(57)【要約】  時間的に変化する多重キャリア多重ユーザシステムにおけるチャンネル特性および干渉レベルの推定が同時に行われる。推定を実行するために、複数のデータシンボルおよび専用パイロットシンボルがチャンネル上を送信される。干渉レベルの推定は、チャンネルパラメータを推定するために使用される。【選択図】    図４ｃ
2009504029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムのチャンネルおよび干渉レベルを推定する方法であって：
時間周波数領域上を送信された、１以上のユーザのための複数のデータシンボルを受信することと；
前記時間周波数領域において、複数のデータシンボルの中に配置された１以上のユーザのための複数の専用パイロットシンボルを受信することと；
前記時間周波数領域についての干渉電力を推定することと；
前記干渉電力の推定値を使用して、前記時間周波数領域について、前記チャンネルパラメータを推定すること
を含んでなる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、時間周波数領域が、ＯＦＤＭＡシステムである無線通信システムの順方向リンクまたは逆方向リンクの一方に割り当てられた時間周波数領域に対応する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、更に、周波数ホッピングアルゴリズムに従って、前記時間周波数領域の場所を決定することを含んでなる方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記時間周波数領域を共有する１以上のユーザの数が、前記時間周波数領域におけるパイロットシンボルのクラスタの中の専用パイロットシンボルの数を越えることができない方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記干渉電力を推定することが、前記専用パイロットシンボルにおいて観察された残留エネルギーを計算することと、前記干渉電力から前記残留エネルギーを相殺することを含んでなる方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記干渉電力を推定することが、前記時間周波数領域におけるデータシンボルの全部についての単一の干渉推定値を決定することを含んでなる方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記干渉電力を推定することが、たとえ或る相が１以上のユーザのためを意図していなくても、複数の層のための順方向リンク上での前記時間周波数領域について干渉電力を推定することを含んでなる方法。
【請求項８】
無線通信装置であって：
時間周波数領域上で、１以上のユーザについて複数のデータシンボルを受信するように構成された受信機と；
複数のデータシンボルの間に配置され且つ前記時間周波数領域上を送信された、１以上のユーザのための複数の専用パイロットシンボルを受信するように構成された受信機と；
前記時間周波数領域について干渉電力を推定するように構成されたエスティメータと；
前記干渉電力の推定値を使用して、前記時間周波数領域についてのチャンネルパラメータを推定するように構成されたエスティメータと
を含んでなる装置。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信装置であって、前記時間周波数領域が、ＯＦＤＭＡシステムである無線通信システムの順方向リンクもしくは逆方向リンクの一方に割り振られた時間周波数領域に対応する装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の無線通信装置であって、更に、周波数ホッピングアルゴリズムに従って、前記時間周波数領域の位置を決定することを含んでなる装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の無線通信装置であって、前記時間周波数領域を共有する１以上のユーザの数が、前記時間周波数領域におけるパイロットシンボルのクラスタの中の専用パイロットシンボルの数を越えることができない装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の装置であって、前記干渉電力を推定することが、前記専用パイロットシンボルにおいて観察された残留エネルギーを計算することと、前記干渉電力から前記残留エネルギーを相殺することを含んでなる装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の装置であって、前記干渉電力を推定することが、前記時間周波数領域におけるデータシンボルの全部のための単一の干渉推定値を決定することを含んでなる装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の装置であって、前記干渉電力を推定することが、たとえ或る相が１以上のユーザのためを意図していなくても、複数の層のための順方向リンク上での前記時間周波数領域について干渉電力を推定することを含んでなる装置。
【請求項１５】
無線通信システムのチャンネルおよび干渉レベルを推定する方法であって：
時間周波数領域上を送信された、１以上のユーザのための複数のデータシンボルを受信するための手段と；
前記時間周波数領域において複数のデータシンボルの中に配置された、１以上のユーザのための複数の専用パイロットシンボルを受信するための手段と；
前記時間周波数領域についての干渉電力を推定するための手段と；
前記干渉電力の推定値を使用して、前記時間周波数領域について、前記チャンネルパラメータを推定するための手段
を含んでなる方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、該方法が、ＯＦＤＭＡシステムである無線通信システムの順方向リンクまたは逆方向リンクを介して受信されたシンボルに適用される方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、更に、周波数ホッピングアルゴリズムに従って、前記時間周波数領域の場所を決定することを含んでなる方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、前記時間周波数領域を共有する１以上のユーザの数が、前記時間周波数領域における、パイロットシンボルのクラスタにおける専用パイロットシンボルの数を越えることができない方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法であって、前記干渉電力を推定するための手段が、前記専用パイロットシンボルにおいて観察された残留エネルギーを計算し、また前記干渉電力から前記残留エネルギーを相殺するための手段を含んでなる方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法であって、前記干渉電力を推定するための手段が、前記時間周波数領域におけるデータシンボルの全部について、単一の干渉推定値を決定するための手段を含んでなる方法。
