(57)【要約】  この発明のデータ最適化通信システムは、1xEV-DO標準の下で動作するアクセスターミナルのようなレガシーのアクセスターミナルをサポートする。このシステムは、さらに、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)対応のアクセスターミナルとのMIMO通信をサポートする。複数のMIMO空間署名が、事前に定義もしくは交渉される。MIMOランク、およびMIMOアクセスターミナルで決定された空間署名の識別子が、既存の1xEV-DO構造のI−ブランチおよびQ−ブランチ上で送信される。1つの実施例では、1ビットのランクおよび３ビットの空間署名が、データレート制御(DRC)チャンネルに代えて、4ビットのシンボルとしてI−ブランチを介して送信される。他の実施例では、4ビットの空間署名が、DRCチャンネルに代えて、I−ブランチを介して送信される。2ビットのランクが4ビットのDRCチャンネルと共にQ−ブランチを介して送信される。2ビットのランクとDRCチャンネルは、それらが異なる直交する符号語ウォルシュカバーを使って送信されるため、識別することができる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に前記アクセスターミナルからフィードバックを送信する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定することと、
前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定することと、
前記MIMOランク情報および前記MIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で送信し、この送信と同時に、フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で送信することと、
を備える。
【請求項２】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび前記ATと同一セクターに存在する少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
無線ネットワークはデータ最適化無線ネットワークである、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記無線ネットワークは、非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
前記MIMOランク情報は1ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は3ビットからなる、
請求項1に記載の方法。
【請求項７】
前記MIMOランク情報は1ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は3ビットを備え、
前記DRC情報は4ビットを備え、
前記MIMOランク情報および前記MIMO空間署名情報は、4ビットシンボルとして前記同相信号成分上で送信される、
請求項1に記載の方法。
【請求項８】
前記BTSの複数の送信アンテナと前記ATの複数の受信アンテナとの間の空間物理チャンネルを推定することをさらに備え、
前記複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナは、前記第１のフォワードリンク上でのMIMO通信用に構成され、
前記チャンネルを推定ステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定を提供し、
前記MIMOランク情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行され、
前記MIMO空間署名情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行される、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用して無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)と通信するように構成されたアクセスターミナル(AT)であって、
前記アクセスターミナルは、
前記BTSからフォワードリンク送信を受けるように構成された受信機と、
前記BTSにリバースリンク送信を送るように構成された送信機と、
プログラムコードを格納するメモリと、
前記受信機、前記送信機および前記メモリに結合されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記プログラムコードを実行して、前記ATに、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定するステップと、
前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定するステップと、
前記MIMOランク情報およびMIMO空間の署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で送信し、この送信と同時に、フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で送信するステップと、
を実行させる。
【請求項１０】
前記アクセスターミナルは、データ最適化通信標準の拡張を使用して前記無線ネットワークと通信するように構成された、請求項9に記載のアクセスターミナル。
【請求項１１】
前記MIMOランク情報は1ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は3ビットからなる、
請求項9に記載のアクセスターミナル。
【請求項１２】
前記MIMOランク情報は1ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は3ビットを備え、
前記DRC情報は4ビットを備え、
前記MIMOランク情報および前記MIMO空間署名情報は、4ビットシンボルとして前記同相信号成分上で送信される、
請求項9に記載のアクセスターミナル。
【請求項１３】
前記コントローラは、さらに、前記第１のフォワードリンクの複数の推定を取得するために、前記プログラムコードを実行して、前記ATに前記BTSの複数の送信アンテナと前記ATの複数の受信アンテナとの間の空間物理チャンネルを推定させ、
前記複数の送信機アンテナおよび複数の受信機アンテナは、前記第１のフォワードリンク上でのMIMO通信用に構成され、
前記MIMOランク情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行され、
前記MIMO空間署名情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行される、
請求項9に記載のアクセスターミナル。
【請求項１４】
命令を備えた機械可読媒体であって、マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)と通信する前記アクセスターミナルの少なくとも１つのプロセッサによって前記命令が実行されるとき、
前記命令は、前記ATに、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定する動作と、
前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定する動作と、
前記MIMOランク情報およびMIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で送信し、この送信と同時に、フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で送信する動作と、
を含む動作を実行させる。
【請求項１５】
マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に前記アクセスターミナルからフィードバックを送信する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定することと、
前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定することと、
前記MIMOランク情報および前記MIMO空間署名を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で前記BTSに送信し、この送信と同時に、データレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相成分上で前記BTSに送信することと、
を備える。
【請求項１６】
マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に送られたフィードバックを前記アクセスターミナル(AT)から受信する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報および前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で受信し、この受信と同時に、前記フォワードリンクのためのデータレート制御（DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で受信することと、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って前記フォワードリンクを構成することと、
を備える。
【請求項１７】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび前記ATと同一セクターに存在する少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項16に記載の方法。
【請求項１９】
前記無線ネットワークは、データ最適化無線ネットワークである、請求項16に記載の方法。
【請求項２０】
前記無線ネットワークは、非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項16に記載の方法。
【請求項２１】
前記MIMOランク情報は1ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は3ビットからなる、
請求項16に記載の方法。
【請求項２２】
前記MIMOランク情報は1ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は3ビットを備え、
前記DRC情報は4ビットを備えた、
請求項16に記載の方法。
【請求項２３】
マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局であって、
前記トランシーバ基地局は、
リバースリンク上で前記ATからの送信を受信するように構成された受信機と、
フォワードリンク上で前記ATに送信を送るように構成された送信機と、
プログラムコードを格納するメモリと、
前記受信機、前記送信機および前記メモリと結合されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記プログラムコードの実行によって、前記BTSに、
前記フォワードリンクのMIMOランク情報および前記フォワードリンクの空間署名情報を前記ATから前記リバースリンクの同相信号成分上で受信するステップと、
前記フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で受信するステップと、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って、フォワードリンク上で前記ATに送信するように前記トランシーバ基地局を構成するステップと、
を実行させるよう構成される。
【請求項２４】
前記コントローラは、さらに、前記トランシーバ基地局が少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するために前記プログラムコードを実行するよう構成された、請求項23に記載のトランシーバ基地局。
【請求項２４】
前記コントローラは、さらに、前記トランシーバ基地局が前記ATと同じセクターに存在する少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するために前記プログラムコードを実行するよう構成された、請求項23に記載のトランシーバ基地局。
【請求項２５】
前記無線ネットワークは、データ最適化無線ネットワークである、請求項23に記載のトランシーバ基地局。
【請求項２６】
前記無線ネットワークは、非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項23に記載のトランシーバ基地局。
【請求項２７】
前記MIMOランク情報は1ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は3ビットからなる、
請求項23に記載のトランシーバ基地局。
【請求項２８】
前記MIMOランク情報は1ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は3ビットを備え、
