(57)【要約】【課題】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の提供。【解決手段】ファイバ、ケーブル、および無線データチャネルは、典型的には、エコーおよびデータ波形の周波数偏移を伴うチャネル状態を生じる、反射器および他の欠陥によって損なわれる。ここでは、チャネル状態の詳細な２Ｄモデルを自動的に生成するためにＯＴＦＳパイロット記号波形バーストを使用する方法が提示される。次いで、本２Ｄチャネル状態は、データ伝送を最適化するために使用されることができる。無線データチャネルに関して、プロセスで偏波および複数のアンテナを使用することによって、チャネル状態のさらに詳細な２Ｄモデルが生成されることができる。【選択図】図１Ｂ
2020025361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
明細書に記載された発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
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。
【０００２】
本発明は、電気通信の分野内、具体的には、電気通信データチャネルの障害を推定して補償する方法にある。
【背景技術】
【０００３】
通信データチャネルのチャネル状態を特徴付けることについての従来技術
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。
【０００４】
現代に迅速に移行すると、現代の電子ワイヤ（例えば、ＣＡＴＶケーブル）、光ファイバ、およびデータ伝送の無線（電波）方法さえも、不完全なデータチャネルの影響に悩まされる。データチャネルは、多くの場合、媒体内の種々の物理的場所（例えば、ワイヤ等の１Ｄ導電体内の種々の接合点、または光ファイバ等の光学導体内の１Ｄ接合点）に位置付けられる種々の信号反射器を含有するため、多くの場合、不完全である。媒体が３Ｄ空間である、無線通信に関して、これらの反射器は、空間内の種々の場所に位置付けられる電波射器である。媒体タイプおよび反射器タイプにかかわらず、反射器は、典型的には、種々のエコー反射、周波数偏移、および同等物を生成することによって、信号波形を歪ませる。正味の結果としては、本体、データチャネル伝送機によって送信された、明確で解釈しやすい信号波形であったものが、受信機に到達する時間までに、種々のエコーおよび元の信号波形の周波数偏移バージョンの存在によって劣化され得る。
【０００５】
従来、電気通信業界は、所与のデータチャネル（チャネル状態）の状態がどのように統計的基準で変動し得るかという統計的プロファイルを作成するために、これらの種々のデータチャネル反射器および他の障害の統計的モデルを使用することによって、そのような問題に対処する傾向があった。そのような従来技術は、ＣｌａｒｋｅおよびＪａｋｅｓの研究（Ｒ．  Ｈ．  Ｃｌａｒｋｅ，  Ａ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｍｏｂｉｌｅ−ｒａｄｉｏ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ，  Ｂｅｌｌ  Ｓｙｓｔ．  Ｔｅｃｈ．  Ｊ．，  ４７，  ９５７−１０００  （１９６８）、およびＷ．  Ｃ．  Ｊａｋｅｓ
（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。
【０００６】
これらの従来技術モデルは、通信技術者が、概して、種々の商業的用途のためにロバストであろう機器を保守的に設計することに役立ったため、有用であった。例えば、ある統計的確率を伴って、周波数がともに接近しすぎた波形がチャネル状態によって相互上にスメアされる傾向があろうことを統計的モデルが予測した場合には、通信仕様は、あるレベルの統計的確率まで機能するように、チャネル間の十分な周波数分離を伴って設計され得た。同様に、チャネル状態のある統計的変動が信号強度の対応する変動を生じるであろうことを統計的モデルが示した場合には、伝送された波形の出力、または最大データ伝送速度、もしくは両方は、これらの統計的変動に対処するように設計され得た。
【０００７】
これらの種々の問題の良好な論評は、Ｐａｈｌａｖａｎ  ａｎｄ  Ｌｅｖｅｓｑｕｅ，“Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ”，  ２００５，  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｈｏｂｏｋｅｎ  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙによって提供される。この本は、無線電波信号がどのようにして、マルチパスフェージング、距離を伴う信号ドロップオフ、ドップラ偏移、および種々の反射器からの散乱を含む、種々の影響を受けるかについて議論する、良好な従来技術の論評を提供する。
【０００８】
従来技術の具体的実施例として、セルラー方式移動電話（携帯電話）用の機器を設計する課題を考慮されたい。移動している携帯電話が、移動していない携帯電話中継塔（基地局）から伝送を受信するとき、携帯電話中継塔からの多少の無線エネルギーが、携帯電話まで直接進行し得るが、携帯電話中継塔伝送からの無線エネルギーの多くは、典型的には、種々の反射器（例えば、建造物の平坦な側面）から反射し、元の「携帯電話中継塔伝送」のこれらの「複製」もまた、携帯電話中継塔、反射器、および携帯電話の間の距離による種々の時間遅延ならびに電力損失を受けて、携帯電話によって受信されるであろう。
【０００９】
携帯電話が移動している場合、元の信号の反射された「複製」はまた、様々な程度にドップラ偏移させられるであろう。これらのドップラ偏移は、携帯電話中継塔、携帯電話、および信号を反射している種々の建造物（反射器）の場所の間の相対速度ならびに角度に従って、変動するであろう。
【００１０】
Ｃｌａｒｋｅ−Ｊａｋｅｓモデル等の従来技術によると、伝送機、受信機、種々の反射器の平均分布に関して、統計的仮定が行われることができる。次いで、本統計的モデルは、例えば、これらの影響にもかかわらず、あるレベルの信頼性まで、本システムが依然として機能するように、システムパラメータおよび安全限界を設定することに役立つために使用されることができる。したがって、従来技術は、合理的にロバストで商業的に有用なシステムが生成されることを可能にした。
【００１１】
偏波効果：
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。
【００１２】
多くの場合、伝送された光波および／または電波は、種々のタイプの偏向波のコヒーレントもしくはインコヒーレント混合物から成る。概して、全ての偏波タイプの等しい混合がある場合には、波動は偏波されていないと見なされる。逆に、１つの偏波タイプが優勢である場合、波動は、優勢偏波モードに従って偏波されると見なされる。
【００１３】
反射器は、多くの場合、正確に同一の方法で全ての偏向波を反射するわけではない。代わりに、反射器は、多くの場合、他の偏波モードを反射しながら、いくつかの偏波モードを吸収する。例えば、鏡面反射器（鏡面反射）は、多くの場合、１つの偏光方向のみを反射し、これは、偏光サングラスが、多くの場合、眩しい光を削減するために使用される理由である。無線信号の地表反射、または不整形金属物体からの反射等の他のタイプの反射器は、最終的に反射波の偏波角を偏移させ得る。
【００１４】
ＭＩＭＯ技法
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。
【００１５】
フェーズドアレイ技法
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。
【００１６】
ＯＴＦＳ方法の精査
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。
【００１７】
無線通信の場合において、多くの場合、これらのデータチャネルは、３つの空間の次元と、１つの時間の次元とを備える、空間の物理的媒体（および本空間内の任意の物体）から成るであろう。（しかしながら、地上無線用途の最も一般的に使用されている商業的設定では、多くの場合、高さの第３の空間次元は、重要性が低くあり得、したがって、地上無線用途は、多くの場合、１つの時間の次元とともに（物体を伴う）空間の２次元媒体として適切に近似され得ることに留意されたい）。
【００１８】
以前に議論されたように、信号がデータチャネルを通って進行すると、（少なくとも光学、無線、または電子信号の場合において）多くの場合、光の速度またはその付近で進行する、種々の信号（例えば、波形）は、概して、種々のタイプの劣化もしくはチャネル障害を受ける。前の実施例の通りに、信号が光ファイバまたはワイヤ／ケーブル内の接合点に遭遇するときはいつでも、エコー信号が、光ファイバまたはワイヤ／ケーブル媒体内で潜在的に生成され得る。エコー信号はまた、無線信号が建造物の側面および他の構造等の無線反射表面から跳ね返るときに、潜在的に生成され得る。同様に、周波数偏移は、光ファイバまたはワイヤ／ケーブル伝搬信号が、若干異なる信号伝搬性質もしくは異なる周囲温度を伴う異なるファイバまたはケーブルの領域を通過するときに、起こり得る。無線信号に関して、移動反射器を往復して、または移動車両を往復して伝送される信号は、周波数偏移ももたらすドップラ偏移を受ける。加えて、基礎的機器（すなわち、伝送機および受信機）は、常に完璧に動作するわけではなく、周波数偏移も生じ得る。
【００１９】
これらのエコー効果および周波数偏移は、不要であり、そのような偏移が大きくなりすぎる場合、より低い信号伝送速度、ならびにより高いエラー率をもたらし得る。したがって、そのようなエコー効果および周波数偏移を低減させる方法は、通信分野内で有用性が高い。
【００２０】
出願者の米国特許出願第ＵＳ６１／３４９，６１９号、第ＵＳ１３／４３０，６９０号、および第１３／９２７，０９１号、ならびに米国特許第８，５４７，９８８号および第８，８７９，３７８号によって例示される、以前の研究では、出願者は、従来技術の方法によって以前に採用されたものより大きい（例えば、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、または他の方法等の方法より大きい）時間、周波数、およびスペクトル形状（波形）の範囲にわたって、データ記号を拡散することによって動作する、無線信号変調の新規の方法を教示した。
【００２１】
第ＵＳ１３／１１７，１１９号で「Ｏｒｔｈｏｎｏｒｍａｌ  Ｔｉｍｅ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｓｈａｐｉｎｇ（ＯＴＦＳＳＳ）」と以前は称された（後に、第ＵＳ１３／４３０，６９０号等の以降の特許出願ではより単純な「ＯＴＦＳ」という略語によって称される）、出願者の方法は、以前の方法より大きい「塊」またはフレームの中でデータを送信することによって動作した。すなわち、従来技術のＣＤＭＡまたはＯＦＤＭ方法が、設定された時間間隔にわたって通信リンク（例えば、データチャネル）を経由して「Ｎ」個の記号の単位もしくはフレームを符号化して送信し得る一方で、出願者のＯＴＦＳ方法は、典型的には、Ｎ２個の記号の最小単位またはフレームに基づき、多くの場合、より長い時間周期にわたってこれらのＮ２個の記号を伝送するであろう。
【００２２】
いくつかのＯＴＦＳ変調実施形態では、伝送される各データ記号または要素も、時間、周波数、およびスペクトル形状空間において従来技術の方法の場合よりもはるかに大きい程度に拡散された。結果として、受信機端において、多くの場合、Ｎ２個の記号の完全フレームが受信されるにつれて、本記号が徐々に増大または蓄積される必要があったため、任意の所与のデータ記号の値を解き始めることに、より長い時間がかかった。
【００２３】
したがって、出願者の従来の研究は、Ｎ・Ｎ（Ｎ２）（例えば、Ｎ×Ｎ、Ｎ掛けるＮ）個の記号の畳み込み単位行列（データフレーム）内でデータを伝送するために、時間、周波数、およびスペクトル成形の組み合わせを使用する、無線通信方法を教示した。いくつかの実施形態では、Ｎ２個全てのデータ記号が、Ｎ個の拡散時間間隔（例えば、Ｎ個の無線波形バースト）にわたって受信されるか、全く受信されなかった（例えば、元のデータビットを再構築するために、Ｎ個のバーストが必要とされた）のいずれか一方である。他の実施形態では、本要件が緩和された。
【００２４】
伝送プロセスの時間、波形、およびデータ記号分布を判定するために、Ｎ２サイズのデータフレーム行列は、例えば、第１のＮ・Ｎ時間・周波数偏移行列によって乗算され、並べ換えられ、次いで、第２のＮ・Ｎスペクトル成形行列によって乗算され、それによって、結果として生じるＮ・Ｎ行列全体にわたって各データ記号を混合し得た。次いで、本結果として生じるデータ行列は、一連のＮ個のＯＴＦＳ記号として、時間スライスにつき１つの要素の基準で、選択され、変調され、伝送された。受信機において、複製行列が再構築されて逆畳み込みされ、最初に伝送されたデータのコピーを公開した。
【００２５】
例えば、米国特許出願第１３／１１７，１１９号によって教示されるいくつかの実施形態では、ＯＴＦＳ波形は、通信リンク、典型的には、プロセッサおよびソフトウェア駆動型無線伝送機ならびに受信機を経由して、時間基準で１つのデータのフレーム（［Ｄ］）上で伝送および受信され得た。したがって、例えば、以下のステップの全ては、通常、少なくとも１つのプロセッサを使用して、自動的に行われた。
【００２６】
本第１のアプローチは、典型的には、Ｎが１より大きい、最大Ｎ２個のデータ要素の行列を備えるであろう、データのフレームを使用した。本方法は、第１のＮ×Ｎ行列（［Ｕ１］）および第２のＮ×Ｎ行列（［Ｕ２］）を備える、正規直交行列セットを作成することに基づいた。通信リンクおよび正規直交行列セットは、典型的には、１つの時間拡散間隔（例えば、１つのバースト）にわたって、第１のＮ×Ｎ行列（［Ｕ１］）の行列積、データのフレーム（［Ｄ］）、および第２のＮ×Ｎ行列（［Ｕ２］）から少なくともＮ個の要素を伝送することが可能であるように選択された。ここで、各時間拡散間隔は、少なくともＮ個の時間スライスから成り得た。本方法は、典型的には、第１のＮ×Ｎ行列（［Ｕ１］）の第１の行列積、およびデータのフレーム（［Ｄ］）を形成し、次いで、可逆置換動作Ｐによって第１の行列積を並べ換え、並べ換えられた第１の行列積Ｐ（［Ｕ１］［Ｄ］）をもたらすことによって動作した。次いで、本方法は、畳み込みデータ行列を形成する、本並べ換えられた第１の行列積Ｐ（［Ｕ１］［Ｄ］）および第２のＮ×Ｎ行列（［Ｕ２］）の第２の行列積を形成し、本方法によると、本畳み込みデータ行列は、無線通信リンクを経由して伝送および受信され得た。
【００２７】
伝送機側で、各単一時間拡散間隔（例えば、バースト時間）に関して、本方法は、畳み込みデータ行列のＮ個の異なる要素を選択することによって動作し、本時間拡散間隔内の異なる時間スライスにわたって、本方法は、畳み込みデータ行列のＮ個の異なる要素から１つの要素を選択するためにプロセッサを使用し、本要素を変調し、各要素が独自の時間スライスを占有するように本要素を無線で伝送するために、プロセッサ、および典型的には、ソフトウェア制御型無線伝送機を使用した。
【００２８】
受信機側で、受信機（典型的には、プロセッサ制御型ソフトウェア受信機）は、種々の時間拡散間隔（バースト時間）内の異なる時間スライスにわたって畳み込みデータ行列のこれらＮ個の異なる要素を受信し、本畳み込みデータ行列のＮ個の異なる要素を復調するであろう。これらのステップは、最大で合計Ｎ回繰り返され、それによって、受信機において畳み込みデータ行列の複製を再び組み立てるであろう。
【００２９】
次いで、受信機は、畳み込みデータ行列から元のデータのフレーム（［Ｄ］）を再構築するために、第１のＮ×Ｎ行列（［Ｕ１］）および第２のＮ×Ｎ行列（［Ｕ２］）を使用するであろう。本方法のいくつかの実施形態では、恣意的なデータのフレーム（［Ｄ］）の恣意的データ要素は、畳み込みデータ行列が完全に回復させられるまで、完全な精度で再構築されるように保証され得なかった。実践では、本システムはまた、畳み込みデータ行列からの少なくともいくつかの要素の損失に対処し得るように、多少の冗長性を伴って構成され得た。
【００３０】
米国特許出願第１３／１１７，１１９号およびその仮出願第６１／３５９，６１９号はまた、無線通信リンクを経由して少なくとも１つのデータのフレーム（［Ｄ］）を伝送および受信することの代替的アプローチを教示し、再度、本データのフレームは、概して、最大Ｎ２個のデータ要素（Ｎは１より大きい）の行列から成った。本代替的方法は、各データ要素の値が、伝送されたときに、複数の無線波形にわたって拡散されるように、データのフレーム（［Ｄ］）のデータ要素を畳み込むことによって稼働し、本複数の無線波形の中の各個別波形は、特性周波数を有し、本複数の無線波形の中の各個別波形は、データフレームからの複数のこれらのデータ要素から畳み込み結果を搬送するであろう。本方法によると、伝送機は、各データ要素の値が、再び一連の波形バーストとして、複数の時間間隔にわたって送信された複数の周波数偏移無線波形として伝送されるように、複数の時間間隔にわたって本複数の無線波形の周波数を偏移させることによって、畳み込み結果を自動的に伝送した。受信機側において、受信機は、受信し、複数の時間にわたって送信された本複数の周波数偏移無線波形を逆畳み込みするためにプロセッサを使用し、したがって、少なくとも１つの最初に伝送されたデータのフレーム（［Ｄ］）の複製を再構築するであろう。ここで再度、いくつかの実施形態では、畳み込みおよび逆畳み込み方式が、そのように選択され得たため、複数の周波数偏移無線波形の実質的に全てが複数の波形バーストとして伝送および受信されるまで、恣意的なデータのフレーム（［Ｄ］）の恣意的データ要素は、完全な精度で再構築されるように保証され得なかった。（実践では、以前のように、本システムはまた、少なくともいくつかの周期的周波数偏移無線波形の損失に対処し得るように、多少の冗長性を伴って構成され得た。）フレームの間で、時間偏移および周波数偏移の同一のパターンが反復し得るため、フレームの間で、これらの時間偏移および周波数偏移は、いくつかの実施形態では、周期的時間偏移および周期的周波数偏移であると見なされることができる。
【００３１】
しかしながら、所与のフレーム内で、時間偏移および周波数偏移はまた、いくつかの実施形態では、周期的時間偏移および周期的周波数偏移であってもよいが、これは、必ずしも当てはまる必要はない。例えば、本システムが、Ｎ個の時間周期にわたって、Ｍ個の周波数を使用してデータのＭ×Ｎフレームを伝送している場合を考慮されたい。ここで、各時間周期にわたって、本システムは、Ｍ個の相互直交搬送周波数（例えば、トーン、副搬送波、狭帯域副搬送波、ＯＦＤＭ副搬送波、および同等物）を使用して、Ｍ個のＯＴＦＳ記号を同時に伝送してもよい。ＯＦＴＳ搬送周波数（トーン、副搬送波）は全て相互直交であり、Ｎ個の時間周期を考慮して、時間周期毎に再利用もされるが、周期的である必要はない。
【００３２】
