(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
Ｖ個の仮想アンテナの中から、伝送のために使用するＭ個の仮想アンテナを選択することと、前記Ｍ個の仮想アンテナに出力シンボルをマッピングすることと、Ｔ個の送信アンテナからの伝送のために、前記マッピングされた出力シンボルを提供することとを実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサを備え、ここで、Ｍは１以上、ＶはＭ以上、ＴはＶ以上であり、前記仮想アンテナは、前記送信アンテナを組み合わせることによって形成されるビームに対応し、
前記装置は更に、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリとを備え、
前記少なくとも１つのプロセッサは、周波数副搬送波の第１のセットを割り当てられた第１の受信機のために、前記Ｖ個の仮想アンテナの中から１つの仮想アンテナを選択することと、周波数副搬送波の第２のセットを割り当てられた第２の受信機のために、前記Ｖ個の仮想アンテナの中から１より多い仮想アンテナを選択することと、前記第１の受信機のための出力シンボルを、前記１つの仮想アンテナの前記周波数副搬送波の第１のセットにマッピングすることと、前記第２の受信機のための出力シンボルを、前記１より多い仮想アンテナの前記周波数副搬送波の第２のセットにマッピングすることと
を実行するように構成された装置。
【請求項２】
Ｖ個の仮想アンテナの中から、第１の受信機への伝送のために使用するＭ１個の仮想アンテナを選択することと、前記Ｖ個の仮想アンテナの中から、第２の受信機への伝送のために使用するＭ２個の仮想アンテナを選択することと、前記Ｍ１個の仮想アンテナに、前記第１の受信機のための出力シンボルをマッピングすることと、前記Ｍ２個の仮想アンテナに、前記第２の受信機のための出力シンボルをマッピングすることと、Ｔ個の送信アンテナの第１の周波数副搬送波上での伝送のために、前記第１の受信機のための前記マッピングされた出力シンボルを提供することと、前記Ｔ個の送信アンテナの第２の周波数副搬送波上での伝送のために、前記第２の受信機のための前記マッピングされた出力シンボルを提供することと、を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリとを備え、
Ｍ１およびＭ２は各々、１以上であり、ＶはＭ１およびＭ２のうち大きい方以上であり、ＴはＶ以上であり、前記仮想アンテナは、前記送信アンテナを組み合わせることによって形成されるビームに対応する装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記Ｔ個の送信アンテナのために、Ｔ個の異なる巡回遅延を適用するように構成された請求項２に記載の装置。
【請求項４】
Ｍ１は、Ｍ２に等しくない請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１および第２の周波数副搬送波は、１つの周波数副搬送波であり、前記伝送は、空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）を使用して、前記第１および第２の受信機に送られる請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのプロセッサは、伝送のために使用される前記Ｍ１個およびＭ２個の仮想アンテナの各々上でパイロットを送信するように構成された請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第１の受信機のためのマッピングされた出力シンボルと、前記第２の受信機のためのマッピングされた出力シンボルとに基づいて、かつ、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）あるいは単一搬送波周波数分割多重アクセス（ＳＣ−ＦＤＭＡ）変調技術を使用して、前記Ｔ個の送信アンテナのために伝送シンボルを生成するように構成された、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
装置であって、
Ｖ個の仮想アンテナの中から、第１の受信機への伝送のために使用するＭ１個の仮想アンテナを選択するための手段と、ここで、Ｍ１は１以上であり、ＶはＭ１以上である、
前記Ｖ個の仮想アンテナの中から、第２の受信機への伝送のために使用するＭ２個の仮想アンテナを選択するための手段と、ここで、Ｍ２は１以上であり、かつＶ以下である、
前記Ｍ１個の仮想アンテナに、前記第１の受信機のための出力シンボルをマッピングするための手段と、
前記Ｍ２個の仮想アンテナに、前記第２の受信機のための出力シンボルをマッピングするための手段と、
Ｔ個の送信アンテナの第１の周波数副搬送波上での伝送のために、前記第１の受信機のための前記マッピングされた出力シンボルを提供するための手段と、ここで、ＴはＶ以上である、
前記Ｔ個の送信アンテナの第２の周波数副搬送波上での伝送のために、前記第２の受信機のための前記マッピングされた出力シンボルを提供するための手段と、ここで、前記仮想アンテナは、前記送信アンテナを組み合わせることによって形成されるビームに対応する、
を備える
装置。
【請求項９】
前記Ｔ個の送信アンテナのために、Ｔ個の異なる巡回遅延を適用するための手段を更に備える請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の請求］
本出願は、本願譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれている、２００５年８月２２日出願の「Ａ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＳＥＬＥＣＴＩＶＥ−ＰＳＥＵＤＯ  ＲＡＮＤＯＭ  ＶＩＲＴＵＡＬ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＰＥＲＭＵＴＡＴＩＯＮ」という名称の米国特許仮出願第６０／７１０３７１号、および２００５年８月２４日出願の「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＤＩＶＥＲＳＩＴＹ  ＩＮ  ＭＵＬＴＩ−ＩＮＰＵＴ  ＭＵＬＴＩ−ＯＵＴＰＵＴ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭＳ」という名称の米国特許仮出願第６０／７１１１４４号、ならびに、２００５年１０月２７日出願の「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＤＩＶＥＲＳＩＴＹ  ＩＮ  Ａ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ  ＳＹＳＴＥＭ」という名称の米国特許出願第１１／２６１８２３号に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
［分野］
本開示は、一般に通信に関し、より具体的に言えば、無線通信システムにおけるデータ伝送の技法に関する。
【背景技術】
【０００３】
無線通信システムでは、送信機（例えば基地局または端末）は、複数の（Ｒ個の）受信アンテナを装備した受信機へのデータ伝送用に、複数の（Ｔ個の）送信アンテナを使用することができる。複数の送信アンテナおよび受信アンテナを使用して、スループット(throughput)を増加させることおよび／または信頼性を向上させることが可能である。例えば送信機は、スループットを上げるために、Ｔ個のシンボルをＴ個の送信アンテナから同時に送信することができる。別の方法として、送信機は、受信機による受信を向上させるために、同じシンボルをすべてのＴ個の送信アンテナから冗長に送信することもできる。
【０００４】
各送信アンテナからの送信は、他の送信アンテナからの送信に対する干渉を発生させる。場合によっては、Ｔ個の送信アンテナからＴより少ないシンボルを同時に送信することによって、性能向上を達成することができる。これは、Ｔ個の送信アンテナのサブセットを選択すること、および選択された送信アンテナのサブセットからＴより少ないシンボルを送信することによって、達成可能である。送信に使用されない送信アンテナは、送信に使用される送信アンテナに対する干渉を発生させない。したがって、選択された送信アンテナのサブセットについて、性能向上を達成することができる。
【０００５】
各送信アンテナは、通常、そのアンテナに使用可能な一定のピーク送信電力に関連付けられる。ピーク送信電力は、送信アンテナに使用される電力増幅器、規制上の制約、および／または他の要因によって決定される。送信に使用されない各送信アンテナについて、そのアンテナ用の送信電力は本質的に無駄になる。
【０００６】
したがって当分野では、送信アンテナに使用可能な送信電力をより効果的に利用するための技法が求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｒｏｂｅｒｔ  Ｇ．Ｇａｌｌａｇｅｒ「Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｒｅｌｉａｂｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ、１９６８年
【発明の概要】
【０００８】
本明細書では、物理アンテナの代わりに仮想アンテナからデータを送信するための技法について説明する。物理アンテナとは、信号の発信に使用されるアンテナである。物理アンテナは、通常、関連付けられた電力増幅器によってしばしば決定される、制限付き最大送信電力を有する。仮想アンテナとは、データの送信元とすることが可能なアンテナである。仮想アンテナは、係数または重みのベクトルを介して複数の物理アンテナを組み合わせることによって形成されるビームに対応するものとすることができる。複数の仮想アンテナを複数の物理アンテナを使用して形成することが可能であり、その結果、以下で説明するように、各仮想アンテナが、異なるマッピングによって一部またはすべての物理アンテナにマッピングされる。仮想アンテナは、物理アンテナの使用可能な送信電力の効率の良い使用を可能にする。
【０００９】
ある態様では、少なくとも１つの仮想アンテナの様々なセットの性能が評価され、最良の性能を伴う仮想アンテナのセットが使用するように選択される。性能は、信号品質、スループット、全体レートなどの様々なメトリクス(metrics)によって定量化することができる。ある実施形態では、複数の仮説(hypothesis)が少なくとも１つのメトリクスに基づいて評価される。各仮説は、少なくとも１つの仮想アンテナの異なるセットに対応する。評価されたすべての仮説の中から、最良の性能（例えば最高の信号品質、スループット、または全体レート）を伴う仮説が選択される。受信機によって仮想アンテナの選択が実行され、選択された仮想アンテナに関するチャネル状態情報を送信機に送信することができる。このチャネル状態情報は、選択された仮想アンテナ、選択された仮想アンテナに関する信号品質またはレート、選択された仮想アンテナを形成するために使用される１つまたは複数の行列などの、様々なタイプの情報を搬送することができる。送信機および／または受信機は、この選択された仮想アンテナをデータ伝送に使用することができる。
【００１０】
本発明の様々な態様および実施形態について、以下で詳細に説明する。
【００１１】
