JP2007527673A

JP2007527673A - Ｏｆｄｍに基づく多アンテナ通信システムのための送信ダイバーシティ及び空間拡散

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Publication number: JP2007527673A
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Inventors: ワルトン、ジャイ・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．; ナンダ、サンジブ
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Abstract

【課題】レガシー単一アンテナ受信デバイスのための送信ダイバーシティを達成すること。
【解決手段】多アンテナ送信エンティティは、（１）単一アンテナ受信エンティティ又は多アンテナ受信エンティティの方向にデータ送信を指向させる被ステアリングモード又は（２）サブバンド全体においてデータ送信によって観測された有効チャネルをランダム化する疑似ランダム送信ステアリング（ＰＲＴＳ）モードを用いて該単一アンテナ受信エンティティ又は多アンテナ受信エンティティにデータを送信する。該ＰＲＴＳモードは、送信ダイバーシティ又は空間拡散を達成させるために使用することができる。送信ダイバーシティを得るために、該送信エンティティは、サブバンド全体において異なる疑似ランダムステアリングベクトルを使用し、各サブバンドに対するパケット全体において同じステアリングベクトルを使用する。該受信エンティティは、該疑似ランダムステアリングベクトルを知っている必要がなく更にどのような空間処理も行う必要がない。空間拡散に関しては、該送信エンティティは、サブバンド全体において異なる疑似ランダムステアリングベクトルを使用し、各サブバンドに対する該パケット全体において異なるステアリングベクトルを使用する。該送信エンティティ及び該受信エンティティのみが、データ送信のために用いられるステアリングベクトルを知っている。
【選択図】図５

Description

本発明は、一般的には、通信に関するものである。本発明は、より具体的には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する多アンテナ通信システムにおけるデータ送信技術に関するものである。

ＯＦＤＭは、全体的なシステム帯域幅を複数（Ｎ_Ｆ）の直交サブバンドに有効に分割する多搬送波変調方式であり、これらの直交サブバンドは、トーン、副搬送波、ビン、及び周波数チャネルとも呼ばれる。ＯＦＤＭを利用する場合は、各サブバンドは、データによって変調できる各々の副搬送波と関連づけられる。ＯＦＤＭは、よく知られているＩＥＥＥ８０２．１１ａ基準及び８０２．１１ｇ基準を実装する無線通信システム、等の様々な無線通信システムにおいて幅広く用いられている。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ及び８０２．１１ｇは、一般的には、送信デバイスがデータ送信のために単一のアンテナを採用して受信デバイスが通常はデータ受信のために単一のアンテナを採用する単入力単出力（ＳＩＳＯ）動作を対象にしている。

多アンテナ通信システムは、単一アンテナデバイスと多アンテナデバイスとを含む。このシステムにおいては、多アンテナデバイスは、単一アンテナデバイスにデータを送信するために複数のアンテナを利用することができる。多アンテナデバイス及び単一アンテナデバイスは、データ送信に関する送信ダイバーシティを得るために及び性能を向上させるために幾つかの従来の送信ダイバーシティ方式のうちのいずれか１つを実装することができる。該１つの送信ダイバーシティ方式は、IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 16, No. 8, October 1998, pp. 1451-1458（通信における選択地域に関するＩＥＥＥジャーナル、Ｖｏｌ．１６，Ｎｏ．８、１９９８年１０月、１４５１ページ乃至1458ページ）に掲載された"A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications"（無線通信に関する単純送信ダイバーシティ方式）という題名の論文においてＳ．Ｍ．アラムチによって説明されている。アラムチ方式の場合は、送信デバイスは、２つのシンボル時間において２本のアンテナから各対のデータシンボルを送信し、受信デバイスは、これらの２つのシンボル時間に関して得られた２個の受信シンボルを結合させて該対のデータシンボルを復元させる。アラムチ方式は、その他のほとんどの従来の送信ダイバーシティ方式と同じように、受信デバイスが送信データを復元させて送信ダイバーシティの利益を享受するために各々の方式ごとに異なる空間処理を行うことを要求する。

しかしながら、単一アンテナデバイスは、後述されるように、ＳＩＳＯ動作専用に設計されている場合がある。この設計は、通常は、該無線デバイスがＩＥＥＥ８０２．１１ａ基準又は８０２．１１ｇ基準に関して設計されている場合の事例である。このような「レガシー」単一アンテナデバイスは、ほとんどの従来の送信ダイバーシティ方式によって要求される特殊な処理を行うことができない。しかしながら、多アンテナデバイスが信頼性及び／又は性能の向上を達成させることができるような形でレガシー単一アンテナデバイスにデータを送信することが依然として非常に望ましいことである。

従って、レガシー単一アンテナ受信デバイスに関する送信ダイバーシティを達成させるための技術が必要である。

本明細書においては、被ステアリングモード及び／又は疑似ランダム送信ステアリング（ＰＲＴＳ）モードを用いて多アンテナ送信エンティティから単一アンテナ受信エンティティにデータを送信するための技術が説明される。被ステアリングモードにおいては、送信エンティティは、データ送信を受信エンティティの方向に指向させるための空間処理を行う。ＰＲＴＳモードにおいては、送信エンティティは、データ送信がサブバンド全体においてランダムな有効ＳＩＳＯチャネルを観測し、１つの不良なチャネルの実現によって性能が影響を受けないようにするための空間処理を行う。送信エンティティは、（１）受信エンティティに関する多入力単出力（ＭＩＳＯ）チャネルの応答を知っている場合は被ステアリングモードを使用し、（２）ＭＩＳＯチャネルの応答を知らない場合はＰＲＴＳモードを使用する。

送信エンティティは、（１）被ステアリングモードの場合はＭＩＳＯチャネル応答推定値から導き出されたステアリングベクトルを用いて、及び（２）ＰＲＴＳモードの場合は疑似ランダムステアリングベクトルを用いて、空間処理を行う。各ステアリングベクトルは、Ｎ_Ｔの要素を有するベクトルであり、これらのＮ_Ｔの要素にデータシンボルを乗じることによってＮ_Ｔ本の送信アンテナから送信するためのＮ_Ｔ個の送信シンボルを生成することができ、ここで、Ｎ_Ｔ＞１である。

ＰＲＴＳモードは、受信エンティティが特別な処理を行うように要求することなしに送信ダイバーシティを達成させるために使用することができる。送信ダイバーシティに関して、送信エンティティは、（１）データ送信のために用いられるサブバンド全体において異なる疑似ランダムステアリングベクトルを使用し更に（２）各サブバンドに対するプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）の疑似ランダムステアリングされた部分全体において同じステアリングベクトルを使用する。ＰＤＵは、１つの送信単位である。受信エンティティは、送信エンティティによって用いられる疑似ランダムステアリングベクトルを知っている必要がない。ＰＲＴＳモードは、例えばセキュリティが確保された安全なデータ送信のための空間拡散を達成させるために使用することもできる。空間拡散を行う場合は、送信エンティティは、（１）サブバンド全体において異なる疑似ランダムステアリングベクトルを使用し、更に、（２）各サブバンドに対するＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分全体において異なるステアリングベクトルを使用する。セキュリティが確保された安全なデータ送信を行うために、送信エンティティ及び受信エンティティのみが、データ送信のために用いられるステアリングベクトルを知っている。

後述されるように、被ステアリングモード及びＰＲＴＳモードは、多アンテナ送信エンティティから多アンテナ受信エンティティへのデータ送信のために使用することもできる。以下では、本発明の様々な側面及び実施形態がさらに詳細に説明される。

発明を実施するための最良の実施形態

本明細書における「典型的」という表現は、「１つの例、事例、又は実例」であることを意味する。本明細書において「典型的実施形態」として記述されているいずれの実施形態も、その他の実施形態よりも優先されるか又は有利であることを必ずしも意味するわけではない。

図１は、アクセスポイント（ＡＰ）１１０及びユーザー端末（ＵＴ）１２０を有する多アンテナシステム１００を示した図である。アクセスポイントは、一般的には、ユーザー端末と通信する固定局であり、基地局又はその他の何らかの用語で呼ばれることもある。ユーザー端末は、固定型又は移動型のいずれでもよく、移動局、無線デバイス、ユーザー装置（ＵＥ）、又はその他の何らかの用語で呼ばれることがある。システムコントローラ１３０は、アクセスポイントと結合しており、これらのアクセスポイントに関する調整と制御を提供する。

アクセスポイント１１０は、データ送信用の複数のアンテナを装備している。各ユーザー端末１２０は、データ送信用に単一のアンテナ又は複数のアンテナを装備することができる。ユーザー端末はアクセスポイント１１０と通信することができ、この場合は、アクセスポイントとユーザー端末の役割が確立される。ユーザー端末は、別のユーザー端末とピアツーピア方式で通信することもできる。以下の説明では、送信エンティティは、アクセスポイント又はユーザー端末であることができ、受信エンティティもアクセスポイント又はユーザー端末であることができる。送信エンティティは、複数（Ｎ_Ｔ）の送信アンテナを装備しており、受信エンティティは、単一又は複数（Ｎ_Ｔ）のアンテナを装備することができる。受信エンティティが単一のアンテナを装備時にはＭＩＳＯ送信が存在し、受信エンティティが複数のアンテナを装備時には多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信が存在する。

システム１００は、時分割多重（ＴＤＤ）又は周波数分割多重（ＦＤＤ）チャネル構造を利用する。ＴＤＤ構造に関しては、ダウンリンク及びアップリンクが同じ周波数帯域を共有し、ダウンリンクには該当時間の一部が割り当てられ、アップリンクには該当時間の残りの部分が割り当てられる。ＦＤＤ構造に関しては、ダウンリンク及びアップリンクは別個の周波数帯域が割り当てられる。説明を明確化するため、以下の説明では、システム１００はＴＤＤ構造を利用すると仮定する。

システム１００は、ＯＦＤＭもデータ通信のために利用する。ＯＦＤＭは、合計Ｎ_Ｆのサブバンドを提供する。このうちのＮ_Ｄのサブバンドがデータ送信のために使用されてデータサブバンドと呼ばれ、Ｎ_ｐのサブバンドは搬送パイロットのために使用されてパイロットサブバンドと呼ばれ、残りのＮ_Ｇのサブバンドは使用されず、ガードサブバンドとして機能する。ここで、Ｎ_Ｆ＝Ｎ_Ｄ＋Ｎ_ｐ＋Ｎ_Ｇである。各ＯＦＤＭシンボル時間においては、Ｎ_Ｄのデータサブバンドは最高でＮ_Ｄ個のデータシンボルを送ることができ、Ｎ_Ｐのパイロットサブバンドでは最高Ｎ_Ｐ個のパイロットシンボルを送ることができる。本明細書において用いられる「データシンボル」は、データに関する変調シンボルであり、「パイロットシンボル」は、パイロットに関する変調シンボルである。これらのパイロットシンボルは、送信エンティティと受信エンティティの両方によって事前に知られている。

ＯＦＤＭ変調においては、Ｎ_Ｆ点逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いて（Ｎ_Ｄ個のデータシンボル、Ｎ_Ｐ個のデータシンボル、及びＮ_Ｇ個のゼロに関する）Ｎ_Ｆ個の周波数領域値が時間領域に変換され、Ｎ_Ｆの時間領域チップを含む「変換された」シンボルが得られる。周波数選択性フェージングに起因するシンボル間干渉（ＩＳＩ）に対処するため、各変換シンボルの一部が繰り返されて対応するＯＦＤＭシンボルが形成される。該繰り返された部分は、サイクリックプリフィックス又はガードインターバルと呼ばれることがしばしばある。ＯＦＤＭシンボル時間（本明細書では単純に「シンボル時間」とも呼ばれる）、１個のＯＦＤＭシンボルの継続時間である。

図２は、システム１００に関して使用することができる典型的なプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）フォーマット２００を示した図である。データは、より高位の層においてデータ単位として処理される。各データ単位２１０は、該データ単位に関して選択された符号化／変調方式に基づいて別々に符号化されて変調（又はシンボルマッピング）される。各データ単位２１０は、受信エンティティが該データ単位を処理して復元させるために使用する様々なパラメータ（例えば、速度と長さ）を搬送するシグナリング部２２０と関連する。該シグナリング部分は、該データ単位に関して用いられる符号化／変調方式と同じ又は異なる符号化／変調方式で処理することができる。各データ単位及びそのシグナリング部は、ＯＦＤＭ変調されてＰＤＵ２３０のシグナリング／データ部が形成される。データ単位は、ＰＤＵのデータ部でサブバンド全体において及びシンボル時間全体において送信される。ＰＤＵ２３０は、受信エンティティによって様々な目的のために用いられる１つ以上の型のパイロットを搬送するプリアンブル２４０をさらに含む。一般的には、プリアンブル２４０及びシグナリング／データ部２５０は、各々が固定長又は可変長であることができ、更にあらゆる数のＯＦＤＭシンボルを含むことができる。ＰＤＵ２３０は、パケット又はその他の何らかの用語で呼ばれることもある。

