(57)【要約】  分散型時空間符号化を実行する方法及び装置が本明細書で開示される。一実施形態では、分散型時空間符号化は、ワイヤレス無線ネットワークにおけるダウンリンク通信に用いられる。一実施形態では、この方法は、基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するステップと、ユーザの受信機による受信のために多くの基地局からデータを情報伝達シーケンスに対応して送信するステップとを含み、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次のダイバーシティが得られる。【選択図】図１Ａ【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて情報を通信する方法であって、
基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するステップと、
ユーザの受信機によって受信するために多くの基地局からデータを前記情報伝達シーケンスに対応して送信するステップであって、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる、ステップと
を含む方法。
【請求項２】
無線通信システムにおいて情報を通信する装置であって、前記方法は、
基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するメモリと、
ユーザの受信機によって受信するために多くの基地局から前記情報伝達シーケンスを送信するトランスミッタであって、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる、トランスミッタと
を備える装置。
【請求項３】
命令を格納する１つ又は複数のコンピュータ読取可能な記憶媒体を有する製品であって、前記命令は、システムによって実行されると前記システムに方法を実行させ、前記方法は、
基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するステップと、
ユーザの受信機によって受信するために多くの基地局からデータを前記情報伝達シーケンスに対応して送信するステップであって、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる、ステップと
を含む製品。
【請求項４】
基地局の任意のセットの協働を通して受信機に情報伝達シーケンスを送信する方法であって、前記方法は、前記基地局の任意のセット内の各基地局で実行される一連の操作を含み、前記一連の操作は、
データをブロックに分割するステップと、
各データブロックをプリコードし、前記基地局の任意のセット内の基地局に共通であるプリコーダを用いてプリコードされたデータを作成するステップ、
前記プリコードされたデータからサブブロックを作成するステップ、
前記基地局の任意のセット内の基地局に共通である時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）を用いて前記サブブロックを別々に符号化し、ＳＴＢＣ行列を生成するステップ、及び
前記ＳＴＢＣ行列を前記各基地局に専用である個々のステアリングベクトルに射影することにより、基地局専用及びアンテナ専用のポストコーディングを実行するステップ
により前記ブロックを順次及び別々に符号化するステップと
を含む方法。
【請求項５】
基地局の任意のセットの協働を通して受信機に情報伝達シーケンスを送信する通信システム内で用いられる基地局であって、前記基地局の任意のセット内の各基地局は、
多くのアンテナ要素と、
データをブロックに分割し、前記ブロックを順次及び別々に符号化する処理装置であって、
各データブロックをプリコードしてプリコードされたデータを作成するプリコーダであって、前記プリコーダは前記基地局の任意のセット内の基地局に共通であるプリコーダ、
前記基地局の任意のセット内の基地局に共通である時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）を別々に用いて前記プリコードされたデータのサブブロックを符号化する時空間ブロック符号モジュールであって、前記時空間ブロック符号モジュールは、ＳＴＢＣ行列を生成するように機能できる、時空間ブロック符号モジュール、及び
前記ＳＴＢＣ行列を前記各基地局及び前記各基地局に対する各アンテナ要素に専用である個々のステアリングベクトルに射影することにより、基地局専用のポストコーディングを実行するポストコーディングモジュール
を備える処理装置と、
前記基地局専用及びアンテナ専用ポストコーディングを実行することからの結果であるデータに基づき生成される波形のためのトランスミッタと
を備える基地局。
【請求項６】
基地局の任意のセットの協働を通して前記受信機に情報伝達シーケンスを送信する基地局を有する通信システムにおいて用いられる無線通信装置であって、前記受信機は、データを前記情報伝達シーケンスに対応して送信する複数のベースとなる局のそれぞれから波形を受信するように機能し、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、基地局に位置している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
[0001]本特許出願は、タイトルが「Ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｏｆ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」であり、２００６年６月１日に出願された対応する仮特許出願第６０／８１０，４５７号の優先権を主張し、参照により組み込む。
【発明の分野】
【０００２】
[0002]本発明は時空間符号化の分野に関し、より詳細には、本発明はワイヤレス無線ネットワークにおけるダウンリンク通信のための分散型時空間符号化に関する。
【発明の背景】
【０００３】
[0003]関心のある問題は、情報シーケンスが複数の基地局で利用可能である携帯システムのダウンリンクを含む状況で起きる。本発明は、各送信基地局から受信機への複数の別々のフェージング経路を介する情報伝達信号のインテリジェントな送信を活用して、ダイバーシティ従ってカバレッジ／信頼性効果を受信機に提供する。本発明の一実施形態は、データが複数の基地局で利用可能である所与の状況と複数の送信アンテナを有する単一のアクティブな基地局を含む状況との間の結合を利用している。特に、複数の送信アンテナを有する単一基地局が送信に用いられる場合にダウンリンクでダイバーシティを提供する時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ：ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｂｌｏｃｋ  ｃｏｄｅ）を、使用されている既存の多数の研究をもとに構築する。
【０００４】
[0004]多くのＳＴＢＣが、携帯システムの下りリンクにおいて複数の送信アンテナを活用することによりダイバーシティ及び／又は多重化効果を提供する一手段として近年提案されている。Ｎ個の送信アンテナが存在すると仮定すると、典型的な目的は、システムにおいてＮ次ダイバーシティを提供するようにＳＴＢＣを設計することである。典型的なＳＴＢＣ設計は、Ｎ個のアンテナのそれぞれを介してＴ個のサンプルによって送信されるＫ個のシンボルのブロックを符号化する（ここでＴはＮ及びＫより大きいか又は等しい）。このようなＳＴＢＣ設計は、Ｔ×ＮのＳＴＢＣ行列により説明され、この（ｉ，ｊ）番目の項目は、ｊ番目のアンテナにより時間ｉに送信されるサンプルを示す。関心があるのは、フルレート方式、即ち、実効データ送信レートＲ＝Ｋ／Ｔが１シンボル／チャネル使用に等しい方式である。ＳＴＢＣの別の重要な属性はその復号化の複雑さである。任意のＳＴＢＣの複雑さは、一緒に符号化されるシンボルの大きさＫ”において級数的であるが、複雑さがさらに小さい設計が存在する。１つのこのような魅力的な設計種類は、直交時空間符号と呼ばれるが、フルダイバーシティを提供可能である一方、それらの最適な復号化は、（線形処理に続く）シンボル単位の復号化を切り離す。
