JP2010193477A6 - 時分割複信通信システムのためのチャネル校正 - Google Patents
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Abstract
【課題】アクセスポイント及びユーザー端末での送信及び受信チェインの周波数応答の差を補償するために下りリンク及び上りリンクチャネルを校正する技術を提供する。
【解決手段】パイロットが、それぞれ下りリンク及び上りリンクチャネル上で送信され、下りリンク及び上りリンクチャネル応答の推定値を導き出すために用いられる。次に、補正因子の2つのセットが、下りリンク及び上りリンクチャネル応答の推定値に基づいて確定される。校正された下りリンクチャネルが、下りリンクチャネルのための第1の補正因子のセットを用いて形成され、校正された上りリンクチャネルが、上りリンクチャネルのための第2の補正因子のセットを用いて形成される。第1及び第2の補正因子のセットは、行列比計算または最小平均二乗誤差(MMSE)計算を用いて確定することができる。校正は、無線伝送に基づいてリアルタイムで行うことができる。
【選択図】図2
【解決手段】パイロットが、それぞれ下りリンク及び上りリンクチャネル上で送信され、下りリンク及び上りリンクチャネル応答の推定値を導き出すために用いられる。次に、補正因子の2つのセットが、下りリンク及び上りリンクチャネル応答の推定値に基づいて確定される。校正された下りリンクチャネルが、下りリンクチャネルのための第1の補正因子のセットを用いて形成され、校正された上りリンクチャネルが、上りリンクチャネルのための第2の補正因子のセットを用いて形成される。第1及び第2の補正因子のセットは、行列比計算または最小平均二乗誤差(MMSE)計算を用いて確定することができる。校正は、無線伝送に基づいてリアルタイムで行うことができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、一般に通信に関し、特に、時分割複信(TDD)通信システムにおいて下りリンク及び上りリンクのチャネル応答を校正するための技術に関する。
本出願は、「時分割複信通信システムのためのチャネル校正」と題された米国仮出願番号60/421,462号と、「MIMO WLANシステム」と題された米国仮出願番号60/421,309号との利益を主張する。これらはどちらも2002年10月25日に出願され、本願の譲受人に譲渡され、本明細書中に参照により組み込まれている。
無線通信システムにおいて、アクセスポイントとユーザー端末との間のデータ伝送は、無線チャネルにわたって起こる。システム設計により、同じまたは異なる周波数帯域を下りリンク及び上りリンク用に使うことができる。下りリンク(すなわち順リンク)は、アクセスポイントからユーザー端末への伝送を表し、上りリンク(すなわち逆リンク)は、ユーザー端末からアクセスポイントへの伝送を表す。2つの周波数帯域を利用できる場合、下りリンクと上りリンクは、周波数分割複信(FDD)を使って別々の周波数帯域で送信することができる。1つの周波数帯域しか利用できない場合、下りリンクと上りリンクは、時分割複信(TDD)を使って同じ周波数を共有することができる。
高性能を実現するために、多くの場合、無線チャネルの周波数応答を知る必要がある。例えば、下りリンクチャネルの応答は、ユーザー端末への下りリンクデータ伝送のための空間処理(後述する)を行うために、アクセスポイントにより必要とされ得る。下りリンクチャネル応答は、アクセスポイントにより送信されるパイロットに基づいてユーザー端末により推定することができる。次にユーザー端末は、チャネル推定をアクセスポイントに使用するよう送り戻すことができる。このチャネル推定方式のために、パイロットは下りリンク上で送信される必要があり、チャネル推定をアクセスポイントに送り戻すために付加的な遅延とリソースが生じる。
の転置を指す。したがって、TDDシステムのために、1つのリンクに対するチャネル応答は、他のリンク上で送られるパイロットに基づいて推定することができる。例えば、上りリンクチャネル応答は上りリンクパイロットに基づいて推定することができ、上りリンクチャネル応答推定の逆数は下りリンクチャネル応答の推定として使用することができる。
しかしながら、アクセスポイントでの送信チェインと受信チェインの周波数応答は、一般にユーザー端末での送信チェインと受信チェインの周波数応答と異なる。特に、上りリンク伝送に使用される送信/受信チェインの周波数応答は、下りリンク伝送に使用される送信/受信チェインの周波数応答と異なるであろう。そして、「有効」下りリンクチャネル応答(すなわち、送信/受信チェインを含む)は、送信/受信チェインにおける差のため、有効上りリンクチャネル応答の逆数と異なることになる(すなわち、有効チャネル応答は逆数ではない)。1つのリンクに対して得たチャネル応答推定の逆数が他のリンク上での空間処理のために使用される場合、送信/受信チェインの周波数応答におけるいかなる差も、確定されず補償されないと、性能を低下させる誤りを表わすことになる。
そのためこの技術分野において、TDD通信システムにおける下りリンクチャネルと上りリンクチャネルを校正する技術が必要とされている。
本明細書中には、アクセスポイント及びユーザー端末での送信チェイン及び受信チェインの周波数応答の差を補償する(account for )ために下りリンクチャネル及び上りリンクチャネルを校正する技術が提供されている。校正の後、1つのリンクに対して得られたチャネル応答の推定値を、他のリンクに対するチャネル応答の推定値を取得するために用いることができる。そしてこれは、チャネル推定と空間処理を簡略化する。
一実施形態において、無線TDD多入力多出力(MIMO)通信システムにおける下りリンクチャネルと上りリンクチャネルを校正する方法が提供される。この方法に基づき、パイロットが上りリンクチャネル上で送信され、上りリンクチャネル応答の推定値を導き出すために用いられる。また、パイロットが下りリンクチャネル上で送信され、下りリンクチャネル応答の推定値を導き出すために用いられる。次に、補正因子の2つのセットが、下りリンク及び上りリンクチャネル応答の推定値に基づいて確定される。校正された下りリンクチャネルが、下りリンクチャネルのための第1の補正因子のセットを用いて形成され、校正された上りリンクチャネルが、上りリンクチャネルのための第2の補正因子のセットを用いて形成される。適切な補正因子が、各送信機で、下りリンクチャネル及び上りリンクチャネルのために用いられることになる。校正された下りリンクチャネル及び上りリンクチャネルの応答は、補正因子の2つのセットのため、ほぼ逆数である。第1及び第2の補正因子のセットは、後述するように、行列比計算または最小平均二乗誤差(MMSE)計算を用いて確定することができる。
校正は、無線伝送に基づいてリアルタイムで行うことができる。システムの各ユーザー端末は、それ自身で使うために第2の補正因子のセットを導き出すことができる。アクセスポイントのための第1の補正因子のセットは、複数のユーザー端末により導き出すことができる。直交周波数分割多重(OFDM)システムのために、校正を第1のサブ帯域のセットに対して行うことができ、セット内の各サブ帯域のための補正因子の2つのセットを取得することができる。他の「校正されない」サブ帯域のための補正因子は、「校正される」サブ帯域のために取得された補正因子に基づいて補間することができる。
本発明の様々な観点と実施形態が、以下に詳しく述べられている。
本発明の特徴、性質、および利点は、以下に述べる詳細な説明を図面とともに参照することでより明らかになる。図面全体を通じて同じ参照符号により対応付けがなされている。
本明細書中で述べられる校正技術は、様々な無線通信システムのために使用することができる。さらに、これらの技術は1入力1出力(SISO)システム、多入力1出力(MISO)システム、1入力多出力(SIMO)システム、及び多入力多出力(MIMO)システムに使用することができる。
