(57)【要約】      （修正有）【課題】時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおいて送信のためにデータを処理を提供する。【解決手段】順方向リンクの周波数応答は、端末からの逆方向リンク送信（例えば、パイロット）に基づいて基地局において推定される。順方向リンク上へのデータ送信の前に、端末により送信されたパイロットに基づいて逆伝達関数を決定し、較正関数を用いて逆伝達関数を「較正」し、順方向伝達関数の推定値を得、順方向伝達関数から導びかれた重みに基づいて変調記号をあらかじめ調整する。他の形態において、端末は、順方向リンクの「品質」を推定し、この情報を基地局に供給する。次に、基地局は、送信されたデータが所望のレベルの性能で端末により受信できるように、この情報を用いて送信前にデータを適切に符号化し変調する。【選択図】図２
2010093822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を具備する、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおいて、無線通信リンクで送信器装置から受信器装置へデータを送信するための方法：
前記通信リンクを介して、前記受信器装置から第１の送信を受信する；
前記受信した第１の送信に基づいて前記通信リンクの特性を推定する；
１つ以上の符号化および変調スキームに基づいて前記データを符号化および変調し、変調記号を供給する；
少なくとも一部、前記通信リンクの前記推定された特性から得られた重みに基づいて前記変調記号をあらかじめ調整する；および
前記通信リンクを介して前記送信器装置から前記受信器装置へ前記あらかじめ調整された変調記号を送信する。
【請求項２】
前記送信器装置から前記受信器装置へのデータ送信のための第１の伝達関数と前記受信器装置から前記送信器装置へのデータ送信のための第２の伝達関数との間の差を示す較正関数を導くことをさらに具備し、
前記重みは、さらに前記較正関数に基づいて得られる、請求項１の方法。
【請求項３】
前記第１の伝達関数は前記受信器装置において導かれ、前記送信器装置に供給される、請求項２の方法。
【請求項４】
前記通信リンクを介して前記送信器装置から前記受信器装置にパイロットリファレンスを送信することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項５】
前記ＴＤＤ通信システムは直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を実施し、前記通信リンクは、複数の周波数サブチャネルを具備する、請求項１の方法。
【請求項６】
前記ＴＤＤ通信システムは複数入力−複数出力（ＭＩＭＯ）を実施し、前記通信リンクは複数の空間サブチャネルを具備する、請求項１の方法。
【請求項７】
前記ＴＤＤ通信システムはさらにＯＦＤＭを実施する、請求項６の方法。
【請求項８】
前記通信リンクは複数の伝搬経路を具備し、各伝搬経路は、前記送信器装置における特定のアンテナと前記受信器装置における特定のアンテナとの間の経路に対応する、請求項１の方法。
【請求項９】
前記通信リンクの前記推定された特性は、前記データを前記受信器装置に送信するために使用される前記伝搬経路の周波数応答に関連する、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記受信器装置からの前記第１の送信はパイロットリファレンスである、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記受信器装置からの前記第１の送信はすべての周波数サブチャネルで送信されたパイロットリファレンスである、請求項５の方法。
【請求項１２】
前記受信器装置からの前記第１の送信は、前記周波数サブチャネルの一部で送信されたパイロットリファレンスである、請求項５の方法。
【請求項１３】
前記受信器装置からの前記第１の送信は、前記受信器装置におけるすべてのアンテナから送信されたパイロットリファレンスである、請求項６の方法。
【請求項１４】
前記受信器装置からの前記第１の送信は、各特定のタイムスロットにおいて、前記受信器装置におけるすべてのアンテナの一部から送信されたパイロットリファレンスである、請求項６の方法。
【請求項１５】
前記受信器装置からの前記第１の送信は、前記受信器装置における１つ以上のアンテナから送信されたパイロットリファレンスであり、前記パイロットリファレンスは、前記１つ以上のアンテナの各々のための異なる符号チャネル上に送信される、請求項６の方法。
【請求項１６】
前記通信リンクの品質の表示を受信することをさらに具備し、
前記１つ以上の符号化および変調スキームは前記通信リンク品質の前記受信された表示に基づいて選択される、請求項１の方法。
【請求項１７】
前記データは、複数のデータストリームを介して送信され、各データストリームは、それぞれの符号化および変調スキームを用いて符号化および変調される、請求項１の方法。
【請求項１８】
前記通信リンク品質は前記受信器装置において推定され、前記送信器装置に供給される、請求項１６の方法。
【請求項１９】
前記通信リンク品質は前記送信器装置において推定される、請求項１６の方法。
【請求項２０】
前記受信された表示は信号対雑音プラス干渉比（ＳＮＲ）を示す、請求項１６の方法。
【請求項２１】
平均ＳＮＲは独立して符号化されおよび変調される各データストリームに対して受信される、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記受信された表示は、独立して符号化されおよび変調された各データストリームに対して使用される特定のレートを示す、請求項１６の方法。
【請求項２３】
前記受信された表示は独立して符号化され変調される各データストリームに対して使用される特定の符号化および変調スキームを示す、請求項１６の方法。
【請求項２４】
下記を具備する、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおいて、無線通信リンクで送信器装置から受信器装置にデータを送信するための方法：
前記送信器装置から前記受信器装置へのデータ送信のための第１の伝達関数と、前記受信器装置から前記送信器装置へのデータ送信のための第２の伝達関数との間の差を示す較正関数を導く；
前記通信リンクを介して前記受信器装置から第１の送信を受信する；
前記受信した第１の送信に基づいて前記通信リンクの特性を推定する；
１つ以上の符号化および変調スキームに基づいて前記データを符号化し変調し、変調記号を供給する；
前記通信リンクの前記推定された特性から導かれた重みおよび前記較正関数に基づいて変調記号をあらかじめ調整する；および
前記通信リンクを介して前記送信器装置から前記受信器装置に、前記あらかじめ調整された変調記号を送信する。
【請求項２５】
前記ＴＤＤ通信システムは、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）および直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を実施する、請求項２４の方法。
【請求項２６】
下記を具備する、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける送信器装置：
通信リンクを介して受信器装置から第１の送信を受信し、前記受信された第１の送信に基づいて前記通信リンクの特性を推定するように動作する受信器プロセッサ；
１つ以上の符号化および変調スキームに基づいてデータを符号化および変調し、変調記号を供給するように動作する送信データプロセッサ；
少なくとも一部、前記通信リンクの前記推定された特性から得られた重みに基づいて前記変調記号を受信し、あらかじめ調整するように動作する送信チャネルプロセッサ；および
前記通信リンクを介して前記あらかじめ調整された変調記号を受信し、調整し、前記受信器装置に送信するように動作する変調器。
【請求項２７】
前記データを符号化し変調するために使用される前記１つ以上の符号化および変調スキームを示す第１の制御および前記変調記号をあらかじめ調整するために使用される前記重みを示す第２の制御を供給するように動作するコントローラをさらに具備する、請求項２６の送信器装置。
【請求項２８】
前記コントローラは、さらに、前記送信器装置から前記受信器装置へのデータ送信のための第１の伝達関数と、前記受信器装置から前記送信器装置へのデータ送信のための第２の伝達関数との間の差を示す較正関数を導くように動作し、前記重みは、さらに前記較正関数に基づいて得られる、請求項２７の送信器装置。
【請求項２９】
前記送信データプロセッサは、さらに、前記通信リンクを介して前記受信器装置への送信のためのパイロットデータを処理するように動作する、請求項２６の送信器装置。
【請求項３０】
下記を具備する、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける受信器装置：
各アンテナが１つ以上の通信リンクを介して、送信器装置から送信された１つ以上の変調された信号を受信するように構成された、１つ以上のアンテナ；
各フロントエンドユニットが関連するアンテナからの信号を処理し、受信された変調記号のそれぞれのストリームを供給するように動作する１つ以上のフロントエンドユニット；
前記受信された変調記号の１つ以上のストリームを受信し処理し前記通信リンクの推定された特性を供給し、さらに、少なくとも一部前記通信リンクの推定された特性に基づいて前記受信された変調記号をさらに処理し、再生された変調記号の１つ以上のストリームを供給するように動作する空間プロセッサ；および
前記再生された変調記号の１つ以上のストリームを受信して復号し、１つ以上の復号されたデータストリームを供給するように動作する受信データプロセッサ。
【請求項３１】
前記再生された変調記号に基づいて前記通信リンクの前記品質を推定するように動作するチャネル状態情報（ＣＳＩ）プロセッサ；および
前記受信器装置から前記送信器装置への送信のために前記推定された通信リンク品質を受信し処理するように動作する送信データプロセッサ；
をさらに具備する、請求項３０の受信器装置。
【請求項３２】
前記受信器装置から前記送信器装置への送信のためにパイロットデータを処理するように動作する送信プロセッサをさらに具備する、請求項３０の受信器装置。
【請求項３３】
前記送信プロセッサは、さらに、前記受信器装置から前記送信器装置への前記通信リンクの前記推定された特性を送信するように動作する、請求項３２の受信器装置。
【請求項３４】
前記空間プロセッサは、前記通信リンクの前記推定された特性を示すチャネル応答マトリクスに基づいて前記受信された変調記号を整合フィルタリングし、前記整合フィルタリングした変調記号を固有ベクトルマトリクスと乗算し、前記再生された変調記号を供給するように動作する、請求項３０の受信器装置。
【請求項３５】
前記１つ以上の変調された信号は、
１つ以上の符号化および変調スキームに基づいて前記データを符号化しおよび変調し変調記号を供給し、
前記送信器装置において得られた前記通信リンクの推定された特性から得られた重みに基づいて前記変調記号をあらかじめ調整し、および
前記あらかじめ調整された変調記号を処理し、前記送信器装置における各アンテナに対して１つの変調された信号の割合で、１つ以上の変調された信号を供給する、
ことにより、前記送信器装置において発生される、請求項３０の受信器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般にデータ通信に関し、特に時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける送信のためにデータを処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
