(57)【要約】多重アンテナシステムにおける転送ダイバーシティ方法が開示される。この転送ダイバーシティ方法は、多重アンテナシステムでリソースインデスによって定められる行列から、現在ランクによって列ベクトルを選択し、該選択された列ベクトルを転送シンボルにかける。この転送ダイバーシティ方法は、列ベクトルのかけられた転送シンボルにさらに循環遅延ダイバーシティ大角行列をかける過程を含む。これによれば、ダイバーシティ利得を向上させ、チャネル推定を容易にさせ、かつ、チャネル推定パイロットを減らすことができる。【選択図】図３
2011523526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重アンテナシステムにおける転送ダイバーシティ方法であって、
リソースインデックス及び現在ランクによって、所定の行列から列ベクトルを選択し、
前記選択された列ベクトルを転送シンボルにかけること
を含む、転送ダイバーシティ方法。
【請求項２】
前記列ベクトルのかけられた転送シンボルに、循環遅延ダイバーシティ大角行列をかけることをさらに含む、請求項１に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項３】
前記列ベクトルを選択するステップは、
前記現在ランクが１または２であれば、前記行列から２個の列ベクトルを選択することを含む、請求項１に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項４】
前記列ベクトルを選択するステップは、
前記現在ランクが３であれば、前記行列から３個の列ベクトルを選択し、前記現在ランクが４であれば、前記行列から４個の列ベクトルを選択することを含む、請求項１に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項５】
前記転送シンボルは、前記現在ランクが１の場合、空間時間ブロックコード変調シンボルまたは空間周波数ブロックコード変調シンボルのうちのいずれかである、請求項１に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項６】
前記転送シンボルは、前記現在ランクが２以上である場合、空間マルチプレクシングが適用された独立シンボルである、請求項１に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項７】
前記行列は、不連続的に割り当てられた物理リソースユニットの構造によって変更される、請求項１に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項８】
開ループ（Ｏｐｅｎ−Ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯシステムにおける転送ダイバーシティ方法であって、
現在ランクが１の場合、空間時間ブロックコードまたは空間周波数ブロックコードのうちのいずれかを用いてデータストリームを生成し、前記現在ランクが２以上である場合、空間マルチプレクシングを適用してデータストリームを生成し、
リソースインデックスによって定められる行列から、現在ランクによって列ベクトルを選択し、
前記選択された列ベクトルを前記データストリームにかけること
を含む、転送ダイバーシティ方法。
【請求項９】
前記列ベクトルのかけられたデータストリームに循環遅延ダイバーシティ大角行列をかけることをさらに含む、請求項８に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項１０】
前記列ベクトルを選択するステップは、
前記現在ランクが１または２であれば、前記行列から２個の列ベクトルを選択することを含む、請求項８に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項１１】
前記列ベクトルを選択するステップは、
前記現在ランクが３であれば、前記行列から３個の列ベクトルを選択し、前記現在ランクが４であれば、前記行列から４個の列ベクトルを選択することを含む、請求項８に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項１２】
前記行列は、不連続的に割り当てられた物理リソースユニットの構造によって変更される、請求項８に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項１３】
前記現在ランクによってパイロットを選択的に転送することをさらに含む、請求項８に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項１４】
分散リソースユニットに転送されるパイロットは、２つのデータストリームに対してのみ転送することをさらに含む、請求項８に記載の転送ダイバーシティ方法。
