JP2013543672A - マルチユーザ多入力多出力無線通信のデバイス、システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチユーザ多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信のデバイス、システムおよび方法を提供する。
【解決手段】いくつかの実施形態において、無線通信デバイス（１０２）は、複数のユーザデバイス（１０４、１０６、１０８）のそれぞれからの複数のチャネルフィードバック送信を受信し、複数のユーザデバイスのうちの１つのユーザデバイスからの１つのチャネルフィードバック送信は、無線通信部と１つのユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含み、無線通信デバイス（１０２）は、ＭＩＭＯビーム形成方式に従ってマルチユーザＭＩＭＯ送信を複数のユーザデバイスへ送信し、ＭＩＭＯビーム形成方式は複数のチャネルフィードバック送信に基づく。
【選択図】図１

Description

無線通信システムにおいて、マルチユーザ（ＭＵ）多入力多出力（ＭＩＭＯ）方式を実装することがある。

マルチユーザＭＩＭＯ方式は、無線通信システムにおいて高スループットの性能を実現する有効な方法として見なされている。

無線通信デバイス（「局」）は、複数の送信アンテナを用い、それぞれが複数の受信アンテナを用いる複数の無線通信デバイス（「ユーザ」）へ、同時に複数のＭＩＭＯ送信を行う。および／または局は、複数の受信アンテナを用い、複数のユーザから同時に複数のＭＩＭＯ受信を行う。

Ｂｌｏｃｋ Ｄｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ（ＢＤ）ビーム形成アルゴリズムまたはＲｅｇｕｌａｒｉｚｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｄｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ（ＲＢＤ）ビーム形成アルゴリズムなどの適応ビーム形成アルゴリズムを局で用いることにより、マルチユーザＭＩＭＯ送信の１ユーザあたり複数の空間ストリームに対応することが可能となる。

説明を簡潔かつ明確にするべく、図面に示す要素は、スケール通りに描かれているとは限らない。例えば、表現を明確にすべく、いくつかの要素の寸法は、他の要素の寸法と比して誇張されていることがある。さらに、対応する、または類似した要素を示すべく、異なる図面間で同じ参照符号が繰り返されることもある。図面は以下の通りである。
図１は、いくつかの例示的な実施形態に係るシステムを概略的に示すブロック図である。 図２は、いくつかの例示的な実施形態に係る無線通信の方法を概略的に示すフローチャートである。 図３は、いくつかの例示的な実施形態に係る、部分的なＭＩＭＯチャネル情報を含むチャネルフィードバックを用いたマルチユーザ多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信の信号対雑音比（ＳＮＲ）の関数としてのエルゴード容量を概略的に表すグラフである。 図４は、いくつかの例示的な実施形態に係る、無線通信の方法を概略的に示すフローチャートである。 図５は、いくつかの例示的な実施形態に係る、チャネル品質の表示および部分的なＭＩＭＯチャネル情報を含むチャネルフィードバックを利用したマルチユーザＭＩＭＯ送信のＳＮＲの関数としてのエルゴード容量を概略的に表すグラフである。 図６は、いくつかの例示的な実施形態に係る物品の概略図である。

以下の説明において、いくつかの実施形態が完全に理解されるよう、様々な特定的な詳細が記載される。しかし当業者であれば、これらの特定的な詳細を用いなくともいくつかの実施形態を実施することが可能であることが理解されよう。他の例においては、周知の方法、手順、コンポーネント、ユニットおよび／または回路の説明が、説明を曖昧することを避けるべく、提供されていない。

「処理」、「演算」、「計算」、「判断」、「確立」、「分析」、「確認」などの用語を用いる本明細書における説明は、コンピュータのレジスタおよび／またはメモリ内で物理量（例えば電子量）として表されるデータをコンピュータのレジスタおよび／またはメモリ、或いは動作および／または処理を実行させる命令を格納しうる他の情報記憶媒体内で同様に物理量として表される他のデータへと操作および／または変換するコンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、または他の電子コンピューティングデバイスの動作および／または処理について言及することがある。

本明細書で用いる「複数の」という用語は、例えば「多くの」または「２以上の」という意味を含む。例えば、「複数のアイテム」とは、「２以上のアイテム」といったことを意味する。

いくつかの実施形態は、様々なデバイスおよびシステムに関連して用いることが出来る。それら様々なデバイスおよびシステムには、ビデオデバイス、オーディオデバイス、オーディオ・ビデオ（Ａ／Ｖ）デバイス、Ｓｅｔ−Ｔｏｐ−Ｂｏｘ（ＳＴＢ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）プレーヤ、ＢＤレコーダ、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）プレーヤ、Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ（ＨＤ）ＤＶＤプレーヤ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤ ＤＶＤレコーダ、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｒｄｅｒ（ＰＶＲ）、ブロードキャストＨＤ受信機、ビデオソース、オーディオソース、ビデオシンク、オーディオシンク、ステレオチューナ、ブロードキャスト無線受信機、ディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ（ＰＭＰ）、デジタルビデオカメラ（ＤＶＣ）、デジタルオーディオプレーヤ、スピーカ、オーディオ受信機、オーディオアンプ、データソース、データシンク、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌカメラ（ＤＳＣ）、パソコン（ＰＣ）、デスクトップ型コンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、タブレット型コンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ（ＰＤＡ）デバイス、ハンドヘルドＰＤＡデバイス、オンボードデバイス、オフボードデバイス、ハイブリッドデバイス、車両用デバイス、非車両用デバイス、モバイルまたはポータブルデバイス、消費者用デバイス、非モバイルまたは非ポータブルデバイス、無線通信局、無線通信デバイス、無線アクセスポイント（ＡＰ）、有線または無線ルータ、有線または無線モデム、有線または無線ネットワーク、無線エリアネットワーク、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｖｉｄｅｏ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＶＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＡＮ）、無線ＰＡＮ（ＷＰＡＮ）などが含まれる。

加えて、それら様々なデバイスおよびシステムには、既存のＷｉｒｅｌｅｓｓＨＤ（登録商標）および／またはＷｉｒｅｌｅｓｓ−Ｇｉｇａｂｉｔ−Ａｌｌｉａｎｃｅ（ＷＧＡ）規格および／またはそれらの今後開発される規格および／またはそれらから派生する規格に準拠して動作するデバイスおよび／またはネットワーク、既存のＩＥＥＥ８０２．１１（ＩＥＥＥ８０２．１１−１９９９：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１１ ｔａｓｋ ｇｒｏｕｐ ａｃ（ＴＧａｃ）（「ＩＥＥＥ８０２．１１−０９／０３０８ｒ１２−ＴＧａｃ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｄｅｌ Ａｄｄｅｎｄｕｍ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ」）、ＩＥＥＥ８０２．１１ ｔａｓｋ ｇｒｏｕｐ ａｄ（ＴＧａｄ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＩＥＥＥ−Ｓｔｄ８０２．１６，２００９ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｘｅｄ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ（ＩＥＥＥ−Ｓｔｄ８０２．１６ｅ，２００５ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌａｙｅｒｓ ｆｏｒ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｌｉｃｅｎｓｅｄ Ｂａｎｄｓ）、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ（Ｔａｓｋ Ｇｒｏｕｐ ｍにより開発されたＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１６−２００９の修正版）規格、および／またはそれらの今後開発される規格および／またはそれらから派生する規格に準拠して動作するデバイスおよび／またはネットワーク、例えば３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ−８など既存の３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、３ＧＰＰ Ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）、および／または他の任意の適切なプロトコルまたは規格に準拠して動作するデバイスおよび／またはネットワーク、上述したネットワークの一部であるユニットおよび／またはデバイス、一方向および／または双方向無線通信システム、セルラー無線電話通信システム、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ−Ｄｉｓｐｌａｙ（ＷｉＤｉ）デバイス、携帯電話、無線電話、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＰＣＳ）デバイス、無線通信デバイスを内蔵したＰＤＡデバイス、モバイルまたはポータブルＧｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）デバイス、ＧＰＳ受信機またはトランシーバまたはチップを内蔵したデバイス、ＲＦＩＤ要素またはチップを内蔵したデバイス、ＭＩＭＯトランシーバまたはデバイス、１以上の内部アンテナおよび／または外部アンテナを有するデバイス、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ（ＤＶＢ）デバイスまたはシステム、多規格無線デバイスまたはシステム、有線または無線ハンドヘルドデバイス（例えばＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ、Ｐａｌｍ Ｔｒｅｏ）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＷＡＰ）デバイスなどが含まれる。

