JP2011514724A - 多重入出力システムにおけるアンテナ選択のためのチャネルサウンディング及び推定方法 - Google Patents

Abstract

第１の複数のアンテナに接続された第１の複数の無線周波数（ＲＦ）チェーンを有する送信機と、第２の複数のアンテナに接続された第２の複数の無線周波数チェーンを有する受信機との間で通信がある多重入出力（ＭＩＭＯ）システムにおけるアンテナ選択のための技術及び装置が提供される。技術は、それぞれがトレーニングシンボルを有しまたＭＩＭＯシステムのためのフルサイズのチャネルをまとめてサウンディングする連続した複数のサウンディングパケットを受信することを含む。次に、各サウンディングパケットのためのサブチャネル推定が、既知の出力レベル則及び利得率のような種々の要素に基づいて決定される。複数のスケーリング係数がこれらのサブチャネル推定のそれぞれに適用され、スケーリングされたサブチャネル推定を生じさせる。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
この出願は、２００８年２月１日に出願され、発明の名称を「CHANNEL SOUNDING AND ESTIMATION STRATEGIES FOR ANTENNA SELECTION IN MIMO SYSTEMS」とする米国仮出願番号６１/０２５，５１９号の利益を請求するものであり、その全内容は参照により本明細書に組み込まれている。

本発明は、一般的には無線通信システムに関し、特に、多数のアンテナを採用する無線通信におけるチャネルのサウンディング及び推定の技術に関する。

無線通信は、消費者需要及びサービスにおいて大きく成長し続けている。セルラーネットワークのような広域サービスエリア・システムが一般的であるが、「ＷｉＦｉ」、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａシステム及びＩＥＥＥ ８０２．１１ｂシステムのようなローカルエリア・システムも次第に同様に成長しつつある。実際、種々の無線技術、例えばＩＥＥＥ標準８０２．１１ａ（１９９９）とその更新及び修正、ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｇ（２００３）並びに現に採用される過程にあるＩＥＥＥ標準８０２．１１ｎ（草案３．０）を含む複数の８０２．１１ ＩＥＥＥ標準に詳細に記載されており、すべてのこれらの標準はまとめて参照により本明細書に完全に組み込まれている。より最近の複数の標準が、特に、５４Ｍbｐs又はより有効な帯域幅の約束を掲げて商品化されつつある過程にあり、これらは、従来の有線イーサネット（登録商標）及びより多く見られる「８０２．１１ｂ」又は「ＷｉＦｉ」１１Ｍｂｐｓの移動無線伝送規格に対するより強力な競業者たらしめている。

一般的に言えば、数多くの無線通信システムが、データ送信のための多搬送波変調方式を使用している。ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ及びＩＥＥＥ ８０２．１１ｇあるいは「ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ/ｇ」及びＩＥＥＥ ８０２．１１ｎの規格に準拠する通信システムは、例えば、多数の比較的狭い間隔をおかれた直交副搬送波又はサブチャネルを採用するデジタル式多搬送波変調方式である直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用する。各副搬送波は、直交振幅変調、位相偏移変調等のような変調方式を用いる比較的低いシンボルレートで変調される。ＯＦＤＭシステムの各周波数サブバンドは、データをその中で送るための独立した送信チャネルとみなされ、これにより、通信システムの総処理量又は伝送速度を増大させる。特定の副搬送波上のデータは低シンボルレートで変調されていても、前記多数のサブチャネルが、同じ帯域幅を利用する単一搬送波変調方式と同様の総データ転送速度を提供する。

一般に、前記した８０２．１１ａ/８０２．１１ｇ/８０２．１１ｎ規格及び８０２．１６ａ ＩＥＥＥ規格のような他の規格に準拠する無線通信システムで用いられる送信機は、多搬送波ＯＦＤＭの記号の符号化（エラー訂正の符号化及びインターリービングを含む）を実行し、符号化記号を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）手法を用いて時間領域に変換し、かつ信号についてのデジタル/アナログ変換と従来の無線周波数（ＲＦ）アップコンバージョンとを実行する。これらの送信機は、次に、変調されかつアップコンバージョンされた信号を、妥当な出力増幅後に、１又は２以上の受信機へ送信し、大きいピーク対平均比（ＰＡＲ）を有する比較的高速の時間領域信号をもたらす。

同様に、前記した８０２．１１ａ/８０２．１１ｇ/８０２．１１ｎ及び８０２．１６ａ ＩＥＥＥ基準に準拠する無線通信システムで使用される前記送信機は、一般的に、前記受信された信号のＲＦダウンコンバージョン及びフィルタリングを実行（１段以上で実行され得る）するＲＦ受信装置と、関心のあるデータをもつ前記ＯＦＤＭ符号化記号を処理するベースバンドプロセッサ装置とを含む。一般的に、周波数領域に表わされた各ＯＦＤＭ記号のデジタル形式は、ベースバンドのダウンコンバージョン、従来のアナログ/デジタル変換、及び前記受信された時間領域アナログ信号の高速フーリエ変換後に再生される。

無線通信システムにおいて、前記送信機により発生された前記ＲＦ変調信号は数多くの異なる伝播経路を経て特定の受信機に到達し、その特性は、通常、多経路とフェーディングとのために時間と共に変化する。さらに、伝播チャネルの諸特性は、伝播の周波数に基づいて異なりあるいは変化する。時間的に変化する伝播効果の周波数選択特質を補償し、また無線通信システムにおける効果的な符号化及び変調を全体的に向上させるため、前記無線通信システムの各受信機が、前記したＯＦＤＭサブバンドのそれぞれに関連する複数のチャネルのような複数の周波数チャネルのそれぞれについてのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を定期的に構築し又は集める。一般的に言えば、ＣＳＩは複数のＯＦＤＭチャネルのそれぞれに関する１以上の特性を決定し又は記述する情報である（例えば、各チャネルの利得、位相及びＳＮＲ）。１又は２以上のチャネルのためのＣＳＩを決定すると、前記受信機がこのＣＳＩを前記送信機に送り返し、前記送信機は、各チャネルの変化する伝播効果を補償するためにそのチャネルを使用する送信信号の前提条件を調整すべく各ＣＳＩを用い得る。

前記通信システムにおいて伝播される信号の数をさらに増大させかつ/又は種々の伝播路に関連する悪影響を補償するため、複数の送受信用アンテナが用いられ得る。このようなシステムは、通常、多重入出力（ＭＩＭＯ）無線送信システムと呼ばれ、また、特に、現在採用されている前記８０２．１１ｎ ＩＥＥＥ規格に規定されている。一般的に言えば、前記ＭＩＭＯ技術の使用により、スペクトル効率及びリンク信頼性の著しい増加を生み出すことができ、また、これらの効用は、一般的に、前記ＭＩＭＯシステム内の送受信用アンテナの数と共に増大する。

前記ＯＦＤＭの使用によって生じる前記周波数チャネルに加えて、特定の送信機及び特定の受信機間に前記種々の送受信用アンテナによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、多数の独立空間チャネルを含む。よく知られているように、ＭＩＭＯ通信システムは、追加データの送信のためのこれらの空間チャネルにより生まれた追加の複数の次元を利用することにより、改良された性能（例えば増大された送信容量）を提供することができる。もちろん、広帯域ＭＩＭＯシステムの前記空間チャネルは全システム帯域幅にわたっての異なるチャネル状況（例えば、異なるフェーディング及び多経路効果）が認められ得、また、これにより、前記全システム帯域幅にわたっての異なる周波数において（すなわち、異なるＯＦＤＭ周波数サブバンドにおいて）異なるＳＮ比をもたらし得る。その結果、特定レベルの性能のための各空間チャネルの前記異なる周波数サブバンドを用いて送信される変調記号ごとの情報ビットの数（すなわちデータ転送速度）はそれぞれの周波数サブバンドごとで異なる場合がある。

しかし、追加情報が送られる個別の空間チャネルを形成するための種々の異なる送受信用アンテナを使用する代わりに、この信号が種々の送信用アンテナに提供されビーム形成又はビーム誘導を行うようにこの信号を位相整合（及び増幅）する間に前記信号を送信するためにＭＩＭＯシステムの種々の送信用アンテナのそれぞれを用いることにより、より良好な送受信特性を前記ＭＩＭＯシステム内に得ることができる。一般的に言えば、ビーム形成又はビーム誘導は、１以上の特定の方向に１以上の（全方向式アンテナにより得られる利得と比較して）高利得のローブ又はビームを有する空間的利得パターンを生み出し、他方、全方向式アンテナにより他方向に得られるよりも前記利得を減少させる。前記利得パターンが前記受信機用アンテナのそれぞれの方向に高利得ローブを生じさせるように設定されると、前記ＭＩＭＯシステムは、単一の送信機−アンテナ/受信機−アンテナシステムにより得られる以上に、特定の送信機及び特定の受信機間により良好な伝送信頼性を得ることができる。

