JP5204210B2 - 有効な同一チャネル干渉抑制によるチャネル推定 - Google Patents

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関連出願

本出願は、Ａ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＨＡＮＮＥＬ ＥＳＴＩＭＡＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＥＦＦＥＣＴＩＶＥ ＣＯ−ＣＨＡＮＮＥＬ ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ ＳＵＰＰＲＥＳＳＩＯＮと題して２００７年３月２７日に提出された合衆国暫定特許出願６０／９０８，３９９号の優先権を主張する。その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。

以下の説明は、一般に通信システムに関し、特に、同一チャネル干渉を有効に軽減しつつチャネル推定を行うことに関する。

無線通信システムは、音声、データ等のような各種通信コンテンツを提供するために広く展開している。これらのシステムは、利用可能システムリソース（例えば帯域幅、送信電力）の共有により複数ユーザとの通信をサポート可能な多元接続システムとすることができる。そのような多元接続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、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、３ＧＰＰロングタームレボリューション（ＬＴＥ）システム及び直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムを含む。

一般に、無線多元接続通信システムは、順方向リンク及び逆方向リンク上の伝送を通して１つ又は複数の基地局と通信する複数の無線端末の通信を同時にサポートすることができる。順方向リンク（又はダウンリンク）は基地局から端末への通信リンクのことをいう。また、逆方向リンク（又はアップリンク）は端末から基地局への通信リンクのことをいう。この通信リンクはｓｉｎｇｌｅ−ｉｎ−ｓｉｎｇｌｅ−ｏｕｔ、ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎ−ｓｉｇｎａｌ−ｏｕｔ又はｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔ（ＭＩＭＯ）システムによって確立することができる。

ＭＩＭＯシステムは、データ伝送に複数（ＮＴ）の送信アンテナ及び複数（ＮＲ）の受信アンテナを用いる。ＮＴの送信アンテナ及びＮＲの受信アンテナによって構成されたＭＩＭＯチャネルは、空間チャネルとも称されるＮＳの独立チャネルに分解されてもよい。但し、

である。

一般に、ＮＳ独立チャネルの各々は１次元に対応する。ＭＩＭＯシステムは、複数の送信アンテナ及び受信アンテナによって生成される、さらなる次元性を利用する場合、パフォーマンス（例えば、より高いスループット及び／又はより大きな信頼性）を向上することができる。

ＭＩＭＯシステムは、時分割デュプレックス（ＴＤＤ）及び周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）システムをサポートする。ＴＤＤシステムでは、順方向リンク伝送及び逆方向リンク伝送が同じ周波数領域上で起こり、相互関係の原理により、逆方向リンクチャネルからの順方向リンクチャネルの推定が可能である。これにより、アクセスポイントで複数のアンテナが利用可能な場合、該アクセスポイントは順方向リンク上の送信ビームフォーミング利得を抽出することができる。

無線システムは、通信を円滑にするために基地局から受信機にパイロット信号を送信する。パイロット信号が用いられる重要な態様の一つは、受信機それぞれにおけるチャネル推定である。一般にパイロット信号は、あるエリアにおける複数の基地局又はある基地局の複数のセクタから生成することができる。これら複数の送信源からの上記信号送信は、しばしば互いに干渉する。従って、そのような干渉を軽減するための機構が考案された。ある例では、ソース間干渉を軽減するために、異なる基地局又はセクタからの信号を異なる周波数上で符号化することができる。あいにく、パイロット信号を送信するための周波数の数に制限がある。そこで、他の解決策が導出された。別の例では、異なる基地局又はセクタからの信号が３ベクトルの直交する系列として送信される。各ベクトルは、異なる基地局又はセクタを意味する。このスキームを利用すると、クロスチャネル干渉の影響を相殺するために単一セクタの処理において３つのベクトルをすべて同時に処理することが要求される。同時ベクトル処理は、該計算が３つのセクタから導き出されるアマルガム（ａｍａｌｇａｍ）であることから、任意の特定セクタ又は基地局に関して、求められる詳細なチャネル推定情報をあいにく提供するものではない。従って、チャネル推定を有効に行うために他のソースからの特定セクタ又は局を解析することができ、異なるセクタと局の間の干渉を軽減できることが望まれている。

下記はクレームされた主題のいくつかの態様の基本的了解事項を提供するために単純化された要約を示す。この要約は広範囲な概観ではなく、重要及び／又は重大な構成要素を同定することや、クレームされた主題の範囲を線引きすることは意図されていない。その唯一の目的は、後に示されるより詳細な説明の前ぶれとして、いくつかの概念を簡素なかたちで示すことにある。

単一送信源に関係する信号を分離し、干渉源からの影響を軽減又は除去することにより、チャネル推定の有効性を向上するためのシステム及び方法を提供する。チャネル推定は、複数ソースから受信した時間領域パイロット及び他の時間領域データを周波数領域に変換することにより向上される。上記信号が周波数領域中のものである場合、それぞれのパイロット信号間の区別を行い、分離し、キャプチャーするために、すべてのソースからの関連データがヌリングされる。該信号の分離の後に、該分離された信号について周波数領域から時間領域への変換が行われる。時間領域においては、関連する影響をキャンセルするために、干渉源に関係するパイロット信号がヌリングされ、続いて、残りのパイロット信号が時間領域チャネル推定を行うために解析される。必要に応じて、該残りのパイロット信号もまた周波数領域に変換し、周波数領域チャネル推定を行っても良い。外部からのデータと干渉パイロットチャネルをヌリングすることにより、同一チャネル干渉の影響を軽減しつつ正確なチャネル推定を関心パイロット信号について行うことができる。

上述の関連する目的を達成するために、ある実例となる態様を、以下の詳細な説明及び添付の図面と併せてここに説明する。しかしながら、これらの態様は、クレームされた主題の原理を採用できる種々の方法のわずか数例を示すものであって、クレームされた主題は、そのような態様及びその等価物をすべて含むことが意図される。以下の詳細な説明を図面と共に検討すれば、他の利点及び新規な特徴が明らかになるであろう。