受信エンティティは、典型的には、各ＰＤＵを別々に処理する。受信エンティティは、自動利得制御（ＡＧＣ）、ダイバーシティ選択（いくつかの入力ポートの１つを処理するために選択）、タイミング同期化、粗周波数取得と微周波数取得、チャネル推定、等のためにＰＤＵのプリアンブルを使用する。受信エンティティは、プリアンブルから得られた情報を用いてＰＤＵのシグナリング／データ部を処理する。

一般的には、疑似ランダム送信ステアリングは、様々な要因に起因してＰＤＵ全体又はＰＤＵの一部分に適用することができる。従って、ＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分は、該ＰＤＵの全体又は一部であることができる。

１．ＭＩＳＯ送信
システム１００においては、多アンテナ送信エンティティと単一アンテナ受信エンティティとの間にＭＩＳＯチャネルが存在する。ＯＦＤＭに基づくシステムに関しては、送信エンティティにおけるＮ_Ｔ本のアンテナ及び受信エンティティにおける単一アンテナによって形成されるＭＩＳＯチャネルは、各々が１×Ｎ_ｒの次元を有する一組のＮ_Ｆのチャネル応答ローベクトルによって表すことができ、更に次式のように表すことができる。

ここで、項目h_j(k)、j = 1…N_Tは、サブバンドｋに関する送信アンテナｊと単一受信アンテナとの間の結合又は複素利得を表し、Ｋは、Ｎ_Ｆのサブバンドの組を表す。説明を単純化するため、ＭＩＳＯチャネル応答h(k)は、各ＰＤＵ全体において一定であると仮定されており、従ってサブバンドｋのみの関数である。

送信エンティティは、向上された信頼性及び／又は性能を達成させることができるような形で、自己の複数のアンテナから単一アンテナ受信エンティティにデータを送信することができる。更に、データ送信は、単一アンテナ受信エンティティがＳＩＳＯ動作に関して通常の処理を行うことによって（送信ダイバーシティに関するその他の特別な処理を行う必要なしに）該データ送信を復元できるようなデータ送信にすることができる。

送信エンティティは、被ステアリングモード又はＰＲＴＳモードを用いて単一アンテナ受信エンティティにデータを送信することができる。被ステアリングモードにおいては、送信エンティティは、データ送信を受信エンティティの方向に指向させるための空間処理を行う。ＰＲＴＳモードにおいては、送信エンティティは、データ送信がサブバンド全体におけるランダムな有効ＳＩＳＯチャネルを観測するように空間処理を行う。ＰＲＴＳモードは、受信エンティティがどのような特別処理を行うことも要求せずに送信ダイバーシティを達成させるために使用することができる。更に、ＰＲＴＳモードは、例えばセキュリティが確保された安全なデータ送信のための空間拡散を達成させるために使用することもできる。以下では、これらの両モード及びＰＲＴＳモードに関するこれらの両用途が説明される。

Ａ．ＭＩＳＯに関する被ステアリングモード
送信エンティティは、被ステアリングモードに関しては、各サブバンドに対する空間処理を次式のように行う。

ここで、
s(n, k) は、シンボル時間nにおいてサブバンドkで送られるデータシンボルである。

v _sm(k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関するN_T×1のステアリングベクトルである。

x _miso,_sm(n, k)は、シンボル時間nにおいてサブバンドkでN_T本の送信アンテナから送信されるN_T個の送信シンボルを有するN_T×1ベクトルである。

以下の説明においては、下付き文字“sm”は、被ステアリングモードを表し、“pm”は、ＰＲＴＳモードを表し、“miso”は、ＭＩＳＯ送信を表し、“mimo”は、ＭＩＭＯ送信を表す。ＯＦＤＭを利用する場合は、１つのサブストリームのデータシンボルを各データサブバンドで送ることができる。送信エンティティは、各データサブバンドに対する空間処理を別々に行う。

被ステアリングモードに関しては、ステアリングベクトルv _sm(k)がチャネル応答ローベクトルh(k)に基づいて次式のように導き出される。

ここで、arg{h ^H(k)}は、h^H{(k)の引数を表し、"^Ｈ"は、複素共役転置を表す。該引数は、h(k)の要素によって決定される単位大きさと異なる位相を有する要素を提供し、このため、各送信アンテナの全電力をデータ送信のために使用することができる。チャネル応答h(k)も各ＰＤＵ全体において一定であると仮定されているため、ステアリングベクトルv _sm(k)もまたＰＤＵ全体において一定であり、サブバンドｋのみの関数である。

受信エンティティにおける受信シンボルは、次式のように表すことができる。

ここで、
r_sm(n, k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関する受信シンボルである。

h_eff,sm(k)は、サブバンドkに関する有効SISOチャネル応答であり、h_eff,sm(k) = h(k)・v_sm(k)である。

z(n, k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関する雑音である。

式（４）において示されているように、送信エンティティによる空間処理は、実際のＭＩＳＯチャネル応答h(k)とステアリングベクトルv _sm(k)を含む有効ＳＩＳＯチャネル応答h_eff,sm(k)を観測する各サブバンドkに関するデータシンボルが得られる。受信エンティティは、例えば送信エンティティから受信されたパイロットシンボルに基づいて、有効ＳＩＳＯチャネル応答h_eff,sm(k)を推定することができる。これで、受信エンティティは、有効ＳＩＳＯチャネル応答推定値

を用いて受信シンボルr_sm(n, k)に関する検出（例えば、マッチングされたフィルタリング）を行い、送信データシンボルs(n, k)の推定値である検出シンボルs^{^}(n, k)を得ることができる。

受信エンティティは、マッチングされたフィルタリングを次のように行うことができる。

ここで、“^＊”は、共役を表す。式（５）の検出動作は、ＳＩＳＯ送信のために受信エンティティによって行われることになる検出動作と同じである。しかしながら、ＳＩＳＯチャネル応答推定値の代わりに有効ＳＩＳＯチャネル応答推定値h^{^} _eff,sm(k)が検出のために使用される。

Ｂ．送信ダイバーシティに関するＰＲＴＳモード
ＰＲＴＳモードに関しては、送信エンティティは、疑似ランダムステアリングベクトルを空間処理のために使用する。これらのステアリングベクトルは、後述されるように、一定の望ましい性質を有するために導き出される。

ＰＲＴＳモードを用いて送信ダイバーシティを達成させるためには、送信エンティティは、各サブバンドｋに関するＰＤＵの疑似ランダムステアリングされる部分全体において同じステアリングベクトルを使用する。従って、これらのステアリングベクトルは、シンボル時間ｎではなくサブバンドｋのみの関数になり、即ちv _pm(k)である。一般的には、より大きな送信ダイバーシティを達成させるためにサブバンド全体において可能な限り多くの異なるステアリングベクトルを使用することが望ましい。例えば、各データサブバンドに関して異なるステアリングベクトルを使用することができる。Ｎ_Ｄのデータサブバンドに対する空間処理については、{v _pm(k)}として表される一組のＮ_Ｄのステアリングベクトルを使用することができる。各ＰＤＵに関して（例えば、図２に示されているＰＤＵフォーマットに関するプリアンブルと信号／データ部全体において）同じステアリングベクトルの組{v _pm(k)}が使用される。該ステアリングベクトルの組は、ＰＤＵごとに同じであること又は変えることができる。

送信エンティティは、各サブバンドに対する空間処理を次式のように行う。

ＰＤＵ内のすべてのＯＦＤＭシンボルに関して一組のステアリングベクトル{v _pm(k)}が使用される。

各サブバンドに対する有効ＳＩＳＯチャネル応答h_eff,td(k)は、該サブバンドに対する実際のＭＩＳＯチャネル応答h(k)及び該サブバンドに関して用いられるステアリングベクトルv _pm(k)によって決定される。実際のチャネル応答h(k)はＰＤＵ全体において一定であると仮定されており更にＰＤＵ全体において同じステアリングベクトルv _pm(k)が使用されるため、各サブバンドkに関する有効ＳＩＳＯチャネル応答h_eff,td(k)は一定である。

受信エンティティは、送信されたＰＤＵを受信し、プリアンブルに基づいて各サブバンドに対する有効ＳＩＳＯチャネル応答推定値h_eff,td(k)を導き出す。次に、受信エンティティは、式（５）において示されているように、有効ＳＩＳＯチャネル応答推定値h^{^} _eff,td(k)を用いて、ＰＤＵのシグナリング／データ部における受信シンボルに関する検出を行う。ただし、式（５）においては、h^{^} _eff,smの代わりにh^{^} _eff,td(k)を用いる。

送信ダイバーシティに関して、受信エンティティは、単一アンテナ又は複数のアンテナのいずれがデータ送信のために使用されるかを知っている必要がなく、更に、各サブバンドに関して用いられるステアリングベクトルを知っている必要がない。しかしながら、サブバンド全体おいて異なるステアリングベクトルが使用されてこれらのサブバンドに関して異なる有効ＳＩＳＯチャネルが形成されるため、受信エンティティは、送信ダイバーシティの利益を享受することができる。これで、各ＰＤＵは、該ＰＤＵを送信するために用いられるサブバンド全体における疑似ランダムＳＩＳＯチャネルの集合を観測することになる。

Ｃ．空間拡散に関するＰＲＴＳモード
空間拡散は、空間次元全体においてデータ送信をランダム化するために使用することができる。空間拡散は、権限のないその他の受信エンティティが受信するのを防止することを目的として、送信エンティティと受信エンティティとの間におけるセキュリティが確保された安全なデータ送信のために使用することができる。

ＰＲＴＳモードにおける空間拡散では、送信エンティティは、各サブバンドｋに関するＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分全体において異なるステアリングベクトルを使用する。従って、これらのステアリングベクトルは、サブバンドとシンボル時間の両方の関数、即ち、v _pm(n, k)である。一般的には、より高度な空間拡散を達成させるためにサブバンド全体とシンボル時間全体の両方において可能な限り数多くの異なるステアリングベクトルを使用することが望ましい。例えば、ある所定のシンボル時間に関して各データサブバンドごとに異なるステアリングベクトルを使用することができ、ある所定のサブバンドに関して各シンボル時間ごとに異なるステアリングベクトルを使用することができる。１つのシンボル時間に関するＮ_Ｄのデータサブバンドに対する空間処理を行うために、{v(n, k)で表される一組のＮ_Ｄのステアリングベクトルを使用することができ、ＰＤＵ全体における各シンボル時間に関して異なる一組を使用することができる。少なくとも、複数の異なる組のステアリングベクトルがＰＤＵのプリアンブルとシグナリング／データ部に関して使用され、ここで、一組は、すべて１のベクトルを含むことができる。これらのステアリングベクトルの組は、ＰＤＵごとに同じであること又は変えることができる。

送信エンティティは、各シンボル時間の各サブバンドに対する空間処理を次式のように行う。

各シンボル時間の各サブバンドに対する有効ＳＩＳＯチャネル応答h_eff,ss(n, k)は、該サブバンドに対する実際のＭＩＳＯチャネル応答h(k)及び該サブバンドとシンボル時間に関して用いられるステアリングベクトルv(n, k)によって決定される。各サブバンドkに関する有効ＳＩＳＯチャネル応答h_eff,ss(n, k)は、ＰＤＵ全体において異なるステアリングベクトルv _pm(n, k)が使用される場合は、ＰＤＵ全体において変動する。

実際に受信する受信エンティティは、送信エンティティによって用いられるステアリングベクトルを知っており、補完的な空間逆拡散を行って送信ＰＤＵを復元させることができる。実際に受信する受信エンティティは、後述されるように、この情報を様々な方法で得ることができる。その他の受信エンティティは、これらのステアリングベクトルを知らず、ＰＤＵ送信は、これらのエンティティにとっては空間的にランダムのようにみえる。従って、これらの受信エンティティに関しては、ＰＤＵが正確に復元される尤度は大幅に低下する。

実際に受信する受信エンティティは、送信されたＰＤＵを受信し、チャネル推定のためにプリアンブルを使用する。各サブバンドに関して、実際に受信する受信エンティティは、プリアンブルに基づいて、（有効ＳＩＳＯチャネル応答の代わりに）各送信アンテナに関する実際のＭＩＳＯチャネル応答、即ちh^{^} _j(k)でj = 1…N_Tの推定値を導き出すことができる。説明を単純化するため、以下では２本の送信アンテナを有する事例に関するチャネル推定が説明される。

図３は、２本アンテナ送信エンティティから単一アンテナ受信エンティティに１つのサブバンドｋでパイロット送信を行うモデルを示した図である。このモデルでは、パイロットシンボルp(k)がステアリングベクトルv_pm(n, k)の２つの要素v₁(n, k)及びv₂(n, k)を用いて空間処理されて２個の送信シンボルが得られ、これらの２個の送信シンボルが２本の送信アンテナから送信される。これらの２個の送信シンボルは、ＰＤＵ全体において一定であると仮定されているh₁(k)及びh₂(k)のチャネル応答を観測する。

パイロットシンボルp(k)が２組のステアリングベクトルv _pm(1, k)とv _pm(2, k)を用いて２つのシンボル時間で送信された場合は、受信エンティティにおける受信パイロットシンボルは次式のように表すことができる。

