JP4319144B2 - 無線通信のための低減された複雑度のチャネル推定 - Google Patents

無線通信のための低減された複雑度のチャネル推定 Download PDF

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Description

関連出願へのクロスリファレンス
この出願は、参照することによりその全体にわたって組み込まれる、2002年11月19日に出願された米国仮出願シリアル番号60/427,896の利益を主張する。
この発明は一般に、データ通信に関し、特に、低減された複雑性でチャネル推定を実行するための技術に関する。
無線通信システムは、音声、パケットデータ、等の種々のタイプを供給するために広範囲に展開されている。これらのシステムは、利用可能システムリソースを共有することにより複数ユーザとの通信をサポートすることができる多重アクセスシステムかもしれない。
そのような多重アクセスシステムの例は、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システムおよび直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)システムを含む。
直交周波数分割多重(OFDM)は、効率的に全体のシステム帯域幅を多数(N)の直交サブバンドに分割する。これらのサブバンドは、トーン、周波数ビンおよび周波数サブチャネルとも呼ばれる。OFDMの場合、各サブバンドは、データが変調されるかもしれないそれぞれのサブキャリアに関係している。従って、各サブバンドは、データを送信するために使用されるかもしれない独立した送信チャネルとして見られるかもしれない。
無線通信システムにおいて、送信器からのRF変調された信号は、多数の伝播路を介して受信器に到達するかもしれない。OFDMシステムの場合、Nのサブバンドは、フェージングとマルチパスの異なる影響により異なる能力のあるチャネルを経験するかもしれない。そして、従って、異なる複雑なチャネル利得に関連するかもしれない。
送信器と受信器との間の無線チャネルの応答の正確な評価は、データを利用可能なサブバンド上に効率的に送信するために通常必要である。チャネル推定は、送信器からのパイロットを送信し、受信器でそのパイロットを測定することにより典型的に行われる。パイロットは、受信器に先験的に知られているシンボルから構成されるので、チャネル応答は、パイロット送信に使用するのに各サブバンドのための送信されたパイロットシンボルに対する受信したパイロットシンボルの比として推定することができる。
パイロット送信は、無線通信システムにおけるオーバーヘッドを表す。従って、可能な範囲でパイロット送信を最小にすることが望ましい。しかしながら、無線チャネルの雑音および他の人為的な影響のために、受信器がチャネル応答の合理的に正確な推定を得るために、十分な量のパイロットが送信される必要がある。さらに、パイロット送信は、フェージングおよびマルパス構成要素における変化による時間に対するチャネル内の変化に対処するために、反復される必要がある。従って、チャネル推定は、通常システムリソースの顕著な部分を消費する。
OFDMシステムにおいて、パイロットのためのオーバーヘッドの量を低減するために、パイロット送信は、指定されたサブバンドのグループ上に送信されるかもしれない。このサブバンドは、利用可能なサブバンドのみかもしれない。チャネル応答の初期推定は、パイロット送信に基づいた指定されたサブバンドのために得られるかもしれない。次に、信号処理は所望のサブバンドのグループのために機能強化されたチャネル応答を得るために行なわれるかもしれない。所望のサブバンドは、典型的にはデータ伝送に使用されるサブバンドを含む。信号処理は、チャネル応答のより正確な評価を得るために雑音平均化をさらに実行するかもしれない。以下に詳細に記載されるように、パイロット送信に使用される指定されたサブバンドの数およびチャネルのインパルス応答に依存して、信号処理は計算上集中的で、多くの複雑な乗算を必要とするかもしれない。
したがって、OFDMシステムのような無線通信システムにおいて、チャネル応答の推定をより効率的に引き出すための技術の必要性がある。
発明の概要
同じチャネル推定を引き出す強引な方法を用いた場合よりも、実質的に少ない数の複雑な乗算を用いてチャネル推定を引き出すための技術がここに提供される。このチャネル推定は、無線チャネルのインパルス応答の最小二乗推定かもしれない。この無線チャネルのインパルス応答の最小二乗推定は、無線チャネルの初期周波数応答推定
Figure 0004319144
に基づいて導き出されるかもしれない。以下に詳細に記載されるように、最小二乗チャネルインパルス応答推定はベクトル
Figure 0004319144
と行列
Figure 0004319144
との間の行列乗算により導き出されるかもしれない。行列は、離散型フーリエ変換(DFT)行列
Figure 0004319144
に基づいて導き出される。
行列
Figure 0004319144
の構造は、行列乗算
Figure 0004319144

Figure 0004319144
のより小さなサブ行列と、
Figure 0004319144
のより小さなサブベクトルとの間の行列乗算の和に分解するように利用することができる。
Figure 0004319144
のサブ行列の特性は、計算を簡単にするために利用することができる。最終結果は、最小二乗チャネルインパルス応答推定を得るのに必要なより少ない数の複雑な乗算である。
一実施形態において、無線通信システム(例えば、OFDMシステム)における無線チャネルの推定を導き出すための方法が提供される。この方法に従って、中間ベクトルBが最初に得られる。この中間ベクトルは、第1のチャネル推定(例えば、チャネル周波数応答推定)のためのベクトル
Figure 0004319144
のKのサブベクトルと、DFT行列
Figure 0004319144
のための少なくとも2つのDFTサブ行列に基づいて導き出される。ただし、Kは1より大きい整数である。DFT行列
Figure 0004319144
のための中間行列Aも得られる。次に、第2のチャネル推定(例えば最小二乗チャネルインパルス応答推定)は、中間ベクトルBおよび中間行列Aに基づいて導き出される。
一実施において、中間ベクトルBは、第1行列
Figure 0004319144
のDFTsを最初に計算することにより得られる。この行列は、ベクトル
Figure 0004319144
に基づいて形成され、第2の行列
Figure 0004319144
を提供する。
次に、基礎DFTサブ行列 1の列と第2行列 LXLの行との間の内積が計算された中間ベクトルBのエントリを得る。この実施の詳細は以下に記載される。
この発明の種々の観点および実施形態が以下にさらに詳細に記載される。
本発明の特徴、性質および利点は、類似の参照文字が全体にわたって対応して特定する図面とともに以下に述べる詳細な説明からより明白になるであろう。
ここに記載されるチャネル推定技術は、複数のサブバンドを有する任意の通信システムに使用してもよい。明確にするために、これらの技術は特にOFDMシステムに対して記載される。
図1は、OFDMシステムに使用してもよいサブバンド構造100を示す。OFDMシステムは、W MHzの全体的なシステム帯域幅を有する。このW MHzの帯域幅は、OFDMを用いてNの直交サブバンドに分割される。各サブバンドは、W/N
MHzの帯域幅を有する。典型的なOFDMシステムにおいて、Nの合計のサブバンドのMだけがデータ伝送に使用される。但し、M<Nである。これらのMの使用可能なサブバンドは、データサブバンドとも呼ばれる。残りのN−Mサブバンドは、データ送信のために使用されず、ガードサブバンドとしての機能を果たし、OFDMシステムがスペクトルマスク要件に適合することを可能にする。Mの使用可能なサブバンドは、F乃至F+M−1の使用可能なサブバンドを含む。
OFDMの場合、各サブバンド上に送信されるデータは、そのサブバンドに使用するのに選択された特定の変調スキームを用いて変調される(すなわち、シンボルマッピングされる)。ゼロの信号値はN−Mの未使用のサブバンドのために提供される。シンボル期間毎に、すべてのNのサブバンドのMの変調シンボルおよびN−Mのゼロは、逆高速フーリエ変換(IFFT)を用いて時間領域に変換されたNの時間領域サンプルを含む「変換された」シンボルを得る。各変換されたシンボルの期間は、各サブバンドの帯域幅に反比例する。例えば、システム帯域幅がW=20MHzでN=256なら、各サブバンドの帯域幅は、78.125KHz(またはW/NMHz)である。また、各変換されたシンボルの存続時間は12.8マイクロ秒(またはN/Wマイクロ秒)である。
OFDMシステムのNのサブバンドは異なるチャネル条件(例えばフェージングとマルチパスによる異なる結果)を経験するかもしれないし、異なる複雑なチャネル利得に関連づけられるかもしれない。チャネル応答の正確な推定は通常適切に受信器でデータを処理する(例えば、復号し復調する)ために必要である。
明確にするために、以下記載では、小文字はインデックスに使用され、大文字は、定数に使用される。また、ボールド体で下線が引かれた小文字および大文字は、ベクトルと行列に使用される。
OFDMシステムにおける無線チャネルは、時間領域チャネルインパルス応答、、あるいは対応する周波数領域チャネル周波数応答、により特徴づけられるかもしれない。チャネル周波数応答Hは、チャネルインパルス応答hの離散的フーリエ変換(DFT)である。この関係は、行列形式で以下のように表現してもよい。
Wh、 式(1)
但し、は、OFDMシステム内の送信器と受信器の間の無線チャネルのインパルス応答のための(N×1)ベクトルである。は、無線チャネルの周波数応答のための(N×1)ベクトルである。そしては、ベクトルにDFTを実行して、ベクトルを得るために使用される(N×N)のDFT行列である。DFTマトリクスは、(n,m)番目のエントリ
Figure 0004319144
が以下のように与えられるように定義される。
Figure 0004319144
但し、nは行インデックス、およびmは列インデックスである。
