JP2014514807A

JP2014514807A - データ検出情報を提供するための概念

Info

Publication number: JP2014514807A
Application number: JP2013558330A
Authority: JP
Inventors: チェン，イージャン; ブリンク，ステファンテン
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2014-06-19
Anticipated expiration: 2032-01-20
Also published as: CN103430461A; EP2501055B1; TWI455508B; BR112013023795A2; TW201244406A; KR20130124565A; US20140003563A1; WO2012123147A1; JP5730417B2; EP2501055A1

Abstract

第１の移動体送受信装置の第１のデータ信号についての第１のデータ検出情報および第２の移動体送受信装置の第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報を提供するための概念であって、第１の移動体送受信装置から第１の受信信号ベクトルを受信するために第１の移動体送受信装置と通信するための手段１１０であって、第１の受信信号は、第１の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信されたものである手段１１０と、第２の送受信装置から第２の受信信号ベクトルを受信するために第２の移動体送受信装置と通信するための手段１２０であって、第２の受信信号は、第２の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信されたものである手段１２０とを含む。さらに、概念は、第１の受信信号ベクトルおよび第２の受信信号ベクトルに基づいて、第１のデータ信号についてのデータ検出情報および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するための手段１３０と、第１のデータ信号についてのデータ検出情報を第１の移動体送受信装置に提供し、前記第２のデータ信号についてのデータ検出情報を第２の移動体送受信装置に提供するための手段１４０とを利用する。

Description

本発明は、受信された無線信号のデータ信号検出に関し、特に、限定しないが、多入力多出力（ＭＩＭＯと略記）システムでのデータ信号検出に関する。

多入力多出力（ＭＩＭＯ）アンテナ技術は、空間多重化を利用することによってデータ転送速度を著しく増加させて、かつ／または空間時間コーディングを適用することによって追加的なダイバーシティ利得を達成することができる。Ｆｏｓｃｈｉｎｉ，Ｇ．Ｊ．およびＧａｎｓ，Ｍ．Ｊ．；「Ｏｎｌｉｍｉｔｓｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｎａｆａｄｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｈｅｎｕｓｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｔｅｎｎａｓ」、ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．６、ｎｏ．３、３１１〜３３５項、１９９８年３月；Ｔｅｌａｔａｒ，Ｉ．Ｅ．；「Ｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍｕｌｔｉ−ａｎｔｅｎｎａＧａｕｓｓｉａｎｃｈａｎｎｅｌｓ」、ＥｕｒｏｐｅａｎＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．１０、ｎｏ．６、５８５〜５９５項、１９９９年１１月；Ａｌａｍｏｕｔｉ，Ｓ．Ｍ．；「Ａｓｉｍｐｌｅｔｒａｎｓｍｉｔｄｉｖｅｒｓｉｔｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．１６、ｎｏ．８、１４５１〜１４５８項、１９９８年１０月を参照。しかし、より高いデータ・スループットおよびより高いスペクトル効率への需要が常に増加しているため、新しいシステム要件が、第４世代（省略形は４Ｇ）、およびＢｅｙｏｎｄ４Ｇ（省略形はＢ４Ｇ）のワイヤレス・ネットワークに対して規定されている。したがって、新しい主な技術を考慮に入れる必要がある。

たとえば、Ｂｏｕｄｒｅａｕ，Ｇ．；Ｐａｎｉｃｋｅｒ，Ｊ．；ＮｉｎｇＧｕｏ；ＲｕｉＣｈａｎｇ；ＮｅｎｇＷａｎｇ；Ｖｒｚｉｃ，Ｓ．；「ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎａｎｄＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎｆｏｒ４ＧＮｅｔｗｏｒｋｓ」、ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＭａｇａｚｉｎｅ、ｖｏｌ．４７、ｎｏ．４、７４〜８１項、２００９年４月において、著者らは、セル間干渉除去（ＩＣＩＣ）、ＭＩＭＯ、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、適応ビームフォーミング、球面復号化など物理レイヤ技術の組み合わせによって、４Ｇネットワークの干渉調整を達成することができることを示している。Ｌａｒｓｓｏｎ，Ｅ．Ｇ．；「ＭＩＭＯＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓ：ＨｏｗＴｈｅｙＷｏｒｋ」、ＩＥＥＥＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＭａｇａｚｉｎｅ、ｖｏｌ．２６、ｎｏ．３、９１〜９５項、２００９年５月、Ｗｉｎｄｐａｓｓｉｎｇｅｒ，Ｃ．；Ｌａｍｐｅ，Ｌ．；Ｆｉｓｃｈｅｒ，Ｒ．Ｆ．Ｈ．；Ｈｅｈｎ，Ｔ．；「ＡｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｕｄｙｏｆＭＩＭＯｄｅｔｅｃｔｏｒｓ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５、ｎｏ．８、２００４〜２００８項、２００６年８月、Ｈｏｃｈｗａｌｄ，Ｂ．Ｍ．；ｔｅｎＢｒｉｎｋ，Ｓ．；「ＡｃｈｉｅｖｉｎｇＮｅａｒ−ＣａｐａｃｉｔｙｏｎａＭｕｌｔｉｐｌｅ−ＡｎｔｅｎｎａＣｈａｎｎｅｌ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．３、３８９〜３９９項、２００３年３月を参照。他の概念はネットワークＭＩＭＯである。Ｆｏｓｃｈｉｎｉ，Ｇ．Ｊ．；Ｋａｒａｋａｙａｌｉ，Ｋ．；Ｖａｌｅｎｚｕｅｌａ，Ｒ．Ａ．；「Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｔｅｎｎａｃｅｌｌｕｌａｒｎｅｔｗｏｒｋｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｅｎｏｒｍｏｕｓｓｐｅｃｔｒａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」、ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．１５３、５４８〜５５５項、２００６年８月、Ｈｕａｎｇ，Ｈ．；Ｔｒｉｖｅｌｌａｔｏ，Ｍ．；Ｈｏｔｔｉｎｅｎ，Ａ．；Ｓｈａｆｉ，Ｍ．；Ｓｍｉｔｈ，Ｐ．；Ｖａｌｅｎｚｕｅｌａ，Ｒ．；「ＩｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｏｗｎｌｉｎｋｃｅｌｌｕｌａｒｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｗｉｔｈｌｉｍｉｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋＭＩＭＯｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．８、ｎｏ．６、２９８３〜２９８９項、２００９年６月、および多地点協調送信および受信（ＣｏＭＰと略記：ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｄＭｕｌｔｉ−Ｐｏｉｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｒｅｃｅｐｔｉｏｎ）。

明らかに、高いデータ・スループット、高いスペクトル効率、およびより優れた有効範囲に対する課題のために、分散型アンテナ技術（Ｍｏｈａｍｍｅｄ，Ｓ．Ｋ．；Ｚａｋｉ，Ａ．；Ｃｈｏｃｋａｌｉｎｇａｍ，Ａ．；Ｒａｊａｎ，Ｂ．Ｓ．；「Ｈｉｇｈ−ＲａｔｅＳｐａｃｅ−ＴｉｍｅＣｏｄｅｄＬａｒｇｅ−ＭＩＭＯＳｙｓｔｅｍｓ：Ｌｏｗ−ＣｏｍｐｌｅｘｉｔｙＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｅｌｅｃｔｅｄＴｏｐｉｃｓｉｎＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ｖｏｌ．３、ｎｏ．６、９５８〜９７４項、２００９年１２月）を用いる、大規模ＭＩＭＯシステムへの新しい関心が生まれ、そのためにパフォーマンス／複雑度の釣り合いに関する考察が改良されてきた。他方では、技術およびシリコン統合が進歩したおかげで、電力およびコスト効率が高い検出アルゴリズムを用いるより大きなアンテナ・アレー構成が実現可能になりつつある。

線形ＭＩＭＯ検出アルゴリズム、つまり、ゼロ・フォーシング（ＺＦと略記）、または最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥと略記）は、計算の複雑度が低いことで知られている。ＭｃＫａｙ，Ｍ．Ｒ．；Ｃｏｌｌｉｎｇｓ，Ｉ．Ｂ．；「ＣａｐａｃｉｔｙａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＩＭＯ−ＢＩＣＭＷｉｔｈＺｅｒｏ−ＦｏｒｃｉｎｇＲｅｃｅｉｖｅｒｓ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５３、ｎｏ．１、７４〜８３項、２００５年１月、Ｓｅｅｔｈａｌｅｒ，Ｄ．；Ｍａｔｚ，Ｇ．；Ｈｌａｗａｔｓｃｈ，Ｆ．；「ＡｎＥｆｆｉｃｉｅｎｔＭＭＳＥ−ＢａｓｅｄＤｅｍｏｄｕｌａｔｏｒｆｏｒＭＩＭＯＢｉｔ−ＩｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＣｏｄｅｄＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ」、ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＥＥＥＧｌｏｂａｌＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ２００４（ＧＬＯＢＥＣＯＭ’０４）、２４５５〜２４５９項、２００４年１１月から１２月を参照。直線検波アルゴリズムは、計算要件が低い場合がある。しかし、伝送信号ストリームの数が増加すれば、ダイバーシティ次数（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｒｄｅｒ）は減少するだろう。実際に、ＭＭＳＥアルゴリズムは、ブロック・フェージング・チャネル条件下でノイズ推定エラーおよび深刻な劣化を受け、ＺＦアルゴリズムは、Ｍ_Ｒ≦Ｍ_Ｔが維持される場合、ノイズ増幅および条件の悪いチャネル行列に対処しなければならない。ここで、Ｍ_ＲおよびＭ_Ｔはそれぞれ、受信および伝送アンテナの数を示している。

最尤検出（ＭＬＤと略記）、または軟チャネル・デコーディングの内容における帰納的最大確率（ＡＰＰと略記された）検出は、上限パフォーマンスを伝達することができる。しかし、その高い計算の複雑度は、多くの場合、以下において大規模ＭＩＭＯ（ｍａｓｓｉｖｅＭＩＭＯ）システムとも呼ぶ、より大きなアンテナ構成を用いるＭＩＭＯシステム内で供給することができない。球面復号化は、信号候補の数を減らすための別の成功している検出戦略を提供する。上記の参考資料を参照。一般的に、ＡＰＰの上限パフォーマンスに取り組むのは効果的な解決策である。しかし、球体検出の検索の深さは、異なるチャネル実現によって著しく変化することがあるため、ハードウェア実装の障害となっている。

