JP2002043984A - 情報伝送チャンネルのインパルス応答を推定する方法及び装置 - Google Patents
情報伝送チャンネルのインパルス応答を推定する方法及び装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 学習推定とブラインド推定とに等しく適用可
能なようにチャンネル推定を改善する。 【解決手段】本発明の推定方法は、情報送信機と、情報
受信機と、前記送信機と前記受信機の間にわたる伝播手
段とからなる情報伝送チャンネルのインパルス応答を推
定する方法であって、第１の推定は、全体として考慮し
てチャンネルのインパルス応答（Ｈ）についてなされ、
続いて、伝送される情報から独立に、前記送信機のイン
パルス応答及び前記受信機のインパルス応答が既知であ
るという事実を考慮することによって前記第１の推定が
訂正され、前記チャンネルのインパルス応答の訂正され
た最終推定（ＨＦ）が取得されることを特徴とする。
能なようにチャンネル推定を改善する。 【解決手段】本発明の推定方法は、情報送信機と、情報
受信機と、前記送信機と前記受信機の間にわたる伝播手
段とからなる情報伝送チャンネルのインパルス応答を推
定する方法であって、第１の推定は、全体として考慮し
てチャンネルのインパルス応答（Ｈ）についてなされ、
続いて、伝送される情報から独立に、前記送信機のイン
パルス応答及び前記受信機のインパルス応答が既知であ
るという事実を考慮することによって前記第１の推定が
訂正され、前記チャンネルのインパルス応答の訂正され
た最終推定（ＨＦ）が取得されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＧＳＭ標準において
構想されるがこれに限定されないセルラー移動電話ドメ
イン内におけるディジタル情報の伝送に関する。より詳
細には、伝播手段を介して送信機から受信機へ情報を搬
送する伝送チャンネルのインパルス応答の推定に関す
る。伝播手段は、セルラー移動電話の場合には空気であ
り、他の応用形態ではケーブル等の他の伝播手段であ
る。
構想されるがこれに限定されないセルラー移動電話ドメ
イン内におけるディジタル情報の伝送に関する。より詳
細には、伝播手段を介して送信機から受信機へ情報を搬
送する伝送チャンネルのインパルス応答の推定に関す
る。伝播手段は、セルラー移動電話の場合には空気であ
り、他の応用形態ではケーブル等の他の伝播手段であ
る。
【０００２】
【従来の技術】ディジタル通信システムの性能を制限す
る基本的要因は、当業者に周知の「符号間干渉」として
知られる現象である。この符号間干渉により、受信機レ
ベルにおいて伝送された各シンボル（例えば、ビット）
の一時的な占有が起こり、この占有は前記シンボルの初
期期間（「ビットタイム」とも言う）よりも長い。
る基本的要因は、当業者に周知の「符号間干渉」として
知られる現象である。この符号間干渉により、受信機レ
ベルにおいて伝送された各シンボル（例えば、ビット）
の一時的な占有が起こり、この占有は前記シンボルの初
期期間（「ビットタイム」とも言う）よりも長い。
【０００３】言い換えると、所与の瞬間において受信さ
れる信号は１つのシンボル（例えば、ビット）のみに依
存するのではなく、１つのシンボル時間（ビットタイ
ム）の期間よりも長い期間にわたって送信される他の複
数のシンボル（複数のビット）にも依存する。実際に
は、所与の瞬間に受信される信号は関連するシンボルに
依存し、また近接する複数のシンボルに本質的に依存す
る。
れる信号は１つのシンボル（例えば、ビット）のみに依
存するのではなく、１つのシンボル時間（ビットタイ
ム）の期間よりも長い期間にわたって送信される他の複
数のシンボル（複数のビット）にも依存する。実際に
は、所与の瞬間に受信される信号は関連するシンボルに
依存し、また近接する複数のシンボルに本質的に依存す
る。
【０００４】符号間干渉の原因は多岐にわたる。
【０００５】その原因の１つは、特に種々の障害物によ
り信号が反射され回折されるときに送信機と受信機との
間で複数の信号が伝播することによるものであり、これ
は相互に一時的にシフトした複数の信号のコピーを受信
することにつながる。
り信号が反射され回折されるときに送信機と受信機との
間で複数の信号が伝播することによるものであり、これ
は相互に一時的にシフトした複数の信号のコピーを受信
することにつながる。
【０００６】このシンボル間の干渉は送信機と受信機と
の間の伝播手段によって生成されるだけではなく、送信
/受信装置（変調器、フィルタ等）それ自体により生成
されるものもある。
の間の伝播手段によって生成されるだけではなく、送信
/受信装置（変調器、フィルタ等）それ自体により生成
されるものもある。
【０００７】シンボル間の干渉を持つ通信においては、
伝送チャンネルのインパルス応答の推定の問題が生じ
る。シンボル間の干渉を取り除く能力ひいては送信され
たシンボルを正しく決定する能力は、この推定の品質に
左右される。
伝送チャンネルのインパルス応答の推定の問題が生じ
る。シンボル間の干渉を取り除く能力ひいては送信され
たシンボルを正しく決定する能力は、この推定の品質に
左右される。
【０００８】一般に、チャンネルのインパルス応答の推
定（より簡単にチャンネル推定とも言う）は、最小二乗
法を使用することによって、及び送信機及び受信機にと
って既知であり当業者において用語「トレーニングシー
ケンス」と呼ばれる所定のシンボルのシーケンスを用い
ることによって達成される。このトレーニングシーケン
スは送信される各シンボル列（すなわち「バースト」）内
に存在する。チャンネルの特性が十分に推定されると、
チャンネルのインパルス応答の推定された係数が当業者
に周知のいわゆる「等化」処理動作において使用され
て、受信された信号が解読される。すなわち列において
