高スループットの空間−周波数ブロック・コードを使用するマルチアンテナ・システムおよび方法
マルチキャリア送信機は、高スループット空間-周波数ブロック・コードを使用し、送信シンボルを特定の送信アンテナおよびマルチキャリア通信チャネルの特定のサブキャリアにマップする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信に関し、いくつかの実施例では、マルチキャリア通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、２００３年９月１５日に出願された米国仮特許出願番号６０／５０３，０９２に対して３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）の下で優先権の利益を主張し、それは参考のためにここに編入される。
【０００３】
ワイヤレス通信のデータ速度および／またはスループットを増加させるために、ワイヤレス信号は、同じ周波数のサブキャリアを利用して２以上の空間チャネルを介して２以上の送信アンテナを使用して送信される。これらのシステムは、しばしばマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システムと称され、アンテナ間のマルチパス・ダイバーシティを利用する。従来のＭＩＭＯシステムは、畳込み符号化および／またはビタビ符号化を使用して、信号を符号化するが、これらの技術は、アンテナ分離およびアンテナ・フェージング相関に対して敏感である。
【０００４】
したがって、ワイヤレス通信のデータ速度および／またはスループットを増加させるための装置および方法に対して一般的な必要性がある。
【０００５】
添付の請求項は、本発明の様々な実施例のうちのいくつかに向けられている。図面とともに考察する場合、詳細な説明は、本発明の実施例についてのより完全な理解を提示することができ、類似の参照番号は図面全体に亘り類似のアイテムを参照する。
【発明の開示】
【０００６】
以下の説明および図面は、当業者が実施例を実施することを可能にするために本発明の特定の実施例を十分に図示する。他の実施例は、構造的、論理的、電気的、プロセス的な変更を包含する。本実施例は、単に可能な変更を示すに過ぎない。もし明示的に要求されない場合、個々のコンポーネントおよび機能は選択的であり、また、動作シーケンスは変更されてもよい。いくつかの実施例の一部および機能は、その中に含められてもよく、また他のものと置き換えられてもよい。本発明の範囲は、請求項およびそれらの請求項の全ての範囲およびこれらの請求項の要件は全ての均等を包含する。本発明のこのような実施例において、１以上の発明が開示されている事実がある場合、単に便宜のために、あらゆる単一発明または発明概念に対してこの出願の範囲を自発的に制限する意図はなく、「発明」という用語によって個々にまたは総体的にここに引用される。
【０００７】
図１は、本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア送信機のブロック図である。マルチキャリア送信機１００は、ワイヤレス通信装置の一部であり、マルチキャリア通信チャネルを通して、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信信号のようなマルチキャリア通信信号を送信する。
【０００８】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、２以上の空間チャネルを含むマルチキャリア通信チャネル上での送信のためにシンボルを符号化し、２以上の送信アンテナ１１４を使用する。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、高スループットの空間-周波数ブロック・コードを使用し、畳込みまたはエラー訂正符号化の使用を要求しないが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００による高スループット空間-周波数ブロック・コードの使用は、ビタビ符号化の必要性を不要にするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、増加したスループットおよび／または増加した範囲は、同様のビット誤り率および帯域幅を有する畳込み符号を用い、システムに対して高スループットの空間-周波数ブロック・コードの使用を通じて達成される。
【０００９】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、各シンボル・ベクトル１０５に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより、複数シンボル・ベクトル１０５を符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を生成するプリコーダ１０６を含む。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を複数のグループ１０９へグループ化するためのパーティショナ１０８を含む。各グループ１０９は、２以上の予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７である。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、さらに、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７の各予め符号化されたシンボルをマルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップ（写像）するための空間-周波数シンボル・マッパ１１０を含む。いくつかの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０は、シンボルのグループおよびそのグループ内のそのシンボルの位置に少なくとも部分的に基づいて、予め符号化されたシンボルをサブキャリアの１つおよび空間チャネルの１つにマップするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１０】
いくつかの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０は、シンボルのグループおよびそのグループ内のシンボルの位置に少なくとも部分的に基づいて、予め符号化されたシンボルをサブキャリアの１つおよび送信アンテナ１１４の１つにマップするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。これらの実施例では、送信アンテナ１１４の各々は、空間チャネルの１つに関連しているが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１１】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、さらにシンボル・マッパ１０２を含み、入力直列ビット・ストリーム１０１からシンボル１０３の連続するシンボル・ストリームを生成する。いくつかの実施例では、マッパ１０２は、ＱＡＭシンボルの直列シンボル・ストリームを生成する直角位相振幅変調（ＱＡＭ）シンボル・マッパであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、直並列コンバータ１０４をさらに含み、直列のシンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトル１０５を生成する。各シンボル・ベクトル１０５は、１を越えるシンボルを有する。いくつかの実施例では、並列シンボル・ベクトル１０５は、ＱＡＭシンボル・ベクトルである。
【００１２】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路１１２をさらに含み、空間チャネルの対応するチャネルまたは送信アンテナ１１４の対応するアンテナ上で、空間-周波数シンボル・マッパ１１０によって提供される空間-周波数にマップされたシンボル１１１からＲＦ送信をするための信号１１３を生成する。いくつかの実施例では、信号１１３は、送信のためにパケットされた信号である。いくつかの実施例では、シンボル間干渉の減少に役立てるために、周期的プレフィックス（ＣＰ）（ガード・インターバル間隔）を信号１１３に加える回路をＩＦＦＴ回路１１２の後の信号経路に含めてもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、送信アンテナ１１４の各々は空間チャネルの１つに対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１３】
いくつかの実施例では、プリコーダ１０６は、線形二乗プリコーダであり、並列シンボル・ベクトル１０５の各々を別々に予め符号化し、並列の予め符号化された複数のシンボル・ベクトル１０７を生成する。いくつかの実施例では、プリコーダ１０６に使用される複素フィールド・マトリックス（例えば、シータ）は、実質的に行方向のヴァンデルモンド（Vandermonde）構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。ヴァンデルモンド行列は、ラグランジュの補完多項式に適する多項式の最小二乗中で発生するある種のマトリックスに関連し、また配分の瞬間からの統計的分布の再構成に関するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１４】
いくつかの実施例では、プリコーダ１０６は、Ｍ×Ｇ個の並列シンボル・ベクトル１０５を符号化し、また、並列シンボル・ベクトル１０５の各々は、Ｍ×Ｋ個のシンボルを有する。これらの実施例では、パーティショナ１０８は、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を並列シンボル・ベクトル１０７のＧグループ１０９へグループ化する。グループ１０９の各々は、Ｍ個の予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を有する。これらの実施例では、Ｍ，ＧおよびＫは、方程式Ｎｃ＝Ｍ×Ｋ×Ｇを満たすように選択され、その中でＮｃはマルチキャリア・チャネルのデータ・サブキャリアの数に関連する。Ｍ，ＧおよびＫは、１００未満で正の整数であってもよい。いくつかの実施例では、Ｍは空間チャネルおよび／または送信アンテナ１１４の数に対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。例えば、マルチキャリア通信チャネルが１６個のデータ・サブキャリアを含み、送信機が４つの送信アンテナを使用する場合、Ｍは４であり、Ｇは２であり、また、Ｋは２である。送信されるシンボルの総数は、シンボル・ベクトル当たりのシンボル数（つまりＭ×Ｋ）にベクトル数（つまりＭ×Ｇ）を乗じたもの、ここでは６４のシンボルとなるであろう。１６個のシンボル（つまり１６個のデータ・サブキャリアの各々に対して１）は、各ＩＦＦＴ回路１１２によって変調され、送信アンテナ１１４の対応するアンテナによって送信される。実施例では、ＫとＧは、とりわけサブキャリア数およびアンテナ数に基づいて選択される。
【００１５】
図２は、本発明のいくつかの実施例に従う予め符号化されたシンボル・ベクトルを図示する。いくつかの実施例では、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７のシンボルは、シンボルのレイヤに関係している。予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７は、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７（図１）に対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７は、２またはそれ以上のグループ２０９へグループ化される。予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７は、それぞれ複数の予め符号化されたシンボル２０３を含む。いくつかの実施例では、Ｇ個のグループの各々に対してＭ個のレイヤがある。いくつかの実施例では、レイヤ数Ｍはほとんどの場合単に送信アンテナの数である。これらの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）のような空間-周波数シンボル・マッパは、シンボルに関連するグループとレイヤに基づいて、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７の予め符号化されたシンボル２０３の各々を、サブキャリアの１つ、および、送信アンテナの１つにマップする。これらの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）はＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルを各送信アンテナおよび／または空間チャネルにマップし、サブキャリア上での変調のために送信アンテナに関連するＩＦＦＴ回路１１２（図１）のようなＩＦＦＴ回路にＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルの複数のマップされたシンボルを提供する。図２は、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７の２つのグループ（つまりグループ１０９）の各々に対して４つのレイヤを含み、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７の各々が８つの予め符号化されたシンボル２０３を含む本発明の実施例を図示する。この図示する実施例において、マルチキャリア通信チャネルにおいて１６個のデータ・サブキャリアがあるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１６】
いくつかの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）は、グループ内の予め符号化されたシンボルのグループおよび位置に基づいて、レイヤの少なくともいくつかの予め符号化されたシンボル２０３をサブキャリアおよび送信アンテナに逐次的な方法でマップするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、第１グループの第１の予め符号化されたシンボルは、第１サブキャリアおよび第１送信アンテナにマップされ、第１グループの第２の予め符号化されたシンボルは、第２サブキャリアおよび第２送信アンテナにマップされる。特定のマッピングは、とりわけ増加したダイバーシティを達成させるために選択される。
【００１７】
図３は、本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数のマッピングを図示する。予め符号化されたシンボル３０３は、予め符号化されたシンボルのレイヤおよびグループに基づいて、送信アンテナ１１４（図１）または空間チャネル３０２（行で図示）の１つ、および、サブキャリア３０４（列で図示）の１つにマップされる。図３では、予め符号化されたシンボル３０３は、予め符号化されたシンボル２０３（図２）に対応し、Ｓｉｊｋとして図示され、ｉはｉ番目のレイヤを、ｊはグループ番号を、ｋはｋ番目の予め符号化されたシンボルを表わす。１６個のデータ・サブキャリアを有する図示された実施例において、第１グループの予め符号化されたシンボル３０３は、サブキャリア１から４およびサブキャリア９から１２にマップされる一方、第２グループの予め符号化されたシンボル３０３は、サブキャリア５から８およびサブキャリア１３から１６にマップされる。
【００１８】
いくつかの実施例では、特定のレイヤの予め符号化されたシンボル３０３は、この実施例中で対角線上にマップされる。例えば、第１グループのシンボルに対して、第１レイヤの第１シンボル３０６は第１サブキャリアおよび第１送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第２シンボル３０８は第２サブキャリアおよび第２送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第３シンボル３１０は第３サブキャリアおよび第３送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第４シンボル３１２は第４サブキャリアおよび第４送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第５シンボル３１４は第９サブキャリアおよび第１送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第６シンボル３１６は第１０サブキャリアおよび第２送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第７シンボル３１８は第１１サブキャリアおよび第３送信アンテナにマップされ、また、第１レイヤの第８シンボル３１０は第１２サブキャリアおよび第４送信アンテナにマップされる。このマッピングは、図３に図示されるように、他のレイヤおよび他のグループに同様に適用される。レイヤとグループに基づいた他のマッピングは、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）によって実行される。
