(57)【要約】  データの断片を空間−時間−周波数コーディングする方法は、マルチアンテナ送信システムで複数のデータ断片のストリームを受信することを含み、データは、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）記号、直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）記号、等のストリームで構成される。データの断片は、次いで、複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて、空間、時間及び周波数次元にわたってコーディングされる。データの断片は、周波数次元における１つ以上のＳＴＦコードが、周波数次元における１つ以上の他のＳＴＦコードとは異なるように、コーディングされる。この点に関して、周波数次元は、複数の周波数ビンを含むことができ、データの断片は、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するように、コーディングすることができる。【選択図】図１
2008519479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ断片のストリームを処理することが可能な空間−時間−周波数（ＳＴＦ）要素を備え、
前記空間−時間要素は、複数のＳＴＦコードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたり前記データ断片をコーディングすることが可能であり、
前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにコーディングされる、
ことを特徴とするマルチアンテナ通信エンティティ。
【請求項２】
前記ＳＴＦ要素は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスを各々が具備する複数のＳＴＦコードに基づいて、データ断片をコーディングすることができ、
前記行が時間及び周波数次元にわたって延び、前記列が空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードが、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされている、請求項１に記載のマルチアンテナ通信エンティティ。
【請求項３】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記ＳＴＦ要素は、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をコーディングすることができる、請求項１に記載のマルチアンテナ通信エンティティ。
【請求項４】
前記ＳＴＦ要素は、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をコーディングすることができる、請求項３に記載のマルチアンテナ通信エンティティ。
【請求項５】
４つのアンテナに適応されるもので、前記ＳＴＦ要素は、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をコーディングすることができる、請求項３に記載のマルチアンテナ通信エンティティ。
【請求項６】
前記ＳＴＦ要素は、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をコーディングすることができ、
2008519479.tif 000018
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項５に記載のマルチアンテナ通信エンティティ。
【請求項７】
前記ＳＴＦ要素は、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をコーディングすることができ、
2008519479.tif 000019
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項５に記載のマルチアンテナ通信エンティティ。
【請求項８】
マルチアンテナ送信システムのネットワークエンティティであって、
複数のデータ断片のストリームを処理することのできる空間−時間−周波数（ＳＴＦ）要素を備え、
前記空間−時間要素は、複数のＳＴＦコードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたりデータ断片をデコードすることができ、前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにデコードされる、ことを特徴とするネットワークエンティティ。
【請求項９】
前記ＳＴＦ要素は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成される複数のＳＴＦコードに基づいてデータ断片をデコードすることができ、前記行は、時間及び周波数次元にわたって延び、前記列は、空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードは、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされた、請求項８に記載のネットワークエンティティ。
【請求項１０】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記ＳＴＦ要素は、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をデコードすることができる、請求項８に記載のネットワークエンティティ。
【請求項１１】
前記ＳＴＦ要素は、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をデコードすることができる、請求項１０に記載のネットワークエンティティ。
【請求項１２】
４アンテナの送信システムに適応されるもので、前記ＳＴＦ要素は、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をデコードすることができる、請求項１０に記載のネットワークエンティティ。
【請求項１３】
前記ＳＴＦ要素は、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をデコードすることができ、
2008519479.tif 000020
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項１２に記載のネットワークエンティティ。
【請求項１４】
前記ＳＴＦ要素は、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をデコードすることができ、
2008519479.tif 000021
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項１２に記載のネットワークエンティティ。
【請求項１５】
データの断片を空間−時間−周波数コーディングする方法であって、
複数のデータ断片のストリームをマルチアンテナ送信システムで受信するステップと、
複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたりデータ断片をコーディングするステップであって、前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにコーディングされるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記データ断片は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成される複数のＳＴＦコードに基づいてコーディングされ、前記行は、時間及び周波数次元にわたって延び、前記列は、空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードは、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされた、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記コーディングステップは、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をコーディングすることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記コーディングステップは、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をコーディングすることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記受信ステップは、４アンテナ送信システムにおいて複数のデータ断片のストリームを受信することを含み、
前記コーディングステップは、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をコーディングすることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記コーディングステップは、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をコーディングすることを含み、
2008519479.tif 000022
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記コーディングステップは、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をコーディングすることを含み、
