JP2011130461A - 通信システムのための動的時空間符号化 - Google Patents

Abstract

【課題】動的時空間符号化を使用してデータを伝送するための技術を提供する。
【解決手段】送信機が、少なくとも１つのデータストリームを生成し、その少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を動的に実行して、少なくとも２つのアンテナから送信するための少なくとも２つの出力ストリームを生成する。時空間符号化は、様々な仕方で実行されることが可能である。例えば、各データストリームが、それぞれの時空間符号セットに基づいて、例えば、符号セットの中の時空間符号を巡回することにより、または受信機からのフィードバックに基づいて選択された時空間符号を使用することにより、時空間符号化されることが可能である。また、各データストリームのための符号セットは、そのデータストリームのために利用可能な複数の符号セットのなかから選択されることも可能である。
【選択図】図１０

Description

関連出願

（米国特許法１１９条の下における優先権の主張）
本特許出願は、ともに本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明示的に組み込まれている、２００５年３月１８日に出願した「擬似ランダム時空間符号化」（ＰＳＥＵＤＯ ＲＡＮＤＯＭ ＳＰＡＣＥ−ＴＩＭＥ（ＳＴ）ＣＯＤＩＮＧ）という名称の米国仮出願第６０／６６３，５１６号、および２００５年８月２２日に出願した「通信システムのためのダイナミック時空間符号化」（ＤＹＮＡＭＩＣ ＳＰＡＣＥ−ＴＩＭＥ ＣＯＤＩＮＧ ＦＯＲ Ａ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ）という名称の仮出願第６０／７１０，４２０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、より具体的には、通信システムにおいてデータを伝送するための技術に関する。

移動通信システムは、複数の端末装置、例えば、携帯電話と同時通信することができる無線多元接続通信システムである。移動通信システムは、端末装置への伝送のための空間ダイバーシチおよび時間ダイバーシチを実現するために、時空間符号化を使用することができる。時空間符号化とは、データが、複数の物理的アンテナを介して、時間にわたって伝送されて、空間ダイバーシチと時間ダイバーシチをともに実現するようにする、データ（例えば、変調シンボル）の処理を指す。例えば、３Ｇ（第３世代）移動通信システムは、ＳＴＴＤ（時空間送信ダイバーシチ）またはＯＴＤ（直交送信ダイバーシチ）などの時空間符号化スキームを使用して、２つのシンボル期間において２つのアンテナから各シンボルペアを伝送することができる。ＳＴＴＤとＯＴＤは、２つのシンボル期間において２つのアンテナに２つのシンボルをマップするための、異なるが、固定のスキームである。ＳＴＴＤおよびＯＴＤは、時空間符号化が使用されないケースよりも、全体的にパフォーマンスを向上させる。

しかし、ＳＴＴＤおよびＯＴＤは、いくつかの大きな欠点を有する。第１に、ＳＴＴＤおよびＯＴＤは、通常、周波数選択性フェージング、および直交性が失われることを生じさせる時間分散性のある（ｔｉｍｅ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ）マルチパス環境において、パフォーマンスの損失を被る。第２に、ＳＴＴＤおよびＯＴＤは、２つの送信アンテナ上の動作に限られている。第３に、ＳＴＴＤおよびＯＴＤは、固定の時空間符号である。静止した、または低速で移動する端末装置に関するような一部のシナリオでは、無線通信路は、ＳＴＴＤまたはＯＴＤのための固定の時空間符号とあまりよく適合しない状態にある可能性があり、長い時間にわたって、その不良な状態に留まる可能性がある。これらの欠点のすべてが、ＳＴＴＤおよびＯＴＤの使用を制限し、かつ／またはＳＴＴＤおよびＯＴＤのパフォーマンスを阻害する。

したがって、マルチパス環境において良好なパフォーマンスを提供することができる伝送技術の必要性が、当技術分野において存在する。

動的時空間符号化を使用してデータを伝送するための技術を、本明細書で説明する。それらの技術は、受信機からのフィードバックを全く使用することなしに、または少量のフィードバックしか使用しないで、受信機へのデータ伝送のための、より高い度合いのダイバーシチを提供することができる。

本発明の或る実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサと、メモリとを含む装置が、説明される。その少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのデータストリームを生成し、その少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を動的に（例えば、時間につれ変化する仕方で）実行して、少なくとも２つのアンテナから送信するための少なくとも２つの出力ストリームを生成する。メモリは、その少なくとも１つのプロセッサのためにデータおよび／またはプログラムコードを格納する。

別の実施形態によれば、少なくとも１つのデータストリームが生成される方法が、提供される。次に、その少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化が、動的に実行されて、少なくとも２つのアンテナから送信するための少なくとも２つの出力ストリームが生成される。

さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つのデータストリームを生成するための手段と、その少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を動的に実行して、少なくとも２つのアンテナから送信するための少なくとも２つの出力ストリームを生成するための手段とを含む装置が、説明される。

さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサと、メモリとを含む装置が、説明される。その少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの受信アンテナに関して少なくとも１つの受信されたシンボルストリームを獲得し、その少なくとも１つの受信されたシンボルストリームに対して時空間復号を実行して、動的時空間符号化を使用して送信された少なくとも１つのデータストリームの推定である、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームを獲得する。時空間復号は、時空間符号化に対して相補的である。メモリは、その少なくとも１つのプロセッサのためにデータおよび／またはプログラムコードを格納する。

さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つの受信アンテナに関して少なくとも１つの受信されたシンボルストリームが獲得される方法が、提供される。次に、その少なくとも１つの受信されたシンボルストリームに対して、送信機によって実行された動的時空間符号化と相補的な仕方で時空間復号が実行されて、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームが獲得される。

さらに別の実施形態によれば、少なくとも１つの受信アンテナに関して少なくとも１つの受信されたシンボルストリームを獲得するための手段と、その少なくとも１つの受信されたシンボルストリームに対して、送信機によって実行された動的時空間符号化と相補的な仕方で時空間復号を実行して、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームを獲得するための手段とを含む装置が、説明される。

本発明の様々な態様および実施形態を、以下にさらに詳細に説明する。

基地局および２つの端末装置のブロック図を示す。 フィードバックを全く有さない１つのデータストリームに関する時空間符号化を示す。 低速のフィードバックを有する１つのデータストリームに関する時空間符号化を示す。 高速のフィードバックを有する１つのデータストリームに関する時空間符号化を示す。 フィードバックを全く有さない複数のデータストリームに関する時空間符号化を示す。 低速のフィードバックを有する複数のデータストリームに関する時空間符号化を示す。 高速のフィードバックを有する複数のデータストリームに関する時空間符号化を示す。 １つのデータストリームに関する時空間コーダを示す。 ２つの例示的な時空間コーダを示す。 １つのデータストリームに関する別の時空間コーダを示す。 時空間符号化を使用してデータを送信するためのプロセスを示す。 時空間符号化を使用して送信されたデータを受信するためのプロセスを示す。

本明細書で使用される「例示的な」という語は、「例、実例、または例示の役割をする」を意味する。本明細書で「例示的な」と説明されるいずれの実施形態も、必ずしも、他の実施形態より好ましい、または有利であると解釈されるべきではない。

動的時空間符号化を使用してデータを伝送するための技術を、本明細書で説明する。動的時空間符号化とは、動的に変化するマッピングスキームに基づく空間次元と時間次元の両方にわたるデータのマッピングを指す。例えば、マッピングスキームは、異なる時間間隔において異なる時空間符号を使用することにより、時間につれ変化する仕方で変化することが可能であり、時空間符号は、受信機からのフィードバックを使用して選択されても、そのようなフィードバックを使用しないで選択されてもよい。別の例として、マッピングスキームは、イベントの、例えば、タイマの満了、増加するパケット誤り率などの劣化するパフォーマンスなどの出現に基づいて、変化してもよい。また、マッピングスキームは、異なる送信アンテナに関して異なる符号（例えば、畳込み符号またはターボ符号）を使用することにより、動的に変化してもよい。時空間符号化が、動的に変更されることが可能な様々な仕方を、以下に詳細に説明する。

