JP2011050074A - Mimoofdm通信システム用のダイバーシティ通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信機のところで、1つ以上のデータストリームの各々に対して、可能な多くのトランスミッションモードから特定のダイバーシティトランスミッションモードを選択して用いる。モードには、周波数ダイバーシティトランスミッションモード、ウォルシュダイバーシティトランスミッションモード、空間時間送信ダイバーシティ(STTD)トランスミッションモード及びウォルシュSTTDトランスミッションモードがある。ダイバーシティトランスミッションモードは各々が、時間、周波数、空間又はこれらの組み合わせでデータを冗長に伝送する。各データストリームは符号化され変調され、選択されたモードに基づいて送信記号となる。OFDMの場合、OFDM変調されて、各送信アンテナに対する送信記号のストリームとなる。
【選択図】図3
Description
図3は、アクセスポイント104の送信機部分の実施形態である送信機ユニット300のブロック図である。送信機ユニット300は、(1)トラフィックデータとパイロットデータとを受信して処理して変調記号とするTXデータプロセッサ210aと、(2)この変調記号をさらに処理して、NT個の送信アンテナ向けのNT個のストリームからなる送信記号とする送信プロセッサ220aとを含んでいる。TXデータプロセッサ210aと送信プロセッサ220aとは、図2で、それぞれTXデータプロセッサ210と送信プロセッサ220との一実施形態である。
・2001年5月11日に提出された「チャネル状態情報を利用した複数入力複数出力(MIMO)通信システムにおけるデータを処理する方法と装置」という題名の米国特許出願第09/854,235号、
・それぞれ2001年5月23日と2001年9月18日とに提出された双方共「無線通信システム中でチャネル状態情報を利用する方法と装置」という題名の米国特許出願第09/826,481号と第09/956,449号、
・2001年2月1日に提出された「無線通信システムのための符号化スキーム」という題名の米国特許出願第09/776,075号、
・2000年3月30日に提出された「マルチキャリア変調を用いる高効率、高性能通信システム」という題名の米国特許出願第09/532,492号。
図4は、周波数ダイバーシティスキームを実施するために用いられるTXダイバーシティプロセッサ320aのブロック図である。OFDMの場合、サブ帯域は本来互いに直交している。周波数ダイバーシティは、複数のサブ帯域上で同一の変調記号を伝送することによって確立される。
図5は、ウォルシュダイバーシティスキームを実施するために用いられるTXダイバーシティプロセッサ320bのブロック図である。このダイバーシティスキームの場合、直交関数(又は符号)を用いて時間直交性を確立するが、この時間直交性自身は、全ての送信アンテナ上で完全な送信ダイバーシティを確立するために用いられる。これは、以下に説明するように、これら送信アンテナ上で同じ変調記号を反復し、また、これらの記号を、送信アンテナ毎に別々の直交関数で時間拡散させることによって達成される。一般に、ウォルシュ関数、直交可変拡散因子(OVSF)符号などの様々な直交関数が用いられる。明確にするために、次の説明中ではウォルシュ関数を用いる。
空間時間送信ダイバーシティ(STTD)は、受信機での直交性を維持しながらも、互いに独立した2つの記号ストリームを2つのアンテナから効果的に同時に送信する動作をサポートする。したがって、STTDスキームは、図5に示すウォルシュ送信ダイバーシティスキームよりスペクトル効率が高い。
h1とh2は、考慮中のサブ帯域で2つの送信アンテナから受信アンテナへの経路利得であり、ここで経路利得はサブ帯域上で一定であり、2記号周期にわたって静的であると仮定する。
ウォルシュSTTDスキームは、上述したウォルシュダイバーシティとSTTDとの組み合わせである。ウォルシュSTTDスキームは、3つ以上の送信アンテナを持つシステムで用いられる。記号が反復されるスキームを持つウォルシュSTTD(反復ウォルシュSTTDスキームとも呼ばれる)の場合、図6の場合に上述したように、2つの送信アンテナから所与のサブ帯域上で送信される変調記号の対毎に、2つの送信ベクトルx 1とx 2が生成される。これら2つの送信ベクトルもまた、ウォルシュ関数を用いて送信アンテナの複数対上で反復されて、この送信アンテナ対に対して直交性を達成し、また、追加の送信ダイバーシティを提供する。
周波数STTDスキームは、周波数ダイバーシティとSTTDとの組み合わせを用いる。周波数STTDスキームもまた、2対以上の送信アンテナを持つシステムに対するアンテナダイバーシティを用いる。周波数STTDスキームの場合、各変調記号は、複数(例えば2つ)のサブ帯域上で送信されて、複数のTXサブ帯域プロセッサに出力される。各変調記号に対して用いられるサブ帯域は、これらのサブ帯域ができる限り互いに離れて置かれるように(例えば表1に示すように)又は他の何らかのサブ帯域割り当てスキームに基づいて選択される。4つの送信アンテナが利用可能であれば、各サブ帯域に対して、2対の変調記号がSTTDを用いて処理される。第1の変調記号対は第1のアンテナ対(例えば送信アンテナ1と2)から送信され、第2の変調記号対は第2のアンテナ対(例えば送信アンテナ3と4)から送信される。
上述の送信処理スキームを用いて多くのダイバーシティ トランスミッション モードが実施される。これらのダイバーシティ トランスミッション モードには次のものがある。
・デュアルアンテナ端末−デュアルダイバーシティ用のSTTDトランスミッション モードとカッドダイバーシティ用の周波数STTDトランスミッション モードとを用いる、