送信されたシンボル（データ）の論理値が取り出され
る。
定（より簡単にチャンネル推定とも言う）は、最小二乗
法を使用することによって、及び送信機及び受信機にと
って既知であり当業者において用語「トレーニングシー
ケンス」と呼ばれる所定のシンボルのシーケンスを用い
ることによって達成される。このトレーニングシーケン
スは送信される各シンボル列（すなわち「バースト」）内
に存在する。チャンネルの特性が十分に推定されると、
チャンネルのインパルス応答の推定された係数が当業者
に周知のいわゆる「等化」処理動作において使用され
て、受信された信号が解読される。すなわち列において
送信されたシンボル（データ）の論理値が取り出され
る。
【０００９】従来技術においては、等化処理動作に続い
ていわゆる「チャンネル復号化」処理動作が行われて、
可能な限りエラーが訂正される。チャンネル復号化に続
いて「ソース復号化」として知られるさらに別の復号化
が行われ、最初に送信機レベルでシンボル化された情報
（例えば、通話）が再構築される。
ていわゆる「チャンネル復号化」処理動作が行われて、
可能な限りエラーが訂正される。チャンネル復号化に続
いて「ソース復号化」として知られるさらに別の復号化
が行われ、最初に送信機レベルでシンボル化された情報
（例えば、通話）が再構築される。
【００１０】Khayrallahらによる論文「Improved Chann
el Estimation With Side Information」(1977, IEEE)
及びこれに対応する米国特許第5,838,739号には、トレ
ーニングシーケンス及び送信/受信手段（フィルタ）の
既知の特性との組み合わせ使用に基づいており、チャン
ネルのインパルス応答の推定係数を一括して決定するチ
ャンネル推定の方法が開示されている。
el Estimation With Side Information」(1977, IEEE)
及びこれに対応する米国特許第5,838,739号には、トレ
ーニングシーケンス及び送信/受信手段（フィルタ）の
既知の特性との組み合わせ使用に基づいており、チャン
ネルのインパルス応答の推定係数を一括して決定するチ
ャンネル推定の方法が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしこのような方法
には欠点がある。
には欠点がある。
【００１２】欠点の１つは、この方法は伝送される情報
すなわちトレーニングシーケンスに依存しており、この
トレーニングシーケンスは使用されるシステムによって
相違する可能性があるという事実にある。従ってセルラ
ー移動電話には、例えば、取り得る可能性のある異なる
トレーニングシーケンスと同数のマトリックスを記憶さ
せておく必要がある。他の欠点は、このような方法はい
わゆる「ブラインド」チャンネル推定すなわちトレーニ
ングシーケンスが利用できないときには適用できないと
いう点である。
すなわちトレーニングシーケンスに依存しており、この
トレーニングシーケンスは使用されるシステムによって
相違する可能性があるという事実にある。従ってセルラ
ー移動電話には、例えば、取り得る可能性のある異なる
トレーニングシーケンスと同数のマトリックスを記憶さ
せておく必要がある。他の欠点は、このような方法はい
わゆる「ブラインド」チャンネル推定すなわちトレーニ
ングシーケンスが利用できないときには適用できないと
いう点である。
【００１３】本発明の目的は、いわゆる「学習（learn
t）」推定（すなわちトレーニングシーケンスを持つ推
定）といわゆる「ブラインド」推定（すなわちトレーニ
ングシーケンスのない推定）とに等しく適用可能なよう
にチャンネル推定を改善することにある。
t）」推定（すなわちトレーニングシーケンスを持つ推
定）といわゆる「ブラインド」推定（すなわちトレーニ
ングシーケンスのない推定）とに等しく適用可能なよう
にチャンネル推定を改善することにある。
【００１４】本発明の別の目的は、実施が容易なこの種
の改善を提供することにある。
の改善を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、情報伝送チャ
ンネルのインパルス応答を推定する方法であって、情報
送信機と、情報受信機と、送信機と受信機の間にわたる
空気等の伝播手段とからなる方法を提供する。
ンネルのインパルス応答を推定する方法であって、情報
送信機と、情報受信機と、送信機と受信機の間にわたる
空気等の伝播手段とからなる方法を提供する。
【００１６】本発明の一般的な特徴によると、第１の推
定は全体として考慮してチャンネルのインパルス応答に
ついてなされ、この第１の推定は、伝送される情報から
独立して、送信機のインパルス応答と受信機のインパル
ス応答は既知であるという事実を考慮することによって
訂正されて、チャンネルのインパルス応答の訂正された
最終的な推定を得られる。
定は全体として考慮してチャンネルのインパルス応答に
ついてなされ、この第１の推定は、伝送される情報から
独立して、送信機のインパルス応答と受信機のインパル
ス応答は既知であるという事実を考慮することによって
訂正されて、チャンネルのインパルス応答の訂正された
最終的な推定を得られる。
【００１７】言い換えると、本発明は二段階で進行す
る。初めにチャンネルが全体として推定される。このチ
ャンネルは送信機、受信機、及び伝播の手段に関連する
ものであるが、送信機及び受信機のインパルス応答が既
知であるという事実は考慮されない。別の言い方では、
この第１の推定は任意の既知の方法において学習推定で
あろうとブラインド推定であろうと従来技術の方法によ
って行われる。
る。初めにチャンネルが全体として推定される。このチ
ャンネルは送信機、受信機、及び伝播の手段に関連する
ものであるが、送信機及び受信機のインパルス応答が既