本発明の特徴および性質は、同様の参照番号が全体を通じて対応して識別する図面に関連して記載される、以下の詳細な説明からより明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】送信機および受信機を示すブロック図である。
【図２】送信機（ＴＸ）空間プロセッサを示すブロック図である。
【図３】仮想アンテナに関する伝送モデルを示す図である。
【図４Ａ】仮想アンテナからの例示的伝送を示す図である。
【図４Ｂ】仮想アンテナからの例示的伝送を示す図である。
【図５】４つの仮想アンテナに関する仮想アンテナの選択を示す図である。
【図６】ウォータフィリング電力分配の例を示す図である。
【図７】仮想アンテナを選択および使用するためのプロセスを示す図である。
【図８】仮想アンテナを選択および使用するための装置を示す図である。
【図９】仮想アンテナからデータを伝送するためのプロセスを示す図である。
【図１０】仮想アンテナからデータを伝送するための装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
「例示的」という用語は、本明細書では「例、事例、または例示として働く」ことを意味する。本明細書で「例示的」として説明されるいかなる実施形態または説明も、必ずしも他の諸実施形態または諸設計よりも好ましいまたは有利であると解釈されるものではない。
【００１４】
図１は、通信システム１００における送信機１１０および受信機１５０の実施形態を示すブロック図である。送信機１１０には複数の（Ｔ個の）アンテナが装備され、受信機１５０には複数の（Ｒ個の）アンテナが装備される。各送信アンテナおよび各受信アンテナは、物理アンテナまたはアンテナアレイとすることができる。ダウンリンク（または順方向リンク）伝送の場合、送信機１１０は、基地局、アクセスポイント、ノードＢ、および／または何らかの他のネットワークエンティティの一部とすること、およびその機能の一部またはすべてを含むことが可能である。受信機１５０は、移動局、ユーザ端末、ユーザ機器、および／または何らかの他のデバイスの一部とすること、およびその機能の一部またはすべてを含むことが可能である。アップリンク（または逆方向リンク）伝送の場合、送信機１１０は、移動局、ユーザ端末、ユーザ機器などの一部とすることが可能であり、受信機１５０は、基地局、アクセスポイント、ノードＢなどの一部とすることが可能である。
【００１５】
送信機１１０では、ＴＸデータプロセッサ１２０がデータソース１１２からトラフィックデータを受信し、データシンボルを生成するためにこのトラフィックデータを処理（例えばフォーマット化、符号化、インタリーブ、およびシンボルマッピング）する。本明細書で使用される場合、データシンボルはデータ用の変調シンボルであり、パイロットシンボルはパイロット用の変調シンボルであり、変調シンボルは信号群のある地点に関する複素数値（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｖａｌｕｅ）であり（例えばＭ−ＰＳＫまたはＭ−ＱＡＭの場合）、シンボルは通常、複素数値である。パイロットは、送信機および受信機の両方によって推測的に知られるデータであり、トレーニング、基準、プリアンブルなどと呼ばれる場合もある。ＴＸ空間プロセッサ１３０は、データシンボルとパイロットシンボルを多重化し、多重化されたデータおよびパイロットシンボルでの空間処理を実行し、１３２ｔを介してＴ個の送信機ユニット（ＴＭＴＲ）１３２ａに、送信シンボルのＴ個のストリームを提供する。各送信機ユニット１３２は、その送信シンボルストリームを処理（例えば変調、アナログ変換、フィルタリング、増幅、およびアップコンバート（ｕｐｃｏｎｖｅｒｔ））し、変調信号を生成する。送信機ユニット１３２ａから１３２ｔのＴ個の変調信号は、それぞれ、アンテナ１３４ａから１３４ｔから送信される。
【００１６】
受信機１５０では、Ｒ個のアンテナ１５２ａから１５２ｒがＴ個の変調信号を受信し、各アンテナ１５２が受信した信号をそれぞれの受信機ユニット（ＲＣＶＲ）１５４に提供する。各受信機ユニット１５４は、その受信した信号を、受信したシンボルを取得するために送信機ユニット１３２によって実行される処理に対して相補的に処理し、トラフィックデータに関する受信したシンボルを受信（ＲＸ）空間プロセッサ１６０に提供し、パイロットに関する受信したシンボルをチャネルプロセッサ１９４に提供する。チャネルプロセッサ１９４は、パイロットに関する受信したシンボル（およびおそらくはトラフィックデータに関する受信したシンボル）に基づいて、送信機１１０から受信機１５０への複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）チャネルの応答を推定し、チャネル推定値をＲＸ空間プロセッサ１６０に提供する。ＲＸ空間プロセッサ１６０は、チャネル推定値を使用してトラフィックデータに関する受信したシンボルでの検出を実行し、データシンボル推定値を提供する。さらにＲＸデータプロセッサ１７０は、データシンボル推定値を処理（例えばディインタリーブおよび復号）し、復号されたデータをデータシンク１７２に提供する。
【００１７】
受信機１５０はチャネル条件を評価することが可能であり、チャネル状態情報を送信機１１０に送信することが可能である。チャネル状態情報は、例えば、伝送に使用するための少なくとも１つの仮想アンテナ(virtual antenna)の特定セット、選択された仮想アンテナを形成するために使用される１つまたは複数の行列、伝送用に使用するための１つまたは複数のレートまたはパケットフォーマット、選択された仮想アンテナに関する信号品質、受信機１５０によって復号されたパケットに関する肯定応答（ＡＣＫ）および／または否定応答（ＮＡＫ）、他のタイプの情報、あるいはそれらの任意の組合せを示すことができる。チャネル状態情報はＴＸ信号発信プロセッサ１８０によって処理（例えば符号化、インタリーブ、およびシンボルマッピング）され、ＴＸ空間プロセッサ１８２によって空間的に処理され、さらにＲ変調信号を生成するために送信機ユニット１５４ａから１５４ｒによって処理され、Ｒ個の変調信号はアンテナ１５２ａから１５２ｒを介して送信される。
【００１８】
送信機１１０では、Ｒ個の変調信号がアンテナ１３４ａから１３４ｔによって受信され、受信機ユニット１３２ａから１３２ｔによって処理され、ＲＸ空間プロセッサ１３６によって空間的に処理され、さらにチャネル状態情報を回復するためにＲＸ信号発信プロセッサ１３８によって処理（例えばディインタリーブおよび復号）される。コントローラ／プロセッサ１４０は、チャネル状態情報に基づいて受信機１５０へのデータ伝送を制御する。チャネルプロセッサ１４４は、受信機１５０から送信機１１０へのＭＩＭＯチャネルの応答を推定し、受信機１５０へのデータ伝送に使用される関連情報を提供することができる。
【００１９】
コントローラ／プロセッサ１４０および１９０は、それぞれ送信機１１０および受信機１５０での動作を制御する。メモリ１４２および１９２は、それぞれ送信機１１０および受信機１５０に関するデータおよびプログラムコードを格納する。
【００２０】
本明細書で説明される技法は、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）システム、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システム、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システム、単一搬送波ＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムなどの、様々な無線通信システムに使用することができる。ＯＦＤＭＡシステムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を使用する。ＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭＡは、システム全体の帯域幅を、トーン、ビンなどとも呼ばれる複数の（Ｋ個の）直交副搬送波に区分する。各副搬送波を、データと共に変調することができる。一般に変調シンボルは、ＯＦＤＭを用いて周波数ドメイン内で、およびＳＣ−ＦＤＭＡを用いて時間ドメイン内で送信される。
【００２１】
１．送信機処理
送信機は、１つまたは複数の出力シンボルを、各シンボル期間内に各副搬送波上でＴ個の送信アンテナから同時に送信することができる。各出力シンボルは、ＯＦＤＭの場合は変調シンボル、ＳＣ−ＦＤＭＡの場合は周波数ドメインシンボル、または何らかの他の複素数値とすることができる。送信機は、様々な伝送方式を使用して出力シンボルを送信することができる。
【００２２】
ある実施形態では、送信機は送信用の出力シンボルを以下のように処理する。
【数１】
0005479411.tif 000002
【００２３】
ただし、ｓ（ｋ）＝［ｓ１（ｋ）ｓ２（ｋ）．．．ｓＶ（ｋ）］Ｔは、１個のシンボル期間内に副搬送波ｋ上で送信されることになるＶ個の出力シンボルを含むＶ×１ベクトルであり、
Ｇは、Ｖ個の出力シンボルに関する利得を含むＶ×Ｖ対角行列であり、
Ｐ（ｋ）は、副搬送波ｋに関するＴ×Ｖ順列行列であり、
Ｕ＝［ｕ１ｕ２．．．ｕＴ］は、Ｔ×Ｔ正規直交行列であり、
ｘ（ｋ）＝［ｘ１（ｋ）ｘ２（ｋ）．．．ｘＴ（ｋ）］Ｔは、１個のシンボル期間内に副搬送波ｋ上でＴ個の送信アンテナから送信されることになるＴ個の送信シンボルを含むＴ×１ベクトルであり、
「Ｔ」は転置（ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）を示す。
【００２４】
話を簡単にするために、本明細書の説明は、ベクトルｓ（ｋ）内の各要素ｓｉ（ｋ）の平均電力（ｐｏｗｅｒ）は１であると仮定する。式（１）は、１つの搬送波ｋに関するものである。送信機は、送信に使用される各搬送波について同じ処理を実行することができる。
【００２５】
Ｔは送信アンテナの数である。Ｔは、使用可能であり、正規直交行列ＵのＴ個の列ｕ１からｕＴで形成される、仮想アンテナの数でもある。仮想アンテナは、有効アンテナまたは何らかの他の用語で呼ばれる場合もある。Ｖは、１個のシンボル期間内に１個の副搬送波上で同時に送信される、出力シンボルの数である。Ｖは、送信に使用される仮想アンテナの数でもある。一般に、１≦Ｖ≦ｍｉｎ｛Ｔ，Ｒ｝である。Ｖは、以下で説明するように選択可能な構成可能パラメータとすることができる。
【００２６】
式（１）には示されていないが、送信機は巡回遅延ダイバーシティを使用して、仮想アンテナの周波数選択性を向上させることができる。巡回遅延ダイバーシティは、（１）各送信アンテナのＫ個の副搬送波をまたがって異なる位相ランプを適用することによって周波数ドメイン内で、または、（２）Ｔ個の送信アンテナに対してＴ個の異なる巡回遅延を適用することによって時間ドメイン内で、実施可能である。話を簡単にするために、以下の説明は、巡回遅延ダイバーシティなしの、式（１）に示された実施形態に関するものとする。
【００２７】
式（１）では、利得行列Ｇは、同時に送信されるＶ個の出力シンボルそれぞれに使用するための送信電力の量を決定する。ある実施形態では、利得行列は、Ｔ個の送信アンテナに関する合計送信電力Ｐｔｏｔａｌが、送信される出力シンボルの数に関係なく、すなわちＶの値に関係なく、送信に使用されるように定義される。ある実施形態では、合計送信電力は、Ｖ個の出力シンボル全体にわたって均一または均等に分配され、利得行列は以下のように定義することが可能である。
【数２】
