(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＩＭＯシステムにおいて信号を受信する装置であって、
ｍが１より大きいｍ個の信号受信機チャネルと、
アンテナシステムと、
制御手段によって選択されたスイッチングスキーマに対応して、各信号受信機チャネルと、ｎ個のアンテナの中からの１個のアンテナと、を関連付けるスイッチング手段であって、前記スイッチングスキーマは、前記信号受信機チャネルによる受信信号の品質を表す品質特性値に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマから選択される、前記スイッチング手段と、を備え、
前記アンテナシステムは、
各指向性アンテナが自身の角度セクタの１つにおいて信号を受信することができるｎ個の指向性アンテナ（ｎ＞ｍ）であって、前記ｎ個の指向性アンテナの前記角度セクタが互いに重ならず且つ、まとめて３６０度の全体角度セクタを形成する、前記ｎ個の指向性アンテナ、
又は、
ｎ個の角度セクタ（ｎ＞ｍ）を有するマルチセクタアンテナであって、前記ｎ個の角度セクタが互いに重ならず且つ別個のアクセスを有する、前記マルチセクタアンテナ
を備え、
前記複数のスイッチングスキーマの各々は、ｍ＋１個の連続した角度セクタのセットに含まれる角度セクタを有するｍ個のアンテナをそれぞれ選択したものであり、前記選択されたｍ個のアンテナはそのうちの２個の角度セクタが向かいあうか、あるいはいずれも向かい合わない、
前記装置。
【請求項２】
前記スイッチングマトリクスは、
【数１】
0005926280.tif 000004
のｐ個のスイッチングスキーマを含み、前記制御手段は、前記品質特性値に従って前記ｐ個のスイッチングスキーマの１つを選択するように前記スイッチング手段を制御する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スイッチングマトリクスは、連続した角度セクタを有するｍ個のアンテナを各々が選択する少なくとも前記ｎ個のスイッチングスキーマを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スイッチングマトリクスは、ｍ＋１個の連続した角度セクタのセットに含まれる角度セクタを有するｍ個のアンテナを各々が選択する前記スイッチングスキーマをさらに含み、選択された前記ｍ個のアンテナのうちの多くとも２個のアンテナは、向かい合う角度セクタを有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記制御手段は、少なくとも１つの前記信号受信機チャネルに関する前記品質特性値がもはや満たされていないとき、前記制御手段によって選択された前記スイッチングスキーマを、前記スイッチングマトリクスの他の所定のスイッチングスキーマにより交換する追加の手段を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記角度セクタは３６０／ｎ度に等しい同一の大きさを有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
ｎ個のアンテナは、ｎ個の角度セクタを有するマルチセクタアンテナによって形成され、各角度セクタは、前記スイッチング手段を介して前記信号受信機チャネルにリンクされることができる、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
ＭＩＭＯシステムにおいて信号を送信及び受信するための装置であって、
請求項１から７のいずれか１項に記載の装置と、
各信号送信チャネルが信号受信機チャネルに関連付けられているｍ個の信号送信チャネルと、を含む、前記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＩＭＯ（多入力多出力）タイプ無線マルチアンテナ送信システムにおける信号の送信及び受信に関する。本発明は、より具体的には、広帯域マルチメディアホームネットワークに適用される。
【背景技術】
【０００２】
デジタルマルチメディア装置の益々の発展により、家庭環境内の任意の場所において、例えばＨＤ（高精細度）ビデオストリーム、オーディオストリーム及びコンピュータデータストリーム等の複数のデータストリームが同時配信されることを確実にするようなホームネットワークの構想が生じている。かかるネットワークの構造は、それが装備されている建物内の部屋（アパート、２階の有無にかかわらない家等）の分布に依存しており、かかるネットワークは、ケーブル、電力線搬送（ＰＬＣ）、光ファイバ、又は規格８０２．１１ａ／ｂ／ｇ若しくは１１ｎ遵守のＷｉＦｉタイプ無線装置等の異なる技術を使用して展開することができる。後者の規格は、干渉によって支配される環境におけるビットレートと堅牢性の点で送信性能が改善され得るマルチアンテナ技術であるＭＩＭＯ技術の使用を可能にする。