前記DRC情報は4ビットを備える、
請求項23に記載のトランシーバ基地局。
【請求項２９】
命令を備えた機械可読媒体であって、マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成されたトランシーバ基地局(BTS)の少なくとも１つのプロセッサによって前記命令が実行されるとき、
前記命令は、前記BTSに、
前記BTSと前記ATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報および前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で受信し、この受信と同時に、前記フォワードリンクのためのデータレート制御（DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で受信する動作と、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って前記フォワードリンクを構成する動作と、
を含む動作を実行させる。
【請求項３０】
マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に送られたフィードバックを前記アクセスターミナル(AT)から受信する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報および前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で受信し、この受信と同時に、前記フォワードリンクのためのデータレート制御（DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で受信するステップと、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って前記フォワードリンクを構成するステップと、
を備える。
【請求項３１】
マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に前記アクセスターミナルからフィードバックを送信する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定することと、
前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定することと、
前記MIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で送信し、この送信と同時に、フォワードリンクのための前記MIMOランクおよび前記データレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で送信することと、
を備え、
前記MIMOランク情報は、第１の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記DRC情報は第２の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記第２の符号語ウォルシュカバーは、前記第１のウォルシュカバーと直交する。
【請求項３２】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項31に記載の方法。
【請求項３３】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび前記ATと同一セクターに存在する少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項31に記載の方法。
【請求項３４】
前記無線ネットワークは、データ最適化無線ネットワークである、請求項31に記載の方法。
【請求項３５】
前記無線ネットワークは、非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項31に記載の方法。
【請求項３６】
前記MIMOランク情報は２ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は4ビットからなる、
請求項31に記載の方法。
【請求項３７】
前記MIMOランク情報は２ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は４ビットを備え、
前記DRC情報は4ビットを備える、
請求項31に記載の方法。
【請求項３８】
前記BTSの複数の送信アンテナと前記ATの複数の受信アンテナとの間の空間物理チャンネルを推定することをさらに備え、
前記複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナは、前記第１のフォワードリンク上でのMIMO通信用に構成され、
前記チャンネルを推定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定を提供し、
前記MIMOランク情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行され、
前記MIMO空間署名情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行される、
請求項31に記載の方法。
【請求項３９】
マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用して無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)と通信するように構成されたアクセスターミナル(AT)であって、
前記アクセスターミナルは、
前記BTSからフォワードリンク送信を受けるように構成された受信機と、
前記BTSにリバースリンク送信を送るように構成された送信機と、
プログラムコードを格納するメモリと、
前記受信機、前記送信機および前記メモリに結合されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記プログラムコードを実行して、前記ATに、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定するステップと、
前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定するステップと、
前記MIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で送信し、この送信と同時に、フォワードリンクのための前記MIMOランクおよび前記データレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で送信するステップと、
を備えるステップを実行させ、
前記MIMOランク情報は、第１の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記DRC情報は第２の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記第２の符号語ウォルシュカバーは、前記第１のウォルシュカバーと直交する。
【請求項４０】
前記アクセスターミナルは、データ最適化通信標準の拡張を使用して前記無線ネットワークと通信するように構成された、請求項39に記載のアクセスターミナル。
【請求項４１】
前記MIMOランク情報は２ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は４ビットからなる、
請求項39に記載のアクセスターミナル。
【請求項４２】
前記MIMOランク情報は２ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は４ビットを備え、
前記DRC情報は４ビットを備える、
請求項39に記載のアクセスターミナル。
【請求項４３】
前記コントローラは、さらに、前記第１のフォワードリンクの複数の推定と前記第１のフォワードリンクでMIMO通信するために構成される複数の送信および受信アンテナを得るために、前記プログラムコードを実行して、前記ATに、前記BTSの複数の送信アンテナと前記ATの複数の受信アンテナとの間の空間物理チャンネルを推定させるように構成され、
前記MIMOランク情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行され、
前記MIMO空間署名情報を決定するステップは、前記第１のフォワードリンクの複数の推定に基づいて実行される、
請求項39に記載のアクセスターミナル。
【請求項４４】
命令を備えた機械可読媒体であって、マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)と通信する前記ATの少なくとも１つのプロセッサによって前記命令が実行されるとき、
前記命令は、前記ATに、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定する動作と、
前記フォワードリンクのMIMO空間の署名情報を決定する動作と、
前記MIMO空間署名情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で送信し、この送信と同時に、フォワードリンクのための前記MIMOランクおよび前記データレート制御(DRC)情報を前記リバースリンクの直交位相信号成分上で送信する動作と、
を含む動作を実行させ、
前記MIMOランク情報は、第１の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記DRC情報は第２の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記第２の符号語ウォルシュカバーは、前記第１のウォルシュカバーと直交する。
【請求項４５】
マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に前記アクセスターミナルからフィードバックを送信する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定することと、
前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定することと、
前記MIMO空間署名を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で前記BTSに送信し、この送信と同時に、データレート制御(DRC)情報および前記MIMOランク情報を前記リバースリンクの直交位相成分上で前記BTSに送信することと、
を備え、
前記MIMOランク情報は、第１の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記DRC情報は第２の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、前記第２の符号語ウォルシュカバーは、前記第１のウォルシュカバーと直交する。
【請求項４６】
マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に前記ATから送信されるフィードバックを処理する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で受信し、この受信と同時に、前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を前記リバースリンクの同相信号成分上で受信することと、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って前記フォワードリンクを構成することと、
を備える。
【請求項４７】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項46に記載の方法。
【請求項４８】
前記無線ネットワークは、前記ATおよび前記ATと同一セクターに存在する少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項46に記載の方法。
【請求項４９】
前記無線ネットワークは、データ最適化無線ネットワークである、請求項46に記載の方法。
【請求項５０】
前記無線ネットワークは、非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項46に記載の方法。
【請求項５１】
前記MIMOランク情報は２ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は４ビットからなる、
請求項46に記載の方法。
【請求項５２】
前記MIMOランク情報は２ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は４ビットを備え、
前記DRC情報は４ビットを備える、
請求項46に記載の方法。
【請求項５３】
マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局であって、
前記トランシーバ基地局は、
リバースリンク上で前記ATからの送信を受信するように構成された受信機と、
