JP2007503767A

JP2007503767A - 広帯域ｍｉｓｏおよびｍｉｍｏシステム背景のための周波数独立空間処理

Info

Publication number: JP2007503767A
Application number: JP2006524746A
Authority: JP
Inventors: ワルトン、ジェイ・ロドニー; ケッチャム、ジョン・ダブリュ．; ウォーレス、マーク・エス．; ハワード、スティーブン・ジェイ．
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2024-08-17
Also published as: JP2012199933A; KR20110122885A; KR101092794B1; KR20060121828A; US7894538B2; JP5389978B2; EP1671443A1; KR101137079B1; CN1875562A; TWI366995B; WO2005022817A1; JP5006039B2; TW200518506A; KR101236330B1; EP1671443B1; US7065144B2; ES2525141T3; EP2299617B1; KR20110118846A; CA2536425C

Abstract

ＭＩＳＯおよびＭＩＭＯシステムにおける周波数独立した固有ステアリング（eigensteering)が記載される。基本モードおよびマルチモード固有ステアリングの場合、チャネル応答マトリクスに基づいてＭＩＭＯチャネルのために相関マトリクスが計算され、分解されてＭＩＭＯチャネルのＮＳの空間チャネルのＮＳの周波数独立したステアリングベクトルを得る。ＮＤのデータシンボルストリームは、ＮＤのステアリングベクトルを用いてＮＤの最良空間チャネル上に送信される。但し、基本モード固有ステアリングの場合ＮＤ＝１であり、マルチモード固有ステアリングの場合Ｎ_D＞１である。主経路固有ステアリングの場合、データシンボルストリームは、ＭＩＭＯチャネルの（例えば最大エネルギーを有する）主伝搬路のための最良空間チャネル上に送信される。受信機固有ステアリングの場合、データシンボルストリームは、その受信アンテナのために取得したステアリングベクトルに基づいて受信アンテナに向けられる。すべての固有ステアリングスキームの場合、受信アンテナのステアリングベクトルおよびチャネル応答ベクトルに基づいて各受信アンテナのために整合フィルターが得られる。

Description

この発明は一般に、データ通信に関し、特に、広帯域のマルチ入力シングル出力（ＭＩＳＯ）および多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムのための空間処理を行なうための技術に関する。

ＭＩＭＯシステムは、データ送信のための多重（ＮＴ）送信アンテナおよび多重（ＮＲ）受信アンテナを採用し、（ＮＴ、ＮＲ）システムとして表示される。

Ｎｕ送信および受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネルは、ＮSの独立チャネルに分解されてもよい。ただし、Ｎ_ｓ＜｛Ｎ_T,Ｎ_R｝である。ＮS空間チャネルは、ＭＩＭＯチャネルのＮSの独立チャネルにより形成されてもよく、データ送信に使用される。

時間分散ＭＩＭＯチャネルの場合、所定の送信アンテナから送信された信号は、複数の信号経路（すなわち、伝搬経路）を介して所定の受信アンテナに到達するかもしれない。

これらの信号経路は、視線経路および／または反射路を含んでいるかもしれない。これらの経路は、送信された信号は反射源（例えばビル、障害物等）に反射し、視線経路とは異なる信号経路を介して受信アンテナに到着する。このように受信アンテナにおける受信信号は送信アンテナから送信された信号の複数のインスタンス（すなわち、複数の成分）を含んでいるかもしれない。ＭＩＭＯチャネルの遅延スプレッド(spread)Ｌは、ＭＩＭＯチャネルにおける送信−受信アンテナ対のすべてのための（ある最小エネルギーの）最も早く到着するマルチパスコンポーネントと最も遅く到着するマルチパスコンポーネントとの間の時間差である。

ＭＩＭＯチャネルにおける時間分散は、周波数選択可能なフェージングを生じさせる。これはシステム帯域幅にわたって変化する周波数応答（すなわち、異なる周波数に対して異なるチャネル利得）により特徴づけられる。マルチパスコンポーネントは、異なる複素チャネル利得と関連し、受信機において、建設的にまたは破壊的に加算してもよい。時間分散および周波数選択フェージングは、広いシステム帯域幅を有する広帯域ＭＩＭＯシステムに対してより多くの問題がある。

種々の技術を用いて広帯域ＭＩＭＯチャネルにおける周波数選択性対抗してもよい。例えば、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）のようなマルチキャリア変調技術は、システム帯域幅を複数の（Ｎ_F）直交周波数サブバンドに分割するために使用してもよい。従って、広帯域ＭＩＭＯチャネルは、各々がＮSの空間チャネルに分解されてもよいＮ_FのフラットフェージングＭＩＭＯチャネルから構成されていると見てもよい。次に、データはＮ_Fのサブバンドの各々のＮ_Sの空間チャネル上に送信されてもよい。

ＯＦＤＭ（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）を利用するＭＩＭＯシステムの場合、ＭＩＭＯチャネルは、（１）Ｎ_T・Ｎ_R送／受信アンテナ対（すなわち、全部でＮ_F・Ｎ_T・Ｎ_R）の各々のＮ_Fサブバンドの各々のための複素チャネルおよび（２）受信機における雑音レベルにより特徴づけられる。従って、チャネル利得および雑音レベルを用いてＮ_Fサブバンドの各々のＮ_Sの空間チャネル上のデータ送信のためのデータレート（複数の場合もある）を選択するために使用してもよい。また、チャネル利得は、受信機において、および恐らくは、ＮFサブバンドの各々のＮS空間チャネル上にデータを送信するために送信機において空間処理のために使用してもよい。従って、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの場合、周波数選択性は、広帯域ＭＩＭＯチャネルをＮ_Fフラットフェージング狭帯域ＭＩＭＯチャネルとして取り扱い、狭大域ＭＩＭＯチャネルの各々に対して別個に空間処理を実行することにより対処することができる。しかしながら、この周波数依存空間処理は、送信機と受信機で計算の複雑さを大幅に増加させる場合がある。さらに、受信機は、周波数依存空間処理をサポートするために送信機に大量のフィードバック情報（例えば、チャネル利得）を供給する必要があるかもしれない。

したがって、広帯域ＭＩＭＯシステムにおいてより効率的に空間処理を行うための技術の必要性がある。

発明の概要

ＭＩＳＯシステムとＭＩＭＯシステムにおける周波数が独立した固有ステアリングを実行するための技術がここに提供される。ＭＩＳＯチャネルまたはＭＩＭＯチャネルの空間チャネル上にデータシンボルストリームを送信するために、送信機においてステアリングベクトルを有したデータシンボルストリーム上で実行される空間処理に固有ステアリングは言及する。ＭＩＳＯチャネルは（１）複数の時間遅延のためのタイムドメインチャネルインパルス応答ベクトルのシーケンスまたは（２）Ｎ_Fサブバンドのための周波数ドメインチャネル周波数応答ベクトルのいずれかによって特徴づけられるかもしれない。同様に、ＭＩＭＯチャネルは、チャネルインパルス応答マトリクスのシーケンスまたはチャネル周波数応答マトリクスのシーケンスのいずれかによって特徴づけられるかもしれない。たとえ、ＭＩＳＯまたはＭＩＭＯチャネルが時間分散的であり、固有ステアリングが時間ドメインまたは周波数ドメインで実行されるかに関わらず、１つのステアリングベクトルがデータシンボルストリームのために使用されるという点において固有ステアリングは、周波数に対して独立である。１つまたは複数の空間チャネル上にデータシンボルストリーム（複数の場合もある）を送信するために１つまたは複数の固有ベクトルを有した１つまたは複数のデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行してもよい。基本モードステアリング、マルチモード固有ステアリング、主経路固有ステアリング、および受信機固有ステアリングを含む種々の周波数独立した固有ステアリングスキームがここに記載される。

基本モードおよびマルチモード固有ステアリングの場合、以下に記載するようにＭＩＭＯチャネルのためのチャネル（インパルスまたは周波数）応答マトリクスに基づいて相関マトリクスがＭＩＭＯチャネルのために計算される。次に、相関マトリクスは（例えば固有値分解を用いて）分解され、ＭＩＭＯチャネルのＮ_S空間チャネルのための周波数独立ステアリングベクトルを得る。基本モード固有ベクトルの場合、１つのデータシンボルストリームは、最良の空間チャネルのためステアリングベクトルｖ_pmを用いて基本または最良の空間チャネル上に送信される。マルチモード固有ステアリングの場合、Ｎ_Dシンボルストリームは、これらの空間チャネルのためのＮ_Dの固有ベクトルＶ_mmを用いてＮ_Dの最良の空間チャネル上に送信される。ただしＮ_S＞Ｎ_D＞１である。

主経路固有ステアリングの場合、周波数独立ベクトルｖを用いてＭＩＭＯチャネルの主伝搬路のための基本空間チャネル上にデータシンボルストリームが送信される。このスキームのために各チャネル応答インパルスマトリクスが最初に決定される。主経路は、最も高いエネルギーを有したチャネル応答インパルスマトリクスの時間遅延である。最も高いエネルギーを有したチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスが計算され、分解され、主経路の最良の空間チャネルのための固有ベクトルｖ_mpを得る。データシンボルストリームはステアリングベクトルｖ_mpを使用して、この空間のチャネル上に送信される。

受信機固有ステアリングの場合、データシンボルストリームは、その受信アンテナのために得られる周波数独立ステアリングベクトルｖ_rx,iに基づいて個々の受信アンテナに向けられる。ＭＩＭＯチャネルは、ＮR受信アンテナのためのＮ_R ＭＩＳＯチャネルから構成されているとして見てもよい。相関マトリクスは、チャネルのシーケンス（インパルスまたは周波数）に基づいて、各ＭＩＳＯチャネルのために計算してもよく、分解されてそのＭＩＳＯチャネルの主空間チャネルのためのステアリングベクトルを得てもよい。ＮRの周波数独立ステアリングベクトルＶ_rxをＮRのＭＩＳＯチャネルのために得てもよい。Ｎ_Dのデータシンボルストリームは、Ｎ_RのステアリングベクトルＶ_rxを用いて送信してもよい。但し、この場合ｍｉｎ｛Ｎ_R、Ｎ_T｝＞Ｎ_D＞１である。各データシンボルストリームは１つの、複数のまたはすべての受信アンテナに向けてもよい。１つの受信アンテナを有したＭＩＳＯシステムの場合、１つのステアリングベクトルは、１つの受信アンテナに対して得られ、１つのデータシンボルストリームを送信するために使用される。

固有ステアリングスキームのすべてに対して、送信機および受信アンテナのチャネル（インパルスまたは周波数）応答ベクトルのシーケンスにより使用されるステアリングベクトル（複数の場合もある）に基づいて各受信アンテナのための整合フィルターが得られる。各受信アンテナのための受信されたシンボルストリームは、その受信アンテナのための整合フィルターを用いてフィルターされ１つ以上のフィルターされたシンボルストリームを得る。次に、Ｎ_Rの受信アンテナのためのすべてのＮ_Rの整合フィルターからのフィルターされたシンボルサブストリームは、結合され、送信機により送信されたＮ_DのデータストリームのためのＮ_Dの検出されたシンボルストリームを得る。ただし、この場合Ｎ_D＞１である。等化および他のポストプロセッシングは、送信機により送信されたＮ_Dのデータシンボルストリームの推定値である、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリームを得るために、Ｎ_Dの検出されたシンボルストリーム上で実行されてもよい。

本発明の種々の観点および実施形態は、以下にさらに詳細に記載される。

本発明の特徴、性質及び利点は、類似による参照文字が相応して、全体で特定する図面と関連して解釈されるときに後述される詳細な説明からさらに明らかになるであろう。

ここに使用される用語「例示」は、「例、インスタンス、または例証」として機能することを意味する。「例示」としてここに記載されるいかなる実施形態または設計は、他の実施形態または設計に対して好適であるまたは利点があるとして必ずしも解釈される必要は無い。

ここに記載された固有ステアリング技術は、シングルキャリアおよびマルチキャリアＭＩＳＯおよびＭＩＭＯシステムを含む種々の無線通信システムのために使用されてもよい。マルチキャリアは、ＯＦＤＭまたはその他のマルチキャリア変調技術または構成により供給されてもよい。以下の記載において、用語「ＭＩＭＯシステム」は一般的にシングルキャリアＭＩＭＯシステムおよびマルチキャリアＭＩＭＯシステムの両方を指す。

明確にするために、以下の表記は、以下の記載のために使用される。時間−ドメイン変数はｎの関数であり、筆記体のテキスト（例えば、

）で示される。

周波数−ドメイン変数はｋの関数であり、平文テキスト（例えば、ｈ（ｋ））で示される。

ベクトルは、小文字で太字で下線が引かれたテキスト（例えば、

）で示される。

マトリクスは、大文字で太字で下線が引かれたテキスト（例えば、

）で示される。

三次元マトリクスは、大文字で、太字で二重下線が引かれたテキスト（例えば、

）で示される。

１．ＭＩＭＯシステム
［００３０］ＮTの送信アンテナおよび単一の受信アンテナを有した時間分散ＭＩＳＯチャネルは、（Ｌ＋１）×Ｎ_Tの次元を有した時間−ドメインチャネルインパルス応答マトリクス

により特徴づけられてもよい。

チャネルの遅れ範囲は、チャネルで最も早い解決できる伝搬経路および最も遅い解決できる伝搬経路との間の差である。

マトリクス

は、ｊ＝１，２，．．．Ｎ_Tの場合にＮ_Tのチャネルインパルス応答ベクトル

から構成されまたは等価的にｎ＝０，１，．．．Ｌの場合Ｌ＋１行ベクトル

から構成され、マトリクスは以下のように表してもよい。

但し、エントリ

は、ｊ＝１，２，．．．Ｎ_Tおよびｎ＝０，１，．．．Ｌの場合時間遅延ｎの場合に送信アンテナｊおよび受信アンテナとの間のカップリング（すなわち、複素利得）である。ｊ＝１，２，．．．Ｎ_Tの場合の各ベクトル

は、送信アンテナｊと受信アンテナとの間のチャネルインパルス応答のためのＬ＋１複素値を含む。ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の各行ベクトル

時間遅延ｎの場合のＮ_Tの送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル利得のためのＮTの複素値を含む。

チャネルインパルス応答は、送信器によって送られたパイロットシンボルに基づいて受信機によって評価してもよい。送信器は、そのアンテナに割り当てられたユニークな直交シーケンスで各送信アンテナのパイロットを「カバー」することができる。カバリングは、送信される所定の変調シンボルｐ（または同じ値を有するＷシンボルのセット）がＷ−チップ直交シーケンスのすべてのＷチップと乗算され、Ｗのカバーされたシンボルが得られるプロセスであり、次に、それらが送信される。Ｎ_T直交パイロットは、Ｎ_T送信アンテナのためのＮ_T直交シーケンスを用いて取得することができる。カバリングは、Ｎ_Tの送信アンテナから送信されたＮ_Tのパイロットの中で直交性を得、受信機が個々の送信アンテナを区別可能にさせる。

受信機は、Ｎ_T送信アンテナの各々と受信アンテナとの間のチャネルインパルス応答を推定するために、同じＮ_Tの直交シーケンスの各々を用いて受信されたパイロットシンボルを「デカバー」することができる。デカバリングは補足的なプロセスであり、それによりＷのカバーされたシンボルのためのＷの受信されたシンボルは、同じＷ−チップ直交シーケンスのＷチップにより乗算されＷのデカバーされたシンボルを得、次に累積されて送信されたシンボルｐの推定値を得る。デカバリングは、Ｌ＋１時間遅延において実行され、ｎ＝０，１、．．．Ｌの場合にＭＩＳＯチャネルのチャネルインパルス応答のためのＬ＋１の行ベクトル

