(57)【要約】      （修正有）【課題】アクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンおよび受信チェーンの周波数応答の差を補償するためにダウンリンクチャネルおよびアップリンクチャネルをキャリブレートする技術を提供する。【解決手段】１つの方法において、パイロットはダウンリンクチャネルおよびアップリンクチャネル上に送信され、それぞれダウンリンクチャネル応答およびアップリンクチャネル応答の推定値を導き出すために使用される。アクセスポイントのための補正率とユーザー端末のための補正率は、ダウンリンクチャネル応答推定値およびアップリンクチャネル応答推定値に基いて（例えば、マトリクス比計算または最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算を実行することにより）決定される。アクセスポイントのための補正率とユーザー端末のための補正率は、キャリブレートされたダウンリンクチャネルおよびキャリブレートされたアップリンクチャネルを得るために使用される。【選択図】図２Ａ
2011234361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける通信リンクをキャリブレートする方法において、
アクセスポイントからユーザー端末へのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得ることと、
ユーザー端末からアクセスポイントへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得ることと、
前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に基いて前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することであって、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率は、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を得るために使用されることと、
を備えた方法。
【請求項２】
前記アクセスポイントのための前記補正率を前記アクセスポイントにおける送信側、または受信側または送信側と受信側の両方に適用することをさらに備えた、請求項１の方法。
【請求項３】
前記ユーザー端末のための前記補正率を前記ユーザー端末における送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用することをさらに備えた、請求項１の方法。
【請求項４】
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率は、
【数１】
2011234361.tif 000208
ただし、
【数２】
2011234361.tif 000209
は、前記ダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値のためのマトリクスであり、
【数３】
2011234361.tif 000210
は、アップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値のためのマトリクスであり、
【数４】
2011234361.tif 000211
は、前記アクセスポイントのための補正率のマトリクスであり、
【数５】
2011234361.tif 000212
は、前記ユーザー端末のための補正率のためのマトリクスであり、
"Ｔ"は、転置である、
に基いて前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することを備えた請求項１の方法。
【請求項５】
方程式
【数６】
2011234361.tif 000213
ただし、
【数７】
2011234361.tif 000214
は前記アクセスポイントの送信側のための補正率のマトリクスであり、
【数８】
2011234361.tif 000215
は前記アクセスポイントの受信側のための補正率のマトリクスである、
に基いて前記アクセスポイントの送信側のための補正率と前記アクセスポイントの受信側のための補正率を導き出すことをさらに備えた、請求項４の方法。
【請求項６】
マトリクス
【数９】
2011234361.tif 000216
またはマトリクス
【数１０】
2011234361.tif 000217
を単位マトリクスに設定することをさらに備えた、請求項５の方法。
【請求項７】
マトリクス
【数１１】
2011234361.tif 000218
またはマトリクス
【数１２】
2011234361.tif 000219
を任意のマトリクスに設定することをさらに備えた、請求項５の方法。
【請求項８】
方程式
【数１３】
2011234361.tif 000220
但し、
【数１４】
2011234361.tif 000221
は、前記ユーザー端末の送信側のための補正率のためのマトリクスであり、
【数１５】
2011234361.tif 000222
は、前記ユーザー端末の受信側のための補正率のマトリクスである、に基いて、前記ユーザー端末の送信側のための補正率と前記ユーザー端末の受信側のための補正率を導き出すことをさらに備えた、請求項４の方法。
【請求項９】
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することは、マトリクス
【数１６】
2011234361.tif 000223
に対するマトリクス
【数１７】
2011234361.tif 000224
のエレメント回り比としてマトリクスＣを計算することと、
マトリクスＣに基いてマトリクス
【数１８】
2011234361.tif 000225
を導き出すことを備えた、請求項４の方法。
【請求項１０】
前記マトリクス
【数１９】
2011234361.tif 000226
を導き出すことは、
マトリクスＣの複数の行の各々を正規化することと、
前記マトリクスＣの複数の正規化された行の平均値を決定することと、
前記複数の正規化された行の平均値に基いてマトリクス
【数２０】
2011234361.tif 000227
を形成することと、
を備えた、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記マトリクス
【数２１】
2011234361.tif 000228
を導き出すことは、
マトリクスＣの複数の列の各々を正規化することと、
前記マトリクスＣの複数の正規化された列の逆数の平均値を決定することと、
前記複数の正規化された列の逆数の平均値に基いてマトリクス
【数２２】
2011234361.tif 000229
を形成することと、
を備えた、請求項９の方法。
【請求項１２】
最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算に基いてマトリクス
【数２３】
2011234361.tif 000230
を導き出すことをさらに備えた、請求項４の方法。
【請求項１３】
最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算に基いてマトリクス
【数２４】
2011234361.tif 000231
を導き出し、方程式
【数２５】
2011234361.tif 000232
により与えられる平均２乗誤差を最小にすることをさらに備えた、請求項４の方法。
【請求項１４】
アクセスポイントのための補正率とユーザー端末のための補正率を決定することは、周波数サブバンドの第１のセットに対して前記アクセスポイントのための補正率のマトリクスの第１のセットを導き出すことと、
前記マトリクスの第１のセットを補間して周波数サブバンドの第２のセットに対して前記アクセスポイントのための補正率のマトリクスの第２のセットを得ることと、
を備えた、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することは、
周波数サブバンドの第１のセットに対して前記ユーザー端末のための補正率のマトリクスの第１のセットを導き出すことと、
前記マトリクスの第１のセットを補間して周波数サブバンドの第２のセットに対して前記ユーザー端末のための補正率のマトリクスの第２のセットを得ることと、
を備えた、請求項１の方法。
【請求項１６】
パイロットをアップリンクチャネルに送信することであって、前記アップリンクチャネル応答推定値は前記アップリンクチャネルに送信されたパイロットに基いて導き出されることと、
前記ダウンリンクチャネル上のパイロットを受信することであって、前記ダウンリンクチャネル応答推定値は、前記ダウンリンクチャネル上で受信されたパイロットに基いて導き出されることと、
をさらに備えた、請求項１の方法。
【請求項１７】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける装置において、
アクセスポイントからユーザー端末へのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得る手段と、
前記ユーザー端末から前記アクセスポイントへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得る手段と、
前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのための前記チャネル応答推定値に基いて前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段であって、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率はキャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を得るために使用される、手段と、
を備えた装置。
【請求項１８】
前記アクセスポイントの補正率を前記アクセスポイントにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用する手段をさらに備えた、請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記アクセスポイントのための補正率に基いて前記アクセスポイントの送信側のための補正率と前記アクセスポイントの受信側のための補正率を導き出す手段をさらに備えた、請求項１７の装置。
【請求項２０】
前記ユーザー端末のための補正率を前記ユーザー端末における送信側または受信側または送信側と受信側の両方に適用する手段をさらに備えた、請求項１７の装置。
【請求項２１】
前記ユーザー端末のための前記補正率に基いて前記ユーザー端末の送信側のための補正率、および前記ユーザー端末の受信側のための補正率を導き出す手段をさらに備えた、請求項１７の装置。
【請求項２２】
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段は、前記ダウンリンクチャネルおよびアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に対して最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算を実行し、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段を備えた、請求項１７の装置。
【請求項２３】
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段は、前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に対してマトリクス比計算を実行し、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段を備えた、請求項１７の装置。
【請求項２４】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて通信リンクをキャリブレートする方法において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信することと、
前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットに基いて導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を得ることと、
前記第２のステーションから第２の通信リンク上のパイロットを受信することと、
前記第２の通信リンク上で受信したパイロットに基いて前記第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値を導き出すことと、
前記第１および第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定することであって、前記第１ステーションのための補正率および前記第２ステーションのための補正率は、前記第１の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答および前記第２の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答を得るために使用されることと、
を備えた方法。
【請求項２５】
前記第１ステーションのための補正率を前記第１ステーションの送信側または受信側または送信側と受信側に適用することをさらに備えた、請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記第２ステーションのための補正率を前記第２ステーションに送信することをさらに備えた、請求項２４の方法。
【請求項２７】
複数の第２ステーションとのキャリブレーションに基いて前記第１ステーションのための補正率を更新することをさらに備えた、請求項２４の方法。
【請求項２８】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上に第１のパイロットを送信するための送信空間プロセッサーと、
前記第２ステーションから第２の通信リンク上の第２のパイロットを受信し、受信した第２のパイロットに基いて前記第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値を導き出し、前記送信された第１のパイロットに基いて導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を受信するための受信空間プロセッサーと、
前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に基いて前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定するコントローラーであって、前記第１ステーションのための補正率および前記第２ステーションのための補正率は、前記第１の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答および前記第２の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答を得るために使用される、コントローラーと、
を備えた装置。
【請求項２９】
前記コントローラーは、前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に対して最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算を実行し、前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定する、請求項２８の装置。
【請求項３０】
前記コントローラーは、前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に対してマトリクス比計算を実行し、前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定する、請求項２８の装置。
【請求項３１】
前記コントローラーは、前記第１ステーションのための補正率に基いて前記送信空間プロセッサーのための補正率と前記受信空間プロセッサーのための補正率を導き出す、請求項２８の装置。
【請求項３２】
前記コントローラーは、複数の第２ステーションとのキャリブレーションに基いて前記第１ステーションのための補正率を更新する、請求項２８の装置。
【請求項３３】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータを送信する方法において、
第１ステーションのための補正率を前記第１ステーションにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用することと、
前記第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信することと、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することとを備え、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理される、方法。
【請求項３４】
整合フィルターを用いて受信したデータ送信を空間的に処理することをさらに備えた、請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することは、前記第２の通信リンクの複数の固有モード上に送信されたデータを送信を受信することを備えた、請求項３３の方法。
【請求項３６】
前記第２ステーションは、前記第２ステーションにおける送信側または受信側または送信側と受信側の両方に補正率を適用する、請求項３３の方法。
【請求項３７】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションにおける送信側または受信側または送信側と受信側の両方に前記第１ステーションのための補正率を適用する手段と、
前記第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信する手段と、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信する手段とを備え、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理される、装置。
【請求項３８】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信するための送信プロセッサーと、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信するための受信プロセッサーとを備え、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理され、前記送信プロセッサーは、送信されたパイロットに補正率を適用し、または前記受信プロセッサーは、前記受信されたデータ送信に補正率を適用し、または前記送信プロセッサーは前記送信されたパイロットに補正率を適用し、前記受信プロセッサーは、受信されたデータ送信に補正率を適用する両方である、装置。
【請求項３９】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータを送信するための方法において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上のパイロットを送信することと、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することであって、前記第２ステーションは、前記第２ステーションにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に補正率を適用し、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理されることと、
前記第１ステーションにおいて最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）受信機を用いて前記受信したデータ送信を処理することと、
