ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいて空間周波数ブロック符号化、空間多重化、およびビーム形成を組み合わせる方法および装置
【課題】多入力多出力（ＭＩＭＯ）直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムにおいて空間周波数ブロック符号化（ＳＦＢＣ）、空間多重化（ＳＭ）、およびビーム形成を組み合わせる方法および装置を提供する。
【解決手段】システム１００は、複数の送信アンテナ１２６を備える送信機１１０および複数の受信アンテナ１２８を備える受信機１３０を含む。送信機は、少なくとも１つのデータストリームおよび複数の空間ストリームを生成する。生成される空間ストリームの数は、送信アンテナ１２６の数および受信アンテナ１２８の数に基づく。送信機１１０は、ＳＦＢＣ、ＳＭ、およびビーム形成のうちの少なくとも１つに従って伝送方式を決定する。送信機１１０は、選択された伝送方式に基づいて、データストリームのデータを受信機１３０に伝送する。
【解決手段】システム１００は、複数の送信アンテナ１２６を備える送信機１１０および複数の受信アンテナ１２８を備える受信機１３０を含む。送信機は、少なくとも１つのデータストリームおよび複数の空間ストリームを生成する。生成される空間ストリームの数は、送信アンテナ１２６の数および受信アンテナ１２８の数に基づく。送信機１１０は、ＳＦＢＣ、ＳＭ、およびビーム形成のうちの少なくとも１つに従って伝送方式を決定する。送信機１１０は、選択された伝送方式に基づいて、データストリームのデータを受信機１３０に伝送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、多入力多出力（ＭＩＭＯ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムにおいて空間周波数ブロック符号化（ＳＦＢＣ：ｓｐａｃｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｉｎｇ）、空間多重化（ＳＭ：ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、および、ビーム形成を組み合わせる方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭはデータが複数のより小さいストリームに分割され、各ストリームが総使用可能伝送帯域幅より小さい帯域幅を持つ副搬送波を使用して伝送されるデータ伝送方式である。ＯＦＤＭの効率は、相互に直交するこれらの副搬送波を選択することに依存する。副搬送波は、各々が全ユーザデータの一部を搬送している間は相互に干渉することはない。
【０００３】
ＯＦＤＭシステムは他の無線通信システムに優る利点を有する。ユーザデータが異なる副搬送波によって搬送されるストリームに分割される場合、各副搬送波の有効データ転送速度は大幅に低くなる。したがって、シンボル長は大幅に大きくなる。大きいシンボル長は、より大きい遅延広がりを許容することができる。したがって、これはマルチパスによってさほど重大な影響を受けることはない。そのため、ＯＦＤＭシンボルは、複雑な受信機の設計を行わなくても遅延広がりを許容することができる。しかし、通常の無線システムは、マルチパスフェージングに取り組むために複雑なチャネル等化方式を必要とする。
【０００４】
ＯＦＤＭのもう１つの利点は、送信機および受信機における直交搬送波の生成を、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）エンジンを使用することによって行うことができることである。ＩＦＦＴおよびＦＦＴの実施はよく知られているので、ＯＦＤＭは容易に実施することができ、複雑な受信機を必要としない。
【０００５】
ＭＩＭＯは、送信機および受信機が共に複数のアンテナを採用する無線送受信方式のタイプを示す。ＭＩＭＯシステムは、空間ダイバーシティまたは空間多重化を利用し、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善してスループットを増大させる。
【０００６】
ＳＦＢＣは、連続するタイムスロット内の同じ副搬送波ではなく、隣接する副搬送波で空間ダイバーシティ符号化のシンボルを伝送する方式である。ＳＦＢＣは、空間時間ブロック符号化（ＳＴＢＣ：ｓｐａｃｅ ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｉｎｇ）に関連する高速時間変動の問題を回避する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、チャネルは、組合せが行われる副搬送波にわたって不変である必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいてＳＦＢＣ、ＳＭ、およびビーム形成を組み合わせる方法および装置に関する。このシステムは、複数の送信アンテナを備える送信機および複数の受信アンテナを備える受信機を含む。送信機は、少なくとも１つのデータストリームおよび複数の空間ストリームを生成する。生成される空間ストリームの数は、送信アンテナの数および受信アンテナの数に基づく。送信機は、ＳＦＢＣ、ＳＭ、およびビーム形成のうちの少なくとも１つに従って伝送方式を決定する。送信機は、上記データストリーム中のデータを選択された伝送方式に基づいて受信機に伝送する。
【０００９】
本発明のさらに深い理解は、例示により示される以下の説明から得られ、添付の図面を参照して理解されるものでありうる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による閉ループモードを実施するＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明による開ループモードを実施するＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、全体を通じて同様の番号が同様の要素を示している図を参照して説明される。
【００１２】
本発明の特徴は、集積回路（ＩＣ）に組み込まれてもよく、あるいは多数の相互接続コンポーネントを備える回路に構成されてもよい。
【００１３】
本発明は、使用可能なデータストリームと空間ストリームの数、および送信アンテナと受信アンテナの数に従って、ＳＦＢＣ、ＳＭ、ＦＤ、およびビーム選択の複数の組合せをもたらす。この組合せは、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの設計の柔軟性と、任意の数の送信アンテナおよび受信アンテナの構成の拡張可能な解決策をもたらす。それぞれの組合せは、パフォーマンス、信頼性、およびデータ転送速度の間のトレードオフを有している。したがって、組合せは、堅牢性、データ転送速度、チャネル条件など、一部の基準に従って選択されうる。データストリームの数は、好ましくは変調および符号化方式に基づいて決定される。空間ストリームの数は、送受信アンテナの数によって決定される。
【００１４】
システムのオペレーションには、閉ループおよび開ループという２つのモードがある。閉ループは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）が送信機に使用可能なときに使用される。開ループは、ＣＳＩが送信機において使用可能ではないときに使用される。変形は、ダイバーシティの利点をもたらす場合にレガシーＳＴＡへの送信に使用されうる。
【００１５】
閉ループモードにおいて、ＣＳＩは、送信機において事前符号化（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）して、さらに受信機においてアンテナ処理を行い、チャネル行列を分解して対角化することにより、実質的に独立したチャネルを作成するために使用される。無線チャネルの固有値広がりのゆえ、ＳＦＢＣおよび／またはＳＭを採用することによりデータ転送速度と堅牢性との間のトレードオフが行われる。この方式により、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）受信機よりも単純な、単純受信機の実施が可能になる。組み合わされた解決策により、従来技術に比べてより大きい範囲にわたるスループットの向上が可能になる。この技法は、副搬送波電力／ビットごとのロードを可能にし、ＣＳＩフィードバックによる閉ループオペレーションを通じて持続した堅牢なリンクを保持する。この技法のもう１つの利点は、送信機および受信機のいずれにおいても任意の数のアンテナに容易に拡張可能であることである。
【００１６】
ＣＳＩは、受信機からのフィードバックによるか、またはチャネル相反の利用を通じて、送信機において取得されうる。遅延要件およびフィードバックデータ転送速度は通常、固有値の本来の周波数非選択性にとって重要ではない。送信アンテナの較正方式が必要とされる。加えて、チャネル品質情報（ＣＱＩ）は、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調方式を決定するために使用される。決定された符号化速度および変調方式は、データストリームの数を決定する。データストリームの数に従って、組合せは、使用可能な空間ストリームと共に選択される。
【００１７】
図１は、本発明による閉ループモードを実施するＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステム１００を示すブロック図である。システム１００は、送信機１１０および受信機１３０を含む。送信機１１０は、チャネル符号化器１１２、マルチプレクサ１１４、電力ローディングユニット１１６、複数のオプションＳＦＢＣユニット１１８、複数の直並列（Ｓ／Ｐ）変換器１２０、送信ビーム形成器１２２、複数のＩＦＦＴユニット１２４、および複数の送信アンテナ１２６を含む。チャネル符号化器１１２は、好ましくは、受信機１３０によって供給されるＣＱＩに従ってデータを符号化する。ＣＱＩは、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調方式を決定するために使用される。符号化されたデータストリームは、マルチプレクサ１１４によって２つまたはそれ以上のデータストリーム１１５に多重化される。
【００１８】
各データストリーム１１５の送信電力レベルは、受信機１３０から供給されるフィードバック１５０に基づいて電力ローディングユニット１１６によって調整される。電力ローディングユニット１１６は、総送信電力をすべての固有ビーム（または副搬送波）にわたって平衡させるために、各固有ビームのデータ転送速度に関して電力レベルを調整する。
【００１９】
オプションＳＦＢＣユニット１１８は、データストリーム１１５上でＳＦＢＣを実行する。ＳＦＢＣは、伝送される各データ転送速度の固有ビームおよび搬送波に対して実行される。固有ビームおよび搬送波のペアは、独立したチャネルを確保するように選択される。ＯＦＤＭシンボルは、Ｋ副搬送波で搬送される。ＳＦＢＣに適応するため、副搬送波は、副搬送波（または副搬送波のグループ）のＬペアに分割される。副搬送波の各グループの帯域幅は、チャネルのコヒーレンス帯域幅よりも小さくすべきである。しかし、固有ビーム形成（ｅｉｇｅｎ−ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）と組み合わせられる場合、固有ビームの周波数感度が低いために、この制約は緩められる。
【００２０】
ブロックコードによって使用される副搬送波グループのペアは、独立していると見なされる。以下に、ＯＦＤＭシンボルに適用されるＡｌａｍｏｕｔｉタイプのＳＦＢＣの例を示す。
【００２１】
【数１】
オプションＳＦＢＣユニット１１８がすべての副搬送波に対してＯＦＤＭシンボルを構築すると、符号化されたブロックはＳ／Ｐ変換器１２０によって多重化され、送信ビーム形成器１２２に入力される。送信ビーム形成器１２２は送信アンテナに固有ビームを分配する。ＩＦＦＴユニット１２４は周波数領域のデータを時間領域のデータに変換する。
【００２２】
受信機１３０は、複数の受信アンテナ１２８、複数のＦＦＴユニット１３２、受信ビーム形成器１３４、複数のオプションＳＦＢＣ復号ユニット１３６、デマルチプレクサ１３８、チャネル復号器１４４、チャネル推定器１４０、ＣＳＩ発生器１４２、およびＣＱＩ発生器１４６を備える。
【００２３】
ＦＦＴユニット１３２は、アンテナ１２８によって時間領域で受信されたサンプルを周波数領域に変換する。受信ビーム形成器１３４、オプションＳＦＢＣ復号ユニット１３６、デマルチプレクサ１３８、およびチャネル復号器１４４は、周波数領域に変換されたサンプルを処理する。
【００２４】
チャネル推定器１４０は、送信機から伝送されたトレーニングシーケンスを使用してチャネル行列を生成し、特異値分解（ＳＶＤ）または固有値分解により、チャネル行列を、２つのビーム形成ユニタリ行列ＵおよびＶ（Ｕは送信用、Ｖは受信用）と、副搬送波（または副搬送波グループ）ごとの対角行列Ｄに分解する。ＣＳＩ発生器１４２は、チャネル推定結果からＣＳＩ１４７を生成し、ＣＱＩ発生器は復号結果に基づいてＣＱＩ１４８を生成する。ＣＳＩおよびＣＱＩは、受信機１３０からのフィードバック１５０を送信機１１０に供給する。
【００２５】
ｎＴ送信アンテナとｎＲ受信アンテナの間のチャネル行列Ｈは、以下のように示されうる。
【００２６】
【数２】
チャネル行列Ｈは、ＳＶＤによって以下のように分解される。
【００２７】
Ｈ＝ＵＤＶＨ
ここで、ＵおよびＶはユニタリ行列であり、Ｄは対角行列である。Ｕ∈ＣｎＲｘｎＲおよびＶ∈ＣｎＴｘｎＴである。次いで、送信シンボルベクトルｓに対して、送信事前符号化は単に以下のように実行される。
【００２８】
ｘ＝Ｖｓ
受信された信号は以下のようになる。
【００２９】
ｙ＝ＨＶｓ＋ｎ
ここでｎは、チャネルに発生したノイズである。受信機は、整合フィルタを使用することにより分解を完結する。
【００３０】
ＶＨＨＨ＝ＶＨＶＤＨＵＨ＝ＤＨＵＨ
固有ビームのチャネルゲインを正規化した後、送信シンボルｓの推定は以下のようになる。
【００３１】
【数３】
シンボルｓは、継続的な干渉取り消しを実行する必要がないか、またはＭＭＳＥタイプの検出器なくして検出される。ＤＨＤは、対角線にわたるＨの固有値によって形成される対角行列である。したがって、正規化係数はα＝Ｄ−２である。ＵはＨＨＨの固有ベクトルであり、ＶはＨＨＨの固有ベクトルであり、ＤはＨの特異値（ＨＨＨの固有値の平方根）の対角行列である。
【００３２】
オプションＳＦＢＣユニット１１８およびオプションＳＦＢＣ復号ユニット１３６が、送信機１１０および受信機１３０からそれぞれ取り外された場合、送信機１１０および受信機１３０はＳＭに使用されうる。
【００３３】
開ループモードにおいて、送信機１１０の空間周波数符号化と空間広がりの組合せは、ＣＳＩ１４７を必要とすることなくダイバーシティをもたらす。ＣＱＩ１４８は、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調を決定するために使用される。この符号化速度および変調方式は、データストリームの数を決定する。データストリームの数に従って、組合せは、使用可能な空間ストリームと共に選択される。
【００３４】
図２は、本発明による開ループモードを実施するシステム２００を示すブロック図である。システム２００は、送信機２１０および受信機２３０を含む。開ループモードにおいて、送信機２１０の空間周波数符号化と空間広がりの組合せは、ＣＳＩを必要とすることなくダイバーシティをもたらす。この方式の変形は、レガシーＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇのユーザ機器と共に動作する場合に使用されうる。
【００３５】
送信機２１０は、チャネル符号化器２１２、マルチプレクサ２１４、電力ローディングユニット２１６、複数のＳＦＢＣユニット２１８、複数の直並列（Ｓ／Ｐ）変換器２２０、ビーム形成器網（ＢＦＮ：ｂｅａｍ ｆｏｒｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）２２２、複数のＩＦＦＴユニット２２４、および複数の送信アンテナ２２６を含む。閉ループモードにおける場合と同様に、チャネル符号化器２１２は、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調を決定するためにＣＱＩを使用する。符号化されたデータストリーム２１３は、マルチプレクサ２１４によって２つまたはそれ以上のデータストリーム２１５に多重化される。ＢＦＮ２２２は空間にＮ個のビームを形成するが、ここでＮはアンテナ２２６の数である。ビームは、ＢＦＮ行列演算によって擬似乱数で構築される。ＳＦＢＣ符号化に使用される独立した副搬送波グループは、個々のビームで伝送される。
【００３６】
レガシーのサポートのため、ＳＦＢＣ符号化は実行されなくてもよい。その代わり、ビーム順列を通じてダイバーシティが実行されるが、これはダイバーシティを改善するので、レガシーＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇのユーザ機器のパフォーマンスを向上させる。
【００３７】
受信機２３０は、複数の受信アンテナ２３１、ＦＦＴユニット２３２、ＢＦＮ２３４、ＳＦＢＣ復号および結合ユニット２３６、およびチャネル復号器２３８を含む。ＦＦＴユニット２３２は、受信アンテナ２３１によって時間領域で受信されたサンプルを周波数領域に変換する。ＳＦＢＣ復号および結合ユニット２３６は、副搬送波グループ／固有ビームから受信されたシンボルを復号して結合し、それらを配列サイズの予備的知識を使用して並列から直列に変換する。シンボルは、ＭＲＣを使用して結合される。チャネル復号器２３８は、結合されたシンボルを復号し、ＣＱＩ２４０を生成する。
【００３８】
ＳＦＢＣユニット２１８およびＳＦＢＣ復号および結合ユニット２３６のＳＦＢＣ復号機能が送信機２１０および受信機２３０からそれぞれ取り外された場合、送信機２１０および受信機２３０はＳＭに使用されうる。
【００３９】
本発明によるＳＦＢＣ、ＳＭ、ＦＤ、およびビーム選択の組合せの例は、以下で説明される。
【００４０】
Ｓｉは、変調されたシンボルのグループを示す。長さは、データの副搬送波が分割されるグループの数に依存する。副搬送波は、２つのグループに分割される。各Ｓｉは、長さがデータの副搬送波の数の半分であるシンボルを含む。
【００４１】
