(57)【要約】  マルチアンテナシステムにおいて空間拡散を行って、各送信データシンボルブロックのために、受信エンティティによって観察される“有効”チャネルをランダム化する。ＭＩＭＯシステムでは、送信エンティティにおいて、データを処理し(例えば、符号化し、インターリーブし、復調し)、ＮＭ個の送信スパンにおいて送信されるＮＤ個データシンボルブロックを得る。なお、ＮＤ≧１およびＮＭ＞１である。ＮＤ個のブロックは、各送信スパンに対して１つのサブブロックずつ、ＮＭ個のデータシンボルサブブロックに分割される。ステアリング行列は、各サブブロックにおいて、(例えば、Ｌ＞１として、Ｌ個のステアリング行列の組の中から、決定論的、または擬似ランダムなやり方で)選択される。各データシンボルサブブロックは、そのサブブロックのために選択されたステアリング行列で空間的に処理され、送信シンボルを得て、これらは、さらに処理され、１つの送信スパンにおいて、ＮＴ本の送信アンテナを介して送信される。したがって、ＮＤ個のデータシンボルブロックは、ＮＭ個のステアリング行列で空間的に処理され、チャネルの集合を観察する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線多数入力多数出力（multiple-input multiple-output, MIMO）通信システムにおいて送信されるデータを処理する方法であって、
データを処理して、データシンボルの少なくとも１つのブロックを得ることと、
データシンボルの少なくとも１つのブロックに対して、複数のステアリング行列で空間処理を行って、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得ることとを含み、複数のステアリング行列が、データシンボルの少なくとも１つのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する方法。
【請求項２】
データを処理して、データシンボルの少なくとも１つのブロックを得ることが、
データを符号化して、符号化されたデータの少なくとも１つのブロックを生成することと、
符号化されたデータの各ブロックをシンボルマップして、データシンボルの対応するブロックを得ることとを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
データシンボルの少なくとも１つのブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割することと、
データシンボルの各サブブロックのステアリング行列を選択することとをさらに含み、データシンボルの少なくとも１つのブロックに対して空間処理を行うことが、データシンボルの各サブブロックに対して、そのサブブロックのために選択されたステアリング行列で空間処理を行うことを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
データシンボルの少なくとも１つのブロックを分割することが、
データシンボルの１つのブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割することを含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
データシンボルの少なくとも１つのブロックを分割することが、
データシンボルの複数のブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割することを含む請求項３記載の方法。
【請求項６】
データシンボルの少なくとも１つのブロックを分割することが、
データシンボルの少なくとも１つのブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割することを含み、その結果、各サブブロックが、少なくとも１つのブロックの各々からのデータシンボルを含む請求項３記載の方法。
【請求項７】
複数の送信スパンにおいて、空間的に処理されたデータシンボルの複数のサブブロックを、各送信スパンにおいて１つのサブブロックずつ送信することをさらに含む請求項３記載の方法。
【請求項８】
１つのシンボル期間において、複数の送信アンテナから、空間的に処理されたデータシンボルの各サブブロックを送信することをさらに含む請求項３記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１本の周波数サブバンドの各グループ上で、複数の送信アンテナから、空間的に処理されたデータシンボルの各サブブロックを送信することをさらに含む請求項３記載の方法。
【請求項１０】
複数の送信アンテナから、複数の送信シンボル系列を送信することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列の組の中から、複数のステアリング行列を選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリング行列を決定論的なやり方で選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列を順次に循環することによって、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリング行列を選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１４】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリング行列を擬似ランダムなやり方で選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１５】
データシンボルの複数のサブブロックの各々のために、異なるステアリング行列を選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１６】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、複数のサブブロックの中のＬ個のサブブロックの各サブセットのために、Ｌ個のステアリング行列の異なる順序を選択することをさらに含む請求項３記載の方法。
【請求項１７】
複数のステアリング行列が、ユニタリー行列である請求項１記載の方法。
【請求項１８】
複数のステアリング行列が、任意の２つのステアリング行列間に低い相関をもつ請求項１記載の方法。
【請求項１９】
複数のステアリング行列を、基本行列および複数のスカラーで生成することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２０】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、最初のユニタリー行列および１のＬ番目の根の対角行列に基づいて、複数のステアリング行列を生成することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２１】
独立の等方的に分布したユニタリー行列の組に基づいて、複数のステアリング行列を生成することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２２】
直交周波数分割多重化(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)のために複数の送信シンボル系列を処理することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２３】
データ送信に使用される複数の周波数サブバンドの各々のために異なるステアリング行列を選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２４】
データシンボルの少なくとも１つのブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割することをさらに含み、データシンボルの各サブブロックが、少なくとも１本の周波数サブバンドの各グループ上で、複数の送信アンテナから送信されることを指定され、空間処理を行うことが、少なくとも１本の周波数サブバンドの各グループのためのデータシンボルのサブブロックに対して、複数のステアリング行列の各１つで空間処理を行うことをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２５】
無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
データを処理して、データシンボルの少なくとも１つのブロックを得るデータプロセッサと、
データシンボルの少なくとも１つのブロックに対して、複数のステアリング行列で空間処理を行って、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得る空間プロセッサとを含み、複数のステアリング行列が、データシンボルの少なくとも１つのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する装置。
【請求項２６】
データを符号化して、符号化されたデータの少なくとも１つのブロックを生成し、符号化されたデータの各ブロックをマップして、データシンボルの対応するブロックを得る請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
複数のステアリング行列が、ユニタリー行列である請求項２５記載の装置。
【請求項２８】
空間プロセッサが、データシンボルの少なくとも１つのブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割し、データシンボルの複数のサブブロックの各々に対して、複数のステアリング行列の１つで空間処理を行う請求項２５記載の装置。
【請求項２９】
データシンボルの複数のサブブロックの各々のために、Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列の組の中からステアリング行列を選択する制御装置をさらに含む請求項２８記載の装置。
【請求項３０】
制御装置が、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリング行列を決定論的なやり方で選択する請求項２９記載の装置。
【請求項３１】
制御装置が、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリング行列を擬似ランダムなやり方で選択する請求項２９記載の装置。