【０００５】
[0005]Ｓ．Ｙｉｕ、Ｒ．Ｓｃｈｏｂｅｒ及びＬ．Ｌａｍｐｅ著、「Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｌｏｃｋ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｄｉｎｇ」、ＩＥＥＥ  ＧＬＯＢＥＣＯＭ  ２００５  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、２００５年１１月では、分散型時空間符号化の方法が、対象となる状況においてダイバーシティ効果を提供するために提示される。この方法は、標準のＮ次ダイバーシティＳＴＢＣを基地局専用の「ポストコーディング」操作と共に活用する。
【０００６】
[0006]直交時空間ブロック符号設計は、当技術分野においてよく知られており、以下の特徴を有する。直交時空間ブロック符号設計は、フル（Ｎ次）ダイバーシティを提供し、シンボル単位の復号化を可能とする。それらの（列）短縮版も直交設計であり、従ってＮ個以下の任意の個数のアンテナを有するシステムにこのような直交設計を提供する。
【０００７】
[0007]分散型ダウンリンク送信環境における直交ＳＴＢＣ設計の明白な利点にもかかわらず、この方法のキーとなる欠点が、送信パラメータにおいてこうむる制限の形でその制限された適用範囲から生じる。特に、（複素）フルレート直交設計が、２個より多いアンテナに対して存在しない。詳細には、Ｈ．Ｊａｆａｒｋａｎｉ著、Ｓｐａｃｅ−Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｉｎｇ，Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ、２００５年を参照されたい。具体的には、Ｎ＞３の送信アンテナの状況のためのＯＳＴＢＣでの最大送信レートは、上限が３／４に制約されると証明できる（Ｈ．Ｗａｎｇ及びＸ．Ｇ．Ｘｉａ著、「Ｕｐｐｅｒ  ｂｏｕｎｄｓ  ｏｆ  ｒａｔｅｓ  ｏｆ  ｓｐａｃｅ−ｔｉｍｅ  ｂｌｏｃｋ  ｃｏｄｅｓ  ｆｒｏｍ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｄｅｓｉｇｎｓ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ、ｐｐ．２７８８−２７９６、２００３年１０月）。さらに、３／４レートの直交時空間符号が、Ｎ＝３個及びＮ＝４個の送信アンテナに対して見つけられているが、３／４のレートがＮ＞４に対して直交設計の制限と共に達成可能であるか否かは知られていない。実際、体系的な（複素）直交ＳＴＢＣ設計により達成可能な最高の既知のレートは１／２である。このような設計は、送信のための信号空間内で利用可能な次元の半分のみを使用するため、帯域幅の非効率な使用をもたらす。
【０００８】
[0008]擬似直交時空間ブロック符号設計は、Ｎ送信アンテナシステムのための直交設計の存在を活用して、２Ｎアンテナシステムのためのフルレート設計を提供する。いくつかの設計は、「Ａｌａｍｏｕｔｉ」方式と呼ばれるベース（Ｎ＝２）フルレートの直交設計を採用し、階層的復号化を可能にするＮ＝４のためのフルダイバーシティシステムを得る。詳細には、Ｓ．Ｍ．Ａｌａｍｏｕｔｉ著、「Ａ  ｓｉｍｐｌｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ａｒｅａｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｐｐ．１４５１−１４５８、１９９８年１０月を参照されたい。例えば、１つの設計は、４個の時間スロットにわたり２個のシンボルの２個のブロックを同時に符号化するが、この設計では４個の送信アンテナが２つのグループ／ペアに分けられ、所与の２つのシンボルのペアのそれぞれが別々に用いられて２個のＡｌａｍｏｕｔｉ（Ｎ＝２）時空間符号を構成する。第１の２個の時間スロットでは、２つのアンテナグループのそれぞれが、２個の「Ａｌａｍｏｕｔｉ」符号のうちの１つを信号で送り、次の２個のスロットと取り替える。第２のシンボルセットが適切に回転されたコンスタレーションからであれば、これらの設計はフルダイバーシティ及び階層的復号化を実現する。
【０００９】
[0009]ポストコーダに基づく分散型時空間ブロック符号の使用は、Ｓ．Ｙｉｕ、Ｒ．Ｓｃｈｏｂｅｒ及びＬ．Ｌａｍｐｅ著、「Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｌｏｃｋ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｄｉｎｇ」、ＩＥＥＥ  ＧＬＯＢＥＣＯＭ  ２００５  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、２００５年１１月に紹介された。彼らの技法では、各アクティブな基地局は、同一の時空間ブロックを信号送信に活用する。特に、Ｋ個のシンボルのブロックをｎ個のアンテナを介してレートＫ／Ｔで送信するように設計されたＴ×Ｎの時空間ブロック符号が与えられ、送信すべきシンボルシーケンスが与えられると、各基地局は、Ｎ個の送信アンテナを有する単一の「アクティブな」基地局が存在するかのように、第１に共通の符号Ｔ×ＮのＳＴＢＣ行列を生成する。「アクティブな」基地局の単一のアンテナによって送信される信号は、そのときにはＴ×ＮのＳＴＢＣ行列の列の線形合成である。この線形合成は、特定の基地局の特定のアンテナに専用であり、共通ＳＴＢＣの基地局専用「ステアリング」ベクトル上への「射影」として好都合に表現できる。それぞれが潜在的に「アクティブ」である可能性があるＭｍａｘ個の単一アンテナ基地局のセットが与えられると、Ｍｍａｘ個のステアリングベクトルのセットは、例えばＬＭＳアルゴリズムを用いることにより一緒に先験的に最適化可能である。最適化されたステアリングベクトルのその結果得られるセットは、以下を可能とする。Ｍｍａｘ個の基地局からの所与の任意のＭ個（ＭはＮ以上である）は、「アクティブ」であり（どの「Ｍ」個が「アクティブ」であるかにかかわらず）、分散型方式は、Ｎ次ダイバーシティ、即ち、元のＳＴＢＣ符号のフルダイバーシティを提供する。さらに、ステアリングベクトルの同時最適化を介して、標準のＳＴＢＣに対する符号化利得距離の性能における最悪の場合の損失が最小化可能である。
【００１０】
[0010]上記の方法は多くの利点を有するが、２つの主な欠点をも有する。第１に、潜在的にアクティブなステアリングベクトルのセットが大きくなるにつれ、標準の符号の性能に対して性能損失が高くなる。従って、スケーラブルである手法、即ち、Ｍｍａｘの変化に伴いうまくスケール変更する手法が必要である。Ｓ．Ｙｉｕ、Ｒ．Ｓｃｈｏｂｅｒ及びＬ．Ｌａｍｐｅ著、「Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｌｏｃｋ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｃｏｄｉｎｇ」ＩＥＥＥ  ＧＬＱＢＥＣＯＭ  ２００５  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ、２００５年１１月で提案されている潜在的にアクティブなステアリングベクトルのセットの同時最適化はスケーラブルではない。第２に及びより重要なことには、この手法のダイバーシティ効果は、この設計で採用された標準ＳＴＢＣ符号の強度により制限される。従って、よく知られた「Ａｌａｍｏｕｔｉ」符号が採用される（２アンテナシステムのために設計されている）場合、システムは、Ｍ、即ち「アクティブな」協働している送信アンテナの個数が２よりかなり大きい可能性があるとしても、せいぜい２次のダイバーシティを提供することになる。
