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

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。 Ｒ_i ＝Ｈ_k Ｓ＋Ｎ_i （２） Ｒ_i Ｓ^-1＝Ｈ_k ＋Ｎ_i Ｓ^-1 （３） Ｅ［Ｎ_i Ｓ^-1］＝０ （４） 従って、 Ｈ_k ＝Ｒ_i Ｓ^-1 （５） ここで、Ｈ_k は、ＣＩＲを表わすｍ成分列ベクトルで、Ｈ_k 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、Ｒ_i は、受信信号のｍ成分列ベクトルで、Ｎ_i 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、Ｈ_k の不偏線推定が得られる
であろう。Ｈ_k Ｓ＝Ｒ_i であるので、推定されたＨ_k は、公算関数Ｐ（Ｒ_i ／Ｈ _k ）を最大にし、Ｅ｜Ｈ_k Ｓ−Ｈ_k Ｓ｜² を最小にする。このように、Ｈ_k もま
た、Ｒ_i からＨ_k 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）＝｛Ｓ_k-n ，Ｓ_k-n+1 ，．．．Ｓ_k-1 ，Ｓ_k ｝^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ｈ_j 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。 Ｅ_i ＝Ｈ_i ＋Ｈ_i,i-1 （６） Ｈ’_i-1,i ＝Ｈ’_i,i-1 ＋（１−θ）² Ｅ_i （７） Ｈ_i-1,i ＝Ｈ_i,i-1 ＋Ｈ_i+1,i ＋（１−θ² ）Ｅ_i （８） Ｈ_i-2,i ＝Ｈ_i,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。