【請求項３２】
ＭＩＭＯシステムが、直交周波数分割多重化(ＯＦＤＭ)を使用する請求項２８記載の装置。
【請求項３３】
無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
データを処理して、データシンボルの少なくとも１つのブロックを得る手段と、
データシンボルの少なくとも１つのブロックに対して、複数のステアリング行列で空間処理を行って、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得る手段とを含み、複数のステアリング行列が、データシンボルの少なくとも１つのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する装置。
【請求項３４】
データシンボルの少なくとも１つのブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割する手段と、
データシンボルの複数のサブブロックの各々のためにステアリング行列を選択する手段とをさらに含み、空間処理を行う手段が、データシンボルの複数のサブブロックの各々に対して、そのサブブロックのために選択されたステアリング行列で空間処理を行う手段を含む請求項３３記載の装置。
【請求項３５】
複数のステアリング行列が、ユニタリー行列である請求項３３記載の装置。
【請求項３６】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリング行列を決定論的なやり方で選択する手段をさらに含む請求項３３記載の装置。
【請求項３７】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリング行列を擬似ランダムなやり方で選択する手段をさらに含む請求項３３記載の装置。
【請求項３８】
無線多数入力単一出力（multiple-input single-output, MISO）通信システムにおいて送信されるデータを処理する方法であって、
データを処理して、データシンボルのブロックを得ることと、
データシンボルのブロックに対して、複数のステアリングベクトルで空間処理を行って、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得ることとを含み、複数のステアリングベクトルが、データシンボルのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＳＯチャネルをランダム化する方法。
【請求項３９】
データシンボルのブロックを、データシンボルの複数のサブブロックに分割することと、
データシンボルの複数のサブブロックの各々のためにステアリングベクトルを選択することとをさらに含み、データシンボルのブロックに対して空間処理を行うことが、データシンボルの複数のサブブロックの各々に対して、そのサブブロックのために選択されたステアリングベクトルで空間処理を行うことを含む請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
複数のステアリングベクトルの中のステアリングベクトルの任意の対が、低い相関をもつ請求項３８記載の方法。
【請求項４１】
複数のステアリングベクトルを、基本行列および少なくとも１つのスカラーで生成することをさらに含む請求項３８記載の方法。
【請求項４２】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリングベクトルの組の中から複数のステアリングベクトルを決定論的なやり方で選択することをさらに含む請求項３８記載の方法。
【請求項４３】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、Ｌ個のステアリング行列の組の中から複数のステアリングベクトルを擬似ランダムなやり方で選択することをさらに含む請求項３８記載の方法。
【請求項４４】
無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおいてデータ送信を受信する方法であって、
ＭＩＭＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリング行列で空間的に処理された少なくとも１つのデータシンボルブロックのための受信データシンボルを得ることと、
ＭＩＭＯチャネルおよび複数のステアリング行列によって形成される有効ＭＩＭＯチャネルのためのチャネル応答推定値を得ることと、
受信データシンボルに対してチャネル応答推定値で受信機空間処理を行って、少なくとも１つのデータシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得ることとを含む方法。
【請求項４５】
各送信スパンのためのステアリング行列を選択することをさらに含み、受信機空間処理を行うことが、各送信スパンのための受信データシンボルに対して、その送信スパンのために選択されたステアリング行列に基づいて、受信機空間処理を行うことを含む請求項４４記載の方法。
【請求項４６】
少なくとも１つのデータシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を処理して、少なくとも１つのデータシンボルブロックの復号されたデータを得ることをさらに含む請求項４４記載の方法。
【請求項４７】
複数のステアリング行列が、ユニタリー行列である請求項４４記載の方法。
【請求項４８】
無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
ＭＩＭＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリング行列で空間的に処理された少なくとも１つのデータシンボルブロックのための受信データシンボルを得る複数の受信機ユニットと、
ＭＩＭＯチャネルおよび複数のステアリング行列によって形成された有効ＭＩＭＯチャネルのためのチャネル応答推定値を得るチャネル推定器と、
受信データシンボルに対してチャネル応答推定値で受信機空間処理を行って、少なくとも１つのデータシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得る空間プロセッサとを含む装置。
【請求項４９】
複数のステアリング行列が、ユニタリー行列である請求項４８記載の装置。
【請求項５０】
無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、
ＭＩＭＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリング行列で空間的に処理された少なくとも１つのデータシンボルブロックに対する受信データシンボルを得る手段と、
ＭＩＭＯチャネルおよび複数のステアリング行列によって形成される有効ＭＩＭＯチャネルのためのチャネル応答推定値を得る手段と、
受信データシンボルに対してチャネル応答推定値で受信機空間処理を行って、少なくとも１つのデータシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得る手段とを含む装置。
【請求項５１】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、各送信スパンのためのＬ個のステアリング行列の組の中からステアリング行列を選択する手段をさらに含み、受信機空間処理を行う手段が、各送信スパンのための受信データシンボルに対して、その送信スパンのために選択されたステアリング行列に基づいて、受信機空間処理を行う手段を含む請求項５０記載の装置。
【請求項５２】
無線多数入力単一出力（ＭＩＳＯ）通信システムにおいてデータ送信を受信する方法であって、
ＭＩＳＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリングベクトルで空間的に処理されたデータシンボルブロックのための受信データシンボルを得ることと、
ＭＩＳＯチャネルおよび複数のステアリングベクトルによって形成される有効ＭＩＳＯチャネルのためのチャネル応答推定値を得ることと、
受信データシンボルに対してチャネル応答推定値で検出を行って、データシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得ることとを含む方法。
【請求項５３】
Ｌが１よりも大きい整数であるとき、各送信スパンのためのＬ個のステアリングベクトルの組の中からステアリングベクトルを選択することをさらに含み、各送信スパンのためのチャネル応答推定値が、その送信スパンのための選択されたステアリングベクトルに基づいて得られる請求項５２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第１１９条のもとでの優先権の主張
本特許出願は、２００３年１２月１７日に出願された仮出願第６０／５３１，０２１号（“Pseudo-Random Transmit Steering in a Multi-Antenna Communication System”）に対して優先権を主張しており、仮出願第６０／５３１，０２１号は、本発明の譲受人に譲渡され、それによって本明細書において明示的に取り入れられている。
【０００２】
本発明は、概ね、データ通信、より具体的には、マルチアンテナ通信システムにおいてデータを送信する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
多数入力多数出力(multiple-input multiple-output, MIMO)通信システムは、データ送信のために、送信エンティティにおいて多数（ＮＴ）の送信アンテナ、受信エンティティにおいて多数（ＮＲ）の受信アンテナを使用し、（ＮＴ，ＮＲ）システムとして示される。ＮＴ本の送信アンテナとＮＲ本の受信アンテナとによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、ＮＳ本の空間チャネルに分解されることができ、ＮＳ≦ｍｉｎ｛ＮＴ，ＮＲ｝である。ＮＳ本の空間チャネルを使用して、システムにおけるより大きい信頼性またはより高い総スループット、あるいはこの両者を達成するようにデータを送信することができる。
【０００４】
