JP5701300B2 - Alamoutiに基づくコードを用いたMIMO環境におけるシンボルの送信 - Google Patents

Alamoutiに基づくコードを用いたMIMO環境におけるシンボルの送信 Download PDF

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Description

本出願は、一般に無線通信技術に関し、より詳細にはAlamoutiコードを用いたMIMO方式におけるシンボル送信に関する。
無線接続を介しデータが送信されるサービスの需要が近年増大し、増大し続けることが予想される。セルラ携帯電話や他の携帯電話、パーソナル通信システム(PCS)及びデジタル又は高品位テレビ(HDTV)を介しデータが送信されるアプリケーションが含まれる。これらのサービスに対する需要は増大しているが、データが送信されるチャネル帯域幅は限られている。従って、この限定的な帯域幅上で効率的かつコスト効果的な方法によりデータを高速に送信することが所望される。
チャネルを介し高速データを効率的に送信するための既知のアプローチは、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)を利用することによってである。高速データ信号は、サブキャリア周波数(サブキャリア)として知られる無線周波数(RF)信号内の各周波数を介しパラレルに送信されるより低速な数十又は十百の信号に分割される。サブキャリアの周波数スペクトルは、それらの間の間隔が最小化されるように重複される。サブキャリアはまた、統計的に独立し、クロストークを生じさせたり、又は互いに干渉しないように、互いに直交する。この結果、チャネル帯域幅は、AM/FM(振幅又は周波数変調)などの従来のシングルキャリア送信スキームよりはるかに効率的に利用される。
STTD(Space Time Transmit Diversity)は、リンクパフォーマンスを有意に向上させるシンボルレベルダイバーシチを実現できる。STTDコードは、それがフルスペース時間符号化レートを実現し(スペース時間符号化レート=1、又はレート1とも呼ばれる)、それが直交しているという意味で、“完全”であると言われる。しかしながら、送信アンテナの本数が2より多いとき、レート1直交コードは存在しない。
チャネル帯域幅をより効率的に利用するためのアプローチは、MIMO(Multiple Input−Multiple Output)と呼ばれる、複数のアンテナを有する基地局を用いてデータを送信し、複数の受信アンテナを有する遠隔局を用いて送信データを受信することである。MIMO技術は、3GPP(3rd Generation Partnership Project)規格などの次世代無線セルラシステムについて提案された。複数のアンテナが送信機と受信機との双方に配置されるため、より大きなキャパシティ又は送信レートが実現できる。
MIMOシステムを用いてパケットを送信するとき、受信パケットが誤りを有する場合、受信機は、同じパケットの再送を要求するようにしてもよい。当初の送信と異なってパケットシンボルがマッピングされるシステムが知られている。
MIMO環境においてシンボルを送信する方法は、公開番号WO2006/076787を有するPCT国際特許出願PCT/CA2005/001976に開示されている。
閉ループシステムでは、パケット受信機はまた、送信機に再送フォーマットのベストなマッピングを示すことができる。
既知のシステムでは、干渉を解消するのに非効率なシンボルマッピングの可能性が存在する。
従って、MIMO再送を実現するための改良された方法が必要とされる。
第1の広い態様によると、MIMO(Multiple−Input−Multiple−Output)空間時間符号化通信においてデータを送信する方法が提供される。本方法は、マッピングテーブルに従って共通する複数のアンテナと各自の送信リソースとにより複数のシンボルセットを送信するステップを有し、前記マッピングテーブルは、前記通信を規定する複数のシンボルを前記複数の送信アンテナからの各アンテナと各自の送信リソースとにマッピングする。前記送信するステップは、前記マッピングテーブルにおいてセグメントレベルAlamoutiコードの少なくとも一部を形成するシンボルを送信することを有する。
第2の広い態様によると、MIMO(Multiple−Input−Multiple−Output)空間時間符号化通信においてデータを送信する方法が提供される。本方法は、前記通信を規定する複数のシンボルを複数の送信アンテナからの各アンテナと各自の送信リソースとにマッピングするためのマッピングテーブルを規定するステップを有する。本方法はさらに、前記マッピングテーブルの複数のプライマリセグメントのそれぞれが一緒になってシンボルレベルAlamoutiコードを規定する個々のシンボル送信に対応する複数のコンポーネントを有する前記複数のプライマリセグメントを規定し、一緒になってセグメントレベルAlamoutiコードを規定する複数のプライマリセグメントを有する前記マッピングテーブルのセカンダリセグメントを規定することによって、前記マッピングテーブルを記述するステップを有する。本方法はさらに、前記マッピングテーブルに従って前記複数のアンテナにより前記マッピングテーブルのシンボルを送信するステップを有する。
本出願の態様及び特徴は、添付した図面及び付属と共に開示の特定の実施例の以下の説明を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。
本出願の実施例は、添付した図面を参照して単なる具体例により説明される。
図1は、セルラ通信システムのブロック図である。 図2は、本出願のいくつかの実施例を実現するのに利用可能な一例となる基地局のブロック図である。 図3は、本出願のいくつかの実施例を実現するのに利用可能な一例となる無線端末のブロック図である。 図4は、本出願のいくつかの実施例を実現するのに利用可能な一例となる中継局のブロック図である。 図5は、本出願のいくつかの実施例を実現するのに利用可能な一例となるOFDM送信機の構成の論理的分解のブロック図である。 図6は、本出願のいくつかの実施例を実現するのに利用可能な一例となるOFDM受信機の構成の論理的分解のブロック図である。 図7は、IEEE802.16m−08/003rlの図1のネットワークの全体構成の一例である。 図8は、IEEE802.16m−08/003rlの図2のネットワークの全体構成における中継局である。 図9は、IEEE802.16m−08/003rlの図3のシステム参照モデルである。 図10は、IEEE802.16m−08/003rlの図4のIEEE802.16mプロトコル構成である。 図11は、IEEE802.16m−08/003rlの図5のIEEE802.16m MS/BSデータプレーン処理フローである。 図12は、IEEE802.16m−08/003rlの図6のIEEE802.16m MS/BS制御プレーン処理フローである。 図13は、IEEE802.16m−08/003rlの図7のマルチキャリアシステムをサポートする汎用的なプロトコル構成である。 図14は、シンボルレベルAlamoutiコードを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図15は、2シンボルレベルAlamoutiコードを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図16は、2シンボルレベルAlamoutiコードを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図17Aは、セグメントレベルAlamoutiコードを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図17Bは、セグメントレベルAlamoutiコードとシンボルレベルAlamoutiコードとを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図17Cは、セグメントレベルAlamoutiコードとシンボルレベルAlamoutiコードとを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図18は、セグメントレベルAlamoutiコードとシンボルレベルAlamoutiコードとの2つのレベルを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図19は、パーシャルセグメントレベルAlamoutiコードを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 図20は、シンボルレベル及びセグメントレベルAlamoutiコードを示すマッピングテーブルのグラフィカル表示である。 同様の参照番号は、類似の要素を示すため異なる図面において利用される。
