(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＩＳＯおよびＭＩＭＯシステムにおける、周波数に依存しない固有ステアリングを提供する。【解決手段】基本モードおよびマルチモード固有ステアリングの場合チャネル応答マトリクスに基づいてＭＩＭＯチャネルのために相関マトリクスを計算してステアリングベクトルを得る。ＮＤのデータシンボルストリームはステアリングベクトルを用いて最良空間チャネル上に送信される。基本モード固有ステアリングの場合ＮD＝１であり、マルチモード固有ステアリングの場合ＮD＞１である。主経路固有ステアリングの場合ＭＩＭＯチャネルの主伝搬路のための最良空間チャネル上で送信される。受信機固有ステアリングの場合受信アンテナのステアリングベクトルに基づいて受信アンテナに向けられる。全ての固有ステアリングスキームの場合受信アンテナのステアリングベクトルおよびチャネル応答ベクトルに基づいて各受信アンテナのために整合フィルターが得られる。【選択図】図１１
2011061807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて空間処理を実行する方法であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得ることと、
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算することと、
前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために、前記相関マトリクスを分解することと、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連付けられた少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を備えた方法。
【請求項２】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの複数のサブバンドについてのチャネル周波数応答のための複数のチャネル周波数応答マトリクスを含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを計算することは、
前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算することと；
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスのための前記複数の相関マトリクスを加算することと；
を含む、請求項１の方法。
【請求項５】
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを計算することは、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定することと；
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを識別することと；
前記ＭＩＭＯチャネルの前記相関マトリクスを発生するために前記最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することと；
を含む、請求項２の方法。
【請求項６】
前記ＭＩＭＯチャネルの前記少なくとも１つの空間チャネルのための前記少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために前記相関マトリクスの固有値分解が実行される、請求項１の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのステアリングベクトルをフィードバック情報として前記送信エンティティに送信することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記ＭＩＭＯチャネルの前記少なくとも１つの空間チャネル上で送信される少なくとも１つのデータストリームについて複数の送信チップストリームを発生するために、前記送信エンティティによって使用され、前記複数の送信チップストリームは前記送信エンティティにおいて複数の送信アンテナから送信される、請求項１の方法。
【請求項９】
前記周波数から独立した空間処理は、ＯＦＤＭ変調により前記データストリームのために発生された時間ドメインチップのストリーム上の時間ドメインにおいて送信エンティティにより実行される、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記周波数から独立した空間処理は、前記データストリームのために発生されたデータシンボル上の複数のサブバンドの各々のための前記周波数ドメインにおいて前記送信エンティティにより実行される、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記複数のチャネル応答マトリクスから、受信エンティティにおいて複数の受信アンテナの各々のための複数のチャネル応答ベクトルを得ることと；
少なくとも１つのステアリングベクトルと前記それぞれの受信アンテナのための複数のチャネル応答ベクトルに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることと；
をさらに備えた、請求項１の方法。
【請求項１２】
前記複数の受信アンテナの各々のための前記整合フィルターは、前記それぞれの受信アンテナのための受信された信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大化するために使用される、請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信シンボルストリームをフィルタリングすることをさらに備えた、請求項１１の方法。
【請求項１４】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含み、前記フィルタリングは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルおよび前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスに基づいて前記複数の受信アンテナのために得られた複数の時間ドメイン整合フィルターを用いて前記時間ドメインにおいて実行される、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの複数のサブバンドのためのチャネル周波数応答のための複数のチャネル周波数応答マトリクスを含み、前記フィルタリングは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルおよび前記複数のチャネル周波数応答マトリクスに基づいて前記複数の受信アンテナのために得られた複数の周波数ドメイン整合フィルターを用いて前記周波数ドメインにおいて実行される、請求項１３の方法。
【請求項１６】
前記送信エンティティによって１つのステアリングベクトルが得られ、１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために前記１つのステアリングベクトルが使用される、請求項１の方法。
【請求項１７】
前記１つのステアリングベクトルおよび前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルに基づいて受信エンティティにおける複数の受信アンテナの各々のために整合フィルターを得ること、なお、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは、前記複数のチャネル応答マトリクスから得られる；
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
前記複数のフィルターされたシンボルストリームを結合して前記送信エンティティにより送信された前記１つのデータストリームのための検出されたシンボルストリームを得ることと；
をさらに備えた、請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記検出されたシンボルストリーム上で等化を実行し、前記１つのデータストリームのためのリカバーされたシンボルストリームを得ることをさらに備えた、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記送信エンティティによって複数のステアリングベクトルが得られ、前記複数のステアリングベクトルに関連する複数の空間チャネル上に送信された複数のデータストリームの周波数から独立した空間処理のために前記複数のステアリングベクトルが使用される、請求項１の方法。
【請求項２０】
受信アンテナのための前記複数のステアリングベクトルおよび複数のチャネル応答ベクトルに基づいて、受信エンティティにおける複数の前記受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることと、なお、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは前記複数のチャネル応答マトリクスから得られる；
複数のフィルタリングされたシンボルサブストリームを得るために、前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのために複数の受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
前記複数のフィルタリングされたシンボルサブストリームを結合して、前記送信エンティティにより送信された前記複数のデータストリームのための複数の検出されたシンボルストリームを得ることと；
をさらに備えた、請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記複数の検出されたシンボルストリームのための時空間等化を実行し、前記複数のデータストリームのための複数のリカバーされたシンボルストリームを得ることをさらに備えた、請求項２０の方法。
【請求項２２】
前記時空間等化は、最小平均二乗誤差リニアイコライザー（ＭＭＳＥ−ＬＥ）、決定フィードバックイコライザー（ＤＦＥ）、または最大尤度シーケンスイコライザー（ＭＬＳＥ）を用いて実行される、請求項２１の方法。
【請求項２３】
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得るためのチャネル推定器と；
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算し、前記相関マトリクスを分解して前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得るためのコントローラーと、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する少なくとも１つの空間チャネル上に送信されたデータストリームの周波数から独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用される；
を備えた装置。
【請求項２４】
前記コントローラーは、前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算し、前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るために前記複数の相関マトリクスを加算する、請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答を含み、前記コントローラーは、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定し、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算する、請求項２３の装置。
【請求項２６】
複数の受信アンテナのための複数の整合フィルターと、なお、各受信アンテナに対して１つの整合フィルターが割当られ、各整合フィルターは、フィルタリングされたシンボルストリームを得るために、関連する受信アンテナに対して受信されたシンボルストリームをフィルタリングするために使用され、各受信アンテナに対する前記整合フィルターは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルと前記受信アンテナのための複数のチャネル応答ベクトルとの基づいて得られ、前記各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは、前記複数のチャネル応答マトリクスから得られる；
前記複数の整合フィルターからの複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るコンバイナーと；
をさらに備えた、請求項２３の装置。
【請求項２７】
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得る手段と；
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算する手段と；
前記相関マトリクスを分解して前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得る手段と、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティにより使用される；
を備えた装置。
【請求項２８】
前記相関マトリクスを計算する手段は、
前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算し、前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得る手段と；
前記複数の相関マトリクスを加算して前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得る手段と；
を含む、請求項２７の装置。
【請求項２９】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項２７の装置。
【請求項３０】
前記相関マトリクスを計算する手段は、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定する手段と；
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算し、前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得る手段と；
を含む、請求項２９の装置。
【請求項３１】
命令を記憶するプロセッサー可読媒体であって、前記命令は前記プロセッサーに、
ＭＩＭＯシステムにおいて多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを受信することと；
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算することと；
前記相関マトリクスを分解して前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つのステアリングベクトルを得ることと、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する前記少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を実行させるプロセッサー可読媒体。
【請求項３２】
前記命令は前記プロセッサーに、
前記複数のチャネル応答マトリクスのための複数の相関マトリクスを得るために、前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算することと；
前記複数の相関マトリクスを加算して前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得ることと；
をさらに実行させる、請求項３１のプロセッサー可読媒体。
【請求項３３】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項３１のプロセッサー可読媒体。
【請求項３４】
前記プロセッサーに、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを計算することと；
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るために、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することと；
をさらに実行させる命令を格納する、請求項３３のプロセッサー可読媒体。
【請求項３５】
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて空間処理を実行する方法であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを得ることと、なお、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延を含む；
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを計算することと；
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを、前記ＭＩＭＯチャネルの主経路のためのチャネルインパルス応答マトリクスとして識別することと；
前記主経路のための前記チャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することと；
前記相関マトリクスを分解して前記主経路の空間チャネルのためのステアリングベクトルを得ることと、なお、前記ステアリングベクトルは、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティにより使用される；
を備えた方法。
【請求項３６】
前記主経路の前記空間チャネルのための前記ステアリングベクトルを得るために前記主経路のための前記相関マトリクスの固有値分解が実行される、請求項３５の方法。
【請求項３７】
前記ステアリングベクトルと、前記受信アンテナのための複数のチャネルインパルス応答ベクトルに基づいて、受信エンティティにおける複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることと、なお、各受信アンテナのための前記複数のチャネルインパルス応答ベクトルは前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスから得られる；
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
さらにを備えた、請求項３５の方法。
【請求項３８】
送信エンティティにおいて複数の送信アンテナを有し、受信エンティティにおいて複数の受信アンテナを有する無線通信システムにおいて空間処理を実行する方法であって、
前記複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得ることと、なお、各受信アンテナに対して１つのセットが割り当てられ、チャネル応答ベクトルの各セットは、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算することと；
各受信アンテナのための前記相関マトリクスを分解して前記受信アンテナのためのステアリングベクトルを得ることと、なお、複数のステアリングベクトルは、前記複数の受信アンテナのために得られ、前記複数のステアリングベクトルは、前記受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記送信エンティティにより使用される；
を備えた方法。
【請求項３９】
各受信アンテナのための前記相関マトリクスを計算することは、
前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算することと；
前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算して、前記受信アンテナのための前記相関マトリクスを得ることと；
を含む、請求項３８の方法。
【請求項４０】
前記ステアリングベクトルと、前記受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることと；
前記受信アンテナのために前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルターし、前記受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得ることと；
前記複数の受信アンテナのための複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得ることと；
をさらに備えた、請求項３８の方法。
【請求項４１】
１つのデータストリームは、前記複数のステアリングベクトルを用いて前記送信エンティティにより前記複数の受信アンテナに送信される、請求項３８の方法。
【請求項４２】
複数のデータストリームは、前記複数のステアリングベクトルを用いて前記送信エンティティにより前記複数の受信アンテナに送信される、請求項３８の方法。
【請求項４３】
前記ステアリングベクトルおよび前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルに基づいて前記複数の受信アンテナの各々の整合フィルターを得ることと、なお、複数の整合フィルターは、前記複数の受信アンテナに対して得られる；
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信されたシンボルストリームをフィルターし、複数のフィルターされたシンボルストリームを得ることと；
前記複数のフィルターされたシンボルストリームを結合して前記送信エンティティにより送信された前記複数のデータストリームのための複数の検出されたシンボルストリームを得ることと；
をさらに備えた、請求項４２の方法。
【請求項４４】
前記複数の検出されたシンボルストリーム上で時空間等化を実行して前記複数のデータストリームのための複数のリカバーされたシンボルストリームを得ることをさらに備えた、請求項４３の方法。
【請求項４５】
送信エンティティに複数の送信アンテナを有し、受信エンティティに複数の受信アンテナを有する無線通信システムにおける装置であって、
前記複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得るためのチャネル推定器と、なお、チャネル応答ベクトルの各セットは、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算し、各受信アンテナのための前記単一の相関マトリクスを分解して前記受信アンテナのためのステアリングベクトルを得るためのコントローラーと、なお、複数のステアリングベクトルが前記複数の受信アンテナに対して得られ、前記複数のステアリングベクトルは、前記受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記送信エンティティにより使用される；
を備えた装置。
【請求項４６】
前記コントローラーは、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算し、前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための複数の相関マトリクスを得、前記受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算して前記それぞれの受信アンテナのための前記相関マトリクスを得る、請求項４５の装置。
【請求項４７】
前記コントローラーは、前記ステアリングベクトル、および前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得る、請求項４５の装置。
【請求項４８】
前記複数の受信アンテナのための複数の整合フィルターと、なお、各受信アンテナに対して１つの整合フィルターが割り当てられ、各整合フィルターは、前記関連する受信アンテナのための受信されたシンボルストリームをフィルターするために使用され、フィルターされたシンボルストリームを得る；
複数の整合フィルターから複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るコンバイナーと；
をさらに備えた、請求項４７の装置。
【請求項４９】
無線通信システムにおける装置であって、
複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得る手段と、なお、各受信アンテナに対して１つのセットが割当られ、チャネル応答ベクトルの各セットは、複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算する手段と；
各受信アンテナのための前記単一の相関マトリクスを分解し、前記それぞれの受信アンテナのためのステアリングベクトルを得る手段と、なお、複数のステアリングベクトルは前記複数の受信アンテナに対して得られ、前記受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記送信エンティティにより使用される；
を備えた装置。
【請求項５０】
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの相関マトリクスを計算し、前記受信アンテナのための複数のチャネル応答ベクトルのための複数の相関マトリクスを得る手段と；
