(57)【要約】  受信機（２００）で区別可能な複数の空間ストリームを有する無線送信機（１００）において、データが符号化され（１０２）且つパイロットトーンを使用して（１０８）通信チャネルを介して送信され、通信チャネルの影響と、送信される空間ストリームに対する受信機障害との少なくともいずれかに関する情報を受信機に提供する。利点は、符号化データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間を識別し、複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別し、且つ複数のシンボル期間のための複数の空間ストリームを介してシンボル及びパイロットトーンを送信することにより提供される。ここで、識別されたパイロットトーン値は、受信機が識別されたパイロットトーン値を有するパイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際、受信機が、通信チャネル、送信機障害、及び受信機障害の少なくともいずれかを特徴付けることを可能にする信号が受信機に提供され、送信ストリームダイバーシティ利得を得るような値である。
2008507924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機で区別可能な複数の空間ストリームを有する無線送信機において、通信チャネルの影響又は送信された前記空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して通信チャネルを介して送信される、方法であって、
符号化された前記データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別する工程であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際に、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において２つの空間ストリームにわたり存在し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のための前記複数の空間ストリームを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する工程と、を備える方法。
【請求項２】
前記シンボルは、第１の複数の周波数サブキャリアのためのコンスタレーション値を備え、
前記パイロットトーンは、第２の複数の周波数サブキャリアにおいて搬送され、
与えられたシンボル期間のための送信信号は、前記第１及び第２の複数の周波数サブキャリアのための前記信号の組合せである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記パイロットトーン値は、空間ストリーム及び少なくとも１つのシンボル期間のための前記第２の複数の周波数サブキャリアにわたり変化し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、サブキャリアの関数として直交するように選択される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記パイロットトーンの少なくとも一部はシンボル期間にわたり変化し、
前記パイロットトーンの少なくとも一部は空間ストリームにわたり変化する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記パイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において少なくとも２つの空間ストリームに対してゼロでない、請求項１記載の方法。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記受信機における前記複数の空間ストリームの区別可能度は、前記送信機と前記受信機との間の前記通信チャネルに対して異なるチャネル特性を有するために離間された複数のアンテナを介して前記複数の空間ストリームの少なくとも一部を送信することにより提供される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記空間ストリームの数は２つであり、前記パイロットトーンの数は２つであり、前記パイロットトーン値は２つの可能なゼロでない値のセットから識別され、
事前にプログラミングされた公式に基づいて、２つのシンボル期間及び前記２つの空間ストリームの各々のために、前記２つのパイロットトーンの各々のための前記パイロットトーン値を示す、２×２の行列に基づいて前記パイロットトーン値を識別する工程を更に備え、
前記２×２の行列は、前記パイロットトーン値が少なくとも１つのシンボル期間のための双方の空間ストリームにおいてゼロでないような行列である、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記２×２の行列は、前記２つのシンボル期間に後続するシンボル期間において再利用される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記パイロットトーン値が２つの要素より長いシーケンスに基づいて変更されるため、前記パイロットトーン値のパターンは、２つのシンボル期間毎に繰り返さない、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記シーケンスは擬似乱数シーケンスであり、当該擬似乱数シーケンスは、前記パイロットトーン値に適用され、使用される最終的なパイロットトーン値シーケンスとなる、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記擬似乱数シーケンスは、生成多項式Ｓ(ｘ)＝ｘ7＋ｘ4＋１により定義される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
受信機で区別可能な複数の空間ストリームを有する無線送信機であり、通信チャネルの影響又は送信された前記空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して通信チャネルを介して送信される、無線送信機であって、
前記符号化されたデータの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間に、符号化される前記データを割り当て、前記複数の空間ストリームに前記データを割り当てる、パーサと、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別するパイロットトーン値生成器であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際に、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において２つの空間ストリームにわたり存在し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値生成器と、
前記複数のシンボル期間のための前記複数の空間ストリームを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する送信回路網と、を備える無線送信機。
【請求項１５】
前記シンボルは、第１の複数の周波数サブキャリアのためのコンスタレーション値を備え、
前記無線送信機は、第２の複数の周波数サブキャリアに前記パイロットトーンを挿入するパイロットトーン・インサータを更に備え、
与えられたシンボル期間のための送信信号は、前記第１及び第２の複数の周波数サブキャリアの組合せである、請求項１４記載の無線送信機。
【請求項１６】
前記パイロットトーン値は、空間ストリーム及び少なくとも１つのシンボル期間のための前記第２の複数の周波数サブキャリアにわたり変化し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、サブキャリアの関数として直交するように選択される、請求項１５記載の無線送信機。
【請求項１７】
前記パイロットトーンの少なくとも一部はシンボル期間にわたり変化し、
前記パイロットトーンの少なくとも一部は空間ストリームにわたり変化する、請求項１４記載の無線送信機。
【請求項１８】
前記パイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において少なくとも２つの空間ストリームに対してゼロでない、請求項１４記載の無線送信機。
