JP2022548340A - 未知のシンボル依存の送信側障害を有するマッシブｍｉｍｏシステムのシンボル検出 - Google Patents

Abstract

無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するための装置である。摂動量は、無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含む。装置は、ベースステーション（ＢＳ）とユーザ機器（ＵＥ）との間のリンクを確立するように構成されるＢＳを含む。処理回路は、受信機側デコーダを実現するように構成される。受信機側デコーダは、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリカバリを提供するように構成可能であり、リカバリは受信機側においてであり、摂動は送信機側においてである。送信されたシンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供する。受信機側デコーダによって提供されるデコーディングは、ＵＥまたはＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストを低減するために、摂動量だけ摂動される未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用される。

Description

本開示は、マルチユーザマルチプルインプットマルチプルアウトプット（ＭＩＭＯ: Multiple-Input Multiple-Output）スキームをサポートする通信システムにおける障害を処理するための装置、システムおよび方法に関し、より特定的には、未知のシンボル依存の送信側障害を有する通信システムにおける障害およびシンボル検出を適応的に処理することに関する。

マッシブマルチプルインプットマルチプルアウトプット（ＭＩＭＯ）は、次世代の無線通信システムのスループットの増加およびより良好なサービス品質についての今日の増大する需要を満たす有望な技術である。これらのマッシブＭＩＭＯシステムは、ベースステーション（ＢＳ: base station）において多数のアンテナを装備しており、当該ベースステーションは、同じ時間周波数スロットを共有するはるかに少数のシングルアンテナユーザに同時にサービスする。

しかしながら、これらのマッシブＭＩＭＯシステムは、今日の通信技術の需要の増大に対処するように構成される特定の設計およびハードウェア実現例により、今日の通信システムに重大な影響を与える困難性を提起する。たとえば、これらの通信システムは、ＢＳにおけるアンテナの数が多く、しばしば高解像度のアナログ－デジタルコンバータ（ＡＤＣ: analog-to-digital converter）とともに使用されるため、ハードウェアコストおよび消費電力が非常に高くなるような態様で配される。さらに、これらのシステムについての送信障害は、今日の通信システムについてまだ対処されていない、マッシブＭＩＭＯシステムについての多くの困難性を引き起こす。実際、従来の通信トランシーバは、今日の通信システムに深刻な影響を与え得る、電力増幅器の非線形性、Ｉ／Ｑ不均衡、非理想的な発振器による位相ドリフト、および、キャリア周波数オフセットといったハードウェア障害によって影響を受ける。

物理的なトランシーバの実現例は、多くの異なるハードウェアデバイス（たとえば、増幅器、コンバータ、ミキサ、フィルタおよび発振器）からなり、各コンポーネントは、信号を歪ませる障害量を有する。これらのハードウェアの不具合または障害は避けられず、これらの障害の深刻さはしばしば、意図された工学的な決定に基づいて通信システム内に設計される。ハードウェアコストおよび／または電力消費を低減するために、より大きい歪みが意図的に導入される（システム内に設計される）。各コンポーネントの非理想的な挙動は詳細にモデル化され、その結果、今日の無線通信システムについてスループットおよび信号の品質の量を制限するトランシーバ障害がもたらされる。その結果、これらのマッシブＭＩＭＯシステムは、スループットの増加およびより良好なサービス品質を提供することに失敗することになる。

したがって、局面の中でも特に、未知のシンボル依存の送信側障害を有する通信システムにおける障害を適応的に処理し得る装置、システムおよび方法を開発するための必要性が存在する。

本開示は、未知のシンボル依存の送信側障害を有する、マルチユーザマルチプルインプットマルチプルアウトプット（ＭＩＭＯ）スキームをサポートする通信システムにおける障害を適応的に処理するための装置、システムおよび方法に関する。

本開示は、アクティブデバイスの非線形特性によって発生する非線形障害、または、パッシブデバイスによって発生する非線形障害といった障害によって影響を受ける現実世界の通信トランシーバの問題のいくつかに対処する。特に、未知のモデルパラメータとして階層的信号モデルを設計することを含む本開示の実施形態のいくつかにおいて、シンボル依存の摂動が完全に考慮され得る。したがって、本開示のいくつかの局面は、マルチユーザＭＩＭＯスキームをサポートする通信システムにおけるシンボル依存の送信側障害を有するマッシブＭＩＭＯシステムのための低複雑性シンボル検出のための変分ベイズ推論アプローチを使用して障害を処理するための装置、システムおよび方法を提供する。本開示において開発された変分ベイズシンボル検出器は、反復した態様で未知の摂動を学習するように構成される。

本開示の実施形態は、無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するための装置を含み、摂動量は、無線ネットワークの送信信号からの非線形効果を含む。当該装置は、データ送信のために構成される少なくとも１つのアンテナまたはアンテナのアレイを有するベースステーション（ＢＳ）を有する。ＢＳは、無線ネットワークにおけるユーザ機器（ＵＥ: User Equipment）との無線通信のために構成され、かつ、ＢＳとＵＥとの間にリンクを確立して複数の送信およびアップリンクデータストリームを提供するように構成される。受信機側デコーダを実現するように処理回路が構成され得る。受信機側デコーダのうちのある受信機側デコーダは、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリモートで構成可能なリカバリを提供するように構成可能であり得る。リカバリは受信機側においてであり、摂動は送信機側においてであり、受信機は、ＢＳにおけるアップリンク送信のため、または、ＵＥにおけるダウンリンク送信のためのいずれかである。さらに、処理回路は、送信されたシンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供し得る。受信機側デコーダによって提供されるデコーディングは、ＵＥまたはＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、摂動量だけ摂動される未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用され得る。

本開示の実施の形態が、無線通信システムにおいて発生する摂動量を含む障害をどのように処理するかをより良好に理解するために、障害がどのように発生するか、および、障害／摂動とは何かの説明の必要性が存在する。たとえば、非線形伝送特性を有するデバイスを含む信号経路に沿って信号が送信されると、無線通信システムにおいて摂動量を含む障害が発生し得る。これらの障害は、それから当該障害が発生する１つまたは複数の信号と周波数が異なり得、他の信号への干渉を引き起こし得る。アクティブおよびパッシブな相互変調障害といった非線形障害の発生は、今日の無線通信システム、特にセルラー無線システムにおいて問題である。非線形システムは一般的に、アクティブコンポーネントから構成され得、これは、当該コンポーネントが入力信号ではない外部電源でバイアスされなければならないことを意味する、すなわち、アクティブコンポーネントが「オン」にされなければならないことを意味する。たとえば、セルラーベースステーションでは、この非線形挙動は、非限定的な例として、電力増幅器の非線形性、Ｉ／Ｑ不均衡、非理想的な発振器による位相ドリフト、および、キャリア周波数オフセットといったアクティブコンポーネントに起因し得る。アクティブコンポーネントの非線形性は、送信機すなわち電力増幅器および／または受信機（たとえば、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ: low noise amplifier）または周波数コンバータ）に存在し得る。他の非線形障害は、パッシブデバイスまたはパッシブ相互変調（ＰＩＭ: passive intermodulation）源および／またはパッシブ高調波（ＰＨ: passive harmonic）源によって発生し得る。ＰＩＭ源は多くの場所において発生し得、いくつかの例は、無線フィルタ、コネクタ、無線からアンテナへのケーブルアセンブリにおいて、複数の無線が同じケーブルまたはアンテナ上に多重化される場合にはマルチプレクサにおいて、アンテナにおいて、または、アンテナの外部の環境において存在し得る。

シンボル依存の摂動：送信機におけるハードウェアからの上記非線形挙動は、シンボル依存であり得る。すなわち、送信されるシンボルが異なる場合、非線形効果は、主に電力増幅器における異なるアクティベーション挙動、Ｉ／Ｑ不均衡、および、アンテナ給電回路に起因して異なる。

非線形干渉は、複数の周波数において干渉を発生させる。この干渉は、発生した干渉のうちのいくつかがベースステーションの割り当てられた受信チャネルに該当する場合に問題となり得る。干渉は、受信機の感度を低下させ得、これにより、受信機の性能が低減される。非線形干渉に関連付けられる問題の１つは、いつ干渉が受信機に結合し、いつ干渉が当該受信機について割り当てられた周波数チャネルとオーバーラップするかである。干渉は、受信機における受信信号の品質を劣化させ、これにより性能が劣化する。さらに、受信機は、より低いチャネル利用率（channel unitlization rate）およびより低い効率と、より高いリンク輻輳とを引き起こす、成功したメッセージ配信のスループットの低減を経験し得る。別の問題は、送信機側摂動が深刻である場合における、より高いビットエラーレート（ＢＥＲ: bit error rates）による低いサービス品質であり得る。

これらの問題についてのいくつかの理由は、追加的な帯域が利用可能になるにつれて、利用可能な無線周波数スペクトルが時間の経過とともに着実に拡大したことであり得る。さらに、さまざまなセルラーシステムによる使用のための利用可能なスペクトル内のアップリンク帯域およびダウンリンク帯域の割り当てのパターンは、より複雑になっている。この状況において、すなわち非限定的な例によれば、セルラー無線ベースステーションにおいて、ベースステーションにおいて信号が受信されるアップリンク帯域内の１つ以上のダウンリンク帯域における送信キャリアから非線形障害が発生する。

上述のように、今日の通信システムにおいて発生する障害の増加についての少なくとも１つの原因は、通信産業の技術的需要の増加について行くための設計およびハードウェア実現例によるものであり得る。これらの設計からのいくつかの他の負の影響は、高分解能アナログ－デジタルコンバータ（ＡＤＣ: analog-to-digital converter）の使用の増加とともに、ＢＴＳにおけるアンテナの数が増加するにつれて非常に高くなっているハードウェアコストおよび電力消費の増加である。

本開示のいくつかの実施形態は、送信側障害に起因する障害または摂動を、独立した付加的な歪み（additive distortion）としてモデル化し、より明示的には、切断ガウス分布（truncated Gaussian distribution）によってモデル化する。ガウス分布の仮定は、送信チャネル（たとえば、電力増幅器、コンバータ、ミキサ、フィルタ、発振器など）に沿ったすべてのハードウェア障害の総計の効果による。さらに、切断ガウス分布における切断は単純に、ハードウェア障害の影響が制限され、任意に大きくなり得ないことを暗示する。低複雑性シンボル検出アルゴリズムを作り出すために、摂動され送信されたシンボルに階層的ガウス混合事前モデルがさらに課されて、有限のアルファベットの性質を実現する。階層的切断ガウス混合事前モデルは、因数分解または分離された反復検出アルゴリズムを作り出すために、一般化近似メッセージパッシング（ＧＡＭＰ: generalized approximate message passing）および変分ベイズ推論の原理を使用する。克服すべき少なくとも１つの困難性または問題は、決定論的なハイパーパラメータ、すなわち、切断ガウス混合モデルの平均を更新することが、計算された事後分布にわたる正規化係数の対数の期待値を必要とすることであり、それを閉形式の表現で導出することは困難なことである。決定論的なハイパーパラメータは、摂動についての事前知識を制御するモデルパラメータである。たとえば、過去の観察から、ある送信機またはデバイスからの信号は、他の送信機またはデバイスよりも大きい摂動を有する。結果として、そのような差異を反映するよう、異なるハイパーパラメータが割り当てられ得る。受信機において現在観察される信号からの新しい情報を組み合わせることによって事前の知識が再重み付けされなければならないので、上記アルゴリズムを実行しながら、決定論的なハイパーパラメータを更新する必要がある。

決定論的なハイパーパラメータを更新する問題に対処するために、この摂動が、観察された信号とリカバリされた信号との間の最小化された平均二乗誤差につながるように、リカバリされたシンボルに小さい摂動を加えることによって、近似閉形式更新ルールが階層的切断ガウス混合事前モデルに導入される。閉形式更新ルールは、最小二乗解によって提供される。摂動がひとたび最適化されると、摂動されたシンボル境界が更新され、次の反復のために使用される。

切断ガウス混合モデルの性能は、バイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ: binary phase-shift keying）コンステレーションによるモンテカルロシミュレーションを使用することによって数値的に評価される。
実験

