JP2016508305A - Ｓｕ−ｂｆおよびｍｕ−ｍｉｍｏ動作のために統一されたレート適合のための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

シングルユーザビームフォーミング（ＳＵ−ＢＦ）およびマルチユーザ複数入力複数出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）を含むマルチユーザワイヤレス通信システムにおいてレート適合を提供する方法が記載される。この方法では、ＳＵ−ＢＦのための変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）であるマスタレートが決定される。各送信モードのＭＣＳが、レートマッピングを用いて、マスタレートから導出される。マッピングからの結果を用いて、各送信モードのためのＭＣＳではなく、マスタレートが追跡される。１つの実施形態では、マッピング較正が、定期的に実行される。

Description

[0001]本発明は、一般に、送信レート適合に関し、特に、マルチユーザＷｉ−Ｆｉ（登録商標）システム（登録商標）において統一されたレート適合に関する。

[0002]ＩＥＥＥ ８０２．１１は、たとえば２．４、３．６および５ＧＨｚの周波数帯域においてワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信を実施するための規格のセットを指す。ＷＬＡＮ通信は、デバイスが、１つまたは複数の他のデバイスとデータをワイヤレスに交換することを可能にする。Ｗｉ−Ｆｉは、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格のうちのいずれかを用いたＷＬＡＮ製品のための商標である。

[0003]ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃは、５ＧＨｚ周波数帯域で超高スループット（ＶＨＴ）動作をサポートするために開発された新たな規格である。このＶＨＴ動作を得るために、８０２．１１ａｃデバイスは、ワイドなＲＦ（ラジオ周波数）帯域幅、すなわち送信機と受信機との両方において複数のアンテナを用いて最大８つの空間ストリームを用い（ワイヤレス業界において複数入力複数出力またはＭＩＭＯと呼ばれる）、これによって、端末は、同じ周波数帯域において同時に複数のユーザへの信号の送信および／または複数のユーザからの信号の受信をすることが可能となる。ＶＨＴ動作はまた、最大２５６のＱＡＭ（直交振幅変調）の高密度変調を使用する。

[0004]ビームフォーミングは、空間選択性を達成するために、複数のアンテナによる指向性信号送信または受信を用いた技法である。たとえば、送信機は、波面における強め合いと打ち消し合いの干渉のパターンを生成するために、各アンテナにおける信号の位相および振幅を制御し得る。

[0005]ＭＩＭＯ通信のためのビームを正確に生成するために、送信機は、チャネルの特性を知る必要がある。これらチャネル特性を得るために、送信機は、既知の信号をデバイスへ送信し得る。これによって、デバイスは、チャネルの現在の品質に関する情報を生成できるようになる。デバイスは、次いで、このチャネル状態情報（ＣＳＩ）を送信機へ返信し得る。送信機は、デバイスに向けられた最適化されたビームを形成するために、正確な位相および振幅を適用し得る。この処理は、チャネルサウンディングまたはチャネル推定と呼ばれる（本明細書においてサウンディング処理と称される）。

[0006]８０２．１１ａｃ通信では、アクセスポイント（ＡＰ）は、１つまたは複数の潜在的な宛先局からＣＳＩを収集するために、サウンディング処理を使用し得る。その後、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）フレームで複数の局へダウンリンクデータを送信するために、ＡＰは、収集されたＣＳＩを、現在のチャネル推定として使用し得る。また、収集されたＣＳＩは、ＳＵ−ＭＩＭＯフレームで１つの局へダウンリンクデータを送信するために使用され得ることにも注目されたい。ここにおいて、ＳＵ−ＭＩＭＯは、シングルユーザＭＩＭＯ（１つの局において複数のアンテナを用いるビームフォーミング技法）である。

[0007]ＳＵ−ＢＦまたはＭＵ−ＭＩＭＯデータが、サウンディング処理の直後（たとえば１〜１０ミリ秒）に送出された場合、ＳＵ−ＢＦ／ＭＵ−ＭＩＭＯデータ送信のために使用されるＣＳＩ情報は新しく、パケットは、正しく配信される、より高い可能性を有するであろう。一方、ＳＵ−ＢＦ／ＭＵ−ＭＩＭＯデータが最後のサウンディング処理後間もなく送出される場合であっても、シングルユーザビームフォーミング（ＳＵ−ＢＦ）またはＭＵ−ＭＩＭＯデータ送信を生成する際に使用されるＣＳＩ情報は古くなる可能性があり、パケットは、正しく配信される、より低い可能性を有し得る。