他の実施形態では、米国特許出願第１４／５８３，９１１号、第１３／９２７，０９１号、第１３／９２７／０８６号、第１３／９２７，０９５号、第１３／９２７，０８９号、第１３／９２７，０９２号、第１３／９２７，０８７号、第１３／９２７，０８８号、第１３／９２７，０９１号、および／または仮出願第６１／６６４，０２０号で以前に開示された方法は、本明細書に開示されるＯＴＦＳ変調方法のうちのいくつかに使用されてもよい。米国特許出願第６２／０２７，２３１号、第１３／９２７，０９１号、第１３／９２７／０８６号、第１３／９２７，０９５号、第１３／９２７，０８９号、第１３／９２７，０９２号、第１３／９２７，０８７号、第１３／９２７，０８８号、第１３／９２７，０９１号、第１４／５８３，９１１号、および第６１／６６４，０２０号の内容全体が、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】米国特許出願第６１／３４９，６１９号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１３／４３０，６９０号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１３／９２７，０９１号明細書
【特許文献４】米国特許第８，５４７，９８８号明細書
【特許文献５】米国特許第８，８７９，３７８号明細書
【非特許文献】
【００３４】
【非特許文献１】Ｐａｈｌａｖａｎ  ａｎｄ  Ｌｅｖｅｓｑｕｅ，“Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ”，  ２００５，  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，  Ｉｎｃ．，  Ｈｏｂｏｋｅｎ  Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明は、部分的に、データチャネルの正確な状態の実際の知識を伴って、現代の電子機器および現代の信号処理方法が、以前に議論されたＣｌａｒｋｅ−Ｊａｋｅモデル等のチャネル状態の初期の統計的ベースのモデルに取って代わることを可能にしており、次いで、本実際の知識が、はるかに高いレベルのデータ伝送速度、フェード耐性、および信頼性を達成するために使用されることができるという洞察に基づく。実際に、従来技術と比べて１桁もしくは２桁またはそれを上回りさえする改良が、本明細書に説明される方法に従って実現されることができる。
【００３６】
以前に議論されたように、ファイバ、ケーブル、および無線データチャネル等のデータチャネルは、典型的には、データチャネルに沿った未知の場所に配置される反射構造（反射器）および他のチャネル欠陥の存在によって損なわれる。これらの反射構造は、最終的にチャネルを、チャネルを経由して進行する伝送された波形が、波形が受信機に衝突する時間までに種々のタイプのエコーおよび周波数偏移を最終的に生じる、未知のチャネル状態にさせる。これらの種々の欠陥の総計は、データチャネルの「チャネル状態」と呼ばれることができる。
【００３７】
本発明は、部分的に、初期のＣｌａｒｋｅ−Ｊａｋｅモデル等のデータチャネルの状態を推定する従来技術の方法が、任意の所与の現実データチャネルの実際のチャネル状態を、本質的に判定不可能と見なす傾向があるという洞察に基づく。代わりに、従来技術の方法は、単純に、統計的平均データチャネルを説明し、本平均モデルについての統計的変動に対してロバストである傾向があろう保守的操作方法を教示しようとした。本従来技術のアプローチの代償は、一方で、実際のチャネル状態が統計的平均より良好であるとき、次いで、統計的データチャネルアプローチが、データが送信される速度を、データチャネルが実際にサポートし得るよりもはるかに低いレベルに限定することである。代替として、実際のチャネル状態が統計的平均より有意に悪いとき、次いで、不良なチャネル状態に潔く適合する代わりに、従来技術の方法は、代わりに、見掛け上ランダムな信号フェージング事象を受け、不確かに動作するであろう。
【００３８】
本発明は、部分的に、広範囲のチャネル状態にわたって、より一般的にロバストなタイプの通信を生成するために以前に使用された、ＯＴＦＳ方法はまた、異なる目的、すなわち、データチャネル状態の高度に正確なリアルタイム（または近リアルタイム）モデルを生成するために、使用されることもできるという洞察に基づく。いったんチャネル状態のそのような高度に正確なリアルタイムまたは近リアルタイムモデルが利用可能になると、次いで、プロセッサを装備した伝送機および受信機は、データチャネルの現実のチャネル状態に合わせて継続的に調節するように、それらのデータ伝送および受信モードを自動的に調節するために、本情報を使用することができる。これは、データチャネルが常に、はるかに高速で（多くの場合、その特定のデータチャネルおよびチャネル状態のための物理的限界付近）操作されることができ、同時に、システムが種々のチャネル障害を自動的に補償することができるため、より確定的に動作することを確実にすることに役立つ。
【００３９】
本開示では、少なくともチャネル状態の詳細な２次元モデルを自動的に生成するために、ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストを使用する方法が提示される。
【００４０】
本方法は、部分的に、現実のデータチャネルの実際のチャネル状態が、非常に複雑であり得るが、単純に断念して代わりに統計的モデルを用いることを教示する、以下の従来技術の実践が放棄され得るという洞察に基づく。代わりに、多くの場合、リアルタイムで、実際のチャネル状態の複雑性を、少なくともチャネル状態の簡略化された２次元表現にマップするように動作する、ＯＴＦＳタイプパイロット信号方法を使用することによって、大いに優れた結果が取得されることができる。（ここでは２Ｄチャネル状態と呼ばれる）チャネル状態の本２次元表現は、当然ながら、依然として「実際の」チャネル状態の近似値にすぎないが、次いで、本２Ｄチャネル状態が、データ伝送を継続的に最適化するためにシステムによって自動的に使用されることができるため、非常に有用であり得る。
【００４１】
議論されるように、２Ｄチャネル状態情報を生成するためのＯＴＦＳパイロット信号の本発明の用途は、電気通信業界の多くの側面で広く使用されることができる。いったんレガシー信号を伝送するレガシーデータチャネルの２Ｄチャネル状態さえも理解されると、本２Ｄチャネル状態は、動作を向上させるために、レガシー伝送機および受信機によってさえも自動的に使用されることができる。実際に、極端な実施例として、タイムマシンが利用可能であった場合、本明細書に説明される本発明のＯＴＦＳパイロット信号方法は、最初の１８５８年型大西洋横断ケーブル上でモールス信号を伝送および受信する、改良型波形を生成するためにさえも使用されたであろう。
【００４２】
したがって、本明細書に説明される方法は、種々のタイプのレガシー信号伝送方法を使用して、光ファイバ媒体、伝導ワイヤ媒体とともに有益に採用されることができるが、他の実施形態では、本明細書に説明される２Ｄチャネル状態判定（獲得）方法は、無線用途のために極めて有用である。
【００４３】
無線データチャネルに関して、パイロット信号プロセスで偏波および複数のアンテナを使用することによって、チャネル状態のさらに詳細な２Ｄモデルが生成されることができる。いったん２Ｄチャネル状態が把握されると、本明細書に説明される方法は、データ伝送速度をさらに引き上げるために（２Ｄチャネル状態によって暴露されて特徴付けられる）チャネル欠陥を自動的に使用することによって、不完全なデータチャネルを負担から利点に逆説的かつ非直感的に変えることができる。
【００４４】
したがって、本明細書に説明されるＯＴＦＳパイロット信号方法および２Ｄチャネル状態獲得方法は、複数のタイプの媒体においてレガシーデータ伝送モードを改良するために使用されることができ、非レガシーＯＴＦＳデータ伝送方法を使用して、新しいタイプのロバストな大容量無線通信を生成するために特に有用である。
【００４５】
簡潔に、限定的であることを意図していない過度の簡略化として、これらの方法は、障害データチャネルの２Ｄチャネル状態を獲得するためにＯＴＦＳパイロット信号方法を使用することによって、動作する。これは、パイロット記号波形への障害データチャネルの影響が検出可能および定量化可能の両方であることを可能にするように選定される、ＯＴＦＳ符号化パイロット領域を送信することによって、行われることができる。これらのＯＴＦＳパイロット記号は、典型的には、多くの場合、ＯＴＦＳ時間・周波数グリッドに従って時間および周波数によって離間される、一連のＯＴＦＳパイロット波形バーストとして伝送される。これらのパイロット記号は、多くの場合、複数のパイロット記号として表されるが、他のＯＴＦＳ時間・周波数グリッド座標に沿った他のゼロ（空隙）または基準パイロット記号とともに、わずか少なくとも１つの実際に伝送されたパイロット記号を含むことができる。
【００４６】
本発明によると、可能性として考えられる２つの一般的タイプのパイロット記号があることに留意されたい。本発明の一形態または実施形態では、パイロット記号は、ＯＴＦＳデータ記号と同一のタイミング、周波数範囲、および一般的スペクトルタイミングに従って伝送されるが、それでもなお、パイロット記号が、伝送機において、全ての伝送された記号にわたって、かつ複数の時間および周波数の組み合わせにわたってスメアまたは分配されるという、一般的ＯＴＦＳデータ記号要件の対象とならないであろう。これは、概して、ここで議論される実施形態である。これらのＯＴＦＳパイロット記号（または伝送されるときの波形）は、代替的命名法では、「ＯＴＦＳ関連パイロット記号」と呼ばれ得る。
【００４７】
しかしながら、パイロット記号のうちの少なくともいくつかが、本システムがデータ記号を取り扱う方法と同様に本システムによって取り扱われる、すなわち、少なくともいくつかのパイロット記号が、ＯＴＦＳデータ記号と同様に、複数の時間および周波数にわたって伝送機によってスメアまたは分配される、本発明の第２の形態または実施形態も可能である。実際に、これらのＯＴＦＳパイロット記号は、ＯＴＦＳデータ記号とともにスメアまたは分配さえされ得る。本後者の方法は、本開示ではあまり一般的に議論されないが、本代替的アプローチは、ある有用性を有し、したがって、本発明のいくつかの実施形態でも使用されてもよい。本第２の実施形態では、代替的命名法において、パイロット記号は、「ＯＴＦＳ符号化パイロット記号」または「ＯＴＦＳ変調パイロット記号」と呼ばれ得る。
【００４８】
しかしながら、概して、本明細書の議論の殆どは、「ＯＴＦＳ関連パイロット記号」に焦点を合わせ、別様に規定されない限り、本明細書で議論されるパイロット記号および波形は、概して、ＯＴＦＳ関連パイロット記号であろう。
【００４９】
受信機は、典型的には、周波数および着信時間に従って、受信されたＯＴＦＳパイロットバーストを特徴付ける、受信機ビン構造に従って、チャネル畳み込みＯＴＦＳパイロットバーストを受信するように構成されるであろう。典型的には、受信機ビン構造の分解能は、周波数および着信時間の比較的小さい偏移が分析されることができるように、伝送機ＯＴＦＳ時間・周波数グリッドの分解能より微細であろう（例えば、周波数および時間分割は、より高い分解能を生じるよう、より小さいであろう）。パイロット記号、伝送機ＯＴＦＳ時間・周波数グリッド、および受信機ビン構造は、その特定の２Ｄチャネル状態のための少なくともいくつかの２Ｄチャネル状態効果を検出する方法を可能にするよう、選定されることができる。
【００５０】
次いで、受信機は、受信機ビン構造に従って受信されるようなチャネル畳み込みＯＴＦＳパイロットバーストを分析し、障害データチャネルがどのようにしてＯＴＦＳパイロットバーストを歪ませたか、具体的には、障害データチャネルがどのようにして、（チャネル状態効果がない場合）その通常予期される受信機ビン座標からのＯＴＦＳパイロットバーストを、元のＯＴＦＳパイロットバーストの時間遅延または周波数偏移バージョンに対応する他の受信機ビン座標に投影させ得たかを表すために、少なくとも１つの２Ｄインパルス応答を判定することができる。ここでは、Ｚ変換方法、行列方法、および他の変換方法等の種々の２Ｄ変換方法が使用されてもよい。いくつかの実施形態では、データ記号もまた、パイロット信号とともに伝送されてもよい。ここでは、多くの場合、ＯＴＦＳパイロットバーストがデータチャネルによってどのようにして歪まされたかを表す変換の逆数、または本変換の投影もまた、チャネルが引き起こしたデータ記号の歪みを一掃するために十分であろう。
【００５１】
説明されるように、これらの方法は、事実上、余分な次元を本明細書に説明される基本的２Ｄチャネル状態獲得方法に追加することによって、なおもさらに増進されることができる。余分な偏波次元は、異なるタイプの反射器をさらに区別することに役立つために使用されることができる。これらの方法が、空間内の複数の空間的に分離された伝送アンテナ、受信アンテナ、および反射器の種々の組み合わせをさらに区別することができるため、（多くの場合、波形位相または波形指向性を監視することと併せた）余分な次元アンテナ空間分離もまた、より正確な２Ｄチャネル状態情報を提供するために使用されることができる。
【００５２】
多くの場合、従来技術の方法のみが使用される場合、同一の時間、周波数、および波形基礎形状を使用して、（複数のアンテナを伴う伝送機を使用して、複数のアンテナを伴う受信機に）データの複数のストリームを伝送することは実行不可能である。これは、従来技術の受信機が、多くの場合、これらの複数のストリームを区別できないためである。付加的な問題としては、データチャネルが完璧であるか、または統計的方法以外によって特徴付けることが不可能であるかのいずれかであることを仮定する傾向がある、従来技術は、解読不可能な符号と大して違わないが、複数のストリームがデータチャネルを通って進行するにつれて、絶望的に畳み込みされ、それらが受信機に到達する時間までに、絶望的に混乱状態にされ得ることを教示する。
【００５３】
しかしながら、少なくとも、本明細書に説明される２Ｄチャネル状態獲得方法のより洗練されたバージョンを使用することによって、伝送機および受信機は、異なるストリームに由来するデータを分離することに役立つように反射器および他のチャネル欠陥をうまく利用するために、２Ｄチャネル状態についての上位知識を利用することができる。正味の効果は、これらの方法を使用することによって、そのうちのいくつかが移動し得る、種々の反射器が散在した「不完全な」データチャネルが、実際に、反射器およびクラッタがない完璧なデータチャネルより実質的に高いデータ伝送速度をサポートし得るという点で、少し逆説的である。
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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】図１Ａは、単一の伝送機および単一の受信機を接続する、無線データチャネルの簡略化モデルを示す。本簡略化モデルは、１つだけの信号反射器を有する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、伝送機のＯＴＦＳ時間・周波数グリッドに従って（それらの関連ＯＴＦＳ波形、時間、および周波数を使用して）ＯＴＦＳパイロットおよびデータ記号を伝送し、受信機の対応するＯＴＦＳ時間・周波数ビン構造に従って（それらの関連ＯＴＦＳ波形、時間、および周波数を使用して）ＯＴＦＳ記号を受信するために、本発明のＯＴＦＳ伝送機ならびにＯＴＦＳ受信機がどのようにして、関連メモリとともに、伝送機および受信機プロセッサを使用することができるかを示す。図１Ｂはまた、直接ＯＴＦＳパイロットバースト（例えば、いかなる反射も伴わずに伝送機から受信機まで直接進行するバースト）がどのようにして、受信機において受信されるかも示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、複製ＯＴＦＳ波形バースト（例えば、ここで示される移動反射器等の反射器から跳ね返るバースト）がどのようにして、受信機ビン構造に従って受信機によって受信されるかを示す。ここでは、全てのＯＴＦＳ波形バーストは、（進行した距離により）時間および（ドップラ効果により）周波数の両方で変位させられる。
【図１Ｄ】図１Ｄは、チャネル畳み込みＯＴＦＳ波形バースト（直接バーストおよび複製バーストの合計）がどのようにして、受信機ビン構造に従って受信機によって受信されるかを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、障害データチャネル内の異なるタイプの反射器をさらに区別するために、偏波ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストがどのようにして使用されることができるかを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａからの伝送機がどのようにして、その偏波水平および垂直アンテナから、異なる時間、周波数、およびＯＴＦＳ波形同期化されたデータのストリームを伝送することができるかを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、ここでは、受信機の水平偏波アンテナＯＴＦＳ時間・周波数ビン構造上の受信機受信が示されていることを除いて、図２Ｂと本質的に同一である。
【図３Ａ】図３Ａは、データチャネルの２Ｄチャネル状態をさらに特徴付けるとともに、同時に複数のデータのストリームも送信するために、本システムがどのようにして、ＭＩＭＯ（空間的に分離された伝送および受信アンテナ）およびＯＴＦＳパイロット記号ならびにデータ記号波形バーストも使用し得るかを示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３ＡからのＭＩＭＯ伝送機がどのようにして、その空間的に分離された左右のアンテナから、異なるが、時間、周波数、およびＯＴＦＳ波形同期化された、データのストリームを伝送し得るか、ならびにこれらがどのようにして、ＭＩＭＯ受信機の空間的に分離されたアンテナのうちの１つおよび対応するビン配列によって受信されるかを示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ここでは、ＭＩＭＯ受信機の他方の空間的に分離されたアンテナおよび対応するビン配列によって受信される信号が示されていることを除いて、本質的に図３Ｂの反復である。
【図４】図４は、ＭＩＭＯ受信機が、その左右側のアンテナ上のＯＴＦＳビン構造に従って、２つの伝送されたストリームを受信した後の実施例を示す。ＭＩＭＯ受信機プロセッサは、障害データチャネルの２Ｄチャネル状態を計算するために、公知のパイロット記号を使用し、次いで、ＯＴＦＳデータ記号を逆畳み込みすることに役立つために、これを使用することもできる。
【図５】図５は、ＯＴＦＳパイロット記号およびＯＴＦＤデータ記号が、再度、同一のＯＴＦＳ時間・周波数伝送機ＯＴＦＳグリッド上にあるが、ここでは、ＯＴＦＳパイロット記号領域が、別様にＯＴＦＤデータ記号を伝送するために使用されるグリッドの領域内に組み込まれる、実施形態を示す。