ベクトルは、チャネルインパルス応答の各タップに対して1つのノンゼロエントリを含む。したがって、チャネルインパルス応答がLタップを含む場合、但しL<N、ベクトルの最初のLエントリは、Lのノンゼロ値であり、(N−L)の以下のエントリはゼロであろう。
図2Aは、グラフ式にチャネル周波数応答とチャネルインパルス応答の関係を示す。ベクトルは、送信器から受信器への無線チャネルのインパルス応答のためのNの時間領域値を含む。この場合、におけるエントリのいくつかはゼロかもしれない。このベクトルは行列とあらかじめ乗算することにより、周波数領域に変換することができる。ベクトルは、Nのサブバンドの複雑なチャネル利得に対するNの周波数領域値を含む。
図2Bは行列をグラフ式に示す。行列は、n={1...N}およびm={1...N}の場合に、要素
Figure 0004319144
から構成される(N×N)行列である。n={1...N}およびm={1...N}は式(2)で定義される。上付き文字”N”は、明確にするために、図2Bには示されていない。行列の各行は、Nの合計サブバンドの1つに相当する。
無線チャネルのインパルス応答は、Lタップにより特徴づけることができる。但し、Lは典型的には、合計サブバンドの数よりはるかに少ない(すなわち、L<N)。すなわち、インパルスが送信器により無線チャネルに適用されるなら、(Wのサンプルレートにおいて)Lの時間領域サンプルは、このインパルス刺激に基づいて無線チャネルの応答を特徴づけるのに十分であろう。チャネルインパルス応答のためのタップLの数は、システムの遅延拡散に依存する。より長い遅延拡散は、より大きなLの値に相当する。
チャネルインパルス応答に対して、Lタップのみが必要なので、チャネル周波数応答は、(Nの代わりに)L次元のサブ空間にある。さらに具体的に言うと、無線チャネルの周波数応答は、すべてのNのサブバンドの代わりに、わずかLの適切に選択されたサブバンドのチャネル利得に基づいて、完全に特徴づけてもよい。Lを超えるチャネル利得が入手可能であるとしても、無線チャネルの周波数応答の機能強化された推定は、このサブ空間外の雑音成分を抑えることにより得てもよい。
1つのチャネル推定技術において、無線チャネルの周波数レスポンスのより正確な推定は3ステップのプロセスに基づいて得られる。第一ステップにおいて、チャネル周波数応答の初期推定値
Figure 0004319144
は、Sの指定されたサブバンドのおのおのに対して受信され送信されるパイロットシンボルに基づいて得られる。但し、Sは、L≦S≦Mであるように選択された整数である。Sの指定されたサブバンドは、Mの使用可能なサブバンドのサブセットのすべてまたはサブセットのみを含んでいてもよい。最初のチャネル周波数応答推定値
Figure 0004319144
は以下のように表してもよい。
Figure 0004319144
但し、 sは、Sの指定されたサブバンド上で受信されるシンボルのためのSのエントリを有した「受信」ベクトルである。 sはSの指定されたサブバンド上に送信されるシンボルのためのSのエントリを有した「送信ベクトル」である。 sは、Sの指定されたサブバンドのための(N×1)ベクトルのSのみのエントリを含む(S×1)ベクトルである。 sは、Sの指定されたサブバンド上で受信される加法的白色ガウス雑音(AWGN)のためのSのエントリを有したベクトルである。 s s=[a1/b12/b2...as/bs]Tであり、Sの指定されたサブバンドのSの比を含む。
第2ステップにおいて、無線チャネル
Figure 0004319144
のインパルス応答の最小二乗推定値は、以下の最適化に基づいて得られる。
Figure 0004319144
但し、 jは、チャネルの仮定されたインパルス応答の(L×1)ベクトルである。
Figure 0004319144
は、(N×N)行列Wの(S×L)サブ行列である。
Figure 0004319144
は、最小二乗チャネルインパルス応答推定値のための(L×1)ベクトルである。
図3Aは、グラフ式に
Figure 0004319144
との間の関係を示す。
行列
Figure 0004319144
のSの行は、Sの指定されたサブバンドに対応する行列WのSの行である。行列
Figure 0004319144
のLの列は、行列の第1のLの列である。
最小二乗平方誤差(より具体的に言えば、最小ユークリッドノルム)を生じる式(4)の解法は、以下のように表してもよい。
Figure 0004319144
但し、
Figure 0004319144

Figure 0004319144
として定義される(L×S)の行列である。
第3のステップにおいて、無線チャネル
Figure 0004319144
の周波数応答の機能強化された推定値は、以下のように最小二乗平方チャネルインパルス応答推定値
Figure 0004319144
に基づいて得られる。
Figure 0004319144
但し、
Figure 0004319144
は、(N×N)の行列の(Q×L)のサブ行列である。
Figure 0004319144
は、Qの指定されたサブバンドのための機能強化されたチャネル周波数応答推定値のための(Q×1)のベクトルである。行列
Figure 0004319144
のQの行は、機能強化されたチャネル周波数応答推定値が所望されるQのサブバンドに対応する行列のQの行である。一般に、行列
Figure 0004319144
は、行列の任意の数の行および行の任意の組み合わせを含んでいてもよい。
例えば、行列
Figure 0004319144
は、行列
Figure 0004319144
のSの行のみを含んでいてもよいし、行列
Figure 0004319144
のSの行プラス1つ以上のさらなる行を含んでいてもよいし、Mの使用可能なサブバンドの行列のMの行を含んでいてもよい、等である。従って、Sの指定されたサブバンドは、Qの所望のサブバンドのグループと同じかまたは異なっていてもよい。
式(6)は、機能強化されたチャネル周波数応答推定値
Figure 0004319144
は、Lエントリのみを含む最小二乗チャネルインパルス応答推定値
Figure 0004319144
に基づいてQの指定されたサブバンドに対して得てもよい。但し、Lは典型的には、SおよびQ未満であり、SおよびQより大幅に少なくてもよい。
3ステップチャネル推定技術は、2002年10月29日に出願された、「OFDM通信システムのためのチャネル推定値」(Channel Estimation for OFDM Communication Systems)というタイトルの米国特許出願シリアル番号[法定代理人事件整理番号PD020718]にさらに詳細に記載されている。ここに記載された、低減された複雑性チャネル推定技術はまた、2002年10月29日に出願された「無線通信システムにおけるアップリンクパイロットおよびシグナリング送信」(Uplink Pilot and Signaling Transmission in Wireless Communication Systems)というタイトルの米国特許出願シリアル番号10/340,507に記載されたパイロット送信スキームとともに使用してもよい。これらの特許出願は両方とも本出願の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組込まれる。
OFDMシステムは相対的に多数のサブバンドを用いて指定してもよい。例えば、OFDMシステムは、256の合計サブバンド(すなわち、N=256)および224の使用可能なサブバンド(すなわち、M=224)で設計してもよい。例示的設計において、Sは、ダウンリンクに対して224に等しくなるように(すなわち、Sdl=224)選択してもよいし、アップリンクに対して32に等しくなるように(すなわち、Sul=32)設計してもよい。合計サブバンドの数は、N=L・TであるようにLに対して与えられてもよい。また、指定されたサブバンドの数も、S=K・LであるようにLに対して与えられてもよい。L=16およびT=16を有した上述した例示設計の場合、Kは、ダウンリンクに対して14に等しくなり、アップリンクに対して2に等しくなる(すなわち、Sdl=14LおよびSul=2L)。
方程式(5)を使用して、推定値
Figure 0004319144
を導き出すための直接的なまたは力ずくの方法は、(L×S)行列
Figure 0004319144
および(S×1)ベクトル
Figure 0004319144
との間の行列乗算のためのCbf=L・S複素乗算を必要とするであろう。これは、ベクトル
Figure 0004319144
のL要素の各々は、行列
Figure 0004319144
の1行とベクトル
Figure 0004319144
との間の内積のためにSの複素乗算を必要とするためである。上述したOFDMシステムの例の場合、推定値
Figure 0004319144
を導き出すために必要な複素乗算の数は、Cbf=L・L・K=16・16・K=256Kとして与えることができる。但し、ダウンリンクの場合、K=14であり、アップリンクの場合K=2である。従って、推定値
Figure 0004319144
特にダウンリンクの場合に多数の複素乗算が必要になるかもしれない。
力ずくの方法を用いた場合よりも実質的に少ない数の複素乗算の数を用いて推定値
Figure 0004319144
を導き出すための技術がここに提供される。行列
Figure 0004319144
の構造は、式(5)の行列乗算
Figure 0004319144

Figure 0004319144
のより小さなサブ行列と
Figure 0004319144
のより小さなサブベクトルとの間のKの行列乗算の和に分解するために利用することができる。
Figure 0004319144
のサブ行列の特性は、計算を簡単にするために利用することができる。最終結果は、以下に詳細に記載するように、推定値
Figure 0004319144
を得るためにより少ない数の複素乗算が必要になる。
(S×1)ベクトル
Figure 0004319144
但しSK・Lは、以下のようにより小さな(L×1)のサブベクトルに分割することができる。
Figure 0004319144
k={1...K}の場合の各サブベクトル
Figure 0004319144