また時間分散的ＭＩＳＯチャネルは、Ｎ_F×Ｎ_Tの次元を有した２次元周波数ドメインチャネル周波数応答マトリクスＨにより特徴づけられてもよい。但し、Ｎ_Fは、周波数サブバンドの数であり、Ｎ_F＞（Ｌ＋１）である。マトリクスＨはｊ＝１，２，．．．Ｎ_Tの場合、Ｎ_Tのチャネル周波数応答ベクトルh _ｊから構成され、すなわち、

である。各ベクトルｈ _jはマトリクス

の対応するベクトル

のＬ＋１時間ドメイン値にＮ_Fポイントの離散型フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行することにより得てもよいＮ_Fの周波数ドメイン値を含む。従って、各送信受信アンテナペアに対して、時間ドメインチャネルインパルス応答ベクトル

と周波数ドメインチャネル周波数ベクトルとの間の１対１の対応がある。マトリクスＨは、等価的に、ｋ＝１，２，．．．Ｎ_Fの場合Ｎ_Fの行ベクトルｈ（ｋ）から構成される。すなわち、

である。但しＭ ^TはＭの転置である。各行ベクトルｈ（ｋ）は、サブバンドｋのＮ_Tの送信アンテナと受信アンテナの間の周波数レスポンスのためのＮ_Tの複素利得値を含む。

ｈ（ｋ）を得るためのＤＦＴは以下のように表してもよい。

送信機は、データシンボルストリームのためのより高い受信された信号対雑音比（ＳＮＲ）を得るためにＭＩＳＯチャネルを介して送信する前にデータシンボルストリームｓ（ｎ）上で固有ステアリングを実行してもよい。固有ステアリングは、周波数独立したステアリングベクトルｖ _misoを用いて実行してもよい。ベクトルｖ _misoは、受信されたＳＮＲを最大にするために導き出されてもよいし、その他の基準に基づいていてもよい。

一実施形態において、送信機のためのステアリングベクトルｖ _misoは、最初に以下のようにＮ_T×Ｎ_Tの相関マトリクスＲ _misoを計算することにより得られる。

但しｈ ^Hは、ｈの共役転置である。マトリクスＲ _misoは、Ｌ＋１時間遅延のための

のＬ＋１の個々の相関マトリクスマトリクスかまたは、Ｎ_FのサブバンドのＮ_Fの個々の相関マトリクスの平均値として見てもよい。個々の相関マトリクスは、式（３）における与えられた等しい重みである。他の実施形態において、個々の相関マトリクスはＲ _miso の計算において同等でない重みが与えられてもよい。例えば、各個々の相関マトリクスはそのマトリクスに関連するエネルギーにより重み付けされてもよい。このエネルギーは、以下に記載するように計算することができる。

従って、相関マトリクスＲ _misoの固有値分解は以下のように実行される。

但し、Ｖ _misoは、列がＲ _misoの固有ベクトルであるＮ_T×Ｎ_Tのユニタリ行列である。また、Λ _misoは対角エントリがＲ _misoの固有であるＮ_T×Ｎ_Tの対角マトリクスである。ユニタリ行列Ｍは、特性Ｍ ^H Ｍ＝Ｉにより特徴づけられる。但しＩは、対角線に沿った１とその他の場所の０とを有したアイデンティティマトリクスである。従って、ｊ＝１，２，．．．Ｎ_Tの場合にｖ _jとして示されるユニタリマトリクスＶ _misoのＮ_Tの固有ベクトルは、互いに直交している。さらに各固有ベクトルの長さは１に等しい。すなわち

である。但し、

である。また、Ｎ_T固有ベクトルはステアリングベクトルと呼ばれ、以下に記載するように、送信機により固有ステアリングのために使用してもよく、受信機による整合フィルタリングのために使用してもよい。

マトリクスＲ _misoは次元がＮT×ＮTでランクがＮ_misoのマトリクスである。但し、Ｎ_miso<min{N_T,(L+1)}である。従って対角マトリクスΛ _misoは対角線に沿ってＮ_misoの正の実数を含みその他はゼロを含む。最大のゼロでないエントリは、マトリクスＲ _misoの基本固有値λ_misoと呼ばれ、その固有値に相当する空間チャネル（または「時間ドメイン固有モード」）のための電力利得を示す。固有ステアリングを使用するための周波数独立したステアリングベクトルｖ _misoは、「基本的な」Ｒ _misoの固有ベクトルであり、これはＲ _misoの基本固有値に相当するＶ _misoの列である。

送信機は、ステアリングベクトルｖ _misoを有したデータシンボルストリームｓ（ｎ）上で固有ステアリングを実行し、以下のように、Ｎ_Tの送信シンボルストリーム

を得る。

図５に示される固有ステアリングを用いて、データシンボルストリームｓ（ｎ）は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の

の実効的なチャネルインパルス応答を有した単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）チャネルである、効率的なチャネルを観察する。Ｎ_Tの送信シンボルストリーム

はさらに処理され、Ｎ_Tの送信アンテナから受信機に送信される。

受信機は、単一の受信アンテナから受信されたシンボルストリーム

を得る。これは以下のように表してもよい。

但し、

は、畳み込みを示し、ｎ_miso（ｎ）は、加法白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）である。受信シンボルストリーム

は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を経験する。これは、それによって受信されたストリーム内の各シンボルは受信されたストリーム内の次のシンボルへの歪みとして作用する現象である。以下に記載されるように、シンボル間干渉は、十分に長い循環プレフィックス(prefix)と一緒にＯＦＤＭの使用を介して緩和される。あるいは、シングルキャリアＭＩＳＯシステムの場合、シンボル間干渉は、これも以下に記載されるように、等化と組み合わせて適切な一時的な整合フィルタリングの使用を介して緩和してもよい。

受信機は時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて受信されたシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行することができる。時間ドメイン整合フィルタリングは以下のように表してもよい。

但し、

は、検出されたシンボルストリームであり、送信機により送信されたデータシンボルストリームｓ（ｎ）の推定値である。ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の整合フィルター

は受信されたＳＮＲを最大化する。

イコライザーは、ＭＩＭＯチャネルにおける時間分散によりシンボル間干渉を緩和するために使用されてもよい。イコライザーは、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）イコライザー、決定フィードバックイコライザー（ＤＦＥ）、最大尤度シーケンス推定器（ＭＬＳＥ）あるいは他のあるタイプのイコライザーであってよい。イコライザーは、パイロットおよび／またはデータシンボルを用いておよび特定の基準（例えば、最小平均二乗誤差）に基づいて更新することができる係数を有する適応フィルターを用いて実施してもよい。イコライザーは、検出されたシンボルストリーム

上で等価を実行し、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。リカバーされたシンボルストリームは、送信機により送信されたデータシンボルストリームのより良い推定値である。一般に、検出されたシンボルストリーム

は、リカバーされたシンボルストリーム

として直接供給してもよいし、または後処理をして（例えば、等化して）リカバーされたシンボルストリーム

を得る。

周波数ドメイン整合フィルタリングは、以下のように表してもよい。

但し、

はサブバンドｋのためのリカバーされたシンボルサブストリームである。

はサブバンドｋのための受信されたシンボルサブストリームである。ｋ＝１，２，．．．Ｎ_Fの場合のＮ_Fの受信されたシンボルサブストリーム

は、受信されたシンボルストリーム

におけるＮ_Fシンボルの各セットの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行することにより得てもよい。ｋ＝１，２，．．．Ｎ_Fの場合の整合フィルター

は、各サブバンドに対して受信されたＳＮＲを最大化する複素数値スカラーである。Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_Fのリカバーされたシンボルサブストリームは、一緒に乗算されリカバーされたシンボルストリーム

を得る。

時間ドメインおよび周波数ドメイン整合フィルタリングの場合、受信されたＳＮＲは以下のように表してもよい。

但し、Ｐ_totalは、データシンボルストリームのために送信機により使用される合計送信電力である。σ²は、受信機における雑音レベルである。λ_misoは、Ｒ _misoの基本固有値である。

周波数独立した固有ステアリングを有したＭＩＳＯチャネルの容量

は、周波数ドメイン解析を使用しておよび同じステアリングベクトルがすべてのＮ_Fのサブバンドに対して使用されると仮定して決定してもよい。容量

は以下のように表してもよい。

但し、ρは受信アンテナで測定された平均受信ＳＮＲであり、受信機雑音σ²により除算された合計受信電力に等しい。マトリクスＲ（ｋ）はｈ（ｋ）の相関行列である。それは以下のように得られ分解されるかもしれない。

但し、Λ（ｋ）はＲ（ｋ）の固有値の対角線マトリクスである。Ｕ（ｋ）はＲ（ｋ）の固有ベクトルのユニタリマトリクスである。方程式（１０）の二次項は以下のように表してもよい。

但し

Ｒ（ｋ）は唯一のノンゼロ固有値を有するので、方程式（１２）は以下のように簡単にしてもよい。

但し、λ（ｋ）はＲ（ｋ）のノンゼロ固有値であり、これは、ＭＩＳＯチャネルに対して

である。ｚ₁（ｋ）は固有値λ（ｋ）に対応するｚ（ｋ）のエレメントである。従って、周波数独立した固有ステアリングを有しＭＩＳＯチャネルの容量

は、以下のように表してもよい。

送信機において固有ステアリングを伴わない（または、等価的にステアリングベクトルｖ＝［ｇｇ．．．ｇ］但し、ｇ＝

を有した）ＭＩＳＯチャネルのための容量

は、以下のように表してもよい。

一般に周波数独立した固有ステアリングを有するＭＩＳＯチャネルの容量

は、固有ステアリングを有さないＭＩＳＯチャネルの容量

より大きい。

ＭＩＳＯシステム内の送信機における固有ステアリングのための周波数独立したステアリングベクトルｖ _misoを得るための例示方法を上に記載した。ステアリングベクトルは他の方法で得てもよく、これはこの発明の範囲内である。

周波数独立した固有ステアリングはまたＯＦＤＭを採用するＭＩＳＯシステム（すなわち、ＭＩＳＯ−ＯＦＤＭシステム）に使用されてもよい。方程式（５）において示されるように、送信機は時間ドメイン内で固有ステアリングを実行することができる。ただしｓ（ｎ）は、ＯＦＤＭ変調によりデータストリームのために発生されたＯＦＤＭシンボルのための時間ドメインチップのシーケンスを示す。ＯＦＤＭ変調は以下に記載される。また、送信機は、ＯＦＤＭシンボルを発生するためにＯＦＤＭ変調の前に、各サブバンドのためのデータシンボル上の周波数ドメイン内で固有ステアリングを実行することができる。受信機は、方程式（７）に示すように、時間ドメイン内でまたは、方程式（８）に示すように周波数ドメイン内で整合フィルタリングを実行することができる。

２．ＭＩＭＯシステム
Ｎ_Tの送信アンテナとＮ_Rの受信アンテナを有した時間分散ＭＩＭＯチャネルは、Ｎ_R×Ｎ_T×（Ｌ＋１）の次元を有する３次元時間ドメインチャネルインパルス応答マトリクス

により特徴づけられてもよい。

マトリクス

は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合Ｌ＋１のチャネルインパルス応答マトリクス

から構成される。すなわち、

は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合以下のように表してもよい。

但し、ｉ＝１，２，．．．Ｎ_R、ｊ＝１，２，．．．Ｎ_T、およびｎ＝０，１，．．．Ｌの場合のエントリ

は時間遅延ｎのための送信アンテナｊと受信アンテナｉとの間のカップリング（すなわち、複素利得）である。ｉ＝１，２，．．．Ｎ_Rおよびｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の行ベクトル

時間遅延ｎに対してＮ_Tの送信アンテナと受信アンテナｉとの間のチャネル利得のためのＮ_Tの複素値を含む。

チャネルインパルス応答は、送信機によって送られたパイロットシンボルに基づいて受信機によって推定されてもよい。一実施形態において、送信機は、そのアンテナに割り当てられた直交符号で各送信アンテナのパイロットをカバーする。Ｎ_Tの送信アンテナから送信されたパイロットは、Ｎ_Tの直交符号によってカバーされ、個々にリカバーされてもよい。受信機において、各受信アンテナｉからの受信パイロットは特定の時間遅延でＮ_Tの直交符号を用いてデカバーされ、その時間遅延、すなわち
マトリクス

に対する受信アンテナｉとＮ_Tの送信アンテナの各々との間のチャネル応答得る。デカバリングはすべてのＮ_Rの受信アンテナに対して別個に実行され、マトリクス

のＮ_R行を得る。また、デカバリングは、各送受信アンテナ対に対してＬ＋１時間遅延（すなわち、ｎ＝０，１，．．．Ｌ）において実行され、その送受信アンテナ対に対するチャネルインパルス応答のためのＬ＋１時間ドメイン値を得る。

Ｎ_R×Ｎ_T×Ｎ_Fの次元を備えた対応する三次元の周波数ドメインチャネル周波数応答マトリクス

によって時間分散ＭＩＭＯチャネルも特徴づけられてよい。但し、Ｎ_F＞Ｌである。マトリクス

はｋ＝１，２，．．．Ｎ_Fの場合Ｎ_Fのチャネル周波数応答マトリクスＨ（ｋ）から構成され、これは以下のようにして、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合に、Ｌ＋１のチャネルインパルス応答マトリクス

上でＮ_Fのポイントディスクリートフーリエ変換を計算することにより得ることができる。

ｋ＝１，２，．．．Ｎ_Fの場合の各マトリクスＨ（ｋ）は、Ｎ_Rの受信アンテナに対してｉ＝１，２，．．．Ｎ_Rの場合、ＮRの行ベクトルｈ _i（ｋ）を含む。各行ベクトルｈ _i（ｋ）は、サブバンドｋのためのＮ_Tの送信アンテナと受信アンテナｉとの間のチャネル利得のためのＮ_Tの複素値を含む。ｉ＝１，２，．．．Ｎ_Rおよびｊ＝１，２，．．．Ｎ_Tの場合のマトリクス

の各エントリｈ _i,jは、マトリクス

の対応するエントリ

のためのＬ＋１時間ドメイン値のＤＦＴを取ることにより得てもよいＮ_Fの周波数ドメイン値を含む。従って、各送受信アンテナ対の場合、チャネルインパルス応答

とチャネル周波数応答ｈ _i,jとの間に１対１対応がある。

周波数独立した固有ステアリングは、ＭＩＭＯシステムに対して種々の方法で実行してもよい。いくつかの例示的な周波数独立した固有ステアリングスキームが以下に記載される。

Ａ．基本モード固有ステアリング
基本モードステアリングの場合、データシンボルストリームは、単一の周波数独立したステアリングベクトルｖ _ｐｍを用いてＭＩＭＯチャネルの基本空間チャネル上に送信される。このステアリングベクトルを得るために、Ｎ_T×Ｎ_T相関マトリクスＲ _mimoは最初に以下のように計算される。

従って、Ｒ _mimoの固有値分解は以下のように実行される。

但し、Ｖ _mimoはＲ _mimoの固有ベクトルのユニタリマトリクスである。Λ _mimoはその対角線エントリがＲ _mimoの固有値である対角マトリクスである。

ＭＩＭＯチャネルはＮ_sの空間チャネルに分解されてもよい。この場合Ｎ_s＜ｍｉｎ｛Ｎ_T，Ｎ_R｝である。マトリクスＲ _mimoはランクＮ_sのマトリクスであり、対角マトリクスΛ _mimoは対角線に沿ってＮ_sの非負の実数を含む。最大のノンゼロ対角エントリは、マトリクスＲ _mimoの基本固有値λ_mimoと呼ばれる。実施形態において、固有ステアリングに使用するためのステアリングベクトルｖ _pmはＲ _mimoの基本固有値であり、Ｒ _mimoの基本固有値に相当するＶ _mimoの列である。ステアリングベクトルｖ _pmは、「平均化された」ＭＩＭＯチャネルの基本空間チャネルのためであるとして見てもよい。