音声、データ等のような種々の種類の通信に対して増大された通信容量を供給するために、マルチチャネル通信システムがしばしば配備される。そのようなマルチチャネルシステムは複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システム、直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）システム、ＯＦＤＭシステムを利用するＭＩＭＯシステム、またはその他の種類のシステムであり得る。ＭＩＭＯシステムは、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナを採用し、空間多重化を利用して、多数の空間サブチャネルをサポートする。サブチャネルの各々は、データを送信するために使用することができる。ＯＦＤＭシステムは効果的に動作周波数帯域を多数の周波数サブチャネル（周波数ビン(bins)またはサブバンド）に分割する。これらの周波数サブチャネルの各々はデータを変調することができるそれぞれのサブキャリアに関連している。従って、マルチチャネル通信システムは、各々がＭＩＭＯシステムにおける空間サブチャネル、ＯＦＤＭシステムにおける周波数サブチャネル、または、ＯＦＤＭを利用するＭＩＭＯシステムにおける周波数サブチャネルの空間サブチャネルに相当することができる、多数の「送信」チャネルをサポートする。
【０００３】
マルチチャネル通信システムの送信チャネルは一般に（例えば、異なるフェージングおよびマルチパス効果により）異なるリンク条件に直面し、異なる信号対雑音プラス干渉比（ＳＮＲｓ）を得る可能性がある。従って、特定のレベルの性能のための送信チャネルによりサポートすることができる送信容量（すなわち、情報ビットレート）は、チャネル毎に異なる可能性がある。さらに、リンク条件は一般に時間に対して変化する。この結果、送信チャネルによりサポートされるビットレートも時間とともに変化する。
【０００４】
時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムは、同じ周波数帯域を介して順方向リンクおよび逆方向リンク上にデータを送信する。順方向リンクは、基地局から端末への送信に言及し、逆方向リンクは、端末から基地局への送信に言及する。ＴＤＤシステムにおいて、送信時間は、タイムスロットに分割され、タイムスロットのいくつかが順方向リンク送信のために割当てられ、残りのタイムスロットが逆方向リンク送信のために割当てられる。順方向リンクおよび逆方向リンクは同じ周波数帯域を共有するので、逆方向リンクの特性を測定することにより、順方向リンクの特性を測定することができ、逆も同様である。順方向および逆方向リンク伝搬の相互依存特性は、通信リンクをより容易に特徴づけるために使用することができる。
【０００５】
上述のことを考えると、（１）ＴＤＤ通信システムにおいて、順方向リンクおよび逆方向リンクの相互交換特性を利用すること、および（２）高性能を得るために異なる容量を有する複数の送信チャネル上への送信のためにデータを処理するために使用することができる技術が非常に望まれている。
【発明の概要】
【０００６】
この発明の観点は、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおいて、送信のためにデータを処理する種々の技術を提供する。一形態において、順方向リンクの周波数応答は、端末からの逆方向リンク送信（例えば、パイロットリファレンス）に基づいて基地局において推定される。最初に基地局から端末への順方向リンクの総合伝達関数Ｈf（ω）および端末から基地局への相互交換逆方向リンク上の逆方向リンク送信の総合伝達関数Ｈr（ω）は、順方向伝達関数と逆方向伝達関数との間の差を記述する較正関数を導くために使用される。順方向リンク上でのデータ送信の前に、基地局は端末により送信されたパイロットリファレンスに基づいて逆方向伝達関数を決定する。次に、基地局は較正関数を用いて逆方向伝達関数を「較正」し、順方向伝達関数の推定値を得る。次に、順方向伝達関数の推定値を用いて、端末に送信する前に変調記号をあらかじめ調整する。
【０００７】
他の形態において、端末は、順方向リンクの「品質」を推定し、この情報を基地局に供給する。順方向リンク品質は、信号対雑音プラス干渉比（ＳＮＲ）、雑音プラス干渉またはその他の尺度により定量化してもよい。順方向リンク品質は、順方向リンク上に送信されるパイロットリファレンス、パケットデータ、またはその他の信号に基づいて、端末において、推定してもよい。従って、順方向リンク品質推定値は、特定の形式で表され、基地局に送られる。送信されたデータが所望のレベルの性能で端末により受信できるように、基地局はこの情報を用いて送信前にデータを正しく符号化し変調する。
【０００８】
ここに記載される技術は順方向リンクおよび逆方向リンク上でのデータ送信のために適用してもよい。この発明は、以下にさらに記載するように、この発明の種々の観点、実施の形態、および特徴を実施する方法、システム、および装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、この発明の種々の観点および実施の形態を実施することができる時分割（ＴＤＤ）通信システムの図である。
【図２】図２は較正関数を導びくため、および送信前に変調記号をあらかじめ調整するためのプロセスの実施の形態のフロー図である。
【図３Ａ】図３ＡはＭＩＭＯおよびＯＦＤＭを利用し、この発明の実施の形態に従ってデータを処理することができる、基地局内の特定の設計の送信器装置のブロックを示す。
【図３Ｂ】図３ＢはＭＩＭＯおよびＯＦＤＭを利用し、この発明の実施の形態に従ってデータを処理することができる、基地局内の特定の設計の送信器装置のブロックを示す。
【図４】図４は、この発明の実施の形態に従ってデータを受信することができる、特定の設計の受信器装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の特徴、性質、および利点は、同一部に同符号を付した図面とともに以下に述べる詳細な記載からより明らかになるであろう。
【００１１】
図１は、この発明の種々の観点および実施の形態を実施することができる時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システム１００の図である。システム１００は無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはその他の種類のシステムであってもよく、１つ以上の端末１５０（簡単のために１つの端末のみが示されている）と通信する基地局１１０を含む。システム１００は同じ周波数帯域を介して時分割多重の方法で順方向リンクおよび逆方向リンク上にデータを送信する。ＴＤＤシステムの場合、送信時間は、タイムスロットに分割され、タイムスロットのいくつかは、順方向リンク送信のために割当てられ、残りのタイムスロットは逆方向リンク送信のために割当てられる。例えば、順方向リンクおよび逆方向リンクは、タイムスロットを交互に入れ替えて割当てても良い。
【００１２】
ここに記載した技術は順方向リンクおよび逆方向リンク上のデータ送信のために適用してもよい。しかしながら、簡単のために、この発明の種々の観点および実施の形態は特に順方向リンク送信に対して以下に記載する。
【００１３】
システム１００は、順方向リンクおよび逆方向リンクの各々上の１つ以上の送信チャネルをサポートし、利用可能な送信チャネルのいくつかまたはすべては、いつでもデータ送信のために使用してもよい。順方向リンク上の送信チャネルの数は、逆方向リンク上の送信チャネルの数に等しい必要はない。複数の送信チャネルは、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）、直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）、ＯＦＤＭと組み合わされたＭＩＭＯ、またはその他の構成を介して供給してもよい。システム１００はまた、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）またはその他の多重アクセス技術を実施してもよい。多重アクセス技術は、多数の端末との同時通信をサポートするために使用することができる。
【００１４】
ＭＩＭＯシステムは、データ送信のための複数の（ＮＴ）の送信アンテナおよび複数（ＮＲ）の受信アンテナを採用する。ＮＴ送信アンテナおよびＮＲ受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネルは、Ｎｃ≦ｍｉｎ｛ＮＴ、ＮＲ｝の場合にＮＣの独立したチャネルに分解してもよい。ＮＣの独立したチャネルの各々はまたＭＩＭＯチャネルの空間サブチャネルとも呼ばれある次元に相当する。
【００１５】
ＯＦＤＭシステムは、動作周波数帯域を、多数（ＮＦ）の周波数サブチャネル（すなわち、周波数ビンまたはサブバンド）に分割する。各タイムスロットにおいて、変調記号は、ＮＦ周波数サブチャネルの各々上に送信してもよい。各タイムスロットは、周波数サブチャネルの帯域幅に依存してもよい特定の時間間隔に相当する。
【００１６】
システム１００は、順方向リンクおよび逆方向リンクの各々上の１つ以上の送信チャネルを介してデータを送信するように動作してもよい。ＭＩＭＯが採用されるが、ＯＦＤＭが採用されないなら、各周波数サブチャネルに対して一般的にただひとつの周波数サブチャネルがあり、各周波数サブチャネルは送信チャネルと呼んでもよい。そして、ＭＩＭＯおよびＯＦＤＭの両方が採用されるなら、各周波数サブチャネルの各空間サブチャネルは、送信チャネルと呼んでもよい。
【００１７】
ここに記載された技術は１つ以上の送信チャネルを採用するＴＤＤシステムに適用してもよい。ここに記載した発明技術を実施するためにＭＩＭＯもＯＦＤＭも必要ないけれども、簡単のために、ＴＤＤシステムがＭＩＭＯおよびＯＦＤＭを採用する種々の観点が以下に記載される。
【００１８】
図１に示すように、スペクトル効率を増加させ、性能を改良し、柔軟性を強化するために、システム１００は、アンテナ、周波数、および時間的ダイバーシティを採用するように動作してもよい。一形態において、基地局１１０は、基地局と端末との間の通信リンクの特性を推定し、推定されたリンク特性を示すチャネル状態情報（ＣＳＩ）を得るように動作することができる。従って、基地局１１０は、基地局において得られるＣＳＩおよび／または（例えば、端末から）基地局に供給されたＣＳＩに基づいて端末１５０に送信する前にデータの処理（例えば、符号化、変調、およびあらかじめ調整する）を調節するように動作することができる。
【００１９】
基地局１１０において、データソース１１２はパケットデータ（すなわち、情報ビット）を送信（ＴＸ）データプロセッサ１１４に供給する。送信データプロセッサ１１４は、（１）特定の符号化スキームに従ってパケットデータを符号化し、（２）特定のインターリービングスキーム(interleaving scheme)に基づいて符号化されたデータをインターリーブ（順序づける）し、（３）（符号分割多重化が使用されているなら）それぞれの符号チャネル上のインターリーブされたデータおよびパイロットデータをチャネル化し、および（４）データ送信のために使用される１つ以上の送信チャネルのために、チャネル化されたパケットデータおよびパイロットデータを変調記号にマッピングする。符号化は、データ送信の信頼性を増加させる。インターリービングは符号化されたビットのための時間ダイバーシティを供給し、データ送信のために使用される送信チャネルに対して、平均信号対雑音プラス干渉比（ＳＮＲ）に基づいてデータが送信されることを可能にし、フェージングに対処し、そしてさらに、各変調記号を形成するために使用される符号化されたビット間の相関を除去する。インターリービングはさらに、符号化されたビットが複数の周波数サブチャネルで送信されるなら、周波数ダイバーシティを供給する。チャネル化は、パケットデータとパイロットデータを端末において分離することを可能にする。