【００１９】
図１を参照して、いくつかの実施例では、空間チャネルは、相関のあるチャネル（例えば、周波数において非直交）である。これらの実施例では、各空間チャネルは、同じ周波数のシンボルで変調されたサブキャリアを使用することができる。いくつかの実施例では、空間チャネル間の非相関性（例えば、少なくとも部分的な直交性）は、アンテナ分離を通じて達成される。いくつかの実施例では、送信アンテナ１１４は、それらの間に少なくとも送信周波数の波長のほぼ半分の空間スペーシングを有することができる。いくつかの実施例では、その空間は、異なるアンテナが非相関性のチャネル・フェージングを受けるように選択されてもよい。いくつかの実施例では、マルチキャリア送受信機１００によって使用される高スループットの空間-周波数ブロック・コードは、小さなアンテナの配置または分離に敏感でないことがあり、相関を減退させるアンテナに強健となる場合がある。いくつかの実施例では、アンテナ分離は、送信波長に比べて小さいことがある。いくつかの実施例では、空間チャネル間の非相関性は、ビーム形成をとおして達成されるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２０】
いくつかの実施例では、マルチキャリア通信チャネルは、シンボルで変調された複数のサブキャリアを含む。いくつかの実施例では、シンボルで変調された各サブキャリアは、他のサブキャリアのほぼ中心周波数でヌル点を有し、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリア間において実質的な直交性を達成することができる。いくつかの実施例では、マルチキャリア通信チャネルは、複数のＯＦＤＭサブキャリアを含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信チャネルであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２１】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、２以上の空間ダイバース送信アンテナ１１４を利用し、チャネルを２以上の空間チャネルに「分割」する。いくつかの実施例では、各送信アンテナは、１つの空間送信チャネルを定義する。他の実施例では、マルチキャリア送信機１００は、チャネルを空間チャネルに「分割」するためにビーム形成技術を使用する。これらの実施例では、各空間チャネルは、他の空間チャネルと同じサブキャリア上で個別か無関係なデータ・ストリームを通信するために使用され、周波数帯域幅の増加を伴わずに追加のデータ通信を許容する。空間チャネルの使用は、チャネルのマルチパス特性を利用する。いくつかの実施例では、空間チャネルは非直交チャネルであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２２】
いくつかの実施例では、直並列コンバータ１０４は、マッパ１０２に先行する信号経路中で動作してもよい。いくつかの実施例に従って、マルチキャリア送信機１００のマッパ１０２は、個々のサブキャリア変調割当てに従って、サブキャリアをシンボル変調する。これは適応性ビット・ローディング（ＡＢＬ）と呼ばれることがある。従って、１またはそれ以上のビットは、サブキャリア上で変調されたシンボルによって表わされる。個々のサブチャネルのための変調割当ては、そのサブキャリアのためのチャネル特性またはチャネル条件に基づくが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、サブキャリア変調割当ては、１シンボル当たりゼロビットから１シンボル当たり１０またはそれ以上のビットの範囲で変動する。
【００２３】
いくつかの実施例では、マルチキャリア・シンボルは、個々のサブキャリア上で変調されたシンボルの組合せとして見られる。シンボルで変調されたサブキャリア当たりの可変ビット数、および、マルチキャリア・チャネルを含むサブチャネルの可変数のために、マルチキャリア・シンボル当たりのビット数は大きく変化する。
【００２４】
いくつかの実施例では、マルチキャリア通信チャネルのための周波数スペクトルは、５ＧＨｚの周波数スペクトルまたは２．４ＧＨｚの周波数スペクトルのいずれかにサブキャリアを含む。これらの実施例では、５ＧＨｚの周波数スペクトルは、およそ４．９ＧＨｚから５．９ＧＨｚに及ぶ周波数を含み、また、２．４ＧＨｚの周波数スペクトルは、およそ２．３ＧＨｚから２．５ＧＨｚに及ぶ周波数を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはなく、他の周波数スペクトルもまた等しく適切な場合もある。
【００２５】
図４は、本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア受信機のブロック図である。マルチキャリア受信機４００は、ワイヤレス通信装置の一部であり、マルチキャリア通信チャネル上で、ＯＦＤＭ通信信号のようなマルチキャリア通信信号を受信する。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、マルチキャリア送信機１００（図１）のようなマルチキャリア送信機をさらに含む通信局の一部であってもよいが、他のマルチキャリア送信機がさらに適切なこともある。
【００２６】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、２以上の空間チャネルを介するマルチキャリア通信チャネル上の信号を受信することができ、２本以上の受信アンテナ４０２を使用する。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、高スループットの空間-周波数ブロック・コードで符号化された信号を復号化し、畳込みまたはエラー訂正の復号化の使用を要求しないが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、高スループットの空間-周波数ブロック・コードを使用することにより、ビタビ復号の必要性を排除するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、増加したスループットおよび／または増加したレンジは、同様のビット誤り率および帯域幅を有する畳込み符号を用い、システムに対する高スループットの空間-周波数ブロック・コードの使用を通じて達成される。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、ヌル・プロセスを繰り返し使用して、高スループットの空間-周波数ブロック・コードで符号化されたマルチキャリア通信チャネルを介して受信した信号を復号化し、連続的にシンボルのレイヤからの干渉を取り除く。
【００２７】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、デマルチプレクサ４０６を含み、受信シンボル・ベクトル４０５に対応するサブキャリア周波数コンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトル４０７のグループを生成する。シンボル・ベクトル４０７の各グループは、異なるサブキャリアから組み合わされたシンボル・コンポーネントを有してもよい。いくつかの実施例では、シンボル・ベクトル４０７は、Ｇ個のグループ（図４では２つのグループが図示されている）中のデマルチプレクサ４０６によって生成される。いくつかの実施例では、シンボル・ベクトル４０７の各々は、Ｍ×Ｋ個の符号化されたシンボルの長さを有している。いくつかの実施例では、すべての受信アンテナ４０２上で受信されたサブキャリアのいくつかから情報を集めてグループ化するために、デマルチプレクサ４０６は、行ベクトルを列ベクトルへ再構成するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２８】
マルチキャリア受信機４００は、さらに、シンボル・ベクトル４０７の各グループに関連したヌル・キャンセラ４０８を含み、復号化されたシンボル・ベクトル４２０に基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセリングを実行する。ヌル・キャンセラ４０８は、ヌルがキャンセルされたシンボル・ベクトル４０９を生成する。
【００２９】
マルチキャリア受信機４００は、さらに各グループに関連したデコーダ４１０を含み、ヌルがキャンセルされたシンボル・ベクトル４０９を復号する。いくつかの実施例では、デコーダ４１０は、スフィア・デコーダであり、関連するグループのシンボルのレイヤを球状に復号し、かつ、デコーダ４１０の出力（一度に一つの復号化したレイヤ）に、シータと呼ばれる複素フィールド・マトリックスを乗じる。このように、デコーダ４１０はヌル・キャンセラ４０８に対する予め符号化されたシンボル・ベクトル４２０（例えば、現在のレイヤを再生成する）を再生成し、その結果、レイヤがすべて復号されるまで、ヌル・キャンセラ４０８は現在のレイヤのシンボル・ベクトル４０７からの寄与をキャンセルする。いくつかの実施例では、ヌルは、レイヤがすべて復号されるまで、キャンセルがＭ−１回の繰り返しに対して行なわれている間各サブキャリアに対して１回行われるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、デコーダ４１０は、総当りのＭＬ検出と異なり、球または球状限界の範囲内で最大尤度（ＭＬ）検出を実行する。いくつかの実施例では、デコーダ４１０は、マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対して復号されたＱＡＭシンボル・ベクトル４１１を生成する。
【００３０】
いくつかの実施例では、ヌル・キャンセラ４０８は、第ｉレイヤが依然第１レイヤから第ｉ−１レイヤまでの干渉を受け、特定のサブキャリア周波数のためのシンボル・ベクトル内で第ｉ＋１レイヤから第Ｍレイヤまで実質的に干渉がないようにシンボルをヌル化するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、ヌル・キャンセラ４０８は、さらにシンボル・ベクトル４２０に基づいてヌル化した後にシンボル・ベクトル４０７中のいくつかの要素をキャンセルする。レイヤがすべて復号されるまで、これは連続的に行なわれる。いくつかの実施例では、これは反復するプロセスである。例えば、第１反復中に、キャンセルされるものは何もなく、フィード・バックされた復号化シンボル・ベクトル４２０は０である。
【００３１】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、さらにＦＦＴ回路４０４を含み、受信アンテナ４０２を介して受信したマルチキャリア通信チャネルのサブキャリアを復調し、各受信アンテナに関連する受信シンボル・ベクトル４０５を生成する。受信シンボル・ベクトル４０５（つまり各アンテナ４０２から）は、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアの各々からのシンボル・コンポーネントを含む。いくつかの実施例では、受信アンテナ４０２の数は、マルチキャリア通信信号を送信するために使用される送信アンテナまたは空間チャネルの数に等しいかそれより多いが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００３２】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、さらにシンボル逆マッパ４１２を含み、各グループのために復号されたシンボル・ベクトル１１１を逆マップし、複数の並列ビット・セット４１３を生成する。シンボル逆マッパ４１２はＱＡＭ逆マッパであってもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、さらに複数の並列ビット・セット４１３から直列ビット・ストリーム４１５を生成するための並直列コンバータ４１４を含む。
【００３３】
いくつかの実施例では、シンボル間干渉を低減させるために送信機によって付加された周期的プレフィックス（ＣＰ）を取り除くための回路（図示せず）をＦＦＴ回路４０４の前の信号経路に含めてもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００３４】
マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、個人向け携帯型情報機器（ＰＤＡ）、ワイヤレス通信能力を有するラップトップまたはポータブル・コンピュータ、ウェブ・タブレット、ワイヤレス電話、ワイヤレス・ヘッドホーン、ページャ、インスタント・メッセージング装置、デジタル・カメラ、アクセス・ポイントまたは他の装置を備えたラップトップまたは、ポータブルーおよび／または情報をワイヤレスに受信および／または送信できる他の装置の一部であってもよい。いくつかの実施例では、特定の通信規格、例えばワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）のためのＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、８０２．１１（ｂ）、８０２．１１（ｇ／ｈ）、および／または、８０２．１１（ｎ）基準、および／または、ワイヤレス都市域ネットワーク（ＷＭＡＮ）のための８０２．１６基準を含む電気電子学会（ＩＥＥＥ）の標準規格に従って、マルチキャリア送信機１００（図１）は無線周波数（ＲＦ）通信を送信し、また、マルチキャリア受信機４００は、無線周波数（ＲＦ）通信を受信するが、送信機１００（図１）および／または受信機４００はさらに地上波デジタル・ビデオ放送（ＤＶＢ−Ｔ）の放送標準規格および高機能無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）標準規格を含む他の技術に従う通信を送信しおよび／または受信するのに適している。
【００３５】
本発明のいくつかの実施例は、８０２．１１ｘを具体化（例えば、８０２．１１ａ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ＨＴなど）する例示内容で議論されるが、請求項はこれらに制限されない。本発明のいくつかの実施例は、マルチキャリア・ワイヤレス通信チャネルを使用するあらゆるワイヤレス・システムの一部として具体化され、（例えば、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、ディスクリート・マルチトーン変調（ＤＭＴ）など）、それらは限定された範囲内で用いられても、また限定なしに用いられてもよく、例えば、ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイヤレス都市域ネットワーク（ＷＭＡＮ）、ワイヤレス広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）、セルラー・ネットワーク、第３世代（３Ｇ）ネットワーク、第４世代（４Ｇ）ネットワーク、ユニバーサル携帯電話システム（ＵＭＴＳ）および同様な通信システムに使用される。
【００３６】
いくつかの実施例では、各送信アンテナ１１４（図１）および各受信アンテナ４０２は、指向性または無指向性アンテナを含み、例えばダイポール・アンテナ、モノポール・アンテナ、ループ・アンテナ、マイクロストリップ・アンテナ、あるいはＲＦ信号の受信および／または送信に適している他のタイプのアンテナを含む。
【００３７】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、単一のマルチキャリア通信局の一部である。マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は１またはそれ以上のワイヤレス通信装置の一部として図示されているが、マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、汎用目的の処理または計算システムを含むあらゆるワイヤレスまたは有線通信装置の一部であってもよい。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、電池駆動の装置の一部であってもよい。いくつかの実施例では、送信機１００（図１）および受信機４００が通信局の一部である場合、送信および受信アンテナは共有されてもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００３８】
マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、いくつかの個別の機能要素を具備するものとして図示されるが、１またはそれ以上の機能要素が組み合わされてもよく、またデジタル信号プロセサ（ＤＳＰ）を含む処理要素および／または他のハードウェア要素のようなソフトウェア志向の要素と組み合わされて実施されてもよい。例えば、図示された要素は、少なくともここに説明された機能を行なうための１またはそれ以上のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および様々なハードウェアおよび論理回路の組合せを含む。
【００３９】
もし特に他の方法で述べられないならば、処理、計算、演算、および、判断、表示または同種の用語は１またはそれ以上の処理または計算システムまたは同様の装置の動作またはプロセスを指すことがあり、それは処理システムのレジスタおよびメモリ内の物理的な量（例えば、電子）として表わされるデータを処理システムのレジスタまたはメモリまたは他の情報の格納、伝送、表示装置内の物理量として同様に表わされる他のデータへ操作し変換する。更に、ここに使用されるように、コンピューティング（計算）装置は、揮発性または不揮発性メモリ、またはそれらの組合せであるコンピュータ読取可能メモリに結合された１またはそれ以上の処理要素を含む。
【００４０】
図５は、本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数シンボルの送信手順を示すフローチャートである。空間-周波数シンボル送信手順５００は、マルチキャリア送信機１００（図１）のようなマルチキャリア送信機によって実行されるが、他のマルチキャリア送信機もまた適切である。いくつかの実施例において、手順５００は、１を越える空間チャネルを含むマルチキャリア通信チャネル上で送信するためのシンボルを符号化し、１を越える送信アンテナを使用する。
【００４１】
動作５０２は、入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作５０２は、マッパ１０２（図１）のようなシンボル・マッパによって実行される。
【００４２】
動作５０４は、直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成することを含む。各シンボル・ベクトルは、１を越えるシンボルを有する。いくつかの実施例では、動作５０４は、直並列コンバータ１０４（図１）のような直並列コンバータによって実施される。
【００４３】
動作５０６は、各シンボル・ベクトルに複素フィールド・マトリックスを乗じて複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作５０６は、複数の並列シンボル・ベクトルの各々を別々に予め符号化する線形二乗プリコーダでシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化された複数の並列シンボル・ベクトルを生成することを含む。いくつかの実施例では、複素フィールド・マトリックスは、実質的に行方向のヴァンデルモンド構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、動作５０６は、プリコーダ１０６（図１）のようなプリコーダによって実行される。
【００４４】
動作５０８は、予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループへグループ化することを含む。各グループは、２以上の予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する。いくつかの実施例では、動作５０８は、パーティショナ１０８（図１）のようなパーティショナによって実行される。
【００４５】
動作５１０は、少なくとも部分的に予め符号化されたシンボルのグループおよび予め符号化されたシンボルのグループ内の位置に基づいて、予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つへマッピングすることを含む。いくつかの実施例では、動作５１０は、予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアの１つおよび複数の送信アンテナの１つにマッピングすることを含む。各送信アンテナは、空間チャネルの１つに対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、動作５１０は、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）のような空間-周波数シンボル・マッパによって実行される。
【００４６】
動作５１２は、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行することを含み、動作５１０で生成された空間-周波数にマッピングされたシンボルから空間チャネルの対応する１つ上でＲＦ送信するための変調信号を生成する。
【００４７】
図６は、本発明のいくつかの実施例に従うシンボルの受信および復号手順を示すフローチャートである。シンボルの受信および復号手順６００は、マルチキャリア受信機４００（図４）のようなマルチキャリア受信機によって行なわれるが、他のマルチキャリア受信機がさらに適切な場合もある。手順６００は、マルチキャリア送信機１００（図１）のようなマルチキャリア送信機によって送信された信号を復号するために、あるいは手順５００（図５）によって生成されたマルチキャリア信号を復号するために実行されるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００４８】
動作６０４は、複数の受信アンテナ上で受信されたマルチキャリア通信信号のサブキャリアを復調することを含み、各受信アンテナに関連する受信シンボル・ベクトルを生成する。いくつかの実施例では、受信シンボル・ベクトルは、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアの各々からのシンボル・コンポーネントを含む。いくつかの実施例では、動作６０４は、ＦＦＴ回路４０４（図４）のようなＦＦＴ回路によって実行される。
【００４９】
動作６０６は、受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数コンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作６０６は、シンボル・ベクトルを再構成および／またはデマルチプレックスすることを含む。いくつかの実施例では、シンボル・ベクトルの各グループは、異なるサブキャリアから結合されたシンボル・コンポーネントを含んでもよい。いくつかの実施例では、動作６０６は、デマルチプレクサ４０６（図４）のようなデマルチプレクサによって実行される。
【００５０】
動作６０８は、復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、サブキャリア単位で関連するグループのシンボル・ベクトルをヌル・キャンセルすることを含み、ヌル・キャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する。いくつかの実施例では、動作６０８は、連続するレイヤ中のシンボル・ベクトルからの干渉を反復してキャンセルする。いくつかの実施例では、ヌル・キャンセラは、シンボル・ベクトル４０７（図４）からの干渉を無力化し、その結果、第ｉレイヤは、いまだ第１から第ｉ−１レイヤに対して干渉し、第ｉ＋１レイヤから第Ｍレイヤに対して実質的に干渉していないが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、動作６０８は、ヌル・キャンセラ４０８（図４）のようなヌル・キャンセラによって実行される。
【００５１】
動作６１０は、復号された出力１レイヤに一度に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより、関連するグループのシンボルのレイヤを復号することを含み、ヌル・キャンセリングを行なうためのシンボル・ベクトルを再生成する。いくつかの実施例では、動作６１０は、デコーダ４１０（図４）のようなデコーダによって実行される。いくつかの実施例では、動作６１０は、マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対する復号されたＱＡＭシンボル・ベクトルを生成するために球状に復号することを含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００５２】
動作６１２は、各グループに対して復号されたシンボル・ベクトルを逆マッピングすることを含み、複数の並列のビット・セットを生成する。動作６１２は、逆マッパ４１２（図４）のようなシンボル逆マッパによって実行される。
【００５３】
動作６１４は、複数の並列のビット・セットから直列ビット・ストリームを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作６１４は、並直列コンバータ４１４（図４）のような並直列コンバータによって実行される。
【００５４】
手順５００および６００の個々の動作が図示され、個別の動作として記述されているが、１またはそれ以上の個々の動作が同時に実行されてもよく、また、図示された順に動作が行なわれることを必要としない。
【００５５】
本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアのいずれかまたはそれらの組合せで実行される。本発明の実施例は、機械読取可能な媒体上に格納された命令として実行され、それは、ここに説明された動作を行なうために少なくとも１つのプロセッサによって読み取られ実行される。機械読取可能な媒体は、機械（例えばコンピュータ）によって判読可能な形式で情報を格納するか送信するためのあらゆるメカニズムを含む。例えば、機械読取可能な媒体は、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク格納媒体、光格納媒体、フラッシュ・メモリ装置、電気的、光学的、音響的、または他の形式の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）および他の形式を含む。
【００５６】
本要約は、技術的な開示の性質および要点を確認できる要約を要求する３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．第１．７２（ｂ）条に応じるために提供される。それは、請求項の範囲または意味を制限しまたは解釈するために使用されないという理解の下で提出される。
【００５７】
前述の詳細な説明では、様々な特徴は、明細書を簡素化する目的で単一の実施例中に随時ひとまとめにされている。明細書におけるこの方法は、主題に係る実施例が各請求項で明確に列挙されるより多くの特徴を要求する発明に反映するものとして解釈すべきではない。むしろ、以下の請求項が示すように、本発明は、開示された単一の実施例におけるすべての特徴より少ない状態にある。したがって、以下の請求項は、各請求項が個別の好適な実施例として独自に主張すると共に、本詳細な説明に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア送信機のブロック図である。
【図２】本発明のいくつかの実施例に従う所定の符号化シンボル・ベクトルを図示する。
【図３】本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数のマッピングを図示する。
【図４】本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア受信機のブロック図である。
【図５】本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数シンボルの送信手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明のいくつかの実施例に従うシンボル受信および復号手順を示すフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信に関し、いくつかの実施例では、マルチキャリア通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願のクロスリファレンス
本出願は、２００３年９月１５日に出願された米国仮特許出願番号６０／５０３，０９２に対して３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）の下で優先権の利益を主張し、それは参考のためにここに編入される。
【０００３】
ワイヤレス通信のデータ速度および／またはスループットを増加させるために、ワイヤレス信号は、同じ周波数のサブキャリアを利用して２以上の空間チャネルを介して２以上の送信アンテナを使用して送信される。これらのシステムは、しばしばマルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）システムと称され、アンテナ間のマルチパス・ダイバーシティを利用する。従来のＭＩＭＯシステムは、畳込み符号化および／またはビタビ符号化を使用して、信号を符号化するが、これらの技術は、アンテナ分離およびアンテナ・フェージング相関に対して敏感である。
【０００４】
したがって、ワイヤレス通信のデータ速度および／またはスループットを増加させるための装置および方法に対して一般的な必要性がある。
【０００５】
添付の請求項は、本発明の様々な実施例のうちのいくつかに向けられている。図面とともに考察する場合、詳細な説明は、本発明の実施例についてのより完全な理解を提示することができ、類似の参照番号は図面全体に亘り類似のアイテムを参照する。
【発明の開示】
【０００６】
以下の説明および図面は、当業者が実施例を実施することを可能にするために本発明の特定の実施例を十分に図示する。他の実施例は、構造的、論理的、電気的、プロセス的な変更を包含する。本実施例は、単に可能な変更を示すに過ぎない。もし明示的に要求されない場合、個々のコンポーネントおよび機能は選択的であり、また、動作シーケンスは変更されてもよい。いくつかの実施例の一部および機能は、その中に含められてもよく、また他のものと置き換えられてもよい。本発明の範囲は、請求項およびそれらの請求項の全ての範囲およびこれらの請求項の要件は全ての均等を包含する。本発明のこのような実施例において、１以上の発明が開示されている事実がある場合、単に便宜のために、あらゆる単一発明または発明概念に対してこの出願の範囲を自発的に制限する意図はなく、「発明」という用語によって個々にまたは総体的にここに引用される。
【０００７】
図１は、本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア送信機のブロック図である。マルチキャリア送信機１００は、ワイヤレス通信装置の一部であり、マルチキャリア通信チャネルを通して、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信信号のようなマルチキャリア通信信号を送信する。
【０００８】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、２以上の空間チャネルを含むマルチキャリア通信チャネル上での送信のためにシンボルを符号化し、２以上の送信アンテナ１１４を使用する。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、高スループットの空間-周波数ブロック・コードを使用し、畳込みまたはエラー訂正符号化の使用を要求しないが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００による高スループット空間-周波数ブロック・コードの使用は、ビタビ符号化の必要性を不要にするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、増加したスループットおよび／または増加した範囲は、同様のビット誤り率および帯域幅を有する畳込み符号を用い、システムに対して高スループットの空間-周波数ブロック・コードの使用を通じて達成される。
