JP7075093B2 - データチャネルの特徴付けのためのotfs方法およびその使用 - Google Patents
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Description
本願は、2015年1月19日に出願された米国特許出願第14/583,911号、“OTFS METHODS OF DATA CHANNEL CHARACTERIZATION AND USES THEREOF”;2014年7月21日に出願された米国仮出願第62/027,231号、“METHODS OF OPERATING AND IMPLEMENTING WIRELESS OTFS COMMUNCIATIONS SYSTEMS”の優先権の利益を主張する出願第14/583,911号の一部継続出願であり、これらの出願の全内容は、参照により本明細書中に援用される。
1858年に遡って、その支援者が落胆したことには、16時間毎に約100語の割合でデータを伝送することしか可能ではなかった、最初の大西洋横断ケーブルの出現以来、通信速度および信頼性への不完全なデータチャネルの影響が、電気通信業界に明白となっている。
(ed.), Microwave Mobile Communications, Wiley, New York, 1974))を含み、実際に、そのような方法は、多くの場合、業界ではClarke-Jakesモデルと称される。
光波および電波等のあるタイプの波動は、種々の方向または配向に振動することができる。例えば、無線(電波)は、水平または垂直方向等の単一の方向に直線的に偏波されることができ、もしくは電場回転の方向が時計回りまたは反時計回りに変動し得るように、環状に偏波されることができる。例えば、無線アンテナは、多くの場合、線形偏波無線波形を伝送するように構成されることができる。
MIMO(多重入力および多重出力)電波方法は、WiFiおよび3G MIMO技法を含む、多くの用途に一般的に使用されている。MIMOの背後の基本原理は、Royの第5,515,378号、Paulrajの第5,345,599号等の種々の米国特許、Golden et. al,“Detection algorithm and initial laboratory results using V-BLAST Space-time communication architecture” ELECTRONICS LETTERS 35(1) January 7, 1999等の種々の論文で説明されている。
フェーズドアレイアンテナが、RADAR、電波天文学、AMおよびFM放送、ならびに同等物を含む、広範囲の用途に使用される。伝送機側では、基本概念は、Nスリット回折の原理に従って複数の(例えば、N個の)伝送機または受信機を操作することである。したがって、伝送のために、N個の伝送機のそれぞれが、それぞれ異なる位相偏移角によってオフセットされる、同一の波形を発するであろう。位相偏移角に応じた建設的干渉および破壊的干渉の回折原理により、N個の異なるアンテナからの結果として生じる波形の合計は、指向性を結果として生じる伝送ビームに付与するであろう。同様に、受信するために、受信機は、N個の異なる受信アンテナによって受信されるような同一の波形の間の位相偏移を監視または検出し、したがって、事実上、指向性を受信機アンテナアレイにも付与するであろう。フェーズドアレイ方法についての特許は、Shimkoの米国特許第4931803号およびその他を含む。
以前に議論されたように、光ファイバ通信、電子ワイヤまたはケーブルベースの通信、ならびに無線通信等の現代の電子通信は全て、信号を変調し、それらのそれぞれの光ファイバ、ワイヤ/ケーブル、または無線媒体もしくは通信チャネルを経由して、これらの信号を送信することによって動作する。ここで、これらの種々の媒体は、多くの場合、「データチャネル」と称される。光ファイバおよびワイヤ/ケーブルの場合において、多くの場合、これらのデータチャネルは、多くの場合、少なくとも1つの空間の次元と、1つの時間の次元とを備える、物理的媒体(例えば、ファイバまたはケーブル)を備える。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つの受信機を接続する障害データチャネルの2Dチャネル状態を獲得する自動方法であって、
上記障害データチャネルは、少なくとも1つの反射器を備え、各上記少なくとも1つの反射器は、反射器場所と、反射器周波数偏移と、少なくとも1つの反射器反射係数とを備え、
各上記少なくとも1つの伝送機は、伝送機場所と、伝送機周波数偏移とを備え、
各上記少なくとも1つの受信機は、受信機場所と、受信機周波数偏移とを備え、
上記2Dチャネル状態は、上記少なくとも1つの伝送機、受信機、および反射器の相対場所と、周波数偏移と、反射器反射係数に関する情報を備え、
上記方法は、
直接OTFSパイロットバーストを伝送するために、上記少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つのプロセッサを使用するステップであって、上記直接OTFSパイロットバーストは、時間ptおよび周波数pfの複数の組み合わせにわたってOTFSパイロット記号波形バーストPpt,pf・Wp・(pt,pf)として伝送される、複数のOTFSパイロット記号Ppt,pfを備え、各上記ptおよびpfは、2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される一意的パイロット時間・周波数座標であり、全ての上記OTFSパイロット記号波形バーストPpt,PfWp(pt,pf)は、同一のOTFSパイロット基礎波形Wpの時間および周波数偏移バージョンから導出される相互直交波形バーストであり、
上記受信機は、少なくとも、上記OTFS時間・周波数グリッドに比例するビンサイズおよびビン座標位置を伴う2次元パイロットOTFS時間・周波数ビン構造に従って、少なくとも上記パイロットバーストを受信するように構成され、
上記障害データチャネルを通した伝搬時に、次いで、上記直接OTFSパイロットバーストは、少なくとも1つの経路を経由して進行し、上記少なくとも1つの経路は、
a:上記少なくとも1つの伝送機から上記少なくとも1つの受信機まで直接進行する、直接OTFSパイロットバースト、および
b:上記少なくとも1つの受信機に到達する前に、上記少なくとも1つの反射器から反射しており、それによって、上記少なくとも1つの受信機においてさらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、直接OTFS波形バーストを生成する、直接OTFSバーストを含む複製OTFSパイロットバースト
のうちの少なくとも1つを備え、
上記少なくとも1つの受信機において、任意の上記伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移直接OTFSパイロットバーストと、任意の上記複製OTFSパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みOTFSパイロットバーストを生成する、ステップと、
上記少なくとも1つの受信機において、上記チャネル畳み込みOTFSパイロットバーストを受信するために、上記ビン構造を使用し、上記少なくとも1つの伝送機および上記少なくとも1つの受信機を接続する上記障害データチャネルの上記2Dチャネル状態を判定するために、少なくとも1つのプロセッサを使用するステップと、
を含む、方法。
(項目2)
伝送に先立って、上記複数のOTFSパイロット記号Ppt,Pfおよび2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドならびにビン構造は、上記少なくとも1つの伝送機による伝送後に、上記障害データチャネルが、後に、第1の時間・周波数座標において最初に伝送された上記OTFSパイロット記号波形バーストPt1,f1・Wp(t1,f1)のうちの少なくともいくつかを、異なる時間・周波数座標において最初に伝送された異なるOTFSパイロット記号波形バーストPt2,f2・Wp(t2,f2)、および上記OTFSパイロット記号波形バーストPt1,f1・Wp(t1,f1)に公称上対応するものと異なるビン上に投影させる場合、上記投影のうちの少なくともいくつかが、上記少なくとも1つの受信機によって検出可能かつ定量化可能となるように、選定される、項目1に記載の方法。
(項目3)
OTFSパイロット記号波形バーストPpt,Pf・Wp(pt,pf)として伝送される、上記複数のOTFSパイロット記号Ppt,Pfは、上記少なくとも1つの受信機によって検出可能であるために十分な出力でOTFSパイロット記号波形バーストPpt,Pf・Wp(pt,pf)として伝送される、少なくとも1つの非ヌルOTFSパイロット記号Ppt,Pfを備え、以下のうちのいずれかであり、すなわち、
1:上記複数のOTFSパイロット記号のうちの少なくともいくつかは、いかなる波形バーストも伝送されない、上記2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される、空のptおよびpf一意的パイロット時間・周波数座標を作成することを意図する、ヌルパイロット記号であり、または、
2:上記複数のOTFSパイロット記号のうちの少なくともいくつかは、上記2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される、ptおよびpf一意的パイロット時間・周波数座標の一様な背景を作成し、上記少なくとも1つの受信機によって検出可能かつ定量化可能となる上記一様な背景上へのチャネル畳み込み非ヌルOTFSパイロットバーストの投影を可能にすることを意図する、背景パイロット記号である、項目2に記載の方法。
(項目4)