【発明の概要】
【００１１】
[0011]分散型時空間符号化を実行する方法及び装置が本明細書で開示される。一実施形態では、分散型時空間符号化は、ワイヤレス無線ネットワークにおけるダウンリンク通信に用いられる。一実施形態では、この方法は、基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するステップと、ユーザの受信機による受信のために多くの基地局からデータを情報伝達シーケンスに対応して送信するステップとを含み、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次のダイバーシティが得られる。
【００１２】
[0012]本発明は、以下に行われる詳細な説明と本発明の様々な実施形態の添付の図面からより十分に理解されるが、これらは本発明を特定の実施形態に限定すると解釈すべきではなく、単に説明及び理解するためのものである。
【本発明の詳細な説明】
【００１３】
[0021]多くの最近開発された技法及び新たな標準は、基地局で複数アンテナを用いて無線システムの実効データレートを損なうことなく無線媒体を介するデータ通信の信頼性を向上させることを提案している。特に無線通信における最近の進歩は、基地局で複数アンテナが存在していることが信頼性（ダイバーシティ）効果、及び基地局から携帯ユーザへのデータ送信における全体にわたる効果を与えるために活用できることを実証している。これらの多重化及びダイバーシティの効果は、それらが多重化とダイバーシティのトレードオフ曲線により本質的に制限されるため、システム内に配置される送信及び受信のアンテナの個数に本質的に依存している。
【００１４】
[0022]多くの新たな及び今後の無線ネットワークでは、任意の特定のセルユーザに対するデータは、複数の基地局に利用可能であってよい。対象ユーザに対するデータを有する任意のこのような基地局は、本明細書では「アクティブな」基地局と呼ばれる。アクティブな基地局のアンテナを介して時空間符号化技法を用いることにより、アクティブな基地局アンテナのそれぞれが、特定のユーザに対して仮想アンテナアレイの要素として見なされてよく、これを用いてダイバーシティ効果を所望のユーザに提供することができる。一実施形態では、アクティブな基地局の個数及びセットは、データを基地局に中継する無線チャネルの時間につれ変化する品質のために時間に伴い、又は個々の局のサービング要求に伴い変化する。さらに、いかなる時点のアクティブな基地局も全体に先験的に知られていなくともよい。これを補うために、時空間符号化技法を用いて、どの基地局のセットがいかなる時点でアクティブであるかにかかわらず、ダイバーシティ効果を提供する。
【００１５】
[0023]一実施形態では、アクティブな基地局の特定のセットにかかわらず、受信機で均一に最適化された性能を提供する技法を用いる。この技法は、潜在的にアクティブである基地局のそれぞれで共通のデータプリコーダの使用を含み、共通の（すべての基地局に対して）標準時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）が続く。次にポストコーディング操作がＳＴＢＣに続く。一実施形態では、このポストコーディング操作は、ＳＴＢＣ操作の出力をステアリングベクトルに射影することにより送信される信号を生成するが、このステアリングベクトルは、各基地局に対して（及び所与の基地局で複数アンテナが存在する場合には、各基地局の各アンテナに対して）異なるものである。この技法は、どの他の基地局がアクティブであろうと、各基地局で使用されるトランスミッタ／符号器は同一であるという意味では分散型である。また、一実施形態では、受信機は、アクティブな基地局のセットの知識を有する必要はない。
【００１６】
[0024]以下の説明から明らかなように、本明細書で説明される本技法の利点は、１つより多い基地局がアクティブである場合のビット誤り率の改善或いは向上したカバレッジ又は処理能力（下りリンクにおけるデータ送信に単一基地局を活用するベースラインシステムと比較して）と、アクティブな送信基地局の任意のセットを与えられるとアクティブな基地局のセットでの利用可能な最大のダイバーシティの提供とを含むがこれに限定されない。一実施形態では、この追加の（及びフル）ダイバーシティ効果は、いくつかの時空間符号化ブロックを同時に（遅延という損失をかけて）符号化し、本明細書で説明される共通のプリコーダを潜在的にアクティブな基地局のそれぞれにおいて用いることにより保証される。さらに一実施形態では、これらのフルダイバーシティシステムの符号化利得の効果は、潜在的にアクティブである基地局すべてで使用されているポストコーダを用いて最適化される。
【００１７】
[0025]以下の説明では、多くの詳細が本発明のより完全な説明を行うために説明される。しかしながら、本発明は、これらの具体的な詳細なしに実行可能であることは当業者にとって明白であろう。他の例では、よく知られた構造及び装置が、本発明を曖昧にすることを避けるために、詳細にではないが、ブロック図形式で示される。
【００１８】
[0026]続く詳細な説明のいくつかの部分が、コンピュータメモリ内のデータビットへの操作のアルゴリズム及びシンボリックな表現の点から行われる。これらのアルゴリズミックな説明及び表現は、データ処理技術における当業者により彼らの仕事の実体を他の当業者に最も効果的に伝えるために用いられる手段である。アルゴリズムはここで及び一般的に、所望の結果に至るステップの首尾一貫したシーケンスと考えられる。これらのステップは、物理量の物理的な操作を必要とするものである。通常、これらの量は、格納、転送、合成、比較、及びその他の操作が可能な電気又は磁気信号の形をとるが必須ではない。主に一般的な使用法のために、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数字等として参照することが時には都合がよいと実証されている。
【００１９】
[0027]しかし、これらの及び同様の用語すべては、適切なデータ量と関連付けられるべきであり、これらの量に適用される単に便利なラベルであることを留意されたい。以下の説明から明らかであるように他の方法で具体的に述べられなければ、本説明を通して、「処理」又は「コンピューティング」又は「計算」又は「決定」又は「表示」等などの用語を利用する説明は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理（電子）量として表現されるデータを、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ又は他のこのような情報記憶内の物理量として同様に表現される他のデータに操作及び変換するコンピュータシステム或いは同様の電子コンピューティング装置、送信又は表示装置の操作及び処理を参照することを理解されたい。
【００２０】
[0028]本発明はまた、本明細書で操作を行う装置に関する。この装置は、要求される目的のために特別に構成されてよく、又はコンピュータに格納されるコンピュータプログラムにより選択的に作動又は再構成される汎用コンピュータを備えてよい。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータ可読格納媒体に格納されてよく、このコンピュータ可読格納媒体は、これらに限定されないが、フロッピーディスク、光学ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、及び磁気光学ディスクを含む任意の種類のディスク、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気又は光学カード、或いは電子命令の格納に適している任意の種類の媒体などであり、それぞれがコンピュータシステムバスに接続されている。
【００２１】
