JP5666633B2 - 周期的な遅延ダイバーシティ（ｃｄｄ）を基にするプリコーディングのための置換構造 - Google Patents

Description

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本出願は、２００７年４月２５日に出願された、「周期的な遅延ダイバーシティ（CDD)に基づくプリコーディング用の置換構造のための装置と方法（A METHOD AND APPARATUS FOR TRANSPOSED STRUCTURE FOR CYCLIC DELAY DIVERSITY (CDD) BASED PRECODING）」と題する、米国仮特許出願番号６０／９１４，０３１の優先権を主張する。前述の出願の全体は、引用によりここに組み込まれる。

以下の説明は、一般的には、無線通信に関わり、さらに詳細には、無線通信ネットワークにおける送信プリコーディングに係わる。

無線通信システムは、例えば音声、データ等のような、種々のタイプの通信コンテンツを供給するために、広く展開されている。典型的な無線通信システムは、利用可能なシステム・リソース（例えば、バンド幅、送信電力、・・・）を共有することにより、複数のユーザーとの通信をサポートする能力がある、多元接続システムであるかもしれない。このような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、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム等を含んでいるかもしれない。さらに、これらのシステムは、第３世代協力プロジェクト（３ＧＰＰ）、３ＧＰＰ２、３ＧＰＰロング・ターム・エボルーション（long-term evolution：ＬＴＥ）等のような仕様に適合することができる。

一般に、無線多元接続通信システムは、同時に複数のモバイル・デバイスに対する通信をサポートすることができる。各々のモバイル・デバイスは、１つ以上の基地局と、順方向および逆方向リンク上の送信を介して通信することができる。順方向リンク（下りリンク）は、基地局からモバイル・デバイスへの通信リンクを指し、逆方向リンク（上りリンク）は、モバイル・デバイスから基地局への通信リンクを指す。さらに、モバイル・デバイスと基地局との間の通信は、単一入力・単一出力（ＳＩＳＯ）システム、複数入力・単一出力（ＭＩＳＯ）システム、複数入力・複数出力（ＭＩＭＯ）システム等を介して確立され得る。さらに、ピア・ツー・ピア無線ネットワーク構成では、モバイル・デバイスは、他のモバイル・デバイス（および／または、基地局は他の基地局）と通信することができる。

ＭＩＭＯシステムは、複数の（Ｎ_Ｔ個の）送信アンテナと、複数の（Ｎ_Ｒ個の）受信アンテナとを一般的に使用する。アンテナは、無線ネットワーク上のデバイス間の、双方向通信を可能にし、１つの例において、基地局とモバイル・デバイスの両方に関連付けることができる。基地局は、信号を送信する場合に、ビーム形成（beamforming）を提供するために、１つ以上の信号のプリコーディングを実行することができる。さらに、基地局（または、モバイル・デバイス）は、空間ダイバーシティ（spatial diversity）を周波数ドメインに導入するために、物理的なアンテナに、周期的な遅延ダイバーシティ（cyclic delay diversityＣＤＤ）を適用することができる。したがって、多くのアンテナは、受信端において成功した復号を増加させる冗長性とダイバーシティでプリコードされた信号を送信するために、アンテナ特有の遅延を有する動作をすることができる。しかしながら、ＣＤＤが物理的なアンテナ・ドメインに適用されるので、送信アンテナの数が受信アンテナ、データ・ストリーム、または、伝送レイヤーの数よりも多い場合には、送信エネルギーの一部が、受信機によりアクセスできないヌル空間（null space）に注がれ、プリコーディングの多くの利点を無効にする。

以下は、このような実施例の基本的な理解を提供するために、１つ以上の実施例の単純化された概要を示す。この概要は、全ての熟考した実施例の、広範な概観ではないし、全ての実施例の基本的な、または、重大な要素を見極め、一部または全ての実施例の範囲を描くことを意図していない。その唯一の目的は、後に示される、さらに詳細な説明の前置きとして、単純化された形式で、１つ以上の実施例のいくつかの概念を示すことである。

１つ以上の実施例およびこれらに対応する開示に従って、送信信号をプリコードする前に実行される、周期的な遅延ダイバーシティ（cyclic delay diversity：ＣＤＤ）構造の置き換えと関連付けて、種々の態様が説明される。一例において、ＣＤＤをその上に適用するために、信号は仮想アンテナ・ドメインに変換され得る。その後、ＣＤＤを適用した仮想アンテナ信号は、プリコーディングのために、物理的なアンテナ層に逆変換され得る。このことは、送信アンテナの数が受信アンテナの数またはデータ・ストリームの数よりも大きい場合に、ヌル空間にエネルギーを放射しない、信号の方向と他の設計特性のごとく、プリコーディングの利点を実現することを、可能にする。

関連する態様に従って、ＣＤＤとプリコーディングの無線通信への適用を容易にする方法が提供される。この方法は、受信機のアンテナに関連する、複数のデータ・ベクトルを、仮想アンテナ・ドメインに変換すること、および、空間ダイバーシティ行列を生成するために、ＣＤＤ行列を複数のデータ・ベクトルに適用することにより構成できる。この方法は、さらに、送信アンテナの数に対応する、複数の指向性データ・ビームを構築するために、プリコーディング行列を、空間ダイバーシティ行列に適用することを含むことができる。

もう１つの態様は、無線通信装置に関わる。無線通信装置は、複数のビーム形成した信号を生成するために、複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインに変換し、その上にＣＤＤとプリコーディング行列を適用するように構成された、少なくとも１つのプロセッサを含むことができる。無線通信装置は、さらに、上記の少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリを含むことができる。

さらに、もう１つの態様が、無線送信にＣＤＤおよびプリコーディングを適用することを容易にする、無線通信装置に関わる。無線通信装置は、伝送ランク（transmission rank）に関わる複数のデータ・ベクトルを、仮想アンテナ空間に変換する手段を含むことができる。無線通信装置は、さらに、複数のビーム形成した信号を生成するために、ＣＤＤを仮想アンテナ空間に適用する手段と、ＣＤＤを適用した仮想アンテナ空間をプリコーディングする手段とを含む。

さらに、もう１つの態様は、少なくとも１つのコンピュータに、受信機のアンテナに関わる複数のデータ・ベクトルを、仮想アンテナ・ドメインに変換させるコードを含む、コンピュータ可読媒体を持つことができる、コンピュータ・プログラム製品に関わる。コンピュータ可読媒体は、さらに、少なくとも１台のコンピュータに、空間ダイバーシティ行列を生成するために、周期的な遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）行列を、複数個のデータ・ベクトルに適用させるコードを含むことができる。さらに、コンピュータ可読媒体は、上記少なくとも１台のコンピュータに、送信アンテナの数に対応する、複数の指向性データ・ビームを構築するために、プリコーディング行列を、空間ダイバーシティ行列に適用させるコードを含むことができる。

前述の説明の最後の締めくくりとして、上記１つ以上の実施例は、以下に十分に説明され、特に請求項に指摘される、特徴を含む。以下の説明および添付された図面は、１つ以上の実施例の、確実に例示できる態様を詳細に明らかにする。これらの態様は、しかしながら、種々の実施例の原理が使用され、説明された実施例がそのような態様と、それらと同等の物を全て含むように意図されている、わずかではあるが、種々の方法を示している。

図１は、ここで明らかにされている、種々の態様に従う、無線通信システムの図である。 図２は、無線通信環境での使用のための、例示の通信装置の図である。 図３は、無線通信に、周期的な遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）と、プリコーディングの適用を実現する、例示の無線通信システムの図である。 図４は、ＣＤＤとプリコーディングを無線通信に適用するための、例示の動作の図である。 図５は、ＣＤＤとプリコーディングの無線通信への適用を容易にする、例示の方法の図である。 図６は、無線通信に適用する、適切なＣＤＤとプリコーディング・マトリクスの選択を容易にする、例示の方法の図である。 図７は、無線通信への、ＣＤＤとプリコーディングの適用を容易にする、例示のシステムの図である。 図８は、ここに説明された種々のシステムと方法に関連して使用され得る、例示の無線通ネットワーク環境の図である。 図９は、無線通信に、ＣＤＤとプリコーディングを適用する、例示のシステムの図である。

