(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信パケットに基づいた通信のための受信機であって、
複数のアンテナと、
無線周波数（ＲＦ）処理チェーンと、
複数の前記アンテナで受信される複数の信号を合成し、前記ＲＦ処理チェーンへ渡す合成されたアナログ信号を得る信号コンバイナーと、
前記合成されたアナログ信号は、複数のウェイトによって管理されている、複数の前記受信アンテナ信号の加重和であり、
受信パケットからトレーニングシンボルを抽出するトレーニングシンボル抽出器と、
抽出されたトレーニングシンボルに基づいて、チャネル推定を決定するチャネル推定器と、
複数の前記ウェイトを計算するウェイト計算器と、を具備し、
前記チャネル推定器は、サブキャリアｋ及びパケット番号ｉのチャネル推定
【数１】
0005596098.tif 000028
を下記の数式（１）により求め、ここでＷ(i)は以前に使用された合成ウェイトからなる行列であり、σｖはノイズ項に関する標準偏差であり、σｈ＝Ｅ｛ｈｋｈｋ＊｝、ＩＮｐ×ＮｐはＮｐ行Ｎｐ列の単位行列であり、ｇｋ（ｉ）はサブキャリアｋでの推定チャネルを含む列ベクトルであり、
【数２】
0005596098.tif 000029
前記ウェイト計算器は、以前に受信した複数の過去のパケットに関して決定された複数のチャネル推定に基づいて、現在のパケットの受信に関する複数のウェイトを決定する受信機。
【請求項２】
複数のＲＦ処理チェーンが提供され、
前記信号コンバイナーは、複数の前記アンテナで受信される複数の信号を合成し、対応する複数の合成されたアナログ信号を得て、前記ウェイト計算器は、複数の信号のそれぞれの組合せを定義する複数のウェイトを計算する請求項１の受信機。
【請求項３】
前記ウェイト計算器は、ＲＦ処理チェーンの数に対するアンテナ数の比より多いまたは等しい数のパケットの受信で決定される複数のチャネル推定に基づいて前記複数のウェイトを計算する請求項１または請求項２の受信機。
【請求項４】
前記トレーニングシンボル抽出器は、各受信されるパケットから、厳密に１つのトレーニングシンボルを抽出する請求項１から３のうちのいずれか１つの受信機。
【請求項５】
受信されるパケットに１以上のデータシンボルを検出するデータ検出器を具備する請求項１から４のいずれか１つの受信機。
【請求項６】
前記ウェイト計算器は、計算されるウェイトごとに、利得係数と位相係数とを具備するウェイトを計算する請求項１から５のうちのいずれか１つの受信機。
【請求項７】
複数のアンテナと無線周波数（ＲＦ）処理チェーンとを具備する受信機で使用されるために、パケットに基づいた通信を受信する方法であって、
複数の前記アンテナで受信される複数の信号を合成し、前記ＲＦ処理チェーンへ渡す合成されたアナログ信号を得ることを具備し、
前記合成されたアナログ信号は、複数のウェイトによって管理されている、複数の前記受信アンテナ信号の加重和であり、
受信パケットからトレーニングシンボルを抽出し、
抽出されたトレーニングシンボルに基づいて、チャネル推定を決定し、
複数の前記ウェイトを計算することをさらに具備し、
前記チャネル推定を決定することは、サブキャリアｋ及びパケット番号ｉのチャネル推定
【数３】
0005596098.tif 000030
を下記の数式（２）により求めることであり、ここでＷ(i)は以前に使用された合成ウェイトからなる行列であり、σｖはノイズ項に関する標準偏差であり、σｈ＝Ｅ｛ｈｋｈｋ＊｝、ＩＮｐ×ＮｐはＮｐ行Ｎｐ列の単位行列であり、ｇｋ（ｉ）はサブキャリアｋでの推定チャネルを含む列ベクトルであり、
【数４】
0005596098.tif 000031
前記計算することは、以前に受信した複数の過去のパケットに関して決定された複数のチャネル推定に基づいて、現在のパケットの受信に関する複数のウェイトを決定することを具備する方法。
【請求項８】
複数のＲＦ処理チェーンが提供される受信機のための方法であって、
前記信号を合成することは、前記複数のアンテナで受信される複数の信号を合成し、対応する複数の合成されたアナログ信号を得ることを具備し、前記ウェイトを計算することは、複数の信号のそれぞれの組合せを定義する複数のウェイトを計算することを具備する請求項７の方法。
【請求項９】
