとも１つの属性に基づいて選択する手段と、
    前記選択された順序で前記データ記号について球検出を行う手段と、
    を備える装置。
16. 前記少なくとも１つの属性は、前記データ記号について誤り確率と、変調方式と、リンク余裕と、又はこれらの組み合わせを備える、請求項１５に記載の装置。
17. 球検出を行う前記手段は、
    チャネル応答マトリクスを分解して前記選択された順序について上部三角マトリクスを取得する手段と、
    前記上部三角マトリクスに基づいて各データ記号の複数の仮説について距離を算出する手段と、
    前記算出距離に基づいて前記データ記号の候補仮説を判断する手段と、
    を備える、請求項１５に記載の装置。
18. 前記球検出を行う前記手段は、
    少なくとも１つのデータ記号について少なくとも１つの硬判定を取得する手段と、
    前記少なくとも１つの硬判定で前記データ記号の候補仮説を判断する手段と、
    を備える、請求項１５に記載の装置。
19. ＭＩＭＯ通信で送られたデータ記号を検出する順序を、前記データ記号の少なくとも１つの属性に基づいて選択し、
    前記選択された順序で前記データ記号について球検出を行う
    ように動作可能な命令を記憶するプロセッサ可読媒体。
20. 少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について検出するために受信記号に球検出を行うように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
    前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと
    を備える装置。
21. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも２つの変調方式に基づいて前記データ記号を検出する順序を判断し、かつ、前記判断された順序で前記データ記号について球検出を行うように構成される、請求項２０に記載の装置。
22. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データ記号に使用された変調方式に基づいて各データ記号について評価するために特定の数の仮説を判断するように構成される、請求項２０に記載の装置。
23. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データ記号に使用された変調方式に基づいて各データ記号の全ての仮定のサブセットを特定し、かつ、各データ記号の仮説の前記サブセットを評価するように構成される、請求項２０に記載の装置。
24. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データ記号に使用された変調方式に基づいて各データ記号の特定の数の仮説を保持するように構成される、請求項２０に記載の装置。
25. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データ記号のリンク余裕に基づいて各データ記号の特定の数の仮説を保持するように構成される、請求項２０に記載の装置。
26. ＭＩＭＯ通信に向けて受信記号を取得することと、
    少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について検出するために前記受信記号に球検出を行うことと、
    を備える方法。
27. ＭＩＭＯ通信に向けて受信記号を取得する手段と、
    少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について検出するために前記受信記号に球検出を行う手段と、
    を備える装置。
28. 前記少なくとも２つの変調方式に基づいて、前記データ記号を検出する順序を判断する手段を更に備え、前記データ記号の前記球検出は、前記判断された順序で行われる、請求項２７に記載の装置。
29. 前記データ記号に使用された変調方式に基づいて各データ記号について評価するために特定の数の仮説を判断する手段を更に備える、請求項２７に記載の装置。
30. ＭＩＭＯ通信に向けて受信記号を取得し、
    少なくとも２つの変調方式で生成されたデータ記号について検出するために前記受信記号に球検出を行う
    ように動作可能な命令を記憶するプロセッサ可読媒体。
31. 複数のデータストリームについて球検出を行い、前記複数のデータストリームについてチャネル状態情報を取得し、前記チャネル状態情報に基づいて前記複数のデータストリームのレートを選択するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
    前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、
    を備える装置。
32. 前記チャネル状態情報は、チャネル応答マトリクスを備え、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記チャネル応答マトリクスを分解して球検出に使用された上部三角マトリクスを取得し、前記上部三角マトリクスに基づいて前記複数のデータストリームについて信号品質を推定し、かつ、前記信号品質に基づいて前記複数のデータストリームの前記レートを選択するように構成される、請求項３１に記載の装置。