送信機は、ステアリングベクトルｖ _pmを用いてデータシンボルｓ（ｎ）上で固有ステアリングを実行し、以下のようにしてＮ_Tの送信シンボルストリーム

を得る

方程式（２０）に示される固有ステアリングを用いて、データシンボルストリームｓ（ｎ）は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の

の効率的なチャネルインパルス応答を有した単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）チャネルである実行チャネルを観察する。ＮTの送信シンボルストリーム

は、さらに処理され、Ｎ_Tの送信アンテナから受信機に送信される。

受信機はＮ_Rの受信アンテナからＮ_Rの受信シンボルストリーム

を得る。これは次のように表してもよい。

但し、ｎ _mimo（ｎ）は、０と

の平均ベクトルを有した加法白色ガウス雑音である。この場合０はすべてのゼロのベクトルである。受信機は、時間ドメインあるいは周波数ドメインにおける受信シンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行することができる。

時間ドメイン整合フィルタリングは以下のように表してもよい。

受信機整合フィルターは、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合、

であり、これはＮ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナのための整合フィルターｍ_pm,i（ｎ）は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合その受信アンテナに対して受信ＳＮＲを最大化する

のインパルス応答を有する。Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの個々の整合フィルターの出力は加算され、検出されたシンボルストリーム

を得る。検出されたシンボルストリーム

に事後処理（例えば、等価）を行ってリカバーされたシンボルストリーム

を得てもよい。

周波数ドメイン整合フィルタリングは以下のように表してもよい。

但し、ｙ _pm（ｋ）は、サブバンドｋの受信シンボルサブストリームであり、これは、受信シンボルストリーム

においてＮ_Fのシンボルの各セットのＦＦＴを実行することにより得ることができる。受信機整合フィルターは

であり、Ｎ_Rの受信アンテナに対してＮ_Rの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナｉのための整合フィルターｍ_pm,i（ｋ）は、

の応答を有する。各サブバンドｋのためのＮ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの個々の整合フィルターの出力は加算され、そのサブバンドのためのリカバーされたシンボルサブストリーム

を得る。Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_Fのリカバーされたシンボルサブストリームは、多重化され、リカバーされたシンボルストリーム

を得てもよい。

時間ドメインと周波数ドメインの両方の整合フィルタリングの場合、Ｎ_Rの受信アンテナを介して平均化された受信ＳＮＲは、以下のように表してもよい。

整合フィルター

は、受信ＳＮＲを最大化する。

基本モード固有ステアリングを有するＭＩＭＯチャネルの容量

は、以下のように表してもよい。

方程式（２５）の二次項は、以下のように表してもよい。

但し、

は、共分散マトリクス

のλ番目の固有値

と関連する固有ベクトルである。容量

は、以下のように表してもよい。

Ｂ．マルチモード固有ステアリング
［００６１］マルチモード固有ステアリングの場合、複数のデータシンボルストリームが、マトリクスＶ _mmにおける複数の周波数独立したステアリングベクトルを用いたＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネル上に送信される。このマトリクスの列は、相関マトリクスＲ _mimo の固有ベクトルである。Ｒ _mimoはランクＮ_sであり、この場合Ｎ_ｓ＜ｍｉｎ｛Ｎ_T，Ｎ_R｝であるので、Ｎ_sの固有ベクトル

まで含めてもよく、λ＝１，２，．．．Ｎ_sの場合Ｒ _mimoのＮ_sの固有モードまで含めてもよい。明確にするために、以下の記載は、すべてのＮ_s固有モードがデータ送信のために使用されることを仮定している。

送信機は、以下のように、ステアリングマトリクスＶ _mmを用いてＮ_sのデータシンボルストリームｓ _mm（ｎ）上に固有ステアリングを実行し、Ｎ_Tの送信シンボルストリーム

を得る。

但し、フルランクＭＩＭＯチャネルに対して

であり、

である。λ＝１，２，．．．Ｎ_sの場合、各データシンボルストリーム

は、マトリクスＶ _mm名のそれぞれのステアリングベクトル

を用いて向けられる。各データシンボルストリーム

は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合に、

の実効チャネルインパルス応答を有するＳＩＭＯチャネルである実効チャネルを観察する。Ｎ_Tの送信シンボルストリーム

を得る。これは

である。時間分散ＭＩＭＯチャネルの場合、マトリクスＶ _mm内の複数の周波数独立したステアリングベクトルを有した固有ステアリングは、チャネルを対角マトリクスにしない。従って、周波数独立した固有ステアリングを用いたデータ送信のために複数の空間チャネルが使用されるとき、一般的に複数のシンボルストリーム間並びに受信機におけるシンボル間干渉にクロストークがあるであろう。

受信機は時間ドメインまたは周波数ドメインにおける受信シンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行することができる。時間ドメイン整合フィルタリングは、以下のように表してもよい。

但し、

は、Ｎ_sの検出されたシンボルストリームを示す。受信機整合フィルターは、

であり、Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナのための整合フィルターｍ _mm,i（ｎ）は、

のインパルス応答を有する。各受信アンテナのための整合フィルターの出力は、Ｎ_sのステアリングベクトル（すなわち、Ｖ _mmのＮ_sの列）に対応するＮ_sのフィルターされたシンボルサブストリームを含む。各ステアリングベクトルのためのＮ_Rの整合フィルターからのＮ_Rのフィルターされたシンボルサブストリームは、結合されてそのステアリングベクトルのための検出されたシンボルサブストリーム

を得る。Ｎ_sの検出されたシンボルストリーム

送信機により送信されたＮ_sのデータシンボルｓ _mm（ｎ)のために得られる。

但し、ｙ _mm(k)は、サブバンドｋのための受信されたシンボルサブストリームであり、これは受信されたシンボルサブストリームｙ _mm（ｎ）におけるＮFシンボルの各セットのＦＦＴを実行することにより得られる。受信機整合フィルターは、

であり、Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナのための整合フィルターｍ _mm,i（ｋ）は、

の応答を有する。サブバンドｋ毎に、各受信アンテナのための整合フィルターの出力は、Ｎ_sの送信ステアリングベクトルに対応するＮ_sのフィルターされたシンボルサブストリームを含む。サブバンドｋ毎に、各ステアリングベクトルのためのＮ_Rの整合フィルターからのＮ_Rのフィルターされたシンボルサブストリームは結合されて、そのステアリングベクトルのための検出されたシンボルサブストリーム

を得る。次に、各ステアリングベクトルのためのＮ_FのサブバンドのためのＮ_Fの検出されたシンボルサブストリームは多重化され、そのステアリングベクトルで送信されたデータシンボルサブストリーム

のための検出されたシンボルストリーム

を得る。

Ｎ_sの検出されたシンボルストリーム

は、送信機により送信されたＮ_sのデータシンボルストリームｓ _mm（ｎ）のために得られる。

上述するように、複数のデータシンボルストリームが同時に送信されるなら、時間分散ＭＩＭＯチャネルのための受信機におけるこれらのデータシンボルストリームとの間にクロストークがある。時空間または「結合」イコライザーは、ＭＩＭＯチャネルにおける時間分散によるクロストークおよびシンボル間干渉を緩和するために使用されてもよい。時空間イコライザーは、最小二乗平均誤差リニアイコライザー（ＭＭＳＥ−ＬＥ）、デシジョンフィードバックイコライザー（ＤＦＥ）、最大尤度シーケンス推定器（ＭＬＳＥ）またはその他のタイプのイコライザーであってよい。時空間イコライザーは、送信機により送信されたデータシンボルストリームｓ _mm（ｎ）の改良された推定値である、Ｎ_sのリカバーされたシンボルストリーム

を得るために、時間ドメインと空間ドメインの両方においてＮ_sの検出されたシンボルストリーム

上で動作するように設計されていてもよい。ＭＭＳＥ−ＬＥ、ＤＦＥおよびＭＬＳＥの例示設計は、２００１年１１月６日に出願された、「多重アクセス多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システム」(Multiple-Access Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Communication System)というタイトルの同一出願人による米国特許出願シリアル番号第０９／９９３，０８７に記載されている。

また、時空間イコライザーは、一度に１つのデータシンボルストリームを連続的にリカバーする、連続する等化および干渉相殺受信機処理技術を実施してもよい。各データシンボルストリームがリカバーされるので、残りのデータシンボルストリームすなわちまだリカバーされていないデータシンボルストリームに対してデータシンボルストリームが引き起こす干渉は推定され削除されたシンボルストリームから相殺されて「変更された」シンボルストリームを得る。次に、変更されたシンボルストリームが処理され次のデータシンボルストリームをリカバーする。すべてのＮ_sのデータシンボルストリームがリカバーされるまで反復される。各リカバーされたデータシンボルストリームにより干渉を除去することにより、まだリカバーされていないデータシンボルストリームは、より少ない干渉を経験し、より高いＳＮＲｓを得てもよい。連続する等化および干渉相殺受信機処理技術はまた米国特許出願シリアル番号第０９／９９３，０８７にも記載されている。

多重モード固有ステアリングを有したＭＩＭＯチャネルの容量

は、以下のように表してもよい。

但し｜Ｍ｜はＭの決定を示す。相関マトリクス

は、

として定義してもよい。

の固有値は

として計算し、示してもよい。多重モード固有ステアリングを有したＭＩＭＯチャネルの容量

は、以下のように表してもよい。

主経路固有ステアリング
主経路固有ステアリングの場合、データシンボルストリームは、単一の周波数独立したステアリングベクトルｖ _mpを用いてＭＩＭＯチャネルの主伝搬経路のための基本空間チャネル上に送信される。上述するように、時間分散ＭＩＭＯチャネルは、Ｌ＋１のチャネルインパルス応答マトリクス

により特徴づけることができる。一実施形態において、主経路は、最も受信されるエネルギーを有した伝搬経路として定義される。各チャネルインパルス応答マトリクス

は、以下のように計算してもよい。

エネルギーＥ（ｎ）は、また（１）相関マトリクス

であり、（２）チャネルインパルス応答マトリクス

のフロベニウス平均の二乗である。すべてのＬ＋１時間遅延のための最大エネルギーＥmaxはしたがって以下のように決定される。

主経路遅延ｎ_mpは最も高いエネルギーＥ_maxを有したチャネルインパルス応答マトリクスの時間遅延に等しい。

従って、主経路のためのチャネル応答マトリクスＨ _mpは

である。

Ｈ _mpの相関マトリクスＲ _mpは

として計算される。相関マトリクスＲ _mpの固有値分解は、以下のように表してもよい。

但し、Ｖ _mpはＲ _mpの固有ベクトルのユニタリマトリクスであり、Λ _mpはＲ _mpの固有値の対角マトリクスである。

マトリクスＲ _mpはランクＮ_sのマトリクスである。対角マトリクスΛ _mpはＮ_sの負でない対角線に沿った実数を含む。固有ステアリングに使用するための周波数独立したステアリングベクトルｖ _mpはＲ _mpの基本固有ベクトルであり、Ｒ _mpの最も大きい固有値に相当するｖ _mpの列である。

以下のように、送信機は、ステアリングベクトルｖ _mpを有したデータシンボルストリームｓ（ｎ）に固有ステアリングを実行し、Ｎ_Tの送信シンボルストリーム

を得る

方程式（３６）に示される空間処理は、送信電力を、最も強い伝搬経路のための基本空間チャネルの方向に向ける。

受信機は、受信シンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行することができる。これは時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて

である。時間ドメイン整合フィルタリングは以下のように表してもよい。

検出されたシンボルストリーム

は事後処理（例えば、等化）され、リカバーされたシンボルストリーム

を得る。

Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_Fのリカバーされたシンボルサブストリーム

は、乗算してリカバーされたシンボルストリーム

を得てもよい。

一般に、主経路固有ステアリングのための受信機処理は、基本モード固有ステアリングのための上述したものと同様に実行してもよい。しかしながら、整合フィルタリングは、「平均化された」ＭＩＭＯチャネルの基本空間チャネルのためのステアリングベクトルｖ _pmの代わりに主経路の基本空間チャネルのためのステアリングベクトルｖ _mpに基づいて実行される。

Ｄ．受信機固有ステアリング
受信機固有ステアリングの場合、ＭＩＭＯチャネルは、Ｎ_Rの受信機アンテナのためのＮ_RのＭＩＳＯチャネルから構成されているとして見られる。Ｎ_Rの周波数独立したステアリングベクトルは、ＭＩＳＯシステムのため上述したのと類似の方法でＮ_RのＭＩＳＯチャネルのために得てもよい。

式（１６）に示すように、ＭＩＭＯチャネルのためのマトリクス

は、Ｎ_Rのチャネルインパルス応答ベクトル

から構成される。各行ベクトル

は、Ｎ_Tの送信アンテナおよび受信アンテナｉとの間にチャネルインパルス応答を含む。Ｎ_T×Ｎ_Tの相関マトリクスＲ _iは、以下のように各受信アンテナに対して構成してもよい。

各受信アンテナのための相関マトリクスＲ _iの固有値分解は、以下のように実行してもよい。

但し、Ｖ _iは、その列がＲ _iの固有ベクトルであるユニタリマトリクスである。Λ _iは、その対角線エントリがＲ _iの固有値である対角マトリクスである。

各

は、１つの受信アンテナの行ベクトルであるので、相関マトリクスＲ _iはｍｉｎ｛（Ｌ＋１），Ｎ_T｝以下のランクを有する。受信アンテナｉ毎に、その受信アンテナのための受信されたＳＮＲを最大化する周波数独立したステアリングベクトルｖ _rx,iは、Ｒ _iの最大ノンゼロ固有値に相当するＶ _iの列である。Ｎ_Rのステアリングベクトルｖ _rx,i、但しｉ＝１，２，．．．Ｎ_Rは、Ｎ_Rの受信アンテナのために得られ、Ｎ_T×Ｎ_Rのマトリクス

により表される。

１つあるいは複数のデータシンボルストリームは受信機固有ステアリングで送信してもよい。１つのデータシンボルストリームｓ（ｎ）が送信されるなら、送信機は、Ｎ_Rのステアリングベクトルを有するこのデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行し、以下のようにＮ_Tの送信シンボルストリーム

を得る。

この場合も先と同様に、１つのデータシンボルストリームが送信されるなら、受信機は、時間ドメインまたは周波数ドメインにおける、

であるＮ_Rの受信されたシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行することができる。時間ドメイン技術の場合には、以下のように整合フィルタリングは、最初に受信アンテナ毎に実行される。

但し、

は、受信アンテナｉのためのフィルターされたシンボルストリームである。次に、すべてのＮ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rのフィルターされたシンボルストリームは結合されて以下のように検出されたシンボルストリーム

を得る。

検出されたシンボルストリーム

は事後処理（例えば、等化）され、送信されたデータシンボルストリームｓ（ｎ）の推定値である、リカバーされたシンボルストリーム

を得る。

周波数ドメイン技術の場合、整合フィルタリングは、以下のように各受信アンテナの各サブバンドに対して最初に実行される。

但し、

は、受信アンテナｉのサブバンドｋのためのフィルターされたシンボルサブストリームである。次に、サブバンドｋのためのすべてのＮ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rのフィルターされたシンボルサブストリームは結合されて、以下のようにサブバンドｋのための検出されたシンボルサブストリーム

を得る。

すべてのＮ_FサブバンドのためのＮ_Fの検出されたシンボルサブストリーム

は、一緒に乗算されてリカバーされたシンボルストリーム

を得てもよい。

複数の（ＮＤの）データシンボルストリームが送信されるなら、但しＮ_s＞Ｎ_D＞１なら、１つ以上の受信アンテナのそれぞれのセットに各データシンボルストリームを向けてもよい。送信機は、そのデータシンボルストリームが向けられる

