KR100958563B1

KR100958563B1 - 리스트 스피어 디코딩 및 ｍｌｍｉｍｏ 수신기에 대한ｃｑｉ 및 랭크 예측

Info

Publication number: KR100958563B1
Application number: KR1020077030306A
Authority: KR
Inventors: 헤만스 삼파스; 테이머 카도스
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2010-05-18
Also published as: KR20080021057A; WO2006130865A2; US20060276212A1; AR053884A1; EP1889393A4; JP5059751B2; TWI454104B; JP5001469B2; JP2008546323A; TWI326177B; WO2006130865A3; TW200711412A; TW201021484A; US7428269B2; EP1889393A2; JP2012130015A

Abstract

다중 입력-다중 출력 (multiple input-multiple output; MIMO) 무선 통신 환경에서 리스트-스피어 디코딩 설계를 통합하는 것을 용이하게 하는 시스템 및 방법론이 설명된다. 여러 양태들에 따르면, 최적 랭크 선택 및 최적 랭크에 대한 CQI 계산은 최대 우도 (maximum likelihood; ML) MMSE 수신기나, 리스트-스피어 디코더를 갖는 비선형 수신기와 같은 비선형 수신기와 함께 수행될 수 있다. 최적 랭크 선택은 최대 랭크 선택 프로토콜, 채널 용량 기반 프로토콜, 또는 랭크 선택을 용이하게 하는 임의의 기타 적당한 프로토콜을 이용하여 수행될 수 있고, CQI 정보는 선택된 최적 랭크와 관련하여 결정된 유효 SNR에 적어도 부분적으로 기초하여 생성될 수 있다.

리스트-스피어, 디코딩, 무선 통신, 랭크, CQI

Description

리스트 스피어 디코딩 및 ＭＬＭＩＭＯ 수신기에 대한 ＣＱＩ 및 랭크 예측{CQI AND RANK PREDICTION FOR LIST SPHERE DECODING AND ML MIMO RECEIVERS}

상호참조

본 출원은 2006년 5월 25일 출원된, 발명의 명칭이 "리스트 스피어 디코딩 및 MIMO ML 수신기에 대한 CQI 및 랭크 예측 (CQI AND RANK PREDICTION FOR LIST SPHERE DECODING AND MIMO ML RECEIVERS)"인 미국 특허 출원의 일부 계속 출원으로서, 제 050695 호의 대리인 문서 번호를 가지며, 2005년 6월 1일 출원된 발명의 명칭이 "리스트 스피어 디코딩에서의 CQI 및 랭크 예측 (CQI AND RANK PREDICTION IN LIST SPHERE DECODING)"인 미국 가출원 제 60/686,646 호, 및 2005년 6월 16일 출원된 발명의 명칭이 "MIMO 수신기에 대한 리스트 스피어 디코딩 방법 (METHOD OF LIST SPHERE DECODING FOR MIMO RECEIVERS)"인 미국 가출원 제 60/691,722 호의 우선권의 이익을 주장한다. 이들 출원들의 전체 내용은 본원에서 참조로서 병합하고 있다.

배경

Ⅰ. 기술분야

다음 설명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 무선 통신 환경에서 사용되는 비선형 수신기에서 랭크 계산을 수행하는 것에 관한 것이다.

Ⅱ. 배경기술

무선 통신 시스템은 전 세계적으로 대부분의 사람이 통신하는데 이용하는 널리 보급된 수단이 되었다. 무선 통신 장치는 소비자 요구를 만족시키고 이식성 및 편의성을 향상시키도록 소형화되고 있으며 더욱 강력해지고 있다. 셀룰러 전화와 같은 모바일 장치에서의 처리 전력의 증가로 인해, 무선 네트워크 전송 시스템에 대한 요구가 증가하게 되었다. 통상, 그러한 시스템은 여기 저기서 통신하는 셀룰러 장치와 같이 쉽게 갱신되지 않는다. 모바일 장치 능력이 확장하기 때문에, 새롭고 개선된 무선 장치 능력의 완전한 이용을 용이하게 하는 방식으로는 오래된 무선 네트워크 시스템을 유지하는 것이 어려울 수 있다.

더욱 상세하게는, 통상, 주파수 분할 기반 기술은 스펙트럼을 균일한 대역폭 청크로 분할함으로써 별개 채널들로 분리하는데, 예를 들어, 무선 통신에 할당된 주파수 대역의 분할은 각각이 음성 대화를 전달할 수 있으며, 또는 디지털 서비스와 함께, 디지털 데이터를 전달할 수 있는 30개의 채널로 분할될 수 있다. 각각의 채널은 한 번에 한 명의 사용자에게만 할당될 수 있다. 하나의 공지된 변형물로는 전체적인 시스템 대역폭을 다수의 직교 서브대역으로 효과적으로 분할하는 직교 주파수 분할 기술이 있다. 또한, 이들 서브대역은 톤, 캐리어, 서브캐리어, 빈, 및/또는 주파수 채널로서 지칭된다. 각각의 서브대역은 데이터와 함께 변조될 수 있는 서브캐리어와 연관된다. 시분할 기반 기술을 이용하여, 하나의 대역은 순차적인 시간 슬라이스 또는 시간 슬롯으로 시간 단위로 분할된다. 채널의 각 사용자에게는 순환-순서(round-robin) 방식으로 정보를 전송 및 수신 하기 위한 시간 슬라이스가 제공된다. 예를 들어, 임의의 주어진 시간 t에서, 사용자에게는 짧은 버스트에 대한 채널에의 액세스가 제공된다. 그 다음에, 정보를 전송 및 수신하기 위한 짧은 시간 버스트가 제공되는 다른 사용자에게로 액세스가 전환된다. "교대로 하는" 사이클이 계속되어, 결국 각 사용자에게는 다수의 전송 및 수신 버스트가 제공된다.

통상, 코드 분할 기반 기술은 소정 범위 내에서 임의 시간에 이용 가능한 다수의 주파수를 통해 데이터를 전송한다. 일반적으로, 데이터는 디지털화되며 가용 대역폭 상에서 확산되고, 다수의 사용자는 채널 상에 오버레이될 수 있으며 각각의 사용자에게는 고유 시퀀스 코드가 할당될 수 있다. 사용자는 스펙트럼의 동일 광대역 청크에서 전송할 수 있고, 각각의 사용자의 신호는 그 각각의 고유 확산 코드에 의해 전체 대역폭 상에서 확산된다. 이러한 기술은, 하나 이상의 사용자가 동시에 전송 및 수신할 수 있는 공유를 제공할 수 있다. 그러한 공유는 확산 스펙트럼 디지털 변조를 통해 달성될 수 있고, 사용자의 비트 스트림은 인코드되고 의사-난수 방식으로 매우 넓은 채널에 걸쳐 확산된다. 수신기는 코히런트 방식으로 특정 사용자에 대한 비트를 수집하기 위해, 연관된 고유 시퀀스 코드를 인식하며 랜덤화를 원래 상태로 되돌리도록 설계된다.

(예를 들어, 주파수, 시간, 및 코드 분할 기술을 이용하는) 통상의 무선 통신 네트워크는 커버리지 영역을 제공하는 하나 이상의 기지국 및 커버리지 영역 내에서 데이터를 송수신할 수 있는 하나 이상의 모바일 (예를 들어, 무선) 단말기를 구비한다. 통상의 기지국은 브로드캐스트, 멀티캐스트, 및/또는 유니캐스트 서 비스를 위한 다수의 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있고, 데이터 스트림은 모바일 단말기에 대한 독립적인 수신 관심을 가질 수 있는 데이터 스트림이다. 그 기지국의 커버리지 영역 내의 모바일 단말기는 합성 스트림에 의해 전달되는 하나, 하나 이상 또는 모든 데이터 스트림의 수신에 관심을 가질 수 있다. 또한, 모바일 단말기는 기지국 또는 다른 모바일 단말기에 데이터를 전송할 수 있다. 그러한 기지국과 모바일 단말기 간의 통신 또는 모바일 단말기 간의 통신은 채널 변화 및/또는 간섭 전력 변화로 인해 저하될 수 있다.

통상의 무선 시스템은 계산 복잡도나 처리 오버헤드 등으로 인해 비선형 수신기에서 적응 통신 기술을 지원하지 않는다. 따라서, 관련 기술분야에서는 이와 같은 무선 네트워크 시스템에서 처리량을 개선하는 시스템 및/또는 방법론에 대한 요구가 존재한다.

요약

다음은 그러한 실시예들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 하나 이상의 실시예들의 단순화된 요약을 제공한다. 본 요약은 모든 예상되는 실시예들의 광범위한 개요는 아니고, 모든 실시예들의 주요하거나 중요한 요소들을 식별하기 위한 것도 아니며 임의의 또는 모든 실시예들의 범위를 설명하는 것도 아니다. 본 요약의 목적은 나중에 제공되는 더 상세한 설명에 대한 서두로서 단순화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 몇몇 개념들을 제공하기 위한 것일 뿐이다.

