JP2006521068A - マルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送のための伝送モード選択 - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送のための伝送モード選択
【解決手段】複数の伝送チャネルが様々なSNRを有する、マルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送に適した伝送モードを選択するための技法。1つの方法では、データストリームを送信するために使用される複数の伝送チャネルのそれぞれにSNR推定値が初期に取得される。次に前記複数の伝送チャネルの前記SNR推定値のために平均SNR及び不偏分散が計算される。バックオフ係数は、例えば前記SNR分散及びスケーリングファクタに基づいて決定される。次に、前記平均SNR及び前記バックオフ係数に基づいて伝送チャネルのための動作SNRが計算される。それから、前記動作SNRに基づいてデータストリームのために伝送モードが選択される。前記選択された伝送モードは、前記動作SNR未満であるか、あるいは前記動作SNRに等しい最高必須SNRと関連付けられる。前記方法は様々なSNRを有する複数の伝送チャネルのある任意のシステムに使用されてよい。
【解決手段】複数の伝送チャネルが様々なSNRを有する、マルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送に適した伝送モードを選択するための技法。1つの方法では、データストリームを送信するために使用される複数の伝送チャネルのそれぞれにSNR推定値が初期に取得される。次に前記複数の伝送チャネルの前記SNR推定値のために平均SNR及び不偏分散が計算される。バックオフ係数は、例えば前記SNR分散及びスケーリングファクタに基づいて決定される。次に、前記平均SNR及び前記バックオフ係数に基づいて伝送チャネルのための動作SNRが計算される。それから、前記動作SNRに基づいてデータストリームのために伝送モードが選択される。前記選択された伝送モードは、前記動作SNR未満であるか、あるいは前記動作SNRに等しい最高必須SNRと関連付けられる。前記方法は様々なSNRを有する複数の伝送チャネルのある任意のシステムに使用されてよい。
Description
本発明は概してデータ通信に関し、さらに詳細には、マルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送に適切な伝送モードを選択するための技法に関する。
マルチチャネル通信システムは、データ伝送のために複数の「伝送」チャネルを活用する。これらの伝送チャネルは、時間領域、周波数領域、空間領域、あるいはその組み合わせで形成されてよい。例えば、複数の伝送チャネルは時分割多重(TDM)通信システムの異なるタイムスロットに、直交周波数分割多重(OFDM)通信システムにおける異なる周波数サブバンドに、あるいは多入力多出力伝送(MIMO)通信システムにおける異なる空間通信路に相当してよい。TDMシステム、OFDMシステム及びMIMOシステムはさらに詳しく後述される。
マルチチャネル通信システムにおける複数の伝送チャネルは、様々な通信路状態(例えば、様々なフェージング、マルチパス、及び干渉の影響)を経験し、異なる信号対雑音及び干渉比(SNR)を達成する可能性がある。伝送チャネルのSNRが、通常前記伝送チャネルで確実に伝送できるある特定のデータレートによって数値で表されるその伝送能力を決定する。SNRが伝送チャネルごとに変化する場合には、サポートされるデータレートも通信路ごとに変化する。さらに、通信路状態は、通常、経時的に変化するので、伝送チャネルによりサポートされるデータレートも経時的に変化するであろう。
符号化された通信システムにおける主要な課題は、通信路状態に基づいてデータ伝送のために使用する適切な伝送モード(複数の場合がある)を選択することである。ここに使用されるように、「伝送モード」は、既定のデータ伝送のために使用するためのある特定のデータレート又は情報ビットレート、ある特定の符号化方式、ある特定の変調方式、あるいはその組み合わせを示してよい。伝送モード選択の目標は、ある特定のパケット誤り率(PER)により数値で表されてよい特定の品質目的を満たす一方で、複数の伝送チャネルでスループットを最大限にすることでなければならない。
1つの分かりやすい技法は、複数の伝送チャネルのそれぞれにそのSNRに基づいてある特定の伝送モードを選択することである(つまり、伝送モード選択は各伝送チャネルをそのSNRに従って「ビットロードする」ために伝送チャネル単位で行われる)。その結果、伝送チャネルごとのデータは、その伝送チャネルのために選択された伝送モードに関連付けられたデータレートで、及び符号化方式と変調方式を用いて送信されるであろう。しかしながら、この技法にはいくつかの重要な欠点がある。第1に、伝送チャネルごとの個々の符号化は送信機と受信機両方でのデータ処理の複雑さを大幅に高める可能性がある。第2に、伝送チャネルごとの個々の符号化は符号化と復号の遅延を大幅に増す可能性がある。第3に、通信路単位でデータを符号化し、変調するために送信機によって必要とされる情報(例えばSNR又は伝送モード)を伝送チャネルごとに送り返すためには高フィードバックレートが必要とされる可能性がある。
別の技法は、すべての伝送チャネルに1つの共通した伝送モードを使用することである。この技法は前記ビットロード技法の重要な欠点を回避する。しかしながら、データ伝送が様々なSNRをもつ複数の伝送チャネルで送信される場合には、SNRは受信されるデータ伝送全体で相応して変化するであろう。その結果、課題は、その結果データ伝送が確実に受信できるように、変化するSNRの観点からデータ伝送に使用するための適切な伝送モードを選択することである。選択された伝送モードのデータレートが高すぎる場合には、データ伝送全体が間違って受信されるであろう。逆に、選択された伝送モードのデータレートが低すぎる場合には、複数の伝送チャネルの伝送容量は十分に利用されていない。
したがって、当技術分野において、様々なSNRを有する複数の伝送チャネルでのデータ伝送に適した伝送モードを決定する技法に対するニーズがある。
[発明の概要]
様々なSNRを有する複数の伝送チャネルのあるマルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送に適切な伝送モードを選択するための技法がここに示されている。適切なデータ伝送モードは独立して処理され(例えば符号化され、変調され)、伝送チャネルの指定されたグループで送信されるデータストリームごとに決定されてよい。
様々なSNRを有する複数の伝送チャネルのあるマルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送に適切な伝送モードを選択するための技法がここに示されている。適切なデータ伝送モードは独立して処理され(例えば符号化され、変調され)、伝送チャネルの指定されたグループで送信されるデータストリームごとに決定されてよい。
複数の伝送チャネルで送信されるデータストリームに適切な伝送モードを決定するある特定の方法においては、(例えば、dB単位の)SNR推定値は、当初、そのデータストリームを送信するために使用される複数の伝送チャネルのそれぞれに得られる。次に、平均SNR、γavgが
として複数の伝送チャネルのためのSNR推定値について計算され、ここではγiは伝送チャネルiのSNR推定値であり、Ncはデータ伝送のために使用される伝送チャネルの数である。SNR推定値の分散、σ2 γも
として計算される。次に、例えば平均SNRとSNR分散の関数F(γavg,σ2 γ)に基づいてバックオフ係数γboが決定される。例えば、関数F(γavg,σ2 γ)=Kb・σ2 γは前記バックオフ係数のために使用されてよく、ここではKbは、例えばデータストリームに使用されるインタリーブ、パケットサイズ、及び/又は符号化方式のタイプなどのシステムの1つ以上の特性に基づいて選択されてよいスケーリングファクタである。次に伝送チャネルのための動作SNR、γopが、γop=γavg−γboとして平均SNR及びバックオフ係数に基づいて計算される。それから、例えばサポートされている伝送モードとその必須SNRのルックアップテーブルを使用して、動作SNRに基づいてデータストリームのための伝送モードが選択される。選択された伝送モードは、データストリームを送信するために使用される複数の伝送チャネルのすべてに活用される。
伝送モードの集合は、システムによってサポートされてよく、性能の特定のレベル(例えば1%PER)を達成するために必要とされる最小SNRは、フェージングがない相加性白色ガウス雑音(AWGN)通信路に基づいてサポートされている伝送モードごとに決定されてよい。データストリームのために選択された伝送モードは、最高データレート、及び動作SNR未満である又は動作SNRに等しい必須SNRのサポートされている伝送モードである。方法は、(すべてが後述される)TDMシステム、OFDMシステム、MIMOシステム及びMIMO−OFDMシステムなどの複数の伝送チャネルのある任意のシステムに使用されてよい。
ここに説明される伝送モード選択技法は、MIMO−OFDMシステムの多様な伝送スキーム(方式)に使用されてよい。全アンテナ(all−antenna)伝送方式の場合、全送信アンテナの全サブバンドで1つのデータストリームが送信される。このデータストリームのための伝送モードは、全送信アンテナの全サブバンドのためのSNR推定値に基づいて選択されてよい。アンテナ単位の伝送方式の場合、各送信アンテナの全サブバンドで1つのデータストリームが送信される。各データストリームのための伝送モードは、そのデータストリームに使用される送信アンテナのすべてのサブバンドのためのSNR推定値に基づいて選択されてよい。固有モード単位の伝送方式の場合、1つのデータストリームは(後述される)各広帯域固有モードの全サブバンドで送信される。データストリームごとの伝送モードはそのデータストリームのために使用される広帯域固有モードの全サブバンドのためのSNR推定値に基づいて選択されてよい。
本発明の多様な態様及び実施形態がさらに詳しく後述される。
本発明の特徴、性質及び優位点は、類似する参照文字が全体を通して相応して特定する図面とともに解釈されると、後述される詳細な説明からより明らかになるであろう。
単語「例示的な」は、「例、事例、又は図解として役立つこと」を意味するためにここで使用される。ここに「例示的」として説明される任意の実施形態又は設計は、必ずしも他の実施形態又は設計に優って好ましい又は有利であると解釈されるべきではない。
ここに説明される伝送モード選択技法は、データ伝送に使用されてよい複数の伝送チャネルを有する各種のマルチチャネル通信システムに使用されてよい。例えば、これらの技法はTDMシステム、OFDMベースのシステム、MIMOシステム、OFDMを活用するMIMOシステム(つまり、MIMO−OFDMシステム)等に使用されてよい。
TDMシステムは、それぞれがある特定の時間持続期間であってよいフレームでデータを送信してよい。各フレームは様々な指数を割り当てられてよい複数(NTS個)のタイムスロットを含んでよい。NTS個の伝送チャネルは各フレームのNTS個のタイムスロットのために形成されてよい。
OFDMシステムは、事実上、全体的なシステム帯域幅を、トーン、ビン、及び周波数通信路とも呼ばれることがある複数(NF個)の直交サブバンドに分割する。各サブバンドはデータで変調されてよいそれぞれの搬送波と関連付けられる。NF個の伝送チャネルはNF個のサブバンドのために形成されてよい。
MIMOシステムは、データ伝送のために複数(NT本)の送信アンテナ及び複数(NR本)の受信アンテナを利用し、(NT,NR)システムと示される。NT本の送信アンテナとNR本の受信アンテナによって形成されるMIMO通信路(channel)はNS個の独立した通信路に分解されてよく、NS≦最小{NT,NR}である。NS個の独立した通信路のそれぞれは、MIMO通信路の空間通信路又は固有モードとも呼ばれてよい。空間通信路の数はNT本の送信アンテナとNR本の受信アンテナの間の応答を説明する通信路応答行列Hによって決定される。簡単にするために、以下の説明では、通信路応答行列Hは最大階数であると仮定し、その場合空間通信路の数はNS=NT≦NRとして示される。NT個の伝送チャネルはNT個の空間通信路のために形成されてよい。
MIMO−OFDMシステムは、NF個のサブバンドのそれぞれにNT個の空間通信路を有する。伝送チャネルは各サブバンドの各空間通信路のために形成されてよい。NF・NT伝送チャネルは、NT本の送信アンテナとNR本の受信アンテナ間のデータ伝送のために使用可能となるであろう。
一般的には、複数の伝送チャネルは、いくつかが前述される多様な方法で形成されてよい。各伝送チャネルは、その通信路の伝送能力を示す受信SNRと関連付けられている。既定の伝送チャネルの受信SNRは、例えばその伝送チャネルで送信されるパイロットに基づいて受信機によって推定されてよい。
図1は、マルチチャネル通信システム100における送信機110と受信機150のブロック図である。送信機110では、トラヒックデータはデータソース112から、トラヒックデータを、ND≧1であるND個のデータストリームに逆多重化する送信(TX)データプロセッサ114に提供される。各データストリームは独立して処理され、伝送チャネルのそれぞれのグループで送信されてよい。各データストリームはそのデータストリームのパラメータ値の集合を示す特定の伝送モードと関連付けられている。例えば、データストリームごとの伝送モードは、そのデータストリームに使用するための特定のデータレート又は情報ビットレート、特定の符号化方式又は情報レート、特定のインタリーブ方式、特定の変調方式等を示してよい(あるいは関連付けられてよい)。既定の伝送モードの場合、データレートはその伝送モードに関連付けられる符号化方式及び変調方式によって決定されてよい。伝送モードの例示的な集合は表1に示されている。データストリームごとに、データレートはデータレート制御によって決定され、符号化方式は符号化制御によって決定され、変調方式は変調制御によって決定される。これらの制御はコントローラ130によって提供され、受信機150から受信されるフィードバック情報に基づいて生じる。
