JP2016042703A - チャネル品質のフィードバックに基づくビーム時空符号化 - Google Patents

Abstract

【課題】送信ダイバーシティ時空符号化信号にビームフォーミングを適用することによって受信機におけるダイバーシティ利得を増加させる。【解決手段】送信信号は、複数の時空アンテナグループの上で時空符号化される。ここにおいて、各々の時空アンテナグループは、特定の時空符号に関連付けられている。各時空アンテナグループにおける信号は、前記時空アンテナグループ中の前記複数のアンテナ上でビームフォームされる。時空アンテナグループ中の前記複数のアンテナの各々は、前記時空アンテナグループ中の他のアンテナとは異なる重みで重み付けされる。ビームフォーミング重みは、受信機からのチャネル品質フィードバック表示に基づいて、変化することができる。各重みの、またはマルチプル重みベクトルの、振幅、位相、または振幅および位相の結合は、受信信号の品質を改善するために、チャネル品質表示の関数として変化することができる。【選択図】図７

Description

関連する米国出願

本件特許出願は、「BEAMSPACE-TIME CODING BASED ON CHANNEL QUALITY FEEDBACK」という名称の2006年12月19日付けの米国仮出願第60/870,654号に基づいて優先権を主張するものであって、本件特許出願の被譲渡人に譲渡され、また参照によって本件特許出願の中に明白に取り込まれている。

ワイヤレス通信デバイスは、様々な運用状態および運用環境の中で作動するように構成されている。モバイル・ワイヤレス・デバイスは、送信信号の源に対する相対的位置に基づいて、信号の品質の急激な変化を経験することがある。信号の品質の変化は、送信機をワイヤレス受信機に接続するワイヤレスチャネル内の変化によって特徴づけられることができる。

ワイヤレスチャネルに貢献するファクタには多くのものがある。例えば、受信信号の強度は、送信機と受信機との距離が増加するにつれ、減少する。さらに、地形の変化、および障害物や反射面の存在は、マルチパスの原因となる。送信機から受信機までのマルチパスを通る信号は、建設的または破壊的に結合することがありうる。例えば、マルチパス信号を構成する要素の位相の回転に起因する信号の破壊的結合は、受信機の信号の品質の実質的な低下に帰着する可能性がある。信号の品質の低下は、しばしば信号のフェード、または単にフェードと呼ばれている。

ワイヤレス通信システムは、深刻なフェードの中で作動する可能性を補完するために、様々な技術を実装することができる。フェードに対する補完の支援のために、ワイヤレス通信システムは、信号ダイバーシティを実装することができる。ダイバーシティとは、独立信号パスを提供する、または決定するために、ある種の冗長度を実装することを一般にいう。

送信機は、受信機が被送信信号を受信すること、および決定することの可能性を高くすることができるように、個々別々の決定可能な信号を導入することにより、ダイバーシティを提供することができる。送信機は、複数の送信アンテナ、複数の送信周波数、複数の送信回数、またはこれらのものの何らかの組合せを使用することにより、ダイバーシティを導入することができる。

例えば、送信ダイバーシティは、1本のアンテナからオリジナルの情報シンボルを送信し、かつもう1本のアンテナから当該シンボルの変形バージョンを送信することにより、達成されることができる。オリジナルのシンボルの変形バージョンは、オリジナルのシンボルに対して、遅延、接合（conjugate）、反転、回転などの処理を施したバージョン、またはこれらの全部または一部の処理を施したバージョンをさすことができる。回転された信号とは、ある基準信号に対する信号の位相の複合的回転をいう。受信機は、送信されたシンボルを復元するために、1つまたは複数のシンボル周期にわたって、トータルの受信信号を処理する。

同様に、受信機は、空間的に多様性のあるマルチプルの受信アンテナを使用することによって、ある限られた量のダイバーシティを提供することもできる。好ましくは、マルチプルの受信アンテナは、その中の各々の受信アンテナが、他の受信アンテナによって経験されるチャネルとは独立のチャネル特性を経験することができるように、一定の間隔を置いて配置される。

送信ダイバーシティ時空符号化信号（transmit diversity space-time coded signals）にビームフォーミングを適用することによって、受信機のダイバーシティ利得を増加させる方法および装置。送信信号は、複数の時空アンテナグループ上で時空符号化される。ここにおいて、時空アンテナグループの各々は、特定の時空符号に関連付けられている。各々の時空アンテナグループにおける信号は、時空アンテナグループ内の複数のアンテナ上でビームフォームされる。時空アンテナグループ中の複数のアンテナの各々は、時空アンテナグループ内の他のアンテナとは異なる別々の重みで重み付けされる。ビームフォーミング重みは、受信機からのチャネル品質フィードバック表示に基づいて、変化することができる。各重みの、またはマルチプルの重みベクトルの、振幅、位相、または振幅および位相の結合は、受信信号の品質を改善するために、チャネル品質表示の関数として、変化することができる。

本開示の態様は、送信ダイバーシティを提供する方法を含んでいる。本方法は、送信信号から複数の時空符号化信号を生成することと、チャネル品質表示を受信することと、前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みベクトルを生成することと、および前記少なくとも1つの重みベクトルからの対応する重みベクトルを使用して前記複数の時空符号化信号のうちの少なくとも1つをビームフォーミングすることとを含んでいる。

本開示の態様は、送信ダイバーシティを提供する方法を含んでいる。本方法は、送信信号から複数の時空符号化信号を生成することと、チャネル品質表示を受信することと、および対応する重みベクトルを使用して前記時空符号化信号の各々をビームフォーミングすることとを含む方法であって、前記チャネル品質表示に部分的に基づいて、少なくとも1つの重みベクトルが決定されることを特徴とする方法である。

本開示の態様は、送信ダイバーシティを最適化する方法を含んでいる。本方法は、複数の信号（ここにおいて、前記複数の信号の各々は、対応する信号ビームにおいて受信される）を受信することと、各信号ビームについてチャネル推定を決定することと、前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定することと、および前記信号ビームの送信源へのフィードバック情報として前記チャネル品質表示を送信することとを含んでいる。

本開示の態様は、送信ダイバーシティを提供するための装置を含んでいる。本装置は、送信信号ストリームを生成するように構成されている送信機と、前記送信信号ストリームを受信するように構成され、かつ前記送信信号ストリームから複数の（G個の）送信ダイバーシティ／時空符号化送信ストリームを生成するように構成されている送信ダイバーシティ符号化器と、チャネル品質表示を受信し、かつ前記チャネル品質表示に基づいて重みベクトルセットから少なくとも1つの重みベクトルを生成するように構成されている重みマトリックス生成器と、および複数のビームフォーミング符号化器とを含む、送信ダイバーシティを提供するための装置であって、ここにおいて、前記複数のビームフォーミング符号化器の各々は、前記複数のダイバーシティ／時空符号化送信ストリームのうちの1つを受信し、かつ前記重みベクトルセットからの1つの重みベクトルに基づいて複数の（K個の）重み付けされたサブストリームを生成し、もって前記複数の送信ダイバーシティ／時空符号化送信ストリームのうちの前記1つをビームフォームするように構成されていることを特徴とする、送信ダイバーシティを提供するための装置である。

本開示の態様は、送信ダイバーシティを提供するための装置を含んでいる。本装置は、複数のビームにおいて複数の時空符号化送信信号（ここにおいて、各時空符号化送信信号は、別々のビームで運ばれる）を受信するように構成されている受信機と、前記受信機と連結され、かつ各ビームから少なくとも1つのパイロット信号を抽出するように構成されているパイロット抽出モジュールと、前記パイロット抽出モジュールと連結され、かつ前記少なくとも1つのパイロット信号に基づいて前記複数のビームの各々についてチャネル推定を決定するように構成されているチャネル推定モジュールと、前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定するように構成されているチャネル品質表示生成器と、前記チャネル品質表示を含むフィードバック・メッセージを生成し、かつ前記時空符号化送信信号の源へフィードバック・メッセージを送信するように構成されている送信機とを含んでいる。

本開示の実施形態の特徴、目的および利点は、図とともに参照されるとき、以下に説明される詳細な説明からいっそう明らかなものとなるであろう。なお、図において、類似の要素には、類似の参照用数字が振られている。
図1は、ワイヤレス通信システムの実施形態の単純化された機能ブロック図である。 図2は、多元接続ワイヤレス通信システムにおける送信機および受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図である。 図3は、ビームフォームされた時空符号化送信ダイバーシティを有する送信機システムの実施形態の単純化された機能ブロック図である。 図4は、ビームフォームされた時空符号化送信ダイバーシティを有する送信機システムの実施形態の単純化された機能ブロック図である。 図5は、ビームフォーミング重みの配置図（constellation diagram）の一例である。 図6は、ビームフォームされた時空符号化受信信号に基づいて、チャネル品質表示を生成するように構成されている受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図である。 図7は、ビームフォームされた送信ダイバーシティ／時空符号化を使用して、送信ダイバーシティを提供する方法の実施形態の単純化された流れ図である。 図8は、ビームフォームされた送信ダイバーシティ／時空符号化信号からフィードバック情報を生成する方法の実施形態の単純化された流れ図である。 図9は、ビームフォームされた時空符号化送信ダイバーシティを有する送信機システムの実施形態の単純化された機能ブロック図である。 図10は、ビームフォームされた時空符号化受信信号に基づいてチャネル品質表示を生成するように構成されている受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図である。

発明の詳細な説明

送信ダイバーシティ／時空符号化およびビームフォーミングの双方の利点を結合する、ワイヤレス信号を生成し送信する方法および装置が説明される。送信機は、Ｎ個の送信アンテナを装備している。Ｎ個の送信アンテナは、つぎにG個のアンテナグループに分割される。ここで、G＜＝Nである。各アンテナグループにおいて、アンテナは、ビームを形成するために、重みベクトルw_g= [w_g1 w_g2 ・・・ w_{g, N/G}]によって重み付けされる。

送信される必要のある情報ストリームは、最初に、送信ダイバーシティ／時空符号化が行なわれて、G個のサブストリームにされる。サブストリームの各々は、ビームフォームされて、1つのアンテナグループで送信される。送信機は、受信機によって提供されるフィードバックに基づいて、重みベクトルによって適用される重みを最適化することができる。

受信機は、ビームフォームされたサブストリームから受け取った信号を処理することができ、処理されたサブストリームに基づいて、チャネル品質表示（CQI）値を生成することができる。受信機は、ビームフォームされた各々のサブストリームからの信号に基づいて、または合成された信号の品質に基づいて、チャネル品質表示を独立して生成することができる。受信機は、フィードバック・メッセージの中において、または他の何らかの通信リンクを経由して、1つまたは複数のCQI値を送信機に伝えることができる。受信機は、例えば、送信機によって送信されたパイロット信号に基づいて、CQI値を生成することができる。

送信機は、より詳細には、受信機と通信可能状態にある送信機は、受信機からCQI値を受信することができる。送信機は、受信されたCQI値に基づいて、前記サブストリームのうちの1つまたは複数に適用されるビームフォーミング重みを調節することができる。送信機はまた、特定のアクセス端末に対応する信号に起因するダウンリンク干渉を表示する1つまたは複数のメトリックを受信することもできる。ダウンリンク干渉のメトリックは、例えば、送信機信号が最適化されていないアクセス端末における1つまたは複数の受信機によって、または他のアクセス・ポイントに在る1つまたは複数の受信機によって、決定されることができる。送信機は、受信機の信号の品質を最大化するためにサブストリームの各々の重みを独立して調節し、受信機の信号の品質を最大化するためにマルチプルのサブストリームの重みを調節し、受信機の信号の品質を改善するためにサブストリームの各々の重みを調節するとともに、他のセルまたはカバレッジエリアもしくはこれらの何らかの結合において経験されるセル間干渉を同時に最小化する。送信機は、所定の重みグリッドから選択するように構成されることができる、または1つまたは複数の個々の重みの振幅および位相のうちの1つまたは両方を連続的に変えるように構成されることができる。

