特許 5774622 ビーム時空間符号化および送信ダイバーシティ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5774622

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】ビーム時空間符号化および送信ダイバーシティ

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/02 20060101AFI20150820BHJP

   H04J 99/00 20090101ALI20150820BHJP

   H04B 7/10 20060101ALI20150820BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/02 Z

   H04J15/00

   H04B7/10 A

   H04W16/28 151

【請求項の数】26

【外国語出願】

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-39824(P2013-39824)

(22)【出願日】2013年2月28日

(62)【分割の表示】特願2009-543146(P2009-543146)の分割

【原出願日】2007年12月18日

(65)【公開番号】特開2013-153473(P2013-153473A)

(43)【公開日】2013年8月8日

【審査請求日】2013年4月1日

(31)【優先権主張番号】60/870,653

(32)【優先日】2006年12月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】11/684,527

(32)【優先日】2007年3月9日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】595020643

【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100095441

【弁理士】

【氏名又は名称】白根 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100119976

【弁理士】

【氏名又は名称】幸長 保次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(74)【代理人】

【識別番号】100134290

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 将訓

(72)【発明者】

【氏名】アイマン・フォージー・ナギブ

【審査官】 石田 昌敏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１１１４６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−００９４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９６９７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／０２− ７／１２

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｊ １／００−１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信シグナルストリームを生成するように構成されたジェネレータと、
前記送信シグナルストリームを受信するように構成され、前記送信シグナルストリームからの複数、Ｇの送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成するように構成された送信ダイバーシティ符号器と、および、
複数のビームフォーミング符号器と、前記複数のビームフォーミング符号器のそれぞれが前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのうちの１つを受信するように、および、前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのうちの前記１つをビームフォーミングするために複数、Ｋのウェイトされたサブストリームを生成するように構成され、前記複数のウェイトされたサブストリームは、振幅および位相要素が変化する、
複数のウェイトベクトルを生成するように構成されたウェイト行列ジェネレータをさらに備え、前記複数のビームフォーミング符号器のそれぞれは、対応するウェイトベクトルによって、前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのうちの前記１つをウェイトすることで前記複数のウェイトされたサブストリームを生成し、前記ウェイト行列ジェネレータは、少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを生成し、前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルは、送信機によって使用されたコーディングレートを示す、または、コーディングレートの変化を示す前記ウェイト行列ジェネレータについてのインディケータまたはメッセージに基づいて決定されたウェイトベクトルを備える、
を含む送信機。

【請求項2】

前記送信機は、前記複数のビームフォーミング符号器と結合された複数のアンテナのグループと結合され、前記複数のアンテナのグループのそれぞれは、Ｋアンテナを有し、前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームからのビームフォーミングされ符号化された送信ストリームを同報通信するように構成された請求項１の送信機。

【請求項3】

前記複数のアンテナのグループは、Ｎ＝Ｇ×Ｋアンテナを含む請求項２の送信機。

【請求項4】

前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルは、時間変動ウェイトベクトルを備えた請求項１に記載の送信機。

【請求項5】

前記ウェイト行列ジェネレータは、ウェイトベクトルのウェイト要素を時間経過とともに変化させるように構成された請求項１の送信機。

【請求項6】

前記ウェイト行列ジェネレータは、複数のアクセスターミナルのそれぞれについて別個にウェイトベクトルのウェイト要素を時間経過とともに変化させるように構成された請求項１の送信機。

【請求項7】

前記複数のビームフォーミング符号器の少なくとも１つは、受信され符号化された送信ストリームをＫサブストリームに分割するように、及びＫサブストリームの少なくとも１つをウェイトベクトルのウェイト要素を時間経過とともに変化されるウェイトベクトルによってウェイトするように構成された請求項１の送信機。

【請求項8】

前記送信ストリームは、動作周波数に変換された直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)シンボル周波数を備えた請求項１の送信機。

【請求項9】

前記送信ダイバーシティ符号器は、送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを前記生成する処理の少なくとも一部として前記送信ストリームのバージョンを遅延させるように構成された請求項１の送信機。

【請求項10】

前記送信ダイバーシティ符号器は、送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを前記生成する処理の少なくとも一部として前記送信ストリームのバージョンを複素共役させるように構成された請求項１の送信機。

【請求項11】

前記送信ダイバーシティ符号器は、送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを前記生成する処理の少なくとも一部として前記送信ストリームのバージョンを位相回転させるように構成された請求項１の送信機。

【請求項12】

送信ダイバーシティを導入するための方法であって、
送信シグナルストリームを生成することと、
前記送信シグナルストリームから、複数、Ｇの送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成することと、
複数、Ｋのウェイトされたサブストリームを生成するために、前記送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのそれぞれをビームフォーミングすることと、なお、前記複数のウェイトされたサブストリームは、振幅および位相要素が変化する、
複数のウェイトベクトルを生成することと、なお、前記複数のウェイトベクトルを生成することは、少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを生成することを備え、前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルは、送信機によって使用されたコーディングレートを示す、または、コーディングレートの変化を示すウェイト行列ジェネレータについてのインディケータまたはメッセージに基づいて決定されたウェイトベクトルを備える、
Ｋの各ウェイトされたビームフォーミングされたシグナルを送信することと、
を備えた方法。

【請求項13】

前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することは、前記Ｇシグナルストリームの第１のものに関して前記Ｇシグナルの少なくとも１つを時間遅延させることを含む請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することは、前記Ｇシグナルストリームの第１のものに関して前記Ｇシグナルの少なくとも１つを複素共役させることを含む請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することは、前記Ｇシグナルストリームの第１のものに関して前記Ｇシグナルの少なくとも１つを位相回転させることを含む請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

前記ＧシグナルストリームのそれぞれをＫアンテナによってビームフォーミングすることは、変動ビームフォーミングベクトルを用いて前記Ｇシグナルストリームの少なくとも１つをウェイトすることを含む請求項１２に記載の方法。

【請求項17】

前記変動ビームフォーミングベクトルは、所定の時間変動ビームフォーミングベクトルを備えた請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記ＧシグナルストリームのそれぞれをＫアンテナによってビームフォーミングすることは、
前記ＧシグナルストリームのそれぞれをＫサブストリームに分割することと、
対応するウェイトベクトルからの要素によって前記Ｋサブストリームのそれぞれをウェイトすることと、
を備えた請求項１２の方法。

【請求項19】

前記Ｋサブストリームのそれぞれをウェイトすることは、サブストリームにウェイトベクトルのウェイト要素を時間経過とともに変化されるウェイトベクトルを掛けることを含む請求項１８の方法。

【請求項20】

前記Ｋサブストリームのそれぞれをウェイトすることは、変動ウェイトを用いて少なくとも１つのサブストリームをウェイトすることを含む請求項１８の方法。

【請求項21】

送信機であって、システムは、
送信シグナルストリームを生成するための手段と、
前記送信シグナルストリームから、複数、Ｇの送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成するための手段と、
複数、Ｋのウェイトされたサブストリームを生成するために、前記送信ダイバーシティ／時間符号化された送信ストリームをビームフォーミングするための手段と、
複数のウェイトベクトルを生成するための手段と、なお、前記複数のウェイトベクトルを生成するための手段は、少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを生成するための手段を備え、前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルは、送信機によって使用されたコーディングレートを示す、または、コーディングレートの変化を示す前記複数のウェイトベクトルを前記生成するための手段についてのインディケータまたはメッセージに基づいて決定されたウェイトベクトルを備える、
Ｋの各ウェイトされたストリームを送信するための複数、Ｋのアンテナと、
を備え、前記複数のウェイトされたサブストリームは、振幅および位相要素が変化する、
る送信機。

【請求項22】

前記送信ストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化する前記手段は、前記送信ストリームからの遅延された、複素共役された、位相回転された、または無効にされたシグナルストリームの少なくとも１つを生成するように構成された要素を含む請求項２１の送信機。

【請求項23】

少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを有するウェイト行列を生成するための手段をさらに備え、前記Ｇ符号化された送信ストリームのそれぞれをビームフォーミングするための手段は前記Ｇ符号化された送信ストリームの少なくとも１つに、前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルの第１のものを掛けるための手段を含む請求項２１の送信機。

