JP6630663B2 - 信号補償のための多入力多出力直交周波数分割多重通信のシステムおよび方法 - Google Patents

信号補償のための多入力多出力直交周波数分割多重通信のシステムおよび方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、通信の分野に関する。
より具体的には、本発明の実施形態は、信号補償のための多入力多出力直交周波数分割多重通信のシステムおよび方法に関する。
将来のブロードバンド無線通信システムは、高い安定性および高いデータ伝送レートという前提の下で、音声からマルチメディアまでのさまざまな統合サービスの必要を満足する。制限されたスペクトルリソース上で統合サービスコンテンツの高速伝送を実施するためには、非常に高いスペクトル効率を有する技術が必要である。多入力多出力(Multiple-Input Multiple-Output、MIMO)技術は、空間リソースを十分に開発し、複数のアンテナの使用によって複数入力および複数出力を実施し、チャネル容量は、スペクトルリソースまたはアンテナ送信電力を追加する必要なしに数倍に増やされ得る。直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplex、OFDM)技術は、多重搬送波狭帯域伝送の1つであり、その副搬送波は、相互に直交し、したがって、スペクトルリソースを効率的に利用することができる。この2つの有効な結合(MIMO-OFDM)は、マルチパス効果および周波数選択的フェージングによって引き起こされる悪影響を克服し、信号伝送の高い信頼性を実現することができ、システム容量をさらに増やし、スペクトル効率を改善することができる。
しかし、MIMO-OFDMシステムは、位相雑音および周波数オフセットによってたやすく影響される。
本発明の実施形態は、送信されたデータの復調の正確さをある範囲まで改善することができる、信号補償のための多入力多出力直交周波数分割多重通信のシステムおよび方法を提供する。
第1の態様では、信号補償の方法が提供される。この方法は、N個の受信アンテナを介して受信器によって、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信するステップであって、複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である、受信するステップと、受信器によって、複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれるM個の送信アンテナの第1のパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するステップと、N個の受信アンテナを介して受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号を受信するステップと、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップと、受信器によって、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償を判定するステップとを含む。
第1の態様と組み合わされた第1の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの第1のパイロット信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。
第1の態様または第1の態様の第1の可能な実施の形と組み合わされた第2の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:N個の受信アンテナは、コヒーレントであり、M個の送信アンテナは、コヒーレントである。
第1の態様の第2の可能な実施の形と組み合わされた第3の可能な実施の形では、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップは、∀m={1,…,M}について、受信器によって、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップを含む。
第1の態様の第3の可能な実施の形と組み合わされた第4の可能な実施の形では、受信器によって、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップは、第1のデータシンボル上に、第2のパイロット信号を送信するための複数の副搬送波がある場合に、受信器によって、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボルの複数の副搬送波上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定するステップと、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとしてチャネル位相シフトパラメータの複数のグループの平均値を判定するステップとを含む。
第1の態様の第3の可能な実施の形または第1の態様の第4の可能な実施の形と組み合わされた第5の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:受信器によって、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償を判定するステップは、次式によって表され、
ここで、∀m={1,…,M}、∀n={1,…,N}について、
は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したを表し、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、M個の送信アンテナとN個の受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータ行列を表し、
は、
の共役行列を表し、
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータを表し、
であり、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するためのリモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合であり、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されるN個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表し、次式によって表され、
ここで、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されるN個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表す。
第1の態様または第1の態様の第1の可能な実施の形と組み合わされた第6の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:N個の受信アンテナは、インコヒーレントであり、かつ/またはM個の送信アンテナは、インコヒーレントである。
第1の態様の第6の可能な実施の形と組み合わされた第7の可能な実施の形では、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップは、
受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着したパイロット信号のすべてに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップであって、パイロット信号のすべてが配置されるパイロット副搬送波の量は、Mより少なくない、判定するステップ
を含む。
第1の態様の第7の可能な実施の形と組み合わされた第8の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:受信器によって、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償を判定するステップは、次式によって表され、
ここで、∀m={1,…,M}、∀n={1,…,N}について、
は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したを表し、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、
の共役行列を表し、
であり、
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータを表し、
であり、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するためのリモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表し、次式によって表され、
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波p上で送信されたパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、pは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{p1,…p|p|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、次式によって表される。
第1の態様の第6の可能な実施の形と組み合わされた第9の可能な実施の形では、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップは、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップであって、パイロット信号の少なくとも1つのグループ内のパイロット信号の各グループは、N個の受信アンテナによってJ個の副搬送波上で受信されたパイロット信号を含み、Jの値はMより小さくない、判定するステップを含む。
第1の態様の第9の可能な実施の形と組み合わされた第10の可能な実施の形では、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップは、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の複数のグループに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定するステップと、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとして、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに対応するチャネル位相シフトパラメータの複数のグループ内のチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定するステップとを含む。
第1の態様の第9の可能な実施の形と組み合わされた第11の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:受信器によって、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償を判定するステップは、次式によって表され、
ここで、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信される変調によって受信端末によって入手されるデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、
の共役行列を表し、
であり、
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータを表し、
であり、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するためのリモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを表し、次式によって表され、
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上で送信されたパイロット副搬送波に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、Jは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{J1,…J|J|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上で送信されたパイロット信号を表す。
第1の態様または第1の態様の第1の可能な実施の形から第1の態様の第11の可能な実施の形までの任意の可能な実施の形と組み合わされた第12の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波(void subcarrier)によって分離される。
第2の態様では、信号を送信する方法が提供される。この方法は、送信器によってM個の送信アンテナを介して、リモート受信器のN個の受信アンテナに複数のチャネル推定プリアンブル信号を送信するステップであって、複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数であり、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第1のパイロット信号は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するのにリモート受信器によって使用され、複数のチャネル推定プリアンブル信号の各信号は、M個の送信アンテナ内の1つの送信アンテナによって別々に送信される、送信するステップと、送信器によってM個の送信アンテナを介して、データシンボル上でデータ信号および第2のパイロット信号を送信し、第2のパイロット信号は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定し、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償をさらに判定するのにリモート受信器によって使用される、ステップとを含む。
第2の態様と組み合わされた第1の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
第2の態様または第2の態様の第1の可能な実施の形と組み合わされた第2の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:データシンボル上に、第2のパイロット信号を送信するための1つまたは複数の副搬送波がある。
第2の態様または第2の態様の第1の可能な実施の形または第2の態様の第2の可能な実施の形と組み合わされた第3の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:送信器のM個の送信アンテナは、コヒーレントまたはインコヒーレントである。
第3の態様では、受信器が提供される。この受信器は、N個の受信アンテナと判定ユニットとを含み、N個の受信アンテナは、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信するように構成され、複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数であり、判定ユニットは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれるM個の送信アンテナの第1のパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するように構成され、N個の受信アンテナは、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号を受信するようにさらに構成され、判定ユニットは、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するようにさらに構成され、判定ユニットは、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償を判定するようにさらに構成される。
第3の態様と組み合わされる第1の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの第1のパイロット信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。
第3の態様または第3の態様の第1の可能な実施の形と組み合わされる第2の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:N個の受信アンテナは、コヒーレントであり、M個の送信アンテナは、コヒーレントである。
第3の態様の第2の可能な実施の形と組み合わされる第3の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニットは、
∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従って第1のチャネル位相シフトパラメータを判定し、第1のチャネル位相シフトパラメータは、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータである
ように具体的に構成される。
第3の態様の第3の可能な実施の形と組み合わされる第4の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニットは、第1のデータシンボル上に、第2のパイロット信号を送信するための複数の副搬送波がある場合に、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボルの複数の副搬送波上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとしてチャネル位相シフトパラメータの複数のグループの平均値を判定するように具体的に構成される。
第3の態様の第3の可能な実施の形または第3の態様の第4の可能な実施の形と組み合わされる第5の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:判定ユニットによる、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償の判定は、次式によって表され、
ここで、∀m={1,…,M}、∀n={1,…,N}について、
は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着した信号を表し、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、M個の送信アンテナとN個の受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータ行列を表し、