本明細書で説明する技術は、ＭＩＭＯ（多入力多出力）伝送およびＭＩＳＯ（多入力単出力）伝送のために使用されることが可能である。ＭＩＭＯ伝送は、複数（Ｔ＞１）の送信アンテナから複数の受信（Ｒ＞１）アンテナへの送信である。ＭＩＳＯ伝送は、複数（Ｔ＞１）の送信アンテナから単一（Ｒ＝１）の受信アンテナへの送信である。送信機から受信機に１つまたは複数のデータストリームを送信する技術が、使用されることが可能である。所与の受信機に同時に送信されることが可能なデータストリームの数（Ｄ）は、送信機におけるアンテナの数（Ｔ）、および端末装置におけるアンテナの数（Ｒ）によって決まり、つまり、Ｄ≦ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝である。

本明細書で説明する技術は、ダウンリンク上、およびアップリンク上の伝送のために使用されることが可能である。ダウンリンク（または順方向リンク）とは、基地局から端末装置への通信リンクを指し、アップリンク（または逆方向リンク）とは、端末装置から基地局への通信リンクを指す。基地局は、一般に、固定局であり、ＢＴＳ（ベーストランシーバシステム）、ノードＢ、アクセスポイント、または他の何らかの用語で呼ばれることも可能である。端末装置は、固定型であっても、移動型であってもよく、無線デバイス、移動電話機、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、無線モデムカードなどであることが可能である。簡明にするために、ダウンリンク上の伝送のための技術を、以下に説明する。

図１は、無線通信システム１００における基地局１１０、ならびに２つの端末装置１５０ｘおよび１５０ｙの実施形態のブロック図を示す。基地局１１０は、複数（Ｔ＞１）のアンテナ１３４ａないし１３４ｔを備え、端末装置１５０ｘは、単一（Ｒ＝１）のアンテナ１５２ｘを備え、端末装置１５０ｙは、複数（Ｒ＞１）のアンテナ１５２ａないし１５２ｒを備える。簡単にするため、図１は、ダウンリンク上のデータ伝送、およびアップリンク上のシグナリング伝送のための処理装置だけを示す。

基地局１１０において、ＴＸ（送信）データプロセッサ１２０が、データソース１１２からトラフィックデータを受信し、そのトラフィックデータを処理し（例えば、通信路符号化、インタリーブ、および変調を行い）、１つまたは複数（Ｄ≧１）のデータストリームを生成する。各データストリームは、畳込み符号、ターボ符号、ブロック符号、または以上の組合せに基づき、別々に通信路符号化されることが可能である。代替として、単一の入力ストリームが、通信路符号化されて、その後、Ｄ個のデータストリームに逆多重化されてもよい。時空間コーダ１３０が、以下に説明するとおり、Ｄ個のデータストリームに対して時空間符号化を実行し、複数（Ｔ）の出力ストリームをＴ個のＴＭＴＲ（送信機）１３２ａないし１３２ｔに供給する。時空間符号化は、選択的に（例えば、いくつかの端末装置、いくつかのタイプのデータ、いくつかの物理的通信路、いくつかのタイムスロット、いくつかの通信路条件などに関して）実行されても、常に実行されてもよい。また、時空間符号化は、単一アンテナ端末装置１５０ｘと複数アンテナ端末装置１５０ｙに関して、同一の仕方で実行されても、異なる仕方で実行されてもよい。各送信機１３２が、その送信機１３２の出力ストリームを処理し（例えば、アナログへの変換、フィルタリング、増幅、および周波数アップコンバージョンを行い）、ＲＦ（無線周波数）変調信号を生成する。送信機１３２ａないし１３２ｔからのＲＦ変調信号は、それぞれ、アンテナ１３４ａないし１３４ｔから送信される。

各端末装置１５０において、１つまたは複数のアンテナ１５２が、送信された信号を受信し、各アンテナが、受信された信号をそれぞれのＲＣＶＲ（受信機１５４）に供給する。各受信機１５４は、その受信機１５４の受信された信号を処理し（例えば、フィルタリング、増幅、周波数ダウンコンバージョン、デジタル化、場合により、等化を行い）、受信されたシンボルのストリームをもたらす。単一アンテナ端末装置１５０ｘに関して、時空間復号器１６０ｘが、受信されたシンボルに対して時空間復号を実行し、時空間復号されたシンボルをもたらす。また、時空間復号は、等化器と組み合わされることも可能である。次に、ＲＸ（受信）データプロセッサ１７０ｘが、その時空間復号されたシンボルを処理し（例えば、復調、ディインタリーブ、および通信路復号を行い）、復号されたデータをデータシンク１７２ｘに供給する。複数アンテナ端末装置１５０ｙに関して、時空間復号器１６０ｙが、受信されたシンボルに対して時空間復号を実行し、時空間復号されたシンボルをもたらす。次に、ＲＸデータプロセッサ１７０ｙが、その時空間復号されたシンボルを処理し、復号されたデータをデータシンク１７２ｙに供給する。

端末装置１５０ｘおよび／または１５０ｙは、シグナリングを基地局１１０に送信することができる。各端末装置に関して、ＴＸシグナリングプロセッサ１８４が、コントローラ／プロセッサ１８０からシグナリングを受け取ることが可能であり、次に、そのシグナリングを、選択されたシグナリングスキームに従って処理することができる。処理されたシグナリングは、１つまたは複数の送信機１５４によって調整されて、１つまたは複数のアンテナ１５２を介して送信される。基地局１１０において、端末装置１５０ｘおよび／または１５０ｙからの信号が、アンテナ１３４ａないし１３４ｔによって受信され、受信機１３２ａないし１３２ｔによって処理され、ＲＸシグナリングプロセッサ１４４によってさらに処理されて、端末装置１５０ｘおよび／または１５０ｙによって送信されたシグナリング（存在する場合）がリカバーされる。コントローラ／プロセッサ１４０が、リカバーされたシグナリングに基づき、端末装置１５０ｘおよび１５０ｙへのデータの伝送を制御することができる。

コントローラ／プロセッサ１４０、１８０ｘ、および１８０ｙは、それぞれ、基地局１１０、ならびに端末装置１５０ｘおよび１５０ｙにおける様々な処理装置の動作を制御する。メモリ１４２、１８２ｘ、および１８２ｙが、それぞれ、基地局１１０、ならびに端末装置１５０ｘおよび１５０ｙのためにデータおよびプログラムコードを格納する。

基地局１１０は、時空間符号化を利用して、単一アンテナ端末装置１５０ｘ、および複数アンテナ端末装置１５０ｙへのデータ伝送のパフォーマンスを向上させることができる。或る実施形態では、基地局１１０は、１つまたは複数（Ｍ≧１）の時空間符号セットに基づく時空間符号化を実行する。各符号セットは、複数の時空間符号を含む。各時空間符号は、送信アンテナおよびシンボル期間へのシンボルの特定のマッピングを定義する。基地局１１０は、以下に説明するとおり、時空間符号化を様々な仕方で実行することができる。

図２は、フィードバックを全く有さない１つのデータストリームに関する動的時空間符号化を伴う伝送スキーム２００を示す。図１の時空間コーダ１３０の実施形態である時空間コーダ１３０ａ内部で、メモリ２４０が、複数（Ｎ＞１）のＳＴ（時空間）符号を含む符号セットを格納する。Ｍｕｘ（マルチプレクサ）２４２が、Ｎ個の時空間符号を受け取り、制御装置２４４からの選択信号に基づき、それらＮ個の時空間符号の１つを提供する。選択された各時空間符号は、所定の時間間隔に関する時空間符号化のために使用される。時空間コーダ２３０が、ＴＸデータプロセッサ１２０からのデータストリームからのデータストリーム、およびマルチプレクサ２４２からの選択された時空間符号を受け取り、その選択された時空間符号を使用して、そのデータストリームに対して時空間符号化を実行し、複数（Ｔ）の出力ストリームをもたらす。それらＴ個の出力ストリームは、さらに調整され、Ｔ個の送信アンテナを介して、単一アンテナ端末装置１５０ｘまたは複数アンテナ端末装置１５０ｙであることが可能な端末装置１５０に送信される。