図1は、多元接続ワイヤレス通信システム100の実施形態の単純化された機能ブロック図である。多元接続ワイヤレス通信システム100は、複数のセル、例えばセル102、104および106を含んでいる。図1の実施形態において、各セル102、104および106は、複数のセクタを含むアクセス・ポイント150を含んでもよい。

複数のセクタは、各アンテナがセルの一部分におけるアクセス端末との通信を担当するアンテナグループによって形成される。セル102では、アンテナグループ112、114および116は、各々異なるセクタに対応する。例えば、セル102は、3つのセクタ、120ａ−102ｃに分割される。第1のアンテナ112は、第1のセクタ102ａをサーブし、第2のアンテナ114は、第2のセクタ102ｂをサーブし、第3のアンテナ116は、第3のセクタ102ｃをサーブする。セル104では、アンテナグループ118、120および122は、各々異なるセクタに対応する。セル106では、アンテナグループ124、126および128は、各々異なるセクタに対応する。

各セルおよびセルのセクタは、対応するアクセス・ポイントの1つまたは複数のセクタと通信可能な状態になっているいくつかのアクセス端末をサポートする、またはそうでなければサーブするように構成されている。例えば、アクセス端末130および132は、アクセス・ポイント142と通信可能な状態になっており、アクセス端末134および136は、アクセス・ポイント144と通信可能な状態になっており、およびアクセス端末138および140は、アクセス・ポイント146と通信可能な状態になっている。アクセス・ポイント142、144および146の各々は、2つのアクセス端末と通信可能な状態になっているように図示されているけれど、各アクセス・ポイント142、144および146は、2つのアクセス端末との通信に限られるものではなく、物理的限界、または通信規格によって課せられる限界であることができるある限界までの任意の数のアクセス端末をサポートしてもよい。

本件明細書において使用されているように、アクセス・ポイントは、端末と通信するために使用される固定局であってもよく、また基地局、ノードB、またはその他の何らかの用語で呼ばれてもよく、もしくはこれらの一部または全部の機能を含むものであってもよい。アクセス端末（ＡＴ）はまた、ユーザ設備（ＵＥ）、ユーザ端末、ワイヤレス通信デバイス、端末、モバイル端末、移動局、加入者局、または他の何らかの用語で呼ばれてもよく、またこれらの一部または全部の機能を含むものであってもよい。

各アクセス端末130、132、134、136、138および140は、それぞれのセルの中の部分であって、同一セル内の各々の他のアクセス端末とは異なる部分に位置していることが図1からみてとれる。さらに、各アクセス端末は、それが通信しているアクセス・ポイントに対応するアンテナグループとは異なる距離であってもよい。これら両方のファクタは、セル内の環境的状態およびその他の状態に加えて、各アクセス端末とそれが通信しているアクセス端末に対応するアンテナグループとの間において異なるチャネル状態を生じさせる状況を提供する。

各アクセス端末、例えば130は、変化するチャネル状態のために他のどのアクセス端末によっても経験されない固有のチャネル特性を典型的に経験する。さらに、チャネル特性は、時間の経過とともに変化し、およびアクセス端末位置の変化とともに変化する。

アクセス・ポイント142、144および146は、部分的にはチャネル状態の変化による信号の品質のフェードの影響のうちのいくぶんかを緩和するために、時空符号化送信ダイバーシティを実装することができる。アクセス・ポイント142、144および146は、多数の別々の時空符号化サブストリームを生成するように構成されることができる。アクセス・ポイント142、144および146はまた、別々の時空符号化サブストリームの各々をビームフォームするように構成されることもできる。かくして、アクセス・ポイント142、144および146の各々における各サブストリームは、複数のアンテナを使用してビームフォームされることができる。時空符号化されビームフォームされたサブストリームは、各々、実質的に無相関のチャネル状態を通過した後、アクセス端末130、132、134、136、138および140において受信されることができる。このことは、あらゆる運用状態下におけるアクセス端末130、132、134、136、138および140の信号受信能力を改善し、およびアクセス端末130、132、134、136、138および140がサービング・アクセス・ポイントとの通信を維持することができなくなる結果に帰着する信号フェージング状態を経験する可能性を最小化する。

アクセス・ポイント142、144および146は、多数の対応するアンテナに連結される信号の各々を重みで重み付けすることにより、サブストリームをビームフォームすることができる。時空符号化サブストリームの各々は、スプリットしているかそうでなければ多数のコピーに分割されていて、多数のコピーは、当該多数のコピーの数と同じ次元の重みベクトルを使用して重み付けされている。

アクセス・ポイント142、144および146は、1つまたは複数のサブストリームに適用される重みを最適化するために、アクセス端末の各々、例えば130からのフィードバックを使用することができる。アクセス・ポイント142、144および146は、アクセス端末130、132、134、136、138および140によるチャネル分析を円滑にするために、ビームフォームされていないパイロット信号または既知の重みベクトルでビームフォームされているパイロット信号を送信することができる。パイロット信号は、時間、周波数、または時間と周波数の結合において周期的に送信されることができる1つまたは複数の既知の信号であることができる。他の実施形態において、パイロット信号は、周期的でなく、所定のアルゴリズムにしたがって送信される。例えば、パイロット信号は、擬似乱数的にスケジュールされることができ、またアクセス端末130、132、134、136、138および140は、パイロット信号の位置および発生を予測する能力を持つことができる。他の実施形態において、アクセス・ポイント142、144および146は、1つまたは複数のアクセス端末（例えば130）のリクエストでパイロット信号をスケジュールすることができる。

アクセス端末の各々、例えば130は、サーブしているアクセス・ポイント142からパイロット信号を受信することができ、また独立サブストリームの各々についてチャネルを推定することができる。アクセス・ポイントがパイロット・サブストリームをビームフォームする場合、アクセス端末130は、チャネル推定のプロセスの間に、パイロット・サブストリームに適用される所定のビームフォーミング重みを補償することができる。

アクセス端末130は、チャネル推定に基づいて、チャネル品質表示（CQI）値を生成する。1つの実施形態において、アクセス端末130は、サブストリームの各々についてチャネル推定を代表するCQI値を生成する。別の実施形態において、アクセス端末130は、マルチプルのチャネル推定の結合に基づいてCQI値を生成する。

アクセス端末130は、チャネル推定を代表するCQI値を生成することができる、またはチャネル推定の変化を表すCQI値を生成することができる。例えば、アクセス端末130は、合成信号品質が前のチャネル推定に比べて良くなったか悪くなったかを単に表すCQI値を生成することができる。別の実施形態において、アクセス端末130は、各チャネル推定についてCQI値を生成し、CQI値は、チャネル推定の大きさを表わす。

アクセス端末130は、1つまたは複数のCQI値を有する1つまたは複数のフィードバック・メッセージを生成し、CQI値を生成するために使用されるパイロット信号に対応するアクセス・ポイントへCQI値を逆通知する。

アクセス・ポイント、例えば142はまた、ダウンリンク干渉の1つまたは複数の推定を受信することができる。例えば、別のセクタからのアクセス端末、例えば132、または別のセルからのアクセス端末、例えば140は、他のあるセクタ120cまたはセル102からのビームフォームされた信号によって生成されるダウンリンク干渉のレベルを推定することができる。代替的に、アクセス・ポイントの受信機、例えば146は、別のアクセス・ポイント、例えば142で生成されるダウンリンク干渉を推定することができる。ダウンリンク干渉の推定は、干渉の源であると推測されるアクセス・ポイント142へ送信されることができる。

アクセス・ポイント、例えば142は、CQI値およびダウンリンク干渉推定を受け取り、アクセス端末130で経験される信号の品質を改善するためにビームフォーミング重みベクトルの重みを調節し、および他のセルまたはセクタの中で経験されるダウンリンク干渉を同時に減少させるために重みを調節することができる。アクセス・ポイント142は、ビームフォームされたサブストリームの各々について、ビームフォーミング重みを最適化することができる。アクセス・ポイント142は、所定のアルゴリズムにしたがってビームフォーミング重みを変えることができ、また、例えば、所定のインクリメントで重みを連続的に変えることができる。または、重みの所定の集合からある重みを選択することによって重みを変えることができる。アクセス・ポイント142は、重みの振幅、位相、または振幅および位相の結合を変えることができる。

図2に示されるように、上記の実施形態は、送信（ＴＸ）プロセッサ220または260、プロセッサ230または270、およびメモリ232または272を利用して実装されることができる。そのプロセスは、任意のプロセッサ、コントローラまたは他の処理デバイス上で実行されてもよく、またソース・コード、オブジェクト・コードまたはその他のものとしてコンピュータ可読媒体中のコンピュータ可読命令として格納されておくこともできる。

図2は、多元接続ワイヤレス通信システム200中の送信機および受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図である。送信機システム210では、多くのデータストリームについてのトラヒック・データが、データソース212から送信（ＴＸ）データプロセッサ214へ提供される。ある実施形態において、各データストリームは、それぞれの送信アンテナから送信される。ＴＸデータプロセッサ214は、符号化データを提供するために、各データストリームごとに選択される特定の符号化スキームに基づいて、各データストリームについてのトラヒック・データをフォーマットし、符号化し、およびインターリーブする。いくつかの実施形態において、ＴＸデータプロセッサ214は、シンボルが送信されているユーザと、シンボルが送信されているアンテナとに基づいて、データストリームのシンボルに対して時空符号化およびビームフォーミング重みを適用する。いくつかの実施形態において、ビームフォーミング重みは、アクセス・ポイントとアクセス端末との間の送信パスの状態を示すチャネル応答情報に基づいて生成されることができる。さらに、スケジュール送信の場合にあっては、ＴＸデータプロセッサ214は、ユーザから送信されるランク情報に基づいて、パケット・フォーマットを選択することができる。

各データストリームについてのコード化データは、ＯＦＤＭ技術を用いてパイロット・データで多重化されることもできる。パイロット・データは、典型的には、公知の方法で処理される公知のデータパターンであってよく、チャネル応答を推定するために受信機システムで使用されることができる。各データストリームについての多重化されたパイロット・データおよびコード化データは、つぎに、変調シンボルを提供するために、各データストリームごとに選択された特定の変調スキーム（例えばＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫまたはＭ−ＱＡＭ）に基づいて調整される（つまりシンボルマップが行なわれる）。各データストリームについてのデータレート、符号化および変調は、プロセッサ230によって提供される命令によって決定されてもよい。いくつかの実施形態において、並列の空間ストリームの数は、ユーザから送信されるランク情報にしたがって変えられてもよい。

すべてのデータストリームについての変調シンボルは、つぎに、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ220に提供される。同プロセッサ220は、変調シンボル（例えばＯＦＤＭのための変調シンボル）をさらに処理してもよい。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ220は、つぎに、N_T個の送信機（ＴＭＴＲ）222ａないし222ｔにN_T個のシンボルストリームを供給する。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ220は、シンボルが送信されているユーザと、シンボルが送信されているアンテナとに基づいて、そのユーザ・チャネル応答情報から、データストリームのシンボルにビームフォーミング重みを適用する。

各送信機222ａないし222ｔは、それぞれのシンボルストリームを受信し処理し、もって1つまたは複数のアナログ信号を提供し、当該アナログ信号をさらに調整（例えば、増幅、フィルタリングおよびアップコンバージョン）し、もってＭＩＭＯチャネル上の送信にふさわしい調整信号を提供する。送信機222ａないし222ｔからのN_T個の変調信号は、つぎに、N_T個のアンテナ224ａないし224ｔからそれぞれ送信される。

送信機システム210はまた、1つまたは複数のアンテナ224ａないし224ｔから信号を受信するように構成されることもできる。対応する受信機223aないし223tは、当該受信信号を受信し処理する。各受信機223aないし223tは、それに対応する受信信号を増幅し、フィルタリングし、および周波数コンバージョンし、もって復調器240に連結されるベースバンド信号を得るように構成されることができる。

