(57)【要約】【課題】ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの、チャネルステータス情報に基づく時空間コード化／デコード化方式の動的切り替えの技術を提供する。【解決手段】トランスミッタによるフィードバック情報に基づき時空間コード化方式を判定するための判定し、送信アンテナに対応するシンボルストリームのセットが、変調シンボルシーケンスのコード化後に生成すべく、判定コード化方式を対応コーダにマッピングし、使用コード化方式情報を転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックする。コヒーレント帯域幅と時間を切替閾値の測定値として定義し、時空間コード化の低複雑性、チャネルに関する空間下の安定した処理能力、完全な空間ダイバシティ等を維持する切替方針を提案し、複雑な伝達環境にてＭＩＭＯ  ＯＦＤＭシステムを適用すべく、ＯＦＤＭシステムにおける時空間または空間周波数ブロックコード化の適用環境を拡大する。【選択図】図７
2007159119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時空間コード化方式の動的切り替えのための方法であって、
トランスミッタによってフィードバック情報に基づき時空間コード化方式を判定するための判定ステップと、
それぞれの送信アンテナに対応するシンボルストリームの複数のセットが、変調されたシンボルシーケンスが所望のコード化のためにコード化された後で生成されるように、判定されたコード化方式を対応のコーダにマッピングするためのマッピングステップと、
使用されたコード化方式の情報を、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックするためのフィードバックステップとを含む、方法。
【請求項２】
時空間コード化方式が、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む、請求項１に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法。
【請求項３】
逆チャネルのフィードバック情報が、チャネルのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを含む、請求項１または２に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法。
【請求項４】
チャネルのコヒーレント帯域幅が、チャネル周波数応答が０．５より大きい相関係数を有する帯域幅として設定され、前記チャネルのコヒーレント時間は、チャネルインパルス応答が０．５より大きい相関係数を有する時間間隔として設定される、請求項３に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法。
【請求項５】
時空間コード化方式を判定するための規則が、コヒーレント帯域幅が２つの副搬送波間の所与の複数の間隔幅よりも大きい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである、請求項４に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法。
【請求項６】
時空間コード化方式を判定するための規則が、コヒーレント時間が２つの拡散ＯＦＤＭシンボル間の所与の複数の時間間隔よりも大きい場合、時空間ブロックコード化が判定されるというものである、請求項４に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法。
【請求項７】
時空間コード化方式を判定するための規則が、αをチャネル特性に関連する経験係数として、
【数１】
2007159119.tif 000011
が、
【数２】
2007159119.tif 000012
よりも小さい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである、請求項４に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法。
【請求項８】
トランスミッタの中に配置され、順次接続される判定ユニットと第１マッピングユニットと第１フィードバックユニットとを含むことを特徴とする時空間コード化方式の動的切り替えのための装置であって、
判定ユニットが、受信される逆チャネルのフィードバック情報に基づいて時空間コード化方式を判定するために使用され、
第１マッピングユニットが、それぞれの送信アンテナに対応するシンボルストリームの複数のセットが、変調されたシンボルシーケンスが所望のコード化のためにコード化された後で生成されるように、判定されたコード化方式を対応のコーダにマッピングするために使用され、
第１フィードバックユニットが、使用されたコード化方式の情報を、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックするために使用される、装置。
【請求項９】
判定ユニットによって判定される時空間コード化方式が、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む、請求項８に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置。
【請求項１０】
判定ユニットによって受信されるフィードバック情報が、チャネルのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを含む、請求項８または９に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置。
【請求項１１】
チャネルのコヒーレント帯域幅が、チャネル周波数応答が０．５より大きい相関係数を有する帯域幅として設定され、前記チャネルのコヒーレント時間は、チャネルインパルス応答が０．５より大きい相関係数を有する時間間隔として設定される、請求項１０に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置。
