(57)【要約】  多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムでアップリンク伝送を実施する方法および装置が開示される。ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）で、入力データが符号化され、複数のデータストリームとして構文解析される。変調およびフーリエ変換の後、チャネル状態情報に基づいて、送信ビーム形成、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、および空間多重化のうちの１つが選択的に実施される。次いで、シンボルが副搬送波にマッピングされ、アンテナを介して送信される。ＳＴＣは、空間周波数ブロックコーディング（ＳＦＢＣ）または空間時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ）でよい。チャネル状態情報に基づいて、アンテナごとのレート制御を各データストリームに対して実施することができる。Ｎｏｄｅ−Ｂでは、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）復号化、ＭＭＳＥ連続干渉相殺（ＳＩＣ）復号化、最尤（ＭＬ）復号化のうちの１つに基づいてＭＩＭＯ復号化を実施することができる。ＳＴＣがＷＴＲＵで実施される場合、空間時間復号化を実施することができる。
2009526486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信システムでアップリンク伝送を実施する方法であって、
複数の符号化データストリームを生成する工程と、
選択された変調方式に従って各符号化データストリームからシンボルシーケンスを生成する工程と、
各シンボルシーケンスに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成する工程と、
チャネル状態情報に基づいて前記周波数領域データに対して送信ビーム形成、事前コーディング、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、および空間多重化のうちの１つを選択的に実施する工程と、
各シンボルシーケンス上のシンボルを副搬送波にマッピングする工程と、
各シンボルシーケンス上の副搬送波マッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する工程と、および
時間領域データを送信する工程と
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＳＴＣは、空間周波数ブロックコーディング（ＳＦＢＣ）、空間時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ）、準直交Ａｌａｍｏｕｔｉコーディング、時間反転ＳＴＢＣ（ＴＲ−ＳＴＢＣ）、およびサイクリック遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ）のうちの１つであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記チャネル状態情報は、チャネルインパルス応答、事前コーディング行列、信号対雑音比（ＳＮＲ）、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）速度、およびチャネル統計のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
レート整合のために各符号化データストリームに対して破壊すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
各符号化データストリーム上のビットをインターリーブすること
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
アンテナごとのレート制御は、前記チャネル状態情報に基づいて前記符号化データストリームに対して実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記送信ビーム形成は、チャネル行列分解を使用する送信固有ビーム形成であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記送信ビーム形成は、コードブックおよび索引ベースの事前コーディングを使用して実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記送信ビーム形成は、ステアリングベクトルベースのビーム形成を使用して実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
制御データおよびパイロットを前記周波数領域データと多重化すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記ワイヤレス通信システムが多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記時間領域データを受信する工程と、
受信した時間領域データに対してフーリエ変換を実施して受信周波数領域データを生成する工程と、
副搬送波デマッピングを実施する工程と、
チャネル推定を生成する工程と、
前記チャネル推定に基づいて受信副搬送波デマッピング後データに対して復号化を実施する工程と、
復号化受信副搬送波デマッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施すること、および
復調および復号化を実施する工程と
をさらに具えたことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記復号化は、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）復号化、ＭＭＳＥ連続干渉相殺（ＳＩＣ）復号化、および最尤（ＭＬ）復号化のうちの１つに基づいて実施されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
送信のために空間時間コーディングが実施される場合、空間時間復号化を実施すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記チャネル状態情報が通信ピアからフィードバックされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
チャネル状態情報フィードバックについて、限定されたフィードバックが使用されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
チャネル状態情報フィードバックについて、チャネルベクトル量子化（ＶＱ）が使用されることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
チャネル行列の固有分解が通信ピアで実施され、Ｖ行列がフィードバックされることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
チャネル状態情報フィードバックについて、統計的フィードバックが使用されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
チャネル状態情報フィードバックについて、平均フィードバックと共分散フィードバックの一方が使用されることを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ワイヤレス通信システムにおいて、アップリンク伝送を実施するワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
入力データを符号化するエンコーダと、
選択された変調方式に従って各符号化データストリームからシンボルシーケンスを生成するコンステレーションマッピングユニットと、
各シンボルシーケンスに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成するフーリエ変換ユニットと、
チャネル状態情報に基づいて前記周波数領域データに対して送信ビーム形成、事前コーディング、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、および空間多重化のうちの１つを選択的に実施する空間変換ユニットと、
前記空間変換ユニットの出力を副搬送波にマッピングする副搬送波マッピングユニットと、
副搬送波マッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する逆フーリエ変換ユニットと、
前記時間領域データを送信する複数のアンテナと
を具えたことを特徴とするＷＴＲＵ。
【請求項２２】
前記空間変換ユニットは、空間周波数ブロックコーディング（ＳＦＢＣ）、空間時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ）、準直交Ａｌａｍｏｕｔｉコーディング、時間反転ＳＴＢＣ（ＴＲ−ＳＴＢＣ）、およびサイクリック遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ）のうちの１つを実施するように構成されることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項２３】
チャネル状態情報は、チャネルインパルス応答、事前コーディング行列、信号対雑音比（ＳＮＲ）、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）速度、およびチャネル統計のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項２４】
