JP2010193468A - 多重入出力通信システムのためのパイロット - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＩＭＯシステムでの使用に適した様々な機能をサポート可能なパイロットを提供する。
【解決手段】様々なタイプのパイロットは、標識パイロット、ＭＩＭＯパイロット、ステアド・レファレンス又はステアド・パイロット、及び搬送波パイロットを含む。標識パイロットをすべての送信アンテナから送信して、タイミングと周波数捕捉に使用しても良い。ＭＩＭＯパイロットをすべての送信アンテナから送信するが、送信アンテナに割り当てられる異なった直交符号でカバーしている。チャネル推定法にＭＩＭＯパイロットを使用できる。ステアド・レファレンスは、ＭＩＭＯチャネルの特定の固有モードで送信されて、利用者端末特有である。チャネル推定法にステアド・レファレンスを使用できる。キャリヤのパイロットを指定されたサブバンド/アンテナの上に送信できて、搬送波信号のフェーズ追跡に使用できる。これらの様々なタイプの異なる組のパイロットに基づいて様々なパイロット伝送方式を工夫できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般に、データ通信に関し、特に多重入出力（ＭＩＭＯ：multiple-input multiple-output）通信システムの使用に適したパイロットに関する。

ＭＩＭＯシステムは、データ送信用の多重（Ｎ_Ｔ）送信アンテナと多重（Ｎ_Ｒ）受信アンテナを採用している。なお、Ｎ_Ｔ送信及びＮ_Ｒ受信アンテナよって形成されたＭＩＭＯチャンネルを、固有モードとも称されるＮ_Ｓ独立チャンネルに分解しても良い。ここで、Ｎ_Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝である。

各Ｎ_Ｓ独立チャンネルはディメンジョンに一致する。多重送受信アンテナによって作成された追加次元数が利用されるなら、ＭＩＭＯシステムは改良された性能（例えば、増加した送信能力や、より大きい信頼性）を提供しても良い。

無線通信システムでは、送信データは、第１に、無線周波数（ＲＦ）搬送波信号上で変調されて、無線チャンネルにわたる送信により適したＲＦ変調された信号を発生する。

ＭＩＭＯシステムに対して、Ｎ_Ｔまで、高周波変調信号が送信アンテナから発生され、同時に送信されても良い。無線チャネルの多くの伝搬路で送信された高周波変調信号はＮ_Ｒ受信アンテナに到達しても良い。伝搬路の特性は時間がたつにつれて、例えば、フェーディング、多重伝搬路、および外部の干渉などの多くの要因のため通常変化する。その結果、送信された高周波変調信号は、異なったチャンネル条件（例えば、異なったフェーディング、およびマルチパス効果）を経験できて、異なった複素利得とＳＮ比に関連付けることがしても良い。

高性能を達成するために、無線チャネルの応答を特徴付けることがしばしば必要になる。例えば、チャンネル応答は、データ送信のために（後述する）空間処理を受信機に行うために送信機に対して必要かもしれない。また、チャンネル応答は、送信されたデータを回復するために受信信号で空間処理を行うのに受信機に必要かもしれない。

複数の無線通信システムにおいて、パイロットは送信機によって送信され、複数の機能を行うのに受信機をアシストする。パイロットは、公知のシンボルに基づいて通常発生して、公知の方法で処理される。パイロットはチャンネル推定、タイミング、頻度獲得、データ復調などに受信機によって使用されても良い。

様々な挑戦はＭＩＭＯシステム用のパイロット構造の設計でみられる。第１の考えとしては、パイロット構造が、多重送信・多重受信アンテナによって発生された追加ダイポール（dimensionalities）をアドレスに対して必要とする。別の考えとして、パイロット送信がＭＩＭＯシステムにおいてオーバヘッドを表しているので、可能な範囲内でパイロット送信を最小にするのは望ましい。そのうえ、ＭＩＭＯシステムが複数ユーザでの通信をサポートする多重接続方式通信であるなら、パイロット構造は、複数ユーザをサポートするのに必要であるパイロットが利用可能システムリソースの大半を消費しないように設計する必要がある。

したがって、技術の上の問題を扱うＭＩＭＯシステム用のパイロット用の必要性がある。

ＭＩＭＯシステムの使用に適したパイロットはここで提供される。これらのパイロットは、タイミング、周波数獲得、チャネル推定法、キャリブレーションなど、どのような当該システム運用に必要かもしれないような様々な機能をサポートしても良い。異なった機能用に設計され、使用される異なったタイプのものであるとパイロットをみなしても良い。

様々なタイプのパイロットは標識（ビーコン）パイロット、ＭＩＭＯパイロット、ステアド・レファレンス（steered reference）、ステアド・パイロット（steered pilot）のいずれかと、搬送波パイロットを含んでいても良い。標識パイロットをすべての送信アンテナから送信して、タイミングと周波数獲得に使用しても良い。ＭＩＭＯパイロットが、同様に、すべての送信アンテナから送信されるが、送信アンテナに割り当てられる異なった直交符号でカバーされている。チャネル推定法にＭＩＭＯパイロットを使用しても良い。ステアド・レファレンスは、ＭＩＭＯチャネルの特定の固有モードで送信されて、利用者端末特有である。チャネル推定法と、ことによると（possibly）レート制御にステアド・レファレンスを使用しても良い。搬送波パイロットをある割り当てされたサブバンド／アンテナの上に送信しても良く、搬送波信号の位相追跡に使用しても良い。

これらの様々なタイプの異なる組のパイロットに基づいて様々なパイロット送信方式を工夫しても良い。例えば、ダウンリンクのときに、アクセスポイントは、サービスアリアの中のすべての利用者端末のために標識のパイロット、ＭＩＭＯパイロット、および搬送波パイロットを送信しても良いし、アクセスポイントからダウンリンク送信を受信しているどんな有効な利用者端末にもステアド・レファレンスをオプションで送信しても良い。アップリンク上の、予定されているとき（例えば、ダウンリンク、そして／または、アップリンクデータ送信に対して）、利用者端末は、キャリブレーションのためにＭＩＭＯパイロットを送信しても良いし、ステアド・レファレンスと搬送波パイロットを送信しても良い。これらの様々なタイプのパイロットを送受信する処理は以下に詳細に説明する。

同様に、本発明の様々な局面と実態形態は以下で詳細に説明する。

図１は、多元接続ＭＩＭＯシステムを示す図である。 図２は、ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式におけるデータ伝送用の例示的なフレーム構造を示す図である。 図３は、例示的なパイロット伝送方式に対するダウンリンクとアップリンクパイロット送信を示す図である。 図４は、アクセスポイントのブロック図と利用者端末を示す図である。 図５は、標識パイロットを発生可能なＴＸ空間プロセッサのブロック図である。 図６Ａは、ＭＩＭＯパイロットを発生可能なＴＸ空間プロセッサのブロック図である。 図６Ｂは受信されたＭＩＭＯパイロットに基づくチャンネル応答推定を提供可能なＲＸ空間プロセッサのブロック図である。 図７Ａはステアド・レファレンスを発生可能なＴＸ空間プロセッサのブロック図である。 図７Ｂは受信されたステアド・レファレンスに基づくチャンネル応答推定を提供可能なＲＸ空間プロセッサのブロック図である。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

ここで、用語、「例示的（exemplary）」は、「一例、実例、または例証として取り扱うこと」を意味するのに使用される。これ以降の、「例示的」などのような実態形態や設計（デザイン）も、他の実施形態や設計にわたって好ましい、又は有利であるとして解釈する必要はない。

図１は、多くのユーザをサポートし、ここに説明されたパイロットを実装することができるマルチアクセスＭＩＭＯシステム１００を示している。ＭＩＭＯシステム１００は多くの利用者端末（ＵＴ）１２０のために通信をサポートする多数のアクセスポイント（ＡＰ）１１０を含む。簡単のために、２のアクセスポイント１１０ａと１１０Ｂだけを図１に示している。一般に、アクセスポイントは利用者端末と通信するのに使用される固定局である。アクセスポイントは、基地局と称しても良いし、またはある他の用語を使用しても良い。

システム中で利用者端末１２０を分散しても良い。各利用者端末はアクセスポイントと通信可能な固定又は移動端末であっても良い。同様に、アクセス端末、移動局、遠隔局、ユーザ設備（ＵＥ）、ワイヤレス機器、またはある他の用語と、利用者端末を称しても良い。各利用者端末は、ダウンリンク、そして／または、アップリンク上の１つ又はことによると多重アクセスポイントで、いつなんどきでも通信しても良い。ダウンリンク（すなわち、前進リンク）が、アクセスポイントから利用者端末までの送信について言及し、そして、アップリンク（すなわち、後進リンク）が、利用者端末からアクセスポイントまでの送信について言及する。ここに使用されるように、「有効な」利用者端末は、アクセスポイントからダウンリンク送信を受け、そして／または、アップリンク送信をアクセスポイントに送信する。

図１では、アクセスポイント１１０Ａは１２０ｆを通して利用者端末１２０ａと通信する、そして、アクセスポイント１１０Ｂは１２０ｋを通して利用者端末１２０ｆと通信する。アクセスポイントへの利用者端末の割り当ては距離ではなく、受信信号強度に通常基づいている。いつなんどきでも、利用者端末は１つ又は複数のアクセスポイントからダウンリンク送信を受けても良い。システムコントローラ１３０はアクセスポイント１１０と結合して、下記のような多くの機能を行うように設計できる。

（１）それと結合されたアクセスポイントへの協調と制御
（２）これらのアクセスポイント間のデータのルーティング、そして、
（３）利用者端末がこれらのアクセスポイントによって供される通信のアクセスと制御。

Ｉ． パイロット
図１に示されたようなＭＩＭＯシステムの使用に適したパイロットが、ここで提供される。これらのパイロットは、タイミング、周波数獲得、チャネル推定法、キャリブレーションなどのような当該システム運用に必要であるかもしれない様々な機能をサポートしても良い。異なった機能に設計されていて、使用される異なったタイプの存在であるとパイロットをみなしても良い。

表１は、４つのタイプのパイロットと例示的なパイロット設計のためのそれらの短い説明文を示す。より少なくて、異なった、そして／または、追加のパイロットタイプを定義しても良く、これは、本発明の範囲内である。

ステアド・レファレンスとステアド・パイロットはシノニマス項（terms）である。

これらの様々なタイプのパイロットのどんな組合せに基づいて様々なパイロット送信方式を工夫しても良い。例えば、ダウンリンク上では、アクセスポイントは、サービスエリア内のすべての利用者端末のために標識パイロット、ＭＩＭＯパイロット、および搬送波パイロットを送信しても良いし、アクセスポイントからダウンリンク送信を受信しているどんな有効（ａｃｔｉｖｅ）な利用者端末にもステアド・レファレンスをオプションで送信しても良い。アップリンク上では、利用者端末は、キャリブレーションのためにＭＩＭＯパイロットを送信しても良いし、（例えば、ダウンリンク、そして／または、アップリンクデータ送信に対して）スケジュールされたときに、ステアド・レファレンスと搬送波パイロットを送信しても良い。これらの様々なタイプのパイロットを送受信する処理は以下に詳細に説明する。

様々なタイプのＭＩＭＯシステムにここで説明するパイロットを使用しても良い。例えば、パイロットを次のものに対して使用しても良い。

（１）単一搬送波ＭＩＭＯシステム、
（２）直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、又はある他のマルチ搬送波変調技術を使うマルチキャリヤＭＩＭＯシステム、
（３）周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）と、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）と、符号分割多重アクセス（符号分割多重アクセス）のようなマルチアクセス技術を実装するＭＩＭＯシステム、
（４）データ送信用の周波数分割多重方式（周波数分割多重化）、時分割多重化（ＴＤＭ）、そして／または、符号分割多重化（符号分割多重方式）を実装するＭＩＭＯシステム、
（５）ダウンリンクとアップリンク・チャンネル用の時間分割二重化（ＴＤＤ）、周波数分割二重化（ＦＤＤ）、そして／または、符号分割二重化（ＣＤＤ）を実装するＭＩＭＯシステム、及び
（６） 他のタイプのＭＩＭＯシステム。

明確化のために、パイロットについて、ＯＦＤＭが（すなわち、ＭＩＭＯ ＯＦＤＭ方式）を実装するＭＩＭＯシステムと、ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式について、まず、以下で説明する。

ＯＦＤＭは多くの（Ｎ_Ｆ）直交サブバンドに、全システムのバンド幅を効果的に分割する。サブバンドはトーン、周波数ビン、または周波数サブチャネルと称する。ＯＦＤＭでは、データを変調しても良いそれぞれのサブキャリヤに各サブバンドが関連付けられる。ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に対して、各サブバンドは多くの固有モードに関連付けられても良く、独立した送信チャネルとしてそれぞれのサブバンドの各固有モードをみなしても良い。

明確化のために、特定のパイロット構造は、例示的なＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式について以下で説明される。このＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式において、システム帯域幅は６４個の直交したサブバンド（すなわち、Ｎ_Ｆ＝６４）に分割される（partitioned）、サブバンドは−３２から＋３１のインデックスリストを割り当てられる）。これらの６４個のサブバンドにおいて、データ送信に、（例えば、±｛１、…、６、８、…、２０、２２、…２６｝のインデックスリストを有する）４８個のサブバンドを使用しても良いし、（例えば、±｛７、２１｝のインデックスリストを有する）４個のサブバンドを、搬送波パイロットに使用して、ことによると合図（possibly signaling）しても良く、（０のインデックスがある）ＤＣサブバンドは使用せず、残っているサブバンドは、同様に、使用しないで、ガードサブバンド（guard subbands）として機能する。その結果、６４個の全サブバンドについては、５２個の「使用可能な」サブバンドが４８個のデータサブバンドと４個のパイロットサブバンドを含んでいる、そして、残っている１２個のサブバンドは使用していない。このＯＦＤＭサブバンド構造は前述の米国特許出願第６０／４２１，３０９号に詳細に説明されている。また、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式用に異なった数のサブバンドと他のＯＦＤＭサブバンド構造を実装しても良く、これは、本発明の範囲内である。

ＯＦＤＭにおいて、それぞれの使用可能なサブバンド上に送信されるべきデータは、最初に、そのサブバンドの使用のために選択された特定の変調方式（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、又はＭ−ＱＡＭ）を使用することで変調される（すなわち、写像されたシンボル（symbol mapped））。それぞれのシンボル期間（symbol period）のそれぞれの使用可能なサブバンド上に１つの変調シンボルを送信しても良い。それぞれの変調シンボルは選択された変調方式に対応する信号配列における特定点への複素数値である。ゼロの信号値を未使用のサブバンドに送っても良い。それぞれのＯＦＤＭシンボル期間について、使用可能なサブバンド用の変調シンボルと未使用のサブバンド（すなわち、変調シンボル及び全Ｎ_Ｆサブバンド用のゼロ）用のゼロ信号値が、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を使用することで時間領域に変形され、Ｎ_Ｆ時間領域サンプルを具備する変形シンボルを求める。相互シンボル干渉（ＩＳＩ：inter-symbol interference）に対抗するために、それぞれの変形シンボルの部分はしばしば繰り返され（同様に、サイクリック・プレフィックスを追加することと称する）、次に、無線チャネルで送信される、対応するＯＦＤＭシンボルを形成する。ＯＦＤＭシンボル期間（同様に、ここではシンボル期間と称する）は、１つのＯＦＤＭシンボルの所要時間に対応している。

１． 標識パイロット
標識パイロットは、それぞれのＮ_Ｔ送信アンテナから送信される特定のセットのパイロット・シンボルを含む。標識パイロット送信用に割り当てられたＮ_Ｂシンボル期間に対して、同じセットのパイロット・シンボルが送信される。一般に、Ｎ_Ｂは１以上のどんな整数値であっても良い。

例示的な実態の形態では、標識パイロット用のパイロット・シンボルのセットは、１２個の特定のサブバンド用の１２個のＢＰＳＫ変調シンボルのセット（Ｂ−ＯＦＤＭシンボルと称する）である。表２に、Ｂ−ＯＦＤＭシンボルの１２個のＢＰＳＫ変調シンボルを示す。５２個の残っている未使用のサブバンド上にゼロの信号値を送信する。

例示的な実態の形態についてと表２の中に示されるように、標識パイロットに対して、サブバンド２４、−１６、−４、１２、１６、２０、および２４でＢＰＳＫ変調シンボル（１＋Ｊ）を送信し、サブバンド−２０、−１２、−８、４、８でＢＰＳＫ変調シンボル−（１＋Ｊ）を送信する。標識パイロット用の残っている５２個のサブバンド上にはゼロ信号値を送信する。

Ｂ−ＯＦＤＭシンボルは、利用者端末でのシステムタイミングと周波数の獲得を容易にするように設計されている。上記のＢ−ＯＦＤＭシンボルの例示的な実態の形態において、６４個の全サブバンドのうち、１２個のみが使用されており、これらのサブバンドは４個のサブバンドによって離間されている。この４個のサブバンドの間隔で、利用者端末は最大２個のサブバンドの初期の周波数誤差を持つことができる。標識パイロットにより、利用者端末は、標識パイロットの所要時間の間の位相ドリフトが小さくなるように、初期の粗い周波数誤差を修正したり、周波数を修正したりすることができる（例えば、２０ＭＨｚのサンプリング周波数における標識パイロットの所要時間にわたって４５度より少ない）。標識パイロットの所要時間が８μ秒でれば、次に、８μ秒にわたって位相ドリフトの４５度（又はそれ以下）が、近似的に１６ｋＨｚである６４μ秒にわたって３６０度と等しい。