上記2Dチャネル状態は、上記障害データチャネルがどのようにして、第1の時間・周波数座標において伝送された上記OTFSパイロット記号波形バーストPt1,f1・Wp(t1,f1)のうちの少なくともいくつかを、異なる時間・周波数座標において最初に伝送された異なるOTFSパイロット記号波形バーストPt2,f2・Wp(t2,f2)、および上記OTFSパイロット記号波形バーストPt1,f1・Wp(t1,f1)に公称上対応するものと異なるビン上に投影させるかを数学的に表すために、少なくとも1つの2Dインパルス応答を使用することによって、少なくとも部分的に判定される、項目1に記載の方法。
(項目5)
2DZ変換または他の2D変換のうちの少なくとも1つを備える、少なくとも1つの2D変換として、上記2Dチャネル状態を少なくとも部分的に表すために、複数の上記ビンからの複数の上記2Dインパルス応答を使用するステップをさらに含む、項目4に記載の方法。
(項目6)
上記2Dチャネル状態は、上記伝送機によって伝送される全ての信号がどのようにして、上記受信機によって受信される上記伝送機からの全ての信号と結合されるかを表す、上記障害データチャネルのための行列または他の数学的変換を備える、項目1に記載の方法。
(項目7)
上記複数のOTFSパイロット記号Ppt,Pfは、上記少なくとも1つの受信機によって把握され、上記複数のOTFSパイロット記号はさらに、2進最大長偏移レジスタシーケンスを備える、1または2次元mシーケンス、Ppt,Pfゼロ値の領域によって囲繞されるデルタ値Pi,j、1または2次元バーカー符号、コスタス配列、ウォルシュ行列、もしくは上記2Dチャネル状態を獲得することを促進するように選択される他の複数のパイロット記号のうちのいずれかであるように選定され、
上記ビンは、上記グリッドの時間・周波数分解能と等しいまたはそれより精密である、時間・周波数分解能を有する、項目1に記載の方法。
(項目8)
また、複数のデータ搬送波形バーストを備える直接データバーストとして、複数のデータ記号のうちの少なくともいくつかを伝送するため、ならびに上記直接OTFSパイロットバーストとともに上記直接データバーストを上記少なくとも1つの受信機に伝送するために、上記少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つのプロセッサを使用することによって、上記障害データチャネルを通して上記複数のデータ記号を伝送するステップであって、
上記直接データバーストはまた、上記少なくとも1つの反射器から反射され、それによって、上記少なくとも1つの受信機において、時間遅延および反射器周波数偏移直接データバーストを備える、複製データバーストを生成し、上記少なくとも1つの受信機において、任意の上記伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移直接データバーストと、複製データバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みデータバーストを生成する、ステップと、
a)上記障害データチャネルを事前補償するように、上記少なくとも1つの伝送機において上記直接データバーストのうちの少なくともいくつかを事前コード化するステップ、および
b)上記少なくとも1つの受信機において上記チャネル畳み込みデータバーストのうちの少なくともいくつかを逆畳み込みし、それによって、上記複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出するステップ
のうちの少なくとも1つをさらに行うために、上記2Dチャネル状態および少なくとも1つのプロセッサを使用するステップと、
をさらに含む、項目1に記載の方法。
(項目9)
少なくとも上記データ記号はさらに、2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドの記号フレーム部分に配列され、上記記号フレームは、少なくとも上記データ記号のN×NまたはN×Mフレームのいずれか一方であり、NおよびMは両方とも、1より大きい整数であり、
記号フレーム毎の基準で、上記少なくとも1つのプロセッサは、無損失かつ可逆変換を使用して、上記記号フレーム内の少なくとも全てのデータ記号にわたって、少なくとも各データ記号からの情報を拡散し、それによって、複数のOTFS記号と、対応するOTFS変換直接データバーストとを備える、対応するOTFSフレームを生成し、
上記少なくとも1つの無線受信機はさらに、OTFSフレーム毎の基準で、上記チャネル畳み込みOTFS変換データバーストを受信し、OTFSフレーム毎の基準で、上記複数のOTFS記号を逆畳み込みし、それによって、上記OTFSフレームの近似値を生成し、
上記OTFSフレームの上記近似値から少なくとも複製データ記号を抽出するために、上記少なくとも1つのプロセッサおよび上記変換の逆数を使用するステップをさらに含む、
項目8に記載の方法。
(項目10)
上記直接データバーストは、時間dtおよび周波数dfの複数の組み合わせにわたってOTFSデータ記号波形バーストDdt,df・Wd(dt,df)として伝送される複数のOTFSデータ記号Ddt,dfを備える、直接OTFSデータバーストとして、上記複数のデータ記号のうちの少なくともいくつかを伝送し、各上記dtおよびdfは、2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドから選定される、一意的データ時間・周波数座標(dt,df)であり、全ての上記OTFSデータ記号波形バーストDdt,df・Wd(dt,df)は、同一のOTFSデータ基礎波形Wdの時間および周波数偏移バージョンから導出される相互直交波形バーストによって伝送される、最初に伝送されたOTFSデータ記号Ddt,dfを備え、各データ記号は、複数のOTFSデータ記号Ddt,dfにわたって分配され、
上記チャネル畳み込みデータバーストは、チャネル畳み込みOTFSデータバーストであり、
上記複数のデータ記号の中の個々のデータ記号は、伝送に先立って、上記伝送機において、複数のOTFSデータ記号Ddt,dfに符号化され、上記符号化は、上記受信機が、上記個々のデータ記号を判定するために十分な情報を提供するように、複数のOTFSデータ記号Ddt,dfを失敗なく受信しなければならないように構成され、
上記複数の上記OTFSデータ記号波形バーストDdt,df・Wd(dt,df)は、同一のOTFSデータ基礎波形Wdから導出される相互直交波形バーストであり、
上記ビン構造はさらに、上記2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドを包含する、項目8に記載の方法。
(項目11)
上記OTFSデータ記号波形バーストDdt,df・Wd(dt,df)および上記複数の上記OTFSパイロット記号波形バーストPpt,pf・Wp(pt,pf)は、共通する複数の時間tおよび周波数fから選定され、各上記tおよびfは、2次元OTFS時間・周波数座標の共通グリッドから選定される、一意的時間・周波数座標(t,f)であり、
上記OTFSデータ記号波形バーストの上記時間・周波数座標(td,fd)はさらに、上記OTFSパイロット記号波形バーストの時間・周波数座標(pt,pf)と重複しないように選定される、項目10に記載の方法。
(項目12)
上記OTFSデータのOTFSデータ記号波形バーストDdt,df・Wd(dt,df)、およびOTFSパイロット記号波形バーストPpt,pf・Wp(pt,pf)として伝送される上記複数のOTFSパイロット記号Ppt,pfは、上記2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドから選定される、全ての一意的時間・周波数座標(dt,df)を占有しない、項目11に記載の方法。
(項目13)
上記OTFSデータのOTFSデータ記号波形バーストDdt,df・Wd(dt,df)、およびOTFSパイロット記号波形バーストPpt,pf・Wp(pt,pf)として伝送される上記複数のOTFSパイロット記号Ppt,pfは、全てが同一の出力レベルで伝送されるわけではないが、代わりに、いくつかのOTFSデータ記号波形バーストまたはいくつかのOTFSパイロット記号波形バーストは、少なくとも上記2Dチャネル状態、上記少なくとも1つの受信機までの距離、もしくは上記少なくとも1つの受信機の感度に従って選定される出力レベルで送信される、項目11に記載の方法。
(項目14)
上記OTFSデータ記号波形バーストの上記時間・周波数座標(td,tf)はさらに、上記OTFSパイロット記号波形バーストの上記時間・周波数座標(pt,pf)を囲繞するか、またはそれに隣接するかのいずれかであるように、選定され、
上記OTFSパイロット基礎波形Wpおよび上記OTFSデータ基礎波形Wdは、同一の基礎波形であるように選定される、項目11に記載の方法。
(項目15)
上記障害データチャネルは、少なくとも1つの光ファイバを備える光ファイバデータチャネル、少なくとも1つの金属導電体を備える導電ワイヤデータチャネル、または流体を備えるデータチャネルである、項目1に記載の方法。
(項目16)
上記障害データチャネルは、無線データチャネルであり、上記伝送機は、無線伝送機であり、上記受信機は、無線受信機であり、上記反射器は、反射器速度をさらに備える、無線反射器であり、上記反射器周波数偏移は、受信機速度ドップラ偏移であり、上記少なくとも1つの反射器反射係数は、反射器無線反射係数であり、
上記伝送機は、伝送機速度を有し、上記伝送機周波数は、上記伝送機速度に従って変動する伝送機ドップラ偏移によって、少なくとも部分的に判定され、
上記受信機は、受信機速度を有し、上記受信機周波数は、上記受信機速度に従って変動する受信機ドップラ偏移によって、少なくとも部分的に判定され、
上記直接OTFSパイロットバーストは、複数の無線OTFSパイロット記号波形バーストを備え、
