複数のシンボル長を使用する多重キャリア送信
【課題】複数のシンボル長を使用する多重キャリア送信。
【解決手段】システム・トラフィックは、異なるカテゴリーに分類される。各カテゴリーに対して、適切なサイズのＯＦＤＭシンボルが、そのカテゴリーのトラフィックに対して予想されるペイロード・サイズに基づいて選択される。例えば、制御データは、第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信され、ユーザ・データは、第１のサイズ及び第２のサイズのＯＦＤＭシンボルで送信され、パイロット・データは、第３のサイズ又は第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信される。あるイグゼンプラリな設計では、小さなＯＦＤＭシンボルが、パイロットに対して及び制御データを送るために使用されるトランスポート・チャネルに対して利用され、そして大きなＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボルが、ユーザ・データを送るために使用されるトランスポート・チャネルに対して利用される。
【解決手段】システム・トラフィックは、異なるカテゴリーに分類される。各カテゴリーに対して、適切なサイズのＯＦＤＭシンボルが、そのカテゴリーのトラフィックに対して予想されるペイロード・サイズに基づいて選択される。例えば、制御データは、第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信され、ユーザ・データは、第１のサイズ及び第２のサイズのＯＦＤＭシンボルで送信され、パイロット・データは、第３のサイズ又は第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信される。あるイグゼンプラリな設計では、小さなＯＦＤＭシンボルが、パイロットに対して及び制御データを送るために使用されるトランスポート・チャネルに対して利用され、そして大きなＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボルが、ユーザ・データを送るために使用されるトランスポート・チャネルに対して利用される。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、米国仮出願番号第６０／４２１，３０９号、名称“ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステム”、２００２年１０月２５日提出、及び米国仮出願番号第６０／４３０，６０１号、名称“ワイアレス多重キャリア通信システムのためのパイロット送信スキーム”、２００３年１月７日提出、に基づいて優先権を主張し、両者とも本出願の譲受人に譲渡され、全ての目的のためにその全体が引用文献としてここに組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般にデータ通信に係り、特に、直交周波数分割マルチプレクシング（orthogonal frequency division multiplexing）（ＯＦＤＭ）通信システム及び無線効率を増加させるＯＦＤＭシンボル・サイズを提供する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイアレス通信システムは、音声、パケット・データ、及びその他のような種々のタイプの通信サービス提供するために広く展開されている。これらのシステムは、ＯＦＤＭを利用することができる。ＯＦＤＭは、ある種のワイアレス環境に対して高い性能を提供することができる変調技術である。ＯＦＤＭは、全体のシステム・バンド幅を複数の（ＮＳ個の）直交サブバンドに区分する。直交サブバンドは、トーン、ビン、及び周波数サブチャネルとしても一般に呼ばれる。ＯＦＤＭを用いて、各サブバンドは、データで変調されるそれぞれのキャリアと関係付けられる。
【０００４】
ＯＦＤＭにおいて、情報ビンのストリームは、一連の周波数ドメイン変調シンボルに変換される。１つの変調シンボルは、各ＯＦＤＭシンボル期間（下記に規定される）に各ＮＳ個のサブバンド上に送信されることができる。各ＯＦＤＭシンボル期間に各ＮＳ個のサブバンド上に送信されるべき変調シンボルは、ＮＳ個のサンプルを含む“変換された”シンボルを取得するために逆高速フーリエ変換（inverse fast Fourier Transform）（ＩＦＦＴ）を使用して時間ドメインに変換される。ＮＳ−点ＩＦＦＴへの入力は、ＮＳ個の周波数ドメイン値であり、ＩＦＦＴからの出力は、ＮＳ個の時間ドメイン・サンプルである。サブバンドの数は、ＩＦＦＴの大きさによって決定される。ＩＦＦＴの大きさの増加は、サブバンドの数を増加させ、しかも、各変換されたシンボルに対するサンプルの数を増加させる。これは、したがって、シンボルを送信するために必要な時間を増加させる。
【０００５】
データ送信のために使用されるワイアレス・チャネルにおける周波数選択的フェーディングと戦うために（下記に説明される）、各変換されたシンボルの一部分は、一般に送信に先立って繰り返される。繰り返された部分は、周期的プリフィックス（cyclic prefix：周期的な識別コード）としてしばしば呼ばれ、Ｎｃｐサンプルの長さを有する。周期的プリフィックスの長さは、下記に説明されるように、一般にシステムの遅延拡散に基づいて選択され、変換されたシンボルの長さに無関係である。ＯＦＤＭシンボルは、変換されたシンボル及びその周期的プリフィックスからなる。各ＯＦＤＭシンボルは、ＮＳ＋Ｎｃｐサンプルを含み、そして、ＮＳ＋Ｎｃｐサンプル期間、これは１ＯＦＤＭシンボル期間である、の長さを有する。
【０００６】
ＯＦＤＭシンボルの大きさと関係する周期的プリフィックスの大きさは、ＯＦＤＭシステムの効率に大きな影響を有する可能性がある。周期的プリフィックスは、マルチパス環境における受信機の処理を簡略化するために、各ＯＦＤＭシンボルとともに送信されなければならないが、追加の情報を搬送しない。周期的プリフィックスは、マルチパス環境において動作する代償として浪費されるはずのバンド幅としてみなされることができる。このようにして浪費されたバンド幅の割合は、式Ｎｃｐ／（ＮＳ＋Ｎｃｐ）を使用して算出されることができる。例えば、Ｎｃｐが１６サンプルであり、ＮＳが６４サンプルであるならば、２０％のバンド幅が、周期的プリフィックスのオーバーヘッドに対して失われる。この割合は、比較的大きなＮＳの値を使用することによって減少させることができる。特に、送信されるべき情報ユニットの大きさ又はパケットの大きさが、ＯＦＤＭシンボルの容量よりかなり小さい場合に、不幸にして、ＮＳの大きな値を使用することは、非効率に導く可能性もある。例えば、各ＯＦＤＭシンボルが４８０情報ビットを搬送できるが、大部分の一般的なパケットが９６ビットを含むのであれば、パッキング効率は悪く、この一般的なパケットが送信される場合に、ＯＦＤＭシンボルの容量の多くは、浪費される。
【０００７】
直交周波数分割多元アクセス（orthogonal frequency division multiple-access）（ＯＦＤＭＡ）は、大きなＯＦＤＭシンボルの使用の結果としての過剰な容量に起因する非効率性を改善する。ＯＦＤＭＡに関して、複数のユーザは、周波数ドメイン・マルチプレクシングを使用して大きなＯＦＤＭシンボルを共有する。これは、シグナリングに対してサブバンドのセットを確保することによって及び異なるユーザに対してサブバンドの異なるばらばらのセットを割り当てることによって達成される。しかしながら、ＯＦＤＭＡを使用するデータ送信は、各種の要因によって複雑になる可能性がある。例えば、異なる出力要求、伝播遅延、ドップラ周波数シフト、及び／若しくは大きなＯＦＤＭシンボルを共有している異なるユーザに対するタイミングのようなものである。
【０００８】
既存のＯＦＤＭシステムは、種々の目的の折衷案である１つのＯＦＤＭシンボル・サイズを一般に選択する。種々の目的は、周期的プリフィックス・オーバーヘッドを最小にすること、及びパッキング効率を最大にすることを含むことができる。この１つのＯＦＤＭシンボル・サイズの使用は、異なるサイズのパケットを送信する場合に過剰な容量に起因する非効率性に帰結する。それゆえ、異なるサイズのパケットを送信する場合に効率よく動作するＯＦＤＭシステムに対してこの分野におけるニーズがある。
【発明の概要】
【０００９】
複数の技術は、ＯＦＤＭシステムに関するより大きな効率を達成するために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用することがここに提供される。これらの技術は、周期的プリフィックス・オーバーヘッドを最小にすること及びパッケージング効率を最大にすることの両方の目的に向けられる。ＯＦＤＭシンボル・サイズは、ＯＦＤＭシステムにおいて送信されるようとしている異なるタイプのペイロードの予想されるサイズに基づいて選択されることができる。システム・トラフィックは、異なるカテゴリーに分類されることができる。各カテゴリーに対して、適切なサイズの１又はそれより多くのＯＦＤＭシンボルは、そのカテゴリーにおいてトラフィックに対して予想されるペイロード・サイズに基づいた使用のための選択されることができる。
【００１０】
例えば、システム・トラフィックは、制御データ、ユーザ・データ、及びパイロット・データに分類されることができる。制御データは、第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、ユーザ・データは、第２のサイズのＯＦＤＭシンボル及び第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、そして、パイロット・データは、第３のサイズ（又は第１のサイズ）のＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。ユーザ・データは、さらにサブ−カテゴリーに分類されることができ、例えば、音声データ、パケット・データ、メッセージング・データ、及びその他のようなものである。特定のＯＦＤＭシンボル・サイズが、その後、ユーザ・データの各サブ−カテゴリーに対して選択されることができる。代案として、又は追加として、各ユーザに対するデータは、そのユーザに対して選択された特定のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。改善されたパッキング効率のために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルが、パケット・ペイロードに対するＯＦＤＭシンボルの容量をより良く適合させるために所定のユーザ・データ・パケットに対して使用されることができる。
【００１１】
一般に、任意の数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、１つのＯＦＤＭシステムに対して使用されることができ、そして、いずれかの特定のＯＦＤＭシンボル・サイズが、使用のために選択されることができる。ある例示の設計では、２つのＯＦＤＭシンボル・サイズの組み合わせが、パッキング効率を最大にするために使用される。例示の設計では、（例えば、６４のサブバンドを有する）小さな又は短いＯＦＤＭシンボル・サイズが、パイロット・データ及び制御データに対して使用される。ユーザ・データは、ペイロード・サイズに依存して、（例えば、２５６サブバンドを有する）大きな又は長いＯＦＤＭシンボル・サイズを有するゼロ又はそれより多くのＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボル・サイズを有するゼロ又はそれより多くのＯＦＤＭシンボル内で送られることができる。
【００１２】
送信機及び受信機における処理（例えば、エンコーディング、インターリービング、シンボル・マッピング、及び空間処理）は、下記に説明されるように、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を説明する方法で実行されることができる。本発明の種々の態様及び実施形態も、下記にさらに詳細に説明される。
【００１３】
本発明の特徴、本質、及び利点は、図面を使用して以下に述べる詳細な説明から、さらに明確になるであろう。図面では、一貫して対応するものは同じ参照符号で識別する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、ＯＦＤＭモジュレータのブロック図を示す。
【図２】図２は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボル及び周期的プリフィックスに与えられるオーバーヘッドを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、異なるタイプのデータを送信するために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、異なるタイプのデータを送信するために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を示す。
【図４】図４は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを発生させるためにＳ個のステージを有するＩＦＦＴユニットを示す。
【図５】図５は、例示のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムを示す。
【図６】図６は、ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに関するフレーム構造を示す。
【図７】図７は、データ・パケット及びＰＨＹフレームに関する構造を示す。
【図８】図８は、アクセス・ポイント及び２つのユーザ端末のブロック図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、アクセス・ポイント及びユーザ端末に対して使用されることができる送信機ユニットのブロック図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、送信機ユニット内部のモジュレータのブロック図を示す。
【発明の詳細な説明】
【００１５】
用語“イグゼンプラリ（exemplary）”は、“例、事例、又は実例として働くこと”を意味する。“イグゼンプラリ”としてここで開示されたいずれの実施形態又は設計が、他の実施形態又は設計に対して好ましい又は優位であるとして解釈される必要性はない。
【００１６】
図１は、ＯＦＤＭシステムにおいて使用されることができるＯＦＤＭモジュレータ１００のブロック図を示す。送信されるべきデータ（すなわち、情報ビット）は、典型的に、固有のコーディング・スキームを使用してエンコーダ（図示せず）において初めにエンコードされて、コード・ビットを発生させる。例えば、エンコーダ（図示せず）は、ブロック・コード、コンボルーション・コード、又はターボ・コードのような、順方向エラー訂正（forward error correction）（ＦＥＣ）コードを利用できる。コード・ビットは、それから、Ｂ−ビット・バイナリ値にグループ化される。ここで、Ｂ≧１である。各Ｂ−ビット値は、それから、固有の変調スキーム（例えば、Ｍ−ＰＳＫ又はＭ−ＱＡＭ、ここで、Ｍ＝２Ｂである）に基づいて特定の変調シンボルにマップされる。各変調シンボルは、その変調シンボルに対して使用された変調スキームに対応する信号コンステレーション（signal constellation）中の複素値である。
【００１７】
各ＯＦＤＭシンボル期間の間に、１つの変調シンボルが、データ送信に対して使用される各サブバンド上で送信されることができ、そして、ゼロの信号値が、各使用されないサブバンドに対して与えられる。逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット１１０は、各ＯＦＤＭシンボル期間中の全てのＮＳ個のサブバンドに対してＮＳ個の変調シンボル及びゼロを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を使用して時間ドメインへ変換して、ＮＳ個のサンプルを具備する変換されたシンボルを取得する。
【００１８】
周期的プリフィックス発生器１２０は、その後、各変換されたシンボルの一部分を繰り返して、ＮＳ＋Ｎｃｐ個のサンプルを具備する対応するＯＦＤＭシンボルを取得する。周期的プリフィックスは、周波数選択的フェーディング（すなわち、全体のシステム・バンド幅にわたり変化する周波数応答）と戦うために使用される。周波数選択的フェーディングは、システム中の遅延拡散によって引き起こされる。送信機に対する遅延拡散は、その送信機によって送信された信号に関して受信機において最も早く到着する信号事象と最も遅く到着する信号事象との間の差である。システムの遅延拡散は、システム中の全ての送信機及び受信機に対して予想される最悪ケースの遅延拡散である。周波数選択的フェーディングは、シンボル間干渉（inter-symbol interference）（ＩＳＩ）を引き起こす。ＩＳＩは、それによって受信された信号中の各シンボルが受信された信号中の引き続くシンボルに対する歪みとして働く現象である。ＩＳＩ歪みは、受信されたシンボルを正確に検出するための能力に影響を与えることによって性能を劣化させる。ＩＳＩに効果的に戦うために、周期的プリフィックスの長さは、一般的にシステムの遅延拡散に基づいて選択され、その結果、周期的プリフィックスは、全てのマルチパス・エネルギーの重要な部分を含む。周期的プリフィックスは、各ＯＦＤＭシンボルに対するＮｃｐサンプルの固定オーバーヘッドを表す。
【００１９】
図２は、周期的プリフィックスに与えられる固定オーバーヘッドを含む異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを図示する。所定のＷ ＭＨｚのシステム・バンド幅に対して、ＯＦＤＭシンボルのサイズ又は期間は、サブバンドの数に依存する。システム・バンド幅がＮ点のＩＦＦＴの使用でＮ個のサブバンドに分割されるのであれば、結果としての変換されたシンボルは、Ｎ個のサンプルを具備し、Ｎサンプル期間又はＮ／Ｗμｓｅｃに広がる。図２に示されたように、システム・バンド幅は、しかも、２Ｎ点のＩＦＦＴの使用で２Ｎ個のサブバンドに分割されることができる。この場合には、結果としての変換されたシンボルは、２Ｎ個のサンプルを具備するはずであり、２Ｎサンプル期間に広がるはずであり、そしてＮサンプルを用いて変換されたシンボルのほぼ２倍のデータ搬送容量を有するはずである。同様に、図２は、しかも、システム・バンド幅が４Ｎ点のＩＦＦＴの使用で４Ｎ個のサブバンドにどのようにして分割されることができるかを示す。結果としての変換されたシンボルは、そのようにして、４Ｎサンプルを具備するはずであり、Ｎサンプルを用いて変換されたシンボルのほぼ４倍のデータ搬送容量を有するはずである。
【００２０】
図２に説明されたように、周期的プリフィックスが固定オーバーヘッドであるので、シンボル・サイズが増加するにつれて、ＯＦＤＭシンボルの割合が小さくなる。他の側面から見ると、サイズ４Ｎの変換されたシンボルに対して、１つの周期的プリフィックスだけが必要である。これに対して、同等のサイズＮの４つの変換されたシンボルに対して、４つの周期的プリフィックスが必要である。周期的プリフィックスに対するオーバーヘッドの量は、そのようにして、サイズ４Ｎの大きなＯＦＤＭシンボルの使用によって７５％削減されることができる。（用語“大きな”と“長い”は、ＯＦＤＭシンボルに対してここでは互換的に使用され、用語“小さな”と“短い”も、互換的に使用される。）図２は、（周期的プリフィックスの観点から）改善された効率が、可能な最大のサイズを有するＯＦＤＭシンボルを使用することによって達成できることを示す。使用されることができる最大のＯＦＤＭシンボルは、一般的にワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間（coherence time）によって制約される。ワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間は、それを超えるとワイアレス・チャネルが基本的に一定になる時間である。
【００２１】
最大の可能なＯＦＤＭシンボルの使用は、その他の観点から効率的ではないことがある。特に、ＯＦＤＭシンボルのデータ搬送容量が、送られるべきペイロードのサイズよりはるかに大きければ、ＯＦＤＭシンボルの残りの過剰な容量は、使用されない。このＯＦＤＭシンボルの過剰な容量は、非効率性を表す。ＯＦＤＭシンボルが大きすぎるのであれば、過剰容量に起因する非効率性は、周期的プリフィックスに起因する非効率性よりも大きい可能性がある。
【００２２】
実例のＯＦＤＭシステムにおいて、両方のタイプの非効率性が、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用することによって最小化される。データのユニットを送信するために使用されるＯＦＤＭシンボル・サイズは、利用可能なＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから選択されることができる。これは、順に、ＯＦＤＭシステム中に送信されようとしている異なるタイプのペイロードの予想されるサイズに基づいて選択されることができる。システム・トラフィックは、異なるカテゴリーに分類されることができる。各カテゴリーに対して、適切なサイズの１又はそれより多くのＯＦＤＭシンボルは、そのカテゴリー中のトラフィックに対して予想されるペイロード・サイズ及び可能であればその他の考慮（例えば、実行の複雑性）に基づいて使用に対して選択されることができる。ＯＦＤＭシンボルは、データを送るために使用されるボックスカー（boxcar）として見られることができる。適切なサイズの１又はそれより多くのボックスカーは、そのカテゴリーに対して送られるべきであると予想されるデータの量に依存するデータの各カテゴリーに対して選択されることができる。データのユニットは、同一のサイズを有する複数のボックスカー又は異なるサイズを有する複数のボックスカーを使用して送られることができる。例えば、データのユニットが、“大きな”ボックスカーの容量の２．１倍を消費するのであれば、データのユニットは、２つの“大きな”ボックスカーと１つの“小さな”ボックスカーを使用して送られることができる。
【００２３】
一例として、システム・トラフィックは、３つの基本カテゴリー−制御データ、ユーザ・データ、及びパイロット・データ−に分割されることができる。制御データは、一般的に、全システム・トラフィックの小さな部分（例えば、１０％以下）を構成し、小さなブロックで通常送られる。ユーザ・データは、システム・トラフィックの大部分を構成する。周期的プリフィックスのオーバーヘッドを最小にし、パッキング効率を最大にするために、短いＯＦＤＭシンボルが、制御データ及びパイロットを送るために使用されることができ、長いＯＦＤＭシンボルと短いＯＦＤＭシンボルとの組み合わせが、ユーザ・データを送るために使用されることができる。
【００２４】
図３Ａは、ＯＦＤＭシステムにおいて異なるタイプのデータを送信するために異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を示す。単純化のために、１つのＯＦＤＭシンボル・サイズだけが、図３Ａの各カテゴリー及びデータのタイプに対して使用される。一般に、任意の数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、各カテゴリー及びデータのタイプに対して使用されることができる。
【００２５】
図３Ａに示されたように、パイロット・データは、サイズＮＳａのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、制御データは、サイズＮＳｂのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、そして、異なるタイプのユーザ・データ（又は、異なるユーザに対するデータ）は、サイズＮＳｃからＮＳｑのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。ユーザ・データは、さらに、例えば、音声データ、パケット・データ、メッセージング・データ、及びその他のような、サブ−カテゴリーに分類されることができる。適切なＯＦＤＭシンボル・サイズは、その後、ユーザ・データの各サブ−カテゴリーに対して選択されることができる。あるいは、各ユーザに対するデータは、そのユーザに対して適切なサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。特定のユーザに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、例えば、送信するデータの量、ユーザに対するワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間（coherence time）、及びその他のような、各種の考慮すべき事柄に基づいて選択されることができる。
【００２６】
一般に、いずれかの数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、ＯＦＤＭシステムに対して使用されることができ、いずれかの特定のＯＦＤＭシンボル・サイズが、使用のために選択されることができる。一般的に、最小ＯＦＤＭシンボル・サイズは、周期的プリフィックス・オーバーヘッドによって決定され、最大ＯＦＤＭシンボル・サイズは、ワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間によって決定される。実際的に考慮すべき事柄は、２のべき乗（例えば、３２，６４，１２８，２５６，５１２、及びその他）であるＯＦＤＭシンボル・サイズが、通常は使用のために選択される。その理由は、ＩＦＦＴ及び高速フーリエ変換（fast Fourier Transform）（ＦＦＴ）演算を用いて時間ドメインと周波数ドメインとの間の変換が容易であるためである。
【００２７】
図３Ａは、時分割マルチプレックス（time division multiplexed）（ＴＤＭ）方式における異なる時間セグメント中の異なるタイプのデータの送信を示す。各フレーム（これは、固有の時間の期間である）は、複数の時間セグメントに区分される。各時間セグメントは、データの固有のタイプを送信するために使用されることができる。異なるタイプのデータも、その他の方式で送信されることができ、これは本発明の範囲内である。例えば、パイロット・データ及び制御データは、同一の時間セグメント中の異なるサブバンドのセット上で送信されることができる。他の１つの例として、全てのユーザ・データは、各フレームに対して１つの時間セグメント中で送信されることができる。
【００２８】