更に、この式は次のような行列形で表すことができる。

ここで、
r _p(k) = [r_p(1, k) r_p(2, k)]^Tは、サブバンドkに関する２個の受信パイロットシンボルを有するベクトルであり、“^T”は転置を表す。

V _p(k)は、サブバンドkに関して用いられる２つのステアリングベクトルv _pm(1, k) = [v₁(1, k) v₂(1, k)]^T及びv _pm(2, k) = [v₁(2,k) v₂(2, k)]^Tを有する行列である。

h(k) = [h₁(k) h₂(k)]は、サブバンドkに関するチャネル応答ローベクトルである。

z(k) = [z(1, k) z(2, k)]^Tは、サブバンドkに関する雑音ベクトルである。

受信エンティティは、次のようにしてＭＩＳＯチャネル応答の推定値h ^{^}(k)を導き出すことができる。

実際に受信する受信エンティティは、V _p(k)のすべての要素を知っているためV _p ⁻¹(k)を計算することができる。その他の受信エンティティはV _p(k)を知らす、V _p ⁻¹(k)に関する計算を行うことができず、h(k)の十分に正確な推定値を導き出すことができない。

上記の説明は、２本の送信アンテナを有する単純な事例に関するものである。一般的には、送信アンテナ数は、パイロットに関するＯＦＤＭシンボル数（パイロット送信長）及びV _p(k)の大きさを決定する。特に、パイロットシンボルは、最低Ｎ_Ｔのシンボル時間だけ送信され、行列V _p(k)は典型的にはＮ_Ｔ×Ｎ_Ｔの次元を有する。

その後は、実際に受信する受信エンティティは、次式のように、ＰＤＵ内の各々の後続するＯＦＤＭシンボルに関する有効ＳＩＳＯチャネル応答の推定値h^{^} _eff,ss(n, k)を導き出すことができる。

ステアリングベクトルv _pm(n, k)は、各サブバンドに関してシンボル時間ごとに変化する可能性がある。しかしながら、実際に受信する受信エンティティは、各サブバンド及び各シンボル時間に関して用いられたステアリングベクトルを知っている。受信エンティティは、例えば式（５）に示されているように、各シンボル時間の各サブバンドに対する有効ＳＩＳＯチャネル応答推定値h^{^} _eff,ss(n, k)を使用し、該サブバンド及びシンボル時間に関する受信シンボルについての検出を行う。ここで、式（５）においては、h^{^} _eff,sm(k)の代わりにh^{^} _eff,ss(n, k)を使用し、更にh^{^} _eff,ss(n, k)はＰＤＵ全体において変化する。

送信エンティティは、各送信アンテナに関するパイロットシンボルに長さがＮ_Ｔの異なる直交シーケンス（例えば、ウォルシュシーケンス）又はＮ_Ｔの整倍数を乗じること以外にどのような空間処理も行わずに「そのままの状態で」パイロットを送信することもできる。この場合は、受信エンティティは、当業において知られているように、パイロット送信のために用いられる各直交シーケンスを受信パイロットシンボルに乗じ更に該シーケンスの長さ全体にわたって積分することによって直接ＭＩＳＯチャネル応答h(k)を推定することができる。代替策として、送信エンティティは、１つのステアリングベクトルv _pm(1, k)を用いてパイロットを送信することができ、受信エンティティは、有効ＭＩＳＯチャネル応答をh^{^} _eff(1, k) = h ^{^}(k)・v _pm(1, k)として推定することができる。その後は、送信エンティティは、別のステアリングベクトルv _pm(2, k)を用いてデータを送信することができ、受信エンティティは、該データに関する有効ＭＩＳＯチャネル応答をh^{^} _eff(2, k) = h^{^} _eff,₁(k)・v _pm ^H(1, k)・v _pm(2, k)として推定することができる。従って、パイロット送信及びチャネル推定は、空間拡散に関する様々な方法で行うことができる。

送信エンティティは、ＰＤＵのプリアンブル及びシグナリング／データ部の両方に関する空間拡散を行うことができる。更に、送信エンティティは、プリアンブルのみに関して又はシグナリング／データ部のみに関して空間拡散を行うこともできる。いずれの場合も、該空間拡散の場合は、プリアンブルに基づいて得られたチャネル推定値はシグナリング／データ部に関して正確でなく有効でもない。向上された性能は、少なくともＰＤＵのシグナリング／データ部に関して空間拡散を行い、ステアリングベクトルを知らないその他の受信エンティティにとってはこの部分が空間的にランダムであるようにみえるようにすることによって達成させることができる。

空間拡散に関して、実際に受信する受信エンティティは、複数のアンテナがデータ送信のために使用されることを知っており、更に、各シンボル時間において各サブバンドに関して用いられるステアリングベクトルを知っている。空間逆拡散は、本質的には、適切なステアリングベクトルを用いて有効なＳＩＳＯチャネル応答推定値を導き出すことによって達成され、該推定値がデータ検出のために使用される。ＰＤＵ全体において異なるステアリングベクトルが使用されるため、受信エンティティは送信ダイバーシティの利益を享受することができる。その他の受信エンティティは、送信エンティティによって用いられるステアリングベクトルを知らない。従って、ＭＩＳＯチャネル応答推定値は、シグナリング／データ部に関しては有効ではなく、データ検出に使用時には劣化した又は壊れた検出シンボルを提供する。従って、これらのその他の受信エンティティに関しては、送信されたＰＤＵを復元させる尤度に大きな影響を与えることができる。受信エンティティはチャネル推定に関する特別な処理及び空間拡散に関する検出を行う必要があるため、ＳＩＳＯ動作専用に設計されているレガシー受信エンティティも空間拡散されたデータ送信を復元させることができない。

空間拡散は、送信エンティティと受信エンティティの両方によって知られている疑似ランダム方式で各データシンボルの位相を回転させることによって被ステアリングモード及びＰＲＴＳモードに関して行うこともできる。

図４は、被ステアリングモード又はＰＲＴＳモードを用いて送信エンティティから受信エンティティにデータを送信するプロセス４００の流れ図である。各ＰＤＵのデータが処理（例えば、符号化、インターリービング、及びシンボルマッピング）されて対応するデータシンボルブロックが得られる（ブロック４１２）。該ブロックのデータシンボルとパイロットシンボルがＮ_Ｄのデータサブバンドに多重分離され、Ｎ_Ｄのデータサブバンドに対するＮ_Ｄのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルが得られる（ブロック４１４）。次に、各データサブバンドに対するシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理が、該データサブバンドに関して選択された少なくとも１つのステアリングベクトルを用いて行われる（ブロック４１６）。

被ステアリングモードに関しては、各データサブバンドに関して１つのステアリングベクトルが使用され、このステアリングベクトルを用いた空間処理が受信エンティティの方向に送信を指向させる。ＰＲＴＳモードでの送信ダイバーシティに関しては、各データサブバンドに関して１つの疑似ランダムステアリングベクトルが使用され、受信エンティティは、該ステアリングベクトルを知っている必要がない。ＰＲＴＳモードでの空間拡散に関しては、各データサブバンドに関して少なくとも１つの疑似ランダムステアリングベクトルが使用され、ここで、異なるステアリングがプリアンブルとシグナリング／データ部に適用され、更に、送信エンティティ及び受信エンティティのみがこれらのステアリングベクトルを知っている。ＰＲＴＳモードに関しては、疑似ランダムステアリングベクトルを用いた空間処理が、Ｎ_Ｄのサブバンドで送信されたＮ_Ｄのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測されたＮ_Ｄの有効ＳＩＳＯチャネルをランダム化する。

受信エンティティは、ＰＲＴＳモードを用いて送られたデータ送信を適切に処理することができないことがある。この事例は、例えば、チャネル応答はサブバンド全体において多少相関関係があると受信エンティティが想定し、サブバンド全体において何らかの形の内挿を用いてチャネル推定を行う場合に発生する。この場合は、送信エンティティは、空間処理を行わずに「そのままの状態で」送信することができる。更に、送信エンティティは、該受信エンティティに関するチャネル推定を容易にするような形でステアリングベクトルを定義及び／又は選択することもできる。例えば、送信エンティティは、各組のＮxのサブバンドに関して同じステアリングベクトルを使用することができ、ここで、Ｎx＞１である。もう１つの例として、ステアリングベクトルは、サブバンド全体において相互に関係するように（例えば、互いの回転バージョンになるように）定義することができる。

Ｄ．多モード動作
送信エンティティは、被ステアリングモード及びＰＲＴＳモードの両方を用いて受信エンティティにデータを送信することもできる。送信エンティティは、チャネル応答が不明時はＰＲＴＳモードを使用し、チャネル応答が判明した時点で被ステアリングモードに切り替わることができる。ＴＤＤシステムに関しては、ダウンリンク応答及びアップリンク応答が互いに相補的であると仮定することができる。即ち、h(k)が送信エンティティから受信エンティティへのチャネル応答ローベクトルを表している場合は、相補チャネルは、受信エンティティから送信エンティティへのチャネル応答がh ^T(k)によって与えられることを暗黙に示している。送信エンティティは、一方のリンク（例えばダウンリンク）に関するチャネル応答を、他方のリンク（例えばアップリンク）で受信エンティティによって送られたパイロット送信に基づいて推定することができる。

図５は、被ステアリングモードとＰＲＴＳモードの両方を用いて送信エンティティから受信エンティティにデータを送信するプロセス５００の流れ図である。最初に、送信エンティティは、受信エンティティに関するチャネル応答推定値を有していないため、ＰＲＴＳモードを用いて受信エンティティにデータを送信する（ブロック５１２）。送信エンティティは、送信エンティティと受信エンティティとの間のリンクに関するチャネル応答推定値を導き出す（ブロック５１４）。例えば、送信エンティティは、（１）受信エンティティによって送られたパイロットに基づいて第１のリンク（例えばアップリンク）に関するチャネル応答を推定し、（２）該第１のリンクに関するチャネル応答推定値に基づいて（例えば逆数として）第２のリンク（例えばダウンリンク）に関するチャネル応答推定値を導き出すことができる。その後は、送信エンティティは、受信エンティティに関するチャネル応答推定値が入手可能になった時点で、第２のリンクに関するチャネル応答推定値から導き出されたステアリングベクトルを用いて被ステアリングモードで受信エンティティにデータを送信する（ブロック５１６）。

送信エンティティは、チャネル応答推定値を入手可能であるかどうかに依存して被ステアリングモードとＰＲＴＳモードの間を往復することができる。受信エンティティは、両モードに関して、チャネル推定と検出のために同じ処理を行い、所定のＰＤＵに関していずれのモードが送信エンティティによって使用中であるかを承知している必要がない。典型的には、被ステアリングモードを用いたほうがより良い性能を達成させることができ、送信エンティティは、被ステアリングモードに関してより高速の速度を使用することができる。いずれの場合も、送信エンティティは、各ＰＤＵに関して用いられた速度を該ＰＤＵのシグナリング部においてシグナリングすることができる。受信エンティティは、各ＰＤＵに関して得られたチャネル推定値に基づき更に指示された速度に従って該ＰＤＵを処理する。

２．ＭＩＭＯ送信
システム１００においては、多アンテナ送信エンティティと多アンテナ受信エンティティとの間にＭＩＳＯチャネルが存在する。ＯＦＤＭに基づくシステムに関しては、送信エンティティにおけるＮ_Ｔ本のアンテナ及び受信エンティティにおけるＮ_Ｒ本のアンテナによって形成されるＭＩＳＯチャネルは、各々がＮ_Ｒ×Ｎ_Ｔの次元を有する一組のＮ_Ｆのチャネル応答行列によって表すことができ、更に次式のように表すことができる。

ここで、項目h_i,_j(k)、i = 1…N_R 及びj = 1…N_Tは、サブバンドkに関する送信アンテナｊと受信アンテナiとの間の結合を表す。説明を単純化するため、ＭＩＭＯチャネル応答H(k)は、各ＰＤＵ全体において一定であると仮定される。

各サブバンドに対するチャネル応答行列H(k)は、Ｎ_Ｓの空間チャネルに分解することができ、ここで、N_S ≦ min{N_T, N_R}である。Ｎ_Ｓの空間チャネルは、信頼性向上及び／又は全体的スループットの向上を達成する形でデータを送信するために使用することができる。例えば、Ｎ_Ｓのデータシンボルを各シンボル時間においてＮ_Ｔ本の送信アンテナから同時に送信してより高いスループットを達成させることができる。代替として、各シンボル時間においてＮ_Ｔ本の送信アンテナから単一のデータシンボルを送信して信頼性を向上させることができる。説明を単純化するため、以下の説明は、N_S = N_T ≦ N_Rであると仮定している。