詳細な説明

種々の実施例が、ここに、図を参照して説明されるが、同じ参照数字が同じ要素を指すように、全体にわたって使用されている。以下の説明において、説明のために、１つ以上の実施例の十分な理解を提供するために、多くの特有な詳細が明らかにされる。しかしながら、これらの特有の詳細なしで、そのような実施例が、実施され得ることは、明白かもしれない。他の事例において、１つ以上の実施例の説明を容易にするために、周知の構造とデバイスが、ブロックダイアグラムの形式で示される。

本出願において使用されているように、「構成要素（component）」、「モジュール」、「システム」等という用語は、コンピュータに関わるエンティティ、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または、実行中のソフトウェアのいずれかとして参照するように意図されている。例えば、構成要素は、これだけに制限されるわけではないが、プロセッサ上で動作する処理、プロセッサ、オブジェクト、実行可能な物、実行スレッド、プログラム、および／または、コンピュータでありうる。実例として、計算デバイス上で動作するアプリケーションと、計算デバイスは、どちらも構成要素になりうる。１つ以上の構成要素が、処理および／また実行スレッドの中に存在することができ、１つの構成要素は１つのコンピュータの中に局在化、および／または２台以上のコンピュータの間で分散されることができる。さらに、これらの構成要素は、種々のデータ構造をその上に記憶する、種々のコンピュータ可読媒体から実行することができる。構成要素は、１つ以上のデータ・パケット（例えば、ローカル・システム、分散システムの中で、および、信号を通して他のシステムとインターネットのように、ネットワークを越えて、もう１つの構成要素と相互に作用する、１つの構成要素）を持つ信号に従って、ローカルおよび／またはリモート・処理経由で通信することができる。

さらに、種々の実施例が、モバイル・デバイスに関連して、ここに説明される。モバイル・デバイスは、さらに、システム、加入者ユニット、加入者ステーション、モバイル・ステーション、モバイル、遠隔ステーション、遠隔端末、アクセス端末、ユーザー端末、端末、無線通信デバイス、ユーザー・エージェント、ユーザー・デバイス、または、ユーザー機器（ＵＥ）と呼ばれることができる。モバイル・デバイスは、携帯電話、コードレス電話、セッション設定プロトコル（ＳＩＰ）電話、無線ローカル・ループ（ＷＬＬ）ステーション、個人情報端末（ＰＤＡ）、無線接続能力を持つハンドヘルド・デバイス、計算デバイス、または、その他の無線モデムに接続された演算デバイスであり得る。さらに、種々の実施例が、基地局に関連して、ここに、説明される。基地局は、モバイル・デバイスと通信するために利用されることができ、さらに、アクセス・ポイント、ノードＢ，進化したノードＢ（ｅノードＢ、または、ｅＮＢ）、基地トランシーバー局（ＢＴＳ）または、何らかの他の用語で呼ばれ得る。

さらに、ここに説明される、種々の態様または特徴は、標準プログラミングまたは技術手法を用いた、方法、装置または製造業者の物品として実施され得る。ここで使われる「製造業者の物品（article of manufacture）」という言葉は、任意のコンピュータ可読デバイス、キャリアあるいはメディアからアクセス可能な、コンピュータ・プログラムを含むように意図される。例えば、コンピュータ可読媒体は、これらに限定されはしないが、磁気ストレージ・デバイス（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ等）、光ディスク（例えば、コンパクトディスク（ＣＤ），ディジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）等）、スマート・カードおよびフラッシュ・メモリ・デバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ，カード・スティック、キー・ドライブ等）を含むことができる。さらに、ここに説明される種々の記憶メディアは、１つ以上のデバイスおよび／または情報を記憶するための他の機械可読媒体を表すことができる。「機械可読媒体（machine-readable medium）」という言葉は、これらに限定されないが、無線チャネルおよび／またはデータを記憶し、保持し、および／または、運ぶことができる、種々の他のメディアを含むことができる。

ここに説明された手法は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、単一キャリア周波数ドメイン多元化（ＳＣ−ＦＤＭＡ）および他のシステムのような、種々の無縁通信システムのために使用されてもよい。「システム」と「ネットワーク」という言葉は、しばしば、交換可能であるように、使用されている。ＣＤＭＡシステムは、全世界の地球上の無線アクセス（Universal Terrestrial Radio Access：ＵＴＲＡ）、ＣＤＭＡ２０００等の無線テクノロジーを実施するかもしれない。ＵＴＲＡは、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）とＣＤＭＡの他の変形を含む。ＣＤＭＡ２０００は、ＩＳ−２０００，ＩＳ−９５とＩＳ−８５６標準を含む。ＴＤＭＡシステムは、モバイル通信のための全世界システム（ＧＳＭ（登録商標））等の無線テクノロジーを実施するかもしれない。ＯＦＤＭシステムは、進化した（Evolved）ＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、超モバイル・ブロードバンド（ＵＭＢ）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、フラッシュＯＦＤＭ等の無線テクノロジーを実施するかもしれない。ＵＴＲＡとＥ−ＵＴＲＡは、全世界モバイル遠距離通信システム（Universal Mobile Telecommunication System：ＵＭＴＳ）の一部である。３ＧＰＰロング・ターム・エボルーション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）は、順方向通信にＯＦＤＭＡを、逆方向通信にＳＣ−ＦＤＭＡを利用する、Ｅ−ＵＴＲＡを使用する、ＵＭＴＳの次の公開である。ＵＴＲＡ，Ｅ−ＵＴＲＡ，ＵＭＴＳ，ＬＴＥおよびＧＳＭは、「第３世代協力プロジェクト（3rd Generation Partnership Project）」と名づけられている組織からの文書に説明されている。ＣＤＭＡ２０００とＵＭＢは、「第３世代協力プロジェクト２」（３ＧＰＰ２）と名づけられている組織からの文書に説明されている。

ここで、図１を参照すると、無線通信システム１００が、ここに示される種々の実施例に従って示されている。システム１００は、複数のアンテナ・グループを含むことができる、基地局１０２を含んでいる。例えば、１つのアンテナ・グループは、アンテナ１０４と１０６を含むことができ、もう１つのアンテナ・グループは、アンテナ１０８と１１０を含むことができ、さらなるグループはアンテナ１１２と１１４を含むことができる。２つのアンテナが、それぞれのアンテナ・グループに示されているが、より多くの、または、より少ないアンテナが、各々のグループで使用され得る。基地局１０２は、当業者によって十分に理解されるであろうように、さらに、送信機チェーンと受信機チェーンを含むことができ、各々は、信号の送信と受信に関わる複数個の構成要素（例えば、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナ等）を含むことができる。

基地局１０２は、モバイル・デバイス１１６とモバイル・デバイス１２２のような、１つ以上のモバイル・デバイスと通信することができるが、基地局１０２が、モバイル・デバイス１１６と１２２と類似の、実質的には任意の数のモバイル・デバイスと、通信することができることが理解されるべきである。モバイル・デバイス１１６と１２２は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ラップトップ、携帯型の通信デバイス、携帯型の計算デバイス、衛星無線、全地球測位システム、ＰＤＡ、および／または、無線通信システム１００を通して通信するための、任意の他の適切なデバイスであればよい。図示されているように、モバイル・デバイス１１６は、アンテナ１１２と１１４と通信しているが、アンテナ１１２と１１４は、モバイル・デバイス１１６に順方向リンク１１８を通して情報を送信し、モバイル・デバイス１１６から、逆方向リンク１２０を通して、情報を受信する。さらに、モバイル・デバイス１２２は、アンテナ１０４と１０６と通信しているが、アンテナ１０４と１０６は、モバイル・デバイス１２２に順方向リンク１２４を通して情報を送信し、モバイル・デバイス１２２から、逆方向リンク１２６を通して、情報を受信する。周波数分割複信（ＦＤＤ）システムにおいては、順方向リンク１１８は、逆方向リンク１２０により使用されるそれとは異なる、周波数帯を利用することができ、順方向リンク１２４は、逆方向リンク１２６により使用されるそれとは異なる周波数帯を利用することができる。さらに、時分割複信（ＴＤＤ）システムでは、順方向リンク１１８と逆方向リンク１２０は、共通周波数帯を利用することができ、順方向リンク１２４と逆方向リンク１２６は、共通の周波数帯を利用することができる。