知であるという事実は考慮されない。別の言い方では、
この第１の推定は任意の既知の方法において学習推定で
あろうとブラインド推定であろうと従来技術の方法によ
って行われる。
【００１８】次に第２の段階では、既知の要素すなわち
送信機及び受信機のインパルス応答を使用することによ
ってこの第１の推定が訂正される。
送信機及び受信機のインパルス応答を使用することによ
ってこの第１の推定が訂正される。
【００１９】本発明による方法がブラインドまたは学習
チャンネル推定に完全に適合するという事実から離れる
と、訂正段階に関しては、送信されるデータから完全に
独立である。なぜならば、本発明による方法は送信手段
及び受信手段（例えば変調器、復調器、及び種々のフィ
ルタ）の固有かつ既知の特徴しか含まないからである。
チャンネル推定に完全に適合するという事実から離れる
と、訂正段階に関しては、送信されるデータから完全に
独立である。なぜならば、本発明による方法は送信手段
及び受信手段（例えば変調器、復調器、及び種々のフィ
ルタ）の固有かつ既知の特徴しか含まないからである。
【００２０】本発明による方法の一実施態様では、チャ
ンネルのインパルス応答の最終的な推定の係数は、チャ
ンネルのインパルス応答の第１の推定の係数に、送信機
及び受信機のインパルス応答を表しチャンネルにおいて
伝送される情報から独立の所定の係数を持つマトリック
スを乗じることによって獲得される。
ンネルのインパルス応答の最終的な推定の係数は、チャ
ンネルのインパルス応答の第１の推定の係数に、送信機
及び受信機のインパルス応答を表しチャンネルにおいて
伝送される情報から独立の所定の係数を持つマトリック
スを乗じることによって獲得される。
【００２１】このように本発明は、その係数が伝送され
るデータから独立であり、従って存在するトレーニング
シーケンスから独立である単一の変換マトリックスを記
憶するだけで良いという意味において顕著な特徴を有す
る。
るデータから独立であり、従って存在するトレーニング
シーケンスから独立である単一の変換マトリックスを記
憶するだけで良いという意味において顕著な特徴を有す
る。
【００２２】本発明のもう１つの主題は、情報送信機
と、情報受信機と、送信機と受信機の間にわたる伝播媒
体とからなる情報伝送チャンネルのインパルス応答を推
定するための装置である。
と、情報受信機と、送信機と受信機の間にわたる伝播媒
体とからなる情報伝送チャンネルのインパルス応答を推
定するための装置である。
【００２３】本発明の一般的な特徴によると、該装置
は、全体として考慮してチャンネルのインパルス応答の
第１の推定を行うことができる第１の推定手段と、第１
の推定手段に接続され、伝送される情報から独立に、送
信機のインパルス応答及び受信機のインパルス応答が既
知であるという事実を考慮することによってこの第１の
推定を訂正して、チャンネルのインパルス応答の訂正さ
れた最終的な推定を配信することのできる第２の推定手
段とを含む。
は、全体として考慮してチャンネルのインパルス応答の
第１の推定を行うことができる第１の推定手段と、第１
の推定手段に接続され、伝送される情報から独立に、送
信機のインパルス応答及び受信機のインパルス応答が既
知であるという事実を考慮することによってこの第１の
推定を訂正して、チャンネルのインパルス応答の訂正さ
れた最終的な推定を配信することのできる第２の推定手
段とを含む。
【００２４】本発明の一実施形態では、第２の推定手段
は、その係数が所定であり送信機及び受信機のインパル
ス応答を表し、チャンネルにおいて伝送される情報から
独立であるマトリックスを含むメモリと、チャンネルの
インパルス応答の第１の推定の係数に前記マトリックス
を乗じて、チャンネルのインパルス応答の最終的な推定
の係数を得ることができる処理手段とを含む。
は、その係数が所定であり送信機及び受信機のインパル
ス応答を表し、チャンネルにおいて伝送される情報から
独立であるマトリックスを含むメモリと、チャンネルの
インパルス応答の第１の推定の係数に前記マトリックス
を乗じて、チャンネルのインパルス応答の最終的な推定
の係数を得ることができる処理手段とを含む。
【００２５】第１の推定手段は第１のいわゆる「ブライ
ンド」推定、または第１のいわゆる「学習」推定を行う
ことができる。
ンド」推定、または第１のいわゆる「学習」推定を行う
ことができる。
【００２６】本発明の主題はまた、既に定義した情報伝
送チャンネルのインパルス応答を推定する装置を組み込
んだセルラー移動電話である。
送チャンネルのインパルス応答を推定する装置を組み込
んだセルラー移動電話である。
【００２７】本発明はまた、既に定義した推定方法を実
施するプログラムコード手段を含むコンピュータプログ
ラムを提供し、前記プログラムはプロセッサにおいて実
行される。
施するプログラムコード手段を含むコンピュータプログ
ラムを提供し、前記プログラムはプロセッサにおいて実
行される。
【００２８】本発明はさらに読み出し専用メモリ等のプ
ロセッサにより読取り可能な媒体であって、既に定義し
た推定方法を実施することができるプログラムコード手
段を含む媒体であり、前記プログラムはプロセッサにお
いて実行される。
ロセッサにより読取り可能な媒体であって、既に定義し
た推定方法を実施することができるプログラムコード手
段を含む媒体であり、前記プログラムはプロセッサにお
いて実行される。
【００２９】本発明の他の利点及び特徴は、本発明の実
施形態及び実施態様の詳細な説明及び図面を参照するこ
とによって明らかになるであろう。
施形態及び実施態様の詳細な説明及び図面を参照するこ
とによって明らかになるであろう。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、特に図１を参照して、例え
