JP4861485B2 - 多元入力多元出力（ｍｉｍｏ）システムに対するデータレートの不均一な配信をともなったデータ送信 - Google Patents

Description

本発明は、一般にデータ通信に係り、特に、多元チャネル通信システム、例えば、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）システム、の複数の送信チャネルを介して送信されるべき複数のデータストリームに対して使用されるべきデータレートの不均一な配信を決定するための技術に関する。

ワイアレス通信システムにおいて、送信機からのＲＦ変調された信号は、複数の伝達経路を介して受信機に届く可能性がある。伝達経路の特性は、一般にフェーディング及びマルチパスのような複数の因子のために時間とともに変化する。有害な経路効果に対するダイバーシティを与えるため及び性能を向上するために、複数の送信及び受信アンテナが使用されることができる。送信及び受信アンテナの間の伝達経路が、線形で独立しているのであれば（すなわち、１つの経路における送信が他の経路における送信の線形結合として形成されない）、これは少なくともある程度までは真実である、データ送信を正しく受信することの可能性は、アンテナの数が増加するとともに増加する。一般に、送信及び受信アンテナの数が増加するにつれ、ダイバーシティが増加し、そして性能が向上する。

多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）通信システムは、データ送信に対して複数の（Ｎ_Ｔ）の送信アンテナ及び複数の（Ｎ_Ｒ）の受信アンテナを採用する。Ｎ_Ｔの送信及びＮ_Ｒの受信アンテナにより形成されたＭＩＭＯチャネルは、Ｎ_Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝である、Ｎ_Ｓの独立したチャネルに分解されることができる。Ｎ_Ｓの独立したチャネルのそれぞれも、ＭＩＭＯチャネルの空間的サブチャネル（若しくは送信チャネル）として呼ばれることができ、そして大きさに対応することがある。複数の送信及び受信アンテナによって作り出され付加された大きさが利用されるのであれば、ＭＩＭＯシステムは、向上した性能（例えば、送信とができる。

フル−ランクＭＩＭＯチ能力の増加）を与えるこャネルに対して、ここで、Ｎ_Ｓ＝Ｎ_Ｔ≦Ｎ_Ｒ、独立したデータストリームは、Ｎ_Ｔの送信アンテナのそれぞれから送信されることができる。送信されたデータストリームは、異なったチャネル状態（例えば、異なったフェーディング及びマルチパス効果）を経験する可能性があり、そして所定の量の送信出力に対して異なった信号−対−ノイズ−及び−干渉比（ＳＮＲｓ）を達成することができる。さらに、連続的な干渉削除プロセシングが送信されたデータストリームを再生するために受信機において使用されるならば（以下に述べる）、そこでデータストリームが再生される具体的な順番に依存して、異なったＳＮＲｓが、データストリームに対して達成されることができる。したがって、異なったデータレートは、それらの達成されたＳＮＲｓに依存して、異なったデータストリームによってサポートされることができる。チャネル状態が一般的に時間とともに変化するので、各データストリームによってサポートされたデータレートも、時間とともに変化する。

ＭＩＭＯチャネルの特性（例えば、データストリームに対して達成されたＳＮＲｓ）が送信機において知られるのであれば、送信機は、固有のデータレート及び各データストリームに関するコーディング及び変調スキームを決定できることができ、その結果、性能の許容できるレベル（例えば、１パーセントのパケットエラーレート）は、データストリームに対して達成されることができる。しかしながら、あるＭＩＭＯシステムに対して、この情報は、送信機において利用できない。その代わりに、利用できる可能性があるものは、以下のものに関する非常に限られた量の情報である。例えば、受信機において全てのデータストリームに対して期待されたＳＮＲとして規定されることができる、ＭＩＭＯチャネルに対するオペレーティングＳＮＲである。この場合には、送信機は、この限られた情報に基づいて適正なデータレート及び各データストリームに関するコーディング及び変調スキームを決定する必要があるはずである。

それゆえ、限られた情報がＭＩＭＯチャネルのための送信機において利用できる場合、高い性能を達成するために複数のデータストリームに対するデータレートのセットを決定するための技術に対してこの分野における必要性がある。

現在のチャネル状態の指標であるチャネル状態情報が送信機において利用できない場合に、ＭＩＭＯシステムに対する向上した性能を与えるために技術が、ここに提供される。ある態様では、データレートの不均一な配信が、送信されたデータストリームに対して使用される。データレートは、（１）最低限の“受信された”ＳＮＲ（以下に述べる）を有する指定された全体のスペクトル効率、若しくは（２）指定された受信されたＳＮＲに対するより高い全体のスペクトル効率、を達成するために選択されることができる。上記の目的のそれぞれを達成するための具体的なスキームが、ここに与えられる。

上記された第１の目的を達成するために使用されることがある具体的な実施形態では、方法は、多元チャネル通信システムにおいて複数の送信チャネルを介して送信されるべき複数のデータストリームに対して使用されるべきデータレートを決定するために与えられる（例えば、１のデータストリームが、ＭＩＭＯシステム中の各送信アンテナを経由して送信されることができる）。この方法にしたがって、データストリームに対して使用されるべき複数のデータレートのそれぞれに対して所要ＳＮＲが、初めに決定される。少なくとも２のデータレートが、等しくない。各データストリームに関する“実効”ＳＮＲ（以下に述べる）も、データストリームを再生するために、受信されたＳＮＲおよび受信機における連続的な干渉削除プロセシング（これも以下に述べる）に基づいて決定される。各データストリームに対して所要ＳＮＲは、データストリームに関する実効ＳＮＲに対してその後比較される。各データストリームに対して所要ＳＮＲが、データストリームに関する実効ＳＮＲより小さい若しくは等しければ、データレートは、サポートされると判断される。データレートの複数のセットが、評価されることができ、そして最小の受信されたＳＮＲに関連付けられたレートセットは、データストリームに対する使用のために選択されることができる。

上記された第２の目的を達成するために使用されることがある具体的な実施形態では、方法は、多元チャネル（例えば、ＭＩＭＯ）通信システムにおいて複数の送信チャネル（例えば、送信アンテナ）を介して送信されるべき複数のデータストリームに対してデータレートを決定するために与えられる。この方法にしたがって、受信されたＳＮＲは、初めに決定される。この受信されたＳＮＲは、システムに対して指定されることができる、若しくは受信機における観測に基づいて推定され、そして送信機に定期的に与えられることができる。各データストリームに関する実効ＳＮＲも、受信されたＳＮＲ及び受信機における連続的な干渉削除プロセシングに基づいて決定される。各データストリームに対するデータレートは、その後、少なくとも２のデータレートが等しくならないようにデータストリームに関する実効ＳＮＲに基づいて決定される。

本発明の種々の態様及び実施形態が、以下にさらに詳細に説明される。発明は、以下に詳細に説明されるように、さらに、方法、プロセッサ、送信機ユニット、受信機ユニット、基地局、ターミナル、システム、及び本発明の種々の態様、実施形態、及び特徴を実行する他の装置及び素子を与える。

図１は、ＭＩＭＯシステムにおける送信機システム及び受信機システムの実施形態のブロック図である。 図２は、Ｎ_Ｔの送信されたシンボルストリームを再生するためにＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームを処理する連続的な干渉削除受信機プロセシング技術を示すフロー図である。 図３は、データレートの所定にセットをサポートするために所要の最小の受信されたＳＮＲを決定するためのプロセスの実施形態のフロー図である。 図４は、パケットエラーレート（ＰＥＲ）対スペクトル効率が１，４／３，５／３及び２ｂｐｓ／Ｈｚに関する｛１，４｝ＭＩＭＯシステムに対するＳＮＲのプロットを示す。 図５は、送信機ユニットの実施形態のブロック図である。 図６は、連続的な干渉削除受信機プロセシング技術を実行する能力がある受信機ユニットの実施形態のブロック図である。

詳細な説明

本発明の特徴、性質、及び利点は、図面を使用して以下に述べる詳細な説明から、さらに明確になるであろう。図面では、一貫して対応するものは同じ参照符号で識別する。

限定されたチャネル状態情報に基づいて複数のデータストリームに対するデータレートのセットを決定するためのここに説明された技術は、種々の多元チャネル通信システムにおいて実行されることができる。そのような多元チャネル通信システムは、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）通信システム、直交周波数分割マルチプレキシング（ＯＦＤＭ）通信システム、ＯＦＤＭを採用するＭＩＭＯシステム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）、及びその他を含む。明確にするために、種々の態様及び実施形態が、ＭＩＭＯシステムに対して具体的に説明される。

ＭＩＭＯシステムは、データ送信のために複数（Ｎ_Ｔ）の送信アンテナ及び複数（Ｎ_Ｒ）の受信アンテナを採用する。Ｎ_Ｔの送信アンテナ及びＮ_Ｒの受信アンテナによって形成されたＭＩＭＯチャネルは、Ｎ_Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝であり、Ｎ_Ｓの独立したチャネルに分解されることができる。Ｎ_Ｓの独立したチャネルのそれぞれも、ＭＩＭＯチャネルの空間的サブチャネル（若しくは送信チャネル）としてみなされることがある。空間的サブチャネルの数は、ＭＩＭＯチャネルに対する固有モードの数によって決められる。これは順に、Ｎ_Ｔの送信アンテナとＮ_Ｒの受信アンテナとの間の応答を説明するチャネル応答マトリックス、Ｈ、に依存する。チャネル応答マトリックス、Ｈ、の要素は、ｉ＝１，２，．．．Ｎ_Ｒ及びｊ＝１，２，．．．Ｎ_Ｔに対する、独立したガウシアンランダム変数｛ｈ_ｉ，ｊ｝から構成される。ここで、ｈ_ｉ，ｊは、ｊ番目の送信アンテナとｉ番目の受信アンテナとの間のカップリング（すなわち、複合利得）である。単純にするために、チャネル応答マトリックス、Ｈ、は、フル−ランクであると仮定され（すなわち、Ｎ_Ｓ＝Ｎ_Ｔ≦Ｎ_Ｒ）、そして、１つの独立したデータストリームが、Ｎ_Ｔの送信アンテナのそれぞれから送信されることができる。

図１は、ＭＩＭＯシステム１００中の送信機システム１１０及び受信機システム１５０の実施形態のブロック図である。

送信機システム１１０において、複数のデータストリームに対するトラフィックデータは、データソース１１２から送信（ＴＸ）データプロセッサ１１４へ与えられる。ある実施形態では、各データストリームは、それぞれの送信アンテナを経由して送信される。ＴＸデータプロセッサ１１４は、そのデータストリームに対して選択された特定のコーディングスキームに基づいて、各データストリームに対するトラフィックデータをフォーマットし、コード化し、そしてインターリーブして、コード化されたデータを与える。