하나 이상의 실시예들 및 그 대응하는 개시내용에 따르면, MIMO 무선 통신 환경에서, ML-MMSE 수신기와 같은 비선형 수신기에 대한 랭크 선택 및 CQI 계산을 수행하는 것과 관련된 여러 양태들이 설명되어 있다. 일 양태에 따르면, 무선 통신 환경에 있어서, 사용자 장치 내의 비선형 수신기에서 랭크를 계산하는 방법은 비선형 수신기에서 전송 신호를 수신하는 단계, 전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하는 단계, 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하고, 각각의 상삼각행렬 (upper triangle matrix) 을 얻는 단계, 하나 이상의 가능한 전송 랭크에 대한 유효 SNR을 결정하는 단계, 전송 신호의 모든 가능한 랭크에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하는 단계, 및 전송을 위한 채널 용량을 최대화하는 랭크를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 비선형 수신기는 최대 우도 (maximum likelihood; ML) 최소 평균-제곱 에러 (minimum mean-squared error; MMSE) 비선형 수신기일 수 있고, 무선 통신 환경은 다중 입력-다중 출력 (multiple input-multiple output; MIMO) 단일 코드 워드 (single code word; SCW) 무선 통신 환경일 수 있다.

다른 양태는 다중 계층을 갖는 신호를 수신하는 비선형 수신기, 랭크 계산 알고리즘과 관련된 정보를 저장하는 메모리, 및 메모리에 접속되며, 랭크 계산 알고리즘을 사용하여 수신된 신호에 대한 최적 랭크를 결정하고, 전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하고, 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하고, 각각의 상삼각행렬을 얻으며, 하나 이상의 가능한 전송 랭크에 대한 유효 SNR을 결정하는 프로세서를 포함할 수 있는, 무선 통신 환경에 있어서 사용자 장치 내의 비선형 수신기에서 랭크를 계산하는 것을 용이하게 하는 무선 통신 장치에 관한 것이다. 비선형 수신기는 리스트-스피어 (list-sphere) 디코딩 프로토콜을 이용하여 수신된 신호를 디코드할 수 있다. 본 발명의 장치는 하나 이상의 수신된 계 층의 하나 이상의 서브행렬에 대한 전송 용량을 평가하는 용량 매핑 컴포넌트, 및 최고 평균 전송 용량을 갖는 최적 랭크를 식별하는 랭크 평가 컴포넌트를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 프로세서는 역방향 링크 제어 채널을 통한 전송에 대한 CQI 리포트를 생성할 수 있고, 그 CQI 리포트에 2 비트 최적 랭크 식별자를 첨부할 수 있다.

또 다른 양태는 사용자 장치에서 수신된 다중-계층 신호에 대한 비선형 디코딩 프로토콜을 수행하기 위한 수단; 전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하기 위한 수단; 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하며 각각의 상삼각행렬을 얻기 위한 수단; 하나 이상의 가능한 전송 랭크에 대한 유효 SNR을 결정하기 위한 수단; 수신된 신호의 각각의 가능한 랭크에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하기 위한 수단; 및 역방향 링크 제어 채널을 통해 CQI 정보를 갖는 최적 랭크와 관련된 정보를 전송하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신 장치에 관한 것이다. 본 발명의 무선 통신 장치는 리스트-스피어 디코딩 프로토콜을 수행하여 수신된 신호를 디코드하기 위한 수단, 서브행렬을 용량 매핑 (capacity mapping) 하기 위한 수단, 및 각각의 서브행렬에 대한 유효 신호대 잡음비 (signal-to-noise ratio; SNR) 를 결정하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 무선 통신 장치는 최적 랭크와 연관된 유효 SNR에 적어도 부분적으로 기초하여 수신된 신호와 관련된 CQI 정보를 생성하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 전송 수단은 약 5 ㎳마다 역방향 링크 제어 채널을 통해 CQI 및 랭크 정보를 전송할 수 있다.

또 다른 양태는 사용자 장치에서 비선형 디코딩 프로토콜을 사용하여 수신된 다중-계층 신호를 디코드하고, 전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하고, 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하며 각각의 상삼각행렬을 얻고, 하나 이상의 가능한 전송 랭크에 대한 유효 SNR을 결정하고, 전송 신호의 모든 가능한 랭크에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하며, 전송을 위한 채널 용량을 최대화하는 랭크를 선택하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어가 저장된 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.

또 다른 양태는 사용자 장치에서 비선형 디코딩 프로토콜을 사용하여 수신된 다중-계층 신호를 디코드하고, 전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하고, 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하며 각각의 상삼각행렬을 얻고, 하나 이상의 가능한 전송 랭크에 대한 유효 SNR을 결정하고, 전송 신호의 모든 가능한 랭크에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하며, 전송을 위한 채널 용량을 최대화하는 랭크를 선택하기 위한 명령어를 실행하는 프로세서를 제공하기 위한 것이다.

상기 및 관련 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나 이상의 실시예들은 본원에서 충분히 설명되며 특히 청구항들에서 개시되는 특징들을 포함한다. 다음 설명 및 첨부된 도면들은 본 발명의 하나 이상의 실시예들의 어떤 예시적인 양태들을 상세히 개시한다. 그러나, 이들 양태들은 여러 실시예들의 원리가 사용될 수 있는 여러 방법들 중 극히 소수의 방법만을 나타내는 것이며, 그러한 모든 양태들과 그 등가물들을 구비하도록 의도된다.

도면의 간단한 설명

도 1은 본원에서 제공되는 여러 실시예들에 따른 무선 네트워크 통신 시스템 을 도시한다.

도 2는 하나 이상의 실시예들에 따른 다중 접속 무선 통신 시스템의 도시이다.

도 3은 하나 이상의 양태들에 따른, 무선 장치에서 SCW 송신기를 이용하여 랭크 예측을 수행하는 것을 용이하게 하는 시스템의 도시이다.

도 4 내지 도 6은 본원에서 설명되는 하나 이상의 양태들에 따른, 리스트-스피어 디코딩 프로토콜 및 그 최적화의 트렐리스 (trellis) 표현을 도시한다.

도 7은 하나 이상의 양태들에 따른, 액세스 단말기 내의 비선형 수신기에서 용량-기반 랭크 선택을 수행하기 위한 방법론을 도시한다.

도 8은 본원에서 개시된 여러 양태들에 따른, 액세스 단말기 내의 비선형 수신기에서 단일 코드 워드 통신 설계와 관련하여 최대 랭크 선택을 수행하기 위한 방법론의 도시이다.

도 9는 본원에서 개시된 하나 이상의 양태들에 따른, 액세스 단말기 내의 최소 평균-제곱 에러 (minimum mean-squared error; MMSE) 기반 비선형 수신기에서 랭크를 결정하기 위한 방법론의 도시이다.

도 10은 본원에서 개시된 하나 이상의 양태들에 따른, 무선 통신 환경에서 사용되는 비선형 수신기에서 수신된 전송 계층의 랭크를 계산하는 것을 용이하게 하는 사용자 장치의 도시이다.

도 11은 여러 양태들에 따른 무선 통신 환경에서 비선형 수신기를 사용하는 사용자 장치에 대한 랭크를 갱신하는 것을 용이하게 하는 시스템의 도시이다.

도 12는 본원에서 설명되는 여러 시스템 및 방법과 관련하여 사용될 수 있는 무선 네트워크 환경의 도시이다.

도 13은 하나 이상의 양태들에 따른, 액세스 단말기의 비선형 수신기에서 랭크 예측을 수행하는 것을 용이하게 하는 장치의 도시이다.

상세한 설명

이하, 모든 부분에서 동일 참조 부호가 동일 구성 요소를 지칭하는데 이용되는 도면들을 참조하여 설명한다. 다음 설명에서는, 설명을 위해, 다수의 특정 상세들을 개시하여 하나 이상의 실시예들의 완전한 이해를 제공한다. 그러나, 이들 특정 상세 없이도 그러한 실시예(들)을 실시할 수 있다는 것이 명확할 수도 있다. 기타 경우에는, 하나 이상의 실시예들을 설명하는 것을 용이하게 하기 위해 널리 공지되어 있는 구조들 및 장치들이 블록도 형태로 도시되어 있다.

본원에서 이용되는 바와 같이, "컴포넌트 (component)"나 "시스템 (system)"과 같은 용어들은 하드웨어, 소프트웨어, 실행 중인 소프트웨어, 펌웨어, 미들 웨어, 마이크로코드, 및/또는 그 임의의 조합과 같은 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하기 위한 것이다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서 상에서 실행 중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행가능물 (executable), 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 하나 이상의 컴포넌트들은 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수도 있고, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 상에 로컬 배치되고/되거나 2개 이상의 컴퓨터들 간에 분산될 수도 있다. 또한, 이들 컴포넌트는 여러 데이터 구조가 저장된 여러 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행 될 수 있다. 본 발명의 컴포넌트는 예를 들어, 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호에 따라 로컬 및/또는 원격 프로세스를 통해 통신할 수도 있다 (예를 들어, 하나의 컴포넌트로부터의 데이터는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 가로질러, 분산 시스템, 및/또는 로컬 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호 작용함). 또한, 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 본원에서 설명되는 시스템의 컴포넌트들은 이와 관련하여 설명되는 여러 양태들, 목적들, 이점들 등을 달성하는 것을 용이하게 하도록 추가적인 컴포넌트들에 의해 재배열되고/되거나 보완될 수도 있으며, 주어진 도면에서 개시된 바로 그 구성에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본원에서는 가입자국과 관련하여 여러 실시예들이 설명되어 있다. 또한, 가입자국은 시스템, 가입자 유닛 (subscriber unit), 이동국, 모바일, 원격국 (remote station), 액세스 포인트 (access point), 원격 단말기, 액세스 단말기, 사용자 단말기, 사용자 에이전트, 사용자 장치, 또는 사용자 장비로서 지칭될 수도 있다. 가입자국은 셀룰러 전화, 무선 전화, 세션 개시 프로토콜 (Session Initiation Protocol; SIP) 전화, 무선 가입자 회선 (wireless local loop; WLL) 국, PDA (personal digital assistant), 무선 접속 능력을 갖는 핸드헬드 장치, 또는 무선 모뎀에 접속된 기타 처리 장치일 수도 있다.