ばセルラー移動電話のドメイン、特にＧＳＭネットワー
クにおけるセルラー移動電話のドメインに本発明を適用
する場合について説明する。
ばセルラー移動電話のドメイン、特にＧＳＭネットワー
クにおけるセルラー移動電話のドメインに本発明を適用
する場合について説明する。
【００３１】図１において、ＥＭは送信機を表し、伝送
するべき有用なデータ（例えば通話）を受け取り、特に
いわゆる従来技術の「チャンネル符号化」処理を実行
し、データストリームに冗長性を注入する符号化ブロッ
クＴＣＣを上流に含む。ＴＣＣブロックからの出力は、
バイナリ情報ブロックからなる。
するべき有用なデータ（例えば通話）を受け取り、特に
いわゆる従来技術の「チャンネル符号化」処理を実行
し、データストリームに冗長性を注入する符号化ブロッ
クＴＣＣを上流に含む。ＴＣＣブロックからの出力は、
バイナリ情報ブロックからなる。
【００３２】ＴＣＣブロックに続いて従来技術と同様
に、例えば、バイナリ信号をアナログ信号に変換する
（当業者に周知の用語である）ＱＰＳＫタイプまたは８
ＰＳＫタイプの直角変調を実行する変調器が続く。この
アナログ信号は、アンテナＡＮＴ１を介して受信機に向
けて送信される前に送信フィルタＦＥにおいてフィルタ
される。
に、例えば、バイナリ信号をアナログ信号に変換する
（当業者に周知の用語である）ＱＰＳＫタイプまたは８
ＰＳＫタイプの直角変調を実行する変調器が続く。この
アナログ信号は、アンテナＡＮＴ１を介して受信機に向
けて送信される前に送信フィルタＦＥにおいてフィルタ
される。
【００３３】図１においてはセルラー移動電話からなる
送信機ＥＭ及び受信機ＴＰの間の伝播手段ＭＰＲは、こ
の場合には空気である。
送信機ＥＭ及び受信機ＴＰの間の伝播手段ＭＰＲは、こ
の場合には空気である。
【００３４】受信機ＴＰ、すなわちセルラー移動電話
は、アナログ段階ＰＡＮに接続されるアンテナＡＮＴ２
をヘッドエンドにおいて本質的に有し、周波数変換を実
行して受信された変調信号をベースバンドにし、フィル
タリングを行ってスペクトラムのうち有用な部分のみを
留める。サンプリング、及びコンバータＣＡＮにおける
アナログ/ディジタル変換の後、ディジタル段階の役割
は伝送チャンネル（ブロックＢＳＴ、より詳細な構造は
図２において後述される）の推定を生成し、この推定に
より（ブロックＢＥＱにおいて実行される等化によっ
て）符号間干渉を除去し、一般にエラー訂正を実行する
ことであり、換言すれば例えばビタビ（Viterbi）復号
器に基づいた従来技術のチャンネル復号化（ブロックＴ
ＤＣ）を実行することである。
は、アナログ段階ＰＡＮに接続されるアンテナＡＮＴ２
をヘッドエンドにおいて本質的に有し、周波数変換を実
行して受信された変調信号をベースバンドにし、フィル
タリングを行ってスペクトラムのうち有用な部分のみを
留める。サンプリング、及びコンバータＣＡＮにおける
アナログ/ディジタル変換の後、ディジタル段階の役割
は伝送チャンネル（ブロックＢＳＴ、より詳細な構造は
図２において後述される）の推定を生成し、この推定に
より（ブロックＢＥＱにおいて実行される等化によっ
て）符号間干渉を除去し、一般にエラー訂正を実行する
ことであり、換言すれば例えばビタビ（Viterbi）復号
器に基づいた従来技術のチャンネル復号化（ブロックＴ
ＤＣ）を実行することである。
【００３５】本発明の意味内において、伝送チャンネル
はチャンネル推定器の上流に位置する要素から形成され
る。すなわち、伝播プロパー(propagation proper)ＭＰ
Ｒの物理的手段だけでなくアナログ送信装置及び受信装
置から特に形成される。チャンネル推定器の上流である
がアナログ受信段階の下流で実行されるディジタル処理
動作（例えば、フィルタリング）を見つけ、また考慮す
ることもできることに注意されたい。
はチャンネル推定器の上流に位置する要素から形成され
る。すなわち、伝播プロパー(propagation proper)ＭＰ
Ｒの物理的手段だけでなくアナログ送信装置及び受信装
置から特に形成される。チャンネル推定器の上流である
がアナログ受信段階の下流で実行されるディジタル処理
動作（例えば、フィルタリング）を見つけ、また考慮す
ることもできることに注意されたい。
【００３６】推定されるべき伝送チャンネルのインパル
ス応答Ｈ(ｚ)のモデルが図３に模式的に示されている。
このチャンネルインパルス応答ＲＩＣＴは、実際には送
信機のインパルス応答ＲＩＥ、伝播プロパー手段のイン
パルス応答ＲＩＰ、及び受信機のインパルス応答ＲＩＲ
の積である。
ス応答Ｈ(ｚ)のモデルが図３に模式的に示されている。
このチャンネルインパルス応答ＲＩＣＴは、実際には送
信機のインパルス応答ＲＩＥ、伝播プロパー手段のイン
パルス応答ＲＩＰ、及び受信機のインパルス応答ＲＩＲ
の積である。
【００３７】より詳細には、Ｈ(ｚ)は以下の式(１)によ
り定義される。
り定義される。
【数１】Ｈ(ｚ)=Ｇe(ｚ)Ｃ(ｚ)Ｇr(ｚ) …(1) より簡単には、Ｈ（ｚ）は以下に等しい。
【数２】Ｈ(ｚ)=Ｇ(ｚ)Ｃ(ｚ) …(2) ここで、Ｇ(ｚ)は送信機及び受信機のインパルス応答を
表し、Ｃ(ｚ)は伝播物理手段のインパルス応答を表す。
表し、Ｃ(ｚ)は伝播物理手段のインパルス応答を表す。
【００３８】本実施形態では、Ｇ(ｚ)及びＣ(ｚ)はｚ-1
の多項式であり、多項式の複素係数の数は予め決定され
ており送信装置及び受信装置の特性に左右され、また信
号伝播環境（丘陵、都市、または他の経路）にも左右さ
れる。複素係数の数は一般に「最悪のケース」に基づい
ている。従って伝播の観点から見ると、例えば都市環境
または田園環境と比較したとき山岳環境が事実上の最悪
ケースである。
の多項式であり、多項式の複素係数の数は予め決定され
ており送信装置及び受信装置の特性に左右され、また信