ＭＩＭＯシステムにおいて所望のビーム形成及びビーム誘導を達成するには、適正なアンテナ選択（ＡＳＥＬ）が重要である。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎの仕様において概説されているようなＯＦＤＭシステムについて、ＡＳＥＬは、特定のデータ転送速度、データ型、チャネル等のために前記送信機及び/又は受信機に複数の最良のアンテナ素子を選択し、次にこれらのアンテナ素子を限られた数の送受信機無線周波数チェーンに切り替えることを含む。ＡＳＥＬの決定は、チャネルトレーニング（サウンディング）手順により得られたチャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づくものであってもよく、これは、送信機側（ＴＸ ＡＳＥＬ）のトレーニング手順又は受信機側（ＲＸ ＡＳＥＬ）のトレーニング手順を含むＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ草案３．０に規定されている。このトレーニング手順を効果的に管理することにより、ＡＳＥＬが改善され得、また、より良好な送受信特性が達成され得る。

一実施形態においては、第１の複数のアンテナに接続された第１の複数の無線周波数（ＲＦ）チェーンを有する送信機と第２の複数のアンテナに接続された第２の複数のＲＦチェーンを有する受信機との間に通信がある多重入出力（ＭＩＭＯ）システムにおけるアンテナ選択の方法は、それぞれがトレーニングシンボルを有しまた前記ＭＩＭＯシステムのためのフルサイズのチャネルをまとめてサウンディングする連続した複数のサウンディングパケットであって前記送信機で前記複数の第１のＲＦチェーンに出力レベル則を適用することにより発生される連続した複数のサウンディングパケットを前記送信機から受信すること、前記出力レベル則に基づく各対応連続サウンディングパケットのためのサブチャネル推定と、受信された前記複数の連続サウンディングパケットのそれぞれのための利得率とを決定すること、及び、スケーリングされた複数のサブチャネル推定を生じさせるために各サブチャネル推定に複数のスケーリング係数のそれぞれを適用することを含み、それぞれのスケーリング係数は前記出力レベル則と前記複数の利得率のそれぞれとに依存する。

別の実施形態では、複数の第１のアンテナに接続された複数の第１の無線周波数（ＲＦ）チェーンを有する送信機と複数の第２のアンテナに接続された複数の第２のＲＦチェーンを有する受信機との間に通信がある、多重入出力（ＭＩＭＯ）システムにおけるアンテナ選択の方法は、それぞれがトレーニングシンボルを有しまた前記ＭＩＭＯシステムのためのフルサイズのチャネルをまとめてサウンディングする連続した複数のサウンディングパケットであって前記送信機で前記第１の複数のＲＦチェーンにより発生される連続した複数のサウンディングを送信すること、前記受信機で決定された複数のスケーリングされたサブチャネル推定のそれぞれのためのチャネル状態情報であって前記受信機で受信された前記複数の連続したサウンディングパケットに適用される複数の利得率のうちの少なくとも１つと、前記受信機で複数のサブチャネル推定を決定するために適用される複数のスケーリング係数のそれぞれとを含むチャネル状態情報を受信すること、及び、前記チャネル状態情報を受信することに応答して、前記送信機が、前記第１の複数のＲＦチェーンに適用される前記複数の出力レベルを調整することを含む。

他の実施形態では、多重入出力（ＭＩＭＯ）送信機装置は、複数のＭＩＭＯアンテナに接続するためのアンテナ・スイッチであって、フルサイズのＭＩＭＯチャネル信号の送信のために前記複数のＭＩＭＯアンテナの中から選択するように制御可能であるアンテナ・スイッチと、前記アンテナ・スイッチに前記フルサイズのＭＩＭＯチャネルを供給するための複数の無線周波数（ＲＦ）チェーンと、前記複数のＭＩＭＯアンテナに連続した複数のサウンディングパケットを送信するために前記複数のＲＦチェーンを制御するように設定されたコントローラであって、各サウンディングパケットがトレーニングシンボルを有しまた前記複数のサウンディングパケットが前記フルサイズのＭＩＭＯチャネル信号をまとめて形成し、前記コントローラがさらに前記フルサイズのＭＩＭＯチャネル信号の送信に応答して送られた受信機からのチャネル状態情報を受け取るように設定され、前記コントローラが前記チャネル状態情報に応答して前記複数のＲＦチェーンにおける複数の出力レベルを調整するように設定されている、コントローラとを含む。

別の実施形態では、多重入出力（ＭＩＭＯ）受信機装置が、それぞれがトレーニングシンボルを有しまたＭＩＭＯシステムのためのフルサイズのＭＩＭＯチャネルをまとめてサウンディングする複数の連続するサウンディングパケットの形態でＭＩＭＯ送信機により送信される前記フルサイズのＭＩＭＯチャネルの受信のための前記複数のＭＩＭＯアンテナの中から選択するように制御可能である、前記複数のＭＩＭＯアンテナに接続するためのアンテナ・スイッチと、前記受信機で受信された前記連続した複数のサウンディングパケットを処理するための複数の無線周波数（ＲＦ）チェーンと、前記連続した複数のサウンディングパケットの送信において前記ＭＩＭＯ送信機により適用された出力レベル則を決定し、前記出力レベル則に基づく各連続サウンディングパケットのためのサブチャネル推定と、受信された複数の連続したサウンディングパケットのそれぞれのための各利得率とを決定し、かつ、スケーリングされた複数のサブチャネル推定を生じさせるために各サブチャネルの推定に複数のスケーリング係数のそれぞれを適用するように設定されたコントローラであって、それぞれのスケーリング係数は前記出力レベル則と複数の利得率のそれぞれとに依存するコントローラとを含む。

ＭＩＭＯ送信機及びＭＩＭＯ受信機が互いに通信可能である無線通信の構成を示すブロック線図である。 送信機に基づくアンテナ選択（ＡＳＥＬ）決定におけるＭＩＭＯ送信機により送信された複数の連続サウンディングパケットを用いるＡＳＥＬトレーニング手順の一例を示すブロック線図である。 受信機に基づくＡＳＥＬ決定における複数の連続サウンディングパケットを用いるＡＳＥＬトレーニング手順の別の一例を示すブロック線図である。 フルサイズのＭＩＭＯチャネルにおける歪みを最小限にするために受信機により適用される複数のスケーリング係数を用いる受信機に基づくＡＳＥＬ決定の流れ線図である。 送信機から送信された信号の出力レベルを調整するために複数のスケーリング係数と複数の利得率とを用いる送信機に基づくＡＳＥＬ決定の流れ線図である。 本明細書に記載したようなＡＳＥＬ技術を利用し得る高解像度テレビのブロック線図である。 本明細書に記載したようなＡＳＥＬ技術を利用し得る車両のブロック線図である。 本明細書に記載したようなＡＳＥＬ技術を利用し得る携帯電話のブロック線図である。 本明細書に記載したようなＡＳＥＬ技術を利用し得るセットトップボックスのブロック線図である。 本明細書に記載したようなＡＳＥＬ技術を利用し得るメディア・プレーヤーのブロック線図である。 本明細書に記載したようなＡＳＥＬ技術を利用し得るボイス・オーバー・ＩＰ装置のブロック線図である。

ＡＳＥＬを改善するためにＭＩＭＯシステムにおいて用いられるチャネルサウンディング及び推定技術の例が以下に記載されている。この技術は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎの草案３．０に明記されているように５６の副搬送波に分けられた２０ＭＨｚ、又これには続く草案に明記されているようにより多数の副搬送波に分けられた４０ＭＨｚのチャネライゼーション・バンド幅を有する複数の信号を利用してデータを送る、ＯＦＤＭ（Ａ）（ＯＦＤＭ及び直交周波数分割多重アクセス）多重入出力（ＭＩＭＯ）システムのような種々のタイプのＭＩＭＯシステムにおいて実施される。ＯＦＤＭ（Ａ） ＭＩＭＯシステムは、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）、直角位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、１６ビット直交振幅変調（１６−ＱＡＭ）、６４−ＱＡＭ又は２５６−ＱＡＭを含む種々のデジタル変調及びマッピング構想を採用する。

ＭＩＭＯシステムにおける各送信機及び受信機が、所望のビーム形成及びビーム誘導を生じさせ、これにより前記送信機及び受信機間のデータ伝送を最適化するように選択された複数のアンテナを有する。以下に詳述するように、前記送信機、前記受信機又はこれらの双方がこのアンテナ選択（ＡＳＥＬ）を行う。例えば、前記受信機は、前記送信機において適用された、予め定められた送信機出力レベル則を知り、次いでその送信出力レベルと受信機利得率とに基づいて適切なスケーリングを実行することにより、ＡＳＥＬを行う。前記送信機は前記受信機との共同計画を通してＡＳＥＬを行う、前記受信機はフルサイズのチャネルの複数のサブチャネル推定を適切にスケーリングし、次にチャネル状態情報（ＣＳＩ）に基づいてＡＳＥＬを行う前記送信機に前記ＣＳＩをフィードバックし、あるいは前記送信機は前記受信機の近接の判定に基づいて該送信機がその出力レベルを調整する単一装置計画を通してＡＳＥＬを行う。