ｄｎは、チャネル行列の特異値を示す。ここで、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞．．．＞ｄＭであり、Ｍは特異値の最大数（つまり、送信アンテナの数）である。
【００４２】
速度＝１は、１つのＯＦＤＭシンボル長の間に１つの副搬送波あたりＭ個のシンボルが伝送され、回復されることを意味する。Ｍよりも少ないシンボルが伝送され回復される場合、速度は分数である。
【００４３】
ＦＤにおいて、Ｓｉが副搬送波の半分で伝送され、Ｓｉ＊は副搬送波の残りの半分で伝送される。
【００４４】
単一入力単一出力（ＳＩＳＯ） − 単一の送信アンテナの場合。
【００４５】
ＳＩＳＯの場合、１つのデータストリームおよび１つの空間ストリームのみが実施される。ＦＤを使用しない場合、副搬送波あたり１つのシンボルが伝送される。ＦＤを使用する場合、２つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送される。このことが、表１にまとめられている。
【００４６】
【表１】
【００４７】
２つの送信アンテナの場合。
【００４８】
２つの送信アンテナを使用すると、２×１または２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムがサポートされ、１つのデータストリームまたは２つのデータストリームのいずれもサポートされうる。
【００４９】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【００５０】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないビーム選択およびＳＦＢＣが使用されうる。より小さい特異値を有するビームで伝送されたデータは消滅するので、ＳＶＤを通じて１つのビームが選択される。より大きい特異値を有するＳＶＤビームが選択される。ＦＤを使用しないビーム選択の場合、１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するビーム選択の場合、２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤを使用するビーム選択において、速度は、ＦＤを使用しないビーム選択の場合の半分であるが、信頼性が高まる。
【００５１】
より小さい特異値を有するビームで伝送されたデータは消滅するが、２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送されうる。この方式を使用して、副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ビーム選択の場合と比較すると、より小さい特異値を持つ第２のストリームがノイズのみを含むので、この場合のパフォーマンスは低下する。
【００５２】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表２にまとめられている。
【００５３】
【表２】
【００５４】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【００５５】
開ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭおよびＳＦＢＣが使用されうる。ＦＤを使用しないＳＭ（固定ビーム形成行列を備える）の場合、固定ビーム形成およびＳＭを使用することにより各空間ストリームの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、固定ビーム形成およびＳＭを使用することにより各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【００５６】
ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。そのような場合、一方の空間ストリームの２つの副搬送波で１つのシンボルが伝送され、他方の空間ストリームの１つの副搬送波で１つのシンボルが伝送される。データ転送速度は、ＦＤを使用しないＳＭの場合の３／４である。
【００５７】
固定ビーム形成行列を備えるＳＦＢＣが使用される場合、データストリームの２つのデータシンボルは、固定ビーム形成を使用することにより２つのアンテナ経由で２つの副搬送波で伝送される。データ転送速度は、ＦＤを使用しないＳＭの場合の半分である。
【００５８】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの１つのデータストリームの場合が、表３にまとめられている。
【００５９】
【表３】
【００６０】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ２つのデータストリームの場合。
【００６１】
２つのデータストリームの場合、前述のように、より小さい特異値を有するＳＶＤビームはノイズしか搬送せず消滅するので、開ループモードが使用されるべきである。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００６２】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表４にまとめられている。
【００６３】
【表４】
【００６４】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【００６５】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭ、ＦＤを使用するかまたは使用しないビーム選択、およびＳＦＢＣが使用されうる。閉ループモードにおいて、２つの空間ビームは各副搬送波のＳＶＤによって形成される。
【００６６】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００６７】
ビーム選択の場合、より大きい特異値を有する、各副搬送波の２つのビームのうちの一方のＳＶＤビームが選択され、各副搬送波の他方のビームは破棄される。ＦＤを使用しないビーム選択の場合、１つの空間ストリームを使用することにより１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤを使用するビーム選択の場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【００６８】
各副搬送波の２つの空間ストリームは、各副搬送波のチャネルのＳＶＤに従って生成され、２つのデータシンボルはＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波で伝送されうる。
【００６９】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表５にまとめられている。
【００７０】
【表５】
【００７１】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【００７２】
開ループにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭおよびＳＦＢＣがサポートされうる。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、各副搬送波の両方の空間ストリームが使用されうる。
【００７３】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００７４】
データストリームの２つのデータシンボルは、固定ビーム形成およびＳＦＢＣを使用することにより各空間ストリームの２つの副搬送波で伝送されうる。
【００７５】
送信方法は、２×１のシステムの送信方法と同様である。しかし、受信機において２つの受信アンテナが使用されるので、パフォーマンスはさらに向上する。
【００７６】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの１つのデータストリームの場合が、表６にまとめられている。
【００７７】
【表６】
【００７８】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【００７９】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭが使用されうる。ＳＭはＳＶＤビーム形成で実行され、２つの空間ストリームは各副搬送波に使用可能である。２つのデータストリームがあるので、１つの空間ストリームは各データストリームに割り当てられる必要があり、同様の理由からＳＦＢＣは可能ではない。
【００８０】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００８１】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの２つのデータストリームの場合が、表７にまとめられている。
【００８２】
【表７】
【００８３】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。
【００８４】
開ループにおいて、ＳＭは固定ビーム形成行列で実施され、２つの空間ストリームは各副搬送波に使用可能である。上記で説明されているように、１つの空間ストリームが各データストリームに割り当てられる。
【００８５】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００８６】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表８にまとめられている。
【００８７】
【表８】
【００８８】
３つの送信アンテナの場合。
【００８９】
３つの送信アンテナを使用すると、３×１、３×２、および３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムがサポートされ、１つ、２つ、または３つのデータストリームのいずれもサポートされうる。
【００９０】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【００９１】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないビーム選択およびＳＦＢＣが使用されうる。ビームはＳＶＤビーム形成により生成され、ビーム選択の場合、１つの空間ビームが選択される（２つの他のビームがノイズしか搬送せず消滅するので、１つのビームのみが使用可能である）。最大の特異値を有するビームが選択される。
【００９２】
ＦＤを使用しないビーム選択の場合、選択された空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するビーム選択の場合、選択された空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【００９３】
ＳＶＤビーム形成によるＳＦＢＣの場合、各副搬送波に２つの空間ストリームが選択され、空間ストリームの一方は最大特異値に対応し、他方はその残りの１つに対応する。しかし、たとえ２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送されうるとしても、１つの空間ストリームがノイズしか含まないので、パフォーマンスは非常に低くなる。
【００９４】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表９にまとめられている。
【００９５】
【表９】
【００９６】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【００９７】
開ループの場合において、ＳＭおよびＳＦＢＣは固定ビーム形成行列で実施され、３つの空間ストリームが使用可能である。
【００９８】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。１つの空間ストリームで２つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送され、他の２つの空間ストリームで１つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送されるか、または２つの空間ストリームで２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、残りの空間ストリームで１つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送される。
【００９９】
ＳＦＢＣは、ＦＤを使用するかまたは使用しなくても実施されうる。各副搬送波の３つの空間ストリームのうち、２つの空間ストリームはＳＦＢＣに使用され、残りの１つは独立したデータシンボルに使用される。したがって、３つのシンボルは、各瞬間に各副搬送波に対して伝送されうる。
【０１００】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの１つのデータストリームの場合が、表１０にまとめられている。
【０１０１】
【表１０】
【０１０２】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ２つのデータストリームの場合。
【０１０３】
この場合、開ループ構造は、２つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭおよびＳＦＢＣは、固定ビーム形成行列で実施され、２つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。
【０１０４】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１０５】
ＳＦＢＣでは、一方のデータストリームはＳＦＢＣを使用することにより伝送されて回復され、他方のデータストリームはＳＦＢＣを使用しない。各副搬送波の３つの空間ストリームのうち、２つの空間ストリームはＳＦＢＣに使用され、残りの１つは他方のデータストリームに使用される。
【０１０６】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表１１にまとめられている。
【０１０７】
【表１１】
【０１０８】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ３つのデータストリームの場合。
【０１０９】
この場合、開ループ構造は、３つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭおよびＳＦＢＣは、固定ビーム形成行列で実施され、３つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割され、ＳＦＢＣはこの場合には不可能である。
【０１１０】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１１１】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの３つのデータストリームの場合が、表１２にまとめられている。
【０１１２】
【表１２】
【０１１３】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１１４】
この場合には、２つの空間ストリームが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の３つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。
【０１１５】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１１６】
ＳＦＢＣの場合、各副搬送波の２つの空間ストリームが選択され、２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。この方式を使用して、２つの副搬送波あたり２つのデータシンボルが回復されうる。
【０１１７】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表１３にまとめられている。
【０１１８】
【表１３】
【０１１９】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１２０】
１つのデータストリームの３×２の開ループの場合は、１つのデータストリームの３×１の開ループの場合と同様である。
【０１２１】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１２２】
この場合には、２つの空間ストリームが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の３つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。
【０１２３】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１２４】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの２つのデータストリームの場合が、表１４にまとめられている。
【０１２５】
【表１４】
【０１２６】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１２７】
２つのデータストリームの３×２の開ループの場合は、２つのデータストリームの３×１の開ループの場合と同様である。
【０１２８】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ − ３つのデータストリームの場合。
【０１２９】
３つのデータストリームの３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムは、３つのデータストリームの３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの場合と同様である。
【０１３０】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１３１】
閉ループの場合は、３つの空間ストリームが使用可能である。ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１３２】
