(57)【要約】  ＪＲＮＳＯ（Ｊｏｉｎｔ  Ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ  Ｎｏｔ  Ｓｈａｒｅｄ  ｂｙ  Ｏｔｈｅｒｓ）を実行するための方法および機器を開示する。一実施形態では、ＪＲＮＳＯはベースバンド信号ループバックおよびプライベートパイロットを使用する周波数分割二重通信（ＦＤＤ）において特定される。別の実施形態では、ＪＲＮＳＯはベースバンド信号ループバック、ならびにプライベートパイロット、プライベート利得関数、およびカルマンフィルタリング方向処理の組合せを使用する時分割二重通信（ＴＤＤ）において特定される。一例では、このＦＤＤおよびＴＤＤのＪＲＳＮＯ実施形態が、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）通信および単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）通信で実行される。他の例では、このＦＤＤおよびＴＤＤの実施形態が複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）通信および複数入力単一出力（ＭＩＳＯ）通信で実行される。ＪＲＮＳＯは、ＭＩＭＯ通信およびＭＩＳＯ通信をＳＩＳＯ通信またはＳＩＭＯ通信に低減することによって特定される。ＪＲＮＳＯは、ＭＩＭＯチャネル積の行列式を使用しても特定される。行列積の対称性を活用することによりチャネル制約が取り除かれる。
2010527525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＲＮＳＯ（Ｊｏｉｎｔ  Ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ  Ｎｏｔ  Ｓｈａｒｅｄ  ｂｙ  Ｏｔｈｅｒｓ）を特定するための、無線通信ネットワークでの方法であって、
第１のパイロットを含む第１の信号を伝送するステップと、
第２のパイロットおよび第２のチャネル効果を含む第２の信号を受信するステップと、
前記第２の信号を含む第３の信号を伝送するステップと、
前記第１の信号、第１のチャネル効果、および前記第２のチャネル効果を含む第４の信号を受信するステップと、
全体的なチャネル効果を特定するために、前記受信した第４の信号を処理するステップと、
前記特定された全体的なチャネル効果に基づいてＪＲＮＳＯを特定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のパイロットは第１のプライベートパイロットシーケンスであり、前記第２のパイロットは第２のプライベートパイロットシーケンスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の信号は第１のプライベート利得関数効果を含み、前記第２の信号は第２のプライベート利得関数効果を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のパイロットはパブリックパイロットであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の信号は第１のプライベート利得関数を含み、前記第４の信号は第２のプライベート利得関数を含み、その受信時に前記同じ第１のプライベート利得関数で掛けられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記信号のそれぞれに擬似変調が導入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記擬似変調は前記第４の信号を受信した後に導入されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
チャネル上の信号対雑音比を制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
時分割二重（ＴＤＤ）通信モードを使用し、前記第１の信号および第３の信号は第１のチャネルを介して伝送され、前記第２の信号および第４の信号は前記第１のチャネルを介して受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
周波数分割二重（ＦＤＤ）通信モードを使用し、前記第１の信号および第３の信号は第１のチャネルを介して伝送され、前記第２の信号および第４の信号は第２のチャネルを介して受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の信号および第２の信号はパイロットを含み、前記第２の信号は第２の利得乗数の効果を含み、前記第３の信号は第１の利得乗数の効果を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の信号は第１の伝送要素から伝送され、
前記第２の信号は第１の受信要素および少なくとも１つの第２の受信要素を介して受信され、
前記第３の信号は前記第１の伝送要素から少なくとも２つの反復で伝送され、１つの反復は前記第１の受信要素のバージョンであり、もう１つの反復は前記少なくとも第２の受信要素のバージョンであり、
前記第４の信号は前記第１の受信要素および前記少なくとも第２の送受信機要素を介して受信される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の信号は第１の伝送要素および少なくとも第２の伝送要素から伝送され、
前記第２の信号は前記第１の受信要素および少なくとも第２の受信要素を介して受信され、
前記第３の信号は前記第１の伝送要素および前記少なくとも第２の伝送要素から伝送され、
前記第４の信号は前記第１の受信要素および前記少なくとも第２の受信要素を介して受信される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記全体的なチャネル効果は行列関数の対称性を使用して特定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第４の信号は前記第２の信号の前に受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記信号は１つの送受信要素から伝送され、同じ送受信要素を介して受信されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記信号は少なくとも２つの送受信要素から伝送されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
ＪＲＮＳＯ（Ｊｏｉｎｔ  Ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ  Ｎｏｔ  Ｓｈａｒｅｄ  ｂｙ  Ｏｔｈｅｒｓ）を特定するための無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
第１のパイロットを含む第１の信号および
第２の信号を含む第３の信号
を伝送するように構成される送信機と、
第２のパイロットおよび第２のチャネル効果を含む第２の信号および
前記第１の信号、第１のチャネル効果、および前記第２のチャネル効果を含む第４の信号
を受信するように構成される受信機と、
全体的なチャネル効果を特定するために前記受信した第４の信号を処理し、
前記特定した全体的なチャネル効果に基づいてＪＲＮＳＯを特定する
ように構成されるプロセッサと
を備えることを特徴とするＷＴＲＵ。
【請求項１９】
前記第１のパイロットは第１のプライベートパイロットシーケンスであり、前記第２のパイロットは第２のプライベートパイロットシーケンスであることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の信号は第１のプライベート利得関数効果を含み、前記第２の信号は第２のプライベート利得関数効果を含むことを特徴とする請求項１８に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２１】
前記第３の信号は第１のプライベート利得関数を含み、前記第４の信号は第２のプライベート利得関数を含み、その受信時に前記同じ第１のプライベート利得関数で掛けられることを特徴とする請求項１９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２２】
前記プロセッサは、前記信号のそれぞれに擬似変調を導入するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２３】
前記プロセッサは、前記第４の信号を受信した後に前記擬似変調を導入するようにさらに構成されることを特徴とする請求項２２に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２４】
前記プロセッサは、チャネル上の信号対雑音比を制御するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２５】
時分割二重（ＴＤＤ）通信モードを使用し、送信機は、前記第１の信号および第３の信号を第１のチャネルを介して伝送するようにさらに構成され、前記受信機は、前記第２の信号および第４の信号を前記第１のチャネルを介して受信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２６】
周波数分割二重（ＦＤＤ）通信モードを使用し、前記第１の信号および第３の信号は第１のチャネルを介して伝送され、前記第２の信号および第４の信号は第２のチャネルを介して受信されることを特徴とする請求項１９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２７】
前記第１の信号および第２の信号はパイロットを含み、前記第２の信号は第２の利得乗数の効果を含み、前記第３の信号は第１の利得乗数の効果を含むことを特徴とする請求項１８に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２８】
前記送信機は第１の伝送要素および第２の伝送要素を含み、前記第１の信号を第１の伝送要素から伝送し、前記第３の信号を前記第１の伝送要素から少なくとも２つの反復で伝送するようにさらに構成され、
前記受信機は第１の受信要素および第２の受信要素を含み、前記第２の信号を前記第１の受信要素および少なくとも１つの第２の受信要素を介して受信し、前記第４の信号を前記第１の受信要素および前記第２の受信要素を介して受信するようにさらに構成されることを特徴とする
請求項１に記載のＷＴＲＵ。
【請求項２９】
前記プロセッサは、前記全体的なチャネル効果を行列関数の対称性を使用して特定するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＷＴＲＵ。
【請求項３０】
前記受信機は、前記第２の信号の前に前記第４の信号を受信するようにさらに構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＷＴＲＵ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は無線通信に関する。
【背景技術】
【０００２】
暗号理論における発展は、潜在的な攻撃者／盗聴者が同じランダム性のソースを著しくは共有しないという想定のもとに、どのように結合ランダム性（ｊｏｉｎｔ  ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ）のソースから情報の理論的秘密性を生み出すことができるのかを実証する。無線通信媒体の性質のため、これらの発展は無線通信システムにおける秘密生成で使用するために特に適切であり得る。
【０００３】