図１は、多数のアンテナ１８Ａ-１８Ｍを有する単一のＭＩＭＯ受信機１６と交信するための多数のアンテナ１４Ａ−１４Ｍを有する単一のＭＩＭＯ送信機１２を一般的に含むようなブロック線図形態のＭＩＭＯ通信システム１０の一例を示す。送信アンテナ１４Ａ-１４Ｍの数は、受信機のアンテナ１８Ａ−１８Ｍの数と同じか、これよりも多いか又はこれよりも少ないものとすることができる。送信機１２内のコントローラ２０と受信機１６内のコントローラ２２とが各ＭＩＭＯ無線装置の全体的な動作をそれぞれ制御する。コントローラ２０及び２２は、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）等のような１つ以上の標準的な多目的プログラム可能プロセッサとして実装され、あるいは他の任意の所望タイプのハードウエア、ソフトウエア及び/又はファームウエアを用いて実装される。

前記送信機は、アンテナ１４Ａ-１４Ｍに適用される複数の無線周波数（ＲＦ）信号を発生させるためのアンテナのためのＭＩＭＯデータパスをそれぞれが形成し得る複数のＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎを含む。ＭＩＭＯ ＯＦＤＭ（Ａ）のアーキテクチャにおいて、例えば、各ＲＦチェーンは、空間的に入ってくるデータストリームの周波数インターリーブ、インターリーブビットの直交振幅変調（ＱＡＭ）配置点マッピング（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ又は２５６−ＱＡＭを用いての）、所望のアンテナストリームへのマップ空間データのアンテナマッピング、時間領域変換、並びに、アナログ・デジタル変換及び最終ＲＦ処理を行い得る。各送信機のＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎの出力はスイッチコントローラ２８により制御されるアンテナ・スイッチ２６に接続されている。以下に詳述するように、コントローラ２０はＡＳＥＬを行い、また、送信機１２と受信機１６との間のＭＩＭＯデータパスに最適にビーム形成しかつビーム誘導をするようにＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎのそれぞれにより付与された前記出力レベルを制御しまた決定する。

送信機１２と同様に、受信機１６は、コントローラ３４による制御下においてアンテナ・スイッチ３２にそれぞれ接続される複数のＲＦチェーン３０Ａ−３０Ｎを含み、これらはコントローラ２２と共にそれぞれ送信機１２に関して前記したそれらに同様の機能を果たす。

送信機１２と受信機１６との間の複数のＭＩＭＯチャネルをトレーニングし、また適切なＡＳＥＬとビーム導入及びビーム形成の制御とを可能とすべく、ＭＩＭＯシステム１０が、図２及び図３に全体的に示されているように、トレーニング手順を実行する。本明細書に記載のトレーニング技術は、送信機１２及び受信機１６の一方又は双方においてアンテナの数Ｍ_ＴＸがそれぞれのＲＦチェーンの数Ｎ_ＴＸより多い状況でのＡＳＥＬを可能にする。開始点として、前記ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ規格の現行の草案である草案３．０に規定されたＡＳＥＬサウンディングプロトコルが、全ての送信機アンテナ１４Ａ−１４Ｍに対応する前記フルサイズのチャネルをサウンディングするために送信機１２から複数の連続したサウンディングパケットを送ることを記述しており、送信機１２は、前記フルサイズのチャネルがサウンディングされるまで、各サウンディングパケットをこれらのアンテナ１４Ａ−１４Ｍの異なるサブセットに切り替える。

図２を参照すると、送信機１２は２つの例示的な方法で複数の連続するサウンディングパケットを送信する。最初に、送信機１２は、それぞれが送信機アンテナ選択サウンディング情報（ＴＸ ＡＳＳＩ）信号５２に続く一連の近接した短いフレーム間隔（ＳＩＦＳ）及びＮＤＰ５４信号対で形成されている連続した複数のサウンディングＰＬＣＰプロトコル・データ・ユニット（ＰＰＤＵｓ）５０の始まりを受信機１６に知らせるために高速大量処理制御フィールド（＋ＨＴＣ）（図示せず）を１に等しい空データパケット（ＮＤＰ）と共に送る。代替的には、送信機１２は、それぞれがＳＩＦＳだけ間隔をおかれた一連のセグメント化された複数のサウンディングＰＰＤＵ信号５６を送信してもよい。このアンテナサウンディング、トレーニングモードは、送信機１２に送信機ＡＳサウンディング要求（ＴＸ ＡＳＳＲ）５８信号を送る受信機１６により開始される。

図２は、送信機ＡＳＥＬ（ＴＸ ＡＳＥＬ）モードにおけるトレーニング手順を示し、この手順において、受信機１６は、ＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎのための出力レベル指針等を設定するためにコントローラ２０により分析されるフルサイズのチャネル状態情報（ＣＳＩ）信号であってもよい、アンテナシステム（ＡＳ）フィードバック信号６０をもって複数のサウンディングＰＰＤＵ５０又は５６に応答する。ＣＳＩデータとして、ＡＳフィードバック信号６０は多数の信号情報のいずれかを含んでいてもよく、該信号情報は、情報が送信機のアンテナ１４Ａ−１４Ｍの制御を調整するためにＴＸ ＡＳＥＬ手順の間に送信機１２により使用され得る、選択されたアンテナ１８Ａ−１８Ｍのために受信機１６により適用されるスケーリング指標を含む。

図３は、受信機１６から送信機１２に送信される受信機アンテナ選択サウンディング要求信号７０により開始される受信機ＡＳＥＬ（ＲＸ ＡＳＥＬ）モードにおけるトレーニング手順を示す。このトレーニング手順は、アンテナ素子１８Ａ−１８Ｍの数（Ｍ_ＲＸ）がＲＦチェーン３０Ａ−３０Ｎの数（Ｎ_ＲＸ）より多いときに用いられる。送信機１２は、全ての受信機アンテナ素子１８Ａ−１８Ｍに対応するフルサイズのチャネルをサウンディングするために用いられる連続した複数のサウンディングＰＰＤＵ７２又は７４を送信する。ＰＰＤＵ７２の例において、前記送信機は、ＲＸ ＡＳＳＩデータブロック７６と一連のＳＩＦＳ及びＮＤＰ信号対７８とが続く、ＨＴＣ＋フレーム及びＮＤＰ告知ビット（図示せず）とを送信する。代替的には、連続した複数のサウンディングＰＰＤＵ７４が、それぞれがＳＩＦＳだけ他から分離された複数のセグメント化された複数のサウンディングＰＰＤＵ信号を用いて送られる。ＡＳＥＬが受信機ステーションで行われるため、ＡＳフィードバック又は他のフィードバックは要求されない。

ＴＸ ＡＳＥＬトレーニング手順（図２）又はＲＸ ＡＳＥＬトレーニング手順（図３）のいずれかにおいて複数の連続したサウンディングパケットを送信すると、複数の送信出力設定及び各サウンディングパケットの受信機スケーリングがフルサイズのＣＳＩ推定の正確性に影響を与える。したがって、この問題に対処するため、チャネルサウンディング及びＡＳＥＬのための推定を最適化するための技術が提案されてきた。ＲＸ ＡＳＥＬトレーニング手順においては、例えば、ＡＳＥＬサウンディングパケットのためのＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎにより適用された送信出力レベルが、予め定められたあるいは設定された電力伝送則に適合するようにされ、これは受信機１６にはよく知られたものであり、また受信機１６が受信信号を適当な基準とすることを許す。この出力レベル則に基づき、パケットによって異なり得る任意の受信機アナログ/デジタル・スケーリング係数を計算にいれると、受信機１６は、該受信機１６が全サブチャネルを集めてフルサイズのＣＳＩとする前に、各ＡＳＥＬサウンディングパケットを受け取るとすぐに各推定されたサブチャネルの大きさを調整すなわちスケーリングする。

他方、前記通信システムがＴＸ ＡＳＥＬトレーニング手順内にあり、受信機１６が信号６０としてフルサイズのＣＳＩをフィードバックしているときは、送信機１２はそれに応じてＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎの出力レベルを変更する。例えば、送信機１２は、例えば出力増幅器の非線形による歪みを回避するためにパケットごとの追加の出力スケーリングを適用する。ある実施例においては、送信機１２は、フィードバック信号６０に応答して、連続したサウンディングパケットのためのその送信出力レベルを意図的に調整してチャネルサウンディングの質を改善し、あるいは交互に電力を節約する。

