JP5964948B2 - 低減されたチャネルコヒーレンス時間要件を有するブラインド干渉配列方式を介する効率的mu−mimo送信のための方法 - Google Patents

低減されたチャネルコヒーレンス時間要件を有するブラインド干渉配列方式を介する効率的mu−mimo送信のための方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、マルチユーザ多出力多入力(Multiple Output Multiple Input、MIMO)ワイヤレス送信システムの分野に関し、より詳細には、本発明は、マルチユーザMIMO送信をサポートするために使用することができるブラインド干渉配列(BIA)技法に関する。
[優先権]
本特許出願は、2011年4月27日に出願された、対応する特許仮出願第61/479782号、表題「A Method for Efficient MU−MIMO Transmission via Blind Interference Alignment Schemes with Reduced Channel Coherence−Time Requirements」の優先権を主張し、参照により本明細書に組み込む。
ワイヤレス送信における多くの近年の進歩は、送信及び受信のためのマルチアンテナの使用に基づく。マルチアンテナは、基本的に、送信のためにワイヤレスシステムによって活用され得る自由度(DoF)の数、すなわち、そのシステム内の受信側に同時に送信することができるスカラデータストリームの数、の増加を実現することができる。ここで、DoFは、スペクトル効率(処理能力)の向上及び/又はダイバーシティ(頑強性)の追加を実現するために使用され得る。実際、Nの受信(RX)アンテナで単一ユーザに供するNの送信(TX)アンテナを有する単一ユーザMIMO(SU−MIMO)システムは、ダウンリンク送信に最大min(N,N)のDoFを活用することができ得る。これらのDOFは、たとえば、ある一定の条件の下で、min(N,N)に対して線形に増加する要因によって処理能力を向上させるために使用することができる。MIMOのそのような利益、及びDoFの増加は、新しい及び将来のシステムにおいてMIMOを使用することへの関心の多くの根底にある。
そのようなDoFの活用は、しばしば、システムにいくらかの負担を求める。1つのそのような負担は、送信アンテナと受信アンテナの間のチャネル状態の知識である。そのようなチャネル状態情報(CSI)は、しばしば、送信機(そのようなCSIはCSITと称される)及び/又は受信機(そのようなCSIはCSIRと称される)のいずれかに入手可能である必要がある。
使用可能なDoFはまた、送信アンテナと受信アンテナの間のチャネルにおいて十分な「豊富度」を有することに依存する。たとえば、BICM(Bit Interleaved Coded Modulation)及びD−BLASTなどのSU−MIMO CSIRに基づくシステムは、適切なチャネル条件の下でmin(N,N)の最大可能DoFを実現することができる。CSITは、必須ではない。したがって、そのような条件の下で、それらは、スペクトル効率の対応する線形増加を可能にするために使用され得る。そのような設計は、当業者にはよく知られている。
同様に、基地局(BS)のNの送信アンテナ及びKの単一アンテナユーザ(N=1)を有するマルチユーザMIMO(MU−MIMO)システムは、最大min(N,K)のDoFを実現することができる。SU−MIMOの場合のように、MU−MIMOは、たとえば、min(N,K)に対して処理能力を線形的に向上させるために使用され得る。
しかし、SU−MIMOとは異なり、多数のMU−MIMO技法は(標準として使用及び研究される一般的なMU−MIMO技法のすべてではなくても、ほとんどが実際に)、CSITの知識を必要とする。CSITに基づくMU−MIMOは、CSIRに基づくSU−MIMOとは異なり、送信が起こり得る前に、CSIを推定する及び送信機にCSIをフィードバックするための追加のオーバヘッドを必要とする。
そのようなオーバヘッドに関わらず、MU−MIMOは、それが多数の受信アンテナ、無線周波数(RF)チェーンを追加する又は携帯用若しくはモバイルデバイスの処理(たとえば、復号)複雑性を増やす必要なしにDoFを増やすことができるSU−MIMOに勝る利益を有するので、実際に興味深いものである。
CSIオーバヘッドの問題は、慎重に検討される必要がある。それは、そのような従来のMIMOシステムを評価する際にしばしば見落とされる基本的な問題である。そのようなCSI関連オーバヘッドは、実際には、従来のCSI依存のMIMOで得ることができる正味スペクトル効率の増加を制限し得る基本的な「次元ボトルネック」を表し得る。特に、N(又はN若しくはK)を増やすことによってDoFの増加(たとえば、線形増加)を活用し続けることを望む場合、送信を構築し受信機で復号するために必要とされるCSIを取得する際のシステムオーバヘッドの増加をいかにしてサポートするかを考える必要がある。そのようなオーバヘッドは、CSI推定をサポートするパイロットのための無線媒体の使用の増加と、そのようなCSI推定での受信実体と送信実体の間のフィードバックの増加を含み得る。
一例として、単一のTXアンテナと単一のRXアンテナの間のCSI(このタイプのCSIは、しばしば、標準コミュニティ内のいくつかによって「直接CSI」と称される)を定義する各複素スカラ値について、ワイヤレスチャネル資源の一定の割合Fcsiがパイロット及び/又はフィードバック専用であると仮定する。CSIの次元がN、N及び/又はKのような量を有するスケールを必要としたとき、総CSIシステム関連オーバヘッドは大きくなる(たとえば、N×Fcsiによって)ことが示され得る。たとえば,Kの単一アンテナユーザについて、送信アンテナに関する各NCSIスカラ項毎に、送信機が知る必要があり得るそのような複素スカラ値は合計KN存在する。CSIにおける次元の増加をサポートすることは、より多くのワイヤレスチャネル資源を要することがあり、データ送信に残される資源の量を減らす。このオーバヘッドの増加は、スペクトル効率の改善が増加したCSIオーバヘッドを相殺しない場合、処理能力の継続的増加を制限し得る。
値Fcsiは、しばしば、システムによって、或いは時間及び/又は周波数におけるチャネルのコヒーレンスが与えられた必要性によって、定義される。チャネルの状態が時間及び/又は周波数においてより急速に変化するとき、資源のより大きな効果的断片が、CSIを推定し、追跡するために使用される必要があり得る。
一例として、周波数分割双方向(FDD)に基づく3GPPロングタームエボリューション(LTE)設計において、12×14OFDM記号の資源ブロック内の8記号が、Nのアンテナの各々のダウンリンクパイロットをサポートするために使用される。そのようなパイロットのシステムオーバヘッドを単純に考慮し、フィードバックなどの他のCSI関連オーバヘッドを無視すると、Fcsiは、8/168=4.76%と同じ大きさでもよい。それは、N=8で、追加のアンテナに関して線形的なパイロット構造スケールを仮定すると、総CSIオーバヘッドは、残りの信号伝達オーバヘッド及びデータ送信をサポートするための記号の62%を残し、38%の大きさになり得る。実際に、LTEは、N=4アンテナを越えてパイロット構造を変更することを考慮した。しかし、これはまた、CSI正確度への含意を有する。それでもなお、明らかに、そのようなシステムは、Nの無限の増加をサポートしないことになる。
したがって、符号化されたデータ情報を表す記号は、MIMOによるDoFの増加により頑強性及び/又はスペクトル効率の増加で、より効率的に使用されるが、正味スペクトル効率の増加は、CSIオーバヘッドに使用される資源の断片の主要因とならざるを得ない。したがって、記号の断片のみ、たとえば(1−N×Fcsi)未満、がデータに使用され得るので、正味スペクトル効率増加は、実際には、個々のデータ記号のそれよりも小さい。
