JP5889419B2

JP5889419B2 - 複数入力複数出力型無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングのためのシステム及び方法

Info

Publication number: JP5889419B2
Application number: JP2014536107A
Authority: JP
Inventors: ツェン，リー‐チュアン; ハニフ，アーメド・ファルハーン; ホアン，チンヤオ
Original assignee: トランスパシフィック・アイピー・マネジメント・グループ・リミテッド
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: WO2013060259A1; US9219533B2; KR20140059784A; EP2771981A1; CN103947131A; US20130101008A1; EP2771981A4; JP2015503255A

Description

本願は、２０１１年１０月２５日に出願された、「Downlink Scheduling in Network MIMO Using Two-Stage Channel State Feedback」と題する米国仮特許出願第６１／５５１，２８５号の非仮出願であり、その仮出願の利益を主張するものである。この仮出願の全開示内容は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。

本願に開示する内容は概して無線通信に関し、より具体的には無線通信におけるダウンリンクのスケジューリングに関する。

システムの複数入力複数出力（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）型アーキテクチャは、広帯域無線ネットワークのスループットを改善するために用いることができるものである。従来のセルラネットワークでは、近傍セル間の周波数再利用により、セル間干渉（ＩＣＩ：Inter-Cell Interference）が生じ、性能が劣化するおそれがある。これらの問題を克服するために、基地局（ＢＳ：Base Station）の協調を利用することができる。例えば、完全なバックホール接続を前提とすると、複数セルのネットワークを仮想ＭＩＭＯシステムとみなすことができ、複数のセル内のモバイルデバイス又はユーザに対して、複数のＢＳが共同でサービスの提供を行うことができる。

１つのクラスタ内の協調するＢＳは、リソースの単位で、アクティブなモバイルデバイス又はユーザの集合を共同で選択することができる。選択されたモバイルデバイス又はユーザについて、プリコーディングを適用することができる。選択されたモバイルデバイス又はユーザの各々を対象とする信号が、プリコーディングが適用されていない信号の干渉よりも小さな干渉で受信できるように、プリコーディングを適用することができる。各ユーザに対する信号が、他のモバイルデバイス又はユーザの、拡張チャネル行列（augmented channel matrix）のゼロ空間（nullspace）に投影されるブロック対角化（ＢＤ：Block Diagonalization）に基づくＭＵ−ＭＩＭＯ等の場合には、プリコーディングを線形プリコーディングとすることができる。プリコーディングは、クラスタ間協調を行うクラスタ化されたＭＩＭＯネットワークに対して行うことができる。また、貪欲（greedy）型ユーザ選択アルゴリズムを、ＢＤプリコーディングに基づくシングルセル型マルチユーザＭＩＭＯ（multi-user MIMO, ＭＵ−ＭＩＭＯ）ネットワークに用いることができる。

しかしながら、上述したプリコーディング手法は、送信機における完全なチャネル状態情報（ＣＳＩＴ：channel state information at the transmitter）を前提としている。ＣＳＩＴを達成するか又は少なくともＣＳＩＴに近づくために、モバイルデバイス又はユーザからのフィードバックが用いられる。あいにく、ＣＳＩＴのフィードバックによってもたらされるオーバヘッドにより、ＭＩＭＯシステムの性能は限られたものとなる。複数のモバイルデバイス又はユーザを有するマルチセルネットワークについては、更なるフィードバックの削減が求められている。従来技術に伴う他の問題と、限定的ではない様々な実施形態の一部による利益とは、以下の詳細な説明により更に明らかになるであろう。

以下、開示対象の主題の簡略化された概要を提示し、開示対象の主題の幾つかの実施形態の基本的な説明をする。この概要は、開示対象の主題の包括的な概説ではない。この概要は、開示対象の主題の重要若しくは不可欠な要素を特定することを目的としたものではなく、開示対象の主題の範囲を正確に述べることを目的としたものでもない。その唯一の目的は、以下に提示するより詳細な説明の前置きとして、開示対象の主題の幾つかの概念を簡略化された形で提示することにある。

幾つかの実施の形態における方法は、１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信に関わる送信機にチャネル予測を適用するステップと、前記情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するステップであって、該チャネル状態情報は、少なくとも前記チャネル予測に基づくものである、ステップと、少なくとも、前記予測するステップにより予測されたチャネル状態情報に基づいて、前記情報に適用するプリコーディング行列を決定するステップと、少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レート（asymptotic ergodic rate）に基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うステップとを含む。

幾つかの実施の形態におけるデバイスは、１以上のモバイルデバイスに対し情報を送信する送信機にチャネル予測を適用するチャネル予測部と、前記情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するチャネル状態情報予測部とを備えている。前記チャネル状態情報は、少なくとも前記チャネル予測に基づくものである。このデバイスは、前記情報に適用するプリコーディング行列を決定するプリコーディング行列部であって、前記プリコーディング行列の決定は、少なくとも予測されたチャネル状態情報に基づくものである、プリコーディグ行列部と、少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うスケジューリング部とをも備えたものとすることができる。

幾つかの実施の形態における別の方法は、１以上の前記モバイルデバイスが送信を行うチャネルの統計情報を得るステップと、少なくとも前記統計情報に基づいてエルゴード性レート（ergodic rate）を決定するステップと、少なくとも前記エルゴード性レートに基づいて、スケジューリングの対象となる１以上のモバイルデバイスを選択するステップと、少なくとも前記チャネルにおける変動に基づいて、１以上の前記モバイルデバイスのスケジューリングを行うステップとを含む。

幾つかの実施の形態における別の方法は、１以上のモバイルデバイスから、フレームレベルのフィードバックをフレーム内の第１のロケーションにおいて受信するステップと、少なくとも前記フレームレベルのフィードバックに基づいて漸近的エルゴード性レートを決定するステップと、フレームにおいて情報のダウンリンク送信を受信することになる１以上の前記モバイルデバイスのうちの少なくとも１つを選択するステップとを含む。

幾つかの実施の形態における別の方法は、シングルユーザモード及びマルチユーザモードのうちの少なくとも一方を選択するステップであって、第１の重み付き漸近的エルゴード性レート及び第２の重み付き漸近的エルゴード性レートのうちの大きな一方に関連付けられているモードを選択するサブステップを含むステップと、前記シングルユーザモード及び前記マルチユーザモードのうちの選択された一方において情報を受信することになる１以上のモバイルデバイスのスケジューリングを行うステップとを含む。

幾つかの実施の形態においてコンピュータ可読型媒体が説明される。このコンピュータ可読型媒体は、プロセッサを備えたコンピュータデバイスに処理を実行させるコンピュータ実行可能な命令を有するものとすることができる。この処理は、１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信に関わる送信機にチャネル予測を適用するステップと、少なくとも前記チャネル予測に基づいて、前記情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するステップと、少なくとも、予測されたチャネル状態情報に基づいて、前記情報に適用するプリコーディング行列を決定するステップと、少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うステップとを含む。

さらに、上記目的及び関連する目的の達成のために、開示対象の主題は、以下に十分に説明する特徴を含んでいる。以下の説明及び添付の図面は、開示対象の主題のある特定の例示的な実施形態を詳細に示すものである。しかし、これらの実施形態は、開示対象の主題の原理を用いることのできる種々の方法のうちの幾つかを示すものに過ぎない。開示対象の主題の他の実施形態、利点及び新規の特徴について、開示対象の主題の以下の詳細な説明により、図面を参照しながら説明する。

開示対象の主題の様々な実施形態による、無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行うことのできるシステムの一例の説明図である。開示対象の主題の様々な実施形態による、無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行うことのできる中央制御ユニットの一例のブロック図である。開示対象の主題の様々な実施形態による、ダウンリンクスケジューリングを行うことのできるモバイル端末の一例のブロック図である。開示対象の主題の様々な実施形態によるダウンリンクスケジューリング方法によって情報を送信することのできる基地局の一例のブロック図である。開示対象の主題の様々な実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行う方法の一例のフローチャートである。開示対象の主題の様々な実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行う方法の一例のフローチャートである。開示対象の主題の様々な実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行う方法の一例のフローチャートである。開示対象の主題の様々な実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行う方法の一例のフローチャートである。開示対象の主題の様々な実施形態による無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行う方法の一例のフローチャートである。開示対象の主題の様々な実施形態による、選択された数のアンテナについてのシミュレーション結果と近似結果とを比較した、総和レート（sum rate）とセルエッジの信号対雑音比（signal-to-noise ratio, ＳＮＲ）との関係のグラフの一例である。開示対象の主題の様々な実施形態による、ダウンリンクスケジューリングを利用した総和容量とモバイルデバイス又はユーザ数との関係のグラフの一例である。開示対象の主題の様々な実施形態による、ダウンリンクスケジューリングを利用したジェイン公平性指標の平均（Average Jain's Fairness Index）と観測ウィンドウサイズとの関係のグラフの一例である。本明細書において説明するダウンリンクスケジューリングの実行に適した動作環境を示すブロック図の一例である。開示対象の主題の様々な実施形態による、無線ネットワーク構成要素に対するダウンリンクスケジューリングを行うことのできる電子デバイスの一例のブロック図である。

次に、開示対象の主題について図面を参照して説明する。図面において、同様の参照符号は、全体を通じて同様の要素を示すために用いられる。以下の記載では、説明のため、開示対象の主題の完全な説明を提供するために、多くの具体的な詳細を述べる。しかしながら、開示対象の主題は、これらの具体的な詳細がなくても実施することができることは明らかであろう。他の例では、開示対象の主題の説明をわかりやすくするために、よく知られた構造及びデバイスをブロック図の形式で示す。