【請求項１２】
判定ユニットによって時空間コード化方式を判定するための規則が、コヒーレント帯域幅が２つの副搬送波間の所与の複数の間隔幅よりも大きい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである、請求項１１に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置。
【請求項１３】
判定ユニットによって時空間コード化方式を判定するための規則が、コヒーレント時間が２つの拡散ＯＦＤＭシンボル間の所与の複数の時間間隔よりも大きい場合、時空間ブロックコード化が判定されるというものである、請求項１１に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置。
【請求項１４】
判定ユニットによって時空間コード化方式を判定するための規則が、αをチャネル特性に関連する経験係数として、
【数３】
2007159119.tif 000013
が、
【数４】
2007159119.tif 000014
よりも小さい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである、請求項１１に記載の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置。
【請求項１５】
時空間デコード化方式の動的切り替えのための方法であって、
トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって送信される時空間コード化方式の情報を受信するための受信ステップと、
対応の方式でのデコード化のために、受信されたコード化方式の情報を対応の時空間デコード化方式のデコーダにマッピングするためのマッピングステップと、
チャネルステータス情報のコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを、逆制御チャネルを介してトランスミッタにフィードバックするためのフィードバックステップとを含む、方法。
【請求項１６】
時空間コード化方式が、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む、請求項１５に記載の時空間デコード化方式の動的切り替えのための方法。
【請求項１７】
レシーバの中に配置され、順次接続される受信ユニットと第２マッピングユニットと第２フィードバックユニットとを含むことを特徴とする時空間デコード化方式の動的切り替えのための装置であって、
受信ユニットが、トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって送信される時空間コード化方式の情報を受信するために使用され、
第２マッピングユニットが、対応の方式でのデコード化のために、受信されたコード化方式の情報を対応の時空間デコード化方式のデコーダにマッピングするために使用され、
第２フィードバックユニットが、チャネルステータス情報のコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを、逆制御チャネルを介してトランスミッタにフィードバックするために使用される、装置。
【請求項１８】
時空間コード化方式が、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む、請求項１７に記載の時空間デコード化方式の動的切り替えのための装置。
【請求項１９】
時空間ブロックコード化と空間周波数ブロックコード化との２つの方式を備えたコーダと、時空間／空間周波数ブロックコード化方式のための切り替え手段とを含むことを特徴とするトランスミッタであって、
時空間／空間周波数ブロックコード化方式のための切り替え手段が、受信された逆チャネルフィードバックのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間との情報に基づきコード化方式を判定するために使用され、それぞれの送信アンテナに対応するシンボルストリームの複数のセットを生成するために、対応の方式での所望のコード化のために変調されたシンボルシーケンスを時空間ブロックコード化、または空間周波数ブロックコード化し、さらに使用されたコード化方式を、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックする、トランスミッタ。
【請求項２０】
時空間ブロックコード化と空間周波数ブロックコード化との２つの方式を備えたデコーダと、時空間／空間周波数ブロックデコード化方式のための切り替え手段とを含むことを特徴とするレシーバであって、
時空間／空間周波数ブロックデコード化方式のための切り替え手段が、トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって送信される時空間コード化方式の情報に基づき、対応の方式でのデコード化のために、受信された時空間コード化方式の情報を対応の時空間デコード化方式のデコーダにマッピングするために使用され、さらに、チャネルステータス情報のコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを、逆制御チャネルを介してトランスミッタにフィードバックする、レシーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は第４世代移動通信技術に関し、詳細にはＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのための、チャネルステータス情報に基づく時空間コード化／デコード化方式の動的切り替えのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多重入出力（ＭＩＭＯ）システムは、周波数資源と送信電力を無駄にせずに、非常に高い無線伝送率が多く散在し、そうした伝送率が達成される環境の中で、伝送アンテナの数に比例する周波数効率を達成することが可能であり、そのため広く関心を持たれている。