図面を参照して、図1は、対応する基地局(BS)14により提供される複数のセル12内の無線通信を制御する基地局コントローラ(BSC)10を示す。ある構成では、各セルはさらに複数のセクタ13又はゾーン(図示せず)に分割される。一般に、各基地局14は、当該基地局と通信可能な何れかのエンティティとすることができる加入局(SS)16とOFDMを用いた通信を実現し、対応する基地局14に関連するセル12内の移動局及び/若しくは無線端末又は固定端末を含むものであってもよい。基地局14に関してSS16が移動した場合、この移動は、チャネル状態の有意な変動をもたらす。図示されるように、BS14及びSS16は、通信について空間ダイバーシチを提供するための複数のアンテナを有してもよい。ある構成では、中継局15は、BS14と無線端末16との間の通信を支援してもよい。SS16は、何れかのセル12、セクタ13、ゾーン(図示せず)、BS14又は中継局15から、セル12、セクタ13、ゾーン(図示せず)、BS14又は中継局15の他の何れかにハンドオフすることが可能である。ある構成では、BS14は、バックホールネットワーク11を介し互いに及び他のネットワーク(コアネットワーク又はインターネット(何れも図示せず)など)と通信する。ある構成では、基地局コントローラ10は必要とされない。
図2を参照して、BS14の一例が示される。BS14は、一般に制御システム20、ベースバンドプロセッサ22、送信回路24、受信回路26、複数のアンテナ28及びネットワークインタフェース30を有する。受信回路26は、SS16(図3に図示)及び中継局15(図4に図示)により提供される1以上のリモート送信機から、情報を担持する無線周波数信号を受信する。低ノイズアンプ及びフィルタ(図示せず)が、処理のため信号からのブロードバンド干渉を増幅及び除去するため連係してもよい。その後、ダウン変換及びデジタル化回路(図示せず)が、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウン変換し、その後、1以上のデジタルストリームにデジタル化する。
ベースバンドプロセッサ22は、受信信号により伝送された情報又はデータビットを抽出するため、デジタル化された受信信号を処理する。この処理は、典型的には、復調、復号化及び誤り訂正処理からなる。また、ベースバンドプロセッサ22は、一般に1以上のDSP(Digital Signal Processor)又はASIC(Application−Specific Integrated Circuit)により実現される。その後、受信した情報は、中継局15を利用して又は直接的に、ネットワークインタフェース30を介し無線ネットワークに送信され、又はBS14によるサービスを受ける他のSS16に送信される。
送信側では、ベースバンドプロセッサ22は、制御システム20の制御の下でネットワークインタフェース30から音声、データ又は制御情報を表しうるデジタル化されたデータを受信し、送信のためデータを符号化する。符号化されたデータは、送信回路24に出力され、所望の送信周波数を有する1以上のキャリア信号により変調される。パワーアンプ(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、マッチするネットワーク(図示せず)を介しアンテナ28に変調されたキャリア信号を送信する。変調及び処理の詳細は、以降において詳細に説明される。
図3を参照して、加入局(SS)16の一例が示される。SS16は、例えば、移動局とすることができる。BS14と同様に、SS16は、制御システム32、ベースバンドプロセッサ34、送信回路36、受信回路38、複数のアンテナ40及びユーザインタフェース回路42を有する。受信回路38は、BS14及び中継局15の1以上から、情報を担持する無線周波数信号を受信する。低ノイズアンプ及びフィルタ(図示せず)は、処理のため信号からのブロードバンド干渉を増幅及び除去するため連係してもよい。その後、ダウン変換及びデジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウン変換し、その後、1以上のデジタルストリームにデジタル化する。
ベースバンドプロセッサ34は、受信信号に伝送される情報又はデータビットを抽出するため、デジタル化された受信信号を処理する。この処理は、典型的には、復調、復号化及び誤り訂正処理からなる。ベースバンドプロセッサ34は、一般に1以上のDSP及びASICにより実現される。送信のため、ベースバンドプロセッサ34は、制御システム32から音声、ビデオ、データ又は制御情報を表しうるデジタル化されたデータを受信し、送信のため符号化する。符号化されたデータは、送信回路36に出力され、所望の送信周波数において1以上のキャリア信号を変調するため変調手段により利用される。パワーアンプ(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、マッチしたネットワーク(図示せず)を介しアンテナ40に変調されたキャリア信号を送信する。当業者に利用可能な各種変調及び処理技術が、直接的に又は中継局15を介しSS16と基地局14との間の信号送信に利用されてもよい。
OFDM変調では、送信帯域は複数の直交したサブキャリアに分割される。各サブキャリアは、送信されるデジタルデータに従って変調される。OFDMは送信帯域を複数のサブキャリアに分割するため、キャリア毎の帯域幅は減少し、キャリア毎の変調時間が増大する。複数のサブキャリアがパラレルに送信されるため、何れか所与のサブキャリアによるデジタルデータ又はシンボル(後述される)の送信レートは、単一のキャリアしか使用されないときより低くなる。
OFDM変調は、送信対象の情報に対する逆高速フーリエ変換(IFFT)の実行を利用する。復調のため、受信信号に対する高速フーリエ変換(FFT)の実行が、送信された情報を復元する。実際には、IFFT及びFFTは、逆離散フーリエ変換(IDFT)及び離散フーリエ変換(DFT)をそれぞれ実行するデジタル信号処理により提供される。従って、OFDM変調の特徴は、直交サブキャリアが送信チャネル内の複数の帯域について生成されることである。変調された信号は、相対的に低い送信レートを有し、各自の帯域内に留まることが可能なデジタル信号である。個々のサブキャリアは、デジタル信号によって直接的には変調されない。代わりに、すべてのサブキャリアはIFFT処理により一度に変調される。
動作について、OFDMは、好ましくは、BS14からSS16への少なくともダウンリンク送信に利用される。各BS14にはn個(n≧1)の送信アンテナ28が設けられ、各SS16にはm個(m≧1)の受信アンテナ40が設けられる。特に、各アンテナは、適切なデュプレクサ又はスイッチを用いて送受信に利用可能であり、簡単化のためそのようにラベル付けされる。
中継局15が使用されるとき、OFDMは、好ましくは、BS14から中継局15へのダウンリンク送信及び中継局15からSS16へのダウンリンク送信に利用される。
図4を参照して、一例となる中継局15が示される。BS14及びSS16と同様に、中継局15は、制御システム132、ベースバンドプロセッサ134、送信回路136、受信回路138、複数のアンテナ130及び中継回路142を有する。中継回路142は、中継局15が基地局14とSS16との間の通信を支援することを可能にする。受信回路138は、BS14及びSS16の1以上から、情報を担持する無線周波数信号を受信する。低ノイズアンプ及びフィルタ(図示せず)は、処理のため信号からブロードバンド干渉を増幅及び除去するよう連係してもよい。その後、ダウン変換及びデジタル化回路(図示せず)は、フィルタリングされた受信信号を中間又はベースバンド周波数信号にダウン変換し、その後、1以上のデジタルストリームにデジタル化する。
ベースバンドプロセッサ134は、受信信号に伝送される情報又はデータビットを抽出するため、デジタル化された受信信号を処理する。この処理は、典型的には、復調、復号化及び誤り訂正処理からなる。ベースバンドプロセッサ134は、一般に1以上のDSP及びASICにより実現される。
送信のため、ベースバンドプロセッサ134は、制御システム132から音声、ビデオ、データ又は制御情報を表しうるデジタル化されたデータを受信し、送信用に符号化する。符号化されたデータは送信回路136に出力され、所望の送信周波数により1以上のキャリア信号を変調するため変調手段により利用される。パワーアンプ(図示せず)は、変調されたキャリア信号を送信に適したレベルに増幅し、マッチしたネットワーク(図示せず)を介しアンテナ130に変調されたキャリア信号を送信する。当業者に利用可能な各種変調及び処理技術が、上述されるように、直接的に又は中継局15を介し間接的にSS16と基地局14との間の信号送信に利用されてもよい。