또한, 본원에서 설명되는 여러 양태들 또는 특징들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 이용하는 제품으로서 구현될 수도 있다. 본원에서 이용되는 "제품 (article of manufacture)"이란 용어는 임의의 컴퓨터 판독가능 장치, 캐리어, 또는 미디어로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램을 포함하 기 위한 것이다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체는 자기 저장 장치 (예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립...), 광 디스크 (예를 들어, CD (compact disk), DVD (digital versatile disk)...), 스마트 카드, 및 플래시 메모리 장치 (예를 들어, 카드, 스틱, 키 드라이브...) 를 구비할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본원에서 설명되는 여러 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치들 및/또는 기타 머신 판독가능 매체를 표현할 수 있다. "머신 판독가능 매체 (machine-readable medium)"란 용어는 무선 채널 및 명령어(들) 및/또는 데이터를 저장, 포함, 및/또는 유지할 수 있는 다양한 기타 매체를 구비할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 도 1을 참조하면, 본원에서 제공되는 여러 실시예들에 따른 무선 네트워크 통신 시스템 (100) 이 도시되어 있다. 네트워크 (100) 는 서로에게 및/또는 하나 이상의 모바일 장치 (104) 에 무선 통신 신호의 수신, 전송, 중계 등을 행하는 하나 이상의 섹터들에서 하나 이상의 기지국들 (102) 을 포함할 수 있다. 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 각각의 기지국 (102) 은 송신기 체인 및 수신기 체인을 포함할 수 있고, 또한, 송신기 체인과 수신기 체인 각각은 신호 전송 및 수신과 연관된 복수의 컴포넌트들 (예를 들어, 프로세서, 변조기, 멀티플렉서, 복조기, 디멀티플렉서, 안테나 등) 을 포함할 수 있다. 모바일 장치 (104) 는, 예를 들어, 셀룰러 전화, 스마트폰 (smart phone), 랩톱, 핸드헬드 통신 장치, 핸드헬드 컴퓨팅 장치, 위성 라디오, GPS (global positioning system), PDA, 및/또는 무선 네트워크 (100) 를 통해 통신하기 위한 임의의 기타 적당한 장치일 수 있다.

본원에서 설명되는 여러 양태들에 따르면, (예를 들어, 기지국 (102) 및/또는 사용자 장치 (104) 에서) MIMO-MMSE 수신기를 사용하는 경우에는, (예를 들어, 주어진 랭크에 대한) 랭크 예측 및 CQI 계산은 비교적 쉽게 수행될 수 있다. 그러나, 리스트-스피어 디코더 기술을 이용하는 경우에는, 수신기의 비선형성 때문에 랭크 예측 및 CQI 계산이 더 어렵게 될 수 있다. MIMO 시스템에서는 통상의 시스템 및/또는 방법론이 리스트-스피어 디코더 설계의 통합을 지원할 수 없으므로, 리스트-스피어 디코더 설계의 성능 이점을 이용할 수 없다. 본원에서 제공되는 여러 양태들은 시스템 성능을 개선하도록 MIMO 시스템에서 리스트-스피어 디코더를 구현하는 것을 용이하게 할 수 있는 시스템 및/또는 방법을 설명한다. 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 예를 들어, MIMO 채널 용량은 용량에 대한 스피어 디코더 갭의 가정에 적어도 부분적으로 기초하여, CQI 및 랭크 예측에 대한 메트릭으로서 이용될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하면, 하나 이상의 실시예들에 따른 다중 접속 무선 통신 시스템 (200) 이 도시되어 있다. 시스템 (200) 은 예시적인 목적으로 제공되는 것으로서, 아래에서 개시되는 여러 양태들과 관련하여 이용될 수 있다. 3-섹터 기지국 (202) 은 다수의 안테나 그룹들을 구비한다: 하나의 안테나 그룹은 안테나 (204 및 206) 를 포함하고, 다른 안테나 그룹은 안테나 (208 및 210) 를 포함하며, 또 다른 안테나 그룹은 안테나 (212 및 214) 를 포함한다. 도 2에 따르면, 각각의 안테나 그룹마다 2개의 안테나만이 도시되어 있지만, 각각의 안테나 그룹마다 더 많거나 적은 안테나들을 이용할 수도 있다. 모바일 장치 (216) 는 안테나 (212 및 214) 와 통신하고 있고, 여기서, 안테나 (212 및 214) 는 순방향 링크 (220) 를 통해 모바일 장치 (216) 에 정보를 전송하고, 역방향 링크 (218) 를 통해 모바일 장치 (216) 로부터 정보를 수신한다. 모바일 장치 (222) 는 안테나 (204 및 206) 와 통신하고 있고, 여기서, 안테나 (204 및 206) 는 순방향 링크 (226) 를 통해 모바일 장치 (222) 에 정보를 전송하고, 역방향 링크 (224) 를 통해 모바일 장치 (222) 로부터 정보를 수신한다.

통신하도록 설계되어 있는 각 그룹의 안테나들 및/또는 영역은 기지국 (202) 의 한 섹터로서 종종 지칭된다. 일 실시예에서, 안테나 그룹은 기지국 (202) 에 의해 커버되는 영역의 섹터 내의 모바일 장치와 통신하도록 설계된다. 순방향 링크 (220 및 226) 를 통한 통신 시, 기지국 (202) 의 전송 안테나는 상이한 모바일 장치 (216 및 222) 에 대한 순방향 링크의 신호대 잡음비를 개선하도록 빔-형성 (beam-forming) 기술을 이용할 수 있다. 또한, 빔-형성을 이용하여 자신의 커버리지 영역 전체에서 무작위로 분산된 모바일 장치에 전송하는 기지국은, 자신의 커버리지 영역 내의 모든 모바일 장치에 단일 안테나를 통해 전송하는 기지국보다 인접 셀/섹터 내의 모바일 장치와 간섭을 덜 일으킨다. 기지국은 단말기와 통신하는데 이용되는 고정국 (fixed station) 일 수도 있고, 액세스 포인트, 노드 B, 또는 어떤 다른 용어로서 지칭될 수도 있다. 또한, 모바일 장치는 이동국, 사용자 장비 (user equipment; UE), 무선 통신 장치, 단말기, 액세스 단말기, 사용자 장치, 또는 어떤 다른 용어로서 지칭될 수도 있다.

하나 이상의 양태들에 따르면, 기지국 (202) 뿐만 아니라 사용자 장치 (216 및 222) 도 MIMO-MMSE 수신기와 관련하여 랭크 예측을 갖는 단일 코드 워드 (single code word; SCW) 설계를 이용할 수 있다. SCW 설계를 갖는 그러한 수신기의 이용은 SCW 설계와 다중 코드 워드 (multiple code word; MCW) 용량-달성 (capacity-achieving) 설계 간의 성능 갭을 줄이는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, SCW 설계를 위한 리스트 스피어 디코딩 기술은 15 dB보다 낮은 신호대 잡음비 (signal-to-noise ratio; SNR) 의 경우에 1.5 dB 이득까지 달성할 수 있고, 20 dB보다 큰 SNR의 경우에 3.5 dB 이득까지 제공할 수 있다.

MIMO 수신기 설계는 2가지 모드의 동작을 가질 수 있다: 단일 코드 워드 (single code word; SCW) 및 다중-코드 워드 (multiple-code word; MCW). 송신기가 어쩌면 서로 다른 레이트로, 독립하여 각각의 공간 계층 상에서 전송되는 데이터를 인코드할 수 있기 때문에, MCW 모드는 용량-달성일 수 있다. 수신기는 다음과 같이 작용하는 연속 간섭 소거 (successive interference cancellation; SIC) 알고리즘을 사용한다: 제 1 계층의 디코드; 재인코딩 후에 수신된 신호에서 자신의 기여의 뺄셈; 인코드된 제 1 계층을 "추정된 채널"로 곱셈; 제 2 계층의 디코드 등. 이러한 "양파-박피식 (onion-peeling)" 접근법은 각각의 연속적으로 디코드된 계층이 증가하는 SNR을 인식하므로 더욱 높은 전송 레이트를 지원할 수 있음을 의미한다. 에러-전파가 없는 경우에, SIC를 갖는 MCW 설계는 용량을 달성할 수 있다. 그러나, 그러한 설계는 간섭-소거 등을 수행하기 위해, CQI 피드백의 증가 (각각의 계층마다 하나의 CQI), ACK/NACK 메시징의 증가 (각각의 계층마다 하나), 각각의 계층이 상이한 전송에서 종료할 수 있기 때문에 하이브리드 자동 재송 요구 (hybrid automatic request; HARQ) 프로토콜의 복잡화, 도플러 및 CQI 소거를 갖는 SIC의 성능 감도, 이전 계층이 디코드될 때까지 각각의 연속적인 계층을 디코드할 수 없기 때문에 디코딩 지연 시간 요건의 증가, 다수의 전송마다 모든 채널 및 수신된 신호를 저장해야 하기 때문에 HARQ를 갖는 AT에서의 메모리 요건의 증가로 인해 각각의 공간 계층의 레이트의 신중한 관리를 필요로 한다.