本願では、「構成要素」あるいは「部」、「システム」、「プラットフォーム」等の用語は、コンピュータ関連のエンティティ又は１以上の特定の機能を有する稼動マシンに関連したエンティティを指すことができる。本明細書において開示されるエンティティは、ハードウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、又は実行中のソフトウェアのいずれかとすることができる。例えば、構成要素は、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッドプログラム、及び／又はコンピュータとすることができるが、これらに限定されるものではない。一例として、サーバ上で実行されるアプリケーション及びサーバの両方を構成要素とすることができる。１以上の構成要素が１つのプロセス及び／又は実行スレッド内に存在することができ、１つの構成要素が１つのコンピュータ上にローカルに存在することができ、及び／又は２つ以上のコンピュータに分散していてもよい。また、これらの構成要素は、種々のデータ構造を記憶している種々のコンピュータ可読媒体から実行することができる。これらの構成要素は、１以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム内、分散システム内、及び／又は信号を通じて他のシステムとの、インターネットなどのネットワークを経由して別の構成要素と相互に作用する１つの構成要素からのデータ）を有する信号等によって、ローカルプロセス及び／又はリモートプロセスを通じて通信することができる。

加えて、「又は」あるいは「若しくは」という用語は、排他的な「又は」あるいは「若しくは」ではなく、包含的な「又は」あるいは「若しくは」を意味することを目的としている。すなわち、特段の指定がない限り、又は文脈上明らかでない限り、「ＸはＡ又はＢを用いる」とは、自然で包含的な並べ替えのうちの任意のものを意味することを目的としている。すなわち、ＸがＡを用いるか、ＸがＢを用いるか、又はＸがＡ及びＢの双方を用いる場合、「ＸはＡ又はＢを用いる」が上記例のいずれにおいても成り立つ。その上、明細書及び添付図面における「ａ」及び「ａｎ」という冠詞は、特段の指定がない限り又は単数に指定されていることが文脈上明らかでない限り、一般に「１以上」を意味するものとして解釈すべきである。

加えて、「ユーザ機器」、「移動局」、「モバイル」、「加入者局」、「通信デバイス」、「アクセス端末」、「端末」、「ハンドセット」、及びその他同様の用語といった用語は、データ、制御、音声、ビデオ、音響、ゲーム、又はほぼあらゆるデータストリーム若しくはシグナリングストリームを受信又は搬送するために無線通信サービスの加入者又はユーザが利用する無線デバイス（例えば、セルラフォン、スマートフォン、コンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、セットトップボックス、インターネットプロトコルテレビ（ＩＰＴＶ：Internet Protocol Television）、電子ゲームデバイス、マルチメディアレコーダ又はプレイヤ、ビデオレコーダ又はプレイヤ、オーディオレコーダ又はプレイヤ、プリンタ等）を指すものである。上記の用語は、本明細書及び関連する図面において同義で使用する。同様に、「アクセスポイント」、「基地局」、「ノードＢ」、「発展型ノードＢ（evolved Node B）」、「ホームノードＢ（ＨＮＢ：Home Node B）」などの用語も、本願において同義で使用し、加入者局の集合からのデータ、制御、音声、ビデオ、音響、ゲーム、又はほぼあらゆるデータストリーム若しくはシグナリングストリームを提供及び受信する無線ネットワークの構成要素又は機器を指すものである。データストリーム及びシグナリングストリームは、パケット化することもできるし、フレームベースのフローとすることもできる。

本明細書において開示されるシステム及び方法は、無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングに関する。特に、ダウンリンクスケジューリングは、チャネル状態情報の予測及び利用という２段階のフィードバックメカニズムを用いることができる。中央制御ユニットは、選択されたモバイルデバイスに情報を送信する１以上の基地局（ＢＳ）に対し、ダウンリンクスケジューリング情報を送ることができる。ダウンリンクスケジューリングは、モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レート（asymptotic ergodic rate）に基づくものとすることができる。この漸近的エルゴード性レートは、モバイルデバイスの大規模チャネル挙動及び最大ドップラーシフトの関数とすることができる。

ダウンリンクスケジューリングを行うために、中央制御ユニットは、１以上のモバイルデバイスに情報を送信するＢＳにチャネル予測を適用し、情報が送られるチャネルのチャネル状態情報を予測することができる。チャネル状態情報は、チャネル予測に基づくものとすることができる。中央制御ユニットは、ＢＳによる送信の前に、プリコーディング行列を求めて上記情報に適用することもできる。このプリコーディング行列は、予測されたチャネル状態情報に基づくものとすることができる。

様々な実施形態によれば、本システム及び本方法は、１以上のモバイルデバイスの大規模なフェージング及びドップラーシフトの関数として漸近的エルゴード性レートを提供することができるため、有益である。本システム及び本方法は、モバイルデバイスから中央制御ユニットに対するフィードバックのオーバヘッドをより小さくして、より高いモバイルデバイスのスペクトル効率及び公平性を達成することができる。

続いて図面を参照する。図１は、開示対象の主題の様々な実施形態による、無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行うことのできるシステムの図の一例である。システム１００はＭＩＭＯシステムとすることができる。システム１００は、１以上のＢＳ１０２、１０４と、中央制御ユニット１１０とを備えたものとすることができる。様々な実施形態では、システム１００は、１以上のモバイルデバイス１０６、１０８をも備えたものとすることができる。ＢＳ１０２、１０４、モバイルデバイス１０６、１０８、及び／又は中央制御ユニット１１０は、システム１００の１以上の機能を実行できるように、電気的に及び／又は通信可能なように相互に接続することができる。

１以上のモバイルデバイス１０６、１０８は、１以上のアンテナを備えたものとすることができる。様々な実施形態では、モバイルデバイス１０６、１０８は、１以上のＢＳ１０２、１０４及び／又は中央制御ユニット１１０にフィードバックを送り、本明細書において説明するダウンリンクスケジューリングの方法を行えるように構成することができる。

幾つかの実施形態では、モバイルデバイスのうちの１以上のモバイルデバイスは、図３に示すような構造とすることができる。図３は、開示対象の主題の様々な実施形態による、ダウンリンクスケジューリングを行うことのできるモバイル端末の一例のブロック図である。

図示しているように、モバイルデバイス３００は、ＢＳとの間で及び／又は中央制御ユニット２００との間で情報を送信及び／又は受信する通信部３０２を備えたものとすることができる。例えば、通信部３０２は、フィードバック情報を中央制御ユニット２００に送信することができ、及び／又はＢＳのうちの１以上のＢＳからダウンリンクチャネルを通して送信される情報を受信することができる。

フィードバック部３０４は、中央制御ユニット２００に送られるフィードバックを生成するように構成することができる。

スケジューリング部３０６は、スケジューリング情報を受信するように構成することができる。このスケジューリング情報には、モバイルデバイスが１以上のＢＳからの送信情報を受信することになる予定の時刻を表す情報が含まれるが、これに限定されるものではない。

モバイルデバイス３００は、情報及び／又はコンピュータにより実行可能な命令を記憶するメモリ３０８をも備えたものとすることができる。

モバイルデバイス３００は、コンピュータにより実行可能な命令を実行して当該モバイルデバイス３００の１以上の機能を実行するマイクロプロセッサ３１０をも備えたものとすることができる。

ＢＳ１０２、１０４は、モバイルデバイス１０６、１０８との間で情報を送受信するように構成することができる。様々な実施形態では、ＢＳ１０２、１０４は、ＭＩＭＯアーキテクチャを実現するマルチアンテナ型ＢＳとすることができる。情報の送信は、幾つかの実施形態では、中央制御ユニット１１０によって決定されるダウンリンクスケジュールに従うものとすることができる。

幾つかの実施形態では、ＢＳのうちの１以上のＢＳは、図４に示しているような構造を備えたものとすることができる。図４は、開示対象の主題の様々な実施形態によるダウンリンクスケジューリング方法に従って情報を送信することのできる基地局の一例のブロック図である。

ＢＳ４００は、モバイルデバイスとの間で及び／又は中央制御ユニット２００との間で情報を送信及び／又は受信する通信部４０２を備えたものとすることができる。例えば、通信部４０２は、中央制御ユニット２００からスケジューリング情報を受信することができ、及び／又はダウンリンクチャネルを通じてモバイルデバイスに情報を送信することができる。

スケジューリング部４０４は、スケジューリング情報を受信するように構成することができる。このスケジューリング情報には、ＢＳがモバイルデバイスに情報を送信すべき時刻、フレーム、及び／又はスロットを表す情報が含まれるが、これらに限定されるものではない。スケジューリング情報は、ＢＳが情報を送信すべき１以上のモバイルデバイスを特定する情報をも含むことができる。

ＢＳ４００は、情報及び／又はコンピュータにより実行可能な命令を記憶するメモリ４０６も備えたものとすることができる。

ＢＳ４００は、コンピュータにより実行可能な命令を実行して当該ＢＳ４００の１以上の機能を実行するマイクロプロセッサ４０８も備えたものとすることができる。

中央制御ユニット１１０は、図２を参照して以下に説明するように、ＢＳ１０２、１０４のうちの１以上のＢＳからモバイルデバイス１０６、１０８のうちの１以上のモバイルデバイスに向けて、ダウンリンク送信するスケジュールを決定するように構成することができる。

マイクロプロセッサ１１２は、開示されるシステム及び／又は方法のうちの任意のものに関してこの開示で説明する機能のうちの１以上の機能を実行することができる。メモリ１１４は、開示されるシステム及び／又は方法のうちの任意のものに関してこの開示で説明する機能を実行するコンピュータ実行可能な命令及び／又は情報を記憶するコンピュータ可読型記憶媒体とすることができる。例えば、図示しているように、メモリ１１４は、コンピュータデバイスによって実行され、本明細書において説明するシステム及び／又は方法の処理を該コンピュータデバイスに実行させることのできるコンピュータ実行可能な命令を記憶することができる。様々な実施形態では、このコンピュータデバイスには、ＢＳ１０２、１０４のうちの１以上のＢＳ、中央制御ユニット１１０、及び／又はモバイルデバイス１０６、１０８のうちの１以上のモバイルデバイスが含まれうるが、これらに限定されるものではない。図１は、中央制御ユニット１１０におけるマイクロプロセッサ１１２及びメモリ１１４を示しているが、マイクロプロセッサ１１２及びメモリ１１４の少なくとも一方は、ＢＳ１０２、１０４及び／又はモバイルデバイス１０６、１０８のうちの１以上と通信可能なように接続することもできるし、あるいはそれらの内部に設けることもできる。

