JP5596156B2 - 無線通信用の非ユニタリープリコーディングスキーム - Google Patents

Description

多入力多出力（ＭＩＭＯ）は、次世代の無線通信のためのシステムパフォーマンスを向上させる可能性のある技術である。同じ時間／周波数リソースを利用して単一のユーザに複数の変調シンボルストリームの空間分割多重（ＳＤＭ）を適用するＭＩＭＯシステムを、単一ユーザＭＩＭＯ（ＳＵ−ＭＩＭＯ）システムと称する。同じ時間／周波数リソースを利用して複数の異なるユーザに複数の変調シンボルストリームのＳＤＭを適用するＭＩＭＯシステムを、マルチユーザＭＩＭＯ（ＭＵ−ＭＩＭＯ）システムと称する。

ＭＵ−ＭＩＭＯは、マルチユーザ・ダイバーシティ及び空間ダイバーシティを両方兼ね備えていることから得られる利点が大きく、特に興味深い。さらに、ＭＵ−ＭＩＭＯは、トランスミッタにおいてチャネル状態情報を利用することから、ＳＵ−ＭＩＭＯよりもセルスループットを大きくすることができる。基地局におけるチャネル状態情報は、ＭＵ−ＭＩＭＯパフォーマンスを向上させるために重要である。本願の向上点は、これら、及びその他の点から必要とされている。

通信システムの一実施形態を示す。 第１のＭＩＭＯアーキテクチャの一実施形態を示す。 チャネル状態情報モジュールの一実施形態を示す。 第２のＭＩＭＯアーキテクチャの一実施形態を示す。 第１のＭＩＭＯフレームスキームの一実施形態を示す。 第２のＭＩＭＯフレームスキームの一実施形態を示す。 第１の論理フローの一実施形態を示す。 第２の論理フローの一実施形態を示す。

様々な実施形態が概して、モバイルブロードバンド通信システム等の無線通信ネットワークの通信技術に関している。一部の実施形態は、特に、閉ループＭＵ−ＭＩＭＯスキーム（ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯ）用の非ユニタリープリコーディングスキームに関している。

インターネットはモバイル用途に急速に進化している。この進化により、データレートの高いユビキタス通信が要求されている。直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）及び直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）技術を利用するモバイルブロードバンド通信システムが、高速データレートという要求を満たすための優勢の技術の１つとして新興してきている。

ＭＵ−ＭＩＭＯを実装するモバイルブロードバンド通信システムは、マルチユーザ・ダイバーシティ及び空間ダイバーシティを両方兼ね備えていることから得られる利点が大きく、興味深い。さらに、ＭＵ−ＭＩＭＯは、トランスミッタにおいてチャネル状態情報を利用することから、ＳＵ−ＭＩＭＯよりもセルスループットを大きくすることができる。しかし、これら、及びその他の利点を実現するためには、基地局においてチャネル状態情報を設けて、空間多重化されたユーザに適切にサービス提供を行う必要がある。しかしこの手法では、多くのシステムのアップリンク容量に大きな負担がかかる。さらにＭＵ−ＭＩＭＯは、同時にサービス提供を受けるユーザ群の選択のためにスケジューリングアルゴリズムを利用する。あるスケジューリングアルゴリズムの複雑度は、そのシステムに実装されるプリコーディング、デコード、及び、チャネル状態フィードバック技術の設計選択に応じて決定される。加えて、移動度により複雑度が大きくなる。例えば、フェージング環境にあるモバイルデバイスは、ドップラー周波数シフト及び／又はスペクトルの広域化という、様々な程度の劣化を受ける。

様々な実施形態は、これら及びその他の問題を解決するための短期チャネル状態情報（ＣＳＩ）及び長期ＣＳＩに基づくＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームに関する。ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームには、非ユニタリープリコーディング（例えば対になったチャネルマトリックスにおけるチャネル反転）、コードブック量子化、ユーザスケジューリング、リンク適応及び検知等によって、チャネル品質情報（ＣＱＩ）を計算することが含まれる。ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームは、ＳＵ−ＭＩＭＯスキームよりも、パフォーマンスにおいて明示的な利得がある。さらにＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームでは、フィードバックオーバヘッド、フィードバック遅延、及び複雑性が低減されている。

一部の実施形態はモバイルデバイスに関している。例えば一実施形態は、ＯＦＤＭＡ技術を利用するモバイルブロードバンド通信システムのためのモバイルデバイス（例えばモバイルサブスクライバステーション）に関する。モバイルデバイスは、閉ループマルチユーザ多入力多出力（ＭＩＭＯ）スキームのための非ユニタリープリコーディングスキームを利用して、固定デバイス（例えば基地局又はアクセスポイント）のためにＣＳＩを生成することができるチャネル状態情報モジュールを含む。ＣＳＩは、例えば、ＣＱＩ及びコードワードインデックス（ＣＷＩ）を含んでよい。ＣＷＩは、量子化コードブックのインデックス等であってよい。

様々な実施形態では、１以上のモバイルデバイスが、基地局（ＢＳ）又はアクセスポイント（ＡＳ）等の固定デバイス用のチャネル状態情報を生成してよい。チャネル状態情報は、Ｈの現在の値、つまり、信号チャネルを表す数学的な値についての情報である。これは無線通信の信号モデルの一部を成し、その全式は、Ｒ＝ＨＸ＋Ｎ（数１）という形で表すことができる。ここでＲは受信信号を表し、Ｘは送信信号を表し、Ｎはノイズを表し、Ｈはチャネルを表す。Ｒ，Ｘ、Ｎ、Ｈは通常定数ではない。システムは通常、トランスミッタから送信されたものを特定したり、システムパフォーマンスを向上させたりするために（例えば、送信速度の加速）、Ｈに関するなんらかの情報を必要とする。情報は、Ｈの現在の値、又はＨの共分散であってよい。この種類の情報が、概してチャネル状態情報（ＣＳＩ）と称されており、通常は推定値である。通常、Ｈの現在の値（例えば瞬間チャネルマトリックス情報）が、短期ＣＳＩと称され、Ｈの上位統計（例えばチャネル相関マトリックス情報）が、長期ＣＳＩと称される。

一実施形態では、１以上のモバイルデバイスが短期ＣＳＩを生成する。例えばモバイルデバイスは、チャネルマトリックス（Ｈ）からの瞬間チャネルマトリックス情報を利用して、プリコーディングベクトルを決定する。これは、モバイルデバイスの速度及び／又は速さが約０から３０ｋｍ／毎時の間の、モバイルデバイスの低い移動環境のシナリオにおける利用に適していると考えられる。しかし実施形態はこの範囲に限定はされない。

一実施形態では、１以上のモバイルデバイスが長期ＣＳＩを生成する。例えばモバイルデバイスは、チャネルマトリックス（Ｈ）からの二次統計情報（例えばチャネル相関マトリックス（Ｒ）情報）を利用して、プリコーディングベクトルを決定する。これは、モバイルデバイスの速度及び／又は速さが約３０から１２０ｋｍ／毎時の間の、モバイルデバイスの高い移動環境のシナリオにおける利用に適していると考えられる。しかし実施形態はこの範囲に限定はされない。

様々な実施形態では、短期ＣＳＩ及び長期ＣＳＩのために、完全な又は部分的なチャネル状態フィードバック技術を利用することができる。一部の実施形態では、部分的なチャネル状態フィードバックを利用してオーバヘッドと複雑性とを低減させる。一実施形態では、モバイルデバイスから固定デバイスへと、量子化コードブックのＣＱＩ及びＣＷＩを送信することを含む、部分的なフィードバック技術を利用する。これに加えて、又は、この代わりに、他のフィードバック技術を利用することもできる。例えば、チャネルサウンディングを利用して、モバイルデバイスからフィードバック情報を提供することもできる。実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

一部の実施形態は固定デバイスに関する。一実施形態は、例えば、ＯＦＤＭＡ技術を利用するモバイルブロードバンド通信システムのための固定デバイスに関する。固定デバイスは、閉ループマルチユーザ多入力多出力（ＭＩＭＯ）スキーム用の非ユニタリープリコーディングスキームを利用して、複数のモバイルデバイスについて１以上のプリコーディングベクトルを生成することのできるプリコーディングモジュールを有してよい。プリコーディングモジュールは、複数のモバイルデバイスそれぞれから受信するＣＱＩ及びＣＷＩを含むＣＳＩを利用して１以上のプリコーディングベクトルを生成することができる。固定デバイスはさらに、様々なモバイルデバイスからのＣＱＩ及びＣＷＩを利用して、スケジュール処理、リンク適応処理、その他、ＭＵ−ＭＩＭＯスキームに有用な処理を行うこともできる。

様々な実施形態は１以上のエレメントを含んでよい。あるエレメントは、一定の処理を行うための構造を含んでよい。各エレメントは、一定の設計パラメータ又はパフォーマンス上の制約のセットに応じて、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの任意の組み合わせで実装することができる。ある実施形態は、例示により一定の配置の限られた数のエレメントを利用して記載されているかもしれないが、実施形態は、実装例に応じた別の配置の、これより多い又は少ない数のエレメントを含んでもよい。「１つの実施形態」「一実施形態」といった言い回しは、実施形態との関連で示されている特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。「１つの実施形態」「一実施形態」といった言い回しが明細書の随所に見られるからといって、全てが必ずしも同じ実施形態のことを示しているわけではない点を留意されたい。