따라서, 송신기가 사실상 유사 및/또는 동일 데이터 레이트로 각각의 공간 계층 상에서 전송되는 데이터를 인코드하는 SCW 모드 설계는 MCW 설계에 대한 바람직한 대안일 수 있다. 다수의 공간 계층 (예를 들어, 랭크) 은 랭크-예측을 수행하도록, 채널 시나리오 및 SNR에 따라, 패킷 단위로 (packet-by-packet basis) 적응된다. 수신기는 복수의 수신된 톤들 각각마다 MMSE와 같은 복잡도가 낮은 선형 수신기를 사용할 수 있다. 이와 같이, SCW 설계는 MCW 설계의 상술한 구현 복잡도를 줄여줄 수 있다. 예를 들어, 통상 WAN 환경에서 사용자의 90%가 15 dB보다 작은 SNR을 갖기 때문에, SCW 설계는 MCW 설계에 대한 바람직한 대안일 수 있다.

도 3은 하나 이상의 양태들에 따른, 무선 장치 내의 SCW 송신기를 이용하여 랭크 예측하는 것을 용이하게 하는 시스템 (300) 의 도시이다. 시스템 (300) 은 터보 인코더 (302), QAM 매핑 컴포넌트 (304), 및 수신된 입력을 조작하여, 인코드된, 매핑 신호를 디멀티플렉서 (308) 에 제공하는 레이트 예측 컴포넌트 (306) 를 포함한다. 그 다음에, 코딩된 심볼은 1≤M≤min(M _T , M _R )이 되도록, 디멀티플 렉서 (308) 에 의해 역다중화되어 M개의 스트림, 또는 계층을 생성하고, 여기서, M은 5 비트 CQI 피드백 신호에 더하여, 피드백을 통해 수신기 (318) 에 의해 약 5 ms마다 역방향 링크 CQI 제어 채널에 규정된 2 비트의 랭크 정보이다. 그 다음에, M개의 스트림은 공간 매핑 컴포넌트 (310) 에 의해 M _T 개의 안테나로 공간 매핑되고, 그 다음의 나머지 전송 처리는 SISO 설계와 유사하다. 그 다음에, 복수의 각 OFDM 변조기 (312, 314 및 316) 는 M _T 개의 안테나에 의한 전송을 위해 M _T 개의 스트림을 변조할 수 있다.

공간 매핑 컴포넌트 (310; 예를 들어, 프리코더) 는 각각의 OFDM 톤, 즉, k마다 M개의 심볼을 M _T 개의 안테나로 매핑하는 M _T ×M 행렬 P(k)를 생성할 수 있다. 공간 매핑 컴포넌트 (310) 는 안테나로의 심볼 매핑 시 복수의 옵션들을 사용할 수 있다. 일 예에 따르면, M _R ×M _T MIMO 채널 H(k)를 고려할 수 있다. 등가 채널 행렬 H(k)P(k)가 H(k)에 비해 증가한 주파수 선택도를 갖도록, 프리코더 행렬을 선택할 수 있다. 증가한 주파수 선택도는 주파수 다이버시티 이득을 얻도록 디코더에 의해 이용될 수 있다.

또한, 도 3은 다수의 수신 안테나 (1 내지 M _R ) 를 도시하고, 수신 안테나 각각은 각각의 OFDM 복조기 (320, 322 및 324) 에 접속되고, 또한 OFDM 복조기는 리스트-스피어 디코더 (326) (list-sphere decoder; LSD) 에 접속된다. LSD (326) 는 톤 단위로 구현될 수 있고, 여기서 각각의 톤마다, M _R 개의 수신된 신호는 M개의 심볼에 대한 로그 우도 비율 (log likelihood ratio; LLR) 을 생성하도록 처리되고, 여기서 M은 랭크이다. 예를 들어, LSD (326) 는 약 5 ms마다 5 비트 CQI 리포트 및 2 비트 랭크 지시기를 생성하는 것을 용이하게 하도록 CQI 및 랭크 계산 컴포넌트 (328) 에 정보를 제공할 수 있다. LSD (326) 는 1 내지 M개의 데이터 스트림을 추가로 멀티플렉서 (330) 에 제공하여, 데이터 스트림을 다중화하고 단일 신호를 LLR 컴포넌트 (332) 에 제공할 수 있다. 그 다음에, LLR 컴포넌트 (332) 는 데이터 신호를 디코드하는 터보 디코더 (334) 에 LLR 정보를 갖는 신호를 제공한다.

통상 SCW 설계에 이용되는 MMSE 수신기는 선형 수신기로서, MIMO 채널을 다수의 SISO 채널들로 분리하고, 여기서 SISO 채널들의 수는 MIMO 전송 랭크와 등가이다. 비교해 볼 때, LSD (326) 는 최대 우도 (maximum likelihood; ML) MIMO 디코더 (비선형) 에의 근사 복잡도가 낮은 스피어 디코딩 기술을 이용할 수 있으므로, 선형 MMSE 수신기에 비해 뛰어난 성능을 달성할 수 있다. 직교 채널의 경우에, MMSE 수신기 및 상술한 LSD (326) 의 성능은 서로 사실상 유사 및/또는 동일할 수 있다. 예를 들어, MR이 수신 안테나의 수이며 M이 주어진 MIMO 전송의 랭크이면, 주어진 톤에 대한 시스템 등식은 다음과 같이 정의될 수 있다:

여기서, H는 톤당 MIMO 채널 (M _R ×M)이고, x는 톤당 수신된 신호 벡터 (M _R ×1)이고, s는 톤당 전송 심볼 벡터 (M×1=[s ₁ s ₂ ... s _M]이며, 여기서, n은 톤당 잡 음 벡터 (M _R ×1)이다.

ML MIMO 솔루션은 다음과 같이 주어진다:

직접 구현 시, 그 복잡도는 MIMO 계층의 수 (M), 및 심볼 소거 차수에 따라 기하급수적으로 증가한다. 그러나, LSD (326) 는 ML 솔루션의 성능에 가까워질 수 있으므로, 계산 복잡도를 줄일 수 있다. 일 예에 따르면, QR 분해는 H = QR로서 정의될 수 있고, 여기서 Q는 M _R ×M 행렬이고 R은 상삼각 M×M 행렬이다. 영-강제 (zero-forcing) 솔루션은 다음과 같이 정의될 수 있다:

그러면,

이와 같이, 수학식 1에 의해, LSD (326) 는 단지 반지름이 "r"인 스피어 안의 포인트를 관찰함으로써 소모적인 ML 검색을 피한다.

LSD 컴포넌트 (326) 는 다음과 같이 알고리즘을 수행할 수 있다. 값 i는 i = M이 되도록 설정될 수 있다. 수학식 1의 LHS는

로 되고, 여기서,

이며, 이는 제 M 계층에 이용되는 성상도 (constellation) 이다. 후보 성상도 포인트가 검색될 수 있고, 후보 성상도 포인트

은

이 되도록 선택될 수 있다. 그러면, 값 i는 i = M-1이 되도록 리셋될 수 있다. 수학식 1의 LHS는

으로 되고, 여기서

이며, 이는 제 (M-1) 계층에 이용되는 성상도이다. SCW 설계의 경우, 모든 계층에 이용되는 성상도는 동일할 수 있다 (예를 들어,

). 주어진 포인트

에 대해, 하나의 성상도 포인트인

은,

이 되도록 선택될 수 있다.

의 선택에 어떤 포인트

도 이용 가능하지 않으면, i가 M과 같게 리셋될 수 있고, 다른

이 선택될 수 있다. 주어진 쌍

,

에 대해, i는 i = M - 2가 되도록 설정될 수 있고, 포인트

는 반 지름 "r" 내에 포함되도록 선택될 수 있다. 그러한 행동은 하나의 솔루션 벡터 포인트 (solution vector point)

가 얻어질 때까지 반복될 수 있다.

그 다음에, 새로운 반지름 r _update 를 얻기 위해, 상기 얻어진 벡터 포인트를 취하여 수학식 1의 LHS를 재계산할 수 있다. 그 다음에, r은

가 되도록 재정의될 수 있고, ML 솔루션이 얻어질 때까지, 새로운 반지름 r에 대해 상기 계산을 반복할 수 있다. 매 반복마다 스피어 반지름이 작아져서, ML 솔루션을 얻기 전에 후보 포인트의 부분집합만을 평가하면 되므로, 통상의 기술을 이용하여 얻어질 수 있는 것보다 더 빠르고, 더 효율적인 솔루션을 제공할 수 있다는 것을 알게 될 것이다.

LSD (326) 는 터보-디코더에 대한 소프트-정보를 생성하는 MIMO-MAP 디코더일 수 있고, 스피어 디코더 원리에 기초한다. 상술한 스피어-디코더 기술에서와 같이, 스피어 반지름 "r"이 선택될 수 있고, 유사한 행동을 수행하여 후보 솔루션 벡터

를 선택할 수 있고,

에 의해 주어지는 관련 비용을 계산할 수 있다. 그러면, 함수 [후보 (candidate), 비용 (cost)] 는 "후보 리스트 (candidate list)"에 추가될 수 있다. 이러한 프로세스는 "후보 리스트"에서 N _cand 개의 후보 솔루션이 얻어질 때까지 반복될 수 있다. 반지름 "r" 내의 나머지 후보 솔루션 벡터는 후보 리스트에서 최고 비용을 갖는 후보 솔루션 벡터를 대체함으로써 후보 리스트에 추가될 수 있다.