復調器240は、受信された信号を復調することにより、受信されたデータおよび情報を復元することができる。復調器240の出力は、ＲＸデータプロセッサ242に連結される。ＲＸデータプロセッサ242は、受信信号に含まれている様々な情報要素を抽出するように構成されることができる。当該情報のうちのある部分は、送信機システム210によって使用されるオーバーヘッド情報でありえ、他方、その他の情報は、データシンク244を経由するユーザデバイスまたはその他の宛先デバイス（図示されていない）への出力のために処理されることができるユーザデータでありえる。

オーバーヘッド情報は、受信機システム250によって生成されて送信機システム210に送信されるCQI値を含むことができる。ＲＸデータプロセッサ242は、CQI値またはCQI値を有するメッセージをプロセッサ230へ連結する。メプロセッサ230は、メモリ232に格納されている実行可能なコードと協働して、TXデータプロセッサ214またはTX MIMOプロセッサ220のいずれかにおいて様々な信号サブストリームに対して適用されるビームフォーミング重みになされるべき変更を、受信CQI値に基づいて、決定するように作動する。

受信機システム250において、送信された変調された信号は、N_R個のアンテナ252aないし252rによって受信され、そして各アンテナ252からの受信信号は、それぞれの受信機（ＲＣＶＲ）254へ提供される。各受信機254は、それぞれの受信信号を調整（例えば、フィルタリング、増幅、ダウンコンバージョン）し、当該変調された信号をデジタル化してサンプルを供給し、および当該サンプルをさらに処理して、対応する「受信された」シンボルストリームを提供する。

ＲＸデータプロセッサ260は、つぎに、特定の受信機処理技術に基づいてN_R個の受信機254からN_R個の受信シンボルストリームを受信して処理し、「検出された」シンボルストリームのランク数を供給する。ＲＸデータプロセッサ260による処理は、以下においてさらに詳細に説明される。各検出されたシンボルストリームは、対応するデータストリームについて送信された変調シンボルの推定であるシンボルを含んでいる。ＲＸデータプロセッサ260は、つぎに、各検出されたシンボルストリームを復調し、逆インターリーブし、および復号し、そのことによって、データストリームについてのトラヒック・データを復元する。ＲＸデータプロセッサ260による処理は、送信機システム210におけるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ220およびＴＸデータプロセッサ214によって行なわれる処理と相補的である。

ＲＸプロセッサ260によって生成されたチャネル応答推定は、受信機における空間処理、空時処理を行なうこと、電力レベルを調節すること、変調レートまたは変調スキームを変えること、またはその他のアクションのために使用されることができる。ＲＸプロセッサ260は、検出されたシンボルストリームの信号対雑音および干渉比（ＳＮＲ）およびたぶん他のチャネル特性をもさらに推定し、これらの量をプロセッサ270に供給する。

プロセッサ270は、メモリ272に格納されている実行可能なコードと結合して、チャネル推定に基づいて、1つまたは複数のCQI値を生成することができる。プロセッサ270はまた、現在のCQI値を生成するとき、メモリ270に格納されている初期のチャネル推定に対応する1つまたは複数の格納されているCQI値にアクセスすることもできる。プロセッサ270は、ＴＸデータプロセッサ278に1つまたは複数のCQI値を連結する。

ＴＸデータプロセッサ278は、送信機システム210への逆送信のためにCQI値をフォーマットする。ＴＸデータプロセッサ278は、例えば、CQI値を含んでいる1つまたは複数のフィードバック・メッセージを生成することができる。ＴＸデータプロセッサ278は、フィードバック・メッセージを変調器280へ連結する。変調器280では、そのメッセージが所定のフォーマットにしたがって変調される。変調されたメッセージは、1つまたは複数の送信機255ａないし255ｒに連結される。変調されたフィードバック・メッセージは、これらの送信機において、アップコンバージョンされて送信機システム210に逆送信される。

受信機において、N_R個の受信信号を処理してN_T個の送信されたシンボルストリームを検出するために、様々な処理技術が使用されることができる。これらの受信機処理技術は、2つの主なカテゴリーに分けられる。1つは、空間および時空受信機処理技術（これは平等化技術と呼ばれる）であって、もう1つは、「連続的ヌル化／平等化および干渉除去」受信機処理技術（これは「連続的干渉除去」または単に「連続的除去」受信機処理技術とも呼ばれる）である。

N_T個の送信アンテナとN_R個の受信アンテナとによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、N_S個の独立チャネルに分解されることができる。ここで、N_S ＜＝min {N_T, N_R}である。N_S個の独立チャネルの各々は、ＭＩＭＯチャネルの空間サブチャネル（または送信チャネル）とも呼ばれ、1次元に対応する。

図3は、時空符号化された信号のビームフォーミングを実装する送信機システム300の実施形態の単純化された機能ブロック図である。ここにおいて、ビームフォーミング重みは、受信機からのCQIフィードバックを使用して最適化されている。図3の単純化された機能ブロック図は、時空符号化された信号をビームフォーミングすることに関係している送信機システムの部分に限られている。送信機システムの他の部分は、簡潔さと明瞭さの目的のために省略されている。送信機システム300は、例えば、図1の通信システムのアクセス・ポイントの中に集積化されることができ、および図2の送信機システムの実施形態であることができる。

送信機システム300は、送信ダイバーシティ／時空符号化器320に連結される送信機310を含んでいる。送信ダイバーシティ／時空符号化器320は、複数の符号化された信号を複数のビームフォーミング符号化器330₀-330_Ｇへ連結する。ビームフォーミング符号化器330₀−330_Gは、ビームフォームされた信号を複数のアンテナ340₀₀-340_ＧＫへ連結する。タイミングおよび同期化モジュール350は、複数のビームフォーミング符号化器330₀-330_Gに連結される重みマトリックス生成器に連結される。

送信機310は、変調された信号ストリームを生成するためにサンプルを処理するように構成される。例えば、送信機310は、複数の情報ビットから、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）シンボルの複数のサンプルを生成するように構成されることができる。送信機310は、ＯＦＤＭシンボルの様々なサブキャリアに情報ビットをマップし、および、所定の変調フォーマットにしたがって、前記情報ビットをサブキャリアに変調する。送信機310は、前記ＯＦＤＭシンボルを所望のＲＦ送信周波数に周波数変換する。そのような実施形態における送信機310の出力は、所望の送信ＲＦ周波数のＯＦＤＭシンボルのサンプルの直列信号ストリームである。

送信機310の出力は、時間ダイバーシティ／時空符号化器320に連結される。時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、送信機310からの信号ストリームを複数の（G個の）信号ストリーム―これらは代替的にサブストリームとも呼ばれる―に分割するように構成される。時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、信号ストリームの修正バージョンを生成するために複数の信号ストリームを処理する。例えば、時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、実質的に修正されていない1つの信号ストリームをパスさせるように構成されることができ、また残りのG-1個の信号ストリームの各々を修正するように構成されることもできる。一般に、すべての信号ストリームは、ある特定の信号ストリームに正規化されることができるので、1つの信号ストリームは、未修正であるとみなされることができる。

時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、G-1個の信号ストリームの各々について、例えば、遅延、反転、接合、回転、および同様の処理、またはこれらの結合を実行するように構成されることができる。時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、可変の遅延、遅延線、タップ遅延線、デジタル遅延、および同様の遅延、または何らかの遅延要素の結合を使用して、特定の信号ストリームに対する遅延を導入することができる。時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、例えば、反転増幅器を使用して、信号ストリームを反転するように構成されることができる。時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、例えば、回転器、直角位相信号要素に連結される反転器、および同様のもの、またはこれらの結合を用いることにより、信号ストリームを接合するように構成されることができる。さらに、時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、同相および直角位相の信号要素上で作動する1つまたは複数の乗算器、位相要素に重み付けをする1つまたは複数の乗算器、遅延素子、および同様のもの、またはこれらの何らかの結合を使用することにより、信号ストリームを回転させるように構成されることができる。

典型的には、時間ダイバーシティ／時空符号化器320は、信号ストリームの各々に対して異なる修正を実行し、その結果、複数の（G個の）異なるアンテ上で複数の（G個の）信号ストリームを送信することによって、送信ダイバーシティを達成することができる。典型的な時間ダイバーシティ／時空符号化システムにおいて、複数のＧ個のアンテナは、空間的に分離されることができる。図3の実施形態において、Ｇ個の異なる時間ダイバーシティ／時空符号化信号ストリームは、追加的処理に従属する。受信機においてダイバーシティ利得を提供する他の方法は、本質的に同じ情報シンボルがマルチプル・アンテナから送信される場合に送信ビームフォーミングを使用することである。マルチプル・アンテナの各々からの信号は、全体の信号対雑音比（SN比）が最大となるように、互いに異なった重みを与えられることができる。この異なった信号重み付けは、異なるアンテナ利得を使用して、または各アンテナに連結される個々の信号を重み付けすることによって、達成されることができる。信号の重み付けはアンテナの直前で生じるように図示されているけれど、実際には、ビームフォーミング重み付けは、送信チェーンの比較的前の段階で実行することも可能であって、また、信号の時間ドメイン重み付けまたは周波数ドメイン重み付けを使用して信号ストリームを処理することにより実行することも可能である。

図3の実施形態において、Ｇ個の信号サブストリームの各々は、複数のアンテナを使用して、別々にビームフォームされる。時間ダイバーシティ／時空符号化器320からの別々の信号のサブストリームの各々は、複数のビームフォーミング符号化器330₀-330_Gのうちの1つに連結される。ビームフォーミング符号化器330₀-330_Gの数は、時間ダイバーシティ／時空符号化器320によって生成される送信ダイバーシティ信号ストリームの数に対応する。

各ビームフォーミング符号化器（例えば330₀）は、複数の重み付けされた信号ストリームを生成するように構成される。その各々は、対応するアンテナに適用される。各ビームフォーミング符号化器（例えば330₀）は、送信ダイバーシティ／時空符号化器320から、複数の信号ストリームのうちの1つを受信する。ビームフォーミング符号化器330₀は、信号を複数の（K個の）複製信号ストリームに分割し、およびＫ個の複製信号ストリームの各々を関連するビームフォーミング重みで重み付けする。ビームフォーミング符号化器330₀は、当該特定のビームフォーミング符号化器330₀に関連する複数の（K個の）アンテナ330₀₀−330_0Ｋへ、重み付けされた信号ストリームを連結する。

したがって、アンテナの総数は、時間ダイバーシティ／時空符号化されたグループまたはサブストリームの数Gに、各々の時間ダイバーシティ／時空符号化されたグループについて生成されるビームフォーミング信号ストリームの数Kを乗じたもの（G×K）に等しい。図3の実施形態において、合計Ｎ＝Ｇ×Ｋ個のアンテナがある。図3の送信機システム300の実施形態は、時間ダイバーシティ／時空信号の各々についての等しい数のビームフォーミング信号ストリームを例示している。しかしながら、他の実施形態は、異なる時間ダイバーシティ／時空信号について異なるビームフォーミングの次元を持つことができる。

重みマトリックス生成器360は、ビームフォーミング符号化器330₀-330_Gの各々によって使用される重みベクトルを生成するように構成される。重みマトリックスの各ベクトルは、1つのビームフォーミング符号化器（例えば330₀）に対応することができる。典型的には、各重みベクトルは、異なるものである。しかし、各重みベクトルが異なるものでなくてはならないという必要性はない。

重みベクトルにおける各重みｗは、関連する振幅Ａおよび位相回転φを持つことができる。重みマトリックス生成器360は、固定の重みマトリックスを生成するように構成されることもできるし、または可変の重みマトリックスを生成するように構成されることもできる。いくつかの実施形態において、重みマトリックス生成器360は、固定重みベクトルおよび可変重みベクトルの結合を生成するように構成されることができる。重みマトリックス生成器360は、例えば、時間、イベント、または時間とイベントとの結合に基づいて、重みを変えるように構成されることができる。

