(57)【要約】本発明は、データ送信システム、及び２つのトランシーバ(500,502)間のデータ送信方法に係る。トランシーバの少なくとも１つは、２つ以上の放射パターン(512)を使用して、信号を送信及び受信する。送信すべき記号がブロックへと分割され、これらは、第１の空間−時間コードを使用してエンコードされ、各放射パターンから１つのブロックが送信される。受信器は、再送信が要求されたかどうかチェックし、次いで、再送信メッセージを送信器へ送信すると共に、ブロックの少なくとも幾つかをメモリに記憶する。送信器は、第２の空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードし、そのブロックを再送信する。受信器は、１つ以上のアンテナを使用してブロックを受信し、そしてメモリ内のブロックとの合成検出又はデコーディングを実行する。
2005528038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのトランシーバ(500,502)間のデータ送信方法であって、２つ以上の放射パターン(512)を使用して少なくとも１つのトランシーバで信号を送信及び受信するステップと、送信すべき記号を第１トランシーバにおいてブロックへと分割するステップと、第１の空間−時間コードを使用して前記ブロックをエンコードするステップと、放射パターンを使用して前記ブロックを送信するステップと、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて前記ブロックを受信するステップとを備えたデータ送信方法において、更に、
前記第２トランシーバにおいて再送信が要求されたかどうかチェックするステップと、
再送信が要求された場合に、
再送信メッセージを前記第１トランシーバへ送信するステップと、
前記ブロックの少なくとも幾つかを前記第２トランシーバのメモリに記憶するステップと、
第２の空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードするステップと、
前記エンコードされたブロックを前記第１トランシーバから再送信するステップと、
前記再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して前記第２トランシーバにおいて受信し、そして前記メモリ内のブロックとの合成検出又はデコーディングを実行するステップと、
を備えたことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項２】
２つのトランシーバ(500,502)間のデータ送信方法であって、２つ以上のアンテナ(512)を使用して少なくとも１つのトランシーバで信号を送信及び受信するステップと、送信すべき記号を第１トランシーバにおいてブロックへと分割するステップと、空間−時間コードを使用して前記ブロックをエンコードするステップと、第１ダイバーシティ方法を使用して各アンテナから１つのブロックを送信するステップと、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて前記ブロックを受信するステップとを備えたデータ送信方法において、更に、
前記第２トランシーバにおいて再送信が要求されたかどうかチェックするステップと、
再送信が要求された場合に、
再送信メッセージを前記第１トランシーバへ送信するステップと、
前記ブロックの少なくとも幾つかを前記第２トランシーバのメモリに記憶するステップと、
空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードするステップと、
前記エンコードされたブロックを、前記第１の送信とは異なるダイバーシティ方法を使用して前記第１トランシーバから再送信するステップと、
前記再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して前記第２トランシーバにおいて受信し、そして前記メモリ内のブロックとの合成検出又はデコーディングを実行するステップと、
を備えたことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項３】
前記空間−時間コード又はダイバーシティ方法は、合成信号のダイバーシティ度合が第１又は第２の送信のみにおけるダイバーシティ度合を越えるように選択される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記空間−時間コード又はダイバーシティ方法は、合成信号の直交性が第１又は第２の送信のみにおける直交性を越えるように選択される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１又は第２の空間−時間コードは、非直交の空間−時間コードであり、これらコードは互いに異なる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の空間−時間コードは、前記第１の空間−時間コードからの置換である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記コードの位相は、互いにずれている請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び第２のコードは、異なる放射パターンにより送信される請求項５に記載の方法。
【請求項９】
放射パターン係数を制御する情報が前記第２トランシーバにおいて計算され、そして前記第１トランシーバへシグナリングされる請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
放射パターン係数を制御する情報が、前記第２トランシーバにシグナリングされた情報に基づいて、前記第１トランシーバにおいて計算される請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の空間−時間コードが直交し、そして前記第１及び第２の空間−時間コードの記号が、送信すべき記号の異なる線形変換を表わす請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２の空間−時間コードが直交し、そして前記第１及び第２の空間−時間コードの記号に、異なる記号アルファベットが与えられる請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２の空間−時間コード化及び送信が実行され、これは、
送信器のエンコーダへ送信すべきブロックを受信するステップと、
前記送信器のエンコーダへ送信すべきブロックに対して空間−時間コード化を実行して、ＭｘＭ直交空間−時間ブロックエンコード信号が得られるようにするステップと、
Ｍ個のデータ流の少なくとも１つに対して前記送信器のエンコーダにおいて位相シフトを実行して、非位相シフトデータ流に対応する少なくとも１つの位相シフトデータ流が得られるようにするステップと、
Ｍ個の非位相シフトデータ流と少なくとも１つの位相シフトデータ流の各々を実質的に同時に異なる放射パターンにより送信するステップと、
を備え、そして更に、前記第２の空間−時間コード化及び送信は、前記第１のコード化及び送信とは異なる位相又は放射パターン順序を使用する請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記合成ブロックに対して有効相関マトリクスが計算され、そして該相関マトリクスにより検出又はデコーディングが実行される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ブロック記号に対してソフト又はハード判断が計算され、そして個別の判断の結合に基づいて検出又はデコーディングが実行される請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１６】
異なる空間−時間コード部分には異なるクオリティチェックが与えられ、そして異なるコード部分に対して再送信の必要性が別々にチェックされる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１７】
受信した信号の信頼性が推定され、そしてその推定された信頼性に基づいて再送信の判断が行われる請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１８】
再送信が要求される場合には、前記第２のトランシーバが、最初に受信したブロックに関連したパラメータをメモリに記憶する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１９】
送信は、少なくとも２つの異なる放射パターンを使用して少なくとも２つの記号を同時に送信することを含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項２０】
第１及び第２のトランシーバ(500,502)を含むデータ送信システムであって、少なくとも１つのトランシーバは、信号を送信及び受信する２つ以上のアンテナ(512,520,522,524,544)を備え、前記第１トランシーバ(500)は、送信すべき記号をブロックへと分割し、第１の空間−時間コードを使用して前記ブロックをエンコードし、そして各アンテナから１つのブロックを送信するように構成され、且つ前記第２トランシーバ(502)は、１つ以上のアンテナを使用して前記ブロックを受信するように構成されたデータ送信システムにおいて、
