(57)【要約】本発明は、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）アンテナシステムを使用して、順方向チャンネルでユーザデータストリームを送信する第１の基地局を含む無線ネットワークで使用するための移動端末に関する。移動端末は、第１の基地局が送信したＭＩＭＯデータ信号を受信するために、仮想のＭＩＭＯアンテナシステムを遂行する。移動端末は、第１及び第２の送受信器を含む。第１の送受信器は、第１の基地局が送信するＭＩＭＯデータ信号を受信し、メモリに第１の複数のＭＩＭＯデータ信号サンプルを記憶する。第２の送受信器は、第１の基地局から第２の移動端末が受信した第２の複数のＭＩＭＯデータ信号サンプルを第２の移動端末から直接受信する。第２の複数のＭＩＭＯデータ信号サンプルは、メモリに記憶される。ＭＩＭＯアルゴリズムは、第１及び第２の複数のサンプルから第１の基地局が送信したユーザデータストリームを生成する。
2007531382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）アンテナシステムを使用して、順方向チャンネルで複数のユーザデータストリームを送信する第１の基地局を含む無線ネットワークにおいて、前記第１の基地局が送信するＭＩＭＯデータ信号を受信してダウンコンバーティングを遂行し、第１の移動端末のメモリに前記ＭＩＭＯデータ信号の第１のＭＩＭＯデータサンプルを記憶する第１の送受信器を含む第１の移動端末であって、
第２の移動端末と通信を遂行し、前記第１の基地局が送信する第２のＭＩＭＯデータサンプルを前記第２の移動端末から受信する第２の送受信器と、
前記第１及び第２のＭＩＭＯデータサンプルを記憶するメモリと
を具備することを特徴とする移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項２】
前記第１の移動端末は、
前記第１及び第２のＭＩＭＯデータサンプルから前記基地局が送信した複数のユーザデータストリームを生成する前記ＭＩＭＯアルゴリズムを使用することができるデータプロセッサをさらに具備することを特徴とする請求項１記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項３】
前記第１の移動端末は、
前記第１及び第２のＭＩＭＯデータサンプルを同期化させることを特徴とする請求項２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項４】
前記第１の移動端末の前記第２の送受信器は、
移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）リンクを介して前記第２の移動端末と直接通信することを特徴とする請求項２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項５】
前記第１の移動端末は、
前記第１の移動端末へ送信された前記複数のユーザデータストリームの前記第１のＭＩＭＯデータサンプルを検出する前記データプロセッサを具備することを特徴とする請求項２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項６】
前記第１の移動端末は、
前記第１及び第２の送受信器を１つの送受信器で備えることを特徴とする請求項２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項７】
前記第１の移動端末は、
前記移動端末が前記第１の基地局が送信した前記第１のＭＩＭＯデータサンプルを受信するために、前記第１の送受信器に結合されたＳＩＳＯアンテナシステムを使用することを特徴とする請求項２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項８】
前記第１の移動端末は、
前記第２の送受信器が前記ＭＩＭＯデータ信号の前記第１のＭＩＭＯデータサンプルを前記第２の移動端末へ送信することを特徴とする請求項２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項９】
前記第１の移動端末は、
前記第２の送受信器が第３の移動端末と直接通信を遂行し、前記第３の移動端末が前記第１の基地局から受信した第３のＭＩＭＯデータサンプルを前記第３の移動端末から受信することをさらに具備することを特徴とする請求項２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項１０】
前記第１の移動端末は、
前記ＭＩＭＯアルゴリズムが、前記基地局が送信した前記第１、第２、及び第３のＭＩＭＯデータサンプルから前記複数のユーザデータストリームを生成することを特徴とする請求項９記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項１１】
前記第１の移動端末は、
前記第２の送受信器が前記第１のＭＩＭＯデータサンプルを前記第３の移動端末へ送信することを特徴とする請求項１０記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行装置。