は、以下のように表してもよい。
Figure 0004319144
但し、
Figure 0004319144
は、サブバンドに対する推定されたチャネル利得、F+(k−1)+j、であり、これは式(3)に示すように得てもよい。Fは、図1に示すように、第1の使用可能なサブバンドのためのインデックスである。"T"は、転置を示す。
(S×L)行列
Figure 0004319144
但し、S=K・L、も以下のようにKのより小さな(L×L)のサブ行列に分割することができる。
Figure 0004319144
k={1...K}の場合の各サブ行列 kは、行列
Figure 0004319144
のLの行の異なるセットに基づいて形成される。k={1...K}の場合のKのサブ行列 kの連結は行列
Figure 0004319144
を構成するであろう。
図3Bは、k={1...K}の場合に、ベクトル
Figure 0004319144
をKのサブベクトル
Figure 0004319144
に分割し、k={1...K}の場合に、行列
Figure 0004319144
をサブ行列 kに分割することをグラフ式に示す。
Kのサブ行列 は、以下の関係により互いに関係していることを示すことができる。
Figure 0004319144
ただし、Σkは以下のように与えられてもよい(L×L)の対角行列である。
Figure 0004319144
これは、以下のように書いてもよい。
Figure 0004319144
式(10)に示すように、k={1...K}の場合のKのサブ行列 kは、互いに関係があり、k={2...K}の場合の行列 kは、各々「基礎」のサブ行列 1に基づいて導き出してもよい。
k={1...K}の場合の各行列Σkの対角要素は、NがTと交換されることを除いて、要素が式(2)で示されるように定義される(T×T)DFT行列の「汎用の」列を構成することが観察される。(T×T)の対角行列の場合、行インデックスnと列インデックスmは、各々1からTに及ぶ。しかしながら、(T×T)のDFT行列の汎用の列の場合、行インデックスnは任意の整数値をとることができる。そして、もし行インデックスnがTを超えるときは、汎用列の要素は、単に反復されるであろう。方程式(11b)において、LはTと等しくてもよいし、等しくなくてもよい。次に、(L×T)DFT行列のための行インデックスは、L>Tなら(T×T)のDFT行列の行次元を超えて伸びるかもしれない。したがって、それは汎用の列を生じるであろう。
複雑性の低い最小二乗(LCLS)法を用いて、最小二乗チャネルインパルス応答推定値
Figure 0004319144
を導き出してもよい。LCLS方法の場合、式(5)は、最初にサブベクトル
Figure 0004319144
を用いて書き直され、k={1...K}の場合サブ行列 kは以下のようになる。
Figure 0004319144
式(12)は、(L×L)行列と(L×1)ベクトルの行列積として表してもよい。は以下のように表してもよい。
Figure 0004319144
行列は、ベクトル
Figure 0004319144
に依存していないので、オフラインで計算することができ(すなわち、あらかじめ計算され)、メモリユニットに記憶することができる。
ベクトルは次のように表現してもよい。
Figure 0004319144
式(10)に示される、k={1...K}の場合のサブ行列 kの関係を用いて、ベクトルを以下のように書き直してもよい。
Figure 0004319144
但し、 mはサブ行列 1のm番目の列である。m={1...L}の場合
Figure 0004319144
である。"H"は共役転置を示す。
方程式(15)は以下のように単純化してもよい。
Figure 0004319144
式(16)で示すように、ベクトルは、このベクトルのLエントリのためのLの内積を含む。各内積は、ベクトル
Figure 0004319144
と量
Figure 0004319144
との間で計算され、
Figure 0004319144
を得る。内積ごとに、量
Figure 0004319144
は、以下に記載するように、1つの(T×T)のDFTを用いて計算することができる。
(T×T)DFTは基数−2高速フーリエ変換(FFT)を使用して、計算することができる。それはCT_radix2=(T/log2T)/2複素乗算を必要とする。基数−2FFTが、方程式(16)に基づいてベクトルのために計算するために使用されるなら、必要とされる複雑な乗算の数はCB=L・[T/log2T]/2+Lである。この場合(式の右側のカッコ内の)2番目のLは、
Figure 0004319144

Figure 0004319144
との間の内積に必要なLの複雑乗算のためのものであり、(式の右側であってカッコの外の)最初のLは、ベクトルのためのLの内積のためのものである。また、CBは、CB=L2+L・T・log2T/2として表現してもよい。行列とベクトルの行列乗算に必要な複素乗算の数は、CAB=L/L=L2
である。次に、LCLS方法および基数−2FFTを使用し、方程式(16)に基づいて、推定値
Figure 0004319144
を計算するのに必要な複素乗算の合計数は、以下のように表してもよい。
total_radix2=CAB+CA=2L2+L・T・log2T/2 式(17)
上述した例示OFDMシステムの場合、ダウンリンクの場合、L=16、T=16およびK=14である。方程式(5)に基づいて力ずくの方法を用いて推定値
Figure 0004319144
を計算するのに必要な複素乗算の合計数は、Cbf=16・16・14=3,584である。基数−2FFTと共にLCLS方法を使用し、方程式(16)に基づいて、推定値
Figure 0004319144
を計算するのに必要な複素乗算の合計数は、Ctotal_radix2=2・162+6/6・log216/2=1024である。
これは、推定値
Figure 0004319144
を計算するのに必要な複素乗算の数において、71.42%の低減を表す。
(T×T)DFTも基数−4 FFTを使用して、計算することができる。基数−4FFTは、CT_dadix4 =((T/4-1)/(T/2)(T・log2T)複素乗算を必要とする。LCLS方法および基数−4 FFTを使用し、かつ方程式(16)に基づいて、推定値
Figure 0004319144
を計算するために必要とされる複素乗算の合計数は複雑な増加の合計数は、Ctotal_radix4=16・16+16・[(3/8)(16/log216)+16]=896である。これは、推定値
Figure 0004319144
を計算するために必要な複素乗算の数における75%の低減を表す。表1は、(1)力ずくの方法および(2)radix-2およびradix-4FFTsを用いたLCLS方法を用いてチャネルインパルス応答推定値
Figure 0004319144
を計算するのに必要な複素乗算の数をリストアップしたものである。さらに、力ずくの方法に対してLCLS方法により獲得するパーセンテージ節約を示す。
Figure 0004319144
図4は、上述した低複雑度最小二乗方法を用いて最小二乗チャネルインパルス応答推定値を導き出すプロセス400の一実施形態のフロー図である、以下の記述において、プロセスへの入力は以下の通りである。
チャネルインパルス応答のためのタップの数:L;
合計サブバンドの数:NL・T;
指定されたサブバンドの数:SL・K;および
Sの指定されたサブバンドのためのチャネル利得を有する初期チャネル周波数応答推定値
Figure 0004319144

Figure 0004319144
プロセスの出力は最小二乗チャネルインパルス応答推定値、
Figure 0004319144
である。
最初に(S×1)のベクトル
Figure 0004319144
のSのエントリが以下のように(T×L)の行列
Figure 0004319144
(ステップ412)に配列される。
Figure 0004319144
方程式(18)に示されるように、ベクトル
Figure 0004319144
のSのエントリは、第1の行で始まり、左から右に行き、行列
Figure 0004319144
に行型で書かれる。
行列
Figure 0004319144
の各行は、ベクトル
Figure 0004319144
のLの連続するエントリを含む。従って、行列
Figure 0004319144
は、ベクトル
Figure 0004319144
をK(L×1)のサブベクトル
Figure 0004319144
(但し、k={1...K})に効果的に分割する。この場合、各サブベクトル
Figure 0004319144
は、行列
Figure 0004319144
の1つの行に相当する。行列
Figure 0004319144
は、N合計サブバンドのためのNエントリを含む。Sは典型的にN未満なので、行列
Figure 0004319144
の最初のK行のみがベクトル
Figure 0004319144
からのノンゼロ値を含み、行列
Figure 0004319144
の最後の)(N−S)エントリは方程式(18)に示すようにゼロで満たされる。
次に、(L×T)DFT行列 LxTが形成される(ステップ414)。行列 LXTの(n,m)番目のエントリ
Figure 0004319144
は、以下のように定義される。
Figure 0004319144
行列 LxTの各列は、(T×T)のDFT行列の一般化された列に相当する。従って、行列 LxTのm番目の列は、式(11b)に示す行列Σkの対角要素に相当するLエントリを含む。この場合、m=1乃至Kに対してk=mである。行列Σkのためのインデックスkは、1乃至Kに及ぶが、行列 LxTの列のためのインデックスmは、1乃至Tにおよび、K<Tなので、以下に記載するように、行列 LxT のすべての列が使用されなくてもよい。
[0058] 図3Cは、行列 LxT
Figure 0004319144
との間の関係をグラフ式に示す。行列
Figure 0004319144
の最初のK行は、Kのサブベクトル
Figure 0004319144
(但しk={1...K})に相当する。行列 LxTのTの列は、(T×T)DFT行列の一般化された列である。行列WLxTの各行は、(T×T)DFT行列の「通常の」の行である。