前記第２トランシーバは、再送信が要求されたかどうかチェックするように構成され、
再送信が要求された場合に、
再送信要求を前記第１トランシーバへ送信し、前記第２トランシーバは、前記ブロックの少なくとも幾つかをメモリに記憶するように構成され、
前記第１トランシーバは、第２の空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードし、
前記エンコードされたブロックを再送信するように構成され、そして
前記第２トランシーバは、前記再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して前記第２トランシーバにおいて受信し、そしてそれらを前記メモリ内のブロックと合成するように構成されたことを特徴とするデータ送信システム。
【請求項２１】
第１及び第２のトランシーバ(500,502)を含むデータ送信システムであって、少なくとも１つのトランシーバは、信号を送信及び受信する２つ以上のアンテナ(512,520,522,524,544)を備え、前記第１トランシーバ(500)は、送信すべき記号をブロックへと分割し、第１の空間−時間コードを使用して前記ブロックをエンコードし、そして第１のダイバーシティ方法を使用して各アンテナから１つのブロックを送信するように構成され、且つ前記第２トランシーバ(502)は、１つ以上のアンテナを使用して前記ブロックを受信するように構成されたデータ送信システムにおいて、
前記第２トランシーバは、再送信が要求されたかどうかチェックするように構成され、
再送信が要求された場合に、
再送信要求を前記第１トランシーバへ送信し、
前記第２トランシーバは、前記ブロックの少なくとも幾つかをメモリに記憶するように構成され、
前記第１トランシーバは、第２の空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードし、
前記エンコードされたブロックを、前記第１の送信とは異なるダイバーシティ方法を使用して再送信するように構成され、そして
前記第２トランシーバは、前記再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して前記第２トランシーバにおいて受信し、そしてそれらを前記メモリ内のブロックと合成するように構成されたことを特徴とするデータ送信システム。
【請求項２２】
前記第１及び第２の空間−時間コードは、非直交の空間−時間コードであり、これらコードは互いにずれている請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記空間−時間コード又はダイバーシティ方法は、合成信号のダイバーシティ度合が第１又は第２の送信のみにおけるダイバーシティ度合を越えるように選択される請求項２０又は２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記空間−時間コード又はダイバーシティ方法は、合成信号記号の直交性又はビットの直交性が第１又は第２の送信のみにおける直交性を越えるように選択される請求項２０又は２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１トランシーバは、
送信すべきブロックを、直交ＭｘＭ空間−時間ブロックエンコード信号へと空間−時間エンコードする手段(300)と、
Ｍ個のデータ流から少なくとも１つのデータ流を位相シフトして、非位相シフトデータ流に対応する少なくとも１つの位相シフトデータ流が得られるようにする手段(314,316)と、
Ｍ個の非位相シフトデータ流及び少なくとも１つの位相シフトデータ流の各１つを実質的に同時に異なる放射パターン(318-324)により送信する手段(338-344)と、
を備え、そして更に、前記第１トランシーバは、前記第２の空間−時間コード化及び送信において、前記第１のコード化及び送信とは異なる位相又は放射パターン順序を使用するように構成された請求項２０又は２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２トランシーバは、受信信号の信頼性を推定することにより再送信の必要性をチェックするように構成された請求項２０又は２１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第２トランシーバは、信号送信に使用される空間−時間コードの異なる部分に対して別々に再送信の必要性をチェックするよう構成された請求項２０又は２１に記載のシステム。
【請求項２８】
２つのトランシーバ(500,502)間のデータ送信方法であって、２つ以上の放射パターン(512)を使用して少なくとも１つのトランシーバで信号を送信及び受信するステップと、送信すべき記号を第１トランシーバにおいてブロックへと分割するステップと、少なくとも２つの部分を含む空間−時間コードを使用して前記ブロックを送信前にエンコードするステップと、放射パターンを使用して１つのブロック部分を送信するステップと、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて前記ブロックを受信するステップとを備えたデータ送信方法において、更に、
合成信号の直交性又はダイバーシティ度合が前記コード部分の直交性又はダイバーシティ度合を別々に越えるように前記空間−時間コードを選択するステップと、
アンテナリソースは実質的に同じものであるが、直交チャンネルリソースは異なるものを使用して、前記空間−時間コードの異なる部分を送信するステップと、
を備えたことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項２９】
前記直交チャンネルリソースは、時間、周波数、サブキャリア、コード及びその組合せを含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
異なる空間−時間コード部分における記号は、互いの一元変換である請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
異なるチャンネルリソースに割り当てられた部分は、異なる放射パターンを使用して少なくとも部分的に送信される請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
２つ以上の放射パターンを使用して信号を送信する手段と、送信すべき記号をブロックへと分割する手段と、第１の空間−時間コードを使用して前記ブロックをエンコードする手段と、放射パターンを使用して前記ブロックを送信する手段とを備えた送信装置において、
再送信メッセージを受信するための手段と、
再送信メッセージが受信された場合に第２の空間−時間コードを使用して前記ブロックの少なくとも幾つかをエンコードする手段と、
再送信メッセージが受信された場合に前記エンコードされたブロックを再送信する手段と、
を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項３３】
使用する第１の空間−時間コードでエンコードされたブロックを受信するための１つ以上のアンテナ又は放射パターンを備えたトランシーバにおいて、
再送信が要求されたかどうかチェックするための手段と、
再送信が要求された場合に、
前記ブロックの少なくとも幾つかを記憶するためのメモリ手段と、
再送信メッセージを送信するための手段と、
第２の空間−時間コードでエンコードされた再送信ブロックを受信するための１つ以上のアンテナと、
前記メモリ内のブロックとの合成検出又はデコーディングを実行する手段と、
を備えたことを特徴とするトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのトランシーバ間のデータ送信に係る。より詳細には、本発明は、２つ以上のアンテナを使用して、少なくとも１つのトランシーバにおいて信号を送信及び受信する解決策に係る。
【背景技術】
【０００２】
現在、電話システムは、従来のコールを送信するだけでなく、多数の他のサービスを提供するのにも使用される。新たなサービスコンセプトが絶え間なく創作されている。特に、無線電話システムに対して種々のサービスが設計されている。ほとんどのユーザは移動電話を常時携帯し、従って、いつでもサービスを利用できるので、これらのサービスは、ユーザによって好まれている。
【０００３】
異なるサービスは、無線接続から異なる送信容量を必要とする。ワイヤレステレコミュニケーションシステムの分野における重要な研究プロジェクトは、無線接続にわたってデータ送信容量をいかに増加するである。既存の無線システム及び新たなシステムの容量をできるだけ改善するために多数の方法が提案されている。しかしながら、各方法は、それ自身の利点と欠点がある。
【０００４】
データレートを高めるための明らかなやり方は、高次の変調方法を使用することである。しかしながら、このような方法の欠点は、適切に機能するために、良好な信号対雑音比を必要とすることである。第２に、特に、ＴＤＭＡシステムにおいて、システムに要求されるイコライザの構造が複雑になる。ベースステーション及びターミナルの高周波部分は、通常、信号に非直線性を発生する。又、信号に干渉が発生するので、充分に良好な信号対雑音比を得ることは困難である。
【０００５】
