(57)【要約】  複数の送信信号が１つの入力ストリーム又は入力信号から生成される通信システム及び通信方法が記載される。これら通信システム及び通信方法は、一括して、アンテナ仮想化又は仮想アンテナシステムと呼ばれ、各入力ストリームから複数の送信信号を生成する。これら複数の送信信号は、複数のアンテナへ送られる時に、事実上、単一のアンテナを発信元とするように見える放射パターンを作り出す。通信オペレーションは、少なくとも１つの入力ストリームを受け取ることを含む。この受け取った入力ストリームから、複数の送信信号が生成される。生成される送信信号の個数は、受け取った入力ストリームの個数よりも多い。送信信号の生成は、入力ストリームを変換することを伴う。この変換することは、入力ストリームの情報に対する可変遅延、位相シフト、及び信号整形のうちの１つ又は複数を適用することを含む。送信信号は、アンテナシステムの別個のアンテナによって送信される。
2009505586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムであって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナに接続される複数の出力を含む仮想化コンポーネントであって、エンコーダからの少なくとも１つの入力ストリームに接続され、少なくとも１つの信号変換を前記少なくとも１つの入力ストリームに適用することによって該少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成して、前記複数のアンテナの一括した送信が、前記複数のアンテナの個数よりも少ない少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成するように、前記複数の送信信号のそれぞれ１つが、前記複数のアンテナのそれぞれ１つによって送信されるように構成されている、仮想化コンポーネントと
を備えていることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの少なくとも１つのパラメータが変更されることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項２記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つのパラメータは、偏波角、信号強度、位相、及びシンボル位置のうちの１又は複数を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの偏波角が変更されることを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの信号強度が変更されることを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに時間領域シフトが適用されることを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに進み位相シフトが適用されることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに位相ランプが適用されることを特徴とする通信システム。
【請求項９】
請求項８記載の通信システムにおいて、前記位相ランプは、負の傾き及び正の傾きの一方であることを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換は、ヌル変換、巡回遅延ダイバーシティ変換、及び少なくとも１つの振幅整形変換の１又は複数であることを特徴とする通信システム。
【請求項１１】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに可変遅延が適用されることを特徴とする通信システム。
【請求項１２】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに位相シフトが適用されることを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
請求項１２記載の通信システムにおいて、前記位相シフトは、前記少なくとも１つの入力ストリームのトーンの位相シフトを含むことを特徴とする通信システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の通信システムにおいて、前記位相シフトは、約ｅｘｐ（−ｊ２πｋδ／Ｎ）であり、ただし、ｋはトーンインデックスを表し、Ｎは前記トーンの個数を表していることを特徴とする通信システム。
【請求項１５】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記少なくとも１つの信号変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームのトーンが振幅整形されることを特徴とする通信システム。
【請求項１６】
請求項１５記載の通信システムにおいて、前記振幅整形により、一対の振幅関数を使用して整形することを特徴とする通信システム。
【請求項１７】
請求項１６記載の通信システムにおいて、前記振幅整形により、第１の振幅関数を使用して前記入力ストリームを整形することにより第１の送信信号を生成し、第２の振幅関数を使用して前記入力ストリームを整形することにより第２の送信信号を生成することを特徴とする通信システム。
【請求項１８】
請求項１７記載の通信システムにおいて、前記第１の送信信号は、第１のアンテナを使用して送信され、前記第２の送信信号は、第２のアンテナを使用して送信されることを特徴とする通信システム。
【請求項１９】
請求項１９記載の通信システムにおいて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、交差偏波アンテナ（cross-polar antenna）であることを特徴とする通信システム。
【請求項２０】
請求項１６記載の通信システムにおいて、前記一対の振幅関数は、線形関数及び正弦関数の一方であることを特徴とする通信システム。
【請求項２１】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記一対の関数は、
関数＝ｆ１（ｋ）
関数＝ｆ２（ｋ）
ただし、ｋ：トーンインデックス
であることを特徴とする通信システム。
【請求項２２】
請求項２１記載の通信システムにおいて、前記振幅関数は、
ｆ１（ｋ）２＋ｆ２（ｋ）２＝１
ただし、ｋ＝１，・・・，Ｎ
となるように選択されることを特徴とする通信システム。
【請求項２３】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記仮想化コンポーネントは、前記少なくとも１つの入力ストリームに接続される第１の変換コンポーネントセットを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２４】
請求項２３記載の通信システムにおいて、前記仮想化コンポーネントは、前記第１の変換コンポーネントセットの出力を受け取るよう接続される第２の変換コンポーネントセットを含み、該第２の変換コンポーネントセットが、前記送信信号を出力することを特徴とする通信システム。
【請求項２５】
請求項２４記載の通信システムにおいて、前記第１の変換コンポーネントセットは、入力ストリームに接続される第１の変換器及び第２の変換器を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２６】
請求項２５記載の通信システムにおいて、前記第２の変換器は、可変遅延を前記入力ストリームに適用することを特徴とする通信システム。
【請求項２７】
請求項２５記載の通信システムにおいて、前記第２の変換コンポーネントセットは、
前記第１の変換器の出力に接続される第３の変換器であって、第１のアンテナに第１の送信信号を出力する、第３の変換器と、
前記第１の変換器の出力に接続される第４の変換器であって、第２のアンテナに第２の送信信号を出力する、第４の変換器と、
前記第２の変換器の出力に接続される第５の変換器であって、第３のアンテナに第３の送信信号を出力する、第５の変換器と、
前記第２の変換器の出力に接続される第６の変換器であって、第４のアンテナに第４の送信信号を出力する、第６の変換器と
を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項２８】
請求項２７記載の通信システムにおいて、前記第３の変換器及び前記第５の変換器は、第１の振幅整形変換を入力に適用し、前記第４の変換器及び前記第６の変換器は、第２の振幅整形変換を入力に適用することを特徴とする通信システム。
【請求項２９】
請求項２８記載の通信システムにおいて、前記第１の変換器は、前記第１の振幅整形変換を前記入力ストリームに適用し、前記第２の変換器は、前記第２の振幅整形変換を前記入力ストリームに適用することを特徴とする通信システム。
【請求項３０】
請求項２７記載の通信システムにおいて、前記第２の変換器、前記第４の変換器、及び前記第６の変換器の１又は複数は、進み位相シフト及び時間領域シフトの１又は複数を入力に適用することを特徴とする通信システム。
【請求項３１】
請求項２３記載の通信システムにおいて、前記第１の変換コンポーネントセットは、
第１の送信信号を第１のアンテナに出力する第１の変換器と、
第２の送信信号を第２のアンテナに出力する第２の変換器と
を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項３２】
請求項３１記載の通信システムにおいて、前記第２の変換器は、可変遅延を前記入力ストリームに適用することを特徴とする通信システム。
【請求項３３】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記仮想化コンポーネントは、第１の入力ストリーム及び第２の入力ストリームに接続される第１の変換コンポーネントセットを備えることを特徴とする通信システム。
【請求項３４】
請求項３３記載の通信システムにおいて、前記第１の変換コンポーネントセットは、
前記第１の入力ストリームに接続される第１の変換器であって、第１のアンテナに第１の送信信号を出力する、第１の変換器と、
前記第１の入力ストリームに接続される第２の変換器であって、第２のアンテナに第２の送信信号を出力する、第２の変換器と、
前記第２の入力ストリームに接続される第３の変換器であって、第３のアンテナに第３の送信信号を出力する、第３の変換器と、
前記第２の入力ストリームに接続される第４の変換器であって、第４のアンテナに第４の送信信号を出力する、第４の変換器と
を含むことを特徴とする通信システム。
【請求項３５】
請求項３４記載の通信システムにおいて、前記第１の変換器及び前記第２の変換器は、第１の振幅整形変換を前記第１の入力ストリームに適用し、前記第３の変換器及び前記第４の変換器は、第２の振幅整形変換を前記第２の入力ストリームに適用することを特徴とする通信システム。
【請求項３６】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記複数のアンテナ及び前記仮想化コンポーネントは、ワイヤレスデジタル通信システムの基地局に接続されることを特徴とする通信システム。
【請求項３７】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記送信信号は、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用して変調されることを特徴とする通信システム。
【請求項３８】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記仮想化コンポーネントは、コンピュータチップセット上にあり、プロセッサに接続されることを特徴とする通信システム。
【請求項３９】
請求項１記載の通信システムにおいて、前記仮想化コンポーネントは、コンピュータチップセット上に分散され、プロセッサに接続されることを特徴とする通信システム。
【請求項４０】
方法であって、
通信信号の少なくとも１つの入力ストリームを受け取るステップと、
前記少なくとも１つの入力ストリームを変換することにより該少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成するステップであって、前記変換は、可変遅延、位相シフト、及び信号整形のうちの１又は複数を前記少なくとも１つの入力ストリームの情報に適用することにより実行される、ステップと、