・カッドアンテナ端末−デュアルダイバーシティ用のSTTDトランスミッション モードとカッドダイバーシティ用のウォルシュSTTDトランスミッション モードとを用いる。
図9は、複数アンテナ式端末106の受信機部分の実施形態である受信機ユニット900のブロック図である。アクセスポイント104からの変調済みダウンリンク信号は、アンテナ252aから252rで受信され、この受信信号は各アンテナからそれぞれの受信機254に提供される。各受信機254は、この受信された信号を処理(例えば、調節、ディジタイズ及びデータ復調)して、受信済み送信記号のストリームとし、次にこれが、受信プロセッサ260a内のそれぞれのOFDM復調器に提供される。
図12に示す実施形態では、サブストリームrk中の受信済み記号は2つの受信処理経路に提供されるが、データ伝送に用いられる各送信アンテナ対に対して1つに経路が対応している(4つの送信アンテナに対して図12では2つの受信処理経路を示してある)。各処理経路に対して、受信済み記号は乗算器1222に提供され、この乗算器がまたこの経路で処理されている送信アンテナ対に割り当てられた共役複素数のウォルシュ関数(Wj 2)*を受信する。次に、各乗算器1222はこの受信済み記号とウォルシュ関数を乗算して、この結果を関連する積分器1224に提供する。次に、積分器1224は乗算器の結果をウォルシュ関数の長さ(すなわち2記号周期)にわたって積分して、積分出力を遅延エレメント1226とユニット1228とに提供する。1つの受信済み記号が、記号周期毎に乗算器1222に提供され(すなわち、レート=(4TOFDM)−1)、積分器1224は1つの積分出力を2記号周期毎に提供する(すなわち、レート=(2TOFDM)−1)。
Claims (49)
- 複数の可能なトランスミッション モードの内から特定のダイバーシティ トランスミッション モードを選択して、1つ以上のデータストリームの各々に対して用い、選択された各ダイバーシティ トランスミッション モードが時間、周波数、空間及びこれらの組み合わせ上でデータを冗長に送信し、
前記データストリームに対して選択された符号化スキームと変調スキームとに基づいて、各データストリームを符号化し変調して、変調記号を供給し、
前記選択されたダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて、各データストリームの前記変調記号を処理して、1つ以上の送信アンテナから送信される送信記号を与えることからなる無線通信システムにおいて送信用のデータを処理する方法。 - 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数ダイバーシティ トランスミッション モードを含む請求項1記載の方法。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モードを含む請求項1記載の方法。
- 前記ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モードは、各変調記号をNT個の記号周期で送信し、NTはデータ伝送用に用いられる送信アンテナの数である請求項3記載の方法。
- 前記ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モードは、各変調記号をNT個の送信アンテナ全てから送信する請求項4記載の方法。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、空間時間送信ダイバーシティ(STTD)トランスミッション モードを含む請求項1記載の方法。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、ウォルシュSTTDトランスミッション モードを含む請求項1記載の方法。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数STTDトランスミッション モードを含む請求項1記載の方法。
- 前記ウォルシュSTTDトランスミッション モードは、複数の送信アンテナ対から変調記号を冗長に送信する請求項7記載の方法。
- 前記ウォルシュSTTDトランスミッション モードは、異なる複数の変調記号を異なる送信アンテナ対から送信する請求項7記載の方法。
- 前記無線通信システムは複数入力複数出力(MIMO)通信システムであり、1つ以上のデータストリームの送信記号は複数の送信アンテナから送信される請求項1記載の方法。
- 前記MIMO通信システムは、直交周波数分割多重方式(OFDM)を利用する請求項11記載の方法。
- 1つ以上のデータストリームの送信記号をOFDM変調して、データ伝送に用いられる各送信アンテナ向けの送信記号ストリームとすることをさらに備える請求項12記載の方法。
- 前記各データストリームの送信記号は1つ以上のサブ帯域から成るそれぞれのグループで送信される請求項12記載の方法。
- 少なくとも1つのデータストリームがオーバーヘッドチャネルに向けて送信される請求項1記載の方法。
- 放送チャネル向けの前記データストリームが固定したダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて送信される請求項14記載の方法。
- 少なくとも1つのデータストリームがユーザ毎に異なっており、そして、特定の受信機デバイス向けに送信される請求項1記載の方法。
- 前記少なくとも1つのユーザ別のデータストリームの各々に対するデータレートが前記特定の受信機デバイスの送信能力に基づいて調整される請求項17記載の方法。
- 1つ以上のデータストリーム毎にパイロット記号と変調記号とを多重化することをさらに備える請求項1記載の方法。
- 前記パイロット記号は、周波数分割多重化方式(FDM)を用いて変調記号と共に多重化される請求項1記載の方法。
