JP2010213321A - Ofdm通信システムのためのチャネル推定 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ある方法では、無線チャネルの周波数応答の最初の推定はサブバンドの第1のグループに対して第1のグループのサブバンドを介して受信されたパイロットの送信に基づいて得られる。そして無線チャネルのインパルス応答の推定は周波数応答の最初の推定に基づいて導き出される。次に無線チャネルの周波数応答の向上した推定はサブバンドの第2のグループに対してインパルス応答の推定に基づいて導き出される。第1及び第2のグループはそれぞれ使用可能なサブバンドの全て或いは部分集合のみを含んでよい。複数の端末によるそれらに関連づけられたサブバンドのグループでのパイロットの同時送信を可能にするためにサブバンドの多重化は用いられてよい。
【選択図】図5
Description
H=Wh 式(1)
ここでhはOFDMシステムにおける送信機及び受信機の間の無線チャネルのインパルス応答に対する(N×1)のベクトルであり、
Hは無線チャネルの周波数応答に対する(N×1)のベクトルであり、そして
WはベクトルhにDFTを実行してベクトルHを得るために用いられる(N×N)の行列である。
r=Hox+n, 式(3)
ここでrはN個のサブバンドにおいて受信されるシンボルに対するN個のエントリを伴った“受信”ベクトルであり、
xはN個のサブバンドにおいて送信されるシンボルに対するN個のエントリを伴った“送信”ベクトルであり(使用されないサブバンドに対するエントリはゼロ)、
nはN個のサブバンドにおいて受信される加法性白色ガウス雑音(AWGN)に対するエントリを伴ったベクトルであり、そして
“o”はアダマール(Hadmard)積(即ち、rのi番目の要素はx及びHのi番目の要素の積となる、点ごとの(point−wise)積)を示す。
H^ d=r d/x d=H d+n d/x d , 式(4)
ここでH^ dは最初のチャネルの周波数応答の推定に対する(M×1)のベクトルであり、そして
a d/b d=[a1/b1 a2/b2...aM/bM]T はM個のデータサブバンドに対するM個の比を含む。
W 〜 は(N×N)の行列Wの(M×L)のサブ行列であり、そして
h^ ls dはチャネルのインパルス応答の最小二乗推定に対する(L×1)のベクトルである。
h^ ls d=(W 〜H W 〜 )−1 W 〜H H^ d 式(6)
式(6)で示されるように、インパルス応答の最小二乗推定h^ ls dは周波数応答の最初の推定H^ dに基づいて導かれてよく、H^ dはM個のデータサブバンドで受信されたパイロットに基づいて得られる。特に、推定h^ ls dは最初の推定H^ dに“最小二乗操作”(即ち、(W 〜H W 〜 )−1 W 〜Hでの事前乗算)を実行することによって得られてよい。ベクトルh^ ls dはチャネルのインパルス応答のL個のタップに対するL個のエントリを含んでいる。ここでL<Mである。
H^ ls d=W 〜 h^ ls d 式(7)
ここでH^ ls dはチャネルの周波数応答の向上した推定に対する(M×1)のベクトルである。式(7)は、L<Mで、L個のエントリのみ含むチャネルのインパルス応答の最小二乗推定h^ ls dに基づいてM個のデータサブバンド全てに対してチャネルの周波数応答の向上した推定H^ ls dが得られるだろうことを示す。
1. チャネルの周波数応答の最初の推定H^ dを得る、
2. チャネルの周波数応答の最初の推定H^ dに基づいてチャネルのインパルス応答の最小二乗推定h^ ls dを導き出す、そして
3. チャネルのインパルス応答の推定h^ ls dに基づいてチャネルの周波数応答の向上した推定H^ ls dを導き出す。
H^ ls d=W 〜 (W 〜H W 〜 )−1 W 〜H H^ d 式(8)
式(8)で、周波数応答の最初の推定H^ dに基づいて暗示的に導き出されたチャネルのインパルス応答の推定h^ ls dに基づいて周波数応答の向上した推定H^ ls dが導き出されるように第2のステップは暗示的に実行される。