前記符号化入力データから複数の符号化データストリームを生成する空間パーサ
をさらに備えることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項２５】
複数の入力データストリームを生成する空間パーサであって、各入力データストリームが前記エンコーダで符号化される空間パーサ
をさらに備えることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項２６】
レート整合のために各符号化データストリームに対して破壊するレート整合ユニット
をさらに備えることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項２７】
各符号化データストリーム上のビットをインターリーブするインターリーバ
をさらに備えることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項２８】
前記空間変換ユニットは、前記チャネル状態情報に基づいて前記符号化データストリームに対してアンテナごとのレート制御を実施するように構成されることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項２９】
前記空間変換ユニットは、チャネル行列分解を使用して前記送信ビーム形成を実施するように構成されることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項３０】
前記空間変換ユニットは、コードブックおよび索引ベースの事前コーディングを使用して前記送信ビーム形成を実施するように構成されることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項３１】
前記空間変換ユニットは、ステアリングベクトルベースのビーム形成を使用して送信前記ビーム形成を実施するように構成されることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項３２】
制御データおよびパイロットを前記周波数領域データと多重化するマルチプレクサ
をさらに備えることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項３３】
前記チャネル状態情報はＮｏｄｅ−Ｂから得られることを特徴とする請求項２１記載のＷＴＲＵ。
【請求項３４】
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ワイヤレス通信システムにおいて、アップリンク伝送をサポートするＮｏｄｅ−Ｂであって、
データを受信する複数のアンテナと、
受信データに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成するフーリエ変換ユニットと、
前記周波数領域データに対して副搬送波デマッピングを実施する副搬送波デマッピングユニットと、
チャネル推定を生成するチャネル推定器と、
前記チャネル推定に基づいて、副搬送波デマッピングデータ後の前記周波数領域データに対してＭＩＭＯ復号化を実施するＭＩＭＯデコーダと、
前記ＭＩＭＯデコーダからの出力に対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する逆フーリエ変換ユニットと、
前記時間領域データに対して復調を実施して復調データを生成する復調器と、
前記復調データを復号化するデコーダと
を具えたことを特徴とするＮｏｄｅ−Ｂ。
【請求項３５】
前記ＭＩＭＯデコーダは、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）復号化、ＭＭＳＥ連続干渉相殺（ＳＩＣ）復号化、および最尤（ＭＬ）復号化のうちの１つに基づいて前記ＭＩＭＯ復号化を実施するように構成されることを特徴とする請求項３４記載のＮｏｄｅ−Ｂ。
【請求項３６】
空間時間復号化を実施する空間時間デコーダ
をさらに備えることを特徴とする請求項３５記載のＮｏｄｅ−Ｂ。
【請求項３７】
チャネル状態情報を前記ＷＴＲＵに送るチャネル状態フィードバックユニット
をさらに備えることを特徴とする請求項３４記載のＮｏｄｅ−Ｂ。
【請求項３８】
チャネル状態情報フィードバックについて、限定されたフィードバックが使用されることを特徴とする請求項３７記載のＮｏｄｅ−Ｂ。
【請求項３９】
チャネル状態情報フィードバックについて、チャネルベクトル量子化（ＶＱ）が使用されることを特徴とする請求項３８記載のＮｏｄｅ−Ｂ。
【請求項４０】
チャネル状態情報フィードバックについて、統計的フィードバックが使用されることを特徴とする請求項３７記載のＮｏｄｅ−Ｂ。
【請求項４１】
チャネル状態情報フィードバックについて、平均フィードバックと共分散フィードバックの一方が使用されることを特徴とする請求項４０記載のＮｏｄｅ−Ｂ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤレス通信システムに関する。より詳細には、本発明は、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムでアップリンク伝送を実施する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３世代（３Ｇ）ワイヤレス通信システムの開発者は、新しい無線アクセスネットワークを開発して、より高い容量とより良好なカバレッジを有する、高データ転送速度、低待ち時間の、パケット最適化された改良型システムを提供するために、３Ｇシステムの長期進化（ＬＴＥ）を考慮している。こうした目標を達成するために、３Ｇシステムで現在使用されている符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を使用する代わりに、ＬＴＥでアップリンク伝送を実施するためのエアインターフェースとしてＳＣ−ＦＤＭＡが提案される。
【０００３】
ＬＴＥでの基本的アップリンク伝送方式は、サイクリックプレフィックスを伴う低ピーク対平均出力比（ｐｅａｋ−ｔｏ−ａｖｅｒａｇｅ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ）（ＰＡＰＲ）ＳＣ−ＦＤＭＡ伝送に基づき、アップリンクユーザ間直交性を達成し、受信機側での効率的な周波数領域等化を可能にする。周波数適応伝送と周波数ダイバーシチ伝送のどちらもサポートするために局所的伝送と分散型伝送のどちらも使用することができる。
【０００４】
図１は、ＬＴＥで提案される、アップリンク伝送を実施する従来型サブフレーム構造を示す。サブフレームは、６つのロングブロック（ＬＢ）１〜６と、２つのショートブロック（ＳＢ）１および２とを含む。ＳＢ１および２は、基準信号（すなわちパイロット）、コヒーレント復調、および／または制御もしくはデータ伝送のために使用される。ＬＢ１〜６は、制御および／またはデータ伝送のために使用される。最小アップリンク伝送時間間隔（ＴＴＩ）は、サブフレームの持続時間に等しい。複数のサブフレームまたはタイムスロットをより長いアップリンクＴＴＩとして連結することが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＩＭＯは、送信機と受信機のどちらも複数のアンテナを利用するワイヤレス送信および受信方式のタイプを指す。ＭＩＭＯシステムは、空間ダイバーシチまたは空間多重化（ＳＭ）を利用して、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善し、スループットを向上させる。ＭＩＭＯは、スペクトル効率の改善、セルエッジでのビットレートおよび堅牢性の改善、セル間およびセル内干渉の低減、システム容量の改善、ならびに平均送信出力要件の低減を含む多くの利点を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＭＩＭＯ  ＳＣ−ＦＤＭＡシステムでアップリンク伝送を実施する方法および装置に関する。ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）で、入力データが符号化され、複数のデータストリームとして構文解析される。変調およびフーリエ変換が実施された後、チャネル状態情報に基づいて、送信ビーム形成、事前コーディング、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、およびＳＭのうちの１つが選択的に実施される。次いで、シンボルが副搬送波にマッピングされ、複数のアンテナを介して送信される。ＳＴＣは、空間周波数ブロックコーディング（ＳＦＢＣ）または空間時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ）でよい。チャネル状態情報に基づいて、アンテナごとのレート制御（ｐｅｒ  ａｎｔｅｎｎａ  ｒａｔｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ）を各データストリームに対して実施することができる。Ｎｏｄｅ−Ｂでは、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）復号化、ＭＭＳＥ連続干渉相殺（ＭＭＳＥ−ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ）（ＳＩＣ）復号化、最尤（ＭＬ）復号化、またはＭＩＭＯ用の類似の高度受信機技法に基づいてＭＩＭＯ復号化を実施することができる。ＳＴＣがＷＴＲＵで実施される場合、空間時間復号化を実施することができる。