号伝播環境（丘陵、都市、または他の経路）にも左右さ
れる。複素係数の数は一般に「最悪のケース」に基づい
ている。従って伝播の観点から見ると、例えば都市環境
または田園環境と比較したとき山岳環境が事実上の最悪
ケースである。
【００３９】一例として、全体として取られる伝送チャ
ンネルのインパルス応答Ｈが８つの複素係数h0―h7をも
つ７次のｚ-1の多項式であると仮定し、これらの８つの
複素係数を推定するものとする。この結果、Ｈ(ｚ)は以
下の式(3)によって定義される。
ンネルのインパルス応答Ｈが８つの複素係数h0―h7をも
つ７次のｚ-1の多項式であると仮定し、これらの８つの
複素係数を推定するものとする。この結果、Ｈ(ｚ)は以
下の式(3)によって定義される。
【数３】 Ｈ(ｚ)=ｈ0＋ｈ1ｚ-1＋……＋ｈ7ｚ-7 …(3) 係数h0-h7の第１の推定４０が最初になされる（図４を
参照）。
参照）。
【００４０】この第１の推定は従来の方法においてなさ
れる。より詳細には、この第１の推定がいわゆる「学習」
推定である場合、すなわち既知の値のビットの連続で形
成されるトレーニングシーケンスを使用する推定である
場合、各受信された信号シーケンスＲは以下のマトリッ
クス式(4)により定義される。
れる。より詳細には、この第１の推定がいわゆる「学習」
推定である場合、すなわち既知の値のビットの連続で形
成されるトレーニングシーケンスを使用する推定である
場合、各受信された信号シーケンスＲは以下のマトリッ
クス式(4)により定義される。
【数４】Ｒ＝Ｓ・Ｈ＋Ｎ …(4) ここで、Ｓはトレーニングシーケンスを表すマトリック
スを示し、Ｈは係数h0-h 7からなるベクトルを示し、Ｎ
は特に干渉及び熱雑音を表す付加ベクトルを示す。
スを示し、Ｈは係数h0-h 7からなるベクトルを示し、Ｎ
は特に干渉及び熱雑音を表す付加ベクトルを示す。
【００４１】この系を解く従来の方法、すなわち全体と
して取られるチャンネルのインパルス応答Ｈの係数hiを
推定する方法は、ベクトルＮの（ユークリッド）ノルム
を最小にするベクトルとなるようにインパルス応答Ｈを
決定する最小二乗法の使用を含む。当業者は、ベクトル
Ｈが以下の式(5)によって定義されることを承知するで
あろう。
して取られるチャンネルのインパルス応答Ｈの係数hiを
推定する方法は、ベクトルＮの（ユークリッド）ノルム
を最小にするベクトルとなるようにインパルス応答Ｈを
決定する最小二乗法の使用を含む。当業者は、ベクトル
Ｈが以下の式(5)によって定義されることを承知するで
あろう。
【数５】Ｈ＝(Ｓ*Ｓ)-1Ｓ*Ｒ …(5) ここで、記号「*」は共役複素転置マトリックスを示
す。
す。
【００４２】当然であるが、全体として取られるチャン
ネルのインパルス応答の係数hiを推定するために他の方
法も使用することができる。これら他の方法は当業者に
周知であるので、本明細書ではこれ以上詳細な説明は行
わない。
ネルのインパルス応答の係数hiを推定するために他の方
法も使用することができる。これら他の方法は当業者に
周知であるので、本明細書ではこれ以上詳細な説明は行
わない。
【００４３】いわゆる「ブラインド」推定、すなわち所
定のトレーニングシーケンスが使用されない推定を使用
することも可能である。
定のトレーニングシーケンスが使用されない推定を使用
することも可能である。
【００４４】当業者は、全体として取られるチャンネル
のインパルス応答Ｈのブラインド推定を実行することが
できる種々の方法を承知しているであろうが、明示のた
めに、Jitendra K. Tugnaitによる論文「Blind Estimat
ion Of Digital Communication Channel Impulse Respo
nse」、IEEE Transactions On Communications, Vol.4
2, No.2/3/4, February/March/April 1994を引用してお
く。
のインパルス応答Ｈのブラインド推定を実行することが
できる種々の方法を承知しているであろうが、明示のた
めに、Jitendra K. Tugnaitによる論文「Blind Estimat
ion Of Digital Communication Channel Impulse Respo
nse」、IEEE Transactions On Communications, Vol.4
2, No.2/3/4, February/March/April 1994を引用してお
く。
【００４５】チャンネル推定はブロックＢＳＴ（図２を
参照）で行われる。より詳細には、第１の推定はブロッ
クＢＳＴのサブブロックＢＳＴ１において実行される。
ハードウェア的には、ブロックＢＳＴ全体は例えば信号
処理プロセッサとして実現され、ブロックＢＳＴ１で実
行される処理動作はソフトウェア形式で行われる。従っ
てこれらの処理動作は、これらの処理動作の基本的な定
義に基づいて、当業者であれば容易に記述できるプログ
ラムコードの形態で行われる。プログラムコード手段
は、例えばプロセッサに関連する読取り専用メモリに格
納される。このような形態であるとすれば、ブロックＢ
ＳＴのハードウェア実施形態は全体として、例えば特定
用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）の形態としても実施可能であ
る。
参照）で行われる。より詳細には、第１の推定はブロッ
クＢＳＴのサブブロックＢＳＴ１において実行される。
ハードウェア的には、ブロックＢＳＴ全体は例えば信号
処理プロセッサとして実現され、ブロックＢＳＴ１で実
行される処理動作はソフトウェア形式で行われる。従っ
てこれらの処理動作は、これらの処理動作の基本的な定
義に基づいて、当業者であれば容易に記述できるプログ