前記ウェイトを計算することは、前記ＲＦ処理チェーンの数に対するアンテナ数の比より多いまたは等しい数のパケットの受信で決定される複数のチャネル推定に基づいて前記複数のウェイトを計算する請求項７あるいは請求項８の方法。
【請求項１０】
前記トレーニングシンボルを抽出することは、各受信されるパケットから、厳密に１つのトレーニングシンボルを抽出することを具備する請求項７から９のうちのいずれか１つの方法。
【請求項１１】
受信されるパケットに１以上のデータシンボルを検出することを具備する請求項７から１０のうちのいずれか１つの方法。
【請求項１２】
前記ウェイトを計算することは、計算されるウェイトごとに、利得係数と位相係数とを具備するウェイトを計算することを具備する請求項７から１１のうちのいずれか１つの方法。
【請求項１３】
コンピュータによって実行された場合に、コンピュータに、請求項７から１２のうちのいずれか１つの方法を実行させる、コンピュータが実行可能な命令を具備するコンピュータプログラム。
【請求項１４】
コンピュータ読取り可能な記憶媒体を具備する請求項１３のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される実施形態は一般的に、アンテナ合成（antenna combining）、及びアンテナ合成で使用されるチャネル推定に関する。
【０００２】
この出願は、２０１１年９月２８日にファイルされた英国特許出願第１１１６７６８．１号に基づいていて、この英国特許出願からの優先権の利益を要求し、この出願の全ての内容は参照によってここに組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
アンテナ合成は、アンテナアレーを装備した無線システムでのダイバーシチを増加させるために用いられる従来の技術である。多くの合成方法は例えば、一般的な選択である選択合成（selection combining）及び最大比合成（maximal ratio combining）で実現することができる。電力と費用とが優位にあるアンテナ選択は利用可能なアンテナよりもより少数のＲＦチェーンを提供する機会を提供するが、それはトレーニングを抑制する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、説明される実施形態に従ってアンテナ合成の方法を実現する受信機を示す；
【図２】図２は、図１に示された受信機において用いられるアンテナ合成の方法を示す；
【図３】図３は、図１に示された受信機のシミュレーションから得られた複数の実験結果を示す；
【図４】図４は、図１に示された受信機のさらなるシミュレーションから得られた複数の実験結果をさらに示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
アンテナ選択（antenna selection）は、アンテナ素子の数がＲＦチェーンの数を超過する受信機において用いることができる。アクティブなアンテナの最大数を提供するために必要とされるように、多くのＲＦチェーンを単に提供することによって、費用、電力消費、複雑さ及びサイズの点から利点を持っている受信機を設計することができる。
【０００６】
あるアプローチでは、複数のアンテナ素子だが単一のＲＦチェーンだけを持っている受信機を思いつくかもしれない。ＲＦチェーンは、通常のミキサー、フィルタ、及びデジタルアナログ変換器といった読者に馴染みのある要素を備えていてもよい。そのような受信機では、１つのアンテナ素子だけがいつでもアクティブになりえる。ＲＦスイッチは、アクティブなアンテナ素子とＲＦチェーンの間の接続を提供するために提供される。ＲＦチェーンは、アクティブなアンテナ素子上で受信された信号を処理し、その後それを、デジタル化された信号をデジタルベースバンド処理へ送るＡＤＣに渡す。デジタルベースバンド処理は、アンテナ素子のどれがアクティブであるべきかを決めて、ＲＦスイッチの制御に関する制御信号の生成を含んでいる。
【０００７】
上記の表された配置は、１より多くのＲＦチェーンが利用可能な状況まで、もちろん拡張することができる。そのような場合ではＲＦスイッチは、それが対応する数のアンテナ素子からの信号を、利用可能な複数のＲＦチェーンのそれぞれへ供給することができるように、設定される必要がある。
【０００８】
上記のシナリオのどちらかでは、より少数のＲＦチェーンは、複数のアンテナ素子をトレーニングするために必要というよりも、利用可能である。