は、
の共役行列を表し、
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータを表し、
であり、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するためのリモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合であり、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されるN個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表し、次式によって表され、
ここで、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されるN個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表す。
第3の態様または第3の態様の第1の可能な実施の形と組み合わされる第6の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:N個の受信アンテナは、インコヒーレントであり、かつ/またはM個の送信アンテナは、インコヒーレントである。
第3の態様の第6の可能な実施の形と組み合わされる第7の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニットは、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着したパイロット信号のすべてに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、パイロット信号のすべてが配置されるパイロット副搬送波の量は、Mより少なくない。
第3の態様の第7の可能な実施の形と組み合わされる第8の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:判定ユニットによる、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償の判定は、次式によって表され、
ここで、∀m={1,…,M}、∀n={1,…,N}について、
は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着した信号を表し、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、
の共役行列を表し、
であり、
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータを表し、
であり、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するためのリモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表し、次式によって表され、
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波p上で送信されたパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、pは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{p1,…p|p|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、次式によって表される。
第3の態様の第6の可能な実施の形と組み合わされる第9の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニットは、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、パイロット信号の少なくとも1つのグループ内のパイロット信号の各グループは、N個の受信アンテナによってJ個の副搬送波上で受信されたパイロット信号を含み、Jの値はMより小さくない。
第3の態様の第9の可能な実施の形と組み合わされる第10の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニットは、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の複数のグループに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとして、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループ内の対応するチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定するように具体的に構成される。
第3の態様の第9の可能な実施の形と組み合わされる第11の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:判定ユニットによる、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償の判定は、次式によって表され、
ここで、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信される変調によって受信端末によって入手されるデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
は、
の共役行列を表し、
であり、
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間での第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータを表し、
であり、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するためのリモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータ行列を表し、次式によって表され、
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上で送信されたパイロット副搬送波に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、Jは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{J1,…J|J|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上で送信されたパイロット信号を表す。
第3の態様または第3の態様の第1の可能な実施の形から第3の態様の第11の可能な実施の形までの任意の可能な実施の形と組み合わされる第12の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
第4の態様では、送信器が提供される。この送信器は、信号生成ユニットとM個の送信アンテナとを含み、信号生成ユニットは、複数のチャネル推定プリアンブル信号を生成するように構成され、複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数であり、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第1のパイロット信号は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するのにリモート受信器によって使用され、M個の送信アンテナは、リモート受信器のN個の受信アンテナに複数のチャネル推定プリアンブル信号を送信するように構成され、複数のチャネル推定プリアンブル信号の各信号は、M個の送信アンテナ内の1つの送信アンテナによって別々に送信され、信号生成ユニットは、データ信号および第2のパイロット信号を生成するようにさらに構成され、M個の送信アンテナは、データシンボル上でデータ信号および第2のパイロット信号を送信するようにさらに構成され、第2のパイロット信号は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定し、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償をさらに判定するのにリモート受信器によって使用される。
第4の態様と組み合わされる第1の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
第4の態様または第4の態様の第1の可能な実施の形と組み合わされる第2の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:データシンボル上に、第2のパイロット信号を送信するための1つまたは複数の副搬送波がある。
第4の態様または第4の態様の第1の可能な実施の形または第4の態様の第2の可能な実施の形と組み合わされる第3の可能な実施の形では、これが、次のように具体的に実施される:送信器のM個の送信アンテナは、コヒーレントまたはインコヒーレントである。
第5の態様では、多入力多出力直交周波数分割多重通信システムが提供される。このシステムは、送信器と受信器とを含み、受信器は、本発明の第3の態様の受信器または第3の態様の第1の可能な実施の形から第3の態様の第12の可能な実施の態様までのいずれかの可能な実施の形の受信器であり、送信器は、本発明の第4の態様の送信器または第4の態様の第1の可能な実施の形から第4の態様の第2の可能な実施の形までのいずれかの可能な実施の形の送信器である。
本発明の実施形態によって提供される、信号補償のための多入力多出力直交周波数分割多重通信のシステムおよび方法を採用することによって、受信器は、リモート送信器の送信アンテナから受信器の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータと第1のデータシンボル上でのリモート送信器の送信アンテナのチャネル位相シフトパラメータとに従ってデータ信号の信号補償を判定し、これによって、送信されるデータの復調の正確さをある範囲まで改善する。
本発明の実施形態または従来技術の技術的解決策をさらに明瞭に例示するために、諸実施形態または従来技術の説明に必要な添付図面に関する短い紹介を、下で与える。明らかに、下の説明内の添付図面は、単に、本発明の実施形態の一部であり、これに基づいて、当業者は、創作的労力なしで他の図面を入手することができる。
本発明の実施形態における信号補償の方法を示す流れ図である。 本発明の実施形態におけるチャネルプリアンブル信号の伝送の形を示す概略図である。 本発明の実施形態におけるチャネルプリアンブル信号の伝送のもう1つの形を示す概略図である。 本発明の実施形態におけるデータシンボルのパイロットを示す概略図である。 本発明の実施形態における副搬送波の機能性区分を示す概略図である。 本発明の実施形態における信号を送信する方法を示す流れ図である。 本発明の実施形態における受信器の構造を示す概略図である。 本発明の実施形態における受信器のもう1つの構造を示す概略図である。 本発明の実施形態におけるMIMO-OFDMシステムの構造を示す概略図である。 本発明の実施形態における信号補償のもう1つの方法を示す流れ図である。 本発明の実施形態におけるチャネルプリアンブル信号のもう1つの伝送の形を示す概略図である。 本発明の実施形態における信号を送信するもう1つの方法を示す流れ図である。 本発明の実施形態における受信器のもう1つの構造を示す概略図である。 本発明の実施形態における送信器の構造を示す概略図である。 本発明の実施形態における受信器のもう1つの構造を示す概略図である。 本発明の実施形態における送信器のもう1つの構造を示す概略図である。 本発明の実施形態におけるMIMO-OFDMシステムの構造を示す概略図である。
本発明の実施形態における技術的解決策を、以下で、本発明の実施形態において図面に関連して明瞭に十分に説明する。明らかに、下で説明される実施形態は、本発明の実施形態のすべてではなく単に一部である。創作的労力なしで本発明の実施形態に基づいて当業者の得る他の実施形態のすべては、本発明の保護範囲に含まれる。
本発明の技術的解決策は、たとえばglobal system of mobile communication(GSM(登録商標)、Global System of Mobile Communication)、符号分割多元接続(CDMA、Code Division Multiple Access)システム、広帯域符号分割多元接続(WCDMA(登録商標)、Wideband Code Division Multiple Access Wireless)、general packet radio service wireless(GPRS、General Packet Radio Service)、ロングタームエボリューション(LTE、Long Term Evolution)、その他などのさまざまな通信システムに適用され得る。
ユーザ機器(UE、User Equipment)は、モバイル端末(Mobile Terminal)、モバイルユーザ機器、および類似物と呼ばれる場合もあるが、無線アクセスネットワーク(たとえば、RAN、Radio Access Network)を介して1つまたは複数のコアネットワークと通信することができる。ユーザ機器は、たとえば、携帯電話(または「セルラ」電話と呼ばれる)などのモバイル端末およびたとえばポータブル、ポケット、ハンドヘルド、コンピュータ組込みモバイル装置、または車載モバイル装置とすることができるなどのモバイル端末を有するコンピュータとすることができ、これらは、無線アクセスネットワークと言語および/またはデータを交換する。
基地局は、GSMまたはCDMAではトランシーバ基地局(Base Transceiver Station、BTS)、WCDMAでは基地局(NodeB)、あるいはLTEではevolutional基地局(eNBまたはe-NodeB、evolutional Node B)とすることができるが、これは、本発明によって限定されない。しかし、説明の便宜上、eNBを、以下の実施形態での例示に関して例としてとりあげる。
本発明の実施形態の理解を容易にするために、本発明の実施形態の説明で導入される複数の要素を、まずここで示す。
受信器の受信アンテナがコヒーレントであるとは、受信器のすべての受信アンテナが同一の局部周波数を採用することを指す。
送信器の送信アンテナがコヒーレントであるとは、送信器のすべての送信アンテナが同一の局部周波数を採用することを指す。
受信器の受信アンテナがインコヒーレントであるとは、受信器のすべての受信アンテナによって採用される局部周波数が、完全には同一でなく、異なる局部周波数を採用する少なくとも2つの受信アンテナが存在することを指す。
送信器の送信アンテナがインコヒーレントであるとは、送信器のすべての送信アンテナによって採用される局部周波数が、完全には同一でなく、異なる局部周波数を採用する少なくとも2つの送信アンテナが存在することを指す。
受信および送信がインコヒーレントであることは、3つの条件すなわち、受信アンテナだけがインコヒーレントである、送信アンテナだけがインコヒーレントである、および送信アンテナと受信アンテナとの両方がインコヒーレントであるを含む可能性がある。
図1は、本発明の実施形態における信号補償の方法の流れ図である。図1に示された方法は、受信器によって実行される。本明細書で言及される受信器は、MIMO-OFDMシステムの受信端デバイスを指し、基地局、mobility management entity (MME)、ゲートウェイ、または他のネットワーク要素とすることができ、これは、本発明の実施形態において限定されない。
101、受信器が、N個の受信アンテナを介して、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信し、複数のチャネル推定プリアンブル信号は、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。
102、受信器が、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従ってリモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定する。
103、受信器が、チャネル推定パラメータとチャネル位相シフトパラメータとに従って、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでの信号補償を判定する。
本発明の実施形態では、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータは、リモート送信器の測定信号に従って判定され、信号補償は、さらに判定され、これによって、送信されたデータの推定値の正確さが改善される。
オプションで、∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの測定信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。ある送信アンテナの搬送波の全範囲上で測定信号を送信することによって、受信端の受信器は、送信アンテナの全副搬送波のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを入手することを可能にされる。
本発明の実施形態では、測定信号を、事前にセットされた測定信号とすることができる。送信器および受信器は、たとえば送信電力および類似物など、測定信号の信号パラメータを前もって指定することができ、あるいは、送信器および受信器は、プロトコル規制に従って測定信号の信号パラメータを決定することができる。
好ましくは、測定信号は、パイロット信号を含むことができる。もちろん、測定信号として他の信号を使用する可能性は、除外されない。
オプションで、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従う、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータの、受信器による判定は、次のように具体的に実施され得る:受信器が、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号と受信器のN個の受信アンテナによって受信された測定信号とに従ってリモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定し、受信器が、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号と受信器のN個の受信アンテナによって受信された測定信号とリモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータとに従ってリモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定する。