H^ i=r i/x i=H i+n i/x i , 式(10)
ここでr i、H i、x i、そしてn iはそれぞれ(N×1)のベクトルr、H、x、そしてnのS個のエントリのみ含む(S×1)のベクトルであり、これらのS個のエントリは端末iに割り当てられたS個のサブバンドに対応している、そして
H^ iは端末iのためのチャネルの周波数応答の最初の推定に対する(S×1)のベクトルである。
W − iは(N×N)のDFTのWの(S×L)のサブ行列であり、そして
h^ ls iは端末iに対するチャネルのインパルス応答の最小二乗推定に対する(L×1)のベクトルである。
h^ ls i=(W − i H W − i)−1 W − i H H^ i 式(12)
式(12)で示されるように、端末iに対するチャネルのインパルス応答の最小二乗推定h^ ls iはチャネルの周波数応答の最初の推定H^ iに基づいて導かれてよい。ここでH^ iは端末iに割り当てられたS個のサブバンドのみで受信された上りリンクのパイロットに基づいて得られる。特に、推定h^ ls iは最初の推定H^ iに最小二乗操作(即ち、(W − i H W − i)−1 W − i Hでの事前乗算)を実行することによって得られてよい。ベクトルh^ ls iはチャネルのインパルス応答のL個のタップに対するL個のエントリを含んでいる。ここでL≦Sである。
H^ ls i=W 〜 h^ ls i 式(13)
ここでH^ ls iは端末iのチャネルの周波数応答の向上した推定に対する(M×1)のベクトルである。
H^ ls i=W 〜 (W − i H W − i)−1 W − i H H^ i 式(14)
式(14)は式(12)及び(13)を結合しており、チャネルのインパルス応答の最小二乗推定h^ ls iの導出は暗示的に実行される。
q={1...L}に対するλqはW(W − i H W − i)−1 W Hの固有値である。
MMSE=(σ2/Pi)(NL/S) 式(16)
パイロットの送信に同じ量の全電力が使用されるならば、S個の割り当てられたサブバンドだけでのパイロットの送信に基づいて得られる向上した推定H^ ls iに対するMSEは、N個の全てのサブバンドでのパイロットの送信に基づいて得られるチャネルの推定H^ ls nに対するMSEと同じであることが示せる。これは、以下のように、端末iに割り当てられたS個のサブバンドのそれぞれに対する送信電力を増加することによって達成できる:
Pi=(N/S)Pn 式(17)
ここでPnはN個のサブバンドに対する“平均”送信電力である。
1. S≧CP及びS≧Wと選択する、
2. N個全てのサブバンドにわたる各グループにおけるS個のサブバンドの均一な分布、そして
3. いずれの与えられたグループにおけるS個のサブバンドのそれぞれに対してN/S倍より高い送信電力を設定する。
1. S≒1.1CP及びS>Wと選択する、
2. M個のデータサブバンドにわたる各グループにおけるS個のサブバンドを均一に分布する、そして
3. いずれの与えられたグループにおけるS個のサブバンドのそれぞれに対してN/S倍より高い送信電力を設定する。
Claims (27)
- 無線チャネルの周波数応答を推定するための方法であって、
サブバンドの第1のグループに対して無線チャネルの周波数応答の最初の推定を得ることと、
周波数応答の最初の推定に基づいてサブバンドの第2のグループに対して無線チャネルの周波数応答の向上した推定を導き出すことであって、周波数応答の最初の推定に基づいて暗示的或いは明示的に導き出された無線チャネルのインパルス応答の推定に基づいて周波数応答の向上した推定を導き出すこととを具備する方法。 - 第2のグループは第1のグループの中のサブバンド含む請求項1記載の方法。
- 第2のグループは第1のグループの中には無い少なくとも1つの追加のサブバンドをさらに含む請求項2記載の方法。
