JP2010518757A - 明示的巡回遅延および暗示的巡回遅延を用いるｍｉｍｏ伝送 - Google Patents

Abstract

明示的巡回遅延と暗示的巡回遅延との組合せを使用してデータを送信するための技法を説明する。送信機は、受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて、巡回遅延ダイバーシチの第１の処理（または、明示的巡回遅延処理）を実行することができる。送信機は、明示的巡回遅延処理の前または後のいずれかにプリコーディング行列に基づいてプリコーディングを実行することができる。送信機は、受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて、巡回遅延ダイバーシチの第２の処理（または、暗示的巡回遅延処理）を実行することができる。送信機は、データに明示的巡回遅延処理と暗示的巡回遅延処理の両方を実行することができ、パイロットに暗示的巡回遅延処理のみを実行することができる。一方のエンティティは巡回遅延値の第１のセットを選択し、他方のエンティティに通知することができる。送信機は、受信機に通知しなくても、自主的に巡回遅延値の第２のセットを選択することができる。

Description

本願は、本願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる、２００７年２月６日出願の「ＥＦＦＩＣＩＥＮＴ ＣＹＣＬＩＣ ＤＥＬＡＹ ＤＩＶＥＲＳＩＴＹ ＢＡＳＥＤ ＰＲＥＣＯＤＩＮＧ」と題された米国特許仮出願第６０／８８８，４９４号の優先権を主張するものである。

本開示は、一般に通信に関し、より詳細には、無線通信システム内でデータを送信するための技法に関する。

音声、映像、パケットデータ、メッセージング、放送などの様々な通信コンテンツを提供するために無線通信システムが広く展開されている。これらの無線システムは、利用可能なシステムリソースを共有することによって複数のユーザをサポートできる多元接続システムとすることができる。そのような多元接続システムの例には、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システム、およびシングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムなどがある。

無線通信システムは多入力多出力（ＭＩＭＯ）伝送をサポートすることができる。ＭＩＭＯでは、送信機は、複数（Ｒ個）の受信アンテナを備えた受信機へのデータ送信のために複数（Ｔ個）の送信アンテナを利用することができる。これらの複数の送信アンテナおよび受信アンテナは、スループットを高め、および／または信頼性を向上させるために使用できるＭＩＭＯチャネルを形成する。たとえば、送信機は、スループットを高めるためにＴ個の送信アンテナから最大Ｔ個のデータストリームを同時に送信することができる。あるいは、送信機は、信頼性を向上させるためにすべてのＴ個の送信アンテナから単一のデータストリームを送信することができる。いずれの場合も、十分な性能を達成するようにＭＩＭＯ伝送を送信することが望ましい。

本明細書では、明示的巡回遅延と暗示的巡回遅延との組合せを使用してデータを送信するための技法について説明する。巡回遅延は、周波数領域で副搬送波にわたって位相ランプを適用することによって、または時間領域でサンプルを巡回シフトすることによって達成できる。明示的巡回遅延の場合、異なる位相ランプを各アンテナに対して副搬送波にわたって適用することができ、すべてのアンテナの位相ランプは受信機に知られている。受信機は、相補的な処理を実行して、明示的巡回遅延を補償することができる。暗示的巡回遅延の場合、異なる位相ランプを各アンテナに対して副搬送波にわたって適用することができ、アンテナの位相ランプは受信機に知られていない。送信機は、同じ暗示的巡回遅延でパイロットを送信することができる。受信機は、パイロットから得られるチャネル推定に基づいて、暗示的巡回遅延を補償することができる。

１つの設計では、送信機は、受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて、巡回遅延ダイバーシチの第１の処理（または明示的巡回遅延処理）を実行することができる。送信機は、明示的巡回遅延処理の前または後のいずれかにプリコーディング行列に基づいてプリコーディングを実行することができる。送信機は、受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて、巡回遅延ダイバーシチの第２の処理（または、暗示的巡回遅延処理）を実行することができる。送信機は、データに明示的巡回遅延処理と暗示的巡回遅延処理の両方を実行することができ、パイロットに暗示的巡回遅延処理のみを実行することができる。一方のエンティティ（たとえば、送信機または受信機）は、複数の遅延（ゼロ遅延、小さい遅延、および大きい遅延を含むことができる）の中から遅延を選択し、この選択された遅延を他方のエンティティ（たとえば、受信機または送信機）に送信することができる。巡回遅延値の第１のセットは、選択された遅延に基づいて決定できる。送信機は、受信機に通知しなくても、自主的に（たとえば、擬似ランダム的に）巡回遅延値の第２のセットを選択することができる。

本開示の様々な態様および特徴について以下でさらに詳細に説明する。

無線多元接続通信システムを示す図。 ノードＢおよびＵＥのブロック図を示す図。 送信（ＴＸ）ＭＩＭＯプロセッサの設計を示す図。 送信（ＴＸ）ＭＩＭＯプロセッサの設計を示す図。 時間領域での巡回遅延を示す図。 受信（ＲＸ）ＭＩＭＯプロセッサの設計を示す図。 データを送信するためのプロセスを示す図。 データを送信するための装置を示す図。 データを受信するためのプロセスを示す図。 データを受信するための装置を示す図。

本明細書に記載の技法は、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡシステム、および他のシステムなど、様々な無線通信システムに使用できる。「システム」および「ネットワーク」という用語は、しばしば互換的に使用される。ＣＤＭＡシステムは、ユニバーサル地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）、ｃｄｍａ２０００などの無線技術を実装することができる。ＵＴＲＡは広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）および他のＣＤＭＡ変形態を含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−９５、およびＩＳ−８５６規格をカバーする。ＴＤＭＡシステムは広域移動体通信システム（ＧＳＭ）などの無線技術を実装することができる。ＯＦＤＭＡシステムは、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭａｘ）、ＩＥＥＥ８０２．２０、Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ（登録商標）などの無線技術を実装することができる。ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡはユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを使用するＵＭＴＳの近々発表されるリリースである。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、およびＧＳＭは、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ」（３ＧＰＰ）という名称の組織からの文書に記載されている。ｃｄｍａ２０００およびＵＭＢは、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ ２」（３ＧＰＰ２）という名称の組織からの文書に記載されている。これらの様々な無線技術および規格は当技術分野で知られている。

図１は、複数のノードＢ１１０および複数のユーザ機器（ＵＥ）を有する無線多元接続通信システム１００を示す。ノードＢは、ＵＥと通信する固定局でよく、拡張ノードＢ（ｅＮＢ）、基地局、アクセスポイントなどと呼ばれることもある。各ノードＢ１１０は特定の地理的エリアに対する通信カバレージを提供する。ＵＥ１２０は、システム全体にわたって分散されてよく、各ＵＥは静止体でも移動体でもよい。ＵＥは、移動局、端末、アクセス端末、加入者ユニット、局などと呼ばれる場合もある。ＵＥは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線モデム、無線通信デバイス、ハンドヘルドデバイス、ラップトップコンピュータ、コードレスホンなどであってよい。ＵＥは、ダウンリンクおよびアップリンク上での伝送によってノードＢと通信することができる。ダウンリンク（すなわち順方向リンク）は、ノードＢからＵＥへの通信リンクを指し、アップリンク（すなわち逆方向リンク）は、ＵＥからノードＢへの通信リンクを指す。

図２は、図１中のノードＢのうちの１つおよびＵＥのうちの１つである、ノードＢ１１０およびＵＥ１２０の設計のブロック図を示す。ノードＢ１１０は複数（Ｔ個）のアンテナ２３４ａ〜２３４ｔを備える。ＵＥ１２０は複数（Ｒ個）のアンテナ２５２ａ〜２５２ｒを備える。アンテナ２３４および２５２の各々は物理アンテナとして考えることができる。