秘密に通信するために、情報理論的安全性を使用して２つの末端間の通信を攻撃者エンティティによって知られることから保護することができる。大抵の無線チャネルは絶えず変化する物理的特性を有し、この特性は末端のチャネル観察に対して多くのランダム性を提供する。これはこのＪＲＮＳＯ（Ｊｏｉｎｔ  Ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ  Ｎｏｔ  Ｓｈａｒｅｄ  ｂｙ  Ｏｔｈｅｒｓ）と呼ばれ、例えば特許文献１の主題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願第１１／３３９，９５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先行技術では、ＪＲＮＳＯは典型的には、１つの相互チャネルがある時分割二重通信（ＴＤＤ）に固有の状況である、２つの末端が本質的に同じチャネルインパルス応答（ＣＩＲ：Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｓｅｓｐｏｎｓｅ）を観察することに依拠する。しかし多くの通信システムは周波数分割二重通信（ＦＤＤ）を利用し、ＦＤＤでは各方向の信号伝送が著しく異なるチャネル周波数上にあることから、２つの末端は典型的には本質的に同じチャネルインパルス応答を観察しない。さらに、ＴＤＤ応用例における暗号化に基づくＪＲＮＳＯをより堅牢にし、十分なＪＲＮＳＯ情報を自然に作り出さない環境にＪＲＮＳＯを展開する必要がある。この十分なＪＲＮＳＯ情報を自然に作り出さないことは、チャネルがこの応用例に必要なだけの真の相互性に近くないためであり得る。これらの技法は単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）システムおよび単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）システムに適用できる。最後に、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）アンテナ列または複数入力単一出力（ＭＩＳＯ）アンテナ列を使用するより高度な通信システムにＪＲＮＳＯを拡張する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ＪＲＮＳＯを特定する（ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ）ための方法および機器を開示する。一実施形態では、ＪＲＮＳＯはベースバンド信号ループバックおよびプライベートパイロットを使用するＦＤＤにおいて特定される。別の実施形態では、ＪＲＮＳＯはベースバンド信号ループバック、ならびにプライベートパイロット、プライベート利得関数（ｐｒｉｖａｔｅ  ｇａｉｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）、およびオプションでカルマンフィルタリングまたは同様の時間方向処理（ｔｉｍｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）の組合せを使用するＴＤＤにおいて特定される。一例では、このＦＤＤおよびＴＤＤのＪＲＳＮＯ実施形態が、ＳＩＳＯおよびＳＩＭＯ通信ステップで実行される。他の例では、このＦＤＤおよびＴＤＤの実施形態がＭＩＭＯ通信で実行される。ＪＲＮＳＯは、ＭＩＭＯ通信およびＭＩＳＯ通信をＳＩＳＯ通信またはＳＩＭＯ通信に低減することによって特定される。さらに他の実施形態では、行列式などの行列積の対称性を活用することによりチャネル測定信号伝達制約が取り除かれる。
【０００７】
より詳細な理解は、例として添付の図面とともに示す以下の説明から得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＪＲＮＳＯを使用するように構成される無線通信システムのブロック図の一例を示す図である。
【図２】ループバック手法およびパブリックパイロットを使用するＦＤＤにおけるＪＲＮＳＯ手順の一例を示す図である。
【図３】ループバック手法およびプライベートパイロットを使用するＦＤＤにおけるＪＲＮＳＯ手順の一例を示す図である。
【図４】時間に応じたＦＤＤにおけるＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図５】ＦＤＤにおけるＪＲＮＳＯチャネル修正プロセスの一例を示す図である。
【図６】時間に応じたＦＤＤにおけるＪＲＮＳＯチャネル修正プロセスの一例を示す図である。
【図７】時間に応じたＦＤＤにおけるＪＲＮＳＯチャネル利用の一例を示す図である。
【図８】時間に応じたＦＤＤにおける単純化想定を使用するＪＲＮＳＯチャネル利用の一例を示す図である。
【図９】ループバック信号のランダム時間配置を使用するＦＤＤにおけるＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図１０】信号対雑音比に対する誤り率の関係の一例を示す図である。
【図１１】パブリックパイロットおよびプライベート利得関数とともにループバック手法を使用するＴＤＤにおけるＪＲＮＳＯ手順の一例を示す図である。
【図１２】時間に応じたＴＤＤにおけるＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図１３】同様の伝送を組み合わせることを使用するＴＤＤにおけるＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図１４】ＴＤＤにおけるパイロット期間中のＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図１５】ＴＤＤにおけるデータ期間中のＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図１６】カルマンフィルタの一例を示す図である。
【図１７】カルマンフィルタリング方向処理の一例を示す図である。
【図１８】ＭＩＭＯにおけるＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図１９】ＭＩＭＯにおけるＪＲＮＳＯ信号処理の一例を示す図である。
【図２０】ＭＩＭＯにおける導き出せるチャネル積の一例を示す図である。
【図２１】時間に応じたＪＲＮＳＯ測定の一例を示す図である。
【図２２】パブリックパイロットおよびプライベート利得関数とともにループバック手法を使用するＭＩＭＯにおけるＪＲＮＳＯ手順の一例を示す図である。
【図２３】ＦＤＤにおける正方行列伝送シーケンスを使用する導き出せる積の一例を示す図である。
【図２４】ＦＤＤ対称ＭＩＭＯにおけるＪＲＮＳＯ手順の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以後言及する際、「ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）」という用語は、ＵＥ（ユーザ機器）、移動局、固定もしくはモバイル加入者ユニット、ページャ、携帯電話、ＰＤＡ（携帯情報端末）、コンピュータ、または無線環境で動作可能な他の任意のタイプのユーザ装置を含むが、これだけに限定されることはない。以後言及する際、「基地局」という用語は、ノードＢ、サイトコントローラ、ＡＰ（アクセスポイント）、または無線環境で動作可能な他の任意のタイプのインタフェース接続装置を含むが、これだけに限定されることはない。
【００１０】
図１はＪＲＮＳＯを使用するように構成される無線通信システム１００のブロック図の一例を示す。ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）間の、ここではアリス１１０とボブ１２０の間の、１組のＲＦ（無線周波）通信チャネル１０５が示されている。イブ１３０は、アリス１１０とボブ１２０の間の１組のＲＦ通信チャネル１０５を監視し得る攻撃者エンティティである。仮にアリス１１０とボブ１２０を２つの無線末端とし、ある無線環境内で同一周波数で互いに通信するとしよう。チャネルの相互性（ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）のため、これらの２つの末端が自らの相互チャネル１０５をほぼ同時に観察する場合、その２つの末端の観察は互いに極めて類似することになる。第３の端末イブ１３０がアリス１１０およびボブ１２０からある波長以上離れて位置して示されており、イブ１３０によるチャネル観察１１５および１２５は、アリス１１０またはボブ１２０によるチャネル固有の観察からほぼ確実に独立している。
【００１１】
したがって、アリス１１０およびボブ１２０は、両者のチャネル観察に基づいて両者間の共通の秘密鍵を生成することができる。そのような鍵を生成する際、アリス１１０およびボブ１２０は以下に説明するループバック信号伝達手順の１つを使用して互いに通信する必要があり得る。
【００１２】
図２は、図１のシステムによって実行されるＪＲＮＳＯ手順の一例を示す。この例では、パブリックパイロットを使用する周波数分割二重通信（ＦＤＤ）モードにおいてループバック手法が使用される。実線はアリス１１０のループバックプロセスを示す。破線はボブ１２０のループバックプロセスを示す。
【００１３】
アリス１１０は、パブリックパイロットｐ２００を、結果として生じる信号ＧABｐ２１０を作り出すチャネルＧAB２０５を介してボブ１２０に伝送することにより彼女のループバックプロセスを開始する。ボブ１２０は信号ＧABｐ２１０を受信し、この信号をベースバンドに変換する。ボブ１２０は別の方法ではこの信号を処理しない。ボブ１２０がこの信号を、結果として生じる信号ＧBAＧABｐ２３５を作り出す別の周波数のチャネルＧBA２３０を介してアリス１１０に返信する。アリス１１０は、２４０でこのループバックされた信号ＧBAＧABｐを受信し、彼女のループバックプロセスを完了する。
【００１４】
ボブ１２０は、パブリックパイロットｐ２４５を、結果として生じる信号ＧBAｐ２５０を作り出すチャネルＧBA２３０を介してアリス１１０に伝送することにより彼のループバックプロセスを開始する。アリス１１０は信号ＧBAｐ２５０を受信し、この信号をベースバンドに変換する。アリス１１０は別の方法ではこの信号を処理しない。アリス１１０がこの信号を、結果として生じる信号ＧABＧBAｐ２６０を作り出す別の周波数のチャネルＧAB２０５を介してボブ１２０に返信する。ボブ１２０は、２６５でこのループバックされた信号ＧABＧBAｐ２６０を受信し、彼のループバックプロセスを完了する。
【００１５】
この通信の間、イブ１３０はボブ１２０のチャネルＧBE２７０を介した伝送信号を監視することができ、これはイブ１３０が結果として生じる信号ＧBEＧABｐ２８０およびＧBEｐ２９０を観察できるようにする。図２には示していないが、イブ１３０はアリス１１０のチャネルＧAEを介した伝送信号も監視することができ、これはイブ１３０が結果として生じる信号ＧAEｐおよびＧAEＧBAｐを観察できるようにする。
【００１６】
このループバックプロセスがアリス１１０およびボブ１２０に関して完了している場合、アリス１１０は２４０でＧBAＧABｐ２３５およびＧBAｐ２５０を観察し、ボブ１２０は２６５でＧABｐ２１０およびＧABＧBAｐ２６０を観察している。アリス１１０は、彼女の２つの受信済み信号を処理してＧBAおよびＧABを特定する。同様にボブ１２０は、彼の２つの受信済み信号を処理してＧABおよびＧBAを特定する。イブ１３０は、ＧBEｐ、ＧBEＧABｐ、ＧAEｐ、およびＧAEＧBAｐを観察している。イブ１３０はパブリックパイロットを知るので、ＧBE、ＧBEＧAB、ＧAE、およびＧAEＧBAを特定することができる。これらの４つを所与として、イブ１３０はさらなる計算を行い、ＧABおよびＧBAを特定することができる。これは、基本的なＦＤＤがアリス１１０とボブ１２０との間のチャネル情報共有を可能にすることは、可能ではあるがパブリックパイロットを使用する場合はイブ１３０に対して保護されないことを示す。
【００１７】
図３は、イブ１３０に対して保護される、図１のシステムによって実行されるＪＲＮＳＯ手順の一例である。この例では、個々の初期送信者アリス１１０またはボブ１２０にしか知られていないプライベートパイロットを使用する周波数分割二重通信（ＦＤＤ）モードにおいてループバック手法が使用される。アリス１１０のループバックサイクルを最初に論じるが、このＪＲＮＳＯプロセスはアリスおよびボブがそれぞれのループバックサイクルを同時に開始する場合に最も効率的である。
【００１８】
アリス１１０は、プライベートパイロットｐA３００を、結果として生じる信号ＧABｐA３１０を作り出すチャネルＧAB２０５を介してボブ１２０に伝送することにより彼女のループバックプロセスを開始する。ボブ１２０は信号ＧABｐA３１０を受信し、この信号をベースバンドに変換する。ボブ１２０は別の方法ではこの信号を処理せず、またはこの信号の活用を試みない。ボブ１２０がこの信号を、結果として生じる信号ＧBAＧABｐA３２０を作り出す別の周波数のチャネルＧBA２３０を介してアリス１１０に返信する。アリス１１０は、３３５でこのループバックされた信号ＧBAＧABｐAを受信し、彼女のループバックプロセスを完了する。
【００１９】
ボブ１２０は、プライベートパイロットｐB３４０を、結果として生じる信号ＧBAｐB３４５を作り出すチャネルＧBA２３０を介してアリス１１０に伝送することにより彼のループバックプロセスをアリスとほぼ同時に開始する。アリス１１０は３３５で信号ＧBAｐB２５０を受信し、この信号をベースバンドに変換する。アリス１１０は別の方法ではこの信号を処理せず、またはこの信号の活用を試みない。アリス１１０がこの信号ＧBAｐB３４５を、結果として生じる信号ＧABＧBAｐB３５０を作り出す別の周波数のチャネルＧAB２０５を介してボブ１２０に返信する。ボブ１２０は、３５５でこのループバックされた信号を受信し、彼のループバックプロセスを完了する。
【００２０】
全体的な観点からアリス１１０およびボブ１２０は各自の測定を同時に行う必要はないが、チャネル効果に相関性がある状態で信号測定が行われる可能性が最も高い観点から、それが得策であることに留意されたい。
【００２１】
アリス１１０とボブ１２０との間のこの通信の間、イブ１３０はアリス１１０のチャネルＧAE３６０を介した伝送信号、およびボブ１２０のチャネルＧBE２７０を介した伝送信号を監視することができる。イブ１３０がアリス１１０の伝送を監視している場合、イブ１３０は信号ＧAEｐA３７０およびＧAEＧBAｐB３８９を観察する。イブ１３０がボブ１２０の伝送を監視している場合、イブは信号ＧBEｐB３８５およびＧBEＧABｐA３８０を観察する。
【００２２】