【０００７】
例示として与えられ、添付の図面と共に理解すべきである好ましい実施形態の以下の説明から、本発明のより詳細な理解を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下で参照するとき、「ＷＴＲＵ」という用語は、限定はしないが、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、固定または移動のサブスクライバユニット、ページャ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ、またはワイヤレス環境で動作することのできる任意の他のタイプのユーザ装置を含む。以下で参照するとき、「Ｎｏｄｅ−Ｂ」という用語は、限定はしないが、基地局、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、またはワイヤレス環境内の任意の他のタイプのインターフェーシング装置を含む。
【０００９】
本発明の機能を集積回路（ＩＣ）に組み込むことができ、または多数の相互接続構成要素を備える回路として構成することができる。
【００１０】
本発明は、ＭＩＭＯ  ＳＣ−ＦＤＭＡシステムでのアップリンク伝送のためにＳＴＣ、ＳＭ、または送信ビーム形成を選択的に実施する方法を提供する。ＳＴＣでは、ＳＴＢＣ、ＳＦＢＣ、４つの送信アンテナ用の準直交（ｑｕａｓｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）Ａｌａｍｏｕｔｉ、時間反転ＳＴＢＣ（ＴＲ−ＳＴＢＣ）、サイクリック遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ）などを含む任意の形態のＳＴＣを使用することができる。以後、ＳＴＣ方式の代表例としてＳＴＢＣおよびＳＦＢＣを参照しながら本発明を説明する。ＳＦＢＣは、高時間選択性および低周波数選択性を有するチャネルに対して高い回復力を有し、ＳＴＢＣは、時間選択性が低い場合に使用することができる。ＳＴＣ対送信ビーム形成（ＳＴＣ  ｖｅｒｓｕｓ  ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｂｅｍｆｏｒｍｉｎｇ）の利点はチャネル条件（例えば信号対雑音比（ＳＮＲ））に依存するので、送信のモード（ＳＴＣ対送信ビーム形成）は、適切なチャネルメトリックに基づいて選択される。
【００１１】
図２は、本発明に従って構成されたＷＴＲＵ２００のブロック図である。ＷＴＲＵ２００は、チャネルエンコーダ２０２、レート整合ユニット２０４、空間パーサ２０６、複数のインターリーバ２０８ａ〜２０８ｎ、複数のコンステレーションマッピングユニット（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  ｍａｐｐｉｎｇ  ｕｎｉｔ）２１０ａ〜２０１ｎ、複数の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ユニット２１２ａ〜２１２ｎ、複数のマルチプレクサ２１８ａ〜２１８ｎ、空間変換ユニット２２２、副搬送波マッピングユニット２２４、複数の逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット２２６ａ〜２２６ｎ、複数のＣＰ挿入ユニット２２８ａ〜２２８ｎ、および複数のアンテナ２３０ａ〜２３０ｎを含む。図２および４〜６のＷＴＲＵ２００、５００およびＮｏｄｅ−Ｂ  ４００、６００の構成は、限定としてではなく、一例として与えるものであり、より多数または少数の構成要素で処理を実施することができ、処理の順序を交換できることに留意されたい。
【００１２】
チャネルエンコーダ２０２は、入力データ２０１を符号化する。適応変調およびコーディング（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｄｉｎｇ）（ＡＭＣ）が使用され、任意のコーディングレート、および任意のコーディング方式を使用することができる。例えば、コーディングレートは、１／２、１／３、１／５、３／４、５／６、８／９などでよい。コーディング方式は、Ｔｕｒｂｏコーディング、畳み込みコーディング、ブロックコーディング、低密度パリティチェック（ＬＤＰＣ）コーディングなどでよい。符号化データ２０３は、レート整合ユニット２０４で破壊（ｐｕｎｃｔｕｒｅ）することができる。あるいは、複数のチャネルエンコーダおよびレート整合ユニットで複数の入力データストリームを符号化および破壊することができる。
【００１３】
レート整合２０５後の符号化データが、空間パーサ２０６によって複数のデータストリーム２０７ａ〜２０７ｎとして構文解析される。各データストリーム２０７ａ〜２０７ｎ上のデータビットは、インターリーバ２０８ａ〜２０８ｎによってインターリーブされることが好ましい。次いで、インターリービング後のデータビット２０９ａ〜２０９ｎが、選択された変調方式に従ってコンステレーションマッピングユニット２１０ａ〜２１０ｎによってシンボル２１１ａ〜２１１ｎにマッピングされる。変調方式は、２進位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）、直交位相偏移キーイング（ＱＰＳＫ）、８位相偏移キーイング（８ＰＳＫ）、１６直交振幅変調（ＱＡＭ）、６４ＱＡＭ、または類似の変調方式でよい。各データストリーム上のシンボル２１１ａ〜２１１ｎは、ＦＦＴユニット２１２ａ〜２１２ｎによって処理され、ＦＦＴユニット２１２ａ〜２１２ｎは、周波数領域データ２１３ａ〜２１３ｎを出力する。制御データ２１４ａ〜２１４ｎおよび／またはパイロット２１６ａ〜２１６ｎが、マルチプレクサ２１８ａ〜２１８ｎによって周波数領域データ２１３ａ〜２１３ｎと多重化される。周波数領域データ２１９ａ〜２１９ｎ（多重化制御データ２１４ａ〜２１４ｎおよび／またはパイロット２１６ａ〜２１６ｎを含む）は、空間変換ユニット２２２によって処理される。
【００１４】
空間変換ユニット２２２は、チャネル状態情報２２０に基づいて周波数領域データ２１３ａ〜２１３ｎに対して送信ビーム形成、事前コーディング、ＳＴＣ、ＳＭ、またはそれらの任意の組合せのうちの１つを選択的に実施する。チャネル状態情報２２０は、チャネルインパルス応答または事前コーディング行列を含むことができ、信号対雑音比（ＳＮＲ）、ＷＴＲＵ速度、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、あるいは短期および／または長期チャネル統計のうちの少なくとも１つも含むことができる。条件番号はチャネルのランクに関係付けられる。悪条件チャネルはランクなしでよい。低ランクチャネルまたは悪条件チャネルは、チャネルが送信ビーム形成でＳＭをサポートするのに十分な自由度を有さないので、ＳＴＢＣなどのダイバーシチ方式を使用すると、より良好な堅牢性を示す。高ランクチャネルは、送信ビーム形成でＳＭを使用すると、より高いデータ転送速度をサポートする。低ＷＴＲＵ速度では、クローズループ事前コーディングまたは送信ビーム形成を選択することができ、高ＷＴＲＵ速度では、オープンループＳＭまたは送信ダイバーシチ方式（ＳＴＣなど）を選ぶことができる。ＳＮＲが高いとき、クローズループ送信ビーム形成を選択することができ、低ＳＮＲでは、送信ダイバーシチ方式が好ましいことがある。直接チャネルフィードバック（ＤＣＦＢ）などの従来の技法を使用して、Ｎｏｄｅ−Ｂからチャネル状態情報２２０を得ることができる。
【００１５】
チャネル行列分解方法（例えば特異値分解（ＳＶＤ））、コードブックおよび索引ベースの事前コーディング方法、ＳＭ方法などを使用して送信ビーム形成を実施することができる。例えば、ＳＶＤを用いる事前コーディングまたは送信ビーム形成では、ＳＶＤを使用してチャネル行列が推定および分解され、得られる右特異ベクトルまたは量子化右特異ベクトル（ｑｕａｎｔｉｚｅｄ  ｒｉｇｈｔ  ｓｉｎｇｕｌａｒ  ｖｅｃｔｏｒ）が、事前コーディング行列またはビーム形成ベクトルのために使用される。コードブックおよび索引ベースの方法を使用する事前コーディングまたは送信ビーム形成では、最高のＳＮＲを有するコードブック中の事前コーディング行列が選択され、この事前コーディング行列に対する索引がフィードバックされる。平均２乗誤差（ＭＳＥ）、チャネル容量、ビット誤り率（ＢＥＲ）、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）、スループットなどのＳＮＲ以外のメトリックを選択基準として使用することができる。ＳＭでは、恒等行列が事前コーディング行列として使用される（すなわち、ＳＭではアンテナに対して事前コーディング重みが実際には適用されない）。ＳＭは、送信ビーム形成アーキテクチャによって透過的にサポートされる（単に、事前コーディング行列またはビーム形成ベクトルのフィードバックは不要である）。送信ビーム形成方式は、低複雑度ＭＭＳＥ検出器では高ＳＮＲでＳｈａｎｎｏｎ境界に近づく。ＷＴＲＵ２００での送信処理のために、送信ビーム形成は、小さい追加のフィードバックを犠牲にして、必要な送信出力を最小限に抑える。
【００１６】
次いで、空間変換ユニット２２２で処理されるシンボルストリーム２２３ａ〜２２３ｎが、副搬送波マッピングユニット２２４によって副搬送波にマッピングされる。副搬送波マッピングは、分散型副搬送波マッピングまたは局所的副搬送波マッピングでよい。次いで、副搬送波マッピング後データ２２５ａ〜２２５ｎがＩＦＦＴユニット２２６ａ〜２２６ｎによって処理され、ＩＦＦＴユニット２２６ａ〜２２６ｎは時間領域データ２２７ａ〜２２７ｎを出力する。ＣＰが、ＣＰ挿入ユニット２２８ａ〜２２８ｎによって時間領域データ２２７ａ〜２２７ｎに追加される。次いで、ＣＰ２２９ａ〜２２９ｎを伴う時間領域データが、アンテナ２３０ａ〜２３０ｎを介して送信される。
