JP2008512900A5 - - Google Patents
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Description
特許に関する本出願は、米国特許仮出願番号第60/607,371号、名称“無線通信システムのための空間−時間伝送ダイバーシティを用いたステアリング・ダイバーシティ(Steering Diversity with Space-Time Transmission Diversity for a Wireless Communication System)”、2004年9月3日出願、及び米国特許仮出願番号第60/608,226号、名称“無線通信システムのための空間−時間ダイバーシティ方式及び空間−周波数伝送ダイバーシティ方式を用いたステアリング・ダイバーシティ(Steering Diversity with Space- Time and Space-Frequency Transmission Diversity Schemes for a Wireless Communication System)”、2004年9月8日出願、に優先権を主張し、両者とも本出願の譲受人に譲渡され、そして引用によってここに明示的に取り込まれている。
本開示は、一般に通信に係り、そしてより詳しくはマルチ・アンテナ通信システムにおいてデータを伝送する技術に関する。
マルチ・アンテナ通信システムは、データ伝送のために複数の(NT個の)送信アンテナ及び1又はそれより多くの(NR個の)受信アンテナを採用する。NT個の送信アンテナは、複数のアンテナから異なるデータを伝送することによってシステム・スループットを増加させるため、又は重複してデータを伝送することによって信頼性を向上させるために使用されることができる。
マルチ・アンテナ通信システムでは、伝播パスは、送信アンテナと受信アンテナの各対の間に存在する。NT・NR個の異なる伝播パスが、NT個の送信アンテナとNR個の受信アンテナとの間に形成される。これらの伝播パスは、異なるチャネル状態(例えば、異なるフェーディング効果、マルチパス効果、及び干渉効果)を経験することがあり、そして異なる信号−対−ノイズ−及び−干渉比(SNR:signal-to-noise-and-interference ratio)を得ることがある。NT・NR個の伝播パスのチャネル応答は、そのようにパス毎に変化することがあり、そして時間変化しやすい無線チャネルに対して時間とともにさらに変化することがあり、そして分散型の無線チャネルに対して周波数全体にわたってさらに変化することがある。伝播パスの変化しやすい性質は、効率的かつ信頼性のある方法でデータを伝送することを困難にさせている。
伝送ダイバーシティは、空間、周波数、時間、又はこれらの次元の組み合わせにわたるデータの重複する伝送を呼び、データ伝送に関する信頼性を向上させる。伝送ダイバーシティの1つの目的は、可能な限り多くの次元にわたりデータ伝送のためのダイバーシティを最大にすることであり、エラーに強い性能を実現することである。別の1つの目的は、送信機及び受信機の両方において伝送ダイバーシティのための処理を簡略化することである。
それゆえ、マルチ・アンテナ通信システムにおいて伝送ダイバーシティを用いてデータを伝送するための技術に対するこの分野における必要性がある。
[サマリー]
複数の伝送ダイバーシティ方式の組み合わせを使用してデータを伝送するための技術が、本明細書中に記載される。これらの伝送ダイバーシティ方式は、空間拡散、連続ビームフォーミング(continuous beamforming)、巡回遅延ダイバーシティ、空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD:space-time transmit diversity)、空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD:space-frequency transmit diversity)、及び直交伝送ダイバーシティ(OTD:orthogonal transmit diversity)を含み、その全てが以下に説明される。
複数の伝送ダイバーシティ方式の組み合わせを使用してデータを伝送するための技術が、本明細書中に記載される。これらの伝送ダイバーシティ方式は、空間拡散、連続ビームフォーミング(continuous beamforming)、巡回遅延ダイバーシティ、空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD:space-time transmit diversity)、空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD:space-frequency transmit diversity)、及び直交伝送ダイバーシティ(OTD:orthogonal transmit diversity)を含み、その全てが以下に説明される。
1つの実施形態では、送信エンティティは、1又はそれより多くの(ND個の)データ・ストリームを処理して(例えば、符号化し、インターリーブし、そしてシンボル・マッピングして)ND個のデータ・シンボル・ストリームを発生する。送信エンティティは、伝送ダイバーシティ方式(例えば、STTD,SFTD、又はOTD)に基づいてND個のデータ・シンボル・ストリームをさらに処理して、複数の(NC個の)コード化されたシンボル・ストリームを発生する。各データ・シンボル・ストリームは、単一のコード化されたシンボル・ストリームとして又はSTTD,SFTD又はOTDを使用して複数の(例えば、2つの)コード化されたシンボル・ストリームとして送られることができる。送信エンティティは、異なる行列を用いてNC個のコード化されたシンボル・ストリームに空間拡散を実行することができて、NT個のアンテナからの送信のために複数の(NT個の)伝送シンボル・ストリームを発生させる。その上に又は代わりに、送信エンティティは、時間ドメイン又は周波数ドメインのいずれかにおいてNT個の伝送シンボル・ストリームに連続ビームフォーミングを実行することができる。受信エンティティは、ND個のデータ・ストリームを再生するために相補的な処理を実行する。
本発明の種々の態様及び実施形態が、以下にさらに詳細に説明される。
[詳細な説明]
用語“具体例の”は、“例、事例、又は実例として働くこと”を意味するように本明細書中では使用される。“具体例の”として本明細書中で記載されたいずれかの実施形態が、その他の実施形態に対して好ましい又は優位であるとして解釈される必要はない。
用語“具体例の”は、“例、事例、又は実例として働くこと”を意味するように本明細書中では使用される。“具体例の”として本明細書中で記載されたいずれかの実施形態が、その他の実施形態に対して好ましい又は優位であるとして解釈される必要はない。
本明細書中に記載される伝送技術は、多元入力単一出力(MISO:multiple-input single-output)伝送及び多元入力多元出力(MIMO:multiple-input multiple-output)伝送に対して使用されることができる。MISO伝送は、複数の送信アンテナと1個の受信アンテナを利用する。MIMO伝送は、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを利用する。
本伝送技術は、単一キャリア通信システム及びマルチ・キャリア通信システムに対して使用されることができる。マルチ・キャリア・システムは、直交周波数分割多重化(OFDM:orthogonal frequency division multiplexing)、ある種の他のマルチ・キャリア変調方式、又はある種の他の構成を利用することができる。OFDMは、全体のシステム帯域幅を複数の(NF個の)直交周波数副帯域に効果的に区分する、これらの副帯域は、同様にトーン、サブキャリア、ビン、周波数チャネル、及びその他と呼ばれる。OFDMを用いて、各副帯域は、データとともに変調されることができるそれぞれのサブキャリアに関係付けられる。単一キャリア・システムは、単一キャリア周波数分割多元接続(SC−FMDA:single-carrier frequency division multiple access)、符号分割多元接続(CDMA:code division multiple access)、又はある種の別の単一キャリア変調方式を利用できる。SC−FDMAシステムは、(1)全体のシステム帯域幅全域にわたって分散された副帯域上にデータ及びパイロットを伝送するためのインターリーブされたFDMA(IFDMA:interleaved FDMA)、(2)隣接する副帯域のグループ上にデータ及びパイロットを伝送するための局在化させたFDMA(LFDMA:localized FDMA)、又は(3)隣接する副帯域の複数のグループ上にデータ及びパイロットを伝送するための拡張されたFDMA(EFDMA:enhanced FDMA)を利用できる。一般に、変調シンボルは、SC−FDMA(例えば、IFDMA,LFDMA,及びEFDMA)を用いて時間ドメインにおいて送られ、そしてOFDMを用いて周波数ドメインにおいて送られる。明確化のために、以下の記載の多くは、伝送のために利用可能である全てのNF個の副帯域を用いるOFDMを利用する。