図３Ａに示されたもののような、ＴＤＭフレーム構造に関して、各時間セグメントに対して使用するための固有のＯＦＤＭシンボル・サイズは、種々の方式によって決定されることができる。１つの実施形態では、各時間セグメントに対して使用するためのＯＦＤＭシンボル・サイズは、固定であり、ＯＦＤＭシステム中の送信機及び受信機の両者によりアプリオリ（a priori：前もって）知られる。他の１つの実施形態では、各時間セグメントに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、設定可能であることがあり、例えば、各フレームに対して送られたシグナリングによって指示されることができる。しかも他の１つの実施形態では、（例えば、パイロット・データ及び制御データに対して）いくつかの時間セグメントに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、固定であることができ、（例えば、ユーザ・データに対して）他の時間セグメントに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、設定可能であることができる。後者の構成において、送信機は、後続のユーザ・データＯＦＤＭシンボルにおいて使用されるべきＯＦＤＭシンボル・サイズを送信するために固定シンボル・サイズ制御データ・チャネルを使用することができる。
【００２９】
図３Ｂは、異なるタイプのデータに対してＮ及び４Ｎの２つの異なるＯＦＤＭシンボル・サイズの使用を示す。この実施形態において、各フレームは、パイロット・データ、制御データ、及びユーザ・データに対して３つの時間セグメントに区分される。パイロット・データ及び制御データは、サイズＮのＯＦＤＭシンボルを使用して送信され、ユーザ・データは、サイズ４ＮのＯＦＤＭシンボル及びサイズＮのＯＦＤＭシンボルを使用して送信される。１又は複数のサイズＮのＯＦＤＭシンボルは、パイロット・データ及び制御データのための時間セグメントの各々に対して送信されることができる。ゼロ又は複数のサイズ４ＮのＯＦＤＭシンボル及びゼロ又は複数のサイズＮのＯＦＤＭシンボルは、ユーザ・データのための時間セグメントに対して送信されることができる。
【００３０】
図４は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを発生させることができる可変サイズＩＦＦＴユニット４００の実施形態を示す。ＩＦＦＴユニット４００は、Ｓ個のステージを含む。ここで、Ｓ＝ｌｏｇ２Ｎｍａｘであり、Ｎｍａｘは、発生されるべき最大のＯＦＤＭシンボルのサイズである。各ＯＦＤＭシンボル期間に対する変調シンボルは、ゼロ挿入及びソーティング・ユニット４１０に与えられる。ユニット４１０は、変調シンボルを、例えばビットの逆順序で、ソートし、小さなＯＦＤＭシンボルが発生されようとしている場合には、適切な数のゼロを挿入する。ユニット４１０は、Ｎｍａｘ個のソートされた変調シンボル及びゼロを第１のバタフライ・ステージ４２０ａへ与える。第１のバタフライ・ステージ４２０ａは、２点逆離散フーリエ変換（discrete Fourier transform）（ＤＦＴ）に対するバタフライ計算のセットを実施する。第１のバタフライ・ステージ４２０ａからの出力は、その後、後続のバタフライ・ステージ４２０ｂから４２０ｓの各々によって処理される。各バタフライ・ステージ４２０は、この分野において知られるように、そのステージに対して適用できる係数のセットを用いてバタフライ操作のセットを実行する。
【００３１】
最後のバタフライ・ステージ４２０ｓからの出力は、セレクタ・ユニット４３０へ与えられる。セレクタ・ユニット４３０は、各ＯＦＤＭシンボルに対して時間ドメイン・サンプルを与える。Ｎｍａｘ点ＩＦＦＴを実行するために、全てのバタフライ・ステージがイネーブルされ、Ｎｍａｘ個のサンプルがセレクタ・ユニット４３０によって与えられる。Ｎｍａｘ／２点ＩＦＦＴを実行するために、最後のバタフライ・ステージ４２０ｓを除く全てがイネーブルされ、Ｎｍａｘ／２個のサンプルがセレクタ・ユニット４３０によって与えられる。Ｎｍａｘ／４点ＩＦＦＴを実行するために、最後の２つのバタフライ・ステージ４２０ｒ及び４２０ｓを除く全てがイネーブルされ、Ｎｍａｘ／４個のサンプルがセレクタ・ユニット４３０によって与えられる。制御ユニット４４０は、現在のＯＦＤＭシンボル期間に対して使用するために固有のＯＦＤＭシンボル・サイズの指示を受信し、ユニット４１０と４３０及びバタフライ・ステージ４２０に対して制御信号を与える。
【００３２】
ＩＦＦＴユニット４００は、時間削減（decimation-in-time）ＩＦＦＴアルゴリズム又は周波数削減（decimation-in-frequency）ＩＦＦＴアルゴリズムを実行できる。さらに、基数（radix）４のＩＦＦＴがより効率的であるが、ＩＦＦＴユニット４００は、基数４又は基数２のＩＦＦＴを実行できる。ＩＦＦＴユニット４００は、１又は複数のバタフライ計算ユニットを含むように設計されることができる。極端な場合には、１個のバタフライ計算ユニットは、時間分割されたＩＦＦＴインプリメンテーションに対して使用されることができ、Ｎｍａｘ／基数のバタフライ計算ユニットは、完全に並列のＩＦＦＴインプリメンテーションに対して使用されることができる。一般的に、必要とされるバタフライ計算ユニットの数は、これらのユニットに対するクロック速度、ＯＦＤＭシンボル・レート、及び最大ＩＦＦＴサイズにより決定される。メモリ管理とともにこれらのバタフライ計算ユニットの適切な制御は、１個のＩＦＦＴユニットを使用して実行されようとしている異なるサイズのＩＦＦＴを可能にする。
【００３３】
図１において上記に説明されたように、周期的プリフィックス発生器１２０は、セレクタ・ユニット４３０によって出力された各変換されたシンボルの一部分を繰り返して、各ＯＦＤＭシンボルに対する周期的プリフィックスを与える。同じ周期的プリフィックス長は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルに対して使用されることができ、上記に説明されたようにシステムの遅延拡散に基づいて選択されることができる。周期的プリフィックス長も、設定可能である可能性がある。例えば、各受信機に対して使用される周期的プリフィックス長は、受信機の遅延拡散に基づいて選択されることができる。これは、システムの遅延拡散より短いことがある。設定された周期的プリフィックス長は、受信機へ信号として送られることができる、若しくは、何らかの他の手段によって受信機に知らせられることができる。
【００３４】
異なるサイズのＯＦＤＭシンボルは、各種のタイプのＯＦＤＭシステムにおいて有利に使用されることができる。例えば、複数のＯＦＤＭシンボル・サイズは、下記に対して使用されることができる。（１）送信及び受信に対して１個のアンテナを使用する単一入力単一出力ＯＦＤＭシステム、（２）送信に対して複数のアンテナ及び受信に対して１個のアンテナを使用する多元入力単一出力ＯＦＤＭシステム、（３）送信に対して１個のアンテナ及び受信に対して複数のアンテナを使用する単一入力多元出力ＯＦＤＭシステム、及び（４）送信及び受信に対して複数のアンテナを使用する多元入力多元出力ＯＦＤＭシステム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）である。複数のＯＦＤＭシンボル・サイズは、しかも、下記に対しても使用されることができる。（１）ダウンリンク及びアップリンクに対して異なる周波数バンドを使用する周波数分割デュプレックス（frequency division duplexed）（ＦＤＤ）ＯＦＤＭシステム、及び（２）時間シェア方式でダウンリンク及びアップリンクの両者に対して１つの周波数バンドを使用する時分割デュプレックス（time division duplexed）（ＴＤＤ）ＯＦＤＭシステムである。
【００３５】
イグゼンプラリなＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおける異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用が、下記に説明される。
【００３６】
Ｉ． ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム
図５は、複数のアクセス・ポイント（access point）（ＡＰ）５１０を有するイグゼンプラリなＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００を示す。アクセス・ポイント５１０は、複数のユーザ端末（user terminal）（ＵＴ）５２０に対する通信をサポートする。単純化のために、２つのアクセス・ポイント５１０ａ及び５１０ｂだけが、図５に示される。アクセス・ポイントは、ユーザ端末と通信するために使用される固定局であり、しかも、基地局又はある種の他の用語で呼ばれることができる。ユーザ端末も、アクセス端末、移動局、ユーザ装置（user equipment）（ＵＥ）、ワイアレス装置、又はある種の他の用語で呼ばれることができる。ユーザ端末５２０は、システム全体にわたって分散される可能性がある。各ユーザ端末は、固定又は移動端末である可能性があり、任意の所定の瞬間においてダウンリンク及び／又はアップリンク上で１個の又は可能であれば複数のアクセス・ポイントと通信できる。ダウンリンク（すなわち、順方向リンク）は、アクセス・ポイントからユーザ端末への通信リンクを呼び、アップリンク（すなわち、逆方向リンク）は、ユーザ端末からアクセス・ポイントへの通信リンクを呼ぶ。
【００３７】
図５において、アクセス・ポイント５１０ａは、ユーザ端末５２０ａから５２０ｆと通信し、アクセス・ポイント５１０ｂは、ユーザ端末５２０ｆから５０２ｋと通信する。システム・コントローラ５３０は、アクセス・ポイント５１０に接続し、下記のような複数の機能を実行するために設計されることができる。例えば、（１）自身に接続されたアクセス・ポイントに関する調整及び制御、（２）これらのアクセス・ポイント間のデータの転送、及び（３）これらのアクセス・ポイントによってサービスされるユーザ端末との通信のアクセス及び制御、である。
【００３８】
図６は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００に対して使用されることができるイグゼンプラリなフレーム構造６００を示す。データ送信は、各々が固有の時間の期間（例えば、２ｍｓｅｃ）に及ぶ、ＴＤＤフレームの単位で生じる。各ＴＤＤフレームは、１個のダウンリンク段階及び１個のアップリンク段階に区分され、各ダウンリンク段階又はアップリンク段階は、複数のトランスポート・チャネルのための複数のセグメントにさらに区分される。図６に示された実施形態では、ダウンリンク・トランスポート・チャネルは、同報通信チャネル（broadcast channel）（ＢＣＨ）、順方向制御チャネル（forward control channel）（ＦＣＣＨ）、及び順方向チャネル（forward channel）（ＦＣＨ）を含み、及びアップリンク・トランスポート・チャネルは、逆方向チャネル（reverse channel）（ＲＣＨ）及びランダム・アクセス・チャネル（random access channel）（ＲＡＣＨ）を含む。
【００３９】
ダウンリンク上で、ＢＣＨセグメント６１０は、１つのＢＣＨプロトコル・データ・ユニット（protocol data unit）（ＰＤＵ）６１２を送信するために使用される。ＰＤＵ６１２は、ビーコン・パイロットのための部分６１８、ＭＩＭＯパイロットのための部分６１６、及びＢＣＨメッセージのための部分６１８を含む。ＢＣＨメッセージは、システム中のユーザ端末に関するシステム・パラメータを搬送する。ＦＣＣＨセグメント６２０は、１つのＦＣＣＨ ＰＤＵを送信するために使用される。ＦＣＣＨ ＰＤＵは、ダウンリンク及びアップリンク・リソース割り当て及びユーザ端末に対するその他のシグナリングを搬送する。ＦＣＨセグメント６３０は、ダウンリンク上で１又はそれより多くのＦＣＨ ＰＤＵ６３２を送信するために使用される。異なるタイプのＦＣＨ ＰＤＵが、規定されることができる。例えば、１つのＦＣＨ ＰＤＵ６３２ａは、パイロットのための部分６３４ａ（例えば、ステアド基準（steered reference））及びデータ・パケットのための部分６３６ａを含む。パイロット部分は、“プリアンブル（preamble）”としても呼ばれる。ＦＣＨ ＰＤＵ６３２ｂは、データ・パケットのための１個の部分６３６ｂを含む。異なるタイプのパイロット（ビーコン・パイロット、ＭＩＭＯパイロット、及びステアド基準）は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。
【００４０】
アップリンク上で、ＲＣＨセグメント６４０は、アップリンク上に１又はそれより多くのＲＣＨ ＰＤＵ６４２を送信するために使用される。異なるタイプのＲＣＨ ＰＤＵも、規定されることができる。例えば、ＲＣＨ ＰＤＵ６４２ａは、データ・パケットのための部分６４６ａを含む。ＲＣＨ ＰＤＵ６４２ｂは、パイロット（例えば、ステアド基準）のための部分６４４ｂ及びデータ・パケットのための部分６４６ｂを含む。ＲＡＣＨセグメント６５０は、システムへのアクセスを得るために及びアップリンク上でショート・メッセージを送るためにユーザ端末によって使用される。ＲＡＣＨ ＰＤＵ６５２は、ＲＡＣＨセグメント６５０中で送られることができ、パイロット（例えば、ステアド基準）のための部分６５４及びメッセージのための部分６５６を含む。
【００４１】
部分及びセグメントの期間は、図６に一定の縮尺で描かれていない。図６に示されたフレーム構造及びトランスポート・チャネルは、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明されている。
【００４２】
異なるトランスポート・チャネルが、異なるタイプのデータに関連付けられることができるので、適切なＯＦＤＭシンボル・サイズは、各トランスポート・チャネルに対する使用のために選択されることができる。大量のデータが所定のトランスポート・チャネル上で送信されることが予想されるのであれば、大きなＯＦＤＭシンボルがそのトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。周期的プリフィックスは、大きなＯＦＤＭシンボルのより小さな割合になるはずであり、より大きな効率が達成されることができる。逆に言えば、小さな量のデータが所定のトランスポート・チャネル上で送信されることが予想されるのであれば、小さなＯＦＤＭシンボルがそのトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。周期的プリフィックスが小さなＯＦＤＭシンボルの大きな割合になるけれども、より大きな効率が過剰な容量の量を削減することによってまだ達成されることができる。
【００４３】
そのようにして、より高い効率を得るために、各トランスポート・チャネルに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、そのトランスポート・チャネル上に送信されようとしているデータのタイプに対して予想されるペイロード・サイズに適合するように選択されることができる。異なるＯＦＤＭシンボル・サイズは、異なるトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。さらに、複数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、所定のトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。例えば、ＦＣＨ及びＲＣＨに対する各ＰＤＵタイプは、そのＰＤＵタイプに対して適切なＯＦＤＭシンボル・サイズに関係付けられる可能性がある。大きなＯＦＤＭシンボルは、大きなサイズのＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵタイプに対して使用されることができ、そして、小さなＯＦＤＭシンボルは、小さなサイズのＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵタイプに対して使用されることができる。
【００４４】
単純化のために、イグゼンプラリな設計が小さなＯＦＤＭシンボル・サイズＮＳ１＝６４及び大きなＯＦＤＭシンボル・サイズＮＳ２＝２５６を使用して下記に説明される。このイグゼンプラリな設計では、ＢＣＨ，ＦＣＣＨ，及びＲＡＣＨは、小さなＯＦＤＭシンボルを利用し、そしてＦＣＨ及びＲＣＨは、適宜、小さなＯＦＤＭシンボルと大きなＯＦＤＭシンボルの両方を利用する。その他のＯＦＤＭシンボル・サイズも、トランスポート・チャネルに対して使用されることができ、これは本発明の範囲内である。例えば、サイズＮＳ３＝１２８の大きなＯＦＤＭシンボルが、ＦＣＨ及びＲＣＨに対して代わりに又は追加として使用されることができる。
【００４５】
このイグゼンプラリな設計のために、小さなＯＦＤＭシンボルに対する６４のサブバンドは、−３２から＋３２のインデックスを割り当てられる。これらの６４のサブバンドの中で、（例えば、±｛１，．．．，６，８，．．．，２０，２２，．．．，２６｝のインデックスを有する）４８のサブバンドがデータに対して使用され、データ・サブバンドとしてよばれ、（例えば、±｛７，２１｝のインデックスを有する）４つのサブバンドがパイロット及び可能であればシグナリングに対して使用され、（０のインデックスを有する）ＤＣサブバンドは使用されず、そして、残りのサブバンドも、使用されず、ガード・サブバンドとして働く。このＯＦＤＭサブバンド構造は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。
【００４６】
大きなＯＦＤＭシンボルに対する２５６のサブバンドは、−１２８から＋１２７のインデックスを割り当てられる。小さなＯＦＤＭシンボルに対するサブバンドは、下記に基づいて大きなＯＦＤＭシンボルに対するサブバンドにマップされることができる：
ｌ＝４ｋ＋ｉ 式（１）
ここで、ｋは、短いＯＦＤＭシンボル（ｋ＝−３２，．．．＋３１）中のサブバンドに対するインデックスであり；
ｉは、ｉ＝０，１，２，３の範囲を有するインデックス・オフセットであり；及び
ｌは、長いＯＦＤＭシンボル（ｌ＝−１２８，．．．＋１２７）中のサブバンドに対するインデックスであるである。
【００４７】
このイグゼンプラリな設計に関して、システム・バンド幅は、Ｗ＝２０ＭＨｚであり、周期的プリフィックスは、ＢＣＨ，ＦＣＣＨ，及びＲＡＣＨに対してＮｃｐ１＝１６サンプルであり、そして、周期的プリフィックスは、ＦＣＨ及びＲＣＨに対してＮｃｐ２＝８又は１６として設定可能である。ＢＣＨ，ＦＣＣＨ，及びＲＡＣＨに対して使用される小さなＯＦＤＭシンボルは、そこで、Ｎｏｓ１＝８０サンプルすなわち４．０μｓｅｃのサイズを有するはずである。Ｎｃｐ２＝１６が使用のために選択されるのであれば、ＦＣＨ及びＲＣＨに対して使用される大きなＯＦＤＭシンボルは、そこで、Ｎｏｓ２＝２７２サンプルすなわち１３．６μｓｅｃのサイズを有するはずである。
【００４８】
このイグゼンプラリな設計に関して、ＢＣＨセグメントは、８０μｓｅｃの固定期間を有し、残りのセグメントのそれぞれは、可変期間を有する。各ＴＤＤフレームに関して、ＦＣＨ及びＲＣＨセグメントの開始に関連するＦＣＨ及びＲＣＨ上に送られる各ＰＤＵの開始及びＴＤＤフレームの開始に関連するＲＡＣＨセグメントの開始は、ＦＣＣＨセグメント中で送られるＦＣＣＨメッセージ中に与えられる。異なるＯＦＤＭシンボル・サイズが、異なるシンボル期間に関係付けられる。異なるＯＦＤＭシンボル・サイズが異なるトランスポート・チャネルに対して使用される（そして、異なるＯＦＤＭシンボル・サイズが、しかも同じトランスポート・チャネルに対しても使用される）ので、ＦＣＨ及びＲＣＨ ＰＤＵに対するオフセットは、適切な時間分解能で指定される。上記に説明されたイグゼンプラリな設計に関して、時間分解能は、８００ｎｓｅｃの周期的プリフィックス長であることができる。２ｍｓｅｃのＴＤＤフレームに関して、１２ビット値が、各ＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵの開始を指示するために使用されることができる。
【００４９】
図７は、ＦＣＨ又はＲＣＨ上のＦＣＨ又はＲＣＨ ＰＤＵ中で送られることができる データ・パケット６３６ｘに関するイグゼンプラリな構造を説明する。データ・パケットは、整数の数のＰＨＹフレーム７１０を使用して送られる。各ＰＨＹフレーム７１０は、ＰＨＹフレームに対するデータを搬送するペイロード・フィールド７２２、ＰＨＹフレームに対するＣＲＣ値のためのＣＲＣフィールド７２４、及びエンコーダを洗い流すために使用されるゼロのセットのためのテール・ビット・フィールド７２６を含む。データ・パケットに対する第１のＰＨＹフレーム７１０ａは、メッセージ・タイプ及び期間を示すヘッダ・フィールド７２０をさらに含む。データ・パケットに対する最後のＰＨＹフレーム７１０ｍは、パッド・ビット・フィールド７２８をさらに含む。パッド・ビット・フィールド７２８は、最後のＰＨＹフレームを埋めるためにペイロードの終わりにゼロのパッディング・ビットを含む。このＰＨＹフレーム構造は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号にさらに詳細に説明されている。１個のアンテナがデータ送信に対して使用されるのであれば、各ＰＨＹフレーム７１０は、１つのＯＦＤＭシンボル７５０を取得するために処理されることができる。
【００５０】
同じＰＨＹフレーム構造は、ＢＣＨ又はＦＣＣＨ上に送られたメッセージに対して使用されることができる。特に、ＢＣＨ／ＦＣＣＨメッセージは、整数の数のＰＨＹフレームを使用して送られることができ、その各々は、１つのＯＦＤＭシンボルを取得するために処理されることができる。複数のＯＦＤＭシンボルは、ＢＣＨ／ＦＣＣＨメッセージに対して送信されることができる。
【００５１】
図７に示された実施形態に関して、データの１つのＰＨＹフレームは、各ＯＦＤＭシンボル中で送られる。異なるＰＨＹフレーム・サイズは、異なるＯＦＤＭシンボル・サイズに対して使用されることができる。データの各ＰＨＹフレームは、特定のコーディング・スキームに基づいてコード化されることができ、そして個々のＰＨＹフレームがチェックされ、必要であるならば再送信されることを可能にするＣＲＣ値をさらに含むことができる。各ＰＨＹフレーム中で送られる可能性がある情報ビットの数は、そのＰＨＹフレームに対して選択されたコーディング・スキーム及び変調スキームに依存する。表１は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに対して使用されることができるレートのセット、及び各レートに対して、ＮＳ１＝６４及びＮＳ２＝２５６の２つのＯＦＤＭシンボル・サイズに対する２つのＰＨＹフレーム・サイズに関する種々のパラメータを記載する。
【表１】
【００５２】
上記に説明されたイグゼンプラリな設計に対して、小さなＰＨＹフレーム及び小さなＯＦＤＭシンボルが、ＢＣＨ及びＦＣＣＨに対して使用される。小さな及び大きなＰＨＹフレーム並びに小さな及び大きなＯＦＤＭシンボルの両者は、ＦＣＨ及びＲＣＨに対して使用されることができる。一般に、データ・パケットは、任意の数の大きなＯＦＤＭシンボル及び若干の数の小さなＯＦＤＭシンボルを使用して送られることができる。大きなＯＦＤＭシンボルが、小さなＯＦＤＭシンボルの大きさの４倍であるならば、データ・パケットは、ＮＬ個の大きなＯＦＤＭシンボル及びＮＳＭ個の小さなＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる（ここで、ＮＬ≧０そして３≧ＮＳＭ≧０である）。ＮＬ個の大きなＯＦＤＭシンボルの終わりのＮＳＭ個の小さなＯＦＤＭシンボルは、使用されない容量の量を削減する。異なるサイズのＯＦＤＭシンボルは、このようにして、パッキング効率を最大にするためにパケット・ペイロードに対してＯＦＤＭシンボルの容量をよりよく適合させるために使用されることができる。
【００５３】
データ送信のために使用されたＯＦＤＭシンボル・サイズは、種々の方式で受信機へ与えられることができる。１つの実施形態では、ＦＣＣＨは、ＦＣＨ及びＲＣＨ上に送信された各データ・パケットの開始、及びパケットのレートを与える。ある種のその他の同等の情報は、しかも、受信機へ信号で送られることができる。受信機は、それから送られようとしている各データ・パケットのサイズ、そのデータ・パケットに対して使用される長いＯＦＤＭシンボル及び短いＯＦＤＭシンボルの数、及び各ＯＦＤＭシンボルの開始、を決定できる。この情報は、その後、受信機によって使用されて、各受信されたＯＦＤＭシンボルに対して実行されるべきＦＦＴのサイズを決定し、そして、ＦＦＴのタイミングを適切に合わせる。他の１つの実施形態では、各データ・パケットの開始及びそのレートは、受信機へ信号で送られない。この場合には、“ブラインド（blind：手探り）”検出が使用されることができ、受信機は、１６サンプル（すなわち、周期的プリフィックス長）毎に１回ＦＦＴを実行でき、そして、ＰＨＹフレーム中に含まれるＣＲＣ値をチェックすることによって、ＰＨＹフレームが送られたかどうかを決定できる。
【００５４】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００中のアクセス・ポイントとユーザ端末の所定の組み合わせに対して、ＭＩＭＯチャネルは、アクセス・ポイントにおけるＮａｐ個のアンテナとユーザ端末におけるＮｕｔ個のアンテナによって形成される。ＭＩＭＯチャネルは、Ｎｃ≦ｍｉｎ｛Ｎａｐ，Ｎｕｔ｝である、Ｎｃ個の独立したチャネルに分解されることができる。Ｎｃ個の独立したチャネルの各々も、ＭＩＭＯチャネルの固有モードとして呼ばれる。ここで、“固有モード”は、通常、理論的な構成を呼ぶ。最大Ｎｃ個までの独立したデータ・ストリームは、ＭＩＭＯチャネルのＮｃ個の固有モード上に同時に送られることができる。ＭＩＭＯチャネルは、しかも、データ送信に対して使用されることができるＮｃ個の空間チャネルを含んでいるように見られることができる。送信機における空間処理がデータ・ストリームを良好に直交化したかどうかに依存して、各空間チャネルは、固有モードに対応することがある、若しくは対応しないことがある。
【００５５】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムは、複数の送信モードをサポートするために設計されることができる。表２は、複数のアンテナを装備したユーザ端末のためにダウンリンク及びアップリンクに対して使用されることができる送信モードを記載する。
【表２】
【００５６】
ビーム−ステアリング・モードに関して、選択されたモードの１つのＰＨＹフレームは、最高の空間チャネル上での送信のために各ＯＦＤＭシンボル期間にわたり発生されることができる。このＰＨＹフレームは、変調シンボルのセットを取得するために、初めに処理される。この変調シンボルは、それから空間的に処理されて、ＮＴ個の送信アンテナに対する送信シンボルのＮＴ個のセットを取得する。各アンテナに対する送信シンボルのセットは、そのアンテナに対するＯＦＤＭシンボルを取得するためにさらに処理される。
【００５７】