【０００９】
受信パケットごとについてアンテナ素子をすべてトレーニングすることは可能である。これは、パケットが一連のトレーニングシンボルを具備することを示唆し、アンテナ素子当たりの１つのトレーニングシンボルは後に一連のデータシンボルが続く。しかしながら、すべてのアンテナに関する複数のシンボルをトレーニングするためのこの要求は、各パケット上にかなりのオーバーヘッドをかける。さらに、速い選択メカニズムは、トレーニング処理の間にアンテナ間のスイッチングを可能にするために、ＲＦスイッチにおいて必要である。速い選択メカニズムは、通常固体スイッチの使用を示唆する。そのようなスイッチは、より遅いＭＥＭＳに基づいた等価物より大きな挿入損失がある。さらに高速スイッチを用いて、複数のガードインターバルはスイッチングを行なうために送信されたパケット内で必要かもしれない。
【００１０】
別のアプローチは、複数のパケットを運ぶデータが送信される前に、専用トレーニングパケットを用いて、複数のアンテナをトレーニングするために、専用パケットを用いることである。その後、先立つトレーニング段階で受信にとって最良であるとして認定された複数のアンテナを使用して、後者を受信することができるかもしれない。これは、パケット内のスイッチングまたは多くのトレーニングシンボルを要求するのではなく、送られた余分な複数のトレーニングパケットによるスループットロスを負う。
【００１１】
ＲＦチェーンの数を制限するのではなく、アンテナ素子と同数のＲＦチェーンによって受信機を提供することができる。これによって、単一のトレーニングシンボルからの各アンテナ素子でチャネルの推定が可能になる。それは、トレーニングシンボルを送る送信機が単一の送信アンテナを持っていると仮定する。送信機が複数の送信アンテナを持っている場合は、より多くのトレーニングシンボルが必然的に必要である。このアプローチの結果は、受信機でのすべてのアンテナ素子からのトレーニングデータが同時に利用可能であるということである。最大比合成は、複数の受信ストリームに適用することができる。これは、以前に表された例に関する性能を改善する可能性があるが、このアプローチの欠点は、非常に多くのＲＦチェーンを提供することによって示唆される高い複雑さにある。
【００１２】
一実施形態は、パケットに基づいた通信を受信する受信機を提供し、受信機は、複数のアンテナと、無線周波数（ＲＦ）処理チェーンと、前記アンテナで受信した信号を、前記ＲＦ処理チェーンへ渡される合成されたアナログ信号へ合成する信号コンバイナーと、受信パケットからトレーニングシンボルを抽出するトレーニングシンボル抽出器と、を具備し、前記合成されたアナログ信号は、ウェイトによって規定された加重和であり、前記受信された複数のアンテナ信号の加重和であり、抽出されたトレーニングシンボルに基づいてチャネル推定を決定するチャネル推定器と、複数の前記ウェイトを計算するウェイト計算器と、を具備し、前記ウェイト計算器は、以前に受信された複数のパケットのために決定された複数のチャネル推定に基づいて、パケットの受信に関するウェイトを決定する。
【００１３】
別の実施形態は、複数のアンテナ及び無線周波数（ＲＦ）処理チェーンを具備する受信機での使用のために、パケットに基づく通信を受信する方法を提供し、該方法は、複数の前記アンテナで受信される複数の信号を合成して、ＲＦ処理チェーンに渡される合成されたアナログ信号にして、前記合成されたアナログ信号は、複数の前記受信されたアンテナ信号の加重和でありウェイトによって規定されていて、受信パケットからトレーニングシンボルを抽出することをさらに具備し、抽出されたトレーニングシンボルに基づいてチャネル推定を決定し、複数の前記ウェイトを計算することをさらに具備し、計算することは、以前に受信された複数のパケットのために決定された複数のチャネル推定に基づいて、パケットの受信に関するウェイトを決定することを具備する。
【００１４】
別の実施形態は、受信機内のアンテナの数が無線周波数（ＲＦ）チェーンの数より大きい場合に実行されるためにアンテナ合成を提供する。そのような場合では、アンテナで検出された複数の信号の加重和は、そのＲＦチェーンまたは各ＲＦチェーンに渡される。パケットに基づいた通信では、特別なパケットに関して、その加重和または各加重和を生成するために使用された複数のウェイトを、先行する複数のパケットに関して決定された複数のチャネル推定に基づいて計算することができる。