【００２０】
一形態において、符号化、インターリービング、および記号マッピング（またはそれらのいずれかの組合せ）は、図１に示す基地局１１０に利用可能なＣＳＩに基づいて実行してもよい。基地局における符号化、インターリービング、および記号マッピングは、多数のスキームに基づいて実行してもよい。それらのいくつかを以下にさらに詳細に記載する。
【００２１】
ＴＸチャネルプロセッサ１２０は、ＴＸデータプロセッサ１１４からの変調記号を受信し、逆多重化し、さらに以下に記載するように変調記号をあらかじめ調整する。ＭＩＭＯが採用されるなら、ＴＸチャネルプロセッサ１２０はデータ送信のために使用される各アンテナに対してあらかじめ調整された変調記号のストリームを供給する。ＯＦＤＭが採用されるなら、ＴＸチャネルプロセッサ１２０は、データ送信のために使用される各アンテナに対してあらかじめ調整された変調記号ベクトルのストリームを供給する。すなわち、各タイムスロットに対して１つのベクトルを供給し、各ベクトルは、各周波数サブチャネルに対して１つの変調記号を含む。次に各ストリームは、それぞれの変調器（ＭＯＤ）１２２により受信され、変調され、関連するアンテナ１２４を介して送信される。
【００２２】
端末１５０において、１つ以上のアンテナ１５２は送信された信号を受信し、各アンテナはそれぞれの受信された信号を関連する復調器（ＤＥＭＯＤ）１５４に供給する。各復調器１５４は、変調器１２２において実行された処理と相補的な処理を実行する。次に、すべての復調器１５４からの受信された変調記号は、受信（ＲＸ）チャネルプロセッサ１５６に供給される。受信チャネルプロセッサ１５６は、ＴＸチャネルプロセッサ１２０により実行された処理に対して相補的な受信器処理を実行する。ＲＸチャネルプロセッサ１５６は再生された変調記号をＲＸデータプロセッサ１５８に供給する。ＲＸデータプロセッサ１５８はその記号を処理し、送信されたデータストリームを再生する。ＲＸデータプロセッサ１５８は、ＴＸデータプロセッサ１１４により実行される処理と相補的な処理を実行する。次に、復号されたデータは、データシンク１６０に供給される。基地局１１０による処理および端末１５０を以下にさらに詳細に記載する。
【００２３】
システム１００に利用可能な１つ以上の送信チャネルは一般的に、（例えば、異なるフェージングおよびマルチパス効果により）異なるリンク条件に直面し、異なるＳＮＲを得るかもしれない。従って、送信チャネルの容量はチャネルごとに異なるかもしれない。この容量は、特定のレベルの性能（例えば、特定のビットエラーレート（ＢＥＲ）またはパケットエラーレート（ＰＥＲ））のために各送信チャネル上に送信してもよい情報ビットレート（すなわち、変調記号あたりの情報ビットの数）により定量化してもよい。リンク条件は一般的に時間とともに変化するので、送信されたチャネルに対してサポートされた情報ビットレートも時間とともに変化する。
【００２４】
送信チャネルの容量をより完全に利用するために、順方向リンクを記述しているチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定してもよいし、送信されたビットレートが送信チャネルの送信容量に一致するようにデータを処理（例えば、符号化、変調およびあらかじめの調整）するために使用してもよい。ＣＳＩは、種々の種類の情報を含んでもよく、種々の形態で得るようにおよび／または供給してもよい。そのいくつかを以下に記載する。
【００２５】
１つの種類のＣＳＩは順方向リンクの「品質」に関連する。この品質は、以下に記載するように、それぞれの送信チャネルのＳＮＲまたは送信チャネルの各グループの平均ＳＮＲ、チャネルによりサポートされるレートまたは平均レート、チャネルによりサポートされる符号化および変調スキーム、等により定量化してもよい。送信されたデータが所望のレベルの性能（１％ＰＥＲ）を有した端末によって再生できるように、順方向リンク品質を記述する情報は、送信前にデータを正しく符号化し変調するために使用してもよい。順方向リンク品質の推定と使用は以下にさらに詳細に記載される。
【００２６】
他の種類のＣＳＩは順方向リンクの「応答」に関連する。この応答は、データ送信のために使用される各送受信対間の伝搬経路のための全体の動作周波数帯域にわたる振幅と位相により定量化してもよい。順方向リンク応答を記述する情報は、性能を改良することができる空間サブチャネルを直交化するために送信前に変調記号をあらかじめ調整するために使用してもよい。順方向リンク応答の特徴づけおよび変調記号をあらかじめ調整することも以下にさらに詳細に記載する。
【００２７】
順方向リンクを特徴づけるため、および順方向リンク品質を推定するために種々の種類の送信を使用してもよい。例えば、パイロットデータ（すなわち、オールゼロの系列のような周知のパターンのデータ）、パケットデータ、シグナリング、および恐らく他の種類の送信を使用してもよい。簡単のために、順方向リンクの特徴づけと順方向リンクの品質の推定を含む、この発明の種々の観点と実施の形態は、パイロットリファレンスの使用に基づいて以下に記載される。
【００２８】
順方向リンク応答の特徴づけ
ＴＤＤ通信システムの場合、順方向リンクおよび逆方向リンクの両方に対して単一の周波数帯域が使用され、順方向リンクおよび逆方向リンクのための伝搬経路は、相互交換性がある。この場合、通信リンク内の時変(time-variant)変化が、リンクが推定される時間と推定値が使用される時間との間の差に対して遅いなら、順方向リンクの特性は逆方向リンクの測定に基づいて推定してもよい。例えば、順方向リンクと逆方向リンクに交互のタイムスロットが割当てられるなら、リンクが特徴づけられるタイムスロットと、リンクの特徴づけがデータ送信のために適用されるタイムスロットとの間で、通信リンクが感知できるほどに変化しないように、タイムスロットは十分短くなければならない。
【００２９】
この発明の観点に従って、順方向リンクの応答は、端末からの逆方向リンクの送信に基づいて基地局において、推定される。基地局から端末への順方向リンク送信の総合伝達関数Ｈf（ω）および端末から基地局への相互互換逆方向リンク上の逆方向リンク送信の総合伝達関数r（ω）は、以下のように表しても良い。
【００３０】
Ｈf（ω）＝Ｔf（ω）Ｃ（ω）Ｒf（ω）および                            式（１）
Ｈr（ω）＝Ｔr（ω）Ｃ（ω）Ｒr（ω）
但し、Ｔf（ω）は、順方向リンク送信のための基地局における総計処理のための伝達関数（例えば、図１の基地局１１０内のＴＸチャネルプロセッサ１２０および変調器１２２のための伝達関数）である；
Ｒf（ω）は、順方向リンク送信のための端末における総計処理のための伝達関数（例えば、図１の端末１５０内の復調器１５４およびＲＸチャネルプロセッサ１５６のための伝達関数）である；
Ｃ（ω）は、（例えば、特定の伝搬経路または送受信アンテナ対のための）チャネル周波数応答である；
Ｔr（ω）は、逆方向リンク送信のための端末における総計処理のための伝達関数（例えば、図１の端末１５０内のＴＸチャネルプロセッサ１６２および変調器１５４のための伝達関数）である；および
Ｒr（ω）は、逆方向リンク送信のための基地局における総計処理のための伝達関数（例えば、図１の基地局１１０内の復調器１２２およびＲＸチャネルプロセッサ１３２のための伝達関数）である。
【００３１】
Ｈr（ω）は、端末から逆方向リンク上に送信されたパイロットリファレンスに基づいて基地局において、決定してもよい。同様に、Ｈf（ω）は、基地局から順方向リンク上に送信されたパイロットリファレンスに基づいて端末において決定してもよく、その次に基地局に送信してもよい。
【００３２】
上述したように、ＴＤＤシステムのための順方向リンクおよび逆方向リンクは一般に相互交換性がある。従って、順方向リンク送信のための基地局と端末における信号処理（例えば、フィルタリング）が、逆方向リンク送信のための端末と基地局における信号処理と同一なら、推定および不完全な較正により生じた誤差を除いて、基地局と端末の両方は同一の伝達関数を測定することができる（すなわち、Ｈf（ω）＝Ｈr（ω））。しかしながら、実用的な実施において、順方向伝達関数Ｈf（ω）は、逆方向伝達関数Ｈr（ω）に同一でないかもしれない。これは、例えば、順方向リンク送信および逆方向リンク送信に対して、基地局と端末において、異なる信号処理エレメントが使用されることによるかもしれない。例えば、順方向リンク送信のための送受信フィルタのための周波数応答は、逆方向リンク送信のための送受信フィルタの周波数応答と異なるかもしれない。
【００３３】
この発明の１つの観点に従って、順方向および逆方向リンク送信のための順方向および逆方向伝達関数間の差が決定され、基地局において、順方向伝達関数をより正確に推定するために使用される。これにより性能を改良することができる。最初に、基地局は、端末により送信されたパイロットリファレンスに基づいて、逆方向伝達関数、Ｈr（ω）を決定する。端末は、また基地局により送信されたパイロットリファレンスに基づいて順方向伝達関数Ｈf（ω）を決定する。次に、端末は、順方向伝達関数Ｈf（ω）を示す情報を基地局に戻し、基地局は、この情報を用いて較正を実行する。基地局および端末における信号処理は、通信セッションの間、一般的に感知できるほどに変化しないので、Ｈf（ω）はセッションの開始時に報告してもよいし、必要に応じてその後に更新してもよい。
【００３４】
従って、以下のようにして、順方向伝達関数および逆方向伝達関数に基づいて較正関数、ａ（ω）を導いてもよい。
【数１】
2010093822.tif 000003
【００３５】
式（２）において、逆方向伝達関数Ｈr（ω）にはゼロは無いと仮定されるので、ゼロによる除算は行なわれない。較正関数ａ（ω）は、一般的に周波数の集合に対して、複素値の集合を含む。
【００３６】
ＭＩＭＯが採用されるなら、較正関数は、特定の伝搬経路（すなわち、特定の送受信アンテナ対）上に送信されたパイロットに基づいて導いてもよい。ＯＦＤＭが採用されるなら、較正関数は、すべてのまたは一部のＮF周波数サブチャネル上に送信されたパイロットに基づいて導いてもよい。この場合、較正関数ａ（ｋ）は、周波数サブチャネルのインデックスである、ｋの関数として表しても良く、一般的には、ＮFの周波数サブチャネルに対してＮFの複素値を含むであろう。
【００３７】
基地局および端末における信号処理は、周波数の関数であってよく、較正関数は一般的に各伝搬経路（すなわち、各送受信アンテナ対）に対して導かれる。伝搬経路のための較正関数（ｉ、ｊ、ｋ）（すなわち、ｉ番目の端末アンテナからｊ番目の基地局アンテナへのｋ番目の周波数サブチャネルのための経路）は以下のように表してもよい。
【数２】
2010093822.tif 000004
【００３８】
例えば、２つの送信アンテナと２つの受信アンテナがあるなら、４つの送受信アンテナ対の各々に対して１つの割合で４つの較正関数を導いてもよい。
【００３９】
基地局から端末へのデータ送信の前に、逆方向リンク上に送信されたパイロットリファレンスに基づいて、順方向リンク応答を基地局において特徴づけてもよい。一実施形態において、順方向リンク応答の特徴づけは、各周波数サブチャネル（すなわち各伝搬経路）の各送受信アンテナ対の応答を推定することを伴う。伝搬経路（ｉ，ｊ，ｋ）のための逆方向伝達関数ｈr（ｉ，ｊ，ｋ）は以下のように表しても良い。
【００４０】
