JP4677457B2 - Mimo通信システムおよび関連する方法をサポートするパターンダイバーシチ - Google Patents
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- 1つの時間区間にM個のソース信号を生成するための送信機であって、前記M個のソース信号がT個の時間区間に対して生成され、前記M個のソース信号の少なくとも1つの電力レベルが各時間区間において異なり、Mが2以上であり、Tが2以上である、送信機と、
前記送信機に接続され、前記M個のソース信号を送信するためのM個のアンテナ素子を備えた送信アンテナアレイと、
前記送信機と同期された受信機と、
前記受信機に接続され、各時間区間についてM個のソース信号の少なくともN個の異なる加算を受信するためのN個のアンテナ素子を備えた受信アンテナアレイであって、Nが1以上であり、各時間区間について前記N個の異なる加算が前記T個の時間区間について少なくともT×N個の異なる加算を提供するために線形独立である、受信アンテナアレイと、
前記受信機に接続され、最大で前記M個のソース信号の前記少なくともT×N個の異なる加算を備えた混合行列を形成する信号分離プロセッサであって、前記混合行列が少なくともT×Nと等しい階数を有し、前記混合行列から所望のソース信号を分離するための信号分離プロセッサと
を備えたことを特徴とするMIMO(多入力多出力)通信システム。 - 各時間区間において異なる電力レベルを有する前記少なくとも1つのM個のソース信号は、各時間区間において異なる電力レベルを有する複数の前記M個のソース信号を備えたことを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記混合行列の階数が少なくともMと等しくなるようにN<MおよびT×N≧Mであることを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記混合行列の階数が、干渉信号および前記M個のソース信号を分離できるようにするために、Mより大きくなるようにN≧MおよびT>Mであることを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記MIMO通信システムは、MIMO−OFDM通信システムとして構成され、各ソース信号が前記T個の時間区間に複数の副搬送波を備えたことを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 各ソース信号についての前記副搬送波は、複数のグループに分割され、副搬送波の隣接するグループは、異なる電力レベルを有することを特徴とする請求項5に記載のMIMO通信システム。
- 各ソース信号についての前記複数の副搬送波のそれぞれの電力エンベロープは、一定であることを特徴とする請求項5に記載のMIMO通信システム。
- 各ソース信号についての前記複数の副搬送波のそれぞれの電力エンベロープは、前記受信機が前副搬送波のグループ化を追跡することができるように、既知の順序で変化することを特徴とする請求項5に記載のMIMO通信システム。
- 前記受信アンテナアレイは、フェーズドアレイを形成するためのN個の互いに関係付けられたアンテナ素子を備えたことを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記受信アンテナアレイは、N個の互いに関係付けられたアンテナ素子を備え、前記N個の互いに関係付けられたアンテナ素子がビーム切り替えアンテナを形成するために少なくとも1つの能動アンテナ素子と、最大でN−1個の受動アンテナ素子とを備えたことを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記受信アンテナアレイは、N個の互いに関係付けられたアンテナ素子を備え、前記N個の互いに関係付けられたアンテナ素子の少なくとも2つは、異なる偏波を有することを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記異なる偏波は、互いに直交であることを特徴とする請求項11に記載のMIMO通信システム。
- 前記受信アンテナアレイは、前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる加算を受信するために各時間区間にN個の初期アンテナパターンを生成し、前記N個の初期アンテナパターンの少なくとも1つの仰角を選択的に変更して、前記M個のソース信号の少なくとも1つのさらなる異なる加算を受信するために、少なくとも1つのさらなる異なるアンテナパターンが各時間区間に生成されるようにするための、前記受信アンテナアレイに接続された仰角コントローラをさらに備え、前記混合行列は、各時間区間について前記M個のソース信号の前記少なくとも1つのさらなる異なる加算をさらに備え、T×Nに、前記さらなるアンテナパターンを用いて前記T個の時間区間に受信された前記M個のソース信号のさらなる異なる加算の数を足したものと等しい階数を有することを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記受信アンテナアレイは、前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる加算を受信するために、各時間区間に少なくともN個のアンテナビームを生成し、NおよびMが2より大きく、前記少なくともN個のアンテナビームを選択的に形成するための、前記受信アンテナアレイに接続されたコントローラをさらに備え、前記信号分離プロセッサは、
各時間区間の前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる加算が、無相関であるか、統計的に独立しているかを判定し、そうでない場合、