送信アンテナから受信機までのチャネルの推定が、送信機側において利用可能である場合、重みマトリックス生成器360は、信号対雑音比（ＳＮＲ）またはその他の何らかの受信品質関連メトリックスを最大にする、各重みベクトルにおける重みについての最適値を決定することができる。送信機システム300は、実際のチャネル推定の知識を持つ必要はないが、受信信号の品質またはチャネル推定に基づくまたはそうでなければ関連する何らかの他の信号メトリックを処理することができる。

重みマトリックス生成器360は、アクセス端末のような受信デバイスによって送信機システム300に提供される情報に基づいてマルチプルの重みベクトルを生成するように構成されている。図3に示される実施形態において、送信機システム300は、ワイヤレスリンクからフィードバック情報を受信するように構成されている。

送信機システムは、アクセス端末（図示されていない）によって送信される信号を受信するように構成されている受信アンテナ370を含んでいる。実施形態では別々の受信アンテナ370が描かれているが、送信機システム300は、マルチプルの受信アンテナを利用することができる、または、同じ1つまたは複数のアンテナを使用して信号を送信しおよび受信することができる。したがって、いくつかの実施形態では、専用の受信アンテナ370はない。むしろ、1つまたは複数のアンテナ340が受信アンテナとして使用される。

受信アンテナ370は、受信した信号を受信機380へ連結する。受信機380は、受信した信号を増幅し、フィルタリングし、およびさらなる処理のために他の信号に周波数変換するように構成されている。典型的には、受信機380は、受信された関心情報を有するベースバンド信号を出力するように作動する。この関心情報は、1つまたは複数のアクセス端末で生成されるCQI 値を含んでいる。

受信機380は、出力信号をCQIプロセッサ390へ連結する。CQIプロセッサ390は、アクセス端末によって送信されるCQI値を復元するために、受信機380からのベースバンド信号を処理する。CQIプロセッサ390は、例えば、特定のオーバヘッド・メッセージからまたは特定の専用メッセージからCQI値を抽出することができる。CQI値は、例えば、メッセージ中の所定のフィールドに存在することができる、または所定のヘッダ、プリフィックス、または他の識別子を用いて識別されることができる。

CQIプロセッサ390は、ＣＱＩ値および対応するアクセス端末の識別記号を重みマトリックス生成器360へ連結する。重みマトリックス生成器360は、受信アクセス端末によって報告されたCQI値に部分的に基づいて、新規のビームフォーミング重みまたは重みベクトルを修正または生成することができる。

例えば、重みベクトルw_g= [ w_g1 w_g2 ・・・ w_{g, N/G}]において、各重みは、例えば、w₀ = A₀・e ^jφ0のように振幅要素および位相要素を含むことができる。重みマトリックス生成器360は、多くの方法で、ベクトル重みにおける意図的な一時的変化を導入するように構成されることができる。重みマトリックス生成器360は、振幅要素、位相要素またはそれらの結合を変えるように構成されることができる。さらに、重みマトリックス生成器360は、任意の重みベクトル内の重みを独立して変える、または前記重みのうちの1つの重みに基づいてまたはその1つの重みの関数として、重みを変えるように構成されることができる。

一例として、重みマトリックス生成器360は、振幅要素を実質的にコンスタントに維持し、アクセス端末から送信機へのフィードバック情報に部分的に基づいて位相要素を変えるように構成されることができる。重みマトリックス生成器360は、個々の重みの位相要素を独立に変えることができる、または第1の位相要素に基づいて第2の位相要素の位相要素を変えることができる。

別の例として、重みマトリックス生成器360は、位相要素を実質的にコンスタントに維持し、アクセス端末から送信機へのフィードバック情報に部分的に基づいて様々な重みの振幅要素を変えるように構成されることもできる。例えば、重みマトリックス生成器360は、φ₀およびφ₁を一定値に維持し、また第1および第2の振幅要素を変えることができる。重みマトリックス生成器360は、個々の重みの振幅要素を独立に変えることができる、または第1の位相要素に基づいて第2の振幅要素の振幅要素を変えることができる。別の実施形態において、重みマトリックス生成器360は、ビームフォーミング重みのうちの少なくともいくつかの重みの振幅要素と位相要素の両方を変えるように構成されることができる。

重みマトリックス生成器360が所望の重み要素を変えるレートは、固定されていてもよく、または可変であってもよい。重みマトリックス生成器360は、CQIフィードバックのレート、時間の経過、イベントの発生またはこれらの結合に基づいて、要素を変えるように構成されることができる。重みマトリックス生成器360は、マルチプル重み要素を変えるとき、変化させられる要素の各々について独立レートを使用するように構成されることができる。代替的または追加的に、重みマトリックス生成器360は、重みマトリックス中のベクトルの各々について同じレートまたは独立レートを使用するように構成されることができる。一般に、重みマトリックス生成器360は、各々の要素またはレートについて、完全に独立な関数を使用することによって、個々の重み要素と当該個々の重み要素が変化するレートとを変えるように構成されることができる。

1つの実施形態において、アクセス端末は、ＯＦＤＭシンボルレートに基づくレートでCQI値を送信する。例えば、送信機システム300は、アクセス端末からCQI値を受信することができる。また、重みマトリックス生成器360は、重みマトリックス中の重みをフレーム・ベースで変えることができる。ここで、1つのフレームは、所定の数のＯＦＤＭシンボルで構成されている。重みマトリックス生成器360は、CQI値を受信するたびに重みベクトルを変えることができる、またはCQI値を所定の回数だけ受信したとき重みベクトルを更新するようにすることもできる。

タイミングおよび同期化モジュール350は、重みマトリックス360を送信機310中で使用されるタイミングと同期化するように構成されている。例えば、タイミングおよび同期化モジュール350は、送信ストリームを生成するとき送信機310によって使用されるシステム時間と同期化されるクロックを含むことができる。1つの実施形態において、タイミングおよび同期化モジュールは、送信ストリームのＯＦＤＭシンボルタイミングと同期化させられることができる。このことによって、重みマトリックス生成器360は、シンボル境界上で変化する時間変化重みを生成することができる。

ビームフォーミング符号化器330₀-330_Gは、時間ドメイン・オペレーションまたは周波数ドメイン・オペレーションにおいて様々な時空符号化サブストリームに重みを加えるように構成されることができる。アクセス端末がいっしょに置かれている実施形態において、または送信機システム300がＯＦＤＭシンボルを特定のアクセス端末専用にするように構成されている場合、時間ドメインのサブストリームに重みベクトルを適用することは、便利なことかもしれない。しかしながら、各ＯＦＤＭシンボルが別々のCQI値に対応する多元アクセス端末のための情報を含んでいる実施形態では、異なるサブキャリアが、受信アクセス端末で経験されるチャネル状態に対応するように重み付けされるように周波数ドメインにおいて重み付けを適用するほうが便利かもしれない。重みベクトルの時間ドメイン適用と周波数ドメイン適用の間の選択は、ビームフォーミング重みを最適化するためにCQIを使用することを制限するものではない。むしろ、1つのドメインの他のドメインに対する選択は、それぞれの実施形態を実装するために必要とされる処理パワーに基づいて、典型的に決定される。

図4は、ビームフォーミングのために構成されている送信機システム300の実施形態の単純化された機能ブロック図である。図4の実施形態において、送信機システム300は、合計4本のアンテナで構成され、かつ2つの別々のグループの上での送信ダイバーシティ／時空符号化を生成するように構成されている。図4の実施形態は、図3に例示された一般的送信機システムの特定の実施形態を例示している。

図4の実施形態において、送信機310は、例えば、送信ＲＦ周波数に翻訳される複数のＯＦＤＭシンボル周波数のストリームであってもよい送信ストリームを生成するように構成されている。送信機310は、送信ストリームを送信ダイバーシティ／時空符号化器320へ連結する。

送信ダイバーシティ／時空符号化器320は、入力された送信ストリームから2つの符号化送信ストリームの1グループを生成するように構成されている。送信ダイバーシティ／時空符号化器320は、例えば、入力された送信ストリームを2つの実質的な複製物に分割することができる。送信ダイバーシティ／時空符号化器320は、前記2つの実質的複製物のうちの第1のものを第1の符号化された送信ストリームとして出力することができ、および前記2つの実質的複製物のうちの第2のものをさらに処理し、その後それを第2の符号化された送信ストリームとして出力することができる。送信ダイバーシティ／時空符号化器320は、信号ストリームに対して、例えば、遅延、接合、反転、回転および同様の処理、またはこれらの何らかの結合を施すことによって、前記2つの実質的複製物のうちの第2のものを処理することができる。

送信機システム300は、送信ダイバーシティ／時空符号化信号ストリームのグループの各々をビームフォームする。第1のアンテナグループは、アンテナ340₁₀および340₁₁を含み、他方、第2グループは、アンテナ340₀₀および340₀₁を含んでいる。送信機システム300は、アンテナ340₀₀および340₀₁の第1グループを使用して、第1の送信ダイバーシティ／時空符号化信号ストリームをビームフォームし、およびアンテナ340₁₀および340₁₁の第2のグループを使用して、第2の送信ダイバーシティ／時空符号化信号ストリームをビームフォームする。

送信ダイバーシティ／時空符号化器320は、第1の符号化送信ストリームを第1のビームフォーミング符号化器330₀へ連結する。第1のビームフォーミング符号化器330₀は、第1の符号化送信ストリームを2つの実質的複製物に分割するように構成されている信号分割器410₀を含んでいる。第1のビームフォーミング符号化器330₀は、分割器410₀からの第1の出力を、送信ダイバーシティ・グループに関連した第1アンテナ340₀₀へ連結する。第1のビームフォーミング符号化器330₀は、分割器410₀からの第2の出力を乗算器420₀へ連結する。乗算器420₀は、重みマトリックス生成器360から受信された複合重みで信号ストリームを重み付けするように構成されている。第1のビームフォーミング符号化器330₀は、重み付けされた送信ストリームを、送信ダイバーシティ・グループに関連した第2のアンテナ340₀₁へ連結する。

送信機システム300は、第2の符号化送信ストリームを同様にしてビームフォームする。送信ダイバーシティ／時空符号化器320は、第2の符号化送信ストリームを第2のビームフォーミング符号化器330₁へ連結する。第2のビームフォーミング符号化器330₁は、第2の符号化送信ストリームを2つの実質的複製物に分割するように構成されている信号分割器410₁を含んでいる。第2のビームフォーミング符号化器330₁は、分割器410₁からの第1の出力を第1のアンテナ340₁₀へ連結する。第2のビームフォーミング符号化器330₁は、分割器410₁からの第2の出力を乗算器420₁へ連結する。乗算器420₁は、重みマトリックス生成器360から受信された複合重みで信号ストリームを重み付けするように構成されている。第2のビームフォーミング符号化器330₁は、重み付けされた送信ストリームを第2のアンテナ340₁₁へ連結する。

タイミングおよび同期化モジュール350は、送信ストリームを生成するとき、送信機310によって使用されるシステム時間と同期するように構成されている。タイミングおよび同期化モジュール350はまた、送信機310の所定のイベントまたは状態を監視するように構成されることもできる。タイミングおよび同期化モジュール350は、タイミングおよびイベントの状態についての情報を重みマトリックス生成器360へ連結する。

重みマトリックス生成器360は、2×2の重みマトリックス生成器として例示されている。これは、各送信ダイバーシティ・グループが2つの別々のアンテナ上でビームフォームされるからである。一般の場合、重みマトリックス生成器360は、2つの送信ダイバーシティ・グループの各々について1×2のベクトルを生成する。この結果、2×2の重みマトリックスとなる。しかしながら、この例では、ビームフォーミング符号化器330₀および330₁は、アンテナへ方向付けられる2つの信号のうちの1つのみを重み付けするだけであるから、重みマトリックス生成器360は、各送信ダイバーシティ・グループについて1つの複合重みを生成すれば十分である。