このような改善を実現するため、次のＭＩＭＯチャネルモデルが用いられる。ＯＦＤＭシステムにおいて１つの副搬送波を表すＮ_Ｒ×Ｎ_Ｔ ＭＩＭＯチャネルを考慮する。式中、Ｎ_ＲはＲＦチェーン３０Ａ−３０Ｎの数であり、また、Ｎ_ＴはＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎの数である。このＮ_Ｒ×Ｎ_Ｔ ＭＩＭＯチャネルはベースバンドにおいて式Ｈ_Ｓにより表わされる。受信機１６における合成利得（デジタル+アナログを含む）率がＧとして与えられ、また各送信機のＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎの出力レベルをＰとし、一方χを各次元における単位平均出力を想定する伝送データベクトルとすると、前記送信機及び受信機間のＭＩＭＯチャネルが次のようにモデル化される。

式中、ｎはノイズ要素である。

求められるものではないが、ある実施例では、前記送信機におけるアンテナ素子の数（Ｍ_Ｔ）は送信機ＲＦチェーンの数Ｎ_Ｔより多い。ある実施例では、前記受信機におけるアンテナ素子の数（Ｍ_Ｒ）は受信機のＲＦチェーンの数Ｎ_Ｒより多い。他の実施例では、少数のアンテナ素子が用いられる場合がある。いずれの場合でも、送信機１２及び受信機１６は、同数のアンテナ素子又はＲＦチェーンを有することを求められない。

いずれにしても、フルサイズのＭＩＭＯチャネルＨは全ての送信機アンテナ素子Ｍ_Ｔからの出力と、受信機素子Ｍ_Ｒからの入力とを含み、したがって、Ｎ_Ｒ×Ｎ_Ｔ ＭＩＭＯチャネルすなわちＨである。各送信機１２及び受信機１６内のアンテナ・スイッチそれぞれ２６及び３２は、このフルサイズのＮ_Ｒ×Ｎ_Ｔ ＭＩＭＯチャネルＨの前記チャネル推定に基づいてアンテナ選択を制御するように用いられる。式中、式１中のＨ_ＳはこのフルサイズのＭＩＭＯチャネルＨの部分行列である。

ＭＩＭＯシステム１０が、ＴＸ ＡＳＥＬ手順又はＲＸ ＡＳＥ）手順のいずれを用いるかは、アンテナ及びＲＦチェーンの数に基づいて決定される。例えば、Ｍ_Ｔ＞Ｎ_ＴかつＭ_Ｒ＝Ｎ_Ｒのときは、ＴＸ ＡＳＥＬトレーニング手順が用いられ得る。Ｍ_Ｔ＝Ｎ_ＴかつＭ_Ｒ＞Ｎ_Ｒのときは、ＲＸ ＡＳＥＬトレーニング手順が用いられ得る。Ｍ_Ｔ＞Ｎ_ＴかつＭ_Ｒ＞Ｎ_Ｒのときは、アンテナ選択は共同送受信機選択から生じる。この最後の場合には、例えば、ＴＸ ＡＳＥＬトレーニング手順は受信した信号値に基づいて前記受信機に前記アンテナ選択を決定させるが、その後、前記送信機に対する決定はアンテナ選択及び出力スケーリングが生じるところにあるところへ交信する。

式１において、前記受信機における利得率Ｇは、ＭＩＭＯシステムのための自動利得制御（ＡＧＣ）設計と他のＲＦチェーンパラメータ又は条件とにより調節される。したがって、これらの値は、ＡＳＥＬチャネル推定のための調整可能の設計パラメータではなく、むしろＡＳＥＬを決定するための定数である。

Ｎ個の連続したサウンディングパケットが前記送信機から前記受信機に送信されるＡＳＥＬサウンディング手順の間に式１のチャネルモデルを適用するとき、対応するベースバンドの入出力関係は次のようになる。

これらのチャネル式に関して、χ_１，・・・・，χ_Ｎが既知のトレーニングシンボルであるとすると、各サウンディングパケットに対応する推定されたサブチャネルは次のように表わされる。

式中、νiはチャネル推定誤差である。

これらの個々の推定されたサブチャネルから、ＡＳＥＬの算出に用いられる前記フルサイズの推定チャネルは、ＴＸ ＡＳＥＬトレーニング手順に関して、次のように表わすことができ、

あるいは、ＲＸ ＡＳＥＬトレーニング手順に関して、次のように表わされる。

両式において、値ａ_iは、前記フルサイズのチャネル行列を集めるときに前記受信機により適用されたスケーリング係数である。

式３及び４は、受信機１６における前記推定されたフルサイズのチャネルを表す。真のフルサイズのチャネルは次のように表わされる。

チャネル推定歪みがなければ、前記フルサイズのチャネルの式は、同一のスカラーが全てのサブチャネルにわたって適用された状態で、前記フルサイズ推定チャネルの式のスカラーとして表わされる。

式中、βは、送信/受信アンテナサブセットから独立したスカラー定数である。

しかし、このモデルでは、適当な設計なしに、集められたフルサイズ推定チャネルが、推定サブチャネル

の異なる有効出力レベル（強さ）のために歪みを有する。この問題に対処するため、送信機における出力レベル則Ｐ_ｉと受信機におけるスケーリング係数ａ_ｉとを共同設計し、このチャネル推定歪みを最小限にする技術が開発されており、また、この技術は前記受信機側及び前記送信機側におけるＡＳＥＬ計算のための異なる方法を考慮することによりそのように行う。

一般的に前述したように、２つの異なるトレーニング手順又はモードがあり、これらの下でアンテナ選択が生じる。

図４は、ＲＸ ＡＳＥＬトレーニング手順２００に関する方法の一例を示す。ブロック２０２において、送信機１２はＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎに電力を供給すべく予め定められた出力則Ｐ_ｉを使用し、このとき、この出力則は受信機１６に知られる。前記予め定められた出力則は、８０２．１１、８０２．１６、３ＧＰＰＰ ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）等のような無線通信規格に規定されたものである。これは必要ないことであるが、代わりに、任意の相応の出力基準を用いることができる。

ブロック２０２により適用される基準の一例は、連続した複数のＡＳＥＬサウンディングパケットのための全てのＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎにわたる一定の出力レベルを有し、この場合において、Ｐ_ｉ＝定数Ｐである。８０２．１１ｎに従うＭＩＭＯシステムでは、例えば、前記システムは、連続した複数のＡＳＥＬサウンディングパケットを送るときにＭＡＣ層がＭＡＣ/ＰＨＹインターフェースのＴＸ ＰＷＲ_ＬＥＶＥＬパラメータを変化させないことを保証するようにプログラムが組まれていてもよい。

前記出力則は、この例におけるように、各送信機チェーンの個別の出力レベルを設定することに基づいていてもよい。しかし、他の出力則は、全ての送信機チェーンにわたる全ての出力基準の総量に基づく。例えば、他の出力則は、全ての動作中のＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎにわたる全出力が複数のＡＳＥＬサウンディングパケットに関して一定であるように出力基準Ｐ_ｉを調整し、これは、サウンディングされる送信アンテナの数が複数のサウンディングパケットにわたって一定でないときにはＰ_ｉが一定でないことを意味する。例えば、装置が、２つの連続したサウンディングパケットを用いて総計でサウンディングされる４つのアンテナ及び４つの送信機ＲＦチェーンを有するときは、前記送信機ＲＦチェーンのうちの３つを使用して前記４つのアンテナのうちの３つをサウンディングする第１のサウンディングパケットが確立される可能性があり、また、残りの送信機ＲＦチェーンを用いて残りのアンテナをサウンディングする第２のサウンディングパケットが確立される可能性があり、この場合、これらの２つのサウンディングパケットから、前記システムは完全なフルサイズのチャネルをトレーニングする。

これらの出力則は実施例として提供される。好ましくは、前記出力則は、該出力則が全ての対応装置のハードウエア、ファームウエア又はソフトウエアにおいて形成されるように、プロトコル又は無線規格レベルで確立される。さらに、対応ＭＩＭＯ装置は複数の出力則に対応し得るものであり、ここにおいて、使用されている特定の出力則は、接続サービス提供者又は互いに同期するように出力基準をやり取りする複数の装置により、複数の通信装置間で調整され得る。

いずれにしても、ブロック２０２から生じた前記連続した複数のサウンディングパケットは受信機１６に受信され、該受信機は、ブロック２０４で利得率Ｇ_ｉにより信号基準ごとに本質的に修正された複数の振幅を有する前記複数のサウンディングパケットに基づいてＭＩＭＯサブチャネル推定を決定する。