図２に示す実施形態に関して、時空間符号は、端末装置１５０からのフィードバックなしに、基地局１１０によって選択される。制御装置２４４が、循環的な仕方でＮ個の時空間符号を巡回する、例えば、ＳＴ符号１を選択し、次に、ＳＴ符号２を選択するといった具合で、次に、ＳＴ符号Ｎを選択した後、ＳＴ符号１に戻るといった具合であることが可能である。また、制御装置２４４は、例えば、ＰＮ（擬似乱数）列に基づき、時空間符号を擬似ランダムな仕方で選択することもできる。また、制御装置２４４は、他の仕方で時空間符号を選択することもできる。いずれにしても、時空間符号は、決定論的な仕方で、すなわち、基地局１１０と端末装置１５０の両方によって知られている仕方で選択される。このため、端末装置１５０は、各時間間隔において使用される時空間符号を知っている。

符号セットの中の時空間符号は、様々な仕方で定義されることが可能である。或る実施形態では、符号セットは、Ｔ個すべての送信アンテナに関して異なる時空間符号を含む。別の実施形態では、符号セットは、異なる数の送信アンテナに関する時空間符号を含む。さらに別の実施形態では、符号セットは、異なるアンテナビームを有する時空間符号を含む。アンテナビームは、Ｔ個の送信アンテナに関して適用される複素利得によって決定される。異なるアンテナビームが、Ｔ個の送信アンテナに関して異なる複素利得セットを適用することによって形成されることが可能である。時空間符号は、予期される通信路条件に関して、より良好なパフォーマンスをもたらすように設計されることが可能である。例えば、いくつかのマルチパスプロファイルに対して、ＳＴＴＤまたはＯＴＤよりもうまく対処する時空間符号が、定義されて、時空間符号化のために使用されることが可能である。いくつかの例示的な時空間符号を、以下に説明する。

図３は、端末装置１５０からの低速のフィードバックを有する１つのデータストリームに関する動的時空間符号化を伴う伝送スキーム３００を示す。図３に示す実施形態に関して、低速のフィードバックが、使用可能な複数（Ｍ＞１）の符号セットのなかから１つの符号セットを選択する。

図１の時空間コーダ１３０の別の実施形態である時空間コーダ１３０ｂ内部で、メモリ３４０が、１つまたは複数（Ｎ≧１）の時空間符号をそれぞれが含むＭ個の符号セットを格納する。或る実施形態では、制御装置３４６が、端末装置１５０に関する通信路プロファイルに最もよく適合する符号セットを選択する。通信路プロファイルは、無線通信路の長期の特性、例えば、その無線通信路におけるマルチパスの長期の時間平均エネルギーを示す。マルチプレクサ３４２が、選択された符号セットに関するＮ個の時空間符号を受け取り、制御装置３４４からの選択信号に基づいて、それらＮ個の時空間符号の１つを提供する。制御装置３４４は、選択された符号セットの中のＮ個の時空間符号を巡回／順次の仕方、擬似ランダムな仕方などで巡回することができる。選択された各時空間符号は、所定の時間間隔に関する時空間符号化のために使用される。時空間コーダ３３０が、データストリーム、および選択された時空間符号を受け取り、選択された時空間符号を使用してデータストリームに対する時空間符号化を実行し、Ｔ個の送信アンテナを介して端末装置１５０に送信されるように、複数（Ｔ）の出力ストリームをもたらす。

Ｍ個の符号セットは、異なる通信路プロファイルに関して良好なパフォーマンスをもたらすように設計されることが可能である。それらの符号セットは、様々な仕方で定義されることが可能である。

或る実施形態では、符号セットは、異なる数の送信アンテナに関して定義される。例えば、１つまたは複数の符号セットが、基地局１１０において利用可能なＴ個すべてのアンテナに関して定義されることが可能であり、１つまたは複数の符号セットが、Ｔ個より少ないアンテナに関して定義されることが可能である。低いＳＮＲ（信号対雑音比）を有する劣悪な通信路環境において、活性のアンテナから送信される伝送の間で、より少ない漏話をもたらす、より少ないアンテナから送信することにより、より良好なパフォーマンスが達せられることが可能である。例えば、或る特定のＳＮＲしきい値を下回るＳＮＲに関して、少ない（例えば、１つ、または２つの）アンテナを使用して時空間符号化を実行することが望ましい可能性がある。高いＳＮＲを有する良好な通信路環境において、より多くのアンテナから送信して、より大きい空間ダイバーシチを実現することにより、より良好なパフォーマンスが達せられることが可能である。いずれにしても、送信アンテナの数の動的な選択は、時空間符号化のために使用すべき適切な符号セットを選択することによって達せられることが可能である。

別の実施形態では、符号セットは、異なる移動度の環境に関して定義される。例えば、１つまたは複数の符号セットが、すべての静止した、または低い移動度の環境に関して定義されることが可能であり、１つまたは複数の符号セットが、高い移動度（例えば、高いドップラー）環境に関して定義されることが可能である。異なる移動度の環境は、異なる通信路特性を有することが可能である。異なる移動度の環境に関して良好なパフォーマンスをもたらす符号セットが、定義されることが可能である。

さらに別の実施形態では、符号セットは、異なるアンテナビームに関して定義される。例えば、符号セットの１つまたは複数は、時空間符号がアンテナビームを効果的に形成するように定義されることが可能である。現在の通信路プロファイルによく適合するアンテナビームを有する符号セットが、使用のために選択されることが可能である。選択された符号セット内で、そのアンテナビームが好ましい時間間隔が、突きとめられることが可能であり、データは、それらの時間間隔中に端末装置に送信されることが可能である。

現在の通信路プロファイルに最もよく適合する符号セットの選択は、様々な仕方で達せられることが可能である。或る実施形態では、端末装置１５０が、端末装置１５０の通信路プロファイルを突きとめ、その通信路プロファイルに最もよく適合する符号セットを選択し、その選択された符号セットを示すシグナリングを基地局１１０に送信する。別の実施形態では、基地局１１０が、端末装置１５０からフィードバックを受信し、受信されたフィードバックに基づき、最もよく適合する符号セットを選択する。さらに別の実施形態では、基地局１１０が、端末装置１５０へのデータ伝送のためのＭ個の符号セットを巡回し、端末装置１５０からフィードバックを受信し、受信されたフィードバックに基づき、最もよく適合する符号セットを選択する。フィードバックは、例えば、ＣＱＩ（チャネル品質指標）、ＳＮＲ推定値、データ転送速度、端末装置１５０によって正しく復号されたパケットに関するＡＣＫ（肯定応答）、誤って復号されたパケットに関するＮＡＫ（否定応答）などの、様々な形態で与えられることが可能である。ＣＱＩ、ＳＮＲ推定値、およびデータ転送速度は、基地局１１０によって送信されたパイロットに基づいて突きとめられることが可能な、端末装置１５０における受信信号品質を示す。また、最もよく適合する符号セットは、他の仕方で選択されることも可能である。

低速のフィードバックを有する時空間符号化の別の実施形態では、１つの時空間符号セットが、使用され、データは、低速のフィードバックに基づいて送信される。例えば、Ｎ個の時空間符号の巡回が、図２に関して前述したとおりに行われることが可能である。絶えず変化する時空間符号を使用する動的時空間符号化は、時空間コーダと無線通信路とから成る有効通信路に人工的な時間変動を生じさせる。端末装置は、１つまたは複数の時空間符号が、現在のチャネル条件に最もよく適合する時間間隔を特定することができ、その情報を基地局に報告することができる。すると、基地局は、それらの時間間隔中のデータ伝送のために、その端末装置をスケジュールすることができ、これにより、ダウンリンク上のスケジューリング利得が向上することが可能である。