前記複数の送信信号のそれぞれ１つを複数のアンテナのそれぞれ１つにより送信するステップであって、前記複数の送信信号の一括した送信は、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成し、前記仮想アンテナの個数は、前記複数のアンテナの個数よりも少ない、送信ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０記載の通信システムにおいて、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの少なくとも１つのパラメータを変更することを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の方法において、前記少なくとも１つのパラメータは、偏波角、信号強度、位相、及びシンボル位置の１又は複数を含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項４０記載の方法において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの偏波角を変更することを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項４０記載の方法において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの信号強度を変更することを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項４０記載の方法において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに時間領域シフトを適用することを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４０記載の方法において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに進み位相シフトを適用することを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４０記載の方法において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに位相ランプを適用することを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４７記載の方法において、前記位相ランプは、負の傾き及び正の傾きの一方であることを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項４０記載の方法において、前記位相シフトは、前記少なくとも１つの入力ストリームのトーンの位相シフトを含むことを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項４０記載の方法において、前記位相シフトは、約ｅｘｐ（−ｊ２πｋδ／Ｎ）であり、ここで、ｋは、トーンインデックスを表し、Ｎは、前記トーンの個数を表していることを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項４０記載の方法において、前記信号整形により、前記少なくとも１つの入力ストリームのトーンの振幅を整形することを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項５１記載の方法において、前記信号整形により、一対の振幅関数を使用して整形することを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項５２記載の方法において、前記整形により、第１の振幅関数を使用して前記入力ストリームを整形することにより第１の送信信号を生成し、第２の振幅関数を使用して前記入力ストリームを整形することにより第２の送信信号を生成することを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項５３記載の方法において、前記送信ステップは、第１のアンテナを使用して前記第１の送信信号を送信するステップと、第２のアンテナを使用して前記第２の送信信号を送信するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５５】
請求項５４記載の方法において、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは交差偏波アンテナであることを特徴とする方法。
【請求項５６】
請求項５２記載の方法において、前記一対の振幅関数は、線形関数及び正弦関数の一方であることを特徴とする方法。
【請求項５７】
請求項５２記載の方法において、前記一対の振幅関数は、
関数＝ｆ１（ｋ）
関数＝ｆ２（ｋ）
ただし、ｋはトーンインデックスを表す
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５８】
請求項５７記載の方法において、前記振幅関数は、
ｆ１（ｋ）２＋ｆ２（ｋ）２＝１
ただし、ｋ＝１，・・・，Ｎ
となるように選択されることを特徴とする方法。
【請求項５９】
請求項４０記載の方法において、前記変換は、前記少なくとも１つの入力ストリームの第１の変換を含むことを特徴とする方法。
【請求項６０】
請求項５９記載の方法において、前記変換は、前記第１の変換の少なくとも１つの信号出力に適用される第２の変換を含み、該第２の変換により前記送信信号が出力されることを特徴とする方法。
【請求項６１】
請求項６０記載の方法において、前記第１の変換は、入力ストリームに適用される第１の変換オペレーション及び第２の変換オペレーションを含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
請求項６１記載の方法において、前記第２の変換オペレーションは、前記可変遅延を前記入力ストリームに適用することを特徴とする方法。
【請求項６３】
請求項６１記載の方法において、前記第２の変換は、
第１のアンテナに第１の送信信号を出力する第３の変換オペレーションと、
第２のアンテナに第２の送信信号を出力する第４の変換オペレーションと、
第３のアンテナに第３の送信信号を出力する第５の変換オペレーションと、
第４のアンテナに第４の送信信号を出力する第６の変換オペレーションと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】
請求項６３記載の方法において、前記第３の変換オペレーション及び前記第５の変換オペレーションは、第１の振幅整形を前記第１の変換オペレーションの出力に適用し、前記第４の変換オペレーション及び前記第６の変換オペレーションは、第２の振幅整形を前記第２の変換オペレーションの出力に適用することを特徴とする方法。
【請求項６５】
請求項６４記載の方法において、前記第１の変換オペレーションは、前記第１の振幅整形を適用し、前記第２の変換オペレーションは、前記第２の振幅整形を適用することを特徴とする方法。
【請求項６６】
請求項６３記載の方法において、前記第２の変換、前記第４の変換、及び前記第６の変換の１又は複数は、進み位相シフトオペレーション及び時間領域シフトオペレーションの１又は複数を入力に適用することを特徴とする方法。
【請求項６７】
請求項５９記載の方法において、前記第１の変換は、
第１のアンテナに第１の送信信号を出力する第１の変換オペレーションと、
第２のアンテナに第２の送信信号を出力する第２の変換オペレーションと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６８】
請求項６７記載の方法において、前記第２の変換オペレーションは、前記可変遅延を前記入力ストリームに適用することを特徴とする方法。
【請求項６９】
請求項４０記載の方法において、前記変換は、第１の入力ストリーム及び第２の入力ストリームの第１の変換を含むことを特徴とする方法。
【請求項７０】
請求項６９記載の方法において、前記第１の変換は、
第１のアンテナに第１の送信信号を出力する第１の変換オペレーションと、
第２のアンテナに第２の送信信号を出力する第２の変換オペレーションと、
第３のアンテナに第３の送信信号を出力する第３の変換オペレーションと、
第４のアンテナに第４の送信信号を出力する第４の変換オペレーションと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７１】
請求項７０記載の方法において、前記第１の変換オペレーション及び前記第２の変換オペレーションにより、第１の振幅整形変換を前記第１の入力ストリームに適用し、前記第３の変換オペレーション及び前記第４の変換オペレーションにより、第２の振幅整形変換を前記第２の入力ストリームに適用することを特徴とする方法。
【請求項７２】
請求項４０記載の方法において、前記送信信号は、ワイヤレスデジタル通信システムの直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号であることを特徴とする方法。
【請求項７３】
方法であって、
少なくとも１つの信号ストリームから複数の通信信号を生成するステップであって、可変遅延、位相シフト、及び信号整形の１又は複数を前記少なくとも１つの信号ストリームの情報に適用する、生成ステップと、
前記複数の通信信号のそれぞれ１つを複数のアンテナのそれぞれ１つにより送信するステップであって、前記複数の通信信号の一括した送信は、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成し、前記仮想アンテナの個数は、前記複数のアンテナの個数よりも少ない、送信ステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７４】
処理システムで実行可能な命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、
通信信号の少なくとも１つの入力ストリームを受け取るステップと、
前記少なくとも１つの入力ストリームを変換することにより該少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成するステップであって、前記変換により、可変遅延、位相シフト、及び信号整形の１又は複数を前記少なくとも１つの入力ストリームの情報に適用する、生成ステップと、
前記複数の送信信号のそれぞれ１つを複数のアンテナのそれぞれ１つにより送信するステップであって、前記少なくとも１つの入力ストリームの個数は、前記複数の送信信号の個数よりも少ない、送信ステップと
を実行するための命令を含むコンピュータ可読媒体。
【請求項７５】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの偏波角が変更されることを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項７６】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームの信号強度が変更されることを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項７７】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに時間領域シフトを適用することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項７８】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに進み位相シフトを適用することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項７９】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記変換により、前記少なくとも１つの入力ストリームに位相ランプを適用することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項８０】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記位相シフトは、前記少なくとも１つの入力ストリームのトーンの位相シフトを含むことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項８１】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記信号整形により、前記少なくとも１つの入力ストリームのトーンの振幅を整形することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項８２】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記変換は、前記少なくとも１つの入力ストリームの第１の変換を含むことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項８３】