[0008]シングルユーザ（ＳＵ）Ｗｉ−Ｆｉシステムにおける従来のレート適合アルゴリズムは、送信の成功または失敗の最近の履歴に基づいて、新たなレートを選択する。サウンディングが最近であれば、パケットは、一般に、サウンディングのＣＳＩに基づいて、適切な変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を用いて正しく配信され、送信元は、次回に、より高いＭＣＳの探索を試みるであろう。対照的に、パケットが、特定のＭＣＳを用いて、高いパケット誤り率（ＰＥＲ）で配信されるのであれば、送信元は、将来のパケットが正しく配信される可能性を高めるために、ＭＣＳを低くすることを試みるであろう。

[0009]所与のチャネル状態のための適切なＭＣＳを選択するための処理は、レート適合と称される。ＭＵ Ｗｉ−Ｆｉシステムにおいてレート適合を実行することは容易ではない。具体的には、レート適合アルゴリズムは、宛先ノードに対して、ＳＵ−ＯＰ（シングルユーザオープンループ、別名、非ビームフォーミング）レート、ＳＵ−ＢＦレートまたはＭＵ−ＭＩＭＯレートを提供することが必要とされる。ＳＵ−ＯＰの選択肢を削除することは、この問題を単純化しない。なぜなら、レート適合は、各々のためのベストレートが著しく異なり得るという事実にも関わらず、ＳＵ−ＢＦ送信とＭＵ−ＭＩＭＯ送信との両方のための最良のＭＣＳを選択する必要が依然としてあるからである。

[0010]ＣＳＩ情報が同じ期間を有している場合であっても、チャネル状態またはＭＵ−ＭＩＭＯレベル（２ユーザまたは３ユーザ）に依存して、３ユーザＭＵ−ＭＩＭＯ送信、２ユーザＭＵ−ＭＩＭＯ送信、およびＳＵ−ＢＦ送信のＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）は、実質的に異なり得る。

[0011]この状況は、たとえばドップラ有りおよびドップラ無しのような、異なるチャネル状態においては、３ユーザＭＵ、２ユーザＭＵ、およびＳＵ−ＢＦ間のＳＩＮＲギャップも同様に著しく異なり得るという点で、さらにより複雑化する。これらのバリエーションは、レート選択をさらにより困難にし得る。

[0012]ＭＵ−ＭＩＭＯシステムのためのレート適合を実行するための１つの容易な手法は、異なる送信（ＴＸ）モードのための最良のＭＣＳを個別に追跡することである。そのようなスキームの下では、ＳＵ−ＢＦ、２ユーザＭＵ−ＭＩＭＯ、および３ユーザＭＵ−ＭＩＭＯの送信履歴は、互いに独立して追跡され、これらの各々は、従来のレート適合アルゴリズムにおいて記載されているように実行するであろう。しかしながら、これを行うことは、メモリ要件とアルゴリズムの複雑さとを著しく増加させ得る。別の欠点は、ある特定の持続期間において、送信元は、宛先に対して同じＴＸモードを使用する場合があり、したがってその特定のＴＸモードのレートが良好に追跡され得る。しかしながら、異なるＴＸモードに切り換える場合、送信元は、新たなＴＸモードの最良のＭＣＳを決定するために、予め定められた期間を採用しなければならない。

[0013]したがって、必要とされるものは、Ｗｉ−Ｆｉシステムを含むＭＵ ＷＬＡＮシステムにおける使用のために、改善された計算コストを有するレート適合方法である。

[0014]シングルユーザビームフォーミング（ＳＵ−ＢＦ）とマルチユーザ複数入力複数出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）とを含むマルチユーザワイヤレス通信システムにおけるレート適合を提供する方法が提供される。この方法では、ＳＵ−ＢＦのための変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）であるマスタレートが決定される。各送信モードのＭＣＳは、レートマッピング関数を使用して、マスタレートから導出される。このマッピングからの結果を用いて、各送信モードのＭＣＳの代わりに、マスタレートが追跡される。これによって、各送信モードの個別のＭＣＳを追跡する計算コストを低減する。別の実施形態では、レートマッピング関数の継続された有効性を保証するために、マッピング較正が、定期的に実行される。

[0015]実行された場合に、記載されたレート適合方法を実施するコンピュータ命令を記憶するコンピュータ読取可能な媒体が提供される。記載されたレート適合方法を実施するためのプログラム可能なプラットフォームを含むワイヤレス通信システムも提供される。

[0016]ＡＰと、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２である２つの局とを含む例示的な基本サービスセット（ＢＳＳ）を例示する図。 [0017]現在の通信チャネル品質を確立するためのサウンディング処理を含む、図１Ａに図示されるＡＰと局ＳＴＡ１およびＳＴＡ２との間の典型的な通信タイミング図。 [0018]複数のデータ処理と第２のサウンディング処理が後続する第１のサウンディング処理とを含む、図１Ａに図示されたＡＰと、局ＳＴＡ１およびＳＴＡ２との間のタイミング図。 [0019]図１Ａに例示された通信システムのような、通信システムのための変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を決定および定期的に調節するための典型的な統一されたレート適合方法を例示する図。 [0020]図３に図示される統一されたレート適合方法を実行し得るレート制御ブロックを含む簡略化された電子デバイスを例示する図。