送信エンティティは、被ステアリングモード又はＰＲＴＳモードを用いて受信エンティティにデータを送信することができる。ＭＩＭＯに関する被ステアリングモードでは、後述されるように、送信エンティティは、ＭＩＭＯチャネルの「固有モード」でデータシンボルを送信するための空間処理を行う。ＰＲＴＳモードでは、送信エンティティは、データシンボルがランダムの有効ＭＩＭＯチャネルを観測するような形で空間処理を行う。被ステアリングモード及びＰＲＴＳモードは、異なるステアリング行列を使用し、受信エンティティによる異なる空間処理を要求する。ＰＲＴＳモードは、送信ダイバーシティ及び空間拡散に関して使用することもできる。

Ａ．ＭＩＭＯに関する被ステアリングモード
ＭＩＭＯに関する被ステアリングモードに関しては、送信エンティティは、各サブバンドに対するチャネル応答行列H(k)の単一値分解を次式のように行うことによってステアリング行列V _sm(k)を導き出す。

ここで、
U(k)は、H(k)の左固有ベクトルのN_R×N_Rユニタリ行列である。

Σ(k)は、H(k)の単一値のN_R×N_T対角行列である。

V _sm(k)は、H(k)の右固有ベクトルのN_T×N_Tユニタリ行列である。

ユニタリ行列Mは、プロパティM ^H M = Iで表され、ここで、Iはアイデンティティ行列である。ユニタリ行列のカラムは、互いに直交である。チャネル応答H(k)はＰＤＵ全体において一定であると仮定されているため、ステアリング行列V _sm(k)も該ＰＤＵ全体において一定であり、サブバンドkのみの関数である。

ここで、
s(n, k)は、シンボル時間nにおいてサブバンドkで送信されるＮ_Ｔ個のデータシンボルを有するN_T×1ベクトルである。

x _mimo,sm(n, k)は、シンボル時間nにおいてサブバンドkでＮ_Ｔ本の送信アンテナから送信されるN_T個の送信シンボルを有するN_T×1ベクトルである。

ステアリング行列V _sm(k)を用いた空間処理を行うと、s(n, k)内のＮ_Ｔ個のデータシンボルがＭＩＭＯチャネルのＮ_Ｔの固有モードで送信されることになり、直交空間チャネルであるとみることができる。

ここで、
r _sm(n, k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関するN_R個の受信シンボルを有するN_R×1ベクトルである。

z(n, k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関する雑音ベクトルである。

説明を単純化するため、雑音は、平均ベクトルがゼロで共分散行列がΛ = σ²・Iである付加白ガウス雑音（ＡＷＧＮ）であると仮定され、ここで、σ²は、受信エンティティによって観測された雑音の分散である。

受信エンティティは、被ステアリングモードに関する空間処理を次式のように行う。

ここで、s ^{^} _sm(n, k)は、被ステアリングモードに関するＮ_Ｔ個の検出シンボルを有するベクトルで、s(n, k)の推定値であり、z'(n, k)は、検出後の雑音ベクトルである。

Ｂ．空間拡散を伴う被ステアリングモード
空間拡散は、被ステアリングモードと組み合わせて行うこともできる。この場合は、送信エンティティは、最初に、データシンボルベクトルs(n, k)に関する空間処理を空間拡散のために行い、次にその結果得られた拡散シンボルに関する空間処理を被ステアリングモードのために行う。空間拡散に関しては、送信エンティティは、各サブバンドkに関するＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分全体において異なるステアリング行列を使用する。より高度の空間処理を達成させるためにサブバンド全体とシンボル時間全体において可能な限り多くの異なるステアリング行列を使用することが望ましい。例えば、ＰＤＵ全体において各シンボル時間に関して異なる一組のステアリング行列{V _pm(n, k)}を使用することができる。少なくとも、１つのステアリング行列の組がプリアンブルに関して使用され、別のステアリング行列の組がＰＤＵの残りの部分に関して使用される。ここで、１つのステアリング行列の組は、アイデンティティ行列を含む。

ここで、V _pm(n, k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関するN_T×N_T疑似ランダムステアリング行列である。式（１８）において示されているように、送信エンティティは、最初に疑似ランダムステアリング行列{V _pm(n, k)}を用いて空間拡散を行い、次に、ＭＩＭＯチャネル応答行列H(k)から導き出されたステアリング行列{V_sm(k)}を用いて被ステアリングモードに関する空間処理を行う。従って、（データシンボルの代わりに）拡散シンボルがＭＩＭＯチャネルの固有モードで送信される。

受信エンティティにおける受信シンボルは次式のように表すことができる。

受信エンティティは、被ステアリングモードに関する空間処理及び空間逆処理を次式のように行う。

式（２０）に示されているように、受信エンティティは、最初に被ステアリングモードに関する受信機空間処理を行い、その後に疑似ランダムステアリング行列{V _pm(n, k)}を用いた空間逆拡散を行うことによって、送信されたデータシンボルを復元させることができる。空間拡散を伴う被ステアリングモードに関しては、各サブバンドに対するデータシンボルによって観測された有効ＭＩＭＯチャネルは、送信エンティティによって用いられたV _sm(k)及びV _pm(n, k)の両方の行列を含む。

Ｃ．送信ダイバーシティに関するＰＲＴＳモード
ＭＩＭＯに関するＰＲＴＳモードに関しては、送信エンティティは、疑似ランダムステアリング行列を空間処理のために使用する。これらのステアリング行列は、後述されるように、一定の望ましい性質を有するために導き出される。

ＰＲＴＳモードを用いて送信ダイバーシティを達成させるためには、送信エンティティは、サブバンド全体において異なるステアリング行列を使用し、各サブバンドkに関するＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分全体において同じステアリング行列を使用する。より高い送信ダイバーシティを達成させるためにサブバンド全体において可能な限り数多くの異なるステアリング行列を使用することが望ましい。

ここで、
V _pm(k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関するN_T×N_Tステアリング行列である。

x _mimo,td(n, k)は、シンボル時間nにおいてサブバンドkでNT本の送信アンテナから送信されるN_T個の送信シンボルを有するN_T×１ベクトルである。

PDU内の全ＯＦＤＭシンボル全体において一組のステアリング行列{V _pm(k)}が使用される。

ここで、
r _td(n, k)は、ＰＲＴＳモードに関する受信シンボルのベクトルである。

H _eff,td(n, k)は、シンボル時間nにおけるサブバンドkに関するN_T×N_T有効ＭＩＭＯチャネル応答行列であり、H _eff,td)(k) = H(k)・V _pm(k)である。

疑似ランダムステアリング行列V _pm(k)を用いた空間処理を行うと、s(n, k)内のデータシンボルが、実際のチャネル応答H(k)とステアリング行列V _pm(k)を含む有効ＭＩＭＯチャネル応答H _{eff, td}(k)を観測する。受信エンティティは、例えば送信エンティティから受信されたパイロットシンボルに基づいて該有効ＭＩＭＯチャネル応答H _eff,td(k)を推定することができる。これで、受信エンティティは、有効ＭＩＭＯチャネル応答推定値H ^{^} _eff,td(k)を用いてr _td(n, k)内の受信シンボルに関する空間処理を行って検出シンボルs^{^} _td(n, k)を得ることができる。（１）実際のＭＩＭＯチャネル応答H(k)はＰＤＵ全体において一定であると仮定されており、更に（２）ＰＤＵ全体において同じステアリング行列V _pm(k)が使用されるため、有効ＭＩＭＯチャネル応答推定値H ^{^} _eff,td(k)はＰＤＵ全体において一定である。

受信エンティティは、（１）一般的にゼロ強制方式とも呼ばれるチャネル相関行列反転（ＣＣＭＩ）方式、及び（２）最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）方式を含む様々な受信機処理方式を用いて検出シンボルを導き出すことができる。表１は、ＣＣＭＩ方式及びＭＭＳＥ方式に関する受信エンティティにおける空間処理を要約した表である。表１において、M _ccmi,td(k)は、ＣＣＭＩ方式に関する空間フィルタ行列であり、M _mmse,td(k)は、ＭＭＳＥ方式に関する空間フィルタ行列であり、D _mmse,td(k)は、（M _mmse,td(k)H ^{^} _eff,td(k)の対角要素を含む）MMSE方式に関する対角行列である。

表１において示されているように、送信ダイバーシティに関しては、有効ＭＩＭＯチャネル応答推定値H ^{^} _eff,td(k)はＰＤＵ全体において一定であるため、各サブバンドkに関する空間フィルタ行列M _ccmi,td(k)及びM _mmse,td(k)はＰＤＵ全体において一定である。送信ダイバーシティに関しては、受信エンティティは、各サブバンドに関して用いられるステアリング行列を知っている必要がない。しかしながら、サブバンド全体において異なるステアリング行列が使用され更にこれらのサブバンドに関して異なる有効ＭＩＭＯチャネルが形成されるため、受信エンティティは送信ダイバーシティの利益を享受することができる。

Ｄ．空間拡散に関するＰＲＴＳモード
ＰＲＴＳモードにおける空間拡散に関しては、送信エンティティは、各サブバンドkに関するＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分全体において異なるステアリング行列を使用する。空間拡散のための疑似ランダムステアリング行列は、被ステアリングモードに関する上記の説明と同じように選択することができる。

各シンボル時間の各サブバンドに対する有効ＭＩＭＯチャネル応答H _eff,ss(n, k)は、該サブバンドに対する実際のチャネル応答H(k)及び該サブバンドとシンボル時間に関して用いられたステアリング行列V _pm(n, k)によって決定される。ＰＤＵ全体において異なるステアリング行列V _pm(n, k)が使用されるため、各サブバンドkに関する有効ＭＩＭＯチャネル応答H _{eff, ss}(n, k)は、ＰＤＵ全体において変動する。

実際に受信する受信エンティティは、送信されたＰＤＵを受信してプリアンブルをチャネル推定のために使用する。各サブバンドに関して、実際に受信する受信エンティティは、該プリアンブルに基づいて（有効ＭＩＭＯチャネル応答の代わりに）実際のＭＩＭＯチャネル応答H(k)の推定値を導き出すことができる。その後は、実際に受信する受信エンティティは、各シンボル時間の各サブバンドに関して、有効ＭＩＭＯチャネル応答行列の推定値H^{^} _eff,ss(n, k)を次式のように導き出すことができる。

ステアリング行列V _pm(n, k)は、各サブバンドに対するシンボル時間ごとに変化することがある。受信エンティティは、各シンボル時間の各サブバンドに関して有効ＭＩＭＯチャネル応答推定値H ^{^} _eff,ss(n, k)を使用し、更に例えばＣＣＭＩ方式又はＭＭＳＥ方式を用いて、該サブバンド及びシンボル時間に関する受信シンボルに関する空間処理を行う。例えば、行列H ^{^} _eff,ss(n, k)は、表１において示されているように、ＣＣＭＩ方式又はＭＭＳＥ方式に関する空間フィルタ行列を導き出すために使用することができる。ここで、表１においては、H ^{^} _{eff, td}(k)の代わりにH ^{^} _eff,ss(k)が使用される。しかしながら、行列H ^{^} _eff,ss(n, k)はＰＤＵ全体において変動するため、空間フィルタ行列もＰＤＵ全体において変動する。

空間拡散に関して、実際に受信する受信エンティティは、各シンボル時間において各サブバンドに関して送信エンティティが使用したステアリング行列を知っており、送信されたＰＤＵを復元させるための補完的な空間逆拡散を行うことができる。該空間逆拡散は、適切なステアリング行列を用いて有効ＭＩＭＯチャネル応答推定値を導き出すことによって達成され、導き出された有効ＭＩＭＯチャネル応答推定値が空間処理のために使用される。その他の受信エンティティは、これらのステアリング行列を知らず、ＰＤＵ送信はこれらのその他の受信エンティティにとっては空間的にランダムであるようにみえる。その結果、これらのその他の受信エンティティは、送信されたＰＤＵを復元させる尤度が低い。

Ｅ．多モード動作
送信エンティティは、ＰＲＴＳモードと被ステアリングモードの両方を用いて受信エンティティにデータを送信することもできる。送信エンティティは、チャネル応答が入手できないときにはＰＲＴＳモードを使用し、チャネル応答が入手可能になった時点で被ステアリングモードに切り換えるようにすることができる。

３．ステアリングベクトル及び行列の生成
ＰＲＴＳモードに関して使用されるステアリングベクトル及び行列は、様々な方法で生成することができる。以下では、これらのステアリングベクトル／行列を生成するための幾つかの典型的な方式が説明される。ステアリングベクトル／行列は、予め計算して送信エンティティと受信エンティティに保存しておき、その後に必要に応じて検索することができる。代替として、これらのステアリングベクトル／行列は、必要に応じてリアルタイムで計算することができる。以下の説明では、ＰＲＴＳモードに関して使用するために一組のＬのステアリングベクトル又は行列が生成されて選択される。

Ａ．ステアリングベクトル生成
ＰＲＴＳモードに関して用いられるステアリングベクトルは、優れた性能を達成させるために次のような性質を有しているべきである。但し、これらの性質を厳格に順守する必要はない。第１に、各ステアリングベクトルは、データシンボルに関して用いられる送信電力が疑似ランダム送信ステアリングによって変動されないように単位エネルギーを有するべきである。第２に、各アンテナの全送信電力を使用できるようにするために、各ステアリングベクトルのＮ_Ｔの要素が等しい大きさを有するように定義することができる。第３に、ステアリングベクトルの組内のいずれか２つのステアリングベクトル間の相関関係がゼロ又は小さい値に設定されるようにするために、異なるステアリングベクトルが合理的な程度で相互に関連しないようにすべきである。この条件は次式のように表すことができる。