【請求項１２】
ＭＩＭＯアンテナシステムを使用し、順方向チャンネルで複数のユーザデータストリームを送信することができる第１の基地局を含む無線ネットワークにおいて、前記第１の基地局が送信するＭＩＭＯデータ信号を受信してダウンコンバーティングを遂行し、第１の移動端末のメモリに前記ＭＩＭＯデータ信号の第１のＭＩＭＯデータサンプルを記憶する第１の送受信器を含む第１の移動端末でＭＩＭＯデータサンプルを受信する方法であって、
前記第１の基地局から前記第２の移動端末が受信した第２のＭＩＭＯデータサンプルを第２の移動端末から直接受信するステップと、
前記メモリに前記第２のＭＩＭＯデータサンプルを記憶するステップとを具備することを特徴とする移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項１３】
前記第１の移動端末でＭＩＭＯアルゴリズムを遂行するステップは、
前記ＭＩＭＯアルゴリズムが、前記基地局が送信した前記第１及び第２のＭＩＭＯデータサンプルから前記複数のユーザデータストリームを生成するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１２記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２のＭＩＭＯデータサンプルは、同期化することを特徴とする請求項１３記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項１５】
前記第２の移動端末からＭＩＭＯデータ信号の第２のＭＩＭＯデータサンプルを直接受信するステップは、
ＭＡＮＥＴリンクを介して前記第２の移動端末から前記ＭＩＭＯデータ信号の前記第２のＭＩＭＯデータサンプルを受信することを特徴とする請求項１３記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項１６】
前記第１の移動端末に該当する前記複数のユーザデータストリームの第１のＭＩＭＯデータサンプルを検出するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１３記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項１７】
前記第２の移動端末へ前記ＭＩＭＯデータ信号の前記第１のＭＩＭＯデータサンプルを送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１３記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項１８】
前記第１の基地局から第３の移動端末によって受信された前記ＭＩＭＯデータ信号の第３のＭＩＭＯデータサンプルを前記第３の移動端末から直接受信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１３記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項１９】
前記ＭＩＭＯアルゴリズムは、前記第１、第２、及び第３のＭＩＭＯデータサンプルから前記基地局が送信した前記複数のユーザデータストリームを生成することを特徴とする請求項１８記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【請求項２０】
前記第３の移動端末へ前記ＭＩＭＯデータ信号の第１のＭＩＭＯデータサンプルを送信するステップをさらに具備することを特徴とする請求項１８記載の移動アドホックネットワークにおける仮想ＭＩＭＯアンテナ遂行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークに関し、特に、移動アドホックネットワーク（mobile ad hoc Network；ＭＡＮＥＴ）単一アンテナを使用する移動端末において、多重入力多重出力（multiple input multiple output；ＭＩＭＯ）アンテナを使用する利得を得るための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、呼出し装置、個人通信サービス（Personal Communication Services；ＰＣＳ）システム及び無線データネットワークを含む無線通信システムは、社会的にユビキタス（Ubiquitous）されている。無線サービスプロバイダーは、無線装置に対する新たな市場を開拓し、無線装置やサービスをさらに安くてさらに信頼性よく作ることに従って、現在の市場を拡張するために、持続的に努力している。携帯電話、呼出し器、ＰＣＳシステム、及び無線モデムのようなエンドユーザ（end-user）無線装置のコストは、ほとんどすべての人々が使用可能な程度で下落してきた。
【０００３】