図４は、ＳＳＴ（選択的時空間）符号化とも呼ばれる、端末装置１５０からの高速のフィードバックを有する１つのデータストリームに関する動的時空間符号化を伴う伝送スキーム４００を示す。図４に示す実施形態に関して、１つの符号セットが、時空間符号化のために使用され、高速のフィードバックが、その符号セットの中の複数の時空間符号のなかから或る特定の時空間符号を選択する。

図１の時空間コーダ１３０のさらに別の実施形態である時空間コーダ１３０ｃ内部で、メモリ４４０が、符号セットのための複数（Ｎ＞１）の時空間符号を格納し、マルチプレクサ４４２が、制御装置４４４からの選択信号に基づき、それらＮ個の時空間符号の１つまたは複数を提供する。制御装置４４４は、端末装置１５０からフィードバックを受け取る。このフィードバックは、符号セットの中の時空間符号のいずれの符号、またはいずれの複数の符号が、現在の通信路条件に最もよく適合するかを示すことが可能である。次に、制御装置４４４は、その選択された時空間符号を提供するよう、マルチプレクサ４４２に指示する。

完全な適応性のある伝送スキームにおいて、端末装置は、観察された通信路条件に基づいて時空間符号を定義することができる。伝送スキーム４００は、端末装置が、時空間符号を定義するのではなく、事前定義された時空間符号のなかから、最もよく適合する時空間符号を選択するという点で、完全な適応性のある伝送スキームとは異なる。このため、端末装置は、時空間符号を定義する必要がなく、これにより、動作が単純化され、さらに、定義された時空間符号を基地局に送信する必要がなく、これにより、シグナリングが減らされる。代わりに、端末装置は、選択された時空間符号を示す少量のシグナリングを送信することができる。このシグナリングは、選択された各時空間符号に関して［ｌｏｇ_２Ｎ］ビットという少なさであることが可能であり、ただし、［ｘ］は、ｘ以上の整数値をもたらす最高限度演算（ｃｅｉｌｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を表す。

伝送スキーム４００は、より高速であるが、限られたフィードバックを使用して、現在の通信路条件への、より高速な適合を可能にする。フィードバック要件は、少量のシグナリングだけしか送り返されないため、比較的ささいである。

伝送スキームは、高速のフィードバックと低速のフィードバックの組合せに基づいて動的時空間符号化を実行してもよい。低速のフィードバックは、通信路プロファイルに基づき、複数の利用可能な符号セットのなかの１つの符号セットを選択することができる。高速のフィードバックは、その選択された符号セットの中の複数の時空間符号のなかから、１つまたは複数の時空間符号を選択することができる。各時間間隔に関してＮ個の異なる時空間符号（ＭＮ個の時空間符号ではなく）を評価するだけでよいので、動作が単純化される。また、端末装置は、選択された時空間符号に関して｜ｌｏｇ_２Ｎ｜ビット（｜ｌｏｇ_２（ＭＮ）｜ビットではなく）を送り返すので、シグナリングも減らされる。

伝送スキーム２００、３００、および４００は、時空間符号化を使用して複数（Ｔ）のアンテナから単一のデータストリームを送信して、空間ダイバーシチおよび時間ダイバーシチを実現する。また、複数のデータストリームが、マルチアンテナ端末装置１５０ｙに、または複数の端末装置に同時に送信されることも可能である。ＭＩＭＯ伝送が、高いＳＮＲを有する良好な通信路環境に関して、送信されることが可能である。

図５は、フィードバックを全く有さない複数（Ｄ＞１）のデータストリームに関する動的時空間符号化を伴う伝送スキーム５００を示す。図１の時空間コーダ１３０のさらに別の実施形態である時空間コーダ１３０ｄ内部で、Ｄ個のメモリ５４０ａないし５４０ｄが、Ｄ個のデータストリームのためのＤ個の符号セットを格納する。各符号セットは、１つまたは複数（Ｎ≧１）の時空間符号を含む。Ｄ個のマルチプレクサ５４２ａないし５４２ｄが、それぞれ、Ｄ個のメモリ５４０ａないし５４０ｄに結合する。各マルチプレクサ５４２は、関連するメモリ５４０からＮ個の時空間符号を受け取り、制御装置５４４からの選択信号に基づき、それらＮ個の時空間符号の１つを提供する。制御装置５４４は、各符号セットの中のＮ個の時空間符号を巡回／順次の仕方、擬似ランダムな仕方などで巡回することができる。

Ｄ個の時空間コーダ５３０ａないし５３０ｄが、図１のＴＸデータプロセッサ１２０から、それぞれ、データストリーム１ないしＤを受け取る。これらのデータストリームは、チャネル化なしに送られてもよく、あるいは、異なるチャネル化符号（例えば、ウォルシュ符号またはＯＶＳＦ符号）を使用してチャネル化されて、データストリーム間の干渉を低減してもよく、あるいは同一のチャネル化符号を再使用することによってチャネル化されてもよい。また、時空間コーダ５３０ａないし５３０ｄは、それぞれ、マルチプレクサ５４２ａないし５４２ｄからの、選択された時空間符号も受け取る。各時空間コーダ５３０は、そのコーダ５３０の選択された時空間符号を使用して、そのコーダ５３０のデータストリームに対する時空間符号化を実行し、複数（Ｔ）の符号化されたストリームをもたらす。加算器５３２ａないし５３２ｔが、Ｄ個すべての時空間コーダ５３０ａないし５３０ｄからＴ個の符号化されたストリームを受け取る。各加算器５３２は、Ｄ個の時空間コーダ５３０ａないし５３０ｄからの、それらＤ個の符号化されたストリームを、関連するアンテナのために加算し、そのアンテナに出力ストリームを供給する。

Ｄ個の符号セットは、様々な仕方で定義されることが可能である。各符号セットは、図２の伝送スキーム２００に関して前述した実施形態のいずれかを使用して定義されてもよい。或る実施形態では、Ｎ個の時空間符号の単一のセットが、定義され、Ｄ個の符号セットのそれぞれが、それらＮ個の時空間符号の異なる順列によって形成される。別の実施形態では、Ｄ符号セットは、利用可能な送信アンテナの異なる区分に関して定義され、これにより、データストリーム間の干渉が低減されることが可能である。例えば、各奇数番の符号セットが、奇数番の送信アンテナに関して定義されることが可能であり、各偶数番の符号セットが、偶数番の送信アンテナに関して定義されることが可能である。さらに別の実施形態では、Ｄ個の符号セットは、送信アンテナの異なる組合せに関して定義される。例えば、符号セット１が、合計４つのアンテナのなかの送信アンテナ２、３、および４に関して定義されることが可能であり、符号セット２が、送信アンテナ１、３、および４に関して定義されることが可能であり、符号セット３が、送信アンテナ１、２、および４に関して定義されることが可能であり、符号セット４が、送信アンテナ１、２、および３に関して定義されることが可能である。一般に、Ｄ個の符号セットは、同一の数の時空間符号を含んでも、異なる数の時空間符号を含んでもよく、さらに、同一の時空間符号を含んでも、異なる時空間符号を含んでもよい。

図６は、低速のフィードバックを有する複数（Ｄ＞１）のデータストリームに関する動的時空間符号化を伴う伝送スキーム６００を示す。図６に示す実施形態に関して、各データストリームに関する低速のフィードバックが、そのデータストリームのために利用可能な複数（Ｍ＞１）の符号セットのなかから、１つの符号セットを選択する。