請求項７４記載のコンピュータ可読媒体において、前記変換は、前記第１の変換の少なくとも１つの信号出力に適用される第２の変換を含み、該第２の変換により前記送信信号を出力することを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項８４】
仮想化コンポーネントに接続されるプロセッサを備えるデバイスであって、前記仮想化コンポーネントは、通信システムからの少なくとも１つの入力ストリームに接続され、複数のアンテナに接続される複数の出力を含み、前記仮想化コンポーネントは、少なくとも１つの信号変換を前記少なくとも１つの入力ストリームに適用することによって、該少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成するように構成され、前記複数のアンテナの一括した送信が、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成するように、前記複数の送信信号のそれぞれ１つは、前記複数のアンテナのそれぞれ１つによって送信され、前記仮想アンテナの個数は、前記複数のアンテナの個数よりも少ないことを特徴とするデバイス。
【請求項８５】
デバイスであって、
複数の送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナに接続され、エンコーダからの少なくとも１つの入力ストリームに接続され、少なくとも１つの信号変換を前記少なくとも１つの入力ストリームに適用することによって、該少なくとも１つの入力ストリームから複数の通信信号を生成するように構成された仮想化コンポーネントであって、前記複数の送信アンテナの一括した送信が、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成するように、前記複数の通信信号のそれぞれ１つは、前記複数のアンテナのそれぞれ１つによって送信され、前記仮想アンテナの個数は、前記複数の送信アンテナの個数よりも少ない、仮想化コンポーネントと
を備えていることを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で提供される実施の形態は、信号処理に関する。
なお、本出願は、２００５年８月１８日に出願された米国特許出願第６０／７０９，５８９号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレスデジタル通信システムは、ケーブル及びデジタル加入者線（ＤＳＬ）の技術又はデータサービスに代わるコスト効果のあるものを提供する態勢ができている。ワイヤレスデジタル通信システムの一例は、マイクロ波アクセスの国際的相互運用性（Worldwide Interoperability for Microwave Access）技術、すなわち、いわゆる「ＷｉＭＡＸ」技術である。ＷｉＭＡＸ技術は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅエアインターフェース標準規格に基づいており、ブロードバンドワイヤレスアプリケーションの前途有望なフレームワークである。ＷｉＭＡＸは、固定ユーザ及び移動ユーザの双方について完全なインターネットサービス及びデジタル音声サービスを可能にする可能性を有する。
【０００３】
ＷｉＭＡＸネットワークアーキテクチャは、ワイヤレスリンク又はワイヤレスインターフェースを介して基地局（ＢＴＳ）と通信する加入者局（ＳＳ）を含む。ＢＴＳは、ＰＨＹ機能及び媒体アクセスコントローラ（ＭＡＣ）機能を含む。ここで、ＰＨＹ機能は、純粋なデジタルドメインとアナログドメインにおける変調との間の符号化及び復号化を担当する。ＷｉＭＡＸは、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）及びマルチプル（多重）アンテナシステムの使用によって提供されるマルチパス伝搬に対するロバスト性のためにＯＦＤＭを使用する。直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、各周波数チャネルがより単純な変調を使用して変調される周波数分割多重（ＦＤＭ）のアイデアに基づく伝送用の変調技法である。ＯＦＤＭでは、ＦＤＭの周波数及び変調が、互いに直交するように配置され、これによって、チャネル間の干渉が削減又は除去される。
【０００４】
ＯＦＤＭは、低レート変調（チャネル時間特性と比較して、相対的に長いシンボルによる変調）がマルチパスに対して影響を受けにくいことから、１つの高レート波形を送信するのではなく、複数の低レートのストリームを並列に送信する方が優れているという理論に基づいている。これが、ＯＦＤＭが行っていることである。これは、動作中ＯＦＤＭは、チャネル効果が所与のサブバンドにわたって一定（フラット）となる程十分に小さいサブバンドに周波数スペクトルを分割するからである。その後、従来の変調方式（たとえば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＱＡＭ等）が、このサブバンド上で情報を送信するのに使用され、チャネル（マルチパス）の高速変化する影響は、それらの影響が単一シンボルの伝送中に発生している時は大幅に削減又は除去され、したがって、受信機ではフラットフェージングとして取り扱われる。
【０００５】
ＷｉＭＡＸは、複数のアンテナの使用と共にＯＦＤＭを実現する。ＷｉＭＡＸで使用されるマルチプルアンテナシステムは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムを提供する複数の送信アンテナ及び複数の受信アンテナの使用を含む。ＭＩＭＯシステムは、同じ帯域幅及び同じ全伝送電力消費で、スループット及びレンジの大幅な増加をもたらすマルチアンテナ通信システムである。一般に、ＭＩＭＯ技術は、ワイヤレス通信システムのスペクトル効率を増加させる。ワイヤレスＭＩＭＯ通信は、マルチパス伝搬等の現象を活用して、データスループット及びレンジを増加させるか、又は、ビットエラーレートを削減し、従来のＳＩＳＯ（単一入力単一出力）通信システムがそれを行おうとする時にマルチパス伝搬の影響の除去を試みるのとは異なる。ＭＩＭＯは、ＢＴＳ及びＳＳにおける複数のアンテナ及び無線周波数（ＲＦ）チェーンを使用することによって、ポイント-ツー-ポイントスペクトル効率を増大させる。ＭＩＭＯは、アンテナ間の送信信号、ＯＦＤＭシンボル、及び周波数トーンを注意深く符号化することにより、ＳＩＳＯシステムに比べてスループットの倍数的増加を達成する。このスループットの増加は、一般に、システム帯域幅にも伝送電力にも影響を与えることなく達成される。
【０００６】
したがって、ＭＩＭＯシステムのチャネル容量（システムスループットにおける理論的上限）は、送信アンテナ及び受信アンテナの最小個数に比例して、アンテナの個数が増加するにつれて増加する。一般的なＭＩＭＯシステムの送信側は、複数の送信アンテナを使用する一方、受信機は、単一又は複数のアンテナを備えることができる。マルチプルアンテナ送信システムでは、送信機は、通常、各送信アンテナから異なる信号を送信し、これらの信号はストリームと呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のＭＩＭＯシステムでは、送信信号及び送信ストリームの個数は、アンテナの個数に等しい。しかしながら、場合によっては、使用される送信アンテナの個数は、送信ストリームの個数よりも多い。このようなシステムでは、その結果として、「Ｍ」個の実際のアンテナを「Ｎ」個の仮想アンテナ（Ｎ＜Ｍ）として見せて、各仮想アンテナが１つの送信ストリームによって駆動されることが必要である。仮想アンテナは、事実上、実際のアンテナのように振る舞わなければならず、実際のアンテナの角度パターンに当然対応すべきである。仮想化の利点には、リンクのダイバーシティの改善及び電力増幅器の定格の低減が含まれるが、これらに限定されるものではない（ただし、アンテナの個数が増加する）。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書では、複数の送信信号が１つの入力ストリーム又は入力信号から生成される通信システム及び通信方法が説明される。本明細書で説明する通信システム及び通信方法は、一括して、アンテナ仮想化又は仮想アンテナシステムと呼ばれ、各入力ストリームから複数の送信信号を生成する。これら複数の送信信号は、複数のアンテナへ送られる時に、事実上単一のアンテナを発信元とするように見える放射パターンを作り出す。通信オペレーションは、少なくとも１つの入力ストリームを受け取ることを含む。この入力ストリームは、通信信号を含むが、そのように限定されるものではない。この受け取った入力ストリームから、複数の送信信号が生成される。生成される送信信号の個数は、受け取った入力ストリームの個数よりも多い。送信信号の生成は、入力ストリームを変換することを伴う。この変換は、入力ストリームの情報に対する可変遅延、位相シフト、及び信号整形のうちの１つ又は複数を適用することを含む。可変遅延変換、位相シフト変換、及び信号整形変換は、以下で詳細に説明される。送信信号は、アンテナシステムの別個の又はそれぞれのアンテナによって送信される。
【０００９】
本明細書で使用されるような仮想化は、結果として行われる送信が事実上単一のアンテナからの送信として見えるような方法で複数のアンテナから送信することである。したがって、仮想アンテナシステムとも呼ばれる本明細書で説明する仮想化システムは、個数Ｍのアンテナが別の個数Ｎのアンテナとして見えるように、個数Ｍのアンテナを動作させるか又は構成する。アンテナの個数Ｎは、一実施形態では、個数Ｍよりも相対的に少ない。本明細書で説明する仮想化によって、リンクダイバーシティ、及び、電力増幅器の相対的に効率の良い使用が提供される。
【００１０】
仮想アンテナシステムは、結果的に通信リンクをより信頼できるものとするダイバーシティを提供する。仮想アンテナシステムが、本明細書で説明するように、周波数の関数としての信号強度又は偏波角等の伝送パラメータをスイープすることから、ダイバーシティは実現される。これによって、デバイス受信機スペクトルの或る領域において信号エネルギーがデバイスにより受信される尤度が増加する。したがって、このダイバーシティは、周波数フラットフェード（frequency flat fade）又は偏波不一致の場合の完全な通信リンク障害の機会を減少させる。また、仮想アンテナシステムの複数のアンテナによって、複数のより小さな定格の電力増幅器の使用が可能になる（たとえば、一般的な単一アンテナシステムは、単一のパスで４０ワットの電力増幅器を必要とするのに対して、仮想化アンテナシステムは、４つのアンテナが４つのアンテナ信号パスのそれぞれで１０ワットの電力増幅器を使用する場合に合計で４０ワットを伝送する）。
【００１１】
以下の説明では、アンテナ仮想化の実施形態の徹底した理解及びそれら実施形態の実施可能な記載を提供するために多数の具体的な詳細が紹介される。しかしながら、当業者には、これらの具体的な詳細のうちの１つ又は複数がなくてもアンテナ仮想化を実施でき、また、他のコンポーネント、システム等と共にアンテナ仮想化を実施できることが認識されよう。それ以外の場合には、アンテナ仮想化の態様を不明瞭にすることを回避するために、既知の構造又はオペレーションは、詳細に図示も説明もされていない。
【００１２】
さまざまな信号処理オペレーションが以下に説明される。これらのオペレーションには、たとえば、ヌルオペレーション（null operation）、巡回遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）オペレーション、及び振幅整形（ＡＳ）オペレーションが含まれるが、これらに限定されるものではない。これらの信号処理オペレーションのそれぞれが以下に説明される。
ヌルオペレーションは、入力信号を変換しないオペレーションである。また、ヌルオペレーションは、入力信号のフィルタリングも行わない。
【００１３】
ＣＤＤオペレーションは、信号を時間領域で遅延δだけシフトし且つ／又は周波数領域で同等に、ＯＦＤＭトーンの進み位相シフトを行う。時間領域では、ＣＤＤの結果、あらかじめ指定された時間単位だけ信号又は波形のシンボルをシフトすることによって、信号データの巡回回転が行われる。
巡回遅延の等価なものは、ｅｘｐ（−ｊ２πｋδ／Ｎ）を介したＯＦＤＭトーンの位相シフトによって得ることができる。ここで、ｋは、トーンインデックスを表し、Ｎは、トーンの個数（すなわち、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のサイズ）を表す。遅延δは、ＣＤＤブロックが異なるごとに可変とすることができ、正の値及び負の値を有することができるが、そのように限定されるものではない。
