(57)【要約】空間−時間コーディング装置は、２つのグループの入力を受信し、２つのグループの出力を出力する。それぞれの出力のグループの構成は、空間ダイバーシティーに基づき、２つの出力のグループの間の構成は空間多重化に基づく。空間−時間コーディング装置は、２つの空間ダイバシティーコーダを含みそのれらの出力がそれぞれ２つの空間多重化コーダに接続される。複数のアンテナがそれぞれの空間多重化コーダの出力にそれぞれ接続されてもよい。コーディング係数は、第１グループの出力に対応する第１無線受信端末が第１グループの入力の入力信号成分のみを受信し、第２グループの出力に対応する第２無線受信端末が第２グループの入力の入力信号成分のみを受信するように構成される。
2012521139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力の第１グループおよび複数の入力の第２グループを複数の出力の第１グループにコーディングする第１線形コーダと、
前記複数の入力の第１グループおよび前記複数の入力の第２グループを複数の出力の第２グループにコーディングする第２線形コーダとを有し、
第１線形コーダは、前記複数の出力の第１グループに対応する第１の無線受信端末が前記複数の入力の第１グループの信号成分のみを受信するための係数を含み、
第２線形コーディングは、前記複数の出力の第２グループに対応する第２の無線受信端末が前記複数の入力の第２グループの信号成分のみを受信するための係数を含むことを特徴とする、無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項２】
前記複数の入力の第１グループは、前記複数の入力の第２グループと異なることを特徴とする、請求項１に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項３】
前記第１線形コーダ及び第２線形コーダは、第１の無線受信端および第２の無線端末で受信された信号が空間ダイバーシティー（spatial diversity）利得と空間多重化（spatial multiplexing）利得との少なくとも一つを得るように構成されることを特徴とする、請求項２に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項４】
前記複数の入力の第１グループと前記複数の入力の第２グループとについて空間ダイバーシティーコーディングを行ない前記第１線形コーダに供給する第１空間ダイバーシティーコーダと、
前記複数の入力の第１グループと前記複数の入力の第２グループとについて空間ダイバーシティーコーディングを行ない前記第２線形コーダに供給する第２空間ダイバーシティーコーダと、
を更に含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項５】
前記複数の出力の第１グループの出力に各々接続された複数のアンテナと、
前記複数の出力の第２出力グループの出力に各々接続された複数のアンテナと、
を更に含むことを特徴とする、請求項４に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項６】
前記複数の入力の第１グループ、前記複数の入力の第２グループ、前記複数の出力の第１グループおよび前記複数の出力の第２グループは各々２つの信号を含み、前記第１線形コーダ及び第２線形コーダは各々次の係数を含むことを特徴とする、請求項３に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【数１】
2012521139.tif 000022
ここに、
【数２】
2012521139.tif 000023
により与えられ、ｈ０乃至ｈ３は前記複数の出力の第１グループ内のチャンネル特性パラメータであり、
ｈ４乃至ｈ７は前記複数の出力の第２グループ内のチャンネル特性パラメータであり、
ｊ０乃至ｊ３は前記複数の出力の第２グループが前記複数の出力の第１グループに及ぼすグループ間干渉チャンネルパラメータであり、
ｊ４乃至ｊ７は前記複数の出力の第１グループが前記複数の出力の第２グループに及ぼすグループ間干渉チャンネルパラメータである。
【請求項７】
２つの入力信号の第１セットを空間ダイバーシティーコーディングして前記第１線形コーダにコーディングの結果を供給する第１空間ダイバーシティーコーダと、
２つの入力信号の第２セットを空間ダイバーシティーコーディングして前記第２線形コーダにコーディングの結果を供給する第２空間ダイバーシティーコーダと、
を更に含むことを特徴とする、請求項６に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項８】