近年、「ブラインド干渉配列」(BIA)技法と称される、新種の技法が、従来のMU−MIMOシステムのCSIオーバヘッドの多数を必要とせずにDoFを増大させる能力を実証した。そのようなシステムで、各々がいくつかの受信アンテナ要素を有する複数のユーザは、同送信資源を介して複数のデータストリーム(各ユーザに意図された少なくとも1つ)を同時に受信することができる。BIA技法は、送信機が送信機と受信機の間の瞬間チャネル状態情報(CSI)を知る必要なしに、送信及びストリーム間の干渉の配列を可能にする。この方法では、基地局のNの送信アンテナ及びKの単一のアクティブアンテナユーザを有するBIAマルチユーザMIMO(MU−MIMO)システムは、CSITなしでKN/(K+N−1)のDoFを達成することが可能である。したがって,Kが大きくなるとき、そのシステムは、従来のMU−MIMO CSITに基づくシステムによって達成可能なmin(N,K)のDoFのCSI依存の上限に近づくことができる。これはここ数十年に亘る従来の考え及び推測の多くの先を行くものであるので、それは飛躍的な結果であり、それは、現在のシステムが直面する「次元ボトルネック」を取り除く可能性を実現する。
BIAに基づくシステムが動作するためには、送信する基地局と供されるKのユーザの間のチャネルが、所定の方法(ブラインド干渉配列方式に関する)で一緒に変わらなければならないという要件が存在する。この合同の変化は、マルチアンテナモードを有することによって、達成することができる。これは、各ユーザで多数の(物理)アンテナ要素を使用することによって、又は、その物理特性(たとえば、配向性、感受性パターンなど)を変えることができる単一アンテナ要素を有することによって、実装することができる。しかし、すべてのそのような場合において、そのシステムは、1つのモードが所与のタイムスロットにアクティブであることのみを必要とする。したがって、各モバイルで単一のRFチェーンのみを有することで十分であり、それによって、ユーザの単一のアクティブ受信アンテナモード、すなわち、そのユーザの単一のRFチェーンを駆動するアンテナ、が経時的に変更され得る。言い換えれば、その単一のアクティブ受信アンテナは、たとえば、所定の方法でのNのモードの間で、切り替えることができる、マルチモードアンテナである。単一のRFチェーンを有することは、従来の単一アンテナモードMU−MIMOシステムと合致した復号複雑性を保つ。
そのモードは、単一ユーザのための直線的に独立した(たとえば、直線的に独立した)CSIベクトルを作成することができなければならない。送信はまた、そのシステムには知られていないが、所与のモードのCSIが効果的に一定であり、モードによって異なると仮定される、時間の適切なコヒーレンス間隔に限定されることが必要である。
BIA技法は、Kのユーザに送信されることになる(1つのストリームが1人のユーザのための意図された情報を運ぶ)Kの情報担持ストリームを介して適切なアンテナモード切替え及び結合されたデータ送信ベクトルを作成することによって、機能する。そのような情報担持ストリーム自体は、ベクトルである。これらは、様々な算術の組合せで同時に送信され、それにより、アンテナモード切替えによって実現される追加のDoFを使用する。
ユーザ受信アンテナ切替えモードと情報ストリームがBIA方式によって送信される方法の協調が、以下の原理に従うことによってDoFを最大化するために設計される:
・所与のユーザを対象とする任意のNの次元記号がNのスロットを介して送信される。
・これらのNのスロットの間に、そのユーザのアンテナ切替えパターンは、そのユーザがすべてのそのNのアンテナモードを介して(それによってN次元空間で)その記号を観測し、それによってその記号を復号することができることを確保する。
・対照的に、残りのユーザのアンテナ切替えパターンは、このN次元記号の送信がそれらの受信機に1次元シャドウを送るのみというようなものである。これは、受信機の各々がすべてのN次元記号が送信される際に同アンテナモードを使用することを確保することによって、達成される。
したがって、合計(N+K−1)の受信機次元が、ユーザごとにNのスカラ記号を復号するために必要とされる。結果として、この方式で、Kのユーザは、(N+K−1)チャネル使用ごとに合計KNの記号(各々N)を復号し、それによって,KN/(N+K−1)の最大可能BIA DoFを達成する。
BIA技法は、それが使用可能なシナリオにおいて、いくつかの固有の課題及び制限を有する。1つのそのような固有の課題は、BIA方式がユーザチャネルにおいて大きなコヒーレンス時間を必要とすること、すなわち、それらは、他のユーザストリームからの干渉を無効にすることを可能にするためにチャネルが十分長く一定のままであることを必要とする。特に、必要とされるチャネルコヒーレンス時間は、そのシステム内の多重化ユーザの数、K、及びアンテナモードの数、M、とともに急速に増える。BIA方式によって必要とされるものより短いコヒーレンス時間は、いくらかの干渉するストリームが取り消すことができないことになり、DoFの損失をもたらすことを意味する。したがって、BIA方式は、それらが、本質的に時間的に変化するワイヤレスチャネルを介するBIA技法の動作範囲を増やすことになるので、元のBIA方式に対する改善されたチャネルコヒーレンス時間対DoF性能とともに必要とされる。
マルチユーザMIMO(MU−MIMO)に基づくブラインド干渉配列(BIA)方式を使用するためのワイヤレス通信システム、方法及び基地局が説明される。一実施形態で、本ワイヤレス通信システムは、複数の端末を備え、その複数の端末のうちの各端末は、Mのアンテナモードで動作可能な単一の無線周波数(RF)チェーンを有し、Mは整数であり、さらに、各端末は、所定の端末に特有の方式でMのアンテナモードの間で偏移する。本ワイヤレス通信システムはまた、Mの送信アンテナの送信機アレイを使用する、及び、あるL>0について、L(M+K−1)スロットを介してその送信機アレイからKの端末に供する少なくとも1つの符号BIA符号を使用するマルチユーザMIMO(MU−MIMO)に基づくブラインド干渉配列(BIA)方式を使用してそれらの端末のうちの1つ又は複数と通信するように動作可能な、複数の端末へのダウンリンク送信を実行するための1つ又は複数の基地局を含み、その1つ又は複数の基地局のうちの少なくとも1つの基地局は各ユーザkについて、Lのベクトル記号を送信し、ユーザkのLの記号は、Kより小さいある正の整数Dについて、1セットのL(M+D−1)の連続スロット内の、各Mの個別スロットを介して送信される。
本発明は、以下の詳細な説明から、そして、本発明の様々な実施形態の添付の図面から、より完全に理解されるが、これらは特定の実施形態に本発明を限定するものとして解釈されるべきではなく、説明及び理解のみを目的とする。
元の、先行技術の、BIA(2,K)伝送方式を示す図である。 元の、先行技術の、BIA(2,4)伝送方式を示す図である。 元のBIA(2,4)伝送方式の再順序付けを示す図である。 新しいBIA(2,4)方式を示す図である。 新しいBIA(2,K)方式を示す図である。 新しいBIA(2,K)伝送方式のブロック記述を示す図である。 元の、先行技術の、BIA(3,3)伝送方式を示す図である。 元の、先行技術の、BIA(3,3)伝送方式を示す図である。 新しいBIA(3,3)伝送方式を示す図である。 新しいBIA(3,3)伝送方式を示す図である。 元の、先行技術の、BIA(3,4)伝送方式を示す図である。 新しいBIA(3,4)伝送方式を示す図である。 元のBIA(3,K)方式のブロック記述を示す図である。 新しいBIA(3,K)伝送方式のブロック記述を示す図である。 元の、先行技術の、BIA(M,K)方式のブロック記述を示す図である。 新しいBIA(M,K)伝送方式のブロック記述を示す図である。 複数のマルチモードアンテナでユーザに供する新しいBIA方式を示す図である。 マルチモードアンテナ受信機の一実施形態を示す図である。 基地局送信機の一実施形態のブロック図である。