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算し、前記それぞれの受信アンテナのための前記相関マトリクスを得る手段と；
をさらに備えた、請求項４９の装置。
【請求項５１】
前記ステアリングベクトルと前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットとに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得る手段と；
前記受信アンテナのための前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルターし、前記それぞれの受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得る手段と；
前記複数の受信アンテナのための複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し、前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得る手段と；
をさらに備えた、請求項４９の装置。
【請求項５２】
命令を記憶するコンピューター読み出し可能媒体であって、前記命令は前記コンピューターに、
複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを受信することと、なお、各受信アンテナに対して１つのセットが割り当てられ、チャネル応答ベクトルの各セットは、複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算することと；
各受信アンテナのための前記相関マトリクスを分解し、前記それぞれの受信アンテナのためのステアリングベクトルを得ることと、なお、複数のステアリングベクトルは、前記複数の受信アンテナに対して得られ、受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティにより使用される；
を実行させる、コンピューター読み出し可能媒体。
【請求項５３】
前記命令は前記コンピューターに、
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算し、前記それぞれの受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための複数の相関マトリクスを得ることと；
各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルのための前記複数の相関マトリクスを加算して前記それぞれの受信アンテナのための前記相関マトリクスを得ることと；
をさらに実行させる、請求項５２のコンピューター読み出し可能媒体。
【請求項５４】
前記コンピューターに、
前記ステアリングベクトルおよび前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々の整合フィルターを得ることと；
前記受信アンテナのための前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルターし、前記それぞれの受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得ることと；
前記複数の受信アンテナのための複数のフィルターされたシンボルストリームを結合し前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得ることと；
を実行させる命令をさらに記憶する、請求項５２のコンピューター読み出し可能媒体。
【請求項５５】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用した多重入力多重出力（ＭＩＳＯ）において空間処理を実行する方法であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおいて、送信エンティティにおける複数の送信アンテナと受信エンティティにおける複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を示すチャネル応答ベクトルのセットを得ることと；
チャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて相関マトリクスを計算することと；
前記相関マトリクスを分解して前記受信エンティティに送信されたデータストリームの周波数から独立した空間処理のために前記送信エンティティにより使用されるステアリングベクトルを得ることと；
を備えた方法。
【請求項５６】
前記周波数から独立した空間処理は、ＯＦＤＭ変調により前記データストリームに対して発生された時間ドメインチップのストリーム上で時間ドメイン内の送信エンティティにより実行される、請求項５５の方法。
【請求項５７】
前記周波数から独立空間処理は、前記データストリームのために発生されたデータシンボル上の複数のサブバンドの各々のための周波数ドメイン内の送信エンティティにより実行される、請求項５５の方法。
【請求項５８】
前記ステアリングベクトルおよびチャネル応答ベクトルのための前記セットに基づいて整合フィルターを得ることと；
前記整合フィルターを用いて受信されたシンボルストリームをフィルターし検出されたシンボルストリームを得ることと；
をさらに備えた、請求項５５の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般にデータ通信に関し、特に、広帯域のマルチ入力シングル出力（ＭＩＳＯ）および多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムのための空間処理を行なうための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＩＭＯシステムは、データ送信のための多重（ＮＴ）送信アンテナおよび多重（ＮＲ）受信アンテナを採用し、（ＮＴ、ＮＲ）システムとして表示される。ＮＴ送信およびＮＲ受信アンテナにより形成されるＭＩＭＯチャネルは、ＮＳの独立チャネルに分解され、ここでＮＳ≦ｍｉｎ｛ＮＴ,ＮＲ｝である。ＮＳ空間チャネルは、ＭＩＭＯチャネルのＮＳの独立チャネルにより形成され、データ送信に使用される。
【０００３】
時間分散(time dispersive)ＭＩＭＯチャネルの場合、所定の送信アンテナから送信された信号は、複数の信号経路（すなわち、伝搬経路）を介して所定の受信アンテナに到達する。これらの信号経路は、視線経路および／または反射路を含んでいるかもしれない。これらの経路は、送信された信号は反射源（例えばビル、障害物等）に反射し、視線経路とは異なる信号経路を介して受信アンテナに到着する。このように受信アンテナにおける受信信号は送信アンテナから送信された信号の複数のインスタンス（すなわち、複数の成分）を含んでいる。ＭＩＭＯチャネルの遅延スプレッド(spread)Ｌは、ＭＩＭＯチャネルにおける送信−受信アンテナ対のすべてのための（ある最小エネルギーの）最も早く到着するマルチパスコンポーネントと最も遅く到着するマルチパスコンポーネントとの間の時間差である。
【０００４】
ＭＩＭＯチャネルにおける時間分散は、周波数選択性(frequency selective)のフェージングを生じさせる。これはシステム帯域幅にわたって変化する周波数応答（すなわち、異なる周波数に対して異なるチャネル利得）により特徴づけられる。マルチパスコンポーネントは、異なる複素チャネル利得と関連し、受信機において建設的にまたは破壊的に加算する。時間分散および周波数選択フェージングは、広いシステム帯域幅を有する広帯域ＭＩＭＯシステムに対してより多くの問題がある。
【０００５】
種々の技術が広帯域ＭＩＭＯチャネルにおける周波数選択性に対抗するために使用される。例えば、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）のようなマルチキャリア変調技術は、システム帯域幅を複数の（ＮＦ）直交周波数サブバンドに分割するために使用されうる。従って、広帯域ＭＩＭＯチャネルは、各々がＮSの空間チャネルに分解されてもよいＮＦのフラットフェージングＭＩＭＯチャネルから構成されていると見てもよい。次に、データはＮFのサブバンドの各々のＮSの空間チャネル上に送信される。
【０００６】
ＯＦＤＭ（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）を利用するＭＩＭＯシステムの場合、ＭＩＭＯチャネルは、（１）ＮＴ・ＮＲ送／受信アンテナ対（すなわち、全部でＮＦ・ＮＴ・ＮＲ）の各々のＮＦサブバンドの各々のための複素チャネルおよび（２）受信機における雑音レベルにより特徴づけられる。従って、チャネル利得および雑音レベルを用いてＮFサブバンドの各々のＮＳの空間チャネル上のデータ送信のためのデータレート（複数の場合もある）を選択するために使用してもよい。また、チャネル利得は、ＮＦサブバンドの各々のＮＳ空間チャネル上にデータを送信するために受信機において、および恐らくは送信機において、空間処理のために使用される。従って、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの場合、周波数選択性は、広帯域ＭＩＭＯチャネルをＮＦフラットフェージング狭帯域ＭＩＭＯチャネルとして取り扱い、狭帯域ＭＩＭＯチャネルの各々に対して別個に空間処理を実行することにより対処することができる。しかしながら、この周波数依存空間処理は、送信機と受信機で計算の複雑さを大幅に増加させる。さらに、受信機は、周波数依存空間処理をサポートするために送信機に大量のフィードバック情報（例えば、チャネル利得）を供給する必要がある。
【０００７】
したがって、広帯域ＭＩＭＯシステムにおいてより効率的に空間処理を行うための技術の必要性がある。
【発明の概要】
【０００８】
ＭＩＳＯシステムとＭＩＭＯシステムにおいて周波数から独立した固有ステアリング(frequency-independent eigensteering)を実行するための技術がここに提供される。固有ステアリングはＭＩＳＯチャネルまたはＭＩＭＯチャネルの空間チャネル上にデータシンボルストリームを送信するために、送信機においてステアリングベクトルを用いてデータシンボルストリーム上で実行される空間処理を指す。ＭＩＳＯチャネルは（１）複数の時間遅延のためのタイムドメインチャネルインパルス応答ベクトルのシーケンスまたは（２）ＮＦサブバンドのための周波数ドメインチャネル周波数応答ベクトルのいずれかによって特徴づけられる。同様に、ＭＩＭＯチャネルは、チャネルインパルス応答マトリクスのシーケンスまたはチャネル周波数応答マトリクスのシーケンスのいずれかによって特徴づけられる。たとえ、ＭＩＳＯまたはＭＩＭＯチャネルが時間分散的であり、固有ステアリングが時間ドメインまたは周波数ドメインで実行されるかに関わらず、１つのステアリングベクトルがデータシンボルストリームのために使用されるという点において固有ステアリングは、周波数に対して独立である。１つまたは複数の空間チャネル上にデータシンボルストリーム（複数の場合もある）を送信するために１つまたは複数の固有ステアリングを用いて１つまたは複数のデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行してもよい。基本モードステアリング、マルチモード固有ステアリング、主経路固有ステアリング、および受信機固有ステアリングを含む、周波数に依存しない、つまり周波数から独立した種々の固有ステアリングスキームがここに記載される。
【０００９】
基本モードおよびマルチモード固有ステアリングの場合、以下に記載するようにＭＩＭＯチャネルのためのチャネル（インパルスまたは周波数）応答マトリクスに基づいて相関マトリクスがＭＩＭＯチャネルのために計算される。次に、相関マトリクスは（例えば固有値分解を用いて）分解され、ＭＩＭＯチャネルのＮＳ空間チャネルのためのＮＳの周波数から独立したステアリングベクトルを得る。基本モード固有ステアリングの場合、１つのデータシンボルストリームは、最良の空間チャネルのためステアリングベクトルｖpmを用いて基本または最良の空間チャネル上に送信される。マルチモード固有ステアリングの場合、ＮDシンボルストリームは、これらの空間チャネルのためのＮDの固有ベクトルＶmmを用いてＮDの最良の空間チャネル上に送信される。ただしＮS≧ＮD＞１である。
【００１０】
主経路固有ステアリングの場合、周波数から独立したベクトルｖｍｐを用いてＭＩＭＯチャネルの主伝搬路のための基本空間チャネル上にデータシンボルストリームが送信される。このスキームのために各チャネル応答インパルスマトリクスが最初に決定される。主経路は、最も高いエネルギーを有したチャネル応答インパルスマトリクスの時間遅延である。最も高いエネルギーを有したチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスが計算され、分解され、主経路の最良の空間チャネルのための固有ベクトルｖｍｐを得る。データシンボルストリームはステアリングベクトルｖｍｐを使用して、この空間のチャネル上に送信される。
【００１１】
受信機固有ステアリングの場合、データシンボルストリームは、その受信アンテナのために得られる周波数から独立したステアリングベクトルｖrx,iに基づいて個々の受信アンテナに向けられる。ＭＩＭＯチャネルは、ＮＲ受信アンテナのためのＮＲ  ＭＩＳＯチャネルから構成されていると見なされる。相関マトリクスは、チャネルのシーケンス（インパルスまたは周波数）に基づいて、各ＭＩＳＯチャネルのために計算され、分解されてそのＭＩＳＯチャネルの主空間チャネルのためのステアリングベクトルが得られる。ＮＲの周波数から独立したステアリングベクトルＶrxがＮＲのＭＩＳＯチャネルのために得られる。ＮDのデータシンボルストリームは、ＮRのステアリングベクトルＶrxを用いて送信される。但し、この場合、ｍｉｎ｛ＮR、ＮT｝≧ＮD≧１である。各データシンボルストリームは１つの、複数のまたはすべての受信アンテナに向けられる。１つの受信アンテナを有するＭＩＳＯシステムの場合、１つのステアリングベクトルは、１つの受信アンテナに対して得られ、１つのデータシンボルストリームを送信するために使用される。
【００１２】
固有ステアリングスキームのすべてに対して、送信機および受信アンテナのチャネル（インパルスまたは周波数）応答ベクトルのシーケンスにより使用されるステアリングベクトル（複数の場合もある）に基づいて各受信アンテナのための整合フィルターが得られる。各受信アンテナのための受信されたシンボルストリームは、その受信アンテナのための整合フィルターを用いてフィルターされ１つ以上のフィルターされたシンボルストリームを得る。次に、ＮRの受信アンテナのためのすべてのＮRの整合フィルターからのフィルターされたシンボルサブストリームは、結合され、送信機により送信されたＮDのデータストリームのためのＮDの検出されたシンボルストリームを得る。ただし、この場合ＮD≧１である。等化および他のポストプロセッシングは、送信機により送信されたＮDのデータシンボルストリームの推定値である、ＮDのリカバーされたシンボルストリームを得るために、ＮDの検出されたシンボルストリーム上で実行される。
【００１３】
本発明の種々の観点および実施形態は、以下にさらに詳細に記載される。
【００１４】
本発明の特徴、性質及び利点は、類似による参照文字が相応して、全体で特定する図面と関連して解釈されるときに後述される詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１はＭＩＳＯシステムにおける送信機と受信機を示す。
【図２】図２はＭＩＳＯシステムにおける送信（ＴＸ）データプロセッサーを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、ＭＩＳＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第１の実施形態を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ＭＩＳＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第２の実施形態を示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ＭＩＳＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第３の実施形態を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、ＭＩＳＯシステムにおける受信（ＲＸ）空間のプロセッサーの第１の実施形態を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ＭＩＳＯシステムにおける受信（ＲＸ）空間のプロセッサーの第２の実施形態を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、ＭＩＳＯシステムにおける受信（ＲＸ）空間のプロセッサーの第３の実施形態を示す。
【図５】図５は、ＭＩＳＯシステムにおける受信機のブロック図を示す。
【図６】図６はＭＩＭＯシステムにおける送信機と受信機を示す。
【図７】図７はＭＩＭＯシステムにおけるＴＸデータプロセッサーを示す。
【図８Ａ】図８Ａは、ＭＩＭＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第１の実施形態を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、ＭＩＭＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第２の実施形態を示す。
【図８Ｃ】図８Ｃは、ＭＩＭＯシステムにおけるＴＸ空間プロセッサーの第３の実施形態を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第１の実施形態を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第２の実施形態を示す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第３の実施形態を示す。
【図９Ｄ】図９Ｄは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第４の実施形態を示す。
【図９Ｅ】図９Ｅは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第５の実施形態を示す。
【図９Ｆ】図９Ｆは、ＭＩＭＯシステムにおけるＲx空間プロセッサーの第６の実施形態を示す。
【図１０】図１０は、ＭＩＭＯシステムにおける受信機のブロック図を示す。
【図１１】図１１は、ＭＩＭＯシステムにおいて基本モード固有ステアリング、マルチモード固有ステアリング、および主経路固有ステアリングを実行するためのプロセスを示す。
【図１２】図１２は、ＭＩＳＯまたはＭＩＭＯシステムにおいて、受信機固有ステアリングを実行するためのプロセスを示す。
【発明の詳細な説明】
【００１６】
ここに使用される用語「例示」は、「例、インスタンス、または例証」として機能することを意味する。「例示」としてここに記載されるいかなる実施形態または設計は、他の実施形態または設計に対して好適であるまたは利点があるとして必ずしも解釈される必要は無い。
【００１７】
ここに記載された固有ステアリング技術は、シングルキャリアおよびマルチキャリアＭＩＳＯおよびＭＩＭＯシステムを含む種々の無線通信システムのために使用される。マルチキャリアは、ＯＦＤＭまたはその他のマルチキャリア変調技術または構成により供給される。以下の記載において、用語「ＭＩＭＯシステム」は一般的にシングルキャリアＭＩＭＯシステムおよびマルチキャリアＭＩＭＯシステムの両方を指す。
【００１８】
明確にするために、以下の表記は、以下の記載のために使用される。時間−ドメイン変数はｎの関数であり、筆記体のテキスト（例えば、
【数１】
2011061807.tif 000003
【００１９】
）で示される。周波数−ドメイン変数はｋの関数であり、平文テキスト（例えば、ｈ（ｋ））で示される。ベクトルは、小文字で太字で下線が引かれたテキスト（例えば、
【数２】
2011061807.tif 000004
【００２０】
）で示される。マトリクスは、大文字で太字で下線が引かれたテキスト（例えば、
【数３】
2011061807.tif 000005
【００２１】
）で示される。三次元マトリクスは、大文字で、太字で二重下線が引かれたテキスト（例えば、
【数４】
2011061807.tif 000006
【００２２】
）で示される。
【００２３】
１．ＭＩＭＯシステム
ＮＴ送信アンテナおよび単一の受信アンテナを有する時間分散ＭＩＳＯチャネルは、（Ｌ＋１）×ＮTの次元を有する時間−ドメインチャネルインパルス応答マトリクス
【数５】
2011061807.tif 000007
【００２４】
により特徴づけられる。ここで、Ｌはシンボル期間におけるＭＩＭＯチャネルの遅れ範囲を示す。チャネルの遅れ範囲は、チャネルで最も早い解決できる伝搬経路と最も遅い分解可能な(resolvable)伝搬経路との間の差である。マトリクス
【数６】
2011061807.tif 000008
【００２５】
は、ｊ＝１，２，．．．ＮTの場合にＮTのチャネルインパルス応答ベクトル
【数７】
2011061807.tif 000009
【００２６】
から構成され、または等価的にｎ＝０，１，．．．Ｌの場合Ｌ＋１行ベクトル
【数８】
2011061807.tif 000010
【００２７】
から構成され、マトリクスは次のように表わされる。
【数９】
2011061807.tif 000011
【００２８】
但し、エントリ
【数１０】
2011061807.tif 000012
【００２９】
は、ｊ＝１，２，．．．ＮTおよびｎ＝０，１，．．．Ｌの場合、時間遅延ｎの場合に送信アンテナｊおよび受信アンテナとの間のカップリング（すなわち、複素利得）である。ｊ＝１，２，．．．ＮTの場合の各ベクトル
【数１１】
2011061807.tif 000013
【００３０】
は、送信アンテナｊと受信アンテナとの間のチャネルインパルス応答のためのＬ＋１複素値を含む。ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の各行ベクトル
【数１２】
2011061807.tif 000014
【００３１】
は、時間遅延ｎの場合のＮTの送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル利得のためのＮTの複素値を含む。
【００３２】
チャネルインパルス応答は、送信器によって送られたパイロットシンボルに基づいて受信機によって推定される。送信器は、そのアンテナに割り当てられたユニークな直交シーケンスで各送信アンテナのパイロットを「カバー」することができる。カバリングは、送信される所定の変調シンボルｐ（または同じ値を有するＷシンボルのセット）がＷ−チップ直交シーケンスのすべてのＷチップと乗算され、Ｗのカバーされたシンボルが得られるプロセスであり、次に、それらが送信される。ＮT直交パイロットは、ＮT送信アンテナのためのＮT直交シーケンスを用いて取得することができる。カバリングは、ＮTの送信アンテナから送信されたＮTのパイロットの中で直交性を得、受信機が個々の送信アンテナを区別可能にさせる。
【００３３】
受信機は、ＮT送信アンテナの各々と受信アンテナとの間のチャネルインパルス応答を推定するために、同じＮTの直交シーケンスの各々を用いて受信されたパイロットシンボルを「デカバー」することができる。デカバリングは補足的なプロセスであり、それによりＷのカバーされたシンボルのためのＷの受信されたシンボルは、同じＷ−チップ直交シーケンスのＷチップにより乗算されＷのデカバーされたシンボルを得、次に累積されて送信されたシンボルｐの推定値を得る。デカバリングは、Ｌ＋１時間遅延において実行され、ｎ＝０，１、．．．Ｌの場合にＭＩＳＯチャネルのチャネルインパルス応答のためのＬ＋１の行ベクトル
【数１３】
2011061807.tif 000015
【００３４】
を得る。
【００３５】
また時間分散的ＭＩＳＯチャネルは、ＮF×ＮTの次元を有する２次元周波数ドメインチャネル周波数応答マトリクスＨにより特徴づけられる。但し、ＮFは、周波数サブバンドの数であり、ＮF≧（Ｌ＋１）である。マトリクスＨはｊ＝１，２，．．．ＮTの場合、ＮTのチャネル周波数応答ベクトルｈｊから構成され、すなわち、
【数１４】
2011061807.tif 000016
【００３６】
である。各ベクトルｈjはマトリクス
【数１５】
2011061807.tif 000017
【００３７】
の対応するベクトル
【数１６】
2011061807.tif 000018
【００３８】
のＬ＋１時間ドメイン値にＮFポイントの離散型フーリエ変換（ＤＦＴ）を実行することにより得られるＮFの周波数ドメイン値を含む。従って、各送信受信アンテナペアに対して、時間ドメインチャネルインパルス応答ベクトル
【数１７】
2011061807.tif 000019
【００３９】
と周波数ドメインチャネル周波数ベクトルとの間の１対１の対応がある。マトリクスＨは等価的に、ｋ＝１，２，．．．ＮFの場合、ＮFの行ベクトルｈ（ｋ）から構成される。すなわち、
【数１８】
2011061807.tif 000020
【００４０】
である。ここで、ＭTはＭの転置(transpose)である。各行ベクトルｈ（ｋ）は、サブバンドｋのＮTの送信アンテナと受信アンテナの間の周波数レスポンスのためのＮTの複素利得値を含む。ｈ（ｋ）を得るためのＤＦＴは以下のように表わされる。