예를 들어, M _c 를 변조 차수로 하고, M을 MIMO 전송의 랭크라고 하자. 그러면, 전체 MM _c 비트는 각각의 톤에서 전송될 수 있다. 각각의 비트 b _k 에 대한 소프트 외래 정보 (예를 들어, LLR), 즉,

는 다음과 같이 근사화될 수 있다:

여기서,

는

인 모든 후보 솔루션 벡터를 구비하고;

은 잡음-분산이고;

는

를 제외함으로써 얻어진 비트의 서브-벡터이고;

는 벡터

에 존재하는 모든 대응하는 비트에 대한 아프리오리(a-priori) LLR 정보의 벡터이며, 여기서

이다.

도 4 내지 도 6은 본원에서 설명되는 하나 이상의 양태들에 따른, 리스트-스피어 디코더 및 그 최적화의 트렐리스 표현을 도시한다. 도 4를 참조하면, MIMO 전송의 랭크에 대응하는 M개의 스테이지, 및 성상도 포인트의 수에 대응하는 M _c 개의 상태를 갖는 트렐리스 표현 (400) 이 도시되어 있다. 일 예에 따르면, 16 QAM 성상도 및 랭크 4 전송의 경우에, M=4 및 M _c =4이다. 복잡도와 성능 간의 관계를 설명하는 최적화 파라미터는 N _cand 이다. 본 예를 더 설명하기 위해, N _cand = 2인 것으로 정의할 수 있다. 모든 성상도 포인트에 대해 비용 함수

를 평가할 수 있고, 최소 비용을 표현하는 N _cand 개의 포인트를 보존할 수 있다.

이면, 도 4에 음영 원으로 표시된 바와 같이,

개의 포인트를 보존할 수 있다. 각각의 선택된 포인트에 대해, 제 (M-1) 랭크 (계층) 에 대한 M _c 개의 후보 성상도 포인트에 대한 비용은

로서 계산될 수 있다. 트렐리스 도면 (400) 에서 점선으로 표시된 바와 같이, 몇몇 후보 쌍

이 생성될 수 있다.

라는 항은 이미 계산되어, 이 포인트에서 재사용될 수 있다는 것에 주목하자. 또한,

은 N _cand 회만 계산되고, 나머지 계산을 위해 재사용될 수 있다. 이들 관측은 리스트 스피어-디코딩 알고리즘의 전체적인 복잡도를 줄인다.

이하, 도 5를 참조하면, 도 4와 관련하여 또한 여러 양태들에 따른 추가 경로 선택을 도시한 트렐리스 도면 (500) 이 도시되어 있다. 도 4의 몇몇 점선 경로들 중에서는, 트렐리스 도면 (500) 에서 실선으로 도시된 바와 같이, 최소 비용을 주는 계층 (M 및 M-1) 으로부터의 연관된 성상도 포인트뿐만 아니라, 단지 N _cand 개의 경로도 보존되어 있다. 모든 이전 계층으로부터 단지 N _cand 개의 경로 및 연관된 성상도 포인트를 보존할 때마다, 그러한 행동은 (계층 1에 대응하는) 트렐리스의 최종 스테이지에 도달할 때까지 모든 후속 계층에 대해 반복될 수 있다. 도 6의 최종 트렐리스 도면 (600) 에 도시된 바와 같이, N _cand 개의 경로 및 후보 솔루션 벡터는 이러한 방법으로 선택될 수 있다. 일단 후보 솔루션 및 대응하는 비용이 얻어지면, 수학식 2를 이용하여 각각의 비트에 대한 LLR을 얻을 수 있다. 최적화 파라미터 N _cand 는 성상도 크기에 따라 변할 수 있다. 또한, N _cand 는 스테이지에 따라 변할 수 있다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 액세스 단말기에서 비선형 수신기를 이용하여 전송 랭크를 계산하는 것과 관련된 방법론이 도시되어 있다. 예를 들어, 방법론은 FDMA 환경, OFDMA 환경, CDMA 환경, WCDMA 환경, TDMA 환경, SDMA 환경, 또는 임의의 기타 적당한 무선 환경에서 SCW 프로토콜을 갖는 비선형 수신기를 이용하여 전송 랭크를 계산하는 것과 관련될 수 있다. 이상, 설명 편의상, 일련의 행동으로서 방법론을 도시하고 설명하였지만, 몇몇 행동은 하나 이상의 실시예에 따라 본원에서 도시되며 설명되는 것과 상이한 순서로 및/또는 기타 행동과 동시에 일어 날 수도 있으므로, 본 발명의 방법론은 그 행동 순서에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 당업자라면 상태 도면에서와 같이 일련의 상호 관련된 상태 또는 이벤트로서 다른 방법으로 방법론을 표현할 수 있다는 것을 이해하고 인식할 것이다. 또한, 하나 이상의 실시예들에 따른 방법론을 구현하는데 모든 도시된 행동들을 필요로 하는 것은 아니다.

도 7은 하나 이상의 양태들에 따른, 사용자 장치 내의 비선형 수신기에서 Q-R 분해 기반 랭크 선택을 수행하기 위한 방법론 (700) 을 도시한다. 방법 (700) 은 4개 계층 전송을 이용하여 설명되지만, 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 본원에서 설명되는 시스템 및 방법과 관련하여 더 많거나 적은 계층을 이용할 수도 있다. 추정된 4×4 MIMO 채널로부터, 702에서,

로서 지시되는 4×1, 4×2, 4×3 및 4×4 채널 서브행렬을 얻을 수 있고, 평가할 수 있다. 행렬 평가는 다음과 같이 상삼각행렬 R(1), R(2), ...R(4)를 얻기 위해 704에서 각각의 Q-R 행렬 분해를 수행하는 것을 포함할 수 있다:

방법 (700) 은 모든 계층의 공동 처리를 수행하며 모든 계층으로부터 심볼을 추정하는 MAP/ML 디코더와 같은 QRM/리스트-스피어 디코더에 의해 수행될 수도 있다. 모든 계층으로부터의 심볼 추정이 정확히 추정되는 것으로 가정하면, 706에서 유효 SNR 계산이 수행될 수 있고, 다음과 같이 표현될 수 있다:

여기서 Mposs = 1,2,...,4이고, 가능한 전송 랭크를 지시하고, 여기서

은 잡음 분산이고, 여기서

은 행렬

의 제 (k, k) 요소이다. 상기 수학식으로부터 계산된 유효 SNR은 예를 들어, 64-QAM 제한된 용량 매핑을 이용하여, 현재 프레임에서 몇몇 톤 및 심볼에 대해 평균되어,

로서 지시되는, 평균된 유효 SNR 수를 제공할 수도 있다. 708에서, 용량을 최대화하는 랭크는 예를 들어, 다음과 같은 최적 랭크로서 선택될 수도 있다:

MIMO-SCW 설계에 대한 스펙트럼 효율/계층은 다음과 같이 주어질 수도 있다:

.

710에서, MIMO-SCW 전송에 대한 CQI (상기 랭크를 취함) 는 다음과 같이 필요한 비트 수로 양자화될 수도 있다:

. 그 다음에, 712에서, CQI 및 랭크는 RL-CTRL 채널을 이용하여 피드백될 수도 있다.

도 8은 본원에 개시된 여러 양태들에 따른, 무선 단말기 내의 비선형 수신기에서 단일 코드 워드 통신 설계와 관련하여 최대 랭크 선택을 수행하기 위한 방법론 (800) 의 도시이다. 본 발명의 방법 (800) 에 따르면, 최대 랭크는 MIMO 전 송에 대해 선택되고, 코드-레이트 및 QAM은 소망하는 스펙트럼 효율을 달성하도록 변할 수도 있다. 802에서, SCW 설계에 대한 스펙트럼 효율은 다음과 같이 MIMO 채널로부터 계산된다:

여기서, M은 MIMO-SCW 전송 랭크이고, E _s 는 모든 안테나에 대한 총 전송 전력이고, Γ는 용량에 대한 갭 (예를 들어, 터보 디코더 갭, 스피어 디코더 갭, 채널 추정 손실 등) 이며,

은 수신 안테나당 잡음 분산이다. 804에서, 프레임 내의 모든 톤과 다수의 OFDM 심볼에 걸쳐 스펙트럼 효율을 평균하여 평균 스펙트럼 효율

을 생성할 수 있다. 806에서, (도 7을 참조하여 상술한 바와 같이, 4-계층 시나리오에서 랭크 4를 가정하면) MIMO-SCW 전송에 대한 CQI는

이 되도록 AWGN 유효 SNR을 계산하고,

이 되도록 이를 필요한 비트로 양자화함으로써 계산될 수 있다. 예를 들어, 64-QAM 시스템과는 달리, 4-QAM 및 16-QAM 시스템의 경우에는 높은 코드-레이트를 이네이블할 수 있다는 것을 알게 될 것이다.