【請求項24】

少なくとも１つの前記変動ウェイトベクトルを変動させるために前記ウェイト行列を生成するための手段によって使用される少なくとも１つのウェイトベクトルを変化させるように構成されたタイミングおよび同期するための手段をさらに備えた請求項２３の送信機。

【請求項25】

装置に送信ダイバーシティを提供させるように構成された命令をその上に含む非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
送信シグナルストリームを生成するための命令と、
前記送信シグナルストリームから、複数、Ｇの送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成するための命令と、
複数、Ｋのウェイトされたサブストリームを生成するために、前記送信ダイバーシティ／時間符号化された送信ストリームをビームフォーミングするための命令と、なお、前記複数のウェイトされたサブストリームは、振幅および位相要素が変化する、
複数のウェイトベクトルを生成するための命令と、なお、前記複数のウェイトベクトルを生成するための命令は、少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを生成するための命令を備える、前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルは、送信機によって使用されたコーディングレートを示す、または、コーディングレートの変化を示す前記複数のウェイトベクトルを前記生成するための命令についてのインディケータまたはメッセージに基づいて決定されたウェイトベクトルを備える、
Ｋの各ウェイトされたストリームを送信するための命令と
を含む非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項26】

少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを生成するための命令をさらに備えた請求項２５の非一時的コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９に基づく優先権の主張
本出願は、２００６年１２月１９日に出願された「BEAM SPACE TIME CODING AND TRANSMIT DIVERSITY」という名称の仮特許出願第６０／８７０，６５３号に基づく優先権を主張し、本譲受人に譲渡され、ここで参照により本明細書に明示的に組み込まれている。

【背景技術】

【0002】

無線通信装置は、様々な動作状況および動作環境において動作するように構成されている。移動無線装置は、送信シグナルソースに関するその位置に基づいたシグナル品質における劇的な変化を体験することができる。シグナル品質における変化は、送信機を無線受信機にリンクする無線チャネルの変化によって特徴付けることができる。

【0003】

無線チャネルに寄与する多くの要因がある。例えば、受信されたシグナルの強度は、送信機と受信機との間の距離が増加するにつれて減少する。さらに、地域、障害および反射面があることにおける変化は、多重パスに寄与する。受信機から送信機までの多重シグナルパスを横断するシグナルは、構造的に、または、破壊的に組み合わせることができる。

【0004】

例えば、多重パスシグナル要素における位相回転による破壊的なシグナルの組み合わせは、受信機で本質的に縮小されたシグナルの品質に帰着することができる。縮小されたシグナル品質は、よくシグナルフェード、または、単に、フェードと呼ばれる。

【0005】

無線通信システムは、深いフェードにおいて動作する確率を補うための様々な技術を実行することができる。無線通信システムは、フェードについて補うことに役立つためにシグナルダイバーシティを実行することができる。ダイバーシティは、一般的に、独立したシグナルパスを提供または解決するためのあるタイプのリダンダンシーを実行することを意味する。

【0006】

送信機は別個の分解可能なシグナルを導入することによってダイバーシティを提供することができ、受信機は増加した送信されたシグナルを受信および解決する確率を有するようなものである。送信機は、複数の送信アンテナ、複数の送信周期、複数の送信時間、または、それらの組み合わせを使用してダイバーシティを導入することができる。

【0007】

例えば、送信ダイバーシティは、１つのアンテナからオリジナルの情報を送信すること、および、次のアンテナからそのシンボルの修正されたバージョンを送信することによって達成することができる。オリジナルのシンボルの修正されたバージョンは、遅延され、複素共役され、無効にされ、回転されたなど、または、あるまたは全ての組み合わせをされたオリジナルのシンボルのバージョンと意味することができる。回転されたシグナルは、基準と関連するシグナルフェーズの複合回転を意味する。受信機は、送信されたシンボルを回復するために１つ以上のシンボル周期で全ての受信されたシグナルを処理する。

【0008】

同様に、受信機は、空間的に多数の受信アンテナの使用を通じて限定されたある量のダイバーシティを提供することができる。好ましくは、多数の受信アンテナは、各アンテナが他の受信アンテナよって形成されたチャネルから独立したチャネル特性を体験することを可能にする距離で間隔をもっている。

【発明の概要】

【0009】

送信ダイバーシティ時空間コード化されたシグナルにビームフォーミングを適用することによって、受信機におけるダイバーシティ利得を増加させる方法および装置である。送信ダイバーシティは、シグナルを時空間符号化することによってシグナルソースで提供されることができる。送信シグナルは、特定の時空間コードに関連した各時空間アンテナグループとともに複数の時空間アンテナグループで時空間符号化される。各時空間アンテナグループにおけるシグナルは、時空間アンテナグループにおける複数のアンテナでビームフォーミングされる。時空間アンテナグループにおける複数のアンテナのそれぞれは、時空間グループにおける他のアンテナと関連する別個のウェイトとともにウェイトされる。各ウェイトは、別個の振幅、フェーズ、または振幅およびフェーズの組み合わせを有することができる。ウェイトは、静的または動的になり得る。動的なウェイトは、時間に伴って各ウェイトの振幅、フェーズ、または、振幅およびフェーズの組み合わせを変更することができる。

【0010】

開示の態様は、送信シグナルストリームを生成するように構成された送信機と、送信シグナルストリームを受信するように構成され、および、送信シグナルストリームからの複数、Ｇの送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成するように構成された送信ダイバーシティ符号器と、複数のビームフォーミング符号器と、複数のビームフォーミング符号器のそれぞれは複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのうちの１つを受信するように、および、複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化送信ストリームのうちの１つをビームフォーミングするために複数、Ｇのウェイトされたサブストリームを生成するように構成された、を有する送信システムを含む。

【0011】

開示の態様は、送信ダイバーシティを導入する方法を含む。方法は、送信ストリームを生成すること、送信ストリームを複数のＧシグナルストリームに分割すること、Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することと、ＫアンテナでＧシグナルストリームのそれぞれをビームフォーミングすることと、Ｇビームフォーミングされたシグナルを送信することと、含む。

【0012】

開示の態様は、送信ストリームを生成するための手段と、Ｇ符号化された送信ストリームを生成するために送信ストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化するための手段と、Ｇビームフォーミングされたグループを生成するためにＧ符号化された送信ストリームのそれぞれをビームフォーミングするための手段と、Ｇビームフォーミングされたグループを送信するための複数のアンテナと、を有する送信システムを含む。

【0013】

開示の態様は、送信ストリームを受信することと、Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化すること、各Ｇシグナルストリームをビームフォーミングするために対応する複合ウェイトベクトルとともに各Ｇシグナルストリームをウェイトすることと、を有するステップを実行するためにコンピュータプログラムとともに符号化されたコンピュータ可読媒体を含む。

【図面の簡単な説明】

【0014】

開示の実施形態の特徴、目的および利点は、要素が参照番号と同等に記載されているような図面ととともにも用いられるときに、次の下記の詳細な説明からさらに明確になるだろう。

【図1】図１は、無線通信システムの実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。

【図2】図２は、多元アクセス無線通信システムにおける送信機および受信機の実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。

【図3】図３は、ビームフォーミングされた時空間符号化送信デイバーシティを有する送信システムの実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。

【図4】図４は、ビームフォーミングされた時空間符号化送信デイバーシティを有する送信システムの実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。

【図5】図５は、ビームフォーミングされた送信ダイバーシティ／時空間符号化を使用して送信ダイバーシティを提供する方法の実施形態の簡略化されたフロー図である。

【図6】図６は、ビームフォーミングされた時空間符号化送信ダイバーシティを有する送信システムの実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

方法および装置は、送信ダイバーシティ／時空間符号化およびビームフォーミングの利点を組み合わせる無線シグナルを生成および送信するために記載される。送信機は、Ｎ送信アンテナを装備している。その後、Ｎ送信アンテナは、Ｇグループのアンテナに分割される、ここで、Ｇ≦Ｎである。各グループのアンテナにおいて、アンテナは、ビームを形成するためにウェイトベクトル

【数1】

【0016】

によってウェイトされる。

【0017】

送信される必要がある情報ストリームは、最初、Ｇサブストリームに送信ダイバーシティ／時空間符号化される。各サブストリームは、アンテナのグループの１つを使用してビームフォーミングおよび送信される。