空間マルチプレキシング・モードに対して、同じレート又は異なるレートのＮｃ個までのＰＨＹフレームは、Ｎｃ個の空間チャネル上での送信のために各ＯＦＤＭシンボル期間にわたって発生されることができる。Ｎｃ個までのＰＨＹフレームは、変調シンボルのＮｃ個までのセットを取得するために初めに処理される。変調シンボルのセットは、その後、ＮＴ個の送信アンテナに対する送信シンボルのＮＴ個のセットを取得するために空間的に処理される。各アンテナに対する送信シンボルのセットは、そのアンテナに対するＯＦＤＭシンボルを取得するためにさらに処理される。
【００５８】
ビーム−ステアリング・モード及び空間マルチプレキシング・モードのための送信機及び受信機における処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明される。ビーム−ステアリング・モード及び空間マルチプレキシング・モードのための空間処理は、長いＯＦＤＭシンボルに対してより多くのサブバンドを有するにも拘らず、短いＯＦＤＭシンボル及び長いＯＦＤＭシンボルの両者に対して基本的に同じである。ダイバーシティ・モードは、下記に説明される。
【００５９】
ある実施形態では、ダイバーシティ・モードは、サブバンド当りの基準でデュアル送信ダイバーシティに対して空間−時間送信ダイバーシティ（space-time transmit diversity）（ＳＴＴＤ）を利用する。ＳＴＴＤは、受信機における直交性を維持する一方で、２つの送信アンテナ上で独立したシンボル・ストリームの同時の送信をサポートする。
【００６０】
ＳＴＴＤスキームは、下記のように動作する。ｓ１及びｓ２として表される２つの変調シンボルは、所定のサブバンド上で送信されようとしていると仮定する。送信機は、２つのベクトル、すなわちＳＴＴＤシンボル、ｘ１＝［ｓ１ ｓ＊２］Ｔ及びｘ２＝［ｓ２ −ｓ＊１］Ｔを発生する。ここで、各ＳＴＴＤシンボルは、２つの要素を含み、“＊”は、共役複素数を表し、そして、“Ｔ”は、転置を表す。あるいは、送信機は、２つのＳＴＴＤシンボル、ｘ１＝［ｓ１ ｓ２］Ｔ及びｘ２＝［−ｓ＊２ ｓ＊１］Ｔを発生することができる。いずれの場合でも、各ＳＴＴＤシンボル中の２つの要素は、一般に、それぞれの送信アンテナから２つのＯＦＤＭシンボル期間に連続して送信される（すなわち、ＳＴＴＤシンボルｘ１は、２つのＯＦＤＭシンボル期間にアンテナ１から送信され、そしてＳＴＴＤシンボルｘ２は、同じ２つのＯＦＤＭシンボル期間にアンテナ２から送信される）。各ＳＴＴＤシンボルの期間は、このように２つのＯＦＤＭシンボル期間である。
【００６１】
大きなＯＦＤＭシンボルに対するＳＴＴＤ処理に関係付けられたバッファリング及び処理遅延を最小にすることが望ましい。ある実施形態では、２つのＳＴＴＤシンボルｘ１及びｘ２は、２つのアンテナから１対のサブバンド上に同時に送信される。２つのＳＴＴＤシンボルｘ１＝［ｓ１ ｓ２］Ｔ及びｘ２＝［−ｓ＊２ ｓ＊１］Ｔに対して、ＳＴＴＤシンボルｘ１に対する２つの要素ｓ１及びｓ２は、２つのアンテナからサブバンドｋ上に送信されることができ、ＳＴＴＤシンボルｘ２に対する２つの要素−ｓ＊２及びｓ＊１は、同じ２つのアンテナからサブバンドｋ＋１上に送信されることができる。
【００６２】
送信機が複数のアンテナを含むのであれば、異なる対のアンテナが、ダイバーシティ・モードにおける各データ・サブバンドに対する使用のために選択されることができる。表３は、４つの送信アンテナを使用するＳＴＴＤスキームのためのイグゼンプラリなサブバンド−アンテナ割り当てスキームを記載する。
【表３】
【００６３】
表３に示された実施形態に関して、送信アンテナ１及び２は、インデックス−２６を有する短いＯＦＤＭサブバンドに対して使用され、送信アンテナ３及び４は、インデックス−２５を有する短いＯＦＤＭサブバンドに対して使用される、等である。サブバンド−アンテナ割り当ては、下記のようである。（１）４つの送信アンテナを用いた６つの可能なアンテナの対のそれぞれは、８つのデータ・サブバンドに対して使用される、これは、４８のデータ・サブバンドにわたり一様に分布される、及び（２）サブバンド割り当てに対するアンテナ組み合わせは、異なるアンテナが隣接するサブバンドに対して使用されるようにされ、これは、より大きな周波数ダイバーシティ及び空間ダイバーシティを提供できる。表３に示されたサブバンド−アンテナ割り当てスキームは、しかも、短いＯＦＤＭサブバンド・インデックスと長いＯＦＤＭサブバンド・インデックスとの間の式（１）に示されたマッピングに基づいて長いＯＦＤＭシンボルに対して使用される。例えば、送信アンテナ１及び２は、インデックス｛−１０４，−１０３，−１０２，−１０１｝を有する長いＯＦＤＭサブバンドに対して使用されることができ、これらは、インデックス−２６を有する短いＯＦＤＭサブバンドに関係付けられている。
【００６４】
ダイバーシティ・モードに対する送信機及び受信機における処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明されている。
１．物理レイヤ処理
図８は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００内部の１つのアクセス・ポイント５１０ｘ及び２つのユーザ端末５２０ｘ及び５２０ｙの実施形態のブロック図を示す。
【００６５】
ダウンリンク上で、アクセス・ポイント５１０ｘにおいて、送信（ＴＸ）データ・プロセッサ８１０は、データ・ソース８０８からのユーザ・データ（すなわち、情報ビット）を受信し、コントローラ８３０及びおそらくスケジューラ８３４からの制御データ及びその他のデータを受信する。コントローラ８３０及びスケジューラ８３４の機能は、１個のプロセッサ又は複数のプロセッサによって実行されることができる。これらの種々のタイプのデータは、異なるトランスポート・チャネル上に送られることができる。ＴＸデータ・プロセッサ８１０は、１又はそれより多くのコーディング・スキーム及び変調スキームに基づいて異なるタイプのデータを処理し、データ送信に使用されようとしている各空間チャネルに対して変調シンボルのストリームを与える。ＴＸ空間プロセッサ８２０は、ＴＸデータ・プロセッサ８１０から１又はそれより多くの変調シンボル・ストリームを受信し、各送信アンテナに対して１つの“送信”シンボルのストリームを与えるために変調シンボルに空間処理を実施する。プロセッサ８１０及び８２０による処理は、下記に説明される。
【００６６】
各モジュレータ（ＭＯＤ）８２２は、それぞれの送信シンボル・ストリームを受信し、処理して、ＯＦＤＭシンボルの対応するストリームを与える。ＯＦＤＭシンボルは、さらに処理されて、対応するダウンリンク信号を与える。Ｎａｐ個のモジュレータ８２２ａから８２２ａｐからのダウンリンク信号は、それから、それぞれＮａｐ個のアンテナ８２４ａから８２４ａｐから送信される。
【００６７】
各ユーザ端末５２０において、１又は複数のアンテナ８５２は、送信されたダウンリンク信号を受信する、そして、各アンテナは、それぞれのデモジュレータ（ＤＥＭＯＤ）８５４へ受信機入力信号を与える。各デモジュレータ８５４は、モジュレータ８２２において実行された処理に対して相補的な処理を実行し、そして“受信された”シンボルを与える。受信（ＲＸ）空間プロセッサ８６０は、その後、全てのデモジュレータ８５４から受信されたシンボルに空間処理を実行して、“再生された”シンボルを与える。再生されたシンボルは、アクセス・ポイントによって送られた変調シンボルの推定値である。
【００６８】
ＲＸデータ・プロセッサ８７０は、受信し、再生されたシンボルを自身のそれぞれのトランスポート・チャネルへデマルチプレックスする。各トランスポート・チャネルに対する再生されたシンボルは、そのトランスポート・チャネルに対するデコードされたデータを与えるために処理されることができる。各トランスポート・チャネルに対するデコードされたデータは、再生されたユーザ・データ、制御データ、及びその他を含むことができる。これは、記憶のためにデータ・シンク８７２へ与えられることができ、及び／又はさらに処理するためにコントローラ８８０へ与えられることができる。
【００６９】
ダウンリンクに関するアクセス・ポイント５１０及びユーザ端末５２０による処理は、下記に、及び前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号にさらに詳細に説明される。アップリンクに関する処理は、ダウンリンクに関する処理と同じである可能性があり、又は異なる可能性がある。
【００７０】
ダウンリンクに関して、各アクティブなユーザ端末５２０において、ＲＸ空間プロセッサ８６０は、ダウンリンク・チャネルをさらに推定し、チャネル状態情報（channel state information）（ＣＳＩ）を与える。ＣＳＩは、チャネル応答推定値、受信されたＳＮＲ、及びその他を含むことができる。ＲＸデータ・プロセッサ８７０は、しかも、ダウンリンク上で受信された各パケット／フレームの状態を与えることができる。コントローラ８８０は、チャネル状態情報及びパケット／フレーム状態を受信し、アクセス・ポイントへ送り返されるべきフィードバック情報を決定する。コントローラ８８０は、ステアリング・ベクトルを取得するためにダウンリンク・チャネル推定値をさらに処理することができる。ステアリング・ベクトルは、アクセス・ポイントへステアド基準を送信するために使用され、そしてダウンリンク・データの受信及びアップリンク・データの送信の空間処理のために使用される。フィードバック情報及びアップリンク・データは、ＴＸデータ・プロセッサ８９０によって処理され、パイロット・データを用いてマルチプレックスされかつ（もし、存在するならば）ＴＸ空間プロセッサ８９２によって空間的に処理され、１又はそれより多くのデモジュレータ８５４によって調整されて、１又はそれより多くのアンテナ８５２を介してアクセス・ポイントへ送り返される。
【００７１】
アクセス・ポイント５１０において、送信されたアップリンク信号は、ユーザ端末において実行された方式に対して相補的な方式で、アンテナ８２４によって受信され、デモジュレータ８２２によって復調され、そしてＲＸ空間プロセッサ８４０及びＲＸデータ・プロセッサ８４２によって処理される。再生されたフィードバック情報は、その後、コントローラ８３０及びスケジューラ８３４へ与えられる。スケジューラ８３４は、下記のような複数の機能を実行するために、フィードバック情報を使用することができる。（１）ダウンリンク及びアップリンク上でのデータ送信のためにユーザ端末のセットを選択すること、（２）選択されたユーザ端末に対するレートを選択すること、及び（３）選択された端末への利用可能なＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てること、である。コントローラ８３０は、下記に説明されるように、ダウンリンク送信の処理のためにアップリンク送信から取得された情報（例えば、ステアリング・ベクトル）をさらに使用できる。
【００７２】
コントローラ８３０及び８８０は、それぞれ、アクセス・ポイント及びユーザ端末における各種の処理ユニットの動作を制御する。例えば、コントローラ８３０は、ダウンリンク上に送られた各データ・パケットのペイロード・サイズを決定でき、そして各ダウンリンク・データ・パケットに対する適切なサイズのＯＦＤＭシンボルを選択できる。対応して、コントローラ８８０は、アップリンク上に送られた各データ・パケットのペイロード・サイズを決定でき、そして各アップリンク・データ・パケットに対する適切なサイズのＯＦＤＭシンボルを選択できる。
【００７３】
ＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、ダウンリンク及びアップリンクに対して異なる方式で実行されることができる。１つの実施形態では、コントローラ８３０及び／又はスケジューラ８３４は、ダウンリンク及びアップリンクの両者に対して使用するために特定のＯＦＤＭシンボル・サイズを決定する。他の１つの実施形態では、送信機におけるコントローラは、送信に対して使用するために特定のＯＦＤＭシンボル・サイズを決定する。ＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、それから、受信機へ（例えば、オーバーヘッド・チャネル上のシグナリング若しくは送信自身の内部のシグナリングを介して）与えられることができる。さらに他の１つの実施形態では、受信機におけるコントローラは、送信に対して使用するために特定のＯＦＤＭシンボル・サイズを決定し、そしてＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、それから、送信機へ与えられる。ＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、各種の様式で与えられることができる。例えば、所定の送信に対して使用するための特定のＯＦＤＭシンボル・サイズは、その送信に関するスケジューリング情報から導き出されることができる。これは、例えば、送信に対して使用するための送信モード、空間チャネル、レート、及び時間間隔を含むことができる。スケジューリング情報は、コントローラ８３０及び／又はスケジューラ８３４、送信機におけるコントローラ、又は受信機におけるコントローラによって発生されることができる。
【００７４】
ダウンリンク及びアップリンクの両者に関して、各データ・パケットに対して使用するために大きなＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボルの特定の組み合わせは、パケット・ペイロード・サイズ及び利用可能なＯＦＤＭシンボル・サイズの各々に対するＯＦＤＭシンボル容量に依存する。各データ・パケットに対して、コントローラは、必要とされるできるだけ多くの大きなＯＦＤＭシンボルを選択でき、そしてそこで、データ・パケットに対して１又はそれより多くの追加の小さなＯＦＤＭシンボルを適切に選択する。この選択は、下記のように実行されることができる。２つのＯＦＤＭシンボル・サイズが（例えば、６４のサブバンド及び２５６のサブバンドを用いて）使用されると仮定すると、小さなＯＦＤＭシンボルのデータ搬送容量は、ＴＳＭ＝４８変調シンボルであり、そして大きなＯＦＤＭシンボルのデータ搬送容量は、ＴＬ＝１９２変調シンボルである。変調及びコーディング・スキームは、変調シンボル当りＭの情報ビットが送られることを可能にする。小さなＯＦＤＭシンボルの容量は、そこでＣＳＭ＝４８・Ｍ情報ビットであり、そして、大きなＯＦＤＭシンボルの容量は、ＣＬ＝１９２・Ｍ情報ビットである。データ・パケットが長さでＮＦビットであるとする。コントローラは、２つの中間値、ｌ及びｍ、を下記のように算出する：
ｌ＝ｉｎｔ［Ｎｐ／ＣＬ］ ，そして 式（２）
ｍ＝ｃｅｉｌｉｎｇ［（Ｎｐ−ｌ・ＣＬ）／ＣＳＭ］ 式（３）
ここで、ａに対する“ｉｎｔ”演算は、ａの整数値を与え、ｂに対する“ｃｅｉｌｉｎｇ”演算は、ｂに関する２番目に大きい整数値を与える。もし、ｍ＜４であれば、データ・パケットに対して使用する大きなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＬ＝ｌであり、使用する小さなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＳＭ＝ｍである。それ以外は、もし、ｍ＝４であれば、データ・パケットに対して使用する大きなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＬ＝ｌ＋１であり、使用する小さなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＳＭ＝０である。
【００７５】
コントローラ８３０及び８８０は、それぞれモジュレータ／デモジュレータ８２２及び８５４へＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号を与える。アクセス・ポイントにおいて、ＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号は、ダウンリンク送信のためのＩＦＦＴ演算のサイズを決定するためにモジュレータによって使用され、そして、しかもアップリンク送信のためのＦＦＴ演算のサイズを決定するためにデモジュレータによって使用される。ユーザ端末において、ＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号は、ダウンリンク送信のためのＦＦＴ演算のサイズを決定するために（複数の）デモジュレータによって使用され、そして、しかもアップリンク送信のためのＩＦＦＴ演算のサイズを決定するために（複数の）モジュレータによって使用される。メモリ・ユニット８３２及び８８２は、それぞれコントローラ８３０及び８８０によって使用されるデータ及びプログラム・コードを記憶する。
【００７６】
図９Ａは、アクセス・ポイント及びユーザ端末の送信機部分に対して使用されることができる送信機ユニット９００の１つの実施形態のブロック図を示す。ＴＸデータ・プロセッサ８１０の内部で、フレーミング・ユニット９１０は、ＦＣＨ又はＲＣＨ上に送信されるべき各パケットのためにデータを“フレーミング”する。フレーミングは、図７に説明されたように実行されることができて、各ユーザ・データ・パケットに対して１又はそれより多くのＰＨＹフレームを与える。フレーミングは、その他のトランスポート・チャネルに対して省略されることがある。スクランブラ９１２は、その後、データをランダムにするために、各トランスポート・チャネルに対するフレーミングされたデータ／フレーミングされていないデータをスクランブルする。
【００７７】
エンコーダ９１４は、選択されたコーディング・スキームにしたがってスクランブルされたデータをコード化して、コード・ビットを与える。エンコーディングは、データ送信の信頼性を高める。繰り返し／パンクチャ・ユニット９１６は、それから、各ＰＨＹフレームに対する所望のコード・レートを取得するために、コード・ビットのいくつかを繰り返す又はパンクチャする（すなわち、削除する）のどちらかを行う。あるイグゼンプラリな実施形態では、エンコーダ９１４は、レート１／２、コンストレイント長（constraint length）７、バイナリ・コンボルーショナル・エンコーダである。１／４のコード・レートは、各コード・ビットを１回繰り返すことによって取得されることができる。１／２より大きなコード・レートは、エンコーダ９１４からのコード・ビットのいくつかを削除することによって取得されることができる。
【００７８】
インターリーバ９１８は、それから、特定のインターリービング・スキームに基づいてユニット９１６からコード・ビットをインターリーブする（すなわち、再び順番に並べる）。インターリービングは、コード・ビットに対する時間、周波数、及び／又は空間ダイバーシティを与える。ある実施形態では、所定の空間チャネル上に送信されるべき４８の連続したコード・ビットの各グループは、短いＯＦＤＭシンボルに対する４８のデータ・サブバンドにわたってインターリーブされて、周波数ダイバーシティを与える。インターリービングのために、各グループ中の４８のコード・ビットは、０から４７のインデックスを割り当てられることができる。各コード・ビット・インデックスは、それぞれの短いＯＦＤＭサブバンドに関係付けられる。表３は、インターリービングのために使用されることができるイグゼンプラリなコード・ビット−サブバンド割り当てを示す。固有のインデックスを有する全てのコード・ビットは、関係付けられたサブバンド上で送信される。例えば、各グループ中の（インデックス０を有する）第１のコード・ビットは、短いＯＦＤＭサブバンド−２６上で送信され、（インデックス１を有する）第２のコード・ビットは、サブバンド１上で送信される、等である。
【００７９】
長いＯＦＤＭシンボルに対して、所定の空間チャネル上に送信されるべき１９２の連続したコード・ビットの各グループは、長いＯＦＤＭシンボルに対する１９２のデータ・サブバンドにわたってインターリーブされる。特に、インデックス０から４７を有する４８のコード・ビットの第１のサブグループは、ｌ＝４ｋのインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができる。ここで、ｋ＝±｛１．．６，８．．２０，２２．．２６｝である。インデックス４８から９５を有する４８のコード・ビットの第２のサブグループは、ｌ＝４ｋ＋１のインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができ、インデックス９６から１４３を有する４８のコード・ビットの第３のサブグループは、ｌ＝４ｋ＋２のインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができ、そしてインデックス１４４から１９１を有する４８のコード・ビットの最後のサブグループは、ｌ＝４ｋ＋３のインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができる。同じインターリービング・スキームが、そのようにして短いＯＦＤＭシンボル及び長いＯＦＤＭシンボルの両者に対して基本的に使用される。
【００８０】
シンボル・マッピング・ユニット９２０は、その後、１又はそれより多くの変調スキームにしたがってインターリーブされたデータをマッピングして、変調シンボルを与える。表１に示されたように、使用するための特定の変調スキームは、選択されたレートに依存する。同じ変調スキームが、ダイバーシティ・モードにおいて全てのデータ・サブバンドに対して使用される。異なる変調スキームは、空間マルチプレキシング・モードにおいて各空間チャネルに対して使用されることができる。シンボル・マッピングは、下記により達成されることができる。（１）Ｂビットのセットをグループ化してＢビットのバイナリ値を生成する、ここで、Ｂ≧１である、及び（２）各Ｂビットのバイナリ値を選択された変調スキームに対応する信号コンステレーション中の１点にマッピングする。シンボル・マッピング・ユニット９２０は、ＴＸ空間プロセッサ８２０へ変調シンボルのストリームを与える。
【００８１】
フレーミング・ユニット９１０、スクランブラ９１２、エンコーダ９１４、繰り返し／パンクチャ・ユニット９１６、インターリーバ９１８、及びシンボル・マッピング・ユニット９２０に対するイグゼンプラリな設計が、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。スクランブリング、コーディング、及び変調は、コントローラ８３０によって与えられる制御信号に基づいて実行されることができる。
【００８２】
ＴＸ空間プロセッサ８２０は、ＴＸデータ・プロセッサ８１０から変調シンボルを受信して、空間マルチプレクシング、ビーム・ステアリング、又はダイバーシティ・モードに関する空間処理を実行する。空間処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。ＴＸ空間プロセッサ８２０は、Ｎａｐ個のモジュレータ８２２ａから８２２ａｐのそれぞれへ送信シンボルの１つのストリームを与える。
【００８３】
図９Ｂは、図９Ａのモジュレータ８２２ａから８２２ａｐのそれぞれに対して使用されることができる、モジュレータ８２２ｘの１実施形態のブロック図を示す。モジュレータ８２２ｘは、送信機ユニット（ＴＭＴＲ）９４０に接続されたＯＦＤＭモジュレータ９３０を含む。ＯＦＤＭモジュレータ９３０は、周期的プリフィックス発生器９３４に接続された可変サイズＩＦＦＴユニット９３２を含む。ＩＦＦＴユニット９３２は、図４に示されたＩＦＦＴユニット４００を用いて実行されることができる。ＩＦＦＴユニット９３２は、モジュレータ８２２ｘへ与えられた送信シンボルのストリームにＮ点のＩＦＦＴを実行する。ここで、Ｎは、変数であり、コントローラ８３０によって与えられたＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号によって決定される。例えば、コントローラ８３０は、（図６に示されたように）ＢＣＨセグメント及びＦＣＣＨセグメントに対して小さなＯＦＤＭシンボル・サイズを選択でき、上記に説明されたように、ＦＣＨセグメントに対して小さなＯＦＤＭシンボル・サイズ及び大きなＯＦＤＭシンボル・サイズの組み合わせを選択できる。周期的プリフィックス発生器９３４は、ＩＦＦＴユニット９３２からの各変換されたシンボルへ周期的プリフィックスを添付する。周期的プリフィックス発生器９３４の出力は、コントローラ８３０によって決定されるように、可変サイズを有するＯＦＤＭシンボルのストリームである。送信機ユニット９４０は、ＯＦＤＭシンボルのストリームを１又はそれより多くのアナログ信号に変換し、関係するアンテナ８２４からの送信に対して適したダウンリンク信号を発生させるためにアナログ信号をさらに増幅し、フィルタし、そして周波数アップコンバートする。
【００８４】
２．パイロット
種々のタイプのパイロットは、タイミング及び周波数捕捉、チャネル推定、キャリブレーション、及びその他のような、各種の機能をサポートするために送信されることができる。表４は、４種類のパイロット及びそれらの短い説明を記載する。
【表４】
【００８５】
ＭＩＭＯパイロットは、短いＯＦＤＭシンボルを用いて送信機（例えば、アクセス・ポイント）によって送られることができ、そして、サブバンド・インデックスｋ∈Ｋに対して、チャネル応答行列Ｈ（ｋ）を推定するために受信機（例えば、ユーザ端末）によって使用される。ここで、Ｋ＝±｛１．．．２６｝である。受信機は、それから、下記のように、各サブバンドに対してチャネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解を実行する：
Ｈ（ｋ）＝Ｕ（ｋ）Σ（ｋ）ＶＨ（ｋ）、 ｋ∈Ｋに対して 式（４）
ここで、Ｕ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の左固有ベクトルの（ＮＴ×ＮＲ）のユニタリ行列であり；
Σ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の特異値の（ＮＲ×ＮＴ）の対角行列であり；
Ｖ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の右固有ベクトルの（ＮＴ×ＮＴ）のユニタリ行列であり；そして
“Ｈ”は、複素転置を表し、ＮＴは、送信アンテナの数を表し、そして、ＮＲは、受信アンテナの数を表す。
【００８６】
ユニタリ行列Ｍは、特性ＭＨＭ＝Iによって特徴付けられる。ここで、Iは、単位行列である。各対角行列Σ（ｋ）中の特異値は、最大のものから最小のものへ順番に並べられ、行列Ｕ（ｋ）及びＶ（ｋ）の列は、対応して順番に並べられる。
【００８７】
“ワイドバンド”固有モードは、順番に並べた後ですべてのサブバンドの同じ順番の固有モードのセットとして規定されることができる。そのようにして、ワイドバンド固有モードｍは、全てのサブバンドの固有モードｍを含む。各ワイドバンド固有モードは、サブバンドの全てに対する固有ベクトルのそれぞれのセットに関係付けられる。“主”ワイドバンド固有モードは、順番に並べた後で、各行列Σ（ｋ）中の最大の特異値に関係付けられたものである。
【００８８】
同じ周波数バンドがダウンリンク及びアップリンクの両者に対して使用されるのであれば、１つのリンクに対するチャネル応答行列は、他のリンクに対するチャネル応答行列の転置である。キャリブレーションは、アクセス・ポイント及びユーザ端末における送信機／受信機チェーンの周波数応答の違いを考慮して実行されることができる。ステアド基準は、送信機によって送られることができ、固有ベクトルを推定するために受信機によって使用されることができる。固有ベクトルは、データ受信及び送信に関する空間処理のために使用されることができる。
