JP4307790B2

JP4307790B2 - 多重伝送アンテナを備えた無線システムのためのチャネル推定法

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Publication number: JP4307790B2
Application number: JP2002145656A
Authority: JP
Inventors: リーイー
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Publication date: 2009-08-05
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線システムにおけるチャネル推定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムが世界中で展開されるにつれて、クリアな、費用効果の高い通信サービスを提供する重要性が増大している。残念ながら、クリアな通信を提供するためには、符号間干渉（ＩＳＩ）等の様々な障害を軽減する必要がある。ＩＳＩを縮減するために、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）として知られる技法が使用される。直交周波数分割多重化は、通信パラダイムであり、単一通信チャネルが、多数の狭帯域サブバンドに分割され、その後、パラレルに伝送される。このようにしてシンボルを伝送することにより、各シンボルの期間は、劇的に増大され、ＩＳＩ問題を大きく縮減され、あるいは完全に消去される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
残念ながら、ＯＦＤＭ伝送内の個別サブバンドは、特に、移動通信システムに使用された時、レイリー・フェーディングを受ける。レイリー・フェーディングの効果は多重送信機および／または受信機アンテナを使用することにより緩和されるが、すべての送信機／受信機アンテナ対のチャネル特性の推定は、困難であり、計算集約的である。したがって、高チャネル推定を与える装置および技術が必要とされる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
様々な実施形態において、複数の送信アンテナを使用して、ＯＦＤＭシステム等の様々な通信システムのチャネル特性を決定するための技術が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下の図に関して詳細に説明する。同じ番号は同じ要素を示す。
【０００６】
無線システムに対して、チャネル推定は、困難であり、計算集約的である。多重サブバンドを使用する直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システム等の無線通信システムに対して、各サブバンドが推定されなければならないために、計算コストは増大する。さらに、実際のＯＦＤＭシステムは多重送信および／または受信アンテナを必要とするために、計算コストは、各送信／受信アンテナ対に対する各サブバンドが推定されなければならにために、膨大なレベルにまで上昇する。
【０００７】
そのような計算コストにかかわらず、チャネル推定の困難さは、移動チャネルの特性が時間とともに絶えず変化するために、移動システムの文脈においてさらに複雑になる。こうして、送信／受信アンテナ対毎の各ＯＦＤＭサブバンドが通信の開始、中途または終了時に正確にモデル化されるとしても、そのようなチャネル推定値は、通信の他の部分に対して全く不適切である。
【０００８】
一般に、移動チャネルは、送信機におけるトレーニング・シンボルとして知られた所定シンボルのセットを埋め込み、初期チャネル推定値のセットを生成するために受信機においてトレーニング・シンボルを処理することにより推定される。移動チャネルのように絶えず変化するチャネルに対して、初期チャネル推定値は、後続のデータ・シンボルを適切に処理することにより、時間とともに反復更新され、あるいは適合される。
【外１】