フォワードリンク上で前記ATに送信を送るように構成された送信機と、
プログラムコードを格納するメモリと、
前記受信機、前記送信機および前記メモリと結合されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記プログラムコードの実行によって、前記BTSに、
前記BTSと前記ATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で受信し、この受信と同時に、前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を前記リバースリンクの同相信号成分上で受信するステップと、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って前記フォワードリンクを構成するステップと、
を備えたステップを実行させる。
【請求項５４】
前記コントローラは、さらに、前記トランシーバ基地局が少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するために前記プログラムコードを実行するよう構成された、請求項53に記載のトランシーバ基地局。
【請求項５４】
前記コントローラは、さらに、前記トランシーバ基地局が前記ATと同一セクターに存在する少なくとも1つの非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するために前記プログラムコードを実行するよう構成された、請求項53に記載のトランシーバ基地局。
【請求項５５】
前記無線ネットワークは、データ最適化無線ネットワークである、請求項53に記載のトランシーバ基地局。
【請求項５６】
前記無線ネットワークは、非MIMO対応のアクセスターミナルにサービスを提供するように構成された、請求項53に記載のトランシーバ基地局。
【請求項５７】
前記MIMOランク情報は２ビットからなり、
前記MIMO空間署名情報は４ビットからなる、
請求項53に記載のトランシーバ基地局。
【請求項５８】
前記MIMOランク情報は２ビットを備え、
前記MIMO空間署名情報は４ビットを備え、
前記DRC情報は４ビットを備える、
請求項53に記載のトランシーバ基地局。
【請求項５９】
命令を備えた機械可読媒体であって、マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成されたトランシーバ基地局(BTS)の少なくとも１つのプロセッサによって前記命令が実行されるとき、
前記命令は、前記BTSに、
前記BTSと前記ATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で受信し、この受信と同時に、前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を前記リバースリンクの同相信号成分上で受信する動作と、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って前記フォワードリンクを構成する動作と、
を含む動作を実行させる。
【請求項６０】
マルチ入力・マルチ出力（MIMO)技術を使用してアクセスターミナル（AT)と通信するように構成されたトランシーバ基地局(BTS)に前記ATから送信されるフィードバックを受信する方法であって、
前記方法は、
前記BTSと前記ATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報を前記BTSと前記ATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で受信し、この受信と同時に、前記フォワードリンクのMIMO空間署名情報を前記リバースリンクの同相信号成分上で受信するステップと、
前記MIMOランク情報、前記MIMO空間署名情報および前記DRC情報に従って前記フォワードリンクを構成するステップと、
を備える。
【発明の詳細な説明】
【米国特許法第１１９条の下での優先権主張】
【０００１】
本特許出願は、2006年2月21日に出願された「無線通信システムと方法」と題する米国仮特許出願（出願番号第60/775,443）、並びに、2006年2月21日に出願された「DO通信システムおよび方法」と題する米国仮特許出願（出願番号第60/775,693）の優先権を主張する。これらの各仮特許出願は本出願の譲受人に譲渡され、また、全ての図、表、請求項を含めて、あたかもここで完全に述べられるかのように参照によって明確に組込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は一般に遠隔通信に関し、より具体的には、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)セルラー通信システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
最近の通信システムは、音声及びデータのような様々な適用業務のために、信頼できるデータ伝送を供給することが期待される。P2MP(point-to-multipoint)通信環境において、既知の通信システムは、周波数分割多元接続(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、符号分割多元接続(CDMA)および恐らく他の多重アクセス通信スキームに基づいている。
【０００４】
CDMAシステムは、(1)「二重モード広帯域スペクトラム拡散セルラーシステムのためのTIA/EIA-95移動局−トランシーバ基地局互換性標準」(その向上改訂版A,Bを備えたこの標準は「IS-95標準」と呼ばれる）、(2)「二重モード広帯域スペクトラム拡散セルラー移動局のためのTIA/EIA-98-C推奨最低標準」(「IS-98標準」)、(3)第3世代パートナーシップ・プロジェクト(3GPP)という名称のコンソーシアムによって推進され、「W-CDMA標準」として知られる1つのドキュメントセットで具体化された標準、(4)第3世代パートナーシップ・プロジェクト2(3GPP2)という名称のコンソーシアムによって推進され、「cdma2000スペクトラム拡散方式のためのTR-45.5物理層標準」、「cdma2000スペクトラム拡散方式のためのC.S0005ーA上部層(層3)信号標準」、そして「TIA/EIA/IS-856 cdma2000高速パケットデータ・エアーインターフェース仕様」(総合して「cdma2000標準」)を含む1つのドキュメントセットで具体化された標準、(5)その改訂版0/A/Bを備えた1xEV-DO標準(時には単に「DO」と呼ばれる)、そして(6)その他のある標準、のような1つ以上のCDMA標準をサポートするようにデザインされている。上に明示的にリストされた標準は、付属書類、付録および他のアタッチメントを含めて、あたかも完全にここに述べられるかのように参照によって組込まれる。
【０００５】
データ最適化(data-optimized)あるいは「DO」セルラー通信システムは、無線データサービスの絶えず増加する需要を満たすために開発された。データ最適化システムは、上述した1xEV-DO標準の下で動作するシステムを含んでいる。その名前が意味するように、DOシステムはデータ伝送(音声伝送に対立するものとして)のために最適化される。また、特にそのようなシステムはダウンリンク・データ伝送のために最適化される。データ最適化システムは、アップリンクデータ伝送やいずれの方向の音声伝送を除外する必要はない。例えばボイス・オーバ・インターネット・プロトコル(VoIP)伝送の場合には、音声もまたデータとして伝送され得ることに注目すべきである。
【０００６】
MIMOシステムはデータ伝送用に複数の(NT)送信アンテナと複数の(NR)受信アンテナを使用する。NT送信アンテナとNR受信アンテナによって形成されたMIMOチャンネルは、NS独立チャンネル(それらは空間チャンネルとも呼ばれる)に分解される。ここで、NS≦min{NT,NR}。NS独立チャンネルの各々が1つの次元に相当する。MIMOシステムは、複数の送信および受信アンテナによって生成された追加の次元が使用されると、改善された性能(例えば、より高い処理能力および／またはより高い信頼性)を提供することができる。
【０００７】
フルランク(full-rank)MIMOチャンネルのために（ここで、NS=NT≦NR）、独立データストリームは各々のNT送信アンテナから送信される。送信データストリームは異なるチャンネル条件(例えば異なるフェージングおよびマルチパス効果)を経験し、付与された送信電力量に対して異なる信号対干渉・雑音比(SINR)を達成する。さらに、送信データストリームを回復するために受信機で逐次干渉キャンセル処理(successive interference cancellation processing)が使用される場合は、データストリームが回復される特定のオーダーに依存してデータストリーのために異なるSINRが達成される。従って、異なるデータレートは、それらの達成されたSINRに依存して、異なるデータストリームによってサポートされる。典型的にはチャンネル条件は時間に応じて変化するため、各データストリームにサポートデータレートもまた、時間で変化する。
【０００８】
MIMO伝送技術の使用は、無線系の重要な性能特性であるスペクトル効率をより向上させる。
【０００９】
したがって、セルラー無線システムを含む無線システムでMIMO技術の使用を可能にする方法、装置および製造品のための技術が必要とされる。さらに、旧来のアクセスターミナル(legacy access terminal)との互換性を維持しながら、MIMO技術の使用を可能にする方法、装置および製造品のための技術が必要である。さらに、MIMO技術を使用するオペレーションのために、1xEV-DO、バージョン0、A、およびBの下で動作するシステムのような既存のデータ最適化システムに適応する方法、装置および製造品が必要である。
【発明の開示】
【概要】
【００１０】
ここで示された実施例と変形例は、フォワードリンクMIMO特有のフィードバック情報をリバースリンク上に挿入し、また、この情報を無線ネットワークで受信するための方法、装置および機械可読の製造品を提供することにより、上述のニーズに対処する。
【００１１】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナルと通信するように構成されたアクセスターミナル(AT)から無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)へフィードバックを送るための方法が提供される。その方法は、(1)BTSとATの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報(MIMO rank information)を決定するステップと、(2)フォワードリンクのMIMO空間署名情報(MIMO spatial signature information)を決定するステップと、そして(3)(i)MIMOランク情報およびMIMO空間署名情報をBTSとATとの間のリバースリンクの同相(In-Phase)信号成分上で、および(ii)フォワードリンクのためのデータレート制御(data rate control)(DRC)情報をリバースリンクの直交位相(Quadrature)信号成分上で、同時に送信するステップを含む。
【００１２】
一実施例では、アクセスターミナル(AT)は、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用した無線ネットワークのトランシーバ基地局( base transceiver station)(BTS)と通信するように構成される。アクセスターミナルは、BTSからフォワードリンク送信を受信するように構成された受信機と、BTSにリバースリンク送信を送るように構成された送信機と、プログラムコードを格納したメモリと、そして、受信機、送信機およびメモリに結合されたコントローラを含む。コントローラは、(1)BTSとATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定するステップと、(2)フォワードリンクMIMO空間署名情報を決定するステップと、(3)(i)MIMOランク情報とMIMO空間署名情報とをBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクの直交位相信号成分上で、同時に送信するステップを果たすためのプログラムコードをATが実行するように構成される。
【００１３】
一実施例では、機械可読媒体は、そこに埋め込まれた命令を有する。マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナルと通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局と通信するために、アクセスターミナル(AT)の少なくとも１つのプロセッサによって命令が実行されるとき、その命令は、ATに次の動作を実行させる。(1)BTSとATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定すること、