オプションで、一実施形態として、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従う、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータの、受信器による判定は、∀m={1,…,M}について、受信器によって、第mの送信アンテナの第kの副搬送波上の少なくとも1つの測定信号に従って、第mの送信アンテナの第kの副搬送波の少なくとも1つのチャネル推定パラメータおよび少なくとも1つのチャネル位相シフトパラメータを判定することと、受信器によって、第mの送信アンテナの第kの副搬送波のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータとして、第mの送信アンテナの第kの副搬送波の少なくとも1つのチャネル推定パラメータの平均値および第mの送信アンテナの第kの副搬送波の少なくとも1つのチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定することとを含むことができ、第mの送信アンテナは、M個の送信アンテナのうちの1つである。
本発明の実施形態1では、MIMO-OFDMシステムの送信器が、第mの送信アンテナを介して第lのチャネル推定プリアンブル信号を送信すると仮定され、チャネル推定プリアンブル信号内のパイロット信号が、測定信号として使用され、パイロット信号を送信するための副搬送波集合は、Kである。k∈Kである第Kの副搬送波上で、N個の受信アンテナの信号を、式(1)によって表すことができる。
ここで、
は、受信器のN個の受信アンテナによって第kの副搬送波上で受信された信号を表し、
は、送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネルパラメータを表し、skは、第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、第lの副搬送波の位相シフトパラメータを表し、ICIlは、第lのチャネル推定プリアンブル信号の搬送波間干渉を表し、zlは、第lのチャネル推定プリアンブル信号の雑音を表す。
式(2)を、LS推定に従って入手することができる。
第kの副搬送波のチャネル推定値のすべて、すなわち
を表すために、第mのアンテナがkm個のチャネル推定プリアンブル信号内で送信し、第kの副搬送波が、パイロット信号を送信するための副搬送波であると仮定され、すると、第kの副搬送波のチャネル推定値を、式(3)によって表すことができる。
データ復調ステージにおいては、位相雑音および周波数オフセットによって引き起こされる位相シフトを追跡することが必要である。オプションで、パイロット信号を、OFDMデータシンボルに挿入することができ、位相シフトは、そのパイロット信号を介して推定される。第lのOFDMデータシンボルの第kのパイロット副搬送波上での信号の受信を、式(4)によって表すことができる。
式(3)を式(4)に代入することによって、式(5)を入手することができる。
式(6)を、LS推定によって入手することができる。
ここで、θkm,l=θl-θkmであり、
は、
の共役行列を表す。
km=gm,∀mを満足する他のパイロット副搬送波が存在する、すなわち、各送信アンテナが、副搬送波kおよびg上でパイロット信号を同時に送信し、より正確な推定値が、副搬送波kおよびgから入手された推定値にわたって平均をとることによって入手され得る場合に。複数のそのような副搬送波がある場合には、複数のそのような副搬送波にわたって平均をとることによって、より正確な推定値を入手することができる。具体的には、集合Pにおいて、k,g∈Pならば、km=gm,∀mであり、平均値は、式(7)に示されているように計算され得る。
ここで、|P|は、集合Pの基数を表す。
位相雑音および周波数オフセットによって引き起こされる位相シフトを追跡した後には、データを補償することが必要である。具体的には、第lのOFDMデータシンボルの第dのデータ副搬送波上の受信信号を、式(8)によって表すことができる。
ここで、
は、第mの送信アンテナによって送信された第kの副搬送波のQAM信号を表す。式(3)を式(8)に代入することによって、式(9)を入手することができる。
式(7)を式(9)に代入することと、LS推定法を利用することとによって、式(10)を入手することができる。
式(10)は、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従って決定されるチャネル補償式である。式(8)から式(10)までにおいて、副搬送波の通し番号が、データ副搬送波の通し番号をパイロット副搬送波の通し番号から区別するために、kではなくdによって表されることに留意されたい。パイロット副搬送波内のパイロット信号s^kは、受信端で既知であるが、データ副搬送波d内のデータ信号x^dは、受信端で未知であり、復調される必要があるデータである。
記号
が式(10)内で使用されているが、実用的な復調プロセスでは、復調された信号を入手するために、記号
を記号「=」と解釈することによって計算が実行されることに留意されたい。
さらに、搬送波間干渉(Inter-Carrier Interference、ICI)を減らすために、送信器の送信アンテナがチャネル推定プリアンブル信号を送信する時に、ボイド副搬送波を、パイロット信号の間に挿入することができる。1つの好ましい解決策では、同一の個数のボイド副搬送波を、パイロット信号の間に挿入することができる。挿入されるボイド副搬送波の量が多ければ多いほど、ICIの値が小さくなる。
本発明の実施形態2では、本発明の実施形態における方法が、例として2×2 MIMO-OFDMおよびK=16個の副搬送波を用いるシステムをとることによってさらに示される。このケースでは、M=2かつN=2である。図2は、本発明の実施形態におけるチャネルプリアンブル信号の伝送の形の概略図である。図2では、ボイド副搬送波が、2つおきのパイロット信号の間に挿入され、sk∈{-1,1},∀k∈{0,…,15}である。
式(11)に示されたチャネル推定を、式(2)に従って入手することができる。
図4は、本発明の実施形態におけるデータシンボルのパイロット概略図である。図4では、4つのパイロット信号が、OFDMデータシンボル内に挿入され、第2、第5、第11、および第14の副搬送波上に配置されている。
式(7)に従って、第2および第14の副搬送波が、第1および第3のチャネル推定パイロット信号と共に送信され、第5および第11の副搬送波が、第2および第4のチャネル推定パイロット信号と共に送信されるので、式(12)を入手することができる。
最後に、データ復調ステージにおいて、式(13)に示された信号補償式を、式(10)に従って決定することができる。
ここで、
、i=1,2は、第dのデータ副搬送波上の復調信号を表す。
本発明の実施形態3では、本発明の実施形態における方法が、例として2×2 MIMO-OFDMおよびK=64個の副搬送波を用いるシステムをとることによってさらに示される。このケースでは、M=2かつN=2である。
図5は、本発明の実施形態における副搬送波の機能的区分の概略図である。64個の副搬送波内に52個のみの有用な副搬送波があり、第0から第5までの副搬送波および第59から第63までの副搬送波は、常にボイド副搬送波であり、情報を全く伝送せず、第32の副搬送波は、直流副搬送波(direct current subcarrier)であり、情報を全く伝送しない。
本発明の実施形態におけるチャネルプリアンブル信号の伝送の形の概略図が、図3に示され、図3では、ボイド副搬送波が、2つおきのパイロット信号の間に挿入され、sk∈{-1,1},∀k∈{6,…,31,33,…,58}である。
式(14)に示されたチャネル推定値を、式(2)に従って入手することができる。
8つのパイロット信号が、OFDMデータシンボルに挿入され、それぞれ、副搬送波P1={10,22,42,54}上および副搬送波P2={13,25,39,51}上に配置される。
式(7)によれば、副搬送波P1が、第1および第2のチャネル推定パイロット信号と共に送信され、副搬送波P2が、第3および第4のチャネル推定パイロット信号と共に送信されるので、式(15)を入手することができる。
式(6)に従って、式(16)を入手することができる。
最後に、データ復調ステージにおいて、式(17)に示された信号補償式を、式(10)に従って決定することができる。
ここで、
、i=1,2は、第dのデータ副搬送波上の復調信号を表す。
もちろん、本発明の実施形態における方法は、上で言及された実施形態において示された方法に限定されない。送信アンテナの個数Mおよび受信アンテナの個数Nに対して制限は設定されず、副搬送波の個数に対しても制限は設定されない。
上で言及された実施形態1から実施形態3において、送信器のM個の送信アンテナは、コヒーレントであり、受信器のN個の受信アンテナも、コヒーレントである。
図6は、本発明の実施形態における信号を送信する方法の流れ図である。図6に示された方法は、送信器によって実行される。
601、送信器が、複数のチャネル推定プリアンブル信号を生成し、ここで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
602、送信器が、M個の送信アンテナを介してリモート受信器のN個の受信アンテナに複数のチャネル推定プリアンブル信号を送信し、ここで、MおよびNは、1より大きい整数である。
本発明の実施形態では、送信されるチャネル推定プリアンブル信号内の測定信号の間にボイド副搬送波を挿入することによって、受信器での受信中の搬送波間干渉を減らすことができる。
オプションで、送信器による、M個の送信アンテナを介するリモート受信器のN個の受信アンテナへの複数のチャネル推定プリアンブル信号の送信は、送信器によって、M個の送信アンテナを介して順番に、複数のチャネル推定プリアンブル信号をリモート受信器のN個の受信アンテナに送信することを含むことができ、ここで、M個の送信アンテナ内のどの2つの送信アンテナも、複数のチャネル推定プリアンブル信号を同時には送信しない。送信アンテナによって順番にチャネル推定プリアンブル信号を送信することによって、受信器での受信中の搬送波間干渉を、さらに減らすことができる。
オプションで、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの測定信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。送信アンテナの搬送波の範囲内で測定信号を送信することによって、受信器は、送信アンテナの全帯域にわたってチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを入手することを可能にされる。
オプションで、測定信号は、パイロット信号を含むことができる。
図7は、本発明の実施形態における受信器700の構造の概略図である。受信器700は、判定ユニット702とN個の受信アンテナ701とを含む。
N個の受信アンテナ701は、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信することができる。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。
判定ユニット702は、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従って、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナ701までのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定することができる。
判定ユニット702は、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従って、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでの信号補償をさらに判定することができる。
本発明の実施形態では、受信器700は、リモート送信器の測定信号に従って、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定し、信号補償をさらに判定し、これによって、送信されたデータの推定値の正確さを改善する。
図7では、N個の受信アンテナが、1つのブロック図のみによって表されるが、これは、N個の受信アンテナが完全な全体でなければならないことを意味するのではない。N個の受信アンテナを、1つの全体とすることができ、あるいは、N個の受信アンテナのそれぞれが、独立の個体であり、あるいは、N個の受信アンテナのうちの複数のそれぞれが、1つの全体であり、本発明の実施形態によって、本明細書で制限は設定されない。
オプションで、∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの測定信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。送信アンテナの搬送波の全範囲上で測定信号を送信することによって、受信端の受信器は、送信アンテナのすべての副搬送波のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを入手することを可能にされる。
オプションで、測定信号は、パイロット信号を含むことができる。もちろん、測定信号として他の信号を使用する可能性は、除外されない。
オプションで、∀m={1,…,M}について、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従って、リモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定する時に、判定ユニット702は、具体的には、第mの送信アンテナの第kの副搬送波上の少なくとも1つの測定信号に従って、第mの送信アンテナの第kの副搬送波の少なくとも1つのチャネル推定パラメータおよび少なくとも1つのチャネル位相シフトパラメータを判定し、第mの送信アンテナの第kの副搬送波のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータとして、第mの送信アンテナの第kの副搬送波の少なくとも1つのチャネル推定パラメータの平均値および第mの送信アンテナの第kの副搬送波の少なくとも1つのチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定することができ、第mの送信アンテナは、M個の送信アンテナのうちの1つである。
オプションで、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従ってリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定する時に、判定ユニット702は、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号およびN個の受信アンテナ701によって受信された測定信号に従って、リモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル推定パラメータを判定し、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号、N個の受信アンテナ701によって受信された測定信号、およびリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル推定パラメータに従って、リモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル位相シフトパラメータを判定することができる。
オプションで、判定ユニット702が、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号およびN個の受信アンテナ701によって送信された測定信号に従ってリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル推定パラメータを判定するための式は、具体的には式(18)に示されている。
ここで、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ701内の第nの受信アンテナまでの第kの副搬送波のチャネルパラメータを表し、
は、N個の受信アンテナ701内の第nの受信アンテナによって受信された測定信号を表し、skは、リモート送信器によって第kの副搬送波上で送信された測定信号を表し、Kは、リモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表す。
判定ユニット702が、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号、N個の受信アンテナ701によって受信された測定信号、およびリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル推定パラメータに従って、リモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までのチャネル位相シフトパラメータを判定するための式は、式(19)に具体的に示されている。
ここで、∀m={1,…,M},∀n={1,…,N}について、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナのチャネル位相シフトパラメータを表し、
は、N個の受信アンテナ701内の第nの受信アンテナによって受信された測定信号を表し、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第kの副搬送波上で送信された測定信号を表し、
は、
の共役行列を表す。
さらに、判定ユニット702が、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ701までの信号補償を判定するための式は、式(20)に具体的に示されている。
ここで、
は、第mの送信アンテナによって送信された第dの副搬送波の直交振幅変調(QAM)信号を表す。
さらに、受信器700は、図1の方法を実行し、図1に示された実施形態における受信器の機能を実施することもできるが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に説明することはしない。
図8は、本発明の実施形態における受信器800の構造の概略図である。受信器800は、プロセッサ802、メモリ803、およびN個の受信アンテナ801を含むことができる。
N個の受信アンテナ801は、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信することができる。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。
プロセッサ802は、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従って、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定し、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従って、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでの信号補償を判定することができる。
