(57)【要約】複数の送信アンテナ・ブランチを有する複数アンテナの通信システムにおけるアンテナ毎のトレーニングのための方法および装置を提供する。所与の時間に送信アンテナ・ブランチの１つのみがアクティブであるようにして、長いトレーニング系列が送信アンテナ・ブランチのそれぞれで送信される。アクティブの送信アンテナ・ブランチは、所与の時間の間送信モードに設定され、非アクティブの送信アンテナ・ブランチの１つまたは複数は、所与の時間の間受信モードに設定される。この送信モードおよび受信モードは、例えば制御信号を１つまたは複数のスイッチに適用することによって設定される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信アンテナ・ブランチを有する複数アンテナの通信システムにおけるアンテナ毎のトレーニングの方法であって、
所与の時間に前記送信アンテナ・ブランチの１つのみがアクティブであるようにして、長いトレーニング系列を送信アンテナ・ブランチのそれぞれで送信するステップと、
前記アクティブの送信アンテナ・ブランチを前記所与の時間の間送信モードに設定するステップと、
前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチの１つまたは複数を前記所与の時間の間受信モードに設定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチと関連する１つまたは複数のデジタル−アナログ変換器に、２値のゼロに対応するデジタル・コードを適用するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アクティブの送信アンテナ・ブランチと関連する１つまたは複数のデジタル−アナログ変換器に、前記長いトレーニング系列と関連するデジタル・コードを適用するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチのそれぞれが、所定のしきい値を下回る出力レベルを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記送信モードおよび受信モードが、１つまたは複数のスイッチに制御信号を適用するように設定された、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記送信アンテナのそれぞれでほぼ同時に短いトレーニング系列を送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記長いトレーニング系列が、ＭＩＭＯチャネル推定に使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
所与の時間に前記送信アンテナ・ブランチの１つのみがアクティブであるようにして、長いトレーニング系列を送信するための複数の送信アンテナ・ブランチと、
前記複数の送信アンテナ・ブランチのそれぞれと関連する送信／受信スイッチであって、前記アクティブの送信アンテナ・ブランチが、前記所与の時間の間送信モードに設定され、前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチの１つまたは複数が、前記所与の時間の間受信モードに設定されるようにする送信／受信スイッチと
を含む、複数アンテナの通信システムの送信機。
【請求項９】
前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチと関連する１つまたは複数のデジタル−アナログ変換器に、２値のゼロに対応するデジタル・コードを適用するデジタル信号処理装置をさらに含む、請求項８に記載の送信機。
【請求項１０】
前記アクティブの送信アンテナ・ブランチと関連する１つまたは複数のデジタル−アナログ変換器に、前記長いトレーニング系列と関連するデジタル・コードを適用するデジタル信号処理装置をさらに含む、請求項８に記載の送信機。
【請求項１１】
前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチのそれぞれが、所定のしきい値を下回る出力レベルを有する、請求項８に記載の送信機。
【請求項１２】
前記送信モードおよび受信モードが、前記送信／受信スイッチに制御信号を適用することによって設定される、請求項８に記載の送信機。
【請求項１３】
前記複数の送信アンテナ・ブランチが、前記送信アンテナのそれぞれでほぼ同時に短いトレーニング系列を送信する、請求項８に記載の送信機。
【請求項１４】
前記長いトレーニング系列が、ＭＩＭＯチャネル推定に使用される、請求項８に記載の送信機。