このループバックプロセスがアリス１１０およびボブ１２０に関して完了している場合、アリス１１０は３３５でＧBAＧABｐA３２０およびＧBAｐB３４５を観察し、ボブ１２０は３５５でＧABｐA３１０およびＧABＧBAｐB３５０を観察している。しかし、アリスはｐBを知らないためＧBAｐB３４５を処理することができない。同様にボブはＧABｐA３１５を特定することができず、アリス１１０およびボブ１２０はそれぞれ自身が使用したプライベートパイロットを知るので、アリス１１０はチャネル行列積ＧBAＧAB３９１を計算することができ、ボブ１２０はチャネル行列積ＧABＧBA３９３を計算することができる。この例では、アリス１１０およびボブ１２０が単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）信号伝達を使用し、そのためチャネル行列はランク１である。したがってこのチャネル行列は単一値に退化し、可換である（例えばＧABＧBA３９３＝ＧBAＧAB３９１）。次いでアリス１１０およびボブ１２０は本質的に同じＣＩＲを特定することができる。
【００２３】
この例でのパイロットのプライベートな性質のため、イブ１３０は、チャネルに引き起こされたスケーリング、スキューイング、およびローテーション効果をこのプライベートパイロットに固有の設定と区別することができない。この均等化の観点から、このパイロットはチャネル行列と区別することができない。したがって、イブ１３０はＧBAＧAB３９１を特定できない。
【００２４】
図４は、図３に示す信号伝達プロセスのチャネル利用時間制約の一例である。この例では、アリス１１０およびボブ１２０は、ＪＲＮＳＯ特定期間中はプライベートパイロットを使用し、データ伝送期間中はパブリックパイロットを使用する。特定の周波数によるアリスからボブへのチャネルＧAB４０５、および別の周波数によるボブからアリスへのチャネルＧBA４１０の２つのチャネルがある。データ伝送期間を４２０で示す。ＪＲＮＳＯ特定期間を４２５で示す。時間遅延（ｔc_delay）を４３０で示し、データ期間４２０とＪＲＮＳＯ期間ｔＪＲＮＳＯ４２５との間に発生する。アリス１１０およびボブ１２０がデータ伝送期間４２０中に使用するパブリックパイロットｐがある。アリス１１０のみが知るプライベートパイロットｐAがあり、このプライベートパイロットｐAはアリス１１０が彼女のループバックプロセスを開始するためにＪＲＮＳＯ期間４２５中に伝送する。ボブ１２０のみが知るプライベートパイロットｐBがあり、このプライベートパイロットｐBはボブ１２０が彼のループバックプロセスを開始するためにＪＲＮＳＯ期間４２５中に伝送する。
【００２５】
図４の例では、チャネル変換を時間に応じて示す。時間ｔは左から右へと増加する。まず、データ期間４２０がある。次いで、アリス１１０およびボブ１２０がＪＲＳＮＯモードに切り替える間のｔｃ＿ｄｅｌａｙ４３０がある。次いで、アリス１１０およびボブ１２０がＪＲＳＮＯプロセスを開始する。アリス１１０は、チャネルＧABを介してプライベートパイロットｐAをボブ１２０に送信することにより彼女のループバックサイクルを開始し、結果として信号ＧAB（ｔj）ｐA４３５が生じる。ボブ１２０はこの信号をベースバンドに変換するが、別の方法ではこの信号を処理しない。ボブ１２０が戻り信号（ｒｅｔｕｒｎ  ｓｉｇｎａｌ）をアリス１１０に返信する。アリス１１０はそのループバックされた信号を受信し、処理する。
【００２６】
アリス１１０が彼女のループバックプロセスを開始するのと同時に、ボブ１２０は、チャネルＧBAを介してプライベートパイロットｐBをアリス１１０に送信することにより彼のループバックプロセスを開始し、結果として信号ＧBA（ｔj）ｐB４４５が生じる。アリス１１０はこの信号をベースバンドに変換するが、別の方法ではこの信号を処理しない。アリス１１０が戻り信号をボブ１２０に返信する。次いでボブ１２０はそのループバックされた信号を受信し、処理する。
【００２７】
このＪＲＮＳＯ特定期間が完了するとき、アリス１１０およびボブ１２０が非ＪＲＮＳＯモードに切り替えるときとしての時間遅延４３０がある。
【００２８】
図４の例に示すように、およびイブ１３０からのセキュリティを確実にするために、このデータ期間とＪＲＮＳＯ期間との間の時間遅延は両方のチャネルｔＧABおよびｔＧBAの最大可干渉時間（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｉｍｅ）を超え、ただし、ｔｃ＿ｄｅｌａｙ＞ｍａｘ（ｔＧAB，ｔＧBA）となる。図４の例にさらに示すように、このＪＲＮＳＯ期間は両方のチャネルの最小可干渉時間よりも短く、ただし、ｔJRNSO＜ｍｉｎ（ｔＧAB，ｔＧBA）となる。この遅延ｔｃ＿ｄｅｌａｙは、イブ１３０がＪＲＮＳＯ期間からデータ期間の間に存在する本質的に同一のチャネルパラメータを特定するのを防ぐために必要である。最大観察時間ｔJRNSOは、アリス１１０およびボブ１２０が測定期間中に本質的に同一のチャネル効果を測定することを想定するために必要である。
【００２９】
一部の応用例、例えば電子メール、ファイル転送、バッファ済みストリーミング音声または映像は、長いｔｃ＿ｄｅｌａｙを許容する。他の応用例、例えば音声会話は長いｔｃ＿ｄｅｌａｙを許容できず、ｔｃ＿ｄｅｌａｙを低減する必要がある。このｔｃ＿ｄｅｌａｙは、無線チャネルの全体的な利用に対しても影響を有する。したがって、データ転送およびＪＲＮＳＯ目的用にチャネルの利用を向上させるために、このｔｃ＿ｄｅｌａｙの持続時間を低減することが望ましい。
【００３０】
一実施形態では、データ期間中に専用のパイロット集合（ｐｉｌｏｔ  ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を使用することにより、このｔｃ＿ｄｅｌａｙ４３０が低減される。ＪＲＮＳＯ特定の関数であるこのパイロット集合は、アリス１１０およびボブ１２０の両者には知られているが、イブ１３０には知られていない。したがって、イブ１３０よりも多くを知るアリス１１０およびボブ１２０は、チャネル変換を計算することができる。しかしイブ１３０は、４つすべてのデータストリームを同時に同期する場合にのみチャネル変換を計算することができる。
【００３１】
別の実施形態では、データ期間とＪＲＮＳＯ期間との間のチャネル変換を修正することにより、このｔｃ＿ｄｅｌａｙ４３０が低減される。図５は、図１のシステムによって実行されるＪＲＮＳＯ手順の一例であり、ここではＦＤＤモードでの概略の全体的なチャネル修正システムを示す。この例では、アリス１１０、ボブ１２０、およびイブ１３０間のチャネル変換が修正され、そのためＪＲＮＳＯ期間中のチャネル変換がデータ期間中のチャネル変換と異なる。
【００３２】
通常の状態下では、ＧAB、ＧBA、ＧAE、ＧBEがアリス１１０、ボブ１２０、およびイブ１３０間のチャネル変換である。
【００３３】
ＪＲＮＳＯ期間中は、ＪAB、ＪBA、ＪAE、ＪBEがアリス１１０、ボブ１２０、およびイブ１３０間のチャネル変換である。
【００３４】
データ期間中は、ＤAB、ＤBA、ＤAE、ＤBEがアリス１１０、ボブ１２０、およびイブ１３０間のチャネル変換である。
【００３５】
概略形態のチャネル変換の一例を５００に示し、５００では結果として生じるチャネル行列はＧXYＧXｐXである。データ期間中のチャネル変換の一例を５０３に示し、５０３では結果として生じるチャネル行列はＧXYＤXｐ＝ＤXYｐである。ＪＲＮＳＯ期間中のチャネル変換の一例を５０６に示し、５０６ではチャネル行列はＧXYＪXＰX＝ＪXYｐXである。
【００３６】
この例では、アリス１１０およびボブ１２０は、信号を伝送するたびにそれぞれの関数ＧAおよびＧBを適用する。
【００３７】
ＧAは、ＪＲＮＳＯ期間中のチャネル変換がデータ期間中のチャネル変換とは異なるようにチャネル変換を修正する、アリス１１０によって適用される任意の関数である。
【００３８】
ＧBは、ＪＲＮＳＯ期間中のチャネル変換がデータ期間中のチャネル変換とは異なるようにチャネル変換を修正する、ボブ１２０によって適用される任意の関数である。
【００３９】
ＧA＝ＪA1＝ＪＲＮＳＯ期間中のアリスのループバックプロセス中にアリスによって適用される関数である。
【００４０】
ＧA＝ＪA2＝ＪＲＮＳＯ期間中のボブのループバックプロセス中にアリスによって適用される関数である。
【００４１】
ＧB＝ＪB1＝ＪＲＮＳＯ期間中のボブのループバックプロセス中にボブによって適用される関数である。
【００４２】
ＧB＝ＪB2＝ＪＲＮＳＯ期間中のアリスのループバックプロセス中にボブによって適用される関数である。
【００４３】
ＧA＝ＤA＝データ期間中にアリスによって適用される関数である。
【００４４】
ＧB＝ＤB＝データ期間中にボブによって適用される関数である。
【００４５】
アリス１１０は、関数ＧA５０９をプライベートパイロットｐA５１２に適用し、信号ｐA５１５を、結果として生じる信号ＧABｐA５１８を作り出すチャネルＧAB２０５を介してボブ１２０に伝送することにより彼女のループバックプロセスを開始する。ボブ１２０は信号ＧABｐA５１８を受信し、この信号をベースバンドに変換する。ボブがこの信号に関数ＧB５２１を適用し、信号ＧABｐA５２４を、信号ＧBAＧABｐA５２７を作り出す別の周波数のチャネルＧBA２３０を介してアリス１１０に返信する。アリス１１０は、このループバックされた信号ＧBAＧABｐA５２７を受信し、彼女のＪＲＮＳＯループバックプロセスを完了する。
【００４６】
ボブ１２０は、関数ＧB５２１をプライベートパイロットｐB５３０に適用し、その信号を、結果として生じる信号ＧBAｐB５３３を作り出すチャネルＧBA２３０を介してアリス１１０に送信するときに彼のループバックプロセスを開始する。アリス１１０は信号ＧBAｐB５３３を受信し、この信号をベースバンドに変換する。アリス１１０が関数ＧA５０９を適用し、信号ＧBAｐB５３６を、結果として生じる信号ＧABＧBAｐB５３９を作り出す別の周波数のチャネルＧAB２０５を介してボブ１２０に返信する。ボブ１２０は、このループバックされた信号ＧABＧBAｐを受信し、彼のループバックプロセスを完了する。
【００４７】
このループバックプロセスがアリス１１０およびボブ１２０に関して完了した後、アリス１１０はＧBAＧABｐA５２７およびＧBAｐB５３３を観察し、ボブ１２０はＧABｐA５１８およびＧABＧBAｐB５３９を観察している。一方でイブ１３０は、データ期間およびＪＲＮＳＯ期間中に異なる値を観察しており、関数ＧAおよびＧBの効果は全体的なチャネル変換に不可分である。したがって、自身のプライベートパイロットを知るアリス１１０およびボブ１２０は自身のチャネル変換を計算することができる。しかしイブ１３０は、この４つのサンプリングストリームを同じ対応する時点で同期する場合にのみチャネル変換を計算することができる。異なるチャネル修正変換を使用することにより、イブ１３０はデータ期間およびＪＲＮＳＯ信号伝達期間両方に関するチャネル内の同じ変動（ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ）を観察することはない。したがって２つの期間中に実際のチャネルが著しく離れていないにもかかわらず、イブ１３０は、アリス１１０およびボブ１２０と同じチャネル情報を特定しないことになる。イブ１３０は、様々な測定からの実際のサンプルを同期させ、プライベート利得関数の効果を取り除くためにこれらの測定を処理してからチャネル効果行列を統計的に特定することにより、この手法を回避することができる。
【００４８】
図５のチャネル修正例では、関数ＧAおよびＧBは、増幅前、増幅中、または増幅後に適用することができる。
【００４９】
図６は、図５のチャネル修正プロセスの結果としてｔｃ＿ｄｅｌａｙが最小化されている時間相関図の一例を示す。アリス１１０およびボブ１２０がパブリックパイロットｐ６０５を使用して信号を伝送するデータ期間６００を示す。アリス１１０およびボブ１２０がプライベートパイロット６１５を使用して信号を伝送するＪＲＮＳＯ期間６１０を示す。このデータ期間とＪＲＮＳＯ期間との間の遅延を６２０で示し、この遅延はチャネルの切り替え、同期化、またはセトリング（ｓｅｔｔｌｉｎｇ）によって引き起こされ得る。このＪＲＮＳＯ期間は、いずれのチャネルの最小チャネル可干渉時間６２５よりも短い。
【００５０】
図７は、期間がＪＲＮＳＯ期間であるのかデータ期間であるのかに応じてチャネル状態およびプライベートパイロットが変えられている、図５のチャネル修正プロセスの一例を示す。２つのチャネルが示されており、それは、アリスからボブへのある周波数のチャネル７００と、ボブからアリスへの別の周波数のチャネル７０５とである。ＪＲＮＳＯ期間（ｋ）７１０がある。このＪＲＮＳＯ期間（ｋ）７１０に先行するデータ期間（ｋ−１）７１５がある。このＪＲＮＳＯ期間（ｋ）７１０の後に生じるデータ期間（ｋ＋１）７２０がある。
【００５１】
先行するデータ期間（ｋ−１）７１５の間、アリス１１０およびボブ１２０は、信号ＤAB（ｋ−１）ｐ７４０およびＤBA（ｋ−１）ｐ７４５をそれぞれ伝送し、ただしｐはパブリックパイロットである。ＪＲＮＳＯ期間（ｋ）７１０の間、アリス１１０は、信号ＪAB（ｋ）ｐA（ｋ）７５０およびＪAB（ｋ）ＪBA（ｋ）ｐB（ｋ）７５５を伝送し、ボブ１２０は、信号ＪBA（ｋ）ｐB（ｋ）７６０およびＪBA（ｋ）ＪAB（ｋ）ｐA（ｋ）７６５を伝送し、ただしｐAおよびｐBはアリス１１０およびボブ１２０それぞれにのみ知られているプライベートパイロットである。後続のデータ期間（ｋ＋１）７２０の間、アリス１１０およびボブ１２０は、信号ＤAB（ｋ＋１）ｐ７７０およびＤBA（ｋ＋１）ｐ７７５をそれぞれ伝送し、ただしｐはパブリックパイロットである。
【００５２】
図７の例では、所与の状況に応じてチャネル状態が調整される。例えばロバストな統計的分析機能を提供するために、各期間中にチャネル値を相対的に一定の水準に維持することができる。あるいは、アリス１１０およびボブ１２０がそれぞれのＪＲＮＳＯ特定を行うために必要とするよりも多くの情報をイブ１３０が得るのを防ぐために、各期間内でチャネル値を変えることができる。別の代替策は、信号を前処理するために、または知られているチャネル変動を軽減するために基本関数を使用することである。