データストリームごとに、TXデータプロセッサ114は、変調記号の対応するストリームを提供するために、そのデータストリームのために選択された符号化方式、インタリーブ方式及び変調方式に従ってデータを符号化し、インタリーブし、変調する。TXデータプロセッサ114は、ND個のデータストリームにND個の変調記号ストリームを提供する。
送信機装置(TMTR)116は、次にシステムによって指定された方法でND個の変調記号ストリームを受信し、処理する。例えば、送信機装置116はOFDMシステムのためにOFDM処理を、MIMOシステムのために空間処理を、又はMIMO−OFDMシステムのために空間処理とOFDM処理の両方を実行してよい。受信機が通信路推定、取得、周波数及びタイミング同期、コヒーレント復調等の多くの機能を実行するのを支援するためにパイロットも受信機150に送信されてよい。このケースでは、送信機装置116はパイロット記号を受信し、変調記号で多重化してよい。送信機装置116はデータ伝送に使用されるアンテナごとに変調済み信号を提供する。
各変調信号は次に無線通信リンク上でそれぞれの送信アンテナから受信機150に送信される。通信リンクはある特定の通信路応答で変調された信号を歪め、(1)N0という偏差を有する相加性白色ガウス雑音(AWGN)、及び(2)おそらく他の伝送ソースからの干渉で前記変調済み信号を悪化させる。
受信機150では、伝送された信号が各受信アンテナで受信され、各アンテナからの前記受信された信号は受信機装置(RCVR)160に提供される。受信機装置160は、サンプルの対応するストリームを提供するためにそれぞれの受信された信号を調整し、ディジタル化する。受信機装置160は、さらに、送信機110によって送信される変調記号のND個のストリームの推定値である「回復された」記号のND個のストリームを提供するために送信機装置116によって実行される方法に相補的である方法で前記サンプルを処理する。回復された記号ストリームは次に受信(RX)データプロセッサ162に提供され、送信されたデータストリームのための復号されたデータを取得するために処理される。RXデータプロセッサ162による処理は復調(つまり、記号デマッピング)、デインタリービング、及び復号を含んでよい。RXデータプロセッサ162は、さらにそれぞれの受信データパケットのステータスを提供してよい。
受信機装置160は、「受信済みの」記号(つまり、OFDM処理の後であるが、受信機装置160による空間処理の前の記号)及び/又は回復された記号を通信路推定器164に提供してもよい。通信路推定器164は、次にデータ伝送に使用される各伝送チャネルのためのSNR推定値を取得するためにこれらの記号を処理してよい。SNR推定値は、通常受信パイロット記号に基づいて取得されるが、受信データ記号又は受信パイロット記号とデータ記号の組み合わせに基づいて取得されてもよい。伝送モードセレクタ166は通信路推定器164からSNR推定値を受け取り、ND個のデータストリームのそれぞれに適した伝送モードを決定する。
コントローラ170は伝送モードセレクタ166からND個の伝送モードを、RXデータプロセッサ162からパケットステータスを受け取り、送信機110のためにフィードバック情報をアセンブルする。フィードバック情報は、ND個のデータストリームのためのND個の伝送モード、受信データパケットのための肯定応答(ACK)と否定応答(NAK)、及び/又は他の情報を含んでよい。フィードバック情報は次に送信機110に送信され、受信機150に送信されるND個のデータストリームの処理を調整するために使用される。例えば、送信機110は、受信機150に送信されるデータストリームごとに、データレート、符号化方式、変調方式、又はその任意の組み合わせを調整するためにフィードバック情報を使用してよい。フィードバック情報は、データを通信リンクによってサポートされる最善の既知の設定値で送信できるようにすることでシステムの効率を高めるために使用される。
図1に図示される実施形態では、伝送モード選択は受信機150により実行され、各データストリームに選択された伝送モードは送信機110に送り返される。他の実施形態では、伝送モード選択は(1)受信機により提供されるフィードバック情報及び/又は送信機により取得される他の情報に基づいて送信機によって、あるいは(2)送信機と受信機の両方によって共同で実行されてよい。
AWGN通信リンク(例えば、AWGN通信路)は、伝送チャネル全体で変化が少ない周波数応答で特徴付けられる。AWGN通信路の場合、伝送チャネルは類似した受信SNRを達成する。データパケットが類似した受信SNRの伝送チャネルのグループで送信される場合には、SNRはデータパケット全体でほぼ一定となるであろう。「一定のSNR」データパケットの場合、ある特定のレベルの性能のための必須SNRとデータレートの関係性は当技術分野で周知である。所望されるレベルの性能は特定のパケット誤り率(PER)、フレーム誤り率(FER)、ブロック誤り率(BLER)、ビット誤り率(BER)又はなんらかの他の基準によって数値で表されてよい。適切な伝送モードは、AWGN伝送チャネルの受信SNRに基づいて容易に選択されてよい。
しかしながら、前記に注記されたように、複数の伝送チャネルは様々な通信路状態を経験し、異なる受信SNRを達成する可能性がある。データパケットが異なる受信SNRの伝送チャネルのグループで送信される場合には、SNRは受信データパケット全体で相応して変化するであろう。この「変化するSNR」パケットという問題は広帯域通信システムについて、及び周波数選択フェージングのある「マルチパス」通信路(つまり、伝送チャネル全体で均一ではない応答)について悪化している。ここに説明される技法は、特定の所望されるレベルの性能のために様々なSNRの伝送チャネルのグループで送信される各データストリームに使用されてよい最大データレートを決定することである、符号化されたマルチチャネル通信システムの重要な課題に取り組む。
図2は、ND個のデータストリームのそれぞれに適した伝送モードを決定できる伝送モードセレクタ166の実施形態のブロック図を示す。各データストリームは伝送チャネルのそれぞれのグループで送信される。簡単にするために、1つのデータストリームのための伝送モード選択が後述される。以下の説明の場合、SNRはデシベル(dB)単位で示される。
として表され、ここではiはデータストリームに使用される伝送チャネルの指数であり、
Ncはデータストリームに使用される伝送チャネルの数であり、
siは伝送チャネルiの複合利得であり、
N0は伝送チャネルiの雑音分散であり、
γiは伝送チャネルiのSNR推定値である。
Ncはデータストリームに使用される伝送チャネルの数であり、
siは伝送チャネルiの複合利得であり、
N0は伝送チャネルiの雑音分散であり、
γiは伝送チャネルiのSNR推定値である。
複数の種類のマルチチャネル通信システムのためのSNR推定値の導出は後述される。装置210は、SNR推定値の平均SNR及び不偏分散を計算する。
ここではiはデータストリームに使用される伝送チャネルのための指数であり、
γiは伝送チャネルiのSNR推定値であり、
γavgはデータストリームのために使用されるNC個の伝送チャネルの平均SNRである。
γiは伝送チャネルiのSNR推定値であり、
γavgはデータストリームのために使用されるNC個の伝送チャネルの平均SNRである。
ここではσ2 γはSNR分散である。
計算装置212は、次にデータストリームに使用される伝送チャネルのグループのための動作SNRを計算するために、平均SNRとSNR分散を使用する。動作SNRは以下のように計算されてよく、
γop=γavg−γb0, (dB) 式(4)
ここではγb0はバックオフ係数であり、
γopは伝送チャネルのグループのための動作SNRである。
γop=γavg−γb0, (dB) 式(4)
ここではγb0はバックオフ係数であり、
γopは伝送チャネルのグループのための動作SNRである。
バックオフ係数は、通信リンクの周波数選択性(つまり、受信SNRの変動を生じさせる均一ではない周波数スペクトル)を説明するために使用される。バックオフ係数は平均SNR、SNR分散、及びおそらく他の係数の関数であってよい。バックオフ係数は詳しく後述される。
システムは伝送モードの集合をサポートするように設計されてよい。それぞれのサポートされている伝送モードは、後述されるように決定される、所望されるレベルの性能を達成するために必要とされる特定の最小SNRと関連付けられている。
これらの伝送モードのそれぞれについて、サポートされる伝送モード及び必須SNRの集合を記憶するためにルックアップテーブル214が使用されてよい。データストリームのために使用される伝送チャネルのグループのための動作SNRは、次にデータストリームに伝送モードを提供するルックアップテーブル214に提供される。この伝送モードが最高のデータレートと、動作SNR未満である、又は動作SNRに等しい必須SNRのサポートされている伝送モードである。ルックアップテーブル214は、このようにして動作SNRに基づいてデータストリームのための考えられる最高のデータレートを選択する。
表1は、伝送モード指数0から13で特定される、システムによってサポートされている14の伝送モードの例示的な集合を一覧表示している。各伝送モードは特定のスペクトル効率、特定のコードレート、特定の変調方式、及び非フェージングAWGN通信路のために1%のPERを達成するために必要とされる最小SNRと関連付けられている。スペクトル効率は、システム帯域幅により正規化されるデータレート(つまり情報ビットレート)を指し、1ヘルツあたりビット/秒(bps/Hz)の単位で示される。表1の各伝送モードの情報レート及び変調方式は、例示的なシステム設計に特殊である。指数0を有する伝送モードはヌルデータレート(つまりデータ伝送なし)の場合である。ゼロ以外のデータレートの各伝送モードに、必須SNRが特定のシステム設計(つまり、その伝送モードのためにシステムが使用する特定の情報レート、インタリーブ方式、変調方式等)に基づいて、及びAWGN通信路について取得される。必須SNRは、技術で既知であるように、計算、コンピュータシミュレーション、実験に基づいた測定等によって取得されてよい。
図3は、様々なSNRの伝送チャネルのグループで送信されるデータストリームのために伝送モードを決定するためのプロセス300の流れ図を示している。当初、(例えば、伝送チャネルで受信されるパイロット記号に基づいて)データストリームに使用される各伝送チャネルのためのSNR推定量が取得される(ステップ312)。伝送チャネルのためのSNR推定値はdBの単位で示される。次に、伝送チャネルのグループのための平均SNRが式(2)に示されるように計算される(ステップ314)。伝送チャネルのSNR推定値の不偏分散も、式(3)に示されるように計算される(ステップ316)。それからバックオフ係数が(例えば、平均SNR、SNR分散、及び/又は他の係数に基づいて)決定される(ステップ318)。伝送チャネルのグループのための動作SNRは、次に、式(4)に示されるように平均SNR及びバックオフ係数に基づいて計算される(ステップ320)。
それから伝送モードは動作SNRに基づいてデータストリームについて決定される(ステップ322)。サポートされた伝送モードとそれらの必須SNRのルックアップテーブルはステップ322について参考にされてよい。ステップ312から322は、ND個のデータストリームのそれぞれが独立して処理されるために実行されてよい。
明確にするために、次に伝送モード選択プロセスの特定の例について説明する。この例では、データストリームは受信SNRが2.74dB、4.27dB、6.64dB及び9.52dBの4つの伝送チャネルのグループで送信される。平均SNRはγavg=5.79dBとして計算され、SNR分散はσ2 γ=8.75として計算される。この例の場合、バックオフ係数は関数γbo=F(γavg,σ2 γ)=0.25・σ2 γとして求められ、 γb0=2.19dBとして計算される。動作SNRは、次にγop=5.79−2.19=3.60dBとして計算される。
表1に示されるサポートされている伝送モード及びそれらの必須SNRの集合を使用して、モード指数2の伝送モードがデータストリームに選択される。前記選択されたモードは(3.60dBという)動作SNR未満である、又は動作SNRに等しい(1.2dBという)最高の必須SNRを有する。選択された伝送モードは0.5bps/Hzのデータレート、1/2の情報レート、及びBPSK変調がデータストリームに使用されなければならないことを示す。
平均SNRは、AWGN通信路の正確な推定値であり、マルチパス通信路にとってはそれほど正確な推定値ではない、伝送チャネルのグループの伝送容量の推定値を表す。平均SNRはこれらの伝送チャネルで送信されるデータストリームのための伝送モードを選択するために使用されてよい。選択された伝送モードは、所望されるPERについて伝送チャネルのグループがサポートできるデータレートの予測を表す。しかしながら、任意の予測方法と同様に、予測誤差があるのは不可避である。所望されるPERを達成できることを確実にするために、バックオフ係数が使用されてよい。バックオフはシステムのスループットを削減するので、所望されるPERが達成できることを確実にしつつ、このバックオフを可能な限り小さく抑えることが望ましい。