도 9는 본원에서 개시된 하나 이상의 양태들에 따른 최소 평균-제곱 에러 (minimum mean-squared error; MMSE) 기반 비선형 수신기를 갖는 액세스 단말기에서의 랭크를 결정하기 위한 방법론 (900) 의 도시이다. 902에서, 상술한 바와 같이, 복수의 전송 계층 각각에 대한 서브행렬을 생성할 수 있다. 904에서, 각각의 행렬에 대한 연속 간섭 소거 (successive interference cancellation; SIC) 용량을 결정할 수 있다. 906에서, 각각의 계층을 용량-매핑 (capacity-mapping) 할 수 있고, 그 유효 SNR을 결정할 수 있다. 일 예에 따르면, 특정 시나리오에서는 랭크 2가 최적인 것으로 판정될 수도 있다. 이와 같은 경우에, 랭크 2에 대응하는 계층에 대한 행렬 내의 대각 요소를 평가 및 평균할 수 있다. 또한, 랭크 1의 계층에 대응하는 행렬의 요소를 평가할 수 있고, 그 용량을 랭크-2 계층의 요소에 대한 용량의 평균과 합할 수 있다 (예를 들어, 그러한 계층이 연속적이기 때문임). 따라서, 908에서, 그러한 용량을 더하여, 랭크-1 계층의 용량을 더한 랭크 2의 모든 계층에 대한 평균 용량이 랭크 2에 대한 전체 용량과 같아지도록 할 수 있다. 910에서, 본 발명의 방법은 모든 랭크에 대해 반복될 수 있다. 912에서, 최고 전체 용량을 나타내는 랭크를 선택할 수 있다. 그 다음에, 상술한 바와 같이, 약 5 ms마다 CQI 리포트와 함께 선택된 랭크를 반환시킬 수 있다.

본원에서 설명되는 하나 이상의 양태들에 따르면, 비선형 수신기에서 랭크 평가, 즉, 연관된 알고리즘을 언제 사용해야 하는지, 비선형 수신기 프로토콜을 사용해야 하는지와 관련하여 추론이 이루어질 수 있다. 본원에서 이용되는 바와 같이, "추론함 (infer)" 또는 "추론 (inference)" 이란 용어는 통상 이벤트 및/또는 데이터를 통해 캡처된 일련의 관측으로부터 시스템, 환경, 및/또는 사용자의 상태를 추리하거나 추론하는 프로세스를 지칭한다. 추론을 사용하여, 예를 들어, 특정 문맥 또는 행동을 식별할 수 있고, 또는 상태에 대한 확률 분포를 생성할 수 있다. 이 추론은 확률적일 수 있는데, 즉, 데이터 및 이벤트의 고려에 기초하여 중요한 상태에 대한 확률 분포의 계산일 수 있다. 또한, 추론은 일련의 이벤트 및/또는 데이터로부터 상위 레벨 이벤트를 구성하는데 사용되는 기술을 지칭할 수도 있다. 그러한 추론으로 인해, 이벤트가 시간적으로 아주 근접하여 상관되는지, 또한 이벤트 및 데이터가 하나 또는 몇몇 이벤트 및 데이터 소스로부터 발생하는지 간에, 일련의 관측된 이벤트 및/또는 저장된 이벤트 데이터로부터 새로운 이벤트 또는 행동을 구성하게 된다.

일 예에 따르면, 상기 제공되는 하나 이상의 방법들은 듀얼-디코딩 능력 등을 포함하는 시스템에서 상술한 바와 같이 비선형 디코더를 사용해야 하는지에 관한 추론을 행하는 것을 구비할 수 있다. 예를 들어, 선형 디코더와 비선형 디코더 모두를 갖는 사용자 장치에서, 자원 가용성, 어느 쪽 디코더를 사용하는 것과 연관된 계산 오버헤드, 수신된 전송에 대한 신호 강도, 및/또는 소망하는 결과를 달성하는데 선형 디코더 프로토콜이 충분할 것인지 또는 비선형 디코딩 방식이 바람직한지를 판정하는 것과 관련된 임의의 기타 적당한 정보와 관련하여 추론을 행할 수 있다. 그러한 경우에, 시스템 자원을 보존하는 것이나 사용자의 통신 경험을 개선하는 것 등을 용이하게 하도록 추론을 행할 수 있다. 예를 들어, 전지 수명이 문제가 되는 경우에는, 계산 오버헤드를 줄이고 가능한 한 오래 전지 수명을 보존하기 위해 비선형 수신기와 관련하여 랭크-관련 프로토콜을 중지하는 것이 바람직할 수도 있다. 이와는 반대로, 전지 수명이 문제가 되지 않는 경우에 는, 심지어 더 큰 처리 전력을 필요로 하는 경우라도 통신 경험을 향상시키기 위해 비선형 수신기의 사용이 바람직하다는 것을 추론할 수 있다. 상기 예는 사실상 예시적인 것으로서, 본원에서 설명되는 여러 실시예들 및/또는 방법들과 관련하여 행해질 수 있는 추론의 수 또는 그러한 추론을 행하는 방법을 한정하려는 것은 아님을 이해할 것이다.

도 10은 본원에서 개시되는 하나 이상의 양태들에 따른, 무선 통신 환경에서 사용되는 비선형 수신기에서 수신된 전송 계층의 랭크를 계산하는 것을 용이하게 하는 사용자 장치 (1000) 의 도시이다. 사용자 장치 (1000) 는 예를 들어, 수신 안테나 (도시 생략) 로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호에 대한 통상의 행동들을 수행 (예를 들어, 필터링, 증폭, 하향변환 등) 하며 조절된 신호를 디지털화하여 샘플을 얻는 수신기 (1002) 를 포함한다. 수신기 (1002) 는 최대 우도 (maximum likelihood; ML) - MMSE 수신기 등과 같은 비선형 수신기일 수 있다. 복조기 (1004) 는 채널 추정을 위해 수신된 파일럿 심볼을 복조하고 프로세서 (1006) 에 제공한다. 프로세서 (1006) 는 수신기 (1002) 에 의해 수신된 정보를 분석하고/하거나 송신기 (1016) 에 의해 전송하기 위한 정보를 생성하는 전용 프로세서, 사용자 장치 (1000) 의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서, 및/또는 수신기 (1002) 에 의해 수신된 정보를 분석하고, 송신기 (1016) 에 의해 전송하기 위한 정보를 생성하며, 사용자 장치 (1000) 의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서일 수 있다.

또한, 사용자 장치 (1000) 는, 프로세서 (1006) 에 동작 가능하게 접속되며, 사용자 장치 (1000) 에 대해 계산된 랭크와 관련된 정보, 랭크 계산 프로토콜, 그와 관련된 정보를 포함하는 검색 테이블(들), 및 본원에서 설명되는 것과 같은 무선 통신 시스템 내의 비선형 수신기에서 랭크를 계산하도록 리스트-스피어 디코딩을 지원하기 위한 임의의 기타 적당한 정보를 저장하는 메모리 (1008) 를 더 포함할 수 있다. 또한, 메모리 (1008) 는 사용자 장치 (1000) 가 저장된 프로토콜 및/또는 알고리즘을 사용하여 본원에서 설명되는 것과 같은 비선형 수신기에서 랭크 결정을 달성할 수 있도록, 랭크 계산이나 행렬 생성 등과 연관된 프로토콜을 더 저장할 수 있다.

본원에서 설명되는 데이터 저장소 (예를 들어, 메모리) 컴포넌트는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있고, 또는 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 구비할 수 있다는 것을 알게 될 것이다. 일 예로서, 비휘발성 메모리는 ROM (read only memory), PROM (programmable ROM), EPROM (electrically programmable ROM), EEPROM (electrically erasable ROM), 또는 플래시 메모리를 구비할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 휘발성 메모리는 외부 캐시 메모리로서 기능을 하는 RAM (random access memory) 을 구비할 수 있다. 일 예로서, RAM은 SRAM (synchronous RAM), DRAM (dynamic RAM), SDRAM (synchronous DRAM), DDR SDRAM (double data rate SDRAM), ESDRAM (enhanced SDRAM), SLDRAM (Synchlink DRAM), 및 DRRAM (direct Rambus RAM) 과 같은 다양한 형태로 이용 가능하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 시스템 및 방법의 메모리 (1008) 는 이들 및 임의의 기타 적당한 타입의 메모리를 포함하기 위한 것이지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

프로세서 (1006) 는 또한 하나 이상의 수신된 계층들에 대한 용량을 매핑하는 것을 용이하게 하여 그 랭크 결정을 용이하게 할 수 있는 용량-매핑 컴포넌트 (1010) 에 접속된다. 또한, 사용자 장치는 상술한 시스템 및 방법과 관련하여 본원에서 설명된 것과 같은 각각의 수신된 계층에 대한 랭크를 평가하는 랭크 평가기 (1012) 를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 랭크 평가기 (1012) 는 용량-기반 랭크 선택 알고리즘, 최대 랭크 선택 알고리즘, 또는 비선형 수신기에서 수신된 계층에 대한 랭크를 평가하는 임의의 기타 적당한 랭크 선택 프로토콜을 이용할 수 있다. 사용자 장치 (1000) 는 심볼 변조기 (1014) 및 변조된 신호를 전송하는 송신기 (1016) 를 더 포함할 수 있다.