を備えた方法。
【請求項４０】
前記第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することは、前記第２の通信リンクの複数の固有モード上に送信されたデータ送信を受信することを備えた、請求項３９の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に通信に関し、特に時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおけるダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答をキャリブレーションするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、アクセスポイントとユーザー端末との間のデータ送信は無線チャネルを介して生じる。システム設計に応じて、同じまたは異なる周波数バンドをダウンリンクおよびアップリンクのために使用されてもよい。ダウンリンク（またはフォワードリンク）は、アクセスポイントからユーザー端末への通信リンクを指し、アップリンク（またはリバースリンク）はユーザー端末からアクセスポイントへの通信リンクを指す。２つの周波数バンドが利用可能なら、ダウンリンクとアップリンクには周波数分割デュプレクシング（ＦＤＤ）を用いて別個の周波数バンドを割り当ててもよい。１つの周波数バンドのみが利用可能なら、ダウンリンクとアップリンクは時分割デュプレクシング（ＴＤＤ）を用いて同じ周波数バンドを共有してもよい。
【０００３】
高性能を達成するために、無線チャネルの周波数応答を知ることがしばしば必要である。例えば、ダウンリンクチャネルの応答は、ユーザー端末に対するダウンリンクデータ送信のための空間処理（以下に記載する）を実行するために、アクセスポイントにより必要とされるかもしれない。ダウンリンクチャネル応答はアクセスポイントにより送信されるパイロットに基いてユーザー端末により推定されてもよい。次に、ユーザー端末はダウンリンクチャネル応答推定値をその使用のためにアクセスポイントに返送してもよい。このチャネル推定スキームの場合、パイロットはダウンリンク上に送信される必要があり、チャネル推定値をアクセスポイントに返送するためにさらなる遅延およびリソースを被る。
【０００４】
共有周波数バンドを有したＴＤＤシステムの場合、ダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は、互いに相互関係を表すと考えられている。すなわち、ＨがアンテナアレイＡからアンテナアレイＢまでチャネル応答マトリクスを表すなら、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により与えられ、但しＨTはマトリクスＨの転置を示す。従って、ＴＤＤシステムの場合、一方のリンクのためのチャネル応答は、他方のリンク上に送信されたパイロットに基いて推定されてもよい。例えば、アップリンクチャネル応答は、アップリンクを介して受信されたパイロットに基いて推定されてもよく、アップリンクチャネル応答推定値の転置は、ダウンリンクチャネル応答の推定値として使用されてもよい。
【０００５】
しかしながら、アクセスポイントにおける送信チェーンおよび受信チェーンの周波数応答は、ユーザー端末における送信チェーンおよび受信チェーンの周波数応答とは典型的に異なる。特に、アップリンク送信のために使用される送信および受信チェーンの周波数応答はダウンリンク送信のために使用される送信および受信チェーンの周波数応答と異なっていてもよい。次に、「有効な」ダウンリンクチャネル応答（これは適用できる送信および受信チェーンの応答を含む）は、送信チェーンおよび受信チェーンにおける差分により有効なアップリンクチャネル応答の逆数とは異なるであろう（すなわち、有効なチャネル応答は逆数ではない）。一方のリンクに対して取得されたチャネル応答推定値の逆数が他方のリンクの空間処理に使用されるなら、送信チェーンと受信チェーンの周波数応答の任意の差は、決定され、補償されるのでないなら、性能を劣化させるかもしれないエラーを表すであろう。
【０００６】
それゆえ、ＴＤＤ通信システムにおいてダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルをキャリブレートするための技術的必要性がある。
【発明の概要】
【０００７】
無線通信システムにおいて、アクセスポイントとユーザー端末との間のデータ送信は無線チャネルを介して生じる。システム設計に応じて、同じまたは異なる周波数バンドをダウンリンクおよびアップリンクのために使用されてもよい。ダウンリンク（またはフォワードリンク）は、アクセスポイントからユーザー端末への通信リンクを指し、アップリンク（またはリバースリンク）はユーザー端末からアクセスポイントへの通信リンクを指す。２つの周波数バンドが利用可能なら、ダウンリンクとアップリンクには周波数分割デュプレクシング（ＦＤＤ）を用いて別個の周波数バンドを割り当ててもよい。１つの周波数バンドのみが利用可能なら、ダウンリンクとアップリンクは時分割デュプレクシング（ＴＤＤ）を用いて同じ周波数バンドを共有してもよい。
【０００８】
高性能を達成するために、無線チャネルの周波数応答を知ることがしばしば必要である。例えば、ダウンリンクチャネルの応答は、ユーザー端末に対するダウンリンクデータ送信のための空間処理（以下に記載する）を実行するために、アクセスポイントにより必要とされるかもしれない。ダウンリンクチャネル応答はアクセスポイントにより送信されるパイロットに基いてユーザー端末により推定されてもよい。次に、ユーザー端末はダウンリンクチャネル応答推定値をその使用のためにアクセスポイントに返送してもよい。このチャネル推定スキームの場合、パイロットはダウンリンク上に送信される必要があり、チャネル推定値をアクセスポイントに返送するためにさらなる遅延およびリソースを被る。
【０００９】
共有周波数バンドを有したＴＤＤシステムの場合、ダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は、互いに相互関係を表すと考えられている。すなわち、ＨがアンテナアレイＡからアンテナアレイＢまでチャネル応答マトリクスを表すなら、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により与えられ、但しＨTはマトリクスＨの転置を示す。従って、ＴＤＤシステムの場合、一方のリンクのためのチャネル応答は、他方のリンク上に送信されたパイロットに基いて推定されてもよい。例えば、アップリンクチャネル応答は、アップリンクを介して受信されたパイロットに基いて推定されてもよく、アップリンクチャネル応答推定値の転置は、ダウンリンクチャネル応答の推定値として使用されてもよい。
【００１０】
しかしながら、アクセスポイントにおける送信チェーンおよび受信チェーンの周波数応答は、ユーザー端末における送信チェーンおよび受信チェーンの周波数応答とは典型的に異なる。特に、アップリンク送信のために使用される送信および受信チェーンの周波数応答はダウンリンク送信のために使用される送信および受信チェーンの周波数応答と異なっていてもよい。次に、「有効な」ダウンリンクチャネル応答（これは適用できる送信および受信チェーンの応答を含む）は、送信チェーンおよび受信チェーンにおける差分により有効なアップリンクチャネル応答の逆数とは異なるであろう（すなわち、有効なチャネル応答は逆数ではない）。一方のリンクに対して取得されたチャネル応答推定値の逆数が他方のリンクの空間処理に使用されるなら、送信チェーンと受信チェーンの周波数応答の任意の差は、決定され、補償されるのでないなら、性能を劣化させるかもしれないエラーを表すであろう。
【００１１】
それゆえ、ＴＤＤ通信システムにおいてダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルをキャリブレートするための技術的必要性がある。
【００１２】
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】
【００１３】
【図１】図１は、ＭＩＭＯシステムにおけるアクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、アクセスポイントとユーザー端末における送信側と受信側の両方における補正率の適用を図解する。
【図２Ｂ】図２Ｂは、アクセスポイントとユーザー端末の両方における送信側における補正率の適用を図解する。
【図２Ｃ】図２Ｃは、アクセスポイントとユーザー端末の両方における受信側における補正率の適用２を図解する。
【図３】図３は、ＴＤＤＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおけるダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答をキャリブレートするためのプロセスを示す。
【図４】図４は、ダウンリンクチャネル応答推定値およびアップリンクチャネル応答推定値から訂正ベクトルの推定値を導き出すためのプロセスを示す。
【図５】図５は、アクセスポイントとユーザー端末のブロック図である。
【図６】図６は、送信（ＴＸ）空間プロセッサーのブロック図である。
【詳細な説明】
【００１４】
ここに記載されたキャリブレーション技術は種々の無線通信システムに使用されてもよい。さらに、これらの技術は、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）システム、複数入力単一出力（ＭＩＳＯ）システム、単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）システム、および複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）システムに使用されてもよい。
【００１５】
ＭＩＭＯシステムは、データ送信のために複数（ＮＴ）の送信アンテナと複数（ＮＲ）の受信アンテナを採用する。ＮＴ送信アンテナおよびＮＲ受信アンテナにより形成されたＭＩＭＯチャネルはＮSの独立チャネルに分解されてもよい。但し、ＮS≦min{ＮT,ＮR}である。ＮSの独立したチャネルの各々はＭＩＭＯチャネルの空間チャネルとも呼ばれ一次元に相当する。複数の送信および受信アンテナによって作成されたさらなる次元が利用されるなら、ＭＩＭＯシステムは、改良された性能（例えば、増大された送信キャパシティ）を提供することができる。これは、典型的には、送信機と受信機との間のチャネル応答の正確な推定値を必要とする。
【００１６】
図１はＭＩＭＯシステムにおけるアクセスポイント１０２とユーザー端末１０４における送信チェーンおよび受信チェーンのブロック図である。このシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは、時分割デュプレックスの方法で同じ周波数バンドを共有する。
【００１７】
ダウンリンクの場合、アクセスポイント１０２において、（「送信」ベクトルｘdnにより示される）シンボルは送信チェーン１１４により処理され、無線チャネルを介してＮapのアンテナから送信される。ユーザー端末１０４において、ダウンリンク信号はＮutアンテナ１５２により受信され、受信チェーンにより処理され、（「受信」ベクトルｒdnにより示される）受信されたシンボルを取得する。送信チェーン１１４による処理は典型的にデジタルーアナログ変換、増幅、フィルタリング、周波数アップコンバージョン等を含む。受信チェーン１５４による処理は典型的に周波数ダウンコンバージョン、増幅、フィルタリング、アナログ−デジタル変換等を含む。
【００１８】
アップリンクの場合、ユーザー端末１０４において、（送信ベクトルｘupにより示される）シンボルは送信チェーンにより処理され無線チャネルを介してＮutのアンテナ１５２から送信される。アクセスポイント１０２において、アップリンク信号はＮapのアンテナ１１６により受信され、受信チェーンにより処理され、（受信ベクトルｒupにより示される）受信されたシンボルを取得する。
【００１９】
ダウンリンクの場合、ユーザー端末における受信ベクトルは以下のように表してもよい。
【数１】
2011234361.tif 000003
【００２０】
但し、ｘdnはアクセスポイントにおいてＮapのアンテナから送信されたシンボルに対するＮapエントリを有する送信ベクトルである。ｒdnはユーザー端末においてＮutアンテナで受信されたシンボルのためのＮutエントリを有する受信ベクトルである。ＴapはアクセスポイントにおいてＮapアンテナのための送信チェーンに関連する複素利得のためのエントリを有したＮap×Ｎapの対角マトリクスである。Ｒutは、ユーザー端末においてＮutアンテナのための受信チェーンに関連する複素利得のためのエントリを有するＮut×Ｎutの対角マトリクスである。ＨはダウンリンクのためのＮut×Ｎutのチャネル応答マトリクスである。送信チェーンと受信チェーンの応答および無線チャネルの応答は典型的に周波数の関数である。簡単にするために、応答はフラットフェージング（すなわち、フラット周波数応答）であると仮定される。
【００２１】
アップリンクの場合、アクセスポイントにおける受信ベクトルは以下のように表してもよい。
【数２】
2011234361.tif 000004
【００２２】
但し、ｘupは、ユーザー端末におけるＮutアンテナから送信されたシンボルのための送信ベクトルである。ｒupは、アクセスポイントにおけるＮapアンテナで受信されたシンボルのための受信ベクトルである。Ｔutはユーザー端末におけるＮutのアンテナのための送信チェーンに関連する複素利得のためのエントリを有するＮut×Ｎutの対角マトリクスである。ＲapはアクセスポイントにおけるＮapのアンテナのための受信チェーンに関連する複素利得のためのエントリを有するＮap×Ｎapの対角マトリクスである。ＨTはアップリンクのためのＮap×Ｎapのチャネル応答マトリクスである。
【００２３】
ＴＤＤシステムの場合、ダウンリンクとアップリンクは同じ周波数バンドを共有するので、ダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答の間に高度の相関が通常存在する。従って、ダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答マトリクスは、互いに相互関係がある（または転置）と仮定してもよく、方程式（１）および（２）に示すように、それぞれＨおよびＨTとして示される。しかしながら、アクセスポイントにおける送信チェーンおよび受信チェーンは、ユーザー端末における送信チェーンおよび受信チェーンの応答とは等しくない。従ってこの差は以下の不等式を生じる。
【数３】
2011234361.tif 000005
【００２４】
方程式（１）および（２）から、「有効な」ダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答、ＨdnおよびＨup、これは適用可能な送信チェーンおよび受信チェーンの応答を含むが、以下のように表されてもよい。
【数４】
2011234361.tif 000006
【００２５】
方程式セット（３）において２つの方程式を結合すると以下の関係を取得してもよい。
【数５】
2011234361.tif 000007
【００２６】
方程式（４）をリアレンジすると以下が得られる。
【数６】
2011234361.tif 000008
【００２７】
方程式（５）は以下のように表してもよい。
【数７】
2011234361.tif 000009
【００２８】
方程式（６）の左辺は、キャリブレートされたアップリンクチャネル応答の一形態を表し、右辺は、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答の一形態の転置を表す。方程式（６）に示されるように、有効なダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答への対角マトリクス、ＫutおよびＫapの適用は、ダウンリンクおよびアップリンクのためのキャリブレートされたチャネル応答が互いの転置として表されることを可能にする。アクセスポイントのためのＮap×Ｎapの対角マトリクスＫapは送信応チェーン応答Ｔapに対する受信チェーン応答Ｒapの比（または
【数８】
2011234361.tif 000010
【００２９】
）であり、但し、この比はエレメント毎に取られる。同様に、ユーザー端末のためのＮut×Ｎutの対角マトリクスＫutは送信チェーン応答Ｔutに対する受信チェーン応答Ｒutの比である。
【００３０】
図２Ａはアクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンにおける差を補償するためにアクセスポイントとユーザー端末における送信側と受信側の両方における訂正マトリクスの適用を図解する。ダウンリンクにおいて、送信ベクトルｘdnは最初にユニット１１２によりマトリクスＫtapと乗算される。ダウンリンクのための送信チェーン１１４と受信チェーン１５４による処理は図１に示されるものと同じである。受信チェーン１５４の出力は、ユニット１５６によりマトリクスＫrutと乗算される。これは、ダウンリンクのための受信されたベクトルｒdnを供給する。アップリンクでは、送信ベクトルｘupは最初にユニット１６２によりマトリクスＫtutと乗算される。アップリンクのための送信チェーン１６４と受信チェーン１２４による処理は図１に示されるものと同じである。受信チェーン１２４の出力はユニット１２６によりマトリクスＫrapと乗算される。これはアップリンクのための受信されたベクトルｒupを供給する。
【００３１】
図２Ａに示されるアクセスポイントとユーザー端末において適用される訂正マトリクスを有するキャリブレートされたダウンリンクチャネル応答およびアップリンクチャネル応答は以下のように表してもよい。
【数９】
2011234361.tif 000011
【数１０】
2011234361.tif 000012
【００３２】
なら、方程式セット（７）における２つの方程式は以下のように結合してもよい。
【数１１】
2011234361.tif 000013
【００３３】
方程式（８）内の項をリアレンジすると、以下が得られる。
【数１２】
2011234361.tif 000014
【００３４】
対角マトリクスＡおよびＢに対して性質ＡＢ＝ＢＡを用いて対角マトリクスが方程式（９）において入れ替えられた。
【００３５】
方程式（９）は、ダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答が以下の条件を満足することにより取得されてもよいことを示す。
【数１３】
2011234361.tif 000015
【００３６】
但しａは任意に複素比例定数である。
【００３７】
一般にアクセスポイントのための補正率は、アクセスポイントにおける送信側および／または受信側に適用されてもよい。同様に、ユーザー端末のための補正率は、ユーザー端末における送信側および／または受信側に適用されてもよい。アクセスポイントまたはユーザー端末であってよい所定のステーションの場合、そのステーションのための訂正マトリクスは、送信側の訂正マトリクスと受信側の訂正マトリクスに分割されてもよい。（送信側または受信側であってよい）一方側のための訂正マトリクスは、単位マトリクスＩまたは任意の選択されたマトリクスであってよい。次に、他方側のための訂正マトリクスが固有に指定されるであろう。訂正マトリクスは、送信チェーンエラーおよび／または受信チェーンエラーに直接対処する必要はない。送信チェーンエラーおよび／または受信チェーンエラーは、典型的に測定することができない。
【００３８】
表１は、アクセスポイントおよびユーザー端末において補正率を適用するための９つの可能な構成をリストアップする。構成１の場合、補正率は、アクセスポイントにおける送信側と受信側の両方に適用され、また、ユーザー端末における送信側と受信側の両方に適用される。構成２の場合、補正率は、アクセスポイントとユーザー端末の両方において送信側にのみ適用される。但し、
【数１４】
2011234361.tif 000016
【００３９】
である。構成３の場合、補正率は、アクセスポイントとユーザー端末の両方において受信側のみに適用される。ただし、
【数１５】
2011234361.tif 000017