【請求項１５】
パイロットを２つのデータストリームに対して転送するか、或いは、４つのデータストリームに対して転送するかを選択することをさらに含む、請求項８に記載の転送ダイバーシティ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多重アンテナＯＦＤＭシステムに係り、特に、コードワード循環ダイバーシティに加えて循環遅延ダイバーシティ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ：ＣＤＤ）を適用してダイバーシティ利得を向上させることができる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多重アンテナＯＦＤＭシステムでは、データの転送信頼度を高めるための様々な技術が要求される。そのうち、空間ダイバーシティ利得を高める手法には、時空間符号（Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｅ；ＳＴＣ）、コード循環ダイバーシティ（Ｃｏｄｅｗｏｒｄ  ｃｙｃｌｉｎｇ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）、循環遅延ダイバーシティ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｄｅｌａｙ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ＣＤＤ）などがあり、信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ；ＳＮＲ）を高めるための手法には、ビームフォーミング（ＢｅａｍＦｏｒｍｉｎｇ；ＢＦ）、プリコーディング（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）などがある。ここで、時空間符号、コード循環ダイバーシティ及び循環遅延ダイバーシティは、主に、送信端でフィードバック情報を利用できない開ループシステムの転送信頼度を高めるために用いられ、ビームフォーミング及びプリコーディングは、送信端でフィードバック情報を利用できる閉ループシステムで該当のフィードバック情報を通じて信号対雑音比を最大化するために用いられる。
【０００３】
ＣＤＤは、図１に示すように、アンテナごとに異なるディレイτ０，…，τＮｔ−１を適用する技術である。
【０００４】
各アンテナで送信される時間ドメイン信号にアンテナ別に異なるディレイを適用して転送する。この場合、ディレイを適用する前の信号が、アンテナ間に互いに同一の信号であれば、多重経路（ｍｕｌｔｉ−ｐａｔｈ）の量が増加して、チャネルの周波数選択性（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が増加する。空間周波数ブロックコード（Ｓｐａｃｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｅ；ＳＦＢＣ）は、多重アンテナ転送手法のうち、ランク−１転送（ｒａｎｋ１−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）の一方法である。このＳＦＢＣは、Ａｌａｍｏｕｔｉにより提案された空間時間ブロックコード（Ｓｐａｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｄｅ；ＳＴＢＣ）を周波数ドメインに適用した方法である。
【０００５】
コードワード循環手法（Ｃｏｄｅｗｏｒｄ  ｃｙｃｌｉｎｇ  ｓｃｈｅｍｅ）は、周波数あるいは時間リソースでそれぞれ異なるプリコーディングベクトルあるいは行列を乗算することによって、様々な同等チャネルを経るようにし、ダイバーシティ利得を得る方法を意味する。
【０００６】
一般に、ダイバーシティ手法は、アンテナ個数分のチャネル推定用パイロットを必要とし、これはパイロットオーバーヘッドの増加という問題点につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、ランクによって適切なコードワード循環を用い、上位ランク支援を害することなくダイバーシティ利得を高め、パイロットオーバーヘッドを減らし、そして、付加的に循環遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）手法を適用して追加転送ダイバーシティを得ることができる転送ダイバーシティ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一実施例による転送ダイバーシティ方法は、多重アンテナシステムにおいてリソースインデックスによって定められる行列から現在ランクによって列ベクトルを選択し、該選択された列ベクトルを転送シンボルにかける。この転送ダイバーシティ方法は、前記列ベクトルのかけられた転送シンボルに循環遅延ダイバーシティ大角行列をかける過程をさらに含む。