いくつかの実施形態は、１以上の無線通信信号および／またはシステムに関連して用いることが出来る。それら無線通信信号および／またはシステムには、ラジオ周波数（ＲＦ）、赤外線（ＩＲ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、直交ＦＤＭ（ＯＦＤＭ）、時分割多重化方式（ＴＤＭ）、時分割多重アクセス方式（ＴＤＭＡ）、拡張ＴＤＭＡ（Ｅ−ＴＤＭＡ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、拡張ＧＰＲＳ、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ ２０００、単一キャリアＣＤＭＡ、マルチキャリアＣＤＭＡ、マルチキャリア変調（ＭＤＭ）、Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｎｅ（ＤＭ_Ｔ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｗｉ−Ｍａｘ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｕｌｔｒａ−Ｗｉｄｅｂａｎｄ（ＵＷＢ）、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＧＳＭ（登録商標））、２Ｇ、２．５Ｇ、３Ｇ、３．５Ｇ、Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ（登録商標） Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＥＤＧＥ）、３ＧＰＰ、３ＧＰＰ ＬＴＥなどが含まれる。他の実施形態が、他の様々なデバイス、システムおよび／またはネットワークで用いられてよい。

本明細書で用いる「無線デバイス」という用語は、例えば、無線通信を行うことが出来るデバイス、無線通信を行うことが出来る通信デバイス、無線通信を行うことが出来る通信局、無線通信を行うことが出来るポータブルまたは非ポータブルデバイスなどを含む。いくつかの実施形態において、無線デバイスとは、コンピュータに統合されるか、または取り付けられる周辺機器であるか、或いは周辺機器を含む。いくつかの実施形態において、「無線デバイス」という用語は、無線サービスを任意で含んでもよい。

いくつかの実施形態は、２以上のデバイス間で適切なコンテンツの無線送信を行うべく実装される。一実施形態において、コンテンツには、Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ（ＨＤＴＶ）コンテンツなどのオーディおよび／またはビデオコンテンツを含むメディアコンテンツを含む。他の実施形態において、コンテンツは、他の任意の適切なデータ、情報、および／または信号を含む。

図１は、いくつかの例示的な実施形態に係る、システム１００を概略的に示すブロック図である。

図１に示すように、いくつかの実施形態において、システム１００は、例えば、コンテンツ、データ、情報および／または信号などの通信を行うことが出来る無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８などの１以上の無線通信デバイスを含む無線通信ネットワークを含む。それらコンテンツ、データ、情報および／または信号などは、例えばラジオチャネル、ＩＲチャネル、ＲＦチャネル、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ（ＷｉＦｉ）チャネルなどの１以上の適切な無線通信チャネルで通信される。システム１００の１以上の要素は、任意で、適切な有線通信リンクで通信を行うことが出来る。

いくつかの例示的な実施形態において、システム１００は、１以上の適切な通信規格に準拠して情報を通信、管理および／または処理する。例えば、システム１００は、１以上の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）規格、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＬＣＰ）、Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＮＭＰ）、Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ（ＡＴＭ）プロトコル、Ｆｒａｍｅ Ｒｅｌａｙプロトコル、Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＳＮＡ）プロトコル、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＴＣＰ）、インタネットプロトコル（ＩＰ）、Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＨＴＴＰ）、Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＵＤＰ）などを実装する。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８は、例えば、ＰＣ、デスクトップ型コンピュータ、モバイルコンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、タブレット型コンピュータ、サーバコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、ハンドヘルドデバイス、ＰＤＡデバイス、ハンドヘルドＰＤＡデバイス、オンボードデバイス、オフボードデバイス、ハイブリッドデバイス（例えば、ＰＤＡデバイスの機能と携帯電話の機能を組み合わせたもの）、消費者用デバイス、車両用デバイス、非車両用デバイス、モバイルまたはポータブルデバイス、非モバイルまたは非ポータブルデバイス、携帯電話、ＰＣＳデバイス、無線通信デバイスを内蔵するＰＤＡデバイス、モバイルまたはポータブルＧＰＳデバイス、ＤＶＢデバイス、比較的サイズの小さなコンピューティングデバイス、非デスクトップ型コンピュータ、「Ｃａｒｒｙ Ｓｍａｌｌ Ｌｉｖｅ Ｌａｒｇｅ」（ＣＳＬＬ）デバイス、Ｕｌｔｒａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ（ＵＭＤ）、Ｕｌｔｒａ Ｍｏｂｉｌｅ ＰＣ（ＵＭＰＣ）、Ｍｏｂｉｌｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｅｖｉｃｅ（ＭＩＤ）、「折り紙」デバイスまたはコンピューティングデバイス、Ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｏｓａｂｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ（ＤＣＣ）対応デバイス、コンテキストアウェアデバイス、ビデオデバイス、オーディオデバイス、Ａ／Ｖデバイス、ＳＴＢ、ＢＤプレーヤ、ＢＤレコーダ、ＤＶＤプレーヤ、ＨＤ ＤＶＤプレーヤ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤ ＤＶＤレコーダ、ＰＶＲ、ブロードキャストＨＤ受信機、ビデオソース、オーディオソース、ビデオシンク、オーディオシンク、ステレオチューナ、ブロードキャスト無線受信機、フラットパネルディスプレイ、ＰＭＰ、ＤＶＣ、デジタルオーディオプレーヤ、スピーカ、オーディオ受信機、ゲーム機器、オーディオアンプ、データソース、データシンク、ＤＳＣ、メディアプレーヤ、スマートフォン、テレビ、音楽プレーヤ、ＡＰ、基地局などを含む。