ここで、c(ij)は、ステアリングベクトルv _pm(i)とv _pm(j)との間の相関関係である。

Ｌのステアリングベクトルの組{v _pm(i)}は、様々な方式を用いて生成することができる。第１の方式では、これらのＬのステアリングベクトルは、各々がゼロ平均と単位分散を有する独立同一分布（ＩＩＤ）複素ガウス確率変数のＮ_Ｔ×Ｎ_Ｔの行列Gに基づいて生成される。各行列Gの相関行列は、R = G ^H・Gとして計算され、R = E・D・E ^Hとして分解されてユニタリ行列Eが得られる。Eの各カラムは、該ステアリングベクトルの各々が既に組内に存在する状態で低相関基準を満たしている場合にステアリングベクトルv _pm(i)として使用することができる。

第２の方式においては、Ｌのステアリングベクトルは、第１のユニタリステアリングベクトルv _pm(1)を次のように後続して回転させることによって生成される。

第３の方式においては、Ｌのステアリングベクトルは、これらのベクトルの要素が同じ大きさと異なる位相を有するように生成される。どのような方法でも生成することができるある１つの所定のステアリングベクトルv _pm(i) = [v₁(i) v₂(i)…v_ＮＴ(i)]に関しては、正規化ステアリングベクトル

は次式のよう形成することができる。

ここで、

正規化ステアリングベクトルv^~ _pm(i)は、各アンテナに関して利用可能な全送信電力を送信のために使用することを可能にする。

Ｌのステアリングベクトルの組を生成するためにその他の方式を使用することもでき、この使用は本発明の適用範囲内である。

Ｂ．ステアリング行列生成
ＰＲＴＳモードに関して用いられるステアリング行列は、優れた性能を達成させるために次の性質を有するべきである。但し、これらの性質を厳格に順守する必要はない。第１に、これらのステアリング行列は、ユニタリ行列であるべきであり、更に下記の条件を満たすべきである。

式（２９）は、V _pm(i)の各カラムが単位エネルギーを有するべきであることと、V _pm(i)のいずれか２つのカラムのエルミート内積がゼロであるべきことを示している。この条件は、ステアリング行列V _pm(i)を用いて同時に送られるＮ_Ｔ個のデータシンボルが同じ電力を有し更に送信前に互いに直交であることを保証する。第２に、ステアリング行列の組内のいずれか２つのステアリング行列間の相関関係は、ゼロ又は小さい値であるべきである。この条件は、次式によって表すことができる。

ここで、C(ij)は、V _pm(i)及びV _pm(j)に関する相関行列であり、0は、すべてゼロの行列である。Ｌのステアリング行列は、ステアリング行列のすべての可能な対に関する相関行列の最大エネルギーが最小になるように生成することができる。

Ｌのステアリング行列{V _pm(i)}の組は、様々な方式を用いて生成することができる。第１の方式においては、Ｌのステアリング行列は、確率変数の行列に基づいて生成される。最初に確率変数の行列Gが生成され、上述されているようにGの相関行列が計算及び分解されてユニタリ行列Eが得られる。Eと既に生成されているステアリング行列の各々との間に低い相関関係が存在する場合は、Eは、ステアリング行列V _pm(i)として使用し、ステアリング行列の組に加えることができる。このプロセスは、Ｌのすべてのステアリング行列が生成されるまで繰り返される。

第２の方式においては、Ｌのステアリング行列は、次式のように、Ｎ_Ｔ次元複素空間において第１のユニタリ行列V(1)を後続して回転させることによって生成される。

ここで、Θⁱは、１のＬ乗根である要素を有するN_T×N_T対角ユニタリ行列である。第２の方式は、"Systematic Design of Unitary Space-Time Constellations"（体系的ユニタリ時空配置設計）（IEEE Transaction on Information Theory, Vol. 46, No.6, September 2000）（ＩＥＥＥにおける情報理論交渉、Vol. 46, No.6, 2000年9月）においてＢ．Ｍ．ホッフウォルト、等によって説明されている。

Ｌのステアリング行列の組を生成するためにその他の方式を使用することもでき、この使用は本発明の適用範囲内である。一般的には、これらのステアリング行列は、疑似ランダム方式又は決定方式で生成することができる。

Ｃ．ステアリングベクトル／行列選択
組内のＬのステアリングベクトル／行列は、使用するために様々な方法で選択することができる。１つのステアリングベクトルは、１つだけのカラムが入った退化ステアリング行列であるとみることができる。従って、本明細書において使用されている行列は、１つ又は複数のカラムを含むことができる。

一実施形態においては、ステアリング行列は、決定方式でＬのステアリング行列の組から選択することができる。例えば、Ｌのステアリング行列は、最初にV(1)、次にV(2)、そして最後にV(L)のように全体をサイクルして順次で選択することができる。もう１つの実施形態においては、ステアリング行列は、疑似ランダム方式で組から選択することができる。例えば、各サブバンドkに関して使用するステアリング行列は、Ｌのステアリング行列、即ちV(f(k))のうちの１つを疑似ランダムに選択する関数f(k)に基づいて選択することができる。さらにもう１つの実施形態においては、ステアリング行列は、「置換」方式で組から選択される。例えば、Ｌのステアリング行列全体をサイクルさせ、順次で選択することができる。しかしながら、各サイクルに関する開始のステアリング行列は、常に第１のステアリング行列V(1)にするのではなく、疑似ランダム方式で選択することができる。更に、Ｌのステアリング行列はその他の方式で選択することもできる。

ステアリング行列の選択は、組内のステアリング行列数（Ｌ）とサブバンド数（Ｎ_Ｍ）に依存して疑似ランダム送信ステアリングを当てはめることもでき、例えばN_M = N_D + N_Pである。一般的には、Ｌは、Ｎ_Ｍよりも大きい、Ｎ_Ｍと等しい、又はＮ_Ｍよりも小さいことができる。L = N_Mである場合は、Ｎ_Ｍのサブバンドの各々に関して異なるステアリング行列を選択することができる。L < N_Mである場合は、ステアリング行列は各シンボル時間に関して再使用される。L > N_Mである場合は、ステアリング行列の部分組が各シンボル時間に関して使用される。すべての場合に関して、Ｎ_Ｍのサブバンドに対するＮ_Ｍのステアリング行列は、上述されているように、決定方式、疑似ランダム方式、又は置換方式で選択することができる。

送信ダイバーシティに関しては、各ＰＤＵに関するＮ_Ｍのサブバンドに関してＮ_Ｍのステアリング行列が選択される。空間拡散に関しては、ＰＤＵの各シンボル時間に関するＮ_Ｍのサブバンドに関してＮ_Ｍのステアリング行列を選択することができる。各シンボル時間に関して異なる一組のＮ_Ｍのステアリング行列を選択することができ、該組は、Ｌのステアリング行列の異なる置換を含むことができる。

ＭＩＳＯ及びＭＩＭＯの両方に関する空間拡散に関して、送信エンティティ及び受信エンティティのみが、空間処理のために用いられる疑似ランダムステアリング行列を知っている。この状態は、様々な方法で達成させることができる。一実施形態においては、（例えば、セキュリティが確保されたオーバーザエアシグナリングを通じて又はその他の何らかの手段で）送信エンティティと受信エンティティとの間で交換されるセキュリティが確保された情報（例えば、キー、シード、識別子、一連番号、等）を備えるアルゴリズムに基づいてＬのステアリング行列の組から疑似ランダムに選択される。この結果、ステアリング行列の組は、送信エンティティ及び受信エンティティのみが知っている方法で置換される。もう１つの実施形態においては、送信エンティティ及び受信エンティティは、すべてのエンティティに知られている共通のステアリング行列を、これらの２つのエンティティのみが知っている一意の行列U _uを用いて修正する。この動作は、V _pm,u(i) = U _u・V _pm(i)又はv _pm,u(i) = U _u・v _pm(i)として表すことができる。修正されたステアリング行列は、空間処理のために使用される。さらに別の実施形態においては、送信エンティティ及び受信エンティティは、共通のステアリング行列のカラムを、これらの２つのエンティティのみが知っている方法で置換する。さらに別の実施形態においては、送信エンティティ及び受信エンティティは、これらの２つのエンティティのみが知っている何らかのセキュリティが確保された情報に基づいて、必要に応じてステアリング行列を生成する。空間拡散のために用いられる疑似ランダムステアリング行列は、その他の様々な方法で生成及び／又は選択することができ、この生成及び／又は選択は、本発明の適用範囲内である。

４．ＩＥＥＥ８０２．１１
本明細書において説明されている技術は、様々なＯＦＤＭシステムに関して、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ及び８０２．１１ｇを実装するシステムに関して使用することができる。８０２．１１ａ／ｇに関するＯＦＤＭ構造は、全体のシステム帯域幅を６４の直交サブバンド（即ち、N_F = 64）に分割し、これらのサブバンドに−３２乃至＋３１のインデックスが割り当てられる。これらの６４のサブバンドのうちで、（±{1, …, 6, 8, …, 20, 22, …, 26}のインデックスを有する）４８のサブバンドは、データ送信のために使用され、（±{7, 21}のインデックスを有する）４つのサブバンドは、パイロット送信のために使用され、（０のインデックスを有する）ＤＣサブバンドは使用されずガードサブバンドとして機能する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇに関しては、各ＯＦＤＭシンボルは、６４チップの変換されたシンボルと１６チップのサイクリックプリフィックスを具備する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇは、２０ＭＨｚのシステム帯域幅を使用する。従って、各チップは、５０ナノ秒の継続時間を有し、各ＯＦＤＭシンボルは、このシステムに関する１つのＯＦＤＭシンボル時間である４．０マイクロ秒の継続時間を有する。このＯＦＤＭ構造は、"Part 11: Wireless LAＮ Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band"（無線ＬＡＮメディアアクセス制御（ＭＡＣ）及び物理レイヤ（ＰＨＹ）仕様：５ＧＨｚバンドにおける高速物理レイヤ）という題名のＩＥＥＥ規格８０２．１１ａ文書（１９９９年９月）において説明されており、該文書は公に入手可能である。

図６Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１によって定義されたＰＤＵフォーマット６００を示した図である。フォーマット６００は、ＭＩＳＯ送信に関する被ステアリングモードとＰＲＴＳモードの両方（送信ダイバーシティと空間拡散の両方）をサポートする。ＩＥＥＥ８０２．１１に関するプロトコルスタック内の物理（ＰＨＹ）レイヤにおいては、データは、ＰＨＹサブレイヤサービスデータユニット（ＰＳＤＵ）として処理される。各ＰＳＤＵ６３０は、該ＰＳＤＵに関して選択された符号化／変調方式に基づいて別々に符号化及び変調される。各ＰＳＤＵ６３０は、６つのフィールドを含むＰＬＣＰヘッダ６１０をさらに有する。速度フィールド６１２は、ＰＳＤＵに関する速度を示す。予約フィールド６１４は、１つの予約ビットを含む。長さフィールド６１６は、ＰＳＤＵの長さをオクテット単位で示す。パリティフィールド６１８は、３つの先行フィールドに関する１ビットの偶数パリティを搬送する。テールフィールド６２０は、符号器のフラッシュアウト（ｆｌｕｓｈｏｕｔ）に用いられる６個のゼロを搬送する。サービスフィールド６２２は、ＰＳＤＵに関するスクランブラの初期設定に用いられる７つのヌルビットと９つの予約ビットを含む。テールフィード６３２は、ＰＳＤＵ６３０の最後に添付され、符号化器のフラッシュアウトに用いられる６個のゼロを搬送する。可変長パッドフィールド６３４は、ＰＳＤＵを整数の数のＯＦＤＭシンボルと適合させる上で十分な数のパッドビットを有する。

各ＰＳＤＵ６３０及びその関連フィールドは、３つの部分を含む１つのＰＨＹプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）６４０で送信される。プリアンブル部６４２は、４つのＯＦＤＭシンボル時間の継続時間を有し、ＡＧＣ、タイミング取得、粗周波数取得、微周波数取得、チャネル推定、及びその他の目的のために受信エンティティによって用いられる１０個のショートトレーニングシンボル６４２ａと２個のロングトレーニングシンボル６４２ｂを搬送する。これらの１０個のショートトレーニングシンボルは、１２の指定サブバンドで１２個の特定のパイロットシンボルとともに生成され、２つのＯＦＤＭシンボル時間にまたがる。２個のロングトレーニングシンボルは、５２の指定サブバンドで５２個の特定のパイロットシンボルともに生成され、同じく２つのＯＦＤＭシンボル時間にまたがる。信号部６４４は、ヘッダの最初の５つのフィールドに関する１個のＯＦＤＭシンボルを搬送する。データ部６４８は、ヘッダのサービスフィールド、ＰＳＤＵ、及び後続するテールフィールドとパッドフィールドに関する可変数のＯＦＤＭシンボルを搬送する。ＰＰＤＵ６４０は、パケット又はその他のいずれかの用語で呼ばれることもある。