上記2Dチャネル状態は、上記少なくとも1つの伝送機、受信機、および反射器の相対場所、速度、伝送機ドップラ偏移、受信機ドップラ偏移、反射器ドップラ偏移によって引き起こされる速度誘発周波数偏移、ならびに反射器反射係数に関する情報を備える、項目1に記載の方法。
(項目17)
少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つの受信機を接続する障害データチャネルの2Dチャネル状態を獲得する自動方法であって、
上記障害データチャネルは、少なくとも1つの反射器を備え、各上記少なくとも1つの反射器は、反射器場所と、反射器周波数偏移と、少なくとも1つの反射器反射係数とを備え、
各上記少なくとも1つの伝送機は、伝送機場所と、伝送機周波数偏移とを備え、
各上記少なくとも1つの受信機は、受信機場所と、受信機周波数偏移とを備え、
上記障害データチャネルは、無線データチャネルであり、上記伝送機は、無線伝送機であり、上記受信機は、無線受信機であり、上記反射器は、反射器速度をさらに備える、無線反射器であり、上記反射器周波数偏移は、受信機速度ドップラ偏移であり、上記伝送機周波数偏移は、伝送機速度ドップラ偏移であり、上記少なくとも1つの反射器反射係数は、反射器無線反射係数であり、
上記2Dチャネル状態は、上記少なくとも1つの伝送機、受信機、および反射器の相対場所、周波数偏移、ならびに反射器反射係数に関する情報を備え、
上記方法は、
直接OTFSパイロットバーストを伝送するために、上記少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つのプロセッサを使用するステップであって、上記直接OTFSパイロットバーストは、時間ptおよび周波数pfの複数の組み合わせにわたってOTFSパイロット記号波形バーストPpt,pf・Wp(pt,pf)として伝送される、複数のOTFSパイロット記号Ppt,pfを備え、各上記ptおよびpfは、2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される一意的パイロット時間周波数座標であり、全ての上記OTFSパイロット記号波形バーストPpt,pf・Wp(pt,pf)は、同一のOTFSパイロット基礎波形Wpの時間および周波数偏移バージョンから導出される相互直交波形バーストであり、
上記受信機は、少なくとも、上記OTFS時間・周波数グリッドに比例するビンサイズおよびビン座標位置を伴う2次元パイロットOTFS時間・周波数ビン構造に従って、少なくとも上記パイロットバーストを受信するように構成され、
上記障害データチャネルを通した伝搬時に、次いで、上記直接OTFSパイロットバーストは、少なくとも1つの経路を経由して進行し、上記少なくとも1つの経路は、
a:上記少なくとも1つの伝送機から上記少なくとも1つの受信機まで直接進行する、直接OTFSパイロットバースト、および
b:上記少なくとも1つの受信機に到達する前に、上記少なくとも1つの反射器から反射しており、それによって、上記少なくとも1つの受信機においてさらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、直接OTFS波形バーストを生成する直接OTFSパイロットバーストを含む、複製OTFSパイロットバースト
のうちの少なくとも1つを備え、
上記少なくとも1つの受信機において、任意の上記伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移直接OTFSパイロットバーストと、任意の上記複製OTFSパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みOTFSパイロットバーストを生成する、ステップと、
上記少なくとも1つの受信機において、上記チャネル畳み込みOTFSパイロットバーストを受信するために、上記ビン構造を使用し、上記少なくとも1つの伝送機および上記少なくとも1つの受信機を接続する上記障害データチャネルの上記2Dチャネル状態を判定するために、少なくとも1つのプロセッサを使用するステップと、
を含み、
上記2Dチャネル状態は、上記少なくとも1つの伝送機、受信機、および反射器の相対場所、速度、伝送機ドップラ偏移、受信機ドップラ偏移、反射器ドップラ偏移によって引き起こされる速度誘発周波数偏移、ならびに反射器反射係数に関する情報を備える、
方法。
(項目18)
また、無線データ搬送波形バーストを備える直接データバーストとして、複数のデータ記号のうちの少なくともいくつかを上記少なくとも1つの無線受信機に伝送するために、上記少なくとも1つの無線伝送機および少なくとも1つのプロセッサを使用することによって、上記障害データチャネルを通して上記複数のデータ記号を伝送するステップであって、
上記直接データバーストはまた、上記少なくとも1つの無線反射器から反射され、それによって、上記少なくとも1つの受信機において、さらに反射器時間遅延および反射器速度ドップラ偏移させられる直接データバーストを備える、複製データバーストを生成し、上記少なくとも1つの無線受信機において、任意の上記伝送機ドップラ偏移および受信機ドップラ偏移直接データバーストと、複製データバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みデータバーストを生成する、ステップと、
a)上記障害データチャネルを事前補償するように、上記少なくとも1つの無線伝送機において上記直接データバーストのうちの少なくともいくつかを事前コード化するステップ、および
b)上記少なくとも1つの無線受信機において上記チャネル畳み込みデータバーストのうちの少なくともいくつかを逆畳み込みし、それによって、上記複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出するステップ
のうちの少なくとも1つをさらに行うために、上記2Dチャネル状態および少なくとも1つのプロセッサを使用するステップと、
をさらに含み、
上記データ記号および無線データ搬送波形バーストは、TDMA、GSM(登録商標)、FDMA、OFDM、CDMA、OTFS無線波形バースト、または他のタイプの無線波形バーストのうちのいずれかによって伝送される、項目17に記載の方法。
(項目19)
少なくとも上記データ記号はさらに、2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドの記号フレーム部分に配列され、上記記号フレームは、少なくとも上記データ記号のN×NまたはN×Mフレームのいずれか一方であり、NおよびMは両方とも、1より大きい整数であり、
記号フレーム毎の基準で、上記少なくとも1つのプロセッサは、無損失かつ可逆変換を使用して、上記記号フレーム内の少なくとも全てのデータ記号にわたって、少なくとも各データ記号からの情報を拡散し、それによって、複数のOTFS記号と、対応するOTFS変換直接データバーストとを備える、対応するOTFSフレームを生成し、
上記少なくとも1つの無線受信機はさらに、OTFSフレーム毎の基準で、上記チャネル畳み込みOTFS変換データバーストを受信し、OTFSフレーム毎の基準で、上記複数のOTFS記号を逆畳み込みし、それによって、上記OTFSフレームの近似値を生成し、
上記OTFSフレームの上記近似値から少なくとも複製データ記号を抽出するために、上記少なくとも1つのプロセッサおよび上記変換の逆数を使用するステップをさらに含む、
項目18に記載の方法。
(項目20)
上記事前コード化するステップまたは上記逆畳み込みするステップは、時間軸、周波数軸、または時間・周波数軸のうちのいずれかに沿って、上記2Dチャネル状態の少なくとも1つの1D投影を使用することによって行われる、項目18に記載の方法。
(項目21)
上記少なくとも1つの無線伝送機は、少なくとも1つの偏波方向に従って、偏波無線OTFSパイロット記号波形バーストを備える、偏波直接OTFSパイロットバーストとして、上記直接OTFSパイロットバーストを伝送し、
上記少なくとも1つの無線反射器は、第1の反射器偏波演算子に従って、その反射無線OTFS波形バーストの偏波方向を変更し、それによって、上記偏波直接OTFSパイロットバーストの偏波偏移時間遅延および反射器ドップラ偏移複製を備える、複製偏波OTFSパイロットバーストを生成する、偏波改変無線反射器であり、
上記少なくとも1つの無線受信機はさらに、その受信された無線波形において偏波方向を検出するように構成され、
上記少なくとも1つの無線受信機において、任意の上記伝送機ドップラ偏移、受信機ドップラ偏移、および受信機偏波直接OTFSパイロットバーストと、複製偏波OTFSパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込み偏波OTFSパイロットバーストを生成し、
上記チャネル畳み込み偏波OTFSパイロットバーストを受信し、それらの偏波方向を検出するステップと、
上記障害データチャネルの上記2Dチャネル状態をさらに判定するために、上記チャネル畳み込み偏波OTFSパイロットバーストの上記偏波方向をさらに使用するステップと、
を含む、項目18に記載の方法。
(項目22)
上記直接データバーストは、OTFS無線データ記号波形バーストによって伝送されるOTFSデータ記号を備える、直接OTFSデータバーストであり、
上記無線伝送機は、T個の一意的に構成された伝送アンテナを有し、上記無線受信機は、R個の一意的に構成された受信アンテナを有し、TおよびRは両方とも、1より大きく、Rは、Tより大きいまたはそれと等しく、
上記無線伝送機は、ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストの多くてもT個のストリームにおいて、同一の周波数範囲にわたって同時に伝送するために、そのT個の伝送アンテナを使用するように構成され、各ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストは、ストリーム識別可能であるようにさらに選定される、少なくともOTFSパイロット記号Ps,pt,pfを有し、