【０００３】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムは、送信シンボルを直交狭帯域の副搬送波に変調して、各副搬送波上で送信されるシンボルにフラットフェーディングしか起こらないようにするのでレシーバのためのデザインは大幅に簡略化されており、マルチパスフェーディングの起こるチャネル下での高速無線データ送信のための効果的な解決法である。
【０００４】
既存のＭＩＭＯ構造では、チャネルがフラットであることが仮定されているが、実際の無線通信チャネルは周波数選択的である。したがって、ＭＩＭＯとＯＦＤＭとの組合せはチャネル選択についてのＭＩＭＯの必要条件を満たすものであり、将来における発展型無線通信の解決法の１つである。
【０００５】
ＭＩＭＯは２つの基本的な時空間構造を有する。１つは時空間コード化であり、その主な目的はコード化の利得を得ることである。もう１つは空間多重化であり、その主な目的はデータ速度の利得を得ることである。時空間コード化機構には３つの基本構造があり、すなわちそれは、送信される情報シンボルストリームを時間領域と空間領域との中で連帯的にコード化することによって空間ダイバシティが達成される場合の時空間ブロックコード化と呼ばれるもの、送信される情報シンボルストリームを空間領域と周波数領域との中で連帯的にコード化することによって空間ダイバシティが達成される場合の空間周波数ブロックコード化と呼ばれるもの、および送信される情報シンボルストリームを空間領域と時間領域と周波数領域との中で連帯的にコード化することによって空間ダイバシティが達成される場合の時空間周波数ブロックコード化と呼ばれるものである。空間、時間および周波数領域でのダイバシティは時空間周波数コード化によって達成されることが可能であるが、時空間周波数コード化は比較的複雑性が高く、柔軟性に乏しいので、時空間ブロックコード化および空間周波数ブロックコード化（時空間／空間周波数ブロックコード化として表示される）の方が、実際的な適用ではより効率的である。
【０００６】
既存の技術の解決法は、２つの送信と２つの受信を行うＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムを例に挙げて、以下で説明される。
【０００７】
図１および図２はそれぞれ、既存のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの中の、時空間ブロックコード化または空間周波数ブロックコード化のためのトランスミッタとレシーバとの構造を示す。トランスミッタでは、送信されるソースビットシーケンスは、チャネルのコード化およびインタリーブ化（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）の後で変調されたシンボルシーケンスを生成するために、変調された一群（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）にマッピングされる。変調されたシンボルシーケンスは、それぞれが送信アンテナ１と送信アンテナ２とに対応する２つのセットのシンボルストリームを生成するために、時空間ブロックコード化（空間周波数ブロックコード化）される。パイロットパターンによってパイロットシンボルが挿入された後、送信アンテナの各々のシンボルストリームはＯＦＤＭシンボルを生成するために逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）され、ＯＦＤＭシンボルの各々は、拡散ＯＦＤＭシンボルを生成するために先頭に挿入されたサークル接頭辞（ｃｉｒｃｌｅ  ｐｒｅｆｉｘ）を有している。複数の拡散ＯＦＤＭシンボルは時間スロットを形成し、擬似ランダム同期シーケンスは、同期化のタイミングを計るために各時間スロットの前に挿入される。複数の時間スロットは、最小の送信単位の送信フレームを形成する。
【０００８】
レシーバでは、受信されるシンボルストリームは同期シーケンスに基づいて、最初にフレーム同期化、時間スロット同期化およびシンボル同期化される。同期化された拡散ＯＦＤＭシンボルは、サークル接頭辞が除去された後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）される。周波数領域のパイロットは、チャネルの推定のためにＯＦＤＭ副搬送波から抽出される。推定されたチャネル周波数応答は、時空間ブロックコード化のデコーダ／空間周波数ブロックコード化のデコーダによる、残りのデータシンボルのデコード化を助ける。生成されたシンボルストリームは、推定ソースビットシーケンスを生成するために、復調、デインタリーブ化およびチャネルデコード化される。
【０００９】
時空間ブロックコード化と空間周波数ブロックコード化との間の主な違いは、図３および図４の中で、以下のように説明される。
【００１０】
図３に示すように、事前に送信された変調シンボルＳ１およびＳ２は、シンボルストリームＳ１、Ｓ１”、Ｓ２および−Ｓ２”を生成するために、空間周波数ブロックコーダによってコード化される。次いでＳ１およびＳ１”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接の副搬送波にマップされ、アンテナ１によって送信される。Ｓ２および−Ｓ２”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接の副搬送波にマップされ、アンテナ２によって送信される。このようにして、事前に送信された変調シンボルＳ３およびＳ４の次のセットは、シンボルストリームＳ３、Ｓ３”、Ｓ４および−Ｓ４”を生成するために、空間周波数ブロックコーダによってコード化される。次いで、Ｓ３および−Ｓ４”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接の副搬送波にマップされ、アンテナ１によって送信される。Ｓ４およびＳ３”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接の副搬送波にマップされ、アンテナ２によって送信される。
