JP4943654B2 - Ｍｉｍｏｗｌａｎシステム - Google Patents

Description

（特許法第１１９条の下での優先権の主張）
本願は、２００２年１０月２５日に提出された「ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステム」と題される米国仮出願第６０／４２１，３０９号の利益を主張する。

本発明は概してデータ通信に関し、さらに特定すると、多入力多出力（ＭＩＭＯ）無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）通信システムに関する。

無線通信システムは、音声、パケットデータ等の多様なタイプの通信を提供するために幅広く配備されている。これらのシステムは使用可能なシステムリソースを共用することにより順次、または同時に複数のユーザとの通信をサポートできる多元接続システムであってよい。多元接続システムの例は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、及び周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システムを含む。

無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）も、無線リンクを介して無線電子デバイス（例えばコンピュータ）間の通信を可能にするために幅広く配備されている。ＷＬＡＮは、ハブのように動作し、ワイヤレスデバイスに接続性を与えるアクセスポイント（つまり基地局）を利用してよい。また、アクセスポイントはＷＬＡＮを有線ＬＡＮに接続（つまり「ブリッジ」）し、このようにしてＬＡＮリソースへのワイヤレスデバイスアクセスを可能にする。

無線通信システムでは、送信機装置からの無線周波数（ＲＦ）変調信号は多くの伝搬経路を介して受信機装置に到達してよい。伝搬路の特性は、通常、フェージング及びマルチパスなどの多くの要因のために経時的に変化する。有害な経路影響に対するダイバーシティを与え、性能を改善するために、複数の送信アンテナ及び受信アンテナが使用されてよい。一般的には少なくともある程度まで当てはまる、該送信アンテナと受信アンテナ間の伝搬路が線形に独立している（つまり、一方の経路での伝送が他方の経路での伝送の線形組み合わせとして形成されない）場合、データ伝送を正しく受信する尤度は、アンテナ数が増加するにつれて高まる。一般的には、送信アンテナ及び受信アンテナの数が増加するにつれてダイバーシティは高まり、性能は改善する。

ＭＩＭＯシステムは、データ伝送のために複数の（Ｎ_Ｔ本の）送信アンテナ及び複数の（Ｎ_Ｒ本の）受信アンテナを利用する。Ｎ_Ｔ本の送信アンテナ及びＮ_Ｒ本の受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネルは、Ｎ_ｓ個の空間チャネルに分解されてよく、Ｎ_Ｔ≦最小｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝である。該Ｎ_Ｓ個の空間チャネルのそれぞれが１つの次元に相当する。該ＭＩＭＯシステムは、該複数の送信アンテナ及び受信アンテナにより生じる追加の次元性が活用される場合に改善された性能（例えば、伝送容量の増加及び／または信頼性の向上）を示すことができる。

指定された通信システムのためのリソースは、通常、多様な規定面での制約及び要件により、及び他の実際的な考慮事項によって制限される。しかしながら、システムは多くの端末をサポートし、多様なサービスを提供し、特定の性能ゴールを達成すること等が要求される可能性がある。

したがって、技術には複数のユーザをサポートし、高いシステム性能を提供できるＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムに対するニーズがある。

多様な機能を有し、高性能を達成できる多元ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムがここに説明されている。一実施形態では、該システムは、高スループットを達成し、有害な経路影響に対抗し、他の利点を提供するためにＭＩＭＯ及び直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）を利用する。システム内の各アクセスポイントは複数のユーザ端末をサポートできる。ダウンリンクリソース及びアップリンクリソースの割り当ては該ユーザ端末の要件、チャネル状態及び他の要因に依存している。

効率的なダウンリンク伝送及びアップリンク伝送をサポートするチャネル構造もここに提供されている。該チャネル構造は、システムパラメータ及びリソース割り当ての搬送、ダウンリンクデータ伝送とアップリンクデータ伝送、システムのランダムアクセス等の数多くの機能のために使用されてよい数多くのトランスポートチャネルを備えている。システムが変化するチャネル及びロード条件に容易に適応できるようにするこれらのトランスポートチャネルの多様な属性が構成可能である。

複数のレート及び伝送モードが、チャネル条件及びユーザ端末の機能によりサポートされるときに高スループットを達成するために、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムによりサポートされている。レートはチャネル条件の推定値に基づいて構成可能であり、ダウンリンク及びアップリンクのために個別に選択されてよい。ユーザ端末のアンテナの数及びチャネル条件に応じて、様々な伝送モードも使用されてよい。各伝送モードは送信機及び受信機で異なる空間的な処理と関連付けられ、異なる動作条件下での使用のために選択されてよい。該空間処理は複数の送信アンテナからのデータ伝送、及び／またはさらに高いスループット及び／またはダイバーシティのための複数の受信アンテナを用いたデータ受信を容易にする。

一実施形態では、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは、時分割２重化（ＴＤＤ）を使用して同じ動作バンドを共用する、ダウンリンクとアップリンクの両方のために単一の周波数バンドを使用する。ＴＤＤシステムの場合、該ダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は相互交換的ある。較正技法は、アクセスポイント及びユーザ端末で送信チェイン／受信チェインの周波数応答での差異を突き止め、説明するためにここで提供される。ダウンリンクとアップリンクの相互交換的な性質及び較正を利用することによりアクセスポイント及びユーザ端末での空間処理を簡略化するための技法もここに説明されている。

様々な機能のために使用される複数のタイプのパイロットを備えたパイロット構造も提供される。例えば、ビーコンパイロットは周波数及びシステムの獲得のために使用されてよく、ＭＩＭＯパイロットはチャネル推定のために使用されてよく、ステアードリファレンス（ｓｔｅｅｒｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）（つまりステアードパイロット（ｓｔｅｅｒｅｄ ｐｉｌｏｔ））は、チャネル推定の改善のために使用されてよく、キャリヤパイロットは位相追尾のために使用されてよい。

適切なシステム動作のための多様な制御ループも提供される。レート制御は、ダウンリンク及びアップリンクで個別に行われてよい。電力制御は特定の伝送（例えば固定レートサービス）のために行われてよい。タイミング制御は、システム全体に位置するユーザ端末の様々な伝搬遅延を説明するためにアップリンク伝送に使用されてよい。

ユーザ端末がシステムにアクセスできるようにするためのランダムアクセス技法も提供される。これらの技法は複数のユーザ端末によるシステムアクセス、システムアクセス試行の高速肯定応答、及びダウンリンク／アップリンクリソースの高速割り当てをサポートする。

本発明の多様な態様及び実施形態はさらに詳細に後述される。

本発明の特徴及び性質は、類似する文字が全体を通して相応して識別する図面と関連して解釈されるときに以下に述べられる詳細な説明からさらに明らかになるであろう。

単語「例示的な」はここでは「例、インスタンスまたは図解として役立つ」を意味するために使用される。「例示的」としてここで説明される任意の実施形態または設計は、必ずしも他の実施形態または設計に優り好まれるまたは優位として解釈されるべきではない。

（Ｉ．総合的なシステム）
図１は、多くのユーザをサポートし、本発明の多様な態様及び実施形態を実現することができるＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステム１００を示している。ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステム１００は、多くのユーザ端末（ＵＴ）１２０のための通信をサポートする多くのアクセスポイント（ＡＰ）１１０を含む。簡単にするために、図１には２つのアクセスポイント１１０だけが図示されている。アクセスポイントは、通常、ユーザ端末と通信するために使用される固定局である。アクセスポイントは基地局と呼ばれてもよく、または他のなんらかの専門用語で呼ばれてもよい。

ユーザ端末１２０はシステム全体に分散されてよい。各ユーザ端末は、該アクセスポイントと通信できる固定端末または移動端末であってよい。ユーザ端末は移動局、遠隔局、アクセス端末、ユーザ装置（ＵＥ）、無線装置と呼ばれてもよく、または他のなんらかの専門用語で呼ばれてもよい。各ユーザ端末は指定された瞬間にダウンリンク及び／またはアップリンクで１つのアクセスポイントまたはおそらく複数のアクセスポイントと通信してよい。ダウンリンク（つまり順方向リンク）は、アクセスポイントからユーザ端末への伝送を指し、アップリンク（つまり、逆方向リンク）はユーザ端末からアクセスポイントへの伝送を指す。

図１では、アクセスポイント１１０ａはユーザ端末１２０ａから１２０ｆと通信し、アクセスポイント１１０ｂはユーザ端末１２０ｆから１２０ｋと通信する。システム１００の特定の設計に応じて、アクセスポイントは（例えば、複数のコードチャネルまたはサブバンドを介して）同時にまたは順次に（例えば複数のタイムスロットを介して）複数のユーザ端末と通信してよい。任意の指定された瞬間に、ユーザ端末は１つ以上のアクセスポイントからダウンリンク伝送を受信してよい。各アクセスポイントからのダウンリンク伝送は複数のユーザ端末により受信されることが意図されるオーバヘッドデータ、特定のユーザ端末により受信されることが意図されるユーザ特定データ、他のタイプのデータ、またはその任意の組み合わせを含んでよい。該オーバヘッドデータは、パイロット、ページメッセージ及び放送メッセージ、システムパラメータ等を含んでよい。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは集中コントローラネットワークアーキテクチャに基づいている。したがって、システムコントローラ１３０は、アクセスポイント１１０に結合し、さらに他のシステム及びネットワークに結合してよい。例えば、システムコントローラ１３０はパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）、有線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）、セルラー通信網等に結合してよい。システムコントローラ１３０は、（１）それに連結されるアクセスポイント用の調整及び制御、（２）これらのアクセスポイント間のデータのルーティング、（３）これらのアクセスポイントによりサービスを受けるユーザ端末との通信のアクセス及び制御等の多くの機能を実行するように設計されてよい。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは、従来のＷＬＡＮシステムよりはるかに大きなカバレージ機能の高スループットを提供できてよい。ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは同期サービス、非同期サービス、等時データ／音声サービスをサポートできる。ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは以下の特徴を提供するように設計されてよい。

・高サービス信頼性
・保証されたサービスの質（ＱｏＳ）
・高瞬間データレート
・高スペクトル効率
・拡張カバレージ範囲
ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは、選択された動作バンドに特殊な帯域幅及びエミッション制約を条件として多様な周波数バンド（例えば、２．４ＧＨｚバンドと５．ｘＧＨｚ Ｕ−ＮＩＩバンド）で操作されてよい。システムは、通常１ｋｍ以下という最大セルサイズで屋内配備と屋外配備の両方をサポートするように設計される。いくつかの動作モードも携帯動作及び運動制限動作をサポートするが、該システムは固定端末アプリケーションをサポートする。

（１．ＭＩＭＯ、ＭＩＳＯ及びＳＩＭＯ）
特定の実施形態では、及び明細書を通して説明されるように、それぞれのアクセスポイントはデータ伝送及び受信のための４本の送信アンテナ及び受信アンテナを装備しており、該同じ４本のアンテナが送信するため、及び受信するために使用される。システムは、この構成が、通常、アンテナが共用されるときよりさらに低い性能を提供しようとも、デバイスの送信アンテナ及び受信アンテナ（例えば、アクセスポイント、ユーザ端末）が共用されないケースもサポートする。ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは、各アクセスポイントがなんらかの他の数の送信／受信アンテナを備えるように設計されてもよい。各ユーザ端末は、データ伝送及び受信のための単一の送信／受信アンテナまたは複数の送信／受信アンテナを備えてよい。各ユーザ端末タイプにより利用されるアンテナの数は、例えば、ユーザ端末によりサポートされるサービス（例えば、音声、データまたは両方）、コストの考慮すべき事項、規定面の制約、安全性問題等の多様な要因に依存してよい。

マルチアンテナアクセスポイントとマルチアンテナユーザ端末の所定の対現象の場合、ＭＩＭＯチャネルは、データ伝送のために使用するために使用可能なＮ_Ｔ本の送信アンテナ及びＮ_Ｒ本の受信アンテナにより形成される。様々なＭＩＭＯチャネルがアクセスポイントと様々なマルチアンテナユーザ端末間で形成される。各ＭＩＭＯチャネルはＮ_Ｓ個の空間チャネルに分解されてよく、Ｎ_Ｓ≦最小｛Ｎ_Ｔ、Ｎ_Ｒ｝である。Ｎ_Ｓ個のデータストリームはＮ_Ｓ個の空間チャネル上で送信されてよい。空間処理は受信機で必要とされ、複数のデータストリームをＮ_Ｓ個の空間チャネル上で送信するために送信機で実行されてもよい、あるいは実行されなくてよい。

Ｎ_Ｓ個の空間チャネルは互いに直交であってよい、あるいは直交でなくてよい。これは、（１）空間処理が直交空間チャネルを得るために送信機で実行されたかどうか、及び（２）送信機と受信機の両方での該空間処理が空間チャネルを直交させる上で成功したかどうかなどの多様な要因に依存する。空間処理が送信機で実行されない場合には、Ｎ_Ｓ個の空間チャネルはＮ_Ｓ本の送信アンテナで形成されてよく、互いに直交でない可能性がある。

Ｎ_Ｓ個の空間チャネルは後述されるようにＭＩＭＯチャネルのためのチャネル応答マトリクス上で分解を実行することにより直交されてよい。各空間チャネルは、Ｎ_Ｓ個の空間チャネルが、後述されるように送信機と受信機両方での空間処理を必要とする分解を使用して直交される場合にＭＩＭＯチャネルの固有モード（ｅｉｇｅｎｍｏｄｅ）と呼ばれる。この場合、Ｎ_Ｓ個のデータストリームがＮ_Ｓ個の固有モード上で直角に送信されてよい。しかしながら、固有モードは通常理論的なコンストラクト(construct)を指す。Ｎ_Ｓ個の空間チャネルは通常多様な理由のために互いに完全に直交ではない。例えば、空間チャネルは、（１）送信機がＭＩＭＯチャネルについての知識を有さない場合、または（２）送信機及び／または受信機がＭＩＭＯチャネルの不完全な推定値を有する場合には直交しないであろう。簡単にするために、以下の説明では、用語「固有モード」は、例えば不完全なチャネル推定値のために試行が完全に成功しない場合でも分解を使用して空間チャネルを直行させる試みがなされる場合を示すために使用される。

アクセスポイントでの指定された数の（例えば４本の）アンテナの場合、各ユーザ端末にとって使用可能な空間チャネルの数は、ユーザ端末によって利用されるアンテナの数、及びアクセスポイントアンテナ及びユーザ端末アンテナを結合する無線ＭＩＭＯチャネルの特性に依存している。ユーザ端末が１本のアンテナを装備している場合には、該アクセスポイントでの該４本のアンテナ、及び該ユーザ端末での単一のアンテナがダウンリンクに多入力単一出力（ＭＩＳＯ）チャネル、及びアップリンクに単一入力多出力（ＳＩＭＯ）チャネルを形成する。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは多くの伝送モードをサポートするように設計されてよい。表１は、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムの例示的な設計によりサポートされる伝送モードを一覧表示する。

簡単にするために、用語「ダイバーシティ」はそれ以外に注記されない限り、以下の説明では送信ダイバーシティを指す。

ユーザ端末ごとのダウンリンク及びアップリンクで使用するために使用可能な伝送モードは該ユーザ端末で利用されるアンテナの数に依存している。表２は、アクセスポイントで複数の（例えば４本の）アンテナを想定する、ダウンリンクとアップリンク用の異なる端末タイプに使用可能な伝送モードを一覧表示している。

ダウンリンクの場合、空間多重化モードを除く伝送モードのすべてが単一アンテナユーザ端末に使用されてよく、すべての伝送モードが複数アンテナユーザ端末に使用されてよい。アップリンクの場合、単一アンテナユーザ端末は１本の使用可能なアンテナからデータを送信するためにＳＩＭＯモードを使用するが、すべての伝送モードが複数アンテナユーザ端末によって使用されてよい。受信ダイバーシティ（つまり複数の受信アンテナでデータ伝送を受信する）は、ＳＩＭＯモード、ダイバーシティモード及びビームステアリングモードに使用されてよい。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは、多様な他の伝送モードをサポートする用に設計されてもよく、これは本発明の範囲内である。例えば、ビーム形成モードは、（該ビームステアリングモードによって使用されるすべてである位相情報のみの代わりである）固有モードについて振幅情報と位相情報の両方を使用して単一の固有モードでデータを送信するために使用されてよい。別の例として、それにより送信機が（空間処理なしに）複数の送信アンテナから複数のデータストリームを単に送信し、受信機が複数の送信アンテナから送信されるデータストリームを隔離し、回復するために必要な空間処理を実行する「非ステアリング（ｎｏｎ−ｓｔｅｅｒｅｄ）」空間多重化モードを定義できる。さらに別の例として、アクセスポイントがダウンリンク上で同時に複数のユーザ端末に（空間処理を用いて）複数の送信アンテナから複数のデータストリームを送信する「マルチユーザ」空間多重化モードを定義できる。さらに別の例として、送信機が複数の送信アンテナで送信される複数のデータストリームを直交させることを試みるために空間処理を実行し（しかし、不完全なチャネル推定値のために完全に成功しない可能性がある）、受信機が複数の送信アンテナから送信されるデータストリームを隔離、回復するために必要な空間処理を実行する空間多重化モードを定義できる。したがって、複数の空間チャネルを介して複数のデータストリームを送信するための空間処理は（１）送信機と受信機両方で、（２）受信機だけで、あるいは（３）送信機だけで実行されてよい。様々な空間多重化モードが、例えば、アクセスポイント及びユーザ端末の機能、使用可能なチャネル状態情報、システム要件等に応じて使用されてよい。

一般的には、アクセスポイント及びユーザ端末は任意の数の送信アンテナ及び受信アンテナを用いて設計されてよい。明確にするために、それにより各アクセスポイントに４本の送信／受信アンテナが装備され、各ユーザ端末が４本以下の送信／受信アンテナを装備する特定の実施形態及び設計が後述される。

（２．ＯＦＤＭ）
一実施形態では、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは全体的なシステム帯域幅を多くの（Ｎ_Ｆ）直交サブバンドに効果的に分割するためにＯＦＤＭを利用する。これらのサブバンドは、トーン、ビン、または周波数チャネルとも呼ばれる。ＯＦＤＭを用いると、各サブバンドはデータで変調されてよいそれぞれの副搬送波と関連付けられる。ＯＦＤＭを活用するＭＩＭＯシステムの場合、各サブバンドの各空間チャネルは、各サブバンドと関連付けられる複雑な利得がサブバンド帯域幅全体で事実上一定である独立した伝送チャネルと見なされてよい。

一実施形態では、システム帯域幅は、−３２から＋３１というインデックスを割り当てられる６４の直交サブバンド（つまり、Ｎ_Ｆ＝６４）に分割される。これらの６４のサブバンドの内、（例えば、±｛１，．．．，６，８，．．．，２０，２２，．．．，２６｝というインデックスが付いた）４８のサブバンドがデータのために使用され、（例えば±｛７，２１｝というインデックスが付いた）４つのサブバンドがパイロット及びおそらく搬送のために使用され、（０というインデックスの付いた）ＤＣサブバンドは使用されず、残りのサブバンドも使用されずガードサブバンドとして働く。このＯＦＤＭサブバンド構造はＩＥＥＥ規格８０２．１１ａについての、公に入手可能であり、参照してここに組み込まれる１９９９年９月の「第１１部：無線ＬＡＮメディアアクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）仕様書：５ＧＨｚバンドでの高速物理層（Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications: High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band）」と題される文書にさらに詳細に説明されている。異なる数のサブバンド及び多様な他のＯＦＤＭサブバンド構造もＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために実現されてよく、これは本発明の範囲内にある。例えば、−２６から＋２６のインデックスが付いたすべての５３のサブバンドはデータ伝送のために使用されてよい。別の例としては、１２８のサブバンド構造、２５６のサブバンド構造またはなんらかの他の数のサブバンドつきのサブバンド構造が使用されてよい。明確にするために、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムは、前述された６４のサブバンド構造で以下に説明される。

ＯＦＤＭの場合、各サブバンドで送信されるデータは、そのサブバンドの使用のために選択されるある特定の変調方式を使用して最初に変調される（つまり記号マッピングされる）。ゼロが未使用のサブバンドに提供される。記号期間ごとに、すべてのＮ_Ｆ個のサブバンドのための変調記号及びゼロが、Ｎ_Ｆ個のタイムドメインサンプルを含む変換された記号を得るために逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を使用して時間領域に変換される。各変換された記号の持続期間はそれぞれのサブバンドの帯域幅に反比例している。ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのある特定の設計では、システム帯域幅は２０ＭＨｚであり、Ｎ_Ｆ＝６４であり、各サブバンドの帯域幅は３１２．５ＫＨｚであり、各変換された記号の期間は３．２μｓｅｃである。

ＯＦＤＭは、全体的なシステム帯域幅の異なる周波数で異なるチャネル利得により特徴付けられる周波数選択フェージングに対抗できる能力などの特定の優位点を提供できる。周波数選択フェージングにより、それにより受信信号の中の各記号が該受信信号の中の以後の記号に対する歪みとなる現象である記号間干渉（ＩＳＩ）が生じることは周知である。ＩＳＩ歪みは、正しく受信記号を検出する能力に影響を及ぼすことにより性能を劣化させる。周波数選択フェージングは、次に送信される対応するＯＦＤＭ記号を形成するためにそれぞれの変換された記号の一部を反復する（あるいは各変換された記号に周期接頭語を付加する）ことによってＯＦＤＭに都合よく対抗できる。

ＯＦＤＭ記号ごとに周期接頭語の長さ（つまり反復する量）は、無線チャネルの遅延分散に依存している。特にＩＳＩに効果的に対抗するためには、周期接頭語はシステムに予想される最大遅延分散より長くなくてはならない。

一実施形態では、異なる長さの周期接頭語が、予想遅延分散速度に応じてＯＦＤＭ記号のために使用されてよい。前述された特定のＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムの場合、ＯＦＤＭ記号の使用のために４００ｎｓｅｃ（８サンプル）または８００ｎｓｅｃ（１６サンプル）という周期接頭語が選択されてよい。「短い」ＯＦＤＭ記号は４００ｎｓｅｃの周期接頭語を使用し、３．６μｓｅｃという持続期間を有している。「長い」ＯＦＤＭ記号は８００ｎｓｅｃの周期接頭語を使用し、４．０μｓｅｃという持続期間を有している。短いＯＦＤＭ記号は、予想最大遅延分散が４００ｎｓｅｃ以下である場合に使用されてよく、長いＯＦＤＭ記号は、遅延分散が４００ｎｓｅｃを超える場合に使用されてよい。様々な周期接頭語が様々なトランスポートチャネルの使用のために選択されてよく、後述されるように、周期接頭語も動的に選択可能であってよい。さらに短い持続期間のさらに多くのＯＦＤＭ記号が指定された固定時間間隔上で送信できるので、さらに高いシステムスループットが、可能なときにさらに短い周期接頭語を使用することにより達成される。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムもＯＦＤＭを活用しないように設計されてよく、これは本発明の範囲内である。

（３．層構造）
図２は、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために使用されてよい層構造２００を描いている。層構造２００は（１）第３層及びＩＳＯ／ＯＳＩ参照モデルの高い方（上位層）にほぼ相当するアプリケーション及び上位層プロトコル、（２）第２層（リンク層）に相当するプロトコル及びサービス、及び（３）第１層（物理層）に相当するプロトコル及びサービスを含む。

該上位層は、搬送サービス２１２、データサービス２１４、音声サービス２１６、回路データアプリケーション等の多様なアプリケーション及びプロトコルを含む。搬送は、通常メッセージとして提供され、データは通常パケットとして提供される。上位層のサービス及びアプリケーションはアクセスポイント及びユーザ端末の間の通信プロトコルの意味論及びタイミングに従ってメッセージ及びパケットを発生させ、終了させる。該上位層は第２層によって提供されるサービスを活用する。

第２層は、上位層により生成されるメッセージ及びパケットの送達をサポートする。図２の実施例に図示されているように、第２層はリンクアクセス制御（ＬＡＣ）サブレイヤ２２０及びメディアアクセス制御（ＭＡＣ）サブレイヤ２３０を含む。ＬＡＣサブレイヤは上位層により生成されるメッセージの正しいトランスポート及び送達を提供するデータリンクプロトコルを実現する。ＬＡＣサブレイヤはＭＡＣサブレイヤ及び第１層により提供されるサービスを活用する。ＭＡＣサブレイヤは第１層により提供されるサービスを使用してメッセージ及びパケットをトランスポートすることを担当する。ＭＡＣサブレイヤは上位層の中のアプリケーション及びサービスによって第１層リソースへのアクセスを制御する。ＭＡＣサブレイヤは、パケットデータにさらに高い信頼性を提供するために使用されてよい再送機構である無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）２３２を含んでよい。第２層は第１層にプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を提供する。

第１層は物理層２４０を備え、アクセスポイントとユーザ端末の間の無線信号の送受をサポートする。物理層は、上位層により生成されるメッセージ及びパケットを送信するために使用される多様なトランスポートチャネルのための符号化、インタリービング、変調及び空間処理を実行する。この実施形態では、物理層は、適切なフレームフォーマットに、多様なトランスポートチャネルのために処理されたＰＤＵを多重化する多重化サブレイヤ２４２を含む。第１層はフレームの単位でデータを提供する。

図２は、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために使用されてよい層構造の特殊な実施形態を示す。多様な他の適切な層構造もＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために、設計、使用されてよく、これは本発明の範囲内である。各層により実行される機能は、該当する場合にはさらに詳細に後述される。

（４．トランスポートチャネル）
多くのサービス及びアプリケーションは、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムによってサポートされてよい。さらに、適切なシステム動作のために必要とされる他のデータは、アクセスポイントにより送信される、あるいはアクセスポイント及びユーザ端末の間で交換される必要がある。多くのトランスポートチャネルは、多様なタイプのデータを搬送するためにＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために定義されてよい。表３は、トランスポートチャネルの例示的な集合を一覧表示し、トランスポートチャネルごとの簡略な説明も提供する。

表３に示されるように、アクセスポイントにより使用されるダウンリンクトランスポートチャネルはＢＣＨ、ＦＣＣＨ、及びＦＣＨを含む。ユーザ端末により使用されるアップリンクトランスポートチャネルはＲＡＣＨ及びＲＣＨを含む。これらの各トランスポートチャネルはさらに詳細に後述される。

表３に一覧表示されているトランスポートチャネルは、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために使用されてよいチャネル構造の特定の実施形態を表している。さらに少ない、追加の、及び／または様々なトランスポートチャネルもＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムの使用のために定義されてよい。例えば、特定の機能が機能に固有なトランスポートチャネルによってサポートされてよい（例えば、パイロット、ページング、電力制御、及び同期チャネルのチャネル）。したがって、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムにはトランスポートチャネルの異なる集合を備える他のチャネル構造が定義され、使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

（５．フレーム構成）
トランスポートチャネルには多くのフレーム構成が定義されてよい。ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために使用する特定のフレーム構成は、例えば、（１）ダウンリンクとアップリンクに同じ周波数バンドが使用されるのか、あるいは異なる周波数バンドが使用されるのか、及び（２）トランスポートチャネルをともに多重化するために使用される多重化方式などの多様な要因に依存している。

ただ１つの周波数バンドだけが使用可能である場合には、ダウンリンク及びアップリンクは、後述されるように、時分割２重化（ＴＯＤ）を使用して１つのフレームの異なる位相上で送信されてよい。２つの周波数バンドが使用可能である場合には、ダウンリンク及びアップリンクは周波数分割２重化（ＦＤＤ）を使用して異なる周波数バンドで送信されてよい。

ＴＤＤとＦＤＤの両方の場合、トランスポートチャネルは時分割多重化（ＴＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）等を使用してともに多重化されてよい。ＴＤＭの場合、各トランスポートチャネルはフレームの別の部分に割り当てられる。ＣＤＭの場合、トランスポートチャネルは同時に送信されるが、各トランスポートチャネルは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムで実行されたものと同様に、異なるチャネライゼーションコードによりチャネル化される（ｃｈａｎｎｅｌｉｚｅｄ）。ＦＤＭの場合、各トランスポートチャネルはリンクのための周波数バンドの別の一部を割り当てられる。

表４に、トランスポートチャネルを搬送するために使用されてよい多様なフレーム構成を一覧表示する。これらのフレーム構成のそれぞれはさらに詳しく後述される。明確にするために、フレーム構成は、表３に一覧表示されるトランスポートチャネルの集合について説明される。

図３Ａは、単一の周波数バンドがダウンリンクとアップリンク両方のために使用される場合に使用されてよいＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成３００ａの実施形態を描いている。データ伝送はＴＤＤフレーム単位で発生する。各ＴＤＤフレームはある特定の時間分にまたがるように定義されてよい。該フレーム持続期間は、例えば（１）動作バンドの帯域幅（２）トランスポートチャネルのためのＰＤＵの予想されるサイズ等の多様な要因に基づいて選択されてよい。一般的には、より短いフレーム持続期間は短縮された遅延を提供してよい。しかしながら、さらに長いフレーム持続期間は、ヘッダ及びオーバヘッドがフレームのさらに小さな断片を表してよいため、より効率的となる場合がある。特定の実施形態では、各ＴＤＤフレームは２ｍｓｅｃの持続期間を有する。

各ＴＤＤフレームはダウンリンク位相及びアップリンク位相に分割される。該ダウンリンク位相はさらに３つのダウンリンクトランスポートチャネル、ＢＣＨ、ＦＣＣＨ、及びＦＣＨ、のための３つのセグメントに分割される。アップリンク位相はさらに２つのアップリンクトランスポートチャネル、ＲＣＨ及びＲＡＣＨ、のための２つのセグメントに分割される。

各トランスポートチャネルのセグメントは、固定持続期間、またはフレームごとに変化することがある可変持続期間のどちらかを有するように定義されてよい。一実施形態では、ＢＣＨセグメントは固定持続期間を有するように定義され、ＦＣＣＨセグメント、ＦＣＨセグメント、ＲＣＨセグメント、及びＲＡＣＨセグメントは可変持続期間を有するように定義される。

各トランスポートチャネルのセグメントはそのトランスポートチャネルのために１つ以上のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を搬送するために使用されてよい。図３Ａに図示される特定の実施形態では、ＢＣＨ ＰＤＵは第１のセグメント３１０で送信され、ＦＣＣＨ ＰＤＵは第２のセグメント３２０で送信され、１つ以上のＦＣＨ ＰＤＵはダウンリンク位相の第３のセグメント３３０で送信される。アップリンク位相では、１つ以上のＲＣＨ ＰＤＵが第４のセグメント３４０で送信され、１つ以上のＲＡＣＨ ＰＤＵがＴＤＤフレームの第５のセグメント３５０で送信される。

フレーム構成３００ａは、ＴＤＤフレーム内の多様なトランスポートチャネルの特定の配置を表す。この配置は、ダウンリンク及びアップリンク上でのデータ伝送のための短縮された遅延などの特定の利点を提供できる。ＢＣＨは、それが同じＴＤＤフレーム内の他のトランスポートチャネルのＰＤＵのために使用されてよいシステムパラメータを搬送するので、最初にＴＤＤフレームで送信される。ＦＣＣＨは、それがどのユーザ端末（複数の場合がある）がＦＣＨ上でダウンリンクデータを受信するために指定されるのか、及びどのユーザ端末（複数の場合がある）が現在のＴＤＤフレーム内のＲＣＨでアップリンクデータを送信するために指定されるのかを示すチャネル割り当て情報を搬送するので次に送信される。他のＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成もＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムに定義、使用されてよく、これは本発明の範囲内にある。

図３Ｂは、ダウンリンク及びアップリンクが２つの別個の周波数バンドを使用して送信される場合に使用されてよいＦＤＤ−ＴＤＭフレーム構成３００ｂの実施形態を描いている。ダウンリンクデータはダウンリンクフレーム３０２ａで送信され、アップリンクデータはアップリンクフレーム３０２ｂで送信される。各ダウンリンク及びアップリンクフレームはある特定の時間期間（例えば２ｍｓｅｃ）に及ぶために定義されてよい。簡単にするために、ダウンリンクフレーム及びアップリンクフレームは同じ持続期間を有するように定義されてよく、フレーム境界で位置合わせされるようにさらに定義されてよい。しかしながら、様々なフレーム時間期間及び／または位置合わせされていない（つまり偏位された）フレーム境界もダウンリンク及びアップリンクに使用されてよい。

図３Ｂに図示されるように、ダウンリンクフレームは、３つのダウンリンクトランスポートチャネル用の３つのセグメントに分割される。アップリンクフレームは２つのアプリンクトランスポートチャネル用の２つのセグメントに分割される。各トランスポートチャネルのセグメントは固定時間期間または可変時間期間を有するように定義されてよく、そのトランスポートチャネルのために１つ以上のＰＤＵを搬送するために使用されてよい。

図３Ｂに図示される特定の実施形態では、ダウンリンクフレームがＢＣＨ ＰＤＵ、ＦＣＣＨ ＰＤＵ及び１つ以上のＦＣＨ ＰＤＵをそれぞれセグメント３１０、３２０、及び３３０で搬送する。アップリンクフレームは１つ以上のＲＣＨ ＰＤＵ及び１つ以上のＲＡＣＨ ＰＤＵをそれぞれセグメント３４０及び３５０で搬送する。この特定の配置は前述された利点を提供できる（例えばデータ伝送のために短縮された遅延）。トランスポートチャネルは、後述されるように様々なＰＤＵフォーマットを有してよい。他のＦＤＤ−ＴＤＭフレーム構成も、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムのために定義、使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

図３Ｃはダウンリンク及びアップリンクが別々の周波数バンドを使用して送信される場合に使用されてもよいＦＤＤ−ＣＤＭ／ＦＤＭフレーム構成３００ｃの実施形態も描いている。ダウンリンクデータは、ダウンリンクフレーム３０４ａで送信されてよく、アップリンクデータはアップリンクフレーム３０４ｂで送信されてよい。ダウンリンクフレーム及びアップリンクフレームは、同じ時間期間（例えば２ｍｓｅｃ）を有するように定義され、フレーム境界で位置合わせされてよい。

図３Ｃに図示されるように、３つのダウンリンクトランスポートチャネルがダウンリンクフレームで同時に送信され、２つのアップリンクトランスポートチャネルがアップリンクフレームで同時に送信される。ＣＤＭの場合、リンクごとのトランスポートチャネルは、ウォルシュコード、直交可変拡散因子（ＯＶＳＦ）符号、疑似直交関数（ＱＯＦ）等の異なるチャネライゼーションコードで「チャネル化される」。ＦＤＭの場合、リンクごとのトランスポートチャネルには該リンクの周波数バンドの異なる部分が割り当てられる。送信電力の異なる量も各リンクの異なるトランスポートチャネルに使用されてよい。

他のフレーム構成も、ダウンリンクトランスポートチャネル及びアップリンクトランスポートチャネルに定義されてよく、これは本発明の範囲内である。さらに、ダウンリンク及びアップリンクに異なるタイプのフレーム構成を使用することが可能である。例えば、ダウンリンクにはＴＤＭベースのフレーム構成が使用されてよく、アップリンクにはＣＤＭベースのフレーム構成が使用されてよい。

以下の説明では、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムがダウンリンク伝送とアップリンク伝送の両方のために１つの周波数バンドを使用すると仮定される。明確にするために、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムには図３Ａに図示されるＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成が使用される。明確にするために、ＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成の特定のインプリメンテーションが本仕様書全体で説明される。このインプリメンテーションの場合、各ＴＤＤフレームの持続期間は２ｍｓｅｃで固定され、ＴＤＤフレームごとのＯＦＤＭ記号の数はＯＦＤＭ記号に使用される周期接頭語の長さの関数である。ＢＣＨは８０μｓｅｃという固定持続期間を有し、送信されるＯＦＤＭ記号に８００ｎｓｅｃの周期接頭語を使用する。ＴＤＤフレームの残りは、８００ｎｓｅｃの周期接頭語が使用される場合、４８０ＯＦＤＭ記号を含み、４００ｎｓｅｃの周期接頭語が使用される場合には１．２μｓｅｃの過剰な時間が加えられた５３３のＯＦＤＭ記号を含む。該過剰な時間はＲＡＣＨセグメントの最後にあるガード間隔に追加できる。他のフレーム構成及び他のインプリメンテーションも使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