図１は、通信環境におけるチャネル推定のシステムのハイレベルブロック図である。 図２は、チャネル推定方法のハイレベルフロー図である。 図３は、３つの基地局又はセクタに関して処理されるパイロットトーンの例図である。 図４は、チャネル推定を行うための例示の回路図を示す図である。 図５は、チャネル推定を行うための例示の回路図を示す図である。 図６は、チャネル推定を行うための例示の回路図を示す図である。 図７は、チャネル推定を行うための例示の回路図を示す図である。 図８は、チャネル推定のための実施例論理モジュールを示す図である。 図９は、チャネル推定を用いる実施例通信装置を示す図である。 図１０は、チャネル推定コンポーネントと共に用いることができる実施例通信システムを示す図である。 図１１は、チャネル推定コンポーネントと共に用いることができる実施例通信システムを示す図である。

干渉送信源が存在する状態におけるチャネル推定を促進するためのシステム及び方法が提供される。ある態様では、無線通信システムのための方法が提供される。該方法はパイロット信号のセットを分離することを含み、該パイロット信号は、複数の基地局又は単一基地局の複数のセクタに関連する。これは、該パイロット信号の少なくとも１つに従って同一チャネル干渉を軽減しチャネル推定を行うために、該パイロット信号のサブセットをヌリングすることを含んでいる。

更に、端末に関連して種々の態様を説明する。端末は、システム、ユーザデバイス、加入者ユニット、加入者局、移動局、モバイルデバイス、リモート局、リモート端末、アクセス端末、ユーザ端末、ユーザエージェント、又はユーザ機器と称されうる。ユーザ装置は、携帯電話機、コードレス電話機、セッション設定プロトコル（ＳＩＰ）電話機、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）ステーション、ＰＤＡ、無線接続能力を持つ携帯型のデバイス、端末内のモジュール、ホスト装置に接続し、又はホスト装置内に統合することが可能であるカード（例えばＰＣＭＣＩＡカード）、又は無線モデムに接続された他の処理デバイスであってもよい。

さらに、クレームされた主題の態様は、方法、装置、又は、クレームされた主題の種々の態様を実装するための計算コンポーネント又はコンピュータを制御するための、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又は任意のそれらの組み合わせを生成するために標準プログラミング技術及び／又はエンジニアリング技術を用いる製造品として実装されてもよい。ここでは用いられるような用語「製造品（ａｒｔｉｃｌｅ ｏｆ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ）」とは、任意のコンピュータ可読なデバイス、キャリア、又は媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することが意図される。例えば、コンピュータ読取り可能な媒体は、磁気記憶装置（例えばハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ…）、光ディスク（例えばコンパクトディスク（ＣＤ）（デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）…））、スマートカード及びフラッシュメモリデバイス（例えばカード、スティック、キードライブ…）を含みうるが、これらには限定されない。また、ボイスメールを送受信する際又はセルラーネットワークのようなネットワークにアクセスする際に用いられるもののような搬送波は、コンピュータ読み取り可能な電子的データを運ぶために用いることが可能であることが理解されるべきである。もちろん、ここに説明される事項の範囲又は精神から外れることなく様々な変形がこの構成になされてもよいことを当業者なら認識するであろう。

ここで図１を参照すると、システム１００は、通信環境のためのチャネル推定を示している。システム１００はｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎ−ｓｉｇｎａｌ−ｏｕｔ又はｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｉｎ−ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ｏｕｔ（ＭＩＭＯ）システム（あるいは下記に述べられる他の種のシステム）に有効なチャネル推定を提供する。各種処理コンポーネントは、ある局又はセクタについて集中的なチャネル推定が行われることを可能にしつつ、チャネル干渉成分を除去し、軽減し、あるいは減少させる。（シンボル及び他の構造を含む）無線信号１１０は、まず入力処理コンポーネント１２０によって処理され、続いてチャネル推定プロセッサ１３０によって処理される。

チャネル推定プロセッサ１３０は、チャネル推定の種々の信号及び段階を処理するために、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）のための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のような変換コンポーネント１４０を用いる。同一チャネル干渉又はチャネル推定に関係しない他のデータの影響を軽減し、キャンセルし、あるいは弱めるためにヌリングコンポーネント１５０が提供される。以下でより詳細に説明するように、本明細書で用いられるヌリングは、データをゼロ化すること、値を減じること、値を除算すること、又は干渉源の大きさ又は他のデータ値を削減し、最小化し、あるいは軽減する実質的にあらゆる演算を含むことが理解される。外部からのデータ値又は雑音源が分離され最小化された後、チャネル推定プロセッサによって時間及び／又は周波数領域チャネル推定１６０が決定される。

概して、システム１００は、単一送信源（例えば基地局又はセクタ）に関係する信号を分離し、干渉源からの影響を軽減又は除去することにより、チャネル推定１６０の有効性を向上する。チャネル推定１６０は、複数ソースから受信した時間領域パイロット及び他の時間領域データを１４０において周波数領域に変換することにより向上される。上記信号が周波数領域中のものである場合、それぞれのパイロット信号間の区別を行い、分離し、キャプチャーするために、すべてのソースからの関連データが１５０においてヌリングされる。１４０における該信号の分離の後に、該分離された信号について周波数領域から時間領域への変換が行われる。時間領域においては、関連する干渉影響をキャンセルするために、干渉源に関係するパイロット信号がヌリングされ、続いて、残りのパイロット信号が時間領域チャネル推定１６０を行うために解析される。