【００１１】
図４に示すように、事前に送信された変調シンボルＳ１およびＳ２は、シンボルストリームＳ１、Ｓ１”、Ｓ２および−Ｓ２”を生成するために、時空間ブロックコーダによってコード化される。次いでＳ１および−Ｓ２”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接の副搬送波にマップされ、アンテナ１によって送信される。Ｓ２およびＳ１”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接の副搬送波にマップされ、アンテナ２によって送信される。事前に送信された変調シンボルＳ３およびＳ４は、シンボルストリームＳ３、Ｓ３”、Ｓ４および−Ｓ４”を生成するために、時空間ブロックコーダによってコード化される。次いでＳ３および−Ｓ４”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接の副搬送波にマップされ、アンテナ１によって送信される。Ｓ４およびＳ３”は、同じＯＦＤＭシンボルの隣接する副搬送波にマップされ、アンテナ２によって送信される。
【００１２】
チャネル行列は、直交信号に基づいて構成された時空間ブロックコード化の中で、隣接するコード化されたＯＦＤＭシンボルの間で一定していると仮定されている。しかしながら、ＯＦＤＭシステムのシンボルの間隔は、同じ帯域幅の単一搬送波のシステムと比べて大幅に増加するので、チャネル行列が隣接するコード化されたＯＦＤＭシンボルの間で一定であるという状況は達成されることが困難であり、したがって、時空間ブロックコード化の処理能力は低下する。特に、将来の移動通信システムはより高い周波数帯域とより速い移動速度でユーザを支援するため、急速なフェーディングの起こる信号は時空間ブロックコード化の処理能力を著しく低下させることになる。同様に、チャネル行列は、直交信号に基づいて構成された空間周波数ブロックコード化の中で、隣接するコード化されたＯＦＤＭシンボルの間で一定している。しかしながら、通常、実際のチャネルは周波数選択的なので、チャネル行列が隣接するコード化されたＯＦＤＭシンボルの間で一定であるという状況は達成されることが困難であり、したがって、空間周波数ブロックコード化の処理能力は低下する。
【００１３】
図５および図６はそれぞれ、異なる遅延拡散（ｄｅｌａｙ  ｓｐｒｅａｄｉｎｇ）と異なる移動速度での、時空間ブロックコード化の処理能力と空間周波数ブロックコード化の処理能力との比較を示す。チャネルの遅延拡散が少ない場合、空間周波数ブロックコード化（ＳＦＢＣ）のために、同じビットエラー率（ＢＥＲ）の処理能力は移動速度５〜１２０ｋｍｐｈの範囲で達成される。搬送波間の干渉を除去するための理想的な技術が使用されるのであれば、移動速度が５００ｋｍｐｈに達する場合でも、空間周波数ブロックコード化のために低速のときと同じくらい優良な処理能力が達成されることが可能である。チャネルの遅延拡散が多い場合、空間周波数ブロックコード化のために、様々な範囲の移動速度で処理能力は著しく低下し、このことから、時空間ブロックコード化の隣接する搬送波の間が一定していないことから生じるより多くの遅延拡散によって、チャネルの周波数選択が引き起こされることになる。同様に、チャネルの遅延拡散がどれだけあるかに関わりなく、５ｋｍｐｈの低速の移動速度で、時空間ブロックコード化のために優良なＢＥＲの処理能力が達成されることが可能である。しかしながら、時空間ブロックコード化の処理能力は移動速度１２０〜１５０ｋｍｐｈの範囲で著しく低下し、このことから、時間領域におけるコード化されたシンボル間のチャネルが一定していないことから生じるより大きなドップラー偏移によって、急速なチャネルのフェーディングが引き起こされることになる。
【００１４】
一言で言えば、時空間コード化は周波数選択的チャネルで機能することが可能であるが、ドップラー偏移による直交性の影響を受けやすく、このことが処理能力を著しく低下させ、空間周波数コード化はドップラー偏移のチャネルで機能することが可能であるが、周波数選択による直交性の影響を受けやすく、このことが処理能力を著しく低下させる。したがって、どの既存の時空間コード化機構の環境でも、一定の限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
時空間本発明は、時空間コード化の低複雑性、チャネルに関する空間下の安定した処理能力、完全な空間ダイバシティ等の利点が存続することが可能でありながら、ＯＦＤＭシステムにおける時空間または空間周波数ブロックコード化の適用環境が拡張されることが可能であり、したがってＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムは複数の複雑な伝達環境の中で適用されることが可能である、チャネルステータス情報に基づく時空間コード化／デコード化方式のための動的切り替え技術を提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
時空間時空間時空間
第１の発明：時空間コード化方式の動的切り替えのための方法
本方法は、トランスミッタによるフィードバック情報に基づいて時空間コード化方式を判定するための判定ステップと、それぞれの送信アンテナに対応するシンボルストリームの複数のセットが、変調されたシンボルシーケンスが所望のコード化のためにコード化された後で生成されるように、判定されたコード化方式を対応のコーダにマッピングするためのマッピングステップと、使用されたコード化方式の情報を、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックするためのフィードバックステップとを含む。
【００１７】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法で、時空間コード化方式は、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む。