図６Ｂは、ＭＩＳＯ送信及びＭＩＭＯ送信の両方に関して被ステアリングモードとＰＲＴＳモードの両方をサポートする典型的ＰＤＵフォーマット６０２を示した図である。このフォーマットに関するＰＰＤＵ６５０は、プリアンブル部６５２と、信号部６５４と、ＭＩＭＯパイロット部６５６と、データ部６５８と、を含む。プリアンブル部６５２は、プリアンブル部６４２と同様に、１０個のショートトレーニングシンボル６５２ａ及び２個のロングトレーニングシンボル６５２ｂを搬送する。信号部６５４は、ＰＰＤＵ６５０に関するシグナリングを有し、表２に示されているように定義することができる。

表２は、４本の送信アンテナ（N_T = 4）に関する信号部６５４に関する典型的フォーマットを示した図である。受信アンテナ数に依存して最大で４つの空間チャネルをデータ送信のために利用することができる。各空間チャネルに関する速度は、速度ベクトルフィールドによって示される。受信エンティティは、空間チャネルによってサポートされる最高速度を決定して送り戻す。送信エンティティは、これらの最高速度に基づいてデータ送信速度を選択する（例えば、これらの最高速度よりも低速で又は同じ速度）。信号部６５４に関しては異なるフィールドを有するその他のフォーマットを使用することもできる。

ＭＩＭＯパイロット部６５６は、ＭＩＭＯチャネルを推定するために受信エンティティによって用いられるＭＩＭＯパイロットを搬送する。ＭＩＭＯパイロットは、（１）何の空間処理も行われない「そのままの」状態で、（２）式（２１）又は（２３）に示されている疑似ランダムステアリング付きで、又は（３）式（１８）に示されているＭＩＭＯチャネルの固有モードで、Ｎ_Ｔ本の全送信アンテナから送信されるパイロットである。ＭＩＭＯパイロットに関する各送信アンテナに関する送信シンボルは、該送信アンテナに対して割り当てられたＮ_Ｔチップの直交シーケンス（例えば、４チップウォルシュ符号）がさらに乗じられる。データ部６５８は、データ部６４８と同様に、データ、パッドビット、及びテールビットに関する可変数のＯＦＤＭシンボルを搬送する。

疑似ランダム送信ステアリングは、フォーマット６００及び６０２に関して様々な方法で行うことができる。ＰＲＴＳモードの一実施形態においては、疑似ランダム送信ステアリングは、ＰＤＵ全体において適用される。ＰＲＴＳモードに関する別の実施形態においては、疑似ランダム送信ステアリングは、ＰＤＵの一部分において適用される。例えば、疑似ランダム送信ステアリングは、フォーマット６００と６０２に関する１０個のショートトレーニングシンボルを除くＰＤＵ全体において適用することができる。これらの１０個のショートトレーニングシンボルに関する疑似ランダム送信ステアリングは、信号検出、ＡＧＣ、タイミング取得、及び粗周波数取得に対して悪影響を及ぼす可能性があり、その場合はこれらのシンボルに関しては適用されない。送信ダイバーシティに関しては、各サブバンドに関して、ＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分全体において同じ疑似ランダムステアリングベクトル／行列が使用される。空間拡散に関しては、各サブバンドに関して、ＰＤＵの疑似ランダムステアリングされた部分全体おいて異なるベクトル／行列を使用することができる。少なくとも、チャネル推定のために用いられるプリアンブル／パイロット部分（例えば、２個のロングトレーニングシンボル）及びＰＤＵのデータ部に関しては異なるステアリングベクトル／行列が使用される。フォーマット６００に関しては、ＰＰＤＵ６４０のプリアンブル部内の２個のロングトレーニングシンボルとデータ部に関して異なるステアリングベクトルを使用することができ、一方の部分に関するステアリングベクトルはすべて１にすることができる。フォーマット６０２に関しては、ＰＰＤＵ６５０のＭＩＭＯパイロット部とデータ部に関して異なるステアリング行列を使用することができ、一方の部分に関するステアリング行列はアイデンティティ行列にすることができる。

受信エンティティは、典型的には、各ＰＰＤＵを別々に処理する。受信エンティティは、ＡＧＣ、ダイバーシティ選択、タイミング取得、及び粗周波数取得に関してはショートトレーニングシンボル、（２）微周波数取得に関するロングトレーニングシンボルを使用することができる。受信エンティティは、ＭＩＳＯチャネル推定に関してはロングトレーニングシンボル、ＭＩＭＯチャネル推定に関してＭＩＭＯパイロットを使用することができる。上述されているように、受信エンティティは、プリアンブル又はＭＩＭＯパイロットから直接又は間接的に有効チャネル応答推定値を導き出してこれらのチャネル推定値を検出又は空間処理のために使用することができる。

５．システム
図７は、システム１００における多アンテナ送信エンティティ７１０、単一アンテナ受信エンティティ７５０ｘ、及び多アンテナ受信エンティティ７５０ｙのブロック図である。送信エンティティ７１０は、アクセスポイント又はユーザー端末であることができる。各受信エンティティ７１０もアクセスポイント又はユーザー端末であることができる。

送信エンティティ７１０において、送信（ＴＸ）データプロセッサ７２０は、各パッケージのデータを処理（例えば、符号化、インターリービング、及びシンボルマッピング）して対応するブロックのデータシンボルを得る。ＴＸ空間プロセッサ７３０は、パイロットシンボルとデータシンボルを受信して適切なサブバンドに多重分離し、被ステアリングモード及び／又はＰＲＴＳモードに関する空間処理を行い、Ｎ_Ｔの送信シンボルストリームをＮ_Ｔの送信機装置（ＴＭＴＲ）７３２ａ乃至７３２ｔに提供する。各送信機装置７３２は、自己の送信シンボルストリームを処理して変調信号を生成する。送信機装置７３２ａ乃至７３２ｔは、Ｎ_Ｔ本のアンテナ７３４ａ乃至７３４ｔからそれぞれ送信するためにＮ_Ｔ個の変調信号を提供する。

単一アンテナ受信エンティティ７５０ｘにおいて、アンテナ７５２ｘは、Ｎ_Ｔ個の送信信号を受信し、１個の受信信号を受信機装置（ＲＣＶＲ）７５４ｘに提供する。受信機装置７５４ｘは、送信機装置７３２によって行われる処理を補完する処理を行い、（１）受信データシンボルを検出器７６０ｘに提供し、（２）受信パイロットシンボルをコントローラ７８０ｘ内のチャネル推定器７８４ｘに提供する。チャネル推定器７８４ｘは、すべてのデータサブバンドに関して送信エンティティ７１０と受信エンティティ７５０ｘとの間の有効ＳＩＳＯチャネルに関するチャネル応答推定値を導き出す。検出器７６０ｘは、各サブバンドに対する受信データシンボルに関する検出を、該サブバンドに対する有効ＳＩＳＯチャネル応答推定値に基づいて行い、すべてのサブバンドに対する検出シンボルストリームを提供する。次に、受信（ＲＸ）データプロセッサ７７０ｘは、該検出シンボルストリームを処理（例えば、シンボルデマッピング、デインターリービング、及び復号）し、各データパケットに関する復号データを提供する。

多アンテナ受信エンティティ７５０ｙにおいて、Ｎ_Ｒ本のアンテナ７５２ａ乃至７５２ｒは、Ｎ_Ｔの送信信号を受信し、各アンテナ７５２は、各々の受信機装置７５４に受信信号を提供する。各受信機装置７５４は、各々の受信信号を処理し、（１）受信データシンボルを受信（ＲＸ）空間プロセッサ７６０ｙに提供し、（２）受信パイロットシンボルをコントローラ７８０ｙ内のチャネル推定器７８４ｙに提供する。チャネル推定器７８４ｙは、すべてのデータサブバンドに関して、送信エンティティ７１０と受信エンティティ７５０ｙとの間の実ＭＩＭＯチャネル又は有効ＭＩＭＯチャネルに関するチャネル応答推定値を導き出す。コントローラ７８０ｙは、ＭＩＭＯチャネル応答推定値とステアリング行列に基づいて及び例えばＣＣＭＩ方式又はＭＭＳＥ方式に従って空間フィルタ行列を導き出す。ＲＸ空間プロセッサ７６０ｙは、各サブバンドに対する受信データシンボルについての空間処理を、該サブバンドに関して導き出された空間フィルタ行列を用いて行い、該サブバンドに対する検出されたシンボルを提供する。次に、ＲＸデータプロセッサ７７０ｙは、全サブバンドに対する検出シンボルを処理し、各データパケットに関する復号データを提供する。

コントローラ７４０、７８０ｘ、及び７８０ｙは、送信エンティティ７１０及び受信エンティティ７５０ｘと７５０ｙの各々における処理装置の動作を制御する。メモリ装置７４２、７８２ｘ、及び７８２ｙは、コントローラ７４０、７８０ｘ、及び７８０ｙによって用いられるデータ及び／又はプログラムコードをそれぞれ格納する。例えば、これらのメモリ装置は、Ｌの疑似ランダムステアリングベクトル（ＳＶ）及び／又はステアリング行列（ＳＭ）の組を格納する。

図８は、送信エンティティ７１０における処理装置の一実施形態を示した図である。ＴＸデータプロセッサ７２０内において、復号器８２２は、各データパケットを受け取り、該データパケットを符号化方式に基づいて別々に符号化して符号ビットを提供する。該符号化は、データ送信の信頼性を向上させる。該符号化方式は、巡回冗長検査（ＣＲＣ）、畳み込み、ターボ、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）、ブロック、その他の符号化、又はその組合せを含む。ＰＲＴＳモードにおいては、ＳＮＲは、無線チャネルが全サブバンド全体においてフラットであり更にデータパケット全体において静的である場合においても変動する可能性がある。データパケット全体における該ＳＮＲの変動は、十分に強力な符号化方式を用いることによって対処することで、符号化された性能がデータパケット全体における平均ＳＮＲに比例するようにすることができる。インターリーバー８２４は、インターリービング方式に基づいて各データパケットに関する符号ビットをインターリービング又は順序変更し、周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ及び／又は空間ダイバーシティを達成させる。シンボルマッピング装置８２６は、各データパケットに関するインターリービングされたビットを変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ）に基づいてマッピングし、該データパケットに関する１つのブロックのデータシンボルを提供する。各データパケットに関して用いられる符号化方式及び変調方式は、該パケットに関して選択された速度によって決定される。

ＴＸ空間プロセッサ７３０内において、デマルチプレクサ（Ｄｅｍｕｘ）８３２は、各データパケットに関するデータシンボルブロックを多重分離してＮ_Ｄのデータサブバンドに対するＮ_Ｄのデータシンボルシーケンスにする。各データサブバンドに関して、デマルチプレクサ（Ｍｕｘ）８３４は、該サブバンドに対するパイロットシンボルとデータシンボルを受け取り、プリアンブル部及びＭＩＭＯパイロット部が継続中にパイロットシンボルを提供し、シグナリング部及びデータ部が継続中にデータシンボルを提供する。各データパケットに関して、Ｎ_Ｄのマルチプレクサ８３４ａ乃至８３４ｎｄは、Ｎ_Ｄのデータサブバンドに対するＮ_ＤのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルをＮ_ＤのＴＸサブバンド空間プロセッサ８４０ａ乃至８４０ｎｄに提供する。各空間プロセッサ８４０は、各々のデータサブバンドに関して被ステアリングモード又はＰＲＴＳモードに関する空間処理を行う。ＭＩＳＯ送信に関しては、各空間プロセッサ８４０は、サブバンドに関して選択された１つ以上のステアリングベクトルを用いて各々のパイロット／データシンボルシーケンスに関する空間処理を行い、Ｎ_Ｔ本の送信アンテナに関するＮ_Ｔのシーケンスの送信シンボルをＮ_Ｔのマルチプレクサ８４２ａ乃至８４２ｔに提供する。ＭＩＭＯ送信に関しては、各空間プロセッサ８４０は、自己のパイロット／データシンボルシーケンスを、Ｎ_Ｓの空間チャネルに関するＮ_Ｓのサブシーケンスに多重分離し、Ｎ_Ｔの送信シンボルシーケンスをＮ_Ｔのマルチプレクサ８４２ａ乃至８４２ｔに提供する。各マルチプレクサ８４２は、全サブバンドに対する送信シンボルシーケンスを各々の送信機装置７３２に提供する。各送信機装置７３２は、（１）各々の送信シンボルストリームに関するＯＦＤＭ変調を行うＯＦＤＭ変調器（ＭＯＤ）８５２と、（２）ＯＦＤＭ変調器８５２からのＯＦＤＭシンボルストリームのコンディショニング（アナログへの変換、フィルタリング、増幅、及び周波数アップコンバージョン、等）を行って変調信号を生成するＴＸＲＦ装置８５４と、を含む。