【００１５】
別の実施形態は、上記で設定されたような、コンピュータ実装を手段として具体化された、適切なソフトウェアによって構成された、処置を提供する。この実施形態に従って、コンピュータプログラム製品は複数の実行可能命令を具備し、それがコンピュータによって実行可能な場合に、それによって明細書に記述される実施形態のうちの１つにしたがってコンピュータが、装置として構成されるようになる、または明細書に記述されるような方法を行う。
【００１６】
図１は、当業者によく知られる方法で構成される無線通信受信機１０を示すが、それは新しいやり方でまもなく記述される実施形態のコンテキストにおいて用いられる。
【００１７】
受信機１０は複数のアンテナ素子１２を具備し、その各々はＲＦコンバイナー１４へ接続される。ＲＦコンバイナー１４は、アンテナ素子１２上で受信される複数の信号を合成するために活動し、合成されたアナログ信号を、単一のＲＦチェーン１６へ送る。ＲＦチェーン１６は、合成されたアナログ信号を調整して、それをアナログデジタル変換器へ送る。それは合成されたアナログ信号をデジタル信号へ変換する。デジタル信号はその後、内容を抽出し複数の制御信号をＲＦコンバイナー１４へ提供して、デジタル信号を処理するデジタルベースバンド部２０へ渡される。
【００１８】
詳細には、ＲＦコンバイナー１４は、アンテナ素子１２につき１つの複数の可変利得素子３０のアレイと、アンテナ素子１２につき１つの複数の位相シフトデバイス３２とを具備する。コンバイナー回路３４は、利得が変更され、かつ位相シフトされた複数のアナログ信号を合成し、合成されたアナログ信号を提供する。
【００１９】
類似した詳細では、ＲＦチェーン１６は、ＡＤＣ１８へ渡すことに関し、合成されたアナログ信号をアナログベースバンドまでもっていくために、ミキサー３６及びフィルタ３８を提供する。
【００２０】
従来通りに用いられるように、受信機はアナログ（ＲＦ）領域において複数の信号を直接合成し、その結果、利用可能な複数のアンテナ素子からの複数の信号は、合成される前に、アナログベースバンドへそして次にデジタルベースバンドへ変換される必要がないので、ハードウェアコストを節約することができる。その代わりに、可変利得及び位相シフトは各受信ＲＦ信号に適用され、コンバイナー回路３４はそれらの全てを合成して単一の合成アナログ信号にする。それは次にアナログベースバンドへそしてデジタル領域へ変換される。
【００２１】
理解されるように、この例は１つより多くのＲＦチェーンがある場合まで拡張することができる。その場合、Ｎａ個のアンテナ及びＮＲＦ個のチェーンが利用可能な場合は、Ｎａ個のアンテナからの複数のＲＦ信号はＮＲＦ個のＲＦ信号へ合成される。各受信ＲＦ信号に適用されるウェイト（ウェイトは利得と位相シフトとの組合せである）は、ベースバンドにおいて決定され、典型的には多重アンテナチャネル全体についての知識を要求する。したがって、この方法はアンテナセレクションシステムに似ている制限をしている。その性能とその複雑さの両方は中間にアンテナ選択及びデジタル領域合成のものである。
【００２２】
以前に表されたアナログ（ＲＦ）アンテナ合成方法では、受信（時間または周波数とともに恐らく平均した）ＳＮＲが最大限にされるように、あるいは代わりに、システムのビット誤り率かブロック誤り率が最小化されるように、ウェイトは典型的に選ばれる。これは、多重アンテナチャネル全体についての知識を要求し、したがってアンテナセレクションシステム（つまりすべてのアンテナ素子のトレーニング）と同じ問題を引き起こす。典型的には、多数のトレーニングシンボルは以下のように仮定される。それらの間でアンテナスイッチングを行うことができ、そしてアンテナスイッチングが全トレーニングを達成することができるように仮定される。
【００２３】
代わりに、ここに開示された実施形態は、（単一アンテナ送信機が使用される場合に）単一トレーニングシンボルからの処理データまたはより一般的に、減少したシンボル数を有する処理データを含むアプローチであって、かつ１つのシンボル内で選択されたアンテナまたは適用される複数のウェイトへの変更を回避するアプローチに基づいている。ここに示された方法では、アンテナ配置での複数の変化は複数のパケット内での時間間隔に制限される。図２は、読者にこのアプローチについての理解を提供するために説明される。