【００８９】
ステアド基準は、下記のように、送信機（例えば、ユーザ端末）によってワイドバンド固有モードｍに対して送信されることができる：
ｘｍ（ｋ）＝ｖｍ（ｋ）・ｐ（ｋ）、 ｋ∈Ｋに対して 式（５）
ここで、ｘｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対する（ＮＴ×１）の送信ベクトルであり；
ｖｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対するステアリング・ベクトル（すなわち、行列Ｖ（ｋ）のｍ番目の列）であり；そして
ｐ（ｋ）は、サブバンドｋに対するパイロット・シンボルである。
【００９０】
ベクトルｘｍ（ｋ）は、サブバンドｋに対してＮＴ個の送信アンテナから送られるべきＮＴ個の送信シンボルを含む。
【００９１】
受信機（例えば、アクセス・ポイント）において受信されたステアド基準は、下記のように表されることができる：
ｒｍ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）ｘｍ（ｋ）＋ｎ（ｋ）、 ｋ∈Ｋに対して 式（６）
＝ｕｍ（ｋ）σｍ（ｋ）ｐ（ｋ）＋ｎ（ｋ）
ここで、ｒｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対する受信されたベクトルであり；
ｕｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対するステアリング・ベクトル（すなわち、行列Ｕ（ｋ）のｍ番目の列）であり；
σｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対する特異値であり；そして
ｎ（ｋ）は、ノイズである。
【００９２】
式（６）に示されたように、受信機において、（ノイズのない）受信されたステアド基準は、ほぼｕｍ（ｋ）σｍ（ｋ）ｐ（ｋ）である。前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されたように、受信機は、そのサブバンド上で受信されたステアド基準に基づいてサブバンドｋに対するｕｍ（ｋ）及びσｍ（ｋ）の推定値をこのようにして取得できる。
【００９３】
ステアド基準は、（サブバンド・マルチプキシングなしで）各ＯＦＤＭシンボル期間中の１つのワイドバンド固有モードに対して送られ、そして、そのワイドバンド固有モードの各サブバンドに対して１つの固有ベクトルｕｍ（ｋ）の推定値を取得するために順番に使用されることができる。ユニタリ行列Ｕ（ｋ）に対する複数の固有ベクトルの推定値が、異なるＯＦＤＭシンボル期間にわたり取得され、そしてワイアレス・チャネルにおけるノイズ及びその他のソースの劣化に起因して取得されるので、ユニタリ行列に対して推定された固有ベクトル（これは個別に導出される）は、互いに直交する可能性がない。性能を改善するために、前述の米国特許仮出願番号第６０／４３８，６０１号に説明されたように、各ユニタリ行列Ｕ（ｋ）のＮｃ個の推定された固有ベクトルｕｍ（ｋ）は、ＱＲ因数分解若しくはある種のその他の直交化技術を使用して互いに直交化されることを強いられる。
【００９４】
ステアド基準は、短いＯＦＤＭシンボルを使用して送られることができる。受信機は、受信されたステアド基準を処理することができ、ステアド基準送信に使用された各々の短いＯＦＤＭサブバンドに対するステアリング・ベクトルを取得することができる。上記のイグゼンプラリな設計に対して、各々の短いＯＦＤＭサブバンドは、４つの長いＯＦＤＭサブバンドに関係付けられる。ステアド基準が短いＯＦＤＭシンボルを使用して送られるのであれば、長いＯＦＤＭサブバンドに対するステアリング・ベクトルは、種々の方式で取得されることができる。
【００９５】
１つの実施形態では、短いＯＦＤＭサブバンドｋに対して取得されたステアリング・ベクトルは、長いＯＦＤＭサブバンドｌ＝４ｋからｌ＝４ｋ＋３までに対して使用される。この実施形態は、低から中間のＳＮＲに対して良い性能を与える。高いＳＮＲに対して、チャネルのコヒーレントなバンド幅（coherency bandwidth）が小さい場合に、ある種の劣化が、観測される。コヒーレントなバンド幅は、そのバンド幅にわたってチャネルが本質的に一定である又は平坦なバンド幅である。
【００９６】
他の１つの実施形態では、短いＯＦＤＭサブバンドに対して取得されたステアリング・ベクトルｕｍ（ｋ）は、長いＯＦＤＭサブバンドに対するステアリング・ベクトルｕｍ（ｌ）を取得するために補間される。補間は、ステアリング・ベクトルｕｍ（ｌ）が基礎となるチャネル応答行列Ｈ（ｋ）よりもサブバンド間で実質的に大きな変動可能性を示さないような方式で実行されることができる。変動可能性の１つのソースは、Ｈ（ｋ）の左及び右固有ベクトルにおける位相不明確性である。これは、Ｈ（ｋ）の左及び右固有ベクトルが、単位長複素定数までただ１つであるという事実からの結果である。特に、下記の方程式を満足させる単位長ベクトルｖｍ（ｋ）及びｕｍ（ｋ）のいずれかの対に対して：
Ｈ（ｋ）ｖｍ（ｋ）＝ｕｍ（ｋ）σｍ（ｋ） 式（７）
単位長ベクトルｅｊψｖｍ（ｋ）及びｅｊψｕｍ（ｋ）の任意のその他の対も、方程式を満足する。
【００９７】
この位相不明確性は、Ｈ（ｋ）の特異値分解の演算においてある種の予防措置を取ることによって回避できる。これは、特異値分解の解を制約することによって達成されることができ、その結果Ｖ（ｋ）の各列の第１の要素は負ではない。固有ベクトル中の変動がそれ以外はスムーズであり、固有ベクトルの先頭の要素の強度がゼロに近くない場合には、この制約は、サブバンド間の任意の位相回転を除去する。この制約は、対角行列Ｒ（ｋ）をユニタリ行列Ｕ（ｋ）及びＶ（ｋ）のそれぞれを用いて後で掛け算することによって実施されることができる。これは、通常の方式で取得されることができ、任意の位相回転を含むことができる。行列Ｒ（ｋ）の対角線要素ρｉ（ｋ）は、下記のように表される：
【数１】
【００９８】
ここで、ν１，ｉ（ｋ）は、Ｖ（ｋ）のｉ番目の列の第１番目の要素であり、そして
【数２】
【００９９】
Ｒ（ｋ）Ｖ（ｋ）中の制約された固有ベクトルは、それから、式（５）に示されたように、ステアド基準に対して使用されることができる。受信機において、受信されたベクトルｒｍ（ｋ）は、ｕｍ（ｋ）及びσｍ（ｋ）の推定値を取得するために処理されることができる。これらは、それぞれｕｍ（ｌ）及びσｍ（ｌ）の推定値を取得するために補間されることができる。
【０１００】
ＭＩＭＯパイロットに対する短いＯＦＤＭシンボル及びステアド基準の使用は、チャネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解に関係する処理負荷を削減する。さらに、サブバンド間の任意の位相回転を回避するために上に説明された制約を用いる補間は、データ送信に対して使用された全てのサブバンドより少ないステアド基準送信に基づいたステアリング・ベクトルの補間に起因する性能の劣化の量を減少できることを、示すことができる。
【０１０１】
キャリア・パイロットは、アクセス・ポイントによって送信されることができ、そしてキャリア信号の位相トラッキングのためにユーザ端末によって使用されることができる。短いＯＦＤＭシンボルに対して、キャリア・パイロットは、表３に示されたように、インデックス±｛７，２１｝を有する４つの短いＯＦＤＭサブバンド上で送信されることができる。長いＯＦＤＭシンボルに対して、キャリア・パイロットは、インデックス±｛２８＋ｉ，８４＋ｉ｝、ｉ＝０，１，２，３に対して、を有する１６の対応する長いＯＦＤＭサブバンド上で送信されることができる。あるいは、キャリア・パイロットは、インデックス±｛２８，８４｝を有する４つの長いＯＦＤＭサブバンド上で送信されることができる。この場合には、その他の１２の長いＯＦＤＭサブバンドは、データ送信又はある種のその他の目的のために使用されることができる。
【０１０２】
各種のタイプのパイロット及び送信機及び受信機におけるこれらの処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明されている。
【０１０３】
単純化のために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用するための技術が、ダウンリンクに対して説明されてきた。これらの技術は、アップリンクに対しても使用されることができる。固定ＯＦＤＭシンボル・サイズは、ある種のアップリンク送信（例えば、ＲＡＣＨ上に送られたメッセージ）に対して使用されることができ、そして異なるサイズのＯＦＤＭシンボルは、その他のアップリンク送信（例えば、ＲＣＨ上に送られたデータ・パケット）に対して使用されることができる。各アップリンク・データ・パケットに対して使用するために、大きなＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボルの特定の組み合わせは、パケット・ペイロード・サイズに依存する可能性があり、（例えば、上記に説明されたように、コントローラ８８０によって発生された若しくはコントローラ８３０及び／又はスケジューラ８３４によって与えられたスケジューリング情報に基づいて）コントローラ８８０により決定されることができる。
【０１０４】
ＯＦＤＭシステムにおいて異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用するここで説明された技術は、種々の手段によって実行されることができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせで実行されることができる。ハードウェア実行に関して、いずれか１つの技術又は技術の組み合わせを実行するために使用される素子は、1又はそれより多くのアプリケーション・スペシフィック集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル・シグナル・プロセシング・デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロ−コントローラ、マイクロプロセッサ、ここに説明した機能を実行するために設計された他の電子ユニット、若しくはこれらの組み合わせの内部で、実行されることができる。
【０１０５】
ソフトウェア実行に関して、ここに説明された技術は、ここで説明された機能を実施するモジュール（例えば、手順、機能、及びその他）を用いて実行されることができる。ソフトウェア・コードは、メモリ・ユニット（例えば、図８のメモリ・ユニット８３２及び８８２）中に記憶されることができ、そしてプロセッサ（例えば、コントローラ８３０及び８８０）によって実行されることができる。メモリ・ユニットは、プロセッサの内部で又はプロセッサの外部で実行される可能性がある。この場合には、この分野で知られた種々の手段を介してプロセッサに通信的に接続されることができる。
【０１０６】
見出しは、参考のため及びある節の位置を見つけることを手助けするためにここに含まれる。これらの見出しは、その場所でその下に説明された概念の範囲を制限することを目的にするのではない、そしてこれらの概念は、全体の明細書を通して他の節において適用可能性を有する可能性がある。
【０１０７】
開示された実施形態のこれまでの説明は、本技術分野に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変形は、本技術分野に知識のある者に容易に実現されるであろう。そして、ここで規定された一般的な原理は、発明の精神若しくは範囲から逸脱しないで、他の実施形態に適用されることができる。それゆえ、本発明は、ここに示された実施形態に制限することを意図したものではなく、ここに開示された原理及び新規な特性と整合する広い範囲に適用されるものである。
【関連出願】
【０００１】
本出願は、米国仮出願番号第６０／４２１，３０９号、名称“ＭＩＭＯ ＷＬＡＮシステム”、２００２年１０月２５日提出、及び米国仮出願番号第６０／４３０，６０１号、名称“ワイアレス多重キャリア通信システムのためのパイロット送信スキーム”、２００３年１月７日提出、に基づいて優先権を主張し、両者とも本出願の譲受人に譲渡され、全ての目的のためにその全体が引用文献としてここに組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般にデータ通信に係り、特に、直交周波数分割マルチプレクシング（orthogonal frequency division multiplexing）（ＯＦＤＭ）通信システム及び無線効率を増加させるＯＦＤＭシンボル・サイズを提供する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
ワイアレス通信システムは、音声、パケット・データ、及びその他のような種々のタイプの通信サービス提供するために広く展開されている。これらのシステムは、ＯＦＤＭを利用することができる。ＯＦＤＭは、ある種のワイアレス環境に対して高い性能を提供することができる変調技術である。ＯＦＤＭは、全体のシステム・バンド幅を複数の（ＮＳ個の）直交サブバンドに区分する。直交サブバンドは、トーン、ビン、及び周波数サブチャネルとしても一般に呼ばれる。ＯＦＤＭを用いて、各サブバンドは、データで変調されるそれぞれのキャリアと関係付けられる。
【０００４】
ＯＦＤＭにおいて、情報ビンのストリームは、一連の周波数ドメイン変調シンボルに変換される。１つの変調シンボルは、各ＯＦＤＭシンボル期間（下記に規定される）に各ＮＳ個のサブバンド上に送信されることができる。各ＯＦＤＭシンボル期間に各ＮＳ個のサブバンド上に送信されるべき変調シンボルは、ＮＳ個のサンプルを含む“変換された”シンボルを取得するために逆高速フーリエ変換（inverse fast Fourier Transform）（ＩＦＦＴ）を使用して時間ドメインに変換される。ＮＳ−点ＩＦＦＴへの入力は、ＮＳ個の周波数ドメイン値であり、ＩＦＦＴからの出力は、ＮＳ個の時間ドメイン・サンプルである。サブバンドの数は、ＩＦＦＴの大きさによって決定される。ＩＦＦＴの大きさの増加は、サブバンドの数を増加させ、しかも、各変換されたシンボルに対するサンプルの数を増加させる。これは、したがって、シンボルを送信するために必要な時間を増加させる。
【０００５】
データ送信のために使用されるワイアレス・チャネルにおける周波数選択的フェーディングと戦うために（下記に説明される）、各変換されたシンボルの一部分は、一般に送信に先立って繰り返される。繰り返された部分は、周期的プリフィックス（cyclic prefix：周期的な識別コード）としてしばしば呼ばれ、Ｎｃｐサンプルの長さを有する。周期的プリフィックスの長さは、下記に説明されるように、一般にシステムの遅延拡散に基づいて選択され、変換されたシンボルの長さに無関係である。ＯＦＤＭシンボルは、変換されたシンボル及びその周期的プリフィックスからなる。各ＯＦＤＭシンボルは、ＮＳ＋Ｎｃｐサンプルを含み、そして、ＮＳ＋Ｎｃｐサンプル期間、これは１ＯＦＤＭシンボル期間である、の長さを有する。
【０００６】
ＯＦＤＭシンボルの大きさと関係する周期的プリフィックスの大きさは、ＯＦＤＭシステムの効率に大きな影響を有する可能性がある。周期的プリフィックスは、マルチパス環境における受信機の処理を簡略化するために、各ＯＦＤＭシンボルとともに送信されなければならないが、追加の情報を搬送しない。周期的プリフィックスは、マルチパス環境において動作する代償として浪費されるはずのバンド幅としてみなされることができる。このようにして浪費されたバンド幅の割合は、式Ｎｃｐ／（ＮＳ＋Ｎｃｐ）を使用して算出されることができる。例えば、Ｎｃｐが１６サンプルであり、ＮＳが６４サンプルであるならば、２０％のバンド幅が、周期的プリフィックスのオーバーヘッドに対して失われる。この割合は、比較的大きなＮＳの値を使用することによって減少させることができる。特に、送信されるべき情報ユニットの大きさ又はパケットの大きさが、ＯＦＤＭシンボルの容量よりかなり小さい場合に、不幸にして、ＮＳの大きな値を使用することは、非効率に導く可能性もある。例えば、各ＯＦＤＭシンボルが４８０情報ビットを搬送できるが、大部分の一般的なパケットが９６ビットを含むのであれば、パッキング効率は悪く、この一般的なパケットが送信される場合に、ＯＦＤＭシンボルの容量の多くは、浪費される。
【０００７】
直交周波数分割多元アクセス（orthogonal frequency division multiple-access）（ＯＦＤＭＡ）は、大きなＯＦＤＭシンボルの使用の結果としての過剰な容量に起因する非効率性を改善する。ＯＦＤＭＡに関して、複数のユーザは、周波数ドメイン・マルチプレクシングを使用して大きなＯＦＤＭシンボルを共有する。これは、シグナリングに対してサブバンドのセットを確保することによって及び異なるユーザに対してサブバンドの異なるばらばらのセットを割り当てることによって達成される。しかしながら、ＯＦＤＭＡを使用するデータ送信は、各種の要因によって複雑になる可能性がある。例えば、異なる出力要求、伝播遅延、ドップラ周波数シフト、及び／若しくは大きなＯＦＤＭシンボルを共有している異なるユーザに対するタイミングのようなものである。
【０００８】
既存のＯＦＤＭシステムは、種々の目的の折衷案である１つのＯＦＤＭシンボル・サイズを一般に選択する。種々の目的は、周期的プリフィックス・オーバーヘッドを最小にすること、及びパッキング効率を最大にすることを含むことができる。この１つのＯＦＤＭシンボル・サイズの使用は、異なるサイズのパケットを送信する場合に過剰な容量に起因する非効率性に帰結する。それゆえ、異なるサイズのパケットを送信する場合に効率よく動作するＯＦＤＭシステムに対してこの分野におけるニーズがある。
【発明の概要】
【０００９】
複数の技術は、ＯＦＤＭシステムに関するより大きな効率を達成するために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用することがここに提供される。これらの技術は、周期的プリフィックス・オーバーヘッドを最小にすること及びパッケージング効率を最大にすることの両方の目的に向けられる。ＯＦＤＭシンボル・サイズは、ＯＦＤＭシステムにおいて送信されるようとしている異なるタイプのペイロードの予想されるサイズに基づいて選択されることができる。システム・トラフィックは、異なるカテゴリーに分類されることができる。各カテゴリーに対して、適切なサイズの１又はそれより多くのＯＦＤＭシンボルは、そのカテゴリーにおいてトラフィックに対して予想されるペイロード・サイズに基づいた使用のための選択されることができる。
【００１０】
例えば、システム・トラフィックは、制御データ、ユーザ・データ、及びパイロット・データに分類されることができる。制御データは、第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、ユーザ・データは、第２のサイズのＯＦＤＭシンボル及び第１のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、そして、パイロット・データは、第３のサイズ（又は第１のサイズ）のＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。ユーザ・データは、さらにサブ−カテゴリーに分類されることができ、例えば、音声データ、パケット・データ、メッセージング・データ、及びその他のようなものである。特定のＯＦＤＭシンボル・サイズが、その後、ユーザ・データの各サブ−カテゴリーに対して選択されることができる。代案として、又は追加として、各ユーザに対するデータは、そのユーザに対して選択された特定のサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。改善されたパッキング効率のために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルが、パケット・ペイロードに対するＯＦＤＭシンボルの容量をより良く適合させるために所定のユーザ・データ・パケットに対して使用されることができる。
【００１１】
一般に、任意の数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、１つのＯＦＤＭシステムに対して使用されることができ、そして、いずれかの特定のＯＦＤＭシンボル・サイズが、使用のために選択されることができる。ある例示の設計では、２つのＯＦＤＭシンボル・サイズの組み合わせが、パッキング効率を最大にするために使用される。例示の設計では、（例えば、６４のサブバンドを有する）小さな又は短いＯＦＤＭシンボル・サイズが、パイロット・データ及び制御データに対して使用される。ユーザ・データは、ペイロード・サイズに依存して、（例えば、２５６サブバンドを有する）大きな又は長いＯＦＤＭシンボル・サイズを有するゼロ又はそれより多くのＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボル・サイズを有するゼロ又はそれより多くのＯＦＤＭシンボル内で送られることができる。
【００１２】
送信機及び受信機における処理（例えば、エンコーディング、インターリービング、シンボル・マッピング、及び空間処理）は、下記に説明されるように、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を説明する方法で実行されることができる。本発明の種々の態様及び実施形態も、下記にさらに詳細に説明される。
【００１３】
本発明の特徴、本質、及び利点は、図面を使用して以下に述べる詳細な説明から、さらに明確になるであろう。図面では、一貫して対応するものは同じ参照符号で識別する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、ＯＦＤＭモジュレータのブロック図を示す。
【図２】図２は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボル及び周期的プリフィックスに与えられるオーバーヘッドを示す。
【図３Ａ】図３Ａは、異なるタイプのデータを送信するために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、異なるタイプのデータを送信するために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を示す。
【図４】図４は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを発生させるためにＳ個のステージを有するＩＦＦＴユニットを示す。
【図５】図５は、例示のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムを示す。
【図６】図６は、ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに関するフレーム構造を示す。
【図７】図７は、データ・パケット及びＰＨＹフレームに関する構造を示す。
【図８】図８は、アクセス・ポイント及び２つのユーザ端末のブロック図を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、アクセス・ポイント及びユーザ端末に対して使用されることができる送信機ユニットのブロック図を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、送信機ユニット内部のモジュレータのブロック図を示す。
【発明の詳細な説明】
【００１５】
用語“イグゼンプラリ（exemplary）”は、“例、事例、又は実例として働くこと”を意味する。“イグゼンプラリ”としてここで開示されたいずれの実施形態又は設計が、他の実施形態又は設計に対して好ましい又は優位であるとして解釈される必要性はない。
【００１６】
図１は、ＯＦＤＭシステムにおいて使用されることができるＯＦＤＭモジュレータ１００のブロック図を示す。送信されるべきデータ（すなわち、情報ビット）は、典型的に、固有のコーディング・スキームを使用してエンコーダ（図示せず）において初めにエンコードされて、コード・ビットを発生させる。例えば、エンコーダ（図示せず）は、ブロック・コード、コンボルーション・コード、又はターボ・コードのような、順方向エラー訂正（forward error correction）（ＦＥＣ）コードを利用できる。コード・ビットは、それから、Ｂ−ビット・バイナリ値にグループ化される。ここで、Ｂ≧１である。各Ｂ−ビット値は、それから、固有の変調スキーム（例えば、Ｍ−ＰＳＫ又はＭ−ＱＡＭ、ここで、Ｍ＝２Ｂである）に基づいて特定の変調シンボルにマップされる。各変調シンボルは、その変調シンボルに対して使用された変調スキームに対応する信号コンステレーション（signal constellation）中の複素値である。
【００１７】
各ＯＦＤＭシンボル期間の間に、１つの変調シンボルが、データ送信に対して使用される各サブバンド上で送信されることができ、そして、ゼロの信号値が、各使用されないサブバンドに対して与えられる。逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット１１０は、各ＯＦＤＭシンボル期間中の全てのＮＳ個のサブバンドに対してＮＳ個の変調シンボル及びゼロを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を使用して時間ドメインへ変換して、ＮＳ個のサンプルを具備する変換されたシンボルを取得する。
【００１８】
周期的プリフィックス発生器１２０は、その後、各変換されたシンボルの一部分を繰り返して、ＮＳ＋Ｎｃｐ個のサンプルを具備する対応するＯＦＤＭシンボルを取得する。周期的プリフィックスは、周波数選択的フェーディング（すなわち、全体のシステム・バンド幅にわたり変化する周波数応答）と戦うために使用される。周波数選択的フェーディングは、システム中の遅延拡散によって引き起こされる。送信機に対する遅延拡散は、その送信機によって送信された信号に関して受信機において最も早く到着する信号事象と最も遅く到着する信号事象との間の差である。システムの遅延拡散は、システム中の全ての送信機及び受信機に対して予想される最悪ケースの遅延拡散である。周波数選択的フェーディングは、シンボル間干渉（inter-symbol interference）（ＩＳＩ）を引き起こす。ＩＳＩは、それによって受信された信号中の各シンボルが受信された信号中の引き続くシンボルに対する歪みとして働く現象である。ＩＳＩ歪みは、受信されたシンボルを正確に検出するための能力に影響を与えることによって性能を劣化させる。ＩＳＩに効果的に戦うために、周期的プリフィックスの長さは、一般的にシステムの遅延拡散に基づいて選択され、その結果、周期的プリフィックスは、全てのマルチパス・エネルギーの重要な部分を含む。周期的プリフィックスは、各ＯＦＤＭシンボルに対するＮｃｐサンプルの固定オーバーヘッドを表す。
【００１９】