別のやり方は、信号送信にダイバーシティを使用することである。ダイバーシティは、受信器で受信される信号の信号対雑音比を改善し、従って、平均データレートを高めることができる。従来の送信ダイバーシティ方法は、信号を２回送信し、後者の送信を遅延する遅延ダイバーシティである。しかしながら、この解決策は、明らかに最適とは言えない。
【０００６】
ダイバーシティを達成する良好な方法は、ダイバーシティの完全な利点を発揮する空間−時間ブロックコード化（ＳＴＢＣ）を使用することである。空間−時間ブロックコードは、例えば、参考としてここに援用する、Tarokh, V.、Jafarkhani, H.、Calderbank, A.R.：Space-Time Block Codes from Orthogonal Designs、IEEE Transactions on information theory、第４５巻、第１４５６−１４６７ページ、１９９９年７月、及びＷＯ９９／１４８７１号に説明されている。
【０００７】
前記特許は、ビットで構成された送信されるべき記号が所与の長さのブロックでエンコードされ、そして各ブロックが、２つのアンテナを経て送信されるべき所与の数のチャンネル記号へとエンコードされるようなダイバーシティ方法を開示している。各アンテナを経て異なる信号が送信される。例えば、エンコードされるべき記号が、記号２個分の長さをもつブロックへ分割されるときには、送信されるべきチャンネル記号は、第１アンテナにより送信されるべきチャンネル記号が、第１記号と、第２記号の複素共役とで構成され、且つ第２アンテナを経て送信されるべきチャンネル記号が、第２記号と、第１記号の複素共役とで構成されるように、形成される。
【０００８】
高い記号レートが与えられたコードが、O. Tirkkonen、A. Boariu、A.Hottinen著の出版物「Minimal non-orthogonality space-time code for 3+ transmit antennas」in Proc. IEEE ISSSTA、２０００年９月、米国ニュージャージー州、に開示されている。このコードでは、信号が、次のコードマトリクスを使用して送信される。
【数１】
2005528038.tif 000003
ここで、ｚiは、送信されるべき記号を表わし、そしてマーク＊は、複素協約を表わす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＳＴＢＣ方法は、受信端にアンテナが１つしか設けられていないときには適切に機能する。送信端及び受信端の両方に多数のアンテナが設けられている場合には、ＳＴＢＣは、最適とは言えない。この点については、参考としてここに援用する、S. Sandhu、A. Paulraj：Space Time Block Codes: A Capacity Perspective、IEEE Communications letters、第４巻、第１２号、２０００年１２月、を参照されたい。
【００１０】
別の既知の直交ブロックコードが、Lindskog、Paulraj著の出版物「A Transmit Diversity Scheme for Channels with Intersymbol Interference」、Proc. IEEE ICC2000、２０００年、第１巻、第３０７−３１１ページに開示されている。このコードも、記号間干渉が見つかるチャンネルにおいて機能する（ＩＳＩ：記号間干渉）。
【００１１】
更に別の従来の方法は、送信及び受信の両方に多数のアンテナ又はアンテナアレーを使用することである。これは、ＭＩＭＯ方法（多入力多出力）と称される。このＭＩＭＯ方法は、上述した方法よりも良好な結果を生み出すことが示唆されている。ＭＩＭＯは、参考としてここに援用する、G. J. Foschini著の出版物「Layered Space-Time Architecture for Wireless Communication in a Fading Environment when Using Multi-Element Antennas」、Bell Labs Technical Journal、１９９６年秋、に詳細に説明されている。無線システムのターミナルも少なくとも２つのアンテナを含むと仮定すれば、ＭＩＭＯによって良好な容量を達成することができる。別の欠点として、ＭＩＭＯは、異なるアンテナを経て送信及び受信される信号が異なるチャンネルを経て進行する場合しか良好に機能しない。これは、チャンネル間の相関が困難であることを意味する。チャンネルが相関する場合には、ＭＩＭＯにより得られる利点が最小となる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、ワイヤレス接続において良好な送信容量を達成する方法及びこの方法を実施する装置を提供することである。これは、２つのトランシーバ間のデータ送信方法であって、２つ以上の放射パターンを使用して少なくとも１つのトランシーバで信号を送信及び受信するステップと、送信すべき記号を第１トランシーバにおいてブロックへと分割するステップと、第１の空間−時間コードを使用して前記ブロックをエンコードするステップと、放射パターンを使用してブロックを送信するステップと、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいてブロックを受信するステップと、第２トランシーバにおいて再送信が要求されたかどうかチェックするステップと、再送信が要求された場合に、再送信メッセージを第１トランシーバへ送信するステップと、ブロックの少なくとも幾つかを第２トランシーバのメモリに記憶するステップと、第２の空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードするステップと、そのエンコードされたブロックを第１トランシーバから再送信するステップと、その再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて受信し、そしてメモリ内のブロックとの合成検出又はデコーディングを実行するステップと、を備えたデータ送信方法により達成される。
【００１３】
又、本発明は、２つのトランシーバ間のデータ送信方法であって、２つ以上のアンテナを使用して少なくとも１つのトランシーバで信号を送信及び受信するステップと、送信すべき記号を第１トランシーバにおいてブロックへと分割するステップと、空間−時間コードを使用してブロックをエンコードするステップと、第１ダイバーシティ方法を使用して各アンテナから１つのブロックを送信するステップと、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいてブロックを受信するステップと、第２トランシーバにおいて再送信が要求されたかどうかチェックするステップと、再送信が要求された場合に、再送信メッセージを第１トランシーバへ送信するステップと、ブロックの少なくとも幾つかを第２トランシーバのメモリに記憶するステップと、空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードするステップと、そのエンコードされたブロックを、第１の送信とは異なるダイバーシティ方法を使用して第１トランシーバから再送信するステップと、その再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて受信し、そしてメモリ内のブロックとの合成検出又はデコーディングを実行するステップと、を備えたデータ送信方法にも係る。
【００１４】
又、本発明は、２つのトランシーバ間のデータ送信方法であって、２つ以上の放射パターンを使用して少なくとも１つのトランシーバで信号を送信及び受信するステップと、送信すべき記号を第１トランシーバにおいてブロックへと分割するステップと、少なくとも２つの部分を含む空間−時間コードを使用してブロックを送信前にエンコードするステップと、放射パターンを使用して１つのブロック部分を送信するステップと、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいてブロックを受信するステップと、合成信号の直交性又はダイバーシティ度合がコード部分の直交性又はダイバーシティ度合を別々に越えるように空間−時間コードを選択するステップと、アンテナリソースは実質的に同じものであるが、直交チャンネルリソースは異なるものを使用して、空間−時間コードの異なる部分を送信するステップと、を備えたデータ送信方法にも係る。
【００１５】
又、本発明は、第１及び第２のトランシーバを含むデータ送信システムであって、少なくとも１つのトランシーバは、信号を送信及び受信する２つ以上のアンテナを備え、第１トランシーバは、送信すべき記号をブロックへと分割し、第１の空間−時間コードを使用してブロックをエンコードし、そして各アンテナから１つのブロックを送信するように構成され、且つ第２トランシーバは、１つ以上のアンテナを使用してブロックを受信するように構成されたデータ送信システムにも係る。
【００１６】