上記少なくとも1つの無線受信機アンテナRaにおいて、任意の上記伝送機ドップラ偏移および受信機ドップラ偏移ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストと、複製ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、受信アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSデータおよびパイロットバーストを生成し、
上記T個の伝送アンテナおよびR個の受信アンテナは、上記R個の受信アンテナが、検出可能に異なる2Dチャネル状態とともに、異なる受信アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSデータおよびパイロットバーストを受信するように、構成され、
上記受信機において、上記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSデータおよびパイロットバーストを受信するために、上記R受信アンテナを使用するステップによって、
上記多くてもT個のデータのストリームを上記無線受信機に失敗なく伝送することの効率をさらに向上させるステップと、
各無線受信アンテナRおよび各ストリーム識別可能な複数のOTFSパイロット記号波形に関して、上記受信アンテナにおける上記2Dチャネル状態を判定するために、受信機プロセッサを使用し、それによって、ストリーム特有の2Dチャネル状態を判定し、
a)上記障害データチャネルを事前補償するように、上記少なくとも1つの伝送機において上記ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを事前コード化するステップ、および
b)上記少なくとも1つの受信機において上記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSデータおよびパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを逆畳み込みし、それによって、上記複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出するステップ
のうちの少なくとも1つをさらに行うために、上記ストリーム特有の2Dチャネル状態を使用するステップと、
を含む、項目18に記載の方法。
(項目23)
上記2Dチャネル状態を判定するステップはさらに、上記ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストに関して、第1の時間・周波数座標において伝送されたストリーム1OTFSパイロット記号波形バーストPs1,t1,f1・Wp(t1,f1)がどのようにして、異なる時間・周波数座標において最初に伝送された異なるストリーム2OTFSパイロット記号波形バーストPs2,t2,f2・Wp(t2,f2)、および上記障害データチャネルの受信アンテナ特有の側面に従って上記ストリーム1OTFSパイロット記号波形バーストPs1,t1,f1・Wp(t1,f1)に通常対応するものと異なるビン上に投影されるかを数学的に表すために、少なくとも1つの2Dインパルス応答を使用するステップであって、それによって、各ストリームに関して、R個の受信アンテナ特有の2Dインパルス応答を判定する、ステップと、
上記伝送機において上記ストリームを事前コード化するか、または上記受信アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSデータおよびパイロットバーストを逆畳み込みするかのいずれかのために、上記R個の受信アンテナ特有の2Dインパルス応答を使用するステップと、
を含む、項目22に記載の方法。
(項目24)
上記T個の一意的に構成された伝送アンテナのうちの少なくともいくつかは、異なって偏波された伝送アンテナであり、上記ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストは、異なる偏波方向に従って上記異なって偏波された伝送アンテナによって伝送される、偏波ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストであり、
上記少なくとも1つの無線反射器は、第1の反射器偏波演算子に従って、その反射無線OTFS波形バーストの偏波方向を変更し、それによって、上記偏波ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストの偏波偏移時間遅延ならびに反射器ドップラ偏移複製を備える、偏波ストリーム識別可能複製OTFSデータおよびパイロットバーストを生成する、偏波改変無線反射器であり、
上記少なくとも1つの無線受信機は、その受信された無線波形において偏波方向を検出するように構成される、そのR個の一意的に構成された受信アンテナのうちの少なくともいくつかを有し、
上記少なくとも1つの無線受信機において、任意の上記伝送機ドップラ偏移ならびに受信機ドップラ偏移偏波ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストと、偏波ストリーム識別可能複製OTFSデータおよびパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能偏波OTFSデータおよびパイロットバーストを生成し、
上記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能偏波OTFSデータおよびパイロットバーストの偏波方向を受信して検出するために、上記受信機のR個の一意的に構成された受信アンテナのうちの少なくともいくつかをさらに使用するステップと、
各無線受信アンテナRaおよび各ストリーム識別可能な複数のOTFSパイロット記号波形に関して、上記受信アンテナRaにおける上記2Dチャネル状態を判定するために、受信機プロセッサを使用し、
a)上記障害データチャネルを事前補償するように、上記少なくとも1つの伝送機において上記偏波ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを事前コード化するステップ、および
b)上記少なくとも1つの受信機において上記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能偏波OTFSデータおよびパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを逆畳み込みし、それによって、上記複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出するステップ
のうちの少なくとも1つを行うために、上記2Dチャネル状態を使用するステップと、を含む、項目22に記載の方法。
(項目25)
上記2Dチャネル状態および上記事前コード化するステップはさらに、上記T個の一意的に構成された伝送アンテナによって伝送される無線波形の空間指向性を成形するために使用され、または上記2Dチャネル状態および上記逆畳み込みするステップは、上記R個の一意的に構成された受信アンテナによって受信される無線波形の空間指向性を成形するために使用される、項目22に記載の方法。
(項目26)
上記空間指向性は、上記T個の一意的に構成された伝送アンテナによって伝送される無線波形の相対位相または角度のうちのいずれかを調節することによって達成され、または上記R個の一意的に構成された受信アンテナによって受信される無線波形の上記空間指向性は、上記R個の一意的に構成された受信アンテナによって受信される無線波形の相対位相または角度を監視することによって達成される、項目25に記載の方法。
(項目27)
上記多くてもT個の異なるストリームは、時間および周波数の同一範囲にわたって、一般的に共有されるOTFS搬送波形によって搬送される、項目22に記載の方法。
(項目28)
各上記ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストは、非アンテナ識別可能かつ非アンテナ特異的であり、各伝送アンテナは、少なくとも1つのストリーム識別可能無線OTFSパイロット記号波形とともに、無線OTFSデータ記号波形の少なくとも1つのストリームを伝送する、項目22に記載の方法。
(項目29)
各伝送アンテナは、伝送アンテナ特有の位相または出力設定に従って、少なくとも1つのストリーム識別可能無線OTFSパイロット記号波形とともに、無線OTFSデータ記号波形の少なくとも1つのストリームを伝送し、それによって、上記ストリームを伝送するこれらの伝送アンテナによって伝送される、無線波形の空間指向性を成形する、項目28に記載の方法。
(項目30)
上記ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストはまた、アンテナ識別可能かつアンテナ特異的であり、各伝送アンテナは、複数のアンテナ特有の識別可能無線OTFSパイロット記号波形とともに、無線OTFSデータ記号波形のアンテナ特有のストリームを伝送する、項目22に記載の方法。
Using Polyphase Filter Banks for Wireless Communications”, IEEE transactions volume 51 (4), April 2003, pages 1395-1412である。特定用途向け集積回路(ASIC)および他のタイプのデバイスならびに方法もまた、使用されてもよい。
再度、本明細書に説明される方法は、レガシーまたはOTFS型データ通信方法のいずれか一方を使用して、概して、種々のデータチャネルにわたって適用され得ることが強調されるはずである。