Ａｒｉｙａｖｉｓｉｔａｋｕｌ，Ｓ．Ｌ．；ＪｕｎＺｈｅｎｇ；Ｏｊａｒｄ，Ｅ．；ＪｏｏｎｓｕｋＫｉｍ；「ＳｕｂｓｐａｃｅＢｅａｍｆｏｒｍｉｎｇｆｏｒＮｅａｒ−ＣａｐａｃｉｔｙＭＩＭＯＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ｖｏｌ．５６、ｎｏ．１１、５７２９〜５７３３項、２００８年１１月において、ＭＩＭＯチャネル行列が、特定の行列分解手法によってブロックワイズ（ｂｌｏｃｋ−ｗｉｓｅ）に対角化され、共同で検出されたデータ・ストリームの数を２つに制限する、部分空間ビームフォーミング方法が提示されている。

さらに、ダウンリンク伝送は、通常は、ユーザ装置（ＵＥ）の受信アンテナ要素の制限によって限定されている。ＵＥのアンテナ空間が制限されていることが原因の計算要件およびダイバーシティの損失は２つの重大な課題である。ＭＩＭＯ中継ネットワークは、別の最新の話題である。しかし、実際には、中継ネットワークは、前方誤りまたはフィードバック・エラーおよび送信遅延に対処する必要がある。

Ｆｏｓｃｈｉｎｉ，Ｇ．Ｊ．およびＧａｎｓ，Ｍ．Ｊ．；「Ｏｎｌｉｍｉｔｓｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉｎａｆａｄｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｈｅｎｕｓｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｔｅｎｎａｓ」、ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．６、ｎｏ．３、３１１〜３３５項、１９９８年３月Ｔｅｌａｔａｒ，Ｉ．Ｅ．；「Ｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍｕｌｔｉ−ａｎｔｅｎｎａＧａｕｓｓｉａｎｃｈａｎｎｅｌｓ」、ＥｕｒｏｐｅａｎＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．１０、ｎｏ．６、５８５〜５９５項、１９９９年１１月；Ａｌａｍｏｕｔｉ，Ｓ．Ｍ．；「Ａｓｉｍｐｌｅｔｒａｎｓｍｉｔｄｉｖｅｒｓｉｔｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．１６、ｎｏ．８、１４５１〜１４５８項、１９９８年１０月Ｂｏｕｄｒｅａｕ，Ｇ．；Ｐａｎｉｃｋｅｒ，Ｊ．；ＮｉｎｇＧｕｏ；ＲｕｉＣｈａｎｇ；ＮｅｎｇＷａｎｇ；Ｖｒｚｉｃ，Ｓ．；「ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎａｎｄＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎｆｏｒ４ＧＮｅｔｗｏｒｋｓ」、ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＭａｇａｚｉｎｅ、ｖｏｌ．４７、ｎｏ．４、７４〜８１項、２００９年４月Ｌａｒｓｓｏｎ，Ｅ．Ｇ．；「ＭＩＭＯＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓ：ＨｏｗＴｈｅｙＷｏｒｋ」、ＩＥＥＥＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＭａｇａｚｉｎｅ、ｖｏｌ．２６、ｎｏ．３、９１〜９５項、２００９年５月Ｗｉｎｄｐａｓｓｉｎｇｅｒ，Ｃ．；Ｌａｍｐｅ，Ｌ．；Ｆｉｓｃｈｅｒ，Ｒ．Ｆ．Ｈ．；Ｈｅｈｎ，Ｔ．；「ＡｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｕｄｙｏｆＭＩＭＯｄｅｔｅｃｔｏｒｓ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５、ｎｏ．８、２００４〜２００８項、２００６年８月Ｈｏｃｈｗａｌｄ，Ｂ．Ｍ．；ｔｅｎＢｒｉｎｋ，Ｓ．；「ＡｃｈｉｅｖｉｎｇＮｅａｒ−ＣａｐａｃｉｔｙｏｎａＭｕｌｔｉｐｌｅ−ＡｎｔｅｎｎａＣｈａｎｎｅｌ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５１、ｎｏ．３、３８９〜３９９項、２００３年３月Ｆｏｓｃｈｉｎｉ，Ｇ．Ｊ．；Ｋａｒａｋａｙａｌｉ，Ｋ．；Ｖａｌｅｎｚｕｅｌａ，Ｒ．Ａ．；「Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅａｎｔｅｎｎａｃｅｌｌｕｌａｒｎｅｔｗｏｒｋｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｅｎｏｒｍｏｕｓｓｐｅｃｔｒａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ」、ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．１５３、５４８〜５５５項、２００６年８月Ｈｕａｎｇ，Ｈ．；Ｔｒｉｖｅｌｌａｔｏ，Ｍ．；Ｈｏｔｔｉｎｅｎ，Ａ．；Ｓｈａｆｉ，Ｍ．；Ｓｍｉｔｈ，Ｐ．；Ｖａｌｅｎｚｕｅｌａ，Ｒ．；「ＩｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｏｗｎｌｉｎｋｃｅｌｌｕｌａｒｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｗｉｔｈｌｉｍｉｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋＭＩＭＯｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．８、ｎｏ．６、２９８３〜２９８９項、２００９年６月Ｍｏｈａｍｍｅｄ，Ｓ．Ｋ．；Ｚａｋｉ，Ａ．；Ｃｈｏｃｋａｌｉｎｇａｍ，Ａ．；Ｒａｊａｎ，Ｂ．Ｓ．；「Ｈｉｇｈ−ＲａｔｅＳｐａｃｅ−ＴｉｍｅＣｏｄｅｄＬａｒｇｅ−ＭＩＭＯＳｙｓｔｅｍｓ：Ｌｏｗ−ＣｏｍｐｌｅｘｉｔｙＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎ」、ＩＥＥＥＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｅｌｅｃｔｅｄＴｏｐｉｃｓｉｎＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ｖｏｌ．３、ｎｏ．６、９５８〜９７４項、２００９年１２月ＭｃＫａｙ，Ｍ．Ｒ．；Ｃｏｌｌｉｎｇｓ，Ｉ．Ｂ．；「ＣａｐａｃｉｔｙａｎｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＭＩＭＯ−ＢＩＣＭＷｉｔｈＺｅｒｏ−ＦｏｒｃｉｎｇＲｅｃｅｉｖｅｒｓ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５３、ｎｏ．１、７４〜８３項、２００５年１月Ｓｅｅｔｈａｌｅｒ，Ｄ．；Ｍａｔｚ，Ｇ．；Ｈｌａｗａｔｓｃｈ，Ｆ．；「ＡｎＥｆｆｉｃｉｅｎｔＭＭＳＥ−ＢａｓｅｄＤｅｍｏｄｕｌａｔｏｒｆｏｒＭＩＭＯＢｉｔ−ＩｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＣｏｄｅｄＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ」、ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＥＥＥＧｌｏｂａｌＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ２００４（ＧＬＯＢＥＣＯＭ’０４）、２４５５〜２４５９項、２００４年１１月〜１２月Ａｒｉｙａｖｉｓｉｔａｋｕｌ，Ｓ．Ｌ．；ＪｕｎＺｈｅｎｇ；Ｏｊａｒｄ，Ｅ．；ＪｏｏｎｓｕｋＫｉｍ；「ＳｕｂｓｐａｃｅＢｅａｍｆｏｒｍｉｎｇｆｏｒＮｅａｒ−ＣａｐａｃｉｔｙＭＩＭＯＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ」、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ｖｏｌ．５６、ｎｏ．１１、５７２９〜５７３３項、２００８年１１月ｔｅｎＢｒｉｎｋ，Ｓ．；「ＤｅｓｉｇｎｉｎｇＩｔｅｒａｔｉｖｅＤｅｃｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅｓｗｉｔｈｔｈｅＥｘｔｒｉｎｓｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＣｈａｒｔ」、ＡＥＵＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５４、ｎｏ．６、３８９〜３９８項、２０００年１１月

実施形態は、単一のユーザＭＩＭＯはダウンリンク・スループットを増加させることができるが、ユーザ装置で得られる独立した信号のコピーの数が制限されているために制限されるという発見に基づくことができる。ＵＥのアンテナ空間が制限されていることによるダイバーシティの制限に加えて、計算要件は他の重要な課題である。したがって、実施形態は、複数の移動体送受信装置の受信信号は、ダイバーシティの損失を克服するために使用することができ、かつ移動体送受信装置は、移動通信システムのダウンリンク容量をさらに利用するために、同じ基地局からだが、他の移動体送受信装置によって受信された他の受信信号を利用できるという発見にさらに基づくことができる。実施形態では、大規模ＭＩＭＯを単独で利用できない可能性がある移動体送受信装置が協調し、それと同時に個々のダウンリンク容量の合計容量より大きい容量を持つより大規模なＭＩＭＯシステムを可能にすることができる。言い換えると、実施形態は、複数の移動体送受信装置の受信された信号の利用を可能にし、それと同時にＭＩＭＯシステムを確立することができる。一部の実施形態では、装置は、複数の移動体送受信装置と通信し、複数の移動体送受信装置から複数の受信信号ベクトルを受信し、それと同時にＭＩＭＯシステムとして複数の受信信号を利用することができる。他の実施形態では、そのような装置は、移動体トランシーバ基地局に含まれてもよい。

実施形態は、第１の移動体送受信装置の第１のデータ信号についての第１のデータ検出情報および第２の移動体送受信装置の第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報を提供するための装置を提供する。装置は、第１の移動体送受信装置と通信し、第１の移動体送受信装置から第１の受信信号ベクトルを受信するための手段を含み、第１の受信信号は、第１の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信されたものである。装置は、第２の移動体送受信装置と通信し、第２の送受信装置から第２の受信信号ベクトルを受信するための手段をさらに含み、第２の受信信号は、第２の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信されたものである。

装置は、第１の受信信号ベクトルおよび第２の受信信号ベクトルに基づいて、第１のデータ信号についてのデータ検出情報および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するための手段をさらに含むことができる。また、装置は、第１の移動体送受信装置に第１のデータ信号についてのデータ検出情報を提供し、第２の移動体送受信装置に第２のデータ信号についてのデータ検出情報を提供するための手段を含むことができる。データ検出情報は、たとえば、ログ尤度比としてのデータの可能性についての情報、検出されたデータ自体についての情報など、第１または第２のデータ信号に関する信頼性情報を対応することができる。他の実施形態では、データ検出情報は、移動体送受信装置がそのデータ信号を検出するのを補助または支援する、任意の情報に対応することができる。たとえば、変更されたチャネル推定とともに変更された受信信号は、データ検出情報として提供することができ、変更される量によって、移動体送受信装置はより確実にそのデータ信号を検出できるようになる場合がある。言い換えると、装置は、データ検出情報として移動体送受信装置に変更された受信された信号および変更されたチャネル推定を提供することができ、移動体送受信装置のオリジナルの受信信号およびオリジナルのチャネル推定と比較して、干渉を減らすことができる。