いくつかの例示的な実施形態において、例えば以下に説明するように、無線通信デバイス１１０は、無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８、並びに／或いは１以上の他の無線通信デバイスと、マルチユーザ（ＭＵ）多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線通信を実行する無線通信部１１０を含む。無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８は、例えば以下に説明するように、無線通信デバイス１０２、並びに／或いは１以上の他の無線通信デバイスとＭＵ ＭＩＭＯ無線通信を実行する無線通信部１２４を含んでよい。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８は、例えば、プロセッサ１１８、入力部１１４、出力部１１６、メモリユニット１２０および記憶装置１２２の１以上を含む。無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８は、任意で、他の適切なハードウェアコンポーネントおよび／またはソフトウェアコンポーネントを含む。いくつかの例示的な実施形態において、無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８のうちの１以上が備えるいくつかの、或いは全てのコンポーネントは、共通の筐体またはパッケージング内に覆われていてもよく、加えて、１以上の有線または無線リンクを用いて相互接続されるか、または動作可能に関連付けられる。他の実施形態において、無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８のうちの１以上が備えるコンポーネントは、複数の、または独立したデバイスに分配されている。

プロセッサ１１８は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）、１以上のプロセッサコア、シングルコアプロセッサ、デュアルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、マイクロプロセッサ、ホストプロセッサ、コントローラ、複数のプロセッサまたはコントローラ、チップ、マイクロチップ、１以上の回路、回路素子、論理演算装置、集積回路（ＩＣ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、または他の任意の適切な複数用途または特定用途向けプロセッサまたはコントローラを含む。プロセッサ１１４は、無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８のオペレーティングシステム（ＯＳ）、或いは１以上の適切なアプリケーションの命令を実行する。

入力部１１４は、例えば、キーボード、キーパッド、マウス、タッチパッド、トラックボール、スタイラス、マイク、または他の適切なポイティングデバイスまたは入力デバイスを含む。出力部１１６は、例えば、モニタ、スクリーン、フラットパネルディスプレイ、ブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイユニット、液晶（ＬＣＤ）ディスプレイユニット、プラズマディスプレイユニット、１以上のオーディオスピーカまたはイヤフォン、または他の適切な出力デバイスを含む。

メモリユニット１２０は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、キャッシュメモリ、バッファ、短期メモリユニット、長期メモリユニット、または他の適切なメモリユニットを含む。記憶装置１２２は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、または他の適切な着脱式または非着脱式記憶装置を含む。メモリユニット１２０および／または記憶装置１２２は、例えば、無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８が処理したデータを格納してもよい。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０および／または１２４は、例えば、無線通信信号、ＲＦ信号、フレーム、ブロック、送信ストリーム、パケット、メッセージ、データアイテム、および／またはデータを送信および／または受信出来る、１以上の無線送信機、受信機、および／またはトランシーバを含む。例えば、無線通信部１１０および／または１２４は、無線ネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）などを含むか、或いはその一部として実装される。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、複数のアンテナ１２０を含むか、或いはそれらと関連付けられている。無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８は、それぞれ、複数のアンテナ１２６、１２８および／または１３０を含むか、或いはそれらと関連付けられている。アンテナ１２０、１２６、１２８および／または１３０は、無線通信信号、ブロック、フレーム、送信ストリーム、パケット、メッセージおよび／またはデータを送信および／または受信するのに適切な任意のタイプのアンテナを含んでよい。例えば、アンテナ１２０、１２６、１２８および／または１３０は、内部および／または外部のＲＦアンテナ、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、全方向性アンテナ、エンドフェッドアンテナ、円偏波アンテナ、ミクロストリップアンテナ、ダイバーシティアンテナ、例えば、フェーズドアレイアンテナ、シングルエレメントアンテナ、一組のスイッチドビームアンテナなどの１以上のアンテナ要素、コンポーネント、ユニットおよび／またはアレイの適切な構成、構造および／または配列などを含んでよい。いくつかの実施形態において、アンテナ１２０、１２６、１２８および／または１３０は、独立した送信および受信アンテナ要素を用いて、送信および受信機能を実装してよい。いくつかの実施形態において、アンテナ１２０、１２６、１２８および／または１３０は、共通のおよび／または統合された送信／受信要素を用いて送信および受信機能を実装してよい。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、ＭＩＭＯビーム形成（ＢＦ）方式に準拠して、ＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３を、例えばデバイス１０４、１０６および／または１０８などの複数のユーザデバイスへ送信する。

いくつかの例示的な実施形態において、ＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３は、デバイス１０４、１０６および／または１０８のそれぞれに方向づけられた２以上の送信ストリームを含む。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、例えば以下に説明するように、ＭＵ ＭＩＭＯ送信１３１を無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８へ送信するのに用いられるＢＦ方式を決定する。

送信機による、例えば従来のＢｌｏｃｋ Ｄｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ（ＢＤ）ビーム形成方式、および／または従来のＲｅｇｕｌａｒｉｚｅｄ ＢＤ（ＲＢＤ）ビーム形成方式などのビーム形成方式に準拠して、複数のユーザへのＭＵ ＭＩＭＯ送信を可能とすべく、送信機には、当該送信機と各ユーザとの間の全体のチャネル行列が提供される。しかし、各ユーザから送信機への全体のチャネル行列の送信は煩雑な処理となり、ＭＵ ＭＩＭＯ通信のオーバーヘッドを増加させ、スループットを低下させ、干渉を増加させ、および／または、ＭＵ ＭＩＭＯ通信に対し他の何らかの悪影響を与えうる。

いくつかの例示的な実施形態において、システム１００のユーザデバイスは、無線通信部１１０と当該ユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含むチャネルフィードバック送信を無線通信部１１０へ送信する。例えば、無線通信部１２４は、例えば以下に説明するように、無線通信部１１０と無線通信部１２４との間のＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含むチャネルフィードバック送信を無線通信部１１０へ送信する。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、複数のユーザデバイスから、複数のチャネルフィードバック送信を受信する。ここで、複数のユーザデバイスのうちの１つのユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、無線通信部と当該ユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含む。例えば、無線通信部１１０は、例えば以下に説明するように、ユーザデバイス１０４から、無線通信部１１０とユーザデバイス１０４との間の第１ＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含む第１チャネルフィードバック送信を、ユーザデバイス１０６から、無線通信部１１０とユーザデバイス１０６との間の第２ＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含む第２チャネルフィードバック送信を、および／またはユーザデバイス１０８から、無線通信部１１０とユーザデバイス１０８との間の第３ＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含む第３チャネルフィードバック送信を受信する。

いくつかの例示的な実施形態において１つのユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０と当該ユーザデバイスとの間のチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表す。例えば、第１チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０４との間のＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを、第２チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０６との間のＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを、および／または第３チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０８との間のＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表す。

いくつかの例示的な実施形態において、ユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信が表す複数の固有ベクトルの数は、当該ユーザデバイスに方向づけられたＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３の送信ストリームの数に等しい。例えば、ユーザデバイス１０４からの第１チャネルフィードバック送信が表す固有ベクトルの数は、ユーザデバイス１０４に方向づけられたＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３の送信ストリームの数に等しく、ユーザデバイス１０６からの第２チャネルフィードバック送信が表す固有ベクトルの数は、ユーザデバイス１０６に方向づけられたＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３の送信ストリームの数に等しく、および／または、ユーザデバイス１０８からの第３チャネルフィードバック送信が表す固有ベクトルの数は、ユーザデバイス１０８に方向づけられたＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３の送信ストリームの数に等しい。

