JP5059751B2 - リストスフィア復号及びｍｌｍｉｍｏ受信機に関するｃｑｉ及びランク予測 - Google Patents

Description

相互参照
本特許出願は、Ａｔｔｏｒｎｅｙ Ｄｏｃｋｅｔ Ｎｏ．０５０６９５を有しており米国仮特許出願一連番号６０／６８６，６４６“CQI AND RANK PREDICTION IN LIST SPHERE DECODING（リストスフィア復号におけるＣＱＩ及びランク予測）（出願日：２００５年６月１日）、及び米国仮特許出願一連番号６０／６９１，７２２“METHOD OF LIST SPHERE DECODING FOR MIMO RECEIVERS”（ＭＩＭＯ受信機に関するリストスフィア復号方法）（出願日：２００５年6月１６日）の利益を主張する、米国特許出願“ＣＱＩ ＡＮＤ ＲＡＮＫ ＰＲＥＤＩＣＴＩＯＮ ＦＯＲ ＬＩＳＴ ＳＰＨＥＲＥ ＤＥＣＯＤＩＮＧ ＡＮＤ ＭＩＭＯ ＭＬ ＲＥＣＥＩＶＥＲＳ”（リストスフィア復号及びＭＬ ＭＩＭＯ受信機に関するＣＱＩ及びランク予測）（出願日：２００６年５月２５日）の一部継続出願である。これらの出願は、本明細書において参照されることによってその全体が本明細書に組み入れられている。

以下の説明は、一般的には、無線通信に関するものである。以下の説明は、より具体的には、無線通信環境において採用された非線形受信機におけるランク計算に関するものである。

無線通信システムは、世界中の大多数の人々が通信する上での非常に有力な手段になっている。無線通信デバイスは、消費者のニーズを満たすこと及びポータビリティと便利さを向上させることを目的としてますます小型化しかつ強力になってきている。携帯電話等のモバイルデバイスにおける処理電力の増大が、無線ネットワーク送信システムに対する要求の増大に結びついている。該システムは、典型的には、該システムを通じて通信する携帯電話ほど簡単にはアップデートされない。モバイルデバイスの能力が拡大するのに従い、無線デバイスの新しい能力及び改良された能力を完全に利用するのを容易にするような形で旧式の無線ネットワークシステムを維持するのが困難になる可能性がある。

より具体的には、周波数分割に基づく技術は、典型的には、スペクトルを均一な帯域幅の塊に分割することによって個別のチャネルに分離する。例えば、無線通信用に割り当てられた周波数帯域は、３０チャネルに分割することが可能であり、これらのチャネルの各々は、音声の会話を搬送すること、またはデジタルサービスの場合はデジタルデータを搬送することができる。各チャネルは、一度に１人のユーザーのみに割り当てることができる。１つの既知の変形は、システム帯域幅全体を複数の直交サブバンドに有効に区分する直交周波数分割技術である。これらのサブバンドは、トーン、搬送波、副搬送波、ビン、及び／又は周波数チャネルとも呼ばれる。各サブバンドは、データによって変調可能な副搬送波と関連づけられる。時分割に基づく技術の場合は、帯域は、順次タイムスライス又はタイムスロットに時間単位で分割される。チャネルの各ユーザーは、ラウンドロビン方式で情報を送信及び受信するためのタイムスライスが提供される。例えば、いずれかの所定の時間ｔにおいては、ユーザーは、ショートバーストに関してチャネルへのアクセスが提供される。次に、情報を送信及び受信するための時間のショートバーストが提供されている他のユーザーにアクセスが切り替わる。「交替する」サイクルが継続し、最終的には、複数の送信バースト及び受信バーストが各ユーザーに提供される。

符号分割に基づく技術は、典型的には、範囲内のいずれかの時間において利用可能な幾つかの周波数を通じてデータを送信する。一般的には、データがデジタル化されて利用可能な帯域幅で拡散され、複数のユーザーをチャネル上においてオーバーレイすることができ、さらに各々のユーザーに一意のシーケンスコードを割り当てることができる。ユーザーは、スペクトルの同じ広帯域の塊で送信することができ、各ユーザーの信号は、各々の一意の拡散符号によって帯域幅全体に拡散される。この技術は共有に対応することができ、１人以上のユーザーが同時並行して送信及び受信することができる。該共有は、拡散スペクトルデジタル変調を通じて達成させることができ、ユーザーのビットストリームが符号化されて疑似ランダム方式で超広チャネルを通じて拡散される。受信機は、特定のユーザーに関するビットをコヒーレントな形で集めるために関連する一意のシーケンス符号を認識してランダム化を除去するように設計される。

（例えば周波数分割技術、時分割技術、及び符号分割技術を採用する）典型的無線通信ネットワークは、ガバレッジエリアを提供する１つ以上の基地局と、前記カバレッジエリア内においてデータを送信及び受信することができる１つ以上の移動（例えば無線）端末と、を含む。典型的基地局は、ブロードキャスト、マルチキャスト、及び／又はユニキャストサービスを目的として複数のデータストリームを同時に送信することが可能であり、データストリームは、移動端末にとっての独立した受信対象となることができるデータの流れである。前記基地局のカバレッジエリア内の移動端末は、複合ストリームによって搬送された１つの、２つ以上の又は全部のデータストリームを受信することに関心を有することができる。同様に、移動端末は、基地局又は他の移動端末にデータを送信することができる。基地局と移動端末との間の又は移動端末間での前記通信は、チャネルの変動及び／又は干渉電力の変動に起因して劣化する可能性がある。

従来の無線システムは、計算上の複雑さ、処理オーバーヘッド等に起因して非線形受信機においては適応型通信技術にサポートを提供しない。従って、該無線ネットワークシステムにおいてスループットを向上させるシステム及び／又は方法が必要である。

発明の概要

以下は、１つ以上の実施形態についての基本的な理解を可能にするためにこれらの実施形態の単純化された要約を示すものである。この要約は、すべての企図されている実施形態を広範囲にわたって概説したものではなく、全実施形態の主要な又は極めて重要な要素を識別すること及びいずれかの又はすべての実施形態の適用範囲を詳細に説明することのいずれも意図されていない。以下の説明の唯一の目的は、後述される発明を実施するための最良の形態の準備段階として１つ以上の実施形態の幾つかの概念を単純な形で提示することである。

本発明の１つ以上の実施形態及び対応する開示により、ＭＩＭＯ無線通信環境においてＭＬ−ＭＭＳＥ受信機等の非線形受信機に関するランク選択及びＣＱＩ計算を行うことに関係して様々な側面が説明される。一側面により、無線通信環境におけるユーザーデバイス内の非線形受信機においてランクを計算する方法は、非線形受信機において送信信号を受信することと、前記送信信号が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成することと、前記小行列に関するＱ−Ｒ分解を行って各々の上三角行列を導き出すことと、１つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定することと、前記送信信号のすべての可能なランクに関するチャネル容量評価基準を決定することと、チャネル容量を送信のために最大化するランクを選択すること、とを具備することができる。前記非線形受信機は、最大尤度（ＭＬ）最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）非線形受信機であることができ、前記無線通信環境は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）単コードワード（ＳＣＷ）無線通信環境であることができる。

