JP2011507442A - 時間反転によるデータ信号の事前等化方法 - Google Patents

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Abstract

送信先エンティティ（ＥＣ２）にソースエンティティ（ＥＣ１）により送信されるＦＤＤデータ信号を事前等化する本方法は、ソースエンティティに、送信先アンテナ（Ａ２ｊ）を介してパルスを送信するステップ（Ｅ１）と、送信先アンテナが、送信先アンテナと送信元アンテナ中の参照アンテナ（Ａ１ｒｅｆ）との間の第１伝播チャネルと、送信元アンテナ（Ａ１ｉ）と送信先アンテナとの間の第２伝播チャネルとを通じたパルスの連続的通過を表す結合インパルス応答をソースエンティティに送信するステップ（Ｅ６）を含み、該ステップ（Ｅ６）は送信元アンテナについて反復され、パルスを送信するステップと時間反転されたインパルス応答を反復送信するステップは送信先アンテナについて反復され、本方法は、更に、ソースエンティティにより受信される時間反転された結合インパルス応答のセットの組合せから事前等化係数を決定するステップ（Ｅ９）を含む。

Description

本発明は、例えば、周波数分割複信(frequency-division duplex; FDD)無線通信ネットワークにおいて伝送されるデータ信号の事前等化方法に関する。
ＦＤＤネットワークにおいて、二つの通信エンティティは、異なる周波数帯域でデータ信号を送信する。これらの通信エンティティは、例えば、無線端末、地上または衛星基地局、または無線アクセスポイントである。本発明は、各通信エンティティは、各通信エンティティが単一のアンテナを備えた単一入力・単一出力(single-input, single-output; SISO)無線通信ネットワークと、各通信エンティティが複数のアンテナを備えた複数入力・複数出力(multiple-input, multiple-output; MIMO)ネットワークと、一つのみのアンテナを備えた通信エンティティと複数のアンテナを備えた通信エンティティとを組み合わせた単一入力・複数出力(single-input, multiple-output; SIMO)または複数入力・単一出力(multiple-input, single-output; MISO)ネットワークに関する。
通信エンティティのアンテナにより送信される無線信号（アンテナ信号）は、送信元アンテナの出力で規定されるソース点(source point)と、送信先の通信エンティティのアンテナの入力で規定される送信先点との間の伝播状態に応じて歪みを受ける。このような歪みを制限するために、アンテナ信号は、二つのアンテナ間の伝播チャネルの特性に応じて事前等化係数を適用することにより事前に歪めされる。従って、この伝播チャネルを特性化することが必要である。
既存の事前等化方法のうち、時間反転法(time-reversal methods)は、それらの低減された複雑度と性能により区別される。
時間反転は、典型的には音響波(acoustic waves)などの波を集束(focusing)させるための技術であり、時間反転波式の不変性(invariance)に基づいている。従って、時間反転された波は、時間的に逆方向に進行する直接波(direct wave)のように伝播する。
ソース点から送信される短パルス(brief pulse)は伝播媒体(propagation medium)の中を伝播する。送信先点によって受信されるこの波の一部は、同一伝播媒体中を逆に送信される前に時間反転される。波は、ソース点に向けて収束(converge)し、ここで、それは、短パルスを形成する。ソース点に集まった信号は、ソース点から送信されたソース信号と実質的に同一形状を有する。特に、伝播媒体がより複雑であれば、より正確に時間反転波が収束する。波が印加される伝播チャネルを時間反転することは、ソース点からこのようにして伝送されて事前に歪められた波に対するチャネルの影響を相殺することを可能にする。
従って、時間反転技術は、とりわけ、チャネル拡散(channel spreading)を低減することによりアンテナ信号に対する伝播チャネルの影響を相殺し、そして、チャネルを通じて伝播した後に受信されるシンボルの処理を簡略化するために、無線通信ネットワークにおいて使用される。送信元通信エンティティのアンテナにより送信されるアンテナ信号は、このアンテナ信号が通過する伝播チャネルの時間反転されたインパルス応答から得られる係数を適用することにより事前に等化される。従って、時間反転の適用は、送信元通信エンティティが、このエンティティから発行される通信に対して専用の周波数帯域での伝播チャネルを知る必要がある。