メモリ803は、プロセッサ802が、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従って、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定し、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従って、リモート送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでの信号補償を判定するための命令を記憶することができる。
本発明の実施形態では、受信器800は、信号補償を判定し、送信されたデータの推定値の正確さを改善するために、リモート送信器の測定信号に従って、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定する。
プロセッサ802は、受信器800の動作を制御し、プロセッサ802は、CPU (Central Processing Unit、中央処理装置)と呼ばれる場合もある。メモリ803は、読取り専用メモリおよびランダムアクセスメモリを含むことができ、命令およびデータをプロセッサ802に供給することができる。メモリ803の一部が、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)をさらに含むことができる。受信器800のそれぞれの構成要素は、バスシステム806によって一緒に結合され、ここで、データバス以外に、バスシステム806は、電源バス、制御バス、状況信号バス、および類似物をさらに含むことができる。しかし、例示の明瞭さのために、図内のさまざまなバスは、バスシステム806としてマークされる。
本発明の上で言及された実施形態において開示される方法を、プロセッサ802に適用することができ、あるいは、プロセッサ802によって実施することができる。プロセッサ802は、信号処理能力を有する集積回路チップとすることができる。実施プロセスにおいて、上で言及された方法のそれぞれのステップを、プロセッサ802内のハードウェアの集積論理回路によって、またはソフトウェアの形の命令によって完成させることができる。上で言及されたプロセッサ802は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタ論理デバイス、またはディスクリートハードウェアコンポーネントとすることができ、本発明の実施形態において開示されるそれぞれの方法、ステップ、および論理ブロック図を実施しまたは実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができ、あるいは、任意の従来のプロセッサもしくは類似物とすることができる。本発明の実施形態において開示される方法のステップは、ハードウェアデコード式プロセッサによって直接に実行され、完成され得、あるいは、デコードするプロセッサ内のハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとの組合せによって実行され、完成される。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ、プログラマブル読取り専用メモリもしくは電気的消去可能プログラマブルメモリ、レジスタ、その他など、当技術分野における成熟した記憶媒体内に配置され得る。記憶媒体は、メモリ803内に配置され、プロセッサ802は、メモリ803内の情報を読み取り、そのハードウェアと組み合わせて上で言及された方法のステップを完成させる。
オプションで、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの測定信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。送信アンテナの搬送波の全範囲上で測定信号を送信することによって、受信端の受信器は、送信アンテナの全搬送波のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを入手することができる。
オプションで、測定信号は、パイロット信号を含むことができる。もちろん、測定信号として他の信号を使用する可能性は、除外されない。
オプションで、∀m={1,…,M}について、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従って、リモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定する時に、プロセッサ802は、具体的には、第mの送信アンテナの第kの副搬送波上の少なくとも1つの測定信号に従って、第mの送信アンテナの第kの副搬送波上の少なくとも1つのチャネル推定パラメータおよび少なくとも1つのチャネル位相シフトパラメータを判定し、第mの送信アンテナの第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータとして、第mの送信アンテナの第kの副搬送波上の少なくとも1つのチャネル推定パラメータの平均値および少なくとも1つのチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定することができ、第mの送信アンテナは、M個の送信アンテナのうちの1つである。
オプションで、リモート送信器のM個の送信アンテナの測定信号に従ってリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定する時に、プロセッサ802は、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号およびN個の受信アンテナ801によって受信された測定信号に従って、リモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータを判定し、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号、受信器のN個の受信アンテナによって受信された測定信号、およびリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータに従って、リモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル位相シフトパラメータを判定することができる。
オプションで、プロセッサ802が、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号およびN個の受信アンテナ801によって受信された測定信号に従ってリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータを判定するための式は、具体的には式(21)によって示される。
ここで、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ801内の第nの受信アンテナまでの第kの副搬送波上のチャネルパラメータを表し、
は、N個の受信アンテナ801内の第nの受信アンテナによって受信された測定信号を表し、skは、リモート送信器によって第kの副搬送波上で送信された測定信号を表し、Kは、リモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波の集合を表す。
プロセッサ802が、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された測定信号、受信器のN個の受信アンテナによって受信された測定信号、およびリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル推定パラメータに従ってリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までのチャネル位相シフトパラメータを判定するための式は、具体的には式(22)に示されたものである。
ここで、∀m={1,…,M},∀n={1,…,N}について、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナのチャネル位相シフトパラメータを表し、
は、N個の受信アンテナ801内の第nの受信アンテナによって受信された測定信号を表し、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第kの副搬送波上で送信された測定信号を表し、
は、
の共役行列を表す。
さらに、プロセッサ802が、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってリモート送信器のM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ801までの信号補償を判定するための式は、具体的には、式(23)に示されたものである。
ここで、
は、第mの送信アンテナによって送信された第dの副搬送波上の直交振幅変調(QAM)信号を表す。
さらに、受信器800は、図1の方法を実行し、図1に示された実施形態における受信器の機能を実施することもできるが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に説明することはしない。
図9は、本発明の実施形態におけるMIMO-OFDMシステム900の構造の概略図である。MIMO-OFDMシステム900は、送信器901および受信器902を含むことができる。
受信器902は、図7に示された受信器700または図8に示された受信器800とすることができる。送信器901は、複数のチャネル推定プリアンブル信号をM個の送信アンテナを介して順番に受信器902のN個の受信アンテナに送信するのに使用される。複数のチャネル推定プリアンブル信号は、送信器901のM個の送信アンテナの測定信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。
本発明の実施形態では、MIMO-OFDMシステム900は、リモート送信器の測定信号に従ってチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定し、受信端に関する信号補償をさらに判定し、これによって、送信されたデータの推定値の正確さを改善する。
オプションで、∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの測定信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。1つの送信アンテナの搬送波の全範囲上で測定信号を送信することによって、受信端の受信器は、送信アンテナの全搬送波のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを入手することを可能にされる。
オプションで、測定信号は、パイロット信号を含むことができる。もちろん、測定信号として他の信号を使用する可能性は、除外されない。
オプションで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離され、このボイド副搬送波は、受信器での受信中の搬送波間干渉(ICI)を減らすのに使用される。
オプションで、M個の送信アンテナ内のどの2つの送信アンテナも、複数のチャネル推定プリアンブル信号を同時には送信しない。
図1に示された実施形態において、具体的には、ステップ102の前でステップ101の後に、この方法は、受信器によって、N個の受信アンテナを介して、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号を受信することをさらに含むことができる。ステップ102は、具体的には次のように実施され得る:受信器が、複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれるM個の送信アンテナの第1のパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定し、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定する。ステップ103は、具体的には次のように実施され得る:受信器が、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償を判定する。このケースでは、本発明の実施形態における方法を、図10に示されたものとすることができる。
図10は、本発明の実施形態における信号補償の方法の流れ図である。図10に示された方法は、受信器によって実行される。本明細書で言及される受信器は、MIMO-OFDMシステムの受信端デバイスを指し、基地局、mobility management entity (MME)、ゲートウェイ、または他のネットワーク要素とすることができ、これは、本発明の実施形態において限定されない。この方法は、以下のステップを含む。
1001、受信器が、N個の受信アンテナを介して、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信する。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。
1002、受信器が、複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれるM個の送信アンテナの第1のパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定する。
1003、受信器が、N個の受信アンテナを介して、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号を受信する。
1004、受信器が、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定する。
1005、受信器が、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着したデータ信号の信号補償を判定する。
本発明の実施形態では、受信器は、リモート送信器の送信アンテナから受信器の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよび第1のデータシンボルに対するリモート送信器の送信アンテナのチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償を判定し、これは、送信されたデータの復調の正確さをある範囲まで改善することができる。
オプションで、∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの第1のパイロット信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。
オプションで、一実施形態として、N個の受信アンテナは、コヒーレントであり、M個の送信アンテナは、コヒーレントである。
受信器と送信器との両方がコヒーレントである実施形態において、ステップ1004は、次のように実施され得る:∀m={1,…,M}について、受信器が、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来する、N個の受信アンテナに到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定する。
さらに、受信器による、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来する、N個の受信アンテナに到着した信号に従う、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの判定は、具体的には次のように実施され得る:第2のパイロット信号を送信するための第1のデータシンボル上に複数の副搬送波がある場合に、受信器によって、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボルの複数の副搬送波上で送信された第2のパイロット信号に由来する、N個の受信アンテナに到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定することと、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとしてチャネル位相シフトパラメータの複数のグループの平均値を判定することと。
このケースでは、ステップ1005を、次の式(24)によって表すことができる。
ここで、∀m={1,…,M},∀n={1,…,N}について、
は、第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信された、受信器によって実行された復調から入手されたデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号に由来する、受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナとN個の受信アンテナとの間の第kの副搬送波に関するチャネル推定パラメータ行列を表し、
は、
の共役行列を表し、
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間の第kの副搬送波に関するチャネル推定パラメータを表し、
は、式(25)によって表され得る。
ここで、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するための、リモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する、受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信される、N個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表し、
は、式(26)によって表され得る。
ここで、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号に由来する、受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信される、N個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表す。
オプションで、もう1つの実施形態として、N個の受信アンテナは、インコヒーレントであり、かつ/またはM個の送信アンテナは、インコヒーレントである。
オプションで、受信器および/または送信器がインコヒーレントである実施形態において、ステップ1004を、次のように実施することができる:受信器が、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナに到着したパイロット信号のすべてに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定し、パイロット信号のすべてが配置されるパイロット副搬送波の量は、Mより少なくない。
