JP4768742B2 - 通信システムに適用される装置及び方法 - Google Patents
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Description
H K=W K×K・h K …式(1)
ここで、h K:無線チャネルのインパルス応答に対するK×lベクトル
H K:無線チャネルの周波数応答に対するK×lベクトル
W K×K:K×Kフーリエ・マトリクス
フーリエ・マトリクスW K×Kは、n番目の行とm番目の列における要素が、下記のように与えられるように定義される。
ここで、X K:K個のサブバンド用の送信シンボルを含むK×lベクトル
Y K:K個のサブバンド用の受信シンボルを含むK×lベクトル
η K:K個のサブバンド用の雑音と干渉のK×lベクトル
「o」:要素拡張積(element-wise product)。
様々な技術は、受信パイロット・シンボルに基づいてチャネルインパルス応答を予測するのに使用してもよい。これらの技術は、最小自乗(LS)技術、最小平均自乗誤差(MMSE)技術、ロバストMMSE技術、ゼロ・フォーシング(zero- forcing:ZF)技術などを含んでいる。
=W -1 N×N・(W N×N・h N+η N)
=h N+W -1 N×N・η N
ここで、W -1 N×N=W H N×N/Nである。
ここで、Ψ hh=E{h N・h H N}は、チャネルインパルス応答の自己共分散(autocovariance)。
式(8)は、(a)チャネルインパルス応答におけるタップが、非相関であり、かつΨ hh=I N×Nのように等しいパワーを有し、(b)雑音η NがΛηη=N0・I N×NのようにAWGNであるものと仮定している。
ここで、Y Pは、P個の使用済みパイロット・サブバンド用の受信パイロット・シンボルを有するP×lベクトル、
W P×Nは、W N×NのP×Nサブマトリクス、
η Pは、P個の使用済みパイロット・サブバンド用の雑音のP×lベクトルである。
Y ~ N=W N×N・h N+η ~ N …式(17)
式(16)と(17)は、Y NとY ~ Nとの相違点が雑音項η Nとη ~ Nであることを示している。
Y K=H KoX K+η K
=(H ~ K−η ~ K)oX K+η ~ K
=H ~ KoX K−X Koη ~ K+η ~ K
=H ~ KoX K+Z K …式(21)
Z Kは、雑音η K及びチャネル推定誤差−X Koη Kを含むK×lベクトルである。
=||H ~||2oX K+V K …式(25)
ここで、U Kは、X Kにおける送信シンボルの推定値であるデータ・シンボル推定値を含むK×lベクトルである。
C zz=E{[Z K−E(Z K)]・[Z K−E(Z K)]H} …式(26)
Z Kは、式(22)から(24)に示すようにチャネル関連部分Z K channelと雑音関連部分Z K noiseに仕切られてもよい。Z K channelの共分散は、C zz channelと表してもよく、Z K noiseの共分散は、C zz noiseと表しても良い。Z K channel及びZ K noiseの和の共分散に関する上限を求めるために、これらの2つのベクトルは、独立しているベクトルとして扱われてもよく、Z K channelとZ K noiseの共分散マトリクス」が決定されてもよく、これらの2つの共分散マトリクスは加算されてもよい。
η N=I N×K・η K
ここで、I N×Kは、N個のパイロット・サブバンドに対応するNカラム内にあるN個のものを有するN列内のN個のものを含むN個のX Kマトリクスである。マトリクスΘ K×Kは、次のように定義しても良い。
Z K noise=(I K×K−X KoΘK×K)・η K …式(30)
式(30)は、Z K noiseが2つの独立したランダム量の積−ランダムマトリクス(I K×K−X KoΘK×K)及びランダム・ガウシャン・ベクトルη Kであることを示している。式(30)は、時間フィルタリングによる雑音低減の原因になるように調整してもよい。例えば、式(30)は、時間フィルタリング係数の自乗の和によって調整してもよい。一例として、時間フィルタリング係数に依存するスカラをマトリクスΘ K×Kに掛けてもよい。
C zz noise=N0・E{(I K×K−X KoΘK×K)・(I K×K−X KoΘK×K)H} …式(31)
=N0・(I K×K+ΘK×K・ΘK×K H}
式(31)において、第1の等式は、4つの中間項を求めるために展開してもよい。これらの中間項、E{X KoΘK×K・I K×K H}とE{I K×K・(X KoΘK×K)H}の2つは、X Kによる乗算であるので、ゼロに等しい。C zz noiseは、2つの残りの中間項を含んでいる。
C zz noise=N0・[I K×K+diag(||θ 1||2||θ 2||2・・・||θ K||2)] ・・・式(33)
式(15)及び(29)から(33)は、最小自乗法チャネル推定理論に対して、雑音関連部分C zz noiseが、Θ K×K及びB N×Nで定義されるサブバンド構造に唯一依存していることを示している。
C zz=C zz channel+C zz noise ・・・式(34)
ここで、C zz channelとC zz noiseは、式(27)及び(31)について上記したように、それぞれ導き出しても良い。C zzは、雑音とK個の合計サブバンドに対する推定誤差の変位を含むK×K対角マトリクスである。C zzのk番目の対角要素は、サブバンドkに対する雑音及び推定誤差の推定値である。雑音及び推定誤差の推定値は、データ・サブバンド上で受信されたデータ・シンボル用のLLRを計算するのに使用してもよい。