【００１７】
ＷＴＲＵ２００は、単一符号語を伴う単一ストリーム（例えばＳＦＢＣの場合）と、送信ビーム形成を伴う１つまたは複数のストリームまたは符号語をどちらもサポートする。符号語を、独立の周期的冗長検査（ＣＲＣ）で独立にチャネル符号化されるデータストリームと見ることができる。異なる符号語が同一の時間周波数コード資源を使用することができる。
【００１８】
図３は、本発明による送信処理ラベルを示す。送信ビーム形成では、チャネル行列が、以下のような特異値分解（ＳＶＤ）または同等の方法を使用して分解される。
Ｈ＝ＵＤＶＨ                                                    式（１）
【００１９】
ＳＭまたは送信ビーム形成のための空間変換を以下のように表すことができる。
ｘ＝Ｔｓ                                                        式（２）
上式で、行列Ｔは一般化された変換行列である。送信ビーム形成が使用される場合、変換行列Ｔは、上記のＳＶＤ演算から得られるビーム形成行列Ｖとなるように選ばれる（すなわちＴ＝Ｖ）。
【００２０】
ＳＴＣ（すなわちＳＰＥＣまたはＳＴＢＣ）が使用される場合、ＳＦＢＣまたはＳＴＢＣに関する符号化データを以下のように表すことができる。
【００２１】
【数１】
2009526486.tif 000003
【００２２】
ただし、上記の行列の第１列および第２列は、Ａｌａｍｏｕｔｉ方式を用いたＳＦＢＣまたはＳＴＢＣ符号化後の、それぞれアンテナ１および２に関する符号化データを表す。ＳＦＢＣが使用されるとき、ｄ２ｎおよびｄ２ｎ＋１は、１対の副搬送波についての副搬送波２ｎおよび２ｎ＋１のデータシンボルを表す。ＳＴＢＣが使用されるとき、ｄ２ｎおよびｄ２ｎ＋１は、２つの隣接するＯＦＤＭシンボル２ｎおよび２ｎ＋１を表す。どちらの方式も同一の実効コードレートを有する。
【００２３】
図４は、本発明に従って構成されたＮｏｄｅ−Ｂ  ４００のブロック図である。Ｎｏｄｅ−Ｂ  ４００は、複数のアンテナ４０２ａ〜４０２ｎ、複数のＣＰ除去ユニット４０４ａ〜４０４ｎ、複数のＦＦＴユニット４０６ａ〜４０６ｎ、チャネル推定器４０８、副搬送波デマッピングユニット４１０、ＭＩＭＯデコーダ４１２、空間時間デコーダ（ＳＴＤ）４１４、複数のＩＦＦＴユニット４１６ａ〜４１６ｎ、複数の復調器４１８ａ〜４１８ｎ、複数のデインターリーバ４２０ａ〜４２０ｎ、空間デパーサ４２２、デレート整合ユニット４２４、およびデコーダ４２６を備える。
【００２４】
ＣＰ除去ユニット４０４ａ〜４０４ｎは、受信アンテナ４０２ａ〜４０２ｎのそれぞれから受信したデータストリーム４０３ａ〜４０３ｎのそれぞれからＣＰを除去する。ＣＰ除去後の受信データストリーム４０５ａ〜４０５ｎが、ＦＦＴユニット４０６ａ〜４０６ｎによって周波数領域データ４０７ａ〜４０７ｎに変換される。チャネル推定器４０８は、従来の方法を使用して周波数領域データ４０７ａ〜４０７ｎからチャネル推定４０９を生成する。チャネル推定は副搬送波ごとに実施される。副搬送波デマッピングユニット４１０は、図２のＷＴＲＵ２００で実施されるのとは逆の演算を実施する。次いで、副搬送波デマップ後データ４１１ａ〜４１１ｎがＭＩＭＯデコーダ４１２によって処理される。
【００２５】
ＭＩＭＯデコーダ４１２は、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）デコーダ、ＭＭＳＥ連続干渉相殺（ＳＩＣ）デコーダ、最尤（ＭＬ）デコーダ、またはＭＩＭＯ用の任意の他の高度技法を使用するデコーダでよい。線形ＭＭＳＥ（ＬＭＭＳＥ）デコーダを使用するＭＩＭＯ復号化を以下のように表すことができる。
【００２６】
【数２】
2009526486.tif 000004
【００２７】
上式で、Ｒは受信処理行列であり、ＲｓｓおよびＲｖｖは相関行列であり、
【００２８】
【数３】
2009526486.tif 000005
【００２９】
は推定チャネル応答に対するＶ行列の効果を含む実効チャネル行列である。
【００３０】
ＳＴＣがＷＴＲＵ２００で使用された場合、ＳＴＤ４１４はＳＴＣを復号化する。ＭＭＳＥを用いるＳＦＢＣまたはＳＴＢＣ復号化を以下のように表すことができる。
【００３１】
【数４】
2009526486.tif 000006
【００３２】
上式で、Ｈは推定チャネル行列である。
【００３３】
【数５】
2009526486.tif 000007
【００３４】
チャネル行列Ｈ中のチャネル係数ｈｉｊは、送信アンテナｊおよび受信アンテナｉに対応するチャネル応答である。
【００３５】
ＳＴＣは、低ＳＮＲでは送信ビーム形成より有利である。具体的には、シミュレーション結果は、低ＳＮＲでＳＴＣを使用することの、送信ビーム形成に勝る利点を実証している。ＳＴＣは、チャネル状態情報フィードバックを必要とせず、実装が単純である。ＳＴＢＣは高周波数選択性を有するチャネルに対して堅牢であり、ＳＦＢＣは高時間選択性を有するチャネルに対して堅牢である。ＳＦＢＣを単一シンボルとして復号化可能であり、低待ち時間が必要であるときに有利であることがある（例えばｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ（ＶｏＩＰ））。準静的条件下では、ＳＦＢＣとＳＴＢＣはどちらも同様の性能を与える。
【００３６】
ＭＩＭＯ復号化後（ＳＴＣが使用されない場合）、または空間時間復号化（ＳＴＣが使用される場合）後、復号化データ４１３ａ〜４１３ｎまたは４１５ａ〜４１５ｎが、時間領域データ４１７ａ〜４１７ｎに変換するためにＩＦＦＴユニット４１６ａ〜４１６ｎによって処理される。時間領域データ４１７ａ〜４１７ｎが、復調器４１８ａ〜４１８ｎによって処理され、ビットストリーム４１９ａ〜４１９ｎが生成される。ビットストリーム４１９ａ〜４１９ｎが、図２のＷＴＲＵ２００のインターリーバ２０８ａ〜２０８ｎとは逆の演算であるデインターリーバ４２０ａ〜４２０ｎによって処理される。デインターリーブ後ビットストリーム４２１ａ〜４２１ｎが、空間デパーサ４２２によってマージされる。次いで、マージ後ビットストリーム４２３がデレート整合ユニット４２４およびデコーダ４２６によって処理され、データ４２７が回復される。
【００３７】
ＷＴＲＵ２００での送信ビーム形成は、事前コーディング行列Ｖを計算するＣＳＩを必要とする。Ｎｏｄｅ−Ｂ  ４００、６００は、チャネル状態情報をＷＴＲＵに送るためのチャネル状態フィードバックユニット（図示せず）を含む。複数のアンテナに関するフィードバック要件は、送信アンテナと受信アンテナの数の積ならびに遅延拡散と共に増大するが、容量は線形に増大するだけである。したがって、フィードバック要件を低減するために、限定されたフィードバックを使用することができる。限定されたフィードバックのための最も直接的な方法は、チャネルベクトル量子化（ＶＱ）である。補間方法を使用してベクトル化コードブックを構築することができる。Ｖ行列の計算は固有分解（ｅｉｇｅｎ−ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を必要とする。行列ベースの事前コーディング方法では、フィードバックまたは量子化を使用することができる。行列ベースの事前コーディング方法では、コードブック中の最良の事前コーディング行列が選択され、選択された事前コーディング行列に対する索引がフィードバックされる。最大のＳＮＲ、最高の相関、または任意の他の適切なメトリックなどの所定の選択基準に基づいて、最良の事前コーディング行列が求められる。ＷＴＲＵの計算要件を低減するために、量子化事前コーディングを使用することができる。
【００３８】
Ｖ行列を得るために必要な固有分解がＷＴＲＵ２００で実施されるとしても、Ｎｏｄｅ−Ｂ  ４００で実施されるとしても、または両方で実施されるとしても、ＣＳＩに関する情報が依然としてＷＴＲＵ２００で必要である。固有分解がＮｏｄｅ−Ｂ  ４００で実施される場合、ＷＴＲＵ２００でＣＳＩを使用して、ＷＴＲＵ２００での送信事前コーディング行列の推定をさらに改善することができる。
【００３９】
空間チャネルの堅牢なフィードバックを、周波数にわたって平均を取ることによって得ることができる。この方法は、統計フィードバックと呼ばれることがある。統計フィードバックは、平均フィードバックまたは共分散フィードバックでよい。共分散情報は副搬送波にわたって平均を取ることであるので、すべての副搬送波についてのフィードバックパラメータは同一であり、一方、平均フィードバックは、それぞれの個々の副搬送波または副搬送波のグループについて行わなければならない。したがって、後者は、より多くのシグナリングオーバヘッドを必要とする。チャネルは共分散フィードバックについての統計的相互関係を示すので、ＷＴＲＵ２００からの送信ビーム形成のために暗黙的フィードバックを使用することができる。共分散フィードバックはまた、副搬送波ごとの平均フィードバック（ｐｅｒ−ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  ｍｅａｎ  ｆｅｅｄｂａｃｋ）と比較してフィードバック遅延に対する感応性が低い。
【００４０】
図５および６は、本発明の別の実施形態に従って構成されたＷＴＲＵ５００およびＮｏｄｅ−Ｂ６００のブロック図である。ＷＴＲＵ５００およびＮｏｄｅ−Ｂ６００は、送信ビーム形成、事前コーディング、またはＳＭを用い、あるいは用いない、アンテナごとのレート制御を実装する（ＰＡＲＣ）。
【００４１】