このケースでは、ステップ1005を、次の式(27)によって表すことができる。
ここで、∀m={1,…,M},∀n={1,…,N}について、
は、第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信され、受信端末によって実行される復調から入手されたデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号に由来する、受信器の第nの受信アンテナに到着した信号を表し、
は、
の共役行列を表し、
は、式(28)によって表され得る。
内の
は、リモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間での第kの副搬送波に関するチャネル推定パラメータを表し、式(29)によって表され得る。
ここで、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するためのリモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する、受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表し、
は、式(30)によって表され得る。
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波p上で送信されたパイロット信号に由来する、N個の受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、pは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{p1,…p|p|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、式(31)によって表され得る。
オプションで、受信器および/または送信器がインコヒーレントであるもう1つの実施形態では、ステップ1004を次のように実施することができる:受信器が、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定し、パイロット信号の少なくとも1つのグループ内のパイロット信号の各グループは、N個の受信アンテナによってJ個の副搬送波上で受信されたパイロット信号を含み、Jの値はMより小さくない。
このケースでは、ステップ1005を、次の式(32)によって表すことができる。
ここで、∀m={1,…,M},∀n={1,…,N}について、
は、第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信される、復調によって受信端末によって入手されるデータ信号を表し、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号に由来する、受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、
の共役行列を表し、
は式(33)によって表され得る。
内の
は、第kの副搬送波上のリモート送信器の第mの送信アンテナと受信器の第nの受信アンテナとの間のチャネル推定パラメータを表し、式(34)によって表され得る。
ここで、Kは、チャネル推定プリアンブル信号を送信するための、リモート送信器の第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する、受信器の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを表し、式(35)によって表され得る。
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上で送信されたパイロット信号に由来する、N個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、Jは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{J1,……J|J|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上で送信されたパイロット信号を表す。
さらに、受信器によって、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定することは、具体的には次のように実施され得る:受信器が、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の複数のグループに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとして、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに対応するチャネル位相シフトパラメータの複数のグループ内のチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定する。
オプションで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。受信器と送信器との両方がコヒーレントであるアプリケーションシナリオまたは受信器および/もしくは送信器がインコヒーレントであるアプリケーションシナリオのいずれにおいても、送信端は、搬送波間干渉(Inter-Carrier Interference、ICI)を減らすためにチャネル推定プリアンブルシンボル内にボイド副搬送波を挿入し、受信端は、単純なチャネル推定方法を利用することによって、より正確なチャネル推定パラメータを入手することができる。
図1および図10の方法は、たとえば本発明の実施形態1から実施形態3など、コヒーレントな受信および送信を用いるシナリオに適用可能とすることができる。さらに、図1および図10の方法は、非コヒーレントな受信および送信を用いるシナリオに適用可能とすることもできる。非コヒーレントな受信および送信を用いるシナリオにおける図1および図10の方法の適用を、下で特定の実施形態との組合せで詳細に説明する。
本発明の実施形態4では、受信器のN個の受信アンテナがインコヒーレントであるか、リモート送信器のM個の送信アンテナがインコヒーレントであるか、または受信器のN個の受信アンテナおよびリモート送信器のM個の送信アンテナがインコヒーレントである。MIMO-OFDMシステムの送信器が、第mの送信アンテナ上で第lのチャネル推定プリアンブル信号を送信し、ここで、チャネル推定プリアンブル信号内のパイロット信号は、測定信号として使用され、パイロット信号を送信するための副搬送波集合は、Kであると仮定され、すると、k∈Kである第kの副搬送波上で、N個の受信アンテナの信号を、式(36)によって表すことができる。
ここで、
は、受信器のN個の受信アンテナによって第kの副搬送波上で受信された、第kの副搬送波上で受信器のN個の受信アンテナによって受信された第lのチャネル推定プリアンブル信号を表し、
は、送信器のM個の送信アンテナから受信器のN個の受信アンテナまでのチャネルパラメータを表し、skは、第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
は、位相雑音によって引き起こされる受信アンテナn上の位相シフトを表し、ejθmは、位相雑音によって引き起こされる送信アンテナm上の位相シフトを表し、ICIlは、第lのチャネル推定プリアンブル信号の搬送波間干渉を表し、zlは、第lのチャネル推定プリアンブル信号の雑音を表す。
LS推定に従って、送信アンテナmから受信アンテナnまでのチャネル推定パラメータ
を入手することができ、これは、式(37)に示されたものである。
第kの副搬送波のチャネル推定値のすべて、すなわち
を表すために、第mのアンテナが、km個のチャネル推定プリアンブル信号を用いて送信し、第kの副搬送波が、パイロット信号を送信するための副搬送波であると仮定すると、第kの副搬送波のチャネル推定値を、式(38)によって表すことができる。
ここで、
は、送信アンテナmから受信アンテナnまでの実際のチャネルパラメータを表す。このケースでは、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでの実際のチャネルパラメータHkを、式(39)によって表すことができる。
データ復調ステージでは、位相雑音および周波数オフセットによって引き起こされる位相シフトを追跡することが必要である。具体的には、パイロット信号を、OFDMデータシンボル内に挿入することができ、位相シフトは、そのパイロット信号を介して推定される。第lのOFDMデータシンボルの第kのパイロット副搬送波上での信号の受信を、式(40)によって表すことができる。
ここで、φnは、データ復調ステージにおいて受信アンテナnの位相雑音によって引き起こされる位相シフト角を表し、Ψmは、データ復調ステージにおいて送信アンテナmの位相雑音によって引き起こされる位相シフト角を表す。
式(38)および(39)を式(40)に代入して、式(41)を入手する。
ただし、
である。
本発明の実施形態における第1の推定方法では、すべてのパイロット副搬送波が、推定に利用される。このケースでは、式(41)を、式(42)に示された形に変更することができる。
すべてのパイロット副搬送波の集合が、P={p1,…,p|p|}であると仮定され、ここで、|P|は、集合Pの基数を表す。すべてのパイロット副搬送波のデータの受信を合併して、式(43)を入手する。
LS推定法を利用することによって、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータejξを、式(44)によって表すことができる。
具体的には、式(44)の完全な式は、式(45)によって示されるものである。
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波p上で送信されたパイロット信号に由来する、N個の受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、pは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{p1,…p|p|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、式(46)を満足する。
本発明の実施形態における第2の推定方法では、第nの受信アンテナのチャネル位相シフトパラメータが、それぞれ推定される。具体的には、ξ1={ξ11,…,ξ1M},…,ξn={ξN1,…,ξNM}が、それぞれ推定される。第nの受信アンテナの|J|個のパイロット副搬送波の信号の受信が、組み合わされ、すなわち、J={J1,…,J|J|}⊆P、式(47)が、次のように入手される。
LS推定法を利用することによって、M個の送信アンテナから第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータ
を、式(48)によって表すことができる。
具体的には、式(48)の完全な式は、式(49)に示されたものである。
ここで、
は、M個の送信アンテナによって第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上で送信されたパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、Jは、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波集合{J1,…J|J|}内の任意のパイロット副搬送波を表し、
は、第lのデータシンボルのパイロット副搬送波J上でM個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって送信されたパイロット信号を表す。
そのような方法が、|J|×|J|に対して行列反転を実行することだけを必要とすることに留意されたい。|J|≧Mが必要である。したがって、|J|の範囲値は、M≦|J|≦Pである。|J|が大きければ大きいほど、推定がより困難になるが、複雑さはより多くなる。
さらに、システムが、複数の異なるJをサポートする場合に、
の異なる値が推定され、推定の正確さは、平均化方法によって改善され得る。たとえば、合計T個のJすなわちJ(1),…, J(T)があり、
,…,
がそれぞれ推定されると仮定すると、M個の送信アンテナから第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータ
を、式(50)によって表すことができる。
第mの送信アンテナから第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータ
が、2つの上で言及された方法によって推定された後に、対応する位相シフト角ξNMを、オイラーの公式を介してさらに入手することができる。
位相雑音によって引き起こされる位相シフトを追跡した後に、データを補償することが必要である。具体的には、データ復調ステージにおいて、第lのOFDMデータシンボルの第dのデータ副搬送波上の受信信号を、式(51)によって表すことができる。
ここで、
は、第dの副搬送波上で第mの送信アンテナによって送信されたQAM信号を表す。式(45)、(49)、または(50)に従って計算することによって入手された
が、式(51)に代入され、あるいは、
が、式(45)、(49)、または(50)に従って計算することによって入手された後に、ξNMが、オイラーの公式に従ってさらに入手され、その後、ξNMが、式(51)に代入される。LS推定法を利用することによって、式(52)によって表される信号補償式を入手することができる。
ここで、
は、第dの副搬送波上で第mの送信アンテナによって送信されたQAM信号を表す。
は、式(53)によって表される。
ここで、
内の
は、第dのデータ副搬送波上でのリモート送信器上の第mの送信アンテナから受信器の第nの受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを表し、式(37)によって計算され得る。
式(36)から式(53)までにおいて、副搬送波の通し番号が、時にはdによって、時にはkによって表され、これらのすべてが副搬送波の通し番号であり、異なる文字は、単にデータ信号をパイロット信号から区別するために採用されたものであることに留意されたい。パイロット副搬送波内のパイロット信号skは、受信端で既知であるが、データ副搬送波d内のデータ信号xdは、受信端で未知であり、復調される必要があるデータである。
さらに、搬送波間干渉(Inter-Carrier Interference、ICI)を減らすために、送信器の送信アンテナがチャネル推定プリアンブル信号を送信しつつある時に、ボイド副搬送波をパイロット信号の間に挿入することができる。1つの好ましい解決策では、同一個数のボイド副搬送波が、パイロット信号の間に挿入され得る。挿入されるボイド副搬送波の量が多ければ多いほど、ICIの値が小さくなる。
本発明の実施形態5では、本発明の実施形態における方法が、例として2×2 MIMO-OFDMおよびK=16個の副搬送波を用いるシステムをとることによってさらに示される。このケースでは、M=2かつN=2である。さらに、受信器の2つの受信アンテナがインコヒーレントであるか、リモート送信器の2つの送信アンテナがインコヒーレントであるか、あるいは受信器の2つの受信アンテナとリモート送信器の2つの送信アンテナとの両方がインコヒーレントである
図11は、本発明の実施形態におけるチャネルプリアンブル信号のもう1つの伝送の形の概略図である。本発明の実施形態では、2つの送信アンテナが順番にチャネル推定プリアンブル信号を送信するための形が、図11に示されたものである。送信アンテナ1は、第1のチャネル推定プリアンブル信号を送信し、第2のチャネル推定プリアンブル信号を送信せず、送信アンテナ2は、第2のチャネル推定プリアンブル信号を送信し、第1のチャネル推定プリアンブル信号を送信せず、ここで、sk∈{-1,1},∀k∈{0,…,15}である。
式(37)を介して、チャネル推定値を、式(54)に示されているように入手することができる。
ここで、
は、第nの受信アンテナによる第lのチャネルプリアンブル信号の第kの副搬送波上の受信信号を表す。
データ送信ステージにおいて、送信器は、4つのパイロット信号をOFDMデータシンボル内に挿入することができ、これらのパイロット信号は、第2、第5、第11、および第14の副搬送波上に配置される、すなわち、P={2,5,11,14}である。特定の送信は、図4に示されたものである。
位相追跡および推定に第1の方法を採用することによって、式(55)を、式(44)に従って入手することができる。
の特定の意味に関しては、式(43)および式(42)の式を参照されたく、これについては、本明細書で冗長にインデテインに説明はしない。
対応するデータシンボルの2つの送信器と2つの受信器との間のチャネル位相シフトパラメータ
、
、
、
が、式(55)に従って入手された後に、チャネル位相シフト角{ξ11,ξ12,ξ21,ξ22}をさらに入手することができる。
最後に、データ復調ステージにおいて、受信器は、受信されたデータ信号に対して信号補償を実行する。式(56)が、式(52)に従って入手される。
ここで、
および
は、それぞれ、送信アンテナ1および送信アンテナ2によって第lのデータシンボルの第dのデータ副搬送波上で送信されたQAM信号を表す。
および
は、それぞれ、受信アンテナ1および受信アンテナ2によって第lのデータシンボルの第dのデータ副搬送波上で受信されたQAM信号を表す。さらに、式(53)から、
の値を、式(54)内のチャネル推定パラメータおよび式(55)内のチャネル位相シフトパラメータを介して計算することができることがわかるが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に説明することはしない。
本発明の実施形態では、チャネル推定パラメータは、チャネル推定プリアンブルチャネル内のパイロット信号に従って判定され、チャネル位相シフトパラメータは、データシンボル上で送信されたすべてのパイロット信号に従って判定され、これによって、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってデータシンボル上のデータ信号の信号補償が判定される。
本発明の実施形態6では、本発明の実施形態における方法が、さらに、例として2×2およびK=64個の副搬送波を用いるMIMO-OFDM WiFiシステムをとることによって、さらに示される。このケースでは、M=2かつN=2である。さらに、受信器の2つの受信アンテナがインコヒーレントであるか、リモート送信器の2つの送信アンテナがインコヒーレントであるか、あるいは受信器の2つの受信アンテナとリモート送信器の2つの送信アンテナとの両方がインコヒーレントである
この2×2 MIMO-OFDM WiFiシステムには、合計K=64個の副搬送波がある。64個の副搬送波内に52個のみの有用な副搬送波があり、第0から第5までの副搬送波および第59から第63までの副搬送波は、常にボイド副搬送波であり、情報を全く伝送せず、第32の副搬送波は、直流副搬送波であり、情報を全く伝送しない。詳細に関しては、図5を参照されたい。