[0021]以下に記載されるものは、限定される訳ではないが、Ｗｉ−Ｆｉシステムを含むＭＵ ＷＬＡＮシステムにおける使用のための改善された計算コストを含むレート適合のためのシステムおよび方法の実施形態である。ＷＬＡＮシステムおよび特にＭＵ Ｗｉ−Ｆｉシステムの場合、有利なことに、統一されたレート適合アルゴリズムが、（たとえば、ＳＵ−ＢＦ、ＳＵ−ＭＩＭＯ、ＭＵ−ＭＩＭＯ等のような）異なるＴＸモードの通知された最良のレートを同時に追跡し得る。これによって、メモリおよび計算のかなりの負荷を節約するのみならず、個別のＴＸモード追跡に比較して、より正確でタイムリーなＭＣＳ提案を提供する。

[0022]図１Ａは、ＡＰ１３０と、２つの局ＳＴＡ１ １３２およびＳＴＡ２ １３４を含む例示的な基本サービスセット（ＢＳＳ）１００を例示する。１つの実施形態では、各デバイス１３０、１３２、および１３４は、ＷＬＡＮ規格（たとえば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ規格）に従う動作のために構成されたトランシーバ１２０（送信機および受信機）を含む。図１Ａは、例示のために後続の図面を記載する際に引用される。しかしながら、ＢＳＳ１００の例示に基づいて、本開示の実施形態に限定を行うべきではない。たとえば、ＢＳＳ１００は、２つよりも多くのＳＴＡ（本開示の実施形態の記載を簡略にするために例示されていない）を含み得る。加えて、ＡＰ１３０は、ＢＳＳ１００のために、専用のＡＰ、ソフトＡＰ、そうでなければ、ＡＰとして動作するＳＴＡ等であり得る。さらに、２つ、３つ、または４つのアンテナが各デバイスのために例示されているが、本開示の実施形態は、デバイスのための特定の数の送信／受信チェーン、または、特定の数のアンテナに限定されていない。

[0023]図１Ｂは、図１ＡのＡＰ１３０と、局ＳＴＡ１ １３２およびＳＴＡ２ １３４との間の典型的な通信タイミング図を例示する。図１Ｂに例示された通信は、２つの処理、すなわち、サウンディング処理１１０とデータ処理１１１とを含む。サウンディング処理１１０は、ＡＰ１３０が、ヌルデータパケットアナウンスメント（ＮＤＰＡ）信号１０１を、局ＳＴＡ１ １３２およびＳＴＡ２ １３４へ送信することで始まる。ここにおいて、ＮＤＰＡ信号１０１は、後続するパケットでデータが送信されないことを示す。ＮＤＰＡ信号１０１に続いて、ＡＰ１３０は、ヌルデータパケット（ＮＤＰ）信号１０２を送信する。このＮＤＰ信号１０２は、局ＳＴＡ１ １３２およびＳＴＡ２ １３４からチャネル特性を取得するための既知の信号となり得る。ＮＤＰ信号１０２の受信後、局ＳＴＡ１ １３２は、そのＣＳＩを、ビームフォーミング（ＢＦ）レポート１信号１０３で、ＡＰ１３０へ送信し得る。ＢＦレポート１信号１０３を受信すると、ＡＰ１３０は、局ＳＴＡ２ １３４がそのＣＳＩをＡＰ１３０へ送信できることを示すＢＦポール信号１０４を送信し得る。ＢＦポール信号１０４を受信することに応答して、ＳＴＡ２ １３４は、そのＣＳＩを、ＢＦレポート２信号１０５でＡＰ１３０へ送信し得る。

[0024]ＡＰ１３０は、その関連付けられた局ＳＴＡ１ １３２およびＳＴＡ２ １３４からのＣＳＩを用いて、ＭＵ−ＭＩＭＯデータ１０６をＳＴＡ１ １３２へ、およびＭＵ−ＭＩＭＯデータ１０７をＳＴＡ２ １３４へ同時に送信することによって、データ処理１１１を開始し得る。ＭＵ−ＭＩＭＯという用語は、データを記載するために使用されているが、他の実施形態では、データは、ＳＵ−ＭＩＭＯでもあり得ることに注目されたい。局ＳＴＡ１ １３２は、データ１０６を受信した後、ブロックアクノレッジメント（ＢＡ）信号１０８をＡＰ１３０へ送信し得る。ＡＰ１３０は、ＳＴＡ１ １３２からＢＡ信号１０８を受信すると、ＳＴＡ２ １３４にブロックアクノレッジメント要求（ＢＡＲ）信号１０９を送信し得る。ＳＴＡ２ １３４は、ＢＡＲ信号１０９を受信することに応答して、そのＢＡ信号１１０をＡＰ１３０に送信し得る。図１Ａは、２つの局に関連付けられたＡＰを図示しているが、他の実施形態では、ＡＰは、その各々がサウンディング処理１１０中にＢＦレポート信号を送り、データ処理１１１中にＢＡ信号を送り得る任意の数の局に関連付けられることができることに注目されたい。