(2)フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定すること、そして(3)(i)MIMOランク情報とMIMO空間署名情報とをBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクの直交位相信号成分上で、同時に送信すること。
【００１４】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナルと通信するように構成された無線ネットワークのアクセスターミナル(AT)からトランシーバ基地局(BTS)へフィードバックを送るための方法が提供される。その方法は、以下のステップを含む。(1)BTSとATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定するステップ、(2)フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定するステップ、そして、(3)BTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上でMIMOランク情報とMIMO空間署名を、またリバースリンクの直交位相信号成分上でデータレート制御(DRC)情報を、同時にBTSに送信するステップ。
【００１５】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナルと通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)へ送信されたフィードバックをアクセスターミナル(AT)から受信するための方法が提供される。方法は、(1)(i)BTSとATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報とフォワードリンクのMIMO空間署名情報をBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で受信し、またそれと同時に、(ii)フォワードリンクのデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクの直交位相信号成分上で受信するステップと、(2)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従ってフォワードリンクを構成するステップを含む。
【００１６】
一実施例では、無線ネットワークのトランシーバ基地局は、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成される。トランシーバ基地局は、リバースリンクでATから受信するように構成された受信機と、フォワードリンクでATに送信するように構成された送信機と、プログラムコードを格納するメモリと、受信機、送信機およびメモリと結合されたコントローラとを含む。コントローラは、トランシーバ基地局に次のものを含むステップを実行させるプログラムコードを実行するように構成される。(1)フォワードリンクのMIMOランク情報とフォワードリンクのMIMO空間署名情報とをリバースリンクの同相信号成分上でATから受信するステップ、(2)フォワードリンクのデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクのリンクの直交位相信号成分上で受信するステップ、および、(3)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従って、フォワードリンク上でATに送信するようにトランシーバ基地局を構成するステップ。
【００１７】
一実施例では、機械可読媒体は、そこに埋め込まれた命令を含む。命令が、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成されたトランシーバ基地局(BTS)の少なくとも1つのプロセッサによって実行されるとき、その命令は、BTSに次のものを含む動作を実行させる。(1)(i)BTSとATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報とフォワードリンクのMIMO空間署名情報とをBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクの直交位相信号成分上で、同時に受信すること。そして、(2)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従ってフォワードリンクを構成すること。
【００１８】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナルと通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)に送られたフィードバックをアクセスターミナル(AT)から受信するための方法が提供される。方法は次のステップを含む。(1)(i)BTSとATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報とフォワードリンクのMIMO空間署名情報とをBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で、また、ii)フォワードリンクのためのデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクの直交位相信号成分上で、同時に受信するステップ、そして、(2)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従ってフォワードリンクを構成するステップ。
【００１９】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナルと通信するように構成された無線ネットワークのアクセスターミナル(AT)からトランシーバ基地局(BTS)にフィードバックを送信するための方法が提供される。方法は、BTSとATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定し、フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定し、(i)BTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上でMIMO空間署名情報を、また(ii)リバースリンクの直交位相信号成分上でフォワードリンクのためのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報を、同時に送信することを含む。その方法に従って、MIMOランク情報は第１の符号語(codeword )ウォルシュカバー(Walsh cover)によってカバーされ、DRC情報は第２の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、また、第２の符号語ウォルシュカバーは第１のウォルシュカバーに直角である。
【００２０】
一実施例では、アクセスターミナル(AT)はマルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用して無線ネットワークのトランシーバ基地局(BT)と通信するように構成される。アクセスターミナルは、BTSからフォワードリンク送信を受信するように構成されたレシーバ受信機と、リバースリンク送信をBTSに送信するように構成された送信機と、プログラムコードを格納するメモリと、受信機、送信機およびメモリに結合されたコントローラとを含む。コントローラは、ATが次のものを含むステップを行うよう、プログラムコードを実行するように構成される。(1)BTSとATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定するステップ、(2)第１のフォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定するステップ、そして(3)(i)MIMO空間署名情報をBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのMIMOランク情報とデータレートコントロール(DRC)情報とをリバースリンクの直交位相信号成分上で、同時に送信するステップ。この方法に従って、MIMOランク情報は第１の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、DRC情報は第2の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、また、第2の符号語ウォルシュカバーは第１のウォルシュカバーに直角である。
【００２１】
一実施例では、機械可読媒体は、そこに埋め込まれた命令を格納する。命令が、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してATと通信するように構成された無線ネットワークのトランシーバ基地局(BTS)と通信するためにアクセスターミナル(AT)の少なくとも1つのプロセッサによって実行されるとき、その命令はATに次の動作を実行させる。(1)BTSとATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定すること、(2)フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定すること、そして、(3)(i)MIMO空間署名情報をBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクの直交位相信号成分上で、同時に送信すること。ここで、MIMOランク情報は第１の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、DRC情報は第2の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、第2の符号語ウォルシュカバーは第１のウォルシュカバーに直角である。
【００２２】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成された無線ネットワークのATからトランシーバ基地局(BTS)へフィードバックを送信するための方法が提供される。方法は次のものを含む。(1)BTSとATとの間の第１のフォワードリンクのMIMOランク情報を決定すること、(2)フォワードリンクのMIMO空間署名情報を決定すること、そして、(3)MIMOの空間の署名情報をBTSとATとの間のリバースリンクの同相信号成分上で、また、データレート制御(DRC)情報とMIMOランク情報とをリバースリンクの直交位相信号成分上で、同時にBTSに送信すること。この方法に従って、MIMOランク情報は第１の符号語ウォルシュバーによってカバーされ、DRC情報は第2の符号語ウォルシュカバーによってカバーされ、また、第2の符号語ウォルシュカバーは第１のウォルシュカバーに直角である。
【００２３】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成された無線ネットワークのATからトランシーバ基地局(BTS)へ送信されたフィードバックを処理するための方法が提供される。その方法は、(1)(i)BTSとATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報をBTSとATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのMIMO空間署名情報をリバースリンクの同相信号成分上で、同時に受信すること、そして、(2)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従ってフォワードリンクを構成することを含む。
【００２４】
一実施例では、無線ネットワークのトランシーバ基地局は、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成される。トランシーバ基地局は、リバースリンク上でATからの送信を受信するように構成された受信機と、
フォワードリンク上でATに送信するように構成された送信機と、プログラムコードを格納するメモリと、受信機、送信機、およびメモリに結合されたコントローラを含む。コントローラは、トランシーバ基地局に次のステップを行なわせるプログラムコードを実行するように構成される。(1)(i)BTSとATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報をBTSとATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのMIMO空間署名情報およびデータレート制御(DRC)情報をリバースリンクの同相信号成分上で、同時に受信するステップ、そして、(2)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従ってフォワードリンクを構成するステップ。
【００２５】