【請求項１５】
複数アンテナの通信システム用のデジタル信号処理装置であって、
メモリと、
前記メモリに結合された少なくとも１つの処理装置であって、
所与の時間に複数の送信アンテナ・ブランチの１つのみがアクティブであるようにして、前記複数の送信アンテナ・ブランチで送信する長いトレーニング系列を生成し、
前記複数の送信アンテナ・ブランチのそれぞれと関連し、前記アクティブの送信アンテナ・ブランチが、前記所与の時間の間送信モードに設定され、前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチの１つまたは複数が、前記所与の時間の間受信モードに設定されるようにする送信／受信スイッチの制御信号を生成するように動作する少なくとも１つの処理装置と
を含む、デジタル信号処理装置。
【請求項１６】
前記処理装置がさらに、前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチと関連する１つまたは複数のデジタル−アナログ変換器に、２値のゼロに対応するデジタル・コードを適用するように動作する、請求項１５に記載のデジタル信号処理装置。
【請求項１７】
前記処理装置がさらに、前記アクティブの送信アンテナ・ブランチと関連する１つまたは複数のデジタル−アナログ変換器に、前記長いトレーニング系列と関連するデジタル・コードを適用するように動作する、請求項１５に記載のデジタル信号処理装置。
【請求項１８】
前記非アクティブの送信アンテナ・ブランチのそれぞれが、所定のしきい値を下回る出力レベルを有する、請求項１５に記載のデジタル信号処理装置。
【請求項１９】
前記処理装置が、さらに前記複数の送信アンテナ・ブランチによりほぼ同時に送信される短いトレーニング系列を生成するように動作する、請求項１５に記載のデジタル信号処理装置。
【請求項２０】
前記長いトレーニング系列が、ＭＩＭＯチャネル推定に使用される、請求項１５に記載のデジタル信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して複数アンテナの無線通信システムに関し、詳細には複数アンテナの通信システム用のプリアンブルのトレーニング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代無線ローカルエリアネットワークＷＬＡＮシステムにおいて堅牢性および容量を共に向上させるために、複数の送受信アンテナが提案されてきた。堅牢性の向上は、複数のアンテナを備えるシステムにもたらされる空間ダイバーシティおよび追加利得を活用する技術によって達成することができる。容量の増加は、帯域幅を有効に利用する多入力多出力ＭＩＭＯ技術を用いて、マルチパス・フェージング環境において達成することができる。複数アンテナの通信システムは、複数の送信アンテナで分離したデータストリームを送信することによって、所与のチャンネル帯域幅におけるデータレートを増大させる。各受信機は、複数の受信アンテナでこれらのデータストリームの組合せを受信する。
【０００３】
異なるデータストリームを正しく受信するために、複数アンテナの通信システムの受信機は、トレーニングを通してチャネル行列を取得しなければならない。これは一般に、特定のトレーニング・シンボル、すなわちプリアンブルを使用して同期およびチャネル推定を行うことによって達成される。複数アンテナの通信システムが、旧来の単一アンテナの通信システム（一般に１入力１出力ＳＩＳＯシステムと呼ばれる）と共存することが望ましい。したがって、旧来の（単一アンテナの）通信システムは、複数アンテナの通信システムによって送信されるプリアンブルを解釈することができなければならない。
【０００４】
ＯＦＤＭ変調に基づいた旧来の無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）システムのほとんどは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａまたはＩＥＥＥ  ８０２．１１ｇ標準（以下「ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ／ｇ」）に準拠している。一般に、旧来の装置によって見られるプリアンブル信号は、旧来の装置が理解する必要のあるパケット部分の正確な同期およびチャネル推定を可能にする。以前のＭＩＭＯのプリアンブルの形式は、諸経費を削減し、効率を上げるために、旧来のトレーニング・プリアンブルを再利用してきた。一般に、提案されるＭＩＭＯのプリアンブル形式は、旧来のトレーニング・プリアンブルと、追加の長いトレーニング・シンボルとを含み、拡張されたＭＩＭＯプリアンブル形式は、各送信アンテナまたは空間ストリームに少なくとも１つの長いトレーニング・シンボルを含むようになっている。