【図６】図６は、一連のＮ個の連続ＯＴＦＳ波形バーストを伝送するためにプロセッサ（図１Ｂ参照）を使用する、ＯＴＦＳ伝送機の実施例を示す。
【図７】図７は、ＯＴＦＳ受信機の実施例を示す。以前に議論されたように、本受信機は、通常、受信機が、以前に説明されたＯＴＦＳ受信機ビン構造に従って、複数の時間および周波数において着信ＯＴＦＳ波形を同時に追跡することができるように、受信機プロセッサ（図１Ｂ参照）ならびに関連メモリによって制御されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以前に議論されたように、本発明は、部分的に、信号強度の変動（例えば、偶発信号フェージング、どれだけ長く信号がコヒーレントのままであるか、どれだけ大きく信号周波数の範囲がコヒーレントであることを予期され得るか）を、統計的方法のみによって取り扱われ得るものと見なす傾向があった、初期のＣｌａｒｋｅ−Ｊａｋｅモデル等の従来技術の方法と対照的に、データチャネル（通信チャネル）の基礎的構造が暴露され、代わりに、信号歪みの種々の原因（例えば、種々の反射、周波数偏移、他の偏移、および同等物）が選別され、または「解かれる」場合に、優れた結果が取得され得るという洞察に基づく。
【００５６】
本開示の主要な焦点は、３つの空間の次元（多くの場合、地上で、「空間」は、空気、ならびに雲、雨滴、霰、および同等物等の他の天然空中物体でも充填され得る）および１つの時間の次元を通して、（多くの場合、マイクロ波周波数の中に入ってそれを超える、種々の周波数の電波信号を使用して）データを伝送する、無線データチャネル上にあろう。しかしながら、本明細書で開示される概念の多くはまた、他の媒体（例えば、水、伝導性金属、透明固体、および同等物）内で動作する他のデータチャネルに使用されることもできる。したがって、無線実施例の使用は、限定的であることを意図していない。
【００５７】
本発明は、プロセッサ（例えば、頻用されているプロセッサのＩｎｔｅｌ  ｘ８６シリーズ等の一般的に使用されているプロセッサでさえあり得る、マイクロプロセッサ）、およびデジタル信号プロセッサ等の現代の電子構成要素を利用し、多くの場合、例えば、種々のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）によって実装され得る、現代のソフトウェア制御型無線伝送機および受信機を採用するであろう。ここでは、Ｈａｒｒｉｓの方法、“Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｒｅｖｅｉｖｅｒｓ  ａｎｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ
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。
【００５８】
本発明の１つの一意の側面は、多くの場合、本明細書ではＯＴＦＳパイロットおよびデータ記号、ならびにＯＴＦＳパイロットおよびデータ波形バーストと称される、直交時間偏移ならびに周波数偏移無線波形バーストの形態で、そのパイロット記号およびデータ記号も無線で伝送することである。これらのＯＴＦＳ波形バーストは、全て参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、特許出願第ＵＳ６１／３４９，６１９号、第ＵＳ１３／４３０，６９０号、第ＵＳ１３／１７７，１１９号、ならびに米国特許第８，５４７，９８８号および第８，８７９，３７８号で以前に開示されたもの等の種々の方法によって実装されることができる。したがって、これらの以前の開示は、ＯＴＦＳ波形技術の種々の側面のさらに詳細な議論、ならびにＯＴＦＳ記号およびデータフレームを実装する種々の方法に関するさらに詳細な議論を含有するが、これらの開示からのいくつかの重要な側面は、本明細書で繰り返されるであろう。
【００５９】
少なくともデータを伝送することに関する限り、ＯＴＦＳ方法は、全て、所与の時間および周波数範囲にわたって分配される同一の基礎波形の置換に基づいて、本質的に全てのデータビットが最終的に、複数の相互直交無線波形データバーストを通して目的地から受信機まで進行するように、複数の直交時間偏移および周波数偏移無線波形バーストの全体を通して各伝送されたデータビットを本質的に拡散することによって、稼働する。効率性のために、多数のデータ記号（それぞれ、潜在的に複数のデータのビットを備える）が同時に取り扱われる。典型的には、（通常、伝送機プロセッサによって取り扱われる）ＯＴＦＳ行列演算は、これらのデータ記号を複数のＯＴＦＳデータ記号の中へ再パッケージ化するであろう（各ＯＴＦＳデータ記号は、本質的に、伝送されている各データビットの一部を含有する）。これらのＯＴＦＳデータ記号は、各異なるＯＴＦＳ波形バーストの変調を制御するために使用され、データは、ＯＴＦＳ記号変調ＯＴＦＳ波形バーストの形態で伝送される。データを受信することに関して、受信機は、本質的に、最初に伝送されたデータビットについて解くために受信されたＯＴＦＳ記号を使用するように、行列演算を使用するプロセスを開始することができる前に、本質的に、ＯＴＦＳ記号のバッチ（データフレーム）全体を受信することを待機する必要がある。しかしながら、ＯＴＦＳパイロット記号は、データを伝送するために使用されず、したがって、これらの制限を受ける必要がないことに留意されたい。
【００６０】
したがって、いくつかのビットがフェージングを受け得、他のビットが順調に通過するであろう、レガシー通信方法と対照的に、ＯＴＦＳ方法を用いると、各データビットが、複数の異なる波形によって伝送機から受信機まで進行するため、（多くの場合、データフレームと称される）少なくとも同様に処理されたデータビットのグループ内の全てのデータビットが、最終的に、同一のチャネル条件を被るであろう。
【００６１】
これらの以前の開示のいくつかの側面を簡潔に要約すると、いくつかの実施形態では、ＯＴＦＳ記号として伝送するために意図されるデータ記号は、伝送機側で、種々の記号行列または「データフレーム」を経由して、通常は少なくとも１つのプロセッサおよび適切なソフトウェアを自動的に使用して、分配されてもよい。これらは、Ｎ・Ｎ行列、またはさらにＮ・Ｍ行列（ＭはＮと異なる）であってもよい。次いで、これらの記号行列またはデータフレームは、システムの無線伝送機の変調を制御するために入力として使用される。具体的には、伝送のために意図されるデータ記号は、周期的時間偏移および周期的周波数偏移波形族を加重または変調するために使用されてもよい。
【００６２】
これは、例えば、伝送機において、無線信号変調器（例えば、以前に議論されたＨａｒｒｉｓの方法または他の方法を使用して実装され得る、ＱＡＭ変調器）のバンクの動作を制御するためにデータ記号を使用することによって、行われることができる。結果として生じる出力は、例えば、後に、データチャネルの構造（例えば、種々の反射器の位置および速度）を識別することに役立つために受信機によって使用され得る、複数の周波数および時間偏移にわたって、ＱＡＭ変調波形の複数のバーストをもたらし得る。
【００６３】
次いで、これらの波形は、伝送中に歪まされ得るが、それらの基本周期的時間および周波数反復構造は、必要とされる逆畳み込みのタイプを判定するために反復パラメータを利用することによって、これらの歪みを訂正するために、適切な受信機ベースの逆畳み込み方法とともに、システムの受信機によって使用されることができる。
【００６４】
一般化すると、本明細書に説明される方法では、パイロット記号、ヌル記号、および通常はデータ記号のうちのいずれかを含み得る、記号は、プレーンと呼ばれることもある、少なくとも１つ、多くの場合、複数の記号フレームに配列される。記号は、種々の異なるタイプの記号であってもよいが、多くの場合、複素数、多くの場合、複素整数（例えば、ガウス整数）および／またはＱＡＭ記号として表されてもよい。したがって、これらの記号フレームは、典型的には、ＮおよびＭが両方とも１より大きい整数である、これらの記号のＮ×ＮまたはＮ×Ｍフレーム等の２次元アレイである。本システムは、典型的には、記号フレーム毎の基準で動作するであろう。
【００６５】
典型的には、記号フレーム毎の基準で、少なくとも１つのプロセッサ（通常は伝送機プロセッサ）は、無損失かつ可逆変換を使用して、各データ記号のフレーム内の少なくとも全てのデータ記号にわたって、少なくともその記号の中で（所与の記号フレームの中で）情報を拡散するであろう。種々の具体的タイプの無損失かつ可逆変換が本明細書に説明されるが、これらの具体的実施例は、限定的であることを意図していない。本変換プロセスの正味の結果としては、少なくとも、所与のデータ記号フレーム内のデータ記号の各セットに関して、複数のＯＴＦＳ記号を備える、対応する２次元ＯＴＦＳフレーム（データプレーン）が生成されるであろう。多くの場合、所与の記号フレームがＮ×Ｍ個の記号を有する場合、Ｎ×Ｍ個の記号を備える、対応するＯＴＦＳフレームが生成されるであろうが、本実施例もまた、限定的であることを意図していない。次いで、これらのＯＴＦＳ記号は、（再度、ＯＴＦＳフレーム毎の基準で）そのＯＴＦＳフレーム内のデータ記号から導出される各ＯＴＦＳ記号が、（通常は相互直交であるため）複数の相互に区別可能な時間偏移および周波数偏移無線ＯＴＦＳ波形バーストの全体を通して拡散されるであろう様式で、伝送されるであろう。次いで、これらのＯＴＦＳ波形バーストは、本開示の他の場所で議論されるように、データチャネルを横断する。
【００６６】
再度、一般化すると、次いで、無線受信機は、典型的には、ＯＴＦＳフレーム毎の基準で現在のチャネル畳み込みＯＴＦＳ波形バーストを受信し、逆畳み込みの後に、最初に伝送されたＯＴＦＳ波形バーストの少なくとも近似値を導出し、それによって、最初に伝送されたＯＴＦＳフレームの近似値または複製（複製ＯＴＦＳフレーム）を作成するであろう。次いで、受信機は、最初に伝送されたＯＴＦＳフレームの本近似値（複製ＯＴＦＳフレーム）から複製記号を抽出するために、少なくとも１つのプロセッサ（典型的には受信機プロセッサ）および変換の逆数を使用することができる。
【００６７】
（例えば、無損失かつ可逆拡散による）本方法の結果として、典型的には、少なくともデータ記号に関して、恣意的記号は、少なくともそのデータ記号の特定のＯＴＦＳ記号のフレームからＯＴＦＳ記号の実質的に全てが伝送および受信されるまで、完全な精度で抽出（すなわち、伝送および受信）されるように保証されることができない。ここで、「実質的に全て」は、状況の詳細（フレームサイズ、パイロット記号の使用、エラー検出／訂正記号、および同等物）に若干依存するであろうが、多くの場合、少なくともデータ記号由来のＯＴＦＳ記号の８０％またはそれを上回るものが失敗なく伝送および受信されることを要求するであろう。パイロット記号またはエラー検出／訂正記号の使用がなく、データ記号の冗長性がない、いくつかの限定的状況では、所与のＯＴＦＳフレーム内の全てのＯＴＦＳ記号は、失敗なく伝送および受信される必要があろう。しかしながら、そのようなロバスト性の欠如は望ましくなく、典型的には、本後者の状況は回避されるであろう。
【００６８】
ＯＴＦＳパイロット記号とＯＴＦＳデータ記号との間の重要な区別は、ＯＴＦＳパイロット記号が、典型的には、いかなるデータも伝送するために使用されないことである。むしろ、それらは、データチャネルの構造を分析する（例えば、２Ｄチャネル状態を獲得する）目的で使用される。したがって、ＯＴＦＳパイロット記号のための主要な要件は、受信機が、ＯＴＦＳデータ搬送波形バーストが歪まされる方法と同様にデータチャネルによって歪まされるであろう、特殊な非データ搬送ＯＴＦＳ波形バーストであるものとして、それを認識できることである。したがって、ＯＴＦＳパイロット記号に関して、データビットをＯＴＦＳデータ記号に符号化し、次いで、ＯＴＦＳデータ記号からデータビットを復号するために使用される複素行列演算は、必要とされない。
【００６９】
データチャネルの２Ｄ状態を特徴付けることのみが所望される、いくつかの実施形態では、いかなるＯＴＦＳデータ記号も伝送することなく、ＯＴＦＳパイロット記号が使用されることができる。本２Ｄチャネル状態情報は、順に、（極端なレガシー実施例として）ワイヤ上のモールス信号から、ＣＤＭＡ、３Ｇ、４Ｇ、および同等物等の種々の無線データ伝送モードまで、種々のレガシーモードに従ったデータの伝送を促進することに役立つために使用されることができる。
【００７０】
ＯＴＦＳデータ記号と併せて使用されるとき、ＯＴＦＳパイロット記号がＯＴＦＳデータ記号と同一の基礎ＯＴＦＳ波形を使用して動作するという絶対要件はない。しかしながら、好ましい実施形態では、ＯＴＦＳパイロットバーストへのデータチャネルの影響が、ＯＴＦＳデータ記号へのデータチャネルの影響を可能な限り密接に追跡するように、同一のＯＴＦＳ波形バーストを使用して、ＯＴＦＳパイロット記号およびＯＴＦＳデータ記号を伝送することが有用である。
【００７１】
受信機が２Ｄチャネル構造を判定するためにＯＴＦＳパイロットバーストのチャネル畳み込みバージョンを使用することをより容易にするために、多くの場合、ヌル信号（例えば、いかなる信号も伝送されない、伝送機ＯＴＦＳ時間・周波数グリッド上の隣接領域）、または受信機がＯＴＦＳパイロットバーストのチャネル偏移バージョンから容易に区別することができる、隣接「背景」ＯＴＦＳパイロット背景バーストのいずれか一方で、所与のＯＴＦＳパイロットバーストを囲繞することが有用であろう。本理由により、任意の所与のＯＴＦＳパイロットバーストを囲繞する、ヌルまたは背景ＯＴＦＳ領域は、それら自体で特殊なタイプのＯＴＦＳパイロットバーストであるものと見なされることができる。したがって、本明細書に説明される方法は、典型的には、複数のＯＴＦＳパイロットバーストを伝送することを話すであろうが、これらのＯＴＦＳパイロットバーストのうちのいくつかは、少なくとも１つの正エネルギーの実際に伝送されたＯＴＦＳパイロットバースト波形を囲繞する、空間またはヌルであってもよいことを理解されたい。
【００７２】
好ましい実施形態では、受信機は、理想的には、少なくともチャネル畳み込み効果がない場合において、伝送されたＯＴＦＳパイロットバーストの適切な分布がどのようにして、受信機ビンにおいて受信されるはずであるかを事前に把握するはずである。本先験的パイロット情報が利用可能であることを仮定すると、次いで、受信機のプロセッサは、ビン上のＯＴＦＳパイロットバーストの任意の非理想的分布がチャネル歪み効果によるものであるという仮定に基づいて、その以降の逆畳み込み計算を行うことができる。これは、計算を簡略化し、より高い精度を確実にすることに役立つ。
【００７３】
障害データチャネルの２Ｄチャネル状態を獲得する方法：
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。
【００７４】
したがって、種々の無線実施例および実施形態は、視覚化することが容易であるため、そのような実施例が提供されるが、これらの実施例および実施形態は、限定的であることを意図していない。
【００７５】
したがって、いくつかの実施形態では、本発明は、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チャネル状態を取得する自動方法であってもよい。以前に議論されたように、また、図１に示されるように、本障害データチャネルは、概して、少なくとも１つの反射器を備えるであろう。各反射器は、順に、少なくとも、反射器場所（例えば、データチャネル内の物理的場所）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るであろう。議論されるように、反射器はまた、付加的性質も有してもよい。
【００７６】
図１Ａは、ここでは単一の伝送機（１０２）および単一の受信機（１０４）を接続する、無線データチャネル（１００）の簡略化されたモデルを示す。ここでは（簡単にするために）、伝送機および受信機が（多くの場合、移動していてもよいが）相互に対して移動していないと仮定されたい。本データチャネルは、定義された速度（１０８）で移動する、１つの移動反射器（１０６）の存在によって損なわれる。いくつかのＯＴＦＳパイロット波形バースト（１１０）（１１２）は、伝送機から受信機まで直接進行する。他のＯＴＦＳパイロットバーストは、移動反射器（１１４ａ、１１４ｂ）から反射しており、したがって、反射器時間遅延および反射器周波数偏移させられる、複製ＯＴＦＳパイロットバーストである。したがって、受信機は、チャネル畳み込みＯＴＦＳパイロットバーストとして、直接および複製ＯＴＦＳパイロットバーストの組み合わせを受信する。受信機へのＯＴＦＳパイロットバーストの着信の順序は、１）直接ＯＴＦＳパイロットバースト（１１２）、次いで、周波数偏移複製ＯＴＦＳパイロットバースト（１１４ｂ）である。
【００７７】
各伝送機は、概して、伝送機場所（例えば、データチャネル内の物理的場所）と、伝送機周波数偏移とを備え、各受信機は、同様に、受信機場所（データチャネル内の物理的場所）と、受信機周波数偏移とを備えるであろう。２Ｄチャネル状態は、概して、データチャネル内で動作する種々の伝送機、受信機、および反射器のうちの少なくともいくつかの相対場所、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るであろう。
【００７８】
本発明の方法によると、本方法は、直接ＯＴＦＳパイロット（波形）バーストを伝送するために、少なくとも１つの伝送機プロセッサによって制御される、本少なくとも１つの伝送機を使用するであろう。これらの直接ＯＴＦＳパイロットバーストは、概して、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を備えるであろう。ここで、ｐｔおよびｐｆのそれぞれは、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・周波数座標であってもよい。全てのＯＴＦＳパイロット記号波形バーストＰｐｔ，ＰｆＷｐ（ｐｔ，ｐｆ）（または非ゼロ出力レベルで伝送される少なくとも全て）は、同一のＯＴＦＳパイロット基礎波形Ｗｐの周期的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る。これらのＯＴＦＳパイロット記号波形バーストは、データを伝送するために使用されないが、むしろデータチャネルの２Ｄチャネル状態を特徴付ける（獲得する）ために使用されるため、ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストの選択において可能である、かなりの融通性がある。しかしながら、１つの要件としては、（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が、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を備えるはずである。出力レベルは、本ＯＴＦＳパイロット記号が少なくとも１つの受信機によって検出可能となるはずであるように、選定されるはずである。好ましい実施形態では、ＯＴＦＳパイロット記号はまた、パイロット記号として受信機によって識別されることができるが、ＯＴＦＳデータ記号であるものとして混同されないように、選定されるであろう。
【００７９】