本発明によるシステムにおいて、第２トランシーバは、再送信が要求されたかどうかチェックするように構成され、再送信が要求された場合に、再送信要求を第１トランシーバへ送信し、第２トランシーバは、ブロックの少なくとも幾つかをメモリに記憶するように構成され、第１トランシーバは、第２の空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードし、そのエンコードされたブロックを再送信するように構成され、そして第２トランシーバは、その再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて受信し、そしてそれらをメモリ内のブロックと合成するように構成される。
【００１７】
更に、本発明は、第１及び第２のトランシーバを含むデータ送信システムであって、少なくとも１つのトランシーバは、信号を送信及び受信する２つ以上のアンテナを備え、第１トランシーバは、送信すべき記号をブロックへと分割し、第１の空間−時間コードを使用してブロックをエンコードし、そして第１のダイバーシティ方法を使用して各アンテナから１つのブロックを送信するように構成され、且つ第２トランシーバは、１つ以上のアンテナを使用してブロックを受信するように構成されたデータ送信システムにも係る。
【００１８】
本発明のシステムにおいて、第２トランシーバは、再送信が要求されたかどうかチェックするように構成され、再送信が要求された場合に、再送信要求を第１トランシーバへ送信し、第２トランシーバは、ブロックの少なくとも幾つかをメモリに記憶するように構成され、第１トランシーバは、第２の空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードし、そのエンコードされたブロックを、第１の送信とは異なるダイバーシティ方法を使用して再送信するように構成され、そして第２トランシーバは、その再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて受信し、そしてそれらをメモリ内のブロックと合成するように構成される。
【００１９】
又、本発明は、第１及び第２のトランシーバを含むデータ送信システムであって、少なくとも１つのトランシーバは、信号を送信及び受信する２つ以上のアンテナを備え、第１トランシーバは、送信すべき記号をブロックへと分割し、第１の空間−時間コードを使用してブロックをエンコードし、そして第１のダイバーシティ方法を使用して各アンテナから１つのブロックを送信するように構成され、且つ第２トランシーバは、１つ以上のアンテナを使用してブロックを受信するように構成されたデータ送信システムにも係る。
【００２０】
本発明のシステムにおいて、第２トランシーバは、再送信が要求されたかどうかチェックするように構成され、再送信が要求された場合に、再送信要求を第１トランシーバへ送信し、第２トランシーバは、ブロックの少なくとも幾つかをメモリに記憶するように構成され、第１トランシーバは、空間−時間コードを使用してその同じブロックの少なくとも幾つかをエンコードし、そのエンコードされたブロックを、第１の送信とは異なるダイバーシティ方法を使用して再送信するように構成され、そして第２トランシーバは、その再送信されたブロックを、１つ以上のアンテナを使用して第２トランシーバにおいて受信し、そしてそれらをメモリ内のブロックと合成するように構成される。
【００２１】
又、本発明は、２つ以上の放射パターンを使用して信号を送信する手段と、送信すべき記号をブロックへと分割する手段と、第１の空間−時間コードを使用してブロックをエンコードする手段と、放射パターンを使用してブロックを送信する手段と、再送信メッセージを受信する手段と、再送信メッセージが受信された場合に第２の空間−時間コードを使用してブロックの少なくとも幾つかをエンコードする手段と、再送信メッセージが受信された場合にそのエンコードされたブロックを再送信する手段と、を備えた送信装置にも係る。
【００２２】
又、本発明は、使用する第１の空間−時間コードでエンコードされたブロックを受信するための１つ以上のアンテナ又は放射パターンと、再送信が要求されたかどうかチェックするための手段と、再送信が要求された場合に、ブロックの少なくとも幾つかを記憶するためのメモリ手段と、再送信メッセージを送信するための手段と、第２の空間−時間コードでエンコードされた再送信ブロックを受信するための１つ以上のアンテナと、メモリ内のブロックとの合成検出又はデコーディングを実行する手段と、を備えたトランシーバにも係る。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
本解決策は、空間−時間ブロックコードと、必要に応じて実行すべき再送信とを使用するための新規な方法を説明する。本発明による解決策は、多数の効果を発揮する。不必要に帯域を浪費せずに良好な送信容量が達成される。空間−時間コードは、必要なときだけ完全に使用され、さもなければ、部分的な空間−時間コードが使用される。
【００２４】
本発明の好ましい実施形態では、信号がブロックに分割され、これらブロックに対して第１の空間−時間コード化が実行され、そしてこれらブロックは、２つ以上のアンテナを使用して送信される。エラーチェック又は信頼性メトリックの計算が受信器において実行され、受信が首尾良く充分信頼性の高いものであったかどうか見出される。再送信基準として、例えば、信号対雑音比、受信ビットの信頼性、デコードメトリック又は他の信頼性尺度が使用されてもよい。好ましい実施形態では、送信に使用される空間−時間コードの異なる部分に、異なるエラーチェック及び再送信基準が与えられてもよい。
【００２５】
受信が首尾良く行われた場合には、必要に応じて肯定確認が送信される。受信が失敗した場合には、受信したブロックがメモリに記憶され、そして否定確認が送信される。送信器は、次いで、第２の空間−時間コードを使用してブロックの少なくとも幾つかをエンコードしそして送信する。受信器において再送信されたブロックと、以前に不首尾に受信したブロックとが合成され、そして合成時にデコードされると、以前に送信されたもの又は２回目だけ送信されたブロックよりも高いダイバーシティが得られ、又は良好な直交性が得られる。
【００２６】
同じ空間−時間コードを両方の送信に使用することができる。従って、第２の送信では、第１の送信と異なるダイバーシティを使用することができる。例えば、異なるアンテナ又は放射パターンを使用してブロックを送信することもできるし、或いは送信すべき信号を異なる状態で整相することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
本発明は、ターミナルに異なる無線経路特性が設けられた種々の無線システムに適用できる。システムがどの多重アクセス方法を使用するかは無関係である。例えば、ＷＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ及びＴＤＭＡを多重アクセス方法として使用することができる。本発明の好ましい実施形態に基づく解決策を適用できる考えられるシステムは、ＵＭＴＳ及びＥＤＧＥである。
【００２８】
本明細書で使用する幾つかの用語を明らかにする。ここで使用する無線システムとは、テレコミュニケーションシステムにおける無線アクセステクノロジー（ＲＡＴ）であり、これは、アクセスストラタム（ＡＳ）として知られているものの一部分で、その上で、テレコミュニケーションシステムは、個別の無線システムのサービスを利用する非アクセスストラタム（ＮＡＳ）を備えている。
【００２９】
無線システムの構造を示す図１を参照する。図１は、ネットワーク要素レベルで最も重要な無線システム部分と、それらの間のインターフェイスとを示す簡単なブロック図である。ネットワーク要素の構造及びオペレーションは、一般に知られたものであるので、詳細に説明しない。
【００３０】
図１において、コアネットワークＣＮ１００は、テレコミュニケーションシステムにおける無線アクセステクノロジーを表わす。第１無線システム、即ち無線アクセスネットワーク１３０と、第２無線システム、即ちベースステーションシステムＢＳＳ１６０は、無線システムを表わす。更に、ユーザ装置ＵＥ１７０も示されている。ＵＴＲＡＮという語は、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワークを指し、これは、無線アクセスネットワーク１３０がワイドバンドコード多重アクセスＷＣＤＭＡを使用して実施されることを意味する。ベースステーションシステム１６０は、時分割多重アクセスＴＤＭＡを使用して実施される。
【００３１】
又、一般に、無線システムは、例えば、ユーザ装置及び移動ステーションという語でも知られている加入者ターミナルと、無線アクセスネットワーク又はベースステーションシステムのような無線システムの固定インフラストラクチャーを含むネットワーク部分とで形成されるという定義がなされてもよい。
【００３２】
コアネットワーク１００の構造は、合成ＧＳＭ及びＧＰＲＳシステムの構造に対応する。ＧＳＭネットワーク要素は、回路交換接続を実施する役目を果たし、そしてＧＰＲＳネットワーク要素は、パケット交換接続を実施する役目を果たすが、幾つかのネットワーク要素は、両方のシステムに含まれる。
【００３３】
移動サービス交換センターＭＳＣ１０２は、コアネットワーク１００の回路交換側の中心である。この移動サービス交換センター１０２を使用して、無線アクセスネットワーク１３０及びベースステーションシステム１６０の両方の接続にサービスすることができる。移動サービス交換センター１０２のファンクションは、スイッチング、ページング、ユーザ装置の位置登録、ハンドオーバー管理、加入者勘定情報の収集、暗号パラメータ管理、周波数割り当て管理、及びエコー打消しを含む。移動サービス交換センター１０２の数は、変化してもよく、即ち小さなネットワークオペレータには単一の移動サービス交換センター１０２が設けられてもよく、大きなコアネットワーク１００には多数設けられてもよい。