必要に応じて、該残りのパイロット信号もまた１４０において周波数領域に変換し、１６０において周波数領域チャネル推定を行っても良い。外部からのデータと干渉パイロットチャネルをヌリングすることにより、同一チャネル干渉の影響を軽減しつつ正確なチャネル推定を関心パイロット信号について行うことができる。本明細書で説明されたヌリング及び変換のアクトがパイロット信号以外の直交系列に適用され、他の種類の信号処理が上述のチャネル推定に加えて行われてもよいことが理解される。以下は、処理される無線信号１１０の種類及びそれぞれの信号の関係についてのより詳細な検討である。

ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）システムのパイロット信号は、同じセルの他のセクタからの同一チャネルパイロット干渉抑制を可能にする固有の構造を有する。しかし、この性能を利用するために念入りなチャネル推定アルゴリズム設計が受信機で用いられる。これは、長い遅延スプレッドを持つチャネルでは特に困難である。システム１００は同一チャネル干渉を有効に抑制することができる上、長いチャネル遅延スプレッドを処理することもできる。

一の態様では、最初に、受信機パイロット信号の周波数を時間領域に変換する。これは、長い遅延スプレッドがある場合であっても、同一チャネル干渉抑制のための単純な機構を提供する。時間領域における簡素な演算によって同一チャネル干渉が抑制されると、さらなる周波数領域処理（例えばデータ復調など）のためにチャネル推定は周波数領域に変換される。

ある態様では、同じトーン及び時間シンボルをとる３つのパイロットについて検討し、単一シンボルでのチャネル推定について検討する。パイロットを運ぶシンボルにおいて実質的に６番目のトーンおきにパイロットが占めており、これらが全３つのパイロットについて同じトーンであると仮定する。

該パイロットは次の系列

のいずれかによって周波数領域に拡散される。但しαは、合成ｍ番目単位根（我々のケースではｍ＝３）である。

パイロットがｋ番目トーン（この例におけるｋ＝６）おきに占めることを考慮すると、上記はパイロットスペクトルにそれぞれ

を乗じることに相当する。

システム１００が最初のパイロットを処理し、他のパイロットの存在は無視する（つまり逆拡散しない）と仮定する。この場合、入力信号のＦＦＴを実行して帯域内にＮ_ＢＷ個のトーンが得られるであろう。そして、ｋ番目毎にパイロットが占めるトーンを抽出することができるであろう。次に、Ｎ_ＢＷ／ｋ点のＤＦＴを実行して時間領域チャネル応答推定を得る。

理想的な時間追跡により、

が得られることになる。

但し、Ｌ＝Ｎ_ＢＷ／ｋである。

この処理の後に、他の２つのパイロットはそれぞれＬ／ｍ及び２Ｌ／ｍで始まるチャネルタップポイントに現れることにお気づきであろう。長い遅延スプレッドがあると、該パイロットは周期的に取り囲まれ、さらにエイリアスを生成する。しかし、各パイロットについて遅延スプレッドがＬ／ｍ未満であることを仮定すると、３個のパイロットすべてについて、ＭＬ個のパイロット推定を極めて容易に生成することができる。

一般に、該チャネルタップをタイムウインドウ処理することができ、３個のパイロットについての時間領域推定

は、周波数領域に戻す前において、

である。

このアプローチは、遅延スプレッドがオリジナルのパイロット間隔に対応する遅延スプレッドの１／ｍ倍未満であることが既知の場合に最適である。そうでない場合、ＭＬ個の推定を次のように与えることができる。

は、例えば

として推定され得る。但し、λ_ｎは、セクタ（パイロット）ｎについての想定指数遅延スプレッドプロファイルに関連付けられる減衰係数である。λ_ｎの推定は効率的ではなく、何らかの先験的に記憶された推定で十分かも知れない。

を推定する別の方法もある。

時間領域パイロット分離方法の利点は次の通りである。よりシンプルな実装。これは初期の逆拡散を行う余分なステップが回避されることによる。

適切な推定

が用いられる場合の潜在的に最適な性能。逆拡散がさらに処理チェーンを下って行われることから、より多くの情報を最適な時間ウィンドウ処理のために用いることができること。及び、３つのパイロットのすべてを共通する初期段階で処理できることから、パイロット分離が時間ウィンドウ処理によってシンプルに行われることである。

パイロットＣＤＭマルチプレキシングが時間領域で実行されてもよく、言いかえれば、周波数領域拡散系列に代わる時間領域拡散系列を用いることができることが理解される。等価なパイロット分離方法とは、同期時間領域補間又は同等に、周波数領域ウィンドウ処理又は重み付け処理を意味するであろう。この場合、最適な逆拡散法となる周波数領域ウィンドウ処理の条件は、

である。但し、ｍは、同じリソースブロックにおけるＣＤＭのパイロット数であり、Ｔ_ｐはパイロットシンボルの時間間隔である。例えば、Ｔ_ｐ＝０．５ｍｓ及びｍ＝２の場合、最大サポートＵＥ速度は２．５ＧＨｚ帯域で４３２ｋｍ／ｈである。

周波数ドップラーパワースペクトルをより複雑に想定すると、より好ましいチャネル推定器を開発することができるが、これはあまり実用的なシナリオではない。いずれにせよ、２つを超える信号が時間領域で直交する必要がある場合、ウォルシュ拡散ではなくＤＦＴユニタリ変換を用いるほうが一般には好ましい。ＤＦＴを用いることによって、ＭＬ法はいっそう容易になる。

周波数領域符号分割マルチプレキシング（ＣＤＭ）処理での使用に便利な単純化されたパイロット逆拡散アプローチを説明した。該提案手法は、チャネル推定の時間領域ウィンドウ処理／閾値化部の一部として、逆拡散を行うものである。