【００５３】
図８は、期間がＪＲＮＳＯ期間であるのかデータ期間であるのかに応じてチャネル状態が変えられている、図５の信号伝達プロセスの一例を示す。この例では、データサンプルが統計的分析の前に処理され、終端間のチャネル変換が完全なチャネル状態アイデンティティに設定されている。各信号はチャネルの利用によって変わる状態に応じて示し、ただし（ｋ）８００はＪＲＮＳＯ期間８０５中の状態であり、（ｋ−１）８１０はそのＪＲＮＳＯ期間８０５に先行するデータ期間８１５中の状態であり、（ｋ＋１）８１８はＪＲＮＳＯ期間８０５に続くデータ期間８２０中の状態である。データ期間８１５、８２０、およびＪＲＮＳＯ期間８０５間の遅延を８２５に示す。
【００５４】
ＪＲＮＳＯ期間８０５に先行するデータ期間８１５の間、アリス１１０およびボブ１２０は、信号ＧA（ｋ−１）ｐ８４０およびＧB（ｋ−１）ｐ８４５をそれぞれ伝送し、ただしｐはパブリックパイロットである。ＪＲＮＳＯ期間８０５の間、アリス１１０は、信号ＧA（ｋ）ｐA（ｋ）８５０およびＧA（ｋ）ＧB（ｋ）ｐB（ｋ）８５５を伝送し、ボブ１２０は、信号ＧB（ｋ）ｐB（ｋ）８６０およびＧB（ｋ）ＧA（ｋ）ｐA（ｋ）８６５を伝送し、ただしｐAおよびｐBはアリス１１０およびボブ１２０それぞれにのみ知られているプライベートパイロットである。ＪＲＮＳＯ期間８０５の後に続くデータ期間８２０の間、アリス１１０およびボブ１２０は、信号ＧA（ｋ＋１）ｐ８７０およびＧB（ｋ＋１）ｐ８７５をそれぞれ伝送し、ただしｐはパブリックパイロットである。
【００５５】
アリス１１０およびボブ１２０が、伝送の開始と同時にそれぞれのプライベートパイロットを一貫して伝送し、信号対雑音比がロバストである場合、高度な知識を有するイブ１３０はシーケンスの開始を検出し、サンプルを適当に整列させることができる可能性がある。
【００５６】
図９は、ランダム時間配置に応じてループバック信号が伝送される、図５の信号伝達プロセスの一例を示す。この例では、データ期間９０５とＪＲＮＳＯ期間９１０との間の境界９００が、ループバック機能を使用することによってマスクされている。このループバック機能は、パイロットが受信されるときと、パイロットが伝送されるときとの間にランダム遅延を導入する。このランダム遅延は、本明細書では擬似変調と呼ぶ擬似フィードバックデータを導入することにより作り出される。この擬似変調は、アリスまたはボブそれぞれのループバックの完了前または完了後に導入することができる。ＪＲＮＳＯ特定期間がいずれのチャネルの最小チャネル可干渉時間よりも短い場合、チャネル変換をイブが計算できることは計算的に増大されるが理論的に不可能ではない。
【００５７】
この例では次のようになる。
【００５８】
ｂA＝アリス１１０により、彼女のループバックプロセスの完了前に挿入される擬似変調。
【００５９】
ａA＝アリス１１０により、彼女のループバックプロセスの完了後に挿入される擬似変調。
【００６０】
ｂB＝ボブ１２０により、彼のループバックプロセスの完了前に挿入される擬似変調。
【００６１】
ａB＝ボブ１２０により、彼のループバックプロセスの完了後に挿入される擬似変調。
【００６２】
図９に示すように、アリス１１０およびボブ１２０はそれぞれのループバックプロセスを同時に開始し、完了することができる。一実施形態では、アリス１１０は、信号ＪABｐA９１５をボブ１２０に伝送することにより彼女のループバックプロセスを開始し、ボブ１２０は、信号ＪBAｐB９３５をアリス１１０に伝送することにより彼のループバックプロセスを開始する。次に、アリス１１０は擬似変調ｂA９２０を導入し、ボブ１２０は擬似変調ｂB９４０を導入する。９３８で示すように、アリス１１０およびボブ１２０は、それぞれの戻り信号を伝送する前に、または伝送した後にこの擬似変調を導入することができる。次に、アリス１１０が彼女のループバックされた信号ＪBAＪABｐA９２５を受信して彼女のループバックプロセスを完了し、ボブ１２０は彼のループバックされた信号ＪABＪBAｐB９４５を受信して彼のループバックプロセスを完了する。
【００６３】
別の実施形態では、アリス１１０は、信号ＪABｐA９１５をボブ１２０に伝送することにより彼女のループバックプロセスを開始し、ボブ１２０は、信号ＪBAｐB９３５をアリス１１０に伝送することにより彼のループバックプロセスを開始する。次に、アリス１１０は彼女のループバックされた信号ＪBAＪABｐA９２５を受信し、擬似変調ａA９３０を導入し、ボブ１２０は彼のループバックされた信号ＪABＪBAｐB９４５を受信し、擬似変調ａB９５０を導入する。９４８で示すように、擬似変調ａA９３０およびａB９５０が導入されている後まで、このループバックプロセスは完了しない。
【００６４】
上記の２つの実施形態は、アリス１１０およびボブ１２０が、擬似変調をＪＲＮＳＯ期間中の実際の測定信号伝達が開始、終了、またはそれとインタリーブされたランダムな時間に導入する場合に展開することができる。ＪＲＮＳＯ期間９１０がチャネルＧABおよびＧBAの最小可干渉時間よりも短い場合、真のＪＲＮＳＯからデータ期間の境界への擬似変調を特定できないイブ１３０は、４つのデータストリームを同期させ、サンプルを整列させることができない。
【００６５】
図１０は、アリス１１０とボブ１２０との間で情報を交換するために使用されるチャネル符号器に関する、両者の同様のチャネルインパルス観察を１つの共通の観察に統合するための信号対雑音比に対する誤り率を示すグラフの一例である。この符号化技法は、イブ１３０によって観察されるアリス１１０またはボブ１２０のチャネルが、実効的なより弱い信号対雑音比になる、アリス１１０とボブ１２０との間のチャネルについてのイブ１３０のより乏しい知識を活用するために使用する。これはアリス１１０とボブ１２０との間で情報を交換し、イブ１３０に真のチャネル観察を明かすことなくチャネル観察を統合するために活用される。誤り率１０００（ｙ軸）を、信号対雑音比１０１０（ｘ軸）の相関１００５として表す。信号対雑音比１０１０が増大するにつれ、誤り率１０００は相対的に一定のままであり、その後急激に低減する１０２０。図示するように、アリス１１０およびボブ１２０の信号対雑音比１０２５は曲線１００５の屈曲点の右側にあり、曲線１００５の屈曲点の左側にあるイブ１３０の信号対雑音比１０３０を超える。信号対雑音比が増大するにつれて誤り率が低減するので、アリス１１０およびボブ１２０の誤り率１０３５は、イブ１３０の誤り率１０４０よりも著しく低い。
【００６６】
イブ１３０がより高い誤り率を有することを確実にするために、アリス１１０およびボブ１２０は、自らの個々のＳＮＲ状態が図１０に示すように曲線１００５の屈曲点にあるように維持することを目標として各自の個々のＳＮＲ状態を監視し、制御する。
【００６７】
イブ１３０によるチャネル観察は、チャネル歪制御の調整、またはアリス１１０もしくはボブ１２０によって伝送されるデータストリーム中への雑音追加の任意の組合せによって管理することができる。信号の作成中、およびループバックプロセス中にデータストリーム中に擬似雑音を追加することができる。イブ１３０のチャネル観察は、アリス１１０もしくはボブ１２０が単独で、またはアリス１１０およびボブ１２０が共同して管理することができ、他のＷＴＲＵに展開することができる。図１０に示すように、イブ１３０のチャネル観察と、ボブ１２０／アリス１１０のチャネル観察との間のわずかな差異は、イブ１３０が観察する誤り率に対する、アリス１１０が観察する誤り率において著しい差異をもたらし得る。したがって、アリス１１０およびボブ１２０は、雑音または歪の水準のわずかな調整を行うだけで、イブ１３０がより高い誤り率を有することを確実にすることができる。結果として、アリス１１０およびボブ１２０は、セキュリティ面での配慮を要する情報を危険にさらすイブ１３０の能力を制限しながら、品質通信を維持することができる。
【００６８】
図１１は、図１のシステムによって実行されるＪＲＮＳＯ手順の一例である。この例では、個々の送信者アリス１１０またはボブ１２０にしか知られていないプライベートパイロットおよびプライベート利得関数を使用する時分割二重通信（ＴＤＤ）モードにおいてループバック手法が使用される。
【００６９】
このＪＲＮＳＯプロセスは、アリス１１０がプライベートパイロットｐA１１００をプライベート利得関数ＧA１１０３を用いて修正し、信号ＧAｐA１１０６を作り出すときに開始する。次いでアリス１１０は、この信号ＧAｐA１１０６を、結果として生じる信号ＧＧAｐA１１１２を作り出すチャネルＧ１１０９を介してボブ１２０に伝送する。ボブ１２０は信号ＧＧAｐA１１１２を受信し、この信号をベースバンドに変換する。次いで、ボブ１２０はこの信号ＧＧAｐA１１１２をプライベート利得関数ＧB１１１５を用いて修正し、結果として生じる信号ＧBＧＧAｐA１１１８を作り出す。ボブ１２０がこの信号ＧBＧＧAｐA１１１８を、結果として生じる信号ＧＧBＧＧAｐA１１２１を作り出す同じチャネルＧ１１０９を介してアリス１１０に返信する。次いでアリス１１０は、１１２４でこのループバックされた信号ＧＧBＧＧAｐAを受信し、ＪＲＮＳＯ期間中の彼女のループバックプロセスを完了する。
【００７０】
ボブ１２０は、プライベートパイロットｐB１１３０をプライベート利得関数ＧB１１１５を用いて修正し、信号ＧBｐB１１３３を作り出すときに彼のループバックプロセスを開始する。次いでボブ１２０は、この信号ＧBｐB１１３３を、結果として生じる信号ＧＧBｐB１１３６を作り出すチャネルＧ１１０９を介してアリス１１０に伝送する。アリス１１０は信号ＧＧBｐB１１３６を受信し、この信号をベースバンドに変換する。次いで、アリス１１０はこの信号ＧＧBｐB１１３６をプライベート利得関数ＧA１１０３を用いて修正し、結果として生じる信号ＧAＧＧBｐB１１３９を作り出す。ボブ１２０がこの信号ＧAＧＧBｐB１１３９を、結果として生じる信号ＧＧAＧＧBｐB１１４２を作り出す同じチャネルＧ１１０９を介してボブ１２０に返信する。次いでボブ１２０は、１１４５でこのループバックされた信号ＧＧAＧＧBｐBを受信し、ＪＲＮＳＯ期間中の彼のループバックプロセスを完了する。
【００７１】
アリス１１０とボブ１２０との間のこのＪＲＮＳＯ通信の間、イブ１３０はアリス１１０のチャネルＧAE１１５１を介した伝送信号、およびボブ１２０のチャネルＧBE１１５４を介した伝送信号を監視することができる。イブ１３０がアリス１１０の伝送を監視している場合、イブ１３０は信号ＧAEＧAｐA１１５７およびＧBEＧBＧＧAｐA１１６０を観察する。イブ１３０がボブ１２０の伝送を監視している場合、イブ１３０は信号ＧBEＧBｐB１１６３およびＧAEＧAＧＧBｐB１１６６を観察する。
【００７２】
このループバックプロセスがアリス１１０およびボブ１２０に関して完了している場合、アリス１１０はＧＧBＧＧAｐA１１２１およびＧＧBｐB１１３６を観察し、ボブ１２０はＧＧAｐA１１１２およびＧＧAＧＧBｐB１１４２を観察している。アリス１１０およびボブ１２０はそれぞれ、自身が使用したプライベートパイロットおよびプライベート利得関数を知るので、アリス１１０は彼女のループバックされた信号ＧＧBＧＧAｐA１１２１を処理してチャネル行列ＧＧBＧＧAを特定することができる。ボブ１２０は彼のループバックされた信号ＧＧAＧＧBｐB１１４２を処理してチャネル行列ＧＧAＧＧBを特定することができる。この例では、アリス１１０およびボブ１２０は単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）チャネルを使用する。チャネル行列はランク１であり、単一値に退化し、可換である（例えばＧABＧBA＝ＧBAＧAB）。このチャネル行列の可換性を使用して、アリス１１０およびボブ１２０は本質的に同じＣＩＲを特定する。
【００７３】
イブ１３０は、ＧAEＧAｐA１１５７、ＧAEＧAＧＧBｐB１１６６、ＧＢEＧBＧＧAｐA１１６０、およびＧＢEＧBｐB１１６３を観察している。しかし、この例でのパイロットのプライベートな性質のため、イブ１３０は、チャネルに引き起こされたスケーリング、スキューイング、およびローテーション効果をこのパイロットに固有の設定と区別することができない。したがって、たとえイブ１３０が無限の計算能力を有する場合でも、イブ１３０はＧBAＧABを特定できない。
【００７４】
図１２は、図１１に示す信号伝達プロセスの時間相関例の一例を示す。アリス１１０およびボブ１２０が信号を送受信する１つの相互チャネルＧ１１０９がある。アリス１１０とボブ１２０との間の最小要求相関時間である期間（ｋ）１２００がある。アリス１１０およびボブ１２０両方の測定が同じチャネルを利用して連続的に行われているため、測定期間全体にわたって本質的に同じチャネル効果を経験するために、このチャネルは十分に相関されたままでなければならない。このチャネル効果とは、プライベートパイロットに固有の振幅、周波数、および位相設定に対するスケーリング、スキューイング、およびローテーション変更である。最小要求相関時間１２００は、アリス１１０のＪＲＮＳＯ特定期間１２０５およびボブ１２０のＪＲＮＳＯ特定期間１２１０からなる。このＪＲＮＳＯ期間（ｋ）１２００に続くデータ期間（ｋ−１）１２１５がある。このＪＲＮＳＯ期間（ｋ）１２００の後に生じるデータ期間（ｋ＋１）１２２０がある。すべてのＧはこれらの期間の関数である。
【００７５】