MIMOシステムは、データ伝送のために多重(NT)送信アンテナと多重(NR)受信アンテナを用いる。NT送信アンテナとNR受信アンテナにより形成されたMIMOチャネルは、NS≦min{NT, NR}の状態でNS独立チャネルに分解することができる。また、各NS独立チャネルは空間サブチャネルまたはMIMOチャネルの固有モードと呼ばれ、1つの次元に対応する。複数の送信及び受信アンテナにより作られた付加的な次元の数を利用した場合、MIMOシステムは性能を向上することができる(例えば、伝送容量が増える)。これは、一般に送信機と受信機の間のチャネル応答を正確に推定する必要がある。
図1は、MIMOシステム内のアクセスポイント102とユーザー端末104における送信チェインと受信チェインのブロック図を示す。このシステムのために、下りリンクと上りリンクは時分割複信法で同じ周波数帯域を共有する。
で表わされる)が送信チェイン(TMTR)114により処理され、Napアンテナ116から無線チャネル上で送信される。ユーザー端末104では、下りリンク信号がNutアンテナ152により受信され、受信されたシンボル(「受信」ベクトル
で表わされる)を供給するために受信チェイン(RCVR)154により処理される。送信チェイン114による処理は、一般にデジタル−アナログ変換、増幅、フィルタリング、周波数アップコンバージョンなどを含む。受信チェイン154による処理は、一般に周波数ダウンコンバージョン、増幅、フィルタリング、アナログ−デジタル変換などを含む。
で表わされる)が送信チェイン164により処理され、Nutアンテナ152から無線チャネル上で送信される。アクセスポイント102では、上りリンク信号がNapアンテナ116により受信され、受信されたシンボル(受信ベクトル
で表わされる)を供給するために受信チェイン124で処理される。
は、下りリンクのためのNut×Napチャネル応答行列、
である。送信/受信チェインと無線チャネルの応答は、一般に周波数の関数である。簡単にするために、フラットフェージングチャネル(すなわち、フラットな周波数応答を有する)を想定する。
である。送信/受信チェインと無線チャネルの応答は、一般に周波数の関数である。簡単にするために、フラットフェージングチャネル(すなわち、フラットな周波数応答を有する)を想定する。
は、上りリンクのためのNap×Nutチャネル応答行列、
である。
である。
TDDシステムのために、下りリンクと上りリンクが同じ周波数帯域を共有するので、下りリンクチャネル応答と上りリンクチャネル応答の間には、高度の相関が常に存在する。このため、下りリンクチャネル応答行列と上りリンクチャネル応答行列は、互いの逆数(すなわち転置)であると想定でき、それぞれ式(1)及び(2)に示すように、
と表わすことができる。
を有効な下りリンクチャネル応答及び上りリンクチャネル応答へ適用することにより、下りリンク及び上りリンクのための校正されたチャネル応答を互いの転置として表わすことができる。アクセスポイントのための(Nap×Nap)対角行列
との比である。
は、アクセスポイントとユーザー端末における送信/受信チェインの差の原因となり得る値を含む。そして、これにより1つのリンクに対するチャネル応答を、式(6)に示すように、他のリンクに対するチャネル応答により表わすことができる。
は、アクセスポイントとユーザー端末における送信/受信チェインの差を補償することができる補正因子を含む。
を掛けられる。この場合もまた、送信チェイン164と受信チェイン124による上りリンクのためのその後の処理は、図1に示したものと同じである。
の品位に依存する。
上記に示したように、校正は、アクセスポイントとユーザー端末における送信/受信チェインの応答の差を確定し、その差を補償するために、TDDシステムで行うことができる。一度送信/受信チェインが校正されると、1つのリンクのために得た校正されたチャネル応答推定(例えば、
)のための校正されたチャネル応答の推定を確定するのに用いることができる。
本明細書中で述べた校正技術は、OFDMを採用する無線通信システムに用いることもできる。OFDMは、全システム帯域幅を複数の(NF)直交サブ帯域に有効に分割することができ、これらは周波数ビンまたはサブチャネルとも呼ばれる。OFDMに関して、各サブ帯域は、データが変調され得る各副搬送波と関連する。OFDMを利用するMIMOシステム(すなわち、MIMO−OFDMシステム)のために、各固有モードの各サブ帯域は、独立送信チャネルとみなすことができる。
校正は様々な方法で行うことができる。簡単にするために、以下にTDD MIMO−OFDMシステムのための特定の校正方式について述べる。このシステムのために、無線リンクの各サブ帯域は逆になると想定する。
図3は、TDD MIMO−OFDMシステムにおいて下りリンクチャネル応答及び上りリンクチャネル応答を校正するためのプロセス300の実施形態のフローチャートである。初めに、ユーザー端末は、本システムのために規定された取得手順を用いてアクセスポイントのタイミング及び周波数を取得する(ステップ310)。次にユーザー端末は、アクセスポイントで校正を開始するためにメッセージを送ることができる。すなわち、校正はアクセスポイントにより開始することができる。校正は、アクセスポイントにより、(例えば、呼設定の間に)ユーザー端末の登録/認証と平行して行うことができ、また保証されたときはいつでも行うことができる。
校正は、データ伝送に使用することができる全てのサブ帯域に対して行うことができる(これを「データ」サブ帯域と呼ぶ)。データ伝送に使用されないサブ帯域(例えば、ガードサブ帯域)は、一般に校正される必要はない。しかしながら、アクセスポイントとユーザー端末における送信/受信チェインの周波数応答は、一般に所定の帯域の大部分にわたってフラットであり、隣接するサブ帯域は互いに関係がありそうであるため、校正はデータサブ帯域の1つのサブセットだけに対して行うことができる。校正されたデータサブ帯域が全てのデータサブ帯域よりも少ないと、校正されるべきサブ帯域(「指定」サブ帯域と称す)を、アクセスポイントに信号で伝えることができる(例えば、校正を開始するために送られるメッセージ中に)。
校正のために、ユーザー端末は指定されたサブ帯域上のMIMOパイロットをアクセスポイントに送信する(ステップ312)。MINOパイロットの生成は、以下に詳しく述べる。上りリンクMINOパイロット伝送の継続時間は、指定サブ帯域の数に依存することができる。例えば、校正が4つのサブ帯域のために行われる場合、8OFDMシンボルで十分であろうが、より多いサブ帯域のためにはより多くの(例えば20)OFDMシンボルが必要であろう。総伝送電力は一般的に決められているので、MIMOパイロットが少数のサブ帯域上で送られると、これらのサブ帯域のそれぞれのためにより多量の送信電力を使うことになり、各サブ帯域のためのSNRが高くなるであろう。逆に、MIMOパイロットが多数のサブ帯域上で送られると、各サブ帯域のためにより少量の送信電力を使うことになり、各サブ帯域に対するSNRが悪くなるであろう。各サブ帯域のSNRが十分に高くない場合、より多くのOFDMシンボルがMIMOパイロットのために送られ、サブ帯域に対するより高い全SNRを得るために受信機において統合されることになる。
のエントリは、k番目のサブ帯域に対する上りリンクのためのNut送信アンテナとNap受信アンテナとの間の複素チャネルゲインである。全ての行列のためのチャネルゲインは、全ての指定サブ帯域にわたって共通である特定の倍率によりスケーリングされ(be scaled)、望ましいダイナミックレンジを得ることができる。例えば、各行列
のための最も大きいチャネルゲインにより逆スケーリングすることができ、そのためその最も大きいチャネルゲインは大きさが1である。校正の目的は下りリンクと上りリンクの間のゲイン/位相差を正規化することにあるので、絶対的なチャネルゲインは重要ではない。12ビットの複素値(すなわち、12ビット同相(I)成分と12ビット直交(Q)成分を有する)がチャネルゲインのために使われると、下りリンクチャネル応答推定値は、3・Nut・Nap・Nsbバイトでユーザー端末に送ることができる。ここで、「3」はI成分及びQ成分を表わすのに用いられる24の全ビットのためであり、Nsbは指定サブ帯域の数である。