【００１８】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法で、逆チャネルのフィードバック情報は、チャネルのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを含む。
【００１９】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法で、チャネルのコヒーレント帯域幅は、チャネル周波数応答が０．５より大きい相関係数を有する帯域幅として設定され、前記チャネルのコヒーレント時間は、チャネルインパルス応答が０．５より大きい相関係数を有する時間間隔として設定される。
【００２０】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法で、時空間コード化方式を判定するための規則は、コヒーレント帯域幅が２つの副搬送波間の所与の複数の間隔幅よりも大きい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである。
【００２１】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法で、時空間コード化方式を判定するための規則は、コヒーレント時間が２つの拡散ＯＦＤＭシンボルの間の所与の複数の時間間隔よりも大きい場合、時空間ブロックコード化が判定されるというものである。
【００２２】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための方法で、時空間コード化方式を判定するための規則は、αをチャネル特性に関連する経験係数（ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）として、
【数５】
2007159119.tif 000003
が、
【数６】
2007159119.tif 000004
よりも小さい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである。
【００２３】
第２の発明：時空間コード化方式の動的切り替えのための装置
本装置はトランスミッタの中に配置され、順次接続される判定ユニットと第１マッピングユニットと第１フィードバックユニットとを含み、判定ユニットは受信される逆チャネルのフィードバック情報に基づいて時空間コード化方式を判定するために使用され、第１マッピングユニットはそれぞれの送信アンテナに対応するシンボルストリームの複数のセットが、変調されたシンボルシーケンスが所望のコード化のためにコード化された後で生成されるように、判定されたコード化方式を対応のコーダにマッピングするために使用され、第１フィードバックユニットは使用されたコード化方式の情報を、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックするために使用される。
【００２４】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置で、判定ユニットによって判定される時空間コード化方式は、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む。
【００２５】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置で、判定ユニットによって受信されるフィードバック情報は、チャネルのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを含む。
【００２６】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置で、チャネルのコヒーレント帯域幅は、チャネル周波数応答が０．５より大きい相関係数を有する帯域幅として設定され、前記チャネルのコヒーレント時間は、チャネルインパルス応答が０．５より大きい相関係数を有する時間間隔として設定される。
【００２７】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置で、判定ユニットによって時空間コード化方式を判定するための規則は、コヒーレント帯域幅が２つの副搬送波間の所与の複数の間隔幅よりも大きい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである。
【００２８】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置で、判定ユニットによって時空間コード化方式を判定するための規則は、コヒーレント時間が２つの拡散ＯＦＤＭシンボル間の所与の複数の時間間隔よりも大きい場合、時空間ブロックコード化が判定されるというものである。
【００２９】
上述の時空間コード化方式の動的切り替えのための装置で、判定ユニットによって時空間コード化方式を判定するための規則は、αをチャネル特性に関連する経験係数として、
【数７】
2007159119.tif 000005
が、
【数８】
2007159119.tif 000006
よりも小さい場合、空間周波数ブロックコード化が判定されるというものである。
【００３０】
第３の発明：時空間デコード化方式の動的切り替えのための方法
本方法は、トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって送信される時空間コード化方式の情報を受信するための受信ステップと、対応の方式でのデコード化のために、受信されたコード化方式情報を対応の時空間デコード化方式のデコーダにマッピングするためのマッピングステップと、チャネルステータス情報のコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを、逆制御チャネルを介してトランスミッタにフィードバックするためのフィードバックステップとを含む。
【００３１】