【００２４】
この例において、以前に説明したように、同じ受信機１０が用いられる。しかしながら、ウェイト（利得及び位相シフト）計算のための方法は、実施形態の分野での初期の複数の例と比較して、単一の送信アンテナが用いられる場合にはパケット当たり１つ運ばれるトレーニングシンボルを使用して、またはＭＩＭＯ送信が用いられる場合は減少された数のトレーニングシンボルを使用して、全多重アンテナチャネルの推定を可能にすることを意図している。
【００２５】
この例において、任意の送信されたパケットはデータを含むことができ、パケットはトレーニングでの使用だけのために保存されはしない。これは以下の理由による。特別なパケットに適用される複数のウェイトが計算される場合、これは、全チャネル推定を可能にさせるために、非常に小さな程度まで性能の犠牲を含んでいる方法でなされるからである。この全チャネル推定は、トレーニングオーバーヘッドを省いて、次のパケットのための複数のウェイトの計算に用いることができる。
【００２６】
表された実施形態は、典型的な屋内の複数のチャネルの低いドップラースプレッド（Doppler spread）を利用する。これは時間でのチャネル変化が比較的遅いことを意味する。この経路によって、現在のパケット及び多くの以前に受信したパケットを利用することによって、チャネル推定を導くことができる。パケットがそれぞれ受信された後、チャネル推定は行われる。これは、チャネル変化がパケット間に起こりうることを意味する。また、まもなく説明される実施形態の方法はその変更を受け入れる。ただ一つの要求は、チャネルでの変化率が十分に少なく、その結果チャネルがＮｐパケットを具備する時間窓内で極端に変化しないことである。Ｎｐは、利用可能なアンテナの数と利用可能なＲＦチェーンの数との間の比率と同程度の大きさ（order of magnitude）である。より一般的にＮｐは、チャネルが時間窓Ｎｐ内で著しく変化しない実装時固有認識（implementation specific recognition）によって定義されるＮｐでの上限で、Ｎｒ／Ｎａより大きいかまたはこれに等しくなりうる：  
Ｎｐ≧Ｎｒ／Ｎａ             （１）
その場合、最後のＮｐ個の受信パケットからのトレーニングシンボルは、全多重アンテナチャネルを推定するために用いることができる。例えば最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）チャネル推定といった従来のチャネル推定方法を適用することができる。
【００２７】
しかしながら、非常に低いチャネル変化の存在においてのようなあるシナリオでは、複数のウェイトがもっぱら性能を改善する意図で選択されている場合、本明細書で説明される方法が、図解された構造において不十分なチャネル推定を提供する可能性があることが認識される。その場合、Ｎｐ個のパケットに関する同様の多重アンテナチャネルは、同様の最適ウェイトに帰着する。アナログ合成後の受信機での各チャネルの観測は、使用された複数のウェイトに応じた多重アンテナチャネルの重ね合わせから成る。したがって、複数のチャネル及び複数のウェイトが比較的一定のままならば、観測され合成されたチャネルはＮｐ個のパケット内で本質的に変わらない。また、Ｎｐ個のパケットの各々は、本質的に多重アンテナチャネルについて同じ情報を提供する。これは、多重アンテナチャネルの計算を不可能にするだろう。一般に、意味のある多重アンテナチャネル推定を達成するために、ある程度の直交性は合成されたチャネル観測に必要である。本開示においてなされた仮定は、多重アンテナチャネルがＮｐ個のパケット内で、著しく変化しないことであり、この結果、複数のウェイトがこの程度の直交性を導入しなければならない。従って、複数のウェイトの決定は、性能のために単独で管理されない。
【００２８】
記述された方法では、チャネルのコヒーレンス時間内にＮｐ≧Ｎｒ／Ｎａ個の連続するパケットを送信することができると仮定されている。これは典型的なアンテナ配置及び屋内のチャネルのための現実的な仮定である。最初に、簡単のためにＮａ＝１の場合を考察する。それぞれのチャネルは文字ｈで表わされ、一方、観察され合成された複数のチャネルは、文字ｇで示される。サブインデックス（sub-indices）はサブキャリア番号を示し、一方、スーパーインデックス（super-indices）はパケット番号を示す。