【０００５】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムなどの複数アンテナの通信システムを発展させるために、いくつかのフレーム・フォーマットが提案された。既存のフレーム・フォーマットは、不正確な出力測定または期限を経過した周波数オフセットおよびタイミング・オフセット情報など、ＭＩＭＯシステムについて不正確な推定を行う、あるいはいくつかのメーカーの旧来の装置に対して完全な下位互換性がない。８０２．１１ｎ標準と関連し、提案された１つのＭＩＭＯフレーム・フォーマットでは、各送信アンテナは一度に１つの送信アンテナのみがアクティブとなるように、１つまたは複数の長いトレーニング・シンボルＬＴＳを連続して送信する。このようなアンテナ毎のトレーニング方式は、長いトレーニング系列の間にＭＩＭＯチャネルを推定するために、ＰＨＹアーキテクチャにおいて送信アンテナの十分なアイソレーションを必要とする。したがって、アクティブのアンテナが送信している間、受信機が受信した信号からチャネル係数を正確に取得するために、残りの送信アンテナは「サイレント」でなければならない。「サイレント」の送信機への過度のＲＦリークの結果、所望の送信機からのチャネル推定ができなくなることを避けるために、１つのアンテナおよびその送信チェーンの、他のアンテナおよびその送信チェーンに対する適切なアイソレーションが不可欠である。
【０００６】
従来の１つのアイソレーション技術では、「サイレント」の送信アンテナ・チェーン（典型的にはデジタル信号処理装置と、ＲＦトランシーバと、出力増幅器とを備える）が、スイッチをオンおよびオフにされた。しかしながら、このようなアンテナ・チェーンのスイッチの切り替えは、対応する出力増幅器の温度をそれぞれ上昇および下降させる。一般に、出力増幅器のこのような加熱および冷却は、所望の信号に対して送信信号に位相または振幅オフセットを生じさせる「ブリージング」効果につながる。さらに、アンテナ・チェーンをオフにすることにより、ＲＦトランシーバ内の電圧制御発振器ＶＣＯの故障、ならびに出力増幅器の起動時間による過度の遅延を引き起こす可能性もある。
【特許文献１】米国特許出願第１１／３８８，３３０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、アンテナのアイソレーションを向上させてＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムでチャネル推定およびトレーニングを行う方法およびシステムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
概して、複数の送信アンテナ・ブランチを有する複数アンテナの通信システムにおいてアンテナ毎のトレーニングの方法および装置を提供する。本発明の一態様によれば、所与の時間に送信アンテナ・ブランチの１つのみがアクティブであるように、送信アンテナ・ブランチのそれぞれにおいて長いトレーニング系列が送信される。アクティブの送信アンテナ・ブランチは、所与の時間の間送信モードに設定され、非アクティブの送信アンテナ・ブランチの１つまたは複数は、所与の時間の間受信モードに設定される。この送信モードおよび受信モードは、例えば制御信号を１つまたは複数のスイッチに適用することによって設定される。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、アイソレーションを付加するために、状況に応じて２進値のゼロに対応するデジタル・コードが、非アクティブの送信アンテナ・ブランチと関連する１つまたは複数のデジタル／アナログ変換に利用される。長いトレーニング系列は、ＭＩＭＯチャネルの推定に利用されることが可能である。さらに、状況に応じて短いトレーニング系列が、送信アンテナのそれぞれでほぼ同時に送信されることが可能である。
【００１０】