[0059] 従って、行列
Figure 0004319144
の列のTポイントDFTsは、行列WLxTを用いて計算される(ステップ416)。DFTsは、以下のように表してもよい。
Figure 0004319144
ただし、m={1...L}の場合の mは、行列 LxLのm番目の行の(L×1)行ベクトルである。
各行ベクトル mはLのエントリを含む。この場合、各エントリは、行列 LxTの1つの行のTポイントDFTと、行列
Figure 0004319144
の1つの列に基づいて得られる。方程式(20)は、
Figure 0004319144
であるように式(16)に示すLの加算のための計算を必須的に実行する。
行列 LxTは、(T×T)DFT行列のTの一般化された行のためのTの列を含む。しかしながら、行列 LxTの最初のKの列のみが、Kの行列Σk(但しk={1...K}のために使用される。WLxTの最後の(T−K)の列は使用されない。これらの列は、行列
Figure 0004319144
のゼロの最後の(T−K)行と乗算されるためである。
次に、ベクトルBのLのエントリの各々は、ベクトル mの共役転置と対応する行ベクトル mとの間の内積を計算することにより得られる。この内積は、以下のように表してもよい。
Figure 0004319144
ただし、 mは、(L×L)のサブ行列W1のm番目の列であり、"*"は、共役を示す。サブ行列 1は、(n,m)番目のエントリ
Figure 0004319144

Figure 0004319144
として与えられるように定義される。ステップ418の結果はベクトル=[b12...bL]Tである。
方程式(13)に示されるように、(L×L)行列は、あらかじめ計算し、メモリユニットに記憶してもよい(ステップ420)。次に、最小二乗チャネルインパルス応答推定値
Figure 0004319144
は、行列とベクトルの行列乗算を実行することにより計算してもよい(ステップ422)。行列乗算は以下のように表してもよい。
Figure 0004319144
図5は、低い複雑度の最小二乗方法を用いて最小二乗インパルス応答推定値を導き出すためのプロセス500の他の実施形態のフロー図である。
最初に、中間のベクトルは、(1)最初のチャネル推定値のためのベクトルのKのサブベクトルに基づいておよび(2)DFTマトリクスのための少なくとも2つのDFTサブ行列に基づいて導き出される。中間のベクトルはであってよく、Kのサブベクトルは、
Figure 0004319144
(ただし、k={1...K}であってもよい。最初のチャネル推定値のためのベクトルは
Figure 0004319144
であってよく、最初のチャネル推定値は、初期のチャネル周波数応答推定値であってよく、少なくとも2つのDFTサブ行列は、Wk(ただし、k={1....K})であってもよく、DFT行列は、
Figure 0004319144
であってもよい。従って、中間ベクトルは、(1)Kのサブベクトルの各々とKのDFTサブ行列の対応する1つとの行列乗算を実行し、対応する中間サブベクトル
Figure 0004319144
を得ることにより、および式(14)に示すように(2)Kの中間サブベクトル
Figure 0004319144
(ただし、k={1...K})を累積し、中間ベクトルを得ることにより、得てもよい。
あるいは、少なくとも2つのDFTサブマトリクスは、WLxTおよび 1
であってもよい。従って、中間ベクトルは、(1)第1のチャネル推定値のためのベクトル
Figure 0004319144
に基づいて形成された第1の行列
Figure 0004319144
のDFTsを計算し、第2の行列GLxLを供給することにより、および(2)、基底DFTサブ行列W1の列と第2行列GLxLの行との間の内積を計算し、式(21)および(22)に示すように中間ベクトルを得ることにより得てもよい。
従って、中間行列が得られる。これは、初期周波数応答推定値のためのベクトルに対応するDFT行列のために導き出される(ステップ514)。中間行列は行列であってよい。これは、式(13)に示すように導き出してもよい。この場合も先と同様に、行列は、あらかじめ計算してメモリユニットに記憶しておき、必要なときに検索してもよい。
次に、第2の応答推定値が中間ベクトルおよび中間行列に基づいて導き出される(ステップ516)。第2の応答推定値は、最小二乗チャネルインパルス応答推定値であってよい。
上記の記載では、行列
Figure 0004319144
の構造は、最小二乗チャネルインパルス応答推定値の複雑度を大幅に低減するために利用される。ここに記載された、低減された複雑度のチャネル推定技術は、他のチャネル推定値を得るために使用してもよい。例えば、これらの技術は方程式(6)に示される機能強化されたチャネル周波数応答推定値を導き出すためにおそらく使用してもよい。一般に、これらの技術は、DFT行列のサブ行列による乗算が必要とされる任意の問題に対して使用してもよい。しかしながら、これらの技術により獲得される利得は、問題の設定に依存するかもれしれない。
上述するように、ここに記載されるチャネル推定技術は、OFDMシステムのような複数のサブバンドを有した任意の通信システムのために使用してもよい。さらに、これらの技術は、複数(NT)送信アンテナおよび複数(NR)受信アンテナを採用する多入力多出力(MIMO)システムのために使用してもよい。OFDMを利用するMIMOシステムの場合、無線MIMOチャネルの応答は、H(k)(ただしk={1...N})として与えられてもよい。各行列H(k)は、エントリHi,j(但し、i={1...NR}およびj={1...NT}を有する(NR×NT)の行列である。この場合、Hi,jはj番目の送信アンテナとi番目の受信アンテナとの間のチャネル利得である。ここに記載される技術は、各送信/受信アンテナ対のチャネル応答を導き出すために使用してもよい。
図6は、ここに記載した技術を用いてチャネル推定値を導き出すことができるアクセスポイント600と端末650の一実施形態のブロック図である。
ダウンリンクで、アクセスポイント600において、データは、TXデータプロセッサ610に供給される。TXデータプロセッサ610は、トラヒックデータをフォーマット化し、符号化し、インターリーブして符号化されたデータを供給する。次に、OFDM変調器620は、符号化されたデータおよびパイロットシンボルを受信して処理し、OFDMシンボルのストリームを供給する。OFDM変調器620による処理は、(1)符号化されたデータをシンボルマッピングして、変調シンボルを形成する、(2)変調シンボルとパイロットシンボルを多重化する、(3)変調シンボルとパイロットシンボルを変換して変換されたシンボルを得る、および(4)各変換されたシンボルに周期的な接頭辞を付加して対応するOFDMシンボルを形成する。ダウンリンクの場合、パイロットシンボルは、例えば、時分割多重化(TDM)を使用して、変調シンボルで多重化してもよい。TDMの場合、パイロットシンボルと変調シンボルは異なるタイムスロットで送信される。パイロットシンボルは、Sdnの指定されたサブバンド上に送信されてもよい。この場合、Sdnは、Mの使用可能なサブバンドのすべてまたは部分集合を含んでいてもよい。
次に、送信器ユニット(TMTR)622は、OFDMシンボルのストリームを受信して1つ以上のアナログ信号に変換し、さらに、アナログ信号を条件づけ(例えば、増幅し、フィルタリングし、周波数アップコンバートする)し、無線チャネルを介して送信するのに適したダウンリンク変調された信号を発生する。次に、ダウンリンク変調された信号は、アンテナ624を介して端末に送信される。
端末650において、ダウンリンク変調された信号は、アンテナ652により受信され、受信器ユニット(RCVR)654に供給される。受信器ユニット654は、受信した信号を条件づけ(例えば、フィルタリングし、増幅し、周波数ダウンコンバートする)し、条件づけされた信号をデジタル化して、サンプルを供給する。次に、OFDM復調器656は、各OFDMシンボルに付加された周期的な接頭辞を除去し、各リカバーされた変換されたシンボルをFFTを用いて変換し、リカバーされた変調シンボルを復調して復調されたデータを供給する。次に、RXデータプロセッサ658は、復調されたデータを復号し、送信されたトラヒックデータをリカバーする。OFDM復調器656およびRXデータプロセッサ658による処理は、アクセスポイント600において、OFDM変調器620およびTXデータプロセッサ610によって行なわれた処理に相補的である。
OFDM復調器656は、さらにダウンリンクチャネルのための初期周波数応答推定値
Figure 0004319144
を決定し、または、
Figure 0004319144
を導き出すために使用してもよい受信したパイロットシンボルを供給してもよい。
プロセッサ670は、
Figure 0004319144
(または等価情報)を受信し、
Figure 0004319144
に基づいておよび上述した低複雑度の最小二乗方法を用いて無線チャネルの最小二乗インパルス応答推定値
Figure 0004319144
を導き出してもよい。
プロセッサ670は、さらに
Figure 0004319144
に基づいて、ダウンリンクのための機能強化された周波数応答推定値
Figure 0004319144
を得てもよい。その後、機能強化された推定値
Figure 0004319144
は、アップリンクデータ送信のために使用してもよく、および/またはダウンリンクデータ送信のためにアクセスポイントに返送してもよい。
アップリンクで、トラヒックデータは、TXデータプロセッサ682により処理され、OFDM変調器684に供給される。OFDM変調器684がパイロットシンボルも受信する。次に、OFDM変調器684はOFDM変調器620のために記載した符号化されたデータおよびパイロットシンボルに類似した符号化されたデータおよびパイロットシンボルを処理してもよい。アップリンクの場合には、パイロットシンボルは、またTDMを用いて変調シンボルと多重化してもよい。さらに、パイロットシンボルは、パイロット送信のために端末650に割り当てられたSup,iサブバンド上にのみ送信してもよい。