【0018】

図１は、多元アクセス無線通信システム１００の実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。多元アクセス無線通信システム１００は、多数のセル、例えばセル１０２、１０４および１０６を含む。図１の実施形態において、セル１０２、１０４および１０６のそれぞれは、多数のセクタを有するアクセスポイント１５０を含むことできる。

【0019】

多数のセクタは、セルの一部におけるアクセスターミナルとの通信に責任のあるそれぞれのアンテナのグループによって形成される。セル１０２において、アンテナグループ１１２、１１４および１１６のそれぞれは、異なるセクタに対応する。例えば、セル１０２は、３つのセクタ、１０２ａ〜１０２ｃに分割される。第１のアンテナ１１２は第１のセクタ１０２ａをサーブし、第２のアンテナ１１４は第２のセクタ１０２ｂをサーブし、第３のアンテナ１１６は第３のセクタ１０２ｃをサーブする。セル１０４において、アンテナグループ１１８、１２０および１２２のそれぞれは、異なるセクタに対応する。セル１０６において、アンテナグループ１２４、１２６および１２８のそれぞれは異なるセクタに対応する。

【0020】

各セルは、対応するアクセスポイントの１つ以上のセクタと通信するいくつかのアクセスターミナルを支持する、または、そうでなければサーブするように構成される。例えば
アクセスターミナル１３０および１３２はアクセルポイント１４２と通信し、アクセスターミナル１３４および１３６はアクセスポイント１４４と通信し、アクセスターミナル１３８および１４０はアクセスポイント１４６と通信する。アクセスポイント１４２、１４４および１４６のそれぞれが２つのアクセスターミナルと通信されることが示されているが、アクセスポイント１４２、１４４および１４６のそれぞれは２つのアクセスターミナルと通信することに制限されていなく、物理的限定、または、通信基準によって課される限定であることがある、ある限定までの任意の数のアクセスターミナルを支持することができる。

【0021】

ここに使用されるように、アクセスポイントは、ターミナルとの通信のために使用される固定ステーションであることがあり、さらに、基地局、ノードＢ、または他のある用語を意味することがあり、いくらか、または、全ての機能性を含む。アクセスターミナル（ＡＴ）も、ユーザ設備（ＵＥ）、ユーザターミナル、無線通信装置、ターミナル、移動ターミナルあるいは他のある用語を意味することがあり、いくらか、または全ての機能性を含む。

【0022】

各アクセスターミナル１３０、１３２、１３４、１３６、１３８および１４０は、同じセルにおける他のアクセスターミナルと比較して、それぞれのセルの異なる部分に位置することが図１から見ることができる。さらに、各アクセスターミナルは、それが通信しているアクセスポイントに対応当するアンテナグループから異なる距離であることがある。これらの要因の両方は、各アクセスターミナルと、通信しているアクセスポイントに対応するアンテナグループとの間に異なるチャネル条件を存在させるために、セル内の環境および他の条件に加えて、状況を提供する。

【0023】

各アクセスターミナル、例えば１３０は、変化するチャネル条件であるため他のアクセスターミナルによって体験されない典型的にユニークなチャネル特性を体験する。さらに、チャネル特性は、時間とともに変わり、位置の変化により変わる。アクセスポイント、例えば１４２、１４４および１４６は、アクセスターミナル１３０、１３２、１３４、１３６、１３８および１４０で体験されたシグナルダイバーシティを改善するために各アンテナグループにおけるダイナミックに変化するアンテナの、アンテナのウェイトをインプリメントするように構成されることができる。

【0024】

図２に示されるように、上記の実施形態は、送信（ＴＸ）プロセッサ２２０または２６０、プロセッサ２３０または２７０、およびメモリ２３２または２７２を使用してインプリメントすることができる。プロセスは、任意のプロセッサ、コントローラ、または他の処理装置によって実行されることがあり、ソースコード、オブジェクトコードまたはその他としてコンピュータ可読媒体においてコンピュータ可読媒体命令として記憶されることがある。

【0025】

図２は、多元アクセス無線通信システム２００における送信機および受信機の実施形態の簡略的な機能的なブロック図である。送信機システム２１０において、多くのデータストリームのトラフィックデータは、データソース２１２から送信（ＴＸ）データプロセッサ２１４に提供される。実施形態において、各データストリームは、それぞれの送信アンテナによって送信される。ＴＸデータプロセッサ２１４は、コード化されたデータを提供するためにそのデータストリームに選択された特定のコーディングスキームに基づいた各データストリームのトラフィックデータをフォーマットし、コード化し、インタリーブする。いくつかの実施形態において、ＴＸデータプロセッサ２１４は、シンボルが送信されているユーザ、および、シンボルが送信されているアンテナに基づいたデータストリームのシンボルにビームフォーミングウェイトを利用する。いくつかの実施形態において、ビームフォーミングウェイトは、アクセスポイントとアクセスターミナルとの間の送信パスの条件を示すチャネル応答情報に基づいて生成されることがある。さらに、スケジュールされた送信のそれらの場合において、ＴＸデータプロセッサ２１４は、ユーザから送信されたランク情報に基づいてパケットフォーマットを選択することができる。

【0026】

各データストリームのコード化されたデータは、ＯＦＤＭ技術を使用してパイロットデータとともに多重化されることがある。パイロットデータは、知られているやり方で処理され、チャネル応答を予測するために受信機システムにおいて使用されることがある典型的に知られているデータパターンである。その後、各データストリームの多重化パイロットおよびコード化されたデータは、変調シンボルを提供するためにデータストリームについて選択された特定の変調スキーム（例えば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、Ｍ−ＰＳＫ，またはＭ−ＱＡＭ）に基づいて変調される。各データストリームのデータレート、コーディング、および変調は、プロセッサ２３０によって提供される命令によって決定されることがある。いくつかの実施形態において、並列の空間ストリームの数は、ユーザから送信されるランク情報によって変化されることがある。

【0027】

その後、全てのデータストリームの変調シンボルは、さらに変調シンボル（例えばＯＦＤＭについての）を処理することができるＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２２０に提供される。その後、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２２０は、Ｎ_ＴシンボルストリームをＮ_Ｔ送信機（ＴＭＴＲ）２２２ａから２２２ｔに提供する。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２２０は、シンボルが送信されているユーザ、および、シンボルがそのユーザチャネル応答情報から送信されているアンテナに基づいたデータストリームのシンボルにビームフォーミングウェイトを利用する。

【0028】

送信機２２２ａから２２２ｔのそれぞれは、１つ以上のアナログシグナルを提供するためにそれぞれのシンボルストリームを受信および処理し、さらにＭＩＭＯチャンネルによる送信に適した変調されたシグナルを提供するためにアナログシグナルを条件付ける（例えば増幅し、フィルターし、アップコンバート（upconvert）する）。その後、送信機２２２ａから２２２ｔ、からのＮ_Ｔ変調シグナルは、Ｎ_Ｔアンテナ２２４ａから２２４ｔ、からそれぞれ送信される。

【0029】

受信機システム２５０において、送信された変調されたシグナルは、Ｎ_Ｒアンテナ２５２ａから２５２ｒまで、によって受信され、各アンテナ２５２からの受信されたシグナルは、それぞれの受信機（ＲＣＶＲ）２５４に提供される。各受信機２５４は、それぞれの受信されたシグナルを条件付け（例えばフィルター、増幅、ダウンコンバート（downconvert））し、サンプルを提供するために条件付けられたシグナルをデジタル化し、さらに対応する「受信された」シンボルストリームを提供するためにサンプルを処理する。

【0030】

その後、ＲＸデータプロセッサ２６０は、「検知された」シンボルストリームのランク数を提供するための技術を処理する特定の受信機に基づいたＮ_Ｒ受信機２５４からのＮ_Ｒ受信されたシンボルストリームを受信し、処理する。ＲＸデータプロセッサ２６０による処理は、さらに、下記に詳細に説明される。各検知されたシンボルストリームは、対応するデータストリームについて送信される変調シンボルを予測するシンボルを含む。その後、ＲＸデータプロセッサ２６０は、データストリームについてのトラフィックデータを回復するために各検知されたシンボルストリームを復調し、非インターリーブ（deinterleave）し、復号する。ＲＸデータプロセッサ２６０による処理は、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ２２０および送信機システム２１０におけるＴＸデータプロセッサ２１４によって実行されたものに相補的である。