ノードＢ１１０において、ＴＸデータプロセッサ２２０は、データソース２１２からデータを受信し、１つまたは複数の変調方式および符号化方式に基づいてデータを処理し（たとえば、符号化およびシンボルマップし）、データシンボルを与えることができる。本明細書で使用されるように、データシンボルはデータ用のシンボルであり、パイロットシンボルはパイロット用のシンボルであり、シンボルは実数値または複素数値である。データシンボルおよびパイロットシンボルは、ＰＳＫまたはＱＡＭなどの変調方式からの変調シンボルであってよい。パイロットは、ノードＢとＵＥの両方によってアプリオリに知られているデータである。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３０は、下記のようにデータシンボルおよびパイロットシンボルを処理し、Ｔ個の出力シンボルストリームをＴ個の変調器（ＭＯＤ）２３２ａ〜２３２ｔに供給することができる。各変調器２３２は、（たとえば、ＯＦＤＭ用の）その出力シンボルストリームを処理して出力サンプルストリームを取得することができる。さらに各変調器２３２は、その出力サンプルストリームを調整し（たとえば、アナログ変換、フィルタリング、増幅、およびアップコンバートし）、ダウンリンク信号を生成することができる。変調器２３２ａ〜２３２ｔからのＴ個のダウンリンク信号は、それぞれアンテナ２３４ａ〜２３４ｔを介して送信できる。

ＵＥ１２０において、Ｒ個のアンテナ２５２ａ〜２５２ｒはノードＢ１１０からＴ個のダウンリンク信号を受信することができ、各アンテナ２５２は受信信号を関連する復調器（ＤＥＭＯＤ）２５４に供給することができる。各復調器２５４は、その受信信号を調整（たとえば、フィルタリング、増幅、ダウンコンバート、およびデジタル化）してサンプルを取得することができ、さらに（たとえば、ＯＦＤＭ用の）サンプルを処理して受信シンボルを取得することができる。各復調器２５４は、受信データシンボルをＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ２６０に供給し、受信パイロットシンボルをチャネルプロセッサ２９４に供給することができる。チャネルプロセッサ２９４は、受信パイロットシンボルに基づいてノードＢ１１０からＵＥ１２０へのＭＩＭＯチャネルの応答を推定し、ＭＩＭＯチャネル推定をＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ２６０に供給することができる。ＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ２６０は、ＭＩＭＯチャネル推定に基づいて受信データシンボル上でＭＩＭＯ検出を実行し、送信データシンボルの推定である検出シンボルを与えることができる。ＲＸデータプロセッサ２７０は、検出シンボルを処理し（たとえば、シンボルデマップおよび復号し）、復号されたデータをデータシンク２７２に供給することができる。

ＵＥ１２０は、チャネル状態を評価し、下記のような様々なタイプの情報を備え得るフィードバック情報を生成することができる。フィードバック情報およびデータソース２７８からのデータは、ＴＸデータプロセッサ２８０によって処理し（たとえば、符号化およびシンボルマップし）、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２８２によって空間的に処理し、さらに変調器２５４ａ〜２５４ｒによって処理してＲ個のアップリンク信号を生成することができ、これらのアップリンク信号はアンテナ２５２ａ〜２５２ｒを介して送信できる。ノードＢ１１０において、ＵＥ１２０からのＲ個のアップリンク信号は、アンテナ２３４ａ〜２３４ｔによって受信し、復調器２３２ａ〜２３２ｔによって処理し、ＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３６によって空間的に処理し、さらにＲＸデータプロセッサ２３８によって処理して（たとえば、シンボルデマップおよび復号して）、ＵＥ１２０によって送信されたフィードバック情報およびデータを回復することができる。コントローラ／プロセッサ２４０はフィードバック情報に基づいてＵＥ１２０へのデータ伝送を制御することができる。

コントローラ／プロセッサ２４０および２９０は、それぞれノードＢ１１０およびＵＥ１２０における動作を指示することができる。メモリ２４２および２９２は、それぞれノードＢ１１０およびＵＥ１２０のためにデータおよびプログラムコードを格納することができる。スケジューラ２４４は、すべてのＵＥから受信されたフィードバック情報に基づいてダウンリンクおよび／またはアップリンク上でのデータ伝送用にＵＥ１２０および／または他のＵＥをスケジューリングすることができる。

本明細書で説明する技法はダウンリンクならびにアップリンク上でのＭＩＭＯ伝送に使用できる。わかりやすいように、本技法のいくつかの態様はＬＴＥにおけるダウンリンク上でのＭＩＭＯ伝送について以下で説明する。ＬＴＥは、ダウンリンク上では直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用し、アップリンク上ではシングルキャリア周波数分割多重化（ＳＣ−ＦＤＭ）を利用する。ＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭは、システム帯域幅を、一般にトーン、ビンなどとも呼ばれる複数（Ｋ個）の直交副搬送波に分割する。各副搬送波はデータで変調できる。一般に、変調シンボルは、ＯＦＤＭでは周波数領域で、ＳＣ−ＦＤＭでは時間領域で送られる。

ノードＢ１１０は、各シンボル周期中に各副搬送波上で、Ｌ個のレイヤを介してＬ個のデータシンボルを同時に送信することができ、ここでは一般にＬ≧１である。レイヤは、伝送に使用される各副搬送波の１つの空間的次元に対応することができる。ノードＢ１１０は、様々な伝送方式を使用してデータを送信することができる。

一態様では、ＭＩＭＯ伝送は、明示的巡回遅延と暗示的巡回遅延の組合せで送信できる。さらにＭＩＭＯ伝送は、プリコーディングを使用して送信できる。明示的巡回遅延、暗示的巡回遅延およびプリコーディングは、様々な様式で実行することができる。

１つの設計では、ノードＢ１１０は各副搬送波ｋのデータシンボルを次のように処理することができる。

ここで、ｄ（ｋ）は、１シンボル周期中に副搬送波ｋ上でＬ個のレイヤを介して送信されるべきＬ個のデータシンボルを含むＬ×１ベクトルであり、
ＵはＬ×Ｌレイヤ対仮想アンテナマッピング行列であり、
Ｄ（ｋ）は副搬送波ｋについてのＬ×Ｌ明示的巡回遅延行列であり、
ＷはＴ×Ｌプリコーディング行列であり、
Ｃ（ｋ）は副搬送波ｋについてのＴ×Ｔ暗示的巡回遅延行列であり、
ｙ_ｄ（ｋ）は、１シンボル周期中に副搬送波ｋ上でＴ個の送信アンテナに対してデータのＴ個の出力シンボルを含むＴ×１ベクトルである。

ノードＢ１１０は各副搬送波ｋのパイロットシンボルを次のように処理することができる。

ここで、ｐ（ｋ）は、１シンボル周期中に副搬送波ｋ上で送信されるべきＴ個のパイロットシンボルを含むＴ×１ベクトルであり、
ｙ_ｐ（ｋ）は、１シンボル周期中に副搬送波ｋ上でＴ個の送信アンテナに対してパイロットのＴ個の出力シンボルを含むＴ×１ベクトルである。

式（１）および式（２）は１つの副搬送波ｋについての式である。同じ処理が、伝送に使用される各副搬送波に対して実行できる。本明細書の説明では、行列は１つまたは複数の列を有することができる。

プリコーディング行列Ｗを使用して、Ｔ個の物理アンテナ２３４ａ〜２３４ｔに関連する最大Ｔ個の仮想アンテナを形成することができる。各仮想アンテナはＷの１列を用いて形成できる。データシンボルを、Ｗの１列で乗算し、次いで１つの仮想アンテナおよびすべてのＴ個の物理アンテナ上で送信できる。Ｗは、フーリエ行列または他の何らかの行列に基づくことができる。Ｗはプリコーディング行列のセットから選択できる。

レイヤ対仮想アンテナマッピング行列Ｕを使用して、Ｌ個のレイヤに対するデータシンボルを、Ｔ個の利用可能な仮想アンテナから選択されたＬ個の仮想アンテナにマッピングすることができる。使用するために選択されたレイヤ対仮想アンテナマッピングに基づいてＵを定義することができる。Ｕはまた、対角線に沿って１を有し、他の場所ではゼロを有する単位行列Ｉであってもよい。Ｋ個の副搬送波には、同じかまたは異なるマッピング行列を使用できる。