図２は、開示対象の主題の様々な実施形態による、無線通信システムにおけるダウンリンクスケジューリングを行うことのできる中央制御ユニットの一例のブロック図である。中央制御ユニット２００は、幾つかの実施形態では、図１の中央制御ユニット１１０の構造及び／又は機能のうちの１以上のものとすることもできるし、それらを備えたものとすることもできる。中央制御ユニット２００は、通信部２０２、チャネル予測部２０４、チャネル状態情報予測部２０６、プリコーディング行列部２０８、漸近的エルゴード性レート（asymptotic ergodic rate）計算部２１０、スケジューリング部２１２、マイクロプロセッサ２１４、及び／又はメモリ２１６を備えたものとすることができる。通信部２０２、チャネル予測部２０４、チャネル状態情報予測部２０６、プリコーディング行列部２０８、漸近的エルゴード性レート計算部２１０、スケジューリング部２１２、マイクロプロセッサ２１４、及び／又はメモリ２１６は、互いに通信可能なように又は電気的に接続して、中央制御ユニット２００の１以上の機能を実行することができる。

幾つかの実施形態では、通信部２０２は、中央制御ユニット２００が通信可能に接続されるＭＩＭＯネットワークにおける１以上のモバイルデバイス又は１以上のＢＳへ情報を送信し、及び／又はこれらから情報を受信するように構成することができる。例えば、通信部２０２は、１以上のモバイルデバイスからフィードバック情報を受信することができ、及び／又は１以上のＢＳとモバイルデバイスのうちの１以上のモバイルデバイスとの通信のためのダウンリンクスケジュールを送信することができる。

チャネル予測部２０４は、１以上のモバイルデバイスに情報を送信する送信機にチャネル予測を適用することができる。

チャネル状態情報予測部２０６は、情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するように構成することができる。このチャネル状態情報は、少なくともチャネル予測に基づくものである。

プリコーディング行列部２０８は、プリコーディング行列を決定して前記情報に適用するように構成することができる。幾つかの実施形態では、プリコーディング行列を求めることは、少なくとも、予測されたチャネル状態情報に基づいている。

スケジューリング部２１０は、ダウンリンクチャネルにおける、１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信をスケジューリングするように構成することができる。ダウンリンクスケジュールは、少なくとも、１以上のモバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づくものとすることができる。

中央制御ユニット２００の機能は、様々な実施形態において、以下に述べるようなものとすることができる。本開示において以下の表記を用いる。通常の文字はスカラー量を表し、大文字及び小文字の太文字は、それぞれ行列及びベクトルを表す。また、（）^Ｔ及び（）^Ｈは、それぞれ転置行列及び共役転置行列を表す。

は、ベクトル

及び

によってそれぞれインデックス付けされる行及び列を選択することにより生成される、

の部分行列を表す。記号「：」は、全ての列又は全ての行を表すために用いる。Ｅ［・］は、括弧内の変数又は数式の期待値である。

は、サイズＮの単位行列（identity matrix）を表す。

幾つかの実施形態では、システムモデル及びチャネル予測は、以下に説明するように行うことができる。幾つかの実施形態では、チャネル予測部２０４は、チャネル予測及びシステムのモデル化を行うことができる。

受信チャネルのモデルは、以下のようにすることができる。全部でＢ個の協調するＢＳからの、ユーザｕの集約されたチャネル係数行列は、式（１）のように表すことができる。

ただし、

は、ユーザｕ及びＢＳ（基地局）ｂに関連付けられた小規模フェージングチャネル行列を表すものとすることができる。Ｎ_ｔ及びＮ_ｒは、それぞれ、１つのＢＳ及び１つのユーザのアンテナ数とすることができる。変数ρ_ｕ，ｂは、経路損失及びシャドウイングを含む大規模フェージング挙動を表すものとすることができる。

内の係数は、広義定常性（ＷＳＳ：wide-sense stationary）の狭帯域複素ガウス過程（narrow-band complex Gaussian process）としてモデル化することができる。ユーザｕの受信信号は、以下のように記述することができる。

ただし、

は、正規直交列を有する、集約されたプリコーダ行列とすることができる。

は、送信信号とすることができる。

は、共分散行列

を有する白色複素ガウス雑音ベクトルとすることができる。式（２）の第２項は、マルチユーザ干渉（ＭＵＩ：Multi-User Interference）を表しうる。幾つかの実施形態では、ＢＤプリコーディングは、プリコーディング行列部２０８が実行できる。幾つかの実施形態では、ＢＤプリコーディング及び完全なＣＳＩＴを用いて、１つのユーザの信号を、同時に又は並行して選択される他のモバイルデバイス又はユーザの拡張チャネル行列（augmented channel matrix）のゼロ空間において送信することにより、ＭＵＩを取り除くことができる。

本明細書において説明する実施形態においては、チャネル予測を適用して、想定されるチャネル係数行列を生成することができ、このチャネル係数行列を利用して、シンボルのうちの１以上のシンボルを送信する前にプリコーディング行列を求めることができる。幾つかの実施形態では、チャネル予測を適用して、仮定されるチャネル係数行列を生成することができ、このチャネル係数行列を用いて、シンボルのそれぞれを送信する前にプリコーディング行列を求めることができる。幾つかの実施形態では、ＭＵＩは、チャネル予測の不正確性に起因して完全には相殺されない。これについては、以下で説明する。

幾つかの実施形態では、チャネル予測の自己回帰モデルを以下のようにすることができる。幾つかの実施形態では、ＣＳＩＴは、チャネル状態予測部２０６が予測できる。ＣＳＩＴは、送信前のプリコーディングに用いることができる。自己回帰（ＡＲ：Autoregressive）モデルは、それまでのチャネルのフィードバックに基づいて、それ以降の１以上のスロットのチャネル係数を予測することができる。例えば、幾つかの実施形態では、レイリーフェージングを有するＭＩＭＯチャネルをモデル化することができる。変数ｈ^ｒ，ｔ（ｎ）は、スロットｎにおけるリンク（ｒ，ｔ）の小規模チャネル係数とすることができる。チャネル係数の自己相関関数（ＡＣＦ：autocorrelation function）がシンボル差分ｍの関数として表されるジェイク（Jake）のモデルは、以下の式（３）のようなものとすることができる。

ただし、Ｊ_０（・）は、０次の第一種ベッセル関数を表すものとすることができる。Ｔ_ｓｌｏｔは、スロット継続時間とすることができる。ｆ_ｄは、最大ドップラー周波数シフトとすることができる。チャネル変動の動的なシステムは、式（４）に示すように、次数ｐを有するＡＲ過程としてモデル化することができる。

ただし、ａ_ｉ，ｕはＡＲ過程の係数である。幾つかの実施形態では、これらの係数は、ユール・ウォーカー（Yule-Walker）の方程式を解くことによって求めることができる。また、予測誤差

は、式（５）によって表される分散

を有する平均ゼロのガウス分布に従うものとすることができる。

チャネル予測モデルを適用すると、実際のチャネル行列

は、式（６）に示すように表すことができる。

ただし、

及び

はそれぞれ、予測されたチャネル行列及びチャネル予測誤差行列とすることができる。式（１）と同様に、これらの２つの行列は、式（７）及び（８）に示すように表すことができる。

及び

内の要素はそれぞれ、分散

及び

を有する平均ゼロのガウス確率変数を表すことができる。最大ドップラーシフトが大きくなるにつれて、

も大きくなりうる。また、この実施形態では、受信機における完全なチャネル推定及び完全なフィードバックを前提とすることができる。チャネル推定又はフィードバック誤差を考慮すべき場合には、カルマンフィルタを適用することができる。

幾つかの実施形態では、漸近的エルゴード性レート計算部２１０は、以下のように漸近的エルゴード性レートの解析を行うことができる。具体的には、シングルユーザ（ＳＵ：Single-User）及びマルチユーザ（ＭＵ：Multi-User）の場合のネットワークＭＩＭＯシステムの漸近的エルゴード性容量解析は、説明のとおりのものとすることができる。幾つかの実施形態では、扱いやすくするために、ＢＳごとの電力制約（ＰＢＰＣ：Per BS Power Constraint）に代えて、１以上のクラスタ内の総電力制約（ＴＰＣ：Total Power Constraint）を適用することができる。幾つかの実施形態では、扱いやすくするために、ＢＳごとの電力制約（ＰＢＰＣ）に変えて、各クラスタの総電力制約（ＴＰＣ）を適用することができる。ＴＰＣ及びストリームごとに等しい電力割当てにより、１つのストリームの送信電力は、全てのユーザｕについてγ＝Ｐ／（Ｎ_ｒＭ）により与えることができる。ここで、クラスタの電力制約Ｐ及びＮ_ｒ個のストリームは、全部でＭ個の、選択されたモバイルデバイス又はユーザのそれぞれに対して割り当てられるものと仮定することができる。幾つかの実施形態では、漸近的レート（asymptotic rate）は、チャネルの大規模フェージング挙動及びドップラーシフトの関数として表すことができる。

幾つかの実施形態では、ほぼ同等なチャネル行列のモデルは、以下のようにすることができる。独立同分布（independent identically distributed）（ｉ．ｉ．ｄ．）のガウスチャネル係数を有するシングルセル型ＭＩＭＯシステムの場合に、漸近的レートを解析することができる。集約されたチャネル行列の要素が常にｉ．ｉ．ｄ．のガウス確率変数であるとは限らないネットワークＭＩＭＯシステムの漸近的エルゴード性レートを見いだすために、ネットワークＭＩＭＯチャネル行列を、仮想的なシングルセル型ＭＩＭＯチャネルに変換することができる。

次の定義を用いることができる。
［定義１］

を、ゼロ平均及び共分散行列

を有する多変量正規分布ベクトルとする。そして、

が、列ベクトル

で構成されるｑ×ｌの行列を表すものとする。このとき、行列

は、共分散行列

及び自由度ｌの中心ウィッシャート分布（central Wishart distribution）を有し、これを

と表す。

は、中心ウィッシャート行列の線形結合とすることができ、行ベクトルは、同一の共分散行列を有することができる。

この分布は、式（９）、式（１０）及び式（１１）に示すように近似することができる。

上記の近似は、あたかも、モバイルデバイスが、

個の送信アンテナを有する仮想ＢＳと通信しているかのように解釈することができる。そして、チャネルは、等価な、

のチャネル行列

としてモデル化することができる。ただし、

は、等価な小規模フェージング行列とすることができ、ρ_ｕは、等価な大規模フェージングパラメータとすることができる。ρ_ｕは、種々のＢＳからの大規模フェージング利得により求めることができるため、ρ_ｕは、モバイルデバイスが、より大きなρ_ｕ，ｂを有するＢＳのアンテナから実際にサービスの提供を受けるものとみなすことができる。