各々のアンテナ・グループおよび／またはそれらが通信するように指示されている地域は、基地局１０２のセクターと呼ばれ得る。例えば、アンテナ・グループは、基地局１０２により扱われる地域のセクターの、モバイル・デバイスと通信するように設計され得る。順方向リンク１１８と１２４上の通信において、基地局１０２の送信アンテナは、モバイル・デバイス１１６と１２２のための、順方向リンク１１８と１２４の信号対雑音比を改善するために、ビーム形成を利用することができる。これは、たとえば、望ましい方向に信号を向けるために、プリコーダを使用することにより、提供され得る。さらに、基地局１０２が、関連するサービス区域にランダムに分散するモバイル・デバイス１１６と１２２に送信するために、ビーム形成を利用する場合には、隣接セルのモバイル・デバイスは、その全てのモバイル・デバイスに、１つのアンテナを通して送信する基地局と比較すると、より少ない干渉を受け得る。さらに、モバイル・デバイス１１６と１２２は、１つの例として、ピア・ツー・ピアまたはアド・ホック技術を使用してお互いに直接通信することができる。

例によれば、システム１００は、複数入力・複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムであり得る。さらに、システム１００は、ＦＤＤ、ＴＤＤのような、通信チャネル（例えば順方向リンク、逆方向リンク、・・・）を分割するために、実質的には、任意のタイプの多元化技術を利用することができる。さらに、システム１００は、空間ダイバーシティ（spatial diversity）と冗長性を、送信に導入するために、複数のアンテナ上で送信するための、周期的な遅延ダイバーシティ（cyclic delay diversity：ＣＤＤ）を適用することができる。例えば、ＣＤＤを用いて、アンテナ特有の遅延が、各々のアンテナの送信に適用され得る。一例において、最初のアンテナは、ＣＤＤなしで送信することができるが、その後のアンテナは、送信を成功裏に受信することを容易にするために、それぞれ、異なる遅延で送信することができる。

一例において、システム１００は、ＣＤＤを適用する前に、物理的なアンテナ・レイヤー・ドメインから仮想アンテナ・ドメインに、信号を変換することができる。この点について、プリコーディングが、チャネルに依存するプリコーダと他の望ましい特性により選択される、信号の方向付けのような、プリコーディングを使用する利点を保持するために、ＣＤＤに引き続いて実行され得る。例えば、多くのレイヤーを含むデータ・レイヤーは、データ・レイヤーを仮想アンテナ・レイヤーに変換するレイヤーの数に対応する、ユニタリ行列を乗じられ得る。この結果は、空間ダイバーシティを導入するために、ＣＤＤ行列を乗じられ、次に、レイヤーの数に対応する選択されたビーム方向に送信を向けるために、プリコーディング行列を乗じられ得る。

図２に移ると、通信装置２００が、無線通信環境の中で使用されるように、示されている。通信装置２００は、基地局またはその一部、モバイル・デバイスまたはその一部、または、実質的に無線通信環境に送信されたデータを受信する任意の通信装置であり得る。特に、通信装置２００は、要求するデバイスに対して無線通信サービスを提供するアクセス・ポイントになり得る。通信装置２００は、物理的なアンテナ・レイヤーのデータまたは信号を、１つ以上の仮想アンテナ信号に変換する仮想アンテナ変換器２０２と、ＣＤＤ操作を仮想アンテナ信号に適用することができるＣＤＤアプリケータ２０４と、そのビーム形成のために、ＣＤＤを適用した信号にプリコーディングを適用することができる、プリコーダ２０６とを含むことができる。

一例においては、通信装置２００は、上記のように、多くのアンテナを有する受信機に、データを送信するために、多くのアンテナを持つことができる。したがって、受信機は、受信アンテナの数に関連付する、伝送ランクを持つことができ、送信されるべきデータは、伝送ランクに関連するレイヤーに分けられ得る。たとえば、受信機が２つのアンテナを持っているとすると、伝送ランクは２であることができ、従って、データを送信するためのレイヤーの数は、同様に２であり得る。仮想アンテナ変換器２０２は、非対角ユニタリＲ×Ｒ行列（ただし、Ｒは伝送ランク）を生成できる。送信されるべきデータ・ベクトルは、同様に、Ｒ個のレイヤーから構成され得る。仮想アンテナ変換器２０２は、データ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインに変換するために、データ・ベクトルにユニタリ行列を乗じることができる。

仮想アンテナ・ドメインの利用は、ＣＤＤがプリコーディングの前に適用されることを、許容し得る。したがって、ＣＤＤのアプリケータ２０４は、仮想アンテナ変換器２０２により生成された行列に、これもまた、Ｒ×Ｒ行列になり得る、対角ＣＤＤ行列を乗じることができる。この操作は、成功する受信の確率を改善する、冗長でダイバースな（diverse）送信を容易にする、仮想アンテナ上の空間ダイバーシティを導入することができる。その後、プリコーダ２０６は、ＣＤＤを適用した行列に、Ｎ_Ｔ×Ｒ、（但し、Ｎ_Ｔは通信装置２００の物理的な送信アンテナの数）であり得るプリコーダ行列を乗じることができる。この点に関しては、アンテナは、なおＣＤＤを利用している場合には、プリコーダの利点を維持する、Ｒ個の選択されたビーム方向に、好都合となるように向けられ得る。

例に従って、以下の式が、通信装置２００の利用可能な送信アンテナを通して送信するための、出力データ・ベクトルを計算するために使われ得る。

ただし、ｄ（ｋ）は、伝送ランクに対応するＲ個のレイヤーを含むデータ・ベクトルであり、Ｕ_Ｒ×Ｒは、Ｒ個の仮想アンテナにデータ・ベクトルを拡散する、仮想アンテナ変換器２０２により使用されるユニタリ行列であり、Λ_Ｒ×Ｒ（ｋ）は、上記のようにＣＤＤアプリケータ２０４により利用される、ＣＤＤ対角行列であり、

は、通信装置２００のＮ_Ｔ個の送信アンテナを通して、Ｒ個の受信アンテナに信号を向けるために、プリコーダ２０６が使用できる、プリコーディング行列である。この点については、Ｒ個の仮想アンテナを通して、ＣＤＤ操作が適用される。したがって、送信電力は、この構成を使用して、プリコーディング行列

のＲ個の列ベクトルにより見渡す、信号空間に集中される。

次に、図３を参照すると、そこでプリコーディングをするために、１つ以上の仮想アンテナ上のデータにＣＤＤの適用を容易にする、無線通信システム３００が示される。システム３００は、アクセス・ターミナル３０４（および／または任意の数の異なるデバイス（示されていない））と通信する、アクセス・ポイント３０２を含む。アクセス・ポイント３０２は、順方向リンク・チャネルを通して、アクセス端末３０４に情報を送信することができる。さらに、アクセス・ポイント３０２は、逆方向チャネルを通して、アクセス端末３０４から情報を受信することができる。さらに、システム３００は、周波数空間上の空間ダイバーシティを提供するＣＤＤと、所望のビーム形成のためのプリコーディングを利用する、ＭＩＭＯシステムであり得る。さらに、システム３００は、（例えば、３ＧＰＰ，３ＧＰＰ２，３ＧＰＰ ＬＴＥ等のような）ＯＦＤＭＡ無線ネットワークにおいて動作することができる。さらに、一例において、アクセス・ポイント３０２内の、以下に示され説明される構成要素と機能は、アクセス端末３０４においても存在することができ、この逆もまた同様である。

１つの例において、アクセス・ポイント３０２は、層別されたデータ・ベクトルを、実質的にはレイヤーの数（例えば、伝送ランク）と等しい次元の正方行列であり得る、仮想アンテナ・ドメインに変換することができる、仮想アンテナ変換器３０６を含む。アクセス・ポイント３０２は、さらに、仮想アンテナ・データ行列に空間ダイバーシティを適用するＣＤＤアプリケータ３０８と、利用可能なアンテナを通して、ＣＤＤが適用されたデータの送信方向を最適に向けることができるプリコーダ３１０と、アンテナを通して指向性データを送信できる送信機３１２を含んでいる。このように、アクセス・ポイント３０２は、ＣＤＤとプリコーディングをデータ・ベクトルに適用する、上記に提供された式を利用することができ、そして、送信機３１２を利用してプリコードしたＣＤＤ適用データを、アクセス端末３０４に送信することができる。送信機３１２は、プリコーダ３１０により指定された方向付けを利用して、利用可能なアンテナからデータを送信することができる。さらに、一例において、アクセス・ポイント３０２は、利用可能なプリコーダ行列を、与えられた１組または１つの行列に制限することができることは、認識されるべきである。