図２は、周期的プリフィックスに与えられる固定オーバーヘッドを含む異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを図示する。所定のＷ ＭＨｚのシステム・バンド幅に対して、ＯＦＤＭシンボルのサイズ又は期間は、サブバンドの数に依存する。システム・バンド幅がＮ点のＩＦＦＴの使用でＮ個のサブバンドに分割されるのであれば、結果としての変換されたシンボルは、Ｎ個のサンプルを具備し、Ｎサンプル期間又はＮ／Ｗμｓｅｃに広がる。図２に示されたように、システム・バンド幅は、しかも、２Ｎ点のＩＦＦＴの使用で２Ｎ個のサブバンドに分割されることができる。この場合には、結果としての変換されたシンボルは、２Ｎ個のサンプルを具備するはずであり、２Ｎサンプル期間に広がるはずであり、そしてＮサンプルを用いて変換されたシンボルのほぼ２倍のデータ搬送容量を有するはずである。同様に、図２は、しかも、システム・バンド幅が４Ｎ点のＩＦＦＴの使用で４Ｎ個のサブバンドにどのようにして分割されることができるかを示す。結果としての変換されたシンボルは、そのようにして、４Ｎサンプルを具備するはずであり、Ｎサンプルを用いて変換されたシンボルのほぼ４倍のデータ搬送容量を有するはずである。
【００２０】
図２に説明されたように、周期的プリフィックスが固定オーバーヘッドであるので、シンボル・サイズが増加するにつれて、ＯＦＤＭシンボルの割合が小さくなる。他の側面から見ると、サイズ４Ｎの変換されたシンボルに対して、１つの周期的プリフィックスだけが必要である。これに対して、同等のサイズＮの４つの変換されたシンボルに対して、４つの周期的プリフィックスが必要である。周期的プリフィックスに対するオーバーヘッドの量は、そのようにして、サイズ４Ｎの大きなＯＦＤＭシンボルの使用によって７５％削減されることができる。（用語“大きな”と“長い”は、ＯＦＤＭシンボルに対してここでは互換的に使用され、用語“小さな”と“短い”も、互換的に使用される。）図２は、（周期的プリフィックスの観点から）改善された効率が、可能な最大のサイズを有するＯＦＤＭシンボルを使用することによって達成できることを示す。使用されることができる最大のＯＦＤＭシンボルは、一般的にワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間（coherence time）によって制約される。ワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間は、それを超えるとワイアレス・チャネルが基本的に一定になる時間である。
【００２１】
最大の可能なＯＦＤＭシンボルの使用は、その他の観点から効率的ではないことがある。特に、ＯＦＤＭシンボルのデータ搬送容量が、送られるべきペイロードのサイズよりはるかに大きければ、ＯＦＤＭシンボルの残りの過剰な容量は、使用されない。このＯＦＤＭシンボルの過剰な容量は、非効率性を表す。ＯＦＤＭシンボルが大きすぎるのであれば、過剰容量に起因する非効率性は、周期的プリフィックスに起因する非効率性よりも大きい可能性がある。
【００２２】
実例のＯＦＤＭシステムにおいて、両方のタイプの非効率性が、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用することによって最小化される。データのユニットを送信するために使用されるＯＦＤＭシンボル・サイズは、利用可能なＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから選択されることができる。これは、順に、ＯＦＤＭシステム中に送信されようとしている異なるタイプのペイロードの予想されるサイズに基づいて選択されることができる。システム・トラフィックは、異なるカテゴリーに分類されることができる。各カテゴリーに対して、適切なサイズの１又はそれより多くのＯＦＤＭシンボルは、そのカテゴリー中のトラフィックに対して予想されるペイロード・サイズ及び可能であればその他の考慮（例えば、実行の複雑性）に基づいて使用に対して選択されることができる。ＯＦＤＭシンボルは、データを送るために使用されるボックスカー（boxcar）として見られることができる。適切なサイズの１又はそれより多くのボックスカーは、そのカテゴリーに対して送られるべきであると予想されるデータの量に依存するデータの各カテゴリーに対して選択されることができる。データのユニットは、同一のサイズを有する複数のボックスカー又は異なるサイズを有する複数のボックスカーを使用して送られることができる。例えば、データのユニットが、“大きな”ボックスカーの容量の２．１倍を消費するのであれば、データのユニットは、２つの“大きな”ボックスカーと１つの“小さな”ボックスカーを使用して送られることができる。
【００２３】
一例として、システム・トラフィックは、３つの基本カテゴリー−制御データ、ユーザ・データ、及びパイロット・データ−に分割されることができる。制御データは、一般的に、全システム・トラフィックの小さな部分（例えば、１０％以下）を構成し、小さなブロックで通常送られる。ユーザ・データは、システム・トラフィックの大部分を構成する。周期的プリフィックスのオーバーヘッドを最小にし、パッキング効率を最大にするために、短いＯＦＤＭシンボルが、制御データ及びパイロットを送るために使用されることができ、長いＯＦＤＭシンボルと短いＯＦＤＭシンボルとの組み合わせが、ユーザ・データを送るために使用されることができる。
【００２４】
図３Ａは、ＯＦＤＭシステムにおいて異なるタイプのデータを送信するために異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用を示す。単純化のために、１つのＯＦＤＭシンボル・サイズだけが、図３Ａの各カテゴリー及びデータのタイプに対して使用される。一般に、任意の数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、各カテゴリー及びデータのタイプに対して使用されることができる。
【００２５】
図３Ａに示されたように、パイロット・データは、サイズＮＳａのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、制御データは、サイズＮＳｂのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができ、そして、異なるタイプのユーザ・データ（又は、異なるユーザに対するデータ）は、サイズＮＳｃからＮＳｑのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。ユーザ・データは、さらに、例えば、音声データ、パケット・データ、メッセージング・データ、及びその他のような、サブ−カテゴリーに分類されることができる。適切なＯＦＤＭシンボル・サイズは、その後、ユーザ・データの各サブ−カテゴリーに対して選択されることができる。あるいは、各ユーザに対するデータは、そのユーザに対して適切なサイズのＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる。特定のユーザに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、例えば、送信するデータの量、ユーザに対するワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間（coherence time）、及びその他のような、各種の考慮すべき事柄に基づいて選択されることができる。
【００２６】
一般に、いずれかの数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、ＯＦＤＭシステムに対して使用されることができ、いずれかの特定のＯＦＤＭシンボル・サイズが、使用のために選択されることができる。一般的に、最小ＯＦＤＭシンボル・サイズは、周期的プリフィックス・オーバーヘッドによって決定され、最大ＯＦＤＭシンボル・サイズは、ワイアレス・チャネルのコヒーレンス時間によって決定される。実際的に考慮すべき事柄は、２のべき乗（例えば、３２，６４，１２８，２５６，５１２、及びその他）であるＯＦＤＭシンボル・サイズが、通常は使用のために選択される。その理由は、ＩＦＦＴ及び高速フーリエ変換（fast Fourier Transform）（ＦＦＴ）演算を用いて時間ドメインと周波数ドメインとの間の変換が容易であるためである。
【００２７】
図３Ａは、時分割マルチプレックス（time division multiplexed）（ＴＤＭ）方式における異なる時間セグメント中の異なるタイプのデータの送信を示す。各フレーム（これは、固有の時間の期間である）は、複数の時間セグメントに区分される。各時間セグメントは、データの固有のタイプを送信するために使用されることができる。異なるタイプのデータも、その他の方式で送信されることができ、これは本発明の範囲内である。例えば、パイロット・データ及び制御データは、同一の時間セグメント中の異なるサブバンドのセット上で送信されることができる。他の１つの例として、全てのユーザ・データは、各フレームに対して１つの時間セグメント中で送信されることができる。
【００２８】
図３Ａに示されたもののような、ＴＤＭフレーム構造に関して、各時間セグメントに対して使用するための固有のＯＦＤＭシンボル・サイズは、種々の方式によって決定されることができる。１つの実施形態では、各時間セグメントに対して使用するためのＯＦＤＭシンボル・サイズは、固定であり、ＯＦＤＭシステム中の送信機及び受信機の両者によりアプリオリ（a priori：前もって）知られる。他の１つの実施形態では、各時間セグメントに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、設定可能であることがあり、例えば、各フレームに対して送られたシグナリングによって指示されることができる。しかも他の１つの実施形態では、（例えば、パイロット・データ及び制御データに対して）いくつかの時間セグメントに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、固定であることができ、（例えば、ユーザ・データに対して）他の時間セグメントに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、設定可能であることができる。後者の構成において、送信機は、後続のユーザ・データＯＦＤＭシンボルにおいて使用されるべきＯＦＤＭシンボル・サイズを送信するために固定シンボル・サイズ制御データ・チャネルを使用することができる。
【００２９】
図３Ｂは、異なるタイプのデータに対してＮ及び４Ｎの２つの異なるＯＦＤＭシンボル・サイズの使用を示す。この実施形態において、各フレームは、パイロット・データ、制御データ、及びユーザ・データに対して３つの時間セグメントに区分される。パイロット・データ及び制御データは、サイズＮのＯＦＤＭシンボルを使用して送信され、ユーザ・データは、サイズ４ＮのＯＦＤＭシンボル及びサイズＮのＯＦＤＭシンボルを使用して送信される。１又は複数のサイズＮのＯＦＤＭシンボルは、パイロット・データ及び制御データのための時間セグメントの各々に対して送信されることができる。ゼロ又は複数のサイズ４ＮのＯＦＤＭシンボル及びゼロ又は複数のサイズＮのＯＦＤＭシンボルは、ユーザ・データのための時間セグメントに対して送信されることができる。
【００３０】
図４は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを発生させることができる可変サイズＩＦＦＴユニット４００の実施形態を示す。ＩＦＦＴユニット４００は、Ｓ個のステージを含む。ここで、Ｓ＝ｌｏｇ２Ｎｍａｘであり、Ｎｍａｘは、発生されるべき最大のＯＦＤＭシンボルのサイズである。各ＯＦＤＭシンボル期間に対する変調シンボルは、ゼロ挿入及びソーティング・ユニット４１０に与えられる。ユニット４１０は、変調シンボルを、例えばビットの逆順序で、ソートし、小さなＯＦＤＭシンボルが発生されようとしている場合には、適切な数のゼロを挿入する。ユニット４１０は、Ｎｍａｘ個のソートされた変調シンボル及びゼロを第１のバタフライ・ステージ４２０ａへ与える。第１のバタフライ・ステージ４２０ａは、２点逆離散フーリエ変換（discrete Fourier transform）（ＤＦＴ）に対するバタフライ計算のセットを実施する。第１のバタフライ・ステージ４２０ａからの出力は、その後、後続のバタフライ・ステージ４２０ｂから４２０ｓの各々によって処理される。各バタフライ・ステージ４２０は、この分野において知られるように、そのステージに対して適用できる係数のセットを用いてバタフライ操作のセットを実行する。
【００３１】
最後のバタフライ・ステージ４２０ｓからの出力は、セレクタ・ユニット４３０へ与えられる。セレクタ・ユニット４３０は、各ＯＦＤＭシンボルに対して時間ドメイン・サンプルを与える。Ｎｍａｘ点ＩＦＦＴを実行するために、全てのバタフライ・ステージがイネーブルされ、Ｎｍａｘ個のサンプルがセレクタ・ユニット４３０によって与えられる。Ｎｍａｘ／２点ＩＦＦＴを実行するために、最後のバタフライ・ステージ４２０ｓを除く全てがイネーブルされ、Ｎｍａｘ／２個のサンプルがセレクタ・ユニット４３０によって与えられる。Ｎｍａｘ／４点ＩＦＦＴを実行するために、最後の２つのバタフライ・ステージ４２０ｒ及び４２０ｓを除く全てがイネーブルされ、Ｎｍａｘ／４個のサンプルがセレクタ・ユニット４３０によって与えられる。制御ユニット４４０は、現在のＯＦＤＭシンボル期間に対して使用するために固有のＯＦＤＭシンボル・サイズの指示を受信し、ユニット４１０と４３０及びバタフライ・ステージ４２０に対して制御信号を与える。
【００３２】
ＩＦＦＴユニット４００は、時間削減（decimation-in-time）ＩＦＦＴアルゴリズム又は周波数削減（decimation-in-frequency）ＩＦＦＴアルゴリズムを実行できる。さらに、基数（radix）４のＩＦＦＴがより効率的であるが、ＩＦＦＴユニット４００は、基数４又は基数２のＩＦＦＴを実行できる。ＩＦＦＴユニット４００は、１又は複数のバタフライ計算ユニットを含むように設計されることができる。極端な場合には、１個のバタフライ計算ユニットは、時間分割されたＩＦＦＴインプリメンテーションに対して使用されることができ、Ｎｍａｘ／基数のバタフライ計算ユニットは、完全に並列のＩＦＦＴインプリメンテーションに対して使用されることができる。一般的に、必要とされるバタフライ計算ユニットの数は、これらのユニットに対するクロック速度、ＯＦＤＭシンボル・レート、及び最大ＩＦＦＴサイズにより決定される。メモリ管理とともにこれらのバタフライ計算ユニットの適切な制御は、１個のＩＦＦＴユニットを使用して実行されようとしている異なるサイズのＩＦＦＴを可能にする。
【００３３】
図１において上記に説明されたように、周期的プリフィックス発生器１２０は、セレクタ・ユニット４３０によって出力された各変換されたシンボルの一部分を繰り返して、各ＯＦＤＭシンボルに対する周期的プリフィックスを与える。同じ周期的プリフィックス長は、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルに対して使用されることができ、上記に説明されたようにシステムの遅延拡散に基づいて選択されることができる。周期的プリフィックス長も、設定可能である可能性がある。例えば、各受信機に対して使用される周期的プリフィックス長は、受信機の遅延拡散に基づいて選択されることができる。これは、システムの遅延拡散より短いことがある。設定された周期的プリフィックス長は、受信機へ信号として送られることができる、若しくは、何らかの他の手段によって受信機に知らせられることができる。
【００３４】
異なるサイズのＯＦＤＭシンボルは、各種のタイプのＯＦＤＭシステムにおいて有利に使用されることができる。例えば、複数のＯＦＤＭシンボル・サイズは、下記に対して使用されることができる。（１）送信及び受信に対して１個のアンテナを使用する単一入力単一出力ＯＦＤＭシステム、（２）送信に対して複数のアンテナ及び受信に対して１個のアンテナを使用する多元入力単一出力ＯＦＤＭシステム、（３）送信に対して１個のアンテナ及び受信に対して複数のアンテナを使用する単一入力多元出力ＯＦＤＭシステム、及び（４）送信及び受信に対して複数のアンテナを使用する多元入力多元出力ＯＦＤＭシステム（すなわち、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム）である。複数のＯＦＤＭシンボル・サイズは、しかも、下記に対しても使用されることができる。（１）ダウンリンク及びアップリンクに対して異なる周波数バンドを使用する周波数分割デュプレックス（frequency division duplexed）（ＦＤＤ）ＯＦＤＭシステム、及び（２）時間シェア方式でダウンリンク及びアップリンクの両者に対して１つの周波数バンドを使用する時分割デュプレックス（time division duplexed）（ＴＤＤ）ＯＦＤＭシステムである。
【００３５】
イグゼンプラリなＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおける異なるサイズのＯＦＤＭシンボルの使用が、下記に説明される。
【００３６】
Ｉ． ＴＤＤ ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム
図５は、複数のアクセス・ポイント（access point）（ＡＰ）５１０を有するイグゼンプラリなＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００を示す。アクセス・ポイント５１０は、複数のユーザ端末（user terminal）（ＵＴ）５２０に対する通信をサポートする。単純化のために、２つのアクセス・ポイント５１０ａ及び５１０ｂだけが、図５に示される。アクセス・ポイントは、ユーザ端末と通信するために使用される固定局であり、しかも、基地局又はある種の他の用語で呼ばれることができる。ユーザ端末も、アクセス端末、移動局、ユーザ装置（user equipment）（ＵＥ）、ワイアレス装置、又はある種の他の用語で呼ばれることができる。ユーザ端末５２０は、システム全体にわたって分散される可能性がある。各ユーザ端末は、固定又は移動端末である可能性があり、任意の所定の瞬間においてダウンリンク及び／又はアップリンク上で１個の又は可能であれば複数のアクセス・ポイントと通信できる。ダウンリンク（すなわち、順方向リンク）は、アクセス・ポイントからユーザ端末への通信リンクを呼び、アップリンク（すなわち、逆方向リンク）は、ユーザ端末からアクセス・ポイントへの通信リンクを呼ぶ。
【００３７】
図５において、アクセス・ポイント５１０ａは、ユーザ端末５２０ａから５２０ｆと通信し、アクセス・ポイント５１０ｂは、ユーザ端末５２０ｆから５０２ｋと通信する。システム・コントローラ５３０は、アクセス・ポイント５１０に接続し、下記のような複数の機能を実行するために設計されることができる。例えば、（１）自身に接続されたアクセス・ポイントに関する調整及び制御、（２）これらのアクセス・ポイント間のデータの転送、及び（３）これらのアクセス・ポイントによってサービスされるユーザ端末との通信のアクセス及び制御、である。
【００３８】
図６は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００に対して使用されることができるイグゼンプラリなフレーム構造６００を示す。データ送信は、各々が固有の時間の期間（例えば、２ｍｓｅｃ）に及ぶ、ＴＤＤフレームの単位で生じる。各ＴＤＤフレームは、１個のダウンリンク段階及び１個のアップリンク段階に区分され、各ダウンリンク段階又はアップリンク段階は、複数のトランスポート・チャネルのための複数のセグメントにさらに区分される。図６に示された実施形態では、ダウンリンク・トランスポート・チャネルは、同報通信チャネル（broadcast channel）（ＢＣＨ）、順方向制御チャネル（forward control channel）（ＦＣＣＨ）、及び順方向チャネル（forward channel）（ＦＣＨ）を含み、及びアップリンク・トランスポート・チャネルは、逆方向チャネル（reverse channel）（ＲＣＨ）及びランダム・アクセス・チャネル（random access channel）（ＲＡＣＨ）を含む。
【００３９】
ダウンリンク上で、ＢＣＨセグメント６１０は、１つのＢＣＨプロトコル・データ・ユニット（protocol data unit）（ＰＤＵ）６１２を送信するために使用される。ＰＤＵ６１２は、ビーコン・パイロットのための部分６１８、ＭＩＭＯパイロットのための部分６１６、及びＢＣＨメッセージのための部分６１８を含む。ＢＣＨメッセージは、システム中のユーザ端末に関するシステム・パラメータを搬送する。ＦＣＣＨセグメント６２０は、１つのＦＣＣＨ ＰＤＵを送信するために使用される。ＦＣＣＨ ＰＤＵは、ダウンリンク及びアップリンク・リソース割り当て及びユーザ端末に対するその他のシグナリングを搬送する。ＦＣＨセグメント６３０は、ダウンリンク上で１又はそれより多くのＦＣＨ ＰＤＵ６３２を送信するために使用される。異なるタイプのＦＣＨ ＰＤＵが、規定されることができる。例えば、１つのＦＣＨ ＰＤＵ６３２ａは、パイロットのための部分６３４ａ（例えば、ステアド基準（steered reference））及びデータ・パケットのための部分６３６ａを含む。パイロット部分は、“プリアンブル（preamble）”としても呼ばれる。ＦＣＨ ＰＤＵ６３２ｂは、データ・パケットのための１個の部分６３６ｂを含む。異なるタイプのパイロット（ビーコン・パイロット、ＭＩＭＯパイロット、及びステアド基準）は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。
【００４０】
アップリンク上で、ＲＣＨセグメント６４０は、アップリンク上に１又はそれより多くのＲＣＨ ＰＤＵ６４２を送信するために使用される。異なるタイプのＲＣＨ ＰＤＵも、規定されることができる。例えば、ＲＣＨ ＰＤＵ６４２ａは、データ・パケットのための部分６４６ａを含む。ＲＣＨ ＰＤＵ６４２ｂは、パイロット（例えば、ステアド基準）のための部分６４４ｂ及びデータ・パケットのための部分６４６ｂを含む。ＲＡＣＨセグメント６５０は、システムへのアクセスを得るために及びアップリンク上でショート・メッセージを送るためにユーザ端末によって使用される。ＲＡＣＨ ＰＤＵ６５２は、ＲＡＣＨセグメント６５０中で送られることができ、パイロット（例えば、ステアド基準）のための部分６５４及びメッセージのための部分６５６を含む。
【００４１】
部分及びセグメントの期間は、図６に一定の縮尺で描かれていない。図６に示されたフレーム構造及びトランスポート・チャネルは、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明されている。
【００４２】
異なるトランスポート・チャネルが、異なるタイプのデータに関連付けられることができるので、適切なＯＦＤＭシンボル・サイズは、各トランスポート・チャネルに対する使用のために選択されることができる。大量のデータが所定のトランスポート・チャネル上で送信されることが予想されるのであれば、大きなＯＦＤＭシンボルがそのトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。周期的プリフィックスは、大きなＯＦＤＭシンボルのより小さな割合になるはずであり、より大きな効率が達成されることができる。逆に言えば、小さな量のデータが所定のトランスポート・チャネル上で送信されることが予想されるのであれば、小さなＯＦＤＭシンボルがそのトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。周期的プリフィックスが小さなＯＦＤＭシンボルの大きな割合になるけれども、より大きな効率が過剰な容量の量を削減することによってまだ達成されることができる。
【００４３】
そのようにして、より高い効率を得るために、各トランスポート・チャネルに対するＯＦＤＭシンボル・サイズは、そのトランスポート・チャネル上に送信されようとしているデータのタイプに対して予想されるペイロード・サイズに適合するように選択されることができる。異なるＯＦＤＭシンボル・サイズは、異なるトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。さらに、複数のＯＦＤＭシンボル・サイズが、所定のトランスポート・チャネルに対して使用されることができる。例えば、ＦＣＨ及びＲＣＨに対する各ＰＤＵタイプは、そのＰＤＵタイプに対して適切なＯＦＤＭシンボル・サイズに関係付けられる可能性がある。大きなＯＦＤＭシンボルは、大きなサイズのＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵタイプに対して使用されることができ、そして、小さなＯＦＤＭシンボルは、小さなサイズのＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵタイプに対して使用されることができる。
【００４４】
単純化のために、イグゼンプラリな設計が小さなＯＦＤＭシンボル・サイズＮＳ１＝６４及び大きなＯＦＤＭシンボル・サイズＮＳ２＝２５６を使用して下記に説明される。このイグゼンプラリな設計では、ＢＣＨ，ＦＣＣＨ，及びＲＡＣＨは、小さなＯＦＤＭシンボルを利用し、そしてＦＣＨ及びＲＣＨは、適宜、小さなＯＦＤＭシンボルと大きなＯＦＤＭシンボルの両方を利用する。その他のＯＦＤＭシンボル・サイズも、トランスポート・チャネルに対して使用されることができ、これは本発明の範囲内である。例えば、サイズＮＳ３＝１２８の大きなＯＦＤＭシンボルが、ＦＣＨ及びＲＣＨに対して代わりに又は追加として使用されることができる。
【００４５】
このイグゼンプラリな設計のために、小さなＯＦＤＭシンボルに対する６４のサブバンドは、−３２から＋３２のインデックスを割り当てられる。これらの６４のサブバンドの中で、（例えば、±｛１，．．．，６，８，．．．，２０，２２，．．．，２６｝のインデックスを有する）４８のサブバンドがデータに対して使用され、データ・サブバンドとしてよばれ、（例えば、±｛７，２１｝のインデックスを有する）４つのサブバンドがパイロット及び可能であればシグナリングに対して使用され、（０のインデックスを有する）ＤＣサブバンドは使用されず、そして、残りのサブバンドも、使用されず、ガード・サブバンドとして働く。このＯＦＤＭサブバンド構造は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。
【００４６】
大きなＯＦＤＭシンボルに対する２５６のサブバンドは、−１２８から＋１２７のインデックスを割り当てられる。小さなＯＦＤＭシンボルに対するサブバンドは、下記に基づいて大きなＯＦＤＭシンボルに対するサブバンドにマップされることができる：
ｌ＝４ｋ＋ｉ 式（１）
ここで、ｋは、短いＯＦＤＭシンボル（ｋ＝−３２，．．．＋３１）中のサブバンドに対するインデックスであり；
ｉは、ｉ＝０，１，２，３の範囲を有するインデックス・オフセットであり；及び
ｌは、長いＯＦＤＭシンボル（ｌ＝−１２８，．．．＋１２７）中のサブバンドに対するインデックスであるである。
【００４７】