前記受信機に対して既知の適当な出力レベル則Ｐ_ｉと、利得率Ｇ_ｉと、双方とにより、受信機１６は、前記フルサイズの推定ＭＩＭＯチャネルを集めるときに歪みを最小限にすべく式３及び４のスケーリング係数ａ_ｉを調整する。前記歪みの最小化は、前記推定されるＭＩＭＯチャネルが、式６である

に従って送信機１２からの元のフルサイズＭＩＭＯチャネルのスカラーとなるように設計される。

ブロック２０８は、例えば式３及び４を適用することにより、前記複数の計量されたサブチャネル評価を集めて前記評価フルサイズ多重入出力（ＭＩＭＯ）チャネルにする。ブロック２１０は、次に、前記フルサイズの評価ＭＩＭＯチャネルに基づき、公知の技術を用いて、アンテナ選択（ＡＳＥＬ）を算出する。

ブロック２０８は、例えば式３及び４を適用することにより、前記複数のスケーリングされたサブチャネル推定を前記推定フルサイズＭＩＭＯチャネルを組み立てる。ブロック２１０は、次に、前記フルサイズの推定ＭＩＭＯチャネルに基づき、公知の技術を用いて、ＡＳＥＬを算出する。

他の実施例では、図４の例に似ているが送信機１２でなされたＡＳＥＬの決定を使って、次の決定が適用され得る。一定の出力レベル則Ｐ_ｉ＝Ｐが連続した複数のサウンディングパケットのためのＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎに適用されると仮定すると、前記受信機の利得率は次のように表わされる。

式中、ＧＴはｉと無関係に一定であり、それは、平均振幅がＧＴであるように各ＲＦチェーン３０Ａ−３０Ｎのための信号がスケーリングされることを意味する。式７から、前記フルサイズのＭＩＭＯチャネル（ＣＳＩ）行列は次のように表わすことができる（複数の定数値が各サブチャネルの式から分離されている）。

式８から、受信機１６が次の式を用いて個々のチャネルの推定をスケーリングし得る。

これは、前記連続した複数のサウンディングパケットのそれぞれに対応する平均受信信号（ｙｉ）強度を反映する。

このような方法で前記フルサイズのチャネル行列を集めるときに前記受信機により適用された前記スケーリング係数を設定することにより、前記歪み要素が最小化され、また、次に、式６である

が前記フルサイズのチャネル状態情報を決定するために適切に用いられる。式７−９は、前記したように、ブロック２０２−２０６に従って適用される。

図４は、前記受信機において算出されたＴＸ ＡＳＥＬのトレーニング手順（及び前記送信機にフィードバックされた選択されたアンテナ指標）を示すように記載されているが、手順２００はＴＸ ＡＳＥＬに変更可能であり、ここにおいては、受信機１６が複数のサブチャネルのそれぞれのための前記スケーリング係数を決定し、その結果生じたスケーリングされたサブチャネル推定

をＣＳＩデータとして元の送信機１２に伝え戻す。これに対応して、送信機１２が、動作を最適化するように、例えばパケットの誤差率を低減させるように、連続した複数のサウンディングパケットを送るためのその出力レベルの方策を変えてもよい。ＴＸ ＡＳＥＬトレーニング手順３００などの１つの実施例が図５に、図４におけると同様の参照番号を付して示されているが、図５は、ブロック３０２がＣＳＩデータの形態で前記スケーリングされたサブチャネル推定

を元の送信機１２に伝え戻し、次いでスケーリング係数ａ_ｉを認識し、かつゲイン要素Ｇ_ｉとともに、複数の新しい出力レベル設定値を決定し、またブロック３０４に従って前記出力レベルを調整することを示す。

手順２００は、ＲＸ ＡＳＥＬ手順にも拡張することができ、ここにおいては、前記推定されたチャネルが式４により表わされる。この実施例では、式８の方程式の右辺を置き換えることにより式８がまだ適用され、また、式９は、受信機のＡＳＥＬの計算のための前記フルサイズのチャネルを構成するときに前記複数のチャネル推定をスケーリングするために、受信機１６にまだ有効である。

ある実施例では、スケーリング則ａ_ｉ及び/又は利得率Ｇ_ｉは、例えば、これらの双方を前記無線通信プロトコル又は規格ＩＥＥＥ ８０２．１１、８０２．１６、ＬＴＥ等を介して定義していることにより、既に送信機１２に知られている場合がある。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ対応ＡＳＥＬプロトコルにおいて、例えば、前記プロトコルのためのチャネル符号化方法がスケーリング係数ａ_ｉを設定するために用いられてもよく、その結果、受信機１６が、Ｐ_ｉ及びＧ_ｉに関係なく前記複数の対応サウンディングパケットのサブチャネル推定を生じさせるために常に同一のスケーリング係数則を適用する。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎスケーリング係数則の一例は次のとおりである。

これらの場合において、前記スケーリング係数が予め定められるときには、これが、送信機１２において必要とされる利得率Ｇ_ｉの設定のみを残し、双方の値が用いられるときには、送信機１２は、受信機１６とやり取りをする前記フルサイズのＭＩＭＯチャネルにおける歪みを少なくすべくその出力レベル指針を調整する。前記送信機で前記利得率が必要とされるときは、前記複数の利得率が受信機１６により送信機１２に送信、あるいはそれらが送信機１２においてプリセットされ得る。

前記スケーリング則が規格、プロトコル又は送信機１２に既知であるものの一部でないとき、ＴＸ ＡＳＥＬトレーニング手順は、送信機１２が歪みの最小化のためにそれ自体の受信信号のスケーリングを行うために、ａ_ｉ及びＧ_ｉの双方が、例えばブロック３０２からのＣＳＩデータとして送信機１６から送られることを要求し得る。例えば、受信機１６が、ｉに関係なく一定であるスカラーａ_ｉを適用すると、受信機１６から前記複数のスケーリングされたサブチャネル推定を受信する送信機１２は、前記複数のフィードバックされたサブチャネル推定を集めて前記フルサイズのチャネル推定とする前に、前記受信信号中の当該スカラーを特定し、同様のスケーリング則（例えば、ｉに関係のない一定値のスカラー）を適用する。送信機１２におけるこのようなスケーリング基準は、また、ＲＦチェーン２４Ａ−２４Ｎにおける出力レベルＰ_ｉに依存し、これは送信機１２において既知であるが、受信機１６においては必ずしも知られる必要はない。

前記送信機がスカラーを設定すると、送信機１２は、動作（パケットの誤差率）を最適化するために連続した複数のサウンディングパケットを送るためのその出力レベル方法を変える。この場合、前記ＣＳＩフィードバックは受信機１６により常に適切にスケーリングされるため、前記送信機のＲＦチェーンの出力レベルは自由な調整が可能である。前記送信機ＲＦチェーンの出力レベルを動的に設定するこの能力は、ＭＩＭＯ通信システムによる様々なレベルの柔軟性の実現を可能にする。したがって、ある実施例では、前記送信機は、前記受信機から前記計量されたＣＳＩフィードバックを受け取ると、前記受信機が近くにあることを判定し、これに基づいて、前記送信機は、その最初の出力レベル設定を前記連続的な複数のサウンディングパケットにおいて使用されているものから下げるように調整し、これにより電力を節約する。他の実施例では、前記送信機は前記受信機が遠方にあることを判定し、出力レベルの設定を増大させ、これにより動作を改善する。

複数のサウンディングパケットを使用するアンテナ選択サウンディングの基本的な想定の一つは、ＭＩＭＯチャネルがこれらのサウンディングパケットの無線送受の間に時間と共に変化しにくいということである。しかし、ある場合には、この想定が真実でない場合があり、前記チャネルは急速に変化し得る。このように、ある実施例では、前記チャネルの状況に応じて、前記送信機はＭＩＭＯチャネルの試験のためにより低い出力サウンディングを行い、チャネルの変化を追跡する。ある実施例では、ＭＩＭＯシステムが、低出力のサウンディングパケットで、前記複数のアンテナのサブセットのみを用いるチャネルを調べ、前記チャネルが変化しているどうかを検出し、その後、集約的であり得る全アンテナのトレーニングが確実かどうかを判定する。もちろん、これらは、連続する複数のＡＳＥＬサウンディングパケットを送信するための複数の送信機チェーン出力レベルを制御することが有益であり得る正しい適用の数例にすぎない。