次の詳細な説明および図面を参照して、本発明ならびに本発明のさらなる特徴および利点はさらに完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、アンテナのアイソレーションを向上させたＭＩＭＯシステムのアンテナ毎のプリアンブルのトレーニングの技術を提供する。本発明の一態様によれば、アンテナ送信／受信ＲＦスイッチを使用して、長いトレーニング系列を送信するアクティブのアンテナから「サイレント」のアンテナのアイソレーションを向上させる、ＭＩＭＯの「アンテナ毎のトレーニング」のプリアンブルのアルゴリズムが開示される。本発明の別の態様によれば、デジタル信号処理装置でＯＦＤＭシンボルの可変スケーリングを用いて、デジタル−アナログ変換器に、個々のより高い出力のＬＴＳを送信するために十分な動的なベースバンド信号の出力領域を与える、ＭＩＭＯの「アンテナ毎のトレーニング」のプリアンブルのアルゴリズムが開示される。図４および５と併せて以下にさらに説明するように、一般に、アクティブの送信機の出力レベルはＬＴＳの送信中に高められ、非アクティブの送信機がこの間にサイレントであるということを補償する。
【００１２】
図１は、ＭＩＭＯ送信機１００の概略的なブロック図である。図１に示すように、例示的な２つのアンテナ送信機１００は、ステージ１０５において媒体アクセス制御ＭＡＣ層から受信した情報ビットを符号化し、符号化したビットを異なる周波数のトーン（サブキャリア）にマップする。各送信ブランチについて信号は、次にＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）１１５によって時間領域の波形に変換される。ステージ１２０によりすべてのＯＦＤＭシンボルの前に、この例示的実施では８００ナノ秒（ｎｓ）のガード・インターバルＧＩを付加され、ステージ１２５により３２μｓのプリアンブルが付加されて、パケットを完成する。次にこのデジタル信号は、ステージ１２８において前処理をされ、変換器１３０によってアナログ信号に変換され、その後ＲＦステージ１３５が、対応するアンテナ１４０でこの信号を送信する。
【００１３】
図２は、ＭＩＭＯ受信機２００の概略的なブロック図である。図２に示すように、例示的な２つのアンテナ受信機２００は、対応するＲＦステージ２６０−１、２６０−２において、２つの受信アンテナ２５５−１および２５５−２で受信した信号を処理する。このアナログ信号は、次に対応する変換器２６５によってデジタル信号に変換される。受信機２００は、両方のブランチについて同期ステージ２７０で、プリアンブルを処理してパケットを検出し、次に周波数およびタイミング同期情報を引き出す。ステージ２７５で、ガード・インターバルＧＩが取り除かれる。次にこの信号は、ステージ２８０でＦＦＴによってもとの周波数領域に変換される。長いトレーニング・シンボルを使用して、ステージ２８５でチャネル推定が取得される。チャネル推定は、デマッパ／デコーダ２９０に適用され、情報ビットが回復される。
【００１４】
図３は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ／ｇ標準に準拠したフレーム・フォーマット３００を示す。図３に示すように、フレーム・フォーマット３００は、１０個の短いトレーニング・シンボル、ｔ１からｔ１０を含み、ひとまとめにして短いプリアンブルと呼ばれる。その後に長いプリアンブルがあり、保護用のガード・インターバルＧＩと、２つの長いトレーニング・シンボル、Ｔ１およびＴ２とで構成されている。信号フィールドは、ＯＦＤＭシンボルが記載された第１の情報に含まれ、信号フィールドの情報は、パケット長およびデータレートなど一般的なパラメータを送信する必要がある。短いプリアンブル、長いプリアンブル、および信号フィールドは、旧来のヘッダ３１０を構成する。データを運ぶＯＦＤＭシンボルは、信号フィールドの次にくる。
【００１５】
プリアンブルは、トレーニング部分と信号フィールドとの２つの部分を含む。トレーニング部分によって、受信機２００が、パケットの検出、自動利得制御ＡＧＣの出力測定、周波数同期、タイミング同期、およびチャネル推定を行えるようになる。信号フィールドは、最低レートで送信されることになり、例えばデータレートおよびパケット長についての情報を与える。ＭＩＭＯシステムでは、信号フィールドはまた、空間ストリームの数および送信アンテナ１４０の数を示す。
【００１６】
受信機２００は、プリアンブルを用いてプリアンブルにある上述の情報をすべて獲得する。この情報に基づいて受信機２００は、データが届くとＧＩを除去し、ＦＦＴを用いてデータを周波数領域に変換し、データをデインターリーブおよび復号する。
【００１７】
先に示したように、ＭＩＭＯシステムではまた、これらの機能に加えて、プリアンブルが旧来の８０２．１１ａ／ｇ装置と下位互換性があり、すなわち、旧来の装置がパケットの持続時間に関して正しい情報を取得することができ、したがって正確にバックオフすることができ、ＭＩＭＯ  ＨＴ送信を妨げないことが好ましい。
【００１８】
本発明の特徴を組み込んだ例示的フレーム・フォーマットは、図６と併せて以下にさらに説明するようなものである。