各データストリームに対してコード化されたデータは、パイロットデータを使用してマルチプレックスされることができる、例えば、時間分割マルチプレキシング（ＴＤＭ）若しくはコード分割マルチプレキシング（ＣＤＭ）である。パイロットデータは、一般に（ともかく）知られた方式で処理される既知のデータパターンであり、そしてチャネル応答を推定するために受信機システムにおいて使用されることができる。各データストリームに対してマルチプレックスされたパイロット及びコード化されたデータは、その後、そのデータストリームに対して選択された特定の変調スキーム（例えば、ＢＰＳＫ，ＱＳＰＫ，Ｍ−ＰＳＫ，若しくはＭ−ＱＡＭ）に基づいて変調されて（すなわち、シンボルマップされて）、変調されたシンボルを与える。データレート、コーディング、及び各データストリームに対する変調は、コントローラ１３０によって与えられる管理によって決定されることができる。

全てのデータストリームに対する変調シンボルは、その後、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０に与えられる。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０は、（例えば、ＯＦＤＭに対する）変調シンボルをさらに処理することができる。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０は、その後、Ｎ_Ｔの変調シンボルストリームをＮ_Ｔの送信機（ＴＭＴＲ）１２２ａから１２２ｔに与える。各送信機１２２は、それぞれのシンボルストリームを受信し、処理して、1若しくはそれ以上のアナログ信号を与える、そしてアナルグ信号をさらに調整して（例えば、増幅し、フィルタし、そしてアップコンバートして）、ＭＩＭＯチャネルを経由した送信に適した変調された信号を与える。送信機１２２ａから１２２ｔからのＮ_Ｔの変調された信号は、その後、それぞれＮ_Ｔのアンテナ１２４ａから１２４ｔから送信される。

受信機システム１５０において、送信された変調された信号は、Ｎ_Ｒのアンテナ１５２ａから１５２ｒによって受信される、そして各アンテナ１５２から受信された信号は、それぞれの受信機（ＲＣＶＲ）１５４に与えられる。各受信機１５４は、それぞれの受信された信号を調整し（例えば、フィルタし、増幅し、そしてダウンコンバートし）、サンプルを与えるために調整された信号をディジタル化し、そして対応する“受信された”シンボルストリームを与えるためにサンプルをさらに処理する。

ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０は、その後、特定の受信機プロセシング技術に基づいてＮ_Ｒの受信機１５４からのＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームを受信し、処理して、Ｎ_Ｔの“検出された”シンボルストリームを与える。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０によるプロセシングは、以下にさらに詳細に述べられる。各検出されたシンボルストリームは、対応するデータストリームに対して送信された変調シンボルの推定値であるシンボルを含む。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０は、その後、各検出されたシンボルストリームをデモジュレートし、デインターリーブし、そしてデコードして、データストリームに対するトラフィックデータを再生する。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０によるプロセシングは、送信機システム１１０においてＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０及びＴＸデータプロセッサ１１４によって実施されたものに対して補完的である。

ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０は、例えば、トラフィックデータを使用してマルチプレックスされたパイロットに基づいて、Ｎ_Ｔの送信及びＮ_Ｒの受信アンテナの間のチャネル応答の推定値を導出することができる。チャネル応答推定値は、受信機において空間若しくは空間／時間プロセシングを実施するために使用されることができる。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０は、検出されたシンボルストリームの信号−対−ノイズ−及び−干渉比（ＳＮＲｓ）、及びおそらく他のチャネル特性をさらに推定することができ、そしてこれらの値をコントローラ１７０に与えることができる。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０若しくはコントローラ１７０は、システムに対する“オペレーティング”ＳＮＲの推定値をさらに導出することができる。これは、通信リンクの状態の指標である。コントローラ１７０は、その後、チャネル状態情報（ＣＳＩ）を与える。これは、通信リンク及び／若しくは受信されたデータストリームに関する種々のタイプの情報を具備することができる。例えば、ＣＳＩは、オペレーティングＳＮＲだけを具備することがある。ＣＳＩは、その後、ＴＸデータプロセッサ１７８によって処理され、モジュレータ１８０によって変調され、受信機１５４ａから１５４ｒによって調整され、そして、送信機システム１１０へ逆に送信される。

送信機システム１１０において、受信機システム１５０からの変調された信号は、アンテナ１２４によって受信され、受信機１２２によって調整され、デモジュレータ１４０によってデモジュレートされ、そしてＲＸデータプロセッサ１４２によって処理されて、受信機システムに報告されたＣＳＩを再生する。報告されたＣＳＩは、その後、コントローラ１３０に与えられ、そして（１）データレート及びデータストリームに対して使用されるべきコーディング及び変調スキームを決定するため、そして（２）ＴＸデータプロセッサ１１４及びＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０に対する種々の制御を生成するために使用される。

コントローラ１３０及び１７０は、それぞれ送信機及び受信機システムにおけるオペレーションを管理する。メモリ１３２及び１７２は、それぞれコントローラ１３０及び１７０により使用されたプログラムコード及びデータに対する格納を与える。

ＭＩＭＯシステムに対するモデルは、以下のように表されることができる：
ｙ＝Ｈｘ＋ｎ 式（１）
ここで、ｙは、受信されたベクトル、すなわち、ｙ＝［ｙ_１ ｙ_２．．．ｙ_ＮＲ］^Ｔ、ここで｛ｙ_ｉ｝は、ｉ番目の受信アンテナにおいて受信されたエントリーであり、そしてｉ∈｛１，．．．，Ｎ_Ｒ｝であり、
ｘは、受信されたベクトル、すなわち、ｘ＝［ｘ_１ ｘ_２．．．ｘ_ＮＴ］^Ｔ、ここで｛ｘ_ｊ｝は、ｊ番目の受信アンテナにおいて受信されたエントリーであり、ｊ∈｛１，．．．，Ｎ_Ｔ｝であり、
Ｈは、ＭＩＭＯチャネルに対するチャネル応答マトリックスであり、
ｎは、０の平均ベクトル及びΛ _ｎ＝σ^２ Ｉの共分散マトリックスを有する付加的なホワイトガウシアンノイズ（ＡＷＧＮ）である、ここで、０はゼロのベクトルであり、Ｉは対角線に沿って１でありそれ以外はゼロであるアイデンティティマトリックスであり、そしてσ^２はノイズの分散である、そして
［．］^Ｔは、［．］の転置を示す。

伝播環境においてスキャタリングに起因して、Ｎ_Ｔの送信アンテナから送信されたＮ_Ｔのシンボルストリームは、受信機において互いに干渉する。特に、１つの送信アンテナから送信された所定のシンボルストリームは、異なる振幅及び位相で全てのＮ_Ｒの受信アンテナによって受信されることができる。各受信された信号は、そのようにして、Ｎ_Ｔの送信されたシンボルストリームのそれぞれの成分を含むことができる。Ｎ_Ｒの受信された信号は、全てのＮ_Ｔの送信されたシンボルストリームを広範に含むはずである。しかしながら、これらのＮ_Ｔのシンボルストリームは、Ｎ_Ｒの受信された信号の間に分散される。

受信機において、種々のプロセシング技術が、Ｎ_Ｒの受信された信号を処理するために使用されることができ、Ｎ_Ｔの送信されたシンボルストリームを検出することができる。これらの受信機プロセシング技術は、２つの主なカテゴリーにグループ化することができる：
・ 空間的及び空間−時間受信機プロセシング技術（これは、イコライゼーション技術としても呼ばれる）、及び
・ “連続的なヌリング／イコライゼーション及び干渉削除”受信機プロセシング技術（これは、“連続的な干渉削除”若しくは“連続的な削除”受信機プロセシング技術としても呼ばれる）。

一般に、空間的及び空間−時間受信機プロセシング技術は、受信機において送信されたシンボルストリームを区別しようと試みる。各送信されたシンボルストリームは、（１）チャネル応答の推定値に基づいてＮ_Ｒの受信された信号中に含まれた送信されたシンボルストリームの種々の成分を統合すること、及び（２）他のシンボルストリームに起因する干渉を除去すること（すなわち、削除すること）によって“検出される”ことができる。これらの受信機プロセシング技術は、（１）他のシンボルストリームからの干渉を無くすために個々の送信されたシンボルストリームをデコリレートする、若しくは（２）他のシンボルストリームからのノイズ及び干渉の存在の中で各検出されたシンボルストリームのＳＮＲを最大化すること、のいずれかを試みる。各検出されたシンボルストリームは、その後、さらに処理されて（例えば、復調され、デインターリーブされ、そしてデコードされて）、シンボルストリームに対するトラフィックデータを再生する。

連続的な削除受信機プロセシング技術は、空間的若しくは空間−時間受信機プロセシングを使用して、一度に１つ、送信されたシンボルストリームを再生して、そして各“再生されたシンボルストリーム”に起因する干渉を削除することを試みる、その結果、後から再生されたシンボルストリームは、少しの干渉しか受けずに、より高いＳＮＲｓを達成できることができる。各再生されたシンボルストリームに起因する干渉が、正確に推定でき、そして削除されるのであれば、連続的な削除受信機プロセシング技術は、使用されることができる。これは、シンボルストリームのエラーが無い若しくは低エラー再生を必要とする。連続的な削除受信機プロセシング技術（これは、以下にさらに詳細に説明される）は、一般に空間的な／空間−時間受信機プロセシング技術よりも優れている。

連続的な削除受信機プロセシング技術に関して、Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームは、Ｎ_Ｔのステージによって処理されて、各ステージにおいて１つの送信されたシンボルストリームを連続的に再生する。各送信されたシンボルストリームが再生されるとともに、残っている未だ再生されていないシンボルストリームに生じる干渉は、受信されたシンボルストリームから推定され、そして削除される、そして、“変調された”シンボルストリームは、次のステージによってさらに処理されて、次の送信されたシンボルストリームを再生する。送信されたシンボルストリームがエラーなしで（若しくは最小のエラーで）再生されることができるならば、そしてチャネル応答推定値が妥当に正確であるならば、再生されたシンボルストリームに起因する干渉の削除は、効果的であり、そして各連続的に再生されたシンボルストリームのＳＮＲは、改善される。このようにして、より高い性能が、全ての送信されたシンボルストリームに対して（おそらく再生されるべき最初の送信されたシンボルストリームを除いて）達成されることができる。

以下の術語が、ここでは使用される：
・ “送信された”シンボルストリーム−送信アンテナから送信されたシンボルストリーム；
・ “受信された”シンボルストリーム−連続的な干渉削除（ＳＩＣ）受信機の第１のステージにおける空間的若しくは空間−時間プロセッサへの入力（図６参照）；
・ “変調された”シンボルストリーム−ＳＩＣ受信機の各引き続くステージにおける空間的若しくは空間−時間プロセッサへの入力；
・ “検出された”シンボルストリーム−空間的プロセッサからの出力（最大Ｎ_Ｔ−ｋ＋１シンボルストリームまでがステージｋにおいて検出されることができる）；
及び
・ “再生された”シンボルストリーム−受信機においてデコードされているシンボルストリーム（１つの検出されたシンボルストリームだけが、各ステージにおいて再生される）。