明示的巡回遅延行列Ｄ（ｋ）を使用して、ビームフォーミング利得、周波数選択性スケジューリング利得、および／またはダイバーシチ利得を提供できる巡回遅延ダイバーシチを達成することができる。また、Ｄ（ｋ）を使用して、いくつかの利点を有し得るレイヤ順列を実現することもできる。Ｄ（ｋ）は、巡回プレフィックス長を超える大きい遅延を含むことができる遅延のセットから選択された１つの遅延に基づいて生成できる。

また暗示的巡回遅延行列Ｃ（ｋ）を使用して、巡回遅延ダイバーシチを達成することができる。Ｃ（ｋ）は、様々な方法で生成でき、巡回プレフィックス長未満に制約できる。

式（１）に示された設計では、Ｗを用いるプリコーディングは、Ｄ（ｋ）を用いる明示的巡回遅延処理の後に行われる。したがって、明示的巡回遅延は、（物理アンテナの代わりに）プリコーディング行列Ｗによって形成された仮想アンテナに対して適用される。この設計は、大きい遅延に対して使用できる
図３Ａは、式（１）および式（２）を実施し、図２中のノードＢ１１０におけるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３０の１つの設計であるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３０ａのブロック図を示す。ＴＸデータプロセッサ２２０内では、Ｓ個のストリームプロセッサ３２０ａ〜３２０ｓが、データソース２１２からＳ個のデータストリームを受信でき、ここでは一般にＳ≧１である。各ストリームプロセッサ３２０は、そのデータストリームを、符号化、インターリーブ、スクランブル、およびシンボルマップして、データシンボルを取得することができる。各データストリームは、各伝送時間間隔（ＴＴＩ）内に１つのトランスポートブロックまたはパケットを搬送することができる。各ストリームプロセッサ３２０は、そのトランスポートブロックを処理してコードワードを取得し、次いでそのコードワードを変調シンボルのブロックにマッピングすることができる。「データストリーム」、「トランスポートブロック」、「パケット」および「コードワード」という用語は互換的に使用されることがある。ストリームプロセッサ３２０ａ〜３２０ｓはＳ個のデータシンボルストリームを提供することができる。

ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３０ａ内では、レイヤマッパー３３２が、Ｓ個のデータストリームについてのデータシンボルを、使用するために選択されたＬ個の仮想アンテナにマッピングすることができる。１つの設計では、マッパー３３２は、Ｓ個のデータストリームについてのデータシンボルを、Ｌ個のレイヤにマッピングし、次いでＬ個のレイヤについてのデータシンボルを、副搬送波、および伝送に使用される仮想アンテナにマッピングすることができる。明示的巡回遅延プロセッサ３３４は各副搬送波のマッピングされたシンボルを明示的巡回遅延行列Ｄ（ｋ）で乗算することができる。プリコーダ３３６は、各副搬送波のプロセッサ３３４からのシンボルをプリコーディング行列Ｗで乗算し、その副搬送波のプリコーディングされたシンボルを与えることができる。暗示的巡回遅延プロセッサ３３８は、プリコーダ３３６からのプリコーディングされたシンボルおよびパイロットシンボルを受信し、各副搬送波のシンボルを暗示的巡回遅延行列Ｃ（ｋ）で乗算して、出力シンボルを取得することができる。プロセッサ３３８はＴ個の出力シンボルストリームをＴ個の変調器２３２ａ〜２３２ｔに供給することができる。

各変調器２３２は、それぞれの出力シンボルストリームに対してＯＦＤＭ変調を行うことができる。各変調器２３２内では、１つのＯＦＤＭシンボル周期中に合計Ｋ個の副搬送波上で送信されるべきＫ個の出力シンボルは、Ｋ点離散的逆フーリエ変換（ＩＤＦＴ）を用いて変換し、Ｋ個の時間領域サンプルを含む有効部を取得できる。各時間領域サンプルは、１サンプル周期中に送信されるべき複素数値である。有効部の最後のＣ個のサンプルをコピーし有効部の最前部に追加して、Ｋ＋Ｃ個のサンプルを含むＯＦＤＭシンボルを形成することができる。コピーされた部分は、巡回プレフィックスと呼ばれ、周波数選択性フェージングによって生じる符号間干渉（ＩＳＩ）をなくすために使用される。各変調器２３２はさらに、そのサンプルストリームを処理して、ダウンリンク信号を生成することができる。

コントローラ／プロセッサ２４０は、ＵＥ１２０からのフィードバック情報を受信し、ストリームプロセッサ３２０およびレイヤマッパー３３２の制御信号を生成することができる。コントローラ／プロセッサ２４０はまた、明示的巡回遅延行列Ｄ（ｋ）をプロセッサ３３４に、プリコーディング行列Ｗをプリコーダ３３６に、暗示的巡回遅延行列Ｃ（ｋ）をプロセッサ３３８に供給することもできる。

別の設計では、ノードＢ１１０は各副搬送波ｋのデータシンボルを次のように処理することができる。

ここで、Ｄ（ｋ）は、副搬送波ｋについてのＴ×Ｔ明示的巡回遅延行列である。ノードＢ１１０は各副搬送波ｋのパイロットシンボルを式（２）に示されているように処理することができる。

式（３）に示された設計では、Ｄ（ｋ）を用いる明示的巡回遅延処理は、Ｗを用いるプリコーディングの後に行われる。したがって、明示的巡回遅延は仮想アンテナの代わりに物理アンテナに適用される。この設計は、ゼロ遅延および小さい遅延に対して使用できる。

図３Ｂは、式（２）および式（３）を実施し、図２中のノードＢ１１０におけるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３０の別の設計であるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３０ｂのブロック図を示す。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２３０ｂ内では、レイヤマッパー３４２が、Ｓ個のデータストリームについてのデータシンボルを、使用するために選択されたＬ個の仮想アンテナにマッピングすることができる。プリコーダ３４４は、各副搬送波のマッピングされたシンボルをプリコーディング行列Ｗで乗算し、その副搬送波のプリコーディングされたシンボルを与えることができる。明示的巡回遅延プロセッサ３４６は各副搬送波のプリコーディングされたシンボルを明示的巡回遅延行列Ｄ（ｋ）で乗算することができる。暗示的巡回遅延プロセッサ３４８は、プロセッサ３４６からのシンボルおよびパイロットシンボルを受信することができ、各副搬送波のシンボルを暗示的巡回遅延行列Ｃ（ｋ）で乗算して、出力シンボルを取得することができる。プロセッサ３４８はＴ個の出力シンボルストリームをＴ個の変調器２３２ａ〜２３２ｔに供給することができる。

さらに別の設計では、ノードＢ１１０は各副搬送波ｋのパイロットシンボルを次のように処理することができる。

ここで、ＶはＴ×Ｔユニタリ行列である。ユニタリ行列Ｖは、属性Ｖ^ＨＶ＝ＩおよびＶＶ^Ｈ＝Ｉを特徴とし、これは、Ｖの列は互いに直交しており、Ｖの行も互いに直交しており、各列および各行は単位電力をもつことを意味する。Ｖは、フーリエ行列または他の何らかタイプの行列に基づくことができる。式（４）の設計は、パイロットがすべてのＴ個の物理アンテナを介して送信されるようにすることができる。この設計は、パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）、同期チャネル（ＳＣＨ）および／または他のチャネルに使用できる。

式（１）および式（３）に示された設計では、様々なタイプのプリコーディング行列を使用できる。１つの設計では、Ｑ個のプリコーディング行列のセットを次のように定義できる。