複数の入力信号を空間ダイバーシティーコーディングする第１空間ダイバーシティーコーダと、
複数の入力信号を空間ダイバーシティーコーディングする第２空間ダイバーシティーコーダと、
前記第１空間ダイバーシティーコーダの出力を空間多重化する第１空間多重化コーダと、
前記第２空間ダイバーシティーコーダの出力を空間多重化する第２空間多重化コーダと、
を含むことを特徴とする、無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項９】
前記第１空間多重化コーダは、第１空間ダイバーシティーコーダの出力を第２空間ダイバーシティーコーダの出力と組合せて第１の出力をし、前記第２空間多重化コーダは、第１空間ダイバーシティーコーダの出力を第２空間ダイバーシティーコーダの出力と組合せて第２の出力をすることを特徴とする、請求項８に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項１０】
前記第１空間多重化コーダは、第１空間ダイバーシティーコーダの第１の出力を第２空間ダイバーシティーコーダの出力と組合せて第１出力を出力し、第１空間ダイバーシティーコーダの第２の出力を第２空間ダイバーシティーコーダの出力と組合せて第２出力を出力することを特徴とする、請求項９に記載の無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項１１】
前記第１空間多重化コーダと前記第２空間多重化コーダとの出力を空中に放射する複数のアンテナを含むことを特徴とする、請求項８に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項１２】
２つのグループの入力を受信し２つのグループの出力を出力する空間−時間コーディング装置であって、空間ダイバーシティーが出力のグループの各々において実現され、空間多重化が前記出力のグループの間において実現され、コーディング係数が、第１出力グループに対応する第１無線受信端末が第１入力グループの入力信号成分のみを受信し、第２出力グループに対応する第２無線受信端末が第２入力グループの入力信号成分のみを受信するように具現されたことを特徴とする、空間−時間コーディング装置。
【請求項１３】
２つの空間−ダイバーシティーコーダを更に含み、各々の空間−ダイバーシティーコーダの出力が前記２つのグループの入力のうちの各々に接続されることを特徴とする、請求項１２に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項１４】
前記入力グループの間の干渉が除去されることを特徴とする、請求項１２に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項１５】
前記２つの出力グループを無線により放射する複数のアンテナをさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項１６】
第１アンテナと、
第２アンテナと、
階層的プリコーダを含み、
前記階層的プリコーダは固有値分解（eigenvalue decomposition：ＥＶＤ）による空間多重化を実行する第１プリコーダと、ＥＶＤによる空間多重化を遂行する第２プリコーダと、第１の多重化器と第２の多重化器の出力に対する部分的な干渉の除去を実行する第１干渉除去器及び第２干渉除去器を含むことを特徴とする、多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システム。
【請求項１７】
前記第１干渉除去器と前記第２干渉除去器の出力のＳＩＮＲ（signal-to-interferenceplus noise ratio）ゲインは、反復して測定されて各々第１プリコーダと前記第２プリコーダそれぞれに通知され、前記第１プリコーダと前記第２プリコーダは、前記第１干渉除去器と前記第２干渉除去器の出力が予め定めたしきい値を超過するＳＩＮＲゲインを有するまで空間多重化を行うことを特徴とする、請求項１６に記載の多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システム。
【請求項１８】
空中に無線で信号を放射する複数のアンテナと、
前記信号をプリコーディングするプリコーダと、
前記プリコーダの前段に含まれる空間ダイバーシティーコーダと、を含み、
前記空間ダイバーシティーコーダは入力信号に対する空間ダイバーシティーを実行し、前記プリコーダは前記空間ダイバーシティーコーダの出力に対して干渉の除去を実行することを特徴とする、無線送信のための空間−時間コーディング装置。