使用可能な帯域幅（bandwidth）を最大に使用するために、無線システムの各々の基地局（ＢＳ）及び１つ以上の加入者が同時に通信を遂行することができるようにする複数の無線接続技術が使用されてきた。このような無線接続技術は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、及び符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を含む。このような技術は、選択されたタイムスロット、選択された周波数、選択された固有のコード、あるいは、その組合せを介して加入者音声／データ信号を送受信する特別なトラヒックチャンネルを各システム加入者に割り当てる。
【０００４】
現在、無線装置の製造業者は、移動電話及び無線ラップトップ（laptop）を含む無線装置に、高速のデータを伝達する目的で、無線ローカルエリアネットワーク（Wireless local area networks；ＷＬＡＮｓ）を開発している。しかしながら、無線装置が持続的に高い処理率を遂行することは、相互干渉、多重経路、そして、他の影響によって、多くの観点で難しいものと証明された。このような問題点を克服するために、ＭＡＣ（Medium Access Control）技術、無線部品、変調技術、及びスマートアンテナシステムを含む多くの方面で技術向上がなされている。
【０００５】
スマートアンテナシステムは、無線端末（移動局）と無線ネットワークとの間で、送受信データ率を増加させるのに特に効果がある多重アンテナを使用する。そのような多重アンテナシステムは、多くの場合、多重入力多重出力（multiple-input multiple-output；ＭＩＭＯ）アンテナシステムと呼ばれる。ＭＩＭＯアンテナシステムは、特に、多くの多重経路が存在する無線周波数環境で、従来の単一入力単一出力（single-input single-output；ＳＩＳＯ）アンテナシステムに比べて多くの利得がある。
【０００６】
ＭＩＭＯアンテナシステムにおいて、高速のデータストリームは、複数の低速のデータストリームに分けられる。上記低速のデータストリームは、同一の周波数チャンネルを使用して、同一の時間にそれぞれ異なるアンテナを介して個別的に変調されて送信される。上記基地局の多重アンテナから受信される移動端末の多重アンテナへ送信された信号が送信されるとき、上記多重送信された信号は、多重経路反射を経る。それぞれの受信器アンテナの出力は、上記多重送信されたＲＦ信号の線形組合せ（Linear combination）である。上記受信器で、上記多重低速データストリームは、一般によく知られているＭＩＭＯアルゴリズムによって検出されて復旧される。
【０００７】
多重アンテナアレイを使用することは、処理率（Throughput）を増加させるために、ＲＦチャンネルの空間次元を用いる。これは、空間多重送信で知られており、処理率で複合的な増加を提供する。例えば、上記移動端末のＮ個のアンテナアレイへデータを送信するために、上記基地局でＮ個のアンテナアレイを使用することは、従来のＳＩＳＯアンテナシステムよりも最大処理率をＮ倍だけ増加させる。有利に、上記ＭＩＭＯアンテナシステムは、上記ＳＩＳＯアンテナシステムだけの同一の周波数帯域を有する。結果的に、ＭＩＭＯアンテナシステムは、それぞれの移動端末にさらに高いデータレートを提供し、ＲＦリンクで遅延を減少させる。
【０００８】
しかしながら、ＭＩＭＯアンテナシステムを使用する際の主な問題は、アンテナアレイの物理的なサイズである。ＭＩＭＯアンテナシステムの利得を得るためには、１０波長程度の非常に大きい空間の離隔を必要とする。周波数の観点からみて、これは、１メートル程度のアンテナ間隔を必要とする。これは、ほとんどすべての携帯電話またはラップトップコンピュータなどのような装置では、極めて実用性がない。このような場合では、上記アンテナは、移動電話又は移動ＰＣよりもサイズを何倍程度大きくしなければならない。
【０００９】
従って、向上したデータ処理率を有する無線ネットワークに対する技術がある。特に、他の移動端末や移動電話での巨大なＭＩＭＯアンテナを必要とすることなく、移動電話又は小型の移動端末へデータを送信するためには、ＭＩＭＯアンテナアレイを使用する無線ネットワークが要求されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、隣接した移動端末の間で受信された信号データを交換するために、移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）を使用する移動端末のために、仮想のＭＩＭＯアンテナアレイを提供することにある。移動端末の各々は、ＭＩＭＯアンテナシステムを使用して送信する基地局から受信された多重信号を抽出して受信するために、従来の単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）アンテナシステムを使用する。上記基地局は、ＣＤＭＡ２０００、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅのような従来の無線通信標準を使用して広い地域へ送信する。
【００１１】