次に、送信器ユニット686は、OFDMシンボルのストリームを受信して処理し、無線チャネルを介した送信に適したアップリンク変調された信号を発生する。次に、変調された信号は、アンテナ652を経由してアクセスポイントに送信される。
アクセスポイント600において、アップリンク変調された信号は、受信器ユニットにより処理されサンプルを供給する。次に、これらのサンプルはOFDM復調器644により処理され、復調されたデータを供給する。復調されたデータは、さらに、RXデータプロセッサ646により処理され、送信されたトラヒックデータをリカバーする。OFDM復調器644は、各アクティブ端末のためのアップリンクチャネルのための初期周波数応答推定値
Figure 0004319144
を決定してもよいし、または、
Figure 0004319144
を得るために使用してもよい受信されたパイロットシンボルを供給してもよい。
プロセッサ630は、各アクティブ端末のための
Figure 0004319144
(または等価情報)を受信し、
Figure 0004319144
に基づいて、および低複雑度の最小二乗方法を用いて、アクティブ端末のための最小二乗チャネルインパルス応答推定値
Figure 0004319144
を決定し、さらに、
Figure 0004319144
に基づいて、機能強化されたチャネル周波数応答推定値
Figure 0004319144
を得る。
機能強化された推定値
Figure 0004319144
は、その後、端末へのダウンリンクデータ送信のために使用してもよいし、および/またはアップリンクデータ送信に使用するために端末に返送してもよい。
プロセッサ630および670は、それぞれアクセスポイントと端末における動作を命令する。メモリユニット632および672には、それぞれコントローラ630および670により使用されるプログラムコードおよびデータのための記憶装置を提供する。プロセッサ630および670は、上述した計算を実行し、それぞれアップリンクとダウンリンクの推定値を導き出すように設計してもよい。
ここに記載された低減された複雑度のチャネル推定技術は、種々の手段により実施してもよい。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェアあるいはそれらの組合せにおいて実施してもよい。ハードウェア実施の場合、技術のいずれか1つまたは組み合わせを実施するために使用されるエレメントは、1つ以上の特定用途向け集積回路(ASICs)、デジタルシグナルプロセッサ(DSPs)、デジタルシグナル処理装置(DSPDs)、プログラマブルロジックデバイス(PLDs)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここに記載した機能を実行するよう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内で実施してもよい。
ソフトウェア実施の場合、チャネル推定技術は、ここに記載した機能を実行するモジュール(例えば、手続き、機能等)を用いて実施してもよい。ソフトウェアコードは、メモリユニット(例えば、図6のメモリユニット632または672)に記憶してもよく、プロセッサ(例えば、プロセッサ630または670)により実行してもよい。メモリユニットは、プロセッサ内またはプロセッサの外部に実施してもよい。プロセッサ外部で実施する場合、メモリユニットは技術的に知られた種々の手段を介して通信可能にプロセッサに接続することができる。
開示された実施形態の上述の記載は、当業者がこの発明を製作または使用可能にするために提供される。これらの実施形態への様々な変更は当業者に容易に明白であり、ここに定義される包括的な原理は、この発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用してもよい。したがって、この発明は、ここに示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示された原理と新規な特徴に一致する最も広い範囲に一致すべきである。
図1はOFDMサブバンド構造を示す。 図2Aは、無線チャネルの周波数応答とインパルス応答の関係を示す。 図2Bはグラフ式にDFT行列を示す。 図3Aは、DFT行列
Figure 0004319144
およびとの間の関係をグラフ式に示す。
図3Bは、ベクトル
Figure 0004319144
をKのサブベクトルに分割し、DFT行列
Figure 0004319144
をKのサブ行列に分割することをグラフ式に示す。
図3Cは、行列 LxTおよび
Figure 0004319144
との間の関係をグラフ式に示す。
図4は、低複雑度の最小二乗方法を用いて最小二乗チャネルインパルス応答推定値を導き出すための2つのプロセスを示す。 図5は、低複雑度の最小二乗方法を用いて最小二乗チャネルインパルス応答推定値を導き出すための2つのプロセスを示す。 図6は、無線通信システム内のアクセスポイントと端末のブロック図を示す。

Claims (24)

  1. 下記を具備する、無線通信システムにおける無線チャネルの推定値を導き出す方法:
    第1のチャネル推定値のためのベクトルのKのサブベクトルおよび離散型フーリエ変換(DFT)行列のための少なくとも2つのDFTサブ行列に基づいて導き出された中間ベクトルを得る、前記DFT行列は、前記第1チャネル推定値のためのベクトルに相当し、Kは1より大きい整数である;
    DFT行列のための中間行列を得る;および
    B中間ベクトルおよび中間行列に基づいて、第2のチャネル推定値を導き出す。
  2. 前記第1チャネル推定値はチャネル周波数応答推定値であり、前記第2チャネル推定値は、無線チャネルのためのチャネルインパルス応答推定値である、請求項1の方法。
  3. 前記中間ベクトルは、
    Figure 0004319144
    にもとづき、Bは前記中間ベクトルであり、Wkは前記DFT行列のKのDFTサブ行列なかのk番目のDFTサブ行列であり、
    Figure 0004319144
    は、前記第1チャネル推定値のためのKのサブベクトルの中のk番目のサブベクトルであり、"H"は共役転置である、請求項1の方法。
  4. 前記少なくとも2つのDFTサブ行列は、Kのサブベクトルに対応するKのDFTサブ行列を含み、前記中間ベクトルを取得することは、前記Kのサブベクトルの各々とKのDFTサブ行列の対応する1つとの行列乗算を実行すること、および前記Kのサブベクトルと前記KのDFTサブ行列との行列乗算から得たKの中間サブベクトルを累積して、前記中間ベクトルを得ることを含む、請求項1の方法。
  5. 前記中間ベクトルを得ることは、前記第1チャネル推定値のためのベクトルに基づいて形成された第1行列の離散型フーリエ変換を計算し、第2行列を供給すること、および
    基底DFT行列の列と前記第2行列の行との間の内積を計算し、前記中間ベクトルを得ることを含む、請求項1の方法。
  6. 前記第1行列の前記DFTは、基数−2高速フーリエ変換を用いて計算される、請求項5の方法。
  7. 前記第1行列の前記DFTは、基数−4高速フーリエ変換を用いて計算される、請求項5の方法。
  8. 前記中間行列は、
    Figure 0004319144
    に基づき、Aは前記中間行列であり、Wkは、前記DFT行列のKのDFTサブ行列の中のk番目のDFTサブ行列であり、"H"は共役転置である、請求項1の方法。
  9. 前記中間行列はあらかじめ計算されている、請求項1の方法。
  10. 前記第2のチャネル推定値は、前記第1のチャネル推定値に基づく最小二乗推定値であり、前記中間ベクトルと前記中間行列は、前記最小二乗推定値の2つの部分である、請求項1の方法。
  11. 前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて機能強化されたチャネル周波数応答推定値を導き出すことをさらに具備する、請求項2の方法。
  12. 前記チャネル周波数応答推定値は、サブバンドの第1のグループをカバーし、前記機能強化されたチャネル周波数応答推定値は、サブバンドの第2のグループをカバーする、請求項11の方法。
  13. 前記第1のグループは前記第2のグループ内の前記サブバンドのサブセットを含む、請求項12の方法。
  14. 前記無線通信システムは、直交周波数分割多重(OFDM)通信システムである、請求項1の方法。
  15. 下記を具備する、無線通信システムにおいてチャネル推定値を導き出す方法:
    第1チャネル推定値のためのベクトルのKのサブベクトルに基づいて導き出された中間ベクトルと、DFT行列のKの離散型フーリエ変換(DFT)サブ行列(Kは1より大きい整数である)を取得する;
    前記KのDFTサブ行列に基づいて導き出された中間行列を取得する;および
    前記中間ベクトルおよび前記中間行列に基づいて第2チャネル推定値を導き出す。
  16. 直交周波数分割多重(OFDM)通信システムにおいて、無線チャネル推定値を導き出す方法:
    無線チャネルの初期周波数応答推定値のための第1行列を形成する;
    前記第1行列の離散型フーリエ変換(DFTs)を計算し第2行列を取得する;
    基底DFTサブ行列と前記第2行列との間の内積を計算し、中間ベクトルを取得する;
    前記初期周波数応答推定値のためのDFT行列に対して導き出された中間行列を取得する;および
    前記中間ベクトルおよび前記中間行列に基づいてチャネルインパルス応答推定値を導き出す。
  17. 前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて前記無線チャネルのための機能強化された周波数応答推定値を導き出すことをさらに具備する、請求項16の方法。
  18. 下記を実行するためにデジタル情報を解釈することができるデジタル信号処理装置(DSPD)に通信可能に接続されたメモリ:
    第1チャネル推定値のためのベクトルのKのサブベクトルに基づいて導き出された中間ベクトルと、離散型フーリエ変換(DFT)行列のための少なくとも2つのDFT サブ行列を取得する、前記DFT行列は、前記第1チャネル推定値のための前記ベクトルに相当し、Kは1より大きい整数である;
