JP2009524362A - 無線通信システムにおけるパイロット多重化のための方法および装置 - Google Patents
無線通信システムにおけるパイロット多重化のための方法および装置 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本特許出願は、参照により明確に本明細書に組み込まれている、本特許出願の譲受人に譲渡された、2006年1月20日に出願した「METHOD AND APPARATUS FOR PILOT MULTIPLEXING IN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM」という名称の仮出願第60/760,482号の優先権を主張するものである。
IFDMパイロットは、例えば、図3Aまたは図3Bに示されるとおり、各送信アンテナに関してL個の副搬送波の1つのセットの、T個の分離した副搬送波セット上で、T個の送信アンテナから送られることが可能である。IFDMパイロットは、良好な特性を有するベース系列を使用して生成されることが可能である。例えば、ベース系列は、良好な時間特性(例えば、一定の時間領域エンベロープ)、および良好なスペクトル特性(例えば、平坦な周波数スペクトル)を有するように選択されることが可能である。これらの良好な時間特性およびスペクトル特性は、様々なCAZAC(一定振幅0自己相関)系列を使用して獲得されることが可能である。いくつかの例示的なCAZAC系列には、Chu系列、Frank系列、GCL(一般化されたチャープ様の)系列、Golomb系列、P1系列、P3系列、P4系列、およびPx系列などが含まれる。
FD−CDMパイロットが、N個の副搬送波の同一のセット上でT個の送信アンテナから送られることが可能である。しかし、各アンテナからのパイロット伝送には、周波数領域において異なる直交系列が掛けられる。FD−CDMパイロットは、良好な特性を有するベース系列を使用して生成されることが可能である。
一般に、送信局は、TDM、FDMなどを使用して、パイロットとデータの間の直交性を実現することができる。TDMの場合、送信局は、いくつかの時間間隔においてパイロットを送り、他の時間間隔においてデータを送ることができる。FDMの場合、送信局は、いくつかの副搬送波上でパイロットを送り、他の副搬送波上でデータを送ることができる。送信局は、前述した多重化スキームのいずれかを使用して、T個の送信アンテナからのパイロット伝送の間で直交性を実現することができる。送信局は、第1の多重化スキームを使用して、T個の送信アンテナからパイロットを送り、第2の多重化スキームを使用して、それらのT個のアンテナからデータを送ることができる。一般に、第1の多重化スキームは、第2の多重化スキームと同一であっても、異なっていてもよい。
受信局は、送信局からパイロット伝送を受信することができ、この受信されたパイロット伝送に基づいて、様々な仕方で通信路推定を実行することができる。通信路推定は、異なるパイロット多重化スキームに関して、異なる仕方で実行されることが可能である。いくつかの例示的な通信路推定技術が、以下に説明される。
受信局は、MMSE技術、ZF(ゼロ強制)技術、MRC(最大比合成)技術、空間−周波数等化技術などの様々なMIMO検出技術に基づいて、送信局によって送信されたデータシンボルを回復することができる。各副搬送波kに関するR個の受信アンテナからの受信されたデータシンボルは、以下のとおり表現されることが可能である。
x(k)=[Xn(k)...XT−1(k)]Tは、「T」が転置を表すT個の送信アンテナから送られた、伝送されたシンボルのT×1ベクトルであり、
h i(k)=[Hi,0(k)...Hi,R−1(k)]Tは、送信アンテナiに関する通信路利得のR×1ベクトルであり、
H(k)=[h 0(k)...h T−1(k)]は、R×TのMIMO通信路応答行列であり、さらに、n(k)は、雑音のR×1ベクトルである。
Si(k)=E{|Xi(k)|2}は、アンテナiから送られたXi(k)のパワースペクトルであり、Ψ i(k)は、アンテナiに関するR×Rの雑音−干渉共分散行列であり、さらに「H」は、共役転置を表す。
Claims (57)
- 異なる副搬送波セット上で時間領域において送られる複数のパイロットシンボルをそれぞれが備える複数の送信アンテナに関する複数のパイロット系列を生成し、前記複数のパイロット系列に基づいて複数のパイロット伝送を生成する少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを備える装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、Chu系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、送信機固有の値によって定義されるChu系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、CAZAC(一定振幅0自己相関)系列またはPN(擬似乱数)系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、ベース系列を複数回、反復することによって、拡張されたベース系列を生成し、前記拡張されたベース系列に複数の異なる位相勾配を適用することによって前記複数のパイロット系列を生成する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、複数の時間領域シンボルを備える時間領域ベース系列を生成し、前記時間領域ベース系列を変換して、複数の変換されたシンボルを備える周波数領域ベース系列を獲得し、前記複数の変換されたシンボルを、各送信アンテナに関して1つの、前記複数の送信アンテナに関する複数の副搬送波セットにマップし、前記送信アンテナに関する副搬送波セット上の変換されたシンボルに基づいて、各送信アンテナに関するパイロット系列を生成する請求項1に記載の装置。