図９Ａは、単一アンテナ受信エンティティ７５０ｘにおける処理装置の一実施形態を示した図である。受信機装置７５４ｘは、（１）アンテナ７５２ｘからの受信信号をコンディショニング及びデジタル化してサンプルを提供するＲＸＲＦ装置９１２と、（２）該サンプルに関するＯＦＤＭ復調を行うＯＦＤＭ復調器（ＤＥＭＯＤ）９１４と、を含み、受信データシンボルを検出器７６０ｘに提供し、受信パイロットシンボルをチャネル推定器７８４ｘに提供する。チャネル推定器７８４ｘは、受信パイロットシンボル及びステアリングベクトルに基づいて有効ＳＩＳＯチャネルに関するチャネル応答推定値を導き出す。

検出器７６０ｘ内において、デマルチプレクサ９２２は、各データパケットに関する受信データシンボルを多重分離してＮ_Ｄのデータサブバンドに対するＮ_Ｄの受信データシンボルシーケンスにし、該Ｎ_ＤのシーケンスをＮ_Ｄのサブバンド検出器９２４ａ乃至９２４ｎｄに提供する。各サブバンド検出器９２４は、自己のサブバンドに対する受信データシンボルについての検出を、該サブバンドに対する有効ＳＩＳＯチャネル応答推定値を用いて行い、検出されたシンボルを提供する。マルチプレクサ９２６は、全データサブバンドに対する検出シンボルを多重化し、各データパケットに関する１つのブロックの検出シンボルをＲＸデータプロセッサ７７０ｘに提供する。ＲＸデータプロセッサ７７０ｘ内において、シンボルデマッピング装置９３２は、各データパケットに関する検出シンボルを、該パケットに関して用いられた変調方式に従ってデマッピングする。デインターリーバー９３４は、復調されたデータを、該データパケットに関して行われたインターリービングを補完する形でデインターリービングする。復号器９３６は、デインターリービングされたデータを、該データパケットに関して行われた符号化を補完する形で復号する。例えば、ターボ符号化または畳み込み符号化が送信エンティティ７１０によってそれぞれ行われる場合は、ターボ復号器又はヴィタビ復号器を復号器９３６に関して使用することができる。

図９Ｂは、多アンテナ受信エンティティ７５０ｙにおける処理装置の一実施形態を示した図である。受信機装置７５４ａ乃至７５４ｒは、Ｎ_Ｒの受信信号をコンディショニング、デジタル化、及びＯＦＤＭ復調し、受信データシンボルをＲＸ空間プロセッサ７６０ｙに提供し、受信パイロットシンボルをチャネル推定器７８４ｙに提供する。チャネル推定器７８４ｙは、ＭＩＭＯチャネルに関するチャネル応答推定値を受信パイロットシンボルに基づいて導き出す。コントローラ７８０ｙは、ＭＩＭＯチャネル応答推定値及びステアリング行列に基づいて空間フィルタ行列を導き出す。ＲＸ空間プロセッサ７６０ｙ内において、Ｎ_Ｒのデマルチプレクサ９４２ａ乃至９４２ｒは、Ｎ_Ｒの受信機装置７５４ａ乃至７５４ｒから受信データシンボルを得る。各デマルチプレクサ９４２は、各データパケットに関する受信データシンボルをＮ_Ｄのデータサブバンドに対するＮ_Ｄの受信データシンボルシーケンスに多重分離し、Ｎ_ＤのシーケンスをＮ_ＤのＲＸサブバンド空間プロセッサ９４４ａ乃至９４４ｎｄに提供する。各空間プロセッサ９４４は、自己のサブバンドに対する受信データシンボルについての受信機空間処理を、該サブバンドに対する空間フィルタ行列を用いて行い、検出されたシンボルを提供する。マルチプレクサ９４６は、全サブバンドに対する検出シンボルを多重化し、各データパケットに関する１つのブロックの検出シンボルをＲＸデータプロセッサ７７０ｙに提供する。ＲＸデータプロセッサ７７０ｙは、図９ＡのＲＸデータプロセッサ７７０ｘと同じ設計で実装することができる。

本明細書において説明されるデータ送信技術は、様々な手段で実装することができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア内に実装すること、ソフトウェア内に実装すること、又はその組合せ内に実装することができる。ハードウェア内に実装する場合は、送信エンティティ及び受信エンティティにおいてデータ送信技術を実施又はサポートするために用いられる処理装置は、本明細書において説明されている機能を実施するように設計された１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラミング可能な論理デバイス（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、その他の電子装置、又はその組合せの中に実装することができる。

ソフトウェア内に実装する場合は、これらのデータ送信技術は、本明細書において説明されている機能を果たすモジュール（例えば、手順、関数、等）とともに実装することができる。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、７８２ｘ及び７８２ｙ）に格納することができ、プロセッサ（例えば、図７のコントローラ７４０、７８０ｘ及び７８０ｙ）によって実行することができる。該メモリ装置は、プロセッサ内に実装すること又はプロセッサの外部に実装することができ、プロセッサの外部に実装する場合は、当業において知られている様々な手段を通じて通信可能な形でプロセッサに結合させることができる。

見出しは、参照を目的として及び一定の節を探し出しやすいようにすることを目的として本明細書に含められている。これらの見出しは、本明細書において説明されている概念の適用範囲を限定することを意図するものではなく、これらの概念は、本明細書全体のその他の節においても適用可能である。

開示されている実施形態に関する上記の説明は、当業者が本発明を製造又は使用できるようにすることを目的とするものである。又、これらの実施形態に対する様々な修正が加えられた場合には、当業者は、該修正を容易に理解することが可能である。さらに、本明細書において定められている一般原理は、本発明の精神及び適用範囲を逸脱しない形でその他の実施形態に対しても適用することができる。以上のように、本発明は、本明細書において示されている実施形態に限定することを意図するものではなく、本明細書において開示されている原理及び斬新な特長に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められることになることを意図するものである。

多アンテナ通信システムを示した図である。一般的ＰＤＵフォーマットを示した図である。二重アンテナ送信エンティティから単一アンテナ受信エンティティへのパイロット送信を示した図である。被ステアリングモード又はＰＲＴＳモードを用いてデータを送信するプロセスを示した図である。両モードを用いてデータを送信するプロセスを示した図である。特定のＰＤＵフォーマットを示した図である（その１）。特定のＰＤＵフォーマットを示した図である（その２）。１つの送信エンティティと２つの受信エンティティを示した図である。多アンテナ受信エンティティのブロック図である。単一アンテナ受信エンティティのブロック図である。多アンテナ受信エンティティのブロック図である。