当然ながら、データチャネルの2Dチャネル状態は、それ自体が、概して、データ伝送を促進することに役立つために後に使用されない限り、殆ど役に立たない。本明細書に説明されるパイロット方法は、レガシーデータ(すなわち、本質的に任意の従来技術の非OTFS方法に従ってフォーマットされるデータ)を伝送するため、またはOTFS方法によって伝送されるデータのためにも有用であり得る、2Dチャネル状態情報を生成することができる。
前へ進むと、本明細書の議論は、より具体的には、無線データ伝送方法に焦点を合わせるであろう。
いくつかの実施形態では、データチャネル障害をさらに特徴付け、さらに正確な2Dチャネル状態情報を生成するために、偏波OTFSパイロット(無線波形)バーストをさらに使用することが有用であり得る。これらの方法は、異なるタイプの反射器が異なる方法で偏波無線波形と相互作用するという事実を利用する。これらの差異は、本システムがデータチャネル内に存在する種々のタイプの反射器をより良好に区別することに役立つために、活用されることができる。偏波方法は、図2Aから2Cでさらに詳細に示される。
いくつかの実施形態では、データチャネル障害をさらに特徴付けるために、複数の空間的に分離された伝送および受信アンテナをさらに使用することが有用であり得る。偏波のように、しかし異なる方法で、MIMO方法はまた、より正確な2Dチャネル状態情報を生成することに役立つとともに、(議論されるように)空間的分離の別の次元をデータチャネルに導入することに役立ち、これは、データチャネルによって搬送されるデータの量をさらに増加させるために活用されることができる。MIMO方法は、図3Aから3Cでさらに詳細に示されている。これらのMIMO方法は、さらに高いレベルの2Dチャネル状態精度および全体的システム性能を生成するように、以前に議論された偏波方法と組み合わせ得られ得ることに留意されたい。
以前に議論されたように、いくつかの実施形態では、偏波およびMIMO技法が両方とも、なおもより高いレベルの性能を生成するように組み合わせられてもよい。ここでは、例えば、前述のT個の一意的に構成された伝送アンテナのうちの少なくともいくつかはまた、異なる偏波伝送アンテナとして構成されることもできる。本構成では、伝送機はさらに、偏波ストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストとして、そのストリーム識別可能直接OTFSデータおよびパイロットバーストを伝送するであろう。これらは、異なるアンテナ偏波方向に従って、異なる偏波伝送アンテナによって伝送されるであろう。
以前に議論されたように、複数の伝送アンテナが、伝送された無線ビームの空間指向性を成形する(例えば、どの方向が伝送された無線波形のピークおよびヌルを得るであろうかを選択する)ために使用される、MIMO用途が、当技術分野において周知である。同様に、複数の受信アンテナが、受信機感度における空間指向性を成形する(例えば、どの方向が増進した感度(ピーク)を得るであろうか、およびどの方向が減退した感度(ヌル)を得る傾向があろうかを選択する)ために使用される、MIMO用途が、当技術分野において周知である。多くの場合、そのようなビーム形成は、以前に議論された位相角度調節方法を使用して行われることができる。
本システムが、同時に1つより多くのデータのストリームを伝送するために、データチャネルの基礎的構造(例えば、種々の反射器の位置、他のチャネル欠陥)を活用しようとする、いくつかの実施形態では、(伝送または受信端のいずれか一方で)無線アンテナビームの指向性を制御するために、複数の伝送および受信アンテナも使用できることも所望され得る。
種々の方法が、OTFS波形を生成するために使用されてもよい。ここでは、主要な基準は、各データ記号が、無線多次元データチャネルの時間遅延およびドップラ偏移チャネル応答パラメータに従って選定される、複数の異なる時間ならびに異なる周波数にわたって、複数の区別可能な(例えば、通常は相互直交)波形を横断して、無損失かつ可逆様式で分配されることである。
であり、または代替として、
である。したがって、[D]内の個々のデータ要素dは、行列乗算演算[W]*[D]等の方式によって、種々の基礎トーンwの組み合わせとして変換および分配され、ここでは、[A]=[W]*[D]である、N・N行列[A]によって表される、データ行列のトーン変換および分配形態を生成する。
である、N・N行列[B]を生成する。これは、代替として、[B]=Permute([A])=P(IDFT*[D])として表現されることができる。したがって、いくつかの実施形態では、クロック演算は、周期的時間および周波数偏移のパターンを制御することができる。
を生成することができる。これは、ここでは[AR]と呼ばれる、データ行列[A]のトーン変換および分配形態の「逆周期的時間偏移および逆周期的周波数偏移」バージョンを生成する。代替として言うと、[AR]=Inverse Permute([BR])または[AR]=P-1([UH]*[R])である。
Claims (33)
- 少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つの受信機を接続する障害データチャネルの2Dチャネル状態を獲得する自動方法であって、
前記少なくとも1つの伝送機は、T個の一意的に構成された伝送アンテナを有し、前記少なくとも1つの受信機は、R個の一意的に構成された受信アンテナを有し、TおよびRは両方とも、1より大きく、Rは、T以上であり、前記少なくとも1つの伝送機は、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストの多くてもT個のストリームを、同一の周波数範囲にわたって同時に伝送するために、そのT個の伝送アンテナを使用するように構成され、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの1つ以上は、同時に、前記T個の伝送アンテナのうちの1つよりも多くを通して伝送され、各ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、ストリーム識別可能であるように選定される異なるOTFSパイロット記号を有し、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、時間および周波数の複数の組み合わせにわたって伝送され、各前記時間および周波数は、2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される一意的パイロット時間・周波数座標であり、
前記方法は、
前記少なくとも1つの受信機において、少なくとも、前記OTFS時間・周波数グリッドに比例するビンサイズおよびビン座標位置を伴う受信機ビンを有する2次元パイロットOTFS時間・周波数ビン構造に従って、少なくとも前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信することを含み、
前記障害データチャネルを通した伝搬時に、(i)ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの伝送機から前記少なくとも1つの受信機まで直接進行し、その結果、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの受信機において伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになるか、または、(ii)ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの受信機に到達する前に、少なくとも1つの反射器から反射しており、その結果、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの受信機においてさらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになるか、または、(iii)いくつかのストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになり、いくつかの別のストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、さらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになり、
前記少なくとも1つの受信機において、伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移させられる、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの任意のストリーム識別可能OTFSパイロットバーストと、さらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、前記OTFSパイロットバーストのうちの任意のストリーム識別可能OTFSパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを生成し、
前記受信することは、前記チャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信するために、前記ビン構造を使用することを含み、
前記T個の伝送アンテナおよびR個の受信アンテナは、前記R個の受信アンテナが、検出可能に異なる2Dチャネル状態とともに、異なる受信アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信するように、構成され、
前記少なくとも1つの受信機において、前記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信するために、前記R個の受信アンテナを使用し、