前記した技術は、単一搬送波ＭＩＭＯシステムか又はＯＦＤＭ（Ａ）システムのような多搬送波ＭＩＭＯシステムに適用され、ここにおいて、前記した式が、チャネル毎に代えて、副搬送波毎に適用される。これは、前記サウンディングパケット識別子ｉが前記副搬送波（又はサブチャネル）指標を表わすということである。このようなＯＦＤＭ（Ａ）システムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ（例えば「ＷｉＦｉ」）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（例えば「ＷｉＭａｘ」）、３ＧＰＰＰロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）及びその他を含み得る。ＬＴＥは、ＵＭＴＳのような３Ｇ標準、及びＧＳＭのような２Ｇ標準を超える改善された処理能力、速度及び低減された待ち時間を提供する４Ｇ通信標準とみなされており、また、音声、ビデオ映像、リッチメディア及び端末間のクオリティ・オブ・サービス（ＱｏＳ）を伴うメッセージングを含む全てのＩＰベースのサービスを支援することができる。ＬＴＥ ＰＨＹは、スマートアンテナを介して、ＯＦＤＭＡ及びＭＩＭＯデータ伝送の双方を採用する。例えば、ＬＴＥ ＰＨＹは、基地局から遠方のユーザ装置へのダウンリンク通信と、前記遠方のユーザから前記基地局へのアップリンク通信のための単一搬送波周波数分割多重アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ）とのためにＯＦＤＭＡを用いる。

前記したようなＡＳＥＬ方法は、様々なＭＩＭＯ装置において利用される。例えば、前記したような技術は、基地局、アクセスポイント、無線方式ルータ等において利用される。例えば、送信機１２は基地局を表し、また、受信機１６は任意の遠方の無線装置（携帯機器又はその他）あるいはその反対を表す。加えて、図６Ａ−６Ｆは、前記したようなＡＳＥＬ技術が採用される様々な装置を示す。

図６Ａを参照すると、このような技術が高解像度テレビ（ＨＤＴＶ）１０２０に利用される。高解像度テレビ（ＨＤＴＶ）１０２０は、大容量データ記憶装置１０２７と、ＨＤＴＶ信号処理及び制御ブロック１０２２と、ＷＬＡＮインターフェースと、メモリ１０２８とを含む。ＨＤＴＶ１０２０は、有線又は無線の形式のいずれかでＨＤＴＶ入力信号を受信し、ディスプレイ１０２６のためのＨＤＴＶ出力信号を発生する。一部の実施形態では、信号処理回路及び/又は制御回路１０２２及び/又はＨＤＴＶ１０２０の他の回路（図示せず）が、データを処理し、符号化及び/又は暗号化を行い、計算を行い、データ形式を整え、かつ/又は要求され得る他の任意のタイプのＨＤＴＶ処理を行う場合がある。

ＨＤＴＶ１０２０は、光学式及び/又は磁気式の記憶装置のような不揮発性の様態でデータを記憶する大容量データ記憶装置１０２７と交信する。前記大容量データ記憶装置は、約１．８インチより小さい直径を有する１つ以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。ＨＤＴＶ１０２０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延型不揮発性メモリ及び/又は他の適当な電子データ記憶装置のようなメモリ１０２８に接続されている。ＨＤＴＶ１０２０は、また、ＷＬＡＮネットワーク・インターフェース１０２９を介したＷＬＡＮとのつながりを支援する。ＨＤＴＶ１０２０は、チャネルサウンディング及び推定を実行しかつＭＩＭＯアンテナのためのＡＳＥＬを決定する、複数のＲＦチェーンと、アンテナ・スイッチと、スイッチコントローラと、送信機１２の実施例において前述したようなコントローラとを含むＡＳＥＬコントローラ１００２を含む。

図６Ｂを参照すると、このような技術が車両１０３０において利用される。車両１０３０は、大容量データ記憶装置１０４６と、ＷＬＡＮインターフェース１０４８とを含んでいてもよい、制御システムを含む。大容量データ記憶装置１０４６は、温度センサ、圧力センサ、回転センサ、気流センサ及び又は他の任意の適当なセンサのような１つ以上のセンサ１０３６からの入力を受信し、かつ/又は、エンジン運転パラメータ、トランスミッション作動パラメータ、及び/又は他の制御信号のような１つ以上の出力制御信号１０３８を発生するパワートレイン制御システム１０３２を支援する。

制御システム１０４０は同様に入力センサ１０４２からの信号、及び/又は、１つ以上の出力装置１０４４への出力制御信号を受信し得る。いくつかの実装において、制御システム１０４０は、アンチロック・ブレーキング・システム（ＡＢＳ）の一部、ナビゲーション・システム、テレマティックス・システム、車両テレマティックス・システム、車線逸脱システム、車間距離適応走行制御システム、ステレオ、ＤＶＤ、コンパクトディスク等のような車両エンターテインメントシステムの一部であってもよい。

パワートレイン制御システム１０３２は、光学式及び/又は磁気式の記憶装置のような不揮発性の様態でデータを記憶する大容量データ記憶１０２７と交信してもよい。大容量データ記憶装置１０４６は、約１．８インチより小さい直径を有する１つ以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。パワートレイン制御システム１０３２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延型不揮発性メモリ及び/又は他の適当な電子データ記憶装置のようなメモリ１０４７に接続されていてもよい。パワートレイン制御システム１０３２は、また、ＷＬＡＮネットワーク・インターフェース１０４８を介してＷＬＡＮとの接続を支援し得る。制御システム１０４０は、また、大容量データ記憶装置、メモリ及び/又はＷＬＡＮインターフェース(全て図示せず)を含み得る。車両１０３０は、チャネルサウンディング及び推定を実行しかつＭＩＭＯアンテナのためのＡＳＥＬを決定するＡＳＥＬコントローラ１００２を含んでもよい。

図６Ｃを参照すると、このような技術が、セルラアンテナ１０５１を含み得る携帯電話１０５０において使用され得る。携帯電話１０５０は、図６Ｃで概して符号１０５２にて示される信号処理回路及び/又は信号制御回路のいずれかあるいはこれらの双方、ＷＬＡＮネットワーク・インターフェース１０６８及び/又は携帯電話１０５０の大容量データ記憶装置１０６４を含み得る。いくつかの実装において、携帯電話１０５０は、マイクロホン１０５６、スピーカ及び/又は音声出力ジャックのような音声出力ジャック１０５８、ディスプレイ１０６０、及び/又は、キーパッドド、ポインティング・デバイス、音声作動及び/又は他の入力装置のような入力装置１０６２を含む。携帯電話１０５０内の信号処理用及び/又は制御用の回路１０５２、及び/又は他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び/又は暗号化を行い、計算を行い、データの書式を整え、かつ/又は他の携帯電話の機能を果たし得る。

携帯電話１０５０は、例えばＨＤＤ及び/又はＤＶＤからなる光学式及び/又は磁気式の記憶装置のような不揮発性の態様でデータを記憶する大容量データ記憶装置１０６４と交信し得る。前記ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１つ以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。携帯電話１０５０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延型不揮発性メモリ及び/又は他の適当な電子データ記憶装置のようなメモリ１０６６に接続されていてもよい。携帯電話１０５０は、また、ＷＬＡＮネットワーク・インターフェース１０６８を介してＷＬＡＮとのつながりをも支援し得る。携帯電話１０５０は、チャネルサウンディング及び推定を実行しかつＭＩＭＯアンテナのためのＡＳＥＬを決定するＡＳＥＬコントローラ１００２を含む。

図６Ｄを参照すると、このような技術がセットトップボックス１０８０において利用され得る。セットトップボックス１０８０は、概して図６Ｄで符号１０８４により特定される信号処理回路及び/又は信号制御回路のいずれかあるいはこれらの双方、ＷＬＡＮインターフェース及び/又はセットトップボックス１０８０の大容量データ記憶装置１０９０を含んでもよい。セットトップボックス１０８０は、ブロードバンドソースのような情報源１０９１からの信号を受信し、テレビ及び/又はモニタ及び/又は他の映像及び/又は音声の出力装置のようなディスプレイ１０８８に適する標準の及び/又は高解像度の音声/映像信号を出力する。セットトップボックス１０８０の信号処理回路及び/又は信号制御回路１０８４、及び/又は他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び/又は暗号化を行い、計算を行い、データの形式を整え、かつ/又は他の任意のセットトップボックスの機能を果たし得る。

セットトップボックス１０８０は、不揮発性の様態でデータを記憶する大容量データ記憶装置１０９０と交信することができ、ジッター測定を用い得る。大容量データ記憶装置１０９０は、例えばハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）及び/又はＤＶＤからなる光学式及び/又は磁気式の記憶装置を含む。前記ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１つ以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。セットトップボックス１０８０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延型不揮発性メモリ及び/又は他の適当な電子データ記憶装置のようなメモリ１０９４に接続されていてもよい。セットトップボックス１０８０は、また、ＷＬＡＮネットワーク・インターフェース１０９６を介してＷＬＡＮとのつながりを支援し得る。セットトップボックス１０８０は、チャネルサウンディング及び推定を実行しかつＭＩＭＯアンテナのためのＡＳＥＬを決定するＡＳＥＬコントローラ１００２を含み得る。