【請求項１９】
前記入力信号は複数の信号の第１サブセットと第２サブセットを含み、前記第１サブセットは前記第２サブセットと異なることを特徴とする、請求項１８に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項２０】
前記プリコーダは、前記第１サブセットと前記第２サブセットとの間の干渉を除去する干渉の除去を実行することを特徴とする、請求項１９に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項２１】
前記空間ダイバーシティーコーダは第１空間ダイバーシティーコーダと第２空間ダイバーシティーコーダとを含み、前記第１空間ダイバーシティーコーダは入力信号の第１サブセットに対する空間ダイバーシティーを実行し、前記第２空間ダイバーシティーコーダは入力信号の第２サブセットに対する空間ダイバーシティーを実行することを特徴とする、請求項２０に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項２２】
前記プリコーダは第１プリコーダと第２プリコーダとを含み、前記第１プリコーダは前記第１空間ダイバーシティーコーダの出力に対する干渉の除去を実行し、前記第２プリコーダは前記第２空間ダイバーシティーコーダの出力に対する干渉の除去を実行することを特徴とする、請求項２１に記載の空間−時間コーディング装置。
【請求項２３】
空中に無線で信号を放射する複数のアンテナと、
前記信号をプリコーディングする第１プリコーダと第２プリコーダとを含み、
前記第２プリコーダは前記第１プリコーダと直列に連結されており、前記第１プリコーダの出力に対する干渉の除去を実行することを特徴とする、無線送信のための送信装置。
【請求項２４】
前記入力信号は複数の信号の第１サブセットと第２サブセットとを含み、前記第１サブセットは前記第２サブセットと異なることを特徴とする、請求項２３に記載の送信装置。
【請求項２５】
前記第２プリコーダは入力信号の第１サブセットと第２サブセットとの間の干渉を除去する干渉の除去を実行することを特徴とする、請求項２４に記載の送信装置。
【請求項２６】
第２プリコーダは上段部と下段部とを含み、前記上段部は前記入力信号の第１サブセットに対する第１プリコーダの出力に対する干渉の除去を実行し、前記下段部は前記入力信号の第２サブセットに対する前記第１プリコーダの出力に対する干渉の除去を実行することを特徴とする、請求項２５に記載の送信装置。
【請求項２７】
前記第１プリコーダは第１行列により入力信号をプリコーディングし、前記第２プリコーダは第２行列により前記第１プリコーダの出力をプリコーディングし、前記第１行列と前記第２行列は前記多数のアンテナに対する１つのプリコーディング行列に併合されることを特徴とする、請求項２３に記載の送信装置。
【請求項２８】
無線により送信装置からの複数の信号を空中で受信する多数のアンテナを含み、
前記複数の信号は前記複数の入力信号の２つのサブセットを含み、前記送信装置の干渉の除去により前記２つのサブセットの間の干渉がなく、または、減少して取得され、
前記アンテナにより受信された信号を回復するデコーダを含むことを特徴とする、無線受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、多重アンテナを介した無線送信に関し、特に多重アンテナを介した無線送信に適用する空間−時間コーディング（space-time coding）技術に関する。本発明の実施形態は、プリコーディング方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
限られた周波数帯域を効率的に使用するために、多重アンテナを使用する多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）技術が開発されてきた。ＭＩＭＯ技術では、空間−時間コーディング技法およびプリコーディング技法のいずれかまたは両方を使用する。空間−時間コーディング（space-time coding）技法は、入力信号を複数のアンテナを介して時間的、空間的に重複して送信したり、時間、空間的に分割送信したりするための事前信号処理である。プリコーディング技法も、空間ドメインのみで使われる重畳または位相適応方式により入力信号を送信するための事前信号処理であるが、空間領域においてのみの処理を行う。
【０００３】