【００４０】
である。他の構成は表１に示される。
【表１】
2011234361.tif 000018
【００４１】
図２Ｂはアクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンの差を補償するために構成２のための送信側への訂正マトリクスＫapとＫutの適用を図解する。
【００４２】
ダウンリンクにおいて、送信ベクトルは最初にユニット１１２により訂正マトリクスＫapと乗算される。ダウンリンクのための送信チェーン１１４と受信チェーン１５４による次の処理は、図１に示されるものと同じである。アップリンクの場合、送信ベクトルｘupは最初にユニット１６２により訂正マトリクスＫutと乗算される。アップリンクのための送信チェーン１６４と受信チェーン１２４により次の処理は図１に示されるものと同じである。次に、それぞれユーザー端末とアクセスポイントにより観察されるキャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は、以下のように表してもよい。
【数１６】
2011234361.tif 000019
【００４３】
図２Ｃはアクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンにおける差を補償するために構成３のための受信側への訂正マトリクス
【数１７】
2011234361.tif 000020
【００４４】
の適用を図解する。ダウンリンクにおいて、送信ベクトルｘdnはアクセスポイントにおける送信チェーン１１４により処理される。ダウンリンク信号は受信チェーン１５４により処理され、さらにユーザー端末におけるユニットにより訂正マトリクス
【数１８】
2011234361.tif 000021
【００４５】
さらに乗算され、受信されたベクトルｒdnを取得する。アップリンクにおいて、送信ベクトルｘupはユーザー端末において送信チェーン１６４により処理される。アップリンク信号は受信チェーン１２４により処理され、アクセスポイントにおけるユニット１２６により訂正マトリクス
【数１９】
2011234361.tif 000022
【００４６】
とさらに乗算され、受信されたベクトルｒupを取得する。それぞれ、ユーザー端末とアクセスポイントにより観察されるキャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は以下のように表されてもよい。
【数２０】
2011234361.tif 000023
【００４７】
表１において示されるように、訂正マトリクスはアクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンにおける差を補償することができる値を含む。従って、これは、一方のリンクのチャネル応答が他方のリンクのチャネル応答により現されることを可能にするであろう。キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は、補正率がアクセスポイントとユーザー端末に適用されるかどうかに応じて種々の形態を持つことができる。例えば、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は方程式（７）、（１１）および（１２）で示されるように表してもよい。
【００４８】
マトリクスＫapおよびＫutを決定するためにキャリブレーションを実行してもよい。典型的には、真のチャネル応答Ｈと送信チェーン応答および受信チェーン応答は知られておらず、また正確にまたは容易に確かめることができない。代わりに、以下に記載するように、有効なダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答ＨdnおよびＨupは、ダウンリンクとアップリンクに送信されたパイロットに基いて推定してもよい。以下に記載するように、「真」のマトリクスＫapとＫutの推定値である、訂正マトリクス
【数２１】
2011234361.tif 000024
【００４９】
は、ダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答推定値
【数２２】
2011234361.tif 000025
【００５０】
に基いて導き出してもよい。マトリクス
【数２３】
2011234361.tif 000026
【００５１】
は、アクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンにおける差を補償することができる補正率を含む。送信チェーンと受信チェーンがキャリブレートされると、一方のリンクに対して取得したキャリブレートされたチャネル応答推定値（例えば、
【数２４】
2011234361.tif 000027
【００５２】
）は、他方のリンクのためのキャリブレートされたチャネル応答の推定値（例えば、
【数２５】
2011234361.tif 000028
【００５３】
）を決定するために使用されてもよい。
【００５４】
ここに記載されるキャリブレーション技術はまたＯＦＤＭを採用する無線通信システムに使用してもよい。ＯＦＤＭは全体のシステム帯域幅を効率的に多数（ＮF）の直交サブバンドに分割する。これは、また、トーン、サブキャリア、周波数ビン、またはサブチャネルとも呼ばれる。ＯＦＤＭの場合、各サブバンドは、データで変調してもよいそれぞれのサブキャリアに関連する。ＯＦＤＭを利用するＭＩＭＯシステム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）の場合、各空間チャネルの各サブバンドは、独立した送信チャネルとして見てもよい。
【００５５】
キャリブレーションは種々の方法で実行されてもよい。明確にするために、ＴＤＤ  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムについて特定のキャリブレーションスキームが以下に記載される。
【００５６】
図３は、ＴＤＤ  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおけるダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答をキャリブレートするためのプロセス３００の一実施形態のフロー図を示す。最初に、ユーザー端末は、システムのために定義された獲得手続を用いてアクセスポイントのタイミングと周波数を獲得する。次に、ユーザー端末は、アクセスポイントを用いてキャリブレーションを開始するためにメッセージを送信してもよいし、またはキャリブレーションはアクセスポイントにより開始されてもよい。キャリブレーションは、（例えば、呼セットアップの期間に）アクセスポイントによりユーザー端末の登録／認証を用いて並列に実行されてもよく、また、保証されるときはいつでも実行されてもよい。
【００５７】
キャリブレーションは（「データ」サブバンドと呼ばれる）データ送信のために使用されてもよい全てのサブバンドに対してキャリブレーションが実行されてもよい。データ送信のために使用されないサブバンド（例えば、ガードサブバンド）は典型的にキャリブレートされる必要はない。しかしながら、アクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンの周波数応答は典型的に関心のあるサブバンドのほとんどに対してフラットであるので、そして隣接するサブバンドは相互に関連する可能性があるので、キャリブレーションはデータサブバンドのサブセットのみに対して実行されてもよい。すべてのデータサブバンドより少ないデータサブバンドがキャリブレートされるなら、（「指定された」サブバンドと呼ばれる）キャリブレートされるサブバンドは、（例えば、キャリブレーションを開始するために送信されたメッセージにおいて）アクセスポイントに知らされてもよい。
【００５８】
キャリブレーションの場合、ユーザー端末は指定されたサブバンド上のＭＩＭＯパイロットをアクセスポイントに送信する（ブロック３１２）。ＭＩＭＯパイロットの発生は以下に詳細に記載される。アップリンクＭＩＭＯパイロット送信の期間は、指定されたサブバンドの数に依存していてもよい。例えば、キャリブレーションが４つのサブバンドに対して実行されるなら８つのＯＦＤＭシンボルは十分であるかもしれない。そしてより多くのサブバンドに対してより多くの（例えば、２０の）ＯＦＤＭシンボルが必要になるかもしれない。合計送信電力は典型的に固定される。ＭＩＭＯパイロットが小さな数のサブバンドで送信されるなら、送信電力のより高い量をこれらのサブバンドの各々に対して使用してもよく、各サブバンドのためのＳＮＲはより高い。反対に、ＭＩＭＯパイロットが大きな数のサブバンドで送信されるなら、送信電力のより小さな量を各サブバンドに対して使用してもよく、各サブバンドのためのＳＮＲは、より悪い。各サブバンドのＳＮＲが十分に高くないなら、より多くのＯＦＤＭシンボルをＭＩＭＯパイロットに対して送信してもよく、受信機において積分されて、サブバンドのためのより高い全体のＳＮＲを取得してもよい。
【００５９】
アクセスポイントはアップリンクＭＩＭＯパイロットを受信し、指定されたサブバンドの各々に対して、アップリンクチャネル応答の推定値
【数２６】
2011234361.tif 000029
【００６０】
を導き出す。但しｋはサブバンドインデックスを表す。ＭＩＭＯパイロットに基いたチャネル推定は以下に記載される。アップリンクチャネル応答推定値は量子化され、ユーザー端末に送信される（ブロック３１４）。各マトリクス
【数２７】
2011234361.tif 000030
【００６１】
内のエントリは、サブバンドｋのためのアップリンクのためのＮut送信アンテナおよびＮap受信アンテナとの間の複素チャネル利得である。すべてのマトリクスのためのチャネル利得は、特定のスケーリングファクターによりスケールされてもよい。これは、すべての指定されたサブバンドにわたって共通であり、所望のダイナミックレンジを取得する。例えば、各マトリクス
【数２８】
2011234361.tif 000031
【００６２】
内のチャネル利得は、指定されたサブバンドのための全てのマトリクス
【数２９】
2011234361.tif 000032
【００６３】
に対する最大のチャネル利得により逆にスケールされてもよく、従って、最大チャネル利得は１の大きさを有する。キャリブレーションの目的は、ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルとの間の利得／位相差を正規化することであるので、絶対チャネル利得は重要ではない。チャネル利得のために１２ビットの複素値が使用されるなら（すなわち、１２ビット同相（Ｉ）成分および１２ビット直交（Ｑ）成分の場合）、ダウンリンクチャネル応答推定値は３・Ｎut・Ｎap・Ｎsbバイトでユーザー端末に送信されてもよい。
【００６４】
また、ユーザー端末はアクセスポイントにより送信されたダウンリンクＭＩＭＯパイロット送信を受信し（ブロック３１６）、受信されたパイロットに基いて指定されたサブバンドの各々に対するダウンリンクチャネル応答の推定値
【数３０】
2011234361.tif 000033
【００６５】
を導き出す（ブロック３１８）。次に、ユーザー端末は、アップリンクチャネル応答推定値およびダウンリンクチャネル応答推定値
【数３１】
2011234361.tif 000034
【００６６】
に基いて指定されたサブバンドの各々に対して、相関ファクター
【数３２】
2011234361.tif 000035
【００６７】
を決定する。
【００６８】
相関ファクターの導出の場合、各サブバンドのためのダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答は、以下のようにアクセスポイントとユーザー端末における送信チェーンと受信チェーンにおける差を補償するために利得／位相訂正を有した逆数であると仮定される。
【数３３】
2011234361.tif 000036
【００６９】
但し、Ｋはすべてのデータサブバンドのセットを表す。実効的なダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答の推定値のみが、キャリブレーションの期間指定されたサブバンドに対して利用可能であるので、式（１３）は以下のように書き換えてもよい。
【数３４】
2011234361.tif 000037
【００７０】
但し、Ｋ’は、すべての指定されたサブバンドのセットを表す。訂正ベクトル
【数３５】
2011234361.tif 000038
【００７１】
は、
【数３６】
2011234361.tif 000039
【００７２】
のＮutの対角エレメントを含むように定義されてもよい。従って、
【数３７】
2011234361.tif 000040
【００７３】
は等価である。同様に、相関ベクトル
【数３８】
2011234361.tif 000041
【００７４】
は、
【数３９】
2011234361.tif 000042
【００７５】
のＮapの対角エレメントを含むように定義されてもよい。
【数４０】
2011234361.tif 000043
【００７６】
も等価である。
【００７７】
相関ファクター
【数４１】
2011234361.tif 000044
【００７８】
は、マトリクス比計算およびＭＭＳＥ計算による場合を含めて種々の方法でチャネル推定値
【数４２】
2011234361.tif 000045
【００７９】
から導き出してもよい。これらの計算方法は両方とも以下にさらに詳細に記載される。また、他の計算方法を使用してもよく、これはこの発明の範囲内である。
【００８０】
マトリクス比計算
図４は、マトリクス比計算を用いてアップリンクおよびダウンリンクチャネル応答推定値
【数４３】
2011234361.tif 000046
【００８１】
から相関ベクトル
【数４４】
2011234361.tif 000047
【００８２】
を導き出すためのプロセス３２０ａの一実施形態のフロー図を示す。プロセス３２０ａは図３のブロック３２０のために使用されてもよい。
【００８３】
最初に、Ｎut×ＮapマトリクスＣ（ｋ）は、以下のように各指定されたサブバンドに対して計算される。
【数４５】
2011234361.tif 000048
【００８４】
但し、比はエレメント毎に取られる。従って、Ｃ（ｋ）の各エレメントは以下のように計算されてもよい。
【数４６】
2011234361.tif 000049
【００８５】
但し、
【数４７】
2011234361.tif 000050
【００８６】
はそれぞれ
【数４８】
2011234361.tif 000051
【００８７】
の（ｉ、ｊ）番目の（行、列）のエレメントであり、ｃi,j（ｋ）はＣ（ｋ）の（ｉ，ｊ）番目のエレメントである。
【００８８】
一実施形態において、アクセスポイント
【数４９】
2011234361.tif 000052
【００８９】
の訂正ベクトルは、Ｃ（ｋ）の正規化された行の平均値に等しくなるように定義され、ブロック４２０により導き出される。Ｃ（ｋ）の各行は、行内の第１のエレメントを用いて行内のＮapのエレメントの各々をスケーリングすることにより最初に正規化される。従って、
【数５０】
2011234361.tif 000053
【００９０】
がＣ（ｋ）のｉ番目の行であるなら、正規化された
【数５１】
2011234361.tif 000054
【００９１】
は、以下のように表してもよい。
【数５２】
2011234361.tif 000055
【００９２】
従って、正規化された行の平均値はＮutにより乗算されてＮutの正規化された行の和として決定される（ブロック４２４）。
【００９３】
訂正ベクトル
【数５３】
2011234361.tif 000056
【００９４】
はこの平均値に等しく設定され、これは以下のように表してもよい。
【数５４】
2011234361.tif 000057
【００９５】
正規化のために、
【数５５】
2011234361.tif 000058
【００９６】
の第１のエレメントは１である。
【００９７】
一実施形態において、ユーザー端末のための訂正ベクトル
【数５６】
2011234361.tif 000059
【００９８】
はＣ（ｋ）の正規化された列の逆数の平均値に等しくなるように定義され、ブロック４３０により定義される。Ｃ（ｋ）のｊ番目の列は、ベクトル
【数５７】
2011234361.tif 000060
【００９９】
のｊ番目のエレメントを用いて列内の各エレメントをスケーリングすることにより最初に正規化される。これはＫap,j,j（ｋ）として示される（ブロック４３２）。
【０１００】
従って、
【数５８】
2011234361.tif 000061
【０１０１】
がＣ（ｋ）のｊ番目の列であるなら、正規化された列
【数５９】
2011234361.tif 000062
【０１０２】
は以下のように表してもよい。
【数６０】
2011234361.tif 000063
【０１０３】
従って、正規化された列の逆数の平均値は、Ｎapにより分割されるＮapの正規化された列の逆数の和として決定される（ブロック４３４）。
【０１０４】
訂正ベクトル
【数６１】
2011234361.tif 000064
【０１０５】
は、この平均値に等しくなるように設定される。これは以下のように表してもよい。
【数６２】
2011234361.tif 000065
【０１０６】
但し、正規化された列の逆数
【数６３】
2011234361.tif 000066
【０１０７】
は、エレメント回りに実行される。
【０１０８】
Ｂ．ＭＭＳＥ計算
ＭＭＳＥ計算の場合、補正率
【数６４】
2011234361.tif 000067
【０１０９】
は、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答との間の平均２乗誤差（ＭＳＥ）が最小となるように、ダウンリンクとアップリンクチャネル応答推定値
【数６５】
2011234361.tif 000068
【０１１０】
から導き出される。この条件は以下のように表してもよい。
【数６６】
2011234361.tif 000069
【０１１１】
また、これは以下のように書いてもよい。
【数６７】
2011234361.tif 000070
【０１１２】
但し、
【数６８】
2011234361.tif 000071
【０１１３】
は対角マトリクスなので
【数６９】
2011234361.tif 000072
【０１１４】
である。
【０１１５】
方程式（２１）は、
【数７０】
2011234361.tif 000073
【０１１６】
の先頭エレメントは１に等しい、すなわちＫap,0,0（ｋ）＝１という制約に従う。この制約なしでは、自明な解は、マトリクス
【数７１】
2011234361.tif 000074
【０１１７】
のすべての解がゼロに等しく設定されて得られるであろう。方程式（２１）において、マトリクスＹ（ｋ）は最初に
【数７２】
2011234361.tif 000075
【０１１８】
として得られる。次にマトリクスＹ（ｋ）のＮap・Ｎutエントリの各々のために絶対値の２乗が得られる。従って、平均２乗誤差（または、Ｎap・Ｎutによる除算は省略されるので２乗誤差）はすべてのＮap・Ｎutの２乗値の和に等しい。
【０１１９】
ＭＭＳＥ計算は指定されたサブバンド毎に実行され、そのサブバンドのための補正率
【数７３】
2011234361.tif 000076
【０１２０】
を得る。１つのサブバンドのためのＭＭＳＥ計算は以下に記載される。簡単にするために、サブバンドインデックスｋは以下の記述において省略される。また、簡単にするために、ダウンリンクチャネル応答推定値
【数７４】
2011234361.tif 000077
【０１２１】
のエレメントは｛ａij｝として示され、アップリンクチャネル応答推定値のエレメント
【数７５】
2011234361.tif 000078
【０１２２】
は、｛ｂij｝として示され、マトリクス
【数７６】
2011234361.tif 000079
【０１２３】
の対角エレメントは｛ｕi｝として示され、マトリクス
【数７７】
2011234361.tif 000080
【０１２４】
の対角エレメントは｛ｖj｝として示される。但し、ｉ＝１，．．．，Ｎapおよびｊ＝１，．．．，Ｎutである。
【０１２５】
平均２乗誤差は、以下のように方程式（２１）から書き直してもよい。
【数７８】
2011234361.tif 000081