Claims

直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおいて送信エンティティから受信エンティティにデータを送信する方法であって、
データパケットを処理して１つのブロックのデータシンボルを得ることと、
パイロットシンボル及び該ブロックのデータシンボルを複数のサブバンドに多重分離し、前記データパケットに対して、前記複数のサブバンドに関して複数のシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルを得ることと、
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を前記サブバンドに関して選択された少なくとも１つのステアリングベクトルを用いて行うことであって、前記空間処理は、前記複数のサブバンドで送られた前記複数のシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測された複数の有効単入力単出力（ＳＩＳＯ）チャネルをランダム化すること、とを具備する方法。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された１つのステアリングベクトルを用いて空間処理される請求項１に記載の方法。
複数の異なるステアリングベクトルが前記複数のサブバンドに関して使用される請求項２に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記１つのステアリングベクトルは、前記受信エンティティが知らない請求項２に記載の方法。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された少なくとも２つのステアリングベクトルを用いて空間処理される請求項１に記載の方法。
各シンボル時間において各サブバンドで１個のパイロットシンボル又はデータシンボルが送信され、各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、各シンボル時間に関する異なるステアリングベクトルを用いて空間処理される請求項１に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記送信エンティティ及び前記受信エンティティのみが知っている請求項１に記載の方法。
各サブバンドに対する前記少なくとも１つのステアリングベクトルを用いた前記空間処理は、データシンボルのみに関して行われる請求項１に記載の方法。
前記パイロットシンボルは、前記受信エンティティによってチャネル推定のために使用される請求項１に記載の方法。
データパケットを前記処理することは、
符号化方式に従って前記データパケットを符号化して符号化データを得ることと、
前記符号化データをインターリービングしてインターリービングされたデータを得ることと、
前記インターリービングされたデータを変調方式に従ってシンボルマッピングして前記ブロックのデータシンボルを得ること、とを含む請求項１に記載の方法。
各サブバンドに対する前記少なくとも１つのステアリングベクトルを一組のＬのステアリングベクトルの中から選択することをさらに具備し、Ｌは１よりも大きい整数である請求項１に記載の方法。
前記Ｌのステアリングベクトルは、前記Ｌのステアリングベクトルのうちのいずれの対のステアリングベクトルも低い相関関係を有するようにする請求項１１に記載の方法。
各シンボル時間における各サブバンドに対するステアリングベクトルを一組のＬのステアリングベクトルの中から選択することをさらに具備し、Ｌは１よりも大きい整数である請求項６に記載の方法。
各ステアリングベクトルは、同じ大きさで異なる位相を有するＴ個の要素を含み、Ｔは、前記送信エンティティにおける送信アンテナ数であって更に１よりも大きい整数である請求項１に記載の方法。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおける装置であって、
データパケットを処理して１つのブロックのデータシンボルを得るために動作するデータプロセッサと、
パイロットシンボル及び前記ブロックのデータシンボルを複数のサブバンドに多重分離し、前記データパケットに関して、前記複数のサブバンドに対する複数シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルを得るために動作するデマルチプレクサと、
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに関して選択された少なくとも１つのステアリングベクトルを用いて行うために動作する空間プロセッサであって、前記空間処理は、前記複数のサブバンドで送られた前記複数のシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測された複数の有効単入力単出力（ＳＩＳＯ）チャネルをランダム化する空間プロセッサと、を具備する装置。
前記空間プロセッサは、各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルを前記サブバンドに関して選択された１つのステアリングベクトルを用いて空間処理するために動作する請求項１５に記載の装置。
前記空間プロセッサは、各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルを、前記サブバンドに関して選択された少なくとも２つのステアリングベクトルを用いて空間処理するために動作する請求項１５に記載の装置。
各サブバンドに対する前記少なくとも２つのステアリングベクトルは、前記サブバンドに対する送信エンティティと受信エンティティのみが知っている請求項１７に記載の装置。
各ステアリングベクトルは、同じ大きさで異なる位相を有するＴ個の要素を含み、Ｔは、前記データパケットを送信するために用いられるアンテナ数であって更に１よりも大きい整数である請求項１５に記載の装置。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおける装置であって、
データパケットを処理して１つのブロックのデータシンボルを得る手段と、
パイロットシンボル及び該ブロックのデータシンボルを複数のサブバンドに多重分離し、前記データパケットに対して、前記複数のサブバンドに対する複数のシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルを得る手段と、
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を前記サブバンドに関して選択された少なくとも１つのステアリングベクトルを用いて行う手段であって、前記空間処理は、前記複数のサブバンドで送られた前記複数のシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測された複数の有効単入力単出力（ＳＩＳＯ）チャネルをランダム化する手段と、を具備する装置。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された１つのステアリングベクトルを用いて空間処理される請求項２０に記載の装置。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された少なくとも２つのステアリングベクトルを用いて空間処理される請求項２０に記載の装置。
各サブバンドに対する前記少なくとも２つのステアリングベクトルは、前記データパケットに関する送信エンティティ及び前記受信エンティティのみが知っている請求項２２に記載の装置。
各ステアリングベクトルは、同じ大きさで異なる位相を有するＴ個の要素を含み、Ｔは、前記データパケットを送信するために用いられるアンテナ数であって更に１よりも大きい整数である請求項２０に記載の装置。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて送信エンティティから受信エンティティにデータを送信する方法であって、
データパケットを処理して１つのブロックのデータシンボルを得ることと、
パイロットシンボル及び前記ブロックのデータシンボルを複数のサブバンドに多重分離することと、
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに関して選択された少なくとも１つのステアリング行列を用いて行うことであって、前記空間処理は、前記複数のサブバンドで送られた前記パイロットシンボルとデータシンボルによって観測された前記複数のサブバンドに対する複数の有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化すること、とを具備する方法。
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された１つのステアリング行列を用いて空間処理される請求項２５に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記少なくとも１つのステアリング行列は、前記受信エンティティが知らない請求項２６に記載の方法。
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルは、各シンボル時間に関する異なるステアリング行列を用いて空間処理される請求項２５に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記少なくとも１つのステアリング行列は、前記送信エンティティ及び前記受信エンティティのみが知っている請求項２５に記載の方法。
各サブバンドに対する前記少なくとも１つのステアリング行列を用いた前記空間処理は、データシンボルのみに関して行われる請求項２５に記載の方法。
前記パイロットシンボルは、前記受信エンティティによってチャネル推定のために使用される請求項２５に記載の方法。
前記空間処理から得られた、各サブバンドに対する拡散シンボルに前記少なくとも１つのステアリング行列を乗じて、前記サブバンドに対する前記ＭＩＭＯチャネルの固有モードで前記拡散シンボルを送信することをさらに具備する請求項２５に記載の方法。
各サブバンドに対する前記少なくとも１つのステアリング行列を一組のＬのステアリング行列の中から選択することをさらに具備し、Ｌは１よりも大きい整数である請求項２５に記載の方法。
各シンボル時間における各サブバンドに対するステアリング行列を一組のＬのステアリング行列の中から選択することをさらに具備し、Ｌは１よりも大きい整数である請求項２８に記載の方法。
前記組内の前記Ｌのステアリング行列は、前記Ｌのステアリング行列のうちのいずれの対のステアリング行列が弱い相関関係を有するものである請求項３３に記載の方法。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
データパケットを処理して１つのブロックのデータシンボルを得るために動作するデータプロセッサと、
パイロットシンボル及び前記ブロックのデータシンボルを複数のサブバンドに多重分離するために動作するデマルチプレクサと、
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに関して選択された少なくとも１つのステアリング行列を用いて行うために動作する空間プロセッサであって、前記空間処理は、前記複数のサブバンドで送られた前記パイロットシンボルとデータシンボルによって観測された前記複数のサブバンドに対する複数の有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する空間プロセッサと、を具備する装置。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおいて送信エンティティから受信エンティティにデータを送信する方法であって、
前記受信エンティティに関するチャネル応答推定値を前記送信エンティティが入手できない場合は第１のモードを用いて前記受信エンティティにデータを送信することであって、前記第１のモードでは疑似ランダムステアリングベクトル又は行列を用いてデータシンボルが空間処理されることと、
前記受信エンティティに関する前記チャネル応答推定値を前記送信エンティティが入手できる場合は第２のモードを用いて前記受信エンティティにデータを送信することであって、前記第２のモードでは前記チャネル応答推定値から導き出されたステアリングベクトル又はステアリング行列を用いてデータシンボルが空間処理されること、とを具備する方法。
第１のモードを用いて前記受信エンティティにデータを前記送信することは、
第１のデータパケットを処理して第１のブロックのデータシンボルを得ることと、
パイロットシンボル及び前記第１のブロックのデータシンボルを複数のサブバンドに多重分離することと、
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに関して選択された少なくとも１つの疑似ランダムステアリングベクトルを用いて行うことであって、前記空間処理は、前記複数のサブバンドで送られた前記パイロットシンボルとデータシンボルによって観測された複数の有効単入力単出力（ＳＩＳＯ）チャネルをランダム化すること、とを含む請求項３７に記載の方法。
第２のモードを用いて前記受信エンティティにデータを前記送信することは、
第２のデータパケットを処理して第２のブロックのデータシンボルを得ることと、
パイロットシンボル及び前記第２のブロックのデータシンボルを前記複数のサブバンドに多重分離することと、
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに対する多入力単出力（ＭＩＳＯ）チャネルに関するチャネル応答推定値から導き出されたステアリングベクトルを用いて空間処理し、前記パイロットシンボルとデータシンボルの送信を前記受信エンティティ方向にステアリングすること、とを含む請求項３８に記載の方法。
第１のモードを用いて前記受信エンティティにデータを前記送信することは、
第１のデータパケットを処理して第１のブロックのデータシンボルを得ることと、
パイロットシンボル及び前記第１のブロックのデータシンボルを複数のサブバンドに多重分離することと、
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに関して選択された少なくとも１つの疑似ランダムステアリング行列を用いて空間処理することであって、前記空間処理は、前記複数のサブバンドで送られた前記パイロットシンボルとデータシンボルによって観測された前記複数のサブバンドに対する複数の有効多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネルをランダム化すること、とを含む請求項３７に記載の方法。
第２のモードを用いて前記受信エンティティにデータを前記送信することは、
第２のデータパケットを処理して第２のブロックのデータシンボルを得ることと、
パイロットシンボル及び前記第２のブロックのデータシンボルを前記複数のサブバンドに多重分離することと、
各サブバンドに対する前記パイロットシンボルとデータシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに対するＭＩＭＯチャネルに関するチャネル応答推定値から導き出されたステアリング行列を用いて空間処理し、前記サブバンドに対する前記ＭＩＭＯチャネルの固有モードで前記パイロットシンボルとデータシンボルを送信すること、とを含む請求項４０に記載の方法。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおける装置であって、
受信エンティティに関するチャネル応答推定値を入手できない場合は前記受信エンティティにデータを送信するために第１のモードを選択し、前記チャネル応答推定値が入手できる場合は前記受信エンティティにデータを送信するために第２のモードを選択するために動作するコントローラであって、前記第１のモードにおいては疑似ランダムステアリングベクトルを用いてデータシンボルが空間処理され、前記第２のモードにおいては前記チャネル応答推定値から導き出されたステアリングベクトルを用いてデータシンボルが空間処理されるコントローラと、
各ブロックのデータシンボルに関する空間処理を前記ブロックに関して選択された前記モードに従って行うために動作する空間プロセッサと、を具備する装置。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおいて送信エンティティによって受信エンティティに送られたデータ送信を受信する方法であって、
前記送信エンティティによってＳのサブバンドを介して送信されたＳのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関するＳのシーケンスの受信シンボルを単一の受信アンテナを通じて得ることであって、Ｓは１よりも大きい整数であり、前記Ｓのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記送信エンティティにおいて複数のステアリングベクトルを用いて空間処理され、前記Ｓのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測されたＳの有効単入力単出力（ＳＩＳＯ）チャネルをランダム化することと、
前記Ｓの有効ＳＩＳＯチャネルに関するチャネル応答推定値を前記Ｓの受信シンボルシーケンス内の受信パイロットシンボルに基づいて導き出すことと、
前記Ｓの受信シンボルシーケンス内の受信データシンボルに関する検出を前記Ｓの有効ＳＩＳＯチャネルに関する前記チャネル応答推定値に基づいて行って検出されたシンボルを得ること、とを具備する方法。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された１つ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おいて空間処理される請求項４３に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記１つのステアリングベクトルは、前記受信エンティティが知らない請求項４４に記載の方法。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された少なくとも２つ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おいて空間処理される請求項４３に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記少なくとも２つのステアリングベクトルは、前記送信エンティティ及び前記受信エンティティのみが知っている請求項４６に記載の方法。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおける受信機装置であって、
送信エンティティによってＳのサブバンドを介して送信されたＳのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関して、単一受信アンテナを通じて得られたＳのシーケンスの受信シンボルを提供するために動作する復調器であって、Ｓは１よりも大きい整数であり、前記Ｓのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記送信エンティティにおいて複数のステアリングベクトルを用いて空間処理され、前記Ｓのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測されたＳの有効単入力単出力（ＳＩＳＯ）チャネルをランダム化する復調器と、
前記Ｓの受信シンボルシーケンス内の受信パイロットシンボルに基づいて前記Ｓの有効ＳＩＳＯチャネルに関するチャネル応答推定値を導き出すために動作するチャネル推定器と、
前記Ｓの受信シンボルシーケンス内の受信データシンボルに関する検出を、前記Ｓの有効ＳＩＳＯチャネルに関する前記チャネル応答推定値に基づいて行って検出されたシンボルを得るために動作する検出器と、を具備する受信機装置。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された１つ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おいて空間処理される請求項４８に記載の装置。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された少なくとも２つ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おいて空間処理される請求項４８に記載の装置。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記少なくとも２つのステアリングベクトルは、前記送信エンティティ及び前記データパケットに関する受信エンティティのみが知っている請求項５０に記載の装置。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多アンテナ通信システムにおける受信機装置であって、
送信エンティティによってＳのサブバンドを介して送信されたＳのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関するＳのシーケンスの受信シンボルを単一の受信アンテナを通じて得る手段であって、Ｓは１よりも大きい整数であり、前記Ｓのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記送信エンティティにおいて複数のステアリングベクトルを用いて空間処理され、前記Ｓのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測されたＳの有効単入力単出力（ＳＩＳＯ）チャネルをランダム化する手段と、
前記Ｓの受信シンボルシーケンス内の受信パイロットシンボルに基づいて前記Ｓの有効ＳＩＳＯチャネルに関するチャネル応答推定値を導き出す手段と、
前記Ｓの受信シンボルシーケンス内の受信データシンボルに関する検出を、前記Ｓの有効ＳＩＳＯチャネルに関する前記チャネル応答推定値に基づいて行って検出されたシンボルを得る手段と、を具備する受信機装置。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された１つ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おいて空間処理される請求項５２に記載の装置。
各サブバンドに対する前記シーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された少なくとも２つ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おいて空間処理される請求項５２に記載の装置。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記少なくとも２つのステアリングベクトルは、前記送信エンティティ及び前記データパケットに関する受信エンティティのみが知っている請求項５４に記載の装置。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて送信エンティティによって受信エンティティに送られるデータ送信を受信する方法であって、
前記送信エンティティによってＴ本の送信アンテナのＳのサブバンドで送信されたＳ組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関するＳ組のＲのシーケンスの受信シンボルと、各サブバンドに関して一組のＲのシーケンスの受信シンボル及び一組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルとを、前記受信エンティティにおいてＲ本の受信アンテナを通じて得ることであって、Ｒ、Ｓ、及びＴは１よりも大きい整数であり、各サブバンドに対する前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記送信エンティティにおいて少なくとも１つのステアリング行列を用いて空間処理され、前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測された有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化することと、
各サブバンドに対する前記有効ＭＩＭＯチャネルに関するチャネル応答推定値を、前記Ｓ組のＲの受信シンボルシーケンス内の受信パイロットシンボルに基づいて導き出すことと、
各サブバンドに対する前記組のＲの受信シンボルシーケンス内の受信データシンボルに関する空間処理を、前記サブバンドに対する前記有効ＭＩＭＯチャネルに関する前記チャネル応答推定値を用いて行って前記サブバンドに対する検出されたシンボルを得ること、とを具備する方法。
前記受信機空間処理は、チャネル相関行列反転（ＣＣＭＩ）法に基づいて行われる請求項５６に記載の方法。
前記受信機空間処理は、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）法に基づいて行われる請求項５６に記載の方法。
各サブバンドに対する前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された１つのステアリング行列を用いて前記送信エンティティにおいて空間処理される請求項５６に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記１つのステアリング行列は、前記受信エンティティが知らない請求項５９に記載の方法。
各サブバンドに対する前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記サブバンドに関して選択された少なくとも２つのステアリング行列を用いて前記送信エンティティにおいて空間処理される請求項５６に記載の方法。
各サブバンドに対する空間処理のために用いられる前記少なくとも２つのステアリング行列は、前記送信エンティティ及び前記受信エンティティのみが知っている請求項６１に記載の方法。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける受信機装置であって、
Ｒ本の受信アンテナに関して得られた受信パイロットシンボルと受信データシンボルを提供するために動作する複数（Ｒ）の復調器と、
各サブバンドに対する有効ＭＩＭＯチャネルに関するチャネル応答推定値を、前記受信パイロットシンボルと前記送信エンティティによるデータ送信のために用いられるステアリング行列とに基づいて導き出すために動作するチャネル推定器と、
各サブバンドに対する受信データシンボルに関する受信機空間処理を、前記サブバンドに対する前記有効ＭＩＭＯチャネルに関する前記チャネル応答推定値に基づいて行って前記サブバンドに対する検出されたシンボルを得るために動作する空間プロセッサと、を具備し、送信エンティティによってＴ本の送信アンテナのＳのサブバンドで送信されたＳ組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関するＳ組のＲのシーケンスの受信シンボルと、各サブバンドに関して一組のＲのシーケンスの受信シンボル及び一組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルとは、前記Ｒ本の受信アンテナを通じて得られ、Ｒ、Ｓ、及びＴは１よりも大きい整数であり、各サブバンドに対する前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記送信エンティティにおいて少なくとも１つのステアリング行列を用いて空間処理され、前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測された有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化することである、受信機装置。
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用する無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける受信機装置であって、
送信エンティティによってＴ本の送信アンテナのＳのサブバンドで送信されたＳ組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルに関するＳ組のＲのシーケンスの受信シンボルと、各サブバンドに対する一組のＲのシーケンスの受信シンボル及び一組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルとを、前記Ｒ本の受信アンテナを通じて得る手段であって、Ｒ、Ｓ、及びＴは１よりも大きい整数であり、各サブバンドに対する前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルは、前記送信エンティティにおいて少なくとも１つのステアリング行列を用いて空間処理され、前記組のＴのシーケンスのパイロットシンボルとデータシンボルによって観測された有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する手段と、
各サブバンドに対する前記有効ＭＩＭＯチャネルに関するチャネル応答推定値を、前記Ｓ組のＲの受信シンボルシーケンス内の受信パイロットシンボルに基づいて導き出す手段と、
各サブバンドに対する前記組のＲの受信シンボルシーケンス内の受信データシンボルに関する受信機空間処理を、前記サブバンドに対する前記有効ＭＩＭＯチャネルに関する前記チャネル応答推定値を用いて行って前記サブバンドに対する検出されたシンボルを得る手段と、を具備する受信機装置。