【００２９】
この例の受信機はＮｓｕｂ個のサブキャリアを持ったＯＦＤＭシステムとして構成される。受信機では、最も近い時間に受信したＮｐ個のパケットに関する一組のチャネル推定ｇｋ（ｉ−Ｎｐ＋１）・・・ｇｋ（ｉ）は、以前に使用され合成された一組のウェイトｗ（ｉ−Ｎｐ＋１）・・・ｗ（ｉ）に加えて、ｋ＝１・・・Ｎに関して使用可能である。
【００３０】
サブキャリアｋでのチャネルを考えれば、以下を書くことができる：  
【数１】
0005596098.tif 000002
【００３１】
ここで  
【数２】
0005596098.tif 000003
【００３２】
は、以前のＮｐ送信でサブキャリアｋでの推定され（合成された）チャネルを含むＮｐ×１ベクトルであり、  
【数３】
0005596098.tif 000004
【００３３】
は、Ｎｐ×Ｎｒ行列であり以前に使用され合成されたウェイトを含む、すなわち、  
【数４】
0005596098.tif 000005
【００３４】
であり、  
【数５】
0005596098.tif 000006
【００３５】
は、考慮したＮｐ個のパケット内でのチャネル変化と同様にチャネル推定誤差を考慮する、Ｎｐ×１のノイズ項である。
【００３６】
単純な近似において、ドップラースプレッドによる複数のチャネル変化は無視され、かつチャネル推定誤差だけが考慮される場合は、  
【数６】
0005596098.tif 000007
【００３７】
の項が独立してかつ同等に分配される（independent and identically distributed (i.i.d.)）、標準偏差σｖ２を持った複数のガウス変数であると仮定することができる。
【００３８】
もっと洗練された受信機では、ドップラースプレッド情報が、利用可能であり、より高い複数の雑音分散をより古い複数のパケットからの複数の推定に割り当てる場合には、Ｎｐ個のパケット内のチャネル変化が考慮される。
【００３９】
最初のケースを考えれば、チャネル係数のためのＭＭＳＥ推定量は以下になる。  
【数７】
0005596098.tif 000008
【００４０】
ここでσｈ２＝Ｅ｛ｈｋｈｋ＊｝である。行列反転が、サブキャリアの数と無関係に、受信パケット当たり一度行なわれるだけであることがわかる。Ｎａ＞１の場合について、Ｎｒ個のアンテナを、Ｎｒ／Ｎａ個の要素の組においてグループ化することができ、その結果、Ｎａ個の独立した推定量で複数のチャネル係数を得ることができる。
【００４１】
したがって、記述された合成方法は、パケット受信において、全チャネル応答を推定する。この推定は、次のパケット用の複数の合成ウェイトを計算するために、続いて用いることができる。
【００４２】
例えば米国７，５３９，２７４  Ｂ２に述べられているように、ＳＮＲを最大にするために複数のウェイトを決定する従来手法は、チャネルの自己相関行列Ｒを計算し、次に、最大の関連する固有値を持ったその固有ベクトルを計算することである。それはアンテナに適用される最適ウェイトベクトルである。ＯＦＤＭシステムでは、自己相関行列は、使用されたすべてのサブキャリア用の周波数において平均することができる。
【００４３】
したがって、ｗ（ｉ＋１）は、以下のうちの最大の固有値として計算することができる。  
【数８】
0005596098.tif 000009
【００４４】
ここでＮｓｕｂはサブキャリアの数である。
【００４５】
したがって、方法は、多数の受信パケットからの単一のトレーニングシンボルからの複数の測定を用いて、さらに連続するパケット間でのみ合成係数を調節して、チャネル推定について説明される。推定及びウェイト調節方法は図２のフローチャートによって説明される。
【００４６】
図において示されるように、第１ステップ（Ｓ１−２）はパケットを受信しデコードすることである。「パケット（ｉ）」として印のついたパケットはここで考慮され、ｉはそのパケットを識別するインデックスである。
【００４７】
推定され合成されたチャネルｇ（ｉ）は、ｋ＝１：Ｎｓｕｂに関してｇｋを更新するために用いられる(ステップＳ１−４）。
【００４８】
その後、ステップＳ１−６では、それぞれのチャネル  
【数９】
0005596098.tif 000010
【００４９】