ＭＩＭＯ技術では、空間−時間コーディングのサブセットである空間ダイバーシティー（spatial diversity）技法により、複数のアンテナを介して情報を重複送信し、空間多重化（spatial multiplexing）技法により、複数のアンテナを介して情報を分割して送信することによって、チャンネルを拡張する。空間多重化技法は、プリコーディングのサブセット、または空間−時間コーディングのサブセットである。
【０００４】
空間ダイバーシティー技法は送信の信頼性を高めることができると考えられているが、ある状況下では情報送信率は改善されず、一方、空間多重化技法は情報送信率を高めることができると考えられているが、送信の信頼性を高めることはできない。空間多重化技法は、時間可変チャンネル（time varying channel）または開放ループシステム（open loop system）において良好な性能を表し、プリコーディング技法は遅いフェーディングチャンネル（open loop system）または密閉ループシステム（closed loop system）において良好な性能を表すことと一般的に知られている。また、空間ダイバーシティー技法は４個以上の送信アンテナが使われる商業用通信システムには良好に設計されていないことが一般的に知られている。
【０００５】
図１は２ｘ２ ＭＩＭＯシステムの例を示す。
【０００６】
図１を参照すると、２ｘ２ ＭＩＭＯシステムは送信側アンテナ２つ、受信側アンテナ２つを有する無線送信システムである。時間ｔにおいて無線送信される信号をｙ０（ｔ）、ｙ１（ｔ）、時間ｔ＋Ｔにおいて無線送信される信号をｙ０（ｔ＋Ｔ）、ｙ１（ｔ＋Ｔ）とし、時間ｔで無線受信される信号をｒ０（ｔ）、ｒ１（ｔ）、時間ｔ＋Ｔで無線受信される信号をｒ０（ｔ＋Ｔ）、ｒ１（ｔ＋Ｔ）とする。
【０００７】
空間ダイバーシティーコーディングの一種である空間−時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ）によれば、無線送信端末の入力がｘ０（ｉ）およびｘ１（ｉ）であるとき、無線送信端末の出力は、数式１に示されるようにコーディングされる。
【０００８】
数式１
【数１】
2012521139.tif 000003
【０００９】
無線送信端末、無線受信端末のそれぞれがアンテナを各々４個有する４ｘ４ ＭＩＭＯシステムにおいては、無線送信端末の出力は、より複雑にコーディングされ、数式２に示されるようになる。
【００１０】
数式２
【数２】
2012521139.tif 000004
【００１１】
しかし、このような４ｘ４ ＭＩＭＯシステムにおいては、２ｘ２ ＭＩＭＯシステムに比べてアンテナの個数が増えるにも関わらず、ＭＩＭＯの効果はあまり増えない場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の例示的な実施形態は、情報送信の信頼性を高めながら転送率を高めることができる空間−時間コーディング装置あるいは階層的プリコーディング装置（hierarchical precoding apparatus）を提供する。
【００１３】
本発明のさらなる特徴を、以後説明し、また、一部はその説明から明らかであるか当業者の実務により理解することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の例示的な実施形態として、無線送信のための時間−空間コーディング装置が開示され、第１入力グループと第２入力グループを第１出力グループにコーディングする第１線形コーダを含み、第１線形コーダは、第１出力グループに対応する第１の無線受信端末が第１入力グループの入力信号成分のみを受信するようにする係数を保持し、また、第１入力グループと第２入力グループを第２出力グループにコーディングする第２線形コーダを含み、第２線形コーダは、第２の無線受信端末が第２入力グループの入力信号成分のみを受信するようにする係数を含む。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態として、無線コーディングのための時間−空間コーディング装置を開示する。その装置は、複数の入力信号を空間ダイバーシティーコーディングする第１の空間ダイバーシティーコーダと、複数の入力信号を空間ダイバーシティーコーディングする第２の空間ダイバーシティーコーダと、第１の空間ダイバーシティーコーダの出力を空間多重化する第１の空間多重化コーダと、第２のダイバーシティーコーダの出力を空間多重化する第２の空間多重化コーダとを含む。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態として、２つのグループの入力を受信し２つのグループの出力を出力する空間−時間コーディング装置を開示する。空間ダイバーシティーは、それぞれの出力のグループにおいて実現され、空間多重化は２つのグループの出力の間で実現され、コーディング係数は、第１のグループの出力に対応する第１の無線受信端末が第１のグループの入力の入力信号成分のみを受信し、第２のグループの出力に対応する第２の無線受信端末が第２のグループの入力の信号成分のみを受信するように設定される。
