JP2010515404A - ワイヤレス通信システムにおける強化されたチャネル推定のためのシステムおよび方法 - Google Patents

ワイヤレス通信システムにおける強化されたチャネル推定のためのシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

本件明細書において開示されているのは、無線通信システムにおけるチャネル応答の推定を強化するための装置および方法である。通信システムにおけるチャネル推定を最適化するための装置（および関連する方法）は、次のものを含む。受信アンテナと、前記受信アンテナから信号を受信するように適合させられている受信機、通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されたチャネルを選択し、および選択されたチャネルについて、受信信号に基づいてチャネルの初期推定を決定するように適合させられているチャネルの初期推定器モジュールと、前記チャネルの初期推定を、サンプル・シーケンスを具備するインパルス応答の初期推定に変換するように適合させられている変換モジュールと、サンプル・シーケンスからサンプル・サブシーケンスを選択し、および選択されたサンプル・サブシーケンスにはないインパルス応答の初期推定におけるサンプルをゼロにセットすることによってインパルス応答の切捨て初期推定を生成するように適合させられているフィルタリング・モジュールと、および選択されたチャネルについて、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を使用して時間領域重み付けインパルス応答推定を計算し、および時間領域重み付けインパルス応答推定を周波数領域に変換することによって、選択されたチャネルについて、最大尤度チャネル推定を計算するように適合させられている最大尤度チャネル推定モジュール。

Description

関連出願の参照
本件特許出願は、2007年６月２日付けで出願された「Method for Enhanced Channel Estimation in Wireless Communication Systems」という名称の米国仮出願第60/883,090号に基づいて優先権を主張するものである。この米国出願の全体は、参照によって本件明細書に組み込まれる。
本件開示は、多重通信の分野に関係し、より詳細にはチャネル推定を強化することによりMIMO（複数入力・複数出力）システムのパフォーマンスを向上するためのシステムおよび方法に関係する。
2008年の終わりに終結されると予想されているワイヤレス通信のためのIEEE 802.11n標準は、802.11標準の旧バージョンによって採用されたOFDM（直交周波数分割多重化）技術に、MIMO（複数入力・複数出力）多重化を組み入れている。MIMOシステムは、非多重システムと比較して、相当に強化された処理能力および／または増加された確実性という利点を有する。
MIMOシステムは、単一の連続するデータ・ストリームを単一の送信アンテナから単一の受信アンテナへ送信するのではなく、そのデータ・ストリームを複数の（多重の）ストリームに分割し、それらを並列的に同時に同一周波数チャネルにおいて、例えば複数の送信アンテナを用いて、変調および送信するものである。前記受信端において、１つまたは複数のMIMO受信機アンテナ・チェーンは、各々の個別の送信によって取られる可能性のある複数の経路によって決定される多元送信データ・ストリームの線形的な組み合わせを受信する。前記データ・ストリームは、次に、下記においてより詳細に説明されるように処理される。
一般に、MIMOシステムは、データ伝送のために多元送信アンテナおよび多元受信アンテナを使用する。NR個の受信アンテナおよびNT個の送信アンテナによって形成されるMIMOチャネルは、最大でNs個のデータ・ストリームをサポートすることができる。なお、NS≦最小値{NT, NR}である。
ワイヤレス通信システムにおいて、送信されるべきデータは、ワイヤレス・チャネル上での送信により適しているRF（無線周波数）変調信号を生成するために、最初にRFキャリア信号の上へ変調されてもよい。一般に、MIMOシステムの場合、最大でNT個のRF変調信号が生成され、およびNT個の送信アンテナから同時に送信される。前記送信されるRF変調信号は、ワイヤレス・チャネル内のいくつかの伝搬路を通ってNR個の受信アンテナに達することができる。送信される信号と受信される信号との関係は、次のように記述されることができる。
Figure 2010515404
なお、インデックス
Figure 2010515404
は副搬送波を識別し、およびNfは副搬送波の数である。
Figure 2010515404
は、NR個の受信アンテナの各々で受信される信号に対応する、NR個の構成要素の複素数ベクトルである。
Figure 2010515404
は、ソース・データ・ストリームを表わすシンボル・ベクトルである。
Figure 2010515404
は、NR×NTマトリックスである。その構成要素はチャネルの複素数利得を表わす。
Figure 2010515404
は、各々の受信アンテナで受信される雑音を表わすベクトルである。
Figure 2010515404
は、シンボル・ベクトル
Figure 2010515404
をNT個の送信アンテナ上へマップする送信機空間処理を表わす。（本件明細書における議論では、別段の定めがない限り、次の表記が使用される；大文字の太字はマトリックスを表す；小文字の太字はベクトルを表す；およびイタリック体の文字はスカラー数量を表す。）
伝搬路の特性は、例えば、フェージング、マルチパス、および外部干渉などの多数の要因により、時間によって典型的に変化する。その結果、送信されるＲＦ変調信号は、異なるチャネル条件（例えば、異なるフェージングおよびマルチパス効果）を経験し、および異なる複素数利得およびSNR（信号対雑音比）に関連づけられてもよい。方程式（１）では、これらの特性はチャネル応答マトリックス
Figure 2010515404
において符号化される。
高いパフォーマンスを達成するために、ワイヤレス・チャネルの応答
Figure 2010515404
を特徴づけることがしばしば必要である。チャネルの応答は、スペクトルの雑音、SNR、ビット・レート、または他のパフォーマンス・パラメーターのようなパラメーターによって記述されてもよい。送信機は、例えば、下記に記述されるように受信機へのデータ送信のための空間処理を実行するためにチャネル応答を知る必要がある場合がある。同様に、受信機は、送信されたデータを回復するために、受信された信号に対して空間処理を実行するためにチャネル応答を知る必要がある場合がある。
本件明細書において開示されるのは、ワイヤレス通信システムにおけるチャネル応答の推定を強化するための方法と装置である。ある実施形態において、通信システムにおけるチャネル推定の最適化方法は、次のことを含む。通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、選択されたチャネルについて、チャネルの初期推定を決定すること、チャネルの初期推定を、サンプル・シーケンスを具備する時間領域インパルス応答の初期推定に変換すること、サンプル・シーケンスからサンプル・サブシーケンスを選択すること、選択されたサンプル・サブシーケンス内にはない時間領域インパルス応答の初期推定におけるサンプルをゼロにセットすることによって、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を生成すること、選択されたチャネルについて、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を使用して時間領域重み付けインパルス応答推定を計算すること、および時間領域重み付けインパルス応答推定を周波数領域のものに変換することにより、選択されたチャネルについて、最大尤度チャネル推定を計算することである。ある変形として、サンプル・サブシーケンスを選択することは、チャネル応答の継続時間を決定することと、および時間領域インパルス応答の初期推定から、最適化サンプル・シーケンスを、サンプル・サブシーケンスとして選択することとをさらに含む。ここにおいて、前記最適化サンプル・シーケンスは、チャネル応答の継続時間と等しい継続時間を有しており、および最適化サンプル・シーケンスにおいてエネルギーを最大にするように選択される。さらなる変形として、チャネル応答の継続時間を決定することは、入力としてチャネル応答の継続時間を受信することをさらに含む。さらなる変形として、チャネル応答の継続時間を決定することは、１セットの所定の値からチャネル応答の継続時間を選択することをさらに含む。さらなる変形として、１セットの所定の継続時間値からチャネル応答の継続時間を選択することは、１セットの所定の値における各々の値について、最適化サブシーケンスを見つけだすことと、ここにおいて、前記最適化サブシーケンスは、当該各々の値に等しい継続時間のサブシーケンスであって、前記最適化サブシーケンスは、エネルギーが閾値を超える当該サブシーケンス内のすべてのサンプル・エネルギーの合計を最大化するように選ばれる、およびチャネル応答の継続時間として、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する値を１セットの所定の値から選択することとをさらに含む。さらなる変形として、選択される値は、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する最も小さな値である。さらなる変形として、前記方法は、サイクリック・シフトを最大尤度チャネル推定に適用することをさらに含む。さらなる変形として、通信システムは、１つまたは複数の送信アンテナを含む。さらなる変形として、通信システムは、１つまたは複数の受信アンテナを含む。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、当該方法は、通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから、選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでの全てのステップを繰り返すことをさらに具備する。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、当該方法は、通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから、選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでの全てのステップを繰り返すことをさらに具備する。