いくつかの例示的な実施形態において、１つのユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０と当該ユーザデバイスとの間のチャネル行列の、複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表す。例えば、第１チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０４との間のＭＩＭＯチャネル行列の、複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表し、第２チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０６との間のＭＩＭＯチャネル行列の、複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表し、および／または第３チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０８との間のＭＩＭＯチャネル行列の、複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表す。

いくつかの例示的な実施形態において、ユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、複数の支配的な固有ベクトルの量子化された値を含むか、或いは表す。

いくつかの例示的な実施形態において、１つのユーザデバイスからのフィードバック送信は、無線通信部１１０と当該ユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列の複数の固有ベクトルに対応する複数の予め規定される固有ベクトルを表すコードブックインデックスを含む。例えば、第１チャネルフィードバック送信は、例えば、無線通信部１１０とユーザデバイス１０４との間のＭＩＭＯチャネル行列の複数の固有ベクトルに対応する予め規定される組のコードブック固有ベクトルを表す単一のコードブックインデックスなどのコードブックインデックスを含み、第２チャネルフィードバック送信は、例えば、無線通信部１１０とユーザデバイス１０６との間のＭＩＭＯチャネル行列の複数の固有ベクトルに対応する予め規定される組のコードブック固有ベクトルを表す単一のコードブックインデックスなどのコードブックインデックスを含み、および／または、第３チャネルフィードバック送信は、例えば、無線通信部１１０とユーザデバイス１０８との間のＭＩＭＯチャネル行列の複数の固有ベクトルに対応する予め規定される組のコードブック固有ベクトルを表す単一のコードブックインデックスなどのコードブックインデックスを含む。

いくつかの例示的な実施形態において、コードブックインデックスは、シングルユーザ（ＳＵ）ＭＩＭＯ送信方式で定義される好ましい行列インデックスなどの、適切なＳＵ ＭＩＭＯコードブックインデックスを含む。一例において、コードブックインデックスは、例えばＩＥＥＥ８０２．１６ｍ規格などのＩＥＥＥ８０２．１６規格、例えば３ＧＰＰ ＬＴＥ Ｒｅｌ−８などの３ＧＰＰ ＬＴＥ、および／または他の任意の適切なプロトコルまたは規格に準拠したコードブックインデックスを含む。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、例えば以下に説明するように、無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８から受信する複数のチャネルフィードバック送信に基づいてＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３のＭＩＭＯビーム形成方式を決定する。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、例えば以下に説明するように、無線通信部１１０とユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を用いてよいＭｏｄｉｆｉｅｄ ＢＤ（ＭＢＤ）アルゴリズムおよび／またはＭｏｄｉｆｉｅｄ ＲＢＤ（ＭＲＢＤ）アルゴリズムに基づいてＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３のＭＩＭＯビーム形成方式を決定する。

いくつかの例示的な実施形態において、１つのユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列のＮ_ｓｓの支配的な量子化された固有ベクトルの固有ベクトル行列を表す。ここでＮ_ｓｓは、当該ユーザデバイスに方向づけられた送信１１３の送信ストリームの数を指す。一例において、無線通信部１１０は、無線通信部１１０と無線通信デバイス１０４との間のＭＩＭＯチャネル行列のＮ_ｓｓの支配的な量子化された固有ベクトルの行列を表す適切なコードブックインデックスを無線通信部１２４から受信する。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、例えば複数のチャネルフィードバック送信に基づいて、各ｉ番目のユーザデバイスに対応するＮ_ｓｓの支配的な量子化された固有ベクトルをそれぞれ含む、Ｖ_ｉで示される複数の固有ベクトル行列を決定する。ここで、ｉ＝ｌ．．Ｋであり、ＫはＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３を受信しようとするユーザの数を指す。一実施形態において無線通信部１１０は、ＫのユーザデバイスのそれぞれからのＫのコードブックインデックスを受信し、Ｋのコードブックインデックスのそれぞれに基づいてＫの行列Ｖ_ｉを決定する。他の実施形態において、無線通信部１１０は、他の適切な任意のチャネルフィードバックに基づいて、行列Ｖ_ｉを決定する。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、例えばｉ番目のユーザデバイスに対応するＮ_ｓｓの支配的な量子化された固有ベクトルなどの複数の固有ベクトル、および複数のユーザデバイスのそれぞれに対応する複数の干渉行列に基づいて、ＭＩＭＯビーム形成方式を決定する。ｉ番目のユーザデバイスに対応する干渉行列は、例えば以下に説明するように、複数のユーザデバイスのうち他のユーザデバイスに対応する複数の固有ベクトルを含んでよい。

いくつかの例示的な実施形態において、

で示す干渉行列は、例えば以下のようにｉ番目のユーザデバイスに関して定義される。

いくつかの例示的な実施形態において、干渉行列

のＳｉｎｇｌｅ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＳＶＤ）により以下の数式が得られる。

ここで

は、Ｍで示すフィールドの（Ｍ_Ｔ−ｂｙ−Ｍ_Ｔ）ユニタリ行列を指し、フィールドＭには、行列

が含まれる。ここでＭ_Ｔは、無線通信部１１０が送信１１３を実行するのに用いる送信アンテナ１１２の数を指す。ここで

は、対角線に非負実数を有する（Ｍ_Ｔ−ｂｙ−（Ｋ−ｌ）Ｎ_ｓｓ）対角行列を指す。ここで、

は、Ｍの（（Ｋ−ｌ）Ｎ_ｓｓ−ｂｙ−（Ｋ−ｌ）Ｎ_ｓｓ）ユニタリ行列を指す。ここで、

は、

の共役を指す。

いくつかの例示的な実施形態において、

で示す行列は、ｉ番目のユーザ以外のユーザの全ての支配的な固有ベクトルが生成する空間の基底を決定する。例えば、行列

は、非ゼロの特異値に対応する行列

の固定ベクトルの組を含む。

いくつかの例示的な実施形態において、

で示す第１プリコーディングベクトルは、例えば、ｉ番目のユーザのＭＩＭＯチャネル行列の最大固有値に対応する固有ベクトルなどの行列Ｖ_ｉのＶ_ｉ１で示す第１固有ベクトルを基底

に対して直交させることにより決定される。

いくつかの例示的な実施形態において、

で示す更新された基底は、基底

およびプリコーディングベクトル

に基づいて決定される。例えば、更新された基底

は、基底

を第１プリコーディングベクトル

と、例えば以下のように連結することにより決定される。

いくつかの例示的な実施形態において、

で示す第２プリコーディングベクトルは、例えば、ｉ番目のユーザのＭＩＭＯチャネル行列の第２最大固有値に対応する固有ベクトルなどの行列Ｖ_ｉのＶ_ｉ２で示す第２固有ベクトルを、更新された基底

に対し直交させることにより決定される。また、

で示す第２の更新された基底は、更新された基底

を第２プリコーディングベクトル

と、例えば以下のように連結することにより決定される。

いくつかの例示的な実施形態において、上述した演算は、例えばＮ_ｓｓのプリコーディングベクトルを決定すべく、繰り返される。例えば、

で示すｌ番目のプリコーディングベクトル（ｌ＝２...Ｎ_ｓｓ）は、例えば、ｉ番目のユーザのＭＩＭＯチャネル行列のｌ番目の最大固有値に対応する固有ベクトルなどの行列Ｖ_ｉのＶ_ｉｌで示されるｌ番目の固有ベクトルを、事前に更新された基底