アリス１１０は、１２２５で信号をチャネルＧ１１０９を介してボブ１２０に伝送することにより彼女のループバックプロセスを開始し、結果として生じる信号はＧＧAｐA１２２５であり、ただし、ｐAはアリス１１０にのみ知られているプライベートパイロットであり、ＧAはアリス１１０にのみ知られているプライベート利得関数であり、ｐAを修正するために使用される。次いでボブ１２０がこの信号を受信し、ベースバンドに変換し、ボブ１２０にのみ知られているプライベート利得関数ＧBを適用し、この信号をキャリアに変換して戻し、同じチャネルＧ１１０９を介してアリス１１０に返信する。次いでアリス１１０は、１２３０でこのループバックされた信号ＧＧBＧＧAｐAを受信し、彼女のループバックプロセスを完了する。
【００７６】
次に、ボブ１２０が、信号をチャネルＧ１１０９を介してアリス１１０に伝送することにより彼のループバックプロセスを開始し、結果として生じる信号はＧＧBｐB１２３５であり、ただし、Ｇは時間の関数であり、ｐBはボブ１２０にのみ知られているプライベートパイロットであり、ＧBはボブ１２０にのみ知られているプライベート利得関数であり、ｐBを修正するために使用される。アリス１１０がこの信号をベースバンドに変換し、アリスにのみ知られているプライベート利得関数ＧAを適用し、この信号をキャリアに変換して戻し、同じチャネルＧ１１０９を介してボブ１２０に返信する。次いでボブ１２０は、１２４０でこのループバックされた信号ＧＧAＧＧBｐBを受信し、彼のループバックプロセスを完了する。
【００７７】
この例では、最小要求相関時間１２００は、アリス１１０が彼女のループバックプロセスを開始／完了し、次いでボブ１２０が彼のループバックプロセスを開始／完了するときに達成される。したがって、このチャネルは４つの伝送が送信された後に相関される必要がある。アリス１１０およびボブ１２０は、チャネル測定を行うために必要な伝送の数を減らすために同様の伝送をともに組み合わせることにより、この最小要求相関時間を低減することができる。
【００７８】
イブ１３０が統計的分析の前にサンプルを代数学的に処理する場合、アリス１１０およびボブ１２０は、同期を防ぎ、両者のより高い信号対雑音比を活用するために、ＦＤＤの節で論じた方法を使用できることに留意されたい。
【００７９】
図１３は、図１１に示す信号伝達プロセスの時間相関例であり、ここでは同様の伝送を組み合わせた状態のパイロット使用を示す。すべての信号が送受信される１つの相互チャネルＧ１１０９が、アリス１１０とボブ１２０との間にある。アリス１１０とボブ１２０との間のチャネルＧ１１０９のＪＲＮＳＯ使用を表す期間（ｋ）１３００１３００がある。１３０５および１３１０で示す、２つの最小相関期間がある。このＪＲＮＳＯ期間（ｋ）１３００に続くデータ期間（ｋ−１）１３１５がある。このＪＲＮＳＯ期間（ｋ）１３００の後に生じるデータ期間（ｋ＋１）１３２０がある。すべてのＧはこれらの期間の関数である。
【００８０】
パイロットシーケンスはブロックへと分けられ、ペア伝送（ｐａｉｒｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれる交互の連続でアリス１１０およびボブ１２０によって伝送される。同様に、戻り信号もブロックへと分けられ、やはりペア伝送と呼ばれる交互の連続でアリス１１０およびボブ１２０によって伝送される。１つのペア伝送１３０５は、１３２５で示すアリス１１０のパイロット伝送と、１３３０で示すボブ１２０のパイロット伝送とからなる。別のペア伝送１３１０は、１３３５で示すアリス１１０のループバック伝送と、１３４０で示すボブ１２０のループバック伝送とからなる。
【００８１】
アリス１１０は、１３２５で信号をチャネルＧ１１０９を介してボブ１２０に伝送することによりこのプロセスを開始し、結果として生じる信号はＧＧAｐAであり、ただし、ｐAはアリス１１０にのみ知られているプライベートパイロットであり、ＧAはアリス１１０にのみ知られているプライベート利得関数であり、ｐAを修正するために使用される。次いでボブ１２０がこの信号ＧＧAｐAを受信する。次いでボブ１２０が、別の信号をチャネルＧ１１０９を介してアリス１１０に伝送し、結果として生じる信号はＧＧBｐBであり、ただし、ｐBはボブ１２０にのみ知られているプライベートパイロットであり、ＧBはボブ１２０にのみ知られているプライベート利得関数であり、ｐBを修正するために使用される。次いでアリス１１０がこの信号ＧＧBｐBを受信する。この時点までに２つの伝送があった。それはアリス１１０による１つのパイロット伝送と、ボブ１２０による１つのパイロット伝送とである。
【００８２】
次いでボブ１２０は、彼のプライベート利得関数ＧBで掛けられたアリス１１０の戻り信号をアリス１１０に伝送する。次いで、アリス１１０は彼女のループバックされた信号を受信する。次いでアリス１１０は、彼のプライベート利得関数ＧAで掛けられたボブ１２０のループバックされた信号をボブ１２０に伝送し、ボブ１２０がその信号を受信する。この時点で、合計４つの伝送があった。それはアリス１１０による２つと、ボブ１２０による２つとである。
【００８３】
要約すれば、この手法には、まず連続的に行われる各末端からのアウトバウンド初期伝送と、ループバック末端で記憶される受信信号とがある。次いでこのループバック末端は、自らの記憶したベースバンド信号を連続的に取り、それらの信号に自らのプライベート利得関数を掛け、掛けたものを送信者に返信する。最初に送信したプライベートパイロットを各自が知るため、両者は関連する行列積、つまりアリスについてはＧＧBＧＧA、ボブについてはＧＧAＧＧBを特定する。
【００８４】
したがって、図１３の例によって例証されるように、ＴＤＤモードにおけるペア伝送タイプは、アリス１１０およびボブ１２０が各自の測定を行うためのチャネル相関時間を著しく低減する。
【００８５】
図１３の例では、このペア伝送は、時間に応じて変わる単位行列または複素行列とすることができる。より複雑な行列は、より優れたＪＲＮＳＯセキュリティを概してもたらす。さらに、アリス１１０およびボブ１２０は、ＪＲＮＳＯ期間の値を隠すために、データ期間中にプライベート利得関数について非アイデンティティ値（ｎｏｎ−ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ｖａｌｕｅ）を使用することができる。この非アイデンティティ値は、測定されたチャネル歪を補償するためにデータストリームを前処理することにより導き出すことができる。
【００８６】
図１４は、パブリックパイロットおよびプライベート利得関数を使用するＴＤＤモードにおける、パイロット期間中の信号の流れの一例を示す。この例ではプライベートパイロットは使用されず、ループバックされる信号もない。アリス１１０およびボブ１２０が信号を送受信する１つのチャネルＧ１１０９がある。
【００８７】
アリス１１０が伝送末端である場合、１４０５で、アリス１１０はプライベート利得関数ＧAを用いてパブリックパイロットｐを修正し、ただしＧAはアリス１１０にのみ知られている。１４１０で、アリス１１０は信号ＧAｐをチャネルＧ１１０９を介してボブ１２０に伝送し、結果として生じる信号ＧＧAｐを作り出す。１４１５で、ボブ１２０が信号ＧＧAｐを受信し、１４２０でこの信号をベースバンドに変換し、１４２５でこのベースバンド信号をプライベート利得関数ＧBに掛け、ただしＧBはボブ１２０にのみ知られている。チャネル積の導出が順序の影響を受けない（例えばＳＩＳＯおよびしたがって可換である）と仮定して、ボブ１２０は、チャネル行列積を特定する前または後に、この信号をプライベート利得関数ＧBに掛けることができる。ボブ１２０がチャネル積ＧＧAを最初に特定する場合、次いでその積を彼のプライベート利得関数ＧBで掛け、結果として生じる行列はＧBＧＧAである。ボブ１２０が彼の利得関数ＧBを最初に適用する場合、次いでチャネル積を特定し、結果として生じる行列はＧＧAＧBである。いずれのシナリオのもとでも、ボブ１２０は、シンボル回復のためにチャネル積ＧＧAを使用し、ＪＲＮＳＯ情報のためにチャネル積ＧBＧＧAまたはＧＧAＧBを使用する。
【００８８】
ボブ１２０が伝送者である場合、１４３０で、ボブ１２０はプライベート利得関数ＧBを用いてパブリックパイロットｐを修正し、ただしＧBはボブ１２０にのみ知られている。１４３５で、ボブ１２０は信号ＧBｐをチャネルＧ１１０９を介してアリス１１０に伝送し、結果として生じる信号ＧＧBｐを作り出す。１４４０で、アリス１１０が信号ＧＧAｐを受信し、１４４５でこの信号をベースバンドに変換し、１４５０でこのベースバンド信号をプライベート利得関数ＧAに掛け、ただしＧBはアリス１１０にのみ知られている。チャネル積の導出が順序の影響を受けない（例えばＳＩＳＯおよびしたがって可換である）と仮定して、アリス１１０は、チャネル行列積を特定する前または後に、この信号をプライベート利得関数ＧBに掛けることができる。アリス１１０がチャネル積ＧＧBを最初に特定する場合、次いでその積を彼女のプライベート利得関数ＧAで掛け、結果として生じる行列はＧAＧＧBである。アリス１１０が彼女の利得関数ＧAを最初に適用する場合、次いでチャネル積を特定し、結果として生じる行列はＧＧAＧBである。いずれのシナリオのもとでも、アリス１１０は、シンボル回復のためにチャネル積ＧＧBを使用し、ＪＲＮＳＯ情報のためにチャネル積ＧAＧＧBまたはＧＧBＧAを使用する。
【００８９】
この通信の間、イブ１３０はアリス１１０のチャネルＧAE１４５５を介した伝送、およびボブ１２０のチャネルＧBE１４６０を介した伝送を監視することができる。イブ１３０がアリス１１０の伝送を監視している場合、イブ１３０はＧAEＧAｐを観察する。イブ１３０がボブ１２０の伝送を監視している場合、イブ１３０はＧBEＧBｐを観察する。イブ１３０はパブリックパイロットｐを知るので、イブ１３０は１４６５、１４７０で観察済みの信号を処理してチャネル積ＧAEＧAおよびＧBEＧBを特定することができる。イブ１３０はシンボル回復のためにチャネル積を使用することができるとはいえ、イブ１３０はプライベート関数ＧAおよびＧBを知らない。したがって、イブ１３０は、アリス１１０およびボブ１２０のＪＲＮＳＯ情報を特定することができない。
【００９０】
図１４の例では、ＪＲＮＳＯ期間中に使用される同じプライベート利得関数値を、データ期間中にも使用することができる。各パイロットから導き出されるチャネル積およびプライベート利得積は、データ処理のために使用することができる。
【００９１】
図１５は、パブリックパイロットおよびプライベート利得関数を使用するＴＤＤモードにおける、データ期間中の信号の流れの一例を示す。アリス１１０およびボブ１２０が信号を送受信する１つのチャネルＧ１１０９がある。
【００９２】
アリス１１０が伝送する場合、１５０５で、アリス１１０はデータシンボルｄAにプライベート利得関数ＧAを掛け、ただしＧAはアリス１１０にのみ知られている。１５１０で、アリス１１０は信号ＧAｄAをチャネルＧ１１０９を介してボブ１２０に送信し、結果として生じる信号ＧＧAｄAを作り出す。１５１５で、ボブ１２０が信号ＧＧAｄAを受信する。１５２０で、ボブ１２０はこの信号をベースバンドに処理する。１５２５で、ボブ１２０はこの信号をさらに処理し、ｄAおよびＧＧAを抽出し、ただしｄAはデータ１５３０として使用され、ＧＧAはオプションのＪＲＮＳＯ使用１５３５のために記憶される。
【００９３】
ボブ１２０が伝送する場合、１５３７で、ボブ１２０はデータシンボルｄBにプライベート利得関数ＧBを掛け、ただしＧBはボブ１２０にのみ知られている。１５４０で、ボブ１２０は信号ＧBｄBをチャネルＧ１１０９を介してアリス１１０に送信し、結果として生じる信号ＧＧBＤBを作り出す。１５４５で、アリス１１０が信号ＧＧBＤBを受信する。１５５０で、アリス１１０はこの信号をベースバンドに処理する。１５５５で、アリス１１０はこの信号をさらに処理し、ｄBおよびＧＧBを抽出し、ただしｄBはデータとして使用され、ＧＧBはオプションのＪＲＮＳＯ使用のために記憶される。
【００９４】
イブ１３０はアリス１１０のチャネルＧAE１５６５を介した伝送、およびボブ１２０のチャネルＧBE１５７０を介した伝送を監視することができる。イブ１３０がアリス１１０の伝送を監視する場合、イブ１３０はＧAEＧAｄAを観察する。１５７５で、イブ１３０はアリスの信号をさらに処理してｄAおよびＧAEＧAを抽出することができる。イブ１３０がボブ１２０の伝送を監視する場合、イブ１３０はＧBEＧBｄBを観察する。１５８０で、イブ１３０はボブ１２０の信号をさらに処理してｄBおよびＧBEＧBを抽出する。しかし、イブ１３０はプライベート利得関数ＧAおよびＧBを知らないので、１５８５で示すようにイブ１３０はＪＲＮＳＯ情報を特定することができない。図１６は、シンボルを復号するためのパイロットおよびデータを使用するカルマンフィルタの一例を示す。チャネル推定値１６００は、各チャネルペア測定期間の終わりに記録される値の集合または部分集合である。
【００９５】
図１７は、カルマンフィルタリング時間方向処理の一例を示す。相互に特定される値の集合の比較を向上させるために、データは逆の時間順序で処理される。アリス１１０は、ボブ１２０のペア測定に対応するＪＲＮＳＯ情報を特定するために値１６００を使用し、逆の場合も同じである。最適には、アリス１１０およびボブ１２０は、ＪＲＮＳＯ期間とデータ期間との間の遷移境界に対してできるだけ近くでカルマンフィルタの出力を処理する。１７０５で示すように、アリス１１０およびボブ１２０は、同じデータを順時間方向と逆時間方向との両方で処理する。逆時間シード（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｔｉｍｅ  ｓｅｅｄｉｎｇ）は、順時間計算から計算される最後のチャネルセットである。最適には順方向のシンボルが、逆方向で活用される。あるいは、現在の期間で順時間処理が必要でない場合は、このシードは前の測定期間から導き出される。後者の例での、前の測定期間は順時間または逆時間とすることができる。