【００１７】
本発明の例示的な実施形態として、第１のアンテナと第２のアンテナと階層的プリコーダとを含む多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システムを開示する。階層的プリコーダは、固有値分解（eigenvalue decomposition：ＥＶＤ）による空間多重化を行う第１プリコーダ、ＥＶＤによる空間多重化を行う第２プリコーダ、第１プリコーダと第２プリコーダの出力に対する部分的干渉除去を行う第１干渉除去器及び第２干渉除去器を含む
【００１８】
本発明の例示的な実施形態として、無線送信のための空間−時間コーディング装置を開示する。空間−時間コーディング装置は、無線で信号を放射する複数のアンテナ、上記信号をプリコーディングするプリコーダ、及び上記プリコーダの前段に含まれる空間ダイバーシティーコーダを含む。空間ダイバーシティーコーダは入力信号に対する空間ダイバーシティーを行ない、上記プリコーダは上記空間ダイバーシティーコーダの出力に対して干渉除去を行う。
【００１９】
本発明の例示的な実施形態として、無線送信のための送信装置を開示する。送信装置は、無線で信号を放射する複数のアンテナ、及び上記信号をプリコーディングする第１プリコーダと第２プリコーダを含み、上記第２プリコーダは上記第１プリコーダと直列に接続されており、上記第１プリコーダの出力に対する干渉除去を行う。
【００２０】
本発明の例示的な実施形態として、無線受信装置を開示する。無線受信装置は、無線により送信装置からの複数の信号を受信する複数のアンテナを有し、上記複数の信号は上記複数の入力信号の２つのサブセットを含み、上記送信装置の干渉除去により上記２つのサブセットの間の干渉がなくなり、あるいは、干渉が減少して取得され、上記アンテナにより受信された信号を回復するデコーダを含む
【００２１】
以上の一般的な説明および以下の詳細な説明は例示的な説明であり、請求項に記載された発明をより説明するために提供される。
【発明の効果】
【００２２】
グループ間の干渉が減少または除去され、各ループ内では空間ダイバーシティーが達成され、グループ間では空間多重化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれるものであり、本明細書の一部に組み入れられる構成であり、本発明の実施形態を説明し、また説明とともに本発明の原理を記述するために用いられる。
【００２４】
【図１】２ｘ２ の多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システムの一例を示す図である。
【００２５】
【図２】例示的な一実施形態に係る４ｘ４ ＭＩＭＯシステムの概念を概略的に説明した図である。
【００２６】
【図３】２グループの４ｘ４ ＭＩＭＯシステムにおけるチャンネル特性パラメータを示す図である。
【００２７】
【図４】２グループの４ｘ４ ＭＩＭＯシステム間の干渉を表すチャンネル特性パラメータを示す図である。
【００２８】
【図５】例示的な一実施形態に係る空間−時間コーディング装置の構成を示すブロック図である。
【００２９】
【図６】例示的な一実施形態に係る空間−時間コーディング装置のブロック図である。
【００３０】
【図７】空間−時間コーディング装置に含まれる空間ダイバーシティーコーダの入出力信号を示す図である。
【図８】例示的な一実施形態に係る階層的プリコーダを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
例示的な実施形態が以後において添付の図面を参照してより詳細に説明され示される。しかし、この開示は多くの異なる態様で実現することができ、例示的な実施形態に限定して解釈されてはならない。むしろ、事例的な実施形態は、この開示をより全体的にかつ完全にするために提示され、当業者にこの開示の範囲を十分に伝える。ここに説明されるシステム、装置および／または方法の様々な変更、変形および等価物は、当業者にとって明らかとなる。要素、特徴および構造は図面と明細書を通じて同じ番号で参照され、一部の要素の大きさや比率は図面において、わかりやすさや説明の簡潔性のために、誇張される場合がある。
【００３２】