本開示のいくつかの実施形態の開発の間、マルチユーザＭＩＭＯスキームをサポートする通信システムにおいてさまざまな干渉相殺スキームが試験された。しかしながら、そのような干渉相殺スキームは、高い処理複雑性を必要とし、かつ、干渉信号が所望の信号の検出に影響しなくても、干渉相殺動作が常に実行されなければならないので、非効率的であったことを試験の結果が証明した。さらに、上述のように干渉相殺動作が常に必要とされるため、これらの干渉相殺スキームは、大量の処理計算および電力消費を必要とすることも認識される。学習されたいくつかの局面は、通信産業の今日の継続して増加する通信技術の要求を満たすよう、マルチユーザＭＩＭＯスキームおよび／またはマッシブＭＩＭＯスキームをサポートする通信システムについて、処理複雑性の減少、計算処理時間／コストの減少、および、より少ない電力消費をもたらす、干渉を相殺するための異なる新しいスキームが存在する必要があるということである。

本開示の実施形態によれば、無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するための装置であって、摂動量は、無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含む。装置は、データ送信のために構成される少なくとも１つのアンテナを有する少なくとも１つのベースステーション（ＢＳ）を含む。ＢＳは、無線ネットワークにおけるユーザ機器（ＵＥ）との無線通信のために構成され得る。ＢＳはさらに、複数の送信およびアップリンクデータストリームを提供するために、ＢＳとＵＥとの間にリンクを確立するように構成され得る。処理回路は、受信機側デコーダを実現するように構成され得る。受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリモートで構成可能なリカバリを提供するように構成可能であり得る。リカバリは受信機側においてであり、摂動は送信機側においてであり、受信機は、ＢＳにおけるアップリンク送信のため、または、ＵＥにおけるダウンリンク送信のためのいずれかである。処理回路は、送信されたシンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供し得る。受信機側デコーダによって提供されるデコーディングは、ＵＥまたはＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、摂動量だけ摂動される未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用される。

本開示の別の実施形態によれば、無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するためのシステムであって、摂動量は、無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含む。少なくとも１つのベースステーション（ＢＳ）は、データ送信のために構成される少なくとも１つのアンテナを含む。ＢＳは、無線ネットワークにおけるユーザ機器（ＵＥ）との無線通信のために構成され、ＢＳは、複数の送信およびアップリンクデータストリームを提供するために、ＢＳとＵＥとの間のリンクを確立するように構成される。システムは、受信機側デコーダを実現するように構成される処理回路を含む。受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリモートで構成可能なリカバリを提供するように構成可能であり、リカバリは受信機側においてであり、摂動は送信機側においてである。受信機は、ＢＳにおけるアップリンク送信のため、または、ＵＥにおけるダウンリンク送信のためのいずれかである。送信されたシンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供する。受信機側デコーダによって提供されるデコーディングは、ＵＥまたはＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、摂動量だけ摂動される未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用される。処理回路と通信する制御要素は、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリカバリに基づいてアクションを実現する。

本開示の別の実施形態によれば、無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するための方法であって、摂動量は、無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含む。方法は、受信機側デコーダを実現することを含み、受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは、摂動量だけ摂動される未知のシンボルの構成可能なリカバリを提供するために構成可能である。リカバリは受信機側においてであり、摂動は送信機側においてであり、受信機はベースステーション（ＢＳ）におけるアップリンク送信のため、または、ユーザ機器（ＵＥ）におけるダウンリンク送信のためのいずれかである。送信されたシンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供する。受信機側デコーダによって提供されるデコーディングは、ＵＥまたはＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、摂動量だけ摂動される未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用され、当該方法を実現するために処理回路が使用される。

添付の図面を参照して、ここで開示される実施形態がさらに説明される。示される図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、ここで開示される実施形態の原理を説明する際に一般的に強調がなされる。
［図面の簡単な説明］

本開示の実施形態に従ったシステムを示すフロー図である。 本開示の実施形態に従った通信システムを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、シンボル検出のために階層的切断ガウス混合モデルを利用することによって、同時にシンボルを検出し、かつ、受信機における受信信号からシンボル依存の摂動を推定するワークフローを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、分離された尤度関数を計算するための図１Ｃのブロック１５０のステップを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、有効な送信されたシンボルの事後を更新するための図１Ｃのブロック１６０のステップを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、精度変数の事後を更新するための図１Ｃのブロック１７０のステップを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、ラベル変数の事後を更新するための図１Ｃのブロック１８０のステップを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、モデルパラメータ（ノイズ分散および摂動限界）を更新するための図１Ｃのブロック１９０のステップを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、受信信号ｙについての信号モデルと、送信側障害を有するマッシブＭＩＭＯシステムのためのシンボル検出モジュールとを示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、通信ネットワークのいくつかのアクティブ干渉を示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、通信ネットワークのいくつかのパッシブ干渉を示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、ｕ１＝－０．１およびｕ２＝－０．２である場合の、ＢＰＳＫ変調に対する送信側障害に起因する送信されたシンボルに対するシンボル依存の摂動の例を示すグラフである。 本開示の実施形態に従った、ｕ１＝－０．１、ｕ２＝－０．５およびπ＝０．５であり、事前精度α１＝５０およびα２＝５０である場合において、有効に送信されたシンボルｘｎ∈［ｖ２＝－１．５，ｖ１＝０．９］についての切断ガウス混合事前ｐ（ｘｎ）を示すグラフである。 本開示の実施形態に従った、ｕ１＝－０．１、ｕ２＝－０．５、およびπ＝０．５である場合において、事前精度α１＝１０００およびα２＝１０００である、有効に送信されたシンボルｘｎ∈［ｖ２＝－１．５，ｖ１＝０．９］についての切断ガウス混合事前ｐ（ｘｎ）を示すグラフである。 本開示の実施形態に従った、未知の係数およびハイパー事前パラメータに対するノイズおよび事前分布を含むシンボル依存障害を有するマッシブＭＩＭＯシステムのための信号モデルのグラフィック表現を示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、ＳＮＲ＝２０ｄＢであり、ｕ１＝０．５，ｕ２＝０．７の場合において、有効に送信されたシンボルを円で示し、かつ、既存の方法および提案された方法からの推定されたシンボルを示すグラフである。 本開示の実施形態に従った、ＳＮＲの関数としての正規化されたＭＳＥに関する性能比較を示すグラフである。 本開示の実施形態に従った、ＳＮＲの関数としてのＢＥＲに関する性能比較を示すグラフである。 本開示のいくつかの実施形態に従った、マルチユーザＭＩＭＯ通信システムにおける信号送信装置８００のブロック図である。 本開示の実施形態に従ったマルチユーザＭＩＭＯ通信システムにおける信号受信装置９００のブロック図である。 本開示の実施形態に従った、方法およびシステムのいくつかの技術を実現するために使用され得るコンピューティング装置を示す概略図である。 本開示の実施形態に従った、方法およびシステムのいくつかの技術を実現するために使用され得るモバイルコンピューティング装置を示す概略図である。

上記で識別された図面は、ここで開示される実施形態を記載しているが、議論において述べられるように、他の実施形態も企図される。本開示は、限定ではなく表現として例示的な実施形態を提示する。本開示の実施形態の原理の範囲および精神に該当する多数の他の修正例および実施形態が、当業者によって考案され得る。

図１Ａは、本開示の実施形態に従ったシステムを示すフロー図である。たとえば、当該システムは、無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するためのシステムであって、摂動量は、無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含む。少なくとも１つのアンテナを有する少なくとも１つのベースステーション（ＢＳ）が、データ送信のために構成され、ＢＳは、無線ネットワークにおけるユーザ機器（ＵＥ）との無線通信のために構成される。さらに、ＢＳは、複数の送信およびアップリンクデータストリームを提供するために、ＢＳとＵＥとの間にリンクを確立するように構成され得る。

図１Ａのステップ１１５は、ベースステーションのような無線ネットワークから送信信号を受信するユーザ機器の受信機を含み、当該送信信号は、非線形効果を有する摂動量を含む。

図１Ａのステップ１２０は、受信機側デコーダを実現するように構成される処理回路を含み、受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは構成可能である。

図１Ａのステップ１２５は、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリモートで構成可能なリカバリを提供することを含み、リカバリは受信機側においてであり、摂動は送信機側においてであり、受信機はＢＳにおけるアップリンク送信のため、または、ＵＥにおけるダウンリンク送信のためのいずれかである。

図１Ａのステップ１３０は、送信されたシンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供することを含み、受信機側デコーダによって提供されるデコーディングは、ＵＥまたはＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、摂動量だけ摂動される未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用される。

随意のステップ１３５（図１Ａに図示せず）は、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリカバリ、および／または、識別されたシンボル依存の摂動に基づいてアクションを実現する、処理回路と通信する制御要素を含み得る。制御要素は、動作、サポートおよびネットワークタスクを扱う管理システムのネットワーク制御の部分であり得る。制御要素は、無線ネットワークにおける干渉を処理するために別のデバイスから情報を収集するように構成され得、および／または、無線ネットワーク内における問題を診断および解決するように構成され得る。さらに、制御要素は、ユーザによって示される特定の用途に依存して、性能指標を他の無線アクセスネットワークと相関させるように構成され得、制御要素は、特定のタスクを提供し得る。

本開示の実施形態は、固有の局面を提供し、非限定的な例として、ハードウェア障害に起因するシンボル依存の送信機側シンボル摂動を、事前知識を有するランダムパラメータとしてモデル化し、事前知識と現在の観察とを組み合わせることによりシンボルと送信機側摂動とを同時に学習することによって、受信機側において真のシンボルをリカバリすることであり得る。

図１Ｂは、本開示の実施形態に従った通信システムを示す概略図である。通信システム１００Ｂは、少なくとも１つのトランシーバベースステーションまたはベースステーション１３Ａ，１３Ｂと少なくとも１つのスイッチングステーション１５との範囲内に位置する無線デバイス１１Ａ～１１Ｎを含み得る。ベースステーション１３Ａ，１３Ｂおよびモバイルスイッチングステーション１５は、無線デバイス１１Ａ～１１Ｎと無線通信する。動作中において、無線デバイス１１Ａ～１１Ｎは、ベースステーション１３Ａ，１３Ｂにデータを無線通信し得、ベースステーション１３Ａ，１３Ｂは、通信ネットワーク１７とのハードワイヤード接続、すなわち、インターネットケーブルラインまたは何らかの他のハードウェア接続に接続され得る。たとえば、無線デバイス１１Ａ～１１Ｎとベースステーション１３Ａ，１３Ｂとの間で通信され得るデータ、すなわち、両方向に通信され得るデータは、データ、すなわち音声データまたは他のデータを含み得る。そのため、当該データは通信ネットワークに通信され得る。無線デバイス１１Ａ～１１Ｎとベースステーション１３Ａ，１３Ｂとの間の通信のタイプは、狭帯域チャネル、すなわち、メッセージの帯域幅がチャネルのコヒーレンス帯域幅を有意に超えないチャネル、または、広帯域チャネル、すなわち、メッセージ帯域幅がチャネルのコヒーレンス帯域幅を有意に超える場合を含む異なるタイプのフォーマットであり得る。

ベースステーション１３Ａ，１３Ｂの局面は、無線デバイス１１Ａ～１１Ｎと通信する狭帯域ベースステーションまたは広帯域デジタルベースステーションを利用し得る。無線デバイス１１Ａ～１１Ｎおよびベースステーション１３Ａ，１３Ｂは、ビームフォーミングおよびビームフォーミング送信を利用するように構成され得、かつ、マルチパス伝搬を利用するよう複数の送信および受信アンテナを使用して無線リンクのキャパシティを倍増するマルチプルインプットマルチプルアウトプット（ＭＩＭＯ）アプローチを利用するように構成され得る。ＭＩＭＯアプローチは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＨＳＰＡ＋（３Ｇ）、ＷｉＭＡＸ（４Ｇ）、およびロングタームエボリューション（４Ｇ ＬＴＥ）を含む無線通信規格の要素である。ＭＩＭＯはさらに、ＩＴＵ Ｇ．ｈｎ規格およびＨｏｍｅＰｌｕｇ ＡＶ２仕様の部分として、３ワイヤインストレーション（3-wire installation）のための電力線通信に適用され得る。

引き続き図１Ｂを参照して、本開示のいくつかの実施形態は、マッシブＭＩＭＯ技術を利用し得、端末の数は、ベースステーション（モバイルステーション）のアンテナの数よりもはるかに少ない。散乱環境では、最大比送信（ＭＲＴ: maximum ratio transmission）、最大比合成（ＭＲＣ: maximum ratio-combining）またはゼロフォーシング（ＺＦ: zero forcing）といったシンプルなビームフォーミングストラテジーを使用して、マッシブＭＩＭＯシステムの完全な利点が利用され得る、すなわち、チャネル状態情報が利用可能であり得る。