アクセス・ターミナル３０４は、１つ以上のアンテナを通して、アクセス・ポイント３０２からデータを受信することができる受信機３１４を含むことができる。説明されたように、アンテナの数は、伝送ランクおよび、従ってデータ・ベクトルの数に対応することができる。さらに、伝送ランクは、仮想アンテナ変換器３０６により生成された仮想アンテナ・ドメインのサイズと一致する。受信機３１４は、逐次干渉除去（successive interference cancellation：ＳＩＣ）受信機、線形最小自乗平均（linear minimum mean-square error：ＬＭＭＳＥ）受信機等を含む、実質的にはいずれのタイプでもよい。一例によれば、アクセス・ポイント３０２は、受信機のタイプに従って、ＣＤＤとプリコーディングを適用することができる。例えば、上に示された式

は、そのような受信機がより弱い信号に対して、より高いダイバーシティ利得を持つことができるので、非ＣＤＤ動作に関するスループットが、僅かの損失しか、ないしほとんど損失を被らない、受信機で利用され得る。しかしながら、受信機３１４がＬＭＭＳＥ受信機である場合には、仮想アンテナ・ドメイン上でデータを適用するときに、ビーム方向が歪んだことにより、少なくとも一部、生じさせられ得る、非ＣＤＤ動作に関わるスループットの損失を軽減するために、異なる動作が望まれ得る。さらに、各々のプリコーディング行列の、各々の要素が同じ大きさを持っているように、プリコーダ３１０により定義される、プリコーディング行列が、一定の係数の特性を持つように設計されていると、上の式は、一定の係数の特性に影響を与え、もしかすると非効率な電力増幅器の利用の結果となり得る。

一例によれば、上記の式がスループットまたは非効率性の懸念を引き起こす場合には、ＣＤＤアプリケータ３０８またはアクセス・ポイント３０２の他の部分は、プリコーディングの前に、エルミート逆変換行列を適用することができる。例えば、エルミート行列は、仮想アンテナ変換器３０６により層別されたデータ・ベクトルに対して、適用される、ユニタリ行列の逆変換になり得る。この点については、以下の式が、種々の計算を実行するために利用され得る。

ただし、ｄ（ｋ）は、伝送ランクに対応する、Ｒ個のレイヤーを含むデータ・ベクトルであり、Ｕ_Ｒ×ＲはＲ個の仮想アンテナを通してデータ・ベクトルを拡散する、仮想アンテナ変換器３０６によって使用されるユニタリ行列であり、Λ_Ｒ×Ｒ（ｋ）は、上記のようにＣＤＤアプリケータ３０８により利用される、ＣＤＤ対角行列であり、

は、Ｕ_Ｒ×Ｒに関連する損失を軽減するために適用される、ユニタリ行列Ｕ_Ｒ×Ｒのエルミート逆変換行列であり、

は、通信装置２００のＮ_Ｔ個の送信アンテナの信号を、Ｒ個の受信アンテナに向けるために、プリコーダ３１０が使用する、プリコーディング行列である。一例において、受信機３１４がＬＭＭＳＥ受信機の場合に、この式は利用され得る。アクセス・ポイント３０２が、受信機３１４のタイプに基づいて、式を選択できることは、認識されるべきである。この情報は、アクセス・ポイント３０２から要求され、推定され、仮定され、ハードウェアにコード化され、パラメータとして読み出される等により、アクセス端末３０４から、または、他のネットワーク・デバイスから受信され得る。さらに、Λ_Ｒ×Ｒ（ｋ）は、例えば、伝送ランク、ネットワークの仕様、望ましいＣＤＤおよび／または同様なものを含む、多くの要素のうちの１つに、少なくともその一部が基づく、固定の行列であり得る。説明された２個の式が、

をプリコーダ３１０の設計の一部として解釈することにより、本質的に等価であり得ることを、認識すべきである。例えば、

は、以前の式

に帰着するように、代わりに、新しいプリコーダ３１０により実行され得る。ただし、

である。さらに、式

は、

になり得る。ここで、プリコーダ３１０の構造は、次の式

に帰着する

と

である。

ここで、図４を参照して、ここに説明される１つ以上のデバイスまたは構成要素に従って実行される、例示の操作４００が示される。操作４００は、データ・ベクトルを１つ以上の送信信号に変換するために実行される、複数の計算を含むことができる。特に、Ｒ個のストリーム４０２は、多くの受信アンテナに関わる層別されたデータ・ベクトルであり得る。例えば、ここで、多くのストリーム４０２またはデータ・ベクトルは、さらに、伝送ランクに関連付けられる。ストリーム４０２は、ストリーム４０２を仮想アンテナ・ドメインに変換し、ＣＤＤをそこに適用するために、ＣＤＤ行列４０４を乗じられる行列になり得る。結果として得られた行列には、説明したように、利用可能な送信アンテナから送信する、Ｎ_Ｔ個の信号のベクトルを生成するために、プリコーディング行列４０６を乗じられ得る。さらに、結果として得られた信号ベクトルは、対応するＯＦＤＭシンボルを生成するために、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）４０８が適用され、一例として、さらに、受信機における成功裏の復号の尤度を増加させるために、最初に繰返しシンボル・エンドに周期的なプリフィックス（ＣＰ）４１０が付け加えられ得る。

一例において、ＣＤＤ行列４０４は、受信機のタイプおよび／または上述の一定の係数の性質に依存する、行列の積（Λ（ｋ））（Ｕ_Ｒ×Ｒ）または

を含む行列に類似し得る。ＣＤＤ行列４０４を構成するように乗じられる行列は、Ｒ×Ｒの行列であることを認識すべきである。ただし、Ｕ_Ｒ×Ｒは、データ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインに変換するために使用するユニタリ行列であり、

は、歪を軽減することを要求される場合に利用される、ユニタリ行列のエルミート逆変換行列であり、および、Λ（ｋ）、対角ＣＤＤ応用行列は、行列

に類似し得る。ただし、対角項の値は、与えられた仮想アンテナのためのＣＤＤに関連する。この例において、同様に、δは、対角ＣＤＤ行列の位相増加パラメータであり得る。ユニタリ行列Ｕ_Ｒ×Ｒとδを、望ましいように設計することにより、（もし存在するとすれば）プリコーディング行列４０６のビームの方向と一定の係数の特性を維持することができる。

一例において、Ｒ個の受信アンテナ（あるいは、Ｒ個の伝送ランク）のための、正規化した遅延δは、１／Ｒであり得る。この例では、ランク(rank)１の送信は、ＣＤＤ操作に影響され得ない。

ランク１：δ＝０、Λ_Ｒ×Ｒ（ｋ）＝［１］、Ｕ_Ｒ×Ｒ＝［１］
ランク２：δ＝１／２、

ランク３：δ＝１／３、

ランク４：δ＝１／４、

このような、または注意深く選択した、Ｕ_Ｒ×Ｒとδでは、

は、空間的なビームを利用する活性レイヤーＲの中で、実質的に完全な対称性を提供することができる、選択的仮想アンテナ置換（selective virtual antenna permutation：Ｓ−ＶＡＰ）の設計であり得る。これは、受信したチャネル・データの品質に関連するチャネル品質指標（channel quality indicator：ＣＱＩ）における変化の効率的な利用と空間ダイバーシティを提供する。この点に関して、仮想アンテナ・ドメインにおけるＣＤＤが、Ｓ−ＶＡＰにより、間接的に実施され得る。

別の設計において、たとえば、固定の位相増加δは、たとえば、δ＝１／２のように、使用され得る。例えば、４個の送信アンテナが、Ｒ個の受信アンテナに送信する場合には、データのＲ個のレイヤーが、多くのコード・ワードにマップされ得る。１つの例では、たとえば、ランク１の送信は、１個のコード・ワードに、ランク２は２個のコード・ワードにマップされ得る。２個のコード・ワードだけが使用されることになっている場合には、３以上のランクは、たとえば、最初のコード・ワードが、１個のレイヤーのデータに対応することができ、他のコード・ワードが残りの２個のレイヤーに、ランク４は、各々が４個のレイヤーのうち２個に対応する、２個のコード・ワードを持つことができる、複数のコード・ワードにレイヤーを分割することができる。したがって、以下が、δ＝１／２の場合のＣＤＤ行列４０４製品の行列の設計になり得る。