一実施例では、機械可読媒体は、そこに埋め込まれた命令を含む。マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成されたトランシーバ基地局(BTS)の少なくとも1つのプロセッサによって命令が実行されるとき、その命令は、BTSに次のものを含む動作を行なわせる。(1)(i)BTSとATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報をBTSとATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのMIMO空間署名情報をリバースリンクの同相信号成分上で、同時に受信すること、そして、(2)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従ってフォワードリンクを構成すること。
【００２６】
一実施例では、マルチ入力・マルチ出力(MIMO)技術を使用してアクセスターミナル(AT)と通信するように構成されたアクセスターミナル(AT)からトランシーバ基地局(BTS)へ送信されたフィードバックを受信するための方法が提供される。方法は次のステップを含む。(1)(i)BTSとATとの間のフォワードリンクのMIMOランク情報およびデータレート制御(DRC)情報をBTSとATとの間のリバースリンクの直交位相信号成分上で、また、(ii)フォワードリンクのためのMIMO空間署名情報をリバースリンクの同相信号成分上で、同時に受信するステップと、そして、(2)MIMOランク情報、MIMO空間署名情報およびDRC情報に従ってフォワードリンクを構成するステップ。
【００２７】
これらおよび本発明の他の実施例および態様は、以下の記述、図面および請求項と関連して、一層よく理解されよう。
【詳細な説明】
【００２８】
このドキュメントにおいて、「実施例」、「変形」およびそれに類似する表現は、必ずしも同じ装置、プロセスあるいは製造品に対してではなく、特定の装置、プロセスあるいは製造品を指すために使用される。したがって、1つの場所あるいはコンテキストの中で使用される「1つの実施例」(あるいは類似の表現)は、特定の装置、プロセスあるいは製造品を指すことができ、異なる場所の同じ、あるいは類似の表現は、異なる装置、プロセスあるいは製造品を指すことができる。「他の実施例」という表現および類似の句は、可能な多くの異なる実施例のうちの1つを示すために使用される。可能な実施例の数は、必ずしも2つあるいは任意の他の数に制限されない。
【００２９】
「典型的である」という語は、ここでは「例、事例あるいは実例として役立つ」ことを意味するために使用される。ここで「典型的に」として記述された任意の実施例や変形例は、必ずしも他の実施例あるいは変形例よりも好ましい、あるいは有利であるように解釈されるものではない。ここで記述された実施例および変形例はすべて、当業者が本発明を実施することを可能にするための典型的な実施例および変形例であり、本発明に与えられる法的保護の範囲を制限するものではない。
【００３０】
「トラフィック」という語は、一般に、エアーインターフェース制御情報およびパイロット以外の、データのようなペイロードあるいはユーザトラフィックを指す。リバースリンクについては、データトラフィックは、一般にVoIPアプリケーションのボコーダのようなアプリケーションによって生成される。
【００３１】
「リンク」(例えば、フォワードあるいはリバースリンク)は、このドキュメントを読み、図をレビューした後に、より一層理解されるであろうように、MIMO層あるいは他のタイプのMIMOチャンネルである。
【００３２】
AT、加入者局装置、ユーザー機器、UE、モバイル端末あるいはMTとも呼ばれるアクセスターミナルは、モバイルであっても固定であってもよく、１つ以上のトランシーバ基地局と通信する。アクセスターミナルは、PCカード、外部もしくは内蔵モデム、無線電話および無線通信能力を備えた携帯情報端末(PDA)などの多くのタイプのデバイスであり得るが、これらに限定されない。アクセスターミナルは、1つ以上のトランシーバ基地局を介してデータパケットを無線ネットワークコントローラに送信し、また無線ネットワークコントローラから受信する。
【００３３】
トランシーバ基地局と基地局制御装置(base station controller)は、無線ネットワーク、RN、アクセスネットワークあるいはANと呼ばれるネットワークの一部である。無線ネットワークは、UTRANあるいはUMTSテレストリアル無線アクセスネットワークであってよい。無線ネットワークは、複数のアクセスターミナル間で音声およびデータのパケットを伝送する。無線ネットワークは、さらに、企業イントラネット、インターネット、従来の公衆交換電話網(PSTN)あるいはその他の無線ネットワークのような無線ネットワークの外側の追加のネットワークと結合されて、各アクセスターミナルとそのような外部ネットワークとの間でデータと音声のパケットの伝送が行われてもよい。協定と特定のインプリメンテーションに依存して、トランシーバ基地局は、ノードB、基地局システム、BSSおよび単に基地局を含む他の名前によっても引用される。同様に、基地局制御装置は、無線ネットワークコントローラ、RNC、移動交換局あるいはサービングGPRSサポートノードを含む他の名前によっても引用される。
【００３４】
本発明の範囲は、これらの、および類似の無線通信システムコンポーネントにまで及ぶ。
【００３５】
図1は、ここに記述された様々な実施例および変形例に従って動作するように構成された、無線通信ネットワーク101の選択されたコンポーネントを示す。ネットワーク101は、各々が1つ以上のセクターを有する1つ以上のトランシーバ基地局120に結合された無線ネットワークコントローラ110(あるいは、いくつかのそのようなデバイス)を含む。トランシーバ基地局120は、１つ以上のアクセスターミナル130からリバースリンク無線通信信号を受信し、また1つ以上のアクセスターミナル130へフォワードリンク無線通信信号を送信する。トランシーバ基地局120のそれぞれは、送信機チェーン(transmitter chain)と受信機チェーン(receiver chain)を含み、各チェーンは、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、符号器、復号器、インターリーバ、デインターリーバおよびアンテナのような、信号の送信と受信に関連する複数のコンポーネントを含む。
【００３６】
トランシーバ基地局120は、無線接続140を介してアクセスターミナル130A、130B、130Cおよび130Dと通信する。無線ネットワークコントローラ110は、通話スイッチ160を介して公衆交換電話網150に、また、パケットデータサーバノード(PDSN)180を介してパケット交換網170に結合される。無線ネットワークコントローラ110とパケットデータサーバノード180のような様々なネットワークエレメント間のデータ交換は、任意の数のプロトコル(例えば、インターネットプロトコル(IP)、非同期転送モード(ATM)プロトコル、T1、E1、フレームリレー、その他のプロトコル)を使用してインプリメントされる。
【００３７】
図示した実施例では、無線ネットワーク101は、データ最適化セルラーCDMA無線ネットワーク(例えば、1xEV-DO 0/A/B無線ネットワーク)である。無線ネットワーク101は、アクセスターミナル130にデータ通信サービスと携帯電話(音声)サービスの両方を提供する。他の実施例では、無線ネットワークはデータサービス(VoIPおよび類似のパケット化されたデータベースの音声通信を含む）だけを提供する。
【００３８】
複数の、あるいは全てのアクセスターミナル130は同じセルあるいはサイトにあってもよく、また、各アクセスターミナル130はそれぞれ別のセルあるいはサイトにあってもよい。
【００３９】
典型的なアクセスターミナル130は、受信機回路類131、送信機回路類132、符号器133、復号器134、イコライザ135、プロセッサ136およびメモリデバイス137を含む。受信機回路類131は、2つ以上のアンテナを介して信号の同時受信を可能にするために、複数の受信機エレメントおよび受信機チェーンを含む。同様に、送信機回路類132は、2つ以上のアンテナから同時送信を可能にするために、2つ以上の送信機エレメントおよびチェーンを含む。送受信のために使用されるアンテナは、同じアンテナでも異なるアンテナでもよい。受信機、送信機、符号器、復号器およびイコライザは、メモリデバイスに格納されたプロセッサ実行プログラムコードによって構成される。アクセスターミナル130のそれぞれは、上述した標準に記述された無線パケット伝送プロトコル（1xEV-DO及びその改訂を含めて）のような少なくとも1つの伝送プロトコルを使用して、データを通信するように構成される。変形例では、少なくとも1つのアクセスターミナル130は、さらに、このドキュメントの全体を通して記述されたMIMO技術をトランシーバ基地局120と通信するプロセスで使用するように構成される。
【００４０】
トランシーバ基地局120の各々は、1つ以上の無線受信機(例えば、BTS 120Aの受信機121)、1つ以上の無線送信機(例えば、BTS 120Aの送信機122)、無線ネットワークコントローラインターフェース(例えば、インターフェース123)、メモリ(例えば、メモリ124)、プロセッサ(例えば、プロセッサ125)、および符号器/復号器回路類(例えば、符号器/復号器回路類126)を含む。アクセスターミナル130では、BTS受信機が複数の受信機エレメントおよびチェーンを含み、また、BTS送信機が複数の送信機エレメントおよびチェーンを含むため、それによってBTS 120の複数のアンテナを介して受信と送信が可能である。
【００４１】
各トランシーバ基地局の受信機、送信機およびその他のコンポーネントは、BTSのメモリに格納されたプログラムコードの管理の下で作動する局のプロセッサによって構成され、そしてアクセスターミナル130にパケットを送信し、またアクセスターミナル130からパケットを受信するために、アクセスターミナル130とのフォワードリンクおよびリバースリンクを確立する。例えば、データサービスの場合には、トランシーバ基地局120は、パケットデータサーバノード180と無線ネットワークコントローラ110とを介してパケット交換網170からフォワードリンクデータパケットを受信し、これらのパケットをアクセスターミナル130に送信する。トランシーバ基地局120は、アクセスターミナル130を起源とするリバースリンクデータパケットを受信し、これらのパケットを、無線ネットワークコントローラ110およびパケットデータサーバノード180を介してパケット交換網170に転送する。電話(音声)サービスの場合には、トランシーバ基地局120は、通話スイッチ160と無線ネットワークコントローラ110を介して公衆交換電話網150からフォワードリンクデータパケットを受信し、これらのパケットをアクセスターミナル130に送信する。アクセスターミナル130を起源とする音声パケットは、トランシーバ基地局120で受信され、無線ネットワークコントローラ110および通話スイッチ160を介して公衆交換電話網150に転送される。
【００４２】
いくつかの実施例では、各BTSの送信機、受信機およびその他のコンポーネントは、各々が個別のプロセッサを持っている。
【００４３】
無線ネットワークコントローラ110は、トランシーバ基地局120へのインターフェース111、パケットデータサーバノード180へのインターフェース112、および、通話スイッチ160へのインターフェース113を含む。インターフェース111、112および113は、1つ以上のメモリデバイス115に格納されたプログラムコードを実行する1つ以上のプロセッサ114の管理の下で動作する。
【００４４】
当業者は、このドキュメントの熟読の後に、本発明の態様に従う他の実施例は、公衆交換電話網、パケット交換網、トランシーバ基地局制御装置、トランシーバ基地局、アクセスターミナルあるいはその他のネットワークコンポーネントの数に制限される必要がないことを認識するであろう。例えば、いくつかの実施例では、より少ない、あるいはより多くのトランシーバ基地局、無線ネットワークコントローラおよびアクセスターミナルが含まれていてもよい。更に、無線ネットワーク101は、アクセスターミナル130を1つ以上の追加の通信網(例えば、多くのワイヤレスアクセスターミナルを有する第2の無線通信ネットワーク)に接続してもよい。
【００４５】
いくつかの変形例では、無線ネットワークは、動作周波数バンドを複数の(NT)周波数副チャンネル(つまり周波数ビン)に有効に分割する直交周波数分割多重(OFDM)を使用してもよい。各タイムスロット中に(それは周波数副チャンネルの帯域幅に依存する特定の時間間隔である)、変調シンボルがNF周波数副チャンネルのそれぞれで送信されてもよい。OFDM動作は本発明の要件ではない。
【００４６】
変形例では、無線ネットワークおよび１つ以上のアクセスターミナルは、このドキュメントの全体にわたって記述されたMIMO技術を、それらが互いに通信するプロセスで使用するように構成される。
【００４７】
図2は、図1の無線ネットワークの1つ以上のトランシーバ基地局120の、典型的なアンテナシステム200の選択されたコンポーネントを示す。アンテナシステム200は3つのアンテナグループを有する。第１のアンテナグループはアンテナ205と210を含み、第2のアンテナグループはアンテナ215と220を含み、また、第3のアンテナグループはアンテナ225と230を含む。各アンテナグループに2本のアンテナだけが示される。しかし、当業者はこのドキュメントの熟読の後、各アンテナグループに異なる数のアンテナが含まれてもよいことを認識するであろう。さらに、アンテナグループも、異なる数、存在してもよい。図2に示されるように、アクセスターミナル130Aは、フォワードリンク255とリバースリンク260によってアンテナ225、230と通信し、アクセスターミナル130Bは、フォワードリンク265とリバースリンク270によってアンテナ205、210と通信する。リンク255および260は図1の無線接続140のうちの1つの部分(例えば140A)であり、リンク265および270は図1の別の無線接続の部分(例えば140B)である。