図5を参照して、OFDM送信の論理アーキテクチャが説明される。まず、基地局コントローラ10は、中継局15の支援により又は直接的に、各種SS16に送信されるデータをBS14に送信する。BS14は、SS16に関するチャネル品質に関する情報を利用して、送信用のデータをスケジューリングし、スケジューリングされたデータを送信するのに適した符号化及び変調を選択するようにしてもよい。チャネル品質は、以下でより詳細に説明されるような制御信号を用いて検出される。しかしながら、概して、各SS16のチャネル品質は、OFDM周波数帯におけるチャネル振幅(又は応答)が変化する程度の関数である。
スケジューリングされたデータ44はビットストリームであり、データスクランブリングロジック46を用いて当該データに関連するPAPR(Peak−to−Average Power Ratio)を低減するようにスクランブル化される。スクランブル化されたデータのCRC(Cyclic Redundancy Check)が決定され、CRC付加ロジック48を用いてスクランブル化されたデータに付加される。次に、チャネルエンコーダロジック50を用いてSS16における復元及び誤り訂正を実現するため、データに冗長性を効果的に加えることによって、チャネル符号化が実行される。再び、あるSS16に対するチャネル符号化は、チャネル品質に基づく。ある実現形態では、チャネルエンコーダロジック50は、既知のターボ符号化技術を利用する。符号化されたデータは、その後にレートマッチングロジック52により処理され、符号化に関連するデータ拡張を補償する。
ビットインタリーバロジック54は、連続するデータビットのロスを最小限にするため、符号化されたデータのビットをシステマティックにリオーダする。リオーダされたデータビットは、マッピングロジック56により選択された変調方式に依存して対応するシンボルにシステマティックにマッピングされる。この変調方式は、例えば、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、QPSK(Quadrature Phase Shift Key)又はDPSK(Differential Phase Shift Keying)変調であってもよい。送信データについて、変調の程度は、SSに関連するチャネル品質に基づき選択される。シンボルは、シンボルインタリーバロジック58を用いて周波数選択フェージングにより生じる定期的なデータロスに対する送信信号の耐性をさらに強化するため、システマティックにリオーダされてもよい。
この時点では、ビットグループは、振幅及び位相コンステレーションの位置を表すシンボルにマッピングされている。空間ダイバーシチが所望されるとき、シンボルのブロックは、その後に空間時間ブロックコード(STC)エンコーダロジック60により処理され、SS16においてより容易に復号化され、送信信号を干渉により耐性のあるものにするようにシンボルを修正する。STCエンコーダロジック60は、入力シンボルを処理し、BS14の送信アンテナ28の個数に対応して“n”個の出力を提供する。図5に関して上述されたような制御システム20及び/又はベースバンドプロセッサ22は、STCエンコーダを制御するためのマッピング制御信号を提供する。この時点で、“n”個の出力のためのシンボルは送信対象のデータを表し、SS16により復元可能であることが仮定される。
本例では、BS14は2つの送信アンテナ28を有し(n=2)、STCエンコーダロジック60は2つの出力シンボルストリームを提供することが仮定される。STCエンコーダロジック60により出力される各シンボルストリームは、理解の簡単化のため別々に示される対応するIFFTプロセッサ62に送信される。当業者は、1以上のプロセッサがこのようなデジタル信号処理を単独で又はここに開示される他の処理との組み合わせにより提供するのに利用可能であることを認識するであろう。IFFTプロセッサ62は、好ましくは、逆フーリエ変換を実行するため、各シンボルに対して実行される。IFFTプロセッサ62の出力は、時間ドメインにおいてシンボルを提供する。時間ドメインシンボルは、プリフィックス単位挿入ロジック64に関連するフレームにグループ化される。結果としての各フレームは、デジタルドメインにおいて中間周波数にアップ変換され、対応するデジタルアップ変換(DUC)及びデジタル・アナログ(D/A)変換回路66を介しアナログ信号に変換される。その後、結果としての(アナログ)信号は、所望のRF周波数に同時に変調され、RF回路68及び送信アンテナ28を介し増幅及び送信される。特に、意図されるSS16により知られるパイロット信号は、サブキャリアに分散される。SS16は、チャネル推定のためパイロット信号を利用する。
BS14から直接的に又は中継局15の支援によりSS16による送信信号の受信を説明するため、図6が参照される。SS16の各受信アンテナ40における送信信号の到着に応答して、各信号は対応するRF回路70により復調及び増幅される。簡単化のため、2つの受信パスの1つのみが詳細に説明及び図示される。アナログ・デジタル(A/D)コンバータ及びダウン変換回路72が、デジタル処理のためアナログ信号をデジタル化及びダウン変換する。結果として得られるデジタル化された信号は、受信信号レベルに基づきRF回路70のアンプのゲインを制御するため、自動ゲイン制御回路(AGC)74により利用されてもよい。まず、デジタル化された信号は、同期ロジック76に提供され、同期ロジック76は粗同期ロジック78を有し、複数のOFDMシンボルをバッファし、連続する2つのOFDMシンボルの間の自己相関を計算する。当該相関結果の最大値に対応する結果としての時間インデックスは、ヘッダに基づき正確なフレーミングスタート位置を決定するため詳細同期ロジック80により利用される詳細同期サーチウィンドウを決定する。詳細同期ロジック80の出力は、フレーム配置ロジック84によるフレーム取得を実現する。適切なフレーミング配置は、以降のFFT処理が時間ドメインから周波数ドメインへの正確な変換を提供するように重要である。詳細同期アルゴリズムは、ヘッダにより搬送される受信パイロット信号と既知のパイロットデータのローカルコピーとの間の相関に基づく。フレーム配置取得が実行されると、OFDMシンボルのプリフィックスが、プリフィックス除去ロジック86により除去され、結果としてのサンプルが周波数オフセット相関ロジック88に送信され、送信機及び受信機における一致しないローカルオシレータにより生じたシステム周波数オフセットが補償される。好ましくは、同期ロジック76は、ヘッダを利用して送信信号に対するこのような効果を推定し、これらの推定を適切にOFDMシンボルを処理するために相関ロジック88に提供する周波数オフセットクロック推定ロジック82を有する。
この時点で、時間ドメインのOFDMシンボルは、FFT処理ロジック90を利用した周波数ドメインへの変換の準備ができている。この結果は、周波数ドメインシンボル群であり、処理ロジック92に送信される。処理ロジック92は、分散パイロット抽出ロジック94を用いて分散されたパイロット信号を抽出し、チャネル推定ロジック96を用いて抽出されたパイロット信号に基づくチャネル推定を決定し、チャネル再構成ロジック98を用いてすべてのサブキャリアのチャネルレスポンスを提供する。各サブキャリアのチャネルレスポンスを決定するため、パイロット信号は、時間と周波数との双方において既知のパターンのOFDMサブキャリア全体のデータシンボル間に分散された実質的に複数のパイロットシンボルである。
図6に続き、処理ロジックは、パイロットシンボルが送信されたサブキャリアのチャネルレスポンスを決定するため、ある時間のあるサブキャリアにおいて期待されるパイロットシンボルと受信パイロットシンボルとを比較する。その結果は、パイロットシンボルが提供されない残りのサブキャリアのすべてではないが大部分についてチャネルレスポンスを推定するのに補間される。実際の及び補間されたチャネルレスポンスは、全体のチャネルレスポンスを推定するのに利用され、OFDMチャネルのサブキャリアのすべてではないが大部分のチャネルレスポンスを含む。
周波数ドメインシンボルとチャネル再構成情報とは、各受信パスのチャネルレスポンスから導出され、STCデコーダ100に提供され、STCデコーダ100は、送信シンボルを復元するため受信パスの双方に対するSTC復号化を提供する。チャネル再構成情報は、各周波数ドメインシンボルを処理する際に送信チャネルの効果を削除するのに十分な等価情報をSTCデコーダ100に提供する。