さらなる実施形態において、通信システムにおけるチャネル推定を最適化するための装置は次のものを含む。受信アンテナと、受信アンテナから信号を受信するように適合させられている受信機と、通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択し、および選択されたチャネルについて、受信された信号に基づいてチャネルの初期推定を決定するように適合させられているチャネルの初期推定器モジュールと、チャネルの初期推定を、サンプル・シーケンスを具備するインパルス応答の初期推定に変換するように適合させられている変換モジュールと、選択されるサンプル・サブシーケンス内にはないインパルス応答の初期推定におけるサンプルをゼロにセットすることによって、インパルス応答の切り捨て初期推定を生成すること、およびサンプル・シーケンスからサンプル・サブシーケンスを選択するように適合させられているフィルタリング・モジュールと、および、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を使用する時間領域重み付けインパルス応答推定を計算し、および時間領域重み付けインパルス応答推定を周波数領域のものに変換することによって、選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算するように適合させられている最大尤度チャネル推定モジュールである。ある変形として、フィルタリング・モジュールは、チャネル応答の継続時間を決定するため、および時間領域インパルス応答の初期推定から、最適化サンプル・シーケンスをサンプル・シーケンスとして選択するようにさらに適合させられている。ここにおいて、前記最適化サンプル・シーケンスは、チャネル応答の継続時間と等しい継続時間を有しており、および最適化サンプル・シーケンスにおいてエネルギーを最大にするように選択される。さらなる変形として、フィルタリング・モジュールは、入力としてチャネル応答の継続時間を受信するようにさらに適合させられている。さらなる変形として、フィルタリング・モジュールは、１セットの所定の値からチャネル応答の継続時間を選択するようにさらに適合させられている。さらなる変形として、フィルタリング・モジュールは、1セットの所定の値における各々の値について、最適化サブシーケンスを見つけだし、ここにおいて、前記最適化サブシーケンスは、当該各々の値に等しい継続時間のサブシーケンスであって、前記最適化サブシーケンスは、エネルギーが閾値を超える当該サブシーケンス内のすべてのサンプル・エネルギーの合計を最大化するように選ばれる、およびチャネル応答の継続時間として、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する値を１セットの所定の値から選択するように適合させられている。さらなる変形として、選択される値は、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する最も小さな値である。さらなる変形として、受信アンテナは、複数の受信アンテナのうちの１つである。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナおよび受信アンテナからなる送信・受信ペアに対応する。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、データ・ストリームおよび受信アンテナからなるストリーム・受信ペアに対応する。
さらなる実施形態において、通信システムにおけるチャネル推定を最適化する方法を実施するための命令を内蔵する機械可読媒体は、次のことを含む。通信システム内の１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、選択されたチャネルについてチャネルの初期推定を決定すること、チャネルの初期推定を、サンプル・シーケンスを具備する時間領域インパルス応答の初期推定に変換すること、サンプル・シーケンスからサンプル・サブシーケンスを選択すること、選択されるサンプル・サブシーケンス内にはない時間領域インパルス応答の初期推定におけるサンプルをゼロにセットすることによって、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を生成すること、選択されたチャネルについて、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を使用する時間領域重み付けインパルス応答推定を計算すること、および時間領域重み付けインパルス応答推定を周波数領域のものに変換することにより、選択されたチャネルについて、最大尤度チャネル推定を計算することである。ある変形として、サンプル・サブシーケンスを選択することは、チャネル応答の継続時間を決定することと、および時間領域インパルス応答の初期推定から、最適化サンプル・シーケンスを、サンプル・サブシーケンスとして選択することとをさらに含む。ここにおいて、前記最適化サンプル・シーケンスは、チャネル応答の継続時間と等しい継続時間を有しており、および最適化サンプル・シーケンスにおいてエネルギーを最大にするように選択される。さらなる変形として、チャネル応答の継続時間を決定することは、入力としてチャネル応答の継続時間を受信することをさらに含む。さらなる変形として、チャネル応答の継続時間を決定することは、１セットの所定の値からチャネル応答の継続時間を選択することをさらに含む。さらなる変形として、１セットの所定の継続時間の値からチャネル応答の継続時間を選択することは、１セットの所定の値における各々の値について、最適化サブシーケンスを見つけだすことと、ここにおいて、前記最適化サブシーケンスは、当該各々の値に等しい継続時間のサブシーケンスであって、前記最適化サブシーケンスは、エネルギーが閾値を超える当該サブシーケンス内のすべてのサンプル・エネルギーの合計を最大化するように選ばれる、およびチャネル応答の継続時間として、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する値を１セットの所定の値から選択することとをさらに含む。さらなる変形として、選択される値は、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する最も小さな値である。さらなる変形として、前記方法は、サイクリック・シフトを最大尤度チャネル推定に適用することをさらに含む。さらなる変形として、通信システムは、１つまたは複数の送信アンテナを含む。さらなる変形として、通信システムは、１つまたは複数の受信アンテナを含む。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、および当該方法は、通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから、選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでの全てのステップを繰り返すことをさらに具備する。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、および当該方法は、通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから、選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでの全てのステップを繰り返すことをさらに具備する。
他の実施形態において、通信システムにおける強化チャネル推定の方法は、次のことを含む。通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、選択されたチャネルについて周波数領域サンプル・シーケンスを具備するチャネルの初期推定を決定すること、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定すること、チャネルの初期推定から位相傾斜を除去することにより平面位相チャネル推定を生成すること、および平滑化機能を平面位相チャネル推定に適用することによって、選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成すること。ある変形として、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定することは、チャネルの初期推定における周波数領域サンプル・シーケンスに関する平均位相を決定することを含む。別の変形として、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定することは、通信システムにおけるすべてのチャネルについて平均位相傾斜を決定することを含んでおり、各々のチャネルは少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つおよび少なくとも１つの受信アンテナのうちの１つのペアを具備する。別の変形として、平滑化機能を平面位相チャネル推定に適用することは、周波数領域サンプル・シーケンスから、隣接するサンプルの所定の数の重み付け平均を計算することをさらに含む。別の変形として、重み付け平均は次の方程式に従って計算される。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、平面位相チャネル推定における周波数領域サンプル・シーケンスのｋ番目のサンプルである。
Figure 2010515404
は、ｋ番目のサンプルに対応する重み付け平均値である。Nは、重み付け平均におけるサンプルの所定の数である。Nfは、平面位相チャネル推定におけるサンプルの全体の数である。および
Figure 2010515404
は重み付け係数である。さらなる変形として、
Figure 2010515404
である。さらなる変形として、強化チャネル推定を生成することは、位相傾斜を強化チャネル推定へ戻すことをさらに含む。別の変形として、強化チャネル推定を生成することは、サイクリック・シフトをチャネル推定に挿入することをさらに含む。別の変形として、前記方法は、サイクリック・シフトを最大尤度チャネル推定に適用することを含む。別の変形として、通信システムは１つまたは複数の送信アンテナを含む。別の変形として、通信システムは１つまたは複数の受信アンテナを含む。別の変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、当該方法は、通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから、選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでの全てのステップを繰り返すことをさらに具備する。別の変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、通信システムにおける各々のチャネルについて、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、および当該方法は、選択されるチャネルを選択することから、選択されるチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでの全てのステップをリピートすることをさらに具備する。
他の実施形態において、通信システムにおける強化チャネル推定のための装置は、次のものを含む。受信アンテナ、受信アンテナから信号を受け取るように適合させられている受信機、受信アンテナおよび少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つに対応するチャネルを選択し、および選択されたチャネルについて、受信された信号に基づいてチャネルの初期推定を決定するように適合させられているチャネルの初期推定器モジュールであって、当該チャネルの初期推定は、周波数領域のサンプル・シーケンスを具備する、チャネルの初期推定器モジュール、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定し、およびチャネルの初期推定から位相傾斜を除去することにより平面位相チャネル推定を生成するように適合させられている位相修正モジュール、および平滑化機能を平面位相チャネル推定に適用することによって、選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成するように適合させられている平滑化モジュールである。ある変形として、位相修正モジュールは、チャネルの初期推定における周波数領域サンプル・シーケンスに関する平均位相を決定することによって、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定するようにさらに適合させられている。別の変形として、位相修正モジュールは、通信システムにおけるすべてのチャネルについて平均位相傾斜を決定することによって、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定するようにさらに適合させられており、各々のチャネルは、少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つおよび少なくとも１つの受信アンテナのうちの１つのペアを具備する。別のある変形として、平滑化モジュールは、周波数領域サンプル・シーケンスから隣接するサンプルの所定の数の重み付け平均を計算するようにさらに適合させられている。別のある変形として、重み付け平均は次の方程式に従って計算される。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、平面位相チャネル推定における周波数領域サンプル・シーケンスのｋ番目のサンプルである。