モバイルスイッチングセンタ１５は、無線デバイス１１Ａ～１１Ｎが、ベースステーション１３Ａ，１３Ｂとの通信または他の場所に位置するいくつかの他のベースステーション（図示せず）との通信を維持し得るように、ベースステーション１３Ａ，１３Ｂのイベントを調整するために利用され得る。たとえば、無線デバイス１１Ａ～１１Ｎは、ベースステーション１３Ａ，１３Ｂによってカバーされる異なる領域間でローミングし得るので、モバイルスイッチングセンタ１５は、ベースステーション１３Ａ，１３Ｂと別のベースステーション（図示せず）との間で無線デバイス１１Ａ～１１Ｎへの通信を調整することを支援し得る。

図１Ｃは、本開示の実施形態に従った、シンボル検出のために階層的切断ガウス混合モデルを利用することによって、シンボルを同時に検出し、かつ、受信機における受信信号からシンボル依存の摂動を推定するいくつかのステップを示す概略図である。アンテナ１４９からの受信信号は、シンボル検出モジュールに供給される。最初に、ブロック１５０において、ブロック１９０の出力であるモデルパラメータの更新された値により、分離された送信チャネルベースの尤度関数が計算される。次いで、ブロック１６０において、切断ガウス分布として分布する有効に送信されたシンボルの有効に送信されたシンボルの事後の事後を更新する。ブロック１７０は、ガンマ分布として分布する各シンボルについての精度変数の事後を更新する。ブロック１８０は、ベルヌーイ分布として分布する各シンボルについてのラベル変数の事後を更新する。ブロック１９０は、これらのモデルパラメータを更新するよう、ノイズ分散および摂動され送信されたシンボルを含む未知の決定論的なパラメータに関するコスト関数を最大化する。次いで、上記のプロセスは、多数回の反復について繰り返される。反復の終了時において、検出されたシンボル１９１およびシンボル依存の摂動１９３を出力する。
変分ベイズシンボル検出

上記の階層的信号モデルによれば、隠れランダム変数｛ｘ，ｃ，α_１，α_２｝の事後分布について変分ベイズ推論を利用し、未知のモデルパラメータ、すなわち、決定論的摂動パラメータ｛ｖ_１，ｖ_２｝およびノイズ分散β^－１について更新ルールを利用する。

図１Ｄは、本開示の実施形態に従った、分離された尤度関数を計算するための図１Ｃのブロック１５０のいくつかのステップを示す概略図である。ステップ１５１は、

を設定することによって計算手順を初期化する。ステップ１５２は、チャネル行列要素および開始値を使用することによって、すべてのＭ個の受信機アンテナについてのパラメータ

を更新する。ステップ１５３は、各アンテナにおける等価なノイズのない受信信号の事後平均および分散を計算する。ステップ１５４は、ガウス分布である各アンテナにおける分離された尤度関数の平均および分散を計算する。
分離された送信チャネルベースの尤度関数

ｙの受信機チャネルベースの尤度関数は、

によって与えられ、式中、各受信チャネルにおける測定ｙ_ｍは、混合チャネル行列Ｈに起因するすべての有効に送信されたシンボル

からの寄与を含む。事後分布を導出するために、受信機チャネルベースの尤度関数を、分離された送信チャネルベースの尤度関数に因数分解する必要がある。これは、以下のように、近似周辺尤度の積として尤度関数を近似するＧＡＭＰフレームワークを使用することによって行なわれ得る。

その結果、受信機チャネルベースの尤度関数は、（送信アンテナインデックスｎに関して）送信チャネルの意味でほぼ分離される。各送信チャネルについて、平均

および分散

を有する等価のガウス周辺尤度が得られる。平均および分散の詳細な導出は、付記において発見され得る。式（１６）のこの分離プロセスが、ＭＩＭＯ－ＯＦＤＭシステムについての、マッシブＭＩＭＯシンボル検出およびピーク対平均電力比の低減において使用されていることは言及に値する。

式（１６）の近似尤度関数を得るために、近似平均

および分散

を計算する必要があり、これらは、平均

、分散

およびノイズ分散β^－１からの入力によりＧＡＭＰアルゴリズムを使用することによって得ることができる。特に、分離された尤度

およびノイズのない測定の事後尤度

を計算するために、以下のステップに従う。

図１Ｅは、本開示の実施形態に従った、有効な送信されたシンボルの事後を更新するための図１Ｃのブロック１６０のいくつかのステップを示す概略図である。事後は、式（１９）によって計算された平均および式（２０）による分散を有する切断ガウス分布である。なお、平均および分散は、ブロック１５０からの各アンテナにおける上記分離された尤度関数の平均および分散の関数である。これらは、ブロック１７０からの精度変数およびブロック１８０からのラベル変数の事後平均の関数でもある。切断限界は、ブロック１９０における更新されたモデルパラメータからである。
有効に送信されたシンボルｘの事後：
まず、有効に送信されたシンボルベクトルｘの事後分布の導出から開始する。式（１０）および式（１６）を用い、かつ、ｘ_ｎに関係する項のみを保つことによって、

が得られる。
式中、ｖ_１＝ｖ＋ｂおよびＶ_２＝－ｖ＋ｂである。これは、ｘの事後分布が、独立した切断ガウス分布

に因数分解され得ることを暗示する。
ここで、事後平均

および分散

は、

として与えられる。

図１Ｆは、本開示の実施形態に従った、精度変数の事後を更新するための図１Ｃのブロック１７０のいくつかのステップを示す概略図である。事後は、２つのパラメータａおよびｂを有するガンマ分布である。パラメータａ_１およびａ_２は、ブロック１８０からのラベル変数の事後平均の関数である。パラメータｂ_１およびｂ_２は、ブロック１８０からのラベル変数の事後平均、ブロック１６０からの有効に送信されたシンボルの事後モーメント（posterior moments）、および、ブロック１９０からの更新された切断限界の関数である。
精度変数｛α_１，α_２｝の事後：
式（１３）および式（１６）を用い、かつ、α_ｎ１に関係する項のみを保つことによって、

が得られる。式中、更新された値

を使用して

を置換し、それをα_ｎ１の事後分布に対して無関係にした。その結果、α_１の事後分布は、独立ガンマ分布に因数分解され得る。すなわち、

同様に、α_２の事後分布は、独立ガンマ分布に因数分解され得る。すなわち、

図１Ｇは、本開示の実施形態に従った、ラベル変数の事後を更新するための図１Ｃのブロック１８０のいくつかのステップを示す概略図である。事後は、パラメータ

を有するベルヌーイ分布である。パラメータは、ブロック１６０からの有効に送信されたシンボルの事後量と、ブロック１７０からの精度変数の事後量と、ブロック１９０からの更新された切断限界との関数である。
ラベル変数ｃの事後：

隠れ変数の最後のクラス、すなわちバイナリラベル変数ｃ∈｛０，１｝について、その事後分布は、

と推定され、式中、

である。事後量

の計算は、かなり複雑であり、以前の反復からのそれらの更新された値

によって置き換えられ得る。その結果、ｃは、パラメータ

を有する独立した事後ベルヌーイ分布を有する。

式（１１）におけるｃｎの事前分布と比較すると、パラメータ

はインデックスｎに依存しているので、事後分布はもはや同一ではない。
事後量の算出：

上記の事後分布を更新するために、以下の事後量を計算する必要がある。

式中、φ（ｘ）は、ｘの値における標準的な正規確率密度関数であり、

は、ディガンマ関数である。

図１Ｈは、本開示の実施形態に従った、モデルパラメータ（ノイズ分散および摂動限界）を更新するための図１Ｃのブロック１９０のいくつかのステップを示す概略図である。ブロック１９１は、ノイズ分散推定を更新する。ブロック１９３は、２つの摂動限界を更新する。
決定論的モデルパラメータの更新：
以下では、３つの決定論的パラメータθ＝｛β，ｖ_１，ｖ_２｝についての更新ルールを得る。一般的なルールは、未知のパラメータ

に対するＱ関数を最大にすることである。式中、Ｑ関数は、すべての隠れ変数｛ｘ，α_１，α_２，ｃ｝の事後分布に対する完全な尤度関数｛ｙ，ｘ，α_１，α_２，ｃ｝の対数の期待値として得られる。

まず、βの対応するＱ関数は、次のように表され得る。

式中、ｙ_ｍ＝ｄ_ｍ＋ｖ_ｍであり、ｄ_ｍはノイズのない測定ｄ＝Ｈｘのｍ番目の要素であり、その事後分布

は付記のステップ２において見つけられ得る。言い換えると、等価変数ｄは、隠れ変数｛ｘ，α_１，α_２，ｃ｝からのすべての寄与を要約し得る。次いで、以下が直接的に示される。

これにより、

が得られる。式中、期待値は、ｄｍの事後分布にわたって取られる。

次に、２つの未知の境界値｛ｖ_１，ｖ_２｝を更新するために、｛ｖ_１，ｖ_２｝の対応するＱ関数の、閉形式表現を見出すことは困難である。代替的には、最小二乗更新手順が考えられる。具体的には、以下のコスト関数を最小化する。

式中、１はオールワンベクトル（all-one vector）であり、

であり、ｋ回目の反復における未知のインターバルの推定された中間点を示す。最適な調整｛Δｂ，Δｖ｝を求めることによって、｛ｖ_１，ｖ_２｝の更新ルールが、限界の現在の推定に対する中間点ｂおよび限界距離ｖの更新に変換されることが分かり得る。より正確には、式（３３）は、ｘの現在の推定、すなわち、

と、２つの境界への平均Δｂおよびその周辺距離Δｖの調整とを使用して、データフィッティングエラーを最小化する。｛Δｂ，Δｖ｝の正確な解は、

として与えられ、式中、Ｑ＝Ａ［１，ｈ］である。最後に、２つの境界｛ｖ_１，ｖ_２｝は、以下のように更新され得る。

送信側障害／干渉／相互変調

図２Ａは、本開示の実施形態に従った、受信信号ｙについての信号モデルと、送信側障害を有するマッシブＭＩＭＯシステムのためのシンボル検出モジュールとを示す概略図である。たとえば、図２Ａは、各アンテナが有効に送信されたシンボルｘ（ｎ_ｔ）２０３０を送信するＮ_ｔ個の送信アンテナと、受信信号ｚ（ｎ_ｒ）２０４０を有するＮ_ｒ個の受信アンテナとを有するマッシブＭＩＭＯのシステムモデルを示す。各アンテナにおける受信信号は、付加的な受信機ノイズｖ（ｎ_ｒ）２０５０によって汚染される。すべてのＮｒ個の受信アンテナからのノイズのある受信信号２０６０がシンボル検出モジュールのために使用されて、検出シンボル１９１が出力される。有効に送信される各シンボルについて、受信信号２０６０は、摂動されていないシンボルｓ（ｎ_ｔ）２０１０およびシンボル依存の摂動ｅ（ｎ_ｔ）２０２０からなる。チャネル行列１６０は、各要素が１つの送信アンテナと１つの受信アンテナとの間のチャネル状態を示すＮｒ×Ｎｔ行列である。

引き続き図２Ａを参照して、Ｎ_ｔ個の送信アンテナとＮ_ｒ個の受信アンテナとを有するマッシブＭＩＭＯシステムを考える。送信されたシンボルは、有限のコンステレーションセット

（たとえばＰＳＫまたはＱＡＭ）からの値を取る。一般性を失うことなく、

と仮定する。

を公称送信ベクトルを示すものとし、

をチャネルゲイン行列を示すものとし、そのエントリは独立であると仮定され、ゼロの平均および単位分散を有する独立かつ同一に分布する（ｉ．ｉ．ｄ．）ガウスであると仮定される。受信されたベクトル

は、

によって与えられる。式中、ｘは送信障害による摂動され送信されたベクトルであり、ｅは送信摂動ベクトルであり、ｖはゼロの平均および未知の分散β^－１を有するガウス分布ノイズ、すなわち、