図１は、通信システム１００の一実施形態を示すブロック図である。様々な実施形態では、通信システム１００は複数のノードを含んでよい。１つのノードは通常、通信システム１００内で情報を通信するために任意の物理又は論理実体を含んでよく、一定の設計パラメータ又はパフォーマンス上の制約のセットに応じて、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの任意の組み合わせで実装することができる。図１は、例示により一定の配置の限られた数のノードしか示していないが、実装例によっては、別の配置の、これより多い又は少ない数のエレメントを含んでもよい。

様々な実施形態では、通信システム１００は、有線通信システム、無線通信システム、又はこれらの組み合わせを含んでも、これらの一部を形成してもよい。例えば通信システム１００は、１以上のノードを含み、１以上の種類の有線通信リンク上で情報を通信することもできる。有線通信リンクの例には、これらに限定はされないが、ワイヤ、ケーブル、バス、プリント配線基板（ＰＣＢ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）接続、ピアツーピア（Ｐ２Ｐ）接続、バックプレーン、スイッチファブリック、半導体材料、ツイストペア線、同軸ケーブル、光ファイバ接続等が含まれてよい。通信システム１００は、さらに、無線共有媒体１４０等の１以上の種類の無線通信リンクで情報を通信するよう構成された１以上のノードを含んでよい。無線通信リンクの例には、これらに限定はされないが、無線チャネル、赤外線チャネル、無線周波数（ＲＦ）チャネル、ワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ）チャネル、ＲＦスペクトルの一部、及び／又は、１以上の認可された、又は無認可の周波数帯域が含まれてよい。後者の場合には、無線ノードは、１以上のトランスミッタ、レシーバ、トランスミッタ／レシーバ（「トランシーバ」）、無線機、チップセット、増幅器、フィルタ、制御論理、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）、アンテナ、アンテナアレイ等の、無線通信用の１以上の無線インタフェース及び／又はコンポーネントを含んでよい。アンテナの例には、これらに限定はされないが、内部アンテナ、全方向性アンテナ、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、エンドフェッドアンテナ、円偏光アンテナ、マイクロストリップアンテナ、ダイバーシティアンテナ、デュアルアンテナ、アンテナアレイ等が含まれてよい。一実施形態では、一定のデバイスが、複数のアンテナのアンテナアレイを含んで、様々なアダプティブアンテナ技術及び空間ダイバーシティ技術を実装してもよい。

図１の実施形態に示されているように、通信システム１００は、例えば固定デバイス１１０及び一式のモバイルデバイス１２０−１−ｍ等の複数のエレメントを含み、全てが無線共有媒体１４０を介して接続されている。固定デバイスは、さらに、無線機１１２及びプリコーディングモジュール１１４を含んでよい。モバイルデバイス１２０−１が示すように、モバイルデバイス１２０−１−ｍはさらに、プロセッサ１２２、メモリユニット１２４、チャネル状態情報モジュール１３０、及び、無線機１２６を含んでよい。しかし実施形態は図１に示すエレメントに限定はされない。

様々な実施形態では、通信システム１００は、モバイルブロードバンド通信システムを含んでも、これとして実装されてもよい。モバイルブロードバンド通信システムの例には、これらに限定はされないが、様々なＩＥＥＥ（アイトリプルイー）規格（例えば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）用のＩＥＥＥ８０２.１１規格及びその変化版、無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＷＭＡＮ）用のＩＥＥＥ８０２．１６規格及びその変化版、ＩＥＥＥ８０２．２０又はモバイルブロードバンド無線アクセス（ＭＢＷＡ）規格及びその変化版）に準拠したシステムを、特に含む。一実施形態では、例えば、通信システム１００は、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）又はＷｉＭＡＸ ＩＩ規格に準拠して実装することができる。ＷｉＭＡＸは、ＩＥＥＥ８０２．１６規格に基づく無線ブロードバンド技術であり、このなかで、ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４及び８０２．１６ｅ修正版（８０２．１６ｅ−２００５）が、物理（ＰＨＹ）層仕様である。ＷｉＭＡＸ ＩＩは、ＩＭＴ（International Mobile Telecommunications）高度４Ｇ規格シリーズに提唱されている、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ及びＩＥＥＥ８０２．１６ｍに基づいた高度の第４世代（４Ｇ）システムである。一部の実施形態では、通信システム１００をＷｉＭＡＸ又はＷｉＭＡＸ ＩＩシステムまたは規格として、限定ではない一例として示しているが、通信システム１００は、様々な他の種類のモバイルブロードバンド通信システム及び規格として実装することができ、これらモバイルブロードバンド通信システム及び規格には、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）システムの規格シリーズ及び変形版、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）２０００システムの規格シリーズ及び変形版（例えばＣＤＭＡ２０００ １ｘＲＴＴ、ＣＤＭＡ２０００ＥＶ−ＤＯ、ＣＤＭＡ ＥＶ−ＤＶ等）、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）ブロードバンド無線アクセスネットワーク（ＢＲＡＮ）及びその変形版が生成したＨＩＰＥＲＭＡＮ（High Performance Radio Metropolitan Area Network）システムの規格シリーズ、無線ブロードバンド（ＷｉＢｒｏ）システムの規格シリーズ及び変形版、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）及びＧＰＲＳ（General Packet Radio Service）システム（ＧＳＭ（登録商標）／ＧＰＲＳ）の規格シリーズ及び変形版、ＥＤＧＥ（Enhanced Data Rates for Global Evolution）システムの規格シリーズ及び変形版、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）システムの規格シリーズ及び変形版、高速ＯＦＤＭ（High Speed Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）パケットアクセス（ＨＳＯＰＡ）システムの規格シリーズ及び変形版、ＨＳＵＰＡ（High-Speed Uplink Packet Access）システムの規格シリーズ及び変形版等が含まれてよい。実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

様々な実施形態では、通信システム１００は、無線機能を有する固定デバイス１１０を含んでよい。固定デバイスは、１以上のモバイルデバイス等の別の無線デバイスの接続、管理、又は制御を提供する汎用機器セットを含んでよい。固定デバイス１１０の例には、無線アクセスポイント（ＡＰ）、基地局又はノードＢ、ルータ、スイッチ、ハブ、ゲートウェイ等が含まれてよい。例えば一実施形態では、固定デバイスが、セルラー式無線電話システム又はモバイルブロードバンド通信システム用の基地局又はノードＢを含んでよい。固定デバイス１１０はさらにネットワーク（不図示）にアクセスを提供することもできる。一例としてネットワークは、インターネット、企業又は法人用ネットワーク、公衆電話交換回線網（ＰＳＴＮ）等の音声ネットワークを含んでもよい。一部の実施形態は、基地局又はノードＢとして実装される固定デバイス１１０を例にとって説明されるが、他の無線デバイスを利用して他の実施形態を実装することもできる点に留意されたい。実施形態はこの点に限定はされない。

様々な実施形態では、通信システム１００は、無線機能を有するモバイルデバイス１２０−１−ｍのセットを含んでよい。モバイルデバイス１２０−１−ｍは、他の無線デバイス（例えば他のモバイルデバイス又は固定デバイス（例えば固定デバイス１１０））に接続を提供する汎用機器のセットを含んでよい。モバイルデバイス１２０−１−ｍの例には、これらに限定はされないが、コンピュータ、サーバ、ワークステーション、ノートブックコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、電話、セルラー式電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、セルラー式電話とＰＤＡとのセット等が含まれてよい。例えば一実施形態では、モバイルデバイス１２０−１−ｍは、ＷＭＡＮ用のモバイルサブスクライバステーション（ＭＳＳ）として実装することができる。一部の実施形態は、ＭＳＳとして実装されるモバイルデバイス１２０−１−ｍを例にとって説明されるが、他の無線デバイスを利用して他の実施形態を実装することもできる点に留意されたい。実施形態はこの点に限定はされない。

モバイルデバイス１２０−１が示すように、モバイルデバイス１２０−１−ｍはプロセッサ１２２を含んでもよい。プロセッサ１２２は、複合命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、命令セットの組み合わせを実装するプロセッサ、又はその他のプロセッサデバイス等の任意のプロセッサとして実装することができる。例えば一実施形態では、プロセッサ１２２は、カリフォルニア州サンタクララのＩｎｔｅｌ（登録商標）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製のプロセッサ等の汎用プロセッサとして実装することができる。プロセッサ１２２はさらに、コントローラ、マイクロコントローラ、エンベデッドプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ、媒体プロセッサ、入出力（Ｉ／Ｏ）プロセッサ等の専用プロセッサとして実装することもできる。実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

モバイルデバイス１２０−１がさらに示すように、モバイルデバイス１２０−１−ｍは、メモリユニット１２４を含んでよい。メモリ１２４は、揮発性及び不揮発性メモリ両方を含む、データを格納する機能を有する機械可読又はコンピュータ可読媒体を含むことができる。例えばメモリ１２４は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ポリマーメモリ（強誘電性ポリマーメモリ等）、オボニックメモリ、相変化又は強誘電体メモリ、シリコン酸化物窒化物酸化物シリコン（ＳＯＮＯＳ）メモリ、磁気又は光カード、又は、情報を格納するのに適したその他の種類の媒体を含んでよい。メモリ１２４の一部又は全てが、プロセッサ１２２と同じ集積回路に含まれていてもよいし、ハードディスクドライブ等の、プロセッサ１２２の集積回路の外部にある集積回路又はその他の媒体上に設けられてもよいことに留意されたい。実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