の受信アンテナのセットのための

のステアリングベクトルのセットを有した各データシンボルストリームに対して固有ステアリングを実行する。但し、

各データシンボルストリーム

のための送信機における固有ステアリングは、以下のように表してもよい。

但し、

はデータシンボルストリーム

のためのＮ_Tの送信シンボルサブストリームであり、

はデータシンボルストリーム

のための

のステアリングベクトルである。すべてのＮ_DのデータシンボルストリームのためのＮ_Tの送信シンボルサブストリームのＮ_Dのセットは、次に、結合されて、以下のようにＮ_Tの送信シンボルストリーム

を得る。

受信機は方程式（４２）に示すように時間ドメインにおいてまたは方程式（４４）に示すように周波数ドメインにおいて、各受信アンテナのための受信されたシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行することができる。次に、受信機は、各データシンボルストリーム

に使用されるすべての受信アンテナから、フィルターされたシンボルサブストリーム

を結合して、そのデータシンボルストリームのための検出されたシンボルストリーム

を得ることができる。時空間イコライザーは、Ｎ_Dの検出されたシンボルストリーム

を等化するために使用し、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリーム

を得てもよい。

また、周波数独立した固有ステアリングもＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのために使用してもよい。方程式（２０）、（２８）、（３６）、（４１）に示すように、送信機は時間ドメインにおいて固有ステアリングを実行することができる。この場合、ｓ（ｎ）およびｓ（ｎ）は、ＯＦＤＭ変調によりデータストリーム（複数の場合もある）のために発生されたＯＦＤＭシンボルのための時間ドメインチップのシーケンス（複数の場合もある）を示す。

また、送信器は、ＯＦＤＭシンボルを発生するために、ＯＦＤＭ変調の前に、各サブバンドのためのデータシンボル上で周波数ドメイン内の固有ステアリングを実行することができる。受信機は、方程式（２２）、（２９）、（３７）、（４２）および（４３）に示すように、時間ドメインにおいて整合フィルタリングを実行することができる。また、受信機は、方程式（２３）、（３０）、（３８）、（４４）、（４５）に示すように、周波数ドメインにおいて整合フィルタリングを実行することができる。

３．ＭＩＳＯシステム
図１は、ＭＩＳＯシステム１００内の送信機１１０および受信機１５０のブロック図を示す。送信機１１０において、送信（ＴＸ）データプロセッサー１２０は、データソース１１２からデータストリーム

を受信し、選択された送信モードに従って、データストリームを処理（例えば、符号化し、インターリーブし、および変調する）し、データシンボルストリームｓ（ｎ）を供給する。選択された送信モードは、特定のデータレート、特定のコーディングスキーム、またはコードレートおよびデータストリームに使用するための特定の変調スキームに関連していてもよい。これらは、それぞれ、データレート、コーディングおよびコントローラー１４０により供給される変調制御により示される。

ＴＸ空間プロセッサー１３０は、データシンボルストリームｓ（ｎ）を受信し、以下に記載するようにスペクトル拡散またはマルチキャリア変調のような広帯域処理を実行してもよい。ＴＸ空間プロセッサー１３０は、さらにコントローラー１４０によって提供される周波数独立したステアリングベクトルｖ _miso（それはＴＸステアリングベクトルとも呼ばれる）に基づいて、固有ステアリングを実行する。ＴＸ空間プロセッサー１３０は、またパイロット入力をデータと乗算し、Ｎ_Tの送信チップストリームｃ _miso（ｎ）を供給する。ＴＸデータプロセッサー１２０およびＴＸ空間プロセッサー１３０による処理は、さらに以下に詳細に記載される。

送信機ユニット（ＴＭＴＲ）１３２は、Ｎ_Tの送信チップストリームを受信して条件づけ、例えば、アナログに変換し、周波数変換し、フィルターし、および増幅する）し、Ｎ_Tの変調された信号を得る。次に、各変調された信号はＭＩＳＯチャネルを解して図１に示さない）それぞれの送信アンテナから受信機１５０に送信される。ＭＩＳＯチャネルは、チャネルインパルス応答

で送信された信号を歪ませ、さらに白色ガウス雑音およびおそらくは他の送信ソースからの干渉により送信された信号を劣化させる。

受信機１５０において、Ｎ_Tの送信された信号は、（図１に示していない）単一の受信アンテナにより受信され、受信された信号は受信機ユニット（ＲＣＶＲ）１５４に供給される。受信機ユニット１５４は、受信された信号を条件づけしてデジタル化し、送信されたデータとパイロットのためのサンプルのストリームを得る。受信機ユニット１５４は（データのための）受信したシンボルストリーム

を受信（ＲＸ）空間プロセッサー１６０に供給し、（パイロットのための）受信されたパイロットシンボルをチャネル推定器１７２に供給する。ＲＸ空間プロセッサー１６０は、整合フィルターを用いて受信されたシンボルストリーム

の整合されたフィルタリングを実行し、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。これは、送信機１１０により送信されたデータシンボルストリームｓ（ｎ）の推定値である。次に、ＲＸデータプロセッサー１７０は選択された送信モードに従ってリカバーされたシンボルストリームを処理（例えば、復調、デインターリーブ、および復号）し、復号されたデータストリーム

を得る。これは、送信機１１０により送信されたデータストリーム

の推定値である。

ＲＸデータプロセッサー１７０はさらに各受信されたデータパケットのステータスを供給してもよい。

チャネル推定器１７２は、受信されたパイロットシンボルを処理し、チャネル利得およびＭＩＳＯチャネルのためのＳＮＲ推定値を得る。次に、マトリクス計算ユニット１７４は、チャネル利得推定値を処理し、ＴＸ空間プロセッサー１３０のための周波数独立したステアリングベクトルｖ _misoおよびＲＸ空間プロセッサー１６０のための整合フィルターを得る。送信モードセレクター１７６は、チャネル推定器１７２からＳＮＲ推定値を受信し、ＲＸデータプロセッサー１７０からパケットステータスを受信し、データストリームのための適切な送信モードを決定し、選択された送信モードをコントローラー１８０に供給する。

コントローラー１８０は計算ユニット１７４からステアリングベクトルｖ _misoを受信し、送信モードセレクター１７６から選択された送信モードを受信し、送信器１１０用フィードバック情報を組み立てる。フィードバック情報は送信器１１０へ送られ、受信機１５０へ送られたデータストリーム

の処理を調節するために使用される。例えば、送信器１１０は、データレート、コーディングスキーム、変調スキーム、固有ステアリングまたはそれらの任意の組み合わせを調節するためのフィードバック情報を、受信機１５０に送信されるデータストリームのために使用してもよい。

コントローラー１４０および１８０は、それぞれ送信機１１０および受信機１５０における動作を指示する。メモリユニット１４２および１８２は、それぞれコントローラー１４０および１８０により使用されるプログラムコードおよびデータのための記憶装置を提供する。図１に示すように、メモリユニット１４２および１８２は、コントローラー１４０内部にあってもよいし、コントローラー１４０外部にあってもよい。

図２は、図１に示すＴＸデータプロセッサー１２０の一実施形態のブロック図である。

ＴＸデータプロセッサー１２０内において、エンコーダー２１２はコーディング制御により示されるコーディングスキームに基づいてデータストリーム

を受信して符号化し、コードビットを供給する。データストリームは、１つ以上のデータパケットを運んでもよく、各データパケットは典型的に別個に符号化され符号化されたデータパケットを得てもよい。コーディングは、データ送信の信頼性を増加させる。コーディングスキームは巡回冗長検査（ＣＲＣ）コーディング、畳み込みコーディング、ターボコーディング、ブロックコーディングなど、またはそれらの組み合わせを含んでいてもよい。チャネルインターリーバー２１４は、インターリービングスキームに基づいてコードビットをインターリーブする。これは、インターリービングが送信モードに依存しているならインターリービング制御により示されてもよい。インターリービングはコードビットのための時間、周波数および／または空間ダイバーシティを供給する。

シンボルマッピングユニット２１６は、変調制御によって示された変調スキームに基づいてインターリーブされたビットをマッピングし、変調シンボル（または単に「データシンボル」）のストリームを提供する。ユニット２１６は、Ｂのインターリーブされたビットの各セットをグループ化し、Ｂ−ビットバイナリ値、但しＢ＞１を形成し、さらに変調スキーム（例えば、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、またはＭ＝ＱＡＭ、但しＭ＝２B)に基づいて特定の変調シンボルに各Ｂ−ビット値をマッピングする。各変調シンボルは、変調スキームによって定義された信号の星座の複素数値である。

図３Ａは、ＴＸ空間プロセッサー１３０ａのブロック図を示す。これは、図１のＴＸ空間プロセッサー１３０の一実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー１３０ａは固有ステアリングユニット３３０、ＴＸパイロットプロセッサー３４０およびマルチプレクサー（ＭＵＸ）３５０を含む。

固有ステアリングユニット３３０は、ＮTの乗算器３３２ａ乃至３３２ｔを含む。送信のアンテナの各々に対して１つの乗算器３３２が割り当てられる。各乗算器３３２は、データシンボルストリームｓ（ｎ）およびＴＸステアリングベクトルｖ _misoのそれぞれのエレメントｖ _miso,jを受信し、各データシンボルをエレメントｖ _miso,jと乗算し、送信シンボルストリームを供給する。乗算器３３２ａ乃至３３２ｔは、方程式（５）に示すように周波数独立した固有ステアリングを実行する。

ＴＸパイロットプロセッサー３４０は、ＮTの乗算器３４２ａ乃至３４２ｔを含む。送信アンテナの各々に対して１つの乗算器３４２が割り当てられる。各乗算器３４２は、その送信アンテナに割り当てられたパイロットシンボルおよびユニークな直交シーケンスＷ_ｊを受信し、パイロットシンボルに直交シーケンスＷ_ｊを掛けて、カバーされたパイロットシンボルのシーケンスを提供する。乗算器３４２ａ乃至３４２ｔは、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの直交パイロットを発生する。これは受信機１５０によりチャネル推定に使用してもよい。

マルチプレクサー３５０はＮ_Tのマルチプレクサー３５２ａ乃至３５２ｔを含み、Ｎ_T送信アンテナの各々に対して１つの乗算器３５２が割り当てられる。各マルチプレクサー３５２は、関連する乗算器３３２からの送信シンボルを受信して関連する乗算器３４２からのカバーされたパイロットシンボルと多重化し、送信チップｃ_j（ｎ）のそれぞれのストリームを供給する。パイロットは、図３Ａに示すように時分割多重化（ＴＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）、サブバンド多重化、またはその他の多重化スキームを用いてデータと多重化してもよい。いずれの場合にも、マルチプレクサー３５２ａ乃至３５２ｔは、Ｎ_Tの送信アンテナのために、Ｎ_Tの送信チップストリームｃ_j（ｎ）、但しｊ＝１，，２．．．Ｎ_Tを供給する。

送信器ユニット１３２はＮTの送信器３６２ａ乃至３６２ｔを含む。Ｎ_Tの送信機の各々に対して１つの送信機３６２が割り当てられる。各送信器３６２は、変調された信号を生成するためにそれぞれの送信チップストリームを受信し条件付ける。次に、それは関連するアンテナ１３４から送信される。

図３Ｂは、ＴＸ空間プロセッサー１３０ｂのブロック図を示す。それは、図１のＴＸ空間プロセッサー１３０の他の実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー１３０ｂは、時間ドメインにおいてスペクトル拡散を実行し、拡散器３１０、固有ステアリングユニット３３０、ＴＸパイロットプロセッサー３４０、およびマルチプレクサー３５０を含む。

ＴＸ空間プロセッサー１３０ｂ内では、拡散器３１０は、データシンボルストリームｓ（ｎ）を受信し、擬似乱数（ＰＮ）シーケンスを用いてスペクトル的に拡散し、拡散データシンボルのストリームを供給する。拡散は、全体のシステムの帯域幅にわたってデータをスペクトル的に拡散するために低いレートのデータシンボルストリームに特に適用可能である。拡散は、技術的に良く知られたＣＤＭＡシステムの場合に類似した方法で実行してもよい。次に、固有ステアリングは、図３Ａに対して上述した（データシンボルストリームの代わりに）拡散データシンボルストリームが実行され、ＮT の送信アンテナのためのＮTの送信Ｎ_Tチップを得る。

図３Ｃは、ＴＸの空間プロセッサー１３０ｃのブロック図を示す。それは、まだ図１の中のＴＸの空間プロセッサー１３０の他の実施形態である。ＴＸの空間プロセッサー１３０ｃはＯＦＤＭ変調を行ない、ユニット３３０、ＴＸパイロットプロセッサー３４０およびマルチプレクサー３５０を固有ステアリングして、ＯＦＤＭ変調器３２０を含んでいる。

ＴＸ空間プロセッサー１３０ｃ内では、ＯＦＤＭ変調器３２０は、データシンボルストリームｓ（ｎ）を受信し、ＯＦＤＭ変調を実行する。ＯＦＤＭは、全体のシステム帯域幅を複数（Ｎ_F）の直交サブバンドに効率的に分割する。これは、また一般的にトーン、ビン、周波数サブチャネルとも呼ばれている。ＯＦＤＭにより、各サブバンドは、データで変調してもよいそれぞれのキャリアに関連する。ＯＦＤＭシンボル期間毎に、１つのデータまたはパイロットシンボルは送信に使用される各サブバンド上に送信してもよい。また、ゼロの信号値は個々の未使用のサブバンドのために提供される。ＯＦＤＭ変調器３２０内では、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニットは、各ＯＦＤＭシンボル期間の間Ｎ_Fのサブバンドのための１セットのデータ／パイロットシンボルおよびゼロを受信し、逆高速フーリエ変換を使用して、時間ドメインへのデータ／パイロットシンボルおよびゼロのセットを変換し、Ｎ_Fの時間ドメインチップを含む変換されたシンボルを提供する。次に、周期的なプリフィックスジェネレーターは、各変換されたシンボルの一部を反復し、Ｎ_F＋Ｎ_cpチップを含むＯＦＤＭシンボルを得る。但し、Ｎ_cpは、反復されるチップ数である。周期的なプリフィックスは、チャネル内の時間分散により生じる周波数選択フェージングと対抗するために使用される。ＯＦＤＭ変調器３２０は、ＯＦＤＭシンボルのストリームのためにデータチップのストリームを供給する。

次に、図３Ａに対して上述したように、固有ステアリングが（データシンボルストリームの代わりに）データチップストリーム上で実行され、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの送信チップストリームを得る。あるいは、データシンボルストリームはＮ_sデータシンボルサブストリームに逆多重化してもよく、固有ステアリングは、各データシンボルサブストリーム上で実行してもよい。この場合、すべてのサブバンドに対して同じステアリングベクトルｖ _misoが使用される。次に、各送信アンテナのすべてのサブバンドのための固有ステアリングの出力にＯＦＤＭ変調を行い、その送信アンテナのための送信チップストリームを得てもよい。一般に、固有ステアリングは、時間ドメインあるいは周波数ドメインのいずれかで行なってもよい。しかしながら、時間ドメイン内の固有ステアリングは、より少ない乗算を必要とするかもしれず、従って実施するのにより簡単になるかもしれない。

図４Ａは、ＲＸ空間プロセッサー１６０ａのブロック図を示す。それは、図１のＲＸ空間プロセッサー１６０の一実施形態で、図３ＡのＴＸ空間プロセッサー１３０ａと共に使用してもよい。アンテナ１５２は送信器１１０からＮTに送信された信号を受信し、受信される信号を供給する。受信機ユニット１５４は、受信した信号を条件付けし、デジタル化し、前処理をし、受信したシンボルストリーム