動作に対して、通常、１６ｋＨｚの周波数誤差は大き過ぎる。ＭＩＭＯパイロットと搬送波パイロットを使用して追加周波数修正を求めても良い。これらのパイロットは、所望の目標（例えば、２５０Ｈｚ）内で利用者端末周波数を修正できるような十分長い所要時間にかかる（span）。例えば、ＴＤＤフレームが２ミリ秒（後述する）であり、利用者端末周波数が２５０Ｈｚ内の精度であれば、１ＴＤＤフレームにわたる位相変化のサイクルの半分未満とみられる。アクセスポイントでのクロックまで利用者端末の周波数をロックするのにＴＤＤフレームから標識パイロットのＴＤＤフレームまでの位相差を使用しても良く、これにより、効果的に、周波数誤差をゼロまで減少させる。

一般に、どのような変調方式を使用して、標識パイロットに使用されるパイロット・シンボルのセットを得ても良い。その結果、同様に、標識パイロットにＢＰＳＫを使用することで得られた他のＯＦＤＭシンボル、又はある他の変調方式を使用しても良く、これは本発明の範囲内である。

例示的な設計では、４個の送信アンテナが、標識パイロット送信に使用できる。表４は、２つのシンボル期間にわたる標識パイロット用の４つの送信アンテナのそれぞれから送信すべきＯＦＤＭシンボルを示す。

ＭＩＭＯパイロットは、それぞれのＮ_Ｔ送信アンテナから送信される特定のセットのパイロット・シンボルを含む。それぞれの送信アンテナについては、そして、ＭＩＭＯパイロット送信のために指定されたＮ_Ｐシンボル期間用の同じセットのパイロット・シンボルを送信する。しかし、それぞれの送信アンテナのパイロット・シンボルのセットはそのアンテナに割り当てられるユニークな直交したシーケンスかコードで「カバーされている」。「カバーリング」は、Ｌ−チップの直交したシーケンスのすべてのＬ−チップが次に送信されるＬカバーされたシンボルを求めるために送信すべき与えられたパイロット又はデータシンボル（または、同じ値を有する１セットのＬパイロット／データシンボル）に乗算されるプロセスをいう。「デカバーリング」は、補足的なプロセスをいい、これにより、受信シンボルが、パイロット又はデータシンボルの推定を求めるために累積されるＬデカバーされたシンボルを求めるために、同じＬ−チップ直交シーケンスのＬ−チップによって多重化される。カバーリングにより、Ｎ_Ｔ送信アンテナからＮ_Ｔパイロット送信の間で直交性を達成して、下記のように受信機が個々の送信アンテナを識別できるようになる。ＭＩＭＯパイロット送信の所要時間は下記のように使用に依存しても良い。

一般に、Ｎ_Ｐは１以上のどんな整数値であっても良い。

Ｎ_Ｔアンテナ送信に対して、１セットか異なる組のパイロット・シンボルを使用しても良い。例示的な実態の形態では、１セットのパイロット・シンボルはＭＩＭＯパイロット用のすべてのＮ_Ｔ送信アンテナに使用されて、このセットは５２個の使用可能なサブバンドの５２個のＱＰＳＫ変調シンボルを含んでいる（「Ｐ−ＯＦＤＭシンボル」と称する）。表２には、Ｐ−ＯＦＤＭシンボル用の５２個のＱＰＳＫ変調シンボルが与えられている。１２個の残っている未使用のサブバンド上にゼロの信号値を送信する。

５２個のＱＰＳＫ変調シンボルが利用者端末でチャネル推定法を容易にするように設計されているユニークな「単語（word）」を形成する。このユニークな単語は、これらの５２個の変調シンボルに基づいて発生される波形における最小ピーク値−平均値変位を有するように選択される。

一般に、送信波形のある他の変調技術（例えば、符号分割マルチアクセス）より高いピーク値−平均値変位がそのＯＦＤＭに関連付けられることが、よく知られている。その結果、送信チェーン（transmit chain）における回路（例えば、電力増幅器）のクリッピングを回避するために、減少している電力レベル、すなわち、ピーク送信電力レベルから下にバックオフされて、ＯＦＤＭシンボルが通常送信される。バックオフは、これらのＯＦＤＭシンボルに対する波形の変位を説明するのに使用される。Ｐ−ＯＦＤＭシンボルに対する波形におけるピーク値−平均値変位を最小にすることによって、より高い電力レベルでＭＩＭＯパイロットを送信しても良い（すなわち、ＭＩＭＯパイロットに対してより小さいバックオフを適用しても良い）。次に、ＭＩＭＯパイロット用のより高い送信出力は、受信機のＭＩＭＯパイロットのための改良型受信信号品質をもたらすだろう。また、より微小ピーク値−平均値変位により、送受信チェーン内の回路によって発生されたひずみ量と非線形性を減少させても良い。これらの様々なファクタが、ＭＩＭＯパイロットに基づいて求められたチャンネル推定に対する改良された精度をもたらすようにしても良い。

様々な態様で最小ピーク値−平均値変位を有するＯＦＤＭシンボルを求めても良い。例えば、ランダム探索を行っても良く、多くのパイロット・シンボルのセットが最小ピーク値−平均値変位を有するセットを見つけるために無作為に形成されて、推定される。表２に示されたＰ−ＯＦＤＭシンボルは、ＭＩＭＯパイロットに対して使用しても良い例示的なＯＦＤＭシンボルを表す。一般に、どんな変調方式を使用して、ＭＩＭＯパイロットに使用されるパイロット・シンボルのセットを得ても良い。同様に、ＭＩＭＯパイロットにＱＰＳＫを使用して得られた他の様々なＯＦＤＭシンボル又はある他の変調方式を使用しても良く、これは本発明の範囲内である。

送信アンテナに送信されたＰ−ＯＦＤＭシンボルをカバーするのに様々な直交符号を使用しても良い。そのような直交符号の例はウォルシュコードと直交した可変なスプレッド要素（ＯＶＳＦ）コードを含む。また、Ｐ−ＯＦＤＭシンボルをカバーするのに擬似直交符号と準直交符号を使用しても良い。擬似直交符号の例は、当該技術でよく知られているＭ系列である。準直交符号の例は、ＩＳ−２０００によって定義された準直交関数（ＱＯＦ）である。一般に、上記にいくつか述べたようなカバーリングに、様々なタイプに関するコードを使用しても良い。簡単化のために、用語「直交符号」は、一般的にパイロット・シンボルをカバーする使用に適したコードのどんなタイプについても言及するのにここで使用する。直交符号の長さ（Ｌ）は、送信アンテナ（例えば、Ｌ≧Ｎ_Ｔ）の数以上になるように選択され、Ｌ直交符号は使用に利用可能である。ユニークな直交符号は、各送信アンテナに割り当てられる。Ｎ_Ｐシンボル期間で各送信アンテナから送信されるＮ_ｐ Ｐ−ＯＦＤＭシンボルは、その送信アンテナに割り当てられる直交符号でカバーされている。

例示的な実態の形態では、４つの送信アンテナが利用可能であり、ＭＩＭＯパイロット用のＷ＝１１１１、Ｗ２＝１０１０、Ｗ３＝１１００、およびＷ４＝１００１が割り当てられた４チップのウォルシュシーケンスである。与えられたウォルシュシーケンスに対して、値「１」は、Ｐ−ＯＦＤＭシンボルが送信されることを示し、値「０」は、Ｐ−ＯＦＤＭシンボルが送信されることを示す。Ｐ−ＯＦＤＭシンボルに対して、Ｐ−ＯＦＤＭシンボルのそれぞれの５２個のＱＰＳＫ変調シンボルが反転している（すなわち、−１が掛けられている）。各送信アンテナ用のカバーリングの結果は、その送信アンテナのカバーされたＰ−ＯＦＤＭシンボルのシーケンスである。それぞれのサブバンドがそのサブバンドに対してカバーされたパイロット・シンボルのシーケンスを発生するように、事実上、カバーリングは別々に行われる。すべてのサブバンドのカバーされたパイロット・シンボルのシーケンスは、カバーされたＰ−ＯＦＤＭシンボルのシーケンスを形成する。

表４は、４つのシンボル期間用のＭＩＭＯパイロット送信に対する４つの送信アンテナのそれぞれから送信すべきＯＦＤＭシンボルを示す。

４チップのウォルシュシーケンスのこのセットに対して、ＭＩＭＯパイロット送信が４つのシンボル期間の整数倍で生じることができ、４つの送信アンテナからの４つのパイロット送信の間での直交性を確実にする。ウォルシュシーケンスはウォルシュシーケンスの長さより長いＭＩＭＯパイロット送信に対して単に繰り返される。

サブバンドインデックスｋ∈Ｋに対して、１セットのチャンネル応答マトリクスＨ（ｋ）でＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式用の無線チャネルを特徴付けることができ、ここで、上記の例示的なサブバンド構造に対してＫ＝±｛１、・・・、２６｝である。各サブバンド用のマトリクスＨ（ｋ）は、ｉ∈｛１、・・・、Ｎ_Ｒ｝及びｊ∈｛１、・・・、Ｎ_Ｔ｝に対するＮ_ＴＮ_Ｒ値｛ｈ_i,j（ｋ）｝を含んでおり、ここで、ｈ_i,j（ｋ）はｊ番目の送信アンテナと、ｉ番目の受信アンテナとのチャンネル利得を表す。

ＭＩＭＯパイロットは、無線チャネルの応答を推定するために、受信機によって使用されても良い。特に、送信アンテナｊで送信され、受信アンテナｉで受信されたパイロットをカバーするために、アンテナｉ上で受信されたＯＦＤＭシンボルは、まず、送信アンテナｊに割り当てられたウォルシュシーケンスで多重化される。そして、ＭＩＭＯパイロットに対するすべてのＮ_Ｐシンボル期間の「デカバーされた」ＯＦＤＭシンボルは、累積されて（accumulated）、累積は、それぞれの５２個の使用可能なサブバンドに対して個別に実行されても良い。同様に、（それぞれのＯＦＤＭシンボルのサイクリック・プレフィックスを取り除いた後の）受信されたＯＦＤＭシンボルの時間領域で累積を行っても良い。累積は多重受信されたＯＦＤＭシンボルにわたってサンプルごとのベースで行われ、ここで、それぞれのＯＦＤＭシンボル用のサンプルは、累積が高速フーリエ変換の後で行われるのであれば、異なったサブバンドに対応し、累積が高速フーリエ変換の前に行われるのであれば、異なった時間インデックスリストに対応する。累積の結果は、ｋ∈Ｋについて｛ｈ^{^} _i,j（ｋ）｝であって、これは、５２個の使用可能なサブバンドに対する送信アンテナｊから受信アンテナｉまでのチャンネル応答の推定である。それぞれの送信アンテナからそれぞれの受信アンテナへのチャンネル応答を推定するために同じ処理を行っても良い。パイロット処理は各サブバンド用のＮ_ＴＮ_Ｒ複素数値を提供し、ここで、複素数値は、そのサブバンドに対するチャンネル応答推定用のマトリクスＨ ^{^}（ｋ）の要素である。

上記のパイロット処理は、アップリンク用のチャンネル応答推定Ｈ ^{^} _up（ｋ）を求めるためにアクセスポイントによって行われても良く、同様にダウンリンク用のチャンネル応答推定Ｈ ^{^} _dn（ｋ）を求めるために、利用者端末によって行われても良い。

３． ステアド・レファレンス、またはステアド・パイロット
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に対して、サブバンド用のＮ_Ｓ固有モードを求めるために、各サブバンド用のチャンネル応答行列Ｈ（ｋ）が「対角化され」ても良く、Ｎ_Ｓ≦ｍｉｎ｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝である。チャンネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解、又はＨ（ｋ）の相関行列上の固有値分解のどちらかを実行することによって、このことを達成しても良い。Ｒ（ｋ）＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）Ｈ（ｋ）である。明確化のために、特異値分解は下記の記載に使用される。

チャンネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解を以下のように表しても良い。ｋ∈Ｋについて、
Ｈ（ｋ）＝Ｕ（ｋ）Σ（ｋ）Ｖ ^Ｈ（ｋ）・・・（１）
ここで、
Ｕ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の左の固有ベクトルの（Ｎ_Ｒ×Ｎ_Ｒ）ユニタリ行列
Σ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の特異値の（Ｎ_Ｒ×Ｎ_Ｔ）直交行列
Ｖ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の右の固有ベクトルの（Ｎ_Ｔ×Ｎ_Ｔ）ユニタリ行列
であり、上付きのＨは、共役転置である。ユニタリ行列Ｍは、性質Ｍ ^Ｈ Ｍ＝Ｉによって特徴付けられ、Ｉは単位行列である。

特異値分解は、Gilbert Strang, “ Linear Algebra and Its Applications” , Second Edition, Academic Press, 1980により詳細に説明されている。通常、固有モードは理論的な構成について言及する。また、データ／パイロット送信に使用できるＮ_Ｓの空間的なチャンネルを含むものとＭＩＭＯチャネルをみなしても良い。それぞれの空間的なチャンネルは固有モードに一致しても、していなくても良く、送信機での空間処理がＭＩＭＯチャネルを対角化するのに成功していたかどうかに依存している。例えば、送信機にＭＩＭＯチャネルの何か知識も不完全な推定もないなら、ＭＩＭＯチャンネルの（固有モードではなく）空間的なチャンネル上で、データストリームを送信する。また、簡単化のために、用語「固有モード」は、例えば、例えば、不完全なチャンネル推定による完全成功しなくても良いかもしれないが、同様に、試みがＭＩＭＯチャンネルを対角化する筐体を示すように使用される。

各サブバンドに対する対角行列Σ（ｋ）は、対角線に沿って非負の実数値を及び他の場所（everywhere else）のゼロを含んでいる。これらの対角線のエントリがＨ（ｋ）の特異値と呼ばれ、ｋ番目のサブバンド用のＭＩＭＯチャンネルの個別のチャンネル（または、固有モード）に対する利得を表す。

それぞれの５２個の使用可能なサブバンドに対するチャンネル応答行列Ｈ（ｋ）がサブバンドに対するＮ_Ｓ固有モードを決定するように、独自に固有値分解を行っても良い。それぞれの対角行列Σ（ｋ）の特異値を｛σ_１（ｋ）≧σ_２（ｋ）≧・・・≧σ_Ｎｓ（ｋ）｝のように並べることができ、ここで、ｋ番目のサブバンドに対して、σ_１（ｋ）が最も大きい特異値であり、σ_２（ｋ）が２番目に大きい特異値などであり、σ_Ｎｓ（ｋ）が最も小さい特異値である。各対角行列Σ（ｋ）に対する特異値が、順位付けされたときに、関連マトリクスＵ（ｋ）とＶ（ｋ）の固有ベクトル（または、カラム）は、同様に一致して順位付けされる。順位付けの後に、σ_１（ｋ）はサブバンドｋに対する最も良い固有モードに対する特異値を表し、サブバンドｋは、同様に、しばしば「主要な」固有モードと称する。

順位付けの後にすべてのサブバンドの同位固有モードのセットと「広帯域」固有モードを定義しても良い。このようにしてｍ番目の広帯域固有モードが、すべてのサブバンドのｍ番目の固有モードを含む。それぞれのセットの固有ベクトルは、サブバンドのすべてに対してそれぞれの広帯域固有モードに関連付けられる。「主要な」広帯域固有モードは、順位付けの後のそれぞれのサブバンドの各マトリクスΣ ^{^}（ｋ）中で最も大きい特異値に関連付けられたものである。

マトリクスＶ（ｋ）は送信機での空間処理に使用できるＮ_Ｔ固有ベクトルを含んでいる。Ｖ（ｋ）＝［ｖ _１（ｋ）ｖ _２（ｋ）・・・ｖ _ＮＴ（ｋ）］とｖ _ｍ（ｋ）が、ｍ番目の固有モードに対する固有ベクトルであるＶ（ｋ）のｍ番目のカラムである。ユニタリ行列に対して、互いに、固有ベクトルは直交している。同様に、固有ベクトルは「ステアリング」ベクトルと称する。

ステアド・レファレンス（すなわち、ステアド・パイロット）が、Ｎ_Ｔ送信アンテナから送信される１以上のパイロット・シンボルのセットを具備する。実態の形態では、与えられたシンボル期間の１つの広帯域固有モードに対する１セットのサブバンド上で、その広帯域固有モードに対する１セットのステアリング・ベクトルで空間処理を行うことによって、１セットのパイロット・シンボルを送信する。他の実態の形態では、与えられたシンボル期間の多重広帯域固有モードに対するサブバンドの多重互いに素なセット（multiple disjoint sets）でこれらの広帯域固有モードに対する多重セットのステアリング・ベクトルで空間処理を行うことによって、多重セットのパイロット・シンボルを送信する（以下で説明するサブバンド多重化を使用して）。明確化のために、以下の記載は、１セットのパイロット・シンボルが与えられたシンボル期間の１つの広帯域固有モードで送信される（すなわち、サブバンドが全く多重送信されない）と仮定する。