本発明の実施形態では、2つの送信アンテナが順番にチャネル推定プリアンブル信号を送信するための形を、図11に示されたものとすることができる。送信アンテナ1は、第1のチャネル推定プリアンブル信号を送信し、第2のチャネル推定プリアンブル信号を送信せず、送信アンテナ2は、第2のチャネル推定プリアンブル信号を送信し、第1のチャネル推定プリアンブル信号を送信せず、ここで、sk∈{-1,1},∀k∈{0,…,15}である。
式(37)を介して、チャネル推定値を、式(57)に示されているように入手することができる。
ここで、
は、第nの受信アンテナによる第lのチャネルプリアンブル信号の第kの副搬送波上の受信信号を表す。
データ送信ステージにおいて、送信器は、8つのパイロット信号をOFDMデータシンボル内に挿入し、これらのパイロット信号は、第10、第13、第22、第25、第39、第42、第51、および第54の副搬送波上に配置される、すなわち、P={10,13,22,25,39,42,51,54}である。
位相追跡および推定の第2の方法が、採用される。合計T=4個のJがあり、J(1)={10,54}, J(2)={13,51}, J(3)={22,42}, J(4)={25,39}であると仮定される。このシステムは、チャネル位相シフトパラメータを判定するために、J(1),J(2),J(3),J(4)の中で任意のパイロット副搬送波集合を選択することができる。もちろん、このシステムは、パイロット副搬送波集合J(i)の基数|J(i)|が、送信アンテナの個数(すなわち、2)以上であり、すべてのパイロット副搬送波の個数(すなわち、8)以下である限り、チャネル位相シフトパラメータを判定するために、たとえばJ(5)={22,42,39}および類似物などの他のパイロット副搬送波集合を選択することもできる。本発明の実施形態では、1つのパイロット副搬送波集合J(i)が、式(48)に従って
を推定するために選択され得、あるいは、複数のパイロット副搬送波集合J(i)が、式(48)に従って複数の
を推定するために選択され得、その後、
が、式(50)に従って入手される。
本発明の実施形態では、一例として、チャネル位相シフトパラメータが、T={J(1),J(2),J(3),J(4)}を用いて推定される。
式(48)に従って、
,…,
が、それぞれ推定される。次に、式(50)に従って、
が入手され、これは、{ξ11,ξ12,ξ21,ξ22}を入手するのにさらに使用される。
最後に、データ復調ステージでは、受信器が、受信されたデータ信号に対して信号補償を実行する。式(58)が、式(52)に従って入手される。
ここで、
および
は、それぞれ、送信アンテナ1および送信アンテナ2によって第lのデータシンボルの第dのデータ副搬送波上で送信されたQAM信号を表す。
および
は、それぞれ、受信アンテナ1および受信アンテナ2によって第lのデータシンボルの第dのデータ副搬送波上で受信されたQAM信号を表す。さらに、式(53)から、
の値を、式(54)内のチャネル推定パラメータおよび式(55)内のチャネル位相シフトパラメータを介して計算できることがわかるが、この計算を、本発明の実施形態においてここで冗長に説明することはしない。
本発明の実施形態では、チャネル推定パラメータは、チャネル推定プリアンブルチャネル内のパイロット信号に従って判定され、チャネル位相シフトパラメータは、データシンボル上で送信されるすべてのパイロット信号に従って判定され、これによって、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってデータシンボル上のデータ信号の信号補償が判定される。
さらに、本発明の実施形態1から実施形態6までにおいては、QAM信号だけがデータ送信ステージにおいて採用されるが、本発明の実施形態1から実施形態6は、実際には、QAM信号を使用することに限定されず、たとえば、二位相偏移変調(Binary Phase Shift Keying、BPSK)信号、四位相偏移変調(Quadrature Phase Shift Keying、QPSK)信号、その他など、他のカテゴリのデータ信号を採用することができる。
図12は、本発明の実施形態における信号を送信する方法の流れ図である。図12の方法は、送信器によって実行される。
1201、送信器が、M個の送信アンテナを介して、リモート受信器のN個の受信アンテナに複数のチャネル推定プリアンブル信号を送信する。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第1のパイロット信号は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するのにリモート受信器によって使用され、複数のチャネル推定プリアンブル信号の各信号は、M個の送信アンテナ内の1つの送信アンテナによって別々に送信される。
1202、送信器が、M個の送信アンテナを介して、データシンボル上でデータ信号および第2のパイロット信号を送信する。
第2のパイロット信号は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定し、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償をさらに判定するのにリモート受信器によって使用される。
本発明の実施形態では、受信器が、チャネル推定プリアンブル信号内のパイロット信号およびデータシンボル上のパイロット信号に従って送信アンテナと受信アンテナとの間のチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定でき、データシンボル上のデータ信号の信号補償をさらに判定できるように、送信器は、送信アンテナの複数のパスを介して、受信器の複数のアンテナにチャネル推定プリアンブル信号を送信し、データシンボル上でデータ信号およびパイロット信号を送信する。
オプションで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
オプションで、データシンボル上の1つまたは複数の副搬送波は、第2のパイロット信号を送信するのに使用される。
オプションで、送信器のM個の送信アンテナは、コヒーレントまたはインコヒーレントである。
さらに、本発明の実施形態における方法は、本発明の実施形態1から実施形態6の送信器にも適用され得るが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に説明することはしない。
図13は、本発明の実施形態における受信器1300の構造の概略図である。受信器1300は、N個の受信アンテナ1301および判定ユニット1302を含むことができる。
N個の受信アンテナ1301は、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信するように構成される。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。
判定ユニット1302は、複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれるM個の送信アンテナの第1のパイロット信号に従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するように構成される。
N個の受信アンテナ1301は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号を受信するようにさらに構成される。
判定ユニット1302は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着した信号に従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータを判定するようにさらに構成される。
判定ユニット1302は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信される、N個の受信アンテナ1301に到着したデータ信号の信号補償を判定するようにさらに構成される。
本発明の実施形態では、受信器1300は、リモート送信器の送信アンテナから受信器の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよび第1のデータシンボル上でのリモート送信器の送信アンテナのチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償を判定し、これは、送信されたデータの復調の正確さをある範囲まで改善することができる。
オプションで、∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの第1のパイロット信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。
オプションで、一実施形態として、N個の受信アンテナは、コヒーレントであり、M個の送信アンテナは、コヒーレントである。
オプションで、受信器と送信器との両方がコヒーレントである実施形態において、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニット1302は、∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着した信号に従って第1のチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、ここで、第1のチャネル位相シフトパラメータは、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータである。
さらに、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着した信号に従ってM個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニット1302は、第1のデータシンボル上に、第2のパイロット信号を送信するための複数の副搬送波がある場合に、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータとしてチャネル位相シフトパラメータの複数のグループの平均値を判定するように具体的に構成される。
このケースでは、判定ユニット1302がチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定するための方法ならびに、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従う信号補償の判定については、式(24)から式(26)を参照されたく、これらを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
オプションで、もう1つの実施形態として、N個の受信アンテナ1301は、インコヒーレントであり、かつ/またはM個の送信アンテナは、インコヒーレントである。
オプションで、受信器および/または送信器がインコヒーレントである実施形態において、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着したパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニット1302は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着したパイロット信号のすべてに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、パイロット信号のすべてが配置されるパイロット副搬送波の量は、Mより少なくない。
このケースでは、判定ユニット1302がチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定するための方法ならびにチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従う信号補償の判定に関して、式(27)から式(31)を参照されたく、これらを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
オプションで、受信器および/または送信器がインコヒーレントである実施形態において、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301に到着したパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニット1302は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、パイロット信号の少なくとも1つのグループの各グループは、N個の受信アンテナ1301によってJ個の副搬送波上で受信されたパイロット信号を含み、Jの値はMより小さくない。
このケースでは、判定ユニット1302がチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定するための方法ならびにチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従う信号補償の判定に関して、式(32)から式(35)を参照されたく、これらを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
さらに、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、判定ユニット1302は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の複数のグループに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとして、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに対応するチャネル位相シフトパラメータの複数のグループ内のチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定するように具体的に構成される。
オプションで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
さらに、受信器1300は、図10の方法をさらに実行することができ、図10に示された実施形態内および実施形態1から実施形態6内の受信器の機能を有するが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
図14は、本発明の実施形態における送信器1400の構造の概略図である。送信器1400は、信号生成ユニット1401およびM個の送信アンテナ1402を含むことができる。
信号生成ユニット1401は、複数のチャネル推定プリアンブル信号を生成するように構成される。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナ1402の第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第1のパイロット信号は、M個の送信アンテナ1402からN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するのに、リモート受信器によって使用される。
M個の送信アンテナ1402は、リモート受信器のN個の受信アンテナに複数のチャネル推定プリアンブル信号を送信するように構成される。
複数のチャネル推定プリアンブル信号の各信号は、M個の送信アンテナ1402内の1つの送信アンテナによって別々に送信される。
信号生成ユニット1401は、データ信号および第2のパイロット信号を生成するようにさらに構成される。
M個の送信アンテナ1402は、データシンボル上でデータ信号および第2のパイロット信号を送信するようにさらに構成される。
第2のパイロット信号は、M個の送信アンテナ1402からN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するのに、ならびに、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償をさらに判定するのに、リモート受信器によって使用される。
本発明の実施形態では、受信器が、チャネル推定プリアンブル信号内のパイロット信号およびデータシンボル上のパイロット信号に従って送信アンテナから受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定でき、データシンボル上のデータ信号の信号補償をさらに判定できるように、送信器1400は、複数の送信アンテナを介して複数の受信アンテナにチャネル推定プリアンブル信号を送信し、データシンボル上でデータ信号およびパイロット信号を送信する。
オプションで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
オプションで、第2のパイロット信号を送信するためのデータシンボル上の1つまたは複数の副搬送波がある。
オプションで、送信器のM個の送信アンテナは、コヒーレントまたはインコヒーレントである。
さらに、送信器1400は、図12の方法をさらに実行することができ、図12の実施形態内および実施形態1から実施形態6内の送信器1400の機能を有するが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
図15は、本発明の実施形態における受信器1500の構造の概略図である。受信器1500は、プロセッサ1502、メモリ1503、およびN個の受信アンテナ1501を含むことができる。
プロセッサ1502は、N個の受信アンテナ1501を介して、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信することができる。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。
プロセッサ1502は、複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれるM個の送信アンテナの第1のパイロット信号に従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル推定パラメータをさらに判定することができる。
プロセッサ1502は、M個の送信アンテナ1501によって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号をさらに受信することができる。
プロセッサ1502は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータをさらに判定する判定することができる。
プロセッサ1502は、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル推定パラメータおよびM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータに従って、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されるN個の受信アンテナ1501に到着したデータ信号の信号補償をさらに判定することができる。