    前記DFT行列のための中間マトリクスを取得する;および
    前記中間ベクトルおよび前記中間行列に基づいて第2チャネル推定値を導き出す。
  19. 下記を具備する無線チャネルの推定値を導き出すように実施可能な装置:
    第1チャネル推定値のためのベクトルのKのサブベクトルに基づいて導き出された中間ベクトルと、離散型フーリエ変換(DFT)行列のための少なくとも2つのDFTサブ行列を取得する手段、前記DFT行列は、前記第1チャネル推定値のための前記ベクトルに相当し、Kは1より大きい整数である;
    前記DFT行列のための中間行列を取得する手段;および
    前記中間ベクトルおよび前記中間行列に基づいて、第2チャネル推定値を導き出す手段。
  20. 前記中間ベクトルを取得する手段は、前記第1チャネル推定値のための前記ベクトルに基づいて形成された第1行列のDFTを計算し、第2行列を供給する手段と、基底DFTサブ行列の列および前記第2行列の行との間の内積を計算し、前記中間ベクトルを取得する手段を含む、請求項19の装置。
  21. 前記第1チャネル推定値は、チャネル周波数応答推定値であり、前記第2チャネル推定値は、前記無線チャネルのための最小二乗チャネルインパルス応答推定値である、請求項19の装置。
  22. 下記を具備する無線通信システムにおける装置:
    指定されたサブバンドのグループ上のパイロット送信を受信するように機能的に作用する復調器;および
    前記受信したパイロット送信に基づいて指定されたサブバンドの前記グループのための第1チャネル推定値を取得し、
    前記第1チャネル推定値のためのベクトルのKのサブベクトルに基づいて導き出された中間ベクトルと、DFT行列のための少なくとも2つの離散型フーリエ変換(DFT)サブ行列を取得し、前記DFT行列は、前記第1チャネル推定値のための前記ベクトルに相当し、Kは1より大きい整数であり、
    前記DFT行列の中間行列を取得し、および
    前記中間ベクトルおよび前記中間行列に基づいて第2のチャネル推定値を導き出すように、
    機能的に作用するプロセッサ。
  23. 前記プロセッサは、さらに、前記第1チャネル推定値のための前記ベクトルに基づいて形成された第1行列の離散型フーリエ変換を計算し、第2行列を供給し、および基底DFTサブ行列の列と前記第2行列の行との間の内積を計算し、前記中間ベクトルを取得するように機能的に作用する、請求項22の装置。
  24. 前記第1チャネル推定値は、チャネル周波数応答推定値であり、前記第2チャネル推定値は、チャネルインパルス応答推定値であり、前記プロセッサは、さらに、前記チャネルインパルス応答推定値に基づいて機能強化されたチャネル周波数応答推定値を導き出すように機能的に作用する、請求項22の装置。
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Families Citing this family (91)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7236535B2 (en) * 2002-11-19 2007-06-26 Qualcomm Incorporated Reduced complexity channel estimation for wireless communication systems
KR100483462B1 (ko) * 2002-11-25 2005-04-14 삼성전자주식회사 고속 푸리에 변환 장치와, 이를 이용한 고속 푸리에 변환 방법 및 이를 갖는 직교 주파수 분할 다중 변조 방식의 수신장치
US7068741B2 (en) * 2003-09-30 2006-06-27 Nokia Corporation Approximator apparatus, and associated method, for approximating an N-dimensional euclidean norm
US7206354B2 (en) * 2004-02-19 2007-04-17 Qualcomm Incorporated Calibration of downlink and uplink channel responses in a wireless MIMO communication system
US7296045B2 (en) * 2004-06-10 2007-11-13 Hasan Sehitoglu Matrix-valued methods and apparatus for signal processing
CN1756248B (zh) * 2004-09-29 2010-06-02 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 多入多出正交频分复用移动通信系统及信道估计方法
WO2006049460A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for signal transmission and reception using downlink channel information in a sleep mode in a bwa communication system
US8135088B2 (en) 2005-03-07 2012-03-13 Q1UALCOMM Incorporated Pilot transmission and channel estimation for a communication system utilizing frequency division multiplexing
KR100922957B1 (ko) * 2005-10-07 2009-10-23 삼성전자주식회사 다중입출력 통신시스템의 신호검출 장치 및 방법
KR100747593B1 (ko) 2005-12-09 2007-08-08 한국전자통신연구원 직교주파수분할다중 기반 무선랜 수신기의 채널 추정 장치및 그 방법
WO2007103183A2 (en) * 2006-03-01 2007-09-13 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for channel estimation in an orthogonal frequency division multiplexing system
US8265177B2 (en) * 2006-12-04 2012-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for wireless communication of uncompressed high definition video data using beambook-constructed beamforming signals
US8040856B2 (en) * 2006-12-04 2011-10-18 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for wireless communication of uncompressed high definition video data using a beamforming acquisition protocol
US8259836B2 (en) * 2006-12-04 2012-09-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for generating candidate beamforming coefficients for transmission of data over a wireless medium
JP5231532B2 (ja) * 2007-05-09 2013-07-10 テレフオンアクチーボラゲット エル エム エリクソン(パブル) 無線ネットワーク用の受信機及び無線チャネルのチャネル推定値を決定する方法
US8385465B2 (en) * 2008-03-29 2013-02-26 Qualcomm Incorporated Transmitter chain timing and transmit power control
KR20110081971A (ko) * 2008-09-10 2011-07-15 코-오퍼레이티브 리서치 센터 포 어드밴스드 오토모티브 테크놀로지 리미티드 이산 푸리에 변환 계수의 행렬을 계산하는 방법 및 장치
US9942078B2 (en) * 2009-05-29 2018-04-10 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Methods and apparatus for simultaneous estimation of frequency offset and channel response for MU-MIMO OFDMA
KR101393456B1 (ko) * 2010-02-12 2014-05-13 알까뗄 루슨트 상반성 오차들을 교정하기 위한 디바이스 및 방법
US9288089B2 (en) 2010-04-30 2016-03-15 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Orthogonal differential vector signaling
US9077386B1 (en) 2010-05-20 2015-07-07 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for selection of unions of vector signaling codes for power and pin efficient chip-to-chip communication