である。さらに、公称送信シンボルＳｎ∈｛－１，１｝は、以下のベルヌーイ分布に従う。

式中、

である。さらに、送信ハードウェア障害が、シンボル依存置換（permutation）ベクトルｅを導入する。

式中、ｕ_１およびｕ_２は未知であるが決定論的な変数である。

対象の問題は、受信ベクトルｙが与えられると、未知のシンボル依存送信障害ｅの場合、ｓのバイナリの性質を考慮に入れることによって真の送信されたシンボルｓを検出することである。
アクティブ干渉

図２Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に従った、通信ネットワークにおけるアクティブ干渉を示す概略図である。上述のように、アクティブ相互変調は、システム内または外部源からの２つ以上の信号が結合し、その周波数倍数および積を作り出すアクティブ電子システムにおいて発生する。たとえば、これは、アクティブデバイスが送信機の出力ステージ、インライン増幅器の任意の部分、または、受信機の入力ステージに含まれる場合に発生し得る。図２Ｂは、アクティブ干渉が存在する無線通信システム２００Ｂ（セルラー無線ネットワークとも称され得る）の例を示す。ユーザデバイス２１１Ａ～２１１Ｎは、ベースステーション２２３Ａ，２２３Ｂと通信するように構成される携帯電話デバイスまたは任意の無線ユーザデバイスであり得る。ベースステーション２２３Ａ，２２３Ｂは、スイッチングセンター２１５およびリモートラジオヘッド（ＲＲＨ: Remote Radio Head）２１７と通信し得る。上記のデバイスの各々、すなわち、ユーザデバイス２１１Ａ～２１１Ｎ、ベースステーション２２３Ａ，２２３ＢおよびＲＲＨは個々に、送信機、電力増幅器、受信機などといったコンポーネントを含み、各コンポーネントまたはコンポーネントの組み合わせが、アクティブ相互変調を作り出し得る。

アクティブ相互変調は、上記のデバイスのうちのいずれかの間の通信である信号に負の影響を及ぼし得、これにより、無線通信システムにおけるコンポーネントのうちの１つまたはすべての性能が低下し得る。たとえば、アクティブ相互変調によって影響を受け得るいくつかの信号は、リモートラジオヘッド（ＲＲＨ）ユニット２１７に送られるダウンリンク信号（すなわち、ベースステーション２２３Ａすなわちベースステーションモデムユニットから送信される第１のダウンリンク信号Ｓ１、および、ベースステーション２１３Ｂすなわちベースステーションモデムユニットから送信される第２のダウンリンク信号Ｓ２）であり得る。ダウンリンク信号およびアップリンク信号は、コモンパブリックラジオインターフェイス（ＣＰＲＩ: Common Public Radio Interface）またはオープンベースステーションアーキテクチャイニシアティブ（ＯＢＳＡＩ: Open Base Station Architecture Initiative）データリンクといったデータリンク上のサンプルストリームを含み得る。データリンクは、アップリンクＣＰＲＩデータストリームおよびダウンリンクＣＰＲＩデータストリームの両方を搬送し得る。アップリンクデータストリームおよびダウンリンクデータストリームは各々、多くのアップリンクおよびダウンリンク信号を表すデータを搬送し得る。たとえば、図２Ｂに示される信号Ｓ１およびＳ２は、ダウンリンクデータストリームにおいて搬送される多くのダウンリンク信号のサブセットであり得、無線ユニット２１８から送信された受信アップリンク信号Ｓ３は、アップリンクデータストリームにおいて搬送される多くのアップリンク信号のサブセットであり得る。ベースステーション２１３Ａ，２１３Ｂは、非限定的な例として、地面上のキャビネットにマウントされ得る。リモートラジオヘッド２１７は、アップコンバータユニットおよびダウンコンバータユニットを含み得、ベースステーション２１３Ａ，２１３Ｂの地理的に近くであって、かつ、ＲＲＨ２１７の１つのアンテナ２１２または複数アンテナの隣のタワー上にマウントされ得る。

相互変調のいくつかの源は、同じアンテナを共有するシステム内の複数の信号源によって作り出され得、相互変調につながり得、たとえば、ＬＴＥ帯域で使用されるデュプレクサは、送信および受信するために共通のアンテナを共有する。回路基板において近接して延在する信号線は、クロストークおよび相互変調を引き起こし得る。複数の周波数を取り扱う送信アンテナのミスマッチによって、信号の反射が引き起こされ得、他の周波数帯域と混合し、相互変調がもたらされる。さらに、回路内の欠陥のある電子コンポーネントおよび低品質コンポーネントが相互変調を導入し得る。さらに、複数の用途のための無線送信デバイスの数の増加も、より高いレベルの望ましくない信号歪みに寄与し得る。より高いレベルの歪みは、任意の無線通信デバイスに対する遮断を引き起こす。電力増幅器に関して、アクティブ相互変調は、今日の技術的な無線通信需要の増加に伴う重大な問題であり得る。
パッシブ干渉

図２Ｃは、本開示のいくつかの実施形態に従った、通信ネットワークにおけるパッシブ干渉を示す概略図である。図２Ｃは、図２Ｂのコンポーネントを示し、通信システム２００Ｃ（セルラー無線ネットワークとも称され得る）における受信信号に対するパッシブ干渉の例を示す。

たとえば、ダウンリンク信号Ｓ１，Ｓ２は、データリンク上のサンプルストリームとして、それぞれベースステーション２２３Ａ，２２３Ｂからリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）ユニット２１７に送信される。データリンクは、アップリンクデータストリームおよびダウンリンクデータストリームの両方を搬送し得る。アップリンクおよびダウンリンクデータストリームは各々、多くのアップリンクおよびダウンリンク信号を表すデータを搬送し（信号Ｓ１，Ｓ２は、ダウンリンクデータストリームにおいて搬送される多くのダウンリンク信号のサブセットであり得る）、無線ユニット２１８から送信された受信されたアップリンク信号Ｓ３は、アップリンクデータストリームにおいて搬送される多くのアップリンク信号のサブセットであり得る。信号Ｓ１，Ｓ２は、無線周波数にアップコンバートされ、それぞれ周波数ｆ_１，２０５およびｆ_２，２０７にて送信され得る。さらに、第３の信号Ｓ３は、周波数ｆ_３，２０９、すなわち、２ｆ_１－ｆ_２＝ｆ_３にて送信され得る。図２Ｃは、信号Ｓ１，Ｓ２が、パッシブ相互変調（ＰＩＭ）２１９のような非線形干渉の源、たとえば、金属部分間に酸化物層を有するかまたは強磁性材料を含む金属コンポーネント、に衝突することを示す。第１の信号および第２の信号Ｓ１，Ｓ２の相互変調干渉は、ＰＩＭ２１９の源の非線形応答に起因して発生し得る。

さらに、第１の信号および第２の信号Ｓ１，Ｓ２の各々のパッシブ高調波干渉も発生し得る。たとえば、周波数ｆ_１における第１の信号Ｓ１および周波数ｆ_２における第２の信号Ｓ２は、周波数２ｆ_１－ｆ_２および２ｆ_２－ｆ_１における３次干渉、ならびに、周波数３ｆ_１－２ｆ_２および３ｆ_２－２ｆ_１における別の次数の干渉を発生させ得る。さらに、第１および第２の信号Ｓ１，Ｓ２の各々の高調波干渉は、それぞれの信号周波数の整数倍にて発生し得る。なお、相互変調および高調波干渉は、それらが発生する信号よりも広い周波数範囲を占有し得、相互変調および高調波干渉によって占有されるスペクトルに該当する１つより多い受信信号が存在し得る。図２Ｃでは、第１および第２の信号Ｓ１，Ｓ２の相互変調干渉Ｉ３が、２ｆ_１－ｆ_２にて、ＰＩＭ源２１９から送信２０９されることが分かり得る。相互変調干渉Ｉ３は、ｆ_３において受信されたアップリンクチャネルに少なくとも部分的に該当し得、ベースステーションと通信する無線ユニット２１８から無線周波数にて送信２０３される受信信号Ｓ３に対する干渉として現れる。受信信号Ｓ３および受信信号に対する干渉として現れる相互変調干渉Ｉ３は、ＲＲＨ２１７においてダウンコンバートされ、データリンク上でベースステーション２１３Ａ，２１３Ｂに送られ得る。

図３は、本開示の実施形態に従った、ｕ１＝－０．１およびｕ２＝－０．２の場合の、ＢＰＳＫ変調における送信側障害に起因する送信されたシンボル上のシンボル依存の摂動の例を示すグラフである。３６個の送信アンテナにわたる摂動のないＱＰＳＫシンボル２０１０は、円で示される。シンボル依存の摂動により、有効に送信されたシンボル２０３０は正方形で示される。＋１のシンボルはｕ１＝－０．１の摂動を有し、その一方、－１のシンボルはｕ２＝－０．２の摂動を有することが分かる。

図４Ａは、本開示の実施形態に従った、ｕ１＝－０．１、ｕ２＝－０．５およびπ＝０．５である場合において、異なる事前精度α１＝５０およびα２＝５０を有する、有効に送信されたシンボルｘｎ∈［ｖ２＝－１．５，ｖ１＝０．９］について切断ガウス混合事前ｐ（ｘｎ）４１０を示すグラフである。

図４Ｂは、本開示の実施形態に従った、ｕ１＝－０．１、ｕ２＝－０．５およびπ＝０．５である場合において、異なる事前精度α１＝１０００およびα２＝１０００を有する、有効に送信されたシンボルｘｎ∈［ｖ２＝－１．５，ｖ１＝０．９］について切断ガウス混合事前ｐ（ｘｎ）４３０を示すグラフである。

図５は、本開示の実施形態に従った、シンボル依存障害を伴うマッシブＭＩＭＯシステムのための信号モデルのグラフィック表現を示す概略図である。たとえば、受信側における測定であるｙ５０１は、ボックス５１０における円によって示される観察可能なランダム変数である。ボックス５２０は、有効に送信されたシンボルｘ ５０３と、公称シンボルｃ ５０７と、障害によって誘発された摂動α_１ ５０９およびα_２ ５１１の精度パラメータを含む隠れランダム変数を表す円５０３，５０７，５０９，５１１を示す。正方形は、摂動限界ｖ１ ５２３、ｖ２ ５２５およびノイズ分散β^－１ ５２７を含む未知の決定論的モデルパラメータを示す。さらに、菱形５１７，５１９は、所定のハイパーパラメータ、すなわち公称シンボルの事前確率π＝０．５、および、ハイパー事前パラメータζ１＝ζ２＝１０^－５を示しており、すなわち、当該菱形は、ζ１ ５１９およびζ２ ５１７として表される。
階層的信号モデル

なお、ｘの要素はバイナリ値

のいずれかを取る。このバイナリの性質を調べるために、ｘの要素に独立した切断ガウス混合事前分布を課す。

式中、ｃ_ｎ∈｛０，１｝は、ｎ番目の要素ｘｎについてのバイナリラベル変数であり、

は、標準正規分布の累積分布関数を示す

を有する正規化係数である。

さらに、バイナリラベルベクトルｃ＝［ｃ_１，．．．，ｃ_Ｎ］^Ｔは、パラメータπを有するｉ．ｉ．ｄベルヌーイ分布に従う。

式（１０）および式（１１）により、ｘｎの事前分布は、

として与えられ、式中、ｘ_ｎ∈［ｖ_２，ｖ_１］である。図４Ａは、異なる事前精度α_１およびα_２により、シンボル依存の摂動が、ｖ_１＝－０．１およびｖ_２＝－０．５（結果として［ｖ_２，ｖ_１］＝［－１．５，０．９］）として与えられる場合の切断ガウス混合事前ｐ（ｘ）を示す。図４Ｂに示されるように、より大きな事前精度（α_１およびα_２）は、その境界に向かってｘｎの事前分布をプッシュするので、いくつかの未知のインターバルにわたってｘｎのバイナリの性質をより良好に捕捉する。

さらに、摂動精度（α_１およびα_２）をｉ．ｉ．ｄ．ランダム変数として扱い、ガンマ分布をこれらの精度変数にわたるハイパー事前（hyperprior）として特定する。

α_１およびα_２に対して非情報的なハイパー事前については、

とし、これにより、精度が任意に大きくされることが可能となり、従って、ｘ_ｎの事後エントリが２つの境界にプッシュされ得る（図４Ａおよび図４Ｂにおけるα_１およびα_２の影響を想起されたい）。全体的に、階層的切断ガウス混合モデルは、図５に示されるグラフィック表現において記述され得、隠れランダム変数は、｛ｘ，ｃ，α_１，α_２｝として与えられ、未知のモデルパラメータは、２つの未知の境界パラメータ｛ｖ_１，ｖ_２｝およびノイズ分散β^－１を含み、所定のハイパーパラメータは、π＝０．５の事前シンボル確率およびハイパー事前パラメータ