を供給する。

前処理はフィルタリング、再サンプリング、サンプルレート変換などを含んでいてもよい。

ＲＸ空間プロセッサー１６０ａ内では、整合フィルター４１０は、方程式（７）に示すように、整合フィルター

を用いて、受信したシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行し、検出されたシンボルストリーム

を供給する。イコライザー４１２は、次に検出されたシンボルストリーム上で等化を実行し、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。イコライザー４１２はＭＭＳＥイコライザー、決定フィードバックイコライザー、最大尤度シーケンス推定器または他のあるタイプのイコライザーを実施してもよい。これらはすべて技術的に知られている。等化は、ＭＩＳＯチャネルの周波数選択性により符号間干渉を緩和することを試みる。整合フィルタリングおよび等化は、一緒に集積してもよい（例えば、整合フィルター４１０は、イコライザー４１２に埋め込んでもよい）。

図４Ｂは、ＲＸ空間プロセッサー１６０ｂのブロック図を示す。それは、図１のＲＸ空間プロセッサー１６０の他の実施形態である。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｂは、時間ドメインのスペクトル逆拡散を実行し、図３ＢのＴＸ空間プロセッサーと一緒に使用してもよい。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｂ内では、整合フィルター４１０は、整合フィルター

を用いて受信されたシンボルストリーム

を供給する。

次に、逆拡散器４１２は送信機１１０により使用されるＰＮシーケンス（の複素共役）を用いて検出されたシンボルストリームを逆拡散し、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。

逆拡散は、技術的に知られるＣＤＭＡシステムのための方法と類似の方法でレーキレシーバーを用いて実行してもよい。

図４Ｃは、ＲＸ空間１６０プロセッサー１６０ｃのブロック図を示す。それは、また図１のＲＸ空間プロセッサー１６０の他の実施形態である。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｃはＯＦＤＭ復調を行ない、図３ＣのＴＸ空間プロセッサーと一緒に使用してもよい。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｃはＯＦＤＭ復調器４２０、ＮＦサブバンドのためのＮＦ整合フィルター４３０ａ乃至４３０ｆおよびマルチプレクサー４３２を含む。

ＲＸ空間プロセッサー１６０ｃ内では、ＯＦＤＭ復調器４２０は受信されるシンボルストリーム

上でＯＦＤＭ復調を行なう。ＯＦＤＭ復調器４２０は、受信される変換されたシンボルを得るために各受信されるＯＦＤＭシンボルの周期的なプリフィックスを最初に削除する。次に、ＯＦＤＭ復調器４２０は、Ｎ_Fサブバンドのための１セットのＮ_Fの受信されるシンボルを得るために高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用して、周波数ドメインへの各受信される変換されたシンボルを変換する。ＯＦＤＭ復調器４２０はＮ_Fのサブバンドのための受信されたシンボルサブストリーム

を整合フィルター４３０ａ乃至ｈ４３０ｆに供給する。各整合フィルター４３０は、複素値スカラーである整合フィルター

を用いて、その受信されたシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行し、検出されたシンボルサブストリーム

を供給する。マルチプレクサー４３２は、すべてのＮ_Fの整合フィルター４３０ａ乃至４３０ｆからのＮ_Fの検出されたシンボルサブストリームを受信して多重化し、リカバーされたシンボルストリーム

Ｎ_Fのサブバンドより少ないサブバンドをデータ送信のために使用してもよい。

この場合、未使用のサブバンドの受信されるシンボルは廃棄される。また、整合フィルタリングは、未使用のサブバンドに対して行なわれない。

図５は、受信機１５０ｘのブロック図を示す。それは図１の受信機１５０の実施形態である。ＲＸ空間プロセッサー１６０は、受信されたシンボルストリーム

上で整合フィルタリングおよび他の前処理を実行し、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。

ＲＸデータプロセッサー１７０内では、シンボルデマッピングユニット５１２は、コントローラー１８０により供給される復調制御により示されるように、データストリームのために使用される復調スキームに従って、リカバーされたシンボルを復調する。次に、チャネルデインターリーバー５１４は、送信機１１０において実行されるインターリービングに補完的な方法で復調されたデータをデインターリーブする。インターリービングが送信モードに依存する場合、コントローラー１８０はチャネルデインターリーバー５１４にデインターリービング制御を供給する。次に、デコーダー５１６は、コントローラー１８０によって提供される、デコーディング制御によって示されるように、送信機１１０で行なわれた符号化に補足的なやり方でデインターリーブされたデータをデコードする。例えば、送信機１１０がそれぞれターボコーディングまたは畳み込みコーディングを実行するなら、ターボデコーダーまたはビタビデコーダーをデコーダー５１６のために使用してもよい。デコーダー５１６は、また各受信データパケットのステータス（例えば、パケットが正確にあるいはエラーで受信されたかどうか示すこと）を提供してもよい。

チャネル推定器１７２は受信機ユニット１５４から受信されたパイロットシンボルを得、受信されたパイロットシンボルに基づいて、ＭＩＳＯチャネル応答および受信機１５０ｘにおける雑音レベルを推定し、チャネルインパルス応答推定値

および雑音レベル推定値

を供給する。

コントローラー１８０は、データ送信のために固有ステアリング、整合フィルタリング、およびレート制御に関連する種々の機能を実行する。例えば、コントローラー１８０内のマトリクス計算ユニット５２２は、送信機１１０用の周波数独立したステアリングベクトルＶ _misoおよび受信機１５０用の整合フィルターを引き出すために計算を行なう。ユニット５２２は、またデータストリームの受信されるＳＮＲを評価してもよい。送信モードセレクター５２４は、受信されるＳＮＲに基づいてデータストリーム

のための適切な送信モードを選択する。メモリユニット１８２は、ＭＩＭＯシステムおよびその要求されるＳＮＲｓによりサポートされる送信モードのすべてのためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）５２６を記憶してもよい。コントローラー１８０は、送信機１１０のためのフィードバック情報として、データストリーム、ＴＸステアリングベクトル、アクノレジメント（ＡＣＫｓ）および／またはネガティブアクノレジメント（ＮＡＫｓ）等のための選択された送信モードを供給する。

４．ＭＩＭＯシステム
［０１１２］ＭＩＭＯシステムの場合、Ｎ_sの空間チャネルがデータ送信のために利用可能である。但し、Ｎ_s＜｛Ｎ_T,Ｎ_R｝。１つのデータストリームは各空間チャネル上に送信してもよい。各データストリームは、そのデータストリームのために選択された送信モードに従って独立して処理してもよい。

図６は、ＭＩＭＯシステム６００において送信機６１０および受信機６５０のブロック図を示す。送信機６１０において、ＴＸデータプロセッサー６２０はＮ_Dのデータストリームを受信する。但しＮ_s＞Ｎ_D＞１。ＴＸデータプロセッサー６２０はその選択された送信モードに従って各データストリームをコード化し、インターリーブし、変調し、対応するデータシンボルストリームを提供する。ＴＸ空間プロセッサー６３０はＴＸデータプロセッサー６２０からＮ_Dのデータシンボルストリームを受信し、広帯域の処理（もしあれば）、および、コントローラー６４０によって提供される１セットのＮ_DまたはＮ_RのＴＸステアリングベクトルに基づいて固有ステアリングを実行し、パイロットにおいて多重化し、送信アンテナのために送信チップストリームを提供する。ＴＸデータプロセッサー６２０およびＴＸ空間プロセッサー６３０による処理は、以下にさらに詳細に記載される。送信機ユニット６３２はＮ_Tの送信チップストリームを受信して条件付けし、Ｎ_Tの変調された信号を得る。これらは、Ｎ_Tの送信アンテナ（図６に図示せず）からＭＩＭＯチャネルを介して受信機６５０に送信される。

受信機６５０において、Ｎ_Tの送信された信号は、Ｎ_Rの受信アンテナ（図６に図示せず）の各々により受信され、Ｎ_Rの受信アンテナからのＮ_Rの受信された信号は、受信機ユニット６５４に供給される。受信機ユニット６５４は、各受信された信号を条件付けし、デジタル化し、前処理し、対応する受信されたシンボルストリームを得る。受信機ユニット６５４はＲＸ空間プロセッサー６６０にＮRの受信されたシンボルストリームを供給し、チャネル推定器６７２に受信されたパイロットシンボルを供給する。ＲＸ空間プロセッサー６６０は、Ｎ_Rの整合フィルターを用いて受信されたシンボルストリームの整合フィルタリングを実行し、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリームを供給する。これらは、送信機６１０により送信されたＮ_Dのデータシンボルストリームの推定値である。次に、ＲＸデータプロセッサー６７０はその送信モードに従って各リカバーされたシンボルストリームを処理し（例えば、復調し、デインターリーブし、デコードする）、復号されたデータストリームを得る。これは、送信機６１０により送信されたデータストリームの推定値である。ＲＸデータプロセッサー６７０は、さらに各受信データパケットのステータスを提供してもよい。

チャネル推定器６７２、マトリクス計算ユニット６７４、また送信モードセレクター６７６は、それぞれ図１のチャネル推定器量１７２、マトリクス計算ユニット１７４、および送信モードセレクター１７６と類似の機能を実行し、送信機６１０のためのＮ_DのまたはＮ_RのＴＸステアリングベクトルを、およびＮ_DのデータストリームのためのＮ_Dの送信モードを決定する。コントローラー６８０は、送信機６１０のためにフィードバック情報を組み立てる。これは、Ｎ_DまたはＮ_RのＴＸステアリングベクトルおよびＮDの送信モードを含んでいてもよい。

コントローラー６４０および６８０は、送信機６１０および受信機６５０における動作をそれぞれ指示する。メモリユニット６４２および６８２は、それぞれコントローラー６４０および６８０により使用されるプログラムコードおよびデータを提供する。図６に示すように、メモリユニット６４２および６８２は、コントローラー６４０の内部にあってもよいし、これらのコントローラーの外部にあってもよい。

Ｎ_D＝１なら、単一のデータストリームのための符号化、インターリービングおよび変調は図２に示されるように実行してもよい。単一データストリームのための固有ステアリングは、スペクトル拡散またはＯＦＤＭ変調がデータストリーム上で実行されているかどうかに依存して図３Ａ、３Ｂまたは３Ｃに示すように実行してもよい。しかしながら、固有ステアリングは、基本モードの場合、ステアリングベクトルｖ _pmまたは主経路（ステアリングベクトルｖ _misoの代わりに）の場合ステアリングベクトルｖ _mpを用いて実行される。受信機整合フィルタリングは、以下に記載するように実行してもよい。Ｎ_D＞１なら、データ処理（例えば、符号化、インターリービング、および変調）および固有ステアリングは、以下に記載するように実行してもよい。

図７は、図６のＴＸデータプロセッサー６２０の一実施形態のブロック図を示す。この実施形態の場合、ＴＸデータプロセッサー６２０は、Ｎ_Dのデータストリームの各々に対してエンコーダー７１２、チャネルインターリーバー７１４、およびシンボルマッピングユニット７１６の１セットを含む。エンコーダー、チャネルインターリーバー、およびシンボルマッピングユニットの各セットは、図２のＴＸデータプロセッサー１２０に対する上述した方法と類似の方法でそれぞれのデータストリーム

を受信して処理し、対応するデータシンボルストリーム

を得る。

各データストリームのためのコーディング、インターリービング、および変調は、コーディング、インターリービング、およびコントローラー６４０により供給される変調制御に基づいて実行される。変調制御は、これらは、そのデータストリームのために選択された送信モードに基づいて発生される。

図８Ａは、ＴＸ空間プロセッサー６３０ａのブロック図を示す。それは、図６のＴＸ空間プロセッサー６３０の実施形態で、多重モード固有ステアリングに使用してもよい。この実施形態の場合、ＴＸ空間プロセッサー６３０ａは、Ｎ_Dのデータストリーム、ＴＸパイロットプロセッサー８４０、コンバイナー８５０およびマルチプレクサー８６０のためのＮDの固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄを含む。

多重モード固有ステアリングの場合、各固有ステアリングユニットは、マトリクスＶmm内のそれぞれのデータシンボルストリーム

およびそれぞれの周波数独立したステアリングベクトル

を受信する。図３Ａに対して記載したように、各固有ステアリングユニット８３０は、そのステアリングベクトルを用いてそのデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行し、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの送信シンボルサブストリーム

のそれぞれのセットを供給する。固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄは、Ｎ_Dのデータストリームのための送信シンボルサブストリームのＮ_Dのセットを供給する。コンバイナー８５０はＮ_Tのコンバイナー８５２ａを含む。Ｎ_Tの送信アンテナの各々に対して１つのコンバイナー８５２が割り当てられる。各コンバイナー８５２は、その送信アンテナのための固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄからＮDの送信シンボルサブストリームのそれぞれのセットを受信し結合する。コンバイナー８５２ａ乃至８５２ｔは、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの送信シンボルストリーム

を供給する。固有ステアリングユニット８３０ａおよびコンバイナー８５０は集合的に方程式（２８）に示される固有ステアリングを実行する。

受信機固有ステアリングの場合、ＴＸ空間プロセッサー６３０ａは、Ｎ_Rの固有ステアリングユニット８３０を含むであろう。Ｎ_Rの受信アンテナの各々に対して１つの割合である。各固有ステアリングユニット８３０は、マトリクスＶ _rx内のそれぞれの周波数独立したステアリングベクトルｖ _rx,iを受信するであろう。Ｎ_D＝１なら、同じデータシンボルストリームｓ（ｎ）がすべてのＮ_Rの固有ステアリングユニットに供給され、Ｎ_Rのステアリングベクトルを用いて向きが決められ、Ｎ_Tの送信シンボルサブストリームのＮ_Rのセットを得る。次に、各コンバイナー８５２は、その送信アンテナのためのＮ_Rの固有ユニットからＮ_Rの送信シンボルサブストリームのそれぞれのセットを受信して結合し、送信シンボルストリームを供給する。Ｎ_D＞１なら、データシンボルストリームが向けられる１つ以上の受信アンテナのためのＮ_Rの固有ステアリングユニットの１つ以上に供給してもよい。次に、固有ステアリングが類似の方法で実行され、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの送信シンボルストリーム

を得る。

図３Ａに対して記載したように、Ｎ_Tの直交シーケンスを有したパイロットシンボルを受信してカバーし、Ｎ_Tの送信アンテナのためのカバーされたパイロットシンボルのＮ_Tのシーケンスを供給する。マルチプレクサー８６０はＮ_Tのマルチプレクサー８６２ａ乃至８６２ｔを含む。Ｎ_Tの送信アンテナの各々に対して１つのマルチプレクサー８６２が割り当てられる。各マルチプレクサー８６２は、関連する乗算器８４２からのカバーされたパイロットシンボルを備えた関連するコンバイナー８５２から送信シンボルを受信し多重化し、送信チップのそれぞれのストリームを提供する。マルチプレクサー８６２ａ乃至８６２ｔは、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの送信チップストリーム

を供給する。

図８Ｂは、ＴＸ空間プロセッサー６３０ｂのブロック図を示す。それは、図６のＴＸ空間プロセッサー６３０の他の実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー６３０ｂは、時間ドメインのスペクトル拡散を行ない、ＮDのデータストリームのためのＮDの拡散器８１０ａ乃至８１０ｄ、ＮDの固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄ、ＴＸパイロットプロセッサー８４０、コンバイナー８５０、およびマルチプレクサー８６０を含む。各拡散器８１０は、ＰＮ拡散シーケンスを備えたそれぞれのデータシンボルストリーム