図２は、Ｎ_Ｔの送信されたシンボルストリームを再生するためにＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームを処理するための連続的な削除受信機プロセシング技術を示すフロー図である。単純にするために、図２に関する以下の説明は、（１）空間的サブチャネルの数は、送信アンテナの数に等しい（すなわち、Ｎ_Ｓ＝Ｎ_Ｔ≦Ｎ_Ｒ）、及び（２）１つの独立したデータストリームが、各送信アンテナから送信されることを仮定する。

第１のステージに対して（ｋ＝１）、受信機は、Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームに空間的若しくは空間−時間プロセシングを初めに実施して、Ｎ_Ｔの送信されたシンボルストリームを区別することを試みる（ステップ２１２）。第１のステージに対して、空間的若しくは空間−時間プロセシングは、Ｎ_Ｔの（未だ再生されていない）送信されたシンボルストリームの推定値であるＮ_Ｔの検出されたシンボルストリームを与えられる。検出されたシンボルストリームの１つは、その後、（例えば、特定の選択スキームに基づいて）選択され、そしてさらに処理される。ステージにおいて再生されるべき送信されたシンボルストリームのアイデンティティが、アプリオリ(a priori)知られるのであれば、空間的若しくは空間−時間プロセシングは、この送信されたシンボルストリームに対して１つだけの検出されたシンボルストリームを与えるために実施されることができる。いずれの場合においても、選択された検出されたシンボルストリームは、さらに処理されて（例えば、デモジュレートされ、デインターリーブされ、そしてデコードされて）、デコードされたデータストリームを得る。デコードされたデータストリームは、このステージにおいて再生されている送信されたシンボルストリームに対するデータストリームの推定値である（ステップ２１４）。

その後、全ての送信されたシンボルストリームが再生されたか否かの決定が、なされる（ステップ２１６）。答えがイエスならば、受信機プロセシングは終了する。それ以外であれば、Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームのそれぞれについてたった今−再生されたシンボルストリームに起因する干渉が、推定される（ステップ２１８）。干渉は、（このデータストリームに対して送信機ユニットにおいて使用された同一のコーディング、インターリービング、そして変調スキームを使用して）初めにデコードされたデータストリームを再エンコーディングし、再エンコードされたデータをインターリービングし、そしてインターリービングされたデータをシンボルマッピングすることによって、推定されることができ、“再変調された”シンボルストリームを得る。再変調されたシンボルストリームは、たった今再生された送信されたシンボルストリームの推定値である。再変調されたシンボルストリームは、その後、チャネル応答ベクトルｈ _ｊ中のＮ_Ｒの要素のそれぞれによってコンボルブ（convolve）されて、たった今−再生されたシンボルストリームに起因するＮ_Ｒの干渉成分を導出する。ベクトルｈ _ｊは、たった今−再生されたシンボルストリームに対して使用されたｊ番目の送信アンテナに対応する（Ｎ_Ｒ×Ｎ_Ｔ）チャネル応答マトリックス、Ｈ、の行である。ベクトルｈ _ｊは、ｊ番目の送信アンテナとＮ_Ｒの受信アンテナとの間のチャネル応答を規定するＮ_Ｒの要素を含む。

Ｎ_Ｒの干渉成分は、その後、Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームから差し引かれて、Ｎ_Ｒの変調されたシンボルストリームを導出する（ステップ２２０）。これらの変調されたシンボルストリームは、たった今−再生されたシンボルストリームが送信されていない（すなわち、干渉削除が効果的に実施されたと仮定する）のであれば、受信されたはずであるストリームを表す。

ステップ２１２及び２１４において実施されたプロセシングは、その後、（Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームの代わりに）Ｎ_Ｒの変調されたシンボルストリームに繰り返されて、他の送信されたシンボルストリームを再生する。ステップ２１２及び２１４は、再生されるべき各送信されたシンボルストリームに対してこのようにして繰り返され、そして、再生されるべき他の送信されたシンボルストリームがあれば、ステップ２１８及び２２０が実施される。

第１ステージに対して、入力シンボルストリームは、Ｎ_Ｒの受信アンテナからのＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームである。そして各引き続くステージに対して、入力シンボルストリームは、先立つステージからのＮ_Ｒの変調されたシンボルストリームである。各ステージに対するプロセシングは、同様の方法で続く。第１ステージに続く各ステージにおいて、前のステージにおいて再生されたシンボルストリームは、削除されたと仮定され、その結果チャネル応答マトリックスＨの大きさは、各後続のステージに対して１行だけ連続的に減少する。

連続的な削除受信機プロセシングは、このようにして、再生されるべき各送信されたシンボルストリームに対して１つのステージの、複数のステージを含む。各ステージは、送信されたシンボルストリームの１つを再生し、そして（最後のステージ以外は）この再生されたシンボルストリームに起因する干渉を削除して、次のステージに対する変調されたシンボルストリームを導出する。各連続的に再生されたシンボルストリームは、このようにしてより少ない干渉を受け、そして干渉削除なしよりもより高いＳＮＲを達成できる。再生されたシンボルストリームのＳＮＲｓは、そこでシンボルストリームが再生される特定の順番に依存する。

連続的な削除受信機プロセシングに対して、ｋ番目のステージに対する入力シンボルストリームは、（前のｋ−１ステージにおいて再生されたシンボルストリームからの干渉が、効果的に削除されていると仮定して）以下のように表されることができる：
ｙ _ｋ＝Ｈ _ｋ ｘ _ｋ＋ ｎ 式（２）
ここで、ｙ _ｋは、ｋ番目のステージに対するＮ_Ｒ×１の入力ベクトル、すなわち、ｙ _ｋ＝［ｙ_１ ^ｋｙ_２ ^ｋ．．．ｙ^ｋ _ＮＲ］^Ｔであり、ここで｛ｙ_ｉ ^ｋ｝は、ｋ番目のステージにおけるｉ番目の受信アンテナに対するエントリーであり；
ｘ _ｋは、ｋ番目のステージに対する（Ｎ_Ｔ−ｋ＋１）×１の送信されたベクトル、すなわち、ｘ _ｋ＝［ｘ_ｋ ｘ_ｋ＋１．．．ｘ_ＮＴ］^Ｔであり、ここでｘ_ｊは、ｊ番目の送信アンテナから送信されたエントリーであり；
Ｈ _ｋは、ＭＩＭＯチャネルに対するＮ_Ｒ×（Ｎ_Ｔ−ｋ＋１）チャネル応答マトリックスであり、以前に再生されたシンボルストリームに対するｋ−１列が削除されている、すなわち、Ｈ _ｋ＝［ｈ _ｋ ｈ _ｋ＋１．．．ｈ _ＮＴ］；及び
ｎは、付加的なホワイトガウシアンノイズである。

単純にするために、式（２）は、送信されたシンボルストリームは、送信アンテナの順番に再生される（すなわち、送信アンテナ１から送信されたシンボルストリームが、第１に再生され、そして送信アンテナ２から送信されたシンボルストリームが、２番目に再生され、等々、そして、送信アンテナＮ_Ｔから送信されたシンボルストリームが、最後に再生される）と仮定する。式（２）は、以下のように書き直されることができる：

ステージｋにおいて再生されるべき送信されたシンボルストリームは、干渉サブ−空間（若しくは平面）Ｓ ^Ｉから特定の角度で投影されるものとして見られることができる。送信されたシンボルストリームは、チャネル応答ベクトルｈ _ｋに依存する（そして規定される）。送信されたシンボルストリームの干渉のない成分は、干渉のないサブ−空間におけるチャネル応答ベクトル、ｈ _ｋ、を投影することによって得られることができる。干渉のないサブ−空間は、干渉サブ−空間に直交する。この投影は、ｈ _ｋをｗの応答を有するフィルタで掛け算することによって達成されることができる。投影の後で最大のエネルギーを達成するフィルタは、ｈ _ｋ及び干渉サブ−空間Ｓ ^Ｉによって構成されたサブ−空間中に位置するものである。ここで、ｎ＝１，２，．．．Ｎ_Ｔ−ｋに対して、Ｓ ^Ｉ＝ｓｐａｎ（ｉ _１ ｉ ₂ ．．．ｉ _NT-k），ｉ _ｍ ^Ｈ ｉ _n＝δ_ｍ，ｎ、及び｛ｉ _n｝は、干渉サブ−空間Ｓ ^Ｉに広がっている直交正規基準である。投影の後で平均エネルギーは、次式で与えられる：

ここで、ｗ ^Ｈ ｈ _ｋは、干渉のないサブ−空間上の投影ｈ _ｋ（すなわち、所望の成分）を表す、そして
Ｓ ^ＩＨ ｈ _ｋは、干渉サブ−空間上の投影ｈ _ｋ（すなわち、干渉成分）を表す。

式（４）は、等しい送信出力が送信アンテナに対して使用されると仮定する。

ｋ番目のステージにおいて再生されたシンボルストリームに関する実効ＳＮＲ、ＳＮＲ_ｅｆｆ（ｋ）、は、以下のように表されることができる：

ここで、Ｐ_ｔｏｔは、データ送信に対して利用可能な総送信出力であり、これは、Ｎ_Ｔの送信アンテナにわたって均一に配信され、その結果Ｐ_ｔｏｔ／Ｎ_Ｔが、各送信アンテナに対して使用される、そして
σ^２は、ノイズ変動である。

全てのＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームに対する受信されたＳＮＲ、ＳＮＲ_ｒｘ、は、以下のように規定されることができる：

式（５）及び（６）を統合して、ｋ番目のステージにおいて再生されたシンボルストリームに関する実効ＳＮＲは、以下のように表されることができる：

式（７）に示された実効ＳＮＲの式は、複数の仮定に基づく。第１に、各再生されたデータストリームに起因する干渉が、効果的に削除され、後続の再生されたシンボルストームにより観測されたノイズ及び干渉に寄与しないと仮定する。第２に、エラーが１つのステージから他へ伝播しない（若しくは、少ししか伝播しない）と仮定する。第３に、ＳＮＲを最大にする最適なフィルタが、各検出されたシンボルストリームを得るために使用される。式（７）は、線形の単位で（すなわち、ｌｏｇ若しくはｄＢ単位でなく）実効ＳＮＲも与える。

上記されたように、送信されたシンボルストリームは、異なったチャネル状態を経験する可能性があり、そして送信出力の所定の量に対して異なったＳＮＲｓを達成することができる。各シンボルストリームの達成されたＳＮＲが送信機において知られるのであれば、データレート及び対応するデータストリームに関するコーディング及び変調スキームは、目的のパケットエラーレート（ＰＥＲ）を達成しながら、スペクトル効率を最大にするために選択される。しかしながら、いくつかのＭＩＭＯシステムに対して、現在のチャネル状態を示すチャネル状態情報が、送信機において利用できない。この場合には、データストリームに対して順応性のあるレート制御を実施することが不可能である。

