JP2008519566A - チャネル・フィードバックのための方法および装置 - Google Patents

Abstract

送信デバイスと受信デバイスとの間で複数のサブキャリアによりチャネル推定値の通信を行うための方法。送信デバイスは、複数のサブキャリア上のチャネル推定値を決定し、次に、このチャネル推定値を少なくとも１つの符号化したチャネル波形に符号化する。次に、送信デバイスは、受信デバイスに少なくとも１つの符号化したチャネル波形を送信する。

Description

本発明は、通信システムに関し、特に、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）送信中に送信機にチャネル情報を提供するための方法および装置に関する。

マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）は、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを使用する、無線通信システムのリンク容量を大幅に増大することができる送信方法である。種々の送信方法により、送信アレイは、各送信アンテナ素子と各受信アンテナ素子との間のチャネル応答に関するある程度のデータを必要とし、多くの場合、「閉ループ」ＭＩＭＯと呼ばれる。送信機のところでアレイ校正を行えば、時分割二重化（ＴＤＤ）の際にアップリンク・サウンディングのような技術を使用して、送信機のところで全広帯域チャネル・データ（ｃｈａｎｎｅｌ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）を入手することができる。しかし、アップリンク・サウンディング方法は、ＴＤＤシステムでリレーを使用する場合、または送信機のところでアレイ校正を行わない場合には、周波数分割二重化（ＦＤＤ）システムにおいては機能しない。

それ故、アップリンク・サウンディングがその目的のために効果的に機能しない場合には、送信機のところで全チャネル・データを効率的に提供する方法が必要になる。

説明を分かりやすくするために、加入者局（ＳＳ）に閉ループ送信を行っているときに基地局（ＢＳ）にチャネル情報を提供するという観点から本発明を説明する。本発明は、また、ＢＳおよびＳＳの役割が本明細書に記載する役割とは逆になった場合のシナリオにも適用できる。

例えば、本発明は、ＳＳからＢＳに閉ループ送信ができるようにするために、ＳＳにチャネル情報が提供されるシナリオにも適用することができる。それ故、主としてＳＳにＢＳが送信する場合に焦点を当てて説明するが、「送信元通信装置」という用語は、「対象通信装置」へ閉ループ送信を行うことができる通信装置（例えば、ＢＳ、ＳＳまたは他のトランシーバ）を意味する。

また、本明細書のいくつかの用語は互換性を有する。チャネル応答、周波数選択的チャネル・プロファイル、空間−周波数チャネル応答という用語すべては、閉ループ送信技術を使用するために、基地局が必要とするチャネル応答情報を意味する。また、このチャネル応答情報をチャネル・データと呼ぶこともできる。また、波形および信号という用語も互換性を有する。加入者デバイスまたは加入者局（ＳＳ）を、移動局（ＭＳ）または単に移動体と呼ぶ場合もあり、本発明は、加入者デバイスが固定されている場合にも、または移動できる（すなわち、固定されていない）場合にも同じように適用することができる。受信デバイスは、基地局（ＢＳ）であっても、加入者局（ＳＳ）であっても、またはこれらの任意の組合せであってもよい。また、送信デバイスは、ＢＳ、ＳＳ、ＭＳまたはこれらの任意の組合せであってもよい。さらに、システムが中継装置、リレーまたは他の類似のデバイスを有している場合には、受信デバイスまたは送信デバイスは、中継装置、リレーまたは他の類似のデバイスであってもよい。ＢＳが中継装置／リレーに閉ループ送信を行っている場合には、中継装置またはリレーはＳＳと同じものであると見なすことができる。リレーがＳＳに対して閉ループ送信を行っている場合には、中継装置またはリレーは、ＢＳと同じものであると見なすことができる。また、リレーは、アップリンク・リレーまたはダウンリンク・リレーのような一方向リレーであってもよい。例えば、アップリンク・リレーは、ＳＳからアップリンク信号を受信し、その信号またはその信号が表す情報をＢＳに中継する。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）および逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）という用語は、それぞれ個々のフーリエ変換（または類似の変換）および個々の逆フーリエ変換（または類似の変換）を意味する。

送信機または送信元通信装置のところでのチャネル・データの入手は、最大比送信、送信空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、および閉ループマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術のような送信アレイ技術により達成される利得を入手するために重要なものである。チャネル・データを入手するための２つの方法は、フィードバックとチャネル・サウンディングである。チャネル・サウンディングは、時分割二重（ＴＤＤ）システムの場合だけ機能し、ＢＳが、移動体によるアップリンク・チャネル・サウンディングからのダウンリンク・チャネル・データを入手することができるように、アップリンクおよびダウンリンクＲＦチャネルが相互関係を有しているという事実を使用する。チャネル・サウンディングが機能するためには、ＢＳはそのアップリンクおよびダウンリンク・アレイを校正しなければならないことが分かっている。チャネル・サウンディングとは異なり、チャネル・フィードバックは、アレイ校正を行わない周波数分割二重（ＦＤＤ）システムおよびＴＤＤシステムの場合に機能する。

本発明は、移動体からＢＳへの複数のチャネル（例えば、ＯＦＤＭシステムの１つまたは複数のアンテナのような複数のサブキャリアの複数のチャネル推定値）を効率的にフィードバックするための方法である（また、この方法は、ＢＳおよび移動体の役割を交換する場合にも機能する）。この方法は、移動体が、各ＢＳアンテナへの複雑なチャネル応答を測定（または推定）することができるように、その各送信アンテナから、トレーニング（例えば、パイロット・シンボル）を送信しているＢＳにより機能する（また、チャネル推定値は、決定指向チャネル推定またはブラインド・チャネル推定のようなトレーニング・データを必要としない他の方法によっても入手することができる）。次に、そうするようにＢＳによりスケジュールされている各移動体（または、何か他の手段により、そうすることを知っている／必要とする各移動体）は、各ＢＳアンテナへのチャネル推定値を符号化し（チャネル波形を形成し）、次に、潜在的に複数のこのような移動体は、ダウンリンク・チャネル推定値を決定する際にＢＳを助けるために、符号化したチャネル推定値をＢＳに同時に返送する。

特定の移動体のところでの本発明のチャネル符号化プロセスは、移動体の受信機の固有の精度によりすでに行われている量子化以上のチャネルを量子化する必要はない（例えば、従来のフィードバック送信は、ＱＰＳＫのような従来のコンステレーションによりシンボルにより２値情報を運び、一方、本発明は、ほとんど量子化していないチャネル推定値を運ぶことができる（例えば、値をＱＰＳＫコンステレーションの４つの値に限定する必要がないが、もちろん、移動体の受信および送信処理の固有の精度により制限される）。それどころか、本発明は、（帯域幅の点では）ある数の測定したチャネル（例えば、各ＢＳアンテナから１つまたは複数の移動体のアンテナへのチャネル）を、ＢＳに送信するための符号化したチャネル波形とも呼ばれる１つのチャネル波形に効率的に結合する。複数の移動体は、ＳＤＭＡにより同じ時間−周波数リソースによりその符号化したチャネル波形を送信することができる。次に、ＢＳは、各移動体からの符号化したチャネル波形を分離するためにその複数の受信アンテナを使用し、次に、符号化したものを復号することによりチャネル推定値を決定する。複数のアンテナを有する移動体の場合には、移動体のところの各アンテナは、ＭＩＭＯにより異なる符号化したチャネル波形を送信することができる（例えば、波形は、すべてのＢＳアンテナから符号化したチャネル波形が送信される移動体のアンテナへのチャネルを符号化したものである）。もちろん、１つの移動体からの符号化したチャネル波形のＭＩＭＯタイプの送信は、ＳＤＭＡのように、他の移動体からの符号化したチャネル波形の送信を重ねることができる。チャネル推定値を効率的に符号化し、アップリンク送信の際にＳＤＭＡおよび／またはＭＩＭＯを使用することにより、チャネル・フィードバックを、帯域幅を非常に効率的に使用して行うことができる。本発明は、ＳＤＭＡ、ＭＩＭＯ、マルチソース・チャネル推定、過度のピーク対平均電力の比を避けるためのスクランブリング、およびパイロット設計の選択的な組合せにより、（例えば、ＯＦＤＭシステムの複数のサブキャリア上の）周波数領域内、または（例えば、時間領域データ・シンボルをチャネル波形のサンプルにより置換することにより）時間領域内の広帯域チャネルを効率的にフィードバックする。