伝送ダイバーシティは、STTD,SFTD,OTD、空間拡散、連続ビームフォーミング、及びその他を含む各種の方式を使用して実現されることができる。STTDは、2つのシンボル・ピリオドにおいて1つの副帯域上に2個のアンテナから1対のデータ・シンボルを送信して、空間及び時間ダイバーシティを実現する。SFTDは、1つのシンボル・ピリオドにおいて2つの副帯域上に2個のアンテナから1対のデータ・シンボルを送信して、空間及び周波数ダイバーシティを実現する。OTDは、複数の(NO個の)データ・シンボルをNO個の直交コードを使用してNO個のシンボル・ピリオドにおいて1つの副帯域上にNO個のアンテナから送信して、空間及び時間ダイバーシティを実現する、ここで、NO≧2である。本明細書中で使用されるように、データ・シンボルは、トラフィック・データ/パケット・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(それは送信エンティティ及び受信エンティティの両者によって事前に知られているデータである)に関する変調シンボルであり、変調シンボルは、1つの変調方式(例えば、M−PSK又はM−QAM)についての信号コンステレーション中の1点に対する複素値であり、伝送シンボル(例えば、OFDMシンボル)は、1つのシンボル・ピリオドのあいだに単一キャリア変調方式又はマルチ・キャリア変調方式によって発生された時間ドメイン・サンプルの系列であり、そしてシンボルは、一般的に複素値である。
空間拡散は、同時に複数の送信アンテナからのシンボルの伝送を呼び、そのシンボルに対して使用されるステアリング・ベクトルにより決定される異なる強度及び/又は異なる位相を多くの場合有する。空間拡散は、同様にステアリング・ダイバーシティ、伝送ステアリング、擬似ランダム伝送ステアリング、空間−時間スクランブリング、及びその他とも呼ばれることがある。空間拡散は、STTD,SFTD,OTD及び/又は連続ビームフォーミングとの組み合わせで使用されることができて、性能を改善する、及び/又はこれらの伝送ダイバーシティ方式の通常の動作を拡張する。例えば、STTDは、通常2個のアンテナから1個のデータ・シンボルを伝送する。空間拡散は、STTDを用いて使用されることができ、同時に2個より多くのアンテナから1個より多くのデータ・シンボル・ストリームを伝送することができる。
連続ビームフォーミングは、NF個の副帯域全域にわたる異なる複数のビームの使用を呼ぶ。ビームフォーミングは、ビームが急速な方法で変化する代わりに副帯域全域にわたりゆっくりとした方法で変化する点で連続的である。連続ビームフォーミングは、各副帯域に対するシンボルとその副帯域に対するビームフォーミング行列とを掛け算することによって周波数ドメインにおいて実行されることができる。連続ビームフォーミングは、同様に、異なる送信アンテナに対して異なる巡回遅延を適用することによって時間ドメインにおいて実行されることができる。時間ドメイン連続ビームフォーミングは、しかも巡回遅延ダイバーシティとも呼ばれる。
伝送ダイバーシティは、複数の伝送ダイバーシティ方式の組み合わせを使用して実現されることができる。例えば、伝送ダイバーシティは、STTD,SFTD又はOTDと空間拡散又は連続ビームフォーミングのいずれかとの組み合わせを使用して実現されることができる。別の1つの例として、伝送ダイバーシティは、STTD,SFTD又はOTDと空間拡散及び巡回遅延ダイバーシティの両者との組み合わせを使用して実現されることができる。明確化のために、以下の記載の多くは、STTDの使用を仮定する。
図1は、マルチ・アンテナ送信エンティティ110の1実施形態のブロック図を示し、それはアクセス・ポイント又はユーザ端末の一部であり得る。アクセス・ポイントは、同様に、基地局、基地トランシーバ・システム、又はある種の別の技術用語と呼ばれることがある。ユーザ端末は、同様に、移動局、無線デバイス、又はある種の別の技術用語と呼ばれることがある。
図1に示された実施形態に関して、送信エンティティ110は、データ伝送のためにSTTD、空間拡散、及び連続ビームフォーミングの組み合わせを使用できる。TXデータ・プロセッサ112は、ND個のデータ・ストリームを受け取りそして処理し、そしてND個のデータ・シンボル・ストリームを与える、ここでND≧1である。TXデータ・プロセッサ112は、独立に各データ・ストリームを処理できる、又は複数のデータ・ストリームを一緒に共通に処理できる。例えば、TXデータ・プロセッサ112は、各データ・ストリームをそのデータ・ストリームに対して選択されたコーディング及び変調方式にしたがってフォーマット化し、スクランブルし、符号化し、インターリーブし、そしてシンボル・マッピングすることができる。TX STTDプロセッサ120は、ND個のデータ・シンボル・ストリームを受け取り、ゼロ個の、1個の、又は複数のデータ・シンボル・ストリームにSTTD符号化を実行し、そしてNC個のコード化されたシンボル・ストリームを与える、ここで、NC≧NDである。一般に、TX STTDプロセッサ120は、STTD,SFTD,OTD又はある種の他の伝送ダイバーシティ方式を用いて任意の数のデータ・シンボル・ストリームを処理できる。各データ・シンボル・ストリームは、以下に説明されるように、1個のコード化されたシンボル・ストリームとして又は複数のコード化されたシンボル・ストリームとして送られることができる。
空間スプレッダ130は、パイロット・シンボルを有するコード化されたシンボルを受け取りそして多重化し、コード化されたシンボル及びパイロット・シンボルと異なるステアリング行列とを掛け算することにより空間拡散を実行し、そしてNT個の送信アンテナに対してNT個の伝送シンボル・ストリームを与える、ここで、NT≧NCである。各伝送シンボルは、1つのシンボル・ピリオドにおいて1つの副帯域上に1個の送信アンテナから送られようとしている複素値である。NT個の変調器(MOD)132aから132ntは、NT個の伝送シンボル・ストリームを受け取る。OFDMベースのシステムに関して、各変調器132は、自身の伝送シンボル・ストリームにOFDM変調を実行し、そして時間ドメイン・サンプルのストリームを与える。各変調器132は、同様に、以下に説明されるように、自身のアンテナに対して異なる巡回遅延を適用できる。NT個の変調器132aから132ntは、それぞれNT個の送信機ユニット(TMTR)134aから134ntにNT個のサンプル・ストリームを与える。各送信機ユニット134は、自身のサンプル・ストリームを調整し(例えば、アナログに変換し、増幅し、フィルタし、そして周波数アップコンバートし)、そして変調された信号を発生する。NT個の送信機ユニット134aから134ntからのNT個の変調された信号は、それぞれNT個の送信アンテナ136aから136ntから送信される。
コントローラ140は、送信エンティティ110における動作を制御する。メモリ142は、送信エンティティ110のためのデータ及び/又はプログラム・コードを記憶する。
送信エンティティ110は、データ伝送のために利用可能な送信アンテナ及び受信アンテナの数に応じて、STTDを用いて任意の数のデータ・シンボル・ストリームを伝送でき、そしてSTTDを用いないで任意の数のデータ・シンボル・ストリームを伝送できる。1個のデータ・シンボル・ストリームに対するSTTD符号化は、次のように実行されることができる。2つのシンボル・ピリオドにおいて送られようとしているデータ・シンボルsa及びsbの各対に対して、TX STTDプロセッサ120は、2個のベクトルs 1[sa sb]T及びs 2[sb * −sa *]Tを発生させる。ここで、“*”は、複素共役を表し、そして“T”は、転置行列を表す。あるいは、TX STTDプロセッサ120は、データ・シンボルsa及びsbの対に対して2個のベクトルs 1[sa −sb *]T及びs 2[sb sa *]Tを発生させることができる。両方のSTTD符号化方式に関して、t=1,2に対する各ベクトルs tは、1つのシンボル・ピリオドにおいてNT個の送信アンテナから送られようとしている2個のコード化されたシンボルを含む、ここでNT≧2である。ベクトルs 1は、第1のシンボル・ピリオドにおいて送られ、そしてベクトルs 2は、次のシンボル・ピリオドにおいて送られる。各データ・シンボルは、両方のベクトルの中に含まれており、そしてそのようにして2つのシンボル・ピリオドにおいて送られる。m番目のコード化されたシンボル・ストリームは、2個のベクトルs 1及びs 2のm番目の要素により形成される。明確化のために、以下の記載は、s 1[sa sb]T及びs 2[sb * −sa *]Tを用いるSTTD符号化方式に対してである。このSTTD符号化方式に関して、第1のコード化されたシンボル・ストリームは、コード化されたシンボルsaとsb *とを含み、第2のコード化されたシンボル・ストリームは、コード化されたシンボルsbと−sa *とを含む。