ＳＦＢＣの場合には、３つの空間ストリームから２つの空間ストリームが選択される。好ましくは、より小さい特異値を有する、各副搬送波の２つの不良空間ストリームが選択される。２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。各副搬送波の他方の良好なストリームの場合、ＳＦＢＣを行わずに１つのデータシンボルが伝送される。
【０１３３】
非ＳＦＢＣ空間ストリームについては、ＦＤが使用される場合、この空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤが使用されない場合、この空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１３４】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表１５にまとめられている。
【０１３５】
【表１５】
【０１３６】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１３７】
開ループの場合は、１つのデータストリームの３×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１３８】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１３９】
３つの空間ストリームがこの場合に使用可能であり、２つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。閉ループにおいて、ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１４０】
ＳＦＢＣの場合には、３つの空間ストリームから２つの空間ストリームが選択される。好ましくは、より小さい特異値を有する、各副搬送波の２つの不良空間ストリームが選択される。一方のデータストリームについては、２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送され、各搬送波の他方の良好なストリームでは他方のデータストリームがＳＦＢＣを使用せずに伝送される。
【０１４１】
非ＳＦＢＣ空間ストリームについては、ＦＤが使用されない場合、この空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤが使用される場合、この空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１４２】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表１６にまとめられている。
【０１４３】
【表１６】
【０１４４】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１４５】
開ループの場合は、２つのデータストリームの３×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１４６】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０１４７】
３つの空間ストリームがこの場合に使用可能であり、３つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。閉ループにおいて、ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１４８】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表１７にまとめられている。
【０１４９】
【表１７】
【０１５０】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０１５１】
開ループの場合は、３つのデータストリームの３×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１５２】
４つの送信アンテナの場合。
【０１５３】
４つの送信アンテナを使用すると、４×１、４×２、４×３、および４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムがサポートされ、１つ、２つ、３つ、または４つのデータストリームのいずれもサポートされうる。
【０１５４】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１５５】
この場合には、１つの空間ストリームのみが使用可能である。閉ループの場合には、ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の４つのビームから１つのビームが選択される。最大の特異値を有するＳＶＤビームが選択される。
【０１５６】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１５７】
ＳＶＤビーム形成によるＳＦＢＣの場合、ＳＶＤを通じて生成された４つのビームから各副搬送波の２つの空間ストリームが選択される。一方は最大特異値に対応し、他方は残りの特異値の１つに対応する。たとえ２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送されうるとしても、不良空間ストリームがノイズしか含まないので、パフォーマンスは低くなる。
【０１５８】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表１８にまとめられている。
【０１５９】
【表１８】
【０１６０】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１６１】
ＳＭは固定ビーム形成行列で実施され、４つの空間ストリームが使用可能である。
【０１６２】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。以下の表１９に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。１つのデータストリームについては、すべてのデータシンボルに同等の品質を保持するためにこれらの組合せを使用することはできない。
【０１６３】
固定ビーム形成行列によるＳＭおよびＳＦＢＣの組合せは可能である。第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭである。１つのデータストリームについては、すべてのデータシンボルに同等の品質を保持するためにこのオプションを使用することはできない。各副搬送波の他の２つの空間ストリームは、データストリームの残りの２つのデータシンボルのＳＭに使用される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２０に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１６４】
第２のオプションは、２つの２×２ＳＦＢＣを使用することである。各副搬送波の４つの空間ストリームは２つのストリームの２つのグループに分割され、各グループは各ＳＦＢＣに割り当てられる。各瞬間について、固定ビーム形成および２つの２×２ＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波で４つのデータシンボルが伝送される。
【０１６５】
【表１９】
【０１６６】
【表２０】
【０１６７】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ２つのデータストリームの場合。
【０１６８】
この場合、開ループは、２つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、２つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。
【０１６９】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２１に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。表２１における組合せ事例１および３は、各データストリームの各データシンボルに同等の品質を保持するものではない。
【０１７０】
固定ビーム形成行列によるＳＭおよびＳＦＢＣの組合せは可能である。第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭである。一方のデータストリームはＳＦＢＣに割り当てられ、他方のデータストリームはＳＭによって伝送される。各副搬送波の２つの空間ストリームはＳＦＢＣに使用され、各副搬送波の残りの２つの空間ストリームＳＭに使用される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２２に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。この組合せは、ＳＭを使用する、データストリームの各データシンボルに同等の品質を保持するものではない。
【０１７１】
第２のオプションは、２つの２×２ＳＦＢＣを使用することである。各データストリームは、別個の２×２ＳＦＢＣに割り当てられる。各副搬送波の４つの空間ストリームは２つのストリームの２つのグループに分割され、各グループは各ＳＦＢＣに割り当てられる。各瞬間について、固定ビーム形成および各２×２ＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波で各データストリームの２つのデータシンボルが伝送される。
【０１７２】
【表２１】
【０１７３】
【表２２】
【０１７４】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ３つのデータストリームの場合。
【０１７５】
この場合、開ループは、３つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、３つのデータストリームは各副搬送波の４つのデータシンボルに分割される。表２１のすべての組合せが使用されうる。
【０１７６】
固定ビーム形成行列によるＳＭおよびＳＦＢＣの組合せは可能である。第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭを使用することである。各副搬送波の２つの空間ストリームは、ＳＦＢＣに使用される。１つのデータストリームはこのＳＦＢＣおよび固定ビーム形成を使用して伝送され、各副搬送波の他の２つの空間ストリームは、残りの２つのデータストリームのＳＭに使用される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２３に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１７７】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの３つのデータストリームの場合が、表２３にまとめられている。
【０１７８】
【表２３】
【０１７９】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ４つのデータストリームの場合。
【０１８０】
この場合、開ループは、４つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、４つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２１のすべての方法が使用されうる。
【０１８１】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１８２】
この場合には、２つの空間ストリームのみが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の４つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２４に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１８３】
ＳＦＢＣの場合、より大きい特異値を有する、各副搬送波の２つの空間ストリームが選択される。２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。この方式を使用して、各瞬間に２つの副搬送波あたり２つのデータシンボルが回復される。
【０１８４】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表２４にまとめられている。
【０１８５】
【表２４】
【０１８６】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１８７】
この場合は、１つのデータストリームの４×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１８８】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１８９】
この場合には、２つの空間ストリームが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の４つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１９０】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表２５にまとめられている。
【０１９１】
【表２５】
【０１９２】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。この場合は、２つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０１９３】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ − ３つのデータストリームの場合。この場合は、３つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０１９４】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ − ４つのデータストリームの場合。この場合は、４つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０１９５】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１９６】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、３つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。より大きい特異値を有する３つの空間ストリームが選択される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２６に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１９７】
ＳＦＢＣの場合、より大きい特異値を有する、各副搬送波の３つの空間ストリームが選択される。それらの中から、好ましくは２つの不良空間ストリームである、２つの空間ストリームがＳＦＢＣのために割り当てられる。２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送され、各搬送波の最善空間ストリームでは、１つのデータシンボルがＳＦＢＣを使用せずに伝送される。後者の空間ストリームについては、ＦＤが使用されない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤが使用される場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１９８】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表２６にまとめられている。
【０１９９】
【表２６】
【０２００】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。この場合は、１つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２０１】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０２０２】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、３つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。２つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。表２６のすべての方法がこの場合に適用されうる。
【０２０３】
ＳＦＢＣの場合、１つのデータストリームがＳＦＢＣを使用することにより伝送される。より大きい特異値を有する、各副搬送波の３つの空間ストリームが選択される。それらの中から、好ましくは２つの不良空間ストリームである、各副搬送波の２つの空間ストリームがＳＦＢＣのために割り当てられる。２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。
【０２０４】
その他のデータストリームは、ＳＭを使用することにより伝送される。表２６のＳＦＢＣのすべての方法がこの場合に使用されうる。
【０２０５】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの２つのデータストリームの場合が、表２７にまとめられている。
【０２０６】
【表２７】
【０２０７】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。この場合は、２つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２０８】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０２０９】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、３つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。３つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２１０】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの３つのデータストリームの場合が、表２８にまとめられている。