（ＩＩ．トランスポートチャネル）
トランスポートチャネルは多様なタイプのデータを送信するために使用され、２つのグループ、つまり共通トランスポートチャネル及び専用トランスポートチャネルに分類されてよい。該共通トランスポートチャネル及び専用トランスポートチャネルは異なる目的で使用されるため、さらに詳しく後述されるように、トランスポートチャネルのこれら２つのグループには異なる処理が使用されてよい。

（共通トランスポートチャネル） 共通トランスポートチャネルはＢＣＨ、ＦＣＣＨ及びＲＡＣＨを含む。これらのトランスポートチャネルは、複数のユーザ端末にデータを送信する、あるいは複数のユーザ端末からデータを受信するために使用される。信頼性の改善のために、ＢＣＨ及びＦＣＣＨはダイバーシティモードを使用してアクセスポイントによって送信される。アップリンクでは、（ユーザ端末によりサポートされる場合には）ＲＡＣＨがビームステアリングモードを使用してユーザ端末によって送信される。ＢＣＨは、ユーザ端末が追加情報なしにＢＣＨを受信し、処理できるように既知の固定レートで操作される。ＦＣＣＨ及びＲＡＣＨはさらに大きな効率を可能にさせるために複数のレートをサポートする。ここに使用されるように、各「レート」または「レートセット」は特定の情報点率（または符号化方式）及び特定の変調方式に関連付けられている。

（専用トランスポートチャネル） 専用トランスポートチャネルはＦＣＨ及びＲＣＨを含む。これらのチャネルは、通常、ユーザに固有なデータを特定のユーザ端末に送信するため、あるいは特定のユーザ端末によって使用される。ＦＣＨ及びＲＣＨは必要に応じて、使用可能なようにユーザ端末に動的に割り当てられてよい。ＦＣＨは、オーバヘッド、ページ、及び放送メッセージをユーザ端末に送信するために放送モードで使用されてもよい。一般的には、オーバヘッド、ページ及び放送メッセージは、ＦＣＨでユーザに固有なデータの前に送信される。

図４は、ＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成３００ａに基づいてＢＣＨ、ＦＣＣＨ、ＦＣＨ、ＲＣＨ及びＲＡＣＨ上で例示的な伝送を描いている。この実施形態では、１つのＢＣＨ ＰＤＵ４１０及び１つのＦＣＣＨ ＰＤＵ４２０が、それぞれＢＣＨセグメント３１０及びＦＣＣＨセグメント３２０で送信される。ＦＣＨセグメント３３０は、１つ以上のＦＣＨ ＰＤＵ４３０を送信するために使用されてよく、そのそれぞれが特定のユーザ端末または複数のユーザ端末を対象にしてよい。同様に、１つ以上のＲＣＨ ＰＤＵ４４０は、ＲＣＨセグメント３４０で１つ以上のユーザ端末により送信されてよい。各ＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵの開始は先行するセグメントの最後から偏位されるＦＣＨ／ＲＣＨによって示される。多くのＲＡＣＨ ＰＤＵ４５０が、後述されるようにシステムにアクセスするため、及び／またはショートメッセージを送信するために多くのユーザ端末によりＲＡＣＨセグメント３５０で送信されてよい。

明確にするために、トランスポートチャネルは、図３Ａ及び図４に図示される特殊なＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成について説明されている。

（１．放送チャネル（ＢＣＨ）−ダウンリンク）
ＢＣＨはビーコンパイロット、ＭＩＭＯパイロット及びシステムパラメータをユーザ端末に送信するためにアクセスポイントにより使用される。該ビーコンパイロットは、システムタイミングと周波数を獲得するためにユーザ端末によって使用される。ＭＩＭＯパイロットはアクセスポイントアンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネル及び専用アンテナを推定するためにユーザ端末により使用される。ビーコンパイロット及びＭＩＭＯパイロットはさらに詳しく後述される。システムパラメータはダウンリンク伝送及びアップリンク伝送の多様な属性を指定する。例えば、ＦＣＣＨセグメント、ＦＣＨセグメント、ＲＡＣＨセグメント及びＲＣＨセグメントの持続期間が可変であるため、現在のＴＤＤフレームについてこれらのセグメントのそれぞれの長さを指定するシステムパラメータはＢＣＨで送信される。

図５ＡはＢＣＨ ＰＤＵ４１０の実施形態を描いている。この実施形態では、ＢＣＨ ＰＤＵ４１０はプリアンブル部分５１０及びメッセージ部分５１６を含む。プリアンブル部分５１０はさらにビーコンパイロット部分５１２及びＭＩＭＯパイロット部分５１４を含む。部分５１２はビーコンパイロットを搬送し、Ｔ_ＣＰ＝８μｓｅｃという固定持続期間を有する。部分５１４はＭＩＭＯパイロットを搬送し、Ｔ_ＭＰ＝３２μｓｅｃという固定持続期間を有する。部分５１６はＢＣＨメッセージを搬送し、Ｔ_ＢＭ＝４０μｓｅｃという固定持続期間を有する。ＢＣＨ ＰＤＵの持続期間はＴ_ＣＰ＋Ｔ_ＭＰ＋Ｔ_ＢＭ＝８０μｓｅｃで固定されている。

プリアンブルは、１つのタイプまたは複数のタイプのパイロット及び／または他の情報を送信するために使用されてよい。ビーコンパイロットは、すべての送信アンテナから送信される変調記号の特定の集合を備える。ＭＩＭＯパイロットは様々な直交符号とともにすべての送信アンテナから送信される変調記号の特定の集合を備え、それにより次に受信機が各アンテナから送信されるパイロットを回復できる。変調記号の異なる集合はビーコンパイロット及びＭＩＭＯパイロットに使用されてよい。ビーコンパイロット及びＭＩＭＯパイロットの生成はさらに詳細に後述される。

ＢＣＨメッセージはシステム構成情報を搬送する。表５に、例示的なＢＣＨメッセージフォーマットの多様なフィールドを一覧表示する。

Ｆｒａｍｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ（フレームカウンタ）値はアクセスポイント及びユーザ端末での（例えば、パイロット、スクランブリングコード、カバーコード等の）多様なプロセスを同期させるために使用されてよい。フレームカウンタはラップアラウンドする４ビットカウンタで実現されてよい。このカウンタは各ＴＤＤフレームの開始時に増分され、カウンタ値はＦｒａｍｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ（フレームカウンタ）フィールドに含まれる。ネットＩＤフィールドは、アクセスポイントが属するネットワークの識別子（ＩＤ）を示す。ＡＰ ＩＤフィールドはネットワークＩＤ内のアクセスポイントのＩＤを示す。ＡＰ Ｔｘ Ｌｖｌフィールド及びＡＰ Ｒｘ Ｌｖｌフィールドは、それぞれアクセスポイントでの最大送信電力レベル及び所望される受信電力レベルを示す。所望される受信電力レベルは、初期のアップリンク送信電力を決定するためにユーザ端末により使用されてよい。

ＦＣＣＨ Ｌｅｎｇｔｈフィールド、ＦＣＨ Ｌｅｎｇｔｈフィールド、及びＲＣＨ Ｌｅｎｇｔｈフィールドは、それぞれ現在のＴＤＤフレームについてＦＣＣＨセグメント、ＦＣＨセグメント及びＲＣＨセグメントの長さを示す。これらのセグメントの長さはＯＦＤＭ記号の単位で示される。ＢＣＨのＯＦＤＭ記号持続期間は４．０μｓｅｃで固定されている。他のすべてのトランスポートチャネル（つまりＦＣＣＨ、ＦＣＨ、ＲＡＣＨ及びＲＣＨ）のＯＦＤＭ記号持続期間は可変であり、Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドにより指定される選択される周期接頭語に依存している。ＦＣＣＨ Ｒａｔｅフィールドは、現在のＴＤＤフレームについてＦＣＣＨのために使用されるレートを示す。

ＲＡＣＨ Ｌｅｎｇｔｈフィールドは、ＲＡＣＨスロットの単位で示されるＲＡＣＨセグメントの長さを示す。各ＲＡＣＨスロットの持続期間は、ＯＦＤＭ記号単位でＲＡＣＨ Ｓｌｏｔ Ｓｉｚｅフィールドによって示される。ＲＡＣＨ Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドは、次のＴＤＤフレームについて最後のＲＡＣＨスロットとＢＣＨセグメントの開始の間の時間量を示す。ＲＡＣＨのためのこれらの多様なフィールドはさらに詳細に後述される。

Ｐａｇｅ Ｂｉｔ及びＢｒｏａｄｃａｓｔ Ｂｉｔは、ページメッセージ及び放送メッセージのそれぞれが現在のＴＤＤフレーム内のＦＣＨ上で送信されているかどうかを示す。これらの２つのビットはＴＤＤフレームごとに個別に設定されてよい。ＲＡＣＨ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｂｉｔは、前のＴＤＤフレーム内のＲＡＣＨで送信されたＰＤＵの肯定応答が現在のＴＤＤフレーム内のＦＣＣＨで送信されているかどうかを示す。

ＣＲＣフィールドはＢＣＨメッセージ全体のＣＲＣ値を含む。このＣＲＣ値は、受信されたＢＣＨメッセージが正しく復号されている（つまり良好）か、あるいは間違っている（つまり消去されている）かどうかを判断するためにユーザ端末により使用されてよい。Ｔａｉｌ Ｂｉｔｓフィールドは、ＢＣＨメッセージの最後での既知の状態に畳込み符号器をリセットするために使用されるゼロのグループを含む。

表５に示されているように、ＢＣＨメッセージは合計１２０ビットを含む。これらの１２０ビットは詳細に後述される処理を使用して１０個のＯＦＤＭ記号とともに送信されてよい。

表５は、ＢＣＨメッセージのフォーマットの特定の実施形態を示す。より少ない、追加の、及び／または異なったフィールドを備えた他のＢＣＨメッセージフォーマットも定義、使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

（２．順方向制御チャネル（ＦＣＣＨ）−ダウンリンク）
一実施形態では、アクセスポイントはフレーム単位でＦＣＨ及びＲＣＨ用のリソースを割り当てることができる。ＦＣＣＨは、ＦＣＨ及びＲＣＨ用のリソース割り当て（つまり、チャネル割り当て）を伝達するためにアクセスポイントによって使用される。

図５Ｂは、ＦＣＣＨ ＰＤＵ４２０の実施形態を描いている。この実施形態では、ＦＣＣＨ ＰＤＵはＦＣＣＨメッセージのための一部分５２０だけを含んでいる。該ＦＣＣＨメッセージは、そのフレームのためにＦＣＣＨで搬送されているスケジューリング情報の量に応じてフレームからフレームで変化できる可変持続期間を有している。ＦＣＣＨメッセージ持続期間はＯＦＤＭ記号の偶数内であり、ＢＣＨメッセージ上でＦＣＣＨ Ｌｅｎｇｔｈフィールドによって指定される。ダイバーシティモードは後述されるようにＯＦＤＭ記号を組で送信するため、ダイバーシティモードを使用して送信されるメッセージの持続期間（例えばＢＣＨメッセージ及びＦＣＣＨメッセージ）は、ＯＦＤＭ記号の偶数で指定される。

一実施形態では、ＦＣＣＨは４つの考えられるレートを使用して送信できる。各ＴＤＤフレーム内のＦＣＣＨ ＰＤＵのために使用される特定のレートは、ＢＣＨメッセージ内のＦＣＣＨ Ｐｈｙ Ｍｏｄｅフィールドにより示される。各ＦＣＣＨレートはある特定の情報点率及びある特定の変調方式に対応し、さらに表２６に示されるようにある特定の伝送モードと関連付けられている。

ＦＣＣＨメッセージは、ゼロ、１個、または複数の情報要素（ＩＥ）を含んでよい。各情報要素は特定のユーザ端末と関連付けられてよく、そのユーザ端末用のＦＣＨ／ＲＣＨリソースの割り当てを示す情報を提供するために使用されてよい。表６に、例示的なＦＣＣＨメッセージフォーマットのための多様なフィールドを一覧表示する。

Ｎ＿ＩＥフィールドは、現在のＴＤＤフレームで送信されるＦＣＣＨメッセージの中に含まれている情報要素の数を示す。ＦＣＣＨメッセージの中に含まれている各情報要素（ＩＥ）ごとに、ＩＥ ＴｙｐｅフィールドがこのＩＥの特定のタイプを示す。多くのＩＥのタイプが、後述されるように様々なタイプの伝送にリソースを割り当てるための使用のために定義される。

ＭＡＣ ＩＤフィールドは、情報要素が対象とする特定のユーザ端末を特定する。各ユーザ端末は通信セッションの開始時にアクセスポイントに登録し、アクセスポイントによって一意のＭＡＣ ＩＤを割り当てられる。このＭＡＣ ＩＤはセッション中にユーザ端末を特定するために使用される。

Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｉｅｌｄｓは、ユーザ端末のためのチャネル割り当て情報を伝達するために使用され、詳細に後述されている。Ｐａｄｄｉｎｇ Ｂｉｔｓフィールドは、ＦＣＣＨメッセージの全体的な長さがＯＦＤＭ記号の偶数となるようにパディングビットの十分な数を含む。ＦＣＣＨ ＣＲＣフィールドは、受信されたＦＣＣＨメッセージが正しく復号されているか、あるいは間違っているのかを判断するためにユーザ端末により使用されてよいＣＲＣ値を含む。Ｔａｉｌ ＢｉｔｓフィールドはＦＣＣＨメッセージの最後に既知の状態に畳込み符号器をリセットするために使用されるゼロを含む。これらのフィールドのいくつかはさらに詳細に後述される。

多くの伝送モードは、表１に示されているようにＦＣＨ及びＲＣＨのためのＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムによってサポートされている。さらに、ユーザ端末は接続中アクティブであるか、あるいは空きであってよい。したがって、ＩＥの多くのタイプが異なるタイプの伝送にＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てるための使用のために定義される。表７に、ＩＥタイプの例示的な集合を一覧表示する。

ＩＥタイプ０、１、４の場合、リソースはＦＣＨとＲＣＨ両方のために（つまりチャネル組で）ある特定のユーザ端末に割り当てられる。ＩＥタイプ２の場合、最小のリソースが、リンクの最新の推定値を維持するために、ＦＣＨ及びＲＣＨ上のユーザ端末に割り当てられる。ＩＥタイプごとの例示的なフォーマットは後述される。一般的には、ＦＣＨ及びＲＣＨのレート及び持続期間はユーザ端末に個別に割り当てることができる。

Ａ．ＩＥタイプ０、４−ダイバーシティ／ビームステアリングモード
ＩＥタイプ０及び４は、それぞれダイバーシティモード及びビームステアリングモードにＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てるために使用される。（例えば音声）固定低速サービスの場合、呼の持続期間のために固定されたままである。可変レートサービスの場合は、レートはＦＣＨ及びＲＣＨのために単独で選択されてよい。ＦＣＣＨ ＩＥは、ユーザ端末に割り当てられるＦＣＨ及びＲＣＨ ＰＤＵのロケーションを示す。表８に、例示的なＩＥタイプ０及び４の情報要素の多様なフィールドを一覧表示する。

ＦＣＨ Ｏｆｆｓｅｔフィールド及びＲＣＨ Ｏｆｆｓｅｔフィールドは、現在のＴＤＤフレームの始まりから情報要素により割り当てられている、それぞれＦＣＨ ＰＤＵ及びＲＣＨ ＰＤＵの開始までの時間オフセットを示している。ＦＣＨ Ｒａｔｅフィールド及びＲＣＨ Ｒａｔｅフィールドは、それぞれＦＣＨ及びＲＣＨのレートを示している。

ＦＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｔｙｐｅフィールド及びＲＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｔｙｐｅフィールドは、それぞれＦＣＨ ＰＤＵ及びＲＣＨ ＰＤＵの中のプリアンブルのサイズを示す。表９に、ＦＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｔｙｐｅフィールド及びＲＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｔｙｐｅフィールド、ならびに関連付けられるプリアンブルサイズの値を一覧表示する。

ＲＣＨ Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔフィールドは、ＭＡＣ ＩＤフィールドによって特定されるユーザ端末からのアップリンク伝送のタイミングを調整するために使用される２個のビットを含む。このタイミング調整は、ダウンリンク伝送及びアップリンク伝送が時分割２重化される（図３Ａに図示されるものなどの）ＴＤＤベースのフレーム構成での干渉を削減するために使用される。表１０に、ＲＣＨ Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔフィールド及び関連付けられたアクションの値を一覧表示する。

ＲＣＨ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドは、特定されたユーザ端末からのアップリンク伝送の送信電力を調整するために使用される２個のビットを含む。この電力制御は、アップリンク上での干渉を削減するために使用される。表１１に、ＲＣＨ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールド及び関連付けられたアクションの値を一覧表示する。

特定されたユーザ端末のためのチャネル割り当ては多様な方法で提供されてよい。一実施形態では、ユーザ端末は現在のＴＤＤフレームのためだけに割り当てられたＦＣＨ／ＲＣＨリソースである。別の実施形態では、ＦＣＨ／ＲＣＨリソースは、取り消されるまでＴＤＤフレームごとに端末に割り当てられる。さらに別の実施形態では、ＦＣＨ／ＲＣＨリソースはｎ個のＴＤＤフレームごとにユーザ端末に割り当てられ、ＴＤＤフレームの「間引きされた（ｄｅｃｉｍａｔｅｄ）」スケジューリングと呼ばれる。異なるタイプの割り当てはＦＣＣＨ情報要素の中のＡｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｔｙｐｅフィールドによって示されてよい。

（Ｂ．ＩＥタイプ１−空間多重化モード）
ＩＥタイプ１は、空間多重化モードを使用してユーザ端末にＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てるために使用される。これらのユーザ端末のレートは可変であり、ＦＣＨ及びＲＣＨのために単独で選択されてよい。表１２に、例示的なＩＥタイプ１の情報要素の多様なフィールドを一覧表示している。

ＩＥタイプ１の場合、各空間チャネルのレートはＦＣＨ及びＲＣＨ上で単独で選択されてよい。空間多重化モードのためのレートの解釈は、それが空間チャネルごとに（例えば、表１２に示されている実施形態の場合最高４つの空間チャネルのために）レートを指定できるという点で一般的である。送信機が固有モードでデータを送信するために空間処理を実行する場合、レートは固有モード単位で指定される。送信機が送信アンテナからデータを送信するにすぎず、受信機が（非ステアリング空間多重化モードの場合）データを隔離、回復するために空間処理を実行する場合には、レートはアンテナ単位で指定される。

情報要素は、すべての使用可能にされた空間チャネルのためのレート及び使用可能にされていない空間チャネルのためのゼロを含む。４本未満の送信アンテナ付きのユーザ端末は使用されていないＦＣＨ Ｓｐａｔｉａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｒａｔｅフィールド／ＲＣＨ Ｓｐａｔｉａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｒａｔｅフィールドをゼロに設定する。アクセスポイントには４本の送信／受信アンテナが備えられているため、４本より多い送信アンテナを備えたユーザ端末は最高４つの独立したデータストリームを送信するためにそれらを使用してよい。

（Ｃ．ＩＥタイプ２−空きモード）
ＩＥタイプ２は、空き状態（後述される）で動作しているユーザ端末に制御情報を与えるために使用される。一実施形態では、ユーザ端末が空き状態にあるときには、空間処理のためにアクセスポイント及びユーザ端末によって使用されるステアリングベクトルは、再開される場合、データ伝送が迅速に開始できるように連続して更新される。表１３に、例示的なＩＥタイプ２情報要素の多様なフィールドを一覧表示する。

（Ｄ．ＩＥタイプ３−ＲＡＣＨ迅速肯定応答）
ＩＥタイプ３は、ＲＡＣＨを介してシステムにアクセスしようと試みるユーザ端末に迅速な肯定応答を与えるために使用される。システムに対するアクセスを獲得するため、あるいはアクセスポイントにショートメッセージを送信するために、ユーザ端末はアップリンク上でＲＡＣＨ ＰＤＵを送信してよい。ユーザ端末がＲＡＣＨ ＰＤＵを送信してから、それは、ＲＡＣＨ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ Ｂｉｔが設定されているかどうかを判断するためにＢＣＨを監視する。このビットは、任意のユーザ端末がシステムにアクセスすることに成功し、肯定応答がＦＣＣＨ上の少なくとも１つのユーザ端末のために送信されている場合にアクセスポイントによって設定される。このビットが設定されると、ユーザ端末はＦＣＣＨ上で送信される肯定応答のためにＦＣＣＨを処理する。アクセスポイントがそれがリソースを割り当てないでユーザ端末からＲＡＣＨ ＰＤＵを正しく復号したことを肯定応答することを所望する場合に、ＩＥタイプ３情報要素が送信される。表１４に、例示的なＩＥタイプ３情報要素の多様なフィールドを一覧表示する。

肯定応答の単一のタイプまたは複数のタイプがＦＣＣＨ上で定義され、送信されてよい。例えば、迅速な肯定応答及び割り当てベースの肯定応答が定義されてよい。迅速な肯定応答は、ＲＡＣＨ ＰＤＵがアクセスポイントにより受信されたが、ＦＣＨ／ＲＣＨリソースがユーザ端末に割り当てられていないことを単に肯定応答するために使用されてよい。割り当てベースの肯定応答は、現在のＴＤＤフレームのためのＦＣＨ及び／またはＲＣＨの割り当てを含む。

ＦＣＣＨは、他の方法で実現されてよく、多様な方法で送信されてもよい。一実施形態では、ＦＣＣＨはＢＣＨメッセージの中で信号が出される知らせられる単一レートで送信される。このレートは、例えば、ＦＣＣＨが現在のＴＤＤフレームで送信されているすべてのユーザ端末の最低の信号対雑音及び干渉比（ＳＮＲ）に基づいて選択されてよい。様々なレートは各ＴＤＤフレーム内の受取人ユーザ端末のチャネル状態に応じて様々なＴＤＤフレームに使用されてよい。

別の実施形態では、ＦＣＣＨは複数の（例えば４つの）ＦＣＣＨサブチャネルを用いて実現される。各ＦＣＣＨサブチャネルは別のレートで送信され、サブチャネルを回復するために別の必要とされるＳＮＲと関連付けられる。ＦＣＣＨサブチャネルは最低のレートから最高のレートに順番に送信される。各ＦＣＣＨサブチャネルは指定されるＴＤＤフレームで送信されてよく、あるいは送信されなくてもよい。（最低のレートを用いる）第１のＦＣＣＨサブチャネルは最初に送信され、すべてのユーザ端末により受信できる。このＦＣＣＨサブチャネルは、残りのＦＣＣＨサブチャネルのそれぞれが現在のＴＤＤフレームで送信されるかどうかを示すことができる。各ユーザ端末はこれのＦＣＣＨ情報要素を得るために送信されたＦＣＣＨサブチャネルを処理できる。各ユーザ端末は、（１）現在のＦＣＣＨサブチャネルを復号できない、（２）現在のＦＣＣＨサブチャネルの中でこれのＦＣＣＨＨ情報要素を受信する、（３）すべての送信済みのＦＣＣＨサブチャネルが処理されている、の内のどれかが発生するとＦＣＣＨの処理を終了できる。ユーザ端末は、ＦＣＣＨサブチャネルが昇順レートで送信され、ユーザ端末がさらに高いレートで送信される以後のＦＣＣＨサブチャネルを復号できない可能性があるため、それがＦＣＣＨ復号失敗に遭遇するとすぐにＦＣＣＨの処理を終了できる。

（３．ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）−アップリンク）
ＲＡＣＨは、システムへのアクセスを獲得するため、及びショートメッセージをアクセスポイントに送信するためにユーザ端末により使用される。ＲＡＣＨの動作は、後述されるスロットアロハランダムアクセスプロトコルに基づいている。

図５Ｃは、ＲＡＣＨ ＰＤＵ４５０の実施形態を描いている。この実施形態では、ＲＡＣＨ ＰＤＵは、プリアンブル部分５５２及びメッセージ部分５５４を含む。プリアンブル部分５５２は、ユーザ端末が複数のアンテナを装備する場合に、ステアリング基準（つまりステアリングパイロット）を送信するために使用されてよい。ステアリング基準は、アップリンク上での伝送の前に空間処理を受ける変調記号の特定の集合から構成されるパイロットである。空間処理は、ＭＩＭＯチャネルの特定の固有モードでパイロットを送信できるようにする。ステアリング基準の処理はさらに詳しく後述される。プリアンブル部分５５２は、少なくとも２個のＯＦＤＭ記号という固定持続期間を有する。メッセージ部分５５４はＲＡＣＨメッセージを搬送し、可変持続期間を有する。したがって、ＲＡＣＨ ＰＤＵの持続期間は可変である。

一実施形態では、ＲＡＣＨについて４つの異なったレートがサポートされている。各ＲＡＣＨメッセージに使用される特定のレートは、図５Ｃに図示されているようにＲＡＣＨ ＰＤＵのプリアンブル部分に埋め込まれている２ビットのＲＡＣＨデータレートインジケータ（ＤＲＩ）で示されている。一実施形態では、４つの異なるメッセージサイズもＲＡＣＨにサポートされている。各ＲＡＣＨメッセージのサイズは、ＲＡＣＨメッセージに含まれるＭｅｓｓａｇｅ Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドにより示されている。各ＲＡＣＨレートは、１つ、２つ、３つまたは４つすべてのメッセージサイズをサポートする。表１５に、４つのＲＡＣＨレート、それらの関連付けられた符号化及び変調パラメータ、ならびにこれらのＲＡＣＨレートによってサポートされているメッセージサイズを一覧表示する。

ＲＡＣＨメッセージはショートメッセージ及びユーザ端末からのアクセス要求を搬送する。表１６に、例示的なＲＡＣＨメッセージフォーマットの多様なフィールド、及び４つの異なるメッセージサイズごとの各フィールドのサイズを一覧表示する。

Ｍｅｓｓａｇｅ ＤｕｒａｔｉｏｎフィールドはＲＡＣＨメッセージのサイズを示す。ＭＡＣ ＰＤＵ Ｔｙｐｅフィールドは、ＲＡＣＨメッセージタイプを示す。ＭＡＣ ＩＤフィールドは、ＲＡＣＨメッセージを送信するユーザ端末を一意に特定するＭＡＣ ＩＤを含む。初期のシステムアクセスの間、一意のＭＡＣ ＩＤはユーザ端末に割り当てられていない。この場合、登録ＭＡＣ ＩＤ（例えば、登録目的のために確保される特定の値）は、ＭＡＣ ＩＤフィールドに含まれてよい。Ｓｌｏｔ ＩＤフィールドは、ＲＡＣＨ ＰＤＵが送信された開始側ＲＡＣＨスロットを示す（ＲＡＣＨタイミング及び伝送は後述される）。Ｐａｙｌｏａｄフィールドは、ＲＡＣＨメッセージの情報ビットを含む。ＣＲＣフィールドは、ＲＡＣＨメッセージのためのＣＲＣ値を含み、Ｔａｉｌ ＢｉｔｓフィールドはＲＡＣＨのための畳込み符号器をリセットするために使用される。システムアクセスのためのＢＣＨ及びＦＣＣＨと連動したＲＡＣＨの動作はさらに詳しく後述される。

ＲＡＣＨは、「高速」ＲＡＣＨ（Ｆ−ＲＡＣＨ）及び「低速」ＲＡＣＨ（Ｓ−ＲＡＣＨ）で実現されてもよい。Ｆ−ＲＡＣＨ及びＳ−ＲＡＣＨは、様々な動作状態でユーザ端末を効率的にサポートするように設計できる。例えば、Ｆ−ＲＡＣＨは、（１）システムに登録した、（２）これらの送信タイミングを適切に進めることによりこれらの往復遅延（ＲＴＤ）を補償できる、及び（３）Ｆ−ＲＡＣＨ上での動作のために必要とされるＳＮＲを達成するユーザ端末によって使用されてよい。Ｓ−ＲＡＣＨは、いかなる理由でもＦ−ＲＡＣＨを使用できないユーザ端末によって使用されてよい。

異なる設計は、可能なときはつねにシステムへの迅速なアクセスを容易にするため、及びランダムアクセスを実現するために必要とされるシステムリソースの量を最小限に抑えるためにＦ−ＲＡＣＨ及びＳ−ＲＡＣＨのために使用されてよい。例えば、Ｆ−ＲＡＣＨはさらに短いＰＤＵを使用し、さらに弱い符号化方式を利用し、Ｆ−ＲＡＣＨ ＰＤＵがアクセスポイントでほぼタイムアラインされて到着することを必要とし、スロットアロハランダムアクセス方式を活用することができる。Ｓ−ＲＡＣＨはさらに長いＰＤＵを使用し、さらに強力な符号化方式を利用し、Ｓ−ＲＡＣＨ ＰＤＵがアクセスポイントで時間内に位置合わせされずに到着することを可能にし、スロットされていないアロハランダムアクセス方式を活用することができる。

簡単にするために、以下の説明では、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムには単一のＲＡＣＨが使用されると仮定する。

（４．順方向チャネル（ＦＣＨ）−ダウンリンク）
ＦＣＨは、特定のユーザ端末にユーザに固有なデータを、複数のユーザ端末にページ／放送メッセージを送信するためにアクセスポイントによって使用される。ＦＣＨは、ユーザ端末にパイロットを送信するためにも使用されてよい。ＦＣＨはフレーム単位で割り当てることができる。ＦＣＨの様々な使用に対処するために多くのＦＣＨ ＰＤＵタイプが提供される。表１７に、ＦＣＨ ＰＤＵタイプの例示的な集合を一覧表示する。

ＦＣＨ ＰＤＵタイプ０は、ページ／放送メッセージ及びユーザメッセージ／パケットをＦＣＨで送信するために使用され、メッセージ／パケットを含むにすぎない（特定のユーザ端末のためのデータはメッセージまたはパケットとして送信されてよく、これらの２つの用語はここでは同義的に使用される）。ＦＣＨ ＰＤＵタイプ１は、ユーザパケットを送信するために使用され、プリアンブルを含む。ＦＣＨ ＰＤＵタイプ２は、プリアンブルだけを含み、メッセージ／パケットは含まず、空き状態のＦＣＨトラヒックに関連付けられている。

図５Ｄは、ＦＣＨ ＰＤＵタイプ０のためのＦＣＨ ＰＤＵ４３０ａの実施形態を描いている。この実施形態では、ＦＣＨ ＰＤＵ４３０ａは、ページ／放送メッセージまたはユーザパケットのためのメッセージ部分５３４ａだけを含む。メッセージ／パケットは、ＦＣＨ ＰＤＵのＦＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｌｅｎｇｔｈフィールドにより指定される可変長を有することができる。メッセージ長はＰＨＹフレーム（後述される）の整数で指定される。ページ／放送メッセージのためのレート及び伝送モードは指定され、後述される。ユーザパケットのためのレート及び伝送モードは関連付けられたＦＣＣＨ情報要素に指定されている。

図５Ｅは、ＦＣＨ ＰＤＵタイプ１のためのＦＣＨ ＰＤＵ４３０ｂの実施形態を描いている。この実施形態では、ＦＣＨ ＰＤＵ ４３０ｂは、プリアンブル部分５３２ｂ及びメッセージ／パケット部分５３４ｂを含む。プリアンブル部分５３２ｂは、ＭＩＭＯパイロットまたはステアリング基準を送信するために使用され、関連付けられたＦＣＣＨ情報要素内のＦＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｔｙｐｅフィールドで指定される可変長を有する。部分５３４ｂはＦＣＨパケットを送信するために使用され、ＦＣＨ ＰＤＵのＦＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｌｅｎｇｔｈフィールドにより指定される（ＰＨＹフレームの整数の）可変長も有する。ＦＣＨパケットは、関連付けられたＦＣＣＨ情報要素により指定されるレート及び伝送モードを使用して送信される。

図５Ｆは、ＦＣＨ ＰＤＵタイプ２のためのＦＣＨ ＰＤＵ４３０ｃの実施形態を描いている。この実施形態では、ＦＣＨ ＰＤＵ４３０ｃは、プリアンブル部分５３２ｃだけを含み、メッセージ部分は含まない。プリアンブル部分の長さはＦＣＣＨ ＩＥにより示されている。ＦＣＨ ＰＤＵタイプ２は、空き状態にある間に、ユーザ端末がこれのチャネル推定値を更新できるようにするために使用されてよい。

多くのＦＣＨメッセージタイプが、ＦＣＨの様々な使用に対処するために提供される。表１８に、ＦＣＨメッセージタイプの例示的な集合を一覧表示する。

ページメッセージは、複数のユーザ端末をページングするために使用されてよく、ＦＣＨ ＰＤＵタイプ０を使用して送信される。ＢＣＨメッセージの中のＰａｇｅ Ｂｉｔが設定されている場合には、ページメッセージ（または「ページＰＤＵ」）付きの１つ以上のＦＣＨ ＰＤＵがＦＣＨで最初に送信される。複数のページＰＤＵは同じフレームで送信されてよい。ページＰＤＵは、ユーザ端末による正しい受信の尤度を高めるために、ダイバーシティモード及び０．２５ｂｐｓ／Ｈｚという最低レートを使用して送信される。

放送メッセージは、複数のユーザ端末に情報を送信するために使用されてよく、ＦＣＨＰＤＵタイプ０を使用して送信される。ＢＣＨメッセージの中のＢｒｏａｄｃａｓｔ Ｂｉｔが設定されている場合には、放送メッセージ（または「放送ＰＤＵ」）付きの１つ以上のＦＣＨ ＰＤＵが、ＦＣＨ上で送信されるＰａｇｅ ＰＤＵの直後にＦＣＨで送信される。Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ＰＤＵも、正しい受信の尤度を高めるためにダイバーシティモード及び０．２５ｂｐｓ／Ｈｚという最低レートを使用して送信される。

ユーザパケットは、ユーザに固有なデータを送信するために使用されてよく、ＦＣＨ ＰＤＵタイプ１または２を使用して送信されてよい。タイプ１及び２のＵｓｅｒ ＰＤＵは、ＦＣＨで送信されるＰａｇｅ ＰＤＵ及びＢｒｏａｄｃａｓｔ ＰＤＵの後にＦＣＨ上で送信される。各ユーザＰＤＵは、ダイバーシティ、ビームステアリング、または空間多重化モードを使用して送信されてよい。ＦＣＣＨ情報要素は、ＦＣＨで送信されるユーザＰＤＵごとに使用されるレート及び伝送モードを指定する。

ＦＣＨ上で送信されるメッセージまたはパケットは、ＰＨＹフレームの整数を備える。一実施形態では、及び後述されるように、各ＰＨＹフレームは、必要な場合にＦＣＨ ＰＤＵの中の個々のＰＨＹフレームをチェック及び再送できるようにするＣＲＣ値を含む。非同期サービスの場合、ＲＬＰは、指定されたＦＣＨ ＰＤＵの中のＰＨＹフレームのセグメント化、再送、及び再アセンブリのために使用されてよい。別の実施形態では、ＣＲＣ値は、各ＰＨＹフレームの代わりにメッセージまたはパケットごとに提供される。

図６は、ＦＣＨパケット５３４の構造の実施形態を描いている。ＦＣＨパケットはＰＨＹフレーム６１０の整数を備える。各ＰＨＹフレームは、ペイロードフィールド６２２、ＣＲＣフィールド６２４、及びテールビットフィールド６２６を含む。ＦＣＨパケットの第１のＰＨＹフレームは、メッセージタイプ及び持続期間を示すヘッダフィールド６２０を含む。ＦＣＨパケットの最後のＰＨＹフレームは、さらに、最後のＰＨＹフレームを充填するためにペイロードの最後でゼロパディングビットを含むパッドビッドフィールド６２８を含む。一実施形態では、各ＰＨＹフレームは６個のＯＦＤＭ記号を備える。各ＰＨＹフレームに含まれるビットの数はそのＰＨＹフレームに使用されるレートに依存している。

