JP2002516526A - 双方向チャネル推定装置 - Google Patents

双方向チャネル推定装置

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JP2002516526A
JP2002516526A JP2000550250A JP2000550250A JP2002516526A JP 2002516526 A JP2002516526 A JP 2002516526A JP 2000550250 A JP2000550250 A JP 2000550250A JP 2000550250 A JP2000550250 A JP 2000550250A JP 2002516526 A JP2002516526 A JP 2002516526A
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ウー,ジァンジュン
アジャバミ,アブドル,ハミッド
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L25/0202Channel estimation
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Abstract

(57)【要約】 移動通信用グローバルシステム(GSM)において、ミッドアンブルを用いた2つのチャネル推定装置の始動およびスプリットバーストのミッドアンブルを用いたチャネル推定の取得によってチャネル・インパルス応答(CIR)の推定の改善が得られ、よって、前記2つの推定装置は、推定されたCIRを得るために相互相関している。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、移動電話通信、特に、移動通信用グローバルシステム(Globa
l System for Mobile Communication)(G
SM)の働きを向上させるための方法に関する。
【0001】 GSMは、アナログのシステムよりもより品質の高いサービスを与えるデジタ
ルのシステムであり、ユーザにとってアナログのシステムよりもより大きな容量
を有している。 GSMにおける通信は、バースト構造を有し、チャネル・インパルス応答(C
IR)を推定することが必要である。現在のGSMシステムでCIRを推定する
ことにおいて、1つの問題がある。現在のGSMイコライザーにおいて、全チャ
ネル・インパルス応答(CIR)は、知られたミッドアンブルシーケンスを用い
たミッドアンブル部分において、受信信号の相互相関によって推定される。タイ
ムスロット中の静的チャネルの仮定に基づいて、推定されたCIRタップは、全
バーストの間じゅう用いられる。現在のチャネル推定技術の性能は、理想的なC
IRタップがイコライザーに利用されたときの性能として、ベンチマークと比較
して少なくとも2dBの低下が許容されることが分かった。
【0002】 その低下は、以下に示す例で容易に分かる。もし、車が時速120キロメート
ルで走行していると、ドップラー周波数変位は、現無線周波数でおよそ100H
zになる。そのドップラー周波数の期間は、10msである。一方、GSMバー
ストは、およそ0.577msであり、従って半ドップラー周波数期間のおよそ
8分の1を占める。将来の個人陸上自動車の遠隔通信システム(IMT−200
0)/UMTS)は、2GHzを用い、時速120キロメートルにおけるドップ
ラー周波数変位もまた220Hzとなる。この手法によると、バーストの間じゅ
うにフェージングがほぼ最大から最小に変化する。それゆえ、(擬似)チャネル
の仮定は、真実ではなく、CIR推定の流れは、データモードの間じゅう強制さ
れる。
【0003】 我々は、この問題を縮小あるいは克服するためのシステムを発明した。 本発明によると、GSMにおけるCIRを推定するための方法が提供されてお
り、その方法におけるシステムは、2つのチャネル推定装置がミッドアンブルを
用いて始動し、それらのチャネル推定は、スプリットバーストのミッドアンブル
を用いたチャネル推定装置によって得られ、よって、該2つの推定装置は、推定
されたCIRを得るために相互相関している。
【0004】 本発明の一実施例において、不偏推定方法は、CIRを得るための相互相関装
置に好適に用いることができる。 現在のチャネル推定方法は、チャネル推定装置の始動を迅速にすることができ
るものであり、RLSアルゴリズムは、データモードの間じゅうチャネルの偏移
とCIRの更新を追うことができるである。
【0005】 本発明の方法のブロックダイアグラムを図1に示す。 本発明の方法の実行において、望ましくは最初にミッドアンブルは双方のチャ
ネル推定装置を始動し、次にそれらのチャネル推定は、スプリットバーストのミ
ッドアンブルを用いたチャネル推定装置によって得られる。
【0006】 スプリットバーストの使用によって、相互相関装置の完全な利点が得られ、こ
のことはそれらのチャネル推定装置によって取り入れられた遅延を減少する。双
方のチャネルにおけるミッドアンブルの再使用は、ガウス雑音と同一チャネル干
渉下の相互相関装置から来る誤りを減少あるいは克服できる。
【0007】 バーストが終わって有益なデータの伝送レートを最大にするため、好ましくは
、見本のCIRの推定は最短時間において必要とされ、時間が短くなればなるほ
ど伝送レートはよくなり、従って好ましくは、最適の推定工程は、CIRの最適
な推定を得ることを可能にするために訓練信号とともに用いられる。
【0008】 不偏推定方法が相互相関方法に代わって用いられる場合、不偏チャネル推定装
置のアルゴリズムの特徴は、以下によって与えられる。 Ri =Hk S+Ni (2) Ri -1=Hk +Ni -1 (3) E[Ni -1]=0 (4) 従って、 Hk =Ri -1 (5) ここで、Hk は、CIRを表わすm成分列ベクトルで、Hk は、CIRの最適な
推定を表わすm成分列ベクトルで、Sは、伝送された信号のm要素行列のmであ
り、Ri は、受信信号のm成分列ベクトルで、Ni は、加法性白色ガウス雑音の
m成分列ベクトルである。
【0009】 もし、我々がSの逆行列を得ることができたら、Hk の不偏線推定が得られる
であろう。Hk S=Ri であるので、推定されたHk は、公算関数P(Ri /H k )を最大にし、E|Hk S−Hk S|2 を最小にする。このように、Hk もま