移動端末の各々は、一般的に、さらに近い距離、さらに高いデータレートを提供するＭＡＮＥＴリンクを使用する隣接した移動端末へ上記基地局から直接受信された信号サンプルを送信する。また、移動端末の各々は、高速のＭＡＮＥＴリンクを使用する上記隣接した移動端末から類似した基地局信号サンプルを受信する。このように、基地局の各々は、上記移動端末がＳＩＳＯアンテナシステムの代りに、ＭＩＭＯアンテナシステムを備えたもののように、同一の方式にて、空間的に離れたアンテナグループから多重信号サンプルを受信する。従って、本発明は、移動端末の各々に仮想のＭＩＭＯアンテナシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明の第１の見地によると、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）アンテナシステムを使用して、順方向チャンネルで複数のユーザデータストリームを送信することができる第１の基地局を含む無線ネットワークでの使用のための第１の移動端末を提供することにある。上記第１の移動端末は、上記第１の基地局が送信したＭＩＭＯデータ信号を受信するために、仮想のＭＩＭＯアンテナシステムを遂行する。本発明の望ましい実施形態によると、上記第１の移動端末は、１）上記第１の基地局が送信した上記ＭＩＭＯデータ信号を受信してダウンコンバーティングし、上記第１の移動端末のメモリに、上記ＭＩＭＯデータ信号の第１の複数のサンプルを記憶することができる第１の送受信器と、２）上記第１の基地局から第２の移動端末が受信したＭＩＭＯデータ信号の第２の複数のサンプルを上記第２の移動端末から受信して、上記第２の移動端末と直接的に通信を遂行することができる第２の送受信器とを含み、上記第１の移動端末は、ＭＩＭＯデータ信号の第２の複数のサンプルを上記メモリに記憶することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の見地によると、上記第１の移動端末は、ＭＩＭＯアルゴリズムを遂行することができるデータプロセッサをさらに含み、上記ＭＩＭＯアルゴリズムは、上記第１及び第２の複数のサンプルから上記基地局が送信した複数のユーザデータストリームを生成する。
【００１４】
本発明の第３の見地によると、上記第２の送受信器は、移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）リンクを介して、上記第２の移動端末と直接的に通信する。
【００１５】
本発明の第４の見地によると、上記データプロセッサは、上記第１の移動端末に該当する上記複数のユーザデータストリームのうち、第１のデータを検出する。
【００１６】
本発明の第５の見地によると、上記第１の移動端末は、上記第１の基地局が送信した上記ＭＩＭＯデータ信号を受信するために、上記第１の送受信器に結合された単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）アンテナシステムを使用する。
【００１７】
本発明の第６の見地によると、上記第２の送受信器は、上記第２の移動端末へ上記ＭＩＭＯデータ信号の第１の複数のサンプルを送信する。
【００１８】
本発明の第７の見地によると、上記第２の送受信器は、第３の移動端末と直接通信し、上記第１の基地局から上記第３の移動端末が受信したＭＩＭＯデータ信号の第３の複数のサンプルを上記第３の移動端末から受信し、上記第１の移動端末は、ＭＩＭＯデータ信号の上記第３の複数のサンプルを上記メモリに記憶する。
【００１９】
本発明の第８の見地によると、上記ＭＩＭＯアルゴリズムは、上記第１、第２、及び第３の複数のサンプルから上記基地局が送信した上記複数のユーザデータストリームを生成する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、アドホックネットワーク（ad Hoc Network）において、各移動端末がＳＩＳＯアンテナシステムのみを備えても、ＭＩＭＯアンテナシステムを備えたものと同一の効果を有する、という長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００２２】
本発明を詳細に説明するに先立って、本明細書の全般にわたって使用される特定の単語及び語句の定義を開示することが望ましい。“含む（include）”及び “備える（comprise）”という語句だけではなく、その派生語（derivatives thereof）は、限定ではなく、含みを意味する。“又は（or）”という用語は、“及び／又は（and/or）”の意味を包括する。