2008519479.tif 000023
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
データの断片を空間−時間−周波数デコードする方法であって、
複数のデータ断片のストリームをマルチアンテナ送信システムで受信するステップと、
複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたりデータ断片をデコードするステップであって、前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにデコードされるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記データ断片は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成される複数のＳＴＦコードに基づいてデコードされ、前記行は、時間及び周波数次元にわたって延び、前記列は、空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードは、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされた、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記デコードステップは、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をデコードすることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記デコードステップは、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をデコードすることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記受信ステップは、４アンテナ送信システムにおいて複数のデータ断片のストリームを受信することを含み、
前記デコードステップは、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をデコードすることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記デコードステップは、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をデコードすることを含み、
2008519479.tif 000024
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記デコードステップは、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をデコードすることを含み、
2008519479.tif 000025
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
データの断片を空間−時間−周波数コーディングするためのコンピュータプログラム製品であって、このコンピュータプログラム製品は、少なくとも１つのアンカーネットワークエンティティの少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含み、この少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体には、コンピュータ読み取り可能なプログラムコード部分が記憶されており、このコンピュータ読み取り可能なプログラムコード部分は、
複数のデータ断片のストリームをマルチアンテナ送信システムで受信するための第１の実行可能な部分と、
複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたってデータ断片をコーディングするための第２の実行可能な部分であって、前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにコーディングされるようにした第２の実行可能な部分と、
を備えたものであることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項３０】
前記第２の実行可能な部分は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成される複数のＳＴＦコードに基づいてデータ断片をコーディングするようにされ、前記行は、時間及び周波数次元にわたって延び、前記列は、空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードは、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされた、請求項２９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３１】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記第２の実行可能な部分は、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をコーディングする、請求項２９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３２】
前記第２の実行可能な部分は、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をコーディングする、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３３】
前記第１の実行可能な部分は、４アンテナ送信システムにおいて複数のデータ断片のストリームを受信し、
前記第２の実行可能な部分は、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をコーディングする、請求項３１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３４】
前記第２の実行可能な部分は、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をコーディングし、
2008519479.tif 000026
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項３３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３５】
前記第２の実行可能な部分は、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をコーディングし、
2008519479.tif 000027
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項３３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３６】
データの断片を空間−時間−周波数デコードするためのコンピュータプログラム製品であって、このコンピュータプログラム製品は、少なくとも１つのアンカーネットワークエンティティの少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含み、この少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体には、コンピュータ読み取り可能なプログラムデコード部分が記憶されており、このコンピュータ読み取り可能なプログラムデコード部分は、
複数のデータ断片のストリームをマルチアンテナ送信システムで受信するための第１の実行可能な部分と、
複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたってデータ断片をデコードするための第２の実行可能な部分であって、前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにデコードされるようにした第２の実行可能な部分と、
を備えたものであることを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項３７】
前記第２の実行可能な部分は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成される複数のＳＴＦコードに基づいてデータ断片をデコードするようにされ、前記行は、時間及び周波数次元にわたって延び、前記列は、空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードは、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされた、請求項３６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３８】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記第２の実行可能な部分は、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をデコードする、請求項３６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項３９】
前記第２の実行可能な部分は、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をデコードする、請求項３８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４０】