도 11은 여러 양태들에 따른 무선 통신 환경에서 비선형 수신기를 사용하는 사용자 장치에 대한 랭크를 갱신하는 것을 용이하게 하는 시스템 (1100) 의 도시이다. 시스템 (1100) 은 복수의 수신 안테나 (1106) 를 통해 하나 이상의 사용자 장치 (1104) 로부터 신호(들)을 수신하는 수신기 (1110), 및 송신 안테나 (1108) 를 통해 하나 이상의 사용자 장치 (1104) 에 전송하는 송신기 (1124) 를 갖는 기지국 (1102) 을 포함한다. 수신기 (1110) 는 수신 안테나 (1106) 로부터 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 복조하는 복조기 (1112) 와 동작 가능하게 결합된다. 복조된 심볼은 도 10을 참조하여 상술한 프로세서와 유사한 프로세서 (1114) 에 의해 분석되고, 이 프로세서는 사용자 랭크와 관련된 정보, 그와 관련된 검색 테이블, 및/또는 본원에서 개시된 여러 행동 및 기능을 수행하는 것과 관련된 임의의 기타 적당한 정보를 저장하는 메모리 (1116) 에 접속된다. 프로세서 (1114) 는 또한 CQI 리포트를 갖는 수신된 정보에 기초하여 하나 이상의 각각의 사용자 장치 (1104) 와 연관된 랭크 정보를 갱신하는 것을 용이하게 하는 랭크 조정기 (1118) 에 접속된다. 그러한 정보는 CQI 리포트 전송에 대한 표준 구간인 약 5 ms마다 하나 이상의 사용자 장치 (1104) 로부터 수신될 수 있다.

변조기 (1122) 는 송신 안테나 (1108) 를 통해 사용자 장치 (1104) 에 송신기 (1124) 에 의해 전송하기 위한 신호를 다중화할 수 있다. 랭크 조정기 (1118) 는, 새로운 최적 채널이 식별 및 확인되었다는 표시를 제공하도록 사용자 장치 (1104) 에 전송될 수 있는, 사용자 장치 (1104) 와의 통신을 위해 소정의 전송 스트림에 대한 갱신된 최적 랭크 관련 신호에 정보를 추가할 수 있다. 이러한 방법으로, 이전 도면들을 참조하여 상술한 바와 같이, 기지국 (1102) 은 ML-MIMO 수신기 등과 같은 비선형 수신기와 관련하여 랭크 갱신 정보를 제공하며 리스트-스피어 디코딩 프로토콜을 사용하는 사용자 장치 (1104) 와 상호 작용할 수 있다.

도 12는 예시적인 무선 통신 시스템 (1200) 을 도시한다. 무선 통신 시스템 (1200) 은 편의상 하나의 기지국 및 하나의 단말기를 도시한다. 그러나, 본 발명의 시스템은 2개 이상의 기지국 및/또는 2개 이상의 단말기를 구비할 수 있고, 추가 기지국 및/또는 단말기는 아래에서 설명되는 예시적인 기지국 및 단말기와 사실상 유사하거나 상이할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 기지국 및/또는 단말기는 본원에서 설명되는 시스템 (도 1 내지 도 6 및 도 10 내지 도 11) 및/또는 방법 (도 7 내지 도 9) 을 사용하여 기지국과 단말기 간의 무선 통신을 용이하게 할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

이하, 도 12를 참조하면, 다운링크 상의 액세스 포인트 (1205) 에서, 송신 (transmit; TX) 데이터 프로세서 (1210) 는 트래픽 데이터를 수신, 포맷, 코딩, 인터리빙, 및 변조 (또는 심볼 매핑) 하고, 변조 심볼 ("데이터 심볼") 을 제공한다. 심볼 변조기 (1215) 는 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 수신 및 처리하고, 심볼 스트림을 제공한다. 심볼 변조기 (1215) 는 데이터 및 파일럿 심볼을 다중화하고, 이를 송신기 장치 (1220) (transmitter unit; TMTR) 에 제공한다. 각각의 전송 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 0인 값을 갖는 신호일 수도 있다. 파일럿 심볼은 각각의 심볼 주기에서 연속하여 전송될 수도 있다. 파일럿 심볼은 주파수 분할 다중화 (frequency division multiplexed; FDM), 직교 주파수 분할 다중화 (orthogonal frequency division multiplexed; OFDM), 시분할 다중화 (time division multiplexed; TDM), 또는 코드 분할 다중화 (code division multiplexed; CDM) 될 수 있다.

TMTR (1220) 은 심볼 스트림을 수신하고, 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한 아날로그 신호를 조절 (예를 들어, 증폭, 필터링 및 주파수 상향변환) 하여 무선 채널을 통해 전송하는데 적당한 다운링크 신호를 생성한다. 그 다음에, 다운링크 신호는 안테나 (1225) 를 통해 단말기에 전송된다. 단말기 (1230) 에서, 안테나 (1235) 는 다운링크 신호를 수신하고, 수신기 장치 (1240) (receiver unit; RCVR) 에 수신된 신호를 제공한다. 수신기 장치 (1240) 는 수 신된 신호를 조절 (예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 하향변환) 하고, 조절된 신호를 디지털화하여 샘플을 얻는다. 심볼 복조기 (1245) 는 채널 추정을 위해 수신된 파일럿 심볼을 복조하고 이를 프로세서 (1250) 에 제공한다. 또한, 심볼 복조기 (1245) 는 또한 프로세서 (1250) 로부터의 다운링크에 대한 주파수 응답 추정을 수신하고, 수신된 데이터 심볼에 대한 데이터 복조를 수행하여 (전송된 데이터 심볼의 추정인) 데이터 심볼 추정을 얻고, 데이터 심볼 추정을 RX 데이터 프로세서 (1255) 에 제공하여, 데이터 심볼 추정을 복조 (즉, 심볼 디매핑), 디인터리빙, 및 디코드함으로써 전송된 트래픽 데이터를 복구한다. 심볼 복조기 (1245) 및 RX 데이터 프로세서 (1255) 에 의한 처리는 각각 액세스 포인트 (1205) 에서 심볼 변조기 (1215) 및 TX 데이터 프로세서 (1210) 에 의한 처리와 상보적이다.

업링크 상에서, TX 데이터 프로세서 (1260) 는 트래픽 데이터를 처리하고, 데이터 심볼을 제공한다. 심볼 변조기 (1265) 는 데이터 심볼을 수신하여 파일럿 심볼과 다중화하고, 변조를 수행하고, 심볼 스트림을 제공한다. 그 다음에, 송신기 장치 (1270) 는 심볼 스트림을 수신 및 처리하여 업링크 신호를 생성하고, 그 업링크 신호는 안테나 (1235) 에 의해 액세스 포인트 (1205) 에 전송된다.

액세스 포인트 (1205) 에서, 단말기 (1230) 로부터의 업링크 신호를 안테나 (1225) 에 의해 수신하고 수신기 장치 (1275) 에 의해 처리하여, 샘플들을 얻는다. 그 다음에, 심볼 복조기 (1280) 는 샘플들을 처리하고, 업링크에 대한 수신된 파일럿 심볼 및 데이터 심볼 추정을 제공한다. RX 데이터 프로세서 (1285) 는 데이 터 심볼 추정을 처리하여 단말기 (1230) 에 의해 전송된 트래픽 데이터를 복구한다. 프로세서 (1290) 는 업링크 상에서 전송하는 각각의 활성 단말기에 대한 채널 추정을 수행한다. 다수의 단말기들은 자신의 각각 할당된 파일럿 서브대역 집합 상에서 업링크를 통해 동시에 파일럿을 전송할 수 있고, 여기서 파일럿 서브대역 집합은 인터레이스될 수도 있다.

프로세서 (1290 및 1250) 는 각각 액세스 포인트 (1205) 및 단말기 (1230) 에서 동작을 명령 (예를 들어, 제어, 조정, 관리 등) 한다. 각각의 프로세서 (1290 및 1250) 는 프로그램 코드 및 데이터를 저장하는 메모리 장치 (도시 생략) 와 결합될 수 있다. 또한, 프로세서 (1290 및 1250) 는 계산을 수행하여, 각각 업링크와 다운링크에 대한 주파수 및 임펄스 응답 추정을 얻을 수 있다.

다중-액세스 시스템 (예를 들어, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA 등) 의 경우에, 다수의 단말기는 업링크 상에서 동시에 전송할 수 있다. 그러한 시스템의 경우에, 파일럿 서브대역은 상이한 단말기 간에 공유될 수 있다. 각각의 단말기에 대한 파일럿 서브대역이 (어쩌면 대역 에지를 제외한) 전체 동작 대역에 걸쳐 있는 경우에, 채널 추정 기술이 이용될 수도 있다. 각각의 단말기에 대한 주파수 다이버시티를 얻기 위해서는, 그러한 파일럿 서브대역 구조가 바람직할 것이다. 본원에서 설명되는 이들 기술은 여러 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 기술은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현의 경우에, 채널 추정에 이용되는 처리 장치는 하나 이상의 ASIC (application specific integrated circuit), DSP (digital signal processor), DSPD (digital signal processing device), PLD (programmable logic device), FPGA (field programmable gate array), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로-컨트롤러, 마이크로프로세서, 본원에서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 기타 전자 장치, 또는 그 조합 내에 구현될 수도 있다. 소프트웨어를 이용하여, 본원에서 설명되는 기능을 수행하는 모듈들 (예를 들어, 프로시저나 기능 등) 을 통해 구현이 이루어질 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 장치에 저장되어 프로세서 (1290 및 1250) 에 의해 실행될 수도 있다.