0005479411.tif 000003
【００２８】
ただし、Ｉは恒等行列であり、Ｐｔｘは各送信アンテナの最大送信電力である。式（２）は、すべてのＫ個の副搬送波が送信に使用されるものと仮定する。この実施形態では、送信される出力シンボルが少ないほど、各出力シンボルに使用できる送信電力が多くなる。他の実施形態では、合計送信電力は、Ｖ個の出力シンボル全体にわたって不均一または不均等に分配される。
【００２９】
順列行列Ｐ（ｋ）は、Ｔ個の使用可能仮想アンテナの中から副搬送波ｋに使用するために、Ｖ個の特定仮想アンテナ（またはＵのＶ個の特定列）を選択する。順列行列は、以下で説明するように様々な様式で定義することができる。同じかまたは異なる順列行列を、Ｋ個の副搬送波に使用することができる。
【００３０】
正規直交行列Ｕは、プロパティＵＨ・Ｕ＝Ｉによって特徴付けられ、ただしＵＨはＵの共役転置である。ＵのＴ個の列は互いに直交し、各列は単位電力（ｕｎｉｔ  ｐｏｗｅｒ）を有する。ある実施形態では、Ｕは、各行のＴ個のエントリの２乗の合計が、ある定数値に等しいように定義される。このプロパティの結果として、すべてのＴ個の送信アンテナに等しい送信電力が使用されることになる。Ｕは、プロパティＵＨ・Ｕ＝Ｕ・ＵＨ＝Ｉによって特徴付けられる、ユニタリ行列（ｕｎｉｔａｒｙ  ｍａｔｒｉｘ）とすることもできる。
【００３１】
様々な正規直交行列およびユニタリ行列を使用して、仮想アンテナを形成することができる。ある実施形態では、Ｔ×Ｔウォルシュ／アダマール行列ＷがＵに使用される。他の実施形態では、Ｔ×Ｔフーリエ行列ＦがＵに使用される。さらに他の実施形態では、ＵはＵ＝Λ・Ｆとして形成され、ただしΛは、ＦのＴ個の行に関するＴ個のスケーリング値を含む対角行列である。例えばΛは、
【数３】
0005479411.tif 000004
【００３２】
として定義可能であり、ただしｔ＝１、．．．、Ｔ−１の場合のθｔは、Ｆの列によって示される空間方向を変更するランダム位相とすることができる。さらに他の実施形態では、Ｕは擬似ランダム要素を有する正規直交行列である。様々な他の行列をＵに使用することもできる。
【００３３】
ある実施形態では、単一の正規直交行列Ｕが、すべてのシンボル期間中のすべてのＫ個の副搬送波に使用される。この実施形態では、Ｕは、副搬送波指標ｋまたはシンボル指標ｎの関数ではない。他の実施形態では、様々な正規直交行列が様々な副搬送波に使用される。さらに他の実施形態では、様々な正規直交行列が、様々なユーザに割り当て可能な様々な副搬送波セットに使用される。さらに他の実施形態では、様々な正規直交行列が様々な時間間隔に対して使用され、ここで各時間間隔は、１つまたは複数のシンボル期間にわたることができる。さらに他の実施形態では、使用可能な正規直交行列のセット内から使用するために、１つまたは複数の正規直交行列が選択される。一般に、受信機がパイロットに基づいてチャネル応答を推定すること、および受信機に送信されたデータを回復するためにチャネル推定を使用することが可能なように、１つまたは複数の正規直交行列を使用して、データおよびパイロットを伝送することができる。
【００３４】
ＭＩＭＯチャネル応答の知識なしに、正規直交行列（例えばウォルシュ／アダマール行列またはフーリエ行列）を使用するように選択することができる。正規直交行列は、ＭＩＭＯチャネル応答の知識に基づいて選択することも可能であるため、プレコーディング行列と呼ばれる場合がある。プレコーディング行列は、受信機によって選択され、送信機に示されることが可能であるか、またはＴＤＤ通信システム内の送信機によって選択されることが可能である。
【００３５】
図２は、式（１）に示された処理を実行するＴＸ空間プロセッサ１３０の実施形態を示す。ＴＸ空間プロセッサ１３０は、電力スケーリングユニット２１０、シンボル対仮想アンテナマッピングユニット２２０、および空間マッピングユニット２３０を含む。ユニット２１０内では、Ｖ個の乗算器２１２ａから２１２ｖが、ベクトルｓ（ｋ）でそれぞれＶ個の出力シンボルｓ１（ｋ）からｓＶ（ｋ）を受信し、これらの出力シンボルを利得行列Ｇ内のそれぞれ利得ｇ１からｇＶと掛け合わせ、Ｖ個のスケーリング済みシンボルを提供する。乗算器２１２ａから２１２ｖは、行列乗算Ｇ・ｓ（ｋ）を実行する。
【００３６】
図２に示された実施形態では、各スケーリング済みシンボルがユニット２２０によって１つの仮想アンテナにマッピングされる。Ｔ個の使用可能仮想アンテナ１からＴの中から、Ｖ個の仮想アンテナａ１からａＶが使用のために選択され、ここでａ１、ａ２、．．．、ａＶ、∈｛１、．．．、Ｔ｝である。ユニット２２０は、Ｖ個の多重化装置（Ｍｕｘ）２２２ａから２２２ｖを含む。各多重化装置２２２は、乗算器２１２ａから２１２ｖからＶ個のスケーリング済みシンボルを受信し、その出力で、Ｖ個のスケーリング済みシンボルのうちの１つを提供する。多重化装置２２２ａから２２２ｖは、Ｔ×Ｖ順列行列Ｐ（ｋ）を使用して行列乗算を実行し、Ｖ個の選択された仮想アンテナおよび破棄されたＴ−Ｖ個の空シンボルに対して、Ｖ個のマッピング済みシンボル
【数４】
0005479411.tif 000005
【００３７】
から
【数５】
0005479411.tif 000006
【００３８】
を提供する。他の実施形態では、スケーリング済み出力シンボルを複数の仮想アンテナにマッピングすることができる。
【００３９】
ユニット２３０は、各マッピング済みシンボルを行列Ｕのそれぞれの列と掛け合わせ、そのシンボル用のベクトルを生成する。ユニット２３０は、Ｖ個の仮想アンテナ用のＶ個の乗算器セット２３２ａから２３２ｖ、Ｔ個の送信アンテナ用のＴ個の加算器２３６ａから２３６ｔを含む。各乗算器セット２３２は、Ｔ個の送信アンテナ用のＴ個の乗算器２３４を含む。仮想アンテナａ１用のマッピング済みシンボル
【数６】
0005479411.tif 000007
【００４０】
は、Ｔ個の要素を有するベクトルを生成するために、Ｔ個の乗算器２３４ａａから２３４ａｔによって、行列Ｕ内の列
【数７】
0005479411.tif 000008
【００４１】
のＴ個の要素と掛け合わされる。これらのＴ個の要素は、このマッピング済みシンボルのＴ個の送信アンテナ用の構成要素を示す。残りの各仮想アンテナ用のマッピング済みシンボルは、そのマッピング済みシンボル用のベクトルを生成するために、Ｕのそれぞれの列と掛け合わされる。加算器２３６ａは、Ｖ個の乗算器２３４ａａから２３４ｖａの出力を加算し、送信アンテナ１用の送信シンボルｘ１（ｋ）を生成する。残りの各加算器２３６は、Ｖ個の乗算器２３４のそれぞれのセットの出力を加算し、その送信アンテナ用の送信シンボルを生成する。加算器２３６ａから２３６ｔは、Ｔ個の送信アンテナに、ベクトルｘ（ｋ）のＴ個の送信シンボルｘ１（ｋ）からｘＴ（ｋ）を提供する。乗算器２３４および加算器２３６は、行列Ｕを使用して行列乗算を実行する。
【００４２】
図２に示されるように、各マッピング済みシンボルは、すべてのＴ個の送信アンテナからではなく、１つの仮想アンテナから送信される。Ｖ個の選択された仮想アンテナ上のＶ個のマッピング済みシンボルの伝送のために、Ｖ個のベクトルが得られる。これらのＶ個のベクトルは、送信シンボルベクトルｘ（ｋ）を生成するために追加される。
【００４３】
図３は、式（１）によって与えられた伝送方式に関するモデル３００を示す。送信機側のＴＸ空間プロセッサ１３０は、各副搬送波およびシンボル期間について、出力シンボルベクトルｓ（ｋ）を受信する。ＴＸ空間プロセッサ１３０内では、電力スケーリングユニット２１０が、出力シンボルベクトルｓ（ｋ）を利得行列Ｇと掛け合わせる。シンボル対仮想アンテナマッピングユニット２２０は、スケーリング済みのシンボルベクトルを順列行列Ｐ（ｋ）と掛け合わせ、Ｖ個の選択された仮想アンテナを介して送信されることになるＶ個のマッピング済みシンボルと、廃棄されることになるＴ−Ｖ個の空シンボルを含む、Ｔ×１ベクトルを生成する。空間マッピングユニット２３０は、順序変更された（ｐｅｒｍｕｔｅｄ）シンボルベクトルを正規直交行列Ｕと掛け合わせ、送信シンボルベクトルｘ（ｋ）を生成する。送信シンボルベクトルｘ（ｋ）は、Ｔ個の送信アンテナから、およびＭＩＭＯチャネル２５０を介して、受信機側のＲ個の受信アンテナへと送信される。
【００４４】
受信機側で受信されたシンボルは、以下のように表すことが可能である。
【数８】
0005479411.tif 000009
【００４５】
ただし、Ｈ（ｋ）は、副搬送波ｋに関するＲ×Ｔの実ＭＩＭＯチャネル応答行列であり、  Ｈｖｉｒｔｕａｌ（ｋ）は、副搬送波ｋに関するＲ×Ｔの仮想ＭＩＭＯチャネル応答行列であり、
Ｈｕｓｅｄ（ｋ）は、副搬送波ｋに関するＲ×Ｖの使用ＭＩＭＯチャネル応答行列であり、
ｒ（ｋ）は、１個のシンボル期間における副搬送波ｋ上でのＲ受信アンテナからのＲ個の受信シンボルを含むＲ×１ベクトルであり、
ｎ（ｋ）は、副搬送波ｋに関するＲ×１雑音ベクトルである。
【００４６】
話を簡単にするために、雑音は、
【数９】
0005479411.tif 000010
【００４７】
の、ゼロ平均ベクトルおよび共分散行列を伴う付加白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）であると仮定することが可能であり、ただし
【数１０】
0005479411.tif 000011
【００４８】
は雑音の分散である。
【００４９】
仮想および使用のＭＩＭＯチャネル応答行列は、以下のように得ることが可能である。
【数１１】
0005479411.tif 000012
【数１２】
0005479411.tif 000013
【００５０】
ただし、ｕｔは、ｔ＝１、．．．、Ｔの場合、ｔ番目の使用可能仮想アンテナに関するＵのｔ番目の列であり、
【数１３】
0005479411.tif 000014
【００５１】
は、ｖ＝１、．．．、Ｖの場合、ｖ番目の使用仮想アンテナに関するＵの列であり、
ｄｉａｇ｛Ｇ｝＝｛ｇ１  ｇ２  ．．．ｇＶ｝は、Ｖ個の使用仮想アンテナから送信されたＶ個のデータストリームの利得であり、
【数１４】
0005479411.tif 000015
【００５２】
である。
【００５３】
Ｔ個の送信アンテナは、Ｔ個の実チャネル応答ベクトルｈ１（ｋ）からｈＴ（ｋ）と関連付けられる。Ｔ個の使用可能仮想アンテナは、Ｔ個の仮想チャネル応答ベクトルｈｖｉｒｔｕａｌ，１（ｋ）＝Ｈ（ｋ）・ｕ１からｈｖｉｒｔｕａｌ，Ｔ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）・ｕＴと関連付けられる。各ｈｖｉｒｔｕａｌ，ｔ（ｋ）は、実ＭＩＭＯチャネル応答行列Ｈ（ｋ）全体で形成される。
【００５４】
式（４）に示され、図３に図示されるように、Ｔ個の仮想アンテナを伴う仮想ＭＩＭＯチャネルは、正規直交行列Ｕで形成される。使用ＭＩＭＯチャネルは、伝送用に使用されるＶ個の仮想アンテナによって形成される。Ｈ（ｋ）とＵとの乗算がＨ（ｋ）の統計上のプロパティを変更することはない。したがって、実ＭＩＭＯチャネルＨ（ｋ）および仮想ＭＩＭＯチャネルＨｖｉｒｔｕａｌ（ｋ）は同様の性能を有する。しかしながら、Ｕとの乗算によって、すべてのＴ個の送信アンテナに関する合計送信電力をフルに利用することができる。各送信アンテナに関するピーク送信電力はＰｔｘとして示すことが可能であり、Ｔ個の送信アンテナに関する合計送信電力は、Ｐｔｏｔａｌ＝Ｔ・Ｐｔｘとして示すことが可能である。Ｖ個の出力シンボルがＵとの乗算なしにＶ個の送信アンテナから送信される場合、各送信アンテナの電源がオフにされることにより、結果としてその送信アンテナに関する送信電力Ｐｔｘが無駄になる。しかしながら、Ｖ個の出力シンボルがＵと乗算されてＶ個の仮想アンテナから送信される場合、各出力シンボルはすべてのＴ個の送信アンテナから送信され、使用のために選択される仮想アンテナの数に関係なく、各送信アンテナに関するフル送信電力Ｐｔｘを使用することが可能であり、すべてのＴ個の送信アンテナに関する合計送信電力ＰｔｏｔａｌをＶ個の仮想アンテナ全体に分配することができる。