【０００９】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、各シンボル・ベクトル１０５に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより、複数シンボル・ベクトル１０５を符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を生成するプリコーダ１０６を含む。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を複数のグループ１０９へグループ化するためのパーティショナ１０８を含む。各グループ１０９は、２以上の予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７である。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、さらに、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７の各予め符号化されたシンボルをマルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップ（写像）するための空間-周波数シンボル・マッパ１１０を含む。いくつかの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０は、シンボルのグループおよびそのグループ内のそのシンボルの位置に少なくとも部分的に基づいて、予め符号化されたシンボルをサブキャリアの１つおよび空間チャネルの１つにマップするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１０】
いくつかの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０は、シンボルのグループおよびそのグループ内のシンボルの位置に少なくとも部分的に基づいて、予め符号化されたシンボルをサブキャリアの１つおよび送信アンテナ１１４の１つにマップするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。これらの実施例では、送信アンテナ１１４の各々は、空間チャネルの１つに関連しているが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１１】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、さらにシンボル・マッパ１０２を含み、入力直列ビット・ストリーム１０１からシンボル１０３の連続するシンボル・ストリームを生成する。いくつかの実施例では、マッパ１０２は、ＱＡＭシンボルの直列シンボル・ストリームを生成する直角位相振幅変調（ＱＡＭ）シンボル・マッパであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、直並列コンバータ１０４をさらに含み、直列のシンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトル１０５を生成する。各シンボル・ベクトル１０５は、１を越えるシンボルを有する。いくつかの実施例では、並列シンボル・ベクトル１０５は、ＱＡＭシンボル・ベクトルである。
【００１２】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路１１２をさらに含み、空間チャネルの対応するチャネルまたは送信アンテナ１１４の対応するアンテナ上で、空間-周波数シンボル・マッパ１１０によって提供される空間-周波数にマップされたシンボル１１１からＲＦ送信をするための信号１１３を生成する。いくつかの実施例では、信号１１３は、送信のためにパケットされた信号である。いくつかの実施例では、シンボル間干渉の減少に役立てるために、周期的プレフィックス（ＣＰ）（ガード・インターバル間隔）を信号１１３に加える回路をＩＦＦＴ回路１１２の後の信号経路に含めてもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、送信アンテナ１１４の各々は空間チャネルの１つに対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１３】
いくつかの実施例では、プリコーダ１０６は、線形二乗プリコーダであり、並列シンボル・ベクトル１０５の各々を別々に予め符号化し、並列の予め符号化された複数のシンボル・ベクトル１０７を生成する。いくつかの実施例では、プリコーダ１０６に使用される複素フィールド・マトリックス（例えば、シータ）は、実質的に行方向のヴァンデルモンド（Vandermonde）構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。ヴァンデルモンド行列は、ラグランジュの補完多項式に適する多項式の最小二乗中で発生するある種のマトリックスに関連し、また配分の瞬間からの統計的分布の再構成に関するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１４】
いくつかの実施例では、プリコーダ１０６は、Ｍ×Ｇ個の並列シンボル・ベクトル１０５を符号化し、また、並列シンボル・ベクトル１０５の各々は、Ｍ×Ｋ個のシンボルを有する。これらの実施例では、パーティショナ１０８は、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を並列シンボル・ベクトル１０７のＧグループ１０９へグループ化する。グループ１０９の各々は、Ｍ個の予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７を有する。これらの実施例では、Ｍ，ＧおよびＫは、方程式Ｎｃ＝Ｍ×Ｋ×Ｇを満たすように選択され、その中でＮｃはマルチキャリア・チャネルのデータ・サブキャリアの数に関連する。Ｍ，ＧおよびＫは、１００未満で正の整数であってもよい。いくつかの実施例では、Ｍは空間チャネルおよび／または送信アンテナ１１４の数に対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。例えば、マルチキャリア通信チャネルが１６個のデータ・サブキャリアを含み、送信機が４つの送信アンテナを使用する場合、Ｍは４であり、Ｇは２であり、また、Ｋは２である。送信されるシンボルの総数は、シンボル・ベクトル当たりのシンボル数（つまりＭ×Ｋ）にベクトル数（つまりＭ×Ｇ）を乗じたもの、ここでは６４のシンボルとなるであろう。１６個のシンボル（つまり１６個のデータ・サブキャリアの各々に対して１）は、各ＩＦＦＴ回路１１２によって変調され、送信アンテナ１１４の対応するアンテナによって送信される。実施例では、ＫとＧは、とりわけサブキャリア数およびアンテナ数に基づいて選択される。
【００１５】
図２は、本発明のいくつかの実施例に従う予め符号化されたシンボル・ベクトルを図示する。いくつかの実施例では、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７のシンボルは、シンボルのレイヤに関係している。予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７は、予め符号化されたシンボル・ベクトル１０７（図１）に対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７は、２またはそれ以上のグループ２０９へグループ化される。予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７は、それぞれ複数の予め符号化されたシンボル２０３を含む。いくつかの実施例では、Ｇ個のグループの各々に対してＭ個のレイヤがある。いくつかの実施例では、レイヤ数Ｍはほとんどの場合単に送信アンテナの数である。これらの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）のような空間-周波数シンボル・マッパは、シンボルに関連するグループとレイヤに基づいて、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７の予め符号化されたシンボル２０３の各々を、サブキャリアの１つ、および、送信アンテナの１つにマップする。これらの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）はＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルを各送信アンテナおよび／または空間チャネルにマップし、サブキャリア上での変調のために送信アンテナに関連するＩＦＦＴ回路１１２（図１）のようなＩＦＦＴ回路にＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルの複数のマップされたシンボルを提供する。図２は、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７の２つのグループ（つまりグループ１０９）の各々に対して４つのレイヤを含み、予め符号化されたシンボル・ベクトル２０７の各々が８つの予め符号化されたシンボル２０３を含む本発明の実施例を図示する。この図示する実施例において、マルチキャリア通信チャネルにおいて１６個のデータ・サブキャリアがあるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００１６】
いくつかの実施例では、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）は、グループ内の予め符号化されたシンボルのグループおよび位置に基づいて、レイヤの少なくともいくつかの予め符号化されたシンボル２０３をサブキャリアおよび送信アンテナに逐次的な方法でマップするが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、第１グループの第１の予め符号化されたシンボルは、第１サブキャリアおよび第１送信アンテナにマップされ、第１グループの第２の予め符号化されたシンボルは、第２サブキャリアおよび第２送信アンテナにマップされる。特定のマッピングは、とりわけ増加したダイバーシティを達成させるために選択される。
【００１７】
図３は、本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数のマッピングを図示する。予め符号化されたシンボル３０３は、予め符号化されたシンボルのレイヤおよびグループに基づいて、送信アンテナ１１４（図１）または空間チャネル３０２（行で図示）の１つ、および、サブキャリア３０４（列で図示）の１つにマップされる。図３では、予め符号化されたシンボル３０３は、予め符号化されたシンボル２０３（図２）に対応し、Ｓｉｊｋとして図示され、ｉはｉ番目のレイヤを、ｊはグループ番号を、ｋはｋ番目の予め符号化されたシンボルを表わす。１６個のデータ・サブキャリアを有する図示された実施例において、第１グループの予め符号化されたシンボル３０３は、サブキャリア１から４およびサブキャリア９から１２にマップされる一方、第２グループの予め符号化されたシンボル３０３は、サブキャリア５から８およびサブキャリア１３から１６にマップされる。
【００１８】
いくつかの実施例では、特定のレイヤの予め符号化されたシンボル３０３は、この実施例中で対角線上にマップされる。例えば、第１グループのシンボルに対して、第１レイヤの第１シンボル３０６は第１サブキャリアおよび第１送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第２シンボル３０８は第２サブキャリアおよび第２送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第３シンボル３１０は第３サブキャリアおよび第３送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第４シンボル３１２は第４サブキャリアおよび第４送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第５シンボル３１４は第９サブキャリアおよび第１送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第６シンボル３１６は第１０サブキャリアおよび第２送信アンテナにマップされ、第１レイヤの第７シンボル３１８は第１１サブキャリアおよび第３送信アンテナにマップされ、また、第１レイヤの第８シンボル３１０は第１２サブキャリアおよび第４送信アンテナにマップされる。このマッピングは、図３に図示されるように、他のレイヤおよび他のグループに同様に適用される。レイヤとグループに基づいた他のマッピングは、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）によって実行される。
【００１９】
図１を参照して、いくつかの実施例では、空間チャネルは、相関のあるチャネル（例えば、周波数において非直交）である。これらの実施例では、各空間チャネルは、同じ周波数のシンボルで変調されたサブキャリアを使用することができる。いくつかの実施例では、空間チャネル間の非相関性（例えば、少なくとも部分的な直交性）は、アンテナ分離を通じて達成される。いくつかの実施例では、送信アンテナ１１４は、それらの間に少なくとも送信周波数の波長のほぼ半分の空間スペーシングを有することができる。いくつかの実施例では、その空間は、異なるアンテナが非相関性のチャネル・フェージングを受けるように選択されてもよい。いくつかの実施例では、マルチキャリア送受信機１００によって使用される高スループットの空間-周波数ブロック・コードは、小さなアンテナの配置または分離に敏感でないことがあり、相関を減退させるアンテナに強健となる場合がある。いくつかの実施例では、アンテナ分離は、送信波長に比べて小さいことがある。いくつかの実施例では、空間チャネル間の非相関性は、ビーム形成をとおして達成されるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２０】
いくつかの実施例では、マルチキャリア通信チャネルは、シンボルで変調された複数のサブキャリアを含む。いくつかの実施例では、シンボルで変調された各サブキャリアは、他のサブキャリアのほぼ中心周波数でヌル点を有し、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリア間において実質的な直交性を達成することができる。いくつかの実施例では、マルチキャリア通信チャネルは、複数のＯＦＤＭサブキャリアを含む直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信チャネルであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２１】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００は、２以上の空間ダイバース送信アンテナ１１４を利用し、チャネルを２以上の空間チャネルに「分割」する。いくつかの実施例では、各送信アンテナは、１つの空間送信チャネルを定義する。他の実施例では、マルチキャリア送信機１００は、チャネルを空間チャネルに「分割」するためにビーム形成技術を使用する。これらの実施例では、各空間チャネルは、他の空間チャネルと同じサブキャリア上で個別か無関係なデータ・ストリームを通信するために使用され、周波数帯域幅の増加を伴わずに追加のデータ通信を許容する。空間チャネルの使用は、チャネルのマルチパス特性を利用する。いくつかの実施例では、空間チャネルは非直交チャネルであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２２】
いくつかの実施例では、直並列コンバータ１０４は、マッパ１０２に先行する信号経路中で動作してもよい。いくつかの実施例に従って、マルチキャリア送信機１００のマッパ１０２は、個々のサブキャリア変調割当てに従って、サブキャリアをシンボル変調する。これは適応性ビット・ローディング（ＡＢＬ）と呼ばれることがある。従って、１またはそれ以上のビットは、サブキャリア上で変調されたシンボルによって表わされる。個々のサブチャネルのための変調割当ては、そのサブキャリアのためのチャネル特性またはチャネル条件に基づくが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、サブキャリア変調割当ては、１シンボル当たりゼロビットから１シンボル当たり１０またはそれ以上のビットの範囲で変動する。
【００２３】
いくつかの実施例では、マルチキャリア・シンボルは、個々のサブキャリア上で変調されたシンボルの組合せとして見られる。シンボルで変調されたサブキャリア当たりの可変ビット数、および、マルチキャリア・チャネルを含むサブチャネルの可変数のために、マルチキャリア・シンボル当たりのビット数は大きく変化する。
【００２４】
いくつかの実施例では、マルチキャリア通信チャネルのための周波数スペクトルは、５ＧＨｚの周波数スペクトルまたは２．４ＧＨｚの周波数スペクトルのいずれかにサブキャリアを含む。これらの実施例では、５ＧＨｚの周波数スペクトルは、およそ４．９ＧＨｚから５．９ＧＨｚに及ぶ周波数を含み、また、２．４ＧＨｚの周波数スペクトルは、およそ２．３ＧＨｚから２．５ＧＨｚに及ぶ周波数を含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはなく、他の周波数スペクトルもまた等しく適切な場合もある。
【００２５】