【0031】

ＲＸプロセッサ２６０によって生成されたチャネル応答予測は、受信機において処理される空間、空間／時間実行、パワーレベルを調整、変調レートまたはスキームを変更、または他のアクションのために使用されることがある。ＲＸプロセッサ２６０は、さらに、検知されたシンボルストリームのシグナル対雑音（ＳＮ）比（ＳＮＲｓ）、および、ことによると他のチャネル特性を予測することができ、これらの量をプロセッサ２７０に提供する。

【0032】

受信機において、様々な処理技術は、Ｎ_Ｔ送信されたシンボルストリームを検知するためにＮ_Ｒ受信されたシグナルを処理するために使用されることがある。これらの受信機処理技術は、２つの主要なカテゴリ（ｉ）空間および時空間受信機処理技術（等化技術とも意味する）および(ｉｉ) 「連続的な無効化／等化および妨害取り消し」受信機処理技術（「連続的な妨害取り消し」または「連続的な取り消し」受信機処理技術とも意味する）にグループ化されることがある。

【0033】

Ｎ_Ｔ送信およびＮ_Ｒ受信アンテナによって形成されたＭＩＭＯチャネルは、

【数2】

【0034】

で、Ｎ_Ｓ独立チャネルに分解されることがある。Ｎ_Ｓ独立チャネルのそれぞれは、ＭＩＭＯチャネルの空間的サブチャネル（または送信チャネル）と意味することもあり、次元に対応する。

【0035】

図３は、時空間符号化されたシグナルのビームフォーミングをインプリメントする送信機システム３００の実施形態の簡略的に示された機能的なブロック図である。図３の簡略化された機能的なブロック図は、時空間符号化されたシグナルをビームフォーミングすることと関連する送信機システムの部分に限定される。送信機システムの他の部分は、簡潔さと明瞭さの目的で省略される。送信機システム３００は、例えば図１の通信システムの基地局と一体的にすることができ、図２の送信機システムの実施形態になり得る。

【0036】

送信機システム３００は、その有効範囲にある全てのアクセスターミナルについての時空間符号化されたシグナルのビームフォーミングをインプリメントするように構成されることがある。あるいは、送信機システム３００は、その有効範囲にある複数のアクセスターミナルがあるときに、時空間符号化されたシグナルの複数の別個のビームフォーミングをインプリメントするように構成されることがある。例えば、送信機システム３００は、有効範囲にある各アクセスターミナルについてのアンテナに別個のウェイトを利用することができる。他の実施形態において、送信機システム３００は、有効範囲にあるアクセスターミナルの、各グループがその有効範囲の全体の部分集合となり得るグループについてのアンテナに別個のウェイトを利用することができる。

【0037】

送信機システム３００は、送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０と結合された送信機３１０を含む。送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、複数の符号化されたシグナルを複数のビームフォーミング符号器３３０_０〜３３０_Ｇに結合する。ビームフォーミング符号器３３０_０〜３３０_Ｇは、ビームフォーミングされたシグナルを複数のアンテナ３４０_０〜３４０_ＧＫＧＫに結合する。タイミングおよび同期モジュール３５０は、複数のビームフォーミング符号器３３０_０〜３３０_Ｇと結合されたウェイト行列ジェネレータ３６０と結合される。

【0038】

送信機３１０は、変調されたシグナルストリームを生成するためのサンプルを処理するように構成される。例えば、送信機３１０は、複数の情報ビットからの複数の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルのサンプルを生成するように構成されることがある。送信機３１０は、情報ビットをＯＦＤＭシンボルの様々のサブキャリアにマップするように、および、所定の変調フォーマットによって情報ビットをサブキャリアへ変調するように構成されることがある。送信機３１０は、頻繁にＯＦＤＭシンボルを望ましいＲＦ送信周波数に変換することができる。そのような実施形態における送信機３１０の出力は、望ましい送信ＲＦ周波数におけるＯＦＤＭシンボルのサンプルの連続するシグナルストリームである。

【0039】

送信機３１０の出力は、時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０に結合される。時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、送信機３１０からのシグナルストリームを複数、Ｇのシグナルストリームに分割するように構成される。時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、シグナルストリームの変調されたバージョンを生成するために複数のシグナルストリームで動作する。例えば、時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、１つの本質的な変調されていないシグナルストリームをパスするように構成することができ、残るＧ−１シグナルストリームのそれぞれを変調するように構成されることがある。一般に、１つのシグナルストリームは、全てのシグナルストリームを特定のシグナルストリームに標準化することができるので変調されないと考慮されることがある。

【0040】

時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、各Ｇ−１シグナルストリームを、例えば、遅延させ、無効にさせ、複素共役させ、回転させるなど、またはそれらのある組み合わせをさせるように構成することがある。時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、変動遅延、遅延ライン、タップされた遅延ライン、デジタル遅延など、または、遅延要素のある組み合わせを使用することによって特定のシグナルストリームに遅延を導入することができる。時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、例えば反転増幅器を使用してシグナルストリームを無効にするように構成されることがある。時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、例えば回転機、直交フェーズシグナル要素に結合したインバータなどまたは、それらのある組み合わせを使用してシグナルストリームを結合するように構成されることがある。さらに、時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、同相で動作する１つ以上の乗算器、直交シグナル要素、フェーズ要素をウェイトする１つ以上の乗算器、遅延要素など、または、それらのある組み合わせを使用してシグナルストリームを回転するように構成されることがある。

【0041】

典型的に、時間ダイバーシティ／時空符号器３２０は、複数、Ｇの別個のアンテナでシグナルストリームを送信することによって送信ダイバーシティが達成することができるような各シグナルストリームで別個の変調を実行する。典型的な時間ダイバーシティ／時空間符号化されたシステムにおいて、複数のＧアンテナは、空間的に分離することができる。図３の実施形態において、各Ｇの別個の時間ダイバーシティ／時空間符号化されたシグナルストリームは、更なる処理をさせられる。

【0042】

受信機において他のダイバーシティ利得を提供する方法は、実質的に同じ情報シンボルが多数のアンテナから送信される場合の送信ビームフォーミングを使用することによる。複数のアンテナのそれぞれからのシグナルは、受信機におけるシグナル対雑音比の合計が最大限にできるように、異なるようにウェイトされることがある。この異なるシグナルウェイトすることは、異なるアンテナ利得を使用することによって、または、各アンテナに結合された個々のシグナルをウェイトすることによって、追行されることがある。

【0043】

図３の実施形態において、各Ｇシグナルストリームは、複数のアンテナを使用して別個にビームフォーミングされる。時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０からの別個のシグナルストリームのそれぞれは、複数のビームフォーミング符号器３３０_０〜３３０_Ｇの１つに結合される。ビームフォーミング符号器３３０_０〜３３０_Ｇの数は、時間ダイバーシティ／時空間符号器３２０によって生成された送信ダイバーシティシグナルストリームの数に対応する。

【0044】

各ビームフォーミング符号器、例えば３３０_０は、複数のウェイトされたシグナルストリームを生成するように構成され、それぞれが対応するアンテナに適用される。各ビームフォーミング符号器、例えば３３０_０は、送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０から複数のシグナルストリームの１つを受信する。ビームフォーミング符号器３３０は、シグナルを複数、Ｋ、の重複シグナルストリームに分割し、関連したビームフォーミングウェイトとともにＫ重複シグナルストリームのそれぞれをウェイトする。ビームフォーミング符号器３３０_０は、ウェイトされたシグナルストリームを特定のビームフォーミングする符号器３３０_０に関連する複数、Ｋ、のアンテナ３３０_０〜３３０_０Ｋに結合する。