【請求項１９】
（削除）
【請求項２０】
（削除）
【請求項２１】
前記送信機と前記受信機との間の前記通信チャネルに対して異なるチャネル特性を有するために離間された複数のアンテナを更に備え、
当該無線送信機は、前記複数のアンテナを介して前記複数の空間ストリームのうち少なくとも一部を送信するように構成される、請求項１４記載の無線送信機。
【請求項２２】
前記空間ストリームの数は２つであり、前記パイロットトーンの数は２つであり、前記パイロットトーン値は２つの可能なゼロでない値のセットから識別され、
前記無線送信機は、事前にプログラミングされた公式に基づいて、２つのシンボル期間及び前記２つの空間ストリームの各々のために、前記２つのパイロットトーンの各々のための前記パイロットトーン値を示す、２×２の行列に基づいて前記パイロットトーン値を識別するロジック又は回路網を含み、
前記２×２の行列は、前記パイロットトーン値が少なくとも１つのシンボル期間のための双方の空間ストリームにおいてゼロでないような行列である、請求項１４記載の無線送信機。
【請求項２３】
前記２×２の行列は、前記２つのシンボル期間に後続するシンボル期間において再利用される、請求項２２記載の無線送信機。
【請求項２４】
前記パイロットトーン値が２つの要素より長いシーケンスに基づいて変更されるため、前記パイロットトーン値のパターンは、２つのシンボル期間毎に繰り返さない、請求項２２記載の無線送信機。
【請求項２５】
前記シーケンスは擬似乱数シーケンスであり、当該擬似乱数シーケンスは、前記パイロットトーン値に適用され、使用される最終的なパイロットトーン値シーケンスとなる、請求項２４記載の無線送信機。
【請求項２６】
前記擬似乱数シーケンスは、生成多項式Ｓ(ｘ)＝ｘ7＋ｘ4＋１により定義される請求項２５記載の無線送信機。
【請求項２７】
受信機で区別可能な複数のパスを含む通信チャネルを介して通信可能な１つ以上の空間ストリームを有する無線送信機において、前記通信チャネルの影響又は送信された前記１つ以上の空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して前記通信チャネルを介して送信される、方法であって、
符号化された前記データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別する工程であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際に、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
ゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して送信され、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のための前記複数のパスを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する工程と、を備える方法。
【請求項２８】
受信機で区別可能な複数のパスを含む通信チャネルを介して１つ以上の空間ストリームを送信するように構成される無線送信機であり、前記通信チャネルの影響又は送信された前記１つ以上の空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して前記通信チャネルを介して送信される、無線送信機であって、
前記符号化データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間に符号化される前記データを割り当て、前記１つ以上の空間ストリームに前記データを割り当てるパーサと、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別するパイロットトーン値生成器であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を前記受信機が提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
ゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間における前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して送信され、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値生成器と、
前記複数のシンボル期間において前記複数のパスを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する送信回路網とを備える無線送信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、「送信機ダイバーシティ利得を得るのに使用可能なマルチ送信ＯＦＤＭシステムにおけるパイロットトーン」という表題の、２００４年７月２２日に出願された、同時継続の米国仮特許出願番号６０／５９０，６１５を基礎とする優先権を主張している。この米国仮特許出願は、あらゆる目的のために、本明細書において全てが説明されているのと同様に、ここに参照によって組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に無線送信に関し、特に、複数の空間ストリーム及びパイロットトーンを使用する無線送信に関する。
【背景技術】
【０００３】
８０２．１１プロトコル送信に使用されるシステム等のＯＦＤＭシステムにおいて、パイロットトーン（pilot tones）が送受信を支援するのに使用される。ＭＩＭＯシステム又はマルチ送信システムの場合、複雑性が増す。ＭＩＭＯシステムは、送信ダイバーシティ利得を提供できる。単一の送信アンテナにおいて単一の送信空間ストリームを使用する単純な無線送信機の場合、そのような利点は得られず、パイロットトーン方式を使用する場合でも、それら利点のうちのいくつかを得ることはできないだろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭＩＭＯシステムにおいて、パイロットトーンは、空間ストリームにわたり循環することにより複数の送信空間ストリームを使用して送信される。しかし、スペクトル平坦度（flatness）が問題となり、その時にパイロットトーンを搬送している空間ストリームにおいてフェージングがある場合、パイロットトラッキングは停止するだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
複数の送信アンテナを使用する送信機の一実施形態は、送信機ダイバーシティの利点を得るのに使用可能なパイロットトーンを提供する。
【０００６】
受信機で区別可能な複数の空間ストリームを有する無線送信機において、データが符号化されパイロットトーンを使用して通信チャネルを介して送信され、前記通信チャネルの影響、送信機障害、及び送信された前記空間ストリームに対する受信機障害の少なくともいずれかに関する情報を、前記受信機に提供する場合、前記符号化データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間を識別し、前記複数のシンボル期間に対するパイロットトーン値を識別し、前記複数のシンボル期間に対する前記複数の空間ストリームを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信することにより、利点は提供される。この時、前記識別されたパイロットトーン値は、前記受信機が前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際に、前記受信機が前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を前記受信機が提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値である。いくつかの実施形態において、パイロットトーンは、空間及び時間にわたり直交するか、あるいは空間、時間及び周波数にわたり直交する。その他の場合、パイロットトーンは半直交する。パイロットトーン値は、一定の振幅及び移相であってもよく、あるいは振幅に違いがあってもよい。ここで、少なくとも２つのパイロットトーンは、与えられたシンボル期間の空間ストリームに対してゼロ以外である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