【０２１１】
【表２８】
【０２１２】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ３つのデータストリームの場合。この場合は、３つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２１３】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ４つのデータストリームの場合。この場合は、４つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２１４】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０２１５】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２９に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２１６】
ＳＦＢＣの第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭを使用することである。各副搬送波の特異値により、好ましくはより小さい特異値を有する２つの不良空間ストリームである、２つの空間ストリームが選択される。各副搬送波のこれらの２つの不良空間ストリームで、データシンボルがＳＦＢＣを使用することにより伝送される。各副搬送波の残りの２つの良好な空間ストリームを使用することにより、２つのデータシンボルが、ＳＦＢＣを使用せずに、ＳＭを使用することにより伝送される。この場合は、ＦＤを使用せずに、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用して、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表３０に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２１７】
第２のオプションは、２つの２×２ＳＦＢＣを使用することである。各２つのデータシンボルは、別個の２×２ＳＦＢＣに割り当てられる。各副搬送波の４つの空間ストリームは２つの空間ストリームの２つのグループに分割され、各グループは各ＳＦＢＣに割り当てられる。各瞬間について、ＳＶＤビーム形成および２つの２×２ＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波でデータストリームの４つのデータシンボルが伝送される。
【０２１８】
ＳＭによる４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が表２９に、ＳＦＢＣによる４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が表３０にまとめられている。
【０２１９】
【表２９】
【０２２０】
【表３０】
【０２２１】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。この場合は、１つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２２２】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０２２３】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームがこの場合に使用可能である。２つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２９および表３０のすべての方法が使用されうる。
【０２２４】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。この場合は、２つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２２５】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０２２６】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームがこの場合に使用可能である。３つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２９のすべての方法が使用されうる。
【０２２７】
ＳＦＢＣの場合には、１つの２×２のＳＦＢＣおよび２つのＳＭが、３つのデータストリームに使用される。１つのデータストリームが、ＳＶＤビーム形成で２×２のＳＦＢＣを使用することにより伝送される。各副搬送波の特異値により、好ましくはより小さい特異値を有する２つの不良空間ストリームである、２つの空間ストリームが選択される。各副搬送波のこれらの２つの不良空間ストリームで、２つの副搬送波の１つのデータストリームの２つのデータシンボルが、ＳＦＢＣおよびＳＶＤビーム形成を使用することにより伝送される。その他の２つのデータストリームは、ＳＶＤビーム形成でＳＭを使用することにより伝送される。各副搬送波の残りの２つの良好な空間ストリームを使用して、他の２つのデータストリームの副搬送波あたり２つのデータシンボルが、ＳＦＢＣを使用せずに、ＳＭを使用することにより伝送される。この場合は、ＦＤを使用せずに、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用して、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表３１に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２２８】
ＳＦＢＣによる４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの３つのデータストリームの場合が、表３１にまとめられている。
【０２２９】
【表３１】
【０２３０】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ３つのデータストリームの場合。この場合は、３つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２３１】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ４つのデータストリームの場合。
【０２３２】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。４つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２９のすべての方法が使用されうる。
【０２３３】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ４つのデータストリームの場合。この場合は、４つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２３４】
本発明の特徴および要素が特定の組合せの好ましい実施形態において説明されているが、それぞれの特徴または要素は、好ましい実施形態のその他の特徴および要素を使用することなく単独で使用されうるか、あるいは本発明のその他の特徴および要素を使用するか
または使用せずに様々な組合せで使用されうる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、多入力多出力（ＭＩＭＯ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎｐｕｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔｐｕｔ）直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムにおいて空間周波数ブロック符号化（ＳＦＢＣ：ｓｐａｃｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｉｎｇ）、空間多重化（ＳＭ：ｓｐａｔｉａｌ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、および、ビーム形成を組み合わせる方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭはデータが複数のより小さいストリームに分割され、各ストリームが総使用可能伝送帯域幅より小さい帯域幅を持つ副搬送波を使用して伝送されるデータ伝送方式である。ＯＦＤＭの効率は、相互に直交するこれらの副搬送波を選択することに依存する。副搬送波は、各々が全ユーザデータの一部を搬送している間は相互に干渉することはない。
【０００３】
ＯＦＤＭシステムは他の無線通信システムに優る利点を有する。ユーザデータが異なる副搬送波によって搬送されるストリームに分割される場合、各副搬送波の有効データ転送速度は大幅に低くなる。したがって、シンボル長は大幅に大きくなる。大きいシンボル長は、より大きい遅延広がりを許容することができる。したがって、これはマルチパスによってさほど重大な影響を受けることはない。そのため、ＯＦＤＭシンボルは、複雑な受信機の設計を行わなくても遅延広がりを許容することができる。しかし、通常の無線システムは、マルチパスフェージングに取り組むために複雑なチャネル等化方式を必要とする。
【０００４】
ＯＦＤＭのもう１つの利点は、送信機および受信機における直交搬送波の生成を、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）エンジンを使用することによって行うことができることである。ＩＦＦＴおよびＦＦＴの実施はよく知られているので、ＯＦＤＭは容易に実施することができ、複雑な受信機を必要としない。
【０００５】
ＭＩＭＯは、送信機および受信機が共に複数のアンテナを採用する無線送受信方式のタイプを示す。ＭＩＭＯシステムは、空間ダイバーシティまたは空間多重化を利用し、信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善してスループットを増大させる。
【０００６】
ＳＦＢＣは、連続するタイムスロット内の同じ副搬送波ではなく、隣接する副搬送波で空間ダイバーシティ符号化のシンボルを伝送する方式である。ＳＦＢＣは、空間時間ブロック符号化（ＳＴＢＣ：ｓｐａｃｅ ｔｉｍｅ ｂｌｏｃｋ ｃｏｄｉｎｇ）に関連する高速時間変動の問題を回避する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、チャネルは、組合せが行われる副搬送波にわたって不変である必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムにおいてＳＦＢＣ、ＳＭ、およびビーム形成を組み合わせる方法および装置に関する。このシステムは、複数の送信アンテナを備える送信機および複数の受信アンテナを備える受信機を含む。送信機は、少なくとも１つのデータストリームおよび複数の空間ストリームを生成する。生成される空間ストリームの数は、送信アンテナの数および受信アンテナの数に基づく。送信機は、ＳＦＢＣ、ＳＭ、およびビーム形成のうちの少なくとも１つに従って伝送方式を決定する。送信機は、上記データストリーム中のデータを選択された伝送方式に基づいて受信機に伝送する。
【０００９】
本発明のさらに深い理解は、例示により示される以下の説明から得られ、添付の図面を参照して理解されるものでありうる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による閉ループモードを実施するＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明による開ループモードを実施するＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、全体を通じて同様の番号が同様の要素を示している図を参照して説明される。
【００１２】
本発明の特徴は、集積回路（ＩＣ）に組み込まれてもよく、あるいは多数の相互接続コンポーネントを備える回路に構成されてもよい。
【００１３】
本発明は、使用可能なデータストリームと空間ストリームの数、および送信アンテナと受信アンテナの数に従って、ＳＦＢＣ、ＳＭ、ＦＤ、およびビーム選択の複数の組合せをもたらす。この組合せは、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの設計の柔軟性と、任意の数の送信アンテナおよび受信アンテナの構成の拡張可能な解決策をもたらす。それぞれの組合せは、パフォーマンス、信頼性、およびデータ転送速度の間のトレードオフを有している。したがって、組合せは、堅牢性、データ転送速度、チャネル条件など、一部の基準に従って選択されうる。データストリームの数は、好ましくは変調および符号化方式に基づいて決定される。空間ストリームの数は、送受信アンテナの数によって決定される。
【００１４】
システムのオペレーションには、閉ループおよび開ループという２つのモードがある。閉ループは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）が送信機に使用可能なときに使用される。開ループは、ＣＳＩが送信機において使用可能ではないときに使用される。変形は、ダイバーシティの利点をもたらす場合にレガシーＳＴＡへの送信に使用されうる。
【００１５】
閉ループモードにおいて、ＣＳＩは、送信機において事前符号化（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ）して、さらに受信機においてアンテナ処理を行い、チャネル行列を分解して対角化することにより、実質的に独立したチャネルを作成するために使用される。無線チャネルの固有値広がりのゆえ、ＳＦＢＣおよび／またはＳＭを採用することによりデータ転送速度と堅牢性との間のトレードオフが行われる。この方式により、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ：Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ Ｅｒｒｏｒ）受信機よりも単純な、単純受信機の実施が可能になる。組み合わされた解決策により、従来技術に比べてより大きい範囲にわたるスループットの向上が可能になる。この技法は、副搬送波電力／ビットごとのロードを可能にし、ＣＳＩフィードバックによる閉ループオペレーションを通じて持続した堅牢なリンクを保持する。この技法のもう１つの利点は、送信機および受信機のいずれにおいても任意の数のアンテナに容易に拡張可能であることである。
【００１６】
ＣＳＩは、受信機からのフィードバックによるか、またはチャネル相反の利用を通じて、送信機において取得されうる。遅延要件およびフィードバックデータ転送速度は通常、固有値の本来の周波数非選択性にとって重要ではない。送信アンテナの較正方式が必要とされる。加えて、チャネル品質情報（ＣＱＩ）は、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調方式を決定するために使用される。決定された符号化速度および変調方式は、データストリームの数を決定する。データストリームの数に従って、組合せは、使用可能な空間ストリームと共に選択される。
【００１７】
図１は、本発明による閉ループモードを実施するＯＦＤＭ−ＭＩＭＯシステム１００を示すブロック図である。システム１００は、送信機１１０および受信機１３０を含む。送信機１１０は、チャネル符号化器１１２、マルチプレクサ１１４、電力ローディングユニット１１６、複数のオプションＳＦＢＣユニット１１８、複数の直並列（Ｓ／Ｐ）変換器１２０、送信ビーム形成器１２２、複数のＩＦＦＴユニット１２４、および複数の送信アンテナ１２６を含む。チャネル符号化器１１２は、好ましくは、受信機１３０によって供給されるＣＱＩに従ってデータを符号化する。ＣＱＩは、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調方式を決定するために使用される。符号化されたデータストリームは、マルチプレクサ１１４によって２つまたはそれ以上のデータストリーム１１５に多重化される。
【００１８】
各データストリーム１１５の送信電力レベルは、受信機１３０から供給されるフィードバック１５０に基づいて電力ローディングユニット１１６によって調整される。電力ローディングユニット１１６は、総送信電力をすべての固有ビーム（または副搬送波）にわたって平衡させるために、各固有ビームのデータ転送速度に関して電力レベルを調整する。
【００１９】
オプションＳＦＢＣユニット１１８は、データストリーム１１５上でＳＦＢＣを実行する。ＳＦＢＣは、伝送される各データ転送速度の固有ビームおよび搬送波に対して実行される。固有ビームおよび搬送波のペアは、独立したチャネルを確保するように選択される。ＯＦＤＭシンボルは、Ｋ副搬送波で搬送される。ＳＦＢＣに適応するため、副搬送波は、副搬送波（または副搬送波のグループ）のＬペアに分割される。副搬送波の各グループの帯域幅は、チャネルのコヒーレンス帯域幅よりも小さくすべきである。しかし、固有ビーム形成（ｅｉｇｅｎ−ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）と組み合わせられる場合、固有ビームの周波数感度が低いために、この制約は緩められる。
【００２０】
ブロックコードによって使用される副搬送波グループのペアは、独立していると見なされる。以下に、ＯＦＤＭシンボルに適用されるＡｌａｍｏｕｔｉタイプのＳＦＢＣの例を示す。
【００２１】
【数１】
オプションＳＦＢＣユニット１１８がすべての副搬送波に対してＯＦＤＭシンボルを構築すると、符号化されたブロックはＳ／Ｐ変換器１２０によって多重化され、送信ビーム形成器１２２に入力される。送信ビーム形成器１２２は送信アンテナに固有ビームを分配する。ＩＦＦＴユニット１２４は周波数領域のデータを時間領域のデータに変換する。
【００２２】
受信機１３０は、複数の受信アンテナ１２８、複数のＦＦＴユニット１３２、受信ビーム形成器１３４、複数のオプションＳＦＢＣ復号ユニット１３６、デマルチプレクサ１３８、チャネル復号器１４４、チャネル推定器１４０、ＣＳＩ発生器１４２、およびＣＱＩ発生器１４６を備える。