を確定する(ステップ320)。
補正因子を導くために、以下のように、アクセスポイントとユーザー端末における送信/受信チェインの差を補償するためのゲイン/位相補正をした状態で、各サブ帯域に対する下りリンクチャネル応答及び上りリンクチャネル応答は逆数であると想定する。
のNap対角成分だけを含むと定義できる。
から導き出すことができる。これらの計算方法は、いずれも以下でより詳しく述べる。他の計算方法も用いることができ、これは本発明の範囲である。
を導き出すためのプロセス320aの実施形態のフローチャートである。プロセス320aは、図3のステップ320のために用いることができる。
の(i,j)番目の成分である。
の一番目の成分は単位元(unity)である。
の反転は、成分に関して行われる。
である。
の各Nap・Nutエントリのために得られる。次に、平均二乗誤差(または二乗誤差、Nap・Nutによる除算が省略されるため)が、全てのNap・Nut二乗値の合計に等しくなる。
の対角成分は{vj}で表わされる。ここで、i={1…Nap}及びj={1…Nut}である。
式(18a)において、この場合に偏導関数が無いようにui=1とし、指数iは2からNapに至る。
である。
のエントリに基づいて得ることができる。
で得られる。
に対するより正確な推定値を得るために受信機で平均をとることができる。
は、一般に行列比計算に基づいて得られた補正行列よりも良い。特にチャネルゲインの一部が小さく、測定雑音がチャネルゲインを大いに劣化させることができる場合に良い。
は3・(Nap−1)・Nsbバイトでアクセスポイントに送ることができる。ここで、「3」はI成分及びQ成分用に用いられる24の全ビットのためであり、(Nap−1)は、単位元に等しくそれゆえ送られる必要がない各ベクトル
における第1の成分により生じる。第1の成分が29−1=+511に設定される場合、12dBのヘッドルームを利用でき(正符号付きの12ビットの最大値は211−1=+2047であるため)、これにより下りリンクと上りリンクの間の最大12dBのゲインの不整合を12ビットの値で吸収させることになる。下りリンクと上りリンクが12dB内で整合し、第1の成分が511の値に正規化される場合、他の成分は絶対値で511・4=2044よりも大きくならないはずであり、12ビットで表わすことができる。
の対は、各指定サブ帯域のために得られる。全てのデータサブ領域よりも少ないデータサブ領域のために行われる場合、「校正されない」サブ領域のための補正因子は、指定サブ領域のために得られた補正因子を補間することにより得ることができる。補間は、k∈Kの場合に補正ベクトル
を得るためにユーザー端末により行うことができる。
となるであろう。
上述した校正方式は、それによって補正因子のベクトルが各アクセスポイント及びユーザー端末のために得られ、校正が様々なユーザー端末により行われた場合に、「互換性がある」補正ベクトルがアクセスポイントのために導き出されることを可能にする。アクセスポイントが(例えば、1つ以上の他のユーザー端末により)すでに校正されている場合、現時の補正ベクトルは新たに導かれた補正ベクトルで更新することができる。
例えば、2つのユーザー端末が同時に校正手続きを行う場合、これらのユーザー端末からの校正結果は、性能を向上させるために平均化することができる。しかしながら、校正は一般に一時に1つのユーザー端末に対して行われる。そのため、2番目のユーザー端末は、すでに適用された1番目のユーザー端末のための補正ベクトルを用いて下りリンクを監視する。この場合、2番目の補正ベクトルと前の補正ベクトルとの積を新しい補正ベクトルとして用いることができるか、「重み付け平均」(後述する)も用いることができる。アクセスポイントは、一般に全てのユーザー端末のために単一の補正ベクトルを使い、異なるユーザー端末のために異なるものを使わない(これも実行され得るが)。複数のユーザー端末からの更新または1つのユーザー端末からの連続した更新は、同じ方法で処理することができる。更新されたベクトルは(積演算により)直接適用することができる。その代わりに、測定雑音を減少することが望まれる平均化がある場合、重み付け平均を以下に述べるように用いることができる。
は、同一のまたは異なるユーザー端末により導き出すことができる。
と再定義することができる。ここで、αは重み付け平均を行うのに用いられる因子である(例えば、0<α<1)。校正の更新があまり行われない場合、1に近い□を行うのが最も良いであろう。校正の更新が頻繁に行われるものの雑音がある場合、□にはより小さい値がより良い。そして更新された補正ベクトル
は、再び更新されるまで、アクセスポイントにより用いることができる。
上述したように、校正は全てのデータサブ帯域よりも少ないサブ帯域に対して行うことができる。例えば、校正は全てのn番目のサブ帯域のために行うことができる。ここで、nは送信/受信チェインの予期される応答により確定することができる(例えば、nは2,4,8,16,以下同様とすることができる)。また校正は、不均一な分散サブ帯域のために行うことができる。例えば、通過帯域の端部で、送信/受信チェインにおいてより多くの不整合を生み出し得るより多くのフィルタロールオフがあることがあるので、帯域端部近くのより多くのサブ帯域を校正することができる。一般に、かなりの数のどんな分布のサブ帯域でも校正することができ、これは本発明の範囲内である。
をユーザー端末に送り戻すことになり、これは本発明の範囲内である。
上述した校正方式は、各ユーザー端末が無線伝送を通じてリアルタイムでその送信/受信チェインを校正することを可能にする。これは、異なる周波数応答を有するユーザー端末が厳格な周波数応答仕様を必要とせずに高性能を実現すること、または工場で校正を行うことを可能にする。アクセスポイントは、精度を向上するために複数のユーザー端末により校正することができる。
D.ゲイン考察
校正は、下りリンクチャネルまたは上りリンクチャネルのために「正規化された」ゲインに基づいて行うことができ、それらは受信機におけるノイズフロアに関して得られるゲインである。正規化されたゲインを使うことにより、下りリンクと上りリンクが校正された後、1つのリンクの特性(チャネルゲインと固有モード当りのSNRを含む)を、他のリンクに対するゲイン測定に基づいて得ることが可能になる。
校正は、下りリンクチャネルまたは上りリンクチャネルのために「正規化された」ゲインに基づいて行うことができ、それらは受信機におけるノイズフロアに関して得られるゲインである。正規化されたゲインを使うことにより、下りリンクと上りリンクが校正された後、1つのリンクの特性(チャネルゲインと固有モード当りのSNRを含む)を、他のリンクに対するゲイン測定に基づいて得ることが可能になる。
アクセスポイントとユーザー端末は、初めに、アクセスポイントとユーザー端末のための受信経路上の雑音レベルがほぼ同じになるように、それらの受信機入力レベルのバランスをとることができる。このバランスは、ノイズフロアを推定すること、すなわち、特定の継続時間(例えば、1または2シンボル期間)にわたって最小平均電力を有する受信したTDDフレームの部分(すなわち、下りリンク/上りリンク伝送の単位)を見つけることにより、とることができる。一般に、どの上りリンクデータもアクセスポイントにより受信される必要があり、アクセスポイントが下りリンク上で送信する前に受信/送信ターンアラウンドタイムを必要とするので、各TDDフレームの開始直前の時間は伝送がされていない。干渉環境により、ノイズフロアは複数のTDDフレームに基づいて確定することができる。次に、下りリンクチャネル応答及び上りリンクチャネル応答は、このノイズフロアに関して測定される。特に、所定の送信/受信アンテナ対の所定のサブ帯域のためのチャネルゲインが、例えば、その送信/受信アンテナ対のそのサブ帯域のための送信されたパイロットシンボルに対する受信されたパイロットシンボルの比として、最初に得られる。そして、正規化されたゲインは、ノイズフロアで除算された測定ゲインである。