【数１９】
2011061807.tif 000021
【００４１】
送信機は、データシンボルストリームのためのより高い受信された信号対雑音比（ＳＮＲ）を得るためにＭＩＳＯチャネルを介して送信する前にデータシンボルストリームｓ（ｎ）上で固有ステアリングを実行する。固有ステアリングは、周波数から独立したステアリングベクトルｖmisoを用いて実行される。ベクトルｖmisoは、受信されたＳＮＲを最大にするために導き出されてもよく、その他の基準に基づいてもよい。
【００４２】
一実施形態において、送信機のためのステアリングベクトルｖmisoは、最初に以下のようにＮT×ＮTの相関マトリクスＲmisoを計算することにより得られる。
【数２０】
2011061807.tif 000022
【００４３】
ここで、ｈHはｈの共役転置である。マトリクスＲmisoは、Ｌ＋１時間遅延のための
【数２１】
2011061807.tif 000023
【００４４】
のＬ＋１の個々の相関マトリクスマトリクスかまたは、ＮFのサブバンドのＮFの個々の相関マトリクスの平均値として見なされる。個々の相関マトリクスは、式（３）における与えられた等しい重みである。他の実施形態において、個々の相関マトリクスはＲmiso  の計算において同等でない重みが与えられる。例えば、各個々の相関マトリクスはそのマトリクスに関連するエネルギーにより重み付けされる。このエネルギーは、以下に記載するように計算することができる。
【００４５】
その後、相関マトリクスＲmisoの固有値分解は以下のように実行される。
【数２２】
2011061807.tif 000024
【００４６】
ここで、Ｖmisoは、列がＲmisoの固有ベクトルであるＮT×ＮTのユニタリ行列(unitary matrix)である。また、Λmisoは対角エントリ(diagonal entries)がＲmisoの固有であるＮT×ＮTの対角マトリクス(diagonal matrix)である。ユニタリ行列Ｍは、特性ＭHＭ＝Ｉにより特徴づけられる。但しＩは、対角線に沿った１とその他の場所の０とを有したアイデンティティマトリクスである。従って、ｊ＝１，２，．．．ＮTの場合にｖjとして示されるユニタリマトリクスＶmisoのＮTの固有ベクトルは、互いに直交している。さらに各固有ベクトルの長さは１に等しい。すなわち
【数２３】
2011061807.tif 000025
【００４７】
である。ここで、
【数２４】
2011061807.tif 000026
【００４８】
である。また、ＮT固有ベクトルはステアリングベクトルと呼ばれ、以下に記載するように、送信機により固有ステアリングのために使用され、受信機により整合フィルタリングのために使用される。
【００４９】
マトリクスＲmisoは次元がＮT×ＮTでランクがＮmisoのマトリクスである。ここで、Ｎmiso≦min{NT,(L+1)}である。従って対角マトリクスΛmisoは対角線に沿ってＮmisoの正の実数を含みその他はゼロを含む。最大のゼロでないエントリは、マトリクスＲmisoの基本固有値λmisoと呼ばれ、その固有値に相当する空間チャネル（または「時間ドメイン固有モード」）のための電力利得を示す。固有ステアリングを使用するための周波数から独立したステアリングベクトルｖmisoは、「基本的な」Ｒmisoの固有ベクトルであり、これはＲmisoの基本固有値に相当するＶmisoの列である。
【００５０】
送信機は、ステアリングベクトルｖmisoを有したデータシンボルストリームｓ（ｎ）上
で固有ステアリングを実行し、以下のように、ＮTの送信シンボルストリーム
【数２５】
2011061807.tif 000027
【００５１】
を得る。
【数２６】
2011061807.tif 000028
【００５２】
図５に示される固有ステアリングを用いて、データシンボルストリームｓ（ｎ）は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の
【数２７】
2011061807.tif 000029
【００５３】
の実効的なチャネルインパルス応答を有した単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）チャネルである、効率的なチャネルを観察する。ＮTの送信シンボルストリーム
【数２８】
2011061807.tif 000030
【００５４】
はさらに処理され、ＮTの送信アンテナから受信機に送信される。
【００５５】
受信機は、単一の受信アンテナから受信されたシンボルストリーム
【数２９】
2011061807.tif 000031
【００５６】
を得る。これは以下のように表わされる。
【数３０】
2011061807.tif 000032
【００５７】
ここで、
【数３１】
2011061807.tif 000033
【００５８】
は、畳み込み(convolution)を示し、ｎmiso（ｎ）は、加法白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）である。受信シンボルストリーム
【数３２】
2011061807.tif 000034
【００５９】
は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を経験する。これは、それによって受信されたストリーム内の各シンボルは受信されたストリーム内の次のシンボルへの歪みとして作用する現象である。以下に記載されるように、シンボル間干渉は、十分に長い循環プレフィックス(prefix)と一緒にＯＦＤＭの使用を介して緩和される。あるいは、シングルキャリアＭＩＳＯシステムの場合、シンボル間干渉は、これも以下に記載されるように、等化と組み合わせて適切な一時的な整合フィルタリングの使用を介して緩和される。
【００６０】
受信機は時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて受信されたシンボルストリーム
【数３３】
2011061807.tif 000035
【００６１】
の整合フィルタリングを実行する。時間ドメイン整合フィルタリングは以下
のように表わされる。
【数３４】
2011061807.tif 000036
【００６２】
ここで、
【数３５】
2011061807.tif 000037
【００６３】
は、検出されたシンボルストリームであり、送信機により送信されたデータシンボルストリームｓ（ｎ）の推定値である。ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の整合フィルター
【数３６】
2011061807.tif 000038
【００６４】
は、受信されたＳＮＲを最大化する。
【００６５】
イコライザーは、ＭＩＭＯチャネルにおける時間分散によりシンボル間干渉を緩和するために使用される。イコライザーは、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）イコライザー、決定フィードバックイコライザー（ＤＦＥ）、最大尤度シーケンス推定器（ＭＬＳＥ）あるいは他のあるタイプのイコライザーであってよい。イコライザーは、パイロットおよび／またはデータシンボルを用いておよび特定の基準（例えば、最小平均二乗誤差）に基づいて更新することができる係数を有する適応フィルターを用いて実施される。イコライザーは、検出されたシンボルストリーム
【数３７】
2011061807.tif 000039
【００６６】
上で等価を実行し、リカバーされたシンボルストリーム
【数３８】
2011061807.tif 000040
【００６７】
を供給する。リカバーされたシンボルストリームは、送信機により送信されたデータシンボルストリームのより良い推定値である。一般に、検出されたシンボルストリーム
【数３９】
2011061807.tif 000041
【００６８】
は、リカバーされたシンボルストリーム
【数４０】
2011061807.tif 000042
【００６９】
として直接供給され、または、後処理されて（例えば、等化して）リカバーされたシンボルストリーム
【数４１】
2011061807.tif 000043
【００７０】
を得る。
【００７１】
周波数ドメイン整合フィルタリングは、以下のように表わされる。
【数４２】
2011061807.tif 000044
【００７２】
ここで、
【数４３】
2011061807.tif 000045
【００７３】
は、サブバンドｋのためのリカバーされたシンボルサブストリームである。
【数４４】
2011061807.tif 000046
【００７４】
は、サブバンドｋのための受信されたシンボルサブストリームである。ｋ＝１，２，．．．
ＮFの場合のＮFの受信されたシンボルサブストリーム
【数４５】
2011061807.tif 000047
【００７５】
は、受信されたシンボルストリーム
【数４６】
2011061807.tif 000048
【００７６】
におけるＮFシンボルの各セットの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行することにより得られる。ｋ＝１，２，．．．ＮFの場合の整合フィルター
【数４７】
2011061807.tif 000049
【００７７】
は、各サブバンドに対して受信されたＳＮＲを最大化する複素数値スカラーである。ＮFのサブバンドのためのＮFのリカバーされたシンボルサブストリームは、一緒に乗算されリカバーされたシンボルストリーム
【数４８】
2011061807.tif 000050
【００７８】
を得る。
【００７９】
時間ドメインおよび周波数ドメイン整合フィルタリングの場合、受信されたＳＮＲは以下のように表わされる。
【数４９】
2011061807.tif 000051
【００８０】
ここで、Ｐtotalはデータシンボルストリームのために送信機により使用される合計送信電力である。σ2は、受信機における雑音レベルである。λmisoは、Ｒmisoの基本固有値である。
【００８１】
周波数から独立した固有ステアリングを有するＭＩＳＯチャネルの容量
【数５０】
2011061807.tif 000052
【００８２】
は、周波数ドメイン解析を使用しておよび同じステアリングベクトルがすべてのＮFのサブバンドに対して使用されると仮定して決定される。容量
【数５１】
2011061807.tif 000053
【００８３】
は以下のように表わされる。
【数５２】
2011061807.tif 000054
【００８４】
ここで、ρは受信アンテナで測定された平均受信ＳＮＲであり、受信機雑音σ2により除算された合計受信電力に等しい。マトリクスＲ（ｋ）はｈ（ｋ）の相関行列である。それは
以下のように得られ分解される。
【数５３】
2011061807.tif 000055
【００８５】
ここで、Λ（ｋ）はＲ（ｋ）の固有値の対角線マトリクスである。Ｕ（ｋ）はＲ（ｋ）の固有ベクトルのユニタリマトリクスである。方程式（１０）の二次項は以下のように表わされる。
【数５４】
2011061807.tif 000056
【００８６】
ここで、
【数５５】
2011061807.tif 000057
【００８７】
である。Ｒ（ｋ）は唯一のノンゼロ固有値(non-zero eigenvalue)を有するので、方程式（１２）は以下のように簡単にされる。
【数５６】
2011061807.tif 000058
【００８８】
ここで、λ（ｋ）はＲ（ｋ）のノンゼロ固有値であり、これは、ＭＩＳＯチャネルに対して
【数５７】
2011061807.tif 000059
【００８９】
である。ｚ1（ｋ）は固有値λ（ｋ）に対応するｚ（ｋ）のエレメントである。従って、
周波数から独立した固有ステアリングを有しＭＩＳＯチャネルの容量
【数５８】
2011061807.tif 000060
【００９０】
は、以下のように表わされる。
【数５９】
2011061807.tif 000061
【００９１】
送信機において固有ステアリングを伴わない（または、等価的にステアリングベクトル
ｖ＝［ｇ  ｇ．．．ｇ］但し、
【数６０】
2011061807.tif 000062
【００９２】
を有する）ＭＩＳＯチャネルのための容量
【数６１】
2011061807.tif 000063
【００９３】
は、以下のように表わされる。
【数６２】
2011061807.tif 000064
【００９４】
一般に周波数から独立した固有ステアリングを有するＭＩＳＯチャネルの容量
【数６３】
2011061807.tif 000065
【００９５】
は、固有ステアリングを有さないＭＩＳＯチャネルの容量
【数６４】
2011061807.tif 000066
【００９６】
より大きい。
【００９７】
ＭＩＳＯシステム内の送信機における固有ステアリングのための周波数から独立したステアリングベクトルｖmisoを得るための例示方法を上に記載した。ステアリングベクトルは他の方法で得てもよく、これはこの発明の範囲内である。
【００９８】
周波数から独立した固有ステアリングは、またＯＦＤＭを採用するＭＩＳＯシステム（すなわち、ＭＩＳＯ−ＯＦＤＭシステム）に使用されうる。方程式（５）において示されるように、送信機は時間ドメイン内で固有ステアリングを実行する。ただしｓ（ｎ）は、ＯＦＤＭ変調によりデータストリームのために発生されたＯＦＤＭシンボルのための時間ドメインチップのシーケンスを示す。ＯＦＤＭ変調は以下に記載される。また、送信機は、ＯＦＤＭシンボルを発生するためにＯＦＤＭ変調の前に、各サブバンドのためのデータシンボル上の周波数ドメイン内で固有ステアリングを実行することができる。受信機は、方程式（７）に示すように、時間ドメイン内でまたは、方程式（８）に示すように周波数ドメイン内で整合フィルタリングを実行する。
【００９９】
２．ＭＩＭＯシステム
ＮTの送信アンテナとＮRの受信アンテナを有した時間分散ＭＩＭＯチャネルは、ＮR×ＮT×（Ｌ＋１）の次元を有する３次元時間ドメインチャネルインパルス応答マトリクス
【数６５】
2011061807.tif 000067
【０１００】
により特徴づけられる。マトリクス
【数６６】
2011061807.tif 000068
【０１０１】
は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合、Ｌ＋１のチャネルインパルス応答マトリクス
【数６７】
2011061807.tif 000069
【０１０２】
から構成される。すなわち、
【数６８】
2011061807.tif 000070
【０１０３】
は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合以下のように表わされる。
【数６９】
2011061807.tif 000071
【０１０４】
ここで、ｉ＝１，２，．．．ＮR、ｊ＝１，２，．．．ＮT、およびｎ＝０，１，．．．Ｌの場合のエントリ
【数７０】
2011061807.tif 000072
【０１０５】
は、時間遅延ｎのための送信アンテナｊと受信アンテナｉとの間のカップリング（すなわち複素利得）である。ｉ＝１，２，．．．ＮRおよびｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の行ベクトル
【数７１】
2011061807.tif 000073
【０１０６】
は、時間遅延ｎに対してＮTの送信アンテナと受信アンテナｉとの間のチャネル利得のためのＮTの複素値を含む。
【０１０７】
チャネルインパルス応答は、送信機によって送られたパイロットシンボルに基づいて受信機によって推定される。一実施形態において、送信機は、そのアンテナに割り当てられた直交符号で各送信アンテナのパイロットをカバーする。ＮTの送信アンテナから送信されたパイロットは、ＮTの直交符号によってカバーされ、個々にリカバーされる。受信機において、各受信アンテナｉからの受信パイロットは特定の時間遅延でＮTの直交符号を用いてデカバーされ、その時間遅延、すなわちマトリクス
【数７２】
2011061807.tif 000074
【０１０８】
に対する受信アンテナｉとＮTの送信アンテナの各々との間のチャネル応答を得る。デカバリングはすべてのＮRの受信アンテナに対して別個に実行され、マトリクス
【数７３】
2011061807.tif 000075
【０１０９】
のＮR行を得る。また、デカバリングは、各送受信アンテナ対に対してＬ＋１時間遅延（すなわち、ｎ＝０，１，．．．Ｌ）において実行され、その送受信アンテナ対に対するチャネルインパルス応答のためのＬ＋１時間ドメイン値を得る。
【０１１０】
時間分散ＭＩＭＯチャネルは、また、ＮR×ＮT×ＮFの次元を備えた対応する三次元の周波数ドメインチャネル周波数応答マトリクス
【数７４】
2011061807.tif 000076
【０１１１】
によっても特徴づけられる。但し、ＮF＞Ｌである。マトリクス
【数７５】
2011061807.tif 000077
【０１１２】
は、ｋ＝１，２，．．．ＮFの場合、ＮFのチャネル周波数応答マトリクスＨ（ｋ）から構成され、これは以下のようにして、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合に、Ｌ＋１のチャネルインパルス応答マトリクス
【数７６】
2011061807.tif 000078
【０１１３】
上でＮFのポイントディスクリートフーリエ変換を計算することにより得ることができる。
【数７７】
2011061807.tif 000079
【０１１４】
ｋ＝１，２，．．．ＮFの場合の各マトリクスＨ（ｋ）は、ＮRの受信アンテナに対してｉ＝１，２，．．．ＮRの場合、ＮRの行ベクトルｈi（ｋ）を含む。各行ベクトルｈi（ｋ）は、サブバンドｋのためのＮTの送信アンテナと受信アンテナｉとの間のチャネル利得のためのＮTの複素値を含む。ｉ＝１，２，．．．ＮRおよびｊ＝１，２，．．．ＮTの場合のマトリクス
【数７８】
2011061807.tif 000080
【０１１５】
の各エントリｈi,jは、マトリクス
【数７９】
2011061807.tif 000081
【０１１６】
の対応するエントリ
【数８０】
2011061807.tif 000082
【０１１７】
のためのＬ＋１時間ドメイン値のＤＦＴを取ることにより得られるＮFの周波数ドメイン値を含む。従って、各送受信アンテナ対の場合、チャネルインパルス応答
【数８１】
2011061807.tif 000083
【０１１８】
とチャネル周波数応答ｈi,jとの間には１対１対応がある。
【０１１９】
周波数から独立した固有ステアリングは、ＭＩＭＯシステムに対して種々の方法で実行されうる。いくつかの例示的な周波数から独立した固有ステアリングスキームが以下に記載される。
【０１２０】
Ａ．基本モード固有ステアリング
基本モードステアリングの場合、データシンボルストリームは、周波数から独立した単一のステアリングベクトルｖｐｍを用いてＭＩＭＯチャネルの基本空間チャネル上に送信される。このステアリングベクトルを得るために、ＮT×ＮT相関マトリクスＲmimoは最初に以下のように計算される。
【数８２】
2011061807.tif 000084
【０１２１】
次に、Ｒmimoの固有値分解は以下のように実行される。
【数８３】
2011061807.tif 000085
【０１２２】
ここで、ＶmimoはＲmimoの固有ベクトルのユニタリマトリクスである。Λmimoはその対角線エントリがＲmimoの固有値である対角マトリクスである。
【０１２３】
ＭＩＭＯチャネルはＮsの空間チャネルに分解される。この場合Ｎs≦ｍｉｎ｛Ｎ
T，ＮR｝である。マトリクスＲmimoはランクＮsのマトリクスであり、対角マトリクスΛmimoは対角線に沿ってＮsの非負の実数を含む。最大のノンゼロ対角エントリは、マトリクスＲmimoの基本固有値λmimoと呼ばれる。実施形態において、固有ステアリングに使用するためのステアリングベクトルｖpmはＲmimoの基本固有値であり、Ｒmimoの基本固有値に相当するＶmimoの列である。ステアリングベクトルｖpmは、「平均化された」ＭＩＭＯチャネルの基本空間チャネルのためであると見なされる。
【０１２４】
送信機は、ステアリングベクトルｖpmを用いてデータシンボルｓ（ｎ）上で固有ステアリングを実行し、以下のようにしてＮTの送信シンボルストリーム
【数８４】
2011061807.tif 000086
【０１２５】
を得る
【数８５】
2011061807.tif 000087
【０１２６】
方程式（２０）に示される固有ステアリングを用いて、データシンボルストリームｓ（ｎ）は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合の
【数８６】
2011061807.tif 000088
【０１２７】
の効率的なチャネルインパルス応答を有した単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）チャネルである実行チャネルを観察する。ＮTの送信シンボルストリーム
【数８７】
2011061807.tif 000089
【０１２８】
は、さらに処理され、ＮTの送信アンテナから受信機に送信される。
【０１２９】
受信機はＮRの受信アンテナからＮRの受信シンボルストリーム
【数８８】
2011061807.tif 000090
【０１３０】
を得る。これは次のように表わされる。
【数８９】
2011061807.tif 000091
【０１３１】
ここで、ｎmimo（ｎ）は、０と
【数９０】
2011061807.tif 000092
【０１３２】
の平均ベクトルを有する加法白色ガウス雑音である。この場合、０はすべてのゼロのベクトルである。受信機は、時間ドメインあるいは周波数ドメインにおける受信シンボルストリーム
【数９１】
2011061807.tif 000093
【０１３３】
の整合フィルタリングを実行する。
【０１３４】
時間ドメイン整合フィルタリングは以下のように表わされる。
【数９２】
2011061807.tif 000094
【０１３５】
受信機整合フィルターは、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合、
【数９３】
2011061807.tif 000095
【０１３６】
であり、これはＮRの受信アンテナのためのＮRの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナのための整合フィルターｍpm,i（ｎ）は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合、その受信アンテナに対して受信ＳＮＲを最大化する
【数９４】
2011061807.tif 000096
【０１３７】
のインパルス応答を有する。ＮRの受信アンテナのためのＮRの個々の整合フィルターの出力は加算され、検出されたシンボルストリーム
【数９５】
2011061807.tif 000097
【０１３８】
を得る。検出されたシンボルストリーム
【数９６】
2011061807.tif 000098
【０１３９】
に事後処理（例えば、等価）を行ってリカバーされたシンボルストリーム
【数９７】
2011061807.tif 000099
【０１４０】
を得る。
【０１４１】
周波数ドメイン整合フィルタリングは以下のように表わされる。
【数９８】
2011061807.tif 000100
【０１４２】
ここで、ｙpm（ｋ）は、サブバンドｋの受信シンボルサブストリームであり、これは、受信シンボルストリーム
【数９９】
2011061807.tif 000101
【０１４３】
においてＮFのシンボルの各セットのＦＦＴを実行することにより得られる。受信機整合フィルターは
【数１００】
2011061807.tif 000102
【０１４４】
であり、ＮRの受信アンテナに対してＮRの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナｉのための整合フィルターｍpm,i（ｋ）は、
【数１０１】
2011061807.tif 000103
【０１４５】
の応答を有する。各サブバンドｋのためのＮRの受信アンテナのためのＮRの個々の整合フィルターの出力は加算され、そのサブバンドのためのリカバーされたシンボルサブストリーム
【数１０２】
2011061807.tif 000104
【０１４６】
を得る。ＮFのサブバンドのためのＮFのリカバーされたシンボルサブストリームは、多重化され、リカバーされたシンボルストリーム
【数１０３】
2011061807.tif 000105
【０１４７】
を得る。
【０１４８】
時間ドメインと周波数ドメインの両方の整合フィルタリングの場合、ＮRの受信アンテナを介して平均化された受信ＳＮＲは、以下のように表わされる。
【数１０４】
2011061807.tif 000106
【０１４９】
整合フィルター
【数１０５】
2011061807.tif 000107
【０１５０】
は、受信ＳＮＲを最大化する。
【０１５１】
基本モード固有ステアリングを有するＭＩＭＯチャネルの容量
【数１０６】
2011061807.tif 000108
【０１５２】
は、以下のように表わされる。
【数１０７】
2011061807.tif 000109
【０１５３】
方程式（２５）の二次項は、以下のように表わされる。
【数１０８】
2011061807.tif 000110
【０１５４】
ここで、
【数１０９】
2011061807.tif 000111
【０１５５】
は、共分散マトリクス
【数１１０】
2011061807.tif 000112
【０１５６】
のλ番目の固有値
【数１１１】
2011061807.tif 000113
【０１５７】
と関連する固有ベクトルである。容量
【数１１２】
2011061807.tif 000114
【０１５８】
は、以下のように表わされる。
【数１１３】
2011061807.tif 000115
【０１５９】
Ｂ．マルチモード固有ステアリング