図６Ｅを参照すると、このような技術がメディアプレーヤー１１００において使用されてもよい。メディアプレーヤー１１００は、概して図６Ｅで符号１１０４により特定される信号処理回路及び/又は信号制御回路のいずれか、ＷＬＡＮインターフェース及び/又はメディアプレーヤー１１００の大容量データ記憶装置１１１０を含んでいてもよい。いくつかの実施例において、メディアプレーヤー１１００はディスプレイ１１０７、及び又はキーパッド、タッチパッド等のようなユーザ入力１１０８を含む。いくつかの実施例において、メディアプレーヤー１１００は、典型的にはメニュー、ドロップダウン・メニュー、アイコン及び/又はディスプレイ１１０７を通したポイント・アンド・クリック方式インターフェースを採用するグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）、及び/又はユーザ入力１１０８を採用することができる。メディアプレーヤー１１００は、さらに、スピーカ及び/又は音声出力ジャックのような音声出力１１０９を含む。メディアプレーヤー１１００の信号処理回路及び/又は信号制御回路１１０４、及び/又は他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び/又は暗号化を行い、計算を行い、データの形式を整え、かつ/又は任意の他のメディアプレーヤーの機能を果たすことができる。

メディアプレーヤー１１００は、不揮発性の様態で圧縮された音声及び又は映像のコンテンツのようなデータを記憶する大容量データ記憶装置１１１０と交信してもよく、またジッター測定を利用してもよい。いくつかの実施例では、前記圧縮音声ファイルはＭＰ３形式又は他の適当な圧縮された音声及び又は映像形式に準拠した複数のファイルを含む。前記大容量データ記憶装置は、例えばハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）及び/又はＤＶＤからなる光学式及び/又は磁気式の記憶装置であってもよい。前記ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１つ以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。メディアプレーヤー１１００は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延型不揮発性メモリ及び/又は他の適当な電子データ記憶装置のようなメモリ１１１４に接続されていてもよい。メディアプレーヤー１１００は、また、ＷＬＡＮネットワーク・インターフェース１１１６を介してＷＬＡＮとのつながりを支援し得る。メディアプレーヤー１１００は、チャネルサウンディング及び推定を実行しかつＭＩＭＯアンテナのためのＡＳＥＬを決定するＡＳＥＬコントローラ１００２を含み得る。

図６Ｆを参照すると、このような技術が、ＭＩＭＯアンテナ１１５２を含むボイス・オーバー・インターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）電話１１５０において利用されてもよい。ＶｏＩＰ電話１１５０は、概して図６Ｆで符号１１５４により特定される信号処理回路及び/又は信号制御回路のいずれかあるいはこれらの双方、ワイアレスインターフェース及び/又はＶｏＩＰ電話１１５０の大容量データ記憶装置を含んでも良い。いくつかの実装において、ＶｏＩＰ電話１１５０は、一部に、マイクロホン１１５８、スピーカ及び/又は音声出力ジャックのような音声出力１１６０、ディスプレイ・モニター１１６２、キーパッド、ポインティング・デバイス、音声作動及び/又は他の入力装置のような入力装置１１６４、及びワイヤレス・フィディリティー（ＷｉＦｉ）通信モジュール１１６６を含む。ＶｏＩＰ電話１１５０における信号処理回路及び/又は信号制御回路１１５４、及び/又は他の回路（図示せず）は、データを処理し、符号化及び/又は暗号化を行い、計算を行い、データを初期化し、及び/又は他のＶｏＩＰ電話の機能を果たし得る。

ＶｏＩＰ電話１１５０は、例えばハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）及び/又はＤＶＤからなる光学式及び/又は磁気式の記憶装置のような不揮発性の様態でデータを記憶する大容量データ記憶装置１１５６と交信し得る。前記ＨＤＤは、約１．８インチより小さい直径を有する１つ以上のプラッタを含むミニＨＤＤであってもよい。ＶｏＩＰ電話１１５０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリのような低遅延型不揮発性メモリ及び/又は他の適当な電子データ記憶装置のようなメモリ１１５７に接続されていてもよい。ＶｏＩＰ電話１１５０は、ＷｉＦｉ通信モジュール１１６６を通してＶｏＩＰネットワーク（図示せず）との通信リンクを確立するように設定される。ＶｏＩＰ電話１１５０は、チャネルサウンディング及び推定を実行しかつＭＩＭＯアンテナのためのＡＳＥＬを決定するＡＳＥＬコントローラ１００２を含んでもよい。

前記した様々なブロック、動作及び技術の少なくともいくつかは、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、又はハードウエア、ファームウエア及び/又はソフトウエアの任意の組み合わせにより実装され得る。ソフトウエア又はファームウエアにより実装された場合、前記ソフトウエア又はファームウエアは、磁気ディスク、光ディスク若しくは他の記憶媒体におけるような任意のコンピュータ可読メモリ、ＲＡＭ又はＲＯＭ又はフラッシュメモリ、プロセッサ、ハード・ディスク・ドライブ、光ディスク・ドライブ、テープドライブ等に記憶され得る。同様に、前記ソフトウエア又はファームウエアは、例えばコンピュータ可読ディスク又は他の可搬のコンピュータ貯蔵機構上にあるいは通信媒体を介して含む任意の既知の又は所望の配達方法を通してユーザ又はシステムに供給され得る。通信媒体は、通常、コンピュータ可読の命令、データ構造、プログラムモジュール又は搬送波又は他の搬送機構などのような変調データ信号の形状の他のデータを包含する。前記用語「変調データ信号」は、その特性の集まりのうちの１つ以上を有する信号、又は前記信号において情報を符号化するような方法で変えられた信号を意味する。例として、また限定ではなく、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線通信のような有線媒体、並びに、音響、無線周波数、赤外線及び他の無線媒体のような無線媒体を含む。したがって、前記ソフトウエア又はファームウエアは、電話線、ＤＳＬ回線、ケーブルテレビ回線、光ファイバー回線、無線通信チャネル、インターネット等（これらは、可搬の記憶媒体を介したこのようなソフトウエアを供給することと同じものであるか又は交換可能であるとみなされる）のような通信チャネルを通してユーザ又はシステムに届けられる。前記ソフトウエア又はファームウエアは、１つ以上のプロセッサに種々の動作を行わせる得るコンピュータ可読の命令を含む。

ハードウエアに実装された場合、前記ハードウエアは、１つ以上の個別部品、集積回路、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）等を含んでもよい。

本発明は特定の実施例に関して説明されたが、これらの実施例は一例にすぎず、本発明を限定するものではなく、上に明確に述べた前記事項に加えて変更、追加又は削除が本発明の精神及び範囲から逸脱することなく開示の実施例とされることは当業者には明らかであろう。

Claims (25)

1. 第１の複数のアンテナに接続された第１の複数の無線周波数（ＲＦ）チェーンを有する送信機と第２の複数のアンテナに接続された第２の複数のＲＦチェーンを有する受信機との間に通信がある多重入出力システム（ＭＩＭＯシステム）におけるアンテナ選択の方法であって、
   それぞれがトレーニングシンボルを有し、また、前記ＭＩＭＯシステムのためのフルサイズのチャネルをまとめてサウンディングする連続した複数のサウンディングパケットであって前記送信機において前記第１の複数のＲＦチェーンに出力レベル則を適用することにより発生される前記連続した複数のサウンディングパケットを前記送信機から受信すること、
   前記出力レベル則に基づく各対応する連続サウンディングパケットのためのサブチャネル推定、及び受信された各連続サウンディングパケットのための利得率を決定すること、及び
   スケーリングされた複数のサブチャネル推定を生じさせるために各サブチャネル推定に、複数のスケーリング係数のそれぞれを適用することを含み、前記複数のスケーリング係数のそれぞれは前記出力レベル則と各利得率とに依存する、アンテナ選択方法。
2. 前記第１の複数のＲＦチェーンのそれぞれが前記連続した複数のサウンディングパケットのそれぞれについて同一の出力レベルを使用するように、前記送信機が前記第１の複数のＲＦチェーンに前記出力レベル則を適用する、請求項１に記載の方法。
3. 全ての第１の複数のＲＦチェーンに適用される前記出力レベルの総計が前記連続した複数のサウンディングパケットのそれぞれについて一定であるように、前記送信機が前記第１の複数のＲＦチェーンに前記出力レベル則を適用する、請求項１に記載の方法。
4. さらに、前記複数のスケーリング係数を、次の諸関係
   

   

   

   

   に従って決定することをさらに含み、
   式中、ｉは各サウンディングパケットの指標であり、かつ１ないしＮの値を有し、Ｇ_ｉは各サウンディングパケットのための前記受信機において適用された前記利得率であり、Ｈ_ｉは前記連続した複数のサウンディングパケットを反映する前記送信機により送られたＭＩＭＯサブチャネルであり、Ｐ_ｉは前記出力レベル則であり、ν_ｉは各サウンディングパケットのそれぞれについてのチャネル推定の誤差であり、また
   