Y(k)=H(k)・X(k)+N(k) …式(35)
ここで、X(k)は、サブバンドk用の送信データ・シンボルであり、Y(k)は、サブバンドk用の受信データ・シンボルであり、H(k)はサブバンドk用の複素チャネル利得(complex channel gain)であり、N(k)は、サブバンドk用の雑音である。
U(K)=H~*(K)・Y(K) ・・・式(36)
ここで、H ~(K)は、H ~ Kのk番目の要素であるサブバンドkに対するチャネル利得であり、U(k)は、X(k)の推定値であるサブバンドkに対するデータ・シンボル推定値である。
(1) データ検出装置172からのデータ・シンボル推定値U K、及び
(2) チャネル処理装置170からのチャネル推定値H Kと雑音及び推定誤差の推定値C zz
LLR計算部310は、例えば、式(37)で示すように、受信量に基づいて各データ・シンボル推定値のコード・ビットに対して、LLRを計算する。デインタリーバ312は、送信機110によって実行されるインタリーブと補足的な態様でLLR計算部310からLLRをデインタリーブし、デインタリーブされたLLRを提供する。デコーダ314は、送信機110で使用される符号方式に基づいてデインタリーブされたLLRを復号し、復号化データを提供する。
Claims (20)
- 受信したパイロット・シンボルに基づいてチャネル推定値を導き出し、
ゼロアウトされ、パイロット送信用に使用されていない少なくとも1つのパイロット・サブバンドに基づいてチャネル雑音の推定値及び推定誤差の推定値を導き出し、
前記チャネル推定値で受信したデータ・シンボル上でのデータ検出を実行してデータ・シンボル推定値を獲得し、
前記データ・シンボル推定値、前記チャネル推定値並びに前記チャネル雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用して、ログ尤度比(LLR)を計算する
少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、
を具備する装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、システム帯域幅に交差するように一様に分布し、少なくとも1つのゼロアウト・パイロット・サブバンドを含む複数のパイロット・サブバンドから前記受信パイロット・シンボルを求める請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記少なくとも1つのゼロアウト・パイロット・サブバンド用の少なくとも1つの受信シンボルをゼロに置き換えることによって前記チャネル推定値を導き出す請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、最小自乗チャネル推定理論に基づいて前記チャネル推定値を導き出す請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、最小平均自乗誤差(minimum mean square error:MMSE)技術、ロバストMMSEチャネル推定理論、またはゼロ・フォーシング(zero-forcing:ZF)チャネル推定理論に基づいて前記チャネル推定値を導き出す請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、チャネル推定理論に基づいて前記チャネル推定値を導き出し、前記チャネル推定理論に基づいて前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を導き出し、前記データ・シンボル推定値、前記チャネル推定値及び前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用して前記ログ尤度比(LLR)を計算する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記雑音と前記推定誤差のチャネル関連部分を導き出し、前記雑音と前記推定誤差の雑音関連部分を導き出し、前記チャネル関連部分と前記雑音関連部分に基づいて前記雑音及びv推定誤差の前記推定値を導き出す請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、チャネルインパルス応答推定値に基づいて第1の共分散マトリクスを導き出し、送信に使用されるサブバンド構造に基づいて第2の共分散マトリクスを導き出し、前記第1と第2の共分散マトリクスに基づいて前記雑音と前記推定誤差用の第3の共分散マトリクスを導き出し、前記第3の共分散マトリクスを使用して前記ログ尤度比(LLR)を計算する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、復号化データを求めるために前記ログ尤度比(LLR)で復号化する請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、直交周波数分割多重(OFDM)に対する復調を行い、パイロット送信に使用されるサブバンド用の受信パイロット・シンボルとデータ送信に使用されるサブバンド用の受信データ・シンボルを求める請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、単一搬送周波数分割多元接続(single-carrier frequency division multiple access:SC−FDMA)に対する復調を行い、パイロット送信に使用されるサブバンド用の受信パイロット・シンボルとデータ送信に使用されるサブバンド用の受信データ・シンボルを求める請求項1に記載の装置。