実態の形態では、ステアド・レファレンスのパイロット・シンボルのセットはＭＩＭＯパイロットに使用される同じＰ−ＯＦＤＭシンボルである。しかし、また、ステアド・レファレンスに他の様々なＯＦＤＭシンボルを使用しても良い、そして、これは本発明の範囲内である。

ｍ番目の広帯域固有モード（下記のビーム形成を使用する）に対して送信されたステアド・レファレンスは、次のようにあらわしても良い。

ｘ _ｍ（ｋ）＝ｖ _ｍ（ｋ）・ｐ（ｋ）・・・（２）
ここで、
ｘ _ｍ（ｋ）は、ｋサブバンドのｍ固有ベクトルに対する（Ｎ_Ｔ×１）送信ベクトル
ｖ _ｍ（ｋ）は、ｋサブバンドのｍ固有ベクトルに対するステアリング・ベクトル
ｐ（ｋ）は、ｋサブバンドのパイロット・シンボル（例えば、表２に記載の）
であって、ベクトルｘ _ｍ（ｋ）は、ｋ番目のサブバンド用の送信アンテナから送出すべきＮ_Ｔ送信シンボルを含む。

ステアド・レファレンスは受信機によって使用されても良く、下記のように、データの受信と送信の両方の空間処理に使用しても良いベクトルを推定する。ステアド・レファレンスに対する処理を以下により詳細に説明する。

４． 搬送波パイロット
上記の例示的なＯＦＤＭサブバンド構造は−２１、−７、７、および２１のインデックスリストがある４個のパイロットサブバンドを含む。実態の形態では、ある他のタイプのパイロットに使用されるというわけではないすべてのシンボル期間における４個のパイロットサブバンド上に搬送波パイロットを送信する。搬送波パイロットは、受信機によって使用されても良く、高周波搬送波信号の位相の変化を追跡して、送信機と受信機の両方での振動子内をドリフトする（drifts in the oscillators at both the transmitter and receiver）。これは、改良されたデータ復調性能を設けても良い（This may provide improved data demodulation performance）。

実態の形態では、搬送波パイロットは４個のパイロットサブバンド上に送信される４つのパイロットシーケンス、Ｐ_ｃ１（ｎ）、Ｐ_ｃ２（ｎ）、Ｐ_ｃ３（ｎ）、およびＰ_ｃ４（ｎ）を含む。実態の形態では、４つのパイロットシーケンスが以下の通り定義される。

Ｐ_ｃ１（ｎ）＝Ｐ_ｃ２（ｎ）＝Ｐ_ｃ３（ｎ）＝−Ｐ_ｃ４（ｎ）・・・（３）
ここで、ｎは、シンボル期間（または、ＯＦＤＭシンボル）用のインデックスである。

様々なデータ系列に基づいてパイロットシーケンスを定義しても良い。実態の形態では、多項式Ｇ（ｘ）＝ｘ^７＋ｘ^４＋ｘに基づいてパイロットシーケンスＰ_ｃ１（ｎ）が発生される。ここで、初期状態は、すべてのものに設定されて、出力ビットは、１→−１、０→１のように、信号値にマッピングされる。そして、ｎ＝｛１、２、・・・、１２７｝に対するパイロットシーケンスＰ_ｃ１（ｎ）を次のようにあらわしても良い。

Ｐ_ｃ１（ｎ）＝｛１，１，１，１，−１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１，１，１，−１，１，−１，−１，１，１，−１，１，１，−１，１，１，１，１，１，１，−１，１，１，１，−１，１，１，−１，−１，１，１，１，−１，１，−１，−１，−１，１，−１，１，−１，−１，１，−１，−１，１，１，１，１，１，−１，−１，１，１，−１，−１，１，−１，１，−１，１，１，−１，−１，−１，１，１，−１，−１，−１，−１，１，−１，−１，１，−１，１，１，１，１，−１，１，−１，１，−１，１，−１，−１，−１，−１，−１，１，−１，１，１，−１，１，−１，１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，−１，１，１，１，−１，−１，−１，−１，−１，−１，１｝
そして、パイロットシーケンスＰ_ｃ１（ｎ）における値「１」、「−１」、では、特定の変調方式を使用することでパイロット・シンボルを写像しても良い。例えば、ＢＰＳＫを使用して、「１」を１＋ｊにマッピングしても良いし、「−１」を−（１＋ｊ）にマッピングしても良い。１２７以上のＯＦＤＭシンボルがあれば、ｎ＞１２７で、Ｐ_ｃ１（ｎ）＝Ｐ_ｃ１（ｎ ｍｏｄ １２７）となるようにパイロットシーケンスを繰り返しても良い。

一実態の形態において、４パイロットシーケンスＰ_ｃ１（ｎ）では、４回の異なったサブバンド／アンテナペアリング（subband/antenna pairings）でＰ_ｃ２（ｎ）、Ｐ_ｃ３（ｎ）、およびＰ_ｃ４（ｎ）を送信する。表５は、４つのパイロットシーケンスの４個のパイロットサブバンドと４つの送信アンテナへの例示的な割り当てを示している。

表５に示すように、アンテナ１ののサブバンド２１上に、パイロットシーケンスＰ_ｃ１（ｎ）が送信され、アンテナ２のサブバンド７上に、パイロットシーケンスＰ_ｃ２（ｎ）が送信され、アンテナ３のサブバンド７上に、パイロットシーケンスＰ_ｃ３（ｎ）が送信され、アンテナ４のサブバンド２１上にパイロットシーケンスＰ_ｃ４（ｎ）が送信される。ユニークなサブバンドとユニークなアンテナ上に、このようにしてそれぞれのパイロットシーケンスが送信される。搬送波パイロット送信方式は、与えられたサブバンド上の多重送信アンテナにわたってパイロットシーケンスが送信される結果として生じる混信を回避する。

他の実態の形態では、それらの割り当てられたサブバンドの主要な固有モードで４つのパイロットシーケンスが送信される。搬送波パイロット・シンボルに対する空間処理は、上記の式（２）示されたステアド・レファレンスに対する空間処理と同様である。主要な固有モードの搬送波パイロットを送信するために、ステアリング・ベクトルＶ（ｋ）は空間処理に使用される。その結果、パイロットシーケンスＰ_ｃ１（ｎ）はステアリング・ベクトルｖ _１（−２６）で空間的に処理されて、パイロットシーケンスＰ_ｃ２（ｎ）はステアリング・ベクトルｖ _１（−７）で空間的に処理され、パイロットシーケンスＰ_ｃ３（ｎ）はステアリング・ベクトルｖ _１（７）で空間的に処理され、パイロットシーケンスＰ_ｃ４（ｎ）はステアリング・ベクトルｖ _１（２６）で空間的に処理される。

ＩＩ 単一搬送波ＭＩＭＯシステムのパイロット
同様に、ＯＦＤＭを採用しない単一搬送波ＭＩＭＯシステムに対して、ここで説明したパイロットを使用しても良い。その場合サブバンドインデックスｋがないが、上記の多くがまだ適用されている。標識のパイロットに対して、それぞれのＮ_Ｔ送信アンテナから特定のパイロット変調シンボルｂを送信できる。ＭＩＭＯパイロットに対して、特定のパイロット変調シンボルｐをＮ_Ｔ直交シーケンスでカバーしても良いし、Ｎ_Ｔ送信アンテナから送信しても良い。パイロット・シンボルｂは、パイロット・シンボルｐと同じであるか、または異なっていても良い。式（２）に示すようにステアド・レファレンスを送信しても良い。しかし、送信ベクトルＸ _ｍ、ステアリング・ベクトルＶ _ｍ及びパイロット・シンボルｐはサブバンドインデックスｋの関数ではない。搬送波パイロットを、時分割多重送信方式で送信しても良いし、或いは単に省略しても良い。

ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式において、サイクリック・プレフィックスはシステムにおける遅延分散の存在でサブバンドを走査して直交性を確実にするのに通常使用され、そして、直交符号は個々の送信アンテナの識別を可能にする。単一搬送波ＭＩＭＯシステムに対して、直交符号は、直交性とアンテナ識別の両方に依存している（relied upon）。その結果、単一搬送波ＭＩＭＯシステムでパイロット・シンボルをカバーするのに使用される直交符号が、良い相互相関とピークからサイドロープへの性質を持っているのを選択しても良い（すなわち、カバーリングに使用されるどんな２つの直交したシーケンスの間の相関関係はシステムにおける遅延分散の存在で小さい）。良い相互相関とピークからサイドロープへの性質を有するそのような直交符号の例は、Ｍ系列とその時間移行バージョン（time-shifted versions）である。しかし、単一搬送波ＭＩＭＯシステムのパイロット・シンボルをカバーするのに、同様に他のタイプに関するコードを使用しても良い。

広帯域単一搬送波ＭＩＭＯシステムについては、周波数選択性フェーディング（すなわち、運用バンドに交差する平坦でない周波数応答）の原因になるように様々な態様でステアド・レファレンスを送信しても良い。広帯域単一搬送波ＭＩＭＯシステムにおけるステアド・レファレンスを送信するいくつかの方式を以下に説明する。一般に、送信機は、トラフィックデータを送信するのに使用される処理として、特定の広帯域固有モードで同じ又は同様の方式で処理される参照波形（reference waveform）を送信することができる。受信機は、いくつかの方式において、送信参照波形のローカル発生コピーに対する受信波形を関連付けて、受信機がチャンネルにマッチするフィルタを推定することができるようなチャンネルについての情報を抽出することができる。

第１の方式では、送信機は、初めは、固有モードに対するステアリング・ベクトルｖ _ｍ（ｋ）を求める。ＯＦＤＭなしで送信された受信ＭＩＭＯパイロット上の周波数領域分析を行うことにより、又はある他の手段により、定期的にＯＦＤＭパイロット・シンボルを送信することによってステアリング・ベクトルｖ _ｍ（ｋ）を求めても良い。ｋの各値について、１≦ｋ≦Ｎ_Ｆであって、ｖ _ｍ（ｋ）は、Ｎ_Ｔ送信アンテナに対するＮ_Ｔエントリを有するＮ_Ｔベクトルである。そして、送信機は、関連送信アンテナに対する当該時間領域パルスを求めるために、ＩＦＦＴ計算における周波数可変としてのそれぞれのステアリング・ベクトルｖ _ｍ（ｋ）のＮ_Ｔベクトル位置で、ｋで逆高速フーリエ変換を行う。ベクトルｖ _ｍ（ｋ）のそれぞれのベクトル位置は、Ｎ_Ｆ周波数サブバンドに対するＮ_Ｆ値を含み、当該時間領域パルスはＮ_Ｆ時間ドメイン値のシーケンスである。そこで、端末は、送信アンテナ用のステアド・レファレンスパルスを求めるために、この時間領域パルスにサイクリック・プレフィックスを追加する。１セットのＮ_Ｔのステアド・レファレンスパルスを、各固有モードに対して発生して、すべてのＮ_Ｔ送信アンテナからの同じ時間間隔で送信しても良い。多重セット（Multiple sets）のパルスを多重固有モードに対して発生して、ＴＤＭ方式で送信しても良い。

第１の方式に対して、受信機は、受信ベクトルｒ _ｍ（ｎ）を得るために受信信号をサンプリングして、サイクリック・プレフィックスを除去して、Ｈ（ｋ）ｖ _ｍ（ｋ）の当該エンティティの推定を得るために受信ベクトルｒ _ｍ（ｎ）のそれぞれのベクトル位置上で高速フーリエ変換を行う。（サイクリック・プレフィックス除去後の）受信ベクトルｒ _ｍ（ｎ）のそれぞれのベクトル位置は、Ｎ_Ｆ時間領域サンプルを含んでいる。受信されたベクトル負ならば復帰（Ｎ）（サイクリック・プレフィックス取り外しの後）のそれぞれのベクトル位置は時間領域が抽出するＮ_Ｆを含む。そして、受信機は、受信データ送信をフィルタリングするのに使用しても良い時間領域整合フィルタを統合（synthesize）するのにＨ（ｋ）ｖ _ｍ（ｋ）の推定を使用する。時間領域整合フィルタはそれぞれの受信されたアンテナ用の整合フィルタパルスを含む。時間領域整合フィルタの統合は、２００１年１２月７日に出願された米国特許出願第１０／０１７，３０８号の「ＭＩＭＯシステムに対するチャンネル固有モード分解を有する時間ドメイン送受信処理」で記載されている。

第１の方式において、単一搬送波ＭＩＭＯシステムにおけるステアド・レファレンスのための送信機処理は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式におけるステアド・レファレンスのための送信機処理と同様である。しかし、前述の米国特許出願第１０／０１７，３０８号に記載されたものなどのように、単一搬送波波形でステアド・レファレンスの後の他の送信を送信する。た、受信機は、時間領域整合フィルタを統合するのに、上記のようにステアド・レファレンスを使用する。

第２の方式では、送信機は広帯域チャネルに対するシングル多重伝搬路コンポーネントを隔離する。例えば、多重伝搬路コンポーネントを検索するために、ＣＤＭＡ方式でしばしば行われる方法と同様の方法で滑り相関器（sliding correlator）で受信されたＭＩＭＯパイロットを検索することによって、これを達成しても良い。送信機は、次に、この多重伝搬路コンポーネントを狭帯域チャンネルとして扱って、各固有モードに対する多重伝搬路コンポーネント用のシングルステアリング・ベクトル（single steering vector）ｖ _ｍを求める。一方、多重ステアリング・ベクトルは、この多重伝搬路コンポーネント用の多重固有モードのために作り出されても良い。

ＩＩＩ ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに対するパイロット構造
様々なＭＩＭＯとＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に対してここに記載したパイロットを使用しても良い。ダウンリンクとアップリンクに対して、共通又は別々の周波数帯を使用するシステムにこれらのパイロットを使用しても良い。明確化のために、例示的なＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式のための例示的なパイロット構造は以下に記述する。このＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式のために、ダウンリンクとアップリンクは単一周波数バンドにおける二重化された時分割（ＴＤＤ）である。

図２はＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に使用可能なフレーム構造２００の実態の形態を示している。データ送信は、それぞれが特定の時間所要時間（例えば、２ミリ秒）にかかるＴＤＤフレームのユニットで起こる。それぞれのＴＤＤフレームはダウンリンク位相とアップリンク位相に分割される。ダウンリンク位相は多重ダウンリンク転送チャンネル用の多重セグメントにさらに分割される。図２の実態の形態では、ダウンリンク転送チャンネルは放送チャネル（ＢＣＨ）、順方向制御通信路（ＦＣＣＨ）、および順方向通信路（ＦＣＨ）を含む。同様に、アップリンク位相は、多重アップリンク転送チャンネル用の多重セグメントに分割される。図２の実態の形態では、アップリンク転送チャンネルは逆監視通信路（ＲＣＨ）とランダムアクセスチャンネル（ＲＡＣＨ）を含む。

ダウンリンクのときに、ＢＣＨセグメント２１０は、標識パイロットのための部分２１４、ＭＩＭＯパイロットのための部分２１６、およびＢＣＨメッセージのための部分２１８を含む１つのＢＣＨプロトコル・データ単位（ＰＤＵ）２１２を送信するのに使用される。ＢＣＨメッセージは、システムにおける利用者端末用のシステムパラメータを搬送する。ＦＣＣＨセグメント２２０は、ダウンリンク及びアップリンクリソースに対する割り当てと、利用者端末用の他の信号を搬送する１ＦＣＣＨ ＰＤＵを送信するのに使用される。ＦＣＨセグメント２３０は、１個以上のＦＣＨ ＰＤＵ２３２を送信するのに使用される。ＦＣＨ ＰＤＵの異なったタイプを定義しても良い。例えば、ＦＣＨ ＰＤＵ２３２ａは、パイロットのための部分２３４ａとデータパケットのための部分２３６ａを含む。ＦＣＨ ＰＤＵ２３２ｂはデータパケットのための単一の部分２３６ｂを含む。ＦＣＨ ＰＤＵ２３２ｃはパイロットのための単一の部分２３４ｃを含む。

アップリンク上では、ＲＣＨセグメント２４０が、アップリンク上の１個以上のＲＣＨ ＰＤＵ２４２を送信するのに使用される。同様に、ＲＣＨ ＰＤＵの異なったタイプを定義しても良い。例えば、ＲＣＨ ＰＤＵ２４２ａはデータパケットのための単一の部分２４６ａを含む。ＲＣＨ ＰＤＵ２４２ｂはパイロットのための部分２４４ｂとデータパケットのための部分２４６ｂを含む。ＲＣＨ ＰＤＵ２４２ｃはパイロットのための単一の部分２４４ｃを含む。ＲＡＣＨセグメント２５０は利用者端末によって使用されて、システムへのアクセスを得て、簡易メッセージをアップリンクに送る。ＲＡＣＨ ＰＤＵ２５２はＲＡＣＨセグメント２５０の中で送られても良く、パイロットのための部分２５４とメッセージのための部分２５６を含む。

図２に示された実態の形態に対して、ＢＣＨセグメントにおけるそれぞれのＴＤＤフレームのダウンリンク上に、標識とＭＩＭＯパイロットを送る。いずれの与えられたＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵにおいて、パイロットを送っても送らなくても良い。パイロットが送られるなら、図２に示すように、全てか、又はＰＤＵの一部のみがかかっても良い。ＲＡＣＨ ＰＤＵでパイロットを送り、アクセスの間、アクセスポイントが当該ベクトルを推定することができる。同様に、パイロット部分は「プリアンブル」と称する。与えられたＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵで送られるパイロットは、パイロットが使用されている目的に依存するステアド・レファレンスかＭＩＭＯパイロットであっても良い。ＲＡＣＨ ＰＤＵで送られたパイロットは、通常、ステアド・レファレンスであるが、同様に、その代わりにＭＩＭＯパイロットを送っても良い。パイロットサブバンド上、そして、他のパイロット送信に使用されない部分で搬送波パイロットを送信する。搬送波パイロットは簡単のために図２に示されない。図２の様々な部分の所要時間は、比例するように描かれていない。