【００４８】
各アンテナグループおよび／またはアクセスターミナル130と通信するためにグループが指示されるエリアは、対応するトランシーバ基地局120の「セクター」と呼ばれる。フォワードリンク255と265による通信では、トランシーバ基地局120の送信アンテナは、例えば、別のアクセスターミナル130のためのフォワードリンクの信号対雑音比を改善するために、ビームフォーミング技術を使用することができる。さらに、そのカバーエリアをスルーしてランダムに散在したアクセスターミナルに送信するためにビームフォーミングを使用する無線トランシーバ基地局は、１つのアンテナを介してそのカバーエリアの全てのアクセスターミナルに送信するトランシーバ基地局よりも、近隣のセルおよびセクターのモバイルデバイスへの干渉を低減する。しかしながら、いくつかの変形例によるMIMO通信はビームフォーミング技術に制限されないことに注意すべきである。
【００４９】
MIMO通信では、受信機のための「空間署名(spatial signature)」は、特定の受信機におけるNT送信アンテナと各NR受信アンテナの間でのチャンネル応答ベクタトル(各周波数帯の)によって与えられる。(通信の方向に依存して、アクセスターミナル130が受信機または送信機になり、同様にトランシーバ基地局も受信機または送信機となることが理解されよう。)  言い換えれば、空間署名は、送信アンテナと受信アンテナとの間の伝搬路の無線周波数特性を記述するものである。「ランク」は、エネルギーがゼロでないチャンネル(channel with non-zero energy)のアルヴェンモード(eigen-mode)の数である。ランクは、MIMOシステム送信機から実際にどれだけのデータストリームもしくは信号を送ることができ、MIMOシステム受信機で分離することができるかを決定する。ビームフォーミングは、ランクが1に等しい特別のケースである。
【００５０】
フォワードリンク送信については、アクセスターミナル130は様々な空間物理チャンネルを推定し、チャネル推定からの空間署名とランクを引き出し、リバースリンク上で既存の制御チャンネルを介してトランシーバ基地局120に空間署名とランクを報告する。
【００５１】
その後、トランシーバ基地局120は、アクセスターミナル130から受け取られた空間署名およびランクを処理して、データ伝送のためのアクセスターミナル130を選択し、また、選択されたターミナルに送信されるべき独立したデータストリームそれぞれの、相互に直交するステアリングベクトルを引き出す。さらに、リバースリンクにおいては、トランシーバ基地局120は、異なるアクセスターミナル130の空間署名を引き出し、これらの署名を処理してデータ伝送のためにターミナルをスケジュールし、さらに、スケジュールされたアクセスターミナル130からの送信を処理して、各送信を個別に復調する。
【００５２】
アクセスターミナル130からトランシーバ基地局120に空間署名およびランク情報を報告するための方法が必要である。このドキュメントは、フォワードリンクの空間署名およびランク情報をリバースリンク上で報告するために、既存のDOシステムサポート中に組み込む構成について記述する。特に、このドキュメントは、既存の1xEV-DOアクセスターミナルとの互換性を維持しつつ、アクセスターミナルがMIMO空間署名およびランクコンポーネントをリバースリンク上で供給することを可能とする、既存の1xEV-DOシステムの拡張について記述する。これらのシステムでは、既存の1xEV-DOのリバースリンク・フィードバックメカニズムが、空間署名およびランクコンポーネントを無線ネットワークのトランシーバ基地局120に送信するために使用される。
【００５３】
図3は、リバースリンク上でトランシーバ基地局120に送信するための空間署名およびランク情報を符号化し、変調するように構成されたアクセスターミナル130の送信機300の一部選択ブロック図である。ここで、トランシーバ基地局120のサービングセクターに２つの送信アンテナがある場合に対応して、3ビットが空間署名に使用され、また、1ビットがフォワードリンクMIMOのランクに使用される。
【００５４】
図3には、(1)同相あるいはI-ブランチ310と、(2)直交位相あるいはQ-ブランチ330の２つのブランチが示される。I-ブランチ310は、両直交符号器(Bi-Orthogonal Encoder)312、符号語ウォルシュカバー(W02)コンポーネント314、信号点マッパー316、SRCおよびSSC利得要素318 、リピータ(x8)320、および変調器322を含む。Q-ブランチ330は、両直交符号器332、符号語ウォルシュカバー(W02)コンポーネント334、信号点マッパー336、DRCチャンネル利得要素338、変調器340および342、そして、別のウォルシュカバーW 8i=0,1,…7コンポーネント344を含む。I-ブランチ310およびQ-ブランチ330のすべてのコンポーネントブロックは、図3に示されるように配列され得る。
【００５５】
拡散(Spreading)が物理的な送信チャンネルに適用される。拡散は、チャネライゼーション(channelization)とスクランブリング(scrambling)を含む。チャネライゼーションは、すべてのデータシンボルを多数のチップに変換し、それにより、信号の帯域幅を増加させる。1つのデータシンボル当たりのチップ数は、拡散ファクター(Spreading Factor)もしくはSFと呼ばれる。スクランブリング動作では、スクランブリングコード(scrambling code)が拡散信号に適用される。チャネライゼーションによって、I-ブランチ310とQ-ブランチ330上のデータシンボルは互いに独自に直交可変拡散ファクター( Orthogonal Variable Spreading Factor)(OVSF)コードと掛け合わされる。その結果としてI-ブランチ310とQ-ブランチ330上で得られた信号は、さらに複素数値のスクランブリングコードと掛け合わされる。（そこでは、IとQはそれぞれ実数部分および虚数部分を表わす。）
リバースリンク上でデータレート制御(DRC)フィードバックに使用されるQ-ブランチ330の構成は、1xEV-DOバージョン0の対応する構成と類似もしくは同一である。DOの改訂Bでは、I-ブランチ上でDRC(別のCDMAチャンネル用の)をさらに4ビット送信する能力が加えられた。(したがって、DO改訂Bでは、４つまでのフォワードCDMAチャンネル用のDRCが、1つのリバースリンク上で送信することができる。）I-ブランチ310およびQ-ブランチ330は、今、空間ランクチャンネル(the spatial rank channel)(SRC)上で空間ランク情報(spatial rank information)を、また、空間署名チャンネル(spatial signature channel )(SSC)上で空間署名情報(spatial signature information)を送るように追加修正された。したがって、図3の実施例では、1ビットの空間ランクチャンネルおよび3ビットの空間署名チャンネルが、1xEV-DOシステムのI-ブランチへの入力で4ビットのDRCに置き換わる。両直交符号器312は、今、4つのSSCとSRCのビットを、それと同数のレート制御DRCビットに代わって受け取る。例えば、マルチキャリアオペレーションのために置き換えられたDRCビットが必要な場合は、それらは別の長い符号マスク上で送信することができる。
【００５６】
3ビットのSSCは、8つの(あるいは恐らくそれより少数の)別個の空間署名に対応することに注意。別個の空間署名は、そのシステムあるいは各特定のセクターのために事前に定義することができる。いくつかの変形例では、空間署名は、特定のアクセスターミナルと特定のトランシーバ基地局との間の接続セットアップ中に交渉により決定されてもよい。いくつかの変形例では、5つ、6つのあるいは7つの事前に定義され、あるいは交渉された(negotiated)空間署名が使用される。別個の空間署名の数も接続セットアップ中に交渉されてもよい。
【００５７】
4つの送信アンテナを有するMIMOの場合、空間ランクチャンネルおよび空間署名チャンネルの両方のためのビット数は増加する。例えば、空間署名は4ビット(3の代わりに)を使用し、また、空間ランクは2ビット(１の代わりに)を使用する。図4は、アクセスターミナル130のリバースリンク送信機400の一部選択ブロック図であり、送信アンテナが４つの場合、アクセスターミナル130が4ビットの空間署名と2ビットの空間ランク情報を符号化し、変調するように構成された場合を示す。
【００５８】
図4のI-ブランチ410は、図3のI-ブランチ310と類似もしくは同一である。図示されるように、それは両直交符号器412、符号語ウォルシュカバー(W02)コンポーネント414、信号点マッパー416、SSC利得要素418、リピータ(x8)420、そして変調器422を含む。Q-ブランチ430は、図3のQ-ブランチ330に対応して番号付けされたコンポーネントに類似もしくは同一の多くのコンポーネントを含んでおり、それらは、両直交の符号器432、符号語・ウォルシュカバー(W02)コンポーネント434、信号点マッパー436、DRCチャネル利得要素438、変調器440、442、および、別のウォルシュカバー(Wi8)コンポーネント444である。Q-ブランチ430は、さらに、リピータ(x4)448、符号語ウォルシュカバー(W12)コンポーネント450、信号点マッパー452、SRC(空間ランクチャンネル)ゲイン要素454、リピータ(x8)456、および加算器458を含む。I-ブランチ410およびQ-ブランチ430のすべてのコンポーネントブロックは、図4に示される構成で配列され得る。
【００５９】
図4に示されるように、DO改訂Bの4ビットのDRCの代わりに、4ビットのSSCシンボルがI-ブランチ410に入力される。もし別のフォワードCDMAチャンネル用に追加のDRCが必要な場合は、追加のDRCは別の長い符号マスク上で送信することができる。Q-ブランチ430で2ビットのSRCシンボルが4ビットのDRCシンボルと一緒に送られる。SRCとDRCは、異なる直交符号語ウォルシュカバーを使って送られる。例えば、SRCはW12ウォルシュカバーで送られ、また、DRCはW02ウォルシュカバーで送られる。2つのウォルシュカバーが異なるため、SRCとDRCはトランシーバ基地局120で識別することができる。
【００６０】
この伝送メカニズムはDO改訂Bと互換性を有する。
【００６１】
ここで、4ビットのSSCは16の(あるいは恐らくそれより少数の)別個の空間署名に対応することに注意。前の3ビットのSSCの場合のように、別個の空間署名がシステムあるいは各特定のセクターのために事前に定義され、あるいは接続セットアップ中に交渉される。いくつかの変形例では、9、10、11、12、13、14あるいは15の別個の事前に定義され、あるいは交渉された空間署名が使用される。別個の空間署名の数も接続セットアップ中に交渉されてもよい。
【００６２】
リピータ448は、2ビットのSRCを4回(x4)繰り返すことにより、2ビットのSRCを8ビットのサイズに拡張する。
【００６３】
図5は、図3の実施例に従ってアクセスターミナルで実行される典型的なプロセス500の選択されたステップを示す。
【００６４】
フローポイント501では、アクセスターミナルは、無線ネットワークのトランシーバ基地局とのMIMO通信の状態にある。
【００６５】
ステップ505では、アクセスターミナルは、トランシーバ基地局の複数の送信アンテナとターミナルの複数の受信アンテナとの間の様々な空間物理パスを推定する。
【００６６】
ステップ510では、アクセスターミナルは、推定に基づいて、フォワードリンクのための1ビットのMIMOランクを決定もしくは選択する。
【００６７】
ステップ515では、アクセスターミナルは、推定に基づいて、3ビットの空間署名識別子を決定もしくは選択する。
【００６８】
ステップ520では、アクセスターミナルは、推定に基づいて、適切なフォワードリンクレート制御(つまりDRC)を決定する。
【００６９】
ステップ525では、アクセスターミナルは、その送信機のQ-ブランチにDRCを入力する。
【００７０】
ステップ530では、アクセスターミナルは、その送信機のI-ブランチに1ビットの空間ランクおよび3ビットの空間署名を入力する。
【００７１】
ステップ535では、アクセスターミナルは、DRC、ランクおよび空間署名情報／値を運ぶQ-ブランチおよびI-ブランチの出力でアクティブスロットを送信する。
【００７２】
フローポイント599でプロセスは完了し、アクセスターミナルは、次のアクティブスロット用にそれを繰り返す準備ができる。トランシーバ基地局はアクセスターミナルによって送信されたスロットを受信し、受信スロットの直交位相信号成分からDRC情報を回復し、また、受信スロットの同相信号成分から空間署名およびランク情報を回復する。その後、トランシーバ基地局は、受信したDRC、SRCおよびSSCに従って、MIMO送信のために自身を構成する。