添付の図面と共に以下の詳細な説明を提供することにより、本発明の特性及び利点が更によく理解されるだろう。
【０００８】
ＭＩＭＯ又はマルチ送信システムの実施形態において、複数の送信機アンテナがビットシーケンスを伝送するのに使用される。複数の送信アンテナを介して送信することにより、送信ダイバーシティの利点が得られる。パイロットトーンのダイバーシティの場合、信号フェージングがより適切に考慮される。本明細書において説明される方法及び装置は、特に断らない限り、受信機が単一アンテナ受信機であるか又は複数アンテナ受信機である場合に動作することを理解するべきである。
【０００９】
本開示において、オブジェクトのインスタンスが複数あり且つそのインスタンス数が重要でない場合、インスタンスは「１」から「ｎ」まで番号が付けられ、この時、「ｎ」の値は使用する毎に同一である必要はないことが理解される。例えば、「ｎ」はある説明においてはアンテナ数として使用されるが、その数字は各例によって異なってもよい。本明細書において、全てのインスタンスが使用されることを要求するものはないことを理解すべきである。例えば、図１に示す送信機は１０個のアンテナを有するように設計され、そのうち７つのアンテナが使用されてもよい。これは、チャネルが適切である場合にそれらアンテナを必要としないため、節電の目的である場合がある。「ｎ」は、異なる状況において異なる値をとってもよい。上記例において、全てのアンテナがカウントされる場合はｎ＝１０であるが、有効なアンテナのみがカウントされる場合はｎ＝７である。アンテナ数は、１から２０でもよく、あるいは２０より多くてもよい。
【００１０】
ある説明において、Ｎtは、送信アンテナ／送信空間ストリームの数を示すのに使用され、Ｎrは、受信アンテナ／受信空間ストリームの数を示すのに使用される。一般に、本明細書における多くの例は、送信機における空間情報ストリーム数（Ｎs）から送信アンテナ数（Ｎt）への直接マッピング、すなわちＮs＝Ｎtを前提とし、特に示さない限り、一方の値が使用される場合、他方の値も使用される。ＮsがＮtに等しくない場合においても、パイロットマッピングは、直接マッピング（すなわち、空間多重化）を介してＮt個の送信アンテナに基づいて適用され、あるいはＮt個の送信アンテナにＮs個の空間ストリームをマッピングするためにデータに適用されたのと同一の空間マッピングを使用して空間ストリーム数に適用されることが理解されるべきである。
【００１１】
本開示において、図示される線が複素数値化された量の時間シーケンスを通信するためのデジタル信号線であることが理解されるべきである。更に、加算器等の演算オブジェクトは、複素加算器でもよいことが理解されるべきである。他の例の場合、通信される信号は、アナログ信号、制御信号又は１つ以上の値のストリームであってもよい。
【００１２】
図１は、本明細書において説明されるパイロットトーン方式を使用できる無線送信機１００を示すブロック図である。図示されるように、無線送信機１００は、１つの無線受信機（又は複数の無線受信機）に送信されるデータを受信する入力を含む符号器１０２を具備する。符号器１０２は、ＦＥＣ、暗号化、パケット化、及び無線送信の少なくともいずれかでの使用が周知の他の符号化のためにデータを符号化してもよい。符号器１０２の出力は、符号化データを送信機の空間時間周波数（ＳＴＦ：Spatial-Time-Frequency）次元にマッピングするマッピング部１０４に提供される。次元は、割り当てられるデータを考慮する種々の構成を表す。与えられたビット又はビットのセット（これは、ビットのグループ化又はコンスタレーション点（constellation point）に対応するビットのセットを含むことができる）は、次元内の特定の場所にマッピングされる。一般に、次元内の異なる場所にマッピングされたビット及び信号の少なくともいずれかは送信機から送信されるため、それらは受信機において区別可能（differentiable）である可能性があると考えられる。
【００１３】
空間ストリームは送信機から送信されるため、異なる空間ストリームにおける送信は、受信機において区別可能である可能性があると考えられる。例えば、１つの空間次元にマッピングされた複数ビットは、１つの空間ストリームとして送信される。その空間ストリームは、他のアンテナと離間された自機のアンテナ、複数の離間されたアンテナを介する自機内での垂直重畳、自機内での分極等により送信されてもよい。空間ストリームの分離に対して多くの技術（アンテナを空間上で分離すること又は信号が受信機において区別されることを可能にする他の技術を含む）が周知であり、使用ことができる。
【００１４】
図１に示す例において、Ｎt個の空間ストリーム（多くのアンテナと共に示されるが、必ずしもそうである必要はない）が存在する。Ｎtの例は、２、３、４、１０又は２以上の他の数字を含む。いくつかの例において、他の空間ストリームが停止しているために、１つの空間ストリームのみが利用可能であることがあるが、本明細書において説明される方式の利点は、２つ以上の空間ストリームの場合にのみ得られる。
【００１５】
送信機が複数の周波数サブキャリアを使用して送信する場合、周波数次元に対して複数の値が存在するため、マッピング部１０４は、いくつかのビットを１つの周波数サブキャリアにマッピングし、他のビットを別の周波数サブキャリアにマッピングしてもよい。データに対して使用される周波数サブキャリアは、データサブキャリアに対して８０２．１１規格により指定される周波数サブキャリアでもよい。他の周波数サブキャリアは、データを搬送しない（又は必ずしもデータを搬送するとは限らない）保護帯域又はパイロットトーン・サブキャリア等として確保されてもよい。図１に示す例において、Ｎc個のデータサブキャリアが存在する。ＯＦＤＭの場合、Ｎcの例は５２、５６、１１４、１１６又は２以上の他の数字を含む。例えばパイロットトーン及びデータがサブキャリアに時分割多重化される空間時間パイロットマッピングを有することにより、単一サブキャリアシステムに対してそれら技術が使用可能である。しかし、本明細書における殆どの例は複数のサブキャリアを仮定し、空間時間周波数マッピングが存在することが予想される。
【００１６】
時間次元はシンボル期間を参照し、異なるビットは異なるシンボル期間に割り当てられてもよい。複数の空間ストリーム、複数のサブキャリア及び複数のシンボル期間が存在する場合、１つのシンボル期間のための送信は、「ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）ＭＩＭＯ（Multiple-Input, Multiple-Output：多入力多出力）シンボル」と呼ばれてもよい。符号化データのための送信速度は、単純なシンボル毎のビット数（使用されるコンスタレーション数のlog2）、空間ストリーム数及びデータサブキャリア数を乗算し、シンボル期間の長さで除算することにより決定されてもよい。
【００１７】
マッピング部１０４は、ビット（又は入力データの他の単位）を空間ストリーム、データサブキャリア及びシンボル期間にマッピングする。図１に示すように、分離した空間ストリームは分離したパスに従う。いくつかの実現例において、Ｎt個のパスは別個のハードウェアを使用して実現され、他の実現例において、パスのハードウェアは２つ以上の空間ストリームに対して再利用されるか、あるいは１つ以上の空間ストリームに対して実行するソフトウェアにおいてパスロジックが実現される。各空間ストリームの要素は、図中符号で示され、同一の要素のインスタンスは同一の図中符号を有し、そのインスタンスは括弧で示される。
【００１８】
ＱＡＭマッピング部１０６は、マッピング部１０４により提供されたデータをコンスタレーションにマッピングする。例えば、ＱＡＭ（quadrature-amplitude modulation：直交振幅変調）が使用される場合、ＱＡＭマッピング部１０６は、シンボル期間毎、データサブキャリア毎、空間ストリーム毎に４ビット提供され、各シンボル期間の各データサブキャリアの各空間ストリームに対して１６ＱＡＭコンスタレーション信号を出力する（直列／並列（Ｓ／Ｐ）データパスを作成する）。シンボル期間毎、データサブキャリア毎、空間ストリーム毎に６ビットを消費する６４ＱＡＭ等の他の変調が使用されてもよい。また、他の変形例も可能である。
【００１９】