前記第１の実行可能な部分は、４アンテナ送信システムにおいて複数のデータ断片のストリームを受信し、
前記第２の実行可能な部分は、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をデコードする、請求項３８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４１】
前記第２の実行可能な部分は、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をデコードし、
2008519479.tif 000028
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項４０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４２】
前記第２の実行可能な部分は、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をデコードし、
2008519479.tif 000029
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項４０に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項４３】
データの断片を空間−時間−周波数コーディングするための端末であって、
複数のデータ断片のストリームをマルチアンテナ送信システムで受信するための第１手段と、
複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたってデータ断片をコーディングするための第２手段であって、前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにコーディングされるようにした第２手段と、
を備えたことを特徴とする端末。
【請求項４４】
前記第２手段は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成される複数のＳＴＦコードに基づいてデータ断片をコーディングするようにされ、前記行は、時間及び周波数次元にわたって延び、前記列は、空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードは、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされた、請求項４３に記載の端末。
【請求項４５】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記第２手段は、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をコーディングする、請求項４３に記載の端末。
【請求項４６】
前記第２手段は、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をコーディングする、請求項４５に記載の端末。
【請求項４７】
前記第１手段は、４アンテナ送信システムにおいて複数のデータ断片のストリームを受信し、
前記第２手段は、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をコーディングする、請求項４５に記載の端末。
【請求項４８】
前記第２手段は、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をコーディングし、
2008519479.tif 000030
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項４７に記載の端末。
【請求項４９】
前記第２手段は、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をコーディングし、
2008519479.tif 000031
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項４７に記載の端末。
【請求項５０】
データの断片を空間−時間−周波数デコードするための端末であって、
複数のデータ断片のストリームをマルチアンテナ送信システムで受信するための第１手段と、
複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて空間、時間及び周波数次元にわたってデータ断片をデコードするための第２手段であって、前記データ断片は、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにデコードされるようにした第２手段と、
を備えたことを特徴とする端末。
【請求項５１】
前記第２手段は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成される複数のＳＴＦコードに基づいてデータ断片をデコードするようにされ、前記行は、時間及び周波数次元にわたって延び、前記列は、空間次元にわたって延び、
少なくとも１つのＳＴＦコードは、他のＳＴＦコードの少なくとも２つの行を交換することにより少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにされた、請求項５０に記載の端末。
【請求項５２】
前記周波数次元は、複数の周波数ビンを含み、前記第２手段は、複数のＳＴＦコードが周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにデータ断片をデコードする、請求項５０に記載の端末。
【請求項５３】
前記第２手段は、更に、少なくとも１つの周波数ビンの各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが少なくとも１つの周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるようにデータ断片をデコードする、請求項５２に記載の端末。
【請求項５４】
前記第１手段は、４アンテナ送信システムにおいて複数のデータ断片のストリームを受信し、
前記第２手段は、周波数ドメインにおける少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてデータ断片をデコードする、請求項５２に記載の端末。
【請求項５５】
前記第２手段は、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてデータ断片をデコードし、
2008519479.tif 000032
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項５４に記載のターミナル。
【請求項５６】
前記第２手段は、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてデータ断片をデコードし、
2008519479.tif 000033
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、Ｓ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす、請求項５４に記載の端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、マルチアンテナシステム、及びワイヤレス通信を実行する方法に係り、より詳細には、信号を空間−時間−周波数コーディングして、ワイヤレス通信の実行時にダイバーシティを与えるマルチアンテナシステム及び方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレス通信システムが進化するにつれて、ワイヤレスシステム設計は、装置及び性能要求に関して益々過酷になりつつある。現在使用されている第１世代（１Ｇ）アナログシステム及び第２世代（２Ｇ）デジタルシステムに比して、第３世代（３Ｇ）及び第４世代（４Ｇ）システムである将来のワイヤレスシステムは、高いクオリティの音声サービスに加えて、高いクオリティの高送信レートデータサービスを提供することが要求される。システムサービス性能要求と同時に、移動端末の設計に強いインパクトを与える装置設計上の制約がある。３Ｇ及び４Ｇのワイヤレス移動端末は、小型で、軽量で、電力効率の良いユニットであると共に、これら将来のワイヤレスシステムに必要な精巧な音声及びデータサービスも提供できるユニットであることが要求される。
【０００３】
時間と共に変化する多経路フェージングとは、送信信号が多数の経路に沿って受信器へ伝播して受信器における信号の建設的及び破壊的加算のために受信信号のフェージングを引き起こすワイヤレスシステムの作用である。多経路フェージングの作用を克服するために多数の方法が知られており、例えば、エラー修正コードと時間インターリーブするものや、拡散スペクトル技術又は送信器電力制御技術を使用することにより周波数ダイバーシティを実施するものがある。しかしながら、これらの技術の各々は、３Ｇ及び４Ｇワイヤレスシステムのための使用に関して欠点がある。時間インターリービングは、不必要な遅延を導入することがあり、拡散スペクトル技術は、大きなコヒレンス帯域巾を克服するために大きな帯域巾割り当てを必要とし、そして電力制御技術は、精巧な受信器対送信器フィードバック技術に望まれる高い送信電力を必要とし、移動端末の複雑さを高める。これらの欠点は、全て、第３及び第４世代移動端末に対する希望の特性を達成するのに否定的な影響を及ぼす。
【０００４】