アクセスポイントのための正規化されたゲインとユーザー端末のための正規化されたゲインとの大きな差は、単位元から大きく異なっているユーザー端末のための補正因子となることがある。アクセスポイントのための補正因子は、行列
の1番目の成分が1に設定されるので、単位元に近い。
ユーザー端末のための補正因子が単位元から大きく異なる場合、ユーザー端末は計算された補正因子を適用することができない可能性がある。これは、ユーザー端末がその最大送信電力に制約があり、大きな補正因子のためにその送信電力を増やすことができない可能性があるからである。さらに、小さな補正因子のための送信電力の減少は、実現可能なデータレートを低減させる可能性があるため、一般に望ましくない。
したがって、ユーザー端末は計算された補正因子のスケーリング版を用いて送信することができる。スケーリングされた校正因子は、計算された補正因子を、下りリンクチャネル応答と上りリンクチャネル応答との間のゲインデルタ(差または比)に等しく設定することができる特定のスケーリング値でスケーリングすることにより得ることができる。ゲインデルタは、下りリンクと上りリンクのための正規化されたゲインの間の差(すなわちデルタ)の平均値として計算することができる。ユーザー端末のための補正因子に用いられるスケーリング値(すなわちゲインデルタ)は、アクセスポイントのための計算された補正因子と共に、アクセスポイントに送ることができる。
補正因子及びスケーリング値すなわちゲインデルタにより、下りリンクチャネル特性は測定された上りリンクチャネル応答から確定することができ、逆の場合の同様である。アクセスポイントまたはユーザー端末でのノイズフロアが変わると、ゲインデルタは更新されることができ、更新されたゲインデルタはメッセージ中で他のエンティティに送ることができる。
上記の説明において、校正は各サブ帯域のための補正因子の2つのセット(すなわちベクトルまたは行列)となり、1つのセットは下りリンクデータ送信のためにアクセスポイントにより用いられ、他のセットは上りリンクデータ送信のためにユーザー端末により用いられる。また、校正は補正因子の2つのセットが各サブ帯域に供給されるよう行われ、1つのセットは上りリンクデータ受信のためにアクセスポイントにより用いられ、他のセットは下りリンクデータ受信のためにユーザー端末により用いられる。また、校正は補正因子の1つのセットが各サブ帯域のために得られるように行うことができ、このセットはアクセスポイントまたはユーザー端末で用いることができる。一般に校正は、補正因子がどこに適用されるかに関わらず、校正された下りリンクチャネル応答及び上りリンクチャネル応答が互いの逆数であるよう行われる。
2.MIMOパイロット
校正のために、MIMOパイロットがユーザー端末により上りリンク上で送信され、アクセスポイントが上りリンクチャネル応答を推定することを可能にし、MIMOパイロットがアクセスポイントにより下りリンク上で送信され、ユーザー端末が下りリンクチャネル応答を推定することを可能にする。同一のまたは異なるMIMOパイロットを下りリンク及び上りリンクのために使うことができ、使われるMIMOパイロットは、アクセスポイントとユーザー端末の両方で識別される。
校正のために、MIMOパイロットがユーザー端末により上りリンク上で送信され、アクセスポイントが上りリンクチャネル応答を推定することを可能にし、MIMOパイロットがアクセスポイントにより下りリンク上で送信され、ユーザー端末が下りリンクチャネル応答を推定することを可能にする。同一のまたは異なるMIMOパイロットを下りリンク及び上りリンクのために使うことができ、使われるMIMOパイロットは、アクセスポイントとユーザー端末の両方で識別される。
ある実施形態において、MIMOパイロットは、各NT送信アンテナから送信される特定のOFDMシンボル(「P」で示される)を含んでいる。ここで下りリンクに対してNT=Napであり、上りリンクに対してNT=Nutである。各送信アンテナのために、同じP OFDMシンボルが、MIMOパイロット伝送のために指定された各シンボル期間で送信される。しかしながら、各アンテナのためのP OFDMシンボルは、そのアンテナに割り当てられた異なるNチップウォルシュ系列でカバーされる。ここで下りリンクに対してN≧Napであり、上りリンクに対してN≧Nutである。ウォルシュカバーリングは、NT送信アンテナ間の直交性を維持し、受信機が個々の送信アンテナを識別することを可能にする。
P OFDMシンボルは、各Nsb指定サブ帯域のための1つの変調シンボルを含む。そのためP OFDMシンボルは、受信機によりチャネル推定を容易にするために選択することができるNsb変調シンボルの特定の「ワード」を含む。またこのワードは、送信されたMIMOパイロットにおけるピークから平均値の変動を最小にするよう定義される。そして、これは送信/受信チェインにより生成される歪みと非直線性の量を低減し、これによりチャネル推定のための精度を向上することができる。
明確にするために、特定のMIMO−OFDMシステムのために特定のMIMOパイロットについて以下に述べる。このシステムのために、アクセスポイントとユーザー端末は、それぞれ4つの送信/受信アンテナを有している。システム帯域幅は、64の直交サブ帯域(すなわち、NF=64)に分割され、これらには+31から−32の指標が割り当てられる。これら64のサブ帯域のうち、48のサブ帯域(例えば、±{1,…,6,8,…,20,22,…,26}の指標を有する)がデータのために使われ、4つのサブ帯域(例えば、±{7,21}の指標を有する)がパイロットと考えられるシグナリングのために使われ、DCサブ帯域(0の指標を有する)は使われず、残りのサブ帯域も使われずにガードサブ帯域として役立つ。このOFDMサブ帯域構造は、IEEE規格802.11a用の文書であり、「Part11:無線LAN媒体アクセス制御(MAC)及び物理層(PHY)仕様:5GHz帯域における高速物理層」、1999年9月、により詳しく述べられており、これは公に入手でき、本明細書中に参照により組み込まれている。
P OFDMシンボルは、48のデータサブ帯域と4つのパイロットサブ帯域のための52のQPSK変調シンボルのセットを含む。このP OFDMシンボルは、次のように与えられる。
P(real)=g・{0,0,0,0,0,0,−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,−1,0,1,−1,−1,−1,−1,1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,−1,1,−1,−1,1,1,−1,1,−1,1,−1,1,−,0,0,0,0,0}
P(imag)=g・{0,0,0,0,0,0,−1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,1,−1,1,0,−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,−1,0,0,0,0,0}
ここで、gはパイロットのためのゲインである。{}括弧内の値は、サブ帯域指標−32から−1のため(第1のラインのため)と、0から+31のため(第2のラインのため)に与えられる。したがって、P(real)及びP(imag)のための第1のラインは、シンボル(−1−j)がサブ帯域−26で送信され、シンボル(−1+j)がサブ帯域−25で送信され、以下同様であることを表わす。P(real)及びP(imag)のための第2のラインは、シンボル(1−j)がサブ帯域1で送信され、シンボル(−1−j)がサブ帯域2で送信され、以下同様であることを表わす。他のOFDMシンボルも、MIMOパイロットに使うことができる。