【０１２６】
この場合も先と同様にｕ1＝１の制約を受ける。最小平均２乗誤差は、ｕとｖに関して方程式（２２）の偏導関数を取り、偏導関数をゼロに設定することにより得てもよい。これらの演算の結果は以下の方程式セットである。
【数７９】
2011234361.tif 000082
【０１２７】
方程式（２３ａ）において、ｕ1＝１である。従って、この場合偏導関数は無く、インデックスｉは、２からＮapまで実行される。
【０１２８】
方程式セット（２３ａ）および（２３ｂ）における（Ｎap＋Ｎut−１）の方程式のセットは以下のようにマトリクスフォームでより便宜的に表してもよい。
【数８０】
2011234361.tif 000083
【０１２９】
但し、
【数８１】
2011234361.tif 000084
【０１３０】
マトリクスＡは、（Ｎap＋Ｎut−１）の行を含み、最初のＮap−１の行は、方程式セット（２３ａ）からのＮap−１の方程式に相当し、最後のＮut行は方程式セット（２３ｂ）からのＮutの方程式に対応する。特に、マトリクスＡの第１の行は、ｉ＝２を有して方程式セット（２３ａ）から発生され、第２の行はｉ＝３を有して発生され、以下同様である。マトリクスＡのＮap番目の行は、ｊ＝１を有して方程式セット（２３ｂ）から発生され、以下同様であり、最後の行は、ｊ＝Ｎutを有して発生される。上に示すように、マトリクスＡのエントリと、ベクトルｚのエントリは、マトリクス
【数８２】
2011234361.tif 000085
【０１３１】
におけるエントリに基いて得てもよい。
【０１３２】
補正率はベクトルｙに含まれ、以下のように得てもよい。
【数８３】
2011234361.tif 000086
【０１３３】
ＭＭＳＥ計算の結果は、方程式（２１）に示すように、キャリブレートされたダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答における平均２乗誤差を最小にする訂正マトリクス
【数８４】
2011234361.tif 000087
【０１３４】
である。マトリクス
【数８５】
2011234361.tif 000088
【０１３５】
はダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答推定値
【数８６】
2011234361.tif 000089
【０１３６】
に基いて得られ、従って、訂正マトリクス
【数８７】
2011234361.tif 000090
【０１３７】
の品質は、チャネル推定値
【数８８】
2011234361.tif 000091
【０１３８】
の品質に依存する。
【数８９】
2011234361.tif 000092
【０１３９】
のためのより正確な推定値を得るために受信機においてＭＩＭＯパイロットは平均化されてもよい。
【０１４０】
ＭＭＳＥ計算に基いて得られた訂正マトリクス
【数９０】
2011234361.tif 000093
【０１４１】
は、マトリクス比計算に基いて得られた訂正マトリクスよりも一般的によい。特に、チャネル利得のいくつかが小さく測定雑音がチャネル利得を大幅に悪化させる可能性があるときはそうである。
【０１４２】
Ｃ．ポスト計算
訂正マトリクスの計算の完了後に、使用のために選択された特定の計算方法にも関わらず、ユーザー端末は、アクセスポイントに、すべての指定されたサブバンドのためのアクセスポイントのための訂正ベクトル
【数９１】
2011234361.tif 000094
【０１４３】
を送信する。１２ビット複素値が
【数９２】
2011234361.tif 000095
【０１４４】
における各補正率に対して使用されるなら、すべての指定されたサブバンドのための訂正ベクトル
【数９３】
2011234361.tif 000096
【０１４５】
は、３・（Ｎap-１）・Ｎsbバイトでアクセスポイントに送信されてもよい。但し、「３」は、Ｉ成分およびＱ成分に使用される２４合計ビットのためのものである。（Ｎap−１）は、１に等しく従って送信する必要の無い各ベクトル
【数９４】
2011234361.tif 000097
【０１４６】
における最初のエレメントから生じる。Ｎsbは指定されたサブバンドの数である。最初のエレメントが２9−１＝＋５１１に設定されるなら、ヘッドルームの１２ｄＢが得られる（最大整数の１２ビットの符号付きの値は２11−１＝＋２０４７なので）。従って、これは、ダウンリンクとアップリンクの間の１２ｄＢまでの利得不一致を１２ビットにより調整可能にするであろう。ダウンリンクとアップリンクが１２ｄＢ内で一致し、最初のエレメントが５１１の値に正規化されるなら、他のエレメントは、絶対値において、５１１・４＝２０４４と同じくらいの大きさでなければならず、１２ビットで表すことができる。
【０１４７】
訂正ベクトル
【数９５】
2011234361.tif 000098
【０１４８】
のペアが指定されたサブバンド毎に得られる。キャリブレーションはすべてのデータサブバンドより少ないデータサブバンドに対して実行されてもよい。例えば、キャリブレーションはｎ番目のサブバンド毎に実行されてもよい。但し、ｎは送信チェーンおよび受信チェーンの期待される応答により決定されてもよい（例えば、ｎは２、４、８、１６、等であってもよい）。また、キャリブレーションは非均一に分配されたサブバンドに対して実行されてもよい。例えば、送信チェーンおよび受信チェーンにおいてより多くの不一致を作るかもしれないパスバンドのエッジにおいてより多くのフィルターロールオフがあってもよいので、バンドエッジ付近のより多くのサブバンドがキャリブレートされてもよい。一般に、任意の数のサブバンドおよびサブバンドの任意の分配はキャリブレートされてもよく、これはこの発明の範囲内である。
【０１４９】
キャリブレーションがデータサブバンドのすべてより少ないデータサブバンドに対して実行されるなら、「キャリブレートされない」サブバンドのための補正率を、指定されたサブバンドに対して得られた補正率を補間することにより得てもよい。アクセスポイントは、
【数９６】
2011234361.tif 000099
【０１５０】
に対して補間を実行し、訂正ベクトル
【数９７】
2011234361.tif 000100
【０１５１】
を得てもよい。同様にユーザー端末は、
【数９８】
2011234361.tif 000101
【０１５２】
に対して補間を実行し、訂正ベクトル
【数９９】
2011234361.tif 000102
【０１５３】
を得てもよい。
【０１５４】
その後、アクセスポイントとユーザー端末は、それぞれの訂正ベクトル
【数１００】
2011234361.tif 000103
【０１５５】
を使用するかまたは対応する訂正マトリクス
【数１０１】
2011234361.tif 000104
【０１５６】
を使用する。アクセスポイントは、訂正マトリクス
【数１０２】
2011234361.tif 000105
【０１５７】
に基いておよび方程式（１０ａ）に示される制約に従って、送信側に対して訂正マトリクス
【数１０３】
2011234361.tif 000106
【０１５８】
を、受信側に対して訂正マトリクス
【数１０４】
2011234361.tif 000107
【０１５９】
を導き出してもよい。同様に、ユーザー端末は、訂正マトリクス
【数１０５】
2011234361.tif 000108
【０１６０】
に基いて、および方程式（１０ｂ）に示される制約に従って、送信側に対して訂正マトリクス
【数１０６】
2011234361.tif 000109
【０１６１】
を、および受信側に対して訂正マトリクス
【数１０７】
2011234361.tif 000110
【０１６２】
を導き出してもよい。
【０１６３】
訂正マトリクス
【数１０８】
2011234361.tif 000111
【０１６４】
と訂正マトリクス
【数１０９】
2011234361.tif 000112
【０１６５】
は、各々２つのマトリクスに分割してダイナミックレンジを改良し、量子化エラーを低減し、送信および受信チェーンの制限を補償する等をしてもよい。送信側に既知のインバランスがあるなら、送信側訂正マトリクスは、このインバランスを除去しようと試みることができる。例えば、１つのアンテナがより小さな電力増幅器を有しているなら、より強い電力増幅器を有するアンテナの送信側は、適切な訂正マトリクスを送信側に適用することにより低減されてもよい。しかしながら、より低い電力レベルで送信側を動作させることは性能の損失を生じる。従って、調節は、既知の送信インバランスを補償するために受信側で行われてもよい。例えば、より小さなアンテナ利得により、送信チェーンと受信チェーンの両方が所定のアンテナに対してより小さな利得を有するなら、送信側と受信側は一致しているので、キャリブレーションはこのアンテナに対して調節を行わない。
【０１６６】
それによって補正率のベクトルがアクセスポイントとユーザー端末の各々に対して得られる、上述のキャリブレーションスキームは、キャリブレーションが異なるユーザー端末により実行されるとき、」「互換性のある」訂正ベクトルがアクセスポイントに対して導き出されるのを可能にする。（例えば、１つ以上の他のユーザー端末によって）アクセスポイントがすでにキャリブレートされたなら、現在の訂正ベクトルは新しく導き出された訂正ベクトルで更新されてもよい。
【０１６７】
例えば、２つのユーザー端末が同時にキャリブレーション手続を実行するなら、これらのユーザー端末からのキャリブレーション結果は、性能を改良するために平均化されてもよい。しかしながら、キャリブレーションは典型的に一度に１つのユーザー端末に対して実行される。次に、第２のユーザー端末は、すでに適用された第１のユーザー端末のための訂正ベクトルを有したダウンリンクを観察するであろう。この場合、第２の訂正ベクトルと古い訂正ベクトルとの積は、新しい訂正ベクトルとして使用されてもよく、または「重み付け平均化」（以下に記載する）が使用されてもよい。アクセスポイントは典型的に全てのユーザー端末に対して単一の訂正ベクトルを使用し、（これを実施しても良いけれども）異なるユーザー端末に対して異なる訂正ベクトルではない。複数のユーザー端末からの更新または１つのユーザー端末からのシーケンシャル更新は同じ方法で処理されてもよい。更新されたベクトルは（積演算により）直接適用されてもよい。あるいは、測定雑音を低減するためにある平均化が所望であれば、以下に記載するように重み付け平均化を使用することができる。
【０１６８】
ユーザー端末が新しい訂正ベクトル
【数１１０】
2011234361.tif 000113
【０１６９】
を決定するＭＩＭＯパイロットを送信するためにアクセスポイントが訂正ベクトル
【数１１１】
2011234361.tif 000114
【０１７０】
を使用するなら、更新された訂正ベクトル
【数１１２】
2011234361.tif 000115
【０１７１】
訂正ベクトル
【数１１３】
2011234361.tif 000116
【０１７２】
は同じまたは異なるユーザー端末により導き出されてもよい。一実施形態において、更新された訂正ベクトルは
【数１１４】
2011234361.tif 000117
【０１７３】
として定義される。この場合、乗算はエレメント毎である。他の実施形態において、更新された訂正ベクトルは、
【数１１５】
2011234361.tif 000118
【０１７４】
として定義される。ただし、αは重み付け平均化を供給するために使用されるファクターである（例えば、０＜α<１）。キャリブレーション更新がめったに起こらないなら、αのための１に近い値は最も良く実行するかもしれない。キャリブレーション更新が煩雑であり、雑音があるなら、アルファのためのより小さな値がより良い。従って、更新された訂正ベクトル
【数１１６】
2011234361.tif 000119
【０１７５】
は再び更新されるまで、アクセスポイントにより使用されてもよい。
【０１７６】
方程式（１０ａ）および（１０ｂ）で示されるように、所定のステーション（これはアクセスポイントまたはユーザー端末であってもよい）のための補正率はそのステーションにおける送信チェーンおよび受信チェーンの応答を補償する。アクセスポイントは第１のユーザー端末を用いてキャリブレーションを実行し、その補正率アを導き出してもよく、その後、第２のユーザー端末を用いてキャリブレーションを実行する必要なく第２のユーザー端末と通信するためにこれらの補正率を使用する。同様に、ユーザー端末は第１のアクセスポイントを用いてキャリブレーションを実行し、その補正率を導き出してもよく、その後、第２のアクセスポイントを用いてキャリブレーションを実行する必要なしに、第２のアクセスポイントと通信するためにこれらのファクターを使用する。これは、キャリブレーションはステーションの各通信ペアに対して必要ないので、複数のユーザー端末と通信するアクセスポイントおよび複数のアクセスポイントと通信するユーザー端末のためのキャリブレーションに対するオーバーヘッドを低減することができる。
【０１７７】
上記記載において、訂正ベクトル
【数１１７】
2011234361.tif 000120
【０１７８】
はユーザー端末により導きだされ、ベクトル
【数１１８】
2011234361.tif 000121
【０１７９】
は、アクセスポイントに返送される。このスキームは多重アクセスシステムのためのユーザー端末の中でキャリブレーション処理を有利に分配する。しかしながら、訂正ベクトル
【数１１９】
2011234361.tif 000122
【０１８０】
は、アクセスポイントによっても導き出してもよい。つぎに、アクセスポイントはベクトル
【数１２０】
2011234361.tif 000123
【０１８１】
をユーザー端末に返送する。これはこの発明の範囲内である。
【０１８２】
上述されたキャリブレーションスキームは各ユーザー端末が無線送信を介してリアルタイムで送信チェーンおよび受信チェーンをキャリブレート可能にする。これは、異なる周波数応答を有したユーザー端末が、厳しい周波数応答仕様の必要性を伴わずにまたは工場でキャリブレーションを実行する必要性を伴わずに高性能を達成することを可能にする。アクセスポイントは複数のユーザー端末によりキャリブレートされ改良された精度を提供してもよい。
【０１８３】
Ｄ．利得考察
キャリブレーションは、受信機においてノイズフロアーに対して与えられた利得である、ダウンリンクチャネルおよびアップリンクチャネルのための「正規化された」利得に基いて実行されてもよい。正規化された利得を使用することは、ダウンリンクとアップリンクがキャリブレートされた後で、他方のリンクのための利得測定に基いて、一方のリンクの特性（例えば、チャネル利得および空間チャネルあたりのＳＮＲ）を取得することを可能にする。
【０１８４】
アクセスポイントとユーザー端末のための受信パス上の雑音レベルがほぼ等しくなるように、アクセスポイントとユーザー端末は最初に受信入力レベルをバランスしてもよい。バランシングは、例えば特定の時間期間（例えば、１つまたは２つのシンボル期間）に対して最小の平均電力を有する受信されたＴＤＤフレーム（これはダウンリンク／アップリンク送信の単位である）のセクションを見つけることによりノイズフロアーを推定することにより行ってもよい。一般に、任意のアップリンクデータはアクセスポイントにより受信されなければならず、その上アクセスポイントがダウンリンク上に送信する前に受信／送信ターンアラウンドタイムが必要なので、各ＴＤＤフレームの開始直前の時間は送信が無い。干渉環境に応じて、ノイズフロアーは、ＴＤＤフレームの数に基いて決定されてもよい。次に、ダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答がこのノイズフロアーに対して測定される。特に、所定の送信および受信アンテナペアの所定のサブバンドのためのチャネル利得は、例えば、その送信および受信アンテナペアのそのサブバンドのための送信されたパイロットシンボルに対する受信されたパイロットシンボルの比として最初に取得されてもよい。従って、正規化された利得は、ノイズフロアーにより除算された測定された利得に等しい。
【０１８５】
アクセスポイントのための正規化された利得とユーザー端末のための正規化された利得における大きな差は、１とは大きく異なるユーザー端末のための補正率を生じることができる。マトリクス
【数１２１】
2011234361.tif 000124
【０１８６】
の最初のエレメントは１に設定されているので、アクセスポイントのための補正率は１に近い。
【０１８７】
ユーザー端末のための補正率が１と大きく異なるなら、ユーザー端末は、計算された補正率を適用することができないかもしれない。これは、ユーザー端末がその最大送信電力に対して制約を有し、大きな補正率に対してその送信電力を増加することができないかもしれないからである。さらに、小さな補正率のための送信電力における減少は一般的に望ましくない。これは、達成できるデータレートを低減するかもしれないからである。
【０１８８】
従って、ユーザー端末は、計算された補正率のスケールされたバージョンを用いて送信することができる。スケールされたキャリブレーションファクターは、特定のスケーリング値により計算された補正率をスケーリングすることにより得てもよい。特定のスケーリング値は、ダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答との間の利得デルタ（差または比）に等しく設定してもよい。この利得デルタは、ダウンリンクとアップリンクのための正規化された利得間の差（またはデルタ）の平均値として計算することができる。ユーザー端末のための補正率に使用されるスケーリング値（または利得デルタ）は、アクセスポイントのための計算された補正率とともにアクセスポイントに送信することができる。
【０１８９】
補正率およびスケーリング値または利得デルタを用いて、ダウンリンクチャネル特性は、測定されたアップリンクチャネル応答から決定してもよいし、逆もまた同様である。アクセスポイントまたはユーザー端末におけるノイズフロアーが変化するなら、利得デルタを更新することができ、更新された利得デルタは、メッセージとして他のエンティティに送信してもよい。
【０１９０】
上記記載において、キャリブレーションは補正率の２つのセット（またはベクトルまたはマトリクス）をサブバンド毎に生じる。一方のセット
【数１２２】
2011234361.tif 000125
【０１９１】
はアクセスポイントにより使用され、他方のセット
【数１２３】
2011234361.tif 000126
【０１９２】
はユーザー端末により使用される。上述したように、アクセスポイントは補正率
【数１２４】
2011234361.tif 000127
【０１９３】
を送信側および／または受信側に適用してもよい。また、ユーザー端末はその補正率
【数１２５】
2011234361.tif 000128
【０１９４】
を送信側および／または受信側に適用してもよい。一般に、補正率がどこに適用されるかに関わらず、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答およびアップリンクチャネル応答が逆数であるようにキャリブレーションが実行される。
【０１９５】
２．ＭＩＭＯパイロット
キャリブレーションの場合、ＭＩＭＯパイロットはユーザー端末によってアップリンクに送信され、アクセスポイントがアップリンクチャネル応答を推定することを可能にし、ＭＩＭＯパイロットはアクセスポイントによりダウンリンクに送信されユーザー端末がダウンリンクチャネル応答を推定することを可能にする。ＭＩＭＯパイロットはＮＴの送信アンテナから送信されたＮＴのパイロット送信から構成されるパイロットである。この場合、各送信アンテナからのパイロット送信は受信ステーションにより識別可能である。ＭＩＭＯパイロットはさまざまな方法で発生され送信されてもよい。同じかまたは異なるＭＩＭＯパイロットがダウンリンクおよびアップリンクに使用されてもよい。いずれの場合も、ダウンリンクとアップリンクに使用されるＭＩＭＯパイロットはアクセスポイントとユーザー端末の両方で知られる。
【０１９６】