モバイルデバイス１２０−１がさらに示すように、モバイルデバイス１２０−１―ｍは、ディスプレイ１３２を含んでよい。ディスプレイ１３２は、モバイルコンピューティングデバイスに適した情報を表示するための任意の適切な表示ユニットを含んでよい。これに加えて、ディスプレイ１３２は、タッチスクリーン、タッチパネル、タッチスクリーンパネル等のさらなるＩ／Ｏデバイスとして実装されてもよい。タッチスクリーンは例えば感圧式（抵抗式）技術、電気検知型（electrically-sensitive）（容量性）技術、音響検知型（acoustically-sensitive）（表面音響波）技術、感光性（赤外線）技術等の異なる術のうちの１つを利用して実装されるディスプレイオーバレイである。これらオーバレイの効果により、ディスプレイを入力デバイスとして利用して、ディスプレイ１３２上に提供するコンテンツと相互作用させる主要な入力デバイスとしてのキーボード及び／又はマウスをなくしたり、その機能を向上させたりすることができるようになる。

一実施形態では、ディスプレイ１３２は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はその他の種類の適切な視覚インタフェースにより実装することができる。ディスプレイ１３２は、例えば、タッチセンサー式の色（例えば５６ビットカラー）表示スクリーンを含んでよい。様々な実装例では、ディスプレイ１３２は、エンベデッドトランジスタを含む１以上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）ＬＣＤを含んでよい。この実装例では、ディスプレイ１３２は、アクティブマトリックスを実装するために各画素について１つトランジスタを含んでよい。実施形態はこのコンテキストに限定はされないが、アクティブマトリックスディスプレイは、パッシブマトリックスよりも低い電流で画素照明をトリガすることができ、変化に対するレスポンスも速いので、パッシブマトリックスよりも好ましい。

様々な実施形態では、デバイス１１０、１２０は、無線共有媒体１４０を介して、それぞれの無線機１１２、１２６を介して情報を通信してよい。無線共有媒体１４０には、ＲＦスペクトルが１以上割り当てられてよい。ＲＦスペクトルの割り当ては、連続したものであっても不連続であってもよい。一部の実施形態では、無線機１１２、１２６は、例えばＷｉＭＡＸ又はＷｉＭＡＸ ＩＩシステムが利用するような様々なマルチキャリア技術を利用して無線共有媒体１４０を介して情報を通信することができる。例えば、無線機１１２、１２６は、様々なＭＵ−ＭＩＭＯ技術を利用して、ビームフォーミング、空間ダイバーシティ、又は周波数ダイバーシティを実行することができる。

一般処理においては、無線機１１２、１２６は、１以上の通信チャネル（例えば通信チャネル１４２−１−ｐ）を利用して情報を通信することができる。通信チャネルは、周波数、タイムスロット、符号、又はこれらの組み合わせからなる、定義されたセットであってよい。例えば一実施形態では、固定デバイス１１０の無線機１１２の送信部は、「ダウンリンクチャネル」と称されることもある通信チャネル１４２−１を利用して、モバイルデバイス１２０−１−ｍの無線機１２６の受信部に、媒体及び制御情報を通信してよい。例えば一実施形態では、モバイルデバイス１１０の無線機１２６の送信部は、「アップリンクチャネル」と称されることもある通信チャネル１４２−２を利用して、固定デバイス１１０の無線機１１２の受信部に、媒体及び制御情報を通信してよい。場合によっては、通信チャネル１４２−１、１４２−２は、実装形態によっては、送信及び／又は受信周波数の同じセット又は異なるセットを利用することもできる。

通信システム１００はモバイルブロードバンド通信システムなので、モバイルデバイス１２０−１−ｍの移動中であっても、通信処理を維持するように設計されている。モバイルデバイス１２０−１−ｍの移動速度が遅い場合（例えば操作者が歩いているような場合）には、実際の運動による通信の劣化は比較的小さく、修正が容易である。モバイルデバイス１２０−１−ｍの移動速度が速い場合（例えば操作者が車両で移動中の場合等）には、周波数シフトによって通信信号の劣化が著しくなると想定される。この周波数シフトの例には、ドップラー効果が生じるドップラー周波数シフトがある。

モバイルデバイス１２０−１−ｍの１以上は、ＣＳＩを、ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキーム用に固定デバイス１１０に提供するためにチャネル状態フィードバック技術を実装することができる。図１に示す実施形態では、モバイルデバイス１２０―１が、固定デバイス１１０のＣＳＩ１５０を生成することのできるＣＳＩモジュール１３０を含む。ＣＳＩ１５０は、例えばＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を含んでよい。しかし実施形態はこれらのＣＳＩ１５０の例に限定はされない。大まかにいうとモバイルデバイス１２０−１−ｍ、特にＣＳＩモジュール１３０の処理の概略を、図２を参照して詳述する。

図２は、ＭＩＭＯアーキテクチャ２００の一実施形態を示す。ＭＩＭＯアーキテクチャ２００は、モバイルデバイス１２０−１−ｍの一部として実装されてよい。特定の数のエレメントがＭＩＭＯアーキテクチャ２００の一部として示されているが、ＭＩＭＯアーキテクチャ２００に含まれるエレメントは、実装例によってはこれより多くても少なくてもよく、実施形態がこのコンテキストに限定されない点は理解されたい。

図２に示す実施形態では、ＭＩＭＯアーキテクチャ２００は、１以上のエンコーダ２０６、リソースマッパー２０８、ＭＩＭＯエンコーダ２１０、プリコーダ（ビームフォーマー）２１２（ここでは「プリコーダ２１２」と称する）、ＯＦＤＭシンボル生成器２１４、及び、トランスミッタ用の１以上の逆高速変換（ＩＦＦＴ）ブロック２１６−１−ｓ、及び、１以上のアンテナ２１８−１−ｔを含む。各エンコーダ２０６は、チャネルエンコーダ、インタリーバ、レート・マッチャー、及び変調器を層毎に含む。リソースマッパー２０８は、変調シンボルを、割り当てられたリソースユニット（ＲＵ）の対応する時間周波数リソースにマッピングする。ＭＩＭＯエンコーダ２１０はＬ（≧１）の層をＮＳ（≧１）のストリームにマッピングして、これがプリコーダ２１２に供給される。プリコーダ２１２は、プリコーディングマトリックス２２０を利用して選択されたＭＩＭＯモード（例えば開ループ又は閉ループ）に従ってアンテナ固有のデータシンボルを生成することにより、ユーザデータストリーム２０２をアンテナ２１８−１−ｔにマッピングする。ＯＦＤＭシンボル生成器２１４は、アンテナ固有のデータをＯＦＤＭシンボルにマッピングする。

ＭＩＭＯアーキテクチャ２００はさらにＣＳＩモジュール１３０を含んでよい。ＣＳＩモジュール１３０は、固定デバイス１１０用にＣＳＩ１５０を生成するよう設計されてよい。一実施形態では、ＣＳＩモジュール１３０は、部分的なフィードバック技術を実装してよい。例えば、ＣＳＩモジュール１３０は、ＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４の形態でＣＳＩ１５０をフィードバックすることができる。ＣＳＩモジュール１３０は、モバイルデバイス１２０−１−ｍについて決定された速度及び／又は速さに基づいて、短期ＣＳＩ又は長期ＣＳＩとしてＣＳＩ１５０を生成してよい。モバイルデバイス１２０−１−ｍの速度及び／又は速さは、任意の数の従来の技術により決定又は計算することができる。

図３は、ＣＳＩモジュール１３０の一実施形態を示す。図３に示す実施形態では、ＣＳＩモジュール１３０は、チャネル推定モジュール３１０、有効チャネル推定モジュール３１２、コードワード選択モジュール３１４、コードブック３１６、及びＣＱＩモジュール３１８を含んでよい。ＣＳＩモジュール１３０の一部として特定の数のエレメントが示されているが、ＣＳＩモジュール１３０が含むエレメントは、実装例によってはこれより多くても少なくてもよく、実施形態がこのコンテキストに限定されない点は理解されたい。

様々な実施形態では、１以上のモバイルデバイス１２０−１−ｍは、固定デバイス１１０のＣＳＩ１５０を生成するためにＣＳＩモジュール１３０を利用してよい。ＣＳＩとは、Ｈの現在値、つまり、信号チャネルを表す数学的な値についての情報である。システムは通常、トランスミッタから送信されたものを特定したり、システムパフォーマンスを向上させたりするために（例えば、送信速度の加速）、Ｈに関するなんらかの情報を必要とする。通常、Ｈの現在の値（例えば瞬間チャネルマトリックス情報）が、短期ＣＳＩと称され、Ｈの上位統計（例えばチャネル相関マトリックス情報）が、長期ＣＳＩと称される。

ＣＳＩモジュール１３０のチャネル推定モジュール３１０は、固定デバイス１１０から無線機１２６を介して、ダウンリンク無線チャネルを介して１以上の参照信号３０２を受信することができてよい。参照信号３０２には、例えば、パイロット信号、プリアンブル、ミッドアンブル、キャリア、サブキャリア等が含まれてよい。チャネル推定モジュール３１０は、１以上の参照信号３０２に基づいてチャネルマトリックスを推定してよい。例えば一実施形態では、チャネルマトリックスは、低い移動環境においては短期のＣＳＩの瞬間チャネルマトリックス（Ｈ）を含んでよい。例えば一実施形態では、チャネルマトリックスは、高い移動環境においては長期のＣＳＩのチャネル相関マトリックス（Ｒ）を含んでよい。