他の側面は、無線通信環境におけるユーザーデバイス内の非線形受信機においてランクを計算するのを容易にする無線通信装置に関するものであり、前記無線通信装置は、複数の層を有する信号を受信する非線形受信機と、ランク計算アルゴリズムに関連する情報を格納するメモリと、前記メモリに結合されていて、前記受信された信号に関する最適ランクを決定するためにランク計算アルゴリズムを採用し、前記送信信号が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成し、前記小行列に関するＱ−Ｒ分解を行い、各々の上三角行列を導き出し、１つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定するプロセッサと、を具備することができる。前記非線形受信機は、前記受信された信号を復号するためにリストスフィア復号（ｌｉｓｔ ｓｐｈｅｒｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）プロトコルを利用することができる。前記装置は、少なくとも１つの受信された層の少なくとも１つの小行列に関する送信容量を評価する容量マッピング構成要素と、最高の平均送信容量を有する最適ランクを識別するランク評価構成要素と、をさらに具備することができる。さらに、前記プロセッサは、逆方向リンク制御チャネルにおける送信に関するＣＱＩリポートを生成することができ、さらに２ビットの最適ランク識別子を添付することができる。

さらに他の側面は、ユーザーデバイスにおいて受信された多層信号に関して非線形復号プロトコルを実行するための手段と、前記送信が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成するための手段と、前記小行列に関してＱ−Ｒ分解を行って各々の上三角行列を導き出すための手段と、１つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定するための手段と、逆方向リンク制御チャネルにおいて最適ランクに関連する情報をＣＱＩ情報とともに送信するための手段と、を具備する無線通信装置に関するものである。前記装置は、前記受信された信号を復号するためにリストスフィア復号プロトコルを実行するための手段と、前記小行列を容量マッピングするための手段と、各小行列に関する有効信号・雑音比（ＳＮＲ）を決定するための手段と、をさらに具備することができる。さらに、前記装置は、前記受信された信号に関連するＣＱＩ情報を前記最適ランクと関連づけられた前記有効ＳＮＲに少なくとも部分的に基づいて生成するための手段を具備することができる。送信するための前記手段は、約５ｍｓごとに前記逆方向リンク制御チャネルにおいてＣＱＩ及びランク情報を送信することができる。

さらに他の側面は、受信された多層信号を復号するためにユーザーデバイスにおいて非線形復号プロトコルを採用し、前記送信信号が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成し、前記小行列に関するＱ−Ｒ分解を行って各々の上三角行列を導き出し、１つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定し、前記送信信号のすべての可能なランクに関するチャネル容量評価基準を決定し、及びチャネル容量を送信のために最大にするランクを選択するためのコンピュータ実行可能命令を格納しているコンピュータ読み取り可能媒体に関するものである。

さらなる側面は、受信された多層信号を復号するためにユーザーデバイスにおいて非線形復号プロトコルを採用し、前記送信信号が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成し、前記小行列に関するＱ−Ｒ分解を行って各々の上三角行列を導き出し、１つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定し、前記送信信号のすべての可能なランクに関するチャネル容量評価基準を決定し、及びチャネル容量を送信のために最大にするランクを選択するための命令を実行するプロセッサを装備する。

上記の目的及び関連する目的を完遂させた場合の前記１つ以上の実施形態は、以下において十分に説明されて請求項において特に強調される特長を具備する。以下の発明を実施するための最良の形態及び添付図面は、前記１つ以上の実施形態の一定の例示的側面を詳述するものである。しかしながら、これらの側面は、様々な実施形態の原理を採用することができる様々な方法のうちのほんのわずかを示しており、前記説明される実施形態は、これらのすべての側面及びその同等の側面を含むことが意図されている。

次に、図面を参照して様々な実施形態が説明され、同一のものについては図面全体に渡って同一の参照符号を付すこととする。以下では、説明の目的上、１つ以上の実施形態について徹底的に理解できるようにするために数多くの具体的な詳細が示される。しかしながら、該実施形態は、これらの具体的な詳細なしで実践できることが明確であろう。その他の事例においては、１つ以上の実施形態に関する説明を容易にするためによく知られた構造及びデバイスがブロック図形で示される。

本出願において用いられる「構成要素」、「システム」等の用語は、コンピュータに関連するエンティティ、ハードウェア、ソフトウェア、実行中のソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、及び／又はそのいずれかの組み合わせを指すことが意図される。例えば、構成要素は、プロセッサ上で実行中のプロセス、プロセッサ、オブジェクト、エクセキュータブル、実行スレッド、プログラム、及び／又はコンピュータであることができるが、これらに限定されない。プロセス及び／又は実行スレッド内には１つ以上の構成要素が常駐することができ、構成要素は、１つのコンピュータ上に局在化する及び／又は２つ以上のコンピュータ間で分散させることができる。さらに、これらの構成要素は、様々なデータ構造が格納されている様々なコンピュータ読み取り可能媒体から実行可能である。これらの構成要素は、ローカル及び／又は遠隔プロセスによって、例えば１つ以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム又は分散型システム内の他の構成要素と及び／又はインターネット等のネットワークを通じて信号を用いてその他のシステムと対話中の構成要素からのデータ）を有する信号に従って通信することができる。さらに、当業者によって理解されることになるように、本明細書において説明されるシステムの構成要素は、説明される様々な側面、最終目標、利点等を達成させるのを容易にするために再配置すること及び／又は追加の構成要素によって補完することが可能であり、さらに所定の図において示される精密な構成に限定されない。

さらに、本明細書においては、様々な実施形態が加入者局と関連させて説明される。加入者局は、システム、加入者装置、移動局、モバイル、遠隔局、アクセスポイント、遠隔端末、アクセス端末、ユーザー端末、ユーザーエージェント、ユーザーデバイス、又はユーザー装置と呼ぶことも可能である。加入者局は、携帯電話、コードレスフォン、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）フォン、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線接続能力を有するハンドヘルドデバイス、又は無線モデムに接続されたその他の処理装置であることができる。

さらに、本明細書において説明される様々な側面又は特長は、標準的なプログラミング及び／又はエンジニアリング技術を用いて製造方法、製造装置、又は製造品として実装することができる。本明細書において用いられる「製造品」という表現は、コンピュータによって読み取り可能なデバイス、キャリヤ、又は媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することが意図されている。例えば、コンピュータによって読み取り可能な媒体は、磁気記憶装置（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ）と、光学ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ））と、スマートカードと、フラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ）と、を含むことができるが、これらに限定されない。さらに、本明細書において説明される様々な記憶媒体は、情報を格納するための１つ以上のデバイス及び／又はその他の機械読み取り可能媒体を表すことができる。「機械読み取り可能媒体」という表現は、限定することなしに、無線チャネル及び命令及び／又はデータを格納、内蔵、及び／又は搬送することができるその他の様々な媒体を含むことができる。

次に図１に関して、無線ネットワーク通信システム１００が本明細書において提示される様々な実施形態に従って例示される。ネットワーク１００は、１つ以上のセクターにおいて互いに及び／又は１つ以上のモバイルデバイス１０４との間で無線通信信号の送受信、反復等を行う１つ以上の基地局１０２を具備することが可能である。各基地局１０２は、送信機チェーン及び受信機チェーンを具備することができ、当業者によって明確に理解されるように、これらのチェーンの各々は、信号の送信及び受信と関連づけられた複数の構成要素（例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナ等）を具備することができる。モバイルデバイス１０４は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルド計算デバイス、衛星無線、全地球測位システム、ＰＤＡ、及び／又は無線ネットワーク１００を通じて通信するためのその他の適切なデバイスであることができる。