図２に示されたフレーム構造と転送チャンネルは上記の米国特許出願第６０／４２１，３０９号に詳細に記載されている。

１． キャリブレーション
共有された周波数帯があるＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に対して、ダウンリンクとアップリンク・チャンネル応答は、互いの逆数（reciprocal）と仮定しても良い。すなわち、Ｈ（ｋ）がサブバンドｋに対するアンテナ列Ａからアンテナ列Ｂまでチャンネル応答行列を表すのであれば、逆数チャンネルは、アレイＢからアレイＡへの結合がＨ ^Ｔ（ｋ）によって与えられることを暗示し、Ｈ ^ＴはＨの転置行列である。ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に対して、送信機と受信機の両方でチャネル推定法と空間処理を簡素化するのに逆数チャネル特性を利用しても良い。

しかし、アクセスポイントでの送受信連鎖の周波数応答は、利用者端末での送受信連鎖の周波数応答と通常異なっている。適用可能な送受信連鎖を含む「有効な」ダウンリンク・チャンネル応答Ｈ _dn（ｋ）と「有効な」アップリンク・チャンネル応答Ｈ _up（ｋ）は、次のように表わしても良い。

Ｈ _dn（ｋ）＝Ｒ _ut（ｋ）Ｈ（ｋ）Ｔ _ap（ｋ）（ｋ∈Ｋに対して）、及び
Ｈ _up（ｋ）＝Ｒ _ap（ｋ）Ｈ ^Ｔ（ｋ）Ｔ _ut（ｋ）（ｋ∈Ｋに対して）・・・（４）
ここで、Ｔ _ap（ｋ）とＲ _ap（ｋ）は、サブバンドｋに対するアクセスポイントでの、それぞれ送信連鎖及び受信連鎖の周波数応答に対するＮ_ap×Ｎ_ap対角マトリクスであり、Ｔ _ut（ｋ）とＲ _ut（ｋ）は、サブバンドｋに対するユーザ端末での、それぞれ送信連鎖及び受信連鎖の周波数応答に対するＮ_ut×Ｎ_ut対角マトリクスであり、Ｎ_apはアクセスポイントのアンテナの数であり、そして、Ｎ_utは利用者端末のアンテナの数である。

式の（４）における各式を結合して、以下の式が得られる。

Ｈ _up（ｋ）Ｋ _ut（ｋ）＝（Ｈ _dn（ｋ）Ｋ _ap（ｋ））^Ｔ （ｋ∈Ｋに対して）・・・（５）
ここで、Ｋ _ut（ｋ）＝Ｔ _ut ^-1（ｋ）Ｒ _ut（ｋ）及びＫ _ap（ｋ）＝Ｔ _ap ^-1（ｋ）Ｒ _ap（ｋ）。Ｔ _ut（ｋ）、Ｒ _ut（ｋ）、Ｔ _ap（ｋ）及びＲ _ap（ｋ）が直交行列なので、Ｋ _ap（ｋ）及びＫ _ut（ｋ）も同様に直交行列である。

ｋ∈Ｋに対して、実際の対角マトリクス、Ｋ _ap（ｋ）、およびＫ _ut（ｋ）の推定、Ｋ ^{^} _ap（ｋ）、およびＫ ^{^} _ut（ｋ）を求めるためにキャリブレーションを行っても良い。アクセスポイントと利用者端末での送信／受信連鎖の周波数応答における違いを説明できる補正係数を含んでいる。利用者端末で観察された「キャリブレートされた」ダウンリンク・チャンネル応答（Ｈ _cdn（ｋ））と、アクセスポイントで観察された「キャリブレートされた」アップリンク・チャンネル応答（Ｈ _cup（ｋ））は次のように表わしても良い。

Ｈ _cdn（ｋ）＝Ｈ _dn（ｋ）Ｋ ^{^} _ap（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（６ａ）
Ｈ _cup（ｋ）＝Ｈ _up（ｋ）Ｋ ^{^} _ut（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（６ｂ）
Ｈ _cdn（ｋ）≒Ｈ ^Ｔ _cup（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（６ａ）
式（６ｃ）による関係の精度は、修正マトリクスＫ ^{^} _ap（ｋ）、Ｋ ^{^} _ut（ｋ）の精度に依存しており、これらの修正マトリクスを得るのに使用される有効ダウンリンク及びアップリンク・チャンネル応答Ｈ ^{^} _dn（ｋ）、Ｈ ^{^} _up（ｋ）の推定の品質に順次依存している。Ｋ ^{^} _ut（ｋ）のＮ_ut対角要素だけを含むように修正ベクトルＫ ^{^} _ut（ｋ）を定義しても良い、そして、Ｋ _ap（ｋ）のＮ_ap対角要素だけを含むように修正ベクトルＫ ^{^} _ap（ｋ）を定義しても良い。キャリブレーションは上記の米国特許出願第１０／４２１、４６２号に詳細に記載されている。

同様に、キャリブレーションを行わないＭＩＭＯとＭＩＭＯ ＯＦＤＭ方式に、ここで説明されたパイロットを使用しても良い。明確化のために、以下の記載において、アクセスポイントと利用者端末でのそれぞれの送信経路において、キャリブレーションが行われて、修正マトリクスＫ ^{^} _ap（ｋ）とＫ ^{^} _ut（ｋ）が使用されることを仮定する。

２． 標識とＭＩＭＯパイロット
図２に示すように、それぞれのＴＤＤフレーム用のＢＣＨにおいて、ダウンリンク上に標識パイロットとＭＩＭＯ ＰＩＬＯＴを送信する。利用者端末はタイミングと周波数獲得に標識パイロットを使用しても良い。ＭＩＭＯパイロットは、（１）ダウンリンクＭＩＭＯチャネルの推定を求め、（２）アップリンク送信用のステアリング・ベクトルを取得し、（３）ダウンリンク送信用の整合フィルタを得るために、下記のように、利用者端末で使用されても良い。

例示的なパイロット送信方式において、２つのシンボル期間に対して標識パイロットが送信され、ＢＣＨセグメントの始めの８つのシンボル期間に対してＭＩＭＯ ＰＩＬＯＴが送信される。表６はこの例示的な方式に対する標識パイロットとＭＩＭＯパイロットを示している。

ダウンリンク上に送信された標識パイロットは次のように示しても良い。

ｘ _dn,bp（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ap（ｋ）ｂ（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（７）
ここで、ｘ _dn,bp（ｋ）は、標識パイロット用のサブバンドｋに対する送信ベクトルである。ｂ（ｋ）は、表２の中に与えられている標識パイロット用のサブバンドｋ上に送信されるべきパイロット・シンボルである。式（７）に示すように、標識パイロットは、修正ベクトルＫ ^{^} _ap（ｋ）によってスケーリングされるが、いかなる他の空間処理にもかけられない。

ダウンリンク上に送信されたＭＩＭＯパイロットは、下記のように表しても良い。

ｘ _dn,mp,n（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ap（ｋ）ｗ _dn,nｐ（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（８）
ｘ _dn,mp,n（ｋ）は、ダウンリンクＭＩＭＯパイロットに対するシンボル期間ｎにおけるサブバンドｋに対する（Ｎ_ap×１）送信ベクトルである。ｗ _dn,nは、ダウンリンクＭＩＭＯパイロットに対するシンボル期間ｎのアクセスポイントのＮ_ap送信アンテナに対するＮ_apウォルシュチップを有する（Ｎ_apｘｌ）ベクトルである。そして、ｐ（ｋ）は、表２で与えられているＭＩＭＯパイロット用のサブバンドｋ上に送信されるべきパイロット・シンボルである。

式（８）に示すように、ＭＩＭＯパイロットは、ベクトルｗ _dn,nでカバーされて、修正マトリクスＫ _ap（ｋ）によってさらにスケーリングされるが、いかなる他の空間処理にもかけられない。同じウォルシュベクトルｗ _dn,nはすべてのサブバンドに使用され、そして、ｗ _dn,nはサブバンドインデックスｋの関数でない。しかし、ｗ _dn,nは、それぞれのウォルシュシーケンスが４つのシンボル期間に対する４個のウォルシュチップのユニーク配列であるので、シンボル期間ｎの機能である。その結果、ベクトルｗ _dn,nは、シンボル期間ｎに対するアクセスポイントでのＮ_ap送信アンテナに使用されるためにＮ_apウォルシュチップを含んでいる。表６の中に示された方式に対して、ｎ＝｛３、４、５、６｝、ＢＣＨの上のＭＩＭＯパイロット送信の第１の４シンボル期間に対する４ベクトルｗ _dn,nは、ｗ３＝［１ １ １ １］、ｗ４＝［１ −１ １ −１］、ｗ５＝［１ １ −１ −１］、ｗ６＝［１−１−１ １］であり、ｎ＝｛７，８，９，１０｝に対する次の４つのシンボル期間に対する４つのベクトルｗ _dn,nは、ｗ７＝ｗ３，ｗ８＝ｗ４，ｗ９＝ｗ５，及びｗ１０＝ｗ６にように繰り返される。

アップリンク上に送信されたＭＩＭＯパイロットは下記のように表しても良い。

ｘ _up,mp,n（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ut（ｋ）ｗ _up,nｐ（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（９）
ｘ _up,mp,n（ｋ）は、アップリンクＭＩＭＯパイロットに対するシンボル期間ｎにおけるサブバンドｋ用の（Ｎ_ut×１）送信ベクトルである。アップリンクＭＩＭＯパイロットに使用されるウォルシュベクトルｗ _up,nを、ダウンリンクＭＩＭＯパイロットに使用されるウォルシュベクトルｗ _dn,nと同じにしても良いし、異ならせるようにしても良い。例えば、利用者端末は２つの送信アンテナだけを備えているなら、ｗ _up,nが２以上の長さである２つのウォルシュシーケンスを含むことができる。

３． 空間処理
上記のように、各サブバンド用のチャンネル応答行列は、そのサブバンド用のＮ_Ｓ固有モードを求めるために対角化されても良い。較正されたアップリンク・チャンネル応答行列の特異値分解（Ｈ _cup（ｋ））を、次のように表わしても良い。

Ｈ _cup（ｋ）＝Ｕ _ap（ｋ）Σ（ｋ）Ｖ ^Ｈ _ut（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（１０）
Ｕ _ap（ｋ）はＨ _cup（ｋ）の左の固有ベクトルの（Ｎ_ut×Ｎ_ut）ユニタリ行列であるΣ（ｋ）はＨ _cup（ｋ）の特異値の（Ｎ_ut×Ｎ_ap）対角行列である。Ｖ _ut（ｋ）はＨ _cup（ｋ）の右の固有ベクトルの（Ｎ_ap×Ｎ_ap）ユニタリ行列である。

同様に、キャリブレートされたダウンリンク・チャンネル応答行列の特異値分解Ｈ _cdn（ｋ）を、下記のように表現しても良い。

Ｈ _cdn（ｋ）＝Ｖ ^* _ut（ｋ）Σ（ｋ）Ｕ ^Ｔ _ap（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（１１）
マトリクスＶ ^* _ut（ｋ）とＵ ^* _ap（ｋ）は、それぞれＨ _cdn（ｋ）の左右の固有ベクトル（left and right eigenvectors）のユニタリーマトリクスである。

式（１０）と（１１）で示されているように、そして上記に基づいて、１つのリンクに対する左右のマトリクスは、それぞれ他のリンクに対する左右の固有ベクトルのマトリクスの複素共役である。簡単化のために、下記におけるマトリクスＵ _ap（ｋ）とＶ _ut（ｋ）へのレファレンスは、それらの他の様々な書式を参照しても良い。（例えば、Ｖ _ut（ｋ）はＶ _ut（ｋ）、Ｖ ^* _ut（ｋ）、Ｖ ^Ｔ _ut（ｋ）、およびＶ ^Ｈ _ut（ｋ）を参照しても良い）。マトリクスＵ _ap（ｋ）とＶ _ut（ｋ）は、空間処理に対してアクセスポイントと利用者端末によりそれぞれ使用しても良く、それらの添字によって示されている。

実態の形態では、利用者端末は、アクセスポイントによって送信されたＭＩＭＯパイロットに基づくキャリブレートされたダウンリンク・チャンネル応答であると推定しても良い。次に、利用者端末が、各サブバンド用のＨ ^{^} _cdn（ｋ）の左の固有ベクトルの対角行列Ｖ _ut（ｋ）を求めるために、ｋ∈Ｋに対して、キャリブレートされたダウンリンク・チャンネル応答推定の特異値分解を行っても良い。この特異値分解は、Ｈ ^{^} _cdn（ｋ）＝Ｖ ^{^*} _ut（ｋ）Σ ^{^}（ｋ）Ｕ ^{^Ｔ} _ap（ｋ）として与えられても良く、各マトリクスに付された「^{^}」は、それが実際のマトリクスの推定であることを示す。同様に、アクセスポイントは、利用者端末によって送信されたＭＩＭＯパイロットに基づいてキャリブレートされたアップリンク・チャンネル応答を推定しても良い。次に、アクセスポイントが、ｋ∈Ｋについて、キャリブレートされたアップリンク・チャンネル応答推定ＦＩＣ（ｋ）の特異値分解を行っても良く、各サブバンドに対するＨ _cup（ｋ）の左の固有ベクトルの（ｋ）の対角行列Ｅ（ｋ）とマトリクスＵ _apを求める。Ｈ ^{^} _cup（ｋ）＝Ｕ ^{^} _ap（ｋ）Σ^{^}（ｋ）Ｖ ^{^Ｈ} _ut（ｋ）として、この特異値分解を与えても良い。同様に、アクセスポイントと利用者端末は、ステアド・レファレンスに基づいて必要な固有ベクトルを、次のように求めても良い。

データ送信は各リンクについて１又は多重広帯域固有モードで可能である。データ送信に使用する広帯域固有モードの特定番号は、チャンネル条件に通常依存していて、様々な態様で選択されても良い。例えば、（１）使用する１つ以上の広帯域固有モードの最も良いセットを選択し、（２）選択された広帯域固有モード間の全送信電力を分配することにより、総合的なスループットを最大にするのを試みる満水手続き（water-filling procedure）を用いることによって、広帯域固有モードを選択できる。

・多重広帯域固有モード上の送信データに使用される空間多重化モードと、
・主要な（最も良い）広帯域固有モード上の送信データに使用されるビームステアリングモード
を含む多重オペレーティングモードをサポートするようにＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式を設計しても良い。

多重セットの固有ベクトルがマトリクスＵ _ap（ｋ）かＶ _ut（ｋ）にある状態で空間処理を行うことによって、ｋ∈Ｋ（すなわち、それぞれの広帯域固有モードのための１セットの固有ベクトル）に対して、多重広帯域固有モードに関するデータ伝送を達成できる、表７は、空間多重化モードに対するデータ送信と受信の両方のためにアクセスポイントと利用者端末での空間処理をまとめた表である。

表７において、ｓ（ｋ）は、サブバンドｋのＮ_Ｓ固有モード上に送信すべき変調シンボルに対するＮ_Ｓノンゼロエントリまでの「データ」ベクトルであり、ｘ（ｋ）は、サブバンドｋ用の送信ベクトルであり、ｒ（ｋ）は、サブバンドｋ用の受信されたベクトルであり、ｓ ^{^}（ｋ）は、送信されたデータベクトルｓ（ｋ）の推定である。これらのベクトルに対する添字「ｄｎ」と「ｕｐ」は、それぞれダウンリンクとアップリンク送信を示している。

「ビーム形成」または、「ビームステアリング」のどちらかを使用することによって１つの広帯域固有モードに関するデータ送信を達成しても良い、ビーム形成に対して、ｋ∈Ｋについて、変調シンボルは、主要な広帯域固有モードに対する固有ベクトルｖ ^{^} _ut,1（ｋ）又はｕ ^{^} _ap,1（ｋ）の１セットで空間的に処理される。ビームステアリングに対して、ｋ∈Ｋについて、変調シンボルは、主要な広帯域固有モードに対する「正規化」（または、「飽和」）固有ベクトルｖ ^~ _ut（ｋ）又はｕ ^~ _ap（ｋ）の１セットで空間的に処理される。下記のように正規化固有ベクトルのｖ ^~ _ut（ｋ）とｕ ^~ _ap（ｋ）を得ることができる。

空間多重化とビームステアリングモードのための空間処理は上記の米国特許出願Ｎｏ．６０／４２１，３０９と６０／４２１，４２８に詳細に記載されている。空間多重化とビームステアリングモードに対するステアド・レファレンスを以下に記載する。

