JP2011515925A - 複数のofdmaリソース・エレメントを含む所与のセットにおいて所与の信号が受信されたかを調査する方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(i) ある所与の信号ri,k, (i, k)∈Vが、複数のREのセットV内で送信されたか?、あるいは
(ii) 複数の信号のセット
が与えられた場合に、当該セット内の信号の何れが、複数のREのセットV内で送信されか?、ということである。
を算出し、最終的に合計値
を算出することである。ここで、上付きの添え字*は複素共役を意味する。si,kが真にri,kに等しい場合、当該合計値は、ある程度の雑音次第で、おおよそ
に等しくなり、このため大きな値となる。このように、Qが大きな値であることは、信号ri,kが実際に送信されたこと、即ち、上記の問題(i)を解決することを示す。複数の信号を含むセットから1つの候補を決定すべきである場合、即ち、上記の問題(ii)の場合には、Qの最大値を生じさせる信号が選定される。このアプローチは、同期相関処理(coherent correlation)として知られている。このアプローチが有する課題は、チャネル係数hi,kを推定することである。典型的には、時間及び周波数のある程度の範囲(即ち、複数のREを含むグリッド内の時間‐周波数の矩形)にわたって、hi,kが一定であると想定される。次に、推定値h^i,kは、当該矩形の範囲内の(i, k)について、比yi',k'/r'i',k'の平均値として算出される。ここで、r'i',k'は、当該時間・周波数の矩形の範囲内で送信される、ある既知信号であり、インデックス(i', k')は、これらの既知信号が送信される、当該矩形内の複数のREに対して及ぶとともに、従って、h^i,kを形成する平均値は、それらと同一の複数のインデックスについて計算される。既知信号r'i',k'は、例えば、第2の同期信号の近傍に位置する第1の同期信号が検出される場合に、当該第1の同期信号の一部であってもよく、あるいは、それらは常に存在するアンテナポート0からの参照信号であってもよい。異なる複数のインデックス(i, k)についてh^i,kを算出するために、当該矩形は一緒に移動する。要するに、h^i,kは、時間‐周波数RE領域における局所的な平均値として算出される。時には、これは重み付けされた平均値であり、(i, k)の近くのREに対して大きな重みが与えられる。
であってもよく、ここで、z1aは、前記受信された信号と、ペアaに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、aは、1...nであり、z2aは、前記受信された信号と、前記ペアaに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、nは、比較に用いられるペアの数である。その結果、前記統計分布は、σ2χ2(2n)であってもよい。
であってもよく、ここで、z1aは、前記受信された信号と、ペアaに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、aは、1...nであり、z2aは、前記受信された信号と、前記ペアaに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、nは、比較に用いられるペアの数であり、z'1bは、前記受信された信号と、ペアbに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、bは、1...mであり、z'2bは、前記受信された信号と、前記ペアbに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、mは、複数のリソース・エレメントの信号が存在することが既知であるように前記リソース・グリッドから選択された、リソース・エレメントについての複数のペアを含む第2のセットにおけるペアの数である。その結果、前記統計分布は、(2n, 2m)の自由度を有するF分布であってもよい。
でもよく、ここで、Z1及びZ2は、それぞれエレメントz1a及びz2aを有する長さnのベクトルであり、nは、ペアの数であり、z1aは、前記受信された信号と、ペアaに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、z2aは、前記受信された信号と、前記ペアaに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、aは、1...nであり、Z'1及びZ'2は、それぞれエレメントz'1b及びz'2bを有する長さmのベクトルであり、z'1bは、前記受信された信号と、ペアbに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、bは、1...mであり、z'2bは、前記受信された信号と、前記ペアbに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、mは、複数のリソース・エレメントの信号が存在することが既知であるように前記リソース・グリッドから選択された、リソース・エレメントについての複数のペアを含む第2のセットにおけるペアの数であり、上付きの添え字Hは、エルミート転置を示す。その結果、前記統計分布は、(2n−2, 2m−2)の自由度を有するF分布であってもよい。
(i, k)=v1aの場合、a=1, 2,...,n について、z1a=r* i,kyi,k
(i, k)=v2aの場合、a=1, 2,...,n について、z2a=r* i,kyi,k
を算出することである。