従来は、いくつかのＭＩＭＯシステムでは、チャネル状態情報が送信機において利用できない場合に、データは、同一のデータレート（すなわち、データレートの一様な配信）でＮ_Ｔの送信アンテナを経由して送信される。受信機において、Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームは、連続的な削除受信機プロセシング技術を使用して処理されることができる。ある従来のスキームでは、各ステージｋにおける（Ｎ_Ｔ−ｋ＋１）の検出されたシンボルストリームのＳＮＲｓが決定され、そして最大のＳＮＲを有する検出されたシンボルストリームは、そのステージにおいて再生される。データレートの一様な配信を有するこの送信スキームは、最適に準じた性能を与える。

技術は、現在のチャネル状態の指標であるチャネル状態情報が送信機において利用できない場合に、ＭＩＭＯシステムに対して改善された性能を与えるためにここに与えられる。１態様では、データレートの不均一な配信が、送信されたデータストリームに対して使用される。データレートは、（１）より低い最小の受信されたＳＮＲを有する所定の若しくは指定された全スペクトル効率、若しくは（２）所定の若しくは指定された受信されたＳＮＲに対するより高い全スペクトル効率、を達成するために選択されることができる。上記の目的のそれぞれを達成するための具体的なスキームが、以下に与えられる。データレートの不均一な配信が、一般に多くの場合において従来のデータレートの一様な配信より優れていることが示される。

式（７）に示されたように、各再生されたシンボルストリームの実効ＳＮＲは、式（７）の分子中の因子“ｋ”によって示されたように、それが再生された特定のステージに依存する。最も低い実効ＳＮＲは、最初に再生されたシンボルストリームに対して達成され、そして最も大きい実効ＳＮＲは、最後に再生されたシンボルストリームに対して達成される。

改善された性能を達成するために、データレートの不均一な配信は、それらの実効ＳＮＲｓに依存して、異なるアンテナにおいて送信されたデータストリームに対して使用されることができる（すなわち、異なるスペクトル効率が、異なる送信アンテナに割り当てられることができる）。受信機において、送信されたデータストリームは、データレートの昇り順に再生されることができる。すなわち、最も低いデータレートを有するデータストリームが、最初に再生され、次に大きなデータレートを有するデータストリームは、２番目に再生され、そして等々、そして最も大きいデータレートを有するデータストリームが、最後に再生される。

データストリームに対して使用されるべきデータレートは、種々の考えを考慮にいれて決定することができる。最初に、式（７）に示されたように、早期に再生されたシンボルストリームは、より低い実効ＳＮＲｓを達成し、そしてより低いダイバーシティ順をさらに受ける。事実、ステージｋにおけるダイバーシティ順は、（Ｎ_Ｒ−Ｎ_Ｔ＋ｋ）として与えられることができる。さらに、早期に再生されたシンボルストリームからのデコーディングエラーは、後で再生されたシンボルストリームに伝播し、そしてこれらの後続の再生されたシンボルストリームの実効ＳＮＲｓに影響を与えることが可能である。早期に再生されたシンボルストリームに対するデータレートは、このようにしてこれらのシンボルストリームの再生に高い確信を達成するために、そして後で再生されたシンボルストリームにおけるエラー伝播（ＥＰ）効果を削減する若しくは制限するために選択されることができる。第２に、後で再生されたシンボルストリームが、より高い実効ＳＮＲｓを達成できる可能性があっても、より大きなスペクトル効率をサポートするために指定されるのであれば、後で再生されたシンボルストリームは、エラーに対してより無防備になることがある。

種々のスキームは、（１）所定のデータレートの配信（若しくはスペクトル効率）をサポートするために所要の最小の受信されたＳＮＲを決定するため、若しくは（２）所定の受信されたＳＮＲに対するベスト性能を達成するスペクトル効率の配信を決定するために実行されることができる。これらの目的のそれぞれに対する１つの具体的なスキームが、以下に説明される。

図３は、所定のデータレートのセットをサポートするために所要の最小の受信されたＳＮＲを決定するためのプロセス３００の実施形態のフロー図である。このデータレートのセットは、ｋ＝１，２，．．．Ｎ_Ｔに対して、｛ｒ_ｋ｝として表され、そしてｒ_１≦ｒ_２．．．≦ｒ_ＮＴになるように順番に並べらる。セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートは、Ｎ_Ｔの送信アンテナから送信されるべきＮ_Ｔのデータストリームに対して使用されるべきである。

はじめに、セット｛ｒ_ｋ｝中の各データレート（若しくはスペクトル効率）をサポートする受信機において所要ＳＮＲが、決定される（ステップ３１２）。これは、所要ＳＮＲ対スペクトル効率のルックアップテーブルを使用することによって達成されることができる。所定のスペクトル効率に対して所要ＳＮＲは、以下の仮定に基づいて（例えば、コンピュータシミュレーションを使用して）決定されることができる。仮定は、単一のデータストリームが、｛１，Ｎ_Ｒ｝単一入力多元出力（ＳＩＭＯ）チャネルを経由して送信され、そして特定の目的のＰＥＲ（例えば、１％ＰＥＲ）に対してさらに決定される。データレートｒ_ｋを有するデータストリームに対して所要ＳＮＲは、ＳＮＲ_ｒｅｑ（ｒ_ｋ）として表される。Ｎ_Ｔの所要ＳＮＲｓのセットは、Ｎ_Ｔのデータストリームに対してステップ３１２において得られる。

セット｛ｒ_ｋ｝中のＮ_Ｔのデータレートは、目的のＰＥＲを達成するために（例えば、ルックアップテーブルから決められるように）受信機において要求されたＮ_ＴのＳＮＲｓと関連付けられる。これらのＮ_Ｔのデータレートは、式（７）に示されたように、受信機において連続的な干渉削除プロセシングを使用して特定の受信されたＳＮＲに基づいて受信機において達成されることができるＮ_Ｔの実効ＳＮＲｓにも関連付けられる。Ｎ_Ｔの所要ＳＮＲｓが対応する実効ＳＮＲにある若しくは以下であるのであれば、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートは、サポートされると判断される。視覚的に、Ｎ_Ｔの所要ＳＮＲｓは、データレートに対してプロットされることができ、第１の線によって一緒に結ばれる。そして、Ｎ_Ｔの実効ＳＮＲｓも、データレートに対してプロットされることができ、そして第２の線によって一緒に結ばれる。第１の線のどの部分も第２の線の上方にないのであれば、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートは、その後、サポートされると判断される。

所定のデータレートに対するマージンは、データレートに関する実効ＳＮＲと所要ＳＮＲとの間の差として規定されることができる、すなわち、ｍａｒｇｉｎ（ｋ）＝ＳＮＲ_ｅｆｆ（ｒ_ｋ）−ＳＮＲ_ｒｅｑ（ｒ_ｋ）である。各データレートに対するマージンがゼロ以上であれば、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートも、サポートされると判断される。

データストリームに関する実効ＳＮＲは、受信されたＳＮＲに依存し、そして式（７）に示されたように、受信されたＳＮＲから導出されることができる。セット｛ｒ_ｋ｝中のＮ_Ｔのデータレートをサポートするために所要の最小の受信されたＳＮＲは、少なくとも１のデータレートが所要ＳＮＲに等しくなる（すなわち、ゼロマージンである）実効ＳＮＲに結果としてなる受信されたＳＮＲである。セット｛ｒ_ｋ｝中に含まれた具体的なデータレートに依存して、（ゼロの）最小のマージンは、セット中の任意のＮ_Ｔのデータレートに対して達成されることができる。

第１の繰り返しに対して、最小のマージンは、最後に再生されたデータストリームによって達成されると仮定する。そして、インデックス変数λは、Ｎ_Ｔに設定される（すなわち、λ＝Ｎ_Ｔ）（ステップ３１４）。λ番目の再生されたデータストリームに関する実効ＳＮＲは、その後、その所要ＳＮＲに等しく設定される（すなわち、ＳＮＲ_ｅｆｆ（λ）＝ＳＮＲ_ｒｅｑ（λ））（ステップ３１６）。受信されたＳＮＲは、次に、式（７）を使用して、λ番目の再生されたデータストリームに対するＳＮＲ_ｅｆｆ（λ）の実効ＳＮＲに基づいて決定される（ステップ３１８）。λ＝Ｎ_Ｔの場合に第１の繰り返しに対して、受信されたＳＮＲは、ｋ＝Ｎ_Ｔとして式（７）を使用して決定されることができる。これは、そして以下のように表されることができる：
ＳＮＲ_ｒｘ＝Ｎ_Ｔ・ＳＮＲ_ｅｆｆ（Ｎ_Ｔ） 式（８）
各残りのデータストリームの実効ＳＮＲは、その後、ステップ３１８において計算された受信されたＳＮＲ及びｋ＝１，２，．．．Ｎ_Ｔ−１に対して、式（７）を使用することに基づいて決定される（ステップ３２０）。Ｎ_Ｔの実効ＳＮＲのセットは、Ｎ_Ｔのデータストリームに対してステップ３２０によって得られる。

セット｛ｒ_ｋ｝中の各データレートに対して所要ＳＮＲは、その後、データレートに関する実効ＳＮＲに対して比較される（ステップ３２２）。セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートが、ステップ３１８において決定された受信されたＳＮＲによってサポートされるか否かの決定が、次になされる（ステップ３２４）。特に、Ｎ_Ｔのデータレートのそれぞれに対して所要ＳＮＲが、そのデータレートに関する実効ＳＮＲより小さい若しくは等しいのであれば、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートは、受信されたＳＮＲによってサポートされると判断され、そして結果が表示される（ステップ３２６）。それ以外は、Ｎ_Ｔのデータレートのいずれか１つでも、データレートに関する実効ＳＮＲを超えるのであれば、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートは、受信されたＳＮＲによってサポートされないと判断される。この場合には、変数λは、減少する（すなわち、λ＝λ−１、その結果、第２の繰り返しに対してλ＝Ｎ_Ｔ−１）（ステップ３２８）。プロセスは、その後ステップ３１６に戻って、最小のマージンが２番目から最後に再生されたデータストリームに対して達成されたとする仮定の下で、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートに関する実効ＳＮＲｓのセットを決定する。必要に応じてできるだけ多くの繰り返しが、ステップ３２６において成功が表示されるまで実施されることができる。成功の表示に結果としてなる反復に対してステップ３１８において決定された受信されたＳＮＲは、その後、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートをサポートするために所要の最小の受信されたＳＮＲである。

図３に示されたプロセスは、所定のデータレートのセットが所定の受信されたＳＮＲによってサポートされるか否かを決定するためにも使用されることができる。この受信されたＳＮＲは、オペレーティングＳＮＲ、ＳＮＲ_ｏｐ、に対応することがある。ＳＮＲ_ｏｐは、受信機における平均若しくは予期された（しかし瞬間的である必要はない）受信されたＳＮＲであり得る。オペレーティングＳＮＲは、受信機における観測に基づいて決定されることができ、送信機に周期的に与えられることができる。あるいは、オペレーティングＳＮＲは、送信機が運営すると予定されるＭＩＭＯチャネルの推定値であり得る。いずれの場合でも、受信されたＳＮＲは、ＭＩＭＯシステムに対して与えられる若しくは指定される。