【０００９】
残念ながら、多重アンテナを有する通信システムに対してチャネル推定値の様々なセットを決定することは、続いて反転されなければならない相互相関マトリックスＱの定式化と使用を必要とする。相互相関マトリックスＱのサイズは成長するために、Ｑを反転するという計算上の必要条件は、幾何学的に成長する。トレーニング・シンボルを賢明に選べば相互相関マトリックスＱを反転する必要を除去するが、データ・シンボルは、トレーニング・シンボルと異なり、そのように選ぶことができない。
【００１０】
しかし、データ・シンボルについて様々な仮定をすることにより、更新チャネル推定値のセットは、相互相関マトリックスＱを反転することなく推定され、そして計算コストは、チャネル推定値の精度の小さな劣化のみで非常に縮小される。
【００１１】
図１は、例示の伝送システム１００のブロック図である。伝送システム１００は、多数の関連ＯＦＤＭ送信機１２０−１、１２０−２、．．．、１２０−Ｎとそれぞれの送信アンテナ１３０−１、１３０−２、．．．、１３０−Ｎ、を有する符号器１１０を含みおよび多数の関連ＯＦＤＭ受信機１５０−１、１５０−２、．．．、１５０−Ｍとそれぞれの受信アンテナ１４０−１、１４０−２、．．．、１４０−Ｍを有する等化器１６０を含む。
【００１２】
動作において、符号器１１０は、様々なＯＦＤＭ送信機１２０−１、１２０−２、．．．、１２０−Ｎへ供給されるシンボルのブロックを形成する。様々なＯＦＤＭ送信機１２０−１、１２０−２、．．．、１２０−Ｎは、シンボルのブロックを無線周波数波のように電磁搬送波へ変調し、それぞれの送信アンテナ１３０−１、１３０−２、．．．、１３０−Ｎを使用して送信する。様々な無線周波数信号１３５は、受信アンテナ１４０−１、１４０−２、．．．、１４０−Ｍによって受信され、それぞれのＯＦＤＭ受信機１５０−１、１５０−２、．．．、１５０−Ｍへ送られる。ＯＦＤＭ受信機１５０−１、１５０−２、．．．、１５０−Ｍは、受信無線周波数信号１３５をベースバンド信号へ変換し、ベースバンド信号をデジタル化し、デジタル・ベースバンド信号を等化器１６０へ供給する。等化器１６０は、デジタル・ベースバンド信号からシンボルを抽出し、シンボルに様々な演算を施す。
【００１３】
図１に示されたように、各送信アンテナ１３０−１、１３０−２、．．．、１３０−Ｎによって送信された無線周波数信号１３５は、その後、受信アンテナ１４０−１、１４０−２、．．．、１４０−Ｍの各々によって受信される。図１は様々な通信チャネルを、各送信／受信アンテナ対の間の単一直接路として描くが、各無線周波数信号１３５は、各送信アンテナ１３０−１、１３０−２、．．．、１３０−Ｎから各受信アンテナ１４０−１、１４０−２、．．．、１４０−Ｍに直接路を通って伝搬するだけでなく、各送信アンテナ１３０−１、１３０−２、．．．、１３０−Ｎから各受信アンテナ１４０−１、１４０−２、．．．、１４０−Ｍに様々な間接路（図示せず）を通って伝搬することが認められる。
【００１４】
特定の送信／受信アンテナ対の様々な無線周波数信号路は、複合通信チャネルを生成し、別の送信／受信アンテナ対によって規定された他の通信チャネルとは区別される。一般に、個別移動無線チャネルのチャネル特性、すなわち、インパルス応答は、式（１）によって記述される。
【数８】

ここで、τ_ｋはｋ番目のパスの遅延であり、γ_ｋ（ｔ）は、ｋ番目のパスの対応する複合振幅であり、そしてｃ（ｔ）は、ｋ番目のパスの波形整形パルスであり、この周波数応答は、通常、平方根二乗余弦ナイキスト・フィルターである。通信チャネルが移動無線チャネルである時、車両の動作は、複合振幅γ_ｋ（ｔ）’に影響を与え、各複合振幅γ_ｋ（ｔ）を、ワイドセンス定常（ＷＳＳ）狭帯域複合ガウス過程にし、種々の信号パスに対して独立である。
【００１５】
式（１）から、時間ｔにおける通信チャネルの周波数応答Ｈ（ｔ，ｆ）は、式（２）によって記述される。
【数９】

ここで、
【数１０】

【００１６】
適正なサイクル拡張およびタイミングを備えたＯＦＤＭシステムに対して、チャネル周波数応答は、式（５）によって表される。
【数１１】

ここで、
【数１２】

Ｋは、ＯＦＤＭブロックにおけるサブバンド（トーン）数であり、ｋは特定のサブバンドを指定するインデックスであり、ｌは時間領域インデックスであり、Ｔ_ｆはブロック長であり、Δｆはサブバンド（トーン）間隔である。
【００１７】
式（５）に続いて、ｉ番目の送信アンテナに対応するＯＦＤＭシンボルのｎ番目のブロックのｋ番目のトーンにおける周波数応答は、式（６）によって表される。
【数１３】

【００１８】
式（６）は、Ｈ_ｉ［ｎ，ｋ］がｈ_ｉ［ｎ，ｋ］を推定し、あるいは取得することにより獲得されることを示す。したがって、各受信アンテナ１４０−１、１４０−２、．．．、１４０−Ｍにおける受信信号ｒ［ｎ，ｋ］は、式（７）によって表される。
【数１４】

ここで、Ｍは、送信アンテナの数であり、ｋは特定のＯＦＤＭサブバンドを表記し、すべてのｎブロックに対してｋ＝０，１，．．，Ｋ−１である。各送信アンテナから送信された信号ｔ_ｉ［ｎ，ｋ］がトレーニング信号のように既知の信号を含むならば、様々な通信チャネルｈ_ｉ［ｎ，ｌ］の仮推定は、式（８）を使用して導出される。
【数１５】