【0045】

したがって、アンテナの数の総数は、時間ダイバーシティ／時空符号化グループ、Ｇの数に、時間ダイバーシティ／時空間符号化されたグループのそれぞれに生成されたビームフォーミングシグナルストリーム、Ｋが掛けられたものに等しい。図３の実施形態において、Ｎ＝Ｇ×Ｋアンテナの合計がある。送信機システム３００、図３の実施形態は、時間ダイバーシティ／時空間シグナルのそれぞれについての等しい数のビームフォーミングシグナルストリームを図示する。しかしながら、他の実施形態は、異なる時間ダイバーシティ／時空間シグナルについて異なるビームフォーミング次元を有することがある。

【0046】

ウェイト行列ジェネレータ３６０は、ビームフォーミング符号器３３０_０〜３３０_Ｇのそれぞれによって使用されたウェイトベクトルを生成するように構成される。ウェイト行列における各ベクトルは、1つのビームフォーミング符号器、例えば３３０_０に対応することがある。典型的に、各ウェイトベクトルは、別個であるが、ウェイトベクトルが別個であるという要求はない。

【0047】

ウェイトベクトルにおいて各ウェイト、ｗは、関連する振幅、Ａ、および位相回転ψを有することができる。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、固定されたウェイト行列を生成するように構成されることがあり、変動ウェイト行列を生成するように構成されることがある。いくつかの実施形態において、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、固定されたウェイトベクトルおよび変動ウェイトベクトルの組み合わせを生成するように構成されることがある。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、例えば時間、事象、または、時間および事象の組み合わせに基づいたウェイトを変化するように構成されることがある。

【0048】

送信機で送信アンテナから受信機までのチャネルの予測が可能である場合、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、シグナル対雑音（ＳＮ）比（ＳＮＲ）を最大限にする各ウェイトベクトルにおけるウェイトの最適な値を決定することができる。しかしながら、典型的に、送信機システム３００、および、すなわちウェイト行列ジェネレータ３６０は、チャネルの予測の認識を有していない。受信機が連続的にダイバーシティ利益を認識するだろうということを確実にするように、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、各ビームにおける有効なチャネルも時間がとともに変化するように、ウェイトを時間とともに変化するように構成されることがある、ここで有効チャネルは時間変動ビームフォーミングの影響と組み合わせられた実際のチャネルを含む。ウェイト行列ジェネレータ３６０によって生成されたウェイトベクトルにおける変化は、速いフェーディングの効果をシミュレーションする変動ビームフォーミングを導入する。

【0049】

ウェイトベクトルにおいて、例えば

【数3】

【0050】

、各ウェイトは、振幅要素および位相要素、を含むことができる、例えば

【数4】

【0051】

。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、多くの方法でベクトルウェイトにおける作為の一時的な変化を導入するように構成されることがある。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、振幅要素、位相要素、または、それらの組み合わせが変化するように構成されることがある。さらに、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、任意のウェイトベクトルにおけるウェイトを独立して変化するように、または、ウェイトの１つに基づいた、または、ウェイトの１つの関数としてウェイトが変化するように、構成されることがある。

【0052】

例として、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、実質的に一定の振幅要素を維持するように、および、時間の関数として位相要素を変化するように、構成されることがある。例えば、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、時間の関数、

【数5】

【0053】

、および、

【数6】

【0054】

として第１および第２位相要素を変化させることができる。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、個々のウェイトの位相要素を独立して変化させることができ、または、第１位相要素に基づいた第２位相要素の位相要素を変化させることができる、例えば、

【数7】

【0055】

別の例として、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、実質的に一定の位相要素を維持するように、および、時間の関数として様々なウェイトの振幅要素が変化するように構成されることがある。例えば、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、φ_０およびφ_１を一定に保つことができ、時間の関数、

【数8】

【0056】

、および、

【数9】

【0057】

として第１および第２振幅要素を変化させることができる。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、個々のウェイトの振幅要素を独立して変化させることができ、または、第１位相要素に基づく第２振幅要素の振幅要素を変化させることができる、例えば、

【数10】

【0058】

。他の実施形態において、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、少なくともビームフォーミングするウェイトのうちいくつかの振幅および位相要素の両方を変化するように構成されることがある。

【0059】

ウェイト行列ジェネレータ３６０が望まれたウェイト要素を変化するレートは、固定されることがあり、または、変化することがある。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、時間、事象、またはそれらの組み合わせに基づいて要素を変化するように構成されることがある。ウェイト行列ジェネレータ３６０は、多数のウェイト要素を変化させるときに変動された要素のそれぞれについて独立したレートを使用するように構成されることがある。あるいは、または、さらに、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、ウェイト行列におけるベクトルのそれぞれについて同じレートまたは独立したレートを使用するように構成されることがある。一般的に、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、個々のウェイト要素および各要素またはレートについての完全に独立した関数を使用して個々のウェイト要素が変化されたレートが変化するように構成されることがある。

【0060】

ウェイト行列ジェネレータ３６０は、ＯＦＤＭシンボルレートに基づくレートで更新する一時的な変化をインプリメントすることができる。例えば、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、ウェイト行列におけるウェイトをＯＦＤＭシンボルの所定の数の各フレームで、変化させることができる。他の実施形態において、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、各シンボル周期でウェイトを更新することができる、または、各スーパーフレームの始動でウェイトを更新することができる、ここでスーパーフレームは複数のフレームを含む。

【0061】

例えば、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、使用されたチャネルコードに一致するようにウェイトのそれぞれの振幅および位相の両方の一時的な変動レートを選択するように構成されることがある。したがって、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、ウェイト要素を一時的に変化させ、可変されたウェイトにおけるレートは、事象、チャネルコードの選択に依存する。別の実施形態において、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、２つの異なるウェイトｗ_０およびｗ_１に対応する所定の関数の２つの異なるセットによる振幅および位相の両方について使用された一時的な変化のレートを選択するように構成されることがある。まだ別の実施形態において、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、機能を選択するように、または、受信機からのフィードバックに基づいてレートを変化させるように構成されることがある。

【0062】

タイミングおよび同期モジュール３５０は、ウェイト行列ジェネレータのタイミングを送信機３１０において使用されたタイミングと同期するように構成されている。例えば、タイミングおよび同期モジュール３５０は、送信ストリームを生成するときに送信機３１０によって使用されたシステム時間と同期されるクロックを含むことができる。１つの実施形態において、タイミングおよび同期モジュールは、ウェイト行列ジェネレータ３６０がシンボル境界で変化する時間変動ウェイト生成できるような送信ストリームのＯＦＤＭシンボルタイミングと同期することができる。

【0063】

タイミングおよび同期モジュール３５０は、さらにウェイト行列ジェネレータ３６０によるトリガーとして使用されることができる１つ以上の事象の発生についての送信機３１０をモニターすることができる。例えば、タイミングおよび同期モジュール３５０は、送信機３１０によって使用されたコーディングレートをモニターすることができ、コーディングレートを示す、または、コーディングレートの変化を示すウェイト行列ジェネレータ３６０についてのインディケータまたはメッセージを生成することができる。

【0064】

図４は、ビームフォーミングするために構成された送信機システム３００の実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。図４の実施形態において、送信機システム３００は、４つのアンテナの合計で構成され、２つの別個のグループによって送信ダイバーシティ／時空間符号化を生成するように構成される。図４の実施形態は、生成されたシステムの特定の実施形態を図示する。

【0065】

図４の実施形態において、送信機３１０は、例えば、複数の送信ＲＦ周期に変換されたＯＦＤＭシンボル周期のストリームになり得る送信ストリームを生成するように構成される。送信機３１０は、送信ストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０に結合する。

【0066】

送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、送信ストリームの入力からの２つの符号化された送信ストリームのグループを生成するように構成される。送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、例えば、入力送信ストリームを２つの実質的に複写物に分割することができる。送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、第１の２つの実施的な複写物を第１符号化された送信ストリームとして出力することができ、さらに、第２符号化された送信ストリームとして出力される前に第２の２つの本質的な複写物に処理することができる。送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、シグナルストリームを例えば、遅延させ、複素共役させ、無効にさせ、回転させるなど、またはそれらのある組み合わせをさせることによって第２の２つの本質的な複製物を処理することができる。