表1は、データ伝送のために使用することがある4つの構成を表にしたものである。ND×NCの構成は、NC個のコード化されたシンボル・ストリームとしてND個のデータ・シンボル・ストリームの伝送を意味する、ここで、ND≧1そしてNC≧NDである。第1列は、4つの構成を識別する。各構成に対して、第2列は、送られようとしているデータ・シンボル・ストリームの数を示し、そして第3列は、コード化されたシンボル・ストリームの数を示す。第4列は、各構成に対するND個のデータ・シンボル・ストリームを列挙し、第5列は、各データ・シンボル・ストリームに対する(複数の)コード化されたシンボル・ストリームを列挙し、第6列は、各コード化されたシンボル・ストリームに対して第1のシンボル・ピリオド(t=1)において送られようとしているコード化されたシンボルを与え、そして第7列は、各コード化されたシンボル・ストリームに対して第2のシンボル・ピリオド(t=2)において送られようとしているコード化されたシンボルを与える。各2−シンボル・インターバルにおいて送られるデータ・シンボルの数は、データ・シンボル・ストリームの数の2倍、すなわち2NDに等しい。第8列は、各構成に対して要求される送信アンテナの数を示し、そして第9列は、各構成に対して要求される受信アンテナの数を示す。
表1に示されたように、データ・シンボル・ストリームは、STTDを用いて2個のコード化されたシンボル・ストリームとして又はSTTDを用いないで1個のコード化されたシンボル・ストリームとして送られることができる。表1に示された実施形態に関して、STTDを用いないで送られる各データ・シンボル・ストリームに対して、第2のシンボル・ピリオド(t=2)において送られるデータ・シンボルは、STTDを用いて送られる(複数の)データ・シンボル・ストリーム上に実行される共役化に適合するように共役にされる。
1×2の構成に関して、1個のデータ・シンボル・ストリームは、STTD符号化されて、2個のコード化されたシンボル・ストリームを発生させる。各2−シンボル・インターバルのあいだに、ベクトルs 1[sa sb]T及びs 2[sb * −sa *]Tは、データ・シンボルsaとsbとを用いて発生される。ベクトルs 1は、第1のシンボル・ピリオドにおいて少なくとも2つの送信アンテナから送信され、そしてベクトルs 2は、第2のシンボル・ピリオドにおいて同じアンテナから送信される。受信エンティティは、少なくとも1個の受信アンテナを使用して、データ・シンボル・ストリームを再生させる。
2×3の構成に関して、2個のデータ・シンボル・ストリームは、3個のコード化されたシンボル・ストリームとして送られる。第1のデータ・シンボル・ストリームは、STTD符号化されて、2個のコード化されたシンボル・ストリームを発生させる。第2のデータ・シンボル・ストリームは、第3のコード化されたシンボル・ストリームとしてSTTDを用いないで送られる。各2−シンボル・インターバルのあいだに、ベクトルs 1[sa sb sc]T及びs 2[sb * −sa * sd *]Tは、データ・シンボルsa,sb,sc及びsdを用いて発生される。ここで、saとsbは、第1のデータ・シンボル・ストリームからであり、そしてscとsdは、第2のデータ・シンボル・ストリームからである。ベクトルs 1は、第1のシンボル・ピリオドにおいて少なくとも3個の送信アンテナから送信され、そしてベクトルs 2は、第2のシンボル・ピリオドにおいて同じアンテナから送信される。受信エンティティは、少なくとも2個の受信アンテナを使用して、2個のデータ・シンボル・ストリームを再生する。
2×4の構成に関して、2個のデータ・シンボル・ストリームは、4個のコード化されたシンボル・ストリームとして送られる。各データ・シンボル・ストリームは、STTD符号化されて、2個のコード化されたシンボル・ストリームを発生する。各2−シンボル・インターバルのあいだに、ベクトルs 1[sa sb sc sd]T及びs 2[sb * −sa * sd * −sc *]Tは、データ・シンボルsa,sb,sc及びsdを用いて発生される。ここで、saとsbは、第1のデータ・シンボル・ストリームからであり、そしてscとsdは、第2のデータ・シンボル・ストリームからである。ベクトルs 1は、第1のシンボル・ピリオドにおいて少なくとも4個の送信アンテナから送信され、そしてベクトルs 2は、第2のシンボル・ピリオドにおいて同じアンテナから送信される。受信エンティティは、少なくとも2個の受信アンテナを使用して、2個のデータ・シンボル・ストリームを再生する。
3×4の構成に関して、3個のデータ・シンボル・ストリームは、4個のコード化されたシンボル・ストリームとして送られる。第1のデータ・シンボル・ストリームは、STTD符号化されて、2個のコード化されたシンボル・ストリームを発生する。第2のデータ・シンボル・ストリームは、第3のコード化されたシンボル・ストリームとしてSTTDを用いないで送られ、そして第3のデータ・シンボル・ストリームは、第4のコード化されたシンボル・ストリームとしてSTTDを用いないで送られる。各2−シンボル・インターバルのあいだに、ベクトルs 1[sa sb sc se]T及びs 2[sb * −sa * sd * sf *]Tは、データ・シンボルsa,sb,sc,sd,se及びsfを用いて発生される。ここで、saとsbは、第1のデータ・シンボル・ストリームからであり、scとsdは、第2のデータ・シンボル・ストリームからであり、そしてseとsfは、第3のデータ・シンボル・ストリームからである。ベクトルs 1は、第1のシンボル・ピリオドにおいて少なくとも4個の送信アンテナから送信され、そしてベクトルs 2は、第2のシンボル・ピリオドにおいて同じアンテナから送信される。受信エンティティは、少なくとも3個の受信アンテナを使用して、3個のデータ・シンボル・ストリームを再生する。
表1は、4つの具体例の構成を示し、それはデータ伝送のために使用されることができ、各構成はSTTDを用いて送られる少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを有する。別の構成が、データ伝送のために同様に使用されることができる。ある構成は、STTD,SFTD及びOTDの組み合わせを同様に使用することができる。
一般に、任意の数のデータ・シンボル・ストリームが、任意の数の送信アンテナから任意の数のコード化されたシンボル・ストリームとして送られることができる、ここにおいて、ND≧1,NC≧ND、NT≧NC、そしてNR≧NDである。各データ・シンボル・ストリームは、STTD,SFTD,OTD、又はある種の別の伝送ダイバーシティ方式を用いて符号化されることがある、又は符号化されないこともある。各データ・シンボル・ストリームは、1個のコード化されたシンボル・ストリームとして、又は複数の(例えば、2個の)コード化されたシンボル・ストリームとして送られることができる。
ここで、s t(k)はシンボル・ピリオドtにおいて副帯域k上に送られようとしているNC個のコード化されたシンボルを有するNC×1ベクトルであり;
G(k)はs t(k)中のNC個のコード化されたシンボルのための対角線に沿ってNC個のゲイン値を有し、それ以外はゼロであるNC×NCの対角行列であり;
V(k)は副帯域kに対する空間拡散のためのNT×NCのステアリング行列であり:
B(k)は副帯域kに対する連続ビームフォーミングのためのNT×NTの対角行列であり;そして
x t(k)はシンボル・ピリオドtにおいて副帯域k上にNT個の送信アンテナから送られようとしているNT個の伝送シンボルを有するNT×1ベクトルである。
G(k)はs t(k)中のNC個のコード化されたシンボルのための対角線に沿ってNC個のゲイン値を有し、それ以外はゼロであるNC×NCの対角行列であり;
V(k)は副帯域kに対する空間拡散のためのNT×NCのステアリング行列であり:
B(k)は副帯域kに対する連続ビームフォーミングのためのNT×NTの対角行列であり;そして
x t(k)はシンボル・ピリオドtにおいて副帯域k上にNT個の送信アンテナから送られようとしているNT個の伝送シンボルを有するNT×1ベクトルである。
ベクトルs 1は、第1のシンボル・ピリオドにおいて送られようとしているNC個のコード化されたシンボルを含み、そしてベクトルs 2は、第2のシンボル・ピリオドにおいて送られようとしているNC個のコード化されたシンボルを含む。ベクトルs 1及びs 2は、表中の4つの構成に対して表1に示されたように形成されることができる。