復元されたシンボルは、送信機のシンボルインタリーバロジック58に対応するシンボルデインタリーバロジック102を用いて順序が戻される。その後、デインタリーブされたシンボルは、デマッピングロジック104を用いて対応するビットストリームに復調又はデマッピングされる。その後、ビットは、送信機アーキテクチャのビットインタリーバロジック54に対応するビットデインタリーバロジック106を用いてデインタリーブされる。デインタリーブされたビットは、その後にレートデマッチングロジック108により処理され、最初のスクランブル化されたデータとCRCチェックサムを復元するため、チャネルデコーダロジック110に提供される。従って、CRCロジック112は、CRCチェックサムを削除し、従来方法によりスクランブル化されたデータをチェックし、既知の基地局デスクランブリングコードを用いて当初の送信データ116復元するためのデスクランブル化のため、デスクランブリングロジック114に提供する。
データ116の復元とパラレルに、チャネル品質の指標又はBS14においてチャネル品質の知識を導出するのに十分な情報が決定され、BS14に送信される。CQI信号の送信は、以下においてより詳細に説明される。上述されるように、CQIは、キャリア対干渉レシオ(CR)の関数であると共に、チャネルレスポンスがOFDM周波数帯の各サブキャリアにおいて変動する程度との関数であってもよい。例えば、情報を送信するのに利用されるOFDM周波数帯域の各サブキャリアのチャネルゲインは、チャネルゲインがOFDM周波数帯域において変化する程度を決定するため、互いに関して比較される。多数の技術が変動の程度を測定するのに利用可能であるが、1つの技術は、データを送信するのに利用されるOFDM周波数帯域全体の各サブキャリアのチャネルゲインの標準偏差を計算することである。ある実施例では、中継局が1つのみの無線を用いて、又は複数の無線を有した時間分割により動作してもよい。
図1〜6は、本出願の実施例を実現するのに利用可能な通信システムの具体例を提供する。本出願の実施例はこれらの具体例と異なり、ここに記載されるような実施例の実現形態と整合した方法により動作する構成を有する通信システムにより実現可能であることが理解されるべきである。
図7を参照して、本発明の非限定的な実施例による上述したBS14、SS16及び中継局(RS)15の間の無線通信をサポートするネットワークの論理的表現である一例となるネットワーク参照モデルが示される。ネットワーク参照モデルは、機能的エンティティの間で相互作用が実現される機能的エンティティと参照ポイントとを特定する。具体的には、ネットワーク参照モデルは、SS16、ASN(Access Service Network)及びCSN(Connectivity Service Network)を含みうる。
ASNは、加入者(例えば、IEEE802.16e/m加入者など)に無線アクセスを提供するのに必要とされる完全なネットワーク機能セットとして規定できる。ASNは、1以上のBS14と1以上のASNゲートウェイなどのネットワーク要素を有することが可能である。ASNは、複数のCSNにより共有されてもよい。ASNは以下の機能を提供できる。
・SS16とのレイヤ1及びレイヤ2接続
・加入者セッションを構成する認証、許可及びセッションのための加入者のH−NSP(Home Network Service Provider)へのAAAメッセージの転送
・加入者の好適なNSPのネットワーク検出及び選択
・SS16とのレイヤ3(L3)接続を確立するための中継機能(IPアドレス割当てなど)
・無線リソース管理
上記機能に加えて、携帯及び移動環境のため、ASNはさらに以下の機能をサポート可能である。
・ASNアンカーモビリティ
・CSNアンカーモビリティ
・ページング
・ASN−CSNトンネリング
その一部のため、CSNは、加入者にIP接続サービスを提供するネットワーク機能セットとして規定できる。CSNは以下の機能を提供するようにしてもよい。
・ユーザセッションのためのMS IPアドレス及びエンドポイントパラメータ割当て
・AAAプロキシ又はサーバ
・ユーザ加入プロファイルに基づくポリシー及びアドミッション制御
・ASN−CSNトンネリングサポート
・加入者課金及びオペレータ間決済
・ローミングのためのCSN間トンネリング
・ASN間モビリティ
CSNは、位置ベースサービス、ピア・ツー・ピアサービスのための接続、プロビジョニング、認証及び/又はIPマルチメディアサービスとの接続などのサービスを提供可能である。CSNはさらに、ルータ、AAAプロキシ/サービス、ユーザデータベース及び相互動作するゲートウェイMSなどのネットワーク要素を有してもよい。IEEE802.16mに関して、CSNは、IEEE802.16m NSPの一部又は現在のIEEE802.16e NSPの一部として配置されてもよい。
さらに、RS15は、カバレッジ及び/又はキャパシティを向上させるため配置されてもよい。図8を参照して、既存のRSをサポート可能なBS14が“レガシーゾーン”の既存のRSと通信する。BS14は、“16mゾーン”において既存のプロトコルサポートを提供することは要求されない。中継プロトコル設計は、“レガシーゾーン”で使用されるIEEE802−16jプロトコルと異なってもよいが、IEEE802−16jの設計に基づくものとすることが可能である。
図9を参照して、SS16とBS14との双方に適用され、MAC(Medium Access Control)共通部分サブレイヤ、コンバージェンスサブレイヤ、セキュリティサブレイヤ及び物理(PHY)レイヤを含む各種機能ブロックを有するシステム参照モデルが示される。
コンバージェンスサブレイヤは、CS SAPを介し受信した外部ネットワークデータのMAC SAPを介しMAC CPSにより受信したMAC SDUへのマッピング、外部ネットワークSDUの分類、及びそれらのMAC SFID及びCIDのPHS(Payload Header Suppression/compression)への関連付けを実行する。
セキュリティサブレイヤは、認証、セキュアキー交換及び暗号化を実行する。
物理レイヤは、物理レイヤプロトコル及び機能を実行する。
MAC共通部分サブレイヤが、より詳細に説明される。まず、MACは接続指向であることが理解される。すなわち、SS16上のサービスへのマッピング及び各種レベルのQoSの関連付けのため、データ通信が“接続”に関して実行される。特に、“サービスフロー”は、SS16がシステムにインストールされると提供されるようにしてもよい。SS16の登録直後、帯域幅を要求するものに対する参照を提供するため、これらのサービスフローと接続が関連付けされる(サービスフロー毎に1つの接続)。
さらに、カスタマのサービスが変更の必要があるとき、新たな接続が確立されてもよい。接続は、MACを利用するピアコンバージェンスプロセス間のマッピングとサービスフローとの双方を規定する。従って、サービスフローは、帯域幅割当て処理と一体的である。具体的には、SS16は、接続単位でアップリンク帯域幅を要求する(非明示的にサービスフローを特定する)。帯域幅は、MSからの接続後とのリクエストに応答して、グラントのまとまりとしてBSによりMSに付与することが可能である。
図10をさらに参照して、MAC共通部分サブレイヤ(CPS)は、無線リソース制御管理(RRCM)機能とMAC機能とに分類される。
RRCM機能は、以下のような無線リソース機能に関連する複数の機能ブロックを含む。
・無線リソース管理
・モビリティ管理
・ネットワークエントリ管理
・位置管理
・アイドルモード管理
・セキュリティ管理
・システムコンフィギュレーション管理
・MBS(Multicast and Broadcasting Service)
・サービスフロー及び接続管理
・中継機能
・自己組織化
・マルチキャリア
[無線リソース管理]
無線リソース管理ブロックは、トラフィックロードに基づき無線ネットワークパラメータを調整し、さらにロード制御(ロードバランシング)、アドミッション制御及び干渉制御の各機能を含む。
[モビリティ管理]
モビリティ管理ブロックは、RAT内/RAT間ハンドオーバに関する機能をサポートする。モビリティ管理ブロックは、通知及び測定を含み、候補近隣ターゲットBS/RSを管理し、MSがRAT内/RAT間ハンドオーバ処理を実行するか決定するRAT内/RAT間ネットワークトポロジの取得を処理する。
[ネットワークエントリ管理]
ネットワークエントリ管理ブロックは、初期化及びアクセス処理を担当する。ネットワークエントリ管理ブロックは、アクセス処理、すなわち、レインジング、基本能力ネゴシエーション、登録などの処理中に必要とされる管理メッセージを生成してもよい。
[位置管理]
位置管理ブロックは、位置ベースサービス(LBS)をサポートすることを担当する。位置管理ブロックは、LBS情報を含むメッセージを生成してもよい。
[アイドルモード管理]
アイドルモード管理ブロックは、アイドルモード中の位置更新処理を管理する。アイドルモード管理ブロックは、アイドルモード処理を制御し、コアネットワーク側のページングコントローラからのページングメッセージに基づきページング通知メッセージを生成する。
[セキュリティ管理]