Figure 2010515404
は、ｋ番目のサンプルに対応する重み付け平均値である。Nは、重み付け平均におけるサンプルの所定の数である。Nfは、平面位相チャネル推定におけるサンプルの全体の数である。および
Figure 2010515404
は重み付け係数である。さらなる変形として、
Figure 2010515404
である。さらなる変形として、前記装置は、位相傾斜を強化チャネル推定へ戻すように適合させられている位相回復モジュールをさらに含む。さらなる変形として、前記装置は、サイクリック・シフトをチャネル推定に挿入するように適合させられているシフティング・モジュールを含む。さらなる変形として、受信アンテナは、複数の受信アンテナのうちの１つである。別の変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナおよび受信アンテナからなる送信・受信ペアに対応する。別の変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、データ・ストリームおよび受信アンテナからなるストリーム・受信ペアに対応する。
別の実施形態において、通信システムにおける強化チャネル推定を最適化する方法を実行するための命令を転送する機械可読媒体は、次のことを含む。通信システム内の１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、選択されたチャネルについて、周波数領域サンプル・シーケンスを具備するチャネルの初期推定を決定すること、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定すること、チャネルの初期推定から位相傾斜を除去することにより平面位相チャネル推定を生成すること、および平滑化機能を平面位相チャネル推定に適用することによって、選択されるチャネルについて強化チャネル推定を生成することである。ある変形として、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定することは、チャネルの初期推定における周波数領域サンプル・シーケンスに関する平均位相を決定することを含む。別の変形として、チャネルの初期推定の位相傾斜を決定することは、通信システムにおけるすべてのチャネルについて平均位相傾斜を決定することを含み、各々のチャネルは、少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つおよび少なくとも１つの受信アンテナのうちの１つのペアを含む。別の変形として、平滑化機能を平面位相チャネル推定に適用することは、サンプル・シーケンスから隣接するサンプルの所定の数の重み付け平均を計算することをさらに含む。さらなる変形として、重み付け平均は、次の方程式に従って計算される。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、平面位相チャネル推定における周波数領域サンプル・シーケンスのｋ番目のサンプルである。
Figure 2010515404
は、ｋ番目のサンプルに対応する重み付け平均値である。Nは、重み付け平均におけるサンプルの所定の数である。Nfは、平面位相チャネル推定におけるサンプルの全体の数である。および
Figure 2010515404
は重み付け係数である。さらなる変形として、
Figure 2010515404
である。別の変形として、強化チャネル推定を生成することは、位相傾斜を強化チャネル推定へ戻すことをさらに含む。別の変形として、強化チャネル推定を生成することは、サイクリック・シフトをチャネル推定に挿入することをさらに含む。別の変形として、通信システムは1つまたは複数の送信アンテナを含む。さらなる変形として、通信システムは１つまたは複数の受信アンテナを含む。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、および当該方法は、通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでの全てのステップを繰り返すことをさらに具備する。さらなる変形として、通信システムにおける各々のチャネルは、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、および当該方法は、通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでの全てのステップを繰り返すことをさらに具備する。
本発明によるシステムおよび方法の例示的な実施形態は、付随の図面を参照することによって理解されるだろう。これらは、一定の縮尺率で描かれることを意図されてはいない。図面において、様々な図の中で例証される各々同一のまたはほぼ同一の構成要素は、同類の符号によって表されている。明瞭さのために、必ずしもあらゆる図面のあらゆる構成要素にラベル付けすることはしていない。
本発明の特色および性質は、図面とともに取り上げられるとき、下記に記述される詳細な説明からいっそう明白になるであろう。これらの図面において、同類の参照記号は、本件明細書全体を通して対応的に一体性を有している。
図1は、例示的なワイヤレス・ネットワークの回路図を示す図である。 図2は、例示的な送信局および受信局のブロック図を示す図である。 図3は、最大尤度チャネル推定を計算するための例示的な方法を示すフローチャートである。 図4は、インパルス応答の継続時間Nhを選択するための例示的な方法を示すフローチャートである。 図5は、最大尤度チャネル推定を計算するための例示的なシステムを示すブロック図である。 図6は、平滑チャネル推定を計算する例示的な方法を示すフローチャートである。 図7は、平滑チャネル推定を計算するための例示的なシステムを示すブロック図である。
発明の詳細な説明
本発明は、下記の説明において記述されるまたは図面において例示される構成要素の配置および構造の詳細に限定されるものではない。本発明は、他の実施形態が可能であり、および様々な方法によって実施されることまたは実行されることが可能である。さらに、本件明細書において使用される表現方法および用語法は、説明の目的のためであって、制限しているとみなされるべきではない。本件明細書における「含む」(including,)、「具備する」(comprising,)、または「有する」(having,)、「含む」(containing)、「含む」(involving)、およびそれらの変形の使用は、後にリストされるアイテムおよび追加アイテムならびに、それらの均等物を包括することが意図されている。本件明細書において、「例示的」(exemplary)という単語は、「例(example)、実例(instance)または例証(illustration)として働くこと」を意味するために使用される。本件明細書において、「例示的」(exemplary)と形容される任意の実施形態または設計は、他の実施形態または設計に比べて、必ずしも好ましいまたは有利であると解釈されるべきでない。
例示的なMIMOシステム
図1は、アクセス・ポイント（AP）110および１つまたは複数の局（STA）120を備える例示的なワイヤレス・ネットワーク100を示す。アクセス・ポイント110は、一般に、基地局またはBTS（base transceiver subsystem）、ノード、または他のアクセス・ポイントのような、局と通信する局（例えば、固定局）である。アクセス・ポイント110は、データ・ネットワーク130に連結され、およびデータ・ネットワーク130を介して他のデバイスと通信してもよい。
局120は、ワイヤレス媒体を介して他の局と通信することができる任意のデバイスであってもよい。局は、次の語で呼ばれてもよく、また次のうちの一部または全部の機能性を含むことができる。端末、アクセス端末、ユーザー端末、モバイル局、モバイル、遠隔局、ユーザー設備、ユーザー・デバイス、ユーザー代理人、加入者局、加入者ユニット、または他の同様のデバイス。例示的な実施形態として、局は、１つまたは複数のセルラー電話、コードレス電話、SIP（Session Initiation Protocol）電話、WLL（wireless local loop）局、ハンドヘルド・デバイス、ワイヤレス装置、PDA（personal digital assistant）、ラップトップ・コンピューター、計算装置、ワイヤレス・モデム・カード、メディア装置（例えば、HDTV、DVDプレーヤー、ワイヤレス・スピーカー、カメラ、カムコーダー、ウェブカメラなど）、または他のユーザー・デバイスである。局120は、アクセス・ポイント110と通信することができる。あるいは、局120は、他の局120と、ピアツーピアで通信することもできる。いずれにせよ、任意の局120は、送信機、受信機、またはその両方を含むことができる、またはそのようなものとして機能することができる。
例示的な実施形態において、アクセス・ポイント110は、ワイヤレス・ネットワーク・ハブであり、および局120は、ワイヤレス・ネットワーク・アダプターを装備した１つまたは複数のコンピューターである。代替的な例示的な実施形態において、アクセス・ポイント110は、セルラー通信局であり、および局120は、１つまたは複数のセルラー電話、ポケットベル、または他の通信デバイスである。当業者であれば、図1に例示されるような一般的に表わされることができる他のシステムを認識するであろう。
アクセス・ポイント110は、データ送信および受信のために、単一のアンテナ112または多元アンテナ112を装備してもよい。同様に、各々の局120も、データ伝送および受信のために、単一アンテナ112または多元アンテナ112を装備してもよい。図1において示される例示的な実施形態において、アクセス・ポイント110は、多元（例えば、2つまたは4つの）アンテナ112を装備し、局120aおよび120bは、各々の単一アンテナ112を装備し、および局120cは、多元アンテナ112を装備する。一般に、任意の数のアンテナ112が使用されてもよく、局120は、互いに同じ数のアンテナ112を有する必要がなく、かつアクセス・ポイント110と同じ数のアンテナ112を有する必要もない。
図2は、局120および122（図１における局120）のブロック図を示す。局120は、NT個のアンテナ920a…tを装備し、およびNR個のアンテナ952a…rを装備する。各々のアンテナは、物理アンテナまたはアンテナ・アレーのいずれかであってもよい。
例示的な実施形態において、局120で、送信（TX）データ・プロセッサー914は、データ・ソース912からトラヒック・データを受信し、およびコントローラー930から他のデータを受信する。受信データは、ボイス・データ、ビデオ・データ、またはワイヤレス・ネットワークを通して送信されることができる任意の他のデータのような、任意の種類の符号化される未処理のデータを含んでもよい。TXデータ・プロセッサー914は、データを処理（例えば、フォーマット、符号化、インターリーブ、およびシンボルマップ）し、およびデータ・シンボルを生成する。TX空間プロセッサー916は、データ・シンボルでパイロット・シンボルを多重化し、多重化されたデータ・シンボルおよびパイロット・シンボルに対して送信機による空間処理を実行し、および最大t個の送信機（TMTR）918a…tについて、最大NT個の出力シンボル・ストリームを提供する。各々の送信機918は、当該送信機の出力シンボル・ストリームを処理（例えば、変調、アナログ変換、フィルター、増幅、およびアップコンバート）し、および変調信号を生成する。送信機918…tからの最大NT個の変調信号は、それぞれ、アンテナ920a…tから送信される。
例示的な実施形態として、局122において、NR個のアンテナ952a…rは、局120から変調信号を受信し、および各々のアンテナ952は、それぞれの受信機（RCVR）954a…rへ受信信号を提供する。各々の受信機954は、当該受信機の信号を処理（例えば、フィルター、増幅、ダウンコンバート、デジタル化、および復調）し、および受信シンボルを提供する。受信（RX）空間プロセッサー956は、受信したシンボルについて検出を実行し、およびデータ・シンボル推定を提供する。RXデータ・プロセッサー958は、データ・シンボル推定をさらに処理（例えば、逆インターリーブ、および復号）し、およびデータ・シンク960へ復号データを提供する。