【００１９】
アンテナ毎のトレーニングのためのアンテナのアイソレーション
先に示したように、プリアンブルの中の長いトレーニング系列ＬＴＳは、チャネルの推定中に用いられて、それぞれの個々の送信アンテナからｎ受信アンテナのそれぞれへのｍ−ＴＸ対ｎ−ＲＸのチャネル係数を取得する。他の送信アンテナは、アクティブの送信アンテナが長いトレーニング系列を送信しているときサイレントでなければならない。例えば、非アクティブのアンテナは、非アクティブのアンテナの出力がアクティブのアンテナに比べて３０ｄＢだけ低減されるならば「サイレント」であると考えることができる。
【００２０】
本発明の一態様によれば、アンテナの送信／受信ＲＦスイッチを使用して、長いトレーニング系列を送信しているアクティブのアンテナからの「サイレント」のアンテナのアイソレーションを向上させる、ＭＩＭＯの「アンテナ毎のトレーニング」のプリアンブルのアルゴリズムが開示される。本発明の別の態様によれば、デジタル信号処理にＯＦＤＭシンボルの可変スケーリングを用いて、デジタル−アナログ変換器に、個々のより高い出力のＬＴＳを送信するのに十分な動的なベースバンド信号の出力領域を与える、ＭＩＭＯの「アンテナ毎のトレーニング」のプリアンブルアルゴリズムが開示される。一般には、図４および５と併せて以下にさらに説明するように、アクティブの送信機の出力レベルはＬＴＳの送信中に高められ、非アクティブの送信機がこの区間中にサイレントであるということを補償する。
【００２１】
さらなる変形では、必要に応じてサイレントのアンテナの送信アンテナ回路でデジタル−アナログ変換器に０コードが適用されることが可能である。この方法では、ＲＦトランシーバおよび出力増幅器は、サイレント期間中にオンにしたままとすることができる。これにより、ＶＣＯのグリッチ問題および出力増幅器の起動時の余分な過渡電流を回避する。
【００２２】
図４は、本発明の特徴を組み込んだ例示的な２×２のＭＩＭＯトランシーバ４００の概略的なブロック図である。図４に示すように、例示的なトランシーバ４００は、ベースバンドチップ４１０と、ＲＦ送信機４５０と、出力増幅チップ４８０とを備える。ベースバンドチップ４１０は、デジタル信号処理装置４１５と、いくつかのデジタル−アナログ変換器４２０−１から４２０−４（以下ひとまとめにしてデジタル−アナログ変換器４２０と呼ぶ）とを含む。デジタル信号処理装置４１５は、既知の方法で、送信されるデジタル値を生成する。デジタル−アナログ変換器４２０は、送信のためにデジタル値をアナログ値に変換する。長いトレーニング系列の送信中、ＤＳＰ４１５は、アクティブのアンテナには長いトレーニング系列に対応するデジタル値を生成し、サイレントの送信アンテナにはデジタル−アナログ変換器４２０に適用される０コードを生成する。サイレントの送信アンテナのデジタル−アナログ変換器４２０に０コードを適用することにより、以下に説明するように、出力増幅器４８５からのＲＦ出力が大幅に削減される。図４に示す例示的な２つのアンテナの実施形態では、第１のアンテナ４９０−１がアクティブであり、第２のアンテナ４９０−２がサイレントである。
【００２３】
また、さらに以下に説明するようにＤＳＰ４１５は、各アンテナ・ブランチと関連する送信／受信スイッチ４９０の位置を制御する制御信号ＴＸＯＮを生成する。
【００２４】
例示的なＲＦトランシーバ４５０は、ローパスフィルタ４６０−１から４６０−４と、ミキサ４７０−１および４７０−２と、ドライバ４７５−１から４７５−４とを含む。ＲＦトランシーバ４５０は、従来の方法で動作する。一般に、図４の例示的実施形態では、デジタル−アナログ変換器４２０は同相（Ｉ）信号および直交（Ｑ）信号を生成し、これがローパスフィルタ４６０−１から４６０−４にかけられる。フィルタをかけられた信号は、デュアルバンドミキサ（２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚなど）に入れられる。次いで各アンテナ・ブランチと関連するドライバが、関連する帯域で動作する。例えば、ドライバ４７５−１は、２．４ＧＨｚ帯で動作することができ、ドライバ４７５−２は、５ＧＨｚ帯で動作することができる。同様に、ドライバ４７５−３は、２．４ＧＨｚ帯で動作することができ、ドライバ４７５−４は、５ＧＨｚ帯で動作することができる。
【００２５】
出力増幅チップ４８０は、従来の方法で動作することができるいくつかの出力増幅器４８５−１から４８５−４を含む。出力増幅器４８５−１および４８５−２の出力は、第１のアンテナ・ブランチと関連する送信／受信スイッチ４９０−１へ加えられ、出力増幅器４８５−３および４８５−４は、第２のアンテナ・ブランチと関連する送信／受信スイッチ４９０−２へ加えられる。