一実施形態において、ＭＩＭＯパイロットは、ＮＴの送信アンテナの各々から送信される（「Ｐ」として知られる）特定のＯＦＤＭシンボルを含む。この場合、ダウンリンクに対してＮT＝Ｎapであり、アップリンクに対してＮT＝Ｎutである。送信アンテナ毎に、同じＰ  ＯＦＤＭシンボルはＭＩＭＯパイロット送信のために指定された各シンボル期間に送信する。しかしながら、各アンテナのためのＰ  ＯＦＤＭシンボルはそのアンテナに割り当てられた異なるＮチップウォルシュシーケンスでカバーされる。この場合ダウンリンクの場合Ｎ≧Ｎapであり、アップリンクの場合Ｎ≧Ｎutである。ウォルシュカバリングはＮＴの送信アンテナ間の直交性を維持し、受信機が個々の送信アンテナを区別することを可能にする。
【０１９７】
Ｐ  ＯＦＤＭシンボルはＮsbの指定されたサブバンドの各々に対して１つの変調シンボルを含む。従って、Ｐ  ＯＦＤＭシンボルは受信機によるチャネル推定を容易にするために選択してもよいＮsbの変調シンボルの特定の「ワード」を構成する。また、このワードは、送信されたＭＩＭＯパイロットにおいてピーク対平均変化を最小にするように定義されてもよい。次に、これは送信チェーンと受信チェーンにより発生された歪みと非線形性の量を低減するかもしれない。送信および受信チェーンは、チャネル推定のための改良された精度を生じるかもしれない。
【０１９８】
明確にするために、特定のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに対して特定のＭＩＭＯパイロットが以下に記載される。このシステムの場合、アクセスポイントとユーザー端末各々は４つの送信／受信アンテナを有する。システム帯域幅は６４の直交サブバンドに分割され、すんわち、ＮF＝６４であり、６４の直交サブバンドには、＋３１から−３２のインデックスが割り当てられる。６４のサブバンドのうち（例えば、±｛１，．．．，６，８，．．．，２０，２２，．．．，２６｝のインデックスを有した）４８のサブバンドはデータのために使用され、（例えば、±｛７，２１｝のインデックスを有した）４つのサブバンドはパイロットおよび恐らくシグナリングのために使用され、（０のインデックスを有した）ＤＣサブバンドは使用されず、残りのサブバンドも使用されず、ガードサブバンドとして機能する。このＯＦＤＭサブバンド構造は、公に入手可能な、１９９９年９月に発行の「パート１１：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）仕様書：５ＧＨｚバンドにおける高速物理層」というタイトルのＩＥＥＥ標準８０２．１１ａのための文献にさらに詳細に記載される。
【０１９９】
Ｐ  ＯＦＤＭシンボルは、４８のデータサブバンドと４のパイロットサブバンドのための５２のＱＰＳＫ変調シンボルのセットを含む。このＰ  ＯＦＤＭシンボルは以下のように与えられてもよい。
【０２００】
Ｐ（ｒｅａｌ）＝ｇ・｛０，０，０，０，０，０，−１，−１，−１，−１，１，１，１，−１，−１，１，−１，１，１，１，１，−１，−１，１，−１，１，−１，−１，−１，−１，１，−１，０，１，−１，−１，−１，−１，１，−１，−１，−１，−１，１，１，−１，−１，１，−１，−１，１，１，−１，１，−１，１，−１，１，−，０，０，０，０，０｝
Ｐ（ｉｍａｇ）＝ｇ・｛０，０，０，０，０，０，−１，１，１，１，−１，−１，１，−１，１，１，１，−１，１，−１，−１，−１，−１，−１、−１，１，１，−１，１，１，−１，１，０，−１，−１，−１，−１，１，１，−１，１，−１，−１，１，−１，１，−１，１，１，１，−１，１，１，１，１，１，１，−１，−１，０，０，０，０，０，０｝
但し、ｇはパイロットのための利得である。｛｝内の値は（第１のラインのための）−３２乃至−１および（第２のラインのための）０乃至＋３１に対して与えられる。従って、Ｐ（ｒｅａｌ）とＰ（ｉｍａｇ）のための第１のラインは、シンボル（−１−ｊ）がサブバンド−２６で送信され、シンボル（−１＋ｊ）がサブバンド−２５で送信されるなどであることを示す。Ｐ（ｒｅａｌ）とＰ（ｉｍａｇ）のための第２のラインは、シンボル（１−ｊ）がサブバンド１で送信され、シンボル（−１−ｊ）はサブバンド２で送信されるなどであることを示す。また、他のＯＦＤＭシンボルはＭＩＭＯパイロットに使用されてもよい。
【０２０１】
一実施形態において、４つの送信アンテナにはＭＩＭＯパイロットのためのＷ1＝１１１１、Ｗ2＝１０１０、Ｗ3＝１１００、Ｗ4＝１００１のウォルシュシーケンスが割り当てられる。所定のウォルシュシーケンスの場合、”１”の値はＰ  ＯＦＤＭシンボルが送信されることを示し、”０”の値は、−Ｐ  ＯＦＤＭシンボルが送信されることを示す（すなわち、Ｐにおける５２変調シンボルの各々は反転される）。
【０２０２】
表２は４つのシンボル期間にわたる、すなわちＮps＝４であるＭＩＭＯパイロット送信のための４つの送信アンテナの各々から送信されたＯＦＤＭシンボルをリストアップする。
【表２】
2011234361.tif 000129
【０２０３】
より長いＭＩＭＯパイロット送信の場合、各送信アンテナのためのウォルシュシーケンスは単に反復される。ウォルシュシーケンスのこのセットの場合、ＭＩＭＯパイロット送信は、４つの送信アンテナ間の直交性を保証するために４つのシンボル期間の整数の倍数を生じる。
【０２０４】
受信機は補足的な処理を実行することにより受信されたＭＩＭＯパイロットに基いてチャネル応答の推定値を導き出してもよい。特に、送信アンテナｉから送信され、受信アンテナｊにより受信されるパイロットをリカバーするために、受信アンテナｊにより受信されるパイロットは、送信機において実行されるウォルシュカバリングに相補的な方法で送信アンテナｉに割り当てられたウォルシュシーケンスを用いて最初に処理される。次に、ＭＩＭＯパイロットのためのすべてのＮpsのシンボル期間にデカバーされたＯＦＤＭシンボルが累算される。累算は、ＭＩＭＯパイロットを運ぶために使用される５２のサブバンドの各々に対して個々に実行される。累算の結果は、
【数１２６】
2011234361.tif 000130
【０２０５】
である。これは、５２のデータおよびパイロットサブバンドに対する送信チェーンおよび受信チェーンのための応答を含む、送信アンテナｉから受信アンテナｊへｎ効率的なチャネル応答の推定値である。
【０２０６】
各受信アンテナにおいて各送信アンテナからのパイロットをリカバーするために同じ処理が実行されてもよい。パイロット処理は、５２のサブバンドの各々に対して実効チャネル応答推定値
【数１２７】
2011234361.tif 000131
【０２０７】
のエレメントであるＮap・Ｎutの値を供給する。
【０２０８】
他の実施形態において、フーリエマトリクスＦはＭＩＭＯパイロットのために使用される。フーリエマトリクスは任意の２乗次元、例えば３×３、４×４、５×５などを有していてもよい。Ｎ×Ｎのフーリエマトリクスのエレメントは以下のように表してもよい。
【数１２８】
2011234361.tif 000132
【０２０９】
各送信アンテナには、Ｆの一列が割り当てられる。割り当てられた列のエレメントは、ウォルシュシーケンスｎエレメントと同様の方法で、異なる時間間隔でパイロットシンボルを乗算するために使用される。一般にエレメントが１の大きさを有する任意の正規直交マトリクスを用いてＭＩＭＯパイロットのためのパイロットシンボルを乗算してもよい。
【０２１０】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに適用可能なさらに他の実施形態において、送信のために利用可能なサブバンドはＮTの非オーバーラッピングまたは互いに素なサブセットに分割される。送信アンテナごとに、パイロットシンボルは、各時間間隔におけるサブバンドの１つのサブセットに送信される。各送信アンテナは、ＮTの時間間隔においてＮTのサブセットを周期的に繰り返すことができる。これは、ＭＩＭＯパイロットの期間に相当する。
【０２１１】
また、ＭＩＭＯパイロットは他の方法で送信されてもよい。
【０２１２】
ＭＩＭＯパイロットがどのように送信されるかに関わらず、チャネル推定は、キャリブレーションの期間にアクセスポイントとユーザー端末の両方により実行され、それぞれ実効アップリンクチャネル応答推定値
【数１２９】
2011234361.tif 000133
【０２１３】
および実効ダウンリンクチャネル応答推定値
【数１３０】
2011234361.tif 000134
【０２１４】
を得てもよい。これらは以下に記載するように、補正率を導き出すために使用される。
【０２１５】
３． 空間処理
ダウンリンクチャネル応答とアップリンクチャネル応答との間の相関は、ＴＤＤ  ＭＩＭＯシステムおよびＴＤＤ  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのためのアクセスポイントとユーザー端末におけるチャネル推定と空間処理を簡単にするために利用されてもよい。
【０２１６】
送信チェーンと受信チェーンとの間の差を補償するためにキャリブレーションが実行された後に簡単化が可能である。上述したように、キャリブレートされたチャネル応答は次の通りである。
【数１３１】
2011234361.tif 000135
【０２１７】
方程式（２６ｂ）における最後の等式のための近似値は実際の補正率の推定値の使用による。
【０２１８】
各サブバンドのためのチャネル応答マトリクスＨ（ｋ）は「対角行列化」され、そのサブバンドのためのＮsの固有モードを得てもよい。固有モードは直交空間チャネルとして見てもよい。この対角化は、チャネル応答マトリクスＨ（ｋ）の特異値分解またはＨ（ｋ）の相関マトリクスの固有値分解を実行することにより得てもよい。これはＲ（ｋ）＝ＨH（ｋ）Ｈ（ｋ）である。
【０２１９】
キャリブレートされたアップリンクチャネル応答マトリクスＨcup（ｋ）の特異値分解は以下のように表してもよい。
【数１３２】
2011234361.tif 000136
【０２２０】
但し、Ｕap（ｋ）はＨcup（ｋ）の左固有ベクトルのＮut×Ｎutのユニタリマトリクスである。Σ（ｋ）はＨcup（ｋ）の特異値のＮut×Ｎapの対角マトリクスである。Ｖut（ｋ）はＨcup（ｋ）の右固有ベクトルのＮap×Ｎapのユニタリマトリクスである。
【０２２１】
ユニタリマトリクスＭは、特性ＭHＭ＝Ｉにより特徴づけられる。同様に、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答マトリクスＨcdn（ｋ）の特異値分解は以下のように表してもよい。
【数１３３】
2011234361.tif 000137
【０２２２】
従って、マトリクス
【数１３４】
2011234361.tif 000138
【０２２３】
は、それぞれＨcdn（ｋ）の左固有ベクトルおよび右固有ベクトルのマトリクスでもある。但し、”＊”は、複素共役を示す。マトリクス
【数１３５】
2011234361.tif 000139
【０２２４】
は、マトリクスＶut（ｋ）の異なるフォームであり、マトリクス
【数１３６】
2011234361.tif 000140
【０２２５】
もマトリクスＵap（ｋ）の異なるフォームである。簡単にするために、以下の記載におけるマトリクスＵap（ｋ）およびＶut（ｋ）への言及は種々の他のフォームへも言及してもよい。マトリクスＵap（ｋ）およびＶut（ｋ）は、空間処理のために、それぞれアクセスポイントとユーザー端末により使用され、添え字によりそのようなものとして示される。
【０２２６】
特異値分解は、ギルバートストラング著「線形代数とその応用」(Linear Algebra and Its Applications)第２版、アカデミックプレス社、１９８０年に詳細に記載されており、この内容は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０２２７】
ユーザー端末は、アクセスポイントにより送信されたＭＩＭＯパイロットに基いてキャリブレートされたダウンリンクチャネル応答を推定することができる。次に、ユーザー端末は、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答推定値
【数１３７】
2011234361.tif 000141
【０２２８】
の特異値分解を実行し、
【数１３８】
2011234361.tif 000142
【０２２９】
の左固有ベクトルの対角マトリクス
【数１３９】
2011234361.tif 000143
【０２３０】
とマトリクス
【数１４０】
2011234361.tif 000144
【０２３１】
を得てもよい。この特異値分解は、
【数１４１】
2011234361.tif 000145
【０２３２】
として与えられてもよい。各マトリクスの上のハット（「＾」）は、それが実際のマトリクスの推定値であることを示す。
【０２３３】
同様に、アクセスポイントは、ユーザー端末により送信されたＭＩＭＯパイロットに基いてキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を推定することができる。次に、アクセスポイントは、キャリブレートされたアップリンクチャネル応答推定値
【数１４２】
2011234361.tif 000146
【０２３４】
の特異値分解を実行し、
【数１４３】
2011234361.tif 000147
【０２３５】
の左固有ベクトルの対角マトリクス
【数１４４】
2011234361.tif 000148
【０２３６】
とマトリクス
【数１４５】
2011234361.tif 000149
【０２３７】
を得てもよい。この特異値分解は
【数１４６】
2011234361.tif 000150
【０２３８】
として与えられてもよい。
【０２３９】
相互チャネルとキャリブレーションのために、特異値分解は両方のマトリクス
【数１４７】
2011234361.tif 000151
【０２４０】
を得るためにユーザー端末またはアクセスポイントにより実行される必要があるのみである。ユーザー端末により実行されるなら、マトリクス
【数１４８】
2011234361.tif 000152
【０２４１】
は、ユーザー端末における空間処理のために使用され、マトリクス
【数１４９】
2011234361.tif 000153
【０２４２】
はアクセスポイントに返送してもよい。
【０２４３】
また、アクセスポイントは、ユーザー端末により送信されたステアドリファレンス(steered reference)に基いてマトリクス
【数１５０】
2011234361.tif 000154
【０２４４】
を得ることができるかもしれない。同様に、ユーザー端末もアクセスポイントにより送信されたステアドリファレンスに基いてマトリクス
【数１５１】
2011234361.tif 000155
【０２４５】
を得ることができるかもしれない。ステアドリファレンスは、２００３年１０月２３日に出願された「ＭＩＭＯ  ＷＬＡＮ  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１０／６９３，４１９に詳細に記載されている。
【０２４６】
マトリクス
【数１５２】
2011234361.tif 000156
【０２４７】
は、ＭＩＭＯチャネルのＮsの固有モード上に独立したデータストリームを送信するために使用されてもよい。但し、Ｎs≦ｍｉｎ｛Ｎap，Ｎut｝である。ダウンリンクおよびアップリンク上に複数のデータストリームを送信するための空間処理は以下に記載される。
【０２４８】
Ａ．アップリンク空間処理
アップリンク送信のためのユーザー端末による空間処理は以下のように表してもよい。
【数１５３】
2011234361.tif 000157
【０２４９】
但し、ｘup（ｋ）はサブバンドｋに対するアップリンクのための送信ベクトルである。ｓup（ｋ）はサブバンドｋのＮsの固有モード上に送信される変調シンボルのためのＮsまでのノンゼロエントリを有するデータベクトルである。
【０２５０】
また、さらなる処理が送信前に変調シンボルに実行されてもよい。例えば、受信したＳＮＲがすべえてのデータサブバンドに対してほぼ等しくなるように、データサブバンドにわたって（例えば、固有モード毎に）チャネル反転が適用されてもよい。次に、空間処理は以下のように表してもよい。
【数１５４】
2011234361.tif 000158
【０２５１】
但し、Ｗup（ｋ）は、（オプションの）アップリンクチャネル反転のための重みを有したマトリクスである。
【０２５２】
また、チャネル反転は、変調が起こる前に書くサブバンドに送信電力を割り当てることにより実行されてもよい。その場合、ベクトルｓup（ｋ）はチャネル反転係数を含み、マトリクスＷup（ｋ）は方程式（３０）から省略することができる。以下の記載において、方程式におけるマトリクスＷup（ｋ）の使用は、チャネル反転係数がベクトルｓup（ｋ）に組み込まれないことを示す。方程式におけるマトリクスの欠落は、（１）チャネル反転が行われない又は（２）チャネル反転が行われ、ベクトルｓup（ｋ）に組み込まれることを示すことができる。
【０２５３】
チャネル反転は、上述した米国特許出願シリアル番号第１０／６９３，４１９および２００２年８月２７日に出願された「固有モードあたり適用される選択的チャネル反転を有したコード化されたＭＩＭＯシステム」(Coded MIMO Systems with Selective Channel Inversion Applied Eigenmode)というタイトルの同一出願人による米国特許シリアル番号第１０／２２９，２０９に記載されているように実行されてもよい。
【０２５４】
アクセスポイントにおける受信アップリンク送信は以下のように表してもよい。
【数１５５】
2011234361.tif 000159
【０２５５】
但し、ｒup（ｋ）はサブバンドｋに対するアップリンクのための受信ベクトルである。ｎ（ｋ）はサブバンドｋのための加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）である。ｘup（ｋ）は方程式（２９）に示されるようである。
【０２５６】
受信アップリンク送信のためのアクセスポイントにおける受信空間処理（または空間整合フィルタリング）は以下のように表してもよい。
【数１５６】
2011234361.tif 000160
【０２５７】
但し
【数１５７】
2011234361.tif 000161
【０２５８】
は、アップリンク上にユーザー端末により送信されるデータベクトルｓup（ｋ）の推定値である。
【数１５８】
2011234361.tif 000162
【０２５９】
はポスト処理された雑音である。方程式（３２）は、チャネル反転がユーザー端末で行われなかったと仮定する。送信ベクトルｘup（ｋ）は方程式（２９）に示されるようである。受信ベクトルｒup（ｋ）は方程式（３１）に示されるようである。
【０２６０】
Ｂ．ダウンリンク空間処理
ダウンリンク送信のためのアクセスポイントによる空間処理は以下のように表してもよい。
【数１５９】
2011234361.tif 000163
【０２６１】
但し、ｘdn（ｋ）は送信ベクトルであり、ｓdn（ｋ）はダウンリンクのためのデータベクトルである。
【０２６２】
この場合も先と同様に、さらなる処理（例えば、チャネル反転）が送信前に変調シンボルに対して実行されてもよい。次に、空間処理は以下のように表されてもよい。
【数１６０】
2011234361.tif 000164
【０２６３】
但し、Ｗdn（ｋ）は（オプションの）ダウンリンクチャネル反転のための重みを有したマトリクスである。
【０２６４】
ユーザー端末における受信したダウンリンク送信は以下のように表してもよい。
【数１６１】
2011234361.tif 000165
【０２６５】
受信ダウンリンク送信のためのユーザー端末における受信機空間処理（または空間整合フィルタリング）は以下のように表してもよい。
【数１６２】
2011234361.tif 000166
【０２６６】
方程式（３６）は、チャネル反転がアクセスポイントで行われなかったと仮定する。送信ベクトルｘdn（ｋ）は方程式（３３）に示すようであり、受信ベクトルｒdn（ｋ）は方程式（３５）に示すようである。
【０２６７】
表３はデータ送信および受信のためのアクセスポイントおよびユーザー端末における空間処理を要約する。表３は、Ｗ（ｋ）によるさらなる処理が送信機において実行されると仮定する。しかしながら、このさらなる処理が行われないなら、Ｗ（ｋ）は単に単位マトリクスに等しい。
【表３】
2011234361.tif 000167
【０２６８】
上記記載において、および表３に示されるように、訂正マトリクス
【数１６３】
2011234361.tif 000168
【０２６９】
は、アクセスポイントにおいてそれぞれ送信側と受信側のために使用される。
【０２７０】