このイグゼンプラリな設計に関して、システム・バンド幅は、Ｗ＝２０ＭＨｚであり、周期的プリフィックスは、ＢＣＨ，ＦＣＣＨ，及びＲＡＣＨに対してＮｃｐ１＝１６サンプルであり、そして、周期的プリフィックスは、ＦＣＨ及びＲＣＨに対してＮｃｐ２＝８又は１６として設定可能である。ＢＣＨ，ＦＣＣＨ，及びＲＡＣＨに対して使用される小さなＯＦＤＭシンボルは、そこで、Ｎｏｓ１＝８０サンプルすなわち４．０μｓｅｃのサイズを有するはずである。Ｎｃｐ２＝１６が使用のために選択されるのであれば、ＦＣＨ及びＲＣＨに対して使用される大きなＯＦＤＭシンボルは、そこで、Ｎｏｓ２＝２７２サンプルすなわち１３．６μｓｅｃのサイズを有するはずである。
【００４８】
このイグゼンプラリな設計に関して、ＢＣＨセグメントは、８０μｓｅｃの固定期間を有し、残りのセグメントのそれぞれは、可変期間を有する。各ＴＤＤフレームに関して、ＦＣＨ及びＲＣＨセグメントの開始に関連するＦＣＨ及びＲＣＨ上に送られる各ＰＤＵの開始及びＴＤＤフレームの開始に関連するＲＡＣＨセグメントの開始は、ＦＣＣＨセグメント中で送られるＦＣＣＨメッセージ中に与えられる。異なるＯＦＤＭシンボル・サイズが、異なるシンボル期間に関係付けられる。異なるＯＦＤＭシンボル・サイズが異なるトランスポート・チャネルに対して使用される（そして、異なるＯＦＤＭシンボル・サイズが、しかも同じトランスポート・チャネルに対しても使用される）ので、ＦＣＨ及びＲＣＨ ＰＤＵに対するオフセットは、適切な時間分解能で指定される。上記に説明されたイグゼンプラリな設計に関して、時間分解能は、８００ｎｓｅｃの周期的プリフィックス長であることができる。２ｍｓｅｃのＴＤＤフレームに関して、１２ビット値が、各ＦＣＨ／ＲＣＨ ＰＤＵの開始を指示するために使用されることができる。
【００４９】
図７は、ＦＣＨ又はＲＣＨ上のＦＣＨ又はＲＣＨ ＰＤＵ中で送られることができる データ・パケット６３６ｘに関するイグゼンプラリな構造を説明する。データ・パケットは、整数の数のＰＨＹフレーム７１０を使用して送られる。各ＰＨＹフレーム７１０は、ＰＨＹフレームに対するデータを搬送するペイロード・フィールド７２２、ＰＨＹフレームに対するＣＲＣ値のためのＣＲＣフィールド７２４、及びエンコーダを洗い流すために使用されるゼロのセットのためのテール・ビット・フィールド７２６を含む。データ・パケットに対する第１のＰＨＹフレーム７１０ａは、メッセージ・タイプ及び期間を示すヘッダ・フィールド７２０をさらに含む。データ・パケットに対する最後のＰＨＹフレーム７１０ｍは、パッド・ビット・フィールド７２８をさらに含む。パッド・ビット・フィールド７２８は、最後のＰＨＹフレームを埋めるためにペイロードの終わりにゼロのパッディング・ビットを含む。このＰＨＹフレーム構造は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号にさらに詳細に説明されている。１個のアンテナがデータ送信に対して使用されるのであれば、各ＰＨＹフレーム７１０は、１つのＯＦＤＭシンボル７５０を取得するために処理されることができる。
【００５０】
同じＰＨＹフレーム構造は、ＢＣＨ又はＦＣＣＨ上に送られたメッセージに対して使用されることができる。特に、ＢＣＨ／ＦＣＣＨメッセージは、整数の数のＰＨＹフレームを使用して送られることができ、その各々は、１つのＯＦＤＭシンボルを取得するために処理されることができる。複数のＯＦＤＭシンボルは、ＢＣＨ／ＦＣＣＨメッセージに対して送信されることができる。
【００５１】
図７に示された実施形態に関して、データの１つのＰＨＹフレームは、各ＯＦＤＭシンボル中で送られる。異なるＰＨＹフレーム・サイズは、異なるＯＦＤＭシンボル・サイズに対して使用されることができる。データの各ＰＨＹフレームは、特定のコーディング・スキームに基づいてコード化されることができ、そして個々のＰＨＹフレームがチェックされ、必要であるならば再送信されることを可能にするＣＲＣ値をさらに含むことができる。各ＰＨＹフレーム中で送られる可能性がある情報ビットの数は、そのＰＨＹフレームに対して選択されたコーディング・スキーム及び変調スキームに依存する。表１は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムに対して使用されることができるレートのセット、及び各レートに対して、ＮＳ１＝６４及びＮＳ２＝２５６の２つのＯＦＤＭシンボル・サイズに対する２つのＰＨＹフレーム・サイズに関する種々のパラメータを記載する。
【表１】
【００５２】
上記に説明されたイグゼンプラリな設計に対して、小さなＰＨＹフレーム及び小さなＯＦＤＭシンボルが、ＢＣＨ及びＦＣＣＨに対して使用される。小さな及び大きなＰＨＹフレーム並びに小さな及び大きなＯＦＤＭシンボルの両者は、ＦＣＨ及びＲＣＨに対して使用されることができる。一般に、データ・パケットは、任意の数の大きなＯＦＤＭシンボル及び若干の数の小さなＯＦＤＭシンボルを使用して送られることができる。大きなＯＦＤＭシンボルが、小さなＯＦＤＭシンボルの大きさの４倍であるならば、データ・パケットは、ＮＬ個の大きなＯＦＤＭシンボル及びＮＳＭ個の小さなＯＦＤＭシンボルを使用して送信されることができる（ここで、ＮＬ≧０そして３≧ＮＳＭ≧０である）。ＮＬ個の大きなＯＦＤＭシンボルの終わりのＮＳＭ個の小さなＯＦＤＭシンボルは、使用されない容量の量を削減する。異なるサイズのＯＦＤＭシンボルは、このようにして、パッキング効率を最大にするためにパケット・ペイロードに対してＯＦＤＭシンボルの容量をよりよく適合させるために使用されることができる。
【００５３】
データ送信のために使用されたＯＦＤＭシンボル・サイズは、種々の方式で受信機へ与えられることができる。１つの実施形態では、ＦＣＣＨは、ＦＣＨ及びＲＣＨ上に送信された各データ・パケットの開始、及びパケットのレートを与える。ある種のその他の同等の情報は、しかも、受信機へ信号で送られることができる。受信機は、それから送られようとしている各データ・パケットのサイズ、そのデータ・パケットに対して使用される長いＯＦＤＭシンボル及び短いＯＦＤＭシンボルの数、及び各ＯＦＤＭシンボルの開始、を決定できる。この情報は、その後、受信機によって使用されて、各受信されたＯＦＤＭシンボルに対して実行されるべきＦＦＴのサイズを決定し、そして、ＦＦＴのタイミングを適切に合わせる。他の１つの実施形態では、各データ・パケットの開始及びそのレートは、受信機へ信号で送られない。この場合には、“ブラインド（blind：手探り）”検出が使用されることができ、受信機は、１６サンプル（すなわち、周期的プリフィックス長）毎に１回ＦＦＴを実行でき、そして、ＰＨＹフレーム中に含まれるＣＲＣ値をチェックすることによって、ＰＨＹフレームが送られたかどうかを決定できる。
【００５４】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００中のアクセス・ポイントとユーザ端末の所定の組み合わせに対して、ＭＩＭＯチャネルは、アクセス・ポイントにおけるＮａｐ個のアンテナとユーザ端末におけるＮｕｔ個のアンテナによって形成される。ＭＩＭＯチャネルは、Ｎｃ≦ｍｉｎ｛Ｎａｐ，Ｎｕｔ｝である、Ｎｃ個の独立したチャネルに分解されることができる。Ｎｃ個の独立したチャネルの各々も、ＭＩＭＯチャネルの固有モードとして呼ばれる。ここで、“固有モード”は、通常、理論的な構成を呼ぶ。最大Ｎｃ個までの独立したデータ・ストリームは、ＭＩＭＯチャネルのＮｃ個の固有モード上に同時に送られることができる。ＭＩＭＯチャネルは、しかも、データ送信に対して使用されることができるＮｃ個の空間チャネルを含んでいるように見られることができる。送信機における空間処理がデータ・ストリームを良好に直交化したかどうかに依存して、各空間チャネルは、固有モードに対応することがある、若しくは対応しないことがある。
【００５５】
ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムは、複数の送信モードをサポートするために設計されることができる。表２は、複数のアンテナを装備したユーザ端末のためにダウンリンク及びアップリンクに対して使用されることができる送信モードを記載する。
【表２】
【００５６】
ビーム−ステアリング・モードに関して、選択されたモードの１つのＰＨＹフレームは、最高の空間チャネル上での送信のために各ＯＦＤＭシンボル期間にわたり発生されることができる。このＰＨＹフレームは、変調シンボルのセットを取得するために、初めに処理される。この変調シンボルは、それから空間的に処理されて、ＮＴ個の送信アンテナに対する送信シンボルのＮＴ個のセットを取得する。各アンテナに対する送信シンボルのセットは、そのアンテナに対するＯＦＤＭシンボルを取得するためにさらに処理される。
【００５７】
空間マルチプレキシング・モードに対して、同じレート又は異なるレートのＮｃ個までのＰＨＹフレームは、Ｎｃ個の空間チャネル上での送信のために各ＯＦＤＭシンボル期間にわたって発生されることができる。Ｎｃ個までのＰＨＹフレームは、変調シンボルのＮｃ個までのセットを取得するために初めに処理される。変調シンボルのセットは、その後、ＮＴ個の送信アンテナに対する送信シンボルのＮＴ個のセットを取得するために空間的に処理される。各アンテナに対する送信シンボルのセットは、そのアンテナに対するＯＦＤＭシンボルを取得するためにさらに処理される。
【００５８】
ビーム−ステアリング・モード及び空間マルチプレキシング・モードのための送信機及び受信機における処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明される。ビーム−ステアリング・モード及び空間マルチプレキシング・モードのための空間処理は、長いＯＦＤＭシンボルに対してより多くのサブバンドを有するにも拘らず、短いＯＦＤＭシンボル及び長いＯＦＤＭシンボルの両者に対して基本的に同じである。ダイバーシティ・モードは、下記に説明される。
【００５９】
ある実施形態では、ダイバーシティ・モードは、サブバンド当りの基準でデュアル送信ダイバーシティに対して空間−時間送信ダイバーシティ（space-time transmit diversity）（ＳＴＴＤ）を利用する。ＳＴＴＤは、受信機における直交性を維持する一方で、２つの送信アンテナ上で独立したシンボル・ストリームの同時の送信をサポートする。
【００６０】
ＳＴＴＤスキームは、下記のように動作する。ｓ１及びｓ２として表される２つの変調シンボルは、所定のサブバンド上で送信されようとしていると仮定する。送信機は、２つのベクトル、すなわちＳＴＴＤシンボル、ｘ１＝［ｓ１ ｓ＊２］Ｔ及びｘ２＝［ｓ２ −ｓ＊１］Ｔを発生する。ここで、各ＳＴＴＤシンボルは、２つの要素を含み、“＊”は、共役複素数を表し、そして、“Ｔ”は、転置を表す。あるいは、送信機は、２つのＳＴＴＤシンボル、ｘ１＝［ｓ１ ｓ２］Ｔ及びｘ２＝［−ｓ＊２ ｓ＊１］Ｔを発生することができる。いずれの場合でも、各ＳＴＴＤシンボル中の２つの要素は、一般に、それぞれの送信アンテナから２つのＯＦＤＭシンボル期間に連続して送信される（すなわち、ＳＴＴＤシンボルｘ１は、２つのＯＦＤＭシンボル期間にアンテナ１から送信され、そしてＳＴＴＤシンボルｘ２は、同じ２つのＯＦＤＭシンボル期間にアンテナ２から送信される）。各ＳＴＴＤシンボルの期間は、このように２つのＯＦＤＭシンボル期間である。
【００６１】
大きなＯＦＤＭシンボルに対するＳＴＴＤ処理に関係付けられたバッファリング及び処理遅延を最小にすることが望ましい。ある実施形態では、２つのＳＴＴＤシンボルｘ１及びｘ２は、２つのアンテナから１対のサブバンド上に同時に送信される。２つのＳＴＴＤシンボルｘ１＝［ｓ１ ｓ２］Ｔ及びｘ２＝［−ｓ＊２ ｓ＊１］Ｔに対して、ＳＴＴＤシンボルｘ１に対する２つの要素ｓ１及びｓ２は、２つのアンテナからサブバンドｋ上に送信されることができ、ＳＴＴＤシンボルｘ２に対する２つの要素−ｓ＊２及びｓ＊１は、同じ２つのアンテナからサブバンドｋ＋１上に送信されることができる。
【００６２】
送信機が複数のアンテナを含むのであれば、異なる対のアンテナが、ダイバーシティ・モードにおける各データ・サブバンドに対する使用のために選択されることができる。表３は、４つの送信アンテナを使用するＳＴＴＤスキームのためのイグゼンプラリなサブバンド−アンテナ割り当てスキームを記載する。
【表３】
【００６３】
表３に示された実施形態に関して、送信アンテナ１及び２は、インデックス−２６を有する短いＯＦＤＭサブバンドに対して使用され、送信アンテナ３及び４は、インデックス−２５を有する短いＯＦＤＭサブバンドに対して使用される、等である。サブバンド−アンテナ割り当ては、下記のようである。（１）４つの送信アンテナを用いた６つの可能なアンテナの対のそれぞれは、８つのデータ・サブバンドに対して使用される、これは、４８のデータ・サブバンドにわたり一様に分布される、及び（２）サブバンド割り当てに対するアンテナ組み合わせは、異なるアンテナが隣接するサブバンドに対して使用されるようにされ、これは、より大きな周波数ダイバーシティ及び空間ダイバーシティを提供できる。表３に示されたサブバンド−アンテナ割り当てスキームは、しかも、短いＯＦＤＭサブバンド・インデックスと長いＯＦＤＭサブバンド・インデックスとの間の式（１）に示されたマッピングに基づいて長いＯＦＤＭシンボルに対して使用される。例えば、送信アンテナ１及び２は、インデックス｛−１０４，−１０３，−１０２，−１０１｝を有する長いＯＦＤＭサブバンドに対して使用されることができ、これらは、インデックス−２６を有する短いＯＦＤＭサブバンドに関係付けられている。
【００６４】
ダイバーシティ・モードに対する送信機及び受信機における処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明されている。
１．物理レイヤ処理
図８は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステム５００内部の１つのアクセス・ポイント５１０ｘ及び２つのユーザ端末５２０ｘ及び５２０ｙの実施形態のブロック図を示す。
【００６５】
ダウンリンク上で、アクセス・ポイント５１０ｘにおいて、送信（ＴＸ）データ・プロセッサ８１０は、データ・ソース８０８からのユーザ・データ（すなわち、情報ビット）を受信し、コントローラ８３０及びおそらくスケジューラ８３４からの制御データ及びその他のデータを受信する。コントローラ８３０及びスケジューラ８３４の機能は、１個のプロセッサ又は複数のプロセッサによって実行されることができる。これらの種々のタイプのデータは、異なるトランスポート・チャネル上に送られることができる。ＴＸデータ・プロセッサ８１０は、１又はそれより多くのコーディング・スキーム及び変調スキームに基づいて異なるタイプのデータを処理し、データ送信に使用されようとしている各空間チャネルに対して変調シンボルのストリームを与える。ＴＸ空間プロセッサ８２０は、ＴＸデータ・プロセッサ８１０から１又はそれより多くの変調シンボル・ストリームを受信し、各送信アンテナに対して１つの“送信”シンボルのストリームを与えるために変調シンボルに空間処理を実施する。プロセッサ８１０及び８２０による処理は、下記に説明される。
【００６６】
各モジュレータ（ＭＯＤ）８２２は、それぞれの送信シンボル・ストリームを受信し、処理して、ＯＦＤＭシンボルの対応するストリームを与える。ＯＦＤＭシンボルは、さらに処理されて、対応するダウンリンク信号を与える。Ｎａｐ個のモジュレータ８２２ａから８２２ａｐからのダウンリンク信号は、それから、それぞれＮａｐ個のアンテナ８２４ａから８２４ａｐから送信される。
【００６７】
各ユーザ端末５２０において、１又は複数のアンテナ８５２は、送信されたダウンリンク信号を受信する、そして、各アンテナは、それぞれのデモジュレータ（ＤＥＭＯＤ）８５４へ受信機入力信号を与える。各デモジュレータ８５４は、モジュレータ８２２において実行された処理に対して相補的な処理を実行し、そして“受信された”シンボルを与える。受信（ＲＸ）空間プロセッサ８６０は、その後、全てのデモジュレータ８５４から受信されたシンボルに空間処理を実行して、“再生された”シンボルを与える。再生されたシンボルは、アクセス・ポイントによって送られた変調シンボルの推定値である。
【００６８】
ＲＸデータ・プロセッサ８７０は、受信し、再生されたシンボルを自身のそれぞれのトランスポート・チャネルへデマルチプレックスする。各トランスポート・チャネルに対する再生されたシンボルは、そのトランスポート・チャネルに対するデコードされたデータを与えるために処理されることができる。各トランスポート・チャネルに対するデコードされたデータは、再生されたユーザ・データ、制御データ、及びその他を含むことができる。これは、記憶のためにデータ・シンク８７２へ与えられることができ、及び／又はさらに処理するためにコントローラ８８０へ与えられることができる。
【００６９】
ダウンリンクに関するアクセス・ポイント５１０及びユーザ端末５２０による処理は、下記に、及び前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号にさらに詳細に説明される。アップリンクに関する処理は、ダウンリンクに関する処理と同じである可能性があり、又は異なる可能性がある。
【００７０】
ダウンリンクに関して、各アクティブなユーザ端末５２０において、ＲＸ空間プロセッサ８６０は、ダウンリンク・チャネルをさらに推定し、チャネル状態情報（channel state information）（ＣＳＩ）を与える。ＣＳＩは、チャネル応答推定値、受信されたＳＮＲ、及びその他を含むことができる。ＲＸデータ・プロセッサ８７０は、しかも、ダウンリンク上で受信された各パケット／フレームの状態を与えることができる。コントローラ８８０は、チャネル状態情報及びパケット／フレーム状態を受信し、アクセス・ポイントへ送り返されるべきフィードバック情報を決定する。コントローラ８８０は、ステアリング・ベクトルを取得するためにダウンリンク・チャネル推定値をさらに処理することができる。ステアリング・ベクトルは、アクセス・ポイントへステアド基準を送信するために使用され、そしてダウンリンク・データの受信及びアップリンク・データの送信の空間処理のために使用される。フィードバック情報及びアップリンク・データは、ＴＸデータ・プロセッサ８９０によって処理され、パイロット・データを用いてマルチプレックスされかつ（もし、存在するならば）ＴＸ空間プロセッサ８９２によって空間的に処理され、１又はそれより多くのデモジュレータ８５４によって調整されて、１又はそれより多くのアンテナ８５２を介してアクセス・ポイントへ送り返される。
【００７１】
アクセス・ポイント５１０において、送信されたアップリンク信号は、ユーザ端末において実行された方式に対して相補的な方式で、アンテナ８２４によって受信され、デモジュレータ８２２によって復調され、そしてＲＸ空間プロセッサ８４０及びＲＸデータ・プロセッサ８４２によって処理される。再生されたフィードバック情報は、その後、コントローラ８３０及びスケジューラ８３４へ与えられる。スケジューラ８３４は、下記のような複数の機能を実行するために、フィードバック情報を使用することができる。（１）ダウンリンク及びアップリンク上でのデータ送信のためにユーザ端末のセットを選択すること、（２）選択されたユーザ端末に対するレートを選択すること、及び（３）選択された端末への利用可能なＦＣＨ／ＲＣＨリソースを割り当てること、である。コントローラ８３０は、下記に説明されるように、ダウンリンク送信の処理のためにアップリンク送信から取得された情報（例えば、ステアリング・ベクトル）をさらに使用できる。
【００７２】
コントローラ８３０及び８８０は、それぞれ、アクセス・ポイント及びユーザ端末における各種の処理ユニットの動作を制御する。例えば、コントローラ８３０は、ダウンリンク上に送られた各データ・パケットのペイロード・サイズを決定でき、そして各ダウンリンク・データ・パケットに対する適切なサイズのＯＦＤＭシンボルを選択できる。対応して、コントローラ８８０は、アップリンク上に送られた各データ・パケットのペイロード・サイズを決定でき、そして各アップリンク・データ・パケットに対する適切なサイズのＯＦＤＭシンボルを選択できる。
【００７３】
ＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、ダウンリンク及びアップリンクに対して異なる方式で実行されることができる。１つの実施形態では、コントローラ８３０及び／又はスケジューラ８３４は、ダウンリンク及びアップリンクの両者に対して使用するために特定のＯＦＤＭシンボル・サイズを決定する。他の１つの実施形態では、送信機におけるコントローラは、送信に対して使用するために特定のＯＦＤＭシンボル・サイズを決定する。ＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、それから、受信機へ（例えば、オーバーヘッド・チャネル上のシグナリング若しくは送信自身の内部のシグナリングを介して）与えられることができる。さらに他の１つの実施形態では、受信機におけるコントローラは、送信に対して使用するために特定のＯＦＤＭシンボル・サイズを決定し、そしてＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、それから、送信機へ与えられる。ＯＦＤＭシンボル・サイズ選択は、各種の様式で与えられることができる。例えば、所定の送信に対して使用するための特定のＯＦＤＭシンボル・サイズは、その送信に関するスケジューリング情報から導き出されることができる。これは、例えば、送信に対して使用するための送信モード、空間チャネル、レート、及び時間間隔を含むことができる。スケジューリング情報は、コントローラ８３０及び／又はスケジューラ８３４、送信機におけるコントローラ、又は受信機におけるコントローラによって発生されることができる。
【００７４】
ダウンリンク及びアップリンクの両者に関して、各データ・パケットに対して使用するために大きなＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボルの特定の組み合わせは、パケット・ペイロード・サイズ及び利用可能なＯＦＤＭシンボル・サイズの各々に対するＯＦＤＭシンボル容量に依存する。各データ・パケットに対して、コントローラは、必要とされるできるだけ多くの大きなＯＦＤＭシンボルを選択でき、そしてそこで、データ・パケットに対して１又はそれより多くの追加の小さなＯＦＤＭシンボルを適切に選択する。この選択は、下記のように実行されることができる。２つのＯＦＤＭシンボル・サイズが（例えば、６４のサブバンド及び２５６のサブバンドを用いて）使用されると仮定すると、小さなＯＦＤＭシンボルのデータ搬送容量は、ＴＳＭ＝４８変調シンボルであり、そして大きなＯＦＤＭシンボルのデータ搬送容量は、ＴＬ＝１９２変調シンボルである。変調及びコーディング・スキームは、変調シンボル当りＭの情報ビットが送られることを可能にする。小さなＯＦＤＭシンボルの容量は、そこでＣＳＭ＝４８・Ｍ情報ビットであり、そして、大きなＯＦＤＭシンボルの容量は、ＣＬ＝１９２・Ｍ情報ビットである。データ・パケットが長さでＮＦビットであるとする。コントローラは、２つの中間値、ｌ及びｍ、を下記のように算出する：
ｌ＝ｉｎｔ［Ｎｐ／ＣＬ］ ，そして 式（２）
ｍ＝ｃｅｉｌｉｎｇ［（Ｎｐ−ｌ・ＣＬ）／ＣＳＭ］ 式（３）
ここで、ａに対する“ｉｎｔ”演算は、ａの整数値を与え、ｂに対する“ｃｅｉｌｉｎｇ”演算は、ｂに関する２番目に大きい整数値を与える。もし、ｍ＜４であれば、データ・パケットに対して使用する大きなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＬ＝ｌであり、使用する小さなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＳＭ＝ｍである。それ以外は、もし、ｍ＝４であれば、データ・パケットに対して使用する大きなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＬ＝ｌ＋１であり、使用する小さなＯＦＤＭシンボルの数は、ＮＳＭ＝０である。
【００７５】
コントローラ８３０及び８８０は、それぞれモジュレータ／デモジュレータ８２２及び８５４へＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号を与える。アクセス・ポイントにおいて、ＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号は、ダウンリンク送信のためのＩＦＦＴ演算のサイズを決定するためにモジュレータによって使用され、そして、しかもアップリンク送信のためのＦＦＴ演算のサイズを決定するためにデモジュレータによって使用される。ユーザ端末において、ＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号は、ダウンリンク送信のためのＦＦＴ演算のサイズを決定するために（複数の）デモジュレータによって使用され、そして、しかもアップリンク送信のためのＩＦＦＴ演算のサイズを決定するために（複数の）モジュレータによって使用される。メモリ・ユニット８３２及び８８２は、それぞれコントローラ８３０及び８８０によって使用されるデータ及びプログラム・コードを記憶する。
【００７６】
図９Ａは、アクセス・ポイント及びユーザ端末の送信機部分に対して使用されることができる送信機ユニット９００の１つの実施形態のブロック図を示す。ＴＸデータ・プロセッサ８１０の内部で、フレーミング・ユニット９１０は、ＦＣＨ又はＲＣＨ上に送信されるべき各パケットのためにデータを“フレーミング”する。フレーミングは、図７に説明されたように実行されることができて、各ユーザ・データ・パケットに対して１又はそれより多くのＰＨＹフレームを与える。フレーミングは、その他のトランスポート・チャネルに対して省略されることがある。スクランブラ９１２は、その後、データをランダムにするために、各トランスポート・チャネルに対するフレーミングされたデータ／フレーミングされていないデータをスクランブルする。
【００７７】
エンコーダ９１４は、選択されたコーディング・スキームにしたがってスクランブルされたデータをコード化して、コード・ビットを与える。エンコーディングは、データ送信の信頼性を高める。繰り返し／パンクチャ・ユニット９１６は、それから、各ＰＨＹフレームに対する所望のコード・レートを取得するために、コード・ビットのいくつかを繰り返す又はパンクチャする（すなわち、削除する）のどちらかを行う。あるイグゼンプラリな実施形態では、エンコーダ９１４は、レート１／２、コンストレイント長（constraint length）７、バイナリ・コンボルーショナル・エンコーダである。１／４のコード・レートは、各コード・ビットを１回繰り返すことによって取得されることができる。１／２より大きなコード・レートは、エンコーダ９１４からのコード・ビットのいくつかを削除することによって取得されることができる。
【００７８】