ゲイン行列G(k)は、NC個のコード化されたシンボル・ストリームの各々に対して使用する送信パワーの量を決定する。ゲイン行列は、式(1)に示されたように、副帯域インデックスkの関数であり得る、又はインデックスkとは無関係である関数であり得る。送信のために利用可能な全送信パワーは、Ptotalとして表されることができる。1つの実施形態では、等しい送信パワーがNC個のコード化されたシンボル・ストリームに対して使用され、そしてG(k)の対角線要素は、(Ptotal/NC)1/2の同じ値を有する。他の1つの実施形態では、等しい送信パワーがND個のデータ・シンボル・ストリームに対して使用され、そしてG(k)の対角線に沿ったNC個のゲイン値がND個のデータ・シンボル・ストリームに対して等しい送信パワーを実現するために規定される。NC個のゲイン値は、構成に依存して等しいこともあり、又は等しくないこともある。一例として、2×3の構成に関して、第1のデータ・シンボル・ストリームは、2個のコード化されたシンボル・ストリームとして送られ、そして第2のデータ・シンボル・ストリームは、1個のコード化されたシンボル・ストリームとして送られる。2個のデータ・シンボル・ストリームに対して等しい送信パワーを実現するために、3×3のゲイン行列G(k)は、3個のコード化されたシンボル・ストリームに対して対角線に沿って(Ptotal/4)1/2、(Ptotal/4)1/2、及び(Ptotal/2)1/2のゲイン値を含むことができる。第3のコード化されたシンボル・ストリーム中の各コード化されたシンボルは、その後(Ptotal/2)1/2によりスケーリングされ、そして同じシンボル・ピリオドにおいて送られる他の2個のコード化されたシンボルの2倍のパワーで送信される。両方の実施形態に関して、各シンボル・ピリオドに対するNC個のコード化されたシンボルは、各送信アンテナに対して利用可能な最大の送信パワーを利用するようにスケーリングされることができる。一般に、G(k)の対角線要素は、NC個のコード化されたシンボルに対して任意の量の送信パワーを利用するように、そしてND個のデータ・シンボル・ストリームに対して任意の所望のSNRを実現するように選択されることができる。NC個のコード化されたシンボル・ストリームに対するパワー・スケーリングは、同様に、適切なゲインを用いてステアリング行列V(k)の列をスケーリングすることによってもたらされることができる。
与えられたデータ・シンボル・ストリーム(これは{s}として表される)は、種々の方法で1個のコード化されたシンボル・ストリーム(これは{s〜}として表される)として送られることができる。1つの実施形態では、ゲイン行列G(k)は、対角線に沿って1を含み、そしてコード化されたシンボル・ストリーム{s〜}は、他のコード化されたシンボル・ストリームと同じパワー・レベルで送信される。この実施形態に関して、データ・シンボル・ストリーム{s}は、STTD符号化されたデータ・シンボル・ストリームよりも低い送信パワーで送信され、そしてそれゆえ受信エンティティにおけるより低い受信SNRを実現する。データ・シンボル・ストリーム{s}に対するコーディング及び変調は、所望の性能、例えば、所望のパケット・エラー・レートをもたらすように選択されることができる。他の1つの実施形態では、データ・シンボル・ストリーム{s}中の各データ・シンボルは、繰り返されそして2つのシンボル・ピリオドにおいて送信される。一例として、2×3構成に関して、データ・シンボルscは、2つのシンボル・ピリオドにおいて送られることができ、その後、データ・シンボルsdが、2つのシンボル・ピリオドにおいて送られ、そして等々である。この実施形態は、ND個のデータ・シンボル・ストリームに対して同様な受信SNRを実現でき、それは、送信エンティティにおけるコーディング及び変調、並びに受信エンティティにおける復調及び復号化を単純化できる。
ステアリング行列V(k)は、各シンボル・ピリオドに対するNC個のコード化されたシンボルを空間拡散し、その結果、各コード化されたシンボルは、全てのNT個の送信アンテナから送信され、そして空間ダイバーシティを実現する。空間拡散は、種々のタイプのステアリング行列、例えば、ウォルシュ行列、フーリエ行列、擬似ランダム行列、及びその他を用いて実行されることができ、それは以下に説明されるように発生されることができる。同じステアリング行列V(k)が、各副帯域kに対する2個のベクトルs 1及びs 2に対して使用される。別のステアリング行列が、別の副帯域に対して及び/又は異なる時間インターバルのあいだに使用されることができる、ここで各時間インターバルは、STTDに関する2つのシンボル・ピリオドの整数倍に広がることができる。
行列B(k)は、周波数ドメインにおいて連続ビームフォーミングを実行する。OFDMベースのシステムに関して、異なるビームフォーミング行列が、各副帯域に対して使用されることができる。各副帯域kに対するビームフォーミング行列は、下記の形式を有する対角行列であり得る:
ここで、ΔTiは、送信アンテナiの時間遅延であり;
Δfは、隣接する複数の副帯域間の周波数間隔であり;そして
l(k)・Δfは、副帯域インデックスkに対応する実際の周波数である。
例えば、NF=64の場合、副帯域インデックスkは、1から64になることができ、そしてl(k)は、k−33に等しくなり、そして−32から+31の範囲であり得る。全体のシステム帯域幅が20MHzでありNF=64である場合に、Δf=20MHz/64=3.125kHzである。l(k)・Δfは、kの各値に対する実際の周波数(ヘルツで)を与える。式(3)に示された加重bi(k)は、各送信アンテナに対してNF個の全副帯域にわたる漸進位相シフト(progressive phase shift)に対応し、位相シフトはNT個の送信アンテナに対して異なるレートで変化する。これらの加重は、各副帯域に対して異なるビームを効果的に形成する。
Δfは、隣接する複数の副帯域間の周波数間隔であり;そして
l(k)・Δfは、副帯域インデックスkに対応する実際の周波数である。
例えば、NF=64の場合、副帯域インデックスkは、1から64になることができ、そしてl(k)は、k−33に等しくなり、そして−32から+31の範囲であり得る。全体のシステム帯域幅が20MHzでありNF=64である場合に、Δf=20MHz/64=3.125kHzである。l(k)・Δfは、kの各値に対する実際の周波数(ヘルツで)を与える。式(3)に示された加重bi(k)は、各送信アンテナに対してNF個の全副帯域にわたる漸進位相シフト(progressive phase shift)に対応し、位相シフトはNT個の送信アンテナに対して異なるレートで変化する。これらの加重は、各副帯域に対して異なるビームを効果的に形成する。
連続ビームフォーミングは、同様に、以下のように時間ドメインにおいて実行されることができる。各シンボル・ピリオドのあいだに、NF点逆離散型フーリエ変換(IDFT:inverse discrete Fourier transform)又は逆高速フーリエ変換(IFFT:inverse fast Fourier transform)が、各送信アンテナiのNF個の副帯域上に送られようとしているNF個の伝送シンボルに実行されることができ、その送信アンテナに対するNF個の時間ドメイン・サンプルを発生させる。各送信アンテナiに対するNF個の時間ドメイン・サンプルは、Tiだけ巡回的に又は循環的に遅延されることができる。例えば、Tiは、次のように規定されることができる:i=1,...,NTに対して、Ti=(i−1)・ΔT、ここで、ΔTは1サンプル・ピリオドに等しい、1サンプル・ピリオドの一部に等しい、又は1よりも大きなサンプル・ピリオドに等しくなり得る。各アンテナに対する時間ドメイン・サンプルは、その後、異なる量だけ巡回的に遅延される。
式(1)では、ゲイン行列G(k)によるスケーリングは、G(k)=Iに設定することによって省略されることができ、空間拡散は、V(k)=Iに設定することによって省略されることができ、そして連続ビームフォーミングは、B(k)=Iに設定することによって省略されることができる、ここで、Iは対角線に沿って1でありそしてそれ以外はゼロを含んでいる単位行列である。送信エンティティは、適切な行列を使用することによってスケーリング、空間拡散、及び連続ビームフォーミングをそのようにして選択的に実行できる。空間拡散及び連続ビームフォーミングに対する行列は、同様に、V B(k)=B(k)・V(k)として統合されることができる。スケーリング、空間拡散、及び連続ビームフォーミングに対する行列は、同様に、V BG(k)=B(k)・V(k)・G(k)として統合されることができる。送信エンティティは、その後、V B(k)又はV BG(k)を用いてデータ・ベクトルs t(k)に空間処理を実行することができる。