図１は、本発明による、基地局があるタイプの閉ループ送信アダプティブ・アレイ（ＴｘＡＡ）送信を行うために、チャネル情報を要求しているＴＤＤ通信システムのフィードバックの例示としての時間図である。最初に、ＢＳは、ダウンリンクの端部近くでトレーニング・データ（例えば、パイロット・シンボル）を送信する（実際には、トレーニングはダウンリンク・フレーム内のどこに位置していてもよいが、トレーニングをダウンリンク・フレームの最後に送信すれば、フィードバック待ち時間を短縮することができる）。複数の送信アンテナを備えるＢＳの場合には、ＢＳは、第１の送信アンテナによる第１の送信および第２の送信アンテナによる第２の送信など（複数の送信）の複数の送信を行うことができる。この場合、複数の送信は、好適には、ＳＳが、各送信ＢＳアンテナへの複数のサブキャリア上のチャネルを推定することができるように、パイロット・シンボルを含んでいることが好ましい。複数の送信は、好適には、（例えば、異なる組のまたは複数のサブキャリアを使用する異なるアンテナを有する）アンテナ間の直交／分離可能なパイロット・シーケンスを含んでいることが好ましい同時送信であってもよいし、または別々の送信であってもよいが、好適には時間的に接近して行うことが好ましい。次に、ＢＳによりチャネル情報を送信するように要求された各移動体は、（例えば、複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値を決定することにより）各ＢＳ送信アンテナへのチャネルを推定し、チャネル推定値を符号化したチャネル波形に符号化し（チャネル波形を生成または形成し）、次に、アップリンク中に符号化したチャネル波形を基地局に送る（送信する）ことによりチャネル・データの通信を行う。一実施形態の場合には、複数のＢＳアンテナおよび／または複数のＳＳ受信アンテナからのチャネル推定値を、１つのシンボル時間内に送信することができるようにするために、チャネル推定値が符号化される。一実施形態の場合には、チャネル推定値は、ＢＳのところでアップリンク・チャネルを推定するのに使用するパイロット・シンボルと一緒に送信されることに留意されたい（アップリンク・チャネル推定値は、その受信アレイが、複数の移動体のアップリンク・チャネル・フィードバックを分離し、また各移動体からの符号化したチャネル推定値を検出することができるようにするために、ＢＳにより使用される）。パイロット・シンボルは、ＢＳのところでアップリンク・チャネルを推定することができるようにするために、チャネル・サウンディング波形（例えば、一組のＯＦＤＭサブキャリア上のパイロット・シンボル）を形成することができる。ＢＳは、アップリンクの後のダウンリンク上の閉ループ送信（例えば、ＴｘＡＡ）を行うために、フィードバックしたチャネル・データを使用する（好適には、測定と測定の使用の間のチャネル変動を最小限度に低減するために、閉ループ送信は、すぐ隣のダウンリンク間隔上に位置することが好ましいが、本発明は、また、遅延がもっと大きな状況にも適用することができる）。フィードバックしたチャネル・データは、従来のシンボル・コンステレーション（例えば、ＱＰＳＫ）に量子化する必要がないので、従来のスキームと比較した場合、チャネル・データの解像度およびダイナミック・レンジを改善することができる（例えば、実質的に非量子化することができる）。それ故、一実施形態の場合には、フィードバック中のチャネル推定値は、実質的に非量子化される。他の実施形態の場合には、チャネル推定値を所定の一組の値のうちの１つ（例えば、所定の一組の複雑な値に最も近い値）にマッピングすることができるし、またはクリップすることもできるし、またはその大きさが特定の値以下の場合には、ゼロにセットすることもできる。

図２は、この場合も、ＢＳが閉ループ（例えば、ＴｘＡＡ）送信を行うためのチャネル情報を要求しているＦＤＤ通信システムのフィードバックの例示としての時間図である。この動作は、ＴＤＤモードに似ているが、ＦＤＤの場合には、ダウンリンクおよびアップリンク両方が同時に送信されるために、ダウンリンク上でチャネル推定値を使用して、チャネルとＢＳの測定間の待ち時間をＴＤＤより遥かに短縮することができる。説明を分かりやすくするために、フィードバック機構は、ＦＤＤシステムのダウンリンクおよびアップリンクは、同じ帯域幅で、同じ変調方法（例えば、ＯＦＤＭ）を使用するものと仮定する。しかし、本発明のフィードバック機構は、アップリンクおよびダウンリンクが異なる変調方法および／または帯域幅を有する場合に容易に拡張できる。さらに、本発明は、通常のアップリンク・データ送信のための、例えば、ＩＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、単一キャリアＴＤＭＡ、またはこれらの混合のようなアップリンク内の複数の送信モード（これらの送信モードのいずれも低ピーク対平均比を提供する）、および（複雑なチャネル応答の周波数領域フィードバックを供給する）フィードバック送信のためのＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡの使用を含む。この場合、好適には、フィードバック送信は、一定のデータ送信により時間または周波数内で多重化することが好ましい。それ故、本発明は、対象通信装置から他のデータ送信のために使用する変調方法とは異なる変調方法で、チャネル波形を送信することができる。

図１および図２のアップリンク・フレームのフィードバック部分は、２つのＯＦＤＭシンボル時間周期からなることに留意されたい。第１のシンボル周期は、各移動体に対して、チャネルを推定するために使用するパイロット・シンボル（例えば、チャネル・サウンディング波形）を送るためのものであって、第２のシンボル周期は、複数のサブキャリアに対するチャネル推定値を決定する際に、送信元通信装置を助けるためにチャネル・フィードバックを送信するために使用される。

図３は、フィードバックのこのオプションを示す。フィードバックのもう１つのオプションは、図４に示すように、パイロット・シンボル（例えば、チャネル・サウンディング波形）をフィードバックと混合することにより、１つのＯＦＤＭシンボルしか必要としない。図４の混合は、周波数多重を含むが、コード多重のような他のタイプの混合も使用することができる。明らかに、複数のシンボル時間上でのパイロット・シンボルおよびチャネル波形のサンプルの散乱のような、パイロットおよびチャネル波形の任意の混合も行うことができる。さらに、例えば、送信元通信装置が、対象通信装置から送信されたチャネル波形を検出するために通常のデータ・トラフィックからのチャネル推定値を使用している場合には、パイロット・シンボルをチャネル波形と一緒に明示的に送信することはできない。

チャネル再使用（または相互関係）戦略（すなわち、ＴＤＤにおいては、移動体はアップリンクをサウンディングし、ＢＳは、アップリンクおよびダウンリンク・チャネル間のチャネル相互関係を仮定する）、また他の従来の技術に関連する本発明のフィードバック方法の利点は下記の通りである。

１．本発明のフィードバック方法は、ＴＤＤおよびＦＤＤモード両方で使用することができる。
２．本発明の方法を移動機のところで使用した場合、コードブックおよびベクトル量子化をベースとする方法と比較すると遥かに簡単である。

３．ＴＤＤモードで本発明のフィードバック方法を使用した場合には、ＢＳまたは移動体のところでアンテナ校正を必要としない。
４．本発明のフィードバック方法は、アップリンク上にリレーを含むＴＤＤシステムでチャネル・フィードバック機構を提供する（アップリンク・チャネル・サウンディングは機能しない。何故なら移動体がＢＳに直接送信していないからである）。

５．本発明のフィードバック方法は、アレイ校正の場合に非常に役に立つ場合がある。例えば、本発明のフィードバック方法は、ＳＳからＢＳにチャネルを倒置したものを送信するために使用することができる。

６．本発明のフィードバック方法は、ＢＳのアップリンクおよびダウンリンク・アンテナ・アレイが異なる場合でも機能する。
７．移動体がその送信加重のＢＳの計算方法を知っている場合には、移動体は、複合チャネル（すなわち、送信加重と本当のＲＦチャネルとの組合せである移動体から見た実効チャネル）を決定するために、ダウンリンク上の放送パイロットを使用することができる。それは、移動体が、アップリンク・チャネル・サウンディングに対して本当ではない送信加重を計算するためのＢＳが使用するチャネルを知っているからである。