【０００３】
ＭＩＭＯ技術は、独立した信号を取得して、信号の少なくとも１つがフェーディングの影響を受けないような確率を高めるために、異なる特性を有する複数の送信チャネルを用いて信号を送信又は受信することから成る。システムがいくつかの送信及び／又は受信アンテナを使用するとき、これは、空間ダイバーシティ又はアンテナダイバーシティと呼ばれる。このダイバーシティは、一方ではマルチパスによる干渉を減衰させることにより、他方では、送信ビットレート、システムの信頼性及びカバレッジゾーンを増加させることにより、ＭＩＭＯ利得の向上に寄与する。
【０００４】
ほとんどのＭＩＭＯシステムは規格８０２．ｌｌｎを使用し、市場で入手可能な製品の大多数は２×２ＭＩＭＯタイプのリンク、すなわち、送信側で２個の送信機と受信側で２個の受信機を備えたシステムに依存している。各送信機及び各受信機はそれぞれ自身の全方向性アンテナに接続されている。各送信機は、冗長性を増加させるが低いビットレートでの受信を改善するためグローバルビットレート又は他の送信機と同じストリームを増加させるために、単一のデータストリームを送信することができる。送信又は受信の性能が大きくなるようにアンテナの数を増やすことにより、送信又は受信のダイバーシティを高めることができる。
【０００５】
受信中に次数２のダイバーシティを有する２×２ＭＩＭＯシステムの一例が図２に示されている。システムは、送信側で各々がそれぞれ全方向性アンテナ１１０及び１１１に接続された２個の送信チャネル１００及び１０１、並びに、受信側でスイッチング手段１４０を介して４個の全方向性アンテナ１３０〜１３３に接続された２個の受信機チャネル１２０及び１２１を含む。スイッチング手段は、制御手段１５０で選択されたスイッチングスキーマに従って４個のアンテナ１３０〜１３３の中からの１個のアンテナを各受信機チャネル１２０又は１２１に関連付けるように意図されている。スイッチングスキーマは、受信機チャネル１２０及び１２１による信号の受信品質を表す特性値に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマから選択される。
【０００６】
アンテナ１３０〜１３３もまたスイッチング手段２３によって送信チャネル（図１には図示せず）に接続されている場合、受信のために選択されたスイッチングスキーマはまた、送信チャネルをアンテナ１３０〜１３３に接続するために使用することができる。アンテナは全方向性であり、それらはすべての方向に信号を送信又は受信し、したがって、受信機チャネルは、すべての方向から来る多くの干渉を受ける。送信中、それらはまた、隣接する装置に影響を与える干渉の多くを生成する。これは、ＭＩＭＯシステムの全体的な性能に有害である。したがって、干渉に起因する問題を限定して送信／受信の信号品質を向上させるために、それはまた、”ビームフォーミング”として知られている技術を使用することが当技術分野で知られている。この種の技術は、米国特許第６４３８３８９号に記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的の１つは、ＭＩＭＯ環境において受信時に干渉にほとんど影響されない信号を受信又は送信／受信するための装置を提案することである。
【０００８】
図２の２×２ＭＩＭＯシステムにおいて、スイッチングマトリクスは、Ｃ２４＝６個のスイッチングスキーマを含む。各スイッチングスキーマは、送信アンテナ１１０及び１１１によって送信された信号のための最良の受信が可能かを決定するようにテストされる。これは非常に長い処理時間を含む。
【０００９】
この処理時間はＭＩＭＯシステムのランキングで増加する。例えば、受信中に次数２程度のダイバーシティを有する８個のアンテナを用いている４×４ＭＩＭＯシステムが考慮される場合、各受信機チャネルは、８個の中からアンテナを選択することができなければならない。８個から４個のアンテナのすべての組み合わせが考慮されている場合、Ｃ４８＝７０の可能なスイッチングスキーマが得られる。これは明らかに、環境における、より具体的にマルチパスが豊富なホームネットワーク内における変化よって、アンテナ装置の動的な管理に互換性のない処理時間をもたらす。
【００１０】
本発明の他の目的は、この処理時間の短縮を可能にする受信又は送信／受信のためのマルチアンテナ装置を提案することである。
【００１１】
さらに、スイッチング手段は、受信機チャネル１２０及び１２１による信号の受信の損失につながるスイッチング素子を含む。例えば、図２の２×２ＭＩＭＯシステムの場合、スイッチング手段は、図２に示すように、例えば４個の単極双投スイッチ１４１及び２個の単極４投スイッチ１４２を含む。