도 13은 하나 이상의 양태들에 따른, 액세스 단말기의 비선형 수신기에서 랭크 예측을 수행하는 것을 용이하게 하는 장치 (1300) 의 도시이다. 장치 (1300) 는 프로세서, 소프트웨어, 또는 그 조합 (예를 들어, 펌웨어) 에 의해 구현되는 기능을 표현할 수 있는 일련의 상호 관련된 기능 블록들, 또는 "모듈들"로서 표현된다. 예를 들어, 장치 (1300) 는 이전 도면들을 참조하여 상술한 것과 같은 여러 행동을 수행하기 위한 모듈들을 제공할 수도 있다. 장치 (1300) 는 QR 행렬 분해를 수행하기 위한 논리 모듈 (1304) 에 동작 가능하게 접속되는 채널 행렬을 생성 및 평가하기 위한 논리 모듈 (1302) 을 포함한다. 또한, 장치 (1300) 는 유효 SNR(들)을 계산하기 위한 논리 모듈 (1306), 및 최적 랭크를 선택하기 위한 논리 모듈 (1308) 을 더 포함한다. 장치 (1300) 는 (예를 들어, 선택된 최적 랭크에 대한 유효 SNR을 양자화하여 그 CQI 정보를 생성하는) CQI 정보를 양자화하기 위한 논리 모듈 (1310), 및 역방향 링크 제어 채널을 통해 액세스 단말기로부터 액세스 포인트로 CQI 및 랭크 정보를 피드백하기 위한 논리 모듈 (1312) 을 더 포함한다. 장치 (1300) 및 그를 구성하는 여러 모듈들은 상술한 방법을 실행할 수도 있고/있거나 본원 설명되는 여러 시스템에 임의의 필요한 기능을 줄 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

소프트웨어 구현의 경우에, 본원에서 설명되는 기술은 본원에서 설명되는 기능을 수행하는 모듈 (예를 들어, 프로시저나 기능 등) 을 이용하여 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 장치에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 장치는 프로세서 내부에 또는 프로세서 외부에 구현될 수도 있고, 이 경우 당해 기술분야에서 공지된 여러 수단을 통해 프로세서에 통신 가능하게 접속될 수 있다.

상술한 내용은 하나 이상의 실시예들의 예를 구비한다. 상술한 실시예를 설명하기 위해 컴포넌트 또는 방법론의 모든 생각할 수 있는 조합을 설명하는 것은 가능하지 않지만, 당업자라면 여러 실시예들의 다수의 추가적인 조합 및 치환이 가능하다는 것을 인식할 수도 있다. 따라서, 상술한 실시예들은 첨부된 청구항의 사상 및 범위 내에 포함되는 모든 그러한 변경, 수정 및 변형을 포함하기 위한 것이다. 또한, "구비하는 (include)"이란 용어가 상세한 설명이나 청구항에서 이용되는 범위까지, 그러한 용어는 청구항에서 과도적 언어로서 사용 시 "포함하는 (comprising)"이 해석되는 것과 같이 "포함하는 (comprising)"이란 용어와 유사한 방식으로 포함하기 위한 것이다.

Claims

무선 통신 송수신기 내의 비선형 송수신기에서 랭크를 계산하는 방법으로서,

비선형 수신기에서 전송 신호를 수신하는 단계;

상기 전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하는 단계;

상기 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하며 각각의 상삼각행렬 (upper triangle matrix) 을 얻는 단계;

하나 이상의 가능한 전송 랭크들에 대한 유효 SNR (signal to noise ratio) 을 결정하는 단계;

상기 전송 신호의 모든 가능한 랭크들에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하는 단계; 및

전송을 위한 채널 용량을 최대화하는 랭크를 선택하는 단계를 포함하는, 랭크 계산 방법.
제 1 항에 있어서,

리스트-스피어 (list-sphere) 디코딩 알고리즘을 사용하여 수신된 신호 전송을 디코드하는 단계를 더 포함하는, 랭크 계산 방법.
제 2 항에 있어서,

최고 평균 용량을 갖는 랭크를 식별하는 단계를 더 포함하는, 랭크 계산 방 법.
제 3 항에 있어서,

CQI를 계산하고, 역방향 링크 제어 채널을 이용하여 상기 CQI 및 랭크 정보를 피드백하는 단계를 더 포함하는, 랭크 계산 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 비선형 수신기는 최대 우도 (maximum likelihood) 기반 비선형 수신기인, 랭크 계산 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 무선 통신 송수신기는 다중 입력-다중 출력 (multiple input-multiple output; MIMO) 단일 코드 워드 (single code word; SCW) 무선 송수신기인, 랭크 계산 방법.
무선 통신 환경에 있어서 사용자 장치 내의 비선형 송수신기에서 랭크를 계산하는 것을 용이하게 하는 장치로서,

다중 계층을 갖는 신호를 수신하는 비선형 수신기;

랭크 계산 알고리즘과 관련된 정보를 저장하는 메모리; 및

상기 메모리에 접속되며, 랭크 계산 알고리즘을 사용하여 수신된 신호에 대 한 최적 랭크를 결정하고, 전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하고, 상기 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하고, 각각의 상삼각행렬을 얻으며, 하나 이상의 가능한 전송 랭크들에 대한 유효 SNR을 결정하는 프로세서를 포함하는, 랭크 계산을 용이하게 하는 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 비선형 수신기는 리스트-스피어 디코딩 프로토콜을 사용하여 상기 수신된 신호를 디코드하는, 랭크 계산을 용이하게 하는 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 프로세서는 역방향 링크 제어 채널을 통한 전송에 대한 CQI 리포트를 생성하고, 그 CQI 리포트에 2 비트 최적 랭크 식별자를 첨부하는, 랭크 계산을 용이하게 하는 장치.
무선 통신 장치로서,

사용자 장치에서 수신된 다중-계층 신호에 대한 비선형 디코딩 프로토콜을 수행하기 위한 수단;

전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하기 위한 수단;

상기 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하며 각각의 상삼각행렬을 얻기 위한 수단;

하나 이상의 가능한 전송 랭크들에 대한 유효 SNR을 결정하기 위한 수단;

수신된 신호의 각각의 가능한 랭크에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하기 위한 수단; 및

역방향 링크 제어 채널을 통해 CQI 정보를 갖는 최적 랭크와 관련된 정보를 전송하기 위한 수단을 포함하는, 무선 통신 장치.
제 10 항에 있어서,

리스트-스피어 디코딩 프로토콜을 수행하여 상기 수신된 신호를 디코드하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 최적 랭크를 갖는 계층의 상기 유효 SNR에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 수신된 신호와 관련된 CQI 정보를 생성하기 위한 수단을 더 포함하는, 무선 통신 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 전송 수단은 상기 역방향 링크 제어 채널을 통해 5 ms마다 CQI 및 랭크 정보를 전송하는, 무선 통신 장치.
비선형 디코딩 프로토콜을 사용하여 사용자 장치에서 수신된 다중-계층 신호 를 디코드하고;

전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하고;

상기 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하며 각각의 상삼각행렬을 얻고;

하나 이상의 가능한 전송 랭크들에 대한 유효 SNR을 결정하고;

상기 전송 신호의 모든 가능한 랭크들에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하며;

전송을 위한 채널 용량을 최대화하는 랭크를 선택하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어가 저장된 컴퓨터 판독가능 매체.
제 14 항에 있어서,

리스트-스피어 디코딩 알고리즘을 사용하여 수신된 신호 전송을 디코드하기 위한 명령어를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
제 15 항에 있어서,

각각의 상기 서브행렬에 대한 전송 용량을 결정하며 각각의 랭크에 대한 용량을 평균하기 위한 명령어를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
제 16 항에 있어서,

최고 평균 용량을 갖는 랭크를 식별하기 위한 명령어를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
제 17 항에 있어서,

CQI를 계산하고, 역방향 링크 제어 채널을 이용하여 상기 CQI 및 랭크 정보를 피드백하기 위한 명령어를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
무선 통신 환경에서 처리량을 증가시키기 위한 명령어를 실행하는 프로세서로서,

상기 명령어는,

비선형 디코딩 프로토콜을 사용하여 사용자 장치에서 수신된 다중-계층 신호를 디코드하는 단계;

전송 신호가 수신되는 전송 채널로부터 서브행렬을 생성하는 단계;

상기 서브행렬에 대한 Q-R 분해를 수행하며 각각의 상삼각행렬을 얻는 단계;

하나 이상의 가능한 전송 랭크들에 대한 유효 SNR을 결정하는 단계;

상기 전송 신호의 모든 가능한 랭크들에 대한 채널 용량 메트릭을 결정하는 단계; 및

전송을 위한 채널 용량을 최대화하는 랭크를 선택하는 단계를 포함하는, 프로세서.
제 19 항에 있어서,

상기 명령어는 리스트-스피어 디코딩 알고리즘을 사용하여 수신된 신호 전송을 디코드하는 단계를 더 포함하는, 프로세서.
제 20 항에 있어서,

상기 명령어는 최고 평균 용량을 갖는 랭크를 식별하는 단계를 더 포함하는, 프로세서.
제 21 항에 있어서,

상기 명령어는 CQI를 계산하고, 역방향 링크 제어 채널을 이용하여 상기 CQI 및 랭크 정보를 피드백하는 단계를 더 포함하는, 프로세서.
제 22 항에 있어서,

상기 비선형 디코딩 프로토콜은 최대 우도 (maximum likelihood; ML) 비선형 디코딩 프로토콜인, 프로세서.