【0067】

送信システム３００は、送信ダイバーシティ／時空間符号化されたシグナルストリームのグループのそれぞれをビームフォーミングする。第１のアンテナのグループはアンテナ３４０_００および３４０_０１を含む、一方で、第２のグループはアンテナ３４０_１０および３４０_１１を含む。送信機システム３００は、第１のグループのアンテナ３４０_００および３４０_０１を使用して第１送信ダイバーシティ／時空間符号化されたシグナルストリームをビームフォーミングし、第２グループのアンテナ３４０_１０および３４０_１１を使用して第２送信ダイバーシティ／時空間符号化されたシグナルストリームをビームフォーミングする。

【0068】

送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、第１符号化された送信ストリームを第１ビームフォーミング符号器３３０_０に結合させる。第１ビーム形フォーミング符号器３３０_０は、第１符号化された送信ストリームを２つの本質的な複製物に分割するように構成されたシグナルスプリッタ４１０_０を含む。第１ビームフォーミング符号器３００_０は、スプリッタ４１０_０からの第１出力に、送信ダイバーシティグループに関連する第１アンテナ３４０_００を結合する。第１ビームフォーミング符号器３３０_０は、スプリッタ４１０_０からの第２出力に、ウェイト行列ジェネレータ３６０から受信された複合ウェイトともにシグナルストリームをウェイトするように構成された乗算器４２０に結合する。第１ビームフォーミング符号器３３０_０は、ウェイトされた送信ストリームを送信ダイバーシティグループに関連する第２アンテナ３４０_０１に結合する。

【0069】

送信システム３００は、第２符号化された送信ストリームを同様の方法でビームフォーミングする。送信ダイバーシティ／時空間符号器３２０は、第２符号化された送信ストリームを第２ビームフォーミング符号器３３０_１に結合させる。第２ビームフォーミング符号器３３０_１は、第２符号化された送信ストリームを２つの本質的な複製物に分割するように構成されたシグナルスプリッタ４１０_１を含む。第２ビームフォーミング符号器３３０_１は、スプリッタ４１０_１からの第１出力を第１アンテナ３４０_１０に結合する。第２ビームフォーミングする符号器３３０_１は、スプリッタ４１０_１からの第２出力を、ウェイト行列ジェネレータ３６０から受信された複合ウェイトとともにシグナルストリームをウェイトするように構成された乗算器４２０_１に結合する。第２ビームフォーミング符号器３３０_１は、ウェイトされた送信ストリームを第２アンテナ３４０_１１に結合する。

【0070】

タイミングと同期モジュール３５０は、送信ストリームを生成するときに送信機３１０によって使用されるシステム時間と同期するように構成される。さらに、タイミングおよび同期モジュール３５０は、送信機３１０の所定の事象または状態をモニターするように構成することがある。タイミングおよび同期モジュール３５０は、タイミングおよび事象状態情報をウェイト行列ジェネレータ３６０に結合する。

【0071】

ウェイト行列ジェネレータ３６０は、各送信ダイバーシティグループが２つの別個のアンテナによってビームフォーミングされるため、２×２ウェイト行列ジェネレータとして図示されている。一般的な場合において、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、２つの送信外バーシティグループのそれぞれについて１×２ベクトルを生成し、２×２ウェイト行列となる。しかしながら、ビームフォーミング符号器３３０_０および３３０_１がアンテナに転送された２つのシグナルのうちただ１つをウェイトするため、ウェイト行列ジェネレータ３６０は、各送信ダイバーシティグループについてただ１つの複合ウェイトの生成を必要とする。

【0072】

ウェイト行列ジェネレータ３６０は、第１エントリが単一になるように予め決定された各送信ダイバーシティグループについて１×２ベクトルを有効に生成する。したがって、各送信ダイバーシティグループについてただ１つの変動複合ウェイトがある。ウェイトは、第１ウェイトに標準化されとみなすことができる。

【0073】

図５は、ビームフォーミングされた送信ダイバーシティ／時空間符号化を使用して送信ダイバーシティを提供する方法５００の簡略化されたフローチャートである。方法５００は、例えば図１の基地局で、または、図３あるいは図４において示される送信機システムによって、実行されることがある。方法５００は、説明の目的のため、送信機システムによって実行されていると説明される。

【0074】

方法５００は、送信機システムが送信ストリームを生成するブロック５１０で始まる。例えば、送信機システムは、頻繁に望ましいＲＦ動作周期に変換されるＯＦＤＭシンボルの送信ストリームを生成することができる。送信機システムは、ブロック５２０へ進み、送信ストリームをＧグループに分割する、ここでＧは１より大きい整数を表す。例として、送信機システムは、スプリッタを使用して送信ストリームをＧグループに分割するように構成されることがある。

【0075】

送信機システムは、ブロック５３０に進み、Ｇシグナルストリームを時間ダイバーシティ／時空間符号化する。Ｇシグナルストリームの１つ以上は、送信ダイバーシティを送信ストリームに導入するために処理されることがある。１つの実施形態において、送信機システムは、シグナルストリームを遅延させ、複素共役させ、無効にさせ、回転させ、または、そうでなければ処理することによってシグナルストリームを処理するように、または、変調するように構成されることがある。さらに、送信機システムは、送信ダイバーシティを導入するときに複数の処理技術の組み合わせをインプリメントすることができる。

【0076】

送信ダイバーシティを導入した後、送信機システムは、ブロック５４０に進み、Ｇ符号化されたシグナルストリームからの符号化された送信シグナルのそれぞれをＫシグナルのグループに分割する。送信機システムは、例えば１：Ｋシグナルスプリッタを使用して符号化された送信ストリームのそれぞれをＫシグナルに分割するように構成されることがある。したがって、各Ｇシグナルにおける分割に続く送信機システムは、Ｎ＝Ｇ×Ｋシグナルを支持するように構成される。

【0077】

方法５００は、説明の明瞭さおよび容易さの目的のため、各ＧシグナルストリームをＫシグナルのグループに分割することとしてとして説明される。しかしながら、方法５００は、各グループにおいて等しい数のアンテナを有していることに限定されていない。したがって、他の実施形態において、送信機システムは、シグナルストリームの第１サブセットのそれぞれをＫ１シグナルのグループに分割することができ、一方で、シグナルの第２サブセットのそれぞれをＫ２シグナルのグループに分割することができる、ここでＫ１はＫ２と等しくない。他の実施形態において、送信機システムは、各Ｇシグナルストリームを異なる数のサブストリームに分割することができる。

【0078】

一度送信機システムが各Ｇシグナルストリームをサブストリームのグループに分割すると、送信機システムはブロック５５０に進み、各Ｇグループについてのウェイトベクトルを生成する。フローチャートに図示された実施形態において、送信機システムは、長さＫのＧウェイトベクトルを生成する。送信機システムは、各Ｇグループについて別個のウェイトベクトルを生成することができる、または、複数のグループについて同じウェイトベクトルを使用することができる。各ウェイトベクトルは、Ｋシグナルストリームのグループをビームフォーミングするためにしようされるウェイトを表す。

【0079】

送信機システムは、静的ウェイトベクトルまたは動的、変動ウェイトベクトル、または静的および動的の組み合わせのウェイトベクトルを生成するように構成されることがある。送信機システムは、時間、事象、時間および事象の組み合わせに基づくビームフォーミングウェイトベクトルを変化させるように構成されることがある。変化の一時的なレートは、例えばＯＦＤＭシンボルレート、フレームレート、スーパーフレームレート、または他のある一時的な変動レートに基づくことがある。

【0080】

送信機システムは、開ループ方法において、受信機からのフィードバックなしで、または、１つ以上の受信機からの直接的あるいは間接的なフィードバックに基づいた閉ループ方法において、１つ以上の動的ビームフォーミングウェイトベクトルを変化させることができる。送信機システムは、例えばチャネルレート、コーディングタイプ、または受信機によって直接的あるいは間接的に影響を受けることがある他のあるパラメータに基づいてビームフォーミングウェイトベクトルを変化させることができる。例えば、送信機システムは、部分的に選択されたチャネルコードに基づいた１つ以上のウェイトベクトルを変化させることができる。