【００１２】
スイッチ１４１及び１４２は、６ＧＨｚでそれぞれ約０．５デシベル及び２デシベルの損失を発生させる。
【００１３】
本発明の他の目的は、スイッチング手段における減少した数のスイッチの使用又は少ない損失を生むスイッチの使用を可能にする受信又は送信／受信のためのマルチアンテナ装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、ＭＩＭＯシステムの受信装置は複数の指向性アンテナで装備され、各アンテナが自身の角度セクタの１つをカバーし、アンテナの角度セクタが互いに本質的に重ならず且つ一緒に３６０度の合計角度セクタを形成している。
【００１５】
この目的のために、本発明は、ＭＩＭＯシステムにおける信号を受信する装置に関連し、前記装置は、
ｍが１より大きい場合のｍ個の信号受信機チャネルと、
アンテナシステムと、
制御手段によって選択されたスイッチングスキーマに従ってｎ個のアンテナの中からの１個のアンテナに各受信機チャネルを関連付けるスイッチング手段と、を含み、前記スイッチングスキーマは、前記信号受信機チャネルによって信号の受信品質を表す特性値に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマから選択され、
前記アンテナシステムは、各アンテナが自身の角度セクタの１つで信号を受信することができるｎ個の指向性アンテナ（ｎ＞ｍ）であって前記ｎ個のアンテナの前記角度セクタが互いに本質的に重ならず且つ一緒に３６０度の合計角度セクタを形成する前記ｎ個のアンテナによって、又は、ｎ個の角度セクタ（ｎ＞ｍ）を有し、前記ｎ個の角度セクタが互いに本質的に重ならず且つ別個のアクセスを有するマルチセクタアンテナによって、構成されていることを特徴とする。
【００１６】
特定の実施形態によれば、前記スイッチングマトリクスは、
【００１７】
【数１】
0005926280.tif 000002
【００１８】
のｐ個のスイッチングスキーマを含み、前記制御手段は、前記品質特性値に従って前記ｐ個のスイッチングスキーマの１つを選択するように前記スイッチング手段を制御する。
【００１９】
各々が自身の角度セクタ又はマルチセクタアンテナをカバーする指向性アンテナの使用は、スイッチングマトリクスにおけるスイッチングスキーマの数が減少され、Ｃｍｎより少ない数にすることを可能にする。実際に、ホームネットワークのコンテキストにおいて、メインパスが常に存在し、よって特権伝搬方向がある。結果は、向かい合うセクタがＭＩＭＯマルチパスに寄与する可能性が低いことである。換言すれば、最初のセクタがＭＩＭＯ信号を正しく受信する場合、向かい合うセクタはまたＭＩＭＯ信号を正しく受信する低い可能性がある。従って、これらの場合に対応したスイッチングスキーマはスイッチングマトリクスから削除されることができる。
【００２０】
特定の実施形態によれば、前記スイッチングマトリクスは、各々が連続した角度セクタを有するｍ個のアンテナを選択する少なくとも前記ｎ個のスイッチングスキーマを含む。この実施形態では、スイッチングマトリクスはスイッチングスキーマの限られた数、すなわち、Ｃｍｎの代わりにｍ個のスイッチングスキーマを含み、アンテナの動的な管理のための処理時間の多くの減少をもたらす。
【００２１】
他の実施形態によれば、前記スイッチングマトリクスは、各々がｍ＋１個の連続した角度セクタのセットに含まれる角度セクタを有するｍ個のアンテナを選択して選択したアンテナ中の多くとも２個が向かい合う角度セクタを有する前記スイッチングスキーマを、さらに含む。この実施形態では、スイッチングマトリクスはより多くの数のスイッチングスキーマを含み、処理時間が増加するが、より多くの数のマルチパス構成への応答を可能にする。
【００２２】
変形例では、前記スイッチングマトリクスは、各々がｍ＋２個の連続した角度セクタのセットに含まれる角度セクタを有するｍ個のアンテナを選択する前記スイッチングスキーマをさらに含み、前記スイッチングスキーマが前記スイッチングマトリクスから除外された向かい合う角度セクタを有する。
【００２３】
スイッチングマトリクスにおけるスイッチングスキーマの数の削減（＜Ｃｍｎ）は、アンテナを動的に選択するための処理時間の短縮に加えて、スイッチング手段におけるスイッチング素子の減少した数の使用及び／又はスイッチング素子の使用を可能とする。
【００２４】
好ましい実施形態によれば、前記制御手段は、少なくとも１つの前記信号受信機チャネルのための前記受信品質特性値がもはや満たされていない時、前記制御手段によって選択された前記スイッチングスキーマを、前記スイッチングマトリクスの他の所定のスイッチングスキーマに交換する追加手段を含む。