を事前に決定された（ｌ−１）番目のプリコーディングベクトル

と連結することにより決定される更新された基底

に対し直交させることにより、例えば以下のように決定される。

いくつかの例示的な実施形態において、ｉ番目のユーザデバイスの

で示すビーム形成プリコーディング行列は、ｉ番目のユーザに対応するＮ_ｓｓのプリコーディングベクトルを組み合わせることにより、例えば以下のように形成される。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、例えばＫのユーザデバイスのそれぞれに対応するＫのビーム形成プリコーディング行列を決定すべく、数式１、２、３、４、５および／または６を参照し、上述した計算を繰り返す。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、ＫのユーザデバイスへのＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３を実行するのに用いられるＢ'で示されるビーム形成行列を、Ｋのビーム形成プリコーディング行列に基づいて決定する。例えば、無線通信部１１０は、Ｋのビーム形成プリコーディング行列を連結することによりビーム形成行列Ｂ'を例えば以下のように決定する。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、ビーム形成行列Ｂ'を用いてマルチユーザＭＩＭＯ送信１１３を送信する。

いくつかの例示的な実施形態において、数式１、２、３、４、５、６および／または７を参照し上述した演算で決定されたビーム形成行列は、例えば受信機の熱雑音と比較してユーザ間の干渉が支配的である場合、例えば比較的信号対雑音比（ＳＮＲ）が高く、実質的に最適状態に近い。

図２は、いくつかの例示的な実施形態に係るマルチユーザＭＩＭＯ通信の方法を概略的に示すフローチャートである。いくつかの例示的な実施形態において、図２に示す方法の１以上の動作は、例えばシステム１００（１００）などのシステムの１以上の要素、例えば無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８（図１）などの１以上の無線通信デバイス、例えば無線通信部１１０および／または１２４（図１）などの１以上の無線通信部、および／または他の任意の要素などによって実行される。いくつかの実施形態において、図２に示す方法の１以上の動作は、例えば数式１、２、３、４、５、６および／または７を参照して上述した演算の１以上を含むＭＢＤアルゴリズムの一部として実行される。

ブロック２０２に示すように、方法は、複数のユーザデバイスのそれぞれから複数のチャネルフィードバック送信を無線通信デバイスで受信することを含む。複数のユーザデバイスのうちの１つのユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、無線通信部と当該ユーザデバイスとの間のマルチユーザＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含んでよい。例えば、無線通信デバイス１０２（図１）の無線通信部１１０（図１）は、例えば上述したように、無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８（図１）から複数のチャネルフィードバック送信を受信する。

ブロック２０１に示すように、方法は、例えばユーザデバイスのそれぞれからなど少なくとも１つのユーザデバイスから無線通信デバイスへ、チャネルフィードバック送信を行うことを含む。

いくつかの例示的な実施形態において、チャネルフィードバック送信は、例えば、ユーザと無線通信デバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表す。例えば、ｉ番目のユーザの無線通信部１２４（図１）は、例えば図１を参照し上述したように、行列Ｖ_ｉを表すチャネルフィードバック送信を無線通信部１１０（図１）へ送信する。

ブロック２０４に示すように、方法は、複数のチャネルフィードバック送信に基づいてＭＩＭＯビーム形成方式を決定することを含む。いくつかの例示的な実施形態において、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、ＭＢＤアルゴリズムに従ってＭＩＭＯビーム形成方式を決定することを含む。例えば、無線通信部１１０（図１）は、無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８（図１）から受信するチャネルフィードバック送信に基づいてＭＩＭＯビーム形成方式を決定する。

ブロック２０８に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、ｉ番目のユーザを選択することを含んでよい。例えば、ブロック２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０および／または２２４を参照して以下に説明する１以上の動作は、例えば全てのユーザなど１以上のユーザに関して繰り返される。従って、反復される動作のうち最初の動作において、方法は、最初のユーザを選択することを含んでよい。

ブロック２１０に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、例えば数式１を参照して上述したように干渉行列

を決定することを含んでよい。

ブロック２１２に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、例えば数式２を参照して上述したように干渉行列

のＳＶＤを決定することを含んでよい。

ブロック２１４に示すように、方法は、ｉ番目のユーザ以外のユーザの全ての支配的な固有ベクトルが生成する空間の基底を決定することを含んでよい。例えば、基底の決定は、例えば上述したように非ゼロの特異値に対応する行列

の固有ベクトルの組を含む、基底

を決定することを含んでよい。

ブロック２１６に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、プリコーディングベクトル

を決定することを含んでよい。例えば、プリコーディングベクトル

の決定は、例えば図１を参照して上述したように、行列Ｖ_ｉの第１固有ベクトル

を、基底

に対し直交させることを含んでよい。

ブロック２１８に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、基底

に基づいて更新された基底を決定することを含んでよい。例えば、更新された基底の決定は、例えば数式３を参照して上述したように、基底

およびプリコーディングベクトル

に基づいて基底

を決定することを含んでよい。

ブロック２２０に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、次のプリコーディングベクトル

を決定することを含んでよい。例えば、プリコーディングベクトル

の決定は、例えば図１を参照し上述したように、行列Ｖ_ｉの第２固有ベクトルＶ_ｉ２を、更新された基底

に対し直交させることを含んでよい。

ブロック２２２に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、例えば上述したように、例えばＮ_ｓｓのプリコーディングベクトルを決定するまで、ブロック２１８および２２０の動作を繰り返し行うことを含んでもよい。

ブロック２２４、２２５に示したように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、ｉの値を増加させ、次のユーザに関し、ブロック２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０および／または２２２の動作を繰り返し行うことにより、例えば上述したように、例えば、Ｋのユーザデバイスのそれぞれに対応するＫのビーム形成プリコーディング行列を決定することを含んでよい。

ブロック２２６に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、Ｋのビーム形成プリコーディング行列に基づいてビーム形成行列を決定することを含んでよい。例えば、ビーム形成行列の決定は、例えば数式７を参照して上述したように行列Ｂ'を決定することを含んでよい。

ブロック２０６に示すように、方法は、複数のチャネルフィードバック送信に基づくＭＩＭＯビーム形成方式に準拠して無線通信デバイスから複数のユーザへ、マルチユーザＭＩＭＯ送信を行うことを含んでよい。例えば、無線通信部１１０（図１）は、例えば上述したように、ビーム形成行列Ｂ'を用いてマルチユーザＭＩＭＯ送信１１３（図１）を送信する。

図３は、いくつかの例示的な実施形態に係る、部分的なＭＩＭＯチャネル情報を含むチャネルフィードバックを用いたマルチユーザＭＩＭＯ送信のＳＮＲの関数としてのエルゴード容量を概略的に表すグラフ３０２である。

グラフ３０２は、３つのユーザデバイス、Ｎ_ｓｓ＝２のストリームおよびＩＥＥＥ８０２．１１ＴＧａｃのモデルＤに準拠したチャネルを有する８ｘ２のアンテナ構成に関し、ヘルツ（Ｈｚ）あたりの１秒ごとのビットの単位で示す、エルゴード容量の結果を表す。