メモリ1503は、プロセッサ1502に上で言及された動作を実行させるための命令を記憶することができる。
プロセッサ1502は、受信器1500の動作を制御し、プロセッサ1502は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置)と呼ばれる場合もある。メモリ1503は、読取り専用メモリおよびランダムアクセスメモリを含むことができ、命令およびデータをプロセッサ1502に供給することができる。メモリ1503の一部が、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)をさらに含むことができる。受信器1500の構成要素は、バスシステム1506によって一緒に結合され、ここで、データバス以外に、バスシステム1506は、電源バス、制御バス、および状況信号バスまたは類似物をさらに含むことができる。しかし、例示の明瞭さのために、図内のさまざまなバスは、バスシステム1506としてマークされる。
本発明の上で言及された実施形態において開示される方法を、プロセッサ1502に適用することができ、あるいは、プロセッサ1502によって実施することができる。プロセッサ1502は、信号処理能力を有する集積回路チップとすることができる。実施プロセスにおいて、上で言及された方法のステップを、プロセッサ1502内のハードウェアの集積論理回路またはソフトウェア命令によって完成させることができる。上で言及されたプロセッサ1502は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理デバイス、およびディスクリートハードウェアコンポーネントとすることができ、本発明の実施形態において開示される方法、ステップ、および論理ブロック図を実施しまたは実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができ、あるいは、プロセッサを、任意の従来のプロセッサもしくは類似物とすることができる。本発明の実施形態において開示される方法のステップは、ハードウェアデコード式プロセッサによって直接に実行され、完成され得、あるいは、デコードするプロセッサ内のハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとの組合せによって実行され、完成される。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ、プログラマブル読取り専用メモリもしくは電気的消去可能プログラマブルメモリ、レジスタ、その他など、当技術分野における成熟した記憶媒体内に配置され得る。記憶媒体は、メモリ1503内に配置され、プロセッサ1502は、メモリ1503内の情報を読み取り、そのハードウェアと組み合わせて上で言及された方法のステップを完成させる。
本発明の実施形態では、受信器1500は、リモート送信器の送信アンテナから受信器の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよび第1のデータシンボル上のリモート送信器の送信アンテナのチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償を判定し、これは、データ送信の復調の正確さをある範囲まで改善することができる。
オプションで、∀m={1,…,M}について、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの第1のパイロット信号を送信するための副搬送波集合は、第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい。
オプションで、一実施形態として、N個の受信アンテナは、コヒーレントであり、M個の送信アンテナは、コヒーレントである。
オプションで、受信器と送信器との両方がコヒーレントである実施形態において、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着した信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、∀m={1,…,M}について、プロセッサ1502は、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着した信号に従って第1のチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、第1のチャネル位相シフトパラメータは、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータである。
さらに、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着した信号に従ってM個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、プロセッサ1502は、第1のデータシンボル上に、第2のパイロット信号を送信するための複数の副搬送波がある場合に、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって第1のデータシンボルの複数の副搬送波上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着した信号に従って、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータとしてチャネル位相シフトパラメータの複数のグループの平均値を判定するように具体的に構成される。
このケースでは、プロセッサ1302がチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定するための方法ならびにチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従う信号補償の判定に関して、式(24)から式(26)を参照されたく、これらを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
オプションで、もう1つの実施形態として、N個の受信アンテナ1501は、インコヒーレントであり、かつ/またはM個の受信アンテナは、インコヒーレントである。
オプションで、受信器および/または送信器がインコヒーレントである実施形態において、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着したパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、プロセッサ1502は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着したパイロット信号のすべてに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、すべてのパイロット信号が配置されるパイロット副搬送波の量は、Mより少なくない。
このケースでは、プロセッサ1502がチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定するための方法ならびにチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従う信号補償の判定に関して、式(27)から式(31)を参照されたく、これらを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
オプションで、受信器および/または送信器がインコヒーレントである実施形態において、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501に到着したパイロット信号に従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501までのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、プロセッサ1502は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従って、M個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するように具体的に構成され、パイロット信号の少なくとも1つのグループの各グループは、N個の受信アンテナ1501によってJ個の副搬送波上で受信されたパイロット信号を含み、Jの値はMより小さくない。
このケースでは、プロセッサ1502がチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定するための方法ならびにチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従う信号補償の判定に関して、式(32)から式(35)を参照されたく、これらを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
さらに、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1301内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の少なくとも1つのグループに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、プロセッサ1502は、M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来するN個の受信アンテナ1501内の第nの受信アンテナに到着したパイロット信号の複数のグループに従ってM個の送信アンテナからN個の受信アンテナ1501内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1501内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータとして、M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナからN個の受信アンテナ1501内の第nの受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータに対応するチャネル位相シフトパラメータの複数のグループ内のチャネル位相シフトパラメータの平均値を判定するように具体的に構成される。
オプションで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
さらに、受信器1500は、図10の方法をさらに実行することができ、図10に示された実施形態内および実施形態1から実施形態6内の受信器の機能を有するが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
図16は、本発明の実施形態における送信器1600の構造の概略図である。送信器1600は、プロセッサ1602、M個の送信アンテナ1601、およびメモリ1603を含むことができる。
プロセッサ1602は、複数のチャネル推定プリアンブル信号を生成し、複数のチャネル推定プリアンブル信号をM個の送信アンテナ1601を介してリモート受信器のN個の受信アンテナに送信するように構成され得る。
複数のチャネル推定プリアンブル信号は、M個の送信アンテナ1601の第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である。複数のチャネル推定プリアンブル信号内の第1のパイロット信号は、M個の送信アンテナ1601からN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するのにリモート受信器によって使用され、複数のチャネル推定プリアンブル信号のそれぞれは、M個の送信アンテナ1601のうちの1つの送信アンテナによって別々に送信される。
プロセッサ1602は、データ信号および第2のパイロット信号を生成し、M個の送信アンテナ1601を介してデータシンボル上でデータ信号および第2のパイロット信号を送信するようにさらに構成され得る。
第2のパイロット信号は、M個の送信アンテナ1601からN個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するのに、ならびにチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータに従ってデータ信号の信号補償をさらに判定するのに、リモート受信器によって使用される。
メモリ1603は、プロセッサ1602に上で言及された動作を実行させるための命令を記憶することができる。
プロセッサ1602は、送信器1600の動作を制御し、プロセッサ1602は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置)と呼ばれる場合もある。メモリ1603は、読取り専用メモリおよびランダムアクセスメモリを含むことができ、命令およびデータをプロセッサ1602に供給することができる。メモリ1603の一部が、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)をさらに含むことができる。送信器1600の構成要素は、バスシステム1606によって一緒に結合され、ここで、データバス以外に、バスシステム1606は、電源バス、制御バス、および状況信号バスまたは類似物をさらに含むことができる。しかし、例示の明瞭さのために、図内のさまざまなバスは、バスシステム1606としてマークされる。
本発明の上で言及された実施形態において開示される方法を、プロセッサ1602に適用することができ、あるいは、プロセッサ1602によって実施することができる。プロセッサ1602は、信号処理能力を有する集積回路チップとすることができる。実施プロセスにおいて、上で言及された方法のステップを、プロセッサ1602内のハードウェアの集積論理回路またはソフトウェア命令によって完成させることができる。上で言及されたプロセッサ1602は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理デバイス、およびディスクリートハードウェアコンポーネントとすることができ、本発明の実施形態において開示される方法、ステップ、および論理ブロックを実施しまたは実行することができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとすることができ、あるいは、プロセッサを、任意の従来のプロセッサもしくは類似物とすることができる。本発明の実施形態において開示される方法のステップは、ハードウェアデコード式プロセッサによって直接に実行され、完成され得、あるいは、デコードするプロセッサ内のハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとの組合せによって実行され、完成される。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ、プログラマブル読取り専用メモリもしくは電気的消去可能プログラマブルメモリ、レジスタ、その他など、当技術分野における成熟した記憶媒体内に配置され得る。記憶媒体は、メモリ1603内に配置され、プロセッサ1602は、メモリ1603内の情報を読み取り、そのハードウェアと組み合わせて上で言及された方法のステップを完成させる。
本発明の実施形態では、受信器が、チャネル推定プリアンブル信号内のパイロット信号およびデータシンボル上のパイロット信号に従って送信アンテナから受信アンテナまでのチャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定でき、データシンボル上のデータ信号の信号補償をさらに判定できるように、送信器1600は、複数の送信アンテナを介して複数の受信アンテナにチャネル推定プリアンブル信号を送信し、データシンボル上でデータ信号およびパイロット信号を送信する。
オプションで、複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離される。
オプションで、第2のパイロット信号を送信するためのデータシンボル上の1つまたは複数の副搬送波がある。
オプションで、送信器のM個の送信アンテナは、コヒーレントまたはインコヒーレントである。
さらに、送信器1600は、図12の方法をさらに実行することができ、図12の実施形態内および実施形態1から実施形態6内の送信器1600の機能を有するが、これを本発明の実施形態においてここで冗長に繰り返すことはしない。
図17は、本発明の実施形態におけるMIMO-OFDMシステム1700の構造の概略図である。MIMO-OFDMシステム1700は、送信器1701および受信器1702を含むことができる。
受信器1702は、図13に示された実施形態内の受信器1300または図15に示された実施形態内の受信器1500とすることができ、本発明の実施形態1から実施形態6内の受信器の機能を実施することができる。送信器1701は、図14に示された実施形態内の送信器1400または図16に示された実施形態内の送信器1600とすることができ、本発明の実施形態1から実施形態6内の送信器の機能を実施することができ、これらをここで冗長に繰り返すことはしない。
本発明の実施形態では、MIMO-OFDMシステム1700は、リモート送信器のパイロット信号に従い、さらに、受信端の信号補償を判定するために、チャネル推定パラメータおよびチャネル位相シフトパラメータを判定し、これによって、送信されたデータの推定値の正確さを改善する。
当業者は、本開示で開示される実施形態において説明される例のユニットおよびアルゴリズムステップを、電子ハードウェアまたはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組合せによって実施することができることに気付くことができる。これらの機能がハードウェアまたはソフトウェアのどちらの形で実施されるのかは、特定の応用例および技術的解決策の設計制約条件によって決定される。当業者は、すべての特定の応用例について異なる方法を使用することによって、説明された機能を実施することができるが、この実施態様が本発明の範囲を超えると考えてはならない。
本発明が属する技術における技量を有する者は、説明の便宜および単純さのために、前述の方法実施形態における対応するプロセスが、上で説明されたシステム、装置、およびユニットの特定の動作プロセスに関して参照される場合があり、これらがここで冗長に繰り返されることがないことを、明瞭に理解することができる。
本願で提供される複数の実施形態において、開示されるシステム、装置、および方法を、他の形で実施することができることを理解されたい。たとえば、上で説明される装置実施形態は、単に例示的であり、たとえば、ユニットの区分は、論理機能性区分に過ぎず、他の区分の形が、実用的な実施態様において使用され得る。たとえば、複数のユニットまたはコンポーネントを、別のシステムに組み合わせるか一体化することができ、あるいは、いくつかの特徴を、省略しまたは実施しないものとすることができる。別の観点から、示されまたは議論される相互結合、直接結合、または通信接続を、何らかのインターフェースを介する装置またはユニットの間接結合または通信接続とすることができ、電気的、機械的、または他の形であるものとすることができる。