本明細書において説明される様々な側面により、（例えば、基地局１０２及び／又はユーザーデバイス１０４において）ＭＩＭＯ−ＭＭＳＥ受信機を採用時には、（所定のランクに関する）ランク予測及びＣＱＩ計算は、相対的に容易に行うことができる。しかしながら、リストスフィア復号器技術を利用時には、ランク予測及びＣＱＩ計算は、受信機の非線形性に起因してより大きな難題になる可能性がある。従来のシステム及び／又は方法は、ＭＩＭＯシステムにおけるリストスフィア復号器設計のインテグレーションをサポートできず、従って、リストスフィア復号器設計の性能上の利益を利用することができない。本明細書において提示される様々な側面は、システム性能を向上させるためにＭＩＭＯシステムにおけるリストスフィア復号器の実装を容易にすることができるシステム及び／又は方法を説明する。例えば、以下においてさらに詳細に説明されるように、ＭＩＭＯチャネル容量は、スフィア復号器の容量ギャップ（ｇａｐ ｔｏ ｃａｐａｃｉｔｙ）に関する仮定に少なくとも部分的に基づいて、ＣＱＩ及びランク予測に関する評価基準として利用することができる。

次に図２に関して、１つ以上の実施形態による多重接続無線通信システム２００が例示される。システム２００は、例示することを目的として示され、後述される様々な側面と関連して利用することが可能である。３セクター基地局２０２は、複数のアンテナグループ、すなわち、アンテナ２０４と２０６を含むグループと、アンテナ２０８と２１０を含む他のグループと、アンテナ２１２と２１４を含む第３のグループと、を含む。前記図により、各アンテナグループに関して２本のアンテナのみが示されているが、これよりも多い又は少ない本数のアンテナを各アンテナグループに関して利用することができる。モバイルデバイス２１６は、アンテナ２１２及び２１４と通信状態にあり、アンテナ２１２及び２１４は、順方向リンク２２０を通じてモバイルデバイス２１６に情報を送信し、逆方向リンク２１８を通じてモバイルデバイス２１６から情報を受信する。モバイルデバイス２２２は、アンテナ２０４及び２０６と通信状態にあり、アンテナ２０４及び２０６は、順方向リンク２２６を通じてモバイルデバイス２２２に情報を送信し、逆方向リンク２２４を通じてモバイルデバイス２２２から情報を受信する。

各アンテナグループ及び／又はこれらのアンテナが通信するように指定されているエリアは、基地局２０２のセクターとしばしば呼ばれる。一実施形態においては、アンテナグループは、各々が、基地局２０２によって網羅されるエリアのセクター内のモバイルデバイスに通信するように設計されている。順方向リンク２２０及び２２６を通じて通信する際には、基地局２０２の送信アンテナは、異なるモバイルデバイス２１６及び２２２に関する順方向リンクの信号・雑音比を向上させるためにビーム形成技術を利用することができる。さらに、カバレッジエリア全体に無作為に分散されているモバイルデバイスに送信するためにビーム形成を用いる基地局は、単一のアンテナを通じてカバレッジエリア内の全モバイルデバイスに送信する基地局よりも、近隣のセル及び／又はセクター内のモバイルデバイスに対してより低い干渉を生じさせる。基地局は、端末と通信するために用いられる固定局であることができ、アクセスポイント、ノードＢ、又はその他の何らかの用語で呼ばれることもある。モバイルデバイスは、移動局、ユーザー装置（ＵＥ）、無線通信デバイス、端末、アクセス端末、ユーザーデバイス、又はその他の何らかの用語で呼ばれることもある。

１つ以上の側面により、ユーザーデバイス２１６及び２２２は、基地局２０２と同様に、ＭＩＭＯ−ＭＭＳＥ受信機と関連するランク予測とともに単コードワード（ＳＣＷ）設計を利用することができる。ＳＣＷ設計を有する前記受信機の利用は、ＳＣＷ設計と多コードワード（ＭＣＷ）容量達成設計との間の性能上のギャップを埋めるのを容易にすることができる。例えば、ＳＣＷ設計に関するリストスフィア復号技術は、１５ｄＢよりも小さい信号・雑音比（ＳＮＲ）に関して最高１．５ｄＢの利得を達成させることが可能であり、２０ｄＢよりも大きいＳＮＲに関して最高３．５ｄＢの利得を達成させることができる。

ＭＩＭ０受信機設計は、単コードワード（ＳＣＷ）及び多コードワード（ＭＣＷ）の２つの動作モードを有することができる。ＭＣＷモードの場合は、送信機が各空間層においておそらく異なる速度で独立して送信されたデータを符号化することが可能であるため、ＭＣＷモードは容量達成型であることができる。受信機は、次のように機能する、すなわち、第１の層を復号し、再符号化後にその貢献度を受信された信号から減じ、符号化された第１の層に「推定されたチャネル」を乗じ、第２の層を復号し、以下同様である連続干渉除去（ＳＩＣ）アルゴリズムを採用する。この「タマネギの皮をむく」手法は、各々の連続する復号された層のＳＮＲが徐々に大きくなり従ってより高速の送信速度をサポートできることを意味する。誤り伝播がない場合は、ＳＩＣによるＭＣＷ設計は、容量を達成させることができる。しかしながら、該設計は、干渉除去を行うために、増大されたＣＱＩフィードバック（各層に１つのＣＱＩ）、増大されたＡＣＫ／ＮＡＣＫメッセージ送信（各層に１つ）、各層が異なる送信時に終了できることによるハイブリッド自動要求（ＨＡＲＱ）プロトコルの複雑化、ドップラー及びＣＱＩ消去を有するＳＩＣの性能上の感度、各連続層は前層が復号されるまで復号できないことによる増大された復号レーテンシー要求、全チャネル及び受信信号を複数の送信のために格納しなればならないことによりＨＡＲＱを有するＡＴにおいて増大されたメモリ要求等に起因して各空間層の速度の慎重な管理を要求する。

従って、ＳＣＷモード設計は、送信機が各空間層において実質的に同様の及び／又は同一のデータ速度で送信されたデータを符号化し、ＭＣＷ設計に対する望ましい代替となることができる。ランク予測を行うために、チャネルシナリオ及びＳＮＲに依存して、幾つかの空間層（例えばランク）がパケットごとに個別に適合化される。受信機は、複数の受信されたトーンの各々に関してＭＭＳＥ等の低複雑性線形受信機を採用することが可能である。従って、ＳＣＷ設計は、ＭＣＷ設計の上記の実装上の複雑さを軽減することが可能である。例えば、ＷＡＮ環境におけるユーザーの９０％は典型的には１５ｄＢよりも小さいＳＮＲを有するため、ＳＣＷ設計は、ＭＣＷ設計の望ましい代替であることが可能である。

図３は、１つ以上の側面により、無線デバイスにおいてＳＣＷ送信機によるランク予測を行うことを容易にするシステム３００を示す。システム３００は、ターボ符号器３０２と、ＱＡＭマッピング構成要素３０４と、受信された入力を処理して符号化された、マッピングされた信号をデマルチプレクサ３０８に提供する速度予測構成要素３０６と、を具備する。５ビットＣＱＩフィードバック信号に加えて、符号化されたシンボルはデマルチプレクサ３０８によって多重化されてＭのストリーム、又は層が生成され、従って１≦Ｍ≦ｍｉｎ（Ｍ_Ｔ，Ｍ_Ｒ）であり、ここで、Ｍは、フィードバックを介して受信機３１８によって約５ｍｓごとに逆方向リンクＣＱＩ制御チャネルにおいて指定される２ビットのランク情報である。Ｍのストリームは、空間マッピング構成要素３１０によってＭ_Ｔ本のアンテナに空間マッピングされ、その後は、送信処理の残りは、ＳＩＳＯ設計と類似している。次に、複数の各々のＯＦＤＭ変調器３１２、３１４、及び３１６は、Ｍ_Ｔ本のアンテナによる送信のためにＭ_Ｔのストリームを変調することができる。