送信元通信エンティティから送信先通信エンティティへのＦＤＤ送信と、その反対方向でのＦＤＤ送信は、異なる周波数帯域で達成される。例えば、無線通信システムについて、このことは、移動無線端末から基地局への第１周波数帯域でのアップリンク伝送と、基地局から移動無線端末への第２周波数帯域でのダウンリンク伝送を意味する。通信エンティティは、チャネルを通る信号の受信に基づいて伝播チャネルを推定することができるが、異なる周波数帯域で伝送された信号に基づいて伝播チャネルを推定することはできない。伝送チャネルの相互依存性(reciprocity property)は適用されず、同一周波数帯域を共有するＴＤＤ送信とは対照的に、送信方向とは無関係に単にチャネルを推定することを可能にする。従って、とりわけ、ＦＤＤ送信には、事前に等化されたアンテナ信号のための技術を使用することが有益である。
第１のソリューションは、David Gesbert, Mansoor Shafi, Da-Shan Shiu, Peter J Smith, Aymon Naguibによる論文「“From theory to practice: an overview of MIMO space-time coded wireless systems”, published in IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol.21, no.3, April 2003」において提案されている。この提案による方法は、伝播チャネルの送信先通信エンティティの推定に基づいて評価された係数と共に事前等化技術として時間反転を使用する。送信先通信エンティティは、この推定を、送信元通信エンティティによって前もって送信されたパイロットのその認識(knowledge)に基づいて形成する。そして、伝播チャネルの推定は、送信元通信エンティティに配信される。
従って、パイロットを挿入することは、伝播チャネルの推定を可能にするが、これは、送信先通信エンティティにおいて複雑な技術の使用を必要とする。また、チャネル推定器の複雑度は利用可能なパイロットの数とともに増加し、その推定を配信するために必要な無線資源の観点での要件は、効果的な事前等化を保証するのに必要とされる推定の精度とともに増加する。従って、伝播チャネルの推定の精度と、パイロットの送信およびチャネルの推定のために使用される無線資源の消費との間で、妥協がなされなければならない。
代替の方法は、Tobias DahlとJan Egil Kirkeboによる論文「“Blind beamforming in frequency division duplex MISO systems based on time-reversal mirrors”, presented at the IEEE Conference 6th Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications, June 2005, SPAWC.2055.1506218, pp.640-644」で述べられている。そのいわゆるブラインド法は、通信エンティティ間のアンテナ信号の往復(round trip)に基づいている。所定の時刻で適用される時間反転係数は、その信号に前の時刻で適用された事前等化係数と格納されたデータ信号から得られる。従って、この方法は、パイロットとチャネル推定を省くことを可能にするが、増大した複雑度のコストと、膨大なデジタル信号の記憶を必要とする。
それぞれパイロットの使用とアンテナ信号の往復に基づいている上述のソリューションのどれも、完全に満足できるものではない。従って、本発明は、パイロットを用いることなく、低減された複雑度を有する時間反転に基づく事前等化方法を提供する代替のソリューションを提案する。また、このソリューションは、データ信号が単一のアンテナ信号から構成された単一のアンテナを備えた通信エンティティと、データ信号が複数のアンテナ信号から構成された複数のアンテナを備えた通信エンティティに適している。
この目的を達成するために、本発明は、送信先アンテナのセットを有する送信先通信エンティティに送信元アンテナのセットを有する送信元通信エンティティにより送信される周波数分割複信データ信号を事前等化する方法を提供し、本方法は、
・前記送信元通信エンティティに、送信先アンテナを介してパルスを送信するステップと、
・前記パルスの反復処理を実施するステップと、を含み、
前記パルスの反復処理を実施するステップは、
・送信元アンテナが、前記送信元アンテナのセットの中の参照アンテナを介して受信されたパルスを前記送信先通信エンティティに送信するサブステップと、
・前記送信先通信エンティティが、前記送信先アンテナと前記参照アンテナとの間の第１伝播チャネルと、前記送信元アンテナと前記送信先アンテナとの間の第２伝播チャネルとを通じたパルスの連続的通過を表す結合(combined)インパルス応答を時間反転するサブステップと、
・送信先アンテナが、前記送信元通信エンティティに前記時間反転された結合インパルス応答を送信するサブステップと、
を含み、
・前記パルスの反復処理のステップが、少なくとも前記送信元アンテナの幾つかについて反復され、
・送信先アンテナを介したパルスの送信および前記パルスの反復処理のステップが、少なくとも前記送信先アンテナの幾つかについて反復され、
本方法は、更に、
・前記送信元通信エンティティにより受信される時間反転された結合インパルス応答のセットの組合せから前記データ信号の事前等化係数を決定するステップを含む。