マルチモード固有ステアリングの場合、複数のデータシンボルストリームが、マトリクスＶmmにおける複数の周波数独立したステアリングベクトルを用いたＭＩＭＯチャネルの複数の空間チャネル上に送信される。このマトリクスの列は、相関マトリクスＲmimo  の固有ベクトルである。ＲmimoはランクＮsであり、この場合Ｎｓ≦ｍｉｎ｛ＮT，ＮR｝であるので、Ｎsの固有ベクトル
【数１１４】
2011061807.tif 000116
【０１６０】
まで含めてもよく、λ＝１，２，．．．Ｎsの場合、ＲmimoのＮsの固有モードまで含めてもよい。明確にするために、以下の記載は、すべてのＮs固有モードがデータ送信のために使用されることを仮定している。
【０１６１】
送信機は、以下のように、ステアリングマトリクスＶmmを用いてＮsのデータシンボル
ストリームｓmm（ｎ）上に固有ステアリングを実行し、ＮTの送信シンボルストリーム
【数１１５】
2011061807.tif 000117
【０１６２】
を得る。
【数１１６】
2011061807.tif 000118
【０１６３】
ここで、フルランクＭＩＭＯチャネルに対して
【数１１７】
2011061807.tif 000119
【０１６４】
であり、
【数１１８】
2011061807.tif 000120
【０１６５】
であり、
【数１１９】
2011061807.tif 000121
【０１６６】
である。λ＝１，２，．．．Ｎsの場合、各データシンボルストリーム
【数１２０】
2011061807.tif 000122
【０１６７】
は、マトリクスＶmm名のそれぞれのステアリングベクトル
【数１２１】
2011061807.tif 000123
【０１６８】
を用いて向けられる。各データシンボルストリーム
【数１２２】
2011061807.tif 000124
【０１６９】
は、ｎ＝０，１，．．．Ｌの場合に、
【数１２３】
2011061807.tif 000125
【０１７０】
の実効チャネルインパルス応答を有するＳＩＭＯチャネルである実効チャネルを観察する。ＮTの送信シンボルストリーム
【数１２４】
2011061807.tif 000126
【０１７１】
はさらに処理され、ＮTの送信アンテナから受信機に送信される。
【０１７２】
受信機はＮRの受信アンテナからＮRの受信シンボルストリーム
【数１２５】
2011061807.tif 000127
【０１７３】
を得る。これは
【数１２６】
2011061807.tif 000128
【０１７４】
である。時間分散ＭＩＭＯチャネルの場合、マトリクスＶmm内の周波数から独立した複数のステアリングベクトルを有する固有ステアリングは、チャネルを対角マトリクスにしない。従って、周波数から独立した固有ステアリングを用いたデータ送信のために複数の空間チャネルが使用されるとき、一般的に複数のシンボルストリーム間並びに受信機におけるシンボル間干渉にクロストークがあるであろう。
【０１７５】
受信機は時間ドメインまたは周波数ドメインにおける受信シンボルストリーム
【数１２７】
2011061807.tif 000129
【０１７６】
の整合フィルタリングを実行する。時間ドメイン整合フィルタリングは、以下のように表わされる。
【数１２８】
2011061807.tif 000130
【０１７７】
ここで、
【数１２９】
2011061807.tif 000131
【０１７８】
は、Ｎsの検出されたシンボルストリームを示す。受信機整合フィルターは、
【数１３０】
2011061807.tif 000132
【０１７９】
であり、ＮRの受信アンテナのためのＮRの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナのための整合フィルターｍmm,i（ｎ）は、
【数１３１】
2011061807.tif 000133
【０１８０】
のインパルス応答を有する。各受信アンテナのための整合フィルターの出力は、Ｎsのステアリングベクトル（すなわち、ＶmmのＮsの列）に対応するＮsのフィルターされたシンボルサブストリームを含む。各ステアリングベクトルのためのＮRの整合フィルターからのＮRのフィルターされたシンボルサブストリームは、結合されてそのステアリングベクトルのための検出されたシンボルサブストリーム
【数１３２】
2011061807.tif 000134
【０１８１】
を得る。Ｎsの検出されたシンボルストリーム
【数１３３】
2011061807.tif 000135
【０１８２】
は、送信機により送信されたＮsのデータシンボルｓmm（ｎ)のために得られる。
【０１８３】
周波数ドメイン整合フィルタリングは、以下のように表わされる。
【数１３４】
2011061807.tif 000136
【０１８４】
ここで、ｙmm(k)は、サブバンドｋのための受信されたシンボルサブストリームであり、これは受信されたシンボルサブストリームｙmm（ｎ）におけるＮFシンボルの各セットのＦＦＴを実行することにより得られる。受信機整合フィルターは、
【数１３５】
2011061807.tif 000137
【０１８５】
であり、ＮRの受信アンテナのためのＮRの個々の整合フィルターを含む。各受信アンテナのための整合フィルターｍmm,i（ｋ）は、
【数１３６】
2011061807.tif 000138
【０１８６】
の応答を有する。サブバンドｋ毎に、各受信アンテナのための整合フィルターの出力は、Ｎsの送信ステアリングベクトルに対応するＮsのフィルターされたシンボルサブストリームを含む。サブバンドｋ毎に、各ステアリングベクトルのためのＮRの整合フィルターからのＮRのフィルターされたシンボルサブストリームは結合されて、そのステアリングベクトルのための検出されたシンボルサブストリーム
【数１３７】
2011061807.tif 000139
【０１８７】
を得る。次に、各ステアリングベクトルのためのＮFのサブバンドのためのＮFの検出されたシンボルサブストリームは多重化され、そのステアリングベクトルで送信されたデータシンボルサブストリーム
【数１３８】
2011061807.tif 000140
【０１８８】
のための検出されたシンボルストリーム
【数１３９】
2011061807.tif 000141
【０１８９】
を得る。
【０１９０】
Ｎsの検出されたシンボルストリーム
【数１４０】
2011061807.tif 000142
【０１９１】
は、送信機により送信されたＮsのデータシンボルストリームｓmm（ｎ）のために得られる。
【０１９２】
上述するように、複数のデータシンボルストリームが同時に送信されるなら、時間分散ＭＩＭＯチャネルのための受信機におけるこれらのデータシンボルストリームとの間にクロストークがある。時空間または「結合」イコライザーは、ＭＩＭＯチャネルにおける時間分散によるクロストークおよびシンボル間干渉を緩和するために使用される。時空間イコライザーは、最小二乗平均誤差リニアイコライザー（ＭＭＳＥ−ＬＥ）、デシジョンフィードバックイコライザー（ＤＦＥ）、最大尤度シーケンス推定器（ＭＬＳＥ）またはその他のタイプのイコライザーであってよい。時空間イコライザーは、送信機により送信されたデータシンボルストリームｓmm（ｎ）の改良された推定値である、Ｎsのリカバーされたシンボルストリーム
【数１４１】
2011061807.tif 000143
【０１９３】
を得るために、時間ドメインと空間ドメインの両方においてＮsの検出されたシンボルストリーム
【数１４２】
2011061807.tif 000144
【０１９４】
上で動作するように設計される。ＭＭＳＥ−ＬＥ、ＤＦＥおよびＭＬＳＥの例示設計は、２００１年１１月６日に出願された、「多重アクセス多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システム」(Multiple-Access Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) Communication System)というタイトルの同一出願人による米国特許出願シリアル番号第０９／９９３，０８７に記載されている。
【０１９５】
また、時空間イコライザーは、一度に１つのデータシンボルストリームを連続的にリカバーする、連続する等化および干渉相殺受信機処理技術を実施してもよい。各データシンボルストリームがリカバーされるので、残りのデータシンボルストリーム、すなわち、まだリカバーされていないデータシンボルストリームに対してデータシンボルストリームが引き起こす干渉は推定され削除されたシンボルストリームから相殺されて「変更された」シンボルストリームを得る。次に、変更されたシンボルストリームが処理され次のデータシンボルストリームをリカバーする。すべてのＮsのデータシンボルストリームがリカバーされるまで反復される。各リカバーされたデータシンボルストリームにより干渉を除去することにより、まだリカバーされていないデータシンボルストリームは、より少ない干渉を経験し、より高いＳＮＲｓを得てもよい。連続する等化および干渉相殺受信機処理技術はまた米国特許出願シリアル番号第０９／９９３，０８７にも記載されている。
【０１９６】
多重モード固有ステアリングを有するＭＩＭＯチャネルの容量
【数１４３】
2011061807.tif 000145
【０１９７】
は、以下のように表わされる。
【数１４４】
2011061807.tif 000146
【０１９８】
ここで、｜Ｍ｜はＭの決定を示す。相関マトリクス
【数１４５】
2011061807.tif 000147
【０１９９】
は、
【数１４６】
2011061807.tif 000148
【０２００】
として定義される。
【数１４７】
2011061807.tif 000149
【０２０１】
の固有値は、
【数１４８】
2011061807.tif 000150
【０２０２】
として計算され、示される。多重モード固有ステアリングを有したＭＩＭＯチャネルの容量
【数１４９】
2011061807.tif 000151
【０２０３】
は、以下のように表わされる。
【数１５０】
2011061807.tif 000152
【０２０４】
主経路固有ステアリング
主経路固有ステアリングの場合、データシンボルストリームは、周波数から独立した単一のステアリングベクトルｖmpを用いてＭＩＭＯチャネルの主伝搬経路のための基本空間チャネル上に送信される。上述するように、時間分散ＭＩＭＯチャネルは、Ｌ＋１のチャネルインパルス応答マトリクス
【数１５１】
2011061807.tif 000153
【０２０５】
により特徴づけられる。一実施形態において、主経路は、最も受信されるエネルギーを有した伝搬経路として定義される。各チャネルインパルス応答マトリクス
【数１５２】
2011061807.tif 000154
【０２０６】
は、以下のように計算される。
【数１５３】
2011061807.tif 000155
【０２０７】
エネルギーＥ（ｎ）は、また（１）相関マトリクス
【数１５４】
2011061807.tif 000156
【０２０８】
であり、（２）チャネルインパルス応答マトリクス
【数１５５】
2011061807.tif 000157
【０２０９】
のフロベニウス平均の二乗である。すべてのＬ＋１時間遅延のための最大エネルギーＥmaxは、したがって以下のように決定される。
【数１５６】
2011061807.tif 000158
【０２１０】
主経路遅延ｎmpは最も高いエネルギーＥmaxを有したチャネルインパルス応答マトリクスの時間遅延に等しい。従って、主経路のためのチャネル応答マトリクスＨmpは
【数１５７】
2011061807.tif 000159
【０２１１】
である。
【０２１２】
Ｈmpの相関マトリクスＲmpは、
【数１５８】
2011061807.tif 000160
【０２１３】
として計算される。相関マトリクスＲmpの固有値分解は、以下のように表わされる。
【数１５９】
2011061807.tif 000161
【０２１４】
ここで、ＶmpはＲmpの固有ベクトルのユニタリマトリクスであり、ΛmpはＲmpの固有値の対角マトリクスである。
【０２１５】
マトリクスＲmpはランクＮsのマトリクスである。対角マトリクスΛmpはＮsの負でない対角線に沿った実数を含む。固有ステアリングに使用するための周波数から独立したステアリングベクトルｖmpはＲmpの基本固有ベクトルであり、Ｒmpの最も大きい固有値に相当するｖmpの列である。
【０２１６】
送信機は、以下のように、ステアリングベクトルｖmpを有したデータシンボルストリームｓ（ｎ）に固有ステアリングを実行し、ＮTの送信シンボルストリーム
【数１６０】
2011061807.tif 000162
【０２１７】
を得る
【数１６１】
2011061807.tif 000163
【０２１８】
方程式（３６）に示される空間処理は、送信電力を、最も強い伝搬経路のための基本空間チャネルの方向に向ける。
【０２１９】
受信機は、受信シンボルストリーム
【数１６２】
2011061807.tif 000164
【０２２０】
の整合フィルタリングを実行する。これは時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて
【数１６３】
2011061807.tif 000165
【０２２１】
である。時間ドメイン整合フィルタリングは以下のように表わされる。
【数１６４】
2011061807.tif 000166
【０２２２】
検出されたシンボルストリーム
【数１６５】
2011061807.tif 000167
【０２２３】
は事後処理（例えば、等化）され、リカバーされたシンボルストリーム
【数１６６】
2011061807.tif 000168
【０２２４】
を得る。
【０２２５】
周波数ドメイン整合フィルタリングは以下のように表わされる。
【数１６７】
2011061807.tif 000169
【０２２６】
ＮFのサブバンドのためのＮFのリカバーされたシンボルサブストリーム
【数１６８】
2011061807.tif 000170
【０２２７】
は、乗算してリカバーされたシンボルストリーム
【数１６９】
2011061807.tif 000171
【０２２８】
を得る。
【０２２９】
一般に、主経路固有ステアリングのための受信機処理は、基本モード固有ステアリングのための上述したものと同様に実行される。しかしながら、整合フィルタリングは、「平均化された」ＭＩＭＯチャネルの基本空間チャネルのためのステアリングベクトルｖpmの代わりに主経路の基本空間チャネルのためのステアリングベクトルｖmpに基づいて実行される。
【０２３０】
Ｄ．受信機固有ステアリング
受信機固有ステアリングの場合、ＭＩＭＯチャネルは、ＮRの受信機アンテナのためのＮRのＭＩＳＯチャネルから構成されていると見なされる。ＮRの周波数から独立したステアリングベクトルは、ＭＩＳＯシステムのため上述したのと類似の方法でＮRのＭＩＳＯチャネルのために得られる。
【０２３１】
式（１６）に示すように、ＭＩＭＯチャネルのためのマトリクス
【数１７０】
2011061807.tif 000172
【０２３２】
は、ＮRのチャネルインパルス応答ベクトル
【数１７１】
2011061807.tif 000173
【０２３３】
から構成される。各行ベクトル
【数１７２】
2011061807.tif 000174
【０２３４】
は、ＮTの送信アンテナおよび受信アンテナｉとの間にチャネルインパルス応答を含む。ＮT×ＮTの相関マトリクスＲiは、以下のように各受信アンテナに対して構成される。
【数１７３】
2011061807.tif 000175
【０２３５】
各受信アンテナのための相関マトリクスＲiの固有値分解は、以下のように実行される。
【数１７４】
2011061807.tif 000176
【０２３６】
ここで、Ｖiは、その列がＲiの固有ベクトルであるユニタリマトリクスである。Λiは、その対角線エントリがＲiの固有値である対角マトリクスである。
【０２３７】
各
【数１７５】
2011061807.tif 000177
【０２３８】
は、１つの受信アンテナの行ベクトルであるので、相関マトリクスＲiはｍｉｎ｛（Ｌ＋１），ＮT｝以下のランクを有する。受信アンテナｉ毎に、その受信アンテナのための受信されたＳＮＲを最大化する周波数から独立したステアリングベクトルｖrx,iは、Ｒiの最大ノンゼロ固有値に相当するＶiの列である。ＮRのステアリングベクトルｖrx,i、但しｉ＝１，２，．．．ＮR、はＮRの受信アンテナのために得られ、ＮT×ＮRのマトリクス
【数１７６】
2011061807.tif 000178
【０２３９】
により表わされる。
【０２４０】
１つあるいは複数のデータシンボルストリームは受信機固有ステアリングで送信される。１つのデータシンボルストリームｓ（ｎ）が送信されるなら、送信機は、ＮRのステアリングベクトルを有するこのデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行し、以下のようにＮTの送信シンボルストリーム
【数１７７】
2011061807.tif 000179
【０２４１】
を得る。
【数１７８】
2011061807.tif 000180
【０２４２】
この場合も先と同様に、１つのデータシンボルストリームが送信されるなら、受信機は、時間ドメインまたは周波数ドメインにおける、
【数１７９】
2011061807.tif 000181
【０２４３】
であるＮRの受信されたシンボルストリーム
【数１８０】
2011061807.tif 000182
【０２４４】
の整合フィルタリングを実行することができる。時間ドメイン技術の場合には、以下のように整合フィルタリングは、最初に受信アンテナ毎に実行される。
【数１８１】
2011061807.tif 000183
【０２４５】
ここで、
【数１８２】
2011061807.tif 000184
【０２４６】
は、受信アンテナｉのためのフィルターされたシンボルストリームである。次に、すべてのＮRの受信アンテナのためのＮRのフィルターされたシンボルストリームは結合されて以下のように検出されたシンボルストリーム
【数１８３】
2011061807.tif 000185
【０２４７】
を得る。
【数１８４】
2011061807.tif 000186
【０２４８】
検出されたシンボルストリーム
【数１８５】
2011061807.tif 000187
【０２４９】
は事後処理（例えば、等化）され、送信されたデータシンボルストリームｓ（ｎ）の推定値である、リカバーされたシンボルストリーム
【数１８６】
2011061807.tif 000188
【０２５０】
を得る。
【０２５１】
周波数ドメイン技術の場合、整合フィルタリングは、以下のように各受信アンテナの各サブバンドに対して最初に実行される。
【数１８７】
2011061807.tif 000189
【０２５２】
ここで、
【数１８８】
2011061807.tif 000190
【０２５３】
は、受信アンテナｉのサブバンドｋのためのフィルターされたシンボルサブストリームである。次に、サブバンドｋのためのすべてのＮRの受信アンテナのためのＮRのフィルターされたシンボルサブストリームは結合されて、以下のようにサブバンドｋのための検出されたシンボルサブストリーム
【数１８９】
2011061807.tif 000191
【０２５４】
を得る。
【数１９０】
2011061807.tif 000192
【０２５５】
すべてのＮFサブバンドのためのＮFの検出されたシンボルサブストリーム
【数１９１】
2011061807.tif 000193
【０２５６】
は、一緒に乗算されてリカバーされたシンボルストリーム
【数１９２】
2011061807.tif 000194
【０２５７】
を得る。
【０２５８】
複数の（ＮＤの）データシンボルストリームが送信されるなら、但しＮs＞ＮD＞１なら、１つ以上の受信アンテナのそれぞれのセットに各データシンボルストリームを向けてもよい。送信機は、そのデータシンボルストリームが向けられる
【数１９３】
2011061807.tif 000195
【０２５９】
の受信アンテナのセットのための
【数１９４】
2011061807.tif 000196
【０２６０】
のステアリングベクトルのセットを有する各データシンボルストリームに対して固有ステアリングを実行する。但し、
【数１９５】
2011061807.tif 000197
【０２６１】
各データシンボルストリーム
【数１９６】
2011061807.tif 000198
【０２６２】
のための送信機における固有ステアリングは、以下のように表わされる。
【数１９７】
2011061807.tif 000199
【０２６３】
ここで、
【数１９８】
2011061807.tif 000200
【０２６４】
はデータシンボルストリーム
【数１９９】
2011061807.tif 000201
【０２６５】
のためのＮTの送信シンボルサブストリームであり、
【数２００】
2011061807.tif 000202
【０２６６】
はデータシンボルストリーム
【数２０１】
2011061807.tif 000203
【０２６７】
のための
【数２０２】
2011061807.tif 000204
【０２６８】
のステアリングベクトルである。すべてのＮDのデータシンボルストリームのためのＮTの送信シンボルサブストリームのＮDのセットは、次に、結合されて、以下のようにＮTの送信シンボルストリーム
【数２０３】
2011061807.tif 000205
【０２６９】
を得る。
【数２０４】
2011061807.tif 000206
【０２７０】
受信機は方程式（４２）に示すように時間ドメインにおいてまたは方程式（４４）に示すように周波数ドメインにおいて、各受信アンテナのための受信されたシンボルストリーム
【数２０５】
2011061807.tif 000207
【０２７１】
の整合フィルタリングを実行することができる。次に、受信機は、各データシンボルストリーム
【数２０６】
2011061807.tif 000208
【０２７２】
に使用されるすべての受信アンテナから、フィルターされたシンボルサブストリーム
【数２０７】
2011061807.tif 000209
【０２７３】
を結合して、そのデータシンボルストリームのための検出されたシンボルストリーム
【数２０８】
2011061807.tif 000210
【０２７４】
を得ることができる。時空間イコライザーは、ＮDの検出されたシンボルストリーム
【数２０９】
2011061807.tif 000211
【０２７５】
を等化するために使用し、ＮDのリカバーされたシンボルストリーム
【数２１０】
2011061807.tif 000212
【０２７６】
を得る。
【０２７７】
周波数から独立した固有ステアリングは、また、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのために使用される。方程式（２０）、（２８）、（３６）、（４１）に示すように、送信機は時間ドメインにおいて固有ステアリングを実行する。この場合、ｓ（ｎ）およびｓ（ｎ）は、ＯＦＤＭ変調によりデータストリーム（複数の場合もある）のために発生されたＯＦＤＭシンボルのための時間ドメインチップのシーケンス（複数の場合もある）を示す。また、送信器は、ＯＦＤＭシンボルを発生するために、ＯＦＤＭ変調の前に、各サブバンドのためのデータシンボル上で周波数ドメイン内の固有ステアリングを実行する。受信機は、方程式（２２）、（２９）、（３７）、（４２）および（４３）に示すように、時間ドメインにおいて整合フィルタリングを実行する。また、受信機は、方程式（２３）、（３０）、（３８）、（４４）、（４５）に示すように、周波数ドメインにおいて整合フィルタリングを実行する。
【０２７８】
３．ＭＩＳＯシステム
図１は、ＭＩＳＯシステム１００内の送信機１１０および受信機１５０のブロック図を示す。送信機１１０において、送信（ＴＸ）データプロセッサー１２０は、データソース１１２からデータストリーム
【数２１１】
2011061807.tif 000213
【０２７９】
を受信し、選択された送信モードに従って、データストリームを処理（例えば、符号化し、インターリーブし、および変調する）し、データシンボルストリームｓ（ｎ）を供給する。選択された送信モードは、特定のデータレート、特定のコーディングスキーム、またはコードレートおよびデータストリームに使用するための特定の変調スキームに関連付けられる。これらは、それぞれ、データレート、コーディングおよびコントローラー１４０により供給される変調制御により示される。
【０２８０】
ＴＸ空間プロセッサー１３０は、データシンボルストリームｓ（ｎ）を受信し、以下に記載するようにスペクトル拡散またはマルチキャリア変調のような広帯域処理を実行する。ＴＸ空間プロセッサー１３０は、さらにコントローラー１４０によって提供される周波数から独立したステアリングベクトルｖmiso（それはＴＸステアリングベクトルとも呼ばれる）に基づいて、固有ステアリングを実行する。ＴＸ空間プロセッサー１３０は、またパイロット入力をデータと乗算し、ＮTの送信チップストリームｃmiso（ｎ）を供給する。ＴＸデータプロセッサー１２０およびＴＸ空間プロセッサー１３０による処理は、さらに以下に詳細に記載される。
【０２８１】
送信機ユニット（ＴＭＴＲ）１３２は、ＮTの送信チップストリームを受信して条件づけ（例えば、アナログに変換し、周波数変換し、フィルターし、および増幅する）し、ＮTの変調された信号を得る。次に、各変調された信号はＭＩＳＯチャネルを介して図１に示さない）それぞれの送信アンテナから受信機１５０に送信される。ＭＩＳＯチャネルは、チャネルインパルス応答
【数２１２】
2011061807.tif 000214
【０２８２】
で送信された信号を歪ませ、さらに白色ガウス雑音およびおそらくは他の送信ソースからの干渉により送信された信号を劣化させる。
【０２８３】