アンテナダイバーシティは、ワイヤレスシステムにおいて多経路フェージングの影響を克服するための別の技術である。送信ダイバーシティでは、信号がマルチプレクスされ処理されて、多数の別々の信号を発生し、これら信号は、次いで、２つ以上の物理的に分離されたアンテナを経て送信される。同様に、受信ダイバーシティでは、２つ以上の物理的に分離されたアンテナを使用して、信号を受信し、この信号は、次いで、合成及びスイッチングを経て処理されて、受信信号を発生する。多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムとして知られている種々のシステムは、送信ダイバーシティ及び受信ダイバーシティの両方を使用して、ワイヤレス通信にマルチプレクシング及びダイバーシティ利得を与える。
【０００５】
２つの送信アンテナが単一の受信アンテナへ情報を冗長に送信する１つの送信ダイバーシティ技術が、参考としてここに内容を援用する、２００１年２月６日にアラモウチ(Alamouti)氏等に発行された“Transmitter Diversity Technique for Wireless Communications”と題する米国特許第６，１８５，２５８号に開示されている。アラモウチの送信ダイバーシティ技術によれば、情報が「タイムスロット」中に時間的に送信され、その時間巾は、２つのチャンネルの各々における送信クオリティがタイムスロット中に効果的に一定となるに充分なほど小さい。タイムスロットは、記号周期に分割され、各記号周期は、単一の記号がアンテナから送信される時間を表わす。
【０００６】
アラモウチの送信ダイバーシティ技術によれば、２つの記号周期の時間巾をもつタイムスロットにおいて、第１アンテナが、第１記号周期中に記号ｚ1を、そして第２記号周期中に記号−ｚ2*を送信し、更に、第２アンテナが、第１記号周期中に記号ｚ2を、そして第２記号周期中に記号ｚ1*を送信する。ここで、“ａ*”は、“ａ”の複素共役を示す（即ち、ａ＝ｘ＋ｙｊの場合に、ａ*＝ｘ−ｙｊとなる）。タイムスロットは、２つ以上のアンテナが送信しているという認識において、空間ダイバーシティがあることを強調して、「時間−空間スロット」と称することもできるし、或いは単に「スロット」と称することもできる。アラモウチのマトリクスＣA1aが以下に示されており、各行は送信アンテナに対応し、そして各列は記号周期に対応する。
2008519479.tif 000003
【０００７】
タイムスロット中に、２つのアンテナの一方が他方より粗野に送信する場合には、両記号を、単に２つの送信の強い方から導出することができる。第３及び第４の記号周期中に、新たなスロットが形成されて、その後のタイムスロット及び各記号周期に対してｚ3がｚ1の役割を果たし、ｚ4がｚ2の役割を果たし、等々となる。それ故、送信アンテナは、２ｘ２アラモウチコードのシーケンスに基づいて送信を行なう。記号周期にわたって送信ダイバーシティを表わすのに使用される２ｘ２アラモウチマトリクスのようなマトリクスの種類は、「空間−時間ブロックコード」と称される。ここで、空間−時間ブロックコード」及びタイムスロットは一致することがあるが、常にそうなるのではない。ダイバーシティは、ここでは、２又は「２倍」である。というのは、各記号は、遅延された同一のコピー又は遅延された複素共役（或いは複素共役の負又は「負の複素共役」）により２回送信されるからである。単一の送信器が記号周期当たり１つの記号を送信するという仮定のもとで、通信システムにおいて記号周期当たりに送信される記号の数は、「記号レート」として知られている。記号レートは、ここでは、１である。というのは、記号は、この目的では、その複素共役又は負の複素共役と同じであると考えられるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
アラモウチ送信ダイバーシティ技術のような空間−時間コーディング技術とは対照的に、空間−周波数コーディング技術は、記号のストリームを多数の並列な記号のストリームに分割し、そしてこれらストリームの各々を個別の周波数又は個別の周波数ビン内で個別の搬送波又は副搬送波に変調することにより空間及び周波数にわたってコーディングすることに依存する。空間−時間−周波数コーディング技術と称される更に別のコーディング技術は、送信アンテナ間で記号を時間的及び周波数的にコーディングすることによって空間−時間コーディング及び空間−周波数コーディングの組み合せを与える。従来の空間−時間、空間−周波数、及び空間−時間−周波数コーディング技術は、ワイヤレスシステムにおける多経路フェージングの作用を少なくともある程度克服するのに充分であるが、通常、このような技術を改善することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の背景に鑑み、本発明の実施形態は、改良された送信マルチアンテナ通信エンティティ、例えば、ベースステーション、ベースステーションコントローラ、等と、例えば、ワイヤレスネットワークにわたって送信するためのデータを空間−時間−周波数コーディングするための関連方法及びコンピュータプログラム製品とを提供する。同様に、本発明の実施形態は、マルチアンテナ送信システムにおける改良された受信ネットワークエンティティ、例えば、移動端末と、例えば、ワイヤレスネットワークから受信したデータのようなデータを空間−時間−周波数デコードするための関連方法及びコンピュータプログラム製品とを提供する。本発明の実施形態は、送信及び受信エンティティを含む通信システムにおいてダイバーシティ及びコーディング利得の両方を高めるようにデータをコーディング／デコードすることができる。従って、本発明の実施形態は、従来のシステムよりも通信システムの性能を高める。
【００１０】
本発明の１つの態様によれば、データの断片を空間−時間−周波数コーディングするための方法が提供される。この方法は、マルチアンテナ送信システムにおいて複数のデータ断片のストリームを受け取る段階を備え、データは、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）記号、直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）記号、等のストリームで構成される。しかしながら、データの形式に関わらず、データの断片は、その後に、複数の空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コードに基づいて、空間、時間及び周波数次元にわたってコーディングされる。この点に関して、データの断片は、周波数次元における１つ以上のＳＴＦコードが、周波数次元における１つ以上の他のＳＴＦコードとは異なるようにコーディングされる。例えば、データの断片は、複数の列及び複数の行を含むマトリクスで各々構成された複数のＳＴＦコードに基づいてコーディングすることができ、このマトリクスにおいて、行は時間及び周波数次元にわたって延び、そして列は空間次元にわたって延びる。このような場合、１つ以上のＳＴＦコードを、他のＳＴＦコードの２つ以上の行を交換することにより、１つ以上の他のＳＴＦコードと相違させることができる。
【００１１】
周波数次元は、複数の周波数ビンを含むことができる。このような場合、データの断片は、複数のＳＦＴコードが周波数ドメインにおいて少なくとも１つの周波数ビンのセットを通して順次に循環するようにコーディングすることができる。又、このような場合、データの断片は、周波数ビン（１つ又は複数）の各セットの少なくとも幾つかに対するＳＴＦコードが周波数ビンの各セットにおいて時間ドメインにわたって延びるように更にコーディングすることができる。
【００１２】
この方法は、４アンテナ送信システムに対して構成することができる。このような場合に、データの断片は、周波数ドメインにおいてセット周波数ビン（１つ又は複数）を通して順次に循環する少なくとも３つのＳＴＦコードに基づいてコーディングすることができる。例えば、レート１コーディングの場合には、データの断片は、次の３つのＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいてコーディングすることができる。
2008519479.tif 000004
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データの断片を表わし、そしてＳ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、各データ断片の複素共役を表わす。或いは又、例えば、レート２コーディングの場合には、データの断片は、次の６つのＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5及びＢ6に基づいてコーディングすることができる。
2008519479.tif 000005
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6、Ｓ7及びＳ8は、データの断片を表わし、そしてＳ*1、Ｓ*2、Ｓ*3、Ｓ*4、Ｓ*5、Ｓ*6、Ｓ*7及びＳ*8は、各データ断片の複素共役を表わす。
【００１３】
本発明の他の観点によれば、データを空間−時間−周波数コーディングするための送信マルチアンテナ通信エンティティ及びコンピュータプログラム製品が、ワイヤレスネットワークを経て受信したデータのようなデータを空間−時間−周波数デコードするための受信マルチアンテナ通信エンティティ、方法及びコンピュータプログラム製品と同様に、提供される。上述しそして以下に述べるように、本発明の実施形態のエンティティ、方法、及びコンピュータプログラム製品は、通信システムにおいてダイバーシティ及びコーディング利得の両方を高めるようにデータをコーディング／デコードすることができる。エンティティ、方法、及びコンピュータプログラム製品は、従来のシステム以上に通信システムの性能を高める。従って、本発明の実施形態のエンティティ、方法、及びコンピュータプログラム製品は、従来技術で示された問題を解決し、及び／又は付加的な効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以上、本発明を一般的に説明したが、次に、必ずしも正確なスケールで描かれたものではない添付図面を参照して本発明を詳細に述べる。