ＭＩＭＯチャネルのＮＳ本の空間チャネルは、異なるチャネル条件(例えば、異なるフェージング、マルチパス、および干渉の影響)を経験し、信号対雑音および干渉比（signal-to-noise-and-interference ratio, SNR）を達成し得る。空間チャネルのＳＮＲは、その送信容量を決定する。これは、一般に、空間チャネル上で確実に送信され得る特定のデータレートによって量子化される。時間で変化するＭＩＭＯチャネルにおいて、チャネル条件は、時間にしたがって変化し、各空間チャネルのＳＮＲも、時間にしたがって変化する。スループットを最大化するために、ＭＩＭＯシステムは、何らかの形のフィードバックを使用することができ、それによって、受信エンティティは空間チャネルを評価し、各空間チャネルの送信容量を示すフィードバック情報を与える。次に、送信エンティティは、フィードバック情報に基づいて、空間チャネル上でのデータ送信を調節するであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このフィードバック情報は、種々の理由で得られないことがある。例えば、ＭＩＭＯシステムは、受信エンティティからのフィードバック送信を支援しないことがある。別の例として、ＭＩＭＯチャネルは、受信エンティティがチャネルを推定する、またはフィードバック情報を送る、あるいはこの両者をすることができるレートよりも、より迅速に変化し得る。何れの場合においても、送信エンティティは、チャネル条件を知らないとき、最悪の場合のチャネル条件のもとであっても、受信エンティティがデータ送信を確実に復号できるように、非常に低いレートでデータを送信することが必要であり得る。したがって、このようなシステムの性能は、予測される最悪の場合のチャネル条件によって影響を受けるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの実施形態において、無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおけるデータ送信を処理する方法であって、データを処理して、データシンボルの少なくとも１つのブロックを得る方法が記載される。空間処理が、データシンボルの少なくとも１つのブロックに対して、複数のステアリング行列で行われ、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得る。ここで、複数のステアリング行列は、データシンボルの少なくとも１つのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する。
【０００７】
別の実施形態において、無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、データを処理して、データシンボルの少なくとも１つのブロックを得るデータプロセッサと、データシンボルの少なくとも１つのブロックに対して、複数のステアリング行列で空間処理を行って、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得る空間プロセッサとを含み、複数のステアリング行列が、データシンボルの少なくとも１つのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する装置が記載される。
【０００８】
別の実施形態において、無線多数入力多数出力（ＭＩＭＯ）通信システムにおける装置であって、データを処理して、データシンボルの少なくとも１つのブロックを得る手段と、データシンボルの少なくとも１つのブロックに対して、複数のステアリング行列で空間処理を行って、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得る手段とを含み、複数のステアリング行列が、データシンボルの少なくとも１つのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する装置が記載される。
【０００９】
別の実施形態において、無線多数入力単一出力（ＭＩＳＯ）通信システムにおいて送信するデータを処理する方法であって、データを処理して、データシンボルのブロックを得る方法が記載される。データシンボルのブロックに対して、複数のステアリングベクトルで空間処理を行って、複数の送信アンテナのための複数の送信シンボル系列を得る。ここで、複数のステアリングベクトルは、データシンボルのブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する。
【００１０】
別の実施形態において、無線多数入力多数出力(ＭＩＭＯ)通信システムにおいてデータ送信を受信する方法であって、受信データシンボルが、ＭＩＭＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリング行列で空間的に処理された少なくとも１つのデータシンボルブロックのために得られる方法が記載される。チャネル応答推定値は、ＭＩＭＯチャネルおよび複数のステアリング行列によって形成される有効ＭＩＭＯチャネルのために得られる。受信機空間処理は、受信データシンボルに対してチャネル応答推定値で行われ、少なくとも１つのデータシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得る。
【００１１】
別の実施形態において、無線多数入力多数出力(ＭＩＭＯ)通信システムにおける装置であって、ＭＩＭＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリング行列で空間的に処理された少なくとも１つのデータシンボルブロックのための受信データブロックを得る複数の受信機ユニットと、ＭＩＭＯチャネルおよび複数のステアリング行列によって形成される有効ＭＩＭＯチャネルのためのチャネル応答推定値を得るチャネル推定器と、受信データシンボルに対してチャネル応答推定値で受信機空間処理を行って、少なくとも１つのデータシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得る空間プロセッサとを含む装置が記載される。
【００１２】
別の実施形態において、無線多数入力多数出力(ＭＩＭＯ)通信システムにおける装置であって、ＭＩＭＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリング行列で空間的に処理された少なくとも１つのデータシンボルブロックのための受信データブロックを得る手段と、ＭＩＭＯチャネルおよび複数のステアリング行列によって形成される有効ＭＩＭＯチャネルのためのチャネル応答推定値を得る手段と、受信データシンボルに対してチャネル応答推定値で受信機空間処理を行って、少なくとも１つのデータシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得る手段とを含む装置が記載される。
【００１３】
別の実施形態において、無線多数入力単一出力(multiple-input single-output, MISO)通信システムにおいてデータ送信を受信する方法であって、受信データシンボルが、ＭＩＳＯチャネルを介して送信する前に複数のステアリングベクトルで空間的に処理されたデータシンボルブロックのために得られる方法が記載される。チャネル応答推定値は、ＭＩＳＯチャネルおよび複数のステアリングベクトルによって形成される有効ＭＩＳＯチャネルのために得られ、受信データシンボルの検出を、チャネル応答推定値で行って、データシンボルブロックのためのデータシンボル推定値を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
“例示的”という用語は、本明細書において“例、事例、または実例としての役割を果たす”ことを意味するために使用される。本明細書に“例示的”として記載されている何れの実施形態も、他の実施形態よりも好ましいまたは好都合であると、必ずしも解釈されるとは限らない。
【００１５】
マルチアンテナ通信システムにおいて空間拡散を行う技術が、本明細書に記載されている。マルチアンテナ通信システムは、ＭＩＭＯシステムまたは多数入力単一出力(ＭＩＳＯ)システムであり得る。空間拡散は、(データの変調シンボルである)データシンボルを多数の送信アンテナから同時に、恐らくは、そのデータシンボルに使用されるステアリングベクトルによって判断される異なる振幅または位相、あるいはこの両者で送信することを指す。空間拡散は、送信ステアリング、擬似ランダムな送信ステアリング、ステアリングダイバーシティ、行列の擬似ランダムなステアリング、ベクトルの擬似ランダムなステアリング、等とも呼ばれ得る。空間処理技術は、送信エンティティによって送信されるデータシンボルの各ブロックのために、受信エンティティによって観察される“有効”ＭＩＭＯまたはＭＩＳＯチャネルをランダム化することができ、その結果、システムの性能は、最悪の場合のチャネル条件によって影響を受けない。
【００１６】
ＭＩＭＯシステムにおいて空間拡散でデータを送信する実施形態において、送信エンティティは、ＮＤ本のデータストリームのためのデータを処理し(例えば、符号化し、インターリーブし)、符号化されたデータのＮＤ個のブロックを生成する（なお、ＮＤ≧１）。符号化されたデータのブロックは、符号ブロックまたは符号化されたデータパケットとも呼ばれ得る。各符号ブロックは、送信エンティティにおいて個々に符号化され、受信エンティティにおいて個々に復号される。各符号ブロックをシンボルマップして、データシンボルの対応するブロックを得る。ＮＤ個のコードブロックのためのＮＤ個のデータシンボルブロックは、各送信スパンにおいて１つのサブブロックずつ、ＮＭ個の送信スパンにおいて送信されるＮＭ個のデータシンボルサブブロックに分割される（なお、ＮＭ＞１）。別途記載されるように、送信スパンは、時間または周波数、あるいはこの両者の次元をカバーすることができる。ステアリング行列は、(例えば、Ｌ個のステアリング行列の組の中から)ＮＭ個のデータシンボルサブブロックの各々のために選択される。各データシンボルサブブロックは、そのサブブロックのために選択されたステアリング行列で空間的に処理され、送信シンボルを生成し、これはさらに処理され、ＮＴ本の送信アンテナを介して、１つの送信スパンにおいて送信される。要するに、ＮＤ個のデータシンボルブロックは、ＮＭ個のステアリング行列で空間的に処理され、したがって、全ブロックが同じチャネルを観察するのとは対照的に、チャネルの集合を観察する。空間拡散に使用されるステアリング行列は、直交する列またはベクトルをもつユニタリー行列であり、別途記載されるように生成され得る。
【００１７】
ＭＩＳＯシステムも、別途記載されるように、空間拡散でデータを送信し得る。本発明の種々の態様および実施形態は、さらに詳しく別途記載される。
【００１８】