図４は、本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア受信機のブロック図である。マルチキャリア受信機４００は、ワイヤレス通信装置の一部であり、マルチキャリア通信チャネル上で、ＯＦＤＭ通信信号のようなマルチキャリア通信信号を受信する。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、マルチキャリア送信機１００（図１）のようなマルチキャリア送信機をさらに含む通信局の一部であってもよいが、他のマルチキャリア送信機がさらに適切なこともある。
【００２６】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、２以上の空間チャネルを介するマルチキャリア通信チャネル上の信号を受信することができ、２本以上の受信アンテナ４０２を使用する。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、高スループットの空間-周波数ブロック・コードで符号化された信号を復号化し、畳込みまたはエラー訂正の復号化の使用を要求しないが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、高スループットの空間-周波数ブロック・コードを使用することにより、ビタビ復号の必要性を排除するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、増加したスループットおよび／または増加したレンジは、同様のビット誤り率および帯域幅を有する畳込み符号を用い、システムに対する高スループットの空間-周波数ブロック・コードの使用を通じて達成される。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、ヌル・プロセスを繰り返し使用して、高スループットの空間-周波数ブロック・コードで符号化されたマルチキャリア通信チャネルを介して受信した信号を復号化し、連続的にシンボルのレイヤからの干渉を取り除く。
【００２７】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、デマルチプレクサ４０６を含み、受信シンボル・ベクトル４０５に対応するサブキャリア周波数コンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトル４０７のグループを生成する。シンボル・ベクトル４０７の各グループは、異なるサブキャリアから組み合わされたシンボル・コンポーネントを有してもよい。いくつかの実施例では、シンボル・ベクトル４０７は、Ｇ個のグループ（図４では２つのグループが図示されている）中のデマルチプレクサ４０６によって生成される。いくつかの実施例では、シンボル・ベクトル４０７の各々は、Ｍ×Ｋ個の符号化されたシンボルの長さを有している。いくつかの実施例では、すべての受信アンテナ４０２上で受信されたサブキャリアのいくつかから情報を集めてグループ化するために、デマルチプレクサ４０６は、行ベクトルを列ベクトルへ再構成するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００２８】
マルチキャリア受信機４００は、さらに、シンボル・ベクトル４０７の各グループに関連したヌル・キャンセラ４０８を含み、復号化されたシンボル・ベクトル４２０に基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセリングを実行する。ヌル・キャンセラ４０８は、ヌルがキャンセルされたシンボル・ベクトル４０９を生成する。
【００２９】
マルチキャリア受信機４００は、さらに各グループに関連したデコーダ４１０を含み、ヌルがキャンセルされたシンボル・ベクトル４０９を復号する。いくつかの実施例では、デコーダ４１０は、スフィア・デコーダであり、関連するグループのシンボルのレイヤを球状に復号し、かつ、デコーダ４１０の出力（一度に一つの復号化したレイヤ）に、シータと呼ばれる複素フィールド・マトリックスを乗じる。このように、デコーダ４１０はヌル・キャンセラ４０８に対する予め符号化されたシンボル・ベクトル４２０（例えば、現在のレイヤを再生成する）を再生成し、その結果、レイヤがすべて復号されるまで、ヌル・キャンセラ４０８は現在のレイヤのシンボル・ベクトル４０７からの寄与をキャンセルする。いくつかの実施例では、ヌルは、レイヤがすべて復号されるまで、キャンセルがＭ−１回の繰り返しに対して行なわれている間各サブキャリアに対して１回行われるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、デコーダ４１０は、総当りのＭＬ検出と異なり、球または球状限界の範囲内で最大尤度（ＭＬ）検出を実行する。いくつかの実施例では、デコーダ４１０は、マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対して復号されたＱＡＭシンボル・ベクトル４１１を生成する。
【００３０】
いくつかの実施例では、ヌル・キャンセラ４０８は、第ｉレイヤが依然第１レイヤから第ｉ−１レイヤまでの干渉を受け、特定のサブキャリア周波数のためのシンボル・ベクトル内で第ｉ＋１レイヤから第Ｍレイヤまで実質的に干渉がないようにシンボルをヌル化するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、ヌル・キャンセラ４０８は、さらにシンボル・ベクトル４２０に基づいてヌル化した後にシンボル・ベクトル４０７中のいくつかの要素をキャンセルする。レイヤがすべて復号されるまで、これは連続的に行なわれる。いくつかの実施例では、これは反復するプロセスである。例えば、第１反復中に、キャンセルされるものは何もなく、フィード・バックされた復号化シンボル・ベクトル４２０は０である。
【００３１】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、さらにＦＦＴ回路４０４を含み、受信アンテナ４０２を介して受信したマルチキャリア通信チャネルのサブキャリアを復調し、各受信アンテナに関連する受信シンボル・ベクトル４０５を生成する。受信シンボル・ベクトル４０５（つまり各アンテナ４０２から）は、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアの各々からのシンボル・コンポーネントを含む。いくつかの実施例では、受信アンテナ４０２の数は、マルチキャリア通信信号を送信するために使用される送信アンテナまたは空間チャネルの数に等しいかそれより多いが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００３２】
いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、さらにシンボル逆マッパ４１２を含み、各グループのために復号されたシンボル・ベクトル１１１を逆マップし、複数の並列ビット・セット４１３を生成する。シンボル逆マッパ４１２はＱＡＭ逆マッパであってもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、マルチキャリア受信機４００は、さらに複数の並列ビット・セット４１３から直列ビット・ストリーム４１５を生成するための並直列コンバータ４１４を含む。
【００３３】
いくつかの実施例では、シンボル間干渉を低減させるために送信機によって付加された周期的プレフィックス（ＣＰ）を取り除くための回路（図示せず）をＦＦＴ回路４０４の前の信号経路に含めてもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００３４】
マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、個人向け携帯型情報機器（ＰＤＡ）、ワイヤレス通信能力を有するラップトップまたはポータブル・コンピュータ、ウェブ・タブレット、ワイヤレス電話、ワイヤレス・ヘッドホーン、ページャ、インスタント・メッセージング装置、デジタル・カメラ、アクセス・ポイントまたは他の装置を備えたラップトップまたは、ポータブルーおよび／または情報をワイヤレスに受信および／または送信できる他の装置の一部であってもよい。いくつかの実施例では、特定の通信規格、例えばワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）のためのＩＥＥＥ８０２．１１（ａ）、８０２．１１（ｂ）、８０２．１１（ｇ／ｈ）、および／または、８０２．１１（ｎ）基準、および／または、ワイヤレス都市域ネットワーク（ＷＭＡＮ）のための８０２．１６基準を含む電気電子学会（ＩＥＥＥ）の標準規格に従って、マルチキャリア送信機１００（図１）は無線周波数（ＲＦ）通信を送信し、また、マルチキャリア受信機４００は、無線周波数（ＲＦ）通信を受信するが、送信機１００（図１）および／または受信機４００はさらに地上波デジタル・ビデオ放送（ＤＶＢ−Ｔ）の放送標準規格および高機能無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）標準規格を含む他の技術に従う通信を送信しおよび／または受信するのに適している。
【００３５】
本発明のいくつかの実施例は、８０２．１１ｘを具体化（例えば、８０２．１１ａ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ＨＴなど）する例示内容で議論されるが、請求項はこれらに制限されない。本発明のいくつかの実施例は、マルチキャリア・ワイヤレス通信チャネルを使用するあらゆるワイヤレス・システムの一部として具体化され、（例えば、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、ディスクリート・マルチトーン変調（ＤＭＴ）など）、それらは限定された範囲内で用いられても、また限定なしに用いられてもよく、例えば、ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイヤレス都市域ネットワーク（ＷＭＡＮ）、ワイヤレス広域ネットワーク（ＷＷＡＮ）、セルラー・ネットワーク、第３世代（３Ｇ）ネットワーク、第４世代（４Ｇ）ネットワーク、ユニバーサル携帯電話システム（ＵＭＴＳ）および同様な通信システムに使用される。
【００３６】
いくつかの実施例では、各送信アンテナ１１４（図１）および各受信アンテナ４０２は、指向性または無指向性アンテナを含み、例えばダイポール・アンテナ、モノポール・アンテナ、ループ・アンテナ、マイクロストリップ・アンテナ、あるいはＲＦ信号の受信および／または送信に適している他のタイプのアンテナを含む。
【００３７】
いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、単一のマルチキャリア通信局の一部である。マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は１またはそれ以上のワイヤレス通信装置の一部として図示されているが、マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、汎用目的の処理または計算システムを含むあらゆるワイヤレスまたは有線通信装置の一部であってもよい。いくつかの実施例では、マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、電池駆動の装置の一部であってもよい。いくつかの実施例では、送信機１００（図１）および受信機４００が通信局の一部である場合、送信および受信アンテナは共有されてもよいが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００３８】
マルチキャリア送信機１００（図１）および／またはマルチキャリア受信機４００は、いくつかの個別の機能要素を具備するものとして図示されるが、１またはそれ以上の機能要素が組み合わされてもよく、またデジタル信号プロセサ（ＤＳＰ）を含む処理要素および／または他のハードウェア要素のようなソフトウェア志向の要素と組み合わされて実施されてもよい。例えば、図示された要素は、少なくともここに説明された機能を行なうための１またはそれ以上のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）および様々なハードウェアおよび論理回路の組合せを含む。
【００３９】
もし特に他の方法で述べられないならば、処理、計算、演算、および、判断、表示または同種の用語は１またはそれ以上の処理または計算システムまたは同様の装置の動作またはプロセスを指すことがあり、それは処理システムのレジスタおよびメモリ内の物理的な量（例えば、電子）として表わされるデータを処理システムのレジスタまたはメモリまたは他の情報の格納、伝送、表示装置内の物理量として同様に表わされる他のデータへ操作し変換する。更に、ここに使用されるように、コンピューティング（計算）装置は、揮発性または不揮発性メモリ、またはそれらの組合せであるコンピュータ読取可能メモリに結合された１またはそれ以上の処理要素を含む。
【００４０】
図５は、本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数シンボルの送信手順を示すフローチャートである。空間-周波数シンボル送信手順５００は、マルチキャリア送信機１００（図１）のようなマルチキャリア送信機によって実行されるが、他のマルチキャリア送信機もまた適切である。いくつかの実施例において、手順５００は、１を越える空間チャネルを含むマルチキャリア通信チャネル上で送信するためのシンボルを符号化し、１を越える送信アンテナを使用する。
【００４１】
動作５０２は、入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作５０２は、マッパ１０２（図１）のようなシンボル・マッパによって実行される。
【００４２】
動作５０４は、直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成することを含む。各シンボル・ベクトルは、１を越えるシンボルを有する。いくつかの実施例では、動作５０４は、直並列コンバータ１０４（図１）のような直並列コンバータによって実施される。
【００４３】
動作５０６は、各シンボル・ベクトルに複素フィールド・マトリックスを乗じて複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作５０６は、複数の並列シンボル・ベクトルの各々を別々に予め符号化する線形二乗プリコーダでシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化された複数の並列シンボル・ベクトルを生成することを含む。いくつかの実施例では、複素フィールド・マトリックスは、実質的に行方向のヴァンデルモンド構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、動作５０６は、プリコーダ１０６（図１）のようなプリコーダによって実行される。
【００４４】
動作５０８は、予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループへグループ化することを含む。各グループは、２以上の予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する。いくつかの実施例では、動作５０８は、パーティショナ１０８（図１）のようなパーティショナによって実行される。
【００４５】
動作５１０は、少なくとも部分的に予め符号化されたシンボルのグループおよび予め符号化されたシンボルのグループ内の位置に基づいて、予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つへマッピングすることを含む。いくつかの実施例では、動作５１０は、予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアの１つおよび複数の送信アンテナの１つにマッピングすることを含む。各送信アンテナは、空間チャネルの１つに対応するが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、動作５１０は、空間-周波数シンボル・マッパ１１０（図１）のような空間-周波数シンボル・マッパによって実行される。
【００４６】
動作５１２は、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行することを含み、動作５１０で生成された空間-周波数にマッピングされたシンボルから空間チャネルの対応する１つ上でＲＦ送信するための変調信号を生成する。
【００４７】
図６は、本発明のいくつかの実施例に従うシンボルの受信および復号手順を示すフローチャートである。シンボルの受信および復号手順６００は、マルチキャリア受信機４００（図４）のようなマルチキャリア受信機によって行なわれるが、他のマルチキャリア受信機がさらに適切な場合もある。手順６００は、マルチキャリア送信機１００（図１）のようなマルチキャリア送信機によって送信された信号を復号するために、あるいは手順５００（図５）によって生成されたマルチキャリア信号を復号するために実行されるが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００４８】