ＷＴＲＵ５００は、空間パーサ５０２、複数のチャネルエンコーダ５０４ａ〜５０４ｎ、複数のレート整合ユニット５０６ａ〜５０６ｎ、複数のインターリーバ５０８ａ〜５０８ｎ、複数のコンステレーションマッピングユニット５１０ａ〜５０１ｎ、複数のＦＦＴユニット５１２ａ〜５１２ｎ、複数のマルチプレクサ５１８ａ〜５１８ｎ、空間変換ユニット５２２、副搬送波マッピングユニット５２４、複数のＩＦＦＴユニット５２６ａ〜５２６ｎ、複数のＣＰ挿入ユニット５２８ａ〜５２８ｎ、および複数のアンテナ５３０ａ〜５３０ｎを含む。ＷＴＲＵ５００の構成は限定としてではなく、一例として与えるものであり、より多数または少数の構成要素で処理を実施することができ、処理の順序を交換できることに留意されたい。
【００４２】
まず、送信データ５０１が、空間パーサ５０２によって複数のデータストリーム５０３ａ〜５０３ｎとして多重化解除される。データストリーム５０３ａ〜５０３ｎのそれぞれについて適応変調およびコーディング（ＡＭＣ）を使用することができる。次いで、データストリーム５０３ａ〜５０３ｎのそれぞれに関するビットがチャネルエンコーダ５０４ａ〜５０４ｎのそれぞれによって符号化され、レート整合のためにレート整合ユニット５０６ａ〜５０６ｎのそれぞれによって破壊される。あるいは、１つの送信データを複数のデータストリームとして構文解析するのではなく、複数の入力データストリームをチャネルエンコーダおよびレート整合ユニットによって符号化および破壊することもできる。
【００４３】
好ましくは、レート整合５０７ａ〜５０７ｎの後の符号化データがインターリーバ５０８ａ〜５０８ｎによってインターリーブされる。次いで、インターリービング５０９ａ〜５０９ｎの後のデータビットが、選択された変調方式に従って、コンステレーションマッピングユニット５１０ａ〜５１０ｎによってシンボル５１１ａ〜５１１ｎにマッピングされる。変調方式は、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、または類似の変調方式でよい。各データストリーム上のシンボル５１１ａ〜５１１ｎがＦＦＴユニット５１２ａ〜５１２ｎによって処理され、ＦＦＴユニット５１２ａ〜５１２ｎは周波数領域データ５１３ａ〜５１３ｎを出力する。制御データ５１４ａ〜５１４ｎおよび／またはパイロット５１６ａ〜５１６ｎが、マルチプレクサ５１８ａ〜５１８ｎによって周波数領域データ５１３ａ〜５１３ｎと多重化される。周波数領域データ５１９ａ〜５１９ｎ（多重化制御データ５１４ａ〜５１４ｎおよび／またはパイロット５１６ａ〜５１６ｎを含む）が空間変換ユニット５２２によって処理される。
【００４４】
空間変換ユニット５２２は、チャネル状態情報５２０に基づいて、周波数領域データ５１３ａ〜５１３ｎに対して送信ビーム形成、事前コーディング、ＳＴＣ、ＳＭ、またはそれらの任意の組合せのうちの１つを選択的に実施する。チャネル状態情報５２０は、チャネルインパルス応答または事前コーディング行列を含むことができ、ＳＮＲ、ＷＴＲＵ速度、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、あるいは短期および／または長期チャネル統計のうちの少なくとも１つも含むことができる。ＤＣＦＢなどの従来の技法を使用して、Ｎｏｄｅ−Ｂからチャネル状態情報５２０を得ることができる。
【００４５】
チャネル行列分解方法（例えばＳＶＤ）、コードブックおよび索引ベースの事前コーディング方法、ＳＭ方法などを使用して送信ビーム形成を実施することができる。例えば、ＳＶＤを使用する事前コーディングまたは送信ビーム形成では、チャネル行列がＳＶＤを使用して推定および分解され、得られる右特異ベクトルまたは量子化右特異ベクトルが、事前コーディング行列またはビーム形成ベクトルのために使用される。コードブックおよび索引ベースの方法を使用する事前コーディングまたは送信ビーム形成では、最高のＳＮＲを有するコードブック中の事前コーディング行列が選択され、この事前コーディング行列に対する索引がフィードバックされる。ＭＳＥ、チャネル容量、ＢＥＲ、ＢＬＥＲ、スループットなどのＳＮＲ以外のメトリックを選択基準として使用することができる。ＳＭでは、恒等行列が事前コーディング行列として使用される（すなわち、ＳＭではアンテナに対して事前コーディング重みが実際には適用されない）。ＳＭは、送信ビーム形成アーキテクチャによって透過的にサポートされる（単に、事前コーディング行列またはビーム形成ベクトルのフィードバックは不要である）。送信ビーム形成方式は、低複雑度ＭＭＳＥ検出器では高ＳＮＲでＳｈａｎｎｏｎ境界に近づく。ＷＴＲＵ５００での送信処理のために、送信ビーム形成は、小さい追加のフィードバックを犠牲にして、必要な送信出力を最小限に抑える。
【００４６】
次いで、空間変換ユニット５２２で処理されるシンボルストリーム５２３ａ〜５２３ｎが、副搬送波マッピングユニット５２４によって副搬送波にマッピングされる。副搬送波マッピングは、分散型副搬送波マッピングまたは局所的副搬送波マッピングでよい。次いで、副搬送波マッピング後データ５２５ａ〜５２５ｎがＩＦＦＴユニット５２６ａ〜５２６ｎによって処理され、ＩＦＦＴユニット５２６ａ〜５２６ｎは時間領域データ５２７ａ〜５２７ｎを出力する。ＣＰが、ＣＰ挿入ユニット５２８ａ〜５２８ｎによって時間領域データ５２７ａ〜５２７ｎのそれぞれに追加される。次いで、ＣＰ５２９ａ〜５２９ｎを伴う時間領域データが、複数のアンテナ５３０ａ〜５３０ｎを介して送信される。
【００４７】
Ｎｏｄｅ−Ｂ６００は、複数のアンテナ６０２ａ〜６０２ｎ、複数のＣＰ除去ユニット６０４ａ〜６０４ｎ、複数のＦＦＴユニット６０６ａ〜６０６ｎ、チャネル推定器６０８、副搬送波デマッピングユニット６１０、ＭＩＭＯデコーダ６１２、ＳＴＤ６１４、複数のＩＦＦＴユニット６１６ａ〜６１６ｎ、複数の復調器６１８ａ〜６１８ｎ、複数のデインターリーバ６２０ａ〜６２０ｎ、複数のデレート整合ユニット６２２ａ〜６２２ｎ、複数のデコーダ６２４ａ〜６２４ｎ、および空間デパーサ６２６を含む。
【００４８】
ＣＰ除去ユニット６０４ａ〜６０４ｎは、受信アンテナ６０２ａ〜６０２ｎのそれぞれから受信したデータストリーム６０３ａ〜６０３ｎのそれぞれからＣＰを除去する。ＣＰ除去後の受信データストリーム６０５ａ〜６０５ｎが、ＦＦＴユニット６０６ａ〜６０６ｎによって周波数領域データ６０７ａ〜６０７ｎに変換される。チャネル推定器６０８は、従来の方法を使用して周波数領域データ６０７ａ〜６０７ｎからチャネル推定６０９を生成する。チャネル推定は副搬送波ごとに実施される。副搬送波デマッピングユニット６１０は、図５のＷＴＲＵ５００で実施されるのとは逆の演算を実施する。次いで、副搬送波デマップ後データ６１１ａ〜６１１ｎがＭＩＭＯデコーダ６１２によって処理される。
【００４９】
ＭＩＭＯデコーダ６１２は、ＭＭＳＥデコーダ、ＭＭＳＥ−ＳＩＣデコーダ、ＭＬデコーダ、またはＭＩＭＯ用の任意の他の高度技法を使用するデコーダでよい。ＳＴＣがＷＴＲＵ５００で使用された場合、ＳＴＤ６１４はＳＴＣを復号化する。
【００５０】
ＭＩＭＯ復号化後（ＳＴＣが使用されない場合）、または空間時間復号化（ＳＴＣが使用される場合）、復号化データ６１３ａ〜６１３ｎまたは６１５ａ〜６１５ｎが、時間領域データ６１７ａ〜６１７ｎに変換するためにＩＦＦＴユニット６１６ａ〜６１６ｎによって処理される。時間領域データ６１７ａ〜６１７ｎが、復調器６１８ａ〜６１８ｎによって処理され、ビットストリーム６１９ａ〜６１９ｎが生成される。ビットストリーム６１９ａ〜６１９ｎが、図５のＷＴＲＵ５００のインターリーバ５０８ａ〜５０８ｎとは逆の演算であるデインターリーバ６２０ａ〜６２０ｎによって処理される。次いで、デインターリーブ後ビットストリーム６２１ａ〜６２１ｎのそれぞれが、デレート整合ユニット６２４ａ〜６２４ｎのそれぞれによって処理される。デレート整合後ビットストリーム６２３ａ〜６２３ｎがデコーダ６２４ａ〜６２４ｎによって復号化される。復号化ビット６２５ａ〜６２５ｎが空間デパーサ６２６によってマージされ、データ６２７が回復される。
【００５１】
実施形態
１．ワイヤレス通信システムでアップリンク伝送を実施する方法。
【００５２】
２．複数の符号化データストリームを生成するステップを含む実施形態１の方法。
【００５３】
３．選択された変調方式に従って各符号化データストリームからシンボルシーケンスを生成するステップを含む実施形態２の方法。
【００５４】
４．各シンボルシーケンスに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成するステップを含む実施形態３の方法。
【００５５】
５．チャネル状態情報に基づいて周波数領域データに対して送信ビーム形成、事前コーディング、ＳＴＣ、および空間多重化のうちの１つを選択的に実施するステップを含む実施形態４の方法。
【００５６】
６．各シンボルシーケンス上のシンボルを副搬送波にマッピングするステップを含む実施形態５の方法。
【００５７】
７．各シンボルシーケンス上の副搬送波マッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成するステップを含む実施形態６の方法。
【００５８】
８．時間領域データを送信するステップを含む実施形態７の方法。
【００５９】
９．ＳＴＣが、ＳＦＢＣ、ＳＴＢＣ、準直交Ａｌａｍｏｕｔｉコーディング、ＴＲ−ＳＴＢＣ、およびＣＤＤのうちの１つである実施形態５〜８のいずれかの方法。
【００６０】
１０．チャネル状態情報が、チャネルインパルス応答、事前コーディング行列、ＳＮＲ、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、ＷＴＲＵ速度、およびチャネル統計のうちの少なくとも１つである実施形態５〜９のいずれかの方法。