【００５５】
式（１）に示された伝送方式の場合、Ｒ×ＴのＭＩＭＯシステムはＲ×ＶのＭＩＭＯシステムに効果的に低減される。送信機は、あたかもＴ個の送信アンテナではなくＶ個の仮想アンテナを有するように表され、ここで１≦Ｖ≦Ｔである。
【００５６】
送信機は、Ｖ個の選択された仮想アンテナ上でＶ個のデータストリームを送信することができる。Ｖ個の選択された仮想アンテナは、様々な信号品質と関連付けることが可能であり、様々な伝送容量を有することができる。ある実施形態では、各データストリームはそれぞれの仮想アンテナから送信される。各データストリームについて、そのデータストリームに使用される仮想アンテナの伝送容量に基づき、好適なレートを選択することができる。他の実施形態では、各データストリームは、すべてのＶ個のデータストリームに対して同様の性能を達成するために、すべてのＶ個の選択された仮想アンテナにわたって送信される。単一の副搬送波が伝送用に使用可能である場合、各データストリームはＶ個の選択された仮想アンテナから様々なシンボル期間で送信することができる。複数の副搬送波が伝送用に使用可能である場合、各データストリームは、異なる副搬送波上でＶ個の選択された仮想アンテナから送信することができる。各データストリームがすべてのＶ個の選択された仮想アンテナから送信される場合、すべてのＶ個のデータストリームについて、Ｖ個の選択された仮想アンテナの平均伝送容量に基づき、単一のレートを選択することができる。
【００５７】
図４Ａは、２つの仮想アンテナから２つのデータストリームを伝送する実施形態を示す。この実施形態では、４つの仮想アンテナが使用可能であり、仮想アンテナ２および４が使用のために選択され、仮想アンテナ１および３は使用されない。データストリーム１用の出力シンボルは、すべてのＫ個の副搬送波上で仮想アンテナ２から送信される。データストリーム２用の出力シンボルは、すべてのＫ個の副搬送波上で仮想アンテナ４から送信される。
【００５８】
図４Ａに示された実施形態では、単一の順列行列をすべてのＫ個の副搬送波に使用することが可能であり、以下のように定義することができる。
【数１５】
0005479411.tif 000016
【００５９】
順列行列Ｐ（ｋ）の各行は、１つの使用可能仮想アンテナに対応し、Ｐ（ｋ）の各列は１つのデータストリームに対応する。伝送用に使用されない各仮想アンテナについて、Ｐ（ｋ）の対応する行はすべてゼロを含む。各データストリームについて、Ｐ（ｋ）の対応する列は、そのデータストリームに使用される仮想アンテナに関するエントリ「１」を含む。
【００６０】
図４Ｂは、３つの仮想アンテナのＫ個の副搬送波にわたって３つのデータストリームを巡回的に伝送する実施形態を示す。この実施形態では、４つの仮想アンテナが使用可能であり、仮想アンテナ１、３、および４が使用のために選択され、仮想アンテナ２は使用されない。データストリーム１用の出力シンボルは、副搬送波１、４、７、．．．上で仮想アンテナ１から、副搬送波２、５、８、．．．上で仮想アンテナ３から、および副搬送波３、６、９、．．．上で仮想アンテナ４から、送信される。他の２つのデータストリームそれぞれに関する出力シンボルも、図４Ｂに示されるように、３つの選択された仮想アンテナすべてのＫ個の副搬送波にわたって送信される。
【００６１】
図４Ｂに示される実施形態では、順列行列を以下のように定義することができる。
【数１６】
0005479411.tif 000017
【００６２】
データストリーム１、２、および３は、それぞれ各順列行列の列１、２、および３に関連付けられる。各データストリームについて、データストリームに使用される仮想アンテナは、仮想アンテナに対応する行内のエントリ「１」によって示される。図４Ｂに示されるように、および式（７）によって示されるように、各データストリームは、Ｋ個の副搬送波全体にわたって１つの選択された仮想アンテナから次の選択された仮想アンテナへと跳び、最後の選択された仮想アンテナに到達すると、第１の選択された仮想アンテナへと折り返す。
【００６３】
図４Ａおよび４Ｂは、仮想アンテナにデータストリームをマッピングする特定の実施形態を示す。一般に、任意数のデータストリームを任意数の仮想アンテナから送信することができる。データストリームは、決定論的様式で（例えば可能な全順列を使用して巡回的にまたは順次）、または、送信機および受信機の両方に知られた擬似ランダム数（ＰＮ）シーケンスに基づいて擬似ランダム様式で、選択された仮想アンテナにマッピングすることができる。所与のデータストリームは、任意のストリーム順序変更方式またはマッピング方式を使用して、選択されたすべての仮想アンテナにマッピングすることが可能であり、その一例が図４Ｂに示される。
【００６４】
２．受信機処理
受信機は、様々な検出技法を使用して、送信機によって送信された出力シンボルを回復することができる。これらの検出技法は、最小２乗平均誤差（ＭＭＳＥ）技法、ゼロ強制（ＺＦ）技法、最大比合成（ＭＲＣ）技法、および連続干渉除去（ＳＩＣ）技法を含む。受信機は、ＭＭＳＥ、ＺＦ、またはＭＲＣ技法に基づいて、以下のように空間フィルタ行列を導出することが可能である。
【数１７】
0005479411.tif 000018
【数１８】
0005479411.tif 000019
【数１９】
0005479411.tif 000020
【００６５】
式（８）および（１０）では、Ｄｍｍｓｅ（ｋ）およびＤｍｒｃ（ｋ）は、出力シンボルの正規化された推定値を取得するために使用されるスケーリング値のＶ×Ｖ対角行列である。
【００６６】
受信機は、以下のように検出を実行することが可能である。
【数２０】
0005479411.tif 000021
【００６７】
ただし、Ｍ（ｋ）は、Ｍｍｍｓｅ（ｋ）、Ｍｚｆ（ｋ）、またはＭｍｒｃ（ｋ）とすることが可能な、Ｖ×Ｒ空間フィルタ行列であり、
【数２１】
0005479411.tif 000022
【００６８】
は、Ｖシンボル推定値を伴うＶ×１ベクトルであり、
【数２２】
0005479411.tif 000023
【００６９】
は、検出後の雑音のベクトルである。
【００７０】
受信機は、送信機から受信したパイロットに基づいて、Ｈ（ｋ）、Ｈｖｉｒｔｕａｌ（ｋ）、および／またはＨｕｓｅｄ（ｋ）の推定値を取得することができる。話を簡単にするために、本明細書の説明は、チャネル推定誤りがないものと仮定する。受信機は、Ｈ（ｋ）またはＨｖｉｒｔｕａｌ（ｋ）、ならびに既知のＵ、Ｐ（ｋ）、およびＧに基づいて、Ｈｕｓｅｄ（ｋ）を導出することができる。次に受信機は、Ｖ個の選択された仮想アンテナに関して、Ｈｕｓｅｄ（ｋ）に基づいてＭ（ｋ）を導出することができる。Ｍ（ｋ）の大きさは、伝送に使用される仮想アンテナの数に依存する。
【数２３】
0005479411.tif 000024
【００７１】
におけるシンボル推定値は、ｓ（ｋ）における出力シンボルの推定値である。
【００７２】
受信機は、各シンボル期間ｎにおける各副搬送波ｋについて、式（１１）に示されるような検出を実行し、その副搬送波およびシンボル期間に関するシンボル推定値を取得することができる。受信機は、すべての副搬送波およびシンボル期間に関するシンボル推定値を、送信機によるシンボル対仮想アンテナマッピングを補足するように、ストリームにデマッピング（ｄｅｍａｐ）することができる。次に受信機は、復号されたデータストリームを取得するために、シンボル推定値のストリームを処理（例えば復調、ディインタリーブ、および復号）することができる。
【００７３】
シンボル推定値の品質は、受信機によって使用される検出技法に依存する。一般に、信号品質は信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対雑音干渉比（ＳＩＮＲ）、シンボル当たりのエネルギー対雑音比（Ｅｓ／Ｎｏ）などによって、量子化することができる。明確にするために、以下の説明では信号品質を表すためにＳＮＲが使用される。
【００７４】
ＭＭＳＥ技法の場合、ＳＮＲは、以下のように表すことが可能である。
【数２４】
0005479411.tif 000025
【００７５】
ただしｑｖ（ｋ）は、副搬送波ｋに関するＱ（ｋ）のｖ番目の対角要素であり、
γｍｍｓｅ，ｖ（ｋ）はＭＭＳＥ検出による仮想アンテナｖの副搬送波ｋのＳＮＲである。
【００７６】
ＺＦ技法の場合、ＳＮＲは、以下のように表すことが可能である。
【数２５】
0005479411.tif 000026
【００７７】
ただしｒｖ（ｋ）は、副搬送波ｋに関するｄｉａｇ
【数２６】
0005479411.tif 000027
【００７８】
のｖ番目の対角要素であり、
ｒｚｆ，ｖ（ｋ）は、ＺＦ検出による仮想アンテナｖの副搬送波ｋのＳＮＲである。
【００７９】
式（１２）および（１３）は、伝送シンボルベクトルｓ（ｋ）の各要素の平均電力は１であるものと仮定する。他の検出技法の場合のＳＮＲは当分野で周知であるため、本明細書では説明しない。
【００８０】
式（１２）および（１３）では、線形単位でのＳＮＲが与えられる。ＳＮＲは、以下のようにデシベル（ｄＢ）でも与えられることが可能である。
【数２７】
0005479411.tif 000028
【００８１】
ここでγｖ（ｋ）は線形単位でのＳＮＲであり、ＳＮＲｖ（ｋ）はｄＢでの対応するＳＮＲである。
【００８２】
ＳＩＣ技法の場合、受信機はＶ個のステージまたは層におけるＶ個のデータストリーム、各ステージにおける１個のデータストリームを回復し、次のデータストリームを回復するのに先立って、復号された各データストリームからの干渉を除去する。第１のステージでは、受信機は受信されたシンボルに関する検出を（例えば、式（１１）で示されたようなＭＭＳＥ、ＺＦ、またはＭＲＣ技法を使用して）実行し、１個のデータストリームに関するシンボル推定値を取得する。次に受信機は、復号されたデータストリームを取得するために、シンボル推定値を処理（例えば、復調、ディインタリーブ、および復号）する。次に受信機は、（１）このストリームに関して送信機によって実行されたものと同じ手法で、復号されたデータストリームを再符号化、インタリーブ、およびシンボルマッピングすること、ならびに（２）このストリームによる干渉構成要素を取得するために、再構築された出力シンボルを、使用ＭＩＭＯチャネル応答ベクトルと掛け合わせることによって、このデータストリームによる干渉を推定する。次に受信機は、受信されたシンボルから干渉構成要素を差し引き、修正された受信シンボルを取得する。後続の各ステージについて、受信機は、１個のデータストリームを回復するために、以前のステージからの修正された受信シンボルを第１のステージと同じ様式で処理する。
【００８３】
ＳＩＣ技法の場合、各復号データストリームのＳＮＲは、（１）ストリームに使用される検出技法（例えばＭＭＳＥ、ＺＦ、またはＭＲＣ）、（２）データストリームが回復された特定のステージ、および（３）後のステージで回復されたデータストリームによる干渉の量、に依存する。一般に、以前のステージで回復されたデータストリームからの干渉が除去されることから、ＳＮＲは後のステージで回復されたデータストリームに関して改善される。これにより、後のステージで回復されたデータストリームに対して、より高いレートを使用することができる。