【００３４】
大きなコアネットワーク１００は、コアネットワーク１００と外部ネットワーク１８０との間の回路交換接続を取り扱う個別のゲートウェイ移動サービス交換センターＧＭＳＣ１１０を備えてもよい。このゲートウェイ移動サービス交換センター１１０は、移動サービス交換センター１０２と外部ネットワーク１８０との間に配置される。外部ネットワーク１８０は、例えば、公衆地上移動ネットワークＰＬＭＮ又は公衆交換電話ネットワークＰＳＴＮでよい。
【００３５】
ホーム位置レジスタＨＬＲ１１４は、固定の加入者レジスタ、又は例えば、次の情報を含む。即ち、国際移動加入者認識ＩＭＳＩ、移動加入者ＩＳＤＮ番号ＭＳＩＳＤＮ、認証キー、及びＰＤＰアドレス（ＰＤＰ＝パケットデータプロトコル）。これは、無線システムがＧＰＲＳをサポートするときである。
【００３６】
ビジター位置レジスタＶＬＲ１０４は、移動サービス交換センター１０２のエリア内におけるユーザ装置１７０のローミングに関する情報を含む。ビジター位置レジスタ１０４は、主として、ホーム位置レジスタ１１４と同じ情報を含むが、ビジター位置レジスタ１０４には、この情報が一時的に入れられるに過ぎない。
【００３７】
認証センターＡｕＣ１１６は、常にホーム位置レジスタ１１４と同じ位置に物理的に配置され、個々の加入者認証キーＫｉ、暗号キーＣＫ及びそれに対応するＩＭＳＩを含む。
【００３８】
図１に示されたネットワーク要素は、動作エンティティであり、その物理的実施は変化し得る。一般に、移動サービス交換センター１０２及びビジター位置レジスタ１０４は、一緒に、単一の物理的装置を形成し、そしてホーム位置レジスタ１１４及び認証センター１１６は、別の物理的装置を形成する。
【００３９】
サービングＧＰＲＳサポートノードＳＧＳＮ１１８は、コアネットワーク１００のパケット交換側の中心である。サービングＧＰＲＳサポートノード１１８の主たるタスクは、無線アクセスネットワーク１３０又はベースステーションシステム１６０を使用してパケット交換送信をサポートするユーザ装置１７０とでパケットを送信及び受信することである。サービングＧＰＲＳサポートノード１１８は、ユーザ装置１７０に関する加入者データ及び位置情報を含む。
【００４０】
ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードＧＧＳＮ１２０は、回路交換側のゲートウェイＭＳＣ１１０に対するパケット交換側の対応部分であるが、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード１２０は、コアネットワーク１００から出て行くトラフィックを外部ネットワーク１８２へルーティングすることができねばならず、一方、ゲートウェイＭＳＣ１１０は、到来するトラフィックをルーティングするだけである。この例では、インターネットが外部ネットワーク１８２を表わす。
【００４１】
第１無線システム、即ち無線アクセスネットワーク１３０は、無線ネットワークサブシステムＲＮＳ１４０、１５０で形成される。各無線ネットワークサブシステム１４０、１５０は、無線ネットワークコントローラＲＮＣ１４６、１５６及びノードＢ１４２、１４４、１５２、１５４で形成される。ノードＢは、しばしば、ベースステーションを指す。
【００４２】
ネットワークコントローラ１４６は、そのドメインにおいてノードＢ１４２、１４４を制御する。原理的には、無線経路及びそれに関連したオペレーションを実施する装置をノードＢ１４２、１４４に配置し、そして制御装置を無線ネットワークコントローラ１４６に配置するという考え方である。
【００４３】
無線ネットワークコントローラ１４６は、次のオペレーションを取り扱う。即ち、ノードＢ１４２、１４４の無線リソース管理、セル間ハンドオーバー、周波数管理、又はノードＢ１４２、１４４への周波数の割り当て、周波数ホッピングシーケンスの管理、アップリンク方向における時間遅延の測定、オペレーション及びメンテナンス、並びに電力制御管理。
【００４４】
ノードＢ１４２、１４４は、ＷＣＤＭＡ無線インターフェイスを実施する１つ以上のトランシーバを備えている。通常、ノードＢは、１つのセルにサービスするが、ノードＢが多数のセクター化されたセルにサービスするような解決策も考えられる。セルの直径は、数メーターから数十キロメーターまで変化し得る。ノードＢ１４２、１４４は、次のファンクションを有する。即ち、タイミング進み（ＴＡ）の計算、アップリンク方向における測定、チャンネルコード化、暗号化、暗号解読、及び周波数ホッピング。
【００４５】
第２の無線システム、即ちベースステーションシステム１６０は、ベースステーションコントローラＢＳＣ１６６及びベーストランシーバステーションＢＴＳ１６２、１６４で構成される。ベースステーションコントローラ１６６は、ベーストランシーバステーション１６２、１６４を制御する。原理的には、無線経路を実施する装置及びそれに関連したファンクションをベースステーション１６２、１６４に配置し、そして制御装置をベースステーションコントローラ１６６に配置することを目的とする。ベースステーションコントローラ１６６は、無線ネットワークコントローラと実質的に同じファンクションを取り扱う。
【００４６】
ベーストランシーバステーション１６２、１６４は、キャリア又は８つのタイムスロット又は８つの物理的チャンネルを実施する少なくとも１つのトランシーバを備えている。通常、１つのベースステーション１６２、１６４は、１つのセルにサービスするが、１つのベースステーション１６２、１６４が多数のセクター化されたセルにサービスするような解決策も考えられる。ベースステーション１６２、１６４は、無線システムに使用されるスピーチ−コードモードと、公衆交換電話ネットワークに使用されるスピーチ−コードモードとの間の変換を実行するトランスコーダも含むことが考えられる。しかしながら、実際に、トランスコーダは、通常、移動サービス交換センター１０２に物理的に配置される。ベーストランシーバステーション１６２、１６４には、ノードＢとしての対応ファンクションが設けられる。
【００４７】
加入者ターミナル１７０は、２つの部分、即ち移動装置ＭＥ１７２と、ＵＭＴＳ加入者認識モジュールＵＳＩＭ１７４とで形成される。加入者ターミナル１７０は、無線アクセスネットワーク１３０又はベースステーションシステム１６０への無線接続を実施する少なくとも１つのトランシーバを備えている。加入者ターミナル１７０は、少なくとも２つの異なる加入者認識モジュールを備えている。更に、加入者ターミナル１７０は、アンテナ、ユーザ装置及びバッテリを備えている。多数の種類の加入者ターミナル１７０、例えば、乗物搭載及びポータブルターミナルが現在存在する。
【００４８】
ＵＳＩＭ１７４は、ユーザに関連した情報、及び特に、情報セキュリティ、例えば、暗号化アルゴリズムに関連した情報を含む。
【００４９】
図２のフローチャートに示された好ましい実施形態の解決策を詳細に説明する。送信されるべき情報パケットは、ステップ２００において、上述したように、第１トランシーバでエンコードされ、そして異なるブロックに分割される。ステップ２０２において、送信されるべきブロックは、別々のバーストに分割される。別の実施形態では、バーストの数を、送信に使用するアンテナの数で分割することができ、これは、ｎＴと称される。次いで、ステップ２０４において、バーストがｎＴグループに分割され、これらは、ステップ２０６において、空間−時間コードを使用してエンコードされる。グループの各１つは、ステップ２０８において、特定のアンテナから送信される。
【００５０】
ステップ２１０では、第２のトランシーバがバーストを受信し、そして空間−時間コード化を実行する（２１２）。ステップ２１４において、トランシーバは、受信が首尾良く行なわれたかどうかチェックする。受信が首尾良く行われた場合には、第２のトランシーバが、ステップ２１６において、肯定確認を第１トランシーバへ送信する。
【００５１】
ここでは、確認が送信される前に多数のグループを送信できることに注意されたい。
受信が首尾良く充分な信頼性で行われなかった場合には、第２トランシーバが、ステップ２１８において、バーストを一時的にメモリに記憶し、そしてステップ２２０において、否定確認を第１トランシーバへ送信する。次いで、ステップ２２２において、同じｎＴバーストが、以前の送信に使用されたものとは異なる空間−時間コードを使用して再エンコードされる。ステップ２２６において、グループが送信される。
【００５２】
ステップ２２８において、第２トランシーバは、バーストを受信し、そしてステップ２３０において、第２トランシーバは、記憶されたバーストをメモリから読み取り、空間−時間コード化を実行する。ステップ２３２において、第２トランシーバは、受信が首尾良く行なわれたかどうかチェックする。受信が首尾良く行われた場合には、第２トランシーバは、ステップ２３４において肯定確認を第１トランシーバへ送信する。
【００５３】
受信に失敗した場合には、第２トランシーバは、ステップ２３６において、否定確認を第１トランシーバへ送信する。次いで、プロセスは、ステップ２３８へ進み、ステップ２０４に基づいて同じバーストを再送信する。
【００５４】