図１の時空間コーダ１３０のさらに別の実施形態である時空間コーダ１３０ｅ内部で、Ｄ個のメモリ６４０ａないし６４０ｄが、Ｄ個のデータストリームのための符号セットを格納する。各メモリ６４０は、１つのデータストリームのために複数（Ｍ＞１）の符号セットを格納し、各符号セットは、１つまたは複数（Ｎ≧１）の時空間符号を含む。制御装置６４６が、端末装置１５０からフィードバックを受け取り、そのデータストリームに利用可能な符号セットのなかから、各データストリームのための符号セットを選択する。例えば、制御装置６４６は、端末装置１５０によって報告された通信路プロファイルに最もよく適合する符号セットを各データストリームのために選択することができる。

Ｄ個のマルチプレクサ６４２ａないし６４２ｄが、それぞれ、Ｄ個のメモリ６４０ａないし６４０ｄに結合する。各マルチプレクサ６４２は、関連するメモリ６４０から、選択された符号セットのためのＮ個の時空間符号を受け取り、制御装置６４４からの選択信号に基づいて、それらＮ個の時空間符号の１つを提供する。制御装置６４４は、選択された符号セットの中のＮ個の時空間符号を巡回／順次の仕方、擬似ランダムな仕方などで巡回することができる。Ｄ個の時空間コーダ６３０ａないし６３０ｄが、それぞれ、データストリーム１ないしＤを受け取るとともに、それぞれ、マルチプレクサ６４２ａないし６４２ｄから、選択された時空間符号も受け取る。時空間コーダ６３０ａないし６３０ｄ、および加算器６３２ａないし６３２ｔは、図５の時空間コーダ５３０ａないし５３０ｄ、ならびに加算器５３２ａないし５３２に関して前述したとおりに動作する。

各データストリームのためのＭ個の符号セットは、図３の伝送スキーム３００に関して前述したとおり、様々な通信路プロファイルに関して良好なパフォーマンスをもたらすように設計されることが可能である。また、各データストリームのための符号セットは、伝送スキーム３００に関して前述した実施形態のいずれかを使用して選択されてもよい。Ｄ個のデータストリームのための符号セットは、例えば、それらのデータストリームに関する通信路条件および／またはパフォーマンスに基づいて、別々に選択されてもよい。また、Ｄ個のデータストリームのための符号セットは、Ｄ個すべてのデータストリームに関して、例えば、端末装置からの単一のフィードバックに基づいて、合同で選択されることも可能である。

図７は、高速のフィードバックを有する複数（Ｄ＞１）のデータストリームに関する動的時空間符号化を伴う伝送スキーム７００を示す。図７に示す実施形態に関して、１つの符号セットが、各データストリームに関する時空間符号化のために使用され、各データストリームに関する高速のフィードバックは、そのデータストリームのための符号セットの中の複数の時空間符号のなかから、或る特定の時空間符号を選択する。

図１の時空間コーダ１３０のさらに別の実施形態である時空間コーダ１３０ｆ内部で、メモリ７４０ａないし７４０ｄが、Ｄ個のデータストリームのためのＮ個の時空間符号セットを格納する。マルチプレクサ７４２ａないし７４２ｄが、それぞれ、メモリ７４０ａないし７４０ｄに結合する。各マルチプレクサ７４２は、関連するデータストリームのためのＮ個の時空間符号の１つまたは複数を、そのデータストリームに関する選択信号に基づいて、提供する。制御装置７４４が、端末装置１５０からフィードバックを受け取る。このフィードバックは、各データストリームに関して、そのデータストリームのための符号セットの中の時空間符号のいずれ（複数の場合も有る）の符号が、現在の通信路条件に最もよく適合するかを示すことが可能である。すると、制御装置７４４は、関連するデータストリームのための、選択された時空間符号を提供するよう、各マルチプレクサ７４２に指示する。

伝送スキーム７００は、複数のデータストリームをサポートし、より高速であるが、限られたフィードバックを使用して、現在の通信路条件への、より高速な適合を可能にする。伝送スキーム７００は、図４の伝送スキーム４００に関して前述した利点を有する。

各データストリームに関する時空間符号化は、そのデータストリームに関する平均化効果をもたらす。さらに、複数の並行のデータストリームに関する時空間符号化（高いＳＮＲのＭＩＭＯのケースにおける目標である）は、それらのデータストリームが、平均化効果によるのと同様のＳＮＲを実現することをもたらす。それらの同様のＳＮＲを活用して、それらの複数のデータストリームのデータ転送速度制御のための端末装置からのフィードバックレートを低減することができる。

図８Ａは、１つのデータストリームに関する時空間コーダ８００の実施形態を示す。時空間コーダ８００は、図２ないし図７の時空間コーダ２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、および７３０のために使用されることが可能である。時空間コーダ８００内部で、ブロックセグメント化装置８１０が、データストリームを受け取り、ブロックに分割する。各ブロックは、所定の数のデータシンボル、例えば、Ｐ≧１である、Ｐ個のデータシンボルを含むことが可能である。ＴＸデータプロセッサ１２０によって実行される処理に依存して、データシンボルは、変調スキームに基づいて生成された変調シンボル、チャネル化（すなわち、拡散）および／またはスクランブルの後に生成されたデータチップ、または他の何らかのデータユニットであることが可能である。

マッピング装置８２０が、マッピングスキームに基づいて、各ブロックの中のデータシンボルを、異なるシンボル期間にマップし、Ｔ個の送信アンテナに関する符号シンボルを提供する。マッピング装置８２０は、データシンボルを直接にマップしても、マッピングに先立って、データシンボルに対して算術操作および／またはその他の操作を実行してもよい。マッピング装置８２０は、各アンテナに関して同一の数の符号シンボル（例えば、Ｑ≧１である、Ｑ個のデータシンボル）を生成することができ、その場合、符号レートは、Ｐ／Ｑである。１という符号レート、１より大きい符号レート、および１未満の符号レートが、異なるマッピングスキームを使用して、柔軟に獲得されることが可能である。これに対して、ＳＴＴＤおよびＯＴＤは、１という固定の符号レートを有する。代替として、マッピング装置８２０は、異なるアンテナに関して、異なる数のコード符号を生成してもよい。例えば、マッピング装置８２０は、３つのデータシンボルのブロックを受け取り、アンテナ１に関して８つのコード符号を生成し、アンテナ２に関して５つのコード符号を生成し、アンテナ３に関して８つのコード符号を生成することができるといった具合である。いずれにしても、マッピング装置８２０は、データシンボルの各ブロックに関するＴ個のアンテナのためにＴ個のコード符号シーケンス（つまり、Ｔ個の符号語）を提供する。

様々なマッピングスキームが、シンボル期間およびアンテナにデータシンボルをマップするのに使用されることが可能である。それらのマッピングスキームは、線形マッピング、非線形マッピング、またはその両方を使用することができる。例示的なマッピングスキームを以下に説明する。

図８Ｂは、４つの送信アンテナを有する、２つの時空間符号に関する例示的なマッピングスキームを示す。例えば、ブロックセグメント化ユニット８１０が、データストリームを４つのデータシンボルのブロックに分割する。各ブロックの中のデータシンボルは、特定のマッピングに基づいて、各送信アンテナにマップされる。各時空間符号は、４つの送信アンテナに関して、異なるマッピングセットを使用する。図８Ｂに示す例に関して、各時空間符号に関する４つの送信アンテナのためのマッピングは、（１）各データシンボルブロックが、４シンボル間隔において送信され、（２）そのブロックの中の各データシンボルが、その４シンボル間隔中に４つすべての送信アンテナから送信され、さらに（３）それら４つのデータシンボルが、４シンボル間隔において各送信アンテナから送信されるようになっている。４つすべてのデータシンボルが、所与のシンボル期間内に４つの送信アンテナから送信されることが可能である。また、或る所与のデータシンボルが、１つのシンボル期間内に複数の送信アンテナから送信されることも可能である。異なる時空間符号のために異なるマッピングが選択されて、例えば、異なる動作シナリオに関して、良好なパフォーマンスが実現されることが可能である。