【００７３】
図6は、図4の実施例に従ってアクセスターミナルで実行される典型的なプロセス600の選択されたステップを示す。
【００７４】
フローポイント601では、アクセスターミナルは、無線ネットワークのトランシーバ基地局とのMIMO通信の状態にある。
【００７５】
ステップ605では、アクセスターミナルは、トランシーバ基地局の複数の送信アンテナとターミナルの複数の受信アンテナとの間の様々な空間物理パスを推定する。
【００７６】
ステップ610では、アクセスターミナルは、推定に基づいて、フォワードリンクのための2ビットのMIMOランクを決定もしくは選択する。
【００７７】
ステップ615では、アクセスターミナルは、推定に基づいて、4ビットの空間署名識別子を決定もしくは選択する。
【００７８】
ステップ620では、アクセスターミナルは、推定に基づいて、適切なDRCを決定する。
【００７９】
ステップ625では、アクセスターミナルはその送信機のQ-ブランチにDRCおよび2ビットの空間ランクを入力する。DRCおよび空間ランクは、異なる直交のウォルシュコードによってカバーされ、その結果、それらは別々にトランシーバ基地局で発見され、識別される。
【００８０】
ステップ630では、アクセスターミナルはその送信機のI-ブランチに空間署名を入力する。
【００８１】
ステップ635で、アクセスターミナルは、DRC、ランクおよび空間署名情報／値を運ぶQ-ブランチおよびI-ブランチの出力でアクティブスロットを送信する。
【００８２】
フローポイント699でプロセスは完了し、アクセスターミナルは、次のアクティブスロット用にそれを繰り返す準備ができる。
【００８３】
トランシーバ基地局は、アクセスターミナルによって送信されたスロットを受信し、受信スロットの直交位相信号成分からDRCおよびランク情報(SRC)を回復し、また、受信スロットの同相成分から空間署名情報(SSC)を回復する。その後、トランシーバ基地局は、受信したDRC、SRCおよびSSCに従って、MIMO送信のために自身を構成する。
【００８４】
Q-ブランチ上で送信されたDRCは、同時に送信されたSSCおよびSRCと同じ、あるいは異なるMIMOフォワードリンク/チャンネルに関係することに注意。
【００８５】
DO波形およびDOのMIMOへの適用（あるいはMIMOのDOへの適用）、特に、フォワードリンクのMIMO  DO構成について少し記述することは、この開示で議論されたトピックスの理解の向上に役立つであろう。
【００８６】
MIMO設計は、単一符号語(single code word)(SCW)モードとマルチ符号語(multiple-code word )(MCW)モードの2つの動作モードを有する。MCWモードにおいては、送信機は、各空間層（チャンネル、リンク)上で個別に送信されたデータを、おそらく異なるレートで符号化する。受信機は、逐次干渉キャンセラ(successive interference cancellation)(SIC)のアルゴリズムを使用することができ、それは以下のように働く。最初に、第１層をデコードし、次に、エンコードされた第１層を推定チャンネルで再エンコードおよび掛け合わせた後に受信信号からその貢献を差し引き、次に、第２層をデコードし、詳細のしかるべき変更と共にその他の処理を行う。この「玉ねぎの皮むき」アプローチは、連続的にデコードされる各層が増加する信号対雑音比(SNR)を見ることを意味し、そしてその結果、より高いレートをサポートすることができることを意味する。誤り伝播がない状態では、SICを備えたMCW設計はより大きなキャパシティーを達成する。
【００８７】
図7は、MCW MIMOの典型的なBTS設計の選択されたブロックを示す。この設計では、１つの空間層につき1つのDRC値フィードバックが提供され、また、共通の肯定応答ストリーム(common acknowledgement stream)、すなわち、全層デコードのACK、が使用される。
【００８８】
SCWモード設計では、送信機は、各空間層で送信されたデータを「同一のデータレート」でエンコードする。受信機は、各トーンに対して、最小二乗誤差(MMSE)あるいはゼロ周波数(ZF)受信機設計のような複雑でない線形受信機設計、あるいはQRMのような非線形受信機を使用することができる。
【００８９】
MIMO SCWモードにおいては、単一パケットはコード化され、選択された送信アンテナあるいはランクによって決定された多くの空間ビームを介して送られる。またそれはアクセスターミナルによってリバースンク上で提供される。単一のハイブリッドARQ状態機械およびDRCフィードバックは、DO改訂Bのように使用される。プリコーディングを備えたMIMO SCWが使用される場合は、空間署名は事前に定義された単一マトリックスコードブックを使用して無線ネットワークに送られる。アクセスターミナルは、共通の空間パイロットに基づいてフォワードリンク用に好ましいビームパターンを選定し、パターンの識別子を無線ネットワークに送る。(上に述べられたように、そのときの特定の空間署名を識別する数だけがBTSに送信される。)  ランクが１のプリコーディングは、送信ビームフォーミングであることに注意。巡回遅延ダイバーシティおよびアンテナ選択はコードブック設計によって実現することができる。図8は、プリコーディングおよびOFDMを備えたSCW MIMOの典型的なBTS設計の選択ブロックを示す。
【００９０】
上で言及したように、OFDM動作は本発明の要件ではない。しかしながら、スロットのトラフィックセグメント中で送られるデータに対して、OFDMおよび／または単一キャリア周波数分割多重(SC-FDM)を使用するのが望ましい。OFDMおよびSC-FDMは、利用可能な帯域幅を多数の直交するサブキャリアに分割し、サブキャリアは、トーン、ビン、あるいは類似の名称で呼ばれる。各サブキャリアはデータで変調される。一般に、変調シンボルは、OFDMでは周波数領域中で、またSC-FDMでは時間領域中で送られる。OFDMおよびSC-FDMは、周波数選択性フェージングによって引き起こされる符号間干渉(ISI)を容易に駆除する能力のような、ある望ましい特性を有する。OFDMはさらに、MIMOおよびSDMAを効率的にサポートすることができる。またそれは各サブキャリア上で独立して適用することができ、その結果、周波数選択性チャンネルにおいて良い性能を提供する。
【００９１】
DO改訂0、AおよびBとの後方互換性を維持しながらOFDMをサポートすることが望ましい。DOでは、パイロットとMACセグメントはすべてのアクティブターミナルによって常に復調される。しかし、トラフィックセグメントはサービス中のターミナルだけによって復調される。従って、旧製品との互換性は、パイロットとMACセグメントを維持することと、トラフィックセグメントを変更することによって達成される。OFDMデータは、所与の400チップトラフィックセグメント中のCDMデータを400チップあるいはそれ以下のチップをトータル持続期間とする１つ以上のOFDMシンボルに置き換えることによって、DO波形中で送られる。
【００９２】
図9は、DOフォワードリンク上でCDMをサポートするスロット構造を示す。送信の時間線は複数のスロットに分割される。各スロットは1.667ミリ秒(ms)の持続時間、および2048チップスパンを有する。各チップは、1.2288メガチップ／秒(Mcps)のチップレートのために813.8ナノセカンド(ns)の持続時間を有する。各スロットは2つの同一の半スロットに分割される。各半スロットは、(1)その中心部に、パイロットセグメントおよびその両側の２つの媒体アクセス制御(MAC)セグメントを持ったオーバーヘッドセグメントと、(2)オーバーヘッドセグメントの両側の２つのトラフィックセグメントを含む。トラフィックセグメントは、また、トラフィックチャンネルセグメント、データセグメント、データフィールド、および類似の表現でも引用される。パイロットセグメントはパイロットを運び、持続時間は96チップである。各MACセグメントはシグナリング(例えば、逆方向電力制御あるいはRPC情報)を運び、持続時間は64チップである。各トラフィックセグメントは、トラフィックデータ(例えば、特定ターミナル向けのユニキャストデータや、ブロードキャストデータなど）を運び、持続時間は400チップである。
【００９３】
図9に示されるCDMデータは、本出願と同日に申請された「Flexible Time-Frequency Multiplexing Structure for Wireless Communication」と題する米国特許出願（アトーニードケット番号：061757)でより詳しく記述されているように、OFDMシンボルと選択的に置き換えられてもよいことに注意。さらに、本出願と同日に申請された「Spatial Pilot Structure for Multi-Antenna Wireless Communication」と題する米国特許出願（アトーニードケット番号：070022)も参照。ドケット番号061757および070022の出願は本出願の譲受人に譲渡されるもので、図、テーブルおよび請求項を含めて、あたかもすべてがここに述べられるかのように、明確に組込まれる。
【００９４】
DO改訂0、AおよびBは、トラフィックセグメント中で送られたデータにCDMを使用する。トラフィックセグメントは、BTSによってサービスされている1つ以上のターミナルに向けてCDMデータを運ぶ。各ターミナルに向けられたトラフィックデータは、コード化、およびそのターミナルから受け取られたチャンネルフィードバックによって決定される変調パラメータに基づいて処理され、データシンボルが生成される。1つ以上のターミナル宛てのデータシンボルは、逆多重化(demultiplex)され、ウォルシュ関数もしくはコードでカバーされて、トラフィックセグメント用のCDMデータが生成される。CDMデータは、こうして、ウォルシュ関数を使用して時間領域中で生成される。CDMトラフィックセグメントは、CDMデータを運ぶトラフィックセグメントである。
【００９５】
図10は、DOにおいてOFDMをサポートする単一キャリアのスロット構造を示す。
【００９６】
単純化のために、1つの半スロットのみが示される。半スロットは、(1)その中心部に、96チップのパイロットセグメントおよびその両側の64チップの２つのMACセグメントを持ったオーバーヘッドセグメントと、(2)オーバーヘッドセグメントの両側の２つのトラフィックセグメントを含む。一般に、各トラフィックセグメントは1つ以上のOFDMシンボルを運ぶ。図10に示されるように、各トラフィックセグメントは2つのOFDMシンボルを運び、また、各OFDMシンボルは、200チップの持続時間を持ち、200チップの1 OFDMシンボル期間に送られる。
【００９７】
空間分割多元接続(SDMA)は追加の次元を提供する。SDMAによって、空間的に分離可能な複数ユーザー(つまり、複数のAT)に同じ物理資源が供給される。空間的に分離可能な各ATは、そのATのフォワードリンクチャンネルにマッチしたフォワードリンク送信に使用されるビーム係数(beam coefficient)(予め決められたコードブックに従って)をフィードバックする。SDMAは、異なる空間層が異なるATに指定される以外は、MCWと類似する。
【００９８】
さて、SDMAとMIMOを含むマルチアンテナ動作のためのコードブック設計に目を向けると、異なるモードは、ターミナルのチャネンル品質およびフロータイプ(コードブック設計によって可能にされた)に依存して、同時にサポートされる。コードブックは、プリコーディング送信セット、SDMA送信セット、および異なるビームパターンのためのセットのような、多数のセットに細分化される。ATと無線ネットワークがATのフォワードリンクに使用されるべき特定のコードブックセットを交渉してもよく、あるいは、セットは固定されてもよい。フィードバックインデックスは、その後、AT用の希望モードを示すために使用される。
【００９９】
図11は、DOにおいてOFDMをサポートするマルチキャリアスロット構造400を示す。DO改訂Bでは、所与のスペクトル割当てを満たし、最初の送信アンテナで送信されるマルチキャリアDO波形を得るために、多数の1xEV-DO波形が周波数領域で多重化される。
【０１００】
図11に示されるように、1つのDO波形はレガシーチャンネルとして構成され、すべてのアクティブターミナルによって復調されるパイロットとMACセグメントを含み、一方、トラフィックセグメントはサービスされているターミナルだけによって復調される。従って、旧来品との互換性はパイロットとMACセグメントの維持により達成される。さらに図11には、ノンレガシーチャンネルとして構成された3つの1xEV-DO波形が示される。それらは、それぞれ、第2、第3、第4の送信アンテナで送信される。また、OFDMシンボルはサブバンドまたはトーンに埋め込まれた周期的な合成パイロット(専用空間パイロット)を含むため、オーバーヘッドセグメントを要求しない。言い換えれば、いくつかのOFDMトーンは専用のパイロットとして使用される。MIMOアクセスターミナルは、OFDMシンボル中の合成パイロットを受信し、MIMOチャネル応答の推定を引き出す。
【０１０１】