ここで、Ｆはフーリエ行列であり、
Λ_ｉは第ｉの位相シフト行列であり、
Ｗ_ｉは第ｉのプリコーディング行列である。

Ｔ×Ｔフーリエ行列Ｆの成分は次のように表すことができる。

ここで、ｆ_ｕ，ｖはフーリエ行列の第ｕ行および第ｖ列の成分である。

１つの設計では、位相シフト行列Λ_ｉは次のように表すことができる。

ここで、λ_ｉ，ｖは第ｉの位相シフト行列における第ｖのアンテナの位相である。Ｑ個の異なる位相シフト行列は、異なる位相λ_ｉ，ｖを用いて、および／または１つまたは複数の基底行列を回転することによって定義できる。

式（５）に示された設計では、Ｑ個の異なるＴ×Ｔプリコーディング行列Ｗ_ｉは、フーリエ行列ＦおよびＱ個の異なる位相シフト行列Λ_ｉに基づいて定義できる。プリコーディング行列のセットは、フーリエ行列の代わりにまたはフーリエ行列に加えて、他のユニタリ行列を用いて定義することもできる。またプリコーディング行列のセットは、１つの物理アンテナ上で各レイヤを送信するために使用できる単位行列Ｉを含んでよい。選択的仮想アンテナ伝送では、Ｑ個のプリコーディング行列の列（または部分行列）の異なる組合せを評価することができ、最高の性能を提供するプリコーディング行列Ｗ_ｉのＬ個の列をプリコーディング行列Ｗ（一般に１≦Ｌ≦Ｔ）として与えることができる。

１つの設計では、遅延のセットに対して明示的巡回遅延行列のセットを定義することができる。各遅延は、Ｖ個のアンテナのＶ個の位相ランプと関連付けることができ、ここでアンテナ０はゼロ位相ランプを有することができる。図３Ａに示すように明示的巡回遅延処理がプリコーディングの前に行われる場合、Ｖ＝Ｌであり、Ｖ個のアンテナはＬ個の選択された仮想アンテナに対応する。図３Ｂに示すように明示的巡回遅延処理がプリコーディングの後に行われる場合、Ｖ＝Ｔであり、Ｖ個のアンテナはＴ個の物理アンテナに対応する。したがって、明示的巡回遅延行列Ｄ（ｋ）の次元は、明示的巡回遅延処理がプリコーディングの前かまたはその後に行われるかどうかに依存することができる。わかりやすいように、以下の説明の多くは、図３Ａに示されるように明示的巡回遅延処理がプリコーディングの前に行われ、Ｄ（ｋ）がＬ×Ｌの次元を有するものと仮定する。

１つの設計では、明示的巡回遅延行列のセットを次のように定義することができる。

ここで、τ_ｍは、連続するアンテナ間の遅延間隔である第ｍの遅延であり、
Ｄ_ｍ（ｋ）は、第ｍの遅延に対する明示的巡回遅延行列である。

式（８）に示された設計では、巡回遅延値τ_ｍ，ｖおよび各アンテナｖの位相ランプθ_ｍ，ｖを次のように表すことができる。

式（８）の設計は、異なるアンテナの巡回遅延値に対してτ_ｍの均一な間隔を使用する。すべてのＬ個のアンテナの巡回遅延値は、単一のτ_ｍの値に基づいて定義できるので、均一な遅延間隔は、シグナリングオーバーヘッドを低減することができる。

１つの設計では、Ｍ＝３の遅延のセットを、以下を包含するように定義できる。

小さい遅延は、ビームフォーミングおよび周波数選択性スケジューリング利得を改善するために使用でき、特に低モビリティのチャネル、低ジオメトリのチャネル、低階数のチャネルなどに対して有益であることがある。大きい遅延は、送信ダイバーシチ利得を改善するために使用でき、（たとえば、３０ｋｍ／時以上で移動しているモバイルＵＥでの）高モビリティのチャネル、高ジオメトリのチャネル、高階数のチャネル、時間または周波数におけるより粗いフィードバックなどに対して適切であることがある。大きい遅延は、低モビリティのチャネルにおけるゼロ遅延と同様の性能をもたらし、それによりフィードバック情報に雑音のあるときシステムの頑健性を高めることができる。ジオメトリは信号対雑音干渉比（ＳＩＮＲ）に関連する。低ジオメトリは、低いＳＩＮＲに対応し、高ジオメトリは、高いＳＩＮＲに対応することができる。階数は、使用するために選択された仮想アンテナの数を指し、空間多重化数とも呼ばれる。１つの設計では、階数１の伝送にはゼロ遅延または小さい遅延を使用し、階数２以上の伝送には大きい遅延を使用することができる。大きい遅延を用いる巡回遅延ダイバーシチ処理は、データ伝送に使用されるＬ個のレイヤのＳＩＮＲを等化することができる。

概して、どんな数の遅延およびどんな特定の遅延に対しても明示的巡回遅延行列を定義することができる。たとえば、明示的巡回遅延行列は、τ_１＝１または何らか他の値の小さい遅延、Ｋ／Ｌ未満またはＫ／Ｌ超の大きい遅延、などに対して定義できる。式（８）および式（９）に示されるように、異なるアンテナの巡回遅延値は均一な間隔を有することができる。異なるアンテナの巡回遅延値は不均一な間隔を有することもできる。概して、小さい遅延は、巡回プレフィックス長よりも小さいどんな遅延でもあってよく、大きい遅延は、巡回プレフィックス長よりも大きいどんな遅延でもあってよい。

１つの設計では、暗示的巡回遅延行列Ｃ（ｋ）を次のように定義できる。

ここで、ζ_ｔは、物理アンテナｔの暗示的巡回遅延値である。

各物理アンテナｔの位相ランプθ_ｔは次のように表すことができる。

ここで、θ_０＝ζ_０＝０である。

一般に、暗示的巡回遅延値の任意のセットをＴ個の物理アンテナに使用できる。暗示的巡回遅延値は擬似ランダム値か、または良好な性能を達成するように選択される値とすることができる。暗示的巡回遅延値は、次のように巡回プレフィックス長よりも短くなくてはならない。

式（１６）の制約は、暗示的巡回遅延で送信されたパイロットに基づくチャネル推定が、エイリアシング効果により過度に劣化しないことを確実にすることができる。

１つの設計では、各物理アンテナの暗示的巡回遅延値ζ_ｔを整数個のサンプルによって与えることができる。この設計では、暗示的巡回遅延は、以下に説明するように、周波数領域でＣ（ｋ）を適用することによって、または時間領域で有効部を巡回シフトすることによって達成できる。別の設計では、各物理アンテナの暗示的巡回遅延値ζ_ｔを非整数個のサンプルによって与えることができる。

１つの設計では、Ｔ個の異なる暗示的巡回遅延値のベースセットを定義できる。たとえば、ベースセットは、０、１、２、．．．、Ｔ−１の巡回遅延値を含むことができる。次いで、物理アンテナ０〜Ｔ−１、またはζ_ｔ（ただし、ｔ＝０、．．．、Ｔ−１）の暗示的巡回遅延値は、擬似ランダム的な方法でベースセットから取ることができる。本設計は、Ｔ個の異なる擬似ランダム的に選択された巡回遅延値がＴ個の物理アンテナに適用されることを確実にすることができる。

Ｔ個の物理アンテナに対し暗示的巡回遅延値を他の方法で定義し、選択することもできる。暗示的巡回遅延値は、経時的に変化しない静的な値、経時的にゆっくり変化する半静的な値、または頻繁に変化することができる、たとえばシンボル周期ごと、複数のシンボル周期のスロットごと、複数のスロットのサブフレームごとなどに変化することができる動的な値であってよい。

式（１）に示された設計では、式（１３）に示された大きい遅延を用いるデータシンボルの処理は次のように表すことができる。

パイロットシンボルの処理は、以下のように表すことができる。

暗示的巡回遅延行列Ｃ（ｋ）は、式（１）に示されたように周波数領域で適用でき、副搬送波ｋの関数であってよい。Ｃ（ｋ）は、各物理アンテナ上でＫ個の副搬送波にわたって位相ランプ（すなわち、線形位相シフト）を与える。位相ランプの傾斜はアンテナによって異なり、アンテナ０はゼロ位相ランプを有することができる。周波数領域で位相ランプを適用することは、時間領域でＯＦＤＭシンボルの有効部の巡回シフトを実行することと等価である。