図８に示す例示的な時空間符号に関して、受信機が、送信機によって送信された各データシンボルブロックに関して、４シンボル間隔において各受信アンテナから、４つの受信されたシンボル｛ｒ_１，ｒ_２，ｒ_３，およびｒ_４｝を獲得することができる。単一アンテナ受信機は、送信された各データシンボルを、４つの受信されたシンボルの異なる一次結合に基づいて、リカバーすることができる。単一アンテナ受信機は、受信されたシンボルの４つの異なる数式に基づき、４つの送信されたデータシンボル｛ｓ_１，ｓ_２，ｓ_３，およびｓ_４｝をリカバーすることができる。マルチアンテナ受信機は、すべての受信アンテナに関する受信されたシンボルの異なる一次結合に基づき、送信された各データシンボルをリカバーすることができる。送信されたデータシンボルをリカバーするのに各受信機によって使用される数式／一次結合は、データシンボルを送信するのに送信機によって使用されたマッピングによって決定される。受信機は、送信アンテナと受信アンテナの間の通信路利得の推定値を導き出すことができ、その通信路利得推定値を使用して、結合に先立って、受信されたシンボルを基準化することができる。また、受信機は、非線形技術を使用して、送信されたデータシンボルをリカバーすることもできる。例えば、受信機は、最大尤度検出を実行して、送信されたデータシンボルの可能なすべての組合せを評価することができる。受信機は、送信機によって使用されたＳＴ符号に基づいて、送信されたデータシンボルの様々な組合せに関して、仮定的な受信信号を構築し、受信された信号を、その仮定的な受信信号と比較し、その比較結果に基づき、送信された可能性が最も高いデータシンボルの組合せを特定することができる。

図９は、１つのデータストリームに関する時空間コーダ９００の実施形態を示す。時空間コーダ９００は、図２ないし図７の時空間コーダ２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、および７３０のために使用されることも可能である。時空間コーダ９００は、Ｔ個の送信アンテナのためのＴ個の構成要素の符号器９１０ａないし９１０ｔと、Ｔ個のインタリーバ９２０ａないし９２０ｔとを含む。時空間コーダ９００内部で、Ｔ個すべての構成要素の符号器９１０ａないし９１０ｔにデータストリームが供給される。各構成要素の符号器９１０は、その符号器９１０の入力シンボルを、その構成要素の符号器のために選択された多項式ジェネレータに基づいて符号化し、符号シンボルを、関連するインタリーバ９２０に供給する。Ｔ個の構成要素の符号器９１０ａないし９１０ｔのためのＴ個のジェネレータ多項式は、良好なパフォーマンスをもたらすように選択されることが可能である。各インタリーバ９２０は、そのインタリーバの符号シンボルを、或る特定のインタリーブスキームに基づいてインタリーブし（つまり、並べ替え）、関連する送信アンテナのためのインタリーブされたシンボルを提供する。

図９の時空間符号化は、レート１／Ｔターボ符号化に類似する。別の実施形態では、インタリーバ９１０ｂないし９１０ｔが、省かれ、データストリームは、Ｔ個すべての構成要素の符号器９２０ａないし９２０ｔに供給される。その場合、この実施形態のための時空間符号化は、レート１／Ｔ畳込み符号化に類似する。異なる時空間符号が、異なるジェネレータ多項式、および／またはアンテナへのジェネレータ多項式の異なる割り当てを使用して、得られることが可能である。

また、時空間符号は、他の仕方で定義されることも可能であり、このことも、本発明の範囲に含まれる。

前述した実施形態に関して、時空間符号は、事前定義され、静的であり、基地局と端末装置の両方に知られている。他の実施形態では、時空間符号は、例えば、通信路プロファイルに基づいて受信側端末装置によって、定義されることが可能である。このため、良好なパフォーマンスをもたらすことができる良好な時空間符号が、かなり長い時間をかけて定義されて、基地局に送信されることが可能である。時空間符号の、この動的な定義は、時空間符号が、比較的長い時間にわたって変化しない状況において、例えば、端末装置が、長い時間にわたって同一の場所に静止している場合に、有益である可能性がある。

異なる時空間符号の使用からもたらされる異なる有効通信路は、データ伝送のための端末装置のスケジューリングの際に活用されることが可能である。例えば、データ伝送を所望する各端末装置が、各時間間隔における受信信号品質を推定することができる。受信信号品質は、異なる時空間符号の使用のため、各端末装置に関して間隔ごとに様々である可能性がある。各端末装置は、（１）各時間間隔において基地局にＣＱＩを送信することができ、（２）いずれの時間間隔もしくは時空間符号が、最良の受信信号品質をもたらすかについての指示を送信することができ、（３）他の何らかのタイプのフィードバックを送信することができる。各時間間隔に関して、基地局は、すべての端末装置から受信されたフィードバックに基づき、データ伝送のための１つまたは複数の端末装置を選択することができる。例えば、各時間間隔において、基地局は、ＱｏＳ（サービス品質）要件の対象となる、その時間間隔に関して最良の受信信号品質を有する端末装置に、データを送信することができる。このようにして、動的時空間符号化を介して実現される空間ダイバーシチが、データ伝送のために端末装置をスケジュールするのに活用される。

図１０は、動的時空間符号化を使用してデータを送信するのに送信機（例えば、基地局）によって実行されるプロセス１０００を示す。最初に、データが処理されて（例えば、通信路符号化、インタリーブ、およびシンボルマッピングが行われて）、少なくとも１つのデータストリームが生成される（ブロック１０１２）。少なくとも１つのＳＴ（時空間）符号が、使用のために選択される（ブロック１０１４）。ＳＴ符号選択は、（１）フィードバックなしの所定の仕方で、例えば、符号セットの中の時空間符号を巡回することによる、（２）例えば、或る符号セット、あるいは１つまたは複数の特定の時空間符号を示すことが可能な、受信機からのフィードバック情報に基づく、または（３）その両方の組合せで、例えば、フィードバック情報によって示される符号セットの中の時空間符号を巡回することによるなどの、様々な仕方で実行されることが可能である。各データストリームは、そのデータストリームのために選択された符号化および変調スキームに基づいて、別々に通信路符号化され、シンボルマッピングされることが可能である。次に、時空間符号化が、その少なくとも１つのデータストリームに対して、動的な（例えば、時間につれ変化する）仕方で実行され、その少なくとも１つの時空間符号は、少なくとも２つの出力ストリームを生成する（ブロック１０１６）。時空間符号化は、少なくとも１つの時空間符号セット、例えば、各データストリームに関して１つまたは複数の時空間符号セットを使用して、実行されることが可能である。また、時空間符号化は、全くフィードバックを使用しないで（例えば、各データストリームに関して時空間符号を巡回することにより）、低速のフィードバック（例えば、各データストリームに関して、そのデータストリームのために利用可能な複数の符号セットのなかから、或る符号セットを選択する）を使用して、または高速のフィードバック（例えば、各データストリームに関して、そのデータストリームのために利用可能な複数の時空間符号のなかから、或る時空間符号を選択する）を使用して、実行されることも可能である。その後、その少なくとも２つの出力ストリームは、処理され、少なくとも２つのアンテナを介して送信される（ブロック１０１８）。

図１１は、動的時空間符号化を使用して送信された伝送を受信するのに受信機（例えば、端末装置）によって実行されるプロセス１１００を示す。少なくとも１つの受信されたシンボルストリームが、少なくとも１つのアンテナに関して獲得される（ブロック１１１２）。次に、時空間復号が、少なくとも１つの受信されたシンボルストリームに対して実行されて、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームが獲得される（ブロック１１１４）。

時空間復号は、送信機によって実行される時空間符号化に依存し、そのような時空間符号化と相補的である。時空間復号は、様々な仕方で実行されることが可能である。或る実施形態では、時空間復号は、送信機によって使用された時空間符号に基づいて、受信されたシンボルを一次結合することによって実行される。別の実施形態では、時空間復号は、例えば、誤りメトリック（ｅｒｒｏｒ ｍｅｔｒｉｃ）を最小にする最大尤度復号器に基づいて、送信されたデータシンボルの異なる仮定を評価することによって実行される。さらに別の実施形態では、時空間復号は、高い信頼度の受信されたシンボルを連続的に、または繰り返し識別し、評価すべき仮定の数を制限することによって実行される。