[0029]本明細書で提示されるアルゴリズム及び表示は、任意の特定のコンピュータ又は他の装置に本質的に関係しない。様々な汎用システムは、本明細書の教示に従ってプログラムと共に用いられてよく、又はより特化された装置を構成して要求される方法ステップを実行するのに便利であると実証されてよい。様々なこれらのシステムのために要求される構造は、以下の説明から明らかであろう。また、本発明は、任意の特定のプログラミング言語を参照して説明されない。様々なプログラミング言語を用いて、本明細書で説明される本発明の教示を実装可能であることを理解されたい。
【００２２】
[0030]機械可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）により読取可能な形で情報を格納又は送信するための任意の機構を含む。例えば、機械可読媒体は、読取専用メモリ（「ＲＯＭ」）と、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）と、磁気ディスク格納媒体と、光学格納媒体と、フラッシュメモリ装置と、電気、光学、音響又は他の形の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）等を含む。
［概要］
【００２３】
[0031]本発明の一実施形態により、潜在的にアクティブな送信基地局のセットを介する受信機への共通情報の送信が可能となる。この実施形態は、どのセットの基地局が送信しているか、即ち、潜在的に「アクティブ」であるかにかかわらず信頼性のある送信を可能とする。一実施形態では、方法がｋ個のシンボルを一度に符号化する所与のｔ×ｎ時空間ブロック符号を用いて、アクティブな基地局それぞれで、より大きい符号を処理遅延Ｔ＝Ｌのｔ倍を伴って生成し、このより大きい符号はＫ＝Ｌのｋ倍個のシンボルを一度に符号化する。一実施形態では、この分散型符号化方式は、アクティブな基地局の個数がせいぜいＮ＝Ｌのｎ倍ならば、「アクティブな」基地局のセット内で利用可能であるフルダイバーシティを提供する。
【００２４】
[0032]上に説明したように、本発明の実施形態は、非選択性フェージングチャネルを介する分散型通信のための、共通の（すべての基地局に対する）標準ベースラインの時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）を組み合わせた共通の（すべての基地局に対する）線形プリコーダと、基地局及びアンテナに専用であるポストコーディング／ステアリングベクトルのセットとを含む。一実施形態では、最大の実現可能なダイバーシティをアクティブな基地局の任意のセットに提供する、線形プリコーダ、Ｌ個の基本ｔ×ｎのＳＴＢＣブロックをＴ×ＮのＳＴＢＣへ合成する方法の実施形態、及びステアリングベクトルのセットが一緒に構成され、最大の利用可能なダイバーシティがアクティブな基地局の任意の所与のセットに対して達成できるようにする。一実施形態では、最大の実現可能なダイバーシティをアクティブな基地局の任意のセットに提供する、線形プリコーダ、Ｌ個の基本ｔ×ｎのＳＴＢＣブロックをＴ×ＮのＳＴＢＣへ合成する方法の実施形態、及びステアリングベクトルのセットが一緒に構成され、フルダイバーシティ、好適な符号化利得及び階層的復号化を提供する。
［通信システム及び送受信装置設計］
【００２５】
[0033]一実施形態では、送受信装置が、通信システム内での複数の基地局から受信機へのシンボルストリームの分散型通信のために設計される。アクティブな基地局のそれぞれが、利用可能であり受信機に通信すべき共通の情報伝達シンボルストリームｓｉを有する。一実施形態では、「アクティブな」基地局のそれぞれは、他の基地局のうちのどれがアクティブであるかに関する予備情報を持たない。情報伝達シンボルストリームは、Ｋ個の連続したシンボルの隣接するブロックに分割される。Ｋ次元の一般的なブロックシンボルは、本明細書では「ｓ」と名前を付けられている。このようなブロックシンボルのそれぞれは、アクティブなアンテナのそれぞれにより信号を介してＴ個の時間スロットと等しい時間で通信される。
【００２６】
[0034]図１Ａは、無線通信システムのブロック図である。図１Ａを参照すると、無線通信システムは、複数の基地局１０１及び１つ又は複数の無線通信装置１０２（例えば、携帯電話、ハンドセット、コンピュータ等）を備える。無線通信装置に基地局のグループ内の２つ以上の基地局１０１から送信される情報伝達シーケンスは、それらの基地局に格納され、無線通信装置の受信機による受信のためにそれらの基地局により送信される。情報伝達シーケンスを送信する基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を定める。この状況において、用語「全体に」とは、一般的に、データを特定ユーザに送信する際にアクティブに協働している基地局及びそれらのアンテナの個数及び同一性は、関係している基地局に知られていないことを意味する。例えば、各基地局が単一のアンテナを有する場合、ダイバーシティ次数Ｍ（例えば４）が、Ｍ個の基地局（例えば４）がデータを情報伝達シーケンスに対応して送信する場合に得られる（ここでＭは整数である）。一般的に、合計でＭ個のアンテナ（複数の基地局にわたって分布している）がデータを情報伝達シーケンスに従って送信する場合にダイバーシティ次数Ｍが得られる（ここでＭは整数である）。
【００２７】
[0035]データを情報伝達シーケンスに対応して送信する基地局のそれぞれにおいて、プリプロセッシングモジュール１１１は、データを情報伝達シーケンスに対応して送信するすべての基地局に共通なプリコーディングを用いて情報伝達シーケンスをプリプロセスしてプリコードされたデータを作成し、時空間ブロック符号モジュール１１２が基地局の個数内のすべての基地局に共通な時空間ブロック符号化方式を用いてプリコードされたデータを符号化し、ポストプロセッシングモジュール１１３が基地局及びアンテナに専用である、プリコードされたデータの符号化の結果として生成されたデータのポストプロセッシングを実行する。
【００２８】
[0036]一実施形態では、プリプロセッシングモジュール１１１は、Ｋ＝Ｌｋのシンボルのベクトルｓを受信し、このシンボルベクトルｓをプリコードする。一実施形態では、プリプロセッシングモジュール１１１は、シンボルベクトルの互いに素なサブブロックをプリコードされたサブベクトルのセットに線形にプリコードし、サブブロックをプリコードされたデータから作成することにより、情報伝達シーケンスをプリプロセスする。一実施形態では、サブブロックは、プリコードされたベクトルの要素をベクトルの新しいセット内に再インタリーブすることにより作成される。サブブロックの作成は、別のモジュールにより実行されてよいことを留意されたい。さらに別の実施形態では、プリプロセッシングモジュール１１１は、階層的復号化を可能とする方法で大きさがＬであるｋ個のシンボルサブベクトルをプリコードする。さらに別の実施形態では、プリプロセッシングモジュール１１１は、大きさがｋであるＬ個のプリコードされたシンボルを、大きさがＬであるｋ個のプリコードされたサブベクトルから生成する。
【００２９】
[0037]一実施形態では、時空間ブロック符号モジュール１１２は、ＳＴＢＣ行列を生成することによりプリコードされたデータを符号化する。一実施形態では、時空間ブロック符号モジュール１１２はまた、基本のプリコードされたＳＴＢＣブロックをより大きいＳＴＢＣ行列に合成する。
【００３０】
[0038]一実施形態では、ポストプロセッシングモジュール１１３は、プリコードされたデータの符号化の結果として生成されたデータの基地局専用ポストプロセッシングを実行する。一実施形態では、ポストプロセッシングモジュール１１３は、ポストコーディングステアリングベクトルのセットを用いて、情報伝達シーケンスを送信する基地局の各基地局に専用である個々のステアリングベクトルにＳＴＢＣ行列を射影することによりポストプロセッシングを実行する。
【００３１】
[0039]基地局はまた、必要な情報をブロックからサンプルストリームに取り出すモジュール（図示せず）、及び「アクティブな」基地局の送信アンテナにより送信される１つ又は複数の波形を生成するモジュールを含む。