【００２５】
各スイッチングスキーマのために、制御手段によって選択されたスイッチングスキーマの受信品質がもはや良好でなくなった時、交換スイッチングスキーマは、予め定められている。よって、該交換は瞬時に行うことができ、よって、処理時間は最小に減少される。
【００２６】
特定の実施形態によれば、前記角度セクタは３６０／ｎ度に等しい同一の大きさを有する。よって、装置のカバレッジ領域は、等しいセクタに分割される。
【００２７】
特定の実施形態によれば、ｎ個のアンテナはｎ個の角度セクタを有するマルチセクタアンテナによって形成され、各セクタが前記スイッチング手段を介して受信機チャネルにリンクされることができる。
【００２８】
本発明はまた、ＭＩＭＯシステムの信号を送信及び受信するための装置における信号の送信にも適用可能である。この場合において、本発明は、ＭＩＭＯシステムにおける信号を送受信するための装置に関し、前記装置は、
−先に記載の受信装置と、
−各信号送信チャネルが信号受信機チャネルに関連付けられているｍ個の信号送信チャネルと、を含み、前記スイッチング手段は、前記制御手段によって選択されたスイッチングスキーマに従って前記ｎ個のアンテナの中からの１つのアンテナに各送信チャネルを関連付けることがさらにでき、前記スイッチングスキーマは、前記関連付けられた信号受信機チャネルによって信号の前記受信品質を表す特性値に従ってスイッチングスキーマの複数から選択される。
【００２９】
この場合には、ＭＩＭＯシステムの送信チャネルは双方向であると考えられる。ＭＩＭＯ信号の送信のためのアンテナの選択は、同一のスイッチングマトリクスを用いて行われる。
【００３０】
本発明は、よりよく理解されるであろうし、そして他の目的、詳細、特徴及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明の過程でより明確に現れるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、従来技術よる受信中に次数２のダイバーシティを有する２×２ＭＩＭＯシステムを示す図である。
【図２】図２は、図１のＭ１ＭＯシステムの受信装置の図である。
【図３】図３は、本発明による受信中に次数２の２×２ＭＩＭＯシステムのための受信装置の図である。
【図４】図４は、図３の装置によって使用され得るスイッチングマトリクスのスイッチングスキーマを示す図である。
【図５】図５は、本発明による受信中に次数２の４×４ＭＩＭＯシステムのための受信装置の図である。
【図６】図６は、図５の装置によって使用され得るスイッチングマトリクスのスイッチングスキーマを示す図である。
【図７】図７は、他のマトリクスのスイッチングスキーマによる図６のスイッチングマトリクスのスイッチングスキーマの交換を示す図である。
【図８】図８は、他のマトリクスのスイッチングスキーマによる図６のスイッチングマトリクスのスイッチングスキーマの交換を示す図である。
【図９】図９は、本発明による受信中に次数２の３×３ＭＩＭＯシステムのための受信装置の図である。
【図１０】図１０は、図９の装置によって使用され得るスイッチングマトリクスのスイッチングスキーマを示す図である。
【図１１】図１１は、他のマトリクスのスイッチングスキーマによる図１０のスイッチングマトリクスのスイッチングスキーマの交換を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、ＭＩＭＯシステムのマルチアンテナ受信装置の範囲内で説明される。
【００３３】
本発明は、より具体的には、受信装置の異なる例を用いて説明される。すなわち、受信中に次数２の２×２ＭＩＭＯシステムのための受信装置の例、受信中に次数２の４×４ＭＩＭＯシステムのための受信装置の例、及び受信中に次数２の３×３ＭＩＭＯシステムのための受信装置の例、を用いて説明される。
［受信中に次数２の２×２ＭＩＭＯシステム］
図３は、受信中に次数２の２×２ＭＩＭＯシステムのための受信装置を示す。受信装置は、２個の受信機チャネル２２０及び２２１と、４個のアンテナ２３０〜２３３と、４個のアンテナ２３０〜２３３のうちの１個のアンテナを各受信機チャネルに関連付けるスイッチング手段２４０を含む。スイッチング手段は、制御手段２５０によって制御される。制御手段２５０は、受信機チャネル２２０及び２２１による信号の受信品質を表す特性値に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマから、１つのスイッチングスキーマを選択する。この特性値は、例えば、受信強度若しくはＲＳＳＩ（受信信号強度情報）の測定値、又は信号対雑音比の測定値である。