本発明の実施形態は、いくつかの新しいBIA伝送方式を含む。一実施形態で、本BIA方式は、短いチャネルコヒーレンス時間の存在下でも高いDoFを可能にする。特に、本発明の実施形態は、本方式によって実現される結果として生じる自由度を犠牲にすることなしに、C.Wang他、「Aiming Perfectly in the Dark−−Blind Interference Alignment through Staggered Antenna Switching」、2010年2月、(以下「Wang」と称する)(以下「元のBIA方式」又は「Wang」と称する)に記載の元の先行技術の方式に対して低減されたチャネルコヒーレンス時間要件を実現するBIA方式のクラスを提示する。たとえば、M=2アンテナモード及びKのユーザの場合、本方式は、最大DoFを達成するために、ちょうど2つの連続的タイムスロットを介するチャネルコヒーレンスを必要とする。これは、そのチャネル時間コヒーレンス要件が、同時に供されるユーザの数Kとともに増大する元の先行技術の方式とは著しく対照的である。
以下の説明で、多くの詳細が、本発明のより十分な説明を提供するために、記載される。しかし、本発明はこれらの特定の詳細なしで実施され得ることが、当業者には明らかになろう。他の例では、よく知られている構造及びデバイスが、本発明を分かり難くすることを避けるために、詳細にではなくて、ブロック図の形式で示される。
以下の詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットでの動作のアルゴリズム及び記号表現に関して提示される。これらのアルゴリズムの説明及び表現は、データ処理技術分野の当業者によって他の当業者にそれらの作業の要旨を最も効果的に伝えるために使用される手段である。本明細書では、アルゴリズムは、概して、所望の結果をもたらすステップの自己矛盾のない順番列であると考えられる。そのステップは、物理量の物理的操作を必要とするものである。通常は、但し必ずではなく、これらの量は、記憶、転送、結合、比較、及び他の方法で操作することができる電気又は磁気信号の形をとる。ビット、値、要素、記号、文字、用語、数字又は同様のものとしてこれらの信号を参照することは、主に共通使用の理由で、時に好都合であることが判明している。
しかし、これらの及び同様の用語のすべては、適切な物理量に関連付けられることになり、これらの量に適用される単に便宜的なラベルであることに留意されたい。以下の考察から明らかなように別段の具体的な記述のない限り、本明細書をとおして、「処理」又は「演算」又は「計算」又は「判定」又は「表示」又は同様のものなどの用語を使用した考察は、コンピュータシステム、或いは、そのコンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理(電子)量として表されたデータを操作し、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ又は他のそのような情報記憶、送信又は表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータに変形する同様の電子計算デバイスの動作及びプロセスを指すことが理解される。
本発明はまた、本明細書の動作を実行するための装置に関する。この装置は、要求される目的のために特に構築することができ、又は、この装置は、そのコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に起動された若しくは再構成された汎用コンピュータを備え得る。そのようなコンピュータプログラムは、フロッピディスク、光ディスク、CD−ROM、及び磁気−光ディスクを含む任意のタイプのディスク、読取り専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、EPROM、EEPROM、磁気若しくは光カード、又は、電子命令を記憶するのに適した及びコンピュータシステムバスに各々結合された任意のタイプの媒体などの、但しこれらに限定されない、コンピュータ可読記憶媒体内に記憶され得る。
本明細書で提示されるアルゴリズム及び表示は、特定のコンピュータ又は他の装置に本質的に関連しない。様々な汎用システムが、本明細書の教示に従ってプログラムと使用可能であり、或いは、要求される方法ステップを実行するためのより専門の装置を構築することが好都合であることが証明され得る。様々なこれらのシステムの要求される構造は、以下の説明から明らかとなろう。加えて、本発明は、特定のプログラミング言語を参照して説明されない。様々なプログラミング言語が、本明細書に記載されるように本発明の教示を実装するために使用され得ることが、理解されよう。
マシン可読媒体は、マシン(たとえば、コンピュータ)による可読の形で情報を記憶又は送信するための任意の機構を含む。たとえば、マシン可読媒体は、読取り専用メモリ(「ROM」)、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイスなどを含む。
[概説]
本発明の実施形態は、セルラネットワークと使用するための新しいBIA伝送方式を考慮する。その新しいBIA方式は、先行技術のBIA方式よりも緩やかなチャネルコヒーレンス時間要件を有する。それにより、本明細書で提案されるBIA方式は、チャネル内の時間変化により頑強であることを証明することができる。本方式はまた、米国特許出願公開第2012/0058788号、表題「Method and Apparatus for Communicating with Blind Interference Alignment using Power Allocation and/or Transmission Architecture」、2011年9月1日出願、及び、米国特許出願公開第2012/0069824号、表題「Method for Efficient MU−MIMO Transmission by Joint Assignments of Transmission Architecture, and Interferece Alignment Schemes using Optimized User−Code Assignments and Power Allocation」、2011年9月21日出願、において提示されるような配列構造内の電力変化とともに使用することができ、そして、米国特許出願公開第2012/0058788号、表題「Method and Apparatus for Communicating with Blind Interference Alignment using Power Allocation and/or Transmission Architecture」、2011年9月1日出願、及び、米国特許出願公開第2012/0069824号、表題「Method for Efficient MU−MIMO Transmission by Joint Assignments of Transmission Architecture, and Interference Alignment Schemes using Optimized User−Code Assignments and Power Allocation」、2011年9月21日出願、に記載されるものなどのセルラ及びセルラ以降の送信と使用することができる。
[元のBIA方式]
元のBIA方式は、当業者によく知られている。情報として、C.Wang他、「Aiming Perfectly in the Dark−−Blind Interference Alignment through Staggered Antenna Switching」、2010年2月、(以下「Wang」という)を参照、並びに、Wang他、「Interference Alignment through Staggered Antenna Switching for MIMO BC with no CSIT」、アシロマ会議の議事録、2010年11月、を参照。元のBIA方式は、1セットのMの送信アンテナからKの受信機に情報担持信号を同時に通信するための方法を説明する。各受信機は、Mの物理アンテナ又は1つの操作可能なアンテナ(たとえば、その特性が変更可能なアンテナ)、但し単一のみのRFチェーン、を有する。1つのそのような受信機の一例が図18に示され、そこで、単一のRFチェーン1801は様々なアンテナ1800と受信機処理1802を有するインターフェースアンテナ1800の間で切り替える。単一のRFチェーンのみを有する結果として、1つのみの受信アンテナ(1つの受信アンテナモード)が、所与のタイムスロット内でアクティブになり得る(すなわち、送信を受信することができる)。結果として1つのみの受信アンテナが、所与のスロット(たとえば、OFDM送信の時間周波数スロット)内でアクティブになり得る(すなわち、データを受信することができる)。説明を目的として、本システム内の時間周波数スロット当たりの(平均)送信電力は「Pslot」であると仮定する。Wangで提示されるBIA(M,K)方式は、1セットのMのアンテナ(そして特に本発明の実施形態を目的として、及び元のBIA方式において必ずではなく、1つ又は複数のBSを介して存在し得る)からKのユーザの各々にM/(M+K−1)の符号化された記号の平均を送信する。これは任意のそのような配列方式(CSITのない)の最大値であり、それは以下によって達成される。