幾つかの実施形態では、ＳＵ−ＭＩＭＯの漸近的レートは、以下のとおりとすることができる。幾つかの実施形態では、単一のモバイルデバイスのみがマルチセルネットワークにおいてサービスの提供を受ける場合に方法を用いることができる。これらの実施形態には定理１を利用することができる。
［定理１］
単一のモバイルデバイスによるネットワークＭＩＭＯ送信の下では、

であるとして、正規化された熱雑音電力を有する漸近的エルゴード性レートは、式（１２）により近似することができる。

証明は、以下のとおりとすることができる。
［証明］
サイズが

であり、ゼロ平均で分散１（unit variance）のｉ．ｉ．ｄ．のガウス要素（Gaussian element）を有する、等価な小規模チャネル行列

を構築する。ＣＳＩＴを有しないエルゴード性レート（ergodic rate）は、式（１３）に示すように記述することができる。

そして、ＳＵ−ＭＩＭＯの場合の漸近的エルゴード性容量の式を用いて、式（１４）を得ることができる。

の場合、容量を改善するために、Ｎ_ｒ個の非ゼロの固有モードに送信電力を集中させることができる。幾つかの実施形態では、予測されたＣＳＩＴを用いて、最適な、注水（water-filling）による電力の割当てを見いだすことができない。そのため、非ゼロの固有モードに対し電力を均等に割り当てる、より単純な方法を特定することができ、その場合、

となりうる。

幾つかの実施形態では、マルチユーザＭＩＭＯの漸近的レートは以下のとおりとすることができる。幾つかの実施形態では、予測されたＣＳＩＴに基づいて、モバイルデバイス又はユーザｕのＢＤプリコーダを、

として設計することができる。ＢＤプリコーダは、幾つかの実施形態では、プリコーディング行列部２０８が実施することができる。ＣＳＩＴは、幾つかの実施形態では、チャネル状態情報予測部２０６が予測することができる。

受信信号は、式（１５）に示すように記述し直すことができる。

モバイルデバイス又はユーザｕの達成可能なレートは、以下の式（１６）により表すことができる。

ただし、

は、式（１７）により与えられる干渉プラス雑音共分散行列である。

ＭＵ−ＭＩＭＯの場合の漸近的レートを導く前に、次の補助定理を用いることができる。

［補助定理１］
Ｎ個の複素確率変数

を考える。||ｘ_ｉ||^２が独立一様分布である場合、Ｎ→∞となるにつれて、ランダムに選択されたＫ個の||ｘ_ｋ||^２の総和の分布は、Ｋ／Ｎに収束する。

［定理２］
不完全なＣＳＩＴを有するネットワークＭＩＭＯシステムの場合、ＭＵモードにおける達成可能なレートの漸近的結果は、式（１８）に示すように近似することができる。

ただし、γ_ｕは、正規化された熱雑音の下での、モバイルデバイス又はユーザｕのデータストリームのための送信電力とすることができる。変数κ、η_１、及びη_２は、証明において与えられるものである。
［証明］
ウィッシャート行列近似を用いると、モバイルデバイス又はユーザｕの受信信号は、式（１９）に示すように記述し直すことができる。

ただし、

は、サイズが

の等価なチャネル行列とすることができ、

は、

と整合する、

の、等価なプリコーディング行列とすることができる。

を、最大の大規模フェージング係数からなる列インデックスとする。等価なプリコーディング行列は、Ｎ_ｒ×ＢＮ_ｔのプリコーディング行列

から、対応する行を選択することにより与えられうる。すなわち、

である。チャネル行列に適用されるものと同様の近似方法を用いると、等価なＣＳＩＴ誤差行列

は、ゼロ平均であり、分散が

であるガウス分布の要素を有することができる。ＭＵＩを雑音として扱うと、モバイルデバイス又はユーザｕの達成可能なレートは、式（２０）に示すように記述し直すことができる。

ただし、

は、モバイルデバイス又はユーザｕの有効な小規模チャネル行列とすることができ、

は、式（２１）に示す、等価な干渉プラス雑音共分散行列とすることができる。

は、

とは独立しているため、

の要素は、ｉ．ｉ．ｄ．の標準ガウス確率変数の線形結合である。この確率変数は、線形結合における係数の二乗の総和に等しい分散を有する、ゼロ平均のガウス分布である。

を、

の第ｉ列とすると、幾つかの実施形態では、小規模フェージング挙動がわからない場合に、

の要素は、独立一様分布であると仮定することができる。

の対応する行は、等価なプリコーダ

を生成できるように選択することができる。

を

の第ｉ列であるとすると、補助定理１から、式（２２）を得ることができる。

そして、式（２３）が得られる。

同様にして、有効チャネル誤差行列

は、式（２４）に示すような分布とすることができる。

式（２０）のエルゴード性レートの式は、干渉の下でのＭＩＭＯチャネルのレートと解釈することができ、そして、式（１８）を得ることができる。ただし、η_１及びη_２は、式（２５）及び（２６）の解とすることができる。

等価なチャネル行列の精度を検証するために、隣接した３つのＢＳのクラスタを考えることができる。このクラスタの各セルは３つのセクタに分けられる。アンテナ数はＮ_ｔ＝４及びＮ_ｒ＝２とすることができ、６つのモバイルデバイス又はユーザを、クラスタの中央にある、３つのセクタによりカバーされるエリアにランダムに配置することができる。幾つかの実施形態では、モバイルデバイス又はユーザは、１０ｋｍ／ｈの速度で移動しているものと仮定することができ、次数２のＡＲモデルを採用することができる。セルエッジのＳＮＲは、１つのＢＳが最大限の電力で送信を行うとともに他のＢＳの電源をオフである場合に、セルエッジにおいて受信されるＳＮＲとして定めることができる。

図９は、開示対象の主題の様々な実施形態による、選択されたアンテナ数についての、シミュレーションと近似とを比較した、総和レートとセルエッジのＳＮＲとについてのグラフである。図示の実施形態では、Ｎ_ｔ＝４及びＮ_ｒ＝２である。シミュレーションと比較した漸近的結果を示している。図示しているように、漸近的結果とシミュレーション結果との違いは最大で約２０％である。図９に示した結果は、ＳＵモード及びＭＵモードについて、変動するＳＮＲ及びドップラーシフトのために何らかのモード切替えを用いることができるということも意味している。

スケジューリング部２１２は、スケジューリングを行うことができる。幾つかの実施形態では、中央制御ユニット２００の通信部２０２を通じて２段階のフィードバックを受信することができ、スケジューリング部２１２は、以下のように、１以上のモバイルデバイス又はユーザに対して情報をスケジューリングすることができる。

２段階のフィードバック方法は、モバイルデバイス又はユーザのスケジューリングに用いることのできる、フレームレベルのフィードバックを用いることができる。幾つかの実施形態では、フレームレベルのフィードバックは、モバイルデバイス又はユーザが中央制御ユニット２００に向けて送信することができる。例えば、各モバイルデバイス又はユーザは、各フレームの先頭において、当該モバイルデバイス又はユーザについて協調する全てのＢＳからの平均ＳＮＲを送信することができるとともに、最大ドップラーシフトも送信することができる。モバイルデバイス又はユーザの平均ＳＮＲ及び最大ドップラーシフトは、例えば、中央制御ユニット２００に送信することができる。このような情報に基づいて、漸近的エルゴード性レート計算部２１０は、各モバイルデバイス又はユーザの漸近的エルゴード性レートの値を求め、現在のフレームにおいてダウンリンクで情報を受信するものとしてモバイルデバイス又はユーザの集合を決めることができる。

小規模の挙動を追うために、２段階フィードバックのうちの第２段階を、モバイルデバイス又はユーザから中央制御ユニットへと送ることができる。フィードバックのこの第２段階は、スロットレベルのフィードバックとすることができる。スロットレベルのフィードバックは、各フレームにおいて選択されているモバイルデバイス又はユーザに適用することができる。各スロットの最後のシンボル（パイロットシンボルとみなすことができる）における小規模チャネル係数を、中央制御ユニットに送ることができる。次のスロットのパイロットシンボルにおけるチャネル係数は、チャネル予測に用いられる上述したＡＲモデルにおいて説明したＡＲモデルを用いて予測することができる。次のスロットにおけるシンボルについて予測されるチャネル係数は、補間（interpolation）を用いて得ることができるとともに、プリコーダを計算するために用いることができる。チャネル係数の更新は通常、アップリンクの限られた帯域幅しか占有しない。なぜならば、選択されているモバイルデバイス又はユーザの数は通常、モバイルデバイス又はユーザの総数に比べてはるかに少ないからである。

ネットワークＭＩＭＯシステムのチャネル行列の集合として、

を考える。Ｕ＝｛１，２，．．．，Ｕ｝は、全てのモバイルデバイス又はユーザの集合を表すものとし、Ｕ_ｉはＵの部分集合であるとする。ここで、Ｕ_ｉの濃度（cardinality）は、同時に存在するモバイルデバイス又はユーザの最大数以下とすることができる。この最大数は、ＢＤプリコーディングが適用される場合、

に等しい。

表１は、選択されたモバイルデバイス又はユーザのダウンリンクのスケジューリングのために、中央制御ユニット２００のスケジューリング部２１２が実行することのできる１以上の処理の擬似コードを示している。幾つかの実施形態では、表１の擬似コードは、フレームごとのスケジューリングアルゴリズムとすることができる。

重み付け係数μ_ｕ（ｔ）を変化させることにより、様々なスケジューラを作ることができる。様々な実施形態によれば、

の場合には、スケジューリング部２１２は、最大総和レートスケジューラ（ＭＳＲＳ：Maximum Sum Rate Scheduler）とすることができる。また、

の場合には、スケジューリング部２１２は、比例的公平スケジューラ（ＰＦＳ：Proportional Fair Scheduler）とすることができる。様々な実施形態では、

