JP4607962B2 - カルマンフィルタを使用する、散在させられたパイロットを用いたチャネル追跡 - Google Patents
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Description
本出願は、2004年7月16日に出願された米国仮出願第60/588,599号(“Channel Tracking with Scattered Pilots”)の米国特許法第119条のもとでの恩恵を主張し、その内容は、参照によって全体的に本明細書に取り入れられている。
したがって、チャネルhkは、任意の所与の時間インスタンスtkに対して、相対遅延l1,...,lL−1をもつチャネルタップのL×1のベクトルである。時間インスタンスは、チャネル更新ステップ、1つのOFDMAシンボル期間、スロットまたはフレーム期間、等を表し得る。次に式(1)に示されているように、チャネルは、スカラー複素ガウス一次チャネルプロセス(scalar complex Gaussian first order channel process)をもつ、時間と共に変化するチャネルであると仮定する。
rk=r(tk−tk−1)
によって定められるrkは、チャネル変動モデル、例えば、そのドップラスペクトルから得られ得ると仮定する。rkは、既知であると仮定する。
ここで、ρ2=(Eρ/N0)は、パイロット対雑音比を表し、H〔mk〕は、指標mxをもつパイロットトーンに対応するチャネル周波数応答を表す。ここで、(0≦mk<N)であり、ηkは、観測雑音を表す。チャネル周波数応答は、次に示されているように、書き直され得る。
Claims (44)
- 無線直交周波数分割変調(wireless orthogonal frequency division modulation, OFDM)通信システムのチャネルを推定し、追跡する方法であって、
少なくとも1本の送信アンテナを介して送信された複数のデータシンボル間に散在させられた複数のパイロットシンボルを受信することであって、
前記複数のパイロットシンボルは、チャネル条件にしたがい、
前記複数のパイロットシンボルは、時間またはOFDM副搬送波の少なくとも一方において任意に散在させられていることと、および
複数の受信パイロットシンボルを使用して、ある期間にわたるチャネル条件の相関性にしたがって、チャネル値を推定することであって、前記チャネル推定値が、前記複数の受信パイロットシンボルと前記チャネルの前の推定値との寄与の平衡をとるように適応させられた第1のパラメータと、前記複数の受信パイロットシンボル対受信雑音レベルの比によって定められる第2のパラメータとによって定められることと
を含む方法。 - 複数のパイロットシンボルが、実質的にランダムな時間−周波数パターンで分布させられている請求項1記載の方法。
- チャネル値を使用するフォワードスケジューリングのステップをさらに含む請求項1記載の方法。
- 前記複数のパイロットシンボルが、ある期間にわたって複数の副搬送波間に均等に散在させられている請求項1記載の方法。
- 推定するステップが、カルマンタイプのフィルタを使用して、チャネル値を反復的に判断する請求項1記載の方法。
- 推定するステップが、カルマンタイプのフィルタを使用して、行列反転を行うことなく、チャネル値を反復的に判断する請求項1記載の方法。
- チャネル値が、チャネル センシティブ シグナリングの測定値を示す請求項1記載の方法。
- チャネル値が、チャネルに割り当てられた初期値によって定められる請求項1記載の方法。
- チャネル値に割り当てられた初期値が、ゼロである請求項8記載の方法。
- 第1のパラメータに初期値を割り当てることをさらに含む請求項1記載の方法。
- チャネルの実際の値と推定値との間の差によって定められる推定誤差の共分散行列においてトレース動作を行うことによって定められる第3のパラメータに、初期値を割り当てることをさらに含む請求項10記載の方法。
- 第3のパラメータの値にしたがって、第1のパラメータの値を修正する第1の修正ステップを行うことと、
第1のパラメータの修正された値にしたがって、チャネル推定値を修正する第2の修正ステップを行うことと、
第1のパラメータの修正された値にしたがって、第3のパラメータの値を修正する第3の修正ステップを行うことと、
第1のパラメータ、チャネル推定値、および第3のパラメータの各々の値が、関係付けられた所定の条件を満足させるレベルに収束するまで、第1、第2、および第3の修正ステップを行い続けることと
をさらに含む請求項11記載の方法。 - 第3のパラメータに、1の初期値を割り当てることをさらに含む請求項12記載の方法。
- 関係付けられた所定の条件を満たすチャネル推定値が、実質的にバイアスをかけられていないチャネル推定である請求項12記載の方法。
- 推定誤差の共分散行列が、実質的に最小の分散推定量である請求項14記載の方法。
- 前記複数のパイロットシンボルが、無線通信システムがしたがうように構成されている送信プロトコルの一部として送信されるシンボルである請求項1記載の方法。
- チャネル推定値が、チャネルの周波数応答によっても定められる請求項16記載の方法。
- 無線OFDM通信のチャネルを推定し、追跡するように適応させられた装置であって、
少なくとも1本の送信アンテナを介して送信された複数のデータシンボル間に任意に散在させられた複数のパイロットシンボルを受信するように構成されているアンテナであって、前記複数のパイロットシンボルがチャネルに沿って種々の時間遅延を受けて受信されるアンテナと、