[0025]サウンディング処理は、媒体送信時間(medium airtime)の観点から大きな負荷を有するので、ＡＰ１３０は、図２のタイミング図に例示されているように、すべてのＭＵ−ＭＩＭＯデータ送信の前にサウンディングを行わないように構成され得る。

[0026]図２は、複数のデータ処理２０２（１）〜２０２（Ｎ）が後続する第１のサウンディング処理２０１（１）を例示する。ここにおいて、Ｎは、１よりも大きな整数である。Ｎ個のデータ処理が完了した後、別の複数のデータ処理（図示せず）が実行される前に、第２のサウンディング処理２０１（２）が実行される。

[0027]送信のための可能なデータレートは、この送信で使用される空間ストリームの数、変調タイプ、およびコーディングレートによって制限され得る。したがって、空間ストリームの数、変調タイプ、コーディングレート、および結果として得られる最大データレート（または、そのような情報の一部）は、ＳＴＡの変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）に含まれ得る。たとえば、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格の体系は、様々な変調およびコーディングスキームを規定し、これらをインデクス値によって表す。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎに関する（が、たとえば８０２．１１ａｃのような他のＷＬＡＮシステムにも適用可能である）１つの特定の例では、（ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎから得られる）以下の表１は、典型的なＭＣＳインデクス値およびそれらのそれぞれの空間ストリームと、変調タイプと、コーディングレートと、結果として得られる最大データレートとを表す。データレートが、２０ＭＨｚチャネルと４０ＭＨｚチャネルの両方のためのみならず、８００ナノ秒および４００ナノ秒のガードインターバル（ＧＩｓ）のためにも提供されていることに注目されたい。

[0028]（たとえば、ＡＰ１３０のトランシーバ１２０からの）送信機は、データフレームを送るためのパラメータの下で、許容可能なＭＣＳを決定することを試みる。より高いＭＣＳを用いることは、データフレームを復号する何らかの受信機の失敗を増加させ得るので、ＰＥＲを増加させる。しかしながら、より低いＭＣＳを用いることは、媒体使用およびネットワーク輻輳における非効率をもたらし、よって、送信速度を遅くする。したがって、データフレーム送信のために適切なＭＣＳを選択することは、許容可能な妥協点を見つけるための信頼性と速度とのトレードオフである。

[0029]図３は、図１に例示された通信システムのような通信システムのための変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を決定し、定期的に調節するために典型的な統一されたレート適合方法３００を例示する。ステップ３０１では、マスタレートＭが定義される。１つの好適な実施形態では、マスタレートＭは、たとえば１ＳＳ ＭＣＳ９のように、ＳＵ−ＢＦのために現在提案されているＭＣＳである。

[0030]ステップ３０２では、レートマッピング関数を用いて、マスタレートから、異なるＴＸモードのＭＣＳが導出され得る。任意の所与の時間において、異なるＴＸモードのために推奨されるＭＣＳが、レートマッピングを用いてマスタレートＭから直接的に導出され得る。レートマッピンングの一例は、レートマッピング関数（ｆ）であり、したがって、マスタレートＭは、この関数の逆関数（ｆ’）を用いて導出され得る。マスタレートから、異なるＴＸモードの提案されたレートへのレートマッピング関数ｆは、チャネル状態、最後の有効なサウンディングからの経過時間等のような他の入力パラメータを考慮する。いくつかの実施形態では、レートマッピング関数ｆにおけるパラメータは、ルックアップテーブルに含まれ、この内容は、オフラインシミュレーションから導出される。あるいは、ルックアップテーブルは、ステップ３０４に記載されたようなオンライン較正によって導出される。たとえば、レートマッピング関数時間境界値は、２ユーザＭＵ−ＭＩＭＯを用いているのであれば、１ずつのＭＣＳ降下を決定するＴ２およびＴ３の適切な値に関する過去の送信のＰＥＲ履歴から学習される。たとえば、Ｍ−１を用いている場合、過去の２ユーザＭＵ−ＭＩＭＯ送信において、ＰＥＲが、サウンディング後１０ミリ秒乃至４０ミリ秒の間で１０％未満であれば、Ｔ２が１０ミリ秒へ延長され、Ｔ３が４０ミリ秒に延長されるように、ルックアップテーブルが更新され得る。