他の方向への送信のために（局122から局120へ）局122において、データ・ソース962からのトラヒック・データおよびコントローラー970からの他のデータは、TXデータ・プロセッサー964によって処理され、パイロット・シンボルによって多重化され、およびTX空間プロセッサー966によって空間的に処理され、およびアンテナ952a…rを介して送信される最大NR個の変調シグナルを生成するために、最大NR個の送信機954a…rによってさらに処理される。局120では、局122からの変調信号は、NT個のアンテナ920a…tによって受信され、最大NT個の受信機918a…tによって処理され、RX空間プロセッサー922によって空間的に処理され、および局122によって送信されたデータを回復するために、RXデータ・プロセッサー924によってさらに処理される。
コントローラー／プロセッサー930および970は、局120および122のそれぞれにおいての操作を制御する。メモリー932および972は、局120および122のそれぞれのデータおよびプログラム・コードを記憶する。
MIMO-OFDM信号
上記で留意したように、NT個の送信アンテナおよびNR個の受信アンテナを備えたMIMO-OFDMシステムにおける同等のベースバンド受信シグナルは、次のように（副搬送波
Figure 2010515404
において）表記されてもよい。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、NR個の要素の受信ベクトルであり、
Figure 2010515404
はNR×NT個のMIMOチャネル・マトリックスであり、
Figure 2010515404
は、NR個の要素のAWGN(付加的白色ガウス雑音)ベクトルであり、および
Figure 2010515404
は、送信機による空間処理を表すNS個の要素の送信変調シンボル・ベクトルの変換（すなわち、NT個の送信アンテナ）である。NSは、並列空間ストリームの数である。なお、NS＜＝最小値{NT, NR}であり、およびNfは使用される副搬送波の数である。
一般的に、１つまたは複数の空間処理技術が、MIMO-OFDM通信システムにおいて使用されてもよい。様々な空間処理技術は、送信アンテナへの信号シンボルの異なるマッピング
Figure 2010515404
に対応する。空間処理は、通信を向上する、例えば、チャネルの信号対雑音比またはチャネルのスループットを向上するために使用されてもよい。これらの例は次のものを含む。
直接のマッピング（DM）：DMが採用されるとき、送信機による処理
Figure 2010515404
は、単純に
Figure 2010515404
である。なお、
Figure 2010515404
は、NT×NT個の同一性マトリックスである。この場合、NSは、NTと同一であり、かつNR＞＝NTである。このアプローチによって、各々の副搬送波（送信シンボル・ベクトル
Figure 2010515404
の各々の要素）は、自分自身の送信アンテナへマップされる。
固有ベクトル・ステアリング（ES）：ESが使用されるとき、送信機による処理は、
Figure 2010515404
である。なお、副搬送波
Figure 2010515404
についての送信ステアリング・マトリックス
Figure 2010515404
は、
Figure 2010515404
のSVD（単一値分解）から導かれる。したがって、ESアプローチにおいては、
Figure 2010515404
である。なお、
Figure 2010515404
および
Figure 2010515404
は、一元のマトリックスであり、および
Figure 2010515404
は、減少していく順序における
Figure 2010515404
の固有値の平方根を含む正の実数の値の対角マトリックスである。特に、
Figure 2010515404
は、
Figure 2010515404
の最初のNs個の列からなる。
空間拡散（SS）：空間拡散によって、送信機処理は、
Figure 2010515404
として表記されることができる。なお、
Figure 2010515404
は、列が直交しているNT x NS個の拡散マトリックスである。当該マトリックスは、例えば、サイクリック送信ダイバーシティーとの組み合わせによる、アダマールまたはフーリエ・マトリックスのような、単一周波数独立一元マトリックスであってもよい。結果として、拡散マトリックスは、次のようになる。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、アダマールまたはフーリエ・マトリックスの最初のNS個の列からなる。
Figure 2010515404
を周波数の関数とするために、各々の送信アンテナは、サイクルの遅れを割り当てられる。マトリックスで表記される
Figure 2010515404
は、線形位相シフトを表す。当該サイクルの変換は、NT x NT個の対角マトリックスによって、周波数領域において表されることができる。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、送信アンテナ
Figure 2010515404
についての遅れ間隔である。
上記の技術とは別に、または当該技術に加えて、ビームフォーミングを含む他のアプローチ、時空ブロック符号化、または空間周波数ブロック符号化が利用されてもよい。
上記のどの技術が使用されるかにかかわらず、信号の受領時に、当該受信機は、信号内に含まれるNS個のデータ・ストリームを復調しおよび分割しなければならない。ある実施形態において、他の技術がストリームを分割するために採用される場合があるが、これは、空間の均等化を適用することによって達成される。等価器重みは、受信機に見られるような有効なチャネルの推定に基づいて計算される。上記で説明された技術について、有効なチャネルは、単に、DMの場合、ESの場合、およびSSの場合である。空間均等化において使用されるチャネルの初期推定の決定は、周波数領域において、各々の副搬送波
Figure 2010515404
について独立的に実行されることがある。
チャネルの初期推定
上記のどの技術が使用されるかにかかわらず、当該受信機は、信号の受領時に信号内に含まれるNS個のデータ・ストリームを分離し、復調しなければならない。ある実施形態において、このことは、空間均等化によって達成されてもよい。しかし、ストリームを分離するために他の技術を採用することももちろん可能である。等化器重みは、受信機に見られるように有効なチャネルの推定に基づいて計算される。上記で説明された技術について、有効なチャネルは単に、DMの場合は
Figure 2010515404
、ESの場合は
Figure 2010515404
、およびSSの場合は
Figure 2010515404
である。空間均等化において使用されるチャネルの初期推定の決定は、周波数領域において、各々の副搬送波kについて独立に実行されることができる。
いくつかの実施形態において、チャネルの初期推定は、トレーニング・シーケンスを使用して得られる。このような実施形態において、送信機は、MIMOトレーニング・シーケンスを送る。ここにおいて、空間ストリームは、IEEE802.11nの場合のように直交カバー・マトリックスのアプリケーションによるか、トーン・インターリービングを採用すること（つまり、各々の副搬送波におけるすべてのトレーニング・シンボルを単一空間ストリーム上で送信すること）によるか、または何らかの他のアプローチを採用するかのいずれかによって、直交化されている。受信機は、受信したシンボルを既知のトレーニング・シーケンスと関連させ、効果的に変調を除去することにより、MIMOチャネル・マトリックス係数の推定を（副搬送波ごとに）計算する。トレーニング・シーケンスが使用されるとき、データ・ペイロードに適用される空間マッピングと同一の空間マッピングがトレーニング・シーケンスにも適用される。このことにより、受信機によって観察されるような有効なチャネルは、両者について同一となる。したがって、トレーニング・シーケンスを使用して計算されるチャネル推定もまた、データ信号を分離し、復調するために適用されてもよい。
IEEE802.11nのようなシステムにおいて、データ・ストリームごとの追加のサイクリック・シフトは、意図せざるビームフォーミング効果を回避するために、DM、ESの両方、およびSS送信スキームによって適用されてもよいということに留意するべきである。上記で言及されたアンテナごとのサイクリック・シフトと同じように、当該サイクリック・シフトは、周波数領域において、次のようなNS x NSの対角マトリックスによって表されてもよい。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、ストリーム
Figure 2010515404
についての遅延間隔である。
一般に、アンテナごとおよびストリームごとのサイクリック・シフトは、副搬送波上の位相コヒーレンスの低減という結果となる。しかしながら、どのようなサイクリック・シフトが送信機において適用されたかを受信機が認識している限り、これらのシフトは有効なチャネル推定を計算する際に補正されることができる。ストリームごとのサイクリック・シフトの場合、これは、有効なチャネルの初期推定に共役複素数の
Figure 2010515404
を掛けることによって、周波数領域において容易に行われる。アンテナごとのサイクリック・シフトを除去するにあたり、受信機は、各々の送信アンテナから信号を分離するために、空間マッピング・マトリックス
Figure 2010515404
の影響を最初に無効にしなければならない。このようにするために、受信機は、送信端においてどの空間マッピング
Figure 2010515404
が使用されたのかを正確に知る必要がある。
いくつかの実施形態において、チャネルの初期推定が（上記で議論されたようなトレーニング・シーケンスを使用して、または他の方法によって）いったん得られれば、平滑化作用または雑音フィルタリング作用のいずれかがチャネルの初期推定に適用され、これによって、チャネルの初期推定の品質を改善する。典型的な実施形態において、受信機は、受信したMIMOトレーニング・シーケンスおよびサブシーケンス・データ・ペイロードの両方について、平滑化または雑音をフィルタリングした後、サイクリック・シフトをチャネル推定に組み込む。
時間領域最大尤度雑音フィルタリング
図３は、最大尤度推定雑音フィルタリングを使用して、チャネルの初期推定を改善する例示的な方法のブロック図を示す。雑音フィルタリングに関して記述された手順は、送信アンテナおよび受信アンテナの各々のペア間のNTNR 個のSISOチャネル（または、ESまたはSSのようなNT 個の送信アンテナへのNS個のストリームのいずれかの空間マッピングが使用される場合、NSNR個のチャネル）の各々に別々および独立に適用されてもよい。
下記の議論においては、表記の単純化のため、副搬送波インデックス
Figure 2010515404
は省略される。さらに、大文字の太字は、周波数領域ベクトルおよびマトリックスを表示し、下付きの太字は、これらの時間領域の均等物を表示する。
単一SISOチャネルについての周波数領域チャネル推定
Figure 2010515404
（つまり、MIMOシステムにおいて選択されたNSNRチャネルまたはNTNRチャネルのうちの１つ）は、次のように表されることができる。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、Nf x Nfフーリエ・マトリックスであり、および
Figure 2010515404
は、選択されたチャネルについての時間領域インパルス応答である。時間領域インパルス応答
Figure 2010515404
は、継続時間Nhであり、Nh<Npである、つまり、インパルス応答は、継続時間NpのOFDMサイクリック・プレフィックスに含まれる。
Figure 2010515404