各無線受信アンテナRaおよび各ストリーム識別可能な複数のOTFSパイロット記号波形に関して、前記受信アンテナにおける前記2Dチャネル状態を判定するために、受信機プロセッサを使用し、それによって、ストリーム特有2Dチャネル状態を判定する、方法。 - 前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストの伝送に先立って、前記複数のOTFSパイロット記号および2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドならびにビン構造は、前記少なくとも1つの伝送機による前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストの伝送後に、前記障害データチャネルが、第1の時間・周波数座標において最初に伝送された前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを、異なる時間・周波数座標において最初に伝送された異なるストリーム識別可能OTFSパイロットバースト上に投影させ、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストに公称上対応するものと異なるビンによって受信させる場合、選定され、
前記方法は、
前記投影させられたストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを検出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストとして伝送される、前記複数のOTFSパイロット記号は、前記少なくとも1つの受信機によって検出可能であるために十分な出力でストリーム識別可能OTFSパイロットバーストとして伝送される、少なくとも1つの非ヌルOTFSパイロット記号を備え、以下のうちのいずれかであり、すなわち、
1:前記複数のOTFSパイロット記号のうちの少なくともいくつかは、いかなる波形バーストも伝送されない、前記2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される、空の一意的パイロット時間・周波数座標を作成することを意図する、ヌルパイロット記号であり、または、
2:前記複数のOTFSパイロット記号のうちの少なくともいくつかは、前記2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される一意的パイロット時間・周波数座標の一様な背景を作成することが意図される背景パイロット記号であり、前記方法は、
前記一様な背景上に投影させられたチャネル畳み込み非ヌルOTFSパイロットバーストを検出することをさらに含む、請求項2に記載の方法。 - 各前記2Dチャネル状態を判定することは、前記障害データチャネルがどのようにして、第1の時間・周波数座標において伝送された前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを、異なる時間・周波数座標において最初に伝送された異なるストリーム識別可能OTFSパイロットバースト、および前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストに公称上対応するものと異なるビン上に投影させるかを数学的に表すために、少なくとも1つの2Dインパルス応答を使用することを含む、請求項1に記載の方法。
- 少なくとも1つの2D変換として、前記2Dチャネル状態を少なくとも部分的に表すために、複数の前記ビンからの複数の前記2Dインパルス応答を使用することをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記2Dチャネル状態は、前記伝送機によって伝送される全ての信号がどのようにして、前記受信機によって受信される前記伝送機からの全ての信号と結合されるかを表す、前記障害データチャネルのための数学的変換を備える、請求項1に記載の方法。
- 前記複数のOTFSパイロット記号は、前記少なくとも1つの受信機によって把握され、
前記ビンは、前記グリッドの時間・周波数分解能と等しいまたはそれより精密である、時間・周波数分解能を有する、請求項1に記載の方法。 - また、複数のデータ搬送波形バーストを備えるストリーム識別可能OTFSデータバーストとして、複数のデータ記号のうちの少なくともいくつかを伝送するため、ならびに前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストとともに前記ストリーム識別可能OTFSデータバーストを前記少なくとも1つの受信機に伝送するために、前記障害データチャネルを通して前記複数のデータ記号を伝送することであって、
前記ストリーム識別可能OTFSデータバーストはまた、前記少なくとも1つの反射器から反射され、それによって、前記少なくとも1つの受信機において、時間遅延および反射器周波数偏移させられるデータバーストを含む複製データバーストを生成し、前記少なくとも1つの受信機において、前記少なくとも1つの反射器から反射された後に受信される任意の前記伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移させられるストリーム識別可能OTFSデータバースト、および、複製データバーストの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSデータバーストを生成する、ことと、
a)前記障害データチャネルを事前補償するように、前記少なくとも1つの伝送機において前記ストリーム識別可能OTFSデータバーストのうちの少なくともいくつかを事前コード化すること、および
b)前記少なくとも1つの受信機において前記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSデータバーストのうちの少なくともいくつかを逆畳み込みし、それによって、前記複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出すること
のうちの少なくとも1つをさらに行うために、前記ストリーム特有2Dチャネル状態を使用することと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 少なくとも前記データ記号はさらに、2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドの記号フレーム部分に配列され、前記記号フレームは、少なくとも前記データ記号のN×NまたはN×Mフレームのいずれか一方であり、NおよびMは両方とも、1より大きい整数であり、
記号フレーム毎の基準で、無損失かつ可逆変換を使用して、前記記号フレーム内の少なくとも全てのデータ記号にわたって、少なくとも各データ記号からの情報が拡散させられ、それによって、複数のOTFS記号と、対応するOTFS変換データバーストとを備える、対応するOTFSフレームを生成し、
前記方法は、
OTFSフレーム毎の基準で、前記チャネル畳み込みOTFS変換データバーストを受信することと、
OTFSフレーム毎の基準で、前記複数のOTFS記号を逆畳み込みし、それによって、前記OTFSフレームの近似値を生成することと、
前記OTFSフレームの前記近似値から、さらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、データバーストの少なくともデータ記号を抽出することと
をさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 前記ストリーム識別可能OTFSデータバーストは、OTFSデータ記号波形バーストとして伝送される複数のOTFSデータ記号として、前記複数のデータ記号のうちの少なくともいくつかを伝送し、
前記複数のデータ記号の中の個々のデータ記号は、前記OTFSデータ記号波形バーストの伝送に先立って、前記伝送機において、複数のOTFSデータ記号に符号化され、前記符号化は、前記受信機が、前記個々のデータ記号を判定するために十分な情報を提供するように、複数のOTFSデータ記号を失敗なく受信しなければならないように構成される、請求項8に記載の方法。 - 前記OTFSデータ記号波形バーストおよび前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、共通する複数の時間および周波数から選定され、各前記時間および周波数は、2次元OTFS時間・周波数座標の共通グリッドから選定される、一意的時間・周波数座標であり、
前記OTFSデータ記号波形バーストの前記時間・周波数座標はさらに、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストの時間・周波数座標と重複しないように選定される、請求項10に記載の方法。 - 前記OTFSデータのOTFSデータ記号波形バースト、およびストリーム識別可能OTFSパイロットバーストとして伝送される前記複数のOTFSパイロット記号は、2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドから選定される、全ての一意的時間・周波数座標を占有しない、請求項11に記載の方法。
- 前記OTFSデータのOTFSデータ記号波形バースト、およびストリーム識別可能OTFSパイロットバーストとして伝送される前記複数のOTFSパイロット記号は、全てが同一の出力レベルで伝送されるわけではないが、代わりに、いくつかのOTFSデータ記号波形バーストまたはいくつかのストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、少なくとも前記2Dチャネル状態、前記少なくとも1つの受信機までの距離、もしくは前記少なくとも1つの受信機の感度に従って選定される出力レベルで送信される、請求項11に記載の方法。