【００３４】
本発明によれば、アンテナ２３０〜２３３は指向性アンテナであり、各アンテナが約９０°の特定の角度セクタをカバーする事を意味する。図３に示す例では、アンテナ２３０は０°〜９０°のセクタ（時計回り）をカバーし、アンテナ２３１は１８０°〜２７０°のセクタをカバーし、アンテナ２３２は９０°〜１８０°のセクタをカバーし、アンテナ２３３は２７０°〜３６０°のセクタをカバーする。指向性アンテナ２３０及び２３１は向かい合うセクタをカバーし、単極双投スイッチ２４１により受信機チャネル２２０に接続される。同様に、指向性アンテナ２３２及び２３３は向かい合うセクタをカバーし、単極双投スイッチ２４１により受信機チャネル２２１に接続される。受信機チャネル２２０と関連付けることができる角度セクタにハッチングが施され、受信機チャネル２２１と関連付けることができる角度セクタにクロスハッチングが施さている。
【００３５】
特定の実施形態によれば、アンテナ２３０〜２３３は、本質的に重ならない４個の別個のセクタアクセスを有する４個の９０°の角度セクタを有する単一マルチセクタアンテナによって構成されている。
【００３６】
スイッチングマトリクスは、アンテナの動的選択のために処理時間の減少を可能にする減少された数のスイッチングスキーマを有利に含む。
【００３７】
このスイッチングマトリクスは、例えば図４に示す４個のスイッチングスキーマ、すなわち、
−アンテナ２３０を受信機チャネル２２０に関連付けアンテナ２３３を受信機チャネル２２１に関連付けるスイッチングスキーマと、
−アンテナ２３０を受信機チャネル２２０に関連付けアンテナ２３２を受信機チャネル２２１に関連付けるスイッチングスキーマと、
−アンテナ２３１を受信機チャネル２２０に関連付けアンテナ２３３を受信機チャネル２２１に関連付けるスイッチングスキーマと、
−アンテナ２３１を受信機チャネル２２０に関連付けアンテナ２３２を受信機チャネル２２１に関連付けるスイッチングスキーマと、を含む。
【００３８】
有利には、受信機チャネル２２０に関連付けられたアンテナ及び受信機チャネル２２１に関連付けられたアンテナは、隣接するセクタで受信した信号の非相関性を改善するために、直交偏波を有する。
【００３９】
この実施形態において、制御手段２５０は、受信機チャネル２２０のためにアンテナの中からハッチングされたセクタに対応する最良のアンテナを選択し、且つ、受信機チャネル２２１のためにアンテナの中からクロスハッチングされたセクタに対応する最良のアンテナを選択する。
【００４０】
これを達成するために、探索フェーズの間、制御手段は、スイッチングマトリクスの４個のスイッチングスキーマを順次テストし、それぞれのために受信強度の測定値及び／又は信号対雑音比の測定値を記憶する。測定が完了すると、制御手段は、最適なスイッチングスキーマを選択する。その後、受信強度及び／又は信号対雑音比は、各受信チャネルについて例えば、１００ミリ秒ごとに周期的に測定される。測定値の１つが所定の閾値を下回るとき、検索フェーズが再実行される。
【００４１】
本実施形態において、各受信機チャネルを１個のアンテナに接続する１個の単極双投スイッチ２４１の使用は、図２の装置のための２．５デシベルと比べて０．５ｄＢまで損失を低減するという利点を有する。
【００４２】
［受信中に次数２の４×４ＭＩＭＯシステム］
図５は、受信中に次数２の４×４ＭＩＭＯシステムのための受信装置を示す。
【００４３】
受信装置は、４個のアンテナ３３０〜３３７のうちの１個のアンテナを各受信チャネルに関連付けるために、４個の受信機チャネル３２０〜３２３、８個のアンテナ３３０〜３３７及びスイッチング手段３４０を含む。スイッチング手段３４０は制御手段３５０によって制御され、受信機チャネル３２０及び３２３によって信号の受信品質を表す特性値に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマの中からのスイッチングスキーマを選択する。
【００４４】
アンテナ３３０〜３３７は指向性があり、各々は約４５°の特定の角度セクタをカバーしている。図５に示す例において、アンテナ３３０は０°〜４５°のセクタをカバーし、アンテナ３３１は９０°〜１３５°のセクタをカバーし、アンテナ３３２は１８０°〜２２５°のセクタをカバーし、アンテナ３３３は２７０°〜３１５°のセクタをカバーし、アンテナ３３４は４５°〜９０°のセクタをカバーし、アンテナ３３５は１３５°〜１８０°のセクタをカバーし、アンテナ３３６は２２５°〜２７０°のセクタをカバーし、アンテナ３３７は３１５°〜３６０°のセクタをカバーする。
【００４５】