いくつかの実施形態では、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、基礎的Ｗｐ（ｐｔ，ｐｆ）波形にいかなる電力も印加しないように伝送機に命令する、ヌルパイロット記号であり得る（例えば、Ｐｐｔ，ｐｆ・Ｗｐ（ｐｔ，ｐｆ）＝０）。これらのヌルパイロット記号は、いかなる波形バーストも伝送されない、２次元パイロットＯＴＦＳ時間・周波数グリッド上で、少なくともいくつかの空の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している。これらの空の領域は、受信機が、チャネルによってその空のグリッド場所（別様にそうなるはずであるもの）上に投影されている任意のチャネル畳み込みＯＴＦＳパイロットバーストを検出することを、より容易にする。
【００８０】
代替として、いくつかの実施形態では、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、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することを意図している、一連の一様または標準化背景パイロット記号（および関連波形）として伝送されることができる。ここで、伝送機は、電力とともにＰｐｔ，ｐｆ・Ｗｐ（ｐｔ，ｐｆ）を伝送するであろう。これらの背景パイロット記号は、再度、本一様な背景上へのチャネル畳み込み非ヌル（規則的）ＯＴＦＳパイロットバーストの投影が、受信機によって検出可能かつ定量化可能となることを可能にするように、標準化背景を作成することを意図している。
【００８１】
パイロット記号およびパイロット記号波形バーストの選択にかかわらず、受信機は、少なくとも、パイロットならびにデータ伝送に使用される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、少なくともこれらのパイロットバーストを受信するように構成されるであろう（いくつかの実施形態では、受信機はまた、ＯＴＦＳデータバーストを受信するであろうが、これは必要とされない）。ここで、受信機ビンの分解能は、典型的には、伝送機グリッド構造の分解能と少なくとも等しく、好ましくは、それを上回るであろう。一般概念としては、受信機ビン構造が、データチャネルが引き起こした遅延および周波数偏移に対して敏感であるように選定されるはずであり、概して、より細かい（より小さい）受信機ビン構造が、これらの効果に対してより敏感であろう。当然ながら、受信機設計の実用的制約、また、細かい（より小さい）受信機ビンが、本質的に、ビン毎の基準でＯＴＦＳ波形エネルギーのより少ない光子を捕捉するであろうという事実に留意されたい。したがって、ある時点で、極めて細かいビン構造が、雑音制限による収穫逓減を受けるであろう。したがって、受信機ビンは、時間および周波数において無限に小さいビンではあり得ない。
【００８２】
図１Ｂは、伝送機ＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）から（それらの関連ＯＴＦＳ波形、時間、および周波数を使用して）ＯＴＦＳ記号を伝送し、受信機ＯＴＦＳビン（１０４ｂ）の中へ（それらの関連ＯＴＦＳ波形、時間、および周波数を使用して）ＯＴＦＳ記号を受信するために、概して、ＯＴＦＳ伝送機（１０２）ならびにＯＴＦＳ受信機（１０４）の両方がどのようにして、関連メモリ（１０２ｍ）、（１０４ｍ）とともに、伝送機および受信機回路（１０２ｃ）、（１０４ｃ）に加えて、伝送機および受信機プロセッサ（１０２ｐ）（１０４ｐ）を使用するかを示す。
【００８３】
図１Ｂはまた、直接ＯＴＦＳパイロットバースト（１１２）および任意のＯＴＦＳデータバーストがどのようにして、受信機において受信されるかも示す。ここでは、伝送機（１０２）は、伝送機ＯＴＦＳグリッド構造（１０２ｇ）に従って種々の時間および周波数によって離間される、種々のＯＴＦＳパイロット記号波形バースト（１２０）および種々のＯＴＦＳデータ記号波形バースト（１３０）等の種々のタイプのＯＴＦＳ波形バーストを伝送する。
【００８４】
ここで、（１２０）は、ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストＰｐｔ，Ｐｆ・Ｗｐ（ｐｔ，ｐｆ）を伴う２次元パイロットＯＴＦＳ時間・周波数グリッドを表す。随意のデータの伝送に関して、（１３０）は、ＯＴＦＳデータ記号波形バーストＤｄｔ，ｄｆ・Ｗｄ（ｄｔ，ｄｆ）を伴う２次元ＯＴＦＳデータ時間・周波数グリッドを表す。ＯＴＦＳパイロット記号およびＯＴＦＳデータ記号が、同一の伝送機ＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）ならびに受信機ＯＴＦＳビン（１０４ｂ）構造内のそれらの相対位置に従って伝送および受信されるという絶対要件はないが、多くの場合、パイロットおよびデータ記号は、同一のグリッドならびにビン構造に従って伝送および受信され、したがって、このより一般的なオプションが、ここに示されている。
【００８５】
伝送機は、（本実施例では、ゼロエネルギーを有し得る、いくつかの空（０）または背景スペーサによって囲繞される）少なくとも１つの正エネルギーＯＴＦＳパイロット記号バースト（１）（１２２）を伝送する。他のオプションも可能であり、これらは、本明細書において以降で議論されるであろう。本実施例では、伝送機はまた、同一の伝送機ＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）に沿った他の時間・周波数場所において、いくつかのＯＴＦＳデータ記号波形バースト（１３０）も送信している。ここでは、これらの波形バーストがデータチャネルを通って進行するために使用する、直接経路（１１２）が示されている。
【００８６】
受信機（１０２）は、典型的には、通常は伝送機グリッド（１０２ｇ）より細粒（より高い分解能）である受信機時間・周波数ビン構造（１０４ｂ）に従って、チャネル畳み込みＯＴＦＳ記号を受信するように構成される。ここでは、そのようなより高い分解能の受信機のビン分解能（時間および周波数においてより細かい分割）（１０４ｂ）を使用することが、概して、好ましく、より高い分解能のビンは、受信機がデータチャネルの２Ｄチャネル状態をより良好に分解することに役立つ。大まかに言うと、各受信機ビンを、伝送機ＯＴＦＳグリッドの対応する間隔の少なくとも２倍の分解能にさせる（例えば、時間および周波数空間の半分未満を占有する）ことが望ましい。多くの場合、なおもさらに高いビン分解能が、望ましくあり得る。
【００８７】
図１Ｂでは、受信機（１０４）および伝送機（１０２）が相互に対して移動していないと仮定すると、直接ＯＴＦＳバースト（１１２）に関する唯一のデータチャネル効果は、全てのバーストが伝送機と受信機との間の距離に従って時間遅延させられることである。（本無線実施例では、これらの時間遅延効果が光速関連であることを仮定されたい。）伝送機（１０２）および受信機（１０４）が相互に対して移動していた場合には、全てのバーストもまた、ドップラ効果により、受信機ＯＴＦＳビン周波数軸に沿って変位させられていたであろう。
【００８８】
伝送機（１０２）（具体的には、伝送機プロセッサ１０２ｐおよび伝送機メモリ１０２ｍ）が、受信機（例えば、受信機プロセッサ１０４ｐおよび受信機メモリ１０４ｍ）によって把握される方式に従ってＯＴＦＳパイロット記号波形バースト（１２０）を選択するであろう、好ましい実施形態では、２Ｄチャネルインパルス応答ならびに２Ｄチャネル状態を判定するための任意の受信機プロセッサ（１０４ｐ）およびメモリ（１０４ｍ）のタスクは、大いに簡略化される。
【００８９】
図１Ｂに示される簡略化された実施例では、伝送機（１０２）が１つだけのアンテナを有し、受信機（１０４）が１つだけのアンテナを有することに留意されたい。本明細書において以降で議論されるように、これは必ずしも当てはまるわけではない。
【００９０】
いくつかの実施形態では、伝送機回路（１０２ｃ）は、ある時には、異なる偏波において、複数の伝送機アンテナを使用してＯＴＦＳ記号の複数のグリッド（１０２ｇ）を伝送し、また、ある時には、複数のアンテナにわたって波形の方向および／または位相も調節するように構成されてもよい。これらの実施形態はまた、さらに掘り下げて簡潔に議論されるであろう。
【００９１】
同様に、いくつかの実施形態では、受信機回路（１０４ｃ）は、複数の受信機アンテナを使用して信号を受信するように構成されてもよい。受信機回路はまた、着信波形の偏波、方向、または位相も検出するように、これらの複数の受信機アンテナと併せて構成されてもよい。したがって、これらのより複雑な方式では、受信機はまた、同時に、ＯＴＦＳ記号の１つより多くのビン（１０４ｂ）も同時に受信していてもよい。さらに、ＯＴＦＳ方法によると、ＯＴＦＳ記号が相互直交波形を使用して伝送されるため、いくつかの実施形態では、２つの波形が相互に対して相互直交であるため、第２のＯＴＦＳ波形に従って伝送される第２のＯＴＦＳ記号上への第１のＯＴＦＳ波形を使用して伝送される第１のＯＴＦＳ記号のデータチャネルが引き起こした投影を検出できるように、受信機回路（１０４ｃ）を構成することが有用であり得ることに留意されたい。
【００９２】
図１Ｂでは、２次元伝送機ＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）および受信機ＯＴＦＳビン（１０４ｂ）の実施例が示されているが、これは、最も単純な実施例を表すにすぎないことに留意されたい。議論される他の実施形態では、ＯＴＦＳ伝送機グリッド（１０２ｇ）および／または受信機ＯＴＦＳビン（１０４ｂ）はまた、説明図に示される時間ならびに周波数次元に加えて、随意の付加的次元を有することもできる。そのような随意の付加的次元の実施例は、偏波次元、位相次元、伝送または受信方向の角度、および受信されたＯＴＦＳ波形次元の直交性の混合物を含む。
【００９３】
図１Ａで見られることができるように、障害データチャネル（１００）を通した伝搬時に、次いで、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する。これらの経路は、伝送機から受信機（１１２）まで直接進行する、直接ＯＴＦＳパイロットバースト、および複製ＯＴＦＳパイロットバーストを含むことができる。これらの複製ＯＴＦＳパイロットバーストは、典型的には、受信機に到達する前に、少なくとも１つの反射器（１０６）から反射した、直接ＯＴＦＳパイロットバースト（１１４ａ、１１４ｂ）である。結果として、元来、直接ＯＴＦＳ波形バースト（１１２）であったものは、現在、（より長い距離を進行する必要があったため）さらに反射器時間遅延させられ、また、これらの複製ＯＴＦＳパイロットバースト（１１４ｂ）が受信機（１０４）に到達する時間までに、（反射器が移動し得ると仮定して）反射器周波数偏移させられている。
【００９４】
結果として、直接（１１２）および複製（１１４ｂ）ＯＴＦＳパイロット（波形）バーストが受信機に到達する時間までに、建設的および破壊的干渉が生じるであろう。例えば、直接ＯＴＦＳパイロットバースト（１１２）でさえも、（伝送機と受信機との間の距離により）時間遅延させられるとともに、（伝送機および受信機が精密に正確ではない場合があるため、または伝送機および受信機が相互に対して移動し得るため、もしくは他の効果）周波数偏移もさせられ得る。したがって、任意の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（１１２）の結果として生じる組み合わせは、種々の複製ＯＴＦＳパイロット（１１４ｂ）バーストと組み合わせられたときに、チャネル畳み込みＯＴＦＳパイロットバーストを生じるであろう。
【００９５】
したがって、本質的に、データチャネル（１００）は、未知の程度に元のＯＴＦＳパイロットバーストを暗号化し、または畳み込んでいる。しかしながら、ここでは、本発明の方法によると、受信機（１０４）において、本方法は、これらのチャネル畳み込みＯＴＦＳパイロットバーストを受信するために受信機のビン構造（１０４ｂ）を使用し、本方法は、伝送機および受信機を接続する障害データチャネル（１００）の２Ｄチャネル状態を（多くの場合、本質的にリアルタイムで）判定するために、少なくとも１つのプロセッサ（典型的には、受信機プロセッサ１０４ｐおよびメモリ１０４ｍ）を使用するであろう。
【００９６】
図１Ｃは、ある速度（１０８）で移動している反射器（１０６）から跳ね返る、複製ＯＴＦＳ波形バースト（１１４ａ）がどのようにして、受信機のビン構造（１０４ｂ）に従って受信機（１０４）によって受信されるかを示す。ここでは、ＯＴＦＳ波形バースト（１１４ｂ）は、（１１４ａおよび１１４ｂに沿って進行した距離により）時間および（反射器速度１０８によるドップラ効果により）周波数の両方で変位させられる。
【００９７】
図１Ｄは、チャネル畳み込みＯＴＦＳ波形バースト（図１Ｂからの直接バースト１１２ならびに図１Ｃからの複製バースト１１４ａおよび１１４ｂの合計）がどのようにして、受信機ビン構造（１０４ｂ）に従って受信機（１０４）によって受信されるかを示す。受信機は、現在、信号のより複雑な混合を受信しているが、ＯＴＦＳパイロット記号波形バースト（１２０）を逆畳み込みするために使用される同一の方法はまた、ＯＴＦＳデータ記号波形バースト（１３０）も逆畳み込みするように稼働するであろう。現実の状況では、典型的には、多くの反射器が動作しており、いくつかの移動反射器が動作していないであろうことに留意されたい。加えて、１つより多くの伝送機および受信機（いくつかが移動し、いくつかが移動しない）があってもよく、また、議論されるように、伝送機および受信機は、複数のアンテナを有してもよい。したがって、現実の世界では、受信機（１０４）において、チャネル畳み込みＯＴＦＳ波形バーストの非常に複雑な混合があろう。
【００９８】
いくつかの実施形態では、２Ｄチャネル状態は、障害データチャネルに関して、伝送機によって伝送されるいくつかまたは全ての信号がどのようにして、受信機によって受信される伝送機からのいくつかまたは全ての信号と結合されるかを表す、行列もしくは他の数学的変換によって表されることができる。
【００９９】
プロセッサ（通常、受信機プロセッサ１０４ｐ）がどのようにして、受信機ビン構造（１０４ｂ）から取得される未加工データを取り出し、本未加工データを２Ｄチャネル状態情報に変換することができるかという種々の詳細に入る前に、ＯＴＦＳパイロット記号（１２０）、伝送機ＯＴＦＳ時間・周波数グリッド（１０２ｇ）、および受信機ＯＴＦＳ時間周波数ビン（１０４ｂ）がどのようにして選定されるかについて議論することに、もう少し多くの時間を費やすことが重要である。
【０１００】
一般に、グリッド構造（１０２ｂ）、ビン構造（１０４ｂ）、およびＯＴＦＳパイロット記号（例えば、１２０、１２２）の選択は、データチャネル（１００）に関する実用的考慮事項、伝送機および受信機の位置に対する反射器間隔または位置（１０６）、ならびに期待データチャネル周波数偏移によって動機付けられるはずである。主要な目標としては、方式（例えば、伝送機ＯＴＦＳグリッド構造１０２ｇ、受信機ビン構造１０４ｂ）が、本期待反射器間隔および期待周波数偏移の基礎的詳細のうちの少なくともいくつかを捕捉するはずである。
【０１０１】
したがって、データチャネルを通した波形伝搬の速度、波形波長、ならびに無線データチャネルに関して、（ドップラ周波数偏移を引き起こす）伝送機、受信機、および反射器の起こり得る速度等の考慮事項は全て、有効な考慮事項である。例えば、周波数において過度に狭く（不十分に）、または時間において過度に短く（不十分に）拡張するため、２Ｄチャネル構造の重要な詳細を捕捉できない、グリッドもしくはビン構造は、準最適または無益でさえあり得る。
【０１０２】
同様に、過度に粗い（例えば、間隔が大きすぎる）ため、２Ｄチャネル構造の重要な詳細が見落とされる（例えば、全ての受信された信号が最終的に１つの受信機ビンの中にある）、グリッドまたはビン構造は、再度、準最適または無益でさえあろう。
【０１０３】
典型的には、本システムは、概して、データチャネルの基礎的物理に従うが、また、必要に応じて任意の規制的制約もしくは商業的制約にも従って、伝送に先立ってこれらの選択を行うであろう。したがって、規制は、例えば、許容周波数範囲および許容伝送機出力に制限を設けてもよい。待ち時間の考慮事項等の商業的制約もまた、グリッドが時間において拡張する程度にも制約を設けてもよい。
【０１０４】
より具体的には、伝送に先立って、複数のＯＴＦＳパイロット記号Ｐｐｔ，ｐｆ（１２０）、伝送機２次元パイロットＯＴＦＳ時間・周波数グリッド構造（１０２ｇ）、および受信機２次元パイロットＯＴＦＳ時間・周波数ビン構造（１０４ｂ）は、データチャネルの詳細を有用に捕捉するように選定されるはずである。本選定は、例えば、伝送機による伝送後に、障害データチャネルが後に、第１の時間・周波数（伝送機グリッド）座標において最初に伝送された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（伝送機グリッド）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）上に投影させる場合に、これらの効果が受信機によって検出されることができるようなもののはずである。特に、受信機ビン構造および受信機受信回路は、これらの投影が起こり、ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストが、異なるビン（例えば、元の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、時間および周波数を伴うビン）に投影されるときに、これらの投影のうちの少なくともいくつかが、受信機によって検出可能かつ定量化可能となるようなもののはずである。ここでは、例えば、標準が設定されることができ、および／または（１０２ｍ、１０４ｍ等のメモリにも記憶され得る）伝送機ならびに受信機ソフトウェアは、グリッド構造およびビン構造が手近のデータチャネルを適切に設定することを確実にするように設計されることができる。
【０１０５】
プロセッサ（多くの場合、受信機プロセッサ１０４ｐ）がどのようにして、受信機ビン構造（１０４ｂ）から取得される未加工データを取り出し、本未加工データを２Ｄチャネル状態情報に変換することができるかという問題に戻って、ここでは、種々の方法が使用されてもよい。多くの場合、これらは、受信機プロセッサ（１０４ｐ）および関連メモリ（１０４ｍ）を使用して実装され得る、ソフトウェア実装方法であろうが、より具体的なハードウェア方法等の他の方法も使用されてもよい。
【０１０６】
１つの方式では、２Ｄチャネル状態は、障害データチャネル（１００）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／または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受信機ビン（１０４ｂ）のいずれか一方の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ことができる。
【０１０７】