ランク１：δ＝０、Λ_Ｒ×Ｒ（ｋ）＝［１］、Ｕ_Ｒ×Ｒ＝［１］
ランク２：δ＝１／２、

ランク３：δ＝１／２、

ランク４：δ＝１／２、

この設計は、ランク４とランク２の伝送における、各々のコード・ワードのための、４と２の空間ダイバーシティの順位を提供する。ランク３では、最初のコード・ワードの空間ダイバーシティの順位は、１つが１つのレイヤーに対応する場合には、２であり、また、他のコード・ワードのそれは、２より大きくなり得る。この設計は、ＳＩＣ受信機のＣＱＩが負に変化しない場合、および／または、ＬＭＭＳＥ受信機についてＣＱＩの変化の可能性がない場合、ランク１，２と４の伝送で、特に良く機能し得る。

図５−６を参照すると、仮想アンテナ・ドメインにおける、ＣＤＤ適用データへのプリコーディングの実施に関する方法が図示されている。説明の簡単化のために、方法は、一連の行為として示され説明されるが、１つ以上の実施例によれば、いくつかの行為は、ここに示され説明されているのとは、異なる順番で、および／または、他の行為と同時に、生じるごとく、方法が行為の順番により制限されることがないことを理解し、認識するべきである。例えば、当業者は、方法が状態遷移図のような、一連の相互関係のある状態または事象として、代わりに表され得ることを、理解し、認識するであろう。さらに、全ての示される行為が、１つ以上の実施例に従う方法を実施することを要求されるとは限らないかもしれない。

図５に移ると、仮想アンテナ・ドメインに変換されるデータへの、ＣＤＤとプリコーディングの適用を促進する、方法５００が図示されている。５０２において、データ・ベクトルは、仮想アンテナ・ドメインに変換され得る。例えば、説明されるように、データ・ベクトルは、多くの受信アンテナおよび／または伝送ランクを表す多くのレイヤーに関連付けることができる。ベクトルは、その上に更なる操作を可能にするために、多くの仮想アンテナに変換され得る。例えば、これは、１個以上のユニタリ行列および／または逆置換を、ここで利用して達成することができる。５０４において、ＣＤＤ行列は仮想アンテナ・ドメインに適用され得る。ＣＤＤ行列は、成功する受信の尤度を増加させるように、ベクトルが、後で、各々の繰り返しごとに遅延を伴って、繰り返して送信され得るように、データ・ベクトルの中で、空間ダイバーシティを導入するために利用され得る。

５０６において、プリコーディングは、ＣＤＤが適用され結果として生じた行列に、適用され得る。プリコーディング行列は、例えば、説明されたように多数の送信アンテナ対して、ＣＤＤを適用した行列の中のデータを、ビーム形成することを可能にできる。送信アンテナの数が、受信アンテナの数と異なることがあり得ることを認識すべきである。５０８において、プリコードされたデータは、複数のアンテナを通して送信される。ＣＤＤ適用の後に、プリコーディングが実行されると、受信アンテナの数が送信アンテナの数よりも少ない場合に、受信アンテナに関係する信号空間が、無駄なエネルギーをヌル空間に放射しないように、保持され得る。

ここでは、図６を参照して、仮想アンテナ・データに適用する行列選択を容易にする、方法６００を説明する。６０２において、受信機に関して、情報が受信され得る。例えば、その情報は、受信アンテナの数および／または伝送ランクと同様に、受信機のタイプ（ＳＩＣ，ＬＭＭＳＥおよび／または同様のもの）を含むことができる。６０４において、ＣＤＤ行列または、これに関わる行列（例えば、ユニタリおよび／または遅延行列）は、受信機のタイプおよび／または伝送ランクに基づいて選択され得る。したがって、上記のように、例えば、受信機がＬＭＭＳＥである場合には、ＣＤＤ行列は、ユニタリ行列のエルミート行列を含むことができる。さらに、一例において、ＣＤＤ行列は、伝送ランクに従う対角項の値を有する、遅延行列を含むことができる。６０６において、選択されたＣＤＤおよびプリコーディング行列は、データ・ベクトルに適用され得る。説明したように、データ・ベクトルは、多くのアンテナで受信されるべきデータに関連付けることができる。ＣＤＤ行列の一部は、ＣＤＤ遅延行列を適用するため、仮想アンテナ・ドメインにベクトルを変換するユニタリ行列（および／またはそれのエルミート行列）含むことができる。プリコーディング行列は、データに関わる送信の向きを変えるために適用され得る。そして、６０８において、ＣＤＤを適用され、プリコードされたデータが送信され得る。

ここに説明された、１つ以上の態様に従って、説明されたように、ＣＤＤおよび／またはプリコーディング行列の選択に関わる推定を下し得ることは、認識されるべきである。ここに使用されるように、「推定する（infer）」または「推定（inference）」は、一般的には、システム、環境および／またはユーザーの状態を、事象および／またはデータとして捕らえられた、一組の観察から、論理的に考える、または、推測する処理を指す。推定は、例えば、特有の状況または行為を識別するために使用され得るし、状態の分布確率を生成できる。推定は、確率論的、すなわち、データおよび事象の考慮を基にした、関心のある状態の確率的分布の計算である。推定は、さらに、一組の事象および／またはデータから、より高いレベルの事象を構成するために使用される技術を参照することができる。事象が時間的に極めて近接していることにより、相関があるかないかに関わらず、事象とデータが１つまたはいくつかの事象やデータ源から得られるかに関わらず、このような推定は、１組の観察された事象および／または記憶された事象のデータから、新規の事象または行為を構築する結果となる。

図７は、仮想アンテナ・ドメインを使用して、送信のためのＣＤＤとプリコーディングの適用を容易にする、システム７００の図示である。システム７００は、１つ以上のモバイル・デバイス７０４からの信号を、複数の受信アンテナ７０６を通して受信する受信機７１０を有する基地局７０２（例えばアクセス・ポイント、・・・）と、送信アンテナ７０８を通して、１つ以上のモバイル・デバイス７０４に送信する送信機７２４を含む。受信機７１０は、受信アンテナ７０６から情報を受信し、受信した情報を復調する復調器７１２を効果的に連携させる。復調されたシンボルは、（たとえば、パイロット）信号の強度および／または干渉の強度の推定に関わる情報と、送信すべき、または、モバイル・デバイス７０４（または、別の基地局（示されない））から受信した、および／または、ここに明らかにされる種々の働きと機能の実行に関わる、他の適切な情報データを記憶するメモリ７１６と結合されたプロセッサ７１４により分析される。

プロセッサ７１４は、受信機７１０により受信した情報の分析および／または送信機７２４により送信するための情報の生成に専念するプロセッサ、基地局７０２の１つ以上の構成要素を制御するプロセッサ、および／または、受信機７１０で受信された情報を分析し、送信機７２４による送信のための情報を生成し、１つ以上の基地局７０２の構成要素を制御するプロセッサであり得る。

基地局７０２は、プロセッサ７１４に効果的に結合されていて、送信されるべきデータ、受信されたデータ、利用可能なチャネルに関わる情報、分析された信号に関連した情報、および／または、干渉強度、割り当てられたチャネルに関わるデータ、電力、レート等、および、チャネルを推定し、そのチャネルを通して通信するための、任意のその他の適切な情報を、記憶することができるメモリ７１６を、さらに含むことができる。メモリ７１６は、さらに、チャネルの（たとえば、性能に基づく、容量に基づく、など）推定および／または利用に関連するプロトコルおよび／またはアルゴリズムを記憶することができる。