従って、本方法は、チャネル推定を省くことを可能にする。その結果、第１に、複雑なデジタル処理が不要であり、第２に、送信先通信エンティティが、上記伝播チャネル推定（単数）または推定（複数）を配信するための資源を前もって解放する。また、本方法を実施するためにはパイロットは必要とされない。
従って、送信先通信エンティティにおいて、本発明の事前等化方法の複雑度は、インパルス応答の時間反転に限定される。
また、本方法は、前記受信されたパルスを送信するサブステップにおいて、前記送信元アンテナのセットにより受信されたパルスのセットに応じて前記参照アンテナを選択することを含む前記参照アンテナは、例えば、前記送信元アンテナの全てにより受信されるパルスの全てのエネルギーに応じて選択される。
例えば、このような選択は、信号のエネルギーが最小限に減衰される第２伝播チャネルに選択の優先権を与えることを可能とする。
事前等化係数は、送信元通信エンティティの参照アンテナによって受信される時間反転された結合インパルス応答(combined impulse response)のセットの組合せから決定される。
従って、本方法は、複数のアンテナ信号を含むデータ信号を発生させるためにバイナリーデータに適用される別のプリ符号化および変調方法に適応することを可能とする。
また、本発明は、送信元アンテナのセットを有する送信元通信エンティティについてのデータ信号を事前等化するための装置を提供し、前記送信元通信エンティティは、送信先アンテナのセットを有する送信先通信エンティティに、周波数分割複信を用いて前記信号を送信するように構成される。
本装置は、
・送信先アンテナを介して送信されたパルスを受信するための手段と、
・前記受信されたパルスを、送信元アンテナを介して前記送信先通信エンティティに送信する手段と、
・前記送信先アンテナと前記送信元アンテナのうちの参照アンテナとの間の第１伝播チャネルと、前記送信元アンテナと前記送信先アンテナとの間の第２伝播チャネルを通じた前記送信されたパルスの連続的通過を表す時間反転された結合インパルス応答を受信する手段と、
・受信された時間反転された結合インパルス応答のセットの組合せに基づいて前記データ信号を事前等化するための係数を決定する手段と、を備え、
前記送信および受信手段は、少なくとも、前記送信先アンテナの幾つかと前記送信元アンテナのうちの幾つかについて反復的に使用される。
また、本発明は、送信先アンテナのセットを含む送信先通信エンティティについてのデータ信号を事前等化するための装置を提供し、前記送信先通信エンティティは、送信元アンテナのセットを含む送信元通信エンティティにより、周波数分割複信を用いて、送信された前記データ信号を受信するように構成される。本装置は、
・送信先アンテナを介して前記送信元通信エンティティにパルスを送信するための手段と、
・前記送信先アンテナと前記送信元アンテナのセットのうちの参照アンテナとの間の第１伝播チャネルと、送信元アンテナと前記送信先アンテナとの間の第２伝播チャネルとを通じた前記パルスの連続的通過を表す結合インパルス応答を受信するための手段と、
・前記結合インパルス応答を時間反転させるための手段と、
・前記時間反転された結合インパルス応答を送信するための手段と、
を備え、
前記送信、受信、および時間反転手段は、少なくとも、前記送信先アンテナの幾つかと前記送信元アンテナのうちの幾つかについて反復的に使用される。
また、本発明は、上記のデータ信号事前等化装置のうちの少なくとも一つを含む無線通信システムの通信エンティティを提供する。
また、本発明は、本発明の少なくとも二つの通信エンティティを含む無線通信システムを提供する。
本装置、通信エンティティおよびシステムは、上述したものと同様の利点を有する。
本発明の他の特徴および利点は、単なる例示であって非限定的な例と、添付の図面を参照することにより与えられる、データ信号を事前等化するための本発明の特定の実施の方法と関連の通信エンティティの以下の説明を読めば、より一層明確になるであろう。
本発明の送信先通信エンティティと通信する本発明の送信元通信エンティティのブロック図である。 データ信号を事前等化する本発明の第１の特定の実施の方法のステップを表す図である。
図１を参照すると、送信元通信エンティティ(source communicating entity)ＥＣ１は、図示されていない周波数分割複信(frequency division duplex; FDD)無線通信ネットワークを介して送信先通信エンティティ(destination communicating entity)ＥＣ２と通信する機能を有している。
例えば、上記無線通信ネットワークは、３ＧＰＰ−ＬＴＥ(Long Term Evolution)を含む３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)オーガナイゼーション及びそのエボリューションにより規定されたＵＭＴＳ(Universal Mobile Communications system)移動体無線通信ネットワークである。