ここでは、例えば、本方法はさらに、２ＤＺ変換または他のタイプの２Ｄ変換として２Ｄチャネル状態を少なくとも部分的に表すために、複数の受信機ビンからの複数のこれらの２Ｄインパルス応答を使用してもよい。そのようなＺ変換は、Ｏｐｐｅｎｈｅｉｍらによって、“Ｄｉｓｃｒｅｔｅ−Ｔｉｍｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”，  Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，  Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ，  １９９９の第３章または他の場所で説明されている。
【０１０８】
本方式では、２Ｄチャネル状態は、図１Ｄによって簡略化された形態で図示されるように、事実上、伝送機ＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）上の個々の具体的座標に従って、伝送機によって伝送される本来「鮮明な」信号を不鮮明にし、複数の受信機ビン（１０４ｂ）にわたってこれらの信号をスメアする、あるタイプの不鮮明化機能と見なされることができる。ここで、いったん公知の信号（ここではパイロット信号）のスメアリングが特徴付けられると、次いで、パイロット記号を逆畳み込みするために使用される同一の変換はまた、データ記号も逆畳み込みするように稼働するはずである。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、（１２０に示されるような適切なＯＴＦＳ伝送機グリッド構造内で適切なヌルまたはゼロエネルギー空間によって囲繞される）非ゼロエネルギーを伴うわずか１つのＯＴＦＳパイロット記号波形が、伝送されてもよいが、他の実施形態では、相当数の非ゼロエネルギーＯＴＦＳパイロット記号波形が伝送されてもよい。複数の非ゼロエネルギーＯＴＦＳパイロット記号波形を伝送することは、データチャネルの２Ｄチャネル状態がなおも高度な精度で確立されることを可能にするという利点を有することができる。しかしながら、本後者のアプローチの代償は、同時に伝送されるＯＴＦＳデータまたはレガシーデータ（存在する場合）の量が低減させられ得ることであってもよい。例えば、ＯＴＦＳパイロット記号（１２０）を伝送するために使用される伝送機グリッド（１０２ｇ）上の空間の量が増加する場合には、伝送機グリッド（１０２ｇ）が時間または周波数のいずれか一方において無限サイズではないため、ある時点で、ＯＴＦＳデータ記号（１３０）を伝送するために使用される伝送機グリッド（１０２ｇ）上の空間の量が必然的に減少させられるであろう。ＯＴＦＳデータ記号は、この場合、後続のデータ搬送グリッドフレームに従うが、依然として伝送されることができ、これは、待ち時間を増加させ得る。
【０１１０】
付加的な考慮事項もある。例えば、ＯＴＦＳパイロット記号は、理想的には、受信機による２Ｄチャネル状態の後続の判定を明白にするように選定され、また、好ましくは、受信機プロセッサ（１０４ｐ）上の計算負荷も低減させるように選定されるはずである。以前のように、典型的には、複数のＯＴＦＳパイロット記号Ｐｐｔ，ＰｆおよびそれらのＯＴＦＳグリッド場所は、どのビン場所（１０４ｂ）がチャネル畳み込みパイロット記号を表すかを受信機プロセッサ（１０４ｐ）が明確に認識するように、伝送機および受信機の両方によって理解される共通方式に従って選定されるであろう。
【０１１１】
種々の方式が、ここで使用されてもよい。いくつかの実施形態では、複数のＯＴＦＳパイロット記号は、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（もしくは部分的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であってもよい。そのようなシーケンスは、Ｘｉａｎｇ，“Ｕｓｉｎｇ  Ｍ−ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  ｉｍｐｕｌｓｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ  ｏｆ  ＬＴＩ−ｓｙｓｔｅｍｓ”，  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ２８  （１９９２），  ｐａｇｅｓ  １３９−１５２によって説明されている。代替として、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、および同等物等の他のパイロット記号方式も使用されてもよい。ここでは、再度、基準としては、本複数のパイロット記号が、データチャネルの２Ｄチャネル状態の獲得（例えば、特性評価）を促進するように選択されるはずである。以前のように、受信機ビン構造（１０４ｂ）は、概して、種々の受信機ＯＴＦＳ時間・周波数ビンが、ＯＴＦＳ伝送機グリッド（１０２ｇ）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ように選定するはずである。
【０１１２】
データを伝送する：
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。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、データチャネルの２Ｄチャネル状態が本明細書に説明される方法によって判定される前または後のいずれか一方で、任意のデータ伝送が起こるように時期を決められることができるが（例えば、データ記号のみとともに第１のＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）フレームを伝送し、その後に、レガシーデータ伝送、またはデータ記号を伴う第２のＯＴＦＳグリッドフレームの伝送のいずれか一方が続く）、いくつかの実施形態では、ＯＴＦＳパイロット（波形）バーストとともに（レガシーまたはＯＴＦＳ方法のいずれか一方によって）データを伝送することが有用であろう。
【０１１４】
本方式では、本システムはまた、概して、障害データチャネル（１００）を通して複数のデータ記号を伝送するために、伝送機（１０２）および少なくとも１つのプロセッサ（通常、伝送機プロセッサ１０２ｐ）を使用するであろう。本複数のデータ記号は、それ自体が、典型的には、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伝送されるであろう。これらの直接データ（波形）バーストは、直接ＯＴＦＳパイロットバーストとともに受信機に伝送されてもよい。これらの直接データバーストはまた、反射器（例えば、１０６）から反射され、複製データバーストも生成するであろう。これらの複製データ（波形）バーストは、以前のように、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であろう。直接および複製データバーストが受信機に到達するとき、建設的および破壊的干渉が再び生じるであろう。以前のように、これらの直接データバーストはまた、伝送機または受信機の欠陥、伝送機および受信機の運動、ならびに同等物によって引き起こされる、伝送機周波数偏移もしくは受信機周波数偏移を受け得る。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得る）任意のこれらの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であろう。
【０１１５】
大量の複雑な未知のデータ記号が伝送された場合、かつＯＴＦＳパイロットバーストから取得されたいかなる２Ｄチャネル状態情報もない場合、受信機プロセッサは、これらのチャネル畳み込みデータバーストを逆畳み込みすることの多大な困難に遭遇し得る。しかしながら、本明細書に説明される方法によると、受信機は、本２Ｄチャネル状態情報を利用し、種々の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するために、少なくとも１つのプロセッサ（通常、受信機プロセッサ１０４ｐおよびメモリ１０４ｍ）を使用することができる。これは、受信機が最初に伝送された複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出することを可能にする。
【０１１６】
代替として、または加えて、受信機はまた、コマンドを伝送機に返送することもできる（ここでは、受信機が独自の伝送機を有し、順に、伝送機が独自の受信機を有すると仮定されたい）。受信機によって取得される２Ｄチャネル状態に基づき得る、または実際に受信機によって取得される２Ｄチャネル状態の一部もしくは全てのコピーであり得る、これらのコマンドは、次いで、障害データチャネルを事前補償するように、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ために、伝送機プロセッサ（１０２ｐ）および関連メモリ（１０２ｍ）によって使用されることができる。したがって、例えば、障害データチャネル（１００）が特定の歪みを誘発する場合、伝送された信号は、事前コード化された信号が受信機に到達する時間までに、歪み防止因子が障害データチャネルによって引き起こされる歪みを打ち消し、したがって、受信機において比較的明確で歪んでいない信号をもたらすように、歪み防止因子で調節されることができる。
【０１１７】
本明細書に説明される方法は、レガシー方法に従ってレガシー（従来技術）データさえも伝送することの効率を向上させることに役立つために使用されることができるが（ここでは、最初の１８５８年型大西洋横断ケーブル上のモールス信号が、本要点を強調するために極端な実施例として使用されている）、本明細書で使用される２Ｄチャネル状態特性評価方法は、ＯＴＦＳ方法によっても伝送されているデータと併せて使用されるときに最も有用であり得る。これらのＯＴＦＳデータ伝送方法は、以下でさらに説明される。
【０１１８】
好ましい実施形態では、直接データバーストは、直接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であろう。これらの直接ＯＴＦＳデータバーストは、概して、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を備えるであろう。ここでは、ｄｔおよびｄｆは、（１３０）等の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）である。概して、ＯＴＦＳデータ記号波形バーストＤｄｔ，ｄｆ・Ｗｄ（ｄｔ，ｄｆ）の全ては、同一のＯＴＦＳデータ基礎波形Ｗｄの周期的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を備えるであろう。前のＯＴＦＳの議論の通りに、各データビット（および複数のデータビットから形成され得るデータ記号）は、複数のＯＴＦＳデータ記号Ｄｄｔ，ｄｆにわたって分配される。これらのＯＴＦＳデータバーストは、以前に説明されたように、直接ＯＴＦＳデータバーストおよび複製ＯＴＦＳデータバーストとしてデータチャネルを通って進行する。受信機において、それらは、建設的かつ破壊的に合体し、チャネル畳み込みデータバーストを生成する。ここでは、これらは、チャネル畳み込みＯＴＦＳデータバーストと呼ばれる。
【０１１９】
本合同ＯＴＦＳパイロット記号ＯＴＦＳデータ記号伝送方式によると、複数のデータ記号の中の個々のデータ記号は、多くの場合、伝送機プロセッサ（１０２ｐ）およびメモリ（１０２ｍ）を使用して、伝送に先立って、伝送機において、複数のＯＴＦＳデータ記号Ｄｄｔ，ｄｆに符号化される。他のＯＴＦＳデータ伝送方法の通りに、ＯＴＦＳデータ符号化は、受信機が、個々のデータ記号のうちのいずれか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なものである。
【０１２０】
他のＯＴＦＳデータ伝送方式の通りに、複数のＯＴＦＳデータ記号波形バーストＤｄｔ，ｄｆ・Ｗｄ（ｄｔ，ｄｆ）はそれぞれ、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る。受信機において、受信機ビン構造（１０４ｂ）は、任意のＯＴＦＳパイロット記号（例えば、１２０）を包含することに加えて、ビン構造（１０４ｂ）が２次元ＯＴＦＳデータ時間・周波数グリッド（例えば、１３０）もさらに包含するようなものである。さらに別の言い方をすれば、時間および周波数における受信機ビン構造（１０４ｂ）の程度、ならびに個々の受信機ビンの分解能は、少なくとも、時間および周波数における伝送機グリッド構造（１０２ｇ）の程度、ならびに分解能に合致し、好ましくは、それを超えるであろう。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストおよびＯＴＦＳデータ記号波形バーストが、高度に強調的な様式で伝送ならびに受信されることを確実にすることが有用であろう。これを行うために、ここでは図１Ｂの通りに、ＯＴＦＳデータ記号波形バーストＤｄｔ，ｄｆ・Ｗｄ（ｄｔ，ｄｆ）（１３０）および複数のＯＴＦＳパイロット記号波形バーストＰｐｔ，ｐｆ・Ｗｐ（ｐｔ，ｐｆ）（１２０）は、共通する複数の時間ｔおよび周波数ｆから選定されるはずであり、ｔおよびｆのそれぞれは、２次元ＯＴＦＳ時間・周波数座標（１０２ｇ）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）である。本協調的ＯＴＦＳパイロットおよびデータ伝送方式によると、個々のＯＴＦＳデータ記号波形バーストの時間・周波数座標（ｔｄ，ｆｄ）はさらに、好ましくは、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はずである。ここでは、当然ながら、重複は、２Ｄチャネル状態を判定または獲得するために使用されるＯＴＦＳパイロット記号とデータを伝送するために使用されるＯＴＦＳデータ記号との間で混乱を引き起こし得るため、望ましくない。
【０１２２】
しかしながら、ＯＴＦＳデータ時間・周波数グリッド上の全ての可能な座標が、ＯＴＦＳパイロット記号およびデータ記号で充填されるという要件がないことに留意されたい。例えば、図１Ｂにさえ示されるように、いくつかの未使用のグリッド座標があり得る。
【０１２３】
実際に、いくつかの実施形態では、ＯＴＦＳデータ時間・周波数グリッドは、わずかにのみＯＴＦＳパイロット記号およびデータ記号で占有されてもよい。したがって、一般に、ＯＴＦＳデータ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）として伝送される複数のＯＴＦＳパイロット記号Ｐｐｔ，ｐｆ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（ｄｔ，ｄｆ）を占有する必要がない。
【０１２４】
また、全ての正エネルギーＯＴＦＳデータ記号波形バースト（ここでは図１Ｂの「１」（１２２））またはパイロット記号が、同一のエネルギーまたは出力レベルで伝送されるという要件もないことに留意されたい。代わりに、いくつかの実施形態では、複数の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）として伝送される複数のＯＴＦＳパイロット記号Ｐｐｔ，ｐｆは、異なる出力レベルで伝送されてもよい。ここでは、例えば、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、２Ｄチャネル状態、所与の伝送機から所与の受信機までの距離、所与の受信機の感度、および同等物等の種々の基準に従って選定される出力レベルで送信されることができる。
【０１２５】
ＯＴＦＳパイロット記号ならびにＯＴＦＳデータ記号が両方とも、同一の伝送機ＯＴＦＳ時間および周波数グリッド（１０２ｇ）に従って、かつ同一の基礎波形（例えば、ＯＴＦＳパイロット基礎波形Ｗｐおよび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）に従って伝送されるとき、どのグリッド座標がＯＴＦＳパイロット記号に使用されるか、およびどのグリッド座標がＯＴＦＳデータ記号に使用されるかという位相幾何学または配列は、変動し得る。図１Ｂでは、ＯＴＦＳパイロット記号（１２０）は、ＯＴＦＳデータ記号（１３０）からの伝送機ＯＦＴＳグリッド（１０２ｇ）の異なる（隣接する）部分を占有して示されたが、これは常に当てはまる必要はない。
【０１２６】
いくつかの実施形態では、ＯＴＦＳデータ記号波形バーストを伝送するために使用されるグリッド時間・周波数座標（ｔｄ，ｔｆ）は、ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストを伝送するために使用される時間・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、選定されることができる。図１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２Ｂ、２Ｃ、３Ｂ、３Ｃ、および４では、ＯＴＦＳパイロット記号は、ＯＴＦＳデータ記号に隣接する。対照的に、図５では、ＯＴＦＳパイロット記号は、それらが少なくとも部分的にＯＴＦＳデータ記号によって囲繞される、異なる位相幾何学的構成で示される。
【０１２７】
図５は、ＯＴＦＳパイロット記号（ここでは、「１」およびゼロ）ならびにＯＴＦＤデータ記号（ここでは、ａ．．ｐ）が、再度、同一のＯＴＦＳ時間・周波数伝送機ＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）上にあるが、ＯＴＦＳパイロット記号領域（５２０）が、別様にＯＴＦＤデータ記号（５３０）を伝送するために使用されるグリッドの領域内に組み込まれる、実施形態を示す。ＯＴＦＳパイロット記号およびデータ記号に加えて、ＯＴＦＳチェックサム記号（ＣＳ）（５１０）等の別のＯＴＦＳ記号も示されていることに留意されたい。
【０１２８】
本方式では、ＯＴＦＳデータ伝送プロセスで中間ステップとして使用される、基礎的Ｎ×Ｎ行列（ここでは、４×４）ＯＴＦＳデータ伝送行列（５４０）は、正方形行列であってもよいが、ＯＴＦＳデータ伝送行列で使用されるＯＴＦＳデータ記号は、いくつかの実施形態では、ＯＴＦＳ伝送機プロセッサ（１０２ｐ）およびメモリ（１０２ｍ）によって、伝送機ＯＴＦＳグリッド（１０２ｇ）に沿った他のグリッド場所にさらに配列またはマップされてもよいことに留意されたい。ここでは、受信機（１０４）が本マッピングを認識している限り、受信機は、データチャネル逆畳み込みの他のステップが行われた後に、本マッピングの逆を行い、元のＯＴＦＳデータ伝送行列の複製を回収し、次いで、以前に説明されたＯＴＦＳ方法を使用して、データビットについて解くことができる。
【０１２９】
以前に議論されたように、無線方法および無線データチャネルが、具体的実施例として使用されるが、これらのＯＴＦＳパイロット方法は、種々の異なるタイプのデータチャネルに適用され得ることに留意されたい。これらのデータチャネルは、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（ここでは、波形は、典型的には、光または赤外波形であろう）、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（ここでは、波形は電気インパルスまたはＲＦ波形であろう）、またはさらに水等の流体を備えるデータチャネル（ここでは、波形は音波形であってもよい）等のデータチャネル（障害データチャネル）を含むことができる。