を含む。

図６は、本開示の実施形態に従った、ＳＮＲ＝２０ｄＢである場合において、さまざまな方法を使用して、ｕ１＝０．５、ｕ２＝０．７とした場合の、リカバリされた送信されたシンボル∈［－０．３，１．５］を示すグラフである。たとえば、図６は、ＳＮＲ＝２０ｄＢである場合における考慮されるすべての方法についてのリカバリされた送信信号ｘｎの例示的な例を示す。ミスマッチ限界を有するボックスドラッソ（boxed-LASSO）アプローチは、提案された推定を上回るｘｎの、より変動する推定を与えることが示される。

６１０のサブプロットは、事前に特定された限界が真の限界未満である場合のボックスドラッソアルゴリズムの結果を示す。６３０のサブプロットは、事前に特定された限界が真の限界よりも高い場合のボックスドラッソアルゴリズムの結果を示す。６５０のサブプロットは、事前に特定された限界が真の限界と同じである場合のボックスドラッソアルゴリズムの結果を示す。６７０のサブプロットは、限界を知ることなく提案されたアルゴリズムの結果を示す。
数値結果

このセクションでは、数値結果は、提案されたシンボル検出器を評価するために提供される。具体的には、ＢＰＳＫ変調を有するＮ＝Ｍ＝３２個の送信および受信アンテナのＭＩＭＯシステムを考える。シンボル依存の摂動は、ｕ１＝０．５およびｕ２＝０．７であり、これにより、［ｖ_２，ｖ_１］＝［－０．３，１．５］が得られる。チャネル行列は、ゼロの平均および単位分散を有するガウス行列として生成される。ＳＮＲは、受信アンテナごとに基づき定義される、すなわち、

である。提案されたシンボル検出器を、１）過小に緩和された限界［－１，１］と、２）過剰に緩和された限界［－２，２］と、３）既知の限界［－０．３，１．５］とを有する式（８）のボックスドラッソアプローチと比較し、これにより、すべての方法について性能ベンチマークを提供すると予想される。

図７Ａは、本開示の実施形態に従った、上記の４つのアルゴリズムについてのＳＮＲの関数としての正規化されたＭＳＥに関する性能比較を示すグラフである。たとえば、図７Ａは、ＳＮＲが１０ｄＢから３０ｄＢに変動する場合の、考慮されるすべての方法についてのビットエラーレート（ＢＥＲ: bit error rate）を示す。既知の限界を有するボックスドラッソアプローチは最良の性能を提供するが、ミスマッチされた限界を有するものはより悪い性能をもたらすことは明らかである。提案されたＶＢＩアプローチは、過小に緩和された限界または過剰に緩和された限界のいずれかを有するボックスドラッソよりも良好な性能を与える。

図７Ｂは、本開示の実施形態に従った、上記の４つのアルゴリズムについてのＳＮＲの関数としての正規化されたＭＳＥに関する性能比較を示すグラフである。たとえば、図７Ｂは、すべての考慮される方法について正規化された

を示す。

したがって、本開示の局面は、シンボル依存の送信側障害に晒されるマッシブＭＩＭＯシステムについての変分ベイズシンボル検出を示す。具体的には、バイナリの性質を捕捉するために、切断ガウス混合事前分布が、摂動され送信されたシンボルに課される。階層的信号モデルを用いて、すべての隠れ変数、たとえば、有効に送信されたシンボルの事後分布と、未知のモデルパラメータ、たとえば、未知の障害によって誘発される摂動パラメータについての閉形式の更新式とが得られる。

図８は、本開示のいくつかの実施形態に従った、マルチユーザＭＩＭＯ通信システムにおける信号送信装置８００のブロック図である。信号送信装置８００は、送信機８１１、コントローラ８１３、受信機８１５、および、ストレージユニット８１７を含み得る。コントローラ８１３は、信号送信装置８００の全体的な動作を制御し得る。たとえば、コントローラ８１３は、信号送信装置８００を制御して、少なくとも１つのユーザ機器に信号を送信する。

送信機８１１は、コントローラ８１３の制御下で、ユーザ機器などの信号受信装置にさまざまな信号およびメッセージなどを送信する。送信機８１１によって送信されるさまざまな信号およびメッセージなどは、非線形効果を含む摂動量を含み得る。

受信機８１５は、コントローラ８１３の制御下で、ユーザ機器などの信号受信装置からさまざまな信号およびメッセージなどを受信する。

ストレージユニット８１７は、信号送信装置８００の動作に必要なさまざまなデータおよび動作に関する情報などを格納する。ストレージユニット８１７は、受信機８１５において受信したさまざまな信号およびメッセージなどを格納し得る。

送信機８１１、コントローラ８１３、受信機８１５、および、ストレージユニット８１７は別個のプロセッサとして記載されるが、これは説明の便宜のために過ぎないことが理解されるべきである。換言すると、送信機８１１、コントローラ８１３、受信機８１５およびストレージユニット８１７のうちの２つ以上が、単一のプロセッサに統合されてもよい。

上記では、図８を参照して、本開示の実施形態に従ったマルチユーザＭＩＭＯ通信システムにおける信号送信装置８００の内部構造が記載され、以下、図９を参照して、本開示の実施形態に従ったマルチユーザＭＩＭＯ通信システムにおける信号受信装置の内部構造が記載される。

図９は、本開示の実施形態に従ったマルチユーザＭＩＭＯ通信システムにおける信号受信装置９００のブロック図である。信号受信装置９００は、ユーザ機器であり得、送信機９１１、コントローラ９１３、受信機９１５およびストレージユニット９１７を含む。

コントローラ９１３は、信号受信装置９００の全体的な動作を制御し得る。コントローラ９１３は、信号受信装置９００を制御して、本開示の実施形態に従った未知シンボルのリカバリ、すなわち、摂動量だけ摂動された未知のシンボルのリカバリに関する動作を実行し、かつ、シンボル依存の摂動を識別する。

送信機９１１は、コントローラ９１３の制御下で、さまざまな信号およびメッセージなどを信号送信装置などへ送信する。

受信機９１５は、コントローラ９１３の制御下で、ベースステーションなどの信号送信装置からさまざまな信号およびメッセージなどを受信する。

ストレージユニット９１７は、信号受信装置９００の動作に必要なさまざまなデータ、および、未知のシンボルのリカバリに関する動作に関する情報などを格納する。ストレージユニット９１７は、受信機９１５により受信されたさまざまな信号およびメッセージなどを格納する。

送信機９１１、コントローラ９１３、受信機９１５、および、ストレージユニット９１７は別個のプロセッサとして記載されるが、これは説明の便宜のために過ぎないことが理解されるべきである。換言すると、送信機９１１、コントローラ９１３、受信機９１５およびストレージユニット９１７のうちの２つ以上が、単一のプロセッサに統合されてもよい。

図１０Ａは、本開示の実施形態に従った、方法およびシステムのいくつかの技術を実現するために使用され得るコンピューティング装置１０００Ａを非限定的な例によって示す概略図である。コンピューティング装置またはコンピューティングデバイス１０００Ａは、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、携帯情報端末、サーバ、ブレードサーバ、メインフレーム、および、他の適切なコンピュータといったさまざまな形態のデジタルコンピュータを表す。

コンピューティングデバイス１０００Ａは、すべてバス１０５０に接続された電源１００８、プロセッサ１００９、メモリ１０１０、ストレージデバイス１０１１を含み得る。さらに、バス１０５０には、高速インターフェイス１０１２、低速インターフェイス１０１３、高速拡張ポート１０１４、低速接続ポート１０１５が接続され得る。さらに、低速拡張ポート１０１６がバス１０５０に接続される。特定の用途に依存して、非限定的な例として、共通のマザーボード上にマウントされ得るさまざまなコンポーネント構成が企図される。さらに、入力インターフェイス１０１７が、バス１０５０を介して外部受信機１００６および出力インターフェイス１０１８に接続され得る。受信機１０１９が、バス１０５０を介して外部送信機１００７および送信機１０２０に接続され得る。バス１０５０にはさらに、外部メモリ１００４、外部センサ１２０３、マシン１００２および環境１００１が接続され得る。さらに、１つ以上の外部入出力デバイス１００５がバス１０５０に接続され得る。ネットワークインターフェイスコントローラ（ＮＩＣ: network interface controller）１０２１は、バス１０５０を通じてネットワーク１０２２に接続するように適合され得、とりわけデータまたは他のデータが、コンピュータデバイス１０００Ａの外のサードパーティディスプレイデバイス、サードパーティイメージングデバイス、および／または、サードパーティプリンティングデバイス上にレンダリングされ得る。

メモリ１０１０は、コンピュータデバイス１０００Ａによって実行可能な命令、履歴データ、ならびに、本開示の方法およびシステムによって利用され得る任意のデータを格納し得ることが企図される。メモリ１０１０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ: random access memory）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ: read only memory）、フラッシュメモリ、または、任意の他の好適なメモリシステムを含み得る。メモリ１０１０は、１つもしくは複数の揮発性メモリユニットおよび／または１つもしくは複数の不揮発性メモリユニットであり得る。メモリ１０１０はさらに、磁気ディスクまたは光ディスクといった別の形態のコンピュータ読取可能媒体であり得る。

引き続き図１０Ａを参照して、ストレージデバイス１０１１は、コンピュータデバイス１０００Ａによって使用される補足的なデータおよび／またはソフトウェアモジュールを格納するように適合され得る。たとえば、ストレージデバイス１０１１は、本開示に関して上述したように、履歴データおよび他の関連するデータを格納し得る。付加的または代替的には、ストレージデバイス１０１１は、本開示に関して上述されるようなデータと同様の履歴データを格納し得る。ストレージデバイス１０１１は、ハードドライブ、光学ドライブ、サムドライブ、ドライブのアレイ、または、それらの任意の組み合わせを含み得る。さらに、ストレージデバイス１０１１は、フロッピー（登録商標）ディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、または、テープデバイス、フラッシュメモリもしくは他の同様のソリッドステートメモリデバイス、または、ストレージエリアネットワークもしくは他の構成におけるデバイスを含むデバイスのアレイといったコンピュータ読取可能媒体を含み得る。命令は、情報キャリアに格納され得る。命令は、１つ以上の処理デバイス（たとえば、プロセッサ１００９）によって実行されると、上で記載されるような１つ以上の方法を実行する。

システムは随意に、システムをディスプレイデバイス１０２５およびキーボード１０２４に接続するように適合されるディスプレイインターフェイスまたはユーザインターフェイス（ＨＭＩ）１０２３にバス１０５０を通じてリンクされ得、ディスプレイデバイス１０２５は、たとえば、コンピュータモニタ、カメラ、テレビ、プロジェクタ、または、モバイルデバイスを含み得る。

引き続き図１０Ａを参照して、コンピュータデバイス１０００Ａは、さらに、バス１０５０を通じて接続され得るとともにプリンティングデバイス（図示せず）に接続するように適合され得るプリンタインターフェイス（図示せず）に適合されるユーザ入力インターフェイス１０１７を含み得、プリンティングデバイスは、たとえば、液体インクジェットプリンタ、固体インクプリンタ、大規模商業プリンタ、サーマルプリンタ、ＵＶプリンタ、または、昇華型プリンタを含み得る。

高速インターフェイス１０１２は、コンピューティングデバイス１０００Ａのための帯域幅集中動作を管理する一方、低速インターフェイス１０１３は、より低い帯域幅集中動作を管理する。そのような機能の割り当ては、単に一例である。いくつかの実現例では、高速インターフェイス１０１２は、メモリ１０１０、ユーザインターフェイス（ＨＭＩ）１０２３に、（たとえば、グラフィックスプロセッサまたはアクセラレータを通じて）キーボード１０２４およびディスプレイ１０２５に、ならびに、バス１０５０を介してさまざまな拡張カード（図示せず）を受け入れ得る高速拡張ポート１０１４に結合され得る。当該実現例では、低速インターフェイス１０１３は、バス１０５０を介してストレージデバイス１０１１および低速拡張ポート１０１５に結合される。さまざまな通信ポート（たとえば、ＵＳＢ、ブルートゥース（登録商標）、イーサネット（登録商標）、ワイヤレスイーサネット）を含み得る低速拡張ポート１０１５は、１つ以上の入出力デバイス１００５、他のデバイス、キーボード１０２４、ポインティングデバイス（図示せず）、スキャナ（図示せず）、または、たとえばネットワークアダプタを介してスイッチもしくはルータといったネットワーキングデバイスに結合され得る。