図３を参照して、所定のデータレートのセットが所定の受信されたＳＮＲによってサポートされるか否かを決定するために、各データレートに対して所要ＳＮＲが、初めに決定されることができる（ステップ３１２）。Ｎ_Ｔの所要ＳＮＲのセットは、Ｎ_Ｔのデータストリームに対してステップ３１２において得られる。受信されたＳＮＲがすでに与えられているので、ステップ３１４，３１６，及び３１８は、スキップされることがある。各データストリームの実効ＳＮＲは、所定の受信されたＳＮＲに基づいて及びｋ＝１，２，．．．Ｎ_Ｔに対して式（７）を使用して決定される（ステップ３２０）。Ｎ_Ｔの実効ＳＮＲのセットは、Ｎ_Ｔのデータストリームに対してステップ３２０において得られる。

セット｛ｒ_ｋ｝中の各データレートに対して所要ＳＮＲは、その後、そのデータレートに関する実効ＳＮＲに対して比較される（ステップ３２２）。セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートが受信されたＳＮＲによってサポートされるか否かの決定が、次になされる。Ｎ_Ｔのデータレートのそれぞれに対して所要ＳＮＲが、そのデータレートに関する実効ＳＮＲより小さい若しくは等しいのであれば、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートは、受信されたＳＮＲによってサポートされると判断され、そして成功が表示される（ステップ３２６）。それ以外は、Ｎ_Ｔのデータレートのいずれか１つに対して所要ＳＮＲが、データレートに関する実効ＳＮＲを超えるのであれば、セット｛ｒ_ｋ｝中のデータレートは、受信されたＳＮＲによってサポートされないと判断され、失敗が表示される。

明確にするために、２つの送信アンテナ（すなわち、Ｎ_Ｔ＝２）及び４つの受信アンテナ（すなわち、Ｎ_Ｒ＝４）を有する｛２，４｝ＭＩＭＯシステムに対する一例が、以下に説明され、１ヘルツ当り毎秒３ビット（ｂｐｓ／Ｈｚ）の全体スペクトル効率をサポートするために明示される。この例に対して、データレートの２セットが、評価される。第１のセットは、１ｂｓｐ／Ｈｚ及び２ｂｐｓ／Ｈｚに対応するデータレートを含み、そして第２のセットは、４／３ｂｐｓ／Ｈｚ及び５／３ｂｐｓ／Ｈｚに対応するデータレートを含む。各レートセットの性能は、（例えば、図３に示されたプロセスに基づいて）決定され、そして互いに比較される。

図４は、１ｂｐｓ／Ｈｚ，４／３ｂｐｓ／Ｈｚ，５／３ｂｐｓ／Ｈｚ，及び２ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率に対する｛１，４｝ＭＩＭＯシステムに関するＰＥＲ対ＳＮＲのプロットを示す。これらのプロットは、この分野で知られているように、コンピュータシミュレーション若しくはある種の他の手段によって生成されることができる。ＭＩＭＯシステムは、一般に特定の目的のＰＥＲにおいて動作するように示される。この場合に、各スペクトル効率に対して目的のＰＥＲを達成するために所要ＳＮＲが決定され、そしてルックアップテーブルに記憶されることができる。例えば、目的のＰＥＲが１％であるならば、−２．０ｄＢ，０．４ｄＢ，３．１ｄＢ，及び３．２ｄＢの値が、それぞれ１，４／３，５／３，及び２ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率に対してルックアップテーブルに記憶されることができる。

第１のレートセットに対して、それぞれ、１および２ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率を有するデータストリーム１及び２に対して所要ＳＮＲｓは、図４のプロット４１２及び４１８を使用して決定されることができ（図３のステップ３１２）、以下の通りである：
ＳＮＲ_ｒｅｑ（１）＝−２．０ｄＢ、 １ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率を有するデータストリーム１に対して、及び
ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）＝３．２ｄＢ、 ２ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率を有するデータストリーム２に対して。

データストリーム２の実効ＳＮＲ（これは最後に、そしてデータストリーム１からの干渉が効果的に削除されたという仮定の下で再生される）は、その後、その所要ＳＮＲに設定され（ステップ３１６）、以下の通りである：
ＳＮＲ_ｅｆｆ（２）＝ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）＝３．２ｄＢ。

受信されたＳＮＲは、その後、式（８）に基づいて決定され、以下の通りである：
ＳＮＲ_ｒｘ＝２・ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）、 直線単位に対して、若しくは
ＳＮＲ_ｒｘ＝ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）＋３．０ｄＢ＝６．２ｄＢ，
ログ単位に対して。

各残りのデータストリーム（すなわち、データストリーム１）の実効ＳＮＲは、式（７）に基づいて次に決定され（ステップ３２０）、以下の通りである：
ＳＮＲ_ｅｆｆ（１）＝３／８・ＳＮＲ_ｒｘ、直線単位に対して、若しくは
ＳＮＲ_ｅｆｆ（１）＝ＳＮＲ_ｒｘ−４．３ｄＢ＝１．９ｄＢ，
ログ単位に対して。

第１のレートセット中の各データレートに関する実効ＳＮＲ及び所要ＳＮＲは、表１の列２及び３に与えられる。各データレートに対するマージンも、決定され、表１の最後の行に与えられる。

データストリーム１及び２に対して所要ＳＮＲは、その後、これらのデータストリームに関する実効ＳＮＲｓに対して比較される（ステップ３２２）。ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）＝ＳＮＲ_ｅｆｆ（２）及びＳＮＲ_ｒｅｑ＜ＳＮＲ_ｅｆｆ（１）であるので、データレートのこのセットは、６．２ｄＢの最小の受信されたＳＮＲによってサポートされる。

第１のレートセットが、図３に示されたプロセスを通して最初の反復によってサポートされると判断されるので、追加の反復は実施される必要がない。しかしながら、この第１のレートセットが６．２ｄＢの受信されたＳＮＲによってサポートされていないのであれば（例えば、データストリーム１に対して所要ＳＮＲが、１．９ｄＢより大きくなるように変化するのであれば）、もう１つの反復が実施されるはずであり、それによって受信されたＳＮＲは、ＳＮＲ_ｒｅｑ（１）に基づいて決定され、そして６．２ｄＢより大きくなるはずである。

第２のレートセットに対して、それぞれ、４／３及び５／３ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率を有するデータストリーム１及び２に対して所要ＳＮＲは、図４のプロット４１４及び４１６を使用して決定されることができ、以下の通りである：
ＳＮＲ_ｒｅｑ（１）＝０．４ｄＢ、 ４／３ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率を有するデータストリーム１に対して、及び
ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）＝３．１ｄＢ、 ５／３ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率を有するデータストリーム２に対して。

データストリーム２の実効ＳＮＲは、その後、その所要ＳＮＲに設定される。受信されたＳＮＲは、その後、式（８）に基づいて決定され、以下の通りである：
ＳＮＲ_ｒｘ＝ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）＋３．０ｄＢ＝６．１ｄＢ、ログ単位に対して。

各残りのデータレート（すなわち、データレート１）の実効ＳＮＲは、式（７）に基づいて次に決定され、以下の通りである：
ＳＮＲ_ｅｆｆ（１）＝ＳＮＲ_ｒｘ−４．３ｄＢ＝１．８ｄＢ、ログ単位に対して。

第２のレートセット中の各データレートに関する実効ＳＮＲ及び所要ＳＮＲｓは、表１の列４及び５に与えられる。

データストリーム１及び２の実効ＳＮＲｓは、その後、それらの所要ＳＮＲｓに対して比較される。再び、ＳＮＲ_ｒｅｑ（２）＝ＳＮＲ_ｅｆｆ（２）及びＳＮＲ_ｒｅｑ（１）＜ＳＮＲ_ｅｆｆ（１）であるので、このデータレートのセットは、６．１ｄＢの最小の受信されたＳＮＲによってサポートされる。

上記の説明は、“縦の”連続的な干渉削除スキームに対してであり、これによって１つのデータストリームが、各送信アンテナから送信され、そして、受信機において、１つのデータストリームが、１つの送信アンテナからのストリームをプロセシングすることによって、連続的な干渉削除受信機の各ステージにおいて再生される。図４のプロット及びルックアップテーブルは、この垂直スキームに対して導出される。

ここに説明された技術は、“対角線の”連続的な干渉削除スキームに対しても使用されることができ、これによって各データストリームは、複数の（例えば、全てのＮ_Ｔの）送信アンテナ（及びおそらく、複数の周波数ビンにわたって）から送信される。受信機において、１つの送信アンテナからのシンボルは、連続的な干渉削除受信機の各ステージにおいて検出されることができ、そして各データストリームは、複数のステージから検出されたシンボルから再生されることができる。対角線スキームに対して、他の１つのプロットのセット及び他の１つのルックアップテーブルが導出されそして使用されることができる。ここに説明した技術は、他の順番をつけるスキームに対しても使用されることができ、そしてこれは、本発明の範囲内である。

上記の例に関して、次のことが示される。対角線の連続的な干渉削除スキームに対して、データレートの一様な配信をサポートするために所要の最小の受信されたＳＮＲ（すなわち、２つのデータストリームのそれぞれについて１．５ｂｐｓ／Ｈｚのスペクトル効率）は、第２のレートセットに対して所要のもの（すなわち、４／３及び５／３のスペクトル効率）より約０．６ｄＢ高い。この利得は、システム設計をひどく複雑にすることなく達成される。

所定の全体のスペクトル効率に対する目的のＰＥＲを達成するために所要の最小の受信されたＳＮＲを削減するために、最後に再生されたデータストリームは、以前に再生されたデータストリームのいずれに対してもエラーが伝播しない条件に違反しない、最も小さい可能性のあるスペクトル効率で割り当てられることができる。最後に再生されたデータストリームのスペクトル効率が減少するのであれば、1若しくはそれ以上の以前に再生されたデータストリームのスペクトル効率は、所定の全体のスペクトル効率を達成するためにそれに応じて増加させる必要がある。早期に再生されたデータストリームに対する増加したスペクトル効率は、より高い所要ＳＮＲｓに結果としてなるはずである。早期に再生されたデータストリームのいずれか１のスペクトル効率が高くなりすぎるのであれば、最小の受信されたＳＮＲは、このデータストリームに対して所要ＳＮＲによって決定され、そして最後に再生されたデータストリームによってではない（これは、データレートの一様な配信に対する場合である）。

上記の例では、第２のレートセットは、より小さな受信されたＳＮＲを必要とする。その理由は、後で再生されたデータストリーム２が、最初に再生されたデータストリーム１に対するエラーが伝播しない条件に違反しない、より小さなスペクトル効率を割り当てられるからである。第１のレートセットに対して、データストリーム１に割り当てられたスペクトル効率は、余りに控え目であり、その結果、エラーが伝播しないと仮定する一方で、データストリーム２に割り当てられるべき、より高いスペクトル効率を強制することによって全体の性能を害する。比較として、第２のレートセットは、（第１のレートセッ
トに比較して信頼性が低いが）エラーが伝播しないことをまだ保障するデータストリーム１へより現実的なスペクトル効率を割り当てる。表１に示されたように、第１のレートセットに対するデータストリーム１のマージンは、３．９ｄＢであり、一方、第２のレートセットに対するデータストリーム１のマージンは、１．４ｄＢである。