表１９に、ＦＣＨ ＰＤＵタイプ０及び１のための例示的なＦＣＨ ＰＤＵフォーマットのための多様なフィールドを一覧表示する。

ＦＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅフィールド及びＦＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｌｅｎｇｔｈフィールドは、ＦＣＨ ＰＤＵの第１のＰＨＹフレームのヘッダの中で送信される。ペイロードフィールド、ＣＲＣフィールド及びテールビットフィールドは各ＰＨＹフレームに含まれている。各ＦＣＨ ＰＤＵはページ／放送メッセージまたはユーザに固有なパケットのための情報ビットを搬送する。パッドビットは、必要とされる場合、ＦＣＨ ＰＤＵの最後のＰＨＹフレームを充填するために使用される。

ＰＨＹフレームもＯＦＤＭ記号のなんらかの他の数（例えば、１、２、４、８等）を備えるように定義されてよい。ＰＨＹフレームは、ＯＦＤＭ記号が、ＦＣＨ及びＲＣＨのために使用されてよいダイバーシティモードのために組で送信されるためにＯＦＤＭ記号の偶数で定義されてよい。ＰＨＹフレームサイズは、非効率が最小限に抑えられるように予想トラヒックに基づいて選択されてよい。特にフレームサイズが大きすぎる場合には、少量のデータを送信するために大きなＰＨＹフレームを使用した結果非効率が生じる。代わりに、フレームサイズが小さすぎる場合には、オーバヘッドがフレームのさらに大きな断片を表す。

（５．逆方向チャネル（ＲＣＨ）−アップリンク）
ＲＣＨは、データ及びパイロットをアクセスポイントに送信するためにユーザ端末により使用される。ＲＣＨは、ＴＤＤフレーム単位で割り当てられてよい。１つ以上のユーザ端末は指定されるＴＤＤフレームでＲＣＨ上で送信するように指定されてよい。ＲＣＨ上での様々な動作モードに対処するために多くのＲＣＨ ＰＤＵタイプが提供される。表２０に、ＲＣＨ ＰＤＵタイプの例示的な集合を一覧表示する。

ＲＣＨ ＰＤＵタイプ０は、ＲＣＨでメッセージ／パケットを送信するために使用され、プリアンブルを含まない。ＲＣＨ ＰＤＵタイプ１は、メッセージ／パケットを送信するために使用され、プリアンブルを含む。ＲＣＨ ＰＤＵタイプ２はプリアンブル及びショートメッセージを含み、空き状態のＲＣＨトラヒックと関連付けられる。

図５Ｄは、ＲＣＨ ＰＤＵタイプ０のためのＲＣＨ ＰＤＵの実施形態を描いている。この実施形態では、ＲＣＨ ＰＤＵは、ＲＣＨ ＰＤＵのＲＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ ＬｅｎｇｔｈフィールドによりＰＨＹフレームの整数で指定される可変長ＲＣＨパケット用のメッセージ部分５３４ａだけを含んでいる。ＲＣＨパケットのためのレート及び伝送モードは、関連付けられたＦＣＣＨ情報要素の中で指定される。

図５Ｅは、ＲＣＨ ＰＤＵタイプ１のためのＲＣＨ ＰＤＵの実施形態を描いている。この実施形態では、ＲＣＨ ＰＤＵはプリアンブル部分５３２ｂ及びパケット部分５３４ｂを含んでいる。プリアンブル部分５３２ｂは基準（例えば、ＭＩＭＯパイロットまたはステアリング基準）を送信するために使用され、関連付けられたＦＣＣＨ情報要素のＲＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｔｙｐｅフィールドにより指定される可変長を有する。部分５３４ｂは、ＲＣＨパケットを送信するために使用され、やはりＲＣＨ ＰＤＵのＲＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｌｅｎｇｔｈフィールドにより指定される可変長を含む。ＲＣＨパケットは、関連付けられたＦＣＣＨ情報要素の中に指定されるレート及び伝送モードを使用して送信される。

図５Ｇは、ＲＣＨ ＰＤＵタイプ２のためのＲＣＨ ＰＤＵ３５０ｄの実施形態を描いている。この実施形態では、ＲＣＨ ＰＤＵはプリアンブル部分５３２ｄ及びメッセージ部分５３６ｄを含んでいる。プリアンブル部分５３２ｄは、基準を送信するために使用され、１個、４個または８個のＯＦＤＭ記号という長さを有する。部分５３６ｄは、ショートＲＣＨメッセージを送信するために使用され、１個のＯＦＤＭ記号という固定長を有する。ショートＲＣＨメッセージは、特殊なレート及び伝送モード（例えば、レート１／２またはレート１／４及びＢＰＳＫ変調）を使用して送信される。

（ＰＤＵタイプ０及び１の場合）ＲＣＨで送信されるパケットは、ＰＨＹフレームの整数を備える。（ＰＤＵタイプ０及び１の場合の）ＲＣＨパケットのための構造は図６に図示され、ＦＣＨパケットの場合と同じである。ＲＣＨパケットはＰＨＹフレーム６１０の整数を備える。各ＰＨＹフレームはペイロードフィールド６２２、オプションのＣＲＣフィールド６２４、及びテールビットフィールド６２６を含む。ＲＣＨパケットの第１のＰＨＹフレームは、さらにヘッダフィールド６２０を含み、パケットの中の最後のＰＨＹフレームはパッドビットフィールド６２８を含む。

表２１に、ＲＣＨ ＰＤＵタイプ０及び１の例示的なＲＣＨ ＰＤＵフォーマットのための多様なフィールドを一覧表示する。

ＲＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｔｙｐｅフィールド、ＲＣＨ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｌｅｎｇｔｈフィールド、及びＦＣＨ Ｒａｔｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒフィールドは、ＲＣＨ ＰＤＵの第１のＰＨＹフレームのヘッダの中で送信される。ＦＣＨ Ｒａｔｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒフィールドは、ＦＣＨレート情報（例えば、空間チャネルのそれぞれによりサポートされる最大レート）をアクセスポイントに伝達するために使用される。

表２２に、ＲＣＨ ＰＤＵタイプ２のための例示的なＲＣＨ ＰＤＵフォーマットのための多様なフィールドを一覧表示する。

ＲＣＨ Ｒｅｑｕｅｓｔフィールドは、アップリンクでの追加容量を要求するためにユーザ端末により使用される。このショートＲＣＨメッセージはＣＲＣを含まず、単一のＯＦＤＭ記号で送信される。

（６．専用チャネル活動）
ＦＣＨ及びＲＣＨ上でのデータ伝送は単独で発生できる。ＦＣＨ及びＲＣＨ用に使用するために選択された伝送モードに応じて、（ビームステアリングモード及びダイバーシティモードのための）１つ以上の空間チャネルがアクティブとなり、各専用トランスポートチャネルごとのデータ伝送のために使用されてよい。各空間チャネルは特定のレートと関連付けられてよい。

ＦＣＨだけまたはＲＣＨだけがゼロに設定される４つすべてのレートを有するときに、ユーザ端末はそのリンク上で空きである。該空き端末はＲＣＨ上で空きＰＤＵを依然として送信する。ＦＣＨとＲＣＨの両方がゼロに設定される４つすべてのレートを有するとき、アクセスポイントとユーザ端末の両方ともオフになり、送信していない。４本未満の送信アンテナ付きのユーザ端末は、使用されていないレートフィールドをゼロに設定する。4本以上の送信アンテナ付きのユーザ端末は、データを送信するために４つ以下の空間チャネルを使用する。表２３は、ＦＣＨまたはＲＣＨのどちらか（あるいは両方）の４つすべての空間チャネル上でのレートがゼロに設定されるときの伝送状態及びチャネル活動を示している。

ＲＣＨとＦＣＨの両方とも空きである（つまりデータを送信していない）が、依然としてプリアンブルを送信している状況もある可能性がある。これが空き状態と呼ばれる。空き状態にあるユーザ端末をサポートするために使用される制御フィールドが、表１３に示されているＦＣＣＨ ＩＥタイプ２情報要素に提供されている。

（７．代替設計）
明確にするために、特定のＰＤＵタイプ、ＰＤＵ構造、メッセージフォーマット等が例示的な設計について説明されてきた。さらに少ない、追加の、及び／または異なるタイプ、構造、及びフォーマットも使用のために定義されてよく、これは本発明の範囲内である。

（ＩＩＩ．ＯＦＤＭサブバンド構造）
前記説明では、同じＯＦＤＭサブバンド構造がトランスポートチャネルのすべてに対して使用されている。異なるトランスポートチャネルに対し異なるＯＦＤＭサブバンド構造を使用することにより効率の改善が達成されてよい。例えば、６４サブバンド構造はいくつかのトランスポートチャネルのために使用されてよく、２５６サブバンド構造はなんらかの他のトランスポートチャネルに使用されてよい等である。さらに、ある指定されたトランスポートチャネルに複数のＯＦＤＭサブバンド構造が使用されてよい。

Ｗという指定されたシステム帯域幅の場合、ＯＦＤＭ記号の持続期間は総サブバンドの数に依存している。サブバンドの総数がＮである場合には、（周期接頭語なしで）それぞれの変換された記号の持続期間は（ＷがＭＨｚで指定される場合には）Ｎ／Ｗμｓｅｃである。周期接頭語は対応するＯＦＤＭ記号を形成するためにそれぞれの変換された記号に追加される。周期接頭語の長さはシステムの予想遅延分散により決定される。周期接頭語は、周波数選択チャネルに対抗するために各ＯＦＤＭ記号に必要とされるオーバヘッドを表す。このオーバヘッドは、記号が短い場合にはＯＦＤＭ記号のより大きな割合を、記号が長い場合にはより小さな割合を表す。

異なるトランスポートチャネルが異なるタイプのトラヒックデータと関連付けられてよいため、各トランスポートチャネルが予想されるトラヒックデータタイプに一致するために適当なＯＦＤＭサブバンド構造が使用のために選択されてよい。大量のデータが指定されるトランスポートチャネルで伝送されることが予想される場合には、次にさらに大きなサブバンド構造がトランスポートチャネル用に使用するために定義されてよい。この場合、周期接頭語はＯＦＤＭ記号のさらに小さな割合を表し、より高い効率が達成される。逆に、少量のデータが指定されるトランスポートチャネルで送信されると予想される場合には、より小さなサブバンド構造が該トランスポートチャネル用に使用するために定義されてよい。この場合、周期接頭語がＯＦＤＭ記号のさらに大きな割合を表すとしても、より小さなサイズのＯＦＤＭ記号を使用することにより過剰な容量の量を削減することによりさらに高い効率が達成される。ＯＦＤＭ記号はこのようにしてデータを送信するために使用される「ボックスカー（ｂｏｘ ｃａｒ）」として見なされてよく、適切なサイズの「ボックスカー」が送信が予想されるデータの量に応じてトランスポートチャネルごとに選択されてよい。

例えば、前述された実施形態の場合、ＦＣＨ及びＲＣＨ上のデータは、それぞれが６個のＯＦＤＭ記号を備えるＰＨＹフレームの中で送信される。この場合、別のＯＦＤＭ構造がＦＣＨ及びＲＣＨ用に使用するために定義されてよい。例えば、２５６サブバンド構造がＦＣＨ及びＲＣＨに定義されてよい。該２５６サブバンド構造用の「大きな」ＯＦＤＭ記号は６４サブバンド構造用の「小さな」ＯＦＤＭ記号の持続期間のほぼ４倍となるであろうが、４倍のデータ搬送容量を有するであろう。しかしながら、１つの大きなＯＦＤＭ記号に対してただ１つの周期接頭語が必要とされるのに対し、同等な４個の小さなＯＦＤＭ記号には４個の周期接頭語が必要とされる。したがって、周期接頭語のためのオーバヘッド量はより大きな２５６サブバンド構造の使用によって７５％減少されてよい。

この概念は、様々なＯＦＤＭサブバンド構造が同じトランスポートチャネルのために使用されてよいように拡張されてよい。例えば、ＲＣＨは、それぞれが特定のサイズと関連付けられてよい異なるＰＤＵタイプをサポートしている。この場合、さらに大きなサブバンド構造がさらに大きなサイズのＲＣＨ ＰＤＵタイプに使用されてよく、さらに小さなサブバンド構造がさらに小さなサイズのＲＣＨ ＰＤＵタイプに使用されてよい。指定されたＰＤＵに対しては様々なサブバンド構造の組み合わせが使用されてもよい。例えば１つの長いＯＦＤＭ記号が４個の短いＯＦＤＭ記号に同等である場合には、ＰＤＵはＮ_{ｌａｒｇｅ}個の大きなＯＦＤＭ記号及びＮ_{ｓｍａｌｌ}個のＯＦＤＭ記号を使用して送信されてよく、この場合Ｎ_{ｌａｒｇｅ}≧０及び３≧Ｎ_{ｓｍａｌｌ}≧０である。

様々なＯＦＤＭサブバンド構造は異なる長さのＯＦＤＭ記号と関連付けられる。したがって、異なるＯＦＤＭサブバンド構造が異なるトランスポートチャネル（及び／または同じトランスポートチャネル）に使用される場合には、次にＦＣＨ ＰＤＵ及びＲＣＨ ＰＤＵのためのＦＣＨオフセット及びＲＣＨオフセットが、ＯＦＤＭ記号期間より小さい適切な時間分解能で指定される必要があるであろう。特に、ＦＣＨ ＰＤＵ及びＲＣＨ ＰＤＵのための時間増分は、ＯＦＤＭ記号期間の代わりに周期接頭語長さの整数で指定されてよい。

（ＩＶ．レート及び伝送モード）
前述されたトランスポートチャネルは多様なサービス及び機能のために多様なデータのタイプを送信するために使用される。各トランスポートチャネルは、１つ以上のレート及び１つ以上の伝送モードをサポートするように設計されてよい。

（１．伝送モード）
多くの伝送モードがトランスポートチャネルのためにサポートされている。各伝送モードは、後述されるように、送信機及び受信機での特定の空間処理と関連付けられている。表２４に、トランスポートチャネルのそれぞれによりサポートされている伝送モード（複数の場合がある）を一覧表示する。

ダイバーシティモードの場合、各データ記号は、空間ダイバーシティ、周波数ダイバーシティ及び／または時間ダイバーシティを達成するために複数の送信アンテナ、複数のサブバンド、複数の記号期間、またはその組み合わせ上で冗長に送信される。ビームステアリングモードの場合、単一の空間チャネルがデータ伝送（通常最善の空間チャネル）に使用され、各データ記号が該送信アンテナに使用可能な完全送信電力を使用して単一の空間チャネル上で送信される。空間多重化モードの場合、複数の空間チャネルがデータ伝送に使用され、各データ記号は１つの空間チャネルで送信され、その場合空間チャネルは固有モード、送信アンテナ等に相当してよい。該ビームステアリングモードは、空間多重化モードの特殊なケースとして見なされてよく、それにより１つの空間チャネルだけがデータ伝送に使用される。

ダイバーシティモードは、アクセスポイントからユーザ端末へのダウンリンクのために共通トランスポートチャネル（ＢＣＨ及びＦＣＣＨ）のために使用されてよい。ダイバーシティモードは、専用トランスポートチャネル（ＦＣＨ及びＲＣＨ）にも使用されてよい。ダイバーシティモードのＦＣＨ及びＲＣＨでの使用はコールセットアップ時に交渉されてよい。ダイバーシティモードは、サブバンドごとに１組のアンテナを使用して１つの「空間モード」でデータを送信する。

ビームステアリングモードは、複数の送信アンテナを用いてユーザ端末によりＲＡＣＨで利用されてよい。ユーザ端末は、ＢＣＨで送信されるＭＩＭＯパイロットに基づいてＭＩＭＯチャネルを推定できる。このチャネル推定値は、次にシステムアクセスのためにＲＡＣＨ上でビームステアリングを実行するために使用されてよい。ビームステアリングモードは、専用トランスポートチャネル（ＦＣＨ及びＲＣＨ）のために使用されてもよい。ビームステアリングモードは、送信機でアンテナアレイの利得を利用することにより、ダイバーシティモードよりさらに高い受信信号対雑音及び干渉比（ＳＮＲ）を受信機で達成できる可能性がある。加えて、ステアリング基準だけが単一の「ステアリングされた」アンテナのための記号を含むので、ＰＤＵのプリアンブル部分は削減されてよい。ＲＡＣＨにはダイバーシティモードも使用されてよい。

チャネル状態によりサポートされるとき、さらに高いスループットのために空間多重化モードがＦＣＨ及びＲＣＨ用に使用されてよい。空間多重化モード及びビームステアリングモードは基準駆動式であり、適切な動作には閉ループ制御を必要とする。このようにして、ユーザ端末は空間多重化モードをサポートするためにＦＣＨ及びＲＣＨの両方でリソースを割り当てられる。最大４つの空間チャネルが（アクセスポイントでのアンテナ数により制限される）ＦＣＨ及びＲＣＨでサポートされてよい。

（２．符号化及び変調）
トランスポートチャネルに対して多くの異なるレートがサポートされている。それぞれのレートは特定の情報点率及び特定のスペクトル効率（またはデータレート）を集合的に生じさせる特定の変調方式と関連付けられている。表２５に、システムによりサポートされている多様なレートを一覧表示する。

各共通トランスポートチャネルは１つ以上のレート及び１つの（あるいはおそらく、ＲＡＣＨの場合であるように複数の）伝送モードをサポートする。ＢＣＨはダイバーシティモードを使用して固定レートで送信される。ＦＣＣＨは、ダイバーシティモードを使用して、ＢＣＨメッセージの中のＦＣＣＨ Ｐｈｙ Ｍｏｄｅフィールドにより示されるように、４つの考えられるレートの内の１つで送信されてよい。一実施形態では、ＲＡＣＨはＲＡＣＨ ＰＤＵのプリアンブルに埋め込まれたＲＡＣＨ ＤＲＩによって示されるように４つの考えられるレートの内の１つで送信されてよく、各ＲＡＣＨメッセージは４つの考えられるサイズの内の１つである。別の実施形態では、ＲＡＣＨは単一のレートで送信される。表２６に、符号化パラメータ、変調パラメータ及び伝送パラメータ、ならびに各共通トランスポートチャネルによりサポートされるメッセージサイズを一覧表示する。

ＦＣＣＨメッセージは、サイズが可変であり、ＯＦＤＭ記号の偶数で指定される。

ＦＣＨ及びＲＣＨは表２５に一覧表示されているレートのすべてをサポートする。表２７に、ＦＣＨ及びＲＣＨによってサポートされる符号化、変調及び伝送パラメータ及びメッセージサイズを一覧表示する。

注記Ａ：各レート１／２コードビットは、１／４という有効情報点率を取得するために２つのサブバンドで反復される。パリティビットは、符号化により導入される冗長性ビットを表し、受信機によるエラー訂正のために使用される。

表２７のＰＨＹフレームサイズは、各ＰＨＹフレームのコードビット数、変調記号、及びＯＦＤＭ記号を示している。４８のデータサブバンドがデータ伝送に使用される場合には、各ＯＦＤＭ記号が４８の変調記号を含む。ダイバーシティモード及びビームステアリングモードの場合、１つの記号ストリームが送信され、ＰＨＹフレームサイズはこの記号ストリームに利用される単一のレートに対応する。空間多重化モードの場合、複数の記号ストリームが複数の空間チャネルで送信されてよく、全体的なＰＨＹフレームサイズは個々の空間チャネルのＰＨＹフレームサイズの合計で求められる。各空間チャネルのＰＨＹフレームサイズはその空間チャネルに利用されるレートにより求められる。

一例として、ＭＩＭＯチャネルは、０．５、１．５、４．５及び５．５ｂｐｓ／Ｈｚというスペクトル効率で動作している４つの空間チャネルをサポートできる。次に該４つの空間チャネルのために選択される４つのレートが表２８に示される。

その結果全体的なＰＨＹフレームサイズは、１４４＋４３２＋１２９６＋１５８４＝３４５６情報ビット、つまり２８８＋５７６＋１７２８＋２３０４＝４８９６コードビットである。４つの空間チャネルのそれぞれがペイロードビットの別の数をサポートしているとしても、全体的なＰＨＹフレームは６個のＯＦＤＭ記号で送信できる（例えば、４個のμｓｅｃ／ＯＦＤＭ記号を想定すると２４μｓｅｃ）。

（Ｖ．物理層処理）
図７は、ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステム内のアクセスポイント１１０ｘ及び２つのユーザ端末１２０ｘと１２０ｙの実施形態のブロック図を示している。

ダウンリンクでは、アクセスポイント１１０ｘで、送信（ＴＸ）データプロセッサ７１０がデータソース７０８からトラヒックデータ（つまり情報ビット）、及びコントローラ７３０及びおそらくスケジューラ７３４から信号情報及び他の情報を受信する。これらの多様なタイプのデータは様々なトランスポートチャネルで送信されてよい。ＴＸデータプロセッサ７１０は（必要な場合）データを「フレームに入れ」、該フレームに入れられた／フレームに入れられていないデータをスクランブルし、該スクランブルされたデータを符号化し、該符号化されたデータをインタリーブし（つまり再順序付けし）、該インタリーブされたデータを変調記号にマッピングする。簡単にするために、「データ記号」はトラヒックデータのための変調記号を指し、「パイロット記号」はパイロットのための変調記号を指す。スクランブリングはデータビットをランダム化する。該符号化はデータ伝送の信頼性を高める。該インタリーブは該コードビットに時間ダイバーシティ、周波数ダイバーシティ、及び／または空間ダイバーシティを与える。該スクランブリング、符号化及び変調は、コントローラ７３０により提供される制御信号に基づいて実行されてよく、さらに詳細に後述される。ＴＸデータプロセッサ７１０は、データ伝送に使用される各空間チャネルに変調記号のストリームを与える。

ＴＸ空間プロセッサ７２０は、ＴＸデータプロセッサ７１０から１つ以上の変調記号ストリームを受け取り、送信記号の４つのストリーム、つまり送信アンテナごとに１つのストリームを提供するために変換記号で空間処理を実行する。空間処理はさらに詳しく後述される。

各変調器（ＭＯＤ）７２２は、ＯＦＤＭ記号の対応するストリームを提供するためにそれぞれの送信記号ストリームを受信、処理する。各ＯＦＤＭ記号ストリームは対応するダウンリンク変調信号を提供するためにさらに処理される。次に、変調器７２２ａから７２２ｄの４つのダウンリンク変調信号がそれぞれ４本のアンテナ７２４ａから７２４ｄに送信される。

各ユーザ端末１２０で、１本以上のアンテナ７５２が送信されたダウンリンク変調信号を受信し、各受信アンテナが受信信号をそれぞれの復調器（ＤＥＭＯＤ）７５４に提供する。各復調器７５４は、変調器７２２で実行される処理に補完的な処理を実行し、受信された記号を提供する。受信（ＲＸ）空間プロセッサ７６０は、次に、アクセスポイントにより送信された変調記号の推定値である回復された記号を提供するためにすべての復調器７５４から該受信された記号で空間処理を実行する。

ＲＸデータプロセッサ７７０は、回復された記号を受信し、それらのそれぞれのトランスポートチャネルに非多重化する。各トランスポートチャネルのための回復された記号は、そのトランスポートチャネルのための復号されたデータを提供するために、記号デマッピング、デインタリーブ、復号、及びデスクランブルされてよい。各トランスポートチャネルのための該復号されたデータは、記憶のためにデータシンク７７２及び／または追加処理のためにコントローラ７８０に提供される回復されたパケットデータ、メッセージ、搬送等を含んでよい。

ダウンリンクのためのアクセスポイント１１０及び端末１２０による処理は、さらに詳細に後述される。アップリンクのための処理はダウンリンクのための処理と同じまたは異なってよい。

ダウンリンクの場合、各アクティブユーザ端末１２０で、ＲＸ空間プロセッサ７６０がチャネル状態情報（ＣＳＩ）を取得するためにダウンリンクをさらに推定する。ＣＳＩは、チャネル応答推定値、受信されたＳＮＲ等を含んでよい。ＲＸデータプロセッサ７７０はダウンリンク上で受信される各パケット／フレームのステータスも提供してよい。コントローラ７８０は、チャネル状態情報、及びパケット／フレームステータスを受信し、アクセスポイントに送り返されるフィードバック情報を決定する。該フィードバック情報は（存在する場合）ＴＸデータプロセッサ７９０及びＴＸ空間プロセッサ７９２により処理され、１台または複数台の変調器７５４によって調整され、１本以上のアンテナ７５２を介してアクセスポイントに送信される。

アクセスポイント１１０で、送信されたアップリンク信号（複数の場合がある）はアンテナ７２４により受信され、復調器７２２により復調され、ユーザ端末で実行される方法に補完的にＲＸ空間プロセッサ７４０及びＲＸデータプロセッサ７４２によって処理される。それから回復されたフィードバック情報がコントローラ７３０及びスケジューラ７３４に提供される。

スケジューラ７３４は（１）ダウンリンク及びアップリンクでのデータ伝送のためにユーザ端末の集合を選択する、（２）選択されたユーザ端末ごとに伝送レート（複数の場合がある）及び伝送モードを選択する、及び（３）使用可能なＦＣＨ／ＲＣＨリソースを該選択された端末に割り当てるなどの多くの機能を実行するために該フィードバック情報を使用する。スケジューラ７３４及び／またはコントローラ７３０は、さらに詳しく後述されるようにダウンリンク伝送の処理のためにアップリンク伝送から取得される情報（例えば、ステアリングベクトル）を使用する。

多くの伝送モードがダウンリンク及びアップリンクでデータ伝送のためにサポートされる。これらの伝送モードのそれぞれのための処理はさらに詳しく後述される。

（１．ダイバーシティモード−送信処理）
図８Ａは、ダイバーシティモードのために送信処理を実行できる送信機装置８００の実施形態のブロック図を示している。送信機装置８００はアクセスポイント及びユーザ端末の送信機部分のために使用されてよい。

ＴＸデータプロセッサ７１０ａ内では、フレーミング装置８０８がＦＣＨまたはＲＣＨで送信されるパケットごとにデータをフレームに入れる。該フレーミングは、他のトランスポートチャネルに対して実行される必要はない。フレーミングはユーザパケットごとに１個以上のＰＨＹフレームを生成するために、図６に描かれているように実行されてよい。スクランブラ８１０は、次にデータをランダム化するためにトランスポートチャネルごとにフレームに入れられた／フレームに入れられていないデータをスクランブルする。

符号器８１２は、スクランブルされたデータを受信し、コードビットを提供するために選択された符号化方式に従って符号化する。反復／パンクチャ装置８１４は、次に、所望される情報点率を取得するためにコードビットのいくつかを反復またはパンクチャする（つまり削除する）。一実施形態では、符号器８１２はレート１／２、抑制長７、バイナリ畳込み符号器である。各コードビットを一度繰り返すことによって１／４という情報点率が取得されてよい。１／２より大きい情報点率は、符号器８１２からコードビットのいくつかを削除することによって取得されてよい。フレーミング装置８０８、スクランブラ８１０、符号器８１２、及び反復／パンクチャ装置８１４の特定の設計が後述される。

次にインタリーバ８１８が選択されたインタリーブ方式に基づいて装置８１４からコードビットをインタリーブする（つまり再順序付けされる）。一実施形態では、指定された空間チャネルで送信される４８個の連続コードビットの各グループが周波数ダイバーシティを提供するために４８のデータ搬送サブバンド（あるいは単純にデータサブバンド）上で拡散される。該インタリーブはさらに詳しく後述される。

記号マッピング装置８２０は、次に変調記号を提供するための特定の変調方式に従ってインタリーブされたデータをマッピングする。表２６に図示されるように、ＢＰＳＫ、４ＱＡＭ、または１６ＱＡＭが、選択されたレートに応じて、ダイバーシティモードに使用されてよい。ダイバーシティモードでは、同じ変調方式がすべてのデータサブバンドに使用される。該記号マッピングは、（１）Ｂ≧１の場合に、Ｂビット値を形成するためのＢビットの集合をグループ化する、及び（２）選択された変調方式に対応する信号配列の中のある点に各Ｂビット値をマッピングすることによって達成されてよい。それぞれのマッピングされた信号点は複素値であり、変調記号に相当する。記号マッピング装置８２０は、変調記号のストリームをＴＸダイバーシティプロセッサ７２０ａに提供する。

一実施形態では、ダイバーシティモードは、サブバンド単位で二重送信ダイバーシティのために空間−時間送信ダイバーシティ（ＳＴＴＤ）を活用する。ＳＴＴＤは、受信機で直交性を維持しつつも２本の送信アンテナでの独立した記号ストリームの同時伝送をサポートする。

ＳＴＴＤ方式は以下のとおりに動作する。ｓ_１とｓ_２として示される２つの変調記号が、指定されるサブバンド上で送信されることになると仮定する。送信機は２個のベクトル、ｘ _１＝［ｓ_１ｓ_２］^Ｔ及びｘ _２＝［ｓ_２ ^＊−ｓ_１ ^＊］^Ｔを生成し、この場合「^＊」は複素共役を示し、「^Ｔ」は転置を示す。各ベクトルは１つの記号期間内に２本の送信アンテナから送信されることになる２つの要素を含む（つまり、ベクトルｘ _１は第１の記号期間に２本のアンテナから送信され、ベクトルｘ _２は次の記号期間内に２本のアンテナから送信される）。

受信機に単一の受信アンテナが装備される場合には、受信される記号は次に以下のように表されてよく、

この場合、ｒ_１及びｒ_２は受信機で２つの連続する記号期間内に受信される２つの記号であり、
ｈ_１及びｈ_２は検討中のサブバンドについて該２本の送信アンテナから該受信アンテナへの経路利得であり、この場合経路利得はサブバンド上で一定であり、２記号期間上で静的であると仮定され、
ｎ_１及びｎ_２は、それぞれ該２個の受信された記号ｒ_１及びｒ_２に関連付けられている雑音である。

受信機は２個の送信された記号ｓ_１及びｓ_２の推定値を以下のように引き出してよい。

代わりに、送信機は２個のベクトルｘ _１＝［ｓ_１−ｓ_２ ^＊］^Ｔ及びｘ _２＝［ｓ_２ｓ_１ ^＊］^Ｔを生成し、該２個のベクトルを２本の送信アンテナから２つの記号期間内に順次送信してよい。それから受信された記号は以下のように表されてよい。

受信機は、次に以下のように２個の送信された記号の推定値を引き出してよい。

上記説明は、２本以上の送信アンテナ、Ｎ_Ｒ受信アンテナ、及び複数のサブバンドを備えるＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムについて拡張されてよい。２本の送信アンテナは指定されたサブバンドのために使用される。ｓ_１（ｋ）及びｓ_２（ｋ）として示される２個の変調記号が指定されるサブバンドｋで送信されることになると仮定する。送信機は２個のベクトルｘ _１（ｋ）＝［ｓ_１（ｋ）ｓ_２（ｋ）］^Ｔ及びｘ _２（ｋ）＝［ｓ_２ ^＊（ｋ）ｓ_１ ^＊（ｋ）］^Ｔ、あるいは同等な２個の記号集合｛ｘ_ｉ（ｋ）｝＝｛ｓ_１（ｋ）ｓ_２ ^＊（ｋ）｝及び｛ｘ_ｊ（ｋ）｝＝｛ｓ_２（ｋ）−ｓ_１ ^＊（ｋ）｝を生成する。各記号集合は、サブバンドｋ上のそれぞれの送信アンテナから２つの記号期間内で順次に送信されることになる２個の要素を含んでいる（つまり、記号集合｛ｘ_ｉ（ｋ）｝は２個の記号期間内でアンテナｉからサブバンドｋ上で送信され、記号集合｛ｘ _ｊ（ｋ）｝は、同じ２記号期間内にアンテナｊからサブバンドｋ上で送信される）。

２つの記号期間内に受信アンテナで受信された記号のベクトルは以下のように表されてよく、

この場合ｒ _１（ｋ）及びｒ _２（ｋ）は受信機でサブバンドｋ上で２つの連続する記号期間内に受信される２個の記号ベクトルであり、それぞれのベクトルがＮ_Ｒ本の受信アンテナ用のＮ_Ｒ個の受信記号を含み、
ｈ _ｉ（ｋ）及びｈ _ｊ（ｋ）はサブバンドｋについて２本の送信アンテナｉとｊからＮ_Ｒ本の受信アンテナへの経路利得のベクトルであり、各ベクトルが関連付けられた送信アンテナからＮ_Ｒ本の受信アンテナのそれぞれへのチャネル利得を含み、この場合、経路利得はサブバンド上で一定となり、該２つの記号期間上で静的であると見なされ、
ｎ _１（ｋ）及びｎ _２（ｋ）は、それぞれ２個の受信ベクトルｒ _１（ｋ）及びｒ _２（ｋ）と関連付けられた雑音ベクトルである。

受信機は、次に以下に示すように２個の送信記号ｓ_１（ｋ）及びｓ_２（ｋ）の推定値を引き出してよい。

代わりに、送信機は２つの記号集合｛ｘ_ｉ（ｋ）｝＝｛ｓ_１（ｋ）ｓ_２（ｋ）｝及び｛ｘ _ｊ（ｋ）｝＝｛−ｓ_２ ^＊（ｋ）ｓ_１ ^＊（ｋ）｝を生成し、２本の送信アンテナｉ及びｊからこれらの２つの記号集合を送信してよい。次に、受信記号のベクトルは以下のように表されてよい。

受信機は、次に、以下のように２個の送信記号の推定値を引き出してよい。

ＳＴＴＤ方式は、「無線通信のための単純な送信ダイバーシティ技法（A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications）」と題される論文、通信における選択された領域に関するＩＥＥＥジャーナル（IEEE Journal on Selected Areas in Communications）、１９９８年１０月、第８号、第１６巻、１４５１から１４５８ページにＳ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉによって説明されている。ＳＴＴＤ方式は２００１年１月５日に出願された「多入力−多出力チャネルにおける帯域幅効率の上昇のための方法及びシステム（Method and System for Increased Bandwidth Efficiency in Multiple Input-Multiple Output Channels）」と題される同一出願人による米国特許出願第０９／７３７，６０２号、及び２００２年６月２４日に出願された「ＭＩＭＯ ＯＦＤＭ通信システム用ダイバーシティ伝送モード（Diversity Transmission Modes for MIMO OFDM Communication Systems）」と題される米国特許出願第１０／１７９，４３９号にも説明されている。

ＳＴＴＤ方式は、各記号期間内に２本の送信アンテナ上でサブバンドごとに１つの変調記号を効果的に送信する。しかしながら、ＳＴＴＤ方式は２つの連続するＯＦＤＭ記号上で各変調記号内の情報を分散する。したがって、受信機での記号回復が２個の連続受信ＯＦＤＭ記号に基づいて実行される。

ＳＴＴＤ方式は、データサブバンドごとに１組の送信アンテナを活用する。アクセスポイントは４本の送信アンテナを含むため、各アンテナは４８のデータサブバンドの半分用に使用するために選択されてよい。表２９に、ＳＴＴＤ方式のための例示的なサブバンドアンテナ割り当て方式を一覧表示する。

表２９に示されているように、送信アンテナ１と２はインデックス−２６、−１９、−１３等の付いたサブバンドのために使用され、送信アンテナ２と４は、インデックス−２５、−１８、−１２等の付いたサブバンドのために使用され、送信アンテナ１と３はインデックス−２４、−１７、−１１等の付いたサブバンドのために使用される。これらは、４本の送信アンテナを用いた６つの異なるアンテナ組み合わせである。該６つのアンテナ組み合わせのそれぞれは、４８のデータサブバンド全体にほぼ均一に離間される８つのデータサブバンドに使用される。サブバンド割り当てに対するアンテナ組み合わせは、隣接するサブバンドには異なるアンテナが使用されるようになっており、さらに大きな周波数及び空間ダイバーシティを提供できる。例えば、アンテナ１及び２はサブバンド−２６に使用され、アンテナ３及び４はサブバンド−２５に使用される。