ラムコードの形態で行われる。プログラムコード手段
は、例えばプロセッサに関連する読取り専用メモリに格
納される。このような形態であるとすれば、ブロックＢ
ＳＴのハードウェア実施形態は全体として、例えば特定
用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）の形態としても実施可能であ
る。
【００４６】この第１の推定が得られると、信号処理プ
ロセッサ内部のソフトウェア形態として機能的に実現さ
れるブロックＢＣＲにおいて、第１の推定が訂正され
る。
ロセッサ内部のソフトウェア形態として機能的に実現さ
れるブロックＢＣＲにおいて、第１の推定が訂正され
る。
【００４７】一例として、物理的伝播手段のインパルス
応答Ｃが５つの複素係数を持つ４次の多項式であり、以
下の式(6)により定義されると仮定する。
応答Ｃが５つの複素係数を持つ４次の多項式であり、以
下の式(6)により定義されると仮定する。
【数６】 Ｃ(ｚ)=ｃ0＋ｃ1ｚ-1＋ｃ2ｚ-2＋ｃ3ｚ-3＋ｃ4ｚ-4 …(6)
【００４８】同様に、例として、送信装置及び受信装置
のインパルス応答Ｇが４つの複素係数を持つ３次の多項
式であり、以下の式(7)によって定義されると仮定す
る。
のインパルス応答Ｇが４つの複素係数を持つ３次の多項
式であり、以下の式(7)によって定義されると仮定す
る。
【数７】 Ｇ(ｚ)=ｇ0＋ｇ1ｚ-1＋ｇ2ｚ-2＋ｇ3ｚ-3 …(7)
【００４９】たたみこみ積（多項式積）Ｈ(ｚ)=Ｇ(ｚ)
・Ｃ(ｚ)は、式Ｈ＝Ｇ・Ｃによってマトリックス形式で
表される。
・Ｃ(ｚ)は、式Ｈ＝Ｇ・Ｃによってマトリックス形式で
表される。
【００５０】Ｈは係数hiからなる列ベクトルであり、Ｃ
は係数ciからなる列ベクトルであり、Ｇは以下の式(8)
によって定義されるマトリックス（ここでは８×５のマ
トリックス）である。
は係数ciからなる列ベクトルであり、Ｇは以下の式(8)
によって定義されるマトリックス（ここでは８×５のマ
トリックス）である。
【数８】
【００５１】より一般的には、インパルス応答Ｈ(z)は
Ｇ(ｚ)及びその遅延したバージョンの一次結合であるの
で、マトリックスＧの列の数はインパルス応答Ｃ(ｚ)の
係数の数に等しく、マトリックスＧの各列は０を補った
係数giを含み、列の係数はそれぞれの前列の係数から１
行だけシフトされている。
Ｇ(ｚ)及びその遅延したバージョンの一次結合であるの
で、マトリックスＧの列の数はインパルス応答Ｃ(ｚ)の
係数の数に等しく、マトリックスＧの各列は０を補った
係数giを含み、列の係数はそれぞれの前列の係数から１
行だけシフトされている。
【００５２】訂正され最終的に推定されたチャンネルの
インパルス応答ＨＦは、式(9)に従って記述されなけれ
ばならない。
インパルス応答ＨＦは、式(9)に従って記述されなけれ
ばならない。
【数９】ＨＦ＝ＧＣ …(9) そして訂正され最終的に推定されたチャンネルのインパ
ルス応答ＨＦは、インパルス応答Ｈに可能な限り近くな
くてはならない。言い換えると、ＨＦは以下の式(10)に
よって定義される基準を最小化しなければならない。
ルス応答ＨＦは、インパルス応答Ｈに可能な限り近くな
くてはならない。言い換えると、ＨＦは以下の式(10)に
よって定義される基準を最小化しなければならない。
【数１０】||ＨＦ−Ｈ||2 …(10)
【００５３】こうして、推定された最終的なチャンネル
のインパルス応答は、以下の式(11)により定義される。
のインパルス応答は、以下の式(11)により定義される。
【数１１】
【００５４】予め設定されたマトリックスＭは、本実施
形態では８×８のマトリックスであり、その係数は係数
giのみを考慮しており伝送されたデータから独立であ
る。このマトリックスＭはブロックＢＳＴのメモリＭＭ
に記憶される。
形態では８×８のマトリックスであり、その係数は係数
giのみを考慮しており伝送されたデータから独立であ
る。このマトリックスＭはブロックＢＳＴのメモリＭＭ
に記憶される。
【００５５】従って、ブロックＢＣＲは、チャンネルの
インパルス応答Ｈの係数hiの訂正41（図４を参照）を実
行して、チャンネルの訂正されたインパルス応答ＨＦの
係数hfiを配信する。
インパルス応答Ｈの係数hiの訂正41（図４を参照）を実
行して、チャンネルの訂正されたインパルス応答ＨＦの
係数hfiを配信する。
【００５６】電話機ＴＰ（図１を参照）の等化ブロック
ＢＥＱにおいて使用されるのは、これらの係数hfであ
る。
ＢＥＱにおいて使用されるのは、これらの係数hfであ
る。
【００５７】等化ブロックは、以下のマトリックス式(1
2)によって定義された方程式を解く。
2)によって定義された方程式を解く。
【数１２】Ｒ＝ｂ・ＨＦ＋Ｎ …(12) ここで、Ｒは受信されたビットのシーケンスを表すベク
トルを示し、ｂは復号化されるパルス列の有用なビット
を表すベクトルを示し、ＨＦはその各列が０を補った係
数hfiを含み、列の係数が前の列の係数を１行だけシフ
トした係数であるたたみこみマトリックスを示し、Ｎは
雑音ベクトルを示す。この式(等化)を解く方式は当業者
に周知である。この点において数多くの等化アルゴリズ
ムがある。
トルを示し、ｂは復号化されるパルス列の有用なビット
を表すベクトルを示し、ＨＦはその各列が０を補った係
数hfiを含み、列の係数が前の列の係数を１行だけシフ
トした係数であるたたみこみマトリックスを示し、Ｎは
雑音ベクトルを示す。この式(等化)を解く方式は当業者
に周知である。この点において数多くの等化アルゴリズ
ムがある。
【００５８】これらの等化処理動作の中において、２つ
の主要な分類を考慮することができる。
の主要な分類を考慮することができる。
【００５９】その１つは、シンボルごとに検出を実行す
るものであって、例えば当業者に用語ＤＦＥ（Decision