を受信しスペクトル的に拡散し、拡散データシンボルの対応するストリームを供給する。同じまたは異なるＰＮシーケンスは、Ｎ_Dのデータシンボルストリームのために使用してもよい。拡散器８１０ａ乃至８１０ｄは、Ｎ_DのデータシンボルストリームのためのＮ_Dの拡散データシンボルストリームを供給する。次に、固有ステアリングは、図３Ａ、および８Ａに対して上述したのと類似の方法で（データシンボルストリームの代わりに）Ｎ_Dの拡散データシンボルストリームの各々上で実行され、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの送信チップストリームを得る。

図８Ｃは、ＴＸ空間６３０プロセッサー６３０ｃのブロック図を示す。それは、図６のＴＸ空間プロセッサー６３０のさらに他の実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー６３０ｃはＯＦＤＭ変調を行ない、Ｎ_DのデータストリームのためのＮDのＯＦＤＭ変調器８２０ａ乃至８２０ｄ、Ｎ_Dの固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄ、ＴＸパイロットプロセッサー８４０、コンバイナー８５０、およびマルチプレクサー８６０を含む。

各ＯＦＤＭ変調器８２０は、図３Ｃに対して上述したのと類似の方法でそれぞれのデータシンボルストリーム

上でＯＦＤＭ変調を実行し、データチップのストリームを供給する。ＯＦＤＭ変調器８２０ａ乃至８２０ｄは、Ｎ_DのデータストリームのためのＮ_Dのデータチップを供給する。次に、固有ステアリングは、図３Ａおよび８Ａに対して上述したように、（データシンボルストリームの代わりに）Ｎ_Dのデータチップストリームの各々上で実行され、Ｎ_Tの送信アンテナのためのＮ_Tの送信チップストリームを得る。あるいは、固有ステアリングは、各サブバンドのためのデータシンボルサブストリーム上で周波数ドメイン内で実行してもよい。この場合、各固有ステアリングユニットは、すべてのサブバンドに対して同じステアリングベクトル

を使用する。

図９Ａは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ａのブロック図を示す。それは、単一データストリームが送信される（すなわち、ＮＤ＝１）場合に使用されてもよい。ＮRの受信アンテナ６５２ａ乃至６５２ｒの各々は、送信機６１０からのＮ_Tの送信された信号を受信し、受信した信号を関連する受信機ユニット６５４に供給する。各受信機ユニット６５４は、その受信した信号を条件づけし、デジタル化し、前処理し、受信したシンボルストリーム

を供給する。

ＲＸ空間プロセッサー６６０ａは、Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの整合フィルター９１０ａ乃至９１０ｒ、コンバイナー９１２、およびイコライザー９１４を含む。各整合フィルター９１０は、整合フィルター

を用いてその受信したシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルストリームを供給する。ベクトルｖ _mimoは、主モード固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖ _pm、主経路固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖ _mp、または受信機固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖ _rx,iと等しい。受信機固有ステアリングの場合、各整合フィルター９１０は、図９Ａに図示しない、その受信アンテナのための異なるステアリングベクトルｖ _rx,iに関連する。ベクトル

はＮ_Tの送受信アンテナｉ間のチャネルインパルス応答である。コンバイナー９１２は整合フィルター９１０ａ乃至９１０ｒからのＮ_Rのフィルターされたシンボルストリームを受信して結合し、検出されたシンボルストリーム

を供給する。イコライザー９１４は検出されたシンボルストリーム上で等化を行ない、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。イコライザー９１４はＭＭＳＥイコライザー、決定フィードバックイコライザー、最大尤度シーケンス推定器または他のあるタイプのイコライザーを実施してもよい。

図９Ｂは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ｂのブロック図を示す。それはまた、単一データストリームが送信される（すなわち、Ｎ_D＝１）場合に使用されてもよい。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｂは、時間ドメインにおいてスペクトル逆拡散を実行し、図８ＢのＴＸ空間プロセッサー６３０ｂと共に使用してもよい。

ＲＸ空間プロセッサー６６０ｂは、Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの整合フィルター９１０ａ乃至９１０ｒ、コンバイナー９１２および逆拡散器９１６を含む。各整合フィルター９１０は、その整合フィルター

を用いてそれぞれの受信シンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルストリームを供給する。コンバイナー９１２はＮ_Rのフィルターされたシンボルストリームを受信して結合し、検出されたシンボルストリーム

を供給する。次に、逆拡散器９１６は、送信機６１０によって使用されるＰＮシーケンで、検出されたシンボルストリームを逆拡散し、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。

図９Ｃは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ｃのブロック図を示す。これは、また単一データストリームが送信される（すなわち、Ｎ_D＝１）場合に使用されてもよい。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｃはＯＦＤＭ復調を行ない、図８ＣにおけるＴＸ空間プロセッサー６３０ｃと共に使用してもよい。

ＲＸ空間プロセッサー６６０ｃは、Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rのアンテナ整合フィルター９２０ａ乃至９２０ｒと、Ｎ_Fのサブバンドのためのコンバイナー９３２ａ乃至９３２ｆと、マルチプレクサー９３４を含む。各アンテナ整合フィルター９２０は１つの受信アンテナのために整合フィルタリングを実行し、ＯＦＤＭ変調器９２２と、Ｎ_FサブバンドのためのＮ_F整合フィルター９３０ａ乃至９３０ｆを含む。

各アンテナ照合フィルター９２０内では、ＯＦＤＭ復調器９２２は、関連する受信アンテナのための受信されるシンボルストリーム

に対してＯＦＤＭ変調を実行し、Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_Fの受信されたシンボルサブストリーム

を整合フィルター９３０ａ乃至９３０ｆに供給する。各整合フィルター９３０は、その整合フィルター

を用いて受信されたシンボルサブストリームｙ_i（ｋ）の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルサブストリームを供給する。ベクトルｈ _i（ｋ）はサブバンドｋのための受信アンテナｉのためのチャネル周波数応答である。各アンテナ整合フィルター９２０のための整合フィルター９３０ａ乃至９３０ｆは、Ｎ_FサブバンドのためのＮ_FのフィルターされたシンボルサブストリームをＮ_Fのコンバイナー９３２ａ乃至９３２ｆに供給する。

各コンバイナー９３２はそのサブバンドに対してＮ_Rの整合フィルター９２０ａ乃至９２０ｒからのＮ_Rのフィルターされたシンボルサブストリームを受信して結合し、サブバンドのための検出されたシンボルサブストリームを供給する。マルチプレクサー９３４は、Ｎ_Fのサブバンドのためのコンバイナー９３２ａ乃至９３２ｆからＮ_Fの検出されたシンボルサブストリームを受信して多重化し、リカバーされたシンボルストリーム

を供給する。

図９Ｄは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ｄのブロック図を示す。それはＮ_D＞１の場合に多重モード固有ステアリングに使用してもよい。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｄは、図８ＡのＴＸ空間プロセッサー６３０ａまたは図８ＢのＴＸ空間プロセッサー６３０ｂと一緒に使用してもよい。

ＲＸ空間プロセッサー６６０ｄはＮ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの整合フィルター９４０ａ乃至９４０ｒ、Ｎ_DのデータストリームのためのＮ_Dのコンバイナー９４２ａ乃至９４２ｄ、およびＮ_DのデータストリームのためのＮ_Dの逆拡散器９５６ａ乃至９４６ｄを含む。各整合フィルター９４０は、関連する受信アンテナのための整合フィルター

を用いてそれぞれの受信シンボルストリーム

のための整合フィルタリングを実行し、Ｎ_DのデータシンボルストリームのためのＮ_Dのフィルターされたシンボルサブストリームを供給する。マトリクスＶ _mmは、Ｎ_DのデータシンボルストリームのためのＮ_Dのステアリングベクトル

を含む。従って、各整合フィルター９４０は、Ｎ_Dの整合フィルター

を用いて受信したシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行し、但し、

は、Ｖ _mmのλ番目の列であり、関連する受信アンテナのためのＮ_Dのフィルターされたシンボルサブストリームを得る。

各コンバイナー９４２は１つのデータシンボルストリームのための整合フィルター９４０ａ乃至９４０ｒからＮRのフィルターされたシンボルサブストリームを受信して結合し、データストリームのための検出されたシンボルストリーム

を供給する。整合フィルター９４０ａ乃至９４０ｒおよびコンバイナー９４２ａ乃至９４２ｄは集合的に方程式（２９）に示される整合フィルタリングを実行し、Ｎ_DのデータシンボルストリームのためのＮ_Dの検出されたシンボルストリーム

を供給する。

複数のデータシンボルストリームが送信される場合、受信機６５０においてこれらのデータシンボルストリーム間にクロストークがある可能性が高い。時空間イコライザー９４４は、コンバイナー９４２ａ乃至９４２ｄからのＮ_Dの検出されたシンボルストリームに対して等化を実行しＮ_Dの等化されたシンボルストリームを供給する。時空間イコライザー９４４は、ＭＭＳＥリニアイコライザー、決定フィードバックイコライザー、最大尤度シーケンス推定器、またはクロストーク、シンボル間干渉、および雑音が存在する場合にクロストークを緩和するおよび／または受信されたＳＮＲを最大化するために複数のストリームに対して一緒に動作することができる他のあるタイプのイコライザーを実施してもよい。時空間イコライザー９４４はまた連続する等化および干渉相殺処理技術を実施してもよい。時空間イコライザー９４４はまた省略してもよい。

図８Ａに示されるように、拡散が送信器６１０で行なわれない場合、時空間イコライザー９４４からのＮDの等化されたシンボルストリームは、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリーム

として供給される。図８Ｂに示すように、データシンボルストリーム毎に送信機６１０において拡散が実行されるなら、各拡散器９４６は、ＰＮシーケンスを有したそれぞれの等化されたシンボルストリームを受信して逆拡散し、対応するリカバーされたシンボルストリームを供給する。次に、逆拡散器９４６ａ乃至９４６ｄは、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリーム

を供給するであろう。

図９Ｅは、Ｎ_D＞１の場合に受信機固有ステアリングに使用してもよいＲＸ空間プロセッサー６６０ｅのブロック図を示す。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｅはＮ_Rの受信アンテナのためのＮRの整合フィルター９５０ａ、コンバイナー９５２、時空間イコライザー９５４、およびＮ_DのデータシンボルストリームのためのＮ_Dの逆拡散器９５６ａ乃至９５６ｄを含む。各整合フィルター９５０は、関連する受信アンテナのための整合フィルター

を用いてそれぞれの受信したシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルストリームを供給する。

コンバイナー９５２は、整合フィルター９５０ａ乃至９５０ｒからＮ_Rのフィルターされたシンボルストリームを受信し、各データシンボルストリームに使用されるすべての受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを結合し、そのデータシンボルストリームのための検出されたシンボルストリーム

を供給する。結合は、送信器で実行された固有ステアリング（すなわち、各データシンボルストリームが向けられている特定の受信アンテナ）に依存する。コンバイナー９５２はＮ_DのデータシンボルストリームのためのＮ_Dの検出されたシンボルストリーム

を供給する。時空間イコライザー９５４と逆拡散器９５６ａ乃至９５６ｄは、図９Ｄに対して上述したＮ_Dの検出されたシンボルストリーム上で動作し、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリーム

を供給する。

図９Ｆは、Ｎ_D＞１の場合に、多重モード固有ステアリングに使用してもよい、ＲＸ空間プロセッサー６６０ｆのブロック図を示す。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｆはＯＦＤＭ復調を行ない、図８ＣのＴＸ空間プロセッサーと一緒に使用してもよい。

ＲＸ空間プロセッサー６６０ｆはＮ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rのアンテナ整合フィルター９７０ａ乃至９７０ｒ、Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_Fのコンバイナー９８２ａ乃至９８２ｆ、Ｎ_FサブバンドのためのＮ_F時空間イコライザー９８４ａ乃至９８４ｆおよびマルチプレクサー９８６を含む。各アンテナ整合フィルター９７０は、１つの受信アンテナのための整合フィルタリングを実行し、ＯＦＤＭ復調器とＮ_FのサブバンドのためのＮ_Fの整合フィルター９８０ａ乃至９８０ｆを含む。

各アンテナ整合フィルター９７０内では、ＯＦＤＭ復調器９７２は、関連するアンテナのための受信されたシンボルストリーム

に対してＯＦＤＭ復調を実行し、Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_Fの受信されたシンボルサブストリーム

をＮ_Fの整合フィルター９８０ａ乃至９８０ｆに供給する。各整合フィルター９８０は、その整合フィルター

を用いてその受信したシンボルストリーム

の整合フィルタリングを実行し、そのサブバンドのためのＮ_DのデータシンボルのためのＮ_Dのフィルターされたシンボルサブストリームを供給する。各アンテナ整合フィルターのための整合フィルター９８０ｆは、Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_DのフィルターされたシンボルサブストリームのＮ_FのセットをＮ_Fのコンバイナー９８２ａ乃至９８２ｆに供給する。

各コンバイナー９８２は、そのサブバンドのためのＮ_Rのアンテナ整合フィルター９７０ａ乃至９７０ｒからのＮ_DのフィルターされたシンボルサブストリームのＮ_Rのセットを受信して結合し、そのサブバンドのための検出されたシンボルサブストリームを供給する。図９Ｆに図示しないけれども、各コンバイナー９８２は、Ｎ_Dの加算器を含む。各データシンボルストリームに対して１つの加算器の割合である。各加算器は、そのサブバンドのためのアンテナ整合フィルター９７０ａ乃至９７０ｒからＮ_Rのフィルターされたシンボルサブストリームを受信して加算し、そのサブバンドのための検出されたシンボルサブストリームを得る。

各空間イコライザー９８４は、そのサブバンドのための関連するコンバイナー９８２からの検出されたシンボルサブストリームに対して等化を実行し、サブバンドのためのＮ_Dの等化されたシンボルストリームを供給する。空間イコライザー９８４はＭＭＳＥリニアイコライザー、またはクロストークを緩和するためにおよび／または受信されたＳＮＲを最大化するために複数のシンボルストリームに対して一緒に動作する他のあるイコライザーを実施してもよい。空間イコライザー９８４はまた連続の等化および干渉キャンセル処理技術を実施してもよい。

マルチプレクサー９８６は、Ｎ_Fのサブバンドのためのコンバイナー９８４ａ乃至９８４ｆからＮ_Dの等化されたシンボルサブストリームのＮ_Fのセットを受信する。次に、マルチプレクサー９８６は、各データシンボルストリームのためのコンバイナー９８４ａ乃至９８４ｆからのＮ_Fの等化されたシンボルサブストリームを多重化し、そのデータシンボルのためのリカバーされたシンボルストリーム

を供給する。

図１０は、図６の受信機６５０の一実施形態である受信機６５０ｘのブロック図を示す。

ＲＸ空間プロセッサー６６０はＮ_Rの受信されたシンボルサブストリーム

に対して整合フィルタリングおよび事後処理を実行し、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリーム

をＲＸデータプロセッサー６７０に供給する。ＲＸデータプロセッサー６７０は、Ｎ_Dのリカバーされたシンボルストリームの各々のためのシンボルデマッピングユニット１０１２、デインターリーバー１０１４およびデコーダー１０１６の１セットを含む。シンボルデマッピングユニット、デインターリーバー、およびデコーダーの各セットは、図５に対して上述したように、それぞれのリカバーされたシンボルストリームを処理する。

ＲＸデータプロセッサー６７０は、Ｎ_Dのデコードされたデータストリーム

を供給する。

チャネル推定器６７２は、各受信機ユニット６５４ａ乃至６５４ｒからの受信されたパイロットシンボルに基づいて、チャネル応答および受信機雑音レベルを推定し、チャネルインパルス応答推定値

および雑音レベル推定値

をコントローラー６８０に供給する。コントローラー６８０は、データ送信のために、固有ステアリング、整合フィルタリングおよびレート制御に関連する種々の機能を実行する。例えば、マトリクス計算ユニット１０２２は、（１）主モード固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖ _pm、（２）主経路固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖ _mp、（３）多重モード固有ステアリングのためのＮ_Dのステアリングベクトル