“関連した（associated with）”及び“それと関連した（associated therewith）”という語句だけではなく、その派生語句は、“含む（include）”、“含まれる（be included within）”、“相互に連結する（interconnect with）”、“包含する（contain）”、“包含される（be contained within）”、“連結する（connect to or with）”、“結合する（couple to or with）”、“疎通する（be communicable with）”、“協力する（cooperate with）”、“挿入する（interleave）”、“並列する（juxtapose）”、“近接する（be proximate to）”、“接する（be bound to or with）”、“有する（have）”、及び“特性を有する（have a property of）”などを意味することができる。そして、用語“制御器（controller）”は、少なくとも１つ以上の動作を制御する装備、システム、又はその一部分を意味する。このような装備は、ハードウェア、ファームウエア、ソフトウェア、又は、それらうちの２つ以上の組合せで実現されることができる。ある特定の制御器に関連した機能性は、ローカルでも遠隔でも、集中するか又は分散することができることに留意しなければならない。特定の単語及び語句に関するこのような定義は、本明細書の全般にわたって規定されるもので、当該技術分野における通常の知識を有する者は、大部分の場合ではなくても、多くの場合において、このような定義がそのように定義された単語及び語句の先行使用にはもちろん、今後の使用にも適用されるものであることを理解すべきである。
【００２３】
本明細書において、図１乃至図３、そして、本発明の目的を説明するのに使用された多様な実施形態は、発明の説明の便宜のためにあるだけ、本発明の範囲を制限するものと解釈されてはいけない。当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、適切に配置された無線通信システムにおいて、本発明の目的が遂行されることができることを理解するのであろう。
【００２４】
図１は、本発明の原理に従う移動端末へ仮想の多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）を提供する移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）と広地域無線ネットワークとを含む通信システム１００を説明している。通信システム１００は、基地局１０１と、移動端末（ＭＳ）１１１と、移動端末（ＭＳ）１１２と、移動端末（ＭＳ）１１３と、移動端末（ＭＳ）１１４とを含む。説明された実施形態において、基地局１０１は、無線ラン（ＷＬＡＮ）又は携帯電話網のような広い担当区域を有する広地域無線ネットワークの一部分である。上記残っている基地局及び他の構造物は、基地局１０１に結合されるか、図示されていない。
【００２５】
従来の実施形態において、基地局１０１は、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．２０、ＣＤＭＡ２０００、１ｘＥＶ−ＤＶ、１ｘＥＶ−ＤＯ、又は、類似した標準に従って、ディジタルデータを移動端末１１１〜１１４へ送信した。基地局１０１は、１乃至３キロメータの半径の担当区域を有する。基地局１０１は、順方向チャンネル１２０で６００Ｋｂｐｓ乃至２Ｍｂｐｓのデータ送信率で、移動端末（ＭＳ）１１１と、移動端末（ＭＳ）１１２と、移動端末（ＭＳ）１１３と、移動端末（ＭＳ）１１４とへ送信する。上述された実施形態によると、基地局は、移動端末１１１〜１１４とデータを送受信するために、従来の多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）アンテナシステムを使用する。アンテナシステム１０２は、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤで表示された４本のアンテナ要素を含む。
【００２６】
移動端末１１１〜１１４の各々は、従来のＭＡＮＥＴノードとして動作する従来の無線端末（例えば、携帯電話、ＩＥＥＥ８０２．１１装置）である。移動端末１１１〜１１４は、基地局１０１からデータを受信して送信するために、従来の単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）アンテナシステムを使用する。しかしながら、本発明の原理に従うと、移動端末１１１〜１１４は、移動端末の各々に仮想のＭＩＭＯアンテナシステムを提供する移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）を形成することによって、基地局１０１が送信するＭＩＭＯ信号から利得を取ることができる。
【００２７】
点線で示された参照符号１３１〜１３４は、上記ＭＡＮＥＴの無線周波数リンクを示す。ＲＦリンク１３１は、移動端末１１１と移動端末１１２との間で、直接的にデータを交換する。類似して、ＲＦリンク１３２は、移動端末１１２と移動端末１１３との間で直接的にデータを交換し、ＲＦリンク１３３は、移動端末１１３と移動端末１１４との間で直接的にデータを交換する。最終的に、ＲＦリンク１３４は、移動端末１１４と移動端末１１１との間で直接的にデータを交換する。上記ＭＡＮＥＴには、移動端末１１１と移動端末１１３との間、そして、移動端末１１２と移動端末１１４との間のＲＦリンクのような他のＲＦリンクが存在することもある。しかしながら、単純さ及び明瞭さのために、このような他のリンクは図示されていない。