予定される通信エンティティは、例えば、移動体端末(mobile terminals)、地上および衛生基地局、アクセスポイントである。基地局から移動体端末へのＦＤＤアップリンク送信は、移動体端末から基地局へのダウンリンク送信専用の周波数帯域とは異なる周波数帯域で達成される。明確のために、本発明は、通信エンティティＥＣ１から通信エンティティＥＣ２へのデータ信号の一方向送信について述べられ、それは、アップリンク方向またはダウンリンク方向の何れであってもよい。また、本発明は双方向送信にも関する。
送信元通信エンティティＥＣ１は、Ｍ１個の送信元アンテナ（Ａ１１，…Ａ１ｒｅｆ，…Ａ１ｉ，…Ａ１Ｍ１）を備え、ここで、Ｍ１は１以上である。送信先通信エンティティは、Ｍ２個の送信先アンテナ（Ａ２１，…Ａ２ｊ，…Ａ２Ｍ２）を備え、ここで、Ｍ２は１以上である。
送信先通信エンティティＥＣ２は、第１周波数帯域で送信元通信エンティティＥＣ１に、１からＭ２までの間のｊについて、アンテナＡ２ｊのうちの任意の１又は２以上からパルスまたは無線信号を送信する機能を有している。第１伝播チャネルＣ１（Ａ１ｉ←Ａ２ｊ）は、通信エンティティＥＣ２のアンテナＡ２ｊと送信元通信エンティティＥＣ１のアンテナＡ１ｉとの間に規定される。従って、１からＭ１までの間で変化するｉと、１からＭ２までの間で変化するｊについて、Ｍ１×Ｍ２個の第１伝播チャネルＣ１（Ａ１ｉ←Ａ２ｊ）が通信エンティティＥＣ１と通信エンティティＥＣ２との間に規定される。
送信元通信エンティティＥＣ１は、第１周波数帯域とは異なる周波数帯域で、１からＭ１までの間のｉについて、アンテナＡ１ｉのうちの任意の１又は２以上から無線信号またはパルスを送信先通信エンティティＥＣ２に送信する機能を有している。第２伝播チャネルＣ２（Ａ１ｉ→Ａ２ｊ）は、通信エンティティＥＣ１から通信エンティティＥＣ２への送信について、通信エンティティＥＣ１のアンテナＡ１ｉと送信先通信エンティティＥＣ２のアンテナＡ２ｊとの間に規定される。従って、１からＭ１までの間で変化するｉと、１からＭ２までの間で変化するｊについて、Ｍ１×Ｍ２個の第２伝播チャネルＣ２（Ａ１ｉ→Ａ２ｊ）が通信エンティティＥＣ１と通信エンティティＥＣ２との間に規定される。
図１は、本発明に関連する送信元通信エンティティ及び送信先通信エンティティのそれらの手段のみを示している。
また、送信元通信エンティティ及び送信先通信エンティティは、それらがその動作を制御するために備える手段に接続された図示しない中央制御ユニットを備える。
送信元通信エンティティは、更に、Ｍ１個のアンテナ信号を含むデータ信号の発生器を備える。このようなアンテナ信号は、変調、符号化、およびＭ１個のアンテナへの分配の方法を通じてバイナリデータにより規定され、このような方法は、例えば、S. Alamoutiによる論文「“Space Block Coding: a simple transmitter diversity technique for wireless communications”, published in IEEE Journal Selected Areas In Communications, vol.16, pp.1456-1458, October 1998」に記載されている。
本送信元通信エンティティは、
・前記送信元アンテナの全てを介して前記通信エンティティＥＣ２により送信されたパルスを受信すると共に、前記受信されたインパルス応答に基づいて参照アンテナを選択するように構成された選択的受信器ＳＥＬ１と、
・１からＭ１までの間のｉについて、送信元アンテナＡ１ｉを介して前記選択的受信器ＳＥＬ１により配信されるインパルス応答を送信するように構成され、送信が、前記通信エンティティＥＣ１から前記通信エンティティＥＣ２への送信専用の周波数帯域の搬送周波数ｆ１へのインパルス応答の移行(transposition)の後に達成される送信器ＥＭＥＴ１と、
・前記送信先通信エンティティにより送信された時間反転された結合インパルス応答(time-reversed combined impulse response)を前記参照アンテナを介して受信するように構成された受信器ＲＥＣ１と、
・前記受信器ＲＥＣ１により配信される時間反転された結合インパルス応答を格納するように構成されたメモリＭＥＭ１と、
・前記メモリＭＥＭ１に格納された伝達関数または時間反転された結合インパルス応答の組合せから事前等化係数(pre-equalization coefficients)を決定するように構成された事前等化器ＰＥＧＡ１を備える。
前記送信先通信エンティティは、
・前記通信エンティティＥＣ２から前記通信エンティティＥＣ１への送信専用の周波数帯域からの搬送周波数ｆ２で、１からＭ２までの間のｊについて、送信先アンテナＡ２ｊからパルスを送信するように構成されたパルス発生器ＧＩ２と、
・前記送信元通信エンティティにより送信された結合インパルス応答を、送信先アンテナを介して受信するように構成された受信器ＲＥＣ２と、
・前記受信器ＲＥＣ２により配信された結合インパルス応答を時間反転するように構成されたパルス分析器ＲＴＥＭＰ２と、
・前記搬送周波数ｆ２への移行の後に、送信先アンテナから、前記パルス分析器により配信される時間反転された結合インパルス応答を送信するように構成された送信器ＥＭＥＴ２とを備える。