表２９の中のアンテナ−サブバンドの割り当ても、４本すべての送信アンテナが１／４という最低レートのためにコードビットごとに使用されるようであり、空間ダイバーシティを最大にすることができる。レート１／４の場合、各コードビットは繰り返され、２つのサブバンドで送信される（二重サブバンド反復符号化とも呼ばれる）。各コードビットに使用される２つのサブバンドは、４本すべてのアンテナがそのコードビットを送信するために使用されるように異なるアンテナ組にマッピングされる。例えば、表２９の中のビットインデックス０と１はダイバーシティモードの場合同じコードビットに相当し、インデックス０付きのビットはサブバンド−２６でアンテナ１と２から送信され、インデックス１付きのビットはサブバンド１でアンテナ３と４から送信される。別の例として、表２９のビットインデックス２と３は同じコードビットに対応し、インデックス２付きのビットはサブバンド−１７でアンテナ１と３から送信され、インデックス３付きのビットはサブバンド１０でアンテナ２と４から送信される。

システムは、他の送信ダイバーシティ方式をサポートしてよく、これは本発明の範囲内である。例えば、システムはサブバンド組単位で空間及び周波数ダイバーシティを達成できる空間−周波数送信ダイバーシティ（ＳＦＴＤ）をサポートしてよい。例示的なＳＦＴＤ方式は以下のように動作する。ｓ（ｋ）及びｓ（ｋ＋１）として示される２個の変調記号が生成され、ＯＦＤＭ記号の２つの隣接するサブバンドにマッピングされる。ＳＦＴＤの場合、送信機はサブバンドｋ上で２本のアンテナから記号ｓ（ｋ）及びｓ（ｋ＋１）を送信し、サブバンドｋ＋１上で該同じ２本のアンテナから記号ｓ^＊（ｋ＋１）及び−ｓ^＊（ｋ）を送信するであろう。チャネル応答は２組の記号の伝送のために一定であると見なされるため、隣接するサブバンドが変調記号の組のために使用される。変調記号を回復するための受信機での処理は２つのＯＦＤＭ記号期間の代わりに２つのサブバンドについて受信された記号が処理される点を除き、ＳＴＴＤ方式に関して同じである。

図８Ｂは、ダイバーシティモードのためにＳＴＴＤ方式を実現できるＴＸダイバーシティプロセッサ７２０ａの実施形態のブロック図を示している。

ＴＸダイバーシティプロセッサ７２０ａ内では、デマルチプレクサ８３２がＴＸデータプロセッサ７１０ａから変調記号ｓ（ｎ）のストリームを受信し、４８のデータサブバンドのためのｓ_１（ｎ）からｓ_ｋ（ｎ）として示される４８個のサブストリームに非多重化する。各変調記号サブストリームは、Ｔ_ＯＦＤＭが１個のＯＦＤＭ記号の持続期間である場合に（Ｔ_ＯＦＤＭ）^−１という記号レートに対応する、記号期間ごとに１つの変調記号を含む。各変調記号サブストリームは、それぞれのＴＸサブバンドダイバーシティプロセッサ８４０に提供される。

各ＴＸサブバンドダイバーシティプロセッサ８４０内では、デマルチプレクサ８４２がサブバンドのための変調記号を２個の記号系列に非多重化し、各系列が（２Ｔ_ＯＦＤＭ）^−１という記号レートを有する。空間−時間符号器８５０は、２つの変調記号系列を受け取り、２記号期間ごとに該２つの系列で２個の記号ｓ_１及びｓ_２を使用し、２本の送信アンテナのための２つの記号集合｛ｘ_ｉ｝＝｛ｓ_１ｓ_２ ^＊｝及び｛ｘ_ｊ｝＝｛ｓ_２−ｓ_１ ^＊｝を形成する。各記号集合は、１個の記号が該２つの系列のそれぞれからである２個の記号を含む。記号集合｛ｘ_ｉ｝は、最初に記号ｓ_１を、次に記号ｓ_２ ^＊を提供することにより生成され、ここではｓ_１は開閉器８５６ａを介して取得され、ｓ_２ ^＊は装置８５２ａでｓ_２の共役を取り、遅延装置８５４ａで１記号期間分該共役させた記号を遅延させることにより取得される。同様に、記号集合｛ｘ_ｊ｝は最初に記号ｓ_２を、次に記号ｓ_１ ^＊を提供することにより生成され、ここではｓ_２は開閉器８５６ｂを介して取得され、−ｓ_１ ^＊は装置８５２ｂでｓ_１の負の共役を取り、遅延装置８５４ｂで１記号期間分負の共役された記号を遅延させることによって取得される。該２つの記号集合｛ｘ_ｉ｝及び｛ｘ_ｊ｝は表２９に示されるようにサブバンドに割り当てられている２本のアンテナｉとｊから送信されることになる。空間−時間符号器８５０は、第１の送信アンテナｉのためにバッファ／共用装置８７０に第１の記号集合｛ｘ_ｉ｝＝｛ｓ_１ｓ_２ ^＊｝を、第２の送信アンテナｊのために別のバッファ／共用装置８７０に第２の記号集合｛ｘ_ｊ｝＝｛ｓ_２−ｓ_１ ^＊｝を提供する。記号期間ごとに空間−時間符号器８５０により提供される該２つの記号はＳＴＴＤ記号と呼ばれる。

バッファ／共用装置８７０ａから８７０ｄは、すべてのダイバーシティプロセッサ８４０からＳＴＴＤ記号をバッファし、多重化するために使用される。各バッファ／共用装置８７０は、表２９により決定されるように、適切なＴＸサブバンドダイバーシティプロセッサ８４０からパイロット記号及びＳＴＴＤ記号を受信する。例えば、バッファ／共用装置８７０ａはサブバンド−２６、−２４、−２２、−１９等（つまりアンテナ１にマッピングされたすべてのサブバンド）のための変調記号を受信し、バッファ／共用装置８７０ｂはサブバンド−２６、−２３、−２０、−１９等（つまりアンテナ２にマッピングされたすべてのサブバンド）を受信し、バッファ／共用装置８７０ｃはサブバンド−２５、−２４、−２０、−１８等（つまり、アンテナ３にマッピングされたすべてのサブバンド）のための変調記号を受信し、バッファ／共用装置８７０ｄはサブバンド−２５、−２３、−２２、−１８等（つまり、アンテナ４にマッピングされたすべてのサブバンド）のための変調記号を受信する。

各バッファ／共用装置８７０は、次に、記号期間ごとに４個のパイロット、２４個のＳＴＴＤ記号、及びそれぞれ４つのパイロットサブバンド、２４のデータサブバンド及び３６の未使用のサブバンドのために３６個のゼロを多重化し、６４の総サブバンドのための６４の送信記号の系列を形成する。合計で４８のデータサブバンドがあるが、２４のサブバンドだけがダイバーシティモード用の各送信アンテナに使用され、したがって各アンテナの未使用のサブバンドの有効合計数は１２の代わりに３６である。各送信記号は１つの記号期間内に１つのサブバンドで送信される（未使用のサブバンドのためのゼロである場合がある）複素値である。各バッファ／共用装置８７０は、１本の送信アンテナに送信記号ｘ_ｉ（ｎ）のストリームを提供する。各送信記号ストリームは、記号期間ごとに１つの系列で、６４個の送信記号の連結された系列を備える。図８Ａを参照し直すと、ＴＸダイバーシティプロセッサ７２０ａは４台のＯＦＤＭ変調器７２２ａから７２２ｄに、４つの送信記号ストリームｘ_１（ｎ）からｘ_４（ｎ）を提供する。

図８Ｃは、図８ＡでのＯＦＤＭ変調器７２２ａから７２２ｄのそれぞれについて使用されてよいＯＦＤＭ変調器７２２ｘの実施形態のブロック図を示す。ＯＦＤＭ変調器７２２ｘ内では、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）装置８５２が送信記号ｘ_ｉ（ｎ）のストリームを受信し、６４ポイント逆高速フーリエ変換を使用して、６４個の送信記号の各系列を（変換済み記号と呼ばれる）これの時間領域表現に変換する。各変換済み記号は６４の総サブバンドに対応する６４個の時間領域サンプルを備える。

変換済みの記号ごとに、周期接頭語生成機８５４が、対応するＯＦＤＭ記号を形成するために該変換済みの記号の一部を繰り返す。上記に注記されたように、２つの異なる周期接頭語長の一方が使用されてよい。ＢＣＨの該周期接頭語は固定され、８００ｎｓｅｃである。すべての他のトランスポートチャネルのための該周期接頭語は選択可能（４００ｎｓｅｃまたは８００ｎｓｅｃのどちらか）であり、ＢＣＨメッセージのＣｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドで示される。２０ＭＨｚ、５０ｎｓｅｃというサンプル期間及び６４のサブバンドという帯域幅のシステムの場合、それぞれの変換済みの記号は３．２ｍｓｅｃ（あるいは６４ｘ５０ｎｓｅｃ）という持続期間を有し、各ＯＦＤＭ記号は、ＯＦＤＭ記号に対して該４００ｎｓｅｃの周期接頭語が使用されるのか、あるいは８００ｎｓｅｃの周期接頭語が使用されるのかに応じて３．６ｍｓｅｃまたは４．０ｍｓｅｃのどちらかの持続期間を有する。

図８ＤはＯＦＤＭ記号を描いている。該ＯＦＤＭ記号は、４００ｎｓｅｃまたは８００ｎｓｅｃ（８個のサンプルまたは１６個のサンプル）という持続期間を有する１個の周期接頭語、及び３．２μｓｅｃ（６４個のサンプル）という持続期間の変換済み記号という２つの部分から構成されている。該周期接頭語は変換済み記号の最後の８個または１６個のサンプル（つまり、周期継続）のコピーであり、変換済みの記号の前に挿入される。周期接頭語は、ＯＦＤＭ記号がマルチパス遅延分散が存在する場合にこれの直交特性を保持し、それにより周波数選択フェージングにより引き起こされるマルチパス及びチャネル分散などの有害な経路影響に対する性能を改善することを保証する。

周期接頭語生成機８５４は、送信機（ＴＭＴＲ）８５６にＯＦＤＭ記号のストリームを提供する。送信機８５６は、ＯＦＤＭ記号ストリームを１つ以上のアナログ信号に変換し、該アナログ信号をさらに増幅し、濾波し、周波数アップコンバートし、関連付けられたアンテナからの伝送に適した変調済みの信号を発生させる。

ＯＦＤＭ記号のベースバンド波形は、以下のように表されてよく、

ここではｎは記号期間（つまりＯＦＤＭ記号インデックス）を示し、
ｋはサブバンドインデックスを示し、
Ｎ_ＳＴはパイロットサブバンド及びデータサブバンドの数であり、
ｃ_ｎ（ｋ）は記号期間ｎのサブバンドｋで送信される記号を示し、

ここでは、Ｔ_ＣＰは周期接頭語持続期間であり、
Ｔ_ｓはＯＦＤＭ記号持続期間であり、
Δｆは各サブバンドの帯域幅である。

２．空間多重化モード−送信処理
図９Ａは、空間多重化モードのための送信処理を実行できる送信機装置９００のブロック図を示している。送信機装置９００は、アクセスポイント及びユーザ端末の送信機部分の別の実施形態である。空間多重化モードの場合、再び４本の送信アンテナ及び４本の受信アンテナが利用できると仮定すると、データは最高４つの空間チャネル上で送信されてよい。空間チャネルごとに、これの伝送容量に応じて異なるレートが使用されてよい。各レートは、表２５に示されるように特定の情報点率及び変調方式に関連付けられている。以下の説明では、Ｎ_Ｅ個の空間チャネルがデータ伝送用に使用するために選択され、この場合Ｎ_Ｅ≦Ｎ_ｓ≦ｍｉｎ｛Ｎ_Ｔ，Ｎ_Ｒ｝であると仮定される。

ＴＸデータプロセッサ７１０ｂ内では、フレーミング装置８０８がＦＣＨ／ＲＣＨパケットごとにデータをフレームに入れ、パケットのために１つ以上のＰＨＹフレームを生成する。各ＰＨＹフレームは６個のＯＦＤＭ記号内のＮ_Ｅ個すべての空間チャネルで送信されてよいデータビットの数を含む。スクランブラ８１０はトランスポートチャネルごとにデータをスクランブルする。符号器８１２は、コードビットを提供するために選択された符号化方式に従ってスクランブルされたデータを受信し、符号化する。一実施形態では、共通の符号化方式がＮ_Ｅ個すべての空間チャネルのためのデータを符号化するために使用され、異なる空間チャネルのための異なる情報点率が異なるパンクチャパターンを用いてコードビットをパンクチャすることにより取得される。したがって、パンクチャ装置８１４は空間チャネルごとに所望される情報点率を取得するためにコードビットをパンクチャする。空間多重化モードのためのパンクチャはさらに詳しく後述される。

デマルチプレクサ８１６は、使用のために選択されたＮ_Ｅ個の空間チャネルにＮ_Ｅ個のコードビットストリームを提供するためにパンクチャ装置８１４からコードビットを受信し、非多重化する。各コードビットストリームが、４８のデータサブバンド全体でストリーム中のコードビットをインタリーブするそれぞれのインタリーバ８１８に提供される。空間多重化モードのための符号化及びインタリーブは、さらに詳しく後述される。各インタリーバ８１８からの該インタリーブされたデータはそれぞれの記号マッピング装置８２０に提供される。

空間多重化モードでは、最高４つの異なるレートが、これらの空間チャネルに達成される受信されたＳＮＲに応じて４つの空間チャネルのために使用されてよい。各レートは、表２５に示されているように、特定の変調方式に関連付けられている。各記号マッピング装置８２０は、変調記号を提供するために、関連付けられた空間チャネルのために選択された特定の変調方式に従って該インタリーブされたデータをマッピングする。４つすべての空間チャネルが使用のために選択される場合には、次に記号マッピング装置８２０ａから８２０ｄがＴＸ空間プロセッサ７２０ｂに４つの空間チャネルのための変調記号の４つのストリームを提供する。

ＴＸ空間プロセッサ７２０ｂは、空間多重化モードのために空間処理を実行する。簡単にするために、以下の説明では、データ伝送のために４本の送信アンテナ、４本の受信アンテナ及び４８のデータサブバンドが使用されると仮定する。データサブバンドインデックスは集合Ｋにより指定され、ここでは前述されたＯＦＤＭサブバンド構造のためにＫ＝±｛１，．．．，６，８．．．，２０，２２，．．．２６｝である。

ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのモデルは、以下のように表されてよく、

ここではｒ（ｋ）は、サブバンドｋのための該４本の受信アンテナ（つまり、ｒ（ｋ）＝［ｒ_１（ｋ）ｒ_２（ｋ）ｒ_３（ｋ）ｒ_４（ｋ）］^Ｔ）を介して受信される記号のための４つのエントリ付きの「受信」ベクトルであり、
ｘ（ｋ）は、サブバンドｋのための該４本の送信アンテナ（つまり、ｘ（ｋ）＝［ｘ_１（ｋ）ｘ_２（ｋ）ｘ_３（ｋ）ｘ_４（ｋ）］^Ｔから送信される記号のための４つのエントリ付きの「送信」ベクトルであり、
Ｈ（ｋ）は、サブバンドｋの（Ｎ_ＲｘＮ_Ｔ）チャネル応答マトリクスであり、
ｎ（ｋ）は、サブバンドｋの付加白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）のベクトルである。

雑音ベクトルｎ（ｋ）は、ゼロ平均及びΛ _ｎ＝σ^２ Ｉという共分散マトリクスを有すると仮定され、ここではＩは単位マトリクスであり、σ^２は雑音分散である。

サブバンドｋのチャネル応答マトリクスＨ（ｋ）は、以下のように表されてよく、

ここではｉ∈｛１，２，３，４｝及びｊ∈｛１，２，３，４｝の場合のエントリｈ_ｉｊ（ｋ）は、サブバンドｋの送信アンテナｉと受信アンテナｊの間の結合（つまり、複素利得）である。簡単にするために、ｋ∈Ｋの場合のチャネル応答マトリクスＨ（ｋ）は既知であるか、あるいは送信機と受信機の両方により確かめることができると仮定される。

サブバンドごとのチャネル応答マトリクスＨ（ｋ）は、そのサブバンドのＮ_ｓ個の固有モードを取得するために「対角マトリクス」されてよい。これは、Ｒ（ｋ）＝Ｈ ^Ｈ（ｋ）Ｈ（ｋ）であるＨ（ｋ）の相関マトリクス上で固有値分解を実行することにより達成でき、ここではＨ ^Ｈ（ｋ）はＨ（ｋ）の共役転置である。相関マトリクスＲ（ｋ）の固有値分解は以下のように表されてもよく、

ここではＶ（ｋ）はその列がＲ（ｋ）の固有ベクトルである（Ｎ_ＴｘＮ_Ｔ）のユニタリーマトリクスであり（つまり、Ｖ（ｋ）＝［ｖ _１（ｋ）ｖ _２（ｋ）ｖ _３（ｋ）ｖ _４（ｋ）］であり、ここでは各ｖ _１（ｋ）は１つの固有モードのための固有ベクトルであり）、
Ｄ（ｋ）は、Ｒ（ｋ）の固有値の（Ｎ_ＴｘＮ_Ｔ）の対角マトリクスである。

ユニタリーマトリクスはプロパティＭ ^Ｈ Ｍ＝Ｉによって特徴付けられている。ｉ∈｛１，２，３，４｝の場合の固有ベクトルｖ _１（ｋ）は空間チャネルのそれぞれの送信ステアリングベクトルとも呼ばれる。

チャネル応答マトリクスＨ（ｋ）は、特異値分解を使用して対角行列にされてもよく、以下のように表されてよく、

ここではＶ（ｋ）はその列がＨ（ｋ）の右の固有ベクトルであるマトリクスであり、
Σ（ｋ）は、Ｄ（ｋ）の対角成分の正の平方根、Ｒ（ｋ）の固有値である、Ｈ（ｋ）の特異値を含む対角マトリクスであり、
Ｕ（ｋ）は、その列がＨ（ｋ）の左の固有ベクトルであるマトリクスである。

特異値分解は、「線形代数及びこれの応用例（Ｌｉｎｅａｒ Ａｌｇｅｂｒａ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）」、１９８０年、アカデミック出版（Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ）、第２版と題される本の中でＧｉｌｂｅｒｔ Ｓｔｒａｎｇにより説明されている。式（７）及び（８）に示されているように、マトリクスＶ（ｋ）の列はＨ（ｋ）の右の固有ベクトルだけではなくＲ（ｋ）の固有ベクトルでもある。マトリクスＵ（ｋ）の列はＨ（ｋ）の左固有ベクトルだけではなくＨ（ｋ）Ｈ ^Ｈ（ｋ）の固有ベクトルでもある。

各サブバンドの対角マトリクスＤ（ｋ）は、対角線に沿った負ではない実数及び他のどの場所かのゼロを含む。Ｒ（ｋ）の固有値は｛λ_１（ｋ），λ_２（ｋ），λ_３（ｋ），λ_４（ｋ）｝または｛ｉ∈｛１，２，３，４｝の場合｛λ_１（ｋ）｝として示される。

固有値分解は、（各マトリクスＨ（ｋ）が最大階数であると仮定して）そのサブバンドの４つの固有モードを決定するために４８のデータサブバンドごとにチャネル応答マトリクスＨ（ｋ）について個別に実行されてよい。各対角マトリクスＤ（ｋ）の４つの固有値は、｛λ_１（ｋ）≧λ_２（ｋ）≧λ_３（ｋ）≧λ_４（ｋ）｝となるように順序付けられてよく、ここではλ_１（ｋ）は最大固有値であり、λ_４（ｋ）はサブバンドｋの最小固有値である。各対角マトリクスＤ（ｋ）の固有値が順序付けられると、関連付けられたマトリクスＶ（ｋ）の固有ベクトル（または列）も相応して順序付けられる。

「ワイドバンド」固有モードは順序付けの後のすべてのサブバンドの同じ順序の固有モードの集合として定義されてよい（つまり、ワイドバンド固有モードｍはすべてのサブバンドの固有モードｍを含む）。各ワイドバンド固有モードはサブバンドのすべてについて固有ベクトルのそれぞれの集合と関連付けられる。「主要な」ワイドバンド固有モードは順序付けの後のマトリクスΣ＾（ｋ）のそれぞれでの最大特異値と関連付けられたものである。

次にベクトルｄ ^ｍは、４８すべてのデータサブバンドのｍ番目の階数固有値を含むように形成されてよい。このベクトルｄ ^ｍは以下のように表されてよい。

ベクトルｄ ^１は、最善の、または主要なワイドバンド固有モードのための固有値を含む。４本の送信アンテナ及び４本の受信アンテナ付きのＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム（つまり、４ｘ４システム）の場合、最高４つのワイドバンド固有モードがある。

受信機での雑音分散σ^２が動作バンド全体で一定であり、送信機にとって既知である場合には、次に各ワイドバンド固有モードのサブバンドごとに受信されるＳＮＲは、固有値λ_ｍ（ｋ）を雑音分散σ^２で除算することにより求められてよい。簡単にするために、雑音分散は１に等しい（つまり、σ^２＝１）と仮定できる。

空間多重化モードの場合、送信機が利用できる総送信電力Ｐ_{ｔｏｔａｌ}は、多様な電力割り当て方式に基づきワイドバンド固有モードに分散されてよい。１つの方式では、総送信電力Ｐ_{ｔｏｔａｌ}は、Ｐ_ｍ＝／Ｐ_{ｔｏｔａｌ}１４となるように４つすべてのワイドバンド固有モードに均一に分散され、ここではＰ_ｍはワイドバンド固有モードｍに割り当てられる送信電力である。別の方式では、総送信電力Ｐ_{ｔｏｔａｌ}は注水（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）手順を使用して４つのワイドバンド固有モードに分散される。

注水手順は、高い方の電力利得を備えるワイドバンド固有モードが総送信電力のより大きな断片を受信するように電力を分散する。指定されたワイドバンド固有モードに割り当てられる送信電力の量はこれの受信されたＳＮＲにより決定され、その結果ワイドバンド固有モードのサブバンドのすべてのための電力利得（あるいは固有値）に依存している。注水手順は、十分に低い受信されたＳＮＲのワイドバンド固有モードにゼロ送信電力を割り当ててよい。注水手順は４つのワイドバンド固有モードについてβ＝｛β_１，β_２，β_３，β_４｝を受信し、ここではβ_ｍがワイドバンド固有モードｍの正規化係数であり、以下のように表されてよい。

正規化係数β_ｍは、後述されるように、チャネル反転が適用された後でワイドバンド固有モードｍに割り当てられる送信電力を不変量に保つ。式（１０）に示されているように、正規化係数β_ｍは、ベクトルｄ ^ｍの中の固有値に基づき、雑音分散が１に等しい（つまり、σ^２＝１）という仮定で引き出すことができる。

次に、注水手順は、スペクトル効率または他のなんらかの他の基準が最適化されるように、集合βに基づいて各ワイドバンド固有モードに割り当てるための総送信電力の断片α_ｍを求める。注水手順によりワイドバンド固有モードｍに割り当てられる送信電力は以下のように表されてよい。

４つのワイドバンド固有モードのための電力割り当ては、

により示されてよい。空間多重化モードは、集合αの中の複数の値が非ゼロである場合に使用のために選択されてよい。

注水を実行するための手順は当技術分野で既知であり、ここでは説明されない。注水を説明する１つの参考文献が、参照してここに組み込まれるジョンワイリーアンドサンズ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ）１９６８年のＲｏｂｅｒｔ Ｇ． Ｇａｌｌａｇｅｒによる「情報理論及び信頼できる通信（Information Theory and Reliable Communication）」である。

空間多重化モードの場合、各空間チャネルまたはワイドバンド固有モードのためのレートは、その空間チャネル／ワイドバンド固有モードによりＰ_ｍのこれの割り当てられた送信電力で達成される受信されたＳＮＲに基づいて選択されてよい。簡単にするために、以下の説明では、ワイドバンド固有モードでのデータ伝送を仮定する。ワイドバンド固有モードごとに受信されるＳＮＲは以下のように表されてよい。

一実施形態では、ワイドバンド固有モードごとのレートが、システムによりサポートされるレート及び各レートのＳＮＲの範囲を含む表に基づいて決定される。この表はコンピュータシミュレーション、実験に基づいた測定等により取得されてよい。ワイドバンド固有モードごとに使用するための特定のレートは、ワイドバンド固有モードのための受信されたＳＮＲをカバーするＳＮＲの範囲のある表の中のレートである。別の実施形態では、各ワイドバンド固有モードのレートは、（１）ワイドバンド固有モードのために受信されたＳＮＲ、（２）推定誤差、ＭＩＭＯチャネルの変動性、及び他の要因を説明するために使用されるＳＮＲオフセット、及び（３）サポートされるレート及びこれらの必須ＳＮＲの表に基づいて選択される。この実施形態の場合、ワイドバンド固有モードごとの平均受信ＳＮＲは最初に前述されたように、あるいはワイドバンド固有モードのサブバンドのすべてについて（ｄＢ単位の）受信されたＳＮＲの平均として計算される。どんな場合でも、動作ＳＮＲは（両方ともにｄＢ単位で示される）受信されたＳＮＲとＳＮＲオフセットの合計として次に計算される。そして、動作ＳＮＲはシステムによりサポートされるレートのそれぞれについて必須ＳＮＲに比較される。動作ＳＮＲ未満または等しい必須ＳＮＲのある表の中の最高のレートがワイドバンド固有モードについて選択される。送信ダイバーシティモード及びビームステアリングモードのレートも同様の方法で決定されてよい。

各ワイドバンド固有モードに割り当てられる送信電力Ｐ_ｍは、すべてのサブバンドについて受信されたＳＮＲがほぼ等しくなるようにそのワイドバンド固有モードの４８のデータサブバンド全体で分散されてよい。サブバンド全体での電力のこの一様ではない割り当てがチャネル反転と呼ばれる。各サブバンドに割り当てられる送信電力Ｐ_ｍ（ｋ）は以下のように表されてよく、

ここではβ_ｍは式（１０）で示されている。

式（１３）に示されるように、送信電力Ｐ_ｍは、ｋ∈Ｋの場合に固有値λ_ｍ（ｋ）により示されるチャネル電力利得に基づいてデータサブバンド全体で一様にではなく分散される。該電力分散は、各ワイドバンド固有モードのすべてのデータサブバンドについて受信機でほぼ等しい受信ＳＮＲが達成されるような分散である。チャネル反転は、４つのワイドバンド固有モードのそれぞれについて単独で実行される。ワイドバンド固有モードあたりのチャネル反転は２００２年８月２７日に出願された「固有モードあたりで選択チャネル反転が適用される符号化済みのＭＩＭＯシステム（Coded MIMO Systems with Selective Channel Inversion Applied Per Eigenmode）」と題される同一出願人による米国特許出願第１０／２２９，２０９号にさらに詳しく説明されている。

該チャネル反転は多様な方法で実行されてよい。完全なチャネル反転の場合、ワイドバンド固有モードが使用のために選択されると、すべてのデータサブバンドはデータ伝送に使用される。選択的チャネル反転の場合、使用可能なデータサブバンドのすべてまたは部分集合がワイドバンド固有モードごとの使用のために選択されてよい。該選択的チャネル反転はある特定の閾値以下の受信ＳＮＲの付いた質が悪いサブバンドを破棄し、選択されたサブバンドだけの上でチャネル反転を実行する。ワイドバンド固有モードごとの選択的チャネル反転も、２００２年８月２７日に出願された「固有モードあたりで選択チャネル反転が適用される符号化済みのＭＩＭＯシステム（Coded MIMO Systems with Selective Channel Inversion Applied Per Eigenmode）」と題される同一出願人による米国特許出願第１０／２２９，２０９号にさらに詳しく説明されている。簡単にするために、以下の説明では、完全チャネル反転が使用のために選択されたワイドバンド固有モードごとに実行されると仮定する。

ワイドバンド固有モードごとのサブバンドごとに使用するための利得が、そのサブバンドに割り当てられる送信電力Ｐ_ｍ（ｋ）に基づいて決定されてよい。データサブバンドごとの利得ｇ_ｍ（ｋ）は以下のように表されてよい。

対角利得マトリクスＧ（ｋ）がサブバンドごとに定義されてよい。このマトリクスＧ（ｋ）は、対角線に沿ったサブバンドｋのための４つの固有モードの利得を含み、

として表されてよい。

空間多重化モードの場合、データサブバンドごとの送信ベクトルｘ（ｋ）は以下のように表されてよく、

ここでは、

である。

ベクトルｓ（ｋ）はサブバンドｋのための４つの固有モードで送信される４つの変調記号を含み、ベクトルｘ（ｋ）はサブバンドｋのための４本のアンテナから送信される４つの送信記号を含む。簡単にするために、式（１５）は、詳しく後述されるアクセスポイントとユーザ端末での送信チェイン／受信チェインの間の差異を説明するために使用される補正係数を含まない。

図９Ｂに、空間多重化モードのための空間処理を実行できるＴＸ空間プロセッサ７２０ｂの実施形態のブロック図を示す。簡単にするために、次の説明では、４つすべてのワイドバンド固有モードが使用のために選択されると仮定する。しかしながら、４つ未満のワイドバンド固有モードも使用のために選択されてよい。

プロセッサ７２０ｂ内では、デマルチプレクサ９３２が４つのワイドバンド固有モードで送信される（ｓ_１（ｎ）からｓ_４（ｎ）として示される）４つの変調記号ストリームを受信し、４８のデータサブバンドのために各ストリームを４８のサブストリームに非多重化し、そしてそれぞれのＴＸサブバンド空間プロセッサ９４０に、データサブバンドごとの４つの変調記号サブストリームを提供する。各プロセッサ９４０は、１つのサブバンドの式（１５）に示される処理を実行する。

各ＴＸサブバンド空間プロセッサ９４０内では、（ｓ_１（ｋ）からｓ_４（ｋ）として示される）４つの変調記号サブストリームが、関連付けられたサブバンドの４つの固有モードのために利得ｇ_１（ｋ）、ｇ_２（ｋ）、ｇ_３（ｋ）、及びｇ_４（ｋ）も受信する４台の乗算器９４２ａから９４２ｄに提供される。各利得ｇ_ｍ（ｋ）は、式（１４）に示されるようにそのサブバンド／固有モードに割り当てられる送信電力Ｐ_ｍ（ｋ）に基づいて求められてよい。各乗算器９４２は、その利得ｇ_ｍ（ｋ）でその変調記号をスケーリングし、スケーリングされた変調記号を提供する。乗算器９４２ａから９４２ｄは４つのスケーリングされた変調記号サブストリームをそれぞれ４つのビームフォーマ９５０ａから９５０ｄに提供する。

各ビームフォーマ９５０は、１つのサブバンドの１つの固有モードで１つの記号サブストリームを送信するためにビームフォーミングを実行する。各ビームフォーマ９５０は、関連付けられた固有モードのために１つの記号サブストリームｓ_ｍ（ｋ）及び１つの固有ベクトルｖ_ｍ（ｋ）を受信する。特にビームフォーマ９５０ａは、第１の固有モードのために固有ベクトルｖ _１（ｋ）を受信し、ビームフォーマ９５０ｂは第２の固有モードのために固有ベクトルｖ _２（ｋ）を受信する等である。ビームフォーミングは、関連付けられた固有モードのための固有ベクトルを使用して実行される。

各ビームフォーマ９５０内では、スケーリングされた変調記号が、関連付けられた固有モードのための固有ベクトルｖ _ｍ（ｋ）の４つの要素、ｖ_ｍ、１（ｋ）、ｖ_ｍ、２（ｋ）、ｖ_ｍ、３（ｋ）、及びｖ_ｍ、４（ｋ）をやはり受信する４台の乗算器９５２ａから９５２ｄに提供される。各乗算器９５２は、次に該スケーリングされた変調記号をこれの固有ベクトル値ｖ_ｍ、ｊ（ｋ）で乗算し、「ビームフォーミングされた」記号を提供する。乗算器９５２ａから９５２ｄは、（４本のアンテナから送信されることになる）４つのビームフォーミングされた記号サブストリームを、それぞれアナログ加算器９６０ａから９６０ｄに提供する。

各アナログ加算器９６０は、関連付けられた送信アンテナにあらかじめ調整された記号を与えるために各記号期間の４つの固有モードのための４つのビームフォーミングされた記号を受信し、加算する。アナログ加算器９６０ａから９６０ｄはそれぞれバッファ／共用装置９７０ａから９７０ｄに４本の送信アンテナのためのあらかじめ調整された記号の４つのサブストリームを提供する。

各バッファ／共用装置９７０は、４８のデータサブバンドのためにパイロット記号及びあらかじめ調整された記号をＴＸサブバンド空間プロセッサ９４０ａより９４０ｋから受信する。各バッファ／共用装置９７０は、次に、記号期間ごとに４個のパイロット記号、４８個のあらかじめ調整された記号，及びそれぞれ４つのパイロットサブバンド、４８のデータサブバンド及び１２の未使用のサブバンドのために１２個のゼロを多重化し、その記号期間の６４の送信記号の系列を形成する。各バッファ／共用装置９７０は、１本の送信アンテナに送信記号ｘ_ｉ（ｎ）というストリームを提供し、この場合送信記号ストリームは６４個の送信記号の連結された系列を備える。送信記号は、後述されるように、アクセスポイントとユーザ端末での送信チェイン／受信チェインの間の差異を説明するために補正係数でスケーリングできる。各送信記号ストリームのための以後のＯＦＤＭ変調は前述されている。

平行記号ストリームも、非ステアリング空間多重化モードを使用するアクセスポイントで空間処理を行わずに該４本の送信アンテナから送信されてよい。このモードの場合、ビームフォーマ９５０によるチャネル反転プロセス及びビームフォーミングは省略されてよい。各変調記号ストリームはさらにＯＦＤＭ処理され、それぞれの送信アンテナから送信される。

非ステアリング空間多重化モードは、送信機が固有モード分解に基づいたビームステアリングをサポートするために必要な空間処理を実行できない場合などの多様な状況について使用されてよい。これは、送信機が較正手順を実行せず、チャネルの十分に優れた推定値を生成できない、あるいはまったく較正及び固有モード処理機能を有さないためである場合がある。非ステアリング空間多重化モードの場合、空間多重化は伝送容量を高めるために依然として使用されるが、個々の記号ストリームを分離するための空間処理は受信機により実行される。

非ステアリング空間多重化モードの場合、受信機は送信された記号ストリームを回復するために空間処理を実行する。特に、ユーザ端末はチャネル相関マトリクス反転（ＣＣＭＩ）技法、最小２乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技法、連続干渉取り消し受信機処理技法、あるいはなんらかの他の受信機空間処理技法を実現してよい。これらの技法は、２００１年１１月６日に出願された「多元接続多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システム（Multiple-Access Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Communication System）」と題される同一出願人の米国特許出願第０９／９９３，０８７号に詳細に説明されている。非ステアリング空間多重化モードはダウンリンク伝送とアップリンク伝送の両方のために使用されてよい。

マルチユーザ空間多重化モードは、ユーザ端末の「空間シグネチャ」に基づいてダウンリンク上で同時に複数のユーザ端末へのデータ伝送をサポートする。ユーザ端末の空間シグネチャは、アクセスポイントアンテナと各ユーザ端末アンテナの間の（サブバンドごとの）チャネル応答ベクトルにより指定される。アクセスポイントは、例えばユーザ端末により送信されるステアリングされた基準に基づいて、空間シグネチャを取得してよい。アクセスポイントは、（１）ダウンリンク上での同時データ伝送のためのユーザ端末の集合を選択する、及び（２）該選択されたユーザ端末に送信される独立データストリームのそれぞれのためのステアリングベクトルを引き出すためにデータ伝送を所望するユーザ端末のために空間シグネチャを処理してよい。