バックオフ係数は多様な係数に基づいて求められてよい。1つのこのような係数が、SNR分散、σ2 γにより数値で表される伝送チャネルのグループのためのグループのSNR推定値における変動性の量である。予測誤差のさらに高い尤度を説明するためにはより大きなSNR分散により大きなバックオフ係数が使用されてよい。逆にバックオフ係数は、SNR分散がゼロに縮小するにつれてゼロに近づき、その結果σ2 γ=0のAWGN通信路にはバックオフは必要とされない。
バックオフ係数は、データストリームに使用されるダイバーシティ、符号化方式及びインタリーブ方式などのシステムに特殊な係数に基づいて決定されてもよい。ダイバーシティは、時間領域、周波数領域、及び/又は空間領域で提供されてよい。空間ダイバーシティは複数の送信アンテナ(送信ダイバーシティ)及び/又は複数の受信アンテナ(受信ダイバーシティ)の使用によってデータストリームのために達成されてよい。インタリーブは、インタリーブされたビットがマッピングされる方法に応じて、時間ダイバーシティ、周波数ダイバーシティ、及び/又は空間ダイバーシティを達成するために使用されてよい。データストリームに使用されるための符号の制約長Kだけではなく、符号化方式のタイプもバックオフ係数に影響を及ぼす。畳込み符号の性能はSNR内の貫通(puncturing)及び変動性により敏感であり、より大きなバックオフ係数がこれらの符号に使用されてよい。逆に、ターボ符号の性能は貫通にはあまり敏感ではなく、これらの符号にはより小さいバックオフ係数が使用されてよい。パケットサイズはバックオフ係数にも影響を及ぼし、所望されるPERを達成するためにはより大きなパケットサイズのためにより大きなバックオフ係数が必要とされてよい。バックオフ係数は多様な方法で決定されてよく、その内のいくつかは後述される。
ある実施形態では、バックオフ係数は平均SNRとSNR分散の関数として以下のように計算される。
γbo=F(γavg,σ2 γ) (dB) 式(5)
式(5)は、バックオフ係数が、平均SNR又はSNR分散の関数、あるいは平均SNRとSNR分散の両方の関数であってよいか、あるいはどちらでもないことを示している。式(5)はこのようにしてバックオフ係数のための関数の一般的な形式である。
式(5)は、バックオフ係数が、平均SNR又はSNR分散の関数、あるいは平均SNRとSNR分散の両方の関数であってよいか、あるいはどちらでもないことを示している。式(5)はこのようにしてバックオフ係数のための関数の一般的な形式である。
SNR分散の関数であるバックオフ係数の特殊な関数は以下のように表されてよく、
γbo=F(σ2 γ)=Kb・σ2 γ (dB) 式(6)
ここではKbはスケーリングファクタである。
γbo=F(σ2 γ)=Kb・σ2 γ (dB) 式(6)
ここではKbはスケーリングファクタである。
スケーリングファクタKbは、システムに特殊な多様な係数に基づいて選択され、通常0から1の範囲となる(つまり、1≧Kb≧0)。スケーリングファクタKbはシステムによって使用される特殊な符号の最小自由距離dminの関数であってよい。dminの一般的な概念は技術で周知であり、既定の符号のdminは既知であるか、あるいは技術で既知の方法で確かめられてよい。スケーリングファクタKbはターボ符号の場合より小さく、畳込み符号の場合はより大きくてよい。既定のタイプの符号(つまり、畳込み又はターボ)の場合、符号の制約長Kもスケーリングファクタに影響を及ぼす。より大きな制約長にはより小さなスケーリングファクタが使用されてよく、逆もまた同様である。既定のシステム設計の場合、スケーリングファクタKbは(多数の実現のための)シミュレーション、実験に基づいた測定等に基づいて決定されてよい。
別の実施形態では、バックオフ係数は係数の集合に基づいて計算される。関数F(x)が定義されてよく、ここではxは検討されるパラメータ又は係数の集合(例えば、平均SNR、SNR分散、符号化方式、インタリーブ、ダイバーシティ、パケットサイズ等)を表す。
さらに別の実施形態では、(つまり、平均SNR又はSNR分散に依存せずに)固定バックオフ係数が使用される。この固定バックオフ係数は(例えば、大きなダイバーシティ順序、ターボ符号等のシステムなど)いくつかのシステム設計には優れた性能を提供する。
前述された伝送モード選択技法を多様なタイプのマルチチャネル通信システムに使用することが以下に説明される。
1.OFDMシステム
OFDMシステムの場合、システム帯域幅全体での通信路応答は、k=1,2,...NFの場合{h(k)}により示されてよく、ここではNFはサブバンドの数である。h(k)がサブバンドk全体で均一であると仮定される。マルチパス通信路の場合、通信路応答{h(k)}はシステム帯域幅全体で変化するが、雑音分散N0は通常一定である。これらのパラメータはNF個のサブバンドごとに受信SNRを計算するために使用されてよい。OFDMシステムの総送信電力、PtotalがNF個のサブバンド全体で一様に分散される場合には、各サブバンドの受信SNRは、
OFDMシステムの場合、システム帯域幅全体での通信路応答は、k=1,2,...NFの場合{h(k)}により示されてよく、ここではNFはサブバンドの数である。h(k)がサブバンドk全体で均一であると仮定される。マルチパス通信路の場合、通信路応答{h(k)}はシステム帯域幅全体で変化するが、雑音分散N0は通常一定である。これらのパラメータはNF個のサブバンドごとに受信SNRを計算するために使用されてよい。OFDMシステムの総送信電力、PtotalがNF個のサブバンド全体で一様に分散される場合には、各サブバンドの受信SNRは、
として表されてよく、ここではγ(k)はサブバンドk及びK={1,2,...NF}のための受信SNRである。式(7)はOFDMシステム内の受信SNRを計算する例示的な方法を表す。受信SNRは技術で既知の他の方法で計算されてもよい。
図4は、周波数選択フェージングのあるOFDMシステムのための受信SNRの例示的なプロット410を示す。システム帯域幅全体で変化する通信路利得のあるマルチパス通信路の場合、プロット410によって示されるように様々なサブバンドのために異なる受信SNRが達成される。データ伝送に使用される全サブバンドの受信SNRは、プロット412によって示される平均SNR、γavgを取得するために平均されてよい。
2.OFDMAシステム
直交周波数分割多元接続(OFDMA)通信システムは、周波数領域多重化を通して同時に複数のユーザをサポートできる。OFDMAシステムでは、各ユーザは、他のユーザに割り当てられるサブバンドの集合から互いに素であるサブバンドの特定の集合を割り当てられる(つまり、各サブバンドは、仮にあったとしても、ただ1人のユーザに割り当てられる)。複数のユーザはサブバンドのそれらの割り当てられた集合を介して同時にデータを送信及び/又は受信してよい。各ユーザはサブバンドの割り当てられた集合で1つ以上のデータストリームを送信及び/又は受信してよい。前述された伝送モード選択技法は、サブバンドの割り当てられた集合について達成された受信SNRに基づいてユーザごとに個別に実行されてよい。
直交周波数分割多元接続(OFDMA)通信システムは、周波数領域多重化を通して同時に複数のユーザをサポートできる。OFDMAシステムでは、各ユーザは、他のユーザに割り当てられるサブバンドの集合から互いに素であるサブバンドの特定の集合を割り当てられる(つまり、各サブバンドは、仮にあったとしても、ただ1人のユーザに割り当てられる)。複数のユーザはサブバンドのそれらの割り当てられた集合を介して同時にデータを送信及び/又は受信してよい。各ユーザはサブバンドの割り当てられた集合で1つ以上のデータストリームを送信及び/又は受信してよい。前述された伝送モード選択技法は、サブバンドの割り当てられた集合について達成された受信SNRに基づいてユーザごとに個別に実行されてよい。
3.SIMO−OFDMシステム
単一入力多出力(single−input multiple−output)(SIMO)通信システムの場合、NR本の受信アンテナが単一の送信アンテナから送信されるデータ伝送を受信するために使用される。単一送信アンテナ及びNR本の受信アンテナの間の通信路応答は、j=1,2,...NR及びk=1,2,...NFの場合、h(k)又は{hj(k)}と表されてよく、ここではhj(k)はサブバンドk送信アンテナとの受信アンテナjの間の通信路利得である。
単一入力多出力(single−input multiple−output)(SIMO)通信システムの場合、NR本の受信アンテナが単一の送信アンテナから送信されるデータ伝送を受信するために使用される。単一送信アンテナ及びNR本の受信アンテナの間の通信路応答は、j=1,2,...NR及びk=1,2,...NFの場合、h(k)又は{hj(k)}と表されてよく、ここではhj(k)はサブバンドk送信アンテナとの受信アンテナjの間の通信路利得である。
(1,NR)SIMO−OFDMシステムのためのSNR関数は、SIMO−OFDMシステムのための受信SNRはNR本の受信されたアンテナのすべてのための受信SNRの総計により取得されるという点を除きOFDMシステムのSNR関数と類似している。SIMO−OFDMシステムの各サブバンドのための受信SNRは以下のように表されてよく、
ここでは各サブバンドの送信電力は1に正規化される。式(8)はSISO−OFDMシステムの受信SNRを計算する例示的な方法を表す。簡単にするために、式(8)は、同じ雑音分散N0がすべてのNR本の受信アンテナで受信されると仮定する。式(8)は様々な受信アンテナで受信される異なる雑音分散N0を説明するために修正されてよい。受信SNRは、当技術分野で既知の他の方法で計算されてもよい。
SIMO−OFDMシステムの場合、NF個のサブバンドについて式(8)に基づいて決定される受信SNRは、伝送モード選択に使用されてよい。受信SNRの計算での変更を除き、SIMO−OFDMシステムのための伝送モード選択はOFDMシステムの場合と同様に実行されてよい。
4.MIMOシステム
MIMOシステムの場合、複数の空間通信路はデータ伝送に使用されるNT本の送信アンテナとNR本の受信アンテナによって形成される。空間処理は受信機で実行され、すべての空間通信路での同時データ伝送を見越すために送信機で実行されてもよい。受信機での空間処理はMIMO通信路のための通信路応答行列Hも提供する。通信路応答行列Hの要素はj=1,2,...NR及びi=1,2,...NTの場合{hj,i}であり、ここでhj,iは送信アンテナiと受信アンテナjの間の結合、つまり通信路利得である。MIMO通信路は均一フェージング狭帯域通信路であると仮定されてよい。この場合、通信路応答行列Hの要素はスカラー量であり、各送信−受信アンテナ組の間の結合hj,iは単一のスカラー値で表すことができる。
MIMOシステムの場合、複数の空間通信路はデータ伝送に使用されるNT本の送信アンテナとNR本の受信アンテナによって形成される。空間処理は受信機で実行され、すべての空間通信路での同時データ伝送を見越すために送信機で実行されてもよい。受信機での空間処理はMIMO通信路のための通信路応答行列Hも提供する。通信路応答行列Hの要素はj=1,2,...NR及びi=1,2,...NTの場合{hj,i}であり、ここでhj,iは送信アンテナiと受信アンテナjの間の結合、つまり通信路利得である。MIMO通信路は均一フェージング狭帯域通信路であると仮定されてよい。この場合、通信路応答行列Hの要素はスカラー量であり、各送信−受信アンテナ組の間の結合hj,iは単一のスカラー値で表すことができる。
通信路応答行列Hは、MIMO通信路の空間通信路を決定するために、両方とも当技術分野で既知である特異値分解又は固有値分解を使用して分解されてよい。各空間通信路のSNRは、次に前記分解の結果に基づいて決定されてよい。適切な伝送モードは、それらの受信SNRに基づいて複数の空間通信路でのデータ伝送のために選択されてよい。
5.MIMO−OFDMシステム
MIMO−OFDMシステムの場合、通信路応答行列H(k)は、NF個のサブバンドのそれぞれに取得されてよい。データ伝送はすべてのNT本の送信アンテナのすべてのNF個のサブバンドで発生してよい。
MIMO−OFDMシステムの場合、通信路応答行列H(k)は、NF個のサブバンドのそれぞれに取得されてよい。データ伝送はすべてのNT本の送信アンテナのすべてのNF個のサブバンドで発生してよい。
ここではy(k)[y1(k)y2(k)…yNR(k)]TはサブバンドkのためのNR個の受信記号のベクトルであり、ここではyj(k)は受信アンテナjのサブバンドk上で受信されるエントリであり、x(k)=[x1(k)x2(k)…xNT(k)]TはサブバンドkのためのNT個の送信記号のベクトルであり、ここではxi(k)は送信アンテナiのサブバンドkで送信されるエントリであり、
H(k)はサブバンドkの通信路応答行列であり、
nは、Λ n=N0 Iのゼロ平均及び共分散行列の相加性白色ガウス雑音(AWGN)であり、ここでIは単位行列である。
H(k)はサブバンドkの通信路応答行列であり、
nは、Λ n=N0 Iのゼロ平均及び共分散行列の相加性白色ガウス雑音(AWGN)であり、ここでIは単位行列である。
簡単にするために、(ごくわずかである場合がある)送信機と受信機両方でのOFDM処理の影響は式(9)に示されていない。
MIMO−OFDMシステムの場合、データは多数の伝送方式を使用して処理され、送信されてよい。各伝送方式は(1)データが伝送の前に処理される(つまり、符号化される、インタリーブされる、あるいは変調される)方法、(2)(もしあれば)送信機と受信機での空間処理、及び(3)独立して処理されたデータストリームごとに使用するための伝送チャネルを指定してよい。いくつかの例示的な伝送方式が後述される。