【００９６】
あるいはアリス１１０およびボブ１２０の、チャネル情報の統計的特定は、スライディングウィンドウまたは重み付きサンプルを使用してＪＲＮＳＯ期間／データ期間の遷移境界にバイアスされる。
【００９７】
簡単にするために、上記の実施形態を単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）モードまたは単一入力複数出力（ＳＩＭＯ）モードで説明したことに留意すべきである。実際は、ＦＤＤおよびＴＤＤにおけるＪＲＮＳＯ応用例は、複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）モードまたは複数入力単一出力（ＭＩＳＯ）モードでも使用することができる。以下にＭＩＭＯの実施形態を説明し、ここではアリス１１０およびボブ１２０がそれぞれ２つのアンテナ素子を有する。実際はアリス１１０およびボブ１２０は３つ以上のアンテナ素子を有することができる。さらにアリス１１０およびボブ１２０は、異なる数のアンテナ素子を有することができる。別個のアンテナ素子の代わりに、アレイ結合、次元アンテナパターン、および分極を使用することができる。最適には、各ループバックチャネルペアができるだけ近い時間に測定されるように、アリス１１０とボブ１２０との間のチャネル経路は伝搬期間中に並列に使用される。あるいは、干渉の影響を減らすために、アリス１１０とボブ１２０との間のチャネル経路は伝搬期間中に連続的に使用される。最適には、アリス１１０およびボブ１２０はＪＲＮＳＯ秘密を保護するのに必要な最小限の数のアンテナ素子を使用する。
【００９８】
図１８は、ＭＩＭＯ  ＲＦネットワークに関して最小期間を使用する、ループバック信号の流れを示すブロック図の一例である。アリス１１０のループバックサイクル中の信号の流れを１８００で示す。ボブ１２０のループバックサイクル中の信号の流れを１８０５で示す。アリス１１０のループバックプロセスに関して３つの期間が示されており、ボブ１２０のループバックプロセスに関して３つの期間が示されている。期間はペアで示す。初期伝送（１次）が期間１で送信される。ループバックされた信号が期間２および期間３で伝送される。アリス１１０が初期伝送者の場合、アリス１１０は１つのアンテナ素子から信号を伝送し、ボブ１２０がその信号を２つのアンテナ素子を介して受信し、次いでボブ１２０が１つのアンテナ素子から連続的に２つの信号をアリス１１０に返す。次いで、アリス１１０が、ループバックされた信号を２つのアンテナ素子を介して受信する。
【００９９】
アリス１１０のループバックプロセス１８００に関して、期間１  １８１０で、アリス１１０はパイロット信号をアンテナ素子Ａ１  １８１５から伝送し、ボブ１２０がその信号をアンテナ素子Ｂ１  １８２０およびＢ２  １８２５を介して受信する。期間２  １９３０で、ボブ１２０が戻り信号をアンテナ素子Ｂ１  １８２０から送信し、アリス１１０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ａ１  １８１５およびＡ２  １８４０を介して受信する。期間３  １８３５で、ボブ１２０が信号をアンテナ素子Ｂ２  １８２５からアンテナ素子Ｂ１  １８２０へ伝送し、次いでその信号をアンテナ素子Ｂ１  １８２０からアリス１１０に伝送する。期間３  １８３５でなお示されるように、アリス１１０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ａ１  １８１５およびＡ２  １８４０を介して受信する。アリス１１０は、ループバックされた信号をボブ１２０のアンテナ素子Ｂ２  １８２５から直接受信することはない。
【０１００】
ボブ１２０のループバックプロセス１８０５に関して、期間１  １８４５で、ボブ１２０はパイロット信号をアンテナ素子Ｂ１  １８５０から伝送し、アリス１１０がその信号をアンテナ素子Ａ１  １８５５およびＡ２  １８６０を介して受信する。期間２  １８６５で、アリス１１０が戻り信号をアンテナ素子Ａ１  １８５５から送信し、ボブ１２０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ｂ１  １８５０およびＢ２  １８７０を介して受信する。期間３  １８７５で、アリス１１０が信号をアンテナ素子Ａ２  １８６０からアンテナ素子Ａ１  １８５５へ伝送し、次いでその信号をアンテナ素子Ａ１  １８５５からアリス１１０に伝送する。期間３  １８７５でなお示されるように、ボブ１２０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ｂ１  １８５０およびＢ２  １８７０を介して受信する。ボブ１２０は、ループバックされた信号をアリス１１０のアンテナ素子Ａ２  １８６０から直接受信することはない。
【０１０１】
アリス１１０が彼女のループバックプロセス１８００を完了した後、アリス１１０はアンテナ素子Ａ１  １８１５を介して２つの信号を観察している。それはつまり期間２  １８３０中の１つの信号ＪB1A1ＪA1B1ｐA1、および期間３  １８３５中の別の信号ＪB1A1ＪA1B2ｐA1である。アリス１１０はアンテナ素子Ａ２  １９４０を介して２つの信号をさらに観察している。それはつまり期間２中の１つの信号ＪB1A2ＪA1B1ｐA1、および期間３中の別の信号ＪB1A2ＪA1B2ｐA1である。
【０１０２】
ボブ１２０が彼のループバックプロセスを完了した後、ボブ１２０はアンテナ素子Ｂ１  １９４５を介して２つの信号を観察している。それはつまり期間２中の１つの信号ＪA1B1ＪB1A1ｐB1、および別の信号ＪA1B1ＪB1A2ｐB1である。ボブ１２０はアンテナ素子Ｂ２  １９５０を介して２つの信号をさらに観察している。それはつまり期間２中の１つの信号ＪA1B2ＪB1A1ｐB1、および期間３中の別の信号ＪA1B2ＪB1A2ｐB1である。
【０１０３】
図１８に示すように、アリス１１０およびボブ１２０の両方が自らのループバックサイクルを完了した後、アリス１１０およびボブ１２０は自らが観察したチャネル積を相関させて、実質的に同じＣＩＲを特定することができる。
【０１０４】
一実施形態では、各末端において１つのアンテナを使用することにより、非ＳＩＭＯアレイまたは非ＳＩＳＯアレイがＳＩＳＯに低減され、ただし各連続的ループバック中に使用されるアンテナ素子は同一である。
【０１０５】
別の実施形態では、利用可能なＣＩＲ情報の量を増やすために、非ＳＩＭＯケースまたは非ＳＩＳＯケースがＳＩＳＯまたはＳＩＭＯの複数のインスタンスに低減される。信号は単一のアンテナ素子から伝送されるが、複数の受信アンテナ素子で受信される。この実施形態では、受信末端が、ループバック信号を伝送するときにそのアンテナ素子を順次活動化する。各ループバックサイクルで使用されるアンテナ素子は同様にペアにされ、そのためアリス１１０およびボブ１２０は本質的に同じＣＩＲを特定することができる。
【０１０６】
別の実施形態では、ＭＩＭＯがＳＩＭＯに低減される。伝送末端において、信号を送信するために１つの伝送アンテナ素子が活動化される。受信末端において、信号は複数のアンテナ素子を介して受信される。次いで、この受信末端が戻り信号を返信する。この戻り信号が受信され、同じ伝送素子によって復号される。この処理は各末端で繰り返され、そのためアリス１１０およびボブ１２０は本質的に同一の通信チャネル積を分析する。
【０１０７】
図１９は、ＭＩＭＯ  ＲＦネットワークのすべての固有の信号伝達経路セグメントを使用する、ループバック信号の流れを示すブロック図の一例である。アリス１１０のループバックプロセス中の信号の流れを１９００で示す。ボブ１２０のループバックプロセス中の信号の流れを１９０３で示す。アリス１１０のループバックプロセスに関して６つの期間が示されており、ボブ１２０のループバックプロセスに関して６つの期間が示されている。期間はペアで示す。初期伝送（１次）が期間１および期間４で送信される。ループバックされた信号が期間２、３、５、および６で伝送される。
【０１０８】
アリス１１０のループバックプロセス１９００に関して、期間１で、アリス１１０はパイロット信号をアンテナ素子Ａ１  １９０６から伝送し、ボブ１２０がその信号をアンテナ素子Ｂ１  １９０９およびＢ２  １９１２を介して受信する。期間２で、ボブ１２０が戻り信号をアンテナ素子Ｂ１  １９０９から送信し、アリス１１０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ａ１  １９０６を介して受信する。期間３で、ボブ１２０が戻り信号をアンテナ素子Ｂ２  １９１２から伝送し、アリス１１０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ａ１  １９０６を介して受信する。期間４で、アリス１１０がパイロット信号をアンテナ素子Ａ２  １９１５から伝送し、ボブ１２０がその信号をアンテナ素子Ｂ１  １９１８およびＢ２  １９２１を介して受信する。期間５で、ボブ１２０が戻り信号をアンテナ素子Ｂ１  １９１８から送信し、アリス１１０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ａ２  １９１５で受信する。期間６で、ボブ１２０が戻り信号をアンテナ素子Ｂ２  １９２１から送信し、アリス１１０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ａ２  ２０１５を介して受信する。
【０１０９】
ボブ１２０のループバックプロセスに関して、期間１で、ボブ１２０はパイロット信号をアンテナ素子Ｂ１  １９２４から伝送し、アリス１１０がその信号をアンテナ素子Ａ１  １９２７およびＢ２  １９３０を介して受信する。期間２で、アリス１１０が戻り信号をアンテナ素子Ａ１  １９２７から送信し、ボブ１２０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ｂ１  １９２４を介して受信する。期間３で、アリス１１０が戻り信号をアンテナ素子Ａ２  １９３０から伝送し、ボブ１２０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ｂ１  １９２４を介して受信する。期間４で、ボブ１２０がパイロット信号をアンテナ素子Ｂ２  １９３３から伝送し、アリス１１０がその信号をアンテナ素子Ａ１  １９３６およびＡ２  １９３９を介して受信する。期間５で、アリス１１０が戻り信号をアンテナ素子Ａ１  １９３６から送信し、ボブ１２０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ｂ２  １９３３で受信する。期間６で、アリス１１０が戻り信号をアンテナ素子Ａ２  １９３９から送信し、ボブ１２０がこのループバックされた信号をアンテナ素子Ｂ２  １９３３を介して受信する。
【０１１０】
ボブとアリスとが自らのループバックサイクルを完了した後、両者は図１９に示すように自らが受信したチャネル積データを相関させることができる。
【０１１１】
図２０は、アリス１１０およびボブ１２０がそれぞれ２つのアンテナ素子を有する場合のすべての可能な伝搬積を示す表である。アリス１１０のアンテナ素子をＡ１およびＡ２で示す。ボブ１２０のアンテナ素子をＢ１およびＢ２で示す。１次伝送を参照１（Ａ１およびＢ１）ならびに参照６（Ａ２およびＢ２）で示す。参照１の１次信号のループバック伝送を、参照２、３、４、および５で示す。参照６の１次信号のループバック伝送を、参照７、８、９、および１０で示す。図２０に示すように、２Ｘ２  ＭＩＭＯ構成では、ループバックされた信号の３２個の伝播積がある。アリス１１０およびボブ１２０が自らのループバックプロセスを完了した後、アリス１１０は１６個の伝播積を観察し、ボブ１２０は１６個の伝播積を観察している。図示のように、アリス１１０は彼女の１６個の伝播積をボブの１６個の伝播積と相関させることができる。
【０１１２】
図２１は、ＭＩＭＯ  ＲＦネットワークでのＪＲＮＳＯ部分集合測定使用の時間相関例である。時間は左から右へと増加する。例証するように、データ交換期間がＪＲＮＳＯ期間と交互に起こる。このＪＲＮＳＯ期間をＪＲＮＳＯ部分集合使用（ｋ−１）２１０５、ＪＲＮＳＯ部分集合使用（ｋ）２１１０、およびＪＲＮＳＯ部分集合使用（ｋ＋１）２１１５として示す。
【０１１３】
図２２は、プライベートパイロットおよびプライベート利得関数を使用するＦＤＤ  ＭＩＭＯモードにおける信号の流れを示すブロック図の一例である。チャネル変換を計算するために、ＭＩＭＯ積の対称関数（ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を使用する。
【０１１４】
アリス１２０のループバックプロセスは、アリス１１０が２２０３でプライベートパイロットｐAに利得関数ＧAを掛けるときに開始し、ただしｐAおよびＧAはアリスにのみ知られている。２２０６で、アリス１１０が信号ＧAｐAを、結果として生じる信号ＧABＧAｐAを作り出すチャネルＧAB２２０９を介してボブ１２０に伝送する。ボブ１２０がこの信号を２２１２で受信し、２２１５でベースバンドに変換し、２２１８で利得関数ＧBに掛け、２２２１で、結果として生じる信号ＧBAＧBＧABＧAｐAを作り出す別の周波数のチャネルＧBA２２２４を介して伝送する。２２２７で、アリスがこの信号ＧBAＧBＧABＧAｐAを受信する。