【００２３】
ＦＦＴユニット１３２は、アンテナ１２８によって時間領域で受信されたサンプルを周波数領域に変換する。受信ビーム形成器１３４、オプションＳＦＢＣ復号ユニット１３６、デマルチプレクサ１３８、およびチャネル復号器１４４は、周波数領域に変換されたサンプルを処理する。
【００２４】
チャネル推定器１４０は、送信機から伝送されたトレーニングシーケンスを使用してチャネル行列を生成し、特異値分解（ＳＶＤ）または固有値分解により、チャネル行列を、２つのビーム形成ユニタリ行列ＵおよびＶ（Ｕは送信用、Ｖは受信用）と、副搬送波（または副搬送波グループ）ごとの対角行列Ｄに分解する。ＣＳＩ発生器１４２は、チャネル推定結果からＣＳＩ１４７を生成し、ＣＱＩ発生器は復号結果に基づいてＣＱＩ１４８を生成する。ＣＳＩおよびＣＱＩは、受信機１３０からのフィードバック１５０を送信機１１０に供給する。
【００２５】
ｎＴ送信アンテナとｎＲ受信アンテナの間のチャネル行列Ｈは、以下のように示されうる。
【００２６】
【数２】
チャネル行列Ｈは、ＳＶＤによって以下のように分解される。
【００２７】
Ｈ＝ＵＤＶＨ
ここで、ＵおよびＶはユニタリ行列であり、Ｄは対角行列である。Ｕ∈ＣｎＲｘｎＲおよびＶ∈ＣｎＴｘｎＴである。次いで、送信シンボルベクトルｓに対して、送信事前符号化は単に以下のように実行される。
【００２８】
ｘ＝Ｖｓ
受信された信号は以下のようになる。
【００２９】
ｙ＝ＨＶｓ＋ｎ
ここでｎは、チャネルに発生したノイズである。受信機は、整合フィルタを使用することにより分解を完結する。
【００３０】
ＶＨＨＨ＝ＶＨＶＤＨＵＨ＝ＤＨＵＨ
固有ビームのチャネルゲインを正規化した後、送信シンボルｓの推定は以下のようになる。
【００３１】
【数３】
シンボルｓは、継続的な干渉取り消しを実行する必要がないか、またはＭＭＳＥタイプの検出器なくして検出される。ＤＨＤは、対角線にわたるＨの固有値によって形成される対角行列である。したがって、正規化係数はα＝Ｄ−２である。ＵはＨＨＨの固有ベクトルであり、ＶはＨＨＨの固有ベクトルであり、ＤはＨの特異値（ＨＨＨの固有値の平方根）の対角行列である。
【００３２】
オプションＳＦＢＣユニット１１８およびオプションＳＦＢＣ復号ユニット１３６が、送信機１１０および受信機１３０からそれぞれ取り外された場合、送信機１１０および受信機１３０はＳＭに使用されうる。
【００３３】
開ループモードにおいて、送信機１１０の空間周波数符号化と空間広がりの組合せは、ＣＳＩ１４７を必要とすることなくダイバーシティをもたらす。ＣＱＩ１４８は、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調を決定するために使用される。この符号化速度および変調方式は、データストリームの数を決定する。データストリームの数に従って、組合せは、使用可能な空間ストリームと共に選択される。
【００３４】
図２は、本発明による開ループモードを実施するシステム２００を示すブロック図である。システム２００は、送信機２１０および受信機２３０を含む。開ループモードにおいて、送信機２１０の空間周波数符号化と空間広がりの組合せは、ＣＳＩを必要とすることなくダイバーシティをもたらす。この方式の変形は、レガシーＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇのユーザ機器と共に動作する場合に使用されうる。
【００３５】
送信機２１０は、チャネル符号化器２１２、マルチプレクサ２１４、電力ローディングユニット２１６、複数のＳＦＢＣユニット２１８、複数の直並列（Ｓ／Ｐ）変換器２２０、ビーム形成器網（ＢＦＮ：ｂｅａｍ ｆｏｒｍｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）２２２、複数のＩＦＦＴユニット２２４、および複数の送信アンテナ２２６を含む。閉ループモードにおける場合と同様に、チャネル符号化器２１２は、副搬送波または副搬送波のグループごとの符号化速度および変調を決定するためにＣＱＩを使用する。符号化されたデータストリーム２１３は、マルチプレクサ２１４によって２つまたはそれ以上のデータストリーム２１５に多重化される。ＢＦＮ２２２は空間にＮ個のビームを形成するが、ここでＮはアンテナ２２６の数である。ビームは、ＢＦＮ行列演算によって擬似乱数で構築される。ＳＦＢＣ符号化に使用される独立した副搬送波グループは、個々のビームで伝送される。
【００３６】
レガシーのサポートのため、ＳＦＢＣ符号化は実行されなくてもよい。その代わり、ビーム順列を通じてダイバーシティが実行されるが、これはダイバーシティを改善するので、レガシーＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇのユーザ機器のパフォーマンスを向上させる。
【００３７】
受信機２３０は、複数の受信アンテナ２３１、ＦＦＴユニット２３２、ＢＦＮ２３４、ＳＦＢＣ復号および結合ユニット２３６、およびチャネル復号器２３８を含む。ＦＦＴユニット２３２は、受信アンテナ２３１によって時間領域で受信されたサンプルを周波数領域に変換する。ＳＦＢＣ復号および結合ユニット２３６は、副搬送波グループ／固有ビームから受信されたシンボルを復号して結合し、それらを配列サイズの予備的知識を使用して並列から直列に変換する。シンボルは、ＭＲＣを使用して結合される。チャネル復号器２３８は、結合されたシンボルを復号し、ＣＱＩ２４０を生成する。
【００３８】
ＳＦＢＣユニット２１８およびＳＦＢＣ復号および結合ユニット２３６のＳＦＢＣ復号機能が送信機２１０および受信機２３０からそれぞれ取り外された場合、送信機２１０および受信機２３０はＳＭに使用されうる。
【００３９】
本発明によるＳＦＢＣ、ＳＭ、ＦＤ、およびビーム選択の組合せの例は、以下で説明される。
【００４０】
Ｓｉは、変調されたシンボルのグループを示す。長さは、データの副搬送波が分割されるグループの数に依存する。副搬送波は、２つのグループに分割される。各Ｓｉは、長さがデータの副搬送波の数の半分であるシンボルを含む。
【００４１】
ｄｎは、チャネル行列の特異値を示す。ここで、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞．．．＞ｄＭであり、Ｍは特異値の最大数（つまり、送信アンテナの数）である。
【００４２】
速度＝１は、１つのＯＦＤＭシンボル長の間に１つの副搬送波あたりＭ個のシンボルが伝送され、回復されることを意味する。Ｍよりも少ないシンボルが伝送され回復される場合、速度は分数である。
【００４３】
ＦＤにおいて、Ｓｉが副搬送波の半分で伝送され、Ｓｉ＊は副搬送波の残りの半分で伝送される。
【００４４】
単一入力単一出力（ＳＩＳＯ） − 単一の送信アンテナの場合。
【００４５】
ＳＩＳＯの場合、１つのデータストリームおよび１つの空間ストリームのみが実施される。ＦＤを使用しない場合、副搬送波あたり１つのシンボルが伝送される。ＦＤを使用する場合、２つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送される。このことが、表１にまとめられている。
【００４６】
【表１】
【００４７】
２つの送信アンテナの場合。
【００４８】
２つの送信アンテナを使用すると、２×１または２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムがサポートされ、１つのデータストリームまたは２つのデータストリームのいずれもサポートされうる。
【００４９】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【００５０】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないビーム選択およびＳＦＢＣが使用されうる。より小さい特異値を有するビームで伝送されたデータは消滅するので、ＳＶＤを通じて１つのビームが選択される。より大きい特異値を有するＳＶＤビームが選択される。ＦＤを使用しないビーム選択の場合、１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するビーム選択の場合、２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤを使用するビーム選択において、速度は、ＦＤを使用しないビーム選択の場合の半分であるが、信頼性が高まる。
【００５１】
より小さい特異値を有するビームで伝送されたデータは消滅するが、２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送されうる。この方式を使用して、副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ビーム選択の場合と比較すると、より小さい特異値を持つ第２のストリームがノイズのみを含むので、この場合のパフォーマンスは低下する。
【００５２】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表２にまとめられている。
【００５３】
【表２】
【００５４】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【００５５】
開ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭおよびＳＦＢＣが使用されうる。ＦＤを使用しないＳＭ（固定ビーム形成行列を備える）の場合、固定ビーム形成およびＳＭを使用することにより各空間ストリームの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、固定ビーム形成およびＳＭを使用することにより各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【００５６】
ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。そのような場合、一方の空間ストリームの２つの副搬送波で１つのシンボルが伝送され、他方の空間ストリームの１つの副搬送波で１つのシンボルが伝送される。データ転送速度は、ＦＤを使用しないＳＭの場合の３／４である。
【００５７】
固定ビーム形成行列を備えるＳＦＢＣが使用される場合、データストリームの２つのデータシンボルは、固定ビーム形成を使用することにより２つのアンテナ経由で２つの副搬送波で伝送される。データ転送速度は、ＦＤを使用しないＳＭの場合の半分である。
【００５８】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの１つのデータストリームの場合が、表３にまとめられている。
【００５９】
【表３】
【００６０】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ２つのデータストリームの場合。
【００６１】
２つのデータストリームの場合、前述のように、より小さい特異値を有するＳＶＤビームはノイズしか搬送せず消滅するので、開ループモードが使用されるべきである。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００６２】
２×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表４にまとめられている。
【００６３】
【表４】
【００６４】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【００６５】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭ、ＦＤを使用するかまたは使用しないビーム選択、およびＳＦＢＣが使用されうる。閉ループモードにおいて、２つの空間ビームは各副搬送波のＳＶＤによって形成される。
【００６６】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００６７】
ビーム選択の場合、より大きい特異値を有する、各副搬送波の２つのビームのうちの一方のＳＶＤビームが選択され、各副搬送波の他方のビームは破棄される。ＦＤを使用しないビーム選択の場合、１つの空間ストリームを使用することにより１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤを使用するビーム選択の場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【００６８】
各副搬送波の２つの空間ストリームは、各副搬送波のチャネルのＳＶＤに従って生成され、２つのデータシンボルはＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波で伝送されうる。
【００６９】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表５にまとめられている。
【００７０】
【表５】
【００７１】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【００７２】
開ループにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭおよびＳＦＢＣがサポートされうる。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、各副搬送波の両方の空間ストリームが使用されうる。
【００７３】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００７４】
データストリームの２つのデータシンボルは、固定ビーム形成およびＳＦＢＣを使用することにより各空間ストリームの２つの副搬送波で伝送されうる。
【００７５】
送信方法は、２×１のシステムの送信方法と同様である。しかし、受信機において２つの受信アンテナが使用されるので、パフォーマンスはさらに向上する。
【００７６】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの１つのデータストリームの場合が、表６にまとめられている。
【００７７】
【表６】
【００７８】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【００７９】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないＳＭが使用されうる。ＳＭはＳＶＤビーム形成で実行され、２つの空間ストリームは各副搬送波に使用可能である。２つのデータストリームがあるので、１つの空間ストリームは各データストリームに割り当てられる必要があり、同様の理由からＳＦＢＣは可能ではない。
【００８０】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００８１】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの２つのデータストリームの場合が、表７にまとめられている。
【００８２】
【表７】
【００８３】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。
【００８４】
開ループにおいて、ＳＭは固定ビーム形成行列で実施され、２つの空間ストリームは各副搬送波に使用可能である。上記で説明されているように、１つの空間ストリームが各データストリームに割り当てられる。
【００８５】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、１つの空間ストリームを使用することにより２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【００８６】
２×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表８にまとめられている。
【００８７】
【表８】
【００８８】
３つの送信アンテナの場合。
【００８９】
３つの送信アンテナを使用すると、３×１、３×２、および３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムがサポートされ、１つ、２つ、または３つのデータストリームのいずれもサポートされうる。
【００９０】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【００９１】
閉ループモードにおいて、ＦＤを使用するかまたは使用しないビーム選択およびＳＦＢＣが使用されうる。ビームはＳＶＤビーム形成により生成され、ビーム選択の場合、１つの空間ビームが選択される（２つの他のビームがノイズしか搬送せず消滅するので、１つのビームのみが使用可能である）。最大の特異値を有するビームが選択される。
【００９２】
ＦＤを使用しないビーム選択の場合、選択された空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するビーム選択の場合、選択された空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【００９３】
ＳＶＤビーム形成によるＳＦＢＣの場合、各副搬送波に２つの空間ストリームが選択され、空間ストリームの一方は最大特異値に対応し、他方はその残りの１つに対応する。しかし、たとえ２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送されうるとしても、１つの空間ストリームがノイズしか含まないので、パフォーマンスは非常に低くなる。
【００９４】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表９にまとめられている。
【００９５】
【表９】
【００９６】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【００９７】
開ループの場合において、ＳＭおよびＳＦＢＣは固定ビーム形成行列で実施され、３つの空間ストリームが使用可能である。
【００９８】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。１つの空間ストリームで２つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送され、他の２つの空間ストリームで１つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送されるか、または２つの空間ストリームで２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、残りの空間ストリームで１つの副搬送波あたり１つのシンボルが伝送される。