前記混合において相関しているか、統計的に独立ではない前記M個のソース信号の前記異なる加算を、無相関であるか、統計的に独立したもので置き換えるように、前記M個のソース信号の新たな異なる加算を受信するための異なるビームを形成するために前記コントローラと協働することを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。 - 各時間区間に前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる加算を復号化するために前記N個のアンテナ素子に接続された符号逆拡散器であって、前記少なくともN個の異なる加算のそれぞれが少なくともk個の異なる加算を提供するためのk個の符号を含む、符号逆拡散器をさらに備え、前記受信機は、前記T個の時間区間に対して最大で前記M個のソース信号のk×(T×N)個の加算を受信するために前記逆拡散器に接続され、前記信号分離プロセッサは、前記M個のソース信号の前記少なくともk×(T×N)個の異なる加算を備えた混合行列を形成することを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 各時間区間に、それぞれの同相−直交モジュールによって受け取られた前記M個のソース信号の前記N個の異なる加算のそれぞれを同相成分−直交成分セットに分離するために前記受信アンテナアレイにおける各アンテナ素子の下流に接続されたそれぞれの同相−直交モジュールをさらに備え、前記信号分離プロセッサは、前記T個の時間区間に対する前記M個のソース信号の少なくとも2(T×N)個の異なる加算を備えた混合行列を形成し、各同相成分−直交成分セットが前記混合行列への2つの入力を提供し、結果として得られる階数が少なくとも2(T×N)と等しいことを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記信号分離プロセッサは、ブラインド信号分離プロセッサを備えたことを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記ブラインド信号分離プロセッサは、PCA(主成分分析)、ICA(独立成分分析)、およびSVD(特異値分解)の少なくとも1つに基づき、前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項17に記載のMIMO通信システム。
- 前記信号分離プロセッサは、知識ベースの処理による信号抽出プロセスに基づき、前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- 前記知識ベースの信号分離プロセスは、ZFプロセスと、およびMMSEプロセスに基づく前記混合行列からの信号の少なくともいずれかに基づき、前記混合行列から、前記所望されるソース信号を分離することを特徴とする請求項19に記載のMIMO通信システム。
- 前記信号分離プロセッサは、知識ベースの信号抽出プロセスとブラインド信号分離プロセスの組合せに基づき、前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項1に記載のMIMO通信システム。
- MIMO(多入力多出力)通信システムを動作させるための方法であって、
1つの時間区間にM個のソース信号を生成することであって、前記M個のソース信号がT個の時間区間に対して生成され、前記M個のソース信号の少なくとも1つの電力レベルが各時間区間において異なり、Mが2以上であり、Tが2以上であることと、
M個のアンテナ素子を備える送信アンテナアレイを用いて前記M個のソース信号を送信することと、
N個のアンテナ素子を備え、受信アンテナアレイを用いて各時間区間に前記M個の信号の少なくともN個の異なる加算を受信することであって、Nが1以上であり、各時間区間についての前記少なくともN個の異なる加算が前記T個の時間区間に対して少なくともT×N個の異なる加算を提供するために線形独立であることと、
最大で前記M個のソース信号の前記少なくともT×N個の異なる加算を備えた混合行列を形成することであって、前記混合行列が少なくともT×Nと等しい階数を有することと、
前記混合行列から所望のソース信号を分離することと
を備えることを特徴とする方法。 - 各時間区間において異なる電力レベルを有する前記少なくとも1つのM個のソース信号は、各時間区間において異なる電力レベルを有する複数の前記M個のソース信号を備えることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記混合行列の階数が少なくともMと等しいように、N<MおよびT×N≧Mであることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記混合行列の階数が、干渉信号ならびに前記M個のソース信号が分離され得るようにMより大きくなるように、N≧MおよびT>Mであることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- MIMO通信システムは、MIMO−OFDM通信システムとして構成され、各ソース信号が前記T個の時間区間に複数の副搬送波を備えることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 各ソース信号に対する前記副搬送波は、複数のグループに分割され、副搬送波の隣接するグループは、異なる電力レベルを有することを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 前記受信アンテナアレイは、フェーズドアレイを形成するためのN個の互いに関係付けられたアンテナ素子を備えることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記受信アンテナアレイは、N個の互いに関係付けられたアンテナ素子を備え、前記N個の互いに関係付けられたアンテナ素子が、ビーム切り替えアンテナを形成するために、少なくとも1つの能動アンテナ素子と、最大でN−1個の受動アンテナ素子とを備えることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することは、知識ベースの信号抽出プロセスおよびブラインド信号分離プロセスの少なくともいずれかに基づくことを特徴とする請求項22に記載の方法。
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