これら２つの訂正マトリクスの１つは単位マトリクスに等しく設定されてもよい。訂正マトリクス
【数１６４】
2011234361.tif 000169
【０２７１】
は、ユーザー端末において、それぞれ送信側および受信側のために使用される。これら２つの訂正マトリクスの１つも単位マトリクスに等しく設定されてもよい。訂正マトリクス
【数１６５】
2011234361.tif 000170
【０２７２】
は重みマトリクスＷdn（ｋ）およびＷup（ｋ）と結合して利得マトリクスＧdn（ｋ）およびＧup（ｋ）を得てもよい。但し
【数１６６】
2011234361.tif 000171
【０２７３】
である。
【０２７４】
Ｃ．１つのリンク上のデータ送信
また、所定のリンク上のデータ送信は、送信ステーションにおいて訂正マトリクスを適用し、受信ステーションにおいてＭＭＳＥ受信機を用いることにより得てもよい。例えば、ダウンリンク上のデータ送信は、補正率をアクセスポイントにおける送信側にのみ適用し、ユーザー端末においてＭＭＳＥ受信機を用いることにより得てもよい。簡単にするために、記述は単一サブバンドのためのものであり、サブバンドインデックスｋは方程式において省略される。キャリブレートされたダウンリンクおよびアップリンクチャネル応答は以下のように与えられてもよい。
【数１６７】
2011234361.tif 000172
【０２７５】
ユーザー端末はアップリンク上にパイロットを送信する。パイロットは、アップリンクチャネル応答の推定値を導きだすためにアクセスポイントにより使用される。アクセスポイントは、方程式（２７）に示されるように、アップリンクチャネル応答推定値
【数１６８】
2011234361.tif 000173
【０２７６】
の単一値分解を実行し、マトリクス
【数１６９】
2011234361.tif 000174
【０２７７】
を導き出す。
【０２７８】
次に、アクセスポイントは、空間処理のために
【数１７０】
2011234361.tif 000175
【０２７９】
を使用し、方程式（３３）に示すようにＭＩＭＯチャネルの固有モードにデータを送信する。
【０２８０】
ユーザー端末において受信されたダウンリンク送信は以下のように表してもよい。
【数１７１】
2011234361.tif 000176
【０２８１】
方程式（３９）は、補正率がユーザー端末において適用されないことを示す。ユーザー端末は、以下のようにしてＭＭＳＥ空間フィルターマトリクスＭを導き出す。
【数１７２】
2011234361.tif 000177
【０２８２】
但し、
【数１７３】
2011234361.tif 000178
【０２８３】
である。
【数１７４】
2011234361.tif 000179
【０２８４】
は雑音の自己共分散マトリクスである。雑音がＡＷＧＮなら、
【数１７５】
2011234361.tif 000180
【０２８５】
である。但し、
【数１７６】
2011234361.tif 000181
【０２８６】
は雑音の分散である。ユーザー端末は、アクセスポイントによりデータと共に送信されたパイロットに基いてＨednを導き出してもよい。
【０２８７】
次に、ユーザー端末は、以下のようにＭＭＳＥ空間処理を実行する。
【数１７７】
2011234361.tif 000182
【０２８８】
但し、ｎmmseはＭＭＳＥのフィルター化された雑音および残留クロストークを含む。
【数１７８】
2011234361.tif 000183
【０２８９】
はデータベクトルｓdnの推定値である。ＭＭＳＥ空間フィルターマトリクスＭからのシンボル推定値は、データシンボルの非正規化の推定値である。ユーザー端末は、
【数１７９】
2011234361.tif 000184
【０２９０】
をスケーリングマトリクスＤと乗算し、データシンボルの正規化された推定値を得てもよい。Ｄ＝［ｄｉａｇ［ＭＨedn］］-1である。
【０２９１】
ユーザー端末が受信側で訂正マトリクス
【数１８０】
2011234361.tif 000185
【０２９２】
を適用するなら、全体のダウンリンクチャネル応答はＨodn＝ＫrutＨednになるであろう。ユーザー端末において受信側に適用された訂正マトリクスＫrutを有したＭＭＳＥ空間フィルターマトリクス
【数１８１】
2011234361.tif 000186
【０２９３】
は、以下のように表してもよい。
【数１８２】
2011234361.tif 000187
【０２９４】
方程式（４２）内の逆の量は以下のように再整理されてもよい。
【数１８３】
2011234361.tif 000188
【０２９５】
方程式（４３）を方程式（４２）に代入すると、以下が得られる。
【数１８４】
2011234361.tif 000189
【０２９６】
ユーザー端末における受信されたダウンリンク送信は、ユーザー端末において受信側で適用される訂正マトリクスＫrutを用いて、以下のように表してもよい。
【数１８５】
2011234361.tif 000190
【０２９７】
次に、ユーザー端末は、以下のようにＭＭＳＥ空間処理を実行する。
【数１８６】
2011234361.tif 000191
【０２９８】
方程式（４５）および（４６）は、補正率がユーザー端末において適用されるかどうかに関わらず、ユーザー端末は、ＭＭＳＥ受信機を用いて同じ性能を得ることができることを示している。ＭＭＳＥ処理は、ユーザー端末において送信チェーンと受信チェーンとの間の任意のミスマッチを暗黙のうちに補償する。ＭＭＳＥ空間整合フィルターは、補正率が、ユーザー端末における受信側で適用されないならＨednを用いて導き出され、補正率が適用されるなら、Ｈodnを用いて導き出される。
【０２９９】
同様に、アップリンク上のデータ送信は、ユーザー端末において送信側および／または受信側に訂正マトリクスを適用し、アクセスポイントにおいてＭＭＳＥ受信機を使用することにより得てもよい。
【０３００】
４．ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム
図５は、ＴＤＤ  ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム内のアクセスポイント５０２およびユーザー端末５０４の一実施形態のブロック図を示す。簡単にするために、以下の記載は、アクセスポイントとユーザー端末が各々データ送信およびデータ受信に使用してもよい４つのアンテナを装備していると仮定する。
【０３０１】
ダウンリンク上では、アクセスポイント５０２において、送信（ＴＸ）データプロセッサー５１０は、データソース５０８からトラヒックデータ（すなわち、情報ビット）と、コントローラー５３０からシグナリングおよび他の情報を受信する。ＴＸデータプロセッサー５１０は、受信したデータをフォーマットし、エンコードし、インターリーブし、変調し、（すなわち、シンボルマップする）、データ送信に使用される空間チャネル毎に変調シンボルのストリームを発生する。ＴＸ空間プロセッサー５２０は、ＴＸデータプロセッサー５１０から変調シンボルストリームを受信し、空間処理を実行し、アンテナ毎に１つのストリームの割合で送信シンボルの４つのストリームを供給する。また、ＴＸ空間プロセッサー５２０は必要に応じて（例えば、キャリブレーションのために）パイロットシンボルにおいて多重化する。
【０３０２】
各変調器（ＭＯＤ）５２２はそれぞれの送信シンボルストリームを受信して処理し、ＯＦＤＭシンボルの対応するストリームを発生する。各ＯＦＤＭシンボルストリームはさらに変調器５２２内の送信チェーンによりさらに処理され、対応するダウンリンク変調された信号を発生する。次に、変調器５２２ａ乃至５２２ｄからの４つのダウンリンク変調された信号はそれぞれ４つのアンテナ５２４ａ乃至５２４ｄから送信される。
【０３０３】
ユーザー端末５０４において、アンテナ５５２は、送信されたダウンリンク変調された信号を受信し、各アンテナは受信した信号をそれぞれの復調器（ＤＥＭＯＤ）５５４に供給する。（受信チェーンを含む）各復調器５５４は、変調器５２２において実行される処理と相補的な処理を実行し、受信されたシンボルを供給する。受信（ＲＸ）空間プロセッサー５６０は、すべての復調器５５４からの受信されたシンボルに対して空間処理を実行し、アクセスポイントにより送信された変調シンボルの推定値であるリカバーされたシンボルを供給する。ＲＸデータプロセッサー５７０はリカバーされたシンボルを処理（シンボルデマップし、デインターリーブし、デコードする）し、デコードされたデータを供給する。デコードされたデータは、リカバーされたトラヒックデータ、シグナリングなどを含んでいてもよい。これらは記憶のためにデータシンクに供給されおよび／またはさらなる処理のためにコントローラー５８０に供給される。
【０３０４】
コントローラー５３０および５８０は、それぞれアクセスポイントとユーザー端末における種々の処理装置の動作を制御する。メモリユニット５３２および５８２はそれぞれ、コントローラー５３０および５８０により使用されるデータおよびプログラムコードを記憶する。
【０３０５】
キャリブレーションの期間中に、ＲＸ空間プロセッサー５６０は、ダウンリンクチャネル応答推定値
【数１８７】
2011234361.tif 000192
【０３０６】
を供給する。これはアクセスポイントにより送信されたＭＩＭＯパイロットに基いて導き出される。ＲＸデータプロセッサー５７０はアップリンクチャネル応答推定値
【数１８８】
2011234361.tif 000193
【０３０７】
を供給する。これはアクセスポイントにより導き出されダウンリンクに送信される。コントローラー５８０はチャネル応答推定値
【数１８９】
2011234361.tif 000194
【０３０８】
を受信し、訂正マトリクス
【数１９０】
2011234361.tif 000195
【０３０９】
を導き出し、アクセスポイントに返送するためにマトリクス
【数１９１】
2011234361.tif 000196
【０３１０】
をＴＸデータプロセッサー５９０に供給する。コントローラー５８０はさらに、訂正マトリクス
【数１９２】
2011234361.tif 000197
【０３１１】
に基いて訂正マトリクス
【数１９３】
2011234361.tif 000198
【０３１２】
を導き出す。
【数１９４】
2011234361.tif 000199
【０３１３】
は単位マトリクスであってよい。さらにコントローラー５８０は、訂正マトリクス
【数１９５】
2011234361.tif 000200
【０３１４】
をＴＸ空間プロセッサー５９２に供給し、訂正マトリクス
【数１９６】
2011234361.tif 000201
【０３１５】
をＲＸ空間プロセッサー５６０に供給する。
【０３１６】
アップリンクのための処理はダウンリンクのための処理と同じかまたは異なっていてもよい。データおよびシグナリングはＴＸデータプロセッサー５９０により処理され（例えば、エンコードされ、インターリーブされ、および変調される）、さらにＴＸ空間プロセッサー５９２により空間的に処理される。ＴＸ空間プロセッサー５９２はまた、パイロットシンボルにおいて多重化する。パイロットと変調シンボルは変調器５５４によりさらに処理され、アップリンク変調された信号を発生する。アップリンク変調された信号は次にアンテナ５５２を介してアクセスポイントに送信される。
【０３１７】
アクセスポイント１１０において、アップリンク変調された信号はアンテナ５２４により受信され、復調器５２２により復調され、ユーザー端末により実行される処理と相補的な方法で、ＲＸ空間プロセッサー５４０とＲＸデータプロセッサー５４２により処理される。キャリブレーションの期間中、ＲＸ空間プロセッサー５６０は、アップリンクチャネル推定値
【数１９７】
2011234361.tif 000202
【０３１８】
を供給する。これはユーザー端末により送信されたＭＩＭＯパイロットに基いて導き出される。マトリクス
【数１９８】
2011234361.tif 000203
【０３１９】
はコントローラー５３０により受信され、ユーザー端末への送信のために、ＴＸデータプロセッサー５１０に供給される。
【０３２０】
図６は図５におけるＴＸ空間プロセッサー５２０および５９２に使用されてもよい、ＴＸ空間プロセッサー５２０ａのブロック図を示す。簡単にするために、以下の記述は、すべての４つの固有モードが使用のために選択されていると仮定する。
【０３２１】
プロセッサー５２０ａ内において、デマルチプレクサー６３２は、４つの固有モードに送信される４つの変調シンボルストリーム（これはｓ1（ｎ）乃至ｓ4（ｎ）として示される）を受信し、各ストリームをＮDのデータサブバンドのためのＮDのサブストリームにデマルチプレックスし、各データサブバンドのための４つの変調シンボルサブストリームをそれぞれのＴＸサブバンド空間プロセッサー６４０に供給する。各プロセッサー６４０は１つのサブバンドに対して方程式（２９）、（３０）、（３３）、または（３４）に示されるような処理を実行する。
【０３２２】
各ＴＸサブバンド空間プロセッサー６４０内において、４つの変調シンボルサブストリーム（これはｓ1（ｋ）乃至ｓ4（ｋ）として示される）は、関連するサブバンドの４つの固有モードに対して４つのビーム形成器６５０ａ乃至６５０ｄに供給される。各ビーム形成器６５０はビーム形成を実行し、１つのサブバンドの１つの固有モードに１つのシンボルサブストリームを送信する。各ビーム形成器６５０は、１つのシンボルサブストリームｓm（ｋ）を受信し、関連する固有モードのための固有ベクトルｖm（ｋ）を用いてビーム形成を実行する。各ビーム形成器６５０内において、変調シンボルは４つの乗算器６５２ａ乃至６５２ｄに供給される。４つの乗算器はまた関連する固有モードのための固有ベクトルｖm（ｋ）の４つのエレメントｖm,1（ｋ）、ｖm,2（ｋ）、ｖm,3（ｋ）、ｖm,4（ｋ）を受信する。固有ベクトルｖm（ｋ）は、ダウンリンクのためのマトリクス
【数１９９】
2011234361.tif 000204
【０３２３】
のｍ番目の列であり、アップリンクのためのマトリクス
【数２００】
2011234361.tif 000205
【０３２４】
のｍ番目の列である。各乗算器６５２はスケールされた変調シンボルをその固有ベクトル値ｖm,j（ｋ）と乗算し、「ビーム形成された」シンボルを供給する。乗算器６５２ａ乃至６５２ｄは、４つのビーム形成シンボルサブストリーム（これは４つのアンテナから送信される）をそれぞれ加算器６６０ａ乃至６６０ｄに供給する。
【０３２５】
各加算器６６０は、シンボル期間毎に４つの固有モードに対して４つのビーム形成されたシンボルを加算し、関連する送信アンテナのためのあらかじめ条件付けされたシンボルを供給する。加算器６６０ａ乃至６６０ｄは、４つの送信アンテナのためのあらかじめ条件づけされたシンボルの４つのサブストリームをそれぞれ、バッファー／マルチプレクサー６７０ａ乃至６７０ｄに供給する。各バッファー／マルチプレクサー６７０は、ＮDのデータサブバンドのためのＴＸサブバンド空間プロセッサー６４０からパイロットシンボルとあらかじめ条件付けられたシンボルを受信する。次に、各バッファー／マルチプレクサー６７０は、それぞれパイロットサブバンド、データサブバンド、および未使用サブバンドのためのパイロットシンボル、あらかじめ条件付けられたシンボル、およびゼロシンボルを多重化し、そのシンボル期間のためのＮFシンボルのシーケンスを形成する。キャリブレーションの期間に、パイロットシンボルは、指定されたサブバンドに送信される。乗算器６６８ａ乃至６６８ｄは、上述したようにおよび表２に示されるようにそれぞれ４つのアンテナに割り当てられたウオルシュシーケンスＷ1乃至Ｗ4で４つのアンテナのためのパイロットシンボルをカバーする。各バッファー／マルチプレクサー６７０はシンボルのストリームをそれぞれの乗算器６７２に供給する。
【０３２６】
また、乗算器６７２ａ乃至６７２ｄは、それぞれ補正率Ｋ1（ｋ）、Ｋ2（ｋ）、Ｋ3（ｋ）、Ｋ4（ｋ）を受信する。各データサブバンドｋのための補正率は、ダウンリンクのための
【数２０１】
2011234361.tif 000206
【０３２７】
の対角エレメントであり、アップリンクのための
【数２０２】
2011234361.tif 000207
【０３２８】
の対角エレメントである。各乗算器６７２は、その補正率Ｋm（ｋ）で入力シンボルをスケールし、送信シンボルを供給する。乗算器６７２ａ乃至６７２ｄは４つの送信アンテナのための４つの送信シンボルストリームを供給する。
【０３２９】
空間処理およびＯＦＤＭ変調は、上述した米国特許出願シリアル番号第１０／６９３、４１９にさらに詳細に記載される。
【０３３０】
ここに記載されたキャリブレーション技術は種々の手段により実施されてもよい。例えば、これらの技術は、ハードウエア、ソフトウエア、またはそれらの組み合わせにおいて実施されてもよい。ハードウエア実施の場合、キャリブレーション技術は、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）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤｓ）、プログラマブルロジック装置（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、ここに記載され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アクセスポイントおよびユーザー端末において実施されてもよい。
【０３３１】
ソフトウエア実施の場合、キャリブレーション技術はここに記載され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。ソフトウエアコードは、メモリユニット（例えば、図５のメモリユニット５３２および５８２）に記憶してもよく、プロセッサー（例えば、必要に応じてコントローラー５３０および５８０）により実行されてもよい。メモリユニットはプロセッサー内部で実施してもよいしプロセッサー外部で実施してもよい。プロセッサー外部で実施する場合、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。
【０３３２】
見出しは参照のためにおよびあるセクションを見つけるのを補助するためにここに含まれる。これらの見出しはその下に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、明細書全体を通して他のセクションにおける適用性を有していてもよい。
【０３３３】
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更は当業者に容易に明白であろう。そして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を逸脱することなく他の実施形態に適用されてもよい。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定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と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。
【図１】
2011234361.tif 000233
【図２Ａ】
2011234361.tif 000234
【図２Ｂ】
2011234361.tif 000235
【図２Ｃ】
2011234361.tif 000236
【図３】
2011234361.tif 000237
【図４】
2011234361.tif 000238
【図５】
2011234361.tif 000239
【図６】
2011234361.tif 000240
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【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】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける通信リンクをキャリブレートする方法において、
第１ステーションによって、第２ステーションから前記第１ステーションへのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を導き出すことと；
前記第２ステーションから、前記第１ステーションから前記第２ステーションへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を受信することと；