受信機チャネル３２０及び３２１は、スイッチング手段３４０を介して指向性アンテナ３３０〜３３３に選択的に接続される。同様に、受信機チャネル３２２及び３２３は、スイッチング手段３４０を介して指向性アンテナ３３４〜３３７に選択的に接続される。
【００４６】
スイッチング手段３４０は、アンテナ３３０〜３３３を受信機チャネル３２２及び３２３に接続するための４個の単極双投スイッチ３４１及び２個の単極４投スイッチ３４２を含む。それらは、アンテナ３３４〜３３７を受信機チャネル３２２及び３２３に接続するための４個の更なる単極双投スイッチ３４１及び２個の更なる単極４投スイッチ３４２を含む。
【００４７】
図５において、受信機チャネル３２０及び３２１に関連付けられ得る角度セクタはハッチングされ、受信機チャネル３２２〜３２３に関連付けられ得る角度セクタはクロスハッチングされている。
【００４８】
特定の実施形態によれば、アンテナ３３０〜３３７は、本質的に重ならない８個の別個のセクタアクセスを有する８個の４５°の角度セクタを有する単一マルチセクタアンテナによって構成されている。
【００４９】
スイッチングマトリクスは、アンテナの動的選択によって処理時間の減少を可能にする減少された数のスイッチングスキーマを有利に含む。
【００５０】
このスイッチングマトリクスは、図６に示すように、各スイッチングスキーマが連続した角度セクタを有する４個の受信アンテナを選択する８個のスイッチングスキーマと、各スイッチングスキーマが５個の連続した角度セクタのセットに含まれる角度セクタを有する４個の受信アンテナを選択して選択した４個のアンテナ中の多くとも２個が向かい合う角度セクタを有する８個のスイッチングスキーマと、を含む１６個のスイッチングスキーマを含む。
【００５１】
有利には、受信機チャネル３２０及び３２１に関連付けられたアンテナ並びに受信機チャネル３２２及び３２３に関連付けられたアンテナは、隣接するセクタで受信した信号の非相関性を改善するために、直交偏波を有する。
【００５２】
本実施形態において、制御手段３５０は、受信機チャネル３２０及び３２１のためにアンテナの中からハッチングされたセクタに対応する２個の最良のアンテナを選択し、且つ、受信機チャネル３２２及び３２３のためにアンテナの中からクロスハッチングされたセクタに対応する２個の最良のアンテナを選択する。
【００５３】
これを達成するために、探索フェーズの間、制御手段３５０は、スイッチングマトリクスの１６個のスイッチングスキーマを順次テストし、それぞれのために受信強度の測定値及び／又は信号対雑音比の測定値を記憶する。測定が完了すると、制御手段は、最適なスイッチングスキーマを選択する。その後、受信強度及び／又は信号対雑音比は、各受信チャネルについて周期的に測定される。測定値の１つが所定の閾値を下回るとき、検索フェーズが再実行される。
【００５４】
それにもかかわらず、スイッチングマトリクスがスイッチングスキーマを多数含む場合、この初期化フェーズの持続時間は長くなる場合がある。従って、各スイッチングスキーマに対して、受信機チャネルのうちの少なくとも１つの受信品質特性値が満たされなくなった時に、すなわち、１つの受信機チャネルの受信強度の測定値及び／又は信号対雑音比の測定値が所定の閾値を下回る時にそれを交換する交換スキーマと呼ぶスイッチングスキーマを予め定義することが、有利に、行われる。
【００５５】
この交換動作は、図７及び図８で示されている。図７は、受信機チャネルの１つの品質特性値が満たされなくなった場合を示している。この受信機チャネルに関連するアンテナの角度セクタは、図において黒で表されている。この実施形態において、現在のスイッチングスキーマは、準最適受信機チャネルを使用しないスイッチングマトリクスの所定の交換スイッチングスキーマによって、置き換えられる。この置換動作は、置換アルゴリズムによって制御されるルックアップテーブル３５１（ＬＵＴ）によって行われる。このＬＵＴは、制御手段に格納されている。図８の例では、現在のスイッチングスキーマはスイッチングスキーマによって置き換えられ、ここにおいて、黒のセクタはその向かい合う２つで置換される。
【００５６】
図８は、２個の受信機チャネルの品質特性値が満たされなくなった場合を示している。この場合、現在のスイッチングスキーマは不良セクタ（黒のセクタ）を使用しないスイッチングマトリックスの所定の交換スイッチングスキーマに置き換えられる。
【００５７】
各受信チャネルをアンテナに接続する１個の単極双投スイッチ３４１及び１個の単極４投スイッチ３４２の使用は、損失が２．５ｄＢに限定されることを可能にすることに留意すべきである。従来技術では、単極８投スイッチが典型的に使用され、そのため損失がはるかに高くなっている。
［受信中に次数２の３×３ＭＩＭＯシステム］
図９は、受信中に次数２の３×３ＭＩＭＯシステムのための受信装置を示す。
【００５８】