または
【数１６】

ここで
【数１７】

かつ
【数１８】

ここで、
【数１９】

は、ｉ番目の送信アンテナと特定の受信アンテナの間のチャネルに対する推定チャネル・インパルス応答であり、Ｑ_ｉｊ［ｎ］はｉ番目の送信アンテナのトレーニング・シンボルｔ_ｉ［ｎ，ｋ］のセットとｊ番目の送信アンテナのトレーニング・シンボルｔ_ｊ［ｎ，ｋ］のセットの間の相関エネルギーであり、そしてｐ_ｉ［ｎ］は、ｉ番目の送信アンテナのトレーニング・シンボルｔ_ｉ［ｎ，ｋ］のセットと特定の受信アンテナにおける受信信号ｒ［ｎ，ｋ］の間の相互相関ベクトルである。ここで、
【数２０】

または代替的に、
【数２１】

かつ
【数２２】

または代替的に
【数２３】

【００１９】
式（８）と式（９）から、マトリックス反転が、各チャネル・インパルス応答ｈ_ｉ［ｎ，ｋ］の仮推定を得るために必要とされることがわかる。すなわち、
【数２４】

【００２０】
図２は、時間軸２１０に沿い、周波数軸２００に対して表示された例示のＯＦＤＭ信号２００を描く。図２に示されたように、ＯＦＤＭ信号２００は、多数の個別サブバンド（トーン）２３０−１、２３０−２、．．．、２３０−Ｋを含み、各サブバンドは、密接な周波数ｆ_１、ｆ_２、．．．、ｆ_Ｋの１つに中心がある。図３は、図２の様々なサブバンドに埋め込むことができる例示の通信信号３００を描く。図３に示されたように、通信信号３００は、多数の同期シンボル３１０、多数のトレーニング・シンボル３２０、多数のデータ・シンボル３３０および多数の保護シンボル３４０を含む。
【００２１】
ペイロード・シンボルとして知られるデータ・シンボルは、送信される情報を含む。保護シンボルは、バースト送信の開始および終了のいずれか、もしくは双方を埋めるシンボルであり、緩衝、タイミングおよび同期化の提供を含む様々な目的のために使用される。同期シンボルは、データのブロック内の様々な戦略位置に置かれる所定のシンボルであり、受信機を同期化し、そうでなければ送信された信号からタイミング情報を抽出する。
【００２２】
トレーニング・シンボルは、同期シンボルと同様、既知の位置に置かれる所定のシンボルである。しかし、同期シンボルと異なり、トレーニング・シンボルは、通常、等化器が所与の通信チャネルを推定することができるように構成される。様々な例示の実施形態において、トレーニング・シンボル３２０は、等化器を養成するために適切なシンボルのセットであることが認められる。たとえば、例示のトレーニング・シンボル３２０は、クロック回復の適切性、周波数シフト推定、信号強度のピーク対平均比率、あるいは好都合または適度なトレーニング・シーケンスを生成するために有益な他の知られたまたは後に認識される因子等の様々な因子を考慮に入れて形成される。
【００２３】
上記のように、トレーニング・シンボルは、式（８）の相互相関マトリックスＱの反転が簡易化されるように選択される。たとえば、トレーニング・シンボルの様々なセットは、トレーニング・シンボルの２つの異なるセットの間の相関がゼロであるように選択され、こうして、上記の式（９）を下記の式（１７）の形式に還元される。
【数２５】

【００２４】
Ｑマトリックスのすべてのオフ軸要素はゼロであるために、反転マトリックスＱ^−１の決定は、非常に簡易化される。さらに、様々な送信信号が、直交振幅変調（ＱＡＭ）のように一定モジュラス技法を使用して送信される時、送信シンボルの絶対値は、１に等しく、すなわち、（｜ｔ_ｉ［ｎ，ｋ］＝１）であり、相互相関マトリックスＱは、すべてのｉ＝１，２，．．．，Ｎに対してＱ＝Ｋ×Ｉに還元され、そして式（１７）は、式（１８）の形式にさらに還元される。
【数２６】