＜モバイルデバイス：短期ＣＳＩ＞
一実施形態では、ＣＳＩモジュール１３０は短期ＣＳＩを生成する。例えばＣＳＩモジュール１３０は、プリコーディングベクトルを決定するために、チャネルマトリックス（Ｈ）から瞬間チャネルマトリックス情報を利用することができる。これは、モバイルデバイスの速度が約０から３０ｋｍ／毎時の間の、モバイルデバイスの低い移動環境のシナリオにおける利用に適していると考えられる。しかし実施形態はこの範囲に限定はされない。

低い移動環境においては、チャネル推定モジュール３１０は、参照信号３０２に基づいてチャネルマトリックス（Ｈ）を推定してよい。チャネルマトリックス（Ｈ）は、例えば、Ｎ_ｒｘＮ_ｔマトリックスを含んでよく、ここでＮ_ｒは受信アンテナ数を表し、Ｎ_ｔが送信アンテナ数を表す。

有効チャネル推定モジュール３１２は、チャネルマトリックス（Ｈ）に基づいて有効チャネルを決定することができてよい。推定されたチャネルマトリックス（Ｈ）に基づいて、有効チャネル推定モジュール３１２は、有効チャネルＶ（Ｈ）を計算する。例えば一実施形態では、有効チャネル推定モジュール３１２は、特異値分解（ＳＶＤ）を利用して有効チャネルＶ（Ｈ）を決定することができてよい。例えば有効チャネル推定モジュール３１２は、［Ｕ Ｓ Ｖ］＝ＳＶＤ（Ｈ）（数２）として示されるＳＶＤを実行する。次いで、有効チャネル推定モジュール３１２は、Ｈ_ｅｆｆ＝Ｖ（１，：）（数３）として示すように、有効チャネルＶ（Ｈ）として最大右特異ベクトルを選択することができる。

有効チャネルＶ（Ｈ）に基づいて、コードワード選択モジュール３１４は、有効チャネルＶ（Ｈ）を、量子化コードブック３１６を利用して量子化することができる。コードブックに基づくプリコーディングは、フィードバックオーバヘッドが少ないという理由から、閉ループＭＩＭＯシステムには有利な技術である。量子化コードブック３１６は、任意の公知のコードブック技術を利用して実装することができる。例えば量子化コードブック３１６は、電力均衡コードブック又は電力不均衡コードブックを含んでよい。電力均衡コードブックの一例がＤＦＴに基づくコードブックであり、これは、空間相関チャネルに対するパフォーマンスに優れる。電力不均衡コードブックの一例にはアンテナ選択に基づくコードブックがあり、これは、不相関チャネルに対するパフォーマンスに優れる。量子化コードブック３１６の例には、これらに限られないが、ＩＥＥＥ．１６ｅ、６ビットコードブック、位相適応ＤＦＴ、５ビットコードブック、３ＧＰＰ ＬＴＥ、４ビットコードブック、ＩＥＥＥ８０２、１６ｅ、３ビットコードブック、ＤＦＴ ＋ＡＳ、５ビットコードブックその他がある。実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

コードワード選択モジュール３１４は、有効チャネルＶ（Ｈ）について、量子化コードブック３１６からコードワードを選択することで量子化を実行することができる。これは、相関付けによって行うことができる。一実施形態では、コードワード選択モジュール３１４は、有効チャネルＶ（Ｈ）に対して最大の相関性を有する値を有するコードワードを、量子化コードブック３１６から選択することができる。例えば、コードワード選択モジュール３１４は、有効チャネルＶ（Ｈ）を量子化して、以下の数４に示すようにして、任意のコードブックＣからコードワードを選択することができる。

ここで、Ｃｉは、ｉ番目のコードワードであり、量子化コードブック３１６のｉ列目である。次いで、コードワード選択モジュール３１４は、ＣＱＩモジュール３１８に、選択したコードワード又はＣＷＩ１５４を出力する。

ＣＱＩモジュール３１８は、ＣＷＩ１５４が表す、選択されたコードワードに基づいてＣＱＩ１５２を推定することができる。ＣＱＩ１５２の例は、これらに限定はされないが、チャネル利得、物理的信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）又はキャリア対干渉雑音比（ＣＩＮＲ）（両方とも集合的に「ＳＩＮＲ」と称する）、有効ＳＩＮＲ、周波数オフセット推定、帯域選択等を含んでよい。実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

例えば一実施形態では、ＣＱＩモジュール３１８は、他のモバイルデバイスが利用するプリコーディングベクトルの推測的な（a priori）知識なしに、ＣＱＩ１５２を推定することができてよい。これにより、アップリンク無線チャネル１４２−２のトラフィックシグナリング量を低減させることができる。

一実施形態では、ＣＱＩモジュール３１８は、選択されたコードワードが任意のモバイルデバイスのプリコーディングベクトルであり、全ての他のアクティブなモバイルデバイスのプリコーディングベクトルのセットがこのプリコーディングベクトルに直交していると想定して、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）レシーバ（例えば無線機１２６）の物理的信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）としてＣＱＩ１５２を推定する。例えばＣＱＩモジュール３１８は、選択されたコードワードが、自身のプリコーディングベクトルであり、他のモバイルデバイスのプリコーディングベクトルがこのプリコーディングベクトルに直交していると想定して、ＭＭＳＥレシーバのポストＳＩＮＲの計算を始めてよく、これが以下の数５に示されている。

ここでｖは、選択されたコードワードインデックスであり、

は、他のモバイルデバイスがそのモバイルデバイスで直交プリコーディングベクトルを利用することを想定した場合に、モバイルデバイスのエミュレーションされたプリコーディングベクトルであり、ωは、ＭＭＳＥレシーバを利用するときのＭＭＳＥフィルタ係数であり、Ｉ_{ｉｎｔｅｒｆ}は、任意のモバイルステーションの対の中で異なるストリーム間の干渉であり、Ｓは、検知後の信号電力であり、Ｉは、Ｎｒ×Ｎｒの恒等行列であり、ノイズはノイズ電力である。

次いでＣＱＩモジュール３１８は、ＳＩＮＲベクトルベクトルの第１エレメントをＣＱＩとしてとるが、これはＣＱＩ＝ＳＩＮＲ（１）（数６）で示すことができる。

コードワード選択モジュール３１４及びＣＱＩモジュール３１８がそれぞれＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を生成すると、無線機１２６は、ＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を、アップリンク無線チャネル１４２−２経由で固定デバイス１１０へ送信する。

＜モバイルデバイス−長期ＣＳＩ＞
一実施形態では、ＣＳＩモジュール１３０は長期ＣＳＩを生成する。例えばＣＳＩモジュール１３０は、チャネル相関マトリックス（Ｒ）情報等のチャネルマトリックス（Ｈ）からの二次統計情報を利用して、プリコーディングベクトルを決定することができる。これは、約３０ｋｍ／毎時から１２０ｋｍ／毎時の間の、モバイルデバイスの高い移動環境のシナリオにおける利用に適したものであってよい。しかし実施形態はこの範囲に限定はされない。

短期ＣＳＩに関して記載したエレメントの殆どは、ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームの長期ＣＳＩに適用することもできる。１つ違うのは、コードブックベクトルのマッピング法である。短期ＣＳＩは、チャネルマトリックス（Ｈ）からの瞬間チャネルマトリックス情報に基づいている。次いで、量子化コードブック３１６のチャネルＨの右特異ベクトルからコードブックベクトルＶ（Ｈ）をマッピングする。しかし長期ＣＳＩは、チャネル相関マトリックス（Ｒ）等の二次統計情報に基づいている。有効チャネル推定モジュール３１２は、Ｖ（Ｒ）を、瞬間チャネルマトリックス情報ではなくてチャネル相関マトリックス（Ｒ）情報の右特異ベクトルとして計算する。

長期ＣＳＩに適した利用例は、より高い移動環境である。車両速度が速くなると遅延及び分散量が顕著となり、リンク適応をロバストにする必要がでてくる。実施形態では、分散パーミュテーション（distributed permutation）においてはＣＱＩが全帯域及び／又は周波数に依存しない幾つかの帯域において平均化されるので、高速になることからのＣＱＩ遅延及び時間分散にあまり影響を受けなくなることから、リンク適応のリソース割り当てのために分散パーミュテーションを利用する。分散パーミュテーションにおいては、チャネル相関マトリックス（Ｒ）は、以下の数７に示すように算出することができる。

ここで、下付き文字ｉはサブチャネル、サブキャリア、又はサブバンドインデックスを示す。チャネル相関マトリックス（Ｒ）は、時間領域で平均化されることで（関連する周波数を除いて）、精度及びパフォーマンスが向上する。

さらにチャネル相関マトリックス（Ｒ）は、モバイルデバイス１２０−１−ｍの位置情報（発射角（ＡＯＤ）情報等）に依存する。一般的に、位置情報は、Ｒ＝ｆ（ＡＯＤ）（数８）が示すようにしてチャネル相関マトリックス（Ｒ）を近似的に決定するために利用することができる。このように、実施形態では、従来の解決法と違って、各フレーム、シンボル、サブチャネル、又はサブキャリアからチャネル相関マトリックス（Ｒ）を計算する必要がない。

チャネル相関マトリックス（Ｒ）が決定されると、ＳＶＤ処理を利用して、コードブックマッピングのために右特異ベクトルＶ（Ｒ）を計算する。モバイルデバイス１２０−１−ｍが実行する長期ＣＳＩの全ての他の手順は、ＣＱＩ推定、コードブックマッピング、及びＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４のフィードバックを含み、短期ＣＳＩについてのものと実質的に同じである。同様に、固定デバイス１１０が実行する長期ＣＳＩの全ての他の手順（図４を参照して後述する）も、複数のモバイルデバイス１２０−１−ｍ、ＣＱＩ更新、変調、及び変調及び符号化スキーム（ＭＣＳ）選択、及びモバイルデバイス１２０−１−ｍの最終プリコーディングに基づく、ユーザのペアリング／又はスケジューリング、プリコーディングベクトル（重み）計算（例えばチャネル反転又はＺＦ法又はＭＭＳＥに基づくもの）を含み、短期ＣＳＩについてのものと実質的に同じである。