本発明のフィードバック方法の種々の様態について以下にさらに詳細に説明する。（ダウンリンクおよびアップリンク両方上の）ＢＳのところにＭ_ｂ本のアンテナがあると仮定し、２つの場合を移動体について考えてみよう。１）移動体ｕが１つの送信アンテナだけを有し、Ｍ_ｍ，ｕ本の受信アンテナを有する場合、２）移動体ｕがＭ_ｍ，ｕ本の送受信アンテナを有する場合。（このフィードバック方法は移動体のところの任意の数の送信アンテナに適用することができることに留意されたい。また、このフィードバック方法は、基地局が送信アンテナとは異なる数の受信アンテナを有する場合に容易に拡張することができる。）Ｋ個の使用可能なサブキャリアを含むＯＦＤＭダウンリンクを仮定した場合、サブキャリアｋ（０≦ｋ≦Ｋ−１）およびシンボル時間ｂに対するその受信アンテナｍ上の移動体ｕに対する受信信号は下式で表される。

ここで、Ｈ_{ｕ，ｍ，ｌ}（ｋ，ｂ）は、サブキャリアｋおよびシンボル時間ｂ上のＢＳ（例えば、送信元通信装置）アンテナｌから、移動体（例えば、対象通信装置）ｕのｍ番目の受信アンテナへの周波数領域チャネルであり、Ｘ_ｌ（ｋ，ｂ）はＢＳのｌ番目のアンテナから送信されたトレーニング・シンボルであり、Ｎ_ｕ，ｍ（ｋ，ｂ）は、電力

を含む加法性雑音である。時間指数ｂは、パイロット・シンボルのシンボル時間を表示するために使用されることに留意されたい（チャネル推定のために２つ以上のＯＦＤＭシンボルが必要な場合には、ｂの値が複数になる場合もある）。

移動体は、好適には、ｋ（複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値を決定する）の２つ以上の値に対するものであることが好ましい時間ｂのチャネル推定値

を決定するために、受信信号に対してマルチソース・チャネル推定装置を稼働することができる。チャネル推定値は、通常、（振幅および位相の両方を表す）複雑な値であることに留意されたい。ＢＳは、移動体のところで簡単なマルチアンテナ・チャネルを推定することができるようにするために、その複数のアンテナから直交パイロット信号を送信することができる。他のチャネル推定方法も使用することができる（例えば、決定援用、反復等）。次に、移動体は、下記の方法のうちの１つに基づいてチャネル波形を生成するために、チャネル情報を符号化する。
方法１：周波数領域チャネルの時間内分離可能フィードバック
このフィードバック方法は、時間領域チャネルが直交するように（すなわち、チャネル推定値が時間領域内で分離することができるように）、複数の送信アンテナからの測定したチャネル（チャネル推定値）を符号化するために、線形位相シフト／ランプ（ａ．ｋ．ａ．シュタイナーの位相シフト）を使用する。図５は、１つのアンテナを有する移動体に対するベースのところのＭ_ｂ本の送信アンテナに対する周波数領域チャネルの位相シフト符号化の結果として得られる時間領域表示の一例を示す。この図を見れば分かるように、位相シフトが正しいと、各基地局の送信アンテナに対する時間領域チャネルは、時間領域の異なる部分に位置する。このフィードバック方法の場合には、移動体は、１つの送信アンテナを有する移動体ｕのための後続のアップリンク波形（すなわち、符号化したチャネル波形またはチャネル波形）を生成することにより、効率的な送信を行うために各ＢＳアンテナからのチャネル推定値を符号化する（ＳＳのところでチャネル推定ができるようにするために、パイロット・シンボルがＢＳから送信される場合に、時間指数ｂの後のある時点で発生するアップリンク・フィードバックの時間的位置を表示するために時間指数ｄが使用されることに留意されたい）。

ここで、Ｓ_{ｕ，ｍ，ｌ}（ｋ，ｄ）は、ユーザｕのチャネル推定値に対する符号化シーケンスであり、β_ｕは、Ｚ_ｕ（ｋ，ｄ）の（すべての周波数を横切って、適用可能な場合には時間を横切って平均した）平均送信電力を１つ（またはいくつかの他の所望の電力レベル）にするためのスケーリング（スケール係数）である。各チャネル推定値間の相対電力レベルが保存されるように、１つの移動体に対するすべてのチャネル推定値に対して１つのスケーリングを使用することが重要である。スケーリングが必要ない場合には、β_ｕ＝１と設定することによりスケーリングを除去することができる。Ｍ_ｂが２つ以上の場合には、ＢＳは複数のアンテナを有し、複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値を決定するステップは、送信元通信装置から受信した複数の送信（例えば、異なるアンテナからの各送信）に基づいて複数の各サブキャリアの複数のチャネル推定値を決定するステップを含むことができることに留意されたい。

符号化シーケンスの一例は、２つの態様を含む下記の信号である。第１のものは時間領域内でチャネルの分離を可能にするシュタイナーの位相シフトであり、第２のものはスクランブリング・シーケンスである。

ここで、ｑ_ｕ（ｋ，ｄ）は、任意の既知の／スクランブリング・シーケンス（例えば、ランダムＢＰＳＫシンボルのような一定のモジュラス・ランダム・シーケンス）であり、α_ｕはユーザｕ（例えば、α_ｕ＝Ｍ_ｍ，ｕＭ_ｂ）に対するシフト係数である。スクランブリング・シーケンスの使用は、本発明の重要な態様であることに留意されたい。何故なら、チャネル推定値にスクランブリング・シーケンスを掛けることにより、送信したアップリンク信号（すなわち、Ｚ_ｕ（ｋ，ｄ）のＩＦＦＴ）の、特にあるチャネル条件（例えば、フラット・フェージング・チャネル）の場合の、ピーク対平均電力の比（ＰＡＰＲ）が過度に大きくなるのが防止されるからである。

移動体ｕが複数の送信アンテナを有している場合には、ＭＩＭＯのようなフィードバック送信が可能であり、（移動体ｕのところのｍ番目の送信アンテナに対する）符号化したチャネル波形は下式で表される。

ここで、β_ｕはＺ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）の（すべての周波数、すべての移動体アンテナ、適用可能な場合には時間を横切って平均した）平均送信電力を１つ（またはいくつかの他の任意の電力レベル）にするためのスケーリングである。符号化シーケンスＳ_{ｕ，ｍ，ｌ}（ｋ，ｄ）は下式により表される。

ここで、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）は、任意の既知の／スクランブリング・シーケンス（例えば、ランダムＢＰＳＫシンボルのような一定のモジュラス・ランダム・シーケンス）であり、α_ｕはユーザｕ（例えば、α_ｕ＝Ｍ_ｂ）に対するシフト係数である。

式（２）または（４）を使用する場合には、サブキャリアｋ上の周波数領域チャネルは、サブキャリアｋによりフィードバックされることに留意されたい。ＴＤＤシステムの場合には、このことは、サブキャリアｋがフェージング中である場合には、フィードバックしたチャネルが低振幅サブキャリアにより送信されることを意味する。この問題を回避するために、本発明の追加の態様は、周波数を横切るフィードバックを効果的にスクランブルするために、周波数を横切ってＺ_ｕ（ｋ，ｄ）またはＺ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）の順序をインタリーブまたは交換するステップを含む。インタリービングは、位相シフトを行う前に、チャネル推定値上でなく、符号化したチャネル波形Ｚ_ｕ（ｋ，ｄ）またはＺ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）上で行わなければならないことに留意されたい。アップリンクによりフィードバックを送信するために複数のＯＦＤＭシンボルを使用する場合には、周波数の他に時間を横切るインタリービングが有利な場合がある。特に異なるチャネルが異なる平均電力を有する場合には有利な場合がある（例えば、２つのチャネル推定値の場合、それぞれ２つのＯＦＤＭシンボルにより送信する返送のためのＫ値を有し、各チャネル推定値の半分（各推定値からＫ／２値）である場合には、全送信電力が各ＯＦＤＭシンボルに対して同じになるように、各ＯＤＦＤＭシンボルにより送信しなければならない）。