【０００９】
好適には、前記列ベクトルを選択する過程で、前記現在ランクが１または２であれば、前記行列から２個の列ベクトルを選択することができる。
【００１０】
また、前記列ベクトルを選択する過程で、前記現在ランクが３であれば、前記行列から３個の列ベクトルを選択し、前記現在ランクが４であれば、前記行列から４個の列ベクトルを選択することができる。
【００１１】
好適には、前記転送シンボルは、前記現在ランクが１の場合、空間時間ブロックコード変調シンボルまたは空間周波数ブロックコード変調シンボルのうちいずれか一つとすることができる。
【００１２】
好適には、前記転送シンボルは、前記現在ランクが２以上である場合、空間マルチプレクシングの適用された独立シンボルとすることがてきる。
【００１３】
好適には、前記行列は、リソースのインデックスによって変更することができる。
【００１４】
好適には、前記行列は、割り当てられた物理リソースユニットの構造によって変更することができる。
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の他の実施例による転送ダイバーシティ方法は、開ループ（Ｏｐｅｎ−Ｌｏｏｐ）ＭＩＭＯシステムにおいて現在ランクが１の場合、空間時間ブロックコードまたは空間周波数ブロックコードのうちいずれか一つを用いてデータストリームを生成し、前記現在ランクが２以上である場合、空間マルチプレクシングを適用してデータストリームを生成し、リソースインデックスによって定められる行列から現在ランクによって列ベクトルを選択し、前記行列を前記データストリームにかける。この転送ダイバーシティ方法は、前記行列のかけられたデータストリームに循環遅延ダイバーシティ大角行列をかける過程をさらに含む。
【００１６】
好適には、前記列ベクトルを選択する過程で、前記現在ランクが１または２であれば、前記行列から２個の列ベクトルを選択することができる。
【００１７】
また、前記列ベクトルを選択する過程で、前記現在ランクが３であれば、前記行列から３個の列ベクトルを選択し、前記現在ランクが４であれば、前記行列から４個の列ベクトルを選択することができる。
【００１８】
好適には、前記行列は、リソースのインデックスによって変更することができる。
【００１９】
好適には、前記行列は、割り当てられた物理リソースユニットの構造によって変更することができる。
【００２０】
好適には、上記転送ダイバーシティ方法は、前記現在ランクによってパイロットを選択的に転送する過程をさらに含むことができる。
【００２１】
好適には、上記転送ダイバーシティ方法は、分散リソースユニットで転送されるパイロットは、２つのデータストリームに対してのみ転送する過程をさらに含むことができる。
【００２２】
好適には、上記転送ダイバーシティ方法は、パイロットを２つのストリームに対してのみ転送するか或いは４つのストリームに対してのみ転送するするかを選択する過程をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一実施例によれば、コードワード循環ダイバーシティを適用し、循環遅延ダイバーシティをさらに適用することによって、ダイバーシティ利得を向上させ、チャネル推定を容易にし、かつ、チャネル推定パイロットを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＣＤＤでアンテナごとに異なるディレイを適用するブロックを示す図である。
【図２】本発明の一実施例が適用される転送端構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による転送ダイバーシティ方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例が適用される、不連続的に割り当てられた物理リソースユニットの構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施例について説明する。ただし、下記の本発明の実施例は様々な形態に変形実施することができ、本発明の範囲が下記の実施例に限定されることはない。
【００２６】
一般に、ＤがＣＤＤ大角行列であり、ｘが、転送されたシンボルである場合、Ｄ、ｘは、数学式１乃至２のように表現される。
【００２７】
【数１】
2011523526.tif 000003
【００２８】
ここで、Ｄは、Ｎｔ×Ｎｔ行列であり、θｉは、ｉ番目の転送アンテナの隣接するリソースにおける位相シフト（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ）値を表し、Ｎｔは転送アンテナ個数を表し、ｋは、副搬送波インデックス、リソースインデックスまたは副搬送波グループのインデックスなどを表すことができる。