送信エンティティは、同様に、SFTD、空間拡散、そして可能性として連続ビームフォーミングを使用することができる。SFTDに関して、送信エンティティは、STTDに対して上に説明されたように2個のベクトルs 1とs 2を発生することができ、そして1つのシンボル・ピリオドにおいて2つの副帯域上にこれらのベクトルを送ることができる。1×2の構成に関して、2個のベクトルs 1[sa sb]T及びs 2[sb * −sa *]Tは、1個のデータ・シンボル・ストリームに対して1つのシンボル・ピリオドにおいて2つの副帯域上に送られようとしているデータ・シンボルの各対に対して発生されることができる。2×3の構成に関して、2個のベクトルs 1[sa sb sc]T及びs 2[sb * −sa * sd *]Tは、2個のデータ・シンボル・ストリームに対して1つのシンボル・ピリオドにおいて2つの副帯域上に送られようとしている2対のデータ・シンボルに対して発生されることができる。2×4の構成に関して、2個のベクトルs 1[sa sb sc sd]T及びs 2[sb * −sa * sd * −sc *]Tは、2個のデータ・シンボル・ストリームに対して1つのシンボル・ピリオドにおいて2つの副帯域上に送られようとしている2対のデータ・シンボルに対して発生されることができる。3×4の構成に関して、2個のベクトルs 1[sa sb sc se]T及びs 2[sb * −sa * sd * sf *]Tは、3個のデータ・シンボル・ストリームに対して1つのシンボル・ピリオドにおいて2つの副帯域上に送られようとしている3対のデータ・シンボルに対して発生されることができる。全ての構成に関して、送信エンティティは、1つのシンボル・ピリオドにおいて1つの副帯域上にベクトルs 1を空間的に拡散できそして送信することができる、そして同じシンボル・ピリオドにおいて別の1つの副帯域上にベクトルs 2を空間的に拡散できそして送信することができる。2つの副帯域は、一般的に互いに隣接する。
送信エンティティは、同様に、OTD、空間拡散、そして可能性として連続ビームフォーミングの組み合わせを使用することができる。OTDに関して、送信エンティティは、複数の(NO個の)ベクトルs 1及びs Noを発生することができ、そしてNO個のシンボル・ピリオドにおいて1つの副帯域上にこれらのベクトルを送ることができる。NO=2に対して、送信エンティティは、(1)1個の送信アンテナに対する2個のコード化されたシンボルsa及びsaを発生させるためにデータ・シンボルsaと{+1 +1}の第1の直交コードとを掛け算することによって、(2)別の1個の送信アンテナに対する2個のコード化されたシンボルsb及び−sbを発生させるためにデータ・シンボルsbと{+1 −1}の第2の直交コードとを掛け算することによって、そして(3)s 1=[sa sb]T及びs 2=[sa −sb]Tを形成することによって、2個のデータ・シンボルsa及びsbに対する2個のベクトルs 1及びs 2を発生させることができる。一般に、NO個のデータ・シンボルは、NO個の異なる直交コードで掛け算されることができ、NO個の送信アンテナに対するNO個のコード化されたシンボル系列を発生させることができる。各コード化されたシンボル系列は、NO個のコード化されたシンボルを含み、そして1個のデータ・シンボルと長さNOの特定の直交コードとを掛け算することによって発生される。直交コードは、ウォルシュ・コード、OVSFコード、及びその他であり得る。
一般に、伝送ダイバーシティは、種々の方法で、そして時間ドメインにおいて、周波数ドメインにおいて及び/又は空間ドメインにおいて得ることができる。1つの実施形態では、伝送ダイバーシティは、式(1)に示されたように、ベクトルs t(k)とステアリング行列V(k)とを掛け算することによって得られ、送信ベクトルx t(k)を発生させる。他の1つの実施形態では、伝送ダイバーシティは、各送信アンテナに対する時間ドメイン・サンプルを周期的に遅延させることによって得られる。さらに別の1つの実施形態では、伝送ダイバーシティは、V(k)を用いた空間処理と時間ドメイン・サンプルの巡回遅延とを組み合わせることによって得られる。全ての実施形態に関して、ベクトルs t(k)は、STTD,SFTD,OTD、又はある種の別の伝送ダイバーシティ方式を用いて形成されることができる。
図2は、送信エンティティ110におけるTXデータ・プロセッサ112、TX STTDプロセッサ120、及び空間スプレッダ130の1実施形態のブロック図を示す。図2に示された実施形態に関して、TXデータ・プロセッサ112は、ND個のデータ・ストリーム・プロセッサ210aから210ndを含み、それはND個のデータ・ストリームを独立に処理する。各データ・ストリーム・プロセッサ210の内部では、符号器212は、コーディング方式にしたがってトラフィック・データを符号化し、そしてコード・ビットを発生させる。符号化方式は、畳み込みコード、ターボ・コード、低密度パリティ・チェック(LDPC:low density parity check)コード、巡回冗長性チェック(CRC:cyclic redundancy check)コード、ブロック・コード、及びその他、又はこれらの組み合わせを含むことができる。インターリーバ214は、インターリービング方式に基づいてコード・ビットをインターリーブする(又は再配列させる)。シンボル・マッパ216は、変調方式にしたがってインターリーブされたビットをマッピングし、そしてデータ・シンボルを与える。各データ・ストリームに対するコーディング及び変調は、そのデータ・ストリームに対して選択されたレートにより決定されることができる。データ・ストリーム・プロセッサ210aから210ndは、ND個のデータ・シンボル・ストリームを与える。
図2には示されていない他の1つの実施形態では、TXデータ・プロセッサ112は、STTDを用いて送られようとしている(複数の)データ・シンボル・ストリーム及びSTTDを用いないで送られようとしている(複数の)データ・シンボル・ストリームを一緒に処理する。例えば、TXデータ・プロセッサ112は、1個のデータ・ストリームを受け取り、コーディング方式に基づいてそのデータ・ストリームを符号化し、コード・ビットをND個のコード化されたビット・ストリームに多重化し、そしてND個のコード化されたビット・ストリームに対して別々にインターリービング及びシンボル・マッピングを実行できて、ND個のデータ・シンボル・ストリームを発生させることができる。これも図2には示されていないさらに別の1つの実施形態では、TXデータ・プロセッサ112は、STTDを用いて送られようとしている(複数の)データ・シンボル・ストリーム及びSTTDを用いないで送られようとしている(複数の)データ・シンボル・ストリームを別々に処理する。例えば、TXデータ・プロセッサ112は、STTDを用いて送られようとしている第1のデータ・シンボル・ストリーム及びSTTDを用いないで送られようとしている第2のデータ・シンボル・ストリームを受け取る。TXデータ・プロセッサ112は、第1のデータ・ストリームを符号化し、インターリーブし、シンボル・マッピングし、そして多重化することができ、STTDを用いて送られようとしている(NC−ND)個のデータ・シンボル・ストリームを発生させる。TXデータ・プロセッサ112は、同様に、第2のデータ・ストリームを符号化し、インターリーブし、シンボル・マッピングし、そして多重化することができ、STTDを用いないで送られようとしている(2ND−NC)個のデータ・シンボル・ストリームを発生させる。TXデータ・プロセッサ112は、同様に、別の方法で(複数の)データ・ストリームを処理することができ、そしてこれは本発明の範囲内である。
図2に示された実施形態に関して、TX STTDプロセッサ120は、ND個のデータ・シンボル・ストリームに対してND個のSTTD符号器220aから220ndを含む。各STTD符号器220は、自身のデータ・シンボル・ストリームにSTTD符号化を実行し、そしてマルチプレクサ(Mux)222に2個のコード化されたシンボル・ストリームを与える。マルチプレクサ222は、TXデータ・プロセッサ112からND個のデータ・シンボル・ストリームを受け取り、そしてSTTD符号器220aから220ndからコード化されたシンボル・ストリームのND個の対を受け取る。各データ・シンボル・ストリームに対して、マルチプレクサ222は、そのデータ・シンボル・ストリーム又は関係する対のコード化されたシンボル・ストリームのいずれかを与える。乗算器224aから224ncは、マルチプレクサ222からそれぞれゲインg1からgNcを有するNC個のシンボル・ストリームを受け取りそしてスケーリングする、そしてNC個のコード化されたシンボル・ストリームを与える。スケーリングは、同様に、伝送パス内部の別の場所で実行されることができる。