[0031]特定のＴＸモードの提案されたレートを導出するためのレートマッピング関数の例が、以下のように与えられる。

ここにおいて、変数ｄは、サウンディングから収集された最後のＣＳＩデータの期間であり、変数ｍｏｄｅはＴＸモードである。定数Ｔ１〜Ｔ７はミリ秒で表現され、ＣＳＩ期間変数ｄのための境界値を表す。典型的なレートマッピング関数ｆでは、以下の境界値が使用される。Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ４＝５ミリ秒、Ｔ３＝Ｔ６＝１５ミリ秒、およびＴ５＝Ｔ７＝１０ミリ秒。したがって、典型的な関数ｆでは、ＴＸモードがＳＵ−ＢＦであるか、または最後のＣＳＩデータの期間ｄが５ミリ秒未満であれば、ＭＣＳは、マスタレートＭの値に設定される。しかしながら、ＴＸモードが２ユーザＭＵであり、最後のＣＳＩデータの期間ｄが５ミリ秒と１５ミリ秒との間であれば、ＭＣＳは、Ｍ−１の値に設定される。同様に、ＴＸモードが３ユーザＭＵであり、最後のＣＳＩデータの期間ｄが５ミリ秒と１０ミリ秒との間であれば、ＭＣＳは、Ｍ−１の値に設定される。ＴＸモードが２ユーザＭＵであり、最後のＣＳＩデータの期間ｄが１５ミリ秒よりも長いのであれば、ＭＣＳは、Ｍ−２の値に設定される。同様に、ＴＸモードが３ユーザＭＵであり、最後のＣＳＩデータの期間ｄが１０ミリ秒よりも長いのであれば、ＭＣＳは、Ｍ−２の値に設定される。ＭＣＳの値が負になる事象では、ＭＣＳの負の値は、定義されていない（表１参照）ので、負の値は０によって置換されることに注目されたい。加えて、例示的な関数ｆが、ＳＵ−ＢＦ、２ユーザＭＵ、および３ユーザＭＵのために定義されている一方、レートマッピング関数は、たとえば将来の規格において存在し得るようなより多くのユーザＭＵの事例を含み得る。

[0032]ステップ３０３において、たとえば、ＰＥＲに基づくレガシーレート適合アルゴリズムと同様に、マスタレートＭが追跡される。図３では、３０３は、３０２に後続しているように例示されているが、１つの実施形態では、（Ｍの値を調節することは、前述したレートマッピング関数によって、異なる送信モードのための値をも調節するので）追跡がマスタレートＭの値を調節中となるように、追跡は、ステップ３０２のレートマッピングと同時に生じる。いかなる理由であれ、送信モードが変化した場合、マスタレートＭの値が、再初期化され得る。この目的のために、新たな送信モードのために使用されるＭＣＳレートは、レートマッピング関数ｆの逆関数ｆ’を用いて、その対応するＭであるマスタレートを計算するために使用される。典型的であり、常にそうであるとは限らないが、この新たな送信モードは、ＳＵ−ＢＦモードではない。したがって、１つの実施形態では、現在の送信モードの使用されるレートは、逆関数ｆ’を用いてマスタレートＭへ送り戻される。マスタレートへの変換後、新たなＴＸモードを用いて繰り返し成功した場合、マスタレートＭは、将来の送信のためにより高く探索され得る。一方、新たな送信モードを用いて、指定された閾値を超える失敗があった（たとえば、１５％を超えるＭＰＤＵｓが失われた）場合、マスタレートＭが低下され得る。

[0033]ステップ３０４において、レートマッピング関数ｆが、固定された時間間隔において（たとえば、以下に記載されるように）チェックされる。チャネルの特性が変化した場合、レートマッピング関数のみが変更される必要があるので、これは頻繁に生じる必要はない。固定された間隔の一例は１秒である。間隔の一例である範囲は、２００ミリ秒乃至２秒である。あるいは、レートマッピング関数ｆは、この関数が修正／較正されるべきであるか否かを判定するために、チャネル状態に基づいて動的に適合される異なる時間間隔でチェックされる。いくつかの実施形態では、レートマッピング関数較正は、レートマッピング関数ｆで表現される時間境界値を調節することを含む。時間境界値の例は、前述した典型的なレートマッピング関数において、たとえば式「（ｍｏｄｅ＝２ユーザＭＵかつＴ２≦ｄ＜Ｔ３）である場合」において見出され、ここにおいてＴ２＝５ミリ秒、Ｔ３＝１５ミリ秒、Ｔ２、Ｔ３は時間境界値である。