(i, k)=v1aの場合、a=1, 2,...,n について、
z1a=r* i,ksi,khi,k+r* i,kei,k
(i, k)=v2aの場合、a=1, 2,...,n について、
z2a=r* i,ksi,khi,k+r* i,kei,k
が見いだされる。
(i, k)=v1aの場合、a=1, 2,...,n について、z1a=hi,k+r* i,kei,k
(i, k)=v2aの場合、a=1, 2,...,n について、z2a=hi,k+r* i,kei,k
に簡略化される。ここで、(i, k)∈Vについて|ri,k|2=1であることを想定しているが、その他の絶対値の場合には、r* i,k/|ri,k|を乗算することによって簡易に上記へ戻される。
z1a−z2a∈CN(0, 2σ2)
が見いだされ、ここで、CN(μ, τ)は、平均μ、分散τの複素対称ガウス分布を示し、r* i,kei,k∈CN(0, σ2)という事実が使用される。この減算は、真に本発明の基礎と考えられるものであり、即ち、チャネル係数を推定するのではなく、仮定された信号に送信信号が等しく、かつ、比較されるそれぞれのペアにおいてチャネル係数が一致するという想定の下で、それらは相殺されるのである。
|z1a−z2a|2∈σ2χ2(2)
が見いだされる。ここで、χ2(q)は、自由度qのχ2分布である。さらに、差分z1a−z2aはaの全域で独立である。
を使用して、Cが十分に小さい場合に、複数のRE(i,k)∈Vにおいて信号si,kが真に送信された、と結論付けることができる。
は、自由度(2n, 2m)のF分布を有するとともに、Fが、自由度(2n, 2m)のF分布の(1−α)分位値(quantile)を超える場合には、水準(level)αにおいて、(i, k)∈Vについてsi,k=ri,kであるという(帰無)仮説は棄却される。Fが当該分位値を超える場合には、当該仮説は棄却されず、si,kが送信されたと結論付けることができる。
本方法は、受信ステップ300で、OFDMA伝送を受信することを含み、それにより、図2に例として示したリソース・グリッドが獲得される。信号ペア決定ステップ302では、互いに素なREのペアであって、複数のペアが決定される。例えば、それぞれのペアについて、特定の送信アンテナに関連付けられた参照信号を有するREのうちの一方に含まれる第1の信号と、当該特定の送信アンテナに関連付けられた参照信号を有する当該REのうちの他方に含まれる第2の信号と、が選択される。同様に、可能性のある他の送信アンテナに関連付けられた参照信号を有するREを含むさらなるペアが、形成されてもよい。さらなる例としては、いくつかのアプリケーションにおいては常に存在することが知られている、第1の送信アンテナに関連付けられた参照信号を有する複数のREから、ペアが決定される。
その結果、RE比較ステップ304で、決定されたペアは調査の基礎を形成し、当該調査は、上述したように、当該形成されたペアに基づいて、リソース・エレメント又はそれらの関数のペアワイズ比較(例えば、例えば、複数のリソース・エレメントの各信号と、送信信号の期待値若しくは候補値の複素共役とを乗算し、次いで差分z1a−z2aを形成すること)によって実行される。
検定値決定ステップ306で、同様に上述したように、比較されたREに基づいて1個以上の統計的な検定値が決定され、次いで検定値処理ステップ308で、当該1個以上の統計的な検定値が処理される。検定値Cは、全てのペアaで合計した|z1a−z2a|2に基づいていてもよく、Cはσ2χ2分布を有する。検定値Fはまた、特定の信号が存在することが受信側エンティティに既知の、複数のREの信号の、m個のペアから決定される、2個の互いに素なサブセット(例えば、送信側エンティティの第1の送信アンテナにのみ関連付けられた参照信号を有するサブセット)に基づいていてもよいし、同様に、自由度(2m, 2m)のF分布を有する検定値
を形成して、n個のペアについて合計された|z1a−z2a|2に基づいていてもよい。これの利点は、分散が別個に決定される必要がないことである。
このため、さらなる実施形態によれば、長さnのベクトルZ1及びZ2が形成され、nはペアの数であり、当該ベクトルの要素はそれぞれz1a及びz2a, a=1,...,nであり、REの信号は、上記で説明したように信号の期待値又は候補値の複素共役と乗算される。上記のCに対応する統計量は、Δ∈[0, 2π)にわたって|Z1ejΔ−Z2|2を最小化することによって獲得される。二乗値|Z1ejΔ−Z2|2を展開することによって、それが|Z1|2+|Z2|2−2Re(ejΔZ2 HZ1)と等しいことがわかり、ここで上付きの添え字Hはエルミート転置を示す。明らかに、この式は、Δを適切に選ぶことでejΔZ2 HZ1の実数部がその絶対値|Z2 HZ1|=|Z1 HZ2|と等しくなる場合に、最小化される。この場合、統計分布は、σ2χ2(2n−2)に近似される。
この近似は、(i, k)∈Vについての送信信号si,kが、仮定されたri,kと真に等しいという条件下で、現実的なアプリケーションにおいて良好に機能することがわかり、ここでCの分布は、σ2χ2(2n−2)によって適度に良好に近似されることがわかる。本実施形態は、σ2χ2(2n−2)と類似の分布によって近似されるCの分布を同様に満足する場合にも機能し得る。