図2に示された実施形態に関して、空間スプレッダ130は、NF個の副帯域に対するNF個の空間プロセッサ230aから230nfを含む。デマルチプレクサ(Demux)228は、NC個のコード化されたシンボル・ストリーム及びパイロット・シンボルを受け取り、データ伝送のために使用する副帯域及びシンボル・ピリオドにコード化されたシンボルを与え、そしてパイロット伝送のために使用する副帯域及びシンボル・ピリオドにパイロット・シンボルを与える。各空間プロセッサ230は、1つのシンボル・ピリオドにおいて関係する副帯域k上に送られようとしているNC個のコード化されたシンボル及び/又はパイロット・シンボルを受け取り、コード化されたシンボル及び/又はパイロット・シンボルとステアリング行列V(k)とを掛け算し、そして副帯域k上にNT個の送信アンテナから送られようとしているNT個の伝送シンボルを与える。マルチプレクサ232は、全てのNF個の空間プロセッサ230aから230nfから伝送シンボルを受け取り、そして各空間プロセッサ230からのNT個の伝送シンボルをNT個の伝送シンボル・ストリームにマッピングする。各伝送シンボル・ストリームは、1個の送信アンテナに対するNF個の空間プロセッサ230aから230nfからのNF個の伝送シンボルを含む。
図3は、送信エンティティ110における変調器132aから132ntの1実施形態のブロック図を示す。各変調器132の内部で、IDFTユニット312は、1つのシンボル・ピリオドにおいてNF個の副帯域上に送られようとしているNF個の伝送シンボルにNF点IDFT又はIFFTを実行し、そしてNF個の時間ドメイン・サンプルを与える。並列から直列への変換器(P/S変換器)314は、NF個の時間ドメイン・サンプルを順番に並べる。循環シフト・ユニット316は、Ti=(i−1)・ΔTだけNF個の時間ドメイン・サンプルの巡回シフト又は循環シフトを実行する、ここで、ΔTは一定期間(例えば、1サンプル・ピリオド)であり、そしてTiは、送信アンテナiに対する巡回シフトの量である。巡回プリフィックス発生器318は、ユニット316からNF個の循環シフトされたサンプルを受け取り、Ncpサンプルの巡回プリフィックスを付け加え、そしてNF+Ncp個のサンプルを含んでいるOFDMシンボル(すなわち、伝送シンボル)を与える。時間ドメイン連続ビームフォーミングは、時間ドメイン・サンプルを、それぞれP/S変換器314aから314ntから巡回プリフィックス発生器318aから318ntに単純に渡す巡回シフト・ユニット316aから316ntを持つことによってディスエーブルされることがある。循環シフト・ユニット316aから316ntは、しかも、P/S変換器314aから314ntからの時間ドメイン・サンプルを異なる量だけ(循環遅延の代わりに)ただ遅延させることができ、その結果、アンテナ136aから136ntからの送信は、異なる量だけ遅延される。
図4は、単一アンテナ受信エンティティ150x及びマルチ・アンテナ受信エンティティ150yの1実施形態のブロック図を示す。各受信エンティティは、基地局又はユーザ端末の一部であり得る。
単一アンテナ受信エンティティ150xにおいて、アンテナ152xは、送信エンティティ110によって送信されたNT個の変調された信号を受信し、そして受信機ユニット(RCVR)154xに受信した信号を与える。受信機ユニット154xは、受信した信号を調整し(例えば、増幅し、フィルタし、周波数ダウンコンバートし、そしてディジタル化し)、そして復調器(Demod)156xに受信したサンプルのストリームを与える。OFDMベースのシステムに関して、復調器156xは、受信したサンプルにOFDM復調を実行して、受信したシンボルを取得し、検出器158に受信したデータ・シンボルを与え、そしてチャネル推定器162に受信したパイロット・シンボルを与える。チャネル推定器162は、データ伝送のために使用した各副帯域に対して送信エンティティ110と受信エンティティ150xとの間の単一入力単一出力(SISO:single-input single-output)チャネルの実効的なチャネル応答推定値を導出する。検出器158は、各副帯域の受信したデータ・シンボルに対してその副帯域についての実効SISOチャネル応答推定値に基づいてデータ検出(例えば、イコライゼーション)を実行する。RXデータ・プロセッサ160は、再生されたデータ・シンボルを処理し(例えば、シンボル・逆マッピングし、逆インターリーブし、そして復号化し)そして復号化されたデータを与える。
マルチ・アンテナ受信エンティティ150yにおいて、NR個のアンテナ152aから152nrは、NT個の変調された信号を受信し、そして各アンテナ152は、それぞれの受信機ユニット154に受信した信号を与える。各受信機ユニット154は、自身の受信した信号を調整し、そして関係付けられた復調器(Demod)156に受信したサンプル・ストリームを与える。各復調器156は、その受信したサンプル・ストリームに(もし適用可能であれば)OFDM復調を実行し、RX空間プロセッサ170に受信したデータ・シンボルを与え、そしてチャネル推定器166に受信したパイロット・シンボルを与える。
チャネル推定器166は、全てのNR個の受信アンテナごとに受信したパイロット・シンボルを取得し、そしてデータ伝送のために使用した各副帯域に対して送信エンティティ110と受信エンティティ150yとの間の実際の又は実効的なMIMOチャネルについてのチャネル応答推定値を導出する。図1に示されたように、送信エンティティ110がデータ・シンボルと同じ方法でパイロット・シンボルに対して空間処理を実行する場合に、ステアリング行列は、無線チャネルの一部であるように見られることができる。このケースでは、受信エンティティ150yは、実効MIMOチャネルの推定値を導出でき、それは実際のMIMOチャネル応答と同様にステアリング行列の影響を含む。送信エンティティ110がパイロット・シンボルに対して空間処理を実行しない場合に、受信エンティティ150yは、実際のMIMOチャネルの推定値を導出でき、そしてその後、実際の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実効的なMIMOチャネルの推定値を導出できる。
整合フィルタ発生器168は、伝送のために使用した各副帯域に対する空間フィルタ行列M kをその副帯域に対するチャネル応答推定値に基づいて導出する。RX空間プロセッサ170は、全てのNR個の受信アンテナごとに受信したデータ・シンボルを取得し、そして送信エンティティ110によって使用されたSTTD方式を考慮するために受信したデータ・シンボルに事前処理を実行する。RX空間プロセッサ170は、さらにその副帯域に対する空間フィルタ行列を用いて各副帯域の事前処理されたデータ・シンボルに受信機空間処理(すなわち、空間整合フィルタリング)を実行する。RX STTDプロセッサ172は、送信エンティティ110によって使用されたSTTD方式に基づいて検出されたシンボルに事後処理を実行し、そして再生されたデータ・シンボルを与える。RXデータ・プロセッサ174は、再生されたデータ・シンボルを処理し(例えば、シンボル・逆マッピングし、逆インターリーブし、そして復号化し)そして復号化されたデータを与える。
コントローラ180x及び180yは、それぞれ受信エンティティ150x及び150yにおける動作を制御する。メモリ182x及び182yは、それぞれ受信エンティティ150x及び150yに対するデータ及び/又はプログラム・コードを記憶する。
種々のタイプのステアリング行列が、空間拡散のために使用されることができる。例えば、ステアリング行列V(k)は、ウォルシュ行列、フーリエ行列、又はある種の別の行列であり得る。2×2のウォルシュ行列W 2×2は、
任意の正方次元(square dimension)(例えば、2,3,4,5、及びその他)のフーリエ行列が、形成されることができる。
ウォルシュ行列W N×N、フーリエ行列D N×N、又はある種の別の行列が、別のステアリング行列を形成するために基底行列(base matrix)B N×Nとして使用されることができる。N×Nの基底行列に関して、基底行列の列2から列Nの各々は、M個の異なる可能性のあるスカラー量のうちの1つと独立に掛け算されることができる。MN−1個の異なるステアリング行列は、N−1行に対するM個のスカラー量のMN−1個の異なる順列から得られることができる。例えば、行2から行Nの各々は、+1、−1、+j、又は−jのスカラー量と独立に掛け算されることができる、ここでj=(−1)1/2である。N=4に関して、64個の異なるステアリング行列が、4個の異なるスカラー量を用いて基底行列B N×Nから発生されることができる。追加のステアリング行列は、別のスカラー量、例えば、e±j3π/4,e±jπ/4,e±jπ/8,及びその他を用いて発生されることができる。一般に、基底行列の各行は、形式ejθを有する任意のスカラー量と掛け算されることができる、ここで、θは任意の位相値であり得る。1組のN×Nのステアリング行列は、V(i)=gN・B i N×NとしてN×Nの基底行列から発生されることができる、ここで、gN=1/(N)1/2でありそしてB i N×Nは基底行列B N×Nを用いて発生されたi番目のステアリング行列である。gN=1/(N)1/2によるスケーリングは、V(i)の各列が単位パワー(unit power)を有することを確実にする。その組内のステアリング行列は、異なる副帯域及び/又は時間インターバルに対して使用されることができる。