マルチユーザ空間多重化モードのためのステアリングベクトルは、多様な方法で引き出されてよい。２つの例示的な方式が後述される。簡単にするために、以下の説明は一方のサブバンド用であり、各ユーザ端末は単一のアンテナを装備すると仮定する。

第１の方式では、アクセスポイントはチャネル反転を使用してステアリングベクトルを取得する。アクセスポイントは、ダウンリンクでの同時伝送のためにＮ_ａｐ個の単一アンテナユーザ端末を選択してよい。アクセスポイントは選択されたユーザ端末ごとに１ｘＮ_ａｐ個のチャネル応答行ベクトルを取得し、Ｎ_ａｐ個のユーザ端末のためのＮ_ａｐ個の行ベクトルでＮ_ａｐｘＮ_ａｐのチャネル応答マトリクスＨ _ｍｕを形成する。アクセスポイントは、次にＨ _{ｓｔｅｅｒ}＝Ｈ ^−１ _ｍｕとして該Ｎ_ａｐ個の選択されたユーザ端末のためのＮ_ａｐ個のステアリングベクトルのマトリクスＨ _{ｓｔｅｅｒ}を取得する。アクセスポイントは、選択されたユーザ端末ごとにステアリング基準も送信できる。各ユーザ端末はチャネル利得及び位相を推定するためにこれのステアリング基準を処理し、回復された記号を取得するためにチャネル利得推定値及び位相推定値でこれの単一のアンテナのための受信された記号をコヒーレントに復調する。

第２の方式では、アクセスポイントは、これらの記号ストリームがユーザ端末でほとんど漏話を経験しないようにＮ_ａｐ個のユーザ端末に送信されるＮ_ａｐ個の記号ストリームを事前に符号化する。アクセスポイントは、Ｈ _ｍｕ＝Ｆ _ｔｒｉ Ｑ _ｍｕとなるようにＮ_ａｐ個の選択されたユーザ端末のためのチャネル応答マトリクスＨ _ｍｕを形成し、Ｈ _ｍｕでＱＲ因数分解を実行することができ、ここではＴ _ｔｒｉが左下の三角マトリクスＴ _ｔｒｉであり、Ｑ _ｍｕはユニタリーマトリクスとなる。次にアクセスポイントはＮ_ａｐ個の事前に符号化された記号ストリームａを取得するためにマトリクスＴ _ｔｒｉで該Ｎ_ａｐ個のデータ記号ストリームを事前に符号化し、Ｎ_ａｐ個のユーザ端末への伝送のためにＮ_ａｐ個の送信記号ストリームを取得するためにユニタリーマトリクスＱ _ｍｕで事前に符号化された記号ストリームをさらに処理する。再び、アクセスポイントは各ユーザ端末にステアリング基準を送信することもできる。各ユーザ端末はこれの受信された記号をコヒーレントに復調し、回復された記号を取得するためにステアリング基準を使用する。

マルチユーザ空間多重化モードでのアップリンクの場合、アクセスポイントはＭＭＳＥ受信機処理、連続干渉取り消し、あるいは他のなんらかの受信機処理技法を使用して、Ｎ_ａｐ個のユーザ端末により同時に送信されるＮ_ａｐ個の記号ストリームを回復することができる。アクセスポイントはユーザ端末ごとにアップリンクチャネル応答を推定し、受信機空間処理のため、及びアップリンク伝送を予定するためにチャネル応答推定値を使用できる。各単一アンテナユーザ端末は、アップリンクで直交パイロットを送信できる。Ｎ_ａｐ個のユーザ端末からの該アップリンクパイロットは時間及び／または周波数で直交となる場合がある。時間直交性は、各ユーザ端末に、該ユーザ端末に割り当てられる直交系列でこれのアップリンクパイロットをカバーさせることにより達成できる。周波数直交性は、各ユーザ端末にサブバンドの別の集合でこれのアップリンクパイロットを送信させることによって達成できる。ユーザ端末からのアップリンク伝送は、アクセスポイントでほぼタイムアラインされる（例えば周期接頭語の中にタイムアラインされる）必要がある。

（３．ビームステアリングモード−送信処理）
図１０Ａはビームステアリングモードのために送信処理を実行できる送信機装置１０００のブロック図を示している。送信機装置１０００はアクセスポイント及びユーザ端末の送信機部分のさらに別の実施形態である。

ＴＸデータプロセッサ７１０ｃ内では、フレーミング装置８０８がパケットのために１つ以上のＰＨＹフレームを作成するためにＦＣＨ／ＲＣＨパケットごとにデータをフレームに入れる。符号器８１２が次に該フレームに入れられたデータを選択された符号化方式に従って符号化し、コードビットを提供する。次にパンクチャ装置８１４が該コードビットをパンクチャし、データ伝送に使用されるワイドバンド固有モードのための所望された情報点率を取得する。パンクチャ装置８１８からの該コードビットはすべてのデータサブバンド全体でインタリーブされる。次に、記号マッピング装置８２０が選択された変調方式に従い該インタリーブされたデータをマッピングし、変調記号を提供する。ＴＸ空間プロセッサ７２０ｃは、次にビームステアリングモードのための変調記号で送信処理を実行する。

ビームステアリングモードは、１つの空間チャネルまたはワイドバンド固有モードで、通常、データサブバンドのすべてについて最大の固有値と関連付けられるものでデータを送信するために使用されてよい。ビームステアリングモードは、ワイドバンド固有モードに対する送信電力割り当てが非ゼロである集合αの中でただ１つのエントリだけを生じさせる場合に選択されてよい。空間多重化モードはこれの固有ベクトルに基づいて各サブバンドの選択された固有モードのそれぞれについてビームフォーミングを実行するのに対し、ビームステアリングモードはその単一の固有モードでデータを送信するために各サブバンドの主要な固有モードのための「正規化された」固有ベクトルに基づいてビームステアリングを実行する。

主要な固有モードのための、ｋ∈Ｋの場合、各固有ベクトルｖ _ｉ（ｋ）の４個の要素は異なる大きさを有する場合がある。したがって、各サブバンドの固有ベクトルｖ _ｉ（ｋ）の４個の要素に基づいて取得された該４個のあらかじめ調整された記号は異なる大きさを有してよい。その結果、指定された送信アンテナのためのすべてのデータサブバンドのためにそれぞれがあらかじめ調整された記号を含む４個のアンテナ単位の送信ベクトルは異なる大きさを有してよい。（電力増幅器の制限のために）各送信アンテナの送信電力が限られている場合には、ビームフォーミング技法は各アンテナに使用可能な総電力を完全に使用できない可能性がある。

ビームステアリングモードは、主要な固有モードについて、ｋ∈Ｋの場合、固有ベクトルｖ _１（ｋ）から位相情報だけを使用し、固有ベクトルの中の４つすべての要素が等しい大きさを有するように各固有ベクトルを正規化する。該正規化された固有ベクトル

は、以下のようにして表されてよく、

ここではＡは定数（例えばＡ＝１）であり、
θ_ｉ（ｋ）は、以下として示される送信アンテナｉのサブバンドｋの位相である。

式（１７）に示されるように、ベクトル

の中の各要素の位相は固有ベクトルｖ _１（ｋ）の対応する要素から取得される（つまり、θ_ｉ（ｋ）はｖ_１，ｉ（ｋ）から取得され、ここではｖ _１（ｋ）＝［ｖ_１，１（ｋ）ｖ_１，２（ｋ）ｖ_１，３（ｋ）ｖ_１，４（ｋ）^Ｔ］である）。

共通レートがすべてのデータサブバンドに使用できるように、チャネル反転もビームステアリングモードのために実行されてもよい。ビームステアリングモードのために各データサブバンドに割り当てられる送信電力

は以下のように表されてよく、

ここでは

は、チャネル反転が適用された後にも総送信電力を不変量に保つ正規化係数であり、

は、４本のアンテナのそれぞれに割り当てられる送信電力であり、

は、ビームステアリングモードのための主要な固有モードのサブバンドｋのための電力利得である。

正規化係数

は以下のように表されてよい。

送信電力

はＰ_１＝Ｐ_{ｔｏｔａｌ}／４（つまり、４本の送信アンテナ全体での総送信電力の一様な割り当て）として示されてよい。電力利得

は以下のように表されてよい。

チャネル反転は、４８のデータサブバンドについてｋ∈Ｋの場合、

という電力割り当てを生じさせる。したがって、各データサブバンドの利得は

として示されてよい。

ビームステアリングモードの場合、サブバンドごとの送信ベクトルｘ（ｋ）は以下のように表されてよい。

再び簡単にするために、式（２１）はアクセスポイントでの送信チェイン／受信チェインとユーザ端末の間の差異を説明するために使用される相関係数を含まない。

式（１６）に示されるように、サブバンドごとに正規化されたステアリングベクトル

の４個の要素は等しい大きさを有するが、おそらく異なる位相を有する。したがってビームステアリングはサブバンドごとに１つの送信ベクトルｘ（ｋ）を生成し、ｘ（ｋ）の該４個の要素は同じ大きさを有するが、おそらく異なる位相を有する。

図１０Ｂは、ビームステアリングモードのために空間処理を実行できるＴＸ空間プロセッサ７２０ｃの実施形態のブロック図を示している。

プロセッサ７２０ｃ内で、デマルチプレクサ１０３２は、変調記号ストリームｓ（ｎ）を受信し、（ｓ（１）からｓ（ｋ）として示される）４８のデータサブバンドのための４８のサブストリームに非多重化する。各記号サブストリームはそれぞれのＴＸサブバンドビームステアリングプロセッサ１０４０に提供される。各プロセッサ１０４０は、１つのサブバンドについて式（１４）に示されている処理を実行する。

各ＴＸサブバンドビームステアリングプロセッサ１０４０内では、変調記号サブストリームが、関連付けられたサブバンドのための利得

も受信する乗算器１０４２に提供される。乗算器１０４２は、次に利得

で変調記号をスケーリングし、それからビームステアリング装置１０５０に提供されるスケーリングされた変調記号を取得する。

ビームステアリング装置１０５０は、関連付けられているサブバンドについて正規化された固有ベクトル

も受信する。ビームステアリング装置１０５０内で、該スケーリングされた変調記号は、該正規化された固有ベクトル

の４個の要素、

も受信する４台の乗算器１０５２ａから１０５２ｄに提供される。各乗算器１０５２は、これの正規化された固有ベクトル値

でこれのスケーリングされた変調記号を乗算し、あらかじめ調整された記号を提供する。乗算器１０５２ａから１０５２ｄは、それぞれ、バッファ／共用装置１０７０ａから１０７０ｄに４個のあらかじめ調整された記号サブストリームを提供する。

各バッファ／共用装置１０７０は、４８のデータサブバンドについてＴＸサブバンドビームステアリングプロセッサ１０４０ａから１０４０ｋよりパイロット記号及びあらかじめ調整された記号を受信し、該パイロット記号及びあらかじめ調整された記号ならびに各記号期間のためのゼロを多重化し、１本の送信アンテナのための送信記号ｘ_ｉ（ｎ）のストリームを提供する。各送信記号ストリームの以後のＯＦＤＭ変調は上述されている。

ビームステアリングモードのための処理は、２００２年８月２７日に出願された「ワイドバンドＭＩＭＯシステム用のビームステアリング及びビームフォーミング（Beam-steering and Beam-Forming for Wideband MIMO Systems）」と題される同一出願人による米国特許出願第１０／２２８，３９３号にさらに詳しく説明されている。システムは、それによりデータストリームが正規化された固有ベクトルの代わりに固有ベクトルを使用して主要な固有モードで送信されるビームフォーミングモードをサポートするように設計されてもよい。

（４．ＰＨＹフレームのフレーミング）
図１１Ａは、ＴＸデータプロセッサによる以後の処理の前に各ＦＣＨ／ＲＣＨパケットのためのデータをフレームに入れるために使用されるフレーミング装置８０８の実施形態を示している。このフレーミング機能はＢＣＨ、ＦＣＣＨ、及びＲＡＣＨで送信されるメッセージについて迂回されてよい。フレーミング装置は、ＦＣＨ／ＲＣＨパケットごとに整数のＰＨＹフレームを生成し、その場合各ＰＨＹフレームはここに説明されている実施形態の場合６個のＯＦＤＭ記号に及ぶ。

ダイバーシティモード及びビームステアリングモードの場合、ただ１つの空間チャネルまたはワイドバンド固有モードがデータ伝送に使用される。このモードのレートは既知であり、各ＰＨＹフレームのペイロードで送信されてよい情報ビットの数は計算されてよい。空間多重化モードの場合、複数の空間チャネルがデータ伝送に使用されてよい。各空間チャネルのレートが既知であるために、すべての空間チャネルのために各ＰＨＹフレームのペイロードで送信されてよい情報ビット数が計算されてよい。

図１１Ａに図示されるように、ＦＣＨ／ＲＣＨパケットごとの（ｉ_１ｉ_２ｉ_３ｉ_４．．．として示される）情報ビットはフレーミング装置８０８内のＣＲＣ生成機１１０２及び共用装置１１０４に提供される。ＣＲＣ生成機１１０２は、各ＰＨＹフレームの（存在する場合）ヘッダフィールド及びペイロードフィールド内のビットについてＣＲＣ値を生成し、共用装置１１０４にＣＲＣビットを提供する。共用装置１１０４は情報ビット、ＣＲＣビット、ヘッダビット、及びパッドビット（例えばゼロ）を受信し、図６に図示されるように、ＰＨＹフレーム制御信号に基づいて、これらのビットを適切な順序で提供する。フレーミング機能は、共用装置１１０４を通して直接的に情報ビットを提供することにより迂回されてよい。（ｄ_１ｄ_２ｄ_３ｄ_４．．．として示される）フレームに入れられた、またはフレームに入れられていないビットがスクランブラ８１０に提供される。

５．スクランブリング
一実施形態では、各トランスポートチャネルのデータビットは符号化の前にスクランブルされる。スクランブリングは、すべての１またはすべてのゼロの長い系列が送信されないようにデータをランダム化する。これによりピークにおける変動をＯＦＤＭ波形の平均電力に削減することができる。該スクランブリングは、１つ以上のトランスポートチャネルについて省略してよく、選択的に有効または無効にしてよい。

図１１Ａは、スクランブラ８１０の実施形態も示す。この実施形態では、スクランブラ８１０が以下の生成多項式を実現する。

他の生成多項式も使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

図１１Ａに示されるように、スクランブラ８１０は連続して結合される７つの遅延要素１１１２ａから１１１２ｇを含む。クロックサイクルごとに、加算器１１１４が遅延要素１１１２ｄ及び１１１２ｇに記憶される２個のビットの２を法とした加算を実行し、スクランブリングビットを遅延要素１１１２ａに与える。

フレームに入れられた／フレームに入れられていないビット（ｄ_１ｄ_２ｄ_３ｄ_４．．．）は、やはり加算器１１１４からスクランブリングビットを受信する加算器１１１６に与えられる。加算器１１１６は、スクランブリングされたビットｑ_ｎを提供するために対応するスクランブリングビットで各ビットｄ_ｎの２を法とした加算を実行する。スクランブラ８１０は、ｑ_１ｑ_２ｑ_３ｑ_４．．．として示されるスクランブリングされたビットの系列を提供する。

スクランブラの初期状態（つまり、遅延要素１１１２ａから１１１２ｇのコンテンツ）は、各ＴＤＤフレームの開始時に７ビットの非ゼロ数に設定される。ＢＣＨメッセージに示されるように、３個の最上位ビット（ＭＳＢ）（つまり、遅延要素１１１２ｅから１１１２ｆ）はつねに１に設定され、４個の最下位ビット（ＬＳＢ）はＴＤＤフレームカウンタに設定される。

（６．符号化／パンクチャ）
一実施形態では、伝送の前にデータを符号化するためにベースコードが使用される。このベースコードは１つの情報点率のためにコードビットを生成する。（表２５に一覧表示されるように）システムによりサポートされている他のすべての情報点率は、コードビットを反復するまたはパンクチャするかのどちらかによって取得されてよい。

図１１Ｂは、システムのために単一のベースコードを実現する符号器８１２の実施形態を示している。この実施形態では、該ベースコードは、１３３及び１７１（８進）という生成作用素付きのレート１／２、制約長７（Ｋ＝７）の畳込みコードである。

符号器８１２内では、共用装置１１２０がスクランブルされたビット及びテールビット（例えばゼロ）を受信し、多重化する。符号器８１２は、さらに連続して結合された６個の遅延要素１１２２ａから１１２２ｆを含む。４台の加算器１１２４ａから１１２４ｄも連続して結合され、第１の生成作用素（１３３）を実現するために使用される。同様に、４台の加算器１１２６ａから１１２６ｄも連続して結合され、第２の生成作用素（１７１）を実現するために使用される。加算器は、図１１Ｂに図示されているように２つの生成作用素１３３と１７１を実現するための方法で遅延要素にさらに接続される。

スクランブリングされたビットは第１の遅延要素１１１２ａに、及び加算器１１２４ａと１１２６ａに提供される。クロックサイクルごとに、加算器１１２４ａから１１２４ｄは入信するビットおよび遅延要素１１２２ｂ、１１２２ｃ、１１２２ｅ及び１１２２ｆに記憶されている４個の前のビットの２を法とした加算を実行し、そのクロックサイクルに第１のコードビットを提供する。同様にして、加算器１１２６ａから１１２６ｄは入信ビット及び遅延要素１１２２ａ、１１２２ｂ、１１２２ｃ及び１１２２ｆに記憶される４個の前のビットの２を法とした加算を実行し、そのクロックサイクルに第２のコードビットを提供する。第１の生成作用素により生成されるコードビットはａ_１ａ_２ａ_３ａ_４．．．として示され、第２の生成作用素により生成されるコードビットはｂ_１ｂ_２ｂ_３ｂ_４．．．として示される。共用装置１１２８は、次に、該２つの生成作用素からコードビットの２つのストリームを受信し、ａ_１ｂ_１ａ_２ｂ_２ａ_３ｂ_３ａ_４ｂ_４として示されるコードビットの単一のストリームに多重化する。各スクランブリングされたビットｑ_ｎについて、２つのコードビットａ_ｎ及びｂ_ｎが生成され、１／２という情報点率を生じさせる。

図１１Ｂも、１／２というベース情報点率に基づいて他の情報点率を生成するために使用できる反復／パンクチャ装置８１４の実施形態を示している。装置８１４内では、符号器８１２からのレート１／２コードビットが反復装置１１３２及びパンクチャ装置１１３４に提供される。反復装置１１３２は各レート１／２コードビットを一度繰り返し、１／４という有効情報点率を取得する。パンクチャ装置１１３４は特定のパンクチャパターンに基づいてレート１／２コードビットのいくつかを削除し、所望される情報点率を提供する。

表３０は、システムによりサポートされている多様な情報点率のために使用されてよい例示的なパンクチャパターンを一覧表示する。他のパンクチャパターンも使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

ｋ／ｎという情報点率を取得するために、パンクチャ装置１１３４は符号器８１２から受信された２ｋレート１／２コードビットというグループごとにｎ個のコードビットを提供する。したがって、２ｋ−ｎ個のコードビットが２ｋ個のコードビットの各グループから削除される。各グループから削除されるビットはパンクチャパターンの中でゼロで示されている。例えば、７／１２という情報点率を取得する場合、符号器８１２から、１４個のコードビットの各グループから２個のビットが削除され、該削除されたビットは、「１１１１１１１０１１１１１０」というパンクチャパターンにより示されるように、該グループの該８番目及び該１４番目のコードビットである。所望される情報点率が１／２である場合にはパンクチャは実行されない。

共用装置１１３６は、反復装置１１３２からコードビットのストリームを、パンクチャ装置１１３４からコードビットのストリームを受信する。共用装置１１３６は、次に、所望される情報点率が１／４である場合には反復装置１１３２からコードビットを提供し、所望される情報点率が１／２以上である場合にはパンクチャ装置１１３４からコードビットを提供する。

前述されたものに加えた他のコード及びパンクチャパターンも使用されてよく、これは本発明の範囲内である。例えば、ターボコード、ブロックコード、他のなんらかのコード、またはその任意の組み合わせがデータを符号化するために使用されてよい。また、異なる符号化方式が異なるトランスポートチャネルに使用されてよい。例えば、畳込み符号化は共通トランスポートチャネルに使用されてよく、ターボ符号化は専用トランスポートチャネルに使用されてよい。

（７．インタリーブ）
一実施形態では、送信されるコードビットは、４８のデータサブバンド全体でインタリーブされる。ダイバーシティモード及びビームステアリングモードの場合、コードビットの１つのストリームが送信され、すべてのデータサブバンド全体でインタリーブされる。空間多重化モードの場合、コードビットの最高４つのストリームが、最高４つの空間チャネルで送信されてよい。該インタリーブは、コードビットの各ストリームがそのストリームを送信するために使用される空間チャネルのすべてのデータサブバンド全体でインタリーブされるように空間チャネルごとに別個に実行されてよい。表２９は、すべての伝送モードのためのインタリーブに使用されてよい例示的なコードビット−サブバンド割り当てを示している。

一実施形態では、該インタリーブは各インタリーブ間隔で４８すべてのデータサブバンド全体で実行される。この実施形態の場合、周波数ダイバーシティを提供するために、ストリームの中の４８のコードビットの各グループが４８のデータサブバンドで拡散される。各グループの中の該４８のコードビットは０から４７というインデックスを割り当てられてよい。各コードビットインデックスはそれぞれのサブバンドに関連付けられている。特定のインデックスが付いたすべてのコードビットが関連付けられたサブバンドで送信される。例えば、各グループの（インデックス０が付いた）第１のコードビットはサブバンド−２６で送信され、（インデックス１が付いた）第２のコードビットはサブバンド１で送信され、（インデックス２が付いた）第３のコードビットはサブバンド−１７で送信される等である。このインタリーブ方式は、ダイバーシティモード、ビームステアリングモード及び空間多重化モードのために使用されてよい。空間多重化モードのための代替インタリーブ方式が後述される。

該インタリーブは経時的に代替で、あるいは追加で実行されてよい。例えば、データサブバンド全体でのインタリーブの後、各サブバンドのためのコードビットがさらに（例えば１つのＰＨＹフレームまたは１つのＰＤＵの上で）インタリーブされ、時間ダイバーシティを提供してよい。空間多重化モードの場合、インタリーブは複数の空間チャネル上で実行されてもよい。

加えて、インタリーブは、ＱＡＭ記号を形成するコードビットがＱＡＭ記号の異なるビット位置にマッピングされるようにＱＡＭ記号の次元全体で利用されてよい。

（８．シンボルマッピング）
表３１は、システムによりサポートされている多様な変調方式のためのシンボルマッピングを示している。（ＢＰＳＫを除く）変調方式ごとに、ビットの半分が同相（Ｉ）構成部分にマッピングされ、ビットの他の半分が直角（ｑ）構成部分にマッピングされる。

実施形態では、サポートされている変調方式ごとの信号配列がグレイマッピングに基づいて定義されてよい。グレイマッピングを用いると、（Ｉ構成部分とＱ構成部分両方の中の）信号配列の中の近接する点は１ビット位置だけ異なる。グレイマッピングはよりエラーの可能性が高いイベントについて、正しいロケーションに近いロケーションにマッピングされる受信記号に相当するビットエラーの数を削減し、その場合１つのコードビットだ毛が間違って受信されるであろう。

表３１に示されている変調方式ごとの該Ｉ値及びＱ値は、関連付けられた信号配列の中のすべての信号点の平均電力が単一性に等しくなるように正規化係数Ｋ_ｎｏｒｍによりスケーリングされる。変調方式ごとの正規化係数は表３１に示されている。サポートされている変調方式のための正規化された係数の量子化された値も使用されてよい。次に、特定の信号配列からの変調記号ｓは以下の形式を有し、
ｓ＝（Ｉ＋ｊＱ）・Ｋ_ｎｏｒｍ
ここではＩ及びＱは該信号配列について表３１の値である。

指定されたＰＤＵの場合、変調はＰＤＵ全体で異なってよく、データ伝送のために使用される複数の空間チャネルに対して異なってよい。例えば、ＢＣＨ ＰＤＵの場合、ビーコンパイロット、ＭＩＭＯパイロット及びＢＣＨメッセージに異なる変調方式が使用されてよい。

（９．空間多重化モードのための処理）
空間多重化モードの場合、ＰＤＵは複数の空間チャネル上で送信されてよい。複数の空間チャネル上での伝送のためにデータを処理するために多様な方式が使用されてよい。空間多重化モードのための２つの特定の処理方式が後述される。

第１の処理方式では、符号化及びパンクチャは、空間チャネルごとの所望される情報点率を達成するために空間チャネル単位で実行される。データ伝送のために使用するためのＮ_Ｅ個の空間チャネルは最高受信ＳＮＲから最低受信ＳＮＲにランク付けされる。ＰＤＵ全体のためのデータは、最初に、レート１／２コードビットのストリームを取得するために符号化される。コードビットは次に空間チャネルごとに所望される情報点率を取得するためにパンクチャされる。

パンクチャは、最良（つまり最高ＳＮＲ）から最悪（つまり最低ＳＮＲ）の空間チャネルへＮ_Ｅ個の空間チャネルについて起こった順番に実行されてよい。特に、パンクチャ装置は、最初に、最高の受信ＳＮＲを用いて最良の空間チャネルのためのパンクチャを実行する。正しい数のコードビットが最良の空間チャネルのために生成されたときに、パンクチャ装置は次に最高の受信ＳＮＲの付いた第２の最良の空間チャネルのためのパンクチャを実行する。このプロセスは、Ｎ_Ｅ個すべての空間チャネルのためのコードビットが生成されるまで続行する。パンクチャの順序は空間チャネルごとに使用される特定の情報点率とは関係なく、最大受信ＳＮＲから最小受信ＳＮＲへである。

表２８に示されている例の場合、全体的なＰＨＹフレームで送信される３４５６個の情報ビットがレート１／２ベースコードで最初に符号化され、６９１２個のコードビットを取得する。該最初の３１６８個のコードビットは、情報点率１１／１６のためのパンクチャパターンを使用してパンクチャされ、第１の空間チャネルのためのＰＨＹフレームで提供される２３０４個のコードビットを取得する。次の２５９２個のコードビットは情報点率３／４のためのパンクチャパターンを使用してパンクチャされ、第２の空間チャネルのためのＰＨＹフレームの中で提供される１７２８個のコードビットを取得する。それから次の８６４個のコードビットは情報点率３／４のためのパンクチャパターンを使用してパンクチャされ、第３の空間チャネルのためのＰＨＹフレームで提供される５７６個のコードビットを取得する。それから、ＰＨＹフレームのための最後の２８８個のコードビットが情報点率１／２のためのパンクチャパターンを使用してパンクチャされ、最後の空間チャネルのためのＰＨＹフレームで提供される２８８個のコードビットを取得する。これらの４つの個々のＰＨＹフレームはさらに処理され、４つの空間チャネルで送信される。次の全体的なＰＨＹフレームのためのパンクチャは、次に類似した方法で実行される。第１の処理方式は図９ＡのＴＸデータプロセッサ７１０ｂによって実現されてよい。

第２の処理方式では、符号化及びパンクチャはサブバンドの組のために実行される。さらに、符号化及びパンクチャはサブバンドの組ごとに選択されたすべての空間チャネルを通して循環する。

図１１Ｃは第２の処理方式を実現するＴＸデータプロセッサ７１０ｄを描くブロック図を示す。符号器８１２は、スクランブラ８１０からスクランブリングされたビットのレート１／２畳込み符号化を実行する。各空間チャネルに、表２５に示されるように、情報点率と変調方式の特定の組み合わせと関連付けられる特定のレートを割り当てられる。ｂ_ｍに空間チャネルｍの変調記号ごとのコードビット数を（あるいは同等に、空間チャネルｍの各データサブバンドで送信されるコードビット数）示させ、ｒ_ｍに空間チャネルｍに使用される情報点率を示させる。ｂ_ｍの値は空間チャネルｍのために使用される変調方式の配列サイズに依存している。特にそれぞれＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭ、及び２５６−ＱＡＭの場合にｂ_ｍ＝１、２、４、６及び８である。

符号器８１２は、受信されたコードビットストリームを４つの空間チャネルのための４つのサブストリームに非多重化するデマルチプレクサ８１６にレート１／２コードビットのストリームを提供する。非多重化は、第１の４ｂ_１ｒ_１コードビットが空間チャネル１についてバッファ８１３ａに送信され、次の４ｂ_２ｒ_２コードビットが空間チャネル２についてバッファ８１３ｂに送信される等のようになされる。各バッファ８１３は、デマルチプレクサ８１６が４つすべての空間チャネルを循環するたびに４ｂ_ｍｒ_ｍ個のコードビットを受信する。

の合計がサイクルごとに４台のバッファ８１３ａから８１３ｄに提供される。デマルチプレクサ８１６は、このようにして、４つすべての空間チャネルを使用して１組のサブバンド上で送信できるコードビットの数であるｂ_{ｔｏｔａｌ}コードビットごとに該４つの空間チャネルの４つすべての位置を循環する。

いったん各バッファ８１３が関連付けられた空間チャネルについて４ｂ_ｍｒ_ｍのコードチップで充填されると、バッファ内のコードビットはその空間チャネルのための情報点率を取得するためにパンクチャされる。４ｂ_ｍｒ_ｍのレート１／２コードビットはパンクチャパターンごとに整数のパンクチャ期間に及ぶため、２ｂ_ｍのコードビットは正確に空間チャネルｍごとにパンクチャ後に提供される。空間チャネルごとの２ｂ_ｍのコードビットが次にデータサブバンド上で分散（インタリーブ）される。

一実施形態では、インタリーブは、一度に６つのサブバンドのグループで空間チャネルごとに実行される。空間チャネルごとのパンクチャ後のコードビットは、ｉ＝０，１，２．．．の場合ｃ_ｉとして連続して番号付けられてよい。カウンタＣ_ｍが、その空間チャネルについてパンクチャ装置により提供される６ｂ_ｍのコードビットのあらゆるグループをカウントするために空間チャネルごとに維持されてよい。例えば、ｂ_ｍ＝２のＱＰＳＫの場合、カウンタはパンクチャ装置により提供されるコードビットｃ_０からｃ_１１についてＣ_ｍ＝０に設定され、コードビットｃ_１２からｃ_２３の後Ｃ_ｍ＝１に設定される等である。空間チャネルｍのカウンタ値Ｃ_ｍは以下のように表されてよい。

コードビットｃ_ｉが割り当てられるサブバンドを決定するためにコードビットのビットインデックスが最初に以下のように決定される。

ビットインデックス＝（ｉｍｏｄ６）＋６・Ｃ_ｍ 式（２４）
次に該ビットインデックスは表２９を使用して対応するサブバンドにマッピングされる。

上記の例の場合、６個のコードビットｃ_０からｃ_５の第１のグループはそれぞれビットインデックス０から５に関連付けられ、６個のコードビットｃ_６からｃ_１１の第２のグループもそれぞれビットインデックス０から５に関連付けられている。表２９に示されているように、コードビットｃ_０及びｃ_６はサブバンド−２６にマッピングされ、コードビットｃ_１及びｃ_７はサブバンド１にマッピングされる等であろう。空間処理は、次に６つのサブバンドの個の第１のグループについて開始してよい。（Ｃ_ｍ＝１である場合に）６個のコードビットｃ_１２からｃ_１７の第３のグループはそれぞれビットインデックス６から１１に関連付けられ、６個のコードビットｃ_１８からｃ_２３の第４のグループもそれぞれインデックス６から１１に関連付けられる。コードビットｃ_１２及びｃ_１８はサブバンド−２５にマッピングされ、コードビットｃ_１３及びｃ_１９はサブバンド２にマッピングされる等であろう。それから、空間処理は６つのサブバンドのこの次のグループについて開始してよい。

式（２４）の中の数６は、インタリーブが６つのサブバンドのグループで実行されるという事実から来る。式（２３）の（８を法とする）演算は、４８のデータサブバンドについて８つのインタリーブグループがあるという事実から来る。図１１Ｃに示されているデマルチプレクサ８１６の各サイクルにより各ワイドバンド固有モードの２つのサブバンドを充填するのに十分なコードビットが生成されるため、各空間チャネルの１個のＯＦＤＭ記号に４８ｂ_ｍ個のコードビットを与えるためには合計２４のサイクルが必要とされる。

一度に６つのサブバンドのグループ内でのインタリーブにより処理遅延を削減できる。特に、空間処理はいったん６つのサブバンドの各グループが使用可能となると開始できる。

代替実施形態では、インタリーブは一度にＮ_Ｂのサブバンドのグループで空間チャネルごとに実行されてよく、ここではＮ_Ｂは任意の整数であってよい（例えば、Ｎ_Ｂは４８すべてのデータサブバンド上でのインタリーブのために４８に等しくてよい）。

（ＶＩ．較正）
ＴＤＤシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクが時分割２重化方法で同じ周波数バンドを共用する。この場合、通常、ダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答間には高度な相関関係が存在する。この相関関係はチャネル推定及び空間処理を簡略化するために利用されてよい。ＴＤＤシステムの場合、無線リンクの各サブバンドは互恵的であると仮定されてよい。つまり、Ｈ（ｋ）がサブバンドｋのアンテナアレイＡからアンテナアレイＢまでのチャネル応答マトリクスを表す場合には、互恵的なチャネルは、アレイＢからアレイＡへの結合がＨ（ｋ）という転置、つまりＨ ^Ｔ（ｋ）により示されることを暗示している。

しかしながら、アクセスポイントにおける送信チェイン及び受信チェインの応答（利得及び位相）は通常ユーザ端末における送信チェイン及び受信チェインの応答とは異なる。アクセスポイント及びユーザ端末での送信チェイン／受信チェインの周波数応答の差異を求め、該差異を説明するために較正が実行されてよく、その結果該較正されたダウンリンク応答及びアップリンク応答は互いの観点で表すことができる。いったん送信チェイン／受信チェインが較正され、説明されると、一方のリンク（例えばダウンリンク）のための測定値が他方のリンク（例えばアップリンク）のためのステアリングベクトルを引き出すために使用されてよい。

アクセスポイント及びユーザ端末における適用可能な送信チェイン及び受信チェインの応答を含む、「有効」ダウンリンクチャネル応答及びアップリンクチャネル応答、Ｈ _ｄｎ（ｋ）とＨ _ｕｐ（ｄ）は以下のように表されてよく、

ここではＴ _ｕｐ（ｋ）及びＲ_ｕｐ（ｋ）はＮ_ａｐｘＮ_ａｐの対角マトリクスであり、複素利得のためのエントリは、サブバンドｋのためのアクセスポイントでのＮ_ａｐ本のアンテナについて、それぞれ該送信チェイン及び受信チェインに関連付けられており、
Ｔ _ｕｔ（ｋ）及びＲ_ｕｔ（ｋ）はＮ_ｕｔｘＮ_ｕｔの対角マトリクスであり、複素利得のためのエントリは、サブバンドｋのためのユーザ端末でのＮ_ｕｔ本のアンテナについて、それぞれ該送信チェイン及び受信チェインと関連付けられ、
Ｈ（ｋ）はダウンリンクのためのＮ_ｕｔｘＮ_ａｐのチャネル応答マトリクスである。

式集合（２５）の中の該２つの式を結合すると、以下の関係性が得られてよい。

式（２６）の左側はアップリンク上での「真の」較正されたチャネル応答を表し、右側はダウンリンクでの「真の」較正されたチャネル応答の転置を表している。式（２６）に示されているように、対角マトリクスＫ _ａｐ（ｋ）及びＫ _ｕｔ（ｋ）をそれぞれ有効ダウンリンクチャネル応答及びアップリンクチャネル応答に適用すると、ダウンリンク及びアップリンクのために較正されたチャネル応答を互いの転置として表すことができる。アクセスポイントのための（Ｎ_ａｐｘＮ_ａｐ）の対角マトリクスＫ _ａｐ（ｋ）は送信チェイン応答Ｔ _ａｐ（ｋ）に対する受信チェイン応答Ｒ _ａｐ（ｋ）の比率（つまり、