４．ステアド・レファレンス
（例えば、アクセスポイントと利用者端末での送信／受信連鎖の相違点を説明するためにキャリブレーションが行った後に）逆数チャンネルに対して、ｋ∈Ｋについて、ＭＩＭＯチャネルを推定する必要なしに、Ｕ ^{^} _ap（ｋ）とΣ（ｋ）の両方の推定を求めても得るか、特異値分解を行うために、ステアド・レファレンスは利用者端末によって送信されて、アクセスポイントによって使用されても良い。同様に、ステアド・レファレンスは、アクセスポイントによって送信されて、利用者端末によって使用されて、ｋ∈Ｋについて、Ｖ ^{^} _ut（ｋ）とΣ^{^}（ｋ）の両方の推定を求めても良い。

実態の形態では、ステアド・レファレンスは、その広帯域固有モードに対する、非正規化又は正規化固有ベクトルの１セットで空間処理を行うことにより、与えられたシンボル期間における１つの広帯域固有モード上に送信されるパイロット・シンボル（例えば、Ｐ−ＯＦＤＭシンボル）の１セットを具備する。他の実態の形態では、ステアド・レファレンスは、これらの広帯域固有モードに対する非正規化又は正規化固有ベクトルの多重セットで空間処理を行うことにより、同じシンボル期間における多重広帯域固有モード上に送信される多重セットのパイロット・シンボルを具備する。どのような場合でも、（ダウンリンク用）アクセスポイントでのすべてのＮ_apアンテナと（プリンク（plink）用）利用者端末でのすべてのＮ_utアンテナからステアド・レファレンスを送信する。明確化のために、以下の記載においては、ステアド・レファレンスは、与えられたシンボル期間の１つの広帯域固有モードに対して送信されると仮定する。

Ａ ダウンリンク・ステアドレファレンス、空間多重化モード
空間多重化モードに対して、アクセスポイントによるｍ番目の広帯域固有モード上で送信されたダウンリンク・ステアドレファレンスは次のように表わしても良い。

ｘ _dn,sr,m（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ap（ｋ）Ｕ ^* _ap,m（ｋ）ｐ（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（１２）
ここで、ｘ _dn,sr,m（ｋ）は、ｍ番目の広帯域固有モードのｋ番目のサブバンド用の送信ベクトルでり、Ｕ ^* _ap,m（ｋ）は、ｍ番目の第広帯域固有モードのｋ番目の第サブバンド固有ベクトルであり、ｐ（ｋ）は、（例えば表２に与えられているような）ステアド・レファレンス用のサブバンドｋ上に送信されるべきパイロット・シンボルである。ステアリング・ベクトルＵ ^* _ap,m（ｋ）は、マトリクスＵ ^* _ap（ｋ）のｍカラムであって、Ｕ ^* _ap（ｋ）＝［ｕ^* _ap,1（ｋ）ｕ^* _ap,2（ｋ）・・・ｕ^* _ap,Nap（ｋ）］である。

空間多重化モードに対する利用者端末での受信されたダウンリンク・ステアドレファレンスを次のように表現することができる。

ここで、σ_ｍ（ｋ）は、ｋ番目の第サブバンド、Ｍ番目の広帯域第固有モードに対する特異値である。

Ｂ ダウンリンク・ステアドレファレンス、ビーム駆動モード
ビームステアリングモードに対して、送信機での空間処理は、主要な広帯域固有モード用の１セットの「正規化」固有ベクトルを使用することで行われる。正規化固有ベクトルＵ _ap（ｋ）を有する総合的な伝達関数は、非正規化固有ベクトルｕ ^~* _ap,1（ｋ）、すなわち，
Ｈ _dn（ｋ）Ｋ ^{^} _ap（ｋ）ｕ ^~* _ap,1（ｋ）≠Ｈ _dn（ｋ）Ｋ ^{^} _ap（ｋ）ｕ ^~ _ap（ｋ）
を有する総合的な伝達関数と異なっている。主要な広帯域固有モードに対する正規化固有ベクトルのセットを使用して発生されたステアド・レファレンスは、ビームステアリングモード用の整合フィルタを得るために、送信機によって送信され、受信機によって使用されても良い。

ビームステアリングモードについて、アクセスポイントによって主要な広帯域固有モード上で送信されたダウンリンク・ステアドレファレンスは、以下のように表しても良い。

ｘ ^~ _dn、sr＝Ｋ ^{^} _ap（ｋ）ｕ ^~ _ap（ｋ）ｐ（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（１４）
ここで、ｕ ^~ _ap（ｋ）は、主要な広帯域固有モードのｋサブバンドに対する正規化固有ベクトルであり、

ここで、Ａは定数（例えば、Ａ＝１）であって、θｕｉ（ｋ）は、ｉ送信アンテナのＫサブバンドであって、

で与えられる。

式（１５）で示されるように、ベクトルｕ ^~ _ap（ｋ）のＮ_ap要素は、等しい大きさにもかかわらず、ことによると異なった位相がある。式（１６）で示されるように、ベクトルｕ ^~ _ap（ｋ）におけるそれぞれの要素の位相は、ベクトルｕ ^{^*} _ap,1（ｋ）の当該要素から求められる（すなわち、θ_ui（ｋ）はｕ _ap,1,iから求められ、ｕ ^{^*} _ap,1（ｋ）＝［ｕ ^{^*} _ap,1,1（ｋ）ｕ ^{^*} _ap,1,2（ｋ）・・・ｕ ^{^*} _ap,1,Nap（ｋ）］^Ｔである）。

ビームステアリングモード用の利用者端末で受信されたダウンリンク・ステアドレファレンスを以下のように表すことができる。

Ｃ アップリンクのステアド・レファレンス、空間多重化モード
空間多重化モードについて、利用者端末によるｍ広帯域固有モード上で送信されたアップリンクステアド・レファレンスは、以下のように表すことができる。

ｘ _up,sr,m（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ut（ｋ）ｖ ^{^} _ut,m（ｋ）ｐ（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（１８）
ベクトルｖ ^{^} _ut,m（ｋ）は、マトリクスＶ ^{^} _ut（ｋ）のｍカラムであって、Ｖ ^{^} _ut（ｋ）＝［ｖ ^{^} _ut,1（ｋ）ｖ ^{^} _ut,2（ｋ）…ｖ ^{^} _ut,Nut（ｋ）］である。

空間多重化モードに対するアクセスポイントでの受信されたアップリンクステアド・レファレンスを次のように表すことができる。

Ｄ アップリンクステアド・レファレンス、ビーム駆動モード
ビームステアリングモードに対して、利用者端末により主要な広帯域固有モード上に送信されたアップリンクステアド・レファレンスは次のように表すことができる。

ｘ ^~ _up,sr（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ut（ｋ）ｖ ^~ _ut（ｋ）ｐ（ｋ） （ｋ∈Ｋに対して）・・・（２０）
主要な広帯域固有モード用のKサブバンドに対する正規化固有ベクトルｖ ^~ _ut (k)は、以下のように表すことができる。

方程式（２２）に示すように、ベクトルｖ ^~ _ut（ｋ）のそれぞれの要素の位相は、固有ベクトルｖ ^{^} _ut,1（ｋ）の対応する要素から求められる。

ビームステアリングモードに対するアクセスポイントの受信されたアップリンクステアド・レファレンスを以下のように表すことができる。

表８は、空間多重化とビームステアリングモードに対するステアド・レファレンスモードについてのアクセスポイントと利用者端末での空間処理をまとめたものである。

Ｅ ステアド・レファレンス送信
図２に示された例示的なフレーム構造に対して、（ダウンリンク用）ＦＣＨ ＰＤＵ又は（プリンク用）ＲＣＨ ＰＤＵのプリアンブルかパイロット部分で、ステアド・レファレンスを送信しても良い。様々な態様でステアド・レファレンスを送信しても良い。

一実態の形態において、空間多重化モードに対して、それぞれのＴＤＤフレームについて１つ以上の広帯域固有モードに対して、ステアド・レファレンスを送信する。それぞれのＴＤＤフレームで送信するための広帯域固有モードの特定番号は、ステアド・レファレンスの所要時間に依存しても良い。表９は、４つの送信アンテナを有する例示的な設計に対して、様々なプリアンブルサイズについてのＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵのプリアンブルにおけるステアド・レファレンスに使用される広帯域固有モードをあげたものである。

表９に示すように、プリアンブルサイズが４又は８シンボル期間であるときに、同じＴＤＤフレーム中のすべての４広帯域固有モードに対してステアド・レファレンスを送信する。ｎ番目のシンボル期間に対して、ＦＣＨ ＰＤＵのプリアンブルにおいて、アクセスポイントによって送信されたステアド・レファレンスは次のように表すことができる。

ｘ ^~ _dn,sr,n（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ap（ｋ）ｕ ^~ _{ap,[(n-1 mod 4]+1}（ｋ）ｐ（ｋ）
（ｋ∈Ｋ、ｎ∈｛１・・・Ｌ｝に対して）・・・（２４）
ここで、Ｌはプリアンブルサイズ（例えば、表９に示された例示的な設計に対してＬ＝０、１、４、または８）である。

ｎ番目のシンボル期間に対してＲＣＨ ＰＤＵのプリアンブルにおいて、利用者端末によって送信されたステアド・レファレンスは次のように表すことができる。

ｘ ^~ _up,sr,n（ｋ）＝Ｋ ^{^} _ut（ｋ）ｖ ^~ _{ut,[(n-1 mod 4]+1}（ｋ）ｐ（ｋ）
（ｋ∈Ｋ、ｎ∈｛１・・・Ｌ｝に対して）・・・（２５）
式（２４）と（２５）において、４つの広帯域固有モードが、ステアリング・ベクトルに対する「剰余」操作による４シンボル期間を通してサイクルされる。良いチャンネル推定が当該システム運用のために高速に求められる必要であるときに、チャンネルが、通信セッションの早めの部分の間で、より急速に変化するのであれば、この方式を使用しても良い。

他の実態の形態では、それぞれのＴＤＤフレームあたり１つの広帯域固有モードに対してステアド・レファレンスを送信する。４つの広帯域固有モード用のステアド・レファレンスは、４個のＴＤＤフレーム内を通してサイクルしても良い。例えば、ステアリング・ベクトルｖ ^{^} _ut,1（ｋ），ｖ ^{^} _ut,2（ｋ），ｖ ^{^} _ut,3（ｋ）及びｖ ^{^} _ut,4（ｋ）は、利用者端末によって４個の連続したＴＤＤフレームに使用しても良い。ＢＣＨメッセージで送られても良いフレームカウンタによって、それぞれのＴＤＤフレームにおいてステアド・レファレンスで使用される特定のステアリング・ベクトルを割り当てても良い。この方式では、より短いプリアンブルがＦＣＨとＲＣＨ ＰＤＵに使用できるようにしても良い。しかし、より長い期間が、チャンネルの良い推定を求めるのに必要であるかもしれない。

ビームステアリングモードに対して、主要な広帯域固有モード用の正規化ステアリング・ベクトルは、式（１４）と（２０）で示すように、ステアド・レファレンスに使用される。例えば、チャンネル条件に基づいてステアド・レファレンスの所要時間を選択しても良い。

ビームステアリングモードで作動している間に、利用者端末は、ステアド・レファレンスの多重シンボル、例えば、正規化固有ベクトルＶ _ut（ｋ）を使用する１つ以上のシンボル、主要な固有モードに対する固有ベクトルＶ（ｋ）を使用する１つ以上のシンボル、及び、ことによると他の固有モードにに対する固有ベクトルを使用する１つ以上のシンボルを送信しても良い。ｖ ^~ _ut（ｋ）で発生されたステアド・レファレンスシンボルは、アップリンク整合フィルタベクトルを得るために、アクセスポイントによって使用されても良い。このベクトルは、ビームステアリングを使用する利用者端末によって送信されたアップリンクデータ送信の整合フィルタリングを行うために、アクセスポイントによって使用される。Ｖ _ut,1（ｋ）で発生したステアド・レファレンスシンボルは、ダウンリンク上のビームステアリングに対して使用される正規化固有ベクトルｕ ^~ _ap,1（ｋ）を得るのに使用可能なｕ ^{^} _ap,1（ｋ）を求めるために、使用しても良い。他の固有モードに対する固有ベクトルｖ ^{^} _ut,2（ｋ）からｖ ^{^} _ut、Ns（ｋ）で発生されたステアド・レファレンスシンボルは、ｕ ^{^} _ap,2（ｋ）からｕ ^{^} _ap,Ns（ｋ）とこれらの他の固有モードに対する特異値推定を求めるために、アクセスポイントによって使用しても良い。そして、この情報は、ダウンリンクデータ送信に空間多重化モードかビームステアリングモードを使用するかどうか決定するために、アクセスポイントによって使用されても良い。

ダウンリンクに対して、利用者端末は、キャリブレートされたダウンリンク・チャンネル応答推定Ｈ _cdn（ｋ）に基づくビームステアリングモードに対するダウンリンク整合フィルタベクトルを得ても良い。利用者端末は、特に、Ｈ ^{^} _cdn（ｋ）の特異値分解からのｕ^~* _ap,1（ｋ）を有しており、正規化固有ベクトルｕ ^~ _ap（ｋ）を得ることができる。次に、利用者端末は、Ｈ ^{^} _cdn（ｋ）ｕ ^~ _ap（ｋ）を求めるために、ｕ ^~ _ap（ｋ）にＨ ^{^} _cdn（ｋ）を乗算することが可能であり、Ｈ ^{^} _cdn（ｋ）ｕ ^~ _ap（ｋ）に基づいてビームステアリングモードに対するダウンリンク整合フィルタベクトルを得ても良い。あるいはまた、正規化固有ベクトルｕ ^~ _ap（ｋ）を使用するアクセスポイントによりステアド・レファレンスを送っても良いし、ビームステアリングモードに対するダウンリンク整合フィルタベクトルを求めるために上記の方法における利用者端末によってこのステアド・レファレンスを処理しても良い。

Ｆ ステアド・レファレンス用サブバンド多重送信
同様に、空間多重化とビームステアリングモードの両方については、サブバンド多重化を使用する与えられたシンボル期間に対する多重広帯域固有モードに対してステアド・レファレンスを送信しても良い。多くのサブバンドの互いに素なセットに使用可能なサブバンドを分割しても良く、それぞれの広帯域固有モード用の１セットはステアド・レファレンス送信に対して選択した。そして、関連する広帯域固有モード用のステアド・レファレンスを送信するために、それぞれのサブバンドセットを使用しても良い。簡単さのために、ここでは、すべての使用可能なサブバンドの部分セットのみ上にステアド・レファレンスを送出するが、用語「広帯域固有モード」を使用する。

例えば、１つのシンボル期間のすべての４つの広帯域固有モードでステアド・レファレンスを送信しても良い。この場合、各セットが１３個のサブバンドを含む（例えばセット１、２、３、および４としてラベルされた）４つの互いに素なセットに５２個の使用可能なサブバンドを分割しても良い。５２個の使用可能なサブバンドに交差して、一様に各セットにおける１３個のサブバンドを分配しても良い。次に、セット１で１３個のサブバンド上に主要な広帯域固有モードのためのステアド・レファレンスを送信しても良く、セット２で１３個のサブバンド上に２番目の広帯域固有モードのためのステアド・レファレンスを送信しても良く、セット３で１３個のサブバンド上に３番目の広帯域固有モードのためのステアド・レファレンスを送信しても良く、セット４で１３個のサブバンド上に４番目の広帯域固有モードのためのステアド・レファレンスを送信しても良い。

与えられた広帯域固有モードに対するすべての使用可能なサブバンドの部分セットのみ上にステアド・レファレンスが送出されるのであれば、その広帯域固有モードに対するステアド・レファレンスに使用されないサブバンドに対する推定を求めるために、補間またはある他の技術を使用しても良い。

一般に、多重セットのサブバンドは同じであるか異なった数のサブバンドを含んでも良い。例えば、各セットに含むサブバンドの数はセットに関連付けられる広帯域固有モードのＳＮ比に依存しても良い（例えば、劣悪な品質の広帯域固有モードに関連付けられるセットにより多くのサブバンドを割り当てても良い）。更に、使用可能なサブバンドに交差して各セットにおけるサブバンドを一様又は非一様に分配しても良い。同様に、同じであるか異なる組のパイロット・シンボルに多重セットのサブバンドを関連付けても良い。

システムの効率を高めることができるステアド・レファレンスを送信するのに必要なオーバヘッドの量を減少させるのにサブバンド多重化を使用しても良い。

Ｇ ステアド・レファレンスを有するチャネル推定法
式（１３）に示すように、利用者端末では、（雑音がないときの）空間多重化モード用の受信されたダウンリンク・ステアドレファレンスは、およそＶ ^{^*} _ut,m（ｋ）σ_ｍ（ｋ）ｐ（ｋ）である。同様に、式（１９）に示すように、アクセスポイントでは、（雑音がないときの）空間多重化モード用の受信されたアップリンクステアド・レファレンスは、およそｕ ^{^} _ap,m（ｋ）σ_ｍ（ｋ）ｐ（ｋ）。その結果、アクセスポイントは、利用者端末によって送られたステアド・レファレンスに基づいてｕ ^{^} _ap,m（ｋ）及びσ（ｋ）の推定を得ることができ、その逆もまた同様である。

ステアド・レファレンスを処理するのに様々な技術を使用しても良い。明確化のため、以下、アップリンクステアド・レファレンスの処理について記載する。アクセスポイントでの受信ベクトルは、