は、時間のスライディングウィンドウ内の平均レートとすることができる。

図５、図６、図７、図８Ａ、及び図８Ｂは、開示対象の主題の様々な実施形態による、無線通信システムにおいてダウンリンクスケジューリングを行うことのできる方法の一例のフローチャートである。

まず、図５に示しているように、方法５００は、符号５０２として、１以上のモバイルデバイスに情報を送信する送信機にチャネル予測を適用するステップを含むことができる。

方法５００は、符号５０４として、情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するステップを含むことができる。このチャネル状態情報は、少なくともチャネル予測に基づくものである。幾つかの実施形態では、送信機にチャネル予測を適用するステップは、基地局にチャネル予測を適用するステップを含みうる。

方法５００は、符号５０６として、情報に適用するプリコーディング行列を求めるステップを含むことができる。このプリコーディング行列を求めるステップは、少なくとも、予測されたチャネル状態情報に基づくものである。

方法５００は、符号５０８として、少なくとも、１以上のモバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、当該１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信のスケジューリングを行うステップを含むことができる。幾つかの実施形態では、少なくとも、１以上のモバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、当該１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信のスケジューリングを行うステップは、少なくとも、大規模チャネル挙動に基づいて、該１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信のスケジューリングを行うステップを含む。幾つかの実施形態では、少なくとも、１以上のモバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、当該１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信のスケジューリングを行うステップは、少なくとも、１以上のモバイルデバイスの最大ドップラーシフトに基づいて、当該１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信のスケジューリングを行うステップを更に含む。

図６は、１以上のモバイルデバイスをスケジューリングする方法を示している。方法６００は、符号６０２として、１以上のモバイルデバイスが送信を行うチャネルの統計情報を取得するステップを含むことができる。方法６００は、符号６０４として、少なくとも統計情報に基づいてエルゴード性レート（ergodic rate）を求めるステップを含むことができる。

方法６００は、符号６０６として、少なくともエルゴード性レートに基づいて、スケジューリングを行う１以上のモバイルデバイスを選択するステップを含むことができる。

方法６００は、符号６０８として、少なくともチャネルの変動に基づいて、１以上のモバイルデバイスのスケジューリングを行うステップを含むことができる。

幾つかの実施形態では、図示していないが、方法６００は、スケジューリングのために選択された１以上のモバイルデバイスについてチャネル予測を行うステップをも含むことができる。チャネル予測の実行には、少なくとも自己回帰モデルに基づいたチャネル予測の実行が含まれうる。

幾つかの実施形態では、図示していないが、方法６００は、１以上のモバイルデバイスのスケジューリングが行われる１以上の未来のスロットにおけるチャネル状態情報を予測するステップを含むことができる。

図７は、２段階型フィードバック方法に基づいて、１以上のモバイルデバイスに対する情報のダウンリンク送信のスケジューリングを行う方法を示している。

方法７００は、符号７０２として、フレーム内の第１のロケーションにおいて、１以上のモバイルデバイスからのフレームレベルのフィードバックを受信するステップを含むことができる。幾つかの実施形態では、フレームレベルのフィードバックを受信するステップは、１以上のモバイルデバイスから信号対雑音比（signal-to-noise ratio, ＳＮＲ）の情報を受信するステップと、１以上のモバイルデバイスからドップラーシフト情報を受信するステップとを含むことができる。前記ＳＮＲは、協調する１以上の基地局に基づくものである。幾つかの実施形態では、ＳＮＲの受信は、平均ＳＮＲの受信を含むことができる。幾つかの実施形態では、ドップラーシフト情報の受信は、最大ドップラーシフトの受信を含むことができる。

方法７００は、符号７０４として、少なくともフレームレベルのフィードバックに基づいて漸近的エルゴード性レートを求めるステップを含むことができる。方法７００は、符号７０６として、フレーム期間において情報のダウンリンク送信を受信することになる１以上のモバイルデバイスのうちの少なくとも１つを選択するステップを含むことができる。

幾つかの実施形態では、図示していないが、方法７００は、フレーム期間における送信に際して選択された１以上のモバイルデバイスのうちの少なくとも１つから、スロットレベルのフィードバックを受信するステップを含むことができる。このスロットレベルのフィードバックは、フレーム内のスロットのシンボルにおいてチャネル係数を含むことができる。幾つかの実施形態では、このスロットのシンボルは、フレーム内のスロットの最後のシンボル及びパイロットシンボルの少なくとも一方である。

幾つかの実施形態では、方法７００は、スロットレベルのフィードバックを適用するステップをも含むことができる。

様々な実施形態では、方法７００は、次のスロットのシンボルにおけるチャネル係数を予測するステップを含むことができる。この予測は、チャネル係数が予測されるチャネルのモデルに基づくものである。幾つかの実施形態では、この予測は、チャネルの自己回帰モデルに基づくものである。幾つかの実施形態では、次のスロットにおけるチャネル係数の予測は、補間（interpolation）に基づく。

様々な実施形態では、方法７００は、次のスロットについて予測されたチャネル係数に基づいてプリコーダを計算するステップをも含むことができる。

続いて、図８Ａ及び図８Ｂを参照する。方法８００は、以下のとおりとすることができる。方法８００は、符号８０２として、１以上のモバイルデバイスのスケジューリングが行われるフレームについて、当該１以上のモバイルデバイスの、シングルユーザモード及びマルチユーザモードの漸近的エルゴード性レートを計算するステップを含むことができる。

方法８００は、符号８０４として、上記フレームについて、少なくとも漸近的エルゴード性レートに基づいて重み付きエルゴード性レートを計算するステップを含むことができる。幾つかの実施形態では、重み付きエルゴード性レートを計算するステップは、最大総和レートスケジューリング（maximum sum rate scheduling）に関連する重み付け係数により漸近的エルゴード性レートの重み付けを行うことを含むことができる。幾つかの実施形態では、重み付きエルゴード性レートを計算するステップは、比例的公平スケジューリング（proportional fair scheduling）に関連する重み付け係数により漸近的エルゴード性レートの重み付けを行うことを含む。

方法８００は、符号８０６として、シングルユーザモードにおけるあるモバイルデバイスを選択するとともに、マルチユーザモードにおけるモバイルデバイスのある集合を選択するステップを含むことができる。このモバイルデバイスの選択及びモバイルデバイスの集合の選択は、少なくとも重み付きエルゴード性レートに基づくものである。

方法８００は、符号８０８として、シングルユーザモードに関連する第１の重み付き漸近的エルゴード性レートを求めるステップを含むことができる。方法８００は、符号８１０として、マルチユーザモードに関連する第２の重み付き漸近的エルゴード性レートを求めるステップを含むことができる。

方法８００は、符号８１２として、シングルユーザモード又はマルチユーザモードの少なくとも一方を選択するステップを含むことができる。この選択は、第１の重み付き漸近的エルゴード性レート及び第２の重み付き漸近的エルゴード性レートのうちの大きな一方に関連するモードの選択を含む。

方法８００は、符号８１４として、シングルユーザモード又はマルチユーザモードのうちの選択された一方において情報を受信することになる１以上のモバイルデバイスのスケジューリングを行うステップを含むことができる。

説明を簡単にするために、これらの方法は、一連の処理として図示及び説明している。本開示の様々な実施形態は、図示している処理及び／又は処理の順序により限定されないことを理解及び認識すべきである。例えば、処理は、様々な順序で及び／又は並行して、並びに本明細書において提示及び説明していない他の処理とともに行うことができることを理解及び認識すべきである。さらに、図示している全ての処理が、開示対象の主題による方法を実施するために必要であるとは限らない場合がある。加えて、当業者であれば、これらの方法は、状態図又はイベントを通じて一連の相互に関係した状態として代替的に表すことができることを理解及び認識するであろう。加えて、以下に開示する方法及び本明細書全体を通じて開示する方法は、そのような方法をコンピュータに移送及び転送できるようにするために、製品として保存できることを更に認識すべきである。製品という用語は、本明細書では、任意のコンピュータ可読型デバイス、担体、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含むことができる。

図９、図１０、図１１は、開示対象の主題の実施形態による、シミュレーション及び数値結果の一例を示している。まず、図９を参照する。図９は、開示対象の主題の様々な実施形態による、選択されたアンテナ数についての、シミュレーションと近似とを比較した、総和レートとセルエッジの信号対雑音比（ＳＮＲ）との関係のグラフの一例である。

図９と同じ設定を有するクラスタについての、様々なスケジューリング方法の性能を以下に説明する。シミュレーションプロセスを１００００個のフレームに分け、１つのフレーム内では、大規模フェージング挙動及びモバイルデバイス又はユーザの速度がほぼ一定であると仮定する。フレーム構造は、１つのフレームに１０個のスロットが存在するように定めることができる。幾つかの実施形態では、１０個のスロットのそれぞれは、約１０^−４秒のシンボル時間（symbol duration）を有する１０個のシンボルを含む。モバイルデバイス又はユーザは、約０〜４０ｋｍ／ｈの速度でランダムに移動するものと仮定することができる。スロットレベルのＣＳＩＴ予測にあたり、次数２のＡＲモデルを前提とすることができる。

様々な実施形態では、性能比較に際し、次のスケジューリング方法を検討することができる。幾つかの実施形態では、瞬時ＣＳＩを用いた日和見的スケジューリング（Opportunistic Scheduling with Instantaneous CSI, ＯＳＩＣＳＩ）を比較することができる。幾つかの実施形態では、ＣＳＩＴは、クラスタ内の全てのＢＳに完全に知られているものとすることができ、シンボルごとにスケジューリングされるモバイルデバイス又はユーザは、重み付き総和レートが最大となるように貪欲法（greedy manner）で選択することができる。予測ＣＳＩを用いた日和見的スケジューリング（Opportunistic Scheduling with Predicted CSI, ＯＳＰＣＳＩ）を比較することもできる。ＯＳＰＣＳＩは、貪欲型で総和レート最大化型の日和見的スケジューラを含むことができる一方で、モバイルデバイス又はユーザの選択は、予測されたＣＳＩＴに基づく。