【００２８】
よく知られているように、ＭＡＮＥＴは、相互にあらかじめ存在する固定されたネットワーク構成（例えば、基地局１０１）を使用せず、動的に形成される無線ノードのグループである。さらに多くの場合において、ＭＡＮＥＴの無線ノードは、中央処理装置（ＣＰＵ）処理能力、メモリサイズ、及び電力消費の観点から相対的に制限された小型移動装置である。移動アドホックネットワークは、ピアーツーピアー（peer-to-peer）通信技術の優位を占めて、今後２〜３年にわたって継続して成長するものと予想される。移動電話は、ＭＡＮＥＴリンクを介して送受信するための他の無線ＬＡＮ技術及びＩＥＥＥ８０２．１１に備えられている。
【００２９】
上述したように、移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）は、既存のネットワークの下部構成を使用せず構成することができる。これは、場所及び時間に拘束されない。上記ＭＡＮＥＴの無線ノードは、ランダム（Random）に自由に移動し、また、ルータ（Router）としても動作する。ＭＡＮＥＴは、下部構成基盤の無線ネットワークに、典型的に備えられたトラヒックタイプとは異なるトラヒックタイプを支援する。ＭＡＮＥＴトラヒックタイプは、１） ピアーツーピアー（Peer-to-peer）トラヒックと、２）リモートツーリモート（remote-to-remote）トラヒックと、３）ダイナミックトラヒックとを含む。ピアーツーピアートラヒックにおいて、通信する無線ノード（例えば、直接通信）の間には、１つのホップ（hop）のみが存在する。リモートツーリモートトラヒックにおいて、通信する無線ノードの間には、２つ、あるいは、それ以上のホップが存在するが、安定した経路は、発信側ノードと着信側ノードとの間で維持される。これは、幾つかのノードが１つの領域内で、相互間に一定の距離内に滞在するか、又は、ノードがグループ単位で移動する時に発生する。ダイナミックトラヒックは、上記ＭＡＮＥＴノードが周辺を動かせ、通信経路が再構成された際に生成される。
【００３０】
移動端末１１１〜１１４間の上記離隔距離は、典型的に、２０〜５０メートルである。その距離は、適切な空間ダイバーシティを提供し、ＭＩＭＯアンテナシステム１０２の利得を得るための間隔である１０波長（例えば、１メートル）間隔よりさらに遠い。２０〜５０メートルの距離で、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１送受信器を使用する移動端末１１１〜１１４は、１０Ｍｂｐｓと５０Ｍｂｐｓとの間の送信率でデータを交換する。これは、上記順方向チャンネルで基地局１０１から受信されたディジタルデータの６００Ｋｂｐｓ乃至２Ｍｂｐｓの送信率よりも著しく速い。
【００３１】
図２は、本発明の望ましい実施形態に従って、仮想のＭＩＭＯアンテナシステムを遂行する代表的な移動端末１１１を説明している。無線移動端末１１１は、アンテナ２０５と、無線周波数（ＲＦ）送受信器２１０と、送信（ＴＸ）処理回路２１５と、マイクロホン２２０と、受信（ＲＸ）処理回路２２５とから構成される。また、移動端末１１１は、スピーカー２３０と、メインプロセッサ２４０と、入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース（ＩＦ）２４５と、キーボード２５０と、表示部２５５と、メモリ２６０と、移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）送受信器（Ｘ−ＣＶＲ）２９０と、アンテナ２９５とを含む。メモリ２６０は、基本的な運営体制（ＯＳ）プログラム２６１と、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）アルゴリズム２６２と、ローカルサンプルセット２６３と、移動端末１１２サンプルセット２６４と、移動端末１１３サンプルセット２６５と、移動端末１１４サンプルセット２６６とを記憶する。
【００３２】
代表的な実施形態において、２つの送受信器、すなわち、ＲＦ送受信器２１０及びＭＡＮＥＴ送受信器２９０が示される。代表的な実施形態によると、移動端末１１１は、例えば、上記ＣＤＭＡ２０００標準、上記ＩＥＥＥ８０２．１６標準などに従う基地局１０１とさらに長い距離を通して通信するために、ＲＦ送受信器２１０を使用する。移動端末１１１は、例えば、上記ＩＥＥＥ８０２．１１標準に従って、他の移動端末（例えば、移動端末１１２、移動端末１１３、移動端末１１４）とさらに短い距離を通して通信するために、ＭＡＮＥＴ送受信器２９０を使用する。しかしながら、このような二重送受信器は、例に挙げて説明したもので、本明細書の範囲を限定するために解釈されてはいけない。必要なものは、移動端末１１１が無線ネットワークの基地局とも直接的に通信を遂行することができるものと、他の移動端末とも直接的に通信を遂行することができるものである。従って、本発明の他の実施形態において、移動端末１１１は、他の移動端末だけではなく、基地局１１１とも通信を遂行することができる１個の送受信器（例えば、ソフトウェア的に定義されたラジオ）のみを実現することができる。