− ともに調整された形で各ユーザ端末でRXAを周期的に繰り返すこと
− 以下であるように、Mのアンテナを介してすべてのユーザ記号を体系的に送信すること
・各ユーザがそれ自体の記号のみを含む測定結果を抽出することができる(他のユーザ記号からの干渉のないノイズで)。
・送信に干渉する各受信機が、できる限り最小の数の次元で整列され、そして、そのような干渉配列のためのこれらの「無駄にされる」次元の数は可能な限り小さい。
具体的に、本方式は、各ユーザに1セットのM次元ベクトル記号(又は記号ストリーム)を送信する。Mのアンテナを介して単一のM次元記号を送信することは、k=1、2、…、Mについて、そのベクトルの第kの項目が第kのアンテナを介して送信されることを意味する。Wangにおける単一のBIA配列ブロックは、合計「L」スロットを使用して各ユーザk(k=1、2、…,K)に1セットの「N」ベクトル記号
Figure 0005964948

を配信する。「N」及び「L」の値は、[1]で体系的に判定され、
L=N(M+K−1)
を満たす。したがって、長さLの配列ブロック内で各ユーザにその配列方法によって提供される記号の平均数は、
Figure 0005964948

によって与えられる。Wangによれば、長さLのBIA配列ブロックは、本明細書では配列ブロック1及び2と称される2つのサブブロックを構成する。
配列ブロック1:ブロック1は、長さN(M−1)を有する。配列ブロック1の各スロットで、その基地局の送信機(又はアクセスポイント若しくは他のワイヤレス送信デバイス)は、合計Kのベクトル記号、ユーザごとに1つのM次元記号を送信する。どの記号(N記号の中から)が各ユーザのために送信されるかは、すべての記号が各ユーザで復号可能であることを確保するために、体系的方法で選択される。例は、この点を説明する。
配列ブロック2:ブロック2は、長さNKを有する。配列ブロック2の各スロットで、その基地局の送信機(又はアクセスポイント若しくは他のワイヤレス送信デバイス)は、単一のM次元記号のみを送信する。特に、その送信機は、ユーザごとに配列ブロック2のNスロットを使用して、Nユーザ記号の各々を1つずつ送信し、その送信機はそれをKのユーザの各々について行う。
各ユーザがそれ自体の記号ストリームを復号することができることを確保するために、各ユーザは所定の及びユーザに特有の形でそれのセットのMのアンテナモードを周期的に繰り返す必要がある。特に、
Figure 0005964948

は、Mの送信アンテナと第kのユーザの第mの受信アンテナモードの間の1×Mチャネルベクトルを示すものとする(但し、ユーザの第mのアンテナモードは、たとえば、そのユーザのための第mの受信アンテナを起動することに一致する)。また、α[k](t)は、t=1、2、…、Lについて、スロットt内のユーザkによって選択されるアンテナモードのインデックスを示すものとする。その場合、以下の1×Lのベクトルは、所与の配列ブロック内のユーザkによって繰り返されるモードの配列をとらえる:
[k]=[α[k](1) α[k](2)…α[k](L)]
以下では、Wangで提示された元のBIA方式に基づく調整された記号ユーザ送信の代表例を提供する。本発明の実施形態において有用なこれらの方式の拡張は、その後に提示される。
例1:M=2、任意のKを有する、Wangにおける元のBIA方式。図1は、M=2の送信アンテナ(TXA)、及びM=2の受信機ごとの受信アンテナ(RXA)モードの場合に、K+1送信スロットを介してKのユーザに同時に供する、元の、先行技術の、BIA伝送方式を示す。この場合の配列符号は、長さL=K+1を有し、図1の上部の表に示される。それは、各ユーザに単一の2次元記号、すなわちN=1、を配信する。特に、それは、ユーザkに2x1符号化された記号
Figure 0005964948

表示を配信する。ユーザkが
Figure 0005964948

を復号することができるために、ユーザkは、図1の下部の表に示されたアンテナモード−切替えパターンに従う必要がある。x(t)がスロットtでの送信される記号を示すものとして、その符号は以下のとおりである:
Figure 0005964948
復号:何らかのk、1≦k≦K、についてユーザkを考える。ユーザkは、スロットkを除くすべてのスロットで同アンテナモードを使用するので、受信されるスロット1信号からスロット2〜スロットK+1のすべてのスロットで受信される信号の合計を減算し、スロットK+1を除外して、すべての他のユーザの記号からの干渉を解消する。干渉解消の後、受信機k(k=1、2、…,Kについて)は、以下の形の測定信号を有する
Figure 0005964948

但し、
Figure 0005964948

は、ノイズを表す。各事例において、
Figure 0005964948

は、Kのノイズ項の合計を表す。このノイズ増強効果は、やはり、干渉除去に起因し、
Figure 0005964948

の電力は
Figure 0005964948

のK倍であるので、Kがより大きいときに、すなわちより多くのユーザが供されるときに、より顕著である。米国特許出願公開第2012/0058788号、表題「Method and Apparatus for Communicating with Blind Interference Alignment using Power Allocation and/or Transmission Architecture」、2011年9月1日出願、に記載されるように、ノイズ増強レベルは、BIA符号スロットを介する適切な電力割当てによって制御することができる。そのような電力割当て方法はまた、本明細書で提示される方式で使用することができる。しかし、説明を容易にするために、それらは、本願には明示的に記載されない。
図1の上部の表は、例1からのBIA(2,K)符号を記載する。図1の下部の表は、モード1が「h」アンテナモードに対応し、一方、モード2が「g」アンテナモードに対応するという含意を有する、ユーザアンテナ切替えパターンを説明する。しかし、実際には、チャネルは、経時的に変化する。結果として、ユーザ端末が同モードを使用する事例は、一般に、同一チャネルを介する送信をもたらさない。特に、そのようなチャネル間の相関の強さは、そのチャネルのコヒーレンス時間及びそれらの時間的距離に依存する(それらが時間において近ければ近いほど、チャネル間の相関は強くなる)。
図2は、M=2の送信アンテナ、及び受信機ごとにM=2の受信アンテナモードの場合に、K=4で、K+1送信スロットを介してKのユーザに同時に供する、Wangからの元のBIA伝送方式を示す。図2に上の2つの表は、特別な場合K=4における例1からのBIA(2,K)符号及び関連アンテナ切替えパターンを示す。図2の下部の表は、アンテナモード切替え及び経時的なチャネル可変の両方を説明する、ユーザによって経験されるチャネルのより詳細な説明を示す。すなわち、図2の下部の表は、中央の表のアンテナ切替えパターンに関連付けられたアンテナチャネルを再び記載するが、一方でチャネルにおける時間可変もまた説明する。特に、h[k](t)及びg[k](t)は、ユーザ端末kが、それぞれ、チャネルモード1及び2の下で時間tに経験するチャネルを示す。ユーザkは、時間1及びj+1にチャネルで同チャネルモードを使用すること、及び、その第1の測定からその第(j+1)の測定を減算することによって、ユーザj(kとは異なるあるj)に意図された記号からの干渉を除去することができることになる。この除去の正確度は、h[k](1)がh[k](j+1)にどの程度近いかに依存する。j=K、及びK=4について、これは、時間的に離れてなお十分強い相関性のある4つのサンプルをユーザチャネルに求める。一般的Kの場合、これは、ユーザチャネルに時間的に離れてなお十分相関性のある最大Kのサンプルをユーザチャネルに求める。