【００２９】
θがいずれも０と、同一である場合、Ｄは恒等行列（ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｍａｔｒｉｘ）となり、実際転送時にかけられなくても良く、θｉの値のうち少なくとも一つが０でない場合、Ｄにより追加転送ダイバーシティを得ることができる。また、τをディレイ値、ＮｆｆｔをＦＦＴサイズとし、θ＝−２π／Ｎｆｆｔ・τと設定し、ｋが副搬送波インデックスである場合、行列Ｄを、図１に示すように、時間ドメインで処理することができる。
【００３０】
ここで、Ｄは、ＣＤＤ行列となる。この時、チャネル推定のためのパイロットオーバーヘッドを減らす目的で、τは、小さい値、例えば、０〜４の値に設定することができる。
【００３１】
【数２】
2011523526.tif 000004
【００３２】
ここで、Ｒは、一度に転送されるストリームの数を意味する。
【００３３】
ｘが、空間時間ブロックコードまたは空間周波数ブロックコードである場合、ｘは次のように表現することができる。
【００３４】
【数３】
2011523526.tif 000005
【００３５】
ここで、行は、ストリームインデックスであり、列は、時間リソースインデックス（空間時間ブロックコードである場合）または周波数リソースインデックス（空間周波数ブロックコードである場合）を意味する。
【００３６】
ｘが空間マルチプレクシングの場合、ｘは下記のように表現することができる。
【００３７】
【数４】
2011523526.tif 000006
【００３８】
ここで、Ｍは空間転送率であって、空間マルチプレクシングの場合にはＲと同一である。
【００３９】
この時、転送シンボルｙは、下記のように表現することができる。
【００４０】
（数５）
ｙ  ＝  ＤＵｘ
【００４１】
ここで、Ｕは、Ｎｔ×Ｒ行列であって、サブ帯域（ｓｕｂ−ｂａｎｄ）などによって変更することができる。
【００４２】
図２は、本発明の一実施例が適用される転送端構造を示す図である。
【００４３】
直並列変換ブロック２１０を経たデータは、ＭＩＭＯエンコーディングブロック２２０でデータストリーム２３０に変換される。ＭＩＭＯエンコーディングブロック２２０は、現在ランクが１の場合、空間時間ブロックコードまたは空間周波数ブロックコードのいずれかを用いてデータストリームを生成する。また、ＭＩＭＯエンコーディングブロック２２０は、現在ランクが２以上である場合、空間マルチプレクシングを適用してデータストリームを生成する。
【００４４】
それぞれのデータストリーム２３０は行列ブロック２４０に伝達され、行列ブロック２４０は、アンテナ数及び空間転送率（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  Ｒａｔｅ）によってデータストリーム２３０に異なる行列を適用する。以降、大角行列ブロック２５０をさらに適用することができる。
【００４５】
全体転送シンボルをＤＵｘとする時、ランクが１や２の場合、行列Ｕは、例えば、数学式６となる。
【００４６】
（数６）
Ｕ  ＝  ［ｖ１ｖ２］
【００４７】
ランクが３の場合、行列Ｕは、例えば、数学式７となる。
【００４８】
（数７）
Ｕ  ＝  ［ｖ１ｖ２ｖ３］
【００４９】
ランクが４の場合、行列Ｕは、例えば、数学式８となる。
【００５０】
（数８）
Ｕ  ＝  ［ｖ１ｖ２ｖ３ｖ４］
【００５１】
すなわち、ランク１または２の場合ｖ１、ｖ２を選択、ランク３の場合ｖ１、ｖ２、ｖ３を選択、ランク４の場合ｖ１、ｖ２、ｖ３、ｖ４を選択してｘにかける。
【００５２】
ここで、ｖｎは、行列Ｕのｎ番目の列ベクトルである。ここで、列ベクトルｖｎの次元は、ＮｔＸ１である。数学式６乃至８は、リソースインデックスによって定められる行列のサブセットとなる。
【００５３】
図３は、本発明の一実施例による転送ダイバーシティ方法を示すフローチャートである。
【００５４】
まず、現在ランクとリソースインデックスによって行列Ｕの列ベクトルを選択する（Ｓ３１０〜Ｓ３５０）。
【００５５】
より具体的に、現在ランクが２以下であれば、リソースインデックスによって定められる行列から２個の列ベクトルを選択してＵを生成する（Ｓ３１０、Ｓ３３０）。現在ランクが３であれば、リソースインデックスによって定められる行列から３個の列ベクトルを選択してＵを生成する（Ｓ３２０、Ｓ３４０）。現在ランクが４であれば、リソースインデックスによって定められる行列から４個の列ベクトルを選択してＵを生成する（Ｓ３２０、Ｓ３５０）。
【００５６】
続いて、ＣＤＤ大角行列Ｄ、当該選択された列ベクトル及び転送シンボルｘをかけてＤＵｘを求める（Ｓ３６０）。ここで、Ｄのθがいずれも０である場合、大角行列Ｄをかけることなく終了することができる。
【００５７】