セキュリティ管理ブロックは、セキュア通信のための認証/許可及びキー管理を担当する。
[システムコンフィギュレーション管理]
システムコンフィギュレーション管理ブロックは、MSに送信するためのシステムコンフィギュレーションパラメータ、システムパラメータ、及びシステムコンフィギュレーション情報を管理する。
[MBS(Multicast and Broadcasting Service)]
MBS(Multicast Broadcast Service)ブロックは、ブロードキャスト及び/又はマルチキャストサービスに関する管理メッセージ及びデータを制御する。
[サービスフロー及び接続管理]
サービスフロー及び接続管理ブロックは、アクセス/ハンドオーバ/サービスフロー生成処理中に“MS識別子”(又はステーション識別子−STID)及び“フロー識別子”(FID)を割り当てる。MS識別子とFIDとは、以下においてさらに説明される。
[中継機能]
中継機能ブロックは、マルチホップ中継機構をサポートするための機能を含む。これらの機能は、BSとアクセスRSとの間の中継パスを維持するための処理を含む。
[自己組織化]
自己組織化ブロックは、自己設定及び自己最適化機構をサポートするための機能を実行する。これらの機能は、自己設定及び自己最適化のための測定を報告するようRS/MSに要求し、RS/MSからの測定結果を受信するための処理を含む。
[マルチキャリア]
マルチキャリア(MC)ブロックは、共通のMACエンティティが複数の周波数チャネルにおけるPHYスパニングを制御することを可能にする。これらのチャネルは、連続的又は非連続的な周波数帯上で異なる帯域幅(5,10,20MHzなど)を有してもよい。これらのチャネルは、FDD、TDD又は双方向とブロードキャスト専用のキャリアとの合成など、同一又は異なる二重モードを有してもよい。連続的な周波数チャネルについて、データ送信に利用するため、重複したガードサブキャリアが周波数ドメインにおいて並べられる。
MACは、以下のような物理レイヤ及びリンク制御に関する機能ブロックを有する。
・PHY制御
・制御シグナリング
・スリープモード管理
・QoS
・スケジューリング及びリソースマルチプレクシング
・ARQ
・フラグメンテーション/パッキング
・MAC PDU形成
・マルチ無線共存
・データ転送
・干渉管理
・BS間協調
[PHY制御]
PHY制御ブロックは、レインジング、測定/フィードバック(CQI)及びHARQ ACK/NACKなどのPHYシグナリングを処理する。CQI及びHARQ ACK/NACKに基づき、PHY制御ブロックは、MSにより観察されるようなチャネル品質を推定し、変調及び符号化方式(MCS)及び/又はパワーレベルを調整することを介してリンクアダプテーションを実行する。レインジング処理では、PHY制御ブロックは、パワー調整、周波数オフセット及びタイミングオフセット推定とのアップリンク同期を実行する。
[制御シグナリング]
制御シグナリングブロックは、リソース割当てメッセージを生成する。
[スリープモード管理]
スリープモード管理ブロックは、スリープモード処理を処理する。スリープモード管理ブロックはまた、スリープ処理に関するMACシグナリングを生成し、スリープ期間に従って適切に動作するため、スケジューリング及びリソースマルチプレクシングブロックと通信するようにしてもよい。
[QoS]
QoSブロックは、各接続についてサービスフロー及び接続管理ブロックから入力されたQoSパラメータに基づきQoS管理を処理する。
[スケジューリング及びリソースマルチプレキシング]
スケジューリング及びリソースマルチプレキシングブロックは、接続の性質に基づきパケットをスケジューリング及び多重化する。接続の性質を反映するため、スケジューリング及びリソースマルチプレキシングブロックは、各接続についてQoSブロックからのQoS情報を受信する。
[ARQ]
ARQブロックは、MAC ARQ機能を処理する。ARQ対応の接続について、ARQブロックは、MAC SDUをARQブロックに論理分割し、各論理ARQブロックをナンバリングする。ARQブロックはまた、フィードバックメッセージ(ACK/NACK情報)などのARQ管理メッセージを生成してもよい。
[フラグメンテーション/パッキング]
フラグメンテーション/パッキングブロックは、スケジューリング及びリソースマルチプレクシングブロックからのスケジューリング結果に基づき、MSDUのフラグメント化又はパッキングを実行する。
[MAC PDU形成]
MAC PDU形成ブロックは、BS/MSがユーザトラフィック又は管理メッセージをPHYチャネルに送信可能となるように、MAC PDUを構成する。MAC PDU形成ブロックは、MACヘッダを追加し、サブヘッダを追加してもよい。
[マルチ無線共存]
マルチ無線共存ブロックは、同一の移動局に共置されるIEEE802.16mと非IEEE802.16mの無線の同時処理をサポートするための機能を実行する。
[データ転送]
データ転送ブロックは、RSがBSとMSとの間のパス上にあるとき、転送機能を実行する。データ転送ブロックは、スケジューリング及びリソースマルチプレキシングブロック及びMAC PDU形成ブロックなどの他のブロックと連係する。
[干渉管理]
干渉管理ブロックは、セル/セクタ間干渉を管理するための機能を実行する。これらの処理は、
・MACレイヤ処理
・MACシグナリングを介し送信される干渉測定/評価レポート
・スケジューリング及びフレキシブルな周波数再利用による干渉軽減
・PHYレイヤ処理
・送信電力制御
・干渉ランダム化
・干渉キャンセル
・干渉測定
・Txビームフォーミング/プリコーディング
を含むものであってもよい。
[BS間協調]
BS間協調ブロックは、干渉管理などの情報を交換することによって、複数のBSのアクションを協調させるための機能を実行する。これらの機能は、例えば、バックボーンシグナリングとMS MACメッセージングとによるBS間の干渉管理などのための情報を交換するための処理を含む。当該情報は、干渉測定結果などの干渉特性を含むものであってもよい。
BS14及びSS16におけるユーザトラフィックデータフロー及び処理を示す図11が参照される。破線の矢印は、ネットワークレイヤと物理レイヤとの間のユーザトラフィックデータフローを示す。送信側では、ネットワークレイヤパケットは、コンバージェンスサブレイヤ、ARQ機能(存在する場合)、フラグメンテーション/パッキング機能及びMAC PDU形成機能によって処理され、物理レイヤに送信するMAC PDUを形成する。受信側では、物理レイヤSDUは、MAC PDU形成機能、フラグメンテーション/パッキング機能、ARQ機能(存在する場合)及びコンバージェンスサブレイヤ機能によって処理され、ネットワークレイヤパケットを形成する。実線の矢印は、CPS機能の間と、ユーザトラフィックデータの処理に関するCPSとPHYとの間との制御プリミティブを示す。
BS16及びMS14におけるCPS制御プレーンシグナリングフロー及び処理を示す図12が参照される。送信側では、破線の矢印は、制御プレーン機能からデータプレーン機能への制御プレーンシグナリングのフローと、無線送信される対応するMACシグナリング(例えば、MAC管理メッセージ、MACヘッダ/サブヘッダなど)を形成するためにデータプレーン機能による制御プレーンシグナリングの処理とを示す。受信側では、破線の矢印は、データプレーン機能による受信した無線MACシグナリングの処理と、制御プレーン機能による対応する制御プレーンシグナリングの受信とを示す。実線の矢印は、CPS機能の間と、制御プレーンシグナリングの処理に関するCPSとPHYとの間との制御プリミティブを示す。M_SAP/C_SAPとMAC機能ブロックとの間の実線の矢印は、NCMS(Network Control and Management System)との間の制御及び管理プリミティブを示す。M_SAP/C_SAPとの間のプリミティブは、BS間干渉管理、RAT間/RAT内モビリティ管理などのネットワークに関する機能と、位置管理、システム設定などの管理に関する機能とを規定する。
マルチキャリアシステムをサポートするための汎用的なプロトコルアーキテクチャを示す図13が参照される。共通のMACエンティティが、複数の周波数チャネルにおけるPHYスパニングを制御してもよい。1つのキャリア上で送信されるMACメッセージがまた他のキャリアに適用されてもよい。チャネルは、異なる帯域幅を有してもよく(例えば、5,10,20MHzなど)、連続的な又は不連続的な周波数帯上にあってもよい。チャネルは、FDD、TDD又は双方向とブロードキャスト専用のキャリアとの組み合わせなどの異なる二重モードを有してもよい。
共通MACエンティティは、1回に1つのチャネル上の処理や連続する又は不連続のチャネルにおけるアグリゲーションなど、異なる機能を有するMS16の同時的な存在をサポートしてもよい。