全てのグループが再送信されると、プロセスは、ステップ２００の第２ブロックを送信するように進み、そしてこの手順は、全データパケットが首尾良く送信されるまで続けられる。
【００５５】
空間−時間コード化に関連してここに示す解決策には、自動繰り返し要求方法（ＡＲＱ）が一例として適用される。換言すれば、空間−時間エンコードされた記号ブロックが最初に第２トランシーバへ送信される。受信が首尾良く行われた場合には、ＡＲＱチャンネルブロックの送信を続けることができる。ＡＲＱプロトコルは、当然、任意である（例えば、ハイブリッドＮチャンネルＡＲＱプロトコル）。さもなければ、記号ブロック又はその一部分が、第２の空間−時間コードを使用して再送信される。従って、第２トランシーバにおいて合成される信号の直交性は、第１又は第２の送信のみにおける直交性より高い。異なるダイバーシティ方法が後者の送信に使用される場合には、第２トランシーバにおける合成信号のダイバーシティ度合が第１又は第２の送信のみにおけるダイバーシティ度合より高くなる。
【００５６】
次いで、好ましい実施形態を詳細に説明する。２つの送信アンテナに対する既知の空間−時間コード化方法を以下に述べる。ビットで構成された送信されるべき記号Ｓは、所与のサイズのブロックでエンコードされ、各ブロックは、次の式に基づいて所与の数のチャンネル記号へとエンコードされる。
【数２】
2005528038.tif 000004
【００５７】
この式において、マトリクス内の水平ラインは、送信時間を示すもので、上部の水平ラインは、時間ｔに送信されるべき情報を示し、そして下部の水平ラインは、時間ｔ＋Ｔに送信されるべき情報を示し、Ｔは記号シーケンスを指す。マーク＊は、複素共役を指す。マトリクス内の垂直ラインは、アンテナを示すもので、第１の垂直ラインは、アンテナ１を経て送信される情報を示し、そして第２の垂直ラインは、アンテナ２を経て送信される情報を示す。従って、式に示された複素数変調のブロックコードが存在するが、せいぜい２つのアンテナに対するものに過ぎない。前記の例では、記号Ｓ1及びＳ2が時間ｔに送信され、そして記号−Ｓ2*及びＳ1*が時間ｔ＋Ｔに送信される。
【００５８】
３つ又は４つのアンテナに対する前記コードの適用は、いわゆるＡＢＢＡコードであり、これは、次の式で示される。
【数３】
2005528038.tif 000005
【００５９】
式（１）のコードに対する対応有効空間−時間フィルタは、次の通りであり、
【数４】
2005528038.tif 000006
式（２）のコードのついては、次の通りである。
【数５】
2005528038.tif 000007
【００６０】
従って、受信器により観察される式（２）のコードに対する有効相関マトリクスは、次の通りである。
【数６】
2005528038.tif 000008
但し、ｂ＝２Ｒｅ[α1、α*3＋α2、α*4]及びａ＝Σ｜αi｜2、並びにαiは、アンテナｉと受信アンテナとの間の複素数チャンネル係数である。
【００６１】
ＡＲＱ方法が前記コードに適用されたときには、上述したように、第１ブロックを第１に送信することができる。再送信が要求された場合には、使用する位相を変更するようにしてブロックを再送信できるか、或いはチャンネルを再配置しなければならない。好ましい実施形態では、第３及び第４アンテナの信号に係数−１を乗算することができる。次いで、相関係数が次の式から得られる。
【数７】
2005528038.tif 000009
和のエネルギーは、２つの対角方向の和のエネルギーである。再送信は、必ずしも、最初の送信と同じ量の電力で送信又は受信する必要はない。しかしながら、両送信における受信信号電力が同じサイズであり、特に、両送信のチャンネル位相が等しい場合だけ、完全な直交性が得られる。これは、チャンネルのコヒレンス時間内に再送信が生じる場合に可能性が高くなる。再送信の後に送信が直交化されるので、合成信号を検出するのに簡単な受信アルゴリズムで通常は充分である。
【００６２】
次に、別の好ましい実施形態を説明する。ここで、変換コードと称される別のコードを定義するが、これは、ＡＷＧＮ（平均ホワイトガウスノイズ）チャンネルに著しいロスがなく且つ多経路のレイリー及びリシアンフェージングチャンネルに充分な容量がある状態でコードが与えられるように定義することができる。先ず、次の項を定義する。
【数８】
2005528038.tif 000010
これは、コードマトリクスを次のように示すのを許す。
【数９】
2005528038.tif 000011
又は、次のように若干変換された式で示す。
【数１０】
2005528038.tif 000012
【００６３】
ここで、マトリクスの列は、異なる放射パターンを使用して送信される。チャンネルが４つの記号シーケンスにわたって一定であると仮定すれば、次のコード相関マトリクスが得られる。
【数１１】
2005528038.tif 000013
ここで、Ｎtは、送信アンテナの数である。ＡＲＱ方法が前記コードに適用されたときには、上述したように、第１ブロックを第１に送信することができる。再送信が要求された場合には、２つのＳＴＴＤブランチを送信するのに使用されるアンテナ（又は放射パターン）を変更するように、ブロックを再送信することができる。従って、次の式は、非直交性を決定する。
【数１２】
2005528038.tif 000014
【００６４】
この例では、送信中にチャンネル電力が同様である（位相に関わらず）場合だけ、全直交性が得られ、従って、ｂ＝０である。各再送信中に、異なるＳＴＴＤブランチを送信するのに使用されるべきアンテナ（又は放射パターン）を変更することができ、その結果、各再送信の後に有効相関が低下する。
【００６５】
次に、Ｎt個の送信アンテナと、直角空間−時間コードマトリクスとが設けられた送信器について考える。Ｃ1∈ＣNt/2xNt/2及びＣ2∈ＣNt/2xNt/2は、コード比ｒの自由に選択可能な直交空間時間ブロックコードを指すとする。但し、Ｃは、複素数マトリクスのセットである。Ｕは、単位マトリクスを例えば、次の式で表わすとする。
【数１３】
2005528038.tif 000015
【００６６】
式（１２）に基づいて空間−時間マトリクスをマルチプレクスすると、常に全てのアンテナ素子に同じ平均電力を与えることができる。又、アンテナホッピングのような他の直交マルチプレクス方法を使用することもでき、これにより、式（１２）に対応するコードは、次の式となる。
【数１４】
2005528038.tif 000016
【００６７】
パラメータα（又はより一般的には、式（１１）における項μとνとの間の振幅差）は、全ての記号が等しく取り扱われる直交記号に関する均質な方法で始まって、各記号がアンテナ数の半分から送信され、ひいては、有効送信ダイバーシティを減少する直交方法で終了する異なる送信方法を生成するのを許す。
【００６８】
変換コードが使用されるときには受信信号が次の式で表わされる。
【数１５】
2005528038.tif 000017
【００６９】
【数１６】
2005528038.tif 000018
【００７０】
サブコードのデコード遅延が２である変換コードに関連した適用は、次の通りである。値α＝１，０が、パラメータαとして使用される。送信は、時間ｔ１に行なわれる。
【数１７】
2005528038.tif 000019
必要に応じて、再送信が時間ｔ２＝ｔ１＋Ｎに行なわれる。
【数１８】
2005528038.tif 000020
個々の記号がＱＰＳＫ変調されそしてα＝１，０である場合には、第１送信中のビットレートは、４ビット／ｓ／Ｈｚである。再送信が必要な場合には、有効ビットレートが２ビット／ｓ／Ｈｚである。
【００７１】
チャンネルのコヒレンス時間内に再送信が生じた場合には、コード（ｔ１及びｔ２を経て定義された）がＳＴＴＤ−ＯＴＤと同一であり、即ち直交する。従って、上述した再送信を使用すると、オリジナル送信と再送信が受信器において合成されるときに、オリジナルＤＳＴＴＤ送信がＳＴＴＤ−ＯＴＤ送信に変換される。上述した２記号のデコード遅延に代わって、４ｘ４マトリクス（１２）がα＝１の第１送信に使用され、そして４ｘ４マトリクスがα＝０の再送信に使用される場合にも同様の状態が発生する。従って、両方の送信は別々にＳＴＴＤ−ＯＴＤ送信であるが、合成送信は直交する（同じチャンネルに沿って行われた場合）。又、２つの第１送信が、前記Ｃtr1及びＣtr2として送信され（従って、例えば、α＝１のときのＳＴＴＤ−ＯＴＤ送信に対応する）、そして考えられる第３の送信が、パラメータα＝０のＳＴＴＤ−ＯＴＤ送信に対応する４ｘ４マトリクスであるように、動作することも考えられる。換言すれば、再送信は、好ましくは直交性が高まるように以前の積分空間−時間コードに適用することができる。
【００７２】
ＳＴＴＤ−ＯＴＤ（ＯＴＤ：直交送信ダイバーシティ）コードは、それ自体知られており、それ故、ここでは詳細に説明しない。しかしながら、例えば、当該コードにおいて、例えば、４つのデータ流が得られ、これらを異なる放射パターンに向けることができる。コードは、次のように表わされる。
【数１９】
2005528038.tif 000021
但し、１／２は、送信電力の正規化係数を表わす。マトリクス内の各水平ラインは、１つの放射パターンを使用して送信されるべき信号を表わす。４つのデータ流の各１つに対してマルチコード拡散を実行することができ、この場合、各データ流に対して同じ拡散コードが使用される。マルチコード拡散では、並列拡散コード、ＯＤＦＭキャリア、マルチキャリア方法、又は並列変調方法を使用して、信号（例えば、少なくとも２つの空間−時間マトリクス）が送信される。全ての放射パターンを経て送信されるべき信号は直交し、換言すれば、マトリクス（７）のラインは直交することが遵守されねばならない。