【００８４】
ある態様では、様々な仮想アンテナのセットまたは組合せの性能が評価され、最良の性能を伴う仮想アンテナのセットが使用のために選択される。性能は、信号品質（例えばＳＮＲ）、スループット、全体レートなどの様々なメトリクスによって量子化することができる。仮想アンテナの選択は、様々な様式で実行することができる。
【００８５】
ある実施形態では、１つまたは複数の仮想アンテナのすべての可能なセットが評価される。各可能な仮想アンテナセットは、仮説とも呼ばれる。Ｔ個の仮想アンテナに対して１個の仮説、Ｔ−１個の仮想アンテナに対してＴ個の仮説など、ならびに１個の仮想アンテナに対してＴ個の仮説のように、Ｔ個の使用可能な仮想アンテナについて、２Ｔ−１個の合計仮説が存在する。Ｍ個の仮説を評価することが可能であり、すべての可能な仮説が評価される場合、Ｍ＝２Ｔ−１である。ｍ＝１、．．．、Ｍの場合、仮説ｍはＡｍとして示される仮想アンテナの特定セットに対するものである。Ｍ個の仮説は、Ｍ個の異なる仮想アンテナセットに対するものである。
【００８６】
ある実施形態では、性能は、選択された仮想アンテナ全体にわたる合計送信電力の均一な分配によって決定される。１≦Ｖ≦Ｔの、Ｖ個の仮想アンテナを伴う仮説の場合、合計送信電力は、以下のように分配することが可能である。
【数２８】
0005479411.tif 000029
【００８７】
ただし、Ｐｍ，ｖ（ｋ）は仮説ｍにおける仮想アンテナｖの副搬送波ｋに関する送信電力である。式（１５）では、合計データ送信電力Ｐｔｏｔａｌ＝Ｔ・ＰｔｘはＶ個の仮想アンテナ全体にわたって均一に分配され、各仮想アンテナはＰｖａ＝Ｔ・Ｐｔｘ／Ｖが割り振られる。各仮想アンテナについて割り振られた送信電力Ｐｖａは、次に、その仮想アンテナのＫ個の副搬送波全体にわたって均一に分配される。ＰｖａおよびＰｍ，ｖ（ｋ）は、より少ない仮想アンテナを伴う仮説の場合、より大きくなる。式（１５）は、セットＡｍ内の仮想アンテナのみに送信電力が割り振られること、およびすべての他の仮想アンテナにはゼロ送信電力が割り振られる（パイロット送信用に可能な割り振りの場合を除く）ことも示す。
【００８８】
各仮説ｍについて、仮説における各仮想アンテナの各副搬送波のＳＮＲは、例えば式（１２）から（１４）に示されるように算出可能である。ｑｖ（ｋ）およびｒｖ（ｋ）は、Ｈｕｓｅｄ（ｋ）を算出するために使用される電力Ｐｍ，ｖ（ｋ）に依存することに留意されたい。したがってＳＮＲは、仮説における仮想アンテナの数に依存し、Ｐｍ，ｖ（ｋ）が大きいことによって仮説が有する仮想アンテナが少ないほど、大きくなる。
【００８９】
ある実施形態では、性能は平均ＳＮＲによって量子化され、以下のように算出可能である。
【数２９】
0005479411.tif 000030
【００９０】
ただし、ＳＮＲｍ，ｖ（ｋ）は仮説ｍにおける仮想アンテナｖの副搬送波ｋのＳＮＲであり、
ＳＮＲａｖｇ，ｍは仮説ｍに関する平均ＳＮＲである。
【００９１】
ＳＮＲｍ，ｖ（ｋ）およびＳＮＲａｖｇ，ｍはｄＢ単位である。
【００９２】
他の実施形態では、性能はスループットによって量子化され、これはスペクトル効率、容量、などとも呼ばれる。仮説ｍに関するスループットは、制約のない容量関数に基づいて以下のように決定することが可能である。
【数３０】
0005479411.tif 000031
【００９３】
ただし、γｍ，ｖ（ｋ）は仮説ｍにおける仮想アンテナｖの副搬送波ｋのＳＮＲであり、  ＴＰｍは、仮説ｍに関するスループットである。
【００９４】
式（１７）では、γｍ，ｖ（ｋ）は線形単位であり、各仮想アンテナの各副搬送波のスループットはｌｏｇ２［１＋γｍ，ｖ（ｋ）］として与えられる。仮説ｍにおけるすべての仮想アンテナのすべての搬送波に関するスループットは、仮説に関する全体のスループットを取得するために累積される。式（１７）における制約のない容量関数は、データがＭＩＭＯチャネルの容量で信頼して伝送可能であるものと仮定する。
【００９５】
仮説ｍに関するスループットは、以下のように、制約付きの容量関数に基づいて決定することも可能である。
【数３１】
0005479411.tif 000032
【００９６】
ただし、Ｑは、変調方式、符号化方式、符号レート、パケットサイズ、チャネル推定誤り、などの様々な係数を反映するために使用される、ペナルティ係数である。スループットは、他の容量関数に基づいて算出することもできる。
【００９７】
他の実施形態では、性能は全体レートによって量子化される。システムは、レートのセットをサポートすることができる。各レートは、例えば１％パケット誤り率（ＰＥＲ）の性能ターゲットレベルを達成するために必要な、特定の符号化および変調方式、特定の符号レート、特定のスペクトル効率、および特定の最低ＳＮＲに関連付けることができる。各仮説ｍに関して、仮説における各仮想アンテナについて、その仮想アンテナに関するＳＮＲに基づいてレートを選択することができる。このレート選択は、様々な様式で実行することができる。
【００９８】
仮説ｍについて、各仮想アンテナに関する平均ＳＮＲは、以下のように算出することが可能である。
【数３２】
0005479411.tif 000033
【００９９】
ただし、ＳＮＲａｖｇ，ｍ，ｖは、仮説ｍにおける仮想アンテナｖに関する平均ＳＮＲである。
【０１００】
各仮想アンテナに関する有効ＳＮＲは、以下のように算出することも可能である。
【数３３】
0005479411.tif 000034
【０１０１】
ただし、ＳＮＲｂｏ，ｍ，ｖは、仮説ｍにおける仮想アンテナｖに関するバックオフ係数であり、
ＳＮＲｅｆｆ，ｍ，ｖは、仮説ｍにおける仮想アンテナｖに関する有効ＳＮＲである。
【０１０２】
バックオフ係数は、仮想アンテナｖのＫ個の副搬送波全体にわたるＳＮＲの分散を反映するために使用することが可能であり、
【数３４】
0005479411.tif 000035
【０１０３】
として設定可能であって、ただし、
【数３５】
0005479411.tif 000036
【０１０４】
は、仮想アンテナｖに関するＳＮＲの変動であり、Ｋｓｎｒは定数である。バックオフ係数は、例えば仮想アンテナｖに使用される符号化および変調、現在のＰＥＲなどの、他の係数を反映するために使用することもできる。
【０１０５】
各仮想アンテナに関する等価ＳＮＲは、以下のように算出することも可能である。
【数３６】
0005479411.tif 000037
【数３７】
0005479411.tif 000038
【０１０６】
ただし、ＴＰｍ，ｖは、仮説ｍにおける仮想アンテナｖの各副搬送波に関する平均スループットであり、
ＳＮＲｅｑ，ｍ，ｖは、仮説ｍにおける仮想アンテナｖに関する等価ＳＮＲである。
【０１０７】
式（２１ａ）は、すべてのＫ個の副搬送波に関するＳＮＲに基づいて、各副搬送波に関する平均スループットを算出する。式（２１ｂ）により、式（２１ａ）からの平均スループットを提供するＳＮＲが与えられる。
【０１０８】
各仮想アンテナに関するＳＮＲａｖｇ，ｍ，ｖ、ＳＮＲｅｆｆ，ｍ，ｖ、またはＳＮＲｅｑ，ｍ，ｖを、レート対必要ＳＮＲのルックアップテーブルに提供することができる。次にこのルックアップテーブルは、各仮想アンテナに使用可能な最高レートを提供することができる。仮説ｍにおけるすべての仮想アンテナに関して選択されたレートは、仮説ｍに関する全体レートを取得するために累積することができる。
【０１０９】
性能は、他のメトリクスによって量子化することも可能であり、これは本発明の範囲内である。Ｍ個のメトリクス値は、評価されるＭ個の仮説について取得される。これらのメトリクス値は、平均ＳＮＲ、スループット、全体レートなどに関するものとすることができる。Ｍ個の仮説の中で最良のメトリクス値（例えば、最高平均ＳＮＲ、最高スループット、または最高全体レート）を伴う仮説を識別することができる。最良のメトリクス値を伴う仮説に関する仮想アンテナのセットを、使用するために選択することができる。
【０１１０】
図５は、４つの使用可能な仮想アンテナを伴う場合の仮想アンテナ選択を示す。Ｔ＝４の場合、仮説１から１５として示される２Ｔ−１＝１５個の合計仮説が存在する。４つの仮説１から４は１つの仮想アンテナに関するものであり、６つの仮説５から１０は２つの仮想アンテナに関するものであり、４つの仮説１１から１４は３つの仮想アンテナに関するものであり、１つの仮説１５は４つの仮想アンテナに関するものである。各仮説に関する仮想アンテナのセットが図５に示される。例えば、仮説２は１つの仮想アンテナ２に関するものであり（ａ１＝２）、仮説６は２つの仮想アンテナ１および３に関するものであり（ａ１＝１およびａ２＝３）、仮説１２は３つの仮想アンテナ１、２および４に関するものであり（ａ１＝１、ａ２＝２、およびａ３＝４）、さらに仮説１５は４つすべての仮想アンテナ１から４に関するものである（ａ１＝１、ａ２＝２、ａ３＝３、およびａ４＝４）。
【０１１１】
合計送信電力４Ｐｔｘは、各仮説におけるすべての仮想アンテナ全体にわたって、均一に分配することができる。１つの仮想アンテナを伴う各仮説の場合、４Ｐｔｘが単一の仮想アンテナに割り振られる。２つの仮想アンテナを伴う各仮説の場合、２Ｐｔｘが各仮想アンテナに割り振られる。３つの仮想アンテナを伴う各仮説の場合、４Ｐｔｘ／３が各仮想アンテナに割り振られる。４つの仮想アンテナを伴う各仮説の場合、Ｐｔｘが各仮想アンテナに割り振られる。各仮説の性能は、前述のいずれかのメトリクスに基づいて決定することができる。最高のメトリクス値を伴う仮説が識別可能であり、この仮説に関する仮想アンテナのセットを使用するために選択することができる。
【０１１２】
他の実施形態では、合計送信電力Ｐｔｏｔａｌは、注水（ｗａｔｅｒ−ｐｏｕｒｉｎｇ）とも呼ばれるウォータフィリング（ｗａｔｅｒ−ｆｉｌｌｉｎｇ）に基づいて、仮想アンテナ全体にわたって不均一に分配される。各仮説ｍについて、各仮想アンテナの各副搬送波のＳＮＲは、Ｐｔｘが仮想アンテナに割り振られるとの仮定に基づいて初期に決定することができる。その後、各仮想アンテナに関する平均ＳＮＲは、例えば式（１９）に示されるように決定することができる。次に、最高平均ＳＮＲを伴う仮想アンテナに最高の送信電力が割り振られ、最低平均ＳＮＲを伴う仮想アンテナに最低量の送信電力が割り振られるように、合計送信電力Ｐｔｏｔａｌを仮説内の仮想アンテナ全体にわたって分配することが可能である。一般に、不均一な電力割り振りは、送信機が、チャネルの相反性を介して無線チャネルの全知識を容易に取得できるＴＤＤ通信システムでは、より現実的である。ＦＤＤ通信システムでは、不均一な電力割り振りは、通常、例えば無線チャネルの固有モード分解（ｅｉｇｅｎｍｏｄｅ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）に関する最良のプレコーディング行列などの、大量のフィードバック情報を必要とする。別の方法として、各仮説について、受信機は、仮想アンテナ全体にわたる複数の所定の等しくない電力分配を評価することが可能であり、最良の電力分配および最良の仮想アンテナサブセットを送信機に送信することが可能である。
【０１１３】
図６は、ウォータフィリングを使用した３つの仮想アンテナａ１、ａ２、およびａ３にわたる電力分配の例を示す。各仮想アンテナａｖに関する、ｖ＝１、２、３の場合の平均ＳＮＲ、
【数３８】
0005479411.tif 000039
【０１１４】
は、Ｐｔｘが仮想アンテナに割り振られるとの仮定で決定される。各仮想アンテナに関する平均ＳＮＲの逆数、
【数３９】