前記送信元通信エンティティおよび送信先通信エンティティの種々の手段は、当業者に知られるようなアナログまたはデジタル技術で実施されることができる。
データ信号を事前等化(pre-equalizing)するための、図２に示される本発明の方法は、ステップＥ１からＥ９を含み、或るステップは、送信元通信エンティティＥＣ１において実行され、他のステップは、送信先通信エンティティＥＣ２において実行される。この例では、これらのステップの所産(outcomes)は周波数領域で記述されるが、次の規定の仮定下では、直接的に時間領域に移行されることも可能である。
時間パルス(time pulse)は、周波数ｆの関数である。同様に、インパルス応答は、周波数ｆの関数であるＲＩ（ｆ）によって与えられる伝達関数の、時間ｔに応じた関数ｒｉ（ｔ）により規定される。インパルス応答の畳み込み演算の結果物(convolution product)は、対応する伝達関数の結果物に対応する。時間反転されたインパルス応答ｒｉ（ｔ）はｒｉ（−ｔ）で表され、対応する伝達関数は、ＲＩ（ｆ）＊で表され、それは伝達関数ＲＩ（ｆ）と共役(conjugate)である。
ステップＥ１からＥ８は、少なくとも、送信先アンテナの幾つかについて反復される。この反復は、初期化ステップＩＮＩＴと、送信先アンテナＡ２ｊのインデックスｊをインクリメントするステップＩＴ１によりシンボル化(symbolize)されている。ステップＥ１からＥ８の１反復が、１からＭ２までの間のｊについて、送信先アンテナＡ２ｊについて記述されている。
ステップＥ１において、送信先通信エンティティのパルス発生器ＧＩ２は、ＩＭＰ１（ｆ）なる伝達関数の時間パルスｉｍｐ１（ｔ）を発生させる。このパルスは、通信エンティティＥＣ２から通信エンティティＥＣ１への送信専用の周波数帯域の搬送周波数ｆ２で、アンテナＡ２ｊを介して送信される。
例えば、上記パルスは、例えば、直交周波数分割多重接続(orthogonal frequency division modulation access; OFDMA)、符号分割多重接続(code division multiple access; CDMA)、時間分割多重接続(time division multiple access; TDMA)などの任意の接続のタイプについてシステムが機能する周波数帯域のサイズに逆比例する期間(duration)を有する二乗余弦(raised cosine)である。
次のステップＥ２では、送信元通信エンティティの選択的受信器ＳＥＬ１は、送信元アンテナの全てのアンテナを介して、通信エンティティＥＣ２により送信されたパルスを受信する。上記選択的受信器は、例えば、種々の送信元アンテナで受信されるエネルギーを比較し、そして最大エネルギーを有するインパルス応答を選択することにより、送信元アンテナの全てから受信されるパルスの全てに基づいて参照アンテナを決定する。或いは、上記選択的受信器は、受信されるインパルス応答が時間的に最も拡散されていないアンテナを選択する。他の代替は、無作為にアンテナを選択する選択的受信器についてのものである。上記選択的受信器は、送信元通信エンティティの送信器ＥＭＥＴ１に、参照アンテナを介して受信されたインパルス応答を配信する。Ｈ１ｒｅｆ←ｊ（ｆ）は、送信先アンテナＡ２ｊと参照アンテナＡ１ｒｅｆとの間の第１伝播チャネルＣ１（ｒｅｆ←ｊ）を通過するパルスｉｍｐ（ｔ）の伝達関数である。
そして、ステップＥ３からＥ８は、少なくとも、送信元アンテナの幾つかについて反復される。これらの反復は、初期化ステップＩＮＩＴと、送信元アンテナＡ１ｉのインデックスｉをインクリメントするステップＩＴ２によりシンボル化されている。従って、ステップＥ３からＥ８は、１からＭ１までの間のｉについて、送信元アンテナＡ１ｉについて反復される。
ステップＥ３において、送信器ＥＭＥＴ１は、選択的受信器により配信されるパルスを、周波数ｆ２から、通信エンティティＥＣ１から通信エンティティＥＣ２への送信専用の周波数帯域からの搬送周波数ｆ１へ移行(transpose)させる。
そして、搬送周波数ｆ１へ移行されて上記受信されたパルスは、アンテナＡ１ｉを介して送信先通信エンティティへ送信される。
ステップＥ４において、送信先通信エンティティの受信器ＲＥＣ２は、送信先アンテナの全てを介して結合インパルス応答ｒｉｃｏｍｂ（ｔ）を受信する。受信器ＲＥＣ２は、ステップＥ１で送信されたパルスの往復に対応するアンテナＡ２ｊを介して受信される結合インパルス応答を選択する。第１伝播チャネルおよび第２伝播チャネルを通じた連続的通過(successive passage)を表す伝達関数ｒｉｃｏｍｂ（ｔ）は、次式により与えられる。
ＲＩｃｏｍｂ（ｆ）＝Ｈ２ｉ→ｊ（ｆ）×Ｈ１ｒｅｆ←ｊ（ｆ）
ここで、Ｈ１ｒｅｆ←ｊ（ｆ）は、第１伝播チャネルＣ１（Ａ１ｒｅｆ←Ａ２ｊ）の伝達関数であり、Ｈ２ｉ→ｊ（ｆ）は、第２伝播チャネルＣ２（Ａ１ｉ→Ａ２ｊ）の伝達関数である。受信器ＲＥＣ２は、結合インパルス応答を、送信先通信エンティティのパルス分析器ＲＴＥＭＰ２に配信する。