ｈr（ｉ，ｊ，ｋ）＝Ｔr（ｉ，ｋ）・ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）・Ｒｒ（ｊ，ｋ）
この逆方向伝達関数ｈr（ｉ，ｊ，ｋ）は、伝搬経路（ｉ，ｊ，ｋ）上に送信されたパイロットリファレンスを処理し測定することにより導いても良い。
【００４１】
次に、基地局は、以下のように、較正係数ａ（ｉ，ｊ，ｋと逆方向伝達関数ｈr（ｉ，ｊ，ｋ）を乗算することにより伝搬経路（ｉ，ｊ，ｋ）のための順方向伝達関数ｈf（ｉ、ｊ、ｋ）を推定することができる。
【数３】
2010093822.tif 000005
【００４２】
次に、すべての伝搬経路のための順方向伝達関数ｈf（ｉ，ｊ，ｋ）を用いて１つ以上のチャネル応答マトリクスＨf（ｋ）を形成してもよい。一般的に、各周波数サブチャネルに対して１つのチャネル応答測定基準Ｈf（ｋ）が形成される。各チャネル応答マトリクスＨf（ｋ）は、順方向伝達関数ｈf（ｉ，ｊ，ｋ）のＮT×ＮRマトリクスから構成される。但し、ｋ番目の周波数サブチャネルのためのＮT・ＮR送受信アンテナ対に対して、１≦ｉ≦ＮRおよび１≦ｊ≦ＮTである。次に、各チャネル応答マトリクスＨf（ｋ）を用いて重みを得てもよい。次に、この重みは、以下に記載するように、ｋ番目の周波数サブチャネルのための変調記号をあらかじめ調整するために使用される。
【００４３】
各周波数サブチャネルに対して、共役転置
【数４】
2010093822.tif 000006
【００４４】
とチャネル応答マトリクスＨfの積により形成されるエルミート行列の固有ベクトル分解は以下のように表すことができる。
【数５】
2010093822.tif 000007
【００４５】
但し、Ｅは固有ベクトルマトリクスであり、Λは、両方の次元がＮT×ＮTである固有値の直交マトリクスであり、記号「Ｈ」は共役転置を示す。基地局は、以下のようにして、固有ベクトルマトリクスＥを用いて、各タイムスロットに対して、Ｎc変調記号
【数６】
2010093822.tif 000008
【００４６】
のベクトルをあらかじめ調整する。
【数７】
2010093822.tif 000009
【００４７】
式（５）におけるあらかじめの調整は、以下のようにより完全に表すことができる。
【数８】
2010093822.tif 000010
【００４８】
但し、
【数９】
2010093822.tif 000011
【００４９】
は、それぞれ空間サブチャネル１，２，．．．Ｎcのための変調記号であり、但し、Ｎc≦min{ＮT,ＮR}である。
【００５０】
ｅi,jは、固有ベクトルマトリクスＥのエレメントであり、基地局アンテナから端末アンテナへの送信特性を記述している。および
【数１０】
2010093822.tif 000012
【００５１】
は、あらかじめ調整する変調記号であり、以下のように表すことができる。
【数１１】
2010093822.tif 000013
【数１２】
2010093822.tif 000014
【００５２】
はエルミートなので、固有ベクトルマトリクスＥはユニタリである。従って、ベクトル
【数１３】
2010093822.tif 000015
【００５３】
が等しいパワー(power)を有するなら、ベクトル
【数１４】
2010093822.tif 000016
【００５４】
（すなわち、あらかじめ調整された変調記号）のエレメントもまた同じパワーを有する。
【００５５】
式（５）および（６）に示すように、各周波数サブチャネルに対して、各タイムスロットにおけるＮCの変調記号はあらかじめ調整され、ＮTのあらかじめ調整された変調記号を発生する。あらかじめの調整は、Ｎcの空間サブチャネル上に送信された変調記号ストリームを直交化し、性能を改良することができる
図２は、この発明の一実施形態に従って、順方向リンクに送信する前に較正関数を導くためおよび変調記号をあらかじめ調整するためのプロセスのフロー図である。最初に、（例えば、基地局および端末との間の通信セッションの開始において）、ステップ２１２において、端末は順方向伝達関数Ｈf(ω）を測定し、基地局に送信して戻す。基地局は、また、ステップ２１４において逆方向伝達関数Ｈr（ω）を測定する。次に、ステップ２１６において、式（２）に示すように較正関数ａ（ω）を導くために、順方向伝達関数Ｈf（ω）と逆方向伝達関数Ｈr（ω）が基地局により使用される。ステップ２１２乃至２１６は、基地局から端末への最初のデータ送信前に実行してもよく、また、通信セッションの期間必要に応じてその後に実行してもよい。
【００５６】
次に、ステップ２１８において、端末のためのデータ送信があるか否かの判断がなされる。送信すべきデータが無いなら、プロセスはステップ２１８に戻り（例えば、順方向リンクのための次のタイムスロットまで）待つ。さもなければ、送信すべきデータがあるなら、ステップ２２０において、基地局は逆方向伝達関数Ｈr（ω）を測定する。次に、基地局は、ステップ２２２において、式（３）に示すように、逆方向伝達関数Ｈr（ω）および較正関数ａ（ω）に基づいて、順方向伝達関数Ｈf（ω）を導びく。次に、ステップ２２４において、順方向伝達関数Ｈf（ω）は、端末に送信する前にデータを処理するために使用される。特に、式（４）に示すように、順方向伝達関数Ｈf（ω）は、固有ベクトルマトリクスＥを得るために使用され、次に、式（５）および（６）に示すように、固有ベクトルマトリクスＥは、変調記号をあらかじめ調整するために使用される。次に、プロセスは、ステップ２１８に戻り、次のデータ送信（または、次のタイムスロット）を待つ。
【００５７】
受信器処理
端末において、受信した信号は以下のようにあらわしても良い。
【数１５】
2010093822.tif 000017
【００５８】
但し、
【数１６】
2010093822.tif 000018
【００５９】
はチャネル雑音である。
【００６０】
送信された変調記号を再生するために、端末は最初にチャネル整合フィルタ動作(a channel-matched-filter operation)を実行し、次に、右固有ベクトルによる乗算を行なう。チャネル整合フィルタ動作および乗算動作の結果は、ベクトル
【数１７】
2010093822.tif 000019
【００６１】
であり、以下のように表すことができる。
【数１８】
2010093822.tif 000020
【００６２】
但し、
【数１９】
2010093822.tif 000021
【００６３】
は、端末における受信器処理の後の雑音項である。チャネル整合フィルタ動作を実行するために使用される順方向リンクのためのチャネル応答マトリクスＨfは、基地局から送信されたパイロットリファレンスに基づいて端末において決定してもよい。式（８）に示すように、結果として得られるベクトル
【数２０】
2010093822.tif 000022
【００６４】
は、ベクトル
【数２１】
2010093822.tif 000023
【００６５】
の倍率のかけられたバージョン(version)である。ベクトル
【数２２】
2010093822.tif 000024
【００６６】
の倍率のかけられたバージョンは、基地局において、固有ベクトルＥを用いてあらかじめ調整する前に変調記号を含む。ベクトル
【数２３】
2010093822.tif 000025
【００６７】
および
【数２４】
2010093822.tif 000026
【００６８】
との間のスケーリング(scaling)は、マトリクスΛ内の固有値にもとづく。
【００６９】
受信器処理の後の雑音項
【数２５】
2010093822.tif 000027
【００７０】
は以下のように表すことができる共分散を有する。
【数２６】
2010093822.tif 000028
【００７１】
但し、Ｅ｛｝は、期待演算である。式（９）から、端末における受信器処理の後、空間サブチャネルのための雑音成分は、独立であり、分散は、固有値により与えられる。
【数２７】
2010093822.tif 000029
【００７２】
のエレメントが等しいパワーであり、
【数２８】
2010093822.tif 000030
【００７３】
なら、ベクトル
【数２９】
2010093822.tif 000031
【００７４】
のｉ番目の成分のＳＮＲ（すなわち、ｉ番目の空間サブチャネル）はλiであり、固有値のマトリクスΛのｉ番目の直交エレメントである。
【００７５】
パイロット送信スキーム
受信器装置が通信リンクを特徴づけることを可能にするために、送信器装置（例えば、端末）から受信器装置（例えば、基地局）にパイロットリファレンスを送信するために、種々のスキームを用いても良い。通信リンクの正確な特徴づけを行なうことができるように、パイロットリファレンスは、一般的に、送信器装置におけるすべてのまたは一部のアンテナから、十分な数の周波数サブチャネル上に送信される。送信されたパイロットリファレンスは、受信器装置におけるすべてのアンテナにより受信され、リンク応答を特徴づけるために処理される。
【００７６】
使用される特定のパイロット送信スキームは、種々のシステム制約および考察に基づいて選択してもよい。逆方向リンクのために使用される送信スキームは、順方向リンクのために使用される送信スキームと同じでないかもしれない。一例として、順方向リンクは、ＭＩＭＯをサポートできるが、逆方向リンクは、単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）しかサポートできない。この場合、パイロット送信スキームは、この差に対して何らかの対策を取らなければならない。端末から基地局への逆方向リンク上にパイロットリファレンスを送信するためのいくつかのスキームを以下に記載する。
【００７７】
１つのパイロット送信スキームにおいて、端末は、すべてのアンテナからおよび十分な数のサブチャネル上にパイロットリファレンスを連続的に（すなわち、逆方向リンクのために割当てられたすべてのタイムスロットにおいて）送信する。パイロットリファレンスは、他のパケットデータとともに送信してもよい。このスキームの場合、パイロットリファレンスは、いつでもチャネル特徴づけのために基地局に容易に利用可能である。
【００７８】
パイロットリファレンスが、所定のタイムスロットにおいて、特定の周波数サブチャネル（ＯＦＤＭが採用されないなら只ひとつの周波数サブチャネルがあるかもしれない）上に、複数のアンテナから送信されるなら、異なるアンテナ上に送信されたパイロットは互いに直交していなければならない。従って、これは、各アンテナに送信された個々のパイロットリファレンスを基地局が再生することを可能にするであろう。単一キャリアシステムにおいて、直交性は、各アンテナから異なる符号チャネル上にパイロットを送信することにより（例えば、異なるウオルシュコードを用いて各アンテナのためのパイロットデータをカバーすることにより）得てもよい。
【００７９】
ＯＦＤＭが採用されるなら、通信リンクの周波数応答は、すべての周波数サブチャネルの代わりに一部の周波数サブチャネルに対して決定してもよい。例えば、ＮF周波数サブチャネルおよびＮRアンテナが端末において利用可能なら、パイロットリファレンスは、ＮRアンテナの各々のＮF／ＮR周波数サブチャネル上に送信してもよい。各アンテナ上でパイロット送信のために使用されるＮF/ＮR周波数サブチャネルは、周波数応答の正確な推定を行なうことができるように選択される。例えば、パイロットリファレンスは、全体の周波数帯域にわたって間隔が空けられ、ＮRチャネル離れた周波数サブチャネル上に送信してもよい。各アンテナのためのＮF/ＮR周波数サブチャネルは、他のアンテナのそれらに対してずらしてもよい（すなわち、オフセット）。一般に、各アンテナに対してパイロット送信のために選択された周波数サブチャネルの数は、通信リンクのスペクトラムの正確なサンプリングが可能となるように十分でなければならない。周波数領域サンプリングは、少ないパイロット送信を用いて順方向リンク応答を推定可能にする。