本発明は、本発明の好ましい実施形態が示された添付図面を参照して以下に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、多数の異なる形態で実施することができ、ここに述べる実施形態に限定されるものではなく、この実施形態は、この開示を徹底的で且つ完全なものとし、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために設けられたものである。同じ要素は全体にわたって同じ番号で示してある。
【００１５】
図１を参照すれば、本発明から利益が得られる端末１２を含むワイヤレス通信システム１０の一形式が例示されている。以下に述べるように、端末は移動電話でよい。しかしながら、このような移動電話は、本発明から利益が得られる端末の一形式を単に例示するもので、本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。端末の多数の実施形態を図示して説明するが、他の形式の端末、例えば、ポータブルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ページャー、ラップトップコンピュータ、及び他の形式の音声及びテキスト通信システムも、本発明を容易に利用することができる。更に、本発明のシステム及び方法は、移動通信アプリケーションに関して主として説明する。しかしながら、本発明のシステム及び方法は、移動通信産業及びそれ以外の産業において、種々の他のアプリケーションにも利用できることを理解されたい。
【００１６】
通信システム１０は、ベースステーション（ＢＳ）１４及び端末１２のような２つの通信ステーション間に形成される無線リンクにより、それらの間に無線通信を与える。端末は、図示されたベースステーションを含む複数のベースステーションと通信するために、信号を受信及び送信するように構成される。通信システムは、多数の異なる形式の拡散スペクトル通信の１つ以上に基づいて、又はより詳細には、多数の異なる形式の拡散スペクトル通信プロトコルの１つ以上に基づいて、動作するように構成できる。より詳細には、通信システムは、多数の１Ｇ、２Ｇ、２．５Ｇ及び／又は３Ｇ通信プロトコル等に基づいて動作するように構成できる。例えば、通信システムは、２Ｇワイヤレス通信プロトコルＩＳ−９５（ＣＤＭＡ）及び／又はｃｄｍａ２０００に基づいて動作するように構成されてもよい。又、例えば、通信システムは、３Ｇワイヤレス通信プロトコル、例えば、ワイドバンドコード分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ）無線アクセス技術を使用するユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ）に基づいて動作するように構成されてもよい。更に、例えば、通信システムは、改善型の３Ｇワイヤレス通信プロトコル、例えば、１Ｘ−ＥＶＤＯ（ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６）及び／又は１Ｘ−ＥＶＤＶに基づいて動作するように構成されてもよい。又、本発明の実施形態の動作は、他の形式の無線及び他の通信システムでも同様に可能であることを理解されたい。それ故、以下の説明は、上述したワイヤレス通信プロトコルに対して本発明の実施形態の動作を述べるが、本発明の実施形態の動作は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、種々の他の形式のワイヤレス通信プロトコルに関しても同様に説明することができる。
【００１７】
ベースステーション１４は、ベースステーションコントローラ（ＢＳＣ）１６に結合される。次いで、ベースステーションコントローラは、移動交換センター（ＭＳＣ）１８に結合される。ＭＳＣは、ネットワークバックボーン、ここでは、ＰＳＴＮ（公衆交換電話ネットワーク）２０に結合される。次いで、対応ノード（ＣＮ）２２がＰＳＴＮに結合される。対応ノードと端末１２との間には、ＰＳＴＮ、ＭＳＣ、ＢＳＣ及びベースステーションにより通信経路を形成することができ、そしてベースステーションと端末との間には無線リンクが形成される。これにより、音声データ及び非音声データの両方である通信がＣＮと端末との間で行われる。ここに例示する実施形態では、ベースステーションがセルを画成し、そして多数のセルサイトが、ある地域全体にわたって離間された場所に位置されて、複数のセルを画成し、その中で、端末は、通信状態の関連ベースステーションと無線通信することができる。
【００１８】
端末１２は、図示してここに説明するものを含む本発明の実施形態による１つ以上のファンクションを実行する種々の手段を備えている。しかしながら、端末は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、１つ以上の同様のファンクションを実行する別の手段を含んでもよいことを理解されたい。より詳細には、例えば、図１に示したように、１つ以上のアンテナ２４に加えて、本発明の一実施形態による端末は、送信器２６と、受信器２８と、これら送信器及び受信器へ各々信号を与えたりそこから受け取ったりするコントローラ３０又は他のプロセッサとを含むことができる。これらの信号は、ワイヤレス通信システムの通信プロトコルに基づくシグナリング情報、並びにユーザスピーチ及び／又はユーザ発生データも含む。この点に関して、端末は、上述したような多数の異なるワイヤレス通信プロトコルの１つ以上に基づいて通信することができる。図示されていないが、端末は、１つ以上のワイヤライン及び／又はワイヤレスネットワーク技術に基づいて通信することもできる。より詳細には、例えば、端末は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、都市エリアネットワーク（ＭＡＮ）、及び／又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット）ワイヤラインネットワーク技術に基づいて通信を行うことができる。それに加えて又はそれとは別に、例えば、端末は、ワイヤレスＬＡＮ（ＷＬＡＮ）技術、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、及び／又はＷｉＭＡＸ技術、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６、等を含むワイヤレスネットワーク技術に基づいて通信を行うことができる。
【００１９】
コントローラ３０は、端末１２のオーディオ及びロジックファンクションを実行するのに必要な回路を含むことが明らかである。例えば、コントローラは、デジタル信号プロセッサ装置、マイクロプロセッサ装置、及び／又は種々のアナログ／デジタルコンバータ、デジタル／アナログコンバータ、及び他のサポート回路で構成することができる。端末の制御及び信号処理ファンクションは、各能力に基づいてこれら装置間に割り当てられる。コントローラは、更に、内部ボイスコーダ（ＶＣ）３０ａを含むことができると共に、内部データモデム（ＤＭ）３０ｂを含んでもよい。更に、コントローラは、メモリに記憶できる１つ以上のソフトウェアアプリケーションを動作するファンクションを備えてもよい（以下に述べる）。
【００２０】
又、端末１２は、従来のイヤホン又はスピーカ３２、リンガー３４、マイクロホン３６、ディスプレイ３８、及びユーザ入力インターフェイスを含むユーザインターフェイスを備えることもでき、これらは、全て、コントローラ１８に結合される。端末がデータを受信するのを許すユーザ入力インターフェイスは、端末がデータを受信するのを許す多数の装置のいずれか、例えば、キーパッド４０、タッチディスプレイ（図示せず）又は他の入力装置を含むことができる。キーパッドを含む実施形態では、キーパッドは、従来の数字（０−９）及び関連キー（＃、＊）、並びに端末を操作するのに使用される他のキーを含む。図示されていないが、端末は、データを共有及び／又は取得するための１つ以上の手段（図示せず）を含むことができる。
【００２１】
更に、端末１２は、移動加入者に関係した情報エレメントを通常記憶する加入者アイデンティティモジュール（ＳＩＭ）４２、取り外し可能なユーザアイデンティティモジュール（Ｒ−ＵＩＭ）、等のメモリを含むことができる。ＳＩＭに加えて、端末は、他の取り外し可能な及び／又は固定のメモリを含むことができる。この点に関して、端末は、データを一時的に記憶するキャッシュエリアを含む揮発性ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような揮発性メモリ４４を含むことができる。又、端末は、埋設及び／又は取り外しできる他の不揮発性メモリ４６も含むことができる。不揮発性メモリは、それに加えて又はそれとは別に、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、等を含むこともできる。これらメモリは、端末のファンクションを実行するために端末により使用される多数のソフトウェアアプリケーション、インストラクション、情報の断片、及びデータを記憶することができる。
【００２２】