P(imag)=g・{0,0,0,0,0,0,−1,1,1,1,−1,−1,1,−1,1,1,1,−1,1,−1,−1,−1,−1,−1,−1,1,1,−1,1,1,−1,1,0,−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,−1,0,0,0,0,0}
ここで、gはパイロットのためのゲインである。{}括弧内の値は、サブ帯域指標−32から−1のため(第1のラインのため)と、0から+31のため(第2のラインのため)に与えられる。したがって、P(real)及びP(imag)のための第1のラインは、シンボル(−1−j)がサブ帯域−26で送信され、シンボル(−1+j)がサブ帯域−25で送信され、以下同様であることを表わす。P(real)及びP(imag)のための第2のラインは、シンボル(1−j)がサブ帯域1で送信され、シンボル(−1−j)がサブ帯域2で送信され、以下同様であることを表わす。他のOFDMシンボルも、MIMOパイロットに使うことができる。
ある実施形態において、4つの送信アンテナには、MIMOパイロットのためのW1=1111、W2=1010、W3=1100、W4=1001のウォルシュ系列が割り当てられる。所定のウォルシュ系列に対して、「1」の値はP OFDMシンボルが送信されること、「0」の値は−P OFDMシンボルが送信されることを表わす(すなわち、Pにおける52の変調シンボルのそれぞれは反転する)。
より長いMIMOパイロット伝送のために、各送信アンテナのためのウォルッシュ系列が単純に繰り返される。このウォルッシュ系列のセットのために、MIMOパイロット伝送が4つのシンボル期間の整数倍で起こり、4つの送信アンテナ間の直交性を確保する。
受信機は、相補的な処理を行うことにより、受信したMIMOパイロットに基づいてチャネル応答の推定値を導き出すことができる。特に、送信アンテナiから送られ受信アンテナjにより受信されたパイロットを回復するために、まず受信アンテナjにより受信されたパイロットが、送信機で行われたウォルッシュカバーリングへの相補的な方法で、送信アンテナiに割り当てられたウォルッシュ系列で処理される。次に、MIMOパイロットのための全てのNpsシンボル期間のためにディカバーされたOFDMシンボルが蓄積され、MIMOパイロットを搬送するのに使われる52のサブ帯域のそれぞれのために個別に蓄積が行われる。蓄積の結果は、k=±{1,…,26}の場合に
であり、これは52のデータ及びパイロットサブ帯域のための送信アンテナiから受信アンテナjへの有効なチャネル応答(すなわち、送信/受信チェインのための応答を含む)の推定値である。
の成分であるNap・Nut値を52のサブ帯域のそれぞれに供給する。
とをそれぞれ得ることができる。
3.空間処理
下りリンクチャネル応答と上りリンクチャネル応答との間の相関関係は、TDD MIMOシステム及びMIMO−OFDMシステムのためのアクセスポイント及びユーザー端末でのチャネル推定及び空間処理を簡単にするために利用することができる。この簡略化は、校正が送信/受信チェインにおける差を補償するために行われた後に可能である。上述したように、校正されたチャネル応答は、
下りリンクのために
下りリンクチャネル応答と上りリンクチャネル応答との間の相関関係は、TDD MIMOシステム及びMIMO−OFDMシステムのためのアクセスポイント及びユーザー端末でのチャネル推定及び空間処理を簡単にするために利用することができる。この簡略化は、校正が送信/受信チェインにおける差を補償するために行われた後に可能である。上述したように、校正されたチャネル応答は、
下りリンクのために
を用いることで得られる。
である。
の右固有ベクトルの(Nap×Nap)ユニタリ行列
である。
である。
は、空間処理のためにそれぞれアクセスポイントとユーザー端末により用いられ、それらの下付き文字によって示される。
特異値分解は、Gilbert Strangによる題名「線形代数及びその応用」、第2版、アカデミックプレス、1980年にさらに詳しく述べられている。
で与えることができ、ここで各行列の上のハット(「^」)は、それが実行列の推定値であることを示す。
で与えることができる。
はアクセスポイントに送り戻すことができる。
を、アクセスポイントにより送られたにステアリングされた基準に基づいて得ることができる。ステアリングされた基準については、前述の仮米国特許出願番号60/421,309号に詳しく述べられている。
は、MIMOチャネルのNS固有モード上の独立データストリームを送信するのに用いることができ、ここで、NS≦min{Nap,Nut}である。下りリンクと上りリンク上で多重のデータストリームを送信する空間処理について以下に述べる。
は、k番目のサブ帯域のNS固有モード上で送信されるべき変調シンボルのための最大NS非ゼロエントリを有する「データ」ベクトルである。
付加的な処理を伝送の前に変調シンボル上で行うこともできる。例えば、受信したSNRが全てのデータサブ帯域にわたってほぼ等しくなるように、チャネル反転をデータ副帯域にわたって(例えば、各固有モードに)適用することができる。そして空間プロセスは、
は、(任意の)上りリンクチャネル反転のための重みを有する行列である。
に組み込まれていることを示すことができる。
チャネル反転は、前述した仮米国特許出願番号60/421,309号、及び2002年8月27日に出願され本出願の譲受人に譲渡された米国特許出願番号10/229,209号、題名「固有モードごとに適用された選択的チャネル反転を有する符号化MIMOシステム」に述べられており、これは本明細書中に参照により組み込まれている。
は、式(24)に示す通りである。
が式(26)に示す通りであることを想定している。
は下りリンクのためのデータベクトルである。
は(任意の)下りリンクチャネル反転のための重みを有する行列である。
は、式(28)で表わされるように送信ベクトルである。
が式(30)に示す通りであることを想定している。
である。この処理は、補正行列が(送信空間処理の代わりに)受信空間処理に用いられるよう、行うこともできる。
4.MIMO−OFDMシステム
図5は、TDD MIMO−OFDMシステム内のアクセスポイント502及びユーザー端末504の一実施形態のブロック図である。簡単にするために、以下の説明ではアクセスポイントとユーザー端末がそれぞれ4つの送信/受信アンテナを備えているものとする。
図5は、TDD MIMO−OFDMシステム内のアクセスポイント502及びユーザー端末504の一実施形態のブロック図である。簡単にするために、以下の説明ではアクセスポイントとユーザー端末がそれぞれ4つの送信/受信アンテナを備えているものとする。
下りリンク上で、アクセスポイント502において、送信(TX)データプロセッサ510はデータソース508からトラヒックデータ(すなわち情報ビット)を受信し、コントローラ530からシグナリング及び他の情報を受信する。TXデータプロセッサ510は、データをフォーマットし、符号化し、インタリーブし、変調して(すなわち、シンボルマップ)、データ伝送に用いられる各固有モードのために変調シンボルのストリームを供給する。TX空間プロセッサ520は、TXデータプロセッサ510から変調シンボルストリームを受信して、4つの送信シンボルのストリームを各アンテナに1つずつ供給するために、空間処理を行う。またTX空間プロセッサ520は、必要に応じてパイロットシンボル中で多重化する(例えば校正のために)。
各変調器(MOD)522は、各送信シンボルを受信して処理し、対応するOFDMシンボルのストリームを供給する。さらに各OFDMシンボルストリームは、変調器522内の送信チェインにより処理され、対応する下りリンク変調信号を供給する。次に、変調器522a乃至522dからの4つの下りリンク変調信号は、それぞれ4つのアンテナ524a乃至524dから送信される。