長期ＣＳＩに基づくＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯのフィードバック周波数は、短期ＣＳＩに基づくＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯよりかなり低く、これによりフィードバックオーバヘッドが顕著に低下する。さらにＣＱＩ１５２は、モバイルデバイス１２０−１−ｍがより高い移動環境で動作している場合であっても、リンク適応についてロバストである。

＜固定デバイス＞
図４は、ＭＩＭＯアーキテクチャ４００の一実施形態を示す。ＭＩＭＯアーキテクチャ４００は、固定デバイス１１０の一部として実装されてよい。特定の数のエレメントがＭＩＭＯアーキテクチャ４００の一部として示されているが、ＭＩＭＯアーキテクチャ４００のエレメントは、実装例によってはこれより多くても少なくてもよく、実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

ＭＩＭＯアーキテクチャ２００同様に、ＭＩＭＯアーキテクチャ４００は、１以上のエンコーダ４０６−１−Ｒ、リソースマッパー４０８、ＭＩＭＯエンコーダ４１０、プリコーダ（ビームフォーマー）４１２、ＯＦＤＭシンボル生成器４１４、及び、トランスミッタ用の１以上のＩＦＦＴ４１６−１−ｕ、及び、１以上のアンテナ４１８−１−ｖを含む。これらエレメントは、ＭＩＭＯアーキテクチャ２００内の対応するものと実質的に類似した構造及び処理を有してよい。

様々な実施形態では、ＭＩＭＯアーキテクチャ４００は、固定デバイス１１０の一部として実装されてよい。固定デバイス１１０は、ＯＦＤＭＡ技術を利用するモバイルブロードバンド通信システムのためのものである。固定デバイス１１０は、プリコーディングモジュール１１４を含んでよい。プリコーディングモジュール１１４は、ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームを利用して複数のモバイルデバイス１２０−１−ｍについて１以上のプリコーディングベクトルを生成することができてよい。プリコーディングモジュール１１４は、複数のモバイルデバイス１２０−１−ｍのそれぞれから受信するＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を含むＣＳＩ１５０を利用して１以上のプリコーディングベクトルを生成することができてよい。例えば一実施形態では、固定デバイス１１０は、無線機１１２を介してアップリンク無線チャネル１４２−２経由で、複数のモバイルデバイス１２０−１−ｍからＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を受信することができる。

様々な実施形態では、ＭＩＭＯアーキテクチャ４００はスケジューラ４０４を含んでよい。スケジューラ４０４は、リソースユニットに対してアクティブなモバイルデバイス１２０−１−ｍ群をスケジュールして、そのＭＣＳレベル及びＭＩＭＯパラメータ（例えばＭＩＭＯモード、ランク等）を決定するよう設計されたユーザスケジューリングアルゴリズムを実装してよい。スケジューラ４０４は、各リソース割り当て（割り当てタイプ、ＳＵ−ＭＩＭＯ対ＭＵ−ＭＩＭＯ，ＭＩＭＯモード（開ループ又は閉ループ）、ユーザのグループ分け、ランク（例えばリソースユニットに割り当てられるモバイルデバイス１２０−１―ｍに利用されるストリーム数）、層毎のＭＣＳレベル（例えば各層に利用される変調及び符号レート）、ブースト（例えば、データ及びパイロットサブキャリアに利用される電力ブースト値））、および帯域選択についての複数の決定を行う責任を担う。

例えば一実施形態では、スケジューラ４０４は、アクティブなモバイルデバイス１２０−１−ｍのセットから、モバイルデバイス１２０−１−ｎのグループ又はサブセットを選択することができてよく、ここでｎをｍより小さいとする。ＭＵ−ＭＩＭＯの利点は、ダウンリンク無線チャネル１４２−１における送信を、一度に１を超える数のモバイルデバイス１２０−１−ｍに行うことができる点である。アクティブなモバイルデバイス１２０−１−ｍのセットからの、モバイルデバイス１２０−１−ｎのグループ又はサブセットの選択は、マルチユーザ・ダイバーシティを提供するための、異なるユーザスケジューリングアルゴリズムを利用することで達成されてよい。グループが選択されると、プリコーディングモジュール１１４は、選択されたモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループについて、プリコーディングベクトルを生成して、ＭＩＭＯダウンリンク無線チャネル１４２−１（例えばブロードキャストチャネル）での送信に備えさせる。

例えば一実施形態では、スケジューラ４０４は、モバイルデバイス１２０−１−ｍ（例えばユーザ）の全ての可能性のある組み合わせについて検索を行う「強力（brute-force）」完全検索アルゴリズムを実装する。この方法は、スループットを最大化させる確率を高めることができるという利点を提供する。しかし強力な方法の欠点は、高度な計算複雑度が必要となる、ということである。従って、スケジューラ４０４の別の実施形態では、「最長一致検索」ユーザスケジューリングアルゴリズムという形式の、複雑度の低い別のマルチユーザスケジューリング法を実装するが、これについて後述する。

完全検索を実装するためには、スケジューラ４０４は、モバイルデバイス１２０−１−ｍのセットから、複数の候補となるモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループを形成することができる。スケジューラ４０４は、各候補となるモバイルデバイス１２０−１―ｎのグループの合計レートを推定して、最高の合計レートを有する、候補となるモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループを、プリコーディングベクトルを任意の時点で生成するモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループとして選択する。

モバイル１２０−１−ｎのグループが選択されると、プリコーディングモジュール１１４は、選択されたモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループのために、１以上のプリコーディングベクトルを生成してよい。例えば一実施形態では、プリコーディングモジュール１１４は、ＺＦ法（zero forcing）又は最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）アルゴリズムを利用して１以上のプリコーディングベクトルを生成することができる。無線機１１２は、１以上のプリコーディングベクトルを、ダウンリンク無線チャネル１４２−１を介して、制御信号又は参照信号を利用して、選択されたモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループへ送信することができる。例えば、無線機１１２は、モバイルデバイス１２０−１−ｎに直接プリコーディングの重みを信号で知らせてよく、又は、参照信号３０２をプリコーディングの重みでプリコーディングしてよい。次いで、モバイルデバイス１２０−１−ｎは、次に送信する情報フレームのためにより正確なチャネル推定を行うことができる。

グループ選択のために完全検索を実行するユーザスケジューリングアルゴリズムの一例として、固定デバイス１１０は、固定デバイス１１０の送信範囲内の各アクティブなモバイルデバイス１２０−１−ｍからＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を受信してよい。複数のＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を利用して、固定デバイス１１０は、全ての可能性のあるユーザ対の合計レートを推定して、最大合計レートを有するユーザ対を選択して、ＺＦ又はＭＭＳＥアルゴリズムに基づいてプリコーディングベクトルを生成して、リンク適応のためにＣＱＩを調節する。

ＭＵ−ＭＩＭＯを介した２つのモバイルデバイス（又はユーザ）用の２つのデータストリームを有するより詳しい例を、次に説明する。この例では、明瞭化のために２人のユーザについて２つのデータストリームを利用しているが、同じ原理は、実装例によっては、任意の数のデータストリーム及びユーザに拡張することができる点が理解されよう。実施形態はこの点に限定はされない。以下の記載では、２ｘ２の例に基づいて「ユーザ対」という用語を利用する場合がある。しかし、あるグループにおける選択されたユーザの数が２を超える場合には、「ユーザグループ」という用語で「ユーザ対」という用語を置き換えることもできよう。

２ｘ２の例では、スケジューラ４０４は、ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯの向上したユーザスケジューリングアルゴリズムを実装する。向上したユーザスケジューリングアルゴリズムは、例えば、完全検索ユーザスケジューリングアルゴリズムを含んでよい。完全検索ユーザスケジューリングアルゴリズムにおいては、任意のｉ番目のユーザ及びｊ番目のユーザの対について、プリコーディングベクトルを、以下の数９に示すチャネル反転アルゴリズムに基づいて生成する。

プリコーディングベクトルは、マトリックスＷ_ｉ，ｊの各列について、新たなプリコーディングの重み

へと正規化されていてよい。

ＣＱＩ１５２は、以下の数１０に示すように、新たなプリコーディングの重み及びフィードバックコードブック対に基づいて調節されてよい。

以下の数１１に示すように、任意の２人のユーザの合計レートを、想定される既知のチャネルマトリックスに基づいて、システム内の全てのアクティブユーザから計算することができる。

ここで、

が成り立つ。

これらの演算は、全ての可能性のあるユーザの対又はグループについて繰り返されてよい。次いで、最大の合計レートを有するユーザの対又はグループを選択して、以下の数１２に示すように、選択されたユーザの対又はグループに対して対応するプリコーディングベクトルを生成することができる。

選択されたユーザ対についての、更新されたＣＱＩ１５２に従って、例えば、

に従って、固定デバイス１１０は、送信されるストリームに適したＭＣＳを選択することができる。固定デバイス１１０は、選択されたユーザ対についてまとめてプリコーディングを行い、ユーザ対にプリコーディングの重みを信号で知らせる、又は、選択されたモバイルステーション１２０−１−ｎが、参照信号３０２を、チャネル推定についてのプリコーディング重みでプリコーディングする。