受信装置は、６個のアンテナ４３０〜４３５の中から１個のアンテナに各受信チャネルを関連付けるために、３個の受信機チャネル４２０，４２１及び４２２、６個の受信アンテナ，４３０〜４３５並びにスイッチング手段４４０を含む。スイッチング手段は制御手段４５０によって制御され、受信機チャネル４２０及び４２２によって信号の受信品質を表す特性値に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマの中からのスイッチングスキーマを選択する。
【００５９】
アンテナ４３０〜２３３は指向性アンテナあり、各々は約６０°の特定の角度セクタをカバーしている。図９に示す例において、アンテナ４３０は０°〜６０°のセクタをカバーし、アンテナ４３１は１８０°〜２４０°セクタをカバーし、アンテナ４３２は６０°〜１２０°のセクタをカバーし、アンテナ４３３は２４０°〜３００°のセクタをカバーし、アンテナ４３４は１２０°〜１８０°のセクタをカバーし、アンテナ４３５は３００°３６０°のセクタをカバーする。図において、アンテナ４３０及び４３１のセクタはハッチングされ、受信機チャネル４２０に関連付けられ得るセクタを表している。アンテナ４３２及び４３１のセクタは点々で表わされ、受信機チャネル４２１に関連付けられ得るセクタを表している。アンテナ４３４及び４３５のセクタはクロスハッチングされ、受信機チャネル４２２に関連付けられ得るセクタを表している。
【００６０】
６個のアンテナ４３０〜４３５は、本質的に重ならない６個の別個のセクタアクセスを有する６個の６０°の角度セクタを有する１つ及び同一のマルチセクタアンテナを構成することができる。
【００６１】
スイッチング手段は、各々が２個のアンテナを自身の受信機チャネルに選択的に接続する３個の単極双投スイッチを含む。
【００６２】
スイッチングマトリクスは、有利には、図１０に示すように、各々が連続した角度セクタを有する３個の受信アンテナを選択する６個のスイッチングスキーマと、各々が非連続した角度セクタを有する３個のアンテナを選択する２個のスイッチングスキーマとを含む、８個のスイッチングスキーマを含む。
【００６３】
本実施形態において、制御手段４５０は、３個の受信機チャネルのために、アンテナの中からハッチングのセクタに対応する”最良”のアンテナを選択し、且つ、アンテナの中から点々で表わされたセクタに対応する”最良”のアンテナを選択し、且つ、アンテナの中からクロスハッチングのセクタに対応する”最良”のアンテナを選択する。
【００６４】
他のシステムのように、探索フェーズの間、制御手段は、スイッチングマトリクスの８個のスイッチングスキーマを順次テストし、それぞれのために受信強度の測定値及び／又は信号対雑音比の測定値を記憶する。測定が完了すると、制御手段は、最適なスイッチングスキーマを選択する。その後、受信強度及び／又は信号対雑音比は、各受信チャネルについて周期的に測定される。測定値の１つが所定の閾値を下回るとき、スイッチングスキーマは、所定の交換スイッチングスキーマによって置き換えられる。
【００６５】
この交換動作は、図１１で示されている。この図は、受信機チャネルの１つの品質特性値が満たされなくなった場合を示している。この欠陥受信機チャネルに関連するアンテナの角度セクタは、図において黒で表されている。図１１の例では、現在のスイッチングスキーマはスイッチングスキーマによって置き換えられ、ここにおいて、黒のセクタはその向かい合う２つで置換される。
【００６６】
各受信チャネルをアンテナに接続する１個の単極双投スイッチ４４１の使用は、損失が０．５ｄＢに限定されることを可能にすることに留意すべきである。従来技術では、単極６投スイッチが典型的に使用され、そのため損失がはるかに高くなっている。
【００６７】
本発明はまた、ＭＩＭＯシステム信号を送信及び受信するための装置における信号の送信にも適用可能である。この場合、装置は、前述の手段に加えて、信号送信チャネル、信号受信機チャネルに関連付けられている各信号送信チャネルを含む。スイッチング手段は、コントロールにより選択されたスイッチングスキーマに従って、装置のアンテナの中から１つのアンテナにチャネル又は受信機チャネルの各々を関連付けることがさらに可能である。この場合には、ＭＩＭＯシステムの送信チャネルは双方向であると考えられる。
【００６８】
送信チャネルをアンテナへ接続してＭＩＭＯ信号を送信するために選択されたスイッチングスキーマは、ＭＩＭＯ信号を受信するために使用されるものと同じである。
【００６９】