受信機１５０において、ＮTの送信された信号は、（図１に示していない）単一の受信アンテナにより受信され、受信された信号は受信機ユニット（ＲＣＶＲ）１５４に供給される。受信機ユニット１５４は、受信された信号を条件づけしてデジタル化し、送信されたデータとパイロットのためのサンプルのストリームを得る。受信機ユニット１５４は（データのための）受信したシンボルストリーム
【数２１３】
2011061807.tif 000215
【０２８４】
を受信（ＲＸ）空間プロセッサー１６０に供給し、（パイロットのための）受信されたパイロットシンボルをチャネル推定器１７２に供給する。ＲＸ空間プロセッサー１６０は、整合フィルターを用いて受信されたシンボルストリーム
【数２１４】
2011061807.tif 000216
【０２８５】
の整合されたフィルタリングを実行し、リカバーされたシンボルストリーム
【数２１５】
2011061807.tif 000217
【０２８６】
を供給する。これは、送信機１１０により送信されたデータシンボルストリームｓ（ｎ）の推定値である。次に、ＲＸデータプロセッサー１７０は選択された送信モードに従ってリカバーされたシンボルストリームを処理（例えば、復調、デインターリーブ、および復号）し、復号されたデータストリーム
【数２１６】
2011061807.tif 000218
【０２８７】
を得る。これは、送信機１１０により送信されたデータストリーム
【数２１７】
2011061807.tif 000219
【０２８８】
の推定値である。ＲＸデータプロセッサー１７０はさらに各受信されたデータパケットのステータスを供給してもよい。
【０２８９】
チャネル推定器１７２は、受信されたパイロットシンボルを処理し、チャネル利得およびＭＩＳＯチャネルのためのＳＮＲ推定値を得る。次に、マトリクス計算ユニット１７４は、チャネル利得推定値を処理し、ＴＸ空間プロセッサー１３０のための周波数から独立したステアリングベクトルｖmisoおよびＲＸ空間プロセッサー１６０のための整合フィルターを得る。送信モードセレクター１７６は、チャネル推定器１７２からＳＮＲ推定値を受信し、ＲＸデータプロセッサー１７０からパケットステータスを受信し、データストリームのための適切な送信モードを決定し、選択された送信モードをコントローラー１８０に供給する。
【０２９０】
コントローラー１８０は計算ユニット１７４からステアリングベクトルｖmisoを受信し、送信モードセレクター１７６から選択された送信モードを受信し、送信器１１０用フィードバック情報を組み立てる。フィードバック情報は送信器１１０へ送られ、受信機１５０へ送られたデータストリーム
【数２１８】
2011061807.tif 000220
【０２９１】
の処理を調節するために使用される。例えば、送信器１１０は、データレート、コーディングスキーム、変調スキーム、固有ステアリングまたはそれらの任意の組み合わせを調節するためのフィードバック情報を、受信機１５０に送信されるデータストリームのために使用する。
【０２９２】
コントローラー１４０および１８０は、それぞれ送信機１１０および受信機１５０における動作を指示する。メモリユニット１４２および１８２は、それぞれコントローラー１４０および１８０により使用されるプログラムコードおよびデータのための記憶装置を提供する。図１に示すように、メモリユニット１４２および１８２は、コントローラー１４０内部にあってもよいし、コントローラー１４０外部にあってもよい。
【０２９３】
図２は、図１に示すＴＸデータプロセッサー１２０の一実施形態のブロック図である。ＴＸデータプロセッサー１２０内において、エンコーダー２１２はコーディング制御により示されるコーディングスキームに基づいてデータストリーム
【数２１９】
2011061807.tif 000221
【０２９４】
を受信して符号化し、コードビットを供給する。データストリームは、１つ以上のデータパケットを運び、各データパケットは典型的に別個に符号化され、符号化されたデータパケットを得る。コーディングは、データ送信の信頼性を増加させる。コーディングスキームは巡回冗長検査（ＣＲＣ）コーディング、畳み込みコーディング、ターボコーディング、ブロックコーディングなど、またはそれらの組み合わせを含む。チャネルインターリーバー２１４は、インターリービングスキームに基づいてコードビットをインターリーブする。これは、インターリービングが送信モードに依存しているならインターリービング制御により示される。インターリービングはコードビットのための時間、周波数および／または空間ダイバーシティを供給する。
【０２９５】
シンボルマッピングユニット２１６は、変調制御によって示された変調スキームに基づいてインターリーブされたビットをマッピングし、変調シンボル（または単に「データシンボル」）のストリームを提供する。ユニット２１６は、Ｂのインターリーブされたビットの各セットをグループ化し、Ｂ−ビットバイナリ値、但し、Ｂ＞１、を形成し、さらに変調スキーム（例えば、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、またはＭ＝ＱＡＭ、但しＭ＝２B)に基づいて特定の変調シンボルに各Ｂ−ビット値をマッピングする。各変調シンボルは、変調スキームによって定義された信号の星座の複素数値である。
【０２９６】
図３Ａは、ＴＸ空間プロセッサー１３０ａのブロック図を示す。これは、図１のＴＸ空間プロセッサー１３０の一実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー１３０ａは固有ステアリングユニット３３０、ＴＸパイロットプロセッサー３４０およびマルチプレクサー（ＭＵＸ）３５０を含む。
【０２９７】
固有ステアリングユニット３３０は、ＮTの乗算器３３２ａ乃至３３２ｔを含む。ＮTの送信アンテナの各々に対して１つの乗算器３３２が割り当てられる。各乗算器３３２は、データシンボルストリームｓ（ｎ）およびＴＸステアリングベクトルｖmisoのそれぞれのエレメントｖmiso,jを受信し、各データシンボルをエレメントｖmiso,jと乗算し、送信シンボルストリームを供給する。乗算器３３２ａ乃至３３２ｔは、方程式（５）に示すように周波数から独立した固有ステアリングを実行する。
【０２９８】
ＴＸパイロットプロセッサー３４０は、ＮTの乗算器３４２ａ乃至３４２ｔを含む。ＮTの送信アンテナの各々に対して１つの乗算器３４２が割り当てられる。各乗算器３４２は、その送信アンテナに割り当てられたパイロットシンボルおよびユニークな直交シーケンスＷｊを受信し、パイロットシンボルに直交シーケンスＷｊを掛けて、カバーされたパイロットシンボルのシーケンスを提供する。乗算器３４２ａ乃至３４２ｔは、ＮTの送信アンテナのためのＮTの直交パイロットを発生する。これは受信機１５０によりチャネル推定に使用する。
【０２９９】
マルチプレクサー３５０はＮTのマルチプレクサー３５２ａ乃至３５２ｔを含み、ＮT送信アンテナの各々に対して１つの乗算器３５２が割り当てられる。各マルチプレクサー３５２は、関連する乗算器３３２からの送信シンボルを受信して関連する乗算器３４２からのカバーされたパイロットシンボルと多重化し、送信チップｃj（ｎ）のそれぞれのストリームを供給する。パイロットは、図３Ａに示すように時分割多重化（ＴＤＭ）、符号分割多重化（ＣＤＭ）、サブバンド多重化、またはその他の多重化スキームを用いてデータと多重化する。いずれの場合にも、マルチプレクサー３５２ａ乃至３５２ｔは、ＮTの送信アンテナのために、ＮTの送信チップストリームｃj（ｎ）、但しｊ＝１，，２．．．ＮTを供給する。
【０３００】
送信器ユニット１３２はＮTの送信器３６２ａ乃至３６２ｔを含む。ＮTの送信機の各々に対して１つの送信機３６２が割り当てられる。各送信器３６２は、変調された信号を生成するためにそれぞれの送信チップストリームを受信し条件付ける。次に、それは関連するアンテナ１３４から送信される。
【０３０１】
図３Ｂは、ＴＸ空間プロセッサー１３０ｂのブロック図を示す。それは、図１のＴＸ空間プロセッサー１３０の他の実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー１３０ｂは、時間ドメインにおいてスペクトル拡散を実行し、拡散器３１０、固有ステアリングユニット３３０、ＴＸパイロットプロセッサー３４０、およびマルチプレクサー３５０を含む。
【０３０２】
ＴＸ空間プロセッサー１３０ｂ内では、拡散器３１０は、データシンボルストリームｓ（ｎ）を受信し、擬似乱数（ＰＮ）シーケンスを用いてスペクトル的に拡散し、拡散データシンボルのストリームを供給する。拡散は、全体のシステムの帯域幅にわたってデータをスペクトル的に拡散するために低いレートのデータシンボルストリームに特に適用可能である。拡散は、技術的に良く知られたＣＤＭＡシステムの場合に類似した方法で実行される。次に、固有ステアリングは、図３Ａに対して上述した（データシンボルストリームの代わりに）拡散データシンボルストリームが実行され、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信チップストリームを得る。
【０３０３】
図３Ｃは、ＴＸの空間プロセッサー１３０ｃのブロック図を示す。それは、図１の中のＴＸの空間プロセッサー１３０のさらに他の実施形態である。ＴＸの空間プロセッサー１３
０ｃはＯＦＤＭ変調を行ない、ユニット３３０、ＴＸパイロットプロセッサー３４０およびマルチプレクサー３５０を固有ステアリングして、ＯＦＤＭ変調器３２０を含んでいる。
【０３０４】
ＴＸ空間プロセッサー１３０ｃ内では、ＯＦＤＭ変調器３２０は、データシンボルストリームｓ（ｎ）を受信し、ＯＦＤＭ変調を実行する。ＯＦＤＭは、全体のシステム帯域幅を複数（ＮF）の直交サブバンドに効率的に分割する。これは、また一般的にトーン、ビン、周波数サブチャネルとも呼ばれている。ＯＦＤＭにより、各サブバンドは、データで変調されたそれぞれのキャリアに関連付けられる。ＯＦＤＭシンボル期間毎に、１つのデータまたはパイロットシンボルは送信に使用される各サブバンド上で送信される。また、ゼロの信号値は個々の未使用のサブバンドのために提供される。ＯＦＤＭ変調器３２０内では、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニットは、各ＯＦＤＭシンボル期間の間ＮFのサブバンドのための１セットのデータ／パイロットシンボルおよびゼロを受信し、逆高速フーリエ変換を使用して、時間ドメインへのデータ／パイロットシンボルおよびゼロのセットを変換し、ＮFの時間ドメインチップを含む変換されたシンボルを提供する。次に、周期的なプリフィックスジェネレーターは、各変換されたシンボルの一部を反復し、ＮF＋Ｎcpチップを含むＯＦＤＭシンボルを得る。但し、Ｎcpは、反復されるチップ数である。周期的なプリフィックスは、チャネル内の時間分散により生じる周波数選択フェージングと対抗するために使用される。ＯＦＤＭ変調器３２０は、ＯＦＤＭシンボルのストリームのためにデータチップのストリームを供給する。
【０３０５】
次に、図３Ａに関して上述したように、固有ステアリングが（データシンボルストリームの代わりに）データチップストリーム上で実行され、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信チップストリームを得る。あるいは、データシンボルストリームはＮsデータシンボルサブストリームに逆多重化され、固有ステアリングは、各データシンボルサブストリーム上で実行される。この場合、すべてのサブバンドに対して同じステアリングベクトルｖmisoが使用される。次に、各送信アンテナのすべてのサブバンドのための固有ステアリングの出力にＯＦＤＭ変調を行い、その送信アンテナのための送信チップストリームを得る。一般に、固有ステアリングは、時間ドメインあるいは周波数ドメインのいずれかで行なう。しかしながら、時間ドメイン内の固有ステアリングは、より少ない乗算を必要とし、従って実施がより簡単になる。
【０３０６】
図４Ａは、ＲＸ空間プロセッサー１６０ａのブロック図を示す。それは、図１のＲＸ空間プロセッサー１６０の一実施形態で、図３ＡのＴＸ空間プロセッサー１３０ａと共に使用される。アンテナ１５２は送信器１１０からＮTに送信された信号を受信し、受信される信号を供給する。受信機ユニット１５４は、受信した信号を条件付けし、デジタル化し、前処理をし、受信したシンボルストリーム
【数２２０】
2011061807.tif 000222
【０３０７】
を供給する。前処理はフィルタリング、再サンプリング、サンプルレート変換などを含みうる。
【０３０８】
ＲＸ空間プロセッサー１６０ａ内では、整合フィルター４１０は、方程式（７）に示すように、整合フィルター
【数２２１】
2011061807.tif 000223
【０３０９】
を用いて、受信したシンボルストリーム
【数２２２】
2011061807.tif 000224
【０３１０】
の整合フィルタリングを実行し、検出されたシンボルストリーム
【数２２３】
2011061807.tif 000225
【０３１１】
を供給する。イコライザー４１２は、次に検出されたシンボルストリーム上で等化を実行し、リカバーされたシンボルストリーム
【数２２４】
2011061807.tif 000226
【０３１２】
を供給する。イコライザー４１２はＭＭＳＥイコライザー、決定フィードバックイコライザー、最大尤度シーケンス推定器または他のあるタイプのイコライザーを実施してもよい。これらはすべて技術的に知られている。等化は、ＭＩＳＯチャネルの周波数選択性により符号間干渉を緩和することを試みる。整合フィルタリングおよび等化は、一緒に集積してもよい（例えば、整合フィルター４１０は、イコライザー４１２に埋め込んでもよい）。
【０３１３】
図４Ｂは、ＲＸ空間プロセッサー１６０ｂのブロック図を示す。それは、図１のＲＸ空間プロセッサー１６０の他の実施形態である。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｂは、時間ドメインのスペクトル逆拡散を実行し、図３ＢのＴＸ空間プロセッサーと一緒に使用してもよい。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｂ内では、整合フィルター４１０は、整合フィルター
【数２２５】
2011061807.tif 000227
【０３１４】
を用いて受信されたシンボルストリーム
【数２２６】
2011061807.tif 000228
【０３１５】
の整合フィルタリングを実行し、検出されたシンボルストリーム
【数２２７】
2011061807.tif 000229
【０３１６】
を供給する。次に、逆拡散器４１２は送信機１１０により使用されるＰＮシーケンス（の複素共役）を用いて検出されたシンボルストリームを逆拡散し、リカバーされたシンボルストリーム
【数２２８】
2011061807.tif 000230
【０３１７】
を供給する。逆拡散は、技術的に知られるＣＤＭＡシステムのための方法と類似の方法でレーキレシーバーを用いて実行される。
【０３１８】
図４Ｃは、ＲＸ空間１６０プロセッサー１６０ｃのブロック図を示す。それは、また図１のＲＸ空間プロセッサー１６０の他の実施形態である。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｃはＯＦＤＭ復調を行ない、図３ＣのＴＸ空間プロセッサーと一緒に使用してもよい。ＲＸ空間プロセッサー１６０ｃはＯＦＤＭ復調器４２０、ＮＦサブバンドのためのＮＦ整合フィルター４３０ａ乃至４３０ｆおよびマルチプレクサー４３２を含む。
【０３１９】
ＲＸ空間プロセッサー１６０ｃ内では、ＯＦＤＭ復調器４２０は受信されるシンボルストリーム
【数２２９】
2011061807.tif 000231
【０３２０】
上でＯＦＤＭ復調を行なう。ＯＦＤＭ復調器４２０は、受信される変換されたシンボルを得るために各受信されるＯＦＤＭシンボルの周期的なプリフィックスを最初に削除する。次に、ＯＦＤＭ復調器４２０は、ＮFサブバンドのための１セットのＮFの受信されるシンボルを得るために高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用して、周波数ドメインへの各受信される変換されたシンボルを変換する。ＯＦＤＭ復調器４２０はＮFのサブバンドのための受信されたシンボルサブストリーム
【数２３０】
2011061807.tif 000232
【０３２１】
を整合フィルター４３０ａ乃至ｈ４３０ｆに供給する。各整合フィルター４３０は、複素値スカラーである整合フィルター
【数２３１】
2011061807.tif 000233
【０３２２】
を用いて、その受信されたシンボルストリーム
【数２３２】
2011061807.tif 000234
【０３２３】
の整合フィルタリングを実行し、検出されたシンボルサブストリーム
【数２３３】
2011061807.tif 000235
【０３２４】
を供給する。マルチプレクサー４３２は、すべてのＮFの整合フィルター４３０ａ乃至４３０ｆからのＮFの検出されたシンボルサブストリームを受信して多重化し、リカバーされたシンボルストリーム
【数２３４】
2011061807.tif 000236
【０３２５】
を供給する。ＮFのサブバンドより少ないサブバンドがデータ送信のために使用される。この場合、未使用のサブバンドの受信されるシンボルは廃棄される。また、整合フィルタリングは、未使用のサブバンドに対して行なわれない。
【０３２６】
図５は、受信機１５０ｘのブロック図を示す。それは図１の受信機１５０の実施形態である。ＲＸ空間プロセッサー１６０は、受信されたシンボルストリーム
【数２３５】
2011061807.tif 000237
【０３２７】
上で整合フィルタリングおよび他の前処理を実行し、リカバーされたシンボルストリーム
【数２３６】
2011061807.tif 000238
【０３２８】
を供給する。
【０３２９】
ＲＸデータプロセッサー１７０内では、シンボルデマッピングユニット５１２は、コントローラー１８０により供給される復調制御により示されるように、データストリームのために使用される復調スキームに従って、リカバーされたシンボルを復調する。次に、チャネルデインターリーバー５１４は、送信機１１０において実行されるインターリービングに補完的な方法で復調されたデータをデインターリーブする。インターリービングが送信モードに依存する場合、コントローラー１８０はチャネルデインターリーバー５１４にデインターリービング制御を供給する。次に、デコーダー５１６は、コントローラー１８０によって提供される、デコーディング制御によって示されるように、送信機１１０で行なわれた符号化に補足的なやり方でデインターリーブされたデータをデコードする。例えば、送信機１１０がそれぞれターボコーディングまたは畳み込みコーディングを実行するなら、ターボデコーダーまたはビタビデコーダーをデコーダー５１６のために使用する。デコーダー５１６は、また各受信データパケットのステータス（例えば、パケットが正確にあるいはエラーで受信されたかどうか示すこと）を提供する。
【０３３０】
チャネル推定器１７２は受信機ユニット１５４から受信されたパイロットシンボルを得、受信されたパイロットシンボルに基づいて、ＭＩＳＯチャネル応答および受信機１５０ｘにおける雑音レベルを推定し、チャネルインパルス応答推定値
【数２３７】
2011061807.tif 000239
【０３３１】
および雑音レベル推定値
【数２３８】
2011061807.tif 000240
【０３３２】
を供給する。コントローラー１８０は、データ送信のために固有ステアリング、整合フィルタリング、およびレート制御に関連する種々の機能を実行する。例えば、コントローラー１８０内のマトリクス計算ユニット５２２は、送信機１１０用の周波数から独立したステアリングベクトルＶmisoおよび受信機１５０用の整合フィルターを引き出すために計算を行なう。ユニット５２２は、またデータストリームの受信されるＳＮＲを推定する。送信モードセレクター５２４は、受信されるＳＮＲに基づいてデータストリーム
【数２３９】
2011061807.tif 000241
【０３３３】
のための適切な送信モードを選択する。メモリユニット１８２は、ＭＩＳＯシステムおよびその要求されるＳＮＲｓによりサポートされる送信モードのすべてのためのルックアップテーブル（ＬＵＴ）５２６を記憶する。コントローラー１８０は、送信機１１０のためのフィードバック情報として、データストリーム、ＴＸステアリングベクトル、アクノレジメント（ＡＣＫｓ）および／またはネガティブアクノレジメント（ＮＡＫｓ）等のための選択された送信モードを供給する。
【０３３４】
４．ＭＩＭＯシステム
ＭＩＭＯシステムの場合、Ｎsの空間チャネルがデータ送信のために利用可能である。但し、Ｎs≦｛ＮT,ＮR｝。１つのデータストリームは各空間チャネル上で送信される。各データストリームは、そのデータストリームのために選択された送信モードに従って独立して処理される。
【０３３５】
図６は、ＭＩＭＯシステム６００において送信機６１０および受信機６５０のブロック図を示す。送信機６１０において、ＴＸデータプロセッサー６２０はＮDのデータストリームを受信する。但し、Ｎs≧ＮD≧１。ＴＸデータプロセッサー６２０はその選択された送信モードに従って各データストリームをコード化し、インターリーブし、変調し、対応するデータシンボルストリームを提供する。ＴＸ空間プロセッサー６３０はＴＸデータプロセッサー６２０からＮDのデータシンボルストリームを受信し、広帯域の処理（もしあれば）、および、コントローラー６４０によって提供される１セットのＮDまたはＮRのＴＸステアリングベクトルに基づいて固有ステアリングを実行し、パイロットにおいて多重化し、送信アンテナのために送信チップストリームを提供する。ＴＸデータプロセッサー６２０およびＴＸ空間プロセッサー６３０による処理は、以下にさらに詳細に記載される。送信機ユニット６３２はＮTの送信チップストリームを受信して条件付けし、ＮTの変調された信号を得る。これらは、ＮTの送信アンテナ（図６に図示せず）からＭＩＭＯチャネルを介して受信機６５０に送信される。
【０３３６】
受信機６５０において、ＮTの送信された信号は、ＮRの受信アンテナ（図６に図示せず）の各々により受信され、ＮRの受信アンテナからのＮRの受信された信号は、受信機ユニット６５４に供給される。受信機ユニット６５４は、各受信された信号を条件付けし、デジタル化し、前処理し、対応する受信されたシンボルストリームを得る。受信機ユニット６５４はＲＸ空間プロセッサー６６０にＮRの受信されたシンボルストリームを供給し、チャネル推定器６７２に受信されたパイロットシンボルを供給する。ＲＸ空間プロセッサー６６０は、ＮRの整合フィルターを用いて受信されたシンボルストリームの整合フィルタリングを実行し、ＮDのリカバーされたシンボルストリームを供給する。これらは、送信機６１０により送信されたＮDのデータシンボルストリームの推定値である。次に、ＲＸデータプロセッサー６７０はその送信モードに従って各リカバーされたシンボルストリームを処理し（例えば、復調し、デインターリーブし、デコードする）、復号されたデータストリームを得る。これは、送信機６１０により送信されたデータストリームの推定値である。ＲＸデータプロセッサー６７０は、さらに各受信データパケットのステータスを提供する。
【０３３７】
チャネル推定器６７２、マトリクス計算ユニット６７４、また送信モードセレクター６７６は、それぞれ図１のチャネル推定器量１７２、マトリクス計算ユニット１７４、および送信モードセレクター１７６と類似の機能を実行し、送信機６１０のためのＮDのまたはＮRのＴＸステアリングベクトルを、およびＮDのデータストリームのためのＮDの送信モードを決定する。コントローラー６８０は、送信機６１０のためにフィードバック情報を組み立てる。これは、ＮDまたはＮRのＴＸステアリングベクトルおよびＮDの送信モードを含む。
【０３３８】
コントローラー６４０および６８０は、送信機６１０および受信機６５０における動作をそれぞれ指示する。メモリユニット６４２および６８２は、それぞれコントローラー６４０および６８０により使用されるプログラムコードおよびデータを提供する。図６に示すように、メモリユニット６４２および６８２は、コントローラー６４０の内部にあってもよいし、これらのコントローラーの外部にあってもよい。
【０３３９】
ＮD＝１なら、単一のデータストリームのための符号化、インターリービングおよび変調は図２に示されるように実行される。単一データストリームのための固有ステアリングは、スペクトル拡散またはＯＦＤＭ変調がデータストリーム上で実行されているかどうかに依存して図３Ａ、３Ｂまたは３Ｃに示すように実行される。しかしながら、固有ステアリングは、基本モードの場合、ステアリングベクトルｖpmまたは主経路（ステアリングベクトルｖmisoの代わりに）の場合ステアリングベクトルｖmpを用いて実行される。受信機整合フィルタリングは、以下に記載するように実行される。ＮD＞１なら、データ処理（例えば、符号化、インターリービング、および変調）および固有ステアリングは、以下に記載するように実行される。
【０３４０】
図７は、図６のＴＸデータプロセッサー６２０の一実施形態のブロック図を示す。この実施形態の場合、ＴＸデータプロセッサー６２０は、ＮDのデータストリームの各々に対してエンコーダー７１２、チャネルインターリーバー７１４、およびシンボルマッピングユニット７１６の１セットを含む。エンコーダー、チャネルインターリーバー、およびシンボルマッピングユニットの各セットは、図２のＴＸデータプロセッサー１２０について上述した方法と類似の方法でそれぞれのデータストリーム
【数２４０】
2011061807.tif 000242
【０３４１】
を受信して処理し、対応するデータシンボルストリーム
【数２４１】
2011061807.tif 000243
【０３４２】
を得る。各データストリームのためのコーディング、インターリービング、および変調は、コーディング、インターリービング、およびコントローラー６４０により供給される変調制御に基づいて実行される。変調制御は、これらは、そのデータストリームのために選択された送信モードに基づいて発生される。