図２は、例示的な一実施形態に係る４ｘ４ 多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システムの概略図である。図２を参照すると、４ｘ４ ＭＩＭＯシステムは、それぞれの端末の４つのアンテナを２つのグループ（第１の出力グループであるＧｒｏｕｐ１と第２の出力グループであるＧｒｏｕｐ２）に分ける。そして４ｘ４  ＭＩＭＯシステムは、２グループ間の干渉を除去あるいは減少させながら空間ダイバーシティーコーディングと空間多重化コーディングを複合的に適用する。従来のシステムとは異なり、４ｘ４ ＭＩＭＯシステムは送信端末と受信端末の各々の全ての４個のアンテナに対し、空間ダイバーシティーと空間多重化のうち、一方のみを適用することはしない。
【００３３】
図３は、４ｘ４  ＭＩＭＯシステムの２つのグループ内のチャンネル特性パラメータを示す。図４は、４ｘ４  ＭＩＭＯシステムの２つのグループ間の干渉を示すチャンネル特性パラメータを示す。図３において、ｈ０乃至ｈ３は第１出力グループ内のチャンネル特性パラメータであり、ｈ４乃至ｈ７は第２出力グループ内のチャンネル特性パラメータであり、ｊ０乃至ｊ３は第２出力グループが第１出力グループに及ぼすグループ間の干渉チャンネルパラメータであり、ｊ４乃至ｊ７は第１出力グループが第２出力グループに及ぼすグループ間の干渉チャンネルパラメータである。
【００３４】
図５は、例示的な一実施形態に係る空間−時間コーディング装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【００３５】
図５を参照すると、空間−時間コーディング装置は、複数のグループの入力を第１出力グループにコーディングする第１プリコーダ２１０を有する。さらに、第１プリコーダ２１０は、第１出力グループに対応する無線受信装置が複数のグループの入力の中から第１入力グループの入力信号成分のみを受信するようにする計数を含む。空間−時間コーディング装置は、また、複数のグループの入力を第２出力グループにコーディングする第２プリコーダを有する。さらに、第２プリコーダ２３０は、第２出力グループに対応する無線受信装置が複数のグループの入力の中から第２入力グループの入力信号成分のみを受信するようにする計数を含む。
【００３６】
図５に示すように、空間−時間コーディング装置は２つのグループの入力と２つのグループの出力を有し、空間ダイバーシティーがそれぞれのグループの出力において行なわれ、空間多重化がグループの出力間において行なわれる。ここに、２つのグループの入力は（ｙ０（ｉ）、ｙ１（ｉ））と、（ｙ２（ｉ）、ｙ３（ｉ））である。第１のプリコーダ２１０、第２のプリコーダ２３０が線形コーダ（linear coder）であれば、２つのグループの出力は（ｙ０（ｉ）＋ｃ０ｙ２（ｉ）＋ｃ１ｙ３（ｉ）、ｙ１（ｉ）＋ｃ２ｙ２（ｉ）＋ｃ３ｙ３（ｉ））と、（ｙ２（ｉ）＋ｄ０ｙ０（ｉ）＋ｄ１ｙ１（ｉ）、ｙ３（ｉ）＋ｄ２ｙ０（ｉ）＋ｄ３ｙ１（ｉ））と表すことができる。
【００３７】
また、第１と第２の出力グループの出力に複数のアンテナを接続することにより、無線送信端末を構成することができる。
【００３８】
本実施形態において、第１プリコーダ２１０及び第２プリコーダ２３０は、各々の無線受信端末で受信された信号が空間ダイバーシティー（spatial diversity）利得と空間多重化（spatial multiplexing）利得を得るように構成される。
【００３９】
空間多重化利得のため、グループ間において干渉が生ずることがある。このため、第１プリコーダ２１０と第２プリコーダ２３０が使われ、グループ間での干渉が除去または減少させる。本実施形態では、下部グループの（ｙ２（ｉ）、ｙ３（ｉ））の送信が上部グループに及ぼす干渉Ｉ０、Ｉ１は、数式３に示すように表現される。
【００４０】
数式３
【数３】
2012521139.tif 000005
【００４１】
【数４】
2012521139.tif 000006
【００４２】
これら干渉Ｉ０およびＩ１は線形コーダであるプリコーダ２１０の係数Ｃｎを数式４に示すように定義することによって減少または消去できる。
【００４３】
数式４
【数５】
2012521139.tif 000007
【００４４】
同様に、第１グループの入力（ｙ０（ｉ）、ｙ１（ｉ））が第２グループに及ぼす干渉Ｉ２およびＩ３は、数式５に示すように表現できる。
【００４５】
数式５
【数６】
2012521139.tif 000008
【００４６】
【数７】
2012521139.tif 000009
【００４７】
ここで、これら干渉Ｉ２およびＩ３はプリコーダ２３０の係数ｄｎを数式６の通りに定義することによって減少または消去できる。