または（４）受信機固有ステアリングのためのＮRのステアリングベクトルｖ _rx,i但しｉ＝１，２，．．．Ｎ_Rを導き出すための計算を実行してもよい。また、計算ユニット１０２２は、受信機６５０のためのＮ_Rの整合フィルターを導き出してもよく、さらにＮ_Dのデータストリームの受信されたＳＮＲを推定してもよい。送信モードセレクター１０２４は、その受信されるＳＮＲに基づいて各データストリームに適切な送信モードを選択する。メモリユニット６８２は、サポートされる送信モードおよびそれらの要求されるＳＮＲｓのすべてのためのルックアップテーブル１０２６を記憶してもよい。コントローラー６８０は送信器６１０のためのフィードバック情報としてＮ_DのＴＸステアリングベクトル、Ｎ_DのデータストリームのためのＮDの選択された送信モード、ＡＣＫｓおよび／またはＮＡＫｓ等を提供する。

上述した実施形態の場合、受信機は、ＭＩＳＯまたはＭＩＭＯチャネルのチャネル応答を推定し、送信機のためのステアリングベクトル（複数の場合もある）および受信機のための整合フィルター（複数の場合もある）を導き出し、フィードバック情報としてステアリングベクトル（複数の場合もある）を返送する。他の実施形態の場合、送信機がチャネル応答を推定し、ステアリングベクトル（複数の場合もある）を導き出すことは可能かもしれない。例えば、共有周波数帯を備えた時分割多重（ＴＤＤ）システムにおいて、ダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答は互いに相互関係を表すと仮定してもよい。すなわち、Ｈ（ｋ）がサブバンドｋのための、アンテナアレイＡからアンテナアレイＢまでのチャネル周波数応答マトリクスを表わすなら、相互チャネルはアレイＢからアレイＡへのカップリングは、Ｈ ^T（ｋ）により与えられることを意味する。ＴＤＤシステムの場合、相互チャネル特性は、他のリンク上に受信機により送信されたパイロットに基づいて受信機により観察されるリンクを送信機が推定することを可能にするように利用することができる。一般に、チャネル推定およびステアリングベクトルの計算はシステムデザインに依存して、受信機または送信器によって行ってもよい。

図１１は、ＭＩＭＯシステムにおいて、主モード固有ステアリング、マルチモード固有ステアリング、および主経路固有ステアリングを実行するためのプロセス１１００の一実施形態のフロー図を示す。最初に、（ブロック１１１２において）ＭＩＭＯシステム内のＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のために複数のチャネル応答マトリクスが得られる。これらのチャネル応答マトリクスは、（１）Ｌ＋１時間遅延に対するＬ＋１チャネルインパルス応答マトリクス（すなわち、

）または（２）Ｎ_FのサブバンドのためのＮ_Fのチャネル周波数応答（すなわち、Ｈ（ｋ）、但しｋ＝１，２，．．．Ｎ_F）であってもよい。

（ブロック１１１４においてチャネル応答マトリクスに基づいて単一の相関マトリクスは、ＭＩＭＯチャネルのために計算される。主モード固有ステアリングおよびマルチモード固有ステアリングの場合、単一相関マトリクスは、（１）複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算することにより、（２）および方程式（１８）に示すように、チャネル応答マトリクスのための相関マトリクスを加算して単一の相関マトリクスを得ることにより得てもよい。主経路固有ステアリングの場合、単一の相関マトリクスは、方程式（３３）および（３４）および関連する記載に示すように、（１）チャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定することにより、（２）最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを識別することにより、（３）最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することにより、および（４）最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスとしてＭＩＭＯチャネルのための単一の相関マトリクスを定義することにより得てもよい。

次に、（ブロック１１１６において）単一の相関マトリクスは（例えば、固有値分解を用いて）分解され、ＭＩＭＯチャネルのＮ_Dの空間チャネルのためのＮ_Dのステアリングベクトルを得る。但し、Ｎ_s＞Ｎ_D＞１であり、Ｎ_sは、単一相関マトリクスの固有モードの数である。主モード固有ステアリングおよび主経路固有ステアリングの場合、Ｎ_D＝１であり、唯一つのステアリングベクトルが得られる。多重モード固有ステアリングの場合、Ｎ_D＞１であり、複数のベクトルが得られる。

ブロック１１１２、１１１４および１１１６で示された動作は、図６の受信機６５０により実行してもよい。ブロック１１１２、１１１４および１１１６で示された動作も、ダウンリンクとアップリンクが同じ周波数帯を共有する時分割多重（ＴＤＤ）システムのための送信器６１０により実行してもよい。いずれの場合も、Ｎ_Dのステアリングベクトルは、送信機による固有ステアリングおよび受信機による整合フィルタリングに使用してもよい。

（ブロック１１２２において）送信機において、各ステアリングベクトルは、周波数独立した固有ステアリングまたはステアリングベクトルに関連する空間チャネル上に送信されたデータストリームの空間処理のために使用されてもよい。（ブロック１１２４において）送信機は、Ｎ_Dのステアリングベクトルを有するＮ_Dのデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行し、Ｎ_Tの送信シンボルストリームを発生し、これは（ブロック１１２６において）さらに処理されＮ_Tの送信アンテナから送信される。

受信機において、Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの受信されたシンボルストリームの整合フィルタリングは、時間ドメインまたは周波数ドメインで実行してもよい。（ブロック１１３２において）整合フィルターは、Ｎ_Dのステアリングベクトルおよびその受信アンテナの複数のチャネル応答ベクトルに基づいて、各受信アンテナのために得てもよい。各受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルはチャネル応答マトリクスから得てもよい。（ブロック１１３４において）各受信アンテナの受信されるシンボルストリームは、その受信アンテナのための整合フィルターを用いてフィルターされ、Ｎ_Dのフィルターされたシンボルサブストリームを得る。送信機により使用される各ステアリングベクトルに対して１つのサブストリームの割合である。次に、（ブロック１１３６において）Ｎ_Rの受信アンテナのためのすべてのＮ_Rの整合フィルターからのフィルターされたシンボルサブストリームは結合され、送信機により送信されたＮ_DのデータストリームのためのＮ_Dの検出されたシンボルストリームを得る。（ブロック１１３８において）等化がＮ_Dの検出されたシンボルストリーム上で実行されＮ_Dのリカバーされたシンボルストリームを得る。Ｎ_D＞１なら、（例えば、ＭＭＳＥ−ＬＥ、ＤＦＥ、またはＭＬＳＥを用いた）時空間等化は、複数の検出されたシンボルストリーム上で実行し、複数のリカバーされたシンボルストリームを得てもよい。

図１２は、Ｎ_Tの送信アンテナおよびＮ_Rの受信アンテナを備えたＭＩＳＯまたはＭＩＭＯシステムにおいて受信機固有ステアリングを実行するためのプロセス１２００の一実施形態のフロー図を示す。但し、この場合Ｎ_T＞１およびＮ_R＞１である。最初に、（ブロック１２１２において）チャネル応答ベクトルのＮ_Rのセットは、Ｎ_Rの受信アンテナのために得られる。各受信アンテナに対して１つのセットの割合である。チャネル応答ベクトルの各セットは、Ｎ_T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周波数応答またはチャネルインパルス応答間を示す。

（ブロック１２１４において）単一の相関マトリクスは、その受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルのセットに基づいて各受信アンテナのために計算される。これは（１）受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算することにより、および（２）受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルのための相関マトリクスを加算して受信アンテナの単一の相関マトリクスを得ることにより達成してもよい。次に、（ブロック１２１６において）各受信アンテナのための単一の相関マトリクスは、（例えば、固有値分解を用いて）分解され受信アンテナのためのステアリングベクトルを得る。ブロック１２１２、１２１４および１２１６で示された動作は、図１受信機１５０あるいは図６の受信機６５０によって行なってもよい。ブロック１２１２、１２１４および１２１６で示された動作も、図１の送信器１１０あるいはＴＤＤ方式のための図６の送信器６１０によって行なってもよい。いずれの場合も、Ｎ_RのステアリングベクトルはＮ_Rの受信アンテナのために得られ、送信器による空間処理および受信機による整合フィルタリングのために使用してもよい。

（ブロック１２２２において）送信器では、Ｎ_Rのステアリングベクトルは周波数独立した固有ステアリングまたはＮ_Dのデータストリームの空間処理に使用してもよい。但し、Ｎ_R＞Ｎ_D＞１であり、Ｎ_T＞Ｎ_Dである。（ブロック１２２４および１２２６において）唯一つの受信アンテナ（Ｎ_R=１）を有するＭＩＭＯシステムの場合、１つのデータストリームは、１つの受信アンテナのために得られる１つのステアリングベクトルを用いて送信される。複数の受信アンテナ（Ｎ_R＞１）を有するＭＩＭＯシステムの場合、１つまたは複数のデータストリームは、Ｎ_Rの受信アンテナのために得られたＮ_Rのステアリングベクトルを用いて送信してもよい。各データストリームは１つまたは複数の受信アンテナに向けられていてもよい。

受信機において、Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの受信シンボルストリームの整合フィルタリングは、時間ドメインまたは周波数ドメインで実行してもよい。（ブロック１２３２において）整合フィルターは、ステアリングベクトルおよびその受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルのセットに基づいて各受信アンテナのために得られる。（ブロック１２３４において）各受信アンテナのための受信されたシンボルストリームは、その受信アンテナのための整合フィルターを用いてフィルターされ、その受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得る。（ブロック１２３６において）Ｎ_Rの受信アンテナのためのＮ_Rの整合フィルターからのＮ_Rのフィルターされたシンボルストリームは、次に結合され送信機により送信されるＮ_Dのデータストリームのための検出されたシンボルストリームを得る。（ブロック１２３８において）等化は、Ｎ_Dの検出されたシンボルストリーム上で実行し、送信機により送信されたＮ_DのデータストリームのためのＮ_Dのリカバーされたシンボルストリームを得てもよい。

５．レート選択
ＭＩＳＯシステム１００およびＭＩＭＯシステム６００の両方については、受信機は、個々の空間のチャネルの受信されるＳＮＲを推定してもよい。上述したように、ＳＮＲ計算は、データ送信に使用される、固有ステアリングスキームに依存してもよい。次に、受信機は、空間チャネルのための受信されたＳＮＲ、γrx（λ）、およびＳＮＲオフセット、γos（λ）（例えば、γop（λ）＝γrx（λ）+γos（λ）、但し単位はｄＢ）に基づいて、各空間チャネルのための動作ＳＮＲ、γop（λ）を計算してもよい。ＳＮＲオフセットは推定誤差、チャネルの変動性および他の要因に対処するために使用されてもよい。受信機は、その空間チャネル用の動作ＳＮＲに基づいて各空間チャネルに適切な送信モードを選択してもよい。

システムは、送信モードの１セットをサポートするように設計してもよい。サポートされた送信モードの１つは、ヌルレート（すなわち、ゼロのデータレート）のためであってもよい。残りの送信モードの各々は、特定のノンゼロデータレート、特定のコーディングスキームまたはコードレート、特定の変調スキーム、および非フェージングＡＷＧＮチャネルのための性能の所望のレベル（例えば、１％パケットエラーレート（ＰＥＲ））を達成するために必要な特定の最小ＳＮＲに関連する。ノンゼロデータレートを有するサポートされる送信モード毎に、要求されるＳＮＲは、特定のシステム設計（すなわち、その送信モードのためのシステムにより使用される特定のコードレート、インターリービングスキーム、変調スキーム、等）に基づいて、およびＡＷＧＮチャネルのために得られる。技術的に知られているように、要求されるＳＮＲは、コンピューターシミュレーション、経験に基づく測定等により得てもよい。サポートされる送信モードおよびその要求されるＳＮＲｓのセットは、ルックアップテーブルに記憶してもよい。

空間チャネル毎の動作ＳＮＲ、γ_op（λ）は、ルックアップテーブルに供給してもよい。ルックアップテーブルは、次にその空間チャネルのための送信モードｑ（λ）を供給する。この送信モードｑ（λ）は、最も高いデータレートおよび動作ＳＮＲ以下（すなわち、γ_req（λ）＜γ_op（λ））である要求されるＳＮＲを有するサポートされた送信モードである。従って、受信機は、その空間チャネルのための動作ＳＮＲに基づいて各空間チャネルのための最も可能性のあるデータレートを選択する。

明確にするために、種々の固有ステアリングスキームの特定の実施形態を上述した。これらの固有ステアリングスキームの他の変形を考案してもよく、この発明の範囲内である。例えば、ＭＩＭＯチャネルのための単一相関マトリクスを主モードおよびマルチモード固有ステアリングスキームに対して上述した方法以外の方法で計算してもよい。他の例として、複数のデータシンボルストリームは、主経路の複数の空間チャネル上に送信してもよい。さらに他の例として、ＮDのデータシンボルストリームは、空間チャネルのエネルギーに基づいてＮDの最良の空間チャネル上に送信してもよい。他の固有ステアリングスキームもここに提供されるか教示に基づいて考案してもよく、これはこの発明の範囲内である。

ここに記述された固有ステアリング技術は、種々の手段により実施してもよい。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェアあるいはそれらの組合せで実施してもよい。ハードウェアで実施する場合、固有ステアリングのための送信機における処理および他の適切な機能は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、デジタルシグナルプロセッサー（ＤＳＰｓ）、デジタルシグナル処理装置（ＤＳＰＤｓ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤｓ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、プロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、ここに記載した機能を実行するように設計された他の電子装置、またはそれらの組み合わせ内で実施してもよい。整合フィルタリングのために受信機における処理および他の適切な機能も１つ以上のＡＳＩＣｓ，ＤＳＰｓ等内で実施してもよい。ソフトウェアで実施する場合、固有ステアリング技術は、ここに記載した機能を実行するモジュール（例えば、手続、機能等）を用いて実施してもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニット（例えば、図１のメモリユニット１４２および１８２または図６のメモリユニット６４２および６８２）に記憶し、プロセッサー（例えば、図１のコントローラー１４０および１８０または図６のコントローラー６４０および６８０）により実行してもよい。メモリユニットプロセッサー内部に実施してもよいし、プロセッサー外部に実施してもよい。プロセッサー外部に実施する場合、メモリユニットは技術的に知られた種々の手段を介してプロセッサーに通信可能に接続することができる。見出しは、参照のためにおよびあるセクションの位置をつきとめるのを助けるためにここに含まれる。これらの見出しは、記載された概念の範囲を制限することを意図したものではなく、これらの概念は、明細書全体にわたり他のセクションに適用可能性を有していてもよい。開示された実施形態の上述の記載は、当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変形は、当業者には容易に明白であり、ここに定義される包括的原理は、この発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明は、ここに示された実施形態に制限されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲が許容されるべきである。

図１はＭＩＳＯシステムにおける送信機と受信機を示す。図２はＭＩＳＯシステムにおける送信（ＴＸ）データプロセッサーを示す。図３Ａは、ＭＩＳＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第１の実施形態を示す。図３Ｂは、ＭＩＳＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第２の実施形態を示す。図３Ｃは、ＭＩＳＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第３の実施形態を示す。図４Ａは、ＭＩＳＯシステムにおける受信（ＲＸ）空間のプロセッサーの第１の実施形態を示す。図４Ｂは、ＭＩＳＯシステムにおける受信（ＲＸ）空間のプロセッサーの第２の実施形態を示す。図４Ｃは、ＭＩＳＯシステムにおける受信（ＲＸ）空間のプロセッサーの第３の実施形態を示す。図５は、ＭＩＳＯシステムにおける受信機のブロック図を示す。図６はＭＩＭＯシステムにおける送信機と受信機を示す。図７はＭＩＭＯシステムにおけるＴＸデータプロセッサーを示す。図８Ａは、ＭＩＭＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第１の実施形態を示す。図８Ｂは、ＭＩＭＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第２の実施形態を示す。図８Ｃは、ＭＩＭＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第３の実施形態を示す。図９Ａは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第１の実施形態を示す。図９Ｂは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第２の実施形態を示す。図９Ｃは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第３の実施形態を示す。図９Ｄは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第４の実施形態を示す。図９Ｅは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第５の実施形態を示す。図９Ｆは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第６の実施形態を示す。図１０は、ＭＩＭＯシステムにおける受信機のブロック図を示す。図１１は、ＭＩＭＯシステムにおいて基本モード固有ステアリング、マルチモード固有ステアリング、および主経路固有ステアリングを実行するためのプロセスを示す。図１２は、ＭＩＳＯまたはＭＩＭＯシステムにおいて、受信機固有ステアリングを実行するためのプロセスを示す。