- 複数のパイロット・サブバンド用の受信パイロット・シンボル及び複数のデータ・サブバンド用の受信データ・シンボルを獲得し、
受信パイロット・シンボル及びパイロット送信に使用されていない少なくとも1のゼロアウト・パイロット・サブバンド用の少なくとも1つのゼロに基づいてチャネル推定値を導き出し、
受信したデータ・シンボル上でのデータ検出を前記チャンネル推定値で実行してデータ・シンボル推定値を獲得し、
前記少なくとも1つのゼロアウト・パイロット・サブバンドに基づいてチャネル雑音及び推定誤差の推定値を導き出し、
前記データ・シンボル推定値、前記チャネル推定値並びに前記チャネル雑音及び前記推定誤差の前記推定値に基づいて対数尤度比(LLR)を計算する
ように構成された少なくとも1つのプロセッサと、
少なくとも1つのプロセッサに結合されたメモリと、
を具備する装置。 - 前記少なくとも1つのプロセッサは、チャネル推定理論に基づいて前記チャネル推定値を導き出し、チャネル推定理論に基づいて前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を導き出し、前記チャネル推定値並びに前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用して前記ログ尤度比(LLR)を計算する請求項12に記載の装置。
- 受信したパイロット・シンボルに基づきチャンネル推定値を導き、
前記チャネル推定値で受信したデータ・シンボル上でのデータ検出を実行してデータ・シンボル推定値を獲得し、
ゼロアウトされ、且つ、パイロット送信に使用されていない少なくとも1つのパイロット・サブバンド用の雑音及び推定誤差の推定値を導き出し、
前記データ・シンボル推定値、前記チャンネル推定値並びに前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用してログ尤度比(LLR)を計算する
ことを具備する送信用データを処理する方法。 - 前記チャネル推定値を導き出すことは、少なくとも1つのゼロアウト・パイロット・サブバンド用の少なくとも1つの受信シンボルをゼロに置き換えることによって、前記チャネル推定値を導き出すことを具備する請求項14に記載の方法。
- チャネル推定理論に基づいて前記チャネル推定値を導き出すことを更に具備し、
前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値は、前記チャネル推定理論に基づいて導き出され、
前記ログ尤度比(LLR)は、前記データ・シンボル推定値、前記チャネル推定値並びに前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用して計算される請求項14に記載の方法。 - 受信したパイロット・シンボルに基づきチャンネル推定値を導く手段と、
前記チャネル推定値で受信したデータ・シンボル上でのデータ検出を実行してデータ・シンボル推定値を獲得する手段と、
ゼロアウトかつパイロット送信に使用されていない少なくとも1つのパイロット・サブバンド用の雑音及び推定誤差の推定値を導き出す手段と、
前記データ・シンボル推定値、前記チャネル推定値並びに前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用してログ尤度比(LLR)を計算する手段と、
を具備する装置。 - 前記チャネル推定値を導き出すための手段は、前記少なくとも1つのゼロアウト・パイロット・サブバンド用の少なくとも1つの受信シンボルをゼロに置き換えることによって前記チャネル推定値を導き出すための手段を具備する請求項17に記載の装置。
- チャネル推定理論に基づいて前記チャネル推定値を導き出す手段を更に具備し、
前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を導き出すための手段は、前記チャネル推定理論に基づいて、前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を導き出すための手段を具備し、
前記ログ尤度比(LLR)を計算するための手段は、前記データ・シンボル推定値、前記チャネル推定値並びに前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用して前記ログ尤度比(LLR)を計算するための手段を具備する請求項17に記載の装置。 - 受信したパイロット・シンボルに基づきチャンネル推定値を導くコードと、
前記チャネル推定値で受信したデータ・シンボル上でのデータ検出を実行してデータ・シンボル推定値を獲得するコードと、
ゼロアウトされ、且つ、パイロット送信に使用されていない少なくとも1つのパイロット・サブバンド用の雑音及び推定誤差の推定値を導き出すコードと、
前記データ・シンボル推定値、前記チャンネル推定値並びに前記雑音及び前記推定誤差の前記推定値を使用してログ尤度比(LLR)を計算するコードと、
から構成される命令を有し、コンピュータで送信の為にデータを処理するプログラムが格納されたコンピュータ読み込み可能な媒体。
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