【０３４３】
図８Ａは、ＴＸ空間プロセッサー６３０ａのブロック図を示す。それは、図６のＴＸ空間プロセッサー６３０の実施形態で、多重モード固有ステアリングに使用される。この実施形態の場合、ＴＸ空間プロセッサー６３０ａは、ＮDのデータストリーム、ＴＸパイロットプロセッサー８４０、コンバイナー８５０およびマルチプレクサー８６０のためのＮDの固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄを含む。
【０３４４】
多重モード固有ステアリングの場合、各固有ステアリングユニットは、マトリクスＶmm内のそれぞれのデータシンボルストリーム
【数２４２】
2011061807.tif 000244
【０３４５】
およびそれぞれの周波数から独立したステアリングベクトル
【数２４３】
2011061807.tif 000245
【０３４６】
を受信する。図３Ａに対して記載したように、各固有ステアリングユニット８３０は、そのステアリングベクトルを用いてそのデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行し、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信シンボルサブストリーム
【数２４４】
2011061807.tif 000246
【０３４７】
のそれぞれのセットを供給する。固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄは、ＮDのデータストリームのための送信シンボルサブストリームのＮDのセットを供給する。コンバイナー８５０はＮTのコンバイナー８５２ａを含む。ＮTの送信アンテナの各々に対して１つのコンバイナー８５２が割り当てられる。各コンバイナー８５２は、その送信アンテナのための固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄからＮDの送信シンボルサブストリームのそれぞれのセットを受信し結合する。コンバイナー８５２ａ乃至８５２ｔは、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信シンボルストリーム
【数２４５】
2011061807.tif 000247
【０３４８】
を供給する。固有ステアリングユニット８３０ａおよびコンバイナー８５０は集合的に方程式（２８）に示される固有ステアリングを実行する。
【０３４９】
受信機固有ステアリングの場合、ＴＸ空間プロセッサー６３０ａは、ＮRの固有ステアリングユニット８３０を含むであろう。ＮRの受信アンテナの各々に対して１つの割合である。各固有ステアリングユニット８３０は、マトリクスＶrx内のそれぞれの周波数から独立したステアリングベクトルｖrx,iを受信するであろう。ＮD＝１なら、同じデータシンボルストリームｓ（ｎ）がすべてのＮRの固有ステアリングユニットに供給され、ＮRのステアリングベクトルを用いて向きが決められ、ＮTの送信シンボルサブストリームのＮRのセットを得る。次に、各コンバイナー８５２は、その送信アンテナのためのＮRの固有ユニットからＮRの送信シンボルサブストリームのそれぞれのセットを受信して結合し、送信シンボルストリームを供給する。ＮD＞１なら、データシンボルストリームが向けられる１つ以上の受信アンテナのためのＮRの固有ステアリングユニットの１つ以上に供給してもよい。次に、固有ステアリングが類似の方法で実行され、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信シンボルストリーム
【数２４６】
2011061807.tif 000248
【０３５０】
を得る。
【０３５１】
図３Ａに対して記載したように、ＮTの直交シーケンスを有したパイロットシンボルを受信してカバーし、ＮTの送信アンテナのためのカバーされたパイロットシンボルのＮTのシーケンスを供給する。マルチプレクサー８６０はＮTのマルチプレクサー８６２ａ乃至８６２ｔを含む。ＮTの送信アンテナの各々に対して１つのマルチプレクサー８６２が割り当てられる。各マルチプレクサー８６２は、関連する乗算器８４２からのカバーされたパイロットシンボルを備えた関連するコンバイナー８５２から送信シンボルを受信し多重化し、送信チップのそれぞれのストリームを提供する。マルチプレクサー８６２ａ乃至８６２ｔは、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信チップストリーム
【数２４７】
2011061807.tif 000249
【０３５２】
を供給する。
【０３５３】
図８Ｂは、ＴＸ空間プロセッサー６３０ｂのブロック図を示す。それは、図６のＴＸ空間プロセッサー６３０の他の実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー６３０ｂは、時間ドメインのスペクトル拡散を行ない、ＮDのデータストリームのためのＮDの拡散器８１０ａ乃至８１０ｄ、ＮDの固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄ、ＴＸパイロットプロセッサー８４０、コンバイナー８５０、およびマルチプレクサー８６０を含む。各拡散器８１０は、ＰＮ拡散シーケンスを備えたそれぞれのデータシンボルストリーム
【数２４８】
2011061807.tif 000250
【０３５４】
を受信し、スペクトル的に拡散し、拡散データシンボルの対応するストリームを供給する。同じまたは異なるＰＮシーケンスが、ＮDのデータシンボルストリームのために使用される。拡散器８１０ａ乃至８１０ｄは、ＮDのデータシンボルストリームのためのＮDの拡散データシンボルストリームを供給する。次に、固有ステアリングは、図３Ａ、および８Ａに対して上述したのと類似の方法で（データシンボルストリームの代わりに）ＮDの拡散データシンボルストリームの各々上で実行され、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信チップストリームを得る。
【０３５５】
図８Ｃは、ＴＸ空間６３０プロセッサー６３０ｃのブロック図を示す。それは、図６のＴＸ空間プロセッサー６３０のさらに他の実施形態である。ＴＸ空間プロセッサー６３０ｃはＯＦＤＭ変調を行ない、ＮDのデータストリームのためのＮDのＯＦＤＭ変調器８２０ａ乃至８２０ｄ、ＮDの固有ステアリングユニット８３０ａ乃至８３０ｄ、ＴＸパイロットプロセッサー８４０、コンバイナー８５０、およびマルチプレクサー８６０を含む。
【０３５６】
各ＯＦＤＭ変調器８２０は、図３Ｃに対して上述したのと類似の方法でそれぞれのデータシンボルストリーム
【数２４９】
2011061807.tif 000251
【０３５７】
上でＯＦＤＭ変調を実行し、データチップのストリームを供給する。ＯＦＤＭ変調器８２０ａ乃至８２０ｄは、ＮDのデータストリームのためのＮDのデータチップを供給する。次に、固有ステアリングは、図３Ａおよび８Ａに対して上述したように、（データシンボルストリームの代わりに）ＮDのデータチップストリームの各々上で実行され、ＮTの送信アンテナのためのＮTの送信チップストリームを得る。あるいは、固有ステアリングは、各サブバンドのためのデータシンボルサブストリーム上で周波数ドメイン内で実行される。この場合、各固有ステアリングユニットは、すべてのサブバンドに対して同じステアリングベクトル
【数２５０】
2011061807.tif 000252
【０３５８】
を使用する。
【０３５９】
図９Ａは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ａのブロック図を示す。それは、単一データストリームが送信される（すなわち、ＮＤ＝１）場合に使用される。ＮRの受信アンテナ６５２ａ乃至６５２ｒの各々は、送信機６１０からのＮTの送信された信号を受信し、受信した信号を関連する受信機ユニット６５４に供給する。各受信機ユニット６５４は、その受信した信号を条件づけし、デジタル化し、前処理し、受信したシンボルストリーム
【数２５１】
2011061807.tif 000253
【０３６０】
を供給する。
【０３６１】
ＲＸ空間プロセッサー６６０ａは、ＮRの受信アンテナのためのＮRの整合フィルター９１０ａ乃至９１０ｒ、コンバイナー９１２、およびイコライザー９１４を含む。各整合フィルター９１０は、整合フィルター
【数２５２】
2011061807.tif 000254
【０３６２】
を用いてその受信したシンボルストリーム
【数２５３】
2011061807.tif 000255
【０３６３】
の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルストリームを供給する。ベクトルｖmimoは、主モード固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖpm、主経路固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖmp、または受信機固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖrx,iと等しい。受信機固有ステアリングの場合、各整合フィルター９１０は、図９Ａに図示しない、その受信アンテナのための異なるステアリングベクトルｖrx,iに関連する。ベクトル
【数２５４】
2011061807.tif 000256
【０３６４】
はＮTの送受信アンテナｉ間のチャネルインパルス応答である。コンバイナー９１２は整合フィルター９１０ａ乃至９１０ｒからのＮRのフィルターされたシンボルストリームを受信して結合し、検出されたシンボルストリーム
【数２５５】
2011061807.tif 000257
【０３６５】
を供給する。イコライザー９１４は検出されたシンボルストリーム上で等化を行ない、リカバーされたシンボルストリーム
【数２５６】
2011061807.tif 000258
【０３６６】
を供給する。イコライザー９１４はＭＭＳＥイコライザー、決定フィードバックイコライザー、最大尤度シーケンス推定器または他のあるタイプのイコライザーを実施してもよい。
【０３６７】
図９Ｂは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ｂのブロック図を示す。それはまた、単一データストリームが送信される（すなわち、ＮD＝１）場合に使用される。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｂは、時間ドメインにおいてスペクトル逆拡散を実行し、図８ＢのＴＸ空間プロセッサー６３０ｂと共に使用される。
【０３６８】
ＲＸ空間プロセッサー６６０ｂは、ＮRの受信アンテナのためのＮRの整合フィルター９１０ａ乃至９１０ｒ、コンバイナー９１２および逆拡散器９１６を含む。各整合フィルター９１０は、その整合フィルター
【数２５７】
2011061807.tif 000259
【０３６９】
を用いてそれぞれの受信シンボルストリーム
【数２５８】
2011061807.tif 000260
【０３７０】
の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルストリームを供給する。コンバイナー９１２はＮRのフィルターされたシンボルストリームを受信して結合し、検出されたシンボルストリーム
【数２５９】
2011061807.tif 000261
【０３７１】
を供給する。次に、逆拡散器９１６は、送信機６１０によって使用されるＰＮシーケンで、検出されたシンボルストリームを逆拡散し、リカバーされたシンボルストリーム
【数２６０】
2011061807.tif 000262
【０３７２】
を供給する。
【０３７３】
図９Ｃは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ｃのブロック図を示す。これは、また単一データストリームが送信される（すなわち、ＮD＝１）場合に使用される。ＲＸ空間プ
ロセッサー６６０ｃはＯＦＤＭ復調を行ない、図８ＣにおけるＴＸ空間プロセッサー６３０ｃと共に使用される。
【０３７４】
ＲＸ空間プロセッサー６６０ｃは、ＮRの受信アンテナのためのＮRのアンテナ整合フィルター９２０ａ乃至９２０ｒと、ＮFのサブバンドのためのコンバイナー９３２ａ乃至９３２ｆと、マルチプレクサー９３４を含む。各アンテナ整合フィルター９２０は１つの受信アンテナのために整合フィルタリングを実行し、ＯＦＤＭ変調器９２２と、ＮFサブバンドのためのＮF整合フィルター９３０ａ乃至９３０ｆを含む。
【０３７５】
各アンテナ照合フィルター９２０内では、ＯＦＤＭ復調器９２２は、関連する受信アンテナのための受信されるシンボルストリーム
【数２６１】
2011061807.tif 000263
【０３７６】
に対してＯＦＤＭ変調を実行し、ＮFのサブバンドのためのＮFの受信されたシンボルサブストリーム
【数２６２】
2011061807.tif 000264
【０３７７】
を整合フィルター９３０ａ乃至９３０ｆに供給する。各整合フィルター９３０は、その整合フィルター
【数２６３】
2011061807.tif 000265
【０３７８】
を用いて受信されたシンボルサブストリームｙi（ｋ）の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルサブストリームを供給する。ベクトルｈi（ｋ）はサブバンドｋのための受信アンテナｉのためのチャネル周波数応答である。各アンテナ整合フィルター９２０のための整合フィルター９３０ａ乃至９３０ｆは、ＮFサブバンドのためのＮFのフィルターされたシンボルサブストリームをＮFのコンバイナー９３２ａ乃至９３２ｆに供給する。
【０３７９】
各コンバイナー９３２はそのサブバンドに対してＮRの整合フィルター９２０ａ乃至９２０ｒからのＮRのフィルターされたシンボルサブストリームを受信して結合し、サブバンドのための検出されたシンボルサブストリームを供給する。マルチプレクサー９３４は、ＮFのサブバンドのためのコンバイナー９３２ａ乃至９３２ｆからＮFの検出されたシンボルサブストリームを受信して多重化し、リカバーされたシンボルストリーム
【数２６４】
2011061807.tif 000266
【０３８０】
を供給する。
【０３８１】
図９Ｄは、ＲＸ空間プロセッサー６６０ｄのブロック図を示す。それはＮD＞１の場合に多重モード固有ステアリングに使用してもよい。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｄは、図８ＡのＴＸ空間プロセッサー６３０ａまたは図８ＢのＴＸ空間プロセッサー６３０ｂと一緒に使用される。
【０３８２】
ＲＸ空間プロセッサー６６０ｄはＮRの受信アンテナのためのＮRの整合フィルター９４０ａ乃至９４０ｒ、ＮDのデータストリームのためのＮDのコンバイナー９４２ａ乃至９４２ｄ、およびＮDのデータストリームのためのＮDの逆拡散器９５６ａ乃至９４６ｄを含む。各整合フィルター９４０は、関連する受信アンテナのための整合フィルター
【数２６５】
2011061807.tif 000267
【０３８３】
を用いてそれぞれの受信シンボルストリーム
【数２６６】
2011061807.tif 000268
【０３８４】
のための整合フィルタリングを実行し、ＮDのデータシンボルストリームのためのＮDのフィルターされたシンボルサブストリームを供給する。マトリクスＶmmは、ＮDのデータシンボルストリームのためのＮDのステアリングベクトル
【数２６７】
2011061807.tif 000269
【０３８５】
を含む。従って、各整合フィルター９４０は、ＮDの整合フィルター
【数２６８】
2011061807.tif 000270
【０３８６】
を用いて受信したシンボルストリーム
【数２６９】
2011061807.tif 000271
【０３８７】
の整合フィルタリングを実行し、ここで、
【数２７０】
2011061807.tif 000272
【０３８８】
は、Ｖmmのλ番目の列であり、関連する受信アンテナのためのＮDのフィルターされたシンボルサブストリームを得る。
【０３８９】
各コンバイナー９４２は１つのデータシンボルストリームのための整合フィルター９４０ａ乃至９４０ｒからＮRのフィルターされたシンボルサブストリームを受信して結合し、データストリームのための検出されたシンボルストリーム
【数２７１】
2011061807.tif 000273
【０３９０】
を供給する。整合フィルター９４０ａ乃至９４０ｒおよびコンバイナー９４２ａ乃至９４２ｄは集合的に方程式（２９）に示される整合フィルタリングを実行し、ＮDのデータシンボルストリームのためのＮDの検出されたシンボルストリーム
【数２７２】
2011061807.tif 000274
【０３９１】
を供給する。
【０３９２】
複数のデータシンボルストリームが送信される場合、受信機６５０においてこれらのデータシンボルストリーム間にクロストークがある可能性が高い。時空間イコライザー９４４は、コンバイナー９４２ａ乃至９４２ｄからのＮDの検出されたシンボルストリームに対して等化を実行しＮDの等化されたシンボルストリームを供給する。時空間イコライザー９４４は、ＭＭＳＥリニアイコライザー、決定フィードバックイコライザー、最大尤度シーケンス推定器、またはクロストーク、シンボル間干渉、および雑音が存在する場合にクロストークを緩和するおよび／または受信されたＳＮＲを最大化するために複数のストリームに対して一緒に動作することができる他のあるタイプのイコライザーを実施することができる。時空間イコライザー９４４はまた連続する等化および干渉相殺処理技術を実施することができる。時空間イコライザー９４４はまた省略してもよい。
【０３９３】
図８Ａに示されるように、拡散が送信器６１０で行なわれない場合、時空間イコライザー９４４からのＮDの等化されたシンボルストリームは、ＮDのリカバーされたシンボルストリーム
【数２７３】
2011061807.tif 000275
【０３９４】
として供給される。図８Ｂに示すように、データシンボルストリーム毎に送信機６１０において拡散が実行されるなら、各拡散器９４６は、ＰＮシーケンスを有したそれぞれの等化されたシンボルストリームを受信して逆拡散し、対応するリカバーされたシンボルストリームを供給する。次に、逆拡散器９４６ａ乃至９４６ｄは、ＮDのリカバーされたシンボルストリーム
【数２７４】
2011061807.tif 000276
【０３９５】
を供給するであろう。
【０３９６】
図９Ｅは、ＮD＞１の場合に受信機固有ステアリングに使用されるＲＸ空間プロセ
ッサー６６０ｅのブロック図を示す。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｅはＮRの受信アンテナのためのＮRの整合フィルター９５０ａ、コンバイナー９５２、時空間イコライザー９５４、およびＮDのデータシンボルストリームのためのＮDの逆拡散器９５６ａ乃至９５６ｄを含む。各整合フィルター９５０は、関連する受信アンテナのための整合フィルター
【数２７５】
2011061807.tif 000277
【０３９７】
を用いてそれぞれの受信したシンボルストリーム
【数２７６】
2011061807.tif 000278
【０３９８】
の整合フィルタリングを実行し、フィルターされたシンボルストリームを供給する。コンバイナー９５２は、整合フィルター９５０ａ乃至９５０ｒからＮRのフィルターされたシンボルストリームを受信し、各データシンボルストリームに使用されるすべての受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを結合し、そのデータシンボルストリームのための検出されたシンボルストリーム
【数２７７】
2011061807.tif 000279
【０３９９】
を供給する。結合は、送信器で実行された固有ステアリング（すなわち、各データシンボルストリームが向けられている特定の受信アンテナ）に依存する。コンバイナー９５２はＮDのデータシンボルストリームのためのＮDの検出されたシンボルストリーム
【数２７８】
2011061807.tif 000280
【０４００】
を供給する。時空間イコライザー９５４と逆拡散器９５６ａ乃至９５６ｄは、図９Ｄに対して上述したＮDの検出されたシンボルストリーム上で動作し、ＮDのリカバーされたシンボルストリーム
【数２７９】
2011061807.tif 000281
【０４０１】
を供給する。
【０４０２】
図９Ｆは、ＮD＞１の場合に、多重モード固有ステアリングに使用されるＲＸ空間プロセッサー６６０ｆのブロック図を示す。ＲＸ空間プロセッサー６６０ｆはＯＦＤＭ復調を行ない、図８ＣのＴＸ空間プロセッサーと一緒に使用される。
【０４０３】
ＲＸ空間プロセッサー６６０ｆはＮRの受信アンテナのためのＮRのアンテナ整合フィルター９７０ａ乃至９７０ｒ、ＮFのサブバンドのためのＮFのコンバイナー９８２ａ乃至９８２ｆ、ＮFサブバンドのためのＮF時空間イコライザー９８４ａ乃至９８４ｆおよびマルチプレクサー９８６を含む。各アンテナ整合フィルター９７０は、１つの受信アンテナのための整合フィルタリングを実行し、ＯＦＤＭ復調器とＮFのサブバンドのためのＮFの整合フィルター９８０ａ乃至９８０ｆを含む。
【０４０４】
各アンテナ整合フィルター９７０内では、ＯＦＤＭ復調器９７２は、関連するアンテナのための受信されたシンボルストリーム
【数２８０】
2011061807.tif 000282
【０４０５】
に対してＯＦＤＭ復調を実行し、ＮFのサブバンドのためのＮFの受信されたシンボルサブストリーム
【数２８１】
2011061807.tif 000283
【０４０６】
をＮFの整合フィルター９８０ａ乃至９８０ｆに供給する。各整合フィルター９８０は、その整合フィルター
【数２８２】
2011061807.tif 000284
【０４０７】
を用いてその受信したシンボルストリーム
【数２８３】
2011061807.tif 000285
【０４０８】
の整合フィルタリングを実行し、そのサブバンドのためのＮDのデータシンボルのためのＮDのフィルターされたシンボルサブストリームを供給する。各アンテナ整合フィルターのための整合フィルター９８０ｆは、ＮFのサブバンドのためのＮDのフィルターされたシンボルサブストリームのＮFのセットをＮFのコンバイナー９８２ａ乃至９８２ｆに供給する。
【０４０９】
各コンバイナー９８２は、そのサブバンドのためのＮRのアンテナ整合フィルター９７０ａ乃至９７０ｒからのＮDのフィルターされたシンボルサブストリームのＮRのセットを受信して結合し、そのサブバンドのための検出されたシンボルサブストリームを供給する。図９Ｆには図示しないが、各コンバイナー９８２は、ＮDの加算器を含む。各データシンボルストリームに対して１つの加算器の割合である。各加算器は、そのサブバンドのためのアンテナ整合フィルター９７０ａ乃至９７０ｒからＮRのフィルターされたシンボルサブストリームを受信して加算し、そのサブバンドのための検出されたシンボルサブストリームを得る。
【０４１０】
各空間イコライザー９８４は、そのサブバンドのための関連するコンバイナー９８２からの検出されたシンボルサブストリームに対して等化を実行し、サブバンドのためのＮDの等化されたシンボルストリームを供給する。空間イコライザー９８４はＭＭＳＥリニアイコライザー、またはクロストークを緩和するためにおよび／または受信されたＳＮＲを最大化するために複数のシンボルストリームに対して一緒に動作する他のあるイコライザーを実施する。空間イコライザー９８４はまた連続の等化および干渉キャンセル処理技術を実施する。
【０４１１】
マルチプレクサー９８６は、ＮFのサブバンドのためのコンバイナー９８４ａ乃至９８４ｆからＮDの等化されたシンボルサブストリームのＮFのセットを受信する。次に、マルチプレクサー９８６は、各データシンボルストリームのためのコンバイナー９８４ａ乃至９８４ｆからのＮFの等化されたシンボルサブストリームを多重化し、そのデータシンボルのためのリカバーされたシンボルストリーム
【数２８４】
2011061807.tif 000286
【０４１２】
を供給する。
【０４１３】
図１０は、図６の受信機６５０の一実施形態である受信機６５０ｘのブロック図を示す。ＲＸ空間プロセッサー６６０はＮRの受信されたシンボルサブストリーム
【数２８５】
2011061807.tif 000287
【０４１４】
に対して整合フィルタリングおよび事後処理を実行し、ＮDのリカバーされたシンボルストリーム
【数２８６】
2011061807.tif 000288
【０４１５】
をＲＸデータプロセッサー６７０に供給する。ＲＸデータプロセッサー６７０は、ＮDのリカバーされたシンボルストリームの各々のためのシンボルデマッピングユニット１０１２、デインターリーバー１０１４およびデコーダー１０１６の１セットを含む。シンボルデマッピングユニット、デインターリーバー、およびデコーダーの各セットは、図５に対して上述したように、それぞれのリカバーされたシンボルストリームを処理する。ＲＸデータプロセッサー６７０は、ＮDのデコードされたデータストリーム
【数２８７】
2011061807.tif 000289
【０４１６】
を供給する。
【０４１７】
チャネル推定器６７２は、各受信機ユニット６５４ａ乃至６５４ｒからの受信されたパイロットシンボルに基づいて、チャネル応答および受信機雑音レベルを推定し、チャネルインパルス応答推定値
【数２８８】
2011061807.tif 000290
【０４１８】
および雑音レベル推定値
【数２８９】
2011061807.tif 000291
【０４１９】
をコントローラー６８０に供給する。コントローラー６８０は、データ送信のために、固有ステアリング、整合フィルタリングおよびレート制御に関連する種々の機能を実行する。例えば、マトリクス計算ユニット１０２２は、（１）主モード固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖpm、（２）主経路固有ステアリングのためのステアリングベクトルｖmp、（３）多重モード固有ステアリングのためのＮDのステアリングベクトル