【００３２】
[0040]図１Ｂは、ｉ番目の基地局（基地局が複数アンテナを有する場合、「ｉ」は具体的なアクティブな基地局における具体的なアンテナのインデックスを示す）における符号化／送信処理の一実施形態のより詳細なブロック図である。符号化／送信処理は、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシン上で稼動するもの）、又は両者の組合せを含んでよいロジックを処理することより実行される。一実施形態では、符号化／送信処理は、ｔ時間スロットにわたるｋ個のシンボルのブロックを符号化／通信するために設計されたフルダイバーシティ「ｎ」送信アンテナ直交時空間ブロック符号（図１Ｂでは「ベースライン符号」と呼ばれる）の使用に依拠する。ブロック化因数（Ｌ）を与えられると、符号化／送信処理は、Ｌ×ｔ（Ｔ）の時間スロットにわたる大きさがＬ×ｋ（Ｋ）であるシンボルのブロックをＬ×ｎ（Ｎ）送信アンテナシステムを介して符号化可能な（フルダイバーシティ）時空間ブロック符号（「誘導符号」）を生成する。
【００３３】
[0041]図１Ｂを参照すると、一実施形態では、ｉ番目の基地局における符号化／送信処理の符号化操作は以下となる。線形プリコーダ１０１は、大きさがＫであるシンボルベクトルから構成される入力１１１を受信する。シンボルベクトル１１１は、送信される情報を表し、前段階で生成されることが仮定される。パイロット（チャネル推定）段階において、使用されるベクトルｓは、受信機で知られていると仮定される。データ送信段階では、ベクトルｓは、受信機に送信されるＫ個のシンボルのセットを表し、従って受信機に知られていない。
【００３４】
[0042]一実施形態では、線形プリコーダ１０１は、シンボルベクトルｓを線形変換を通してＫ×１のプリコードされたベクトルｚ（１１２）にプリコードする。ベクトルｚは、ｓをＫ×Ｋのプリコーディング行列（Ｗ）に（線形に）射影することにより生成される。
【００３５】
[0043]分割モジュール１０２が、Ｋ×１のベクトルｚを大きさがｋであるＬ個のブロック（ｚ（１）、ｚ（２）、．．．、ｚ（Ｌ）として図１に示す）に分割する。大きさがｋであるプリコードされたブロックｚ（１）、ｚ（２）、．．．、ｚ（Ｌ）のそれぞれは、基底符号１０３１−Ｌを介してそれぞれ符号化され、Ｌ個のｔ×ｎ次元行列（Ｂ（１）、Ｂ（２）、．．．、Ｂ（Ｌ）として図１に示す）を生成する。
【００３６】
[0044]合成モジュール１０４が、基底符号ブロックＢ（１）、Ｂ（２）、．．．、Ｂ（Ｌ）を合成し、すべてゼロのｔ×ｎ行列をブロック構成要素として用い、Ｌ×Ｌブロック行列、即ち、誘導符号（図１ＢではＢと呼ばれる）を生成する。行列Ｂは、次元Ｔ×Ｎ（Ｔ＝Ｌ×ｔ、Ｎ＝Ｌ×ｎ）を有する。その最も簡単な非縮退形では、行列Ｂは、ブロック対角行列であり、ｉ番目のｔ×ｎのブロックはＢ（ｉ）に等しい。
【００３７】
[0045]ｉ番目の基地局（又はマルチアンテナの基地局が使用されている場合、ｉ番目のアクティブなアンテナ）の射影モジュール１０５が、ポストプロセッシングモジュールとして動作して行列Ｂを大きさがＮ×１であるそれ自身のステアリングベクトルに射影し、実効送信サンプルベクトル（図１Ｂではｘ（ｉ）と呼ばれる）を生成する。
【００３８】
[0046]ｉ番目の基地局の多重分離及びシンボル取出モジュール１０６が、実効送信サンプルベクトルｘ（ｉ）のそのシーケンスをスカラーサンプルのシーケンスに当技術分野でよく知られている方法で変換する。パルス整形及び変調モジュール１０７がこれらのサンプルを受け取り、パルス整形及び変調を行い、当技術分野でよく知られている方法で、送信波形１１３として表される情報シーケンスを作成し、送信波形１１３はｉ番目の基地局のアンテナを介して送信される。
【００３９】
[0047]従って、一実施形態では、本明細書で説明される技法は、元のＳＴＢＣにより利用可能な最大ダイバーシティを増加させようとして、ＳＴＢＣに先立ちシンボルのブロックを連結プリコーディングし、続いてポストコーディングをすることにより、既存の分散型時空間符号化方式の性能を向上させる。この方法は、符号のメモリより大きいブロック内のデータを符号化し、それにより信号空間の次元を増大させ、標準ＳＴＢＣ又は他の先行技術の方式の効果を越えるダイバーシティ効果を可能とする。「アクティブな」基地局の所与のセットで利用可能なフルダイバーシティを実現するために、データシンボルのブロックは、ＳＴＢＣ符号化の前にプリコードされる。一実施形態では、プリコーダはフルダイバーシティを実現可能にし、一方では、低複雑度最適復号化（要求されてはいないが）を可能とする。一実施形態では、この技法は、先行技術のポストコーディング技法と直接両立可能である。さらに、Ｍ個のアクティブな基地局を与えられると、この技法は、Ｍ個の基地局のどのセットが「アクティブ」であるかにかかわらず次数Ｍのダイバーシティを提供し、Ｍ個の「アクティブな」基地局のすべてのサブセットにわたり最悪のケースの符号化利得をも改善する、プリコーダ及びＳＴＢＣモジュールと共にポストコーダの同時最適化を可能にする。
【００４０】
[0048]図２は、受信機の一実施形態の汎用ブロック図である。受信機は、図１Ａの無線装置１０２の一部であってよい。受信機は、データを情報伝達シーケンスに対応して送信している、通信システム内の複数のベースとなる局から波形を受信する。基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、合計でＭ個のアンテナ（複数の基地局にわたって分布している）が情報伝達シーケンスを送信する場合にダイバーシティ次数Ｍが得られる（ここでＭは整数である）。
受信機では、送信は（構成上では）互いに重なり、受信機は集積効果を観測する。受信機は、その他の基地局のどれが送信の助けとなっているかを特に知る必要はない。受信機の構造は、１つ又は複数の送信基地局が存在するか否かにかかわらず同じである。チャネル推定の段階において、受信機で得られるチャネル推定は、連結送信を通して集積チャネル効果を集約する「効果的な」チャネル推定であることを留意されたい。
【００４１】
[0049]図２を参照すると、チャネル推定段階の間、受信機は、当技術分野においてよく知られているＳＴＢＣのための標準のパイロット補助方法の直接適用を介してチャネル係数２１１を推定する。
【００４２】
[0050]データ検出段階において、フロントエンドフィルタリング及び復調モジュール２０１は、入力として受信波形２１０を受信し、フィルタリング及び復調を行い複素値の受信信号シーケンスを作成する。ベクトル化モジュール２０２は、受信信号シーケンスをＴ次元ベクトルのシーケンスに変換する。一実施形態では、受信したＴ次元のベクトル及びチャネル推定ベクトル２１１を与えられると、最小距離復号器２０３が誘導符号を検出するが、これは、所与のチャネル推定ベクトルを伴うチャネルを通って渡される場合、受信されたＴ次元ベクトルにユークリッド距離において最も近い。実際的な関心のうちの多くの場合、この検出の複雑さは、誘導符号がブロック対角形式である場合などは大幅に低減可能である。
【００４３】
[0051]受信機で見られる実効チャネル応答は、「集積」実効チャネル係数の形で、関与している基地局の個数及びそれらの個々のポストコーディングベクトルを（間接的に）捕獲する。これらはチャネル推定段階で推定され、同一のパイロット（受信機に知られている）シンボルがすべての基地局により送信され、この受信信号が用いられてこれらの「集積効果」チャネル係数を推定する。図２の最小距離復号器（モジュール２０３）はまた、線形プリコーダの効果をその距離計量計算に取り込む。
［様々な実施形態の詳細な説明］
【００４４】
[0052]本明細書で説明される符号化及び／又は復号化のシステムの性能に影響を及ぼす可能性がある、多くの実行可能なトランスコーダ設計の選択が存在する。例えば、所与のベースライン符号及び所与のブロック化因数Ｌと併せて使用されるプリコーダの選択は、誘導符号のダイバーシティと符号化利得距離特性、及び復号器の複雑さに影響を与える。プリコーダの一実施形態が以下に説明される。