動作６０４は、複数の受信アンテナ上で受信されたマルチキャリア通信信号のサブキャリアを復調することを含み、各受信アンテナに関連する受信シンボル・ベクトルを生成する。いくつかの実施例では、受信シンボル・ベクトルは、マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアの各々からのシンボル・コンポーネントを含む。いくつかの実施例では、動作６０４は、ＦＦＴ回路４０４（図４）のようなＦＦＴ回路によって実行される。
【００４９】
動作６０６は、受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数コンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作６０６は、シンボル・ベクトルを再構成および／またはデマルチプレックスすることを含む。いくつかの実施例では、シンボル・ベクトルの各グループは、異なるサブキャリアから結合されたシンボル・コンポーネントを含んでもよい。いくつかの実施例では、動作６０６は、デマルチプレクサ４０６（図４）のようなデマルチプレクサによって実行される。
【００５０】
動作６０８は、復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、サブキャリア単位で関連するグループのシンボル・ベクトルをヌル・キャンセルすることを含み、ヌル・キャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する。いくつかの実施例では、動作６０８は、連続するレイヤ中のシンボル・ベクトルからの干渉を反復してキャンセルする。いくつかの実施例では、ヌル・キャンセラは、シンボル・ベクトル４０７（図４）からの干渉を無力化し、その結果、第ｉレイヤは、いまだ第１から第ｉ−１レイヤに対して干渉し、第ｉ＋１レイヤから第Ｍレイヤに対して実質的に干渉していないが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。いくつかの実施例では、動作６０８は、ヌル・キャンセラ４０８（図４）のようなヌル・キャンセラによって実行される。
【００５１】
動作６１０は、復号された出力１レイヤに一度に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより、関連するグループのシンボルのレイヤを復号することを含み、ヌル・キャンセリングを行なうためのシンボル・ベクトルを再生成する。いくつかの実施例では、動作６１０は、デコーダ４１０（図４）のようなデコーダによって実行される。いくつかの実施例では、動作６１０は、マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対する復号されたＱＡＭシンボル・ベクトルを生成するために球状に復号することを含むが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。
【００５２】
動作６１２は、各グループに対して復号されたシンボル・ベクトルを逆マッピングすることを含み、複数の並列のビット・セットを生成する。動作６１２は、逆マッパ４１２（図４）のようなシンボル逆マッパによって実行される。
【００５３】
動作６１４は、複数の並列のビット・セットから直列ビット・ストリームを生成することを含む。いくつかの実施例では、動作６１４は、並直列コンバータ４１４（図４）のような並直列コンバータによって実行される。
【００５４】
手順５００および６００の個々の動作が図示され、個別の動作として記述されているが、１またはそれ以上の個々の動作が同時に実行されてもよく、また、図示された順に動作が行なわれることを必要としない。
【００５５】
本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアのいずれかまたはそれらの組合せで実行される。本発明の実施例は、機械読取可能な媒体上に格納された命令として実行され、それは、ここに説明された動作を行なうために少なくとも１つのプロセッサによって読み取られ実行される。機械読取可能な媒体は、機械（例えばコンピュータ）によって判読可能な形式で情報を格納するか送信するためのあらゆるメカニズムを含む。例えば、機械読取可能な媒体は、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク格納媒体、光格納媒体、フラッシュ・メモリ装置、電気的、光学的、音響的、または他の形式の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）および他の形式を含む。
【００５６】
本要約は、技術的な開示の性質および要点を確認できる要約を要求する３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．第１．７２（ｂ）条に応じるために提供される。それは、請求項の範囲または意味を制限しまたは解釈するために使用されないという理解の下で提出される。
【００５７】
前述の詳細な説明では、様々な特徴は、明細書を簡素化する目的で単一の実施例中に随時ひとまとめにされている。明細書におけるこの方法は、主題に係る実施例が各請求項で明確に列挙されるより多くの特徴を要求する発明に反映するものとして解釈すべきではない。むしろ、以下の請求項が示すように、本発明は、開示された単一の実施例におけるすべての特徴より少ない状態にある。したがって、以下の請求項は、各請求項が個別の好適な実施例として独自に主張すると共に、本詳細な説明に組み入れられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア送信機のブロック図である。
【図２】本発明のいくつかの実施例に従う所定の符号化シンボル・ベクトルを図示する。
【図３】本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数のマッピングを図示する。
【図４】本発明のいくつかの実施例に従うマルチキャリア受信機のブロック図である。
【図５】本発明のいくつかの実施例に従う空間-周波数シンボルの送信手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明のいくつかの実施例に従うシンボル受信および復号手順を示すフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
を含むことを特徴とするマルチキャリア送信機。
【請求項２】
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成するシンボル・マッパと、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成する直並列コンバータであって、前記シンボル・ベクトルは２以上のシンボルを有する、直並列コンバータと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項３】
空間-周波数シンボル・マッパによって提供される空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の送信機。
【請求項４】
前記プリコーダは、前記複数の並列シンボル・ベクトルの各々を別々に予め符号化し、複数の並列の予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成する線形二乗プリコーダであることを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項５】
前記複素フィールド・マトリックスは、実質的に行方向のヴァンデルモンド構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであることを特徴とする請求項４記載の送信機。
【請求項６】
複数の送信アンテナをさらに含み、各送信アンテナは前記空間チャネルの１つに対応することを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項７】
前記プリコーダは、Ｍ×Ｇ個の並列シンボル・ベクトルを符号化し、各並列シンボル・ベクトルはＭ×Ｋ個のシンボルを有し、
前記パーティショナは、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルをＧ個の並列シンボル・ベクトルのグループへグループ化し、各グループはＭ個の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有し、
ここで、Ｍ、ＧおよびＫは、正の整数であり、
Ｍ×Ｋ×Ｇは、前記マルチキャリア通信チャネルのデータ・サブキャリア数に等しく、
Ｍは、前記送信アンテナ数に等しい、
ことを特徴とする請求項６記載の送信機。
【請求項８】
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルのシンボルは、シンボルのレイヤに関連し、レイヤ数は各グループに対してＭであり、
前記空間-周波数シンボル・マッパは、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの各予め符号化されたシンボルを、前記シンボルに関連した前記グループおよび前記レイヤに基づいて、前記サブキャリアの１つおよび前記送信アンテナの１つにマップし、
前記空間-周波数シンボル・マッパは、Ｍ×Ｋ×Ｇ個のシンボルを各送信アンテナにマップし、前記サブキャリア上の変調のために複数のＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルのマップされたシンボルを前記送信アンテナに関連したＩＦＦＴ回路に提供する、
ことを特徴とする請求項７記載の送信機。
【請求項９】
前記空間-周波数シンボル・マッパは、前記レイヤの少なくともいくつかのシンボルを、前記シンボルのグループおよび前記グループ内の位置に基づいて、連続した方法で前記サブキャリアおよび前記送信アンテナへマップすることを特徴とする請求項７記載の送信機。
【請求項１０】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数の空間チャネルを含み、各空間チャネルは複数の送信アンテナの１つに関連し、
各空間チャネルは、他の空間チャネルと同じ周波数のサブキャリアを使用し、
前記送信アンテナは、それらの間に少なくとも送信周波数のほぼ半波長の距離を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項１１】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数のシンボルで変調されたサブキャリアを含み、
各シンボルで変調されたサブキャリアは、他のサブキャリアの実質的に中心周波数にヌル点を有し、前記マルチキャリア通信チャネルの前記サブキャリア間に実質的な直交性を達成する、
ことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項１２】
前記送信機は、前記マルチキャリア送信機およびマルチキャリア受信機を含むマルチキャリア通信局の一部であり、前記マルチキャリア受信機は、
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成するデマルチプレクサと、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを行なうためのシンボル・ベクトルの各グループに関連したヌル・キャンセラであって、前記ヌル・キャンセラはヌル点のキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する、ヌル・キャンセラと、
前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、かつ、前記デコーダの出力に複素フィールド・マトリックスを一度に１レイヤ乗じて、前記ヌル・キャンセラのためのシンボル・ベクトルを再生成する、各グループに関連したデコーダと、
を含むことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項１３】
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成するデマルチプレクサと、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを行なうためのシンボル・ベクトルの各グループに関連したヌル・キャンセラであって、前記ヌル・キャンセラはヌル点のキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する、ヌル・キャンセラと、
前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、かつ、前記デコーダ出力に複素フィールド・マトリックスを一度に１レイヤ乗じ、前記ヌル・キャンセラのためのシンボル・ベクトルを再生成する、各グループに関連するデコーダと、
を含むことを特徴とするマルチキャリア受信機。
【請求項１４】
前記ヌル・キャンセラは、連続するレイヤ中の前記シンボル・ベクトルからの干渉を反復して取り消すことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１５】
前記デマルチプレクサによって生成されたシンボル・ベクトルの各グループは、異なるサブキャリアから結合されたシンボルのコンポーネントを含み、
前記デコーダは、スフィア・デコーダであり、前記マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対する復号された直角位相振幅変調のシンボル・ベクトルを生成する、
ことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１６】
複数の受信アンテナ上で受信された前記マルチキャリア通信信号の受信サブキャリアを復調し、各受信アンテナに関連する前記受信シンボル・ベクトルを生成するＦＦＴ回路であって、前記受信シンボル・ベクトルは前記マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアからのシンボルのコンポーネントを含む、ＦＦＴ回路と、
複数の並列ビット・セットを生成するために各グループに対して前記復号されたシンボル・ベクトルを逆マップする逆マッパと、
前記複数の並列ビット・セットから直列ビット・ストリームを生成する並直列コンバータと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１７】
前記受信機は、前記マルチキャリア送信機およびマルチキャリア受信機を含むマルチキャリア通信局の一部であり、前記マルチキャリア送信機は、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するためのプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１８】
複数のアンテナと、
マルチキャリア通信チャネル上で送信するために空間-周波数ブロック・コードを備えるシンボルを符号化するマルチキャリア送信機と、を含み、
前記空間-周波数ブロック・コードは、前記複数の送信アンテナおよび前記マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアにマップされた予め符号化されたシンボルを含む、
ことを特徴とする通信局。
【請求項１９】
前記マルチキャリア送信機は、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するためのプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の通信局。
【請求項２０】
前記マルチキャリア通信チャネル上で受信され、前記空間-周波数ブロック・コードで符号化された信号を反復するヌル・プロセスを使用して復号化し、シンボルのレイヤからの干渉を連続的にキャンセルするマルチキャリア受信機をさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の通信局。
【請求項２１】
前記マルチキャリア受信機は、
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成するデマルチプレクサと、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを行なうための、シンボル・ベクトルの各グループに関連したヌル・キャンセラであって、前記ヌル・キャンセラはヌル点のキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する、ヌル・キャンセラと、