これに加えて、又はこれに代えて、スケジューラ４０４は、最長一致検索ユーザスケジューリングアルゴリズムを実装することができてよい。上述した向上したユーザスケジューリングアルゴリズムは、全ての可能性のあるユーザ対の完全検索に基づいており、システム内に限られた数のアクティブユーザが存在する場合に適している。しかし完全検索は、システム内に多数のアクティブユーザが存在する場合には、必要となるコンピューティング複雑度のために適していない。そこで、ユーザグループ選択のためのコンピューティング複雑度を低減するために、別の最長一致検索ユーザスケジューリングアルゴリズムを利用することができる。

最長一致検索ユーザスケジューリングアルゴリズムを実装するためには、例えば、スケジューラ４０４は、最高のＣＱＩ又はチャネル容量を有するアクティブなモバイルデバイス１２０−１−ｍのセットから、第１のモバイルデバイスを選択することができる。この例では、第１のモバイルデバイスをモバイルデバイス１２０−１とする。スケジューラ４０４は、モバイルデバイス１２０−１−ｍのセットからの候補となるモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループを形成し、ここでは各候補となるグループが、第１のモバイルデバイス１２０−１および少なくとも第２のモバイルデバイス１２０−２−ｎを有している。スケジューラ４０４は、次に、少なくとも第１のモバイルデバイス１２０−１及び１つの他のアクティブなモバイルデバイスを含む各候補となるモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループについての合計レートを推定して、プリコーディングベクトルを生成するモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループとして、最高の合計レートを有する候補となるモバイルデバイス１２０−１−ｎのグループを選択する。

より詳しい例では、スケジューラ４０４は、ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームで、ユーザグループ選択用の最長一致検索ユーザスケジューリングアルゴリズムを実装してよい。最長一致検索ユーザスケジューリングアルゴリズムは、最大のフィードバックＣＱＩ１５２を有するユーザを選択することから始まる（以下の数１３参照）。

第１の選択されたユーザｉ＝１において、任意のｊ番目のユーザ（ｊは１ではない）について、プリコーディングベクトルを、数１４に示すチャネル反転アルゴリズムに基づいて生成する（以下の数１４参照）、と想定する。

プリコーディングベクトルは、マトリックスＷ_ｉ，ｊの各列で、新たなプリコーディングの重み

として正規化されてよい。

ＣＱＩ１５２は、新たなプリコーディングの重みとフィードバックコードブックの対を利用して調節することができる（以下の数１５参照）。

ユーザ対の合計レートは、以下の数１６に示すように計算することができる。

ここで、

が成立する。

これらの演算は、各ユーザ対について繰り返されてよい。次にスケジューラ４０４は、少なくとも第１のモバイルデバイス１２０−１、及び、最大合計レートを提供する第２のモバイルデバイス１２０−２−ｍ（例えばモバイルデバイス１２０−２と想定する）、及び、選択されたユーザ対の対応するプリコーディングベクトルを選択する（以下の数１７に示すように）。

選択されたユーザについて調節されたＣＱＩ１５２に従って、例えば、

に従って、固定デバイス１１０は、送信されるストリームに適したＭＣＳを選択する。

図５は、ＭＩＭＯフレームスキーム５００の一実施形態を示す。ＭＩＭＯフレームスキーム５００は、通信システム１００の２以上のモバイルデバイス１２０−１−ｍ及び固定デバイス１１０で利用されるＵＮＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯフレームスキームを表す。ＭＩＭＯフレームスキーム５００は、デバイス１１０、１２０−１及び１２０−２が、低い移動環境についての短期ＣＳＩを利用することを想定している。

図５に示す実施形態では、例えば、固定デバイス１１０は、参照信号３０２（パイロット信号）を、フレームｉ中に、ダウンリンク無線チャネル１４２−１（又は異なるＤＬチャネル）を介して、アクティブなモバイルデバイス１２０−１、１２０−２に送信してよい。モバイルデバイス１２０−１、１２０−２は、それぞれ、ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームを利用して固定デバイス１１０についてのＣＳＩ１５０を生成するためにＣＳＩモジュール１３０を含んでよく、ここでＣＳＩ１５０は、チャネルマトリックス（Ｈ）及び有効チャネルＶ（Ｈ）を利用して計算されるＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を含む。ここで、この時点では、アクティブなモバイルデバイス１２０−１、１２０−２が、それぞれ他のプリコーディングベクトルについて知らずに銘々のＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を計算する点は特筆に値する。アクティブなモバイルデバイス１２０−１、１２０−２はそれぞれ、ＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を、同じフレームｉ中に、アップリンク無線チャネル１４２−２（又は異なるＵＬチャネル）を介して固定デバイス１１０に送信する。アクティブなモバイルデバイス１２０−１、１２０−２が同じグループについて選択されることを想定すると、固定デバイス１１０は、ＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯスキームを利用して複数のモバイルデバイス１２０−１、１２０−２について１以上のプリコーディングベクトル５２０を生成するプリコーディングモジュール１１４を含んでよく、ここで、プリコーディングモジュール１１４は、複数のモバイルデバイス１２０−１、１２０−２のそれぞれから受信するＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を含むＣＳＩ１５０を利用してプリコーディングベクトル５２０を生成する。固定デバイス１１０は、フレームｉ＋１の開始中に、ダウンリンク無線チャネル１４２−２を介して、アクティブなモバイルデバイス１２０−１、１２０−２にプリコーディングベクトル５２０を送信して、これらは、次にアクティブなモバイルデバイス１２０−１、１２０−２による、固定デバイス１１０との将来の通信に利用される。こうなると、アクティブなモバイルデバイス１２０−１、１２０−２は、互いのプリコーディングベクトルを知っているので、ＭＭＳＥ検知を利用して固定デバイス１１０から信号を検知することができる。

図６は、ＭＩＭＯフレームスキーム６００の一実施形態を示す。ＭＩＭＯフレームスキーム５００同様、ＭＩＭＯフレームスキーム６００は、通信システム１００の２以上のモバイルデバイス１２０−１−ｍ及び固定デバイス１１０で利用するＵＮＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯフレームスキームを表している。しかし、ＭＩＭＯフレームスキーム６００は、デバイス１１０、１２０−１、及び１２０−２が、より高い移動環境についての長期ＣＳＩを利用することができることを前提としている。従って、ＣＳＩモジュール１３０は、チャネル相関マトリックス（Ｒ）及び有効チャネルＶ（Ｒ）を利用してＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を推定する。モバイルデバイス１２０−１、１２０−２及び固定デバイス１１０の全ての他の処理は、ＭＩＭＯフレームスキーム５００に関連して記載したものと略同様である。

以下で、上述した実施形態の処理について、以下の図面及び添付例を参照して詳述する。図面の中には論理フローを含むものもある。これら図面には、特定の論理フローを含むものもあるが、論理フローは、単にここに記載されている一般的な機能の実装例を提供しているに過ぎないことを理解されたい。さらに、任意の論理フローは、必ずしも、そうではないと示さない限り、記載されている順序で実行されねばならないという意味ではない。加えて、任意の論理フローは、ハードウェアエレメント、プロセッサが実行するソフトウェアエレメント、又は任意のこれらの組み合わせによる実装が可能である。実施形態はこのコンテキストに限定はされない。

図７は、論理フロー７００の一実施形態を示す。論理フロー７００は、ここに記載する１以上の実施形態が実行する処理を表すものであってよい（例えばデバイス１１０、１２０の一方又は両方）。例えば論理フロー７００は、モバイルデバイス１２０−１−ｍのうちの１以上により実装されてよい。

一実施形態では、論理フロー７００で、ブロック７０２で、モバイルデバイスが、固定デバイスから、ダウンリンク無線チャネルを介して１以上の参照信号を受信してよい。例えば、モバイルデバイス１２０−１が、固定デバイス１１０から、ダウンリンク無線チャネル１４２−１を介して、１以上の参照信号３０２を受信してよい。

一実施形態では、論理フロー７００で、ブロック７０４で、１以上の参照信号に基づいてチャネルマトリックスの推定が行われてよい。例えばチャネル推定モジュール３１０が、１以上の参照信号３０２に基づいてチャネルマトリックス（Ｈ）を推定して、有効チャネル推定モジュール３１２にチャネルマトリックス（Ｈ）を出力してよい。

一実施形態では、論理フロー７００で、ブロック７０６で、有効チャネルがチャネルマトリックスに基づいて決定されてよい。例えば、有効チャネル推定モジュール３１２は、チャネル推定モジュール３１０からチャネルマトリックス（Ｈ）を受信して、チャネルマトリックス（Ｈ）に基づいて有効チャネルを決定してよい。有効チャネル推定モジュール３１２は、有効チャネルを、短期ＣＳＩ又は長期ＣＳＩに基づいてＶ（Ｈ）又はＶ（Ｒ）として決定して、この決定を、コードワード選択モジュール３１４に出力してよい。この決定は、モバイルデバイス１２０−１の速度及び／又は速さに基づいていてよい。

一実施形態では、論理フロー７００で、ブロック７０８で、有効チャネルについて量子化コードブックからコードワードを選択してよい。例えば、コードワード選択モジュール３１４が、有効チャネルＶ（Ｈ）又はＶ（Ｒ）について量子化コードブック３１６からコードワードを選択してよく、選択したコードワード又はＣＷＩ１５４を出力してよい。量子化コードブック３１６は、任意の公知のコードブックを含んでよい。