重みマトリックス生成器360は、第1のエントリーが単一的であることがあらかじめ定められている送信ダイバーシティ・グループの各々について、1×2ベクトルを効果的に生成する。したがって、各送信ダイバーシティ・グループごとに、ただ1つの可変複合重みがあるのみである。重みは、第1の重みに正規化されるとみなされることができる。

重みマトリックス生成器360は、ビームフォームされた信号を受信するアクセス端末からのフィードバックを使用して、アンテナ重みを修正しまたは生成することができる。アクセス端末は、2つのビームフォームされた信号を受信することができ、また当該信号に基づいて1つまたは複数のCQI値を生成することができる。アクセス端末は、2つのビームから、受信機において見られるチャネルに部分的に基づいて、CQI値を生成することができる。

第1のビームにおいてアクセス端末受信機において見られるチャネルは、g₀ = h₀ + w₀・h_0’で与えられる。ここで、h₀は、第1のアンテナ340₀₀から受信機までのチャネルであって、h_0’は、同じビームの第2のアンテナ340₀₁から受信機までのチャネルである。同様に、第2のビームにおいて受信機において見られるチャネルは、g₁ = h₁ +w₁・h_1’で与えられる。ここで、h₁は、第2のビームの第一のアンテナ340₁₀から受信機までのチャネルであって、h_1’は、第2のビームの第2のアンテナ340₁₁から受信機までのチャネルである。

アクセス端末受信機は、送信機システム300によって送信されるパイロット信号に基づいてチャネルを推定することができる。1つの実施形態において、アクセス端末は、g₀または g₁のいずれのチャネルがより強いかという情報を、受信機380およびCQIプロセッサ390を経由して、送信機システム300に通知する。重みマトリックス生成器360は、それにしたがって、重みベクトルの重みを調節することができる。

1つの実施形態において、重みマトリックス生成器360は、所定のアルゴリズムにしたがって、比較的弱いチャネルに対応する重みの位相θ_iを変えるように構成されている。例えば、重みマトリックス生成器360は、所定のインクリメント・サイズによって位相をインクリメントすることができる。

アクセス端末は、改訂されたビームに基づいて、CQI値を更新することができる。更新されたCQI値は、対応するチャネル利得が改善したかまたはそうでないかについての情報を送信機システム300に通知する。もしチャネル利得が改善するのであれば、重みマトリックス生成器360は、チャネル利得においてもうこれ以上の改善が得られなくなるまで、同じように位相を変え続けることができる。もし位相の変化がチャネル利得を下げるのであれば、重みマトリックス生成器360は、再び、チャネル利得においてもうこれ以上の改善が得られなくなるまで、反対方向に位相を変える。

いったん位相が最適化されると、重みマトリックス生成器360は、今度は、対応する振幅A_iを調節し最適化することができる。位相および振幅は連続関数である必要はないことに注目せよ。しかし、これらは、図5において示されているように、1セットの個々の振幅および位相から選択されることができる。

CQI値は、単一のチャネル推定に対応する必要はなく、複数のチャネル推定の結合に基づく値に対応するものであってもよい。重みマトリックス生成器360は、チャネル推定またはその他のパラメータの結合から計算されるメトリックに基づいて、重みを最適化するように構成されることができる。例えば、重みマトリックス生成器360は、「g₀ の大きさの二乗とg₁の大きさの二乗との和」が最大となるように重みを調節するように構成されることができる。

アクセス端末は、現在の送信における「g₀ の大きさの二乗とg₁の大きさの二乗との和」と前回の値との差に対応するCQI値を生成し、これをフィードバックするように構成されることができる。重みマトリックス生成器360は、このCQI値を適応性のある方法で使用することにより、この差が最小となるように重みを更新することができる。

図5は、重みベクトルで使用するために送信機によって選択されることができる重みセットを例示する配置図500の実施形態である。配置図500は、24とおりの可能な重みを含んでいる。配置図における可能な重みの数を最小にすることは、ビームフォーミング重みを変えることに関連する自由度および処理を最小にする。

12個の重み、例えば重み512ａは、第1の半径の円の周囲に実質的に一様に配列され、また12個の重み、例えば510および512ｂは、第2の、より大きな半径を有する円の周囲に実質的に一様に配列される。第1の円の上の重みの位相は、第2の円の上の重みの位相と同じである。この構成は、送信機が、重みの位相についていかなる変化も要求することなく、重みの振幅を変えることを可能にする。送信機はまた、重みの振幅を変えることなく、重みの位相を変えることができる。

例えば、送信機は、重み512ａに現在対応している重みが振幅を増加されるべきであると決定することができる。送信機は、重み512ａを置き換えるために、重み512ｂを選択することによって、振幅変化を遂行することができる。同様に、送信機は、同じ円上で存在する配置図の点を選択することによって、位相回転を始めるまたは変えることができる。

図6は、マルチプルビーム内の信号に基づいてCQIを生成しフィードバックするように構成されている受信機システム600の実施形態の単純化された機能ブロック図である。受信機システム600は、例えば、図2の受信機システムまたは図1のアクセス端末の一部であってもよい。

受信機システム600は、各ビームの内で搬送される1つまたは複数のＯＦＤＭシンボル中のパイロット信号に基づいて、マルチプルビームの各々について、チャネル推定を生成するように構成されている。受信機システム600は、ワイヤレスリンクを通って送信機に逆送信される1つまたは複数のCQI値を決定するために、チャネル推定を利用する。

受信機システム600は、図1のアクセス・ポイントまたは図3または4の送信機システムからの送信ダイバーシティ／時空符号化ビームフォーム信号のようなビームフォームされた信号を受信するように構成されているアンテナ602を含んでいる。アンテナ602は、ビームフォームされた信号を、ＲＦ処理および周波数変換を行なうように構成されている受信機610へ連結する。受信機610は、受信されたビームフォームされた信号をベースバンド信号へ変換処理するように構成されることができる。

受信機610は、ビームフォームされた信号を変換処理するために離散フーリエ変換（DFT）モジュールへ連結する。ＯＦＤＭシンボルの文脈において、ＤＦＴモジュール620は、ＯＦＤＭシンボルの時間ドメインのサンプルを受信し、および実質的に直交するサブキャリアのセットのうちの各々のサブキャリアにおいて、対応する周波数ドメイン情報を生産するためにフーリエ変換を行なうように構成されている。ＤＦＴモジュール620は、例えば、高速フーリエ変換エンジンを使用して、フーリエ変換を行なうことができる。

ＤＦＴモジュール620からのサブキャリア出力は、パイロット抽出モジュール630に連結される。送信機システムは、ＯＦＤＭシンボル内の所定位置に1つまたは複数のパイロット信号を含んでいる。受信機システム600は、ＯＦＤＭシンボル中のパイロット信号の位置を決めるために使用されるアルゴリズムを知っている。パイロット抽出モジュール630は、パイロット配置アルゴリズムの知識に基づいて、パイロット信号に対応するそれらのサブキャリアを抽出する。単純なパイロット配置アルゴリズムにおいて、パイロット信号は、各ＯＦＤＭシンボルの中に均等な間隔で置かれているサブキャリアを占有する。

パイロット抽出モジュール630は、抽出されたパイロット信号情報をチャネル推定器640へ連結する。チャネル推定器640は、チャネル推定を決定するために、パイロット信号を処理する。

ＤＦＴモジュール620、パイロット抽出モジュール630、およびチャネル推定器640は、信号ビームの各々について、チャネル推定を生成するように作動する。送信機システムにおける送信ダイバーシティ／時空符号化およびビームフォーミングは、各チャネルが他の任意のチャネルと実質的に無相関であることを典型的に保証する。

チャネル推定器640は、マルチプルのチャネル推定をCQI生成器650へ連結する。CQI生成器650は、チャネル推定に基づいて、1つまたは複数のCQI値を生成する。1つの実施形態において、CQI生成器650は、各チャネル推定を代表するCQI値を生成するように構成される。例えば、CQI値は、チャネル推定の大きさに対応することができる。別の実施形態において、CQI生成器650は、マルチプルのチャネル推定の結合に基づいて、CQI値を生成するように構成されることができる。例えば、CQI生成器650は、チャネル推定の大きさの二乗の和を代表するCQI値を生成することができる。別の実施形態において、CQI生成器650は、信号の品質の改善を示すように構成されることができる、またはどのビームがより好ましいチャネルを経験するかを示すことができる。他の実施形態において、CQI生成器650は、CQI生成技術の結合または他の何らかのCQI生成技術を実装することができる。

CQI生成器650は、CQI値を送信機660へ連結する。送信機660は、送信機システムへの逆送信のために、1つまたは複数のＣＱＩ値をフォーマットする。送信機660は、CQI値を有するオーバヘッド・メッセージを生成することができ、またオーバヘッド・メッセージをＲＦ信号に変換処理することができる。送信機660は、ＣＱＩ値を有するＲＦ信号を、送信機システムへの送信のためのアンテナ602へ連結する。

図7は、ビームフォームされた送信ダイバーシティ／時空符号化を使用して送信ダイバーシティを提供する方法700の単純化された流れ図である。方法700は、例えば、図1のアクセス・ポイントにおいて、または図3または4に示される送信機システムによって、実施されることができる。方法700は、議論のために、送信機システムによって行なわれるものとして説明される。方法700内の、説明される様々な処理操作は、信号の時間ドメイン処理において、または信号の周波数ドメイン処理において、実行されることができる。

送信機システムは、ブロック710に始まり、ここで送信ストリームを生成する。送信ストリームは、1つまたは複数のパイロット信号を含んでいる。例えば、送信機システムは、所望のRF動作周波数に周波数変換されるＯＦＤＭシンボルの送信ストリームを生成することができる。ＯＦＤＭシンボルの少なくとも一部分は、パイロット信号を含んでいる。

送信機システムは、ブロック720に進み、送信ストリームをＧ個のグループに分離する。ここで、Ｇは、1より大きい整数である。一例として、送信機システムは、分割器を使用して送信ストリームをＧ個のサブストリームに分割するように構成されることができる。

送信機システムは、ブロック730に進み、Ｇ個の信号ストリームに対して時間ダイバーシティ／時空符号化を行なう。Ｇ個の信号サブストリーム中の1つまたは複数の信号ストリームは、送信ストリームの中に送信ダイバーシティを導入するように、処理されることができる。1つの実施形態において、送信機システムは、信号ストリームに対して遅延、接合、反転、回転、またはその他の処理を行なうことによって、信号ストリームを処理または修正するように構成されることができる。さらに、送信機システムは、送信ダイバーシティを提供するとき、複数の処理技術の結合を実装することができる。

送信機システムは、例えば、ブロック740において、Ｇ個の符号化信号ストリームをＫ個の信号のグループに分割することができる。送信機システムは、例えば、1対Ｋの信号分割器を使用して、符号化送信ストリームの各々をＫ個の信号に分割するように構成されることができる。したがって、Ｇ個の信号ストリームの各々における分割に続いて、送信機システムは、Ｎ＝Ｇ×Ｋ個の信号をサポートするように構成されている。

方法700は、説明の簡明さと簡便さのために、Ｇ個の信号ストリームの各々をＫ個の信号のグループに分割するものとして説明されている。しかしながら、方法700は、各グループにおいて等しい数のアンテナを持っていることに限られるものではない。したがって、代替的実施例において、送信機システムは、信号ストリームの第1のサブセットの各々をＫ1個の信号のグループに分割し、他方、信号の第2のサブセットをＫ2個の信号のグループに分割することができる。ここで、Ｋ1は、Ｋ2と等しくない。別の実施形態において、送信機システムは、ビームフォーミングのために、Ｇ個の信号ストリームの各々を異なる数のストリームに分割してもよい。