Feedback Equalization）として知られるアルゴリズム
があり、この本質的な側面は例えばJohn G. Proakisに
よる「Digital Communications」, third edition, McG
raw-Hill, Inc.に述べられている。
るものであって、例えば当業者に用語ＤＦＥ（Decision
Feedback Equalization）として知られるアルゴリズム
があり、この本質的な側面は例えばJohn G. Proakisに
よる「Digital Communications」, third edition, McG
raw-Hill, Inc.に述べられている。
【００６０】もう１つは、シンボルのシーケンスの検出
を実行するものであって、例えば当業者に用語ＭＬＳＥ
（Maximum-Likelihood Sequence Estimation:最尤シー
ケンス推定）あるいは用語ＤＦＳＥ（Decision Feedbac
k Sequence Estimation）として知られるアルゴリズム
がある。これら２つのアルゴリズムは多くの出版物の主
題となっている。当業者は、ＭＬＳＥアルゴリズムに関
しては前述のJohn G.Proakisによる研究を、ＤＦＳＥア
ルゴリズムに関しては、Hans C. Guren及びNils Holte
による論文「Decision Feedback Sequence Estimation
for ContinuousPhase Modulation on a Linear Multipa
th Channel」, IEEE Transactions onCommunications,
Vol.41, No.2, February 1993を参照できるであろう。
を実行するものであって、例えば当業者に用語ＭＬＳＥ
（Maximum-Likelihood Sequence Estimation:最尤シー
ケンス推定）あるいは用語ＤＦＳＥ（Decision Feedbac
k Sequence Estimation）として知られるアルゴリズム
がある。これら２つのアルゴリズムは多くの出版物の主
題となっている。当業者は、ＭＬＳＥアルゴリズムに関
しては前述のJohn G.Proakisによる研究を、ＤＦＳＥア
ルゴリズムに関しては、Hans C. Guren及びNils Holte
による論文「Decision Feedback Sequence Estimation
for ContinuousPhase Modulation on a Linear Multipa
th Channel」, IEEE Transactions onCommunications,
Vol.41, No.2, February 1993を参照できるであろう。
【００６１】シンボルごとの検出アルゴリズムはシーケ
ンスベースの検出アルゴリズムに対して複雑さが少ない
が、性能は劣っている。これはシーケンスベースの推定
を用いた等化アルゴリズムが一般に好んで選択されてい
る理由である。
ンスベースの検出アルゴリズムに対して複雑さが少ない
が、性能は劣っている。これはシーケンスベースの推定
を用いた等化アルゴリズムが一般に好んで選択されてい
る理由である。
【００６２】このように配信されたビットｂは、チャン
ネル復号化ブロックＴＤＣにおいて復号化される。
ネル復号化ブロックＴＤＣにおいて復号化される。
【００６３】等化アルゴリズム及びチャンネル復号化ア
ルゴリズムは、例えば信号処理プロセッサによって実行
されることもできる。
ルゴリズムは、例えば信号処理プロセッサによって実行
されることもできる。
【００６４】本発明は、本明細書に記載した実施形態及
び実施態様に限定されることはなく、あらゆる変形を包
含する。記述した例においては、ＨはＧ及びその遅延し
たバージョンの一次結合である。しかし当然のことであ
るが、信号のオーバーサンプリングを使用することによ
って、半整数の遅延、あるいはより微細な遅延でさえも
考慮することができる。
び実施態様に限定されることはなく、あらゆる変形を包
含する。記述した例においては、ＨはＧ及びその遅延し
たバージョンの一次結合である。しかし当然のことであ
るが、信号のオーバーサンプリングを使用することによ
って、半整数の遅延、あるいはより微細な遅延でさえも
考慮することができる。
【００６５】さらに、本発明に係る推定装置はセルラー
移動電話に組み込むことができるだけでなく、基地局の
受信パスウェイ、またはより一般的に任意のディジタル
情報受信機に組み込むことが可能である。
移動電話に組み込むことができるだけでなく、基地局の
受信パスウェイ、またはより一般的に任意のディジタル
情報受信機に組み込むことが可能である。
【図１】本発明による方法を実施できる送信機及び受信
機の基本的な構成要素を示す模式図である。
機の基本的な構成要素を示す模式図である。
【図２】図１の受信手段の一部を詳細に示す模式図であ
る。
る。
【図３】伝送チャンネルのインパルス応答の主要な要素
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明による方法の実施態様を簡潔に示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
４０ 第１の推定 ４１ Ｈの訂正
Claims (10)
- 【請求項１】 情報送信機と、情報受信機と、前記送信
機と前記受信機の間にわたる伝播手段とからなる情報伝
送チャンネルのインパルス応答を推定する方法であっ
て、 第１の推定は、全体として考慮してチャンネルのインパ
ルス応答（Ｈ）についてなされ、続いて、伝送される情
報から独立に、前記送信機のインパルス応答及び前記受
信機のインパルス応答が既知であるという事実を考慮す
ることによって前記第１の推定が訂正され、前記チャン