A.全アンテナ伝送方式
全アンテナ伝送(AAT)方式の場合、1つのデータストリームは全送信アンテナの全サブバンドで送信される。この方式の場合、送信されるデータは、変調記号を取得するために1つの共通した符号化及び変調方式を使用して、最初に符号化され、インタリーブされ、変調される。変調記号は、次にNT本の送信アンテナのためにNT個の変調記号ストリームsに逆多重化される。AAT方式の場合、空間処理は送信機では実行されず、NT個の送信記号ストリームはNT個の変調記号ストリームに等しい(つまりx=s)。各送信記号ストリームは1本の送信アンテナから送信され、式(9)のベクトルxの中のNT個のエントリの内の1つに相当する。
全アンテナ伝送(AAT)方式の場合、1つのデータストリームは全送信アンテナの全サブバンドで送信される。この方式の場合、送信されるデータは、変調記号を取得するために1つの共通した符号化及び変調方式を使用して、最初に符号化され、インタリーブされ、変調される。変調記号は、次にNT本の送信アンテナのためにNT個の変調記号ストリームsに逆多重化される。AAT方式の場合、空間処理は送信機では実行されず、NT個の送信記号ストリームはNT個の変調記号ストリームに等しい(つまりx=s)。各送信記号ストリームは1本の送信アンテナから送信され、式(9)のベクトルxの中のNT個のエントリの内の1つに相当する。
伝搬環境における散乱のため、既定のサブバンドkでNT本の送信アンテナから送信されるNT個の送信記号ストリームは、そのサブバンドでの通信路応答行列H(k)に従って受信機で互いと干渉する。特に、1本の送信アンテナから送信される既定の送信記号ストリームは様々な振幅及び位相ですべてのNR本の受信アンテナによって受信されてよい。その結果、受信アンテナごとの受信記号ストリームは、NT個の送信記号ストリームのそれぞれの構成要素を含んでよい。NR個の受信記号ストリームは集合的にすべてのNT個の送信記号ストリームを含むであろう。しかしながら、これらのNT個の送信記号ストリームはNR個の受信記号ストリームの間で分散される。
空間処理器用及び空間−時間受信機処理技法は、受信機で送信記号ストリームを分離し、回収するために使用されてよい。各送信記号ストリームは、(1)通信路応答の推定値に基づいて、NR個の受信記号ストリームにおけるその送信記号ストリームの多様な構成要素を結合し、(2)他の送信記号ストリームのための干渉を除去する又は解除することによって回収されてよい。それぞれの受信機処理技法は(1)他の送信記号ストリームから干渉がないように個々の送信記号ストリームを非相関させる(decorrelate)、又は(2)他の記号ストリームからの雑音と干渉の存在下でそれぞれの回収された記号ストリームのSNRを最大限にするかのどちらかを試行する。それぞれの回収された記号ストリームは、復号データを取得するためにさらに処理される(例えば、復調され、デインタリーブされ、復号される)。
送信記号ストリームを回収するために使用されてよい1つの空間受信機処理技法は、線形ゼロ−強制(linear zero−forcing)(ZF)等化器である。線形ZF等化器は、以下のように取得されてよいW ZF(k)の応答を有する。
送信記号ストリームxの推定値である回収された記号ストリームx^(なお、記号^はxの頂部に付されているが、表記不可であるので右側上部に付している。他の記号についても同様である。)は、以下のようにして取得されてよい。
と相関している、濾波された雑音W ZF H(k)nが加えられた送信記号ストリームxを含む。
他の空間処理及び空間−時間受信機処理の技法も、送信記号ストリームを回収するために使用されてよく、これは本発明の範囲内である。これらの他の受信機処理技法のいくつかは、2001年11月6日に出願され、本願の譲受人に譲渡された「多元接続多入力多出力(MIMO)通信システム(Multiple-Access Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) Communication System)」と題される米国特許出願第09/993,087号に説明されている。
ここではw j(k)はW ZF(k)のj番目の列であり、γj(k)は送信アンテナj及びJ={1,2,...NR}のサブバンドkのための受信SNRである。式(12)は、それにより線形ZF等化器が受信機で使用されるMIMO−OFDMシステムで受信SNRを計算する例示的な方法を表す。一般的には、受信SNRは使用するために選択される特定の受信機処理技法に依存し、当技術分野の既知の他の方法で計算されてよい。
図5Aは、周波数選択フェージングのあるMIMO−OFDMシステムにおけるNT本の送信アンテナのための受信SNRの例示的なプロットを示す。各送信アンテナjの通信路応答は、k∈K及びj∈Jの場合、h j(k)によって指定され、ここでh j(k)は行列H(k)のj番目の列であり、NR本の受信アンテナのためのNR個の要素を含む。h j(k)という通信路応答及びN0という雑音分散の各送信アンテナjの場合、NF個のサブバンドのための受信SNRのプロット510は式(12)に示されるように計算されてよい。図5Aに図示されるように、NT本の送信アンテナのための受信SNRプロット510aから510tは、これらの送信アンテナのための独立したフェージングのために異なってよい。
図5Bは、図5Aに図示されるMIMO−OFDMシステムをモデル化するために使用される同等なシステムにおける受信SNRのプロット520を示す。同等なシステムはNT個の受信SNRプロット510aから510tの連結により結合されるSNR応答を有する。平均SNR及びSNR分散は前述された方法で同等なシステムのために計算されてよい。平均SNR及びSNR分散は次に、前述されたようにNT本の送信アンテナのNF個のサブバンドでのデータ伝送のための伝送モードを決定するために使用されてよい。
B.アンテナ単位の伝送方式
アンテナ単位の伝送(PAT)方式の場合、1つのデータストリームは各送信アンテナの全サブバンドで送信される。この方式の場合、送信されるデータは最初にNT本の送信アンテナのためのNT個のデータストリームに逆多重化される。各データストリームは次に、変調記号の対応するストリームを提供するために独立して符号化され、インタリーブされ、変調される。データレート及び符号化方式と変調方式はNT個のデータストリームについて同じ又は異なる場合がある。PAT方式の場合、空間処理は送信機で実行されず、NT個の送信記号ストリームはNT個の変調記号ストリームに等しい(つまりx=s)。各送信記号ストリームは1本の送信アンテナから送信され、式(9)のベクトルxの中のNTのエントリの1つに相当する。
アンテナ単位の伝送(PAT)方式の場合、1つのデータストリームは各送信アンテナの全サブバンドで送信される。この方式の場合、送信されるデータは最初にNT本の送信アンテナのためのNT個のデータストリームに逆多重化される。各データストリームは次に、変調記号の対応するストリームを提供するために独立して符号化され、インタリーブされ、変調される。データレート及び符号化方式と変調方式はNT個のデータストリームについて同じ又は異なる場合がある。PAT方式の場合、空間処理は送信機で実行されず、NT個の送信記号ストリームはNT個の変調記号ストリームに等しい(つまりx=s)。各送信記号ストリームは1本の送信アンテナから送信され、式(9)のベクトルxの中のNTのエントリの1つに相当する。
受信機では、NT個の変調記号ストリームが空間処理技法又は空間−時間受信機処理技法を使用して回収されてよい。受信機は線形ゼロ強制(ZF)等化器又はなんらかの他のタイプの等化器を活用してよい。線形ZF等化器が使用される場合には、この等化器の応答W ZF(k)は式(10)に示されるように決定され、式(11)に示されるように送信記号ストリームを回収するために使用されてよい。送信アンテナごとの受信SNRは次に式(12)に示されるように計算されてよい。
代わりに、NT個の送信記号ストリームは、連続干渉解除(SIC)処理技法とも呼ばれる連続ヌル化(nulling)/等化及び干渉解除(interference cancellation)受信機処理技法を使用して回収されてよい。SIC処理技法は空間処理又は空間−時間受信器処理を使用して、各段で1個のストリームずつ、NT個の送信記号ストリームを回収しようとする。各送信記号ストリームが回収されると、残りであるが、まだ回収されていない送信記号ストリーム上で回収された記号ストリームによって引き起こされる干渉が推定され、修正された記号ストリームを取得するために受信された記号ストリームから解除される。修正された記号ストリームは次に、次の送信記号ストリームを回収するために次の段によって処理される。
NT個の送信記号ストリームは多様な順序で回収されてよい。一般的には、最初の段によって回収される送信記号ストリームは、最も多い干渉を経験し、そのストリームにとって考えられる最悪の受信SNRを達成し、最後の段によって回収される送信記号ストリームは最も少ない干渉を経験し、そのストリームにとって考えられる最高の受信SNRを達成する。簡単にするために、以下の説明では、NT個の送信記号ストリームは昇順で回収される(つまり、送信アンテナ1から送信される送信記号ストリームが最初に回収され、送信アンテナ2から送信される送信記号ストリームが次に回収される等)と仮定する。
SIC受信機のλ番目の段の場合、1∈L及びL={1,2,...NT}の場合にλ番目の送信アンテナから送信される送信記号ストリームを回収するために、(λ―1)番目の過去に回収された記号ストリームからの干渉が解除されると仮定される。他の(NT−λ)番目のまだ回収されていない送信記号ストリームからの干渉は、この段で回収される送信記号ストリームにとって適切な整合フィルタw λ(k)で最小限に抑えられてよい(つまり無効にされてよい)。整合フィルタw λ(k)は、NR本の受信アンテナのためのNR個の要素を含み、各要素はNF個のサブバンドのためのNF個の係数のベクトルである。SIC受信機の各段は、このようにして(1,NR)SIMO−OFDMシステムに似ている。
λ番目の段のための整合フィルタw λ(k)は、その段のための削減された通信路応答行列H λ(k)に基づいて取得されてよい。1個の送信記号ストリームが回収され、各段で解除されたので、通信路応答行列H(k)は段ごとに1列削減される。λ番目の段の場合、削減された通信路応答行列H λ(k)は(NR×(NT−λ+1)行列であり、(λ−1)の過去の回収された記号ストリームのための送信アンテナの(λ−1)列が元の行列H(k)から削除される。
λ番目の段のためのZF等化器応答行列W ZF,λ(k)は式(10)に示されるように削減された通信路応答行列H λ(k)に基づいて導出されてよい。しかしながら、H λ(k)は段ごとに異なるため、W ZF,λ(k)も段ごとに異なる。λ段目で回収される送信記号ストリームのための整合フィルタW λ(k)は、W λ(k)=W ZF,λ(k)として表されてよく、ここではW ZF,λ(k)はλ番目の送信アンテナに相当し、λ番目の段のために導出されるZF等化器応答行列W ZF,λ(k)の第1の列である。
ここではxλ(k)はλ番目の段で回収されている送信記号ストリームを示し、
y λ(k)はλ番目の段のための修正された受信信号ストリームを示し、(λ−1)の過去の回収された記号ストリームのための干渉が除去される。
y λ(k)はλ番目の段のための修正された受信信号ストリームを示し、(λ−1)の過去の回収された記号ストリームのための干渉が除去される。
SIC受信機のλ番目の段のための空間処理又は空間−時間処理は(NT−λ+1)個の回収された記号ストリーム、つまり{xj^}for j=λ,λ+1,…NTを提供することができる。(NT−λ+1)個の回収された記号ストリームの内の1つ(例えば、λ番目の送信アンテナに対応するもの)は、その記号ストリームのための復号されたデータを取得するための追加の処理のために選択される。SIC処理技法は、前述された米国特許出願第09/993,087号に、及び2002年6月20日に出願され、本願の譲受人に譲渡された「マルチチャネル通信システムのためのレート制御(Rate Control for Multi-Channel Communication Systems)」と題される米国特許出願第10/176,567号にさらに詳しく説明されている。
通常、SIC受信機のための重要な考慮事項は、送信記号ストリームが回収される順序である。同じ伝送モードがすべてのNT本の送信アンテナに使用される場合には、段ごとに最高の受信SNRを達成する回収された記号ストリームが復号のために選択されてよい。しかしながら、ここに説明されている伝送モード選択技法を用いる場合、送信アンテナのための伝送モードが個別に選択されてよい。
ここではγλ(k)は送信アンテナλのサブバンドkのための受信SNRであり、
w λ(k)は、λ番目の段のためのZF等化器応答行列W ZF,λ(k)に基づいて取得される。
w λ(k)は、λ番目の段のためのZF等化器応答行列W ZF,λ(k)に基づいて取得される。
式(14)は、線形ZF等化器を使用するSIC受信機のあるMIMO−OFDMシステムにおける受信SNRを計算する例示的な方法を表している。やはり、受信SNRは使用するために選択される特定の受信機処理技法に依存し、当技術分野で既知の他の方法で計算されてよい。