端末１２、ＢＳ１４、ＢＳＣ１６、ＭＳＣ１８及びＣＮ２２を含むシステムのネットワークエンティティの説明から、各エンティティの要素は、多数の種々の手段、例えば、ハードウェア及び／又はファームウェアのみにより、及び／又はコンピュータプログラム製品の制御のもとで、実施できることが明らかであろう。従って、一般に、ネットワークエンティティは、各エンティティの種々のファンクションを実行するための１つ以上のロジック要素を含むことができる。明らかなように、ロジック要素は、多数の異なる仕方のいずれかで実施できる。この点に関して、各エンティティのファンクションを実行するロジック要素は、各エンティティと一体的であるか、さもなければ、それと通信する１つ以上の集積回路を含む集積回路アッセンブリにおいて実施することができる。集積回路の設計は、大体、高度に自動化されたプロセスである。この点に関して、ロジックレベルの設計を、半導体基板上にエッチングされ成形される準備のできた半導体回路設計へ変換するための複雑で且つ強力なソフトウェアツールが入手できる。これらソフトウェアツール、例えば、カリフォルニア州フレモントのＡｖａｎｔ！  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ及びカリフォルニア州サンノセのＣａｄｅｎｃｅ  Ｄｅｓｉｇｎにより提供されるツールは、充分に確立された設計ルール及び予め記憶された設計モジュールの膨大なライブラリーを使用して、半導体チップ上に自動的に導体を引き回し且つコンポーネントを配置する。半導体回路の設計が完了すると、それにより得られる標準電子フォーマット（例えば、Ｏｐｕｓ、ＧＤＳＩＩ、等）の設計は、半導体製造設備又は製造用“ｆａｂ”へ送信することができる。
【００２３】
本発明の一実施形態に基づく図１のシステム１０の機能的ブロック図である図２及び３を次に参照する。より詳細には、図２は、送信エンティティ５０（例えば、ベースステーション１４）を含むマルチアンテナ送信システムの機能的ブロック図である。図３に示すように、図示されたシステムは、単一アンテナ受信エンティティ６６（例えば、端末１２）も含む多入力単一出力（ＭＩＳＯ）通信システムとして動作する。しかしながら、本発明の実施形態のシステムは、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、他の構成でも等しく動作し得ることを理解されたい。更に、送信及び受信エンティティは、無線インターフェイスを経てコーディング又は非コーディングデジタル送信を送出する多数の異なる形式のいずれかで実施できることが理解されよう。
【００２４】
ここに示すＭＩＳＯ通信システム１０において、送信エンティティ５０は、空間−時間−周波数（ＳＴＦ）エンコーダ５２と、拡散、フィルタ及び変調（ＳＦＭ）ブロック５４と、ｎ個の送信アンテナ５６（４つがアンテナ５６ａ−５６ｄとして示されている）とを有するＭＩＳＯ送信器を含む。この送信エンティティにおいて、送信器は、入力記号流ｘ（ｔ）、例えば、入力直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）記号流、入力直交周波数分割マルチプレクス（ＯＦＤＭ）記号流、等を受け取る。ｎアンテナ送信エンティティの場合には、ＳＴＦエンコーダは、記号流ｘ（ｔ）を受け取ることができる。この点について、記号流は、例えば、コンボリューションエンコーダ、ターボエンコーダ、ＬＤＰＣ（低密度パリティチェック）エンコーダ等のチャンネルエンコーダによりエンコードされたインターリーブされたデータから得た記号を含むデータの多数の異なる断片のいずれかで構成することができる。受信される記号流の厳密な性質にも関わらず、ＳＴＦエンコーダは、以下に述べるように、複数のＳＴＦコードに基づくＳＴＦ技術に従って、各ｎ個の記号ｘ（１）、ｘ（２）、・・・ｘ（ｎ）をコーディングすることができる。記号流のコーディングされた記号は、次いで、ＳＦＭブロックによりフィルタされ変調されて、ｎ個のアンテナにより送信することができる。
【００２５】
受信エンティティ６０において、この受信エンティティは、受信アンテナ６２と、フィルタ、拡散除去及び復調（ＦＤＤ）ブロック６４と、ＳＴＦデコーダ６６とを有する受信器を備えている。受信アンテナは、送信エンティティ５０から送信されたデータを受信して、そのデータをＦＤＤブロックへ通し、このブロックは、データをフィルタリングし、復調して、送信エンティティからのコーディングされた記号流を表わすものにする。次いで、ＳＴＦデコーダは、ＳＴＦエンコーダが入力記号流の記号をエンコードするのと同様に、送信信号と受信信号との間のハミング距離、ユークリッド距離、等を最小にする仕方で、複数のＳＴＦコードに基づくＳＴＦ技術に従って、コーディングされた記号を表わすものから各ｎ個の記号ｘ（１）、ｘ（２）、・・・ｘ（ｎ）をデコードすることができる。
【００２６】
背景技術で述べたように、アラモウチ送信ダイバーシティ技術に基づき、時間巾が記号周期２個分のタイムスロットにおいて、２アンテナの送信器は、２ｘ２アラモウチコード又はマトリクスに基づいて記号流をコーディングする。記号周期にわたり送信ダイバーシティを表わすのに使用される２ｘ２アラモウチマトリクスのようなこの種のマトリクスは、「空間−時間ブロックコード」と称される。別の送信ダイバーシティ技術によれば、空間−周波数技術は、記号のストリームを多数の並列な記号のストリームに分割し、そしてこれらストリームの各々を個別の周波数又は個別の周波数ビン内で個別の搬送波又は副搬送波に変調することにより空間及び周波数にわたってコーディングすることに依存する。空間−時間−周波数コーディング技術と称される更に別のコーディング技術は、送信アンテナ間で記号を時間的及び周波数的にコーディングすることにより空間−時間コーディング及び空間−周波数コーディングの組み合せを与える。
【００２７】
明らかなように、空間−時間−周波数コーディング技術に基づく記号流のコーディングは、記号流のコードレートに基づいて相違する。次いで、コードレート１、２及び４に対して、本発明の実施形態を説明する。しかしながら、本発明の実施形態は、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、他のコードレートにも適用できることを理解されたい。
【００２８】
Ａ．レート１のコーディング
図４に示すように、空間−時間−周波数コーディング技術によれば、ＳＴＦエンコーダ５２が、４アンテナ５６ａ−５６ｄ送信エンティティ５０に対する記号流を、次のレート１のＳＴＦコードに基づいてコーディングすることは、以前に提案されている。
2008519479.tif 000006
示されたように、コードの連続する列の２セットは、入力記号流の２つの記号にわたって２つの周波数副搬送波（又は周波数ビン）に及び、各セットの列は、２つのタイムスロットに及ぶ。又、示されたように、コードの行は、送信エンティティ５０のアンテナ５６ａ−５６ｄに及ぶ。ＳＴＦコードマトリクスＡは、時間及び周波数次元において、タイムスロット及び周波数副搬送波の複数対について繰り返される。コーディングが考慮されない場合には、コードＡが二次ダイバーシティとなる。しかしながら、充分なコーディング状態では、コードＡは、本発明の実施形態について以下に説明するように、四次のダイバーシティを達成することができる。
【００２９】
２つの記号のタイムスロット及び一対の周波数にわたる信号モデルは、次のようにマトリクス形態で表わすことができる。
ｙ＝ＡTｈ＋ｎ
但し、ｈ＝［ｈ1、ｈ2、ｈ3、ｈ4］は、周波数フラットチャンネル係数を表し、ＡTは、コードＡマトリクス転置を表わし、そしてｎは、次元（空間、時間、周波数）当たりの分散Ｎｏの加算的ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）ノイズサンプルで構成された列ベクトルである。ＳＴＦデコーダ６６による最大見込み（ＭＬ）デコーディングを仮定すれば、ＡＷＧＮチャンネルにおける４チャンネルコードの対方向エラー確率は、次のように上限を決めることができる。
2008519479.tif 000007
ここで、予想演算Ｅは、チャンネル統計値に対して実行される。対角マトリクスＤは、エラー事象経路に沿った各チャンネル係数によって見たハミング距離、ユークリッド距離等の距離を含む。直交ＳＴＦコードの存在により、Ｄの対角エントリー＝ｄｉａｇ［ｄ1、ｄ2、ｄ3、ｄ4］が対になって現れる。換言すれば、４つのＳＴＦ記号の間で、記号の対が、空間−時間ブロックコードエンコーディングにより同じチャンネルを経験する。
【００３０】
４アンテナコードのダイバーシティ次数は、Ｄのランクにより決定される。空間−時間ブロックコーディングの存在は、二次ダイバーシティの最小値を確保する。全四次ダイバーシティは、強力なチャンネルコードを要求する。レート１／２バイナリーコンボリューションコードは、このような四次のダイバーシティを可能にする。
【００３１】
明らかなように、提示されたコードのダイバーシティ及びコード利得は、両方とも、Ｄのトレースを最大にし（即ち、ｄHmax＝ｍａｘＴｒａｃｅ［Ｄ］−Ｈ、ハミング距離を表わす）、そしてＤの対角エントリーが均等に近付くよう確保することにより、最大にすることができる。この点に関して、ダイバーシティ及びコード利得は、ｄ1及びｄ2を互いに等しくセットすることにより（即ち、ｄ1＝ｄ2）、４アンテナ送信エンティティ５０について最大にすることができる。実際に、全てのエラー事象に対して等しい距離（例えば、ハミング距離、ユークリッド距離、等）をもつコードを設計することはしばしば困難である。ｄ1≠ｄ2の条件は、減少がコード利得であり、特に、ｄ1とｄ2との間に大きな不平衡が存在するときには、システムに甚だしいロスを招くことを意味する。
【００３２】