また、図４に示すように、パイロットをフィードバックと混合する場合に適用できるように、式（２）および（４）を変更することができることに留意されたい。また、ダウンリンクの帯域幅および／または変調方法（例えば、１つのキャリア）が、アップリンクとは異なる場合には、チャネルを符号化するためにこれらの式を変更することができる。
方法２：周波数領域チャネルの周波数内直交フィードバック
この方法の場合、測定したダウンリンク・チャネルは、周波数領域内で分離されるために、相互に干渉を起こさない。図６は、ＢＳのところにＭ_ｂ本の送信アンテナを有し、移動体のところに１つの受信アンテナを有するこの符号化方法の一例を示す。図を見れば分かるように、各アンテナに対する周波数領域チャネルは、異なるサブキャリア（例えば、所定の一組のサブキャリアへの特定のアンテナに対するチャネル推定値のマッピングまたは符号化）により送信され、それ故、相互に干渉を起こさない。すべてのサブキャリアのところでチャネル推定値を再生するために、ＢＳはチャネル推定値を補間しなければならない。図６は、（例えば、図４類似の方法で）パイロットがフィードバックと混合される場合に適用できるように修正することができる。式中、周波数領域チャネルのこのタイプの符号化のための符号化したチャネル波形は、（移動体ｕが１つの送信アンテナだけを有している場合）下式により表される。

ここで、（ｎ）_Ｎはｎ個のモジュラスＮを意味し、δ（ｎ）はｎがゼロに等しい場合には１であり、その他の場合には０であり、ｑ_ｕ（ｋ，ｄ）は、任意の既知の／スクランブリング・シーケンス（例えば、ランダムＢＰＳＫシンボルのような一定のモジュラス・ランダム・シーケンス）であり、β_ｕはＺ_ｕ（ｋ，ｄ）の（すべての周波数を横切って、適用可能な場合には時間を横切って平均した）平均送信電力を、１つの（またはいくつかの他の所望の電力レベル）にするためのスケーリングである。時間分離可能な場合のように、ｑ_ｕ（ｋ，ｄ）は送信したアップリンク信号でピーク対平均電力比が大きくなるのを防止するのを助ける。また、時間分離可能な場合のように、送信前に周波数Ｚ_ｕ（ｋ，ｄ）上で符号化した信号をスクランブルするためにインタリービングを使用することができる。移動体ｕがＭ_ｍ，ｕ個の送信アンテナを有している場合には、移動体の送信アンテナｍに対する符号化したチャネル波形は下式で表される。

ここで、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）は、任意の既知の／スクランブリング・シーケンス（例えば、ランダムＢＰＳＫシンボルのような一定のモジュラス・ランダム・シーケンス）であり、β_ｕは、Ｚ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）の（すべての周波数を横切って、すべての移動体アンテナを横切って、適用可能な場合には時間を横切って平均した）平均送信電力を、１つの（またはいくつかの任意の電力レベル）にするためのスケーリングである。

簡単にするために、時間指数を明示しないで式６および７を下式のように書くことができることに留意されたい。

および

Ｍ_ｂが２以上である場合には、複数のサブキャリアの複数のチャネル推定値を決定するステップは、（例えば、第１のアンテナからの）送信元通信装置の第１の送信に対応する第１の複数のサブキャリアのチャネル推定値を決定するステップ、および（例えば、第２のアンテナからの）送信元通信装置の第２の送信に対応する第２の複数のサブキャリアのチャネル推定値を決定するステップを含むことができる。

また、方法２は、デシメーションしたサブキャリア型の分離性と呼ぶこともできる。何故なら、デルタ関数の効果は、デシメーションした一組のサブキャリアに対してチャネル推定値が返送されるように、いくつかのサブキャリア上にゼロを置くことであるからである。（ｌの異なる値または異なる移動体に対するような）もう一組のチャネル推定値に、（図６に示すように）ゼロにセットされているサブキャリアを割り当てることができる。また、方法１は、循環シフト型の分離性を使用する方法と呼ぶこともできる。何故なら、α_ｕをベースとする式５の位相ランプは、（図５に示すように）チャネルの時間領域表示内に循環シフトを導入するからである。

方法１および２の数学的表示から、両方の方法１および２が、複数のチャネル推定値に基づいてチャネル波形を生成することを理解することができる。チャネル波形はその構造内に複数のチャネル推定値を含んでいるので、チャネル波形を複数のチャネル推定値の組合せを含むものと見なすことができる。また、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）およびＳ_{ｕ，ｍ，ｌ}（ｋ，ｄ）は既知のシーケンスであり、チャネル波形を既知のシーケンスで変調されたチャネル推定値を含むものと見なすことができる。例えば、好適には、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）は２進（例えば、ＢＰＳＫ）シーケンスであることが好ましいが、任意の既知のシーケンスであってもよい。

チャネル波形を生成した後で、チャネル・データの通信を行うために、または複数のサブキャリアに対するチャネル推定値を決定する際に送信元通信装置を助けるために、それを送信することができる。
方法３：時間領域チャネルの周波数内直交フィードバック
フィードバックのもう１つの方法は、周波数領域または時間領域内で推定した時間領域チャネルを返送する方法である。本質的には、この方法は、前の節で説明した、周波数領域チャネル推定値が時間領域チャネル推定値または応答で置き換えられるのを除いて、デシメーションした周波数領域チャネルを送信するための方法に類似している。それ故、図６は、依然として有効であるが、この図のチャネルは、時間領域チャネルを意味する。図７はもう１つのオプションを示す。この場合、１つの送信アンテナおよび移動体アンテナに対する各時間領域チャネル応答は、サブキャリアの連続的ブロックにより送信される。式においては、フィードバックの連続ブロック・バージョンは、（移動体ｕが１つの送信アンテナを有する場合）下式により表される。

（但し、０≦ｎ≦Ｌ−１、１≦ｌ≦Ｍ_ｂ、１≦ｍ≦Ｍ_ｍ，ｕ）
ここで、Ｌは時間領域チャネルの仮定の長さであり、ｑ_ｕ（ｋ，ｄ）は、任意のシーケンス（例えば、ランダムＢＰＳＫシンボルのような一定のモジュラス・ランダム・シーケンス）であり、β_ｕは、Ｚ_ｕ（ｋ，ｄ）の（すべての周波数を横切って、適用可能な場合には時間を横切って平均した）平均送信電力を、１つの（またはいくつかの他の所望の値）にするためのスケーリングである。移動体ｕが複数の送信アンテナを有している場合には、移動体送信アンテナｍに対する符号化した波形は下式により表される。

（但し、０≦ｎ≦Ｌ−１および１≦ｌ≦Ｍ_ｂ）
ここで、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）は、任意のシーケンス（例えば、ランダムＢＰＳＫシンボルのような一定のモジュラス・ランダム・シーケンス）であり、β_ｕは、Ｚ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）の（すべての周波数を横切って、すべての移動体アンテナを横切って、適用可能な場合には時間を横切って平均した）平均送信電力を、１つの（またはいくつかの他の任意の値）にするためのスケーリングである。

すべての上記の符号化スキームは、必ずしも符号化中のチャネルのダイナミック・レンジを制限しないことに留意されたい。その性質により、チャネルは、限定的なダイナミック・レンジを有するものと予想されるが、ある実施態様の場合には、移動体は、符号化したチャネルがその送信設計および実施態様に適している狭いダイナミック・レンジ内に位置していることを要求する。それ故、符号化したチャネル波形は、結果として得られる信号が移動体の送信機のダイナミック・レンジ要件内に適合するようにさらに処理することができる。ある大きさまたは電圧より大きい符号化したチャネル波形の切除、あるシンボル・コンステレーションへの符号化したチャネル波形のマッピング、振幅がしきい値より下のサンプルのところでの符号化した波形のゼロ化のような（しかし、これらに限定されない）ダイナミック・レンジ内に符号化したチャネル波形が必ず入るように、種々の技術を使用することができる。また、これらの処理方法は、複合フィードバック（チャネル）波形を生成する前にチャネル推定値に直接適用することができる（例えば、