図6は、周波数選択フェージングのあるMIMO−OFDMシステムにおけるNT本の送信アンテナのための受信SNRの例示的なプロットを示す。送信アンテナごとに、NF個のサブバンドのための受信SNRのプロット610が、通信路応答h λ(k)、整合フィルタw λ(k)、及び雑音分散N0に基づいて式(14)に示されるように計算されてよい。図6に図示されるように、NT本の送信アンテナのための受信SNRプロット610aから610tはこれらの送信アンテナのための独立したフェージングのために異なる可能性がある。平均SNR及びSNR分散は、その送信アンテナのNF個のサブバンドのための受信SNRに基づいて送信アンテナごとに計算されてよい。送信アンテナごとの平均SNR及びSNR分散は、前述されたように、その送信アンテナのNF個のサブバンド上でのデータ伝送に適切な伝送モードを決定するために使用されてよい。PAT方式の場合、伝送モード選択は、NT本の送信アンテナから送信されるNT個のデータストリームのそれぞれに個別に実行されてよい。
C.固有モード単位の伝送方式
固有モードの伝送(PET)方式の場合、1つのデータストリームは(後述される)各広帯域固有モードで送信される。この方式の場合、送信されるデータは、(NS=NTと仮定して)まずNT個の広帯域固有モードのためのNT個のデータストリームに逆多重化される。各データストリームは、次に対応する変調記号ストリームを提供するために個別に符号化され、インタリーブされ、変調される。データレート及び符号化方式と変調方式はNT個のデータストリームにとって同じ又は異なってよい。NT個の変調記号ストリームは、次にNT本の送信アンテナのためのNT個の送信記号ストリームを取得するために送信機で空間的に処理される。
固有モードの伝送(PET)方式の場合、1つのデータストリームは(後述される)各広帯域固有モードで送信される。この方式の場合、送信されるデータは、(NS=NTと仮定して)まずNT個の広帯域固有モードのためのNT個のデータストリームに逆多重化される。各データストリームは、次に対応する変調記号ストリームを提供するために個別に符号化され、インタリーブされ、変調される。データレート及び符号化方式と変調方式はNT個のデータストリームにとって同じ又は異なってよい。NT個の変調記号ストリームは、次にNT本の送信アンテナのためのNT個の送信記号ストリームを取得するために送信機で空間的に処理される。
各サブバンドの通信路応答行列H(k)は、そのサブバンドのためのNT個の固有モードを取得するために分解されてよい。これは、H(k)で特異値分解、又はH(k)の相関行列で固有モード分解のどちらかを実行することによって達成されてよく、R(k)=H H(k)H(k)である。H(k)での特異値分解は、以下のように表されてよく、
ここではU(k)は、H(k)の左固有ベクトルの(NR×NR)ユニタリ行列であり、
Σ(k)は、H(k)の特異値の(NR×NT)対角行列であり、
V(k)は、H(k)の右固有ベクトルの(NT×NT)ユニタリ行列である。
Σ(k)は、H(k)の特異値の(NR×NT)対角行列であり、
V(k)は、H(k)の右固有ベクトルの(NT×NT)ユニタリ行列である。
ユニタリ行列は、特性M H M=Iで特徴付けられる。特異値分解は、1980年、アカデミック出版(Academic Press)、「線形代数及びその応用例(Linear Algebra and Its Applications)」第2版と題される書籍の中でGilbert Strangによって説明されている。
k∈Kの場合に各対角行列Σ(k)の特異値は、第1列が最大の特異値を含み、第2の列が次に大きい特異値を含む等(つまり、σ1≧σ2≧...≧σNTであり、この場合σiは順序付け後のΣ(k)のi番目の列の固有値である)ように順序付けされてよい。各行列Σ(k)の特異値が順序付けられると、そのサブバンドのための関連付けられるユニタリ行列V(k)とU(k)の固有ベクトル(つまり列)も相応して順序付けられる。広帯域固有モードは順序付け後のすべてのNF個のサブバンドのための同じ順序の固有モードの集合して定義されてよい(つまりm番目の広帯域固有モードは、すべてのNF個のサブバンドのm番目の固有モードを含む)。おもな広帯域固有モードは順序付け後の各行列Σ(k)の最大特異値を含む(広帯域固有モードは空間通信路と呼ばれることもある)。
順序付けは、通常、変動性が少ない(つまり、より小さいSNR分散)主要な広帯域固有モードのための特異値、及び変動性が多い最悪の広帯域固有モードのための特異値を生じさせる。伝送容量が高いより優れた広帯域固有モードには小さい方のバックオフ係数が必要とされるであろうためこれは有利である。
NT個の送信記号ストリームxを取得するためにNT個の変調記号ストリームsで送信機によって実行される空間処理は、以下のように表されてよい。
PET方式のための送信機と受信機における空間処理は、前述された米国特許出願第09/993,087号に、及び2002年10月25日に出願され、本願の譲受人に譲渡された「MIMO WLANシステム(MIMO WLAN System)」と題される仮米国出願第60/421,309号に詳しく説明されている。
ここではσm(k)は広帯域固有モードmのサブバンドkのための特異値であり、
γm(k)は広帯域固有モードmのサブバンドkの受信SNRである。
γm(k)は広帯域固有モードmのサブバンドkの受信SNRである。
式(18)は、1.0という正規化された送信電力が広帯域固有モードごとに使用されると仮定する。式(18)は、広帯域固有モードでデータを送信するMIMO−OFDMシステムで受信SNRを計算する例示的な方法を表している。受信SNRは、当技術分野で既知の他の方法で計算されてもよい。
PET方式のためのNT個の広帯域固有モードのための受信SNRは、PAT方式について図6に示されている方法と同様な方法でプロットされてよい。平均SNRとSNR分散は、その広帯域固有モードのNF個のサブバンドのSNRに基づいて広帯域固有モードごとに計算されてよい。各広帯域固有モードのための平均SNRとSNR分散は、次に、その広帯域固有モードのNF個のサブバンドでのデータ伝送に適した伝送モードを決定するために使用されてよい。PET方式の場合、伝送モード選択は、それぞれNT個の広帯域固有モードで送信されるNT個のデータストリームのそれぞれに個別に実行されてよい。
D.ビームステアリング方式
ビームステアリング方式の場合、1つのデータストリームは、全力で、及びこの広帯域固有モードのために、k∈Kの場合に主要な固有ベクトルv 1(k)からの位相情報を使用して主要な広帯域固有モード上で送信される。この方式の場合、データストリームは、次にNT本の送信アンテナのためのNT個の送信記号ストリームを取得するために、送信機で空間的に処理される変調記号ストリームを取得するために最初に処理される。ビームステアリング方式のための送信機と受信機での処理は、2002年10月25日に出願され、本願の譲受人に譲渡された「TDD MIMOシステムのための通信路推定及び空間処理(Channel Estimation and Spatial Processing for TDD MIMO Systems)」と題される米国特許仮出願第60/421,428号に詳しく説明されている。
ビームステアリング方式の場合、1つのデータストリームは、全力で、及びこの広帯域固有モードのために、k∈Kの場合に主要な固有ベクトルv 1(k)からの位相情報を使用して主要な広帯域固有モード上で送信される。この方式の場合、データストリームは、次にNT本の送信アンテナのためのNT個の送信記号ストリームを取得するために、送信機で空間的に処理される変調記号ストリームを取得するために最初に処理される。ビームステアリング方式のための送信機と受信機での処理は、2002年10月25日に出願され、本願の譲受人に譲渡された「TDD MIMOシステムのための通信路推定及び空間処理(Channel Estimation and Spatial Processing for TDD MIMO Systems)」と題される米国特許仮出願第60/421,428号に詳しく説明されている。
E.ダイバーシティ伝送方式
ダイバーシティ伝送方式の場合、さらに高い信頼性を達成するために1個のデータストリームが複数のサブバンド及び/又は送信アンテナから送信される。多様なダイバーシティ伝送方式はMIMOシステムとMIMO−OFDMシステムのために実現されてよく、その内のいくつかは後述される。これらの方式は、複数の送信アンテナから送信される複数の信号の中で直交性を確立することにより送信ダイバーシティを達成しようと試みる。送信される信号の中での直交性は、周波数、時間、空間、あるいはこれら任意の組み合わせで達成することができる。
ダイバーシティ伝送方式の場合、さらに高い信頼性を達成するために1個のデータストリームが複数のサブバンド及び/又は送信アンテナから送信される。多様なダイバーシティ伝送方式はMIMOシステムとMIMO−OFDMシステムのために実現されてよく、その内のいくつかは後述される。これらの方式は、複数の送信アンテナから送信される複数の信号の中で直交性を確立することにより送信ダイバーシティを達成しようと試みる。送信される信号の中での直交性は、周波数、時間、空間、あるいはこれら任意の組み合わせで達成することができる。
周波数ダイバーシティ方式の場合、データストリームは変調記号のストリームを取得するために処理され、各変調記号は周波数選択フェージングに対抗するために複数のサブバンドで送信される。MIMO−OFDMシステムの場合、各変調記号は、空間ダイバーシティを達成するために複数のアンテナから送信されてもよい。一般的には、各変調記号は任意の数のサブバンド及び任意の数の送信アンテナで送信されてよい。さらに多いサブバンド、及び/又は送信アンテナは、効率の削減を犠牲にした受信機でのより大きな冗長性と、正しい受信の尤度の改善に相当する。
ウォルシュダイバーシティ方式の場合、データストリームは、次に複数の送信アンテナから冗長に送信される変調記号のストリームを取得するために処理される。複数の送信アンテナから送信される信号の間で直交性を達成するために、変調記号は、複数の送信アンテナのそれぞれについて別の直交関数又は符号で時間拡散される。直交関数はウォルシュ関数、直交可変拡散因子(OVSF)符号等であってよい。
空間−時間送信ダイバーシティ(STTD)方式の場合、受信機で直交性を維持しながら、2つの独立した記号ストリームが2本の送信アンテナから同時に送信される。2つの記号ストリームは1つ又は2つのデータストリームからの変調記号を含んでよい。STTD方式は以下のように動作する。s1とs2として示される2個の変調記号が、別々のときに既定のサブバンド上で送信されなければならないと仮定する。送信機は2個のベクトル
x 1=[s1 s2 *]Tとx 2=[s2 −s1 *]Tを生成する。各ベクトルはそれぞれの送信アンテナから2つのOFDM記号期間で順次送信されなければならない2個の要素を含む(つまり、ベクトルx 1はアンテナ1から送信され、ベクトルx 2はアンテナ2から送信される)。
x 1=[s1 s2 *]Tとx 2=[s2 −s1 *]Tを生成する。各ベクトルはそれぞれの送信アンテナから2つのOFDM記号期間で順次送信されなければならない2個の要素を含む(つまり、ベクトルx 1はアンテナ1から送信され、ベクトルx 2はアンテナ2から送信される)。
ウォルシュSTTD方式は、前述されたウォルシュダイバーシティとSTTDの組み合わせを利用する。ウォルシュ−STDD方式は2本以上の送信アンテナのシステムで使用されてよい。反復ウォルシュSTTD方式の場合、2個の送信ベクトルx 1=[s1 s2 *]Tとx 2=[s2−s1 *]Tが、2本の送信アンテナから既定のサブバンド上で送信される変調記号の組ごとに生成される。また、これらの2個の送信ベクトルは、複数の送信アンテナ組全体で直交性を達成するため、及び追加の送信ダイバーシティを提供するために、ウォルシュ関数を使用して送信アンテナの複数の組全体で繰り返される。非反復ウォルシュ−STTD方式の場合、一対の送信ベクトルx 1=[s1 s2 *]Tとx 2=[s2−s1 *]Tの組が2本の送信アンテナから既定のサブバンドで送信されなければならない変調記号の組ごとに生成される。送信ベクトルの複数の組は、送信アンテナの複数の組について生成されてよい(例えばx 1とx 2は、1組の送信アンテナの組について送信されてよく、
x 3=[s3 s4 *]Tとx 4=[s4−s3 *]Tが別の送信アンテナ組のために生成されてよい)。送信ベクトルの各組は、複数の送信アンテナ組全体で直交性を達成するために別のウォルシュ関数で処理される。
x 3=[s3 s4 *]Tとx 4=[s4−s3 *]Tが別の送信アンテナ組のために生成されてよい)。送信ベクトルの各組は、複数の送信アンテナ組全体で直交性を達成するために別のウォルシュ関数で処理される。
周波数ダイバーシティ方式、ウォルシュダイバーシティ方式、STTD方式、及びウォルシュ−STDDシステム、及びこれらのダイバーシティ方式のための送信機と受信機での処理は、2002年6月24日に出願され、本願の譲受人に譲渡された「MIMO OFDM通信システムのためのダイバーシティ伝送モード(Diversity Transmission Modes for MIMO OFDM Communication System)」と題される米国特許出願第10/179,439号に詳しく説明されている。ダイバーシティ伝送方式は、(1)オーバヘッド通信路(例えば、放送、ページング及び他の共通した通信路)のためにさらに高い信頼性を達成するために、(2)通信リンクのための情報がさらにスペクトル効率的な伝送方式を使用するために入手可能ではないときに必ず、(3)通信路状態が十分によくなく、さらにスペクトル効率的な伝送方式をサポートできないとき(例えば特定の移動性条件下で)、及び(4)他の状況のためになどの多様なシナリオのために使用されてよい。
1つ以上のデータストリームは既定のダイバーシティ方式を使用して同時に送信されてよい。データストリームごとに、そのデータストリームを送信するために使用される各サブバンドの受信SNRが計算されてよい。各データストリームに使用される複数のサブバンドのための受信SNRはそのデータストリームに伝送モードを選択するために使用されてよい。