システム１００は、アクセス端末又はモバイルデバイスに用いられるものであって、例えば、ＳＤカード、ネットワークカード、無線ネットワークカード、コンピュータ（ラップトップ、デスクトップ、携帯情報端末ＰＤＡ含む）、携帯電話、スマートフォン、又はネットワークにアクセスするために利用することが可能なその他の適合する端末のようなモジュールでもよいことに留意されたい。端末は、アクセスコンポーネント（不図示）を介してネットワークにアクセスする。ある実施例において、端末とアクセスコンポーネントの間の接続は、実際は無線であってもよく、この場合、アクセスコンポーネントは基地局であるかもしれないし、モバイルデバイスは無線端末であるかもしれない。例えば端末及び基地局は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、ＦＬＡＳＨ ＯＦＤＭ、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、あるいはその他の適合するプロトコル（これらには限定されない）を含む任意の適切な無線プロトコルによって通信してもよい。

アクセスコンポーネントは、有線ネットワーク又は無線ネットワークに参加するアクセスノードであってよい。これを受けて、アクセスコンポーネントは例えばルータ、スイッチ等でもよい。アクセスコンポーネントは１つ又は複数のインタフェース、例えば他のネットワークノードと通信するための通信モジュールを含んでもよい。またアクセスコンポーネントは、基地局（あるいは無線アクセスポイント）が複数の加入者に無線カバレッジエリアを提供するために利用される、セルラー型ネットワークにおける基地局（あるいは無線アクセスポイント）でもよい。そのような基地局（あるいは無線アクセスポイント）は、１つ又は複数の携帯電話機及び／又は他の無線端末にカバレッジの連続域を提供するために配置されうる。

ここで、図２を参照すると、チャネル推定方法２００が示される。説明の簡単化のために、方法を一連のアクトとして示すが、該方法（及び本明細書で説明される他の方法）は、アクトの順序により限定されず、いくつかのアクトが、一又は複数の実施形態に従い、ここで示され説明される他のアクトとは異なる順序で生じ、及び／又は同時に生じてもよいことが理解され、了解されるであろう。例えば当業者であれば、方法は、状態遷移図でのように相互に関係する一連の状態またイベントとして代替的に表わすことができるかもしれないことを理解し認識するであろう。また、クレームされた主題に従って方法を実装するために、示されるアクトのすべてが必ずしも利用されるとは限らない。

プロセス２００の２１０に進んで無線信号を受信する。該信号は、複数の基地局又は同じ基地局の複数のセクタからのものでありえる。２２０では、該受信信号を時間領域から周波数領域に変換する。これは、チャネル推定を行うために用いられるパイロット情報からデータを分離することを可能にする。２３０では、すべての各基地局から受信された信号についてのすべてのデータチャネルをヌリングし、又はゼロ化する。残るものは、各基地局に関して送信されたパイロットのマルチパス残余である。マルチパス成分の時間領域表現を図３の３００に示す。３つの基地局Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれについて、ゼロ化の後にパイロット信号及びそれぞれのマルチパスのみが残りことが示される。

図２に戻って２４０に進むと、図３のパイロット信号は周波数領域から時間領域に変換される。２５０では、２つの基地局のパイロット信号は、ヌリングされるか又はゼロにされる。図３に示される例において、チャネル推定を行うために、基地局Ａのパイロットデータを除く基地局Ｂ及びＣのパイロット信号がヌリングされる。２６０では、２５０からの残りのパイロットデータに基いて時間領域チャネル推定が行われる。２７０では、別の時間対周波数領域変換が残りのパイロット信号について起こり得る。該変換の後、２８０において周波数領域チャネル推定が行われ得る。

図４−図８は、本明細書で説明された概念に従ってチャネル推定を行うための実施例回路を示す。上記回路は、チャネル推定を行うただ一つの方法ではないことが理解されるべきである。概して、時間領域及び周波数領域変換によってパイロット信号分離を行い、それに続くデータ又は他の信号のヌリングを用いる任意のコンポーネントは、本明細書で説明された実施形態の範囲内である。

ここで図４を参照すると、チャネル推定を行うための実施例回路４００が示される。受信サンプルは、スタガコンポーネント４１４に出力を与えるトーン抽出器４１０によって処理される。スタガコンポーネントは、異なるＯＦＤＭシンボルにおいて周波数スペクトルの異なる部分を占めるパイロットトーンを加算するか、あるいは合成する。４２０では、スタガ回路４１４からの出力は、基地局又は他の信号によって用いられる擬似ランダムパイロットスクランブル系列と合成される。４２４ではＩＤＦＴが行われる。ＩＤＦＴ４２４からの出力は４３０でトランケートされ、４３４では他の位相情報と組み合わせられる。該他の位相情報は、周波数領域における基地局特有パイロットトーンオフセットに依存してもよい。４３４からの出力は、ゼロパディングコンポーネント４４４を駆動するタップ閾値化コンポーネント４４０に供給される。ゼロパディングコンポーネント４４４からの出力はＤＦＴ４５０に供給され、チャネル推定バッファ４５４及びチャネル推定を生成する時間領域補間フィルタ４６０が駆動される。

ここで図５を参照すると、チャネル推定を行うための実施例回路５００が示される。入力サンプルはトーン抽出器５１０によって処理され、該トーン抽出器５１０は５１４で基地局又は他の信号によって用いられる擬似ランダムパイロットスクランブル系列と出力を合成し、これはＩＤＦＴ５２０に与えられる。ＩＤＦＴ５２０からの出力は５２４においてトランケートされ、５３０では他の位相情報と組み合わせられる。該他の位相情報は、周波数領域における基地局特有パイロットトーンオフセットに依存してもよい。５３０からの出力は５４０のタップ閾値化コンポーネントに供給され、ゼロパディングコンポーネント５４４に供給される。５４４からの出力は５５０のＤＦＴによって変換され、時間領域補間フィルタ５６０によって処理されるチャネル推定バッファに供給される。フィルタ５６０からの出力がトーン抽出器５７０に供給されたのち、チャネル推定が生成される。