）であり、ここでは該比率は要素単位で取られる。同様にユーザ端末のための（Ｎ_ｕｔｘＮ_ｕｔ）の対角マトリクスＫ _ｕｒ（ｋ）は送信チェイン応答Ｔ _ｕｔ（ｋ）に対する受信チェイン応答Ｒ _ｕｔ（ｋ）の比率である。

該マトリクスＫ _ａｐ（ｋ）及びＫ _ｕｔ（ｋ）はアクセスポイント及びユーザ端末で、送信チェイン／受信チェインにおける差異を説明できる値を含む。次にこれによって、式（２６）に示されるように、１つのリンクのためのチャネル応答を他のリンクのためのチャネル応答によって表すことができる。

較正は、マトリクスＫ _ａｐ（ｋ）及びＫ _ｕｔ（ｋ）を求めるために実行されてよい。通常、真のチャネル応答Ｈ（ｋ）及び送信チェイン／受信チェイン応答は既知ではなく、それらが正確にまたは容易に確かめることもできない。代わりに、有効ダウンリンクチャネル応答及びアップリンクチャネル応答Ｈ_ｄｎ（ｋ）及びＨ_ｕｐ（ｋ）は、後述されるように、それぞれダウンリンク及びアップリンク上で送信されるパイロットに基づいて推定されてよい。訂正マトリクス

と呼ばれるマトリクスＫ _ａｐ（ｋ）及びＫ _ｕｔ（ｋ）の推定値は、後述されるようにダウンリンクチャネル応答推定値及びアップリンクチャネル応答推定値

に基づいて引き出されてよい。マトリクス

は、アクセスポイント及びユーザ端末における送信チェイン／受信チェインの差異を説明できる補正係数を含む。

それぞれユーザ端末及びアクセスポイントにより観察される「較正された」ダウンリンクチャネル応答及びアップリンクチャネル応答は以下のように表されてよく、

ここではＨ ^Ｔ _ｃｄｎ（ｋ）及びＨ _ｃｕｐ（ｋ）は式（２６）の中の「真の」較正されたチャネル応答式の推定値である。式集合（２７）の中の該２つの式を、式（２６）の中の表現式を使用して結合すると、Ｈ _ｃｕｐ（ｋ）〜〜Ｈ ^Ｔ _ｃｄｎ（ｋ）であることを示すことができる。関係性Ｈ _ｃｕｐ（ｋ）〜〜Ｈ ^Ｔ _ｃｄｎ（ｋ）は、代わりに通常ダウンリンクチャネル応答推定値及びアップリンクチャネル応答推定値

に依存している

の精度に依存している。

較正は多様な方式を使用して実行されてよい。明確にするために、特定の較正方式が後述される。較正を実行するために、ユーザ端末はＢＣＨで送信されるビーコンパイロットに基づいて、アクセスポイントのタイミング及び周波数を最初に獲得する。ユーザ端末は、次にアクセスポイントと較正手順を開始するためにＲＡＣＨ上でメッセージを送信する。較正は登録／認証と平行して実行されてよい。

アクセスポイント及びユーザ端末における送信チェイン／受信チェインの周波数応答は興味のあるバンドの大部分で通常平坦であるため、送信チェイン／受信チェインの位相／利得差異は少数のサブバンドを用いて特徴付けられてよい。較正は、４個、８個、１６個、４８個、あるいは他のなんらかの数のサブバンドについて実行されてよく、それは較正を開始するために送信されるメッセージの中で指定されてよい。較正はパイロットサブバンドに対して実行されてもよい。校正が明示的に実行されないサブバンドのための校正定数は校正されたサブバンドでの補間により計算されてよい。明確にするために、以下では校正がすべてのデータサブバンドのために実行されると仮定する。

校正の場合、アクセスポイントは十分な持続期間のアップリンクＭＩＭＯパイロットにメッセージを加えて送信するのに十分な量の時間をＲＣＨ上でユーザ端末に割り当てる。アップリンクＭＩＭＯパイロットの持続期間は、校正が実行されるサブバンドの数に依存してよい。例えば、４つのサブバンドのために校正が実行される場合、８個のＯＦＤＭ記号が十分であり、さらに多くのサブバンドのためにさらに多く（例えば２０個の）ＯＦＤＭ記号が必要とされる場合がある。総送信電力は通常は固定されているため、ＭＩＭＯパイロットが少数のサブバンドで送信される場合には、これらのサブバンドのそれぞれにさらに多い量の送信電力が使用されてよく、各サブバンドのためのＳＮＲは高い。逆にＭＩＭＯパイロットが多数のサブバンドで送信される場合には、次に各サブバンドにさらに少ない量の送信電力が使用されてよく、各サブバンドのためのＳＮＲは悪化している。各サブバンドのＳＮＲが十分に高くない場合には、さらに多くのＯＦＤＭ記号がＭＩＭＯパイロットのために送信されてよく、サブバンドのためのさらに高い全体的なＳＮＲを取得するために受信機で統合されてよい。

次にユーザ端末は、データサブバンドのそれぞれについて有効アップリンクチャネル応答

の推定値を引き出すためにアクセスポイントにより使用されるＲＣＨ上でＭＩＭＯパイロットを送信する。アップリンクチャネル応答推定値は（同相（Ｉ）構成部分及び直角（Ｑ）構成部分を用いて例えば１２ビットの複素値に）量子化され、ユーザ端末に送信される。

ユーザ端末は、ＢＣＨ上で送信されるダウンリンクＭＩＭＯパイロットに基づいてデータサブバンドのそれぞれについて、有効ダウンリンクチャネル応答

の推定値も引き出す。すべてのデータサブバンドについて有効なアップリンクチャネル応答推定値及びダウンリンクチャネル応答推定値、

を取得すると、ユーザ端末は、それぞれアクセスポイント及びユーザ端末により使用されることになるデータサブバンドのそれぞれについて補正係数

を決定する。補正ベクトル

は、

の対角要素だけを含むように定義されてよく、補正ベクトル

は、

の対角要素だけを含むように定義されてよい。

補正係数は、マトリクス−比率計算及びＭＭＳＥ計算によることを含む多様な方法で引き出されてよい。これらの計算方法の両方ともさらに詳しく後述される。他の計算方法も使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

（１．マトリクス−比率計算）
有効ダウンリンクチャネル応答推定値及びアップリンクチャネル応答推定値

が与えられた補正ベクトル

を求めるために、（Ｎ_ｕｔｘＮ_ａｐ）のマトリクスＣ（ｋ）が、以下のように、最初にデータサブバンドごとに計算される。

ここでは比率は要素単位で取られる。Ｃ（ｋ）の各要素はこのようにして計算されてよく、

ここでは

は

の（ｉ，ｊ）番目の（マトリクス）であり、

は

の（ｉ，ｊ）番目の要素であり、ｃ_ｉ，ｊ（ｋ）はＣ（ｋ）の（ｉ，ｊ）番目の要素である。

したがって、アクセスポイントのための補正ベクトル

はＣ（ｋ）の正規化された行の平均に等しい。Ｃ（ｋ）の各行は、行の中の第１の要素で行の中のＮ_ａｐの要素のそれぞれをスケーリングすることにより最初に正規化される。したがって、ｃ _ｉ（ｋ）＝［ｃ_ｉ，１（ｋ）．．．Ｃ_{ｉ，Ｎａｐ}（ｋ）］がＣ（ｋ）のｉ番目の行である場合には、正規化された行

は以下のように表されてよい。

したがって該正規化された行の平均は、以下のように表されてよいＮ_ｕｔで除算されるＮ_ｕｔの正規化された行の合計である。

該正規化のため、

の第１の要素は単一性である。

ユーザ端末のための補正ベクトル

は、Ｃ（ｋ）の正規化された列の逆数の平均に等しい。Ｃ（ｋ）のｊ番目の列は、Ｋ_{ａｐｊ，ｊ}（ｋ）として示される、ベクトル

のｊ番目の要素で列の中の各要素をスケーリングすることにより正規化される。したがって、ｃ _ｊ（ｋ）＝［ｃ_１，ｊ（ｋ）．．．Ｃ_{Ｎｕｔ，ｊ}（ｋ）］^ＴはＣ（ｋ）のｊ番目の列であり、したがって正規化された列

は以下のように表されてよい。

次に、該正規化された列の逆数の平均は以下として表されてよいＮ_ａｐで除算されるＮ_ａｐの正規化された列の逆数の合計である。

ここでは正規化された列

の反転は要素に関して実行される。

（２．ＭＭＳＥ計算）
ＭＭＳＥ計算の場合、補正係数

は、有効ダウンリンクチャネル応答推定値及びアップリンクチャネル応答推定値

から引き出され、その結果校正されたダウンリンクチャネル応答と校正されたアップリンクチャネル応答の間の平均二乗誤差（ＭＳＥ）が最小限に抑えられる。この状態は、以下のように表されてよく、

それは以下のように書かれてもよく、

ここでは

が対角マトリクスであるため、

である。

式（３４）は、

の先頭要素が単位性に等しく設定される（つまり

）という制約を受ける。この制約を受けない場合、自明な解が取得され、マトリクス

のすべての要素はゼロに等しく設定されるであろう。式（３４）では、マトリクスＹ（ｋ）は最初に

として取得される。次に絶対値の二乗が、マトリクスＹ（ｋ）のＮ_ａｐ・Ｎ_ｕｔエントリのそれぞれについて取得される。したがって、平均二乗誤差（あるいは、Ｎ_ａｐ・Ｎ_ｕｔによる除算は省略されるため、自乗誤差）はすべてのＮ_ａｐ・Ｎ_ｕｔの二乗された値の合計に等しい。

ＭＭＳＥ計算は、そのサブバンドについて補正係数

を取得するためにそれぞれの指定されたサブバンドごとに実行される。一方のサブバンドについてのＭＭＳＥ計算が後述される。簡単にするために、以下の説明ではサブバンドインデックスｋは省略される。また、簡単にするために、ダウンリンクチャネル応答推定値

の要素は｛ａ_ｉｊ｝として示され、アップリンクチャネル応答推定値

の要素は｛ｂ_ｉｊ｝として示され、マトリクス

の対角要素は｛ｕ_ｉ｝として示され、マトリクス

の対角要素は｛ｖ_ｊ｝として示され、ここではｉ＝｛１．．．Ｎ_ａｐ｝及びｊ＝｛１．．．Ｎ_ｕｔ｝である。

平均二乗誤差は、再び制約ｕ_１＝１を条件に式（３４）から以下のように書き換えられてよい。

最小２乗平均誤差は、ｕ及びｖに関して式（３５）の偏導関数を取り、該偏導関数をゼロに設定することにより取得されてよい。これらの演算の結果は以下の式集合である。

式（３６ａ）では、ｕ_１＝１であるため、この場合には偏導関数はなく、インデックスｉは２からＮ_ａｐまでとなる。

式集合（３６ａ）及び（３６ｂ）の中の（Ｎ_ａｐ＋Ｎ_ｕｔ−１）式の集合は、以下のようにマトリクス形式でさらに便利に表されてよい。

ここでは

マトリクスＡは（Ｎ_ａｐ＋Ｎ_ｕｔ−１）行を含み、第１のＮ_ａｐ−１行は式集合（３６ａ）からのＮ_ａｐ−１式に対応し、最後のＮ_ｕｔ行は式集合（３６ｂ）のＮ_ｕｔの式に対応する。特に、マトリクスＡの第１の行はｉ＝２を用いて式集合（３６ａ）から作成され、第２の行はｉ＝３を用いて作成される等である。マトリクスＡのＮ_ａｐ番目の行はｊ＝１を用いて式集合（３６ｂ）から作成される等であり、最後の行はｊ＝Ｎ_ｕｔで作成される。前記に示されたように、マトリクスＡのエントリ及びベクトルｚのエントリは、マトリクス

の中のエントリに基づいて取得されてよい。

補正係数は、以下のように取得されてよいベクトルｙに含まれている。

ＭＭＳＥ計算の結果は、式（３４）に示されるように、校正されたダウンリンクチャネル応答及びアップリンクチャネル応答の中の平均二乗誤差を最小限に抑える補正マトリクス

である。マトリクス

はダウンリンクチャネル応答推定値及びアップリンクチャネル応答推定値

に基づいて取得されるため、補正マトリクス

の質はしたがってチャネル推定値

の質に依存している。ＭＩＭＯパイロットは、

についてさらに正確な推定値を取得するために受信機で平均化されてよい。

ＭＭＳＥ計算に基づいて取得される補正マトリクス

は、一般的には、マトリクス−比率計算に基づいて取得される補正マトリクスより優れている。これは特に、チャネル利得のいくつかが小さく、測定雑音がチャネル利得を大きく劣化させることがあるときに当てはまる。

（３．後計算）
１組の補正ベクトル

がデータサブバンドのそれぞれに求められてよい。隣接するサブバンドは相関する可能性が高いため、計算は簡略化されてよい。例えば、計算は各サブバンドの代わりにｎ番目のサブバンドごとに実行されてよく、ここではｎは送信チェイン／受信チェインの予想応答により決定されてよい。校正がデータサブバンド及びパイロットサブバンドのすべてより少なく実行される場合には、「校正されていない」サブバンドのための補正係数が「校正された」サブバンドについて取得される補正係数を補間することによって取得されてよい。

それぞれアクセスポイント及びユーザ端末について補正ベクトル

を引き出すためには、多様な他の校正方式も使用されてよい。しかしながら、前述された方式は、校正が異なるユーザ端末により実行されるときに、「互換性のある」補正ベクトルをアクセスポイントのために引き出すことができるようにする。

該引き出しの後、ユーザ端末はすべてのデータサブバンドのための補正ベクトル

をアクセスポイントに送信する。アクセスポイントがすでに（例えば他のユーザ端末により）校正されている場合には、次に現在の補正ベクトルが新規に受信された補正ベクトルで更新される。したがって、アクセスポイントが、ユーザ端末が新しい補正ベクトル

を求めるＭＩＭＯパイロットを送信するために補正ベクトル

を使用する場合、更新された補正ベクトルは現在のベクトル及び新しい補正ベクトルの積、つまり

であり、ここでは乗法は要素単位である。それから、更新された補正ベクトル

は、それらが再び更新されるまでアクセスポイントによって使用されてよい。

補正ベクトル

は、同じまたは異なるユーザ端末により引き出されてよい。一実施形態では、更新された補正ベクトルは

として定義され、ここでは乗法は要素単位である。別の実施形態では、更新された補正ベクトルは

として定義し直されてよく、ここではαは重み付け平均を提供するために使用される係数である（例えば０＜α＜１）。校正更新がめったに起こらない場合には、１に近い□が最良を達成する。校正更新が頻繁であるが、雑音が多い場合には、□のためのさらに小さな値がより優れている。したがって、更新された補正ベクトル

は、それらが再び更新されるまでアクセスポイントによって使用されてよい。

アクセスポイント及びユーザ端末は、後述のようにそれらのそれぞれの補正ベクトル

つまりｋ∈Ｋの場合に対応する補正マトリクス

を使用し、伝送の前に変調記号をスケーリングする。ユーザ端末及びアクセスポイントが観察する校正されたダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルは式（２７）に示される。

（ＶＩＩ．空間処理）
アクセスポイント及びユーザ端末での空間処理は、送信チェイン／受信チェインの差異を説明するために校正が実行された後に、ＴＤＤシステムのために簡略化されてよい。前記に注記したように、校正されたダウンリンクチャネル応答は

である。校正されたアップリンクチャネル応答は

である。

１．アップリンク空間処理
校正されたアップリンクチャネル応答マトリクスＨ _ｃｕｐ（ｋ）の特異値分解は以下のように表されてよく、

ここではＵ _ａｐ（ｋ）はＨ _ｃｕｐ（ｋ）の左側固有ベクトルの（Ｎ_ａｐｘＮ_ａｐ）のユニタリーマトリクスであり、
Σ（ｋ）はＨ _ｃｕｐ（ｋ）での特異値の（Ｎ_ａｐｘＮ_ｕｔ）対角マトリクスであり、
Ｖ _ｕｔ（ｋ）はＨ _ｃｕｐ（ｋ）の右側固有ベクトルの（Ｎ_ｕｔｘＮ_ｕｔ）ユニタリーマトリクスである。

相応して、校正されたダウンリンクチャネル応答マトリクスＨ _ｃｄｎ（ｋ）の特異値分解は以下のように表されてよい。

マトリクス

も、それぞれＨ _ｃｄｎ（ｋ）の左固有ベクトル及び右固有ベクトルのマトリクスである。式（３９）及び（４０）に示されるように、及び前記説明に基づき、一方のリンクの左側固有ベクトル及び右側固有ベクトルのマトリクスは、他方のリンクについて、それぞれ右側固有ベクトル及び左側固有ベクトルの複素共役である。マトリクス

はマトリクスＶ _ｕｔ（ｋ）の異なった形式であり、マトリクス

もマトリクスＵ _ａｐ（ｋ）の異なった形式である。簡単にするために、以下の説明でのマトリクスＵ _ａｐ（ｋ）及びＶ _ｕｔ（ｋ）に対する基準もそれらの多様な他の形式を指す。マトリクスＵ _ａｐ（ｋ）及びＶ _ｕｔ（ｋ）は空間処理のためにそれぞれアクセスポイント及びユーザ端末により使用され、これらの添字によってこのように示される。固有ベクトルは、多くの場合「ステアリング」ベクトルとも呼ばれる。

ユーザ端末は、アクセスポイントによって送信されるＭＩＭＯパイロットに基づいて校正されたダウンリンクチャネル応答を推定できる。ユーザ端末は、次に、ｋ∈Ｋの場合に、

の校正されたダウンリンクチャネル応答推定値の特異値分解を実行し、

の左固有ベクトルの対角行列

およびマトリクス

を得ることができる。この特異値分解は

として示されてよく、ここでは各マトリクスの上の帽子（「＾」）が、それが実際のマトリクスの推定値であることを示している。

同様に、アクセスポイントはユーザ端末により送信されるＭＩＭＯパイロットに基づいて校正されたアップリンクチャネル応答を推定できる。アクセスポイントは、次に、ｋ∈Ｋの場合に、校正されたアップリンクチャネル応答推定値

のための特異値分解を実行し、

の対角マトリクスの左側固有ベクトルの

及びマトリクス

を得ることができる。この特異値分解は

として示されてよい。

（Ｎ_ｕｔｘＮ_ｕｔ）マトリクスＦ _ｕｔ（ｋ）は以下のように定義されてよい。

それがアクティブである間に、ユーザ端末は、

の左側固有ベクトルの校正されたダウンリンクチャネル

およびマトリクス

の連続している推定値を維持する。このチャネルとマトリクスは、Ｆ _ｕｔ（ｋ）を更新するために使用される。

ユーザ端末は、ビームステアリングモード及び空間多重化モードのための空間処理にマトリクスＦ _ｕｔ（ｋ）を使用する。空間多重化モードの場合、サブバンドごとに送信ベクトルｘ _ｕｐ（ｋ）は以下のように表されてよく、

ここでは、ｓ _ｕｐ（ｋ）は、サブバンドｋのＮ_ｓ個の固有モードで最高Ｎ_ｓ個の記号が送信されるデータベクトルであり、
Ｆ _ｕｔ（ｋ）は式（１５）の中のＶ（ｋ）の代わりをし、チャネル反転を達成するためのＧ（ｋ）による信号スケーリングは簡単にするために式（４２）で省略され、
ｘ _ｕｐ（ｋ）はサブバンドｋのためのアップリンクの送信ベクトルである。

アクセスポイントでは、アップリンク伝送のために受信されたベクトルｒ _ｕｐ（ｋ）が以下のように表されてよく、

ここではｒ _ｕｐ（ｋ）はアップリンクサブバンドｋのための受信されたベクトルであり、
ｎ _ｕｐ（ｋ）はサブバンドｋの加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）である。

式（４３）は、以下の関係性、つまり

及び、

を使用する。式（４３）で示されるように、アクセスポイントで、受信されたアップリンク伝送は特異値の対角マトリクス

によりスケーリングされた

の左側固有ベクトルのマトリクス

である

によって変換される。

ユーザ端末はマトリクスＦ _ｕｔ（ｋ）を使用してアップリンク上でステアリング基準を送信する。該ステアリング基準は、ビームステアリングまたはビームフォーミングのどちらかを使用する１つのワイドバンド固有モードでのパイロット伝送であり、詳しく後述される。アクセスポイントでは、（雑音がない場合に）受信されたアップリンクステアリング基準はほぼ

である。アクセスポイントは、このようにしてユニタリーマトリクス

及び対角マトリクス

の推定値を、ユーザ端末により送信されるステアリング基準に基づいて取得できる。ユニタリーマトリクス及び対角マトリクスの推定値を取得するためには、多様な推定技法が使用されてよい。

一実施形態では、

の推定値を取得するために、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋのためのステアリング基準の受信されたベクトルｒ_ｍ（ｋ）が最初に、ステアリング基準のために送信されるパイロットＯＦＤＭ記号、ｐ^＊（ｋ）の複素共役で乗算される。ステアリング基準及びパイロットＯＦＤＭ記号の生成は、詳しく後述される。したがって、結果は、ワイドバンド固有モードごとに複数の受信されたステアリング基準記号上で統合され、ワイドバンド固有モードｍのための

のスケーリングされた左側固有ベクトル

の推定値を取得する。固有モードはユニットパワーを有するため、

の中の特異値（つまりσ_ｍ（ｋ））は、各ワイドバンド固有モードのサブバンドごとに測定できるステアリング基準の受信された電力に基づいて推定されてよい。

別の実施形態では、ステアリング基準のための受信されたベクトルｒ _ｍ（ｋ）に基づいて

の推定値を取得するためにＭＭＳＥ技法が使用される。

ステアリング基準は任意の指定された記号期間内の１つのワイドバンド固有モードのために送信されてよく、代わりにそのワイドバンド固有モードのサブバンドごとに１つの固有ベクトルの推定値を取得するために使用されてよい。したがって、受信機は指定された記号期間のためのユニタリーマトリクスの中の１つの固有ベクトルの推定値を取得できる。ユニタリーマトリクスのための複数の固有ベクトルの推定値は様々な記号期間で取得されるため、及び伝送経路における雑音及び他の劣化のソースのために、ユニタリーマトリクスについて推定される固有ベクトルは直交でない可能性がある。推定された固有ベクトルがそれ以降他のリンクでデータ伝送の空間処理に使用される場合、これらの推定された固有ベクトルの中の直交性でのあらゆる誤差は固有モード間の漏話を生じさせ、性能を劣化させる可能性がある。

一実施形態では、ユニタリーマトリクスごとに推定される固有ベクトルは強制的に互いに直交とされる。固有ベクトルの直交化は、ＱＲ因数分解、最小二乗誤差計算、極分解などの多様な技法を使用して達成されてよい。ＱＲ因数分解は（非直交列のある）マトリクスＭ ^Ｔを直交マトリクスＱ _Ｆ及び上部三角マトリクスにＲ _Ｆに分解する。マトリクスＱ _ＦはＭ ^Ｔの列のための直交基礎を形成する。Ｒ _Ｆの対角要素はＱ _Ｆのそれぞれの列の方向でのＭ ^Ｔの列の構成部分の長さを与える。マトリクスＱ _Ｆはダウンリンクでの空間処理のために使用されてよい。マトリクスＱ _Ｆ及びＲ _Ｆはアップリンクのための機能強化された整合フィルタマトリクスを引き出すために使用されてよい。ＱＲ因数分解はグラムシュミット手順、ハウスホルダー変換等を含む多様な方法によって実行されてよい。

ステアリング基準に基づいたユニタリーマトリクス及び対角マトリクスを推定するための他の技法も使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

アクセスポイントは、このようにして、

上での特異値分解を実行することなく、ユーザ端末により送信されるステアリング基準に基づき

の両方を推定できる。

ユーザ端末からのアップリンク伝送のための正規化された整合フィルタマトリクスＭ _ａｐ（ｋ）は以下のように表されてよい。

次に、アップリンク伝送のためのアクセスポイントでの整合フィルタリングは以下のように表されてよく、

ここでは

は空間多重化モードのためにユーザ端末により送信される変調記号ｓ _ｕｐ（ｋ）のベクトルの推定値である。ビームステアリングモードの場合、マトリクスＭ _ａｐ（ｋ）の１行だけがデータ伝送のために使用される固有モードの１つの記号推定値

を提供するために使用される。

（２．ダウンリンク空間処理）
ダウンリンクの場合、アクセスポイントは空間処理のために（Ｎ_ａｐｘＮ_ａｐ）のマトリクスＦ _ａｐ（ｋ）を使用する。このマトリクスは以下のように表されてよい。

補正マトリクス

はユーザ端末により引き出され、校正中にアクセスポイントに送り返される。マトリクス

はユーザ端末によりアップリンクで送信されるステアリング基準に基づいて得られてよい。

空間多重化モードの場合、データサブバンドごとのダウンリンクのための送信ベクトルｘ _ｄｎ（ｋ）は以下のように表されてよく、

ここではｘ _ｄｎ（ｋ）は送信ベクトルであり、ｓ _ｄｎ（ｋ）はダウンリンクのためのデータベクトルであり、チャネル反転を達成するためのＧ（ｋ）による信号スケーリングは簡単にするために再び省略される。

ユーザ端末では、ダウンリンク伝送のための受信ベクトルｒ _ｄｎ（ｋ）は以下のように表されてよい。

式（４８）に示されるように、ユーザ端末では、受信されたダウンリンク伝送は、特異値の対角マトリクス

によりスケーリングされる

の左側固有ベクトルのマトリクス

である

により変換される。

アクセスポイントからのダウンリンク伝送のための正規化された整合フィルタマトリクスＭ _ｕｔ（ｋ）は以下のように表されてよい。

対角マトリクス

及び左側固有ベクトルのマトリクス

は、前述されたように校正されたダウンリンクチャネル応答推定値

で特異値分解を実行することによりユーザ端末によって引き出すことができる。

したがって、ダウンリンク伝送のためのユーザ端末における整合フィルタリングは以下のように表すことができる。

３．アクセスポイント及びユーザ端末の空間処理
ＴＤＤシステムのための互恵的なチャネル及び校正のため、アクセスポイントとユーザ端末両方における空間処理は簡略化されてよい。表３２に、データ伝送及び受信のためのアクセスポイント及びユーザ端末での空間処理を要約する。

データ受信のための空間処理も一般的に整合フィルタリングと呼ばれる。

互恵的なチャネルのために、

はユーザ端末について（送信するための）

の右側ベクトル及び（受信するための）

の左側固有ベクトルの両方のマトリクスである。同様に、

はアクセスポイントについて（送信するための）

の右側固有ベクトル及び（受信するための）

の左側固有ベクトルの両方のマトリクスである。特異値分解は、

を取得するために、校正されたダウンリンクチャネル応答推定値

についてユーザ端末によって実行されればよい。アクセスポイントは、ユーザ端末によって送信されるステアリング基準に基づいて

を引き出すことができ、アップリンクチャネル応答推定値

での特異値分解を実行する必要はない。アクセスポイント及びユーザ端末は、

を引き出すために、アクセスポイント及びユーザ端末により使用される異なる平均のためにマトリクス

の異なるバージョンを有してよい。さらに、ステアリング基準に基づいてアクセスポイントによって引き出されるマトリクス

は、通常特異値分解を使用してユーザ端末により引き出されるマトリクス

とは異なる。簡単にするため、これらの差異は前記導出では示されていない。

（４．ビームステアリング）
特定のチャネル状態の場合、１つのワイドバンド固有モード（通常、最良または主要なワイドバンド固有モード）だけでデータを送信することはより優れている。これは、主要なワイドバンド固有モードで使用可能な送信電力のすべてを使用することにより改善された性能が達成されるように、他のすべてのワイドバンド固有モードのための受信されたＳＮＲが十分に低い（ｐｏｏｒ）場合に当てはまることがある。

１つのワイドバンド固有モードでのデータ伝送は、ビームフォーミングまたはビームステアリングのどちらかを使用して達成されてよい。ビームフォーミングの場合、変調記号は、主要なワイドバンド固有モード（つまり、並べ替え後の

第１の列）について、ｋ∈ｋの場合に固有ベクトル

で空間的に処理される。ビームステアリングの場合、変調記号は、主要なワイドバンド固有モードについてｋ∈Ｋの場合に「正規化された」（つまり「飽和された」）固有ベクトル

の集合で空間的に処理される。

アップリンクの場合、主要なワイドバンド固有モードについて、ｋ∈Ｋの場合に各固有ベクトル

の要素が様々な大きさを有してよい。したがって、サブバンドｋのために固有ベクトル

の要素でサブバンドｋのための変調記号を乗算することにより取得されるサブバンドごとのあらかじめ調整された記号は異なる大きさを有してよい。その結果、それぞれが指定された送信アンテナについてすべてのデータサブバンドのためのあらかじめ調整された記号を含むアンテナ単位の送信ベクトルが異なる大きさを有してよい。（例えば、電力増幅器の制限のために）送信アンテナごとの送信電力が制限される場合には、ビームフォーミングはアンテナごとに使用可能な総電力を完全に使用しない可能性がある。

ビームステアリングは主要なワイドバンド固有モードについて、ｋ∈Ｋの場合、固有ベクトル

から位相情報だけを使用し、固有ベクトルの中のすべての要素が等しい大きさを有するように各固有ベクトルを正規化する。サブバンドｋのための該正規化された固有ベクトル

は以下のように表されてよく、

ここではＡは定数（例えばＡ＝１）であり、
θ_ｉ（ｋ）は、以下のように示される送信アンテナｉのサブバンドｋのための位相である。

式（５２）に示されるように、ベクトル

の中の各要素の位相は固有ベクトル

の対応する要素から取得される（つまり、θ_ｉ（ｋ）は、

から取得される）。

５．アップリンクビームステアリング
アップリンクでのビームステアリングのためのユーザ端末による空間処理は以下のようにして表されてよく、

ここではｓ_ｕｐ（ｋ）はサブバンドｋで送信される変調記号であり、

はビームステアリングのためのサブバンドｋの送信ベクトルである。

式（５３）に示されるように、サブバンドごとの正規化されたステアリングベクトル

のＮ_ｕｔ個の要素は等しい大きさを有するが、おそらく異なる位相を有する。したがってビームステアリングはサブバンドごとに１個の送信ベクトル

を生成し、

のＮ_ｕｔ個の要素は同じ大きさを有するが、おそらく異なる位相を有する。

ビームステアリングのためのアクセスポイントにおける受信されたアップリンク伝送は以下のように表されてよく、

ここでは

はビームステアリングのためにサブバンドｋのアップリンクのための受信されたベクトルである。

ビームステアリングを使用するアップリンク伝送のための整合フィルタ行ベクトル

は以下のように表されてよい。

整合フィルタベクトル

は後述されるように取得されてよい。ビームステアリングを用いた受信されたアップリンク伝送のためのアクセスポイントでの空間処理（または整合フィルタリング）は以下のようにして表されてよく、

ここでは、

であり（つまり

は

及びこれの共役転置の内積であり）、

はアップリンクでユーザ端末により送信される変調記号ｓ_ｕｐ（ｋ）の推定値であり、

は後処理された雑音である。

６．ダウンリンクビームステアリング
ダウンリンク上でのビームステアリングのためのアクセスポイントによる空間処理は以下のように表されてよく、

ここでは

は、アップリンクについて前述されたものと同様に、主要なワイドバンド固有モードについて、固有ベクトル

に基づいて生成されるサブバンドｋのために正規化された固有ベクトルである。

ビームステアリングを使用するダウンリンク伝送のための整合フィルタ行ベクトル

は以下のように表されてよい。

受信されたダウンリンク伝送のためのユーザ端末での空間処理（または整合フィルタリング）は以下のように表されてよく、

ここでは

（つまり、

は

及びこれの共役転置の内積である）。

（７．チャネル反転を用いた空間処理）
アップリンクの場合、空間多重化モードのための送信ベクトルｘ _ｕｐ（ｋ）は、以下のようにユーザ端末により引き出されてよく、

ここではＧ（ｋ）は前述されたチャネル反転のための利得の対角マトリクスである。

がＶ（ｋ）の代わりに使用されるという点を除き、式（６０）は式（１５）に類似している。

の要素は図９Ｂのビームフォーマ９５０内の乗算器９５２に提供される。

アップリンクの場合、ビームステアリングモードのための送信ベクトル

は以下のようにユーザ端末によって引き出されてよく、

ここでは

は等しい大きさを有するが、位相が主要な固有モードについて固有ベクトル

に基づいて取得される４個の要素を備えたベクトルである。ベクトル

は、式（１６）と（１７）で前述されたものに類似して引き出されてよい。利得

はチャネル反転を達成するが、

が式（２０）について使用されるのを除き、式（１８）から（２０）で上記に示されるものに類似して引き出されてよい。

の要素は、図１０Ｂのビームステアリング装置１０５０内の乗算器１０５２に提供される。

ダウンリンクの場合、空間多重化モードのための送信ベクトルｘ _ｄｎ（ｋ）はアクセスポイントにより以下のように引き出されてよい。

式（６２）は、

がＶ（ｋ）の代わりに使用されるのを除き、式（１５）に類似している。

は、図９Ｂのビームフォーマ９５０内で乗算器９５２に提供されてよい。

ダウンリンクの場合、ビームステアリングモードのための送信ベクトル

は以下のようにアクセスポイントにより引き出されてよく、

ここでは

は等しい大きさを有するが、位相が主要な固有モードのために固有ベクトル

に基づいて取得される等しい大きさの４つの要素をもつベクトルである。利得

はチャネル反転を達成し、

が式（２０）について使用されるのを除き、式（１８）から（２０）で上記に示されたものと同様に引き出されてよい。

の要素は、図１０Ｂのビームスタリング装置１０５０内の乗算器１０５２に提供される。

（ＶＩＩＩ．パイロット構造）
アクセスポイント及びユーザ端末がタイミング及び周波数の獲得、チャネル推定、及び適切なシステム運用に必要とされる他の機能を実行できるようにするためにＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムにはパイロット構造が提供されている。表３３に、４つのタイプのパイロット及び例示的なパイロット構造のそれらの短い説明を一覧表示する。パイロット構造には、さらに少ない、異なった、及び／または追加のパイロットタイプも使用されてよい。

ステアリング基準及びステアリングパイロットは同義語である。

一実施形態では、パイロット構造は（１）ダウンリンクの場合は、アクセスポイントにより送信されるビーコンパイロット、ＭＩＭＯパイロット、ステアリング基準、及びキャリヤパイロットを、（２）アップリンクの場合は、ユーザ端末により送信されるＭＩＭＯパイロット、ステアリング基準、及びキャリヤパイロットを含む。

ダウンリンクビーコンパイロット及びＭＩＭＯパイロットは各ＴＤＤフレームの中で（図５Ａに示されるように）ＢＣＨで送信される。ビーコンパイロットは、タイミング及び周波数の捕捉、ならびにドップラー推定のためにユーザ端末により使用されてよい。ＭＩＭＯパイロットは、（１）ダウンリンクＭＩＭＯチャネルの推定値を取得するため、（２）（ビームステアリングモードまたは空間多重化モードがサポートされている場合には）アップリンク伝送のためにステアリングベクトルを引き出すため、及び（３）ダウンリンク伝送のために整合フィルタを引き出すためにユーザ端末により使用されてよい。ダウンリンクステアリング基準は、チャネル推定のために指定されたユーザ端末によっても使用されてよい。

アップリンクステアリング基準は、ビームステアリングモードまたは空間多重化モードをサポートする各アクティブユーザ端末により送信され、（１）ダウンリンク伝送のためにステアリングベクトルを引き出すため、及び（２）アップリンク伝送のために整合フィルタを引き出すためにアクセスポイントにより使用されてよい。一般的には、ステアリング基準は、ビームステアリングモード及び／または空間多重化モードをサポートするユーザ端末のために／によって送信されるだけである。送信される該基準は、それが（例えば質の悪いチャネル推定値のために）適切にステアリングされているかどうかに関わりなく作用する。すなわち、該基準は、ステアリングマトリクスが対角であるため送信アンテナ単位で直交となる。