ユーザー端末504において、アンテナ522は、送信された下りリンク変調信号を受信し、各アンテナは受信した信号を各復調器(DEMOD)554に供給する。各復調器(DEMOD)554(受信チェインを含む)は、変調器522で行われたことに対して相補的な処理を行い、受信したシンボルを供給する。次に受信(RX)空間プロセッサ560は、全ての復調器554からの受信シンボル上で空間処理を行い、アクセスポイントから送られた変調シンボルの推定値である回復信号を供給する。校正の間、RX空間プロセッサ560は、アクセスポイントにより送信されたMIMOパイロットに基づいて、校正された下りリンクチャネル推定値
を供給する。
RXデータプロセッサ570は、回復されたシンボルを処理し(例えば、シンボル逆マップ、デインタリーブ、及び復号)、復号データを供給する。復号データは、回復されたトラヒックデータ、シグナリングなどを含むことができ、それらは保存のためにデータシンク572に供給され、かつ/またはさらなる処理のためにコントローラ580に供給される。校正の間、RXデータプロセッサ570は、アクセスポイントにより導き出され下りリンク上で送られた校正された上りリンクチャネル推定値
を供給する。
をアクセスポイントに戻す伝送のためにTXデータプロセッサ590に供給することができる。メモリユニット532及び582は、それぞれコントローラ530及び580により用いられるデータとプログラムコードを記憶する。
上りリンクのための処理は、下りリンクのための処理と同じか異なる。データとシグナリングは、TXデータプロセッサ590により処理され(例えば、符号化、インタリーブ、及び変調)、さらに校正の間にパイロットシンボル中で多重化するTX空間プロセッサ592により空間的に処理される。パイロットシンボルと変調シンボルはさらに変調器554で処理され、上りリンク変調信号を生成し、そしてこれらはその後アンテナ552を介してアクセスポイントに送信される。
アクセスポイント110において、ユーザー端末で行われたことに対して相補的に、上りリンク変調信号がアンテナ524により受信され、復調器522により復調され、RX空間プロセッサ540とRXデータプロセッサ542により処理される。また校正の間、RX空間プロセッサ560は、ユーザー端末により送信されたMIMOパイロットに基づいて、校正された上りリンクチャネル推定値
は、コントローラ530により受信され、次にユーザー端末に戻す伝送のためにTXデータプロセッサ510に供給される。
図6は、TX空間プロセッサ520aのブロック図であり、これは図5におけるTX空間プロセッサ520及び592に用いることができる。簡単にするために、以下の説明では4つの固有モードの全てが用いるために選択されたものとする。
プロセッサ520a内で、デマルチプレクサ632は、4つの固有モード上で送信されるべき4つの変調シンボルストリーム(S1(n)乃至S4(n)で表わされる)を受信し、各ストリームをNDデータサブ帯域のためのNDサブストリームに逆多重化し、各データサブ帯域のための4つの変調シンボルを各TXサブ帯域空間プロセッサ640に供給する。各プロセッサ640は、1つのサブ帯域に対して、式(24)、(25)、(28)、または(29)に示す処理を行う。
各TXサブ帯域空間プロセッサ640内で、4つの変調シンボルサブストリーム(S1(k)乃至S4(k)で表わされる)が4つの乗算器642a乃至642dに供給され、これらは関連するサブ帯域の4つの固有モードのためのゲインg1(k)、g2(k)、g3(k)、及びg4(k)も受信する。下りリンクのために、各データサブ帯域のための4つのゲインは、対応する行列
である。各乗算器642は、その変調シンボルをそのゲインgm(k)でスケーリングし、スケーリングされた変調シンボルを供給する。乗算器642a乃至642dは、それぞれ4つのスケーリングされた変調シンボルサブストリームを4つのビーム形成器650a乃至650dに供給する。
各ビーム形成器650は、1つのサブ帯域の1つの固有モード上で1つのシンボルサブストリームを送信するために、ビーム形成を行う。各ビーム形成器650は、1つのスケーリングされたシンボルサブストリームsm(k)を受信し、関連する固有モードのための固有ベクトル
のm番目の列である。次に各乗算器652は、スケーリングされた変調シンボルをその固有ベクトル値vm,j(k)で乗算し、「ビーム形成」シンボルを供給する。乗算器652a乃至652dは、それぞれ4つのビーム形成シンボルサブストリーム(これらは4つのアンテナから送信される)を加算器660a乃至660dに供給する。
各加算器660は、各シンボル期間にわたる4つの固有モードのための4つのビーム形成シンボルを受信して合計し、関連する送信アンテナに向け予め調整されたシンボルを供給する。加算器660a乃至660dは、4つの送信アンテナに向け予め調整されたシンボルの4つのサブストリームを、それぞれバッファ/マルチプレクサ670a乃至670d供給する。
各バッファ/マルチプレクサ670は、NDデータサブ帯域に対して、TXサブ帯域空間プロセッサ640からパイロットシンボルと調整されたシンボルを受信する。次に、各バッファ/マルチプレクサ670は、それぞれパイロットシンボルと、予め調整されたシンボルと、パイロットサブ帯域、データサブ帯域、及び使用されないサブ帯域のためのゼロとを多重化し、そのシンボル期間にわたるNF送信シンボルの系列を形成する。校正の間、パイロットシンボルは指定されたサブ帯域上で送信される。マルチプレクサ668a乃至668dは、上記で説明し表1に示したように、それぞれ4つのアンテナのためのパイロット信号を4つのアンテナに割り当てられたウォルシュ系列W1乃至W4でカバーする。各バッファ/マルチプレクサ670は、送信シンボルxi(n)のストリームを1つの送信アンテナに向け供給し、ここで送信シンボルストリームはNF送信シンボルの連接系列を含む。
空間処理及びOFDM変調については、前述した仮米国特許出願番号60/421,309号にさらに詳しく述べられている。
本明細書中で述べる本発明の様々な実施形態において、同じ基本サービスセット(BSS)または異なるBBSにおける様々なユーザー端末(UTまたはSTA)間のピアツーピア通信を以下に述べるように実施できる。単一のアクセスポイント(AP)で校正するUTまたはSTAは、基本サービスセット(BSS)のメンバーである。単一のアクセスポイントは、BSSにおける全てのUTに対するコモンモードである。上述した校正方法は、以下のタイプの通信を容易にする。
(1)BBSにおけるUTは、上りリンク(UL)上でAPと直接通信するためにTXステアリングを用いることができ、APは下りリンク(DL)上でUTと通信するためにTXステアリングを用いることができる。
(2)BBSにおけるUTは、ステアリングを用いて同じBBSにおける他のUTと直接通信することができる。この場合、このピアツーピア通信は、どちらのUTもそれらの間のチャネルを識別しないので、ブートストラップされなければならない。様々な実施形態において、ブートストラップ手順は以下のように動作する。
−ピアツーピアリンクのイニシエータは、指定AP(DAP)であり、他のUTは指定UT(DUT)である。
−DAPは、リンクを確立するための要求に合わせてMIMOパイロットをDUTに送り、これはBSS IDに加えてDAP IDを含む。この要求はコモンモードで送られる必要がある(すなわちTXダイバーシティ)。
−DUTは、ステアリングされた(steered)MIMOパイロットにDUT ID、そのBSS ID、及び使用するDAPのためのいくつかの速度指標を含む肯定応答を加えて送り戻すことにより応答する。
−その後DAPは、DL上のステアリングを用いることができ、DUTはUL上のステアリングを用いることができる。速度制御及びトラッキングは、処理を可能にさせるために、DLセグメント及びULセグメントへの伝送をそれらの間に十分な時間をもって中断することにより、適用することができる。