前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、かつ、前記デコーダの出力に複素フィールド・マトリックスを一度に１レイヤ乗じて、前記ヌル・キャンセラのためのシンボル・ベクトルを再生成する、各グループに関連したデコーダと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の通信局。
【請求項２２】
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成する段階と、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化する段階であって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、段階と、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする段階と、
を含むことを特徴とするマルチキャリア通信チャネルを介して送信する方法。
【請求項２３】
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成する段階と、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成する段階であって、前記シンボル・ベクトルの各々は２以上のシンボルを有する、段階と、
さらに次のものを含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記予め符号化されたシンボルをマップする段階によって生成された空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記符号化する段階は、前記複数の並列シンボル・ベクトルの各々を別々に予め符号化し、複数の並列の予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成する段階を含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
前記複素フィールド・マトリックスは、実質的に行方向のヴァンデルモンド構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであることを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記マップする段階は、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの前記予め符号化されたシンボルを、前記マルチキャリア通信チャネルの前記サブキャリアの１つへおよび複数の送信アンテナの１つへのマップする段階を含み、各送信アンテナは前記空間チャネルの１つに対応する、
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
前記符号化する段階は、Ｍ×Ｇ個の並列シンボル・ベクトルを符号化し、各並列シンボル・ベクトルはＭ×Ｋ個のシンボルを有し、
前記グループ化する段階は、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルをＧ個の並列シンボル・ベクトルのグループへグループ化し、各グループはＭ個の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有し、
ここで、Ｍ、ＧおよびＫは、正の整数であり、
Ｍ×Ｋ×Ｇは、前記マルチキャリア通信チャネルのデータ・サブキャリア数に等しく、
Ｍは、前記送信アンテナ数に等しい、
ことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルのシンボルは、シンボルのレイヤに関連し、レイヤ数は各グループに対してＭであり、
前記マップする段階は、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの各予め符号化されたシンボルを、前記シンボルに関連した前記グループおよび前記レイヤに基づいて、前記サブキャリアの１つおよび前記送信アンテナの１つにマップし、
前記マップする段階は、Ｍ×Ｋ×Ｇ個のシンボルを各送信アンテナにマップし、前記サブキャリア上の変調のためにＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルの集合体にマップされたシンボルを提供する、
ことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記マップする段階は、前記レイヤの少なくともいくつかのシンボルを、前記シンボルのグループおよび前記グループ内の位置に基づいて、連続した方法で前記サブキャリアおよび前記送信アンテナへマップする段階を含むことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数の空間チャネルを含み、各空間チャネルは複数の送信アンテナの１つに関連し、
各空間チャネルは、他の空間チャネルと同じ周波数のサブキャリアを使用し、
前記送信アンテナは、それらの間に少なくとも送信周波数のほぼ半波長の距離を有する、
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項３２】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数のシンボルで変調されたサブキャリアを含み、
各シンボルに変調されたサブキャリアは、他のサブキャリアの実質的に中心周波数にヌル点を有し、前記マルチキャリア通信チャネルの前記サブキャリア間に実質的な直交性を達成する、
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項３３】
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成する段階と、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを実行し、ヌルがキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する段階と、
符号化された出力に複素フィールド・マトリックスを一度１レイヤ乗じることにより前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、前記ヌル・キャンセルするためのシンボル・ベクトルを再生成する段階と、
を含むことを特徴とするマルチキャリア通信チャネルを介して受信する方法。
【請求項３４】
ヌル・キャンセルを実行する段階は、連続するレイヤ中の前記シンボル・ベクトルからの干渉を反復してキャンセルすることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記デマルチプレクサによって生成されたシンボル・ベクトルの各グループは、異なるサブキャリアから結合されたシンボル・コンポーネントを含み、
前記符号化する段階は、前記マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対する復号された直角位相振幅変調のシンボル・ベクトルを生成するために球状に符号化する段階を含む、
ことを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
複数の受信アンテナ上で受信された前記マルチキャリア通信信号の受信サブキャリアを復調し、各受信アンテナに関連する前記受信シンボル・ベクトルを生成する段階であって、前記受信シンボル・ベクトルは前記マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアからのシンボルのコンポーネントを含む、段階と、
複数の並列ビット・セットを生成するために各グループに対して前記復号されたシンボルのベクトルを逆マップする段階と、
前記複数の並列ビット・セットから直列ビット・ストリームを生成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
１またはそれ以上の実質的に全方向性の送信アンテナと、
前記送信アンテナに結合されたマルチキャリア送信機と、を含むシステムにおいて、前記マルチキャリア送信機は、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するためのプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３８】
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成するシンボル・マッパと、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成する直並列コンバータであって、前記直列ベクトルの各々は２以上のシンボルを有する、直並列コンバータと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３７記載のシステム。
【請求項３９】
空間-周波数シンボル・マッパによって提供される空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路をさらに含むことを特徴とする請求項３８記載のシステム。
【請求項４０】
命令を提供する機械読取可能な媒体において、前記命令が１またはそれ以上のプロセッサによって実行される場合、前記プロセッサは、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成し、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化し、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有し、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする、
動作を実行することを特徴とする機械読取可能な媒体。
【請求項４１】
命令を提供する機械読取可能な媒体において、前記命令が１またはそれ以上のプロセッサによって実行される場合、前記プロセッサは、
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成し、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成し、前記シンボル・ベクトルの各々は２以上のシンボルを有する、
動作を実行することを特徴とする請求項４０記載の機械読取可能な媒体。
【請求項４２】
命令を提供する機械読取可能な媒体において、前記命令が１またはそれ以上のプロセッサによって実行される場合、前記プロセッサは、前記予め符号化されたシンボルをマップすることによって生成される空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行することを特徴とする請求項４１記載の機械読取可能な媒体。
【請求項１】
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
を含むことを特徴とするマルチキャリア送信機。
【請求項２】
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成するシンボル・マッパと、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成する直並列コンバータであって、前記シンボル・ベクトルは２以上のシンボルを有する、直並列コンバータと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項３】
空間-周波数シンボル・マッパによって提供される空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の送信機。
【請求項４】
前記プリコーダは、前記複数の並列シンボル・ベクトルの各々を別々に予め符号化し、複数の並列の予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成する線形二乗プリコーダであることを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項５】
前記複素フィールド・マトリックスは、実質的に行方向のヴァンデルモンド構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであることを特徴とする請求項４記載の送信機。
【請求項６】
複数の送信アンテナをさらに含み、各送信アンテナは前記空間チャネルの１つに対応することを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項７】
前記プリコーダは、Ｍ×Ｇ個の並列シンボル・ベクトルを符号化し、各並列シンボル・ベクトルはＭ×Ｋ個のシンボルを有し、
前記パーティショナは、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルをＧ個の並列シンボル・ベクトルのグループへグループ化し、各グループはＭ個の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有し、
ここで、Ｍ、ＧおよびＫは、正の整数であり、
Ｍ×Ｋ×Ｇは、前記マルチキャリア通信チャネルのデータ・サブキャリア数に等しく、
Ｍは、前記送信アンテナ数に等しい、
ことを特徴とする請求項６記載の送信機。
【請求項８】
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルのシンボルは、シンボルのレイヤに関連し、レイヤ数は各グループに対してＭであり、
前記空間-周波数シンボル・マッパは、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの各予め符号化されたシンボルを、前記シンボルに関連した前記グループおよび前記レイヤに基づいて、前記サブキャリアの１つおよび前記送信アンテナの１つにマップし、
前記空間-周波数シンボル・マッパは、Ｍ×Ｋ×Ｇ個のシンボルを各送信アンテナにマップし、前記サブキャリア上の変調のために複数のＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルのマップされたシンボルを前記送信アンテナに関連したＩＦＦＴ回路に提供する、
ことを特徴とする請求項７記載の送信機。
【請求項９】
前記空間-周波数シンボル・マッパは、前記レイヤの少なくともいくつかのシンボルを、前記シンボルのグループおよび前記グループ内の位置に基づいて、連続した方法で前記サブキャリアおよび前記送信アンテナへマップすることを特徴とする請求項７記載の送信機。
【請求項１０】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数の空間チャネルを含み、各空間チャネルは複数の送信アンテナの１つに関連し、
各空間チャネルは、他の空間チャネルと同じ周波数のサブキャリアを使用し、
前記送信アンテナは、それらの間に少なくとも送信周波数のほぼ半波長の距離を有する、
ことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項１１】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数のシンボルで変調されたサブキャリアを含み、
各シンボルで変調されたサブキャリアは、他のサブキャリアの実質的に中心周波数にヌル点を有し、前記マルチキャリア通信チャネルの前記サブキャリア間に実質的な直交性を達成する、
ことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項１２】
前記送信機は、前記マルチキャリア送信機およびマルチキャリア受信機を含むマルチキャリア通信局の一部であり、前記マルチキャリア受信機は、
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成するデマルチプレクサと、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを行なうためのシンボル・ベクトルの各グループに関連したヌル・キャンセラであって、前記ヌル・キャンセラはヌル点のキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する、ヌル・キャンセラと、
前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、かつ、前記デコーダの出力に複素フィールド・マトリックスを一度に１レイヤ乗じて、前記ヌル・キャンセラのためのシンボル・ベクトルを再生成する、各グループに関連したデコーダと、
を含むことを特徴とする請求項１記載の送信機。
【請求項１３】
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成するデマルチプレクサと、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを行なうためのシンボル・ベクトルの各グループに関連したヌル・キャンセラであって、前記ヌル・キャンセラはヌル点のキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する、ヌル・キャンセラと、