【００８０】
他のパイロット送信スキームにおいて、端末は、時分割多重（ＴＤＭ）方法で、パイロットリファレンスをすべてのアンテナからおよびすべてまたは一部の周波数サブチャネル上に送信する。例えば、パイロットリファレンスは、シーケンシャルな方法で（例えば、ラウンドロビンの方法で）各利用可能なタイムスロットにおいて、１つのアンテナからすべてまたは一部の周波数サブチャネル上に、送信してもよい。従って、パイロットリファレンスは特定のタイムスロットにおいてアンテナ１から送信してもよく、次の利用可能なタイムスロットにおいて、アンテナ２から送信してもよい、等々である。多数の他のＴＤＭスキームも、端末からパイロットリファレンスを送信するために使用してもよい。
【００８１】
さらに、他のパイロット送信スキームにおいて、複数の端末は、符号分割多重化（ＣＤＭ）を介して一度にパイロットリファレンスを同時に送信することができる。例えば、端末１は、（すべてのまたは一部のアンテナから）第１のセットの符号チャネル上にパイロットリファレンスを送信してもよく、端末２は、第２のセットの符号チャネル上にパイロットリファレンスを送信してもよい、等々である。符号チャネルは互いに直交するように設計されているので、異なる端末からのパイロットリファレンスは、基地局において個々に再生可能であり、従って、基地局は、端末の各々に対して順方向リンク応答を特徴づけることが可能である。
【００８２】
さらに、他のパイロット送信スキームにおいて、複数の端末は、時分割多重化（ＴＤＭ）を介して一度にパイロットリファレンスを同時に送信することができる。実施において、１つの端末を、なんらかの所定のタイムスロットにおいて、逆方向リンク上にパイロットリファレンスを送信するように指定してもよい。第１の実施形態において、逆方向リンク上のパイロット送信はポーリングのようなスキームを用いて基地局によるスケジュールされる。基地局が特定の端末にデータを送信する必要があるときは、端末はデータ送信前に知らされる。次に、端末は、すべてのまたは一部の周波数サブチャネル上におよびすべてのまたは一部のアンテナからパイロットリファレンスを送信し、基地局がこの端末のための順方向リンクを特徴づけることを可能にする。第２の実施形態において、端末には、パイロット送信のための固定されたタイムスロットが割当てられる。例えば、端末１は、（すべてのまたは一部のアンテナおよびすべてのまたは一部の周波数サブチャネルから）特定のタイムスロットで始まって、ｎ番目のタイムスロット毎にパイロットリファレンスを送信するように割当ててもよいし、端末２は、次に利用可能なタイムスロットで始まって、ｎ番目のタイムスロット毎にパイロットリファレンスを送信するように割当てても良い、等々である。ＴＤＭパイロット送信スキームの場合、順方向リンク上の実際のデータ送信の時間に近づくように順方向リンクを特徴づけることができるように、タイムスロットは端末に割当てられる。このようにして、正確な順方向リンクの特徴づけを得ることができる。
【００８３】
さらに他のパイロット送信スキームにおいて、複数の端末は、周波数分割多重化（ＦＤＭ）を介して一度にパイロットリファレンスを同時に送信することができる。例えば、タイムスロットｎにおいて、端末１は、（すべてのまたは一部のアンテナから）周波数サブチャネル１上にパイロットリファレンスを送信してもよく、端末２は、周波数サブチャネル２上にパイロットリファレンスを送信してもよい、等々である。
【００８４】
上述したように、各端末のための順方向リンク周波数応答は一部の周波数サブチャネルを用いてサンプリングしてもよい。例えば、Ｎxは、ＮF周波数サブチャネル上にパイロットリファレンスを送信するように指定してもよく、各端末に、パイロット送信のためにＮF/Ｎx周波数サブチャネルを割当てるようにしても良い。各端末のためのＮF/Ｎx周波数サブチャネルは、周波数応答の正確な推定が行なえるように選択される。パイロットリファレンスは、全体の周波数帯域にわたって間隔が空けられ、Ｎxチャネル離れた周波数サブチャネル上に送信してもよい。
【００８５】
上述した技術を用いて、基地局は、端末により送信されたパイロットリファレンスに基づいて順方向リンクの応答を特徴づけることができる。この特徴づけは、通信リンク（例えば、ＭＩＭＯチャネル）のための周波数応答の推定値を含む。この情報は、上述したように、空間サブチャネルを直交化するために使用することができる。
【００８６】
その他の実施形態において、順方向リンクは、基地局から送信されたパイロットに基づいて、端末において特徴づけられる。従って、順方向リンクの特徴づけは基地局に送信されて戻され、基地局は、この情報を用いて、順方向リンク送信のためのデータを処理する（例えば、変調記号をあらかじめ調整する）。
【００８７】
順方向リンク品質推定／符号化および変調スキーム
この発明の他の観点に従って、端末は、順方向リンクの「品質」を推定し、この情報を基地局に供給する。順方向リンク品質は、ＳＮＲ、雑音プラス干渉、またはその他の尺度により定量化してもよい。ＳＮＲは、各送信チャネル、各送受信アンテナ対、または、これらの送信チャネルまたはアンテナ対のグループに対して推定してもよい。順方向リンク品質は、パイロットリファレンス、データ、または順方向リンク上に送信されるその他の信号に基づいて推定してもよい。順方向リンク品質推定値は特定の様式で表され、基地局に送られる。送信されたデータが所望のレベルの性能（例えば、１％ＰＥＲ）で端末により受信できるように、基地局はこの情報を用いて送信前にデータを正しく符号化し変調する。
【００８８】
一実施形態において、順方向リンクのために使用されるすべての送信チャネルに対して１つの符号化および変調スキームが使用される。この場合、端末はすべての送信チャネルにわたって平均ＳＮＲを推定することができ、この平均ＳＮＲを基地局に報告する。例えば、端末は、各アンテナ上で受信されたパイロットリファレンスを処理することができ、各伝搬経路のためのＳＮＲを推定することができ、さらに、個々のＳＮＲから平均ＳＮＲを得てもよい。個々のＳＮＲの代わりに、平均ＳＮＲを報告することは、基地局に返信される情報量を大幅に低減することができる。
【００８９】
他の実施形態において、多数のデータストリームを多数のグループの送信チャネル上に送信してもよい。各データストリームは、特定の符号化および変調スキームを用いて独立して処理（すなわち、符号化および変調する）してもよく、あるいは、複数のデータストリームは、共通の符号化および変調スキームを共有してもよい。各チャネルのグループは、いかなる数および種類の送信チャネルを含んでいてもよい。例えば、基地局において、各アンテナに対して１つのグループを定義してもよく、各グループは、関連するアンテナに対してすべての周波数サブチャネルを含む。他の例として、各周波数サブチャネルに対して１つのグループを定義してもよく、各グループは、関連する周波数サブチャネルのためのすべての空間サブチャネルを含む。さらに他の例として、各異なる一部の周波数サブチャネルに対して１つのグループを定義してもよく、各グループは関連する周波数サブチャネルのためのすべての空間サブチャネルを含む。あるいは、各グループは１つの送信チャネルを含んでいても良い。
【００９０】
順方向リンク品質は、種々の形式を介して基地局に報告してもよい。一実施形態において、個々の送信チャネルのためのＳＮＲまたは各チャネルのグループのための平均ＳＮＲを決定して報告してもよい。他の実施の形態において、端末は、推定されたＳＮＲを特定のレート（例えばデータレートインジケータ（ＤＲＩ））にマッピングすることができ、そのレート情報を基地局に返信してもよい。このレートインジケータは、要求されるレベルの性能のために対応するグループの送信チャネル上に送信してもよい最大データレートを示してもよい。さらに他の実施の形態において、端末は、独立して処理される各データストリームに対して基地局により使用される特定の符号化および変調スキームの表示を報告してもよい。さらに、他の実施形態において、すべてのまたは単一の周波数サブチャネルに対する雑音または干渉電力、平均チャネル雑音分散、またはその他の尺度を報告してもよい。種々の他の形式も順方向リンク品質を報告するために使用してもよく、この発明の範囲内である。一般に、端末は、順方向リンク上に送信する前にデータを正しく符号化して変調するために、基地局において使用することができるいかなる種類の情報を報告してもよい。
【００９１】
従って、端末は、送信チャネルの各グループに対して順方向リンク品質を推定することができ、推定された品質を示す情報（例えば、平均ＳＮＲ、レートインジケータ、または、符号化および変調スキームの表示）を報告することができる。各グループのための情報を報告することにより、基地局は、関連するグループの送信チャネルのための受信された情報に基づいて各データストリームを個々におよび独立に符号化および変調することができ、改良された性能を提供することができる。例えば、基地局は、異なるアンテナ上に異なるデータストリームを送信できるようにしてもよい。この場合、各データストリームは、データストリームを送信するために使用される送信チャネルによりサポートされる特定のビットレートを有する。
【００９２】
ある実施形態において、順方向リンク品質は、端末により送信されるパイロットリファレンスに基づいて基地局において推定することができる。順方向リンクと逆方向リンクは、相互交換性があるので、順方向リンクの品質は逆方向リンクの品質に基づいて推定することができる。これは、基地局により推定することができる。最初に、基地局は、端末により送信されたパイロットリファレンス（すなわち、基地局において、逆方向チャネル応答マトリクスＨrを得るために使用される同じパイロットリファレンス）に基づいて逆方向リンクのためのＳＮＲ（例えば、平均ＳＮＲ）を推定することができる。基地局は、チャネル雑音分散を推定することができる。
【００９３】
式（８）に示すように、端末において再生されるベクトル
【数３０】
2010093822.tif 000032
【００９４】
は、マトリクスΛ内の固有値により倍率がかけられたベクトル
【数３１】
2010093822.tif 000033
【００９５】
に等しい。マトリクスΛはまた順方向チャネル応答マトリクスＨfに基づいて基地局において得ることができる。従って、基地局は（マトリクスΛおよびベクトル
【数３２】
2010093822.tif 000034
【００９６】
に基づいて）端末において信号電力を推定することができる。次に、端末におけるＳＮＲが信号電力および基地局において計算されたチャネル雑音分散にもとづいて推定される。次に、推定されたＳＮＲを用いてデータを正しく符号化および変調することができる。
【００９７】
順方向リンク品質が基地局において推定される実施形態の場合、基地局により使用するために選択された符号化スキームおよび変調スキームを端末に送ってもよいので、端末は対応する復調スキームおよび復号スキームを用いて送信されたデータを再生することができる。あるいは、端末は「ブラインド(blind)」復号を実行してもよい。それにより端末は、多数の可能な復号スキームおよび変調スキームに対応する多数の仮説に基づいて受信された信号を処理する。
【００９８】
リンク品質を推定するために種々の技術を使用してもよい。これらの技術のいくつかは以下の特許に記載されている。これらの特許は、すべてこの発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる。
【００９９】
・１９９８年８月２５日に発行された米国特許第５，７９９，００５号（発明の名称：「ＣＤＭＡ通信システムにおいて、受信されたパイロット電力および経路損失を決定するためのシステムおよび方法」(SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING RECEIVED PILOT POWER AND PATH LOSS IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM)
