(57)【要約】方法およびシステムは、Ｍ対の送信アンテナを含む多重入力／多重出力無線通信システムにおいてデータシンボルのストリームを送信する。データシンボルのストリームはＭ個のサブストリームに逆多重化され、サブストリームを送信するために用いられる関連するチャネル上で所定の性能を達成しながら、最大のデータレートに適応的に変調され、符号化される。アンテナ毎に１つの出力ストリームの２つの出力ストリームを生成するために、符号化された各サブストリームに空間−時間送信ダイバーシティ符号化が適用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ対の送信アンテナを含む多重入力／多重出力無線通信システムにおいてデータシンボルのストリームを送信するための方法であって、
データシンボルのストリームをＭ個のサブストリームに逆多重化すること、
前記サブストリームを送信するために用いられる関連するチャネル上で所定の性能を達成しながら、各サブストリームを最大のデータレートに適応的に変調し、かつ符号化すること、
符号化されたサブストリームをそれぞれ２つの出力ストリームに空間−時間送信ダイバーシティ符号化し、アンテナ毎に１つの出力ストリームとすること
を含む、Ｍ対の送信アンテナを含む多重入力／多重出力無線通信システムにおいてデータシンボルのストリームを送信するための方法。
【請求項２】
１つの受信機から、前記アンテナ毎の関連するチャネルのチャネル条件をフィードバックすること、
前記チャネル条件に基づいて前記最大のデータレートを選択すること
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記チャネル条件は信号対雑音比を測定する
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネル条件は誤り率を測定する
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記チャネル条件は定期的に更新される
請求項２に記載の方法。
【請求項６】
Ｍ対の送信アンテナを含む多重入力／多重出力無線通信システムにおいてデータシンボルのストリームを送信するための送信機であって、
前記データのストリームからＭ個のサブストリームを生成するデマルチプレクサと、
前記サブストリームを送信するために用いられる関連するチャネル上で所定の性能を達成しながら、各サブストリームを最大のデータレートに符号化する適応的変調符号器と、
サブストリームをそれぞれ２つの出力ストリームに符号化する空間−時間送信ダイバーシティ符号器と、
前記出力ストリーム毎に１つのアンテナと
を備える、Ｍ対の送信アンテナを含む多重入力／多重出力無線通信システムにおいてデータシンボルのストリームを送信するための送信機。
【請求項７】
前記関連するチャネルのチャネル条件をフィードバックする受信機と、
前記チャネル条件に基づいてレート情報を前記適応的変調符号器に信号伝達するレートセレクタとをさらに備える
請求項６に記載の送信機。
【請求項８】
前記受信機は、信号対雑音比を測定するための手段をさらに備える
請求項７に記載の送信機。
【請求項９】
前記受信機は、誤り率を測定するための手段をさらに備える
請求項７に記載の送信機。
【請求項１０】
Ｍ対の送信アンテナを含む多重入力／多重出力無線通信システムにおいてデータシンボルのストリームを送信するためのシステムであって、
データシンボルのストリームをＭ個のサブストリームに逆多重化するように構成されるデマルチプレクサと、
前記サブストリームを送信するために用いられる関連するチャネル上で所定の性能を達成しながら、各サブストリームを最大のデータレートに適応的に変調し、符号化するための手段と、
符号化されたサブストリームをそれぞれ２つの出力ストリームに空間−時間送信ダイバーシティ符号化し、前記アンテナ毎に１つの出力ストリームとする手段と
を備える、Ｍ対の送信アンテナを含む多重入力／多重出力無線通信システムにおいてデータシンボルのストリームを送信するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般に無線通信に関し、より詳細には、可変レート符号化を用いる多重入力／多重出力無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
第３世代（３Ｇ）無線符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムのような無線通信システムでは、決められた帯域幅のチャネル内で複数のユーザのための複数のサービスおよび複数のデータレートに同時に対応することが望ましい。１つの方式は、送信する前に、ユーザデータシンボルを変調し、符号化するために適応的変調および符号化（ＡＭＣ）を用いる。
【０００３】
フェージングチャネルの環境において無線通信システムの容量を増加させるために、送信ダイバーシティが広く採用されている。３Ｇシステムでは、開ループによる解決策として、送信の場合に２本のアンテナ、受信の場合に１本のアンテナが用いられる。そのようなシステムでは、送信されるデータの２シンボル毎に、空間−時間送信ダイバーシティ（ＳＴＴＤ）符号器によってさらに符号化され、アンテナ毎に２シンボルの４つの符号化されたシンボルが生成される。各アンテナは、そのチャネルを通して異なるシンボルストリームを送信し、ダイバーシティ利得を達成する。
【０００４】