- 複数の可能なトランスミッション モードの内から特定のダイバーシティ トランスミッション モードを選択して、1つ以上のデータストリームの各々に対して用い、選択された各ダイバーシティ トランスミッション モードが、周波数ダイバーシティ、ウォルシュ送信ダイバーシティ、空間時間送信ダイバーシティ(STTD)又はこれらのいずれかの組み合わせを用いることによって、時間、周波数、空間及びこれらの組み合わせ上でデータを冗長に送信し、
データストリームに対して選択された符号化スキームと変調スキームとに基づいて、各データストリームを符号化し変調して、変調記号を形成し、
選択されたダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて、各データストリームの変調記号を処理して、複数の送信アンテナから送信される送信記号を形成することからなる複数入力複数出力(MIMO)通信システム中で直交周波数分割多重方式(OFDM)を利用して送信用のデータを処理する方法。 - 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数ダイバーシティ トランスミッション モード、ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モード及びSTTDトランスミッション モードを含む請求項21記載の方法。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、ウォルシュSTTDトランスミッション モードを含む請求項22記載の方法。
- データを符号化して変調し、複数のOFDMサブ帯域の各々に対して変調記号から成る1つ以上のサブストリームを形成し、
前記複数のOFDMサブ帯域の各々に対して、前記OFDMサブ帯域に対する1つ以上のサブストリーム中の変調記号を処理して送信記号を形成することからなり、
前記変調記号は、前記OFDMサブ帯域に対して選択された特定のダイバーシティ処理スキームにしたがって処理され、時間、周波数、空間又はこれらの組み合わせにおけるダイバーシティが提供される、直交周波数分割多重方式(OFDM)を利用する複数入力複数出力(MIMO)通信システムにおいて送信用のデータを処理する方法。 - 少なくとも1つのOFDMサブ帯域に対する前記選択されたダイバーシティ処理スキームは、空間時間送信ダイバーシティ(STTD)スキームである請求項24記載の方法。
- 少なくとも1つのOFDMサブ帯域に対する前記選択されたダイバーシティ処理スキームは、ウォルシュ送信ダイバーシティスキームである請求項24記載の方法。
- 少なくとも1つのOFDMサブ帯域に対する前記選択されたダイバーシティ処理スキームは、ウォルシュ空間時間送信ダイバーシティ(ウォルシュSTTD)スキームである請求項24記載の方法。
- 受信されたデータ伝送から回復される1つ以上のデータストリームの各々に対して用いられる特定のダイバーシティ トランスミッション モードを決定し、各データストリームに対して用いられる前記ダイバーシティ トランスミッション モードが、複数の可能なトランスミッション モードから選択され、各ダイバーシティ トランスミッション モードが、時間、周波数、空間又はこれらの組み合わせでデータを冗長に送信し、
各データストリームに対する受信済み記号を前記データストリームに対して用いられるダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて処理し、前記データストリームに対する送信機から送信された変調記号の推定値である回復済み記号を与える無線通信システムの受信機でデータ伝送を処理する方法。 - 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数ダイバーシティ トランスミッション モード、ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モード及び空間時間送信ダイバーシティ(STTD)トランスミッション モードを含む請求項28記載の方法。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、ウォルシュSTTDトランスミッション モードをさらに含む請求項29記載の方法。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数STTDトランスミッション モードをさらに含む請求項29記載の方法。
- 各データストリームに対して回復済み記号を復調し復号して、復号済みデータとすることをさらに備える請求項28記載の方法。
- ディジタル信号処理デバイス(DSPD)に通信可能に結合されたメモリにおいて、前記メモリはディジタル情報を解釈して、
複数の可能なトランスミッション モードの内から特定のダイバーシティ トランスミッション モードを選択して、1つ以上のデータストリームの各々に対して用い、選択された各ダイバーシティ トランスミッション モードが時間、周波数、空間及びこれらの組み合わせ上でデータを冗長に送信し、
データストリームに対して選択された符号化スキームと変調スキームとに基づいて、各データストリームを符号化し変調して変調記号とし、
各データストリームの変調記号を選択されたダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて処理して、1つ以上の送信アンテナから送信される送信記号を供給することのできる前記メモリ。 - 複数の可能なトランスミッション モードの内から特定のダイバーシティ トランスミッション モードを選択して、1つ以上のデータストリームの各々に対して用いるように動作可能なコントローラであって、選択された各ダイバーシティ トランスミッション モードが、時間、周波数、空間及びこれらの組み合わせ上でデータを冗長に送信する、前記コントローラと、