がしきい値以下の場合には、ゼロにすることができ、その大きさがしきい値以上である場合には、切除することができ、またはその振幅および／または位相を量子化しなければならない）。ダイナミック・レンジを制御するため、またはできれば雑音の多い状態で性能を改善するために使用することができるもう１つの方法は、

値上で圧縮・伸張を行う方法である。圧縮・伸張動作は、そうしたい場合には、ダイナミック・レンジの一部を回復するためにＢＳ受信機のところで反転することができる。
説明を分かりやすくするために、本発明のいくつかの態様を、ＯＦＤＭシステムのＫ個すべてのサブキャリアについての、またはＯＦＤＭシステムのＫ個のサブキャリアのデシメーションしたサブセットについてのチャネル・データを提供するという観点からすでに説明した。このような状況が起こる恐れがある。何故なら、ＢＳからのパイロット・シンボルは、通常、ＭＳのところでのすべてのサブキャリアの推定を可能にするからである。しかし、そうであっても、サブキャリア（例えば、選択したサブキャリア、または特定のサブキャリア範囲内の選択したサブキャリア）の１つのサブセットだけのチャネル・データのフィードバックをＭＳに要求することができる。この場合、アップリンク・チャネルをサウンディングし、符号化したチャネル波形を送信するためにＭＳが使用するサブキャリアは、ＢＳがどのサブキャリアにフィードバックが対応するのかをはっきりと知っている限りは、チャネル・データをＢＳが要求しているサブキャリアと一致する必要はない。ある例の場合には、サブキャリア（すなわち、サブ帯域）の隣接するブロックのチャネル・データがフィードバックされる場合には、符号化したチャネル波形を生成するための３つの上記方法のすべてを適用することができる。しかし、この例の場合には、第３の方法（すなわち、時間領域チャネルの周波数内直交フィードバック）は、好適には、全帯域幅の場合よりも広いチャネル・タップ隙間を有する時間領域チャネルで、サブ帯域周波数応答をモデル化することが好ましい。他の例の場合には、一組の隣接するサブキャリアについてのチャネル・データがフィードバックされる場合には、ＭＳは、サブキャリアごとに、またはＭＩＭＯ類似の送信の場合と一緒に、一度に１つずつ各ＢＳアンテナに対応するチャネルをフィードバックすることができる。

符号化したチャネル波形を低ＳＮＲまたはＣ／Ｉ環境内で受信するいくつかの環境も存在する。フィードバックの品質を改善するために、（時間および／または周波数内の）符号化したチャネル波形の繰返しの移動体による送信を、フィードバックの品質を改善するために実行することができる。別の方法としては、符号化したチャネル波形全体を繰り返す代わりに、符号化したチャネル波形を形成する前にチャネル推定値を繰り返すことができる。例えば、周波数内直交方法（図６）の場合には、「サブキャリアＭ_ｂ上のアンテナ１に対するチャネル」がフィードバックされると思われるサブキャリアのところで、「サブキャリア０上のアンテナ１に対するチャネル」を再度送信することができる。サブキャリア０上の品質の改善は、周波数領域内でのデシメーション係数を増大することにより折り合いをつけることができる。何故なら、サブキャリアＭ_ｂ上のチャネルは送信されないからである。フィードバックの品質を改善するためのこれらの技術の他に、フィードバック・チャネル上の雑音の影響は、（好適には、出力の大きさを制限することにより）ＳＳのところの

値に逆圧縮伸張装置（または伸張装置）を適用することにより、およびフィードバックを受信した後でＢＳのところでの動作を逆にすることにより低減することができる。伸張装置の入出力特性は、ＢＳのところでの逆の動作の出力のところのあるＳＮＲまたは他の品質基準を改善するように設計することができる（例えば、周波数上で平均したＳＮＲまたはＭＳＥ、処理したフィードバックをベースとするビーム形成利得等）。

本発明の他の実施形態の場合には、上記フィードバック方法のうちの任意の方法に対してチャネル推定値

の代わりに他の信号を送信することができることに留意されたい。方法１および３は、周波数領域内でフィードバックされる信号が、有限の時間の長さを有する等価の時間領域表示を有するように要求する場合があることに留意されたい。例えば、チャネルの逆数（ｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）（逆数（ｉｎｖｅｒｓｅ））を、アレイ校正のようなこのようなアレイ技術を助けるために送信することができる。もう１つの例は、ＢＳのところでの電力ローディング技術で使用するために各サブキャリアにより周波数選択的ＳＮＲレベルを送信することである。
すべての移動体が１つの送信アンテナを有する場合のフィードバックの受信と復号
ＢＳはチャネル波形（Ｚ）を含む信号を受信し、チャネル波形はすでに説明したように複数のチャネル推定値を有する。この場合、複数のチャネル推定値は、複数の各サブキャリアに対する少なくとも１つのチャネル推定値を含む。複数のサブキャリアは、ＯＦＤＭシステム内の各サブキャリアである必要はなく、このサブキャリアは、例えば、一組の隣接するサブキャリア、または一組の隣接していないサブキャリア（例えば、デシメーションしたサブキャリア）のようなサブキャリアのサブセットであってもよいし、一組のサブキャリアは、チャネル帯域幅の任意の一部を占めることができる。ＢＳは、好ましくは、チャネル波形と一緒に受信するパイロット信号に基づいて受信信号に対する受信チャネルを推定し、受信信号および推定受信チャネルに基づいて複数のチャネル推定値の推定値を再生する。Ｎ_ｕチャネル波形がＢＳにより受信される場合に対するこれのいくつかの態様のより詳細な例について以下に説明する。

Ｎ_ｕ移動体は、その符号化したシーケンスを同時に送信し、ＢＳのところで受信したチャネル波形を表すＭ_ｂ×１の受信信号ベクトルは、下式により表される。

ここで、Ｇ_ｕ（ｋ，ｄ）はサブキャリアｋ上のＭ_ｂ×１アップリンク（受信）チャネル・ベクトル、および移動体ｕに対する時間ｄであり、Ｎ（ｋ，ｄ）は

（Ｉ_ｎはｎ×ｎ単位行列である）で表される相関行列を含む加法性ガウス雑音である。
各移動体のアップリンク波形

の推定値を再生するために、ＢＳは、移動体ｕに対する下記のＭＭＳＥ結合加重を使用することができる。

ここで、

は、受信チャネルを推定するために、各移動体から送信した（およびＢＳが受信した）処理パイロット・シンボルから入手したアップリンク（受信）チャネル推定値である。チャネル推定値

は、通常、複合体であり、推定複合チャネル利得と呼ぶことができることに留意されたい。
移動体ｕのアップリンク波形の推定値は下式で表される。

移動体ｕのための符号化戦略（すなわち、ＢＳがＭＳにフィードバックを行うためにどの特定の方法を使用するのかをメッセージ内に示している場合には、ＢＳが知ることができる、周波数領域または時間領域チャネル推定値を送信するのかどうか、また時間内で分離可能な符号化または周波数内直交符号化（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ−ｉｎ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｎｃｏｄｉｎｇ）を使用するかどうかという戦略）と一緒にこの推定値を使用して、ＢＳは、各移動体のところで測定し、移動体が送信したチャネル波形を形成するために使用したチャネルの推定値を入手（再生）することができる。複数のＢＳアンテナ全体に対するチャネルの符号化からの雑音に干渉を加えたものについての利得を容易に入手することができるように、このステップで標準チャネル推定手順を使用することができることに留意されたい。ここで、ＢＳは、（ｔ−ｂＯＦＤＭシンボルの全フィードバック待ち時間に対する）時点ｔにおけるＴｘＡＡ動作に対して使用するために、ダウンリンク・チャネル推定値を入手する。
すべての移動体が複数の送信アンテナを有する場合の、フィードバックの受信および復号の例
Ｎ_ｕ移動体は、そのすべての送信アンテナから同時にその符号化したシーケンスを送信し、ＢＳのところのＭ_ｂ×１受信信号ベクトルは下式で表される。