【０１３０】
無線実施形態
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。
【０１３１】
これらの無線実施形態では、障害データチャネルは、無線データチャネルであり、伝送機および受信機は、空間内の移動（速度）が可能な無線伝送機および無線受信機であり、したがって、ドップラ周波数偏移を受ける。すなわち、各伝送機は、伝送機速度を有し、その伝送機の周波数は、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る。同様に、各受信機は、受信機速度を有し、本受信機周波数は、その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る。
【０１３２】
無線実施形態では、反射器（１０６）は、無線信号（波形）を反射し、また、空間内の移動（速度）（１０８）も可能である。したがって、ここで、反射器周波数偏移は、受信機速度ドップラ偏移である。種々の反射器はさらに、種々のパラメータによって特徴付けられることができる。したがって、ここで、例えば、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る。
【０１３３】
したがって、無線実施形態では、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る。無線実施形態では、２Ｄチャネル状態は、種々の伝送機、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。
【０１３４】
これらの変化にもかかわらず、データチャネルを特徴付け、２Ｄチャネル状態を判定する以前の技法、方法、およびシステムが、依然として適用される。しかしながら、無線実施形態はまた、以前に議論された技法へのさらなる精緻化も可能にする。
【０１３５】
データの無線伝送に関して、以前に説明されたＯＴＦＳパイロットバースト技法および２Ｄチャネル状態獲得技法は、レガシー（例えば、従来技術）方法によって送信される伝送データを向上させることに役立つために有用であり得るとともに、簡潔に説明されるであろう、より進歩したＯＴＦＳデータ伝送方法によって送信される伝送データを向上させることに役立つために有用であり得る。
【０１３６】
したがって、例えば、本明細書に説明される方法は、また、障害データチャネルを通して（ＯＴＦＳパイロットバーストに加えて）複数のデータ記号を少なくとも１つの受信機に伝送するために、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（多くの場合、１０２ｐおよび１０４ｐ）によって使用されることができる。ここで、伝送機（例えば、１０２）は、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であろう。これらの直接データバーストは、無線データ搬送波形バーストを備える。ここでは、データ記号および無線データ搬送波形バーストは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、符号分割多重アクセス（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を含む、種々のレガシー（従来技術）および非レガシー（例えば、ＯＴＦＳ）方式によって伝送されることができる。したがって、別様に規定されない限り、データ通信のためのＯＴＦＳ無線波形バーストの使用は、請求項の多くにとって限定的であることを意図していない。
【０１３７】
概して、本開示で以前に説明されたように、ちょうどＯＴＦＳパイロットバーストの通りに、直接データバーストはまた、種々の無線反射器（例えば、１０６）から反射され、それによって、少なくとも１つの無線受信機（１０４）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する。以前のように、種々の無線受信機において、任意の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。
【０１３８】
再度、以前に説明されたように、本発明の方法は、無線受信機において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、最初に伝送された複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出するために、２Ｄチャネル状態および少なくとも１つのプロセッサ（多くの場合、少なくとも受信機プロセッサ１０４ｐおよび関連メモリ１０４ｍ）を使用することができる。代替として、または加えて、受信機はまた、２Ｄチャネル状態由来のコマンド、または２Ｄチャネル状態に関する他の情報を、伝送機に返送することもできる。伝送機は、多くの場合、少なくとも１つの伝送機プロセッサ（１０２ｐ）および関連メモリ（１０２ｍ）を使用して、次いで、随意に、障害データチャネルの影響を事前補償するように、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ために、これらのコマンドを使用することができる。
【０１３９】
典型的には、２次元時間および周波数軸にわたって全てのデータビットを拡散する、ＯＴＦＳ方法とは対照的に、多くのレガシー無線波形は、１次元軸のみにわたってデータを拡散することによって動作する（例えば、時間によって拡散するのみ、周波数によって拡散するのみ）。
【０１４０】
２Ｄチャネル状態情報は、両方のタイプ（時間・周波数）の信号拡散を包含するが、同時に時間および周波数の両方にわたって、障害データチャネルがどのようにして信号を拡散するかについて同時に報告する傾向がある。したがって、いくつかの実施形態では、非ＯＴＦＳレガシーまたは従来技術の形式に従ってデータを伝送することが所望される場合、２Ｄチャネル状態情報をさらに簡略化し、そのようなレガシー無線波形の伝送を向上させることに役立つように、それがより容易に適用されることを可能にすることが有用であり得る。
【０１４１】
そのような簡略化は、例えば、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、２Ｄチャネル状態情報の１Ｄ（１次元）投影を使用することによって行われることができる。本投影は、より洗練された２Ｄチャネル状態情報を、次いで、レガシー無線波形伝送データを逆畳み込みすること、または事前コード化することのいずれかに役立つように適用され得る、より単純な形態に変換することに役立つ。
【０１４２】
偏波方法
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。
【０１４３】
ここでは、例えば、少なくとも１つの無線伝送機（２０２）は、水平（２０２ｈ）および垂直（２０２ｖ）等の２つの偏波方向に従って、例えば、偏波アンテナを使用して、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。本伝送機（２０２）は、偏波直接ＯＴＦＳパイロットバースト（２１２ｈ）および（２１２ｖ）として、直接ＯＴＦＳパイロットバーストを伝送する。これらの直接ＯＴＦＳパイロットバーストは、少なくとも１つの偏波方向（ここでは、２つの異なる方向が示されている）に従って偏波された、偏波無線ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストを備える。ここでは、直線偏波を具体的実施例として使用するが、本実施例は、限定的であることを意図しておらず、他のタイプの偏波（例えば、円偏波等）も使用されてもよい。さらに、前に進むと、議論されている種々の伝送機および受信機は全て、図１Ｂで以前に議論されたように、独自の回路、プロセッサ、およびメモリを有すると仮定されたい。
【０１４４】
本実施例では、データチャネル内の種々の無線反射器のうちの少なくとも１つが、第１の反射器偏波演算子（例えば、偏波回転角、フィルタ、テンソル等）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する、偏波改変無線反射器であると仮定されたい。結果として、そのような反射器は、元の偏波直接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。ここでは、無線受信機（２０４）は、それ自体がさらに、受信された無線波形において偏波方向を検出できるように（通常、偏波アンテナおよび好適な受信機回路を伴って）構成されるはずである。これは、異なる偏波方向を検出するように構成される受信機アンテナ（通常、複数の受信機アンテナ）を使用することによって、行われることができる。
【０１４５】
図２Ａは、障害データチャネル内の異なるタイプの反射器をさらに区別するために、偏波ＯＴＦＳパイロット記号波形バーストがどのようにして使用されることができるかを示す。ここでは、２つの反射器（２０６）、（２０８）がある。この明らかに不自然な実施例では、反射器（２０６）は、伝送機（２０２）および受信機（２０４）からより遠隔にあるように位置付けられる。さらに、ここでは、反射器（２０６）が、垂直偏波波形のみを反射する静止反射器であると仮定されたい。
【０１４６】
本実施例では、反射器（２０８）は、伝送機（２０２）および（２０４）のより近くに位置付けられ、反射器（２０８）はまた、速度「ｖ」（２０９）で両方に対してより近くに急速に移動していると仮定されたい。さらに、反射器（２０８）が、全ての反射偏波波形の偏波方向を４５度だけ偏移させると仮定されたい。
【０１４７】
受信機および伝送機はそれぞれ、水平および垂直アンテナ（２０２ｈ、２０４ｖ、２０４ｈ、２０４ｖ）を有する。伝送機はさらに、２つの異なる時間および周波数同期化ＯＴＦＳ伝送機グリッド（２０２ｇｈ、２０２ｇｖ）に従って、各アンテナにストリームを１つずつ、２つの異なる（しかし時間および周波数同期化された）データのストリームを、伝送するように構成されることができる。受信機はさらに、２つの異なる時間および周波数同期化受信機ビン構造（２０４ｂｈ、２０４ｂｖ）の中へ各受信機アンテナ偏波方向に従って（時間および周波数によって同期化された）データを受信するように構成されることができる。
【０１４８】
したがって、本簡略化された実施例でさえも、直接バースト（２１２ｈ）、（２１２ｖ）および複製バーストの複雑な混合に至る。これらの複製バーストは、（２１４ｖａ）の全てを吸収し、（２１４ｈｂ）を受信機（２０４）に反射する、反射器（２０６）に衝突する（２１４ｈａ）および（２１４ｖａ）を含み、垂直偏波受信機アンテナ（２０４ｈ）のみが、それを検出することができる。複製バーストはまた、移動反射器（２０８）まで進行する、（２１６ｈａ）および（２１６ｖａ）も含む。そこでは、移動反射器は、両方のバーストの方向を４５度だけ変更し、また、ドップラ偏移を両方のバーストに付与し、したがって、各偏波受信機アンテナ（２０４ｈ）および（２０４ｂ）は、（２１６ｖｂ）および（２１６ｈｂ）の混合物として、周波数偏移および偏波偏移波形バーストの両方を検出する。
【０１４９】
本実施例では、反射器（２０６）および（２０８）の相対位置により、受信機（２０４）における種々のバーストの着信時間が以下の通りであると仮定されたい。反射器（２０８）が多くの付加的距離を信号に付与しないため、直接信号（２１２ｈ）および（２１２ｖ）ならびに複製信号（２１６ｖｂ）および（２１６ｈｂ）は、ほぼ同時にアンテナ（２０４ｈ）および（２０４ｂ）の両方に着信する。しかしながら、より長い移動距離により、信号（２１４ｈｂ）は、後に受信機（２１４ｈ）に着信する。
【０１５０】
本発明の２Ｄチャネル状態情報がない場合、伝送機が、同一の時間および周波数スロット、ならびにＯＴＦＳ波形の同一基礎セットを使用して、そのような異なるデータストリームを伝送した場合、受信機は、２つのストリームを区別することの深刻な困難を有するであろう。しかしながら、議論されるように、偏波差により、ＯＴＦＳパイロット記号波形から取得される本発明の２Ｄチャネル状態情報を使用することによって、受信機は、２つのデータストリームを区別できるであろう。
【０１５１】
無線受信機において、任意の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する。次いで、受信機は、これらの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ことができる。これらのチャネル畳み込み偏波ＯＴＦＳパイロットバーストの偏波方向は、次いで、障害データチャネルの２Ｄチャネル状態をさらに判定するために、（多くの場合、１つまたはそれを上回る受信機プロセッサによって）使用されることができる。
【０１５２】
図２Ｂは、図２Ａからの伝送機がどのようにして、その水平および垂直アンテナ（２０２ｈ）ならびに（２０２ｖ）から、異なるが時間、周波数、およびＯＴＦＳ波形同期化されたデータのストリームを伝送することができるかに関して、基礎的伝送機グリッド構造ならびに受信機ビン構造のさらなる詳細を示す。ここでは、伝送機のプロセッサおよびメモリが、伝送のために２つの異なるＯＴＦＳグリッド（２０２ｇｈおよび２０２ｇｖ）を記憶していると仮定されたい。ここでは、伝送機の垂直偏波アンテナ（２０２ｈ）は、ＯＴＦＳ伝送機グリッド（２０２ｇｖ）に示される時間および周波数間隔に従って、種々のＯＴＦＳ記号波形バーストとして、パイロット記号「１」およびＯＴＦＳデータ記号「ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、Ｉ」を伝送している。伝送機はまた、正確に同時に、同一の時間および周波数間隔に正確に従って、水平偏波アンテナ（２０４ｈ）上でパイロット記号「２」（パイロット記号１からオフセットされた時間および周波数）ならびにＯＴＦＳデータ記号「ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒ」を伝送するために、ＯＴＦＳ伝送機グリッド（２０２ｇｈ）を使用している。
【０１５３】
種々の反射器（２０６）（２０８）は、図２Ａで以前に説明されたように、種々の伝送された信号バーストに作用する。例証目的で、種々の時間遅延および周波数偏移は、受信機のビン構造に従って受信されるにつれて、対応する信号バーストに比較的大きい偏移を生成して示されている。受信機は、その偏波アンテナ（２０４ｖ）および（２０４ｈ）上でチャネル畳み込みＯＴＦＳ波形バーストを受信する。ここでは、受信機の垂直偏波ＯＴＦＳ時間・周波数ビン構造（２０４ｂｖ）に従った受信機の垂直偏波アンテナ（２０４ｖ）上の受信機受信が示されている。２Ｄチャネル状態がどのようにして２つのストリームを相互と混合したかに留意するが、パイロット記号混合パターンが、受信機プロセッサが分析するために比較的容易なままであることに留意されたい。
【０１５４】
本略図では、ある場合には、データチャネルが、最初に伝送されたＯＴＦＳ信号バーストの周波数または時間を、（伝送機のグリッド構造に従って）隣接するＯＴＦＳ信号バーストのために通常留保された周波数または時間の中へ比較的深く投影し得ることを示すために、ある場合には、複数の伝送された信号が、同一の受信機時間・周波数ビンを占有して示されている。時間および周波数における受信機ビンのサイズは、典型的には、一定のサイズであろうが、これらの例証に関して、同一のビン上で現れる複数の信号を示すために、ビンサイズは、異なる信号および記号の全てを示すように、より大きく描かれていることに留意されたい。
【０１５５】
また、少なくとも、データチャネル障害が、所与のＯＴＦＳ記号を、別のＯＴＦＳ記号によって同時に占有される時間および周波数範囲の上に投影させるとき、異なるＯＴＦＳ記号を伝送するために使用される基礎的ＯＴＦＳ波形が相互直交のままである限り、次いで、適切な回路を用いて、受信機が本混合を区別し、異なる基礎的ＯＴＦＳ記号を判定できることに留意されたい。
【０１５６】
図２Ｃは、受信機の水平偏波アンテナＯＴＦＳ時間・周波数ビン（２０４ｂｈ）構造上の受信機受信で起こる事象が示されていることを除いて、図２Ｂと非常に類似する。
【０１５７】
ＭＩＭＯ方法
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。
【０１５８】
さらにＭＩＭＯの議論に入る前に、最初に、「データストリーム」の概念をさらに詳しく説明することが有用である。ここでは、直列および並列データ伝送の類似性が有用であり得る。データは、直列および並列データ伝送方式に従って、伝送機と受信機との間で伝送され得ることが公知である。類似性としてワイヤを使用して、全てのデータビットが同一のワイヤを経由して進行するときに、これは、概して、直列通信であると理解される。異なるデータビットが異なるワイヤを経由して進行するように区分化されるとき、これは、概して、並列通信であると理解される。
【０１５９】
同様に、無線実施形態では、一見したところ、無線波形が経由して進行する空間は、１つだけのデータチャネルであり得る場合のように見え得るが、無線波形が異なる周波数によって分離され、または異なる（相互と直交である）波形によって変調される場合には、並列通信の無線類似性も結果として生じ得る。別の実施例として、指向性伝送機および受信機アンテナの異なるセットの間に最小限のクロストークを伴って、無線通信が高度指向性伝送機および受信機アンテナの異なるセットの間で行われる場合には、各伝送機および受信機アンテナセットは、独自の一意的通信チャネルを形成するものと見なされることができ、再度、通信の並列チャネルが達成されることができる。
【０１６０】
直列と並列との間の区別は、無線通信の複数のチャネルが、同一の時間、同一の周波数、同一の基礎的波形において、あまり方向特異的ではないアンテナ（例えば、全方向性型アンテナ）を使用して、伝送されるときに、不鮮明になり始める。しかしながら、ここでも、ちょうどカクテルパーティでのように、人間の聴取者は、少なくともある条件では、同時に種々の同時会話を聞き、事実上、同時に異なる会話に「周波数を合わせる」ために、２つの耳、反響、および他のタイプの音声チャネル通信障害を使用することができる。
【０１６１】
簡略化された類似性として、本発明の２Ｄチャネル状態獲得方法はまた、情報の異なる同時「ストリーム」を区別するために、種々のタイプのデータチャネル障害から取得される手掛かりを利用することもできる。
【０１６２】
データチャネルがいくつの異なる情報の「ストリーム」をサポートし得るかは、データチャネルの基礎的データチャネル構造または障害（例えば、反射器の分布）に従って変動するものと見なされることができる。データチャネル内の反射器の分布が、各異なる伝送アンテナと各異なる受信アンテナとの間の隔離された導管を効果的に作成するようなものである場合を考慮されたい。したがって、そのようなデータチャネルおよび２Ｄチャネル状態は、主に伝送ならびに受信アンテナの数によって限定される、多数の異なるデータのストリームをサポートし得る。
【０１６３】