ここに説明された技術は、所定の受信されたＳＮＲ（これはＭＩＭＯシステムに対するオペレーティングＳＮＲであり得る）に対する全体のスペクトル効率を最大にするデータレートのセットを決定するためにも使用されることができる。この場合には、実効ＳＮＲｓのセットは、所定の受信されたＳＮＲに基づいてそして式（７）を使用してＮ_Ｔのデータストリームに対して始めに決定されることができる。セット中の各実効ＳＮＲに対して、目的のＰＥＲに対するこの実効ＳＮＲによってサポートされることができる最も高いスペクトル効率は、その後、決定される。これは、スペクトル効率に関する実効ＳＮＲの値を記憶する他の１つのルックアップテーブルを使用することによって達成されることができる。Ｎ_Ｔのスペクトル効率のセットは、Ｎ_Ｔの実効ＳＮＲｓのセットに対して得られる。Ｎ_Ｔのスペクトル効率のこのセットに対応するデータレートのセットは、その後決定され、そしてＮ_Ｔのデータストリームに対して使用されることができる。このレートセットは、所定の受信されたＳＮＲに対する全体のスペクトル効率を最大にする。

上記の説明では、データストリームの実効ＳＮＲｓは、受信されたＳＮＲに基づいてそして式（７）を使用して決定される。この式は、典型的なＭＩＭＯシステムに対して一般的に（大部分は）真実である、上記したような、種々の仮定を含む。さらに、式（７）も、受信機において連続的な干渉削除プロセシングの使用に基づいて導出される。異なった式若しくはルックアップテーブルは、異なったオペレーティング条件及び／若しくは異なった受信機プロセシング技術に対するデータストリームの実効ＳＮＲｓを決定するためにも使用されることができる。これは、本発明の範囲内である。

単純にするために、データレートの決定は、ＭＩＭＯシステムに対して具体的に説明される。これらの技術は、他の多元チャネル通信システムに対しても使用されることができる。

ワイドバンドＭＩＭＯシステムは、周波数選択的フェーディングを経験することがある。これは、システムバンド幅にわたり異なる量の減衰によって特徴付けられる。周波数選択的フェーディングは、インターシンボル干渉（ＩＳＩ）を引き起こす。これは、それによって受信された信号中の各シンボルが、受信された信号中の後続のシンボルへの歪として作用する現象である。この歪は、受信されたシンボルを正しく検出する能力に影響を与えることによって性能を劣化させる。

ＯＦＤＭは、ＩＳＩを克服するために及び／若しくは他の理由のために使用されることができる。あるＯＦＤＭシステムは、全体のシステムバンド幅を複数（Ｎ_Ｆ）の周波数サブチャネルに効率的に区分する。周波数サブチャネルは、サブバンド若しくは周波数ビンとしても呼ばれることがある。各周波数サブチャネルは、そこでデータが変調されることができるそれぞれのサブキャリアに関連付けられる。ＯＦＤＭシステムの周波数サブチャネルは、送信及び受信アンテナの間の伝播経路の特性（例えば、マルチパスプロファイル）に依存して、周波数選択的フェーディングも経験することがある。ＯＦＤＭを使用して、周波数選択的フェーディングに起因するＩＳＩは、この分野で知られるように、各ＯＦＤＭシンボルの部分を繰り返すこと（すなわち、各ＯＦＤＭシンボルに周期的なプリフィックスを付けること）によって、克服することができる。

ＯＦＤＭを利用するＭＩＭＯシステム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）に対して、Ｎ_Ｆの周波数サブチャネルは、データ送信に対するＮ_Ｓの空間的サブチャネルのそれぞれにおいて利用可能である。各空間的サブチャネルの各周波数サブチャネルは、送信チャネルとしてみなされることができ、そしてＮ_Ｆ・Ｎ_Ｓの送信チャネルは、Ｎ_Ｔの送信アンテナとＮ_Ｒの受信アンテナとの間のデータ送信に対して利用可能である。上述されたデータレート決定は、ＭＩＭＯシステムに対して上述したものと同様に、Ｎ_Ｔの送信アンテナのセットに対して実施されることができる。あるいは、データレートの決定は、Ｎ_Ｆの周波数サブチャネルのそれぞれに対するＮ_Ｔの送信アンテナのセットに対して独立して実施されることができる。

送信機システム
図５は、送信機ユニット５００のブロック図である。これは、図１の送信機システム１１０の送信機部分の実施形態である。この実施形態では、別々のデータレート及びコーディング及び変調スキームが、Ｎ_Ｔの送信アンテナにおいて送信されるべきＮ_Ｔのデータストリームのそれぞれに対して使用されることができる（すなわち、アンテナ当りの基準で別々のコーディング及び変調）。具体的なデータレート及び各送信アンテナに対して使用されるべきコーディング及び変調スキームは、コントローラ１３０によって与えられた制御に基づいて決定されることができ、そしてデータレートは、上述したように決定されることができる。

送信機ユニット５００は、（１）変調シンボルを供給するために別々のコーディング及び変調スキームにしたがって各データストリームを受信し、コード化し、そして変調するＴＸデータプロセッサ１１４ａ、及び（２）ＯＦＤＭが採用されるのであれば、送信シンボルを供給するために変調シンボルをさらに処理することができるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０ａを含む。ＴＸデータプロセッサ１１４ａ及びＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０ａは、図１のそれぞれのＴＸデータプロセッサ１１４及びＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０の１実施形態である。

図５に示された具体的な実施形態では、ＴＸデータプロセッサ１１４ａは、デマルチプレクサ５１０、Ｎ_Ｔのエンコーダ５１２ａから５１２ｔ、Ｎ_Ｔのチャネルインターリーバ５１４ａから５１４ｔ、及びＮ_Ｔのシンボルマッピングエレメント５１６ａから５１６ｔ（すなわち、各送信アンテナに対して、エンコーダ、チャネルインターリーバ、及びシンボルマッピングエレメントの１セット）を含む。デマルチプレクサ５１０は、データ送信に対して使用されるべきＮ_Ｔの送信アンテナに対するＮ_Ｔのデータストリームにトラフィックデータ（すなわち、情報ビット）をデマルチプレックスする。Ｎ_Ｔのデータストリームは、レート制御によって決定されたように、異なるデータレートで関連付けられることができる。各データストリームは、それぞれのエンコーダ５１２に与えられる。

各エンコーダ５１２は、そのデータストリームに対して選択された具体的なコーディングスキームに基づいてそれぞれのデータストリームを受信し、そしてコード化して、コード化されたビットを供給する。コーディングは、データ送信の信頼性を増加する。コーディングスキームは、周期的な冗長性チェック（ＣＲＣ）コーディング、コンボルーショナルコーディング、ターボコーディング、ブロックコーディング、及びその他の任意の組み合わせを含むことができる。各エンコーダ５１２からのコード化されたビットは、その後、それぞれのチャネルインターリーバ５１４に供給される。チャネルインターリーバ５１４は、固有のインターリービングスキームに基づいてコード化されたビットをインターリーブする。インターリービングは、コード化されたビットに対して時間ダイバーシティを与え、データストリームに対して使用された送信チャネルに対する平均ＳＮＲに基づいて送信されるべきデータを認め、フェーディングを克服し、そして各変調シンボルを形成するために使用されたコード化されたビット間の相関をさらに削除する。

各チャネルインターリーバ５１４からのコード化されたそしてインターリーブされたビットは、それぞれのシンボルマッピングエレメント５１６に与えられる。シンボルマッピングエレメント５１６は、変調シンボルを形成するためにこれらのビットをマップする。各シンボルマッピングエレメント５１６によって実行されるべき固有の変調スキームは、コントローラ１３０によって与えられた変調制御により決定される。各シンボルマッピングエレメント５１６は、ノン−バイナリシンボルを形成するためにｑ_ｊのコード化され、そしてインターリーブされたビットのセットをグループ化し、そして選択された変調スキーム（例えば、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ、若しくはある他の変調スキーム）に対応する信号配列中の特定の点に各ノン−バイナリシンボルをさらにマップする。各マップされた信号の点は、Ｍ_ｊ−アレイの変調シンボルに対応する。ここで、Ｍ_ｊはｊ番目の送信アンテナに対する選択された固有の変調スキームに対応し、Ｍ_ｊ＝２^ｑｊである。Ｎ_Ｔのシンボルマッピングエレメント５１６ａから５１６ｔは、その後、変調シンボルのＮ_Ｔのストリームを与える。

図５に示された具体的な実施形態では、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１２０ａは、Ｎ_ＴのＯＦＤＭモジュレータを含む。各モジュレータは、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット５２２及び周期的なプリフィックス生成器５２４を含む。各ＩＦＦＴ５２２は、対応するシンボルマッピングエレメント５１６からそれぞれの変調シンボルストリームを受信する。各ＩＦＦＴ５２２は、Ｎ_Ｆの変調シンボルをグループ化して、対応する変調シンボルベクトルを形成し、そして逆高速フーリエ変換を使用して各変調シンボルベクトルを時間−ドメイン表記（これは、ＯＦＤＭシンボルとして呼ばれる）に変換する。ＩＦＦＴ５２２は、任意の数の周波数サブチャネル（例えば、８，１６，３２，．．．，Ｎ_Ｆ，．．．）について逆変換を実施するために設計されることができる。各ＯＦＤＭシンボルに対して、周期的なプリフィックス生成器５２４は、ＯＦＤＭシンボルの部分を繰り返して、対応する送信シンボルを形成する。周期的なプリフィックスは、送信シンボルがマルチパス遅延拡散の存在においてもその直交特性を維持し、それによって、周波数選択的フェーディングによって生じたチャネル分散のような有害な経路効果に対して性能を改善することを確かにする。周期的なプリフィックス生成器５２４は、その後、関連する送信機１２２へ送信シンボルのストリームを与える。ＯＦＤＭが採用されなければ、ＴＸ ＭＩＭＯプロ
セッサ１２０ａは、各シンボルマッピングエレメント５１６から関連した送信機１２２へ変調シンボルストリームを単に与える。

各送信機１２２は、（ＯＦＤＭを使用しないＭＩＭＯに対して）それぞれの変調シンボルストリームを若しくは（ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯに対して）送信シンボルストリームを受信して処理して、変調された信号を生成する。これは、その後、関連したアンテナ１２４から送信される。