【００６１】
１１．レート整合のために各符号化データストリームに対して破壊するステップをさらに含む実施形態２〜１０のいずれかの方法。
【００６２】
１２．各符号化データストリーム上のビットをインターリーブするステップをさらに含む実施形態２〜１１のいずれかの方法。
【００６３】
１３．アンテナごとのレート制御が、チャネル状態情報に基づいて符号化データストリームに対して実施される実施形態５〜１２のいずれかの方法。
【００６４】
１４．送信ビーム形成が、チャネル行列分解を使用する送信固有ビーム形成である実施形態５〜１３のいずれかの方法。
【００６５】
１５．送信ビーム形成が、コードブックおよび索引ベースの事前コーディングを使用して実施される実施形態５〜１３のいずれかの方法。
【００６６】
１６．送信ビーム形成が、ステアリングベクトルベースのビーム形成を使用して実施される実施形態５〜１３のいずれかの方法。
【００６７】
１７．制御データおよびパイロットを周波数領域データと多重化するステップをさらに含む実施形態４〜１６のいずれかの方法。
【００６８】
１８．ワイヤレス通信システムがＭＩＭＯ  ＳＣ−ＦＤＭＡシステムである実施形態１〜１７のいずれかの方法。
【００６９】
１９．時間領域データを受信するステップをさらに含む実施形態８〜１８のいずれかの方法。
【００７０】
２０．受信した時間領域データに対してフーリエ変換を実施して受信周波数領域データを生成するステップを含む実施形態１９の方法。
【００７１】
２１．副搬送波デマッピングを実施するステップを含む実施形態２０の方法。
【００７２】
２２．チャネル推定を生成するステップを含む実施形態２１の方法。
【００７３】
チャネル推定に基づいて受信副搬送波デマッピング後データに対して復号化を実施するステップを含む実施形態２２の方法。
【００７４】
２４．復号化受信副搬送波デマッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施するステップを含む実施形態２３の方法。
【００７５】
２５．復調および復号化を実施するステップを含む実施形態２４の方法。
【００７６】
２６．復号化が、ＭＭＳＥ復号化、ＭＭＳＥ−ＳＩＣ復号化、およびＭＬ復号化のうちの１つに基づいて実施される実施形態２３〜２５のいずれかの方法。
【００７７】
２７．送信のために空間時間コーディングが実施される場合、空間時間復号化を実施するステップをさらに含む実施形態２３〜２６のいずれかの方法。
【００７８】
２８．チャネル状態情報が通信ピアからフィードバックされる実施形態２２〜２７のいずれかの方法。
【００７９】
２９．チャネル状態情報フィードバックについて、限定されたフィードバックが使用される実施形態２８の方法。
【００８０】
３０．チャネル状態情報フィードバックについて、チャネルＶＱが使用される実施形態２８の方法。
【００８１】
３１．チャネル行列の固有分解が通信ピアで実施され、Ｖ行列がフィードバックされる実施形態２８の方法。
【００８２】
３２．チャネル状態情報フィードバックについて、統計的フィードバックが使用される実施形態２８の方法。
【００８３】
３３．チャネル状態情報フィードバックについて、平均フィードバックと共分散フィードバックの一方が使用される実施形態３２の方法。
【００８４】
３４．ＭＩＭＯ  ＳＣ−ＦＤＭＡワイヤレス通信システムでアップリンク伝送を実施するＷＴＲＵ。
【００８５】
３５．入力データを符号化するエンコーダを備える実施形態３４のＷＴＲＵ。
【００８６】
３６．選択された変調方式に従って各符号化データストリームからシンボルシーケンスを生成するコンステレーションマッピングユニットを備える実施形態３５のＷＴＲＵ。
【００８７】
３７．各シンボルシーケンスに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成するフーリエ変換ユニットを備える実施形態３６のＷＴＲＵ。
【００８８】
３８．チャネル状態情報に基づいて周波数領域データに対して送信ビーム形成、事前コーディング、ＳＴＣ、および空間多重化のうちの１つを選択的に実施する空間変換ユニットを備える実施形態３７のＷＴＲＵ。
【００８９】
３９．空間変換ユニットの出力を副搬送波にマッピングする副搬送波マッピングユニットを備える実施形態３８のＷＴＲＵ。
【００９０】
４０．副搬送波マッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する逆フーリエ変換ユニットを備える実施形態３９のＷＴＲＵ。
【００９１】
４１．時間領域データを送信する複数のアンテナを備える実施形態４０のＷＴＲＵ。
【００９２】
４２．空間変換ユニットが、ＳＦＢＣ、ＳＴＢＣ、準直交Ａｌａｍｏｕｔｉコーディング、ＴＲ−ＳＴＢＣ、およびＣＤＤのうちの１つを実施するように構成される実施形態３８〜４１のいずれかのＷＴＲＵ。
【００９３】
４３．チャネル状態情報が、チャネルインパルス応答、事前コーディング行列、ＳＮＲ、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、ＷＴＲＵ速度、およびチャネル統計のうちの少なくとも１つである実施形態３８〜４２のいずれかのＷＴＲＵ。
【００９４】
４４．符号化入力データから複数の符号化データストリームを生成する空間パーサをさらに備える実施形態３５〜４３のいずれかのＷＴＲＵ。
【００９５】
４５．複数の入力データストリームを生成する空間パーサをさらに備え、各入力データストリームがエンコーダで符号化される実施形態３５〜４４のいずれかのＷＴＲＵ。
【００９６】
４６．レート整合のために各符号化データストリームに対して破壊するレート整合ユニットをさらに備える実施形態３５〜４５のいずれかのＷＴＲＵ。
【００９７】
４７．各符号化データストリーム上のビットをインターリーブするインターリーバをさらに備える実施形態３５〜４６のいずれかのＷＴＲＵ。
【００９８】
４８．空間変換ユニットが、チャネル状態情報に基づいて符号化データストリームに対してアンテナごとのレート制御を実施するように構成される実施形態４２〜４７のいずれかのＷＴＲＵ。
【００９９】
４９．空間変換ユニットが、チャネル行列分解を使用して送信ビーム形成を実施するように構成される実施形態４２〜４８のいずれかのＷＴＲＵ。
【０１００】
５０．空間変換ユニットが、コードブックおよび索引ベースの事前コーディングを使用して送信ビーム形成を実施するように構成される実施形態４２〜４９のいずれかのＷＴＲＵ。
【０１０１】
５１．空間変換ユニットが、ステアリングベクトルベースのビーム形成を使用して送信ビーム形成を実施するように構成される実施形態４２〜５０のいずれかのＷＴＲＵ。
【０１０２】
５２．制御データおよびパイロットを周波数領域データと多重化するマルチプレクサをさらに備える実施形態３７〜５１のいずれかのＷＴＲＵ。
【０１０３】
５３．チャネル状態情報がＮｏｄｅ−Ｂから得られる実施形態３８〜５２のいずれかのＷＴＲＵ。
【０１０４】
５４．ＭＩＭＯ  ＳＣ−ＦＤＭＡワイヤレス通信システムでアップリンク伝送をサポートするＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１０５】
５５．データを受信する複数のアンテナを備える実施形態５４のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１０６】
５６．各受信データに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成するフーリエ変換ユニットを備える実施形態５５のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１０７】
５７．周波数領域データに対して副搬送波デマッピングを実施する副搬送波デマッピングユニットを備える実施形態５６のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１０８】
５８．チャネル推定を生成するチャネル推定器を備える実施形態５４〜５７のいずれかのＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１０９】
５９．チャネル推定に基づいて、副搬送波デマッピング後の周波数領域データに対してＭＩＭＯ復号化を実施するＭＩＭＯデコーダを備える実施形態５８のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１０】
６０．ＭＩＭＯデコーダからの出力に対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する逆フーリエ変換ユニットを備える実施形態５９のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１１】
６１．時間領域データに対して復調を実施して復調データを生成する復調器を備える実施形態６０のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１２】
６２．復調データを復号化するデコーダを備える実施形態６１のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１３】
６３．ＭＩＭＯデコーダが、ＭＭＳＥ復号化、ＭＭＳＥ−ＳＩＣ復号化、およびＭＬ復号化のうちの１つに基づいてＭＩＭＯ復号化を実施するように構成される実施形態５９〜６２のいずれかのＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１４】
６４．空間時間復号化を実施する空間時間デコーダをさらに備える実施形態５９〜６３のいずれかのＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１５】