- 異なる副搬送波セット上で時間領域において送られる複数のパイロットシンボルをそれぞれが備える複数の送信アンテナに関する複数のパイロット系列を生成すること、および前記複数のパイロット系列に基づいて複数のパイロット伝送を生成することを備える方法。
- 前記複数のパイロット系列を前記生成することは、Chu系列、CAZAC(一定振幅0自己相関)系列、またはPN(擬似乱数)系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成することを備える請求項7に記載の方法。
- 前記複数のパイロット系列を前記生成することは、
ベース系列を複数回、反復することによって、拡張されたベース系列を生成すること、および
前記拡張されたベース系列に複数の異なる位相勾配を適用することによって前記複数のパイロット系列を生成することを備える請求項7に記載の方法。 - 異なる副搬送波セット上で時間領域において送られる複数のパイロットシンボルをそれぞれが備える複数のパイロット伝送を、複数の受信アンテナを介して受信し、前記複数の受信されたパイロット伝送を処理して、通信路推定値を獲得する少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを備える装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記複数の受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得し、複数の送信アンテナに関する複数のパイロット系列を獲得し、前記受信されたシンボル、および前記複数のパイロット系列に基づいて前記通信路推定値を導き出す請求項10に記載の装置。
- 受信された各パイロット伝送に関して、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記受信されたパイロット伝送に基づいて、複数の副搬送波セットに関する受信されたシンボルの複数のセットを獲得し、対応するパイロット系列に基づいて、受信されたシンボルの各セットをスケール変更して、スケール変更されたシンボルのセットを獲得し、スケール変更されたシンボルの対応するセットに基づいて各送信アンテナに関する通信路推定値を導き出す請求項11に記載の装置。
- 受信された各パイロット伝送に関して、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記受信されたパイロット伝送に基づいて、複数の送信アンテナに関する複数の通信路インパルス応答推定値を導き出し、前記複数の通信路インパルス応答推定値に基づいて、前記複数の送信アンテナに関する通信路利得推定値を導き出す請求項10に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、各通信路インパルス応答推定値に対して、しきい値処理を実行して、或るしきい値を下回る大きさを有する通信路タップをゼロ設定し、しきい値処理の後、対応する通信路インパルス応答推定値に基づいて各送信アンテナに関する通信路利得推定値を導き出す請求項13に記載の装置。
- 異なる副搬送波セット上で時間領域において送られる複数のパイロットシンボルをそれぞれが備える複数のパイロット伝送を、複数の受信アンテナを介して受信すること、および
前記複数の受信されたパイロット伝送を処理して、通信路推定値を獲得することを備える方法。 - 前記複数の受信されたパイロット伝送を前記処理することは、
前記複数の受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得すること、
複数の送信アンテナに関する複数のパイロット系列を獲得すること、および
前記受信されたシンボル、および前記複数のパイロット系列に基づいて前記通信路推定値を導き出すことを備える請求項15に記載の方法。 - 前記複数の受信されたパイロット伝送を前記処理することは、受信された各パイロット伝送に関して、
前記受信されたパイロット伝送に基づいて複数の送信アンテナに関する複数の通信路インパルス応答推定値を導き出すこと、および
前記複数の通信路インパルス応答推定値に基づいて前記複数の送信アンテナに関する通信路利得推定値を導き出すことを備える請求項15に記載の方法。 - 送信機固有の値によって定義されるChu系列のFD−CDM(周波数領域符号分割多重化)に基づいて複数の送信アンテナに関する複数のパイロット系列を生成し、前記複数のパイロット系列に基づいて複数のパイロット伝送を生成する少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを備える装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記送信機固有の値を有する前記Chu系列を生成し、前記Chu系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成する請求項18に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記Chu系列の異なる循環桁送りに基づいて前記複数のパイロット系列のそれぞれを生成する請求項19に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記Chu系列に基づいて周波数領域ベース系列を生成し、前記周波数領域ベース系列に複数の直交系列を掛けて、複数の中間系列を獲得し、前記複数の中間系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成する請求項18に記載の装置。