   

   は推定されたサブチャネルであり、
   ａ_ｉは前記受信機により適用された各サウンディングパケットそれぞれのためのスケーリング係数であり、
   また、Ｈは前記送信機により送信された前記フルサイズのチャネルであり、βはスカラー要素である、請求項１に記載の方法。
5. 前記受信機で受信された前記フルサイズのチャネルの歪みを最小限にするための前記複数のスケーリング係数を決定することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記受信機がアンテナ選択サウンディング要求を前記送信機に送信すること、及び
   前記アンテナ選択サウンディング要求に応答して、前記送信機が前記連続した複数のサウンディングパケットを送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記複数のスケーリングされたサブチャネル推定を集めてフルサイズの推定ＭＩＭＯチャネルにすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記ＭＩＭＯシステムは単一搬送波ＭＩＭＯシステムからなり、また前記フルサイズのチャネルは単一ＭＩＭＯチャネルを表す、請求項１に記載の方法。
9. 前記ＭＩＭＯシステムは直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）ＭＩＭＯシステムであり、また前記フルサイズのチャネルはＭＩＭＯサブチャネルを表す、請求項１に記載の方法。
10. 前記ＭＩＭＯシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ又はＩＥＥＥ ８０２．１６準拠の通信システムである、請求項１に記載の方法。
11. 第１の複数のアンテナに接続された第１の複数の無線周波数チェーン（第１の複数のＲＦチェーン）を有する送信機と第２の複数のアンテナに接続された第２の複数のＲＦチェーンを有する受信機との間に通信がある、多重入出力システム（ＭＩＭＯシステム）におけるアンテナ選択の方法であって、
    それぞれがトレーニングシンボルを有し、また、前記ＭＩＭＯシステムのためのフルサイズのチャネルをまとめてサウンディングする連続した複数のサウンディングパケットであって前記送信機において前記第１の複数のＲＦチェーンにより発生される前記連続した複数のサウンディングパケットを送信すること、
    前記受信機において決定された複数のスケーリングされたサブチャネル推定のそれぞれのためのチャネル状態情報であって、前記受信機で受信された前記連続した複数のサウンディングパケットに適用される少なくとも１つのそれぞれの利得率と、前記受信機において複数のサブチャネル推定を決定するために適用される複数のスケーリング係数のそれぞれとを含むチャネル状態情報を受信すること、及び
    前記チャネル状態情報の受信に応答して、前記送信機が、前記第１の複数のＲＦチェーンに適用される複数の出力レベルを調整することを含む、アンテナ選択方法。
12. 前記チャネル状態情報は前記少なくとも1つのそれぞれの利得率と前記複数のスケーリング係数とを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記受信機において推定されたフルサイズのチャネルの歪みを最小限にするために前記複数のスケーリング係数が次の諸関係
    

    

    

    

    に従って決定され、
    式中、ｉは各サウンディングパケットの指標であり、かつ１ないしＮの値を有し、Ｇ_ｉは各サウンディングパケットのそれぞれのための前記受信機において適用される前記利得率であり、Ｐ_ｉは出力レベル則であり、ν_ｉは各サウンディングパケットそれぞれについてのチャネル推定の誤差であり、また
    

    

    は推定サブチャネルであり、
    ａ_ｉは前記受信機により適用される各サウンディングパケットそれぞれのためのスケーリング係数であり、
    また、Ｈは前記送信機により送信された前記フルサイズのチャネルであり、βはスカラー要素である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記チャネル状態情報は前記利得率のみを含み、その結果、前記送信機が、前記複数のスケーリング係数から独立した前記第１の複数のＲＦチェーンに適用された前記複数の出力レベルを調整することができる、請求項１１に記載の方法。
15. 前記送信機が前記チャネル状態情報に基づいてスケーリング係数を決定すること、及び、前記第１の複数のＲＦチェーンに適用された前記複数の出力レベルを調整すべく前記スケーリング係数を適用することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
16. 前記送信機がアンテナ選択サウンディング要求を受信することに応答して前記連続した複数のサウンディングパケットを送信することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
17. 前記ＭＩＭＯシステムは単一搬送波ＭＩＭＯシステムであり、また前記フルサイズのチャネルは単一のＭＩＭＯチャネルを表す、請求項１１に記載の方法。
18. 前記ＭＩＭＯシステムは直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）ＭＩＭＯシステムであり、また前記フルサイズのチャネルはＭＩＭＯサブチャネルを表す、請求項１１に記載の方法。
19. 前記ＭＩＭＯシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ準拠の通信システムである、請求項１１に記載の方法。
20. 前記ＭＩＭＯシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．１６準拠の通信システムである、請求項１１に記載の方法。
21. フルサイズの多重入出力（ＭＩＭＯ）チャネル信号の送信のための複数のＭＩＭＯアンテナの中から選択するように制御可能である、前記複数のＭＩＭＯアンテナに接続するためのアンテナ・スイッチと、
    前記アンテナ・スイッチに前記フルサイズのＭＩＭＯチャネルを供給するための複数の無線周波数チェーン（複数のＲＦチェーン）と、
    前記複数のＭＩＭＯアンテナに複数の連続したサウンディングパケットを送信するために前記複数のＲＦチェーンを制御するように設定されたコントローラであって、各サウンディングパケットがトレーニングシンボルを有し、かつ複数のサウンディングパケットが前記フルサイズのＭＩＭＯチャネル信号をまとめて形成し、前記コントローラが前記フルサイズのＭＩＭＯチャネル信号の送信に応答して送られた受信機からのチャネル状態情報を受信するようにさらに設定され、前記コントローラが前記チャネル状態情報に応答して前記複数のＲＦチェーンにおける複数の出力レベルを調整するように設定されている、コントローラとを備える、ＭＩＭＯ送信機装置。
22. 前記チャネル状態情報は、前記受信機からの利得率データと、前記受信機からのスケーリング係数データとを含む、請求項２１に記載のＭＩＭＯ送信機装置。
23. 前記チャネル状態情報は、前記受信機からスケーリングされ、推定されたサブチャネル・データを含む、請求項２１に記載のＭＩＭＯ送信機装置。
24. それぞれがトレーニングシンボルを有しまた多重入出力（ＭＩＭＯ）システムのためにフルサイズのＭＩＭＯチャネルをまとめてサウンディングする複数の連続したサウンディングパケットの形態でＭＩＭＯ送信機により送信される前記フルサイズのＭＩＭＯチャネルの受信のための複数のＭＩＭＯアンテナの中から選択するように制御可能である、前記複数のＭＩＭＯアンテナに接続するためのアンテナ・スイッチと、
    受信機で受信された前記複数の連続したサウンディングパケットを処理するための複数の無線周波数（ＲＦ）チェーンと、
    前記複数の連続したサウンディングパケットの送信において前記ＭＩＭＯ送信機により適用された出力レベル則を決定し、前記出力レベル則に基づく各連続サウンディングパケットのためのサブチャネル推定と、前記受信された複数の連続したサウンディングパケットのそれぞれのための各利得率とを決定し、かつ、スケーリングされた複数のサブチャネル推定を生じさせるために各サブチャネルの推定に、前記出力レベル則と複数の利得率のそれぞれとに依存する複数のスケーリング係数のそれぞれを適用するように設定されたコントローラとを備える、ＭＩＭＯ受信機装置。
25. 前記コントローラが次の諸関係
    

    

    

    

    に従って前記複数のスケーリング係数のそれぞれを決定するように設定され、
    式中、ｉは前記複数の連続したサウンディングパケットの指標でありかつ１ないしＮの値を有し、Ｇ_ｉは前記複数の連続したサウンディングパケットのそれぞれのための利得率であり、Ｈ_ｉは前記連続した複数のサウンディングパケットを反映する前記ＭＩＭＯ送信機により送信されたＭＩＭＯサブチャネルであり、Ｐ_ｉは前記連続する複数のサウンディングパケットのそれぞれのための出力レベル基準であり、ν_ｉは各サウンディングパケットについてのチャネル推定の誤差であり、Ｐ_ｉは前記出力レベル基準であり、ν_ｉは前記複数のサウンディングパケットのそれぞれについてのチャネル推定誤差であり、また
    

    

    は推定サブチャネルであり、
    ａ_ｉは前記受信機により適用された各サウンディングパケットそれぞれのためのスケーリング係数であり、
    また、Ｈは前記ＭＩＭＯ送信機により送信された前記フルサイズのチャネルであり、βはスカラー要素である、請求項２４に記載のＭＩＭＯ受信機装置。

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