本発明の実施例は、MIMO通信システムを参照して説明される。MIMO通信システムは、IEEE802.16(e)及びIEEE802.11(n)規格に従って利用されるパケット再送方式を実装してもよい。後述されるパケット再送方式は、限定することなく、3GPP及び3GPP2規格に従って動作するものなど他の無線環境に適用可能であってもよい。
以下の説明では、“STCコードマッピング”という用語は、シンボルとアンテナとのマッピングを示すのに利用される。このようなマッピングにおける各シンボルは、それの共役(S1など)、回転(jS1,−S1,−jS1など)、又は共役と回転との組み合わせ(jS1など)により置換されてもよい。いくつかの実施例では、このマッピングはまた各アンテナの信号重み付けを含む。
Alamoutiコードが、STCコードマッピングについて利用されてもよい。図14は、Alamoutiコードの符号化マトリクス1400を示す。
図14のTx−1,Tx−2はそれぞれ、第1及び第2送信アンテナを示す。一般に、Alamoutiコードは、送信機において2つのアンテナを必要とし、2つのアンテナについて最大の送信ダイバーシチゲインを提供する。図14において、それぞれ各列によって2つのアンテナTx−1,Tx−2が示される。この従来の4シンボルAlamoutiコードは、シンボルレベルAlamoutiコードとみなされてもよい。
図14のTrans.1,Trans.2はそれぞれ、1つのシンボルがアンテナ毎に送信される第1及び第2送信リソースを示す。Trans.1は、送信リソースTrans.iの行において規定されるシンボルセットと関連付けされる。図14の2つの送信Trans.1,Trans.2は、各行により表される。シンボルが送信される送信リソースは、一般に各アンテナは送信リソースTrans.i毎に1つのシンボルを送信するが、何れか適切な方法により規定されてもよい。例えば、異なる送信リソースTrans.1,Trans.2,...は、異なる時間インターバルを示すものであってもよい。このような場合、図14によると、アンテナTx−1は、第1時間インターバルTrans.1においてシンボルAを送信し、アンテナTx−2は、同じ時間インターバルTrans.1においてシンボルBを送信する。以降の時間インターバルTrans.2において、アンテナTx−1は、シンボル−B2を送信し、同一の時間インターバルTrans.2において、アンテナTx−2はシンボルA1を送信する。
従って、送信リソースTrans.iは、時間単位を表すものであってもよい。しかしながら、他の例では、送信リソースTrans.iは、シンボルの別々の発生を区別することを可能にする他の物理的又は論理的性質を表すものであってもよい。例えば、各シンボルがマッピングテーブルにおいてマッピングされる送信リソースTrans.iは、別々のサブキャリア、拡散シーケンス、OFDMインターバル又はこれらの適切な組み合わせを表すものであってもよい。実際、各送信を区別する何れか適切なモードが利用されてもよい。
テーブルのセルはそれぞれ、ある行とある列との交差部分にあり、各アンテナによるシンボルの個々の送信を表す。2つの列と2つの行とを有するマッピングテーブル1400は、各コンポーネントがマッピングテーブル1400の単一のセルである4つのコンポーネント1411,1412,1413,1414を有し、1つのシンボルに対応する正方形のセグメント1405を形成する。これら4つのコンポーネントが一緒になってAlamoutiコードを形成する。本例では、コンポーネント1411,1412,1413,1414は、正方形のセグメント1405の象限となる。スター“*”が共役を示す表記によると、AはAの共役を表し、−BはBの負の共役を表すことが理解されるであろう。
いくつかのケースでは、1以上の送信が同一のシンボル又はフレーム内で実行されてもよいし、及び/又は同一のHARQパケット送信の一部であってもよい。他のケースでは、各送信は別のHARQ送信に対応するものであってもよい。
Alamoutiコードから導出される、4つの送信アンテナを用いてMIMOパケットを再送するのに利用され、2つのマッピングを利用する方式が、4つのシンボルが4つのアンテナと2つの送信を介し送信される送信方式のためのシンボルマッピングを示すマッピングテーブル1500を示す図15に示される。図15に示されるように、MIMOパケットの第1及び第2再送が、“ダブルSTTD”STCコードマッピングを用いて行われる。
より詳細には、マッピングテーブルは、各セグメントが4つのコンポーネントを有する2つのセグメント1505,1510に分割され、各コンポーネントはシングルシンボルコンポーネントであってもよい。各セグメント1505,1510は、Alamouti符号化を規定する。図15において、第1セグメント1505は、アンテナTx−1,Tx−2と送信Trans.1,Trans.2との結合上にある。第1セグメント1505は、各コンポーネントが1つのシンボルに対応する4つのコンポーネント1506,1507,1508,1509を有する。これら4つのコンポーネント1506,1507,1508,1509において、マッピングは、マッピングテーブル1400と同様にAlamoutiコードの形態をとる。Tx−3,Tx−4及びTrans.1,Trans.2の結合上の第2セグメント1510では、4つのコンポーネントが同様にシンボルに対応し、図14に示されるものと同様にAlamoutiコードの形態をとる。
図15に示されるセグメントは連続的であるが、これはそうである必要はないことが理解されるべきである。実際、セグメントの4つのコンポーネントはマッピングテーブル1500において隣接しないように配置されてもよい。例えば、セグメント1505,1510は、水平方向に不連続となりうるものであり、図16に示されるように、隣接するアンテナ上にない(テーブル表現又は物理的現実において)。図16に示されるマッピングテーブル1600では、図15と同様の構成であるが、非隣接アンテナ列に分割されたセグメントを有する。ここで、アンテナTx−1に対応するコンポーネント1606,1608とアンテナTx−3に対応するコンポーネント1607,1609とが第1セグメント1605に属し、アンテナTx−2に対応するコンポーネント1611,1613とアンテナTx−4のコンポーネント1612,1614とが第2セグメント1610に属する。さらに、セグメント1605,1610もまた送信リソース方向に不連続である。より詳細には、第1セグメント1605のケースでは、コンポーネント1606,1607は送信リソースTrans.3に対応し、1608,1609は送信リソースTrans.2に対応し、第1セグメント1605の何れのコンポーネントも送信リソースTrans.2では発生しない。同様に、第2セグメント1610について、コンポーネント1611,1612は送信リソースTrans.1に対応し、1613,1614は送信リソースTrans.3に対応し、第1セグメント1605の何れのコンポーネントも送信リソースTrans.2において発生しない。他の具体例では、各種シンボルS1,S2,S3,S4はまた、同一の送信Trans.1には配置されず、異なる送信間に拡散されてもよい。同様に、それら各自の共役又は負は、必ずしもすべてが同一の送信Trans.3に配置されなくてもよい。このようなケースでは、シンボルS1,S2,S3,S4は、送信(時間など)及び空間ダイバーシチを確保するため、それらの共役又は負の共役として異なる送信及びアンテナTrans.i上にあるべきである。
図15に示されるマッピングテーブル1500に従って、第1の再送を超えて、テーブル1に規定される2つのSTCコードマッピングが、データパケットが受信機において復号化に成功するまで再送するのに交互に利用されてもよい。例えば、シンボルS1,S2,S3,S4は、(おそらく他の情報のうち)HARQ再送を含むものであってもよい。
図17Aは、本例では4つのセル(個々のセルは図示せず)の4つの象限である4つのセグメント1705,1710,1715,1720に分割されるマッピングテーブル1700を示す。以下でより詳細に説明されるように、各セグメント1705,1710,1715,1720が、Alamoutiコードパターンに続くシンボルにより占有されるが、セグメント単位のレベルで適用される。
図17Bは、図示される各セグメント1705,1710,1715,1720のコンテンツを有するマッピングテーブル1700を示す。図示されるように、各セグメント1705,1710,1715,1720は、4つのコンポーネントを有する。例えば、セグメント1705は、4つのシングルシンボルコンポーネント1706,1707,1708,1709を有する。