前記第１ステーションによって、前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に基いて前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定することと、なお、前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率は、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を得るために使用される；
を備えた方法。
【請求項２】
前記第２ステーションは、アクセスポイントを備え、
前記方法は、前記アクセスポイントのための前記補正率を前記アクセスポイントにおける送信側、または受信側または送信側と受信側の両方に適用すること、をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項３】
前記第１ステーションは、ユーザー端末を備え、
前記方法は、前記ユーザー端末のための前記補正率を前記ユーザー端末における送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用すること、をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項４】
前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定することは、
【数１】
2011234361.tif 000241
ただし、
【数２】
2011234361.tif 000242
は、前記ダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値のためのマトリクスであり、
【数３】
2011234361.tif 000243
は、前記アップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値のためのマトリクスであり、
【数４】
2011234361.tif 000244
は、前記第２ステーションのための補正率のマトリクスであり、
【数５】
2011234361.tif 000245
は、前記第１ステーションのための補正率のためのマトリクスであり、
"Ｔ"は、転置である、
に基いて前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定すること、を備える、請求項１の方法。
【請求項５】
方程式
【数６】
2011234361.tif 000246
ただし、
【数７】
2011234361.tif 000247
は前記第２ステーションの送信側のための補正率のマトリクスであり、
【数８】
2011234361.tif 000248
は前記第２ステーションの受信側のための補正率のマトリクスである、
に基いて前記第２ステーションの送信側のための補正率と前記第２ステーションの受信側のための補正率を導き出すこと、をさらに備える、請求項４の方法。
【請求項６】
マトリクス
【数９】
2011234361.tif 000249
またはマトリクス
【数１０】
2011234361.tif 000250
を単位マトリクスに設定すること、をさらに備える請求項５の方法。
【請求項７】
マトリクス
【数１１】
2011234361.tif 000251
またはマトリクス
【数１２】
2011234361.tif 000252
を任意のマトリクスに設定することをさらに備える請求項５の方法。
【請求項８】
方程式
【数１３】
2011234361.tif 000253
但し、
【数１４】
2011234361.tif 000254
は、前記第１ステーションの送信側のための補正率のためのマトリクスであり、
【数１５】
2011234361.tif 000255
は、前記第１ステーションの受信側のための補正率のマトリクスである、
に基いて、前記第１ステーションの送信側のための補正率と前記第１ステーションの受信側のための補正率を導き出すこと、
をさらに備える請求項４の方法。
【請求項９】
前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定することは、マトリクス
【数１６】
2011234361.tif 000256
に対するマトリクス
【数１７】
2011234361.tif 000257
のエレメント回り比としてマトリクスＣを計算することと、
前記マトリクスＣに基いてマトリクス
【数１８】
2011234361.tif 000258
を導き出すことと、
を備える、請求項４の方法。
【請求項１０】
前記マトリクス
【数１９】
2011234361.tif 000259
を導き出すことは、
マトリクスＣの複数の行の各々を正規化することと、
前記マトリクスＣの複数の正規化された行の平均値を決定することと、
前記複数の正規化された行の平均値に基いてマトリクス
【数２０】
2011234361.tif 000260
を形成することと、
を備える請求項９の方法。
【請求項１１】
前記マトリクス
【数２１】
2011234361.tif 000261
を導き出すことは、
マトリクスＣの複数の列の各々を正規化することと、
前記マトリクスＣの複数の正規化された列の逆数の平均値を決定することと、
前記複数の正規化された列の逆数の平均値に基いてマトリクス
【数２２】
2011234361.tif 000262
を形成することと、
を備える請求項９の方法。
【請求項１２】
最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算に基いてマトリクス
【数２３】
2011234361.tif 000263
を導き出すこと、をさらに備える請求項４の方法。
【請求項１３】
最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算に基いてマトリクス
【数２４】
2011234361.tif 000264
を導き出し、方程式
【数２５】
2011234361.tif 000265
により与えられる平均２乗誤差を最小にすること、
をさらに備える請求項４の方法。
【請求項１４】
前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定することは、
周波数サブバンドの第１のセットに対して前記第２ステーションのための補正率のマトリクスの第１のセットを導き出すことと、
前記マトリクスの第１のセットを補間して周波数サブバンドの第２のセットに対して前記第２ステーションのための補正率のマトリクスの第２のセットを得ることと、
を備える、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定することは、
周波数サブバンドの第１のセットに対して前記第１ステーションのための補正率のマトリクスの第１のセットを導き出すことと、
前記マトリクスの第１のセットを補間して周波数サブバンドの第２のセットに対して前記第１ステーションのための補正率のマトリクスの第２のセットを得ることと、
を備える、請求項１の方法。
【請求項１６】
パイロットを前記アップリンクチャネル上で送信することと、なお、前記アップリンクチャネル応答推定値は、前記アップリンクチャネル上で送信されたパイロットに基いて導き出される；、
前記ダウンリンクチャネル上でパイロットを受信することと、なお、前記ダウンリンクチャネル応答推定値は、前記ダウンリンクチャネル上で受信されたパイロットに基いて導き出されることと、
をさらに備える請求項１の方法。
【請求項１７】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける装置であって、
第２ステーションから第１ステーションへのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を導き出す手段と；
前記第１ステーションから前記第２ステーションへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を前記第２ステーションから受信する手段と；
前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのための前記チャネル応答推定値に基いて前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定する手段と、なお、前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率はキャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を得るために使用される；
を備えた装置。
【請求項１８】
前記第２ステーションはアクセスポイントを備え、前記装置は、
前記アクセスポイントの補正率を前記アクセスポイントにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用する手段、をさらに備える請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記第２ステーションはアクセスポイントを備え、前記装置は、
前記アクセスポイントのための補正率に基いて前記アクセスポイントの送信側のための補正率と前記アクセスポイントの受信側のための補正率を導き出す手段、をさらに備える請求項１７の装置。
【請求項２０】
前記第１ステーションはユーザー端末を備え、前記装置は、
前記ユーザー端末のための補正率を前記ユーザー端末における送信側または受信側または送信側と受信側の両方に適用する手段、をさらに備える請求項１７の装置。
【請求項２１】
前記第１ステーションはユーザー端末を備え、前記装置は、
前記ユーザー端末のための前記補正率に基いて前記ユーザー端末の送信側のための補正率、および前記ユーザー端末の受信側のための補正率を導き出す手段、をさらに備える請求項１７の装置。
【請求項２２】
前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定する手段は、
前記ダウンリンクチャネルおよびアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に対して最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算を実行し、前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定する手段を備える、請求項１７の装置。
【請求項２３】
前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定する手段は、
前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に対してマトリクス比計算を実行し、前記第２ステーションのための補正率と前記第１ステーションのための補正率を決定する手段を備える、請求項１７の装置。
【請求項２４】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて通信リンクをキャリブレートする方法において、
第１ステーションから第２ステーションへと第１の通信リンク上にパイロットを送信することと、
前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットに基いて導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を得ることと、
前記第２のステーションから第２の通信リンク上のパイロットを受信することと、
前記第２の通信リンク上で受信したパイロットに基いて前記第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値を導き出すことと、
前記第１ステーションによって、前記第１および第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定することと、なお、前記第１ステーションのための補正率および前記第２ステーションのための補正率は、前記第１の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答および前記第２の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答を得るために使用される；
を備えた方法。
【請求項２５】
前記第１ステーションのための補正率を前記第１ステーションの送信側または受信側または送信側と受信側の両方に適用すること、をさらに備える請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記第２ステーションのための補正率を前記第２ステーションに送信すること、をさらに備える請求項２４の方法。
【請求項２７】
複数の第２ステーションとのキャリブレーションに基いて前記第１ステーションのための補正率を更新すること、をさらに備える請求項２４の方法。
【請求項２８】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上に第１のパイロットを送信するための送信空間プロセッサーと；
前記第２ステーションから第２の通信リンク上の第２のパイロットを受信し、前記の受信した第２のパイロットに基いて前記第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値を導き出し、前記送信された第１のパイロットに基いて導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を受信するための受信空間プロセッサーと；
前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に基いて前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定するコントローラーと、なお、前記第１ステーションのための補正率および前記第２ステーションのための補正率は、前記第１の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答および前記第２の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答を得るために使用される；
を備える装置。
【請求項２９】
前記コントローラーは、前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に対して最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算を実行し、前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定する、請求項２８の装置。
【請求項３０】
前記コントローラーは、前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に対してマトリクス比計算を実行し、前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定する、請求項２８の装置。
【請求項３１】
前記コントローラーは、前記第１ステーションのための補正率に基いて前記送信空間プロセッサーのための補正率と前記受信空間プロセッサーのための補正率を導き出す、請求項２８の装置。
【請求項３２】
前記コントローラーは、複数の第２ステーションとのキャリブレーションに基いて前記第１ステーションのための補正率を更新する、請求項２８の装置。
【請求項３３】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータを送信する方法において、
第１ステーションのための補正率を前記第１ステーションにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用することと；
前記第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信することと；
前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を受信することと；
前記第１ステーションによって、前記第１の通信リンクのための前記チャネル応答推定値と、前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値と、に基づいて、前記補正率を導き出すことと；
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することと、なお、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理される、
を備える方法。
【請求項３４】
整合フィルターを用いて受信したデータ送信を空間的に処理すること、
をさらに備える請求項３３の方法。
【請求項３５】
前記第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することは、
前記第２の通信リンクの複数の固有モード上に送信されたデータ送信を受信することを備える、請求項３３の方法。
【請求項３６】
前記第２ステーションは、前記第２ステーションにおける送信側または受信側または送信側と受信側の両方に補正率を適用する、請求項３３の方法。
【請求項３７】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションにおける送信側または受信側または送信側と受信側の両方に前記第１ステーションのための補正率を適用する手段と；
前記第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信する手段と；
前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を受信する手段と；
前記第１の通信リンクのための前記チャネル応答推定値と、前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値と、に基づいて、前記補正率を導き出す手段と；
前記第１ステーションに対する前記第２ステーションからの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信する手段と、なお、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理される；
を備える装置。
【請求項３８】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信するための送信プロセッサーと；
前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値と、前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信するための受信プロセッサーと、なお、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理され、前記送信プロセッサーは、送信されたパイロットに補正率を適用する、または前記受信プロセッサーは、前記受信されたデータ送信に補正率を適用する、または前記送信プロセッサーは前記送信されたパイロットに補正率を適用しかつ前記受信プロセッサーは、受信されたデータ送信に補正率を適用する；
前記第１の通信リンクのための前記チャネル応答推定値と前記第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値とに基づいて前記補正率を導き出す論理回路と；
を備える装置。
【請求項３９】
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおいて通信リンクをキャリブレートするための方法において、
アクセスポイントからユーザー端末へのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を導き出すことと；
前記アクセスポイントから、前記ユーザー端末から前記アクセスポイントへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を受信することと；