ユーザ端末が校正される場合には、それは次にｋ∈Ｋの場合にベクトル

を使用してＲＡＣＨ上で主要な固有モードに関するステアリング基準を送信でき、ここでは

は主要な固有モードの

の列である。ユーザ端末が校正されない場合には、それはｋ∈Ｋの場合、ベクトルｖ _ｕｔ，ｐ（ｋ）＝［ｅ^{ｊθ１（ｋ）}ｅ^{ｊθ２（ｋ）}．．．ｅ^{ｊθ３（ｋ）}］^Ｔを使用してＲＡＣＨ上でパイロットを送信できる。サブバンドごとのベクトルｖ _ｕｔ，ｐ（ｋ）は、ｉ∈｛１，２，．．．Ｎ_ｕｔ｝の場合にその位相θ_ｉ（ｋ）が疑似ランダム手順に従って選択されてよいＮ_ｕｔ個のランダムステアリング係数を含む。Ｎ_ｕｔ個のステアリング係数の間の相対的な位相だけが問題になるため、第１のステアリング係数の位相はゼロに設定されてよい（つまりθ_ｉ（ｋ）＝０）。他のＮ_ｕｔ−１のステアリング係数の位相はアクセス試行のたびに変化してよく、その結果すべて３６０°が３６０°／Ｎ_θ１という間隔で各ステアリング係数によりカバーされ、ここではＮ_θ１はＮ_ｕｔの関数である。ＲＡＣＨ試行のたびのステアリングベクトルｖ _ｕｔ，ｐ（ｋ）のＮ_ｕｔの要素の位相の摂動は、校正の前にビームステアリングモードでＲＡＣＨを使用するときに、ユーザ端末がすべてのアクセス試行のために不良なステアリングベクトルを使用しないようにである。ＭＩＭＯパイロットは、ビームステアリング及び／または空間多重化モードをサポートしないユーザ端末のために／によって送信されてよい。

アクセスポイントは、ユーザ端末がアクセスポイントとじかに通信するまでユーザ端末のためにチャネルに関する知識を有していない。ユーザ端末がデータの送信を所望するとき、それは最初にアクセスポイントにより送信されたＭＩＭＯパイロットに基づいてチャネルを推定する。次にユーザ端末は、それがシステムにアクセスしようとすると、ＲＡＣＨのプリアンブルの中でステアリング基準を送信する。アクセスポイントは信号検出及びチャネル推定のためにＲＡＣＨプリアンブルに関する基準を使用する。

いったんユーザ端末がシステムへのアクセスを許可され、アクセスポイントによりＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てられると、ユーザ端末はそれが送信する各ＲＣＨ ＰＤＵの始まりに基準（例えば、ＭＩＭＯパイロット）を送信する。ユーザ端末がダイバーシティモードを使用している場合には、次に参照はステアリングなしにＲＣＨで送信される。ユーザ端末がビームステアリングモードまたは空間多重化モードを使用している場合には、ステアリング基準は、アクセスポイントが４８のデータサブバンドのそれぞれについて（ビームステアリングモードのための）主要固有モードの固有ベクトルまたは（空間多重化モードのための）４つの固有ベクトルの集合を決定できるようにＲＣＨで送信される。ステアリング基準により、アクセスポイントはチャネルのこれの推定値を改善し、チャネルを追尾できるようにする。

１．ビーコンパイロット−ダウンリンク
ダウンリンクビーコンパイロットは、（図５Ａに図示されるように）ＢＣＨの第１の部分に含まれ、各ＴＤＤフレームで送信される。ビーコンパイロットは、アクセスポイントにおける４本のアンテナのそれぞれから送信される（「Ｂ」として示される）特定のＯＦＤＭ記号を含む。同じＢ ＯＦＤＭ記号は、ビーコンパイロットのための２記号持続期間で２度送信される。

特定の実施形態では、該Ｂ ＯＦＤＭ記号は、表３４に示される１２の特定のサブバンドについて、１２個のＢＰＳＫ変調記号、ｂ（ｋ）の集合を備える。

表３４に示されているビーコンパイロット実施形態の場合、Ｂ ＯＦＤＭ記号は（１）サブバンド−２４、−１６、−４、１２、１６、２０及び２４のためのＢＰＳＫ変調記号（１＋ｊ）、（２）サブバンド−２０、−１２、−８、４及び８のためのＢＰＳＫ変調記号（１＋ｊ）、及び（３）残りの５２のサブバンドのためのゼロという信号値を備える。Ｂ ＯＦＤＭ記号はユーザ端末によるタイミング及び周波数の捕捉を容易にするように特に設計されている。しかしながら、他のＯＦＤＭ記号もビーコンパイロットのために使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

２．ＭＩＭＯパイロット−ダウンリンク
ダウンリンクＭＩＭＯパイロットは、（図５Ａに示されるような）ＢＣＨの第２の部分に含まれ、各ＴＤＤフレームで送信される。ＭＩＭＯパイロットはアクセスポイントでの４本のアンテナのそれぞれから送信される（「Ｐ」として示される）特定のＯＦＤＭ記号を含む。同じＰ ＯＦＤＭ記号はＭＩＭＯパイロットのための８記号持続期間で８度送信される。しかしながら、その各アンテナに割り当てられる８個のＰ ＯＦＤＭ記号は、そのアンテナに割り当てられている別の４チップウォルシュ系列で「カバーされている」。カバリングは、送信される指定されたパイロットまたはデータ記号（あるいは同じ値の付いたＬ個のパイロット記号／データ記号の集合）が、次に送信されるＬ個のカバーされた記号を取得するためにＬチップ直交系列のＬ個すべてのチップにより乗算されるプロセスである。デカバリング（ｄｅｃｏｖｅｒｉｎｇ）は、受信された記号が、次に送信されたパイロット記号／データ記号の推定値を取得するために蓄積されるＬ個のデカバリングされた記号を取得するために該同じＬチップ直交系列のＬ個のチップにより乗算される相補的なプロセスである。カバリングはＮ_Ｔ本の送信アンテナからのＮ_Ｔのパイロット伝送の間で直交性を達成し、ユーザ端末が個々の送信アンテナを区別できるようにする。カバリングはウォルシュ系列または他の直交系列で達成されてよい。

特定の実施形態では、Ｐ ＯＦＤＭ記号は、表３４に示されている、４８のデータサブバンド及び４つのパイロットサブバンドのための５２個のＱＰＳＫ変調記号ｐ（ｋ）の集合を備える。ゼロという信号値は残りの１２のサブバンドで送信される。Ｐ ＯＦＤＭ記号はユーザ端末によるチャネル推定を容易にするように設計される５２個のＱＰＳＫ変調記号の一意の「ワード」を備える。この一意のワードは送信されたＭＩＭＯパイロットの中のピーク対平均変動を最小限に抑えるためにも選択される。したがって、これによりユーザ端末における受信機回路構成要素により生じるひずみ及び非直線性の量が削減されてよく、その結果、チャネル推定の精度を改善できる。しかしながら、他のＯＦＤＭ記号もＭＩＭＯパイロットに使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

一実施形態では、アクセスポイントでの４本のアンテナには、Ｗ_１＝１１１１、Ｗ_２＝１０１０、Ｗ_３＝１１００、及びＷ_４＝１００１という４チップウォルシュ系列が割り当てられる。指定されたウォルシュ系列の場合「１」という値は、Ｐ ＯＦＤＭ記号が送信されることを示し、［０］という値は、−Ｐ ＯＦＤＭ記号が送信される（つまりＰの中の５２個の変調記号のそれぞれが反転される）ことを示す。

表３５に、ビーコンパイロット及びＭＩＭＯパイロットのためにアクセスポイントにおける該４本のアンテナのそれぞれから送信されるＯＦＤＭ記号を一覧表示する。Ｂ ＯＦＤＭ記号及びＰ ＯＦＤＭ記号は前述されている。

ＭＩＭＯパイロットは、ダウンリンクのチャネル応答を推定するためにユーザ端末により使用されてよい。特に、アクセスポイントアンテナｉから送信され、ユーザ端末アンテナｊにより受信されるパイロットを回復するために、端末アンテナｊによって受信されるパイロットは最初にアクセスポイントアンテナｉに割り当てられているウォルシュ系列で乗算される。次にＭＩＭＯパイロットのための８つすべての記号期間の間の８個のデカバリングされたＯＦＤＭ記号が蓄積され、該蓄積はＭＩＭＯパイロットを搬送するために使用される５２のサブバンドのそれぞれについて個々に実行される。蓄積の結果は、５２のデータサブバンド及びパイロットサブバンドのためのアクセスポイントアンテナｉからユーザ端末アンテナｊへの校正されたダウンリンクチャネル応答の推定値であるｋ＝±｛１，．．．，２６｝の場合、

である。

同じパイロット処理は、各ユーザ端末アンテナで各アクセスポイントアンテナからパイロットを回復するためにアクセスポイントによって実行されてよい。各アクセスポイントアンテナから送信されるパイロットは、そのアンテナに割り当てられているウォルシュ系列でデカバリングすることによって回復されてよい。パイロット処理は、５２のサブバンドのそれぞれにＮ_ａｐ・Ｎ_ｕｔの値を提供し、ここではＮ_ａｐはアクセスポイントにおけるアンテナの数を示し、Ｎ_ｕｔはユーザ端末におけるアンテナの数を示す。サブバンドごとのＮ_ａｐ・Ｎ_ｕｔ値は、そのサブバンドのための校正されたダウンリンク応答推定値

の要素である。

ＭＩＭＯパイロットも、校正のため、及びダイバーシティモードでユーザ端末によってアップリンクで送信されてよい。アクセスポイントにより送信されるＭＩＭＯパイロットを回復するためのユーザ端末について前述された同じ処理も、ユーザ端末により送信されるＭＩＭＯパイロットを回復するためにアクセスポイントによって実行されてよい。

（３．ステアリング基準）
ステアリング基準は、各アクティブユーザ端末により（図５Ｃに図示されるような）ＲＡＣＨ ＰＤＵあるいは（図５Ｅ及び図５Ｇに図示されるような）ＲＣＨ ＰＤＵのプリアンブル部分で送信されてよい。ステアリング基準は、アクティブユーザ端末に対し、アクセスポイントにより（図５Ｅ及び図５Ｆに図示されるような）ＦＣＨ ＰＤＵのプリアンブル部分で送信されてもよい。

（Ａ．空間多重化のためのステアリング基準）
ステアリング基準は、（アップリンクのための）ユーザ端末または（ダウンリンクのための）アクセスポイントにおける送信アンテナのすべてから送信される特定のＯＦＤＭ記号（例えば、ＭＩＭＯパイロットに使用されるのと同じＰ ＯＦＤＭ記号）を備える。しかしながら、記号期間ごとのＰ ＯＦＤＭ記号は、１つの固有モードのためのステアリングベクトルを用いて空間的に処理される（つまり、ビームフォーミングされる）。

ＲＡＣＨのプリアンブルの中でユーザ端末により送信されるステアリング基準の第１の記号は以下のように表されてよく、

ここではｘ（ｋ）はサブバンドｋのための送信ベクトルであり、

はユーザ端末のためのサブバンドｋの補正マトリクスであり、

は、主要なワイドバンド固有モードのサブバンドｋのためのステアリングベクトルであり、
ｐ（ｋ）はサブバンドｋのパイロット記号であり、
Ｋ′＝｛−３２，．．．．．，３１｝は、６４すべてのサブバンドのためのインデックスの集合である。

ベクトルｘ（ｋ）は、ユーザ端末における４本のアンテナから送信されることになるｋの各値の４個の送信記号を含む。ステアリングベクトル

は、校正されたアップリンクチャネル応答推定値

の右側固有ベクトルのマトリクス

の第１の列であり、ここでは

及び

は

のｉ番目の列である。前記は、

及び

の中の特異値が前述されたように順序付けされていると仮定する。

ＲＡＣＨのプリアンブルの中でユーザ端末により送信されるステアリング基準の第２の記号は、ＲＡＣＨ ＰＤＵのデータレートインジケータ（ＤＲＩ）を含む。ＤＲＩは、ＲＡＣＨ ＰＤＵで送信されるＲＡＣＨメッセージに使用されるレートを示す。ＤＲＩは、表１５に示されるように特定のＱＰＳＫ記号ｓ_ｄｒｉにＤＲＩをマッピングすることにより、第２のステアリング基準記号に埋め込まれる。ｓ_ｄｒｉ記号は、次に空間処理を実行する前にパイロット記号ｐ（ｋ）で乗算される。ＲＡＣＨのためのステアリング基準の第２の記号は以下のように示されてよい。

式（６４）及び（６５）に示されているように、主要な固有モードのための固有ベクトル

だけがＲＡＣＨのためのステアリング基準に使用される。

ＲＣＨのプリアンブルの中でユーザ端末により送信されるステアリング基準の記号は以下のように表されてよく、

ここではｘ _{ｕｐ，ｓｒ，ｍ}（ｋ）はワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋのための送信ベクトルであり、

はワイドバンド固有モードｍ（つまり、

のｍ番目の列）のサブバンドｋのためのステアリングベクトルである。

ＦＣＨのプリアンブルの中でアクセスポイントにより送信されるステアリング基準の記号は以下のように表されてよく、

ここではｘ _{ｄｎ，ｓｒ，ｍ}（ｋ）はワイドバンド固有モードｍのサブバンドのための送信ベクトルであり、

はアクセスポイントのためのサブバンドｋの補正マトリクスであり、

は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋのためのステアリングベクトルである。

ステアリングベクトル

は、校正されたダウンリンクチャネル応答推定値

の右側固有ベクトルのマトリクス

のｍ番目の列であり、ここでは

である。

ステアリング基準は多様な方法で送信されてよい。一実施形態では、１個または複数の固有ベクトルがＴＤＤフレームごとのステアリング基準のために使用され、ＦＣＣＨ情報要素の中のＦＣＨ／ＲＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｔｙｐｅフィールドにより示されるステアリング基準の持続期間に依存している。表３６に、例示的な設計のための多様なプリアンブルサイズのためのＦＣＨ及びＲＣＨ用のプリアンブルに使用される固有モードを一覧表示する。

表３６に示されるように、ステアリング基準は、プリアンブルサイズが４個のＯＦＤＭ記号または８個のＯＦＤＭ記号であるときに単一のＴＤＤフレーム内の４つすべての固有モードについて送信される。ＲＣＨのプリアンブルの中のｎ番目のＯＦＤＭ記号のためにユーザ端末により送信されるステアリング基準は以下のように表されてよく、

ここではＬはプリアンブルサイズである。つまり、タイプ２の場合Ｌ＝４、タイプ３の場合Ｌ＝８である。

同様に、ＦＣＨのためのプリアンブルの中でｎ番目のＯＦＤＭ記号のためにアクセスポイントによって送信されるステアリング基準は以下のように表されてよい。

式（６８）及び（６９）に示されているように、４つの固有モードはステアリングベクトルのための（４を法としたｎ）演算により４記号持続期間ごとに循環する。この方式は、チャネルがさらに迅速に及び／または適切なシステム運用のために良好なチャネル推定値が迅速に取得される必要があるときの接続の初期部分の間に変化する場合に使用されてよい。

別の実施形態では、ステアリング基準はＴＤＤフレームごとに１つのワイドバンド固有モードのために送信される。４つのワイドバンド固有モードのためのステアリング基準は４つのＴＤＤフレーム内で循環してよい。例えば、ステアリングベクトル

は、ユーザ端末によりそれぞれ第１のＴＤＤフレーム、第２のＴＤＤフレーム、第３のＴＤＤフレーム及び第４のＴＤＤフレームのために使用されてよい。使用するための特定のステアリングベクトルは、ＢＣＨメッセージ内のフレームカウンタ値の２個のＬＳＢにより指定されてよい。この方式により、ＰＤＵの中でさらに短いプリアンブル部分を使用できるようになるが、チャネルの良好な推定値を取得するためにはさらに長い時間期間が必要とされる可能性がある。

前述された両方の実施形態の場合、ステアリング基準は、（例えば、未使用の固有モードが質が悪く、注水により破棄されるために）４つより少ない固有モードが現在使用されているとしても、データ伝送のために使用されてよい４つすべての固有モードで送信されてよい。現在未使用の固有モードでのステアリング基準の伝送により、受信機はいつ固有モードが使用のために選択されるために十分に改善するのかを判断できるようになる。

Ｂ．ビームステアリングのためのステアリング基準
ビームステアリングモードの場合、送信側での空間処理は主要なワイドバンド固有モードのための正規化された固有ベクトルの集合を使用して実行される。正規化された固有ベクトルを用いる全体的な伝達関数は正規化されていない固有ベクトルを用いる全体的な伝達関数とは異なる（つまり

）。すべてのサブバンドのために正規化された固有ベクトルの集合を使用して生成されるステアリング基準は、次に、ビームステアリングモードのためにこれらのサブバンドのための整合フィルタベクトルを引き出すために、送信機により送信され、受信機により使用されてよい。

アップリンクの場合、ビームステアリングモードのためのステアリング基準は以下のように表されてよい。

アクセスポイントでは、ビームステアリングモードのための受信されたアップリンクステアリング基準が以下のように表されてよい。

ビームステアリングを用いてアップリンク伝送のための整合フィルタ行ベクトル

を取得するために、ステアリング基準のための受信されたベクトル

は最初にｐ^＊（ｋ）で乗算される。それから、結果が複数の受信されたステアリング基準記号上で統合され、

という推定値を形成する。ベクトル

は、次にこの推定値の共役転置である。

ビームステアリングモードで動作している間に、ユーザ端末は、例えば、正規化された固有ベクトル

を使用して１個または複数の記号を、主要なワイドバンド固有モードのために固有ベクトル

を使用して１個または複数の記号を、及び他のワイドバンド固有モードのために固有ベクトルを使用しておそらく１個または複数の記号などのステアリング基準の複数の記号を送信してよい。

で生成されるステアリング基準記号は整合フィルタベクトル

を引き出すためにアクセスポイントによって使用されてよい。

を用いて生成されるステアリング基準記号は、次にダウンリンクでビームステアリングのために使用される正規化された固有ベクトル

を引き出すために使用されてよい

を取得するために使用されてよい。他の固有モードのために固有ベクトル

を用いて生成されるステアリング基準記号はこれらの他の固有モードのために

及び特異値を取得するためにアクセスポイントによって使用されてよい。この情報は、次に、データ伝送のために空間多重化モードを使用するのか、あるいはビームステアリングモードを使用するのかを判断するためにアクセスポイントによって使用されてよい。

ダウンリンクの場合、ユーザ端末は校正されたダウンリンク応答推定値

に基づいてビームステアリングモードのために整合フィルタベクトル

を引き出してよい。特に、ユーザ端末は

の特異値分解から

を有し、正規化された固有ベクトル

を引き出すことができる。ユーザ端末は、次に

を取得するために

で

を乗算することができ、その結果

に基づいて

を引き出してよい。代わりにステアリング基準は正規化された固有ベクトル

を使用してアクセスポイントにより送信されてよく、このステアリング基準は、

を取得するために前述された方法でユーザ端末により処理されてよい。

４．キャリヤパイロット−アップリンク
ここに説明されるＯＦＤＭサブバンド構造は、−２１、−７、７、及び２１というインデックスが付いた４つのパイロットサブバンドを含んでいる。一実施形態では、キャリヤパイロットはプリアンブルの一部ではないすべてのＯＦＤＭ記号の中の４つのパイロットサブバンドで送信される。該キャリヤパイロットは送信機と受信機の両方で発振器内のドリフトのために位相変化を追尾するために受信機により使用されてよい。これにより改善されたデータ復調性能が提供されてよい。

キャリヤパイロットは、４つのパイロットサブバンドで送信される４つのパイロット系列Ｐ_ｃ１（ｎ）、Ｐ_ｃ２（ｎ）、Ｐ_ｃ３（ｎ）及びＰ_ｃ４（ｎ）を備える。パイロット系列は以下のように定義されてよく、

ここではｎはＯＦＤＭ記号期間のインデックスである。

パイロット系列は多様なデータ系列に基づいて定義されてよい。一実施形態では、パイロット系列Ｐ_ｃ１（ｎ）は多項式Ｇ（ｘ）＝ｘ^７＋ｘ^４＋ｘに基づいて生成され、ここでは初期状態はすべて１に設定され、出力ビットは以下のように信号値にマッピングされる。つまり１⇒−１及び０⇒１である。パイロット系列Ｐ_ｃ１（ｎ）は、ｎ＝｛１，２，．．．１２７｝の場合、以下のように表されてよい。

パイロット系列Ｐ_ｃ１（ｎ）の中の「１」及び「−１」という値は、特定の変調方式を使用してパイロット記号にマッピングされてよい。例えばＢＰＳＫを使用すると、「１」は１＋ｊにマッピングされ、「−１」は−（１＋ｊ）にマッピングされてよい。１２７を超えるＯＦＤＭ記号がある場合には、次にパイロット系列は、ｎ＞１２７の場合にＰ_ｃ１（ｎ）＝Ｐ_ｃ１（１２７を法としてｎ）となるように繰り返されてよい。

一実施形態では、４つのパイロット系列がトランスポートチャネルごとにリセットされる。したがって、ダウンリンクでは、パイロット系列はＢＣＨメッセージの第１のＯＦＤＭ記号のためにリセットされ、ＦＣＣＨメッセージの第１のＯＦＤＭ記号のために再度リセットされ、ＦＣＨで送信される第１のＯＦＤＭ記号のためにリセットされる。別の実施形態では、パイロット系列は、各ＴＤＤフレームの開始時にリセットされ、必要なとき何回でも繰り返される。この実施形態では、パイロット系列はＢＣＨ及びＦＣＨのプリアンブル部分の間に機能停止されてよい。

ダイバーシティモードでは、４つのパイロット系列が、表２９に示されるような４つのサブバンド／アンテナペアリングにマッピングされる。特にＰ_ｃ１（ｎ）はアンテナ１のサブバンド−２１に使用され、Ｐ_ｃ２（ｎ）はアンテナ２のサブバンド−７に使用され、Ｐ_ｃ３（ｎ）はアンテナ３のサブバンド７に使用され、Ｐ_ｃ４（ｎ）はアンテナ４のサブバンド２１に使用される。各パイロット系列は関連付けられたサブバンド及びアンテナで送信される。

空間多重化モードでは、４つのパイロット系列がそのそれぞれのサブバンドの主要な固有モードで送信される。キャリヤパイロット記号のための空間処理は、前述されたように変調記号について実行されるものに類似している。ビームステアリングモードでは、４つのパイロット系列がビームステアリングを使用してこれらのそれぞれのサブバンドで送信される。キャリヤパイロット記号のためのビームステアリングも変調記号のために実行されるものに類似している。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムについて特殊なパイロット構造が前述されてきた。システムには他のパイロット構造も使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

ＩＸ．システム運用
図１２Ａは、ユーザ端末の動作のための状態図１２００の特定の実施形態を示している。この状態図は４つの状態、Ｉｎｉｔ状態１２１０、Ｄｏｒｍａｎｔ（休眠）状態１２２０、Ａｃｃｅｓｓ（アクセス）状態１３０、及びＣｏｎｎｅｃｔｅｄ（接続）状態１２４０を含んでいる。状態１２１０、１２２０、１２３０及び１２４０のそれぞれは多くのサブステート（簡単にするために図１２Ａでは図示せず）に関連付けられてよい。

Ｉｎｉｔ状態では、ユーザ端末はシステム周波数及びタイミングを捕捉し、ＢＣＨ上で送信されるシステムパラメータを取得する。Ｉｎｉｔ状態では、ユーザ端末は以下の機能を実行してよい。

・システム決定―ユーザ端末はどの搬送周波数でシステムを捕捉するのかを決定する。

・周波数／タイミング捕捉―ユーザ端末はビーコンパイロットを捕捉し、これの周波数及びタイミングを相応して調整する。

・パラメータ捕捉―ユーザ端末は、ダウンリンク信号が受信されるアクセスポイントと関連付けられるシステムパラメータを取得するためにＢＣＨを処理する。

Ｉｎｉｔ状態のための必要とされる機能を完了すると、ユーザ端末はＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移する。

Ｄｏｒｍａｎｔ状態では、ユーザ端末は更新されたシステムパラメータ、ダウンリンクで送信されているページ及び放送メッセージの表示等がないかＢＣＨを周期的に監視する。無線リソースはこの状態のユーザ端末に割り当てられない。Ｄｏｒｍａｎｔ状態では、ユーザ端末は以下の機能を実行してよい。

・登録が保証されている場合、ユーザ端末は登録要求とともにＡｃｃｅｓｓ状態を入力する。

・送信機／受信機の校正が保証されている場合、ユーザ端末は校正要求とともにＡｃｃｅｓｓ状態を入力する。

・ユーザ端末は、ＦＣＨ上で送信されるページ及び放送メッセージの表示がないかＢＣＨを監視する。

・ユーザ端末がアップリンクで送信するためのデータを有する場合には、それはリソース要求とともにＡｃｃｅｓｓ状態を入力する。

・ユーザ端末はシステムパラメータを更新する、及びチャネルを追尾するなどの保守手順を実行する。

・ユーザ端末は、このモードがユーザ端末４によってサポートされている場合には省力のために動作のスロットモードに入ってよい。

ユーザ端末が任意のタスクについてアクセスポイントから無線リソースを所望する場合、それはＡｃｃｅｓｓ状態に遷移する。例えば、ユーザ端末は、登録または校正に対する要求のため、あるいは専用リソースを要求するために、ＢＣＨメッセージの中で送信されているページまたはＤＳＴインジケータに応えてＡｃｃｅｓｓ状態に遷移してよい。

Ａｃｃｅｓｓ状態では、ユーザ端末はシステムにアクセスする過程にある。ユーザ端末はショートメッセージ及び／またはＦＣＨ／ＲＣＨリソースに対する要求をＲＡＣＨを使用して送信してよい。ＲＡＣＨの動作はさらに詳細に後述される。ユーザ端末がアクセスポイントによりリリースされる場合には、それはＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移して戻る。ユーザ端末にダウンリンク及び／またはアップリンク用のリソースが割り当てられている場合には、それは次にＣｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に遷移する。

Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態では、必ずしもＴＤＤフレームごとではないが、ユーザ端末はＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てられる。ユーザ端末は割り当てられたリソースを積極的に使用してよいか、あるいはＣｏｎｎｅｃｔｅｄ状態で（依然として接続を維持しながら）空きであってよい。ユーザ端末は、それがアクセスポイントによりリリースされるまで、あるいはそれが特定のタイムアウト期間の間活動がなかった後にタイムアウトした場合にはＣｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に留まる。その場合それはＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移して戻る。

Ｄｏｒｍａｎｔ状態、Ａｃｃｅｓｓ状態またはＣｏｎｎｅｃｔｅｄ状態にある間、ユーザ端末は、それが電源を切られる場合、あるいは接続が途絶える場合にはＩｎｉｔ状態に遷移して戻る。

図１２Ｂは、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態１２４０の状態図の特定の実施形態を示している。この実施形態では、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態は３つのサブステート、Ｓｅｔｕｐ（セットアップ）サブステート１２６０、Ｏｐｅｎ（オープン）サブステート１２７０、及びＩｄｌｅ ｓｕｂｓｔａｔｅ（空きサブステート）１２８０を含む。ユーザ端末はＦＣＣＨで割り当てを受信するとＳｅｔｕｐサブステートに入る。

Ｓｅｔｕｐサブステートでは、ユーザ端末は接続をセットアップする過程にあり、まだデータを交換していない。接続セットアップは、アクセスポイント、レート決定、サービス交渉等のためにチャネル推定値を含んでよい。Ｓｅｔｕｐサブステートに入ると、ユーザ端末は指定された時間量の間タイマを設定する。ユーザ端末がこのサブステートを終了する前にタイマが時間切れになると、それはＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移して戻る。ユーザ端末は接続セットアップの完了時にＯｐｅｎサブステートに遷移する。

Ｏｐｅｎサブステートでは、ユーザ端末及びアクセスポイントはダウンリンク及び／またはアップリンクでデータを交換する。Ｏｐｅｎサブステートにある間、ユーザ端末はシステムパラメータ及びページ／放送メッセージの表示がないかＢＣＨを監視する。ＢＣＨメッセージが指定数のＴＤＤフレームの中で正しく復号できない場合には、次にユーザ端末はＩｎｉｔ状態に遷移して戻る。

ユーザ端末はチャネル割り当て、レート制御、ＲＣＨタイミング制御及び電力制御情報がないかＦＣＣＨも監視する。ユーザ端末はＢＣＨビーコンパイロット及びＦＣＨプリアンブルを使用して受信されたＳＮＲを推定し、ＦＣＨで確実に持続できる最大レートを決定する。

ＴＤＤフレームごとのユーザ端末のためのＦＣＨ割り当て及びＲＣＨ割り当ては現在の（またはおそらく前の）ＴＤＤフレームで送信されたＦＣＣＨ ＰＤＵの中の情報要素によって指定される。ユーザ端末は指定されたＴＤＤフレームについてＦＣＨ及び／またはＲＣＨでデータ伝送のために割り当てられなくてよい。ユーザ端末がデータ伝送のために予定されないＴＤＤフレームごとに、それはダウンリンクでＦＣＨ ＰＤＵを受信せず、アップリンクで送信しない。

ユーザ端末が予定されるＴＤＤフレームごとに、ダウンリンク及び／またはアップリンクでのデータ伝送が、レート、伝送モード、及びＦＣＣＨ割り当て（つまりユーザ端末にアドレス指定されたＦＣＣＨ情報要素）に示される（アップリンクのための）ＲＣＨタイミングオフセットを使用して実行される。ユーザ端末はそれに送信されるＦＣＨ ＰＤＵを受信し、復調し、復号する。ユーザ端末はプリアンブル及びＦＣＨデータレートインジケータを含むＲＣＨ ＰＤＵも送信する。ユーザ端末はＦＣＣＨ割り当てに含まれるレート制御情報に従ってＲＣＨで使用されるレートを調整する。電力制御がアップリンク伝送のために適用されている場合には、ユーザ端末はＦＣＣＨ割り当てに含まれる電力制御コマンドに基づいてこれの送信電力を調整する。データ交換は集中的である場合があり、その場合ユーザ端末は、データが交換されていないときはつねにＩｄｌｅサブステートになってよい。ユーザ端末は、アクセスポイントにより指示されるとＩｄｌｅサブステートになる。アクセスポイントが指定された数のＴＤＤフレームの中でユーザ端末にＦＣＨまたはＲＣＨを割り当てない場合には、次にユーザ端末はＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移して戻りこれのＭＡＣ ＩＤを保持する。

Ｉｄｌｅサブステートでは、アップリンクとダウンリンクの両方とも空き中である。データはどちらの方向でも送信されていない。しかしながら、ステアリング基準及び制御メッセージとリンクが維持されている。このサブステートでは、アクセスポイントはＲＣＨ、及びおそらくＦＣＨで（必ずしも同時にではなく）ユーザ端末にＩｄｌｅＰＤＵを周期的に割り当てる。アクセスポイントがリンクを維持するためにＦＣＨ及びＲＣＨでＩｄｌｅＰＤＵを周期的に割り当てるのであれば、ユーザ端末は無期限にＣｏｎｎｅｃｔｅｄ状態に留まることができてよい。

Ｉｄｌｅサブステートにある間、ユーザ端末はＢＣＨを監視する。ＢＣＨメッセージが指定数のＴＤＤフレーム内に正しく復号されない場合には、次にユーザ端末はＩｎｉｔ状態に遷移して戻る。ユーザ端末はチャネル割り当て、レート制御、ＲＣＨタイミング制御、及び電力制御の情報がないかＦＣＣＨも監視する。ユーザ端末は受信ＳＮＲを推定し、ＦＣＨによりサポートされる最大レートを決定してもよい。ユーザ端末は、割り当てられているときＲＣＨでＩｄｌｅＰＤＵを送信し、それが送信するデータを有する場合にＩｄｌｅＰＤＵでＲＣＨ要求ビットを設定する。アクセスポイントが指定数のＴＤＤフレーム内にユーザ端末にＦＣＨまたはＲＣＨを割り当てない場合には、次にユーザ端末はＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移して戻り、これのＭＡＣ ＩＤを保持する。

タイムアウトタイマは３つのサブステートのどれかに入ると特定の値に設定されてよい。このタイマは、次に、該サブステートにある間に活動がない場合にカウントダウンする。Ｓｅｔｕｐサブステート、ＡｃｔｉｖｅサブステートまたはＩｄｌｅサブステートにある間、端末は、タイムアウトタイマが期限切れとなる場合にはＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移して戻り、接続が途絶えた場合にはＩｎｉｔ状態に遷移して戻る。ＡｃｔｉｖｅサブステートまたはＩｄｌｅサブステートにある間、端末は、接続がリリースされるとＤｏｒｍａｎｔ状態に遷移して戻る。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、ユーザ端末に使用されてよい状態図の特定の実施形態を示す。さらに少ない、追加の、及び／または異なった状態及びサブステートの多様な他の状態図もシステムに使用されてよく、これは本発明の範囲内である。

Ｘ．ランダムアクセス
一実施形態では、ユーザ端末がＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムにアクセスできるようにするためにランダムアクセス方式が利用される。一実施形態では、ランダムアクセス方式は、それによりユーザ端末がシステムへのアクセスを獲得しようとするためにランダムに選択されたＲＡＣＨスロットで送信するスロットアロハ方式に基づいている。ユーザ端末は、アクセスが獲得されるまで、あるいは最大数のアクセス試行に達するまでＲＡＣＨで複数の伝送を送信してよい。各ＲＡＣＨ伝送のための多様なパラメータは後述されるように成功の尤度を高めるために変更されてよい。

図１３は、ＲＡＣＨスロットに区切られているＲＡＣＨのタイムラインを描いている。各ＴＤＤフレームで使用するために入手可能なＲＡＣＨスロットの数、及びＲＡＣＨスロットの持続期間は構成可能なパラメータである。３２個のＲＡＣＨスロットの最大値は各ＴＤＤフレームで使用するために入手可能であってよい。前回のＲＡＣＨスロットの最後と次のＴＤＤフレームのためのＢＣＨ ＰＤＵの始まりの間のガード間隔も構成可能なパラメータである。ＲＡＣＨのためのこれらの３つのパラメータはフレームごとに変化することがあり、ＢＣＨメッセージのＲＡＣＨ Ｌｅｎｇｔｈフィールド、ＲＡＣＨ Ｓｌｏｔ Ｓｉｚｅフィールド、及びＲＡＣＨ Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドにより示されている。

ユーザ端末がシステムへのアクセスを所望するときには、それは関連するシステムパラメータを取得するために最初にＢＣＨを処理する。次にユーザ端末はＲＡＣＨ上でＲＡＣＨ ＰＤＵを送信する。このＲＡＣＨ ＰＤＵはユーザ端末からのアクセス要求を処理するためにアクセスポイントによって必要とされる情報を含むＲＡＣＨメッセージを含む。例えば、ＲＡＣＨメッセージは、アクセスポイントがユーザ端末を識別できるようにするユーザ端末の割り当てられたＭＡＣ ＩＤを含む。登録ＭＡＣ ＩＤ（つまり、特定のＭＡＣ ＩＤ値）は未登録のユーザ端末のために確保されてよい。この場合、ユーザ端末の長いＩＤは、登録ＭＡＣ ＩＤとともにＲＡＣＨメッセージのＰａｙｌｏａｄフィールドに含まれてよい。

前述されたように、ＲＡＣＨ ＰＤＵは表１５に一覧表示されている４つのデータレートの内の１つで送信されてよい。選択されたレートは（図５Ｃに図示されているように）ＲＡＣＨ ＰＤＵのプリアンブルの中に埋め込まれる。ＲＡＣＨ ＰＤＵはＲＡＣＨメッセージのＭｅｓｓａｇｅ Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドに示される（表１５にも一覧表示されるような）１個、２個、４個または８個のＯＦＤＭ記号の可変長も有する。