【数２９０】
2011061807.tif 000292
【０４２０】
または（４）受信機固有ステアリングのためのＮRのステアリングベクトルｖrx,i但しｉ＝１，２，．．．ＮRを導き出すための計算を実行する。また、計算ユニット１０２２は、受信機６５０のためのＮRの整合フィルターを導き出し、さらにＮDのデータストリームの受信されたＳＮＲを推定する。送信モードセレクター１０２４は、その受信されるＳＮＲに基づいて各データストリームに適切な送信モードを選択する。メモリユニット６８２は、サポートされる送信モードおよびそれらの要求されるＳＮＲｓのすべてのためのルックアップテーブル１０２６を記憶する。コントローラー６８０は送信器６１０のためのフィードバック情報としてＮDのＴＸステアリングベクトル、ＮDのデータストリームのためのＮDの選択された送信モード、ＡＣＫｓおよび／またはＮＡＫｓ等を提供する。
【０４２１】
上述した実施形態の場合、受信機は、ＭＩＳＯまたはＭＩＭＯチャネルのチャネル応答を推定し、送信機のためのステアリングベクトル（複数の場合もある）および受信機のための整合フィルター（複数の場合もある）を導き出し、フィードバック情報としてステアリングベクトル（複数の場合もある）を返送する。他の実施形態の場合、送信機がチャネル応答を推定し、ステアリングベクトル（複数の場合もある）を導き出すことが可能である。例えば、共有周波数帯を備えた時分割多重（ＴＤＤ）システムにおいて、ダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答は互いに相互関係を表すと仮定することができる。すなわち、Ｈ（ｋ）がサブバンドｋのための、アンテナアレイＡからアンテナアレイＢまでのチャネル周波数応答マトリクスを表わすなら、相互チャネルはアレイＢからアレイＡへのカップリングは、ＨT（ｋ）により与えられることを意味する。ＴＤＤシステムの場合、相互チャネル特性は、他のリンク上に受信機により送信されたパイロットに基づいて受信機により観察されるリンクを送信機が推定することを可能にするように利用することができる。一般に、チャネル推定およびステアリングベクトルの計算はシステムデザインに依存して、受信機または送信器によって行うことができる。
【０４２２】
図１１は、ＭＩＭＯシステムにおいて、主モード固有ステアリング、マルチモード固有ステアリング、および主経路固有ステアリングを実行するためのプロセス１１００の一実施形態のフロー図を示す。最初に、（ブロック１１１２において）ＭＩＭＯシステム内のＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のために複数のチャネル応答マトリクスが得られる。これらのチャネル応答マトリクスは、（１）Ｌ＋１時間遅延に対するＬ＋１チャネルインパルス応答マトリクス（すなわち、
【数２９１】
2011061807.tif 000293
【０４２３】
）または（２）ＮFのサブバンドのためのＮFのチャネル周波数応答（すなわち、Ｈ（ｋ）、但しｋ＝１，２，．．．ＮF）である。
【０４２４】
ブロック１１１４において、チャネル応答マトリクスに基づいて単一の相関マトリクスがＭＩＭＯチャネルのために計算される。主モード固有ステアリングおよびマルチモード固有ステアリングの場合、単一相関マトリクスは、（１）複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算することにより、（２）および方程式（１８）に示すように、チャネル応答マトリクスのための相関マトリクスを加算して単一の相関マトリクスを得ることにより得られる。主経路固有ステアリングの場合、単一の相関マトリクスは、方程式（３３）および（３４）および関連する記載に示すように、（１）チャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定することにより、（２）最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを識別することにより、（３）最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することにより、および（４）最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスとしてＭＩＭＯチャネルのための単一の相関マトリクスを定義することにより得られる。
【０４２５】
次に、（ブロック１１１６において）単一の相関マトリクスは（例えば、固有値分解を用いて）分解され、ＭＩＭＯチャネルのＮDの空間チャネルのためのＮDのステアリングベクトルを得る。但し、Ｎs≧ＮD≧１であり、Ｎsは、単一相関マトリクスの固有モードの数である。主モード固有ステアリングおよび主経路固有ステアリングの場合、ＮD＝１であり、唯一つのステアリングベクトルが得られる。多重モード固有ステアリングの場合、ＮD＞１であり、複数のベクトルが得られる。
【０４２６】
ブロック１１１２、１１１４および１１１６で示された動作は、図６の受信機６５０により実行される。ブロック１１１２、１１１４および１１１６で示された動作も、ダウンリンクとアップリンクが同じ周波数帯を共有する時分割多重（ＴＤＤ）システムのための送信器６１０により実行される。いずれの場合も、ＮDのステアリングベクトルは、送信機による固有ステアリングおよび受信機による整合フィルタリングに使用される。
【０４２７】
（ブロック１１２２において）送信機において、各ステアリングベクトルは、周波数独立した固有ステアリングまたはステアリングベクトルに関連する空間チャネル上に送信されたデータストリームの空間処理のために使用される。（ブロック１１２４において）送信機は、ＮDのステアリングベクトルを有するＮDのデータシンボルストリーム上で固有ステアリングを実行し、ＮTの送信シンボルストリームを発生し、これは（ブロック１１２６において）さらに処理されＮTの送信アンテナから送信される。
【０４２８】
受信機において、ＮRの受信アンテナのためのＮRの受信されたシンボルストリームの整合フィルタリングは、時間ドメインまたは周波数ドメインで実行される。（ブロック１１３２において）整合フィルターは、ＮDのステアリングベクトルおよびその受信アンテナの複数のチャネル応答ベクトルに基づいて、各受信アンテナのために得れれる。各受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルはチャネル応答マトリクスから得られる。（ブロック１１３４において）各受信アンテナの受信されるシンボルストリームは、その受信アンテナのための整合フィルターを用いてフィルターされ、ＮDのフィルターされたシンボルサブストリームを得る。送信機により使用される各ステアリングベクトルに対して１つのサブストリームの割合である。次に、（ブロック１１３６において）ＮRの受信アンテナのためのすべてのＮRの整合フィルターからのフィルターされたシンボルサブストリームは結合され、送信機により送信されたＮDのデータストリームのためのＮDの検出されたシンボルストリームを得る。（ブロック１１３８において）等化がＮDの検出されたシンボルストリーム上で実行されＮDのリカバーされたシンボルストリームを得る。ＮD＞１なら、（例えば、ＭＭＳＥ−ＬＥ、ＤＦＥ、またはＭＬＳＥを用いた）時空間等化は、複数の検出されたシンボルストリーム上で実行し、複数のリカバーされたシンボルストリームを得る。
【０４２９】
図１２は、ＮTの送信アンテナおよびＮRの受信アンテナを備えたＭＩＳＯまたはＭＩＭＯシステムにおいて受信機固有ステアリングを実行するためのプロセス１２００の一実施形態のフロー図を示す。但し、この場合ＮT＞１およびＮR≧１である。最初に、（ブロック１２１２において）チャネル応答ベクトルのＮRのセットは、ＮRの受信アンテナのために得られる。各受信アンテナに対して１つのセットの割合である。チャネル応答ベクトルの各セットは、ＮTの送信アンテナと１つの受信アンテナとの間のチャネル周波数応答またはチャネルインパルス応答間を示す。
【０４３０】
（ブロック１２１４において）単一の相関マトリクスは、その受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルのセットに基づいて各受信アンテナのために計算される。これは（１）受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算することにより、および（２）受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルのための相関マトリクスを加算して受信アンテナの単一の相関マトリクスを得ることにより達成される。次に、（ブロック１２１６において）各受信アンテナのための単一の相関マトリクスは、（例えば、固有値分解を用いて）分解され受信アンテナのためのステアリングベクトルを得る。ブロック１２１２、１２１４および１２１６で示された動作は、図１受信機１５０あるいは図６の受信機６５０によって行われる。ブロック１２１２、１２１４および１２１６で示された動作も、図１の送信器１１０あるいはＴＤＤ方式のための図６の送信器６１０によって行われる。いずれの場合も、ＮRのステアリングベクトルはＮRの受信アンテナのために得られ、送信器による空間処理および受信機による整合フィルタリングのために使用される。
【０４３１】
（ブロック１２２２において）送信器では、ＮRのステアリングベクトルは周波数から独立した固有ステアリングまたはＮDのデータストリームの空間処理に使用される。但し、ＮR≧ＮD≧１であり、ＮT≧ＮDである。（ブロック１２２４および１２２６において）唯一つの受信アンテナ（ＮR＝１）を有するＭＩＭＯシステムの場合、１つのデータストリームは、１つの受信アンテナのために得られる１つのステアリングベクトルを用いて送信される。複数の受信アンテナ（ＮR＞１）を有するＭＩＭＯシステムの場合、１つまたは複数のデータストリームは、ＮRの受信アンテナのために得られたＮRのステアリングベクトルを用いて送信される。各データストリームは１つまたは複数の受信アンテナに向けられる。
【０４３２】
受信機において、ＮRの受信アンテナのためのＮRの受信シンボルストリームの整合フィルタリングは、時間ドメインまたは周波数ドメインで実行される。（ブロック１２３２において）整合フィルターは、ステアリングベクトルおよびその受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルのセットに基づいて各受信アンテナのために得られる。（ブロック１２３４において）各受信アンテナのための受信されたシンボルストリームは、その受信アンテナのための整合フィルターを用いてフィルターされ、その受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得る。（ブロック１２３６において）ＮRの受信アンテナのためのＮRの整合フィルターからのＮRのフィルターされたシンボルストリームは、次に結合され送信機により送信されるＮDのデータストリームのための検出されたシンボルストリームを得る。（ブロック１２３８において）等化は、ＮDの検出されたシンボルストリーム上で実行し、送信機により送信されたＮDのデータストリームのためのＮDのリカバーされたシンボルストリームを得る。
【０４３３】
５．レート選択
ＭＩＳＯシステム１００およびＭＩＭＯシステム６００の両方について、受信機は、個々の空間のチャネルの受信されるＳＮＲを推定する。上述したように、ＳＮＲ計算は、データ送信に使用される、固有ステアリングスキームに依存する。次に、受信機は、空間チャネルのための受信されたＳＮＲ、γrx（λ）、およびＳＮＲオフセット、γos（λ）（例えば、γop（λ）＝γrx（λ）+γos（λ）、但し単位はｄＢ）に基づいて、各空間チャネルのための動作ＳＮＲ、γop（λ）を計算する。ＳＮＲオフセットは推定誤差、チャネルの変動性および他の要因に対処するために使用される。受信機は、その空間チャネル用の動作ＳＮＲに基づいて各空間チャネルに適切な送信モードを選択する。
【０４３４】
システムは、送信モードの１セットをサポートするように設計される。サポートされた送信モードの１つは、ヌルレート（すなわち、ゼロのデータレート）のためであってもよい。残りの送信モードの各々は、特定のノンゼロデータレート、特定のコーディングスキームまたはコードレート、特定の変調スキーム、および非フェージングＡＷＧＮチャネルのための性能の所望のレベル（例えば、１％パケットエラーレート（ＰＥＲ））を達成するために必要な特定の最小ＳＮＲに関連付けられる。ノンゼロデータレートを有するサポートされる送信モード毎に、要求されるＳＮＲは、特定のシステム設計（すなわち、その送信モードのためのシステムにより使用される特定のコードレート、インターリービングスキーム、変調スキーム、等）に基づいて、およびＡＷＧＮチャネルのために得られる。技術的に知られているように、要求されるＳＮＲは、コンピューターシミュレーション、経験に基づく測定等により得ることができる。サポートされる送信モードおよびその要求されるＳＮＲｓのセットは、ルックアップテーブルに記憶してもよい。
【０４３５】
空間チャネル毎の動作ＳＮＲ、γop（λ）は、ルックアップテーブルに供給してもよい。ルックアップテーブルは、次にその空間チャネルのための送信モードｑ（λ）を供給する。この送信モードｑ（λ）は、最も高いデータレートおよび動作ＳＮＲ以下（すなわち、γreq（λ）＜γop（λ））である要求されるＳＮＲを有するサポートされた送信モードである。従って、受信機は、その空間チャネルのための動作ＳＮＲに基づいて各空間チャネルのための最も可能性のあるデータレートを選択する。
【０４３６】
明確にするために、種々の固有ステアリングスキームの特定の実施形態を上述した。これらの固有ステアリングスキームの他の変形を考案してもよく、これはこの発明の範囲内である。例えば、ＭＩＭＯチャネルのための単一相関マトリクスを主モードおよびマルチモード固有ステアリングスキームに対して上述した方法以外の方法で計算してもよい。他の例として、複数のデータシンボルストリームは、主経路の複数の空間チャネル上に送信してもよい。さらに他の例として、ＮDのデータシンボルストリームは、空間チャネルのエネルギーに基づいてＮDの最良の空間チャネル上に送信してもよい。他の固有ステアリングスキームもここに提供されるか教示に基づいて考案してもよく、これはこの発明の範囲内である。
【０４３７】
ここに記述された固有ステアリング技術は、種々の手段により実施することができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェアあるいはそれらの組合せで実施してもよい。ハードウェアで実施する場合、固有ステアリングのための送信機における処理および他の適切な機能は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、デジタルシグナルプロセッサー（ＤＳＰｓ）、デジタルシグナル処理装置（ＤＳＰＤｓ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤｓ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、プロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサー、ここに記載した機能を実行するように設計された他の電子装置、またはそれらの組み合わせ内で実施してもよい。整合フィルタリングのために受信機における処理および他の適切な機能も１つ以上のＡＳＩＣｓ，ＤＳＰｓ等内で実施してもよい。ソフトウェアで実施する場合、固有ステアリング技術は、ここに記載した機能を実行するモジュール（例えば、手続、機能等）を用いて実施してもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニット（例えば、図１のメモリユニット１４２および１８２または図６のメモリユニット６４２および６８２）に記憶し、プロセッサー（例えば、図１のコントローラー１４０および１８０または図６のコントローラー６４０および６８０）により実行してもよい。メモリユニットプロセッサー内部に実施してもよいし、プロセッサー外部に実施してもよい。プロセッサー外部に実施する場合、メモリユニットは技術的に知られた種々の手段を介してプロセッサーに通信可能に接続することができる。見出しは、参照のためにおよびあるセクションの位置をつきとめるのを助けるためにここに含まれる。これらの見出しは、記載された概念の範囲を制限することを意図したものではなく、これらの概念は、明細書全体にわたり他のセクションに適用可能性を有していてもよい。開示された実施形態の上述の記載は、当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変形は、当業者には容易に明白であり、ここに定義される包括的原理は、この発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明は、ここに示された実施形態に制限されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴に一致する最も広い範囲が許容されるべきである。
【図１】
2011061807.tif 000294
【図２】
2011061807.tif 000295
【図３Ａ】
2011061807.tif 000296
【図３Ｂ】
2011061807.tif 000297
【図３Ｃ】
2011061807.tif 000298
【図４Ａ】
2011061807.tif 000299
【図４Ｂ】
2011061807.tif 000300
【図４Ｃ】
2011061807.tif 000301
【図５】
2011061807.tif 000302
【図６】
2011061807.tif 000303
【図７】
2011061807.tif 000304
【図８Ａ】
2011061807.tif 000305
【図８Ｂ】
2011061807.tif 000306
【図８Ｃ】
2011061807.tif 000307
【図９Ａ】
2011061807.tif 000308
【図９Ｂ】
2011061807.tif 000309
【図９Ｃ】
2011061807.tif 000310
【図９Ｄ】
2011061807.tif 000311
【図９Ｅ】
2011061807.tif 000312
【図９Ｆ】
2011061807.tif 000313
【図１０】
2011061807.tif 000314
【図１１】
2011061807.tif 000315
【図１２】
2011061807.tif 000316
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月1日(2010.11.1)
【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】
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて空間処理を実行する方法であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得ることと、
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算することと、
前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために前記相関マトリクスを分解することと、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連付けられた少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を備えた方法。
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【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】
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて空間処理を実行する方法であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得ることと；
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルの相関マトリクスを計算することと、なお、前記ＭＩＭＯチャネルの相関マトリクスを計算することは、前記複数のチャネル応答マトリクスについての複数の相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算することと、前記ＭＩＭＯチャネルの相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスのための前記複数の相関マトリクスを加算することとを含む；
前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために前記ＭＩＭＯチャネルの前記相関マトリクスを分解することと、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連付けられた少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を備えた方法。
【請求項２】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの複数のサブバンドについてのチャネル周波数応答のための複数のチャネル周波数応答マトリクスを含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを計算することは、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定することと；
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを識別することと；
前記ＭＩＭＯチャネルの前記相関マトリクスを発生するために、前記最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することと；
をさらに含む、請求項２の方法。
【請求項５】
前記ＭＩＭＯチャネルの前記少なくとも１つの空間チャネルに対する前記少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために前記相関マトリクスの固有値分解が実行される、請求項１の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのステアリングベクトルをフィードバック情報として前記送信エンティティに送信することをさらに含む、請求項１の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記ＭＩＭＯチャネルの前記少なくとも１つの空間チャネル上で送信される少なくとも１つのデータストリームについて複数の送信チップストリームを発生するために前記送信エンティティによって使用され、前記複数の送信チップストリームは、前記送信エンティティにおいて複数の送信アンテナから送信される、請求項１の方法。
【請求項８】
前記周波数から独立した空間処理は、ＯＦＤＭ変調により前記データストリームについて発生された時間ドメインチップストリーム上の時間ドメインにおいて、送信エンティティによって実行される、請求項１の方法。
【請求項９】
前記周波数から独立した空間処理は、前記データストリームのために発生されたデータシンボル上の複数のサブバンドの各々のための前記周波数ドメインにおいて、前記送信エンティティによって実行される、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記複数のチャネル応答マトリクスから、受信エンティティにおいて複数の受信アンテナの各々について複数のチャネル応答ベクトルを得ることと；
少なくとも１つのステアリングベクトルと前記それぞれの受信アンテナについての複数のチャネル応答ベクトルに基づいて、前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることと；
をさらに備えた、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記複数の受信アンテナの各々に対する前記整合フィルターは、前記それぞれの受信アンテナについて受信された信号対雑音比（ＳＮＲ）を最大化するために使用される、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナについての複数の受信シンボルストリームをフィルタリングすることをさらに備えた、請求項１０の方法。
【請求項１３】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含み、前記フィルタリングは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルおよび前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスに基づいて前記複数の受信アンテナについて得られた複数の時間ドメイン整合フィルターを用いて前記時間ドメインにおいて実行される、請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルの複数のサブバンドに対するチャネル周波数応答のための複数のチャネル周波数応答マトリクスを含み、前記フィルタリングは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルおよび前記複数のチャネル周波数応答マトリクスに基づいて前記複数の受信アンテナについて得られた複数の周波数ドメイン整合フィルターを用いて前記周波数ドメインにおいて実行される、請求項１２の方法。