前記複数の受信パイロットシンボルを使用して、ある期間にわたる時間遅延の反復的な相関性にしたがって、チャネル値を推定し、前記チャネル推定値を使用してリンクのスケジューリングを行うように構成されている処理ユニットであって、前記チャネル推定値が、前記複数の受信パイロットシンボルと前記チャネルの前の推定値との寄与の平衡をとるように適応させられた第1のパラメータと、前記複数の受信パイロットシンボル対受信雑音レベルの比によって定められる第2のパラメータとによって定められる処理ユニットと
を含む装置。 - 無線通信システムが、OFDMA通信システムである請求項18記載の装置。
- 複数のパイロットシンボルが、異なる時間において、種々のタップを受ける請求項18記載の装置。
- 複数のパイロットシンボルが、変調または符号化の少なくとも一方によって、パイロットシンボルとして認識可能である請求項18記載の装置。
- 複数のパイロットシンボルが、特定のOFDM副搬送波上で送られる時間か、または、選択されたOFDM副搬送波の少なくとも一方において、ランダムに散在させられている請求項18記載の装置。
- 前記処理ユニットが、カルマンタイプのフィルタを使用して、チャネル値を推定し、チャネル値を反復的に判断するようにさらに構成されている請求項18記載の装置。
- チャネル推定値が、チャネルに割り当てられた初期値によって定められる請求項18記載の装置。
- 前記処理ユニットが、第1のパラメータに、初期値を割り当てるようにさらに構成されている請求項18記載の装置。
- 前記処理ユニットが、チャネルの実際の値と推定値との間の差によって定められる推定誤差の共分散行列においてトレース動作を行うことによって定められる第3のパラメータに、初期値を割り当てるようにさらに構成されている請求項25の装置。
- 前記処理ユニットが、第3のパラメータの値にしたがって、第1のパラメータの値を修正する第1の修正ステップを行うようにさらに構成され、
前記処理ユニットが、第1のパラメータの修正された値にしたがって、チャネル推定値を修正する第2の修正ステップを行うようにさらに構成され、
前記処理ユニットが、第1のパラメータの修正された値にしたがって、第3のパラメータ値を修正する第3の修正ステップを行うようにさらに構成され、および
前記処理ユニットが、第1のパラメータ、チャネル推定値、および第3のパラメータの各々の値が、関係付けられた所定の条件を満足させるレベルに収束するまで、第1、第2、および第3の修正ステップを行い続けるようさらに構成されている請求項26記載の装置。 - 前記処理ユニットが、第3のパラメータに、1の初期値を割り当てるようにさらに構成されている請求項27記載の装置。
- 推定誤差の共分散行列が、実質的に最小の分散推定量である請求項26記載の装置。
- チャネル推定値が、チャネルの周波数応答によっても定められる請求項28記載の装置。
- 少なくとも2本のアンテナを含み、前記処理ユニットが、前記少なくとも2本のアンテナの各々に対するチャネル値を個別に推定する請求項18記載の装置。
- 無線OFDM通信システムのチャネルを推定し、追跡するように適応させられた装置であって、
少なくとも1本の送信アンテナを介して送信された多数のデータシンボル間に任意に散在させられた複数のパイロットシンボルを受信する手段であって、前記複数のパイロットシンボルがチャネルに沿って種々の時間遅延で受信される手段と、
複数の受信パイロットシンボルを使用して、ある期間にわたる時間遅延の反復的な相関性にしたがって、チャネル値を推定する手段であって、前記チャネル推定値が、前記複数の受信パイロットシンボルと前記チャネルの前の推定値との寄与の平衡をとるように適応させられた第1のパラメータと、前記複数の受信パイロットシンボル対受信雑音レベルの比によって定められる第2のパラメータとによって定められ、かつ、前記チャネルが、複数のOFDMサブチャネルを含む手段と
を含む装置。 - 推定ステップが、カルマンタイプのフィルタを使用して、チャネル値を反復的に判断する請求項32記載の装置。
- 複数のパイロットシンボルが、時間またはOFDM副搬送波の少なくとも一方の間に任意に散在させられている請求項32記載の装置。
- チャネル値を使用するリンクスケジューリングのための手段さらに含む請求項32記載の装置。
- チャネル推定値が、チャネルに割り当てられた初期値によって定められる請求項32記載の装置。
- チャネルに割り当てられる初期値が、ゼロである請求項36記載の装置。
- 第1のパラメータに初期値を割り当てる手段をさらに含む請求項32記載の装置。
- チャネルの実際の値と推定値との間の差によって定められる推定誤差の共分散行列においてトレース動作を行うことによって定められる第3のパラメータに、初期値を割り当てる手段をさらに含む請求項38記載の装置。
- 第3のパラメータの値にしたがって、第1のパラメータの値を修正する第1の修正ステップを行う手段と、
第1のパラメータの修正された値にしたがって、チャネル推定値を修正する第2の修正ステップを行う手段と、
第1のパラメータの修正された値にしたがって、第3のパラメータの値を修正する第3の修正ステップを行う手段と、
第1のパラメータ、チャネル推定値、および第3のパラメータの各々の値が、関係付けられた所定の条件を満足させるレベルに収束するまで、第1、第2、および第3の修正ステップを行い続ける手段と
をさらに含む請求項39記載の装置。 - 1の初期値を、第3のパラメータに割り当てる手段をさらに含む請求項40記載の装置。
- 推定誤差の共分散行列が、実質的に最小の分散推定量である請求項39記載の装置。
- チャネル推定値が、チャネルの周波数応答によっても定められる請求項32記載の装置。
- 前記装置が、少なくとも2本のアンテナを含み、チャネル値を推定する手段が、少なくとも2本のアンテナの各々のチャネル値を個別に推定する手段を含む請求項32記載の装置。
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