である式（１９）で与えられている。

一実態の形態において、ｕ ^{^} _ap,m（ｋ）の推定を求めるために、ｍ広帯域固有モード上に送出されたステアド・レファレンス用の受信されたベクトルｒ _up,sr,m（ｋ）は、ステアド・レファレンスに使用されるパイロット・シンボルｐ^*（ｋ）の複素共役で、最初に乗算される。そして、その結果が、ｍ番目の広帯域第固有モードに対するＨ _cup（ｋ）のスケーリングされた左の固有ベクトルである推定ｕ ^{^} _qp,m（ｋ）σ（ｋ）を得るために、それぞれの広帯域固有モードに対する多重受信ステアド・レファレンスにわたって統合しても良い。それぞれのベクトルｕ ^{^} _ap,m（ｋ）のＮ_apエントリは、ベクトルｒ _up,m（ｋ）に対するＮ_apエントリの対応する１つに基づいて求められ、ｒ _up,m（ｋ）のＮ_apエントリがアクセスポイントでのＮ_apアンテナから受信されたシンボルである。固有ベクトルには単位出力があるので、特異値σ_ｍ（ｋ）は、それぞれの広帯域固有モードの各サブバンド用に測定されたステアド・レファレンスの受信電力に基づいて推定しても良い。そこで、特異値推定σ^{^} _ｍ（ｋ）は、パイロット・シンボルｐ（ｋ）の振幅によって分割された受信電力の平方根と等しい。

他の実態の形態では、最小の平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）技術は、ステアド・レファレンスに対する受信されたベクトルｒ _up,sr,m（ｋ）に基づいて，ベクトルｕ _ap,m（ｋ）の推定を求めるのに使用される。パイロット・シンボルｐ（ｋ）が公知であるので、アクセスポイントは、（受信ベクトルｒ _up,sr,m（ｋ）上で整合フィルタリングした後に得られた）受信パイロット・シンボルと送信パイロット・シンボルとの平均自乗誤差が最小になるようにｕ ^{^} _ap,m（ｋ）の推定を得ることができる。受信機での空間処理に対するＭＭＳＥ技術の使用は、２００１年１１月６日に出願された米国特許出願番号第０９／９９３，０８７号「マルチアクセスの多重入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）通信システム」に記載されている。

ステアド・レファレンスをどのように与えられたシンボル期間（サブバンド多重化のない）における１つの広帯域固有モードに対して送出し、その広帯域固有モードの各サブバンドあたりの１つの固有ベクトルの推定を求めるのに順番に使用しても良い。その結果、受信機はどんな与えられたシンボル期間のためにもユニタリ行列における、１つの固有ベクトルだけの推定を求めても良い。ユニタリ行列に対する多数の固有ベクトルの推定が異なったシンボル期間にわたって、そして無線チャンネルにおける劣化のノイズ又は他のソースのために求められるので、（個別に得られる）ユニタリ行列に対する推定固有ベクトルは互いに直交しない。推定固有ベクトルは、その後、同じリンク上で受信されたデータ送信の整合フィルタリング及び／又は他のリンク上に送出されたデータ送信の空間処理に使用されても良い。この場合、推定固有ベクトルの中の直交性におけるどんなエラーも、固有ベクトルに対応する固有モードに送出されたデータストリームの間でクロストークをもたらすだろう。クロストークは性能を劣化しても良い。

実態の形態では、各ユニタリ行列に対する推定固有ベクトルは、互いに直交するように強制される。Gilbert Strangから前述のレファレンスで詳細に記載されるGram-Schmidtの技術、又はある他の技術を使用することで固有ベクトルの直交を達成しても良い。

同様に、ステアド・レファレンスを処理する他の技術を使用しても良い、そして、これは本発明の範囲内である。

その結果、アクセスポイントは、アップリンク・チャンネル応答を推定するか、またはＨ _cup（ｋ）の特異値分解を行う必要なしに、利用者端末によって送られたステアド・レファレンスに基づいてＵ _ap（ｋ）とΣ^{^}（ｋ）の両方を推定しても良い
アップリンクのステアド・レファレンスに対して上記と同様に、ダウンリンクのステアド・レファレンスに基づいて、ｋ∈Ｋに対するマトリクスＶ ^{^} _ut（ｋ）とΣ^{^}（ｋ）を推定する利用者端末での処理を行っても良い。

ビームステアリングモードについて、アップリンク上では、ステアド・レファレンスに対する受信されたベクトルｒ ^~ _up,sr,m（ｋ）は、Ｈ _cup（ｋ）ｖ ^~ _ut（ｋ）の評価を求めるために、アクセスポイントによって同様に処理されても良い。そして、この推定の共役転置は、ビームステアリングモードにおけるアップリンク送信用の整合フィルタである。ダウンリンク上では、ステアド・レファレンスに対する受信されたベクトルｒ ^~ _dn,sr,m（ｋ）は、Ｈ _cdn（ｋ）ｕ ^~ _ap（ｋ）の推定を求めるために、利用者端末によって同じように処理されても良い。そして、この推定の共役転置は、ビームステアリングモードによるダウンリンク送信のための整合フィルタである。

５． 搬送波パイロット
図２に示されたＴＤＤフレーム構造に対してパイロットサブバンド上に様々な態様で搬送波パイロットを送信しても良い。一実態の形態では、４つのパイロットシーケンスがそれぞれの転送チャンネルのためにリセットされる。その結果、ダウンリンク上では、パイロットシーケンスは、ＦＣＣＨメッセージの第１のＯＦＤＭシンボルに対して再びリセットされたＢＣＨメッセージの第１のＯＦＤＭシンボルに対してリセットされ、ＦＣＨ上に送出された第１のＯＦＤＭシンボルに対してリセットされる。他の実態の形態では、パイロットシーケンスは、それぞれのＴＤＤフレームの始めにリセットされて、必要に応じて同じくらいしばしば繰り返される。この実態の形態において、パイロットシーケンスは、ＢＣＨとＦＣＨのプリアンブル部の間で失速しても良い。同様に、他の態様で搬送波パイロットを送信しても良い、そして、これは本発明の範囲内である。

６． パイロット送信方式
４つのタイプのパイロットを上記したが、これらをＭＩＭＯとＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に使用しても良い。様々な態様でこれらの４つの異なったタイプのパイロットを送信しても良い。

図３は例示的なパイロット送信方式のためにダウンリンクとアップリンクパイロット送信を示している。一般に、ブロック３１０はシステムアクセス位相に対応し、ブロック３２０はキャリブレーション位相に対応し、ブロック３３０は正常動作位相に対応している。

システムのすべての利用者端末がシステム周波数とタイミングを獲得して、ダウンリンクチャンネル（ブロック３１４）を推定することができるように、ダウンリンク上に、それぞれのＴＤＤフレーム（ブロック３１２）におけるアクセスポイントにより、標識パイロットとＭＩＭＯパイロットを送信する。システムにアクセスするために必要に応じてブロック３１４を行っても良い。

アクセスポイントと利用者端末での送信／受信連鎖における相違点をキャリブレートするために、正常動作に先立ってキャリブレーションを行っても良い。キャリブレーションに対して、アクセスポイントと利用者端末の両方（ブロック３２２と３２６）でＭＩＭＯパイロットを送信しても良い。ダウンリンクチャンネル（ブロック３２８）の推定を得るために、アップリンクＭＩＭＯパイロットをアクセスポイントによって使用しても良いし、アップリンクチャンネル（ブロック３２４）の推定を得るため又は更新するために、ダウンリンクＭＩＭＯパイロットを利用者端末によって使用しても良い。そこで、ダウンリンクとアップリンク・チャンネル推定は、アクセスポイントと利用者端末に対して修正係数を得るのに使用される。

正常動作の間、（１）データ送信を望んでいるか、または（２）データ送信（ブロック３３２）に対してスケジューリングされているのであれば、利用者端末はアップリンク上のステアド・レファレンスを送信しても良い。アップリンクのステアド・レファレンスはアクセスポイントによって使用されて、利用者端末（ブロック３３４）に対する当該ユニタリ及び対角マトリクスを推定しても良い。アクセスポイントはステアド・レファレンスを利用者端末にオプションで送信しても良い（破線ブロック３３６で示すように）。利用者端末は、絶えずダウンリンクＭＩＭＯパイロットに基づいてダウンリンク・チャンネルの推定を更新して、ダウンリンクのステアド・レファレンス（送信するなら）（ブロック３３８）に基づいて当該ユニタリ及び対角マトリクスを更新しても良い。アクセスポイント（ブロック３４０）とパイロットサブバンド上の利用者端末（ブロック３４４）で他のパイロットに使用されない部分の間、搬送波パイロットを送信する。ダウンリンク搬送波パイロットは利用者端末によって使用されて、ダウンリンク搬送波信号（ブロック３４２）の位相を追跡し、アップリンク搬送波パイロットはアクセスポイントによって使用されて、アップリンク搬送波信号（ブロック３４６）の位相を追跡する。

図３に示されたパイロット送信方式に対して、利用者端末は、ダウンリンクＭＩＭＯパイロットに基づいてダウンリンク・チャンネル応答を推定して、利用者端末に対する当該ユニタリ及び対角マトリクスを推定するために、その次に、アクセスポイントによって使用されるアップリンク上にステアド・レファレンスを送信する。ある例では、利用者端末がダウンリンク・チャンネル応答の悪い推定を求めていても良く、その場合、アップリンクのステアド・レファレンスは、同じく悪いか、またはことによるとより悪くても良い。最悪の場合には、利用者端末によって使用されるステアリング・ベクトルは、アクセスポイントで示されている（pointed）ビームヌル（beam null）をもたらしても良い。これが起こるならば、アクセスポイントはアップリンクのステアド・レファレンスを検出できないだろう。
この状況回避するために、利用者端末は、アクセスポイントは適切にステアド・レファレンスを受けていないことを検出する状況で使用するステアリング・ベクトルに対して使用するステアド・レファレンスのＮ_ut要素の位相を乱れさせても良い。例えば、利用者端末がシステムアクセス手続きの一部としてアップリンクのステアド・レファレンスを送信するために割り当てされ、かつシステムへのアクセスが特定の数のアクセス試みの後に得られないのであれば、利用者端末は、ステアリング・ベクトル要素の位相を乱れさせることを開始できる。

同様に、ＭＩＭＯ及びＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式に対する他の様々なパイロット送信方式を実装しても良く、これは本発明の範囲内である。例えば、周波数及びタイミング獲得、並びにキャリヤ位相追跡に使用できる単独のパイロットに標識と搬送波パイロットを結合できる。他の例として、有効な利用者端末が、アップリンク上のステアド・レファレンスの代わりにＭＩＭＯパイロットを送信しても良い。

ＩＶ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム
図４は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ方式１００において、アクセスポイント１１０ｘとユーザの端末の１２０ｘの実態の形態を示すブロック図である。本実態の形態では、明確化のために、アクセスポイント１１０ｘはデータ送受信に使用できる４個のアンテナを備えており、ユーザの端末１２０ｘは、同様に、データ送信／受信用の４個のアンテナを備えている。一般に、アクセスポイントと利用者端末はそれぞれいろいろな送信アンテナといろいろな受信アンテナを装備できる。

ダウンリンク上において、アクセスポイント１１０ｘでは、送信（ＴＸ）データプロセッサ４１４は、データソース４１２からのトラフィックデータと信号制御器４３０からの信号（signaling）及び他のデータを受信する。ＴＸデータプロセッサ４１４は、データをフォーマットし、コード化し、インターリーブを行い、変調して（すなわち、シンボルマップをして）、変調シンボルを提供する。ＴＸ空間プロセッサ４２０は、パイロット・シンボルを有するＴＸデータプロセッサ４１４から変調シンボルを受信し、多重化して、必要な空間処理を行って、４つの送信アンテナに対する送信シンボルの４つのストリームを提供する。

それぞれの変調器（ＭＯＤ）４２２は、対応するダウンリンク変調信号を提供するために、それぞれの送信シンボルストリームを受信して、処理する。そして、アンテナ４２４ａから４２４ｄから、それぞれ変調器４２２ａから４２２ｄの４つのダウンリンク変調信号を送信する。

ユーザの端末の１２０ｘでは、４つのアンテナの４５２ａから４５２ｄは送信されたダウンリンク変調信号を受信し、各アンテナは４５４にそれぞれの復調器（ＤＥＭＯＤ）に受信信号を提供する。各復調器４５４は、変調器４２２で行われた相補的な処理を行い受信したシンボルを提供する。そして、受信（ＲＸ）空間プロセッサ４６０は、アクセスポイントによって送信された変調シンボルの推定である回復されたシンボルを提供するために、すべての復調器４５４ａから４５４ｄまでからの受信シンボル上で空間処理を行う。ＲＸデータ処理装置４７０は、ストレージ用のデータシンク４７２、そして／または、さらなる処理のための制御器４８０にデータを提供しても良い復号データを提供するために、回復しているシンボル（例えば、シンボルデマップ、デインターリーブ、デコード）を更に処理する。

アップリンク用の処理をダウンリンク用の処理と同じか、または異ならせるようにしても良い。データと信号は、ＴＸデータプロセッサ４８８により処理（例えば、コード化、インターリーブ、変調）され、パイロット・シンボルで多重化され、ＴＸ空間プロセッサ４９０によって空間的に更に処理される。ＴＸ空間プロセッサ４９０からの送信シンボルは、次にアンテナの４５２ａから４５２ｄを通して送信される４つのアップリンク変調信号を作り出すために、変調器４５４ａから４５４ｄによってさらに処理される。

アクセスポイント４１０では、復調器４２２ａから４２２ｄによって復調されたアップリンク変調信号は、アンテナ４２４ａから４２４ｄによって受信され、ＲＸ空間プロセッサ４４０とＲＸデータプロセッサ４４２によって利用者端末で行われた相補的な方法で処理される。ストレージのためのデータシンク４４４、そして／または、さらなる処理のための制御器４３０に、アップリンク用の復号データを提供しても良い。

制御器４３０と４８０はアクセスポイントと利用者端末でそれぞれ様々な処理装置の動作を制御する。メモリユニット４３２と４８２は制御器４３０と４８０でそれぞれ使用されるデータとプログラムコードを保存する。

図５は、標識パイロットを作り出すことが可能であり、図４でＴＸ空間プロセッサ４２０の中に実装しても良いＴＸ空間プロセッサ４２０ａのブロック図である。プロセッサ４２０ａは、（標識パイロットを送信するのに使用される各サブバンドあたり１つの）多くの標識パイロットサブバンドプロセッサ５１０Ａから５１０ｋを含んでいる。それぞれのサブバンドプロセッサ５１０は、標識パイロットのためのパイロット・シンボルｂ（ｋ）と関連サブバンドのための修正マトリクスＫ ^{^} _ap（ｋ）を受信する。

それぞれのサブバンドプロセッサ５１０の中では、パイロット・シンボルｂ（ｋ）は、４つの修正係数Ｋ ^{^} _ap,1（ｋ）からＫ ^{^} _ap,4（ｋ）で４つの乗算器５１４ａから５１４ｄによってマトリクスＫ ^{^} _ap（ｋ）から、それぞれスケーリングされる。各乗算器５１４はそれぞれの複素修正係数で複素パイロット・シンボルの複素乗算を行う。次に、乗算器５１４ａから５１４ｄのスケーリングされたパイロット・シンボルは、同様に、他のサブバンドプロセッサ５１０からスケーリングされたパイロット・シンボルを受信するそれぞれ４バッファ／マルチプレクサ５２０ａから５２０ｄに設けられる。各バッファ／マルチプレクサ５２０は、標識パイロット送信に使用したすべてのサブバンドに対するスケーリングされたパイロット・シンボルと未使用のサブバンドに対するゼロの信号値とを多重化して、関連送信アンテナに対する送信シンボルを提供する。

図６ＡはＭＩＭＯパイロットを作り出すことができるＴＸ空間プロセッサ４２０ｂのブロック図である。プロセッサ４２０ｂは、図４でＴＸ空間プロセッサ４２０か４９０の中に実装しても良いが、明確化のためにＴＸ空間プロセッサ４２０の実装について以下に記載する。プロセッサ４２０ｂは多くのＭＩＭＯパイロットサブバンドプロセッサ６１０ａから６１０ｋ（ＭＩＭＯパイロットを送信するのに使用される各サブバンドあたり１つ）を含む。それぞれのサブバンドプロセッサ６１０はＭＩＭＯパイロットと関連サブバンドに対する修正マトリクスＫ ^{^} _ap（ｋ）に対するパイロット・シンボルｐ（ｋ）を受ける。それぞれのサブバンドプロセッサ６１０は、アクセスポイントで４つの送信アンテナに割り当てられた４つのウォルシュシーケンスｗ_１からｗ_４を、同様に受信する。

それぞれのサブバンドプロセッサ６１０内には、複素パイロット・シンボルｐ（ｋ）は、４の複素乗算器６１２ａから６１２ｄによる４つのウォルシュシーケンスｗ_１からｗ_４でそれぞれカバーされている。カバーされたパイロット・シンボルは、４の複素修正係数Ｋ ^{^} _ap,1（ｋ）からＫ ^{^} _ap,4（ｋ）で４の複素乗算器６１４ａから６１４ｄによってマトリクスＫ _ap（ｋ）から、さらにそれぞれスケーリングされる。そして、乗算器６１４ａから６１４ｄのスケーリングされたパイロット・シンボルはそれぞれ４つのバッファ／マルチプレクサ６２０ａから６２０ｄに設けられる。その後の処理は、図５に記載の上記のとおりである。