６５．チャネル状態情報をＷＴＲＵに送るチャネル状態フィードバックユニットをさらに備える実施形態５８〜６４のいずれかのＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１６】
６６．チャネル状態情報フィードバックについて、限定されたフィードバックが使用される実施形態６５のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１７】
６７．チャネル状態情報フィードバックについて、チャネルＶＱが使用される実施形態６５のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１８】
６８．チャネル状態情報フィードバックについて、統計的フィードバックが使用される実施形態６５のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１１９】
６９．チャネル状態情報フィードバックについて、平均フィードバックと共分散フィードバックの一方が使用される実施形態６８のＮｏｄｅ−Ｂ。
【０１２０】
本発明の機能および要素を特定の組合せの好ましい実施形態で、特定のフレーム、サブフレーム、またはタイムスロットフォーマットについて説明したが、各機能または要素を好ましい実施形態の他の機能および要素なしに単独で使用することができ、または本発明の他の機能および要素を伴う、もしくは伴わない様々な組合せで使用することができ、他のフレーム、サブフレーム、およびタイムスロットフォーマットについて使用することができる。本発明で与えた方法は、汎用コンピュータまたはプロセッサによって実行されるコンピュータ可読記憶媒体内に有形に実施されたコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアとして実装することができる。コンピュータ可読記憶媒体の例は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリ装置、内蔵ハードディスクや取外し可能ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスクやデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含む。
【０１２１】
適切なプロセッサは、例えば、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の集積回路、および／または状態マシンを含む。
【０１２２】
ソフトウェアに関連するプロセッサを使用して、ＷＴＲＵ、ユーザ装置、端末、基地局、無線ネットワークコントローラ、または任意のホストコンピュータで使用される無線周波数トランシーバを実装することができる。カメラ、ビデオカメラモジュール、ビデオフォン、スピーカフォン、バイブレーション装置、スピーカ、マイクロフォン、テレビジョントランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、キーボード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール、周波数変調（ＦＭ）無線ユニット、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイユニット、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザ、および／または任意のワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）モジュールなどのハードウェアおよび／またはソフトウェアで実装されたモジュールと共にＷＴＲＵを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】ＬＴＥでＳＣ−ＦＤＭＡに対して提案された従来型サブフレームフォーマットを示す図である。
【図２】本発明に従って構成されたＷＴＲＵのブロック図である。
【図３】本発明による送信処理ラベルを示す図である。
【図４】本発明に従って構成されたＮｏｄｅ−Ｂのブロック図である。
【図５】本発明の別の実施形態に従って構成されたＷＴＲＵのブロック図である。
【図６】本発明の別の実施形態に従って構成されたＮｏｄｅ−Ｂのブロック図である。
【図１】
2009526486.tif 000008
【図２】
2009526486.tif 000009
【図３】
2009526486.tif 000010
【図４】
2009526486.tif 000011
【図５】
2009526486.tif 000012
【図６】
2009526486.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月2日(2007.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アップリンク伝送を実施する方法であって、
複数の符号化データストリームを生成する工程と、
選択された変調方式に従って各符号化データストリームからシンボルシーケンスを生成する工程と、
各シンボルシーケンスに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成する工程と、
チャネル状態情報に基づいて前記周波数領域データに対して送信ビーム形成、事前コーディング、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、および空間多重化のうちの１つを選択的に実施する工程と、
各シンボルシーケンス上のシンボルを副搬送波にマッピングする工程と、
各シンボルシーケンス上の副搬送波マッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する工程と、および
時間領域データを送信する工程と
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＳＴＣは、空間周波数ブロックコーディング（ＳＦＢＣ）、空間時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ）、準直交Ａｌａｍｏｕｔｉコーディング、時間反転ＳＴＢＣ（ＴＲ−ＳＴＢＣ）、およびサイクリック遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ）のうちの１つであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記チャネル状態情報は、チャネルインパルス応答、事前コーディング行列、信号対雑音比（ＳＮＲ）、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）速度、およびチャネル統計のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
レート整合のために各符号化データストリームに対して破壊すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
各符号化データストリーム上のビットをインターリーブすること
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
アンテナごとのレート制御は、前記チャネル状態情報に基づいて前記符号化データストリームに対して実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記送信ビーム形成は、チャネル行列分解を使用する送信固有ビーム形成であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記送信ビーム形成は、コードブックおよび索引ベースの事前コーディングを使用して実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記送信ビーム形成は、ステアリングベクトルベースのビーム形成を使用して実施されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
制御データおよびパイロットを前記周波数領域データと多重化すること
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記ワイヤレス通信システムが多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
アップリンク伝送を受信する方法であって、
時間領域データを受信する工程と、
受信した時間領域データに対してフーリエ変換を実施して受信周波数領域データを生成する工程と、
副搬送波デマッピングを実施する工程と、
チャネル推定を生成する工程と、
前記チャネル推定に基づいて受信副搬送波デマッピング後データに対して復号化を実施することであって、前記復号化が、チャネル状態情報に基づいて送信側で選択的に実施された送信ビーム形成、事前コーディング、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、および空間多重化のうちの１つに基づいて実施される工程と、
復号化受信副搬送波デマッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施する工程と、および
復調および復号化を実施する工程と