本発明の実施形態によれば、ＳＴＦエンコーダ５２は、Ｄの対角エントリー間の不平衡を減少し、ひいては、コード利得を最大にするように、記号流をコーディングすることができる。より詳細には、本発明の実施形態のＳＴＦエンコーダは、複数のＳＴＦコードに基づいて記号流のようなデータの断片をコーディングして、図５に示すように、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードと異なるようにすることができる。この点に関して、４アンテナ送信エンティティ５０の場合に、ＳＴＦエンコーダは、次のようなレート１のＳＴＦコードに基づいて記号流をコーディングすることができる。
2008519479.tif 000008
但し、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3及びＳ4は、データ（例えば、記号）の断片を表わし、そしてＳ*1、Ｓ*2、Ｓ*3及びＳ*4は、データ（例えば、記号）の各断片の複素共役を表わす。
【００３３】
マトリクスＡ1は、以前に提案されたマトリクスＡに対応することができる（その必要はないが）。次いで、第２及び第３のマトリクスＡ2及びＡ3は、マトリクスＡ1、或いは他のマトリクスＡ2及びＡ3の少なくとも２つの行をスイッチングし、さもなければ、交換して、少なくとも２つの行の交換により全てのマトリクスが異なるようにすることにより、形成できる。即ち、マトリクスＡ2は、マトリクスＡ1の第２及び第３の行を交換することにより形成でき（又はその逆のことも言える）、そしてマトリクスＡ3は、マトリクスＡ2の第３及び第４の行を交換することにより形成できる。しかしながら、３つのマトリクスのいずれの１つも、他のマトリクスの少なくとも２つの行を交換することで形成できることが明らかであろう。
【００３４】
図５に示すように、本発明の実施形態によれば、ＳＴＦエンコーダ５２は、前記ＳＴＦコードＡ1、Ａ2及びＡ3に基づいて４つのアンテナ５６ａ−５６ｄの送信エンティティ５０に対する記号流をエンコードすることができる。図示されたように、マトリクスＡで記号流をコーディングする場合と同様に、コードの連続する列の２セットは、２つの記号にわたって２つの周波数副搬送波（又は周波数ビン）に及び、各セットの列は、２つのタイムスロットに及ぶ。更に、コードの行は、送信エンティティのアンテナに及ぶ。ＳＴＦコードマトリクスは、時間次元において、タイムスロットの複数対について繰り返すことができる。しかしながら、周波数副搬送波番号ｆ＝１、２・・・ＦＦＴを含む周波数次元では、これらマトリクスは、少なくとも１つの周波数副搬送波のセットを通して順次に循環し、より一般的には、周波数次元において少なくとも一対の周波数副搬送波のセットを通して循環することができる。従って、マトリクスは、副搬送波のセット内で周波数副搬送波の対にわたって繰り返し、次いで、副搬送波の次のセットに対して次のマトリクスへ循環し、等々、となる。
【００３５】
マトリクスが循環するセットにおける周波数副搬送波の数Ｎcは、多数の方法のいずれかで設定することができ、例えば、副搬送波の数を２に設定する（即ち、Ｎc＝２）ことで行なうことができる。このような場合、第１マトリクスＡ1は、第１のＮc個の副搬送波（即ち、ｆ＝１、・・・Ｎc）に対して繰り返すことができ、その後、マトリクスは、次のＮc個の副搬送波（即ち、ｆ＝Ｎc＋１、・・・２Ｎc）に対してマトリクスＡ2へ循環し、次いで、それに続くＮc個の副搬送波（即ち、ｆ＝２Ｎc＋１、・・・３Ｎc）に対してマトリクスＡ3へ循環する。次いで、マトリクスは、第１のマトリクスＡ1へ循環して戻り、繰り返される。一般に、所与の副搬送波周波数番号ｆ＝１、２・・・ＦＦＴに対するマトリクスＡkは、次のように識別することができる。
2008519479.tif 000009
【００３６】
循環するコードＡ1、Ａ2及びＡ3に対する対方向のエラー確率は、次の形態をとることを示すことができる。
2008519479.tif 000010
【００３７】
明らかなように、本発明の実施形態は、異なる数のアンテナ５６をもつ送信エンティティ５０、異なるコードレート、及び／又は異なるサイズのマトリクスＡkにも等しく適用できる。例えば、本発明の実施形態は、前記と同様に、３アンテナ５６ａ−５６ｃの送信エンティティに等しく適用できる。
【００３８】
又、例えば、本発明の実施形態は、６又は８アンテナ５６の送信エンティティ５０にも等しく適用できる。この点に関して、６アンテナの送信エンティティの場合に、ＳＴＦエンコーダ５２は、次のレート１のＳＴＦコードに基づいて記号流をコーディングすることができる。
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示されたように、マトリクスＡ2は、マトリクスＡ1の第２及び第３の行を交換することにより形成でき（又はその逆も考えられ）、マトリクスＡ3は、マトリクスＡ2の第３及び第４の行を交換することにより形成でき、マトリクスＡ4は、マトリクスＡ3の第４及び第５の行を交換することにより形成でき、そしてマトリクスＡ5は、マトリクスＡ4の第５及び第６の行を交換することにより形成できる。一般に、マトリクスＡkは、最初の又は第１のマトリクスＡ1で始めて、手前のマトリクスＡk-1のｋ番目及び（ｋ＋１）番目の行を交換することにより形成できる。しかしながら、マトリクスの行を、多数の他のパターンのいずれかで交換して、後続マトリクスを形成できることが理解されよう。従って、８アンテナ送信エンティティのＳＴＦエンコーダは、次のようなレート１のＳＴＦコードＡ1に基づいて記号流をコーディングし、そこから、他のＳＴＦコードＡ2−Ａ7を導出することができる。
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【００３９】
５又は７アンテナ５６の送信エンティティ５０のＳＴＦエンコーダ５２は、６又は８アンテナの送信エンティティに対するものからＳＴＦコードを各々導出できることを理解されたい。より詳細には、増加型アンテナ（例えば、６又は８アンテナ）の送信エンティティに対するマトリクスの多数の行を一緒に結合し、そしてその結合された行を減少型アンテナ（５又は７アンテナ）の送信エンティティの同じアンテナに指定することにより、ＳＴＦコードを導出することができる。結合された行は、次いで、行を交換してアンテナのマトリクスを導出するために、単一の行として取り扱うことができる。
【００４０】
Ｂ．レート２のコーディング
レート１のコーディングの場合と同様に、ＳＴＦエンコーダ５２が、次のようなレート２のＳＴＦコードに基づいて４アンテナ５６ａ−５６ｄの送信エンティティ５０に対する記号流をコーディングすることは、以前に提案されている。
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示されたように、コードの連続する列の２セットは、２つの記号にわたって２つの周波数副搬送波（又は周波数ビン）に及び、各セットの列は、２つのタイムスロットに及ぶ。又、示されたように、コードの行は、送信エンティティ５０のアンテナ５６ａ−５６ｄに及ぶ。前記と同様に、従来のコーディング技術とは対照的に、本発明の実施形態のＳＴＦエンコーダは、複数のＳＴＦコードに基づいて、例えば、記号流におけるデータの断片をコーディングして、周波数次元における少なくとも１つのＳＴＦコードが、周波数次元における少なくとも１つの他のＳＴＦコードとは異なるようにすることができる。この点に関して、４アンテナの送信エンティティ５０については、ＳＴＦエンコーダは、次のレート２のＳＴＦコードに基づいて記号流をコーディングすることができる。
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【００４１】
マトリクスＢ1は、以前に提案されたマトリクスＢに対応することができる（その必要はないが）。次いで、第２ないし第６のマトリクスＢ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、及びＢ6は、マトリクスＢ1、或いは他のマトリクスＢ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、及びＢ6の１つ、の少なくとも２つの行をスイッチングし、さもなければ、交換して、少なくとも２つの行の交換により全てのマトリクスが異なるようにすることにより、形成できる。しかしながら、循環マトリクスＡkの場合と同様に、６つのマトリクスＢkのいずれの１つも、他のマトリクスの少なくとも２つの行を交換することで形成できることを理解されたい。
【００４２】
又、循環マトリクスＡkの場合と同様に、ＳＴＦエンコーダ５２は、前記ＳＴＦコードＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、及びＢ6に基づいて４アンテナ５６ａ−５６ｄの送信エンティティ５０に対する記号流をコーディングすることができる。上述したように、コードの連続する列の２セットは、２つの記号にわたって２つの周波数副搬送波（又は周波数ビン）に及び、各セットの列は、２つのタイムスロットに及ぶ。更に、コードの行は、送信エンティティのアンテナに及ぶ。ＳＴＦコードマトリクスは、時間次元において、タイムスロットの複数対について繰り返すことができる。しかしながら、周波数副搬送波番号ｆ＝１、２・・・ＦＦＴを含む周波数次元では、これらマトリクスは、少なくとも１つの周波数副搬送波のセットを通して順次に循環し、より一般的には、周波数次元において少なくとも一対の周波数副搬送波のセットを通して循環することができる。従って、マトリクスは、副搬送波のセット内で周波数副搬送波の対にわたって繰り返し、次いで、副搬送波の次のセットに対して次のマトリクスへ循環し、等々、となる。
【００４３】