US9288082B1 (en) 2010-05-20 2016-03-15 Kandou Labs, S.A. Circuits for efficient detection of vector signaling codes for chip-to-chip communication using sums of differences
US9251873B1 (en) 2010-05-20 2016-02-02 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for pin-efficient memory controller interface using vector signaling codes for chip-to-chip communications
CN105122758B (zh) 2013-02-11 2018-07-10 康杜实验室公司 高带宽芯片间通信接口方法和系统
EP2979388B1 (en) 2013-04-16 2020-02-12 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for high bandwidth communications interface
EP2997704B1 (en) 2013-06-25 2020-12-16 Kandou Labs S.A. Vector signaling with reduced receiver complexity
JP2015073260A (ja) 2013-09-04 2015-04-16 富士通株式会社 無線通信システム、及び、無線通信方法
US9544914B2 (en) 2013-11-19 2017-01-10 Intel IP Corporation Master station and method for HEW communication using a transmission signaling structure for a HEW signal field
US9900906B2 (en) 2013-11-19 2018-02-20 Intel IP Corporation Method, apparatus, and computer readable medium for multi-user scheduling in wireless local-area networks
US9271241B2 (en) 2013-11-19 2016-02-23 Intel IP Corporation Access point and methods for distinguishing HEW physical layer packets with backwards compatibility
WO2015076917A1 (en) 2013-11-19 2015-05-28 Li Guoqing C Master station and method for hew communication with signal field configuration for hew ofdma mu-mimo wideband channel operation
US9325463B2 (en) 2013-11-19 2016-04-26 Intel IP Corporation High-efficiency WLAN (HEW) master station and methods to increase information bits for HEW communication
US9806761B1 (en) 2014-01-31 2017-10-31 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for reduction of nearest-neighbor crosstalk
CN105993151B (zh) 2014-02-02 2019-06-21 康杜实验室公司 低isi比低功率芯片间通信方法和装置
WO2015131203A1 (en) 2014-02-28 2015-09-03 Kandou Lab, S.A. Clock-embedded vector signaling codes
TWI578838B (zh) * 2014-04-01 2017-04-11 英特爾Ip公司 用於具有額外子載波的高效能(he)通訊之無線設備
US9680603B2 (en) 2014-04-08 2017-06-13 Intel IP Corporation High-efficiency (HE) communication station and method for communicating longer duration OFDM symbols within 40 MHz and 80 MHz bandwidth
US9509437B2 (en) 2014-05-13 2016-11-29 Kandou Labs, S.A. Vector signaling code with improved noise margin
US11240076B2 (en) 2014-05-13 2022-02-01 Kandou Labs, S.A. Vector signaling code with improved noise margin
US9852806B2 (en) 2014-06-20 2017-12-26 Kandou Labs, S.A. System for generating a test pattern to detect and isolate stuck faults for an interface using transition coding
US9112550B1 (en) 2014-06-25 2015-08-18 Kandou Labs, SA Multilevel driver for high speed chip-to-chip communications
CN106797352B (zh) 2014-07-10 2020-04-07 康杜实验室公司 高信噪特性向量信令码
US9432082B2 (en) 2014-07-17 2016-08-30 Kandou Labs, S.A. Bus reversable orthogonal differential vector signaling codes
KR101943048B1 (ko) 2014-07-21 2019-01-28 칸도우 랩스 에스에이 다분기 데이터 전송
CN106576087B (zh) 2014-08-01 2019-04-12 康杜实验室公司 带内嵌时钟的正交差分向量信令码
US9674014B2 (en) 2014-10-22 2017-06-06 Kandou Labs, S.A. Method and apparatus for high speed chip-to-chip communications
US10009916B2 (en) * 2014-12-23 2018-06-26 Intel Corporation Communication device and method for processing received signals
US9832046B2 (en) 2015-06-26 2017-11-28 Kandou Labs, S.A. High speed communications system
CN105141556A (zh) * 2015-08-11 2015-12-09 上海斐讯数据通信技术有限公司 超宽带信道估计方法及装置
US10055372B2 (en) 2015-11-25 2018-08-21 Kandou Labs, S.A. Orthogonal differential vector signaling codes with embedded clock
WO2017132292A1 (en) 2016-01-25 2017-08-03 Kandou Labs, S.A. Voltage sampler driver with enhanced high-frequency gain
WO2017185070A1 (en) 2016-04-22 2017-10-26 Kandou Labs, S.A. Calibration apparatus and method for sampler with adjustable high frequency gain
CN109314518B (zh) 2016-04-22 2022-07-29 康杜实验室公司 高性能锁相环
US10003454B2 (en) 2016-04-22 2018-06-19 Kandou Labs, S.A. Sampler with low input kickback
EP3449379B1 (en) 2016-04-28 2021-10-06 Kandou Labs S.A. Vector signaling codes for densely-routed wire groups
US10193716B2 (en) 2016-04-28 2019-01-29 Kandou Labs, S.A. Clock data recovery with decision feedback equalization
US10153591B2 (en) 2016-04-28 2018-12-11 Kandou Labs, S.A. Skew-resistant multi-wire channel
CN109417521B (zh) 2016-04-28 2022-03-18 康杜实验室公司 低功率多电平驱动器
US9906358B1 (en) 2016-08-31 2018-02-27 Kandou Labs, S.A. Lock detector for phase lock loop
US10200188B2 (en) 2016-10-21 2019-02-05 Kandou Labs, S.A. Quadrature and duty cycle error correction in matrix phase lock loop
US10372665B2 (en) 2016-10-24 2019-08-06 Kandou Labs, S.A. Multiphase data receiver with distributed DFE