[0034]チェックし較正する処理は、マスタレートと、提案されたレートとの間のマッピングが有効性を維持し続けることを保証する。チェックの１つの実施形態では、送信元は、異なるＴＸモードを用いて、連続的にアグリゲートＭＡＣプロトコルデータユニット（ＡＭＰＤＵｓ）を同じ宛先へ意図的に送る。これらＴＸモードの収集されたＰＥＲ推定が、指定された範囲（たとえば、互いの１０％以内）にあるのであれば、前述したレートマッピング関数ｆは、許容可能であると判定され、変更／較正されない。異なるモードのＰＥＲが著しく異なるのであれば、レートマッピング関数ｆがそれに従って調節される。１つの実施形態では、関数ｆが調節されると、これら調節が十分である（たとえば、ＡＭＰＤＵｓを用いたＴＸモードのＰＥＲ推定が、指定された範囲内ある）か否か、またはさらなる調節が必要とされるかを判定するために、更新された関数ｆのチェックが実行される。動作が継続し、経路３０５を経由してステップ３０２に戻る。

[0035]図３に例示されるように、レート適合方法３００のいくつかの態様は、全体的にソフトウェア（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）である実施形態、または、本明細書においてすべて一般的に「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」と称され得るハードウェア態様とソフトウェア態様とを組み合わせた実施形態の形態をとり得る。さらに、本開示の実施形態は、それ自体にコンピュータ使用可能なプログラムコードを組み込んだ任意の有形表現媒体に組み込まれたコンピュータプログラム製品の形態をとり得る。記載された実施形態は、現在記載されているか否かに関わらず、実施形態に従う処理を実行するようにコンピュータシステム（または他の電子デバイス）をプログラムするために使用され得る命令が記憶されたマシン読取可能な媒体を含み得るソフトウェアまたはコンピュータプログラム製品として提供され得る。マシン読取可能な媒体は、マシン（たとえば、コンピュータ）によって読取可能な形態（たとえば、ソフトウェア、処理アプリケーション）で情報を、記憶（「マシン読取可能な記憶媒体」）または送信（「マシン読取可能な信号媒体」）するための任意のメカニズムを含む。マシン読取可能な記憶媒体は、限定される訳ではないが、磁気記憶媒体（たとえば、フロッピー（登録商標）ディスケット）、光記憶媒体（たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ）、磁気光記憶媒体、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、消去可能なプログラマブルメモリ（たとえば、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ（登録商標））、フラッシュメモリ、または、（たとえば、１つもしくは複数の処理ユニットによって実行可能な）電子命令を記憶するのに適切な他のタイプの媒体を含み得る。さらに、マシン読取可能な信号媒体の実施形態は、電気的、光学的、音響的、または他の形態の伝搬信号（たとえば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）あるいはワイヤライン、ワイヤレス、または他の通信媒体で具体化され得る。

[0036]実施形態の動作を実行するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語と、「Ｃ」プログラミング言語または類似のプログラミング言語のような従来の手続き的なプログラミング言語とを含む、１つまたは複数のプログラミング言語からなる任意の組合わせで書き込まれ得る。プログラムコードは、ユーザのコンピュータで完全に、ユーザのコンピュータで部分的に、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、ユーザのコンピュータで部分的でかつ遠隔コンピュータで部分的に、または、遠隔コンピュータもしくはサーバで完全に実行され得る。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、または広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続され得る。あるいは、この接続は、（たとえば、インターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへなされ得る。

[0037]レート制御方法はＡＰによって実行され得るが、ワイヤレス機能を有する電子デバイスは一般に、ＡＰの一部として特徴付けられることも、特徴付けられないこともあり得るいくつかの構成要素を含む。確かに、いくつかの実施形態では、電子デバイスのいくつかの構成要素は、ＡＰの外部として特徴付けられ得るが、データスケジューリング技法の１つまたは複数のステップにおいて依然として役立ち得る。

[0038]図４は、統一されたレート適合方法３００を実質的に実行し得るレート制御ブロック４０５Ａを含む簡略化された電子デバイス４００を例示する。電子デバイス４００は、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ネットブック、モバイル電話、ゲームコンソール、携帯情報端末（ＰＤＡ）、または、ワイヤレス（および、いくつかのケースでは、ワイヤード）通信機能を有する他の電子システムであり得る。

[0039]電子デバイス４００は、（場合によっては、複数のプロセッサ、複数のコア、複数のノードを含み、および／または、マルチスレッドを実行する、等である）プロセッサブロック４０２を含み得る。電子デバイス４００はまた、キャッシュ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ゼロキャパシタＲＡＭ、ツイントランジスタＲＡＭ、ｅＤＲＡＭ、ＥＤＯ ＲＡＭ、ＤＤＲ ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＮＲＡＭ、ＲＲＡＭ（登録商標）、ＳＯＮＯＳ、ＰＲＡＭ、および／または、別のタイプのメモリセルアレイを含み得るメモリブロック４０３を含み得る。電子デバイス４００はまた、少なくともＷＬＡＮ ８０２．１１インターフェースを含み得るネットワークインターフェースブロック４０４を含む。他のネットワークインターフェースは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェース、ＷｉＭＡＸ（登録商標）インターフェース、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）インターフェース、ワイヤレスＵＳＢインターフェース、および／または、（イーサネット（登録商標）インターフェース、もしくは送電線通信インターフェース等のような）ワイヤードネットワークインターフェースを含み得る。プロセッサブロック４０２、メモリブロック４０３、およびネットワークインターフェースブロック４０４は、ＰＣＩ、ＩＳＡ、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＨｙｐｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔ（登録商標）、ＩｎｆｉｎｉＢａｎｄ（登録商標）、ＮｕＢｕｓ、ＡＨＢ、ＡＸＩ、または別のバス規格に従って実装され得るバス４０１に結合されている。