（プリコーダとポストコーダの実施形態）
【００４５】
[0053]一実施形態では、プリコーダの機能は、誘導符号（これは基礎となるベースライン符号のＬ重拡大である）のエラーコンスタレーションを再構築するものであり、それにより誘導符号のダイバーシティ／符号化利得プロファイルを向上させる。一実施形態では、これらの性能指標は、プリコーダを次の特性で実装することにより向上する。
【００４６】
[0054]第１に、使用されるベースライン符号は、よく知られているＡｌａｍｏｕｔｉ符号（Ｓ．Ｍ．Ａｔａｍｏｕｔｉ著、「Ａ  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｓｃｈｅｍｅ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ａｒｅａｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、ｐｐ．１４５１−１４５８、１９９８年１０月が本明細書に参照により組み込まれる）である。Ａｌａｍｏｕｔｉ符号は、ｎ＝２個の送信アンテナのために設計された直交ＳＴＢＣであり、ｋ＝２個のシンボルをｔ＝２個の時間スロットにわたり符号化し、ブロック化因数はＬ＝２として選択される。従って、この符号を用いて、４つのシンボルが、４個の時間スロット及び４個のアンテナを介して同時に符号化される（ｓ１、ｓ２、ｓ３、及びｓ４）。誘導符号Ｂは、プリコーディングベクトルｚ（１）及びｚ（２）により生成される２つのベース符号Ｂ（１）及びＢ（２）として選択された２つの対角ブロックを持つブロック対角行列として選択される。
【００４７】
[0055]第２に、プリコーディングを用いない（即ち、Ｗは図４において単位行列である）と仮定すると、システムは、２次のダイバーシティを提供する。特にダイバーシティは、すべての起こりうるエラー事象の中で、符号エラー行列のゼロとは異なる固有値の最小個数と等しい。この例では、４つの固有値（本明細書ではλ（ｍ）（ｍ＝１、２、３、４）と呼ばれる）が存在する。Ｂの仮定されるブロック対角構造により、λ（１）及びλ（２）の両方は、
｜ｅ１（１）｜２＋｜ｅ２（１）｜２、
に等しく、ｅ１（１）及びｅ２（１）は、ｚ（１）の第１と第２の項目のエラー事象（この場合はそれぞれｓｌ及びｓ２のエラー事象に対応する）である。同様に、λ（３）及びλ（４）の両方は、
｜ｅ１（２）｜２＋｜ｅ２（２）｜２、
に等しく、ｅ１（２）及びｅ２（２）は、ｚ（２）の第１と第２の項目のエラー事象（この場合はそれぞれｓ３、ｓ４のエラー事象に対応する）である。固有値のうちの２つをゼロに等しくする非ゼロのエラー事象（例えば、ｓｌ及びｓ２にエラーが存在しないが、ｓ３、ｓ４のうちの少なくとも１つには存在する、又はその逆であるエラー事象）が存在するということから、この場合は２次のダイバーシティが起きる。
【００４８】
[0056]第３に、ｚの各項目において元のシンボルの線形合成を適切にプリコーディングすることにより、４次のダイバーシティが、非常にすぐれた符号化利得と共に保証可能である。１つのこのような設計が図４に示される。この設計では、ｚ（１）及びｚ（２）の１番目の要素は、最初の２つのシンボルｓｌ及びｓ２の線形合成として符号化され、ｚ（１）及びｚ（２）の２番目の要素は、ｓ３及びｓ４の線形合成である。複素スケーリング定数が適切に選択され、その結果ｅ１（１）、ｅ２（１）、ｅ１（２）及びｅ２（２）のエラーコンスタレーションが事前に構築可能で、元のセットｓの任意の非ゼロのエラーパターンが符号エラー行列の４つの固有値すべてを非ゼロにする結果をもたらし、従って４次のダイバーシティを保証する。各シンボルｓｍがＱＰＳＫコンスタレーションからである場合の、その結果得られるｚの要素のコンスタレーションが図５に示され、これらのコンスタレーションは重ね合わせ符号に似ている。
【００４９】
[0057]第４に、４アンテナシステムにおけるアンテナが４つの異なる基地局の単一アンテナ要素を表す場合、及び４つのこれらの基地局の中からＭ個の（単一アンテナ）基地局がアクティブである場合、この提案された設計は、フルレート送信及びＭ次のダイバーシティを保証し、これは利点である。
【００５０】
[0058]プリコーダを図４の形であると制限することにより、プリコードされたシンボルは、次善ではあるが、同時に２つのシンボルのみの線形合成として形成されることに留意されたい。この場合の強引なプリコーダの最適化は、図４の設計の制限が、符号化利得において取るに足らないほど小さなコストをもたらすことを示している。さらに重要なことには、図４のプリコーダの形は、階層的復号化（２つのシンボルを同時に受信機で復号化）を可能とする。
【００５１】
[0059]従って、上述のように、Ｋ次元シンボル（即ち、Ｌ×ｋ次元シンボルの合計）の線形プリコーディングが適切に設計された線形プリコーダを介して実行されてＬ×ｋ次元のプリコードされたシンボルベクトルを生成し、これらのＬ個のベクトルのそれぞれは、ベースライン符号で符号化されてｔ×ｎのＳＴＢＣ行列を生成する。この方法の最も簡単な形では、Ｔ個のスロットは、ｔ個のスロットのＬ個の連続したセットにわたって分割され、各ｔスロット間隔の間、符号のうちの１つが、Ｌ個の大きさがＮのセットである潜在的にアクティブな基地局の１つから送信される。
【００５２】
[0060]さらに、本明細書で説明される技法により、元の直交ＳＴＢＣ設計を体系的に拡張し、アンテナの総数が、当初使用していた時空間符号におけるアンテナの個数の２倍より多い通信システムを獲得することが可能となる。
（プリコーディング及び階層的復号化）
【００５３】
[0061]線形プリコーディングを介してエラーコンスタレーションを事前に構築することは、２よりも大きいＬ個の因数と、２より大きいｔ、ｋ、及びｎ次元を含む、より一般的な状況にも自然に適用される。一実施形態では、体系的なプリコーディングの方法は、基底符号がｋ≦ｔを満たす場合に、アクティブな基地局のセットにかかわらずフルダイバーシティ送信を得るためである一方、階層的復号化を可能にする。図７は、このような方法を示す、符号器の一実施形態のブロック図である。図７の操作は、ハードウェア（回路、専用ロジック等）、ソフトウェア（汎用コンピュータシステム又は専用マシン上で稼動するもの）、又は両者の組合せを含んでよいロジックを処理することより実行される。
【００５４】
[0062]図７を参照すると、分割モジュール７０１が、次元Ｋ＝Ｌ×ｋのシンボルベクトルｓを受信し、ｓをｋ個の大きさがＬであるシンボルサブベクトル（ｓ（１）、ｓ（２）、．．．、ｓ（ｋ）として示される）に分割する。プリコーダ７０２１−ｋのセットが、各サブベクトルを同一の線形Ｌ×ＬプリコーダＷｏを介してプリコードし、ｖ（１）、ｖ（２）、．．．、ｖ（ｋ）として参照される、ｋ個の次元Ｌ×１のプリコードされたシンボルを得る。インタリーブモジュール７０３が、Ｌ個のｋ×１のプリコードされたシンボル、ｚ（１）、ｚ（２）、．．．、ｚ（Ｌ）を構成する。一実施形態では、インタリーブモジュール７０３は、以下のように動作する。ｚ（１）の項目がｖ（１）、ｖ（２）、．．．、ｖ（ｋ）の第１の要素であり、ｚ（２）の項目がｖ（１）、ｖ（２）、．．．、ｖ（ｋ）の第２の要素であり、ｚ（Ｌ）の項目がｖ（１）、ｖ（２）、．．．、ｖ（ｋ）の最後の要素として設定されるまで同じやり方でその構成が続く。
【００５５】
[0063]符号器７０４が、大きさがＫであるプリコードされたブロックｚ（１）、ｚ（２）、．．．、ｚ（Ｌ）のそれぞれを基底符号７０４１−Ｌを介してそれぞれ符号化し、次元ｔ×ｎのＬ個の行列（図７でＢ（１）、Ｂ（２）、．．．、Ｂ（Ｌ）として示され、これはブロック対角Ｂである）を生成する。
【００５６】
[0064]ｉ番目の基地局の射影モジュール７０５が、行列Ｂをそれ自身の大きさがＮ×１であるステアリングベクトルに射影し、実効送信サンプルベクトルを生成する。より具体的には、ベースライン符号Ｂ（１）、Ｂ（２）、．．．、Ｂ（Ｌ）のそれぞれが、ｉ番目のステアリングベクトルの別のサブベクトルに射影される。