いずれにしても、時空間復号は、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームをもたらし、そのストリームが、さらに処理されて（例えば、逆拡散され、検出されて）、データシンボル推定が獲得される（ブロック１１１６）。データシンボル推定は、送信機によって送信されたデータシンボルの推定であり、さらに処理されて（例えば、復調、ディインタリーブ、および通信路復号が行われて）、少なくとも１つの復号されたデータストリームが獲得される（ブロック１１１８）。また、時空間復号と通信路復号は、例えば、通信路符号化、インタリーブ、シンボルマッピング、および時空間符号化に関する最大尤度復号を実行することにより、合同で実行されることも可能である。

異なる時空間符号、および／または異なる符号セットのパフォーマンスが、評価されることが可能である（ブロック１１２０）。良好なパフォーマンスをもたらす符号セットおよび／または時空間符号が、選択されることが可能である。選択された符号セットおよび／または時空間符号を示すフィードバック情報が、生成され、送信機に送り返されることが可能である（ブロック１１２２）。

本明細書で説明する動的時空間符号化は、以下を含め、様々な望ましい特性を有する。すなわち、
・端末装置からのフィードバックを全く使用しないで、またはほとんど使用しないで、動作を単純化する。

・任意の数のアンテナの使用、およびＳＴＴＤおよびＯＴＤによってサポートされない、２つを超える送信アンテナの使用を可能にする。

・１を超える、または１未満の符号レートを含め、送信アンテナごとに様々な符号レートをサポートする。

・ささいでない可能性がある、受信機が時空間符号を導き出す必要性を回避する。

・常に変化する時空間符号の使用により、端末装置が静止している、または低速で移動している場合でさえ、長い時間にわたる不良な「通信路状態−時空間符号」シナリオを回避する。

・データ伝送のために端末装置をスケジュールする際に使用されることが可能な、端末装置のための有効通信路に人工的な時間変動を生じさせる。

・データ伝送のためのさらなるダイバーシチをもたらす可能性がある、異なる時空間符号の使用によるリンク品質に対する平均化効果を提供する。

・平均化効果により、同時に送信される複数のデータストリームに関して類似したＳＮＲが実現されることがもたらされ、これにより、複数のデータストリームのデータ転送速度制御のためのフィードバックレートが低減される可能性がある。

不良な「通信路状態−時空間符号」シナリオは、時空間符号が、通信路条件に適合せず、劣悪なパフォーマンスをもたらす場合に生じる。

動的時空間符号化を使用してデータを伝送するための、本明細書で説明する技術は、移動通信システム、ワイドエリアシステム、ローカルエリアシステムなどの様々な通信システムのために使用されることが可能である。移動通信システムは、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）、ＴＤＭＡ（時間分割多元接続）、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）、または他の何らかの多元接続スキームを利用することができる。ＣＤＭＡシステムは、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）、ｃｄｍａ２０００などの、１つまたは複数のＣＤＭＡ無線技術を実施することができる。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００標準、ＩＳ−８５６標準、およびＩＳ−９５標準を範囲に含む。ＴＤＭＡシステムは、ＧＳＭ(登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｄ−ＡＭＰＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの、１つまたは複数のＴＤＭＡ無線技術を実施することができる。これらの様々な無線技術および無線標準は、当技術分野で知られている。Ｗ−ＣＤＭＡおよびＧＭＳは、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシッププロジェクト）という名称のコンソーシアムからの文書において説明されている。ｃｄｍａ２０００は、３ＧＰＰ２（第３世代パートナーシッププロジェクト２）という名称のコンソーシアムからの文書において説明されている。３ＧＰＰ文書および３ＧＰＰ２文書は、例えば、ＥＴＳＩ、ＴＩＡ、およびその他の標準化機関を介して、公開されている。

本明細書で説明する技術は、様々な手段によって実施されることが可能である。例えば、これらの技術は、ハードウェアで、ソフトウェアで、ファームウェアで、または以上の組合せで実施されることが可能である。ハードウェア実施形態に関して、送信機における時空間符号化は、１つまたは複数のＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、ＤＳＰＤ（デジタル信号処理デバイス）、ＰＬＤ（プログラマブル論理デバイス）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、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、電子デバイス、本明細書で説明する諸機能を実行するように設計された他の電子装置、または以上の組合せの内部で実施されることが可能である。また、受信機における時空間復号も、１つまたは複数のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、プロセッサなどの内部で実施されることが可能である。

ソフトウェア／ファームウェア実施形態に関して、これらの技術は、本明細書で説明する諸機能を実行するモジュール（例えば、プロシージャ、ファンクションなど）を使用して実施されることが可能である。ソフトウェア／ファームウェア符号は、メモリ（例えば、図１のメモリ１４２、１８２ｘ、または１８２ｙ）の中に格納され、プロセッサ（例えば、プロセッサ１４０、１８０ｘ、または１８０ｙ）によって実行されることが可能である。メモリは、プロセッサ内部に実装されても、プロセッサ外部に実装されてもよく、プロセッサ外部に実装される場合、メモリは、当技術分野で知られているとおり、様々な手段を介してプロセッサと通信するように結合されることが可能である。

開示される実施形態の前段の説明は、当業者が、本発明を作成する、または使用することができるようにするために提供される。これらの実施形態の様々な変形が、当業者には直ちに明白となり、本明細書で定義される一般的な原理は、本発明の趣旨または範囲を逸脱することなく、他の実施形態にも適用されることが可能である。このため、本発明は、本明細書で示す実施形態に限定されることは意図されず、本明細書で開示する原理および新奇な特徴と合致する最も広い範囲を与えられるべきである。

Claims (44)