図12Aから12Dは、マルチアンテナOFDMシステムの典型的なパイロット送信スキームを示す。空間パイロットトーンは、マルチアンテナOFDMシステムによって形成される多くの層あるいはビームに応じて、異なって形成される。図12AはOFDMシンボル1-4の半スロットに亘る単層送信を示す。各OFDMシンボル(OFDMシンボル1のような)について示されたように、単層空間パイロットトーンは繰り返し、また19データトーンごとに1つのトーンを占める。180トーンのOFDMシンボルについては、9つの単層空間パイロットトーンがある。具体的には、OFDMシンボル1およびOFDMシンボル3については、単層空間パイロットトーンはトーン１で始まり20トーンごとに繰り返えされ、OFDMシンボル2およびOFDMシンボル4については、単層空間パイロットトーンは、隣接するシンボルから半分オフセットしたトーン11で開始し、20トーンごとに繰り返される。OFDMシンボル2のような隣接するOFDMシンボルでは、単層空間パイロットトーンは隣接するシンボルの単層空間パイロットトーンからずらされる。さらに、１つのOFDMシンボルは、追加のチャンネル特性のための隣接するOFDMシンボルの単層空間パイロットトーンのオフセット位置を、追加の専用空間パイロットトーンに依存することなく、てこ入れすることができる。
【０１０２】
図12Bは、OFDMシンボル1-4の半スロットに亘る二層送信を示す。OFDMシンボル1のような各OFDMシンボルについて示されたように、第１層空間パイロットトーンは繰り返して19データトーンごとに1つのトーンを占め、第2層空間トーンは第１層からオフセットしてかつ繰り返し、19データトーンごとに1つのトーンを占める。180トーンのOFDMシンボルについては、18の第１層および第2層空間パイロットトーンがある。具体的には、OFDMシンボル1およびOFDMシンボル3については、第１層および第2層空間パイロットトーンはトーン1で始まり10トーンごとに繰り返えすように示され、また、OFDMシンボル2およびOFDMシンボル4については、第１層および第2の層空間パイロットトーンは隣接するシンボルから半分オフセットして11トーンで始まり、10トーンごとに繰り返すように示される。従って、第１層および第2層の空間パイロットトーンをサポートするための帯域幅オーバーヘッドは、10のうちの1つ、すなわち、二層送信用の1つのOFDMシンボル当たり10パーセントである。
【０１０３】
図12Cは、OFDMシンボル1-4の半スロットに亘る三層送信を示す。各OFDMシンボルについて示されたように、第１層空間パイロットトーンは繰り返して29データトーンごとに１トーンを占め、第２層空間パイロットトーンは繰り返して29データトーンごとに１トーンを占め、第３層空間パイロットトーンは繰り返して29データトーンごとに１トーンを占める。第１層、第２層および第３層の空間パイロットトーンは、OFDMシンボル1-4に沿って互い違いに配列され、また、第１層、第２層および第３層の空間パイロットトーンが１０トーンごとに繰り返し、９データトーンごとに１トーンを占めるように繰り返えされる。180トーンのOFDMシンボルについては、18の第１層、第２層および第３層の空間のパイロットトーンがある。従って、第１層、第２層および第３層の空間パイロットトーンをサポートするための帯域幅オーバーヘッドは、10のうちの1つ、すなわち、三層送信用の1つのOFDMシンボル当たり10パーセントである。
【０１０４】
図12DはOFDMシンボル1-4の半スロットに亘る四層送信を示す。各OFDMシンボルについて示されたように、第１層空間パイロットトーンは繰り返して19データトーンごとに１トーンを占め、第２層空間パイロットトーンは繰り返して19データトーンごとに１トーンを占め、第３層空間パイロットトーンは繰り返して19データトーンごとに１トーンを占め、第４層空間パイロットトーンは繰り返して19データトーンごとに１トーンを占める。第１層、第２層、第３層および第４層の空間パイロットトーンは、OFDMシンボル1-4に沿って互い違いに配列され、また、第１層、第２層、第３層および第４層の空間パイロットトーンが５トーンごとに繰り返し、４データトーンごとに１トーンを占めるように繰り返えされる。180トーンのOFDMシンボルについては、36の第１層、第２層、第３層および第４層の空間パイロットトーンがある。従って、第１層、第２層、第３層および第４層の空間のパイロットトーンをサポートするための帯域幅オーバーヘッドは、5のうちの１つ、すなわち、四層送信用の1つのOFDMシンボル当たり20パーセントである。
【０１０５】
様々な層の空間パイロットトーンが異なるシンボル期間に異なるパイロットサブバンドセット上で送信されるため、この互い違いにされたパイロットスキームは、任意の1シンボル期間中のパイロット送信のために使用されるサブバンドの数を増加させることなく、MIMO受信機がそれらの特定のサブバンド以上のパイロットを観察することを可能とする。すべてのパイロット送信スキームについて、MIMO受信機は、それらの受信シンボルに基づき、また様々なチャネル推定技術を使用して、チャンネルのための周波数レスポンス推定を引き出すことができる。
【０１０６】
当業者は、この開示では方法ステップは連続的に記述されたが、これらのステップのいくつかは、分離した要素によって、一緒にあるいは並行して、非同期あるいは同期して、パイプライン方式あるいはその他の方法で実行されてもよいことを理解するであろう。明示的にそう表示された場合、あるいはコンテキストからそれが明らかな場合、あるいは本質的にそれが要求される場合を除いて、この記述がリストしたステップと同一のステップが実行されなければならないという特別の要求はない。しかしながら、選択された変形例では、ステップは記述された実際の順序で実行される。更に、本発明によるすべての実施例／変形例において、図示され、あるいは記述されたすべてのステップが必要とされるものではない。また一方、特に示されず、記述されなかったいくつかのステップが本発明によるいくつかの実施例／変形例において望ましい、もしくは必要かもしれない。
【０１０７】
当業者は、また、情報と信号は様々な異なる技術・技法使用して表現されることも理解するであろう。例えば、上の記述の全体にわたって引用されたデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁粒子、光界または光粒子、あるいはそれの任意の組合せによって表わされてもよい。
【０１０８】
当業者は、さらに、ここに示された実施例に関して記述された様々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム・ステップは、電子ハードウェア、コンピューターソフトウェアあるいはそれらの組合せとしてインプリメントされてもよいことを認識するであろう。このハードウェアおよびソフトウェアの互換性を明白に示すために、様々な例示のコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップは、ここでは一般に、それらの機能性の点から記述された。そのような機能性がハードウェア、ソフトウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアの組合せとしてインプリメントされるかどうかは、特定の用途とシステム全体に課された設計制約に依存する。熟練した職人は、各特定の用途のために、記述された機能を方法を変えてインプリメントすることができるが、そのようなインプリメンテーションの決定は本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。
【０１０９】
図13は、OFDMで4アンテナ、かつ、現在のDOアーキテクチャ(改訂Aおよび向上されたブロードキャストとマルチキャストサービス）を再使用した、超高データレート(UHDR)DOシステムのための選択されたフォワードリンク送信ブロックを示す。最上部（アンテナ１）の送信チャンネルは、旧来のアクセスターミナルとの互換性のために、パイロットとMACバーストを挿入するためのブロックを含んでいることに注意。
【０１１０】
ここに開示された実施例に関係して記述された様々な例示の論理ブロック、モジュールおよび回路は、ここに記述された機能を行なうようデザインされた汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向けIC(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲート、トランジスターロジック、ディスクリートのハードウェア部品、あるいはそれらの任意の組合せによってインプリメントもしくは実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替として、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラあるいはステートマシンであってもよい。プロセッサも、計算装置の組合せ、例えば、１つのDSPと１つのマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、１つのDSPコアと協働する１つ以上のマイクロプロセッサ、あるいは他のそのような構成、としてインプリメントすることができる。
【０１１１】
ここで開示された実施例に関係して記述された方法あるいはアルゴリズムのステップは、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール、あるいはそれら2つの組合せにおいて、直接、具体化することができる。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD-ROM、あるいはこの技術分野で知られている他の任意の形式の記憶媒体に存在することができる。典型的な記憶媒体はプロセッサと結合され、プロセッサが記憶媒体から情報を読むことができ、また記憶媒体に情報を書き込むことができる。あるいは、記憶媒体はプロセッサと一体的であってもよい。プロセッサと記憶媒体ASICに存在してもよい。ASICはアクセスターミナルに存在してもよい。あるいは、プロセッサと記憶媒体はアクセスターミナル中のディスクリート部品として存在してもよい。
【０１１２】
開示された実施例の以上の記述は、すべての当業者が本発明を生産し、使用することを可能にするために提供される。これらの実施例への様々な変更は当業者にとって容易に明白であり、ここに定義された総括的な本質は、本発明の趣旨あるいは範囲を外れることなく、他の実施例に適用することができる。したがって、本発明は、ここに開示された実施例に限定されるべきとは意図されず、ここに開示された本質および新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】図1は、本発明の実施例に従って構成されたCDMAデータ最適化セルラー通信システムの選択されたコンポーネントを示す図。
【図２】図2は、図1のシステムのトランシーバ基地局の典型的なアンテナシステムの選択されたコンポーネントを示す図。
【図３】図3は、本発明の実施例に従って、リバースリンク上の送信のための空間署名およびランク情報をコード化し変調するように構成された送信機の一部の選択されたブロックを示す図。
【図４】図4は、本発明の実施例に従って、リバースリンク上の送信のための空間署名およびランク情報をコード化し変調するように構成された他の送信機の一部の選択されたブロックを示す図。
【図５】図5は、図3の実施例に従って構成されたアクセスターミナルで実行される典型的な処理の選択されたステップを示す図。
【図６】図6は、図4の実施例に従って構成されたアクセスターミナルで実行される典型的な処理の選択されたステップを示す図。
【図７】図7は、マルチ符号語・マルチ入力・マルチ出力設計のためのトランシーバ基地局の選択されたブロックを示す図。
【図８】図8は、プリコーディング(precoding)および直交周波数分割多重を備えた単一符号語・マルチ入力・マルチ出力設計のためのトランシーバ基地局の選択されたブロックを示す図。
【図９】図9は、CDMデータ最適化(DO)スロット構造を示す図。
【図１０】図10は、DOシステムにおいて直交周波数分割多重(OFDM)をサポートすることができる単一キャリアのスロット構造を示す図。
【図１１】図11は、DOシステムにおいてOFDMをサポートすることができるマルチキャリアスロット構造400を示す図。
【図１２Ａ】図12Aは、マルチアンテナOFDMシステムの典型的なパイロット送信スキームを示す図。
【図１２Ｂ】図12Bは、マルチアンテナOFDMシステムの典型的なパイロット送信スキームを示す図。
【図１２Ｃ】図12Cは、マルチアンテナOFDMシステムの典型的なパイロット送信スキームを示す図。
【図１２Ｄ】図12Dは、マルチアンテナOFDMシステムの典型的なパイロット送信スキームを示す図。
【図１３】図13は、OFDMと現在のDOアーキテクチャの再使用とを有する4アンテナ送信機の選択されたブロックを示す図。
【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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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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