[0040]電子デバイス４００はまた、通信ブロック４０５を含んでいる。これは、レート制御ブロック４０５Ａおよび別の処理ブロック４０５Ｂを含み得る。この別の処理ブロック４０５Ｂは、限定される訳ではないが、受信された信号を処理するため、送信されるべき信号を処理するため、および、受信機部分および送信機部分の動作を調整するための、トランシーバの一部分を含み得る。他の実施形態は、ビデオカード、オーディオカード、追加のネットワークインターフェース、および／または、周辺デバイスのような、図４に例示されていない、より少ないまたは追加の構成要素を含み得る。１つの実施形態では、メモリブロック４０３は、システム処理を増加させるために、プロセッサブロック４０２に直接接続され得る。

[0041]開示された実施形態の前述した記載は、当業者が、本発明の製造または使用を可能とするように提供される。これら実施形態に対する様々な変形例もまた、当業者には容易に明らかであって、本明細書で定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲から逸脱することなく他の実施形態にも適用され得る。たとえば、データレートを選択することは、上記に詳細に記載されたが、この選択は、ＭＣＳ（変調およびコーディングスキーム）を選択することとしても特徴付けられ得る（表１参照）。このように、本発明は、本明細書で示された実施形態に限定されることは意図されておらず、本明細書に開示された原理および新規な特徴に一致した最も広い範囲に相当するものとされる。

Claims (29)

1. 複数の送信モードを用いて送信するように構成可能なマルチユーザワイヤレス通信システムにおける送信のレートを適合させる方法であって、
   前記複数の送信モードからの第１の送信モードの変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を用いてマスタ送信レートを決定することと、
   前記マスタ送信レートおよびレートマッピングを用いて、前記複数の送信モードから、各送信モードのＭＣＳを導出することと、
   前記マスタ送信レートが更新されるべきであるか否かを判定することと、
   を備える方法。
2. 前記第１の送信モードは、シングルユーザビームフォーミング（ＳＵ−ＢＦ）送信モードであり、前記複数の送信モードは、マルチユーザ複数入力複数出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）を備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記レートマッピングは関数であり、前記関数は、
   

   

   であり、ここにおいてｍｏｄｅは送信モードであり、ｄは直近のチャネル状態情報（ＣＳＩ）の期間であり、Ｔ１〜Ｔ７は前記期間ｄの境界値であり、これらの値は、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ４＝５ミリ秒、Ｔ３＝Ｔ６＝１５ミリ秒、およびＴ５＝Ｔ７＝１０ミリ秒である、請求項２に記載の方法。
4. 前記マスタ送信レートが更新されるべきであるか否かを判定することは、前記マスタ送信レートの誤り率を決定することを備える、請求項１に記載の方法。
5. 前記誤り率が、指定されたしきい値よりも高いのであれば、前記マスタ送信レートを下げることをさらに備える、請求項４に記載の方法。
6. 前記誤り率は、パケット誤り率およびチャネル誤り率の何れかである、請求項５に記載の方法。
7. 前記レートマッピングが調節されるべきであるか否かを判定することと、
   前記レートマッピングが調節されるべきであれば、前記レートマッピングを調節することと、
   をさらに備える請求項１に記載の方法。
8. 前記レートマッピングを調節することは、前記レートマッピングで指定される時間境界値を調節することを備え、前記レートマッピングは、時間境界値を備えるレートマッピング関数である、請求項７に記載の方法。
9. 予め定められた時間間隔後、前記レートマッピングが更新されるべきであるか否かを判定することをさらに備える、請求項８に記載の方法。
10. チャネル状態に基づいて適合される時間間隔後、前記レートマッピングが更新されるべきであるか否かを判定することをさらに備える、請求項８に記載の方法。
11. マルチユーザワイヤレス通信システムにおいてレート適合を提供するためのコンピュータ実行可能な命令を記憶した非一時的なコンピュータ読取可能な媒体であって、前記命令は、プロセッサによって実行された場合、前記プロセッサに対して、
    複数の送信モードからの第１の送信モードの変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を用いてマスタ送信レートを決定することと、
    マスタ送信レートおよびレートマッピングを用いて、前記複数の送信モードから、各送信モードのＭＣＳを導出することと、
    前記マスタ送信レートが更新されるべきであるか否かを判定することと、
    を備える処理を実行させる、非一時的なコンピュータ読取可能な媒体。
12. 前記第１の送信モードは、シングルユーザビームフォーミング（ＳＵ−ＢＦ）送信モードであり、前記複数の送信モードは、マルチユーザ複数入力複数出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）を備える、請求項１１に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
13. 前記レートマッピングは関数であり、前記関数は、
    