別々のコンポーネントとして説明されたユニットは、物理的に分離されてもされなくてもよく、ユニットとして示されたコンポーネントは、物理ユニットであってもなくてもよい、すなわち、1つの場所に配置されてもよく、あるいは、複数のネットワークユニット内に分散されてもよい。ユニットの1つまたはすべてが、実際の必要に従って諸実施形態の技術的解決策の目的を実施するために選択され得る。
さらに、本発明の諸実施形態内の機能ユニットは、処理ユニット内に一体化され得、あるいは、ユニットは、物理的に別々に存在し、あるいは、2つ以上のユニットが、1つのユニットに一体化される。
機能が、ソフトウェア機能ユニットの形で実施され、独立の製品として販売されまたは使用される時に、機能をコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。そのような理解に基づいて、本発明の技術的解決策の本質、または技術的解決策のうちで従来技術に貢献する部分、または技術的解決策の一部を、ソフトウェア製品の形で実施することができる。コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体に格納され、コンピュータデバイス(パーソネルコンピュータ、サーバ、もしくはネットワークデバイス、または類似物とすることができる)またはプロセッサが本発明の実施形態における方法のステップのすべてまたは一部を実行することを可能にする複数の命令を含む。前述の記憶媒体は、USBディスク、モバイルハードディスク、読取り専用メモリ(ROM、Read-Only Memory)、ランダムアクセスメモリ(RAM、Random Access Memory)、磁気ディスク、光ディスク、または類似物など、プログラムコードを記憶できるさまざまな媒体を含む。
前述の説明は、本発明の保護範囲を限定するのではなく、単に本発明の特定の実施形態である。当業者は、本発明の開示された技術的範囲内の変形または置換をたやすく考えることができ、これらの変形または置換は、本発明の保護範囲に含まれなければならない。したがって、特許請求の範囲の保護範囲は、本発明の保護範囲より優先されなければならない。
700 受信器
701 N個の受信アンテナ
702 判定ユニット
800 受信器
801 N個の受信アンテナ
802 プロセッサ
803 メモリ
806 バスシステム
900 MIMO-OFDMシステム
901 送信器
902 受信器
1300 受信器
1301 N個の受信アンテナ
1302 判定ユニット
1400 送信器
1401 信号生成ユニット
1402 M個の送信アンテナ
1500 受信器
1501 N個の受信アンテナ
1502 プロセッサ
1503 メモリ
1506 バスシステム
1600 送信器
1601 M個の送信アンテナ
1602 プロセッサ
1603 メモリ
1606 バスシステム
1700 MIMO-OFDMシステム
1701 送信器
1702 受信器

Claims (12)

  1. N個の受信アンテナを介して受信器によって、リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信するステップであって、前記複数のチャネル推定プリアンブル信号は、前記M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である、受信するステップと、
    前記受信器によって、前記複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれる前記M個の送信アンテナの前記第1のパイロット信号に従って前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するステップと、
    前記N個の受信アンテナを介して前記受信器によって、前記M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号を受信するステップであって、前記第2のパイロット信号を送信するための副搬送波の集合は前記第1のパイロット信号を送信するための副搬送波の集合の一部である、ステップと、
    前記受信器によって、前記M個の送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号、前記リモート送信器の前記M個の送信アンテナによって送信された前記第2のパイロット信号、および前記チャネル推定パラメータに従って前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップと、
    前記受信器によって、前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル推定パラメータおよび前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル位相シフトパラメータに従って、前記M個の送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信される前記N個の受信アンテナに到着した前記データ信号の信号補償を判定するステップと
    を含み、
    前記複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離され、前記少なくとも1つのボイド副搬送波の各々は、いかなる情報も搬送せず、
    ∀m={1,…,M}について、前記M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの各チャネル推定プリアンブル信号を送信するための副搬送波集合は、前記少なくとも1つのボイド副搬送波以外の前記第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい、信号補償の方法。
  2. 前記N個の受信アンテナは、コヒーレントであり、前記M個の送信アンテナは、コヒーレントである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記受信器によって、前記M個の送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号、前記リモート送信器の前記M個の送信アンテナによって送信された前記第2のパイロット信号、および前記チャネル推定パラメータに従って前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定する前記ステップは、
    ∀m={1,…,M}について、前記受信器によって、前記M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号に従って、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するステップ
    を含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記受信器によって、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した前記信号および前記チャネル推定パラメータに従って、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定する前記ステップは、
    前記第1のデータシンボル上に、前記第2のパイロット信号を送信するための複数の副搬送波がある場合に、前記受信器によって、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナによって前記第1のデータシンボルの複数の副搬送波上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号に従って、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル位相シフトパラメータとしてチャネル位相シフトパラメータの前記複数のグループの平均値を判定するステップ
    を含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記受信器によって、前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル推定パラメータおよび前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル位相シフトパラメータに従って、前記M個の送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信される前記N個の受信アンテナに到着した前記データ信号の前記信号補償を判定する前記ステップは、次式によって表され、
    ここで、∀m={1,…,M}、∀n={1,…,N}について、
    は、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナによって第lのデータシンボルの第kの副搬送波上で送信されたデータ信号を表し、
    は、前記M個の送信アンテナによって前記第lのデータシンボルの前記第kの副搬送波上で送信された前記データ信号に由来する前記受信器の第nの受信アンテナに到着した信号を表し、∀n={1,…,N}、k∈Kについて、
    は、前記M個の送信アンテナと前記N個の受信アンテナとの間での前記第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータ行列を表し、
    は、
    の共役行列を表し、
    内の
    は、前記リモート送信器の前記第mの送信アンテナと前記受信器の前記第nの受信アンテナとの間での前記第kの副搬送波上のチャネル推定パラメータを表し、
    であり、Kは、前記チャネル推定プリアンブル信号を送信するための前記リモート送信器の前記第mの送信アンテナの副搬送波集合を表し、skは、前記複数のチャネル推定プリアンブル信号内の前記第kの副搬送波のパイロット信号を表し、
    は、前記リモート送信器の第tのチャネル推定プリアンブル信号内の前記第kの副搬送波上のパイロット信号に由来する前記受信器の前記第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
    は、前記M個の送信アンテナによって前記第lのデータシンボルの前記第kの副搬送波上で送信される前記N個の受信アンテナに到着した信号のチャネル位相シフトパラメータを表し、次式によって表され、
    ここで、
    は、前記リモート送信器の前記第mの送信アンテナによって前記第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号を表し、
    は、前記M個の送信アンテナによって前記第lのデータシンボルの前記第kの副搬送波上で送信されたパイロット信号に由来する前記受信器の前記第nの受信アンテナに到着したパイロット信号を表し、
    は、前記リモート送信器の前記第mの送信アンテナによって前記第lのデータシンボルの前記第kの副搬送波上で送信される前記N個の受信アンテナに到着した前記信号のチャネル位相シフトパラメータを表す、請求項3または4に記載の方法。
  6. リモート送信器のM個の送信アンテナによって送信された複数のチャネル推定プリアンブル信号を受信するように構成されたN個の受信アンテナであって、前記複数のチャネル推定プリアンブル信号は、前記M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数である、N個の受信アンテナと、
    前記複数のチャネル推定プリアンブル信号内に含まれる前記M個の送信アンテナの前記第1のパイロット信号に従って前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するように構成された判定ユニットと
    を含み、
    前記N個の受信アンテナは、前記M個の送信アンテナによって第1のデータシンボル上で送信されたデータ信号および第2のパイロット信号を受信するようにさらに構成され、前記第2のパイロット信号を送信するための副搬送波の集合は前記第1のパイロット信号を送信するための副搬送波の集合の一部であり、
    前記判定ユニットは、前記M個の送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号、前記リモート送信器の前記M個の送信アンテナによって送信された前記第2のパイロット信号、および前記チャネル推定パラメータに従って前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するようにさらに構成され、
    前記判定ユニットは、前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル推定パラメータおよび前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル位相シフトパラメータに従って、前記M個の送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信される前記N個の受信アンテナに到着した前記データ信号の信号補償を判定するようにさらに構成され、
    前記複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離され、前記少なくとも1つのボイド副搬送波の各々は、いかなる情報も搬送せず、
    ∀m={1,…,M}について、前記M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの各チャネル推定プリアンブル信号を送信するための副搬送波集合は、前記少なくとも1つのボイド副搬送波以外の前記第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい
    受信器。
  7. 前記N個の受信アンテナは、コヒーレントであり、前記M個の送信アンテナは、コヒーレントである、請求項6に記載の受信器。
  8. 前記M個の送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号、前記リモート送信器の前記M個の送信アンテナによって送信された前記第2のパイロット信号、および前記チャネル推定パラメータに従って前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、前記判定ユニットは、
    ∀m={1,…,M}について、前記M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号に従って第1のチャネル位相シフトパラメータを判定し、前記第1のチャネル位相シフトパラメータは、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータである
    ように具体的に構成される、請求項7に記載の受信器。
  9. 前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナによって前記第1のデータシンボル上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した前記信号および前記チャネル推定パラメータに従って、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定するプロセスにおいて、前記判定ユニットは、前記第1のデータシンボル上に、前記第2のパイロット信号を送信するための複数の副搬送波がある場合に、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナによって前記第1のデータシンボルの複数の副搬送波上で送信された前記第2のパイロット信号に由来する前記N個の受信アンテナに到着した信号に従って、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータの複数のグループを判定し、前記M個の送信アンテナ内の前記第mの送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでの前記チャネル位相シフトパラメータとしてチャネル位相シフトパラメータの前記複数のグループの平均値を判定するように具体的に構成される、請求項8に記載の受信器。
  10. 信号生成ユニットとM個の送信アンテナとを含む送信器であって、
    前記信号生成ユニットは、複数のチャネル推定プリアンブル信号を生成するように構成され、前記複数のチャネル推定プリアンブル信号は、前記M個の送信アンテナの第1のパイロット信号を含み、MおよびNは、1より大きい整数であり、前記複数のチャネル推定プリアンブル信号内の前記第1のパイロット信号は、前記M個の送信アンテナからN個の受信アンテナまでのチャネル推定パラメータを判定するのにリモート受信器によって使用され、
    前記M個の送信アンテナは、前記リモート受信器のN個の受信アンテナに前記複数のチャネル推定プリアンブル信号を送信するように構成され、前記複数のチャネル推定プリアンブル信号の各信号は、前記M個の送信アンテナ内の1つの送信アンテナによって別々に送信され、
    前記信号生成ユニットは、データ信号および第2のパイロット信号を生成するようにさらに構成され、前記第2のパイロット信号を送信するための副搬送波の集合は前記第1のパイロット信号を送信するための副搬送波の集合の一部であり、
    前記M個の送信アンテナは、データシンボル上で前記データ信号および前記第2のパイロット信号を送信するようにさらに構成され、前記第2のパイロット信号は、前記チャネル推定パラメータに従って前記M個の送信アンテナから前記N個の受信アンテナまでのチャネル位相シフトパラメータを判定し、前記チャネル推定パラメータおよび前記チャネル位相シフトパラメータに従って前記データ信号の信号補償をさらに判定するのに前記リモート受信器によって使用され、
    前記複数のチャネル推定プリアンブル信号のうちの1つの任意の2つの隣接する測定信号は、少なくとも1つのボイド副搬送波によって分離され、前記少なくとも1つのボイド副搬送波の各々は、いかなる情報も搬送せず、
    ∀m={1,…,M}について、前記M個の送信アンテナ内の第mの送信アンテナの各チャネル推定プリアンブル信号を送信するための副搬送波集合は、前記少なくとも1つのボイド副搬送波以外の前記第mの送信アンテナの副搬送波の集合と等しい
    送信器。
  11. 前記データシンボル上に、前記第2のパイロット信号を送信するための1つまたは複数の副搬送波がある、請求項10に記載の送信器。
  12. 前記送信器の前記M個の送信アンテナは、コヒーレントまたはインコヒーレントである、請求項10または11に記載の送信器。
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