【請求項１５】
前記送信エンティティによって１つのステアリングベクトルが得られ、１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために前記１つのステアリングベクトルが使用される、請求項１の方法。
【請求項１６】
前記１つのステアリングベクトルおよび前記受信アンテナについての前記複数のチャネル応答ベクトルに基づいて受信エンティティにおける複数の受信アンテナの各々について整合フィルターを得ることと、なお、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは、前記複数のチャネル応答マトリクスから得られる；
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナに対する複数の受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
前記送信エンティティにより送信された前記１つのデータストリームのための検出されたシンボルストリームを得るために、前記複数のフィルタリングされたシンボルストリームを結合することと；
をさらに備えた、請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記１つのデータストリームのためのリカバーされたシンボルストリームを得るために、前記検出されたシンボルストリーム上で等化を実行することをさらに備えた、請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記送信エンティティによって複数のステアリングベクトルが得られ、前記複数のステアリングベクトルに関連する複数の空間チャネル上に送信された複数のデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記複数のステアリングベクトルが使用される、請求項１の方法。
【請求項１９】
受信アンテナのための前記複数のステアリングベクトルおよび複数のチャネル応答ベクトルに基づいて、受信エンティティにおける複数の前記受信アンテナの各々についての整合フィルターを得ることと、なお、各受信アンテナのための前記複数のチャネル応答ベクトルは前記複数のチャネル応答マトリクスから得られる；
複数のフィルタリングされたシンボルサブストリームを得るために、前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのために複数の受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
前記送信エンティティによって送信された前記複数のデータストリームのための複数の検出されたシンボルストリームを得るために、前記複数のフィルタリングされたシンボルサブストリームを結合することと；
をさらに備えた、請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記複数のデータストリームについて複数のリカバーされたシンボルストリームを得るために、前記複数の検出されたシンボルストリームの時空間等化を実行することをさらに備えた、請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記時空間等化は、最小平均二乗誤差リニアイコライザー（ＭＭＳＥ−ＬＥ）、決定フィードバックイコライザー（ＤＦＥ）、または最大尤度シーケンスイコライザー（ＭＬＳＥ）を用いて実行される、請求項２０の方法。
【請求項２２】
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得るためのチャネル推定器と；
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算し、前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルのための少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために前記相関マトリクスを分解するコントローラーと、なお、前記コントローラーは、前記複数のチャネル応答マトリクスについて複数の相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算し、前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るために前記複数の相関マトリクスを加算し、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を備えた装置。
【請求項２３】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答を含み、前記コントローラーは、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定し、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算する、請求項２２の装置。
【請求項２４】
複数の受信アンテナに対する複数の整合フィルターと、なお、各受信アンテナに対して１つの整合フィルターが割当られ、各整合フィルターは、フィルタリングされたシンボルストリームを得るために、関連する受信アンテナについて受信されたシンボルストリームをフィルタリングするために使用され、各受信アンテナに対する前記整合フィルターは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルと前記受信アンテナのための複数のチャネル応答ベクトルとに基づいて得られ、前記各受信アンテナについての前記複数のチャネル応答ベクトルは、前記複数のチャネル応答マトリクスから得られる；
前記送信エンティティによって送信される少なくとも１つのデータストリームについて少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るために、前記複数の整合フィルターからの複数のフィルタリングされたシンボルストリームを結合するコンバイナーと；
をさらに備えた、請求項２２の装置。
【請求項２５】
無線多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを得る手段と；
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算する手段と、なお、前記相関マトリクスを計算する手段は、前記複数のチャネル応答マトリクスについて複数の相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算する手段と、前記ＭＩＭＯチャネルについての前記相関マトリクスを得るために前記複数の相関マトリクスを加算する手段とを備える；
前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つの空間チャネルについて少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために前記相関マトリクスを分解する手段と、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を備えた装置。
【請求項２６】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項２５の装置。
【請求項２７】
前記相関マトリクスを計算する手段は、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを決定する手段と；
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るために、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算する手段と；
を含む、請求項２６の装置。
【請求項２８】
命令を格納するプロセッサー可読媒体であって、前記命令は前記プロセッサーに、
ＭＩＭＯシステムにおいて多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）チャネルのチャネル応答のための複数のチャネル応答マトリクスを受信することと；
前記複数のチャネル応答マトリクスに基づいて前記ＭＩＭＯチャネルのための相関マトリクスを計算することと、なお、前記相関マトリクスを計算することは、前記複数のチャネル応答マトリクスについての複数の相関マトリクスを得るために前記複数のチャネル応答マトリクスの各々の相関マトリクスを計算することと、前記ＭＩＭＯチャネルについての前記相関マトリクスを得るために前記複数の相関マトリクスを加算することを含む；
前記ＭＩＭＯチャネルの少なくとも１つのステアリングベクトルを得るために前記相関マトリクスを分解することと、なお、前記少なくとも１つのステアリングベクトルは、前記少なくとも１つのステアリングベクトルに関連する前記少なくとも１つの空間チャネル上で送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を実行させるプロセッサー可読媒体。
【請求項２９】
前記複数のチャネル応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延のための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを含む、請求項２８のプロセッサー可読媒体。
【請求項３０】
前記プロセッサーに、
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを計算することと；
前記ＭＩＭＯチャネルのための前記相関マトリクスを得るために前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することと；
をさらに実行させる命令を格納する、請求項２９のプロセッサー可読能媒体。
【請求項３１】
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて空間処理を実行する方法であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおけるＭＩＭＯチャネルのための複数のチャネルインパルス応答マトリクスを得ることと、なお、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスは、前記ＭＩＭＯチャネルのチャネルインパルス応答の複数の時間遅延を含む；
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの各々のエネルギーを計算することと；
前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスの中で最も高いエネルギーを有するチャネルインパルス応答マトリクスを、前記ＭＩＭＯチャネルの主経路のためのチャネルインパルス応答マトリクスとして識別することと；
前記主経路のための前記チャネルインパルス応答マトリクスの相関マトリクスを計算することと；
前記主経路の空間チャネルのためのステアリングベクトルを得るために前記相関マトリクスを分解することと、なお、前記ステアリングベクトルは、前記ＭＩＭＯチャネルを介して送信されるデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を備えた方法。
【請求項３２】
前記主経路の前記空間チャネルのための前記ステアリングベクトルを得るために、前記主経路のための前記相関マトリクスの固有値分解が実行される、請求項３１の方法。
【請求項３３】
前記ステアリングベクトルと、前記受信アンテナについての複数のチャネルインパルス応答ベクトルに基づいて、受信エンティティにおける複数の受信アンテナの各々に対する整合フィルターを得ることと、なお、各受信アンテナのための前記複数のチャネルインパルス応答ベクトルは、前記複数のチャネルインパルス応答マトリクスから得られる；
前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナについての複数の受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
をさらに備えた、請求項３１の方法。
【請求項３４】
送信エンティティにおいて複数の送信アンテナを有し、受信エンティティにおいて複数の受信アンテナを有する無線通信システムにおいて空間処理を実行する方法であって、
前記複数の受信アンテナについてのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得ることと、なお、各受信アンテナに対して１つのセットが割り当てられ、チャネル応答ベクトルの各セットは、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記受信アンテナのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算することと、なお、前記各受信アンテナについての相関マトリクスを計算することは、前記受信アンテナについての前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算することと、前記受信アンテナについての相関マトリクスを得るために前記受信アンテナについての前記複数のチャネル応答ベクトルの前記複数の相関マトリクスを加算することとを含む；
前記受信アンテナのためのステアリングベクトルを得るために、各受信アンテナのための前記相関マトリクスを分解することと、なお、複数のステアリングベクトルが前記複数の受信アンテナのために得られ、前記複数のステアリングベクトルは、前記受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記送信エンティティによって使用される；
を備えた方法。
【請求項３５】
前記受信アンテナのための前記ステアリングベクトルとチャネル応答ベクトルの前記セットとに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得ることと；
前記受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得るために、前記受信アンテナのために前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るために、前記複数の受信アンテナのための複数のフィルタリングされたシンボルストリームを結合することと；
をさらに備えた、請求項３４の方法。
【請求項３６】
１つのデータストリームが、前記複数のステアリングベクトルを用いて前記送信エンティティによって前記複数の受信アンテナに送信される、請求項３４の方法。
【請求項３７】
複数のデータストリームは、前記複数のステアリングベクトルを用いて前記送信エンティティによって前記複数の受信アンテナに送信される、請求項３４の方法。
【請求項３８】
前記受信アンテナのための前記ステアリングベクトルおよび前記複数のチャネル応答ベクトルに基づいて前記複数の受信アンテナの各々の整合フィルターを得ることと、なお、複数の整合フィルターは前記複数の受信アンテナに対して得られる；
複数のフィルタリングされたシンボルストリームを得るために、前記複数の整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナのための複数の受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
前記送信エンティティにより送信された前記複数のデータストリームのための複数の検出されたシンボルストリームを得るために、前記複数のフィルタリングされたシンボルストリームを結合することと；
をさらに備えた、請求項３７の方法。
【請求項３９】
前記複数のデータストリームのための複数のリカバーされたシンボルストリームを得るために前記複数の検出されたシンボルストリーム上で時空間等化を実行することをさらに備えた請求項３８の方法。
【請求項４０】
送信エンティティに複数の送信アンテナを有し、受信エンティティに複数の受信アンテナを有する無線通信システムにおける装置であって、
前記複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得るためのチャネル推定器と、なお、チャネル応答ベクトルの各セットは、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算し、前記受信アンテナのためのステアリングベクトルを得るために各受信アンテナのための前記単一の相関マトリクスを分解するコントローラーと、なお、前記コントローラーは、前記受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルのための複数の相関マトリクスを得るために各受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算し、前記それぞれの受信アンテナのための前記相関マトリクスを得るために前記受信アンテナについての前記複数のチャネル応答ベクトルの前記複数の相関マトリクスを加算し、複数のステアリングベクトルが前記複数の受信アンテナに対して得られ、前記複数のステアリングベクトルは、前記受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記送信エンティティによって使用される；
を備えた装置。
【請求項４１】
前記コントローラーは、前記ステアリングベクトル、および前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて、前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得る、請求項４０の装置。
【請求項４２】
前記複数の受信アンテナのための複数の整合フィルターと、なお、各受信アンテナに対して１つの整合フィルターが割り当てられ、各整合フィルターは、フィルタリングされたシンボルストリームを得るために、前記関連する受信アンテナのための受信されたシンボルストリームをフィルタリングするために使用される；
前記送信エンティティにより送信された少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るために、複数の整合フィルターから複数のフィルターされたシンボルストリームを結合するコンバイナーと；
をさらに備えた、請求項４１の装置。
【請求項４３】
無線通信システムにおける装置であって、
複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを得る手段と、なお、各受信アンテナに対して１つのセットが割当られ、チャネル応答ベクトルの各セットは、複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算する手段と、なお、前記複数の受信アンテナの各々のための前記相関マトリクスを計算する手段は、前記受信アンテナの複数のチャネル応答ベクトルについての複数の相関マトリクスを得るために各受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルの相関マトリクスを計算する手段と、前記それぞれの受信アンテナについての前記相関マトリクスを得るために各受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルについての前記複数の相関マトリクスを加算する手段とを備える；
前記それぞれの受信アンテナのためのステアリングベクトルを得るために、各受信アンテナのための前記相関マトリクスを分解する手段と、なお、複数のステアリングベクトルが前記複数の受信アンテナに対して得られ、前記受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記送信エンティティによって使用される手段と；
を備えた装置。
【請求項４４】
前記それぞれの受信アンテナのための前記ステアリングベクトルとチャネル応答ベクトルの前記セットとに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための整合フィルターを得る手段と；
前記それぞれの受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得るために、前記受信アンテナのための前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルタリングする手段と；
前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るために、前記複数の受信アンテナについての複数のフィルタリングされたシンボルストリームを結合する手段と；
をさらに備えた、請求項４３の装置。
【請求項４５】
命令を格納するプロセッサー可読媒体であって、前記命令は前記プロセッサーに、
複数の受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの複数のセットを受信することと、なお、各受信アンテナに対して１つのセットが割り当てられ、チャネル応答ベクトルの各セットは、複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナの１つとの間のチャネル応答を示す；
前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算することと、なお、前記複数の受信アンテナの各々のための相関マトリクスを計算することは、前記それぞれの受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルについての複数の相関マトリクスを得るために、各受信アンテナについての前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算することと、前記それぞれの受信アンテナの前記相関マトリクスを得るために、各受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルについての前記複数の相関マトリクスを加算することとを含む；
前記それぞれの受信アンテナのためのステアリングベクトルを得るために各受信アンテナのための前記相関マトリクスを分解することと、なお、複数のステアリングベクトルが前記複数の受信アンテナに対して得られ、受信エンティティに送信される少なくとも１つのデータストリームの、周波数から独立した空間処理のために、送信エンティティによって使用される；
を実行させるプロセッサー可読媒体。
【請求項４６】
前記プロセッサーに、
前記ステアリングベクトルおよび前記それぞれの受信アンテナのためのチャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて前記複数の受信アンテナの各々の整合フィルターを得ることと；
前記それぞれの受信アンテナのためのフィルターされたシンボルストリームを得るために、前記受信アンテナのための前記整合フィルターを用いて前記複数の受信アンテナの各々のための受信されたシンボルストリームをフィルタリングすることと；
前記送信エンティティにより送信された前記少なくとも１つのデータストリームのための少なくとも１つの検出されたシンボルストリームを得るために、前記複数の受信アンテナのための複数のフィルタリングされたシンボルストリームを結合することと；
を実行させる命令をさらに格納する、請求項４５のプロセッサー可読媒体。
【請求項４７】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用した多重入力多重出力（ＭＩＳＯ）において空間処理を実行する方法であって、
前記ＭＩＭＯシステムにおいて、送信エンティティにおける複数の送信アンテナと受信エンティティにおける複数の受信アンテナとの間のチャネル応答を示すチャネル応答ベクトルのセットを得ることと；
チャネル応答ベクトルの前記セットに基づいて相関マトリクスを計算することと、なお、前記相関マトリクスを計算することは、前記それぞれの受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルについての複数の相関マトリクスを得るために、各受信アンテナについての前記複数のチャネル応答ベクトルの各々の相関マトリクスを計算することと、前記それぞれの受信アンテナについての前記相関マトリクスを得るために、各受信アンテナの前記複数のチャネル応答ベクトルについての前記複数の相関マトリクスを加算することとを含む；
前記相関マトリクスを分解して、前記受信エンティティに送信されたデータストリームの周波数から独立した空間処理のために、前記送信エンティティによって使用されるステアリングベクトルを得ることと、
を備えた方法。
【請求項４８】
前記周波数から独立した空間処理は、ＯＦＤＭ変調により前記データストリームに対して発生された時間ドメインチップのストリーム上で時間ドメインで送信エンティティにより実行される、請求項４７の方法。
【請求項４９】
前記周波数から独立した空間処理は、前記データストリームのために発生されたデータシンボル上の複数のサブバンドの各々のための周波数ドメインで送信エンティティにより実行される、請求項４７の方法。
【請求項５０】
前記ステアリングベクトルおよびチャネル応答ベクトルのための前記セットに基づいて整合フィルターを得ることと；
前記整合フィルターを用いて受信されたシンボルストリームをフィルターし検出されたシンボルストリームを得ることと；
をさらに備えた、請求項４７の方法。
【外国語明細書】
2011061807000001.pdf