空間マッピング構成要素３１０（例えば、プリコーダ）は、各ＯＦＤＭトーンｋに関してＭのシンボルをＭ_Ｔ本のアンテナにマッピングするＭ_Ｔ×Ｍ行列Ｐ（ｋ）を生成することができる。空間マッピング構成要素３１０は、シンボルをアンテナにマッピングするときに複数の選択肢を採用することができる。一例により、Ｍ_Ｒ×Ｍ_Ｔ ＭＩＭＯチャネルＨ（ｋ）を考慮することができる。プリコーダ行列は、等価チャネル行列Ｈ（ｋ）Ｐ（ｋ）がＨ（ｋ）と比較して向上した周波数選択性を有するように選択することができる。向上された周波数選択性は、周波数ダイバーシティ利得を得るために復号器によって利用することができる。

図３は、数本の受信アンテナ１乃至Ｍ_Ｒをさらに示し、これらのアンテナの各々は、各々のＯＦＤＭ復調器３２０、３２２、及び３２４に接続され、これらのＯＦＤＭ復調器は、リストスフィア復号器（ＬＳＤ）３２６に結合される。ＬＳＤ３２６は、トーンごとに実装することができ、各トーンに関して、Ｍ_Ｒの受信された信号が処理されてＭのシンボルに関する対数尤度比（ＬＬＲ）が生成され、ここでＭはランクである。例えば、ＬＳＤ３２６は、５ビットのＣＱＩリポート及び２ビットのランクインジケータを約５ｍｓごとに生成するのを容易にするためにＣＱＩ及びランク計算構成要素３２８に情報を提供することができる。ＬＳＤ３２６は、１乃至Ｍのデータストリームをマルチプレクサ３３０にさらに提供することが可能であり、マルチプレクサ３３０は、前記データストリームを多重化して単一の信号をＬＬＲ構成要素３３２に提供する。ＬＬＲ構成要素３３２は、ＬＬＲ情報を有する信号をターボ復号器３３４に提供し、ターボ復号器３３４は、データ信号を復号する。

典型的にはＳＣＷ設計に関して用いられるＭＭＳＥ受信機は、線形受信機であり、ＭＩＭＯチャネルを分離させて幾つかのＳＩＳＯチャネルにし、前記ＳＩＳＯチャネル数は、ＭＩＭＯ送信のランクに相当する。比較した場合、ＬＳＤ３２６は、最大尤度（ＭＬ）ＭＩＭＯ復号器（非線形）の複雑性が低い近似であるスフィア復号技術を利用することができ、従って、線形ＭＭＳＥ受信機よりも優れた性能を達成させることができる。直交チャネルの場合は、ＭＭＳＥ受信機及び説明されるＬＳＤ３２６の性能は、互いに実質的に類似すること及び／又は同一であることができる。例えば、ＭＲが受信アンテナ数であり、Ｍが所定のＭＩＭＯ送信のランクであるとすると、所定のトーンに関するシステム方程式は、以下のように定義することができる。

ここで、ＨはトーンごとのＭＩＭＯチャネルであり（Ｍ_Ｒ×Ｍ）、ｘは、トーンごとの送信信号ベクトルであり（Ｍ_Ｒ×１）、ｓは、トーンごとの送信信号ベクトルであり（Ｍ×１）＝［ｓ_１ｓ_２．．．ｓ_Ｍ］、ｎは、トーンごとの雑音ベクトルである（Ｍ_Ｒ×１）。

ＭＬ ＭＩＭＯ解（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）は以下のように与えられる。

直接実装された場合は、複雑さは、ＭＩＭＯ層数（Ｍ）及びシンボル配置順序に応じて指数的である。しかしながら、ＬＳＤ ３２６は、ＭＬ解の実行に近似することができ、従って計算の複雑さを低減させることができる。一例により、ＱＲ分解は、Ｈ＝ＱＲとして定義することができ、ここで、Ｑは、Ｍ_Ｒ×Ｍ行列であり、Ｒは、上三角Ｍ×Ｍ行列である。ゼロフォーシング解は、

として定義することができる。

ゆえに、

方程式（１）により、ＬＳＤ３２６は、半径“ｒ”の球体内の点だけに注目することによって徹底的なＭＬ探索を回避する。

ＬＳＤ構成要素３２６は、アルゴリズムを次のように実行することができる。値ｉは、ｉ＝Ｍになるように設定することができる。方程式（１）のＬＨＳは、

であり、Ｍ番目の層に関して用いられる配置である。候補配置点を探索して候補配置点

を選択することができ、従って

値ｉはリセットすることができ、ｉ = M − 1である。これで方程式（１）のＬＨＳは以下のようになる。

これは、(M−1)番目の層に関して用いられる配置である。ＳＣＷ設計に関しては、すべての層に関して用いられる配置が同じであることができる。

所定の点s⁻ _Mに関して、１つの配置点s⁻ _Ｍ−１を選択することができ、従って

である。ｓ⁻ _M の選択に関して点s⁻ _Ｍ−１を利用できない場合は、ｉをリセットしてＭと等しくなるようにすることができ、他のs⁻ _Mを選択することができる。所定の対s⁻ _Ｍ−１、s⁻ _Mに関しては、ｉ＝Ｍ−２になるようにiを設定することができ、半径“ｒ”内に入る点s⁻ _Ｍ−２を選択することができる。前記行為は、１つの解ベクトル点

が得られるまで繰り返すことができる。

これで、上記の得られたベクトル点を仮定して方程式（１）のＬＨＳを再計算して新しい半径r_updateを得ることができる。次に、ｒを再定義することができ、ｒ← r_updateであり、上記は、ＭＬ解が得られるまで新しい半径ｒを用いて繰り返すことができる。球体半径は各繰り返しごとに縮小し、従ってＭＬ解を得る前に部分組の候補点のみを評価すればよく、それによって、従来の技術を用いて得ることができる場合よりも高速でさらにより効率的な解を提供できるということが高く評価されるであろう。

ＬＳＤ３２６は、ターボ復号器に関するソフト情報を生成するＭＩＭＯ−ＭＡＰ復号器であることができ、スフィア復号器原理に基づく。上述されるスフィア復号器技術におけるように、球体半径“ｒ”を選択することができ、候補解ベクトル

を選択して

によって与えられた関連コストを計算するために同様の行為を行うことができる。次に、関数[候補、コスト]を「候補リスト」に加えることができる。このプロセスは、N_candの候補解が「候補リスト」において得られるまで繰り返すことができる。半径“ｒ”内の残りの候補解ベクトルは、候補リストにおいて最高コストを有する候補解ベクトルと置換することによって候補リストに加えることができる。

例えば、変調順序をＭｃ、ＭＩＭＯ送信のランクをＭとすると、合計ＭＭ_ｃビットを各トーンにおいて送信することができる。各ビットｂ_ｋに関するソフト外来情報（例えばＬＬＲ）