図４は、時間領域で暗示的巡回遅延を適用する一例を示す。この例では、Ｔ＝４であり、各物理アンテナのζ_ｔは整数個のサンプルによって与えられる。アンテナ０のＯＦＤＭシンボルの有効部は０個のサンプルだけ巡回シフトされ、アンテナ１のＯＦＤＭシンボルの有効部はζ_１個のサンプルだけ巡回シフトされ、アンテナ２のＯＦＤＭシンボルの有効部はζ_２個のサンプルだけ巡回シフトされ、アンテナ３のＯＦＤＭシンボルの有効部はζ_３個のサンプルだけ巡回シフトされる。ζ_１、ζ_２およびζ_３は擬似ランダム値であるか、または何らかの形で関連付けられる。

巡回遅延行列Ｄ（ｋ）およびＣ（ｋ）を使用して、異なるアンテナの巡回遅延値の中のゼロ遅延、小さい遅延、大きい遅延、ならびに均一な間隔および不均一な間隔を含む様々な遅延をサポートすることができる。これらの行列は、（すべての考えられる遅延から１つの遅延を選択することの）評価の複雑さ、および（選択された遅延の通知の）シグナリングオーバーヘッドを低減することもできる。遅延は様々な方法で選択できる。

１つの設計では、ノードＢは、各ＵＥの明示的遅延を選択し、選択された遅延をＵＥに送信することができる。別の設計では、ノードＢは、ノードＢによってサービスされるすべてのＵＥの明示的遅延を選択し、選択された遅延をこれらのＵＥにブロードキャストまたは送信することができる。また別の設計では、ノードＢは、ＵＥの計算の複雑さならびにフィードバックオーバヘッドを低減するために、階数ごとに異なるように遅延のセットを制限することができる。たとえば、ゼロ遅延のみを階数１に許可し、ゼロ遅延と大きい遅延の両方を階数２に許可することなどが可能である。

１つの設計では、ＵＥは、性能基準に基づいて様々な考えられるプリコーディング行列および様々な考えられる遅延を評価し、最良の性能基準でプリコーディング行列および遅延を選択することができる。プリコーディング行列Ｗ_ｉと遅延τ_ｍの考えられる組合せごとに、ＵＥは、ＭＩＭＯチャネル推定Ｈ（ｋ）、プリコーディング行列Ｗ_ｉおよび明示的巡回遅延行列Ｄ_ｍ（ｋ）に基づいて効果的なＭＩＭＯチャネル推定Ｈ_ｅｆｆ（ｋ）を計算することができる。ＵＥは様々な仮説を評価することができ、各仮説は、データ伝送に使用できる仮想アンテナの異なる組合せ（すなわち、Ｈ_ｅｆｆ（ｋ）の異なる列サブセット）に対する異なるプリコーディング部分行列Ｗ_ｉ，ｓに対応する。ＵＥは、Ｈ_ｅｆｆ（ｋ）、ＵＥによって使用されるＭＩＭＯ検出技法、および仮説のすべての仮想アンテナにわたる利用可能な送信電力の均一な分配に基づいて、各仮説のＳＩＮＲのセットを推定することができる。次いで、ＵＥは、容量関数に基づいて各ＳＩＮＲを容量にマッピングし、仮説ごとにすべての仮想アンテナについてすべてのＫ個の副搬送波の容量を累算して、その仮説について合計容量を取得することができる。プリコーディング行列と明示的巡回遅延値のすべての考えられる組合せについてすべての仮説を評価した後、ＵＥは、最大合計容量を有する、プリコーディング行列と遅延の最良の組合せのための最良の仮説を選択することができる。ＵＥは、最良の仮説のプリコーディング部分行列Ｗ_ｉ，ｓおよび遅延を、データ伝送に使用すべきプリコーディング行列Ｗおよび遅延として送信することができる。プリコーディング行列Ｗは、Ｌ個の選択された仮想アンテナのＷ_ｉのＬ個の最良の列を含むことができる。

ＵＥは、Ｌ個の選択された仮想アンテナ上で送信すべきＳ個のデータストリームのＳ個のＳＩＮＲを決定することもできる。各データストリームのＳＩＮＲは、そのデータストリーム用の副搬送波のＳＩＮＲおよび仮想アンテナに基づいて決定できる。ＵＥは、Ｓ個のデータストリームのＳＩＮＲに基づいてＳ個のチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）値を決定することもできる。ＣＱＩ値は平均ＳＩＮＲ、変調および符号化方式（ＭＣＳ）、パケット形式、移送形式などを備えることができる。ＵＥは、Ｓ個のデータストリームに対するＳ個のＣＱＩ値を送信するか、または、ベースＣＱＩ値および差分ＣＱＩ値を送信することができる。ベースＣＱＩ値は、最初に復号されたデータストリームのＳＩＮＲを表し、差分ＣＱＩ値は、２つのデータストリームのＳＩＮＲ間の差を表すことができる。

１つの設計では、ノードＢは各物理アンテナの暗示的巡回遅延値を任意に選択することができる。ノードＢは同じ暗示的巡回遅延処理でパイロットシンボルおよびデータシンボルを送信することができ、ＵＥはこれらのパイロットシンボルに基づいてＭＩＭＯチャネル応答を推定することができる。この場合、ＭＩＭＯチャネル推定は、ノードＢによって適用された実ＭＩＭＯチャネル応答と暗示的巡回遅延行列の両方を含むことになる。暗示的巡回遅延行列によって生じる位相シフトはＵＥによってＭＩＭＯチャネル変動の一部として把握され、ＵＥは各アンテナの暗示的巡回遅延値を知る必要はない。暗示的巡回遅延行列でパイロットを送信することによって、ノードＢは暗示的巡回遅延値を任意に選択および変更することができ、その変更はＵＥにとって透過的であろう。

Ｌ個の仮想アンテナの中の均一な遅延間隔を有する少数の明示的遅延（たとえば、ゼロ遅延、小さい遅延および大きい遅延）を使用することによって、ノードＢとＵＥとの間のシグナリングオーバーヘッドおよび／またはＵＥにおける選択の複雑さは低減できる。ノードＢは、ＵＥに通知しなくても様々な暗示的巡回遅延値を選択および適用することができる。

図５は、図２中のＵＥ１２０におけるＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ２６０およびＲＸデータプロセッサ２７０の設計のブロック図を示す。復調器２５４ａ〜２５４ｒからの受信パイロットシンボルは以下のように表現できる。

ここで、Ｈ（ｋ）は副搬送波ｋのＲ×ＴのＭＩＭＯチャネル行列であり、
ｒ_ｐ（ｋ）は、１つのシンボル周期中の副搬送波ｋ上でのＲ個の受信アンテナのＲ個の受信パイロットシンボルを含むＲ×１ベクトルである。

パイロットシンボルが式（２）に示すように送信される場合、式（１９）が適用可能である。パイロットシンボルが式（４）に示すように送信される場合、式（２０）が適用可能である。

チャネル推定器２９４は受信パイロットシンボルに基づいてＭＩＭＯチャネル推定を導出することができる。ＭＩＭＯチャネル推定を以下のように表すことができる。

ここで、Ｈ_ｅｓｔ（ｋ）は副搬送波ｋのＲ×Ｔの推定ＭＩＭＯチャネル行列である。話を簡単にするために、式（２１）および（２２）はチャネル推定誤りを想定しない。ＭＩＭＯチャネル推定は、送信のために使用されるすべての副搬送波について推定ＭＩＭＯチャネル行列のセットを含むことができる。式（２１）および（２２）に示すように、ＭＩＭＯチャネル推定Ｈ_ｅｓｔ（ｋ）は、実ＭＩＭＯチャネルＨ（ｋ）ならびに暗示的巡回遅延行列Ｃ（ｋ）および（あるとすれば）パイロットのために使用されるユニタリ行列Ｖを含む。

ＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ２６０内では、計算ユニット５１０が、チャネル推定器２９４からのＭＩＭＯチャネル推定Ｈ_ｅｓｔ（ｋ）、ならびに使用するために選択されたプリコーディング行列Ｗおよび巡回遅延行列Ｄ（ｋ）を受信することができる。パイロットが式（４）に示すように送信された場合、プロセッサ２６０は、次のＨ_ｅｓｔ（ｋ）＝Ｈ_ｅｓｔ（ｋ）Ｖ^Ｈのようにパイロットのために使用されるユニタリ行列Ｖを除去することができる。ユニット５１０は効果的なＭＩＭＯチャネル推定を以下のように計算することができる。

ここで、Ｈ_ｅｆｆ（ｋ）は副搬送波ｋのＲ×Ｔの効果的なＭＩＭＯチャネル行列である。Ｈ_ｅｆｆ（ｋ）は、データシンボルによって観測される効果的なＭＩＭＯチャネルであり、データ伝送のために使用されるＬ個の仮想アンテナについてのものである。

式（２３）は、ノードＢが、式（１）に示すようにプリコーディングおよび明示的巡回遅延処理を実行する場合に使用できる。式（２４）は、ノードＢが、式（３）に示すようにプリコーディングおよび明示的巡回遅延処理を実行する場合に使用できる。次いで、ユニット５１０は、Ｈ_ｅｆｆ（ｋ）に基づいて、および最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）、線形ＭＭＳＥ（ＬＭＭＳＥ）、ゼロフォーシング（ＺＦ）、または他の何らかのＭＩＭＯ検出技法に従って、各副搬送波ｋの空間フィルタ行列Ｍ（ｋ）を計算することができる。

ＭＩＭＯ検出器５１２はＲ個の復調器２５４ａ〜２５４ｒからＲ個の受信データシンボルストリームを取得することができる。ＭＩＭＯ検出器５１２は、各副搬送波ｋの空間フィルタ行列Ｍ（ｋ）を用いてＲ個の受信データシンボルストリーム上でＭＩＭＯ検出を実行し、Ｌ個の選択された仮想アンテナのＬ個の検出されたシンボルストリームを供給することができる。レイヤデマッパー５１４は、図３Ａ中のレイヤマッパー３３２または図３Ｂ中のレイヤマッパー３４２によって実行されるマッピングに相補的な形でＬ個の検出シンボルストリームをデマッピングすることができ、Ｓ個のデマッピングされたシンボルストリームをＳ個のデータストリームに供給することができる。

ＲＸデータプロセッサ２７０はＳ個のデータストリームに対してＳ個のストリームプロセッサ５２０ａ〜５２０ｓを含む。各ストリームプロセッサ５２０は、そのデマッピングされたシンボルストリームをシンボルデマップ、デスクランブル、デインターリーブおよび復号し、復号されたデータストリームを供給することができる。

図６は、無線通信システムでデータを送信するためのプロセス６００の設計を示す。プロセス６００は、ノードＢ、ＵＥなどの送信機によって実行できる。プロセス６００では、送信機は、データ伝送の受信機に知られている巡回遅延値の第１のセット（たとえば、τ_ｍ，０〜τ_{ｍ，Ｌ−１}）に基づいて、巡回遅延ダイバーシチ（または明示的巡回遅延処理）の第１の処理を実行することができる（ブロック６１２）。送信機は、巡回遅延ダイバーシチの第１の処理の前または後のいずれかにプリコーディング行列Ｗに基づいてプリコーディングを実行することができる（ブロック６１４）。送信機は、受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセット（たとえば、ζ_０〜ζ_Ｔ−１）に基づいて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理（または暗示的巡回遅延処理）を実行することができる（ブロック６１６）。

送信機は、たとえば、式（１）または式（３）に示すように、データについて巡回遅延ダイバーシチの第１および第２の処理を実行することができる。送信機は、たとえば、式（２）または式（４）に示すように、パイロットについて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理のみを実行することができる。送信機は、データに適用されないユニタリ行列Ｖを用いてパイロットを処理することができる。送信機は、たとえば、各副搬送波ｋに対して明示的巡回遅延行列Ｄ（ｋ）を適用することによって、周波数領域で巡回遅延ダイバーシチの第１の処理を実行することができる。送信機は、たとえば、図４に示すように有効部のサンプルを巡回シフトすることによって、時間領域で巡回遅延ダイバーシチの第２の処理を実行することができる。

１つの設計では、送信機は、式（１１）〜（１３）に示されるゼロ遅延、小さい遅延および大きい遅延を含むことがある、複数の遅延のうちの１つを示すフィードバック情報を受信することができる。送信機は、フィードバック情報によって示される遅延に基づいて、巡回遅延値の第１のセットを決定することができる。別の設計では、送信機は、複数の遅延の中から１つの遅延を選択し、選択された遅延を受信機に送信することができる。次いで、送信機は、選択された遅延に基づいて巡回遅延値の第１のセットを決定することができる。送信機は、受信機に通知しなくても第２のセットで巡回遅延値を自主的に（たとえば、擬似ランダムに）選択することができ、これらの巡回遅延値を巡回プレフィックス長よりも短く限定することができる。

図７は、無線通信システムでデータを送信するための装置７００の設計を示す。装置７００は、データ伝送の受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第１の処理を実行するための手段（モジュール７１２）と、巡回遅延ダイバーシチの第１の処理の前または後のいずれかに、プリコーディング行列に基づいてプリコーディングを実行するための手段（モジュール７１４）と、受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理を実行するための手段（モジュール７１６）とを含む。

図８は、無線通信システムでデータを受信するためのプロセス８００の設計を示す。プロセス８００は、ＵＥ、ノードＢなどの受信機によって実行できる。プロセス８００では、受信機は、受信機に知られている巡回遅延値の第１のセット（たとえば、τ_ｍ，０〜τ_{ｍ，Ｌ−１}）および受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセット（たとえば、ζ_０〜ζ_Ｔ−１）に基づいて、巡回遅延ダイバーシチで送信されたデータ伝送を受信することができる（ブロック８１２）。受信機は、巡回遅延値の第２のセットのみに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたパイロット伝送を受信することができる（ブロック８１４）。受信機は、受信されたパイロット伝送に基づいてＭＩＭＯチャネル推定を導出することができる（ブロック８１６）。パイロット伝送は、データ伝送のために使用されないユニタリ行列Ｖで送信できる。この場合、ＭＩＭＯチャネル推定はユニタリ行列Ｖにさらに基づいて導出できる。ＭＩＭＯチャネル推定は、複数の副搬送波について複数のＭＩＭＯチャネル行列Ｈ_ｅｓｔ（ｋ）を備えることができる。

受信機は、ＭＩＭＯチャネル推定および巡回遅延値の第１のセットに基づいて受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行することができる（ブロック８１８）。ブロック８１８の１つの設計では、受信機は、巡回遅延値の第１のセットに基づいて複数の副搬送波について複数の巡回遅延行列Ｄ（ｋ）を決定することができる。受信機は、複数の巡回遅延行列Ｄ（ｋ）、複数のＭＩＭＯチャネル行列Ｈ_ｅｓｔ（ｋ）、およびデータ伝送のために使用されるプリコーディング行列Ｗに基づいて、複数の副搬送波について複数の空間フィルタ行列Ｍ（ｋ）を導出することができる。次いで、受信機は、複数の空間フィルタ行列に基づいて受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行することができる。

受信機は、複数のプリコーディング行列の性能（たとえば、合計容量）を評価し、選択されたプリコーディング行列を示すフィードバック情報を送信することができる。データ伝送は、選択されたプリコーディング行列に基づいてプリコーディングで送信できる。受信機は、選択されたプリコーディング行列にさらに基づいて受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行することができる。受信機は、複数の遅延（たとえば、ゼロ遅延、小さい遅延および大きい遅延）も評価することができ、選択された遅延を示すフィードバック情報を送信することができる。巡回遅延値の第１のセットは、選択された遅延に基づいて決定できる。受信機はまた複数のプリコーディング行列および複数の遅延を一緒に評価することができる。