実施形態では、決定するための手段は、第１の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第１の推定された無線チャネルを決定し、第２の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第２の推定された無線チャネルを決定するように構成することができる。第１の推定された無線チャネルについての情報および第２の推定された無線チャネルについての情報に基づいて、決定するための手段は、第１のデータ信号に対応するデータ検出情報および第２のデータ信号に対応するデータ検出情報を決定するようにさらに構成することができる。

第１の移動体送受信装置と通信するための手段は、第１の移動体送受信装置から、第１の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第１の推定された無線チャネルについての情報を受信するようにさらに構成することができ、第２の移動体送受信装置と通信するための手段は、第２の移動体送受信装置から、第２の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第２の推定された無線チャネルについての情報を受信するように構成することができる。

第１の推定された無線チャネルは、基地局送受信装置の複数の伝送アンテナと第１の移動体送受信装置の複数の受信アンテナとの間の多入力多出力無線チャネルを参照することができる。第２の推定された無線チャネルについての情報は、基地局送受信装置の複数の伝送アンテナと第２の移動局送受信装置の複数の受信アンテナとの間の多入力多出力無線チャネルを参照することができる。

第１の受信信号ベクトルは、第１の移動体送受信装置の複数の受信アンテナで受信される複数の受信信号を参照することができ、第２の受信信号ベクトルは、第２の移動体送受信装置の複数の受信アンテナで受信される複数の受信信号を参照することができる。言い換えると、装置は、個々の移動体トランシーバ基地局によって確立された個々のＭＩＭＯシステムに基づいて、より大規模にＭＩＭＯシステムを形成することができる。

決定するための手段は、第１の無線チャネル行列としての第１の無線チャネル推定および第２の無線チャネル行列としての第２の無線チャネル推定を決定するように構成することができる。決定するための手段は、基地局の複数の伝送アンテナと第１および第２の移動体送受信装置の複数の受信アンテナとの間の無線チャネル行列を決定するようにさらに構成することができ、無線チャネル行列は、基地局送受信装置の複数の伝送アンテナの１つと、第１および第２の移動体送受信装置の複数の受信アンテナの１つとの各組み合わせに対して少なくとも１つのチャネル係数を持っている。よって、装置によって形成されたＭＩＭＯシステムは、基地局送受信装置と、すべての考慮された移動体送受信装置のすべての受信アンテナとの間のＭＩＭＯシステムに対応することができる。

決定するための手段は、データ信号のサブセットを決定し、データ信号の各サブセットの１つの部分行列を決定するためにさらに構成することができ、データ信号のそれぞれは、サブセットの少なくとも１つに含まれる。決定するための手段は、各サブセットに対して変更された受信された信号を生成するための手段、各サブセットにおいて各データ信号のデータ検出情報を計算するための手段をさらに含むことができる。決定するための手段は、各サブセットの各データ信号のデータ検出情報に基づいて、第１および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するようにさらに構成することができる。

決定するための手段は、複数の受信信号ベクトルおよびチャネル行列に基づいて、第１および第２のデータ信号に関する品質情報を決定することによってサブセットを決定するように構成することができ、部分行列は、品質情報に基づいてチャネル行列から選択された係数のサブセットに基づいている。

部分行列は、チャネル行列での並べ替え操作（ｒｅｏｒｄｅｒｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ）に基づいた、ならびにそれに続く品質情報およびチャネル行列の分解に基づいた三角行列でもよい。部分行列は、並べ替え操作により並べ替えられたチャネル行列の分解から得られる三角行列の部分行列でもよく、並べ替え操作は、サブセットごとに異なる場合がある。並べ替えは、伝送信号のサブセットの選択に対応することができ、伝送信号のサブセットは、品質情報に基づいて選択され、第１の並べ替え操作において、伝送信号は、第１のデータ信号の最高品質を示す品質情報から選択され、第２の並べ替え操作において、伝送信号は、第２のデータ信号の最高品質を示す品質情報から選択され、または品質情報は、第２のデータ信号より第１のデータ信号の品質が高いことを示し、第２のデータ信号は、両方の並べ替え操作、または両方のサブセットに対して選択される。

行列分解は、ＱＲ分解またはコレスキー分解に対応することができる。生成するための手段は、行列分解の結果に基づいて、変更された受信信号を生成するように構成することができる。決定するための手段は、データ検出情報として第１および第２のデータ信号の伝送シンボルのログ尤度比を計算するように構成することができる。提供するための手段は、変更された受信信号のサブセットおよび行列分解の結果の少なくとも一部をデータ検出情報として第１または第２の移動体送受信装置に提供するように構成することができる。そのような実施形態では、行列分解は、結果が、第１または第２の移動体送受信装置のデータ信号のすべてを参照し、それに応じて変更された受信信号は、第１または第２の移動体送受信装置のすべてのデータ信号を参照できるようにすることができる。したがって、第１または第２のトランシーバ基地局に提供された場合、ＡＰＰ検出は、それぞれの移動体トランシーバ基地局で実行することができる。

実施形態は、第１の移動体送受信装置の第１のデータ信号についての第１のデータ検出情報および第２の移動体送受信装置の第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報を提供するための方法をさらに提供することができる。方法は、第１の移動体送受信装置から第１の受信信号ベクトルを受信するために第１の移動体送受信装置と通信するステップを含み、第１の受信信号は、第１の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信され、第２の送受信装置から第２の受信信号ベクトルを受信するために第２の移動体送受信装置と通信し、第２の受信信号は、第２の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信される。方法は、第１の受信信号ベクトルおよび第２の受信信号ベクトルに基づいて、第１のデータ信号についてのデータ検出情報および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するステップをさらに含む。方法は、第１のデータ信号についてのデータ検出情報を第１の移動体送受信装置に提供し、第２のデータ信号についてのデータ検出情報を第２の移動体送受信装置に提供するステップを含む。

実施形態は、コンピュータ・プログラムがコンピュータまたはプロセッサで実行されたときに、上記の方法の１つを実行するためのプログラム・コードを持つコンピュータ・プログラムをさらに含むことができる。

添付の図面を参照し、例示のみを目的として、装置および／または方法および／またはコンピュータ・プログラムについて以下の限定を目的としない実施形態を使用して、他の一部の機能または態様について記述する。

装置の一実施形態を示すブロック図である。方法の一実施形態を示すフローチャートである。電気自動車の充電ステーションのシナリオの実施形態を示す図である。サブセットによって決定されたＭＩＭＯ部分空間を示す図である。実施形態に対して得られたシミュレーション結果を示す図であり、暗号化されていないＢＥＲとＳＮＲを示している。実施形態に対して得られたシミュレーション結果を示す図であり、達成可能な率とＳＮＲを示している。実施形態に対して得られたシミュレーション結果を示す図であり、暗号化されていないＢＥＲとＳＮＲを示している。実施形態に対して得られたシミュレーション結果を示す図であり、達成可能な率とＳＮＲを示している。方法を提供する一実施形態の擬似コードを示す図である。方法の一実施形態を示すフローチャートである。方法を提供する別の実施形態を示すフローチャートである。リンク・レベル・シミュレーション・パラメータ設定を示す図である。実数の乗算、加算、および除算に関して、計算の複雑度を考慮する実施形態の比較を示す図である。正規化された計算の複雑度を考慮する実施形態のパフォーマンス比較を示す図である。

図１ａは、第１の移動体送受信装置の第１のデータ信号についての第１のデータ検出情報および第２の移動体送受信装置の第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報を提供するための装置１００の一実施形態のブロック図を示している。装置は、第１の移動体送受信装置から第１の受信信号ベクトルを受信するために第１の移動体送受信装置と通信するための手段１１０を含み、第１の受信信号は、第１の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信されたものである。装置１００は、第２の送受信装置から第２の受信信号ベクトルを受信するために第２の移動体送受信装置と通信するための手段１２０をさらに含み、第２の受信信号は、第２の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信されたものである。言い換えると、装置１００は、２人のユーザから受信信号を受信することによって、２人の異なるユーザのみを対象とする２つのデータ信号についてのデータ検出情報を決定または検出することができる。第１のユーザによって受信された第１の受信信号は、また、第２のユーザのみを対象とする信号を含むため、しかし、第１のユーザによって干渉として経験された同じ無線リソースを使用するときに、装置１００は、両方の受信信号からのダイバーシティ利得を利用することができる。

装置１００は、第１の受信信号ベクトルに基づいて、かつ第２の受信信号ベクトルに基づいて、第１のデータ信号についてのデータ検出情報および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するための手段１３０をさらに含むことができる。データ検出情報は、検出されたデータ信号、ログ尤度比、データに関する確率または信頼性情報などに対応することができる。他の実施形態では、データ検出情報は、任意の情報に対応することができ、このため移動体送受信装置は、より高い品質またはより高い信頼性でそのデータ信号を検出することができる。したがって、そのような情報は、移動体送受信装置でのデータ検出を支援または改善することができる。たとえば、変更された受信信号は、変更されたチャネル推定とともにデータ検出情報として提供することができ、変更される量によって、移動体送受信装置はより確実にそのデータ信号を検出できる場合がある。変更された量は、変更されたＭＩＭＯシステムを確立することができる。これは全体的なＭＩＭＯシステム、つまり移動体送受信装置のすべての受信アンテナから構成されているＭＩＭＯシステムよりサイズが小さくてもよい。変更されたＭＩＭＯは、減らされた干渉を含むことができる。つまり、装置は、たとえば、行列変更を通じて、変更されたＭＩＭＯシステムを決定することができ、これは次に移動体送受信装置に提供される。言い換えると、装置は、データ検出情報として移動体送受信装置に変更された受信された信号および変更されたチャネル推定を提供することができ、移動体送受信装置のオリジナルの受信信号およびオリジナルのチャネル推定と比較して干渉を減らすことができる。