ＴＸ空間プロセッサ４９０におけるプロセッサ４２０ｂの実装について、使用するウォルシュシーケンスの数が、利用者端末で利用可能な送信アンテナ数に依存している。そのうえ、スケーリングは利用者端末に対して修正係数でマトリクスＫ _ut（ｋ）から行われる。

図６Ｂは、受信されたＭＩＭＯパイロットに基づくチャンネル応答推定を提供可能なＲＸ空間プロセッサ４６０ｂのブロック図である。プロセッサ４６０ｂは、図４におけるＲＸ空間プロセッサ４４０か４６０の中に実装しても良いが、明確化のために、ＲＸ空間プロセッサ４６０の実装は、以下に記載する。プロセッサ４６０ｂは、多くのＭＩＭＯパイロットサブバンドプロセッサ６５０ａから６５０ｋ（ＭＩＭＯパイロット送信に使用される各サブバンドあたり１つ）を含んでいる。それぞれのＭＩＭＯパイロットサブバンドプロセッサ６５０は関連サブバンドのベクトルｒ（ｋ）と共役パイロット・シンボルｐ^*（ｋ）を受信する。同様に、各サブバンドプロセッサ６５０は、アクセスポイントでの４つの送信アンテナに割り当てられた４つのウォルシュシーケンスｗ_１からｗ_４を受信する。

それぞれのＭＩＭＯパイロットサブバンドプロセッサ６５０は、利用者端末での４個の受信アンテナのための４ＭＩＭＯパイロットサブバンド／アンテナプロセッサ６６０ａから６６０ｄを含む。各プロセッサ６６０はベクトルｒ（ｋ）の１つのエントリｒ_ｉ（ｋ）を受信する。各プロセッサ６６０内において、受信されたシンボルｒ_ｉ（ｋ）は、まず、複素乗算器６６２によって、共役パイロット・シンボルｐ^*（ｋ）で乗算される。乗算器６６２の出力は、４つのウォルシュシーケンスｗ_１からｗ_４で、４つの複素乗算器６６４ａから６６４ｄによってさらにそれぞれ乗算される。そして、乗算器６６４ａから６６４ｄから出力は、ＭＩＭＯパイロット送信の所要時間の間、累積器６６６ａから６６６ｄによってそれぞれ積算される。乗算器６６４と累算器６６６の各組は、アクセスポイントの１つの送信アンテナに対してデカバーを行う。各累算器６６６からの出力は、サブバンドｋに対する送信アンテナｊから受信アンテナｉへのチャンネル利得について推定ｈ^{^} _i,j（ｋ）を表す。チャンネル応答の、より正確な推定を提供するために、多重ＭＩＭＯパイロット送信（図６Ｂに図示しない）にわたって、さらにｉ＝｛１、２、３、４｝とｊ＝｛１、２、３、４｝に対するチャンネル応答推定｛ｈ^{^}i,j（ｋ）｝を平均しても良い。

図６Ｂに示すように、各ＭＩＭＯパイロットサブバンド／アンテナプロセッサ６６０は、関連受信アンテナｉ用の行ベクトルｈ ^{^} _cdn,i（ｋ）＝［ｈ^{^} _i,1（ｋ） ｈ^{^} _i,2（ｋ） ｈ^{^} _i,3（ｋ） ｈ^{^} _i,4（ｋ）］を提供し、ｈ ^{^} _cdn,i（ｋ）は、アクセスポイントが修正マトリクスＫ ^{^} _ap（ｋ）を適用したと仮定するダウンリンクに対するキャリブレートされたチャンネル応答推定Ｈ _cdn（ｋ）の第ｉ行である。プロセッサ６６０ａから６６０ｄはキャリブレートされたチャンネル応答行列Ｈ _cdn（ｋ）の４つの列をまとめて提供する。

図７Ａはステアド・レファレンスを発生することができるＴＸ空間プロセッサ４２０ｃのブロック図である。プロセッサ４２０ｃは、同様に、図４におけるＴＸ空間プロセッサ４２０か４９０に実装しても良いが、明確化のために、ＴＸ空間プロセッサ４２０の実装については以下に記載する。プロセッサ４２０ｃは多くのステアド・レファレンスサブバンドプロセッサ７１０Ａから７１０ｋ（ステアド・レファレンスを送信するのに使用される各サブバンドあたり１つ）を含んでいる。空間多重化モード用のステアド・レファレンスを発生するために、それぞれのサブバンドプロセッサ７１０は、パイロット・シンボルｐ（ｋ）、ステアド・レファレンスが送信されるべきそれぞれの広帯域固有モードのためのステアリング・ベクトルｕ ^{^*} _ap,m（ｋ）、および関連サブバンド用の修正マトリクスＫ ^{^} _ap（ｋ）を受信する。

それぞれのサブバンドプロセッサ７１０内では、パイロット・シンボルｐ（ｋ）は、それぞれ４つの複素乗算器７１２ａから７１２ｄによるｍ番目の広帯域第固有モードに対するステアリング・ベクトルｕ ^{^*} _ap,m（ｋ）の４つの要素ｕ ^{^*} _ap,1,m（ｋ）からｕ ^{^*} _ap,4,m（ｋ）で乗算される。乗算器７１２ａから７１２ｄからの出力は、マトリクスＫ _ap（ｋ）からの４の修正係数Ｋ ^{^} _ap,1（ｋ）からＫ ^{^} _ap,4（ｋ）で、４つの複素乗算器７１４ａから７１４ｄによって、さらにそれぞれスケーリングされる。そして、乗算器７１４ａから７１４ｄのスケーリングされたパイロット・シンボルは、それぞれ４つのバッファ／マルチプレクサ７２０ａから７２０ｄに提供される。その後の処理は上記の通りである。

ビームステアリングモード用のダウンリンク上のステアド・レファレンスを発生させるために、それぞれのサブバンドプロセッサ７１０は、非正規化ステアリング・ベクトルｕ ^{^*} _ap,m（ｋ）の代わりに規格化ステアリング・ベクトルにｕ ^{^} _ap,m（ｋ）を受信するだろう。ＴＸ空間プロセッサ４９０におけるプロセッサ４２０ｃの実装のために、それぞれのサブバンドプロセッサ７１０は、（１）空間多重化モードに対するステアド・レファレンスに使用されるそれぞれの広帯域固有モードのためのステアリング・ベクトルｖ ^~ _ut,m（ｋ）か、（２）ビームステアリングモードのためのステアリング・ベクトルｖ ^~ _ut（ｋ）のどちらかを受信するだろう。サブバンド多重化がステアド・レファレンスに使用されるなら、上記のように、サブバンドの多くの互いに素なセットに多重広帯域固有モードのためのステアリング・ベクトルを使用しても良い。

図７Ｂは、受信されたステアド・レファレンスに基づく、ステアリング・ベクトルと特異値の推定を提供可能なＲＸ空間プロセッサ４６０ｃのブロック図である。プロセッサ４６０ｃは、図４におけるＲＸ空間プロセッサ４４０か４６０の中に実装しても良いが、明確化のために、ＲＸ空間プロセッサ４６０の実装について以下に記載する。プロセッサ４６０ｃは、多くのステアド・レファレンスサブバンドプロセッサ７５０ａから７５０ｋを含んでおり、各サブバンドあたり１つはステアド・レファレンス送信に使用される。それぞれのサブバンドプロセッサ７５０は関連サブバンドのベクトルｒ（ｋ）と共役パイロット・シンボルｐ^*（ｋ）を受信する。

それぞれのサブバンドプロセッサ７５０内では、受信されたベクトルｒ（ｋ）における４つのシンボルが、共役パイロット・シンボルｐ^*（ｋ）で複素乗算器７６２ａから７６２ｄによってそれぞれ乗算される。そして、乗算器の７６２ａから７６２ｄの出力は、累積器の７６４ａから７６４ｄによるそれぞれの広帯域固有モードに対するステアド・レファレンス送信の所要時間の間、積算される。表９に示すように、累積がそれぞれのこれらの広帯域固有モードについて別々に行われるような場合において、同じステアド・レファレンスの中で、多重広帯域固有モードに対して、ステアド・レファレンスを送っても良い。しかし、より高い品質推定を得るために、どんな与えられた広帯域固有モードに対する多重ステアド・レファレンスシンボル（１または多重ステアド・レファレンス送信で送信しても良い）を積算しても良い。累積器７６４ａから７６４ｄは、式（１３）に示すようなＶ ^{^*} _ut,m（ｋ）σ_ｍ（ｋ）の推定である４個の要素を提供する。

固有ベクトルには単位出力があるので、ステアド・レファレンスの受信電力に基づいて、それぞれの広帯域固有モードに対する特異値σ_ｍ(k)を推定することができる。べき乗計算ユニット７６６は、乗算器７６２ａから７６２ｄの出力を入力して、サブバンドｋの各固有モードに対するステアド・レファレンスＰｍ（ｋ）の受信電力を計算する。次に、特異値推定σ^{^} _ｍ（ｋ）は、パイロット・シンボルの振幅で分割されたステアド・レファレンスの計算された受信電力の平方根と等しい。すなわち、

そして、累算器の７６６ａから７６６ｄの出力は、乗算器の７６８ａから７６８ｄによる逆特異値推定σ^{^} _ｍ ^-1（ｋ）によってそれぞれスケーリングされて、各固有モードｖ ^{^*} _ut,m（ｋ）＝［ｖ^{^*} _ut,1,m（ｋ） ｖ^{^*} _ut,2,m（ｋ） ｖ^{^*} _ut,3,m（ｋ） ｖ^{^*} _ut,4,m（ｋ）］に対するステアリング・ベクトルの推定を提供する。

同様にして、ビームステアリング用のステアド・レファレンスに対する処理を行っても良い。同様に、各固有モードｕ ^{^*} _ap,m（ｋ）＝［ｕ^{^*} _ap,1,m（ｋ） ｕ^{^*} _ap,2,m（ｋ） ｕ^{^*} _ap,3,m（ｋ） ｕ^{^*} _ap,4,m（ｋ）］に対するステアリング・ベクトルの推定を求めるために同様の方法でアップリンクでのステアド・レファレンスのための処理を行っても良い。

ここに記載されたパイロットは、様々な手段で実装しても良い。例えば、それのハードウェア、ソフトウェア、または組合せでアクセスポイントと利用者端末の様々なタイプのパイロットのための処理を実装しても良い。ハードウェア実装に対して、送信及び／又は受信用のパイロットを処理するのに使用される素子は、１つ以上の適用業務に特化された集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号プロセス装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（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、ここに記載された機能を行うように設計された他の電子ユニット、またはそれの組合せの中で受信は実装されても良い。

ソフトウェア実装に対して、ここに説明された機能を行うモジュール（例えば、手続き、機能など）で、様々なタイプのパイロット（例えば、受信されたパイロットに基づいてパイロット送信そして／または、チャネル推定法のための空間処理）用の処理のいくつかを実装しても良い。ソフトウェアコードをメモリユニット（例えば、図４のメモリユニット４３２と４８２）に保存して、プロセッサ（例えば、制御器４３０と４８０）で実行しても良い。プロセッサ内部又はプロセッサ外部にメモリユニットを実装しても良く、その場合、技術的に知られている様々な手段を介して通信にプロセッサと結合しても良い。

見出し（Headings）は、レファレンス、ある一定のセクションの場所を見つける際に支援するためにここに記載されている。これらの見出しはそこに説明された概念の範囲を制限することを意図しておらず、これらの概念は全体の明細書中に他のセクションに適用可能であっても良い。

開示している実態の形態の先の記載は、どんな当該技術に熟達した者も本発明を実施するか、または使用するのを可能にするために提供される。これらの実態の形態への様々な変形例は、容易に当業者に明らかになるだろう、そして、本発明の精神又は範囲から逸脱しないで、ここに定義された総称している原則は他の実態の形態に適用しても良い。したがって、本発明は、ここに示された実態の形態に制限されることを意図しないが、ここに開示される原則と新規な特徴と一致した最も広い範囲が一致されることである。

Claims (70)