ここに説明されているメモリ７１６は、揮発性メモリ、または、不揮発性メモリのどちらであってもよいし、または、揮発性と不揮発性の両方のメモリを含むことができることを、認識するべきである。説明のためであり、制限するものではないが、不揮発性メモリは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ），書き込み可能なＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的に書き込み可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）またはフラッシュ・メモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして動作する、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。説明のためであり、制限するものではないが、ＲＡＭは、たとえば、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、倍速データ・レートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンストＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）およびダイレクト・ランバスＲＡＭ（ＤＲ ＲＡＭ）のような多くの型式で利用可能である。主題のシステムと方法のメモリ７０８は、これに制限されるわけではないが、これらおよび任意の他の型式のメモリを含むように意図されている。

プロセッサ７１４は、１つ以上の行列をデータに適用することにより、送信のためのデータに関してＣＤＤを実施できるＣＤＤアプリケータ７１８に、さらに結合されている。例えば、ＣＤＤアプリケータ７１８は、データを仮想アンテナ・ドメインに適用するために、ユニタリ行列を、モバイル・デバイス７０４の多くの受信アンテナ、または、その伝送ランクに関連付けられている、複数のデータ・ベクトルに適用することができる。ＣＤＤアプリケータ７１８は、さらに、仮想アンテナ上の空間ダイバーシティを導入するために、ＣＤＤ遅延行列を適用することができる。さらに、プロセッサは、プリコーディング行列を、送信アンテナ７０８を通して送信するためにデータをビーム形成する、ＣＤＤ適用データに、プリコーディング行列を適用することができるプリコーダ７２０と結合され得る。さらに、プロセッサ７１４から分離されているように描かれているが、ＣＤＤアプリケータ７１８、プリコーダ７２０、復調器７１２および／または変調器７２２は、プロセッサ７１４または（示されていない）マルチ・プロセッサの一部であり得る。

図８は、例示の無線通信システム８００を示す。無線通信装置８００は、簡潔にするために、１つの基地局８１０と１つのモバイル・デバイス８５０を描く。しかしながら、さらなる基地局および／またはモバイル・デバイスが、以下に説明される、例示の基地局８１０とモバイル・デバイス８５０と実質的に、類似または異なることがあり得るが、システム８００は、１つ以上の基地局および／または１つのモバイル・デバイスを含むことができることを認識すべきである。さらに、基地局８１０および／またはモバイル・デバイス８５０は、この間の無線通信を容易にするために、ここに説明されたシステム（図１−３と７）と操作（図４）および／または方法（図５−６）を使えることを認識すべきである。

基地局８１０では、多くのデータ・ストリームのためのトラフィック・データが、データ・ソース８１２から送信（ＴＸ）データ・プロセッサ８１４に、供給される。例に従って、各々のデータ・ストリームは、各々のアンテナを通して送信され得る。ＴＸデータ・プロセッサ８１４は、符号化データを提供するために、そのデータ・ストリームにために選択された特定の符号化スキームに基づいて、トラフィック・データ・ストリームをフォーマットし、符号化し、インターリーブする。

各々のデータ・ストリームの符号化されたデータは、直行周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いて、パイロット・データで、多重化され得る。さらに、あるいは、代わりに、パイロット・シンボルは、周波数分割多重（ＦＤＭ）、時分割多重（ＴＤＭ）または符号分割多重（ＣＤＭ）され得る。パイロット・データは、通常の場合には、既知の方法で処理され、チャネル応答を推定するために、モバイル・デバイス８５０で、使用され得る、既知のデータ・パターンである。各々のデータ・ストリームの、多重化された、パイロットおよび符号化されたデータは、変調シンボルを提供するために、そのデータ・ストリームに選択された特定の変調スキーム（例えば、２位相偏移変調（ＢＰＳＫ）、４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）、Ｍ位相偏移変調（Ｍ−ＰＳＫ）、Ｍ値直交振幅変調（Ｍ−ＱＡＭ）等）に基づいて変調（例えば、シンボル・マップ）され得る。各々のデータ・ストリームのデータ・レート、符号化、および変調は、実行された命令により決定され得るか、または、プロセッサ８３０により与えられ得る。

データ・ストリームのための変調シンボルは、変調シンボル（例えばＯＦＤＭ）をさらに処理することができるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ８２０に提供され得る。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ８２０は、次いで、Ｎ_Ｔ個の送信機（ＴＭＴＲ）８２２ａ〜８２２ｔに、Ｎ_Ｔ個の変調シンボル・ストリームを提供する。種々の実施例において、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ８２０は、ビーム形成重み付けを、データ・ストリームのシンボルと、シンボルが送信されているアンテナに適用する。

各々の送信機８２２は、１つ以上のアナログ信号を提供するために、対応するシンボル・ストリームを受け取り、処理し、さらにＭＩＭＯチャネルを通しての送信に適した変調信号を提供するために、アナログ信号を調整（例えば、増幅、フィルター、アップ・コンバート）する。さらに、送信機８２２ａ〜８２２ｔからのＮ_Ｔ個の変調信号は、Ｎ_Ｔ個のアンテナ８２４ａ〜８２４ｔから、それぞれ送信される。

モバイル・デバイス８５０では、送信された変調信号が、Ｎ_Ｒ個のアンテナ８５２ａ〜８５２ｒにより受信され、各々のアンテナ８５２で受信された信号は、それぞれの受信機（ＲＣＶＲ）８５４ａ〜８５４ｒに供給される。各々の受信機８５４は、それぞれの信号を調整（例えば、フィルター、増幅、ダウン・コンバート）し、サンプルを提供するために、調整された信号をディジタル化し、対応する「受信された」シンボル・ストリームを提供するために、さらにサンプルを処理する。

ＲＸデータ・プロセッサ８６０は、Ｎ_Ｔ個の「検出された」シンボル・ストリームを提供する、特定の受信処理技術に基づいて、Ｎ_Ｒ個の受信機８５４からの、Ｎ_Ｒ個の受信シンボル・ストリームを受信し、処理することができる。ＲＸデータ・プロセッサ８６０は、データ・ストリームのトラフィック・データを再生するために、各々の検出されたシンボル・ストリームを復調し、デインターリーブし、復号することができる。ＲＸデータ・プロセッサ８６０による処理は、基地局８１０におけるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ８２０とＴＸデータ・プロセッサ８１４により実行されるそれに対して相補的である。

プロセッサ８７０は、上述のように、どのプリコーディング行列 を利用するかを、周期的に決めることができる。さらに、プロセッサ８７０は、行列のインデックス部分とランク値部分を含む、逆方向リンク・メッセージを定式化することができる。

逆方向リンク・メッセージは、通信リンクおよび／または受信データ・ストリームに関する、種々のタイプの情報を含むことができる。逆方向リンク・メッセージは、データ・ソース８３６からの多くのデータ・ストリームのために、トラフィック・データを受信するＴＸデータ・プロセッサ８３８により処理され、変調器８８０により変調され、送信機８５４ａ〜８５４ｒにより調整され、基地局８１０に戻るように、送信され得る。

基地局８１０では、移動局８５０からの変調信号が、アンテナ８２４により受信され、受信機８２２により調整され、復調器８４０により復調され、モバイル・デバイス８５０により送信された、逆方向リンク・メッセージを抽出するために、ＲＸデータ・プロセッサ８４２により処理される。さらに、プロセッサ８３０は、ビーム形成の重み付けを決定するために、どのプリコーディング行列 を使用するのかを決めるために、抽出したメッセージを処理することができる。

プロセッサ８３０と８７０は、それぞれ、基地局８１０とモバイル・デバイス８５０での操作を指示（制御、調整、管理等）することができる。それぞれのプロセッサ８３０と８７０は、プログラム・コードとデータを記憶するメモリ８３２と８７２に関連付けられ得る。プロセッサ８３０と８７０は、さらに、順方向通信と逆方向通信とについて、それぞれ、周波数とインパルス応答の推定を導き出す計算を行うことができる。

ここに説明されている実施例は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、または、これらの組み合わせとして実施される。ハードウェアによる実施では、処理ユニットは、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰｓ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤｓ）、プログラム可能な論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、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、ここに説明された機能を実行する他の電子ユニット、または、これらの組み合わせの中で、実施され得る。

実施例がソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、または、マイクロコード、プログラム・コードまたはコード・セグメントとして実施される場合には、記憶構成要素のようなマシーン可読媒体に記憶され得る。コード・セグメントは、手続き、機能、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェア・パッケージ、クラス、または、命令、データ構造、または、プログラム・ステートメントの任意の組み合わせを表す。コード・セグメントは、情報、データ、引数、パラメータまたはメモリの内容を、渡すおよび／または受け取ることによりもう１つのコード・セグメントまたはハードウェア回路と結合され得る。情報、引数、パラメータ、データ等は、メモリの共有、メッセージの受け渡し、トークンの受け渡し、ネットワーク伝送等の、任意の適切な手段を使って、渡され、転送され、送信され得る。