前記ユーザー端末によって、前記ダウンリンクチャネル及びアップリンクチャネルのための前記チャネル応答推定値に基づいて、前記アクセスポイントのための第１の補正率と前記ユーザー端末のための第2の補正率とを決定することと、なお、前記第１の補正率と前記第２の補正率は、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答とを得るために使用される；
を備え、前記第１の補正率は、前記第２の補正率とは異なる、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３３３】
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更は当業者に容易に明白であろう。そして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を逸脱することなく他の実施形態に適用されてもよい。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定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と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。
以下に、本願の出願時に提出された特許請求の範囲の記載に対応する記載を付記として表記する。
[１]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける通信リンクをキャリブレートする方法において、
アクセスポイントからユーザー端末へのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得ることと、
ユーザー端末からアクセスポイントへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得ることと、
前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に基いて前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することであって、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率は、キャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を得るために使用されることと、
を備えた方法。
[２]
前記アクセスポイントのための前記補正率を前記アクセスポイントにおける送信側、または受信側または送信側と受信側の両方に適用することをさらに備えた、[１]の方法。
[３]
前記ユーザー端末のための前記補正率を前記ユーザー端末における送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用することをさらに備えた、[１]の方法。
[４]
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率は、
【数２０３】
2011234361.tif 000266
ただし、
【数２０４】
2011234361.tif 000267
は、前記ダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値のためのマトリクスであり、
【数２０５】
2011234361.tif 000268
は、アップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値のためのマトリクスであり、
【数２０６】
2011234361.tif 000269
は、前記アクセスポイントのための補正率のマトリクスであり、
【数２０７】
2011234361.tif 000270
は、前記ユーザー端末のための補正率のためのマトリクスであり、
"Ｔ"は、転置である、
に基いて前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することを備えた[１]の方法。
[５]
方程式
【数２０８】
2011234361.tif 000271
ただし、
【数２０９】
2011234361.tif 000272
は前記アクセスポイントの送信側のための補正率のマトリクスであり、
【数２１０】
2011234361.tif 000273
は前記アクセスポイントの受信側のための補正率のマトリクスである、
に基いて前記アクセスポイントの送信側のための補正率と前記アクセスポイントの受信側のための補正率を導き出すことをさらに備えた、[４]の方法。
[６]
マトリクス
【数２１１】
2011234361.tif 000274
またはマトリクス
【数２１２】
2011234361.tif 000275
を単位マトリクスに設定することをさらに備えた、[５]の方法。
[７]
マトリクス
【数２１３】
2011234361.tif 000276
またはマトリクス
【数２１４】
2011234361.tif 000277
を任意のマトリクスに設定することをさらに備えた、[５]の方法。
[８]
方程式
【数２１５】
2011234361.tif 000278
但し、
【数２１６】
2011234361.tif 000279
は、前記ユーザー端末の送信側のための補正率のためのマトリクスであり、
【数２１７】
2011234361.tif 000280
は、前記ユーザー端末の受信側のための補正率のマトリクスである、に基いて、前記ユーザー端末の送信側のための補正率と前記ユーザー端末の受信側のための補正率を導き出すことをさらに備えた、[４]の方法。
[９]
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することは、マトリクス
【数２１８】
2011234361.tif 000281
に対するマトリクス
【数２１９】
2011234361.tif 000282
のエレメント回り比としてマトリクスＣを計算することと、
マトリクスＣに基いてマトリクス
【数２２０】
2011234361.tif 000283
を導き出すことを備えた、[４]の方法。
[１０]
前記マトリクス
【数２２１】
2011234361.tif 000284
を導き出すことは、
マトリクスＣの複数の行の各々を正規化することと、
前記マトリクスＣの複数の正規化された行の平均値を決定することと、
前記複数の正規化された行の平均値に基いてマトリクス
【数２２２】
2011234361.tif 000285
を形成することと、
を備えた、[９]の方法。
[１１]
前記マトリクス
【数２２３】
2011234361.tif 000286
を導き出すことは、
マトリクスＣの複数の列の各々を正規化することと、
前記マトリクスＣの複数の正規化された列の逆数の平均値を決定することと、
前記複数の正規化された列の逆数の平均値に基いてマトリクス
【数２２４】
2011234361.tif 000287
を形成することと、
を備えた、[９]の方法。
[１２]
最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算に基いてマトリクス
【数２２５】
2011234361.tif 000288
を導き出すことをさらに備えた、[４]の方法。
[１３]
最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算に基いてマトリクス
【数２２６】
2011234361.tif 000289
を導き出し、方程式
【数２２７】
2011234361.tif 000290
により与えられる平均２乗誤差を最小にすることをさらに備えた、[４]の方法。
[１４]
アクセスポイントのための補正率とユーザー端末のための補正率を決定することは、周波数サブバンドの第１のセットに対して前記アクセスポイントのための補正率のマトリクスの第１のセットを導き出すことと、
前記マトリクスの第１のセットを補間して周波数サブバンドの第２のセットに対して前記アクセスポイントのための補正率のマトリクスの第２のセットを得ることと、
を備えた、[１]の方法。
[１５]
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定することは、
周波数サブバンドの第１のセットに対して前記ユーザー端末のための補正率のマトリクスの第１のセットを導き出すことと、
前記マトリクスの第１のセットを補間して周波数サブバンドの第２のセットに対して前記ユーザー端末のための補正率のマトリクスの第２のセットを得ることと、
を備えた、[１]の方法。
[１６]
パイロットをアップリンクチャネルに送信することであって、前記アップリンクチャネル応答推定値は前記アップリンクチャネルに送信されたパイロットに基いて導き出されることと、
前記ダウンリンクチャネル上のパイロットを受信することであって、前記ダウンリンクチャネル応答推定値は、前記ダウンリンクチャネル上で受信されたパイロットに基いて導き出されることと、
をさらに備えた、[１]の方法。
[１７]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける装置において、
アクセスポイントからユーザー端末へのダウンリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得る手段と、
前記ユーザー端末から前記アクセスポイントへのアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値を得る手段と、
前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのための前記チャネル応答推定値に基いて前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段であって、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率はキャリブレートされたダウンリンクチャネル応答とキャリブレートされたアップリンクチャネル応答を得るために使用される、手段と、
を備えた装置。
[１８]
前記アクセスポイントの補正率を前記アクセスポイントにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用する手段をさらに備えた、[１７]の装置。
[１９]
前記アクセスポイントのための補正率に基いて前記アクセスポイントの送信側のための補正率と前記アクセスポイントの受信側のための補正率を導き出す手段をさらに備えた、[１７]の装置。
[２０]
前記ユーザー端末のための補正率を前記ユーザー端末における送信側または受信側または送信側と受信側の両方に適用する手段をさらに備えた、[１７]の装置。
[２１]
前記ユーザー端末のための前記補正率に基いて前記ユーザー端末の送信側のための補正率、および前記ユーザー端末の受信側のための補正率を導き出す手段をさらに備えた、[１７]の装置。
[２２]
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段は、前記ダウンリンクチャネルおよびアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に対して最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算を実行し、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段を備えた、[１７]の装置。
[２３]
前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段は、前記ダウンリンクチャネルとアップリンクチャネルのためのチャネル応答推定値に対してマトリクス比計算を実行し、前記アクセスポイントのための補正率と前記ユーザー端末のための補正率を決定する手段を備えた、[１７]の装置。
[２４]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいて通信リンクをキャリブレートする方法において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信することと、
前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットに基いて導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を得ることと、
前記第２のステーションから第２の通信リンク上のパイロットを受信することと、
前記第２の通信リンク上で受信したパイロットに基いて前記第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値を導き出すことと、
前記第１および第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定することであって、前記第１ステーションのための補正率および前記第２ステーションのための補正率は、前記第１の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答および前記第２の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答を得るために使用されることと、
を備えた方法。
[２５]
前記第１ステーションのための補正率を前記第１ステーションの送信側または受信側または送信側と受信側に適用することをさらに備えた、[２４]の方法。
[２６]
前記第２ステーションのための補正率を前記第２ステーションに送信することをさらに備えた、[２４]の方法。
[２７]
複数の第２ステーションとのキャリブレーションに基いて前記第１ステーションのための補正率を更新することをさらに備えた、[２４]の方法。
[２８]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上に第１のパイロットを送信するための送信空間プロセッサーと、
前記第２ステーションから第２の通信リンク上の第２のパイロットを受信し、受信した第２のパイロットに基いて前記第２の通信リンクのためのチャネル応答推定値を導き出し、前記送信された第１のパイロットに基いて導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値を受信するための受信空間プロセッサーと、
前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に基いて前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定するコントローラーであって、前記第１ステーションのための補正率および前記第２ステーションのための補正率は、前記第１の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答および前記第２の通信リンクのためのキャリブレートされたチャネル応答を得るために使用される、コントローラーと、
を備えた装置。
[２９]
前記コントローラーは、前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に対して最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）計算を実行し、前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定する、[２８]の装置。
[３０]
前記コントローラーは、前記第１および第２の通信リンクのための前記チャネル応答推定値に対してマトリクス比計算を実行し、前記第１ステーションのための補正率と前記第２ステーションのための補正率を決定する、[２８]の装置。
[３１]
前記コントローラーは、前記第１ステーションのための補正率に基いて前記送信空間プロセッサーのための補正率と前記受信空間プロセッサーのための補正率を導き出す、[２８]の装置。
[３２]
前記コントローラーは、複数の第２ステーションとのキャリブレーションに基いて前記第１ステーションのための補正率を更新する、[２８]の装置。
[３３]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータを送信する方法において、
第１ステーションのための補正率を前記第１ステーションにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に適用することと、
前記第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信することと、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することとを備え、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理される、方法。
[３４]
整合フィルターを用いて受信したデータ送信を空間的に処理することをさらに備えた、[３３]の方法。
[３５]
前記第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することは、前記第２の通信リンクの複数の固有モード上に送信されたデータを送信を受信することを備えた、[３３]の方法。
[３６]
前記第２ステーションは、前記第２ステーションにおける送信側または受信側または送信側と受信側の両方に補正率を適用する、[３３]の方法。
[３７]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションにおける送信側または受信側または送信側と受信側の両方に前記第１ステーションのための補正率を適用する手段と、
前記第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信する手段と、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信する手段とを備え、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理される、装置。
[３８]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上にパイロットを送信するための送信プロセッサーと、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信するための受信プロセッサーとを備え、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理され、前記送信プロセッサーは、送信されたパイロットに補正率を適用し、または前記受信プロセッサーは、前記受信されたデータ送信に補正率を適用し、または前記送信プロセッサーは前記送信されたパイロットに補正率を適用し、前記受信プロセッサーは、受信されたデータ送信に補正率を適用する両方である、装置。
[３９]
無線時分割デュプレックス（ＴＤＤ）多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータを送信するための方法において、
第１ステーションから第２ステーションへの第１の通信リンク上のパイロットを送信することと、
前記第２ステーションから前記第１ステーションへの第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することであって、前記第２ステーションは、前記第２ステーションにおける送信側、または受信側、または送信側と受信側の両方に補正率を適用し、前記データ送信は、前記第１の通信リンク上に送信されたパイロットから導き出された前記第１の通信リンクのためのチャネル応答推定値に基いて空間的に処理されることと、
前記第１ステーションにおいて最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）受信機を用いて前記受信したデータ送信を処理することと、
を備えた方法。
[４０]
前記第２の通信リンク上に送信されたデータ送信を受信することは、前記第２の通信リンクの複数の固有モード上に送信されたデータ送信を受信することを備えた、[３９]の方法。
【外国語明細書】
2011234361000001.pdf