引き続き図１０Ａを参照して、コンピューティングデバイス１０００Ａは、図に示されるように、多くの異なる形態で実現されてもよい。たとえば、標準的なサーバ１０２６として実現されてもよく、または、そのようなサーバのグループにおいて複数回実現されてもよい。さらに、コンピューティングデバイス１０００Ａは、ラップトップコンピュータ１０２７のようなパーソナルコンピュータにおいて実現されてもよい。さらに、ラックサーバシステム１０２８の部分として実現されてもよい。代替的に、コンピューティングデバイス１０００Ａからのコンポーネントは、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂのようなモバイルデバイス（図示せず）における他のコンポーネントと組み合わせられてもよい。そのようなデバイスの各々は、コンピューティングデバイス１０００Ａおよびモバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂのうちの１つ以上を含み得、全システムは、互いに通信する複数のコンピューティングデバイスから構成されてもよい。

図１０Ｂは、本開示の実施形態に従った、方法およびシステムのいくつかの技術を実現するために使用され得るモバイルコンピューティング装置を示す概略図である。モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂは、他のコンポーネントの中でもとりわけ、プロセッサ１０６１、メモリ１０６２、入出力デバイス１０６３、通信インターフェイス１０６４を接続するバス１０９５を含む。バス１０９５はさらに、付加的なストレージを提供するための、マイクロドライブまたは他のデバイスといったストレージデバイス１０６５に接続され得る。

図１０Ｂを参照して、プロセッサ１０６１は、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂ内において、メモリ１０６２に格納される命令を含む命令を実行し得る。プロセッサ１０６１は、別個の複数のアナログおよびデジタルプロセッサを含むチップのチップセットとして実現され得る。プロセッサ１０６１は、たとえば、ユーザインターフェイスの制御、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂによって実行されるアプリケーション、および、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂによる無線通信といった、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂの他のコンポーネントの調整を提供し得る。特定の用途に依存して、非限定的な例として、共通のマザーボード１０９９上にマウントされ得るさまざまなコンポーネント構成が企図される。

プロセッサ１０６１は、ディスプレイ１０６８に結合される制御インターフェイス１０６６およびディスプレイインターフェイス１０６７を通じてユーザと通信し得る。ディスプレイ１０６８は、たとえば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（Thin-Film-Transistor Liquid Crystal Display））ディスプレイまたはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode））ディスプレイ、または、他の適切なディスプレイ技術であってもよい。ディスプレイインターフェイス１０６７は、グラフィカル情報および他の情報をユーザに提示するようにディスプレイ１０６８を駆動するための適切な回路を含んでもよい。制御インターフェイス１０６６は、ユーザからコマンドを受信し、それらをプロセッサ１０６１への提出のために変換し得る。さらに、外部インターフェイス１０６９は、他のデバイスとのモバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂの近距離通信を可能にするように、プロセッサ１０６１との通信を提供し得る。外部インターフェイス１０６９は、たとえば、いくつかの実現例では有線通信を提供してもよく、または、他の実現例では無線通信を提供してもよく、複数のインターフェイスがさらに使用されてもよい。

引き続き図１０Ｂを参照して、メモリ１０６２は、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂ内に情報を格納する。メモリ１０６２は、１つもしくは複数のコンピュータ読取可能媒体、１つもしくは複数の揮発性メモリユニット、または、１つもしくは複数の不揮発性メモリユニットのうちの１つ以上として実現され得る。拡張メモリ１０７０がさらに設けられてもよく、たとえばＳＩＭＭ（シングルインラインメモリモジュール（single in line memory module））カードインターフェイスを含み得る拡張インターフェイス１０６９を通じてモバイルコンピューティングデバイス１０９９に接続されてもよい。拡張メモリ１０７０は、モバイルコンピューティングデバイス１０９９のための追加的なストレージスペースを提供してもよく、または、モバイルコンピューティングデバイス１０９９のためのアプリケーションもしくは他の情報を格納してもよい。具体的には、拡張メモリ１０７０は、上記のプロセスを実行または補足する命令を含んでもよく、セキュアな情報も含んでもよい。したがって、たとえば、拡張メモリ１０７０は、モバイルコンピューティングデバイス１０９９のためのセキュリティモジュールとして提供されてもよく、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂのセキュアな使用を可能にする命令によりプログラムされてもよい。さらに、ハッキング不可能な態様でＳＩＭＭカード上に識別情報を配置するといったように、セキュアなアプリケーションが、付加的な情報とともに、ＳＩＭＭカードを介して提供されてもよい。

メモリ１０６２は、以下で論じられるように、たとえば、フラッシュメモリおよび／またはＮＶＲＡＭメモリ（不揮発性ランダムアクセスメモリ（non-volatile random access memory））を含み得る。いくつかの実現例では、命令は情報キャリアに格納され、当該命令は、１つ以上の処理デバイス（たとえば、プロセッサ１０００Ｂ）によって実行されると、上記で説明したような１つ以上の方法を実行する。命令はさらに、１つ以上のコンピュータまたはマシン読取可能媒体（たとえば、メモリ１０６２、拡張メモリ１０７０、または、メモリオンプロセッサ１０６２）といった１つ以上のストレージデバイスによって格納され得る。いくつかの実現例では、命令は、たとえば、トランシーバ１０７１または外部インターフェイス１０６９を介して、伝搬信号において受信され得る。

図１０Ｂのモバイルコンピューティング装置またはモバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂは、携帯情報端末、セルラー電話、スマートフォン、および、他の同様のコンピューティングデバイスといったさまざまな形態のモバイルデバイスを表すことが意図される。モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂは、必要な場合、デジタル信号処理回路を含み得る通信インターフェイス１０６４を介して無線で通信し得る。通信インターフェイス１０６４はたとえば、ＧＳＭボイスコール（グローバルシステム・フォー・モバイルコミュニケーションズ）（Global System for Mobile communications））、ＳＭＳ（ショートメッセージサービス（Short Message Service））、ＥＭＳ（エンハンスドメッセージングサービス（Enhanced Messaging Service））、または、ＭＭＳメッセージング（マルチメディアメッセージングサービス（Multimedia Messaging Service））、ＣＤＭＡ（コードディビジョンマルチプルアクセス（code division multiple access））、ＴＤＭＡ（タイムディビジョンマルチプルアクセス（time division multiple access））、ＰＤＣ（パーソナルデジタルセルラー（Personal Digital Cellular））、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（ワイドバンドコードディビジョンマルチプルアクセス（Wideband Code Division Multiple Access））、ＣＤＭＡ２０００、または、ＧＰＲＳ（ジェネラルパケットラジオサービス（General Packet Radio Service））といった、さまざまなモードまたはプロトコル下で通信を提供し得る。そのような通信は、たとえば、無線周波数を使用してトランシーバ１０７１を通じて行われ得る。さらに、たとえばブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、または、他のそのようなトランシーバ（図示せず）などを使用して、短距離通信が行われ得る。さらに、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム（Global Positioning System））受信機モジュール１０７３は、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂ上で実行されるアプリケーションによって適切に使用され得る付加的なナビゲーションおよび位置関連無線データをモバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂに提供し得る。

モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂはさらに、オーディオコーデック１０７２を使用して可聴的に通信し得、オーディオコーデックは、ユーザからの発話された情報を受信し、それを使用可能なデジタル情報に変換し得る。オーディオコーデック１０７２は同様に、たとえばモバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂのハンドセットにおいてたとえばスピーカを通じて、ユーザのために可聴音を生成し得る。そのような音は、音声電話通話からの音を含んでもよく、録音された音（たとえば、音声メッセージ、音楽ファイルなど）を含んでもよく、さらに、モバイルコンピューティングデバイス１２００Ｂ上で動作するアプリケーションによって生成される音を含んでもよい。

引き続き図１０Ｂを参照して、モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂは、図に示されるように、多くの異なる形態で実現され得る。たとえば、セルラー電話１０７４として実現されてもよい。モバイルコンピューティングデバイス１０００Ｂはさらに、スマートフォン１０７５、携帯情報端末、または、他の同様のモバイルデバイスの部分として実現され得る。
特徴

無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するためのシステムであって、摂動量は、無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含む。少なくとも１つのベースステーション（ＢＳ）は、データ送信のために構成される少なくとも１つのアンテナを含む。ＢＳは、無線ネットワークにおけるユーザ機器（ＵＥ）との無線通信のために構成され、ＢＳは、ＢＳとＵＥとの間のリンクを確立して、複数の送信およびアップリンクデータストリームを提供するように構成される。システムは、処理回路を含み、処理回路は、受信機側デコーダを実現するように構成される。受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリモートで構成可能なリカバリを提供するように構成可能であり、リカバリは受信機側においてであり、摂動は送信機側においてである。受信機は、ＢＳにおけるアップリンク送信のため、または、ＵＥにおけるダウンリンク送信のためのいずれかである。送信されたシンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供する。受信機側デコーダによって提供されるデコーディングは、ＵＥまたはＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、摂動量だけ摂動される未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用される。処理回路と通信する制御要素は、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリカバリに基づいてアクションを実現する。以下の局面は、個々にまたは組み合わせて、以下に列挙される局面の１つ以上の組み合わせに基づいて１つ以上の実施形態を作り出すことが意図される。

本開示の態様によれば、摂動量は、アクティブデバイスの非線形特性によって発生する非線形障害、パッシブデバイスによって発生する非線形障害、アクティブデバイスにおける高調波によって発生する非線形障害、または、パッシブデバイスにおける高調波によって発生する非線形障害の１つまたは組み合わせを含む。さらに、ある局面は、アクティブデバイスの非線形特性によって発生する非線形障害が、電力増幅器の非線形性、同位相および直角位相（Ｉ／Ｑ）不均衡、非理想的な発振器による位相ドリフト、または、キャリア周波数オフセットのうちの１つまたは組み合わせを含むことであり得る。別の局面は、アクティブデバイスの非線形特性によって発生する非線形障害は、入力信号ではない外部電源でバイアスされなければならず、かつ、オンにされるアクティブデバイスを含むことであり得る。さらに別の局面は、パッシブデバイスによって発生する非線形障害が、２つ以上の高パワートーンに晒される無線ネットワークのケーブルまたはアンテナのうちの１つまたは組み合わせを含むことである。

別の局面は、ＢＳがベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）であり、少なくとも１つのアンテナは、ビームフォーミングおよびＭＩＭＯ送信のために構成されるＭＩＭＯアンテナアレイであることであり得る。または、ある局面は、送信されたシンボルに対する階層的信号モデルは、階層的切断ガウス混合事前モデルを統合する低複雑性シンボル検出アルゴリズムであることである。階層的切断ガウス混合事前モデルはさらに、有限のアルファベットの性質を実現するために、摂動され送信されたシンボルに課されることが可能であるか、または、低複雑性シンボル検出アルゴリズムが、因数分解または分離反復検出アルゴリズムを作り出すために、変分ベイズ推論の原理を使用することが可能である。

本開示の別の局面は、摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリカバリに基づいて、アクションを実現するよう、処理回路と通信する制御要素を含み得る。

本開示の別の局面において、階層的信号モデルを実現するステップは、分離されたＧＡＭＰを介して受信機チャネルベースの尤度を更新することと、更新された分布パラメータにより、切断ガウス変数である有効に送信されたシンボルの事後を更新することと、更新された分布パラメータにより、独立したガンマ変数である精度変数の事後を更新することと、更新された分布パラメータにより、独立したベルヌーイ変数であるラベル変数の事後を更新することと、リカバリされたシンボルに対する最適化された摂動を求めることによって、モデルパラメータ（ハイパーパラメータ）を更新することとを含む。
定義

アクティブデバイス－非線形システムは一般に、アクティブコンポーネント／デバイスから構成されており、これは、コンポーネントは、入力信号ではない外部電源でバイアスされなければならない（すなわち、アクティブコンポーネントは「オン」にされなければならない）ことを意味する。