図示されるように、ＱＡＭマッピング部１０６の出力は、空間及び周波数次元にわたり分布される。パイロットトーン・インサータ１０８は、パイロットトーン・サブキャリアに対してパイロットトーンを挿入する。それら信号の集まりは、データの周波数信号及び挿入されたトーンを時間領域信号に変換する逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット１１０に提供される。時間領域信号は、シンボル期間ｋのための時間領域サンプル及び空間ストリームにわたる信号を表すベクトルｚ（ｋ）により表される。
【００２０】
時間領域信号はフォーマッタ１１２（空間ストリーム毎に１つ示される）により処理される。フォーマッタ１１２は、ＩＦＦＴユニット１１０の出力を得て、並列信号をサイクリックプレフィックス、ガードインターバルウィンドウ等を付加した直列信号に変換する（Ｐ／Ｓ）。その後、時間領域信号はデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）１１４に信号（ベクトルｕ（ｎ）で表される）として提供され、ＤＡＣ１１４はＲＦ信号をアンテナに出力する送信機無線周波数（ＴＸ ＲＦ）ブロックにアナログ信号を提供する。それにより、無線受信機により受信されるように適切に構成された無線媒体を介して、符号器１０２に入力されたデータが送信される。
【００２１】
ＭＩＭＯ送信の従来技術において周知であるように、送信ダイバーシティ利得は受信機における利得であるため、送信ストリームのダイバーシティにより、信号対雑音比（ＳＮＲ）に対してパケット誤り率（ＰＥＲ）が改善される。本明細書において説明されるいくつかの技術を使用して、受信機は、位相雑音及び周波数オフセット等の、通信チャネル、送信機障害、及び受信機障害の少なくともいずれかをより適切に特徴付けることができる。それにより、受信機は、通信チャネル、送信機障害、及び受信機障害の少なくともいずれかによる信号の歪みに直面しても送信データをより適切に復号できる。
【００２２】
図２は、本明細書において説明される無線送信機等の無線送信機から信号を受信し且つ使用する無線受信機２００を示すブロック図である。無線受信機２００は、チャネル、送信機障害、及び受信機障害の少なくともいずれかを特徴付けるために無線送信機により発生されたパイロットトーンを使用でき、また、送信の際に符号化されたデータの受信を改善するためにその特徴を使用できるのが好ましい。
【００２３】
図示されるように、無線受信機２００は、複数のアンテナ（Ｎrは受信空間ストリーム数を示し、送信空間ストリーム数であるＮtより大きくても小さくても等しくてもよい）を具備する。アンテナは、Ｎr個の受信機無線周波数（ＲＸ ＲＦ）ブロック２０２にデータを提供し、ＲＸ ＲＦブロック２０２はベースバンド信号をアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２０４に出力する。送信機と同様に、種々のビームステアリング、直交化等の技術が複数の受信機ストリームを達成するために使用されてもよいため、処理される空間ストリーム数はアンテナ数と同等である必要はなく、各ストリームは１つのアンテナに限定される必要はない。
【００２４】
ＡＤＣ２０４の出力は同期モジュール２０６に提供され、同期モジュール２０６は、送信機の要素と反対のことを実行する種々の要素にその出力を提供する。例えば、デフォーマッタ２０８（空間ストリーム毎に１つ示される）は、同期モジュール２０６の出力を受信し、プレフィックスを除去するなどして、ＦＦＴ処理のためにデータを並列化する。ＦＦＴユニット２１０は、時間領域から周波数領域に変換する。パイロットトーン・プロセッサ２１２は、空間ストリーム毎に周波数領域信号を受信し、送信機により送信される空間ストリーム、周波数サブキャリア及びシンボル期間のグループにわたるパイロットトーンを集合的に判定する。これにより、検出器２１４は、種々の次元にわたるデータを検出し且つ復号し、送信機が送信したデータに関する受信機の推定を出力する。
【００２５】
受信機が全情報シーケンスの一部として送信される送信シーケンスを認識している場合、受信機は、それら周知の送信シーケンスを使用してチャネル推定を実行できる。適切なパイロットトーン・トラッキング、処理、データ検出及びデータ復号を支援するために、チャネル推定モジュール２１６は、同期モジュール２０６からの結果に基づいて、あるいは、周知の送信シーケンスのためのデフォーマット及びＦＦＴが、全情報シーケンスのデータ部分のためのものと同一である場合にはＦＦＴユニット２１０からの結果に基づいて、パイロットトーンプロセッサ２１２及び検出器２１４に推定信号を提供する。
【００２６】
図３は、示される送信機の一部分の例を更に詳細に示す。上述のように、データトーン（ＱＡＭマッピング部等からの）及びパイロットトーン（パイロットトーン・インサータからの）はＩＦＦＴユニットに提供される。異なる周波数サブキャリアを占有するデータトーン及びパイロットトーンの場合、それらは、ＩＦＦＴユニットの異なるタップに適用され、適切な時間領域信号に組み合わされる。この例において、パイロットトーン・インサータ１０８により挿入された特定のパイロットトーンは、パイロットトーン生成器３００により駆動される。パイロットトーン生成器３００は、シンボル期間毎に、空間ストリーム毎のパイロットトーンの振幅（及び可能性として位相）及び各パイロットトーン（送信機は複数のパイロットトーン・サブキャリアに対処する）を判定する。
【００２７】
パイロットトーンの値は、制御信号及び可能性として擬似乱数（ＰＮ）生成器３０２から得られる。シンボル期間において、パイロット生成器３００は、複数の空間ストリームにわたる１つ以上のパイロットトーンの各々のための振幅（及び可能性として位相）を指定する。ある状況において、その振幅はゼロであってもよく、これは、特定の空間ストリームのための特定のパイロットトーンが送信されないことを意味する。本明細書において、シンボル期間のシーケンスにわたるパイロットトーン値のセットは、パイロットトーン・シーケンスと呼ばれる。好適な本実施形態において、与えられた空間ストリーム及びパイロットサブキャリアのためのパイロットトーン値は、シンボル期間にわたり一定であると考えられ、特定のシンボル期間から次のシンボル期間へ変更してもしなくてもよい。そのような実施形態において、それら値は、「パイロットシンボル」と呼ばれてもよい。パイロット生成器は、複数の空間ストリーム及び複数のパイロットトーン・サブキャリアに対して、シンボル期間毎にそれらストリーム及びサブキャリアに対処するパイロットトーンシンボルを判定するロジックを含んでもよい。
【００２８】
パイロットトーン・シーケンスを判定する種々の装置及び方法は、特に本明細書において以下に説明される。区別可能なパイロットシーケンスのセットを使用して、位相雑音、周波数オフセット、及び送信チャネルの少なくともいずれか（又は発生する可能性のある他の障害）は、空間ストリーム毎に個別に推定される。特に、時間におけるベクトルの直交セットは複数の空間ストリームに適用され、電力を空間ストリーム間で同等に分配させながら、異なる空間ストリームを区別し且つ空間ストリームダイバーシティから利点を得ることができる。特に、時間におけるベクトルの直交セットは複数の送信機アンテナに適用され、電力を送信機アンテナ間で同等に分配させながら、異なる送信機アンテナを区別する。
【００２９】
次に続くのは、パイロットトーン・シーケンスの適切なパターンを生成する方法（及び説明が必要である場合にはそれらの対応する装置）のいくつかの例である。いくつかの実現例の場合、パイロットトーン・シーケンスは、行列により表現可能である定義により駆動される。パイロットトーン・シーケンスの行列の例を図４に示す。
【００３０】
図４（ａ）は、２×２のウォルシュ・アダマール（ＷＨ）行列であり、第１の行は要素（１，１）を有し、第２の行は要素（１，−１）を有する。特に指示しない限り従来例に従って、行列の異なる行は異なる空間ストリームに対応し、異なる列は異なるシンボル期間に対応する。Ｎt＝２の場合の送信機のためのパイロットトーンのパターンは、各空間ストリームのためのパイロットトーンが１つのシンボル期間に対して同一極性を有し、次のシンボル期間に対して逆極性を有するようなパターンである。１つの方法において、行列は周期的であり、パイロットトーンのパターンは２つのシンボル期間毎に繰り返す。
【００３１】
図４（ｂ）は、３つの送信空間ストリームに対して使用される３×４の行列であり、４つのシンボル期間に対して繰り返す。
【００３２】
図４（ｃ）は、４つの送信空間ストリームに対して使用される４×４の行列であり、４つのシンボル期間に対して繰り返す。
【００３３】