または
【数２７】

【００２５】
したがって、チャネル特性を決定する問題は、式（２０）を解くことに還元される。
【数２８】

または代替的に、
【数２９】

【外２】

例示のトレーニング・シンボルについてのさらに詳細は、本明細書に引用したすべての参考文献を含む全文が参照により本明細書に組み込まれる“ＯｐｔｉｍｕｍｔｒａｉｎｉｎｇＳｅｑｕｅｎｃｅｓｆｏｒＷｉｒｅｌｅｓｓＳｙｓｔｅｍｓ”、ｂｙＹｅＬＩ（同時出願および同一出願人による米国特許出願第号（弁理士整理番号１９９９−０７５９、１０５４９３）に見つけることができる。
【００２６】
図３を参照すると、例示の通信信号３００は特定の形式を有するバースト信号であるが、バースト信号の形式は、本発明の精神および範囲に反することなく変更されることが認められる。たとえば、トレーニング・シンボル３２０は、ペイロード・シンボル３３０内に間欠的に分散されることが認められる。さらに、例示の通信信号３００はバースト信号であるが、通信信号３００は、様々なトレーニング・シンボルが周期的に埋め込まれる連続信号のように様々な他の形式を取ることが認められる。
【００２７】
図４は、図１の例示の等化器１６０のブロック図である。例示の等化器１６０は、ダイバーシティ利得プロセッサ６１０とチャネル推定器６２０を含む。
【００２８】
動作において、ダイバーシティ利得プロセッサ６１０とチャネル推定器６２０は、各々、シンボルのブロックのように様々な受信信号ｒ_１［ｎ，ｋ］、ｒ_２［ｎ，ｋ］、．．．、ｒ_Ｍ［ｎ，ｋ］を、ＯＦＤＭ送信機からリンク１５２−１、１５２−２、．．．、１５２−Ｍを介して受信する。チャネル推定器６２０は、送信／受信アンテナ対の間の各通信チャネルに対して初期チャネル推定値のセットを決定する。
【００２９】
上記のように、受信信号ｒ_ｉ［ｎ，ｋ］の各々は、複数の送信アンテナによって送信された上記の式（７）に従った多重の送信信号ｔ_ｉ［ｎ，ｋ］を含み、各送信信号ｔ_ｉ［ｎ，ｋ］は、同期シンボル、トレーニング・シンボル、データ・シンボルおよび保護シンボルの種別、ならびに他のシンボル・タイプを有する。また、上記のように、送信信号ｔ_ｉ［ｎ，ｋ］の各々に対する通信信号に埋め込まれたトレーニング・シンボルは、既知のシンボル・パターンであり、トレーニング・シンボルの各セットの間に相互相関エネルギーが本質的にない、すなわち、すべてのｉ≠ｊに対してｑ_ｉｊ［ｎ，ｌ］＝０、初期チャネル推定値のセットは上記の式（１８）を使用して決定されるように形成される。さらに、ＱＡＭまたは他の一定モジュラス接近方法が使用される時、初期チャネル推定値のセットは、上記の式（２０）または（２１）を使用して決定される。しかし、トレーニング・シンボルの特定の形式およびそれぞれの計算効率は可変であり、本発明の精神および範囲に反することなく、通信チャネルの特性推定値を決定するために使用されるシンボルの組み合わせまたはシーケンスを含む。
【００３０】
例示の推定器６２０は初期チャネル推定値のセットを決定するためにトレーニング・シンボルのセットを使用するが、推定器６２０は、初期チャネル推定値のセットを決定するために、データ・シンボルを含む、他のシンボル・タイプを代替的に使用することが認められる。さらに、例示の推定器１６０は、本発明の精神および範囲に反することなく、初期チャネル推定値を生成するために適する、他の公知または後に開発された技術を使用することが認められる。
【００３１】
通信チャネルが、初期的に特性付けられた後、チャネル推定器６２０は、初期チャネル推定値のセットをダイバーシティ利得プロセッサ６１０を輸出し、チャネル推定値のセットを使用し、受信信号における空間および時間等化を行い、リンク１６２を介して外部装置（図示せず）に輸出されるか、かつ／またはリンク６１２−１、６１２−２、．．．、６１２−Ｍを介してチャネル推定器６２０へ輸出されるシンボル決定ｔ’_ｉ［ｎ，ｋ］のストリームを生成する。
【００３２】
上記のように、チャネル特性は、とくに移動通信システムにおいて、時間とともに変化するために、初期チャネル推定値のセットを周期的に更新または適合することは好都合である。更新されたチャネル推定値を決定するために、まず、式（８）または（９）を下記の式（２２）の形式に還元される。
【数３０】