- 前記OTFSデータ記号波形バーストの前記時間・周波数座標はさらに、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストの前記時間・周波数座標を囲繞するか、またはそれに隣接するかのいずれかであるように、選定される、請求項11に記載の方法。
- 前記障害データチャネルは、少なくとも1つの光ファイバを備える光ファイバデータチャネル、少なくとも1つの金属導電体を備える導電ワイヤデータチャネル、または流体を備えるデータチャネルである、請求項1に記載の方法。
- 前記障害データチャネルは、無線データチャネルであり、前記伝送機は、無線伝送機であり、前記受信機は、無線受信機であり、前記反射器は、反射器速度をさらに備える、無線反射器であり、前記反射器周波数偏移は、受信機速度ドップラ偏移であり、前記反射器の反射器反射係数は、反射器無線反射係数であり、
前記伝送機は、伝送機速度を有し、前記伝送機周波数は、前記伝送機速度に従って変動する伝送機ドップラ偏移によって、少なくとも部分的に判定され、
前記受信機は、受信機速度を有し、前記受信機周波数は、前記受信機速度に従って変動する受信機ドップラ偏移によって、少なくとも部分的に判定され、
前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、複数の無線OTFSパイロット記号波形バーストを備え、
前記2Dチャネル状態は、前記少なくとも1つの伝送機、受信機、および反射器の、相対場所と、速度と、伝送機ドップラ偏移、受信機ドップラ偏移、反射器ドップラ偏移によって引き起こされる速度誘発周波数偏移と、反射器反射係数とに関する情報を備える、請求項1に記載の方法。 - 少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つの受信機を接続する障害データチャネルの2Dチャネル状態を獲得する自動方法であって、
前記少なくとも1つの伝送機は、T個の一意的に構成された伝送アンテナを有し、前記少なくとも1つの受信機は、R個の一意的に構成された受信アンテナを有し、TおよびRは両方とも、1より大きく、Rは、T以上であり、前記少なくとも1つの伝送機は、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストの多くてもT個のストリームを、同一の周波数範囲にわたって同時に伝送するために、そのT個の伝送アンテナを使用するように構成され、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの1つ以上は、同時に、前記T個の伝送アンテナのうちの1つよりも多くを通して伝送され、各ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、ストリーム識別可能であるように選定される異なるOTFSパイロット記号を有し、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、時間および周波数の複数の組み合わせにわたって伝送され、各前記時間および周波数は、2次元パイロットOTFS時間・周波数グリッドから選定される一意的パイロット時間周波数座標であり、
前記方法は、
前記少なくとも1つの受信機において、少なくとも、前記OTFS時間・周波数グリッドに比例するビンサイズおよびビン座標位置を伴う受信機ビンを有する2次元パイロットOTFS時間・周波数ビン構造に従って、少なくとも前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信することを含み、
前記障害データチャネルを通した伝搬時に、(i)ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの伝送機から前記少なくとも1つの受信機まで直接進行し、その結果、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの受信機において伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになるか、または、(ii)ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの受信機に到達する前に、少なくとも1つの反射器から反射しており、その結果、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、前記少なくとも1つの受信機においてさらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになるか、または、(iii)いくつかのストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになり、いくつかの別のストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、さらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストになり、
前記少なくとも1つの受信機において、伝送機周波数偏移および受信機周波数偏移させられる、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの任意のストリーム識別可能OTFSパイロットバーストと、さらに反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストのうちの任意のストリーム識別可能OTFSパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを生成し、
前記受信することは、
前記チャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信するために、前記ビン構造を使用することを含み、
前記T個の伝送アンテナおよびR個の受信アンテナは、前記R個の受信アンテナが、検出可能に異なる2Dチャネル状態とともに、異なる受信アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信するように、構成され、
前記少なくとも1つの受信機において、前記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストを受信するために、前記R個の受信アンテナを使用し、
各無線受信アンテナRaおよび各ストリーム識別可能な複数のOTFSパイロット記号波形に関して、前記受信アンテナにおける前記2Dチャネル状態を判定するために、受信機プロセッサを使用し、それによって、ストリーム特有2Dチャネル状態を判定し、
各前記ストリーム特有2Dチャネル状態は、前記少なくとも1つの伝送機、受信機、および反射器の、相対場所と、速度と、伝送機ドップラ偏移、受信機ドップラ偏移、反射器ドップラ偏移によって引き起こされる速度誘発周波数偏移と、反射器反射係数とに関する情報を備える、
方法。 - また、無線データ搬送波形バーストを備えるデータバーストとして、複数のデータ記号のうちの少なくともいくつかを前記少なくとも1つの受信機に伝送するために、前記少なくとも1つの伝送機および少なくとも1つのプロセッサを使用することによって、前記障害データチャネルを通して前記複数のデータ記号を伝送することであって、
前記データバーストはまた、前記少なくとも1つの伝送機から前記少なくとも1つの受信機まで直接進行し、その結果、前記データバーストは、前記少なくとも1つの受信機において伝送機ドップラ偏移および受信機ドップラ偏移させられる、データバーストになり、かつ/または、前記データバーストはまた、前記少なくとも1つの反射器から反射され、その結果、前記データバーストは、前記少なくとも1つの受信機において、さらに反射器時間遅延および反射器速度ドップラ偏移させられる、データバーストになり、前記少なくとも1つの受信機において、伝送機ドップラ偏移および受信機ドップラ偏移させられる、前記データバースト、および、さらに反射器時間遅延および反射器速度ドップラ偏移させられる、データバーストの任意のデータバーストの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込みデータバーストを生成する、ことと、
a)前記障害データチャネルを事前補償するように、前記少なくとも1つの伝送機において前記データバーストのうちの少なくともいくつかを事前コード化すること、および
b)前記少なくとも1つの受信機において前記チャネル畳み込みデータバーストのうちの少なくともいくつかを逆畳み込みし、それによって、前記複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出すること
のうちの少なくとも1つをさらに行うために、前記2Dチャネル状態および少なくとも1つのプロセッサを使用することと、
をさらに含む、請求項17に記載の方法。 - 少なくとも前記データ記号はさらに、2次元OTFSデータ時間・周波数グリッドの記号フレーム部分に配列され、前記記号フレームは、少なくとも前記データ記号のN×NまたはN×Mフレームのいずれか一方であり、NおよびMは両方とも、1より大きい整数であり、
記号フレーム毎の基準で、前記少なくとも1つのプロセッサは、無損失かつ可逆変換を使用して、前記記号フレーム内の少なくとも全てのデータ記号にわたって、少なくとも各データ記号からの情報を拡散し、それによって、複数のOTFS記号と、対応するOTFS変換データバーストとを備える、対応するOTFSフレームを生成し、
前記少なくとも1つの受信機はさらに、OTFSフレーム毎の基準で、前記チャネル畳み込みOTFS変換データバーストを受信し、OTFSフレーム毎の基準で、前記複数のOTFS記号を逆畳み込みし、それによって、前記OTFSフレームの近似値を生成し、