ここで、Ｇ_ｕ，ｍ（ｋ，ｄ）はサブキャリアｋ上のＭ_ｂ×１アップリンク・チャネル・ベクトル、および移動体ｕのｍ番目の送信アンテナに対する時間ｄであり、Ｎ（ｋ，ｄ）は

（Ｉ_ｎはｎ×ｎ単位行列である）で表される相関行列を含む加法性ガウス雑音である。
各移動体のアップリンク波形

の推定値を再生するために、ＢＳは、移動体ｕのところの送信アンテナｍに対する下記のＭＭＳＥ結合加重を使用する。

ここで、

は、各移動体から送信したパイロット・シンボルから入手したアップリンク・チャネル推定値である。
移動体ｕのｍ番目の送信アンテナのアップリンク波形の推定値は下式で表される。

移動体ｕのための符号化戦略（すなわち、周波数領域または時間領域チャネル推定値を送信するかどうか、また時間内で分離可能な符号化または周波数内直交符号化を使用するかどうかという戦略）と一緒にこの推定値を使用して、ＢＳは、各移動体のところで測定したチャネルの推定値を入手することができる。複数のＢＳアンテナ全体に対するチャネルの符号化からの雑音に干渉を加えたものについての利得が容易に入手できるように、このステップで標準チャネル推定手順を使用することができることに留意されたい。ここで、ＢＳは、（ｔ−ｂ ＯＦＤＭシンボルの全フィードバック待ち時間に対する）時点ｔにおけるＴｘＡＡ動作に対して使用するダウンリンク・チャネル推定値を入手する。
リレーのところでのフィードバックの受信および復号
すでに説明したように、フィードバック信号ユニットを受信するユニットは、リレー／中継装置であってもよい。この場合、受信したチャネル波形上のリレーの動作／処理は、基本的にはＢＳ内で行われるものと同じである。

本発明のもう１つの様態は、効率的なチャネル・フィードバック方法をサポートする信号送信方法である。例示としての実施形態としては、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ／Ｄ５草案仕様がある。この仕様の場合、ある方法は、各ＳＳアンテナと各ＢＳアンテナとの間のアップリンク・チャネル応答を基地局が推定できるようにするために、加入者局（ＳＳ）にアップリンクによりチャネル・サウンディング波形を送信させることができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ／Ｄ５草案仕様の８．４．６．２．７．１節のこのアップリンク・チャネル・サウンディング方法は、本発明の効率的なフィードバック信号送信方法を収容し、サポートするように修正することができる。このアイデアは、ＢＳがアップリンク・チャネル応答を推定することができるようにするために、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ／Ｄ５草案仕様の８．４．６．２．７．１節の同じアップリンク・チャネル・サウンディング方法を使用することである。しかし、サウンディング・ゾーン（ＳＳがサウンディング波形を送信するアップリンク（ＵＬ）フレームの一部）内の各シンボル、ＵＬサウンディング波形が送信される各シンボル間隔の後には、サウンディング波形を送信したＳＳがフィードバック波形（チャネル波形）を送信することができるシンボル間隔を置くことができる。ＵＬサウンディング波形により、ＢＳはＵＬチャネルを推定することができ、次に、ＵＬチャネルは、本発明の効率的なフィードバック方法を実施する送信したフィードバック（チャネル）波形を推定するために使用することができる。
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ／Ｄ５草案仕様が定義する通信システム内に本発明の効率的なフィードバック方法を組み込むための第１の例は下記の通りである。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅの８．４．６．２．７節内のアップリンク・チャネル・サウンディング方法は、サウンディング波形の他に複数のサブキャリアに対するＤＬチャネル係数（チャネル推定値）の任意の直接送信に対する命令を含むように修正される。この修正は、ＢＳアレイ・トランシーバ校正が行われないＦＤＤシステムおよびＴＤＤシステム内で閉ループ送信を行うことができるようにＵＬチャネル・サウンディング信号送信を拡張する。この修正は、サウンディング・ゾーン内のサウンディング波形と一緒に、チャネル係数を送信すべきかどうかを表示し、指示するために、ＢＳが構成し、ＳＳに送信することができるメッセージである、ＵＬ＿Ｓｏｕｎｄｉｎｇ＿Ｃｏｍｍａｎｄ＿ＩＥ（）内の追加フィールドからなる。チャネル係数を直接送信するためのこの機能を使用する場合には、サウンディング・コマンドが指定するサウンディング波形により、ＢＳは、ＵＬチャネルを推定することができる。次に、ＢＳはこのＵＬチャネルをサウンディング波形のフィードバック部分のＳＳにより送信中のＤＬチャネル係数を推定するために使用する。次に、ＢＳは、これらの推定したＤＬチャネル係数を、閉ループ送信を行うために使用することができる。ＳＳに効率的なフィードバック波形を送信するように命令または指示するために使用するＢＳが構成し、送信することができるメッセージの一例は下記の通りである。

ＩＥ内の命令は、特定のシンボル指数および特定の分離性のタイプ、またはチャネル波形を構成するための複数の方法から１つの方法を指定することができることに留意されたい。フィールド「フィードバック・シンボルを内蔵」が１にセットされた場合には、ＵＬ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｏｍｍａｎｄ ＩＥ（）は、ＳＳ（ＭＳＳ）に、ＵＬサウンディング波形と一緒にＢＳにＤＬチャネル係数を直接送信することを可能にするか、命令する。この機能は、ＢＳアレイ・トランシーバ校正が行われないＦＤＤシステムおよびＴＤＤシステムの両方で、ＢＳにダウンリンク・チャネル状態情報を提供する。この機能または動作可能になった命令により、下記のようにＤＬチャネル係数が符号化され、ＵＬサウンディング波形を送信するために使用している各シンボル直後の１つまたは複数のフィードバック・シンボルにより送信される。この場合、ＳＳが送信したフィードバック・シンボルをＢＳにより推定することができるように、ＵＬチャネルを推定するためにＵＬサウンディング波形がＢＳにより使用される。次に、ダウンリンクにより閉ループ送信を行うことができるようにするために、符号化したフィードバック・シンボルを使用することができる。

分離性タイプ・フィールド／命令の値に依存する２つの場合がある。最初の場合は、分離性のタイプが０（サウンディング波形の循環シフト分離性）である場合には、１つのフィードバック・シンボルがＵＬ＿Ｓｏｕｎｄｉｎｇ＿Ｃｏｍｍａｎｄ＿ＩＥ（）に割り当て中の各サウンディング・シンボルの後に続く。そのフィードバック・シンボル内には、サウンディング・シンボルによりサウンディングを送信するＳＳアンテナは、サウンディング波形に割り当てられた同じサウンディング帯域を占拠する符号化したフィードバック波形を送信する。ｕ番目のＳＳ（ｕがＵＬ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｏｍｍａｎｄの循環シフト指数である）に対する符号化したフィードバック波形が２つの場合に対して定義される：第１の場合は、ＳＳが送信アンテナは１つしか有していないが、複数の受信アンテナを有し、すべてのアンテナ（マルチアンテナ・フラグは１にセット）をサウンディングするように、サウンディング・コマンドＩＥにより指示される場合である。この場合、１つの送信アンテナは、サウンディング・シンボル上の１つの送信アンテナに適しているサウンディング波形を送信し、次のシンボル間隔中に下記のフィードバック波形を送信する。

ここで、

は、サブキャリアｋに対するｌ番目のＢＳ送信アンテナとｕ番目のＳＳのｍ番目の受信アンテナとの間の推定ＤＬチャネル係数（チャネル推定値）であり、β_ｕは、Ｚ_ｕ（ｋ）の（すべての周波数を横切って平均した）フィードバック波形の平均送信電力を１にするスケーリングであり、ｓ_ｕ（ｋ）は、８．４．６．２．７．１節のサウンディング・シーケンス（既知のシーケンス）であり、Ｍ_ｍ，ｕはｕ番目のＳＳ上の受信アンテナの数であり、α_ｕはＭ_ｍ，ｕＭ_ｂであり、Ｍ_ｂはＢＳ送信アンテナの数である。