図９は、無線通信システムでデータを受信するための装置９００の設計を示す。装置９００は、受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットおよび受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたデータ伝送を受信するための手段（モジュール９１２）と、巡回遅延値の第２のセットのみに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたパイロット伝送を受信するための手段（モジュール９１４）と、受信されたパイロット伝送に基づいてＭＩＭＯチャネル推定を導出するための手段（モジュール９１６）と、ＭＩＭＯチャネル推定および巡回遅延値の第１のセットに基づいて受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行するための手段（モジュール９１８）とを含む。

図７および図９のモジュールは、プロセッサ、電子デバイス、ハードウェアデバイス、電子コンポーネント、論理回路、メモリなど、またはそれらの任意の組合せを備えることができる。

上記の説明の大分部において、Ｃ（ｋ）を用いる巡回遅延ダイバーシチの処理は暗示的であり、Ｃ（ｋ）はＵＥに知られていない。別の設計では、Ｃ（ｋ）を用いる巡回遅延ダイバーシチの処理は明示的であり、Ｃ（ｋ）は（たとえば、信号を送られる）ＵＥに知られている。データシンボルは、Ｃ（ｋ）が暗示的であるか明示的であるかどうかにかかわらず、同様にＣ（ｋ）を用いて処理できる。パイロットシンボルは、Ｃ（ｋ）が暗示的であるとき、（前述のように）Ｃ（ｋ）を用いて処理され、Ｃ（ｋ）が明示的であるとき、Ｃ（ｋ）を用いて処理されてもされなくてもよい。

情報および信号は多種多様な技術および技法のいずれかを使用して表すことができることを当業者なら理解するであろう。たとえば、上記の説明全体を通して言及されることがあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表すことができる。

さらに、本明細書での開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることを当業者なら理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアとのこの交換可能性を明瞭に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについては概してそれらの機能の観点から上記で説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するかソフトウェアとして実装するかは、システム全体に課せられる特定の適用および設計上の制約に依存する。当業者は説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実現することができるが、そのような実現の決定は本開示の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。

本明細書の開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、または本明細書に記載の機能を実行するように設計されたその任意の組合せを用いて実装または実行できる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替形態では、プロセッサは従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってよい。プロセッサは、コンピューティング装置の組合せ、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、１つまたは複数のマイクロプロセッサとＤＳＰコアとの結合、および他の任意のそのような構成としても実現できる。

本明細書の開示に関連して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施するか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施するか、またはその２つの組合せで実施することができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている他の形態の記憶媒体に存在してよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読むことができ、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替形態では、記憶媒体はプロセッサに一体化できる。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ中に存在してよい。ＡＳＩＣはユーザ端末装置中に存在してよい。代替形態では、プロセッサおよび記憶媒体はユーザ端末中の個別構成要素として存在してよい。

１つまたは複数の例示的な設計で、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せで実装できる。ソフトウェアで実装された場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ読取可能媒体上に格納でき、またはコンピュータ読取可能媒体を介して送信できる。コンピュータ読取可能媒体は、コンピュータ記憶媒体と、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を可能にするいかなる媒体をも含む通信媒体との両方を含む。記憶媒体は、汎用または専用コンピュータによってアクセスできる利用可能ないかなる媒体でもよい。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ読取可能媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは、命令またはデータ構造の形の所望のプログラムコード手段を搬送または格納するために使用でき、汎用または専用コンピュータ、あるいは汎用または専用プロセッサによってアクセスできる他の媒体をも備えることができる。また、いかなる接続もコンピュータ読取可能媒体と適切に呼ばれる。たとえば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線およびマイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用するように、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイディスク（disc）を含み、この場合、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）はデータをレーザで光学的に再生する。上記のものの組合せもコンピュータ読取可能媒体の範囲内に含むべきである。

本開示の前述の説明は、いかなる当業者でも本開示を作成または使用することができるように提供されている。本開示に対する様々な変更形態が当業者に対して容易に明らかとなり、本明細書で定義された一般的な原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく他の変形形態に対して適用できる。したがって、本開示は本明細書に記載の例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示される原理および新規な特徴と合致する最も広い範囲が与えられるべきである。

Claims (46)