インターリーバ９１８は、それから、特定のインターリービング・スキームに基づいてユニット９１６からコード・ビットをインターリーブする（すなわち、再び順番に並べる）。インターリービングは、コード・ビットに対する時間、周波数、及び／又は空間ダイバーシティを与える。ある実施形態では、所定の空間チャネル上に送信されるべき４８の連続したコード・ビットの各グループは、短いＯＦＤＭシンボルに対する４８のデータ・サブバンドにわたってインターリーブされて、周波数ダイバーシティを与える。インターリービングのために、各グループ中の４８のコード・ビットは、０から４７のインデックスを割り当てられることができる。各コード・ビット・インデックスは、それぞれの短いＯＦＤＭサブバンドに関係付けられる。表３は、インターリービングのために使用されることができるイグゼンプラリなコード・ビット−サブバンド割り当てを示す。固有のインデックスを有する全てのコード・ビットは、関係付けられたサブバンド上で送信される。例えば、各グループ中の（インデックス０を有する）第１のコード・ビットは、短いＯＦＤＭサブバンド−２６上で送信され、（インデックス１を有する）第２のコード・ビットは、サブバンド１上で送信される、等である。
【００７９】
長いＯＦＤＭシンボルに対して、所定の空間チャネル上に送信されるべき１９２の連続したコード・ビットの各グループは、長いＯＦＤＭシンボルに対する１９２のデータ・サブバンドにわたってインターリーブされる。特に、インデックス０から４７を有する４８のコード・ビットの第１のサブグループは、ｌ＝４ｋのインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができる。ここで、ｋ＝±｛１．．６，８．．２０，２２．．２６｝である。インデックス４８から９５を有する４８のコード・ビットの第２のサブグループは、ｌ＝４ｋ＋１のインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができ、インデックス９６から１４３を有する４８のコード・ビットの第３のサブグループは、ｌ＝４ｋ＋２のインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができ、そしてインデックス１４４から１９１を有する４８のコード・ビットの最後のサブグループは、ｌ＝４ｋ＋３のインデックスを有する４８のデータ・サブバンド上で送信されることができる。同じインターリービング・スキームが、そのようにして短いＯＦＤＭシンボル及び長いＯＦＤＭシンボルの両者に対して基本的に使用される。
【００８０】
シンボル・マッピング・ユニット９２０は、その後、１又はそれより多くの変調スキームにしたがってインターリーブされたデータをマッピングして、変調シンボルを与える。表１に示されたように、使用するための特定の変調スキームは、選択されたレートに依存する。同じ変調スキームが、ダイバーシティ・モードにおいて全てのデータ・サブバンドに対して使用される。異なる変調スキームは、空間マルチプレキシング・モードにおいて各空間チャネルに対して使用されることができる。シンボル・マッピングは、下記により達成されることができる。（１）Ｂビットのセットをグループ化してＢビットのバイナリ値を生成する、ここで、Ｂ≧１である、及び（２）各Ｂビットのバイナリ値を選択された変調スキームに対応する信号コンステレーション中の１点にマッピングする。シンボル・マッピング・ユニット９２０は、ＴＸ空間プロセッサ８２０へ変調シンボルのストリームを与える。
【００８１】
フレーミング・ユニット９１０、スクランブラ９１２、エンコーダ９１４、繰り返し／パンクチャ・ユニット９１６、インターリーバ９１８、及びシンボル・マッピング・ユニット９２０に対するイグゼンプラリな設計が、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。スクランブリング、コーディング、及び変調は、コントローラ８３０によって与えられる制御信号に基づいて実行されることができる。
【００８２】
ＴＸ空間プロセッサ８２０は、ＴＸデータ・プロセッサ８１０から変調シンボルを受信して、空間マルチプレクシング、ビーム・ステアリング、又はダイバーシティ・モードに関する空間処理を実行する。空間処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されている。ＴＸ空間プロセッサ８２０は、Ｎａｐ個のモジュレータ８２２ａから８２２ａｐのそれぞれへ送信シンボルの１つのストリームを与える。
【００８３】
図９Ｂは、図９Ａのモジュレータ８２２ａから８２２ａｐのそれぞれに対して使用されることができる、モジュレータ８２２ｘの１実施形態のブロック図を示す。モジュレータ８２２ｘは、送信機ユニット（ＴＭＴＲ）９４０に接続されたＯＦＤＭモジュレータ９３０を含む。ＯＦＤＭモジュレータ９３０は、周期的プリフィックス発生器９３４に接続された可変サイズＩＦＦＴユニット９３２を含む。ＩＦＦＴユニット９３２は、図４に示されたＩＦＦＴユニット４００を用いて実行されることができる。ＩＦＦＴユニット９３２は、モジュレータ８２２ｘへ与えられた送信シンボルのストリームにＮ点のＩＦＦＴを実行する。ここで、Ｎは、変数であり、コントローラ８３０によって与えられたＯＦＤＭシンボル・サイズ制御信号によって決定される。例えば、コントローラ８３０は、（図６に示されたように）ＢＣＨセグメント及びＦＣＣＨセグメントに対して小さなＯＦＤＭシンボル・サイズを選択でき、上記に説明されたように、ＦＣＨセグメントに対して小さなＯＦＤＭシンボル・サイズ及び大きなＯＦＤＭシンボル・サイズの組み合わせを選択できる。周期的プリフィックス発生器９３４は、ＩＦＦＴユニット９３２からの各変換されたシンボルへ周期的プリフィックスを添付する。周期的プリフィックス発生器９３４の出力は、コントローラ８３０によって決定されるように、可変サイズを有するＯＦＤＭシンボルのストリームである。送信機ユニット９４０は、ＯＦＤＭシンボルのストリームを１又はそれより多くのアナログ信号に変換し、関係するアンテナ８２４からの送信に対して適したダウンリンク信号を発生させるためにアナログ信号をさらに増幅し、フィルタし、そして周波数アップコンバートする。
【００８４】
２．パイロット
種々のタイプのパイロットは、タイミング及び周波数捕捉、チャネル推定、キャリブレーション、及びその他のような、各種の機能をサポートするために送信されることができる。表４は、４種類のパイロット及びそれらの短い説明を記載する。
【表４】
【００８５】
ＭＩＭＯパイロットは、短いＯＦＤＭシンボルを用いて送信機（例えば、アクセス・ポイント）によって送られることができ、そして、サブバンド・インデックスｋ∈Ｋに対して、チャネル応答行列Ｈ（ｋ）を推定するために受信機（例えば、ユーザ端末）によって使用される。ここで、Ｋ＝±｛１．．．２６｝である。受信機は、それから、下記のように、各サブバンドに対してチャネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解を実行する：
Ｈ（ｋ）＝Ｕ（ｋ）Σ（ｋ）ＶＨ（ｋ）、 ｋ∈Ｋに対して 式（４）
ここで、Ｕ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の左固有ベクトルの（ＮＴ×ＮＲ）のユニタリ行列であり；
Σ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の特異値の（ＮＲ×ＮＴ）の対角行列であり；
Ｖ（ｋ）は、Ｈ（ｋ）の右固有ベクトルの（ＮＴ×ＮＴ）のユニタリ行列であり；そして
“Ｈ”は、複素転置を表し、ＮＴは、送信アンテナの数を表し、そして、ＮＲは、受信アンテナの数を表す。
【００８６】
ユニタリ行列Ｍは、特性ＭＨＭ＝Iによって特徴付けられる。ここで、Iは、単位行列である。各対角行列Σ（ｋ）中の特異値は、最大のものから最小のものへ順番に並べられ、行列Ｕ（ｋ）及びＶ（ｋ）の列は、対応して順番に並べられる。
【００８７】
“ワイドバンド”固有モードは、順番に並べた後ですべてのサブバンドの同じ順番の固有モードのセットとして規定されることができる。そのようにして、ワイドバンド固有モードｍは、全てのサブバンドの固有モードｍを含む。各ワイドバンド固有モードは、サブバンドの全てに対する固有ベクトルのそれぞれのセットに関係付けられる。“主”ワイドバンド固有モードは、順番に並べた後で、各行列Σ（ｋ）中の最大の特異値に関係付けられたものである。
【００８８】
同じ周波数バンドがダウンリンク及びアップリンクの両者に対して使用されるのであれば、１つのリンクに対するチャネル応答行列は、他のリンクに対するチャネル応答行列の転置である。キャリブレーションは、アクセス・ポイント及びユーザ端末における送信機／受信機チェーンの周波数応答の違いを考慮して実行されることができる。ステアド基準は、送信機によって送られることができ、固有ベクトルを推定するために受信機によって使用されることができる。固有ベクトルは、データ受信及び送信に関する空間処理のために使用されることができる。
【００８９】
ステアド基準は、下記のように、送信機（例えば、ユーザ端末）によってワイドバンド固有モードｍに対して送信されることができる：
ｘｍ（ｋ）＝ｖｍ（ｋ）・ｐ（ｋ）、 ｋ∈Ｋに対して 式（５）
ここで、ｘｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対する（ＮＴ×１）の送信ベクトルであり；
ｖｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対するステアリング・ベクトル（すなわち、行列Ｖ（ｋ）のｍ番目の列）であり；そして
ｐ（ｋ）は、サブバンドｋに対するパイロット・シンボルである。
【００９０】
ベクトルｘｍ（ｋ）は、サブバンドｋに対してＮＴ個の送信アンテナから送られるべきＮＴ個の送信シンボルを含む。
【００９１】
受信機（例えば、アクセス・ポイント）において受信されたステアド基準は、下記のように表されることができる：
ｒｍ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）ｘｍ（ｋ）＋ｎ（ｋ）、 ｋ∈Ｋに対して 式（６）
＝ｕｍ（ｋ）σｍ（ｋ）ｐ（ｋ）＋ｎ（ｋ）
ここで、ｒｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対する受信されたベクトルであり；
ｕｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対するステアリング・ベクトル（すなわち、行列Ｕ（ｋ）のｍ番目の列）であり；
σｍ（ｋ）は、ワイドバンド固有モードｍのサブバンドｋに対する特異値であり；そして
ｎ（ｋ）は、ノイズである。
【００９２】
式（６）に示されたように、受信機において、（ノイズのない）受信されたステアド基準は、ほぼｕｍ（ｋ）σｍ（ｋ）ｐ（ｋ）である。前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に説明されたように、受信機は、そのサブバンド上で受信されたステアド基準に基づいてサブバンドｋに対するｕｍ（ｋ）及びσｍ（ｋ）の推定値をこのようにして取得できる。
【００９３】
ステアド基準は、（サブバンド・マルチプキシングなしで）各ＯＦＤＭシンボル期間中の１つのワイドバンド固有モードに対して送られ、そして、そのワイドバンド固有モードの各サブバンドに対して１つの固有ベクトルｕｍ（ｋ）の推定値を取得するために順番に使用されることができる。ユニタリ行列Ｕ（ｋ）に対する複数の固有ベクトルの推定値が、異なるＯＦＤＭシンボル期間にわたり取得され、そしてワイアレス・チャネルにおけるノイズ及びその他のソースの劣化に起因して取得されるので、ユニタリ行列に対して推定された固有ベクトル（これは個別に導出される）は、互いに直交する可能性がない。性能を改善するために、前述の米国特許仮出願番号第６０／４３８，６０１号に説明されたように、各ユニタリ行列Ｕ（ｋ）のＮｃ個の推定された固有ベクトルｕｍ（ｋ）は、ＱＲ因数分解若しくはある種のその他の直交化技術を使用して互いに直交化されることを強いられる。
【００９４】
ステアド基準は、短いＯＦＤＭシンボルを使用して送られることができる。受信機は、受信されたステアド基準を処理することができ、ステアド基準送信に使用された各々の短いＯＦＤＭサブバンドに対するステアリング・ベクトルを取得することができる。上記のイグゼンプラリな設計に対して、各々の短いＯＦＤＭサブバンドは、４つの長いＯＦＤＭサブバンドに関係付けられる。ステアド基準が短いＯＦＤＭシンボルを使用して送られるのであれば、長いＯＦＤＭサブバンドに対するステアリング・ベクトルは、種々の方式で取得されることができる。
【００９５】
１つの実施形態では、短いＯＦＤＭサブバンドｋに対して取得されたステアリング・ベクトルは、長いＯＦＤＭサブバンドｌ＝４ｋからｌ＝４ｋ＋３までに対して使用される。この実施形態は、低から中間のＳＮＲに対して良い性能を与える。高いＳＮＲに対して、チャネルのコヒーレントなバンド幅（coherency bandwidth）が小さい場合に、ある種の劣化が、観測される。コヒーレントなバンド幅は、そのバンド幅にわたってチャネルが本質的に一定である又は平坦なバンド幅である。
【００９６】
他の１つの実施形態では、短いＯＦＤＭサブバンドに対して取得されたステアリング・ベクトルｕｍ（ｋ）は、長いＯＦＤＭサブバンドに対するステアリング・ベクトルｕｍ（ｌ）を取得するために補間される。補間は、ステアリング・ベクトルｕｍ（ｌ）が基礎となるチャネル応答行列Ｈ（ｋ）よりもサブバンド間で実質的に大きな変動可能性を示さないような方式で実行されることができる。変動可能性の１つのソースは、Ｈ（ｋ）の左及び右固有ベクトルにおける位相不明確性である。これは、Ｈ（ｋ）の左及び右固有ベクトルが、単位長複素定数までただ１つであるという事実からの結果である。特に、下記の方程式を満足させる単位長ベクトルｖｍ（ｋ）及びｕｍ（ｋ）のいずれかの対に対して：
Ｈ（ｋ）ｖｍ（ｋ）＝ｕｍ（ｋ）σｍ（ｋ） 式（７）
単位長ベクトルｅｊψｖｍ（ｋ）及びｅｊψｕｍ（ｋ）の任意のその他の対も、方程式を満足する。
【００９７】
この位相不明確性は、Ｈ（ｋ）の特異値分解の演算においてある種の予防措置を取ることによって回避できる。これは、特異値分解の解を制約することによって達成されることができ、その結果Ｖ（ｋ）の各列の第１の要素は負ではない。固有ベクトル中の変動がそれ以外はスムーズであり、固有ベクトルの先頭の要素の強度がゼロに近くない場合には、この制約は、サブバンド間の任意の位相回転を除去する。この制約は、対角行列Ｒ（ｋ）をユニタリ行列Ｕ（ｋ）及びＶ（ｋ）のそれぞれを用いて後で掛け算することによって実施されることができる。これは、通常の方式で取得されることができ、任意の位相回転を含むことができる。行列Ｒ（ｋ）の対角線要素ρｉ（ｋ）は、下記のように表される：
【数１】
【００９８】
ここで、ν１，ｉ（ｋ）は、Ｖ（ｋ）のｉ番目の列の第１番目の要素であり、そして
【数２】
【００９９】
Ｒ（ｋ）Ｖ（ｋ）中の制約された固有ベクトルは、それから、式（５）に示されたように、ステアド基準に対して使用されることができる。受信機において、受信されたベクトルｒｍ（ｋ）は、ｕｍ（ｋ）及びσｍ（ｋ）の推定値を取得するために処理されることができる。これらは、それぞれｕｍ（ｌ）及びσｍ（ｌ）の推定値を取得するために補間されることができる。
【０１００】
ＭＩＭＯパイロットに対する短いＯＦＤＭシンボル及びステアド基準の使用は、チャネル応答行列Ｈ（ｋ）の特異値分解に関係する処理負荷を削減する。さらに、サブバンド間の任意の位相回転を回避するために上に説明された制約を用いる補間は、データ送信に対して使用された全てのサブバンドより少ないステアド基準送信に基づいたステアリング・ベクトルの補間に起因する性能の劣化の量を減少できることを、示すことができる。
【０１０１】
キャリア・パイロットは、アクセス・ポイントによって送信されることができ、そしてキャリア信号の位相トラッキングのためにユーザ端末によって使用されることができる。短いＯＦＤＭシンボルに対して、キャリア・パイロットは、表３に示されたように、インデックス±｛７，２１｝を有する４つの短いＯＦＤＭサブバンド上で送信されることができる。長いＯＦＤＭシンボルに対して、キャリア・パイロットは、インデックス±｛２８＋ｉ，８４＋ｉ｝、ｉ＝０，１，２，３に対して、を有する１６の対応する長いＯＦＤＭサブバンド上で送信されることができる。あるいは、キャリア・パイロットは、インデックス±｛２８，８４｝を有する４つの長いＯＦＤＭサブバンド上で送信されることができる。この場合には、その他の１２の長いＯＦＤＭサブバンドは、データ送信又はある種のその他の目的のために使用されることができる。
【０１０２】
各種のタイプのパイロット及び送信機及び受信機におけるこれらの処理は、前述の米国特許仮出願番号第６０／４２１，３０９号に詳細に説明されている。
【０１０３】
単純化のために、異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用するための技術が、ダウンリンクに対して説明されてきた。これらの技術は、アップリンクに対しても使用されることができる。固定ＯＦＤＭシンボル・サイズは、ある種のアップリンク送信（例えば、ＲＡＣＨ上に送られたメッセージ）に対して使用されることができ、そして異なるサイズのＯＦＤＭシンボルは、その他のアップリンク送信（例えば、ＲＣＨ上に送られたデータ・パケット）に対して使用されることができる。各アップリンク・データ・パケットに対して使用するために、大きなＯＦＤＭシンボル及び小さなＯＦＤＭシンボルの特定の組み合わせは、パケット・ペイロード・サイズに依存する可能性があり、（例えば、上記に説明されたように、コントローラ８８０によって発生された若しくはコントローラ８３０及び／又はスケジューラ８３４によって与えられたスケジューリング情報に基づいて）コントローラ８８０により決定されることができる。
【０１０４】
ＯＦＤＭシステムにおいて異なるサイズのＯＦＤＭシンボルを使用するここで説明された技術は、種々の手段によって実行されることができる。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせで実行されることができる。ハードウェア実行に関して、いずれか１つの技術又は技術の組み合わせを実行するために使用される素子は、1又はそれより多くのアプリケーション・スペシフィック集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル・シグナル・プロセシング・デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロ−コントローラ、マイクロプロセッサ、ここに説明した機能を実行するために設計された他の電子ユニット、若しくはこれらの組み合わせの内部で、実行されることができる。
【０１０５】
ソフトウェア実行に関して、ここに説明された技術は、ここで説明された機能を実施するモジュール（例えば、手順、機能、及びその他）を用いて実行されることができる。ソフトウェア・コードは、メモリ・ユニット（例えば、図８のメモリ・ユニット８３２及び８８２）中に記憶されることができ、そしてプロセッサ（例えば、コントローラ８３０及び８８０）によって実行されることができる。メモリ・ユニットは、プロセッサの内部で又はプロセッサの外部で実行される可能性がある。この場合には、この分野で知られた種々の手段を介してプロセッサに通信的に接続されることができる。
【０１０６】
見出しは、参考のため及びある節の位置を見つけることを手助けするためにここに含まれる。これらの見出しは、その場所でその下に説明された概念の範囲を制限することを目的にするのではない、そしてこれらの概念は、全体の明細書を通して他の節において適用可能性を有する可能性がある。
【０１０７】
開示された実施形態のこれまでの説明は、本技術分野に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変形は、本技術分野に知識のある者に容易に実現されるであろう。そして、ここで規定された一般的な原理は、発明の精神若しくは範囲から逸脱しないで、他の実施形態に適用されることができる。それゆえ、本発明は、ここに示された実施形態に制限することを意図したものではなく、ここに開示された原理及び新規な特性と整合する広い範囲に適用されるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルで第１のデータのブロックを送信すること；及び
第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルで第２のデータのブロックを送信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータを送信する方法。
【請求項２】
第１のデータのブロックは、制御データを具備し、及び第２のデータのブロックは、ユーザ・データを具備する、請求項１の方法。
【請求項３】
第１のサイズは、制御データに対して予想されるペイロード・サイズに基づいて選択され、及び第２のサイズは、ユーザ・データに対して予想されるペイロード・サイズに基づいて選択される、請求項２の方法。
【請求項４】
第１及び第２のデータのブロックは、データ・パケットに対してである、請求項１の方法。
【請求項５】
第１のデータのブロックは、複数の受信機に対して向けられ、第２のデータのブロックは、１個の受信機に対して向けられる、請求項１の方法。
【請求項６】
第３のＯＦＤＭシンボル中のパイロットを送信すること、
をさらに具備する請求項１の方法。
【請求項７】
パイロットは、ステアド基準である、請求項６の方法。
【請求項８】
各対の第２のＯＦＤＭシンボルに対する変調シンボルは、２つのアンテナから１対のサブバンド上に同時に送信される、請求項１の方法。
【請求項９】
第１及び第２のＯＦＤＭシンボルに対する周期的プリフィックスは、同じ長さを有する、請求項１の方法。
【請求項１０】
第１及び第２のＯＦＤＭシンボルに対する周期的プリフィックスは、異なる長さを有する、請求項１の方法。
【請求項１１】
第２のデータのブロックは、第２のＯＦＤＭシンボル中で送信されるエラー検出値を取得するためにコード化される、請求項１の方法。
【請求項１２】
第１及び第２のデータのブロックは、同じインターリービング・スキームを用いてインターリーブされる、請求項１の方法。
【請求項１３】
第１及び第２のサイズは、２のべき乗によって関係付けられる、請求項１の方法。
【請求項１４】
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボル中の第１のデータのブロックを送信するための手段；及び
第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボル中の第２のデータのブロックを送信するための手段、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける装置。
【請求項１５】
第１のサイズの第３のＯＦＤＭシンボル中のパイロットを送信するための手段、
をさらに具備する、請求項１４の装置。
【請求項１６】
変調シンボルの第１のセットを取得するために第１のデータのブロックを処理するように機能し、かつ変調シンボルの第２のセットを取得するために第２のデータのブロックを処理するように機能する送信（ＴＸ）データ・プロセッサ；及び
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを取得するために変調シンボルの第１のセットを処理するように機能し、かつ第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを取得するために変調シンボルの第２のセットを処理するように機能するモジュレータ、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける送信機ユニット。
【請求項１７】
モジュレータは、パイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルを取得するためにパイロットに対する変調シンボルの第３のセットをさらに処理するように機能する、請求項１６の送信機ユニット。
【請求項１８】
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを有する第１の時間セグメント中の制御データを送信すること；及び
第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを有する第２の時間セグメント中のユーザ・データを送信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータを送信する方法。
【請求項１９】
第２のサイズとは異なる第３のサイズの第３のＯＦＤＭシンボルを有する第２の時間セグメント中のユーザ・データを送信すること、
をさらに具備する請求項１８の方法。
【請求項２０】
第３のＯＦＤＭシンボルを有する第３の時間セグメント中のパイロットを送信すること、
をさらに具備する請求項１８の方法。
【請求項２１】
第１及び第２のサイズは、固定である、請求項１８の方法。
【請求項２２】
第１及び第２のサイズは、設定可能である、請求項１８の方法。
【請求項２３】
第１のデータのブロックに対する第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを受信すること；及び
第２のサイズは第１のサイズとは異なり、第２のデータのブロックに対する第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを受信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータを受信する方法。
【請求項２４】
第１のデータのブロックは、制御データを具備し、及び第２のデータのブロックは、ユーザ・データを具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
第１及び第２のデータのブロックは、データ・パケットに対してである、請求項２３の方法。
【請求項２６】
パイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルを送信すること、
をさらに具備する請求項２３の方法。
【請求項２７】
複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル推定値を取得するために第３のＯＦＤＭシンボルを処理すること、
をさらに具備する請求項２６の方法。
【請求項２８】
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するチャネル推定値を取得するために複数のサブバンドに対するチャネル推定値を補間すること、
をさらに具備する請求項２７の方法。
【請求項２９】
第１のデータのブロックに対する第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを受信するための手段；及び
第２のサイズは第１のサイズとは異なり、第２のデータのブロックに対する第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを受信するための手段、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける装置。
【請求項３０】
パイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルを受信するための手段；及び
複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル推定値を取得するために第３のＯＦＤＭシンボルを処理するための手段、
をさらに具備する請求項２９の装置。
【請求項３１】
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するチャネル推定値を取得するために複数のサブバンドに対するチャネル推定値を補間するための手段、
を具備する、請求項３０の装置。
【請求項３２】
受信された変調シンボルの第１のセットを取得するために第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを処理するように機能し、かつ受信された変調シンボルの第２のセットを取得するために第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを処理するように機能するデモジュレータ、ここで、第２のサイズは第１のサイズとは異なる；及び
第１のデータのブロックを取得するために受信された変調シンボルの第１のセットを適切に処理し、及び第２のデータのブロックを取得するために受信された変調シンボルの第２のセットを処理するように機能する受信（ＲＸ）データ・プロセッサ、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける受信機ユニット。
【請求項３３】
デモジュレータは、複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル推定値を与えるためにパイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルをさらに適切に処理する、請求項３２の受信機ユニット。
【請求項３４】
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するチャネル推定値を取得するために複数のサブバンドに対するチャネル推定値を補間するように機能するコントローラ、
をさらに具備する請求項３３の受信機ユニット。
【請求項３５】
パイロットに対するアンテナのセットからＯＦＤＭシンボルの第１のセットを受信すること；
複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル応答行列を取得するためにＯＦＤＭシンボルの第１のセットを処理すること；及び
チャネル応答行列に対する固有ベクトルのユニタリ行列を取得するために複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル応答行列を分解すること、ここで、分解は、サブバンド間の任意の位相回転を回避する方法で実行される、
を具備する、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてパイロットを処理する方法。
【請求項３６】
サブバンド間の任意の位相回転は、ユニタリ行列の各列の第１の要素を負でない値になるように制約することによって回避される、請求項３５の方法。
【請求項３７】
複数のサブバンドのそれぞれに対するユニタリ行列の特定の列に基づいてステアド基準を発生させること；及び
ステアド基準のためにアンテナのセットからＯＦＤＭシンボルの第２のセットを送信すること、
をさらに具備する請求項３６の方法。
【請求項３８】
ステアド基準のためにアンテナのセットからのＯＦＤＭシンボルのセットを受信すること；
複数のサブバンドのそれぞれに対するステアリング・ベクトルを取得するためにＯＦＤＭシンボルのセットを処理すること；及び
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するステアリング・ベクトルを取得するために複数のサブバンドに対するステアリング・ベクトルを補間すること、
を具備する、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてステアド基準を処理する方法。
【請求項３９】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択すること、ここで、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットは、大きなＯＦＤＭシンボル・サイズと大きなＯＦＤＭシンボル・サイズより小さい小さなＯＦＤＭシンボル・サイズとを具備する；及び
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを有するＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第１の部分を送信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータ・ユニット・サイズを有するデータ・ユニットを送信する方法。
【請求項４０】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択することは、データ・ユニット・サイズに基づいている、請求項３９の方法。
【請求項４１】
データ・ユニットは、データ・ユニット・タイプを有する、そしてここで、第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択することは、データ・ユニット・タイプに基づいている、請求項３９の方法。
【請求項４２】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択すること；及び
第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを有する第２のＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第２の部分を送信すること、
をさらに具備する請求項３９の方法。
【請求項４３】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、第２のＯＦＤＭシンボル・サイズに等しい、請求項４２の方法。
【請求項４４】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、第２のＯＦＤＭシンボル・サイズより大きい、請求項４２の方法。
【請求項４５】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択するための手段、ここで、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットは、大きなＯＦＤＭシンボル・サイズと大きなＯＦＤＭシンボル・サイズより小さい小さなＯＦＤＭシンボル・サイズとを具備する；及び
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを有するＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第１の部分を送信するための手段、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける装置。
【請求項４６】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択するための手段；及び
第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを有する第２のＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第２の部分を送信するための手段、
をさらに具備する請求項４５の装置。
【請求項４７】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、データ・ユニットのデータ・ユニット・サイズに基づいて選択される、請求項４５の装置。
【請求項４８】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、データ・ユニットのデータ・ユニット・タイプに基づいて選択される、請求項４５の装置。
【請求項４９】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択するように機能するコントローラ、ここで、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットは、大きなＯＦＤＭシンボル・サイズと大きなＯＦＤＭシンボル・サイズより小さい小さなＯＦＤＭシンボル・サイズとを具備する；及び
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを有するＯＦＤＭシンボルを取得するためにデータ・ユニットの第１の部分を処理するように機能するモジュレータ、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける送信機ユニット。
【請求項５０】
コントローラは、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第２のＯＦＤＭシンボル・サイズをさらに選択するように機能し、及びここで、モジュレータは、第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを有する第２のＯＦＤＭシンボルを取得するためにデータ・ユニットの第２の部分をさらに処理するように機能する、請求項４９の送信機。
【請求項１】
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルで第１のデータのブロックを送信すること；及び
第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルで第２のデータのブロックを送信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータを送信する方法。
【請求項２】
第１のデータのブロックは、制御データを具備し、及び第２のデータのブロックは、ユーザ・データを具備する、請求項１の方法。
【請求項３】
第１のサイズは、制御データに対して予想されるペイロード・サイズに基づいて選択され、及び第２のサイズは、ユーザ・データに対して予想されるペイロード・サイズに基づいて選択される、請求項２の方法。
【請求項４】
第１及び第２のデータのブロックは、データ・パケットに対してである、請求項１の方法。
【請求項５】
第１のデータのブロックは、複数の受信機に対して向けられ、第２のデータのブロックは、１個の受信機に対して向けられる、請求項１の方法。
【請求項６】
第３のＯＦＤＭシンボル中のパイロットを送信すること、
をさらに具備する請求項１の方法。
【請求項７】
パイロットは、ステアド基準である、請求項６の方法。
【請求項８】
各対の第２のＯＦＤＭシンボルに対する変調シンボルは、２つのアンテナから１対のサブバンド上に同時に送信される、請求項１の方法。
【請求項９】
第１及び第２のＯＦＤＭシンボルに対する周期的プリフィックスは、同じ長さを有する、請求項１の方法。
【請求項１０】
第１及び第２のＯＦＤＭシンボルに対する周期的プリフィックスは、異なる長さを有する、請求項１の方法。
【請求項１１】
第２のデータのブロックは、第２のＯＦＤＭシンボル中で送信されるエラー検出値を取得するためにコード化される、請求項１の方法。
【請求項１２】
第１及び第２のデータのブロックは、同じインターリービング・スキームを用いてインターリーブされる、請求項１の方法。
【請求項１３】
第１及び第２のサイズは、２のべき乗によって関係付けられる、請求項１の方法。
【請求項１４】
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボル中の第１のデータのブロックを送信するための手段；及び
第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボル中の第２のデータのブロックを送信するための手段、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける装置。
【請求項１５】
第１のサイズの第３のＯＦＤＭシンボル中のパイロットを送信するための手段、
をさらに具備する、請求項１４の装置。
【請求項１６】
変調シンボルの第１のセットを取得するために第１のデータのブロックを処理するように機能し、かつ変調シンボルの第２のセットを取得するために第２のデータのブロックを処理するように機能する送信（ＴＸ）データ・プロセッサ；及び
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを取得するために変調シンボルの第１のセットを処理するように機能し、かつ第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを取得するために変調シンボルの第２のセットを処理するように機能するモジュレータ、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける送信機ユニット。
【請求項１７】
モジュレータは、パイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルを取得するためにパイロットに対する変調シンボルの第３のセットをさらに処理するように機能する、請求項１６の送信機ユニット。
【請求項１８】
第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを有する第１の時間セグメント中の制御データを送信すること；及び
第１のサイズとは異なる第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを有する第２の時間セグメント中のユーザ・データを送信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータを送信する方法。
【請求項１９】
第２のサイズとは異なる第３のサイズの第３のＯＦＤＭシンボルを有する第２の時間セグメント中のユーザ・データを送信すること、
をさらに具備する請求項１８の方法。
【請求項２０】
第３のＯＦＤＭシンボルを有する第３の時間セグメント中のパイロットを送信すること、
をさらに具備する請求項１８の方法。
【請求項２１】
第１及び第２のサイズは、固定である、請求項１８の方法。
【請求項２２】
第１及び第２のサイズは、設定可能である、請求項１８の方法。
【請求項２３】
第１のデータのブロックに対する第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを受信すること；及び
第２のサイズは第１のサイズとは異なり、第２のデータのブロックに対する第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを受信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータを受信する方法。
【請求項２４】
第１のデータのブロックは、制御データを具備し、及び第２のデータのブロックは、ユーザ・データを具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
第１及び第２のデータのブロックは、データ・パケットに対してである、請求項２３の方法。
【請求項２６】
パイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルを送信すること、
をさらに具備する請求項２３の方法。
【請求項２７】
複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル推定値を取得するために第３のＯＦＤＭシンボルを処理すること、
をさらに具備する請求項２６の方法。
【請求項２８】
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するチャネル推定値を取得するために複数のサブバンドに対するチャネル推定値を補間すること、
をさらに具備する請求項２７の方法。
【請求項２９】
第１のデータのブロックに対する第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを受信するための手段；及び
第２のサイズは第１のサイズとは異なり、第２のデータのブロックに対する第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを受信するための手段、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける装置。
【請求項３０】
パイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルを受信するための手段；及び
複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル推定値を取得するために第３のＯＦＤＭシンボルを処理するための手段、
をさらに具備する請求項２９の装置。
【請求項３１】
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するチャネル推定値を取得するために複数のサブバンドに対するチャネル推定値を補間するための手段、
を具備する、請求項３０の装置。
【請求項３２】
受信された変調シンボルの第１のセットを取得するために第１のサイズの第１のＯＦＤＭシンボルを処理するように機能し、かつ受信された変調シンボルの第２のセットを取得するために第２のサイズの第２のＯＦＤＭシンボルを処理するように機能するデモジュレータ、ここで、第２のサイズは第１のサイズとは異なる；及び
第１のデータのブロックを取得するために受信された変調シンボルの第１のセットを適切に処理し、及び第２のデータのブロックを取得するために受信された変調シンボルの第２のセットを処理するように機能する受信（ＲＸ）データ・プロセッサ、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける受信機ユニット。
【請求項３３】
デモジュレータは、複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル推定値を与えるためにパイロットに対する第３のＯＦＤＭシンボルをさらに適切に処理する、請求項３２の受信機ユニット。
【請求項３４】
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するチャネル推定値を取得するために複数のサブバンドに対するチャネル推定値を補間するように機能するコントローラ、
をさらに具備する請求項３３の受信機ユニット。
【請求項３５】
パイロットに対するアンテナのセットからＯＦＤＭシンボルの第１のセットを受信すること；
複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル応答行列を取得するためにＯＦＤＭシンボルの第１のセットを処理すること；及び
チャネル応答行列に対する固有ベクトルのユニタリ行列を取得するために複数のサブバンドのそれぞれに対するチャネル応答行列を分解すること、ここで、分解は、サブバンド間の任意の位相回転を回避する方法で実行される、
を具備する、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてパイロットを処理する方法。
【請求項３６】
サブバンド間の任意の位相回転は、ユニタリ行列の各列の第１の要素を負でない値になるように制約することによって回避される、請求項３５の方法。
【請求項３７】
複数のサブバンドのそれぞれに対するユニタリ行列の特定の列に基づいてステアド基準を発生させること；及び
ステアド基準のためにアンテナのセットからＯＦＤＭシンボルの第２のセットを送信すること、
をさらに具備する請求項３６の方法。
【請求項３８】
ステアド基準のためにアンテナのセットからのＯＦＤＭシンボルのセットを受信すること；
複数のサブバンドのそれぞれに対するステアリング・ベクトルを取得するためにＯＦＤＭシンボルのセットを処理すること；及び
複数のサブバンドの中にない付加的なサブバンドに対するステアリング・ベクトルを取得するために複数のサブバンドに対するステアリング・ベクトルを補間すること、
を具備する、多元入力多元出力（ＭＩＭＯ）直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてステアド基準を処理する方法。
【請求項３９】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択すること、ここで、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットは、大きなＯＦＤＭシンボル・サイズと大きなＯＦＤＭシンボル・サイズより小さい小さなＯＦＤＭシンボル・サイズとを具備する；及び
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを有するＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第１の部分を送信すること、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおいてデータ・ユニット・サイズを有するデータ・ユニットを送信する方法。
【請求項４０】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択することは、データ・ユニット・サイズに基づいている、請求項３９の方法。
【請求項４１】
データ・ユニットは、データ・ユニット・タイプを有する、そしてここで、第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択することは、データ・ユニット・タイプに基づいている、請求項３９の方法。
【請求項４２】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択すること；及び
第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを有する第２のＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第２の部分を送信すること、
をさらに具備する請求項３９の方法。
【請求項４３】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、第２のＯＦＤＭシンボル・サイズに等しい、請求項４２の方法。
【請求項４４】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、第２のＯＦＤＭシンボル・サイズより大きい、請求項４２の方法。
【請求項４５】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択するための手段、ここで、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットは、大きなＯＦＤＭシンボル・サイズと大きなＯＦＤＭシンボル・サイズより小さい小さなＯＦＤＭシンボル・サイズとを具備する；及び
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを有するＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第１の部分を送信するための手段、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける装置。
【請求項４６】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択するための手段；及び
第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを有する第２のＯＦＤＭシンボル中のデータ・ユニットの第２の部分を送信するための手段、
をさらに具備する請求項４５の装置。
【請求項４７】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、データ・ユニットのデータ・ユニット・サイズに基づいて選択される、請求項４５の装置。
【請求項４８】
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズは、データ・ユニットのデータ・ユニット・タイプに基づいて選択される、請求項４５の装置。
【請求項４９】
ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを選択するように機能するコントローラ、ここで、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットは、大きなＯＦＤＭシンボル・サイズと大きなＯＦＤＭシンボル・サイズより小さい小さなＯＦＤＭシンボル・サイズとを具備する；及び
第１のＯＦＤＭシンボル・サイズを有するＯＦＤＭシンボルを取得するためにデータ・ユニットの第１の部分を処理するように機能するモジュレータ、
を具備する、直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭ）通信システムにおける送信機ユニット。
【請求項５０】
コントローラは、ＯＦＤＭシンボル・サイズのセットから第２のＯＦＤＭシンボル・サイズをさらに選択するように機能し、及びここで、モジュレータは、第２のＯＦＤＭシンボル・サイズを有する第２のＯＦＤＭシンボルを取得するためにデータ・ユニットの第２の部分をさらに処理するように機能する、請求項４９の送信機。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−１８３５８０（Ｐ２０１０−１８３５８０Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−３００７７（Ｐ２０１０−３００７７）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【分割の表示】特願２００５−５０１６８６（Ｐ２００５−５０１６８６）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２７日（２００３．１０．２７）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３００７７（Ｐ２０１０−３００７７）
【出願日】平成２２年２月１５日（２０１０．２．１５）
【分割の表示】特願２００５−５０１６８６（Ｐ２００５−５０１６８６）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２７日（２００３．１０．２７）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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