- チャネルの周波数応答の最初の推定は第1のグループのサブバンドを介して受信されるパイロットの送信に基づいて得られる請求項1記載の方法。
- 周波数応答の最初の推定は送信されたパイロットシンボルに対する受信されたパイロットシンボルの比に基づいて得られる請求項4記載の方法。
- インパルス応答の推定は最小二乗推定に基づいて導き出される請求項1記載の方法。
- 第1のグループの中のサブバンドに対して第1の離散フーリエ変換(DFT)行列を形成することをさらに具備し、インパルス応答の推定は前記第1のDFT行列にも基づいて暗示的或いは明示的に導き出される請求項1記載の方法。
- 第2のグループの中のサブバンドに対して第2のDFT行列を形成することをさらに具備し、周波数応答の向上した推定は前記第2のDFT行列にも基づいて導き出される請求項7記載の方法。
- サブバンドの第1のグループはデータ送信のために使用可能な全てのサブバンドの部分集合である請求項1記載の方法。
- 第1のグループの中のサブバンドは使用可能なサブバンドにわたって均一に分布させられている請求項9記載の方法。
- 第1のグループの中のサブバンドに対する送信電力は全送信電力を最大限許された送信電力のレベルに維持するように調整される請求項1記載の方法。
- Mはデータ送信のために使用可能なサブバンドの数であって、Sは第1のグループの中のサブバンドの数であって、第1のグループの中の各サブバンドに対する送信電力は、M個の全てのサブバンドに最大限許された送信電力を均一に割り当てることによって得られる平均電力のレベルと比較してM/Sの比だけ増加させられる請求項11記載の方法。
- 第1のグループはデータ送信のために使用可能な全てのサブバンドを含む請求項1記載の方法。
- 第2のグループはデータ送信のために使用可能な全てのサブバンドを含む請求項1記載の方法。
- SはLより大きいか等しく、第1のグループはS個のサブバンドを含み、無線チャネルに対するインパルス応答の推定はL個のタップを含む請求項1記載の方法。
- Sは1.1*Lに近似的に等しい請求項15記載の方法。
- 第1及び第2のグループの中のサブバンドは直交周波数分割多重化(OFDM)によって提供される直交するサブバンドである請求項1記載の方法。
- 直交周波数分割多重化(OFDM)通信システムにおける無線チャネルの周波数応答を推定するための方法であって、
第1のグループの中のサブバンドを介して受信されたパイロットの送信に基づいてサブバンドの第1のグループに対する無線チャネルの周波数応答の最初の推定を得ることであって、サブバンドの第1のグループはデータ送信のために使用可能な全てのサブバンドの部分集合である周波数応答の最初の推定を得ることと、
周波数応答の最初の推定に基づいて使用可能なサブバンドに対する無線チャネルの周波数応答の向上した推定を導き出すことであって、周波数応答の最初の推定に基づいて暗示的或いは明示的に導き出された無線チャネルのインパルス応答の推定に基づいて周波数応答の向上した推定が導き出され、第1のグループの中のサブバンドに対する第1の離散フーリエ変換(DFT)行列及び使用可能なサブバンドに対する第2のDFT行列に基づいて周波数応答の向上した推定がさらに導き出される周波数応答の向上した推定を導き出すこととを具備する方法。 - 無線通信システムにおける複数の端末のそれぞれに対する無線チャネルの周波数応答を推定するための方法であって、
複数の端末のそれぞれに対する無線チャネルの周波数応答の最初の推定を得ることであって、複数の端末のそれぞれはサブバンドの複数の別々のグループの中のそれぞれ1つと関連づけられていて、それぞれの端末に対する周波数応答の最初の推定は関連付けられたグループの中のサブバンドを介して受信されたパイロットの送信に基づいてサブバンドの関連付けられたグループに対して得られる周波数応答の最初の推定を得ることと、