ステップＥ５において、パルス分析器ＲＴＥＭＰ２は、結合インパルス応答を時間反転させる。この目的を達成するために、上記パルス分析器は、例えば、上記結合インパルス応答と上記インパルス応答の係数を格納し、そして、それらの共役をｒｉｃｏｍｂ（ｔ）の係数に対して逆順で分類する。従って、時間反転された結合インパルス応答ｒｉｃｏｍｂ（−ｔ）の伝達関数は、次式で与えられる。
ＲＩｃｏｍｂ（ｆ）＊＝[Ｈ２ｉ→ｊ（ｆ）]＊×[Ｈ１ｒｅｆ←ｊ（ｆ）]＊
或いは、上記パルス分析器は、アナログスプリッター(analog splitter)を用いて上記インパルス応答ｒｉｃｏｍｂ（ｔ）を分析し、そして、それから上記結合インパルス応答の離散モデル(discrete model)を推定する。そして、上記分析器は、上記分散モデルを用いて時間反転を実行する。
そして、上記パルス分析器は、上記インパルス応答ｒｉｃｏｍｂ（−ｔ）を、送信先通信エンティティの送信器ＥＭＥＴ２に配信する。
ステップＥ６において、搬送周波数ｆ２への移行に続いて、送信器ＥＭＥＴ２は、アンテナＡ２ｊを介して、上記時間反転された結合インパルス応答を送信元通信エンティティに送信する。
ステップＥ７において、送信元通信エンティティは、送信元アンテナの全てを介して、送信先通信エンティティにより送信された上記時間反転された結合インパルス応答を受信する。送信元通信エンティティの受信器ＲＥＣ１は、参照アンテナＡ１ｒｅｆを介して受信された上記時間反転された結合インパルス応答を選択する。
第１伝播チャネルＣ１（ｒｅｆ←ｊ）を通過した後の上記インパルス応答ｒｉｃｏｍｂ（−ｔ）の伝達関数Ｈｉｊ（ｆ）は、次式により与えられる。
Ｈｉｊ（ｆ）＝Ｈ１ｒｅｆ←ｊ（ｆ）×[Ｈ２ｉ→ｊ（ｆ）]＊×[Ｈ１ｒｅｆ←ｊ（ｆ）]＊
そして、受信器ＲＥＣ１は、送信元通信エンティティのメモリＭＥＭ１に、伝達関数Ｈｉｊ（ｆ）の係数または対応のインパルス応答ｒｉｉｊ（ｔ）の係数を配信する。
ステップＥ１からＥ８は、送信先アンテナの幾つかについて反復され、そして、ステップＥ３からＥ８は、送信元アンテナの幾つかについて反復され、送信元通信エンティティのメモリＭＥＭ１は、格納された伝達関数のセットまたはインパルス応答を含む。Ｍ１個の送信先アンテナとＭ２個の送信元アンテナに関して達成される反復について、メモリＭＥＭ１は、１からＭ１まで変化するｉと、１からＭ２まで変化するｊとについての伝達関数Ｈｉｊ（ｆ）を含む。
ステップＥ９において、送信元通信エンティティの事前等化器ＰＥＧＡ１は、１からＭ１まで変化するｉについてのＭ１個の事前等化フィルターＦＩｉ（ｆ）のセットＦＩを形成するために伝達関数Ｈｉｊ（ｆ）を結合させることにより、Ｍ１個のアンテナ信号Ｓ１（ｔ），…，Ｓｉ（ｔ），…，ＳＭ１（ｔ）を含むデータ信号Ｓ（ｔ）の事前等化係数を決定する。従って、アンテナＡ１ｉを介して送信されたアンテナ信号Ｓｉ（ｔ）は、次式により規定される対応のフィルターＦＩｉ（ｆ）を適用することにより成形(shaped)される。
Figure 2011507442
１からＭ２までのｊについての重み係数Ｃｊは、データ信号を生成するために使用される本方法に応じて決定される設定可能(configurable)なパラメータである。また、これらのパラメータは、例えば、時間経過にともなう伝播チャネル状態の変化(evolution)に応じて、送信先アンテナをオフまたはオンさせるときに更新される。
ステップＥ９の後、データ信号は、セットＦＩの対応のフィルターでアンテナ信号のそれぞれをフィルタリングすることにより事前等化され、そして、通信エンティティＥＣ１により通信エンティティＥＣ２に送信される。
或る特定の実施において、ステップＥ３からＥ８は、送信元アンテナのセットの中からのただ一つの送信元アンテナＡ１ｉについてのみ実行される。この実施は、等化されるべきデータ信号がアンテナ信号Ｓｉ（ｔ）である状況に対応する。送信元通信エンティティのメモリＭＥＭ１は、１からＭ２までのｊについて、Ｍ２個の伝達関数Ｈｉｊ（ｆ）を含む。事前等化器ＰＥＧＡ１は、単一の事前等化フィルターＦＩｉ（ｆ）を決定する。従って、アンテナＡ１ｉを介して送信されるアンテナ信号Ｓｉ（ｔ）は、次式で与えられる対応のフィルタＦＩｉ（ｆ）を適用することにより成形(shaped)される。
Figure 2011507442
或る特定の実施において、送信元アンテナのセットは、ただ一つの送信元アンテナＡ２１を含む。ステップＥ１からＥ８は、送信先通信エンティティのアンテナＡ２１を介して単一のパルスを送信するだけのために、連続して実行される。ステップＥ３は、送信元通信エンティティの少なくとも一つの部分について反復される。
ステップＥ３からＥ８が全ての送信元アンテナについて反復される説明的な事例において、ステップＥ９では、事前等化器は、１からＭ１までのｉについて、Ｍ１個の伝達関数Ｈｉ１−（ｆ）に応じて事前等化係数を決定する。データ信号に適用されるＭ１個の事前等化フィルターＦＩｉ（ｆ）のセットＦＩは、次式により与えられる。
ＦＩ＝[ＦＩ１，…，ＦＩｉ（ｆ），…，ＦＩＭ１（ｆ）]
ここで、ＦＩｉ（ｆ）＝Ｈｉ１（ｆ）である。