【００３３】
それから、通信システムは、ＱＡＭのように、一定モジュラス信号を使用する時、相関項Ｑ_１１［ｎ］＝Ｑ_２２［ｎ］＝．．．＝Ｑ_ＮＮ［ｎ］＝Ｋおよび式（２２）は、さらに、下記の式（２３）に還元される。
【数３１】

【００３４】
【外３】

【数３２】

【００３５】
【外４】

【００３６】
図４に戻ると、式（２４）は、推定器６２０が前決定されたチャネル推定値と既知の送信信号にアクセスするならば、推定器６２０は更新チャネル推定値を生成することを示唆する。推定器６２０は、過去のチャネル推定値を明らかに保持するが、推定器６２０は、なお、既知の送信信号に対するソースを検出しなければならない。
【００３７】
幸いにも、上記のように、ダイバーシティ利得プロセッサ６１０は、シンボル決定ｔ’_ｉ［ｎ，ｋ］のストリームを推定器６２０へ供給する。適正に等化されたならば、ダイバーシティ利得プロセッサ６１０によって生成されたシンボル決定ｔ’_ｉ［ｎ，ｋ］は、多分、送信シンボルｔ_ｉ［ｎ，ｋ］と同一である。したがって、推定器６２０は、上記の式（１３）〜（１６）においてｔ_ｉ［ｎ，ｋ］に対する代用としてシンボル決定ｔ’_ｉ［ｎ，ｋ］のストリームを使用し、上記の式（２４）を使用して、更新チャネル推定値のセットを決定する。
【００３８】
更新チャネル推定値のセットが生成されるために、推定器６２０は、ダイバーシティ利得プロセッサ６１０へ更新チャネル推定値のセットを供給する。ダイバーシティ利得プロセッサ６１０は、更新チャネル推定値のセットを使用し、続いて処理されたデータ・シンボルをより良く等化し、シンボル決定のストリームを生成する。チャネル推定値を更新し、受信信号を適応的に等化し、シンボル決定を推定器６２０へフィードバックするサイクルが、必要に応じて、継続される。
【００３９】
図５は、図４の推定器６２０のブロック図である。推定器６２０は、コントローラ７１０、様々なトレーニング・シンボル７２２を含むメモリ７２０、相関装置７３０、近似装置７４０、時間平均装置７５０、変換装置７６０、入力インターフェース７８０、および出力インターフェース７９０を含む。様々な構成要素７１０〜７９０は、制御／データ・バス７０２によって結合される。例示の推定器６２０はバス・アーキテクチャを使用するが、技術における当業者には公知のように、アーキテクチャも使用されることが認められる。
【００４０】
第１動作モードにおいて、コントローラ７１０の制御下で、入力インターフェース７８０は、リンク１５２を介して様々な既知シンボルを受信し、受信シンボルをメモリ７２０において記憶する。次に、コントローラ７１０は、受信シンボルならびにトレーニング・シンボル７２２を、相関装置７３０へ転送する。それから、相関装置７３０は、上記の式（１５）または（１６）により、受信およびトレーニング・シンボルを相互相関させ、さらに、上記の式（１３）または（１４）により、様々なトレーニング・シンボルを相関させ、第１相関生成物ｐ_ｉ［ｎ，ｌ］と第２相関生成物ｑ_ｉｊ［ｎ，ｌ］をそれぞれ生成する。
【００４１】
それから、第１および第２相関生成物は、近似装置７４０へ転送され、ここで、近似装置７４０は、上記の式（１７）〜（２１）により初期チャネル推定値のセットを生成する。それから、チャネル推定値の初期セットは、出力インターフェース７９０とリンク６２２を使用して、外部装置（図示せず）に輸送される。
【００４２】
第１動作モードは、上記の式（１３）〜（２１）を使用してチャネル推定値の初期セットを生成するが、チャネル推定値の初期セットは、代替的に、本発明の精神および範囲に反することなく、チャネル推定値の初期セットを決定し、あるいはそうでなければ供給する他の公知または後に開発された技術によって生成される。
【００４３】
第２動作モードにおいて、コントローラ７１０の制御下で、入力インターフェース７８０は、リンク１５２を介して他の受信シンボルｒ_ｉ［ｎ，ｋ］を受け取り、そしてまた、リンク６１２を介してそれぞれの決定シンボルｔ’_ｉ［ｎ，ｋ］を受け取り、メモリ７２０において記憶される。
【００４４】
次に、コントローラ７１０は、様々な受信シンボルおよび決定シンボルを相関装置７３０へ転送し、ここで、相関装置７３０は、上記の式（１３）〜（１６）により様々な第１および第２相関生成物を再び形成する。それから、相関装置７３０は、第１および第２相関生成物を近似装置７４０へ輸送する。
【００４５】
近似装置７４０は、第１および第２相関生成物を受信し、下記の式（２５）または（２６）により第１前推定プロセスを行い、前推定値
【数３３】