送信機システムは、例えばブロック750において、1つまたは複数の受信されたＣＱＩ値であって、少なくとも1つのアクセス端末に対応するＣＱＩ値を処理する。CQI値は、送信機システムに対して、受信信号の品質を示すことができる。特に、送信機システムは、最も最近のＣＱＩ値を1つまたは複数の先行するＣＱＩと比較することによって、ビームフォーミング重みベクトルの調節を決定することができる。

例えば、送信機システムは、重みベクトルに対する最も最近の変化が受信機における信号の品質の改善に帰着したことを、ＣＱＩ値の比較に基づいて、決定することができる。送信機システムは、重みベクトルが、前に調節されたのと同じ方向に調節されるべきであると決定することができる、または重みベクトルの他の何らかの態様または次元が、調節されるべきであると決定することができる。

いったん送信機システムがＧ個の信号ストリームをサブストリームのグループに分割してＣＱＩ値を処理すると、送信機システムは、ブロック760へ進み、Ｇ個のグループの各々について、重みベクトルを生成する。流れ図で例示されている実施形態において、送信機システムは、長さＫのＧ個の重みベクトルを生成する。送信機システムは、Ｇ個のグループの各々について、別々の重みベクトルを生成することができる、または複数のグループについて、同じ重みベクトルを使用することができる。重みベクトルの各々は、Ｋ個の信号ストリームのグループをビームフォームするために使用される重みを表わしている。

1つの実施形態において、送信機システムは、重みベクトルの固定の配置図からデフォルトの重みベクトルを最初に選択するように構成されている。送信機システムは、つぎに、アクセス端末から受信されたCQI値に基づいて、重みベクトルを修正する。送信機システムは、重みベクトル中の重みを実質的に連続的に変えることができる、または1つまたは複数の離散的インクリメントによって重みを変えることができる。別の実施形態において、送信機システムは、所定の重み配置図から1つの重みを選択するように構成されることができる。

送信機システムは、所定の方法で重みを変えるように構成されることができる。例えば、送信機システムは、実質的に一定の振幅を維持しつつ、重みの位相を最初に最適化するように構成されることができる。送信機システムは、つぎに、重みの位相の最適化した後、重みの振幅を最適化することができる。送信機システムは、変化するチャネル状態に対してビームフォーミング重みを連続的に最適化するために、位相および振幅の最適化を交互にし続けることができる。

送信機システムは、ブロック770へ進み、関連した重みベクトルに基づいて、Ｇ個のグループのうちの各々のグループにおけるＫ個の信号ストリームのうちの各々の信号ストリームを重み付けする。送信機システムは、ブロック780へ進み、Ｎ＝Ｇ×Ｋ個のアンテナ上で信号を送信する。Ｋ個のアンテナの各グループは、Ｇ個の時間ダイバーシティ／時空符号化信号ストリームのグループから、対応する信号ストリームのビームフォームされた表現を送信する。送信機システムは、すべての送信情報について方法700を実行し続けることができる、またはビームフォーミングを選択的に活性化および非活性化するように構成されることができる。

図8は、ビームフォームされた送信ダイバーシティ／時空符号化信号からのフィードバック情報を生成する方法800の実施形態の単純化された流れ図である。方法800は、例えば、図1のアクセス端末または図6の受信機システムによって実行されることができる。

方法800は、ブロック810に始まり、ここで、受信機システムは、マルチプルビーム上の送信ダイバーシティ／時空符号化信号を受信する。受信機システムは、ブロック820へ進み、受信した信号からパイロット信号を抽出する。

1つの実施形態において、パイロット信号は、受信機システムによって受信されたＯＦＤＭシンボルのサブキャリアのサブセットを占有する。パイロット信号は、時間ドメインのシンボルのサンプルを対応する周波数ドメインのサブキャリアへ変換することによって、ＯＦＤＭシンボルから抽出されることができる。パイロット信号に対応するサブキャリアは、周波数ドメインのサブキャリアの全体のセットから抽出されることができる。

受信機システムは、パイロット抽出プロセスの一部として、またはチャネル推定プロセスの一部として、送信ダイバーシティ／時空符号化を補償することができる。パイロット信号の抽出後、受信機システムは、ブロック830へ進み、特定の送信ダイバーシティ／時空符号に対応する、特定のビームについてのチャネルを推定する。もし受信機システムが特定のビームに対応する送信ダイバーシティ／時空符合をそれまでに補償していなかったとしたら、当該符号は、チャネル推定の間に、説明されることができる。パイロット信号についての知識は、受信機システムが、ビームフォームされた時空符号化された信号ストリームに対応するチャネルを推定することを可能にする。

チャネル推定の後、受信機システムは、判定ブロック840へ進み、時空符号化ビームのすべてについてチャネル推定が完遂したかどうか決定する。時空符号化ビームの各々は、他のどの時空符号化ビームと実質的に無相関であるから、受信機システムは、時空符号化ストリームの各々について、別々のチャネル推定を決定することができる。

もし受信機システムがまだすべてのチャネル推定が決定されてしまったわけではないと決定したら、受信機システムは、決定ブロック840からブロック820へ進み、他の時空符号化ビームに対応するパイロット信号を抽出する。送信機システムが時空符号化プロセスの一部として遅延処理を導入する場合、パイロット抽出プロセスは、パイロット信号を抽出するために、遅延されたＯＦＤＭシンボルのサンプルに対してＦＦＴを行なう必要があることになるかもしれない。

もし、判定ブロック840において、すべてのビームフォームされた時空符号化された信号についてチャネル推定が完了したと受信機システムが決定したら、受信機システムは、ブロック850へ進む。ブロック850において、受信機システムは、チャネル推定に基づいて、1つまたは複数のCQI値を生成する。

受信機システムは、各々のチャネル推定の代表、マルチプルのチャネル推定の所定の結合の代表、チャネル推定の変化の代表、チャネル推定の所定の結合の変化の代表、および同様のものの代表、または信号またはチャネルの品質の他の何らかの代表であるＣＱＩ値を生成することができる。1つの実施形態において、受信機システムは、各チャネル推定の大きさに対応するCQIを生成する。別の実施形態において、受信機システムは、各チャネル推定の二乗の大きさの合計であるCQIを生成する。別の実施形態において、受信機システムは、最も強いビームを識別するCQIを生成する。別の実施形態において、受信機システムは、所定数のビームの相対的強度をランク付けするCQIを生成する。

1つまたは複数のCQI値を生成した後に、受信機システムは、ブロック860へ進み、ＣＱＩ値を送信機システムへ送信する。受信機システムは、ブロック810へ復帰し、追加の受信信号を処理することができる。例えば、受信機システムは、方法800を実行し、CQI値、各ＯＦＤＭシンボル、各シンボルフレーム、または他の何らかのインクリメントを更新する。

図9は、ビームフォーミングのために構成されている送信機システム900の実施形態の単純化された機能ブロック図である。送信機システム900は、送信ストリームを生成するように構成されているプロセッサ910を含んでいる。910を送信するように構成されているプロセッサは、例えば、信号源、変調器、周波数変換器、および同様のものを含むことができる。1つの実施形態において、910を送信するように構成されているプロセッサは、送信周波数に変換されるＯＦＤＭシンボル周波数の送信ストリームを生成するように構成される。

910を送信するように構成されているプロセッサは、送信ストリームを、送信ダイバーシティ／時空符号化920のためのプロセッサへ連結する。送信ダイバーシティ／時空符号化920のためのプロセッサは、入力された送信ストリームから、複数個の（Ｇ個の）送信ダイバーシティ／時空符号化ストリームを生成するように構成されている。送信ダイバーシティ／時空符号化920のためのプロセッサは、入力された送信ストリームから、前記複数の信号ストリームを生成し、前記Ｇ個の信号ストリームの各々を符号化して送信ダイバーシティを導入する。

送信ダイバーシティ／時空符号化920のためのプロセッサは、例えば、信号ストリームに対して、遅延、接合、反転、回転またはその他の処理を施すように構成されている1つまたは複数の要素を含むことができる。

送信ダイバーシティ／時空符号化920のためのプロセッサは、前記複数の符号化された送信ストリームの各々を、ビームフォームのための対応する複数のプロセッサ9300−930Ｇへ連結する。送信機システム900、符号化された送信ストリームを別々に送信し、かつかくして、各々の符号化された送信ストリームについて、ビームフォームするように構成されているプロセッサ(例えば9300)を実装する。

ビームフォームを行なうように構成されている各々のプロセッサ、例えば930₀は、それの対応する符号化された送信ストリームを複数の（Ｋ個の）ビームフォーミング・サブストリームに分離する。ビームフォームを行なうように構成されている各々のプロセッサ、例えば930₀は、重みマトリックス960を生成するように構成されているプロセッサによって提供される対応するビームフォーミング重みベクトルからの重みによって、K個のビームフォーミング・サブストリームを重み付けする。

ビームフォームを行なうように構成されている各々のプロセッサ、例えば930₀は、Ｋ個の重み付けされたビームフォーミング・サブストリームを複数の対応するアンテナ（例えば94000−9400Ｋ）へ連結する。これらのアンテナから、ビームフォームされた信号は、1つまたは複数の受信機に向かって発信される。［00139］ タイミングおよび同期化を提供するように構成されているプロセッサ950は、イベントおよびタイミング同期化に関連する情報を、重みマトリックス960を生成するように構成されているプロセッサへ連結する。受信アンテナ970は、信号を受信するように構成されているプロセッサ980へ受信信号を連結するように構成されている。信号を受信するように構成されているプロセッサは、送信機システムにサポートされている各アクセス端末から1つまたは複数のフィードバック・メッセージを受信するように構成されている。フィードバック・メッセージは、受信アクセス端末におけるチャネル品質を示す1つまたは複数のCQIメッセージを含むことができる。

受信を行なうように構成されているプロセッサ980は、受信した信号をベースバンド信号に処理し、およびチャネル品質表示（CQI）値990を処理するように構成されているプロセッサにそのベースバンド信号を連結する。CQI値を処理するように構成されているプロセッサ990は、ベースバンド信号を処理し、CQI値を含む1つまたは複数のメッセージを抽出し、当該メッセージからCQI値を抽出する。CQI値を処理するように構成されているプロセッサはまた、1つまたは複数のアクセス端末に対応するCQI値が送信機システム900において受信される場合、アクセス端末とCQI値の対応関係を保持する。

CQI値を処理するように構成されているプロセッサ990はまた、CQI値のフォーマットにしたがって、受信されたCQI値に対して何らかの処理を行なってもよい。例えば、CQI値を処理するように構成されているプロセッサは、最も最近のCQI値を、1つまたは複数の先に受信されたCQI値と比較することにより、重みベクトルに対する調節がアクセス端末における信号の改善に帰着するかどうかを決定することができる。CQI値を処理するように構成されているプロセッサ990は、CQI値、処理されたCQI値、またはCQI値の処理結果を、重みマトリックス960を生成するように構成されているプロセッサへ連結する。

重みマトリックスを生成するように構成されているプロセッサ960は、受信されたCQI値に部分的に基づいてビームフォームを行なうように構成されている各々のプロセッサ930₀-930_Ｇについて、重みベクトルを生成する。一般に、重みマトリックスを生成するように構成されているプロセッサ960は、各アンテナについて重みを生成し、かつかくして、ビームフォームのために構成されている各々のプロセッサ930₀-930_ＧについてK次元のベクトルを生成する。重みマトリックスを生成するように構成されているプロセッサ960は、ビームフォームを行なうように構成されている各々のプロセッサ930₀-930_Ｇについて、別々の重みベクトルを生成することができる、またはビームフォームを行なうように構成されている2以上のプロセッサに同じ重みベクトルを供給することができる。