- 前記複数のパイロット伝送は、ダウンリンク上で送られ、近隣の基地局に、異なる送信機固有の値が割り当てられる請求項18に記載の装置。
- 前記複数のパイロット伝送は、アップリンク上で送られ、異なる端末装置に、異なる送信機固有の値が割り当てられる請求項18に記載の装置。
- 送信機固有の値によって定義されるChu系列のFD−CDM(周波数領域符号分割多重化)に基づいて複数の送信アンテナに関する複数のパイロット系列を生成すること、および
前記複数のパイロット系列に基づいて複数のパイロット伝送を生成することを備える方法。 - 前記複数のパイロット系列を前記生成することは、
前記送信機固有の値を有する前記Chu系列を生成すること、および
前記Chu系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成することを備える請求項25に記載の方法。 - 前記複数のパイロット系列を前記生成することは、前記Chu系列の異なる循環桁送りに基づいて前記複数のパイロット系列のそれぞれを生成することを備える請求項25に記載の方法。
- 送信機固有の値によって定義されるChu系列のFD−CDM(周波数領域符号分割多重化)に基づいて複数の送信アンテナに関する複数のパイロット系列を生成するための手段と、
前記複数のパイロット系列に基づいて複数のパイロット伝送を生成するための手段とを備える装置。 - 前記複数のパイロット系列を生成するための前記手段は、
前記送信機固有の値を有する前記Chu系列を生成するための手段と、
前記Chu系列に基づいて前記複数のパイロット系列を生成するための手段とを備える請求項28に記載の装置。 - 前記複数のパイロット系列を生成するための前記手段は、前記Chu系列の異なる循環桁送りに基づいて前記複数のパイロット系列のそれぞれを生成するための手段を備える請求項28に記載の装置。
- 送信機固有の値によって定義されるChu系列のFD−CDM(周波数領域符号分割多重化)に基づいて生成された複数のパイロット伝送を、複数の受信アンテナを介して受信し、前記複数の受信されたパイロット伝送を処理して、通信路推定値を獲得する少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを備える装置。 - 受信された各パイロット伝送に関して、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得し、前記受信されたシンボルに基づいて複数の送信アンテナに関する通信路推定値を導き出す請求項31に記載の装置。
- 受信された各パイロット伝送に関して、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記受信されたシンボルに基づいて、通信路タップの複数の重なり合わないセットを備える複数の通信路タップを導き出し、通信路タップの前記複数の重なり合わないセットのそれぞれを、前記複数の送信アンテナの異なる1つに関する通信路インパルス応答推定値として提供する請求項32に記載の装置。
- 受信された各パイロット伝送に関して、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記受信されたシンボルに複数の直交系列を掛けて、前記複数の送信アンテナに関するシンボルの複数のセットを獲得し、シンボルの対応するセットに基づいて各送信アンテナに関する通信路推定値を導き出す請求項32に記載の装置。
- 受信された各パイロット伝送に関して、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得し、前記Chu系列に基づいて算出された複数のパイロット系列に基づいて、前記受信されたシンボルをスケール変更して、スケール変更されたシンボルの複数のセットを獲得し、スケール変更されたシンボルの前記複数のセットに基づいて複数の送信アンテナに関する通信路推定値を導き出す請求項31に記載の装置。
- 前記複数の受信されたパイロット伝送は、ダウンリンクを介して獲得され、近隣の基地局に、異なる送信機固有の値が割り当てられる請求項31に記載の装置。
- 前記複数の受信されたパイロット伝送は、アップリンクを介して獲得され、異なる端末装置に、異なる送信機固有の値が割り当てられる請求項31に記載の装置。
- 前記複数の受信されたパイロット伝送は、アップリンクを介して獲得され、異なる端末装置に、共通の送信機固有の値、および前記共通の送信機固有の値によって定義される前記Chu系列のFD−CDMによって生成されたパイロット系列の異なる循環桁送りが割り当てられる請求項31に記載の装置。
- 送信機固有の値によって定義されるChu系列のFD−CDM(周波数領域符号分割多重化)に基づいて生成された複数のパイロット伝送を、複数の受信アンテナを介して受信すること、および
前記複数の受信されたパイロット伝送を処理して、通信路推定値を獲得することを備える方法。 - 前記複数の受信されたパイロット伝送を前記処理することは、受信された各パイロット伝送に関して、
前記受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得すること、
前記受信されたシンボルに基づいて、通信路タップの複数の重なり合わないセットを備える複数の通信路タップを導き出すこと、および
通信路タップの前記複数の重なり合わないセットのそれぞれを、複数の送信アンテナの異なる1つに関する通信路インパルス応答推定値として提供することを備える請求項39に記載の方法。 - 前記複数の受信されたパイロット伝送を前記処理することは、受信された各パイロット伝送に関して、
前記受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得すること、
前記Chu系列に基づいて算出された複数のパイロット系列に基づいて、前記受信されたシンボルをスケール変更して、スケール変更されたシンボルの複数のセットを獲得すること、および