のセットを生成する。
【数３４】

【００４６】
式（２５）に示されたように、第１ブロックｎが処理されているならば、すなわち、推定器６２０がトレーニング・シンボルなしに初期チャネル推定値のセットを推定しているならば、初期チャネル前推定値のセットは、第１相関生成物ｐ_ｉ［ｎ］＝｛Σｐ_ｉ［ｎ，ｌ］、ここで、ｌ＝１，２，．．．，Ｍ｝に比例する。しかし、後続のデータのブロックに対して、あるいはチャネル推定値の初期セットが供給された時、近似装置７４０は、式（２６）により、様々な前推定値のセットを生成する。一旦、近似装置７４０が前推定値の適切なセットを決定したならば、近似装置７４０は、前推定値のセットを時間平均装置７５０へ輸出する。
【００４７】
時間平均装置７５０は、前推定値のセットを受信し、前推定値に時間平均演算を行い、下記の式（２７）により時間平均推定値のセットを生成する。
【数３５】

ここで、ｆ_ｋは時間平均係数である。時間平均係数についての詳細は少なくとも、“ＣｈａｎｎｅｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｆｏｒＯＦＤＭＳｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＤｉｖｅｒｓｉｔｙ”、Ｌｉ，Ｙ．ａｎｄＡｒｉｙａｖｉｓｉｔａｋｕｌ，Ｓ．（米国特許出願第０９／２１５，０７４号）において見いだされ、ここで完全に参照として組み入れられた。
【００４８】
例示の時間平均装置７５０は、式（２７）により概略された接近方法を使用するが、様々な実施形態において、時間平均装置７５０は、本発明の精神および範囲に反することなく、公知または後に開発された技術によって、時間平均推定値を決定し、あるいはそうでなければ近似することが認められる。
【００４９】
時間平均装置７５０が、時間平均推定値のセットを生成した後、時間平均推定値のセットは、変換装置７６０へ供給され、ここで、変換装置７６０は、下記の式（２８）により更新チャネル推定値のセットを決定する。
【数３６】