【００７３】
α≠１，０で、全ダイバーシティ変調コンステレーションである場合には、第１送信のビットレートが４ビット／ｓ／Ｈｚであり、そして時間ｔ２に同じビットが送信され、得られたビットレートは、２ビット／ｓ／Ｈｚである。これらのα値は、再送信に関連してコード構造を変化させない。それ故、コードには、４つのアンテナが使用されたときに再送信後に４度のダイバーシティが与えられる。又、ｔ１及びｔ２は、時間以外のチャンネルリソース、例えば、送信周波数（周波数ホッピング）、キャリア周波数、異なる拡散コードと置き換えられることにも注意されたい。
【００７４】
2005528038.tif 000022
【００７５】
α＝０．５であり、再送信が要求されてそれがチャンネルのコヒレンス時間内に行なわれると仮定する。コードが第１送信のみに基づいて積分／デコードされる場合には、４ビット／ｓ／Ｈｚのビットレートを得るが、コードが両送信に基づいて積分／デコードされる場合には、２ビット／ｓ／Ｈｚのビットレートを得、コードは直交する。α＝０．５であり、再送信がチャンネルのコヒレンス時間（又はコヒレンス周波数）内に行なわれない場合には、コードは、次の相関構造で非直交となる。
【数２０】
2005528038.tif 000023
【００７６】
次いで、例えば、前記送信の前に、所与のチャンネル統計情報を伴う第１送信部分が信頼性の低いものであると仮定する場合に適用できる別の実施形態を説明する。２つの送信アンテナが使用され、そして送信に使用されるべき空間−時間コードが少なくとも２つの部分を含むと仮定する。コードの第１部分は、特定リソースを使用する第１送信に使用される。第２送信は、コードの第２部分及び他のリソースを使用して実行される。送信は、例えば、第１部分が時間ｔ１に第１タイムスロットで送信され、そして第２送信が時間ｔ２＝ｔ１＋Ｎに第２タイムスロットにおいて少なくとも部分的に異なるチャンネルを使用して送信されるように、行なわれる。送信アンテナは、同じであるが、例えば、タイムスロット、周波数又はサブキャリアは、第１部分の送信に比してずれてもよく、従って、空間−時間コードの異なる部分が異なるチャンネル係数で少なくとも部分的に受信されてもよい。従って、送信は、受信器が信号と共に異なるチャンネルを観察するように実行される。
【００７７】
2005528038.tif 000024
【００７８】
上述したように、空間−時間コード部分は、異なるチャンネルにおいて送信されるのが好ましい。少なくとも部分的に非相関チャンネルを人為的に形成することが望まれる場合には、次のような手順が進められる。例えば、４つのアンテナが使用されるが、これらは、受信器が２つのチャンネルしか見ないように送信を行なう。次いで、実質的に時間ｔ１に、送信が２つの異なる線形組合せ又は放射パターンで実行され、そして時間ｔ２に、２つの異なる放射パターンで実行され、その少なくとも１つは、時間ｔ１に使用されたものとは相違する。チャンネルは、従来技術に基づき、例えば、少なくとも１つの送信アンテナに適用される連続周波数オフセット、以下に述べるトロンビ(trombi)コードの場合と同様の位相ホッピング、アンテナのインデックスの変更、等を使用して形成することができる。ここでは、２つのブロック部分が、時間ｔ１に、放射パターン又はチャンネルに送信され、そして時間ｔ２＝ｔ１＋Ｎに、異なる放射パターン／チャンネルに送信される。
【００７９】
この実施形態では、時間ｔ１＋Ｎに第２コード部分を送信すべきかどうかの判断は、時間ｔ１に送信された信号のデコーディングが首尾良く充分信頼性があるかどうかに基づいてもよい。或いは、送信がとにかく時間ｔ１及びｔ２＝ｔ１＋Ｎに実行されるが、考えられる再送信は、合成ｔ１及びｔ２送信が確実にデコードされたかどうかに基づいて時間ｔ１＋Ｎに実行される。Ｎ及びＮ２は、送信器及び受信器により合意されて決定された量であってもよいし、或いは送信器により決定された量であってもよい。又、時間リソースは、上述したように、周波数リソースに変更できるし、或いはコード、周波数、時間又はその組合せのような別の実質的に直交するリソースに変更できることを強調しておく。
【００８０】
次いで、トロンビとも称される別の好ましい実施形態を説明する。この例では、明瞭化のために、第１トランシーバがベースステーションであり、そして第２トランシーバが加入者ターミナルであると仮定する。更に、ベースステーションは、式（１）に基づいて送信されるべき信号のコード化を実行すると仮定する。従って、２つのデータ流が得られる。各データ流は、２つに分割され、両データ流の半分に位相項ｅθ1及びｅθ2を乗算する。但し、｛θ1｝及び｛θ2｝は、位相ホッピングシーケンスを表わす。図３は、コード化を示す。エンコーダ３００は、送信されるべき信号に対して式（１）に基づいてコード化を実行し、そしてエンコーダの出力は、記号Ｓ１及びＳ２より成るデータ流３０２と、記号−Ｓ２*及びＳ１*より成るデータ流３０４とを含む。これらのデータ流は、２つのブランチに分割され、即ちデータ流３０２は、ブランチ３０６及び３０８に分割されると共に、データ流３０４は、ブランチ３１０及び３１２に分割される。データ流３０６及び３０８は、そのまま送られるが、データ流３０８は、位相伝達手段３１４に送られ、ここで、位相シフトｅθ1が生じる。対応的に、データ流３１２は、位相シフト手段３１６に送られ、ここで、位相シフトｅθ2が生じる。位相シフトは、各データ流で異なってもよいし、全てに対して同様であってもよい。この例では、位相シフトが異なる。
【００８１】
データ流３０６−３１２は、高周波部分３３８−３４４に送られ、そして放射パターン３１８−３２４を使用して送信される。放射パターンは、当業者に明らかなように、異なるアンテナ又は１つ以上のアンテナアレーを使用して得ることができる。ここでは、放射パターンをいかに形成するかは重要でない。
【００８２】
考えられる再送信に関連して、使用されるアンテナ又は放射パターンを変更することができ、或いは放射パターンの位相を変更することができる。
次いで、別の好ましい実施形態を説明する。第１送信の記号レートが前記コード（１７）と同じであるが、コードが多経路チャンネルに適用される図４に示す方法について考える。
【００８３】
ここでは、データ流が分割される前記送信を適用する。送信されるべきデータｄ（ｔ）を２つの半部分ｄ１（ｔ）及びｄ２（ｔ）に分割する。又、送信に使用されるべきフレームも２つの半部分に分割する。フレームの第１の半部分の間に、ｄ１（ｔ）がアンテナ４００から送信され、そしてｄ２（ｔ）がアンテナ４０２から送信される。フレームの第２の半部分の間に、ｄ１（ｔ）がインバータ４０４において逆の順序にされ、計算手段４０６においてそこから複素共役が取り出され、そしてそれがアンテナ４０２から送信される。対応的に、ｄ２（ｔ）がインバータ４０８において逆の順序にされ、そこから複素共役が取り出され、計算手段４１０において符号が反転され、そしてアンテナ４００から送信が行なわれる。
【００８４】
付随の公式において、その公式の最も外側の層に式（１）のコードが含まれる。
【数２１】
2005528038.tif 000025
これは、ｚ1及びｚ2が第１記号周期にあり、そしてｚ2*及び−ｚ1*が最後の記号周期にあるが、最後の項の符号は変更されていることを意味する。これは、直交性に影響しない。又、それに対応するコードが、次の層において、各後続対の記号に対して記号ｚ3及びｚ4等々として見出され、これは、記号ｚ2n-1及びｚ2nまで続けられる。マトリクスの最後の部分は、受信器がそれを要求する場合に送信される。この場合に、信号モデルは、多経路チャンネルに次のように示すこともできる。
【００８５】
Ｌ個の伝播経路より成るチャンネルのコンボリューションマトリクスが指示され、このマトリクスは、公式においてＴ個のライン（記号）を含む。
【数２２】
2005528038.tif 000026
【００８６】
ブロックの第１送信には、有効チャンネルマトリクスが与えられる。
Ｈ1＝[Ｍ(α1,1、α1,2、・・・α1,L) Ｍ(α2,1、α2,2、・・・α2,L)]
そして第２の送信には、次が与えられる。
Ｈ2＝[−Ｍ(α*2,L、α*2,L-1、・・・ｖ*2,1) Ｍ(α*1,L、α*1,L-1、・・・α*1,1)]
ここで、有効相関マトリクスは、次のように指示することができる。
ＨH1Ｈ1＋ＨH2Ｈ2
第１送信は、特に、多数の非相関送信／受信アンテナが使用されるとき、及び信号対雑音比が充分高い場合には、記号をデコードすれば充分である。それに対応するブロック送信概念を、非直交コードにも適用できる。
【００８７】
ＡＢＢＡコード（公式２）の最初の２つのラインが４つの送信アンテナと共に基本的送信方法として使用される場合には、第１送信がＤＳＴＴＤ形態（記号レート２）のものとなる。次いで、コヒレンス時間内に行われた再送信の後に、コードはＡＢＢＡ形態（記号レート１）へ変換される。２つの受信アンテナが使用され、従って、ＤＳＴＴＤのデコーディングが容易にされた場合には、第１送信のダイバーシティ度合が、再送信の後に、４及び８となる。その結果、合成デコーディングの後に、検出の確率が著しく高くなると同時に、送信がスペクトル効率の良いものとなる。