前記OTFSフレームの前記近似値から、さらに反射器時間遅延および反射器速度ドップラ偏移させられる、データバーストの少なくともデータ記号を抽出するために、前記少なくとも1つのプロセッサおよび前記変換の逆数をさらに使用する、
請求項18に記載の方法。 - 前記障害データチャネルを事前補償するように、前記少なくとも1つの伝送機において少なくともいくつかのデータバーストを事前コード化することにおいて、前記ストリーム特有2Dチャネル状態のうちの1つ以上を使用することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの伝送機は、少なくとも1つの偏波方向に従って、偏波無線ストリーム特有OTFSパイロット記号波形バーストを備える、偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストとして、前記ストリーム特有OTFSパイロットバーストを伝送し、
前記少なくとも1つの反射器は、第1の反射器偏波演算子に従って、その反射無線ストリーム特有OTFS波形バーストの偏波方向を変更し、それによって、前記偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストの偏波偏移時間遅延および反射器ドップラ偏移複製を備える、複製偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストを生成する、偏波改変無線反射器であり、
前記少なくとも1つの受信機はさらに、その受信された無線波形において偏波方向を検出するように構成され、
前記少なくとも1つの受信機において、任意の前記伝送機ドップラ偏移、受信機ドップラ偏移、および受信機偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストと、複製偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、チャネル畳み込み偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストを生成し、
前記チャネル畳み込み偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストを受信し、それらの偏波方向を検出し、
前記障害データチャネルの前記2Dチャネル状態をさらに判定するために、前記チャネル畳み込み偏波ストリーム特有OTFSパイロットバーストの前記偏波方向をさらに使用する、
請求項18に記載の方法。 - 前記データバーストは、ストリーム識別可能OTFSデータバーストであり、
前記2Dチャネル状態を判定することはさらに、前記ストリーム識別可能OTFSデータバーストおよびパイロットバーストに関して、第1の時間・周波数座標において伝送されたストリーム1OTFSパイロット記号波形バーストがどのようにして、異なる時間・周波数座標において最初に伝送された異なるストリーム2OTFSパイロット記号波形バースト、および前記障害データチャネルの受信アンテナ特有の側面に従って前記ストリーム1OTFSパイロット記号波形バーストに通常対応するものと異なるビン上に投影されるかを数学的に表すために、少なくとも1つの2Dインパルス応答を使用することであって、それによって、各ストリームに関して、R個の受信アンテナ特有の2Dインパルス応答を判定する、ことと、
前記伝送機において前記ストリームを事前コード化するか、または前記受信アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能OTFSパイロットバーストおよび前記チャネル畳み込みデータバーストを逆畳み込みするかのいずれかのために、前記R個の受信アンテナ特有の2Dインパルス応答を使用することと、
を含む、請求項18に記載の方法。 - 前記データバーストは、ストリーム識別可能OTFSデータバーストであり、
前記T個の一意的に構成された伝送アンテナのうちの少なくともいくつかは、異なって偏波された伝送アンテナであり、前記ストリーム識別可能OTFSデータバーストおよびパイロットバーストは、異なる偏波方向に従って前記異なって偏波された伝送アンテナによって伝送される、偏波ストリーム識別可能OTFSデータバーストおよびパイロットバーストであり、
前記少なくとも1つの反射器は、第1の反射器偏波演算子に従って、その反射無線OTFS波形バーストの偏波方向を変更し、それによって、前記偏波ストリーム識別可能OTFSデータバーストおよびパイロットバーストの偏波偏移時間遅延ならびに反射器ドップラ偏移複製を備える、偏波ストリーム識別可能複製OTFSデータバーストおよびパイロットバーストを生成する、偏波改変無線反射器であり、
前記少なくとも1つの受信機は、その受信された無線波形において偏波方向を検出するように構成される、そのR個の一意的に構成された受信アンテナのうちの少なくともいくつかを有し、
前記少なくとも1つの受信機において、伝送機ドップラ偏移および受信機ドップラ偏移させられる任意の偏波ストリーム識別可能OTFSデータバーストおよびパイロットバーストと、偏波ストリーム識別可能複製OTFSデータバーストおよびパイロットバーストとの結果として生じる組み合わせは、アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能偏波OTFSデータバーストおよびパイロットバーストを生成し、
前記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能偏波OTFSデータバーストおよびパイロットバーストの偏波方向を受信して検出するために、前記受信機のR個の一意的に構成された受信アンテナのうちの少なくともいくつかをさらに使用し、
各受信アンテナRaおよび各ストリーム識別可能な複数のOTFSパイロット記号波形に関して、前記受信アンテナRaにおける前記2Dチャネル状態を判定するために、受信機プロセッサを使用し、
a)前記障害データチャネルを事前補償するように、前記少なくとも1つの伝送機において前記偏波ストリーム識別可能OTFSデータバーストおよびパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを事前コード化すること、および
b)前記少なくとも1つの受信機において前記アンテナ特有のチャネル畳み込みストリーム識別可能偏波OTFSデータバーストおよびパイロットバーストのうちの少なくともいくつかを逆畳み込みし、それによって、前記複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出すること
のうちの少なくとも1つを行うために、前記2Dチャネル状態を使用する、請求項18に記載の方法。 - 前記2Dチャネル状態および前記事前コード化することはさらに、前記T個の一意的に構成された伝送アンテナによって伝送される無線波形の空間指向性を成形するために使用され、または前記2Dチャネル状態および前記逆畳み込みすることは、前記R個の一意的に構成された受信アンテナによって受信される無線波形の空間指向性を成形するために使用される、請求項18に記載の方法。
- 空間指向性は、前記T個の一意的に構成された伝送アンテナによって伝送される無線波形の相対位相または角度のうちのいずれかを調節することによって達成され、または前記R個の一意的に構成された受信アンテナによって受信される無線波形の空間指向性は、前記R個の一意的に構成された受信アンテナによって受信される無線波形の相対位相または角度を監視することによって達成される、請求項17に記載の方法。
- 前記多くてもT個のストリームは、時間および周波数の同一範囲にわたって、一般的に共有されるOTFS搬送波形によって搬送される、請求項25に記載の方法。
- 各前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストは、非アンテナ識別可能かつ非アンテナ特異的であり、各伝送アンテナは、少なくとも1つのストリーム識別可能無線OTFSパイロット記号波形とともに、無線OTFSデータ記号波形の少なくとも1つのストリームを伝送する、請求項25に記載の方法。
- 各伝送アンテナは、伝送アンテナ特有の位相または出力設定に従って、少なくとも1つのストリーム識別可能無線OTFSパイロット記号波形とともに、無線OTFSデータ記号波形の少なくとも1つのストリームを伝送し、それによって、前記ストリームを伝送するこれらの伝送アンテナによって伝送される、無線波形の空間指向性を成形する、請求項27に記載の方法。
- 前記ストリーム識別可能OTFSパイロットバーストはまた、アンテナ識別可能かつアンテナ特異的であり、各伝送アンテナは、複数のアンテナ特有の識別可能無線OTFSパイロット記号波形とともに、無線OTFSデータ記号波形のアンテナ特有のストリームを伝送する、請求項25に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの2D変換は、2DZ変換である、請求項5に記載の方法。
- 前記数学的変換は、行列である、請求項6に記載の方法。
- 前記複数のOTFSパイロット記号はさらに、2進最大長偏移レジスタシーケンスを備える、1または2次元mシーケンス、ゼロ値の領域によって囲繞されるデルタ値、1または2次元バーカー符号、コスタス配列、もしくはウォルシュ行列のうちのいずれかであるように選定される、請求項7に記載の方法。
- 前記データ記号および無線データ搬送波形バーストは、TDMA、GSM(登録商標)、FDMA、OFDM、CDMA、またはOTFS無線波形バーストのうちのいずれかによって伝送される、請求項18~24のいずれか一項に記載の方法。
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