送信機ユニットに関する他の設計も、実行される可能性があり、本発明の範囲内である。

ＯＦＤＭを使用した及び使用しないＭＩＭＯシステムに対するコーディング及び変調は、以下の米国特許出願にさらに詳細に説明される。

・ 米国特許出願番号第０９／９９３，０８７号、名称“多元アクセス多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）通信システム”、２００１年１１月６日提出；
・ 米国特許出願番号第０９／８５４，２３５号、名称“チャネル状態情報を利用する多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータを処理するための方法及び装置”、２００１年５月１１日提出；
・ 米国特許出願番号第０９／８２６，４８１号及び第０９／９５６，４４９号、両者ともに名称“ワイアレス通信システムにおいてチャネル状態情報を利用するための方法及び装置”、それぞれ２００１年３月２３日、及び２００１年９月１８日に提出；
・ 米国特許出願番号第０９／７７６，０７５号、名称“ワイアレス通信システムのためのコーディングスキーム”、２００１年２月１日提出；及び
・ 米国特許番号第０９／５３２，４９２号、名称“マルチ−キャリア変調を採用する高効率高性能通信システム”、２０００年３月３０日提出。

これらの出願は、全て本発明の譲受人に譲渡されており、引用文献としてここに組み込まれている。出願番号第０９／７７６，０７５号は、コーディングスキームを説明しており、それによって異なるレートが、同一のベースコード（例えば、コンボルーショナル若しくはターボコード）を使用してデータをコーディングすることによって、そして所望のレートを達成するためにパンクチャリングを調整することによって達成されることができる。他のコーディング及び変調スキームも、使用されることができ、これは、本発明の範囲内である。

受信機システム
図６は、連続的な削除受信機プロセシング技術を実行する能力があるＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａのブロック図である。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａは、図１のＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０の１実施形態である。Ｎ_Ｔの送信アンテナから送信された信号は、Ｎ_Ｒのアンテナ１５２ａから１５２ｒのそれぞれによって受信され、そしてそれぞれの受信機１５４に転送される。各受信機１５４は、それぞれの受信された信号を調整し（例えば、フィルタし、増幅し、そしてダウンコンバートし）、そして調整された信号をディジタル化して、対応するデータサンプルのストリームを与える。

ＯＦＤＭを使用しないＭＩＭＯに関して、データサンプルは、受信されたシンボルの代表値である。各受信機１５４は、それぞれの受信されたシンボルストリーム、これは、各シンボル期間に対する受信されたシンボルを含む、をＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａに与えるはずである。

ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯに関して、各受信機１５４は、周期的なプリフィックス削除エレメント及びＦＦＴプロセッサをさらに含む（両者とも、単純化のために図６には示されていない）。周期的なプリフィックス削除エレメントは、周期的なプリフィックスを削除する。周期的なプリフィックスは、各送信シンボルに対して送信機システムにおいて挿入され、対応する受信されたＯＦＤＭシンボルを与える。ＦＦＴプロセッサは、その後、各受信されたＯＦＤＭシンボルを変換して、そのシンボル期間の間、Ｎ_Ｆの周波数サブチャネルに対するＮ_Ｆの受信されたシンボルのベクトルを与える。Ｎ_Ｒの受信されたシンボルベクトルストリームは、その後、ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａへＮ_Ｒの受信機１５４によって与えられる。

ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯに関して、ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａは、Ｎ_Ｒの受信されたシンボルベクトルストリームをＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームのＮ_Ｆのグループにデマルチプレックスすることができる。Ｎ_Ｆのグループは、各周波数サブチャネルに対して１グループであり、各グループは、１つの周波数サブチャネルに対して受信されたシンボルのＮ_Ｒのストリームを含んでいる。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａは、その後、ＯＦＤＭを使用しないＭＩＭＯに関するＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームに対してのような、同様の方法でＮ_Ｒの受信されたシンボルストリームの各グループを処理することができる。ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａは、
この分野で知られたように、いくつかの他のオーダリングスキームに基づいてＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯに対して受信されたシンボルも処理することができる。いずれの場合でも、ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａは、（ＯＦＤＭを使用しないＭＩＭＯに対して）Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームを若しくは（ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯに対して）Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームの各グループを処理する。

図６に示された実施形態では、ＲＸ ＭＩＭＯ／データプロセッサ１６０ａは、再生されるべき送信されたデータストリームのそれぞれに対して１ステージの、複数の連続した（すなわち、カスケード接続された）受信機プロセシングステージ６１０ａから６１０ｎを含む。（最後のステージ６１０ｎを除く）各受信機プロセシングステージ６１０は、空間的プロセッサ６２０、ＲＸデータプロセッサ６３０、及び干渉キャンセラ６４０を含む。最後の６１０ｎは、空間的プロセッサ６２０ｎ及びＲＸデータプロセッサ６３０ｎだけを含む。

第１のステージ６１０ａに関して、空間的プロセッサ６２０ａは、特定の空間的な若しくは空間−時間受信機プロセシング技術に基づいて受信機１５４ａから１５４ｒからのＮ_Ｒの受信されたシンボルストリーム（ベクトルｙ ^１として表される）を受信し、処理して、（最大）Ｎ_Ｔの検出されたシンボルストリーム（ベクトルｘ＾^１として表される）を与える。ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯに関して、Ｎ_Ｒの受信されたシンボルストリームは、１つの周波数サブチャネルに対する受信されたシンボルを具備する。最も低いデータレートに対応する検出されたシンボルストリーム、ｘ＾_１、は、選択され、そしてＲＸデータプロセッサ６３０ａに与えられる。プロセッサ６３０ａは、第１のステージに対して選択された検出されたシンボルストリーム、ｘ＾_１、をさらに処理して（例えば、デモジュレートし、デインターリーブし、そしてデコードして）、デコードされたデータストリームを与える。空間的プロセッサ６２０ａは、チャネル応答マトリックス、Ｈ、の推定値を与える。チャネル応答マトリックス、Ｈ、は、全てのステージに対して空間的な若しくは空間−時間プロセシングを実施するために使用される。

第１のステージ６１０ａに関して、干渉キャンセラ６４０ａは、受信機１５４からＮ_Ｒの受信されたシンボルストリーム（すなわち、ベクトルｙ ^１）も受信する。干渉キャンセラ６４０ａは、ＲＸデータプロセッサ６３０ａからデコードされたデータストリームをさらに受信し、そしてプロセシング（例えば、エンコーディング、インターリービング、変調、チャネル応答、及びその他）を実施して、Ｎ_Ｒの再変調されたシンボルストリーム（ベクトルｉ ^１として表される）を導出する。これは、たった今再生されたデータストリームに起因する干渉成分の推定値である。再変調されたシンボルストリームは、その後、第１のステージの入力シンボルストリームから引き算されて、Ｎ_Ｒの変形されたシンボルストリーム（ベクトルｙ ^２として表される）を導出する。これは、全てのしかし引き算された（すなわち、削除された）干渉成分を含む。Ｎ_Ｒの変形されたシンボルストリームは、その後、次のステージに与えられる。

第２から最後のステージ６１０ｂから６１０ｎのそれぞれに関して、そのステージに対する空間的プロセッサは、前のステージの干渉キャンセラからＮ_Ｒの変形されたシンボルストリームを受信し、処理して、そのステージに対する検出されたシンボルストリームを導出する。そのステージにおける最も低いデータレートに対応する検出されたシンボルストリームが、選択され、そしてＲＸデータプロセッサによって処理されて、そのステージに対するデコードされたデータストリームを与える。第２から第２−から−最後のステージのそれぞれに関して、そのステージの干渉キャンセラは、前のステージの干渉キャンセラからＮ_Ｒの変形されたシンボルストリーム及び同じステージ中のＲＸデータプロセッサからのデコードされたデータストリームを受信して、Ｎ_Ｒの再変調されたシンボルストリームを導出し、そして次のステージに対してＮ_Ｒの変形されたシンボルストリームを与える。

連続的な削除受信機プロセシング技術は、前述の米国特許出願番号第０９／９９３，０８７号及び第０９／８５４，２３５号にさらに詳細に説明されている。

各ステージにおける空間的プロセッサ６２０は、固有の空間的若しくは空間−時間受信機プロセシング技術を実行する。使用されるべき具体的な受信機プロセシング技術は、一般にＭＩＭＯチャネルの特性に依存する。これは、非分散型若しくは分散型のいずれかとして特徴付けられることができる。非分散型ＭＩＭＯチャネルは、フラットフェーディング（すなわち、システムバンド幅にわたってほぼ等しい減衰の量）を経験する、そして分散型ＭＩＭＯチャネルは、周波数選択的フェーディング（すなわち、システムバンド幅にわたって異なる減衰の量）を経験する。

非分散型ＭＩＭＯチャネルに関して、空間的な受信機プロセシング技術は、受信された信号を処理するために使用されることができ、検出されたシンボルストリームを与える。これらの空間的な受信機プロセシング技術は、チャネル相関マトリックス反転（ＣＣＭＩ）技術（これは、ゼロ−フォーシング(zero-forcing)技術としても呼ばれる）及び最小平均自乗エラー(minimum mean square error)（ＭＭＳＥ）技術を含む。他の空間的な受信機プロセシング技術も、使用されることができ、本発明の範囲内である。

分散型ＭＩＭＯチャネルに関して、チャネルにおける時間分散は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を誘起する。性能を向上させるために、特定の送信されたデータストリームを再生しようと試みている受信機は、他の送信されたデータストリームからの干渉（すなわち、“クロストーク”）、同様に全てのデータストリームからのＩＳＩの両者を改善する必要がある。クロストーク及びＩＳＩの両者を克服するために、空間−時間受信機プロセシング技術は、受信された信号を処理するために使用されることができ、検出されたシンボルストリームを与える。これらの空間−時間受信機プロセシング技術は、ＭＭＳＥリニアイコラーザ（ＭＭＳＥ−ＬＥ）、判断フィードバックイコラーザ（ＤＦＥ）、最大の可能性があるシーケンス推定器(maximum-likelihood sequence estimator)（ＭＬＳＥ）、及びその他を含む。

ＣＣＭＩ，ＭＭＳＥ，ＭＭＳＥ−ＬＥ，及びＤＦＥ技術は、上記の米国特許出願番号第０９／９９３，０８７、０９／８５４，２３５、０９／８２６，４８１、及び０９／９５６，４４に詳細に説明されている。

ここで説明されたデータレート決定及びデータ送信技術は、種々の手段によって実行されることができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、若しくはこれらの組み合わせで実行されることができる。ハードウェア実行に関して、送信機におけるデータレート決定するために使用された素子及び送信機／受信機におけるデータ送信は、1若しくはそれ以上のアプリケーションスペシフィック集積回路（ＡＳＩＣｓ）、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰｓ）、ディジタルシグナルプロセシングデバイス（ＤＳＰＤｓ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤｓ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここに説明した機能を実行するために設計された他の電子ユニット、若しくはこれらの組み合わせの中で、実行されることができる。

ソフトウェア実行に関して、送信機／受信機におけるデータレート決定及びプロセシングのある態様は、ここで説明された機能を実施するモジュール（例えば、手順、機能、及びその他）を使用して実行されることができる。ソフトウェアコードは、メモリユニット（例えば、図１のメモリ１３２）中に記憶されることができ、そしてプロセッサ（例えば、コントローラ１３０）によって実行されることができる。メモリユニットは、プロセッサの中で、若しくはプロセッサの外部で実行されることができる。この場合には、この分野で知られた種々の手段を介してプロセッサに通信的に接続されることができる。