或る特定の実施において、上記送信元アンテナのセットは、ただ一つの送信元アンテナＡ１１を含む。そして、データ信号は、アンテナＡ１１のみにより送信されるただ一つのアンテナ信号Ｓ１（ｔ）を含み、参照アンテナは送信元アンテナＡ１１である。そして、ステップＥ３からＥ８は、送信元通信エンティティのこの単一のアンテナＡ１１についてのみ達成される。
説明的事例として、ステップＥ１からＥ８が全ての送信先アンテナについて反復される場合、ステップＥ９において、１からＭ２まで変化するｊについてのＭ２個の伝達関数Ｈ１ｊは利用可能である。事前等化器は、次数のように、Ｍ２個の係数Ｃｊに基づいて、データ信号に適用される単一の事前等化フィルターＦＩ１（ｆ）を決定する。
Figure 2011507442
或る特定の実施において、上記送信元アンテナのセットは、ただ一つの送信元アンテナＡ１１を含み、上記送信先アンテナのセットは、ただ一つの送信先アンテナＡ２１を含む。上記データ信号は、単一のアンテナＡ１１を介して送信されるただ一つのアンテナ信号Ｓ１（ｔ）を含み、ソースエンティティの参照アンテナはアンテナＡ１１である。ステップＥ９において、伝達関数Ｈ１１は、次式によって与えられる単一の事前等化フィルターＦＩ１（ｆ）を決定する。
ＦＩ１（ｆ）＝Ｈ１１（ｆ）
或る特定の実施において、送信元通信エンティティがＭ１個の送信元アンテナを有し、送信先通信エンティティがＭ２個の送信先アンテナを有し、Ｍ１個のアンテナ信号を含むデータ信号の事前等化係数を決定するステップＥ９は、ステップＥ３からＥ８の中間反復を伴うことなく、ステップＥ１からＥ８の反復の後に実行される。そして、ステップＥ１からＥ９の反復は、１からＭ１まで変化するｉと、１からＭ２まで変化するｊについて、全ての送信元アンテナ／送信先アンテナ対（Ａ１ｉ，Ａ２ｊ）について達成される。
上述した本発明の実施において、反復ループ(iteration loops)は、送信先アンテナの幾つかと、送信元アンテナの幾つかについて達成される。アンテナの番号と選択は、本方法の設定可能なパラメータである。それらは、例えば、アンテナの特性に応じて決定される。
また、本方法は、双方向伝送について使用されることも可能である。この特定の実施において、本方法は、パルスおよびアンテナ信号が通信エンティティにより同時に送信されないようにして、アップリンク方向およびダウンリンク方向において使用される。これは、１又は２以上の伝播チャネルを通じての通過を表すインパルス応答の処理を確保するためである。
ここに述べた本方法は、データ信号を事前等化するための送信元通信エンティティにおいて使用される装置を提供する。従って、本発明は、また、本発明を実施するように構成されたコンピュータプログラム、とりわけ情報記録媒体上または情報記録媒体内に格納されたコンピュータプログラムを提供する。このプログラムは、任意のプログラミング言語を使用することができ、ソースコード、オブジェクトコード、または、部分的にコンパイルされた形式のような、ソースコードとオブジェクトコードとの中間のコードの形式、または、送信元通信エンティティにおいて実行される本発明の方法のステップのコードを実行するのに適した任意の他の形式をとることができる。
また、ここに述べた本発明は、データ信号を事前等化するために送信先通信エンティティにおいて使用される装置を提供する。従って、本発明は、また、本発明を実施するように構成されたコンピュータプログラム、とりわけ情報記録媒体上または情報記録媒体内に格納されたコンピュータプログラムを提供する。このプログラムは、任意のプログラミング言語を使用することができ、ソースコード、オブジェクトコード、または、部分的にコンパイルされた形式のような、ソースコードとオブジェクトコードとの中間のコードの形式、または、送信先通信エンティティにおいて実行される本発明の方法のステップのコードを実行するのに適した任意の他の形式をとることができる。
ＥＣ１ 送信元通信エンティティ
ＥＣ２ 送信先通信エンティティ
ＥＭＥＴ１，ＥＭＥＴ２ 送信器
ＧＩ２ パルス発生器
ＭＥＭ１ メモリ
ＲＥＣ１，ＲＥＣ２ 受信器
ＲＴＥＭＰ２ パルス分析器
ＳＥＬ１ 選択的受信器
ＰＥＧＡ１ 事前等化器

Claims (10)

  1. 送信先アンテナのセット（Ａ２１，…，Ａ２Ｍ２）を有する送信先通信エンティティ（ＥＣ２）に送信元アンテナのセット（Ａ１１，…，Ａ１Ｍ１）を有する送信元通信エンティティ（ＥＣ１）により送信される周波数分割複信（ＦＤＤ）データ信号を事前等化する方法であって、本方法は、
    ・前記送信元通信エンティティに、送信先アンテナ（Ａ２ｊ）を介してパルスを送信するステップ（Ｅ１）と、
    ・前記パルスの反復処理を実施するステップと、を含み、
    前記パルスの反復処理を実施するステップは、
    ・送信元アンテナ（Ａ１ｉ）が、前記送信元アンテナのセットの中の参照アンテナにより受信された前記パルスを前記送信先通信エンティティに送信するサブステップ（Ｅ３）と、
    ・前記送信先通信エンティティが、前記送信先アンテナと前記参照アンテナとの間の第１伝播チャネルと、前記送信元アンテナと前記送信先アンテナとの間の第２伝播チャネルとを通じた前記パルスの連続的通過を表す結合インパルス応答を時間反転させるサブステップ（Ｅ５）と、