ステアリング行列は、同様に擬似ランダム方式で発生されることができる。ステアリング行列は、一般的に互いに直交する列を有するユニタリ行列である。ステアリング行列は、しかも、V H・V=Iになるように、直交する列と各列に対して単位パワーを有する正規直交行列であり得る。正方ではないステアリング行列の次元は、正方ステアリング行列の1又はそれより多くの列を削除することによって取得されることができる。
異なるステアリング行列が、異なる時間インターバルに対して使用されることができる。例えば、異なるステアリング行列は、SFTDの異なるシンボル・ピリオドに対して、そしてSTTD及びOTDの異なる2−シンボル・インターバルに対して使用されることができる。OFDMベースのシステムに関して、異なるステアリング行列は、STTD及びOTDの異なる副帯域に対して、そしてSFTDの異なる対の副帯域に対して使用されることができる。異なるステアリング行列は、同様に、異なる副帯域及び異なるシンボル・ピリオドに対して使用されることができる。異なるステアリング行列の使用で(時間及び/又は周波数全体にわたる)ステアリング・ダイバーシティによって与えられるランダム化は、無線チャネルの有害な効果を緩和できる。
本明細書中に説明された伝送技術は、種々の手段によって実施されることができる。例えば、これらの技術は、ハードウェアにおいて、ファームウェアにおいて、ソフトウェアにおいて、又はこれらの組み合わせで実施されることができる。ハードウェア実施に関して、送信エンティティにおける処理ユニットは、1又はそれより多くの用途特定集積回路(ASICs:application specific integrated circuits)、ディジタル信号プロセッサ(DSPs:digital signal processors)、ディジタル信号処理デバイス(DSPDs:digital signal processing devices)、プログラマブル論理デバイス(PLDs:programmable logic devices)、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGAs:field programmable gate arrays)、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、本明細書中に説明された機能を実行するために設計された他の電子ユニット、又はこれらの組み合わせの中で与えられることができる。
ソフトウェア実施に関して、本技術は、本明細書中に説明された機能を実行するモジュール(例えば、手順、機能、及びその他)を用いて実施されることができる。ソフトウェア・コードは、メモリ中に記憶されることができ、そしてプロセッサによって実行されることができる。メモリは、プロセッサの内部に、又はプロセッサの外部に与えられることができる。外部の場合には、この分野で公知の種々の手段を介してプロセッサに通信的に接続されることが可能である。
開示された複数の実施形態のこれまでの記載は、本技術分野に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、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、当業者に容易に明らかになるであろう。そして、本明細書中に規定された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用されることができる。それゆえ、本発明は、本明細書中に示された複数の実施形態に限定されるように意図されたものではなく、本明細書中に開示された原理及び新規な機能と整合する最も広い範囲に適用されるべきである。
110…送信エンティティ,136…アンテナ,150…受信エンティティ,152…アンテナ,224…乗算器。
Claims (26)
- コード化されたデータ・シンボルを発生させるために伝送ダイバーシティ方式に基づいてデータ・シンボルを処理するように、そして複数のアンテナを介した伝送のための伝送データ・シンボルを発生させるように該コード化されたデータ・シンボルに空間処理を実行するために構成された少なくとも1個のプロセッサ、ここにおいて、空間処理を実行することは、該コード化されたデータシンボルの空間拡散のために1組の異なるステアリング行列を用いることを備え、該プロセッサは、異なる周波数副帯域、異なる時間インターバル又は両者に対して該組のうちの異なる行列を使用することにより空間拡散を実行するように構成されている;及び
該少なくとも1個のプロセッサに接続されたメモリ、ここにおいて該メモリは該プロセッサによって実行される複数の命令を記憶する
を具備する装置。 - 該少なくとも1個のプロセッサは、複数の行列を用いてビームフォーミングを実行するように、そして異なる周波数副帯域に対して異なる行列を使用するように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該コード化されたデータ・シンボルを発生させるために空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD)方式に基づいて該データ・シンボルを処理するように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該コード化されたデータ・シンボルを発生させるために空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD)方式に基づいて該データ・シンボルを処理するように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該コード化されたデータ・シンボルを発生させるために直交伝送ダイバーシティ(OTD)方式に基づいて該データ・シンボルを処理するように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、2つのシンボル・ピリオドにおいて1つの周波数副帯域上に送られる少なくとも2個のデータ・シンボルを得るように、2組のコード化されたデータ・シンボルを発生させるために該伝送ダイバーシティ方式に基づいて該少なくとも2個のデータ・シンボルを処理するように、そして2つのシンボル・ピリオドにおいて該周波数副帯域上の伝送のために該2組のコード化されたデータ・シンボルを与えるように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、1つのシンボル・ピリオドにおいて2つの周波数副帯域上に送られる少なくとも2個のデータ・シンボルを得るように、2組のコード化されたデータ・シンボルを発生させるために該伝送ダイバーシティ方式に基づいて該少なくとも2個のデータ・シンボルを処理するように、そして該シンボル・ピリオドにおいて該2つの周波数副帯域上の伝送のために該2組のコード化されたデータ・シンボルを与えるように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該各アンテナに対する伝送データ・シンボルを発生させるために各アンテナに対する該伝送データ・シンボルに直交周波数分割多重化(OFDM)変調を実行するように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該アンテナに対する伝送データ・シンボルを発生させるために各アンテナに対する該伝送データ・シンボルに単一キャリア周波数分割多元接続(SC−FDMA)変調を実行するように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該複数のアンテナに対して異なる巡回遅延を適用するように構成される、請求項1の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該伝送データ・シンボルに基づいて該複数のアンテナに対する伝送データ・シンボルを発生させるように、そして該複数のアンテナに対する該伝送データ・シンボルを異なる負でない整数の数のサンプルだけ循環的に遅延させるように構成される、請求項1の装置。
- コード化されたデータ・シンボルを発生させるために伝送ダイバーシティ方式に基づいてデータ・シンボルを処理すること;及び