0005479411.tif 000040
【０１１５】
は、図６で算出およびプロットされる。合計送信電力Ｐｔｏｔａｌは、最終電力レベルＰｔｏｐが３つの仮想アンテナにわたって一定であるように、３つの仮想アンテナにわたって分配される。合計送信電力は、図６の影付き部分で表される。各仮想アンテナに割り振られる送信電力
【数４０】
0005479411.tif 000041
【０１１６】
は、最終電力レベルから、仮想アンテナに関する逆ＳＮＲを引いたもの、すなわち
【数４１】
0005479411.tif 000042
【０１１７】
に等しい。ウォータフィリングについては、一般公開されている、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｇ．Ｇａｌｌａｇｅｒ「Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｒｅｌｉａｂｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ、１９６８年で説明されている。
【０１１８】
各仮説について、合計送信電力は、ウォータフィリングを使用した仮説において仮想アンテナ全体にわたって分配可能である。次に仮説の性能は、各仮想アンテナに割り振られた送信電力に基づいて評価することができる。仮説における各仮想アンテナの各副搬送波のＳＮＲを決定することができる。次に、仮説におけるすべての副搬送波および仮想アンテナに関するＳＮＲに基づいて、仮説に関するメトリクス値を算出することができる。最良のメトリクス値を伴う仮説を使用するために選択することができる。
【０１１９】
他の実施形態では、合計送信電力Ｐｔｏｔａｌは、チャネル反転に基づいて仮想アンテナ全体にわたって不均一に分配される。各仮説ｍについて、仮説における各仮想アンテナに関する平均ＳＮＲは、Ｐｔｘが仮想アンテナに割り振られるとの仮定に基づいて決定することができる。次に、仮説における仮想アンテナ全体にわたって、これらの仮想アンテナが同様の平均ＳＮＲを達成するように、合計送信電力Ｐｔｏｔａｌを分配することができる。チャネル反転を実行するための技法は、２００２年６月２４日出願の「ＳＩＧＮＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＷＩＴＨ  ＣＨＡＮＮＥＬ  ＥＩＧＥＮＭＯＤＥ  ＤＥＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＣＨＡＮＮＥＬ  ＩＮＶＥＲＳＩＯＮ  ＦＯＲ  ＭＩＭＯ  ＳＹＳＴＥＭＳ」という名称の本願譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１７９４４２号に記載されている。チャネル反転は、すべての仮想アンテナに同じレートを使用することを可能とし、送信機および受信機の両方で処理を簡略化することができる。
【０１２０】
性能は、合計送信電力Ｐｔｏｔａｌを仮想アンテナ全体にわたって不均一に分配するための他の方式に基づいて決定することも可能である。
【０１２１】
３．フィードバック
ある実施形態では、受信機は仮想アンテナ選択を実行し、様々な仮想アンテナのセットを評価し、最良の性能を伴う仮想アンテナのセットを選択する。次に受信機は、選択された仮想アンテナのセットに関するチャネル状態情報を送信機に送信する。チャネル状態情報は、様々なタイプの情報を搬送することができる。
【０１２２】
ある実施形態では、チャネル状態情報はＶ個の選択された仮想アンテナのセットを示し、Ｖ≧１である。Ｔ個の仮想アンテナに関して２Ｔ−１個の可能な仮説が存在するため、最良の仮説、さらには選択されたＶ個の仮想アンテナのセットがＴ個のビットと共に搬送可能である。送信機は、簡略化および量子化されたウォータフィリングを実行可能であり、Ｖ個の選択された仮想アンテナにわたって均一に、合計送信電力Ｐｔｏｔａｌを分配することができる。
【０１２３】
ある実施形態では、チャネル状態情報は、式（１９）から（２１）に示されるように算出可能な、各選択された仮想アンテナに関するＳＮＲを示す。送信機は、各仮想アンテナに関するレートをそのＳＮＲに基づいて選択することができる。送信機は、（１）Ｖ個の選択された仮想アンテナにわたって均一に、または、（２）これらのＶ個の仮想アンテナに関するＳＮＲに基づいて、Ｖ個の選択された仮想アンテナにわたって不均一に（例えばウォータフィリングまたはチャネル反転を使用して）、合計送信電力Ｐｔｏｔａｌを分配することができる。ＳＮＲベースの不均一な電力分配は、最良のプレコーディング行列に関する情報が送信機側で使用可能である場合、特に有効な可能性がある。この実施形態は、例えば図４Ａに示された、各選択された仮想アンテナから送信される１つのデータストリームを伴う伝送方式に、使用可能である。
【０１２４】
他の実施形態では、チャネル状態情報は、式（１６）に示されるように算出可能な、Ｖ個の選択された仮想アンテナすべてに関する平均ＳＮＲを示す。送信機は、平均ＳＮＲに基づいてすべてのＶ個の仮想アンテナに関するレートを選択することができる。この実施形態は、例えば図４Ｂに示された伝送方式に使用可能であり、各データストリームがＶ個の選択された仮想アンテナすべてから送信され、Ｖ個のデータストリームが同様のＳＮＲを達成する。
【０１２５】
他の実施形態では、チャネル状態情報は、Ｖ個の選択された仮想アンテナに関する基本ＳＮＲおよび十分な数のデルタＳＮＲを示す。この実施形態は、図４Ｂに示された伝送方式に特に効果的であり、各データストリームがＶ個の選択された仮想アンテナすべてにわたって送信され、ＳＩＣ受信機がデータストリームの回復に使用される。基本ＳＮＲは、Ｖ個の選択された仮想アンテナに関する最低ＳＮＲ、Ｖ個のデータストリームに関する最低ＳＮＲ、ＳＩＣ技法を使用して最初に検出されたデータストリームに関するＳＮＲ、などとすることができる。各デルタＳＮＲは、２つの仮想アンテナ、２つのデータストリームなどに関する、ＳＮＲにおける差異を示すことができる。
【０１２６】
ある実施形態では、Ｖ個の仮想アンテナに関するＳＮＲを最低から最高までランク付けすることが可能であり、基本ＳＮＲは最低ＳＮＲとすることが可能であり、第１のデルタＳＮＲは最低ＳＮＲと２番目に低いＳＮＲとの差とすることが可能であり、第２のデルタＳＮＲは２番目に低いＳＮＲと３番目に低いＳＮＲとの差とすることが可能であるという具合である。他の実施形態では、Ｖ個のデータストリームに関するＳＮＲを最低から最高までランク付けすることが可能であり、基本ＳＮＲおよびデルタＳＮＲを前述のように定義することが可能である。Ｖ個のデータストリームが、（例えば図４Ｂに示されたような）線形検出を使用して同様のＳＮＲを観察するように伝送される場合、基本ＳＮＲはＶ個のデータストリームに関する平均ＳＮＲを示すことが可能であり、デルタＳＮＲはゼロに等しいものとすることが可能である。これは、送信機がプレコーディングを実行し、プレコーディング行列の列ベクトル全体にわたってデータストリームを順序変更する場合とすることもできる。理論上、複数のデータストリームが送信機側のプレコーディングによって分離された場合、これは特異値分解のケースであり、その後受信機は、最大スペクトル効率を達成するためにＳＩＣを実行する必要はない。しかしながら実際には、通常、プレコーディング行列が特異分解行列と完全に一致することはなく、受信機は、スループットを最大にするためにＳＩＣを実行する可能性がある。線形検出を使用して同様のＳＮＲを観察するデータストリームが、ＳＩＣ技法によって回復された場合、基本ＳＮＲは、第１に回復されたデータストリームのＳＮＲを示すことが可能であり、その後回復された各データストリームに関するデルタＳＮＲは、以前に回復されたデータストリームに比べてＳＮＲの向上を示すことができる。
【０１２７】
ある実施形態では、１つのデルタＳＮＲのみが使用可能であり、各仮想アンテナまたはデータストリームに関するＳＮＲは、以下のように得ることが可能である。
【数４２】
0005479411.tif 000043
【０１２８】
ただし、ＳＮＲｖは、仮想アンテナａｖまたはデータストリームｖに関するＳＮＲである。式（２２）に示された実施形態は、ＳＮＲがＶ個の選択された仮想アンテナまたはＶ個のデータストリームにわたって同じ量だけ向上すること、ならびに連続するステージまたは層の間、ＳＩＣ利得がほぼ一定であると仮定している。
【０１２９】
他の実施形態では、チャネル状態情報は、選択された各仮想アンテナに関するレートを示す。システムは、前述のようにレートセットをサポートすることが可能であり、各仮想アンテナに関するレートをその仮想アンテナに関するＳＮＲに基づいて選択することができる。他の実施形態では、チャネル状態情報はＶ個の選択された仮想アンテナすべてについて単一のレートを示し、このＶ個の選択された仮想アンテナは、これらの仮想アンテナに関する平均ＳＮＲに基づいて選択することができる。他の実施形態では、チャネル状態情報は、選択された仮想アンテナに関する基本レートおよび１つまたは複数のデルタレートを示す。この実施形態は、ＳＩＣ受信機を伴う図４Ｂに示された伝送方式に有用な場合がある。他の実施形態では、チャネル状態情報はＶ個の選択された仮想アンテナに関するレート組合せを示す。システムは、変調符号化方式（ＭＣＳ）とも呼ばれる、いくつかの許容レートの組合せを含むベクトル量子化レートセットをサポートすることができる。各許容レートの組合せは、送信するための特定数のデータストリームおよび各データストリームに関する特定のレートと関連付けられる。レートの組合せは、仮想アンテナに関するＳＮＲに基づいて、Ｖ個の選択された仮想アンテナに関して選択することができる。
【０１３０】
他の実施形態では、チャネル状態情報は、使用可能な正規直交行列のセットの中から使用のために選択された、１つまたは複数の正規直交行列（またはプレコーディング行列）を示す。送信機は、１つまたは複数の選択された正規直交行列を使用してプレコーディングを実行する。各正規直交行列のすべての仮説に関する性能は、前述のように評価することができる。最良の性能を伴う正規直交行列および仮想アンテナのセットは、チャネル状態情報によって提供することができる。
【０１３１】
一般に、チャネル状態情報は、Ｖ個の仮想アンテナの選択されたセット、信号品質（例えばＳＮＲ）、レート、送信電力、行列、パイロット、または他の情報、あるいはそれらの組合せなどの、様々なタイプの情報を搬送することができる。
【０１３２】
他の実施形態では、送信機は、例えば受信機からのチャネル状態情報を使用して、仮想アンテナの選択を実行する。
【０１３３】
他の実施形態では、送信機は、たとえデータがＶ個の選択された仮想アンテナ上でのみ送信される場合であっても、受信機がＴ個の使用可能な仮想アンテナすべてに関するＳＮＲを推定できるように、パイロットを送信する。送信機は、例えばシンボル期間ｎでは仮想アンテナ１、次にシンボル期間ｎ＋１では仮想アンテナ２という具合に、異なるシンボル期間内でＴ個の仮想アンテナを巡回することによって、パイロットを送信することができる。送信機は、例えば仮想アンテナ１の副搬送波ｋ１、仮想アンテナ２の副搬送波ｋ２という具合に、異なる副搬送波上でＴ個の仮想アンテナからパイロットを送信することもできる。他の実施形態では、送信機は、Ｖ個の選択された仮想アンテナ上でメインパイロットを送信し、選択されていない仮想アンテナ上で補助パイロットを送信する。メインパイロットは、補助パイロットよりも頻繁に、および／またはより多くの副搬送波上で、送信することができる。送信機は、様々な他の様式でパイロットを送信することもできる。