【０１１５】
ボブ１２０のループバックプロセスは、ボブ１２０が２２１８でプライベートパイロットｐBに利得関数ＧBを掛けるときに開始し、ただしｐBおよびＧBはボブ１２０にのみ知られている。２２２２で、ボブ１２０が信号ＧBｐBを、結果として生じる信号ＧBAＧBｐBを作り出すチャネルＧBA２２２４を介してアリス１１０に伝送する。アリス１１０がこの信号を２２２８で受信し、２２３０でベースバンドに変換し、２２０３で利得関数ＧAに掛け、２２０７で、結果として生じる信号ＧABＧAＧBAＧBｐBを作り出す別の周波数のチャネルＧAB２２０９を介して伝送する。２２１３で、ボブ１２０がこの信号ＧABＧAＧBAＧBｐBを受信する。
【０１１６】
アリス１１０が彼女のループバックプロセスを完了した後、アリス１１０はＧBAＧBＧABＧAｐAを観察している。２２３３で、アリス１１０は彼女のプライベートパイロットｐAを処理してＧBAＧBＧABＧAを特定する。ボブ１２０が彼のループバックプロセスを完了した後、ボブ１２０はＧABＧAＧBAｐBを観察している。２２３６で、ボブ１２０は彼のプライベートパイロットｐBを処理してＧABＧAＧBAＧBを特定する。
【０１１７】
イブ１３０はアリス１１０のチャネルＧAE２２３９を介した伝送、およびボブ１２０のチャネルＧBE２２４２を介した伝送を監視することができる。イブ１３０がアリス１１０の伝送を監視する場合、イブ１３０はＧAEＧAｐAおよびＧAEＧAＧBAＧBｐBを観察している。イブ１３０がボブ１２０の伝送を監視する場合、イブ１３０はＧBEＧBｐBおよびＧBEＧBＧABＧAｐAを観察している。しかし、イブ１３０はプライベートパイロットｐAおよびｐBを知らないので、イブ１３０はチャネル変換を計算することができない。
【０１１８】
図２２のループバックの例でさらに示すように、ＪＲＮＳＯ期間中に使用するチャネル変換は、データ期間中に使用するチャネル変換と異なる。これは、イブ１３０がパブリックパイロットｐを使用してデータ期間中のチャネル変換を特定することができるので必要である。一実施形態では、データ期間とＪＲＮＳＯ期間との間の切り替え時間をチャネルの最大可干渉時間を上回らせることにより、イブ１３０がＪＲＮＳＯ期間中にチャネル変換を特定することを防ぐ。ＳＩＳＯに関して前に説明した同じ概念をこのシナリオで利用することができる。あるいは、イブがチャネル修正効果と自然のチャネル効果とを区別できないように、終端間のチャネル変換が修正される。
【０１１９】
図２２のＭＩＭＯループバックの例では、チャネル変換は可換ではない。しかし、ＣＩＲ行列からＪＲＳＮＯ情報を導き出すためにＭＩＭＯケースをＳＩＳＯまたはＳＩＭＯに低減する代わりに、ＪＲＮＳＯをチャネル積行列の特殊関数から導き出すことができる。これらはどんなＭＩＭＯケースまたはＳＩＳＯケースにも適用することができる。この実施形態では、チャネルオペレーションの順序と無関係の結果を特定する対称関数を利用する。行列の行列式およびトレースが、そのような関数の例である。しかし、行列の他の多くの対称関数が存在する。数学的に、活用される行列式の性質は次式のように表される。
【０１２０】
ｄｅｔ（ＪBAＪAB）＝ｄｅｔ（ＪAB）ｄｅｔ（ＪBA）
ただし、行列中の各項目は単一値をもつ。したがって、この行列式は単一値をもち可換であるため、次式が成立する。
【０１２１】
ｄｅｔ（ＪBAＪAB）＝ｄｅｔ（ＪAB）ｄｅｔ（ＪBA）＝ｄｅｔ（ＪBA）（ＪAB）＝ｄｅｔ（ＪABＪBA）
ただし、共通の共有鍵を導き出すためにアリス１１０およびボブ１２０が使用できるＮ個の独立した共有値を含むＮｘＮ関数は単一値に変換される。
【０１２２】
対称関数の全体的な定義に関しては次のようになる。
【０１２３】
Ｘ1，・・・，ＸNを、潜在的に行列値である１組のＮ変数（Ｎ  ａｒｇｕｍｅｎｔ）とする。すると関数ｆ（Ｘ1，・・・，ＸN）がその変数の順列に不変である場合、その関数ｆ（Ｘ1・・・，ＸN）は対称である。
【０１２４】
例えば次のようになる。
【０１２５】
ｐ：［１，・・・，Ｎ］□［１，・・・，Ｎ］は、組［１，・・・，Ｎ］についての順列である。したがってｆ（Ｘp(1)，・・・Ｘp(N)）＝ｆ（Ｘ1，・・・ＸN）の場合、関数ｆはそのような任意のｐに関して対称である。
【０１２６】
ＭＩＭＯケースおよびＳＩＳＯケースをもたらす非対称往復行列（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｒｏｕｎｄ−ｔｒｉｐ  ｍａｔｒｉｘ）を処理するために、対称主小行列式和（ＳＰＭＳ：Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  Ｍｉｎｏｒ  Ｓｕｍ）として知られる特定の対称関数族を使用する。
【０１２７】
Ｉ、Ｊを、［１，・・・，Ｎ］のｋ要素部分集合とする。ＮｘＮ行列Ｘに関して次式が成立する。
【０１２８】
ＸI,J＝｛ｘi,j∈Ｘ：ｉ∈Ｉ，ｊ∈Ｊ｝
【０１２９】
ただし、ＸI,Jは、添字の組ＩおよびＪを使用してその要素が選択されるｋｘｋ行列である。Ｘの［Ｉ，Ｊ］小行列式はＸi,jの行列式であり、［Ｘ］I,Jで示される。Ｉ＝Ｊの場合、小行列式は主小行列式である。この小行列式は以下の特性を満たす。
【０１３０】
【数１】
2010527525.tif 000003
【０１３１】
ただし、（Ｋで示す）［１，・・・，Ｎ］の可能なｋ要素部分集合すべてについて和をとる。
【０１３２】
ＮｘＮ行列Ｘに関しては、Ｎ＋１初等ＳＰＭＳ（ｅＳＰＭＳ）を次式のように定義する。
【０１３３】
Ｓ0（Ｘ）＝１
【０１３４】
１≦ｎ≦Ｎの場合、次式が得られる。
【０１３５】
【数２】
2010527525.tif 000004
【０１３６】
ただし、［１，・・・，Ｎ］のｎ要素部分集合すべてについて和をとる。そのような和は、次式で例証されるように行列積において対称である。
【０１３７】
【数３】
2010527525.tif 000005
【０１３８】
ただし、外和と内積とを交換することにより、第３の等式が従う。
【０１３９】
このｅＳＰＭＳ関数は、小行列式のより複雑な対称関数を生成するための「ベースラインセット」を形成する。例えば、ｅＳＰＭＳの多項式である任意の積または一次結合は、行列積の対称関数である。
【０１４０】
さらに、このｅＳＰＭＳ関数は、このｅＳＰＭＳ関数の変数行列の固有値に関係する。例えば、□1，・・・，□ｎを、ＮｘＮ行列ＸのＮ固有値とする。すると次式が得られる。
【０１４１】
【数４】
2010527525.tif 000006
【０１４２】
ただし、右辺の固有値の多項式はよく知られているＮ変数の初等対称多項式であり、次式で定義される。
【０１４３】
【数５】
2010527525.tif 000007
【０１４４】
したがって、行列積の固有値の初等対称多項式は行列が掛けられる順序に不変であり、それはたとえその固有値またはそれらの積が乗算の順序に不変でないとしてもである。
【０１４５】
ＮｘＮ行列Ｘの行列式は単にＳN（Ｘ）であり、トレースＮｘＮ行列Ｘは単にＳ1（Ｘ）であることに留意されたい。したがって、ＳＰＭＳは、行列の行列式およびトレースの概念の普遍化を表す。この関係は、ＳＰＳＭの小行列式ベースの定義、または代わりの固有値ベースの定義から確立される。
【０１４６】
一実施形態では、ＳＰＭＳは主小行列式の計算に基づいて計算される。収束は保証されるが、主小行列式の計算は複雑であり得る。
【０１４７】
別の実施形態では、ＳＰＭＳは固有値に基づいて計算される。固有値は、収束を保証しない反復で計算される。したがって、固有値は低複雑度の近似を使用して計算される。
【０１４８】
別の実施形態では、対称関数は、アリス１１０およびボブ１２０が等しくない数の入力／出力ストリームを有する正方行列を使用して特定される。各ＪＲＮＳＯ伝送およびループバックについて、等しい次元を有する部分集合が選択される。相互に利用可能なＪＲＮＳＯ情報の量を増やすために、各固有の正方部分集合（ｓｑｕａｒｅ  ｓｕｂｓｅｔ）が使用される。
【０１４９】
図２３は、正方伝送シーケンスのサンプルを示す表である。正方行列を導き出すために、同様の項を有する信号積（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ）を使用する。この正方行列は、測定期間にわたる雑音および変化限度内で等しい対称関数を有する。添字は、どのトランシーバ要素が使用されているのかを示す。添字がない場合は、すべてのトランシーバ要素が使用されていることを示す。利用可能なチャネル情報を使い果たし、ループバック積を活用するために、各経路を少なくとも１回使用する。１回使用した行列の行項目は、再度利用されない。あるいはチャネルに直交特性がない場合、アリス１１０およびボブ１２０は、直交させる要素として時間を使用し、５つの期間にわたって信号を伝送する。アンテナ素子の番号付けは任意であり、ｅＳＰＭＳの位相を変えるが、それらの絶対値は変えない。
【０１５０】
アリス１１０およびボブ１２０は、たとえイブ１３０と正当な通信を行っているように見える場合にも、自らのセキュリティを保護できることに留意されたい。イブ１３０との通信中、アリス１１０およびボブ１２０は、固有のプライベート利得関数を使用する。アリス１１０およびボブ１２０は、他の任意の末端との通信で、固有のプライベート利得関数を使用し続ける。
【０１５１】
アリス１１０およびボブが著しいループバック電力損に遭遇する状況では、アリス１１０およびボブ１２０は、１次信号がその送信元にループバックされる前に利得乗数を用いてその１次信号を増幅することができる。
【０１５２】
図２４は、ＦＤＤモードにおける信号の流れのブロック図の一例である。１次信号がその送信元にループバックされる前にその１次信号を増幅するために、利得乗数ＤXを使用する。
【０１５３】
アリス１１０のループバックプロセスは、アリス１１０が２４００でプライベートパイロットｐAにプライベート関数ＧAを掛けるときに開始する。２４０３で、アリス１１０が信号ＧAｐAを、結果として生じる信号ＧABＧAｐAを作り出すチャネルＧAB２４０６を介してボブ１２０に伝送する。２４０９で、ボブ１２０がこの信号ＧABＧAｐAを受信する。２４１２で、ボブ１２０がこの信号をベースバンドに変換する。２４１５で、ボブ１２０が利得乗数ＤBを用いてこの信号を増幅する。２４１８で、ボブ１２０がプライベート利得関数ＧBをこの信号に適用する。２４２１で、ボブ１２０が、この信号ＧBＤBＧABＧAｐAを、結果として生じる信号ＧBAＧBＤBＧABＧAｐAを作り出す別の周波数のチャネルＧBA２４２４を介してアリス１１０に伝送する。２４２７で、アリス１１０がこの信号ＧBAＧBＤBＧABＧAｐAを受信する。
【０１５４】
ボブ１２０のループバックプロセスは、ボブ１２０が２４１８でプライベートパイロットｐBにプライベート関数ＧBを掛けるときに開始する。２４２２で、ボブ１２０が信号ＧBｐBを、結果として生じる信号ＧBAＧBｐBを作り出すチャネルＧBA２４２４を介してアリス１１０に伝送する。２４２８で、アリス１１０がこの信号ＧBAＧBｐBを受信する。２４３０で、アリス１１０がこの信号をベースバンドに変換する。２４３３で、アリス１１０が利得乗数ＤAを用いてこの信号を増幅する。２４００で、アリス１１０がプライベート利得関数ＧAをこの信号に適用する。２４２８で、アリス１１０が、この信号ＧAＤAＧABＧBｐBを、結果として生じる信号ＧABＧAＤAＧBAＧBｐBを作り出すチャネルＧAB２４０６を介してボブ１２０に伝送する。２４１０で、ボブ１２０がこの信号ＧABＧAＤAＧBAＧBｐBを受信する。
【０１５５】
アリスが彼女のループバックプロセスを完了した後、アリス１１０はＧBAＧBＤBＧABＧAｐAを観察している。２４３６で、アリス１１０は彼女のプライベートパイロットｐAを処理してＧBAＧBＤBＧABＧAを特定する。ボブ１２０が彼のループバックプロセスを完了した後、ボブ１２０はＧABＧAＤAＧBAｐBを観察している。２４３９で、ボブ１２０は彼のプライベートパイロットｐBを処理してＧABＧAＤAＧBAＧBを特定する。
【０１５６】
イブ１３０はアリス１１０のチャネルＧAE２４４２を介した伝送、およびボブ１２０のチャネルＧBE２４４５を介した伝送を監視することができる。イブ１３０がアリス１１０の伝送を監視する場合、イブ１３０はＧAEＧAｐAおよびＧAEＧAＤAＧBAＧBｐBを観察する。イブ１３０がボブ１２０の伝送を監視する場合、イブ１３０はＧBEＧBｐBおよびＧBEＧBＤBＧABＧAｐAを観察する。イブ１３０はパイロットｐAもｐBも知らないので、イブ１３０はチャネル変換を計算することができない。同様の例でのように、切り替え遅延は、最大チャネル可干渉時間を超える。
【０１５７】
この実施形態では、ｅＳＰＭＳの相対複素ベクトル回転値を選択することにより、情報が抽出される。例えばこの複素ベクトル回転値は、角回転、または入力位相対直角位相の振幅比とすることができる。この利得乗数は実数値の対角行列なので、各受信ストリームに異なる補償利得値を掛けることができる。あるいは、すべての受信ストリームの積を単一値に低減するために、単一の平均利得値を使用して各受信ストリームを増幅することができる。すべての信号に対する単一の利得のケースでは、相対受信電力水準を活用することができる。異なる経路補償利得のケースでは、経路間の相対利得損失を活用することはできない。
【０１５８】