図１０は、開示対象の主題の様々な実施形態によるダウンリンクスケジューリングを用いた、総和容量とモバイルデバイス又はユーザの数との関係のグラフの一例である。幾つかの実施形態では、総和レートは以下のとおりとすることができる。このグラフは、ＯＳＩＣＳＩ方式及びＯＳＰＣＳＩ方式と比較した、本明細書において説明している様々なスケジューリング方法についての総和レートを示している。全ての方法に関して、総和レートは、モバイルデバイス又はユーザの数とともに増加し、マルチユーザダイバーシティ効果の結果として次第に飽和する。シンボルごとのＣＳＩＴが不完全な場合、ＯＳＰＣＳＩ方式の性能は、ＯＳＩＣＳＩ方式とＭＳＲＳ方式との間にある。モバイルデバイス又はユーザの選択が「粗く」、ＣＳＩＴが不完全であっても、ＭＳＲＳ方式は良好な性能を示すと同時に、フィードバック量が大きく削減される。例えば、エッジにおけるＳＮＲが１５ｄＢであり、モバイルデバイス又はユーザが全体で１５個の場合に、ＭＳＲＳ方式は、ＯＳＩＣＳＩ方式及びＯＳＰＣＳＩ方式の総和レートのそれぞれ７３％及び９０％を達成する。マルチユーザダイバーシティの効果は、ＰＦＳについてはあまり明らかではない。なぜならば、ＰＦＳは、常に、最良のチャネル状態の下でモバイルデバイス又はユーザを選択するとは限らないからである。

図１１は、開示対象の主題の様々な実施形態によるダウンリンクスケジューリングを用いた、ジェイン公平性指標の平均（Average Jain’s Fairness Index）と観測ウィンドウサイズとの関係のグラフの一例である。公平性は、以下に説明するようなものとすることができる。このグラフは、ジェイン公平性指標の平均と観測ウィンドウサイズとの関係を示している。様々な実施形態では、ジェイン公平性指標は、公平性の比較のために採用することができる。図１２に、ジェイン公平性指標とスロットにおける変化するウィンドウサイズとの関係を示している。エッジのＳＮＲが１５ｄＢであり、全部で３０個のモバイルデバイス又はユーザが存在している。図１２に示すシミュレーション結果ではジェイン公平性指標を用いているが、他の実施形態では、任意の数の、タイプの異なる別の公平性指標及び／又はその公平性比較の方法を用いることができる。

予想されるように、２つの総和レート最大化アルゴリズム（ＭＳＲＳ及びＯＳＰＣＳＩ）による公平性には大きなペナルティがある。ＰＦＳの場合、平均的な公平性は、小さなウィンドウサイズの場合は不十分であるが、長期の公平性はかなり良好である。

図１２は、本明細書において説明しているような様々な実施形態を実施する環境１２００を一例として示している。この例示的な環境は、コンピュータ１２０２を含むことができる。コンピュータ１２０２は、処理ユニット１２０４と、システムメモリ１２０６と、システムバス１２０８とを備えたものとすることができる。システムバス１２０８は、様々なシステム構成要素を処理ユニット１２０４と接続することができ、この接続には、システムメモリ１２０６の接続が含まれるが、これに限定されるものではない。処理ユニット１２０４は、様々なプロセッサのうちの任意のものとすることができる。幾つかの実施形態では、デュアルマイクロプロセッサ及び他のマルチプロセッサアーキテクチャも処理ユニット１２０４として用いることができる。

システムバス１２０８は、任意のバスアーキテクチャにより、メモリバス（メモリコントローラの有無を問わない）と、周辺バスと、ローカルバスとに相互接続することのできる幾つかのタイプのバス構造のうちの任意のものとすることができる。システムメモリ１２０６は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：Read-Only Memory）１２１０と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Random Access Memory）１２１２とを備えたものとすることができる。ＲＯＭ、消去可能型プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ：Erasable Programmable Read Only Memory）、電気的消去可能型プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性メモリには、基本入出力システム（ＢＩＯＳ：Basic Input/Output System）が記憶されている。ＢＩＯＳは、起動時等において、コンピュータ１２０２内の要素間で情報を転送するのに役立つ基本ルーチンを含むことができる。ＲＡＭ１２１２は、データをキャッシュするスタティックＲＡＭ等の高速ＲＡＭを含むこともできる。

コンピュータ１２０２は、内部ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）１２１４（例えば、ＥＩＤＥ、ＳＡＴＡ）をも備えたものとすることができる。内部ハードディスクドライブ１２１４は、適切な筐体（不図示）内での、外部での使用のために構成することもできる。コンピュータ１２０２は、（例えば、着脱可能型ディスク１２１８からの読み取り又はこのディスクへの書き込みを行う）磁気フロッピディスクドライブ（ＦＤＤ：Floppy Disk Drive）１２１６と、（例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク１２２２の読み取り、又はＤＶＤ等の他の大容量光メディアからの読み取り若しくはこの光メディアへの書き込みを行う）光学ディスクドライブ１２２０とをも備えることができる。ハードディスクドライブ１２１４、磁気ディスクドライブ１２１６、及び／又は光ディスクドライブ１２２０は、ハードディスクドライブインタフェース１２２４、磁気ディスクドライブインタフェース１２２６、及び／又は光ドライブインタフェース１２２８により、システムバス１２０８と接続することができる。外部ドライブ実装用のインタフェース１２２４は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：Universal Serial Bus）技術及びＩＥＥＥ１３９４インタフェース技術を含むことができるが、これらに限定されるものではない。他の外部ドライブ接続技術も、本明細書に開示対象の主題の考慮の範囲内にある。

ドライブ及びそれらに関連するコンピュータ可読媒体は、データ、データ構造体、及び／又はコンピュータ実行可能な命令の不揮発性の記憶を提供することができる。コンピュータ１２０２の場合、これらのドライブ及び媒体は、好適なデジタルフォーマットによる任意のデータの記憶に対応することができる。上記コンピュータ可読媒体の説明では、ＨＤＤ、着脱可能型磁気ディスク、及び／又はコンパクトディスク（ＣＤ：Compact Disk）若しくはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：Digital Versatile Disk）等の着脱可能型光メディアに言及しているが、コンピュータによって可読可能な他のタイプの媒体（例えば、ｚｉｐドライブ、磁気カセット、フラッシュメモリカード、カートリッジ）も例示の動作環境において用いることができ、さらに、そのような任意の媒体は、様々な実施形態の方法を実行し及び／又はシステムを実施するコンピュータ実行可能命令を含むことができることは、当業者によって認識されるはずである。

オペレーティングシステム１２３０、１以上のアプリケーションプログラム１２３２、他のプログラムモジュール１２３４、及び／又はプログラムデータ１２３６を含む幾つかのプログラムモジュールを、ドライブ及びＲＡＭ１２１２に記憶することができる。これらのオペレーティングシステム、アプリケーション、モジュール、及び／又はデータの全て又は一部は、ＲＡＭ１２１２にキャッシュすることもできる。様々な実施形態を、様々な異なるオペレーティングシステム又はそれらの組み合わせとともに実施することができることが認識される。

ユーザは、１以上の有線又は無線の入力デバイス（例えば、キーボード１２３８、及びマウス１２４０等のポインティングデバイス）を通じてコマンド及び情報をコンピュータ１２０２に入力することができる。他の入力デバイス（不図示）は、マイク、ＩＲリモコン、ジョイスティック、ゲームパッド、スタイラスペン、タッチスクリーン等を含むことができる。これらの入力デバイス及び他の入力デバイスは、幾つかの実施形態では、システムバス１２０８に接続された入力デバイスインタフェース１２４２を通じて処理ユニット１２０４と接続することができる。他の実施形態では、これらの入力デバイスは、他のインタフェース（例えば、パラレルポート、ＩＥＥＥ１３９４シリアルポート、ゲームポート、ＵＳＢポート、ＩＲインタフェース）を介して処理ユニット１２０４に接続することができる。

モニタ１２４４又は他のタイプのディスプレイデバイスを、ビデオアダプタ１２４６等のインタフェースを介してシステムバス１２０８に接続することができる。モニタ１２４４に加えて、他の周辺出力デバイス（図示せず）（例えば、スピーカ、プリンタ）をシステムバス１２０８に接続することができる。

コンピュータ１２０２は、リモートコンピュータ１２４８等の１以上のリモートコンピュータへの有線及び／又は無線による通信を介した論理接続を用いて、ネットワーク環境において動作することができる。リモートコンピュータ１２４８は、ワークステーション、サーバコンピュータ、ルータ、パーソナルコンピュータ、ポータブルコンピュータ、マイクロプロセッサベースの娯楽機器、ピアデバイス、及び／又は他の一般的なネットワークノードとすることができる。リモートコンピュータ１２４８は、コンピュータ１２０２について説明した要素のうちの１以上を備えることができるが、簡潔にするために、メモリ又は記憶デバイス１２５０しか示していない。図示の論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）１２５２、及び／又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ：Wide Area Network）１２５４等の、それよりも大きなネットワークへの有線又は無線による接続を含むことができる。このようなＬＡＮネットワーキング環境及びＷＡＮネットワーキング環境は、オフィス及び企業においては一般的であり、イントラネット等の企業規模のコンピュータネットワークを容易にすることができる。ＬＡＮ、ＷＡＮ、及び他のネットワーキング環境は、グローバル通信ネットワーク（例えば、インターネット）に接続することができる。

コンピュータ１２０２は、ＬＡＮネットワーキング環境において用いられるとき、有線及び／又は無線の通信ネットワークインタフェース又はアダプタ１２５６を通じて、ローカルネットワーク１２５２に接続することができる。アダプタ１２５６は、ＬＡＮ１２５２との有線通信又は無線通信を行うためのものであり、このＬＡＮは、無線アダプタ１２５６と通信するために当該ＬＡＮ上に配置された無線アクセスポイントも備えることができる。