上述の通り、Ｕは、サブ帯域（ｓｕｂ−ｂａｎｄ）などによって変更させることができる。この場合、各サブ帯域別にそれぞれ異なる同等チャネルが形成されるため、より高いダイバーシティ利得を得ることができる。このサブ帯域は、いくつかのリソースユニットとあらかじめ定めておくこともできる。または、図４に示すように、Ｕは、不連続的に割り当てられた物理リソースユニットの構造によって変更されることができる。図４は、不連続的なリソースユニットが続く度にＵ１からＵ２に、Ｕ２からＵ３に変更される様子を示す。図４のようにすると、連続的に割り当てられた物理リソースユニット内で変更されるＵを用いる場合に比べて、チャネル推定性能がより向上することができる。
【００５８】
一方、Ｕは、送信機、受信機両方とも知っているべき値で、この値を記憶するためのメモリが必要とされる。ＣＬ−ＭＩＭＯ（ｃｌｏｓｅｄ  ｌｏｏｐ  ＭＩＭＯ）コードブックの一部からＵを選択することによって、メモリを別に設けずに済むこともできる。
【００５９】
転送パイロットは、システムに大きなオーバーヘッドを与えるものの一つである。このような転送パイロットを下記の方法で效果的に減らすことができる。
【００６０】
特定リソースが一つの端末に割り当てられる場合、全てのパイロットを該当の端末専用と設定することができる。この場合、パイロットに同一のＤＵ行列をかけることによって、パイロットオーバーヘッドを減らすことができる。例えば、上述したように、転送ランクが１または２の場合、Ｕは、Ｎｔ×２である。各ストリーム別パイロットを、定められた位置にＤＵをかけて転送するとすれば、すなわち、１番目のストリームのパイロット位置にＤｖ１ｐ１を転送し（ここで、ｐ１は、１番目のパイロット信号）、２番目のストリームのパイロット位置にＤｖ２ｐ２（ここで、ｐ２は、２番目のパイロット信号）を転送することができる。この場合、受信機は、行列（Ｄｖ１，Ｄｖ２）にかけられたパイロットによりチャネルを推定し、該チャネル推定に基づいて受信信号をデコーディングすることができる。同様に、ランク３の場合、Ｕは、Ｎｔ×３であり、１番目のストリームのパイロットの位置にＤｖ１ｐ１が転送され、２番目のストリームのパイロットの位置にＤｖ２ｐ２が転送され、３番目のストリームのパイロットの位置にＤｖ３ｐ３が転送される。残りの場合にも、このような方法でパイロットを転送することができる。
【００６１】
信号が複数の端末に転送される場合、特に、分散リソースユニット（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｕｎｉｔ）で転送パイロットは全ての転送端末のためのものである。この場合、パイロットのオーバーヘッドを減らすために、下記のような方法を用いることができる。
【００６２】
第一の方法として、パイロットを２つのストリームに対してのみ送ることができる。すなわち、１番目のストリームのパイロットの位置にＤｖ１ｐ１を転送し、２番目のストリームのパイロットの位置にＤｖ２ｐ２を転送する。この時、転送ランクが１または２である受信機は、それら２つのストリームに対するパイロットを用いてデコーディングを行う。
【００６３】
上位ランク（ランク３及び４）チャネル推定は、あらかじめ定義されたＤとＵを用いて行うことができる。
【００６４】
第二の方法として、パイロットを２つのストリームに対して送るか、あるいは、４つのストリームに対して送るかを選択することができる。どのイロットパターンを用いたかを基地局から端末に知らせることができる。これは、大部分の場合、上位ランクが選択されないことから可能な方式である。
【００６５】
以上では図面に基づく具体的な実施例に挙げて本発明を説明してきたが、これら具体例は例示に過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者にとっては、様々な変形実施が可能であるということは明らかである。そして、このような変形は、本発明の技術的保護範囲内にあると見なされるべきである。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付の特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、多重アンテナＯＦＤＭシステムにおいて循環遅延ダイバーシティを適用する時にダイバーシティ利得を向上できる方法に関するもので、ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｍなどのシステムで基地局、端末などに適用することができる。
【図１】
2011523526.tif 000007
【図２】
2011523526.tif 000008
【図３】
2011523526.tif 000009
【図４】
2011523526.tif 000010
【国際調査報告】
2011523526.tif 000011
2011523526.tif 000012
2011523526.tif 000013