    ・送信先アンテナが、前記送信元通信エンティティに前記時間反転された結合インパルス応答を送信するサブステップ（Ｅ６）と、を含み、
    ・前記パルスの反復処理のステップが、少なくとも前記送信元アンテナの幾つかについて反復され、
    ・送信先アンテナによるパルスの送信および前記パルスの反復処理のステップが、少なくとも前記送信先アンテナの幾つかについて反復され、
    本方法は、更に、
    ・前記送信元通信エンティティにより受信される時間反転された結合インパルス応答のセットの組合せから前記データ信号の事前等化係数を決定するステップを含むことを特徴とする方法。
  2. 前記受信されたパルスを送信するサブステップは、事前に、前記送信元アンテナのセットにより受信されるパルスのセットに応じて前記参照アンテナを選択するステップ（Ｅ２）を含む請求項１記載の方法。
  3. 前記参照アンテナは、前記送信元アンテナのセットにより受信される全ての前記パルスのエネルギーに応じて選択される請求項２記載の方法。
  4. 前記データ信号事前等化係数は、前記送信元通信エンティティの参照アンテナにより受信される時間反転された結合インパルス応答のセットの組合せから決定される請求項１ないし３の何れか１項記載の方法。
  5. 送信元アンテナのセット（Ａ１１，…，Ａ１Ｍ１）を有する送信元通信エンティティ（ＥＣ１）についてのデータ信号を事前等化するための装置であって、前記送信元通信エンティティは、送信先アンテナのセット（Ａ２１，…，Ａ２Ｍ２）を有する送信先通信エンティティ（ＥＣ２）に、周波数分割複信（ＦＤＤ）を用いて前記信号を送信するように構成され、本装置は、
    ・送信先アンテナ（Ａ２ｊ）により送信されたパルスを受信するための手段（ＳＥＬ１）と、
    ・前記受信されたパルスを、送信元アンテナ（Ａ１ｉ）を介して前記送信先通信エンティティに送信するための手段（ＥＭＥＴ１）と、
    ・前記送信先アンテナと前記送信元アンテナのうちの参照アンテナ（Ａ１ｒｅｆ）との間の第１伝播チャネルと、前記送信元アンテナ（Ａ１ｉ）と前記送信先アンテナとの間の第２伝播チャネルを通じた前記送信されたパルスの連続的通過を表す時間反転された結合インパルス応答を受信するための手段（ＲＥＣ１）と、
    ・受信された時間反転された結合インパルス応答のセットの組合せに基づいて前記データ信号を事前等化するための係数を決定するための手段（ＰＥＧＡ１）と、
    を備え、
    前記送信および受信手段は、少なくとも、前記送信先アンテナの幾つかと前記送信元アンテナのうちの幾つかについて反復的に使用されることを特徴とする装置。
  6. 送信先アンテナのセット（Ａ２１，…，Ａ２Ｍ２）を含む送信先通信エンティティ（ＥＣ２）についてのデータ信号を事前等化するための装置であって、前記送信先通信エンティティは、送信元アンテナのセット（Ａ１１，…，Ａ１Ｍ１）を含む送信元通信エンティティにより、周波数分割複信（ＦＤＤ）を用いて、送信された前記データ信号を受信するように構成さ、本装置は、
    ・送信先アンテナ（Ａ２ｊ）により前記送信元通信エンティティにパルスを送信するための手段（ＧＩ２）と、
    ・前記送信先アンテナと前記送信元アンテナのセットのうちの参照アンテナ（Ａ１ｒｅｆ）との間の第１伝播チャネルと、送信元アンテナ（Ａ１ｉ）と前記送信先アンテナとの間の第２伝播チャネルとを通じた前記パルスの連続的通過を表す結合インパルス応答を受信するための手段（ＲＥＣ２）と、
    ・前記結合インパルス応答を時間反転させるための手段（ＲＴＥＭＰ２）と、
    ・前記時間反転された結合インパルス応答を送信するための手段（ＥＭＥＴ２）と、を備え、
    前記送信、受信、および時間反転手段は、少なくとも、前記送信先アンテナの幾つかと前記送信元アンテナのうちの幾つかについて反復的に導入されることを特徴とする装置。
  7. 請求項５または６の何れか１項記載の装置を備えた無線通信システムの通信エンティティ。
  8. 請求項７記載の少なくとも二つの通信エンティティを備えた無線通信システム。
  9. 送信元通信エンティティのためのコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムが前記送信元通信エンティティにより実行されたときに、該送信元通信エンティティにより実行される請求項１ないし４の何れか１項記載の方法のステップの命令の前記エンティティによる実行を制御するためのソフトウェア命令を含むコンピュータプログラム。
  10. 送信先通信エンティティのためのコンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムが前記送信先通信エンティティにより実行されたときに、該送信先通信エンティティにより実行される請求項１ないし４の何れか１項記載の方法のステップの命令の前記エンティティによる実行を制御するためのソフトウェア命令を含むコンピュータプログラム。
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