【００１４】
ＣＤＤによって提供されるダイバーシティは、２アンテナシステムにおける入力信号の一方に位相ランプを適用する実施形態を考察することによって最も良く理解することができる。１つの送信信号に位相ランプを適用する結果、２つのアンテナは、周波数の関数として対象となる帯域全体にわたりスイープする「ビーム」を形成することになる。位相ランプは、傾きを正又は負とすることができ、任意の傾斜値を有することができ、正の直線ランプに限定されるものではない。たとえば、送信信号は、低周波数から高周波数にランプ又はスイープする。別の例として、送信信号は、高周波数から低周波数にランプ又はスイープする。したがって、ＣＤＤの使用によって、送信信号のエネルギーは角度の関数として周波数の帯域全体にわたりスイープされるので、移動デバイスが送信信号を受信する確率が増加する。これによって、存在し得る、場合によっては元の周波数フラットチャネルフェージングに比べて、チャネル周波数は各角度で選択的になる。周波数は、リンクダイバーシティを改善するのに選択的に役立つ。
【００１５】
振幅整形オペレーションは、本明細書では振幅整形１（ＡＳ１）と呼ばれる第１の振幅整形オペレーションを含む。ＡＳ１オペレーションは、一定の関数に従ってＯＦＤＭトーンの振幅を整形する。振幅整形は、一般に、交差偏波アンテナの使用に関連付けられるが、交差偏波構成を有するアンテナに限定されるものではない。数対の振幅形状即ち関数が、
ｆ１（ｋ）及びｆ２（ｋ）
として定義される。ここで、ｋはトーンインデックスを表す。これらの形状すなわち関数は、
ｆ１（ｋ）２＋ｆ２（ｋ）２＝１
ただし、ｋ＝１，・・・，Ｎ
となるように選ばれる。たとえば、
ｆ１（ｋ）＝√（ｋ・Ｎ）
ｆ２（ｋ）＝√（１−ｋ／Ｎ）
のような線形関数を使用することができる。別の選択肢には、正弦関数、すなわち、
ｆ１（ｋ）＝ｓｉｎ（πｋ／２Ｎ）
ｆ２（ｋ）＝ｃｏｓ（πｋ・２Ｎ）
の使用が含まれる。１又は複数の代替的な実施形態では、他の任意の選択的な関数対も使用することができる。形状すなわち関数の合計は、値１に等しくすることができるが、本明細書の実施形態は、合計が１に等しくなることにも、他のあらゆる特定の値に等しくなることにも限定されるものではない。
【００１６】
また、振幅整形オペレーションは、本明細書では振幅整形２（ＡＳ２）と呼ばれる第２の振幅整形オペレーションも含む。ＡＳ２オペレーションは、（ＡＳ１オペレーションに対する）一定の補関数に従ってＯＦＤＭトーンの振幅を整形する。数対の振幅形状（関数）が、
ｆ１（ｋ）及びｆ２（ｋ）
として定義される。ここで、ｋはトーンインデックスを表す。これらの関数は、この場合も、
ｆ１（ｋ）２＋ｆ２（ｋ）２＝１
ただし、ｋ＝１，・・・，Ｎ
となるように選ばれる。たとえば、
ｆ１（ｋ）＝√（１−ｋ・Ｎ）
ｆ２（ｋ）＝√（ｋ／Ｎ）
のような線形関数を使用することができる。別の選択肢には、正弦関数、すなわち、
ｆ１（ｋ）＝ｃｏｓ（πｋ／２Ｎ）
ｆ２（ｋ）＝ｓｉｎ（πｋ・２Ｎ）
の使用が含まれる。上述したように、形状すなわち関数の合計は値１に等しくすることができるが、本明細書の実施形態は、合計が１に等しくなることにも、他のあらゆる特定の値に等しくなることにも限定されるものではない。
【００１７】
したがって、交差偏波アンテナと共に振幅整形を使用する一実施形態によって提供されるダイバーシティは、一般に、周波数の関数として対象となる帯域の周波数全体にわたる送信信号の偏波が変化した結果である。一実施形態の振幅整形は、偏波アンテナと組み合わせて使用されるが、他のタイプのアンテナと共に使用することができる。偏波は、波の横断電界（traverse electric field）の方向を表す電磁波の特性である。より一般的には、横断波の偏波は、進行方向に垂直な平面における振動の方向を表す。アンテナ偏波とは、地球の表面に対する無線波の電界（Ｅ平面）の向きのことであり、アンテナの物理的構造及びその向きによって決まる。
【００１８】
一実施形態では、補完的振幅整形が、交差偏波アンテナに接続される複数の信号のそれぞれに適用される。振幅整形を使用すると、たとえば、２アンテナ送信機は、信号に振幅整形（たとえば、ＡＳ１）を適用して、第１の送信信号を形成し、この第１の送信信号を、第１の偏波を有するアンテナで送信する。同様に、送信機は、補完的振幅整形（たとえば、ＡＳ２）をその信号に適用して、第２の送信信号を形成し、この第２の送信信号を、第２の偏波を有するアンテナで送信する。したがって、一実施形態の振幅整形の適用によって、周波数の関数として対象となる帯域全体にわたり送信信号の信号偏波をスイープするか又は「ねじる（twist）」送信信号が形成される。したがって、たとえば、送信信号の偏波は、対象となる帯域の低周波数端での−４５度の偏波から、対象となる帯域の高周波数端の＋４５度の偏波まで変化する。したがって、この変化する偏波によって、受信アンテナ偏波と送信信号偏波との間で一致する確率が増加する。このように、振幅整形の使用によって、送信信号の偏波は、あらかじめ指定された偏波で固定されているのではなく周波数の帯域全体にわたって変化するので、移動デバイスが受信アンテナ偏波にかかわらず送信信号を受信する確率は増加する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
一実施形態におけるアンテナ仮想化は、一般的に言えば、Ｍ個の物理アンテナをＮ個の仮想アンテナに仮想化する。図１は、一実施形態の下における、仮想化コンポーネント１０８を含む通信システム１００のブロック図である。仮想化コンポーネント１０８は、仮想アンテナシステムとも呼ばれる。一実施形態の通信システムは、ＷｉＭＡＸシステム及び／又は他のワイヤレスデジタル通信システムで使用することができるが、そのように限定されるものではない。この例の通信システムは、送信機であるが、送信機であることに限定されるものではない。仮想化コンポーネント１０８は、Ｍ個の物理アンテナ（一括して、物理アンテナ１１０と呼ばれる）に接続されている。ここで、Ｍは、物理アンテナ１１０の任意の個数を表す。この例のシステム１００では、４つのアンテナが示されているが、本明細書で説明する実施形態は、物理アンテナ１１０のこの個数にも他のどの個数にも限定されるものではない。また、仮想化コンポーネント１０８は、ホスト通信システム１００のエンコーダ／変調器１０４にも接続されている。エンコーダ／変調器１０４は、ＯＦＤＭ変調器であるが、それに限定されるものではない。一実施形態の仮想化コンポーネント１０８とエンコーダ／変調器１０４との間の結合は、個数Ｘの入力ストリーム又は入力信号を含む。エンコーダ／変調器１０４は、ホスト通信システム１００の１つ又は複数の他のコンポーネント（図示せず）から入力信号１０２を受信する。仮想化コンポーネントは、後述するように、多数の技法を使用して、Ｍ個の物理アンテナ１１０をＮ個の仮想アンテナに仮想化する。仮想アンテナの個数Ｎは、一般に、物理アンテナ１１０の個数Ｍよりも少ないが、この実施形態はそれに限定されるものではない。
【００２０】
さまざまな実施形態のアンテナ仮想化は、上述したヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを使用する。ヌル、ＣＤＤ、及び振幅整形を通じてアンテナ仮想化を実現する通信システムの例が以下で説明される。
【００２１】
一実施形態のアンテナ仮想化は、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する。図２は、一実施形態の下における、４つの物理アンテナ２１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント２０８のブロック図である。仮想化コンポーネント２０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント２０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ２１０を個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する信号処理コンポーネント又は回路部Ａ〜Ｆを含む。
【００２２】
入力ストリームすなわち駆動信号２０６は、処理コンポーネントＡ及びＢのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネントＡの出力は、処理コンポーネントＣ及びＤのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネントＣの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネントＤの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。処理コンポーネントＢの出力は、処理コンポーネントＥ及びＦのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネントＥの出力は、第３の物理アンテナに接続され、処理コンポーネントＦの出力は、第４の物理アンテナに接続されている。処理コンポーネントＡ〜Ｆのそれぞれは、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションの１つを各入力信号に適用している。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うこともできる。処理コンポーネントＣ及びＤの各セット並びに処理コンポーネントＥ及びＦの各セットに接続された物理アンテナセットは、交差偏波アンテナを含むことができるが、交差偏波アンテナに限定されるものではない。
【００２３】
より具体的な実施形態のアンテナ仮想化は、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する。図３Ａは、一実施形態の下における、４つの物理アンテナ３１０をＮ個の仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント３０８のブロック図である。仮想化コンポーネント３０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、そのように限定されるものではない。仮想化コンポーネント３０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ３１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する信号処理コンポーネント又は回路部３０８Ａ〜Ｆを含む。
【００２４】
入力ストリームすなわち駆動信号３０６は、処理コンポーネント３０８−Ａの入力に接続されている。処理コンポーネント３０８−Ａは、ヌル信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ａの出力は、処理コンポーネント３０８−Ｃ及び３０８−Ｄのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント３０８−Ｃは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用し、処理コンポーネント３０８−Ｄは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、この実施形態はそれに限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ｃの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント３０８−Ｄの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。処理コンポーネント３０８−Ｃ及び３０８Ｄのそれぞれに接続された物理アンテナは、交差偏波アンテナを含むことができるが、交差偏波アンテナに限定されるものではない。
【００２５】
入力ストリームすなわち駆動信号３０６は、処理コンポーネント３０８−Ｂの入力にも接続されている。処理コンポーネント３０８−Ｂは、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ｂの出力は、処理コンポーネント３０８−Ｅ及び３０８−Ｆのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント３０８−Ｅは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用し、処理コンポーネント３０８−Ｆは、ＡＳ２信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、この実施形態はそれに限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ｅの出力は、第３の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント３０８−Ｆの出力は、第４の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００２６】