【００４８】
数式６
【数８】
2012521139.tif 000010
【００４９】
結果として、第１プリコーダ２１０と第２プリコーダ２３０のコーディングにより、受信端末の受信信号は、数式７に示すように、グループ間における干渉が除去されまたは減少して得られる。
【００５０】
数式７
【数９】
2012521139.tif 000011
【００５１】
【数１０】
2012521139.tif 000012
【００５２】
【数１１】
2012521139.tif 000013
【００５３】
【数１２】
2012521139.tif 000014
【００５４】
ここに、ηは付加されたノイズ成分である。係数Ｈｎは数式８に示されるように書き換えられる。
【００５５】
数式８
【数１３】
2012521139.tif 000015
【００５６】
【数１４】
2012521139.tif 000016
【００５７】
【数１５】
2012521139.tif 000017
【００５８】
【数１６】
2012521139.tif 000018
【００５９】
即ち、入力グループ及び出力グループが各々２つの信号で構成され、第１プリコーダ２１０および第２プリコーダ２３０が各々数式９に示す係数ベクトルで実現される時、グループ間の干渉が減少または除去され、各ループ内では空間ダイバーシティーが達成され、グループ間では空間多重化が達成される。
【００６０】
数式９
【数１７】
2012521139.tif 000019
【００６１】
第１のプリコーダ２１０と第２のプリコーダ２３０の係数は、数式１０に示されるように与えられる。
【００６２】
数式１０
【数１８】
2012521139.tif 000020
【００６３】
【数１９】
2012521139.tif 000021
【００６４】
結果として、本実施形態において、受信端末の受信信号は空間時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ：space time block coding）と同一のフォーマットを有し、したがって、ＳＴＢＣデコーダなどにより復元することができる。
【００６５】
図６は、例示的な一実施形態に係る空間−時間コーディング装置のブロック図を示す。図６を参照すると、空間−時間コーディング装置は、複数の入力信号を空間ダイバーシティーコーディングする第１空間ダイバーシティーコーダ１１０および第２空間ダイバーシティーコーダ１３０と、上記第１空間ダイバーシティーコーダ１１０の出力を空間多重化する第１プリコーダ３１０及び第２空間ダイバーシティーコーダ１３０の出力を空間多重化する第２プリコーダ３３０を含む。また、無線送信端末は、複数のアンテナをプリコーダ３１０とプリコーダ３３０の出力へ接続することにより構成できる。プリコーダ３１０とプリコーダ３３０は、図５にそれぞれ示されている第１プリコーダ２１０と第２プリコーダ２３０と同じ構成とすることができる。図６に示されているように、空間ダイバーシティコーダ１１０と空間ダイバーシティコーダ１３０は、プリコーダ３１０とプリコーダ３３０の前段に配置することができる。数式１０により示すことができるように、プリコーダ３１０とプリコーダ３３０は、チャネル状態情報を用いて入力グループ間の干渉を緩和することができる。
【００６６】
プリコーダ３１０とプリコーダ３３０は、第１空間ダイバーシティーコーダ１１０の出力を、第２空間ダイバーシティーコーダ１２３０の出力に組合せ、組み合わせの結果を出力する。より詳しくは、プリコーダ３１０は、第１空間ダイバーシティーコーダ１１０の出力のうちの１つと第２空間ダイバーシティーコーダ１３０の出力のうちの１つを組合せた第１出力を出力し、第１空間ダイバーシティーコーダ１１０の出力のうちの他の１つと第２空間ダイバーシティーコーダ１３０の出力のうちの１つを組合せた第２出力を出力する。即ち、プリコーダ２１０とプリコーディング２３０の出力を図５に示すように、プリコーダ３１０とプリコーディング３３０の出力グループは（ｙ０（ｉ）＋ｃ０ｙ２（ｉ）＋ｃ１ｙ３（ｉ）、ｙ１（ｉ）＋ｃ２ｙ２（ｉ）＋ｃ３ｙ３（ｉ））と、（ｙ２（ｉ）＋ｄ０ｙ０（ｉ）＋ｄ１ｙ１（ｉ）、ｙ３（ｉ）＋ｄ２ｙ０（ｉ）＋ｄ３ｙ１（ｉ））と表現できる。第１プリコーダ２１０と第２プリコーダ２３０の動作については前述したので、プリコーダ３１０とプリコーダ３３０のより詳細な説明は省略する。
【００６７】