【００９９】
ＳＦＢＣは、ＦＤを使用するかまたは使用しなくても実施されうる。各副搬送波の３つの空間ストリームのうち、２つの空間ストリームはＳＦＢＣに使用され、残りの１つは独立したデータシンボルに使用される。したがって、３つのシンボルは、各瞬間に各副搬送波に対して伝送されうる。
【０１００】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの１つのデータストリームの場合が、表１０にまとめられている。
【０１０１】
【表１０】
【０１０２】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ２つのデータストリームの場合。
【０１０３】
この場合、開ループ構造は、２つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭおよびＳＦＢＣは、固定ビーム形成行列で実施され、２つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。
【０１０４】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１０５】
ＳＦＢＣでは、一方のデータストリームはＳＦＢＣを使用することにより伝送されて回復され、他方のデータストリームはＳＦＢＣを使用しない。各副搬送波の３つの空間ストリームのうち、２つの空間ストリームはＳＦＢＣに使用され、残りの１つは他方のデータストリームに使用される。
【０１０６】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表１１にまとめられている。
【０１０７】
【表１１】
【０１０８】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ３つのデータストリームの場合。
【０１０９】
この場合、開ループ構造は、３つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭおよびＳＦＢＣは、固定ビーム形成行列で実施され、３つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割され、ＳＦＢＣはこの場合には不可能である。
【０１１０】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１１１】
３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの３つのデータストリームの場合が、表１２にまとめられている。
【０１１２】
【表１２】
【０１１３】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１１４】
この場合には、２つの空間ストリームが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の３つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。
【０１１５】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１１６】
ＳＦＢＣの場合、各副搬送波の２つの空間ストリームが選択され、２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。この方式を使用して、２つの副搬送波あたり２つのデータシンボルが回復されうる。
【０１１７】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表１３にまとめられている。
【０１１８】
【表１３】
【０１１９】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１２０】
１つのデータストリームの３×２の開ループの場合は、１つのデータストリームの３×１の開ループの場合と同様である。
【０１２１】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１２２】
この場合には、２つの空間ストリームが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の３つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。
【０１２３】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１２４】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの２つのデータストリームの場合が、表１４にまとめられている。
【０１２５】
【表１４】
【０１２６】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１２７】
２つのデータストリームの３×２の開ループの場合は、２つのデータストリームの３×１の開ループの場合と同様である。
【０１２８】
３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ − ３つのデータストリームの場合。
【０１２９】
３つのデータストリームの３×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムは、３つのデータストリームの３×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムの場合と同様である。
【０１３０】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１３１】
閉ループの場合は、３つの空間ストリームが使用可能である。ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１３２】
ＳＦＢＣの場合には、３つの空間ストリームから２つの空間ストリームが選択される。好ましくは、より小さい特異値を有する、各副搬送波の２つの不良空間ストリームが選択される。２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。各副搬送波の他方の良好なストリームの場合、ＳＦＢＣを行わずに１つのデータシンボルが伝送される。
【０１３３】
非ＳＦＢＣ空間ストリームについては、ＦＤが使用される場合、この空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤが使用されない場合、この空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１３４】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表１５にまとめられている。
【０１３５】
【表１５】
【０１３６】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１３７】
開ループの場合は、１つのデータストリームの３×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１３８】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１３９】
３つの空間ストリームがこの場合に使用可能であり、２つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。閉ループにおいて、ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１４０】
ＳＦＢＣの場合には、３つの空間ストリームから２つの空間ストリームが選択される。好ましくは、より小さい特異値を有する、各副搬送波の２つの不良空間ストリームが選択される。一方のデータストリームについては、２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送され、各搬送波の他方の良好なストリームでは他方のデータストリームがＳＦＢＣを使用せずに伝送される。
【０１４１】
非ＳＦＢＣ空間ストリームについては、ＦＤが使用されない場合、この空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤが使用される場合、この空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１４２】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表１６にまとめられている。
【０１４３】
【表１６】
【０１４４】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１４５】
開ループの場合は、２つのデータストリームの３×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１４６】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０１４７】
３つの空間ストリームがこの場合に使用可能であり、３つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。閉ループにおいて、ＦＤを使用しないＳＭの場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１４８】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表１７にまとめられている。
【０１４９】
【表１７】
【０１５０】
３×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０１５１】
開ループの場合は、３つのデータストリームの３×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１５２】
４つの送信アンテナの場合。
【０１５３】
４つの送信アンテナを使用すると、４×１、４×２、４×３、および４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムがサポートされ、１つ、２つ、３つ、または４つのデータストリームのいずれもサポートされうる。
【０１５４】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１５５】
この場合には、１つの空間ストリームのみが使用可能である。閉ループの場合には、ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の４つのビームから１つのビームが選択される。最大の特異値を有するＳＶＤビームが選択される。
【０１５６】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１５７】
ＳＶＤビーム形成によるＳＦＢＣの場合、ＳＶＤを通じて生成された４つのビームから各副搬送波の２つの空間ストリームが選択される。一方は最大特異値に対応し、他方は残りの特異値の１つに対応する。たとえ２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送されうるとしても、不良空間ストリームがノイズしか含まないので、パフォーマンスは低くなる。
【０１５８】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表１８にまとめられている。
【０１５９】
【表１８】
【０１６０】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１６１】
ＳＭは固定ビーム形成行列で実施され、４つの空間ストリームが使用可能である。
【０１６２】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。以下の表１９に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。１つのデータストリームについては、すべてのデータシンボルに同等の品質を保持するためにこれらの組合せを使用することはできない。
【０１６３】
固定ビーム形成行列によるＳＭおよびＳＦＢＣの組合せは可能である。第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭである。１つのデータストリームについては、すべてのデータシンボルに同等の品質を保持するためにこのオプションを使用することはできない。各副搬送波の他の２つの空間ストリームは、データストリームの残りの２つのデータシンボルのＳＭに使用される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２０に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１６４】
第２のオプションは、２つの２×２ＳＦＢＣを使用することである。各副搬送波の４つの空間ストリームは２つのストリームの２つのグループに分割され、各グループは各ＳＦＢＣに割り当てられる。各瞬間について、固定ビーム形成および２つの２×２ＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波で４つのデータシンボルが伝送される。
【０１６５】
【表１９】
【０１６６】
【表２０】
【０１６７】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ２つのデータストリームの場合。
【０１６８】
この場合、開ループは、２つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、２つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。
【０１６９】
ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２１に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。表２１における組合せ事例１および３は、各データストリームの各データシンボルに同等の品質を保持するものではない。
【０１７０】
固定ビーム形成行列によるＳＭおよびＳＦＢＣの組合せは可能である。第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭである。一方のデータストリームはＳＦＢＣに割り当てられ、他方のデータストリームはＳＭによって伝送される。各副搬送波の２つの空間ストリームはＳＦＢＣに使用され、各副搬送波の残りの２つの空間ストリームＳＭに使用される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２２に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。この組合せは、ＳＭを使用する、データストリームの各データシンボルに同等の品質を保持するものではない。
【０１７１】
第２のオプションは、２つの２×２ＳＦＢＣを使用することである。各データストリームは、別個の２×２ＳＦＢＣに割り当てられる。各副搬送波の４つの空間ストリームは２つのストリームの２つのグループに分割され、各グループは各ＳＦＢＣに割り当てられる。各瞬間について、固定ビーム形成および各２×２ＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波で各データストリームの２つのデータシンボルが伝送される。
【０１７２】
【表２１】
【０１７３】
【表２２】
【０１７４】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ３つのデータストリームの場合。
【０１７５】
この場合、開ループは、３つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、３つのデータストリームは各副搬送波の４つのデータシンボルに分割される。表２１のすべての組合せが使用されうる。
【０１７６】
固定ビーム形成行列によるＳＭおよびＳＦＢＣの組合せは可能である。第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭを使用することである。各副搬送波の２つの空間ストリームは、ＳＦＢＣに使用される。１つのデータストリームはこのＳＦＢＣおよび固定ビーム形成を使用して伝送され、各副搬送波の他の２つの空間ストリームは、残りの２つのデータストリームのＳＭに使用される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２３に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１７７】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの３つのデータストリームの場合が、表２３にまとめられている。
【０１７８】
【表２３】
【０１７９】
４×１のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ（開ループ） − ４つのデータストリームの場合。
【０１８０】
この場合、開ループは、４つのデータストリームを伝送して回復するために使用されるべきである。ＳＭは、固定ビーム形成行列で実施され、４つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２１のすべての方法が使用されうる。
【０１８１】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１８２】
この場合には、２つの空間ストリームのみが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の４つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。ＦＤを使用しないＳＭの場合、空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用するＳＭの場合、空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２４に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１８３】