図６を参照すると、チャネル推定を行うための実施例回路６００が示される。簡潔さのために、回路６００については説明しないが、これは図４において説明した回路と実質的に同じである。しかし、ポイント６１０で合計されるフェーザ信号は、図４における同様のポイント（４３４）で示されるものとは異なることを理解されたい。

ここで図７を参照すると、チャネル推定を行うための実施例回路７００が示される。７１０において入力サンプルが抽出され、７２０において基地局又は他の信号によって用いられる擬似ランダムパイロットスクランブル系列と合成される。出力７２０は、チャネル推定バッファ７４０をフィードする周波数領域フィルタ７３０に適用される。バッファ７４０からの出力は、チャネル推定を生成する時間領域補間フィルタ７５０を駆動する。

ここで、チャネル推定に関するシステムを表す図８を参照する。システムは、プロセッサ、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又は任意の適切なそれらの組み合わせによって実装された機能を表す一連の相互に関係する機能ブロックとして表される。

無線通信を容易にするシステム８００が提供される。システム８００は、受信機パイロット信号を時間領域に変換するための論理モジュール８０２手段及び同一チャネル干渉を抑制するための論理モジュール８０４を含んでいる。システム８００は、更なる周波数領域処理のためにチャネル推定を周波数領域に変換するための論理モジュール８０６を含んでいる。

図９は、例えば無線端末のような無線通信装置になりえる通信装置９００を示している。それに加えて、又はそれとは別に、通信装置９００は有線ネットワーク内に常駐してもよい。通信装置９００は、無線通信端末においてチャネル推定を決定するための命令を保持することができるメモリ９０２を含んでもよい。さらに通信装置９００は、メモリ９０２内の命令及び／又は別のネットワークデバイスから受信された命令を実行することができるプロセッサ９０４を含んでも良く、該命令は、通信装置９００又は関連する通信装置の構成又は動作に関係しうる。

ここで図１０を参照すると、一の態様に従う多元接続無線通信システムが示される。アクセスポイント１０００（ＡＰ）は複数のアンテナグループを含み、その一つは１００４及び１００６を含んでおり、別のものは１００８及び１０１０を含んでおり、さらに別のものは１０１２及び１０１４を含んでいる。図１０では、各アンテナグループについて２本のアンテナのみが示されるが、各アンテナグループでより多くの又はより少数のアンテナが利用されてもよい。アクセス端末１０１６（ＡＴ）はアンテナ１０１２及び１０１４と通信する。アンテナ１０１２及び１０１４は順方向リンク１０２０上でアクセス端末１０１６に情報を送信し、逆方向リンク１０１８上でアクセス端末１０１６から情報を受信する。アクセス端末１０２２はアンテナ１００６及び１００８と通信する。アンテナ１００６及び１００８は順方向リンク１０２６上でアクセス端末１０２２に情報を送信し、逆方向リンク１０２４上でアクセス端末１０２２から情報を受信する。ＦＤＤシステムにおいて、通信リンク１０１８、１０２０、１０２４及び１０２６は、通信のために異なる周波数を用いることができる。例えば、順方向リンク１０２０は、逆方向リンク１０１８によって使用されるものとは異なる周波数を用いることができる。

アンテナグループ及び／又は通信を目的とするエリアの各々は、しばしばアクセスポイントのセクタと呼ばれる。アンテナグループは、それぞれ、アクセスポイント１０００によってカバーされるエリアのあるセクタにおけるアクセス端末と通信するように作られている。順方向リンク１０２０及び１０２６上の通信において、異なるアクセス端末１０１６及び１０２４に関して順方向リンクの信号対雑音比を向上するためにアクセスポイント１０００の送信アンテナがビームフォーミングを利用してもよい。また、カバレッジの至る所に無作為に散在するアクセス端末への送信にビームフォーミングを用いるアクセスポイントは、すべてのアクセス端末に単一アンテナを介して送信するアクセスポイントよりも隣接するセル内のアクセス端末への干渉が少ない。

アクセスポイントは、端末との通信に用いられる固定局であってもよく、アクセスポイント、基地局、ＮｏｄｅＢ又は他の何らかの用語で呼ばれてもよい。またアクセス端末は、アクセス端末、ユーザ機器（ＵＥ）、無線通信装置、端末、アクセス端末、移動局又は他の何らかの用語で呼ばれてもよい。

図１１を参照すると、システム１１００は、ＭＩＭＯシステム１１００における送信機システム２１０（アクセスポイントとしても知られる）及び受信機システム１１５０（アクセス端末としても知られる）を示している。送信機システム１１１０では、幾つかのデータストリームのトラフィックデータがデータソース１１１２から（ＴＸ）データ送信装置１１１４に提供される。各データストリームは各送信アンテナ上で送信される。ＴＸデータプロセッサ１１１４は、符号化データを提供するためにそのデータストリームに選ばれた特定の符号化スキームに基づいて、各データストリームのトラフィックデータをフォーマットし、符号化し、及びインタリーブする。

各データストリームの符号化データは、ＯＦＤＭ技術を用いてパイロットデータに多重化されてもよい。パイロットデータは、典型的に既知のやり方で処理され、チャネル応答を推定するために受信機システムで用いることができる既知のデータパターンである。その後、各データストリームの多重パイロット及び符号化データは、当該データストリームについて選択された特定の変調スキーム（例えばＢＰＳＫ、ＱＳＰＫ、Ｍ−ＰＳＫ又はＭ−ＱＡＭ）に基いて変調（つまりシンボルマッピング）され、変調シンボルが提供される。各データストリームのデータレート、符号化、及び変調は、プロセッサ１１３０により実行される命令によって決定されてもよい。