F.マルチチャネル伝送方式
マルチチャネル伝送(MCT)方式の場合、1個又は複数のデータストリームは、1つ以上の対応する変調記号ストリームを提供するために送信機で個別に処理される。各変調記号ストリームは、次に伝送チャネルのそれぞれのグループで送信されてよい。各伝送チャネルグループは以下を含んでよい。
マルチチャネル伝送(MCT)方式の場合、1個又は複数のデータストリームは、1つ以上の対応する変調記号ストリームを提供するために送信機で個別に処理される。各変調記号ストリームは、次に伝送チャネルのそれぞれのグループで送信されてよい。各伝送チャネルグループは以下を含んでよい。
1.単一送信アンテナ又は空間通信路の複数のサブバンド
2.複数の送信アンテナ又は空間通信路の単一のサブバンド
3.複数の送信アンテナ又は空間通信路の複数のサブバンド
4.伝送チャネルの任意の組み合わせ、又は
5.すべての伝送チャネル
それぞれの個別に処理されたデータストリームのための伝送モードは、改善された性能(例えば高スループット)が達成されるように個別に選択されてよい。
2.複数の送信アンテナ又は空間通信路の単一のサブバンド
3.複数の送信アンテナ又は空間通信路の複数のサブバンド
4.伝送チャネルの任意の組み合わせ、又は
5.すべての伝送チャネル
それぞれの個別に処理されたデータストリームのための伝送モードは、改善された性能(例えば高スループット)が達成されるように個別に選択されてよい。
他の処理方式も実現されてよく、これは本発明の範囲内である。いくつかの例として、1個のデータストリームは(1)全広帯域固有モードの全サブバンド、(2)各サブバンドであるが、すべての送信アンテナから、及び(3)サブバンドの割り当てられた集合での各送信アンテナ又は全送信アンテナで送信されてよい。
6.システム
図7は、MIMO−OFDMシステムの基地局710と端末750の実施形態のブロック図を示す。基地局710は送信機110のために使用されてよく、端末750は図1の受信機150のために使用されてよい。簡単にするために、図7は基地局から端末にダウンリンク(つまり下りリンク)までのデータ伝送だけを示す。
図7は、MIMO−OFDMシステムの基地局710と端末750の実施形態のブロック図を示す。基地局710は送信機110のために使用されてよく、端末750は図1の受信機150のために使用されてよい。簡単にするために、図7は基地局から端末にダウンリンク(つまり下りリンク)までのデータ伝送だけを示す。
基地局710では、トラヒックデータはデータソース712からTXデータプロセッサ720に提供される。TXデータプロセッサ720は、ND≧1の場合に、トラヒックデータをND個のデータストリームに逆多重化し、対応する変調記号ストリームを提供するために各データストリームをさらにフォーマットし、符号化し、インタリーブし、変調する。データストリームごとのデータレート、符号化、及び変調は、それぞれコントローラ740によって提供されるデータレート制御、符号化制御及び変調制御によって決定されてよい。TXデータプロセッサ720は、TX空間プロセッサ728にND個の変調記号ストリームを提供する。
TX空間プロセッサ728は、NT個の送信記号ストリームを提供するために、選択された伝送方式(例えば、AAT、PAT又はPET)に従ってND個の変調記号ストリームを処理する。TX空間プロセッサ728もパイロット記号を受信し、送信記号で多重化してよい。TX空間プロセッサ728はNT個の送信機装置(TMTR)730aから730tにNT個の送信記号ストリームを提供する。
各送信機装置730は、その送信記号ストリームでOFDM処理を実行して対応するOFDM記号ストリームを提供し、このストリームはさらに処理されて無線通信リンクでの伝送に適した変調済み信号を生成する。送信機装置730aから739tのNT個の変調済み信号は次にそれぞれNT本のアンテナ732aから732tを介して送信される。
端末750では、送信済み信号はNR本のアンテナ752aから752rのそれぞれで受信され、各アンテナからの受信信号は関連付けられた受信機装置(RCVR)754に提供される。各受信機754は、受信記号の対応するストリームを提供するためにさらに処理されるサンプルのストリームを提供するためにその受信信号を調整し、ディジタル化する。受信機装置754aから754rのNR個の受信シンボルストリームは、次にRX空間プロセッサ762とRXデータプロセッサ764を含む受信機プロセッサ760に提供される。
RX空間プロセッサ762は、基地局710によって送信されるND個の変調記号ストリームの推定値であるND個の回収信号ストリームを提供するために選択された伝送方式に従ってNR個の受信記号ストリームを処理する。RXデータプロセッサ764は、次に、基地局710によって送信されるデータストリームの推定値である、対応する復号データストリームを提供するためにそれぞれの回収記号ストリームを復号する。RX空間プロセッサ762とRXデータプロセッサ764による処理は、それぞれ基地局710でのTX空間プロセッサ728とTXデータプロセッサ720によって実行される処理に相補的である。
図7に示されるように、RX空間プロセッサ762は(通信路応答及び雑音分散などの)特定の通信路特性の推定値を導出し、前記通信路推定値をコントローラ770に提供してよい。RXデータプロセッサ764は各受信データパケットのステータスも提供してよい。RX空間プロセッサ762とRXデータプロセッサ764から受信される多様な種類の情報に基づいて、コントローラ770は、前述された技法を使用してそれぞれの個別に処理されたデータストリームに適した伝送モードを決定する。コントローラ770は、データストリーム、通信路応答推定値、受信データパケットのためのACK及び/又はNAK等、あるいはその任意の組み合わせのために選択された伝送モードの集合を含んでよいフィードバック情報も提供する。フィードバック情報は、TXデータプロセッサ778とTX空間プロセッサ780によって処理され、送信機装置754aから754rによって調整され、アンテナ752aから752rから基地局710に送り返される。
基地局710では、端末750からの送信済み信号が、端末750によって送信されたフィードバック情報を回収するために、アンテナ732aから732tによって受信され、受信機装置730aから730tによって調整され、RX空間プロセッサ734とRXデータプロセッサ736によって処理される。フィードバック情報は、次にコントローラ740に提供され、端末750に送信されるND個のデータストリームの処理を制御するために使用される。例えば、各データストリームのデータレートは端末750によって提供される選択された伝送モードに基づいて決定されてよい。各選択された伝送モードのための符号化方式と変調方式もコントローラ740によって決定され、TXデータプロセッサ720とTX空間プロセッサ728に提供される符号化制御と変調制御によって示される。受信されたACK/NAKは、端末によって間違って受信された各データパケットの完全再送又は増分伝送のどちらかを開始するために使用されてよい。増分再送の場合、間違って受信されたデータパケットの小さな部分が、端末がパケットを回収できるようにするために送信される。
コントローラ740と770は、それぞれ基地局710と端末750での動作を命令する。メモリ装置742と772は、それぞれコントローラ740と770によって使用されるプログラムコードとデータのための記憶領域となる。
図8Aは、図7の基地局710の送信機部分の実施形態である送信機サブシステム800のブロック図を示す。送信機サブシステム800は、図7のTXデータプロセッサ720の実施形態であるTXデータプロセッサ720xを含む。
図8Aに図示される実施形態の場合、TXデータプロセッサ720xはデマルチプレクサ(Demux)810、ND個のエンコーダ812aから812s、ND個の通信路インタリーバ814aから814s、及びND個の記号マッピング装置816aから816s(つまり、データストリームごとにエンコーダ、通信路インタリーバ、及び記号マッピング装置の1つのセット)を含む。デマルチプレクサ810はトラヒックデータ(つまり情報ビット)をND個のデータストリームに逆多重化する。ND個のデータストリームのそれぞれは、データレートコントロールによって示されるように、そのデータストリームのために使用される伝送チャネルのグループによってサポートされる、決定されたデータレートで提供される。各データストリームはそれぞれのエンコーダ812に提供される。
各エンコーダ812は、符号ビットを提供するために(符号化制御により示されるように)選択された符号化方式に基づいてそれぞれのデータストリームを符号化する。各データストリームは1つ以上のデータパケットを搬送してよく、各データパケットは通常符号化されたデータパケットを取得するために別々に符号化される。符号化はデータ伝送の信頼性を高める。選択された符号化方式は巡回冗長検査(CRC)符号化、畳込み符号化、ターボ符号化、ブロック符号化等の任意の組み合わせを含んでよい。各エンコーダ812からの符号ビットは次に、特定のインタリーブ方式に基づいて符号ビットをインタリーブするそれぞれの通信路インタリーバ814に提供される。インタリーブが伝送モードに依存している場合には、コントローラ740は通信路インタリーバ814に(破線で示されるように)インタリーブ制御を提供する。インタリーブは符号ビットのための時間ダイバーシティ、周波数ダイバーシティ、及び/又は空間ダイバーシティを提供する。各通信路インタリーバ814からのインタリーブされたビットは、次に変調記号を取得するために(変調制御によって示されるように)選択された変調方式に基づいてインタリーブされたビットをマッピングする、それぞれの記号マッピング装置816に提供される。装置816は、B≧1の場合にB−ビットのバイナリ値を形成するためにB個のインタリーブされたビットの各集合をグループ化し、選択された変調方式(例えば、M=2Bの場合にQPSK、M−PSK又はM−QAMなどの)に基づいて各B−ビット値を特殊な変調記号にさらにマッピングする。各変調希望は選択された変調方式により定義される信号点配置の複素数値である。記号マッピング装置816aから816sは、ND個の変調記号ストリームを提供する。
各データストリームは伝送チャネルのそれぞれのグループで送信され、各伝送チャネルグループはサブバンドとアンテナ/空間通信路の任意の数及び組み合わせを含んでよい。TX空間プロセッサ728は、もしあれば選択された伝送方式のための必須空間処理を実行する。
全アンテナ伝送方式の場合、1個のデータストリームは全送信アンテナの全サブバンドで送信される。エンコーダ812、通信路インタリーバ814、及び記号マッピング装置816のただ1つのセットだけが単一データストリームを処理するために必要とされる。それから、TX空間プロセッサ728は、単に変調記号をNT本の送信アンテナのためにNT個の送信記号ストリームに逆多重化する。空間処理はAAT方式のために実行されないので、各送信記号は変調記号である。
アンテナ単位の伝送方式の場合、1個のデータストリームは各送信アンテナの全サブバンドで送信される。エンコーダ812、通信路インタリーバ814、及び記号マッピング装置816のNT個のセットが、NT個の変調記号ストリームを提供するためにNT個のデータストリーム(ND=NTの場合)を処理するために使用されてよい。TX空間プロセッサ728は、次に各変調記号ストリームを送信記号ストリームとして渡すだけである。やはり、空間処理はPAT方式のために実行されないため、各送信記号は変調記号である。
固有単位のモード伝送方式の場合、1個のデータストリームは各広帯域固有モードの全サブバンドで送信される。エンコーダ812、通信路インタリーバ814、及び記号マッピング装置816のNT個の集合がNT個の変調記号ストリームを提供するためにNT個のデータストリーム(ND=NTの場合)を処理するために使用されてよい。TX空間プロセッサ728は、次にNT個の送信記号ストリームを提供するために、式(16)で示されるようにNT個の変調記号ストリームに対して空間処理を実行する。
MCP方式の場合、各データストリームは伝送チャネルのそれぞれのグループで送信される。TX空間プロセッサ718はそのデータストリームに使用される伝送チャネルのグループのための送信記号を取得するために変調記号の適切な逆多重化及び/又は空間処理を実行する。
TX空間プロセッサ728は、さらに、例えば時分割多元(TDM)又は符号分割多元(CDM)を使用して、パイロット記号を受信し、送信記号で多重化してよい。パイロット記号はトラヒックデータを送信するために使用される伝送チャネルのすべて又は部分集合で送信されてよい。TX空間プロセッサ728はNT個の送信記号ストリームをNT台の送信装置730aから730tに提供する。
図8Bは、図7と図8Aの送信機装置730aから730tのそれぞれに使用されてよい送信機装置730jの実施形態を示す。送信機装置730jは逆高速フーリエ変換(IFFT)装置832、周期語頭生成機(cyclic prefix generator)834、及びTX RF装置836を含む。IFFT装置832及び周期語頭生成機834はOFDM変調器を形成する。
送信機装置730jは送信記号ストリームxjを受信し、NF個のサブバンド上での伝送のために指定されるNF個の送信記号の各集合をグループ化する。IFFT装置832は、次に、NF個のサンプルを含む対応する変換済み記号を取得するために、NF点逆高速フーリエ変換を使用してNF個の送信記号の各集合を時間領域に変換する。周期語頭生成機834は、次にNF+Ncp個のサンプルを含む対応するOFDM記号を取得するためにそれぞれの変換済み記号の一部を繰り返す。繰り返される部分は周期語頭と呼ばれ、Ncpは繰り返されているサンプルの数(つまり周期語頭長)を示す。周期語頭は、OFDM記号が周波数選択フェージングにより引き起こされるマルチパス遅延拡散の存在下でその直交特性を保持することを確実にする。周期語頭生成機834は、変調済み信号を発生するためにTX RF装置836によってさらに処理される(例えば、1つ以上アナログ信号に変換され、増幅され、濾波され、周波数アップコンバートされる)OFDM記号のストリームを提供する。