ｘp(ｎ,ｋ)は、マルチ送信ＯＦＤＭシンボルｋ又はＭＩＭＯのサブキャリアｎでｐ番目の送信機アンテナにおいて送信されるパイロットシンボルを示す。２ストリームＭＩＭＯシステムの場合、Ｐ={１,２}であり、サブキャリアｎのためのパイロットトーンの値は表１から判定可能である。これは、適切な空間時間（ＳＴ）マッピングを提供する。
【００３４】
【表１】
2008507924.tif 000003
【００３５】
先に示すように、パイロットトーンは、空間ストリーム及び時間（例えば、シンボル期間）に対して変化する（ＳＴマッピング）。直交ＳＴマッピングは、ＭＩＭＯ ＯＦＤＭシステムの多次元送信から利点を得ることができるため、受信機は、直交マッピング及び空間時間ダイバーシティからの利点を組み合わせることができる。これを達成するために、ｘp(ｎ,ｋ)は、ｐ及びｋの関数として直交するのが好ましい。部分直交マッピングに対してある程度の改善が行なわれる。
【００３６】
一般に、異なる空間ストリームが異なるシーケンスを有し、且つ２つ以上の空間ストリームが与えられたシンボル期間においてパイロットを有するようなマッピングを使用することにより、ダイバーシティの利点が得られる。例えば、パイロットトーンは、異なる位相に対してゼロ以外であり、直交性を提供するがフェージングに耐える。
【００３７】
空間ストリーム毎に複数のパイロットトーンが存在する場合、マッピングは、空間時間周波数に対して行なわれる（ＳＴＦマッピング）。直交又は部分直交ＳＴＦマッピングは、ＭＩＭＯ ＯＦＤＭシステムにおいて同様の利点を提供できる。これを達成するために、ｘp(ｎ,ｋ)はｐ、ｋ及びｎの関数として直交するのが好ましい。１つの方法において、周波数次元における直交性は、いくつかの列によりシフトされる同一のマッピング行列を使用することにより提供される。他の方法において、異なるパイロットトーンは、生成パイロットトーン・シーケンスに対して異なる行列又は処理を使用する。例えば、３次元行列が使用されてもよく、３次元行列は異なるストリーム、異なるシンボル期間及び異なるパイロットトーン・サブキャリアのためのパターンを規定するため、パイロットトーン間の差異は２次元行列の値の時間シフトに限定されない。それら行列が使用される場合、行列は、シンボル期間にわたり繰り返し、空間ストリームと周波数の少なくともいずれかに対しても繰り返す。例えば、２×４の行列は、最初の２つのストリームに対処し、且つ次の２つのストリームに対して複写され、それにより少なくとも２次のダイバーシティを提供する。
【００３８】
一般に、この定義は、与えられた送信アンテナ数及びパイロットトーン数の少なくともいずれかに拡張される。
【００３９】
パイロットシーケンスの区別可能なセットを使用して、位相雑音、周波数オフセット及び送信チャネルの少なくともいずれか（又は発生する可能性のある他の障害）は、送信機アンテナ毎に個別に推定される。特に、時間におけるベクトルの直交セットは複数の送信機アンテナに適用され、電力を送信機アンテナ間で同等に分配させながら、異なる送信機アンテナを区別し、且つ送信機ダイバーシティから利点を得ることができる。２つ以上の空間ストリームにわたるパイロットトーンに対してゼロ以外の値を有することにより、１つのストリームが完全にフェージングする時でもパイロットトーントラッキングは継続して行なわれる。
【００４０】
スペクトル線を防止するために、直交パイロットシーケンスは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格の条項１７．３．５．９により指定される擬似乱数（ＰＮ）シーケンス、すなわちＳ(ｘ)＝ｘ7＋ｘ4＋１の生成多項式を含むＰＮシーケンス等のＰＮシーケンスと乗算される。ＰＮシーケンスは、パイロットマッピング行列全体とＰＮシーケンスの１つの要素とを乗算することにより適用されてもよく、あるいはＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボル毎又はＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボルのグループ毎にパイロットマッピングとＰＮシーケンスの１つの要素とを乗算することにより適用されてもよい。あるいは、各ＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボル又はＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボルのグループにおけるパイロットは、別のＰＮシーケンスからの対応する要素と乗算できる。
【００４１】
一例として、ｎはパイロットサブキャリアの指標（すなわち、サブキャリア番号）であり、送信シンボルは直交セット（この例においては、２×２のＷＨ行列）と乗算される。ｑ番目の受信アンテナは、図５に示すように信号を確認する。受信アンテナにおいて受信された信号は、第１のＯＦＤＭシンボルに対してはｈq1(ｎ)ｘ1(ｎ,１)＋ｈq2(ｎ)ｘ2(ｎ,１)であり、次のＯＦＤＭシンボルに対してはｈq1(ｎ)ｘ1(ｎ,２)−ｈq2(ｎ)ｘ2(ｎ,２)である。ＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボル毎の共通位相雑音誤差（ＣＰＥ）は、ｈq1(ｎ)、ｈq2(ｎ)、ｘ1(ｎ,１)、ｘ2(ｎ,１)、ｘ1(ｎ,２)及びｘ2(ｎ,２)の知識からｑ番目の受信アンテナ受信機に対して判定される。その知識は、ｘ1(ｎ,１)、ｘ2(ｎ,１)、ｘ1(ｎ,２)及びｘ2(ｎ,２)を認識し、且つ受信機においてｈq1(ｎ)及びｈq2(ｎ)を計算することから得られてもよい。
【００４２】
更に、ＣＰＥが２つの連続するシンボルにおいて同等であると仮定される場合、ｘ1(ｎ,１)＝ｘ1(ｎ,２)且つｘ2(ｎ,１)＝ｘ2(ｎ,２)の時、又はｘ1(ｎ,１)＝−ｘ1(ｎ,２)且つｘ2(ｎ,１)＝−ｘ2(ｎ,２)の時、又は他の同様な状況が起きた時、送信機ダイバーシティ利得は得られる。尚、特定の行列が使用される場合、ｈ1(ｎ)＝−ｈ2(ｎ)となるようにチャネルが反転されると、パイロットトーンは、それらが同等である場合に相殺し、第２のシンボルに対しては相殺せず、それにより送信機ダイバーシティの利点を考慮する。
【００４３】
（２つの送信アンテナのための受信機の処理）
ｘ1(ｎ,１)＝ｘ2(ｎ,１)＝ｘ1(ｎ,２)＝ｘ2(ｎ,２)＝１であり且つｋ番目のＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボルにおけるＣＰＥがθ(ｋ)であると仮定する。ＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボル１及び２のためのサブキャリアｎで受信機ｑにおいて受信された信号は以下の通りである：
シンボル１：ｙq(ｎ,１)＝(ｈq1(ｎ)＋ｈq2(ｎ))exp(jθ(１))              （式１）
シンボル２：ｙq(ｎ,２)＝(ｈq1(ｎ)−ｈq2(ｎ))exp(jθ(2))              （式２）
【００４４】
その情報から、受信機は、全ての奇数シンボルに(ｈq1(ｎ)＋ｈq2(ｎ))*を乗算し、全ての偶数シンボルに(ｈq1(ｎ)−ｈq2(ｎ))*を乗算し、且つその結果の角度を判定することにより、ＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボル毎のＣＰＥを直接推定できる。尚、*は対応するシンボルの共役を示す。２つの連続するＭＩＭＯ ＯＦＤＭシンボルのＣＰＥが同等である場合、以下の角度を判定することにより、ＣＰＥ推定における送信アンテナダイバーシティ利得から追加の利点が得られる：
ｈq1*(ｎ)(ｙq(ｎ,１)＋ｙq(ｎ,２))＋ｈq2*(ｎ)(ｙq(ｎ,１)−ｙq(ｎ,２))      （式３）
【００４５】
上述の受信機の処理は、本明細書において説明されるようにパイロットを使用して共通位相雑音誤差（ＣＰＥ）を取得するのに使用可能である。この処理は、例えばチャネル推定、周波数オフセット推定等を取得又は更新する等の他の目的に対しても使用できる。
【００４６】
（３アンテナ／４アンテナの一般化）
４つの送信アンテナの場合、図４（ｃ）に示す４×４のＷＨ行列等の４×４の行列が使用される。尚、他の構成も動作するが、これは直交セットを形成する。従って、４つのシンボルのためのパイロットに対して、送信ダイバーシティ利得が得られる。２次の送信機ダイバーシティが十分である場合、２つの２×２のＷＨ行列が４つの送信機の場合のために空間にスタックされる。
【００４７】
直交基底を提供する他の行列等の、他の行列を使用してもよい。例えば、フーリエ行列は、ＢＳＰＫにマッピングする適切なコンスタレーション点を提供するようなＷＨ行列の利点を提供しないものの、サイズがＮt×Ｎt（ＮtはＴＸアンテナ数である）のフーリエ行列を使用してもよい。