さらに、装置１００は、第１のデータ信号についてのデータ検出情報を第１の移動体送受信装置に提供し、第２のデータ信号についてのデータ検出情報を第２の移動体送受信装置に提供するための手段１４０を含むことができる。より簡単な言葉で要約すると、装置１００の実施形態は、複数の移動体送受信装置によって受信された受信信号を使用することができる。複数の受信信号から、対応する複数のデータ信号についての情報またはデータ検出情報を決定または検出し、ＭＩＭＯシステムのように複数の受信信号のダイバーシティ利得を利用することができる。それと同時に、接近して配置された（たとえばモバイル端末の）受信アンテナから生じる問題を克服することができる。

実施形態は、第１の移動体送受信装置の第１のデータ信号についての第１のデータ検出情報および第２の移動体送受信装置の第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報を提供するために対応する方法を提供することができる。図１ｂは、方法の一実施形態のフローチャートを示しており、第１の移動体送受信装置から第１の受信信号ベクトルを受信するために第１の移動体送受信装置と通信するステップ２１０を含み、第１の受信信号は、第１の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信される。さらに、方法は、第２の送受信装置から第２の受信信号ベクトルを受信するために第２の移動体送受信装置と通信するステップ２２０を含み、第２の受信信号は、第２の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信される。方法は、第１の受信信号ベクトルおよび第２の受信信号ベクトルに基づいて、第１のデータ信号についてのデータ検出情報および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するステップ２３０をさらに含む。方法は、第１のデータ信号についてのデータ検出情報を第１の移動体送受信装置に提供するステップ２４０と、第２のデータ信号についてのデータ検出情報を第２の移動体送受信装置に提供するステップ２５０とをさらに含む。実施形態は、またコンピュータ・プログラムがコンピュータまたはプロセッサで実行されたときに、本明細書に記述された方法を実行するためのプログラム・コードを持つコンピュータ・プログラムを提供することができる。

図１ｃは、電気自動車の充電ステーションのシナリオの一実施形態を示している。図１ｃでは、装置１００の一実施形態は、たとえば、電気自動車の充電ステーションに配置される。装置１００は、たとえばラップトップ型コンピュータ１６０、携帯電話１６２、２台の自動車１６４および１６６など、複数の移動体送受信装置に囲まれている。図に示す配線によって示すように、この実施形態では、通信する手段１１０および１２０は、移動体トランシーバ基地局と有線で通信するように構成されていることが想定されている。他の実施形態では、たとえば、ＮＦＣ（近距離無線通信の省略形）インターフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェース、ＷＬＡＮ（ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワークの省略形）インターフェースなど、他のインターフェースを通信するための手段として使用することができる。たとえば図１ｃのラップトップ型コンピュータ１６０など、第１の移動体送受信装置と通信するための手段１１０は、たとえば図１ｃの自動車１６６など、第２の移動体送受信装置と通信するための手段１２０と同じでなくてもよい。一部の実施形態では、手段１１０および１２０は、同じ有線または無線のインターフェースとして実装することができ、他の実施形態では、それらは、特に一方は有線で他方は無線という、異なるインターフェースとして実装することができる。後に詳述するように、一部の実施形態では、装置１００は、たとえば携帯電話または自動車など、第１または第２の移動体送受信装置に含まれてもよく、通信するための手段１１０、１２０の１つは、同じハウジングに実装された受信手段への内部接続に対応することができる一方、通信するための他方の手段は、別の移動体送受信装置への有線または無線の接続に対応することができる。

図１ｃは、また、移動体送受信装置１６０、１６２、１６４、および１６６に信号を伝送する基地局送受信装置１７０を示している。装置１００の実施形態は、ラップトップ１６０、スマートフォン１６２、自動車１６４、および電気自動車１６６などとの共通インターフェースを含むことができる。装置１００は、共通インターフェースとの接続を通じてユーザ１６０〜１６６と通信することができる。装置１００は、ＭＩＭＯ検出アルゴリズムに関し、計算調整機能を持ち、その一部は、実施形態の他の記述で後に詳述されるだろう。図１ｃのシナリオは、たとえば、電気自動車の充電ステーション、列車の中、他の自動車または自動車内の複数のモバイル・デバイスとの調整のために自動車の中、ホット・スポットなど、装置１００の一実施形態を特定のトラフィック需要を持つ位置に配置できることを示すものである。

さらに説明するために、基地局送受信装置１７０のアンテナの数はＭ_Ｔによって示され、大規模または構成されたＭＩＭＯシステムの受信アンテナの合計は、

によって得られることが想定され、ここで、

は、ｉ番目のユーザ装置または移動体送受信装置の受信アンテナの数を意味する。Ｍ_Ｔ×Ｍ_Ｒの大規模ＭＩＭＯシステムには、合計Ｌ個のアクティブなユーザ装置がある。

装置１００の一実施形態と移動体送受信装置との間の機能は、ある程度まで共有することができる。たとえば、一部の実施形態では、決定するための手段１３０は、第１の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第１の推定された無線チャネルを決定し、第２の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第２の推定された無線チャネルを決定するように構成することができる。言い換えると、移動体送受信装置のそれぞれに対する個々の無線チャネルは、実施形態によって決定または利用することができる。さらに、決定するための手段１３０は、第１の推定された無線チャネルについての情報および第２の推定された無線チャネルについての情報に基づいて、第１のデータ信号についてのデータ検出情報および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するようにさらに構成することができる。そのような実施形態では、個々の無線チャネルは、個々の移動体送受信装置自体または装置１００のいずれかによって決定することができる。

よって、第１の移動体送受信装置と通信するための手段１１０は、第１の移動体送受信装置から第１の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第１の推定された無線チャネルについての情報を受信するようにさらに構成することができる。結果的に、第２の移動体送受信装置と通信するための手段１２０は、第２の移動体送受信装置から第２の移動体送受信装置と基地局送受信装置との間の第２の推定された無線チャネルについての情報を受信するようにさらに構成することができる。

さらに、移動体送受信装置のそれぞれは、複数の受信アンテナを操作することができる。つまり、複数の移動体送受信装置のそれぞれは、個々のＭＩＭＯシステムを確立することができる。第１の推定された無線チャネルは、基地局送受信装置の複数の伝送アンテナと第１の移動体送受信装置の複数の受信アンテナとの間の多入力多出力無線チャネルを参照することができる。結果的に、第１の受信信号ベクトルは、第１の移動体送受信装置の複数の受信アンテナで受信された複数の受信信号を参照することができる。したがって、第２の推定された無線チャネルについての情報は、基地局送受信装置の複数の伝送アンテナと第２の移動局送受信装置の複数の受信アンテナとの間の多入力多出力無線チャネルを参照することができ、第２の受信信号ベクトルは、第２の移動体送受信装置の複数の受信アンテナで受信された複数の受信信号を参照することができる。言い換えると、決定するための手段１３０は、移動体送受信装置によって提供される受信信号ベクトルに基づいてチャネル推定を実行することができる。他の実施形態では、移動体送受信装置は、それらの個々のチャネル自体を推定し、装置１００に結果を提供することができる。

決定するための手段１３０は、第１の無線チャネル行列としての第１の無線チャネル推定および第２の無線チャネル行列としての第２の無線チャネル推定を決定するように構成することができる。さらに、決定するための手段１３０は、基地局の複数の伝送アンテナと第１および第２の移動体送受信装置の複数の受信アンテナとの間の無線チャネル行列Ｈを決定するように構成することができ、無線チャネル行列Ｈは、基地局送受信装置の複数の伝送アンテナの１つと、第１および第２の移動体送受信装置の複数の受信アンテナの１つとの各組み合わせに対して少なくとも１つのチャネル係数を持っている。言い換えると、決定するための手段１３０は、基地局送受信装置の複数の伝送アンテナと、複数の移動体送受信装置を通じて分散された複数の受信アンテナとの間のＭＩＭＯ無線チャネルを表す、全体的な無線チャネル行列Ｈを決定することができる。

決定するための手段１３０は、データ信号のサブセットを決定し、データ信号の各サブセットに対して１つの部分行列を決定するようにさらに構成することができ、データ信号のそれぞれは、サブセットの少なくとも１つに含まれる。つまり手段１３０は、信号のサブセットにおいてＭＩＭＯ信号の完全な組を検出する問題をさらに細分化することができ、細分化されたＭＩＭＯ無線チャネルは、部分行列によって表すことができる。

決定するための手段１３０は、各サブセットに対して変更された受信された信号を生成するための手段と、各サブセットにおいて各データ信号のデータ検出情報を計算するための手段とをさらに含むことができ、決定するための手段１３０は、各サブセットの各データ信号のデータ検出情報に基づいて、第１および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するようにさらに構成することができる。言い換えると、ＭＩＭＯシステムは、複数のより小さなサイズのサブＭＩＭＯシステムに細分化することができ、次に、それらを別々に解決して、全体的な結果を得るために、その結果を組み合わせることができる。

決定するために手段１３０は、複数の受信信号ベクトルおよびチャネル行列Ｈに基づいて、第１および第２のデータ信号に関する品質情報を決定することによってサブセットを決定するように構成することができ、部分行列は、品質情報に基づいてチャネル行列Ｈから選択された係数のサブセットに基づいている。言い換えると、受信信号のサブセットは、たとえば、ＺＦ、ＭＭＳＥなど線形フィルタ技術を使って、受信信号の品質を評価することによって決定することができる。

以下では、Ｍ_Ｔ×Ｍ_ＲのＭＩＭＯシステムが等式
ｙ＝Ｈｓ＋ｎ
から得られると想定している。伝送信号ベクトルはｓとして示されている。加えて、

を維持しており、Ｅ_ｓ＝１である。ベクトルｎは、

の付加白色ガウス雑音（省略形はＡＷＧＮ）を意味する。ＭＩＭＯ無線チャネル行列はＨであり、その任意の要素［Ｈ］_ｉ，ｊは、伝送アンテナｉと受信アンテナｊとの間の無線チャネルを表し、独立して同一に分散された複素ガウス分布、つまり、［Ｈ］_ｉ，ｊ〜ＣＮ（０，１）に従う。

上記のように、実施形態は、複数の受信信号からの第１および第２のデータ信号を検出することができ、第１および第２のデータ信号は、複数の伝送されたデータ信号に含まれ、複数の伝送アンテナを使用して伝送され、かつ移動体送受信装置の複数の受信アンテナを使用して受信される。無線チャネル行列Ｈは、複数の伝送アンテナと複数の受信アンテナとの間の無線チャネルを表し、無線チャネル行列Ｈは、複数の伝送アンテナの１つと複数の受信アンテナの１つとの各組み合わせに対して少なくとも１つのチャネル係数を持つ。決定するための手段１３０は、無線チャネル行列Ｈに基づいて第１および第２の部分行列を決定することができ、第１および第２の部分行列は、無線チャネル行列Ｈより少ない係数を持ち、かつ第１および第２の部分行列は、異なる係数を持つ。言い換えると、複数の相互に異なる部分行列を考慮することができる。