分離性のタイプが０である第２の場合は、ＳＳが、受信アンテナの数に等しい多数の送信アンテナを有する場合である。この場合には、ＵＬ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｏｍｍａｎｄ内でｕの循環シフト指数に割り当てられたＳＳアンテナにより送信される符号化したフィードバック波形は下式により表される。

ここで、

は、サブキャリアｋに対するＵＬ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｏｍｍａｎｄ内の循環シフト指数ｕに割り当てられたｌ番目のＢＳ送信アンテナとＳＳアンテナとの間の推定したＤＬチャネル係数であり、β_ｕは、Ｚ_ｕ（ｋ）の（すべての周波数を横切って平均した）フィードバック波形の平均送信電力を１にするスケーリングであり、ｓ_ｕ（ｋ）は、８．４．６．２．７．１節のサウンディング・シーケンス（既知のシーケンス）であり、α_ｕはＭ_ｂであり、Ｍ_ｂはＢＳ送信アンテナの数である。

ＵＬ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｏｍｍａｎｄの分離性のタイプが１である場合（サウンディング波形のデシメーション型分離性）、割り当てられた各サウンディング・シンボルの後にはＢＳアンテナの数に等しい多数のフィードバック・シンボルが続く。この場合には、サウンディング・シンボルのサブキャリアｋにより送信するＳＳアンテナは、割り当てられたサウンディング・シンボルの後に続くｉ番目のフィードバック・シンボルのサブキャリアｋ上のｋ番目のサブキャリアに対するそのＳＳアンテナに、ｉ番目の基地局アンテナのためのＤＬチャネル係数を送信しなければならない。ここで、サウンディング・シンボルのサブキャリアｋによりサウンディング信号を送信するＳＳは、サウンディング・シンボルの後のｌ番目のシンボルにより

を送信しなければならない。この場合、

は、ｌ番目のＢＳアンテナからそのＳＳアンテナへのＤＬチャネル係数である。
ＵＬ Ｓｏｕｎｄｉｎｇコマンドは、ＢＳが対象通信装置（ＳＳ）に対して作成するメッセージであり、このメッセージは、とりわけ、複数のサブキャリアに対する対象通信装置からのチャネル推定値を入手するために使用する特定の方法を示す。例えば、ある特定の方法は、デシメーション型分離性を含むフィードバック・シンボルを含む方法である。もう１つの例を挙げると、デシメーション型分離性を有するサウンディング波形はもう１つの特定の方法である。ＢＳが対象通信装置にメッセージを送信した後で、対象通信装置は、メッセージを受信し、特定の方法によりチャネル波形を形成し、ＢＳに複数のサブキャリアに関するチャネル・データを提供するためにＢＳにこのチャネル波形を送信する。ＢＳは特定の方法により構成された対象通信装置からチャネル波形を受信し、次に、すでに説明したように、受信したチャネル波形に基づいて複数のサブキャリアに対するチャネル推定値を決定することができる。

また、ＵＬ Ｓｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｏｍｍａｎｄメッセージは、複数の対象通信装置に対して作成することができ、複数の各対象通信装置にチャネル波形を同時に送信するように命令することができることに留意されたい。ＢＳが複数のチャネル波形を受信した場合、ＢＳは、すでに説明したように、複数の各対象通信装置に対するチャネル推定値を決定することができる。

ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ／Ｄ５草案仕様が定義する通信システム内への本発明の効率的なフィードバック方法を組み込む上記例は、下記の追加のオプションまたはその組合せに対して修正することができる。

・複数のＳＳアンテナにより送信したフィードバック波形が同じフィードバック・シンボル間隔を占拠する（および結合シンボル推定／ＳＤＭＡタイプの受信機処理でＢＳにより分離される）のかどうか、または異なるフィードバック・シンボルを占拠する（ＢＳは、相互に何ら干渉を起こさないで、これらのシンボルを復号することができる）のかどうかを指定するために表にインジケータを追加することができる。ＳＳアンテナが送信したフィードバック波形が、異なるフィードバック・シンボルを占拠する場合には、ＳＳアンテナが占拠する特定のフィードバック・シンボルが、サウンディング・コマンドＩＥ内のそのＳＳアンテナに対する循環時間シフト指数値の値により決定される。

・チャネル係数を上式での位相シフト符号化を行ってまたは行わないで、フィードバック・シンボルにより送信すべきか否か指定するために表にインジケータを追加することができる。チャネル係数を位相シフト符号化を行わないでフィードバック・シンボルにより送信する場合には、各ＢＳアンテナおよび各ＳＳアンテナ、および所与のサブキャリアに対するフィードバック・チャネル係数は、サブキャリアおよびフィードバック・シンボル間隔の組合せにより個々に送信される。所与のＳＳアンテナに対するＭｂチャネル係数を、フィードバック・シンボル間隔内の連続しているＭｂサブキャリアにより送信されるそのＳＳアンテナに対する各ＭｂＢＳアンテナに対するＭｂ係数と一緒に、特定のフィードバック・シンボル間隔により送信するように指定するために、表にもう１つのインジケータを追加することができる。この場合、前の黒丸を付けた項目のインジケータは、異なるＳＳに対するフィードバック・シンボルが、（ＢＳのところでＳＤＭＡスタイルの受信処理を含む）同じまたは異なるフィードバック・シンボル間隔を占拠するかどうかを示すことができる。

・サウンディング・シンボルで使用する分離性のタイプ（循環性またはデシメーション）を、１つまたは複数の以降のフィードバック・シンボルで必ずしも使用する必要がないことに注目するのは重要なことである。本発明の効率的なフィードバック戦術の場合には、以降のフィードバック・シンボル間隔により送信したフィードバック波形を復号することができるように、単にＢＳがＵＬチャネル応答を推定することができるように、サウンディング・シンボルを使用している。フィードバック波形に対する符号化方法によるサウンディング波形に対する符号化方法の任意の組合せを使用することができる。

図８は、チャネル・データの通信を行うための装置８００である。図に示すように、装置８００は、受信機８０１と、チャネル推定回路８０３と、チャネル波形回路８０５と、送信機８０７とを備える。受信機回路８０１は、複数のサブキャリアを含む送信元通信装置からの信号を受信するためのものである。チャネル推定回路は、送信元通信装置から受信した複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値を決定し、チャネル波形回路８０５は、複数のチャネル推定値に基づいてチャネル波形を形成する。次に、チャネル波形は、送信元通信装置にチャネル・データを提供するために、送信元通信装置に送信される。

図９は、装置８００の動作を示すフローチャートである。より詳細に説明すると、図９は、送信元通信装置にチャネル（例えば、ダウンリンク・チャネル）データの通信を行うために対象通信装置が必要とするステップを示す。すでに説明したように、チャネルは、複数のサブキャリアを含む。論理の流れは、信号（例えば、ダウンリンク信号）を受信するステップ９０１から開始する。ステップ９０３において、信号に対する複数のチャネル推定値が決定される。より詳細に説明すると、受信信号の各サブキャリアに対する少なくとも１つのチャネル推定値が決定される。ステップ９０５において、チャネル波形が形成される。すでに説明したように、チャネル波形は、複数のチャネル推定値に基づくものである。最後に、ステップ９０７において、チャネル波形が、ダウンリンク・チャネルのデータを送るために、送信元通信装置に送信される。

図１０は、チャネル推定値（例えば、ダウンリンク・チャネル推定値）を再生するための装置１０００である。図に示すように、装置１０００は、送信機／受信機１００１と、チャネル推定回路１００３と、チャネル波形再生回路１００５とを備える。送信機／受信機回路１００１は、チャネル波形を含む信号を受信するために使用され、さらにチャネル波形を形成するために使用される複数の可能な方法の中から１つを指定するメッセージを送信するために使用される。すでに説明したように、チャネル波形は、複数のチャネル推定値を含む。この場合、複数のチャネル推定値は、複数の各サブキャリアに対する少なくとも１つのチャネル推定値を含む。推定回路１００３は、受信信号に対する受信チャネル（例えば、アップリンク・チャネル）を推定するためのものである。最後に、チャネル波形再生回路１００５は、受信信号および推定受信チャネルに基づいてアップリンク信号からの複数のチャネル推定値の推定値を再生するためのものである。