図10は、マルチプルのビームにおける信号に基づいて、CQIを生成しフィードバックするように構成されている受信機システム1000の実施形態の単純化された機能ブロック図である。受信機システム1000は、例えば、図2の受信機システムまたは図1のアクセス端末の一部分であってもよい。図10に示されている実施形態において、受信機システム1000は、ＯＦＤＭシンボルを受信し処理するように構成されている。しかしながら、信号を通信するために使用される特定の変調技術または多重化技術は、それに限られるものではない。

受信機システム1000は、マルチプルのビームを受信するように構成されているプロセッサであって、かつ受信を行なうように構成されているプロセッサ1010に連結されているアンテナ1002を含んでいる。ここで、マルチプルのビームにおける各々のビームは、1つの信号に対する別々の時空符号化バージョンである。受信を行うように構成されているプロセッサ1010は、受信した信号をベースバンド信号へ処理し、かつ信号サンプルを変換するように構成されているプロセッサ1020へベースバンド信号を連結するように構成されている。変換を行うように構成されているプロセッサ1020は、ベースバンド信号の時間ドメインのサンプルを周波数ドメインの対応物に変換するように構成されることができる。変換を行うように構成されているプロセッサ1020は、変換を実行するためのDFTまたはFFTエンジンを実装することができる。

変換を行うように構成されているプロセッサ1020は、パイロット信号を抽出するように構成されているプロセッサ1020へ周波数ドメインの情報を連結する。ＯＦＤＭシンボルの周波数ドメイン情報は、個々の実質的に直交するサブキャリアに対応する。パイロット信号を抽出するように構成されているプロセッサ1030は、サブキャリアと、およびパイロット信号に対応するサブキャリアに関する情報とを抽出する。

パイロット信号を抽出するように構成されているプロセッサ1030は、チャネルを推定するように構成されているプロセッサ1040へパイロット信号を連結する。パイロット信号は既知の送信情報を表わしているので、チャネルは、受信した信号から推定されることができる。チャネルを推定するように構成されているプロセッサ1040は、既知のパイロット信号を使用してチャネル推定を復元する。チャネルを推定するように構成されているプロセッサ1040は、別々の時空符号化ビームの各々について、チャネルを推定することができる。

パイロット信号を抽出するように構成されているプロセッサ1030は、CQI値を生成するように構成されているプロセッサ1050へチャネル推定を連結する。CQI値を生成するように構成されているプロセッサ1050は、チャネル推定に基づいて1つまたは複数のCQI値を生成する。CQI値は、チャネル品質を示す、またはチャネル品質の変化を示す。

CQI値を生成するように構成されているプロセッサ1050は、送信を行うように構成されているプロセッサ1060へ1つまたは複数のCQI値を連結する。プロセッサ1060は、送信からビームの源へ戻る1つまたは複数の信号へCQI値を処理するように構成されている。送信を行うように構成されているプロセッサ1060は、CQI値またはCQI値を含むメッセージをフィルタリングし、増幅し、そしてアップコンバートし、送信用のRFバンドに変換するように構成されることができる。送信を行うように構成されているプロセッサ1060は、前記RF信号をアンテナ1002に連結し、当該信号はアンテナ1002からブロードキャストされる。

本件明細書において説明されている方法および装置によって、通信システムは、送信ダイバーシティ／時空符号化およびビームフォーミングの両方から利益を得ることができる。送信機システムは、送信ダイバーシティ／時空符号化信号のグループの各々を別々にビームフォームするように作動することができる。送信機システムは、送信ダイバーシティ／時空符号化信号のグループからの符号化信号ストリームの各々について、ビームフォームを変えることができる。送信機システムは、ビームの受信機から提供されるチャネル品質情報に基づいて、各信号ストリームについて、ビームフォームを変えることができる。送信機システムは、受信機における信号の品質を最適化するために、ビームフォーミングを変えることができる。

本件明細書において使用されているように、「連結された」または「接続された」という用語は、直接の連結または接続はもちろんのこと、間接的な連結をも意味するものとして使用される。2つ以上のブロック、モジュール、デバイスまたは装置が連結される場合、その2つの連結されたブロックの間には1つまたは複数の介在ブロックがあってもよいということである。

本明細書における開示に関連して説明され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、汎用目的プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向けのIC(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、離散的ゲートまたはトランジスタ論理、離散的ハードウェアコンポーネント、またはこれらのものの任意の結合であって、本明細書記載の機能を実現するように設計されたものによって実装されることができる。汎用目的プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、そのかわりに、任意の通常のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械（ステートマシン）であってもよい。プロセッサは、計算装置の結合として、例えば、DSPとマイクロプロセッサとの結合、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと結合した1つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他の任意の同様の機器構成として、実装されることもできる。

1つまたは複数の実施形態において説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらのものの任意の結合において実装されることができる。ソフトウェアにおいて実装される場合、当該機能は、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可読媒体上に記憶されまたは伝送されることができる。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体のみならず、コンピュータプログラムをある場所から他の場所へ転送することを支援する任意の媒体を含む通信媒体をも含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体であってよい。実例として、かつ非制限的列挙として、そのようなコンピュータ可読媒体は、RAM、ROM、EEPROM（登録商標）、CD-ROMまたは他の光ディスク記憶、磁気ディスク記憶または他の磁気記憶デバイス、もしくは、任意の他の媒体であって、命令またはデータ構造の形式において所望のプログラムコード手段を伝達または記憶するために使用可能で、かつ汎用目的コンピュータまたは特殊目的コンピュータもしくは汎用目的プロセッサまたは特殊目的プロセッサによってアクセス可能な媒体を含むことができる。また、どのような接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれる。例えば、もしソフトウェアがウェブサイト、サーバ、または他の離れた情報源から、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペアケーブル、デジタル加入者線(DSL)またはワイヤレス技術（例えば、赤外線、無線およびマイクロ波など）を使用して送信されるのであれば、そうした同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペアケーブル、DSLまたはワイヤレス技術（例えば、赤外線、無線およびマイクロ波など)もまた、媒体の定義に含まれる。本明細書において使用されるディスク（disk and disc）は、コンパクトディスク（CD）、ディジタルバーサタイルディスク(DVD)、フレキシブルディスクおよびブルーレイディスクを含む。ここで、diskは、通常、データを磁気的に再生するものをいい、discは、レーザを用いてデータを光学的に再生するものをいう。上記のものの結合もまた、コンピュータ可読媒体の範疇に含まれるべきである。

本開示の実施形態についての上記説明は、どのような当業者も、本開示の発明を製造し、または使用することができるように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって直ちに明白であろう。また、本明細書において定義された一般原理は、本開示の要旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に対しても適用可能である。そのような意味において、本開示は、本明細書において説明された事例および設計に限定されるよう意図されているものではなく、本明細書に開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきものである。

本開示の実施形態についての上記説明は、どのような当業者も、本開示の発明を製造し、または使用することができるように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって直ちに明白であろう。また、本明細書において定義された一般原理は、本開示の要旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に対しても適用可能である。そのような意味において、本開示は、本明細書において説明された事例および設計に限定されるよう意図されているものではなく、本明細書に開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきものである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
送信ダイバーシティを提供する方法であって、
送信信号から複数の時空符号化信号を生成することと、
チャネル品質表示を受信することと、
前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みベクトルを生成することと、および
前記少なくとも1つの重みベクトルからの対応する重みベクトルを使用して前記複数の時空符号化信号のうちの少なくとも1つをビームフォーミングすることとを具備する方法。
［Ｃ２］
前記複数の時空符号化信号を生成することは、
前記複製送信信号ストリームの1つに遅延、回転、接合またはこれらの結合を提供することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ３］
前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機からフィードバック・メッセージを受信することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ４］
前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機からチャネル推定を代表する信号を受信することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ５］
前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機からチャネル推定の結合を代表する信号を受信することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ６］
前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機における信号の品質の変化を示す信号を受信することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ７］
少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、前記チャネル品質表示に基づいて重みベクトル中の重みの位相を調節することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ８］
少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、前記チャネル品質表示に基づいて重みベクトル中の重みの振幅を調節することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ９］
少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、所定の重み配置図から重みベクトルのための重みを選択することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ１０］
Ｃ1に記載の方法であって、ダウンリンク干渉推定を受信することをさらに具備し、および少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、前記チャネル品質表示および前記ダウンリンク干渉推定に基づいて、少なくとも1つの重みベクトルを生成することを具備する、Ｃ1に記載の方法。
［Ｃ１１］
送信ダイバーシティを提供する方法であって、
送信信号から複数の時空符号化信号を生成することと、
チャネル品質表示を受信することと、および
対応する重みベクトルを使用して前記時空符号化信号の各々をビームフォーミングすることと、ここにおいて少なくとも1つの重みベクトルは、前記チャネル品質表示に部分的に基づいて決定される、を具備する方法。
［Ｃ１２］
送信ダイバーシティを最適化する方法であって、
複数の信号を受信することと、ここにおいて、前記複数の信号の各々は、対応する信号ビームにおいて受信される、
各信号ビームについてチャネル推定を決定することと、
前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定することと、および
前記チャネル品質表示をフィードバック信号として前記信号ビームの送信源に送信することとを具備する方法。
［Ｃ１３］
前記チャネル推定を決定することは、前記信号ビーム中のパイロット信号に基づいてチャネル推定を決定することを具備する、Ｃ12に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記チャネル品質表示を決定することは、各チャネル推定を代表するチャネル品質値を決定することを具備する、Ｃ12に記載の方法。
［Ｃ１５］
前記チャネル品質表示を決定することは、チャネル推定の結合に基づいて前記チャネル品質表示を決定することを具備する、Ｃ12に記載の方法。
［Ｃ１６］
前記チャネル品質表示を決定することは、チャネル推定の変化に基づいて前記チャネル品質表示を決定することを具備する、Ｃ12に記載の方法。
［Ｃ１７］
送信ダイバーシティを提供するための装置であって、
送信信号ストリームを生成するように構成されている送信機と、
前記送信信号ストリームを受信するように構成され、かつ前記送信信号ストリームから複数の（Ｇ個の）送信ダイバーシティ時空符号化送信ストリームを生成するように構成されている送信ダイバーシティ符号化器と、
チャネル品質表示を受信し、かつ前記チャネル品質表示に基づいて重みベクトルセットから少なくとも1つの重みベクトルを生成するように構成されている重みマトリックス生成器と、および
複数のビームフォーミング符号化器と、ここにおいて、前記複数のビームフォーミング符号化器の各々は、前記複数の送信ダイバーシティ／時空符号化送信ストリームのうちの1つを受信し、前記重みベクトルセットからの1つの重みベクトルに基づいて複数の（Ｋ個の）重み付けされたサブストリームを生成し、もって前記複数の送信ダイバーシティ／時空符号化送信ストリームの前記1つをビームフォームするように構成されている、を具備する装置。
［Ｃ１８］
前記チャネル品質表示を少なくとも1つのフィードバック・メッセージにおいて受信するように構成されている受信機と、および
前記少なくとも1つのフィードバック・メッセージから前記チャネル品質表示を抽出し、および前記チャネル品質表示を前記重みマトリックス生成器に伝えるように構成されているプロセッサとをさらに具備する、Ｃ17に記載の装置。
［Ｃ１９］
前記チャネル品質表示は、チャネル推定を代表する、Ｃ17に記載の装置。
［Ｃ２０］
前記チャネル品質表示は、チャネル推定の結合を代表する、Ｃ17に記載の装置。
［Ｃ２１］
前記チャネル品質表示は、チャネル推定の変化を代表する、Ｃ17に記載の装置。
［Ｃ２２］
前記重みマトリックス生成器は、所定の重みセットから重みを選択するように構成されている、Ｃ17に記載の装置。
［Ｃ２３］
前記重みマトリックス生成器は、前記チャネル品質表示に基づいて、少なくとも1つの重みの位相を変えるように構成されている、Ｃ17に記載の装置。
［Ｃ２４］
前記重みマトリックス生成器は、前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みの振幅を変えるように構成されている、Ｃ17に記載の装置。
［Ｃ２５］
送信ダイバーシティを最適化するための装置であって、
複数のビーム中の複数の時空符号化送信信号を受信するように構成されている受信機と、ここにおいて時空符号化送信信号の各々は、異なるビームの中で搬送される、
前記受信機に連結されているパイロット抽出モジュールであって、各ビームから少なくとも1つのパイロット信号を抽出するように構成されているパイロット抽出モジュールと、
前記パイロット抽出モジュールに連結されているチャネル推定モジュールであって、前記少なくとも1つのパイロット信号に基づいて前記複数のビームの各々についてチャネル推定を決定するように構成されているチャネル推定モジュールと、
前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定するように構成されているチャネル品質表示生成器と、および
前記チャネル品質表示を含むフィードバック・メッセージを生成し、かつ前記フィードバック・メッセージを前記時空符号化送信信号の源に送信するように構成されている送信機と、を具備する装置。
［Ｃ２６］
Ｃ25に記載の装置であって、前記時空符号化送信信号の時間ドメインのサンプルを周波数ドメイン表現に変換するように構成されている変換モジュールをさらに具備し、および前記パイロット抽出モジュールは、前記周波数ドメイン表現から前記少なくとも1つのパイロット信号を抽出するように構成されている、Ｃ25に記載の装置。
［Ｃ２７］
前記チャネル品質表示生成器は、各チャネル推定に基づいて別々のチャネル品質表示を生成するように構成されている、Ｃ25に記載の装置。
［Ｃ２８］
前記チャネル品質表示生成器は、チャネル推定の結合に基づいて前記チャネル品質表示を生成するように構成されている、Ｃ25に記載の装置。
［Ｃ２９］
送信ダイバーシティを提供するための装置であって、
送信信号から複数の時空符号化信号を生成するための手段と、
チャネル品質表示を受信するための手段と、
前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みベクトルを生成するための手段と、および
前記少なくとも1つの重みベクトルからの対応する重みベクトルを使用して、前記複数の時空符号化信号のうちの少なくとも1つをビームフォーミングするための手段と、を具備する装置。
［Ｃ３０］
送信ダイバーシティを最適化するための装置であって、
複数の信号を受信するための手段と、ここにおいて、前記複数の信号の各々は、対応する信号ビームの中で受信される、
各信号ビームについてチャネル推定を決定するための手段と、
前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定するための手段と、および
前記チャネル品質表示をフィードバック情報として前記信号ビームの送信源に送信するための手段とを具備する装置。
［Ｃ３１］
送信ダイバーシティを提供することを送信機にさせるように構成されている命令を内蔵するコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
送信信号から複数の時空符号化信号を生成するための命令と、
チャネル品質表示を受信するための命令と、
前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みベクトルを生成するための命令と、および
前記少なくとも1つのベクトルからの対応する重みベクトルを使用して、前記複数の時空符号化信号のうちの少なくとも1つをビームフォーミングするための命令とを具備することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
［Ｃ３２］
送信ダイバーシティを最適化することをデバイスにさせるように構成されている命令を内蔵するコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
複数の信号を受信するための命令と、ここにおいて、前記複数の信号の各々は、対応する信号ビームの中で受信される、
各信号ビームについてチャネル推定を決定するための命令と、
前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定するための命令と、および前記チャネル品質表示をフィードバック情報として前記信号ビームの送信源に送信するための命令とを具備することを特徴とするコンピュータ可読媒体。