上述の時空間デコード化方式の動的切り替えのための方法で、時空間コード化方式は、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む。
【００３２】
第４の発明：時空間デコード化方式の動的切り替えのための装置
本装置はレシーバの中に配置され、順次接続される受信ユニットと第２マッピングユニットと第２フィードバックユニットとを含み、受信ユニットは、トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって送信される時空間コード化方式の情報を受信するために使用され、第２マッピングユニットは、対応の方式でのデコード化のために、受信されたコード化方式情報を対応の時空間デコード化方式のデコーダにマッピングするために使用され、第２フィードバックユニットは、チャネルステータス情報のコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを、逆制御チャネルを介してトランスミッタにフィードバックするために使用される。
【００３３】
上述の時空間デコード化方式の動的切り替えのための装置で、時空間コード化方式は、時空間ブロックコード化方式と空間周波数ブロックコード化方式とを含む。
【００３４】
第５の発明：トランスミッタ
トランスミッタの特徴は、時空間ブロックコード化と空間周波数ブロックコード化との２つの方式を備えたコーダと、時空間／空間周波数ブロックコード化方式のための切り替え手段とを備え、時空間／空間周波数ブロックコード化方式のための切り替え手段が、受信された逆チャネルのフィードバックのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間との情報に基づきコード化方式を判定するために使用され、それぞれの送信アンテナに対応するシンボルストリームの複数のセットを生成するために、対応の方式での所望のコード化のために変調されたシンボルシーケンスを時空間ブロックコード化、または空間周波数ブロックコード化し、さらに使用されたコード化方式を、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックすることである。
【００３５】
第６の発明：レシーバ
レシーバの特徴は、時空間ブロックコード化と空間周波数ブロックコード化との２つの方式を備えたデコーダと、時空間／空間周波数ブロックデコード化方式のための切り替え手段とを備え、時空間／空間周波数ブロックデコード化方式のための切り替え手段が、トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって送信される時空間コード化方式の情報に基づき、対応の方式でのデコード化のために、受信された時空間コード化方式情報を対応の時空間デコード化方式のデコーダにマッピングするために使用され、さらに、チャネルステータス情報のコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを、逆制御チャネルを介してトランスミッタにフィードバックすることである。
【００３６】
上述の技術的解決法を使用することで、すなわち本発明はチャネルステータス情報に基づく時空間コード化／デコード化方式のための動的切り替え技術を提供し、コヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とが切り替え閾値の測定値として定義され、対応の切り替え方針が、時空間コード化の低複雑性、チャネルに関する空間下の安定した処理能力、完全な空間ダイバシティ等の利点を維持するために提案され、複数の複雑な伝達環境の中でＭＩＭＯ  ＯＦＤＭシステムが適用されることが可能となるように、ＯＦＤＭシステムにおける時空間または空間周波数ブロックコード化の適用環境を拡大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
Ｉ．トランスミッタ
図７を参照すると、初期設定の後、送信されたソースビットシーケンスは、チャネルのコード化およびインタリーブ化の後で変調されたシンボルシーケンスを生成するために、変調された一群にマップされる。時空間コード化方式のための動的切り替え手段は通常、時空間／空間周波数ブロックコード化方式のための動的切り替え手段として使用され、逆チャネルフィードバックの制御情報に基づいて時空間コード化方式を判定し、それぞれが送信アンテナ１、送信アンテナ２および送信アンテナ３に対応する３セットのシンボルストリームを生成するために、対応の方式で変調されたシンボルシーケンスを時空間ブロックコード化、または空間周波数ブロックコード化し、その一方で使用されたコード化方式は、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックされる。パイロットシンボルがパイロットパターンによって挿入された後、送信アンテナのそれぞれのシンボルストリームは、ＯＦＤＭシンボルを生成するために長さＮで逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）され、ＯＦＤＭシンボルの各々は、拡散ＯＦＤＭシンボルを生成するために先頭に挿入されたＣＰサンプルの長さのサークル接頭辞を有している。複数の拡散ＯＦＤＭシンボルは時間スロットを形成し、擬似ランダム同期シーケンスは、同期化のタイミングを計るために各時間スロットの前に挿入される。複数の時間スロットは、シンボルの送信のために最小の送信単位として送信フレームを形成する。サンプリング周波数はｆｓＨｚである。
【００３８】
ＩＩ．レシーバ