は、以下のように概算される。

ここで、

は、b_k = 1であるすべての候補解ベクトルを含み、σ²は、雑音分散であり、

は、ｂ_kを除外することによって得られたビットのサブベクトルであり、

は、ベクトルb[_k]内に存在するすべての対応ビットに関する先験的ＬＬＲ情報のベクトルであり、

である。

図４乃至６は、本明細書において説明される１つ以上の側面によるリストスフィア復号器及びその最適化の格子形表示を示す。図４に関して、ＭＩＭＯ送信のランクに対応するＭの段階、及び配置点数に対応するＭ_ｃの状態を有する格子形表示４００が示される。一例により、１６ＱＡＭ配置及びランク４送信の場合は、Ｍ＝４及びＭ_ｃ＝４である。複雑さと性能の間の関係を説明する最適化パラメータは、Ｎ_ｃａｎｄである。この例にさらに従い、Ｎ_ｃａｎｄ＝２を定義することができる。すべての配置点に関してコスト関数

を評価することができ、最低コストを表すＮ_ｃａｎｄ点を保存することができる。Ｎ_ｃａｎｄ＞２^Ｍｃである場合は、図４において陰影付きの円によって示されるように、２^Ｍｃの点を保存することができる。選択された点の各々に関して、（Ｍ−１）番目のランク（層）に関するＭ_ｃの候補配置点に関するコストを

として計算することができる。格子図４００内の点線によって示されるように、幾つかの候補対［ｓ_Ｍ，ｓ_Ｍ−１］を生成することができる。項R² _MM

は既に計算されていてこの時点で再使用可能であることに注目すること。さらに、

は、Ｎ_ｃａｎｄ回だけ計算され、残りの計算に関して再使用することができる。これらの観察結果は、リストスフィア復号アルゴリズムの全体的な複雑性を低減させる。

次に図５において、様々な側面により及び図４と関連してさらなる経路選択を描いた格子図５００が示される。図４の幾つかの点線の経路のうちのＮ_ｃａｎｄの経路のみが、層Ｍ及びＭ−１からの関連する配置点と同様に保存されており、格子図５００内の太線によって示される最低コストを提供する。該行為は、（層１に対応する）格子の最期の段階に達するまですべての後続層に関して繰り返すことができ、Ｎ_ｃａｎｄのみの経路及び以前のすべての層からの関連する配置点が毎回保存される。図６の最終的な格子図６００において示されるように、この方法によってＮ_ｃａｎｄの経路及び候補解ベクトルを選択することができる。候補解及び対応するコストが得られた時点で、方程式（２）を利用して各ビットに関するＬＬＲを得ることができる。最適化パラメータＮ_ｃａｎｄは、配置の大きさに依存して変更可能である。さらに、Ｎ_ｃａｎｄは、段階ごとに変更することも可能である。

図７乃至９に関して、アクセス端末において非線形受信機を用いて送信ランクを計算することに関連する方法が示される。例えば、方法は、ＦＤＭＡ環境、ＯＦＤＭＡ環境、ＣＤＭＡ環境、ＷＣＤＭＡ環境、ＴＤＭＡ環境、ＳＤＭＡ環境、又はその他の何らかの適切な無線環境においてＳＣＷプロトコルを有する非線形受信機を用いて送信ランクを計算することに関連することができる。説明を単純化する目的上、これらの方法は、一連の行為として示されて説明されている一方で、幾つかの行為は、１つ以上の実施形態により、本明細書において示されて説明されているのとは異なる順序で及び／又はその他の行為と同時並行して生じることができるため、これらの方法は行為の順序によって制限されないことが理解及び評価されるべきである。例えば、方法は、代替として、状態図に示されるような一連の相互に関連づけられた状態又はイベントとして表すことが可能であることを当業者は理解及び評価するであろう。さらに、１つ以上の実施形態により方法を実装するためにすべての例示されている行為が常に要求されるわけではない。

図７は、１つ以上の側面により、ユーザーデバイス内の非線形受信機においてＱ−Ｒ分解に基づくランク選択を行うための方法７００を示す。方法７００は、４層送信を用いて説明されるが、当業者によって評価されることになるように、本明細書において説明されるシステム及び方法と関連してより多くの又はより少ない層を利用可能である。７０２において、推定された４×４ＭＩＭＯチャネルから、

で表される４×１、４×２、４×３及び４×４チャネル小行列を導き出して評価することができる。行列評価は、７０４において各々のＱ−Ｒ行列分解を行って上三角行列Ｒ（１）、Ｒ（２）、．．．Ｒ（４）を以下のように導き出すことを具備することができる。

方法７００は、全層の共同処理を行って全層からのシンボルを推定するＱＲＭ／リストスフィア復号器、例えばＭＡＰ／ＭＬ復号器、によって実行することができる。全層からのシンボル推定が正確に推定されたと仮定すると、７０６において有効ＳＮＲの計算を行って以下のように表すことができる。

ここで、Ｍ_ｐｏｓｓ＝１，２，．．，４であって可能な送信ランクを示し、シグマ＾２は、雑音分散であり、Ｒ_ｋｋ（Ｍ_ｐｏｓｓ）は、行列Ｒ（Ｍ_ｐｏｓｓ）の（ｋ，ｋ）番目の要素である。上式から求められた有効ＳＮＲは、例えば６４−ＱＡＭ制限容量マッピングを用いて、現在のフレーム内の幾つかのトーン及びシンボルに関する平均を求め、

によって表される平均された有効ＳＮＲ数を提供することができる。７０８において、容量を最大化するランクを最適ランクとして選択することができ、例えば以下のとおりである。

ＭＩＭＯ−ＳＣＷ設計に関するスペクトル効率／層は、以下の式によって与えることができる。

ＭＩＭＯ−ＳＣＷ送信に関するＣＱＩ（上記ランクを仮定）は、７１０において、要求されるビット数に従って

として量子化することができる。これで、７１２において、ＲＬ−ＣＴＲＬチャネルを用いてＣＱＩ及びランクをフィードバックすることができる。

図８は、本明細書において説明される様々な側面により、無線端末内の非線形受信機において単コードワード通信設計と関連して最高ランク選択を行うための方法８００を示す。方法８００により、ＭＩＭＯ送信に関する最高ランクが選択され、希望される効率を達成させるためにコードレート及びＱＡＭを変えることができる。８０２において、ＳＣＷ設計に関するスペクトル効率がＭＩＭＯチャネルから以下のように計算される。

ここで、Ｍは、ＭＩＭＯ−ＳＣＷ送信ランクであり、Ｅ_ｓは、全アンテナにおける総送信電力であり、Гは、容量ギャップ（例えば、ターボ復号器ギャップ、スフィア復号器ギャップ、チャネル推定損失等）を表し、σ^２は、受信アンテナごとの雑音分散である。８０４において、フレーム内の全トーン及び複数のＯＦＤＭシンボルにおいてスペクトル効率の平均を求めて平均スペクトル効率Ｃ⁻を生成することができる。８０６において、ＭＩＭＯ−ＳＣＷ送信に関するＣＱＩ（例えば、図７に関して説明されるように、４層シナリオにおけるランク４であると仮定）は、ＡＷＧＮ有効ＳＮＲを計算し、従って

であり、さらに要求されるビットに従って量子化し、従ってＣＱＩ＝Ｑ［ｅｆｆＳＮＲ］であることによって計算することができる。例えば６４−ＱＡＭシステムよりも４−ＱＡＭシステム及び１６−ＱＡＭシステムのほうがより高速のコードレートが可能であることが明確に理解されるであろう。