【００４８】
３つの送信アンテナの場合、図４（ｂ）に示すように、４×４のＷＨ行列の最初の３つの行は基底ベクトルとして単純に選択される。他の変形例において、図４（ｄ）の行列が使用される。この例において、２つの空間ストリームのみが存在する場合、２つのシンボルの後に直交性があり、直交性が４つのシンボルの後にある場合と比較してより迅速に利点を提供する。これは、２つの空間ストリームが例えば第１の行及び第３の行を使用した場合である。
【００４９】
上述によると、パイロットトーンは、スペクトル平坦度が確保されるようなパイロットトーンである。例えばこの時、各パイロットトーンは移相して存在する。
【００５０】
（単一周波数チャネル及び複数周波数チャネル）
複数送信機ストリームを含む２０ＭＨｚチャネルモード等の単一チャネルモードの場合、パイロットトーンのためのサブキャリア指標はサブキャリア−２１及び２１でもよいが、他の位置調整が動作し、３つ以上のパイロットが使用されてもよい。例えば、４つのパイロットは、サブキャリア−２１、−７、７及び２１において使用されてもよい。
【００５１】
４０ＭＨｚモード等の複数周波数チャネルモードの場合、パイロットトーンのためのサブキャリア指標は、サブキャリア−４２、−１４、１４及び４２でもよい。上述の表記法が使用され、ＷＨ行列の前に値が以下のように表される：
２０ＭＨｚの場合：ｘp(−２１,ｋ)＝１, ｘp(２１,ｋ)＝１                    （式４）
４０ＭＨｚの場合：ｘp(−４２,ｋ)＝１, ｘp(−１４,ｋ)＝１,
ｘp(１４,ｋ)＝１, ｘp(２１,ｋ)＝−１                    （式５）
【００５２】
オプションとして、直交基底は、１２７個の要素を含む８０２．１１ａ規格において指定されるようなＰＮシーケンス等により乗算され、スペクトル線を回避する。これは、６つのパイロットトーン等の５つ以上のパイロットトーンに対しても動作する。例えば、６つのパイロットは、サブキャリア−５３、−２５、−１１、１１、２５及び５３において使用されてもよい。この場合、より大きな行列が使用されるか、あるいは追加のパイロットトーンに対して繰り返すより小さな行列が使用される。
【００５３】
単一送信アンテナの簡単な例において、２０ＭＨｚ単一送信機ストリームモード（４８個のデータサブキャリア及び４つのパイロットを含む）は、従来の８０２．１１ａパイロット方式を使用してもよい。
【００５４】
上記は、少なくとも送信されたパイロットトーン間の関係を変更したことによるアンテナダイバーシティに対処する。同一の値が各パイロットトーンに対して使用され、ｈ１＝−ｈ２である場合、フェージングは受信機において全ての信号を除去する。しかし、２×２のＷＨ行列を使用して、受信機は１つのＯＦＤＭバーストに対してゼロを測定し、第２のＯＦＤＭバーストに対してｈ１＋ｈ２を測定して、ダイバーシティを達成する。
【００５５】
上記方法により、スペクトル平坦度は重要性の低い課題となり、完全なフェージングは非常に少なくなる可能性がある。
【００５６】
図６は、本発明を使用できる単純な無線ネットワークを示す。例えば、無線ネットワークは、本明細書において説明されるように送信機及び受信機を使用するノードから形成されてもよい。図６に示すように、無線ネットワーク６００は複数の局６０２を含み、各局６０２は、無線ネットワーク６００の少なくとも１つの他の局６０２と通信可能である。特定の実現例において、無線ネットワーク６００は、建物、構内、乗り物又は同様の環境内で使用されるようなローカルエリア無線ネットワークである。特定の実現例において、無線ネットワーク６００は、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎ等の１つ以上のＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠するように設計される。しかし、フェージング、マルチパス及び複数の空間ストリームの必要性等の８０２．１１環境において解決される問題に類似する問題を解決するために、他の規格及び非標準のネットワークに置換されてもよいことは理解されるべきである。
【００５７】
図示されるように、いくつかの局６０２はクライアント装置６０４に結合され、他の局はアクセスポイント６０６に結合される。アクセスポイント６０６は、有線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）接続等の配信システムにインタフェースする。例えば、局６０２（１）はクライアント装置６０４（１）に結合され、局６０２（３）はアクセスポイント６０６に結合される。図６は、無線ネットワークの単純化して一般化された図であることが意図される。干渉信号生成器は図示されないが、存在すると仮定される。
【００５８】
クライアント装置６０４の例は、ラップトップ、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、あるいは他の装置と通信する必要のある任意の他のポータブル又はセミポータブル電子装置を含み、あるいは、ネットワーク又は他の装置への有線接続が利用可能でない場合又は容易に提供されない場合には他の装置と通信する必要のある固定電子装置を含む。アクセスポイント６０６は、各局を配信システムに結合する。そのような配信システムの例は、インターネット、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、あるいはＴＣＰ／ＩＰパケット網又は他のパケット網に対する公衆接続又は専用接続を含む。
【００５９】
一般的な動作において、複数の局装置は、局６０２の機能性を実現する回路網とソフトウェアとの少なくともいずれかが供給され、有線ネットワークインタフェースが結合されるネットワークと局装置との間のアクセスを可能にするために、１つ以上のネットワークアクセスポイントが無線ネットワーク６００において提供される。有線ネットワークインタフェースに結合される局は、「アクセスポイント」と呼ばれる。そのようなシステムの使用例は、ネットワーク配線を各コンピュータに対して敷設する必要なく建物内のコンピュータをネットワークに接続することである。この例において、建物は、ネットワークに結合された各局における無線ネットワークカードの無線通信範囲内にあるネットワークに結合される固定アクセスポイントを供給される。
【００６０】
図７は、１つの装置と１つのネットワーク接続との間の結合を更に詳細に示す。図示されるように、クライアント装置６０４は、クライアント局ハードウェア６２０の装置Ｉ／Ｏセクションに結合される。クライアント局ハードウェア６２０は、装置Ｉ／Ｏセクションにそれぞれ結合される送信セクション及び受信セクションを含む。送信セクションは、無線チャネル６２２を介してアクセスポイントハードウェア６２４の受信セクションに信号を送信する。その受信セクションは、ネットワークＩ／Ｏセクションに結合され、クライアント装置６０４からローカルエリアネットワーク等の配信システム６２６へのデータ通信パスを提供する。また、配信システム６２６からクライアント装置６０４へのパスは、アクセスポイントハードウェア６２４のネットワークＩ／Ｏセクション、アクセスポイントハードウェア６２４の送信セクション、クライアント局ハードウェア６２０の受信セクション及びクライアント局ハードウェア６２０の装置Ｉ／Ｏセクションを介して提供される。無線チャネル６２２の特性は、クライアント局ハードウェア６２０の場所及びアクセスポイントハードウェア６２４、並びに壁、建物及び自然の障害物等の介在する物体、並びに他の装置、送信機、受信機及び信号反射面による影響等の多くの要素に依存する。局は、専用ハードウェア、局コードを実行する汎用プロセッサ又はそれらの組合せにより実現できる。上述の例である受信機及び送信機において、送信セクション及び受信セクションは複数のストリームを処理でき、ＭＩＭＯシステムを実行する。
【００６１】
通常、クライアント局ハードウェア６２０は、クライアント装置６０４に組み込まれる。例えば、クライアント装置６０４がラップトップコンピュータである場合、クライアント局ハードウェア６２０は、ラップトップのＰＣＭＣＩＡスロットに挿入されるアドオンＰＣＭＣＩＡカードであってもよい。通常、アクセスポイントハードウェア６２４は、有線ネットワークを無線ネットワークに結合するのに使用される有線ネットワークインタフェース装置の一部として実現される。一般的な実現例にもかかわらず、図７の図が完全に対称になることを妨げるものは存在しないことを理解すべきである。すなわち、クライアント局ハードウェア６２０及びアクセスポイントハードウェア６２４はほぼ同一のハードウェア装置のインスタンスであるが、多くの場合、アクセスポイントは固定され、アクセスポイントでない局は、電力使用量、費用、重さ、及びサイズの少なくともいずれかが問題点である携帯装置又は移動装置である。