・１９９９年５月１１日に発行された米国特許第５，９０３，５５４号（発明の名称：「スペクトル拡散通信システムにおいて、リンク品質を測定するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM)
・１９９１年１０月８日に発行された米国特許第５，０５６，１１９号および１９９３年１１月２３日に発行された米国特許第５，２６５，１１９号（発明の名称はともに、「ＣＤＭＡセルラ携帯電話システムにおいて送信電力を制御するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM)および
・２０００年８月１日に発行された米国特許第６，０９７，９７２号（発明の名称：「ＣＤＭＡ携帯電話システムにおいて電力制御信号を処理するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING POWER CONTROL SIGNALS IN CDMA MOBILE TELEPHONE SYSTEM)
パイロットリファレンスまたはデータ送信に基づく単一送信チャネルを推定するための方法はまた、技術的に入手可能な多数の学術論文に見出すことができる。そのようなチャネル推定方法の１つはＦ．Ｌｉｎｇ著の学術論文（タイトル：「アプリケーションとのリファレンスアシスト(References-Assisted)コヒーレントＣＤＭＡ通信の最適受信、性能境界およびカットオフレート解析」(Optimal Reception, Performance Bound, and Cutoff-Rate Analysis of References-Assisted Coherent CDMA Communications with Applications)、通信に関するＩＥＥＥトランザクション、１９９９年１０月、に記載され、参照することによりここに組み込まれる。
【０１００】
基地局における送信器装置
図３Ａおよび図３ＢはＭＩＭＯおよびＯＦＤＭを利用し、この発明の実施形態に従ってデータを処理することができる、基地局における送信器装置１１０ａの特定の設計のブロック図を示す。送信器装置１１０ａは情報ビットを受信して処理し変調記号を供給するＴＸデータプロセッサ１１４ａ、変調記号をあらかじめ調整するＴＸチャネルプロセッサ１２０ａ、およびあらかじめ調整された変調記号を処理し、端末に送信するために適した多数の変調された信号を発生する多数の変調器１２２を含む。
【０１０１】
図３Ａに示す実施形態において、ＴＸデータプロセッサ１１４ａは、独立して符号化され変調される各データストリームに対して１つのデータストリームプロセッサ３１０の割合で、多数のデータストリームプロセッサ３１０ａ乃至３１０ｎを含む。（１つのデータストリームはすべての送信チャネルに送信してもよいし、各グループの送信チャネル上に送信してもよいし、または各送信チャネル上に送信してもよい。）各データストリームプロセッサ３１０はエンコーダ３１２、インターリーバ３１４、チャネライザ３１６およびシンボルマッピングエレメント３１８を含む。エンコーダー３１２は、特定のデータストリームに対して情報ビットを受信し、特定の符号化スキームに従って受信されたビットを符号化し、符号化されたビットを供給する。チャネルインターリーバ３１４は、特定のインターリービングスキームに基づいて符号化されたビットをインターリーブし、ダイバーシティを供給する。
【０１０２】
パイロットデータ（例えば、周知のパターンのデータ）もまた処理された情報ビットと多重化してもよい。パイロットデータは、上述したパイロット送信スキームのいずれか１つを用いて送信してもよい。パイロットリファレンスは、上述したように、順方向リンクを特徴づけ、リンク品質を推定するために端末において、使用してもよい。
【０１０３】
符号分割多重化が利用されるなら、チャネライザ３１６は、割当てられた符号チャネル上のインターリーブされたパケットデータおよびパイロットデータを受信し、チャネル化する。シンボルマッピングエレメント３１８は、チャネル化されたパケットとパイロットデータを選択された送信チャネルのための変調記号にマッピングする。
【０１０４】
図３Ａに示すように、各データストリームプロセッサ３１０によるデータの符号化およびインターリービングは、そのデータストリームのために使用される特定の符号化およびインターリービングスキームを識別するそれぞれの符号化制御に基づいて得るようにしてもよい。各データストリームプロセッサ３１０による記号マッピングはそのデータストリームのために使用される特定の変調スキームを識別するそれぞれの変調制御に基づいて得るようにしてもよい。各データストリームのために使用される特定の符号化および変調スキームは、（例えば、端末により報告されるように）順方向リンク品質に基づいて選択してもよい。
【０１０５】
１つの種類の符号化および変調スキームにおいて、各データストリームのための符号化は、データストリームを送信するために使用される送信チャネルのＳＮＲによりサポートされるように、所望の符号レートを得るために固定の基本符号を用い、パンクチャリングを調節することにより得られる。基本符号はターボ符号、畳込み符号、連接符号またはその他の符号であってよい。基本符号は、特定のレート（例えば、レート１／３符号）の符号であってもよい。この種のスキームの場合、所望の符号レートを得るために、インターリービングの後にパンクチャリングを実行してもよい。
【０１０６】
記号マッピングエレメント３１８は、非バイナリ記号を形成するためにチャネル化されたビットのセットをグループ化し、使用するために選択された変調スキームに対応する信号星座内の１つのポイントに各非バイナリ記号をマッピングするように設計することができる。変調スキームは、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭまたはその他のスキームであってよい。各マッピングされた信号ポイントは変調記号に相当する。データストリームを送信するために使用される各送信チャネルに対して１つの変調スキームを選択するようにしてもよい。または、データストリームを送信するために使用されるすべての送信チャネルに対して共通の変調スキームを使用してもよい。
【０１０７】
送信器装置１１０ａにおける符号化、インターリービングおよび記号マッピングは、多数のスキームに基づいて実行することができる。いくつかの符号化および変調スキームは以下の特許出願に記載され、これらはすべてこの出願の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる。
【０１０８】
・２０００年３月２２日に出願された、米国特許出願シリアル番号第０９／５３２，４９２（発明の名称：「マルチキャリア変調を採用した高効率、高性能通信システム」(HIGH EFFICIENCY, HIGH PERFORMANCE COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION)
・２００１年２月１日に出願された米国特許出願シリアル番号第０９／７７６，０７５（発明の名称：「無線通信システムのための符号化スキーム」(CODING SCHEME FOR A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM)
・２００１年３月２３日に出願された米国特許出願シリアル番号第０９／８２６，４８１（発明の名称：「無線通信システムにおいて、チャネル状態情報を利用するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM)および
・２００１年５月１１日に出願された米国特許出願シリアル番号第０９／８５４，２３４号（発明の名称：「チャネル状態情報を利用して複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータを処理するための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING DATA IN A MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT (MIMO) COMMUNICATION SYSTEM UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION)
ＴＸデータプロセッサ１１４ａからの変調記号は、図１のＴＸチャネルプロセッサ１２０の一実施形態であるＴＸチャネルプロセッサ１２０ａに供給される。ＴＸチャネルプロセッサ１２０ａ内において、マルチプレクサ／デマルチプレクサ３３２は、データストリームプロセッサ３１０ａ乃至３１０ｎから適当なＭＩＭＯプロセッサ３２４ａ乃至３２４ｌへの変調記号を受信し、逆多重化する。１つのＭＩＭＯプロセッサ３２４は、各周波数サブチャネルに対してあらかじめの調整を実行するために設けられる。
【０１０９】
各ＭＩＭＯプロセッサ３２４は、ＭＩＭＯプロセッサに割当てられた特定の周波数サブチャネルの空間サブチャネルのための変調記号のストリームを受信する。各ＭＩＭＯプロセッサ３２４はさらに周波数サブチャネルのための固有マトリクスＥ（ｋ）を受信する。この固有マトリクスは、チャネル応答マトリクスＨf（ｋ）から得られた重みのマトリクスである。次に、各ＭＩＭＯプロセッサ３２４は、式（５）および（６）に示すように、固有マトリクスＥ（ｋ）を用いて変調記号をあらかじめ調整し、あらかじめ調整された変調記号を発生する。
【０１１０】
ＭＩＭＯプロセッサ３２４ａないし３２４ｌからのあらかじめ調整された変調記号は結合器３２６ａ乃至３２６ｔに供給される。基地局における各アンテナに対して１つの結合器３２６が設けられる。各結合器３２６は、特定のアンテナに対してＮFの周波数サブチャネルのためのＮFまでのあらかじめ調整された変調記号を受信しおよび結合し、変調記号ベクトルＶを形成する。
【０１１１】
従って、ＴＸチャネルプロセッサ１２０ａは変調記号を受信し処理し、データ送信のために各アンテナに対して１つの変調記号ベクトルの割合で、ＮTまでの変調記号ベクトルＶ1乃至ＶNtを供給する。各変調記号ベクトルＶは単一のタイムスロットをカバーし、変調記号ベクトルＶの各エレメントは、変調記号が運ばれる固有のサブキャリアを有する特定の周波数サブチャネルに関連する。
【０１１２】
図３ＢはＯＦＤＭのための変調器１２２の一実施形態のブロック図である。ＴＸチャネルプロセッサ１２０ａからの変調記号ベクトルＶ1乃至ＶNtは、それぞれ変調器１２２ａ乃至１２２ｔに供給される。図３Ｂに示す実施形態において、各変調器１２２は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）３４０、サイクリックプリフィックス(cyclic prefix)発生器３４２、およびアップコンバータ３４４を含む。
【０１１３】
ＩＦＦＴ３４０は、ＩＦＦＴを用いて各受信された変調記号ベクトルＶを時間領域表示（これはＯＦＤＭ記号と呼ばれる）に変換する。ＩＦＦＴ３４０は、いかなる数の周波数サブチャネル（例えば、８，１６，３２，．．．ＮF)上でＩＦＦＴを実行するように設計することができる。一実施形態において、ＯＦＤＭ記号に変換された各変調記号ベクトルに対して、サイクリックプリフィックス発生器３４２は、ＯＦＤＭ記号の時間領域表示の一部を反復し、特定のアンテナのための「送信記号」を形成する。サイクリックプリフィックスは、マルチパス遅延拡散が存在する場合に、送信記号がその直交特性を維持し、それにより、有害な経路効果に対して性能を改良することを保証する。サイクリックプリフィックスは、予想される遅延拡散量に対して十分長いように選択される。ＩＦＦＴ３４０およびサイクリックプリフィックス発生器３４２の実施は、技術的に知られており、ここでは詳細に記載しない。