ＳＦＢＣの場合、より大きい特異値を有する、各副搬送波の２つの空間ストリームが選択される。２つの副搬送波経由でＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。この方式を使用して、各瞬間に２つの副搬送波あたり２つのデータシンボルが回復される。
【０１８４】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表２４にまとめられている。
【０１８５】
【表２４】
【０１８６】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１８７】
この場合は、１つのデータストリームの４×１の開ループの場合のすべてのオプションが使用されうる。
【０１８８】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０１８９】
この場合には、２つの空間ストリームが使用可能である。ＳＶＤを通じて生成された各副搬送波の４つのビームから２つのビームが選択される。より大きい特異値を有する２つのＳＶＤビームが選択される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１９０】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループの２つのデータストリームの場合が、表２５にまとめられている。
【０１９１】
【表２５】
【０１９２】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。この場合は、２つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０１９３】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ − ３つのデータストリームの場合。この場合は、３つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０１９４】
４×２のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ − ４つのデータストリームの場合。この場合は、４つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０１９５】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０１９６】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、３つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。より大きい特異値を有する３つの空間ストリームが選択される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２６に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０１９７】
ＳＦＢＣの場合、より大きい特異値を有する、各副搬送波の３つの空間ストリームが選択される。それらの中から、好ましくは２つの不良空間ストリームである、２つの空間ストリームがＳＦＢＣのために割り当てられる。２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送され、各搬送波の最善空間ストリームでは、１つのデータシンボルがＳＦＢＣを使用せずに伝送される。後者の空間ストリームについては、ＦＤが使用されない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤが使用される場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。
【０１９８】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が、表２６にまとめられている。
【０１９９】
【表２６】
【０２００】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。この場合は、１つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２０１】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０２０２】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、３つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。２つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。表２６のすべての方法がこの場合に適用されうる。
【０２０３】
ＳＦＢＣの場合、１つのデータストリームがＳＦＢＣを使用することにより伝送される。より大きい特異値を有する、各副搬送波の３つの空間ストリームが選択される。それらの中から、好ましくは２つの不良空間ストリームである、各副搬送波の２つの空間ストリームがＳＦＢＣのために割り当てられる。２つの副搬送波の２つの不良空間ストリームでＳＦＢＣを使用することにより２つのシンボルが同時に伝送される。
【０２０４】
その他のデータストリームは、ＳＭを使用することにより伝送される。表２６のＳＦＢＣのすべての方法がこの場合に使用されうる。
【０２０５】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの２つのデータストリームの場合が、表２７にまとめられている。
【０２０６】
【表２７】
【０２０７】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。この場合は、２つのデータストリームの４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２０８】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０２０９】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、３つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。３つのデータストリームは各副搬送波の３つの空間ストリームに分割される。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２１０】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの３つのデータストリームの場合が、表２８にまとめられている。
【０２１１】
【表２８】
【０２１２】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ３つのデータストリームの場合。この場合は、３つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２１３】
４×３のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ４つのデータストリームの場合。この場合は、４つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２１４】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − １つのデータストリームの場合。
【０２１５】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。ＦＤを使用しない場合、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用する場合、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表２９に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２１６】
ＳＦＢＣの第１のオプションは、１つの２×２ＳＦＢＣおよび２つのＳＭを使用することである。各副搬送波の特異値により、好ましくはより小さい特異値を有する２つの不良空間ストリームである、２つの空間ストリームが選択される。各副搬送波のこれらの２つの不良空間ストリームで、データシンボルがＳＦＢＣを使用することにより伝送される。各副搬送波の残りの２つの良好な空間ストリームを使用することにより、２つのデータシンボルが、ＳＦＢＣを使用せずに、ＳＭを使用することにより伝送される。この場合は、ＦＤを使用せずに、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用して、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表３０に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２１７】
第２のオプションは、２つの２×２ＳＦＢＣを使用することである。各２つのデータシンボルは、別個の２×２ＳＦＢＣに割り当てられる。各副搬送波の４つの空間ストリームは２つの空間ストリームの２つのグループに分割され、各グループは各ＳＦＢＣに割り当てられる。各瞬間について、ＳＶＤビーム形成および２つの２×２ＳＦＢＣを使用することにより２つの副搬送波でデータストリームの４つのデータシンボルが伝送される。
【０２１８】
ＳＭによる４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が表２９に、ＳＦＢＣによる４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの１つのデータストリームの場合が表３０にまとめられている。
【０２１９】
【表２９】
【０２２０】
【表３０】
【０２２１】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − １つのデータストリームの場合。この場合は、１つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２２２】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ２つのデータストリームの場合。
【０２２３】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームがこの場合に使用可能である。２つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２９および表３０のすべての方法が使用されうる。
【０２２４】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ２つのデータストリームの場合。この場合は、２つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２２５】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ３つのデータストリームの場合。
【０２２６】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームがこの場合に使用可能である。３つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２９のすべての方法が使用されうる。
【０２２７】
ＳＦＢＣの場合には、１つの２×２のＳＦＢＣおよび２つのＳＭが、３つのデータストリームに使用される。１つのデータストリームが、ＳＶＤビーム形成で２×２のＳＦＢＣを使用することにより伝送される。各副搬送波の特異値により、好ましくはより小さい特異値を有する２つの不良空間ストリームである、２つの空間ストリームが選択される。各副搬送波のこれらの２つの不良空間ストリームで、２つの副搬送波の１つのデータストリームの２つのデータシンボルが、ＳＦＢＣおよびＳＶＤビーム形成を使用することにより伝送される。その他の２つのデータストリームは、ＳＶＤビーム形成でＳＭを使用することにより伝送される。各副搬送波の残りの２つの良好な空間ストリームを使用して、他の２つのデータストリームの副搬送波あたり２つのデータシンボルが、ＳＦＢＣを使用せずに、ＳＭを使用することにより伝送される。この場合は、ＦＤを使用せずに、各空間ストリームの１つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送され、ＦＤを使用して、各空間ストリームの２つの副搬送波あたり１つのデータシンボルが伝送される。表３１に示されるように、ＦＤおよび非ＦＤの組合せが可能である。
【０２２８】
ＳＦＢＣによる４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループの３つのデータストリームの場合が、表３１にまとめられている。
【０２２９】
【表３１】
【０２３０】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ３つのデータストリームの場合。この場合は、３つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２３１】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ閉ループ − ４つのデータストリームの場合。
【０２３２】
ＳＭはＳＶＤビーム形成で実施され、４つの空間ストリームはこの場合に使用可能である。４つのデータストリームは各副搬送波の４つの空間ストリームに分割される。表２９のすべての方法が使用されうる。
【０２３３】
４×４のＭＩＭＯ−ＯＦＤＭ開ループ − ４つのデータストリームの場合。この場合は、４つのデータストリームの場合の４×１のすべてのオプションが使用されうる。
【０２３４】
本発明の特徴および要素が特定の組合せの好ましい実施形態において説明されているが、それぞれの特徴または要素は、好ましい実施形態のその他の特徴および要素を使用することなく単独で使用されうるか、あるいは本発明のその他の特徴および要素を使用するか
または使用せずに様々な組合せで使用されうる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法であって、
送信機によって、１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルにおける、４つのアンテナを用いて送信されるデータシンボルを処理すること、ここで、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナ上で送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナ上で送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナ上で送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナ上で送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルにおける、処理された前記データシンボルを、前記４つのアンテナを用いて送信すること
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
送信機であって、
１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルについて４つのアンテナ出力へ出力されるデータシンボルを処理するように構成された回路を備え、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち第１のアンテナ出力及び第２のアンテナ出力へ送信のために出力され及び第３のアンテナ出力及び第４のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち前記第３のアンテナ出力及び前記第４のアンテナ出力へ送信のために出力され及び前記第１のアンテナ出力及び前記第２のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、前記４つのアンテナ出力の各々が、動作可能なように少なくとも１つのアンテナに結合される、ことを特徴とする送信機。
【請求項３】
受信機であって、
１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルにおいて送信されたデータシンボルを受信し及び回復するように構成された回路を備え、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、４つの送信アンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナによって送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つの送信アンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナによって送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、ことを特徴とする受信機。
【請求項４】
送信機であって、
少なくとも閉ループモードと開ループモードの間で４つのアンテナ出力を用いてデータシンボルを送信することを選択するように構成された回路を備え、ここで、各アンテナ出力が、動作可能なように少なくとも１つのアンテナに結合され、