1. 多重入出力無線通信システムにおけるパイロットを発生させる方法において、
   複数のアンテナにおける各アンテナのパイロット・シンボルを求めるステップと、
   前記複数のアンテナにおいて、前記複数のアンテナのそれぞれに割り当てられる直交シーケンスを求めるステップと、
   アンテナに対する直交シーケンスを有する各アンテナ用のパイロット・シンボルをカバーし、アンテナに対してカバーされたパイロット・シンボルのシーケンスを求めることにより、複数の直交パイロット用のカバーされたパイロット・シンボルの複数のシーケンスを複数のアンテナに対して求めるステップと、
   を具備するパイロットを発生させる方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記複数のアンテナから複数の直交パイロットを送信する方法。
3. 請求項１に記載の方法において、直交シーケンスはウォルシュシーケンスである方法。
4. 請求項１に記載の方法において、１つのパイロット・シンボルが前記複数のアンテナ用として求められ、かつ使用される方法。
5. 請求項１に記載の方法において、１セットのパイロット・シンボルは、各アンテナ用として求められ、送信のためにサブバンドの１セットで割り当てられる方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記セットにおけるパイロット・シンボルは、パイロット・シンボルに基づいて発生する波形において、微小ピーク値−平均値変位（small peak-to-average variation）を有するように選択される方法。
7. 複数のアンテナにおける各アンテナのパイロット・シンボルを求める手段と、
   前記複数のアンテナにおいて、前記複数のアンテナのそれぞれに割り当てられる直交シーケンスを求める手段と、
   アンテナに対する直交シーケンスを有する各アンテナ用のパイロット・シンボルをカバーし、アンテナに対してカバーされたパイロット・シンボルのシーケンスを求めることにより、複数の直交パイロット用のカバーされたパイロット・シンボルの複数のシーケンスを複数のアンテナに対して求める手段と、
   を具備する多重入出力無線通信システムにおける装置。
8. 請求項７に記載の装置において、複数のアンテナから複数の直交パイロットを送信する手段を更に具備する装置。
9. 直交周波数分割多重を利用する多重入出力無線通信システムにおける、複数のアンテナからの送信に適した複数の直交パイロットから成るＭＩＭＯパイロットを発生させる方法において、
   サブバンドのセット上の送信用に割り当てられ、複数のアンテナにおける各アンテナ用のパイロット・シンボルのセットを求めるステップと、
   前記複数のアンテナにおいて、前記複数のアンテナのそれぞれに割り当てられる直交シーケンスを求めるステップと、
   アンテナ用の直交シーケンスを有する各アンテナ用のパイロット・シンボルのセットをカバーし、アンテナに対してカバーされたパイロット・シンボルのシーケンスのセットを求めるステップと、
   各アンテナ用のカバーされたパイロット・シンボルのシーケンスのセットを処理して、アンテナ用のＯＦＤＭシンボルのシーケンスを求めることによって、複数の直交パイロット用のＯＦＤＭシンボルの複数のシーケンスを複数のアンテナに対して求めるステップと、
   を具備する方法。
10. 請求項９に記載の方法において、前記セットにおけるパイロット・シンボルは、パイロット・シンボルに基づいて発生する波形において、微小ピーク値−平均値変位（small peak-to-average variation）を有するように選択される方法。
11. 請求項９に記載の方法において、１つのパイロット・シンボルが前記複数のアンテナ用として求められ、かつ使用される方法。
12. 多重入出力無線通信システムにおける、送信アンテナのセットから送信された直交パイロットのセットから成るＭＩＭＯパイロットを受信する方法において、
    受信アンテナのセットから、前記受信アンテナのそれぞれに対応するシーケンスシンボルの第１のセットを得るステップであって、シンボルのシーケンスの第１のセットがＭＩＭＯパイロット用のものであり、ＭＩＭＯパイロット用の直交パイロットのセットがパイロット・シンボルと送信アンテナのセットに割り当てられた直交シーケンスのセットとに基づいて発生され、１つの直交パイロットが受信アンテナのそれぞれに対するものであるようなステップと、
    それぞれパイロット・シンボルを有する第１のセットにおけるシンボルのシーケンスのそれぞれを処理して、第２のセットにおける当該シーケンスを得るステップと、
    直交シーケンスのセットを有する第２のセットにおけるシンボルの各シーケンスをデカバーして、第２のセットにおけるシンボルのシーケンスに関連する送信アンテナと受信アンテナのセット間でのチャンネル応答推定（estimate）を得るステップと、を具備する。
13. 請求項１２に記載の方法において、各受信アンテナ用のチャンネル応答推定は送信アンテナと受信アンテナのそれぞれ用のチャンネル利得推定を含む方法。
14. 請求項１２に記載の方法において、ＭＩＭＯパイロットが受信される複数のフレームにわたるチャンネル応答推定を平均化するステップを更に具備する方法。
15. 多重入出力無線通信システムにおけるステアド・パイロット（steered pilot）を発生させる方法において、
    複数のアンテナから送信すべきパイロット・シンボルを得るステップと、
    ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャンネルの第１の空間チャンネル用の第１のステアリング・ベクトルを求めるステップと、
    前記第１のステアリング・ベクトルを有する第１のパイロット信号を処理して、１つの送信シンボルが複数のアンテナのそれぞれに対するものであるような送信シンボルの第１のグループであって、第１の空間チャンネル用のステアド・パイロット用の送信シンボルの第１のグループを得るステップと、
    を具備する方法。
16. 請求項１５に記載の方法において、
    複数のアンテナから送信すべき第２のパイロット・シンボルを得るステップと、
    ＭＩＭＯチャンネルの第２の空間チャンネル用の第２のステアリング・ベクトルを求めるステップと、
    第２のステアリング・ベクトルを有する第２のパイロット・シンボルを処理して、第２の空間チャンネルに対してステアド・パイロット用の送信シンボルの第２のグループを求めるステップと、
    を更に具備する方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、
    第１のシンボル期間における複数のアンテナから送信シンボルの第１のグループ送信するステップと、
    第２のシンボル期間における複数のアンテナから送信シンボル第２のグループを送信するステップと、
    を更に具備する方法。
18. 請求項１６に記載の方法において、
    第１のサブバンドの上の複数のアンテナから送信シンボルの第１のグループを送信するステップと、
    第２のサブバンドの上の複数のアンテナから送信シンボルの第２のグループを送信するステップと、
    を更に具備する方法。
19. 請求項１８に記載の方法において、送信シンボルの第１と第２のグループが１シンボル期間で送信される方法。
20. 請求項１６に記載の方法において、
    第１と第２のステアリング・ベクトルは、ＭＩＭＯチャンネル用のチャンネル応答マトリクスの第１と第２の固有モードにそれぞれ関連付けられ、
    第１と第２の空間チャンネルがそれぞれ第１と第２の固有モードに一致している方法。
21. 請求項１６に記載の方法において、第１と第２のステアリング・ベクトルは互い直交している方法。
22. 請求項１５に記載の方法において、第１のステアリング・ベクトルは、ＭＩＭＯチャンネルのためのチャンネル応答マトリクス用の単一のマトリクスにおける固有ベクトルに基づいて求められる方法。
23. 請求項１５に記載の方法において、第１のステアリング・ベクトルは、等しい大きさを有し、１つの要素が複数のアンテナのそれぞれに対応するような複数の要素を含む方法。
24. 請求項１５に記載の方法において、第１のステアリング・ベクトルは、ＭＩＭＯチャンネル用のチャンネル応答マトリクスの主要な固有モードに関連付けられる。
25. 多重入出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムにおける装置は、
    複数のアンテナから送信すべき第１のパイロット・シンボルを求める手段と、
    ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャンネルの第１の空間チャンネル用の第１のステアリング・ベクトルを求める手段と、
    第１のステアリング・ベクトルで第１のパイロット・シンボルを処理して、複数のアンテナのそれぞれに対する送信シンボルの第１グループを取得する手段と、
    を具備し、
    送信シンボルの第１グループは、第１の空間チャンネル用のステアド・パイロットに対するものである装置。
26. 請求項２５に記載の装置において、
    複数のアンテナから送信すべき第２のパイロット・シンボルを求める手段と、
    ＭＩＭＯチャンネルの第２の空間チャンネル用の第２のステアリング・ベクトルを求める手段と、
    第２のステアリング・ベクトルを有する第２のパイロット・シンボルを処理して、第２の空間チャンネル用のステアド・パイロットの送信シンボル用の第２のグループを得る手段と、
    を更に具備する。
27. ワイヤレスの複数の入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）通信システムで直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用してステアド・パイロットを作り出す方法において、
    サブバンドの第１のセット上の複数のアンテナから送信すべきパイロット・シンボルの第１の１セットを求めるステップと、
    サブバンドの第１のセットの第１の空間チャンネル用の第１の１セットのステアリング・ベクトルを求めるステップと、
    第１のセットのシンボルベクトルにおける１つのシンボルベクトルが第１のセットのサブバンドの各サブバンド用であるような第１の１セットのシンボルベクトルを求めるために、第１のセットのステアリング・ベクトルで第１のセットのパイロット・シンボルを処理するステップと、
    を備え、
    第１のセットのシンボルベクトルにおけるそれぞれのシンボルベクトルは、複数のアンテナ用の複数個の送信シンボルを含み、シンボルベクトルに関連付けられたサブバンドの第１の空間的なチャンネル用のステアド・パイロットに一致する方法。
28. 請求項２７に記載の方法において、
    サブバンドの第１のセットの第２の空間チャンネル用の第２のセットのステアリング・ベクトルを求めるステップと、
    第２のセットのステアリング・ベクトルで第１のセットのパイロット・シンボルを処理して、第２のセットのシンボルベクトルを求めるステップを更に具備し、
    第２のセットのシンボルベクトルにおけるそれぞれのシンボルベクトルは、第２のシンボルベクトルに関連付けられたサブバンドの空間チャンネル用のステアド・パイロットと一致する方法。
29. 請求項２８に記載の方法において、
    第１のシンボル期間のサブバンドの第１のセットの複数のアンテナから第１のセットのシンボルベクトルを送信するステップと、
    第２のシンボル期間のサブバンドの第１のセットの複数のアンテナから第２のセットのシンボルベクトルを送信するステップと、を更に具備する方法。
30. 請求項２７に記載の方法において、
    第２のセットのサブバンドの上の複数個のアンテナから送信すべき第２のセットのパイロット・シンボルを求めるステップと、
    サブバンドの第２のセットの第１の空間チャンネル用の第２のセットのステアリング・ベクトルを求めるステップと、
    第２のセットのシンボルベクトルにおける１つのシンボルベクトルが第２のセットのサブバンドにおける各サブバンド用のものになるように、ステアリング・ベクトルの第２のセットで第２のセットのパイロット・シンボルを処理して、第２のセットのシンボルベクトルを求めるステップと、
    を更に具備し、
    第２のセットのシンボルベクトルにおけるそれぞれのシンボルベクトルは第１のシンボルベクトルに関連付けられたサブバンドの空間的なチャンネルのためのステアド・パイロットに一致する方法。
31. 請求項３０に記載の方法において、
    第１のセットのサブバンドの上の複数個のアンテナから第１のセットのシンボルベクトルを送信するステップと、
    第２のセットのサブバンドの上の複数個のアンテナから第２のセットのシンボルベクトルを送信するステップと
    を更に具備する方法。
32. 請求項３１に記載の方法において、１つのシンボル期間で、第１のセットのシンボルベクトルと第２のセットのシンボルベクトルが送信される方法。
33. 請求項２７に記載の方法において、第１のセットにおけるパイロット・シンボルにはパイロット・シンボルに基づいて発生する微小ピーク値−平均値変位があるものが選択される方法。
34. 多重入出力無線通信システムにおけるステアド・パイロットを受信する方法において、
    ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャンネルの第１の空間的なチャンネルで受信され、第１の空間チャンネル用のパイロット・シンボルと第１のステアリング・ベクトルに基づいて発生された第１のステアド・パイロット用の複数のアンテナからシンボルの第１のグループを受信することと、
    パイロット・シンボルでシンボルの第１のグループをグループ処理して、シンボルの第２のグループを求めることと、
    第１のグループにおけるシンボルの推定パワーに基づいて第１のスケーリングファクタを決定することと、
    第２のグループにおけるシンボルを第１のスケーリングファクタでスケーリングして、第１の空間チャンネル用の第２のステアリング・ベクトルを求めることを具備する方法。
35. 請求項３４に記載の方法において、第１のステアド・パイロットは複数のシンボル期間において送信され、
    複数のシンボル期間用の第２のグループにおけるシンボルを蓄積することを更に具備する方法。
36. 請求項３４に記載の方法において、第２のステアリング・ベクトルに基づいて第１の空間チャンネル用の整合（matched）フィルタを得ることを更に具備する方法。
37. 請求項３４に記載の方法において、第２のステアリング・ベクトルはＭＩＭＯチャンネルで送られたデータ送信の空間処理に使用される方法。
38. 請求項３４に記載の方法において、第１の空間チャンネル用の第２のステアリング・ベクトルに基づいて第１の空間チャンネル用の時間領域（time-domain）整合フィルタを得ることを更に具備する方法。
39. 請求項３８に記載の方法において、時間領域整合フィルタが複数のアンテナのそれぞれ用の整合フィルタパルスを具備する方法。
40. 請求項３４に記載の方法において、
    第２の空間チャンネル用のパイロット・シンボルと第１のステアリング・ベクトルに基づいて発生された第２のステアド・パイロットに対する複数のアンテナからシンボルの第３のグループを、ＭＩＭＯチャンネルの第２の空間チャンネルを介して受信することと、
    パイロット・シンボルを有するシンボルの第３のグループを処理して、シンボルの第４のグループを求めることと、
    第３のグループにおけるシンボルの推定パワーに基づいて第２のスケーリングファクタを決定することと、
    第４のグループにおけるシンボルを第２のスケーリングファクタでスケーリングして、第２の空間チャンネル用の第２のステアリング・ベクトルを求めることを更に具備する方法。
41. 無線の多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムの第１のエンティティにおけるパイロットを処理する方法において、
    第１のパイロット・シンボルに基づいて、第１のリンクの上の複数のアンテナからの送信に対して割り当てられたＭＩＭＯパイロット用の複数の直交パイロットと、複数のアンテナ用の複数の直交シーケンスを発生することと、
    第２のリンクの上の空間的なチャンネルを介して第２のエンティティから受信したステアド・パイロットを処理することと、を具備し、
    ステアド・パイロットが空間チャンネル用の第２のパイロット・シンボルとステアリング・ベクトルに基づいて発生され、ステアリング・ベクトルはＭＩＭＯパイロットに基づいて求められる方法。
42. 請求項４１に記載の方法において、第１のリンクはダウンリンクであり、第２のリンクはＭＩＭＯシステムでアップリンクである方法。
43. 請求項４１に記載の方法において、第１と第２のリンクは１つの周波数帯で二重化された時間分割である方法。
44. 請求項４３に記載の方法において、第１と第２のリンクはキャリブレートされ、第１のリンクは、第２のリンクの逆数になるように推定される方法。
45. 請求項４１に記載の方法において、第３のパイロット・シンボルに基づいて標識パイロットを発生させるステップを更に具備し、
    標識パイロットは第１のリンクの上の複数のアンテナのそれぞれからの送信に適した共通パイロットを具備する方法。
46. 請求項４１に記載の方法において、第１のリンクの上の送信に適し、第２のエンティティによる位相追跡に使用される搬送波パイロットを発生させるステップを更に具備する方法。
47. 請求項４１に記載の方法において、
    ＭＩＭＯパイロットの発生は、複数のアンテナ用の複数の直交シーケンスを求めることと、複数のアンテナは異なる直交シーケンスに割り当てられ、
    複数の直交パイロットシーケンスのそれぞれを有する第１のパイロット・シンボルをカバーして、複数の直交パイロットのそれぞれの１つを求めることを含む方法。
48. 請求項４７に記載の方法において、前記複数の直交シーケンスはウォルシュシーケンスである方法。
49. 請求項４１に記載の方法において、第２のエンティティから受信したステアド・パイロットは、第１のリンクに少なくとも１つのステアリング・ベクトルの推定を得るために処理される方法。
50. 請求項４１に記載の方法において、前記ＭＩＭＯシステムは直交周波数分割多重を利用している方法。
51. 請求項５０に記載の方法において、ＭＩＭＯパイロットは複数のサブバンドで送信される方法。
52. 請求項５０に記載の方法において、複数のサブバンドでステアド・パイロットを受信する方法。
53. 無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける第１のエンティティでパイロットを処理する方法において、
    第１のパイロット・シンボルに基づいて、ＭＩＭＯシステムにおけるダウンリンクでのそれぞれの複数のアンテナから送信に適した共通のパイロットを具備する標識パイロットを発生させることと、
    第２のパイロット・シンボルに基づいて、ダウンリンク上の複数のアンテナからの送信に対して割り当てられたＭＩＭＯパイロット用の複数の直交パイロットと複数のアンテナ用の複数の直交シーケンスを発生させることと、
    ＭＩＭＯシステムにおけるアップリンク上の空間チャンネルを介して受信された第２のエンティティからステアド・パイロットを処理することと、を具備し、
    ステアド・パイロットが、空間チャンネル用の第３のパイロット・シンボルとステアリング・ベクトルに基づいて発生され、
    ステアリング・ベクトルはＭＩＭＯパイロットに基づいて求められる方法。
54. 請求項５３に記載の方法において、第２のエンティティから受信されたステアド・パイロットは、ダウンリンク用の少なくとも１つのステアリング・ベクトルの推定を求めるために処理される方法。
55. 請求項５３に記載の方法において、
    前記ＭＩＭＯシステムは直交周波数分割多重を利用し、
    標識パイロットが第１の１セットのパイロット・シンボルに基づいて発生して、サブバンドの第１のセットで送信され、
    ＭＩＭＯパイロットが、第２のセットのパイロット・シンボルに基づいて発生して、サブバンドの第２のセットで送信される方法。
56. 多重入出力無線通信システムにおけるステアド・パイロットを発生させる方法において、
    ＭＩＭＯシステムにおける、第１のリンクのチャンネル応答を推定し、
    第１のリンクの推定されたチャンネル応答に基づいてＭＩＭＯシステムにおける第２のリンク用のステアリング・ベクトルのセットを求め、
    ステアリング・ベクトルのセットにおけるステアリング・ベクトルに基づいて第２のリンクの第２の空間チャンネル用のステアド・パイロットを発生させる方法。
57. 請求項５６に記載の方法において、第２のリンク上でステアド・パイロットを送信することを更に具備する方法。
58. 請求項５６に記載の方法において、第１のリンク上のＭＩＭＯパイロットを受信することを更に具備し、
    ＭＩＭＯパイロットが、複数の直交シーケンスに基づいて発生して、複数のアンテナを介して第１のリンクの上に送信された複数の直交パイロットを具備し、
    第１のリンクのチャンネル応答は受信されたＭＩＭＯパイロットに基づいて推定される方法。
59. 請求項５６に記載の方法において、第２のリンク用のステアリング・ベクトルは、第１のリンクの推定されたチャンネル応答用のチャンネル応答マトリクスの分解を行うことによって求められる方法。
60. 請求項５６に記載の方法において、ＭＩＭＯシステムにおいて、第１のリンクはダウンリンクであり、第２のリンクはアップリンクである方法。
61. 請求項５６に記載の方法において、前記発生することは、ステアリング・ベクトルがステアド・パイロットを発生させるようにパイロット・シンボルで振幅と位相情報の両方でビーム形成を行うことを含む方法。
62. 請求項５６に記載の方法において、前記発生することは、ステアリング・ベクトルがステアド・パイロットを発生させるように位相情報を有するパイロット・シンボル上のビームステアリングを行うことを含む方法。
63. 多重入出力無線通信システムにおけるアクセスポイントにおいて、
    第１のパイロット・シンボルに基づいた、ＭＩＭＯシステムにおけるダウンリンクのときに送信用の複数のアンテナから割り当てられたＭＩＭＯパイロット用の複数の直交パイロットと、複数のアンテナ用の複数の直交シーケンスとを発生する送信空間プロセッサと、
    ＭＩＭＯシステムにおけるアップリンク上での空間チャンネルを介して端末から受信されたステアド・パイロットを処理する受信空間プロセッサと、を具備し、
    ステアド・パイロットが空間チャンネル用の第２のパイロット・シンボルとステアリング・ベクトルに基づいて端末で発生され、
    ステアリング・ベクトルはダウンリンクを介して受信されたＭＩＭＯパイロットに基づいて端末によって求められるアクセスポイント。
64. 請求項６３に記載のアクセスポイントにおいて、
    送信空間プロセッサは、第３のパイロット・シンボルに基づいて標識パイロットを発生し、
    標識パイロットはダウンリンク上のそれぞれの複数のアンテナから送信に適した共通パイロットを具備するアクセスポイント。
65. 請求項６３に記載のアクセスポイントにおいて、前記複数の直交シーケンスはウォルシュシーケンスであるアクセスポイント。
66. 請求項６３に記載のアクセスポイントにおいて、
    前記ＭＩＭＯシステムは直交周波数分割多重を利用し、
    ＭＩＭＯパイロットがサブバンドの第１のセットに対して発生され、
    サブバンドの第２のセット上でステアド・パイロットが受信されるアクセスポイント。
67. 無線多重入出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける端末において、
    ＭＩＭＯシステムにおけるダウンリンク上のアクセスポイントから受信され、パイロット・シンボルに基づいて発生する複数の直交パイロットとアクセスポイントでの複数のアンテナに割り当てられた複数の直交シーケンスを具備する各複数のアンテナ用のＭＩＭＯパイロットを処理して、ダウンリンク用のチャンネル応答推定を求める受信空間プロセッサと、
    ＭＩＭＯシステムにおけるアップリンク上の空間チャンネル用の第２のパイロット・シンボルとステアリング・ベクトルに基づいてステアド・パイロットを発生させる送信空間プロセッサとを具備する端末。
68. 請求項６７に記載の端末において、ダウンリンクに対して求められたチャンネル応答推定に基づいてアップリンク上の空間チャンネル用のステアリング・ベクトルを得る制御部を更に具備する端末。
69. 請求項６８に記載の端末において、前記制御器は、ダウンリンク用のチャンネル応答推定のためのチャンネル応答マトリクスの分解を行って、アップリンク上の空間チャンネル用のステアリング・ベクトルを得る端末。
70. 請求項６７に記載の端末において、
    前記ＭＩＭＯシステムは直交周波数分割多重を利用し、
    チャンネル応答推定が、サブバンド上で受信されたＭＩＭＯパイロットに基づいて、第１の複数のサブバンドで得られ、
    ステアド・パイロットはそれぞれ第２の複数のサブバンドに対して発生される端末。

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