33. 前記少なくとも１つのプロセッサは、順番に、つまり、１回に１つのデータストリームで、前記複数のデータストリームについて球検出を行い、既に検出されたデータストリームからの干渉が除去されることを仮定することにより各データストリームの信号品質を推定するように構成される、請求項３２に記載の装置。
34. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記チャネル状態情報に基づいて、かつ、連続的干渉除去で前記複数のデータストリームの信号品質を推定するように構成される、請求項３１に記載の装置。
35. 前記少なくとも１つのプロセッサは、第１のデータストリームで始まる順番で前記複数のデータストリームについて球検出を行い、前記第１のデータストリームについて目標記号誤り率又はそれ以上を達成するために前記第１のデータストリームのレートを選択するように構成される、請求項３１に記載の装置。
36. 前記少なくとも１つのプロセッサは、第１のデータストリームで始まる順番で前記複数のデータストリームについて球検出を行い、前記チャネル状態情報に基づいて前記第１のデータストリームの信号品質を推定し、前記第１のデータストリームの前記信号品質に基づいて前記第１のデータストリームの初期レートを選択し、かつ、前記初期レートで結果的に前記第１のデータストリームが目標記号誤り率を上回る場合に前記第１のデータストリームについてより下位の変調方式で改正レートを選択するように構成される、請求項３１に記載の装置。
37. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記チャネル状態情報に基づいて前記複数のデータストリームの各々の信号品質を推定し、かつ、前記データストリームの前記信号品質に基づいて各データストリームのレートを独立して選択するように構成される、請求項３１に記載の装置。
38. 前記少なくとも１つのプロセッサは、１つのセットのレート組み合わせから前記複数のデータストリームの前記レートを選択するように構成される、請求項３１に記載の装置。
39. 前記少なくとも１つのプロセッサは、送信器に送られるべき前記複数のデータストリームの前記レートの表示を発生させるように構成される、請求項３１に記載の装置。
40. 複数のデータストリームについて球検出を行うことと、
    前記複数のデータストリームについてチャネル状態情報を取得することと、
    前記チャネル状態情報に基づいて前記複数のデータストリームのレートを選択することと、
    を備える方法。
41. 前記複数のデータストリームについて球検出を行うことは、順番に、つまり、１回に１つのデータストリームで、前記複数のデータストリームについて球検出を行うことを備え、前記複数のデータストリームの前記レートを選択することは、前記チャネル状態情報に基づいて各データストリームの信号品質を推定することと、既に検出されたデータストリームからの干渉が除去されることを仮定することとを備える、請求項４０に記載の方法。
42. 前記複数のデータストリームについて球検出を行うことは、第１のデータストリームで始まる順番で前記複数のデータストリームについて球検出を行うことを備え、前記複数のデータストリームの前記レートを選択することは、前記第１のデータストリームについて目標記号誤り率又はそれ以上を達成するために前記第１のデータストリームのレートを選択することを備える、請求項４０に記載の方法。
43. 複数のデータストリームについて球検出を行う手段と、
    前記複数のデータストリームについてチャネル状態情報を取得する手段と、
    前記チャネル状態情報に基づいて前記複数のデータストリームのレートを選択する手段と、
    を備える装置。
44. 前記複数のデータストリームについて球検出を行う前記手段は、
    順番に、つまり、１回に１つのデータストリームで、前記複数のデータストリームについて球検出を行う前記手段を備え、
    前記複数のデータストリームのレートを選択する手段は、前記チャネル状態情報に基づいて各データストリームの信号品質を推定し、かつ、既に検出されたデータストリームからの干渉が除去されることを仮定する手段を備える、請求項４３に記載の装置。
45. 前記複数のデータストリームについて球検出を行う前記手段は、
    第１のデータストリームで始まる順番で前記複数のデータストリームについて球検出を行う手段を備え、前記複数のデータストリームの前記レートを選択する手段は、前記第１のデータストリームについて目標記号誤り率又はそれ以上を達成するために前記第１のデータストリームのレートを選択する手段を備える、請求項４３に記載の装置。
46. 複数のデータストリームについて球検出を行い、
    前記複数のデータストリームについてチャネル状態情報を取得し、
    前記チャネル状態情報に基づいて前記複数のデータストリームのレートを選択する、
    ように動作可能な命令を記憶するプロセッサ可読媒体。

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