前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、かつ、前記デコーダ出力に複素フィールド・マトリックスを一度に１レイヤ乗じ、前記ヌル・キャンセラのためのシンボル・ベクトルを再生成する、各グループに関連するデコーダと、
を含むことを特徴とするマルチキャリア受信機。
【請求項１４】
前記ヌル・キャンセラは、連続するレイヤ中の前記シンボル・ベクトルからの干渉を反復して取り消すことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１５】
前記デマルチプレクサによって生成されたシンボル・ベクトルの各グループは、異なるサブキャリアから結合されたシンボルのコンポーネントを含み、
前記デコーダは、スフィア・デコーダであり、前記マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対する復号された直角位相振幅変調のシンボル・ベクトルを生成する、
ことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１６】
複数の受信アンテナ上で受信された前記マルチキャリア通信信号の受信サブキャリアを復調し、各受信アンテナに関連する前記受信シンボル・ベクトルを生成するＦＦＴ回路であって、前記受信シンボル・ベクトルは前記マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアからのシンボルのコンポーネントを含む、ＦＦＴ回路と、
複数の並列ビット・セットを生成するために各グループに対して前記復号されたシンボル・ベクトルを逆マップする逆マッパと、
前記複数の並列ビット・セットから直列ビット・ストリームを生成する並直列コンバータと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１７】
前記受信機は、前記マルチキャリア送信機およびマルチキャリア受信機を含むマルチキャリア通信局の一部であり、前記マルチキャリア送信機は、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するためのプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の受信機。
【請求項１８】
複数のアンテナと、
マルチキャリア通信チャネル上で送信するために空間-周波数ブロック・コードを備えるシンボルを符号化するマルチキャリア送信機と、を含み、
前記空間-周波数ブロック・コードは、前記複数の送信アンテナおよび前記マルチキャリア通信チャネルのサブキャリアにマップされた予め符号化されたシンボルを含む、
ことを特徴とする通信局。
【請求項１９】
前記マルチキャリア送信機は、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するためのプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の通信局。
【請求項２０】
前記マルチキャリア通信チャネル上で受信され、前記空間-周波数ブロック・コードで符号化された信号を反復するヌル・プロセスを使用して復号化し、シンボルのレイヤからの干渉を連続的にキャンセルするマルチキャリア受信機をさらに含むことを特徴とする請求項１８記載の通信局。
【請求項２１】
前記マルチキャリア受信機は、
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成するデマルチプレクサと、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを行なうための、シンボル・ベクトルの各グループに関連したヌル・キャンセラであって、前記ヌル・キャンセラはヌル点のキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する、ヌル・キャンセラと、
前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、かつ、前記デコーダの出力に複素フィールド・マトリックスを一度に１レイヤ乗じて、前記ヌル・キャンセラのためのシンボル・ベクトルを再生成する、各グループに関連したデコーダと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の通信局。
【請求項２２】
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成する段階と、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化する段階であって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、段階と、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする段階と、
を含むことを特徴とするマルチキャリア通信チャネルを介して送信する方法。
【請求項２３】
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成する段階と、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成する段階であって、前記シンボル・ベクトルの各々は２以上のシンボルを有する、段階と、
さらに次のものを含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記予め符号化されたシンボルをマップする段階によって生成された空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記符号化する段階は、前記複数の並列シンボル・ベクトルの各々を別々に予め符号化し、複数の並列の予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成する段階を含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２６】
前記複素フィールド・マトリックスは、実質的に行方向のヴァンデルモンド構造を有する正方複素フィールド・マトリックスであることを特徴とする請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記マップする段階は、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの前記予め符号化されたシンボルを、前記マルチキャリア通信チャネルの前記サブキャリアの１つへおよび複数の送信アンテナの１つへのマップする段階を含み、各送信アンテナは前記空間チャネルの１つに対応する、
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
前記符号化する段階は、Ｍ×Ｇ個の並列シンボル・ベクトルを符号化し、各並列シンボル・ベクトルはＭ×Ｋ個のシンボルを有し、
前記グループ化する段階は、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルをＧ個の並列シンボル・ベクトルのグループへグループ化し、各グループはＭ個の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有し、
ここで、Ｍ、ＧおよびＫは、正の整数であり、
Ｍ×Ｋ×Ｇは、前記マルチキャリア通信チャネルのデータ・サブキャリア数に等しく、
Ｍは、前記送信アンテナ数に等しい、
ことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルのシンボルは、シンボルのレイヤに関連し、レイヤ数は各グループに対してＭであり、
前記マップする段階は、前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの各予め符号化されたシンボルを、前記シンボルに関連した前記グループおよび前記レイヤに基づいて、前記サブキャリアの１つおよび前記送信アンテナの１つにマップし、
前記マップする段階は、Ｍ×Ｋ×Ｇ個のシンボルを各送信アンテナにマップし、前記サブキャリア上の変調のためにＭ×Ｋ×Ｇ個のシンボルの集合体にマップされたシンボルを提供する、
ことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記マップする段階は、前記レイヤの少なくともいくつかのシンボルを、前記シンボルのグループおよび前記グループ内の位置に基づいて、連続した方法で前記サブキャリアおよび前記送信アンテナへマップする段階を含むことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数の空間チャネルを含み、各空間チャネルは複数の送信アンテナの１つに関連し、
各空間チャネルは、他の空間チャネルと同じ周波数のサブキャリアを使用し、
前記送信アンテナは、それらの間に少なくとも送信周波数のほぼ半波長の距離を有する、
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項３２】
前記マルチキャリア通信チャネルは、複数のシンボルで変調されたサブキャリアを含み、
各シンボルに変調されたサブキャリアは、他のサブキャリアの実質的に中心周波数にヌル点を有し、前記マルチキャリア通信チャネルの前記サブキャリア間に実質的な直交性を達成する、
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項３３】
受信シンボル・ベクトルの対応するサブキャリア周波数のコンポーネントを組み合わせることにより、シンボル・ベクトルのグループを生成する段階と、
復号されたシンボル・ベクトルに基づいて、関連するグループのシンボル・ベクトルのためにサブキャリア単位でヌル・キャンセルを実行し、ヌルがキャンセルされたシンボル・ベクトルを生成する段階と、
符号化された出力に複素フィールド・マトリックスを一度１レイヤ乗じることにより前記関連するグループのシンボルのレイヤを復号し、前記ヌル・キャンセルするためのシンボル・ベクトルを再生成する段階と、
を含むことを特徴とするマルチキャリア通信チャネルを介して受信する方法。
【請求項３４】
ヌル・キャンセルを実行する段階は、連続するレイヤ中の前記シンボル・ベクトルからの干渉を反復してキャンセルすることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記デマルチプレクサによって生成されたシンボル・ベクトルの各グループは、異なるサブキャリアから結合されたシンボル・コンポーネントを含み、
前記符号化する段階は、前記マルチキャリア通信チャネルの各サブキャリアに対する復号された直角位相振幅変調のシンボル・ベクトルを生成するために球状に符号化する段階を含む、
ことを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
複数の受信アンテナ上で受信された前記マルチキャリア通信信号の受信サブキャリアを復調し、各受信アンテナに関連する前記受信シンボル・ベクトルを生成する段階であって、前記受信シンボル・ベクトルは前記マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアからのシンボルのコンポーネントを含む、段階と、
複数の並列ビット・セットを生成するために各グループに対して前記復号されたシンボルのベクトルを逆マップする段階と、
前記複数の並列ビット・セットから直列ビット・ストリームを生成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
１またはそれ以上の実質的に全方向性の送信アンテナと、
前記送信アンテナに結合されたマルチキャリア送信機と、を含むシステムにおいて、前記マルチキャリア送信機は、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成するためのプリコーダと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化するパーティショナであって、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有する、パーティショナと、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする空間-周波数シンボル・マッパと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３８】
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成するシンボル・マッパと、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成する直並列コンバータであって、前記直列ベクトルの各々は２以上のシンボルを有する、直並列コンバータと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３７記載のシステム。
【請求項３９】
空間-周波数シンボル・マッパによって提供される空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路をさらに含むことを特徴とする請求項３８記載のシステム。
【請求項４０】
命令を提供する機械読取可能な媒体において、前記命令が１またはそれ以上のプロセッサによって実行される場合、前記プロセッサは、
シンボル・ベクトルの各々に複素フィールド・マトリックスを乗じることにより複数のシンボル・ベクトルを符号化し、予め符号化されたシンボル・ベクトルを生成し、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを複数のグループにグループ化し、各グループは２以上の前記予め符号化されたシンボル・ベクトルを有し、
前記予め符号化されたシンボル・ベクトルの予め符号化されたシンボルを、少なくとも部分的に前記予め符号化されたシンボルのグループおよび前記グループ内の前記予め符号化されたシンボルの位置に基づいて、マルチキャリア通信チャネルの複数のサブキャリアの１つおよび複数の空間チャネルの１つにマップする、
動作を実行することを特徴とする機械読取可能な媒体。
【請求項４１】
命令を提供する機械読取可能な媒体において、前記命令が１またはそれ以上のプロセッサによって実行される場合、前記プロセッサは、
入力直列ビット・ストリームから直列シンボル・ストリームを生成し、
前記直列シンボル・ストリームから複数の並列シンボル・ベクトルを生成し、前記シンボル・ベクトルの各々は２以上のシンボルを有する、
動作を実行することを特徴とする請求項４０記載の機械読取可能な媒体。
【請求項４２】
命令を提供する機械読取可能な媒体において、前記命令が１またはそれ以上のプロセッサによって実行される場合、前記プロセッサは、前記予め符号化されたシンボルをマップすることによって生成される空間-周波数にマップされたシンボルから、前記空間チャネルの対応するチャネル上に無線周波数（ＲＦ）送信のための信号を生成する高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行することを特徴とする請求項４１記載の機械読取可能な媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００７−５０６３０３（Ｐ２００７−５０６３０３Ａ）
【公表日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２６３４３（Ｐ２００６−５２６３４３）
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９６９８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２９７５８
【国際公開日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５９１００３９４３）インテル・コーポレーション (1,101)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１０日（２００４．９．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２９６９８
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２９７５８
【国際公開日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（５９１００３９４３）インテル・コーポレーション (1,101)
【Ｆターム（参考）】
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