は、長さNf - Nhのゼロの行ベクトルである。連結ベクトル
Figure 2010515404
は、ゼロないし長さNfで埋められる時間領域インパルス応答ベクトル
Figure 2010515404
である。
Figure 2010515404
は、Nf x 1AWGN（付加的白色ガウス雑音）ベクトルである。
Figure 2010515404
は、ゼロの中間値および共分散
Figure 2010515404
のガウス確率変数である。したがって、
Figure 2010515404
は、中間値
Figure 2010515404
および共分散
Figure 2010515404
のガウス確率変数である。
制限のある継続時間インパルス応答に対応する
Figure 2010515404
の部分は、
Figure 2010515404
の「信号部分」と呼ばれてもよい。信号部分は、
Figure 2010515404
の中間値によってまたがられる部分空間に含まれる。したがって、信号のみの部分空間および雑音のみの部分空間は、次のように分離されてもよい。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
および
Figure 2010515404
は、DFT（離散フーリエ変換）マトリックス、FFT（高速フーリエ変換）マトリックス、または他の時間・周波数変換マトリックスである。
Figure 2010515404
および
Figure 2010515404
は、それぞれ、Nf x NhおよびNf x (Nf-Nh)のサイズである。低減された空間信号は、次のように表すことができる。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、
Figure 2010515404
によって与えられる
Figure 2010515404
のムーア・ペンローズ擬似逆変換を示す。確率変数
Figure 2010515404
は、ゼロの中間値および共分散マトリックス
Figure 2010515404
の変数である。これ故、低減された空間信号についての対数尤度関数は、次のとおりである。
Figure 2010515404
Figure 2010515404
に関するlog尤度関数の最大化は、
Figure 2010515404
についてML（最大尤度）推定量を出力する。
Figure 2010515404
選択されたチャネルについての最大尤度チャネル推定は、雑音部分から
Figure 2010515404
の信号部分を分離し、および雑音を構成する要素をフィルタリングすることによって決定されることができる。図３を参照すると、これを達成するための例示的な方法は以下のとおりである。
チャネルがいったん選択されると（304）、周波数領域チャネルの初期推定
Figure 2010515404
は、上記で議論されたようなトレーニング・シーケンス方法のような任意の方法によって決定されることができる（308）。例示的な実施形態として、周波数領域チャネル推定を得ることは（ステップ308）、ストリームごとのサイクリック・シフトについて補正し、および、任意の空間マッピングが使用されるアンテナごとのサイクリック・シフトおよび空間マッピングについて補正する
Figure 2010515404
を含むことができる。
例示的な実施形態として、周波数領域チャネルの初期推定は、次のように
Figure 2010515404
のIFFT（逆の高速フーリエ変換）を計算することによって、周波数領域チャネルの初期推定の時間領域均等物（時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
）へ変換される。
Figure 2010515404
例示的な実施形態として、雑音フィルタリングは、時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
の最大エネルギー部分を捕える、Nh個のサンプル・サブシーケンスを決定することによって達成される（314）。なお、Nhは、インパルス応答の継続時間である。最大エネルギー・サブ・シーケンスは、
Figure 2010515404
ベクトルの異なる開始点で、長さNhのウィンドウの位置を決めることにより、およびウィンドウ内で、エネルギーを最大化するウィンドウの位置を選択することにより、固定されたNhについて決定されることができる。あるいは、最大エネルギー・サブ・シーケンスは、当該サンプルのエネルギーが閾値を超す当該サンプルのみを選択することにより決定されてもよい。さらに、インパルス応答の継続時間Nhは、必ずしも事前に知っている必要はなく、いくつかの実施形態において、Nhの値は、選択されるかまたは決定されなければならない（312）。Nhの値を選択するか決定するためのいくつかの方法が下記においてさらに議論される。
時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
の最大エネルギー部分を捕えるNhのサンプル・サブシーケンスがいったん決定されると（314）、
Figure 2010515404
は、切り捨てられる（318）。ある実施形態として、時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
は、最大エネルギー・サブ・シーケンスの一部ではない、当該(Nf-Nh)サンプルをゼロにセットすることで、切り捨てられ、効果的に雑音を取り除く。図8におけるステップ308、310、312、314および318は、最大尤度推定の右端のマトリックス・ベクトルの掛け算を次のとおりに、ひとまとまりとして行う。
Figure 2010515404
フィルターにかけられた（切り捨てられた）インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
を使用して、時間領域重み付けインパルス応答推定は、次の方程式（11）にしたがって計算されることができる（320）。
Figure 2010515404
Figure 2010515404
を変換して周波数領域に戻すこと（322）は、次の方程式のように、選択されたMIMOチャネルについて、周波数領域最大尤度チャネル推定
Figure 2010515404
を出力する。
Figure 2010515404
当該手順は、すべてのチャネルについて完全な最大尤度MIMOチャネル推定を生成するために、すべてのNTNR送信・受信アンテナ・ペア（または、いずれかの空間マッピングが適用される場合、NSNRチャネル）について繰り返されてもよい（324）。
さらに、上記において言及されたように、サイクリック・シフトは、受信されるMIMOトレーニング・シーケンスおよびサブシーケンス・データ・ペイロードの両方について、同一の有効なチャネルを維持するために、チャネル推定に組み込まれてもよい。
上記において言及されたように、いくつかの実施形態において、インパルス応答の継続時間Nhは、所定の値を割り当てられる。理想的には、Nhの所定の値は、インパルス応答エネルギーの大多数を捕えることと雑音をフィルターにかけることとの間の許容できるトレードオフである。すなわち、Nhが小さすぎると、フィルタリング・プロセスは多すぎる信号のサンプルを捨てるであろう。しかし、Nhが大きすぎると、雑音フィルタリングは効果がなくなる可能性がある。
他の実施形態において、Nhはアルゴリズムによって決定されてもよい（312）。1セットの所定の値から最適なNhを選択するための方法312のある例示的な実施形態が、図4のフローチャートで例証されている。図４で例証される方法において、プロセッサーは、メモリー内に1セットのM個の所定の値
Figure 2010515404
を有する。図４に例証される方法は、雑音フロア−・レベルN0を所与として、時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
のNf個のサンプル内のサイズNhの最大エネルギー・ウィンドウの位置のみならず、当該セットからNhの最適な選択を決定する。
図4で例証される実施形態において、所定のNhが使用される場合（402）、Nhを選択する方法は、バイパスされることができる。そうでなければ、最初の候補Nh値（
Figure 2010515404
）が選択される（404）。その後、最大エネルギーを有する長さ
Figure 2010515404
のサブ・シーケンスは、以下のように決定される。長さ
Figure 2010515404
のウィンドウは、時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
における各々の開始位置で考慮される。各々の開始位置について、長さ
Figure 2010515404
のウィンドウにおけるエネルギーのすべてのポイントは、合計ポイントのエネルギーが閾値エネルギー（雑音フロア−N0）を超えない当該合計ポイントから除いて、合計される（408、412）。長さ
Figure 2010515404
のウィンドウ内の最高合計エネルギーを出力する開始位置は、対応するエネルギーと一緒にセーブされる（412）。これは、1セット内の候補Nhの値について繰り返される。最後に、最大エネルギーを有するNhの値は、最大尤度チャネル応答推定の計算における使用のために選択される（418）。2つ以上の候補Nhの値が最大エネルギーを出力する場合（または、代替的に、2つ以上のNhの値が所定の最大エネルギー閾値を超える場合）、最短のこのような候補Nhの値が選択される。図3のステップ318において、関連する開始位置は、時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
内のどの(Nf-Nh)サンプルが、ゼロにセットされるのかを決定する。
上記で説明された改善されたチャネル推定技術は、様々な方法で実装されてもよい。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実装されてもよい。ハードウェア実装において、これらの技術のための処理ユニットは、1つまたは複数のASIC（特定用途集積回路）、DSP（デジタル信号プロセッサー）、DSPD（デジタル信号処理デバイス）、PLD（プログラマブル論理デバイス）、FPGA（フィールド・プログラマブル・ゲートアレー）、プロセッサー、コントローラー、マイクロ・コントローラー、マイクロプロセッサー、本件明細書において説明された機能を行うために設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせにおいて実装されてもよい。
ソフトウェア実装について、本件明細書において説明された技術は、本件明細書において説明された機能を実行するための、１つまたは複数のプロセッサーによって実装される命令を含むモジュール（例えば、手順、機能などなど）で実装されてもよい。当該命令、例えば、図2のメモリー972、リムーバル・メディア、または類似するものは、１つまたは複数のプロセッサー（例えば、コントローラー970）によって読み取られおよび実行される、メモリー・ユニットによって記憶されてもよい。メモリー・ユニットは、プロセッサーの内部またはプロセッサーの外部で実装されてもよい。ここにおいて、当該メモリー・ユニットは、当該技術者に周知の様々な方法を介して通信的にプロセッサーへ連結されることができる。
図５は、上記において説明された改善されたチャネル推定の方法を実行するためのシステム設計の例示的な実施形態のブロック図を示す。当該ブロック図の各々の要素は、前の段落で説明されたようなハードウェアおよびソフトウェアで構成される要素のような、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実装されてもよい。さらに、図５において別々に示されるモジュールは、いくつかの実施形態において、多目的のモジュールに組み合わされてもよい。同様に、図５の各モジュールは、それ自体、説明された機能の部分を実行する１つまたはサブ・モジュールを含む。