決められたチャネル帯域幅においてリアルタイムのマルチメディアサービスを提供するために、ＷＣＤＭＡシステムの高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）のような、無線通信システムの高速データレート伝送のための多重入力／多重出力（ＭＩＭＯ）システムが開発されている。ＭＩＭＯシステムでは、送信機および受信機によって多数のアンテナが用いられ、システムの容量を増加させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、ダイバーシティの次元、すなわちアンテナの数が増加すると、システム容量が改善される。超高速の伝送の場合、目標とする性能を達成するために、多数のアンテナが必要になるかもしれない。この問題を解決するための１つの方法は、現在のＳＴＴＤシステムをＭＩＭＯ構成に拡張することである。そのようなシステムでは、ＭＩＭＯ構成を用いることによりシステム容量を改善するとともに、音声サービスのような低速のデータ伝送の場合に現在のＳＴＴＤシステムを利用するために、現在のＳＴＴＤシステムとの互換性が保たれる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、多重入力／多重出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムのための送信機を提供する。本発明は、３ＧＰＰ標準規格のためのＷ−ＣＤＭＡシステム、および３ＧＰＰ２標準規格のためのＣＤＭＡ２０００システムのような、３Ｇ無線通信システムにおいて広く採用される空間−時間送信ダイバーシティ（ＳＴＴＤ）と互換性がある。
【０００７】
本発明は、アンテナシステムの各サブグループに適応的変調および符号化（ＡＭＣ）を適用し、種々のチャネル条件を、要求されるサービス性能に一致させるとともに、最大のシステム容量を達成する。より具体的には、本発明は、既存のＳＴＴＤ方式との互換性を保ちながら、ＭＩＭＯシステムのための高速のデータ伝送を行うのに適している。本発明は、高速のデータ伝送とともに、音声サービスのような低速のデータ伝送のために用いられ、１つのセル内の稼動中のユーザの全数を増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明による多重入力／多重出力（ＭＩＭＯ）無線通信システムのための送信機１００を示す。送信機１００は、多数（Ｍ個）の適応的変調および符号化（ＡＭＣ）ブロック１２０に接続されるデマルチプレクサ１１０を備える。各ＡＭＣブロックの出力は、空間−時間送信ダイバーシティ（ＳＴＴＤ）符号器１３０に接続される。ＳＴＴＤ符号器の出力はＮ個のアンテナ１４０に接続され、ここでは各符号器が２つのアンテナに接続される。
【０００９】
システム１００は、図示されないが、受信機からのチャネル条件１６０を受信するレートセレクタ１５０も備える。チャネル条件は、送信チャネル毎の受信信号対雑音比（ＳＮＲ）を含むことができる。チャネル条件１６０は、定期的に、あるいは必要に応じて更新されることができる。
【００１０】
システム１００の動作中に、データシンボルのストリームＸ１０１は最初に、Ｍ個のサブストリーム１１１に逆多重化される（１１０）。ただし、Ｍはアンテナ１４０の全数Ｎの半分である。Ｍ個のサブストリームはＭ個のＡＭＣ１２０によってＭ個のデータレートで符号化される。
【００１１】
Ｍ個のデータレートは受信機からのチャネル条件フィードバック１６０によって決定される。したがって、各ＡＭＣはある最大のデータレートでサブストリームを符号化し、関連するチャネル毎に所定のサービス性能を達成する。基本的には、サービス性能は誤り率、たとえばビット誤り率（ＢＥＲ）、フレーム誤り率（ＦＥＲ）あるいはＳＮＲの指標である。
【００１２】
ＡＭＣ１２０は、種々の符号化レートで、変調、たとえばＱＰＳＫ、８−ＰＳＫ、１６−ＱＡＭなどと、畳み込み符号化およびターボ符号化のようなチャネル符号化との所定の組み合わせを利用し、符号化レートはサブストリーム毎の情報レートあるいは容量を規定する。ここでは、チャネル条件が良好になることは、そのようなチャネル条件下で所定のサービス性能で達成することができるデータレートが高くなることを意味する。
【００１３】
図１に示されるように、サブストリーム１１１毎に、対応するＡＭＣブロック１２０が情報シンボルＸｉ１およびＸｉ２を出力し（ただしｉ＝１、２、・・・、Ｍ）、それがＳＴＴＤ符号器ブロック１３０に供給される。ＳＴＴＤ符号器１３０は入力情報シンボルを符号化し、その出力は以下の式によって与えられる。
【００１４】
【数１】
2005535221.tif 000003
【００１５】
ただし、＊は複素共役である。式（１）内のＳＴＴＤ出力行列の各行は、ある特定の送信アンテナ１４０への出力を表す。サブストリーム１１１毎に２つの送信アンテナが存在し、それゆえ、全部でＮ＝２Ｍ個のアンテナ１４０が存在する。
【００１６】
サブストリーム１１１毎に異なるデータレートを適応的に割り当てるために、受信機は各送信アンテナから受信信号のためのチャネルあるいはＳＮＲ推定を実行し、これをチャネル条件１６０として送信機に報告し直す必要がある。
【００１７】
フィードバック情報の誤りを低減するために、送信するためのフィードバック情報が符号化され、変調されることができる。チャネル条件フィードバックは、受信機から定期的に更新されることができる。一般に、チャネル条件を正確に追跡し、より高いシステム容量を達成するために、より高い更新周波数が好ましい。フィードバック情報量を適度なサイズに保持するために、変調およびチャネル符号化の組み合わせの数はできる限り少なくする。
【００１８】
本発明は高速のデータ伝送に限られるばかりでなく、音声サービスのような低速のデータ伝送の場合にも効率的に用いられることができ、１つのセル内の稼動中のユーザの全数を増加させるであろう。
【００１９】
種々の他の改変および変更が本発明の精神および範囲内でなされることができることは理解されたい。それゆえ、添付の特許請求の範囲の目的は、本発明の真の精神および範囲内に入るような、全てのそのような変形および変更を網羅することである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による多重入力／多重出力無線通信システム内の送信機のためのブロック図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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