対照的に、データチャネルがいかなる反射器も有しておらず、伝送および受信アンテナの全てが全方向性である場合、次いで、少なくとも同一の時間、周波数、ならびに基礎的波形において異なるデータ記号を伝送することに関して、記号間干渉（ｉｓｉ）によって引き起こされる問題は、同時に伝送され得る、異なるストリームの数を大いに削減するであろう。
【０１６４】
以前に議論されたように、２Ｄチャネル状態情報は、いくつかの実施形態では、行列によって表されることができ、異なる情報またはデータのストリームに関して、いくつの異なるストリームが所与のデータチャネルによって同時に伝送され得るかという質問は、この場合、若干２Ｄチャネル状態行列の「ランク」に関して（線形代数項で）見られることができる。本ランクは、行列の直線的に独立した行（または列ランクが行ランクに等しいため列）の集合のサイズである。いくつかの実施形態では、これはまた、データ伝送への障害データチャネルの影響を表す、連立一次方程式の解の数と見なされることもできる。
【０１６５】
２Ｄチャネル状態行列はまた、伝送機によってデータチャネルに入力される波形がどのようにして、データチャネルによって変化させられ、最終的に受信機によって検出される出力波形として現れるかを表す方式と見なされることもできる。事実上、異なるデータのストリームを失敗なく伝送するために、異なるデータのストリームが伝送機によって最初に伝送されなければならないだけではなく、最後に、受信機は、異なるデータの入力ストリームを失敗なく分離（区別）できる必要もある。
【０１６６】
本洞察を考慮して、したがって、本明細書に説明される方法は、より高いランクの２Ｄチャネル状態行列および「より豊富な」データチャネルを作成するために、偏波ならびにＭＩＭＯを使用することによって等、２Ｄチャネル状態行列の「ランク」を向上させる技法を教示する。これらは順に、無線システムが、ますます高いレベルの性能（例えば、より高いデータ伝送速度、記号あたりのより低いエネルギー、フェージングに対する増加した抵抗、および同等物）で動作することを可能にする。いくつかの実施形態では、従来技術方法と比べた１桁以上の改良が、これらの方式に従って達成されてもよい。
【０１６７】
より単純な用語で言うと、本明細書に説明される方法は、通信システムが、無線データチャネルのチャネル状態を迅速に特徴付け、例えば、任意の所与の瞬間に、データチャネルが他の場合よりも多くのデータのストリームを送信することを可能にすることができる、反射器の幸運な組み合わせがあるかどうかを判定することを可能にする。もしそうであれば、本発明の自動方法は、本反射器の幸運な組み合わせ（いくつかが移動し得、いくつかが静止し得る）を利用し、本幸運でおそらく非常に一過性の状況を利用するために、送信されたデータのストリームの数を少なくとも一時的に増加させることができる。本発明の自動方法はまた、本反射器のおそらく一時的な組み合わせの深い理解を考慮して、本システムが、これらの複数のデータのストリームを復号する方法を理解することを可能にする。対照的に、反射器の幸運でおそらく一時的な機会の配列を利用するように構成されない、従来技術の方法は、本発明の方法が現在可能であると示すものに対して、比較的非効率的に動作する。
【０１６８】
前に進むと、したがって、本開示は、信号が同一の時間、周波数、および基礎的波形タイプにおいて送信される、本発明の特に新規のストリーム技法に焦点を合わせるであろうが、本教示は、異なる時間、異なる周波数、および異なる基礎的波形タイプにおいて伝送することによって等、並列性を達成する他のより標準的な方法を決して否認しない。したがって、データ伝送の並列方法を達成する標準的方法はまた、本明細書に開示される複数のストリーム方法と併せて使用されてもよい。
【０１６９】
したがって、いくつかの実施形態では、特にＭＩＭＯ技法に関して、２Ｄチャネル状態特性評価に加えて、本システムはまた、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データバーストとして、直接データバーストを伝送するであろう。ここで、本ＭＩＭＯ構成では、伝送機・受信機毎の基準で、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てもよく、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てもよい。これがＭＩＭＯであるため、ＴおよびＲは両方とも、１より大きくなり、Ｒ（受信機アンテナの数）は、多くの場合、Ｔより大きく、またはそれと等しくあり得る。
【０１７０】
ここで、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るであろう。ここで、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、好ましくは、ストリーム識別可能であるようにさらに選定される、少なくともそれらの種々のＯＴＦＳパイロット記号Ｐｓ，ｐｔ，ｐｆを有するであろう。図３Ａ−３Ｃに示される実施例では、例えば、第１のストリームが、第１のＯＴＦＳ伝送機ＯＴＦＳグリッド場所を占有する、第１のＯＴＦＳパイロットバーストを有する一方で、第２のストリームは、第２のＯＴＦＳ伝送機ＯＴＦＳグリッド場所を占有する、第２のＯＴＦＳパイロットバーストを有する。見られるように、これらの差異は、受信機が各ストリームの２Ｄチャネル状態を判定することに役立ち、また、障害データチャネルによって引き起こされる歪みを逆畳み込みする、または訂正することにも役立つ。
【０１７１】
図３Ａは、データチャネルの２Ｄチャネル状態をさらに特徴付けるために、および同様に他の目的のための両方で、本システムがどのようにして、空間的に分離された伝送および受信アンテナ（３０２ａ１、３０２ａ２）ならびに種々のＯＴＦＳパイロット記号波形バーストも使用し得るかを示す。これらの他の目的は、空間指向性を伝送または受信無線波形に付与することを含むことができ、また、同一の時間、周波数、およびＯＴＦＳ無線波形において、より多くのデータのストリームを失敗なく伝送ならびに受信することは、次いで、通常、データチャネルに障害がなかった場合に可能となろう。
【０１７２】
具体的に、図３Ａは、ＭＩＭＯ伝送機（３０２）が２つの空間的に分離されたアンテナを有し、ＭＩＭＯ受信機（３０４）が２つの空間的に分離されたアンテナ（３０４ａ１、３０４ａ２）を有し、ここでは伝送および受信アンテナの右側よりもアンテナの左側に近く位置付けられて示される、１つの静止反射器がデータチャネル（３０６）内にある、簡略化されたＭＩＭＯ状況を示す。
【０１７３】
ここでは、種々の受信アンテナへの種々のＯＴＦＳパイロットバースト（および同様に任意のデータバースト）の着信の順番が、受信アンテナ３０４ａ１に対して、第１に、直接（３１２ａ１）、次いで、直接（３１３ａ２）、次いで、複製（反射）（３１４ａ１−３１４ｂａ１）、最終的に、複製（反射）（３１４ａ２−３１４ｂａ２）であると仮定されたい。異なる着信の順序は、受信機ビン構造上の異なる着信時間として（これがより示しやすいため、図３Ｂおよび３Ｃでこのように描かれる）、または受信機ビン構造のより高次の表現上で異なる波形位相もしくは異なる着信角度（図示せず）としても現れることができる。
【０１７４】
種々のＯＴＦＳパイロットバーストの着信の順序は、受信アンテナ（３０４ａ２）に対して、第１に、（３１２ａ２）、次いで、（３１３ａｌ）、次いで、（さらなる遅延を伴う）複製（反射）（３１４ａ１−３１５ｂａ１）、最後に、（より長い距離による）複製（反射）（３１４ａ２−３１５ｂａ２）である。再度、異なる着信の順序は、受信機ビン構造上の異なる着信時間として（これがより示しやすいため、図３Ｂおよび３Ｃでこのように描かれる）、または受信機ビン構造のより高次の表現上で異なる波形位相もしくは異なる着信角度（図示せず）としても現れることができる。
【０１７５】
図３Ｂは、図３ＡからのＭＩＭＯ伝送機がどのようにして、その２つのアンテナ（３０２ａ１および３０２ａ２）から、異なるＯＴＦＳ伝送機グリッド（３０２ｇ１）（３０２ｇ２）として、異なるが、時間、周波数、およびＯＴＦＳ波形同期化された、データのストリームを伝送することができるかを示す。ここでは、ＭＩＭＯ伝送機の左アンテナ（３０２ａ１）は、ＯＴＦＳ伝送機グリッド（３０２ｇ１）に示される時間および周波数間隔に従って、種々のＯＴＦＳ記号波形バーストとして、パイロット記号「１」およびＯＴＦＳデータ記号「ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、Ｉ」を伝送している。ＭＩＭＯ伝送機はまた、正確に同時に、かつ同一の時間および周波数間隔に正確に従って、グリッド（３０２ｇ２）に従ってその左アンテナ（３０２ａ２）上で、パイロット記号「２」（パイロット記号１からオフセットされた時間および周波数）ならびにＯＴＦＳデータ記号「ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐ、ｑ、ｒ」を伝送している。反射器（３０６）は、図３Ａで以前に議論されたように、これらの信号に作用する。以前に議論されたように、種々のアンテナの空間的配列により、ＯＴＦＳ波形は、全て同時に同一の角度で着信するわけではないが、むしろ異なる時間（ならびに時間の関数としても変動する、異なる波形位相）および異なる角度で着信する。
【０１７６】
図面を簡略化するために、ＭＩＭＯ受信機アンテナ（３０４ａ１）および（３０４ａ２）が、受信機ＯＴＦＳ時間・周波数ビン構造上の異なる遅延時間として、種々の伝送機アンテナ、反射器、ならびに受信機アンテナ構成のためのわずかに異なる移動時間を受信および検出していると仮定されたい。実際は、ＭＩＭＯ受信機は、多くの場合、代わりに、種々の波形の位相角の差異として、または種々の波形の異なる着信方向としても、これらの差異を検出し、付加的次元とともに受信機ビンを使用して、これを取り扱ってもよいが、概念を例証するために、これらの差異を時間差として示すことがより容易である。
【０１７７】
ＭＩＭＯ受信機（３０４）は、そのアンテナ上でチャネル畳み込みＯＴＦＳ波形バーストを受信する。ここでは、ＭＩＭＯ受信機の左アンテナ（３０４ａ１）ＯＴＦＳ時間・周波数ビン構造（３０４ｂ１）上のＭＩＭＯ受信機受信が示されている。２Ｄチャネル状態がどのようにして２つのストリームを相互と混合したかに留意するが、パイロット記号混合パターンが、受信機プロセッサが分析するために比較的容易なままであることに留意されたい。
【０１７８】
図３Ｃは、ここでは、ＭＩＭＯ受信機の右側アンテナ（３０４ａ２）によって、本アンテナのＯＴＦＳ時間・周波数ビン構造（３０４ｂ２）に従って受信される信号が示されていることを除いて、本質的に図３Ｂの反復である。
【０１７９】
以前のように、少なくとも１つの無線受信機アンテナＲａ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する。
【０１８０】
本発明の技法によると、Ｔ個の伝送アンテナおよびＲ個の受信アンテナは、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、構成されるはずである。これは、受信アンテナが着信無線波形の指向性を感知するための能力を付与するために十分に大きいアンテナの間の分離、および／または着信無線波形の相対位相をさらに記録するように受信機を構成することを含む、種々の方法によって行われることができる。ここでは、そのような位相検出方法が、特に有用であり得る。
【０１８１】
本発明の方法によると、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、受信機のＲ個の受信アンテナを使用して、（多くても）Ｔ個のデータのストリームを無線受信機に失敗なく伝送することの効率または可能性がある。次いで、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、その受信アンテナにおける２Ｄチャネル状態を判定するために、プロセッサ（典型的には、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する。これらのストリーム特有の２Ｄチャネル状態（例えば、ストリーム特有の２Ｄチャネル状態の中の情報）は、次いで、例えば、受信機において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するために（多くの場合、受信機プロセッサによって）使用されることができる。したがって、これは、受信機が最初に送信されたストリーム識別可能データ記号の少なくとも近似値を判定することを可能にする。
【０１８２】
代替として、または加えて、以前のように、本２Ｄチャネル状態情報から導出されるコマンド、もしくは２Ｄチャネル状態情報自体の一部または全てが、伝送機に送信されることができる。そこで、伝送機プロセッサは、再度、障害データチャネルを事前補償するように、本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（または代替的に言うと、より高い利点のために障害データチャネル内の偶発的反射器配列をより良好に活用する）ために、これらのコマンドまたは２Ｄチャネル状態情報を使用することができる。
【０１８３】
より具体的には、本ＭＩＭＯ実施例等の状況に関して、本状況で２Ｄチャネル状態を判定または獲得することは、データチャネル障害がどのようにして、種々のストリームを相互の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、行われることができる。例えば、（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２ストリーム実施例を使用して）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、データチャネルによって、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）上に投影されると仮定されたい。投影されたＯＴＦＳパイロット記号波形が、最終的にストリーム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受信機ビン上の中へ受信されるため、受信機は、本投影を検出する。異なる受信機ビンの中への本投影および結果として生じる着信は、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変動するであろう。したがって、（適切に構成された場合）受信機は、各異なる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であろう。次いで、受信機は（多くの場合、受信機プロセッサを使用して）、各異なるストリームに関して、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ために、これら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ができる。代替として、または加えて、受信機は、これらＲ個の受信アンテナ特有の２Ｄインパルス応答に基づくコマンド、または２Ｄインパルス応答データの一部もしくは全てを伝送機に伝送することができ、次いで、伝送機は、所望に応じて、後続の伝送されたストリームをさらに事前コード化するために、本情報を使用することができる。
【０１８４】
図４は、どのようにして、ＭＩＭＯ受信機が、その左右側のアンテナ（３０４ａ１、３０４ａ２）上の種々のＯＴＦＳビン構造（３０４ｂ１、３０４ｂ２）に従って２つの伝送されたストリームを受信した後に、受信機プロセッサが、障害データチャネルの２Ｄチャネル状態を計算するために、公知のパイロット記号の分布を使用することができるかという実施例を示す。受信機プロセッサは、例えば、本２Ｄチャネル状態を２Ｄｚ変換または他の２Ｄ変換として表し、逆変換を適用し、ＭＩＭＯ伝送機によって最初に伝送された２つのデータのストリームの一掃受信機ビン複製（４０４ｂ１、４０４ｂ２）を再構築するように、チャネル畳み込みＯＴＦＳパイロット記号およびＯＴＦＳデータ記号を本質的に逆畳み込みすることができる。（受信機のビン構造が、多くの場合、元の伝送機グリッドより高い分解能であろうため、次いで、元のＯＴＦＳグリッド構造に戻ったあるマッピングが、受信機プロセッサによって行われることができる。）
【０１８５】
本質的に、受信機プロセッサが、別様に分離可能ではない場合がある異なるデータストリームを解読または逆畳み込みすることに役立つように、公称負担、すなわち、データチャネル障害が復号キーを提供するため、再度、本発明の方法は、本質的に、これらの障害を利点に変える。本質的に、本発明は、事実上、データチャネルの最大データ搬送容量を増加させるために、データチャネル障害を活用する。
【０１８６】
再度、多くてもＴ個の異なるストリームが、時間および周波数の同一範囲にわたって、一般的に共有されているＯＴＦＳ搬送波形によって搬送され得ることに留意されたい。実際に、これは、「ストリーム」の定義の一部である。当然ながら、これは、異なる時間、周波数、ＯＴＦＳ搬送波形、および同等物等の異なる方式によって、無線データを伝送するためにＴ個のアンテナを使用することの可能性も否認しないことに留意されたい。
【０１８７】
いくつかの実施形態では、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はまた、アンテナ識別可能かつアンテナ特異的でもある。ここでは、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。しかしながら、これは、要件ではない。実際に好ましい実施形態でさえあり得る、他の実施形態では、実際に、本方式は、撤回されてもよく、代わりに、簡潔に議論されるであろう代替的方式が採用されてもよい。
【０１８８】
偏波およびＭＩＭＯ技法の組み合わせを使用する方法
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。
【０１８９】
本実施形態では、以前のように、無線反射器のうちの少なくとも１つが、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する、偏波改変無線反射器であると仮定されたい。したがって、本反射器は、元の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パイロットバーストを生成する。
【０１９０】
本実施形態では、受信機は、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するはずである。結果として、無線受信機において、任意の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が、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するであろう。
【０１９１】