ソフトウェアによる実施ついては、ここに説明された技術が、ここに説明した機能を実行するモジュール（たとえば、手続き、機能等）により、実施される。ソフトウェアのコードは、メモリ・ユニットに記憶され、プロセッサにより実行され得る。メモリ・ユニットは、プロセッサの内部に、または、外部に実装され得るが、当業者に既知の種々の手段により、プロセッサに通信できるように、接続され得る。

図９を参照すると、ＣＤＤとプリコーディングを、無線送信に適用することを、容易にするシステム９００が示される。例えば、システム９００は、少なくとも一部が基地局、モバイル・デバイス等の中に存在できる。システム９００は、プロセッサ、ソフトウェア、または、これらの組み合わせ（たとえば、ファームウェア）により実施される機能を表す機能ブロックであり得る、機能ブロックを含むものとして表されることが認識されるべきである。システム９００は、連結して動作できる電子構成要素の論理グルーピング９０２を含む。たとえば、論理グループ９０２は、伝送ランクに関わる複数のデータ・ベクトルを、仮想アンテナ空間に変換する、電子構成要素９０４を含むことができる。例えば、データ・ベクトルは、伝送ランクに基づく多くの受信アンテナに、送信されるべきデータを含むことができる。１つの例では、データ・ベクトルは、説明されたように、ユニタリ行列を利用して、仮想アンテナ空間に変換され得る。さらに、ユニタリ行列のエルミート行列は、ユニタリ行列により引き起こされた、スループット損失を軽減するために、使用され得る。さらに、論理グループ９０２は、ＣＤＤを仮想アンテナ空間に適用するための、電子構成要素９０６を含むことができる。１つの例では、これは、ＣＤＤ遅延行列を、変換されたデータ・ベクトルに適用すること含み得る。ＣＤＤ遅延行列は、例えば、伝送ランクおよび／または受信機のタイプ、または他の要求特性に基づいて、選択され得る。さらに、論理グループ９０２は、複数のビーム形成信号を生成するために、ＣＤＤを適用した仮想アンテナ空間をプリコードする、電子構成要素９０８を含むことができる。従って、説明したように、プリコーダは、送信の方向決定または他の設計特性のような、プリコーディングの有益な態様を維持するために、ＣＤＤの後に適用され得る。さらに、システム９００は、電子構成要素９０４，９０６と９０８に関連する機能を、実行する命令を保持する、メモリ９１０を含むことができる。メモリ９１０の外部にあるとして示されたが、１つ以上の電子構成要素９０４，９０６と９０８は、メモリ９１０の内部に存在することができることを、理解すべきである。

以上に説明されてきたことは、１つ以上の実施例の例を含む。もちろん、前述の実施例の目的のために、全ての考え得る構成要素または方法の組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者は、種々の実施例の、多くのさらなる組み合わせおよび置き換えが可能であることを認識するであろう。従って、説明された実施例は、添付された請求項の精神と範囲の中にある、全ての、そのような変更、修正および変形を包含するように意図されている。さらに、「含んでいる（include）」という用語が詳細な説明または請求項で使用される範囲については、請求項の中で遷移的な単語として使われる場合に、「備える（comprising）」が解釈される時に、「備える（comprising）」という用語に似た様に、このような用語が含むことを意図している。
なお、以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］無線送信への周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）とプリコーディングの適用を容易にする方法であって、
受信機のアンテナに関わる複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインへ変換することと、
空間ダイバーシティ行列を生成するために、前記複数のデータ・ベクトルへＣＤＤ行列を適用することと、
送信アンテナの数に対応する、複数の方向性データ・ビームを構築するために空間ダイバーシティ行列へ、プリコーディング行列を適用すること、を含む方法。
［Ｃ２］データ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインに変換することが、ユニタリ行列の次元が前記データ・ベクトルの数に関連している場合、データ・ベクトルに、ユニタリ行列を適用することにより達成される、Ｃ１の方法。
［Ｃ３］少なくとも一部、受信機のタイプに基づいて、データ・ベクトルに、ユニタリ行列のエルミート逆置換行列を適用することを、さらに含む、Ｃ２の方法。
［Ｃ４］少なくとも一部、受信機のタイプ、受信機のアンテナの数、または複数のデータ・ベクトルの数に基づいて、ＣＤＤ行列を選択することを、さらに含むＣ１の方法。
［Ｃ５］空間ダイバーシティ行列の適用により実現された空間ダイバーシティの大きさを設定するために、前記ＣＤＤ行列に適用される位相増加量を選択することを、さらに含むＣ１の方法。
［Ｃ６］前記送信アンテナの数が、前記受信アンテナの数、または複数のデータ・ベクトルの数により変化する、Ｃ１の方法。
［Ｃ７］関連する１つ以上のＯＦＤＭシンボルを生成するために方向性データ・ビームに、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用することと、
１つ以上のＯＦＤＭシンボルに周期的プリフィックス（ＣＰ）を加えることを、
さらに含む、Ｃ１の方法。
［Ｃ８］関連する方向性データ・ビームに従って、複数の送信アンテナを通してＯＦＤＭシンボルを送信することを、さらに含むＣ７の方法。
［Ｃ９］複数のビーム形成した信号を生成するために、複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインに変換し、その上に周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）とプリコーディング行列を適用するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリを、
含む、無線通信装置。
［Ｃ１０］前記少なくとも１つのプロセッサが、さらに、複数の送信アンテナを通して、ビーム形成した信号を送信するように構成された、Ｃ９の無線通信装置。
［Ｃ１１］少なくともその一部、前記複数のデータ・ベクトルにユニタリ行列を適用することにより、前記複数のデータ・ベクトルが、仮想アンテナ・ドメインに変換される、Ｃ９の無線通信装置。
［Ｃ１２］空間ダイバーシティをそこに導入するために、ユニタリ行列に対してＣＤＤ行列が適用される、Ｃ１１の無線通信装置。
［Ｃ１３］ビーム形成した信号を生成するために、ＣＤＤ行列を適用することにより生成された行列に、前記プリコーディングが適用される、Ｃ１２の無線通信装置。
［Ｃ１４］複数のビーム形成した信号を受信する受信機のタイプに、少なくともその一部が基づいてＣＤＤ行列を選択するように、前記少なくとも１つのプロセッサがさらに構成される、Ｃ９の無線通信装置。
［Ｃ１５］前記受信機が、線形最小平均二乗誤差（ＬＭＭＳＥ）受信機であり、そして、前記ＣＤＤ行列が、仮想アンテナ・ドメインにデータ・ベクトルを変換するために利用する、ユニタリ行列のエルミート行列を含む、Ｃ１４の無線通信装置。
［Ｃ１６］前記ビーム形成した信号を送信するために使用するアンテナの数が、前記ビーム形成した信号を受信するアンテナの数、または複数のデータ・ベクトルの数を超える、Ｃ９の無線通信装置。
［Ｃ１７］無線送信の周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）とプリコーディングの適用を容易にする無線通信装置であって、
伝送ランクに関わる複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ空間に変換する手段と、ＣＤＤを前記仮想アンテナ空間に適用する手段と、
複数のビーム形成した信号を生成するために、前記ＣＤＤを適用した仮想アンテナ空間をプリコードするための手段を
含む、無線通信装置。
［Ｃ１８］複数の送信アンテナを通して、前記ビーム形成した信号を送信する手段をさらに含むＣ１７の無線通信装置。
［Ｃ１９］アンテナの数が、伝送ランクよりも大きい、Ｃ１８の無線通信装置。
［Ｃ２０］前記ＣＤＤを適用する手段が、データ・ベクトルにＣＤＤ遅延行列を乗じる、Ｃ１７の無線通信装置。
［Ｃ２１］複数のビーム形成した信号を受信する受信機のタイプに、少なくともその一部、基づいてＣＤＤ遅延行列を選択する手段をさらに含む、Ｃ２０の無線通信装置。
［Ｃ２２］ビーム形成した信号の送信において、送信エネルギーがヌル空間に放射するのを防ぐために、伝送ランクに、少なくとも一部、基づいて、ＣＤＤ遅延行列がさらに選択される、Ｃ１７の無線通信装置。
［Ｃ２３］前記データ・ベクトルを変換する手段が、前記仮想アンテナ空間を生成するためにユニタリ行列を利用する、Ｃ１７の無線通信装置。
［Ｃ２４］ユニタリ行列の利用が引き起こす性能低下を軽減するために、ユニタリ行列のエルミート行列を適用するための手段をさらに含む、Ｃ２３の無線通信装置。
［Ｃ２５］受信機のアンテナに関わる複数のデータ・ベクトルを、仮想アンテナ・ドメインに変換することを、少なくとも１台のコンピュータにさせるコードと、
空間ダイバーシティ行列を生成するために、前記複数のデータ・ベクトルに、周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）行列を適用することを、少なくとも１台のコンピュータにさせるコードと、
送信アンテナの数に対応する、複数の方向性データ・ビームを構築するために、前記空間ダイバーシティ行列にプリコーディング行列を適用することを、少なくとも１台のコンピュータにさせるコードを含む、
コンピュータ可読媒体を含む、
コンピュータ・プログラム製品。