一実施形態では、論理フロー７００で、ブロック７１０で、選択されたコードワードに基づいて、チャネル品質情報が推定されてよい。例えば、ＣＱＩモジュール３１８が、コードワード選択モジュール３１４からＣＷＩ１５４を受信して、ＣＷＩ１５４が示す、選択されたコードワードに基づいてＣＱＩ１５２を推定することができる。

一実施形態では、論理フロー７００で、ブロック７１２で、チャネル品質情報及びコードワードインデックスを、モバイルデバイスから固定デバイスへと、アップリンク無線チャネルを介して送信してよい。例えば、モバイルデバイス１２０−１は、ＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を、固定デバイス１１０へ、アップリンク無線チャネル１４２−２を介して送信してよい。

図８は、論理フロー８００の一実施形態を示す。論理フロー８００は、ここに記載する１以上の実施形態が実行する処理を表すものであってよい（例えばデバイス１１０、１２０の一方又は両方）。例えば論理フロー８００は、固定デバイス１１０により実装されてよい。

一実施形態では、論理フロー８００で、ブロック８０２で、複数のモバイルデバイスから、アップリンク無線チャネルを介して、固定デバイスが、チャネル品質情報及びコードワードインデックスを受信してよい。例えば固定デバイス１１０が、複数のモバイルデバイス１２０−１、１２０−２、及び１２０−３から、アップリンク無線チャネル１４２−２を介して、ＣＱＩ１５２及びＣＷＩ１５４を受信してよい。

一実施形態では、論理フロー８００で、ブロック８０４で、複数のモバイルデバイスからモバイルデバイスのグループが選択されてよい。例えば、スケジューラ４０４が、複数のモバイルデバイス１２０−１、１２０−２、及び１２０−３から、１グループのモバイルデバイス１２０−１、１２０−２を選択するユーザスケジューリングアルゴリズムを実装することができる。ユーザスケジューリングアルゴリズムは、完全検索、最長一致検索、又はユーザスケジューリングアルゴリズムのその他の形態を含んでよい。

一実施形態では、論理フロー８００で、ブロック８０６で、モバイルデバイスの選択されたグループについてプリコーディングベクトルを生成してよい。例えば、プリコーディングモジュール１１４が、選択されたグループである１２０−１、１２０−２について、プリコーディングベクトル（例えば５２０、６２０）を生成してよい。

一実施形態では、論理フロー８００で、ブロック８０８で、選択されたモバイルデバイスのグループに、プリコーディングベクトルを送信してよい。例えば、固定デバイス１１０が、無線機１１２を利用して、プリコーディングベクトル（例えば５２０、６２０）を、ダウンリンク無線チャネル１４２−１を介して、選択されたグループであるモバイルデバイス１２０−１、１２０−２に送信することができる。

実施形態は、ＭＵ−ＭＩＭＯに関する従来の技術よりも顕著に優れた技術特徴を提供する。例えば、ここで記載するＮＵＰ−ＭＵ−ＭＩＭＯ技術は、ＭＵ−ＭＩＭＯについて単純なＺＦスキームを超えている。実施形態は、固定デバイス１１０がマルチユーザのペアリングにチャネル反転を利用する場合、および、短期ＣＳＩ及び長期ＣＳＩフィードバック情報の利用による、より低い車両速度及びより高い車両速度を含む異なる用途に、リンク適応でのＭＣＳ選択、およびＣＱＩ更新において、よりロバストなＣＱＩ計算を可能とする。よりロバストなＣＱＩ推定技術が実施形態により提供されて、ＣＱＩが不整合である課題を解決する一助となる。ＣＱＩ不整合は、ＭＵ−ＭＩＭＯのチャネル反転実装において大きな設計上の課題である。ＣＱＩ不整合により、リンク適応に不正確なＣＱＩが提供され、これにより、システム容量が劣化する。別の例においては、実施形態は、フィードバックＣＱＩとコードブックベクトルとを組み合わせる、向上したユーザスケジューリングアルゴリズム（完全検索及び最長一致名検索ユーザスケジューリングアルゴリズムを含む）を提供して、複数のユーザを効果的にスケジュールする。ユーザグループスケジュールのための向上したユーザスケジューリングアルゴリズムによって、略同じレベルのパフォーマンスのＭＵ−ＭＩＭＯシステムの複雑度は顕著に低減する。また別の例では、各ユーザは、１つのＣＱＩ及び１つのコードワードインデックスのみをフィードバックする必要があり、これは、従来のＭＵ−ＭＩＭＯスキームよりずっとフィードバックオーバヘッドが少ない。反対に、従来のＭＵ−ＭＩＭＯスキームは、通常、１を超える数のＣＱＩ及び１つのコードワードインデックスをユーザペアリングについて必要としている。フィードバック要件が減らされることで、さらには、フィードバック遅延も低減し（フィードバックに１つのステップしか要らなくなることから）、これは時分割複信（ＴＤＤ）システムにおいて特に重要である。他の技術的な利点もあり、実施形態はこれらの例に限定はされない。

これまで数多くの詳細を述べて、実施形態の完全な理解を促している。しかし当業者であれば、実施形態をこれら特定の詳細なしに実施できることを理解するだろう。また、公知の動作、コンポーネント、回路等を詳述しないことで、実施形態を曖昧にしないようにしている箇所もある。ここに開示する特定の構造上及び機能上の詳細は、実施形態の範囲の代表であり、必ずしも限定ではない。

様々な実施形態は、ハードウェアエレメント、ソフトウェアエレメント、又はこれらの組み合わせにより実装可能である。ハードウェアエレメントの例には、プロセッサ、マイクロプロセッサ、回路、回路エレメント（例えばトランジスタ、抵抗、コンデンサ、インダクタ等）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプロマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、論理ゲート、レジスタ、半導体デバイス、チップ、マイクロチップ、チップセット等が含まれてよい。ソフトウェアの例には、ソフトウェアコンポーネント、プログラム、アプリケーション、コンピュータプログラム、アプリケーションプログラム、システムプログラム、機械プログラム、オペレーティングシステムソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、ソフトウェアモジュール、ルーチン、サブルーチン、機能、方法、プロシージャ、ソフトウェアインタフェース、アプリケーションプログラムインタフェース（ＡＰＩ）、命令セット、コンピューティングコード、コンピュータコード、コードセグメント、コンピュータコードセグメント、ワード、値、シンボル、又はこれらの任意の組み合わせを含んでよい。一実施形態をハードウェアエレメント及び／又はソフトウェアエレメントを利用して実装するかの決定は、所望の計算速度、電力レベル、耐熱性、処理サイクル予算、入力データ速度、出力データ速度、メモリリソース、データバス速度、及びその他の設計及び制約上の制約等の任意の数の要因に応じて変化してよい。

一部の実施形態は、「連結」「接続」及びこれらの派生語を用いて記載されている。これらの用語は、互いに類似語を意図していない。例えば、一部の実施形態が「接続」及び／又は「連結」という用語を用いて記載されている場合、２以上のエレメントが直接物理的接触又は電気的接触にあることを示す。しかし、「連結」という用語は、２以上のエレメントが直接接触していなくても、互いに協働、又は相互作用する、という意味も有する。

一部の実施形態は例えば、機械又はプロセッサにより実行されると、機械又はプロセッサに、実施形態による方法及び／又は動作を実行させるような命令、命令セット、又は、コンピュータ実行可能コードを格納することのできる機械可読媒体又はコンピュータ可読媒体又は物品を利用して実装可能である。例えばこれら機械は、任意の適切な処理プラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、処理デバイス、コンピューティングシステム、処理システム、コンピュータ、プロセッサ等を含んでよく、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の適切な組み合わせを利用して実装することもできる。機械可読媒体又は物品は、例えば、任意の適切な種類のメモリユニット、メモリデバイス、メモリ物品、メモリ媒体、格納デバイス、格納物品、格納媒体及び／又は格納ユニット（例えばメモリ、取り外し可能媒体、取り外し不可能媒体、揮発性又は不揮発性メモリ又は媒体、消去可能又は消去不可能媒体、書き込み可能又は書き換え可能媒体、デジタル又はアナログ媒体、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、書き込み可能ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）、書き換え可能ＣＤ（ＣＤ−ＲＷ）、光ディスク、磁気媒体、光磁気媒体、取り外し可能メモリカード又はディスク、様々な種類のＤＶＤ）、テープ、カセット等を含んでよい。命令は、高レベル、低レベル、オブジェクト指向、ビジュアル系、コンパイルされた、及び／又は解釈されたプログラミング言語を利用して実装される、ソースコード、コンパイルコード、解釈されたコード、実行可能なコード、スタティックコード、ダイナミックコード等の任意の適切な種類のコードを含んでよい。

特にそうではないと明記されていない限り、「処理（processing）」「コンピューティング（computing）」「計算（calculating）」「判断／決定（determining）」といった用語を利用する説明は、コンピュータ又はコンピューティングシステム、もしくはこれらに類似した電子コンピューティングデバイスの行う、コンピューティングシステムのレジスタ及び／又はメモリ内の物理量（例えば電子）で表されるデータを、コンピュータシステムのレジスタ、メモリ、もしくはその他の同様の情報格納、送信、又は表示デバイス内の物理量で同様に表される他のデータへと操作及び／又は変換する動作及び／又は処理に係るものであってよい。他の実施形態もこのコンテキストに限定されない。

主題は、構造上の特徴及び／又は方法上の動作に特化した用語を利用して記載されているが、添付請求項で定義される主題は、必ずしもここで記載された特定の特徴又は動作に限定されない。ここで記載した特定の特徴及び動作は、請求項を実装する上での例示的な形態として開示されている。