を具えたことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記復号化は、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）復号化、ＭＭＳＥ連続干渉相殺（ＳＩＣ）復号化、および最尤（ＭＬ）復号化のうちの１つに基づいて実施されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記チャネル状態情報が通信ピアからフィードバックされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１５】
チャネル状態情報フィードバックについて、限定されたフィードバックが使用されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
チャネル状態情報フィードバックについて、チャネルベクトル量子化（ＶＱ）が使用されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
チャネル行列の固有分解が通信ピアで実施され、Ｖ行列がフィードバックされることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
チャネル状態情報フィードバックについて、統計的フィードバックが使用されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
チャネル状態情報フィードバックについて、平均フィードバックと共分散フィードバックの一方が使用されることを特徴とする請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
アップリンク伝送を実施するワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
入力データを符号化するエンコーダと、
選択された変調方式に従って各符号化データストリームからシンボルシーケンスを生成するコンステレーションマッピングユニットと、
各シンボルシーケンスに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成するフーリエ変換ユニットと、
チャネル状態情報に基づいて前記周波数領域データに対して送信ビーム形成、事前コーディング、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、および空間多重化のうちの１つを選択的に実施する空間変換ユニットと、
前記空間変換ユニットの出力を副搬送波にマッピングする副搬送波マッピングユニットと、
副搬送波マッピング後データに対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する逆フーリエ変換ユニットと、
前記時間領域データを送信する複数のアンテナと
を備えることを特徴とするワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２１】
前記空間変換ユニットは、空間周波数ブロックコーディング（ＳＦＢＣ）、空間時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ）、準直交Ａｌａｍｏｕｔｉコーディング、時間反転ＳＴＢＣ（ＴＲ−ＳＴＢＣ）、およびサイクリック遅延ダイバーシチ（ＣＤＤ）のうちの１つを実施するように構成されることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２２】
チャネル状態情報は、チャネルインパルス応答、事前コーディング行列、信号対雑音比（ＳＮＲ）、チャネル行列ランク、チャネル条件番号、遅延拡散、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）速度、およびチャネル統計のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２３】
前記符号化入力データから複数の符号化データストリームを生成する空間パーサ
をさらに備えることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２４】
複数の入力データストリームを生成する空間パーサであって、各入力データストリームが前記エンコーダで符号化される空間パーサ
をさらに備えることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２５】
レート整合のために各符号化データストリームに対して破壊するレート整合ユニット
をさらに備えることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２６】
各符号化データストリーム上のビットをインターリーブするインターリーバ
をさらに具えたことを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２７】
前記空間変換ユニットは、前記チャネル状態情報に基づいて前記符号化データストリームに対してアンテナごとのレート制御を実施するように構成されることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２８】
前記空間変換ユニットは、チャネル行列分解を使用して前記送信ビーム形成を実施するように構成されることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項２９】
前記空間変換ユニットは、コードブックおよび索引ベースの事前コーディングを使用して前記送信ビーム形成を実施するように構成されることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項３０】
前記空間変換ユニットは、ステアリングベクトルベースのビーム形成を使用して送信前記ビーム形成を実施するように構成されることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項３１】
制御データおよびパイロットを前記周波数領域データと多重化するマルチプレクサ
をさらに備えることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項３２】
前記チャネル状態情報はＮｏｄｅ−Ｂから得られることを特徴とする請求項２０記載のワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項３３】
アップリンク伝送をサポートする装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）であって、
データを受信する複数のアンテナと、
受信データに対してフーリエ変換を実施して周波数領域データを生成するフーリエ変換ユニットと、
前記周波数領域データに対して副搬送波デマッピングを実施する副搬送波デマッピングユニットと、
チャネル推定を生成するチャネル推定器と、
前記チャネル推定に基づいて、副搬送波デマッピングデータ後の前記周波数領域データに対して多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）復号化を実施するＭＩＭＯデコーダであって、前記ＭＩＭＯ復号化が、チャネル状態情報に基づいて送信側で選択的に実施された送信ビーム形成、事前コーディング、空間時間コーディング（ＳＴＣ）、および空間多重化のうちの１つに基づいて実施されるＭＩＭＯデコーダと、
前記ＭＩＭＯデコーダからの出力に対して逆フーリエ変換を実施して時間領域データを生成する逆フーリエ変換ユニットと、
前記時間領域データに対して復調を実施して復調データを生成する復調器と、
前記復調データを復号化するデコーダと
を備えることを特徴とする装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）。
【請求項３４】
前記ＭＩＭＯデコーダは、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）復号化、ＭＭＳＥ連続干渉相殺（ＳＩＣ）復号化、および最尤（ＭＬ）復号化のうちの１つに基づいて前記ＭＩＭＯ復号化を実施するように構成されることを特徴とする請求項３３記載の装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）。
【請求項３５】
チャネル状態情報を前記ＷＴＲＵに送るチャネル状態フィードバックユニット
をさらに具えたことを特徴とする請求項３３記載の装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）。
【請求項３６】
チャネル状態情報フィードバックについて、限定されたフィードバックが使用されることを特徴とする請求項３５記載の装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）。
【請求項３７】
チャネル状態情報フィードバックについて、チャネルベクトル量子化（ＶＱ）が使用されることを特徴とする請求項３６記載の装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）。
【請求項３８】
チャネル状態情報フィードバックについて、統計的フィードバックが使用されることを特徴とする請求項３５記載の装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）。
【請求項３９】
チャネル状態情報フィードバックについて、平均フィードバックと共分散フィードバックの一方が使用されることを特徴とする請求項３８記載の装置（Ｎｏｄｅ−Ｂ）。
【国際調査報告】
2009526486.tif 000014
2009526486.tif 000015
2009526486.tif 000016