図３Ｂは、代替実施形態の、４つの物理アンテナ３１０−ＢをＮ個の仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント３０８のブロック図である。仮想化コンポーネント３０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント３０８は、ヌル信号処理オペレーション及びＣＤＤ信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ３１０−Ｂを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する信号処理コンポーネント又は回路部３０８Ａ〜Ｂ及び３０８Ｒ〜Ｕを含む。
【００２７】
入力ストリームすなわち駆動信号３０６は、処理コンポーネント３０８−Ａの入力に接続されている。処理コンポーネント３０８−Ａは、ヌル信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、そのように限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ａの出力は、処理コンポーネント３０８−Ｒ及び３０８−Ｓのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント３０８−Ｒは、ヌル信号処理オペレーションを入力信号に適用し、処理コンポーネント３０８−Ｓは、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、この実施形態はそれに限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ｒの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント３０８−Ｓの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。
【００２８】
入力ストリーム又は駆動信号３０６は、処理コンポーネント３０８−Ｂの入力にも接続されている。処理コンポーネント３０８−Ｂは、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、そのように限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ｂの出力は、処理コンポーネント３０８−Ｔ及び３０８−Ｕのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント３０８−Ｔは、ヌル信号処理オペレーションを入力信号に適用し、処理コンポーネント３０８−Ｕは、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、この実施形態はそれに限定されるものではない。処理コンポーネント３０８−Ｔの出力は、第３の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント３０８−Ｕの出力は、第４の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００２９】
上述したように、遅延δは、ＣＤＤブロックが異なると可変とすることができ、正の値及び負の値を有することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント３０８の構成は、異なるＣＤＤコンポーネント間での可変の遅延δの使用の一例を提供する。一実施形態では、処理コンポーネント３０８−Ｂは、遅延δの第１の値（遅延δ１）を使用して、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用する。処理コンポーネント３０８−Ｓ及び３０８−Ｕも、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、処理コンポーネント３０８−Ｂとは異なり、遅延δの第２の値（遅延δ２）を使用する。ここで、遅延の値δ１は、遅延の値δ２とは異なる。より具体的な例は、遅延の値δ２の約２倍である遅延の値δ１を使用するが、これらの値は単なる例にすぎず、この実施形態はこの構成に限定されるものではない。
【００３０】
別のより具体的な例の実施形態のアンテナ仮想化は、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する。図４Ａは、一実施形態の下における、４つの物理アンテナ４１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント４０８のブロック図である。仮想化コンポーネント４０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント４０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ４１０をＮ個の仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する信号処理コンポーネント又は回路部４０８Ａ〜Ｆを含む。
【００３１】
入力ストリームすなわち駆動信号４０６は、処理コンポーネント４０８−Ａの入力に接続されている。処理コンポーネント４０８−Ａは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント４０８−Ａの出力は、処理コンポーネント４０８−Ｃ及び４０８−Ｄのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント４０８−Ｃは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用する一方、処理コンポーネント４０８−Ｄは、ＡＳ２信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント４０８−Ｃの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント４０８−Ｄの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。
【００３２】
入力ストリームすなわち駆動信号４０６は、処理コンポーネント４０８−Ｂの入力にも接続されている。処理コンポーネント４０８−Ｂは、ＡＳ２信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント４０８−Ｂの出力は、処理コンポーネント４０８−Ｅ及び４０８−Ｆのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント４０８−Ｅは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用する一方、処理コンポーネント４０８−Ｆは、ＡＳ２信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント４０８−Ｅの出力は、第３の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント４０８−Ｆの出力は、第４の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００３３】
別のより具体的な例の実施形態のアンテナ仮想化は、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する。図４Ｂは、一実施形態の下で、４つの物理アンテナ４１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント４０８−Ｇのブロック図である。仮想化コンポーネント４０８−Ｇは、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント４０８−Ｇは、信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ４１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する信号処理コンポーネントすなわち回路部Ａ、Ｂ、及び４０８−Ｒ〜Ｕを含む。
【００３４】
入力ストリーム又は駆動信号４０６は、処理コンポーネントＡ及びＢの入力に接続されている。処理コンポーネントＡ及びＢは、あらかじめ指定された信号処理オペレーションを各入力信号にそれぞれ適用する。処理コンポーネントＡの出力は、処理コンポーネント４０８−Ｒ及び４０８−Ｓのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント４０８−Ｒは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用する一方、処理コンポーネント４０８−Ｔは、ＡＳ２信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、そのように限定されるものではない。処理コンポーネント４０８−Ｒの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント４０８−Ｓの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。
【００３５】
処理コンポーネントＢの出力は、処理コンポーネント４０８−Ｔ及び４０８−Ｕのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント４０８−Ｔは、ＡＳ２信号処理オペレーションを入力信号に適用する一方、処理コンポーネント４０８−Ｕは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、そのように限定されるものではない。処理コンポーネント４０８−Ｔの出力は、第３の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント４０８−Ｕの出力は、第４の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００３６】
一実施形態のアンテナ仮想化の別の例として、アンテナ仮想化は、２つの物理アンテナを１つの仮想アンテナに仮想化する。図５は、一実施形態の下における、２つの物理アンテナ５１０を１つの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネント５０８のブロック図である。仮想化コンポーネント５０８は、たとえば、通信送信機で使用することもできるし、通信送信機に結合することもできるが、そのように限定されるものではない。仮想化コンポーネント５０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、２つの物理アンテナ５１０を１つの仮想アンテナに仮想化する信号処理コンポーネントすなわち回路部Ｇ及びＨを含む。
【００３７】
入力ストリーム又は駆動信号５０６は、処理コンポーネントＧ及びＨのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネントＧの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネントＨの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。処理コンポーネントＧ及びＨのそれぞれは、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションの１つを各入力信号に適用している。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００３８】
より具体的な実施形態のアンテナ仮想化は、２つの物理アンテナを１つの仮想アンテナに仮想化する。図６は、一実施形態の下における、２つの物理アンテナ６１０を１つの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネント６０８のブロック図である。仮想化コンポーネント６０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント６０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、２つの物理アンテナ６１０を１つの仮想アンテナに仮想化する信号処理コンポーネントすなわち回路部６０８−Ｇ及び６０８−Ｈを含む。