【０１１４】
各サイクリックプリフィックス発生器３４２（すなわち、各アンテナのための送信記号）からの時間領域表示はアップコンバータ３４４によりさらに処理され（例えば、アナログ信号に変換され、変調され、増幅され、濾波される）順方向リンクを介した送信に適した変調された信号を発生する。各変調器１２２により発生された変調された信号は次に関連するアンテナ１２４から送信される。
【０１１５】
ＯＦＤＭ変調は、参照することによりここに組み込まれる、１９９０年５月に発行されたＩＥＥＥ通信マガジンのジョン・エーシー・ビンガム(John A.C. Bingham)著の「データ送信のためのマルチキャリア変調：時代が到来したアイデア」(Multicarrier  Modulation for Data Transmission)というタイトルの学術論文に詳細に記載されている。
【０１１６】
端末における受信器装置
図４は、この発明の一実施形態に従ってデータを受信することができる、端末の受信器装置１５０ａの特定の設計のブロック図である。基地局において、ＮTのアンテナから送信された信号は、端末においてＮRのアンテナ１５２ａ乃至１５２ｒの各々により受信され、それぞれの復調器１５４に送られる。各復調器１５４は、それぞれの受信された信号を調整し、処理し、デジタル化し、サンプルを供給し、このサンプルはＲＸチャネルプロセッサ１５６ａに供給される。
【０１１７】
ＲＸチャネルプロセッサ１５６ａ内において、各受信アンテナ１５２のためのサンプルは、それぞれのＦＦＴプロセッサ４０６に供給され、ＦＦＴプロセッサ４０６は受信されたサンプルの変換された表示を発生し、変調記号ベクトルのそれぞれのストリームを供給する。次に、ＦＦＴプロセッサ４０６ａ乃至４０６ｒからの変調記号ベクトルのＮR
のストリームはマルチプレクサ／デマルチプレクサ４０８に供給される。マルチプレクサ／デマルチプレクサ４０８は最初に、ＮF周波数サブチャネルの各々に対して１つのストリームの割合で、各ＴＦＴプロセッサ４０６からの変調記号ベクトルのストリームを変調記号のＮFのストリームに逆多重化する。次にマルチプレクサ／デマルチプレクサ４０８は、各周波数サブチャネルに対して変調記号のＮRのストリームを変調記号ベクトル
【数３３】
2010093822.tif 000035
【０１１８】
のストリームに多重化する。ストリーム内の各ベクトルは、ＮRのアンテナに対してＮRの変調記号を含む。マルチプレクサ／デマルチプレクサ４０８は、変調記号ベクトルのＮFのストリームを、一度に１つのストリームの割合で、空間プロセッサ４１０に供給する。
【０１１９】
各周波数サブチャネルに対して、空間プロセッサ４１０内のマッチフィルタ４１２は、式（８）で上に示したように、共役−転置チャネル応答マトリクス
【数３４】
2010093822.tif 000036
【０１２０】
との事前乗算を実行することにより変調記号ベクトルストリーム
【数３５】
2010093822.tif 000037
【０１２１】
を濾波する。順方向リンクのためのチャネル係数マトリクスＨfは、基地局から送信されたパイロットリファレンスに基づいてチャネル推定器４１６により推定してもよい。次に、固有ベクトルマトリクスＥは、式（４）に示すように、チャネル係数マトリクスＨfに基づいてマトリクスプロセッサ４１８により得られる。マッチフィルタ４１２からの濾波されたベクトルは、式（８）に示すように、乗算器４１４により、共役−転置固有ベクトルマトリクスＥHとさらに事前乗算され、再生された変調記号のベクトル
【数３６】
2010093822.tif 000038
【０１２２】
を発生する。
【０１２３】
セレクタ４２０は、再生された変調記号のベクトル
【数３７】
2010093822.tif 000039
【０１２４】
を受信し、再生される特定のデータストリームに対応する変調記号を抽出する。次に、セレクタ４２０は、端末により再生される多数のデータストリームに対応する多数の記号ストリーム
【数３８】
2010093822.tif 000040
【０１２５】
を供給してもよい。各記号ストリーム
【数３９】
2010093822.tif 000041
【０１２６】
は、特定のデータストリームに対して基地局において、記号マッピングの後（但し、あらかじめ調整する前に）変調記号
【数４０】
2010093822.tif 000042
【０１２７】
に対応し、変調記号
【数４１】
2010093822.tif 000043
【０１２８】
の推定値である再生された変調記号を含む。各再生された記号ストリーム
【数４２】
2010093822.tif 000044
【０１２９】
は次にＲＸデータプロセッサ１５８ａに供給される。
【０１３０】
ＲＸデータプロセッサ１５８ａ内において、特定のデータストリームのための再生された変調記号のストリームは、そのデータストリームのために使用される変調スキームに相補的な復調スキーム（例えば、Ｍ−ＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ）に従って復調エレメント４３２により復調される。直交符号でカバーすることにより基地局においてデータがチャネル化されるなら、復調エレメント４３２はさらに復調されたデータのデカバリングを実行する。次に、復調されたデータは、インターリーバ３１４により実行される方法と相補的な方法でデインターリーバ４３４によりデインターリーブされ、デインターリーブされたデータはさらに、エンコーダ３１２により実行される方法と相補的な方法でデコーダ４３６により復号される。例えば、ターボ符号化および畳込み符号化がそれぞれ基地局において、実行されるなら、ターボデコーダまたはビタビデコーダをデコーダ４３６のために使用してもよい。デコーダ４３６からの復号されたデータストリームは再生される送信されたデータストリームの推定値を表す。
【０１３１】
ＣＳＩプロセッサ４２２は、上述したように、パイロットおよび／またはデータ送信を受信し、順方向リンク品質を推定する。例えば、ＣＳＩプロセッサ４２２は受信されたデータおよび／またはパイロットに基づいて雑音共分散マトリクスを計算してもよく、さらに送信チャネルのＳＮＲを計算してもよい。ＳＮＲは技術的に知られているように、一般的なパイロット支援されたシングルおよびマルチキャリアシステムと同様に推定してもよい。チャネル推定器４１６により得られるすべての伝搬経路（すなわち、Ｈf)のための周波数応答、およびＣＳＩプロセッサ４２２により推定される順方向リンク品質（例えば、ＳＮＲ）は、端末により基地局に報告されるＣＳＩを構成してもよい。ＣＳＩは次に基地局に返信するためにＴＸデータプロセッサ１６２（図１参照）に供給される。
【０１３２】
図１に戻って、ＲＸチャネルプロセッサ１５６により決定されるＣＳＩ（例えば、Ｈfおよび／またはＳＮＲ）は、ＴＸデータプロセッサ１６２に供給される。ＴＸデータプロセッサ１６２は、特定の処理スキームに基づいてＣＳＩを処理する。ＴＸデータプロセッサ１６２は、１つ以上のアンテナおよび１つ以上の周波数サブチャネルから送信のためにパイロットデータを受信し処理する。処理されたＣＳＩおよびパイロットは、次に、ＴＸチャネルプロセッサ１６４に受信されてさらに処理され、１つ以上の変調器１５４に供給される。変調器１５４はさらに逆方向上のＣＳＩとパイロットを調整し、基地局に送信する。
【０１３３】
基地局において、逆方向リンク上に送信されたＣＳＩおよびパイロットは、アンテナ１２４により受信され、復調器１２２により復調され、ＲＸチャネルプロセッサ１３２に供給される。ＲＸチャネルプロセッサ１３２は、受信されたパイロットを処理し、逆方向リンクのためのチャネル応答マトリクスＨrを得る。ＲＸチャネルプロセッサ１３２とＲＸデータプロセッサ１３４はまたは、ＴＸチャネルプロセッサ１６４およびＴＸデータプロセッサ１６２により実行される方法と相補的な方法で受信されたデータを処理し、ＣＳＩを再生する。
【０１３４】
コントローラ１３６は、（１）各データストリームに対して使用される符号化および変調スキームを決定すること、（２）変調記号をあらかじめ調整するために使用される固有ベクトルマトリクスＥを得ること、および（３）較正関数ａ（ω）を計算することを含む多数の機能を実行するために再生されたＣＳＩを使用する。コントローラ１３６は次に、図３Ａに示すように、符号化および変調制御をＴＸデータプロセッサ１１４に供給し、あらかじめ調整する制御をＴＸチャネルプロセッサ１２０に供給する。
【０１３５】
上記記載において、変調記号は、順方向リンクのためのチャネル応答マトリクスＨfから得られた固有ベクトルマトリクスＥに基づいて送信器システムにおいて、あらかじめ調整される。ある実施形態において、またはチャネル応答マトリクスＨfが利用できないある送信の場合、変調記号はあらかじめ調整しないで送信してもよい。この場合、他の信号からの雑音および干渉がある場合に、望ましくない信号を無効にし、構成信号の各々の受信されたＳＮＲを最大にするために、（フラットフェージングを有した非分散ＭＩＭＯチャネルに対して）受信された記号に線形空間処理を実行してもよいし、または端末において、（周波数選択フェージングを有した分散ＭＩＭＯチャネルに対して）空間−時間処理を実行してもよい。望ましくない信号を効果的に無効にする能力またはＳＮＲを最適化する能力は、チャネル応答マトリクスＨf内の相関に依存する。
【０１３６】
空間処理は、チャネル相関マトリクス反転（ＣＣＭＩ）技術、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）技術およびその他のような線形空間処理を用いて得てもよい。空間−時間処理は、ＭＭＳＥリニアイコライザ（ＭＭＳＥＬＥ）、判断フィードバックイコライザ（ＤＦＥ）、最尤シーケンス推定器（ＭＬＳＥ）およびその他のような線形空間−時間処理技術を用いて得てもよい。ＣＣＭＩ、ＭＭＳＥ、ＭＭＳＥ−ＬＥおよびＤＦＥ技術は、上述した米国特許出願シリアル番号第０９／８２６，４８１および０９／８５４，２３５にさらに詳細に記載される。
【０１３７】
明確にするために、基地局から端末への順方向リンク上のデータ送信のための種々の観点について記載した。ここに記載する技術は、端末から基地局への逆方向リンク上のデータ送信にも適用してもよい。
【０１３８】
（例えば、図１、図３Ａ、および図３Ｂに示すように）基地局の構成要素および（例えば、図１および図４に示すように）端末の構成要素は、各々１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰｓ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、プロセッサ、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、プログラマブルロジックデバイス、他の電子装置またはそれらの組合せを用いて実施してもよい。ここに記載したいくつかの機能と処理はまたプロセッサ上で実行されるソフトウエアを用いて実施してもよい。この発明のある観点もまたソフトウエアとハードウエアの組合せを用いて実施してもよい。例えば、チャネル応答マトリクスＨfおよび固有ベクトルマトリクスＥを決定するための計算、および基地局におけるあらかじめの調整は、プロセッサ（例えば、図１のコントローラ１３６）上で実行されるプログラムコードに基づいて実行してもよい。同様に、チャネル応答マトリクスＨfおよび固有ベクトルマトリクスＥを決定するための計算、および端末における受信器処理はプロセッサ上で実行されるプログラムコードに基づいて実行してもよい。
【０１３９】