その後、すべてのデータストリームに関して変調シンボルはＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１１２０に提供される。それはさらに（例えばＯＦＤＭのための）変調シンボルを処理してもよい。その後、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１１２０は、ＮＴ個の変調シンボルストリームをＮＴ個の送信機（ＴＭＴＲ）１１２２ａ乃至１１２２ｔに提供する。ある実施形態では、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１１２０は、データストリームのシンボル及び該シンボルが送信されているアンテナにビームフォーミングウェイトを適用する。

送信機１１２２は、１つ又は複数のアナログ信号を提供するために各シンボルストリームを受信及び処理し、さらに、該アナログ信号を整え（例えば増幅し、フィルター処理し、アップコンバートし）、ＭＩＭＯチャネル上での送信に適した変調信号を提供する。その後、送信機１１２２ａ乃至１１２２ｔからのＮＴ個の変調された信号は、それぞれ、ＮＴ本のアンテナ１１２４ａ乃至１１２４ｔから送信される。

受信機システム１１５０では、送信された変調信号がＮＲ本のアンテナ１１５２ａ乃至１１５２ｒによって受信される。また、各アンテナ１１５２からの受信信号はそれぞれ受信機（ＲＣＶＲ）１１５４ａ乃至１１５４ｒに提供される。各受信機１１５４は、それぞれの受信信号を整え（例えばフィルター処理し、増幅し、ダウンコンバートし）、該整えられた信号をデジタル化してサンプルを提供し、さらに該サンプルを処理して対応する「受信」シンボルストリームを提供する。

その後、ＲＸデータプロセッサ１１６０は、特定の受信機処理技術に基づいたＮＲ個の受信機１１５４からＮＲ個の受信シンボルストリームを受信して処理し、ＮＴ個の「検出」シンボルストリームを供給する。その後、ＲＸデータプロセッサ１１６０は、各々検出されたシンボルストリームを復調し、デインタリーブし、復号して当該データストリームのトラフィックデータを回復する。ＲＸデータプロセッサ１１６０による処理は、送信機システム１１１０のＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１１２０及びＴＸデータプロセッサ１１１４によって実行された処理と相補的である。

プロセッサ１１７０は、どのプリコーディング行列を用いるかを定期的に決定する（後述する）。プロセッサ１１７０は、行列インデックス部分及びランク値部分を含む逆方向リンクメッセージを策定する。逆方向リンクメッセージは、通信リンク及び／又は受信データストリームに関する種々の型の情報を含んでもよい。その後、逆方向リンクメッセージは、データソース１１３６からの多数のデータストリームについてのトラフィックデータを受信するＴＸデータプロセッサ１１３８によって処理され、変調器１１８０によって変調され、送信機１１５４ａ乃至１１５４ｒにより整えられ、送信機システム１１１０に送り戻される。

送信機システム１１１０では、受信機システム１１５０からの変調信号は、アンテナ１１２４によって受信され、受信機１１２２によって整えられ、復調器１１４０によって復調され、ＲＸデータプロセッサ１１４２によって処理され、受信機システム１１５０によって送信されたリザーブ（ｒｅｓｅｒｖｅ）リンクメッセージが抽出される。その後、プロセッサ１１３０は、ビームフォーミングウェイトの決定に関してどのプリコーディング行列を用いるかを決定し、該抽出されたメッセージを処理する。

ある態様では、論理チャネルは制御チャネル及びトラフィックチャネルに分類される。論理制御チャネルは、放送システム制御情報用のＤＬチャネルであるブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）を含む。ページング情報を転送するＤＬチャネルであるページング制御チャネル（ＰＣＣＨ）。マルチメディアブロードキャスト及びマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）スケジューリング及び１つ又はいくつかのＭＴＣＨ用制御情報の送信に用いられるポイントツーマルチポイントＤＬチャネルであるマルチキャスト制御チャネル（ＭＣＣＨ）。一般に、ＲＲＣコネクションを確立した後、このチャネルは、単にＭＢＭＳ（注：旧ＭＣＣＨ＋ＭＳＣＨ）を受信するＵＥによって用いられる。専用制御チャネル（ＤＣＣＨ）は、専用制御情報を送信し、ＲＲＣコネクションを持つＵＥによって使用されるポイントツーポイント双方向チャネルである。論理トラフィックチャネルは、ユーザ情報の転送のための、１つのＵＥに専用のポイントツーポイント双方向チャネルである専用トラフィックチャネル（ＤＴＣＨ）を含む。またトラフィックデータの送信のためのポイントツーマルチポイントＤＬチャネル用のマルチキャストトラフィックチャネル（ＭＴＣＨ）。

トランスポートチャネルはＤＬ及びＵＬに分類される。ＤＬトランスポートチャネルは、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）、ダウンリンク共有データチャネル（ＤＬ−ＳＤＣＨ）、及びページングチャネル（ＰＣＨ）を含み、該ＰＣＨは、ＵＥ省電力サポート用であり（ＤＲＸサイクルはＵＥへのネットワークによって指示される）、全セル上をブロードキャストされ、他の制御／トラフィックチャネルに用いることができるＰＨＹリソースにマッピングされる。ＵＬトランスポートチャネルは、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）、リクエストチャネル（ＲＥＱＣＨ）、アップリンク共有データチャネル（ＵＬ−ＳＤＣＨ）及び複数のＰＨＹチャネルを含む。ＰＨＹチャネルはＤＬチャネル及びＵＬチャネルのセットを含む。

ＤＬ ＰＨＹチャネルは、
共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）、
同期チャネル（ＳＣＨ）、
共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）、
共有ＤＬ制御チャネル（ＳＤＣＣＨ）、
マルチキャスト制御チャネル（ＭＣＣＨ）、
共有ＵＬ割当てチャネル（ＳＵＡＣＨ）、
肯定応答チャネル（ＡＣＫＣＨ）、
ＤＬ物理共有データチャネル（ＤＬ−ＰＳＤＣＨ）、
ＵＬ電力制御チャネル（ＵＰＣＣＨ）、
ページングインジケータチャネル（ＰＩＣＨ）、
負荷インジケータチャネル（ＬＩＣＨ）を含む。