【００３９】
入力ストリーム又は駆動信号６０６は、処理コンポーネント６０８−Ｇの入力に接続されている。処理コンポーネント６０８−Ｇは、ヌル信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント６０８−Ｇの出力は、第１の物理アンテナに接続されている。
【００４０】
入力ストリーム又は駆動信号６０６は、処理コンポーネント６０８−Ｈの入力に接続されている。処理コンポーネント６０８−Ｈは、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、そのように限定されるものではない。処理コンポーネント６０８−Ｈの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプに適する他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００４１】
別のより具体的な実施形態のアンテナ仮想化は、２つの物理アンテナを１つの仮想アンテナに仮想化する。図７は、一実施形態の下における、２つの物理アンテナ７１０を１つの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネント７０８のブロック図である。仮想化コンポーネント７０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント７０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、２つの物理アンテナ７１０を１つの仮想アンテナに仮想化する信号処理コンポーネント又は回路部７０８−Ｇ及び７０８−Ｈを含む。
【００４２】
入力ストリーム又は駆動信号７０６は、処理コンポーネント７０８−Ｇの入力に接続されている。処理コンポーネント７０８−Ｇは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント７０８−Ｇの出力は、第１の物理アンテナに接続されている。
【００４３】
入力ストリームすなわち駆動信号７０６は、処理コンポーネント７０８−Ｈの入力に接続されている。処理コンポーネント７０８−Ｈは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント７０８−Ｈの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプに適する他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００４４】
一実施形態のアンテナ仮想化は、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する。図８は、一実施形態の下における、４つの物理アンテナ８１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント８０８のブロック図である。仮想化コンポーネント８０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント８０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ８１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する信号処理コンポーネント又は回路部Ｇ〜Ｊを含む。
【００４５】
第１の入力ストリーム又は駆動信号８０６−Ａは、処理コンポーネントＧ及びＨのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネントＧの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネントＨの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。第２の入力ストリーム又は駆動信号８０６−Ｂは、処理コンポーネントＩ及びＪのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネントＩの出力は、第３の物理アンテナに接続され、処理コンポーネントＪの出力は、第４の物理アンテナに接続されている。処理コンポーネントＧ〜Ｊのそれぞれは、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのうちの１つを各入力信号に適用している。この代表的な通信システムの任意の点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプに適した他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００４６】
より具体的な実施形態のアンテナ仮想化は、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する。図９は、一実施形態の、４つの物理アンテナ９１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント９０８のブロック図である。仮想化コンポーネント９０８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント９０８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ９１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する信号処理コンポーネント又は回路部９０８Ｇ〜Ｊを含む。
【００４７】
第１の入力ストリーム又は駆動信号９０６−Ａは、処理コンポーネント９０８−Ｇ及び処理コンポーネント９０８−Ｈのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント９０８−Ｇ及び９０８−Ｈは、ＡＳ１信号処理オペレーションを入力信号にそれぞれ適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント９０８−Ｇの出力は、第１の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント９０８−Ｈの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。
【００４８】
第２の入力ストリーム又は駆動信号９０６−Ｂは、処理コンポーネント９０８−Ｉ及び処理コンポーネント９０８−Ｊのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント９０８−Ｉ及び９０８−Ｊは、ＡＳ２信号処理オペレーションを入力信号にそれぞれ適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント９０８−Ｉの出力は、第３の物理アンテナに接続され、処理コンポーネント９０８−Ｊの出力は、第４の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意の点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００４９】
別のより具体的な実施形態のアンテナ仮想化は、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する。図１０は、一実施形態の下における、４つの物理アンテナ１０１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する仮想化コンポーネント１００８のブロック図である。仮想化コンポーネント１００８は、たとえば通信送信機で使用することができるが、それに限定されるものではない。仮想化コンポーネント１００８は、ヌル信号処理オペレーション、ＣＤＤ信号処理オペレーション、ＡＳ１信号処理オペレーション、及びＡＳ２信号処理オペレーションのさまざまな組み合わせを通じて、４つの物理アンテナ１０１０を個数Ｎの仮想アンテナ（Ｎは４未満）に仮想化する信号処理コンポーネントすなわち回路部１００８Ｇ〜Ｊを含む。
【００５０】
第１の入力ストリーム又は駆動信号１００６−Ａは、処理コンポーネント１００８−Ｇ及び処理コンポーネント１００８−Ｈのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント１００８−Ｇは、ヌル信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント１００８−Ｇの出力は、第１の物理アンテナに接続されている。処理コンポーネント１００８−Ｈは、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント１００８−Ｈの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。
【００５１】
第２の入力ストリーム又は駆動信号１００６−Ｂは、処理コンポーネント１００８−Ｉ及び処理コンポーネント１００８−Ｊのそれぞれの入力に接続されている。処理コンポーネント１００８−Ｉは、ヌル信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント１００８−Ｉの出力は、第３の物理アンテナに接続されている。処理コンポーネント１００８−Ｊは、ＣＤＤ信号処理オペレーションを入力信号に適用するが、それに限定されるものではない。処理コンポーネント１００８−Ｊの出力は、第２の物理アンテナに接続されている。この代表的な通信システムの任意点の信号に対して、通信システム及び／又は信号のタイプにふさわしい他の信号処理オペレーションを行うことができる。
【００５２】
上述したように、ＣＤＤオペレーションは、信号を時間領域で遅延δだけシフトし且つ／又は周波数領域で同等に、ＯＦＤＭトーンの位相シフトを行う。ＯＦＤＭトーンの位相シフトは、約ｅｘｐ（−ｊ２πｋδ／Ｎ）の位相シフトである。ここで、ｋは、トーンインデックスを表し、Ｎは、トーンの個数（すなわち、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のサイズ）を表す。一実施形態の遅延δは、処理コンポーネント１００８−Ｈ及び１００８−Ｉのそれぞれについて異なるが、それに限定されるものではない。
【００５３】
図１１は、一実施形態の下における、仮想アンテナを使用する通信１１００のフロー図である。通信オペレーション１１００は、少なくとも１つの入力ストリームを受け取るステップ１１０２を含む。この入力ストリームは、通信信号を含むが、それに限定されるものではない。この受け取った入力ストリームから、ステップ１１０４において、複数の送信信号が生成される。ステップ１１０４において生成される送信信号の個数は、受け取った入力ストリームの個数よりも多い。送信信号を生成するステップ１１０４は、入力ストリームを変換することを伴う。この変換は、入力ストリームの情報に対する可変遅延、位相シフト、及び信号整形のうちの１又は複数を適用することを含む。可変遅延変換、位相シフト変換、及び信号整形変換は、上記で詳細に説明されている。送信信号は、送信のために、ステップ１１０６において、アンテナシステムの別個の又はそれぞれのアンテナへ提供される。
【００５４】
一実施形態のアンテナ仮想化は、複数のアンテナを備える通信システムを含む。一実施形態のシステムは、複数のアンテナに接続された複数の出力を含む仮想化コンポーネントを含む。一実施形態の仮想化コンポーネントは、エンコーダからの少なくとも１つの入力ストリームに接続されている。一実施形態の仮想化コンポーネントは、少なくとも１つの信号変換を少なくとも１つの入力ストリームに適用することによって、少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成するように構成されている。一実施形態の複数の送信信号のそれぞれ１つは、複数のアンテナの一括した送信が、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成するように、複数のアンテナのそれぞれ１つによって送信される。一実施形態の仮想アンテナの個数は、これら複数のアンテナの個数よりも少ない。
【００５５】