本発明は、広帯域マルチメディアホームネットワークの展開の範囲内において、より具体的に適用可能である。本明細書で提案されたスイッチングマトリクストポロジは、ＭＩＭＯタイプマルチアンテナ送信装置に関連する指向性アンテナソリューションの実装を可能にする。それらは、マルチパスが豊かな家庭環境での干渉へ繋がる摂動リスクを制限しながら、指向性利得を可能にする。本発明は、空間を離散化するのに役立ち、その結果として、アンテナのセクタ化を介した空間ダイバーシティの度合いを追加する。この概念は簡素化アーキテクチャを結びつけ、スイッチングスキーマの処理をかなり軽減する。よって、処理時間の減少は、より効率的にマルチパス及び干渉素子の有害な影響に対処し、レンジとビットレートの点で著しくシステム性能を高めるために、アンテナの有効な動的制御を可能にする。
【００７０】
本発明は、異なる特定の実施形態に関して説明してきたが、それは制限されるものではなく、かつ説明した手段の全ての技術的等価物と本発明の範囲内でのそれらの組み合わせとを一緒に含みうることは明らかである。
（付記）
（付記１）
ＭＩＭＯシステムにおける信号を受信する装置であって、
ｍ個の信号受信機チャネルであって、ｍが１より大きい、前記ｍ個の信号受信機チャネルと、
アンテナシステムと、
制御手段によって選択されたスイッチングスキーマに従ってｎ個のアンテナの中からの１個のアンテナを各受信機チャネルと関連付けるスイッチング手段であって、前記スイッチングスキーマは、前記信号受信機チャネルによって信号の受信品質を表す基準に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマから選択される、前記スイッチング手段と、を備え、
前記アンテナシステムは、各アンテナが自身の角度セクタの１つで信号を受信することができるｎ個の指向性アンテナ（ｎ＞ｍ）であって、前記ｎ個のアンテナの前記角度セクタが互いに本質的に重ならず且つ一緒に３６０度の合計角度セクタを形成する前記ｎ個の指向性アンテナによって、又は、ｎ個の角度セクタ（ｎ＞ｍ）を有し、前記ｎ個の角度セクタが互いに本質的に重ならず且つ別個のアクセスを有するマルチセクタアンテナによって、構成されている、前記装置。
（付記２）
前記スイッチングマトリクスは、
【数１】
0005926280.tif 000003
のｐ個のスイッチングスキーマを含み、前記制御手段は、前記品質基準に従って前記ｐ個のスイッチングスキーマの１つを選択するようにして前記スイッチング手段を制御する、付記１に記載の装置。
（付記３）
前記スイッチングマトリクスは、連続した角度セクタを有するｍ個のアンテナを各々が選択する少なくとも前記ｎ個のスイッチングスキーマを含む、付記２に記載の装置。
（付記４）
前記スイッチングマトリクスは、ｍ＋１個の連続した角度セクタのセットからなる角度セクタを有するｍ個のアンテナを各々が選択する前記スイッチングスキーマをさらに含み、選択した前記ｍ個のアンテナ中の多くとも２個が向かい合う角度セクタを有する、付記３に記載の装置。
（付記５）
前記スイッチングマトリクスは、ｍ＋２個の連続した角度セクタのセットからなる角度セクタを有するｍ個のアンテナを各々が選択する前記スイッチングスキーマをさらに含み、前記スイッチングスキーマが前記スイッチングマトリクスから除外された向かい合う角度セクタを有する、付記３に記載の装置。
（付記６）
前記制御手段は、少なくとも１つの前記信号受信機チャネルに関する前記受信品質基準がもはや満たされていない時、前記制御手段によって選択された前記スイッチングスキーマを、前記スイッチングマトリクスの他の所定のスイッチングスキーマにより交換する追加手段を含む、付記１〜５のいずれかに記載の装置。
（付記７）
前記角度セクタは３６０／ｎ度に等しい同一の大きさを有する、付記１〜６のいずれかに記載の装置。
（付記８）
ｎ個のアンテナは、ｎ個の角度セクタを有するマルチセクタアンテナによって形成され、各セクタは、前記スイッチング手段を介して受信機チャネルにリンクされることができる、付記１〜７のいずれかに記載の装置。
（付記９）
ＭＩＭＯシステムにおける信号を送信及び受信するための装置であって、
付記１〜８のいずれか１に記載の受信装置と、
各信号送信チャネルが信号受信機チャネルに関連付けられているｍ個の信号送信チャネルと、を含み、
前記スイッチング手段は、前記制御手段によって選択されたスイッチングスキーマに従って前記ｎ個のアンテナの中からの１つのアンテナに各送信チャネルを関連付けることがさらにでき、前記スイッチングスキーマは、前記関連付けられた信号受信機チャネルによって前記信号の前記受信品質を表す基準に従ってスイッチングマトリクスの複数のスイッチングスキーマから選択される、前記装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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