1. 無線通信のための装置であって、
   データ伝送の受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第１の処理を実行し、前記受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
   前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、を備える装置。
2. 前記少なくとも１つのプロセッサが、データに巡回遅延ダイバーシチの前記第１および第２の処理を実行し、パイロットに巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理のみを実行する請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つのプロセッサが、周波数領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理を実行し、周波数領域または時間領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理を実行する請求項１に記載の装置。
4. 巡回遅延値の前記第１のセットが巡回プレフィックス長よりも長い巡回遅延に対応し、巡回遅延値の前記第２のセットが前記巡回プレフィックス長よりも短い巡回遅延に対応する請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つのプロセッサが、複数の遅延のうちの１つを示すフィードバック情報を前記受信機から受信し、前記フィードバック情報によって示される前記遅延に基づいて巡回遅延値の前記第１のセットを決定するように構成される請求項１に記載の装置。
6. 前記フィードバック情報が、遅延、巡回プレフィックス長未満の小さい遅延、または前記巡回プレフィックス長を超える大きい遅延を示さない請求項５に記載の装置。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサが、複数の遅延の中から遅延を選択し、前記選択された遅延を前記受信機に送信し、前記選択された遅延に基づいて巡回遅延値の前記第１のセットを決定する請求項１に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記受信機に通知しなくても前記第２のセットで前記巡回遅延値を自主的に選択する請求項１に記載の装置。
9. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記受信機からのフィードバック情報に基づいて前記第２のセットで前記巡回遅延値を決定する請求項１に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つのプロセッサが、巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理の後で、かつ、巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理より前に、プリコーディング行列に基づいてプリコーディングを実行する請求項１に記載の装置。
11. 前記少なくとも１つのプロセッサが、巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理より前に、プリコーディング行列に基づいてプリコーディングを実行する請求項１に記載の装置。
12. 前記少なくとも１つのプロセッサが、データに適用されないユニタリ行列で前記パイロットを処理する請求項２に記載の装置。
13. 無線通信のための方法であって、
    データ伝送の受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第１の処理を実行することと、
    前記受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理を実行することと、を備える方法。
14. データに巡回遅延ダイバーシチの前記第１および第２の処理を実行することと、
    パイロットに巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理のみを実行することと、を備える請求項１３に記載の方法。
15. 巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理を前記実行することが、周波数領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理を実行することを備え、巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理を前記実行することが、周波数領域または時間領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理を実行することを備える請求項１３に記載の方法。
16. 複数の遅延のうちの１つを示すフィードバック情報を前記受信機から受信することと、
    前記フィードバック情報によって示される前記遅延に基づいて、巡回遅延値の前記第１のセットを決定することと、をさらに備える請求項１３に記載の方法。
17. 前記受信機に通知しなくても前記第２のセットで前記巡回遅延値を自主的に選択することをさらに備える請求項１３に記載の方法。
18. 巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理の前または後のいずれかに、かつ、巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理より前に、プリコーディング行列に基づいてプリコーディングを実行することをさらに備える請求項１３に記載の方法。
19. 無線通信のための装置であって、
    データ伝送の受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第１の処理を実行するための手段と、
    前記受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理を実行するための手段と、を備える装置。
20. データに巡回遅延ダイバーシチの前記第１および第２の処理を実行するための手段と、
    パイロットに巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理のみを実行する手段と、をさらに備える請求項１９に記載の装置。
21. 巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理を実行するための前記手段が、周波数領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理を実行するための手段を備え、巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理を実行するための前記手段が、時間領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理を実行するための手段を備える請求項１９に記載の装置。
22. 複数の遅延のうちの１つを示すフィードバック情報を前記受信機から受信するための手段と、
    前記フィードバック情報によって示される前記遅延に基づいて、巡回遅延値の前記第１のセットを決定するための手段と、をさらに備える請求項１９に記載の装置。
23. 前記受信機に通知しなくても前記第２のセットで前記巡回遅延値を自主的に選択するための手段をさらに備える請求項１９に記載の装置。
24. 巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理の前または後のいずれかに、かつ、巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理より前に、プリコーディング行列に基づいてプリコーディングを実行するための手段をさらに備える請求項１９に記載の装置。
25. 機械によって実行されると、
    データ伝送の受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第１の処理を実行することと、
    前記受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理を実行することと、を含む動作を前記機械に実行させる命令を備える機械読取可能媒体。
26. 前記機械によって実行されると、
    データに巡回遅延ダイバーシチの前記第１および第２の処理を実行することと、
    パイロットに巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理のみを実行することと、をさらに含む動作を前記機械に実行させる請求項２５に記載の機械読取可能媒体。
27. 前記機械によって実行されると、
    周波数領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第１の処理を実行することと、
    時間領域で巡回遅延ダイバーシチの前記第２の処理を実行することと、をさらに含む動作を前記機械に実行させる請求項２５に記載の機械読取可能媒体。
28. 無線通信のための装置であって、
    データ伝送の受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第１の処理を実行し、前記受信機に知られている巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチの第２の処理を実行する少なくとも１つのプロセッサと、
    前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、を備える装置。
29. 前記少なくとも１つのプロセッサが、データに巡回遅延ダイバーシチの前記第１および第２の処理を実行し、パイロットに巡回遅延ダイバーシチの前記第１および第２の処理を省略する請求項２８に記載の装置。
30. 無線通信のための装置であって、
    受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットおよび前記受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたデータ伝送を受信し、巡回遅延値の前記第２のセットのみに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたパイロット伝送を受信し、前記受信されたパイロット伝送に基づいて多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネル推定を導出し、前記ＭＩＭＯチャネル推定および巡回遅延値の前記第１のセットに基づいて前記受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行する少なくとも１つのプロセッサと、
    前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、を備える装置。
31. 前記少なくとも１つのプロセッサが、複数のプリコーディング行列の性能を評価し、前記複数のプリコーディング行列の中から選択されたプリコーディング行列を示すフィードバック情報を送信し、前記選択されたプリコーディング行列にさらに基づいて前記受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行し、前記データ伝送が、前記選択されたプリコーディング行列に基づいてプリコーディングで送信される請求項３０に記載の装置。
32. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記受信されたパイロット伝送に基づいて前記ＭＩＭＯチャネル推定のために複数の副搬送波用について複数のＭＩＭＯチャネル行列を取得し、巡回遅延値の前記第１のセットに基づいて前記複数の副搬送波について複数の巡回遅延行列を決定し、前記複数の巡回遅延行列および前記複数のＭＩＭＯチャネル行列に基づいて前記複数の副搬送波について複数の空間フィルタ行列を導出し、前記複数の空間フィルタ行列に基づいて前記受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行する請求項３０に記載の装置。
33. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記データ伝送のために使用されるプリコーディング行列にさらに基づいて前記複数の空間フィルタ行列を導出する請求項３２に記載の装置。
34. 前記少なくとも１つのプロセッサが、複数の遅延の性能を評価し、前記複数の遅延の中から選択された遅延を示すフィードバック情報を送信し、巡回遅延値の前記第１のセットが前記選択された遅延に基づいて決定される請求項３０に記載の装置。
35. 巡回遅延値の前記第１のセットが巡回プレフィックス長よりも長い巡回遅延に対応し、巡回遅延値の前記第２のセットが前記巡回プレフィックス長よりも短い巡回遅延に対応する請求項３０に記載の装置。
36. 前記少なくとも１つのプロセッサが、前記データ伝送のためにではなく、前記パイロット伝送のために使用されるユニタリ行列にさらに基づいて前記ＭＩＭＯチャネル推定を導出する請求項３０に記載の装置。
37. 無線通信のための方法であって、
    受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットおよび前記受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたデータ伝送を受信することと、
    巡回遅延値の前記第２のセットのみに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたパイロット伝送を受信することと、
    前記受信されたパイロット伝送に基づいて多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネル推定を導出することと、
    前記ＭＩＭＯチャネル推定および巡回遅延値の前記第１のセットに基づいて前記受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行することと、を備える方法。
38. ＭＩＭＯ検出を前記実行することが、
    巡回遅延値の前記第１のセットに基づいて複数の副搬送波について複数の巡回遅延行列を決定することと、
    前記ＭＩＭＯチャネル推定のために前記複数の巡回遅延行列および複数のＭＩＭＯチャネル行列に基づいて前記複数の副搬送波について複数の空間フィルタ行列を導出することと、
    前記複数の空間フィルタ行列に基づいて前記受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行することと、を備える請求項３７に記載の方法。
39. 前記複数の空間フィルタ行列を前記導出することが、前記データ伝送のために使用されるプリコーディング行列にさらに基づいて前記複数の空間フィルタ行列を導出することを備える請求項３８に記載の方法。
40. 複数のプリコーディング行列の性能を評価することと、
    前記複数のプリコーディング行列の中から選択されたプリコーディング行列を示すフィードバック情報を送信することと、をさらに備える方法であって、前記データ伝送が前記選択されたプリコーディング行列に基づいてプリコーディングで送信され、前記受信されたデータ伝送のための前記ＭＩＭＯ検出が前記選択されたプリコーディング行列にさらに基づいて実行される請求項３７に記載の方法。
41. 複数の遅延の性能を評価することと、
    前記複数の遅延の中から選択された遅延を示すフィードバック情報を送信することと、をさらに備える方法であって、巡回遅延値の前記第１のセットが前記選択された遅延に基づいて決定される請求項３７に記載の方法。
42. 無線通信のための装置であって、
    受信機に知られている巡回遅延値の第１のセットおよび前記受信機に知られていない巡回遅延値の第２のセットに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたデータ伝送を受信するための手段と、
    巡回遅延値の前記第２のセットのみに基づいて巡回遅延ダイバーシチで送信されたパイロット伝送を受信するための手段と、
    前記受信されたパイロット伝送に基づいて多入力多出力（ＭＩＭＯ）チャネル推定を導出するための手段と、
    前記ＭＩＭＯチャネル推定および巡回遅延値の前記第１のセットに基づいて前記受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行するための手段と、を備える装置。
43. ＭＩＭＯ検出を実行するための前記手段が、
    巡回遅延値の前記第１のセットに基づいて複数の副搬送波について複数の巡回遅延行列を決定するための手段と、
    前記ＭＩＭＯチャネル推定のために前記複数の巡回遅延行列および複数のＭＩＭＯチャネル行列に基づいて前記複数の副搬送波について複数の空間フィルタ行列を導出するための手段と、
    前記複数の空間フィルタ行列に基づいて前記受信されたデータ伝送についてＭＩＭＯ検出を実行するための手段と、を備える請求項４２に記載の装置。
44. 前記複数の空間フィルタ行列を導出するための前記手段が、前記データ伝送のために使用されるプリコーディング行列にさらに基づいて前記複数の空間フィルタ行列を導出するための手段を備える請求項４３に記載の装置。
45. 複数のプリコーディング行列の性能を評価するための手段と、
    前記複数のプリコーディング行列の中から選択されたプリコーディング行列を示すフィードバック情報を送信するための手段と、をさらに備える装置であって、前記データ伝送が前記選択されたプリコーディング行列に基づいてプリコーディングで送信され、前記受信されたデータ伝送のためのＭＩＭＯ検出が前記選択されたプリコーディング行列にさらに基づいて実行される請求項４２に記載の装置。
46. 複数の遅延の性能を評価するための手段と、
    前記複数の遅延の中から選択された遅延を示すフィードバック情報を送信するための手段と、をさらに備える装置であって、巡回遅延値の前記第１のセットが前記選択された遅延に基づいて決定される請求項４２に記載の装置。

Images