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームの少なくとも１つのパラメータを変更する。一実施形態の少なくとも１つのパラメータは、偏波角、信号強度、位相、及びシンボル位置のうちの１つ又は複数を含む。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームの偏波角を変更する。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームの信号強度を変更する。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームに時間領域シフトを適用する。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームに進み位相シフトを適用する。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームに位相ランプを適用する。一実施形態の位相ランプは、負の傾き及び正の傾きのいずれか一方を有する。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、ヌル変換、巡回遅延ダイバーシティ変換、及び少なくとも１つの振幅整形変換のうちの１つ又は複数を含む。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームに可変遅延を適用することを含む。
一実施形態の少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームに位相シフトを適用することを含む。一実施形態の位相シフトは、少なくとも１つの入力ストリームのトーンの位相シフトを含む。一実施形態の位相シフトは、約ｅｘｐ（−ｊ２πｋδ／Ｎ）であり、ここで、ｋは、トーンインデックスを表し、Ｎは、トーンの個数を表す。
【００５６】
一実施形態において、少なくとも１つの信号変換は、少なくとも１つの入力ストリームのトーンの振幅を整形することを含む。一実施形態の整形は、一対の振幅関数を使用する整形を含む。一実施形態の整形は、第１の振幅関数を使用して入力ストリームを整形することにより第１の送信信号を生成すること、及び第２の振幅関数を使用して入力ストリームを整形することにより第２の送信信号を生成することを含む。一実施形態の第１の送信信号は、第１のアンテナを使用して送信され、第２の送信信号は、第２のアンテナを使用して送信される。一実施形態の第１のアンテナ及び第２のアンテナは、交差偏波アンテナである。一実施形態の一対の振幅関数は、線形関数及び正弦関数のうちの一方である。
【００５７】
一実施形態の一対の関数は、関数
ｆ１（ｋ）及びｆ２（ｋ）
を含み、ここで、ｋは、トーンインデックスを表す。一実施形態の振幅関数は、
ｆ１（ｋ）２＋ｆ２（ｋ）２＝１
ただし、ｋ＝１，・・・，Ｎ
となるように選ばれる。
【００５８】
一実施形態の仮想化コンポーネントは、少なくとも１つの入力ストリームに接続された第１の変換コンポーネントセットを備える。一実施形態の仮想化コンポーネントは、この第１の変換コンポーネントセットの出力を受け取るように接続された第２の変換コンポーネントセットを含み、この第２の変換コンポーネントセットが、送信信号を出力する。一実施形態の第１の変換コンポーネントセットは、入力ストリームに接続された第１の変換器及び第２の変換器を含む。一実施形態の第２の変換器は、可変遅延を入力ストリームに適用する
【００５９】
一実施形態の第２の変換コンポーネントセットは、第１の変換器の出力に接続された第３の変換器を含む。一実施形態の第３の変換器は、第１のアンテナに第１の送信信号を出力する。一実施形態の第２の変換コンポーネントセットは、第１の変換器の出力に接続された第４の変換器を含む。一実施形態の第４の変換器は、第２のアンテナに第２の送信信号を出力する。一実施形態の第２の変換コンポーネントセットは、第２の変換器の出力に接続された第５の変換器を含む。一実施形態の第５の変換器は、第３のアンテナに第３の送信信号を出力する。一実施形態の第２の変換コンポーネントセットは、第２の変換器の出力に接続された第６の変換器を含む。一実施形態の第６の変換器は、第４のアンテナに第４の送信信号を出力する。
【００６０】
一実施形態の第３の変換器及び第５の変換器は、第１の振幅整形変換を入力に適用し、第４の変換器及び第６の変換器は、第２の振幅整形変換を入力に適用する。一実施形態の第１の変換器は、第１の振幅整形変換を入力ストリームに適用し、第２の変換器は、第２の振幅整形変換を入力ストリームに適用する。
一実施形態の第２の変換器、第４の変換器、及び第６の変換器の１つ又は複数は、進み位相シフト及び時間領域シフトのうちの１つ又は複数を入力に適用する。
【００６１】
一実施形態の第１の変換コンポーネントセットは、第１の送信信号を第１のアンテナに出力する第１の変換器を含む。一実施形態の第１の変換コンポーネントセットは、第２の送信信号を第２のアンテナに出力する第２の変換器を含む。一実施形態の第２の変換器は、可変遅延を入力ストリームに適用する。一実施形態の仮想化コンポーネントは、第１の入力ストリーム及び第２の入力ストリームに接続された第１の変換コンポーネントセットを備える。
【００６２】
一実施形態の第１の変換コンポーネントセットは、第１の入力ストリームに接続された第１の変換器を含む。一実施形態の第１の変換器は、第１の送信信号を第１のアンテナに出力する。一実施形態の第１の変換コンポーネントセットは、第１の入力ストリームに接続された第２の変換器を含む。一実施形態の第２の変換器は、第２の送信信号を第２のアンテナに出力する。一実施形態の第１の変換コンポーネントセットは、第２の入力ストリームに接続された第３の変換器を含む。一実施形態の第３の変換器は、第３の送信信号を第３のアンテナに出力する。一実施形態の第１の変換コンポーネントセットは、第２の入力ストリームに接続された第４の変換器を含む。一実施形態の第４の変換器は、第４の送信信号を第４のアンテナに出力する。
【００６３】
一実施形態の第１の変換器及び第２の変換器は、第１の振幅整形変換を第１の入力ストリームに適用し、第３の変換器及び第４の変換器は、第２の振幅整形変換を第２の入力ストリームに適用する。
一実施形態の複数のアンテナ及び仮想化コンポーネントは、ワイヤレスデジタル通信システムの基地局に接続されている。
一実施形態の送信信号は、直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用して変調される。
一実施形態の仮想化コンポーネントは、コンピュータチップ上にあり、プロセッサに接続されている。
一実施形態の仮想化コンポーネントは、コンピュータチップセット上に分散され、プロセッサに接続されている。
【００６４】
一実施形態のアンテナ仮想化は、通信信号の少なくとも１つの入力ストリームを受け取ることを含む方法を含む。一実施形態のこの方法は、少なくとも１つの入力ストリームを変換することによりこの少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成することを含む。一実施形態のこの変換することは、可変遅延、位相シフト、及び信号整形の１又は複数を少なくとも１つの入力ストリームの情報に適用することを含む。一実施形態のこの方法は、複数の送信信号のそれぞれ１つを複数のアンテナのそれぞれ１つにより送信することを含む。一実施形態における複数の送信信号の一括送信は、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成する。仮想アンテナの個数は、複数のアンテナの個数よりも少ない。
【００６５】
一実施形態のこの方法における変換は、少なくとも１つの入力ストリームの少なくとも１つのパラメータを変更する。一実施形態の少なくとも１つのパラメータは、偏波角、信号強度、位相、及びシンボル位置の１又は複数を含む。
一実施形態のこの方法における変換は、少なくとも１つの入力ストリームの偏波角を変更する。
一実施形態のこの方法における変換は、少なくとも１つの入力ストリームの信号強度を変更する。
一実施形態のこの方法における変換は、少なくとも１つの入力ストリームに時間領域シフトを適用する。
一実施形態のこの方法における変換は、少なくとも１つの入力ストリームに進み位相シフトを適用する。
一実施形態のこの方法における変換は、少なくとも１つの入力ストリームに位相ランプを適用する。一実施形態において、位相ランプは、負の傾き及び正の傾きのいずれか一方を有する。
一実施形態のこの方法の位相シフトは、少なくとも１つの入力ストリームのトーンの位相シフトを含む。一実施形態の位相シフトは、約ｅｘｐ（−ｊ２πｋδ／Ｎ）であり、ここで、ｋはトーンインデックスを表し、Ｎはトーンの個数を表す。
【００６６】
一実施形態のこの方法における信号整形は、少なくとも１つの入力ストリームのトーンの振幅を整形することを含む。一実施形態の信号整形は、一対の振幅関数を使用する整形を含む。一実施形態の整形は、第１の振幅関数を使用して入力ストリームを整形することにより第１の送信信号を生成すること、及び第２の振幅関数を使用して入力ストリームを整形することにより第２の送信信号を生成することを含む。
【００６７】
一実施形態において、送信は、第１のアンテナを使用して第１の送信信号を送信すること、及び第２のアンテナを使用して第２の送信信号を送信することを含む。一実施形態のこの方法においては、第１のアンテナ及び第２のアンテナを交差偏波アンテナとして構成することを含む。一実施形態の一対の振幅関数は、線形関数及び正弦関数の一方である。一実施形態の一対の振幅関数は、関数
ｆ１（ｋ）及びｆ２（ｋ）
ただし、ｋはトーンインデックス
を含む。一実施形態の振幅関数は、
ｆ１（ｋ）２＋ｆ２（ｋ）２＝１
ただし、ｋ＝１，・・・，Ｎ
となるように選択される。
【００６８】
一実施形態のこの方法における変換は、少なくとも１つの入力ストリームの第１の変換を含む。一実施形態のこの方法における変換は、この第１の変換の少なくとも１つの信号出力に適用される第２の変換を含む。
一実施形態の第２の変換は、送信信号を出力する。
一実施形態の第１の変換は、入力ストリームに適用される第１の変換オペレーション及び第２の変換オペレーションを含む。一実施形態の第２の変換オペレーションは、可変遅延を入力ストリームに適用する。
【００６９】
一実施形態の第２の変換は、第１のアンテナに第１の送信信号を出力する第３の変換オペレーションを含む。一実施形態の第２の変換は、第２のアンテナに第２の送信信号を出力する第４の変換オペレーションを含む。一実施形態の第２の変換は、第３のアンテナに第３の送信信号を出力する第５の変換オペレーションを含む。一実施形態の第２の変換は、第４のアンテナに第４の送信信号を出力する第６の変換オペレーションを含む。一実施形態の第３の変換オペレーション及び第５の変換オペレーションは、第１の振幅整形を第１の変換オペレーションの出力に適用し、第４の変換オペレーション及び第６の変換オペレーションは、第２の振幅整形を第２の変換オペレーションの出力に適用する。一実施形態の第１の変換オペレーションは、第１の振幅整形を適用し、第２の変換オペレーションは、第２の振幅整形を適用する。一実施形態の第２の変換、第４の変換、及び第６の変換の１又は複数は、進み位相シフトオペレーション及び時間領域シフトオペレーションの１又は複数を入力に適用する。
【００７０】
一実施形態の第１の変換は、第１の送信信号を第１のアンテナに出力する第１の変換オペレーションを含む。一実施形態の第１の変換は、第２の送信信号を第２のアンテナに出力する第２の変換オペレーションを含む。一実施形態の第２の変換オペレーションは、可変遅延を入力ストリームに適用することを含む。
【００７１】
一実施形態のこの方法における変換は、第１の入力ストリーム及び第２の入力ストリームの第１の変換を含む。一実施形態の第１の変換は、第１の送信信号を第１のアンテナに出力する第１の変換オペレーションを含む。一実施形態の第１の変換は、第２の送信信号を第２のアンテナに出力する第２の変換オペレーションを含む。一実施形態の第１の変換は、第３の送信信号を第３のアンテナに出力する第３の変換オペレーションを含む。一実施形態の第１の変換は、第４の送信信号を第４のアンテナに出力する第４の変換オペレーションを含む。一実施形態の第１の変換オペレーション及び第２の変換オペレーションは、第１の振幅整形を第１の入力ストリームに適用し、第３の変換オペレーション及び第４の変換オペレーションは、第２の振幅整形を第２の入力ストリームに適用する。
一実施形態の送信信号は、ワイヤレスデジタル通信システムの直交波周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号である。
【００７２】
一実施形態のアンテナ仮想化は、少なくとも１つの信号ストリームから複数の通信信号を生成する方法を含む。一実施形態のこの生成方法は、可変遅延、位相シフト、及び信号整形の１又は複数を少なくとも１つの信号ストリームの情報に適用する。一実施形態のこの方法は、複数の通信信号のそれぞれ１つを複数のアンテナのそれぞれ１つにより送信することを含む。一実施形態の複数の通信信号の一括した送信は、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成する。一実施形態の仮想アンテナの個数は、複数のアンテナの個数よりも少ない。
【００７３】