として形成され得る。この式において、Z1及びZ2は、それぞれエレメントz1a及びz2aを有する長さnのベクトルであり、nは、ペアの数であり、z1aは、受信信号と、ペアaに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、z2aは、受信信号と、ペアaに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、aは、1...nであり、Z'1及びZ'2は、それぞれエレメントz'1b及びz'2bを有する長さmのベクトルであり、z'1bは、受信信号と、ペアbに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、bは、1...mであり、z'2bは、受信信号と、ペアbに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、mは、複数のリソース・エレメントの信号が存在することが既知であるようにリソース・グリッドから選択された、リソース・エレメントについての複数のペアを含む第2のセットにおけるペアの数であり、上付きの添え字Hは、エルミート転置を示す。ここで、閾値は、自由度(2n−2, 2m−2)のF分布に基づいている。
例えば、図2における第1のスロットのシンボル1のt2に含まれる信号と、第2のスロットのシンボル1のt2に含まれる信号とを比較する代わりに、図2に示す第1のスロットのシンボル5の複数のt2に含まれる2個の信号を平均化し、形成された仮想的な信号(即ち、平均値)と、第2のスロットのシンボル1に含まれる信号t2とを比較することによって、時間的により短い距離が実現される。ここで、高速に変化する信号環境においては、不変のチャネル(即ち、7個の代わりに3個のOFDMシンボルの距離間隔)を想定することが、より優れている。同様の動作方法は、他の信号に対しても可能である。
Claims (22)
- OFDMA伝送における信号を調査する方法であって、
前記OFDMA伝送を受信して、当該伝送についての複数のリソース・エレメントを含むリソース・グリッドを獲得するステップと、
ペアとなるリソース・エレメントが互いに素である、リソース・エレメントについての複数のペアを含むセットを決定するステップと、
それぞれのペアについて、当該ペアに含まれるリソース・エレメントについての信号を比較するステップと、
前記比較に基づいて統計的な検定値を決定するステップと、
前記信号に関する所望の出力を獲得するために前記統計的な検定値を処理するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記統計的な検定値を処理する前記ステップは、
前記統計的な検定値を、当該統計的な検定値の統計分布に関する分位値に関連付けられた閾値と比較するステップと、
前記統計的な検定値が前記閾値を下回る場合には、前記複数のペアに含まれる複数のリソース・エレメントの信号が存在するとみなし、又は、
前記統計的な検定値が前記閾値以上である場合には、前記複数のペアに含まれる複数のリソース・エレメントのうちの少なくとも一部の信号が存在しないとみなすステップと
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記統計分布は、σ2χ2(2n)であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記統計的な検定値は、
であり、
z1aは、前記受信された信号と、ペアaに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
aは、1...nであり、
z2aは、前記受信された信号と、前記ペアaに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
nは、比較に用いられるペアの数であり、
z'1bは、前記受信された信号と、ペアbに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
bは、1...mであり、
z'2bは、前記受信された信号と、前記ペアbに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
mは、複数のリソース・エレメントの信号が存在することが既知であるように前記リソース・グリッドから選択された、リソース・エレメントについての複数のペアを含む第2のセットにおけるペアの数であること
を特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記統計分布は、(2n, 2m)の自由度を有するF分布であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記統計的な検定値は、|Z1|2+|Z2|2−2|Z1 HZ2| であり、
Z1及びZ2は、それぞれエレメントz1a及びz2aを有する長さnのベクトルであり、
nは、ペアの数であり、
z1aは、前記受信された信号と、ペアaに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
z2aは、前記受信された信号と、前記ペアaに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
aは、1...nであり、
上付きの添え字Hは、エルミート転置を示すこと
を特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記統計分布は、ほぼσ2χ2(2n−2)であることを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記統計的な検定値は、
であり、
Z1及びZ2は、それぞれエレメントz1a及びz2aを有する長さnのベクトルであり、
nは、ペアの数であり、
z1aは、前記受信された信号と、ペアaに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