は、上に提示された方程式（４）を用いて、ｋ＝１：Ｎｓｕｂについて推定される。それぞれのチャネル  
【数１０】
0005596098.tif 000011
【００５０】
は、次のパケット  
【数１１】
0005596098.tif 000012
【００５１】
に関する計算され合成された複数のウェイトに用いられる（ステップＳ１−８）。その後、デジタルベースバンドユニット２０は、パケット（ｉ）が完全に受信され、その後、次のパケット（ｉ＋１）に備えて新しいウェイト  
【数１２】
0005596098.tif 000013
【００５２】
を適用するまで、待機する（ステップＳ１−１０）。
【００５３】
チャネルを最初に推定するために、単位行列(またはＮｐ≧Ｎｒ／Ｎａの場合は、多くのスタックド単位行列（stacked identity matrices）)に等しい最初の  
【数１３】
0005596098.tif 000014
【００５４】
行列と、合成された複数のチャネル  
【数１４】
0005596098.tif 000015
【００５５】
とを有効に作成して、すべてのアンテナに渡って切り替えるために、最初のＮｐ個のパケットを用いることができる。ここで、各エントリは、各アンテナからの推定された応答に対応する。一旦この最初のトレーニングフェーズが終われば、説明した方法を使用して複数の合成ウェイトを計算することができる。この方法は、専用のトレーニングパケットを用いることなく、チャネルにおけるゆっくりとした変化を有効に追跡する。
【００５６】
読者は、単位行列（あるいは複数のスタックド行列（stacked matrices））は上記の例において用いられるが、任意の容易に反転可能な行列が代わりに使用されてもよいことを理解する。
【００５７】
しかしながら、チャネルが変わらなく、そして連続するパケット間での複数の最適な合成ウェイトも変化しない場合は、上記のように、その結果の行列  
【数１５】
0005596098.tif 000016
【００５８】
は非正則に近く、かつ提案されるチャネル推定器の性能は減少する。この劣化は、低いドップラースプレッド値には特に大きい。これらの場合では、より大きな時間フレームに渡る過大に決定されたシステムに帰着する、チャネル推定に関するより多くのパケット数Ｎｐを使用することによって緩和することができる。しかしながら、  
【数１６】
0005596098.tif 000017
【００５９】
の行でのある程度の直交性は、推定器に必要な性能を提供するために必要とされる。
【００６０】
ウェイトの計算への別のアプローチが記述され、それはこの制限の改善を提供する。アプローチは最初にＮｐ＝Ｎｒ／Ｎａを考慮する。Ｎｒ／Ｎａ×Ｎｒ／Ｎａのユニタリー行列  
【数１７】
0005596098.tif 000018
【００６１】
を与えられ、別の次善最適の方法は、行列の固有分解から、パケット（ｉ）から（ｉ＋Ｎｐ−１）までに関して複数のウェイト係数を得る：  
【数１８】
0005596098.tif 000019
【００６２】
ここで、ｔｒ（・）が行列のトレースを表わし、  
【数１９】
0005596098.tif 000020
【００６３】
が以前に定義されるような（周波数において平均化された）チャネル相関行列である。
【００６４】
一般の場合では、記述されたアプローチは、ａｉａｉＨに比例した項がＲに加えられることを単に必要とする。αによるスケーリングと、トレースとは、結果として生じる行列のトレースがオリジナルと同様になるために、提供されるが、より一般的な概念の一例としてだけ実際の複数の上記の方程式を理解することができる。
【００６５】
スカラーα∈｛０．．．１｝は、行列の性能及び直交性の点から最適化の複数のウェイト間でのトレードオフを決定する。このパラメーターは経験的に判定することができ、正確なチャネル推定を保証する最低の可能な値にセットされるべきである。従って、このアプローチの使用において暗黙の性能低下を最小限に抑えることができる。
【００６６】
したがって、それぞれのパケットで使用される複数のウェイトは、あるベクトル  
【数２０】
0005596098.tif 000021
【００６７】
の方へバイアスされ、このベクトルは可能な複数の値に渡って絶え間なく掃引してそれぞれのパケットを変更する。以前のシーケンスについては、パケット（ｉ＋Ｎｐ）に関するウェイト推定は、再び  