図１１は、装置１０００の動作を示すフローチャートである。論理の流れは、アップリンク信号（例えば、アップリンク信号）を受信するステップ１１０１から開始する。すでに説明したように、アップリンク信号は、チャネル波形を含み、チャネル波形は、複数のチャネル推定値（例えば、ダウンリンク・チャネル推定値）を有する。この場合、複数のチャネル推定値は、複数の各サブキャリアに対する少なくとも１つのチャネル推定値を含む。ステップ１１０３において、推定回路１００３により、アップリンク・チャネルに対するチャネル推定が行われる。より詳細に説明すると、アップリンク信号から情報を再生するために、チャネルを正しく推定しなければならない。チャネルが正しく推定されると、アップリンク・チャネルから情報を再生することができる。それ故、ステップ１１０５において、回路１００５は、アップリンク信号内に埋め込まれているチャネル波形を再生することにより、アップリンク信号内のダウンリンク・チャネル推定値を再生し、チャネル波形からチャネル推定値を推定する（例えば、必要に応じてチャネル波形符号化プロセスを逆にする）。通常の当業者であれば、送信元通信装置が対象通信装置への以降の送信の送信特性を楽に調整することができるように、チャネル推定値を使用することができることを理解することができるだろう。例としては、送信ビーム形成またはマルチ入力／マルチ出力（ＭＩＭＯ）送信のための送信加重の決定および適用、周波数選択的スケジューリング、帯域選択、変調、および符号化率選択等があるが、これらに限定されない。

上記説明は、閉ループ送信で使用する送信機へチャネル・データを効率的に提供するための方法を提供することに留意されたい。移動体は、１つまたは数個のＯＦＤＭシンボルで、送信のための複数の広帯域チャネルを符号化する。複数の移動体が同時にそのフィードバックを送信し、基地局は複数のユーザからのフィードバックを分離するためにそのアンテナ・アレイを使用する。上記使用した式は、種々の実施形態のいくつかの例を示すためのものであることに留意されたい。通常の当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、代わりに他の式も使用できることを理解することができるだろう。さらに、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、上記実施形態に対して種々様々な修正、変更および組合せを行うことができること、およびこのような修正、変更、および組合せが本発明の範囲に含まれることを理解することができるだろう。このような修正、変更および組合せは、添付の特許請求の範囲内に含まれる。

ＴＤＤシステムのフィードバックの時間図。 ＦＤＤシステムのフィードバックの時間図。 チャネル・データを効率的にフィードバックするための第１のオプション。 チャネル・データを効率的にフィードバックするための第２のオプション。 チャネル情報を効率的に符号化するために位相シフトを使用する一例。 周波数領域チャネル情報の周波数内直交符号化の一例。 時間領域チャネル情報の周波数内直交符号化の一例。 チャネル・データの通信を行うための装置。 図８の装置の動作を示すフローチャート。 チャネル推定値を再生するための装置。 図１０の装置の動作を示すフローチャート。

Claims (12)

1. 送信元通信装置に、複数のサブキャリアを含むチャネル情報を通信するための、対象通信装置のための方法であって、
   前記送信元通信装置から受信した複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値を決定するステップと、
   前記複数のチャネル推定値に基づいてチャネル波形を形成するステップと、
   前記送信元通信装置に前記チャネル波形を送信することにより、チャネル情報の通信を行うステップと、を含む方法。
2. 前記チャネル波形が、前記複数のチャネル推定値の組合せからなる請求項１に記載の方法。
3. 前記チャネル波形が、
   

   

   のうちの少なくとも１つに基づき、
   ここで、
   

   

   は、指数ｌの前記送信元通信装置の送信アンテナと指数ｋのサブキャリアに対する前記対象通信装置のところの指数ｍの受信アンテナと、の間のチャネル推定値であり、
   

   

   は、指数ｌの送信元通信装置の送信アンテナと指数ｋのサブキャリアに対する前記対象通信装置のところの受信アンテナと、の間のチャネル推定値であり、ｎがゼロである場合には、δ（ｎ）は１であり、その他の場合にはゼロであり、β_ｕはスケール係数であり、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ）、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ）およびｓ_ｕ（ｋ）は既知のシーケンスであり、Ｍ_ｍ，ｕは、前記対象通信装置のところの受信アンテナの数であり、α_ｕはシフト係数であり、Ｍ_ｂは前記送信元通信装置のところの送信アンテナの数である、請求項１に記載の方法。
4. 前記チャネル波形と一緒に、前記送信元通信装置にチャネル・サウンディング波形を送信するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
5. チャネル推定値を入手するための方法であって、
   複数のチャネル推定値を有するチャネル波形を含む信号を受信するステップであって、前記複数のチャネル推定値が、複数の各サブキャリアに対する少なくとも１つのチャネル推定値を含むステップと、
   前記受信信号に対する受信チャネルを推定するステップと、
   前記受信信号および前記推定受信チャネルに基づいて前記複数のチャネル推定値を再生するステップと、を含む方法。
6. パイロット信号を受信するステップをさらに含み、
   前記受信チャネルを推定する前記ステップが、前記受信パイロット信号に基づいて前記受信チャネルを推定するステップを含む請求項５に記載の方法。
7. チャネル推定値の通信を行うための方法であって、
   複数のサブキャリアに対する対象通信装置からのチャネル推定値を提供するために使用する少なくとも１つの特定の方法を示すメッセージを受信するステップと、
   複数のサブキャリアに対するチャネル推定値を提供するために前記特定の方法によりチャネル波形を形成するステップと、
   前記複数のサブキャリアに対するチャネル推定値を決定する際に送信元通信装置を助けるために前記チャネル波形を送信するステップと、を含む方法。
8. 前記チャネル波形が、
   サウンディング波形、および
   複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値
   のうちの少なくとも１つを含む請求項７に記載の方法。
9. 送信元通信装置のところでチャネル推定値を入手するための方法であって、
   複数のサブキャリアに対する前記対象通信装置からチャネル推定値を入手するために使用する少なくとも１つの特定の方法を示す対象通信装置宛のメッセージを作成するステップと、
   前記対象通信装置へ前記メッセージを送信するステップと、
   前記対象通信装置からチャネル波形を受信するステップであって、前記チャネル波形が前記特定の方法により形成されるステップと、
   前記受信チャネル波形に基づいて前記複数のサブキャリアに対するチャネル推定値を決定するステップと、を含む方法。
10. 前記チャネル波形が、
    サウンディング波形、および
    複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値
    のうちの少なくとも１つを含む請求項９に記載の方法。
11. チャネル情報の通信を行うための装置であって、
    送信元通信装置から複数のサブキャリアを含む信号を受信するための受信機回路と、
    前記送信元通信装置から受信した複数のサブキャリアに対する複数のチャネル推定値を決定するためのチャネル推定回路と、
    前記複数のチャネル推定値に基づいてチャネル波形を形成するためのチャネル波形回路と、
    前記送信元通信装置にチャネル情報を提供するために、前記送信元通信装置に前記チャネル波形を送信するための送信回路と、を備える装置。
12. 前記チャネル波形が、
    

    

    
    のうちの少なくとも１つに基づき、
    ここで、
    

    

    は、指数ｌの前記送信元通信装置の送信アンテナと指数ｋのサブキャリアに対する前記対象通信装置のところの指数ｍの受信アンテナとの間のチャネル推定値であり、
    

    

    は、指数ｌの送信元通信装置の送信アンテナと指数ｋのサブキャリアに対する前記対象通信装置のところの受信アンテナとの間のチャネル推定値であり、δ（ｎ）は、ｎがゼロである場合には１であり、その他の場合にはゼロであり、β_ｕはスケール係数であり、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ）、ｑ_ｕ，ｍ（ｋ）およびｓ_ｕ（ｋ）は既知のシーケンスであり、Ｍ_ｍ，ｕは、前記対象通信装置のところの受信アンテナの数であり、α_ｕはシフト係数であり、Ｍ_ｂは、前記送信元通信装置のところの送信アンテナの数である、請求項１１に記載の装置。

Images