ＵＬ ＰＨＹチャネルは、
物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ）、
チャネル品質インジケータチャネル（ＣＱＩＣＨ）、
肯定応答チャネル（ＡＣＫＣＨ）、
アンテナサブセットインジケータチャネル（ＡＳＩＣＨ）、
共有リクエストチャネル（ＳＲＥＱＣＨ）、
ＵＬ物理共有データチャネル（ＵＬ−ＰＳＤＣＨ）、
広帯域パイロットチャネル（ＢＰＩＣＨ）を含む。

ある態様では、シングルキャリア波形の低ＰＡＲ（任意のある時刻においてチャネルの周波数が連続的であるか、又は一定間隔となる）特性を維持するチャネル構造が提供される。

以上説明した事項は、一又は複数の実施形態の例を含んでいる。当然ながら、前述の実施形態を説明する目的のために、コンポーネント又はメソドロジの考えられる組合せをすべて説明することはできない。しかし、当業者であれば、多くのさらなる組合せ及び種々の実施形態の置換が可能であることを認識することができる。従って、説明された実施形態は、添付の特許請求の精神及び範囲に含まれる変更、修正及び変形のすべてを包含することが意図される。さらに、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」が詳細な説明又はクレームのいずれかで用いられる限りにおいて、この用語は、クレームで遷移語として使用され、「具備する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が解釈される場合の用語「具備する」と同様に、包括的であることが意図されている。
なお、以下に出願当初の請求項を付記する。
（１）パイロット信号のセットを時間領域に変換すること；前記パイロット信号のサブセットについての同一チャネル干渉を抑制すること；及び前記パイロット信号の少なくともいずれかに従って周波数領域におけるチャネル推定を行うこと、を含む無線通信システムのための方法。
（２）前記パイロット信号は、複数の基地局又は単一基地局の複数のセクタに関連付けられる（１）の方法。
（３）前記パイロット信号及び関連データを生成するために前記基地局又は単一基地局のセクタからの受信信号を変換することをさらに含む（２）の方法。
（４）前記受信信号の変換は、時間領域から周波数領域への変換である（３）の方法。
（５）前記パイロット信号を分離するために前記関連データをヌリングすることをさらに含む（３）の方法。
（６）前記周波数領域から前記時間領域に前記パイロット信号を変換することをさらに含む（５）の方法。
（７）いずれかの基地局又はセクタからのパイロット信号データを解析すること及び他のすべての基地局又はセクタからのパイロット信号データをヌリングすることをさらに含む（６）の方法。
（８）前記解析されたパイロット信号により時間領域チャネル推定を行うことをさらに含む（７）の方法。
（９）前記解析されたパイロット信号を前記時間領域から前記周波数領域に変換することをさらに含む（８）の方法。
（１０）前記解析されたパイロット信号により周波数領域チャネル推定を行うことをさらに含む（９）の方法。
（１１）前記パイロット信号のセットは３つの基地局に関連付けられる（１）の方法。
（１２）前記パイロット信号のセットは単一基地局の３つのセクタに関連付けられる（１）の方法。
（１３）トーン抽出又は逆離散フーリエ変換を行うことをさらに含む（１）の方法。
（１４）離散フーリエ変換、ゼロパディング操作又は時間領域補間フィルタ処理を行うことをさらに含む（１）の方法。
（１５）変換されたデータについてヌルオペレーションを行うための命令を保持するメモリ及び前記命令を実行するプロセッサを具備し、前記ヌルオペレーションは、基地局又はセクタのセットに関連するデータをゼロ化し、前記命令は、それに続き、干渉しているパイロットトーンをヌリングする変換を行う通信装置。
（１６）時間領域チャネル推定及び周波数領域チャネル推定を行うことをさらに具備する（１５）の通信装置。
（１７）チャネル推定を促進するトーン抽出回路をさらに具備する（１５）の通信装置。
（１８）チャネル推定を促進するゼロパディング回路をさらに具備する（１５）の通信装置。
（１９）チャネル推定を促進する時間領域補間フィルタをさらに具備する（１５）の通信装置。
（２０）チャネル推定を促進する閾値化コンポーネントをさらに具備する（１５）の通信装置。
（２１）受信機パイロット信号を時間領域に変換するための手段；同一チャネル干渉を抑制するための手段；及びさらなる周波数領域処理のためにチャネル推定を周波数領域に変換するための手段を具備する通信装置。
（２２）直交する基地局又はセクタに関連するデータチャネルをヌリングするためのコード；少なくとも２つの基地局又はセクタに関連するパイロットトーンをヌリングするためのコード；及び少なくともいずれかの他の基地局から生成されたパイロットトーンからチャネル推定を行うためのコードを具備するコンピュータ可読媒体。
（２３）時間領域チャネル推定及び周波数領域チャネル推定を行うことをさらに具備する（２２）のコンピュータ可読媒体。
（２４）少なくとも２つの基地局又はセクタに関連するデータについてヌルオペレーションを行うために入力データを周波数領域に変換することをさらに具備する（２２）のコンピュータ可読媒体。
（２５）３つの基地局又はセクタのセットから、少なくとも２つの基地局又はセクタに関連するデータのセットをヌリングする命令；及び同一チャネル干渉を軽減し前記パイロット信号の少なくともいずれかに従ってチャネル推定を行うために前記基地局又はセクタに関連するパイロット信号のサブセットをヌリングする命令を実行するプロセッサ。
（２６）前記パイロット信号及び関連データを生成するために前記基地局又は単一基地局のセクタからの受信信号を変換するための命令をさらに含む（２５）のプロセッサ。
（２７）前記受信信号の変換は、時間領域から周波数領域への変換である（２６）のプロセッサ。
（２８）前記周波数領域から前記時間領域に前記パイロット信号を変換するための命令をさらに含む（２６）のプロセッサ。
（２９）いずれかの基地局又はセクタからのパイロット信号データを解析するための命令及び他のすべての基地局又はセクタからのパイロット信号データをヌリングするための命令をさらに含む（２８）のプロセッサ。