複数のアンテナを介した伝送のための伝送データ・シンボルを発生させるために該コード化されたデータ・シンボルに空間処理を実行すること、ここにおいて、空間処理を実行することは、異なる周波数副帯域、異なる時間インターバル又は両者に対して1組の異なるステアリング行列のうちの異なる行列を使用することにより該コード化されたデータシンボルの空間拡散のために該組を用いることを備える
を具備する方法。 - 該伝送ダイバーシティ方式に基づいて該データ・シンボルを該処理することは、
該コード化されたデータ・シンボルを発生させるために空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD)方式、空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD)方式、又は直交伝送ダイバーシティ(OTD)方式に基づいて該データ・シンボルを処理すること
を備える、請求項12の方法。 - 該複数のアンテナに対して異なる巡回遅延を適用すること
をさらに具備する、請求項12の方法。 - コード化されたデータ・シンボルを発生させるために伝送ダイバーシティ方式に基づいてデータ・シンボルを処理するための手段;及び
複数のアンテナを介した伝送のための伝送データ・シンボルを発生させるために該コード化されたデータ・シンボルに空間処理を実行するための手段、ここにおいて、空間処理を実行するための手段は、異なる周波数副帯域、異なる時間インターバル又は両者に対して1組の異なるステアリング行列のうちの異なる行列を使用することにより該コード化されたデータシンボルの空間拡散のために該組を用いるための手段を備える
を具備する装置。 - 該伝送ダイバーシティ方式に基づいて該データ・シンボルを処理するための手段は、該コード化されたデータ・シンボルを発生させるために空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD)方式、空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD)方式、又は直交伝送ダイバーシティ(OTD)方式に基づいて該データ・シンボルを処理するための手段
を備える、請求項15の装置。 - 該複数のアンテナに対して異なる巡回遅延を適用するための手段
をさらに具備する、請求項15の装置。 - 少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームを発生させるために伝送ダイバーシティ方式に基づいて少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを処理ようために、そして複数のアンテナを介した伝送のために複数の伝送データ・シンボル・ストリームを発生させるために該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームに空間処理を実行するように構成された少なくとも1個のプロセッサ、ここにおいて、空間処理を実行することは、該少なくとも2個のコード化されたデータシンボル・ストリームの空間拡散のために1組の異なるステアリング行列を用いることを備え、該プロセッサは、異なる周波数副帯域、異なる時間インターバル又は両者に対して該組のうちの異なる行列を使用することにより空間拡散を実行するように構成されている;及び
該少なくとも1個のプロセッサに接続されたメモリ、ここにおいて該メモリは該プロセッサによって実行される複数の命令を記憶する
を具備する装置。 - 該少なくとも1個のプロセッサは、該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームを発生させるために空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD)方式、空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD)方式、又は直交伝送ダイバーシティ(OTD)方式に基づいて該少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを処理するように構成される、請求項18の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、伝送ダイバーシティ方式を用いないで送られる少なくとも1個の追加のデータ・シンボル・ストリームを発生させるように、そして該複数の伝送データ・シンボル・ストリームを発生させるために複数の行列を用いて該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリーム及び該少なくとも1個の追加のデータ・シンボル・ストリームに空間処理を実行するように構成される、請求項18の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームに対して選択された少なくとも2つのゲインを用いて該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームをスケーリングするように、そして該少なくとも1個の追加のデータ・シンボル・ストリームに対して選択された少なくとも1つのゲインを用いて該少なくとも1個の追加のデータ・シンボル・ストリームをスケーリングするように構成される、請求項20の装置。
- 該少なくとも1個のプロセッサは、該少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを発生させるために少なくとも1つのコーディング及び変調方式に基づいて少なくとも1個のデータ・ストリームを処理するように構成される、請求項18の装置。
- 少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームを発生させるために伝送ダイバーシティ方式に基づいて少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを処理すること;及び
複数のアンテナを介した伝送のために複数の伝送データ・シンボル・ストリームを発生させるために該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームに空間処理を実行すること、ここにおいて、空間処理を実行することは、異なる周波数副帯域、異なる時間インターバル又は両者に対して1組の異なるステアリング行列のうちの異なる行列を使用することにより少なくとも2個のコード化されたシンボル・ストリームの空間拡散のために該組を用いることを備える
を具備する方法。 - 該伝送ダイバーシティ方式に基づいて該少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを該処理することは、
該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームを発生させるために空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD)方式、空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD)方式、又は直交伝送ダイバーシティ(OTD)方式に基づいて該少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを処理すること
を備える、請求項23の方法。 - 少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームを発生させるために伝送ダイバーシティ方式に基づいて少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを処理するための手段;及び
複数のアンテナを介した伝送のために複数の伝送データ・シンボル・ストリームを発生させるために該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームに空間処理を実行するための手段、ここにおいて、空間処理を実行するための手段は、異なる周波数副帯域、異なる時間インターバル又は両者に対して1組の異なるステアリング行列のうちの異なる行列を使用することにより少なくとも2個のコード化されたシンボル・ストリームの空間拡散のために該組を用いるための手段を備える
を具備する装置。 - 該伝送ダイバーシティ方式に基づいて該少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを該処理するための手段は、
該少なくとも2個のコード化されたデータ・シンボル・ストリームを発生させるために空間−時間伝送ダイバーシティ(STTD)方式、空間−周波数伝送ダイバーシティ(SFTD)方式、又は直交伝送ダイバーシティ(OTD)方式に基づいて該少なくとも1個のデータ・シンボル・ストリームを処理するための手段
を備える、請求項25の装置。
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