【００５７】
[0065]ｉ番目の基地局の多重分離及びシンボル取り出しモジュール７０６が、実効送信サンプルベクトル群ｘ（ｉ）のそのシーケンスをスカラーサンプルのシーケンスに変換する。パルス整形及び変調モジュール７０７が、これらのサンプルを受信し、パルス整形及び変調を行い、送信波形７１３として表される情報シーケンスを作成し、この情報シーケンスは、ｉ番目の基地局のアンテナを介して送信されるものである。
【００５８】
[0066]また上述のように、本明細書で説明される技法は、ｋ個のシンボルを同時にｔ個の時間スロット及びｎ個のアンテナを介して符号化するように設計されたＳＴＢＣに依拠している。この場合各基地局は、ｋ個のシンボルのＬ個のブロックを同時に符号化するが、Ｌ×Ｔ個のスロットの遅延を招く。ＳＴＢＣの形成に先立ち、データシンボルは、線形変換を用いることによりプリコードされる。標準ＳＴＢＣがｎ次のダイバーシティをそのままで提供することだけができるとしても、線形変換の効果は、各シンボルをＬ個の符号化ブロックにわたり分配し、Ｌ×ｎまでのダイバーシティ次数を可能とすることである。一実施形態では、時間につれ変化するステアリングベクトルも、全体システムの符号化利得をさらに最適化するために用いられる。
［性能向上］
【００５９】
[0067]少なくとも２つより多い性能向上が使用できる。第１に、複素シンボルベクトル及びその共役の両方で動作する線形プリコーダを使用することである。このようなプリコーダの構造が、図６に示されており、Ｗ及びＶの両方は図７の実装に影響を受けやすい形式である（ｖ（ｍ）ベクトルのそれぞれは、Ｗｏを介するプリコーディングｓ（ｍ）とＶに関連付けられるＬ×Ｌのプリコーディング行列Ｖｏを介するその共役との合計として構成される）。この向上は、プリコーダシステムを設計する際により大きい自由を与え、誘導符号の符号化利得距離において向上をもたらすことができるが、階層的復号化に影響を受けやすいままである。第２に、個々のブロックの合成のブロック対角構造は、多くの場合（図４の設計など）Ｂのｍ番目のブロック列内のブロックのすべてがＢ（ｍ）に等しいものに置換可能である。この構成は、ブロック対角のものよりも良いピーク対平均電力率を有し、依然として階層的復号化が可能である。
［発明の実施形態の利点の例］
【００６０】
[0068]本明細書で説明される実施形態に関連する多くの利点が存在する。第１に、本明細書で説明される実施形態は、他のアクティブな基地局での同一のデータ及び信号リソースの利用可能性を活用することにより、受信機へのデータの無線通信における便宜的なダイバーシティ／信頼性の向上を可能とする。この信頼性向上は、シンボルあたりの総送信電力、データレート、又は帯域幅にコストをかけずに達せられる。第２に、アクティブな基地局の任意のセットが与えられると、技法は、基地局のどのセットがアクティブなセット内にあるかにかかわらず、フルダイバーシティの効果を提供することが可能である。第３に、提案された技法は分散型であり、即ち、任意のアクティブな基地局での符号化が他の基地局のうちのどれがアクティブであるかの知識なしに実行される。第４に、開示された方法のいくつかの実施形態は、受信機での低複雑度の復号化を可能にする。最後に、一実施形態では、平均受信信号ＳＮＲは、別のアクティブな基地局が受信機から異なる距離にある可能性があり、従って平均受信信号強度が異なるということに適応することを考慮に入れることができる。
【００６１】
[0069]本発明の多くの変更及び修正が、前述の説明を読んだ後、通常の当業者に明らかになるには確かであるが、例として示され説明された任意の特定の実施形態は、制限と考えられることをまったく意図しないことを理解されたい。従って、様々な実施形態の詳細への参照は、本発明に本質であると見なされる特徴のみをそれ自体で列挙する特許請求の範囲を限定することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】無線通信システムの一例の図である。
【図１Ｂ】基本的な符号化方式の一実施形態のブロック図である。
【図２】基本的な復号化方式の一実施形態のブロック図である。
【図３】プリコードされたブロック対角のＳＴＢＣ符号器の一実施形態を示す図である。
【図４】ベースラインとしてＡｌａｍｏｕｔｉ符号を用いて階層的に復号化することが可能なプリコーダ構造の一実施形態を示す図である。
【図５】典型的なプリコードされたシンボルのコンスタレーションを示す図である。
【図６】ブロック対角合成を用いたシンボルベクトルｓとその共役の線形プリコーディングを示す図である。
【図７】階層的復号化を可能とする符号器の一実施形態のブロック図である。
【図１Ａ】
2010506433.tif 000002
【図１Ｂ】
2010506433.tif 000003
【図２】
2010506433.tif 000004
【図３】
2010506433.tif 000005
【図４】
2010506433.tif 000006
【図５】
2010506433.tif 000007
【図６】
2010506433.tif 000008
【図７】
2010506433.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月2日(2008.12.2)
【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】
無線通信システムにおいて情報を通信する方法であって、
基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するステップと、
ユーザの受信機によって受信するために多くの基地局からデータを前記情報伝達シーケンスに対応して送信するステップであって、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる、ステップと
を含む方法。
【請求項２】
データを前記情報伝達シーケンスに対応して送信する前記Ｍ個の基地局アンテナのそれぞれで、
プリコードされたデータを作成するために、基地局の個数内のすべての基地局に対して共通なプリコーディングを用いて前記情報伝達シーケンスをプリプロセッシングするステップと、
基地局の個数内のすべての基地局に対して共通な時空間ブロック符号化方式を用いて前記プリコードされたデータを符号化するステップと、
前記プリコードされたデータを符号化した結果として生成されるデータの基地局専用及びアンテナ専用ポストプロセッシングを実行するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記情報伝達シーケンスをプリプロセッシングするステップは、シンボルベクトルの互いに素なサブブロックをプリコードされたサブベクトルのセットに線形にプリコーディングするステップと、前記プリコードされたデータからサブブロックを作成するステップとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
サブブロックを作成するステップは、前記プリコードされたベクトルの要素をベクトルの新しいセットに再インタリーブするステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記プリコードされたデータを符号化するステップは、ＳＴＢＣ行列を生成するステップを含み、さらに前記プリコードされたデータを符号化した結果として生成されるデータの基地局専用及びアンテナ専用ポストプロセッシングを実行するステップは、前記情報伝達シーケンスを送信する前記Ｍ個の基地局アンテナ内で各基地局アンテナに専用である個々のステアリングベクトルにＳＴＢＣ行列を射影するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
無線通信システムにおいて情報を通信する装置であって、