OFDMを使用する、及びOFDMを使用しないMIMOシステムのための符号化、変調及び空間処理は以下の米国特許出願にさらに詳しく説明されている。
・前述された米国特許出願第09/993,087号
・2001年5月11日に出願された「通信路状態情報を活用して多入力多出力(MIMO)通信システムにおいてデータを処理するための方法及び装置(Method and Apparatus for Processing Data in a Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)Communication System Utilizing Channel State Information)」と題される米国特許出願第09/854,235号
・2001年3月23日、及び2001年9月18日にそれぞれ出願された、ともに「無線通信システムにおいて通信路状態情報を活用するための方法及び装置(Method and Apparatus for Utilizing Channel State Information in a Wireless Communication System)」と題される米国特許出願第09/826,481号及び第09/956,449号
・2001年2月1日に出願された「無線通信システムのための符号化方式(Coding Scheme for a Wirelss Communication System)」と題される米国特許出願第09/776,075号
・2000年3月30日に出願された「マルチキャリヤ変調を利用する高効率、高性能通信システム(High Efficiency, High Performance Communications System Employing Multi-Carrier Modulation)」と題される米国特許出願第09/532,492号、及び
・前述された米国特許仮出願第60/421,309号
これらの特許出願はすべて本発明の譲受人に譲渡される。送信機サブシステム800の他の設計も実現されてよく、本発明の範囲内である。
・2001年5月11日に出願された「通信路状態情報を活用して多入力多出力(MIMO)通信システムにおいてデータを処理するための方法及び装置(Method and Apparatus for Processing Data in a Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)Communication System Utilizing Channel State Information)」と題される米国特許出願第09/854,235号
・2001年3月23日、及び2001年9月18日にそれぞれ出願された、ともに「無線通信システムにおいて通信路状態情報を活用するための方法及び装置(Method and Apparatus for Utilizing Channel State Information in a Wireless Communication System)」と題される米国特許出願第09/826,481号及び第09/956,449号
・2001年2月1日に出願された「無線通信システムのための符号化方式(Coding Scheme for a Wirelss Communication System)」と題される米国特許出願第09/776,075号
・2000年3月30日に出願された「マルチキャリヤ変調を利用する高効率、高性能通信システム(High Efficiency, High Performance Communications System Employing Multi-Carrier Modulation)」と題される米国特許出願第09/532,492号、及び
・前述された米国特許仮出願第60/421,309号
これらの特許出願はすべて本発明の譲受人に譲渡される。送信機サブシステム800の他の設計も実現されてよく、本発明の範囲内である。
図9Aは、図7の端末750の受信機部分の実施形態である受信機サブシステム900xのブロック図を示す。基地局710から送信された信号はアンテナ752aから752rによって受信され、各アンテナから受信された信号はそれぞれの受信機装置754に提供される。
図9Bは、図7と図9Aの受信機装置754aから754rのそれぞれに使用されてよい受信機装置754iの実施形態を示す。受信された信号は、サンプルのストリームを提供するためにRX RF装置によって調整され(例えば、増幅され、濾波され、周波数ダウンコンバートされ)、ディジタル化される。周期語頭削除装置914が、次に対応する受信された変換済み記号を提供するためのそれぞれの受信されたOFDM記号の中の周期語頭を削除する。高速フーリエ変換(FFT)装置916は、次に、NF個のサブバンドのためのNF個の受信信号の集合を取得するために高速フーリエ変換を使用してそれぞれの受信された変換済み記号を周波数領域に変換する。受信された記号は基地局により送信された送信記号の推定値である。FF装置916は、受信機装置754iによって処理されている受信された信号に受信済み記号ストリームyiを与える。
図9Aを参照し直すと、受信機装置754aから754rはプロセッサ762xにNR個の受信記号ストリームを提供する。プロセッサ762xの中では、RX空間プロセッサ920が、ND個の変調記号ストリームの推定値であるND個の回収された記号ストリームを提供するためにNR個の受信された記号ストリームに対して空間処理又は空間−時間処理を実行する。RX空間プロセッサ920は、米国特許出願第09/993,087号、第09/854,235号、第09/826,481号、及び第09/956,44号に説明される、線形ZF等化器、通信路相関行列逆転(CCMI)等化器、最小2乗平均誤差(MMSE)等化器、MMSE線形等化器(MMSE−LE)、判定帰還形等化器(DFE)又はなんらかの他の等化器を実現してよい。
RXデータプロセッサ764xはRX空間プロセッサ920からND個の回収された記号ストリームを受信する。それぞれの回収された記号ストリームは、コントローラ770によって提供される復調制御によって示されるように、そのストリームのために使用される変調方式に相補的である復調方式に従って回収された記号を復調するそれぞれの記号デマッピング装置932に提供される。各記号デマッピング装置932から復調されたデータストリームは次に、そのデータストリームのために基地局で実行される方法に相補的な方法で関連付けられた通信路デインタリーバ934によってデインタリーブされる。インタリーブが伝送モードに依存している場合は、コントローラ770は、破線で示されるように通信路デインタリーバ934にデインタリーブ制御を提供する。各通信路デインタリーバ934からのデインタリーブされたデータは、コントローラ770によって提供される復号制御によって示されるように、基地局710で実行される方法に相補的な方法で関連付けられたデコーダ936によってさらに復号される。例えば、ターボ符号化又は畳込み符号化がそれぞれ基地局で実行される場合に、ターボデコーダまたビタビデコーダがデコーダ936のために使用されてよい。各デコーダ936からの復号されたデータストリームは送信されたデータストリームの推定値を表す。デコーダ936は(例えば、パケットが正しく受信されたか、あるいは間違って受信されたかを示す)それぞれの受信されたデータパケットのステータスも提供してよい。デコーダ936は、さらに、間違って復号されたパケットのために復調されたデータを記憶してよく、その結果このデータは以後の増分伝送からのデータと結合され、復号されてよい。
図9Aに示される実施形態では、通信路推定器922が(例えば、受信されたパイロット記号に基づいて)通信路応答及び雑音分散を推定し、コントローラ770に通信路推定値を提供する。コントローラ770は図2の伝送モードセレクタ166を実現し、伝送モード選択に関連する多様な機能を実行し、通信路推定値基づいてデータストリームごとに適切な伝送モードを決定する。メモリ装置772は、サポートされている伝送モード及びそれらの必須SNRのためのルックアップテーブル774を記憶してよい。
図10は、図7の端末750の受信機部分の別の実施形態である受信機サブシステム900yのブロック図を示す。受信機サブシステム900yはSIC処理を実行し、図7の受信機プロセッサ760の実施形態である受信機プロセッサ760yを含む。簡単にするために、受信機プロセッサ760yのための以下の説明はアンテナ単位伝送方式の場合である。
図10に図示される実施形態の場合、受信機プロセッサ760yは、回収される変調記号ストリームごとに1段、多くの連続する(つまり縦続接続された)受信機処理段1010aから1010tを含む。(最後の段1010tを除く)各受信機処理段1010は、空間プロセッサ1020t、RXデータプロセッサ1030、干渉キャンセラ1040を含む。最後の段1010tは、空間プロセッサ1020tとRXデータプロセッサ1030tだけを含む。各RXデータプロセッサ1030は、図9Aに示されるように記号デマッピング装置、通信路デインタリーバ、及びデコーダを含む。
第1段1010aの場合、空間プロセッサ1020aは、NT個の回収された記号ストリームx^1を提供するために受信機装置754a−754rからNR個の受信された記号ストリームy 1を受信し、処理する。空間プロセッサ1020は線形ZF等化器、CCMI等化器、MMSE等化器、MMSE−LE又はDFEなどの空間等化器又は空間時間等化器を実現してよい。例えば、空間プロセッサ1020aは式(13)に示されるように実行された空間処理をしてよい。1つの回収された記号ストリームは、復号のために選択され、空間プロセッサ1020aは選択された回収済み記号ストリームx1^をRXデータプロセッサ1030aに与える。プロセッサ1030aは、対応する復号されたデータストリームd1^を提供するために、選択された回収済み記号ストリームx1^をさらに処理する(例えば、復調し、デインタリーブし、復号する)。空間プロセッサ1020aは、さらに段ごとに空間処理又は空間−時間処理を実行するために使用される通信路応答H(k)の推定値を提供してよい。
第1段1010aの場合、干渉キャンセラ1040aはNR個の受信された記号ストリームy 1を与えられる。干渉キャンセラ1040aは、いま復号されたばかりの回収済み信号ストリームx1の推定値である、再復調された記号ストリームA(なお、Aは次のように表記されている。)
を提供するために、RXデータプロセッサ1030aから復号されたデータストリームd1^も受信し、処理する(例えば、符号化し、インタリーブし、復調する)。前記再復調された記号ストリームAは、この回収された記号ストリームx1^のための干渉成分i 1の推定値を導出するために時間領域又は周波数領域でさらに処理される。干渉成分i 1は、次に、解除された干渉成分以外のすべてを含む、NR個の修正された記号ストリームy 2を取得するために、第1段の受信記号ストリームy 1から差し引かれる。それからNR個の修正された記号ストリームy 2が次の段に提供される。
それぞれの以後の段λの場合、第2段1010bから最後の段1010tまで、その段のための空間プロセッサ1020が、その段のための回収された記号ストリームx 1^を提供するために先行する段の中で干渉キャンセラ1040からNR個の修正済み記号ストリームy λを受信し、処理する。各段λの場合、1つの回復された記号ストリームxλ^が、対応する復号されたデータストリームdλ^を提供するために、RXデータプロセッサ1030によって選択され、復号される。各段λの場合、第2段から最後から2番目の段まで、その段の干渉キャンセラは先行する段の干渉キャンセラからNR個の修正された記号ストリームy λを、及び同じ段の中のRXデータプロセッサから復号されたデータストリームdλ^を受け取り、その段で復号される回収された記号ストリームのためのNR個の干渉成分i λを導出し、修正された記号ストリームy λから干渉成分i λを差し引き、次の段にNR個の修正された記号ストリームy λ+1を与える。
SIC受信機処理技法は、前述された米国特許出願第09/993,087号と第09/854,235号にさらに詳しく説明されている。
明確にするために、伝送モード選択技法は、いくつかの特殊なマルチチャネル通信システム(例えば、全アンテナ伝送方式、アンテナ単位伝送方式及び固有モード単位伝送方式によるOFDMシステム及びMIMO−OFDMシステム)について前述されてきた。受信されたSNRの計算は様々なタイプの通信システムについて異なってよく、様々な受信機処理技法について異なってよい。明確にするために、受信SNRを計算する例示的な方法が前述された。受信SNRを計算するためには当技術分野で既知の他の方法も使用されてよく、これは本発明の範囲内である。
図7から図10は、受信機がそれによってデータストリームに選択された伝送モードを送り返す例示的な設計を示す。他の設計も実現されてよく、本発明の範囲内である。例えば、通信路推定値は、これらの通信路推定値に基づいてデータストリームの伝送モードを決定してよい送信機に(伝送モードの代わりに)送信されてよい。
簡単にするために、図7から図10は、ダウンリンクでのデータ伝送のための伝送モード選択を示す。アップリンクでのデータ伝送のための伝送モード選択は、同様に実行されてよい。例えば、送信機サブシステム800は端末750のために使用されてよく、受信機サブシステム900xと900yが基地局710のために使用されてよい。