【００６２】
本明細書において説明される一般的な機構は、ＭＩＭＯシステムのパイロットトーンマッピングの空間時間依存性と多様性との少なくともいずれかを使用する。ＭＩＭＯ ＯＦＤＭシステムの場合、マッピングは、周波数領域依存性及び多様性の少なくともいずれかを含むように拡張される（ＳＴＦマッピング）。
【００６３】
説明してきたように、送信されるパイロットトーンシンボルは、空間及び時間次元にわたり変化し、また周波数次元にわたり変化することもある。この時、空間次元は送信機において送信アンテナ又は空間情報ストリームにより与えられ、時間次元は時間的に後続するシンボルにより定義され、例えばＯＦＤＭが適用される場合、周波数次元はＯＦＤＭサブキャリアにより与えられる。好適な例において、２つ以上のゼロでないパイロットトーンがシンボル期間に存在する場合と、パイロットトーンが１次元以上にわたり直交又は部分直交する場合との少なくともいずれかの場合などにおいて、送信ダイバーシティの利点は、それらパイロットトーンを使用することにより可能となった改良されたチャネル特性により取得される。
【００６４】
殆どがゼロでないパイロットトーン及びシンボル期間毎の複数のパイロットトーンを使用することにより、ダイバーシティの利点が取得される。適切なＳＴ又はＳＴＦマッピングを使用して、少なくともいくつかのパイロットトーンがいくつかの次元においてオーバラップする場合、ダイバーシティは提供され且つ受信機はパスを特徴付けることをより適切に行なえ、それにより、それらパスを介して送信されるデータの改良された回復を行なえる。
【００６５】
本発明は、本明細書で示す受信機の特定の実現例に限定されないことを理解すべきである。多くの例において、現在、新しい装置及び方法が無線システムにおいて普及している一般的な要素を使用して実現されるものとして示されるが、本開示の技術は、特に断らない限り、他の既存の要素及び将来開発される要素に適用可能であることを理解すべきである。例えば、パイロットトーンシンボルに対して１及び−１以外の値が使用できる。すなわち、他の位相及び他の振幅が使用されてもよい。シーケンスを駆動する行列の代わりに、方程式又はシーケンス（複素数の又は実数の）がパイロットトーン生成器に対する入力として使用され、直交又は半直交ＳＴ又はＳＴＦマッピングを生成できる。パイロットトーンは、ＱＡＭコンスタレーション点又は非ＱＡＭコンスタレーション点、入力等である。
【００６６】
好適な実施形態に関して本発明を説明したが、多くの変更が可能であることは当業者には認識されるだろう。例えば、本明細書において説明される処理は、ハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、及びそれらの任意の組合せの少なくともいずれかを使用して実現されてもよい。好適な実施形態に関して本発明を説明したが、本発明は、以下の請求の範囲の範囲内の全ての変更及び同等の実施形態を範囲に含むことが意図されることは理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明と共に使用可能な無線送信機を示すブロック図である。
【図２】本発明と共に使用可能な無線受信機を示すブロック図である。
【図３】図１の送信機の一部分を更に詳細に示すブロック図である。
【図４】パイロットトーン・シーケンスの行列の例を提供する図である。図４（ａ）は２×２のウォルシュ・アダマール（ＷＨ）行列を示し、図４（ｂ）は４つのシンボル期間にわたる３つの送信空間ストリームに対して使用される３×４の行列であり、図４（ｃ）は４つのシンボル期間にわたる４つの送信空間ストリームに対して使用される４×４の行列である。
【図４（ｄ）】別の４×４の行列である。
【図５】受信機が受信する信号を示す図である。
【図６】本発明を使用できる単純な無線ネットワークを示すブロック図である。
【図７】図６に示す１つの装置とネットワークの１つのネットワーク接続との結合を更に詳細に示すブロック図である。
【図１】
2008507924.tif 000004
【図２】
2008507924.tif 000005
【図３】
2008507924.tif 000006
【図４】
2008507924.tif 000007
【図４（ｄ）】
2008507924.tif 000008
【図５】
2008507924.tif 000009
【図６】
2008507924.tif 000010
【図７】
2008507924.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月2日(2007.3.2)
【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】
受信機で区別可能な複数の空間ストリームを有する無線送信機において、通信チャネルの影響又は送信された前記空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して通信チャネルを介して送信される、方法であって、
符号化された前記データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別する工程であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際に、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において２つの空間ストリームにわたり存在し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のための前記複数の空間ストリームを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する工程と、を備える方法。
【請求項２】
前記シンボルは、第１の複数の周波数サブキャリアのためのコンスタレーション値を備え、
前記パイロットトーンは、第２の複数の周波数サブキャリアにおいて搬送され、
与えられたシンボル期間のための送信信号は、前記第１及び第２の複数の周波数サブキャリアのための前記信号の組合せである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記パイロットトーン値は、空間ストリーム及び少なくとも１つのシンボル期間のための前記第２の複数の周波数サブキャリアにわたり変化し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、サブキャリアの関数として直交するように選択される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記パイロットトーンの少なくとも一部はシンボル期間にわたり変化し、
前記パイロットトーンの少なくとも一部は空間ストリームにわたり変化する、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記パイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において少なくとも２つの空間ストリームに対してゼロでない、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記受信機における前記複数の空間ストリームの区別可能度は、前記送信機と前記受信機との間の前記通信チャネルに対して異なるチャネル特性を有するために離間された複数のアンテナを介して前記複数の空間ストリームの少なくとも一部を送信することにより提供される、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記空間ストリームの数は２つであり、前記パイロットトーンの数は２つであり、前記パイロットトーン値は２つの可能なゼロでない値のセットから識別され、
事前にプログラミングされた公式に基づいて、２つのシンボル期間及び前記２つの空間ストリームの各々のために、前記２つのパイロットトーンの各々のための前記パイロットトーン値を示す、２×２の行列に基づいて前記パイロットトーン値を識別する工程を更に備え、