スケール変更されたシンボルの前記複数のセットに基づいて複数の送信アンテナに関する通信路推定値を導き出すことを備える請求項39に記載の方法。 - 送信機固有の値によって定義されるChu系列のFD−CDM(周波数領域符号分割多重化)に基づいて生成された複数のパイロット伝送を、複数の受信アンテナを介して受信するための手段と、
前記複数の受信されたパイロット伝送を処理して、通信路推定値を獲得するための手段とを備える装置。 - 前記複数の受信されたパイロット伝送を前記処理するための手段は、受信された各パイロット伝送に関して、
前記受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得するための手段と、
前記受信されたシンボルに基づいて、通信路タップの複数の重なり合わないセットを備える複数の通信路タップを導き出すための手段と、
通信路タップの前記複数の重なり合わないセットのそれぞれを、複数の送信アンテナの異なる1つに関する通信路インパルス応答推定値として提供するための手段とを備える請求項42に記載の装置。 - 前記複数の受信されたパイロット伝送を処理するための手段は、受信された各パイロット伝送に関して、
前記受信されたパイロット伝送に基づいて、受信されたシンボルを獲得するための手段と、
前記Chu系列に基づいて算出された複数のパイロット系列に基づいて、前記受信されたシンボルをスケール変更して、スケール変更されたシンボルの複数のセットを獲得するための手段と、
スケール変更されたシンボルの前記複数のセットに基づいて複数の送信アンテナに関する通信路推定値を導き出すための手段とを備える請求項42に記載の装置。 - 第1の多重化スキームに基づいて複数の送信アンテナに関する複数のパイロット伝送を生成し、前記第1の多重化スキームとは異なる第2の多重化スキームに基づいて前記複数の送信アンテナに関する複数のデータ伝送を生成する少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを備える装置。 - 前記第1の多重化スキームは、OFDM(直交周波数分割多重化)であり、前記第2の多重化スキームは、SC−FDM(単一搬送波周波数分割多重化)またはCDM(符号分割多重化)である請求項45に記載の装置。
- 前記第1の多重化スキームは、SC−FDM(単一搬送波周波数分割多重化)であり、前記第2の多重化スキームは、OFDM(直交周波数分割多重化)またはCDM(符号分割多重化)である請求項45に記載の装置。
- 前記第1の多重化スキームは、FD−CDM(周波数領域符号分割多重化)であり、前記第2の多重化スキームは、OFDM(直交周波数分割多重化)またはSC−FDM(単一搬送波周波数分割多重化)である請求項45に記載の装置。
- 前記第1の多重化スキームは、IFDM(インターリーブ型周波数分割多重化)であり、前記第2の多重化スキームは、LFDM(局所化された周波数分割多重化)である請求項45に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、TDM(時間分割多重化)を使用して、第1の時間間隔において前記複数のパイロット伝送を送り、第2の時間間隔において前記複数のデータ伝送を送る請求項45に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、FDM(周波数分割多重化)を使用して、第1の副搬送波セット上で前記複数のパイロット伝送を送り、第2の副搬送波セット上で前記複数のデータ伝送を送る請求項45に記載の装置。
- 第1の多重化スキームに基づいて複数の送信アンテナに関する複数のパイロット伝送を生成すること、および
前記第1の多重化スキームとは異なる第2の多重化スキームに基づいて前記複数の送信アンテナに関する複数のデータ伝送を生成することを備える方法。 - TDM(時間分割多重化)を使用して、第1の時間間隔において前記複数のパイロット伝送を送ること、および
第2の時間間隔において前記複数のデータ伝送を送ることをさらに備える請求項52に記載の方法。 - 第1の多重化スキームに基づいて生成された複数のパイロット伝送を受信し、前記第1の多重化スキームとは異なる第2の多重化スキームに基づいて生成された複数のデータ伝送を受信し、前記複数のパイロット伝送、および前記複数のデータ伝送は、複数の送信アンテナから複数の受信アンテナに送られるMIMO(多入力多出力)伝送に関する少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリとを備える装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記複数の受信されたパイロット伝送に基づいて前記複数の送信アンテナ、および前記複数の受信アンテナに関する通信路推定値を導き出し、前記通信路推定値に基づいて前記複数の受信されたデータ伝送に関するデータ検出を実行する請求項54に記載の装置。
- 第1の多重化スキームに基づいて生成された複数のパイロット伝送を受信すること、および
前記第1の多重化スキームとは異なる第2の多重化スキームに基づいて生成された複数のデータ伝送を受信し、前記複数のパイロット伝送、および前記複数のデータ伝送は、複数の送信アンテナから複数の受信アンテナに送られるMIMO(多入力多出力)伝送に関することを備える方法。 - 前記複数の受信されたパイロット伝送に基づいて前記複数の送信アンテナ、および前記複数の受信アンテナに関する通信路推定値を導き出すこと、および
前記通信路推定値に基づいて前記複数の受信されたデータ伝送に関するデータ検出を実行することをさらに備える請求項56に記載の方法。
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