【００５０】
例示の変換装置７６０は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用して、更新チャネル推定値のセットを生成するが、時間平均推定値を使用してチャネル推定値を決定し、あるいは近似する他の公知または後に開発された技術または接近方法も、本発明の精神および範囲に反することなく、直接フーリエ変換、畳み込みプロセス等使用されることが認められる。
【００５１】
変換装置が様々な更新チャネル推定値を生成した後、変換装置７６０は、出力インターフェース７９０とリンク６２２を介して外部装置へ更新チャネル推定値のセットを輸出する。それから、推定値６２０は、様々な受信シンボルおよび決定シンボルを輸入し、処理するプロセスを繰り返し、更新推定値を使用する等化器は、様々な通信チャネルの変化特性を適応的に追跡し、様々な受信信号から情報を抽出するように、更新チャネル推定値のセットを生成する。
【００５２】
図６は、本発明による様々なチャネル推定値を生成するための例示の技術の概略を示すフローチャートである。動作は、ステップ８１０において開始し、ここで、初期シンボルのセットが受信される。次に、ステップ８２０において、初期チャネル推定値のセットが、上記の式（１３）〜（１６）により、受信シンボルならびに様々な公知なトレーニング・シンボルを使用して生成される。例示の技術は、上記のように、トレーニング・シンボルのように公知のトレーニング・シンボルを使用するチャネル推定値の初期セットを生成するが、初期チャネル推定値のセットは、代替的に、上記の式（２５）〜（２６）を使用して、トレーニング・シンボルなしに導出される。さらに他の実施形態において、初期チャネル推定値のセットは、本発明の精神および範囲に反することなく、他の公知または後に開発された技術によって導出または提供されることが認められる。動作はステップ８３０へ継続する。
【００５３】
ステップ８３０において、初期チャネル推定値のセットを更新するか、または適合させるかの判定が行われる。初期チャネル推定値のセットが適合されるならば、制御はステップ８４０へ継続する。そうでなければ、制御はステップ８９０へジャンプし、ここでプロセスは停止する。
【００５４】
ステップ８４０において、さらに受信されたシンボルが受け入れられる。次に、ステップ８４５において、様々なシンボル決定が同様に受け入れられる。それから、ステップ８５０において、受信シンボルおよびシンボル決定が、上記の式（１３）〜（１６）により相関され、第１および第２相関生成物を生成する。制御はステップ８６０へ継続する。
【００５５】
ステップ８６０において、近似技術が、第１および第２相関生成物において実施され、チャネル推定値の初期セットが利用可能であるか否かにより、上記の式（２５）または（２６）により前推定値のセットを生成する。次に、ステップ８７０において、時間平均演算が、前推定値のセットをおいて行われ、時間平均推定値のセットを生成する。制御はステップ８８０へ継続する。
【００５６】
ステップ８８０において、時間平均推定値において変換が行われ、更新チャネル推定値のセットを生成する。例示の変換は、上記のように、高速フーリエ変換であるが、時間平均推定値を使用してチャネル推定値を導出または近似するために有益な公知または後に開発された変換も、本発明の精神または範囲に反することなく使用される。それから、制御は、ステップ８３０へジャンプして戻り、ここで、別の決定が、様々なチャネル推定値を更新するために取られる。様々なチャネル推定値は、チャネル適合を停止することが望ましいまたは必要となるまで、上記のステップ８３０〜８８０により絶えず更新される。
【００５７】
図１〜図５に示されたように、この発明のシステムおよび方法は、好ましくは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）または他の集積回路において実現される。しかし、システムおよび方法はまた、１つまたは複数の汎用コンピュータ、特殊用コンピュータ、プログラム・マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、および周辺集積回路要素、アプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）のようにハードウェア電子または論理回路、離散要素回路、ＰＯＤ、ＰＯＡ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬ等のプログラマブル論理装置の任意の組み合わせを使用して実現される。一般に、図１〜図５の様々な要素と図６のフローチャートを実現することができる有限状態機械が存在する装置が、推定機能を実現するために使用される。
【００５８】
この発明が特定の実施形態に関連して記載されたが、多数の代替物、修正および変更が、技術における当業者には明らかになるであろう。したがって、ここで開示された発明の好ましい実施形態は、限定的ではなく、例示であることが意図される。本発明の精神および範囲に反することなく、変更が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示の通信システムのブロック図である。
【図２】多重サブバンドを有するＯＦＤＭ信号を描く図である。
【図３】ＯＦＤＭサブバンドの例示の通信信号を描く図である。
【図４】例示のチャネル推定噐を有する等化器のブロック図である。
【図５】図４の例示のチャネル推定器のブロック図である。
【図６】通信チャネルを推定するための例示の技術の概要を示すフローチャートである。

Claims

１つまたは複数の通信チャネルを特性付ける方法であって、
第１の通信チャネルと関連する第１のシンボルのセットを受信するステップと、
第２の通信チャネルと関連する第２のシンボルのセットを受信するステップと、
少なくとも第１のシンボルのセットと第２のシンボルのセットとに基づいて少なくとも第１の通信チャネルを特性付けて、第１のチャネル特性のセットを生成するステップとを含み、
少なくとも第１の通信チャネルが、一定モジュラス技法に基づいており、
該第１の通信チャネルを特性付けて第１のチャネル特性のセットを生成するステップが、
第１の相関を行って第１の相関のセットを生成するステップと、
少なくとも第１の相関のセットに基づいて第１チャネル特性のセットを決定するステップと、
第１の前推定値のセットを決定するステップと、
該第１の前推定値のうちの少なくとも１つの時間平均をとり、時間平均推定値のセットを生成するステップとを含み、
該第１の通信チャネルを特性付けて第１のチャネル特性のセットを生成するステップは、該第１の通信チャネルと関連する第１のシンボルのセットと該第２の通信チャネルと関連する第２のシンボルのセットとの間の相互相関エネルギーを実質的に０にし、相関行列を恒等行列に置換することにより実行される方法。
第１のシンボルのセットは、該第１の通信チャネルを介して第１の送信装置から送信されたものであり、そして第２のシンボルのセットは、該第２の通信チャネルを介して第２の送信装置から送信されたものである請求項１に記載の方法。
第１のシンボルのセットと第２のシンボルのセットが、共通受信装置を使用して受信される請求項２に記載の方法。
少なくとも第１の通信チャネルが、さらに、直交周波数分割多重化技法に基づく請求項３に記載の方法。
該少なくとも第１の前推定値のセットは、