パッシブデバイスは、たとえば、金属間接触における酸化物層に起因して、ある程度非線形伝達特性を示し得、非線形特性は、コンポーネントのエージングプロセスとして時間とともに進行し得る。さらに、ＰＩＭまたはＰＨは、アンテナタワー上の金属物体、または、伝搬環境を通る信号経路内のフェンスのような他の物体といった、トランシーバ機器の外部にあり、オペレータの制御の外にあり得る送信機と受信機との間の信号経路におけるデバイスによって引き起こされ得る。これは、「錆びたボルト（rusty bolt）」効果として知られている。ＰＩＭまたはＰＨによる干渉は、受信機におけるキャリア対干渉比を低減し得、これにより、セルによるカバレッジが有意に低減され得る。従来、セルラー無線ネットワークにおけるＰＩＭまたはＰＨによって引き起こされる疑わしい干渉の問題に対する解決策として、ＰＩＭまたはＰＨの源がフィールドエンジニアによって追跡され得、ＰＩＭまたはＰＨを引き起こすコンポーネントが交換され得る。しかしながら、これは労働集約的であり、フィールドエンジニアに警告するために、問題が識別されることに依拠する。

引き続きパッシブデバイスについて、ＰＩＭは、２つ以上の高パワートーンに晒されるケーブル、アンテナなどを含み得るパッシブデバイスにおいて生じ得る。ＰＩＭ積は、異なる金属同士の接合部または緩く腐食したコネクタのような金属－酸化物接合部といったデバイス非線形性にて２つ（またはそれ以上）の高パワートーンが混合する結果であり得る。信号振幅が高いほど、非線形性の影響はより顕著になり、たとえ初期検査時に、システムは線形であるように思われ、相互変調を発生させ得なかったとしても、生じる相互変調はより顕著になる。

さらに、非線形積は、検出された干渉におけるＰＩＭ積のパワーを測定することを含むパッシブ相互変調（ＰＩＭ）積であり得、ＰＩＭ積の相対パワーの測定は、アップリンクデータストリームのＭＩＭＯブランチ間であり得る。１つのブランチ上のＰＩＭ積の相対パワーが別のＭＩＭＯブランチよりも１つのＭＩＭＯブランチ上で高い場合、ＰＩＭの可能性のある原因は、ＰＩＭ積の相対パワーがより高いブランチ上での機器へのダメージであると決定する。１つのブランチ上のＰＩＭ積の相対パワーがＭＩＭＯブランチ間で類似している場合、ＰＩＭの可能性のある原因はＭＩＭＯブランチの外部にあると決定する。ＰＩＭ積の相対パワーの測定は、マルチバンドアンテナシステムにおける帯域同士間である。１つの帯域上のＰＩＭ積の相対パワーが別の帯域上のＰＩＭ積の相対パワーと同様である場合、ＰＩＭの可能性のある原因は、アンテナの内部にあるか、または、外部環境にあると決定する。ＰＩＭの源に対する遅延が計算され得、計算された遅延は、ＰＩＭの源の位置を識別するよう使用され得る。

マッシブＭＩＭＯは、端末の数がベースステーション（モバイルステーション）アンテナの数よりもはるかに少ない技術である。散乱に富んだ環境（rich scattering environment）において、最大比送信（ＭＲＴ）、最大比合成（ＭＲＣ）またはゼロフォーシング（ＺＦ）などのシンプルなビームフォーミングストラテジーを使用して、マッシブＭＩＭＯシステムの完全な利点が利用され得る。マッシブＭＩＭＯのこれらの利益を達成するために、正確なＣＳＩが完全に利用可能であるべきである。しかしながら、実際には、送信機と受信機との間のチャネルは、チャネルのコヒーレンス時間によって制限される直交パイロットシーケンスから推定される。最も重要なことに、マルチセルセットアップでは、いくつかのコチャネルセルのパイロットシーケンスの再使用によってパイロット汚染が作り出される。パイロット汚染が存在する場合、マッシブＭＩＭＯの性能はかなり劇的に低下する。パイロット汚染の影響を軽減するために、本明細書では、制限されたトレーニングシーケンスからのシンプルなパイロット割当ておよびチャネル推定方法を提案する。

相互変調（ＩＭ）または相互変調歪み（ＩＭＤ: intermodulation distortion）は、システムにおける非線形性または時間変動によって引き起こされる、２つ以上の異なる周波数を含む信号の振幅変調である。周波数成分間の相互変調は、高調波歪みのようないずれかの高調波周波数（整数倍数）だけでなく、元の周波数の和および差での周波数、ならびに、それらの周波数の倍数の和および差でも、付加的な成分を形成する。

相互変調は、使用される信号処理（物理的機器またはアルゴリズム）の非線形挙動によって引き起こされ得る。これらの非線形性の理論的結果は、特性のボルテラ級数を生成することによって計算され得るか、または、より近似的にテイラー級数によって計算され得る。実際には、すべてのオーディオ機器は、なんらかの非線形性を有しているので、なんらかの量のＩＭＤを示すが、当該ＩＭＤは、人間によって知覚できないほど十分に低くあり得る。人間の聴覚系の特徴により、同じパーセンテージのＩＭＤは、同じ量の高調波歪みと比較すると、より煩わしいと知覚される。

相互変調はさらに、しばしば側波帯の形態にある望まれないスプリアス放射を作り出すので、通常、無線においては望ましくない。無線送信の場合、これは、占有帯域幅を増加させ、隣接チャネル干渉につながり、これは、オーディオの明瞭性を低減し得、または、スペクトルの使用を増加し得る。

ＩＭＤは、刺激信号が異なるという点でのみ、高調波歪みと異なる。同じ非線形システムは、（単独の正弦波入力による）全高調波歪みと、（より複雑なトーンによる）ＩＭＤとの両方を作り出す。音楽では、たとえば、ＩＭＤは、楽器でプレイされているトーンの分周波にて新しいトーンを作り出すために、過励振増幅器またはエフェクトペダルを使用して、電気ギターに意図的に適用される。

非線形干渉が複数の周波数においてどのように発生するかを理解するために、１次（線形）および３次（非線形）項を有するシンプルなテイラー級数により非線形挙動をモデル化することが有用である。このモデルは以下の通りである。

入力信号が２つの変調されたＲＦキャリアからなる場合、入力信号は、以下のように表され得る。

この式における第１のＲＦキャリアは、Ａ１（ｔ）により表される振幅変調と、φ１（ｔ）で表される位相変調と、ｆ１のＲＦキャリア周波数とを有する。

出力信号は、以下の８つの周波数成分を有する。

これらすべての項のうち、線形項は、Ａ１（ｔ）またはＡ２（ｔ）を唯一の振幅変調項として有する項である。残りは非線形干渉項であり、それらのうちのいずれかが、非線形干渉項とオーバーラップする周波数チャネルにおいて動作している受信機に結合する場合、問題を引き起こし得る。実際の非線形挙動はさらに、偶数次数の非線形項、および、３次より高い次数を有する項を示し得る。上記式における入力信号は、２つの変調キャリアを有する。しかしながら、入力信号は、２つより多い周波数において複数のキャリアを有し得、さらに、同じ周波数において複数のキャリアを有し得る（後者の例はＭＩＭＯストリームである）。キャリアは、非線形干渉を引き起こすＲＦキャリア周波数にある必要はない。ある例は、受信機におけるアナログベースバンド領域におけるアナログ－デジタルコンバータにおいて歪みを生成する強い信号である。

非線形歪みは、（エレクトロニクス、オーディオおよびテレコミュニケーションのような分野において）たとえば電子デバイスの「入力」信号と「出力」信号との間の非線形関係の現象を説明するために使用される用語である。非線形性は、典型的な状況では望まれないいくつかの効果を有し得る。ａ_３項は、たとえば、以下に示すように、入力が周波数ωを有する正弦波である場合、追加的な正弦波３ωをもたらす。

ある状況では、「高調波」３ωが、使用される周波数範囲のはるかに外側に存在するので、このスプリアス信号はフィルタ除去され得るが、たとえば、ケーブルテレビでは、３次歪みが２００ＭＨｚ信号に生じて、６００ＭＨｚの通常のチャネルと干渉し得る。

異なる周波数における２つの信号の重ね合わせに適用される非線形歪みによって、回路は周波数ミキサとして作用することになり、相互変調歪みが作り出される。

ＩＱ不均衡は、ゼロ中間周波数（ＩＦ）またはホモダイン受信機としても知られる直接変換受信機の設計における性能を制限する問題である。ＩＱ不均衡は、同位相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）信号経路を扱う受信機チェーンの並列セクション間のミスマッチに起因して生じる。電気工学では、角度変調を有する正弦波は、位相が４分の１サイクル（π／２ラジアン）だけオフセットされる２つの振幅変調正弦波に分解され得るか、または、それらから合成され得る。すべての３つの関数は、同じ中心周波数を有する。振幅変調正弦波は、同位相成分および直角位相成分として知られている。
実施形態

以下の説明は、例示的な実施形態のみを提供しており、本開示の範囲、適用性または構成を限定することを意図しない。むしろ、例示的な実施形態の以下の説明は、１つ以上の例示的な実施形態を実現するための実施可能な説明を当業者に提供する。添付の請求の範囲に記載されるように開示される主題の精神および範囲から逸脱することがなければ、要素の機能および配置において行われ得るさまざまな変更が企図される。

以下の説明では、実施形態の完全な理解を提供するために具体的な詳細が与えられる。しかしながら、当業者であれば、実施形態がこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることを理解し得る。たとえば、開示される主題におけるシステム、プロセス、および他の要素は、不必要な詳細において実施形態を不明瞭にしないように、ブロック図の形態でコンポーネントとして示され得る。他の場合では、周知のプロセス、構造および技術は、実施形態を不明瞭にすることを回避するために、不必要な詳細を伴わずに示される場合がある。さらに、さまざまな図面における同様の参照番号および名称は、同様の要素を示した。

さらに、個々の実施形態は、フローチャート、フロー図、データフロー図、構造図、または、ブロック図として示されるプロセスとして記載され得る。フローチャートは、動作をシーケンシャルなプロセスとして記載し得るが、動作の多くは並列または同時に実行され得る。さらに、動作の順序は再構成され得る。プロセスは、その動作が完了したときに終了され得るが、図において論じられていないまたは含まれていない付加的なステップを有し得る。さらに、任意の特定的に記載されるプロセスにおけるすべての動作が、すべての実施形態において行われ得るわけではない。プロセスは、メソッド、関数、プロシージャ、サブルーチン、サブプログラムなどに対応し得る。プロセスが関数に対応する場合、関数の終了は、呼び出し関数またはメイン関数への当該関数の復帰に対応し得る。

さらに、開示される主題の実施形態は、少なくとも部分的に、手動または自動のいずれかで実現されてもよい。手動または自動の実現例は、マシン、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、または、それらの任意の組み合わせの使用を通じて実行されるか、または、少なくとも支援され得る。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコードで実現される場合、必要なタスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントは、マシン読取可能媒体に格納され得る。プロセッサが必要なタスクを実行し得る。

さらに、本開示の実施形態および本明細書において記載される機能的動作は、デジタル電子回路において実現され得るか、有形に具現化されたコンピュータソフトウェアもしくはファームウェアにおいて実現され得るか、本明細書において開示される構造およびそれらの構造的等価物を含むコンピュータハードウェアにおいて実現され得るか、または、それらの１つもしくは複数の組み合わせにおいて実現され得る。さらに、本開示のいくつかの実施形態は、１つ以上のコンピュータプログラムとして実現され得る、すなわち、データ処理装置による実行のために、または、データ処理装置の動作を制御するために、有形の非一時的プログラムキャリア上に符号化されたコンピュータプログラム命令の１つ以上のモジュールとして実現され得る。さらに、プログラム命令は、人工的に生成された伝搬信号上で符号化され得、伝搬信号の例として、データ処理装置による実行のために好適な受信機装置に送信するための情報を符号化するために生成される、マシンによって生成される電気信号、光信号、または電磁信号が挙げられる。コンピュータストレージ媒体は、マシン読取可能ストレージデバイス、マシン読取可能ストレージ基板、ランダムもしくはシリアルアクセスメモリデバイス、または、これらの１つ以上の組み合わせであり得る。

本開示の実施形態によれば、「データ処理装置」という用語は、例として、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ、または、複数のプロセッサもしくはコンピュータを含む、データを処理するためのすべての種類の装置、デバイス、および、マシンを包含し得る。装置は、専用論理回路、たとえば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array））またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit））を含み得る。装置はさらに、ハードウェアに加えて、当該コンピュータプログラムのための実行環境を作成するコード、たとえば、プロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、または、それらの１つ以上の組み合わせを構成するコードを含み得る。

コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、モジュール、ソフトウェアモジュール、スクリプト、または、コードとも称されるまたは記載され得る）は、コンパイラ型言語もしくはインタープリタ型言語、または、宣言型言語もしくは手続き型言語を含む任意の形態のプログラミング言語で記述され得、スタンドアロンプログラムとして、または、モジュール、コンポーネント、サブルーチン、もしくは、コンピューティング環境で使用するのに適した他のユニットとして含む任意の形態で展開され得る。コンピュータプログラムは、ファイルシステムにおけるファイルに対応し得るが、ファイルシステムにおけるファイルに対応する必要はない。プログラムは、他のプログラムまたはデータを保持するファイルの部分、たとえば、マークアップ言語ドキュメントに格納される１つ以上のスクリプト、当該プログラム専用の単一のファイル、または複数の協調ファイル、たとえば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、または、コードの部分を格納するファイルに格納され得る。コンピュータプログラムは、１つのサイトに位置するか、または、複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された１つのコンピュータまたは複数のコンピュータ上で実行されるように展開され得る。コンピュータプログラムの実行に好適なコンピュータは、例として、汎用もしくは専用マイクロプロセッサもしくはその両方、または、任意の他の種類の中央処理装置を含むか、または、基づき得る。一般に、中央処理装置は、リードオンリーメモリもしくはランダムアクセスメモリまたはその両方から命令およびデータを受け取る。コンピュータの必須要素は、命令を実行するための中央処理装置と、命令およびデータを格納するための１つ以上のメモリデバイスとである。一般的に、コンピュータはさらに、たとえば磁気ディスク、光磁気ディスクまたは光ディスクといった、データを格納するための１つ以上のマスストレージデバイスからデータを受信するか、当該マスストレージデバイスにデータを転送するか、または、その両方を行うことを含むか、これらを行うように動作可能に結合される。しかしながら、コンピュータは、そのようなデバイスを有する必要はない。さらに、コンピュータは、別のデバイスに埋め込まれ得、たとえば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイルオーディオもしくはビデオプレーヤ、ゲームコンソール、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信機、または、たとえばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブといったポータブルストレージデバイスに埋め込まれ得る。

ユーザとのインタラクションを提供するために、本明細書において記載される主題の実施形態は、たとえば、ＣＲＴ（陰極線管）またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタといったユーザに情報を表示するためのディスプレイデバイス、ならびに、ユーザがコンピュータに入力を提供し得るキーボード、および、たとえばマウスまたはトラックボールといったポインティングデバイスを有するコンピュータ上で実現され得る。ユーザとのインタラクションを提供するために、他の種類のデバイスが使用され得る。たとえば、ユーザに提供されるフィードバックは、たとえば、視覚フィードバック、聴覚フィードバックまたは触覚フィードバックといった、任意の形態の感覚フィードバックであり得る。ユーザからの入力は、音響、音声または触覚入力を含む任意の形態で受信され得る。さらに、コンピュータは、ユーザによって使用されるデバイスに文書を送信し、かつ、当該デバイスから文書を受信することによって、ユーザとインタラクションし得る。たとえば、ウェブブラウザから受信した要求に応答して、ユーザのクライアントデバイス上のウェブブラウザにウェブページを送信することによって、ユーザとインタラクションし得る。

本明細書において記載される主題の実施形態は、たとえばデータサーバとしてバックエンドコンポーネントを含むコンピューティングシステムにおいて実現され得るか、たとえばアプリケーションサーバといったミドルウェアコンポーネントを含むコンピューティングシステムにおいて実現され得るか、または、たとえばユーザが本明細書に記載される主題の実現とインタラクションし得るグラフィカルユーザインターフェイスもしくはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータフロントエンドコンポーネントを含むコンピューティングシステムにおいて実現され得るか、または、１つ以上のそのようなバックエンド、ミドルウェア、もしくは、フロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせにおいて実現され得る。システムのコンポーネント同士は、たとえば通信ネットワークといたデジタルデータ通信の任意の形態または媒体によって相互接続し得る。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ（local area network）」）と、たとえばインターネットのようなワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ（wide area network）」）とを含む。

コンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバを含み得る。クライアントおよびサーバは一般的に互いにリモートであり、典型的には、通信ネットワークを通じてインタラクションする。クライアントとサーバとの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、互いにクライアント－サーバ関係を有するコンピュータプログラムによって生じる。

本開示は、ある好ましい実施形態を参照して記載されたが、さまざまな他の適応例および修正例が、本開示の精神および範囲内で行われ得ることが理解されるべきである。したがって、添付の請求の範囲の局面は、本開示の真の精神および範囲内に該当するすべてのそのような変形例および修正例を包含する。

Claims (18)

1. 無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するための装置であって、前記摂動量は、前記無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含み、前記装置は、
   データ送信のために構成される少なくとも１つのアンテナを有する少なくとも１つのベースステーション（ＢＳ）を含み、前記ＢＳは、前記無線ネットワークにおけるユーザ機器（ＵＥ）との無線通信のために構成され、前記ＢＳは、複数の送信およびアップリンクデータストリームを提供するために、前記ＢＳと前記ＵＥとの間にリンクを確立するように構成されており、前記装置はさらに、
   処理回路を含み、前記処理回路は、
   受信機側デコーダを実現するように構成され、前記受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは、
   前記摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリモートで構成可能なリカバリを提供するように構成可能であり、前記リカバリは受信機側においてであり、前記摂動は送信機側においてであり、前記受信機は、前記ＢＳにおけるアップリンク送信のため、または、前記ＵＥにおけるダウンリンク送信のためのいずれかであり、前記処理回路はさらに、
   送信された前記シンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供するように構成され、前記受信機側デコーダによって提供される前記デコーディングは、前記ＵＥまたは前記ＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、前記摂動量だけ摂動される前記未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用される、装置。
2. 前記摂動量は、アクティブデバイスの非線形特性によって発生する非線形障害、パッシブデバイスによって発生する非線形障害、アクティブデバイスにおける高調波によって発生する非線形障害、または、パッシブデバイスにおける高調波によって発生する非線形障害のうちの１つまたは組み合わせを含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記アクティブデバイスの前記非線形特性によって発生する前記非線形障害は、電力増幅器の非線形性、同位相および直角位相（Ｉ／Ｑ）不均衡、非理想的な発振器による位相ドリフト、または、キャリア周波数オフセットのうちの１つまたは組み合わせを含む、請求項２に記載の装置。
4. 前記アクティブデバイスの前記非線形特性によって発生する前記非線形障害は、入力信号ではない外部電源でバイアスされなければならず、かつ、オンにされるアクティブデバイスを含む、請求項２に記載の装置。
5. パッシブデバイスによって発生する前記非線形障害は、２つ以上の高パワートーンに晒される前記無線ネットワークのケーブルまたはアンテナのうちの１つまたは組み合わせを含む、請求項２に記載の装置。
6. 前記ＢＳは、ベーストランシーバステーション（ＢＴＳ）であり、前記少なくとも１つのアンテナは、ビームフォーミングおよびＭＩＭＯ送信のために構成されるＭＩＭＯアンテナアレイである、請求項１に記載の装置。
7. 送信された前記シンボルに対する前記階層的信号モデルは、階層的切断ガウス混合事前モデルを統合する低複雑性シンボル検出アルゴリズムである、請求項１に記載の装置。
8. 前記階層的切断ガウス混合事前モデルはさらに、有限のアルファベットの性質を実現するために、摂動され送信された前記シンボルに課される、請求項７に記載の装置。
9. 前記低複雑性シンボル検出アルゴリズムは、因数分解されたまたは分離された反復検出アルゴリズムを作り出すために、変分ベイズ推論の原理を使用する、請求項７に記載の装置。
10. 前記摂動量だけ摂動される前記未知のシンボルの前記リカバリに基づいて、アクションを実現するよう、前記処理回路と通信する制御要素をさらに含む、請求項１に記載の装置。
11. 無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するためのシステムであって、前記摂動量は、前記無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含み、少なくとも１つのベースステーション（ＢＳ）は、データ送信のために構成される少なくとも１つのアンテナを含み、前記ＢＳは、前記無線ネットワークにおけるユーザ機器（ＵＥ）との無線通信のために構成され、前記ＢＳは、複数の送信およびアップリンクデータストリームを提供するために、前記ＢＳと前記ＵＥとの間にリンクを確立するように構成されており、前記システムは、
    処理回路を含み、前記処理回路は、
    受信機側デコーダを実現するように構成され、前記受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは、
    前記摂動量だけ摂動される未知のシンボルのリモートで構成可能なリカバリを提供するように構成可能であり、前記リカバリは受信機側においてであり、前記摂動は送信機側においてであり、前記受信機は、前記ＢＳにおけるアップリンク送信のため、または、前記ＵＥにおけるダウンリンク送信のためのいずれかであり、前記処理回路はさらに、
    送信された前記シンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供するように構成され、前記受信機側デコーダによって提供される前記デコーディングは、前記ＵＥまたは前記ＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、前記摂動量だけ摂動される前記未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用され、前記システムはさらに、
    前記摂動量だけ摂動される前記未知のシンボルの前記リカバリに基づいて、アクションを実現するよう、前記処理回路と通信する制御要素を含む、システム。
12. 前記摂動量は、アクティブデバイスの非線形特性によって発生する非線形障害、パッシブデバイスによって発生する非線形障害、アクティブデバイスにおける高調波によって発生する非線形障害、または、パッシブデバイスにおける高調波によって発生する非線形障害のうちの１つまたは組み合わせを含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 送信された前記シンボルに対する前記階層的信号モデルは、階層的ガウス混合事前モデルを統合する低複雑性シンボル検出アルゴリズムである、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記階層的ガウス混合事前モデルはさらに、有限のアルファベットの性質を実現するために、摂動され送信された前記シンボルに課される、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記低複雑性シンボル検出アルゴリズムは、因数分解または分離された反復検出アルゴリズムを作り出すために、変分ベイズ推論の原理を使用する、請求項１３に記載のシステム。
16. 無線ネットワークにおいて受信される摂動量を処理するための方法であって、前記摂動量は、前記無線ネットワークの少なくとも１つの送信信号からの非線形効果を含み、前記方法は、
    受信機側デコーダを実現することを含み、前記受信機側デコーダのうちの少なくとも１つの受信機側デコーダは、
    前記摂動量だけ摂動される未知のシンボルの構成可能なリカバリを提供することのために構成可能であり、前記リカバリは受信機側においてであり、前記摂動は送信機側においてであり、前記受信機は、ベースステーション（ＢＳ）におけるアップリンク送信のため、または、ユーザ機器（ＵＥ）におけるダウンリンク送信のためのいずれかであり、前記方法はさらに、
    送信された前記シンボルに階層的信号モデルを課すことによって、シンボル依存の送信側摂動のシンボル検出のために受信機側デコーディングを提供することを含み、前記受信機側デコーダによって提供される前記デコーディングは、前記ＵＥまたは前記ＢＳのいずれかによるデコーディング処理コストの量を低減するために、前記摂動量だけ摂動される前記未知のシンボルをリカバリし、かつ、シンボル依存の摂動を識別するよう使用され、前記方法を実現するよう処理回路が使用される、方法。
17. 送信された前記シンボルに対する前記階層的信号モデルは、階層的切断ガウス混合事前モデルを統合する低複雑性シンボル検出アルゴリズムであり、前記階層的ガウス混合事前モデルはさらに、有限のアルファベットの性質を実現するために、摂動され送信された前記シンボルに課される、請求項１６に記載の方法。
18. 前記階層的信号モデルを実現するステップは、
    分離されたＧＡＭＰを介して受信機チャネルベースの尤度を更新することと、
    更新された分布パラメータを用いて、切断ガウス変数である有効に送信された前記シンボルの事後を更新することと、
    更新された分布パラメータを用いて、独立したガンマ変数である精度変数の事後を更新することと、
    更新された分布パラメータを用いて、独立したベルヌーイ変数であるラベル変数の事後を更新することと、
    リカバリされた前記シンボルに対する最適化された摂動を求めることによって、前記モデルパラメータ（ハイパーパラメータ）を更新することとを含む、請求項１６に記載の方法。

Images