【００３３】
付加的に、移動端末１１１には、２本のアンテナ、すなわち、アンテナ２０５及びアンテナ２９５が示される。このような二重アンテナ構成は、一つの実施形態であるだけ、本発明を限定するように解析されてはいけない。実際的に、アンテナ２０５及びアンテナ２９５は、同一のアンテナであることがある。本発明の望ましい実施形態では、移動端末１１１が送受信器２１０及び送受信器２９０を共有することによって、１本のシングルアンテナのみ実現することができる。
【００３４】
無線周波数（ＲＦ）送受信器２１０は、基地局１０１が送信したＭＩＭＯ信号をアンテナ２０５から受信する。無線送受信器２１０は、中間周波数（ＩＦ）又は基底帯域（Baseband）信号を生成するために、上記ＭＩＭＯ信号のダウンコンバーティングを行う。上記中間周波数又は基底帯域信号は、上記基底帯域信号又は中間周波数信号のフィルターリング、デコーディング、及び／またはディジタル化することによって、処理された基底帯域信号を生成する受信器（ＲＸ）処理回路２２５へ送信される。受信器（ＲＸ）処理回路２２５は、上記処理された基底帯域信号（すなわち、音声データ）をスピーカー２３０又はさらなる処理（例えば、ウェブブラウジング）のために、メインプロセッサ２４０へ送信する。
【００３５】
送信器（ＴＸ）処理回路２１５は、アナログ又はディジタル音声データをマイクロホン２２０から受信するか、又は、メインプロセッサ２４０から出力される基底帯域データ（例えば、ウェブデータ、電子メール、インターアクティブビデオゲームデータ）を受信する。送信器（ＴＸ）処理回路２１５は、処理された基底帯域又は中間周波数信号を処理するために、上記出力された基底帯域データのエンコーディング（encode）、多重化（multiplex）、及び／又はディジタル化を行う。無線周波数（ＲＦ）送受信器２１０は、出力される処理された基底帯域又は中間周波数信号を送信器（ＴＸ）処理回路２１５から受信する。無線周波数（ＲＦ）送受信器２１０は、上記基底帯域又は中間周波数信号をアンテナ２０５を介して基地局１０１へ送信される無線周波数（ＲＦ）信号へアップコンバートする。
【００３６】
本発明の望ましい実施形態では、メインプロセッサ２４０は、マイクロプロセッサ又はマイクロコントローラである。本発明の望ましい実施形態によると、メモリ２６０の一部分は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含み、メモリ２６０の他の部分は、ＲＯＭ（Read Only Memory）として動作するフラッシュ（Flash）メモリを含む。
【００３７】
メインプロセッサ２４０は、無線移動端末１１１の全般的な動作を制御するために、メモリ２６０に記憶されている基本運営体制（ＯＳ）プログラム２６１を遂行する。そのような動作のうちの１つであって、メインプロセッサ２４０は、よく知られている原理に従って、順方向チャンネル信号の受信及び無線周波数（ＲＦ）受信器２１０、受信器（ＲＸ）処理回路２２５、及び送信器（ＴＸ）処理回路２１５によって逆方向チャンネル信号の送信を制御する。また、メインプロセッサ２４０は、よく知られている原理に従って、ＭＡＮＥＴ送受信器２９０でＭＡＮＥＴチャンネル信号の送信及び受信を制御する。
【００３８】
メインプロセッサ２４０は、他のプロセス及びプログラムをメモリ２６０に記憶させることができる。メインプロセッサ２４０は、遂行プロセスの要求に応じて、メモリ２６０へ、又は、メモリ２６０からデータを移動させることができる。また、メインプロセッサ２４０は、Ｉ／Ｏインターフェース２４５に結合される。Ｉ／Ｏインターフェース２４５は、移動端末１１１がラップトップ（laptop）コンピュータのような他の装置に連結されることができる。Ｉ／Ｏインターフェース２４５は、このようなアクセサリーとメインコントローラ２４０との間の通信経路である。
【００３９】
また、メインプロセッサ２４０は、キーボード２５０及び表示部装置２５５に結合される。移動端末１１１のオペレーターは、キーボード２５０を使用して移動端末１１１へデータを入力する。表示部２５５は、少なくともウェブサイト（Web sites）から制限されたグラフィックス又はテキストを表現することができる液晶表示装置（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）であってもよい。他の実施形態は、他のタイプの表示装置を使用してよい。
【００４０】
本発明の原理に従うと、メインプロセッサ２４０は、ＲＦ送受信器２１０（直接又はＲＸ処理回路２２５を介して）から基地局１０１が送信した順方向チンネルＭＩＭＯ信号のサンプルを受信する。このようなサンプルは、メモリ２６０のローカルサンプルセット２６３に記憶される。メインプロセッサ２４０は、複数のアンテナによってキャプチャーされた受信されたサンプルのセットからＭＩＭＯ信号を復元することができる従来のＭＩＭＯアルゴリズムを遂行する。従来のＭＩＭＯ受信器は、空間的に離れている複数のアンテナを有し、アンテナの各々は、サンプルを取ってメモリ２６０に個別的に記憶する。ＭＩＭＯアルゴリズム２６２は、ＭＩＭＯアンテナシステム１０２が送信した最初のデータストリームを回復し、よく知らされた原理に従って、各アンテナからサンプルを組み合わせるか、又は、フィルターリングする。