ここに説明されている伝送モード選択技法は、多様な手段で実現されてよい。例えば、これらの技法はハードウェア、ソフトウェア又はその組み合わせで実現されてよい。ハードウェアインプリメンテーションの場合、伝送モード選択に使用される装置は1つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、ディジタル信号処理装置(DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここに説明されている機能を実行するように設計された他の電子装置、あるいはその組み合わせの中で実現されてよい。
ソフトウェアインプリメーションの場合、伝送モード選択は、ここに説明されている機能を実行するモジュール(例えば、プロシジャ、関数等)で実現されてよい。ソフトウェアコードはメモリ装置(例えば、図7のメモリ装置742又は722)に記憶され、プロセッサ(例えば、コントローラ740又は770)で実行されてよい。メモリ装置はプロセッサ内部で実現されてよい、あるいはプロセッサ外部で実現されてよく、その場合、それは当技術分野で既知であるような多様な手段を通してプロセッサに通信で結合できる。
開示された実施形態の前記説明は、当業者が本発明を製造又は使用できるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な変型は当業者に容易に明らかとなり、ここに定義される一般的な原則は本発明の精神又は範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用されてよい。したがって、本発明はここに示されている実施形態に限定されることを目的とするのではなく、ここに開示されている原則及び新規特徴と一貫した最も幅広い範囲を与えられるべきである。
100…マルチチャネル通信システム、110…送信機、112…データソース、114…TXデータプロセッサ、116…送信機装置(TMTR)、130,170…コントローラ、150…受信機、160…受信機装置(RCVR)、162…受信(RX)データプロセッサ、164…通信路推定器、166…伝送モードセレクタ、210…SNR統計計算装置、214…ルックアップテーブル、710…基地局、712…データソース、720…TXデータプロセッサ、728…TX空間プロセッサ、730…送信機装置(TMTR)、732,752…アンテナ、742,770…コントローラ、742,772…メモリ装置、750…端末、754…受信機装置(RCVR)、760…受信機プロセッサ、762…RX空間プロセッサ、764…RXデータプロセッサ、800…送信機サブシステム、810…デマルチプレクサ(Demux)、812…エンコーダ、814…通信路インタリーバ、816…記号マッピング装置、832…逆高速フーリエ変換(IFFT)装置、834…周期語頭生成機、836…TX RF装置、900,900y…受信機サブシステム、914…周期語頭削除装置、916…高速フーリエ変換(FFT)装置、920…RX空間プロセッサ、922…通信路推定器、932…記号デマッピング装置、934…通信路デインタリーバ、936…デコーダ、1010…受信機処理段、1020…空間プロセッサ、1030…RXデータプロセッサ、1040…干渉キャンセラ
Claims (37)
- マルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送のための伝送モードを決定する方法であって、
前記データ伝送に使用される複数の伝送チャネルのそれぞれに信号対雑音比(SNR)推定値を取得し、
前記複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて平均SNRを計算することと、
バックオフ係数を決定し、
前記平均SNRと前記バックオフ係数に基づいて前記データ伝送のための前記伝送モードを決定する
ことを具備する方法。 - 前記SNR推定値及び平均SNRはデシベル単位である請求項1記載の方法。
- 前記データ伝送のための前記伝送モードは、前記データ伝送に使用するための特定のデータレート、特定の符号化方式及び特定の変調方式を示す請求項1記載の方法。
- 前記平均SNRと前記バックオフ係数に基づいて動作SNRを計算することをさらに含み、前記データ伝送のための前記伝送モードは前記動作SNR未満である、又は前記動作SNRに等しい必須SNRに関連付けられる請求項1記載の方法。
- 前記伝送モードのための前記必須SNRは、相加性白色ガウス雑音(AWGN)通信路に基づいて決定される請求項4記載の方法。
- 伝送モードの集合が前記マルチチャネル通信システムによりサポートされ、前記データ伝送のための前記伝送モードは前記動作SNR未満である、又は前記動作SNRに等しい最高の必須SNRと関連付けられる請求項4記載の方法。
- 前記複数の伝送チャネルのための前記SNR推定値の分散を計算することをさらに含み、前記バックオフ係数は前記分散に基づいて決定される請求項1記載の方法。
- 前記バックオフ係数は、前記SNR推定値の前記分散をスケーリングファクタで乗算することにより取得される値に等しい請求項7記載の方法。
- 前記スケーリングファクタは、前記マルチチャネル通信システムの1つ以上の特性に基づいて選択される請求項8記載の方法。
- 前記1つ以上の特性は、前記データ伝送に使用されるインタリーブ、パケットサイズ、符号化方式の種類、又はその組み合わせに関連する請求項9記載の方法。
- 前記バックオフ係数は前記平均SNRに基づいてさらに決定される請求項7記載の方法。
- 前記バックオフ係数は前記平均SNRに基づいて決定される請求項1記載の方法。
- 前記バックオフ係数は固定値である請求項1記載の方法。
- 前記マルチチャネル通信システムは直交周波数分割多元(OFDM)通信システムであり、前記複数の伝送チャネルは複数のサブバンドに相当する請求項1記載の方法。
- 前記マルチチャネル通信システムは多入力多出力(MIMO)通信システムであり、前記複数の伝送チャネルは複数の空間通信路に相当する請求項1記載の方法。
- 前記マルチチャネル通信システムは、直交周波数分割多重化(OFDM)を活用する多入力多出力(MIMO)通信システムである請求項1記載の方法。
- 前記複数の伝送チャネルは少なくとも1つの空間通信路の複数のサブバンドに相当する請求項16記載の方法。
- 前記複数の伝送チャネルは少なくとも1本の送信アンテナの複数のサブバンドに相当する請求項16記載の方法。
- 前記複数の伝送チャネルは複数の送信アンテナの複数のサブバンドで対応する請求項16記載の方法。
- データ伝送に使用される複数の伝送チャネルのそれぞれのための信号対雑音比(SNR)推定値を取得するための手段と、
前記複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて平均SNRを計算するための手段と、
バックオフ係数を決定するための手段と、
前記平均SNRと前記バックオフ係数に基づいて前記データ伝送のための伝送モードを決定するための手段と、
を具備するマルチチャネル通信システムにおける装置。 - 前記平均SNRと前記バックオフ係数に基づいて動作SNRを計算するための手段をさらに備え、前記データ伝送のための前記伝送モードが前記動作SNR未満である、又は前記動作SNRに等しい必須SNRと関連付けられる請求項20記載の装置。
- 前記複数の伝送チャネルのための前記SNR推定値の分散を計算するための手段とをさらに備え、前記バックオフ係数は前記分散に基づいて決定される請求項20記載の装置。
- 前記バックオフ係数はスケーリングファクタに基づいて決定される請求項22記載の装置。
- 前記マルチチャネル通信システムによってサポートされる伝送モードのセット、及び前記セットの中の前記伝送モードのそれぞれのための必須SNRを記憶するための手段をさらに備える請求項20記載の装置。
- データ伝送に使用される複数の伝送チャネルに通信路推定値を提供するために動作している通信路推定器と、
前記通信路推定器に基づいて前記複数の伝送チャネルのそれぞれのための信号対雑音比(SNR)推定値を取得し、前記複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて平均SNRを計算し、バックオフ係数を決定し、前記平均SNRと前記バックオフ係数に基づいて前記データ伝送のための伝送モードを決定するために動作しているコントローラと、
を具備するマルチチャネル通信システムにおける受信機装置。 - 前記コントローラは、前記複数の伝送チャネルの前記SNR推定値の分散を計算するためにさらに動作し、前記バックオフ係数は前記分散に基づいて決定される請求項25記載の受信機装置。
- 前記バックオフ係数はスケーリングファクタに基づいてさらに決定される請求項26記載の受信機装置。
- 前記マルチチャネル通信システムによってサポートされる伝送モードのセット、及び前記セットの中の前記伝送モードのそれぞれの必須SNRを記憶するために動作しているメモリ装置をさらに具備する請求項25記載の受信機装置。
- データ伝送に使用される複数の伝送チャネルのそれぞれのための信号対雑音比(SNR)推定値を取得するための符号と、
前記複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて平均SNRを計算するための符号と、
バックオフ係数を決定するための符号と、
前記平均SNRと前記バックオフ係数に基づいて前記データ伝送のための伝送モードを決定するための符号と、
前記符号を記憶するように構成されるコンピュータ使用可能媒体と、
を具備する製造品。 - 前記複数の伝送チャネルのための前記SNR推定値の分散を計算するための符号をさらに備え、前記バックオフ係数は前記分散に基づいて決定される請求項29記載の製品。
- 前記バックオフ係数はさらにスケーリングファクタに基づいて決定される請求項30記載の製品。
- マルチチャネル通信システムにおけるデータ伝送のための伝送モードを決定する方法であって、
第1のデータストリームに使用される第1の複数の伝送チャネルのそれぞれのための信号対雑音比(SNR)推定値を取得し、
前記第1の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて第1の平均SNRと第1のSNR分散を計算し、
前記第1のSNR分散に基づいて第1のバックオフ係数を決定し、
前記第1の平均SNRと前記第1のバックオフ係数に基づいて前記第1のデータストリームのための第1の伝送モードを決定し、
第2のデータストリームに使用される第2の複数の伝送チャネルのそれぞれのためのSNR推定値を取得し、
前記第2の複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて第2の平均SNRと第2のSNR分散を計算し、
前記第2のSNR分散に基づいて第2のバックオフ係数を決定し、
前記第2の平均SNRと前記第2のバックオフ係数に基づいて前記第2のデータストリームのための第2の伝送モードを決定する、
ことを具備する方法。 - 前記第1の複数の伝送チャネルは第1のアンテナ用であり、前記第2の複数の伝送チャネルは第2のアンテナ用である請求項32記載の方法。
- 前記マルチチャネル通信システムは多入力多出力(MIMO)通信システムであり、前記第1の複数の伝送チャネルは第1の空間通信路用であり、前記第2の複数の伝送チャネルは第2の空間通信路用である請求項32記載の方法。
- マルチチャネル通信システムにおける伝送のためにデータを処理する方法であって、
複数の伝送チャネルでのデータ伝送に使用するための特定のデータレート、特定の符号化方式、及び特定の変調方式を示す伝送モードを取得し、前記伝送モードは平均信号対雑音比(SNR)とバックオフ係数に基づいて選択され、前記平均SNRは前記複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて計算され、
前記特定のデータレートでトラヒックデータを受信し、
符号化されたデータを提供するために前記特定の符号化方式で前記トラヒックデータを符号化し、
変調記号を提供するために前記特定の変調方式で前記符号化されたデータを変調する、
ことを具備する方法。 - 複数の伝送チャネルでのデータ伝送に使用するための特定のデータレート、特定の符号化方式及び特定の変調方式を示す伝送モードを取得するための手段であって、前記伝送モードは平均信号対雑音比(SNR)とバックオフ係数に基づいて選択され、前記平均SNRは前記複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて計算され、
前記特定のデータレートでトラヒックデータを受信するための手段と、
符号化されたデータを提供するために前記特定の符号化方式で前記トラヒックデータを符号化するための手段と、
変調記号を提供するために前記特定の変調方式で前記符号化されたデータを変調するための手段と、
を具備するマルチチャネル通信システムにおける装置。 - 特定のデータレートでトラヒックデータを受信し、符号化されたデータを提供するために特定の符号化方式で前記トラヒックデータを符号化し、変調記号を提供するために特定の変調方式で前記符号化されたデータを変調するための動作している送信データプロセッサを具備し、前記特定のデータレート、符号化方式、及び変調方式は複数の伝送チャネル上でのデータ伝送のために選択される伝送モードによって示され、前記伝送モードは平均信号対雑音比(SNR)とバックオフ係数に基づいて選択され、前記平均SNRは前記複数の伝送チャネルのためのSNR推定値に基づいて計算される
マルチチャネル通信システムにおける送信機装置。
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