    

    であり、ここにおいてｍｏｄｅは送信モードであり、ｄは直近のチャネル状態情報（ＣＳＩ）の期間であり、Ｔ１〜Ｔ７は前記期間ｄの境界値であり、これらの値は、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ４＝５ミリ秒、Ｔ３＝Ｔ６＝１５ミリ秒、およびＴ５＝Ｔ７＝１０ミリ秒である、請求項１２に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
14. 前記マスタ送信レートが更新されるべきであるか否かを判定することは、前記マスタ送信レートの誤り率を決定することを備える、請求項１１に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
15. 前記誤り率が、指定されたしきい値よりも高いのであれば、前記マスタ送信レートを下げることをさらに備える、請求項１４に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
16. 前記誤り率は、パケット誤り率およびチャネル誤り率の何れかである、請求項１５に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
17. 前記レートマッピングが調節されるべきであるか否かを判定することと、
    前記レートマッピングが調節されるべきであれば、前記レートマッピングを調節することと、
    をさらに備える、請求項１１に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
18. 前記レートマッピングを調節することは、前記レートマッピングで指定される時間境界値を調節することを備え、前記レートマッピングは、時間境界値を備えるレートマッピング関数である、請求項１７に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
19. 予め定められた時間間隔後、前記レートマッピングが更新されるべきであるか否かを判定することをさらに備える、請求項１８に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
20. チャネル状態に基づいて適合される時間間隔後、前記レートマッピングが更新されるべきであるか否かを判定することをさらに備える、請求項１８に記載のコンピュータ読取可能な媒体。
21. マルチユーザワイヤレス通信システムにおいてレート適合を提供するためのサブシステムであって、
    シングルユーザビームフォーミングモードのための変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）であるマスタレートを決定するための手段と、
    レートマッピング関数を用いて、前記マスタレートから、各送信モードのＭＣＳを導出するための手段と、
    前記マスタレートを追跡するための手段と、
    を備えるサブシステム。
22. レート適合を含むマルチユーザワイヤレス通信システムであって、
    シングルユーザビームフォーミング（ＳＵ−ＢＦ）動作モードおよびマルチユーザ複数入力複数出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）動作モードを含むワイヤレス通信システムと、
    前記ワイヤレス通信システムのための変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）を選択するためのレート適合手段とを備え、前記レート適合手段はさらに、
    シングルユーザビームフォーミングモードのための変調およびコーディングスキーム（ＭＣＳ）であるマスタレートを決定するための手段と、
    レートマッピング関数を用いて、前記マスタレートから、各送信モードのＭＣＳを導出するための手段と、
    前記マスタレートを追跡するための手段とを備える、マルチユーザワイヤレス通信システム。
23. 前記レートマッピング関数は、
    

    

    であり、ここにおいてｍｏｄｅは送信モードであり、ｄは直近のチャネル状態情報（ＣＳＩ）の期間であり、Ｔ１〜Ｔ７は前記期間ｄの境界値であり、これらの値は、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ４＝５ミリ秒、Ｔ３＝Ｔ６＝１５ミリ秒、およびＴ５＝Ｔ７＝１０ミリ秒である、請求項２２に記載のワイヤレス通信システム。
24. 前記追跡手段はさらに、
    現在のマスタレートＭを導出するために、前記レートマッピング関数の逆関数ｆ’を用いるための手段と、
    現在の誤り率を決定するためのサウンディングのための手段と、
    前記現在の誤り率が、第２の予め定められた量未満である場合、Ｍの値を、第１の予め定められた量増加させること、および、
    前記現在の誤り率が、前記第２の予め定められた量を超える場合、Ｍの値を、前記第１の予め定められた量減少させることによって、Ｍの値を調節するための手段とを備える、請求項２２に記載のワイヤレス通信システム。
25. 前記誤り率は、チャネル誤り率およびパケット誤り率の何れかである、請求項２４に記載のワイヤレス通信システム。
26. 前記レート適合手段は、マッピング較正を定期的に実行する、請求項２２に記載のワイヤレス通信システム。
27. マッピング較正はさらに、前記レートマッピング関数で指定された時間境界値を調節することを備える、請求項２６に記載のワイヤレス通信システム。
28. マッピング較正は、予め定められた時間間隔で実行される、請求項２６に記載のワイヤレス通信システム。
29. マッピング較正は、チャネル状態に基づいて動的に適合される時間間隔で実行される、請求項２６に記載のワイヤレス通信システム。

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