ネルのインパルス応答の訂正された最終推定（ＨＦ）が
取得されることを特徴とする推定方法。 - 【請求項２】 前記チャンネルのインパルス応答の最終
推定の係数（ｈｆ）は、前記チャンネルのインパルス応
答の第１の推定の係数（ｈ）に、前記送信機及び前記受
信機のインパルス応答を表しチャンネルにおいて伝送さ
れる情報から独立である所定の係数を有するマトリック
ス（Ｍ）を乗ずることによって取得されることを特徴と
する、請求項１に記載の推定方法。 - 【請求項３】 前記第１の推定（Ｈ）はブラインド推定
または学習推定のうちの何れかであることを特徴とす
る、請求項１または請求項２に記載の推定方法。 - 【請求項４】 情報送信機と、情報受信機と、前記送信
機と前記受信機の間にわたる伝播手段とからなる情報伝
送チャンネルのインパルス応答を推定する装置であっ
て、 全体として考慮してチャンネルのインパルス応答（Ｈ）
の第１の推定をなすことができる第１の推定手段（ＢＳ
Ｔ１）と、 前記第１の推定手段に接続され、伝送される情報から独
立に、前記送信機のインパルス応答及び前記受信機のイ
ンパルス応答が既知であるという事実を考慮することに
よって前記第１の推定を訂正し、チャンネルのインパル
ス応答の訂正された最終推定（ＨＦ）を配信することが
できる第２の推定手段（ＢＣＲ、ＭＨ）と、を含むこと
を特徴とする推定装置。 - 【請求項５】 前記第２の推定手段は、前記送信機及び
前記受信機のインパルス応答を表しチャンネルにおいて
伝送される情報から独立である所定の係数を有するマト
リックスを含むメモリ（ＭＭ）と、 チャンネルのインパルス応答の前記第１の推定の係数に
前記マトリックスを乗じてチャンネルのインパルス応答
の最終推定の係数を取得することができる処理手段（Ｂ
ＣＲ）と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の推
定装置。 - 【請求項６】 前記第１の推定手段（ＢＳＴ１）は第１
のブラインド推定をなすことができることを特徴とす
る、請求項４または請求項５に記載の推定装置。 - 【請求項７】 前記第１の推定手段（ＢＳＴ１）は第１
の学習推定をなすことができることを特徴とする、請求
項４または請求項５に記載の推定装置。 - 【請求項８】 請求項４乃至請求項７のうちのひとつに
定義されている装置を内部に組み込むことを特徴とす
る、セルラー移動電話を代表とするディジタル情報受信
機。 - 【請求項９】 請求項１乃至請求項３のうちの１つに定
義されている方法を実施するプログラムコード手段を含
み、前記プログラムはプロセッサ内で実行される、コン
ピュータプログラム。 - 【請求項１０】 プロセッサによって読取り可能な媒体
であって、請求項１乃至請求項３のうちの１つに定義さ
れている方法を実施することができるプログラムコード
手段を含み、前記プログラムはプロセッサ内で実行され
る、媒体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00113060A EP1168739B1 (fr) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | Procédé et dispositif d'estimation de la réponse impulsionelle d'un canal de transmission d'informations, en particulier pour un téléphone mobile cellulaire |
| EP00113060.8 | 2000-06-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002043984A true JP2002043984A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=8169024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001158206A Pending JP2002043984A (ja) | 2000-06-23 | 2001-05-28 | 情報伝送チャンネルのインパルス応答を推定する方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6990142B2 (ja) |
| EP (1) | EP1168739B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002043984A (ja) |
| DE (1) | DE60023280D1 (ja) |
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| US8891349B2 (en) | 2004-07-23 | 2014-11-18 | Qualcomm Incorporated | Method of optimizing portions of a frame |
| US8831115B2 (en) * | 2004-12-22 | 2014-09-09 | Qualcomm Incorporated | MC-CDMA multiplexing in an orthogonal uplink |
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2001
- 2001-05-15 US US09/855,734 patent/US6990142B2/en not_active Expired - Lifetime
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