例示的な実施形態において、システムは、物理アンテナまたはアンテナ・アレーであってもよく、かつMIMOシステムにおける複数のアンテナのうちの１つであってもよいアンテナ502を含む。アンテナ502は、受信機モジュール504に接続されている。受信機モジュール504は、受信信号を増幅することができ、かつ任意の望ましい事前の処理を行うことができる。チャネル推定器モジュール508は、例えば、上記において言及されるトレーニング・シーケンス方法によって、または任意の他の適当な方法によって、選択されたチャネルについて周波数領域チャネルの初期推定
Figure 2010515404
を計算する。変換モジュール510は、時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
を得るために、周波数領域チャネルの初期推定
Figure 2010515404
を時間領域のものに変換する。フィルター・モジュール512は、インパルス応答の切り捨て推定を生成するために、図3および図4に関連して上記において説明されるように、時間領域インパルス応答の初期推定
Figure 2010515404
がゼロにセットされるために、当該部分を選択する。最後に、最大尤度チャネル推定機モジュール514は、選択されたチャネルについて周波数領域最大尤度チャネル推定
Figure 2010515404
を計算するために、インパルス応答の切り捨て初期推定を使用する。周波数領域最大尤度チャネル推定
Figure 2010515404
は、その後、入力データ・ストリームの処理における使用のために他のプロセッサーへ渡されてもよい。
周波数領域平滑化
図６は、チャネルの初期推定を強化するための代替的な方法である周波数領域平滑化の例示的な実施形態についてのフローチャートを例証する。当該方法は、周波数領域のサンプル上で作動する。上記で議論された時間領域最大尤度雑音フィルタリング方法のように、周波数領域平滑化の手段は、送信・受信アンテナの各々のペア間のNTNR個のSISOチャネル（または、ESまたはSSのようなNT 個の送信アンテナへNS個のストリームの任意の空間マッピングが使用される場合、NSNR個のチャネル）の各々に別々および独立に適用されてもよい。
チャネルがいったん選択されると（602）、選択されたチャネルについての周波数領域チャネルの初期推定
Figure 2010515404
は、上記で議論されたトレーニング・シーケンス方法のような任意の方法によって決定されてもよい（604）。例示的な実施形態として、周波数領域チャネルの初期推定
Figure 2010515404
を得ることは（604）、任意の空間マッピングが使用されるストリームごとのサイクリック・シフトについて補正することを含んでもよく、かつ空間マッピングおよびアンテナごとのサイクリック・シフトについて補正することを含んでもよい。
周波数領域チャネルの初期推定
Figure 2010515404
がいったん決定されると、次のステップ（608）は、
Figure 2010515404
のNf個のサンプルに関して位相傾斜
Figure 2010515404
の平均を推定することである。
Figure 2010515404
代替的な実施形態として、単一チャネルのチャネルの初期推定
Figure 2010515404
に関する位相傾斜の平均を計算する代わりに、位相傾斜は、すべてのNTNR（またはNSNR）個のSISOチャネルに関して平均されてもよい。
平均位相傾斜がいったん計算されると、当該位相傾斜は、チャネルの初期推定
Figure 2010515404
のNf個のサンプルから除去される（610）。
Figure 2010515404
位相傾斜の平均を除去すると、平滑チャネル推定は、隣接するサンプルの所定のある数Nの重み付け平均をとることにより得られることができる（612）。つまり、チャネルの初期推定
Figure 2010515404
における各々のサンプルを、ある数のサンプルによる当該各々のサンプルの重み付け平均によって当該各々のサンプルのいずれかの側へ置き換え、チャネル推定における有効な雑音を低減する。ある実施形態において、次の平滑機能が使用される。
Figure 2010515404
なお、
Figure 2010515404
は、重み付け係数を示す。例示的な実施形態として、
Figure 2010515404
である。重み付け平均の中心サンプルの前（低域側において）または後（高域側において）に平均を含むためのサンプルがないので、終点
Figure 2010515404
は、上記の方程式にわずかな修正を要求する。これは、例えば、終点に近づくにつれて重み付け平均のサンプル数を減らすことによって、対処されることができる。例示的な実施形態として、中心サンプルが一方の端子ポイントから(N-1)/2よりも接近するとき、重み付け平均は、サンプルの所定のある数より小さい数N’を使用するように調節されることができる。なお、N’ < Nである。例えば、ある重み付け平均の修正は、
Figure 2010515404
のとき、次の方程式を使用し、
Figure 2010515404
また
Figure 2010515404
のとき、次の方程式を使用する。
Figure 2010515404
チャネル推定の終点の近くで、サンプルの所定の数Nよりも小さい数N’ が使用されるとき、N’’の重み付け係数
Figure 2010515404
は、それらの合計が1のままであるように、調節されなければならない。
最後に、平滑化が完了するとき、ステップ610において除去された位相傾斜は、選択されたチャネルの平滑チャネル推定
Figure 2010515404
を得るために、ステップ614において掛け戻されてもよい。
Figure 2010515404
例示的な実施形態として、当該手順は、すべてのNTNR送信・受信アンテナ・ペアについて繰り返され（618）、完全なる平滑MIMOチャネル推定を生成する。
いくつかの実施形態として、受信機はまた、受信したMIMOトレーニング・シーケンスおよびサブ・シーケンス・データ・ペイロードの両方について同一の有効なチャネルを維持するために、いずれかのサイクル・シフトをチャネル推定へ再挿入する。
固有ベクトル・ステアリングが採用される実施形態において、上記で説明されたような周波数領域平滑化をMIMOトレーニングに適用するときは、送信機ステアリング・マトリックス
Figure 2010515404
を修正することによって、送信機における副搬送波間のあるタイプの位相連続性を実行することが望ましいかもしれない。これは、ステアされるチャネル
Figure 2010515404
の周波数コヒーレンスを維持する。言い換えると、これは、サンプルとサンプルの間の位相の変形がスムーズであってほぼ線形であるという、方程式13および14の仮定の正確さを確実にするということである。固有ベクトルは、不変の位相シフトであるので、修正されたマトリックス
Figure 2010515404
は、固有ベクトル・マトリックスのままである。送信機において位相連続性を実行するための２つの例示的な代替案は、位相連続ステアリングおよび正の実数による第１要素ステアリングである。位相連続ステアリングについて、送信機ステアリング・マトリックス
Figure 2010515404
は、次のように修正されることができる。
Figure 2010515404
これは、近隣のサンプルのペアについてのステアリング・マトリックス
Figure 2010515404
における位相差を計算し、および位相連続性を有する修正されたステアリング・マトリックス
Figure 2010515404
を生み出すよう、しかるべくステアリング・マトリックスを調節する。あるいは、次の修正が、正の実数による第１要素ステアリング
Figure 2010515404
を達成するために、
Figure 2010515404
へ適用されてもよい。
最大尤度チャネル推定技術と同様に、本件明細書において説明された周波数領域平滑化チャネル推定技術は、様々な方法において実装されてもよい。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実装されてもよい。ハードウェア実装において、これらの技術のための処理ユニットは、1つまたは複数のASIC（特定用途集積回路）、DSP（デジタル信号プロセッサー）、DSPD（デジタル信号処理デバイス）、PLD（プログラマブル論理デバイス）、FPGA（フィールド・プログラマブル・ゲートアレー）、プロセッサー、コントローラー、マイクロ・コントローラー、マイクロプロセッサー、本件明細書において説明された機能を行うために設計された他の電子ユニット、またはそれらの組み合わせにおいて実装されてもよい。
ソフトウェア実装について、本件明細書において説明された技術は、本件明細書において説明された機能を実行するための、１つまたは複数のプロセッサーによって実装される命令を含むモジュール（例えば、手順、機能などなど）で実装されてもよい。当該命令、例えば、図2のメモリー972、リムーバル・メディア、または類似するものは、１つまたは複数のプロセッサー（例えば、コントローラー970）によって読み取られおよび実行される、メモリー・ユニットによって記憶されてもよい。メモリー・ユニットは、プロセッサーの内部またはプロセッサーの外部で実装されてもよい。ここにおいて、当該メモリー・ユニットは、当該技術者に周知の様々な方法を介して通信的にプロセッサーへ連結されることができる。
図7は、上記において説明された改善されたチャネル推定の方法を実行するためのシステム設計の例示的な実施形態のブロック図を示す。当該ブロック図の各々の要素は、前の段落で説明されたようなハードウェアおよびソフトウェアで構成される要素のような、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実装されてもよい。さらに、図7において別々に示されるモジュールは、いくつかの実施形態において、多目的のモジュールに組み合わされてもよい。同様に、図7の各モジュールは、当該モジュール自体、説明された機能の部分を実行する１つまたはサブ・モジュールを含む。
例示的な実施形態として、システムは、物理アンテナまたはアンテナ・アレーであってもよく、かつMIMOシステムにおける複数のアンテナのうちの１つであってもよいアンテナ702を含む。アンテナ702は、受信信号を増幅することができ、かつ任意の望ましい事前の処理を行うことができる受信機モジュール704に接続する。チャネル推定器モジュール708は、例えば、上記において言及されるトレーニング・シーケンス方法によって、または任意の他の適当な方法によって、選択されたチャネルについて周波数領域チャネルの初期推定
Figure 2010515404
を計算する。
位相修正モジュール710は、図6との関係で上記において説明されたように、平均位相を計算し、および当該平均位相を周波数領域チャネルの初期推定から除去する。平滑化モジュール712は、図6との関係で上記においても説明されたように、平滑化機能をチャネル推定へ適用する。位相回復モジュール714は、位相傾斜をチャネル推定へ戻す。最後に、シフティング・モジュール718は、サイクリック・シフトが採用される実施形態における任意のサイクリック・シフトを戻す。滑らかにされ、シフトされたチャネル推定は、その後、入力されたデータ・ストリームの処理における使用のために、他のプロセッサー・モジュールへ渡されることができる。
本開示の以上の説明は、どのような当業者も、本開示の発明を製造し、または使用することができるように提供されている。これらの実施形態に対する様々な修正は、当業者にとって直ちに明白であろう。また、本明細書において定義された一般原則は、本開示の要旨または範囲から逸脱することなく、他の変形に対して適用可能である。本発明は、本件明細書に開示された原則および新規な特徴と一致する最も広い範囲が与えられるべきことを意図する。
上記に説明されたものは、１つまたは複数の実施形態の例を含む。前記の実施形態を説明する目的のために、考えられるすべての構成要素または方法の組み合わせを説明することはもちろん不可能であるが、一般の当業者であれば、様々な実施形態のたくさんのさらなる組み合わせおよび入れ替えを認識することが可能であろう。よって、説明された実施形態は、追記される特許請求の範囲内に含まれる、すべてのそのような変更、修正、および変形を包括するように意図される。

Claims (72)

  1. 通信システムにおける最適化チャネル推定の方法であって、