コンピュータ１２０２は、ＷＡＮネットワーキング環境において用いられるとき、モデム１２５８を備えることができ、ＷＡＮ１２５４上の通信サーバに接続することができ、及び／又はＷＡＮ１２５４にわたって通信を確立する他の機能及び／又は構造を有することができる。モデム１２５８は、内部型又は外部型とすることができるとともに有線デバイス又は無線デバイスとすることができ、シリアルポートインタフェース１２４２を介してシステムバス１２０８に接続することができる。ネットワーク環境では、コンピュータ１２０２に関して図示したプログラムモジュール又はその一部を、リモートメモリ又は記憶デバイス１２５０に記憶することができる。図示したネットワーク接続は、例示であり、コンピュータ間に通信リンクを確立する他の機能及び／又は構造を用いることもできることが認識されるであろう。

コンピュータ１２０２は、無線通信において動作するように配置された任意の無線デバイス又は無線エンティティ（例えば、プリンタ、スキャナ、デスクトップ及び／又はポータブルコンピュータ、ポータブルデータアシスタント、通信衛星、任意の機器、又は無線検出可能なタグに関連付けられたロケーション（例えば、キオスク、新聞売り場、手洗い）、並びに電話）と通信するように動作可能とすることができる。そのようなものは、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）無線技術及び／又はＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）無線技術を含むことができるが、これらに限定されるものではない。したがって、通信は、従来のネットワークと同様の、予め規定された構造とすることもできるし、単純に、少なくとも２つのデバイス間のアドホック通信とすることもできる。

Ｗｉ−Ｆｉは、ワイヤを用いることなく、自宅のカウチ、ホテルの部屋のベッド、又は職場の会議室からインターネットへの接続を可能にすることができる。Ｗｉ−Ｆｉは、携帯電話が屋内及び外部、及び／又はＢＳの範囲内の任意の場所においてデータを送受信することを可能にする、そのようなデバイスにおいて用いられる無線技術と同様の無線技術である。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、ＩＥＥＥ８０２．１１（ａ、ｂ、ｇ、ｎ等）と呼ばれる無線技術を用いて、安全で信頼性があり高速の無線接続を提供することができる。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、コンピュータを互いに、インターネットに、及び／又は有線ネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．３又はイーサネットを用いることができる）に接続するのに用いることができる。Ｗｉ−Ｆｉネットワークは、例えば、無認可の２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚの無線帯域において１１Ｍｂｐｓ（８０２．１１ａ）又は５４Ｍｂｐｓ（８０２．１１ｂ）のデータレートで動作することもできるし、双方の帯域（デュアルバンド）を含む製品を用いて動作することもできる。したがって、Ｗｉ−Ｆｉ技術を用いるネットワークは、多くのオフィスにおいて用いられる基本的な１０ＢａｓｅＴの有線イーサネットネットワークと同様の実世界の性能を提供することができる。

特定のシステム又は方法に関して説明した構成要素は、本明細書において開示される他のシステム又は方法に関して説明するそれぞれの構成要素と同じ又は類似の機能を備えることができることが認識及び理解されるべきである。

「プロセッサ」という用語は、本明細書において用いられるとき、実質的に任意の計算処理ユニット又は計算処理デバイスを指すことができる。これらの計算処理ユニット又は計算処理デバイスは、シングルコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するシングルプロセッサ、マルチコアプロセッサ、ソフトウェアマルチスレッド実行能力を有するマルチコアプロセッサ、ハードウェアマルチスレッド技術を有するマルチコアプロセッサ、並列プラットフォーム、及び分散共有メモリを有する並列プラットフォームを含むが、これらを含むことに限定されるものではない。加えて、プロセッサは、本明細書において説明する機能を実行するように設計された集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）、複合プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成要素、又はそれらの任意の組み合わせを指すものとすることができる。プロセッサは、ユーザ機器の空間的利用を最適化するか又は性能を高めるために、ナノスケールアーキテクチャを利用することができる。このナノスケールアーキテクチャは、分子及び量子ドットベースのトランジスタ、スイッチ、及びゲート等であるが、これらに限定されるものではない。プロセッサは、計算処理ユニットを組み合わせたものとして実施することもできる。

本明細書では、「データストア」、「データストレージ」、「データベース」、並びに或る構成要素の動作及び機能に関連した実質的に任意の他の情報記憶部等の用語は、「メモリ部」、又は「メモリ」内に具現化されたエンティティ若しくはメモリを構成する構成要素を指す。例えば、開示対象の主題において説明される様々な構成要素の動作に関連するとともにメモリに記憶することができる情報は、加入者情報、セル構成又はサービスポリシー及び仕様、プライバシポリシー等を含むことができるが、これらを含むことに限定されるものではない。本明細書において説明するメモリ部は、揮発性メモリ又は不揮発性メモリのいずれかとすることもできるし、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの双方を含むこともできることが認識されるであろう。限定ではなく例示として、不揮発性メモリは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、相変化メモリ（ＰＣＭ：Phase Change Memory）、フラッシュメモリ、又は不揮発性ＲＡＭ（例えば、強誘電体ＲＡＭ（ＦｅＲＡＭ：Ferroelectric RAM））を含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。限定ではなく例示として、ＲＡＭは、同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ：Synchronous RAM）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ：Dynamic RAM）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ：Synchronous DRAM）、ダブルデータレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲＳＤＲＡＭ：Double Data Rate SDRAM）、エンハンストＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ：Enhanced SDRAM）、同期リンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ：Synchlink DRAM）、及びダイレクトラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ：Direct Rambus RAM）等の多くの形態で入手可能である。加えて、本明細書におけるシステム又は方法の開示されるメモリ部は、これらのタイプのメモリ及び他の任意の好適なタイプのメモリを含むように意図されているが、それらのタイプを含むことに限定されるものではない。

本明細書において説明する様々な実施形態又は特徴は、標準的なプログラミング技法及び／又はエンジニアリング技法を用いて、方法、装置、又は製品として実施することができる。「製品」という用語は、本明細書では、任意のコンピュータ可読デバイス、担体、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ように意図されている。例えば、コンピュータ可読媒体は、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピディスク、磁気ストリップ）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク）、スマートカード、及び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）を含むことができるが、これらに限定されるものではない。

上述したものは、例示の様々な実施形態を含む。もちろん、実施形態を説明する目的で、構成要素又は方法の想定でき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、当業者であれば、多くの更なる組み合わせ及び並べ替えが可能であることを認識することができる。したがって、この詳細な説明は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲に含まれる全ての改変、変更、及び変形を含むように意図されている。

特に、上述した構成要素、デバイス、回路、システム等によって実行される様々な機能に関して、そのような構成要素を説明するのに用いられる用語（「手段」に言及した任意のものを含む）は、別段の指示がない限り、実施形態のうちの本明細書において図示した例示の実施形態における機能を実行する開示された構造と構造的に等価でなくても、説明された構成要素の指定された機能を実行する任意の構成要素（例えば、機能的に等価なもの）に対応するように意図されている。この点に関して、実施形態は、システムに加えて、様々な方法の動作及び／又はイベントを実行するコンピュータ実行可能命令を有するコンピュータ可読媒体を含むことも認識されるであろう。

加えて、幾つかの実施態様のうちの１つのみに関して、特定の特徴が開示されている場合があるが、そのような特徴は、任意の所与の用途又は特定の用途について所望されて有利である可能性がある場合には、他の実施態様の１以上の他の特徴と組み合わせることができる。さらに、「含む、備える（includes, including）」という用語及びそれらの語尾変化したものが、この詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかにおいて用いられる限りにおいて、これらの用語は、「備える、含む（comprising）」という用語と同様に包含的であるように意図されており、例えば、「備える、含む（comprising）」という用語が請求項において移行語（transitional word）として用いられたときに解釈されるように包含的であるよう意図されている。

図１３は、開示対象の主題の一態様による無線ネットワーク構成要素のためのダウンリンクスケジューリングを実行することのできる、非限定的な、電子デバイス１３００のブロック図の一例を示している。電子デバイス１３００は、中央制御ユニット（例えば、中央制御ユニット２００）、ＢＳ、モバイルデバイス、コンピュータ、ラップトップコンピュータ、又はネットワーク機器（例えば、ルータ、アクセスポイント、フェムトセル、ピコセル）等を含むことができるが、これらに限定されるものではない。

電子デバイス１３００の構成要素は、プロセッサ部１３０２と、システムメモリ１３０４（不揮発性メモリ１３０６を有する）と、システムメモリ１３０４を含む様々なシステム構成要素をプロセッサ部１３０２と接続することのできるシステムバス１３０８とを含むことができるが、これらに限定されるものではない。システムバス１３０８は、様々なバスアーキテクチャのうちの任意のものを用いたメモリバス若しくはメモリコントローラ、周辺バス、又はローカルバスを含む様々なタイプのバス構造のうちの任意のものとすることができる。

コンピュータデバイスは、通常、コンピュータ可読記憶媒体又は通信媒体を含みうる様々な媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体又は通信媒体という２つの用語は、本明細書では、次のように互いに分けて用いる。

コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータがアクセスすることのできる任意の利用可能な記憶媒体とすることができ、揮発性媒体及び不揮発性媒体の双方、着脱可能媒体及び着脱不能媒体の双方を含む。限定ではなく一例として、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令、プログラムモジュール、構造化データ、又は非構造化データ等の情報を記憶する任意の方法又は技術とともに実施することができる。コンピュータ可読記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、若しくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、若しくは他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、若しくは他の磁気記憶デバイス、又は所望の情報の記憶に用いることができる他の有形の及び／又は非一時的な媒体を含むことができるが、これらに限定されるものではない。コンピュータ可読記憶媒体は、１以上のローカルコンピュータデバイス又はリモートコンピュータデバイスが、媒体によって記憶された情報に対する様々な操作を行うために、例えば、アクセス要求、クエリ、又は他のデータ検索プロトコルを介してアクセスすることができる。

通信媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造体、プログラムモジュール、又は他の構造化データ若しくは非構造化データを、変調されたデータ信号（例えば、搬送波又は他のトランスポートメカニズム）等のデータ信号に具現化するものであり、任意の情報配信媒体又はトランスポート媒体を含む。「変調されたデータ信号」又は「信号」という用語は、信号の特徴のうちの１以上が１以上の信号に情報を符号化するように設定又は変更されている信号を指す。限定ではなく例として、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続等の有線媒体と、音響、ＲＦ、赤外線、及び他の無線媒体等の無線媒体とを含む。