諸特徴および要素を上記に特定の組合せにより説明したが、各特徴または要素を、他の特徴および要素なしに単独で、または他の特徴および要素を伴うもしくは伴わない様々な組合せで使用することができる。本発明で提供する方法または流れ図は、汎用コンピュータまたはプロセッサによって実行するためにコンピュータ可読記憶媒体中に実施されるコンピュータプログラム、ソフトウェアまたはファームウェアで実施することができる。ＦＤＤモードに関連して論じた上記の実施形態は、ＴＤＤモードにも該当する。コンピュータ可読記憶媒体の例には、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体記憶装置、内蔵ハードディスクやリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ−ＲＯＭディスクやＤＶＤ（デジタル多機能ディスク）などの光学媒体が含まれる。
【０１５９】
適切なプロセッサには、例えば汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する１個または複数個のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）回路、他の任意のタイプの集積回路（ＩＣ）および／または状態機械が含まれる。
【０１６０】
ソフトウェアに関連するプロセッサを、ＷＴＲＵ（無線送受信ユニット）、ＵＥ（ユーザ機器）、ターミナル、基地局、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）または任意のホストコンピュータで使用する無線周波数トランシーバを実装するために使用することができる。ＷＴＲＵは、カメラ、ビデオカメラモジュール、テレビ電話、スピーカホン、振動装置、スピーカ、マイクロホン、テレビトランシーバ、ハンズフリーヘッドセット、キーボード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、ＦＭ（周波数変調）無線ユニット、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）ディスプレイユニット、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイユニット、デジタル音楽プレイヤ、メディアプレイヤ、ビデオゲーム機モジュール、インターネットブラウザ、および／または任意のＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）もしくはＵＷＢ（超広帯域）モジュールなど、ハードウェアおよび／またはソフトウェアによって実装されるモジュールと組み合わせて使用することができる。
【０１６１】
実施形態
１．ＪＲＮＳＯ（Ｊｏｉｎｔ  Ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ  Ｎｏｔ  Ｓｈａｒｅｄ  ｂｙ  Ｏｔｈｅｒｓ）を特定するための、無線通信ネットワークでの方法であって、
第１のパイロットを含む第１の信号を伝送するステップと、
第２のパイロットおよび第２のチャネル効果を含む第２の信号を受信するステップと、
前述の第２の信号を含む第３の信号を伝送するステップと、
前述の第１の信号、第１のチャネル効果、および前述の第２のチャネル効果を含む第４の信号を受信するステップと、
全体的なチャネル効果を特定するために、前述の受信した第４の信号を処理するステップと、
前述の特定された全体的なチャネル効果に基づいてＪＲＮＳＯを特定するステップと
を含む方法。
２．前述の第１のパイロットは第１のプライベートパイロットシーケンスであり、前述の第２のパイロットは第２のプライベートパイロットシーケンスである実施形態１に記載の方法。
３．前述の第１の信号は第１のプライベート利得関数効果を含み、前述の第２の信号は第２のプライベート利得関数効果を含む実施形態１から２のいずれか１つに記載の方法。
４．前述の第３の信号は第１のプライベート利得関数を含み、前述の第４の信号は第２のプライベート利得関数を含み、その受信時に前述の同じ第１のプライベート利得関数で掛けられる実施形態１から３のいずれか１つに記載の方法。
５．前述の信号のそれぞれに擬似変調が導入される実施形態１から４のいずれか１つに記載の方法。
６．前述の擬似変調は前述の第４の信号を受信した後に導入される実施形態１から５のいずれか１つに記載の方法。
７．チャネル上の信号対雑音比を制御するステップをさらに含む実施形態１から６のいずれか１つに記載の方法。
８．時分割二重通信（ＴＤＤ）通信モードを使用し、前述の第１の信号および第３の信号は第１のチャネルを介して伝送され、前述の第２の信号および第４の信号は前述の第１のチャネルを介して受信される実施形態１から７のいずれか１つに記載の方法。
９．周波数分割二重通信（ＦＤＤ）通信モードを使用し、前述の第１の信号および第３の信号は第１のチャネルを介して伝送され、前述の第２の信号および第４の信号は第２のチャネルを介して受信される実施形態１から８のいずれか１つに記載の方法。
１０．前述の第１の信号および第２の信号はパイロットを含み、前述の第２の信号は第２の利得乗数の効果を含み、前述の第３の信号は第１の利得乗数の効果を含む実施形態１から９のいずれか１つに記載の方法。
１１．前述の第１の信号は第１の伝送要素から伝送され、
前述の第２の信号は第１の受信要素および少なくとも１つの第２の受信要素を介して受信され、
前述の第３の信号は前述の第１の伝送要素から少なくとも２つの反復で伝送され、１つの反復は前述の第１の受信要素のバージョンであり、もう１つの反復は前述の少なくとも第２の受信要素のバージョンであり、
前述の第４の信号は前述の第１の受信要素および前述の少なくとも第２の送受信機要素を介して受信される
実施形態１から１０のいずれか１つに記載の方法。
１２．前述の第１の信号は第１の伝送要素および少なくとも第２の伝送要素から伝送され、
前述の第２の信号は前述の第１の受信要素および少なくとも第２の受信要素を介して受信され、
前述の第３の信号は前述の第１の伝送要素および前述の少なくとも第２の伝送要素から伝送され、
前述の第４の信号は前述の第１の受信要素および前述の少なくとも第２の受信要素を介して受信される
実施形態１から１１のいずれか１つに記載の方法。
１３．前述の全体的なチャネル効果は行列関数の対称性を使用して特定される実施形態１から１２のいずれか１つに記載の方法。
１４．前述の第４の信号は前述の第２の信号の前に受信される実施形態１から１３のいずれか１つに記載の方法。
１５．前述の信号は１つの送受信要素から伝送され、同じ送受信要素を介して受信される実施形態１から１４のいずれか１つに記載の方法。
１６．前述の信号は少なくとも２つの送受信要素から伝送される実施形態１から１５のいずれか１つに記載の方法。
１７．実施形態１から１６のいずれか１つに記載の方法の少なくとも一部分を実行するように構成される無線送受信ユニット。
１８．実施形態１から１６のいずれか１つに記載の方法の少なくとも一部分を実行するように構成される基地局。
【図１】
2010527525.tif 000008
【図２】
2010527525.tif 000009
【図３】
2010527525.tif 000010
【図４】
2010527525.tif 000011
【図５】
2010527525.tif 000012
【図６】
2010527525.tif 000013
【図７】
2010527525.tif 000014
【図８】
2010527525.tif 000015
【図９】
2010527525.tif 000016
【図１０】
2010527525.tif 000017
【図１１】
2010527525.tif 000018
【図１２】
2010527525.tif 000019
【図１３】
2010527525.tif 000020
【図１４】
2010527525.tif 000021
【図１５】
2010527525.tif 000022
【図１６】
2010527525.tif 000023
【図１７】
2010527525.tif 000024
【図１８】
2010527525.tif 000025
【図１９】
2010527525.tif 000026
【図２０】
2010527525.tif 000027
【図２１】
2010527525.tif 000028
【図２２】
2010527525.tif 000029
【図２３】
2010527525.tif 000030
【図２４】
2010527525.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月21日(2009.12.21)
【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】
無線通信で使用するための方法であって、
複数のアンテナを含むアンテナ列を使用して第１の信号を伝送するステップと、
前記複数のアンテナのうちの少なくとも２つを使用して第２の信号を受信するステップと、
前記複数のアンテナのうちの少なくとも２つを使用して第３の信号を受信するステップと、
前記アンテナ列を使用して、前記第２の信号の指示を含む第４の信号を伝送するステップと、
前記第３の信号から前記第１の信号の指示を抽出するステップと、
前記第３の信号に基づいて安全鍵を特定するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
第１の信号を伝送する前記ステップは、複数の期間の各期間中に前記複数のアンテナの１つを使用するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第３の信号を受信する前記ステップは、複数の期間の各期間中に前記複数のアンテナの１つを使用するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記特定するステップは、前記第３の信号に関連するチャネル情報を使用するステップを含み、前記チャネル情報は前記第１の信号に関連するチャネル情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
プライベートパイロットシーケンスを使用して前記第１の信号を生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の信号を生成する前記ステップは、前記プライベートパイロットシーケンスをプライベート利得関数に掛けるステップを含み、第４の信号を伝送する前記ステップは、前記第２の信号にプライベート利得関数を掛けるステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第１の信号を伝送する前記ステップは、第１の周波数を使用し、第３の信号を受信する前記ステップは第２の周波数を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
チャネル可干渉時間より長い期間にわたって待つステップと、
前記安全鍵を使用してデータを伝送するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数のアンテナを含むアンテナ列と、
前記アンテナ列を使用して第１の信号を伝送するように構成される送信機と、
受信機であって、
前記複数のアンテナのうちの少なくとも２つを使用して第２の信号を受信し、
前記複数のアンテナのうちの少なくとも２つを使用して第３の信号を受信するように構成される受信機と、
プロセッサであって、
前記第３の信号から前記第１の信号の指示を抽出し、
前記第３の信号に基づいて安全鍵を特定するように構成されるプロセッサと
を備え、
前記送信機は、前記アンテナ列を使用して、前記第２の信号の指示を含む第４の信号を伝送するように構成されること
を特徴とする無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
【請求項１０】
前記送信機は、複数の期間の各期間中に前記複数のアンテナの個々の１つを使用して前記第１の信号を伝送するように構成されることを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１１】
前記受信機は、複数の期間の各期間中に前記複数のアンテナの個々の１つを使用して前記第３の信号を受信するように構成されることを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記第３の信号を使用してチャネル情報を作成するように構成され、前記チャネル情報は前記第１の信号に関連するチャネル情報を含むことを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１３】
前記プロセッサは、プライベートパイロットシーケンスを使用して前記第１の信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１４】
前記送信機は、第１の周波数を使用して前記第１の信号を伝送するように構成され、前記受信機は、第２の周波数を使用して前記第３の信号を受信するように構成されることを特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【請求項１５】
前記送信機は、
チャネル可干渉時間より長い期間にわたって待ち、
前記安全鍵を使用してデータを伝送するように構成されること
を特徴とする請求項９に記載のＷＴＲＵ。
【国際調査報告】
2010527525.tif 000032
2010527525.tif 000033
2010527525.tif 000034