生成するための手段は、無線チャネル行列に基づき、かつ第１および第２の部分行列に基づいて、変更された第１および第２の受信信号を生成することができる。計算するための手段は、第１の部分行列および変更された第１の受信信号に基づいて、第１および第２のデータ信号についての第１のデータ検出情報を計算することができ、第２の部分行列および変更された第２の受信信号に基づいて、第１および第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報を計算することができる。装置１００は、第１および第２のデータ検出情報に基づいて、第１および第２のデータ信号をさらに検出することができる。

実施形態では、装置１００は、複数の伝送アンテナと複数の受信アンテナとの間の無線チャネル行列Ｈを推定するための手段をさらに含むことができる。言い換えると、一部の実施形態では、無線チャネル推定は、外部、たとえば無線送受信装置から提供することができる。他の実施形態では、無線チャネル推定器は、装置１００に含めることができる。実施形態では、装置は、第１および第２のデータ信号を検出するための手段を含むことができる。一部の実施形態では、したがって、装置１００は、出力で検出のために信号を提供することができるか、または検出器自体を含み、そこでデータ信号、信頼性情報、またはデータ検出情報をそれぞれ提供することができる。

実施形態では、決定のための手段１３０は、複数の受信信号および無線チャネル行列Ｈに基づいて、第１および第２のデータ信号に関する品質情報を決定することによって、第１および第２の部分行列を決定するように構成することができ、第１および第２の部分行列は、品質情報に基づいて無線チャネル行列Ｈの変更に基づいている。そのような品質情報は、異なる実施形態では異なる方法で取得することができる。１つの可能性としては、たとえば、ＺＦフィルタリングまたはＺＦ等化により取得される、ログ尤度比がある。

ＺＦ等化ベースの検出では、ＺＦ等化行列は、
Ｗ_ＺＦ＝（Ｈ^ＨＨ）^−１Ｈ^Ｈ
によって得ることができる。よって、検出された信号は、
ｓ_ＺＦ＝Ｗ_ＺＦｙ＝（Ｈ^ＨＨ）^−１Ｈ^ＨＨｓ＋（Ｈ^ＨＨ）^−１Ｈ^Ｈｎ＝ｓ＋ｎ_ＺＦ
によって表すことができる。ここでｎ_ＺＦ＝（Ｈ^ＨＨ）^−１Ｈ^Ｈｎは、フィルタされたノイズ・ベクトルを示す。ベクトルｎ_ＺＦの共分散を考慮する。これにより

が明快に得られる。よって、ｋ番目の伝送データ・ストリームの瞬間的なＺＦ後処理ノイズ分散は、

によって近似することができる。さらに、ＺＦ後処理ノイズは、まだ複雑なガウス分布に従うことを想定する。アンテナ検出ごとにＺＦを考えると、ｋ番目の伝送データ・ストリームのｊ番目のビットのログ尤度比（ＬＬＲ）は、

から得ることができ、ここでａ_ｉは、ｉ番目の信号のコンスタレーションを表し、

および

は、ｊ番目のビットが１および０であるコンスタレーション候補のサブセットをそれぞれ示す。実施形態では、どのサブセットかに基づいて、ＬＬＲは品質情報として使用することができ、それぞれの部分行列を決定することができる。

たとえば、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）、ゼロフォーシング（ＺＦ）などの直線検波アルゴリズムは、計算要件が低い。しかし、伝送信号ストリームの数が増加すれば、ダイバーシティ次数は減少するだろう。現実に、ＭＭＳＥアルゴリズムは、ブロック・フェージング・チャネル下でノイズ推定エラーおよび深刻な劣化を受け、Ｍ_Ｒ≦Ｍ_Ｔが維持する場合、ＺＦアルゴリズムは、ノイズ増幅および条件の悪いチャネル行列に対応する必要がある。ここで、Ｍ_ＲおよびＭ_Ｔは、それぞれ受信アンテナおよび伝送アンテナの数を示している。実施形態では、そのようなアルゴリズムは、どのサブセットかに基づいて品質情報の評価に利用することができ、それぞれの部分行列を決定することができる。

ＡＰＰ検出アルゴリズム（最尤検出（ＭＬＤ）アルゴリズムとも呼ばれる）は、上限パフォーマンスを伝達する。しかし、その非常に高い計算要件は、大規模ＭＩＭＯシステム内で利用できない場合がある。球面復号化は、信号候補の数を減らすために検出戦略を提供する。一般的に、ＡＰＰ上限パフォーマンスに取り組むのは効果的な解決策である。しかし、ＭＩＭＯ検出の検索の深さは、異なるチャネル実現によって時々変化する。したがって、これはハードウェア実装に悪い影響を及ぼすだろう。したがって、実施形態は、次にＡＰＰを使用して検出することができる、信号のサブセットを決定するために上記の直線検波アルゴリズムの１つを使用することができる。

ＡＰＰアルゴリズムは、条件つき確率密度関数

を考慮して、Ｍ_Ｔ伝送データ・ストリームを共同で検出することができる。ここで、

は、任意の検出シンボル・ベクトル候補を示す。Ｂは、１組のコンスタレーション・シンボルを示すものとし、

である。したがって、ｋ番目の伝送データ・ストリームにおけるｊ番目のビットのログ尤度比（ＬＬＲ）は、

で計算することができ、ここで

および

は、それぞれ、ｊ番目のビットが１および０であるｋ番目のデータ・ストリームのコンスタレーション候補のサブセットを示す。

実施形態について、以下に説明する、２地点間リンク・レイヤのシミュレーション結果を使用して次に説明する。１つの良度指数は、最適なパフォーマンスへの対応するギャップである。エルゴード的なＭＩＭＯチャネルの容量は、

として提供することができる。ここで、ρは信号対雑音比（ＳＮＲと略記）を示し、ρ＝Ｅ_ｓ／σ^２によって定義される。ビット単位の相互情報は、容量の残りのギャップを定量化するために計算することができる。ｔｅｎＢｒｉｎｋ，Ｓ．；「ＤｅｓｉｇｎｉｎｇＩｔｅｒａｔｉｖｅＤｅｃｏｄｉｎｇＳｃｈｅｍｅｓｗｉｔｈｔｈｅＥｘｔｒｉｎｓｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＣｈａｒｔ」、ＡＥＵＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｖｏｌ．５４、ｎｏ．６、３８９〜３９８項、２０００年１１月を参照。

および

は、ビット０およびビット１が伝送されるという条件下で、ＬＬＲ値のＰＤＦをそれぞれ示すものとする。次に、ビット単位の相互情報は、

として計算することができる。実施形態の部分行列決定について説明するために、Ｍ_Ｔ×Ｍ_ＲＭＩＭＯシステムは、

ｙ＝Ｈｓ＋ｎ

によってモデル化される。任意のチャネル行列Ｈは、Ｈ＝ＱＲとして分解可能なＱＲであり、ここで、Ｑは、

を用いるＭ_Ｒ×Ｍ_Ｒユニタリー行列であり、Ｍ_Ｒ×Ｍ_Ｔ行列Ｒは、

によって得ることができ、ここで、

は、Ｍ_Ｔ×Ｍ_Ｔ上三角行列であり、

は、（Ｍ_Ｒ−Ｍ_Ｔ）×Ｍ_Ｔ空白行列である。明らかに、これは、
ｙ_ＱＲ＝Ｑ^Ｈｙ＝Ｑ^Ｈ（Ｈｓ＋ｎ）
＝Ｑ^Ｈ（ＱＲｓ＋ｎ）＝Ｒｓ＋Ｑ^Ｈｎ
＝Ｒｓ＋ｎ_ＱＲ
を維持している。

ノイズ・ベクトルｎ_ＱＲの共分散は、

から得られることに注意されたい。すなわち、フィルタされたノイズ・ベクトルｎ_ＱＲは、ｎと同じ長期的な統計がある。Ｍ_Ｔ＝Ｍ_Ｒの場合、行列Ｒは、

によって表すことができる。

Ｒの下側部分の任意の平方部分行列（ｓｑｕａｒｅｓｕｂ−ｍａｔｒｉｘ）は、サブＭＩＭＯシステムを確立することができることに留意されたい。つまり、実施形態の部分行列として機能することができることが分かる。実施形態では、このサブＭＩＭＯシステムの対応する信号ストリームは、このサブＭＩＭＯシステムからの信号ストリームの残りからのストリーム間干渉を考慮せずに、独立して検出することができる。実施形態では、Ｒの部分行列は、変更された受信信号ｙ_ＱＲとともにモバイル・ユーザにデータ検出情報として提供することができる。言い換えると、実施形態では、部分行列は、特定の移動体トランシーバ基地局のすべてのデータ信号が、そのように形成されたサブシステムに含まれるように形成することができる。次に、サブシステム（つまり、変更された受信された信号および部分行列）についての情報は、移動体送受信装置に提供することができるため、ＡＰＰ検出は、それぞれの移動体送受信装置で実行することができる。言い換えると、提供するための手段１４０は、変更された受信信号のサブセットおよび行列分解の結果の少なくとも一部をデータ検出情報として第１または第２の移動体送受信装置に提供するように構成することができる。

明らかに、データ・ストリームＭ_Ｔの数が増加する場合、Ｍ_Ｔ×Ｍ_ＲＭＩＭＯシステムの完全なＡＰＰ検出が著しくより複雑になるが、個々のサブＭＩＭＯシステムにＡＰＰ検出アルゴリズムを適用することは、まだ実現可能であり続ける。さらに複雑度を増減するために、個々のサブＭＩＭＯシステムの範囲を調整するためにある程度の自由度がある。

上に説明したように、実施形態では、部分行列は、品質情報に基づくチャネル行列Ｈの並べ替え操作、およびそれに続くチャネル行列Ｈの分解に基づいた三角行列でもよい。部分行列は、並べ替え操作により並べ替えられたチャネル行列Ｈの分解から得られる三角行列の部分行列に対応することができる。ここで、並べ替え操作は、サブセットごとに異なる場合がある。

並べ替えは、伝送信号のサブセットの選択に対応することができ、伝送信号のサブセットは、品質情報に基づいて選択することができ、ここで、第１の並べ替え操作において、伝送信号は、品質情報が第１のデータ信号の最高品質を示す中から選択することができ、第２の並べ替え操作において、伝送信号は、品質情報が第２のデータ信号の最高品質を示す中から選択することができる。あるいは、品質情報が、第２のデータ信号より第１のデータ信号の品質が高いことを示している場合、第２のデータ信号を両方の並べ替え操作、または両方のサブセットに対して選択することができる。