図８を参照すると、初期設定の後、受信されたシンボルストリームは同期シーケンスに基づいて、最初にフレーム同期化、時間スロット同期化およびシンボル同期化される。同期化された拡散ＯＦＤＭシンボルは、サークル接頭辞が除去された後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）される。ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭチャネル推定ユニットは、チャネル行列を生成し、コヒーレント帯域幅およびコヒーレント時間などのチャネルステータス情報を周期的に推定するために、ＯＦＤＭシンボルから抽出された周波数領域パイロットを使用してチャネル推定を実行する。すなわち、時空間／空間周波数ブロックデコード化方式のための動的切り替え手段は、トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって復調された時空間／空間周波数コード化方式に基づくチャネル行列を使用して、抽出されたデータシンボルを対応の方式でデコード化し、一方でコード化方式は、チャネルのために周期的に受信されるコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とに基づいて判定され、逆制御チャネルを介してトランスミッタに周期的にフィードバックされる。生成されたシンボルストリームは、推定ソースビットシーケンスを生成するために、復調、デインタリーブ化およびチャネルデコード化される。
【００３９】
ＩＩＩ．コード化方式のための動的切り替えの測定および方針
チャネル周波数応答が０．５より大きい相関係数を有する帯域幅はチャネルのコヒーレント帯域幅Ｂｃとして設定され、これはチャネルの遅延拡散によって決まり、先行技術のチャネルエスティメータによって推定されるか、またはＯＦＤＭシステムのサークル接頭辞によって推定されるチャネルインパルス応答から簡単に得られることが可能であり、その逆数はチャネルのコヒーレント帯域幅に近似されることが可能である。同様に、チャネルインパルス応答が０．５より大きい相関係数を有する時間間隔は、チャネルのコヒーレント時間Ｔｃとして設定され、これはチャネルのドップラー偏移によって決まり、先行技術のチャネルエスティメータによって推定されるチャネルインパルス応答の時間領域の相関関係によって推定されることが可能であり、その逆数はチャネルのコヒーレント時間に近似されることが可能である。明らかに、チャネル推定ユニットは、推定されたチャネル応答に基づいて、チャネルのコヒーレント帯域幅とチャネルのコヒーレント時間とを推定することができる。チャネルのコヒーレント時間とコヒーレント帯域幅の推定は本発明の範囲には入らないので、チャネルのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とは理想的に推定されていることを常に仮定しており、本明細書では上述のそれらの推定がさらに説明されることはない。
【００４０】
明らかに、コヒーレント帯域幅が２つの副搬送波の間の間隔幅を大幅に上回る場合、すなわちＢｃ＞＞ｆｓ／Ｎである場合、２つの搬送波内のチャネルはフラットであるとみなされることが可能であり、すなわち２つの副搬送波内のチャネル周波数応答は一定している。この時点で、複数のアンテナと２つの副搬送波との間で空間周波数コード化が実行され、したがって、チャネルの動的な変更が空間周波数コード化の処理能力を低下させることはない。
【００４１】
そのようにして、コヒーレント時間が２つの拡散ＯＦＤＭシンボル間の時間間隔を大幅に上回る場合、すなわち
【００４２】
【数９】
2007159119.tif 000007
である場合、２つのＯＦＤＭシンボル内のチャネルはゆるやかにフェーディングしているとみなされることが可能であり、すなわち２つのＯＦＤＭシンボル内のチャネルインパルス応答は一定している。この時点で、複数のアンテナと２つのＯＦＤＭシンボルとの間で時空間コード化が実行され、したがって、チャネルの動的な変更が時空間コード化の処理能力を低下させることはない。
【００４３】
ゆえに、コード化方式のための動的な調整の測定値としてチャネルのコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを定義し、コード化方式は、時空間ブロックコード化方式が０の場合には空間周波数ブロックコード化に該当し、時空間ブロックコード化方式が１の場合には時空間ブロックコード化に該当するという方針によって設定される。
【００４４】
図９に示すように、コヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とのチャネルステータス情報が受信された後、以下の判定が行われる。
１）コヒーレント帯域幅が２つの副搬送波の間の間隔幅を大幅に上回る場合、すなわちＢｃ＞２０・ｆｓ／Ｎの場合、時空間ブロックコード化方式は０として設定される。
２）それ以外に、コヒーレント時間が２つの拡散ＯＦＤＭシンボルの間の時間間隔を大幅に上回る場合、すなわち
【数１０】
2007159119.tif 000008
の場合、時空間ブロックコード化方式は１として設定される。
３）それ以外に、αをチャネル特性に関する経験係数とし、そのデフォルトを２として
【数１１】
2007159119.tif 000009
が
【数１２】
2007159119.tif 000010
よりも小さい場合、時空間ブロックコード化方式は０として設定される。
４）それ以外に、時空間ブロックコード化方式は１として設定される。
【００４５】
ＩＶ．時空間コード化／デコード化方式の動的切り替えのための動作フロー
図１０に示すとおり、時空間コード化方式のための動的切り替えのフローが図解される。
【００４６】
初期設定ステップ：時空間ブロックコード化方式を０として設定し、入力された変調シンボルを時空間ブロックコード化方式に基づいてコード化し、逆チャネルのフィードバック制御情報が受信されたかどうかを判定する。
【００４７】
時空間コード化方式の切り替えステップ：フィードバック制御情報が受信された場合、フィードバック制御情報に基づいて対応の時空間コード化方式を設定し、入力された変調シンボルを時空間ブロックコード化方式に基づいてコード化し、逆チャネルのフィードバック制御情報が受信されたか否かを判定し、受信されていればフィードバック制御情報に基づき対応の時空間コード化方式を設定する。フローは上記のように回る。
【００４８】
図１１に示すとおり、時空間デコード化方式のための動的切り替えのフローが図解される。