Claims (22)

1. 無線送信への周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）とプリコーディングの適用を容易にする方法であって、
   １つの受信機の複数のアンテナに関連する複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインへ変換することと、
   複数のビーム形成した信号を受信する前記受信機の検出方式の種別に少なくとも部分的に基づいてＣＤＤ行列を選択することと、
   空間ダイバーシティ行列を生成するために、前記仮想アンテナ・ドメインへ変換した前記複数のデータ・ベクトルへ、前記ＣＤＤ行列を適用することと、
   複数の送信アンテナを通して複数の受信アンテナに信号を向けるために、前記空間ダイバーシティ行列へ、プリコーディング行列を適用することと、
   前記空間ダイバーシティ行列を適用することによって実現される空間ダイバーシティの大きさを設定するために、前記ＣＤＤ行列に適用される位相増加量を選択することと
   を含む方法。
2. 前記データ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインへ変換することは、前記データ・ベクトルにユニタリ行列を適用することにより達成され、前記ユニタリ行列の次元は、前記データ・ベクトルの数に関連している、請求項１の方法。
3. 前記受信機の検出方式の種別に少なくとも部分的に基づいて、前記プリコーディング行列を適用する前に前記空間ダイバーシティ行列に、前記ユニタリ行列のエルミート逆置換行列を適用することをさらに含む、請求項２の方法。
4. 前記受信機のアンテナの数、または前記複数のデータ・ベクトルの数に少なくとも部分的に基づいて、前記ＣＤＤ行列を選択することをさらに含む請求項１の方法。
5. 前記送信アンテナの数は、前記受信機のアンテナの数、または前記複数のデータ・ベクトルの数とは異なる、請求項１の方法。
6. 前記方向性データ・ビームに逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用して、それに関連する１つ以上のＯＦＤＭシンボルを生成することと、
   前記１つ以上のＯＦＤＭシンボルに周期的プリフィックス（ＣＰ）を加えることと
   をさらに含む、請求項１の方法。
7. 前記ＯＦＤＭシンボルを、前記関連する方向性データ・ビームに従って、前記複数の送信アンテナを通して送信することをさらに含む請求項６の方法。
8. 複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインに変換し、複数のビーム形成した信号を受信する受信機の検出方式の種別に少なくとも部分的に基づいて周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）行列を選択し、空間ダイバーシティ行列を生成するために、前記仮想アンテナ・ドメインへ変換した前記複数のデータ・ベクトルへ、前記ＣＤＤ行列を適用し、複数の送信アンテナを通して複数の受信アンテナに信号を向けるために、前記空間ダイバーシティ行列へ、プリコーディング行列を適用し、前記空間ダイバーシティ行列を適用することによって実現される空間ダイバーシティの大きさを設定するために、前記ＣＤＤ行列に適用される位相増加量を選択するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
   前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと
   を含む無線通信装置。
9. 前記少なくとも１つのプロセッサはさらに、複数の送信アンテナを通して、前記ビーム形成した信号を送信するように構成された、請求項８の無線通信装置。
10. 前記複数のデータ・ベクトルは、少なくとも部分的には前記複数のデータ・ベクトルにユニタリ行列を適用することによって、前記仮想アンテナ・ドメインに変換される、請求項８の無線通信装置。
11. 前記ＣＤＤ行列が前記ユニタリ行列に対して適用され、空間ダイバーシティがそこに導入される、請求項１０の無線通信装置。
12. 前記プリコーディングは、前記ビーム形成した信号を生成するために、前記ＣＤＤ行列を適用することにより生成された行列に適用される、請求項１１の無線通信装置。
13. 前記受信機は、線形最小平均二乗誤差（ＬＭＭＳＥ）受信機であり、前記ＣＤＤ行列は、前記データ・ベクトルを前記仮想アンテナ・ドメインに変換するために利用されるユニタリ行列のエルミート行列を含む、請求項８の無線通信装置。
14. 前記ビーム形成した信号を送信するために使用するアンテナの数は、前記ビーム形成した信号を受信するアンテナの数、または前記複数のデータ・ベクトルの数を超える、請求項８の無線通信装置。
15. 無線送信への周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）とプリコーディングの適用を容易にする無線通信装置であって、
    伝送ランクに関連する複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ空間へ変換する手段と、
    複数のビーム形成した信号を受信する受信機の検出方式の種別に少なくとも部分的に基づいてＣＤＤ行列を選択する手段と、
    空間ダイバーシティ行列を生成するために、前記仮想アンテナ空間へ変換した前記複数のデータ・ベクトルへ、前記ＣＤＤ行列を適用する手段と、
    複数の送信アンテナを通して複数の受信アンテナに信号を向けるために、前記空間ダイバーシティ行列をプリコードする手段と、
    前記空間ダイバーシティ行列を適用することによって実現される空間ダイバーシティの大きさを設定するために、前記ＣＤＤ行列に適用される位相増加量を選択する手段と
    を含む無線通信装置。
16. 複数の送信アンテナを通して、前記ビーム形成した信号を送信する手段をさらに含む請求項１５の無線通信装置。
17. 前記送信アンテナの数は、前記伝送ランクよりも大きい、請求項１６の無線通信装置。
18. 前記ＣＤＤを適用する手段は、前記データ・ベクトルにＣＤＤ遅延行列を乗じる、請求項１５に記載の無線通信装置。
19. ＣＤＤ遅延行列が、さらに、送信エネルギーが前記ビーム形成した信号の送信時にヌル空間に注がれることを防ぐために、前記伝送ランクに少なくとも部分的に基づいて選択される、請求項１５の無線通信装置。
20. 前記データ・ベクトルを変換する手段は、前記仮想アンテナ空間を生成するためにユニタリ行列を利用する、請求項１５の無線通信装置。
21. 前記ユニタリ行列の利用によって引き起こされる性能低下を軽減するために、前記ユニタリ行列のエルミート行列を適用する手段をさらに含む、請求項２０の無線通信装置。
22. １つの受信機の複数のアンテナに関連する複数のデータ・ベクトルを仮想アンテナ・ドメインへ変換することを、少なくとも１台のコンピュータにさせるコードと、
    複数のビーム形成した信号を受信する前記受信機の検出方式の種別に少なくとも部分的に基づいて周期的遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）行列を選択することを、前記少なくとも１台のコンピュータにさせるコードと、
    空間ダイバーシティ行列を生成するために、前記仮想アンテナ・ドメインへ変換した前記複数のデータ・ベクトルへ、前記ＣＤＤ行列を適用することを、前記少なくとも１台のコンピュータにさせるコードと、
    複数の送信アンテナを通して複数の受信アンテナに信号を向けるために、前記空間ダイバーシティ行列へ、プリコーディング行列を適用することを、前記少なくとも１台のコンピュータにさせるコードと、
    前記空間ダイバーシティ行列を適用することによって実現される空間ダイバーシティの大きさを設定するために、前記ＣＤＤ行列に適用される位相増加量を選択することを、前記少なくとも１台のコンピュータにさせるコードと
    を含むコンピュータ可読記憶媒体。

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