    前記通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、
    前記選択されたチャネルについて、チャネルの初期推定を決定すること、
    前記チャネルの初期推定を、サンプル・シーケンスを具備する時間領域インパルス応答の初期推定に変換すること、
    前記サンプル・シーケンスからサンプル・サブシーケンスを選択すること、
    前記選択されたサンプル・サブシーケンス内にはない前記時間領域インパルス応答の初期推定における前記サンプルをゼロにセットすることによって、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を生成すること、
    前記選択されたチャネルについて、前記時間領域インパルス応答の切り捨て推定を使用して時間領域重み付けインパルス応答推定を計算すること、および
    前記時間領域重み付けインパルス応答推定を周波数領域のものに変換することによって、前記選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算すること
    を具備する方法。
  2. 前記サンプル・サブシーケンスを選択することは、
    チャネル応答の継続時間を決定することと、および
    前記時間領域インパルス応答の初期推定から前記サンプル・サブシーケンスとして最適化サンプル・シーケンスを選択することと、ここにおいて、前記最適化サンプル・シーケンスは、前記チャネル応答の継続時間と等しい継続時間を有し、および前記最適化サンプル・シーケンスにおいてエネルギーを最大にするように選択されること
    を具備する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記チャネル応答の継続時間を決定することは、入力として前記チャネル応答を受信することをさらに具備する、請求項2に記載の方法。
  4. 前記チャネル応答の継続時間を決定することは、１セットの所定の値から前記チャネル応答の継続時間を選択することをさらに具備する、請求項2に記載の方法。
  5. １セットの所定の継続時間の値から前記チャネル応答の継続時間を選択することは、
    前記１セットの所定の値における各々の値について、最適化サブシーケンスを見つけだすことと、ここにおいて、前記最適化サブシーケンスは、当該各々の値に等しい継続時間のサブシーケンスであって、前記最適化サブシーケンスは、エネルギーが閾値を超える当該サブシーケンス内のすべてのサンプルのエネルギーの合計を最大にするように選択される、および
    前記チャネル応答の継続時間として、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する値を前記1セットの所定の値から選択することと
    をさらに具備する、請求項4に記載の方法。
  6. 前記選択された値は、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する最も小さい値である、請求項5に記載の方法。
  7. サイクリック・シフトを最大尤度チャネル推定に適用することをさらに具備する、請求項1に記載の方法。
  8. 前記通信システムが、１つまたは複数の送信アンテナを含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記通信システムが、１つまたは複数の受信アンテナを含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、前記送信アンテナのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項9に記載の方法。
  11. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項9に記載の方法。
  12. 通信システムにおけるチャネル推定を最適化する装置であって、
    受信アンテナと、
    前記受信アンテナから信号を受信するように適合させられている受信機と、
    前記通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択し、および前記選択されたチャネルについて、前記受信信号に基づいてチャネルの初期推定を決定するように適合させられているチャネルの初期推定器モジュールと、
    前記チャネルの初期推定を、サンプル・シーケンスを具備するインパルス応答の初期推定に変換するように適合させられている変換モジュールと、
    前記サンプル・シーケンスからサンプル・サブシーケンスを選択し、および前記選択されたサンプル・サブシーケンス内にはない前記インパルス応答の初期推定における前記サンプルをゼロにセットすることによって、インパルス応答の切り捨て初期推定を生成するように適合させられているフィルタリング・モジュールと、および
    前記選択されたチャネルについて前記時間領域インパルス応答の切り捨て推定を使用して時間領域重み付けインパルス応答推定を計算し、および前記時間領域重み付けインパルス応答推定を周波数領域のものに変換することによって、前記選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算するように適合させられている最大尤度チャネル推定モジュールとを具備する装置。
  13. 前記フィルタリング・モジュールは、
    チャネル応答の継続時間を決定し、および
    前記時間領域インパルス応答の初期推定から前記サンプル・サブシーケンスとして最適化サンプル・シーケンスを選択する
    ようにさらに適合させられている、請求項12に記載の装置であって、前記最適化サンプル・シーケンスは、前記チャネル応答の継続時間と等しい継続時間を有し、および前記最適化サンプル・シーケンスにおけるエネルギーを最大にするように選択されることを特徴とする、請求項12に記載の装置。
  14. 前記フィルタリング・モジュールは、入力として前記チャネル応答の継続時間を受信するようにさらに適合させられている、請求項13に記載の装置。
  15. 前記フィルタリング・モジュールは、１セットの所定の値から前記チャネル応答の継続時間を選択するようにさらに適合させられている、請求項13に記載の装置。
  16. 前記フィルタリング・モジュールは、
    前記１セットの所定の値における各々の値について、最適化サブシーケンスを見つけだし、ここにおいて、前記最適化サブシーケンスは、当該各々の値に等しい継続時間のサブシーケンスであって、前記最適化サブシーケンスは、エネルギーが閾値を超えるサブシーケンス内のすべてのサンプルのエネルギーの合計を最大にするように選択される、および
    前記チャネル応答の継続時間として、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する値を前記１セットの所定の値から選択する
    ように適合させられている、請求項15に記載の装置。
  17. 前記選択された値は、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する最も小さい値である、請求項16に記載の装置。
  18. 前記受信アンテナが、複数の受信アンテナのうちの１つである、請求項12に記載の装置。
  19. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナおよび前記受信アンテナからなる送信・受信ペアに対応する、請求項18に記載の装置。
  20. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、データ・ストリームおよび前記受信アンテナからなるストリーム・受信ペアに対応する、請求項18に記載の装置。
  21. 通信システムにおけるチャネル推定を最適化する方法を実行するための命令を転送する機械可読媒体であって、前記方法は、
    前記通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、
    前記選択されたチャネルについて、チャネルの初期推定を決定すること、
    前記チャネルの初期推定を、サンプル・シーケンスを具備する時間領域インパルス応答の初期推定に変換すること、
    前記サンプル・シーケンスからサンプル・サブシーケンスを選択すること、
    前記選択されたサンプル・サブシーケンス内にはない前記時間領域インパルス応答の初期推定における前記サンプルをゼロにセットすることによって、時間領域インパルス応答の切り捨て推定を生成すること、
    前記選択されたチャネルについて、前記時間領域インパルス応答の切り捨て推定を使用して時間領域重み付けインパルス応答推定を計算すること、および
    前記時間領域重み付けインパルス応答推定を周波数領域のものに変換することによって、前記選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算すること
    を具備する、機械可読媒体。
  22. 前記サンプル・サブシーケンスを選択することは、
    チャネル応答の継続時間を決定すること、および
    前記時間領域インパルス応答の初期推定から前記サンプル・サブシーケンスとして最適化サンプル・シーケンスを選択すること、ここにおいて、前記最適化サンプル・シーケンスは、前記チャネル応答の継続時間と等しい継続時間を有し、および前記最適化サンプル・シーケンスにおいて前記エネルギーを最大にするように選択されること
    をさらに具備する、請求項21に記載の機械可読媒体。
  23. 前記チャネル応答の継続時間を決定することは、入力として前記チャネル応答の継続時間を受信することをさらに具備する、請求項22に記載の機械可読媒体。
  24. 前記チャネル応答の継続時間を決定することは、1セットの所定の値から前記チャネル応答の継続時間を選択することをさらに具備する、請求項22に記載の機械可読媒体。
  25. １セットの所定の継続時間の値から前記チャネル応答の継続時間を選択することは、
    前記１セットの所定の値における各々の値について、最適化サブシーケンスを見つけだすこと、ここにおいて、前記最適化サブシーケンスは、当該各々の値に等しい継続時間のサブシーケンスであって、前記最適化サブシーケンスは、エネルギーが閾値を超える当該サブシーケンス内のすべてのサンプルのエネルギーの合計を最大にするように選択される、および
    前記チャネル応答の継続時間として、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する値を前記1セットの所定の値から選択することをさらに具備する、請求項24に記載の機械可読媒体。
  26. 前記選択された値は、対応する最適化サブシーケンスが最も高いエネルギーを有する最も小さい値である、請求項25に記載の機械可読媒体。
  27. 前記方法は、サイクリック・シフトを前記最大尤度チャネル推定に適用することをさらに具備する、請求項21に記載の機械可読媒体。
  28. 前記通信システムは、１つまたは複数の送信アンテナを含む、請求項21に記載の機械可読媒体。
  29. 前記通信システムは、１つまたは複数の受信アンテナを含む、請求項28に記載の機械可読媒体。
  30. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、前記送信アンテナのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、ここにおいて、前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項29に記載の機械可読媒体。
  31. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、ここにおいて、前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて最大尤度チャネル推定を計算することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項29に記載の機械可読媒体。