前記２×２の行列は、前記パイロットトーン値が少なくとも１つのシンボル期間のための双方の空間ストリームにおいてゼロでないような行列である、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記２×２の行列は、前記２つのシンボル期間に後続するシンボル期間において再利用される、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記パイロットトーン値が２つの要素より長いシーケンスに基づいて変更されるため、前記パイロットトーン値のパターンは、２つのシンボル期間毎に繰り返さない、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記シーケンスは擬似乱数シーケンスであり、当該擬似乱数シーケンスは、前記パイロットトーン値に適用され、使用される最終的なパイロットトーン値シーケンスとなる、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記擬似乱数シーケンスは、生成多項式Ｓ(ｘ)＝ｘ7＋ｘ4＋１により定義される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
受信機で区別可能な複数の空間ストリームを有する無線送信機であり、通信チャネルの影響又は送信された前記空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して通信チャネルを介して送信される、無線送信機であって、
前記符号化されたデータの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間に、符号化される前記データを割り当て、前記複数の空間ストリームに前記データを割り当てる、パーサと、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別するパイロットトーン値生成器であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際に、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において２つの空間ストリームにわたり存在し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値生成器と、
前記複数のシンボル期間のための前記複数の空間ストリームを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する送信回路網と、を備える無線送信機。
【請求項１３】
前記シンボルは、第１の複数の周波数サブキャリアのためのコンスタレーション値を備え、
前記無線送信機は、第２の複数の周波数サブキャリアに前記パイロットトーンを挿入するパイロットトーン・インサータを更に備え、
与えられたシンボル期間のための送信信号は、前記第１及び第２の複数の周波数サブキャリアの組合せである、請求項１２記載の無線送信機。
【請求項１４】
前記パイロットトーン値は、空間ストリーム及び少なくとも１つのシンボル期間のための前記第２の複数の周波数サブキャリアにわたり変化し、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、サブキャリアの関数として直交するように選択される、請求項１３記載の無線送信機。
【請求項１５】
前記パイロットトーンの少なくとも一部はシンボル期間にわたり変化し、
前記パイロットトーンの少なくとも一部は空間ストリームにわたり変化する、請求項１２記載の無線送信機。
【請求項１６】
前記パイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において少なくとも２つの空間ストリームに対してゼロでない、請求項１２記載の無線送信機。
【請求項１７】
前記送信機と前記受信機との間の前記通信チャネルに対して異なるチャネル特性を有するために離間された複数のアンテナを更に備え、
当該無線送信機は、前記複数のアンテナを介して前記複数の空間ストリームのうち少なくとも一部を送信するように構成される、請求項１２記載の無線送信機。
【請求項１８】
前記空間ストリームの数は２つであり、前記パイロットトーンの数は２つであり、前記パイロットトーン値は２つの可能なゼロでない値のセットから識別され、
前記無線送信機は、事前にプログラミングされた公式に基づいて、２つのシンボル期間及び前記２つの空間ストリームの各々のために、前記２つのパイロットトーンの各々のための前記パイロットトーン値を示す、２×２の行列に基づいて前記パイロットトーン値を識別するロジック又は回路網を含み、
前記２×２の行列は、前記パイロットトーン値が少なくとも１つのシンボル期間のための双方の空間ストリームにおいてゼロでないような行列である、請求項１２記載の無線送信機。
【請求項１９】
前記２×２の行列は、前記２つのシンボル期間に後続するシンボル期間において再利用される、請求項１８記載の無線送信機。
【請求項２０】
前記パイロットトーン値が２つの要素より長いシーケンスに基づいて変更されるため、前記パイロットトーン値のパターンは、２つのシンボル期間毎に繰り返さない、請求項１８記載の無線送信機。
【請求項２１】
前記シーケンスは擬似乱数シーケンスであり、当該擬似乱数シーケンスは、前記パイロットトーン値に適用され、使用される最終的なパイロットトーン値シーケンスとなる、請求項２０記載の無線送信機。
【請求項２２】
前記擬似乱数シーケンスは、生成多項式Ｓ(ｘ)＝ｘ7＋ｘ4＋１により定義される請求項２１記載の無線送信機。
【請求項２３】
受信機で区別可能な複数のパスを含む通信チャネルを介して通信可能な１つ以上の空間ストリームを有する無線送信機において、前記通信チャネルの影響又は送信された前記１つ以上の空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して前記通信チャネルを介して送信される、方法であって、
符号化された前記データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別する工程であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際に、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
ゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間において前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して送信され、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値を識別する工程と、
前記複数のシンボル期間のための前記複数のパスを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する工程と、を備える方法。
【請求項２４】
受信機で区別可能な複数のパスを含む通信チャネルを介して１つ以上の空間ストリームを送信するように構成される無線送信機であり、前記通信チャネルの影響又は送信された前記１つ以上の空間ストリームに対する障害に関する情報を前記受信機に提供するために、データが符号化されパイロットトーンを使用して前記通信チャネルを介して送信される、無線送信機であって、
前記符号化データの一部を表すシンボルが送信される複数のシンボル期間に符号化される前記データを割り当て、前記１つ以上の空間ストリームに前記データを割り当てるパーサと、
前記複数のシンボル期間のためのパイロットトーン値を識別するパイロットトーン値生成器であって、
前記識別されたパイロットトーン値は、前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して前記識別されたパイロットトーン値を有する前記パイロットトーンのうち少なくとも一部を受信する際、前記受信機が、前記通信チャネルを特徴付けることを可能にする信号を前記受信機が提供され、送信ストリームダイバーシティの利点を取得するような値であり、
ゼロでないパイロットトーン値は、与えられたシンボル期間における前記複数のパスのうち少なくとも２つのパスを介して送信され、
前記少なくとも２つのゼロでないパイロットトーン値は、ストリーム及びシンボル期間の関数として直交するように選択される、
パイロットトーン値生成器と、
前記複数のシンボル期間において前記複数のパスを介して前記シンボル及び前記パイロットトーンを送信する送信回路網とを備える無線送信機。
【国際調査報告】
2008507924.tif 000012