システムメモリ１３０４は、揮発性メモリ及び／又は不揮発性メモリ１３０６の形態のコンピュータ可読記憶媒体を備えることができる。メモリ１３０４には、起動時等に電子デバイス１３００内の要素間で情報を転送するのに役立つ基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）を記憶することができる。メモリ１３０４は、通常、プロセッサ部１３０２に即座にアクセス可能とすることができ、及び／又はこのプロセッサ部が操作することのできるデータ及び／又はプログラムモジュールを含むことができる。限定ではなく例として、システムメモリ１３０４は、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、及びプログラムデータも含むことができる。更なる例として、システムメモリは、ダウンリンクスケジューリングのプログラムモジュールを含むことができる。

不揮発性メモリ１３０６は、着脱可能又は着脱不能とすることができる。例えば、不揮発性メモリ１３０６は、着脱可能メモリカード又はＵＳＢフラッシュドライブの形態とすることができる。一態様によれば、不揮発性メモリ１３０６は、例えば、フラッシュメモリ（例えば、シングルビットフラッシュメモリ、マルチビットフラッシュメモリ）、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及び／又はＮＶＲＡＭ（例えば、ＦｅＲＡＭ）、又はそれらの組み合わせを含むことができる。さらに、フラッシュメモリは、ＮＯＲフラッシュメモリ及び／又はＮＡＮＤフラッシュメモリを含むことができる。

ユーザは、キーパッド、マイク、タブレット、又はタッチスクリーン等の入力デバイス（図示せず）を通じてコマンド及び情報を電子デバイス１３００に入力することができるが、他の入力デバイスも利用することができる。これらの入力デバイス及び他の入力デバイスは、システムバス１３０８に接続することができる入力インタフェース部１３１０を通じてプロセッサ部１３０２に接続することができる。パラレルポート、ゲームポート、又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等の他のインタフェース及びバス構造も利用することができる。グラフィックスサブシステム（図示せず）もシステムバス１３０８に接続することができる。ディスプレイデバイス（図示せず）も、出力インタフェース部１３１２等のインタフェースを介してシステムバス１３０８に接続することができ、さらに、この出力インタフェース部は、ビデオメモリと通信することができる。ディスプレイに加えて、電子デバイス１３００は、出力インタフェース部１３１２を通じて接続することができるスピーカ（図示せず）等の他の周辺出力デバイスも備えることができる。一態様では、他の電子デバイス、例えば、ネットワーク内の他のＢＳ及び／又はモバイルデバイスを、入力インタフェース部１３１０及び出力インタフェース部１３１２を介して電子デバイス１５００に通信可能に接続することができ、これによって、フィードバック及び／又はダウンリンクスケジューリング情報の転送を行うことができる。

コンピュータ実装されるプログラム及びソフトウェアは、標準的なコンピュータアーキテクチャ内に実装することができることを理解及び認識されるべきである。本開示の幾つかの態様を、１以上のコンピュータ上で実行することができるコンピュータ実行可能命令の一般的な状況で上述してきたが、当業者であれば、この技術を、他のプログラムモジュールと組み合わせて、及び／又はハードウェア及びソフトウェアの組み合わせとして実装することもできることを認識するであろう。

一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、構成要素、及び／又はデータ構造体を含む。その上、当業者であれば、本発明の方法を、他のコンピュータシステム構成を用いて実施することができることを認識するであろう。これらの他のコンピュータシステム構成には、シングルプロセッサコンピュータシステム又はマルチプロセッサコンピュータシステム、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータに加えて、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルド型コンピュータデバイス（例えば、ＰＤＡ、電話）、マイクロプロセッサベースの民生用電子機器又はプログラマブル民生用電子機器等が含まれ、これらのそれぞれは、１以上の関連付けられたデバイスと動作可能に接続することができる。

「構成要素」あるいは「部」、「システム」、「インタフェース」等の用語は、本明細書では、ハードウェア、（例えば、実行時の）ソフトウェア、及び／又はファームウェアのいずれかのコンピュータ関連エンティティを指すものとすることができる。例えば、構成要素は、プロセッサ上で実行されるプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行可能ファイル、プログラム、及び／又はコンピュータとすることができる。例示として、サーバ上で実行されるアプリケーション及びこのサーバの双方を構成要素とすることができる。１以上の構成要素は、プロセス内に存在することができ、或る構成要素は、１つのコンピュータ上に局在することができ、及び／又は２つ以上のコンピュータに分散させることができる。

さらに、開示対象の主題は、開示対象の主題を実施するようにコンピュータを制御するソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせを生み出す標準的なプログラミング技法及び／又はエンジニアリング技法を用いて、方法、装置、又は製品として実施することができる。本明細書において用いられるときに、「製品」という用語は、任意のコンピュータ可読デバイス、担体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含むことを意図している。例えば、コンピュータ可読媒体は、磁気記憶デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、磁気ストリップ等）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）等）、スマートカード及びフラッシュメモリデバイス（例えば、カード、スティック、キードライブ等）を含むことができるが、これらに限定さない。加えて、電子メールの送受信又はインターネット若しくはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等のネットワークへのアクセスに用いられるような搬送波をコンピュータ可読電子データの搬送に用いることができることが認識されるべきである。もちろん、当業者であれば、開示対象の主題の範囲からも趣旨からも逸脱することなく、この構成に多くの変更を行うことができることを認識するであろう。

詳細な説明の幾つかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットに対する操作のアルゴリズム及び／又は象徴的表現の観点で提示している場合がある。これらのアルゴリズム的な記述及び／又は表現は、当業者が自身の成果の内容を他の同様の当業者に最も効果的に伝達するのに用いる手段である。ここで、アルゴリズムは、一般に、所望の結果をもたらす自己矛盾のない動作シーケンスであると考えられている。これらの動作は、物理量の物理的な操作を必要とするものである。必ずしもそうではないが、通常は、これらの量は、記憶、転送、結合、比較、及び／又はそれ以外の操作が可能な電気信号及び／又は磁気信号の形態を取る。

これらの信号を、ビット、値、要素、シンボル、文字、項（terms）、数等と呼ぶことが、主として一般的な用法から時に便利であることがわかっている。しかしながら、これらの用語及び同様の用語の全ては、適切な物理量に関連付けられるべきであり、これらの量に適用される便宜上のラベルにすぎないことに留意すべきである。上記の論述から明らかなように、特に別段の指定がない限り、開示対象の主題全体を通じて、処理、演算、計算、求めること、及び／又は表示等の用語を利用した論述は、コンピュータ及び／又は機械のレジスタ及びメモリ内で物理（電気及び／又は電子）量として表されたデータを操作及び／又は変換して、それらの機械及び／又はコンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ、又は他のそのような情報記憶デバイス、送信デバイス、及び／又はディスプレイデバイス内で物理量として同様に表される他のデータにするコンピュータシステム、及び／又は同様の民生用及び／又は産業用の電子デバイス及び／又は機械の動作及びプロセスを指すことが認識される。

上述したものは、開示対象の主題の態様の例を含む。もちろん、開示対象の主題を説明する目的で、構成要素又は方法論の想定でき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、当業者であれば、開示対象の主題の多くの更なる組み合わせ及び並べ替えが可能であることを認識することができる。したがって、開示対象の主題は、添付の特許請求の範囲の趣旨及びその範囲に含まれる全ての改変、変更、及び変形を含むように意図されている。さらに、「含む、備える（includes）」若しくは「有する（has, having）」という用語又はそれらの語尾変化したものが、この詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかにおいて用いられる限りにおいて、そのような用語は、例えば、「備える／含む（comprising）」が請求項において移行語として用いられたときに解釈されるとおりに、「備える／含む（comprising）」という用語と同様に包含的であるよう意図されている。

Claims

１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信に関わる送信機にチャネル予測を適用するステップと、
前記情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するステップであって、該チャネル状態情報は少なくとも前記チャネル予測に基づくものである、ステップと、
少なくとも、前記予測するステップにより予測されたチャネル状態情報に基づいて、前記情報に適用するプリコーディング行列を決定するステップと、
少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うステップと
を含み、
前記スケジューリングを行うステップは、少なくとも大規模チャネル挙動に基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うステップを含むものである、方法。
前記スケジューリングを行うステップは、少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの最大ドップラーシフトに基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うステップを含むものである、請求項１に記載の方法。
前記送信機に前記チャネル予測を適用するステップは、基地局にチャネル予測を適用するステップを含むものである、請求項１に記載の方法。
１以上のモバイルデバイスに対して情報を送信する送信機にチャネル予測を適用するチャネル予測部と、
前記情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するチャネル状態情報予測部であって、前記チャネル状態情報は、少なくとも、前記チャネル予測部により適用される前記チャネル予測に基づくものである、チャネル状態情報予測部と、
少なくとも、前記チャネル状態情報部により予測されたチャネル状態情報に基づいて、前記情報に適用するプリコーディング行列を決定するプリコーディング行列部と、
少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うスケジューリング部と
を備え、
１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートは、少なくとも大規模チャネル挙動に基づくものである、デバイス。
中央制御ユニットを備えた請求項４に記載のデバイス。
前記中央制御ユニットは、１以上の基地局におけるダウンリンクスケジューリングを制御するものである、請求項５に記載のデバイス。
前記送信機が基地局である、請求項４に記載のデバイス。
１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートは、少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの最大ドップラーシフトに基づくものである、請求項４に記載のデバイス。
１以上のモバイルデバイスに対する情報の送信に関わる送信機にチャネル予測を適用するステップと、
少なくとも前記チャネル予測に基づいて、前記情報が送信されるチャネルのチャネル状態情報を予測するステップと、
少なくとも、予測された前記チャネル状態情報に基づいて、前記情報に適用するプリコーディング行列を決定するステップと、
少なくとも、１以上の前記モバイルデバイスの漸近的エルゴード性レートに基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うステップと
を含む処理であって、前記スケジューリングを行うステップは、少なくとも大規模チャネル挙動に基づいて、１以上の前記モバイルデバイスに対する前記情報の送信のスケジューリングを行うステップを含むものである、処理を、プロセッサを備えたコンピュータデバイスに実行させるコンピュータ実行可能な命令を有するコンピュータ可読型記憶媒体。