【００４１】
しかしながら、移動端末１１１がＳＩＳＯアンテナシステムを有しているので、ＭＩＭＯアルゴリズム２６２が処理するための地域的に受信されたサンプル（ローカルサンプルセット２６３にある）の１つのセットのみが存在する。従って、本発明は、移動端末１１１が基地局１０１から直接的に他のＭＡＮＥＴノードから上記サンプルを受信したもののように、他のＭＡＮＥＴノードから上記受信されたサンプル及び基地局１０１から地域的に受信されたサンプルのすべてを処理するために、ＭＩＭＯアルゴリズム２６２を使用し、他のＭＡＮＥＴノードから同期化したサンプルを収集することにより、このような限界を克服する。
【００４２】
図３は、本発明の原理に従う代表的な移動端末１１１の動作を説明するフローチャート３００を説明する。移動端末１１１は、初期化時間周期ＴＩの間に、基地局１０４から順方向チャンネル信号を受信し、メモリ２６０のローカルサンプルセット２６３に上記受信されたサンプルを保存する。例えば、移動端末１１１は、Ｔ１＝５ミリ秒の間、基地局１０１から上記ＭＩＭＯ信号のサンプルをキャプチャーリングする。メインプロセッサ２４０は、基地局１０１から受信された上記サンプルをローカルサンプルセット２６３に保存する（処理ステップ３０５）。その後に、周期Ｔ２の間に、移動端末１１１は、ローカルサンプルセット２６３から上記基地局１０１信号サンプルを上記移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）上の他の移動端末へ送信する。その代わりに、移動端末１１１は、上記他のＭＡＮＥＴ移動端末から基地局１０１の時間周期Ｔ１の間に上記他のＭＡＮＥＴ移動端末によってキャプチャーリングされ、保存された信号サンプルを受信する。上記他のＭＡＮＥＴ移動端末が時間周期Ｔ１の間に上記サンプルをキャプチャーリングした後に、このような外部サンプルは、地域的に受信されたサンプルと同期化する。メインプロセッサ２４０は、上記他のＭＡＮＥＴ移動端末から上記信号サンプルをメモリ２６０に記憶する（処理ステップ３１０）。
【００４３】
次いで、移動端末１１１のメインプロセッサ２４０は、ＭＩＭＯアルゴリズム２６２を遂行する。アルゴリズム２６２は、時間周期Ｔ１の間に、基地局１０１が送信した上記ＭＩＭＯ信号を復元するために、ローカルサンプルセット２６３、移動端末１１２サンプルセット２６４、移動端末１１３サンプルセット２６５、及び移動端末サンプルセット２６６に保存された信号サンプルの複数のセットを使用する（処理ステップ３１５）。上記ＭＩＭＯ信号が復元されると、移動端末１１１は、移動端末１１１に該当する上記ユーザデータのみを処理する。移動端末１１１は、他の移動端末に該当する復元された上記ＭＩＭＯ信号で上記ユーザデータを廃棄する（処理ステップ３２０）。
【００４４】
移動端末１１１から基地局１０１への上記逆方向チャンネルは、上記で説明されていない。その理由は、基地局１０１で、従来のＭＩＭＯアンテナシステムを使用する際に問題にならないためである。また、上記逆方向チャンネルは、一般的に、上記順方向チャンネルより非常に低いデータ送信率を有しているので、上記逆方向チャンネルは、ＭＩＭＯ技術を遂行する必要がない。逆方向チャンネル及び順方向チャンネルは、一般的に、移動端末が基地局から多い量のデータ（例えば、ウェブページ、ビデオファイル）を受信し、非常に短いメッセージ（例えば、確認（acknowledgements）、命令（commands））を基地局へ送信するという事実のために、頻繁に非対称的である。
【００４５】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の原理に従う移動端末へ仮想のＭＩＭＯアンテナシステムを提供する移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）及び広地域（wide-area）無線ネットワークの部分を含む通信システムを示す図である。
【図２】本発明の望ましい実施形態による代表的な移動端末における仮想のＭＩＭＯアンテナシステムの実現を示す図である。
【図３】本発明の原理に従う代表的な移動端末の動作を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  通信システム
１０１  基地局
１０２  ＭＩＭＯアンテナシステム
１１１，１１２，１１３，１１４  移動端末
１２０  順方向チャンネル
１３１，１３２，１３３，１３４  ＲＦリンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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