【数２１】
0005596098.tif 000022
【００６８】
の方へバイアスされる。したがって、各時刻では、前の複数の受信パケット（それらは現在のチャネル推定について考慮される）は、チャネル推定での雑音増大問題を緩和して、それらのそれぞれが一組の直交ベクトル  
【数２２】
0005596098.tif 000023
【００６９】
から与えられたベクトル  
【数２３】
0005596098.tif 000024
【００７０】
へ向かって最適解から逸脱するように計算された複数組の合成ウェイトで受信されている。
【００７１】
αが０の値に設定される場合、結果として生ずるコンバイナーは、上で与えられた第１例と同様である。一方、α＝１は、  
【数２４】
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【００７２】
の選ばれた行に等しい１組の合成ウェイトを生成する。したがって、α＝１の場合、複数のウェイトはチャネルではなく完全に  
【数２５】
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【００７３】
に依存する。従って、合成利得は得られない。したがって、チャネル推定が雑音増大問題なく、したがって大半の合成利得を可能な限り維持しながら、行われることを保証するαの最も低い可能な値を選択することが望ましい。
【００７４】
シミュレーションは、αの小さな複数の値が、完全なトレーニングを有した複数のシステムに関する最適なウェイト選択に比較して僅かな性能低下である非常に改善されたチャネル推定に結実することを示すために、行われている。最後に、より多くのパケットＮｐのための拡張は、簡単であり、Ｎｒ／Ｎａ個の直交ベクトル  
【数２６】
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【００７５】
を介して必要に応じて何度も掃引することによって達成できる。
【００７６】
方法の評価は、Ｎｒ＝８本のアンテナのうちのＮａ＝２本を選択する受信機を有する無線ＬＡＮシステムのリンクレベルシミュレーションを介して実行されていて、単一のアンテナ送信機が与えられている。Ｎｓｕｂ＝６４を有した２５個のデータＯＦＤＭシンボルを具備するパケットは、１ｍｓの間隔をあけられている。時間変化チャネルモデルが、２．４ＧＨｚのキャリアに関して１ｍｓ−１の受信機速度に対応するドップラースプレッド値で、使用された。異なる検知器の性能は、図３で比較され、図３は、ランダムなアンテナ選択を使用する検出器と、完全なトレーニングを有するアンテナ選択を使用する検出器と、十分なトレーニングを有するアナログアンテナ合成システムと、図１で説明されかついくつかの値のαを使用するトレーニングスキームを有する上で説明された（そして図２で示された）方法で採用されたアプローチとを含んでいる。α＝０ (従来手法に等しい)に関するパケット誤り率が、不十分なチャネル推定により完全なトレーニングアナログ合成ケースに関する誤り率よりもはるかに高いことが観察される。しかしながら、α＝０．２あるいはα＝０．３の場合には、誤り率は、改善されたチャネル推定のおかげで、完全なトレーニングの性能に接近する。
【００７７】
方法も無線プロトタイプを用いて実験的に確認することができる。この場合、受信機は、４本のアンテナのうちの１本のアンテナを選択し、動作周波数は５．４ＧＨｚである。図４に示された結果によって実証されるように、平均パケット分離はかなり静的なチャネル状態で２０ミリ秒である。
【００７８】
ある実施形態は説明されているが、これらの実施形態はほんの一例として示されていて、発明の範囲を制限するようには意図されない。実際は、本明細書で説明される新しい方法及び装置は、様々な他の形式で具体化されてもよい；更に、本明細書で説明される方法及び装置の形態で様々な省略、置換及び変更は発明の精神から逸脱することなくなされてもよい。添付のクレーム及びその均等物は、発明の範囲及び精神の中にあるように、そのような形式あるいは変更の範囲にわたるように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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