Claims (24)

1. 閉ループマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）スキーム用の非ユニタリープリコーディングスキームを利用して、チャネル品質情報及びコードワードインデックスを含む、固定デバイス用の長期チャネル状態情報を生成するチャネル状態情報モジュールを有する、直交周波数分割多重接続技術を利用するモバイルブロードバンド通信システム用のモバイルデバイスを備え、
   前記チャネル状態情報モジュールは、
   前記１以上の参照信号に基づいてチャネル相関マトリックスを推定するチャネル推定モジュールと、
   特異値分解を利用して、前記チャネル相関マトリックスの右特異ベクトルとして、有効チャネルを決定する有効チャネル推定モジュールと、
   量子化コードブックから前記有効チャネルのコードワードを選択するコードワード選択モジュールと、
   前記選択されたコードワードに基づいてチャネル品質情報を推定するチャネル品質情報モジュールと
   を有する、装置。
2. 前記固定デバイスから、ダウンリンク無線チャネルを介して１以上の参照信号を受信する無線機を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記無線機は、前記固定デバイスに、前記チャネル品質情報と前記コードワードインデックスとを、アップリンク無線チャネルを介して送信する請求項２に記載の装置。
4. 前記チャネル品質情報モジュールは、他のモバイルデバイスのプリコーディングベクトルなしに、前記チャネル品質情報を推定する請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置。
5. 前記チャネル品質情報モジュールは、前記選択されたコードワードが前記モバイルデバイスについてのプリコーディングベクトルであり、他のモバイルデバイスのプリコーディングベクトルのセットが前記プリコーディングベクトルに直交していると想定して、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）レシーバの物理的信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）として前記チャネル品質情報を推定する請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の装置。
6. 前記チャネル品質情報は、チャネル利得、物理的信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）、有効ＳＩＮＲ、周波数オフセット推定又は帯域選択を含む請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の装置。
7. 前記モバイルデバイスはデジタルディスプレイを有する請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の装置。
8. 閉ループマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）スキーム用の非ユニタリープリコーディングスキームを利用して、複数のモバイルデバイス用の１以上のプリコーディングベクトルを生成するプリコーディングモジュールを有する、直交周波数分割多重接続技術を利用するモバイルブロードバンド通信システム用の固定デバイスを備え、
   前記プリコーディングモジュールは、前記複数のモバイルデバイスのそれぞれから受信するチャネル品質情報及びコードワードインデックスを含む長期チャネル状態情報を利用して、前記１以上のプリコーディングベクトルを生成し、
   前記複数のモバイルデバイスのそれぞれから受信する前記チャネル品質情報は、モバイルデバイスのチャネル相関マトリックスの特異値分解を利用して決定された有効チャネルに基づいて推定された物理的信号対干渉雑音（ＳＩＮＲ）を含む、装置。
9. 複数のモバイルデバイスから、アップリンク無線チャネルを介して、チャネル品質情報及びコードワードインデックスを受信する無線機を備える請求項８に記載の装置。
10. 前記複数のモバイルデバイスから、モバイルデバイスのグループを選択するスケジューラを備え、
    前記プリコーディングモジュールは、前記選択されたモバイルデバイスのグループのプリコーディングベクトルを生成又は調節する請求項８または請求項９に記載の装置。
11. 前記スケジューラは、前記複数のモバイルデバイスから、複数の候補となるモバイルデバイスのグループを形成し、各候補となるモバイルデバイスのグループの合計レートを推定し、最高の合計レートを有する候補となるモバイルデバイスのグループを、前記モバイルデバイスのグループとして選択する請求項１０に記載の装置。
12. 前記スケジューラは、最高のチャネル品質情報を有する第１のモバイルデバイスを選択し、前記複数のモバイルデバイスから、複数の候補となるモバイルデバイスのグループを形成し、各候補となるモバイルデバイスのグループの合計レートを推定し、最高の合計レートを有する候補となるモバイルデバイスのグループを、前記モバイルデバイスのグループとして選択し、前記各候補となるモバイルデバイスのグループは、前記第１のモバイルデバイス及び少なくとも第２のモバイルデバイスを有する請求項１０に記載の装置。
13. 前記プリコーディングモジュールは、ＺＦ（zero forcing）又は最小平均二乗誤差アルゴリズムを利用して前記１以上のプリコーディングベクトルを生成する請求項８から請求項１２のいずれか１つに記載の装置。
14. 無線機は、前記１以上のプリコーディングベクトルを、制御信号又は参照信号を利用して、選択されたモバイルデバイスのグループに送信する請求項８から請求項１３のいずれか１つに記載の装置。
15. モバイルデバイスで、閉ループマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）スキーム用の非ユニタリープリコーディングスキームを利用して、チャネル品質情報及びコードワードインデックスを含む長期チャネル状態情報を生成する段階と、
    前記モバイルデバイスから固定デバイスにアップリンク無線チャネルを介して前記長期チャネル状態情報を送信する段階と
    を備え、
    前記長期チャネル状態情報を生成する段階は、
    前記モバイルデバイスが、前記固定デバイスからダウンリンク無線チャネルを介して１以上の参照信号を受信する段階と、
    前記１以上の参照信号に基づいてチャネル相関マトリックスを推定する段階と、
    特異値分解を利用して、前記チャネル相関マトリックスの右特異ベクトルとして有効チャネルを決定する段階と、
    前記有効チャネルの量子化コードブックからコードワードを選択する段階と、
    前記選択されたコードワードに基づいてチャネル品質情報を推定する段階と
    を含む、方法。
16. 他のモバイルデバイスのプリコーディングベクトルなしに、前記チャネル品質情報を推定する段階を備える請求項１５に記載の方法。
17. 前記選択されたコードワードが前記モバイルデバイスについてのプリコーディングベクトルであり、他のモバイルデバイスのプリコーディングベクトルのセットが前記プリコーディングベクトルに直交していると想定して、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）レシーバの物理的信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）として前記チャネル品質情報を推定する段階を備える請求項１５または請求項１６に記載の方法。
18. 固定デバイスが、複数のモバイルデバイスのそれぞれからアップリンク無線チャネルを介して、チャネル品質情報及びコードワードインデックスを含む長期チャネル状態情報を受信する段階と、
    前記複数のモバイルデバイスから、モバイルデバイスのグループを選択する段階と、
    前記選択されたモバイルデバイスのグループのプリコーディングベクトルを生成する段階と、
    前記プリコーディングベクトルを前記選択されたモバイルデバイスのグループに送信する段階と
    を備え、
    前記複数のモバイルデバイスのそれぞれから受信する前記チャネル品質情報は、モバイルデバイスのチャネル相関マトリックスの特異値分解を利用して決定された有効チャネルに基づいて推定された物理的信号対干渉雑音（ＳＩＮＲ）を含む、方法。
19. 前記複数のモバイルデバイスから、複数の候補となるモバイルデバイスのグループを形成する段階と、
    各候補となるモバイルデバイスのグループの合計レートを推定する段階と、
    最高の合計レートを有する候補となるモバイルデバイスのグループを、前記モバイルデバイスのグループとして選択する段階と
    を備える請求項１８に記載の方法。
20. 最高のチャネル品質情報を有する第１のモバイルデバイスを選択する段階と、
    前記複数のモバイルデバイスから、複数の候補となるモバイルデバイスのグループを形成する段階と、
    各候補となるモバイルデバイスのグループの合計レートを推定する段階と、
    最高の合計レートを有する候補となるモバイルデバイスのグループを、前記モバイルデバイスのグループとして選択する段階と
    を備え、
    前記各候補となるモバイルデバイスのグループが前記第１のモバイルデバイス及び少なくとも第２のモバイルデバイスを有する請求項１８または請求項１９に記載の方法。
21. ＺＦ又は最小平均二乗誤差アルゴリズムを利用して前記プリコーディングベクトルを生成する段階を備える請求項１８から請求項２０のいずれか１つに記載の方法。
22. 前記プリコーディングベクトルを、制御信号又は参照信号を利用して、前記選択されたモバイルデバイスのグループに送信する請求項１８から請求項２１のいずれか１つに記載の方法。
23. システムに、
    モバイルデバイスで、閉ループマルチユーザ多入力多出力（ＭＵ−ＭＩＭＯ）スキーム用の非ユニタリープリコーディングスキームを利用して、チャネル品質情報及びコードワードインデックスを含む長期チャネル状態情報を生成する段階と、
    前記モバイルデバイスから固定デバイスにアップリンク無線チャネルを介して前記長期チャネル状態情報を送信する段階と
    を実行させ、
    前記長期チャネル状態情報を生成する段階は、
    前記モバイルデバイスが、前記固定デバイスからダウンリンク無線チャネルを介して１以上の参照信号を受信する段階と、
    前記１以上の参照信号に基づいてチャネル相関マトリックスを推定する段階と、
    特異値分解を利用して、前記チャネル相関マトリックスの右特異ベクトルとして有効チャネルを決定する段階と、
    前記有効チャネルの量子化コードブックからコードワードを選択する段階と、
    前記選択されたコードワードに基づいてチャネル品質情報を推定する段階と を含む、プログラム。
24. 前記システムに、
    他のモバイルデバイスのプリコーディングベクトルなしに、前記ダウンリンク無線チャネルの前記１以上の参照信号に基づいて、前記チャネル品質情報を推定する段階をさらに実行させるための請求項２３に記載のプログラム。

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