図3は、干渉配列のために必要とされるアンテナ切替えパターンと関連付けられたユーザに経験されるチャネル(下部)とともに、M=2の送信アンテナ、及び受信機ごとにM=2の受信アンテナモードの場合に、K=4で、K+1送信スロットを介してKのユーザに同時に供する、図2の元のBIA伝送方式の再順序付け(上部)を示す。この方式は、チャネルが3つ(5つと対立するものとしての)の時間サンプルとなお十分に相関性があることを必要とする。一般的Kの場合、そのような再順序付けされた方式は、時間的に離れたK/2記号であるサンプルについて(偶数Kについて)チャネルコヒーレンスを必要とすることになり、それによって、2倍にコヒーレンス時間要件を緩和する。しかし、そのコヒーレンス時間要件はやはりKとともに増える。図3の下部の表は、ユーザによって経験されるチャネルの詳細な説明を示し、アンテナモード切替え及び経時的なチャネル可変の両方を説明する。
[M=2のRXAモード(及び2のTXA)を有するBIA方式に関わる実施形態]
図4は、M=2の送信アンテナ、及び受信機ごとにM=2の受信アンテナモードの場合に、K+1=5の送信スロットを介してK=4のユーザに同時に供する、新しいBIA方式を示す。そのBIA(2,K=4)符号構造は、図4の上方の表によって示すとおりである。中央の表に示すユーザkのアンテナ切替えパターンは、ユーザkがすべての干渉を除去し、それ自体の記号を復号することを可能にする。下部の表は、そのユーザによって経験されるチャネルの詳細な説明を示し、アンテナモード切替え及び経時的なチャネル可変の両方を説明する。ユーザkは、時間j及びj+1にチャネルで同チャネルモードを使用すること、及びその第jの測定からその第(j+1)の測定を減算することによって、ユーザj(kとは異なるあるj)の記号を取り消すことができることが、容易に確認され得る。この除去の正確度は、h[k](j)がh[k](j+1)にどの程度近いかに依存する。これは、ユーザチャネルが、2つの連続的サンプルについて依然として十分に強い相関性があることを必要とする(それによって、2つのサンプルを介する時間コヒーレンスを必要とする)。
図5は、任意のKへの図4の符号構造の拡張である、新しいBIA方式を示す。M=2の送信アンテナ及び受信機ごとのM=2の受信アンテナモードの場合、このBIA方式は、K+1送信スロットを介してKのユーザに同時に供する。図5の下部にある表に示すユーザkのアンテナパターンは、ユーザkがすべての干渉を除去し、それ自体の記号を復号することを可能にする。容易に明らかなように、この方式は、Kの値に関わらずちょうど2つの連続的記号を介して依然として十分強い相関性のあることをユーザチャネルに要求する。これは、他のユーザに意図されたストリームからの干渉を除去するために必要とされるチャネル配列を可能にする。
他の実施形態は、チャネルのコヒーレンス時間に合わせたBIA(2,K)符号設計を含む。特に、図6は、Dサンプルのチャネルコヒーレンスを要求する符号構造の実施形態を示す。2次元記号が、各ユーザに送信される。特に、行kの2つの黒い正方形は、ユーザ端末kの2次元記号の送信を示す。
一実施形態で、送信されるユーザ記号に割り当てられる電力は、送信電力が経時的に一定であるように、変更される。1つの一定電力送信において、使用可能な(経時的に一定な)電力が、各タイムスロット内の送信される記号に均等に割り当てられる。
[2より大きいMを有するMのRXAモード(及びMのTXA)を有するBIA方式に関わる実施形態]
元のBIA(M,K)方式の同様の拡張が、2より大きいMの値について設計され得る。図7〜14は、M=3のTXアンテナ及びM=3のアンテナモードの場合のそのような拡張を示す。
図7及び8は、それぞれ、BIA(3,3)符号の明確及びコンパクトな説明を示す。図7は、M=3の送信アンテナ、及び受信機ごとにM=3の受信アンテナモードの場合に、20の送信スロットを介してK=3のユーザに同時に供する、Wangからの元のBIA方式を示す。下部の表に示されるユーザkのアンテナパターンは、ユーザkがすべての干渉を除去し、それ自体の記号を復号することを可能にする。図7の下部の表に示すように、ユーザkがモード1、2、及び3を選択するとき、送信機とユーザkの間のチャネルは、それぞれ、ベクトルh[k][k]及びf[k]を介して与えられる。図8は、図7に示すBIA符号及びBIA符号と関連付けられたアンテナモード切替えパターンの代替の、よりコンパクトな説明である。特に、ベクトル記号x [k]が、所与のタイムスロットn内の送信される信号の部分であるとき、記号「j」は、ユーザk及びタイムスロットnの行と関連付けられた表項目内で図8の上部の表に示され、ユーザkの第jの記号がタイムスロットn内の送信される記号の部分であることを表す。図7及び8の符号は、16時間サンプル間隔のスロットを介する時間コヒーレンスに以下を要求する:キャンセルすること、たとえば、ユーザ3の記号1はそのチャネルがタイムスロット1、5、及び17において一定であることを要求する。
図9及び10は、低減されたチャネル時間コヒーレンス要件を有する新しいBIA(3,3)符号の一実施形態の関連する明確且つコンパクトな説明を示す。図9は、M=3送信のアンテナ、及び受信機ごとにM=3の受信アンテナモードの場合に、20送信スロットを介してK=3のユーザに同時に供する、新しいBIA伝送方式を示す。下部の表に示されるユーザkのアンテナパターンは、ユーザkがすべての干渉を除去し、それ自体の記号を復号することを可能にする。図7及び8の元の符号とは対照的に、図9及び10の符号は、ちょうど8時間サンプル間隔のスロットを介して時間コヒーレンスに以下を要求する:キャンセルすること、たとえば、ユーザ1の記号4は、タイムスロット4、11、及び12においてそのチャネルが一定である(ユーザ2及び3で)ことを要求する。
同様に図11及び12は、それぞれ、元のBIA(3,4)符号と低減されたチャネル時間コヒーレンス要件を有するBIA(3,4)符号の一実施形態とを示す。図11は、M=3のTXA、及び受信機ごとのM=3のRXAモードについて、48のTXスロットを介してK=4のユーザに供する、Wangにおける元のBIA方式を示す。図12は、M=3のTXA、及び受信機ごとにM=3のRXAモードの場合に、48送信スロットを介してK=4のユーザに供する、新しいBIA方式を示す。図11中の符号は、24時間サンプル間隔のスロットを介して時間コヒーレンスに以下を要求する:キャンセルすること、たとえば、ユーザ3の記号1は、タイムスロット1、9、及び25においてそのチャネルが一定であること(ユーザ1及び2で)を要求する。
図13及び14は、元のBIA(3,K)符号とBIA(3,K)符号のある種の実施形態によって満たされる構造の論理的説明を示す。図14で提案するように、Wangにおける元のBIA方式とは異なり、提案される方式のチャネルコヒーレンス時間要件はKとともに増えない。図13は、M=3のTXA、及び受信機ごとにM=3のRXAモードの場合に、N=2K−1で、(K+2)N送信スロットを介して各ユーザにN3次元記号を送信し、Kのユーザに供する、Wangにおける元のBIA方式のブロック記述を示す。図14は、M=3のTXA、及び受信機ごとにM=3のRXAモードの場合に、(K+2)N送信スロットを介してKのユーザに供する、新しいBIA伝送方式のブロック記述を示す。図11の元の符号とは対照的に、図13の符号は、ちょうど12時間サンプル間隔のスロットを介して時間コヒーレンスに以下を要求する:キャンセルすること、たとえば、ユーザ1の記号8は、タイムスロット4、15、及び16においてそのチャネルが一定であること(ユーザ2及び3で)を要求する。