グラフ３０２は、例えば図２を参照して上述したように、ＭＢＤアルゴリズムによって得られるエルゴード容量を表す。図３に示すように、ＭＢＤアルゴリズムに従って得られる結果は、従来のＢＤアルゴリズムを用いて得られる結果と同様である。しかし、従来のＢＤ方式とは対照的に、ＭＢＤアルゴリズムは部分的なＭＩＭＯチャネル行列のフィードバック情報を要求する。

再び図１を参照すると、いくつかの例示的な実施形態において、１以上のユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、無線通信部と当該１以上のユーザデバイスのそれぞれとの間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表してもよい。例えば、第１チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０４との間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表し、第２チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０６との間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表し、および／または第３チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイス１０８との間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表す。

いくつかの例示的な実施形態において、ユーザデバイスからのチャネル品質インジケータは、無線通信部１１０と当該ユーザデバイスとの間のチャネルに対応する、ＳＮＲ、信号対雑音干渉比（ＳＩＮＲ）、変調符号化方式（ＭＣＳ）の少なくとも１つを表す。他の実施形態において、チャネルフィードバック送信は、無線通信部１１０とユーザデバイスとの間のチャネルに関する、および／または当該チャネルを表す他の適切な情報を含む。以下ではＳＮＲを取り上げていくつかの例示的な実施形態を説明するが、他の実施形態では、他の適切なチャネル品質インジケータまたはパラメータを用いて実施することが出来る。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、例えば以下に説明するように、受信したチャネル品質インジケータに基づき、ＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３のビーム形成方式を決定する。

いくつかの例示的な実施形態において、ベクトル基底は、ｉ番目のユーザに関し、ｉ番目のユーザ以外の全てのユーザのスケーリングされた固有ベクトルが生成する空間について、例えば、行列

の固有値分解を行うことにより決定される。ここで

は、例えば

などの対角行列を指し、ここでρ_ｉｊは、ｉ番目のユーザのｊ番目のＳＮＲを指し、ここでｊ＝ｌ...Ｎ_ｓｓであり、ここで

は次元Ｍ_Ｔの恒等行列を指し、ここで

は、スケーリングされていない基底行列を指し、ここで、

は、スケーリング行列を指す。

いくつかの例示的な実施形態において、

で示すスケーリングされていない基底行列は、以下のように定義することが出来る。

いくつかの例示的な実施形態において、行列Ｖ_ｉは、行列

のカラムが生成する空間へ投影される。行列Ｖ_ｉに、例えばＮ_ｓｓのストリームのＳＮＲの影響を反映させるべく、例えば、行列Ｖ_ｉを投影する前に、対角行列Ｄ_ｉ＝ｄｉａｇ（ρ_１...ρ_ｉＮｓｓ）の平方根を事前に乗算する。例えば、事前に乗算されたマトリクスＶ_ｉの投影により、例えば

で表される、投影された行列

が得られる。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、数式１１の投影された干渉行列

のＳＶＤを実行し、

を得る。ここで、Ｙ_ｉは行列

を含むＭ'で示すフィールドの（Ｍ_Ｔ−ｂｙ−Ｍ_Ｔ）のユニタリ行列を指し、ここでΣ_ｉは、対角線に非負実数を有する（Ｍ_Ｔ−ｂｙ−Ｎ_ｓｓ）対角行列を指し、ここでＷ_ｉは、Ｍ'の（Ｎ_ｓｓ−ｂｙ−Ｎ_ｓｓ）のユニタリ行列を指し、ここで

は、Ｗ_ｉの共役転置を指す。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、Ｋのユーザデバイスに対応するＫのビーム形成行列を決定する。ここで、

で示されるｉ番目のユーザのビーム形成行列は、行列

の残された支配的な固有ベクトルのうち最初のＮ_ｓｓの固有ベクトルを含む。

いくつかの例示的な実施形態において、無線通信部１１０は、Ｋのビーム形成行列に基づいて、ＫのユーザデバイスへのＭＵ ＭＩＭＯ送信１１３の実行に用いるＢ"で示されるビーム形成行列を決定する。例えば、無線通信部１１０は、Ｋのビーム形成行列を、例えば、

のように連結することにより、ビーム形成行列Ｂ"を決定する。

図４は、いくつかの例示的な実施形態に係る、マルチユーザＭＩＭＯ通信の方法を概略的に示すフローチャートである。いくつかの例示的な実施形態において、図４に示す方法の１以上の動作は、例えばシステム１００（１００）などのシステムの１以上の要素、例えば無線通信デバイス１０２、１０４、１０６および／または１０８（図１）などの１以上の無線通信デバイス、例えば無線通信部１１０および／または１２４（図１）などの１以上の無線通信部、および／または他の任意の要素などによって実行される。いくつかの実施形態において、図４に示す方法の１以上の動作は、例えば数式８、９、１０、１１、１２および／または１３を参照して上述した演算の１以上を含むＭＲＢＤアルゴリズムの一部として実行される。

ブロック４０２に示すように、方法は、複数のユーザデバイスのそれぞれから複数のチャネルフィードバック送信を無線通信デバイスで受信することを含む。複数のユーザデバイスのうちの１つのユーザデバイスからのチャネルフィードバック送信は、無線通信部と当該ユーザデバイスとの間のマルチユーザＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含んでよい。当該ユーザからのチャネルフィードバック送信は、無線通信デバイスと当該ユーザとの間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータも表してよい。例えば、無線通信デバイス１０２（図１）の無線通信部１１０（図１）は、例えば上述したように、無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８（図１）から複数のチャネルフィードバック送信を受信する。

ブロック４０１に示すように、方法は、例えばユーザデバイスのそれぞれからなど少なくとも１つのユーザデバイスから無線通信デバイスへ、チャネルフィードバック送信を行うことを含む。

いくつかの例示的な実施形態において、チャネルフィードバック送信は、例えば、ユーザと無線通信デバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表す。例えば、ｉ番目のユーザの無線通信部１２４（図１）は、例えば図１を参照し上述したように、行列Ｖ_ｉおよびチャネル品質インジケータを表すチャネルフィードバック送信を無線通信部１１０（図１）へ送信する。

ブロック４０４に示すように、方法は、複数のチャネルフィードバック送信に基づいてＭＩＭＯビーム形成方式を決定することを含む。いくつかの例示的な実施形態において、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、ＭＲＢＤアルゴリズムに従ってＭＩＭＯビーム形成方式を決定することを含む。例えば、無線通信部１１０（図１）は、例えば上述したように、無線通信デバイス１０４、１０６および／または１０８（図１）から受信するチャネルフィードバック送信に基づいてＭＩＭＯビーム形成方式を決定する。

ブロック４０８に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、ｉ番目のユーザを選択することを含んでよい。例えば、ブロック４１０、４１２、４１４、４１６、４１８および／または４２０を参照して以下に説明する１以上の動作は、例えば全てのユーザなど１以上のユーザに関して繰り返される。従って、反復される動作のうち最初の動作において、方法は、最初のユーザを選択することを含んでよい。

ブロック４１０に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、数式１を参照して上述したように干渉行列