本明細書に記載されている空間拡散技術は、ＭＩＭＯおよびＭＩＳＯシステムに使用され得る。これらの技術は、シングルキャリアおよびマルチキャリアシステムにも使用され得る。多数の搬送波は、直交周波数分割多重化(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)、何か他のマルチキャリア変調技術、または何か他の構成で得られ得る。ＯＦＤＭは、全システムバンド幅を多数（ＮＦ）の直交するサブバンドに効果的に分割し、これらは、トーン、副搬送波、ビン、および周波数チャネルとも呼ばれる。ＯＦＤＭを用いると、各サブバンドは、データで変調され得る各副搬送波と関係付けられる。
【００１９】
１．ＭＩＭＯシステム
シングルキャリアＭＩＭＯシステムでは、送信エンティティにおけるＮＴ本の送信アンテナと受信エンティティにおけるＮＲ本の受信アンテナとによって形成されるＭＩＭＯチャネルは、ＮＲ×ＮＴのチャネル応答行列Ｈによって特徴付けられ得る。これは、次のように表現され得る。
【数１】
2007515131.tif 000003
【００２０】
ここで、エントリｈｉ，ｊ（なお、ｉ＝１．．．ＮＲ、およびｊ＝１．．．ＮＴ）は、送信アンテナｊと受信アンテナｉとの間の結合または複素利得を示す。
【００２１】
データは、ＭＩＭＯシステムにおいて種々のやり方で送信され得る。１つの単純な送信方式では、１本のデータシンボルストリームが、各送信アンテナから、全く空間処理をせずに送信され、ＮＳ本までのデータシンボルストリームが、ＮＴ本の送信アンテナから同時に送信される。この送信方式におけるＭＩＭＯシステムのモデルは、次のように表現され得る。
【００２２】
ｒ＝Ｈｓ＋ｎ          式（２）
ここで、ｓは、ＨのＮｓ本の空間チャネル上で送信されるＮｓ個のデータシンボルのＮｓ個のゼロ以外のエントリをもつＮＴ×１のベクトルであり、
ｒは、ＮＲ本の受信アンテナを介して得られるＮＲ個の受信シンボルのエントリをもつＮＲ×１のベクトルであり、
ｎは、受信エンティティにおいて観察される雑音ベクトルである。
【００２３】
雑音は、ゼロ平均ベクトルおよび∧ｎ＝σ２Ｉの共分散行列（なお、σ２は、雑音の共分散であり、Ｉは、恒等行列である）の加法的白色ガウス雑音（additive Gaussian noise, AWGN）であると仮定され得る。
【００２４】
ＮＴ本の送信アンテナから送信されるＮＳ本のデータシンボルストリームは、受信エンティティにおいて相互に干渉する。１本の送信アンテナから送信される所与のデータシンボルストリームは、通常、全ＮＲ本の受信アンテナによって、異なる振幅および位相で受信される。各受信シンボルストリームは、ＮＳ本の送信データシンボルストリームの各々の構成要素を含む。ＮＲ本の受信シンボルストリームは、ＮＳ本のデータシンボルストリームの全てを一括して含むであろう。しかしながら、これらのＮＳ本のデータシンボルストリームは、ＭＲ本の受信シンボルストリーム間で分散される。受信エンティティは、ＮＲ本の受信シンボルストリームに対して受信機空間処理を行い、送信エンティティによって送られたＮＳ本のデータシンボルストリームを復元する。
【００２５】
ＭＩＭＯシステムにおいて達成することができる性能は、チャネル応答行列Ｈに（大部分）依存する。強い相関がＨ内に存在するとき、各データシンボルストリームは、他のストリームからの大量の干渉を観察するであろう。この干渉または漏話は、受信エンティティにおける空間処理によって取り除かれることができない。高レベルの干渉は、影響を受けた各データシンボルストリームのＳＮＲを、恐らくは、データシンボルストリームが受信エンティティによって正確に復号されることができないところまで劣化する。
【００２６】
所与のチャネル応答行列Ｈにおいて、送信エンティティが、Ｈから求められる固有ベクトルを使用して、ＭＩＭＯチャネルのＮＳ個の固有モード(または、直交空間チャネル)上でデータを送信するとき、システム容量に達し得る。受信エンティティが、送信エンティティに、全てのまたは部分的なチャネル状態情報（Channel State Information, CSI）を与えることができるとき、送信エンティティは、(例えば、各データストリームの最適またはほぼ最適のデータレートを使用することによって)これらのストリームの総スループットを最大化するようにして、データストリームを処理することができる。しかしながら、送信エンティティが知らされていないか、または誤って知らされているときは、データストリームに使用されているデータレートは、チャネル実現のある特定の割合において、フレームまたは符号ブロック誤りになり得る。例えば、Ｈが強い相関を示すとき、または無線チャネルにおいて不十分な分散、マルチパス(大きいコヒーレンスバンド幅)、および／または時間的フェージング(大きいコヒーレンス時間)があるときは、“悪い”チャネル応答が生じ得る。“悪い”チャネルが現れるのは、ランダムであり、所与のデータレートの選択において、これが現れ得る時間の割合を最小化することが望ましい。
【００２７】
いくつかのＭＩＭＯシステムでは、性能は、最悪の場合のチャネル条件によって影響を受け得る。例えば、(例えば、フィードバックがシステムによって支援されていないか、またはチャネル条件がフィードバックレートよりも迅速に変わるという理由で)受信エンティティが、各データシンボルストリームに使用する適切なデータレートを示すフィードバック情報を送ることができないとき、データシンボルストリームが、最悪の場合のチャネル条件のもとでさえ、復元されることができるように、送信エンティティは、これらのストリームを低レートで送信する必要がある。したがって、システムの性能は、非常に望ましくない、予測される最悪の場合のチャネル条件によって影響を受けるであろう。
【００２８】
空間拡散を使用して、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化してもよく、その結果、システムの性能は最悪の場合のチャネル条件によって影響を受けない。空間拡散で、送信エンティティは、異なるステアリング行列で空間処理を行い、ＭＩＭＯチャネルを効果的にランダム化し、その結果、各データストリームの各符号ブロックは、チャネルの集合を観察し、長い時間期間において、悪いチャネルに固執しない。
【００２９】
空間拡散ための送信エンティティにおける空間処理は、次のように表現され得る。
【００３０】
ｘ（ｍ）＝Ｖ（ｍ）・ｓ（ｍ）          式（３）
ここで、ｓ（ｍ）は、送信スパンｍにおいて送られるＮＳ個のデータシンボルをもつＮＳ×１のベクトルであり、
Ｖ（ｍ）は、送信スパンｍのためのＮＴ×ＮＳのステアリング行列であり、
ｘ（ｍ）は、送信スパンｍにおいてＮＴ本の送信アンテナから送られるＮＴ個の送信シンボルをもつＮＴ×１のベクトルである。
【００３１】
一般に、ＮＳ本までのデータシンボルストリームが、Ｈ（ｍ）のＮＳ本の空間チャネルを使用して、同時に送信され得る。単純にするために、後述の大部分は、ＮＳ本のデータシンボルストリームが同時に送信されると仮定している。
【００３２】
送信スパンは、時間または周波数、あるいはこの両者の次元をカバーし得る。例えば、シングルキャリアのＭＩＭＯシステムでは、送信スパンは、１つのデータシンボルを送信する時間の継続期間である１シンボル期間に相当し得る。別の例として、ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯシステムのような、マルチキャリアＭＩＭＯシステムでは、送信スパンは、１つのＯＦＤＭシンボル期間における１本のサブバンドに相当し得る。送信スパンは、多数のシンボル期間または多数のサブバンド、あるいはこの両者もカバーし得る。したがって、ｍは、時間または周波数、あるいはこの両者の指標であり得る。送信スパンは、送信間隔、シグナリング間隔、スロット、等とも呼ばれ得る。
【００３３】
Ｌ個のステアリング行列の組が、別途記載されるように生成され、空間拡散に使用され得る。このステアリング行列の組は、｛Ｖ｝またはＶ（ｉ）として示され、なお、ｉ＝１．．．Ｌであり、Ｌは、１よりも大きい任意の整数であり得る。組内の１つのステアリング行列が、各送信スパンｍのために選択され得る。次に、送信エンティティは、各送信スパンｍのための空間処理を、その送信スパンｍのために選択されたステアリング行列Ｖ（ｍ）で行うであろう（なお、Ｖ（ｍ）∈｛Ｖ｝）。空間処理の結果は、ＮＴ本の送信シンボルストリームであり、これらは、さらに調整され、ＮＴ本の送信アンテナから送信される。
【００３４】
受信エンティティにおける空間拡散された受信シンボルは、次のように表現され得る。
【００３５】
ｒ（ｍ）＝Ｈ（ｍ）・Ｖ（ｍ）・ｓ（ｍ）＋ｎ（ｍ）
＝Ｈｅｆｆ（ｍ）・ｓ（ｍ）＋ｎ（ｍ）          式（４）
ここで、Ｈ（ｍ）は、送信スパンｍのためのＮＲ×ＮＴのチャネル応答行列であり、
Ｈｅｆｆは、送信スパンｍのためのＮＲ×ＮＳの有効チャネル応答行列であり、Ｈｅｆｆ＝Ｈ（ｍ）・Ｖ（ｍ）であり、
ｒ（ｍ）は、送信スパンｍのためのＮＲ個の受信シンボルをもつＮＲ×１のベクトルであり、
ｎ（ｍ）は、送信スパンｍにおける雑音ベクトルである。
【００３６】
式（４）に示されているように、送信エンティティによって行われる空間拡散のために、ＮＳ本のデータシンボルストリームは、実際のチャネル応答Ｈ（ｍ）ではなく、有効チャネル応答Ｈｅｆｆ（ｍ）を観察する。したがって、各データシンボルストリームは、Ｈ（ｍ）ではなく、Ｈｅｆｆ（ｍ）の空間チャネル上で送られる。各データシンボルストリームがＨ（ｍ）の空間チャネルの集合を観察するように、ステアリング行列が選択され得る。さらに加えて、符号ブロック全体で、異なるステアリング行列が使用されるとき、符号ブロックのデータシンボルは、符号ブロック全体で異なるチャネルを観察するであろう。
【００３７】
受信エンティティは、受信シンボルに対して、有効チャネル応答行列の推定値で受信機空間処理を行って、送信データシンボルストリームを復元することができる。
【数２】
2007515131.tif 000004
【００３８】
その代わりに、受信エンティティは、例えば、Ｖ（ｍ）を使用して送信された受信パイロットシンボルに基づいて、有効チャネル応答行列Ｈｅｆｆ（ｍ）を直接に推定することができる。パイロットシンボルは、パイロットの変調シンボルであり、これは、送信および受信エンティティの両者によって事前に知られているデータである。
【００３９】