【0081】

送信機システムは、ブロック５６０に進み、関連するウェイトベクトルに基づいた各Ｇグループにおいて各Ｋシグナルストリームをウェイトする。送信機システムは、ブロック５７０に進み、Ｎ＝Ｇ×Ｋアンテナによってシグナルを送信する。各Ｋアンテナのグループは、ビームフォーミングされた、Ｇ時間ダイバーシティ／時空間符号化されたシグナルストリームのグループからの対応するシグナルストリームの表現を送信する。送信機システムは、すべての送信された情報についての方法５００の実行を続けることができ、選択的にビームフォーミングを活性化および非活性化するように構成されることがある。

【0082】

図６は、ビームフォーミングするために構成された送信機システム６００の実施形態の簡略化された機能的なブロック図である。送信機システム６００は、送信ストリームを生成するように構成された６１０を生成するための１つ以上のプロセッサを含む。６１０を生成するための１つ以上のプロセッサは、例えばシグナルソース、変調器、周波数コンバータなどを含むことができる。１つの実施形態において、６１０を生成するための1つ以上のプロセッサは、送信中は周波数に変換されたＯＦＤＭシンボル周波数の送信ストリームを生成するように構成される。

【0083】

６１０を生成するための１つ以上のプロセッサは、送信ストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化６２０についての１つ以上のプロセッサに結合する。送信ダイバーシティ／時空間符号化６２０についての１つ以上のプロセッサは、入力送信ストリームからの複数、Ｇの送信ダイバーシティ／時空間符号化されたシグナルストリームを生成するように構成されている。送信ダイバーシティ／時空間符号化６２０についての１つ以上のプロセッサは、入力送信ストリームからの複数のシグナルストリームを生成し、送信ダイバーシティを導入するために各Ｇシグナルストリームを符号化する。

【0084】

送信ダイバーシティ／時空間符号化６２０についての１つ以上のプロセッサは、例えばシグナルストリームを遅延させ、複素共役させ、無効にさせ、回転させ、そうでなければ処理するように構成された１つ以上の要素含むことができる。

【0085】

送信ダイバーシティ／時空間符号化６２０についての１つ以上のプロセッサは、複数の符号化された送信ストリームのそれぞれを、ビームフォーミング、６３０_０〜６３０_Ｇするための相当する複数の1つ以上のプロセッサに結合する。送信機システム６００は、各符号化された送信システムを別個にビームフォーミングし、したがって、ビームフォーミング、例えば、６３０_０するための１つ以上のプロセッサを各符号化された送信ストリームについてインプリメントする。

【0086】

ビームフォーミング、例えば６３０_０するためのプロセッサのそれぞれは、その対応する符号化された送信ストリームを複数のＫビームフォーミングされたサブストリームに分離する。ビームフォーミング、例えば６３０_０するための１つ以上のプロセッサは、ウェイト行列６６０を生成するための手段によって提供された対応するビームフォーミングされたウェイトベクトルからのウェイトとともにＫビームフォーミングするサブストリームをウェイトする。

【0087】

ビームフォーミング、例えば６３０_０のための１つ以上のプロセッサは、Ｋウェイトされたビームフォーミングするサブストリームを、複数の相当するアンテナ例えば６４０_００〜６４０_０Ｋに結合する、ここでビームフォーミングされたシグナルは１つ以上の受信機に送信される。

【0088】

ウェイトマトリックス６６０を生成するための１つ以上のプロセッサは、ビームフォーミング、６３０_０〜６３０_Ｇするための１つ以上のプロセッサのそれぞれについてウェイトベクトルを生成する。一般的に、ウェイト行列６６０を生成するための１つ以上のプロセッサは、各アンテナについてウェイトを生成し、したがって、ビームフォーミング、６３０_０〜６３０_Ｇするための１つ以上のプロセッサのそれぞれにについて次元Ｋのベクトルを生成する。ウェイト行列６６０を生成するための１つ以上のプロセッサは、ビームフォーミング、６３０_０〜６３０_Ｇする手段のそれぞれについて別個のウェイトベクトルを生成することができ、または、同じウェイトベクトルをビームフォーミングするための２つ以上の手段に供給することができる。

【0089】

ウェイト行列６６０を生成するための１つ以上のプロセッサは、固定されたウェイトベクトルまたは変動ウェイトベクトルを生成するために構成されることがある。ウェイト行列６６０を生成するための１つ以上のプロセッサは、変動ウェイトベクトルにおいて各ウェイトを変化させることができる、または、変動ウェイトベクトルにおいてウェイトのサブセットを変化させることができる。

【0090】

ウェイト行列６６０を生成するための１つ以上のプロセッサは、事象に基づいた、または、事象および時間の組み合わせに基づいたウェイトベクトルを一時的に変化させることができる。タイミングおよび同期６５０のための１つ以上のプロセッサは、事象の発生または発生の欠如について生成するための１つ以上のプロセッサをモニターするように構成されることがあり、時間を、６１０を生成するための１以上のプロセッサによって使用される時間参照と同期するように構成されることがある。例えば、タイミングおよび同期６５０についての１つ以上のプロセッサは、システム時間またはシンボル時間とともに同期するよう構成されることがある。

【0091】

タイミングおよび同期６５０についての１つ以上のプロセッサは、事象およびタイミング同期に関連する情報を、ウェイト行列６６０を生成するための手段と結合する。ウェイト行列６６０を生成するための１つ以上のプロセッサは、例えば、タイミングおよび同期６５０のために１つ以上のプロセッサによって提供された情報に関連する所定の機能、テーブル、機能およびテーブルの組み合わせを使用して、１つ以上のウェイトベクトルを変化させるように構成されることがある。

【0092】

本明細書で説明された方法および装置を使用することによって、通信システムが時間ダイバーシティ／時空間符号化およびビームフォーミングの両方から利益を得ることを可能にする。送信機システムは、送信ダイバーシティ／時空間符号化シグナルのグループのそれぞれを別個にビームフォーミングするように動作することができる。送信機システムは、送信ダイバーシティ／時空間符号化シグナルのグループからの各符号化されたシグナルストリームについてビームフォーミングを変化させることができる。送信機システムは、各シグナルストリームについて、一時的にビームフォーミングを変化させることができる。送信機システムは、受信器におけるチャネル特性のシグナルの質に依存した開ループの方法において、ビームフォーミングを変化させることができる。

【0093】

明細書に使用されたように、結合されたまたは接続された用語は、間接的な結合、ならびに直接的な結合および接続を意味する。２つ以上のブロック、モジュール、装置、または、機器が結合されたとき、１つ以上の変換ブロックが２つ結合されたブロックの間にあることがある。

【0094】

本明細書に開示された実施形態と関連して説明された様々な図示された論理的なブロック、モジュール、および回路は、
汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、縮小縮小命令型コンピュータ(ＲＩＳＣ)プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラミング可能なロジックデバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア要素、または、本明細書で説明された機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせ、とともに実装され、実行されることがある。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであることがあるが、代替として、プロセッサは、任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または、定常マシンであることがある。プロセッサは、計算デバイスの組み合わせ、例えば、ＤＳＰおよびマイクロプロセッサ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰのコアと接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成の組み合わせとして実施されることもある。

【0095】

１つ以上の典型的な実施形態において記述された方法、プロセス、またはアルゴリズムは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、または任意の組み合わせにおいてインプリメントされていることがある。ソフトウェイにインプリメントされている場合、機能は、または１つ以上の命令またはコードのようにコンピュータ可読媒体に記憶または送信されることがある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読媒体は、一方から他方へコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含むコンピュータ可読媒体および通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であってもよい。例として、また限定でなく、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置（optical disk storage）、磁気ディスク記憶装置（magnetic disk storage）または他の磁気記憶装置（magnetic storage device）、または命令の形状あるいはデータ構成における望ましいプログラム搬送または記憶するために使用されることができ、コンピュータによってアクセスされることができる任意の他の媒体を備えることができる。また、任意の接続は、正確にはコンピュータ可読媒体と呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、
ウェブサイト、サーバ、または同軸のケーブル（coaxial cable）を使用している他のリモートソース（remote source）、光ファイバケーブル（fiber optic cable）、ツイストペア線（twisted pair）、デジタル加入者線（digital subscriber line）（ＤＳＬ）または赤外線（infrared）、電波（radio）、マイクロ波（microwave）などの無線技術から転送された場合、そのとき、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア線、または赤外線、電波、マイクロ波などの無線技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書で使用されているように、ディスク（Disk）とディスク（Disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル汎用ディスク（digital versatile disc）ＤＶＤ，フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイ（登録商標）ディスクを含み、ディスク（Disk）はデータを磁気的に再生し、一方、ディスク（Disc）はレーザーを用いて光学的に再生する。上記の組み合わせは、コンピュータ可読媒体の範囲にも含まれるべきである。