Claims

無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて空間処理を実行する方法において、
ＭＩＭＯシステム内のＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得ることと、
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算することと、
前記相関マトリクスを分解して前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得ることであって、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する少なくとも１つの空間チャネルに送信されたデータストリームの周波数独立した空間処理のための送信エンティティにより使用されることを備えた方法。
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項１の方法。
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの複数のサブバンドのためのチャネル周波数応答のための複数のチャネル周波数応答マトリクスを含む、請求項１の方法。
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを計算することは、
前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算し、前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得、前記複数のチャネル応答マトリクスのための前記複数の相関マトリクスを加算して前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得る、請求項１の方法。
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを計算することは、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定し、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを識別し、前記最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算し前記ＭＩＭＯチャネルの前記相関マトリクスを発生することを含む、請求項２の方法。
前記相関マトリクスの固有値分解が実行され、前記ＭＩＭＯチャネルの前記少なくとも１つの空間チャネルのための前記少なくとも１つのステアリングベクトルを得る、請求項１の方法。
前記少なくとも１つのステアリングベクトルをフィードバック情報として前記送信エンティティに送信することをさらに含む、請求項１の方法。
前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記送信エンティティにより使用され、前記ＭＩＭＯチャネルの前記少なくとも１つの空間チャネル上に送信された少なくとも１つのデータストリームのための複数の送信チップストリームを発生するために前記送信エンティティにより使用される、請求項１の方法。
前記周波数独立した空間処理は、ＯＦＤＭ変調により前記データストリームのために発生された時間ドメインチップのストリーム上の時間ドメインにおいて送信エンティティにより実行される、請求項１の方法。
前記周波数独立した空間処理は、前記データストリームのために発生されたデータシンボル上の複数のサブバンドの各々のための前記周波数ドメインにおいて前記送信エンティティにより実行される、請求項１の方法。
前記複数のチャネル応答マトリクスから、受信エンティティにおいて複数の受信アンテナの各々のための複数のチャネル応答ベクトルを得ることと、
少なくとも１つのステアリングベクトルと前記それぞれの受信アンテナのための複数のチャネル応答ベクトルに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることをさらに備えた、請求項１の方法。
前記複数の受信アンテナの各々のための前記整合フィルターは、前記それぞれの受信アンテナのための受信された信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大化するために使用される、請求項１１の方法。
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信シンボルストリームをフィルターすることをさらに備えた、請求項１１の方法。
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含み、前記フィルタリングは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルおよび前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスに基づいて前記複数の受信アンテナのために得られた複数の時間ドメイン整合フィルターを用いて前記時間ドメインにおいて実行される、請求項１３の方法。
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの複数のサブバンドのためのチャネル周波数応答のための複数のチャネル周波数応答マトリクスを含み、前記フィルタリングは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルおよび前記複数のチャネル周波数応答マトリクスに基づいて前記複数の受信アンテナのために得られた複数の周波数ドメイン整合フィルターを用いて前記周波数ドメインにおいて実行される、請求項１３の方法。
１つのステアリングベクトルが得られ、１つのデータストリームの周波数独立した空間処理のために送信エンティティにより使用される、請求項１の方法。
前記１つのステアリングベクトルおよび前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルに基づいて受信エンティティにおける複数の受信アンテナの各々のために整合フィルターを得ることであって、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは、前記複数のチャネル応答マトリクスから得られることと、
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信されたシンボルストリームをフィルターすることと、
前記複数のフィルターされたシンボルストリームを結合して前記送信エンティティにより送信された前記１つのデータストリームのための検出されたシンボルストリームを得ることとをさらに備えた、請求項１６の方法。
前記検出されたシンボルストリーム上で等化を実行し、前記１つのデータストリームのためのリカバーされたシンボルストリームを得ることをさらに備えた、請求項１７の方法。
複数のステアリングベクトルが得られ、前記複数のステアリングベクトルに関連する複数の空間チャネル上に送信された複数のデータストリームの周波数独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用される、請求項１の方法。
前記複数のステアリングベクトルおよび前記受信アンテナのための複数のチャネル応答ベクトルに基づいて受信エンティティにおける複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることであって、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは前記複数のチャネル応答マトリクスから得られることと、
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのために複数の受信されたシンボルストリームをフィルターし、複数のフィルターされたシンボルサブストリームを得ることと、
前記複数のフィルターされたシンボルサブストリームを結合して前記送信エンティティにより送信された前記複数のデータストリームのための複数の検出されたシンボルストリームを得ることとをさらに備えた、請求項１９の方法。
前記複数の検出されたシンボルストリームのための時空間等化を実行し、前記複数のデータストリームのための複数のリカバーされたシンボルストリームを得ることをさらに備えた、請求項２０の方法。
前記時空間等化は、最小平均二乗誤差リニアイコライザー（ＭＭＳＥ−ＬＥ）、決定フィードバックイコライザー（ＤＦＥ）、または最大尤度シーケンスイコライザー（ＭＬＳＥ）を用いて実行される、請求項２１の方法。
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
ＭＩＭＯシステム内のＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得るためのチャネル推定器と、
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算し、前記相関マトリクスを分解して前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得るためのコントローラーとを供え、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する少なくとも１つの空間チャネル上に送信されたデータストリームの周波数独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用される装置。
前記コントローラーは、前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算し、前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得、前記複数の相関マトリクスを加算して前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得る、請求項２３の装置。
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答を含み、前記コントローラーは、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定し、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算する、請求項２３の装置。
複数の受信アンテナのための複数の整合フィルターであって、各受信アンテナに対して１つの整合フィルターが割当られ、各整合フィルターは、関連する受信アンテナのための受信されたシンボルストリームをフィルターするために使用されフィルターされたシンボルストリームを得、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは、前記複数のチャネル応答マトリクスから得られる複数の整合フィルターと、
前記複数の整合フィルターからの複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るコンバイナーとをさらに備えた請求項２３の装置。
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
ＭＩＭＯシステム内のＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得る手段と、
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算する手段と、
前記相関マトリクスを分解して前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得る手段とを備え、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する少なくとも１つの空間チャネル上に送信されるデータストリームの周波数独立した空間処理のために送信エンティティにより使用される装置。
前記相関マトリクスを計算する手段は、
前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算し、前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得る手段と、
前記複数の相関マトリクスを加算して前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得る手段を含む、請求項２７の装置。
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項２７の装置。
前記相関マトリクスを計算する手段は、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定する手段と、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算し、前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得る手段を含む、請求項２９の装置。
ＭＩＭＯシステムにおいて多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを受信し、
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算し、
前記相関マトリクスを分解して前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つのステアリングベクトルを得るように動作可能な命令を記憶するためのプロセッサー読み出し可能媒体であって、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する前記少なくとも１つの空間チャネル上に送信されたデータストリームの周波数独立した空間処理のために送信エンティティにより使用されるプロセッサー読み出し可能媒体。
前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算し、前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得、
前記複数の相関マトリクスを加算して前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るように動作可能な命令をさらに記憶する請求項３１のプロセッサー読み出し可能媒体。
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項３１のプロセッサー読み出し可能媒体。
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを計算し、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算し、前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るように動作可能な命令をさらに記憶する、請求項３３のプロセッサー読み出し可能媒体。
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて空間処理を実行する方法において、
前記ＭＩＭＯシステム内のＭＩＭＯチャネルのための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを得ることであって、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延を含むことと、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを計算することと、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを、前記ＭＩＭＯチャネルの主経路のためのチャネルインパルス応答マトリクスとして識別することと、
前記主経路のための前記チャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することと、
前記相関マトリクスを分解して前記主経路の空間チャネルのためのステアリングベクトルを得ることであって、前記ステアリングベクトルは、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されたデータストリームの周波数独立した空間処理のための送信エンティティにより使用されることとを備えた方法。
前記主経路のための前記相関マトリクスの固有値分解が実行され前記主経路の前記空間チャネルのための前記ステアリングベクトルを得る、請求項３５の方法。
前記ステアリングベクトルと、前記受信アンテナのための複数のチャネルインパルス応答ベクトルに基づいて、受信エンティティにおける複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることであって各受信アンテナのための前記複数のチャネルインパルス応答ベクトルは前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスから得られることと、
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信されたシンボルストリームをフィルターすることとを備えた、請求項３５の方法。
送信エンティティにおいて複数の送信アンテナを有し、受信エンティティにおいて複数の受信アンテナを有する無線通信システムにおいて空間処理を実行する方法において、
前記複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得ることであって、各受信アンテナに対して１つのセットが割り当てられ、チャネル応答ベクトルの各セットは、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示すことと、
前記受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算することと、
各受信アンテナのための前記相関マトリクスを分解して前記受信アンテナのためのステアリングベクトルを得ることであって、複数のステアリングベクトルは、前記複数の受信アンテナのために得られ、前記複数のステアリングベクトルは、前記受信エンティティに送信された少なくとも１つのデータストリームの周波数独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用されることとを備えた方法。
各受信アンテナのための前記相関マトリクスを計算することは、
前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算することと、
前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算して、前記受信アンテナのための前記相関マトリクスを得ることとを含む、請求項３８の方法。
前記ステアリングベクトルと、前記受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることと、
前記受信アンテナのために前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルターし、前記受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得ることと、
前記複数の受信アンテナのための複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得ることとをさらに備えた、請求項３８の方法。
１つのデータストリームは、前記複数のステアリングベクトルを用いて前記送信エンティティにより前記複数の受信アンテナに送信される、請求項３８の方法。
複数のデータストリームは、前記複数のステアリングベクトルを用いて前記送信エンティティにより前記複数の受信アンテナに送信される、請求項３８の方法。
前記ステアリングベクトルおよび前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルに基づいて前記複数の受信アンテナの各々の整合フィルターを得ることであって複数の整合フィルターは、前記複数の受信アンテナに対して得られることと、
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信されたシンボルストリームをフィルターし、複数のフィルターされたシンボルストリームを得ることと、
前記複数のフィルターされたシンボルストリームを結合して前記送信エンティティにより送信された前記複数のデータストリームのための複数の検出されたシンボルストリームを得ることとをさらに備えた、請求項４２の方法。
前記複数の検出されたシンボルストリーム上で時空間等化を実行し前記複数のデータストリームのための複数のリカバーされたシンボルストリームを得ることを更に備えた請求項４３の方法。
送信エンティティに複数の送信アンテナを有し、受信エンティティに複数の受信アンテナを有する無線通信システムにおける装置において、
前記複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得るためのチャネル推定器であって、チャネル応答ベクトルの各セットは、前記複数の送信アンテナと、前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示すチャネル推定器と、
前記受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算し、各受信アンテナのための前記単一の相関マトリクスを分解して前記受信アンテナのためのステアリングベクトルを得るためのコントローラーであって、複数のステアリングベクトルは、前記複数の受信アンテナに対して得られ、前記複数のステアリングベクトルは、前記受信エンティティに送信された少なくとも１つのデータストリームの周波数独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用されるコントローラーとを備えた装置。
前記コントローラーは、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算し、前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための複数の相関マトリクスを得、前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算して前記それぞれの受信アンテナのための前記相関マトリクスを得る、請求項４５の装置。
前記コントローラーは、前記ステアリングベクトル、および前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得る、請求項４５の装置。
前記複数の受信アンテナのための複数の整合フィルターであって、各受信アンテナに対して１つの整合フィルターが割り当てられ、各整合フィルターは、前記関連する受信アンテナのための受信されたシンボルストリームをフィルターするために使用されフィルターされたシンボルストリームを得る複数の整合フィルターと、
複数の整合フィルターから複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るコンバイナーとをさらに備えた、請求項４７の装置。
無線通信システムにおける装置において、
複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得る手段であって、各受信アンテナに対して１つのセットが割当られ、チャネル応答ベクトルの各セットは、複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す手段と、
前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算する手段と、
各受信アンテナのための前記単一の相関マトリクスを分解し、前記それぞれの受信アンテナのためのステアリングベクトルを得る手段であって、複数のステアリングベクトルは、前記複数の受信アンテナに対して得られ、前記受信エンティティに送信された少なくとも１つのデータストリームの周波数独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用される手段とを備えた装置。
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの相関マトリクスを計算し、前記受信アンテナのための複数のチャネル応答ベクトルのための複数の相関マトリクスを得る手段と、
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算し、前記それぞれの受信アンテナのための前記相関マトリクスを得る手段とをさらに備えた、請求項４９の装置。
前記ステアリングベクトルと、前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットとに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得る手段と、
前記受信アンテナのための前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルターし、前記それぞれの受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得る手段と、
前記複数の受信アンテナのための複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得る手段とをさらに備えた、請求項４９の装置。
複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを受信することであって、各受信アンテナに対して１つのセットが割り当てられ、チャネル応答ベクトルの各セットは、複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示すことと、
前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算することと、
各受信アンテナのための前記相関マトリクスを分解し、前記それぞれの受信アンテナのためのステアリングベクトルを得ることであって、複数のステアリングベクトルは、前記複数の受信アンテナに対して得られ、受信エンティティに送信された少なくとも１つのデータストリームの周波数独立した空間処理のために送信エンティティにより使用されることとを動作可能にする命令を記憶するコンピューター読み出し可能媒体。
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算し、前記それぞれの受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための複数の相関マトリクスを得ることと、
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算して前記それぞれの受信アンテナのための前記相関マトリクスを得ることとを動作可能にする命令をさらに記憶する、請求項５２のコンピューター読み出し可能媒体。
前記ステアリングベクトルおよび前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々の整合フィルターを得ることと、
前記受信アンテナのための前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルターし、前記それぞれの受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得ることと、
前記複数の受信アンテナのための複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得ることとを動作可能にする命令をさらに記憶する、請求項５２のコンピューター読み出し可能媒体。
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用した多重入力多重出力（ＭＩＳＯ）において空間処理を実行する方法において、
前記ＭＩＭＯシステムにおいて、送信エンティティにおける複数の送信アンテナと受信エンティティにおける複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を示すチャネル応答ベクトルのセットを得ることと、
チャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて相関マトリクスを計算することと、
前記相関マトリクスを分解して前記受信エンティティに送信されたデータストリームの周波数独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用されるステアリングベクトルを得ることとを備えた方法。
前記周波数独立した空間処理は、ＯＦＤＭ変調により前記データストリームに対して発生された時間ドメインチップのストリーム上で時間ドメイン内の送信エンティティにより実行される、請求項５５の方法。
前記周波数独立空間処理は、前記データストリームのために発生されたデータシンボル上の複数のサブバンドの各々のための周波数ドメイン内の送信エンティティにより実行される、請求項５５の方法。
前記ステアリングベクトルおよびチャネル応答ベクトルのための前記セットに基づいて整合フィルターを得ることと、
前記整合フィルターを用いて受信されたシンボルストリームをフィルターし検出されたシンボルストリームを得ることとをさらに備えた、請求項５５の方法。