通常、（ＮＤ本の）データストリームの中の任意の数が、ＭＩＭＯチャネルを介して同時に送信され得る（なお、ＮＳ≧ＮＤ≧１）。例えば、ＮＤ＝ＮＳであるときは、１本のデータストリームが、Ｈｅｆｆ（ｍ）のＮＳ本の空間チャネルの各々の上で送信され得る。ＮＤ＝１であるときは、１本のデータストリームがデマルチプレックスされ、Ｈｅｆｆ（ｍ）の全ＮＳ本の空間チャネル上で送信され得る。何れの場合においても、別途記載されるように、各データストリームは、データシンボルを得るために処理され(例えば、符号化され、インターリーブされ、変調され)、全ＮＤ本のデータストリームのためのデータシンボルは、Ｈｅｆｆ（ｍ）のＮＳ本の空間チャネルのためのＮＳ本のデータシンボルストリームへデマルチプレックスされる。ステアリング行列は、１つまたは多数のデータシンボルベクトルをカバーし得る１つの送信スパンのための空間処理に使用される。
【００４０】
図１は、空間拡散でデータを送信する処理100を示している。最初に、データを処理して、各データストリームに対して１ブロックずつ、ＮＤ本のデータストリームのためのＮＤ個のデータシンボルブロックの組を得る(ブロック112)。各データシンボルブロックは、符号化されたデータの１つの符号ブロック(または、１つの符号化されたデータパケット)から生成されるデータシンボルを含む。データ処理は、別途記載されるように行われ得る。ＮＤ個のデータシンボルブロックは、各送信スパンにおいて１つのサブブロックずつ、ＮＭ個の送信スパンにおいて送信されるＮＭ個のデータシンボルサブブロックに分割される(ブロック114)。ＮＭは、ブロック長とも呼ばれ、ＮＭ＞１である。各サブブロックは、ＮＤ個のブロックの各々からの１つ以上のデータシンボルを含み得る。例えば、ＮＤ＝ＮＳであるときは、各サブブロックは、ＮＳ本のデータストリームのためのＮＳ個のブロックからのＮＳ個のデータシンボルを含み得る。別の例として、ＮＤ＝１であるときは、各サブブロックは、１本のデータストリームの１つのブロックからのＮＳ個のデータシンボルを含み得る。指標ｍは、１に設定されたデータシンボルブロックの現在の組のための送信スパンを示すのに使用される(ブロック116)。
【００４１】
１つのステアリング行列Ｖ（ｍ）は、各送信スパンｍのための空間処理に使用される。このステアリング行列Ｖ（ｍ）は、Ｌ個のステアリング行列の組｛Ｖ｝から選択され得る(ブロック118)。次に、空間処理が、データシンボルサブブロックｍに対して、ステアリング行列Ｖ（ｍ）で行われ、送信シンボルを得る(ブロック120)。送信スパンｍが、１つのデータシンボルベクトルをカバーするとき、ＮＳ個までのデータシンボルを含む１つのベクトルｓ（ｍ）が、データシンボルサブブロックｍから形成され、ステアリング行列Ｖ（ｍ）で空間的に処理され、式（３）に示されているように、対応する送信シンボルベクトルｘ（ｍ）を得る。送信スパンｍが、多数（ＮＶ）のデータシンボルベクトルをカバーするとき、ＮＶ個のベクトルｓｌ（ｍ）（なお、ｌ＝１．．．ＮＶ）が、データシンボルサブブロックｍから形成され、各ベクトルｓｌ（ｍ）は、同じステアリング行列Ｖ（ｍ）で空間的に処理され、対応する送信シンボルベクトルｘｌ（ｍ）を得る。何れの場合においても、同じステアリング行列Ｖ（ｍ）が、送信スパンｍにおける全データシンボルベクトルのための空間処理に使用され、結果の送信シンボルベクトルは処理され、送信スパンｍにおいてＮＴ本の送信アンテナを介して送信される(ブロック122)。
【００４２】
次に、ＮＭ個のデータシンボルサブブロックが処理され、送信されるかどうか（すなわち、ｍ＝ＮＭであるかどうか）が判断される(ブロック124)。答えが‘ノー’であるときは、指標ｍは、次のサブブロック／送信スパンのためにインクリメントされ(ブロック126)、処理はブロック118に戻る。ブロック124に対する答えが‘イエス’であるときは、送信するデータがまだ他にあるかどうかが判断される(ブロック128)。答えが‘イエス’であるときは、処理は、ブロック112に戻り、データシンボルブロックの次の組に対する処理を開始する。そうでないときは、処理は終了する。
【００４３】
図１に示されているように、データシンボルブロックの各組が、ＮＭ個のステアリング行列で空間的に処理され、ＮＴ本の送信シンボル系列を得る。各送信シンボル系列は、ＮＭ個の送信スパンにおいて、ＮＴ本の送信アンテナの各１本を介して送信される。ＮＭ個のステアリング行列は、ＮＤ個のデータシンボルブロックのために、受信エンティティによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルをランダム化する。ＭＩＭＯチャネルのランダム化は、異なる送信スパンに異なるステアリング行列を使用することから得られ、必ずしも、ステアリング行列の要素におけるランダム性から得られる訳ではない。
【００４４】
既に記載したように、送信スパンは、１つ以上のシンボル期間または１本以上のサブバンド、あるいはこの両者をカバーするように定められることができる。向上した性能のために、（１）より多くのステアリング行列が、各データシンボルブロックに使用されることができ、（２）受信エンティティが、各データシンボルブロックのためのＭＩＭＯチャネルの可能な限り多くの“外観”を得ることができるように、可能な限り小さい送信スパンを選択することが望ましい。さらに加えて、送信スパンは、ＭＩＭＯチャネルのコヒーレンス時間、すなわちＭＩＭＯチャネルがほぼ静的であると仮定することができる時間の継続期間よりも短いものであるべきである。同様に、送信スパンは、ＯＦＤＭに基づくシステムのためのチャネルのコヒーレンスバンド幅よりも小さいものであるべきである。
【００４５】
図２は、空間拡散でデータを受信する処理200を示している。最初に、データシンボルブロックの現在の組のための送信スパンを示すのに使用される指標ｍが、１に設定される(ブロック212)。受信データシンボルは、データシンボルサブブロックｍのためにＮＲ本の受信アンテナから得られる(ブロック214)。サブブロックｍのために送信エンティティによって使用されるステアリング行列Ｖ（ｍ）が判断され（ブロック216）、サブブロックｍによって観察される有効ＭＩＭＯチャネルのチャネル応答推定値を求めるのに使用される。次に、このチャネル応答推定値を使用して、受信データシンボルに対して受信機空間処理を行い、サブブロックｍのための検出されたシンボル(またはデータシンボル推定値)を得る(ブロック218)。
【００４６】
次に、現在のデータシンボルブロックの組のためのＮＭ個のデータシンボルサブブロックが受信されたかどうか（すなわち、ｍ＝ＮＭであるかどうか）が判断される(ブロック220)。答えが‘ノー’であるときは、指標ｍは、次のサブブロック／送信スパンのためにインクリメントされ(ブロック222)、処理は、ブロック214に戻る。ブロック220に対する答えが‘イエス’であるときは、全ＮＭ個のサブブロックのための検出されたシンボルが処理され(例えば、復調され、デインターリーブされ、復号され)、現在のデータシンボルブロックの組のための復号されたデータを得る(ブロック224)。次に、受信するデータがまだ他にあるかどうかが判断される(ブロック226)。答えが‘イエス’であるときは、処理は、ブロック212に戻り、データシンボルブロックの次の組を受信し始める。そうでないときは、処理は終了する。
【００４７】
Ａ．ステアリング行列の選択
既に記載されたように、Ｌ個のステアリングの組が生成され、空間拡散に使用され得る。組内のステアリング行列は、種々のやり方で使用に選択され得る。１つの実施形態では、ステアリング行列は、決定論的なやり方で、その組から選択される。例えば、Ｌ個のステアリング行列が、第１のステアリング行列Ｖ（１）から始めて、その後で、第２のステアリング行列Ｖ（２）、等、その後で、最後のステアリング行列Ｖ（Ｌ）で、順次に、循環され、選択され得る。別の実施形態では、ステアリング行列は、擬似ランダムなやり方で、組から選択される。例えば、各送信スパンｍにおいて使用するステアリング行列は、Ｌ個のステアリング行列の１つを擬似ランダムに選択する関数ｆ（ｍ）、すなわちステアリング行列Ｖ（ｆ（ｍ））に基づいて選択され得る。また別の実施形態では、ステアリング行列は、“置換”方式で、組から選択される。例えば、Ｌ個のステアリング行列が、順次に、循環され、使用のために選択され得る。しかしながら、各サイクルの最初のステアリング行列は、常に第１のステアリング行列Ｖ（１）ではなく、擬似ランダムに選択され得る。Ｌ個のステアリング行列は、種々の他のやり方でも選択されることができ、これは、本発明の範囲内である。
【００４８】
ステアリング行列の選択は、組内のステアリング行列の数（Ｌ）およびブロック長（ＮＭ）にも依存し得る。一般に、ステアリング行列の数は、ブロック長よりも多くても、等しくても、または少なくてもよい。別途記載されるように、これらの３つの場合においてステアリング行列が選択され得る。
【００４９】
Ｌ＝ＮＭであるときは、ステアリング行列の数は、ブロック長に整合する。この場合に、異なるステアリング行列が、データシンボルブロックの組を送信するのに使用されるＮＭ個の送信スパンの各々のために選択され得る。ＮＭ個の送信スパンのためのＮＭ個のステアリング行列は、既に記載したように、決定論的、擬似ランダム、または置換方式で選択され得る。例えば、組内のＬ個のステアリング行列が、各データシンボルブロックの組のために順次に選択され、（予め選択された）同じか、または（擬似ランダムに選択された）異なる最初のステアリング行列が、各データシンボルブロックの組に使用される。
【００５０】
Ｌ＜ＮＭであるときは、ブロック長は、組内のステアリング行列の数よりも長い。この場合に、ステアリング行列は、各データシンボルブロックの組のために再使用され、既に記載したように選択され得る。
【００５１】
Ｌ＞ＮＭであるときは、ステアリング行列のサブセットは、各データシンボルブロックの組に使用される。各データシンボルブロックの組に使用する特定のサブセットの選択は、決定論的であっても、擬似ランダムであってもよい。例えば、現在のデータシンボルブロックの組に使用する第１のステアリング行列は、前のデータシンボルブロックの組に使用された最後のステアリング行列の後のものであり得る。
【００５２】
Ｂ．システム
図３は、ＭＩＭＯシステム300における送信エンティティ310および受信エンティティ350のブロック図を示している。送信エンティティ310において、送信(ＴＸ)データプロセッサ320は、ＮＤ本のデータストリームのトラヒックデータを受信し、処理し(例えば、符号化し、インターリーブし、変調し)、ＮＳ本のデータシンボルストリームを与える（なお、ＮＳ≧ＮＤ≧１）。ＴＸ空間プロセッサ330は、空間拡散のためのＮＳ本のデータシンボルストリームを受信し、空間的に処理し、パイロットシンボルにおいて多重化し、ＮＴ本の送信シンボルストリームをＮＴ個の送信機ユニット(ＴＭＴＲ)332aないし332tに与える。ＴＸデータプロセッサ320による処理は、別途記載され、ＴＸ空間プロセッサ330による空間処理は、既に記載された通りである。各送信機ユニット332は、各送信シンボルストリームを調整し(例えば、アナログに変換し、フィルタにかけ、増幅し、周波数アップコンバートし)、被変調信号を生成する。ＮＴ個の送信機ユニット332aないし332tは、それぞれ、ＮＴ本のアンテナ334aないし334tから送信されるＮＴ個の被変調信号を与える。