見出しは、参考としてここに含まれ、そしてあるセクションが置かれている位置を見つけることを目的とする。これらの見出しは、そこで説明された概念の範囲を制限することを目的とするものではない、そして、これらの概念は、明細書全体を通して他のセクションに適用性を有することができる。

開示された実施形態のこれまでの説明は、本技術分野に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成する若しくは使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変形は、本技術分野に知識のある者に、容易に実現されるであろう。そして、ここで規定された一般的な原理は、発明の精神及び範囲から逸脱しないで、他の実施形態にも適用されることができる。それゆえ、本発明は、ここに示された実施形態に制限することを意図したものではなく、ここに開示された原理及び卓越した特性と整合する広い範囲に適用されるものである。

Claims (25)

1. 多元チャネル通信システムにおいて複数の送信チャネルを介して送信される複数のデータストリームに対するデータレートを決定するための方法、前記方法は：
   前記複数のデータストリームに対して使用される複数のデータレートのそれぞれに対する所要信号−対−ノイズ−及び−干渉比（以後、ＳＮＲと呼ぶ）を決定すること、ここで、少なくとも２の前記データレートは等しくない；
   前記複数のデータストリームを再生するために、前記受信したデータストリームに対して決定される受信信号−対−ノイズ−及び−干渉比及び各ストリームが受信機で受信される連続的な干渉削除プロセシングのステージを表す整数の関数として、前記複数のデータストリームのそれぞれに対する実効ＳＮＲを決定すること；
   前記データストリームに対する前記実効ＳＮＲに対して、各データストリームに対する前記所要ＳＮＲを比較すること；及び
   前記複数のデータレートが前記比較することの結果に基づいてサポートされるか否かを決定すること
   を具備する方法。
2. 前記複数のデータストリームは、多元入力多元出力（以後、ＭＩＭＯと呼ぶ）通信システムにおいて複数の送信アンテナを経由して送信される、請求項１の方法。
3. 各データストリームは、それぞれの送信アンテナを経由して送信される、そしてここで、各データストリームに対する前記実効ＳＮＲは、前記データストリームに対して使用される全送信出力に基づいて決定される、請求項２の方法。
4. 各データストリームに対する前記実効ＳＮＲは、前記複数の送信チャネルの動作状態の指標である受信ＳＮＲに基づいてさらに決定される、請求項１の方法。
5. 前記受信されたＳＮＲは、前記複数のデータストリームのいずれか１に対する所要ＳＩＮＲに基づいてさらに決定される、請求項４の方法。
6. 前記受信ＳＩＮＲは、前記通信システムに対して指定される、請求項４の方法。
7. 前記受信ＳＮＲは、前記受信機において推定される、請求項４の方法。
8. 前記連続的な干渉削除プロセシングは、各ステージにおいて１のデータストリームを再生する、そしてここで、各再生されたデータストリームに対する前記実効ＳＮＲは、次式のように推定される
   ＳＮＲ _ｅｆｆ （ｋ）＝（（Ｎ _Ｒ −Ｎ _Ｔ ＋ｋ）／Ｎ _Ｔ Ｎ _Ｒ ）ＳＮＲ _ＲＸ
   ここで、ＳＮＲ _ｅｆｆ （ｋ）は、ステージｋにおいて再生された前記データストリームに対する前記実効ＳＮＲであり、
   ＳＮＲ _ＲＸ は、前記受信ＳＮＲであり、
   Ｎ _Ｔ は、データ送信のために使用した送信アンテナの数であり、及び
   Ｎ _Ｒ は、受信アンテナの数である
   請求項４の方法。
9. データレートの複数のセットを評価すること；及び
   前記複数のデータストリームに対して使用するために最小の受信ＳＩＮＲに関連付けられたレートセットを選択すること
   をさらに具備する、請求項４の方法。
10. 各レートセット中の前記データレートは、指定された全体スペクトル効率を達成するように選択される、請求項９の方法。
11. 各データレートに対する前記所要ＳＮＲは、ルックアップテーブルに基づいて決定される、請求項１の方法。
12. 各データレートに対する前記所要ＳＮＲが、前記データレートに対する前記実効ＳＮＲより小さい又はそれに等しいのであれば、前記複数のデータレートは、サポートされると判断される、請求項１の方法。
13. 前記通信システムにおいて直交周波数分割マルチプレキシング（以後、ＯＦＤＭと呼ぶ）を実行すること、をさらに具備する、請求項１の方法。
14. 請求項１にしたがって複数のデータストリームに対するデータレートを決定するための方法、ここで、前記複数のデータストリームは、多元入力多元出力（以後、ＭＩＭＯと呼ぶ）通信システムにおいて複数の送信アンテナを経由して送信される、前記方法は：
    ＭＩＭＯシステムの動作状態の指標であるオペレーティング信号−対−ノイズ−及び−干渉比を決定すること、
    を具備する、
    ここで、前記複数のデータレートは、指定された全体スペクトル効率を達成するように選択される、そしてここで、前記複数のデータストリームのそれぞれに対して使用される複数のデータレートのそれぞれに対する実効ＳＮＲを前記決定する前記ステップは、前記オペレーティングＳＮＲにも基づく、
    方法。
15. 実行可能なコードを搬送するメモリ、前記コードは、
    多元チャネル通信システムにおいて複数の送信チャネルを介して送信される複数のデータストリームに対して使用される複数のデータレートのそれぞれに対する所要信号−対−ノイズ−及び−干渉比（以後、ＳＮＲと呼ぶ）を決定し、ここで、少なくとも２の前記データレートは等しくない；
    前記複数のデータストリームを再生するために、受信したデータストリームに対して決定される受信信号−対−ノイズ−及び−干渉比及び各ストリームが受信機で受信される連続的な干渉削除プロセシングのステージを表す整数の関数として、前記複数のデータストリームのそれぞれに対する実効ＳＮＲを決定し；
    前記データストリームに対する前記実効ＳＮＲに対して、各データストリームに対する前記所要ＳＮＲを比較し；そして
    前記比較の結果に基づいて前記複数のデータレートがサポートされるか否かを決定するためのコードである、メモリ。
16. 多元チャネル通信システムのための装置、前記装置は、
    複数の送信チャネルを介して送信される複数のデータストリームに対して使用される複数のデータレートのそれぞれに対する所要信号−対−ノイズ−及び−干渉比（以後、ＳＮＲと呼ぶ）を決定する手段、ここで、少なくとも２の前記データレートは等しくない；
    前記複数のデータストリームを再生するために、受信したデータストリームに対して決定される受信信号−対−ノイズ−及び−干渉比及び各ストリームが受信機で受信される連続的な干渉削除プロセシングのステージを表す整数の関数として、前記複数のデータストリームのそれぞれに対する実効ＳＩＮＲを決定する手段；
    前記データストリームに対する前記実効ＳＮＲに対して、各データストリームに対する所要ＳＮＲを比較する手段；及び
    前記複数のデータレートが前記比較することの結果に基づいてサポートされるか否かを決定する手段
    を具備する装置。
17. 前記データレートの複数のセットを評価する手段；及び
    前記複数のデータストリームに対して使用するために最小の受信ＳＮＲに関連付けられたレートセットを選択する手段
    をさらに具備する、請求項１６の装置。
18. 前記多元チャネル通信システムは、多元入力多元出力（以後、ＭＩＭＯと呼ぶ）通信システムである、請求項１６の装置を具備するシステム。
19. 前記ＭＩＭＯシステムは、直交周波数分割マルチプレキシング（以後、ＯＦＤＭと呼ぶ）を実行する、請求項１８のシステム。
20. 前記装置は、送信機、及び複数の送信アンテナを備えた複数の送信チャネルを具備する、
    前記送信機は、
    別個のシンボルストリームを与えるために各データストリームを処理する手段；及び
    前記複数の送信アンテナを経由した送信に適した複数の変調された信号を与えるために、前記複数のデータストリームに対する複数のシンボルストリームを処理する手段をさらに具備する送信機である、請求項１６の装置。
21. 複数の送信アンテナを経由して送信される複数のデータストリームに対して複数のデータレートを動作上で決定するコントローラは、
    前記複数のデータレートのそれぞれに対して所要信号−対−ノイズ−及び−干渉比（以後、ＳＮＲと呼ぶ）を決定する前記手段、ここで、少なくとも２の前記データレートは等しくない；
    前記複数のデータストリームを再生するために、前記受信したデータストリームに対して決定される前記受信信号−対−ノイズ−及び−干渉比及び受信機において以前に再生されたデータストリームに基づいて前記複数のデータストリームのそれぞれに対する実効ＳＮＲを決定する手段；
    前記データストリームに対する前記実効ＳＩＮＲに対して、各データストリームに対する前記所要ＳＮＲを比較する前記手段；及び
    前記比較することの結果に基づいて、前記複数のデータレートがサポートされるか否かを決定する前記手段；
    を具備し、
    そしてここで、送信（以後、ＴＸと呼ぶ）データプロセッサは、別個のシンボルストリームを与えるために決定されたデータレートにより各データストリームを処理する前記手段を具備する
    ；及び
    ここで、１又はそれより多くの送信機は、前記複数の送信アンテナを経由した送信に適した複数の変調された信号を与え、前記複数のデータストリームに対する複数のシンボルストリームを処理する前記手段を具備する、請求項２０にしたがった装置。
22. 前記コントローラは、複数のデータレートのセットを評価すること及び最小の受信ＳＮＲに関連付けられたレートセットを選択することにより前記複数のデータストリームに対する前記データレートをさらに動作上で決定する、請求項２１の装置。
23. 請求項１６又は請求項２１の装置を具備する基地局。
24. 請求項１６又は請求項２１の装置を具備するワイアレス端末。
25. 受信機ユニットをさらに具備し、前記受信機ユニットは、
    動作上で、複数のシンボルストリームを受信し、連続的な干渉削除プロセシングを使用して前記複数の受信したシンボルストリームを処理して、複数の送信されたデータストリームに対して複数の検出されたシンボルストリームを与える受信（以後、ＲＸと呼ぶ）ＭＩＭＯプロセッサ、ここで、前記検出されたデータストリームは前記連続的な干渉削除プロセシングの各ステージに対して１である；及び
    動作上で、各検出されたシンボルストリームを処理して、対応するデコードされたデータストリームを与えるＲＸデータプロセッサ、
    を具備し、そして
    ここで、前記複数の送信されたデータストリームに対するデータレートは、前記通信システムの動作状態の指標である受信信号−対−ノイズ−及び−干渉比（以後、ＳＮＲと呼ぶ）を決定し、受信したデータストリームに対して決定された受信ＳＮＲ及び以前に再生したデータストリームに基づいて前記複数のデータストリームのそれぞれに対する実効ＳＮＲを決定し、そして前記実効ＳＮＲに基づいて各データストリームに対する前記データレートを決定する、ことにより決定される、そしてここで、少なくとも２のデータレートは等しくない、受信機ユニットである、請求項１６の装置。

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