  32. 通信システムにおける強化チャネル推定の方法であって、
    前記通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、
    前記選択されたチャネルについて、周波数領域サンプル・シーケンスを具備するチャネルの初期推定を決定すること、
    前記チャネルの初期推定の位相傾斜を決定すること、
    前記チャネルの初期推定から、前記位相傾斜を除去することにより、平面位相チャネル推定を生成すること、および
    平滑化機能を前記平面位相チャネル推定に適用することによって、前記選択されたチャネルについて、強化チャネル推定を生成すること
    を具備する方法。
  33. 前記チャネルの初期推定の前記位相傾斜を決定することは、前記チャネルの初期推定における前記周波数領域サンプル・シーケンスに関する平均位相傾斜を決定することを具備する、請求項32に記載の方法。
  34. 前記チャネルの初期推定の前記位相傾斜を決定することは、前記通信システムにおけるすべてのチャネルについての平均位相傾斜を決定することを具備し、各々のチャネルは、前記少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つおよび前記少なくとも１つの受信アンテナのうちの１つのペアを具備する、請求項32に記載の方法。
  35. 平滑化機能を前記平面位相チャネル推定に適用することは、前記周波数領域サンプル・シーケンスから隣接するサンプルの所定の数の重み付け平均を計算することをさらに具備する、請求項32に記載の方法。
  36. 前記重み付け平均は、方程式
    Figure 2010515404
     に従って計算され、ここにおいて、
    Figure 2010515404
     は、前記平面位相チャネル推定における前記周波数領域サンプル・シーケンスのｋ番目のサンプルであり、
    Figure 2010515404
     は、前記ｋ番目のサンプルに対応する前記重み付け平均値であり、Nは、前記重み付け平均におけるサンプルの前記所定の数であり、Nfは、前記平面位相チャネル推定におけるサンプルの前記全体の数であり、および
    Figure 2010515404
     は、重み付け係数である、請求項33に記載の方法。
  37. Figure 2010515404
     である、請求項36に記載の方法。
  38. 強化チャネル推定を生成することは、前記位相傾斜を前記強化チャネル推定に戻すことをさらに具備する、請求項32に記載の方法。
  39. サイクリック・シフトを前記強化チャネル推定に挿入することをさらに具備する、請求項38に記載の方法。
  40. 前記通信システムが、１つまたは複数の送信アンテナを含む、請求項32に記載の方法。
  41. 前記通信システムが、１つまたは複数の受信アンテナを含む、請求項40に記載の方法。
  42. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、前記送信アンテナのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項41に記載の方法。
  43. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項41に記載の方法。
  44. 位相連続ステアリングを使用して前記選択されたチャネルを送信すること
    をさらに具備する、請求項32に記載の方法。
  45. 正数による第１要素ステアリングを使用して前記選択されたチャネルを送信すること
    をさらに具備する、請求項32に記載の方法。
  46. 通信システムにおいてチャネル推定を強化する装置であって、
    受信アンテナと、
    前記受信アンテナから信号を受信するように適合させられている受信機と、
    前記受信アンテナおよび少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つに対応するチャネルを選択し、および前記選択されたチャネルについて、前記受信信号に基づいてチャネルの初期推定を決定するように適合させられたチャネルの初期推定器モジュールであって、前記チャネルの初期推定は、周波数領域のサンプル・シーケンスを具備する、チャネルの初期推定器モジュールと、
    前記チャネルの初期推定の位相傾斜を決定し、および前記チャネルの初期推定から前記位相傾斜を除去することによって平面位相チャネル推定を生成するように適合させられている位相修正モジュールと、および
    平滑化機能を前記平面位相チャネル推定に適用することによって、前記選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成するように適合させられている平滑化モジュールを具備する装置。
  47. 前記位相修正モジュールは、前記チャネルの初期推定における前記周波数領域サンプル・シーケンスに関する平均位相傾斜を決定することによって、前記チャネルの初期推定の前記位相傾斜を決定するようにさらに適合させられている、請求項46に記載の装置。
  48. 前記位相修正モジュールは、前記通信システムにおけるすべてのチャネルについての平均位相傾斜を決定することにより、前記チャネルの初期推定の前記位相傾斜を決定するようにさらに適合させられており、各々のチャネルは、前記少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つおよび前記少なくとも１つの受信アンテナのうちの１つのペアを具備する、請求項46に記載の装置。
  49. 前記平滑化モジュールは、前記周波数領域サンプル・シーケンスから隣接するサンプルの所定の数の重み付け平均を計算するようにさらに適合させられている、請求項46に記載の装置。
  50. 前記重み付け平均は、方程式
    Figure 2010515404
     に従って計算され、ここにおいて、
    Figure 2010515404
     は、前記平面位相チャネル推定における前記周波数領域サンプル・シーケンスのk番目のサンプルであり、
    Figure 2010515404
     は、前記k番目のサンプルに対応する前記重み付け平均値であり、Nは、前記重み付け平均におけるサンプルの前記所定の数であり、Nfは、前記平面位相チャネル推定におけるサンプルの前記全体の数であり、および
    Figure 2010515404
     は、重み付け係数である、請求項49に記載の装置。
  51. Figure 2010515404
     である、請求項50に記載の装置。
  52. 前記位相傾斜を前記強化チャネル推定に戻すように適合させられている位相回復モジュールをさらに具備する、請求項46に記載の装置。
  53. サイクリック・シフトを前記強化チャネル推定に挿入するように適合させられているシフティング・モジュールをさらに具備する、請求項52に記載の装置。
  54. 前記受信アンテナは、複数の受信アンテナのうちの１つである、請求項46に記載の装置。
  55. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、送信アンテナおよび前記受信アンテナからなる送信・受信ペアに対応する、請求項54に記載の装置。
  56. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、データ・ストリームおよび前記受信アンテナからなるストリーム・受信ペアに対応する、請求項54に記載の装置。
  57. 位相連続ステアリングを使用して前記選択されたチャネルを送信する送信機
    をさらに具備する、請求項46に記載の装置。
  58. 正数による第１要素ステアリングを使用して前記選択されたチャネルを送信する送信機
    をさらに具備する、請求項46に記載の装置。
  59. 通信システムにおけるチャネル推定を強化する方法を実行するための命令を転送する機械可読媒体であって、
    前記通信システムにおける１つまたは複数のチャネルの中から選択されるチャネルを選択すること、
    前記選択されたチャネルについて、周波数領域サンプル・シーケンスを具備するチャネルの初期推定を決定すること、
    前記チャネルの初期推定の位相傾斜を決定すること、
    前記チャネルの初期推定から前記位相傾斜を除去することによって、平面位相チャネル推定を生成すること、および
    平滑化機能を前記平面位相チャネル推定に適用することによって、前記選択されたチャネルについて、強化チャネル推定を生成することを具備する方法。
  60. 前記チャネルの初期推定の前記位相傾斜を決定することは、前記チャネルの初期推定における前記周波数領域サンプル・シーケンスに関する平均位相傾斜を決定すること具備する、請求項58に記載の機械可読媒体。
  61. 前記チャネルの初期推定の前記位相傾斜を決定することは、前記通信システムにおけるすべてのチャネルについての平均位相傾斜を決定することを具備し、各々のチャネルは、前記少なくとも１つの送信アンテナのうちの１つおよび前記少なくとも１つの受信アンテナのうちの１つのペアを具備する、請求項58に記載の機械可読媒体。
  62. 平滑化機能を前記平面位相チャネル推定に適用することは、前記サンプル・シーケンスから隣接するサンプルの所定の数の重み付け平均を計算することをさらに具備する、請求項58に記載の機械可読媒体。
  63. 前記重み付け平均は、方程式
    Figure 2010515404
     に従って計算され、ここにおいて、
    Figure 2010515404
     は、前記平面位相チャネル推定における前記周波数領域サンプル・シーケンスのｋ番目のサンプルであり、
    Figure 2010515404
     は、前記ｋ番目のサンプルに対応する前記重み付け平均値であり、Nは、前記重み付け平均におけるサンプルの前記所定の数であり、Nfは、前記平面位相チャネル推定におけるサンプルの前記全体の数であり、および
    Figure 2010515404
     は、重み付け係数である、請求項62に記載の機械可読媒体。
  64. Figure 2010515404
     である、請求項63に記載の機械可読媒体。
  65. 強化チャネル推定を生成することは、前記位相傾斜を前記強化チャネル推定に戻すことをさらに具備する、請求項58に記載の機械可読媒体。
  66. 前記方法は、サイクリック・シフトを前記強化チャネル推定に挿入することをさらに具備する、請求項65に記載の機械可読媒体。
  67. 前記通信システムが、１つまたは複数の送信アンテナを含む、請求項58に記載の機械可読媒体。
  68. 前記通信システムが、１つまたは複数の受信アンテナを含む、請求項67に記載の機械可読媒体。
  69. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、前記送信アンテナのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなる送信・受信ペアに対応し、かつ前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項68に記載の機械可読媒体。
  70. 前記通信システムにおける各々のチャネルは、複数のデータ・ストリームのうちの１つおよび前記受信アンテナのうちの１つからなるストリーム・受信ペアに対応し、かつ前記方法は、前記通信システムにおける各々のチャネルについて、選択されるチャネルを選択することから前記選択されたチャネルについて強化チャネル推定を生成することまでのすべてのステップを繰り返すことをさらに具備する、請求項68に記載の機械可読媒体。
  71. 位相連続ステアリングを使用して前記選択されたチャネルを送信すること
    をさらに具備する、請求項59に記載の機械可読媒体。
  72. 正数による第１要素ステアリングを使用して前記選択されたチャネルを送信すること
    をさらに具備する、請求項59に記載の機械可読媒体。
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