基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するメモリと、
ユーザの受信機によって受信するために多くの基地局から前記情報伝達シーケンスを送信するトランスミッタであって、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる、トランスミッタと
を備える装置。
【請求項７】
前記情報伝達シーケンスを送信する前記Ｍ個の基地局アンテナのそれぞれで、
基地局の個数内のすべての基地局に対して共通なプリコーディングを用いて前記情報伝達シーケンスをプリプロセスしてプリコードされたデータを作成するプリプロセッサと、
基地局の個数内のすべての基地局に対して共通な時空間ブロック符号化方式を用いて前記プリコードされたデータを符号化する時空間ブロック符号モジュールと、
前記プリコードされたデータを符号化した結果として生成されるデータの基地局専用及びアンテナ専用ポストプロセッシングを実行するポストコーダと
をさらに備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
命令を格納する１つ又は複数のコンピュータ読取可能な記憶媒体を有する製品であって、前記命令は、システムによって実行されると前記システムに方法を実行させ、前記方法は、
基地局のグループ内の２つ以上の基地局で情報伝達シーケンスを格納するステップと、
ユーザの受信機によって受信するために多くの基地局からデータを前記情報伝達シーケンスに対応して送信するステップであって、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、複数の基地局にわたって分布している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる、ステップと
を含む製品。
【請求項９】
前記方法は、データを前記情報伝達シーケンスに対応して送信する前記Ｍ個の基地局アンテナのそれぞれで、
基地局の個数内のすべての基地局に対して共通なプリコーディングを用いて前記情報伝達シーケンスをプリプロセッシングしてプリコードされたデータを作成するステップと、
基地局の個数内のすべての基地局に対して共通な時空間ブロック符号化方式を用いて前記プリコードされたデータを符号化するステップと、
前記プリコードされたデータを符号化した結果として生成されるデータの基地局専用及びアンテナ専用ポストプロセッシングを実行するステップと
をさらに含む、請求項８に記載の製品。
【請求項１０】
基地局の任意のセットの協働を通して受信機に情報伝達シーケンスを送信する方法であって、前記方法は、前記基地局の任意のセット内の各基地局で実行される一連の操作を含み、前記一連の操作は、
データをブロックに分割するステップと、
各データブロックをプリコードし、前記基地局の任意のセット内の基地局に共通であるプリコーダを用いてプリコードされたデータを作成するステップ、
前記プリコードされたデータからサブブロックを作成するステップ、
前記基地局の任意のセット内の基地局に共通である時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）を用いて前記サブブロックを別々に符号化し、ＳＴＢＣ行列を生成するステップ、及び
前記ＳＴＢＣ行列を前記各基地局に専用である個々のステアリングベクトルに射影することにより、基地局専用及びアンテナ専用のポストコーディングを実行するステップ
により前記ブロックを順次及び別々に符号化するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記プリコーダ、前記ＳＴＢＣ及び前記ポストコーディングを組み合わせて、フルダイバーシティを提供する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
各データブロックをプリコーディングしてプリコードされたデータを作成するステップは、シンボルベクトルの互いに素なサブブロックをプリコードされたサブベクトルのセットに線形にプリコーディングするステップを含み、前記プリコードされたデータからサブブロックを作成するステップは、前記プリコードされたベクトルの要素をベクトルの新しいセットに再インタリーブするステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
各データブロックをプリコーディングしてプリコードされたデータを作成するステップは、シンボルベクトル及びそれらの共役、の互いに素なサブブロックをプリコードされたサブベクトルのセットに線形にプリコーディングするステップを含み、前記プリコードされたデータを分割するステップは、前記プリコードされたベクトルの要素をベクトルの新しいセットに再インタリーブするステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記各基地局の各送信アンテナによる送信のための異なる波形を出力するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
送信サンプルベクトルのシンボルを多重分離及び取出を行い、取り出したデータを作成するステップと、
前記取り出したデータにパルス整形及び変調を行い、前記少なくとも１つの波形を作成するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
プリコードされたＳＴＢＣブロックをＳＴＢＣ行列に合成するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
基地局の任意のセットの協働を通して受信機に情報伝達シーケンスを送信する通信システム内で用いられる基地局であって、前記基地局の任意のセット内の各基地局は、
多くのアンテナ要素と、
データをブロックに分割し、前記ブロックを順次及び別々に符号化する処理装置であって、
各データブロックをプリコードしてプリコードされたデータを作成するプリコーダであって、前記プリコーダは前記基地局の任意のセット内の基地局に共通であるプリコーダ、
前記基地局の任意のセット内の基地局に共通である時空間ブロック符号（ＳＴＢＣ）を別々に用いて前記プリコードされたデータのサブブロックを符号化する時空間ブロック符号モジュールであって、前記時空間ブロック符号モジュールは、ＳＴＢＣ行列を生成するように機能できる、時空間ブロック符号モジュール、及び
前記ＳＴＢＣ行列を前記各基地局及び前記各基地局に対する各アンテナ要素に専用である個々のステアリングベクトルに射影することにより、基地局専用のポストコーディングを実行するポストコーディングモジュール
を備える処理装置と、
前記基地局専用及びアンテナ専用ポストコーディングを実行することからの結果であるデータに基づき生成される波形のためのトランスミッタと
を備える基地局。
【請求項１８】
基地局の任意のセットの協働を通して前記受信機に情報伝達シーケンスを送信する基地局を有する通信システムにおいて用いられる無線通信装置であって、前記受信機は、データを前記情報伝達シーケンスに対応して送信する複数の基地局のそれぞれから波形を受信するように機能し、基地局の個数は、全体に先験的に知られておらず、ダイバーシティ次数を示し、基地局に位置している合計でＭ個のアンテナが前記情報伝達シーケンスを送信する（ここでＭは整数である）場合に、Ｍ次の前記ダイバーシティが得られる無線通信装置。
【請求項１９】
前記波形は、
基地局の個数内のすべての基地局に対して共通なプリコーディングを用いて前記情報伝達シーケンスをプリプロセッシングしてプリコードされたデータを作成するステップと、
基地局の個数内のすべての基地局に対して共通な時空間ブロック符号化方式を用いて前記プリコードされたデータを符号化するステップと、
前記プリコードされたデータを符号化した結果として生成されるデータの基地局専用及びアンテナ専用ポストプロセッシングを実行するステップと
からの結果であるデータから生成される、請求項１８に記載の受信機。