ＲＡＣＨ ＰＤＵを送信するためには、ユーザ端末は最初に、伝送のために使用されてよいＲＡＣＨスロットの数（つまり、「使用可能な」ＲＡＣＨスロットの数）を決定する。この決定は、（１）現在のＴＤＤフレーム内で使用可能なＲＡＣＨスロット数、（２）ＲＡＣＨスロットの持続期間、（３）ガード間隔、及び（４）送信されるＲＡＣＨ ＰＤＵの長さに基づいて下される。ＲＡＣＨ ＰＤＵはＴＤＤフレームのＲＡＣＨセグメントの最後を超えて拡張できない。したがって、ＲＡＣＨ ＰＤＵがガード間隔が加えられた１個のＲＡＣＨスロットより長い場合には、次にこのＰＤＵは１つ以上の後に使用可能なＲＡＣＨスロットで送信されなくてもよい。ＲＡＣＨ ＰＤＵを送信するために使用されてよいＲＡＣＨスロットの数は、前記に列挙された要因に基づいて使用可能なＲＡＣＨスロットの数より少なくてよい。ＲＡＣＨセグメントは、これの往復遅延を補償しないユーザ端末に対する可能性である、ユーザ端末からのアップリンク伝送が次のＢＣＨセグメントと干渉するのを防ぐために提供されるガード間隔を含む。

ユーザ端末は、次にＲＡＣＨ ＰＤＵを送信するために使用可能なＲＡＣＨスロットの内の１つをランダムに選択する。次にユーザ端末は選択されたＲＡＣＨスロットで開始するＲＡＣＨ ＰＤＵを送信する。ユーザ端末がアクセスポイントまでの往復遅延を知っている場合には、それはこれのタイミングを相応して調整することによりこの遅延を説明できる。

アクセスポイントがＲＡＣＨ ＰＤＵを受信すると、メッセージに含まれるＣＲＣを使用して受信されたＲＡＣＨメッセージをチェックする。アクセスポイントは、ＣＲＣが失敗した場合はＲＡＣＨメッセージを破棄する。ＣＲＣが合格すると、アクセスポイントは以後のＴＤＤフレームの中のＢＣＨでＲＡＣＨ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔビットを設定し、２個のＴＤＤフレーム内のＦＣＣＨでＲＡＣＨ肯定応答を送信する。ＢＣＨでのＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔビットの設定とＦＣＣＨでの肯定応答の送信の間には、予定遅延等を説明するために使用されてよい遅延がある可能性がある。例えば、アクセスポイントがＲＡＣＨでメッセージを受信すると、それはＢＣＨでＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔビットを設定し、ＦＣＣＨで遅延応答を有することができる。Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔビットはユーザ端末が再試行するのを妨げ、ビジーＲＡＣＨ期間を除き、不成功のユーザ端末が迅速に再試行できるようにする。

ユーザ端末が登録を実行している場合には、次に登録ＭＡＣ ＩＤ（例えば０ｘ０００１）を使用する。アクセスポイントはＦＣＨでＭＡＣ ＩＤ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ（割り当てメッセージ）を送信することにより応答する。他のすべてのＲＡＣＨ伝送タイプはシステムにより割り当てられるユーザ端末のＭＡＣ ＩＤを含む。アクセスポイントは、ユーザ端末に割り当てられるＭＡＣ ＩＤを使用してＦＣＣＨで肯定応答を送信することによってすべての正しく受信されたＲＡＣＨメッセージを明示的に肯定応答する。

ユーザ端末は、ＲＡＣＨ ＰＤＵを送信した後に、これのＲＡＣＨ ＰＤＵがアクセスポイントにより受信、処理されたかどうかを判断するためにＢＣＨ及びＦＣＣＨを監視する。ユーザ端末は、ＢＣＨメッセージの中のＲＡＣＨ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ Ｂｉｔが設定されているかどうかを判断するためにＢＣＨを監視する。このユーザ端末及び／または他のなんらかのユーザ端末のための肯定応答がＦＣＣＨで送信されていることを示すこのビットが設定される場合、ユーザ端末は肯定応答を含むＩＥタイプ３情報要素を獲得するためにＦＣＣＨをさらに処理する。それ以外の場合、ＲＡＣＨ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ Ｂｉｔが設定されていない場合には、ユーザ端末はＢＣＨの監視を続行し、ＲＡＣＨでこれのアクセス手順を再開する。

ＦＣＣＨ ＩＥタイプ３は成功したアクセス試行のための迅速な肯定応答を搬送するために使用される。各肯定応答情報要素は、肯定応答が送信されるユーザ端末に関連付けられたＭＡＣ ＩＤを含む。迅速な肯定応答は、これのアクセス要求が受信されたが、ＦＣＨ／ＲＣＨリソースの割り当てと関連付けられていないことをユーザ端末に知らせるために使用される。逆に割り当てに基づいた肯定応答はＦＣＨ／ＲＣＨ割り当てに関連付けられている。ユーザ端末がＦＣＣＨで迅速な肯定応答を受信する場合、Ｄｏｒｍａｎｔ状態に遷移する。ユーザ端末が割り当てに基づいた肯定応答を受信する場合、肯定応答とともに送信されるスケジューリング情報を取得し、現在のＴＤＤフレーム内で割り当てられるようなＦＣＨ／ＲＣＨの使用を開始する。

ユーザ端末は、それがＲＡＣＨ ＰＤＵを送信した後の指定数のＴＤＤフレーム内にＦＣＣＨで肯定応答を受信しない場合に、ＲＡＣＨでアクセス手順を再開する。この場合、ユーザ端末は、アクセスポイントがＲＡＣＨ ＰＤＵを正しく受信しなかったと仮定できる。カウンタは、アクセス試行の数をカウントするためにユーザ端末により維持される。このカウンタは第１のアクセス試行のためにゼロに初期化されてよく、それぞれの以後のアクセス試行について１ずつ増分される。ユーザ端末は、カウンタ値が試行の最大数に達するとアクセス手順を終了する。

以後のアクセス試行ごとに、ユーザ端末は、（１）ＲＡＣＨ ＰＤＵを送信する前に待機する時間量、（２）ＲＡＣＨ ＰＤＵ伝送のために使用するＲＡＣＨスロット、及び（３）ＲＡＣＨ ＰＤＵのためのレートを含む、このアクセス試行のための多様なパラメータを最初に決定する。待機する時間量を決定するために、ユーザ端末は、コンテンションウィンドウ（ＣＷ）と呼ばれる次のアクセス試行を待機する最大時間量を最初に決定する。一実施形態では（ＴＤＤフレーム単位で示される）コンテンションウィンドウは、アクセス試行のたびに飛躍的に増加する（つまりＣＷ＝２^{ａｃｃｅｓｓ＿ａｔｔｅｍｐｔ}）。コンテンションウィンドウは、アクセス試行数の他のなんらかの関数（例えば一次関数）に基づいて決定されてもよい。したがって、次のアクセス試行を待機する時間量は、ゼロとＣＷの間でランダムに選択される。ユーザ端末は、次のアクセス試行のためにＲＡＣＨ ＰＤＵを送信する前にこの時間量待機する。

次のアクセス試行のために、ユーザ端末は、前回のアクセス試行に対して最低レートが使用されなかった場合にはＲＡＣＨ ＰＤＵのレートを削減する。第１のアクセス試行に使用される初期レートは、ＢＣＨで送信されるパイロットの受信されたＳＮＲに基づいて選択されてよい。肯定応答の受信の失敗は、アクセスポイントがＲＡＣＨ ＰＤＵを正しく受信することができないことにより引き起こされる可能性がある。したがって、次のアクセス試行におけるＲＡＣＨ ＰＤＵのためのレートは、アクセスポイントによる正しい受信の尤度を高めるために削減される。

ランダムに選択された待機時間を待機した後に、ユーザ端末は再びランダムにＲＡＣＨ ＰＤＵの伝送のためにＲＡＣＨスロットを選択する。このアクセス試行のためのＲＡＣＨスロットの選択は、ＢＣＨメッセージで伝達されるような現在のＴＤＤフレームのためのＲＡＣＨパラメータ（つまりＲＡＣＨスロットの数、スロット持続期間、及びガード間隔）が現在のＲＡＣＨ ＰＤＵ長とともに使用される点を除き第１のアクセス試行について前述されたのに類似した方法で実行されてよい。したがって、ＲＡＣＨ ＰＤＵはランダムに選択されたＲＡＣＨスロットで送信される。

前述されたアクセス手順は、（１）ユーザ端末がアクセスポイントから肯定応答を受信する、あるいは（２）許可されたアクセス試行の最大数に達するかのどちらかまで続行する。アクセス試行ごとに、ＲＡＣＨ ＰＤＵを送信する前に待機する時間量、ＲＡＣＨ ＰＤＵ伝送のために使用するＲＡＣＨスロット、及びＲＡＣＨ ＰＤＵのためのレートが前述されたように選択されてよい。肯定応答が受信されると、次にユーザ端末は肯定応答により示されるように動作する（つまり、それは迅速な肯定応答が受信されるとＤｏｒｍａｎｔ状態で待機する、あるいは割り当てに基づいた肯定応答が受信されるとＦＣＨ／ＲＣＨの使用を開始する）。許可されたアクセス試行の最大数に達する場合には、次にユーザ端末はＩｎｉｔ状態に遷移して戻る。

（ＸＩ．レート、電力及びタイミングの制御）
アクセスポイントはＦＣＨ及びＲＣＨでのダウンリンク伝送及びアップリンク伝送を予定し、さらにすべてのアクティブなユーザ端末のためのレートを制御する。さらに、アクセスポイントはアップリンクで特定のアクティブなユーザ端末の送信電力を調整する。多様な制御ループは、アクティブユーザ端末ごとにレート、送信電力、及びタイミングを調整するために維持されてよい。

（１．固定レートサービス及び可変レートサービス）
アクセスポイントは、ＦＣＨ及びＲＣＨで固定レートサービスと可変レートサービスの両方をサポートできる。固定レートサービスは、音声、ビデオ等に使用されてよい。可変レートサービスはパケットデータ（例えば、ウェブブラウジング）のために使用されてよい。

ＦＣＨ／ＲＣＨでの固定レートサービスの場合、固定レートは接続全体のために使用される。ＦＣＨ及びＲＣＨのためには最善努力式の送達が使用される（つまり再送なし）。アクセスポイントはサービスのＱｏＳ要件を満たすために指定された時間間隔あたり一定数のＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵを予定する。遅延要件に応じて、アクセスポイントはＴＤＤフレームごとにＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵを予定する必要がない場合がある。電力制御はＲＣＨで実施されるが、固定レートサービスの場合ＦＣＨでは実施されない。

ＦＣＨ／ＲＣＨの可変レートサービスの場合、ＦＣＨ・ＲＣＨに使用されるレートはチャネル状態に伴ない変化できる。（ビデオ、音声などの）いくつかの等時性サービスの場合、ＱｏＳ要件が最小レート制約を課す場合がある。これらのサービスの場合、アクセスポイントにおけるスケジューラが、一定レートが提供されるようにＦＣＨ／ＲＣＨ割り当てを調整する。非同期データサービス（例えば、ウェブブラウジング、ファイル転送等）の場合、最善努力式の送達には再送のオプションが与えられる。これらのサービスの場合、チャネル状態により確実に持続できるレートが最大である。ユーザ端末のためのＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵのスケジューリングは、通常、これのＱｏＳ要件の関数である。ダウンリンク／アップリンクで送信するデータがない場合には、リンクを維持するためにＦＣＨ／ＲＣＨでＩｄｌｅ ＰＤＵが送信される。可変レートサービスの場合、閉ループ電力制御はＦＣＨまたはＲＣＨで実施されない。

（２．レート制御）
レート制御は、変化するチャネル状態にＦＣＨ／ＲＣＨのレートを適応させるためにＦＣＨ及びＲＣＨで動作する可変レートサービスのために使用されてよい。ＦＣＨ及びＲＣＨのために使用するためのレートは個別に制御されてよい。さらに、空間多重化モードでは、各専用トランスポートチャネルのワイドバンド固有モードごとのレートが単独で制御されてよい。レート制御は、各アクティブユーザ端末により提供されるフィードバックに基づいてアクセスポイントによって実行される。アクセスポイント内のスケジューラはデータ伝送を予定し、アクティブユーザ端末のためのレート割り当てを決定する。

どちらかのリンクでサポートできる最大レートは、（１）データサブバンドのすべてのチャネル応答マトリクス、（２）受信機により観察される雑音レベル、（３）チャネル推定値の質、及びおそらく他の要因の関数である。ＴＤＤシステムの場合、（アクセスポイント及びユーザ端末での差異を説明するために校正が実行された後に）チャネルはダウンリンク及びアップリンクのために互恵的であると見なされてよい。しかしながら、この互恵的なチャネルは、ノイズフロアがアクセスポイント及びユーザ端末で同じであることを暗示しない。したがって、指定されたユーザ端末の場合、ＦＣＨ及びＲＣＨのレートは単独で制御されてよい。

閉ループレート制御は、１つ以上の空間チャネルでのデータ伝送のために使用されてよい。閉ループレート制御は１つ以上のループで達成されてよい。内側のループはチャネル状態を推定し、データ伝送のために使用される各空間チャネルに適したレートを選択する。チャネル推定及びレート選択は前述されたように実行されてよい。外側のループは各空間チャネルで受信されるデータ伝送の質を推定するため、及び内側のループの動作を調整するために使用されてよい。データ伝送品質はパケット誤り率（ＰＥＲ）、デコーダマトリクス等、あるいはその組み合わせにより定量化されてよい。例えば、外側のループは、各空間チャネルのためにＳＮＲオフセットを調整し、その空間チャネルに対するターゲットＰＥＲを達成する。空間チャネルのために過剰なパケット誤りが検出される場合、外側ループは、内側ループに空間チャネルのためにさらに低いレートを選択するように命令してもよい。

（ダウンリンクレート制御）
各アクティブユーザ端末は、各ＴＴＤフレーム内でＢＣＨ上で送信されるＭＩＭＯパイロットに基づいてダウンリンクチャネルを推定できる。アクセスポイントは、特定のユーザ端末に送信されるＦＣＨ ＰＤＵ内でステアリング基準を送信してもよい。ＢＣＨでＭＩＭＯパイロットを、及び／またはＦＣＨでステアリング基準を使用すると、ユーザ端末は受信されたＳＮＲを推定し、ＦＣＨでサポートできる最大レートを決定できる。ユーザ端末が空間多重化モードで動作している場合には、最大レートはワイドバンド固有モードごとに決定されてよい。各ユーザ端末は（空間多重化モードのための）各ワイドバンド固有モードによりサポートされる最大レート、（ビームステアリングモードのための）主要なワイドバンド固有モードによりサポートされる最大レート、またはＲＣＨ ＰＤＵのＦＣＨ Ｒａｔｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒフィールド内の（ダイバーシティモードのための）ＭＩＭＯチャネルによってサポートされている最大レートをアクセスポイントに戻すことができる。これらのレートは、前述された注水を実行するために次に使用されてよい、受信されたＳＮＲにマッピングされてよい。代わりに、ユーザ端末は、アクセスポイントがダウンリンクによりサポートされる最大レートを決定できるようにするために（受信されたＳＮＲなどの）十分な情報を送り返してよい。

ダイバーシティモードを使用するのか、ビームステアリングモードを使用するのか、または空間多重化モードを使用するのかの決定は、ユーザ端末からのフィードバックに基づいて決定されてよい。使用のために選択されるワイドバンド固有モードの数は、ステアリングベクトル間の隔離が改善するにつれて増加してよい。

図１４Ａは、ユーザ端末のためのダウンリンク伝送のレートを制御するためのプロセスを描いている。ＢＣＨ ＰＤＵは各ＴＤＤフレームの第１のセグメントで送信され、チャネルを推定し、追尾するためにユーザ端末が使用できるビーコンパイロット及びＭＩＭＯパイロットを含む。ステアリング基準もユーザ端末に送信されるＦＣＨ ＰＤＵのプリアンブルで送信されてよい。ユーザ端末は、ＭＩＭＯ及び／またはステアリング基準に基づいてチャネルを推定し、ダウンリンクによりサポートできる最大レート（複数の場合がある）を決定する。ユーザ端末が空間多重化モードで動作している場合には、１つのレートがワイドバンド固有モードに提供される。ユーザ端末は、次にアクセスポイントに送信するＲＣＨ ＰＤＵのＦＣＨ Ｒａｔｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒフィールド内のＦＣＨのためのレートインジケータを送信する。

スケジューラは、各アクティブユーザ端末が以後のＴＤＤフレームでのダウンリンクデータ伝送を予定するためにダウンリンクがサポートできる最大レートを使用する。ユーザ端末のためのレート及び他のチャネルの割り当て情報はＦＣＣＨで送信される情報要素に反映される。一方のユーザ端末に割り当てられているレートが他方のユーザ端末のためのスケジューリングに影響を及ぼすことがある。ユーザ端末によるレート決定とこれの使用の間の最小遅延はほぼ単一のＴＤＤフレームである。

グラムシュミット順序付け手順を使用すると、アクセスポイントはＲＣＨプリアンブルから直接的にＦＣＨでサポートされる最大レートを正確に決定できる。したがって、これはレート制御を大幅に簡略化できる。

（アップリンクレート制御）
各ユーザ端末は、システムアクセスの間にＲＡＣＨで、ＦＣＨ／ＲＣＨリソースに割り当てられるとＲＣＨでステアリング基準を送信する。アクセスポイントはＲＣＨ上でのステアリング基準に基づいてワイドバンド固有モードのそれぞれに受信されたＳＮＲを推定し、各ワイドバンド固有モードによりサポートされる最大レートを決定できる。初期に、アクセスポイントは各ワイドバンド固有モードによりサポートされている最大レートで、または最大レート近くで確実な動作を可能にするためにチャネルの良好な推定値を有さなくてよい。確実性を改善するために、ＦＣＨ／ＲＣＨで使用される初期レートは最大サポートレートよりはるかに低くてよい。アクセスポイントは、チャネルの改善された推定値を取得するために多くのＴＤＤフレーム上でステアリング基準を統合できる。チャネルの推定値が改善するにつれて、レートは増加されてよい。

図１４Ｂは、ユーザ端末のためのアップリンク伝送のレートを制御するためのプロセスを描いている。アップリンク伝送のために予定されるとき、ユーザ端末は、アップリンクでの最大レートを決定するためにアクセスポイントにより使用される基準を含むＲＣＨ ＰＤＵを送信する。次に、スケジューラは以後のＴＤＤフレームで各アクティブユーザ端末がアップリンクデータ伝送を予定するためにアップリンクがサポートできる最大レートを使用する。ユーザ端末のためのレート及び他のチャネル割り当て情報はＦＣＣＨで送信される情報要素に反映される。アクセスポイントによるレート決定とこれの使用の間の最小遅延はほぼ単一のＴＤＤフレームである。

（３．電力制御）
固定レートサービスの場合（レート制御の代わりに）ＲＣＨでアップリンク伝送のために電力制御が使用されてよい。固定レートサービスの場合、レートは呼セットアップ時に交渉され、接続の持続期間の間固定されたままである。いくつかの固定レートサービスが制限された移動度要件と関連付けられてよい。一実施形態では、電力制御は、アップリンクがユーザ端末の間の干渉に対して保護するために実現されるが、ダウンリンクのためには使用されない。

電力制御機構は、所望されるサービス品質を達成するレベルでアクセスポイントでの受信されたＳＮＲが維持されるようにアクティブユーザ端末でアップリンク送信電力を制御するために使用される。このレベルは、多くの場合、ターゲット受信ＳＮＲ、動作ポイント、または設定点と呼ばれる。移動ユーザ端末の場合、ユーザ端末が動き回るに連れて、伝搬損が変化する可能性がある。電力制御機構は、受信されたＳＮＲが設定点近くで維持されるようにチャネルの変化を追尾する。

電力制御機構は、２つの電力制御ループ、内側ループ及び外側ループで実現されてよい。内側ループは、アクセスポイントでの受信されたＳＮＲが設定点近くで維持されるようにユーザ端末の送信電力を調整する。外側ループは、特定のフレーム誤り率（ＦＥＲ）（例えば１％ＦＥＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）、メッセージ誤り率（ＭＥＲ）、または何か他の基準により定量化されてよい、特定のレベルの性能を達成するために設定点を調整する。

図１５は、ユーザ端末のための内部電力制御の動作を描いている。ユーザ端末にＦＣＨ／ＲＣＨが割り当てられた後、アクセスポイントがＲＣＨで受信されたＳＮＲを推定し、それを設定点に比較する。ユーザ端末によって使用される初期電力は、呼セットアップ時に決定されてよく、通常これの最大送信電力レベル近くである。各フレーム間隔の場合、受信されたＳＮＲが特定の正のマージン、δ分設定点を超えると、次にユーザ端末に、アクセスポイントがこのユーザ端末に送信されるＦＣＣＨ情報要素内で特定量（例えば１ｄＢ）分これの送信電力を削減するように命令できる。逆に受信されたＳＮＲが該マージンδを差し引いた閾値より低い場合には、アクセスポイントはユーザ端末に該特定量分これの送信電力を増加するように命令できる。受信されたＳＮＲが設定点の許容範囲内にある場合には、次にアクセスポイントはユーザ端末による送信電力の変化を要求しない。アップリンク送信電力は、アクセスポイントから受信されるすべての電力調整の合計を加えた初期の送信電力レベルとして示される。

アクセスポイントで使用される初期設定点は、特定のレベルの性能を達成するために設定される。この設定点は、ＲＣＨのためのＦＥＲまたはＰＥＲに基づいて外側ループにより調整される。例えば、フレーム／パケット誤りが指定された時間期間で発生しない場合、設定点は第１の量（例えば０．１ｄＢ）分削減されてよい。平均ＦＥＲが１つ以上のフレーム／パケット誤りの発生により超えられる場合には、設定点は第２の量（例えば１ｄＢ）分増加されてよい。設定点、ヒステリシスマージン、及び外側ループ演算はシステムのために使用される電力制御設計に特殊である。

（４．タイミング制御）
タイミング制御は、ダウンリンク及びアップリンクが時分割２重化方法で同じ周波数バンドを共用するＴＤＤに基づいたフレーム構成で有利に使用されてよい。ユーザ端末はシステム全体に配置されてよく、したがってアクセスポイントに対する異なる伝播遅延と関連付けられてよい。アップリンクでの効率を最大限にするために、各ユーザ端末からのＲＣＨ及びＲＡＣＨでのアップリンク伝送のタイミングはこれの伝搬遅延を説明するために調整できる。したがって、これは、様々なユーザ端末からのアップリンク伝送がアクセスポイントでの特定の時間ウィンドウ内に到着し、アップリンクで互いに、あるいはダウンリンク伝送と干渉しないことを保証する。

図１６は、ユーザ端末のアップリンクタイミングを調整するためのプロセスを描いている。初期に、ユーザ端末は、システムへのアクセスを獲得するためにアップリンクでＲＡＣＨ ＰＤＵを送信する。アクセスポイントはユーザ端末に関連付けられる往復遅延（ＲＴＤ）の初期推定値を引き出す。往復遅延は（１）伝送の開始を決定するためにアクセスポイントで使用されるスライド式相関器、及び（２）ユーザ端末により送信されるＲＡＣＨ ＰＤＵに含まれるスロットＩＤに基づいて推定されてよい。アクセスポイントは、次に初期のＲＴＤ推定値に基づいてユーザ端末のための初期のタイミング前進を計算する。初期のタイミング前進はＲＣＨでのこれの再送の前にユーザ端末に送信される。初期のタイミング前進はＦＣＨでのメッセージ、ＦＣＣＨ情報要素のフィールド、あるいは他のなんらかの手段によって送信されてよい。

ユーザ端末は、アクセスポイントから初期タイミング前進を受信し、その後ＲＣＨとＲＡＣＨ両方ですべての以後のアップリンク伝送でこのタイミング前進を使用する。ユーザ端末がＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てられる場合、これのタイミング前進はＦＣＣＨ情報要素のＲＣＨ Ｔｉｍｉｎｇ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔフィールド内のアクセスポイントにより送信されるコマンドにより調整できる。ユーザ端末は、それ以後、アクセスポイントによりユーザ端末に送信されるすべてのタイミング調整を加えた初期のタイミング前進に等しい、現在のタイミング前進に基づいてＲＣＨでこれのアップリンク伝送を調整する。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムの多様な部分及びここに説明される多様な技法は多様な手段により実現されてよい。例えば、アクセスポイント及びユーザ端末での処理は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその組み合わせで実現されてよい。ハードウェアインプリメンテーションの場合、処理は１つ以上のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、ディジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、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、及びここに説明されている機能を実行するように設計された他の電子装置、あるいはその組み合わせの中で実現されてよい。

ソフトウェアインプリメンテーションの場合、処理は本明細書に説明される機能を実行するモジュール（例えば、手順、関数等）を用いて実現されてよい。ソフトウェアコードはメモリ装置（例えば、図７のメモリ７３２または７８２）内に記憶され、プロセッサ（例えば、コントローラ７３０または７８０）によって実行される。メモリ装置は、プロセッサ内で、またはプロセッサの外部に実現されてよく、その場合当技術分野で既知であるような多様な手段を介してプロセッサに通信で結合できる。

見出しは参考のために、及び特定の項の位置を突き止める際に役立つように本明細書に含まれている。これらの見出しは以下にその中に説明されている概念の範囲を制限することを意図せず、これらの概念は明細書全体を通して他の項で適用可能である。

開示されている実施形態の前記の説明は、当業者が本発明を製造するまたは使用することができるように提供される。これらの実施形態に対する多様な変型は当業者にとって容易に明らかになり、本明細書に定義されている総合的な原則は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてよい。したがって、本発明は本明細書に示されている実施形態に限定されることは意図せず、本明細書に開示されている原則及び新規の特徴に一貫した最大の範囲を与えられるべきである。

ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムを示す図である。 ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステムの層構造を示す図である。 ＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成を示す図である。 ＦＤＤ−ＴＤＭフレーム構成を示す図である。 ＦＤＤ−ＣＤＭフレーム構成を示す図である。 ５つのトランスポートチャネル、つまりＢＣＨ、ＦＣＣＨ、ＦＣＨ、ＲＣＨ及びＲＡＣＨのあるＴＤＤ−ＴＤＭフレーム構成を示す図である。 ５つのトランスポートチャネルのための多様なプロトコルデータ装置（ＰＤＵ）フォーマットを示す図である。 ５つのトランスポートチャネルのための多様なプロトコルデータ装置（ＰＤＵ）フォーマットを示す図である。 ５つのトランスポートチャネルのための多様なプロトコルデータ装置（ＰＤＵ）フォーマットを示す図である。 ５つのトランスポートチャネルのための多様なプロトコルデータ装置（ＰＤＵ）フォーマットを示す図である。 ５つのトランスポートチャネルのための多様なプロトコルデータ装置（ＰＤＵ）フォーマットを示す図である。 ５つのトランスポートチャネルのための多様なプロトコルデータ装置（ＰＤＵ）フォーマットを示す図である。 ５つのトランスポートチャネルのための多様なプロトコルデータ装置（ＰＤＵ）フォーマットを示す図である。 ＦＣＨ／ＲＣＨパケットの構造を示す図である。 アクセスポイント及び２つのユーザ端末を示す図である。 ダイバーシティモードのための送信機装置を示す図である。 ダイバーシティモードのためのＴＸダイバーシティプロセッサを示す図である。 ＯＦＤＭ変調器を示す図である。 ＯＦＤＭ記号を示す図である。 空間多重化モードのための送信機装置を示す図である。 空間多重化モードのためのＴＸダイバーシティプロセッサを示す図である。 ビームステアリングモードのための送信機装置を示す図である。 ビームステアリングモードのためのＴＸダイバーシティプロセッサを示す図である。 ＴＸデータプロセッサ内のフレーミング装置及びスクランブラを示す図である。 ＴＸデータプロセッサ内の符号器及び反復／パンクチャ装置を示す図である。 空間多重化モードのために使用されてよい別のＴＸデータプロセッサを示す図である。 ユーザ端末の動作のための状態図である。 ユーザ端末の動作のための状態図である。 ＲＡＣＨのためのタイムラインを示す図である。 ダウンリンク伝送のレートを制御するためのプロセスを示す図である。 アップリンク伝送のレートを制御するためのプロセスを示す図である。 電力制御ループの動作を示す図である。 ユーザ端末のアップリンクタイミングを調整するためのプロセスを示す図である。

Claims (18)

1. 順方向制御チャネルの第１のサブチャネル上で第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで少なくとも１つのユーザ端末の第１の集合のためのシグナリング情報を送信することと、
   前記順方向制御チャネルの第２のサブチャネルで第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで少なくとも１つのユーザ端末の第２の集合のためのシグナリング情報を送信し、前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第１のコーディングレートおよび変調スキームの組み合わせと異なり、かつ前記第２のコーディングレートは前記第１のコーディングレートより高く、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルの後に送信されることと、
   を備える、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いた無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システム内でシグナリング情報を送信する方法。
2. 前記順方向制御チャネルの第３のサブチャネルで第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで少なくとも１つのユーザ端末の第３の集合のためのシグナリング情報を送信し、前記第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせと異なり、かつ前記第３のコーディングレートは前記第２のコーディングレートより高く、前記第３のサブチャネルは前記第２のサブチャネルの後に送信されることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のサブチャネルは、前記第２のサブチャネルが現在のフレーム内で送信されるかどうかを示す、請求項１に記載の方法。
4. 第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせに基づいて少なくとも１つのユーザ端末の第１の集合に関するシグナリング情報を処理するように、及び
   前記第１のコーディングレートとは異なる第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせに基づいて少なくとも１つのユーザ端末の第２の集合に関するシグナリング情報を処理するように、
   機能的に作用する送信データプロセッサと、及び
   順方向制御チャネルの第１のサブチャネル上で前記第１のユーザ端末集合のための前記処理されたスケジューリング情報を送信するように、ここにおいて、前記第２のコーディングレートは前記第１のコーディングレートより高い、
   前記順方向制御チャネルの第２のサブチャネルで前記第２のユーザ端末集合のための前記処理されたスケジューリング情報を送信し、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルの後に送信されるように、
   機能的に作用する送信機装置と、
   を備える、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いた、無線無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置。
5. 前記送信データプロセッサは前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なる第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせに基づいて少なくとも１つのユーザ端末の第３の集合に関するシグナリング情報を処理するようにさらに作動し、前記第３のコーディングレートは前記第２のコーディングレートより高く、前記送信機装置は前記順方向制御チャネルの第３のサブチャネルで前記第３のユーザ端末集合に関する前記処理されたシグナリング情報を送信するようにさらに作動し、前記第３のサブチャネルは前記第２のサブチャネルの後に送信される、請求項４に記載の装置。
6. 前記第１のサブチャネルは、前記第２のサブチャネルが現在のフレームの中で送信されるかどうかを示す、請求項４に記載の装置。
7. 順方向制御チャネルの第１のサブチャネル上で第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで少なくとも１つのユーザ端末の第１の集合に関するシグナリング情報を送信するための手段と、
   前記順方向制御チャネルの第２のサブチャネル上で第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで少なくとも１つのユーザ端末の第２の集合に関するシグナリング情報を送信するための手段であって、前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、前記第２のコーディングレートは前記第１のコーディングレートより高く、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルの後に送信される手段と、
   を備える、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いた、無線無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置。
8. 前記順方向制御チャネルの第３のサブチャネルで第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで少なくとも１つのユーザ端末の第３の集合に関するシグナリング情報を送信するための手段であって、前記第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、かつ前記第３のコーディングレートは前記第２のコーディングレートより高く、前記第３のサブチャネルは前記第２のサブチャネルの後に送信される手段をさらに備える、請求項７に記載の装置。
9. 前記第１のサブチャネルは、前記第２のサブチャネルが現在のフレームの中で送信されるかどうかを示す、請求項７に記載の装置。
10. 順方向制御チャネルの第１のサブチャネル上で第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信されるシグナリング情報を受信することと、
    前記ユーザ端末向けのシグナリング情報が前記第１のサブチャネルから取得されない場合に、前記順方向制御チャネルの第２のサブチャネル上で第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信されるシグナリング情報を受信し、前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、かつ前記第２のコーディングレートは前記第１のコーディングレートより高く、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルの後に送信されることと、
    を備える、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いた、無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるユーザ端末で搬送情報を受信する方法。
11. 前記ユーザ端末のためのシグナリング情報が前記第２のサブチャネルから取得されない場合に、前記順方向制御チャネルの第３のサブチャネル上で第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信されるシグナリング情報を受信し、前記第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、かつ前記第３のコーディングレートは前記第２のコーディングレートより高く、前記第３のサブチャネルは前記第２のサブチャネルの後に送信されることをさらに備える、請求項１に記載の方法。
12. 前記順方向制御チャネルのサブチャネルに関する復号失敗に遭遇すると前記順方向制御チャネルの処理を終了することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
13. 順方向制御チャネルの第１のサブチャネル上で第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信されるシグナリング情報を受信するように、及び
    前記ユーザ端末に関するシグナリング情報が前記第１のサブチャネルから取得されない場合に、前記順方向制御チャネルの第２のサブチャネル上で第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信される少なくとも１つのユーザ端末の第２のセットに関するシグナリング情報を受信し、前記少なくとも１つのユーザ端末の第２のセットは、前記少なくとも１つのユーザ端末の第１のセットとは異なり、前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、かつ前記第２のコーディングレートは前記第１のコーディングレートより高く、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルの後に送信されるように、
    機能的に作用する受信データプロセッサと、
    前記第１のサブチャネル及び前記第２のサブチャネルに関する処理を命令するように機能的に作用するコントローラと、を備える、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いた、無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置。
14. 前記受信データプロセッサは、前記ユーザ端末に関するシグナリング情報が前記第２のサブチャネルから取得されない場合に、前記順方向制御チャネルの第３のサブチャネル上で第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信される、少なくとも１つのユーザ端末の第３のセットに関するシグナリング情報を受信するようにさらに機能的に作用し、前記第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、かつ前記第３のコーディングレートは前記第２のコーディングレートより高く、前記第３のサブチャネルは前記第２のサブチャネルの後に送信される、請求項１３に記載の装置。
15. 前記コントローラは、前記順方向制御チャネルのサブチャネルのための復号失敗に遭遇すると前記順方向制御チャネルの処理を終了するようにさらに機能的に作用する、請求項１３に記載の装置。
16. 順方向制御チャネルの第１のサブチャネル上で第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信される、少なくとも１つのユーザ端末の第１のセットに関するシグナリング情報を受信するための手段と、
    前記ユーザ端末に関するシグナリング情報が前記第１のサブチャネルから取得されない場合に、前記順方向制御チャネルの第２のサブチャネル上で第２のレートで送信される、少なくとも１つのユーザ端末の第２のセットに関するシグナリング情報を受信するための手段であって、前記少なくとも１つのユーザ端末の第２のセットは、前記少なくとも１つのユーザ端末の第１のセットとは異なり、前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせが前記第１のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、かつ前記第２のコーディングレートは前記第１のコーディングレートより高く、前記第２のサブチャネルは前記第１のサブチャネルの後に送信される手段と、
    を備える、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いた無線多入力多出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるユーザ端末のための装置。
17. 前記ユーザ端末に関するシグナリング情報が前記第２のサブチャネルから取得されない場合に、前記順方向制御チャネルの第３のサブチャネル上で第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせで送信される、少なくとも１つのユーザ端末の第３のセットに関するシグナリング情報を受信するための手段であって、前記第３のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせは前記第２のコーディングレート及び変調スキームの組み合わせとは異なり、かつ前記第３のコーディングレートは前記第２のコーディングレーとより高く、前記第３のサブチャネルは前記第２のサブチャネルの後に送信される手段をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
18. 前記順方向制御チャネルのサブチャネルのための復号失敗に遭遇すると前記順方向制御チャネルの処理を終了するための手段をさらに備える、請求項１６に記載の装置。

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