【００８８】
トロンビ形態の送信又はＳＴＴＤ−ＯＴＤ送信（即ちダイバーシティ度合２による限定ダイバーシティの直交送信）が第１送信に使用される場合には、チャンネルのコヒレンス時間内に発生する再送信を、上述したように、合成の後に全ダイバーシティ直交コードが得られるように変更することができる。第１送信とは異なる電力で再送信が行なわれるか、又はチャンネル増幅度が変更される場合には、全ダイバーシティが得られない。しかしながら、通常、プロセスは、全ダイバーシティに近いものとなる。使用するアンテナは、送信において置換することができ、或いはアンテナの位相を変更してもよい。
【００８９】
第１送信が、記号レート１を用いる上述した変換コードを使用する場合には、公式（１５）は、相関構造を表わす。再送信に使用されるべきインデックスが変更されたときには、合成信号の相関構造に対して値が得られる。
【数２３】
2005528038.tif 000027
これは、両送信の間にチャンネルが同様である場合には相関がゼロへと減少することを実質的に指示する。第１送信がＡＢＢＡ形式である場合にも同じ結果が得られるが、例えば、アンテナ１及び２において複素数位相を変更しなければならない（値−１で乗算）。
【００９０】
上述した変換コードが、記号レート２を用いる第１送信に使用される場合には（コードマトリクスは、サイズ４ｘ４である）、前節で述べた方法により、或いは第１送信の単位変換を決定するφ1及び第２送信の単位変換を決定するφ2の値を、ｅjπφ1＝−ｅjπφ2にセットするだけで、対角相関を不存在とすることができる。従って、相関マトリクスにおける非対角項は、理想的にも、互いに無効にする。
【００９１】
例えば、４つの送信アンテナを使用する場合には、次のマトリクスに基づいて送信を行うことができ、従って、４ｘ４マトリクスの記号レートも２である。
【数２４】
2005528038.tif 000028
【００９２】
全ての上記ケースにおいて、チャンネル係数αは、一般に、例えば、無線パターンに依存してもよく、受信器から見たチャンネルを表わし、そして各送信要素及び受信要素におけるチャンネル係数の線形変換でもよい。異なるパターンに異なる空間−時間コード部分が設けられてもよく、そして各ビームは、閉ループ制御を使用して最適化することもできるし、又は受信信号により盲目的に最適化することもできる。
【００９３】
又、前節で述べた例は、例えば、２つ以上の再送信を使用するときに、必要に応じて組合せて、最終的な合成コードが、少なくとも部分的に直交し又はもっと直交するようにし、或いは以前の合成送信より高い信頼性となるようにすることができる。
【００９４】
次いで、図５に示す好ましい実施形態に基づくトランシーバの例を説明する。本発明の観点から第１トランシーバ５００及び第２トランシーバの本質的な部分が図示されている。これらトランシーバは、当業者に明らかなように、他の要素も含むが、ここでは説明しない。第１トランシーバは、空間−時間ブロックエンコーダ５０４を備え、これには、送信されるべき信号５０８が入力として与えられる。このＳＴエンコーダにおいて、第１の空間−時間コード化を使用して信号がエンコードされる。エンコードされた信号は、高周波部分５１０へ送られ、ここでは、信号が増幅され、高周波へと移行され、そしてアンテナ５１２を使用して送信される。送信にはダイバーシティ方法を使用することができる。アンテナ５１２は、図３に示されたアンテナ３１８−３２４に対応する。エンコーダ５０４は、図３に示された要素３００、３１４及び３１６に対応する。制御ブロック５０６は、第１トランシーバの種々の部分のオペレーションを制御する。ＳＴエンコーダ５０４及び制御ブロックは、例えば、プロセッサ及び適当なソフトウェアにより実施することもできるし、或いはプロセッサの個別要素又は結合要素と適当なソフトウェアとを使用して実施することもできる。高周波部分５１０は、従来の技術に基づいて実施することができる。
【００９５】
第１トランシーバは、更に、受信部５１８と、受信アンテナ５２０とを備えている。実際の受信器では、送信及び受信アンテナが一般に同一である。
【００９６】
この例では、第２トランシーバ５０２は、信号の受信を行なう２つの受信アンテナ５２２、５２４と、アンテナで受信した信号が送られる対応高周波部分５２５、５２８とを備え、ここで、信号が中間周波即ち基本帯域へと変換される。高周波部分から受け取られた信号は、前フィルタ５３０へ送られ、ここで、異なるアンテナにより送信された信号が互いに分離される。これは、当業者に知られた多数の方法で行なわれる。その１つの方法は、希望の信号を受信しそして他の信号を干渉として取り扱う干渉除去方法である。前フィルタでは、干渉を除去すると共に、希望の信号のインパルス応答を減少するように努力が払われる。
【００９７】
この中間フィルタから、信号はイコライザ５３２、５３４へ送られ、ここで、信号は、更に、例えば、遅延判断フィードバックシーケンス推定装置（ＤＤＦＳＥ）と、これに直列に接続された最大帰納的確率（ＭＡＰ）推定装置とを使用して、周波数補正される。周波数補正及び前フィルタリングは、例えば、最小２乗平均エラー判断フィードバックイコライゼーション（ＤＦＥ）をベースとしてもよい。イコライザから、信号は、チャンネルデコーダ５３６、５３８へ送られる。
【００９８】
制御ブロック５４０は、第２トランシーバ内の種々の部分のオペレーションを制御する。イコライザ５３２、５３４並びに制御ブロックは、例えば、プロセッサ又は適当なソフトウェアにより実施することもできるし、或いはプロセッサの個別要素又は結合要素と適当なソフトウェアとを使用して実施することもできる。高周波部分５２６、５２８は、従来の技術に基づいて実施することができる。
【００９９】
第２トランシーバは、更に、送信部５４２と、受信アンテナ５４４とを備えている。実際の受信器では、送信及び受信アンテナが通常同一である。
【０１００】
第２トランシーバにおいて、チャンネルデコーダは、受信信号をデコードし、そしてこのオペレーションが不首尾であった場合には、送信手段５４２及び送信アンテナ５４４を使用して再送信要求が第１トランシーバへ送信される。首尾良く受信されなかったブロックは、メモリ５４６に一時的に記憶される。
【０１０１】
第１トランシーバは、アンテナ５２０及び受信部５１８で確認を受け取り、そして制御手段５１６は、少なくとも幾つかのブロックに対して第２の空間−時間コード化を実行すると共に再送信を実行するようにＳＴエンコーダを制御する。好ましい実施形態では、第１送信とは異なるダイバーシティ方法が関連送信に使用されるが、必ずしも異なる空間−時間コード化ではない。
【０１０２】
第２のトランシーバでは、チャンネルデコーダ５３６、５３８は、イコライザからの再送信及び受信ブロックと、メモリ５４６からの以前に受信されたブロックとを得る。チャンネルデコーダにおいて、当業者に知られた方法を使用して、これらのブロックに対して空間−時間ブロックデコーディングが実行される。
【０１０３】
受信器は、そのメモリに、受信信号及びチャンネル情報、相関マトリクス又は以前の送信の単なるソフト判断（即ちビット又は記号の確率値）を維持し、そしてそれらを再送信から得た値と合成する。メモリにソフト判断しか記憶しないと、メモリ容量の必要性が減少される。再送信の後に要求される信号処理は、再送信を伴わない場合より簡単であることに注意されたい。これは、コードの直交化により生じる。受信器の空間の数は、合成コードでは少ない。
【０１０４】
再送信の必要性をいかに定義するかについて述べる。第１送信が受け取られると、エラーチェック又は信頼性メトリックの計算が実行され、それ故、受信が充分な信頼性で首尾良く行なわれたかどうか注目される。例えば、信号対雑音比、受信ビットの信頼性、デコードメトリック又は他の何らかの信頼性尺度が、受信が充分な信頼性で首尾良く行なわれなかったことを指示する場合には、再送信が要求される。更に、繰り返し冗長チェックＣＲＣのようなエラー修正／エラー検出を使用することもできる。或いは又、フレームの一部分から、又は受信信号の他の何らかの部分からエラーを検出できるように、エラー検出が行なわれる。次いで、信号のその特定部分に対してのみ再送信を要求することができる。このような部分を決定するときに、空間−時間コードの構造を利用することができる。例えば、ＳＴＴＤ−ＯＴＤコードを使用するときには、記号の半分が電力ａ1で受信され、そして他の半分が電力ａ2で受信されることが知られている。それ故、２つのＣＲＣコードをこれらのデータ流に対して定義することができる。その結果、空間−時間コードの異なる部分に、異なるエラーチェック、コード化及び再送信基準を与えることができる。
【０１０５】
以上、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲内で種々変更がなされ得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】無線システムの構造を示す図である。
【図２】方法の一例を示す図である。
【図３】トランシーバで実行されるべきコード化の一例を示す図である。
【図４】トランシーバで実行されるべきコード化の別の例を示す図である。
【図５】トランシーバの構造の一例を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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