【0096】

開示された実施形態の上記の説明は、任意の当業者が開示を築き、または、使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態の様々な変形例は、当業者にとっては明らかであり、本明細書で定められた一般的な原理は、開示の意図または範囲からはずれることなく他の構成に適用されることがでる。したがって、この開示は、本明細書に示された実施形体に限定されることを意図しないが、本明細書に開示された原理および斬新な特徴と一致する最も広い範囲を与えられることになっている。
なお、以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
送信シグナルストリームを生成するように構成されたジェネレータと、
前記送信シグナルストリームを受信するように構成され、前記送信シグナルストリームからの複数、Ｇの送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成するように構成された送信ダイバーシティ符号器と、および、
複数のビームフォーミング符号器と、前記複数のビームフォーミング符号器のそれぞれが前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのうちの１つを受信するように、および、前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのうちの前記１つをビームフォーミングするために複数、Ｋのウェイトされたサブストリームを生成するように構成される、
を含む送信機。
［Ｃ２］
前記送信機は、前記複数のビームフォーミング符号器と結合された複数のアンテナのグループと結合され、前記複数のアンテナのグループのそれぞれは、Ｋアンテナを有し、前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームからのビームフォーミングされ符号化された送信ストリームを同報通信するように構成された［Ｃ１］の送信機。
［Ｃ３］
前記複数のアンテナのグループは、Ｎ＝Ｇ×Ｋアンテナを含む［Ｃ２］の送信機。
［Ｃ４］
複数のウェイトベクトルを生成するように構成されたウェイト行列ジェネレータをさらに備え、前記複数のビームフォーミング符号器のそれぞれは、対応するウェイトベクトルによって、前記複数の送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームのうちの前記１つをウェイトすることで前記複数のウェイトされたサブストリームを生成する［Ｃ１］の送信機。
［Ｃ５］
前記ウェイト行列ジェネレータは、少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを生成するように構成された［Ｃ４］の送信機。
［Ｃ６］
前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルは、時間変動ウェイトベクトルを備えた［Ｃ５］に記載の送信機。
［Ｃ７］
前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルは、送信機の事象に基づいて決定されたウェイトベクトルを備えた［Ｃ５］の送信機。
［Ｃ８］
前記ウェイト行列ジェネレータは、少なくとも１つの複合ウェイトベクトルを生成するように構成された［Ｃ４］の送信機。
［Ｃ９］
前記ウェイト行列ジェネレータは、複数のアクセスターミナルのそれぞれについて別個の複合ウェイトベクトルを生成するように構成された［Ｃ４］の送信機。
［Ｃ１０］
前記複数のビームフォーミング符号器の少なくとも１つは、受信され符号化された送信ストリームをＫサブストリームに分割するように、及びＫサブストリームの少なくとも１つを複合ウェイトベクトルからの要素によってウェイトするように構成された［Ｃ１］の送信機。
［Ｃ１１］
前記送信ストリームは、動作周波数に変換された直交周波数分割多重(ＯＦＤＭ)シンボル周波数を備えた［Ｃ１］の発信機。
［Ｃ１２］
前記送信ダイバーシティ符号器は、送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成する前記処理の少なくとも一部として前記送信ストリームのバージョンを遅延させるように構成された［Ｃ１］の送信機。
［Ｃ１３］
前記送信ダイバーシティ符号器は、送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成する前記処理の少なくとも一部として前記送信ストリームのバージョンを複素共役させるように構成された［Ｃ１］の送信機。
［Ｃ１４］
前記送信ダイバーシティ符号器は、送信ダイバーシティ／時空間符号化された送信ストリームを生成する前記処理の少なくとも一部として前記送信ストリームのバージョンを回転させるように構成された［Ｃ１］の送信機。
［Ｃ１５］
送信ダイバーシティを導入するための方法であって、
送信ストリームを生成することと、
前記送信ストリームを複数のＧシグナルストリームに分割することと、
前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することと、
前記ＧシグナルストリームのそれぞれをＫアンテナによってビームフォーミングすることと、
前記Ｇビームフォーミングされたシグナルを送信することと、
を備えた方法。
［Ｃ１６］
前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することは、前記Ｇシグナルストリームの第１のものに関して前記Ｇシグナルの少なくとも１つを時間遅延させることを含む［Ｃ１５］に記載の送信機。
［Ｃ１７］
前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することは、前記Ｇシグナルストリームの第１のものに関して前記Ｇシグナルの少なくとも１つを複素共役させることを含む［Ｃ１５］に記載の送信機。
［Ｃ１８］
前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化することは、前記Ｇシグナルストリームの第１のものに関して前記Ｇシグナルの少なくとも１つを回転させることを含む［Ｃ１５］に記載の送信機。
［Ｃ１９］
前記ＧシグナルストリームのそれぞれをＫアンテナによってビームフォーミングすることは、変動ビームフォーミングベクトルを用いて前記Ｇシグナルストリームの少なくとも１つをウェイトすることを含む［Ｃ１５］に記載の方法。
［Ｃ２０］
前記変動ビームフォーミングベクトルは、所定の時間変動ビームフォーミングベクトルを備えた［Ｃ１９］に記載の方法。
［Ｃ２１］
前記ＧシグナルストリームのそれぞれをＫアンテナによってビームフォーミングすることは、
前記ＧシグナルストリームのそれぞれをＫサブストリームに分割することと、
対応するウェイトベクトルからの要素によって前記Ｋサブストリームのそれぞれをウェイトすることと、
を備えた［Ｃ１５］の方法。
［Ｃ２２］
前記Ｋサブストリームのそれぞれをウェイトすることは、サブストリームに前記対応するウェイトベクトルからの複合ウェイトを掛けることを含む［Ｃ２１］の方法。
［Ｃ２３］
前記Ｋサブストリームのそれぞれをウェイトすることは、変動ウェイトを用いて少なくとも１つのサブストリームをウェイトすることを含む［Ｃ２１］の方法。
［Ｃ２４］
送信機であって、システムは、
送信ストリームを生成するための手段と、
前記送信ストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化するための手段と、
Ｇビームフォーミングされたグループを生成するために前記Ｇ符号化された送信ストリームのそれぞれをビームフォーミングするための手段と、
前記Ｇビームフォーミングされたグループを送信するための複数のアンテナと、
を備える送信機。
［Ｃ２５］
前記送信ストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化する前記手段は、前記送信ストリームからの遅延された、複素共役された、回転された、または無効にされたシグナルストリームの少なくとも１つを生成するように構成された要素を含む。
［Ｃ２６］
少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを有するウェイト行列を生成するための手段をさらに備え、前記Ｇ符号化された送信ストリームのそれぞれをビームフォーミングするための手段は前記Ｇ符号化された送信ストリームの少なくとも１つに、前記少なくとも１つの変動ウェイトベクトルの第１のものを掛けるための手段を含む［Ｃ２４］の送信機。
［Ｃ２７］
少なくとも１つの前記変動ウェイトベクトルを変動させるために前記ウェイト行列を生成するための手段によって使用される時間参照を生成するように構成されたタイミングおよび同期するための手段をさらに備えた［Ｃ２６］の送信機。
［Ｃ２８］
装置に送信ダイバーシティを提供させるように構成された命令をその上に含むコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、
Ｇシグナルストリームを送信するための命令と、
前記Ｇシグナルストリームを送信ダイバーシティ／時空間符号化するための命令と、
前記Ｇシグナルストリームのそれぞれをビームフォーミングするための複合ウェイトベクトルに対応する前記Ｇシグナルストリームのそれぞれをウェイトするための命令と、
を含むコンピュータ可読媒体。
［Ｃ２９］
少なくとも１つの変動ウェイトベクトルを生成するための命令をさらに備えた［Ｃ２８］のコンピュータ可読媒体。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】