Claims (32)

1. 送信ダイバーシティを提供する方法であって、
   送信信号から複数の時空符号化信号を生成することと、
   チャネル品質表示を受信することと、
   前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みベクトルを生成することと、および
   前記少なくとも1つの重みベクトルからの対応する重みベクトルを使用して前記複数の時空符号化信号のうちの少なくとも1つをビームフォーミングすることとを具備する方法。
2. 前記複数の時空符号化信号を生成することは、
   前記複製送信信号ストリームの1つに遅延、回転、接合またはこれらの結合を提供することを具備する、請求項1に記載の方法。
3. 前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機からフィードバック・メッセージを受信することを具備する、請求項1に記載の方法。
4. 前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機からチャネル推定を代表する信号を受信することを具備する、請求項1に記載の方法。
5. 前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機からチャネル推定の結合を代表する信号を受信することを具備する、請求項1に記載の方法。
6. 前記チャネル品質表示を受信することは、ビームフォームされた時空符号化信号の受信機における信号の品質の変化を示す信号を受信することを具備する、請求項1に記載の方法。
7. 少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、前記チャネル品質表示に基づいて重みベクトル中の重みの位相を調節することを具備する、請求項1に記載の方法。
8. 少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、前記チャネル品質表示に基づいて重みベクトル中の重みの振幅を調節することを具備する、請求項1に記載の方法。
9. 少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、所定の重み配置図から重みベクトルのための重みを選択することを具備する、請求項1に記載の方法。
10. 請求項1に記載の方法であって、ダウンリンク干渉推定を受信することをさらに具備し、および少なくとも1つの重みベクトルを生成することは、前記チャネル品質表示および前記ダウンリンク干渉推定に基づいて、少なくとも1つの重みベクトルを生成することを具備する、請求項1に記載の方法。
11. 送信ダイバーシティを提供する方法であって、
    送信信号から複数の時空符号化信号を生成することと、
    チャネル品質表示を受信することと、および
    対応する重みベクトルを使用して前記時空符号化信号の各々をビームフォーミングすることと、ここにおいて少なくとも1つの重みベクトルは、前記チャネル品質表示に部分的に基づいて決定される、を具備する方法。
12. 送信ダイバーシティを最適化する方法であって、
    複数の信号を受信することと、ここにおいて、前記複数の信号の各々は、対応する信号ビームにおいて受信される、
    各信号ビームについてチャネル推定を決定することと、
    前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定することと、および
    前記チャネル品質表示をフィードバック信号として前記信号ビームの送信源に送信することとを具備する方法。
13. 前記チャネル推定を決定することは、前記信号ビーム中のパイロット信号に基づいてチャネル推定を決定することを具備する、請求項12に記載の方法。
14. 前記チャネル品質表示を決定することは、各チャネル推定を代表するチャネル品質値を決定することを具備する、請求項12に記載の方法。
15. 前記チャネル品質表示を決定することは、チャネル推定の結合に基づいて前記チャネル品質表示を決定することを具備する、請求項12に記載の方法。
16. 前記チャネル品質表示を決定することは、チャネル推定の変化に基づいて前記チャネル品質表示を決定することを具備する、請求項12に記載の方法。
17. 送信ダイバーシティを提供するための装置であって、
    送信信号ストリームを生成するように構成されている送信機と、
    前記送信信号ストリームを受信するように構成され、かつ前記送信信号ストリームから複数の（Ｇ個の）送信ダイバーシティ時空符号化送信ストリームを生成するように構成されている送信ダイバーシティ符号化器と、
    チャネル品質表示を受信し、かつ前記チャネル品質表示に基づいて重みベクトルセットから少なくとも1つの重みベクトルを生成するように構成されている重みマトリックス生成器と、および
    複数のビームフォーミング符号化器と、ここにおいて、前記複数のビームフォーミング符号化器の各々は、前記複数の送信ダイバーシティ／時空符号化送信ストリームのうちの1つを受信し、前記重みベクトルセットからの1つの重みベクトルに基づいて複数の（Ｋ個の）重み付けされたサブストリームを生成し、もって前記複数の送信ダイバーシティ／時空符号化送信ストリームの前記1つをビームフォームするように構成されている、を具備する装置。
18. 前記チャネル品質表示を少なくとも1つのフィードバック・メッセージにおいて受信するように構成されている受信機と、および
    前記少なくとも1つのフィードバック・メッセージから前記チャネル品質表示を抽出し、および前記チャネル品質表示を前記重みマトリックス生成器に伝えるように構成されているプロセッサとをさらに具備する、請求項17に記載の装置。
19. 前記チャネル品質表示は、チャネル推定を代表する、請求項17に記載の装置。
20. 前記チャネル品質表示は、チャネル推定の結合を代表する、請求項17に記載の装置。
21. 前記チャネル品質表示は、チャネル推定の変化を代表する、請求項17に記載の装置。
22. 前記重みマトリックス生成器は、所定の重みセットから重みを選択するように構成されている、請求項17に記載の装置。
23. 前記重みマトリックス生成器は、前記チャネル品質表示に基づいて、少なくとも1つの重みの位相を変えるように構成されている、請求項17に記載の装置。
24. 前記重みマトリックス生成器は、前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みの振幅を変えるように構成されている、請求項17に記載の装置。
25. 送信ダイバーシティを最適化するための装置であって、
    複数のビーム中の複数の時空符号化送信信号を受信するように構成されている受信機と、ここにおいて時空符号化送信信号の各々は、異なるビームの中で搬送される、
    前記受信機に連結されているパイロット抽出モジュールであって、各ビームから少なくとも1つのパイロット信号を抽出するように構成されているパイロット抽出モジュールと、
    前記パイロット抽出モジュールに連結されているチャネル推定モジュールであって、前記少なくとも1つのパイロット信号に基づいて前記複数のビームの各々についてチャネル推定を決定するように構成されているチャネル推定モジュールと、
    前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定するように構成されているチャネル品質表示生成器と、および
    前記チャネル品質表示を含むフィードバック・メッセージを生成し、かつ前記フィードバック・メッセージを前記時空符号化送信信号の源に送信するように構成されている送信機と、を具備する装置。
26. 請求項25に記載の装置であって、前記時空符号化送信信号の時間ドメインのサンプルを周波数ドメイン表現に変換するように構成されている変換モジュールをさらに具備し、および前記パイロット抽出モジュールは、前記周波数ドメイン表現から前記少なくとも1つのパイロット信号を抽出するように構成されている、請求項25に記載の装置。
27. 前記チャネル品質表示生成器は、各チャネル推定に基づいて別々のチャネル品質表示を生成するように構成されている、請求項25に記載の装置。
28. 前記チャネル品質表示生成器は、チャネル推定の結合に基づいて前記チャネル品質表示を生成するように構成されている、請求項25に記載の装置。
29. 送信ダイバーシティを提供するための装置であって、
    送信信号から複数の時空符号化信号を生成するための手段と、
    チャネル品質表示を受信するための手段と、
    前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みベクトルを生成するための手段と、および
    前記少なくとも1つの重みベクトルからの対応する重みベクトルを使用して、前記複数の時空符号化信号のうちの少なくとも1つをビームフォーミングするための手段と、を具備する装置。
30. 送信ダイバーシティを最適化するための装置であって、
    複数の信号を受信するための手段と、ここにおいて、前記複数の信号の各々は、対応する信号ビームの中で受信される、
    各信号ビームについてチャネル推定を決定するための手段と、
    前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定するための手段と、および
    前記チャネル品質表示をフィードバック情報として前記信号ビームの送信源に送信するための手段とを具備する装置。
31. 送信ダイバーシティを提供することを送信機にさせるように構成されている命令を内蔵するコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
    送信信号から複数の時空符号化信号を生成するための命令と、
    チャネル品質表示を受信するための命令と、
    前記チャネル品質表示に基づいて少なくとも1つの重みベクトルを生成するための命令と、および
    前記少なくとも1つのベクトルからの対応する重みベクトルを使用して、前記複数の時空符号化信号のうちの少なくとも1つをビームフォーミングするための命令とを具備することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
32. 送信ダイバーシティを最適化することをデバイスにさせるように構成されている命令を内蔵するコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
    複数の信号を受信するための命令と、ここにおいて、前記複数の信号の各々は、対応する信号ビームの中で受信される、
    各信号ビームについてチャネル推定を決定するための命令と、
    前記チャネル推定に基づいてチャネル品質表示を決定するための命令と、および前記チャネル品質表示をフィードバック情報として前記信号ビームの送信源に送信するための命令とを具備することを特徴とするコンピュータ可読媒体。

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