一実施形態のアンテナ仮想化は、処理システムで実行されると、通信信号の少なくとも１つの入力ストリームを受け取ることによって信号を送信する通信システムを提供する実行可能命令を含むコンピュータ可読媒体を含む。一実施形態の命令は、実行されると、少なくとも１つの入力ストリームを変換することによりこの少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成する。一実施形態のこの変換することは、可変遅延、位相シフト、及び信号整形の１又は複数を少なくとも１つの入力ストリームの情報に適用することを含む。一実施形態の命令は、実行されると、複数の送信信号のそれぞれ１つを複数のアンテナのそれぞれ１つにより送信する。一実施形態の少なくとも１つの入力ストリームの個数は、複数の送信信号の個数よりも少ない。
【００７４】
一実施形態の媒体の命令によって実行される変換は、少なくとも１つの入力ストリームの偏波角を変更する。
一実施形態の媒体の命令によって実行される変換は、少なくとも１つの入力ストリームの信号強度を変更する。
一実施形態の媒体の命令によって実行される変換は、少なくとも１つの入力ストリームに時間領域シフトを適用する。
一実施形態の媒体の命令によって実行される変換は、少なくとも１つの入力ストリームに進み位相シフトを適用する。
一実施形態の媒体の命令によって実行される変換は、少なくとも１つの入力ストリームに位相ランプを適用する。
一実施形態の位相シフトは、少なくとも１つの入力ストリームのトーンの位相シフトを含む。
一実施形態の信号整形は、少なくとも１つの入力ストリームのトーンの振幅を整形することを含む。
一実施形態の媒体の命令によって実行される変換は、少なくとも１つの入力ストリームの第１の変換を含む。
一実施形態の媒体の命令によって実行される変換は、この第１の変換の少なくとも１つの信号出力に適用される第２の変換を含み、第２の変換は、送信信号を出力する。
【００７５】
一実施形態のアンテナ仮想化は、仮想化コンポーネントに接続されたプロセッサを備えるデバイスを含む。一実施形態の仮想化コンポーネントは、通信システムからの少なくとも１つの入力ストリームに接続され、複数のアンテナに接続された複数の出力を含む。一実施形態の仮想化コンポーネントは、少なくとも１つの信号変換を少なくとも１つの入力ストリームに適用することによって、少なくとも１つの入力ストリームから複数の送信信号を生成するように構成されている。複数のアンテナの一括した送信が、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成するように、一実施形態の複数の送信信号のそれぞれ１つは、複数のアンテナのそれぞれ１つによって送信される。一実施形態の仮想アンテナの個数は、複数のアンテナの個数よりも少ない。
【００７６】
一実施形態のアンテナ仮想化は、複数の送信アンテナを備えるデバイスを含む。一実施形態のアンテナ仮想化は、複数の送信アンテナに接続された仮想化コンポーネントを含む。一実施形態の仮想化コンポーネントは、エンコーダからの少なくとも１つの入力ストリームに接続されている。一実施形態の仮想化コンポーネントは、少なくとも１つの信号変換を少なくとも１つの入力ストリームに適用することによって、少なくとも１つの入力ストリームから複数の通信信号を生成するように構成されている。複数の送信アンテナの一括した送信が、少なくとも１つの仮想アンテナを発信元とするように見える放射パターンを形成するように、一実施形態の複数の通信信号のそれぞれ１つは、複数の送信アンテナのそれぞれ１つによって送信される。一実施形態の仮想アンテナの個数は、複数の送信アンテナの個数よりも少ない。
【００７７】
本発明で説明したアンテナ仮想化の態様は、さまざまな回路機構のいずれかにプログラミングされた機能として実施することができる。これらさまざまな回路機構には、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルアレイロジック（ＰＡＬ）デバイス、電気的プログラマブルロジック／メモリデバイス、及びスタンダードセルベースデバイス等のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）と、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）とが含まれる。アンテナ仮想化の態様を実施するための他のいくつかの可能なものには、メモリ（電子的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等）を有するマイクロコントローラ、組み込み型マイクロプロセッサ、ファームウェア、ソフトウェア等が含まれる。さらに、アンテナ仮想化の態様は、ソフトウェアベースの回路エミュレーションを有するマイクロプロセッサ、ディスクリートロジック（順序ロジック及び組み合わせロジック）、カスタムデバイス、ファジー（ニューラル）ロジック、量子デバイス、及び上記デバイスタイプのいずれかのハイブリッドで実施することができる。もちろん、基礎となるデバイス技術は、たとえば、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）のような金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）技術、エミッタ結合ロジック（ＥＣＬ）のようなバイポーラ技術、ポリマー技術（たとえば、シリコン共役ポリマー（silicon-conjugated polymer）構造及び金属共役ポリマー金属（metal-conjugated polymer-metal）構造）、アナログ／デジタル混合等のさまざまなコンポーネントタイプで提供することができる。
【００７８】
本明細書で開示したさまざまなシステム及び方法のコンポーネントは、それらの振る舞いの特性、機能特性、及び／又は他の特性に関して、コンピュータ支援設計ツールを使用して記述することができ、且つ／又は、さまざまなコンピュータ可読媒体に実施されるデータ及び／若しくは命令として表す（又は表現する）ことができることに留意すべきである。このようなフォーマットされたデータ及び／又は命令を実施できるコンピュータ可読媒体には、さまざまな形態の不揮発性ストレージ媒体（たとえば、光ストレージ媒体、磁気ストレージ媒体、又は半導体ストレージ媒体）と、ワイヤレスシグナリング媒体、光シグナリング媒体、若しくは有線シグナリング媒体、又はそれらの任意の組み合わせを通じてこのようなフォーマットされたデータ及び／又は命令を転送するのに使用できる搬送波とが含まれるが、これに限定されるものではない。このようなフォーマットされたデータ及び／又は命令の搬送波による転送の例には、１つ又は複数のデータ転送プロトコル（たとえば、ＨＴＴＰ、ＦＴＰ、ＳＭＴＰ等）を介したインターネット及び／又は他のコンピュータネットワーク上での転送（アップロード、ダウンロード、電子メール等）が含まれるが、これに限定されるものではない。上述したシステム及び方法のこのようなデータ及び／又は命令に基づく表示は、１つ又は複数のコンピュータ可読媒体を介してコンピュータシステム内で受信されると、コンピュータシステム内の処理エンティティ（たとえば、１つ又は複数のプロセッサ）が、１又は複数の他のコンピュータプログラムの実行と共に処理することができる。
【００７９】
この説明全体を通じて、「備える」（"comprise," "comprising"）等の用語は、文脈が明らかに別のものを必要としていない限り、排他的又は網羅的な意味とは対照的に包括的な意味に解釈されるべきである。すなわち、「〜を含むが、〜に限定されるものではない」の意味に解釈されるべきである。単数又は複数を使用する用語も、それぞれ、複数又は単数を含む。加えて、「本明細書で」、「以下に」、「上記」、「以下で」という用語及び同様の意味の用語は、本出願のいずれか特定の部分ではなく本出願を全体として指している。「又は」又は「若しくは」（"or"）という用語が、２つ又は３つ以上のアイテムを列挙したものに関して使用されているとき、その用語は、当該用語の以下の解釈のすべてを包含する。すなわち、その列挙したもののアイテムのいずれか、その列挙したもののアイテムのすべて、及びその列挙したもののアイテムの任意の組み合わせのすべてを包含する。
【００８０】
アイテム仮想化の図示した実施形態の上記説明は、網羅的であることを意図するものでもなければ、システム及び方法を、開示した厳密な形態に限定することを意図するものでもない。アンテナ仮想化の具体的な実施形態及び例は、本明細書では、例示の目的で説明されているが、当業者に認識されるように、さまざまな均等の変更が、他のシステム及び方法の範囲内で可能である。本明細書で提供したアンテナ仮想化の教示は、他の処理システム及び方法に適用することができ、上述したシステム及び方法についてのみ適用されるものではない。
【００８１】
上述したさまざまな実施形態の要素及び動作は、さらなる実施形態を提供するように組み合わせることができる。これらの変更及び他の変更は、上記詳細な説明を考慮してアンテナ仮想化に対し行うことができる。
一般に、添付の特許請求の範囲では、使用される用語は、この明細書及び特許請求の範囲で開示した具体的な実施形態にアンテナ仮想化を限定するように解釈されるべきではなく、特許請求の範囲の下で動作するすべての通信システムを含むように解釈されるべきである。したがって、アンテナ仮想化は、開示によって限定されるものではなく、その代わり、アンテナ仮想化の範囲は、もっぱら特許請求の範囲によって決定されることになる。
【００８２】
アンテナ仮想化の一定の態様は、一定の請求項の形で提示されるが、本発明者らは、アンテナ仮想化のさまざまな態様を任意の個数の請求項の形で考慮している。したがって、本発明者らは、本出願の出願後に追加クレームを加えて、アンテナ仮想化の他の態様のためにこのような追加請求項の形を追求する権利を留保している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】一実施形態の下における、仮想化コンポーネントを含む通信システムのブロック図である。
【図２】一実施形態における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図３Ａ】代替の一実施形態における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図３Ｂ】別の代替的な実施形態における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図４Ａ】さらに別の代替的な実施形態の下における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図４Ｂ】さらに別の代替的な実施形態の下における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図５】一実施形態の下における、２つの物理アンテナを１つの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図６】代替の一実施形態の下における、２つの物理アンテナを１つの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図７】別の代替的な実施形態における、２つの物理アンテナを１つの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図８】一実施形態における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図９】代替の一実施形態の下における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図１０】別の代替的な実施形態における、４つの物理アンテナを個数Ｎの仮想アンテナに仮想化する仮想化コンポーネントのブロック図である。
【図１１】一実施形態における、仮想アンテナによる通信のフロー図である。
【図１】
2009505586.tif 000003
【図２】
2009505586.tif 000004
【図３Ａ】
2009505586.tif 000005
【図３Ｂ】
2009505586.tif 000006
【図４Ａ】
2009505586.tif 000007
【図４Ｂ】
2009505586.tif 000008
【図５】
2009505586.tif 000009
【図６】
2009505586.tif 000010
【図７】
2009505586.tif 000011
【図８】
2009505586.tif 000012
【図９】
2009505586.tif 000013
【図１０】
2009505586.tif 000014
【図１１】
2009505586.tif 000015
【国際調査報告】
2009505586.tif 000016