US10200218B2 (en) 2016-10-24 2019-02-05 Kandou Labs, S.A. Multi-stage sampler with increased gain
CN108664447B (zh) * 2017-03-31 2022-05-17 华为技术有限公司 一种矩阵与矢量的乘法运算方法及装置
CN110741562B (zh) 2017-04-14 2022-11-04 康杜实验室公司 向量信令码信道的流水线式前向纠错
US10693473B2 (en) 2017-05-22 2020-06-23 Kandou Labs, S.A. Multi-modal data-driven clock recovery circuit
US10116468B1 (en) 2017-06-28 2018-10-30 Kandou Labs, S.A. Low power chip-to-chip bidirectional communications
US10693587B2 (en) 2017-07-10 2020-06-23 Kandou Labs, S.A. Multi-wire permuted forward error correction
US10203226B1 (en) 2017-08-11 2019-02-12 Kandou Labs, S.A. Phase interpolation circuit
US10326623B1 (en) 2017-12-08 2019-06-18 Kandou Labs, S.A. Methods and systems for providing multi-stage distributed decision feedback equalization
US10467177B2 (en) 2017-12-08 2019-11-05 Kandou Labs, S.A. High speed memory interface
KR102498475B1 (ko) 2017-12-28 2023-02-09 칸도우 랩스 에스에이 동기식으로 스위칭된 다중 입력 복조 비교기
US10554380B2 (en) 2018-01-26 2020-02-04 Kandou Labs, S.A. Dynamically weighted exclusive or gate having weighted output segments for phase detection and phase interpolation
US10659112B1 (en) 2018-11-05 2020-05-19 XCOM Labs, Inc. User equipment assisted multiple-input multiple-output downlink configuration
US10812216B2 (en) 2018-11-05 2020-10-20 XCOM Labs, Inc. Cooperative multiple-input multiple-output downlink scheduling
US10432272B1 (en) 2018-11-05 2019-10-01 XCOM Labs, Inc. Variable multiple-input multiple-output downlink user equipment
US10756860B2 (en) 2018-11-05 2020-08-25 XCOM Labs, Inc. Distributed multiple-input multiple-output downlink configuration
AU2019388921A1 (en) 2018-11-27 2021-06-03 XCOM Labs, Inc. Non-coherent cooperative multiple-input multiple-output communications
US11063645B2 (en) 2018-12-18 2021-07-13 XCOM Labs, Inc. Methods of wirelessly communicating with a group of devices
US10756795B2 (en) 2018-12-18 2020-08-25 XCOM Labs, Inc. User equipment with cellular link and peer-to-peer link
US11330649B2 (en) 2019-01-25 2022-05-10 XCOM Labs, Inc. Methods and systems of multi-link peer-to-peer communications
US10756767B1 (en) 2019-02-05 2020-08-25 XCOM Labs, Inc. User equipment for wirelessly communicating cellular signal with another user equipment
US11032841B2 (en) 2019-04-26 2021-06-08 XCOM Labs, Inc. Downlink active set management for multiple-input multiple-output communications
US10756782B1 (en) 2019-04-26 2020-08-25 XCOM Labs, Inc. Uplink active set management for multiple-input multiple-output communications
US10686502B1 (en) 2019-04-29 2020-06-16 XCOM Labs, Inc. Downlink user equipment selection
US10735057B1 (en) 2019-04-29 2020-08-04 XCOM Labs, Inc. Uplink user equipment selection
US11411778B2 (en) 2019-07-12 2022-08-09 XCOM Labs, Inc. Time-division duplex multiple input multiple output calibration
US11411779B2 (en) 2020-03-31 2022-08-09 XCOM Labs, Inc. Reference signal channel estimation
WO2021242574A1 (en) 2020-05-26 2021-12-02 XCOM Labs, Inc. Interference-aware beamforming
CA3195885A1 (en) 2020-10-19 2022-04-28 XCOM Labs, Inc. Reference signal for wireless communication systems
WO2022093988A1 (en) 2020-10-30 2022-05-05 XCOM Labs, Inc. Clustering and/or rate selection in multiple-input multiple-output communication systems
US11831472B1 (en) 2022-08-30 2023-11-28 Kandou Labs SA Pre-scaler for orthogonal differential vector signalling

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6141393A (en) * 1999-03-03 2000-10-31 Motorola, Inc. Method and device for channel estimation, equalization, and interference suppression
US6445342B1 (en) * 2000-06-30 2002-09-03 Motorola, Inc. Method and device for multi-user frequency-domain channel estimation
US6839727B2 (en) * 2001-05-01 2005-01-04 Sun Microsystems, Inc. System and method for computing a discrete transform
IL145245A0 (en) * 2001-09-03 2002-06-30 Jtc 2000 Dev Delaware Inc System and method including vector-matrix multiplication
US7039001B2 (en) * 2002-10-29 2006-05-02 Qualcomm, Incorporated Channel estimation for OFDM communication systems
US7236535B2 (en) * 2002-11-19 2007-06-26 Qualcomm Incorporated Reduced complexity channel estimation for wireless communication systems
US7079870B2 (en) * 2003-06-09 2006-07-18 Ipr Licensing, Inc. Compensation techniques for group delay effects in transmit beamforming radio communication

Also Published As

Publication number Publication date
IL168512A (en) 2010-11-30
CN1714552A (zh) 2005-12-28
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