図９は、本明細書において説明される１つ以上の側面により、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）に基づく非線形受信機を有するアクセス端末においてランクを決定するための方法９００を示す。９０２において、上述されるように、複数の送信層の各々に関する小行列を生成することができる。９０４において、各行列に関する逐次干渉除去（ＳＩＣ）容量を決定することができる。９０６において各層を容量マッピングすることができ、そのための有効ＳＮＲを決定することができる。一例により、特定のシナリオにおいてはランク２が最適であると決定することができる。該場合には、ランク２に対応する層に関する行列内の対角要素を評価して平均を求めることができる。さらに、ランク１の層に対応する行列の要素を評価することができ、（例えばこれらの層は連続するため）そのための容量をランク２層の要素に関する容量の平均と合計することができる。９０８において該容量を加えることができ、従って、ランク２に関する総容量は、ランク２の全層に関する平均容量＋ランク１層の容量と等しくすることができる。９１０において、方法は、すべてのランクに関して繰り返すことができる。９１２において、全体の容量が最高であることを示しているランクを選択することができる。選択されたランクは、上述されるように、約５ｍｓごとにＣＱＩリポートともに戻すことができる。

本明細書において説明される１つ以上の側面により、非線形受信機におけるランク評価に関して、関連するアルゴリズムをいつ採用するか、非線形受信機プロトコルを採用すべきかどうか等の推論を行うことができる。本明細書において用いられる「推論する」又は「推論」という表現は、一般的には、イベント及び／又はデータを介して取得された一組の観察結果からシステムの状態、環境、及び／又はユーザーについて推理又は推論するプロセスを意味する。推論は、特定の状況又は行為を識別するために採用することができ、又は、例えば状態に関する確率分布を生成することができる。推論は、確率論であること、すなわち、データ及びイベントを考慮することに基づいて対象となる状態に関する確率分布を計算すること、であることができる。推論は、一組のイベント及び／又はデータからより高いレベルのイベントを組み立てるために採用される技術を指すこともできる。該推論の結果、一組の観察されたイベントが時間的に非常に接近している状態で相互に関連しているかどうかにかかわらず、及びこれらのイベント及び格納されているデータが１つ又は複数のイベントソース及びデータソースから得られたものであるかどうかにかかわらず、これらのイベント又はデータから新しいイベント又は行動が構築される。

一例により、上述される１つ以上の方法は、二重復号能力を具備するシステムにおいて上述されるように非線形復号器を採用すべきかどうか等に関する推論を行うことを含むことができる。例えば、線形復号器及び非線形復号器の両方を有するユーザーデバイスにおいては、資源の利用可能性、いずれかの復号器を採用することに関連する計算上のオーバーヘッド、受信された送信に関する信号強度、及び／又は線形復号器プロトコルは希望される結果を達成させる上で十分であるかどうか又は非線形復号式が好ましいかどうかの決定を行うことに関連するその他のあらゆる適切な情報に関する推論を行うことができる。このような場合には、システム資源の保存、ユーザーの通信経験の向上等を容易にするために推論を行うことができる。例えば、電池寿命が問題になっている場合は、計算上のオーバーヘッドを低減させて電池寿命を可能な限り長くするために非線形受信機と関連するランク関連プロトコルを取りやめることが望ましい場合がある。逆に、電池寿命が問題でない場合は、より大きい処理電力を要求することができる場合でも通信経験を向上させるために非線形受信機の利用が望ましいと推論することが可能である。上記の例は、例示的性質を有しており、行うことができる推論数及び該推論を本明細書において説明される様々な実施形態及び／又は方法と関連して行う方法を制限することは意図されていないことが理解されるであろう。

図１０は、本明細書において説明される１つ以上の側面により、無線通信環境において採用された非線形受信機内で受信された送信層のランクを計算するのを容易にするユーザーデバイス１０００を示す。ユーザーデバイス１０００は、例えば受信アンテナ（示されていない）から信号を受信する受信機１００２を具備し、受信された信号に関して典型的な行動（フィルタリング、増幅、ダウンコンバージョン等）を行ってコンディショニングされた信号をデジタル化してサンプルを入手する。受信機１００２は、最大尤度（ＭＬ）−ＭＭＳＥ受信機等の非線形受信機であることができる。復調器１００４は、受信されたパイロットシンボルをチャネル推定のために復調してプロセッサ１００６に提供することができる。プロセッサ１００６は、受信機１００２によって受信された情報を解析すること及び／又は送信機１０１６によって送信するための情報を生成することを専用とするプロセッサ、ユーザーデバイス１０００の１つ以上の構成要素を制御するプロセッサ、及び／又は受信機１００２によって受信された情報を解析し、送信機１０１６による送信のために情報を生成し、ユーザーデバイス１０００の１つ以上の構成要素を制御するプロセッサであることができる。

ユーザーデバイス１０００は、本明細書において説明される無線通信システム内の非線形受信機においてランクを計算するために、動作可能な形でプロセッサ１００６に結合されておりさらにユーザーデバイス１０００に関する計算されたランクに関連する情報、ランク計算プロトコル、関連情報を具備するルックアップテーブル、及びリストスフィア復号をサポートするためのその他の適切な情報を格納するメモリ１００８をさらに具備することができる。メモリ１００８は、プロトコル、関連するランク計算、行列生成等をさらに格納することができ、従ってユーザーデバイス１０００は、格納されたプロトコル及び／又はアルゴリズムを用いて本明細書において説明される非線形受信機におけるランク決定を達成させることができる。

本明細書において説明されるデータ記憶装置（例えばメモリ）構成要素は、揮発性又は非揮発性のいずれかのメモリであることができ、又は揮発性及び非揮発性の両メモリを含むことができる。例示することを目的として、及び限定することなしに、非揮発性メモリは、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的にプログラミング可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又はフラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部のキャッシュメモリとして働くランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。例示することを目的として、及び限定することなしに、ＲＡＭは、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータ速度ＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、及びダイレクトランバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）等の数多くの形態で入手可能である。主題であるシステム及び方法のメモリ１００８は、限定することなしに、これらの型及びその他のあらゆる適切な型のメモリを具備することが意図されている。

プロセッサ１００６は、ランク決定を容易にするために１つ以上の受信された層に関する容量をマッピングするのを容易にすることができる容量マッピング構成要素１０１０にさらに結合される。ユーザーデバイスは、本明細書において前記システム及び方法に関して説明される各受信された層に関するランクを評価するランク評価器１０１２をさらに具備することができる。例えば、ランク評価器１０１２は、非線形受信機において受信された層に関するランクを評価するために容量に基づくランク選択アルゴリズム、最高ランク選択アルゴリズム、又はその他のあらゆる適切なランク選択プロトコルを利用することが可能である。ユーザーデバイス１０００は、シンボル変調器１０１４と、変調された信号を送信する送信機１０１６と、をさらに具備する。