を決定することを含んでよい。

ブロック４１２に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、例えば上述したように、干渉行列

および、例えば行列

などのチャネル品質情報に基づく行列

などの行列のＳＶＤを決定することを含んでよい。

ブロック４１４に示すように、方法は、例えば数式１０を参照して上述したように、ＳＶＤに基づいてスケーリングされていない基底行列

を決定することを含んでよい。

ブロック４１６に示すように、方法は、例えば上述したように、例えば行列Ｖ_ｉを対角行列Ｄ_ｉ＝ｄｉａｇ（ρ_ｉ１...ρ_ｉＮｓｓ）の平方根で事前に乗算することによりチャネル品質情報を固有ベクトル行列Ｖ_ｉへ適用することを含んでよい。

ブロック４１８に示すように、方法は、例えば数式１１を参照して上述したように、事前に乗算されたマトリクスＶ_ｉを行列

のカラムが生成する空間へ投影することを含んでよい。

ブロック４２０に示すように、方法は、投影された干渉行列に基づいてｉ番目のユーザに対応するビーム形成行列を決定することを含んでよい。例えば、ｉ番目のユーザに対応するビーム形成行列の決定は、例えば上述したように、投影された干渉行列のＳＶＤを実行することと、行列

の残された支配的な固有ベクトルのうち最初のＮ_ｓｓの固有ベクトルを選択することを含んでよい。

ブロック４２２および４２３に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、ｉの値を増加させ、次のユーザに関し、ブロック４０８、４１０、４１２、４１４、４１６、４１８および／または４２０の動作を繰り返し行うことにより、例えば上述したように、例えば、Ｋのユーザデバイスのそれぞれに対応するＫのビーム形成プリコーディング行列を決定することを含んでよい。

ブロック４２４に示すように、ＭＩＭＯビーム形成方式の決定は、Ｋのビーム形成プリコーディング行列に基づいてビーム形成行列を決定することを含んでよい。例えば、ビーム形成行列の決定は、数式１３を参照して上述したように、行列Ｂ"を決定することを含んでよい。

ブロック４０６に示すように、方法は、複数のチャネルフィードバック送信に基づくＭＩＭＯビーム形成方式に準拠して無線通信デバイスから複数のユーザへ、マルチユーザＭＩＭＯ送信を行うことを含んでよい。例えば、無線通信部１１０（図１）は、例えば上述したように、ビーム形成行列Ｂ"を用いてマルチユーザＭＩＭＯ送信１１３（図１）を送信する。

図５は、いくつかの例示的な実施形態に係る、チャネル品質の表示および部分的なＭＩＭＯチャネル情報を含むチャネルフィードバックを利用したマルチユーザＭＩＭＯ送信のＳＮＲの関数としてのエルゴード容量を概略的に表すグラフ５０２である。

グラフ５０２は、３つのユーザデバイス、Ｎ_ｓｓ＝２のストリームおよびＩＥＥＥ８０２．１１ＴＧａｃのモデルＤに準拠したチャネルを有する８ｘ２のアンテナ構成に関し、ヘルツ（Ｈｚ）あたりの１秒ごとのビットの単位で示す、エルゴード容量の結果を表す。グラフ５０２は、例えば図４を参照して上述したようにＭＲＢＤアルゴリズムによって得られるエルゴード容量を表す。図５に示すように、ＭＲＢＤアルゴリズムに従って得られる結果は、従来のＲＢＤアルゴリズムを用いて得られる結果と同様である。しかし、従来のＲＢＤ方式とは対照的に、ＭＲＢＤアルゴリズムは部分的なＭＩＭＯチャネル行列のフィードバック情報を要求する。

図６は、いくつかの例示的な実施形態に係る物品６００の概略図である。物品６００は、例えば、無線通信部１１０（図１）および／または無線通信部１２４（図１）の機能の少なくとも一部を実行する、および／または図２および／または４の方法の１以上の動作を実行するのに用いられるロジック６０４を格納する機械可読記憶媒体６０２を含んでよい。

いくつかの実施形態において、物品６００および／または機械可読記憶媒体６０２は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、着脱式または非着脱式メモリ、消去可能または消去不可能なメモリ、書き込み可能または書き換え可能なメモリなどを含む、データの格納が可能な１以上のタイプのコンピュータ可読記憶媒体を含んでよい。例えば、機械可読記憶媒体６０２は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲ−ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、記録可能コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）、書き換え可能コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ）、（例えばＮＯＲまたはＮＡＮＤフラッシュメモリなどの）フラッシュメモリ、連想記憶装置（ＣＡＭ）、ポリマーメモリ、相変化メモリ、強誘電メモリ、シリコン−酸化物−窒化物−酸化物−シリコン（ＳＯＮＯＳ）メモリ、ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードドライブ、オプチカルディスク、磁気ディスク、カード、磁気カード、オプチカルカード、テープ、カセットなどを含む。コンピュータ可読記憶媒体は、例えばモデム、無線、またはネットワーク接続などの通信リンクを介して搬送波または他の伝搬媒質の形態のデータ信号により遠隔コンピュータからリクエストしているコンピュータへ搬送されるコンピュータプログラムのダウンロードまたは転送に関連する任意の適切な媒体を含む。

いくつかの実施形態において、ロジック６０４は、機械に実行されると、当該機械に本明細書で説明される方法、プロセス、および／または動作を実行させる命令、データおよび／またはコードを含む。機械は、例えば、任意の適切なプロセシングプラットフォーム、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングデバイス、プロセシングデバイス、コンピューティングシステム、プロセシングシステム、コンピュータ、プロセッサなどを含み、また、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアなどの任意の適切な組合せを用いて実装してよい。

いくつかの実施形態において、ロジック６０４は、ソフトウェア、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、プログラム、サブルーチン、命令、命令セット、コンピューティングコード、ワード、値、符号などを含むか、或いはそれらとして実装されてよい。命令は、ソースコード、コンパイルされたコード、インタープリトされたコード、実行可能コード、スタティックコード、ダイナミックコードなどの任意の適切なタイプのコードを含む。命令は、プロセッサに所定の機能を実行するように命令する、予め規定されるコンピュータ言語、マナーまたは構文に従って実装されてよい。命令は、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、ＢＡＳＩＣ、Ｍａｔｌａｂ、Ｐａｓｃａｌ、Ｖｉｓｕａｌ ＢＡＳＩＣ、アセンブリ言語、機械コードなどの任意の適切な高位の、低位の、オブジェクト指向の、ビジュアルの、コンパイルされたおよび／またはインタープリトされたプログラム言語を用いて実装されてよい。

本明細書で１以上の実施形態を参照して説明した機能、動作、コンポーネントおよび／または特徴は、本明細書で他の１以上の実施形態を参照して説明した他の機能、動作、コンポーネントおよび／または特徴の１以上と組み合わせること、或いは組み合わせて用いることができ、またその逆も然りである。

本願発明のいくつかの特徴を本明細書に示し説明してきたが、当業者であれば、多くの修正、代替、変更および同等物を思いつくであろう。よって、以下に続く特許請求の範囲は、本願発明の思想に含まれるものとしてそのような修正および変更の全てを網羅する。

Claims (28)