行列分解は、ＱＲ分解もしくはコレスキー分解、または他の行列三角化（ｍａｔｒｉｘｔｒｉａｎｇｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）操作に対応することができる。生成するための手段は、行列分解の結果に基づいて変更された受信信号を生成するように構成することができる。決定するための手段１３０は、データ検出情報として第１および第２のデータ信号の伝送シンボルのログ尤度比を計算するように構成することができる。

信号ストリームの異なる組を作成し評価するため、つまり部分行列およびサブセットを決定するために、実施形態は、ｋ番目の信号ストリームまたはデータ信号の信頼性を示し、実施形態の品質情報として機能することができる、測定基準μ_ｋを計算することができる。たとえば、測定基準または品質情報は、後処理信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲと略記）、またはＺＦ、ＭＭＳＥなど、簡単な線形の前処理後のシンボルワイズ（ｓｙｍｂｏｌ−ｗｉｓｅ）ＬＬＲでもよい。以下において、品質情報として、またはｋ番目の信号ストリームもしくはデータ信号の測定基準μ_ｋに対して、

としてＺＦ検出のＬＬＲを使用する実施形態について考慮する。ここで、Ｍは、伝送アンテナ・シンボルごとのビット数を示す。実施形態では、各ＡＰＰ検出の組またはサブＭＩＭＯシステムは、ＱＲ三角化に基づいてもよく、異なる組は、この検出組へと指定された信号ストリームをグループ化するために、ＭＩＭＯチャネル行列Ｈの列を交換することによって取得することができる。言い換えると、実施形態では、第１の部分行列は、品質情報に基づく無線チャネル行列Ｈの第１の並べ替え操作、およびそれに続く無線チャネル行列Ｈの分解に基づくことができ、第２の部分行列は、品質情報に基づく無線チャネル行列Ｈの第２の並べ替え操作およびそれに続く無線チャネル行列Ｈの分解に基づくことができる。

図２は、サブセットによって決定されたＭＩＭＯ部分空間を示している。図２では、３つの検出組Ａ、Ｂ、およびＣが規定された代表的な図が提供されている。明らかに、和集合Ａ、Ｂ、およびＣは、

Ａ∪Ｂ∪Ｃ＝｛１，２・・・Ｍ_Ｔ−１，Ｍ_Ｔ｝

としてＭ_Ｔ伝送データ・ストリームまたはデータ信号の完全なインデックスを含む。一般性を失うことなく、組Ａは、実施形態の他の記述のためのものとして考慮される。図２に示すように、信号ストリームχは、１つのＡＰＰ処理内で検出することができる。よって、それらは対応する測定基準μ_ｋに関して高い信頼性を持つものと想定される。信号ストリームｙ_１、ｙ_２、および特に信号ストリームｚは、それより信頼性が低いものと想定される。

実施形態では、並べ替えは、伝送信号のサブセットの選択に対応することができ、伝送信号のサブセットは、品質情報に基づいて選択される。上記の実施形態において、無線チャネル行列Ｈの列の並べ替えは、伝送信号のサブセットの選択に対応する。たとえば、第１の並べ替え操作において、伝送信号は、品質情報が第１のデータ信号の最高品質を示す中から選択することができる。第２の並べ替え操作において、伝送信号は、品質情報が第２のデータ信号の最高品質を示す中から選択することができる。あるいは、品質情報が、第２のデータ信号より第１のデータ信号の品質が高いことを示している場合、第２のデータ信号は、両方の並べ替え操作、または両方のサブセットに対して選択することができる。

実施形態では、装置１００は、伝送されたデータ信号のすべてについてデータ信号を検出するようにさらに構成することができ、決定するための手段１３０は、無線チャネル行列Ｈに基づいて少なくとも２つの部分行列を決定するように構成することができ、少なくとも２つの部分行列は、複数の伝送されたデータ信号のそれぞれについて、少なくとも１つの係数を含む。決定するための手段１３０は、データ信号のサブセットを決定し、データ信号の各サブセットの１つの部分行列を決定するように構成することができ、伝送されたデータ信号のそれぞれは、サブセットの少なくとも１つに含まれる。

生成するための手段は、各サブセットの変更された受信された信号を生成するように構成することができ、計算するための手段は、各サブセットにおいて各データ信号のデータ検出情報を計算するようにさらに構成することができる。検出するための手段は、データ検出情報に基づいて各データ信号を検出するように構成することができる。検出するための手段は、サブセットごとに最尤検出を実行し、データ信号を検出するために各サブセットの最尤検出を組み合わせるために構成することができる。一般的に、実施形態では、検出するための手段は、任意の非常に信頼性が高い、または高い複雑度検出手法を使用することができる。決定するための手段１３０は、伝送された信号のそれぞれが１つのサブセットのみに含まれるように、または伝送された信号の少なくとも１つが少なくとも２つのサブセットに含まれるように、サブセットを決定するように構成することができる。

言い換えると、実施形態は、信号ストリームまたはデータ信号の一部のサブセットを作ることができ、これは一部のサブＭＩＭＯシステムを確立し、これは、それに応じてより低い次元（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の部分行列を使用してモデル化することができる。サブＭＩＭＯシステムの次元は十分に低いものと想定できるため、たとえば、利用可能なハードウェアの複雑度の境界内で、たとえば、ＡＰＰ検出アルゴリズムはまだ許可される。信号ストリームの組を作るために、測定基準μ_ｋは、ｋ番目の信号ストリーム（たとえば第１または第２のデータ信号）の信頼性が正しく検出されることを示す、品質情報として計算することができる。たとえば、測定基準は、後処理信号対干渉雑音比、または簡単な前処理後のシンボルワイズ・ログ尤度比でもよい。一実施形態では、各ストリームがサブＭＩＭＯシステムに一度だけ現れる場合、そのような検出アルゴリズムは、非オーバラップ部分空間検出（省略形はＮＯＳＤ：Ｎｏｎ−ＯｖｅｒｌａｐｐｅｄＳｕｂｓｐａｃｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）として示すことができる。他の実施形態では、信頼性が高い信号ストリームおよび信頼性が低い信号ストリームは組へとグループ化して、ＡＰＰ検出を展開することができ、信頼性が低い信号ストリームは、複数の異なる信号ストリームの組に現れることがある。実施形態では、この信号ストリームの信頼性は、追加のダイバーシティによりこのように改善することができる。これらの実施形態について、また、オーバラップした部分空間検出（省略形はＯＳＤ：ＯｖｅｒｌａｐｐｅｄＳｕｂｓｐａｃｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ）アルゴリズムと呼ぶこともできる。

一部の実施形態に対して得られたシミュレーション結果を提示する前に、方法の実施形態の別の一連の表現で提供する図７ａについて説明する。図７ａは、方法を提供する実施形態の擬似コードを示している。図７ａは、８ステップの順序を示している。第１のステップでは、たとえば、強いストリームおよび弱いストリームまたはデータ信号をペアにすることによって、信号ストリームまたはデータ信号のＭ_ｓサブセットが形成され、これは、対応する品質情報μ_ｋによって評価することができ、ｇ_ｍは、ｍ番目のサブセットのストリームまたはデータ信号の数を示すことができる。第２のステップでは、ｆｏｒループが示されており、インデックスｍは１からＭ_ｓまで繰り返される。つまり、カウンターは１から始まり、サブセットの総数までカウントされる。第３のステップでは、並べ替え操作は、無線チャネル行列Ｈに基づいて実行され、その結果は、

と表される。
第３のステップでは、希望されるデータ信号またはストリームの列ベクトルは右に移動され、これは上記の等式の右側のＨ_ｍによって示されることに留意されたい。つまり、行列の次元は同じままであり、列の順序だけがこのステップで変更される。インデックスは、各サブセットについて、異なる並べ替え操作を実行できることを示している。

第４のステップでは、行列分解が実行される。本実施形態では、ＱＲ分解が考慮されるため、

である。
言い換えると、分解の結果、つまり行列ＱおよびＲは、他の処理に使用することができる。変更された受信された信号は、たとえば、上記の操作ｙ_ＯＲ．ｍ＝Ｑ_ｍ ^Ｈｙにより取得することができる。第５のステップで、サブセットについて

あるいは

が得られる。
上記に基づいて、ＬＬＲは、

のように、第６のステップ、たとえばＡＰＰ検出のためのログ尤度比で計算することができる。

実施形態では、任意の信頼性が非常に高い、または複雑度が高い検出手法を使用することができる。ここから、次の第７のステップで、ｍ番目のサブセットのｇ_ｍ受信信号ストリームを復号することができる。次に、第８のステップは、第２のステップで開始されたｆｏｒループを閉じることができる。

実施形態では、最も信頼性が低いストリームｙ_１、ｙ_２、および特に信号ストリームｚ（図２を参照）は、複数の個別のＡＰＰ検出によって処理することができる（図７ａの第７のステップを参照）。これらの信号ストリームの信頼性は、図２の信号部分空間のオーバラップした部分内の追加のダイバーシティを通じて、つまり（統計的に独立していないが）それぞれのＬＬＲを追加することによって改善することができる。この方法は、したがって、オーバラップした部分空間検出（ＯＳＤ）として示される。明らかに、特別なケースとして、非オーバラップ部分空間検出（ＮＯＳＤ）は、

を選択することによって得られる。
図７ｂは、方法の実施形態のフローチャートを示している。第１のステップ７０２において、装置１００は、Ｍ_Ｔ×Ｍ_ＲＭＩＭＯシステムを確立するためにユーザの数Ｌを選ぶことができる。言い換えると、装置１００は、ＭＩＭＯシステムを形成するためにユーザを選択するための手段をさらに含むことができる。次のステップ７０４では、Ｍ_Ｔ×Ｍ_Ｒチャネル行列が推定され、これは個々のユーザの個々のより小さなＭＩＭＯチャネル行列から構成することができ、ユーザは、受信信号ベクトルとともに装置１００にチャネル推定を報告することができる。次のステップ７０６では、装置１００は、すべての信号ストリームまたはデータ信号に対してＭサブセットを作成することができる。ｍ番目のサブセットには利用可能なｇ_ｍストリームがあってもよい。図７ａの第１のステップを参照。ステップ７１０でｗｈｉｌｅループが開始される前に、ステップ７０８でカウンターＣを開始することができ、これはカウンターがサブセットの数値Ｍに到達したときに終了する。ステップ７１２では、ｗｈｉｌｅループにおいて、装置１００は、並べ替えられたチャネル行列に関して、ｍ番目の検出サブセットに対してＯＲ分解を用いることができる。図７ａのステップ３および４を参照。次に、ステップ７１４では、装置１００は、ステップ５〜７の図７ａに示すように、ｍ番目の検出サブセットに対してＡＰＰ検出を用いることができる。さらに他のステップ７１６では、装置１００は、ｍ番目の検出サブセットのストリームまたはデータ信号のログ尤度比（ＬＬＲ）を対応するユーザに送ることができる。ステップ７１８では、カウンターは、ステップ７１０のｗｈｉｌｅループ開始の次の反復のために増加される。ｗｈｉｌｅループを終えたら、次のステップ７２０で、Ｌユーザのそれぞれに対して、組み合わせられ復号される前に、信号ストリームまたはデータ信号のＬＬＲは分散された方法で収集することができる。