本発明の技法によると、受信機は、これらの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、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使用する。概して、本プロセスで使用される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、次いで、受信機のプロセッサは、受信機のビンの中で捕捉される信号を分析し、使用されている各受信アンテナＲａにおいて見られるような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することができる。次いで、本２Ｄチャネル状態情報は、以前の通り、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、最初に伝送された複数のデータ記号の少なくとも近似値を導出するために、使用されることができる。代替として、または加えて、２Ｄチャネル状態情報から導出されるコマンド、もしくは２Ｄチャネル状態情報の一部または全てが、伝送機に送信され、障害データチャネルを事前補償するように、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のうちの少なくともいくつかを事前コード化するために使用されることができる。
【０１９２】
伝送機事前コード化方法
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。
【０１９３】
そのような方法は、ここで否認されない。実際に、いくつかの実施形態では、以前に議論された２Ｄチャネル状態および事前コード化方法はさらに、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てもよい。代替として、または加えて、２Ｄチャネル状態情報および以前に議論された２Ｄチャネル状態支援逆畳み込み方法もまた、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てもよい。
【０１９４】
一実施例として、本空間指向性は、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ために伝送機プロセッサを使用することによって、達成されてもよい。代替として、または加えて、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、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ために受信機プロセッサを使用することによって、達成されてもよい。
【０１９５】
先進的な伝送機事前コード化方法
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。
【０１９６】
ここでは、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伝送することが依然として有用であろうが、ビームの指向性を制御するために複数のアンテナを使用することが所望される場合、好ましい実施形態では、伝送アンテナ識別可能信号を伝送することは望ましくない場合がある。代わりに、伝送機プロセッサは、異なるアンテナの間の様々な位相遅延または調節を伴ういくつかの実施形態では、同時に１つより多くのアンテナを通して同一の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伝送し、したがって、指向性を提供してもよい。同一の原理はまた、受信機によって使用されることもできる。
【０１９７】
本発明のこれらの実施形態では、伝送機は、アンテナ識別可能および／またはアンテナ特異的であるように、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構成しない。代わりに、各異なる伝送アンテナが、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に沿って、無線ＯＴＦＳデータ記号波形の少なくとも１つのストリーム（例えば、多くの場合、１つより多くのストリーム）を伝送してもよい。
【０１９８】
例えば、そのような実施形態では、各伝送アンテナは、種々の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てもよい。それによって、これは、事実上、その特定のストリームを伝送しているこれらの伝送アンテナによって伝送される、無線波形への空間指向性を成形する。
【０１９９】
ＯＴＦＳ波形構造およびＯＴＦＳバースト構造のさらなる詳細
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。
【０２００】
いくつかの実施形態では、ＯＴＦＳ波形バーストは、その完全な内容が参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、特許出願第ＵＳ６１／３４９，６１９号、第ＵＳ１３／１７７，１１９号、第ＵＳ１３／４３０，６９０号、および第１３／９２７，０９１号、ならびに米国特許第８，５４７，９８８号および第８，８７９，３７８号で以前に議論された方法に従って、生成および構造化されてもよい。これらの実施形態のうちのいくつかのもののいくつかの具体的実施例が、以下で議論される。
【０２０１】
図６は、一連のＮ個の連続ＯＴＦＳ波形バースト（特許出願第１３／４３０，６９０号で以前にブロックと呼ばれた）を伝送するＯＴＦＳ伝送機を実装するために有用な１つのタイプの回路の実施例を示す。いくつかの実施形態では、伝送機はさらに、エコー反射および周波数偏移等の種々の通信チャネル障害を事前補償するように、事前均等化ステップを組み込んでもよい。
【０２０２】
本伝送機は、（プロセッサおよびメモリを使用し得る）よりデジタル配向された計算端（例えば、以前に議論された１０２ｐ）と、よりアナログ信号配向された変調端（例えば、以前に議論された１０２ｃ）とを備えることができる。デジタル端（１０２ｐ）において、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または他の類似デバイスであり得る、電子回路は、入力としてデータ行列［Ｄ］（６０３）を受け入れ、入力として、［Ｕ１］（６０４）（例えば、ＤＦＴ／ＩＤＦＴ行列）および［Ｕ２］（６０５）（例えば、他の場所で議論されるような符号化行列Ｕ）行列、ならびに本明細書で、および再度参照することによって本明細書に組み込まれる特許出願第１３／１１７，１１９号で、ならびに以降の実施例または本書で以前に説明された、置換方式Ｐを生成するか、または受け入れるかのいずれか一方であってもよい。次いで、デジタル区分は、‘１１９でＴＦＳＳＳ行列と称されたもの（ここではＯＴＦＳ行列と称される）、および代替としてＯＴＦＳ（時間／周波数偏移）行列と称され得るものを生成するであろう。いったん生成されると、多くの場合、最初にＯＴＦＳ行列からＮ個の要素の１列を選択し、次いで、本列をスキャンし、種々の時間方式（６０６）に従って個々の要素を選び出すことによって、本行列からの個々の要素が選択されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、１つだけの新しい要素が、時間ブロック毎に選択されるであろう。Ｎ個の要素の各列が、ＯＦＤＭ狭帯域副搬送波等のＮ個の異なる狭帯域副搬送波を経由して同時に伝送される、時間間隔につき１列毎の基準で、行列を送信することによって等、他のスキャン方式も使用されることができる。
【０２０３】
したがって、連続時間スライス毎に、ＯＴＦＳ行列（６０８）からの少なくとも１つの要素が、変調回路（１０２ｃ）を制御するために使用されることができる。本発明の一実施形態では、変調方式は、少なくとも１つの要素が、その実および虚数成分に分離され、切り取られてフィルタ処理され、次いで、正弦および余弦発生器の動作を制御するために使用され、複合アナログ波形（６２０）を生成するであろう、方式であろう。元のＮ×Ｎデータ記号行列［Ｄ］全体が伝送される時間までの正味の効果は、Ｎ個の複合波形バーストとして構造化される、Ｎ２総和記号加重周期的時間偏移および周期的周波数偏移波形の形態で、データを伝送することである。図６に示される実施例では、データは、Ｎ個の時間ブロックにわたってＮ個の連続波形バーストを経由して伝送される。しかしながら、他の場所で議論されるように、複合波形のうちのいくつかが異なる周波数範囲に移調され、同時に並行して伝送される、方式等の他の方式も可能である。一般に、複合波形は、Ｎ個の時間ブロックまたは周波数ブロックの任意の組み合わせにわたって伝送されてもよい。
【０２０４】
いくつかの実施形態では、伝送機端において、マイクロプロセッサ制御型伝送機は、例えば、［Ｄ］行列のＮ・Ｎ個全ての記号が満杯になるまで、ｄ１を［Ｄ］行列の第１の行および第１の列に割り当て（例えば、ｄ１＝ｄ０，０）、ｄ２を［Ｄ］行列の第２の行および第２の列に割り当てる（例えば、ｄ２＝ｄ０，１）こと等により、種々のＮ・Ｎ行列［Ｄ］の種々の要素の中へ記号を再パッケージ化または分配することによって、伝送のために一連の異なる記号「ｄ」（例えば、ｄ１、ｄ２、ｄ３．．．）をパッケージ化してもよい。ここでは、いったん伝送するｄ記号がなくなると、残りの［Ｄ］行列要素は、０またはヌル入力を示す他の値に設定されることができる。
【０２０５】
これらの波形が特徴的な正弦曲線形状を有することを示すように、いくつかの実施形態では、ここでは「トーン」と呼ばれるであろう、データを伝送するための主要基盤として使用される、種々の一次波形は、Ｎ・Ｎ離散逆フーリエ変換（ＩＤＦＴ）行列［Ｗ］によって表されることができ、［Ｗ］内の各要素ｗについて、
【化１】
2020025361.tif 000003
であり、または代替として、
【化２】
2020025361.tif 000004
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。
【０２０６】
本発明のＮ個の周期的時間偏移波形およびＮ個の周期的周波数偏移波形を生成するために、次いで、トーン変換および分配データ行列［Ａ］は、それ自体が、例えば、モジュラー演算または「クロック」演算を使用して、さらに並べ換えられ、［Ｂ］のｂという各要素について、
【化３】
2020025361.tif 000005
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。
【０２０７】
いくつかの実施形態では、次いで、ユニタリ行列［Ｕ］が、［Ｂ］に作用するために使用されることができ、［Ｔ］＝［Ｕ］＊［Ｂ］である、Ｎ・Ｎ伝送行列［Ｔ］を生成し、したがって、符号化行列［Ｕ］に従って判定されるＮ個の周期的時間偏移波形およびＮ個の周期的周波数偏移波形の全ての置換のＮ２サイズのセットを生成する。代替的に言うと、これらの実施形態では、Ｎ・Ｎ伝送行列［Ｔ］＝［Ｕ］＊Ｐ（ＩＤＦＴ＊［Ｄ］）である。本Ｎ・Ｎ伝送行列は、以前に議論された伝送機ＯＴＦＳ時間・周波数グリッドに対応すると見なされることができる。
【０２０８】
これらの実施形態では、多くの場合、列毎の基準で、Ｎの各個別列が、周波数搬送波をさらに変調するために伝送機プロセッサおよび伝送機によって使用されることができ（例えば、約１ＧＨｚの周波数の範囲内で伝送している場合、搬送波は、１ＧＨｚに設定されるであろう）、したがって、Ｎ個の要素を有するＮ・Ｎ行列［Ｔ］の各列は、各データ記号のためにＮ個の記号加重周期的時間偏移および周期的周波数偏移波形を生成してもよい。これらの実施形態では、伝送機は、データの時間ブロックにわたって、例えば、複合波形として、一度に［Ｔ］の１列からＮ個の記号加重周期的時間偏移および周期的周波数偏移波形の合計を伝送し、したがって、波形「バースト」を生成している。
【０２０９】
代替として、伝送機は、代わりに、［Ｔ］の異なる列に異なる周波数搬送波を使用し、したがって、例えば、１つの周波数搬送波を経由して［Ｔ］の１列を伝送し、同時に、異なる周波数搬送波を経由して［Ｔ］の異なる列を伝送し、したがって、同時により多くのデータを伝送し得るが、当然ながら、そうするためにさらなる帯域幅を使用する。同時に［Ｔ］の１つより多くの列を伝送するために、異なる周波数搬送波を使用する本代替的方法は、周波数ブロックと称され、各周波数搬送波バーストは、独自の周波数ブロックと見なされる。
【０２１０】
したがって、いくつかの実施形態では、Ｎ・Ｎ行列［Ｔ］がＮ個の列を有するため、伝送機は、Ｎ個の時間ブロックまたは周波数ブロックの任意の組み合わせにわたって、Ｎ個の複合波形として構造化される、Ｎ２個の総和記号加重周期的時間偏移および周波数周期的時偏移波形を伝送するであろう。
【０２１１】
図７は、ＯＴＦＳ受信機を実装するために有用な回路（１０４ｃ等）の実施例を示す。以前に議論されたように、本受信機は、通常、受信機が、以前に説明されたＯＴＦＳ受信機ビン構造に従って、複数の時間および周波数において着信ＯＴＦＳ波形を同時に追跡するとともに、随意に、また、複数のアンテナ上の偏波、複数のアンテナ上の波形位相、または複数のアンテナ上の入射方向のうちのいずれかを監視し、本明細書の他の場所で議論されるように、さらなる分析のために結果を受信機プロセッサおよびメモリに送信することができるように、受信機プロセッサ（１０４ｐ）ならびに関連メモリによって制御されるであろう。
【０２１２】
受信機側で、伝送プロセスは、本質的に逆転させられる。ここでは、例えば、マイクロプロセッサ制御型受信機は、当然ながら、その特定の用途のために所望に応じて、種々の時間ブロックまたは周波数ブロックにわたって、種々のＯＴＦＳ時間周波数受信機ビン内に種々の列［Ｔ］を受信する（例えば、Ｎ個の記号加重周期的時間偏移および周期的周波数偏移波形バーストとしても公知である、Ｎ個の複合波形を受信する）（７０２）であろう。例えば、多くの利用可能な帯域幅があり、時間が最重要である場合には、伝送機は、複数の周波数搬送波を経由して、複数の周波数ブロックとしてデータを伝送し、受信機は、受信するであろう。一方で、利用可能な帯域幅がさらに限定される、および／または時間（待ち時間）があまり重要ではない場合には、伝送機は、代わりに、複数の時間ブロックにわたって伝送し、受信機は、受信するであろう。
【０２１３】
以前に議論されたように、受信機ビン構造は、多くの場合、基礎的ＯＴＦＳ  Ｎ・Ｎ伝送または受信行列より細かく（例えば、高い分解能）あり得ることに留意されたい。本発明によると、より高い分解能は、典型的には、２Ｄチャネル状態特性評価、データチャネル障害の逆畳み込み、および同等物に使用されるであろう。いったん以前に説明された２Ｄチャネル状態方法が、受信機ビン構造に従って受信されたデータを一掃するために使用されると、次いで、一掃された受信機ビン構造（７０４）からのデータは、（通常、受信機プロセッサを使用して）Ｎ・Ｎ受信行列［Ｒ］の中へマップされることができ、元の伝送されたデータは、以下で議論されるように抽出されることができる。
【０２１４】
したがって、効果的に、受信機は、１つまたはそれを上回る周波数搬送波に同調し、その特定の用途のために設定される時間および周波数ブロックのセットにわたって、最終的に、元のＮ・Ｎ伝送行列［Ｔ］から受信機ビン構造の中へデータもしくは係数を受信し、２Ｄチャネル効果を使用して本データを一掃し、次いで、［Ｒ］が［Ｔ］に類似するが、種々の残存通信障害により同一ではない場合がある、Ｎ・Ｎ受信行列［Ｒ］の中へ一掃されたデータをマップする。
【０２１５】
いくつかの実施形態では、次いで、マイクロプロセッサ制御型受信機は、元の伝送プロセスを逆に模倣する一連のステップとして、伝送プロセスを逆転させることができる。Ｎ・Ｎ受信行列［Ｒ］は、最初に、逆復号行列［ＵＨ］によって復号され、［ＢＲ］＝（［ＵＨ］＊［Ｒ］）である、ここでは［ＢＲ］と呼ばれる、元の置換行列［Ｂ］の近似バージョンを生成する。
【０２１６】
次いで、受信機は、例えば、Ｎ・Ｎ［ＢＲ］行列の要素に逆モジュラー演算または逆クロック演算を行うことによって、周期的時間偏移および周期的周波数偏移波形（もしくはトーン）からデータをバックアウトするように逆クロック演算を行い、Ｎ・Ｎ［ＢＲ］行列の各要素ｂＲについて、
【化４】
2020025361.tif 000006
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。
【０２１７】
いくつかの実施形態では、次いで、受信機プロセッサ（１０４ｐ）はさらに、（例えば）元の逆フーリエ変換行列（ＩＤＦＴ）のＮ・Ｎ離散フーリエ変換行列ＤＦＴを使用して［Ａ］行列を分析することによって、［ＡＲ］行列から元のデータ記号ｄの少なくとも近似値を抽出することができる。
【０２１８】
ここで、各受信された記号ｄＲに関して、ｄＲは、［ＤＲ］＝ＤＦＴ＊ＡＲ、または代替として、［ＤＲ］＝ＤＦＴ＊Ｐ−１（［ＵＨ］＊［Ｒ］）である、Ｎ・Ｎ受信データ行列［ＤＲ］の要素である。
【０２１９】
したがって、元のＮ２総和記号加重周期的時間偏移および周期的周波数偏移波形は、ＯＴＦＳパイロット波形バーストとともに、伝送機ＯＴＦＳグリッドに従って伝送される。伝送中に、全ての波形バーストは、以前に説明されたような種々のデータチャネル障害を受ける。受信機は、受信機ビン構造に従って種々のＯＴＦＳ波形バーストを受信し、データチャネルの２Ｄチャネル状態を判定するためにＯＴＦＳパイロット波形バーストを使用する。次いで、受信機は、受信されたＯＴＦＳデータバーストをさらに一掃する（逆畳み込みする）ために本２Ｄチャネル状態を使用し、次いで、受信機Ｎ・Ｎ受信行列［Ｒ］の中へ戻して逆畳み込みＯＴＦＳデータバーストをマップすることができる。
【０２２０】
代替として、いくつかの実施形態では、これらの「トーン」は、ＯＦＤＭ副搬送波等の狭帯域副搬送波であってもよい。例えば、Ｎ×Ｍデータ行列が、Ｎ個の時間周期にわたってＭ個の狭帯域副搬送波を経由して伝送されることができるように、代替的符号化および復号方式が使用されてもよい。
【０２２１】
いったんこれが起こると、受信機プロセッサおよびメモリは、受信されたＯＴＦＳ記号から元のデータをバックアウトするプロセスを完了するために、対応する復号行列ＵＨ（［ＵＨ］とも表される）を使用することができる。ここで、受信機（例えば、受信機のマイクロプロセッサおよび関連ソフトウェア）は、１つまたはそれを上回る最初に伝送されたＮ・Ｎ記号行列［Ｄ］（もしくはこれらの伝送された記号の少なくとも近似値）の中の種々の伝送された記号「ｄ」を再構築するために、本復号行列［ＵＨ］を使用することができる。
【図１Ａ】
2020025361.tif 000007
【図１Ｂ】
2020025361.tif 000008
【図１Ｃ】
2020025361.tif 000009
【図１Ｄ】
2020025361.tif 000010
【図２Ａ】
2020025361.tif 000011
【図２Ｂ】
2020025361.tif 000012
【図２Ｃ】
2020025361.tif 000013
【図３Ａ】
2020025361.tif 000014
【図３Ｂ】
2020025361.tif 000015
【図３Ｃ】
2020025361.tif 000016
【図４】
2020025361.tif 000017
【図５】
2020025361.tif 000018
【図６】
2020025361.tif 000019
【図７】
2020025361.tif 000020
【外国語明細書】
2020025361000001.pdf