図15及び16は、任意のM、及びKの事例についてのこれらの発想の拡張を示す。図15は、MのTXA、及び受信機ごとのMのRXAモードの場合に、N=(M−1)K−1で、(K+M−1)N送信スロットを介してNM次元記号を各ユーザに送信し、Kのユーザに供する、Wangのおける元のBIA方式のブロック記述を示す。図16は、MのTXA、及び受信機ごとのMのRXAモードの場合に、(K+M−1)N送信スロットを介し、Kのユーザに供する、新しいBIA伝送方式のブロック記述を示す。
[>1のRFチェーン及び>1のアクティブRXAモードを一度に有するユーザを有するBIA方式に関する実施形態]
最後に、前述の符号構造は、任意の所与の時間にNアクティブRXAモード(及びしたがってNのRFチェーン)を有するユーザ端末への送信を含むように容易に一般化することができ、それによって、Nモードの各々はNM’事前設定モードのうちの1つでもよく、その基地局は、(少なくとも)NM’送信アンテナを有する。特に、これらの符号は、単一アクティブモード端末と関連付けられたBIA(M’,K)符号から推論することができる。図17は、各々がN=2の同時にアクティブなアンテナ(任意の所与の時間に両方ともアクティブな)を有し、各アンテナが受信機ごとの共通セットのM=4(単一アンテナ)受信モードと少なくとも4つの送信アンテナを有する基地局との間で切り替えることができる、K+1=5送信スロットを介してK=4ユーザに同時に供するためのBIA符号化構造に関わるサンプル実施形態を示す。中央の表に示されるユーザkのアンテナパターンは、ユーザkがすべての干渉を除去し、それ自体の記号を復号することを可能にする。下部の表は、そのユーザによって経験されるチャネルの詳細な説明を示し、アンテナモード切替え及び経時的なチャネル可変の両方を説明する。厳重な検査で、このBIA符号は図4のBIA(2,4)符号の直接一般化であることが明らかになる。図17に示す実施形態で、4つのうちの2つのモードは、各アクティブアンテナのモード切替えに確保されている。結果として、この方式で、各ユーザ端末は、「H」モードセットと「G」モードセットの間でその2つのアンテナセットを切り替えることができる。
[基地局の一実施形態]
図19は、基地局の一実施形態のブロック図である。図19を参照すると、基地局1900は、ユーザストリーム1〜3を受信する。3つのみのストリームが示されるが、3つ未満又は4つ以上のストリームが受信可能であり、それらのデータが送信され得ることが、当業者には理解されよう。一実施形態で、ユーザストリームは、局所的に生成される。もう1つの実施形態で、ユーザストリームは、コントローラによって提供される。ユーザストリーム1〜3の各々は、基地局によって受信される各ユーザストリームを符号化する符号化及び変調ユニット19011−Nを使用し、符号化される。一実施形態で、符号化及び変調ユニット19011−Nは、ユーザストリームでターボ符号化を実行し、次いで、その符号化されたデータを速度整合ユニットに提供する、ターボ符号化ユニットを含む。その速度整合ユニットは、速度整合を実行し、QAM変調ユニットにデータを出力する。そのQAM変調ユニットは、64QAM、16QAM、又は何らかの他のQAM変調を実行することができる。異なる基地局が同じ符号化及び変調を使用して、それらが所与のユーザのために同時に送信する送信信号を生成することができる。しかし、異なる基地局は、異なる符号化を使用して、その基地局への入力である符号化されたユーザストリームを生成することができる。たとえば、1つの基地局は64QAMを使用してもよく、一方、別の基地局は16QAMを使用して、特定のユーザのための符号化されたストリームを生成することができる。したがって、ユーザストリームの符号構造は、異なってもよいが、両方の基地局によって実行されるBIA符号化は同じである。
符号化及び変調ユニット19011−Nの各々の出力は、別個の符号を使用する各ユーザのための、前述のBIA符号化など、BIA符号化を実行するBIA符号化ブロック19021−Nへの入力である。BIA符号器19021−Nの各々の出力は、BIA符号器19021−Nからの記号ストリーム出力を結合させ、それらをOFDMスロットにマップし、OFDM送信機を介してそれらを送信する、結合器/マッパ1903への入力である。OFDM送信機は、アンテナ1−Nでデータをワイヤレス送信する。
したがって、前述のBIA符号のうちの少なくとも1つを使用してKの端末に供し、ワイヤレス通信システムは、複数の端末(たとえば、受信機)と1つ又は複数の基地局の間の通信を可能にし、各端末は、少なくともMのアンテナモードで動作可能な単一の無線周波数(RF)チェーンを有し、Mは整数であり、そしてさらに、各端末は、所定の方式でMのアンテナモード間で偏移する。各端末は、少なくともMのモードを有する再構成可能アンテナを有することができる。その1つ又は複数の基地局は、Mの送信アンテナの送信機アレイを使用して端末にダウンリンク送信を実行し、あるL>0について、L(M+K−1)スロットを介して送信機アレイからKの端末に供する少なくとも1つの符号BIA符号を使用するマルチユーザMIMO(MU−MIMO)に基づくブラインド干渉配列(BIA)方式を使用して、それらの端末のうちの1つ又は複数と通信するように動作可能であり、その1つ又は複数の基地局のうちの少なくとも1つは各ユーザkのLの記号を送信し、それによって、ユーザkのLの記号は、K未満のある整数Dについて、各々1セットのL(M+D−1)連続スロット内のMの個別スロットを介して送信される。その送信機アレイは、Mの送信アンテナを有する1つの基地局、又は、少なくともMの送信アンテナを有する基地局の一群でもよいことに留意されたい。
一実施形態で、各々のLの記号はR次元であり、Rは正の整数である。そのような場合、そのBIA符号は、各ユーザのためのL R次元記号(Mの送信アンテナから)を送信する。一実施形態で、LはM−1(K−1)と等しく、RはMと等しい。一実施形態で、BIA(2,4)符号の場合などに、Mは2と等しく、Lは1と等しい。もう1つの実施形態で、4記号が(k−1)4+1〜(k−1)4+12の12(ML)連続スロットを介して各々3回各ユーザのために配置されるような、BIA(3,3)符号の場合などに、Lは4と等しく、Mは3と等しい。さらに別の実施形態で、各ユーザについて、8記号が、(k−1)4+1〜(k−1)4+24の24(ML)連続スロットを介して各々3回置かれるような、BIA(3,4)符号の場合などに、Lは8と等しく、Mは3と等しい。さらなる実施形態では、BIA(M=3,K)において、各ユーザについて、Lの記号が、(k−1)L+1〜(k−1)L+3Lの3L連続スロットを介して置かれる。図14の各正方形記号はLのスロット長であることに留意されたい。この場合には、一実施形態で、ユーザごとにL=2(K−1)記号。各ユーザについて、これらの2(K−1)記号は、3×2(K−1)連続スロットを介して各々3回置かれる。また、BIA(M=3,K)について、各ユーザのために、Lの記号は、(k−1)L+1〜(k−1)L+MLのML連続スロットを介して置かれる。図16の各正方形記号はLのスロット長であることに留意されたい。この場合には、一実施形態で、ユーザごとにL=(M−1)^(K−1)記号。各ユーザについて、これらの(M−1)(K−1)記号は、M×(M−1)^(K−1)連続スロットを介して各々M回置かれる。
一実施形態で、Lの記号は、スロット(k−1)L+1〜スロット(k−1)L+MLのMLスロット内で各々M回送信される。
一実施形態で、本BIA方式は、所定の遅延パラメータDで、K+1送信スロットを介してKのユーザに供するための少なくとも1つの符号BIA符号を使用し、各ユーザ端末は(少なくとも)2つのアンテナモードの間の切替えの能力を有し、
そこでKは偶数であり、整数K’について2K’と等しい場合、そのとき、所与のDについて、0<D<K’を満たす:
1とK’の間のインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号はスロットk及びmin(K’+1,k−D+1)に置かれ、
K’より大きいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号はスロットk+1及びmax(K’,k−D+1)に置かれ、
そこでKが奇数であり、整数K’について1+2K’と等しい場合、そのとき、所与のDについて、0<D<K’を満たす:
1とK’の間のインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号はスロットk及びmin(k+D,K’+1)に置かれ、
K’+1より大きいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号はスロットk+1及びmax(K’+2,k−D+1)に置かれ、
K’+1に等しいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号はスロットK’+1及びK’+2に置かれる。
一実施形態で、各々の端末は、2つのアンテナモードで、及びその少なくとも1つのBIA符号に従って、動作可能であり、その1つ又は複数の基地局は、2つの連続スロットを介して送信されることになる各ユーザの記号を送信する。一実施形態で、各々の端末は、2つのアンテナモードで、及びその少なくとも1つのBIA符号に従って、動作可能であり、その1つ又は複数の基地局は、その間にKのユーザのうちの一人の1つのみの記号ストリームが送信されるk+1送信スロットのうちの第1の及び最後のスロットの間を除いて、k+1送信スロットの各々の間に2人の異なるユーザの合計2つの記号ストリームを送信し、そこで各ユーザの記号は、2つの連続スロットを介して送信される。
一実施形態で、Dの値は、最大でK/2と同じ大きさの任意の正の整数である。もう1つの実施形態で、Dの値は、K/2より小さい任意の正の整数である。さらに具体的には、本明細書に記載のブラインド干渉除去方式において、所与の端末の異なるスロットで受信される信号の線形組合せは、別のユーザに意図された他の各信号からの干渉を解消するために使用される。任意の所与の記号、たとえば、ユーザ1の記号1を例にとる。この記号は、M回(モードが存在するのと同数)送信される。任意の他のユーザでこの記号からの干渉を除去するために、そのユーザは、同モードを介してこの記号を見る必要があり、そのモードでのチャネルは、それによってもたらされる干渉の除去が可能になるように、十分に一定に留まる必要がある。ユーザk(k>1)でこの記号の除去を可能にするために、ユーザkのそのチャネルのコヒーレンス時間(スロットでの)は、ユーザ1の記号1の第1の送信と最後の送信の間の時間差と少なくとも同じ大きさである必要がある。ユーザkは、ユーザ1からのすべての他の記号(すなわち、ユーザ1のすべてのLの記号)及びすべての他のユーザ(それ自体を除く)からのすべてのLの記号からの干渉を除去する必要があることになる。したがって、そのコヒーレンス時間がこれらの時間差の最大よりも大きい場合、復号は可能である。数量(M−1+D)は、Lの倍数でこの最大数をとらえる。
{[k]}はユーザkの第jの記号の第1の発生と最後の発生の間の時間差を示し、dmax=max{j,k} {[k]}とする。その場合、Dは、L(M−1+D)>=(dmax+1)]であるような、最も小さい整数である。これは、任意の所与のユーザの任意の所与の記号について、BIA符号におけるその記号のすべてのMの発生は1セットのL(M−1+D)連続スロット内であることを意味する。
米国特許出願公開第2012/0058788号、表題「Method and Apparatus for Communicating with Blind Interference Alignment using Power Allocation and/or Transmission Architecture」、2011年9月1日出願、で元のBIA方式について提示されたものに類似した、提示される実施形態の電力割当て拡張を考慮する本発明の実施形態が容易に設計され得ることが、当業者には明らかであろう。また、米国特許出願公開第2012/0069824号、表題「Method for Efficient MU−MIMO Transmission by Joint Assignments of Transmission Architecture, and Interferece Alignment Schemes using Optimized User−Code Assignments and Power Allocation」、2011年9月21日出願、に記載の技法もまた、本明細書に記載されるものとともに使用することができる。
たとえば、一実施形態で、ユーザkのLの記号の各々に対応するMの個別送信の各々は、異なる電力レベルを有する。もう1つの実施形態で、スロットごとの電力レベルは、一定であり、スロットで送信される記号間で共用される。
本発明の多数の改変形態及び修正形態は、勿論、前述の説明を読んだ後に当業者には明らかになろうが、例として示される及び説明されるいずれの特定の実施形態も決して限定として考えられるものではないことを理解されたい。したがって、様々な実施形態の詳細の参照は、それら自体で本発明に不可欠なものとして見なされるそれらの特徴のみを列挙する本特許請求の範囲を制限するものではない。

Claims (23)

  1. 複数の端末であって、前記複数の端末のうちの各端末が、少なくともMのアンテナモードで動作可能な単一の無線周波数(RF)チェーンを有し、Mが整数であり、そしてさらに、各端末が所定の方式でMのアンテナモード間で切り替えるように動作可能である、複数の端末と、
    Mの送信アンテナの送信機アレイを使用して前記複数の端末にダウンリンク送信を実行するための、及び、あるL>0について、L(M+K−1)スロットを介して前記送信機アレイからKの端末に供する少なくとも1つのIA符号を使用するマルチユーザMIMO(MU−MIMO)に基づくブラインド干渉配列(BIA)方式を使用する前記端末のうちの1つ又は複数と通信するように動作可能な、1つ又は複数の基地局であって、前記1つ又は複数の基地局のうちの少なくとも1つがLの記号を各ユーザ端末kに送信し、任意の所与の端末に対する前記Lの記号が、Kより小さいある整数Dについて、L(M+D−1)の連続スロットを各々介してMの個別スロットで送信される、1つ又は複数の基地局と
    を備える、ワイヤレス通信システム。
  2. 各々のLの記号がR次元であり、Rが正の整数であり、LがM−1 (K−1)と等しく、RがMと等しい、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  3. Lの記号が、スロット(k−1)L+1〜スロット(k−1)L+MLのMLスロットで各々M回送信される、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  4. 前記BIA方式が、所定の遅延パラメータDを有し、K+1送信スロットを介してKのユーザに供するための少なくとも1つのIA符号を使用し、各ユーザ端末が2つのアンテナモードで動作可能であり、
    Kが偶数であり、整数K’について2K’と等しい場合、そのとき、所与のDについて、0<D<K’を満たし、
    1とK’の間のインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号がスロットk及びmin(K’+1,k−D+1)に置かれ、
    K’より大きいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号がスロットk+1及びmax(K’,k−D+1)に置かれ、
    Kが奇数であり、整数K’について1+2K’と等しい場合、そのとき、所与のDについて、0<D<K’を満たし、
    1とK’の間のインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号がスロットk及びmin(k+D,K’+1)に置かれ、