前記開ループモードにおいて、前記回路がさらに、前記４つのアンテナへ１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルについて出力されるデータシンボルを処理するように構成され、ここで、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち第１のアンテナ出力及び第２のアンテナ出力へ送信のために出力され及び第３のアンテナ出力及び第４のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち前記第３のアンテナ出力及び前記第４のアンテナ出力へ送信のために出力され及び前記第１のアンテナ出力及び前記第２のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記クローズループモードにおいて、前記回路がさらに、受信機によって送信された情報を受信するように構成され、ここで、該受信した情報が少なくとも、変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含み、ここで、データが空間多重化を使用してデータシンボルとして送信され、ここで、各データが複数の副搬送波を使用して送信され、ここで、前記データシンボルが、送信のために前記４つのアンテナへ、少なくとも部分的に前記受信した情報から導出されたストリーム数及び変調及び符号化セットを使用して提供される、ことを特徴とする送信機。
【請求項５】
受信機であって、
データを送信データシンボルから回復するように構成された回路を備え、ここで、該回路が、閉ループモード及び開ループモードで動作するように構成され、
前記開ループモードにおいて、前記回路がさらに、複数の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々において送信されたデータシンボルを受信し及び回復するように構成され、該直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々がＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、４つの送信アンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナによって送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つの送信アンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナによって送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記クローズループモードにおいて、前記回路がさらに、変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を少なくとも含む情報を送信するように構成され、ここで、前記回路がさらに、空間多重化を使用して送信されたデータシンボルを受信し及び回復するように構成され、ここで、各データシンボルが、少なくとも部分的に前記送信した情報から導出されたストリーム数及び変調及び符号化セットを用いる前記４つのアンテナによって、複数の副搬送波を使用して送信される、ことを特徴とする受信機。
【請求項６】
方法であって、
送信機によって、閉ループモードと開ループモードの間で４つのアンテナ出力を用いてデータシンボルを送信することを選択すること、ここで、各アンテナ出力が、動作可能なように少なくとも１つのアンテナに結合され、
前記開ループモードにおいて、１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルについて前記４つのアンテナ出力へ送信されるデータシンボルを処理すること、ここで、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち第１のアンテナ出力及び第２のアンテナ出力へ送信のために出力され及び第３のアンテナ出力及び第４のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち前記第３のアンテナ出力及び前記第４のアンテナ出力へ送信のために出力され及び前記第１のアンテナ出力及び前記第２のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記閉ループモードにおいて、受信機によって送信された情報を受信すること、ここで、該受信した情報が少なくとも、変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含み、ここで、データが空間多重化を使用してデータシンボルとして送信され、ここで、各データが複数の副搬送波を使用して送信され、ここで、前記データシンボルが、送信のために前記４つのアンテナへ、少なくとも部分的に前記受信した情報から導出されたストリーム数及び変調及び符号化セットを使用して提供される、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
方法であって、
受信機によって、送信されたデータシンボルからのデータを、閉ループモードと開ループモードの間で選択的に回復すること、
前記開ループモードにおいて、前記受信機によって、複数の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々において送信されたデータシンボルを受信し及び回復すること、該直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々がＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、４つの送信アンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナによって送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つの送信アンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナによって送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記閉ループモードにおいて、前記受信機によって、前記閉ループモードにおいて変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を少なくとも含む情報を送信すること、及び、前記受信機によって、前記閉ループモードにおいて空間多重化を使用して送信されたデータシンボルを受信し及び回復すること、ここで、各データシンボルが、少なくとも部分的に前記送信した情報から導出された複数のストリーム及び変調及び符号化セットを用いる前記４つのアンテナによって、複数の副搬送波を使用して送信される、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１】
方法であって、
送信機によって、１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルにおける、４つのアンテナを用いて送信されるデータシンボルを処理すること、ここで、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナ上で送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナ上で送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナ上で送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナ上で送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルにおける、処理された前記データシンボルを、前記４つのアンテナを用いて送信すること
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
送信機であって、
１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルについて４つのアンテナ出力へ出力されるデータシンボルを処理するように構成された回路を備え、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち第１のアンテナ出力及び第２のアンテナ出力へ送信のために出力され及び第３のアンテナ出力及び第４のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち前記第３のアンテナ出力及び前記第４のアンテナ出力へ送信のために出力され及び前記第１のアンテナ出力及び前記第２のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、前記４つのアンテナ出力の各々が、動作可能なように少なくとも１つのアンテナに結合される、ことを特徴とする送信機。
【請求項３】
受信機であって、
１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルにおいて送信されたデータシンボルを受信し及び回復するように構成された回路を備え、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、４つの送信アンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナによって送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つの送信アンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナによって送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、ことを特徴とする受信機。
【請求項４】
送信機であって、
少なくとも閉ループモードと開ループモードの間で４つのアンテナ出力を用いてデータシンボルを送信することを選択するように構成された回路を備え、ここで、各アンテナ出力が、動作可能なように少なくとも１つのアンテナに結合され、
前記開ループモードにおいて、前記回路がさらに、前記４つのアンテナへ１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルについて出力されるデータシンボルを処理するように構成され、ここで、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち第１のアンテナ出力及び第２のアンテナ出力へ送信のために出力され及び第３のアンテナ出力及び第４のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち前記第３のアンテナ出力及び前記第４のアンテナ出力へ送信のために出力され及び前記第１のアンテナ出力及び前記第２のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記クローズループモードにおいて、前記回路がさらに、受信機によって送信された情報を受信するように構成され、ここで、該受信した情報が少なくとも、変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含み、ここで、データが空間多重化を使用してデータシンボルとして送信され、ここで、各データが複数の副搬送波を使用して送信され、ここで、前記データシンボルが、送信のために前記４つのアンテナへ、少なくとも部分的に前記受信した情報から導出されたストリーム数及び変調及び符号化セットを使用して提供される、ことを特徴とする送信機。
【請求項５】
受信機であって、
データを送信データシンボルから回復するように構成された回路を備え、ここで、該回路が、閉ループモード及び開ループモードで動作するように構成され、
前記開ループモードにおいて、前記回路がさらに、複数の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々において送信されたデータシンボルを受信し及び回復するように構成され、該直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々がＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、４つの送信アンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナによって送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つの送信アンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナによって送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記クローズループモードにおいて、前記回路がさらに、変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を少なくとも含む情報を送信するように構成され、ここで、前記回路がさらに、空間多重化を使用して送信されたデータシンボルを受信し及び回復するように構成され、ここで、各データシンボルが、少なくとも部分的に前記送信した情報から導出されたストリーム数及び変調及び符号化セットを用いる前記４つのアンテナによって、複数の副搬送波を使用して送信される、ことを特徴とする受信機。
【請求項６】
方法であって、
送信機によって、閉ループモードと開ループモードの間で４つのアンテナ出力を用いてデータシンボルを送信することを選択すること、ここで、各アンテナ出力が、動作可能なように少なくとも１つのアンテナに結合され、
前記開ループモードにおいて、１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルについて前記４つのアンテナ出力へ送信されるデータシンボルを処理すること、ここで、該１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルがＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち第１のアンテナ出力及び第２のアンテナ出力へ送信のために出力され及び第３のアンテナ出力及び第４のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つのアンテナ出力のうち前記第３のアンテナ出力及び前記第４のアンテナ出力へ送信のために出力され及び前記第１のアンテナ出力及び前記第２のアンテナ出力へ出力されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記閉ループモードにおいて、受信機によって送信された情報を受信すること、ここで、該受信した情報が少なくとも、変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を含み、ここで、データが空間多重化を使用してデータシンボルとして送信され、ここで、各データが複数の副搬送波を使用して送信され、ここで、前記データシンボルが、送信のために前記４つのアンテナへ、少なくとも部分的に前記受信した情報から導出されたストリーム数及び変調及び符号化セットを使用して提供される、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
方法であって、
受信機によって、送信されたデータシンボルからのデータを、閉ループモードと開ループモードの間で選択的に回復すること、
前記開ループモードにおいて、前記受信機によって、複数の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々において送信されたデータシンボルを受信し及び回復すること、該直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルの各々がＫ個の副搬送波を持ち及び該Ｋ個の副搬送波がＬ個の副搬送波グループに分割されており、ここで、Ｌは１よりも大きく、ここで、該Ｌ個の副搬送波グループの各々について４つのデータシンボルが空間周波数ブロック符号化されており、ここで、該４つのデータシンボルのうち第１のペアが空間周波数ブロック符号化されて、４つの送信アンテナのうち第１のアンテナ及び第２のアンテナによって送信され及び第３のアンテナ及び第４のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生し、ここで、該４つのデータシンボルのうち第２のペアが空間周波数ブロック符号化されて、前記４つの送信アンテナのうち前記第３のアンテナ及び前記第４のアンテナによって送信され及び前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナによって送信されない４つのＳＦＢＣシンボルを発生する、並びに、
前記閉ループモードにおいて、前記受信機によって、前記閉ループモードにおいて変調及び符号化セットを示すチャンネル品質インジケータ（ＣＱＩ）を少なくとも含む情報を送信すること、及び、前記受信機によって、前記閉ループモードにおいて空間多重化を使用して送信されたデータシンボルを受信し及び回復すること、ここで、各データシンボルが、少なくとも部分的に前記送信した情報から導出された複数のストリーム及び変調及び符号化セットを用いる前記４つのアンテナによって、複数の副搬送波を使用して送信される、
を含むことを特徴とする方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−４２５０８（Ｐ２０１３−４２５０８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０１６２２（Ｐ２０１２−２０１６２２）
【出願日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【分割の表示】特願２００７−５４１２３５（Ｐ２００７−５４１２３５）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（５９６００８６２２）インターデイジタル テクノロジー コーポレーション (871)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月１３日（２０１２．９．１３）
【分割の表示】特願２００７−５４１２３５（Ｐ２００７−５４１２３５）の分割
【原出願日】平成１７年１１月１日（２００５．１１．１）
【出願人】（５９６００８６２２）インターデイジタル テクノロジー コーポレーション (871)
【Ｆターム（参考）】
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