【０１３４】
図７は、仮想アンテナを選択および使用するためのプロセス７００の実施形態を示す。複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナに関する複数の仮説が、例えば信号品質、スループット、全体レートなどの、少なくとも１つのメトリクスに基づいて評価される（ブロック７１２）。各仮説は、少なくとも１つの仮想アンテナの異なるセットに対応する。複数の仮想アンテナは、各仮想アンテナを一部またはすべての物理アンテナにマッピングする、１つまたは複数の行列を使用して形成される。評価された複数の仮説の中から、最良の性能を伴う仮説が選択される（ブロック７１４）。
【０１３５】
ある実施形態では、各仮説に関する信号品質が決定され、最高の信号品質を伴う仮説が選択される。他の実施形態では、各仮説に関するスループットが決定され、最高のスループットを伴う仮説が選択される。他の実施形態では、各仮説に関する全体レートが決定され、最高の全体レートを伴う仮説が選択される。すべての実施形態について、各仮説は仮説内の仮想アンテナ全体にわたって均一または不均一に分配されている、合計送信電力で評価することができる。仮説は、他の様式で評価することもできる。
【０１３６】
ブロック７１４は、実質的に、複数の仮想アンテナの中から少なくとも１つの仮想アンテナを選択する。仮想アンテナの選択が受信機によって実行される場合、選択された仮想アンテナに関するチャネル状態情報は送信機に送信される（ブロック７１６）。チャネル状態情報は、選択された仮想アンテナ、選択された仮想アンテナに関する信号品質またはレートなどの、様々なタイプの情報を搬送することができる。送信機および／または受信機は、信号品質に基づいて、選択された仮想アンテナに関する少なくとも１つのレートを選択することができる。選択された仮想アンテナは、データ伝送に使用される（ブロック７１８）。
【０１３７】
図８は、仮想アンテナを選択および使用するための装置８００の実施形態を示す。装置８００は、複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナに関する複数の仮説を評価するための手段（ブロック８１２）と、複数の仮説の中からある仮説を選択するための手段（ブロック８１４）と、少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関するチャネル状態情報を送信機に送信するための手段（ブロック８１６）と、選択された仮想アンテナをデータ伝送のために使用するための手段（ブロック８１８）とを含む。
【０１３８】
図９は、仮想アンテナからデータを送信するためのプロセス９００の実施形態を示す。複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から選択された少なくとも１つの仮想アンテナに関するチャネル状態情報が受信される（ブロック９１２）。このチャネル状態情報は、前述の情報のうちのいずれかを搬送することができる。合計送信電力はこのチャネル状態情報に基づいて、（１）選択された仮想アンテナに全体にわたって均一に、または（２）選択された仮想アンテナ全体にわたって不均一に、分配することができる（ブロック９１４）。チャネル状態情報および電力分配に基づいて、選択された仮想アンテナに関する少なくとも１つのレートが選択される（ブロック９１６）。データ伝送は、選択された仮想アンテナから選択されたレートで送信される（ブロック９１８）。データ伝送は、１つまたは複数のデータストリームを含むことができる。各データストリームは、選択された仮想アンテナそれぞれに（例えば図４Ａに示されるように）マッピングすることができるか、または選択された仮想アンテナのすべてに（例えば図４Ｂに示されるように）マッピングすることができる。
【０１３９】
図１０は、仮想アンテナからデータを送信するための装置１０００の実施形態を示す。装置１０００は、複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から選択された少なくとも１つの仮想アンテナに関するチャネル状態情報を受信するための手段（ブロック１０１２）と、合計送信電力を選択された仮想アンテナ全体にわたって均一または不均一に分配するための手段（ブロック１０１４）と、チャネル状態情報および電力分配に基づいて、選択された仮想アンテナに関する少なくとも１つのレートを選択するための手段（ブロック１０１６）と、選択された仮想アンテナから選択されたレートでデータ伝送を送信するための手段（ブロック１０１８）とを含む。
【０１４０】
本明細書に記載された技法は、様々な手段によって実施することができる。例えばこれらの技法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実施することができる。ハードウェア実施の場合、仮想アンテナを選択するため、選択された仮想アンテナからデータを送信するため、および／または選択された仮想アンテナからデータを受信するため、に使用される処理ユニットは、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書に記載された機能を実行するために設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せの中で、実施することができる。
【０１４１】
ファームウェアおよび／またはソフトウェアの実施の場合、この技法は、本明細書に記載された機能を実行するモジュール（例えばプロシージャ、関数など）で実施することができる。ファームウェアおよび／またはソフトウェアの符号は、メモリ（例えば、図１のメモリ１４２または１９２）内に格納すること、およびプロセッサ（例えばプロセッサ１４０または１９０）によって実行されることが可能である。メモリは、プロセッサ内部で、またはプロセッサ外部で実施可能である。
【０１４２】
本明細書に含まれる見出しは、参照のため、およびあるセクションを見つける際の助けとするためのものである。これらの見出しは、本明細書に記載された概念の範囲を限定することを意図するものではなく、これらの概念は、本明細書全体を通じて他のセクションでも適用可能である。
【０１４３】
開示された諸実施形態の以前の記述は、当業者が本発明を作成または使用できるようにするために提供されている。これら諸実施形態に対する様々な修正は、当業者であれば容易に明らかになり、本明細書に定義された一般的原理は、本発明の精神または範囲を逸脱することなく、他の諸実施形態に適用することができる。したがって本発明は、本明細書に示された諸実施形態に限定されることを意図するものではなく、本明細書に開示された原理および新規な特徴に適合する最も広い範囲が与えられるものとする。
以下に本件出願当初の特許請求の範囲を付記する。
［Ｃ１］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から少なくとも１つの仮想アンテナを選択すること、およびデータ伝送のための前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナの使用の指示を提供することを実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと
を備える装置。
［Ｃ２］
前記少なくとも１つのプロセッサは、各仮説が少なくとも１つの仮想アンテナの異なるセットに対応する、複数の仮説を評価すること、および前記複数の仮説の中から仮説を選択することであって、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナは前記選択された仮説に関するものである、選択することを実行するように構成された、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ３］
前記少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つのメトリクスに基づいて前記複数の仮説のそれぞれの性能を決定すること、および最良の性能を伴う仮説を選択することを実行するように構成された、［Ｃ２］に記載の装置。
［Ｃ４］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の仮説のそれぞれに関する信号品質を決定すること、および最高の信号品質を伴う仮説を選択することを実行するように構成された、［Ｃ２］に記載の装置。
［Ｃ５］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の仮説のそれぞれに関するスループットを決定すること、および最高のスループットを伴う仮説を選択することを実行するように構成された、［Ｃ２］に記載の装置。
［Ｃ６］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の仮説のそれぞれに関する全体レートを決定すること、および最高の全体レートを伴う仮説を選択することを実行するように構成された、［Ｃ２］に記載の装置。
［Ｃ７］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の仮説のそれぞれに関して前記少なくとも１つの仮想アンテナにわたって均一に合計送信電力を分配することを実行するように構成された、［Ｃ２］に記載の装置。
［Ｃ８］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の仮説のそれぞれに関して前記少なくとも１つの仮想アンテナにわたって不均一に合計送信電力を分配することを実行するように構成された、［Ｃ２］に記載の装置。
［Ｃ９］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関する信号品質に基づいて、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関する少なくとも１つのレートを選択することを実行するように構成された、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ１０］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記プロセッサに結合された前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介して、前記データ伝送を受信機に送信するよう指示することを実行するように構成された、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ１１］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関するチャネル状態情報を送信機に送信すること、および前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介して前記送信機からのデータ伝送を受信することを実行するように構成された、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ１２］
前記チャネル状態情報は前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを識別する、［Ｃ１１］に記載の装置。
［Ｃ１３］
前記チャネル状態情報は、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関する信号品質または少なくとも１つのレートを示す、［Ｃ１１］に記載の装置。