    K’+1より大きいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号がスロットk+1及びmax(K’+2,k−D+1)に置かれ、
    K’+1に等しいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号がスロットK’+1及びK’+2に置かれる、
    請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  5. 前記端末の各々が2つのアンテナモードで、Lが1に等しい前記少なくとも1つのBIA符号に従って、動作可能であり、前記1つ又は複数の基地局が、前記K+1送信スロットのうちの2つを除くすべての間に2人の異なるユーザの合計2つの記号ストリームを送信する、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  6. 各タイムスロットが、OFDM送信における時間周波数スロット、又は、FDM面における時間周波数スロットのブロックを備える、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  7. 基地局内の各送信機が、チャネル状態情報を使用することなしに前記端末のうちの1つ又は複数の端末に意図されたデータに基づきストリームを生成し、その中で1つのみのアンテナが所与の送信スロットの間に各端末でアクティブである、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  8. 前記1つ又は複数の基地局が、いくつかのコヒーレンス時間にまたがる複数のBIA符号を使用する、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  9. 1つのみのアンテナが、所与の送信スロットの間に前記複数の端末のうちの各端末でアクティブである、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  10. ユーザkのLの記号の各々に対応するMの個別送信の各々が、異なる電力レベルを有する、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  11. スロットごと電力レベルが、一定であり、スロットで送信される記号の間で共用される、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
  12. 複数の端末及び1つ又は複数の基地局を有するワイヤレス通信システムにおいて通信するための方法であって、各端末が、少なくともMのアンテナモードの間で切り替えるように動作可能な単一の無線周波数(RF)チェーンを有し、さらに、前記1つ又は複数の基地局の各々が、1つ又は複数の送信アンテナを有し、ブラインド干渉配列(BIA)方式を使用して前記端末のうちの1つ又は複数の端末と通信するように動作可能であり、前記方法が、
    あるL>0について、L(M+K−1)スロットを介して信機アレイからKの端末に供する少なくとも1つのIA符号を使用するステップを含む、数の受信機が所定の方式で前記複数のアンテナモードの間で偏移する間に、前記1つ又は複数の基地局でダウンリンク送信を実行して、ブラインド干渉配列(BIA)方式を使用して送信機アレイで前記複数の受信機にワイヤレス信号を送信するステップを含み、前記1つ又は複数の基地局のうちの少なくとも1つがLの記号を各ユーザkに送信する、及び、任意の所与の端末の前記Lの記号が、Kより小さいある整数Dについて、L(M+D−1)連続スロットを各々介してMの個別スロットで送信される、方法。
  13. 前記Lの記号の各々がR次元であり、Rは整数であり、LがM−1 (K−1)と等しく、RがMと等しい、請求項12に記載の方法。
  14. 前記Lの記号が、スロット(k−1)L+1〜スロット(k−1)L+MLのMLスロットで各々M回送信される、請求項12に記載の方法。
  15. 前記BIA方式が、所定の遅延パラメータDを有し、K+1送信スロットを介してKのユーザに供するための少なくとも1つのIA符号を使用し、各ユーザ端末が2つのアンテナモードで動作可能であり、
    Kが偶数であり、整数K’について2K’と等しい場合、そのとき、所与のDについて、0<D<K’を満たし、
    1とK’の間のインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの記号がスロットk及びmin(K’+1,k−D+1)に置かれ、
    K’より大きいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの前記記号がスロットk+1及びmax(K’,k−D+1)に置かれ、
    Kが奇数であり、整数K’について1+2K’と等しい場合、そのとき、所与のDについて、0<D<K’を満たし、
    1とK’の間のインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの前記記号がスロットk及びmin(k+D,K’+1)に置かれ、
    K’+1より大きいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの前記記号がスロットk+1及びmax(K’+2,k−D+1)に置かれ、
    K’+1に等しいインデックスkを有するユーザについて、ユーザkの前記記号がスロットK’+1及びK’+2に置かれた、
    請求項12に記載の方法。
  16. 前記受信機の各々が、2つのアンテナモードで、Lが1に等しい前記少なくとも1つのBIA符号に従って、動作可能であり、前記1つ又は複数の基地局が、前記K+1送信スロットのうちの2つを除くすべての間に2人の異なるユーザの合計2つの記号ストリームを送信する、請求項12に記載の方法。
  17. 各送信スロットが、OFDM送信における時間周波数スロット、又は、OFDM面における時間周波数スロットのブロックを備える、請求項12に記載の方法。
  18. チャネル状態情報を使用することなしに前記受信機のうちの1つ又は複数の受信機に意図されたデータに基づきストリームを生成する、及び、その中で1つのみのアンテナが所与の送信スロットの間に各受信機でアクティブである、基地局内の各送信機をさらに備える、請求項12に記載の方法。
  19. いくつかのコヒーレンス時間にまたがる複数のBIA符号を、前記1つ又は複数の基地局によって、使用するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
  20. 1つのみのアンテナが、所与の送信スロットの間に前記複数の端末内の各受信機でアクティブである、請求項12に記載の方法。
  21. ユーザkのLの記号の各々に対応するMの個別送信の各々が、異なる電力レベルを有する、請求項12に記載の方法。
  22. スロットごと電力レベルが、一定であり、スロットで送信される記号の間で共用される、請求項12に記載の方法。
  23. ワイヤレス通信システムにおいて複数の端末へのダウンリンク送信を実行するための基地局であって、
    1つ又は複数の送信機と、
    前記1つ又は複数の送信機に結合された1つ又は複数の送信アンテナとを備え、前記1つ又は複数の送信機及び送信アンテナがともに動作して、あるL>0について、L(M+K−1)スロットを介して前記1つ又は複数の送信機からKの端末に供する少なくとも1つのIA符号を使用するマルチユーザMIMO(MU−MIMO)に基づくブラインド干渉配列(BIA)方式を使用し、前記端末のうちの1つ又は複数の端末と通信し、前記1つ又は複数の送信機のうちの少なくとも1つの送信機或いは1つ又は複数の他の基地局の送信機及び送信アンテナと協働する送信アンテナが、Lの記号を各ユーザkに送信し、任意の所与の端末の前記Lの記号が、Kより小さいある整数Dについて、L(M+D−1)連続スロットを各々介してMの個別スロットで送信される、基地局。
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