(3)1つのBSS(例えばBSS1)に属するUTは、それぞれが異なるAPで校正したとしても、他のBSS(BSS2)に属するUTに向かうことができる。しかしながら、この場合に(サブ帯域あたりに)位相回転のあいまいさが生じる。これは、上述した校正手続きが、それにより校正したAPに特有の基準を確立するからである。この基準は、複素定数
であり、ここでkはサブ帯域指標、jはAP指標、0はAPで用いられる基準アンテナ(例えばアンテナ0)の指標である。一実施形態において、この定数は所定のBBSにおける全てのUTに共通であるが、異なるBBSに対しては独立している。
結果として、BSS1からのUTがBSS2のUTと通信する場合、この定数に対する補正または補償を伴わないステアリングは、全体的な固有系の位相回転と振幅スケーリングをもたらす。位相回転は(ステアリングされたまたはステアリングされていない)パイロットを用いて確定し、各UTの受信機内で除去することができる。一実施形態において、振幅補正または補償は、単にSNRスケーリングとすることができ、かつ各受信機においてノイズフロアの推定により除去することができ、速度選択に影響を与えることができる。
様々な実施形態において、異なるBBSに属するUT間のピアツーピア変換は、以下のように動作する。
−ピアツーピアリンクのイニシエータ(例えばBSS1におけるUT)は、指定AP(DAP)であり、他のUT(例えばBSS2におけるUT)は指定UT(DUT)である。
−DAPは、リンクを確立するための要求に合わせてMIMOパイロットをDUTに送り、これはそれぞれのBSS IDに加えてDAP IDを含む。この要求はコモンモードで送られる必要がある(すなわちTXダイバーシティ)。
−DUTは、ステアリングされたMIMOパイロットにDUT ID、そのBSS ID、及び使用するDAPのためのいくつかの速度指標を含む肯定応答を加えて送り戻すことにより応答する。
−DAP受信機(Rx)は、上りリンク(UL)上の位相回転を推定し、補正定数を各サブ帯域に適用することができる。その後DAPは、下りリンク(DL)上のステアリングを用いることができるが、DUT受信機(Rx)が各サブ帯域に対するDL上の位相回転に対して補正または補償することを可能にするために、少なくとも最初のステアリングされたパケット上のステアリングされた基準のプリアンブルを含む必要がある。それに続くDL伝送は、ステアリングされた基準のプリアンブルを要求しなくてよい。速度制御及びトラッキングは、処理を可能にさせるために、DLセグメント及びULセグメントへの伝送をそれらの間に十分な時間をもって中断することにより、適用することができる。
本明細書中で述べた校正技術は、様々な手段により実施できる。例えば、これらの技術はハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実施できる。ハードウェアの実施のために、この技術をアクセスポイント及びユーザー端末において、1つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、デジタル信号処理装置(DSPD)、プログラム可能論理回路(PLD)、フィールドプログラム可能ゲートアレイ(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、本明細書中で述べた機能を実行するために設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせの中で実施することができる。
ソフトウェアの実施のために、本校正技術を本明細書中で述べた機能を実行するモジュール(例えば、手続き、機能、その他)で実施することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニット(例えば、図5におけるメモリユニット532及び582)に記憶することができ、プロセッサ(例えば、必要に応じてコントローラ530及び580)により実行することができる。メモリユニットは、プロセッサ内、またはプロセッサの外部で実施することができる。この場合、当技術分野で知られている様々な手段を介してプロセッサと通信可能に結合することができる。
本明細書中では見出しが、参照のため、さらにある項目を捜すのを助けるために含まれている。これらの見出しは、それ以下で述べられた概念の範囲を制限することを意図しておらず、これらの概念は本明細書全体の中の他の項目に適用可能である。
開示した実施形態の上記の説明は、任意の当業者が本発明を行いまたは使用できるように提供されている。これらの実施形態の様々な変更は当業者にとって容易に明らかとなり、明細書中で規定された一般的な原理は、本発明の精神と範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用することができる。したがって本発明は、明細書中で示された実施形態に限定されることは意図されておらず、明細書中で開示された原理と新規な特徴に沿う最も広い範囲に適合することになる。
Claims (39)
- 無線通信システムにおいて下りリンクチャネルと上りリンクチャネルを校正する方法であって、
下りリンクチャネル応答の推定値を取得することと、
上りリンクチャネル応答の推定値を取得することと、
前記下りリンクチャネル応答の推定値及び前記上りリンクチャネル応答の推定値に基づいて第1の補正因子のセット及び第2の補正因子のセットを確定することと、
前記第1の補正因子のセット及び前記第2の補正因子のセットに基づいてそれぞれ前記下りリンクチャネルと前記上りリンクチャネルを校正し、校正された下りリンクチャネルと校正された上りリンクチャネルを形成することとを含む方法。 - 前記第1の補正因子のセットは前記下りリンクチャネル上での伝送の前にシンボルをスケーリングするのに用いられ、前記第2の補正因子のセットは前記上りリンクチャネル上での伝送の前にシンボルをスケーリングするのに用いられる請求項1に記載の方法。
- 前記第1の補正因子のセットは前記下りリンクチャネル上で受信したシンボルをスケーリングするのに用いられ、前記第2の補正因子のセットは前記上りリンクチャネル上で受信したシンボルをスケーリングするのに用いられる請求項1に記載の方法。
- さらに、前記下りリンクチャネル応答の推定値と前記上りリンクチャネル応答の推定値との平均差を示すスケーリング値を確定することを含む請求項1に記載の方法。
- 前記下りリンクチャネル応答の推定値と前記上りリンクチャネル応答の推定値は、受信機のノイズフロアを補償するために正規化される請求項1に記載の方法。
- 前記確定することは、ユーザー端末で行われる請求項1に記載の方法。
- 前記下りリンクチャネルのための第1の補正因子の行列のセットは、第1のサブ帯域のセットのために確定され、さらに、
第2のサブ帯域のセットのための前記下りリンクチャネルのための第2の補正因子の行列のセットを取得するために、前記第1の行列のセットを補間する請求項4に記載の方法。 - 前記下りリンクチャネル応答の推定値と前記上りリンクチャネル応答の推定値は、それぞれ複数のアンテナから送信され複数の直交系列で直交化されたパイロットに基づいて取得される請求項1に記載の方法。
- 前記上りリンクチャネル応答の推定値は、前記上りチャネル上で送信されたパイロットに基づいて取得され、前記下りリンクチャネル応答の推定値は、前記下りチャネル上で送信されたパイロットに基づいて取得される請求項1に記載の方法。
- 前記TDDシステムは、多入力多出力(MIMO)システムである請求項1に記載の方法。
- 前記TDDシステムは、直交周波数分割多重(OFDM)を利用する請求項1に記載の方法。
- 無線時分割複信(TDD)多入力多出力(MIMO)通信システムにおける下りリンクチャネルと上りリンクチャネルを校正する方法であって、
前記上りリンクチャネル上でパイロットを送信することと、
前記上りリンクチャネル上で送信された前記パイロットに基づいて導き出された上りリンクチャネル応答の推定値を取得することと、
前記下りリンクチャネル上でパイロットを受信することと、
前記下りリンクチャネル上で受信された前記パイロットに基づいて導き出された下りリンクチャネル応答の推定値を取得することと、