z2aは、前記受信された信号と、前記ペアaに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
aは、1...nであり、
Z'1及びZ'2は、それぞれエレメントz'1b及びz'2bを有する長さmのベクトルであり、
z'1bは、前記受信された信号と、ペアbに含まれる一方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
bは、1...mであり、
z'2bは、前記受信された信号と、前記ペアbに含まれる他方のリソース・エレメントの信号に関する参照信号の期待値の複素共役との積であり、
mは、複数のリソース・エレメントの信号が存在することが既知であるように前記リソース・グリッドから選択された、リソース・エレメントについての複数のペアを含む第2のセットにおけるペアの数であり、
上付きの添え字Hは、エルミート転置を示すこと
を特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記統計分布は、(2n−2, 2m−2)の自由度を有するF分布であることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記複数のペアの何れかの決定は、信号が存在する、及び存在しないとそれぞれみなすことが、前記伝送を行う送信局において使用される送信アンテナの数の推定となるように、特定の送信アンテナポートに関連する参照信号を決定することを含むことを特徴とする請求項2乃至10の何れか1項に記載の方法。
- 前記統計的な検定値の前記決定は、前記複数のリソース・エレメントの信号の候補のそれぞれについて行われ、
前記処理するステップは、最小値を有する前記信号の候補についての前記統計的な検定値を決定するステップを含み、
前記受信された信号は、前記信号の候補であるとみなされること
を特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の方法。 - 前記複数のペアに含まれる複数のリソース・エレメントの信号は、第2の同期信号のショートコードのセットを含み、
前記複数のペアの前記決定は、1個のOFDMシンボルから前記複数のペアに含まれる複数のリソース・エレメントの信号を選択することを含むこと
を特徴とする請求項12に記載の方法。 - それぞれのペアに含まれるリソース・エレメントの信号は、隣り合ったサブキャリヤから選択されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- それぞれのペアに含まれるリソース・エレメントの信号は、2個の離れたサブキャリヤから選択されることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記比較の前に、前記複数のペアの何れかに含まれるリソース・エレメントの信号を、他のリソース・エレメントについての少なくとも2個の信号の平均値の信号と置き換えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項1乃至15の何れか1項に記載の方法。
- コンピュータ・プログラム・コードを実行するプロセッサに、請求項1乃至16の何れか1項に記載の方法を実行させるための指示を含むコンピュータ・プログラム・コードを備えることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
- 受信装置であって、
OFDMA伝送を受信して、当該伝送についての複数のリソース・エレメントを含むリソース・グリッドを獲得する受信機と、
前記OFDMA伝送における信号を調査する信号プロセッサと
を備え、
前記信号プロセッサは、
ペアとなるリソース・エレメントが互いに素である、リソース・エレメントについての複数のペアを含むセットを決定し、
それぞれのペアについて、当該ペアに含まれるリソース・エレメントについての信号を比較し、
前記比較に基づいて統計的な検定値を決定し、
前記信号に関する所望の出力を獲得するために前記統計的な検定値を処理すること
を特徴とする受信装置。 - 比較器をさらに備え、
前記比較器は、
前記統計的な検定値を、当該統計的な検定値の統計分布に関する分位値に関連付けられた閾値と比較し、
前記統計的な検定値が前記閾値を下回る場合には、前記複数のペアに含まれる複数のリソース・エレメントの信号が存在するとみなし、又は、
前記統計的な検定値が前記閾値以上である場合には、前記複数のペアに含まれる複数のリソース・エレメントのうちの少なくとも一部のリソース・エレメントの信号が存在しないとみなすこと
を特徴とする請求項18に記載の受信装置。 - 推定器をさらに備え、
前記推定器は、信号が存在する、及び存在しないとそれぞれみなすことが、使用された送信アンテナの推定値を形成するように、特定の送信アンテナポートに関連する参照信号を決定することによって、前記伝送を行う送信局において使用される送信アンテナの数を推定することを特徴とする請求項18又は19に記載の受信装置。 - 信号決定器をさらに備え、
前記信号決定器は、前記複数のリソース・エレメントの信号の候補のそれぞれについて前記統計的な検定値を作成し、かつ、最小値を有する前記信号の候補についての前記統計的な検定値を決定し、
前記受信された信号は、前記信号の候補であるとみなされること
を特徴とする請求項18乃至20の何れか1項に記載の受信装置。 - 請求項18乃至21の何れか1項に記載の受信装置を備えることを特徴とする通信装置。
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