実施形態では、複数の変形形態が考えられ、これは「Ａ」、「Ｂ」、および「Ｃ」によって図７ｂのフローチャートに示された３つの追加的なブランチによって示され、図７ｃに示すフローチャートにリンクされている。図７ｂおよび図７ｃは、実施形態における装置１００とユーザとの間の調整を示している。ステップ７１２では、行列分解の後に、ｉ番目のユーザのストリームが当該のｍ番目のサブセットに完全に属するかどうかをチェックすることができ、これは図７ｃのステップ７３０によって示されている。これが該当しない場合、方法は、上記のようにステップ７１４に続くことができる。しかし、ｉ番目のユーザのストリームがサブセットに完全に属する場合、ステップ７３２で、前述のｉ番目のユーザ装置がＡＰＰ検出できるかどうかをチェックすることができる。できない場合、方法は、上記のようにステップ７１４に続くことができる。ユーザがこれらの機能を持っている場合、ステップ７３４において、装置１００は、処理された受信信号ベクトルとともに、ｉ番目のユーザに三角化された行列Ｒを送ることができる。そのような一実施形態では、ユーザｉに提供されるデータ検出情報は、行列Ｒおよび処理または変更された受信信号ベクトルに対応することができる。行列Ｒおよび処理または変更された受信信号ベクトルは、このサブセットに含まれていない他のストリームは効果がないため、減らされた干渉を持つユーザの変更された受信信号を含むＭＩＭＯサブセットに対応するため、データ検出情報として考慮することができる。したがって、変更されたユーザ信号は、より信頼性が高い、または完全なＭＩＭＯシステムからの検出と比較して、サブセットからより高い信頼性でそれらは検出できる。他のステップ７３６では、前述のｉ番目のユーザは、図７ａのステップ５〜７に説明するようにＡＰＰ検出を展開することができる。次に、ステップ７３８では、ｉ番目のユーザは、他のユーザのストリームのＬＬＲを装置１００に送ることができる。

以下において、上記のＯＳＤおよびＮＯＳＤアルゴリズムを使用して、実施形態のパフォーマンスを評価するために、二地点間リンク・レイヤのシミュレーション結果が提示されるだろう。チャネル・コーディングは、シミュレーションの考慮に入れられない。よって、シミュレーション結果について、暗号化されていないビット誤り率（省略形はＢＥＲ）がＭＩＭＯ検出のＬＬＲ計算の直後に考慮される。図３は、ＢＥＲとＳＮＲを示している。ＬＬＲ軟出力の品質は、等価なビット・チャネルの達成可能な率を計算することによって評価される。図４を参照。提案されたＯＳＤおよびＮＯＳＤアルゴリズムについて、Ｍ_ｓ×（ｇ×ｇ）という表記は、Ｍ_ｓ検出組が作成されることを示し、そのそれぞれがｇ個の信号ストリームを持っている。図８ａに示す表は、他のシミュレーション・パラメータを提供する。変調方式として、ＱＰＳＫ（横軸位相偏移変調の省略形）および１６ＱＡＭ（直交振幅変調の省略形）が考慮される。検出された伝送信号ストリームまたはデータ信号の数Ｍ_Ｔは、４または８だった。同様の数の受信アンテナが考慮された。ｉ．ｉ．ｄ複雑ガウス分散型確率変数がチャネル・エントリとして使用された。さらに、チャネルが受信機で完全に認識されていると想定されていた。上記の実施形態とは別の検出アルゴリズムとして、アンテナごとに完全なＭ_Ｔ×Ｍ_ＲＡＰＰおよびＺＦＭ_Ｔ×Ｍ_Ｒが考慮された。

さらに、それぞれのアルゴリズムの計算要件が考慮された。図８ｂは、計算の複雑度を要約する表を示している。つまり、それは実数の乗算、加算、および除算に関して計算の複雑度を考慮する実施形態の比較を示している。複雑度は、シミュレーションの間に実数の加算、乗算、および除算に関して定量化される。完全なＭ_ＴｘＭ_ＲＡＰＰおよび完全なＭ_Ｔ×Ｍ_ＲＱＲＤ−ＡＰＰアルゴリズムについて、ヤコビ対数およびＭａｘ−ｌｏｇ近似などの単純化が考慮される。Ｈｏｃｈｗａｌｄ，Ｂ．Ｍ．らを参照。ＱＲ分解は、行列Ｒの対角線上に実際のエントリを持つ三角行列をもたらし、これにより、完全なＡＰＰアルゴリズムと比較して特定の単純化が提供されることに注意されたい。ＬＬＲ軟出力計算自体の仮説の列挙と比較して、ＱＲ分解の計算要件はわずかであると想定される。

図３および図４において、暗号化されていないＢＥＲおよび達成可能な率は、４×４ＭＩＭＯシステムに対して提示される。ＱＰＳＫおよび１６ＱＡＭの両方に対して、ＡＰＰパフォーマンス境界は、ＯＳＤ２×（３×３）を使用して実施形態によって非常に近くに接近することができることに注意されたい。ＺＦおよび完全なＡＰＰのダイバーシティ次数は、Ｍ_Ｔ×Ｍ_Ｒが維持される場合、それぞれ１およびＭ_Ｒであることは周知である。「ハイブリッド手法」として、ＯＳＤアルゴリズムを使用する実施形態は、ＺＦと比較して、ダイバーシティ次数を改善することができる。図８ｃは、正規化された計算の複雑度を考慮する実施形態のパフォーマンス比較を示している。図８ｃは、ＯＳＤ２×（３×３）の正規化された複雑度は、それぞれＱＰＳＫおよび１６ＱＡＭを用いる完全なＡＰＰの約２９．５％および７．４４％であることを示している。さらに、符号化率３／４を考慮して、ＡＰＰ基準パフォーマンスへのギャップは、ＱＰＳＫおよび１６ＱＡＭに対してそれぞれ１．０ｄＢおよび０．９ｄＢである。図４を参照。これは、ＯＳＤアルゴリズムを使用する実施形態は、高位の変調方式について、パフォーマンスと複雑度との間で優れた釣り合いを達成することを示している。

同様に、図５および図６において、暗号化されていないＢＥＲおよび達成可能な率が、８×８ＭＩＭＯシステムのＱＰＳＫについて検討される。伝送アンテナの数が多いため、実施形態は、ＯＳＤおよびＮＯＳＤのアルゴリズムの展開について、より自由度が高くなる。ＯＳＤ３×（４×４）およびＯＳＤ２×（６×６）の方式は満足な結果が得られ、計算要件は、完全なＡＰＰ検出の約０．３２％および５．０９％。であることを観察することができる。ＡＰＰ基準への対応するギャップは、符号化率３／４に対して２．７ｄＢおよび１．２ｄＢである。ここでも、ＯＳＤアルゴリズムを使用する実施形態は、多くの伝送データ・ストリームを用いるＭＩＭＯシステムのパフォーマンスと複雑度との間で優れた釣り合いを達成する。

実施形態は、部分空間検出のために上記の方法の１つを使用することができ、これは、効果的なＭＩＭＯチャネル行列を三角化するためにＱＲ分解を展開することができ、最適なＡＰＰ検出によって個々に処理できる複数の部分空間検出の組の作成を可能にする。弱い信号ストリームの検出は、重複する検出領域を適切に選択することによって改善することができる。したがって、実施形態は、必要に応じて複製される基本的な機能ブロックを用いて、計算の複雑度とパフォーマンスとの間の優れた釣り合いを達成することができる。たとえば、４×４ＡＰＰ検出ブロックは、ハードウェア実装に適した決定性の計算要件を用いて、ＱＲＤ−ＡＰＰＯＳＤ３×（４×４）アルゴリズムだけでなくＱＲＤ−ＡＰＰＮＯＳＤ２×（４×４）に使用することができる。ＱＲＤの代替案として、実施形態は、たとえば、計算の複雑度が低いコレスキー分解など、他の行列三角化手法を使用することができる。

実施形態は、ハードウェア設計上の利点を提供することができる。たとえば、ｇ＝４を用いるＡＰＰ処理関数ブロックはそれほど複雑ではない。関数ブロックは、ＱＲＤ−ＡＰＰＮＯＳＤ２×（４×４）およびＱＲＤ−ＡＰＰＯＳＤ３×（４×４）アルゴリズムを使用して、実施形態に対して構成することができる。対応する計算要件は決定性でもよく、これはハードウェア設計には有利な場合がある。技術およびシリコン統合の進歩によって、ＭＩＭＯシステムは、より大きなアンテナ・アレー構成にますます近づくことができる（たとえば、アクティブ・アンテナ・アレイの省略形ＡＡＡを参照）。実施形態は、そのようなシステムに対して電力およびコストの効率が高い検出アルゴリズムを提供することができる。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎの省略形）内で、大規模ＭＩＭＯが今後２〜４年内に展開されることが期待されている。ＬＴＥ−Ｒ１０は、８本のアンテナに基づいたＭＩＭＯシステムを既に指定した。

当技術分野の熟練者は、プログラムされたコンピュータによってさまざまな上記方法のステップを実行することができることを容易に認識するだろう。本明細書において、一部の実施形態は、また、機械またはコンピュータで読み取り可能であり、装置で実行可能またはコンピュータで実行可能なプログラム命令をエンコードする、たとえば、デジタル・データ記憶メディアなど、プログラム記憶装置を包含することを意図するものであり、前述の命令は、上記方法のステップの一部またはすべてを実行する。プログラム記憶装置は、たとえば、デジタル・メモリ、磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記憶メディア、ハードドライブ、または光学的に読み取り可能なデジタル・データ記憶メディアなどでもよい。また、実施形態は、上記方法の上述したステップを実行するようにプログラムされたコンピュータを包含することを意図するものである。