参考のために、およびあるセクションを見つけるのを助けるために、見出しがここに含まれる。これらの見出しはそこに記載される概念の範囲を限定することを意図したものではなく、これらの概念は、明細書全体にわたって、他のセクションに適用してもよい。
【０１４０】
開示された実施形態の上述の記載は、この分野のいかなる技術者もこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への種々の変更は、この分野の技術者にはたやすく明白であろうし、その中に定義された包括的な原理は、発明力の使用なしに他の実施の形態に適用されてもよい。従って、この発明は、その中に示された実施の形態に制限されることを意図したものではなく、しかしむしろこの中に開示された原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲が許容されるべきである。
【図１】
2010093822.tif 000045
【図２】
2010093822.tif 000046
【図３Ａ】
2010093822.tif 000047
【図３Ｂ】
2010093822.tif 000048
【図４】
2010093822.tif 000049
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月30日(2009.11.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局の複数のアンテナから少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信することと、
少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して端末から順方向リンクに関する較正情報を前記基地局において受信することと、
前記端末から送信された信号に基づいて、逆方向リンクに関する較正情報を前記基地局において決定することと、
前記順方向リンクに関する前記較正情報および前記逆方向リンクに関する前記較正情報に基づいて前記端末への送信に関する較正関数を発生することと、
を備えた、無線通信の方法。
【請求項２】
前記順方向リンクに関する前記較正情報は、順方向伝達関数を備える、請求項１の方法。
【請求項３】
前記順方向リンクに関する前記較正情報は、前記基地局と前記端末との間の通信セッションの開始時に前記順方向リンクに関する前記較正情報を受信することを備える、請求項１の方法。
【請求項４】
無線通信は、直交周波数分割変調（ＯＦＤＥＭ）を利用し、前記方法はさらに、複数の周波数サブチャネルを介して前記較正関数を用いて前記基地局から前記端末に送信することを備える、請求項１の方法。
【請求項５】
前記端末から少なくとも１つのパイロットリファレンスを前記基地局において受信することをさらに備えた、請求項１の方法。
【請求項６】
前記逆方向リンクに関する前記較正情報を前記基地局において決定することは、前記端末からの前記少なくとも１つのパイロットリファレンスに基づいて前記逆方向リンクに関する前記較正情報を決定することを備える、請求項５の方法。
【請求項７】
前記無線通信は直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を利用し、少なくとも１つのパイロットリファレンスを前記基地局において受信することは、前記ＯＦＤＭサブチャネルの周波数サブチャネルのサブセット上の前記パイロットリファレンスを前記基地局において受信することを備える、請求項５の方法。
【請求項８】
基地局の複数のアンテナから少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信するように構成されたプロセッサと、
端末から受信された信号に基づいて逆方向リンクに関する較正情報を発生し、前記逆方向リンクに関する前記較正情報と、前記端末から受信された順方向リンクに関する較正情報に基づいて前記端末への送信に関する較正情報を発生するように構成されたコントローラと、
を備えた基地局。
【請求項９】
前記順方向リンクに関する前記較正情報は順方向伝達関数を備える、請求項８の基地局。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記基地局と前記端末との間の通信セッションの開始時に前記較正関数を発生するように構成される、請求項８の基地局。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記端末からの少なくとも１つのパイロットリファレンスに基づいて前記逆方向リンクに関する前記較正情報を決定するように構成される、請求項８の基地局。
【請求項１２】
前記基地局と端末との間の通信は、直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を利用し、前記コントローラは、前記ＯＦＤＭサブチャネルの周波数サブチャネルのサブセット上の前記少なくとも１つのパイロットリファレンスに基づいて前記逆方向リンクに関する前記較正情報を決定するように構成される、請求項１１の基地局。
【請求項１３】
複数のアンテナから少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信する手段と、
前記少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して端末から順方向リンクに関する較正情報を受信する手段と、
前記端末から送信された信号に基づいて逆方向リンクに関する較正情報を決定する手段と、
前記順方向リンクに関する前記較正情報と前記逆方向リンクに関する前記較正情報とに基づいて前記端末への送信に関する較正関数を発生する手段と、
を備えた無線通信のための基地局。
【請求項１４】
基地局の複数のアンテナから少なくとも１つのパイロットリファレンスを端末において受信することと、
前記少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して順方向リンクに関する較正情報を端末において決定することと、
前記順方向リンクに関する前記較正情報を前記基地局に送信することと、
前記端末からの少なくとも１つのパイロットリファレンスを前記基地局に送信することと、
前記端末から前記基地局に送信された少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して発生された前記順方向リンクに関する前記較正情報と、前記逆方向リンクに関するさらなる較正情報とを用いて前記基地局により生成された新しい較正情報を前記端末において受信することと、
を備えた、無線通信の方法。
【請求項１５】
前記順方向リンクに関する前記較正情報を決定することは、順方向伝達関数を決定することを備える、請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記順方向リンクに関する前記較正情報を決定することは、前記基地局と前記端末との間の通信セッションの開始時に前記順方向リンクに関する前記較正情報を決定することを備える、請求項１４の方法。
【請求項１７】
前記無線通信は直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を利用し、前記少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信することは、前記ＯＦＤＭサブチャネルの周波数サブチャネルのサブセット上の前記少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信することを備える、請求項１４の方法。
【請求項１８】
基地局の複数のアンテナからの少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して順方向リンクに関する較正情報を決定し、前記構成情報と、少なくとも１つのパイロットリファレンスを前記基地局に送信し、前記端末から前記基地局に送信された前記少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して発生された前記順方向リンクに関する前記較正情報と、前記逆方向リンクに関するさらなる較正情報とを用いて前記基地局により生成される新しい較正情報を適用するように構成されたプロセッサと、
前記プロセッサに接続された少なくとも１つのアンテナと、
を備えた、端末。
【請求項１９】
前記順方向リンクに関する前記較正情報は順方向伝達関数を備える、請求項１８の端末。
【請求項２０】
前記プロセッサは、前記基地局と前記端末との間の通信セッションの開始時に前記較正情報を決定するように構成される、請求項１８の端末。
【請求項２１】
前記基地局と端末との間の通信は、直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を利用し、前記プロセッサは、前記ＯＦＤＭサブチャネルの周波数サブチャネルのサブセット上の前記少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信するように構成される、請求項１８の端末。
【請求項２２】
基地局の複数のアンテナから少なくとも１つのパイロットリファレンスを受信する手段と、
前記少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して順方向リンクに関連する較正情報を決定する手段と、
前記順方向リンクに関連する前記較正情報を前記基地局に送信する手段と、
前記端末からの少なくとも１つのパイロットリファレンスを前記基地局に送信する手段と、
前記端末から前記基地局に送信された前記少なくとも１つのパイロットリファレンスに応答して前記順方向リンクに関連する前記較正情報と、前記逆方向リンクに関連するさらなる較正情報を用いて前記基地局により生成される新しい較正情報を受信する手段と、
を備えた、無線通信のための端末。
【請求項２３】
前記順方向リンクに関連する前記較正情報は、順方向伝達関数を備える、請求項１３の基地局。
【請求項２４】
前記順方向リンクに関連する前記較正情報を受信する手段は、前記基地局と前記端末との間の通信セッションの開始時に前記順方向リンクに関連する前記較正情報を受信する手段を備える、請求項１３の基地局。
【請求項２５】
前記逆方向リンクに関連する前記較正情報を決定する手段は、前記端末から受信した少なくとも１つのパイロットリファレンスに基づいて前記逆方向リンクに関連する前記較正情報を決定する手段を備える、請求項１３の基地局。
【請求項２６】
前記無線通信は直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を利用し、前記少なくとも１つのパイロットリファレンスを受信する手段は、ＯＦＤＭサブチャネルの周波数サブチャネルのサブセット上の前記少なくとも１つのパイロットリファレンスを受信する手段を備える、請求項２５の基地局。
【請求項２７】
前記順方向リンクに関連する前記較正情報を決定する手段は、前記順方向伝達関数を決定する手段を備える、請求項２２の端末。
【請求項２８】
前記順方向リンクに関連する前記較正情報を決定する手段は、前記基地局と前記端末との間の通信セッションの開始時に前記順方向リンクに関連する前記較正情報を決定する手段を備える、請求項２２の端末。
【請求項２９】
前記無線通信は直交周波数分割変調（ＯＦＤＭ）を利用し、前記少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信する手段は、前記ＯＦＤＭサブチャネルの周波数サブチャネルのサブセット上の前記少なくとも１つのパイロットリファレンスを送信する手段を備える、請求項２２の端末。
【外国語明細書】
2010093822000001.pdf