【００５３】
受信エンティティ350において、ＮＲ本のアンテナ352aないし352rは、ＮＴ個の送信信号を受信し、各アンテナ352は、受信信号を各受信機ユニット(ＲＣＶＲ)354に与える。各受信機ユニット354は、送信機ユニット332によって行われた処理と相補的な処理を行い、（１）受信データシンボルを受信（ＲＸ）空間プロセッサ360へ、（２）受信パイロットシンボルを制御装置380内のチャネル推定器384へ与える。受信空間プロセッサ360は、ＮＲ個の受信機ユニット354aないし354rからのＮＲ個の受信シンボルストリームに対して、チャネル推定器384からのチャネル推定値で空間処理を行い、ＮＳ本の検出されたシンボルストリーム、すなわち送信エンティティ310によって送られたＮＳ本のデータシンボルストリームの推定値を与える。次に、ＲＸデータプロセッサ370は、ＮＳ本の検出されたシンボルストリームを処理し(例えば、デマップし、デインターリーブし、復号し)、ＮＤ本の復号されたデータストリーム、すなわちＮＤ本のデータストリームの推定値を与える。
【００５４】
制御装置340および380は、送信エンティティ310および受信エンティティ350における種々の処理ユニットの動作をそれぞれ制御する。メモリユニット342および382は、制御装置340および380によって使用されるデータまたはプログラムコード、あるいはこの両者をそれぞれ記憶する。
【００５５】
図４は、送信エンティティ310における処理ユニットのブロック図を示している。図４に示されている実施形態では、ＴＸデータプロセッサ320は、ＮＤ本のデータストリーム｛ｄｌ｝のためのＮＤ個のデータストリームプロセッサ410aを含む（なお、ｌ＝１．．．ＮＤ）。各データストリームプロセッサ410内では、符号器412は、データストリーム｛ｄｌ｝を受信し、符号化方式に基づいて符号化し、符号ビットを与える。符号化方式は、巡回冗長検査(cyclic redundancy check, CRC)生成、畳込み符号化、ターボ符号化、低密度パリティチェック(low density parity check, LDPC)符号化、ブロック符号化、他の符号化、またはこれらの組合せを含み得る。チャネルインターリーバ414は、符号ビットをインターリービング方式に基づいてインターリーブし（すなわち，並び替えて）、周波数、時間、および／または空間ダイバーシティを達成する。シンボルマッピングユニット416は、変調方式に基づいてインターリーブされたビットをマップし、データシンボルのストリーム｛ｓｌ｝を与える。ユニット416は、Ｂ≧１として、Ｂ個のインターリーブされたビットの各組をグループ化し、Ｂビットの値を形成し、さらに加えて、各Ｂビットの値を、選択された変調方式(例えば、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ、またはＭ−ＱＡＭ、なお、Ｍ＝２Ｂ)に基づいて、特定の変調シンボルにマップする。符号化は、通常、各データストリーム｛ｄｌ｝内の各データパケットに対して個別に行われ、対応する符号化されたデータパケットまたは符号ブロックを得て、次に、シンボルマッピングが各符号ブロックに対して行われ、対応するデータシンボルブロックを得る。
【００５６】
図４において、ＮＤ個のデータストリームプロセッサ410aないし410ndは、ＮＤ本のデータストリームを処理し、ＮＤ個のデータシンボルブロックを、ＮＭ個の送信スパンの各ブロック長に与える。また、１つのデータストリームプロセッサ410が、ＮＤ本のデータストリームを、例えば、時分割多重化(time division multiplex, TDM)方式で処理してもよい。同じまたは異なる符号化および変調方式が、ＮＤ本のデータストリームに使用され得る。さらに加えて、同じまたは異なるデータレートが、ＮＤ本のデータストリームに使用され得る。マルチプレクサ／デマルチプレクサ(multiplexer/demultiplexer, Mux/Demux)420は、ＮＤ本のデータストリームのためのデータシンボルを受信し、Ｈｅｆｆ（ｍ）の各空間チャネルに対して１本のデータシンボルストリームずつ、ＮＳ本のデータシンボルストリームへ多重化／デマルチプレックスする。ＮＤ＝ＮＳであるときは、Ｍｕｘ／Ｄｅｍｕｘ420は、単純に、各データストリームのデータシンボルを、１本のデータシンボルストリームとして与えることができる。ＮＤ＝１であるときは、Ｍｕｘ／Ｄｅｍｕｘ420は、１本のデータシンボルストリームのデータシンボルを、ＮＳ本のデータストリームにデマルチプレックスする。
【００５７】
ＴＸ空間プロセッサ330は、ＴＸデータプロセッサ320からのＮＳ個のデータシンボルブロックと、ＮＭ個の送信スパンの各ブロック長のための制御装置340からのＮＭ個のステアリング行列Ｖ（ｍ）とを受信する。ステアリング行列は、必要に応じて、メモリユニット342内のステアリング行列(steering matrix, SM)記憶装置442から検索されるか、または制御装置340によって生成され得る。ＴＸ空間プロセッサ330は、各送信スパンｍのためのデータシンボルに対して、その送信スパンのためのステアリング行列Ｖ（ｍ）で空間処理を行い、その送信スパンのための送信シンボルを与える。ＴＸ空間プロセッサ330は、各送信スパンｍのための送信シンボルを多重化し、ＮＴ本の送信シンボル系列を得て、これは、１つ以上のシンボル期間において、または１本以上のサブバンド上で、あるいはこの両者で、ＮＴ本の送信アンテナから送られる。さらに加えて、ＴＸ空間プロセッサ330は、異なる送信スパンのためのＮＴ本の送信シンボル系列を多重化し、ＮＴ本の送信アンテナにＮＴ本の送信シンボルストリーム｛ｘｊ｝を与える（なお、ｊ＝１．．．ＮＴ）。
【数３】
2007515131.tif 000005
【数４】
2007515131.tif 000006
【００５８】
図５に示されている実施形態において、ＲＸデータプロセッサ370は、マルチプレクサ／デマルチプレクサ（Ｍｕｘ／Ｄｅｍｕｘ）508、およびＮＤ本のデータストリームのためのＮＤ個のデータストリームプロセッサ510aないし510ndを含む。Ｍｕｘ／Ｄｅｍｕｘ508は、行列Ｈｅｆｆ（ｍ）のＮＳ本の空間チャネルのためのＮＳ本の検出されたシンボルストリームを受信し、ＮＤ本のデータストリームのためのＮＤ本の検出されたシンボルストリームへ多重化／デマルチプレックスする。Ｍｕｘ／Ｄｅｍｕｘ508は、図４の送信エンティティ310におけるＭｕｘ／Ｄｅｍｕｘ420と相補的なやり方で動作する。各データストリームプロセッサ510内では、シンボルデマッピングユニット512が、関係付けられたデータストリームのための検出されたシンボルを、そのストリームに使用される変調方式にしたがって復調し、復調されたデータを与える。チャネルデインターリーバ514は、復調されたデータを、送信エンティティ310によってそのストリームに対して行われたインターリービングと相補的なやり方でデインターリーブする。次に、復号器516は、デインターリーブされたデータを、そのストリームに対して送信エンティティ310によって行われた符号化と相補的なやり方で復号する。例えば、送信エンティティ310においてターボまたは畳み込み符号化がそれぞれ行われるときは、ターボ復号器またはビタビ復号器が復号器516に使用され得る。復号器516は、各データシンボルブロックのための復号されたデータパケットを与える。
【００５９】
Ｃ．ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム
ＯＦＤＭを用いると、ＮＦ本までの変調シンボルが、ＮＦ本のサブバンド上で各ＯＦＤＭシンボル期間において送信され得る。これらの変調シンボルは、送信前に、ＮＦ点の逆高速フーリエ変換(inverse fast Fourier transform, IFFT)を使用して、時間領域に変換され、ＮＦ個の時間領域チップを含む“変換された”シンボルを生成する。周波数選択フェージングによって引き起こされるシンボル間干渉（intersymbol interference, ISI）を抑制するために、各変換されたシンボルの一部(または、Ｎｃｐチップ)を反復し、対応するＯＦＤＭシンボルを形成する。各ＯＦＤＭシンボルは、ＮＦ＋Ｎｃｐチップ期間である１つのＯＦＤＭチップ期間において送信される。なお、Ｎｃｐは巡回プレフィクス長である。
【００６０】
ＯＦＤＭを使用するＭＩＭＯシステム(すなわち、ＭＩＭＯ-ＯＦＤＭシステム)において、空間拡散は、データ送信に使用される各サブバンドに対して行われ得る。したがって、送信スパンの指標ｍは、サブバンドｋおよびＯＦＤＭシンボル期間ｎとして、ｋ、ｎと置き換えられる。１つのベクトルｓ（ｋ，ｎ）は、各ＯＦＤＭシンボル期間ｎにおける各サブバンドｋに対して形成され得る。各ベクトルｓ（ｋ，ｎ）は、ＯＦＤＭシンボル期間ｎ、サブバンドｋにおいて、Ｈｅｆｆ（ｋ，ｎ）のＮＳ本の空間チャネルを介して送信されるＮＳ個までのデータシンボルを含む。ＮＦ個までのベクトル、ｓ（ｋ，ｎ）（なお、ｋ＝１．．．ＮＦ）は、１つのＯＦＤＭシンボル期間においてＮＦ本のサブバンド上で同時に送信され得る。
【００６１】
ＮＤ個のデータシンボルブロックの組は、ＭＩＭＯ-ＯＦＤＭシステムにおいて種々のやり方で送信され得る。例えば、各データシンボルブロックは、ＮＦ本のサブバンドの各々に対して、ベクトルｓ（ｋ，ｎ）の１つのエントリとして送信され得る。この場合に、各データシンボルブロックは、全ＮＦ本のサブバンド上で送信され、周波数ダイバーシティを実現する。さらに加えて、各データシンボルブロックは、１つ、または多数のＯＦＤＭシンボル期間にまたがり得る。したがって、各データシンボルブロックは、(システムの設計による)周波数および／または時間次元と、(空間拡散の)空間次元とを加えたものにまたがり得る。
【００６２】