た、Ri からHk の最大公算推定となる。
【0010】 この方法は、同じCIR長に対して相互相関方法より少ないビットを用いる。
ミッドアンブルの余分なビットは、更なるチャネル推定に用いることができる。
よりよいチャネル推定は、これらの2つの推定の平均によって推測することがで
きる。この方法は、ミッドアンブルにおけるもう1つのシーケンスを選択する必
要があるだけであり、GSMしすてむにおいての更なる調整は要求されない。
【0011】 本発明の提案したチャネル推定装置の実施例を、以下に述べる。 提案したチャネル推定装置のための相互相関推定あるいは不偏チャネル推定は
、チャネル推定装置においてデータモードの間じゅう用いられる横フィルターチ
ャネル推定装置の始動を早くするために用いられる。そのミッドアンブルは、チ
ャネル推定装置を処理するため、再度チャネル推定装置を通り抜ける。このミッ
ドアンブルの重複使用は、チャネル推定装置の収束を保証する。この方法は、最
適な推定工程であり、チャネル推定装置の収束速度問題を解決する。双方向チャ
ネル推定は、工程の遅れを半分に減少することができ、ミッドアンブルの再使用
は、知られたシーケンスの利点を最大限にする。
【0012】 このことは、図2に示されている。 横フィルターチャネル推定装置の使用 データモードの間じゅう、判断中にいくつかのエラーが存在し、従って不偏推
定あるいは相互相関方法の使用は、困難さの発生を与える。これを克服するため
に、横フィルターチャネル推定装置は、提案したチャネル推定装置においてデー
タモードの間じゅう用いられることができ、LSMチャネル推定装置の構造を図
3に示す。
【0013】 提案したチャネル推定装置に対して、より確実な判断を用いるために、一時的
なソフトな判断S(k)={Sk-n ,Sk-n+1 ,...Sk-1 ,Sk T を用い
ることができる。 このようなS(k)は、チャネル推定のために、時間依存だけでなく一時的な
ソフト判断依存である。チャネルパラメータhj は、LMSあるいはカルマンア
ルゴリズムを用いることによって推定することができる。
【0014】 チャネル推定装置は、構造に依存しているいくつかの遅延を取り入れており、
従ってCIRの推定は遅延した推定であり、予測CIRが必要である。ソフトな
判断を用いる前に遅延が長くなればなるほど、判断がチャネル推定装置のためで
あることがより確実となる。しかしながら、もしより長い遅延の判断が用いられ
たならば、ワンステップ以上の予測が必要となる。
【0015】 最小二乗フェージングメモリ予測は、チャネルを迅速に変えるために用いられ
る。方程式は以下によって与えられる。 Ei =Hi +Hi,i-1 (6) H’i-1,i =H’i,i-1 +(1−θ)2 i (7) Hi-1,i =Hi,i-1 +Hi+1,i +(1−θ2 )Ei (8) Hi-2,i =Hi,i-1 +H’i+1,i (9) ここで、H’i+1 は、第1の導関数H’i+1 の1段階の予測を意味し、0は、0
から1の範囲の実数値の定数である。0の値が大きくなればなるほど、予測にお
ける実際的に関係のある推定の数は大きくなる。 本発明は、取得することができるチャネル推定をより良くすることおよび現シ
ステムの悪化を克服することを可能にする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GSMにおけるCIRを推定するための方法であって、前記
    方法におけるシステムは、2つのチャネル推定装置がミッドアンブルを用いて始
    動し、前記チャネル推定は、スプリットバーストのミッドアンブルを用いたチャ
    ネル推定装置によって得られ、よって、前記2つの推定装置は、推定されたCI
    Rを得るために処理される。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、前記2つの推定装置は、推
    定されたCIRを得るために相互相関していることを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の方法であって、前記2つの推定装置は、推
    定されたCIRを得るために不偏推定方法の手段によって処理されることを特徴
    とする方法。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3に記載の方法であって、チャネル推定
    方法は、まず2つのチャネル推定装置を始動することを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の方法であって、RLSアルゴリズムは、デ
    ータモードの間じゅうチャネルの偏移とCIRの更新を追うことを特徴とする方
    法。
  6. 【請求項6】 前記請求項のうち何れか1つの記載の方法であって、最初に
    ミッドアンブルは双方のチャネル推定装置を始動し、次に前記チャネル推定は、
    スプリットバーストのミッドアンブルを用いたチャネル推定装置によって得られ
    ることを特徴とする方法。
  7. 【請求項7】 前記請求項のうち何れか1つの記載の方法であって、最適の
    推定工程は、CIRの最適な推定を得ることを可能にするために訓練信号ととも
    に用いられることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 前記請求項のうち何れか1つの記載の方法であって、相互相
    関推定あるいは不偏チャネル推定は、チャネル推定装置においてデータモードの
    間じゅう用いられる横フィルターチャネル推定装置の始動を早くするために用い
    られ、前記ミッドアンブルは、チャネル推定装置を処理するため、再度チャネル
    推定装置を通り抜けることを特徴とする方法。
  9. 【請求項9】 前記請求項のうち何れか1つの記載の方法であって、横フィ
    ルターチャネル推定装置は、前記チャネル推定装置においてデータモードの間じ
    ゅう用いられることを特徴とする方法。
  10. 【請求項10】 前記請求項のうち何れか1つの記載の方法であって、最小
    二乗フェージングメモリ予測は、チャネルを迅速に変えるために用いられること
    を特徴とする方法。
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