図７は、図６に示される第１空間ダイバーシティーコーダ１１０と第２空間ダイバーシティーコーダ１３０の入出力信号の一例を示す。第１空間ダイバーシティーコーダ１１０と第２空間ダイバーシティーコーダ１３０は、２ｘ２ ＭＩＭＯの空間−時間ブロックコーディング（ＳＴＢＣ：space-time block coding）のコーダである。本実施形態において、第１空間ダイバーシティーコーダ１１０と第２空間ダイバーシティーコーダ１３０それぞれは対応するグループの送信端末により送信される信号が２Ｘ２空間ダイバーシティー（spatial diversity）利得を得るようにする空間−時間コーディングブロックである。
【００６８】
図８は、順次に連結された、例示的な一実施形態に係る、プリコーディング段階（serially connected precoding stages）を含む階層的プリコーダを図示する。プリコーダの左側部６１０、６３０（以下、“ＬＰ”という）は、ＥＶＤ（eigenvalue decomposition）または他の方法により空間多重化を実行し、プリコーダの右側部６５０、６７０（以下、“ＲＰ”という）は、部分的な干渉除去（partial interferencecancellation）を実行する。
【００６９】
ＬＰは、プリコーダを通過した各入力グループに対するチャンネル統計（the channel statisticsfor each input group passing through the precoders）に基づいて設計され、あるいは、ＬＰ部の設計はチャンネル統計と関係がなくてもよい。
【００７０】
ＬＰ６１０，６３０は、通過するＹ０またはＹ１のチャンネル統計に基づいて設計できるならば、Ｙ０またはＹ１の送信がＲＰ６５０、６７０により変形される時、ＬＰ６１０、６３０によるＳＩＮＲゲイン（signal-to-interferenceplus noise ratio（SINR）gains）は減少することがあり、ある場合には減少が深刻になることがある。ＲＰ６５０、６７０の否定的な効果を克服するために、ＲＰ６５０、６７０はＬＰ６１０、６３０にフィードバックを通じてＹ０またはＹ１の送信がどのように変形されるかを通知し、ＬＰ６１０、６３０は変形されたＹ０またはＹ１の送信に最適化した（または、準最適化したり少なくとも適した（adapted））空間多重化プリコーダを見つけ出す。その後、ＲＰ６５０、６７０は再び干渉除去を実行し、全体ＳＩＮＲゲインが予め定めたしきい値（predetermined thresholdvalue）を超過する時まで処理（iterative process）を反復して続ける。言い換えると、第１干渉除去器６５０と第２干渉除去器６７０の出力のＳＩＮＲゲインは反復して測定され、第１プリコーダ６１０と第２プリコーダ６３０に報告され、第１プリコーダ６１０と第２プリコーダ６３０は、第１干渉除去器６５０と第２干渉除去器６７０の出力が予め定めたしきい値を超過するＳＩＮＲゲインを有する時まで空間多重化を実行する。
【００７１】
ＲＰの第１プリコーダ６１０は、上段部６１０に対応する離れた受信端末が上段部自体の入力に対応する信号成分のみを受信するように決定された係数を含む行列を有する。ＲＰの第２プリコーダ６３０は下段部６３０に対応する離れた受信端末が上段部自体の入力に対応する信号成分のみを受信するように決定された決定された係数を含む行列を有する。
【００７２】
前述したように、本発明の一実施形態は無線受信端末を開示している。無線受信端末は、送信装置から複数の信号を受信する複数のアンテナを含み、この複数の信号は少なくとも２つのサブセットまたはグループは含み、この少なくとも２つのサブセットは送信装置の干渉除去により、２つのサブセットの間の干渉が除去または減少されて取得され、アンテナにより受信された信号を復元するためのデコーダを含むことができる。
【００７３】
本願は、２００９年３月１６日に出願された韓国特許出願１０−２００９−２２３５７および２００９年３月１７日に出願された米国仮出願６１／１６０，８０７の優先権を主張しており、これらの全体が参照の目的のために本明細書に取り込まれる。
【００７４】
例示的な実施形態について説明を行なったが、当業者は、添付の特許請求の範囲により定義されて開示され、また、その均等物の要旨を逸脱せずに様々な変形を、行なうことができると理解される。したがって、変形が添付の特許請求の範囲とその均等物の範囲に属するかぎり、本願の範囲から外れると理解されてはならない。
【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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【国際調査報告】
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