データストリームに対して選択された符号化スキームと変調スキームとに基づいて、各データストリームを符号化し変調して、変調記号とするように動作可能なTXデータプロセッサと、
前記選択されたダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて、各データストリームの変調記号を処理して、1つ以上の送信アンテナから送信される送信記号とするように動作可能な送信プロセッサと、
を備える無線通信システムにおける送信機ユニット。 - 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数ダイバーシティ トランスミッション モード、ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モード及び空間時間送信ダイバーシティ(STTD)トランスミッション モードを含む請求項34記載の送信機ユニット。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、ウォルシュSTTDトランスミッション モードをさらに含む請求項35記載の送信機ユニット。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数STTDトランスミッション モードをさらに含む、請求項35記載の送信機ユニット。
- 前記無線通信システムは、直交周波数分割多重方式(OFDM)を利用する複数入力複数出力(MIMO)通信システムである請求項34記載の送信機ユニット。
- 前記送信プロセッサは、さらに、1つ以上のデータストリームに対する送信記号をOFDM変調して、データ送信に用いられる各送信アンテナに対する送信記号のストリームとするように動作可能である請求項38記載の送信機ユニット。
- 請求項34記載の送信機ユニットを備えるアクセスポイント。
- 請求項34記載の送信機ユニットを備える端末。
- 複数入力複数出力(MIMO)通信システムにおける装置であって、
複数の可能なトランスミッション モードの内から特定のダイバーシティ トランスミッション モードを選択して、1つ以上のデータストリームの各々に対して用いる手段であり、選択された各ダイバーシティトランスミッション モードが時間、周波数、空間及びこれらの組み合わせ上でデータを冗長に伝送する前記手段と、
データストリームに対して選択された符号化スキームと変調スキームとに基づいて、各データストリームを符号化し変調して、変調記号とする手段と、
前記選択されたダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて、各データストリームの変調記号を処理して1つ以上の送信アンテナから送信される送信記号とする手段と、
を備える前記装置。 - 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数ダイバーシティ トランスミッション モード、ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モード及び空間時間送信ダイバーシティ(STTD)トランスミッション モードを含む請求項42に記載の装置。
- 受信されたデータ伝送から、回復される1つ以上のデータストリームの各々に対して用いられる特定のダイバーシティ トランスミッション モードを決定するように動作可能なコントローラであって、各データストリームに対して用いられる前記ダイバーシティ トランスミッション モードは、複数の可能なトランスミッション モードから選択され、各ダイバーシティ トランスミッション モードは、時間、周波数、空間又はこれらの組み合わせでデータを冗長に送信する前記コントローラと、
データストリームに対して用いられるダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて、各データストリームに対する受信済み記号を処理して前記データストリームに対する送信機から送信された変調記号の推定値である回復済み記号とするように動作可能な受信プロセッサと、
を備える無線通信システムにおける受信機ユニット。 - 各データストリームに対して回復済み記号を復調して復号し、これで復号済みデータとするように動作可能である受信データプロセッサをさらに備える請求項44記載の受信機ユニット。
- 前記複数の可能なトランスミッション モードは、周波数ダイバーシティ トランスミッション モード、ウォルシュダイバーシティ トランスミッション モード及び空間時間送信ダイバーシティ(STTD)トランスミッション モードを含む請求項44記載の受信機ユニット。
- 請求項44記載の受信機ユニットを備えるアクセスポイント。
- 請求項44記載の受信機ユニットを備える端末。
- 受信されたデータ伝送から回復される1つ以上のデータストリームの各々に対して用いられる特定のダイバーシティ トランスミッション モードを決定する手段であって、各データストリームに対して用いられる前記ダイバーシティ トランスミッション モードは、複数の可能なトランスミッション モードから選択され、各トランスミッション モードが、時間、周波数、空間又はこれらの組み合わせでデータを冗長に送信する前記手段と、
データストリームに対して用いられるダイバーシティ トランスミッション モードに基づいて、各データストリームに対する受信済み記号を処理して、前記データストリームに対する送信機から送信された変調記号の推定値である回復済み記号とする手段と、
を備える無線通信システムにおける受信機装置。
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