で表される請求項１に記載の方法。
少なくとも第１の前推定値

のセットが、式

に基づいて決定され、ここで、ｐ_ｉ［ｎ］は、第１の相関のセットであり、Ｋは、定数である請求項５に記載の方法。
第１の通信チャネルの特性付けが、さらに、チャネル特性のセットを生成するために、時間平均推定値のセットにおいて変換を行うステップを含む請求項１に記載の方法。
１つまたは複数の通信チャネルを特性付ける方法であって、
第１の通信チャネルと関連する第１のシンボルのセットを受信するステップと、
第２の通信チャネルと関連する第２のシンボルのセットを受信するステップと、
少なくとも第１のシンボルのセットと第２のシンボルのセットとに基づいて少なくとも第１の通信チャネルを特性付けて、第１のチャネル特性のセットを生成するステップとを含み、
該第１の通信チャネルを特性付けるステップは、
第１相関を行って第１の相関のセットを生成するステップと、
第２相関を行って第２の相関のセットを生成するステップと、
少なくとも該第１の相関のセットと該第２の相関のセットとに基づいてチャネル前推定値のセットを決定するステップと、
該チャネル前推定値のうちの少なくとも１つの時間平均をとり、時間平均推定値のセットを生成するステップとを含み、
該第１の通信チャネルを特性付けて第１のチャネル特性のセットを生成するステップは、該第１の通信チャネルと関連する第１のシンボルのセットと該第２の通信チャネルと関連する第２のシンボルのセットとの間の相互相関エネルギーを実質的に０にし、相関行列を恒等行列に置換することにより実行される方法。
該チャネル前推定値のセットは、

で表される請求項８に記載の方法。
チャネル前推定値のセット

が、式

に基づいて決定され、ここで、ｐ_ｉ［ｎ］は第１の相関のセットに関連し、Ｑ_ｇｉ［ｎ］は、第２の相関のセットに関連し、Ｋは定数であり、

は前決定チャネル特性のセットに関連する請求項９に記載の方法。
第１の通信チャネルの特性付けが、さらに、チャネル特性のセットを生成するために、時間平均推定値のセットにおいて変換を行うステップを含む請求項９に記載の方法。
２つ以上の通信チャネルの特性付けが、マトリックス反転を使用しない請求項７に記載の方法。
第１のトレーニング信号のセットが、第１の送信装置を使用して送信され、第２のトレーニング信号の１つまたは複数のセットの１つが、第２の送信装置を使用して送信される請求項７に記載の方法。
少なくとも第１の送信装置が送信した第１のトレーニング信号のセットと第２の送信装置が送信した第２のトレーニング信号のセットとを受信する受信装置と、
少なくとも第１のトレーニング信号のセットに基づいて少なくとも第１の送信装置と関連する第１のチャネルを推定する推定器とを含み、
該第１のチャネルを推定する推定器は、
第１の相関を行って第１の相関生成物を生成する第１の相関装置と、
第２の相関を行って第２の相関生成物を生成する第２の相関装置と、
少なくとも第１の相関生成物と第２の相関生成物とに基づいてチャネル前推定値のセットを決定し、該チャネル前推定値のうちの少なくとも１つの時間平均をとり、時間平均推定値のセットを生成する近似装置とを含み、該推定器は、該第１の送信装置が送信した第１のトレーニング信号のセットと該第２の送信装置が送信した第２のトレーニング信号のセットとの間の相互相関エネルギーを実質的に０にし、相関行列を恒等行列に置換することにより該少なくとも第１のチャネルを推定する通信装置。
推定器が、さらに、少なくとも第２のトレーニング・シンボルのセットに基づいて第１のチャネルを推定する請求項１４に記載の装置。