これらのセグメント1705,1710,1715,1720は一緒になって、より大きなセグメント1725を構成するとみなすことが可能である。より小さなセグメント1705,1710,1715,1720とより小さなセグメントから構成されるより大きなセグメント1725とを区別するため、セグメント1705,1710,1715,1720はプライマリセグメントと呼ばれ、セグメント1725はセカンダリセグメントと呼ばれてもよい。本例では、セカンダリセグメント1725は、マッピングテーブル1700の全コンテンツを構成するが、他の例では、各セグメントがプライマリセグメントから構成される複数のセカンダリセグメントがあってもよい。
セカンダリセグメント1725は、本例ではプライマリセグメント1705,1710,1715,1720である4つのサブセグメントから構成される。これらは、セカンダリセグメント1725のマルチシンボルコンポーネントである。本例では、プライマリセグメント1705,1710,1715,1720は、セカンダリセグメント1725の象限である。マッピングテーブル1700は、シンボルにより占有される。(簡単化のため、これらのシンボルは、ここではA,B,C,D,E,F,G,H及びこれらの負の共役として表される。しかしながら、各プライマリセグメントのシンボルのより詳細な説明は、プレースホルダラベルA,B,C,...がより具体的なシンボルラベルと置換された図17Cを参照してさらに提供される。より詳細には、マッピングテーブル1700は、プライマリセグメント1705,1710,1715,1720のセグメントレベルAlamoutiコードを形成するようにして占有される。Alamoutiコードのパターンをセグメントに適用する何れか適切な方法が、セグメントレベルAlamoutiコードのパターンを導出するのに利用されてもよい。本例では、セグメントレベルAlamoutiコードのパターンは、プライマリセグメント1715のシンボルがプライマリセグメント1710のシンボルの負の共役であり、プライマリセグメント1720のシンボルがプライマリセグメント1705のものと同じになるようにされる。
本例では、Alamoutiコードは、セカンダリセグメント1725のシンボルがあるパターンに従っていることを保証することによって、セグメントレベルにより実現される。Alamoutiコードから導出される他のパターンがまた利用可能であることが理解されるべきである。例えば、プライマリセグメント1705を複製するのでなく、プライマリセグメント1720のシンボルがプライマリセグメント1705のシンボルの共役とすることも可能である。あるいは、一部のプライマリセグメントのシンボルは、転置演算、共役転置又は他の変換など、他のプライマリセグメントに対するマトリクス演算の結果を表すものであってもよい。また、それらの基礎に関する共役又は負の共役の位置が反転可能であることが理解されるべきである。Alamoutiパターンに基づく何れかのAlamoutiベースコードがシンボルレベルとセグメントレベルとの双方において利用されてもよいことが理解されるべきである。
プライマリセグメント1705,1710,1715,1720の間の関係を記述するため、それらのシンボルはA,B,C,D,E,F,G,H及びこれらの負の共役として表された。しかしながら、各プライマリセグメント1705,1710,1715,1720の実際のコンテンツは、図17Cに示されるように、Alamoutiコードのパターンに従うようにしてもよい。図17Cにおいて、ラベルA,B,C,D,E,F,G,Hがそれぞれ、S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8と置換された。図示されるように、プライマリセグメント1705,1710,1715,1720は、Alamoutiコードを構成してもよい。例えば、プライマリセグメント1705は、コンポーネント1706にS1を有し、コンポーネント1707にS2を有し、コンポーネント1708に−S2を有し、コンポーネント1709にS1を有し、これによりAlamoutiコードを形成する。Alamoutiコードパターンはまた他のプライマリセグメントに存在することが理解されるであろう。
従って、セグメントレベルAlamoutiコードを規定するセカンダリセグメント1725は、それ自体がAlamoutiコードを規定するサブセグメントを有する。これは、ネスト化されたAlamoutiコードのパターンを生じさせる。
マッピングテーブル1700のシンボルはシンボルレベルAlamoutiコード(セグメント1705,1710,1715,1720に規定される)の一部と、セグメントレベルAlamoutiコード(セグメント1725に規定される)とを形成し、セグメントレベルでは、シンボルレベルAlamouti方式から逸脱し始めていることが理解されるであろう。
従って、マッピングテーブル1700は、4つのシンボルS1,S2,S3,S4の信頼できる送信のため利用可能である。マッピングテーブル1700により規定される送信方式は、シンボルS1,S2,S3,S4を送信するための何れか適切な方法により利用可能である。例えば、各送信リソースTrans.1,Trans.2,Trans.3,Trans.4は、必ずしも実行されてもされなくてもよい個別送信とみなされてもよい。例えば、送信リソースTrans.1,Trans.2,Trans.3,Trans.4が別々の時間インターバルである場合、シンボルS1,S2,S3,S4を送信するための方式は、それら各自の時間において図17Cに示される4つすべての送信を連続的に行うことに関するものであってもよい。
あるいは、マッピングテーブル17Cは、送信失敗のイベントに続く再送方式として利用されてもよい。このようなケースでは、第1の送信は送信リソースTrans.1を用いて実行されてもよい。送信が成功した場合、マッピングテーブルに示される残りの送信は全く行われなくてもよい。第1の送信が不成功であった場合、又は成功したことが確認できない場合、第2の送信が送信リソースTrans.2のマッピングに続いて行われてもよい。これはまた、一度に複数の送信により実行されてもよく、これにより、複数の送信リソースにおける複数の送信がマッピングテーブルに従って行われ、これら複数の送信が不成功であった場合に限って、マッピングテーブルに従ってさらなる送信リソースにおけるさらなる送信が実行される。このパターンは、送信が成功するまで又はテーブルの最後尾に到達するまで繰り返されてもよく、当該時点において、テーブルの先頭から再びスタートすることによってさらなる試行が可能であるか、又は送信が失敗したと判断されてもよい。送信リソースは時間以外のリソースとすることが可能であるため、以降の送信/再送は他のフレームにおいて実行可能である。
任意的には、所定の送信パターンの繰り返しは、送信リソースのさらなる行を提供し、それらを送信パターンの繰り返しにより占有することによって、テーブルに組み込まれてもよい。図20は、2つの同一のセグメント2025,2035のブロック2040を有するマッピングテーブル2000を示す。送信リソースが時間インターバルである具体例では、セグメント2025に、それ自体の同一のコピーであるセグメント2030が続く。
図17A〜17Cの具体例では、マッピングテーブルは1つのセカンダリセグメント1725を有する。マッピングテーブルは複数のセカンダリセグメント1725を有してもよいことが理解されるべきである。さらに、以下でより十分に説明されるように、マッピングテーブルはネスト化されたAlamoutiコードのさらなるレイヤを有してもよい。
マッピングテーブル1700は、アンテナTx−1,Tx−2,Tx−3,Tx−4の個数に一致する4つのシンボルS1,S2,S3,S4から導出されるシンボルから構成されたが、このようなシンボル数とアンテナ数との一致は必ずしも必要であるとは限らないことが理解されるべきである。例えば、マッピングテーブルは、アンテナより少ないシンボルから構成されてもよい。さらなるアンテナが、送信シンボルのさらなる又は変更されたコピー(例えば、共役及び/又は負)を送信するのに利用されてもよい。
図18は、8つのアンテナTx−1,...,Tx−8を介し送信するための送信方式のためのマッピングテーブル1800を示す。本例では、マッピングテーブル1800のシンボルはすべて4つのシンボルS1,S2,S3,S4から導出される。図示されるように、本例では、マッピングテーブルは、セカンダリセグメント1825,1830,1835,1840から構成される第3のセグメント1850を有する。