さらに加えて、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムでは、ステアリング行列は、種々のやり方で選択され得る。サブバンドのステアリング行列は、既に記載されたように、決定論的、擬似ランダム、または置換方式で選択され得る。例えば、組内のＬ個のステアリング行列は、ＯＦＤＭシンボル期間ｎにおいてサブバンド１ないしＮＦで、次に、ＯＦＤＭシンボル期間ｎ＋１においてサブバンド１ないしＮＦで、等、順次に循環され、選択され得る。送信スパンは、１本または多数のサブバンドおよび１つまたは多数のＯＦＤＭシンボル期間をカバーするように定められ得る。組内のステアリング行列の数は、サブバンドの数より少なくても、等しくても、または多くてもよい。Ｌ＝ＭＮ、Ｌ＜ＭＮ、およびＬ＞ＭＮについて上述で記載された３つの場合は、ＮＭをＮＦと置き換えると、サブバンドにも適用され得る。
【００６３】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムでは、各送信機ユニット332は、関係付けられた送信アンテナの全ＮＦ本のサブバンドのための送信シンボルに対してＯＦＤＭ変調を行い、ＯＦＤＭシンボルの対応するストリームを得る。さらに加えて、各送信機ユニット332は、ＯＦＤＭシンボルストリームを調整し、被変調信号を生成する。各受信機ユニット354は、その受信信号に対して相補的なＯＦＤＭ復調を行って、受信データシンボルおよび受信パイロットシンボルを得る。ＯＦＤＭ変調および復調は、当技術において知られており、本明細書には記載されていない。
【００６４】
Ｄ．ステアリング行列の生成
空間拡散に使用されるステアリング行列は、ユニタリー行列であり、次の条件を満たすべきである。
【００６５】
ＶＨ（ｉ）・Ｖ（ｉ）＝Ｉ、なお、ｉ＝１．．．Ｌ          式（５）
なお、“Ｈ”は、共役転置である。
【数５】
2007515131.tif 000007
【００６６】
この条件は、ステアリング行列Ｖ（ｉ）を使用して同時に送信されるＮＳ個のデータシンボルが、同じ電力をもち、送信前に互いに直交することを保証する。
【００６７】
さらに加えて、ステアリング行列の幾つかは、相関がないことがあり、したがって任意の２つの相関のないステアリング行列間の相関は、ゼロまたは低い値である。この条件は、次のように表現され得る。
【数６】
2007515131.tif 000008
【００６８】
ここで、Ｃ（ｉｊ）は、Ｖ（ｉ）およびＶ（ｊ）の相関行列であり、０は、全てゼロの行列である。
【００６９】
組内の全ステアリング行列にとって式（６）の条件を満たすのは、困難であり得る。ステアリング行列は、ステアリング行列の全ての可能な対のための相関行列の最大エネルギが最小化されるように求められ得る。ステアリング行列の所与の対の相関行列Ｃ（ｉｊ）は、式（６）に示されているように計算され得る。Ｃ（ｉｊ）のエネルギは、
【数７】
2007515131.tif 000009
【００７０】
のように計算され得る。なお、ｃｍ，ｎ（ｉｊ）は、Ｃ（ｉｊ）のｍ行目およびｎ列目における要素である。また、エネルギＥ（ｉｊ）は、（１）ＣＨ（ｉｊ）・Ｃ（ｉｊ）の追跡、および（２）Ｃ（ｉｊ）のフロベニウスノルム（Frobenius norm）の二乗である。ステアリング行列は、ステアリング行列の全ての対のための最大エネルギＥ（ｉｊ）が最小化されるように生成される。
【００７１】
Ｌ個のステアリング行列の組｛Ｖ｝は、種々のやり方で生成されることができ、それらのいくつかは別途記載される。ステアリング行列の組は、予め計算され、送信および受信エンティティにおいて記憶され、その後で、必要に応じて、使用のために検索され得る。その代わりに、これらのステアリング行列を、必要に応じて、実時間で計算してもよい。
【００７２】
図６は、ステアリング行列の組｛Ｖ｝を生成する第１の方式の例示的な処理600を示している。最初に、生成される第１のステアリング行列において、指標ｉが１に設定される(ブロック612)。次に、確率変数のＮＳ×ＮＴの行列Ｇが生成される(ブロック614)。Ｇの要素は、独立の等しく分布した（independent identically distributed, IID）複素ガウス確率変数であり、各々はゼロ平均および単位変数をもつ。次に、ＧのＮＴ×ＮＴの相関行列は、Ｒ＝ＧＨ・Ｇとして計算される（ブロック616）。
【００７３】
その後で、Ｇの相関行列の固有値分解が、次のように行われる(ブロック618)。
【００７４】
Ｒ＝Ｅ・Ｄ・ＥＨ          式（７）
ここで、Ｅは、Ｒの固有ベクトルのＮＴ×ＮＳのユニタリー行列であり、
Ｄは、Ｒの固有値のＮＳ×ＮＳの対角行列である。
【００７５】
対角行列Ｄは、対角線に沿って非負実数値を含み、他のところにゼロを含む。これらの対角エントリは、Ｒの固有値と呼ばれ、ＧのＮＳ個の固有モードの電力利得を表わす。
【００７６】
次に、固有ベクトル行列Ｅと、その組のために既に生成されたステアリング行列の各々との間の相関が検査される(ブロック620)。第１のステアリング行列では、ブロック620は飛ばされる。検査は、例えば、（１）行列Ｅと既に生成された各ステアリング行列Ｖ（ｊ）（なお、ｊ＝１．．．（ｉ−１））との間の相関行列Ｃ（ｊ）を計算し、（２）既に記載されたように各相関行列Ｃ（ｊ）のエネルギを計算し、（３）各相関行列のエネルギを閾値に対して比較し、（４）全てのｉ−１の相関行列のエネルギが閾値よりも低いときは、低い相関を宣言することによって達成され得る。低い相関を検査する他の試験も使用でき、これは、本発明の範囲内である。次に、低い相関基準が、固有ベクトル行列Ｅにおいて満たされているかどうかが判断される(ブロック622)。行列Ｅと任意の先に生成されたステアリング行列との間の相関が閾値を越えているときは、低い相関基準は満たされていない。その場合は、処理はブロック614に戻り、別の行列Ｇを生成する。そうではなく、低い相関基準が満たされているときは、ステアリング行列Ｖ（ｉ）は、行列Ｅに等しく設定される(ブロック624)。式（７）に示されているように、行列Ｅは、固有値分解によって得られるので、ステアリング行列Ｖ（ｉ）はユニタリー行列である。
【００７７】
次に、組の全Ｌ個のステアリング行列が生成されたかどうかが判断される(ブロック626)。答えが‘ノー’であるときは、指標ｉはインクリメントされ(ブロック628)、処理はブロック614に戻り、次のステアリング行列を生成する。そうでないときは、処理は終了する。
【００７８】
処理600で生成されたステアリング行列は、（１）相関行列において最も高いエネルギをもつステアリング行列の対を識別し、（２）ステアリング行列をユニタリー行列によって事前に乗算することによって、これらの２つのステアリング行列を“分離”する（したがって、結果の行列もユニタリー行列である）ことによって向上され得る。事前乗算のためのユニタリー行列は、決定論的、またはランダムなやり方で、２つのステアリング行列を修正するように選択され得る。処理は、相関行列の最大エネルギを、それ以上低減できなくなるまで、反復され得る。
【００７９】
第２の方式では、Ｌ個のステアリング行列の組が、（ｌｏｇ２Ｌ）＋１個の独立の等方的に分布したユニタリー行列に基づいて生成される。ランダムなユニタリー行列は、その確率密度が、任意の決定論的なＮＴ×ＮＴのユニタリー行列による事前乗算によって変えられないときは、等方的に分布する。Ｑ＝ｌｏｇ２Ｌ、ｌ１が指標ｉの第１のビットであり、ｌＱが指標ｉの最後のビットであり、各ビットが０または１の何れかの値をとることができるとき、組内のステアリング行列の指標ｉは、ｉ＝ｌ１ ｌ２．．．ｌＱとして示され得る。その後で、Ｌ個のステアリング行列は、次のように生成され得る。
【数８】
2007515131.tif 000010
【００８０】
第２の方式は、Ｔ．Ｌ．Ｍａｒｚｅｔｔａ、他による文献（"Structured Unitary Space-Time Autocoding Constellations", IEEE Transaction on Information Theory, Vol. 48, No. 4, April 2002）にさらに詳しく記載されている。
【００８１】
第３の方式では、Ｌ個のステアリング行列の組は、次のように、ＮＴ次元の複素空間において最初のユニタリーステアリング行列Ｖ（１）を連続的に循環することによって生成される。
【００８２】
Ｖ（ｉ＋１）＝Θｉ・Ｖ（１）、なお、ｉ＝１．．．Ｌ−１          式（９）
なお、Θｉは、次のように定められ得るＮＴ×ＮＴの対角ユニタリー行列である。
【数９】
2007515131.tif 000011
【００８３】
各々は、０ないしＬ−１の範囲内であり、これは、行列Θｉを用いて生成される結果のステアリング行列間の相関が、可能な限り低くなるように選択される。ΘｉのＮＴ個の対角要素は、１のＬ番目の根である。最初のユニタリーステアリング行列Ｖ（１）は、ＮＴ×ＮＴのフーリエ行列ＤのＮＳ本の異なる列で形成され得る。ここで、（ｎ，ｍ）番目のエントリ、ｗｎ，ｍは、次のように与えられる。
【数１０】
2007515131.tif 000012
【００８４】
ここで、ｎは、行の指標であり、ｍは列の指標である。第３の方式は、Ｂ．Ｍ．Ｈｏｃｈｗａｌｄ、他による文献（"Systematic Design of Unitary Space-Time Constellations", IEEE Transaction on Information Theory, Vol. 46, No. 6, September 2000）にさらに詳しく記載されている。
【００８５】
第４の方式では、Ｌ個のステアリング行列の組は、基本行列Ｂおよび異なるスカラーで生成される。基本行列は、ウォルシュ行列、フーリエ行列、または何か他の行列であり得る。
【数１１】
2007515131.tif 000013
【００８６】
ウォルシュ行列は、２の冪の次元をもつ。任意の二乗の次元(例えば、２、３、４、５、等)のフーリエ行列は、式（１１）に示されているように形成され得る。
【００８７】
ＮＴ×ＮＴのウォルシュ行列Ｗ、フーリエ行列Ｄ、または何か他の行列が、基本行列Ｂとして使用され、他のステアリング行列を形成し得る。基本行列の行２ないしＮＴの各々は、Ｍ（なお、Ｍ＞１）個の異なる可能なスカラーの１つと、個別に乗算され得る。
【数１２】
2007515131.tif 000014
【００８８】
ステアリング行列の組を生成するのに、他の方式も使用されることができ、これは、本発明の範囲内である。一般に、ステアリング行列は、(例えば、第１の方式のように)擬似ランダムなやり方で、または(例えば、第２および第３の方式のように)決定論的なやり方で生成され得る。
【００８９】
Ｅ．性能