1. 多入力多出力（ＭＩＭＯ）ビーム形成方式に従ってマルチユーザＭＩＭＯ送信を複数のユーザデバイスへ送信する無線通信部を備え、
   前記無線通信部は、前記複数のユーザデバイスのそれぞれからの複数のチャネルフィードバック送信を受信し、
   前記複数のユーザデバイスのうちの１つのユーザデバイスからの１つのチャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記１つのユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表し、
   前記無線通信部は、前記複数のチャネルフィードバック送信に基づき前記ＭＩＭＯビーム形成方式を決定する、無線通信デバイス。
2. 前記マルチユーザＭＩＭＯ送信は、前記１つのユーザデバイスに方向づけられた２以上の送信ストリームを含み、
   前記１つのチャネルフィードバック送信が表す前記複数の固有ベクトルの数は、前記２以上の送信ストリームの数に等しい、請求項１に記載の無線通信デバイス。
3. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列の複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表す、請求項１または２に記載の無線通信デバイス。
4. 前記無線通信部は、前記１つのユーザデバイスに対応する前記複数の固有ベクトルに基づき、かつ前記複数のユーザデバイスのそれぞれに対応する複数の干渉行列に基づき前記ＭＩＭＯビーム形成方式を決定し、
   前記１つのユーザデバイスに対応する１つの干渉行列は、前記複数のユーザデバイスのうちの他のユーザデバイスに対応する複数の固有ベクトルを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信デバイス。
5. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記１つのユーザデバイスとの間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表し、
   前記無線通信部は、前記チャネル品質インジケータに基づいて前記ビーム形成方式を決定する、請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信デバイス。
6. 前記チャネル品質インジケータは、信号対雑音比、信号対雑音干渉比、並びに変調符号化方式の少なくとも１つを表す、請求項５に記載の無線通信デバイス。
7. 前記１つのフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列の前記複数の固有ベクトルに近似する複数の予め規定されるベクトルを表すコードブックインデックスを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信デバイス。
8. 前記マルチユーザＭＩＭＯ送信は、前記複数のユーザデバイスのそれぞれに方向づけられた２以上の送信ストリームを含む、請求項１から５のいずれか１項または請求項７に記載の無線通信デバイス。
9. 複数のアンテナと
   多入力多出力（ＭＩＭＯ）ビーム形成方式に従ってマルチユーザＭＩＭＯ送信を複数のユーザデバイスへ送信する無線通信部と
   を有する無線通信デバイスを備え
   前記無線通信部は、前記複数のユーザデバイスのそれぞれからの複数のチャネルフィードバック送信を受信し、
   前記複数のユーザデバイスのうちの１つのユーザデバイスからの１つのチャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記１つのユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含み、
   前記無線通信部は、前記複数のチャネルフィードバック送信に基づき前記ＭＩＭＯビーム形成方式を決定する、無線通信システム。
10. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表す、請求項９に記載の無線通信システム。
11. 前記マルチユーザＭＩＭＯ送信は、前記１つのユーザデバイスに方向づけられた２以上の送信ストリームを含み、
    前記１つのチャネルフィードバック送信が表す前記複数の固有ベクトルの数は、前記２以上の送信ストリームの数に等しい、請求項１０に記載の無線通信システム。
12. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列の複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表す、請求項１０または１１に記載の無線通信システム。
13. 前記無線通信部は、前記１つのユーザデバイスに対応する前記複数の固有ベクトルに基づき、かつ前記複数のユーザデバイスのそれぞれに対応する複数の干渉行列に基づき前記ＭＩＭＯビーム形成方式を決定し、
    前記１つのユーザデバイスに対応する１つの干渉行列は、前記複数のユーザデバイスのうちの他のユーザデバイスに対応する複数の固有ベクトルを含む、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の無線通信システム。
14. 前記１つのフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列の前記複数の固有ベクトルに対応する複数の予め規定されるベクトルを表すコードブックインデックスを含む、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
15. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記１つのユーザデバイスとの間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表し、
    前記無線通信部は、前記チャネル品質インジケータに基づいて前記ビーム形成方式を決定する、請求項９から１４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
16. 前記マルチユーザＭＩＭＯ送信は、前記複数のユーザデバイスのそれぞれに方向づけられた２以上の送信ストリームを含む、請求項９から１５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
17. 前記１つのユーザデバイスを備える、請求項９から１６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
18. 無線通信部において、
    複数のユーザデバイスのそれぞれからの複数のチャネルフィードバック送信を受信する段階と
    多入力多出力（ＭＩＭＯ）ビーム形成方式に従ってマルチユーザＭＩＭＯ送信を前記複数のユーザデバイスへ送信する段階と
    を備え、
    前記複数のユーザデバイスのうちの１つのユーザデバイスからの１つのチャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記１つのユーザデバイスとの間のＭＩＭＯチャネル行列に関する部分情報を含み、
    前記ＭＩＭＯビーム形成方式は、前記複数のチャネルフィードバック送信に基づく、方法。
19. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表す、請求項１８に記載の方法。
20. 前記マルチユーザＭＩＭＯ送信は、前記１つのユーザデバイスに方向づけられた２以上の送信ストリームを含み、
    前記１つのチャネルフィードバック送信が表す前記複数の固有ベクトルの数は、前記２以上の送信ストリームの数に等しい、請求項１９に記載の方法。
21. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列の複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表す、請求項１９または２０に記載の方法。
22. 前記１つのユーザデバイスに対応する前記複数の固有ベクトルに基づき、かつ前記複数のユーザデバイスのそれぞれに対応する複数の干渉行列に基づき前記ＭＩＭＯビーム形成方式を決定する段階をさらに備え、
    前記１つのユーザデバイスに対応する１つの干渉行列は、前記複数のユーザデバイスのうちの他のユーザデバイスに対応する複数の固有ベクトルを含む、請求項１９から２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 前記１つのチャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記１つのユーザデバイスとの間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表す、請求項１８から２２のいずれか１項に記載の方法。
24. 前記マルチユーザＭＩＭＯ送信は、前記複数のユーザデバイスのそれぞれに方向づけられた２以上の送信ストリームを含む、請求項１８から２３のいずれか１項に記載の方法。
25. チャネルフィードバック送信を無線通信局へ送信する無線通信部を備え、
    前記チャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記無線通信局との間の多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネル行列に対応する複数の固有ベクトルを表し、
    前記無線通信部は、ＭＩＭＯビーム形成方式に従ってマルチユーザ送信の複数の送信ストリームを前記無線通信局から受信し、
    前記ＭＩＭＯビーム形成方式は、前記チャネルフィードバック送信に基づく、無線通信デバイス。
26. 前記チャネルフィードバック送信は、前記ＭＩＭＯチャネル行列の複数の支配的な固有値にそれぞれ対応する複数の支配的な固有ベクトルを表す、請求項２５に記載の無線通信デバイス。
27. 前記複数の固有ベクトルの数は、前記複数の送信ストリームの数に等しい、請求項２５または２６に記載の無線通信デバイス。
28. 前記チャネルフィードバック送信は、前記無線通信部と前記無線通信局との間のチャネルの品質に対応するチャネル品質インジケータを表す、請求項２５から２７のいずれか１項に記載の無線通信デバイス。

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