図示されるように、セカンダリセグメント1825は、図17Cの具体例のセカンダリセグメント1725と同じシンボルから構成される。すなわち、セカンダリセグメント1725と同様に、セカンダリセグメント1825は、それぞれが4つのシングルシンボルコンポーネントを有し、Alamoutiコードを構成する4つのプライマリセグメント1805,1810,1815,1820を有する。セカンダリセグメント1825内のプライマリセグメント1805,1810,1815,1820は一緒になって、セカンダリセグメント1725のプライマリセグメント1705,1710,1715,1720と同様に、セグメントレベルAlamoutiコードを形成する。8つのアンテナがあるため、8つのシンボルが送信リソース毎に送信可能である。従って、送信リソースTrans.i毎に8つのシンボルセルがある。これら8つのセルは、セカンダリセル1825のコピーであるセカンダリセル1830を有するマッピングテーブルを提供することによって充填される。このため、セカンダリセル1830はまた、それ自体がAlamoutiコードであるセグメントレベルAlamoutiコードに配置されたプライマリセグメントから構成される。
セカンダリセグメント1835,1840は、セカンダリセグメント1825,1830,1835,1840が(セカンダリ)セグメントレベルAlamoutiコードを構成するようにされる。また、第3のセグメント1850自体が、セグメントレベルAlamoutiコードを規定する(セカンダリセグメントレベルにおいて)。従って、3つのレイヤのネスト化されたAlamoutiコードがあり、プライマリセグメントはAlamoutiコードであり、セカンダリセグメントがセグメントレベルAlamoutiコードであり(プライマリレベルにおいて)、第3セグメントはセグメントレベルAlamoutiコードである(セカンダリレベルにおいて)。セカンダリセグメント1835,1840はまたセグメントレベルAlamoutiコードであり、それらはそれ自体がAlamoutiコードである4セルプライマリセグメントに分割可能であることに留意されたい。従って、Alamoutiコードのネスト化は、下位レイヤのAlamoutiコードを保持するようにしてもよい。
上記の例では、マッピングテーブル1800のシンボルはすべて4つのシンボルS1,S2,S3,S4から導出される。このようなAlamoutiコードのトリプルネスト化はまた他の個数のシンボルにより実行可能であることが理解されるであろう。例えば、8つのシンボルS1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8は、上述されたAlamoutiコードのパターンに続くマッピングテーブルの残りによって、第1送信リソースTrans.1を構成可能である。このような場合、セカンダリセグメント1830は、セカンダリセグメント1825と同一でなく、むしろシンボルS5,S6,S7,S8とそれらの共役及び/又は負を有するであろう。
プライマリセグメントに関して上述されるように、セカンダリセグメントはまた連続している必要はないことが理解されるべきである。さらに、セグメントは隣接している必要はない。さらに、Alamoutiコード及びセグメントレベルAlamoutiコードは、それらの一部を取り除くよう切り取ることが可能である。例えば、図17Aを参照し、セカンダリセグメント1725は一緒になってセグメントレベルAlamoutiコードを形成する4つすべてのプライマリセグメント1705,1710,1715,1720を有するが、セカンダリセグメントはセグメントレベルAlamoutiコード全体の一部のみを有してもよいことが理解されるべきである。完全なセグメントレベルAlamoutiコードの一部のシンボルは、例えば、図19に示されるように、部分的に充填されたマトリクスを生成するため、セカンダリセグメントから削除又は省略されてもよい。本例では、セグメント1710,1715は、部分的に充填されたマトリクスを生成するため削除された。図示されるように、図19のマッピングテーブル1900は、パーシャルセグメントレベルAlamoutiコードであるセグメントレベルAlamoutiコードを規定するセカンダリセグメント1925においてこのような部分的に充填されたマトリクスを有する。セカンダリセグメント1925の部分的に充填されたマトリクスはエンプティセルを有するが、他の実施例では、これらのセルはパーシャルAlamoutiコードの一部を形成しない他のシンボルにより充填可能であることが理解されるべきである。あるシンボルが省略されたパーシャルシンボルレベルAlamoutiコードがまた、例えば、以前に送信されたシンボルの一部が適切に受信され、再送される必要がない再送のケースなどにおいても利用されてもよいことが理解されるであろう。
本出願の上述された実施例は、単なる具体例であることが意図される。当業者は、本出願の範囲から逸脱することなく特定の実施例に変更、改良及び変形を実行してもよい。

Claims (10)

  1. MIMO(Multiple−Input−Multiple−Output)空間時間符号化通信においてデータを送信する方法であって、
    a.マッピングテーブルに従って複数のアンテナと各自の送信リソースとにより複数のシンボルセットを送信するステップであって、前記マッピングテーブルは、前記通信を規定する複数のシンボルを前記複数の送信アンテナからの各アンテナと各自の送信リソースとにマッピングする、前記送信するステップを有し、
    前記送信するステップは、前記マッピングテーブルにおいてセグメントレベルAlamoutiベースコードの少なくとも一部を形成するシンボルを送信することを有し、
    前記マッピングテーブルは複数のセグメントを有し、前記セグメントは、隣接しないアンテナ上にあり、前記送信リソースの方向において不連続である、方法。
  2. 前記送信するステップはさらに、シンボルレベルAlamoutiベースコードの部分を形成するシンボルを送信することを有する、請求項1記載の方法。
  3. 前記送信するステップは、前記シンボルレベルAlamoutiベースコードと前記セグメントレベルAlamoutiベースコードとの双方の部分を形成するシンボルを送信することを有する、請求項2記載の方法。
  4. 前記マッピングテーブルは、
    a.各プライマリセグメントが一緒になってシンボルレベルAlamoutiベースコードを規定する個々のシンボルに対応する複数のコンポーネントを有する複数のプライマリセグメントと、
    b.一緒になってセグメントレベルAlamoutiベースコードを規定する複数のプライマリコードを有する少なくとも1つのセカンダリセグメントと、
    を有する、請求項1記載の方法。
  5. 前記少なくとも1つのセカンダリセグメントのそれぞれは、4つのプライマリコンポーネントを有する、請求項4記載の方法。
  6. 前記少なくとも1つのセカンダリセグメントにより規定される前記セグメントレベルAlamoutiベースコードは、パーシャルAlamoutiベースコードである、請求項4記載の方法。
  7. 前記少なくとも1つのセカンダリセグメントのそれぞれは、一緒になって前記プライマリセグメントレベルにおけるセグメントレベルAlamoutiベースコードを規定する複数のプライマリセグメントを有し、
    前記マッピングテーブルはさらに、一緒になって前記セカンダリセグメントレベルにおけるセグメントレベルAlamoutiベースコードを形成する複数のセカンダリセグメントを有する少なくとも1つの第3のセグメントを有する、請求項4記載の方法。
  8. 前記送信するステップは、前記複数のアンテナと第1の送信リソースとにより第1シンボルセットを送信し、前記第1シンボルセットの送信が成功したか確認することを有する、請求項1記載の方法。
  9. 前記第1シンボルセットが送信に成功したことが確認されない場合、前記複数のアンテナと第2の送信リソースとにより第2シンボルセットを送信するステップをさらに有する、請求項8記載の方法。
  10. MIMO(Multiple−Input−Multiple−Output)空間時間符号化通信においてデータを送信する方法であって、
    a.前記通信を規定する複数のシンボルを複数の送信アンテナからの各アンテナと各自の送信リソースとにマッピングするためのマッピングテーブルを規定するステップと、
    b.i.前記マッピングテーブルの複数のプライマリセグメントのそれぞれが一緒になってシンボルレベルAlamoutiベースコードを規定する個々のシンボル送信に対応する複数のコンポーネントを有する前記複数のプライマリセグメントを規定し、前記複数のプライマリセグメントのそれぞれの前記複数のコンポーネントは、前記マッピングテーブルにおいて隣接しないアンテナ上に配置され、前記送信リソースの方向において不連続であり、ii.一緒になってセグメントレベルAlamoutiベースコードを規定する複数のプライマリセグメントを有する前記マッピングテーブルのセカンダリセグメントを規定することによって、前記マッピングテーブルを記述するステップと、
    c.前記マッピングテーブルに従って前記複数のアンテナにより前記マッピングテーブルのシンボルを送信するステップと、
    を有する方法。
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