1. 少なくとも１つのデータストリームを生成し、前記少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を動的に実行して、少なくとも２つのアンテナから送信するための少なくとも２つの出力ストリームを生成するように動作する少なくとも１つのプロセッサと、
   前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合されたメモリとを含む装置。
2. 前記少なくとも１つのプロセッサは、異なる時間間隔において異なる時空間符号を使用することにより、前記少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を前記動的に実行するように動作する請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの時空間符号セットに基づいて、前記少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を実行するように動作する請求項１に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つのプロセッサは、異なる時間間隔に関して異なる時空間符号を選択し、各時間間隔に関する時空間符号化を、前記時間間隔に関して選択された少なくとも１つの時空間符号に基づいて実行するように動作する請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つのプロセッサは、それぞれの時空間符号セットに基づいて、各データストリームに対して時空間符号化を実行するように動作する請求項１に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データストリームのための前記時空間符号セットを巡回することにより、各時間間隔における各データストリームのための時空間符号を選択し、各時間間隔における各データストリームに関する時空間符号化を、前記時間間隔における前記データストリームのために選択された前記時空間符号に基づいて実行するように動作する請求項５に記載の装置。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサは、受信機からフィードバックを受信し、受信されたフィードバックに基づいて時空間符号化を実行するように動作する請求項１に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つのプロセッサは、データ伝送により適した時間間隔を示すフィードバックを受信し、前記受信されたフィードバックによって示される前記時間間隔中に前記少なくとも１つのデータストリームを送信するように動作する請求項１に記載の装置。
9. 前記少なくとも１つのプロセッサは、時空間符号化のために利用可能な複数の時空間符号セットのなかから、少なくとも１つの時空間符号セットを選択し、前記少なくとも１つの時空間符号セットに基づいて、前記少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を実行するように動作する請求項１に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つのプロセッサは、受信機からフィードバックを受信し、前記受信されたフィードバックに基づいて前記少なくとも１つの時空間符号セットを選択するように動作する請求項９に記載の装置。
11. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各データストリームのための時空間符号セットを、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号セットのなかから選択し、各データストリームに関する時空間符号化を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号セットに基づいて実行するように動作する請求項１に記載の装置。
12. 前記少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの時空間符号セットの中の少なくとも１つの時空間符号を選択するフィードバックを受信し、前記少なくとも１つの時空間符号に基づいて、前記少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を実行するように動作する請求項１に記載の装置。
13. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各データストリームのための時空間符号を、前記データストリームのための時空間符号セットのなかから選択するフィードバックを受信し、各データストリームに関する時空間符号化を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号に基づいて実行するように動作する請求項１に記載の装置。
14. 各時空間符号は、アンテナおよびシンボル期間へのデータシンボルの異なるマッピングに対応する請求項３に記載の装置。
15. 各時空間符号は、前記少なくとも２つのアンテナに関する前記少なくとも１つのデータストリームを符号化するために使用される異なるジェネレータ多項式セットに対応する請求項３に記載の装置。
16. 前記複数の時空間符号セットは、異なる数のアンテナのために、または異なるアンテナセットのために設計される請求項９に記載の装置。
17. 前記複数の時空間符号セットは、異なる通信路プロファイルのために設計される請求項９に記載の装置。
18. 前記複数の時空間符号セットは、異なるアンテナビームに関連付けられる請求項９に記載の装置。
19. 前記少なくとも１つのプロセッサは、受信機からフィードバック情報を受信し、前記フィードバック情報に基づいて時空間符号化を選択的に実行するように動作する請求項１に記載の装置。
20. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのデータストリームに関する通信路符号化を実行するように動作する請求項１に記載の装置。
21. 少なくとも１つのデータストリームを生成すること、および
    前記少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を動的に実行して、少なくとも２つのアンテナから送信するための少なくとも２つの出力ストリームを生成することを含む方法。
22. 時空間符号化を前記実行することは、それぞれの時空間符号セットに基づいて、各データストリームに対して時空間符号化を実行することを含む請求項２１に記載の方法。
23. 時空間符号化を前記実行することは、
    各データストリームのための時空間符号セットを、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号セットのなかから選択すること、および
    各データストリームに関する時空間符号化を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号セットに基づいて実行することを含む請求項２１に記載の方法。
24. 各データストリームのための前記時空間符号セットを前記選択することは、
    受信機からフィードバックを受信すること、および
    前記受信されたフィードバックに基づいて、各データストリームのための前記時空間符号セットを選択することを含む請求項２３に記載の方法。
25. 時空間符号化を前記実行することは、
    各データストリームのための時空間符号を、前記データストリームのための時空間符号セットのなかから選択するフィードバックを受信すること、および
    各データストリームに関する時空間符号化を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号に基づいて実行することを含む請求項２１に記載の方法。
26. 少なくとも１つのデータストリームを生成するための手段と、
    前記少なくとも１つのデータストリームに対して時空間符号化を動的に実行して、少なくとも２つのアンテナから送信するための少なくとも２つの出力ストリームを生成するための手段とを含む装置。
27. 時空間符号化を前記実行するための手段は、それぞれの時空間符号セットに基づいて、各データストリームに対して時空間符号化を実行するための手段を含む請求項２６に記載の装置。
28. 時空間符号化を前記実行するための手段は、
    各データストリームのための時空間符号セットを、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号セットのなかから選択するための手段と、
    各データストリームに関する時空間符号化を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号セットに基づいて実行するための手段とを含む請求項２６に記載の装置。
29. 各データストリームのための前記時空間符号セットを前記選択するための手段は、
    受信機からフィードバックを受信するための手段と、
    前記受信されたフィードバックに基づいて、各データストリームのための前記時空間符号セットを選択するための手段とを含む請求項２８に記載の装置。
30. 時空間符号化を前記実行するための手段は、
    各データストリームのための時空間符号を、前記データストリームのための時空間符号セットのなかから選択するフィードバックを受信するための手段と、
    各データストリームに関する時空間符号化を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号に基づいて実行するための手段とを含む請求項２６に記載の装置。
31. 少なくとも１つの受信アンテナに関する少なくとも１つの受信されたシンボルストリームを獲得し、前記少なくとも１つの受信されたシンボルストリームに対して時空間復号を実行して、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームを獲得するように動作し、前記少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームは、動的時空間符号化を使用して送信された少なくとも１つのデータストリームの推定であり、前記時空間復号は、前記時空間符号化と相補的である少なくとも１つのプロセッサと、
    前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合されたメモリとを含む装置。
32. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各時間間隔における各データストリームのために使用される時空間符号を、前記データストリームのために利用可能な時空間符号セットの中から決定し、各時間間隔における各データストリームに関する時空間復号を、前記時間間隔における前記データストリームのために使用される前記時空間符号に基づいて実行するように動作する請求項３１に記載の装置。
33. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各データストリームのための時空間符号セットを、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号セットのなかから選択し、各データストリームのために選択された前記時空間符号セットを示すフィードバックを生成するように動作する請求項３１に記載の装置。
34. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各データストリームに関する時空間復号を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号セットに基づいて実行するように動作する請求項３３に記載の装置。
35. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各データストリームのための時空間符号を、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号のなかから選択し、各データストリームのために選択された前記時空間符号を示すフィードバックを生成するように動作する請求項３１に記載の装置。
36. 前記少なくとも１つのプロセッサは、各データストリームに関する時空間復号を、前記データストリームのために選択された前記時空間符号に基づいて実行するように動作する請求項３５に記載の装置。
37. 少なくとも１つの受信アンテナに関して、少なくとも１つの受信されたシンボルストリームを獲得すること、および
    前記少なくとも１つの受信されたシンボルストリームに対して時空間復号を実行して、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームを獲得し、前記少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームは、動的時空間符号化を使用して送信された少なくとも１つのデータストリームの推定であり、前記時空間復号は、前記時空間符号化と相補的であることを含む方法。
38. 時空間復号を前記実行することは、
    各時間間隔において各データストリームのために使用された時空間符号を、前記データストリームのために利用可能な時空間符号セットのなかから特定すること、および
    各時間間隔における各データストリームに関する時空間復号を、前記時間間隔における前記データストリームのために使用された前記時空間符号に基づいて実行することを含む請求項３７に記載の方法。
39. 各データストリームのための時空間符号セットを、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号セットのなかから選択すること、および
    各データストリームのために選択された前記時空間符号セットを示すフィードバックを生成することをさらに含む請求項３７に記載の方法。
40. 各データストリームのための時空間符号を、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号のなかから選択すること、および
    各データストリームのために選択された前記時空間符号を示すフィードバックを生成することをさらに含む請求項３７に記載の方法。
41. 少なくとも１つの受信アンテナに関して、少なくとも１つの受信されたシンボルストリームを獲得するための手段と、
    前記少なくとも１つの受信されたシンボルストリームに対して時空間復号を実行して、少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームを獲得するための手段とを含み、前記少なくとも１つの時空間復号されたシンボルストリームは、動的時空間符号化を使用して送信された少なくとも１つのデータストリームの推定であり、前記時空間復号は、前記時空間符号化と相補的である装置。
42. 時空間復号を前記実行するための手段は、
    各時間間隔において各データストリームのために使用された時空間符号を、前記データストリームのために利用可能な時空間符号セットのなかから特定するための手段と、
    各時間間隔における各データストリームに関する時空間復号を、前記時間間隔における前記データストリームのために使用された前記時空間符号に基づいて実行するための手段とを含む請求項４１に記載の装置。
43. 各データストリームのための時空間符号セットを、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号セットのなかから選択するための手段と、
    各データストリームのために選択された前記時空間符号セットを示すフィードバックを生成するための手段とをさらに含む請求項４１に記載の装置。
44. 各データストリームのための時空間符号を、前記データストリームのために利用可能な複数の時空間符号の中から選択するための手段と、
    各データストリームのために選択された前記時空間符号を示すフィードバックを生成するための手段とをさらに含む請求項４１に記載の装置。

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