【００４９】
初期設定ステップ：制御情報に基づいて時空間デコード化方式を設定し、入力された変調シンボルを時空間デコード化方式に基づいてデコード化し、チャネル推定ユニットからチャネルステータス情報が受信されたかどうかを判定する。
【００５０】
時空間デコード化方式の切り替えステップ：チャネル推定ユニットからチャネルステータス情報が受信された場合、時空間デコード化方式の判定を行い、入力された変調シンボルを時空間デコード化方式に基づいてデコード化し、チャネル推定ユニットからチャネルステータス情報が受信されたかどうかを判定し、再び時空間デコード化方式の判定を行う。フローは上記のように回る。
【００５１】
Ｖ．時空間コード化／デコード化方式のための動的切り替え装置
図１２に示すとおり、時空間コード化方式の動的切り替えのための装置はトランスミッタの中に配置され、順次接続される判定ユニット１１、第１マッピングユニット１２および第１フィードバックユニット１３を含み、
判定ユニット１１は、受信された逆チャネルのフィードバック情報に基づき時空間コード化方式を判定するために使用され、
第１マッピングユニット１２は、それぞれの送信アンテナに対応するシンボルストリームの複数のセットが、変調されたシンボルシーケンスが所望のコード化のためにコード化された後で生成されるように、判定されたコード化方式を対応のコーダにマッピングするために使用され、
第１フィードバックユニット１３は、使用されたコード化方式の情報を、転送制御チャネルを介してレシーバに周期的にフィードバックするために使用される。
【００５２】
図１３に示すとおり、時空間デコード化方式の動的切り替えのための装置はレシーバの中に配置され、受信ユニット２１、第２マッピングユニット２２および第２フィードバックユニット２３を含み、
受信ユニット２１は、トランスミッタで使用され、転送制御チャネルによって送信される時空間コード化方式の情報を受信するために使用され、
第２マッピングユニット２２は、対応の方式でのデコード化のために、受信されたコード化方式の情報を対応の時空間デコード化方式のデコーダにマッピングするために使用され、
第２フィードバックユニット２３は、チャネルステータス情報のコヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とを、逆制御チャネルを介してトランスミッタにフィードバックするために使用される。
【００５３】
上述のものを要約すると、本発明はチャネルステータス情報に基づく時空間コード化／デコード化方式のための動的切り替え方法および装置を提供し、コヒーレント帯域幅とコヒーレント時間とは切り替え閾値の測定値として定義され、対応の切り替え方針は、時空間コード化の低複雑性、チャネルに関する空間下の安定した処理能力、完全な空間ダイバシティ等の利点を維持するために提案され、複数の複雑な伝達環境の中でＭＩＭＯ  ＯＦＤＭシステムが適用されることが可能となるように、ＯＦＤＭシステムにおける時空間または空間周波数ブロックコード化の適用環境を拡大する。
【００５４】
本発明の特定の実施形態が図解され、説明されてきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その様々な代替形態および変更形態が作成可能であることを上述のものから理解されたい。したがって、本発明は本明細書によって限定されることが意図されているのではなく、代わりに本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】既存のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのＳＴＢＣ／ＳＦＢＣトランスミッタの構造を示す概略図である。
【図２】既存のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムのＳＴＢＣ／ＳＦＢＣレシーバの構造を示す概略図である。
【図３】空間周波数コード化を示す概略図である。
【図４】時空間コード化を示す概略図である。
【図５】遅延拡散の少ないチャネル上の異なる移動速度での空間周波数ブロックコード化と時空間ブロックコード化との処理能力の比較を示す概略図である。
【図６】遅延拡散の多いチャネル上の異なる移動速度での空間周波数ブロックコード化と時空間ブロックコード化との処理能力の比較を示す概略図である。
【図７】本発明のトランスミッタを示す図、すなわちＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおける時空間／空間周波数ブロックコード化方式のための切り替え手段を有するトランスミッタの構造を示す概略図である。
【図８】本発明のレシーバを示す図、すなわちＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおける時空間／空間周波数ブロックデコード化方式のための切り替え手段を有するトランスミッタの構造を示す概略図である。
【図９】時空間／空間周波数ブロックコード化方式の動的な判定フローを示す概略図である。
【図１０】時空間コード化方式の動的切り替えのための動作フローを示す概略図である。
【図１１】時空間デコード化方式の動的切り替えのための動作フローを示す概略図である。
【図１２】時空間コード化方式の動的切り替えのための装置の構造を示す概略図である。
【図１３】時空間デコード化方式の動的切り替えのための装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  変調シンボル
１、２、３  送信アンテナ
１１  判定ユニット
１２  第１マッピングユニット
１３  第１フィードバックユニット
１０  判定ユニット
２１  受信ユニット
２２  第２マッピングユニット
２３  第２フィードバックユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【外国語明細書】
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