図１１は、様々な側面により無線通信環境において非線形受信機を採用するユーザーデバイスに関するランクを更新するのを容易にするシステム１１００を示す。システム１１００は、複数の受信アンテナ１１０６を通じて１つ以上のユーザーデバイス１１０４から信号を受信する受信機１１１０、及び送信アンテナ１１０８を通じて１つ以上のユーザーデバイス１１０４に送信する送信機１１２４を有する基地局１１０２を具備する。受信機１１１０は、受信アンテナ１１０６から情報を受信することができ、受信された情報を復調する復調器１１１２と動作可能な形で関連づけられる。復調されたシンボルは、図１０に関して上述されるプロセッサと類似しておりさらにユーザーランクに関連する情報、関連するルックアップテーブル、及び／又は本明細書において説明される様々な行動及び機能を行うことに関連するその他のあらゆる適切な情報を格納するメモリ１１６に結合されるプロセッサ１１１４によって解析される。プロセッサ１１１４は、ＣＱＩリポートとともに受信された情報に基づいて１つ以上の各々のユーザーデバイス１１０４と関連するランク情報を更新するのを容易にするランク調整器１１１８にさらに結合される。前記情報は、ＣＱＩリポート送信に関する標準的な間隔である約５ｍｓごとに１つ以上のユーザーデバイス１１０４から受信することができる。

変調器１１２２は、送信機１１２４によって送信アンテナ１１０８を通じてユーザーデバイス１１０４に送信するために信号を多重化することができる。ランク調整器１１１８は、ユーザーデバイス１１０４との通信のための所定の送信ストリームに関する更新された最適ランクに関連する信号に情報を添付することができ、新しい最適チャネルが識別されて承認されていることの表示を提供するためにユーザーデバイス１１０４に送信することができる。この方法により、基地局１１０２は、先行図に関して上述されるように、ランク更新情報を提供しさらにＭＬ−ＭＩＭＯ受信機等の非線形受信機と関連してリストスフィア復号プロトコルを採用するユーザーデバイス１１０４と交信することができる。

図１２は、典型的無線通信システム１２００を示す。無線通信システム１２００は、説明を簡潔にするため１つの基地局と１つの端末を示す。しかしながら、前記システムは、２つ以上の基地局及び／又は２つ以上の端末を含むことができ、さらに追加の基地局及び／又は端末は、後述される典型的基地局及び端末と実質的に類似すること又は異なることができることが明確に理解されるであろう。さらに、基地局及び／又は端末は、両者間の無線通信を容易にするために本明細書において説明されるシステム（図１乃至６及び１０及び１１）及び／又は方法（図７乃至９）を採用できることが明確に理解されるであろう。

次に図１２に関して、ダウンリンクにおいては、アクセスポイント１２０５において、送信（ＴＸ）データプロセッサ１２１０は、トラフィックデータを受信、フォーマット化、符号化、インターリービング、及び変調（又はシンボルマッピング）して変調信号（「データシンボル」）を提供する。シンボル変調器１２１５は、データシンボル及びパイロットシンボルを受信及び処理してシンボルストリームを提供する。シンボル変調器１２２０は、データシンボル及びパイロットシンボルを多重化して送信機装置（ＴＭＴＲ）１２２０に提供する。各送信シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、又はゼロの信号値であることができる。パイロットシンボルは、各シンボル期間において連続して送信することができる。パイロットシンボルは、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、時分割多重化（ＴＤＭ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、又は符号分割多重化（ＣＤＭ）することができる。

ＴＭＴＲ１２２０は、シンボルストリームを受信して１つ以上のアナログ信号に変換し、アナログ信号をさらにコンディショニング（例えば、増幅、フィルタリング、及び周波数アップコンバージョン）し、無線チャネルを通じて送信するのに適したダウンリンク信号を生成する。ダウンリンク信号は、アンテナ１２２５を通じて端末に送信される。端末１２３０において、アンテナ１２３５は、ダウンリンク信号を受信し、受信された信号を受信機装置（ＲＣＶＲ）１２４０に提供する。受信機装置１２４０は、受信された信号をコンディショニング（例えば、フィルタリング、増幅、及び周波数ダウンコンバージョン）し、コンディショニングされた信号をデジタル化してサンプルを入手する。シンボル復調器１２４５は、受信されたパイロットシンボルをチャネル推定のために復調してプロセッサ１２５０に提供する。シンボル復調器１２４５は、ダウンリンクに関する周波数応答推定をプロセッサ１２５０からさらに受信し、受信されたデータシンボルに関するデータ復調を行って（送信されたデータシンボルの推定である）データシンボル推定を入手し、データシンボル推定をＲＸデータプロセッサ１２５５に提供し、ＲＸデータプロセッサ１２５５は、データシンボル推定を復調（すなわちシンボルデマッピング）、デインターリービング、及び復号して送信されたトラフィックデータを復元させる。シンボル復調器１２４５及びＲＸデータプロセッサ１２５５による処理は、アクセスポイント１２０５におけるシンボル変調器１２１５及びＴＸデータプロセッサ１２１０のそれぞれによる処理を補完するものである。

アップリンクにおいては、ＴＸデータプロセッサ１２６０は、トラフィックデータを処理してデータシンボルを提供する。シンボル変調器１２６５は、データシンボルを受信してパイロットシンボルと多重化し、変調を行い、シンボルストリームを提供する。次に、送信機装置１２７０は、シンボルストリームを受信及び処理してアップリンク信号を生成し、アップリンク信号は、アンテナ１２３５によってアクセスポイント１２０５に送信される。

アクセスポイント１２０５において、端末１２３０からのアップリンク信号がアンテナ１２２５によって受信され、受信機装置１２７５によって処理されてサンプルが入手される。次に、シンボル復調器１２８０は、サンプルを処理し、アップリンクに関する受信されたパイロットシンボル及びデータシンボル推定を提供する。ＲＸデータプロセッサ１２８５は、データシンボル推定を処理し、端末１２３０によって送信されたトラフィックデータを復元させる。プロセッサ１２９０は、アップリンクにおいて送信中の各アクティブ端末に関するチャネル推定を行う。複数の端末が、各々の割り当てられた組のパイロットサブバンドでアップリンクにおいて同時並行してパイロットを送信することができ、これらのパイロットサブバンドの組は、インターレースさせることができる。

プロセッサ１２９０及び１２５０は、アクセスポイント１２０５及び端末１２３０のそれぞれにおける動作を指示（例えば、制御、調整、管理）する。各々のプロセッサ１２９０及び１２５０は、プログラムコード及びデータを格納するメモリ装置（示されていない）と関連づけることができる。プロセッサ１２９０及び１２５０は、アップリンク及びダウンリンクのそれぞれに関する周波数及びインパルス応答推定を導き出すための計算を行うことも可能である。

多重接続システム（ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ等）に関しては、複数の端末がアップリンクにおいて同時並行して送信することができる。該システムの場合は、パイロットサブバンドを異なる端末間で共有することができる。チャネル推定技術は、各端末に関するパイロットサブバンドが動作帯域全体（可能なことに帯域縁部を除く）に及ぶ場合に用いることができる。前記のようなパイロットサブバンド構造は、各端末に関する周波数ダイバーシティを入手する上で望ましいものになる。本明細書において説明される技術は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア内、ソフトウェア内、又はその組み合わせ内に実装することができる。ハードウェア内に実装する場合は、チャネル推定のために用いられる処理装置は、本明細書において説明されている機能を果たすように設計された１つ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）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、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、その他の電子装置、又はその組合せ内に実装することができる。ソフトウェア内に実装する場合は、本明細書において説明される機能を実行するモジュール（例えば、手順、関数等）を通じて実装することができる。ソフトウェアコードは、メモリ装置に格納してプロセッサ１２９０及び１２５０によって実行することができる。