［Ｃ１４］
前記チャネル状態情報は基本信号品質および少なくとも１つのデルタ信号品質を示し、前記基本信号品質は１つの選択された仮想アンテナまたは１つのデータストリームに関するものであり、前記少なくとも１つのデルタ信号品質は残りの選択された仮想アンテナまたは残りのデータストリームに関するものである、［Ｃ１１］に記載の装置。
［Ｃ１５］
前記チャネル状態情報は、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを形成するために使用される少なくとも１つの行列を示す、［Ｃ１１］に記載の装置。
［Ｃ１６］
前記複数の仮想アンテナは、各仮想アンテナを前記複数の物理アンテナにマッピングする少なくとも１つの行列で形成される、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ１７］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から少なくとも１つの仮想アンテナを選択すること、および
データ伝送のために使用する前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナの指示を提供すること
を含む方法。
［Ｃ１８］
前記少なくとも１つの仮想アンテナを選択することは、
各仮説が少なくとも１つの仮想アンテナの異なるセットに対応する、複数の仮説を評価すること、および
前記複数の仮説の中から仮説を選択すること、なお前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナは前記選択された仮説に関するものである、
を含む、［Ｃ１７］に記載の方法。
［Ｃ１９］
前記複数の仮説を評価することは、少なくとも１つのメトリクスに基づいて前記複数の仮説のそれぞれの性能を決定することを含み、前記仮説を選択することは、最良の性能を伴う仮説を選択することを含む、［Ｃ１８］に記載の方法。
［Ｃ２０］
前記複数の仮説を評価することは、前記複数の仮説のそれぞれに関して前記少なくとも１つの仮想アンテナにわたって均一に合計送信電力を分配することを含む、［Ｃ１９］に記載の方法。
［Ｃ２１］
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関するチャネル状態情報を送信機に送信すること、および
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介して前記送信機からのデータ伝送を受信すること
をさらに含む、［Ｃ１７］に記載の方法。
［Ｃ２２］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から少なくとも１つの仮想アンテナを選択するための手段と、
データ伝送のために使用する前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナの指示を提供するための手段と
を備える装置。
［Ｃ２３］
前記少なくとも１つの仮想アンテナを選択するための手段は、
各仮説が少なくとも１つの仮想アンテナの異なるセットに対応する、複数の仮説を評価するための手段と、
前記複数の仮説の中から仮説を選択するための手段と、なお前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナは前記選択された仮説に関するものであり、
を備える、［Ｃ２２］に記載の装置。
［Ｃ２４］
前記複数の仮説を評価するための手段は、少なくとも１つのメトリクスに基づいて前記複数の仮説のそれぞれの性能を決定するための手段を備え、前記仮説を選択するための手段は、最良の性能を伴う仮説を選択するための手段を備える、［Ｃ２３］に記載の装置。
［Ｃ２５］
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関するチャネル状態情報を送信機に送信するための手段と、
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介して前記送信機からのデータ伝送を受信するための手段と
をさらに備える、［Ｃ２２］に記載の装置。
［Ｃ２６］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から少なくとも１つの仮想アンテナを選択すること、および
データ伝送のために前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを使用すること
を実行するように動作可能な命令を格納するための、プロセッサ読み取り可能媒体。
［Ｃ２７］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から選択された少なくとも１つの仮想アンテナに関するチャネル状態情報を受信すること、および前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介してデータ伝送を送信することを実行するように構成された、少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと
を備える装置。
［Ｃ２８］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナにわたって均一に合計送信電力を分配することを実行するように構成された、［Ｃ２７］に記載の装置。
［Ｃ２９］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記チャネル状態情報に基づいて前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関する少なくとも１つのレートを選択すること、および前記少なくとも１つの選択されたレートで前記データ伝送を送信することを実行するように構成された、［Ｃ２７］に記載の装置。
［Ｃ３０］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データ伝送に関する少なくとも１つのデータストリームを送信すること、および、各データストリームを前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナのすべてにマッピングすることを実行するように構成された、［Ｃ２７］に記載の装置。
［Ｃ３１］
前記少なくとも１つのプロセッサは、所定のストリーム順序変更に基づいて、各データストリームを前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナのすべてにマッピングすることを実行するように構成された、［Ｃ３０］に記載の装置。
［Ｃ３２］
前記少なくとも１つのプロセッサは、複数の副搬送波全体にまたがって前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを巡回することにより、各データストリームを前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナのすべてにマッピングすることを実行するように構成された、［Ｃ３０］に記載の装置。
［Ｃ３３］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データ伝送に関する少なくとも１つのデータストリームを送信すること、および各データストリームを選択された仮想アンテナのそれぞれにマッピングすることを実行するように構成された、［Ｃ２７］に記載の装置。
［Ｃ３４］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを形成するように使用するために少なくとも１つの行列を示すチャネル状態情報を受信すること、および、前記少なくとも１つの行列を伴うデータ伝送を処理することを実行するように構成された、［Ｃ２７］に記載の装置。
［Ｃ３５］
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記データ伝送に関する少なくとも１つのデータストリームを送信すること、および各データストリームを前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナのすべてにマッピングすることを実行するように構成された、［Ｃ３４］に記載の装置。
［Ｃ３６］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から選択された少なくとも１つの仮想アンテナに関するチャネル状態情報を受信すること、および
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介してデータ伝送を送信すること
を含む方法。
［Ｃ３７］
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナにわたって合計送信電力を分配することをさらに含む、［Ｃ３６］に記載の方法。
［Ｃ３８］
前記データ伝送を送信することは、
前記チャネル状態情報に基づいて、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関する少なくとも１つのレートを選択すること、および
前記少なくとも１つの選択されたレートで、前記データ伝送を送信すること
を含む、［Ｃ３６］に記載の方法。
［Ｃ３９］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から選択された少なくとも１つの仮想アンテナに関するチャネル状態情報を受信するための手段と、
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介してデータ伝送を送信するための手段と
を備える装置。
［Ｃ４０］
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナにわたって合計送信電力を分配するための手段をさらに備える、［Ｃ３９］に記載の装置。
［Ｃ４１］
前記データ伝送を送信するための手段は、
前記チャネル状態情報に基づいて、前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナに関する少なくとも１つのレートを選択するための手段と、
前記少なくとも１つの選択されたレートで、前記データ伝送を送信するための手段と
を備える、［Ｃ３９］に記載の装置。
［Ｃ４２］
複数の物理アンテナで形成された複数の仮想アンテナの中から選択された少なくとも１つの仮想アンテナに関するチャネル状態情報を受信すること、および
前記少なくとも１つの選択された仮想アンテナを介してデータ伝送を送信すること
を実行するように動作可能な命令を格納するための、プロセッサ読み取り可能媒体。
【図１】
0005479411.tif 000044
【図２】
0005479411.tif 000045
【図３】
0005479411.tif 000046
【図４Ａ】
0005479411.tif 000047
【図４Ｂ】
0005479411.tif 000048
【図５】
0005479411.tif 000049
【図６】
0005479411.tif 000050
【図７】
0005479411.tif 000051
【図８】
0005479411.tif 000052
【図９】
0005479411.tif 000053
【図１０】
0005479411.tif 000054