記述および図面は、単に本発明の原理を示すものである。本明細書に明示的に記述して示していないが、本発明の原理を具体化し、その精神および範囲に含まれるさまざまな配置を当業者であれば考案できることを理解されるだろう。さらに、本明細書に詳述したすべての例は、原則として、読者が本発明の原理、およびその技術を推進する発明者（ら）によって提供された概念を理解するのを支援するために、教育のみを目的とすることを明確に意図するものであり、そのような具体的に詳述された例および条件に限定しないものとして解釈するべきである。さらに、本明細書において、本発明の原理、態様、および実施形態を詳述するすべての記述、およびその特定の例は、その等価物を包含することを意図するものである。

（特定の機能を実行する）「・・・ための手段」として示された機能ブロックは、それぞれ特定の機能を実行するように構成された回路を含む機能ブロックとして理解するものとする。よって、「何らかのための手段」は、「何らかのために構成された、または適した手段」として理解するべきである。よって、特定の機能を実行するように構成された手段は、そのような手段が前述の機能を（所定の瞬間に）を必ずしも実行していることを意味しない。

「手段」、「通信するための手段」、「決定するための手段」、「提供するための手段」、「生成するための手段」、「計算するための手段」、「評価するための手段」、「検出するための手段」、「プロセッサ」と記されている任意の機能ブロックを含む、図に示しているさまざまな要素の機能は、たとえば「送受信装置」、「決定機」、「ジェネレータ」、「計算機」、「推定器」、「検出器」、および適切なソフトウェアと連携してソフトウェアを実行する機能を持つハードウェアなど、専用ハードウェアの使用を通じて提供することができる。プロセッサによって提供される場合、機能は、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、または一部は共有できる複数の個々のプロセッサによって提供することができる。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行できるハードウェアを排他的に指すものと解釈するべきではなく、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワーク・プロセッサ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを格納するための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限定することなく、暗黙的に含むことができる。従来型および／またはカスタムの他のハードウェアも含むことができる。同様に、図に示すすべてのスイッチは概念のみを示すものである。それらの機能は、プログラム・ロジックの動作を通じて、専用ロジックを通じて、プログラム制御および専用ロジックの対話を通じて、または手動でも、実行することができ、内容からより明確に理解されるように、特定の技術を実装者が選択可能である。

本明細書に示すブロック図は、本発明の原理を具体化する実例となる回路についての概念的な視点を表していることは当業者には自明であろう。同様に、そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているかどうかに関わりなく、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどは、コンピュータ可読媒体において本質的に表され、したがって、コンピュータまたはプロセッサによって実行できるさまざまなプロセスを表していることを理解されるだろう。

Claims

第１の移動体送受信装置の第１のデータ信号についての第１のデータ検出情報および第２の移動体送受信装置の第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報を提供する装置（１００）であって、
前記第１の移動体送受信装置から第１の受信信号ベクトルを受信するために前記第１の移動体送受信装置と通信する手段（１１０）を備え、前記第１の受信信号は、前記第１の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信されたものであり、さらに、
前記第２の移動体送受信装置から第２の受信信号ベクトルを受信するために前記第２の移動体送受信装置と通信する手段（１２０）を備え、前記第２の受信信号は、前記第２の移動体送受信装置によって前記基地局送受信装置から受信されたものであり、さらに、
前記第１の受信信号ベクトルおよび前記第２の受信信号ベクトルに基づいて、前記第１のデータ信号についての前記データ検出情報を決定し、前記第１の受信信号ベクトルおよび前記第２の受信信号ベクトルに基づいて、前記第２のデータ信号についての前記データ検出情報を決定する手段（１３０）と、
前記第１のデータ信号についての前記データ検出情報を前記第１の移動体送受信装置に提供し、前記第２のデータ信号についての前記データ検出情報を前記第２の移動体送受信装置に提供する手段（１４０）とを備える、装置。
前記決定する手段（１３０）は、前記第１の移動体送受信装置と前記基地局送受信装置との間の第１の推定された無線チャネルを決定し、前記第２の移動体送受信装置と前記基地局送受信装置との間の第２の推定された無線チャネルを決定するように構成され、前記決定する手段（１３０）は、前記第１の推定された無線チャネルについての情報および前記第２の推定された無線チャネルについての情報に基づいて、前記第１のデータ信号についてのデータ検出情報および前記第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するようにさらに構成されている、請求項１に記載の装置（１００）。
前記通信する手段（１１０）は、前記第１の移動体送受信装置から前記第１の移動体送受信装置と前記基地局送受信装置との間の前記第１の推定された無線チャネルについての情報を受信するようにさらに構成され、前記通信する手段（１２０）は、前記第２の移動体送受信装置から前記第２の移動体送受信装置と前記基地局送受信装置との間の前記第２の推定された無線チャネルについての情報を受信するようにさらに構成される、請求項２に記載の装置（１００）。
前記第１の推定された無線チャネルは、前記基地局送受信装置の複数の伝送アンテナと前記第１の移動体送受信装置の複数の受信アンテナとの間の多入力多出力無線チャネルを参照し、かつ／または、前記第２の推定された無線チャネルについての前記情報は、前記基地局送受信装置の前記複数の伝送アンテナと前記第２の移動局送受信装置の複数の受信アンテナとの間の多入力多出力無線チャネルを参照する、請求項２に記載の装置（１００）。
前記第１の受信信号ベクトルは、前記第１の移動体送受信装置の複数の受信アンテナで受信された複数の受信信号を参照し、かつ／または、前記第２の受信信号ベクトルは、前記第２の移動体送受信装置の複数の受信アンテナで受信された複数の受信信号を参照する、請求項２に記載の装置（１００）。
前記決定する手段（１３０）は、第１の無線チャネル行列としての前記第１の無線チャネル推定および第２の無線チャネル行列としての前記第２の無線チャネル推定を決定するように構成され、前記決定する手段（１３０）は、前記基地局の前記複数の伝送アンテナと、前記第１および前記第２の移動体送受信装置の前記複数の受信アンテナとの間の無線チャネル行列Ｈを決定するためにさらに構成され、前記無線チャネル行列Ｈは、前記基地局送受信装置の複数の伝送アンテナの１つと、前記第１および第２の移動体送受信装置の前記複数の受信アンテナの１つとの各組み合わせに対して少なくとも１つのチャネル係数を有し、
前記決定する手段（１３０）は、データ信号のサブセットを決定し、データ信号の各サブセットの１つの部分行列を決定するようにさらに構成され、前記データ信号のそれぞれは、前記サブセットの少なくとも１つに含まれ、
前記決定する手段（１３０）は、各サブセットの変更された受信された信号を生成する手段をさらに備え、各サブセットにおいて各データ信号のデータ検出情報を計算する手段をさらに備え、前記決定する手段（１３０）は、各サブセットの各データ信号の前記データ検出情報に基づいて、前記第１および第２のデータ信号についてのデータ検出情報を決定するようにさらに構成される、請求項５に記載の装置（１００）。
前記決定する手段（１３０）は、前記複数の受信信号ベクトルおよび前記チャネル行列Ｈに基づいて、前記第１および第２のデータ信号の品質情報を決定することによって前記サブセットを決定するように構成され、部分行列は、前記品質情報に基づいて前記チャネル行列Ｈから選択された係数のサブセットに基づいている、請求項６に記載の装置（１００）。
部分行列は、前記品質情報に基づく前記チャネル行列Ｈの並べ替え操作、およびそれに続く前記チャネル行列Ｈの分解に基づいた三角行列である、請求項７に記載の装置（１００）。
部分行列は、並べ替え操作により前記並べ替えられたチャネル行列Ｈの分解から得られる三角行列の部分行列であり、並べ替え操作はサブセットごとに異なる、請求項７に記載の装置（１００）。
前記並べ替えは伝送信号のサブセットの選択に対応し、伝送信号の前記サブセットは前記品質情報に基づいて選択され、第１の並べ替え操作において、伝送信号は前記第１のデータ信号の最高品質を示す品質情報から選択され、第２の並べ替え操作において、伝送信号は前記第２のデータ信号の最高品質を示す品質情報から選択され、または前記品質情報は、前記第２のデータ信号より前記第１のデータ信号の品質が高いことを示し、前記第２のデータ信号は両方の並べ替え操作で選択される、請求項８に記載の装置（１００）。
前記行列分解は、ＱＲ分解またはコレスキー分解に対応し、かつ／または、前記生成する手段は、行列分解の結果に基づいて前記変更された受信信号を生成するように構成される、請求項８に記載の装置（１００）。
前記提供する手段（１４０）は、前記変更された受信信号のサブセットおよび前記行列分解の結果の少なくとも一部を前記データ検出情報として前記第１または第２の移動体送受信装置に提供するように構成される、請求項１１に記載の装置（１００）。
前記決定する手段（１３０）は、データ検出情報として前記第１および前記第２のデータ信号の伝送シンボルの信頼性情報またはログ尤度比を計算するように構成される、請求項１に記載の装置（１００）。
第１の移動体送受信装置の第１のデータ信号についての第１のデータ検出情報と第２の移動体送受信装置の第２のデータ信号についての第２のデータ検出情報とを提供する方法であって、
前記第１の移動体送受信装置から第１の受信信号ベクトルを受信するために前記第１の移動体送受信装置と通信するするステップ（２１０）を備え、前記第１の受信信号は、前記第１の移動体送受信装置によって基地局送受信装置から受信され、さらに、
前記第２の送受信装置から第２の受信信号ベクトルを受信するために前記第２の移動体送受信装置と通信するステップ（２２０）を備え、前記第２の受信信号は、前記第２の移動体送受信装置によって前記基地局送受信装置から受信され、さらに、
前記第１の受信信号ベクトルおよび前記第２の受信信号ベクトルに基づいて、前記第１のデータ信号についての前記データ検出情報を決定し、前記第１の受信信号ベクトルおよび前記第２の受信信号ベクトルに基づいて、前記第２のデータ信号についての前記データ検出情報を決定するステップ（２３０）と、
前記第１のデータ信号についてのデータ検出情報を前記第１の移動体送受信装置に提供するステップ（２４０）と、
前記第２の移動体送受信装置に前記第２のデータ信号についての前記データ検出情報を提供するステップ（２５０）とを備える、方法。
コンピュータまたはプロセッサで実行されたときに、請求項１４の方法を実行するプログラム・コードを有するコンピュータ・プログラム。