図１３は、１つ以上の側面により、アクセス端末の非線形受信機においてランク予測を行うのを容易にする装置１３００を示す。装置１３００は、プロセッサ、ソフトウェア、又はその組み合わせ（例えばファームウェア）によって実装された機能を表すことができる一連の相互に関連する機能ブロック、又は「モジュール」として表される。例えば、装置１３００は、先行図に関して上述されるような様々な行為を行うためのモジュールを提供することができる。装置１３００は、チャネル小行列を生成及び評価するための論理モジュール１３０２を具備し、前記論理モジュールは、ＱＲ行列分解を行うための論理モジュール１３０４に動作可能な形で結合される。装置１３００は、有効ＳＮＲを計算するための論理モジュール１３０６と、最適ランクを選択するための論理モジュール１３０８と、をさらに具備する。装置１３００は、ＣＱＩ情報を量子化する（例えば、選択された最適ランクに関する有効ＳＮＲを量子化してＣＱＩ情報を生成する）ための論理モジュール１３１０と、逆方向リンク制御チャネルにおいてアクセス端末からアクセスポイントにＣＱＩ及びランク情報をフィードバックするための論理モジュール１３１２と、をさらに具備する。装置１３００及び装置１３００によって具備される様々なモジュールは、上述される方法を実行できる及び／又は本明細書において説明される様々なシステムに必要な機能を分配できることが理解されるべきである。

ソフトウェア内に実装する場合は、本明細書において説明される技術は、本明細書において説明される機能を果たすモジュール（手順、関数等）とともに実装することができる。ソフトウェアコードは、メモリ装置に格納してプロセッサによって実行することができる。メモリ装置は、プロセッサ内に又はプロセッサの外部に実装することができ、プロセッサの外部に実装する場合は、当業において知られる様々な方法で通信可能な形でプロセッサに結合させることが可能である。

上述されていることは、１つ以上の実施形態の例を含む。当然のことであるが、上記の実施形態を説明することを目的として構成要素又は方法の考えられるあらゆる組み合わせを説明することは可能ではないが、様々な実施形態のさらに数多くの組み合わせ及び置換が可能であることを当業者は認識するであろう。従って、説明される実施形態は、添付された請求項の精神又は適用範囲内にあるあらゆる変更、修正及び変形を包含することが意図されている。さらに、発明を実施するための最良の形態又は請求項の範囲において「含む」という表現が用いられている限りにおいて、該表現は、「具備する」いう表現が請求項において移行語として採用されたときの解釈と同様の包含性を有することが意図されている。

本明細書において提示された様々な実施形態による無線ネットワーク通信システムを示した図である。 １つ以上の実施形態による多重接続無線通信システムを示した図である。 １つ以上の側面により、無線デバイスにおいてＳＷＣ送信機を用いてランク予測を行うのを容易にするシステムを示した図である。 本明細書において説明される１つ以上の側面による、リストスフィア復号プロトコル及びその最適化の格子形表示を示した図である。 本明細書において説明される１つ以上の側面による、リストスフィア復号プロトコル及びその最適化の格子形表示を示した図である。 本明細書において説明される１つ以上の側面による、リストスフィア復号プロトコル及びその最適化の格子形表示を示した図である。 １つ以上の側面により、アクセス端末内の非線形受信機において容量に基づくランク選択を行うための方法を示した図である。 本明細書において説明される様々な側面により、アクセス端末内の非線形受信機において単コードワード通信設計と関連して最高ランク選択を行うための方法を示した図である。 本明細書において説明される１つ以上の側面により、アクセス端末内の最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）に基づく非線形受信機においてランクを決定するための方法を示した図である。 本明細書において説明される１つ以上の側面により、無線通信環境において採用された非線形受信機内で受信された送信層のランクを計算するのを容易にするユーザーデバイスを示した図である。 様々な側面により無線通信環境において非線形受信機を採用するユーザーデバイスに関するランクを更新するのを容易にするシステムを示した図である。 本明細書において説明される様々なシステム及び方法と関連して採用することができる無線ネットワーク環境を示した図である。 １つ以上の側面により、アクセス端末の非線形受信機においてランク予測を行うのを容易にする装置を示した図である。

Claims (16)

1. 無線通信トランシーバ内の非線形トランシーバにおいてランクを計算する方法であって、
   非線形受信機において送信信号を受信することと、
   前記送信信号が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成することと、
   前記小行列に関するＱ−Ｒ分解を行って各々の上三角行列を導き出すことと、
   １つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定することと、
   前記送信信号のすべての可能なランクに関するチャネル容量評価基準を決定することと、
   チャネル容量を送信のために最大化するランクを選択することと、を具備する、方法。
2. 前記受信された信号送信を復号するためにリストスフィア復号アルゴリズムを採用することをさらに具備する請求項１に記載の方法。
3. 最高の平均容量を有するランクを識別することをさらに具備する請求項２に記載の方法。
4. ＣＱＩを計算することと、逆方向リンク制御チャネルを用いて前記ＣＱＩ及びランク情報をフィードバックすること、とをさらに具備する請求項３に記載の方法。
5. 前記非線形受信機は、最大尤度に基づく非線形受信機である請求項１に記載の方法。
6. 前記無線通信トランシーバは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）単コードワード（ＳＣＷ）無線トランシーバである請求項１記載の方法。
7. ユーザーデバイスにおいて受信された多層信号を復号するために非線形復号プロトコルを採用し、
   前記送信信号が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成し、
   前記小行列に関するＱ−Ｒ分解を行って各々の上三角行列を導き出し、
   １つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定し、
   前記送信信号のすべての可能なランクに関するチャネル容量評価基準を決定し、
   チャネル容量を送信のために最大化するランクを選択する、
   ためのコンピュータ実行可能命令を格納しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
8. 前記受信された信号送信を復号するためにリストスフィア復号アルゴリズムを採用するための命令をさらに具備する請求項７に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. 前記小行列の各々に関する送信容量を決定するための及び各ランクに関する容量の平均を求めるための命令をさらに具備する請求項８に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
10. 最高の平均容量を有するランクを識別するための命令をさらに具備する請求項９に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
11. ＣＱＩを計算して逆方向リンク制御チャネルを用いて前記ＣＱＩ及びランク情報をフィードバックするための命令をさらに具備する請求項１０に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
12. 無線通信環境においてスループットを向上させるための命令を実行するプロセッサであって、
    前記命令は、ユーザーデバイスにおいて受信された多層信号を復号するために非線形復号プロトコルを採用することと、
    前記送信信号が受信されたときの送信チャネルから小行列を生成することと、
    前記小行列に関するＱ−Ｒ分解を行って各々の上三角行列を導き出すことと、
    １つ以上の可能な送信ランクに関する有効ＳＮＲを決定することと、
    前記送信信号のすべての可能なランクに関するチャネル容量評価基準を決定することと、
    チャネル容量を送信のために最大化するランクを選択することと、を具備する、プロセッサ。
13. 前記命令は、前記受信された信号送信を復号するためにリストスフィア復号アルゴリズムを採用することをさらに具備する請求項１２に記載のプロセッサ。
14. 前記命令は、最高の平均容量を有するランクを識別することをさらに具備する請求項１３に記載のプロセッサ。
15. 前記命令は、ＣＱＩを計算すること及び逆方向リンク制御チャネルを用いて前記ＣＱＩ及びランク情報をフィードバックすることをさらに具備する請求項１４に記載のプロセッサ。
16. 前記非線形復号プロトコルは、最大尤度（ＭＬ）非線形復号プロトコルである請求項１５に記載のプロセッサ。

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