前記下りリンクチャネル応答の推定値と前記上りリンクチャネル応答の推定値に基づいて第1及び第2の補正因子のセットを取得することであり、前記下りリンクチャネルのための前記第1の補正因子のセットを用いて、校正された下りリンクチャネルが形成され、前記上りリンクチャネルのための前記第2の補正因子のセットを用いて、校正された上りリンクチャネルが形成されることとを含む方法。 - 前記第1及び第2の補正因子のセットは、最小平均二乗誤差(MMSE)計算に基づいて確定される請求項18に記載の方法。
- 前記第1及び第2の補正因子のセットは、行列比計算に基づいて確定される請求項18に記載の方法。
- 前記第1の補正因子のセットは、複数のユーザー端末での校正に基づいて更新される請求項18に記載の方法。
- 前記下りリンク上での伝送の前に前記第1の補正因子のセットでシンボルをスケーリングする請求項18に記載の方法。
- 前記上りリンクチャネル上での伝送の前に前記第2の補正因子のセットでシンボルをスケーリングする請求項18に記載の方法。
- 無線時分割複信(TDD)多入力多出力(MIMO)通信システムにおける装置であって、
下りリンクチャネルの応答の推定値を取得する手段と、
上りリンクチャネルの応答の推定値を取得する手段と、
前記下りリンクチャネル応答の推定値と前記上りリンクチャネル応答の推定値に基づいて第1及び第2の補正因子のセットを取得し、前記下りリンクチャネルのための前記第1の補正因子のセットを用いて、校正された下りリンクチャネルが形成され、前記上りリンクチャネルのための前記第2の補正因子のセットを用いて、校正された上りリンクチャネルが形成される装置。 - 無線時分割複信(TDD)通信システムにおけるユーザー端末であって、
上りリンクチャネル上で第1のパイロットを送信するよう機能するTX空間プロセッサと、
下りリンクチャネル上で第2のパイロットを受信し、前記受信した第2のパイロットに基づいて下りリンクチャネル応答の推定値を導き出すとともに、前記送信された第1のパイロットに基づいて導き出された上りリンクチャネル応答の推定値を受信するよう機能するRX空間プロセッサと、
前記下りリンクチャネル応答の推定値と前記上りリンクチャネル応答の推定値に基づいて第1及び第2の補正因子のセットを確定し、前記下りリンクチャネルのための前記第1の補正因子のセットを用いて、校正された下りリンクチャネルが形成され、前記上りリンクチャネルのための前記第2の補正因子のセットを用いて、校正された下りリンクチャネルが形成されるよう機能するコントローラと、
を備えたユーザー端末。 - 前記コントローラは、さらに前記第1及び第2の補正因子のセットを最小平均二乗誤差(MMSE)計算に基づいて確定するよう機能する請求項25に記載のユーザー端末。
- 前記コントローラは、さらに前記第1及び第2の補正因子のセットを行列比計算に基づいて確定するよう機能する請求項25に記載のユーザー端末。
- 無線システムにおける通信のための方法であって、
1つ以上の通信リンクと関連するチャネル応答の推定値から導き出された1つ以上の補正因子のセットに基づいて、複数のユーザー局と1つ以上のアクセスポイントとの間の1つ以上の通信リンクを校正することであり、前記複数のユーザー局は第1のユーザー局と第2のユーザー局を含むことと、
前記第1及び第2のユーザー局の間の校正を行うことなくステアリングを用いて前記第1及び第2のユーザー局の間の通信を確立することと、
を含む方法。 - 前記第1及び第2のユーザー局の間の通信を確立することは、
前記第2のユーザー局との通信リンクを確立するために、パイロットと要求を前記第1のユーザー局から送ることと、
第1のユーザー局からの前記パイロットと前記要求の受信に応じて、ステアリングされたパイロットと肯定応答を前記第2のユーザー局から送ることと、
前記ステアリングされたパイロットに基づいてステアリングを用いて前記第1及び第2のユーザー局の間で情報を送信すること、
とを含む請求項28に記載の方法。 - 前記通信を確立するための要求は、前記第1のユーザー局が属する基本サービスセットの識別子と前記第1のユーザー局の識別子とを含む請求項29に記載の方法。
- 前記肯定応答は、前記第2のユーザー局の識別子、前記第2のユーザー局が属する基本サービスセットの識別子、及びデータレート指標を含む請求項29に記載の方法。
- 前記1つ以上のアクセスポイントは、第1の基本サービスセット(BSS)に関連する第1のアクセスポイントと第2のBSSに関連する第2のアクセスポイントを含み、前記第1のユーザー局は、前記第1のアクセスポイントに対して校正され、前記第2のユーザー局は、前記第2のアクセスポイントに対して校正され、前記第1及び第2のユーザー局の間の通信を確立することは、
前記第2のユーザー局との通信リンクを確立するために、パイロットと要求を前記第1のユーザー局から送ることと、
第1のユーザー局からの前記パイロットと前記要求の受信に応じて、ステアリングされたパイロットと肯定応答を前記第2のユーザー局から送ることと、
異なるアクセスポイントに対する前記第1及び第2のユーザー局の校正により起こる位相回転を補償するよう調整されるステアリングを用いて前記第1及び第2のユーザー局の間で情報を送信することとを含む請求項28に記載の方法。 - 前記位相回転は、前記第2のユーザー局から受信した前記ステアリングされたパイロットに基づいて確定される請求項32に記載の方法。
- 1つ以上の通信リンクに関連するチャネル応答の推定値から導き出される1つ以上の補正因子のセットに基づいて、複数のユーザー局と1つ以上のアクセスポイントとの間の1つ以上の通信リンクを校正する手段であり、前記複数のユーザー局は第1のユーザー局と第2のユーザー局を含む手段と、
前記第1及び第2のユーザー局の間の校正を行うことなくステアリングを用いて前記第1及び第2のユーザー局の間の通信を確立する手段と、
を含む装置。 - 前記第1及び第2のユーザー局の間の通信を確立することは、
前記第2のユーザー局との通信リンクを確立するために、パイロットと要求を前記第1のユーザー局から送る手段と、
第1のユーザー局からの前記パイロットと前記要求の受信に応じて、ステアリングされたパイロットと肯定応答を前記第2のユーザー局から送る手段と、
前記ステアリングされたパイロットに基づいてステアリングを用いて前記第1及び第2のユーザー局の間で情報を送信する手段と、
を含む請求項34に記載の装置。 - 前記通信を確立するための要求は、前記第1のユーザー局が属する基本サービスセットの識別子と前記第1のユーザー局の識別子とを含む請求項35に記載の装置。
- 前記肯定応答は、前記第2のユーザー局の識別子、前記第2のユーザー局が属する基本サービスセットの識別子、及びデータレート指標を含む請求項35に記載の装置。
- 前記1つ以上のアクセスポイントは、第1の基本サービスセット(BSS)に関連する第1のアクセスポイントと第2のBSSに関連する第2のアクセスポイントを含み、前記第1のユーザー局は、前記第1のアクセスポイントに対して校正され、前記第2のユーザー局は、前記第2のアクセスポイントに対して校正され、前記第1及び第2のユーザー局の間の通信を確立することは、
前記第2のユーザー局との通信リンクを確立するために、パイロットと要求を前記第1のユーザー局から送ることと、
第1のユーザー局からの前記パイロットと前記要求の受信に応じて、ステアリングされたパイロットと肯定応答を前記第2のユーザー局から送ることと、
異なるアクセスポイントに対する前記第1及び第2のユーザー局の校正により起こる位相回転を補償するよう調整されるステアリングを用いて前記第1及び第2のユーザー局の間で情報を送信することとを含む請求項34に記載の装置。 - 前記位相回転は、前記第2のユーザー局から受信した前記ステアリングされたパイロットに基づいて確定される請求項38に記載の装置。
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