図７は、例示的なＭＩＭＯシステムにおいて達成される全スペクトル効率の累積分布関数(cumulative distribution function, CDF)のプロットを示している。このＭＩＭＯシステムにおいて、送信エンティティは、４本の送信アンテナを備え（ＮＴ＝４）、受信エンティティは、４本の受信アンテナを備えている（ＮＲ＝４）。ＭＩＭＯチャネルは、式（１）について既に記載したように仮定される。受信機空間処理前の受信シンボルのＳＮＲである受信ＳＮＲは、２０デシベルであると仮定される。受信エンティティは、最小平均二乗誤差(minimum mean square error, MMSE)受信機空間処理技術を使用すると仮定される。
【００９０】
プロット710は、空間拡散が行われない場合の全体的なスペクトル効率のＣＤＦを示している。スペクトル効率は、１秒１ヘルツ当たりのビット（bits per second per Hertz, bps/Hz）の単位で与えられる。所与のスペクトル効率ｘにおいて、ＣＤＦは、ｘよりも悪い全スペクトル効率の確率を示す。例えば、点712は、空間拡散されないときに、９ｂｐｓ／Ｈｚよりも悪い、全スペクトル効率の１パーセント(１０−２)の確率を示している。送信エンティティが９ｂｐｓ／Ｈｚの全体的なレートでデータを符号化し、送信するとき、１パーセントの確率で、受信エンティティはデータを正確に復号することができないであろう。この確率は、一般に“故障停止（outage）”率とも呼ばれる。
【００９１】
プロット720、730、および740は、それぞれ、空間拡散して、４、１６、および６４個のステアリング行列を使用して達成される全スペクトル効率のＣＤＦを示している。点722、732、および742は、それぞれ、４、１６、および６４個のステアリング行列を使用して、それぞれ、１２．５、１４．６、および１５．８ｂｐｓ／Ｈｚよりも悪くなる全スペクトル効率の１パーセントの確率を示している。１パーセントの故障停止率で、空間拡散を使用すると、全スペクトル効率は、例示的なＭＩＭＯシステムにおいて(６４個のステアリング行列で)９ｂｐｓ／Ｈｚないし約１５．８ｂｐｓ／Ｈｚへ向上する。線750は、５０％の確率であり、４つの場合の平均全スペクトル効率を判断するのに参照され得る。
【００９２】
図７は、例示的なＭＩＭＯシステムの性能をいくつかの具体的な仮定で示している。一般に、向上する量は、例えば、ＭＩＭＯチャネルの特性、送信および受信アンテナの数、受信エンティティにおいて使用される空間処理技術、データ送信に使用される変調方式、等のような、種々の要因に依存し得る。
【００９３】
２．ＭＩＳＯシステム
ＭＩＳＯシステムは、データ送信のために、送信エンティティにおける多数（ＮＴ）の送信アンテナと、受信エンティティにおける１本の受信アンテナとを使用する。ＮＴ本の送信アンテナと１本の受信アンテナとによって形成されるＭＩＳＯチャネルは、１本の空間チャネルから構成される。ＭＩＳＯチャネルは、１×ＮＴのチャネル応答行ベクトルｈによって特徴付けられることができ、
【数１３】
2007515131.tif 000015
【００９４】
であり、ここで、エントリｈｊ（なお、ｊ＝１．．．ＮＴ）は、送信アンテナｊと１本の受信アンテナとの間の結合を示している。
【００９５】
空間拡散を使用して、１本のアンテナの受信エンティティによって観察される有効ＭＩＳＯチャネルをランダム化することができ、その結果、性能は、最悪の場合のチャネル条件によって影響を受けない。ＭＩＳＯシステムでは、送信エンティティは、ステアリングベクトルの組で空間処理を行う。
【００９６】
ＭＩＳＯシステムにおける空間拡散ための、送信エンティティにおける空間処理は、次のように表現され得る。
【００９７】
ｘｍｉｓｏ（ｍ）＝ｖ（ｍ）・ｓ（ｍ）          式（１３）
ここで、ｓ（ｍ）は、送信スパンｍにおいて送られるデータシンボルであり、
ｖ（ｍ）は、送信スパンｍのためのＮＴ×１のステアリングベクトルであり、
ｘｍｉｓｏ（ｍ）は、送信スパンｍにおいてＮＴ本の送信アンテナから送られるＮＴ個の送信シンボルをもつＮＴ×１のベクトルである。
【００９８】
Ｌ個のステアリングベクトルの組が生成され、｛ｖ｝またはｖ（ｉ）（なお、ｉ＝１．．．Ｌ）として示され得る。組内の１つのステアリングベクトルは、各送信スパンｍのために、(例えば、ステアリング行列について既に記載されたやり方と同様に、擬似ランダム、または決定論的なやり方で)選択され得る。送信エンティティは、各送信スパンｍに対して、その送信スパンのために選択されたステアリングベクトルｖ（ｍ）で空間処理を行う。
【００９９】
受信エンティティにおける空間拡散された受信シンボルは、次のように表現され得る。
【０１００】
ｒ（ｍ）＝ｈ（ｍ）・ｖ（ｍ）・ｓ（ｍ）＋ｎ（ｍ）
＝ｈｅｆｆ（ｍ）・ｓ（ｍ）＋ｎ（ｍ）          式（１４）
ここで、ｒ（ｍ）は、送信スパンｍのための受信シンボルであり、
ｈｅｆｆ（ｍ）は、送信スパンｍのための有効チャネル応答であり、ｈｅｆｆ（ｍ）＝ｈ（ｍ）・ｖ（ｍ）であり、
ｎ（ｍ）は、送信スパンｍのための雑音である。
【０１０１】
式（１４）に示されているように、送信エンティティによって行われる空間拡散のために、データシンボルストリームは、有効チャネル応答ｈｅｆｆ（ｍ）を観察し、これは、実際のチャネル応答ｈ（ｍ）およびステアリングベクトルｖ（ｍ）を含む。
【数１４】
2007515131.tif 000016
【０１０２】
受信エンティティは、検出されたシンボルｒ（ｍ）をさらに処理し(例えば、復調し、デインターリーブし、復号し)、復号されたデータを得る。
【０１０３】
データシンボルに使用される送信電力が、空間拡散によって変わらないように、ＭＩＳＯシステムにおいて空間拡散に使用されるステアリングベクトルは、等しいエネルギをもつべきである(例えば、‖ｖ（ｉ）‖２＝ｖＨ（ｉ）・ｖ（ｉ）＝１、なお、ｉ＝１．．．Ｌ)。さらに加えて、ステアリングベクトルには無相関のものもあり、したがって、任意の２つの無相関のステアリングベクトル間の相関は、０または低い値である。この条件は、次のように表現され得る。
【数１５】
2007515131.tif 000017
【０１０４】
ここで、ｃ（ｉｊ）は、ステアリングベクトルｖ（ｉ）とｖ（ｊ）との間の相関である。
【０１０５】
Ｌ個のステアリングベクトルの組は、種々のやり方で(例えば、ステアリング行列について既に記載されたのと類似したやり方で、擬似ランダム、または決定論的なやり方で)生成され得る。既に記載されたように生成されるステアリング行列の列は、空間拡散のためにステアリングベクトルに使用され得る。
【０１０６】
本明細書に記載された空間拡散技術は、種々の手段によって実施され得る。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその組合せにおいて実施され得る。ハードウェアの実施では、送信エンティティにおいて空間拡散を行うのに使用される処理ユニットは、１つ以上の特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、ディジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、ディジタル信号処理デバイス（digital signal processing device, DSPD）、プログラマブル論理デバイス（programmable logic device, PLD）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array, FPGA）、プロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、マイクロプロセッサ、本明細書に記載されている機能を行うように設計された他の電子ユニット、またはその組合せの中で実施され得る。受信エンティティにおいて空間処理を行うのに使用される処理ユニットも、１つ以上のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、プロセッサ、等の中で実施され得る。
【０１０７】
ソフトウェアの実施では、空間拡散技術は、本明細書に記載されている機能を行うモジュール(例えば、手続き、機能、等)で実施され得る。ソフトウェアコードは、メモリユニット(例えば、図３のメモリユニット342および382)に記憶され、プロセッサ(例えば、制御装置340および380)によって実行され得る。メモリユニットは、プロセッサ内またはプロセッサの外部に構成されることができ、プロセッサの外部に構成される場合は、メモリユニットは、当技術において知られている種々の手段を介してプロセッサに通信上で接続されることができる。
【０１０８】
見出しは、本明細書において、参照のため、およびある特定のセクションの位置を検索するのを助けるために含まれている。これらの見出しは、見出しの下に記載されている概念の範囲を制限することを意図しておらず、これらの概念は、明細書全体の他のセクションに適用可能であり得る。
【０１０９】
開示されている実施形態の上記説明は、当業者が本発明を作成または使用することを可能にすべく提供されている。これらの実施形態への種々の変更は当業者には容易に明らかになり、本明細書に定義されている一般的な原理は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は本明細書に示されている実施形態に制限されることを意図されるものではなく、本明細書に開示されている原理および新規な特徴と合致する最大の範囲に一致すべきものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】空間拡散でデータを送信する処理を示す図。
【図２】空間拡散でデータを受信する処理を示す図。
【図３】ＭＩＭＯシステムにおける送信エンティティおよび受信エンティティを示す図。
【図４】送信エンティティにおける処理ユニットを示す図。
【図５】受信エンティティにおける処理ユニットを示す図。
【図６】空間拡散に使用されるステアリング行列の組を生成する処理を示す図。
【図７】４×４のＭＩＭＯシステムにおいて達成される全スペクトル効率のプロット。
【符号の説明】
【０１１１】
100,200,600・・・処理、300・・・ＭＩＭＯシステム。
【図１】
2007515131.tif 000018
【図２】
2007515131.tif 000019
【図３】
2007515131.tif 000020
【図４】
2007515131.tif 000021
【図５】
2007515131.tif 000022
【図６】
2007515131.tif 000023
【図７】
2007515131.tif 000024
【国際調査報告】
2007515131.tif 000025
2007515131.tif 000026
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