Claims (20)

1. 複数のパイロット信号及び関連データを生成するために、複数の受信信号を時間領域から周波数領域へ変換すること；
   前記複数のパイロット信号を分離するために、前記関連データをヌリングすること；
   前記複数の受信信号を時間領域から周波数領域へ変換し、その後、前記関連データをヌリングすることによって得られる前記複数の分離されたパイロット信号を周波数領域から時間領域に変換すること；
   前記複数のパイロット信号のサブセットについての同一チャネル干渉を抑制することによって、前記複数のパイロット信号のうちの１つのパイロット信号を分離すること；及び
   前記１つのパイロット信号に従って周波数領域におけるチャネル推定を行うこと、を含む無線通信システムのための方法。
2. 前記複数のパイロット信号は、複数の基地局又は単一基地局の複数のセクタに関連付けられる請求項１の方法。
3. 前記複数のパイロット信号のうちの１つのパイロット信号を分離する際に、いずれか１つの基地局又はセクタからの１つのパイロット信号を解析すること及び他のすべての基地局又はセクタからの複数のパイロット信号のうちの複数のパイロット信号をヌリングすることをさらに含む請求項１の方法。
4. 前記１つのパイロット信号により時間領域チャネル推定を行うことをさらに含む請求項３の方法。
5. 前記複数のパイロット信号は３つの基地局に関連付けられる請求項１の方法。
6. 前記複数のパイロット信号は単一基地局の３つのセクタに関連付けられる請求項１の方法。
7. トーン抽出又は逆離散フーリエ変換を行うことをさらに含む請求項１の方法。
8. 前記複数のパイロット信号のサブセットについての同一チャネル干渉を抑制することによって、前記複数のパイロット信号のうちの１つのパイロット信号を分離することと、前記１つのパイロット信号に従って周波数領域におけるチャネル推定を行うこととの間で、離散フーリエ変換、ゼロパディング操作又は時間領域補間フィルタ処理を行うことをさらに含む請求項１の方法。
9. 時間領域から周波数領域へ変換される複数の信号について第１ヌルオペレーションと、複数のパイロットトーンの続く周波数領域から時間領域への変換と、時間領域で干渉している複数のパイロットトーンを抑制することによって前記複数のパイロットトーンの間から単一のパイロットトーンを分離する第２ヌルオペレーションと、周波数領域または時間領域の少なくとも１つでの前記単一のパイロットトーンからのチャネル推定と、を行う複数の命令を保持するメモリ及び前記複数の命令を実行するプロセッサを具備し、前記第１ヌルオペレーションは、複数のパイロットトーンを分離するために、基地局又はセクタのセットに関連するデータをゼロ化する、通信装置。
10. 前記チャネル推定を促進するトーン抽出回路をさらに具備する請求項９の通信装置。
11. 前記チャネル推定を促進するゼロパディング回路をさらに具備する請求項９の通信装置。
12. 前記チャネル推定を促進する時間領域補間フィルタをさらに具備する請求項９の通信装置。
13. 前記チャネル推定を促進する閾値化コンポーネントをさらに具備する請求項９の通信装置。
14. 複数のパイロット信号及び関連データを生成するために、複数の受信信号を時間領域から周波数領域へ変換する手段；
    前記複数のパイロット信号を分離するために、前記関連データをヌリングする手段；
    前記複数の受信信号を時間領域から周波数領域へ変換し、その後、前記関連データをヌリングすることによって得られる前記複数の分離されたパイロット信号を周波数領域から時間領域に変換するための手段；
    同一チャネル干渉を抑制することによって、前記複数のパイロット信号から１つのパイロット信号を分離するための手段；
    前記１つのパイロット信号のチャネル推定を生成する手段；及び
    周波数領域処理のために、前記チャネル推定を前記周波数領域に変換するための手段を具備する通信装置。
15. 複数のパイロットトーンを分離するために、周波数領域において、直交する複数の基地局又はセクタに関連するデータチャネルをヌリングするためのコード；
    前記複数のパイロットトーンから単一のパイロットトーンを分離するために、時間領域において、関連する複数のパイロットトーンのサブセットをヌリングするためのコード；及び
    前記単一のパイロットトーンから、周波数領域または時間領域の少なくとも１つにおいて、チャネル推定を行うためのコードを具備し、
    前記複数のパイロットトーンのサブセットは第１送信源及び第２送信源に関連し、前記単一のパイロットトーンは第３送信源に関連するコンピュータ可読媒体。
16. 前記複数のパイロットトーンのサブセットを周波数領域に変換することをさらに具備する請求項１５のコンピュータ可読媒体。
17. 複数のパイロット信号を分離するために、周波数領域において、直交する複数の基地局又はセクタに関連するデータチャネルをヌリングする命令；及び
    同一チャネル干渉を軽減し分離された前記パイロット信号に従って周波数領域または時間領域の少なくとも１つにおいてチャネル推定を行うために前記複数のパイロット信号のサブセットをヌリングすることによって、時間領域において前記複数のパイロット信号のうちの１つのパイロット信号を分離する命令を実行するプロセッサ。
18. 前記複数のパイロット信号及びデータチャネルを生成するために直交する複数の基地局又は複数のセクタからの複数の受信信号を変換するための命令をさらに含む請求項１７のプロセッサ。
19. 前記複数の受信信号の変換は、時間領域から周波数領域への変換を含む請求項１８のプロセッサ。
20. 前記周波数領域から前記時間領域に前記複数のパイロット信号を変換するための命令をさらに含む請求項１８のプロセッサ。

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