マトリクスが循環するセットにおける周波数副搬送波の数Ｎcは、多数の方法のいずれかで設定することができ、例えば、副搬送波の数を２に設定する（即ち、Ｎc＝２）ことで行なうことができる。このような場合、第１マトリクスＢ1は、第１のＮc個の副搬送波（即ち、ｆ＝１、・・・Ｎc）に対して繰り返すことができ、その後、マトリクスは、次のＮc個の副搬送波（即ち、ｆ＝Ｎc＋１、・・・２Ｎc）に対してマトリクスＢ2へ循環し、次いで、それに続くＮc個の副搬送波（即ち、ｆ＝２Ｎc＋１、・・・３Ｎc）に対してマトリクスＢ3へ循環する。次いで、マトリクスは、マトリクスＢ6を通して、第１のマトリクスＢ1へ循環して戻り、繰り返される。一般に、所与の副搬送波周波数番号ｆ＝１、２・・・ＦＦＴに対するマトリクスＢkは、次のように識別することができる。
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【００４４】
レート２の場合に本発明の実施形態により可能となる性能向上を更に説明するために、図７のグラフについて考える。図６と同様に、図７は、ＳＴＦエンコーダ５２が記号流をマトリクスＢでコーディングする４アンテナＭＩＳＯシステムのフレームエラー率（ＦＥＲ）を、同じＳＴＦエンコーダが記号流を循環マトリクスＢkでコーディングする場合と、歩行者Ａチャンネル、レート１／２コンボリューションコード、直角位相シフトキー（ＱＰＳＫ）変調記号流について、線型最小平均２乗エラー（ＬＭＭＳＥ）受信エンティティ６０を使用して比較する。図示されたように、記号流を循環マトリクスＢkでコーディングすると、記号流をマトリクスＢでコーディングする場合に勝る、１．０ｄＢまで又はそれ以上のコーディング利得を得ることができる。他の変調及びコーディングモードについても、同様の利得を示すことができる。
【００４５】
レート１の場合と同様に、本発明の実施形態は、異なる数のアンテナ５６をもつ送信エンティティ５０、異なるコードレート、及び／又は異なるサイズのマトリクスＢkにも等しく適用できる。例えば、本発明の実施形態は、４ｘ６の循環マトリクスＢkに対して等しく適用することができ、ここで、Ｂ1は、次のように表わすことができ、
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そして他のマトリクスＢ2−Ｂ6は、そこから導出することができる。このような場合に、コードの連続する列の３対が、２つの記号にわたって３つの周波数副搬送波（又は周波数ビン）に及び、各セットの列は、２つのタイムスロットに及ぶ。更に、コードの行は、送信エンティティ５０のアンテナ５６ａ−５６ｄに及ぶ。或いは又、６つの列が１つの記号にわたって６つの周波数副搬送波に及んでもよいし、又は６つの記号にわたって１つの副搬送波に及んでもよい。
【００４６】
Ｃ．レート４（及び３）のコーディング
例えば、レート４の８アンテナ５６のコーディングの場合に、次のような第１のＳＴＦコードマトリクスＢ1から、循環マトリクスＢ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、及びＢ7を導出することができる。
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これらのマトリクスＢ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、及びＢ7は、マトリクスＢ1から多数の異なるやり方で導出することができ、例えば、上述したように導出することができる。マトリクスＢkがどのように導出されるかに関わらず、８アンテナ送信エンティティ５０のＳＴＦエンコーダ５２は、これらマトリクスを使用して、入力記号流を、上述したように、周波数ドメインにおいて循環式にコーディングすることができる。このような場合、マトリクスの行は、送信エンティティのアンテナへマップさせ、そして列は、異なる入力記号又は異なる副搬送波へマップさせることができる。
【００４７】
又、レート３の場合のＳＴＦコードマトリクスＢkは、レート４の場合のものから導出できることに注意されたい。このような場合に、マトリクスＢkは、レート４のマトリクスＢkの８行のうちの６つを考えるだけで導出できる。
【００４８】
本発明の１つの態様によれば、端末１２、ＢＳ１４、ＢＳＣ１６、ＭＳＣ１８、及び／又はＣＮ２２のようなシステムの１つ以上のエンティティにより実行されるファンクションは、上述したものを含むハードウェア及び／又はファームウェアのような種々の手段のみにより、及び／又は１つ以上のコンピュータプログラム製品の制御のもとで、実行することができる。本発明の実施形態の１つ以上のファンクションを実行するコンピュータプログラム製品（１つ又は複数）は、不揮発性記憶媒体のような少なくとも１つのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体と、このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体で実施されるコンピュータ読み取り可能なプログラム、コード部分、例えば、一連のコンピュータインストラクションを含むソフトウェアとを備えている。
【００４９】
この点について、図５は、本発明の実施形態による方法、システム及びプログラム製品の制御フローブロック図である。制御フローブロック図の各ブロック又はステップ、及び制御フローブロック図のブロックの組み合せは、ハードウェア、ファームウェア、及び／又は１つ以上のコンピュータプログラムインストラクションを含むソフトウェアのような種々の手段により実施できることが理解されよう。明らかなように、このようなコンピュータプログラムインストラクションは、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置（即ち、ハードウェア）にロードされて、マシンを形成し、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置で実行されるインストラクションは、制御フローブロック図のブロック又はステップで指定されたファンクションを実行するための手段を生成する。又、これらのコンピュータプログラムインストラクションは、コンピュータ読み取り可能なメモリに記憶されて、特定の仕方で機能するようにコンピュータ又は他のプログラム可能な装置に指令を発し、コンピュータ読み取り可能なメモリに記憶されたインストラクションが、制御フローブロック図のブロック又はステップで指定されたファンクションを実施するインストラクション手段を含む製品を形成できるようにする。又、コンピュータプログラムインストラクションは、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置にロードされて、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置で一連の動作ステップを実行させ、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置で実行されるインストラクションが、制御フローブロック図のブロック又はステップで指定されたファンクションを実行するためのステップを与えるようなコンピュータ実施プロセスを形成できるようにする。
【００５０】
従って、制御フローブロック図のブロック又はステップは、指定のファンクションを実行するための手段の組み合せ、指定のファンクションを実行するためのステップの組み合せ、及び指定のファンクションを実行するためのプログラムインストラクション手段をサポートする。制御フローブロック図の１つ以上のブロック又はステップ、並びに制御フローブロック図におけるブロック又はステップの組み合せは、指定のファンクション又はステップ、或いは特殊目的のハードウェア及びコンピュータインストラクションの組み合せを実行する特殊目的のハードウェアベースのコンピュータシステムにより実施できることも理解されたい。
【００５１】
以上の説明及び添付図面に示された教示から利益を得る本発明に係る分野の当業者であれば、本発明の多数の変更や他の実施形態が明らかとなろう。それ故、本発明は、ここに開示する特定の実施形態に限定されるものではなく且つ特許請求の範囲内に他の実施形態も含まれることを理解されたい。又、特定の用語を使用したが、それらは、一般に説明上使用されたに過ぎず、何ら限定を目的としたものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態による端末を含むワイヤレス通信システムの概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による図１のワイヤレス通信システムのマルチアンテナ送信エンティティの概略機能的ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による図１のワイヤレス通信システムの単一アンテナ受信エンティティの概略機能的ブロック図である。
【図４】ＳＴＦコードマトリクスＡで入力記号流を空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コーディングする場合を示す図である。
【図５】本発明の実施形態により循環ＳＴＦコードマトリクスＡkで入力記号流を空間−時間−周波数（ＳＴＦ）コーディングする場合を示す図である。
【図６】マトリクスＡで記号流をレート１コーディングする４アンテナ多入力単一出力（ＭＩＳＯ）システムのフレームエラー率（ＦＥＲ）を、本発明の実施形態により循環マトリクスＡkで記号流をレート１コーディングするＭＩＳＯシステムの場合と比較するグラフである。
【図７】マトリクスＢで記号流をレート２コーディングする４アンテナＭＩＳＯシステムのＦＥＲを、本発明の実施形態により循環マトリクスＢkで記号流をレート２コーディングするＭＩＳＯシステムの場合と比較するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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