【００２６】
一般に、送信モードであるとき、送信／受信スイッチ４９０は、対応する出力増幅器４８５を対応するアンテナ４９５に結合するように構成されている。同様に、受信モードであるとき、送信／受信スイッチ４９０は、既知の方法で対応するアンテナ４９５を適切な復号回路（図示せず）に結合するように構成されている。
【００２７】
本発明の一態様によれば、送信／受信スイッチ４９０を用いて、ＭＩＭＯの「アンテナ毎のトレーニング」のために長いトレーニング系列を送信しているアクティブのアンテナからの「サイレント」のアンテナのアイソレーションを向上させる。詳細には、長いトレーニング系列を送信しているアクティブのアンテナ用の送信／受信スイッチ４９０は送信モードに設定され、サイレントのアンテナ用の送信／受信スイッチ４９０は受信モードに設定される。言い換えれば、サイレントの送信機用のアンテナスイッチ４９０は、それぞれのアンテナのポートを受信機の入力ポートに接続する。上述のように、例示的実施形態では、ＤＳＰ４１５が、各アンテナ・ブランチと関連する送信／受信スイッチ４９０の位置を制御する制御信号ＴＸＯＮを生成して、本発明のこの特徴を実施する。
【００２８】
本発明の別の態様によれば、デジタル信号処理装置でＯＦＤＭシンボルの可変スケーリングを用いて、デジタル−アナログ変換器に個々の、より高い出力のＬＴＳを送信するのに十分な動的なベースバンド信号の出力領域を与える。上述のように、アクティブの送信機の出力レベルは、ＬＴＳの送信中に高められ、非アクティブの送信機がこの区間にサイレントであるということを補償する。したがって本発明は、アンテナ毎のトレーニングの実施では、単一のアクティブのＭＩＭＯ送信機が、本質的に１入力１出力ＳＩＳＯモードで動作していると認識する。したがって、単一のアクティブのＭＩＭＯ送信機は、ＬＴＳを送信中に、ＯＦＤＭデータ・シンボルのペイロード中の総ＭＩＭＯ出力とほぼ同じアンテナ出力を提供しなければならない。図４の例示的な２−ＴＸ×２−ＲＸのＭＩＭＯシステムについては、これはアクティブの送信機が３ｄＢ高い出力でＬＴＳを送信する必要がある。
【００２９】
同様に、４−ＴＸ×４−ＲＸのＭＩＭＯシステムについては、これはアクティブの送信機が６ｄＢ高い出力でＬＴＳを送信する必要がある。したがって、アクティブ・チェーンのデジタル−アナログ変換器４２０は、他のフィールドを送信するために使用されるものより＋６ｄＢ高い、ＬＴＳを送信するための出力信号レベルを有する。デジタル−アナログ変換器４２０の出力レベルが＋６ｄＢ高いとき、アンテナ出力も同様に６ｄＢ高くなる。「サイレント」の送信機のＤＡＣは、０コードである。ＬＴＳ送信の可変スケーリングは、以下に説明する図５でもっとも明確にわかる。
【００３０】
１つの実装では、デジタル信号処理装置４１５は、ＯＦＤＭシンボルの平均出力のデジタル可変スケーリングを有し、デジタル−アナログ変換器４２０のベースバンド出力信号に、例えば１０＊ｌｏｇ（ｍ）ｄＢの可変範囲を与えるが、ここでｍはＭＩＭＯ送信アンテナＴＸの数に相当する。このようにして、出力増幅器の利得ステップの過渡的な変動および従来技術と関連するバイアス設定時間の問題がなく、高速であるが安定した出力の増加／減少が行われる。また、追加の出力制御範囲またはＲＦトランシーバ４５０に必要とされる複雑さがなく、正確なアンテナ出力のステップが取得される。
【００３１】
ＬＴＳは、ＭＩＭＯのＯＦＤＭデータ・シンボルより低い変調信号のピーク対平均電力比ＰＡＰＲを有する。したがって、図４のＰＨＹ送信機全体のアーキテクチャは、ＬＴＳの送信に十分な直線性を有して、飽和出力レベルからより小さいバックオフで、アンテナ毎のトレーニングのためにＳＩＳＯモードでより高い平均出力でＬＴＳを送信する。これにより、デジタル−アナログ変換器４２０の平均出力は、ＬＴＳに対して１０＊ｌｏｇ（ｍ）ｄＢ大きくなる。
【００３２】
図５は、本発明の特徴を組み込んだ例示的４×４のＭＩＭＯシステム用の例示的プリアンブルの形式および出力設計を示す。図５に示すように、全４つの送信機ＴＸ１〜ＴＸ４は、区間５０５中の短いトレーニング系列ＳＴＳの送信に対して同時にアクティブとなる。図５に示す記号５５０に基づいて、各送信機ＴＸ１〜ＴＸ４は、例示的実施形態では＋１４ｄＢｍの標準出力レベルでＳＴＳを送信している。ＳＴＳ区間５０５の開始では、送信／受信スイッチ４９０用の制御信号、ＴＸＯＮが作動されて、すべての送信ブランチＴＸ１〜ＴＸ４を送信モードにする。さらに、２マイクロ秒の遅延により、出力増幅器がランプアップされて、デジタル−アナログ変換器４２０がＳＴＳシンボルの生成を開始する。