複数の端末のそれぞれに対する無線チャネルの周波数応答の向上した推定をその端末に対する周波数応答の最初の推定に基づいて導き出すことであって、それぞれの端末に対する周波数応答の向上した推定はサブバンドの特定のセットをカバーしてそしてその端末に対する周波数応答の最初の推定に基づいて暗示的或いは明示的に導き出されたその端末に対する無線チャネルのインパルス応答の推定に基づいて導き出される周波数応答の向上した推定を導き出すこととを具備する方法。 - サブバンドの複数の別々のグループは複数の使用可能なサブバンドから形成され、複数の別々のグループのそれぞれの中のサブバンドは複数の使用可能なサブバンドにわたって均一に分布させられている請求項19記載の方法。
- 無線チャネルの周波数応答を推定するように動作可能な装置であって、
サブバンドの第1のグループに対して無線チャネルの周波数応答の最初の推定を得るための手段と、
インパルス応答の推定に基づいてサブバンドの第2のグループに対して無線チャネルの周波数応答の向上した推定を導き出すための手段であって、周波数応答の最初の推定に基づいて暗示的或いは明示的に導き出された無線チャネルのインパルス応答の推定に基づいて周波数応答の向上した推定が導き出される手段とを具備する装置。 - 第2のグループは第1のグループの中のサブバンドを含み、そして第1のグループの中には無い少なくとも1つの追加のサブバンドを含む請求項21記載の装置。
- インパルス応答の推定が第1のグループのサブバンドに対する第1の離散フーリエ変換(DFT)行列にも基づいて導き出され、周波数応答の向上した推定が第2のグループのサブバンドに対する第2のDFT行列にも基づいて導き出される請求項21記載の装置。
- 無線通信システムにおけるアクセスポイントであって、
1つ或いはそれ以上の端末からパイロットの送信を受信するように動作可能な復調器であって、サブバンドの複数の別々のグループは複数の使用可能なサブバンドから形成され、1つ或いはそれ以上の端末のそれぞれはサブバンドの複数の別々のグループから選択されその端末に割り当てられているサブバンドの特定のグループでパイロットを送信する復調器と、
1つ或いはそれ以上の端末のそれぞれのために上りリンクのチャネルの周波数応答の最初の推定を得るように動作可能なコントローラであって、それぞれの端末に対する周波数応答の最初の推定はその端末に割り当てられたサブバンドのグループをカバーしてそしてその端末から受信されたパイロットの送信に基づいて得られ、そして
1つ或いはそれ以上の端末のそれぞれのために上りリンクのチャネルの周波数応答の向上した推定をその端末に対する周波数応答の最初の推定に基づいて導き出すように動作可能なコントローラであって、それぞれの端末に対する周波数応答の向上した推定はその端末に対する周波数応答の最初の推定に基づいて暗示的或いは明示的に導き出されたその端末に対する無線チャネルのインパルス応答の推定に基づいて導き出されるコントローラとを具備するアクセスポイント。 - 複数の別々のグループのそれぞれの中のサブバンドは複数の使用可能なサブバンドにわたって均一に分布させられている請求項24記載のアクセスポイント。
- 無線通信システムにおける端末であって、
サブバンドの第1のグループでのパイロットの送信を受信するように動作可能な復調器と、
第1のグループのサブバンドを介して受信されたパイロットの送信に基づいてサブバンドの第1のグループに対する下りリンクのチャネルの周波数応答の最初の推定を得るように動作可能なコントローラであって、そして
周波数応答の最初の推定に基づいてサブバンドの第2のグループに対する下りリンクのチャネルの周波数応答の向上した推定を導き出すように動作可能なコントローラであって、周波数応答の向上した推定は周波数応答の最初の推定に基づいて暗示的或いは明示的に導き出された無線チャネルのインパルス応答の推定に基づいて導き出されるコントローラとを具備する端末。 - 第2のグループは第1のグループの中のサブバンドを含み、そして第1のグループの中には無い少なくとも1つの追加のサブバンドを含む請求項26記載の端末。
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