【００３３】
その後、ＬＴＳが、上述のようにアンテナ毎の方法で各送信機によって送信される。したがって、第１のアクティブの送信機ＴＸ１は、区間５１０の間にＬＴＳを送信し、その他の送信機ＴＸ２〜ＴＸ４はサイレントである。アクティブの送信機ＴＸ１は、本発明に従って２０ｄＢｍだけ出力レベルを高めてＬＴＳを送信する。その間、サイレントの送信機ＴＸ２〜ＴＸ４は、サイレントモードの間−１０ｄＢｍ以下の出力レベルで送信する。区間５１０の間は、送信／受信スイッチ４９０のそれぞれの制御信号、ＴＸＯＮが、第１の送信ブランチＴＸ１を送信モードに、残りの送信ブランチＴＸ２〜ＴＸ４を受信モードにするよう制御される。
【００３４】
第２のＬＴＳ区間５１５の間は、第２の送信機ＴＸ２がアクティブであって、２０ｄＢｍの高められた出力レベルでＬＴＳを送信し、その他の送信機ＴＸ１、ＴＸ３、ＴＸ４はサイレントであって、サイレントモード中出力レベルは−１０ｄＢｍ以下である。第３のＬＴＳ区間５２０の間は、第３の送信機ＴＸ３がアクティブであって、２０ｄＢｍの高められた出力レベルでＬＴＳを送信し、その他の送信機ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ４はサイレントであって、サイレントモード中出力レベルは−１０ｄＢｍ以下である。第４のＬＴＳ区間５２５の間は、第４の送信機ＴＸ４がアクティブであって、２０ｄＢｍの高められた出力レベルでＬＴＳを送信し、その他の送信機ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３はサイレントであって、サイレントモード中出力レベルは−１０ｄＢｍ以下である。
【００３５】
最終的に、ＭＩＭＯプリアンブルが完成した後、すべての送信機ＴＸ１〜ＴＸ４は、区間５３０の間に適切なバックオフで（すなわち標準出力レベルの＋１４ｄＢｍを使用して）データ・シンボルを送信する。
【００３６】
本発明の例示的実施形態について、デジタル論理ブロックに関して説明したが、当業者には明らかであるように、様々な機能は、ソフトウェアプログラムの処理ステップとしてデジタル領域に、回路素子もしくは状態機械によってハードウェアに、またはソフトウェアおよびハードウェアの両方の組合せに実装されることが可能である。このようなソフトウェアは、例えばデジタル信号処理装置、マイクロコントローラ、または汎用コンピュータで使用されることが可能である。このようなハードウェアおよびソフトウェアは、集積回路内に実装された回路の中に組み入れられることが可能である。
【００３７】
したがって、本発明の機能は、これらの方法を実行する方法および装置の形態で組み込まれることが可能である。本発明の１つまたは複数の態様は、プログラムコードの形態で取り入れることができ、例えば記憶媒体に格納される、機械によってロードされるおよび／または実行される、あるいはいくつかの伝送媒体で送信され、プログラムコードがコンピュータなどの機械にロードされて実行されるとき、この機械が本発明を実行する装置になる。汎用プロセッサに実装される場合は、プログラムコードのセグメントがプロセッサと結合し、特定の論理回路に同じように動作する装置を提供する。
【００３８】
本明細書に示して説明した実施形態および変形物は、単に本発明の原理を例示するものであり、本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく当業者によって様々な変更が行われることが可能であると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】例示的なＭＩＭＯ送信機の概略的なブロック図である。
【図２】例示的なＭＩＭＯ受信機の概略的なブロック図である。
【図３】ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａ／ｇ標準に準拠したフレーム・フォーマットを示す図である。
【図４】本発明の特徴を組み込んだ例示的な２×２のＭＩＭＯトランシーバの概略的なブロック図である。
【図５】本発明の特徴を組み込んだ例示的４×４のＭＩＭＯシステム用の例示的プリアンブルの形式および出力設計を示す図である。
【図１】
2009530965.tif 000003
【図２】
2009530965.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2009530965.tif 000007
【国際調査報告】
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