【請求項２１】
請求項１５に記載の方法であって、前記干渉電力を推定するための手段が、たとえ或る相が１以上のユーザのためを意図していなくても、複数の層のための順方向リンク上の前記時間周波数領域について干渉電力を推定するための手段を含んでなる方法。
【請求項２２】
その上に命令を含んでなるプロセッサが読み取り可能な媒体であって：
チャンネル上を送信された、複数のデータシンボルを受信するための命令と；
前記複数のデータシンボルの中に配置され、且つ前記チャンネル上を送信された複数の専用パイロットシンボルを受信するための命令と；
興味或る時間周波数領域についての干渉電力を推定するための命令と；
前記干渉電力の推定値を使用して、前記チャンネルパラメータを推定するための命令と
を含んでなる媒体。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本件特許出願は、２００５年７月２６日に提出された「専用パイロットトーンを用いたチャンネルおよび干渉のための方法および装置」と題する、本願の譲受人に譲渡された仮出願の優先権を主張するものであり、該仮出願を、本明細書の一部として明示的に本願に援用する。
【発明の背景】
【０００２】
本件の開示は無線通信システムに関し、更に特定すれば、斯かるシステムにおけるチャンネルパラメータおよび干渉レベルの推定に関する。
【０００３】
無線通信システムでは、送信機から受信機への無線チャンネルの応答性を推定することが必要である。このチャンネル推定は、データ検出、時間同期、周波数補正、空間処理、データ転送速度の選別等のような種々の目的で使用されてよい。チャンネル推定は、典型的には、送信機および受信機の両者がアプリオリに知っている、既知のパイロットシンボルを含んだパイロット信号を送信することによって行われる。次いで、受信機は、既知のパイロットシンボルに対する受信されたパイロットシンボルの比率として、該チャンネル利得を推定することができる。
【０００４】
パイロット信号は、典型的にはノイズおよび干渉の両方によって損なわれる。これらの減損は、受信されたパイロット信号に基づいて受信機が得るチャンネル推定の品質を劣化させる。ノイズは、無線チャンネル、および受信機の特性等のような種々の原因に由来する可能性がある。ノイズによる減損に対しては、通常、受信機が望ましい品質を得ることができるように、適正な方法で、および／または充分な時間に亘って、パイロット信号を送信することにより対処することができる。干渉は、それらのパイロット信号を同時に送信している複数の送信機から生じる可能性がある。これらの送信機は、当該システムにおける異なるベースステーション、同じベースステーションの異なるアンテナについてのもの等であってよい。如何なる場合にも、各送信機からのパイロット信号は、他の送信機からのパイロット信号に対する干渉として作用する。このパイロット干渉は、チャンネル推定の品質を劣化させる。
【０００５】
屡々、チャンネルおよび干渉レベルを推定することが望まれる。順方向リンク（ＦＬ）上において、共通のパイロットシンボルが使用されてきたことが知られている。直交周波数分割マルチプレクシング（ＯＦＤＭＡ）システムにおいて、斯かる共通のパイロットシンボルは、典型的には全てのユーザが共有する全バンド幅に亘って散乱される。従来の単一アンテナ送信において、斯かる共通のパイロットシンボルは、ＦＬチャンネル推定の目的で全てのユーザによって利用されてよい。携帯電話用途に典型的である該バンド幅およびチャンネルのコヒーレンスは、共通のパイロットトーンを特に有用なものにする。
【０００６】
共通パイロット vs. 専用パイロットの相対的なバンド幅効率は、共通パイロットを用いて推定された全共有バンド幅に対応するブロードバンドチャンネルにおける自由度の全数と、ユーザ時間当たりに割り当てられたナローバンド副チャンネルにおける自由度の全数、即ち、斯かるナローバンド副チャンネルの数との間で比較によって行われてよい。携帯電話用途において典型的なバンド幅およびチャンネルコヒーレンス時間値について、これは共通パイロットの方に有利にバランスしている。にもかかわらず、専用パイロットのアプローチは多くの魅力的な特徴を有している。
【０００７】
従って、ＯＦＤＭＡのための専用パイロットトーンを用いた、単純化されたチャンネルおよびコヒーレンスの推定を提供するための方法および装置を提供する必要性が存在している。
【概要】
【０００８】
時間的に変化する多重キャリア多重ユーザシステムにおいて、チャンネルパラメータおよび干渉レベルの推定が同時に実行される。この推定を実行するために、複数のデータシンボルおよび専用パイロットシンボルが当該チャンネル上を送信される。時間−周波数領域において複数のデータシンボルの間に配置された、１以上のユーザのための複数のデータシンボルが受信される。時間−周波数領域についての干渉電力が推定される。時間−周波数領域についてのチャンネルパラメータは、前記干渉電力の推定値を使用して推定される。
【詳細な説明】
【０００９】
本開示に従えば、時間的に変化する多重キャリア多重ユーザのＯＦＤＭＡシステムにおいて、チャンネル特性および干渉レベルの推定が同時に実行される。本開示に従ってチャンネルおよび干渉レベルを推定するために、送信されるデータシンボルの間には複数のパイロットシンボルが配置される。ＯＦＤＭＡシステムにおいては、周波数および時間に亘ってチャンネル補間を達成するために、専用パイロットシンボルは、典型的にはユーザのトラフィックバンド内に幾分均一な方法で配置される。共通のパイロットシンボル vs.専用パイロットシンボルの相対的なバンド幅効率は、共通パイロットを用いて推定された全共有バンド幅に対応したブロードバンドチャンネルでの自由度の総数と、ユーザ当たりに割り当てられたナローバンド副チャンネルでの自由度の数に、斯かるナローバンド副チャンネルの数を乗じたものとの間の比較に関連する。
【００１０】
本発明の一つの側面に従えば、専用パイロットトーンの使用は、多くの利点を提供する。第一に、ユーザトラフィックバンド幅上で散乱される専用パイロットトーンは、特に干渉レベルが何れかの所定の副チャンネルに亘って準静的と看做され得る同期多重セル設計において、ユーザが認識する干渉レベルを推定するために使用されてよい。第二に、専用パイロットシンボルは、適合可能なビーム形成のような、何れかの副チャンネルユーザ感受性信号伝達のためのチャンネル推定を支援してもよい。チャンネル感受性信号伝達では、一組の専用パイロットシンボルが、望ましいチャンネル感受性信号伝達に従って送信されてよい。知られているように、専用パイロットシンボルは、全てのユーザに同時通信され、従ってユーザ特異的な署名を搬送するためには適合されないのに対して、本発明の開示に従う専用パイロットトーンは、ユーザ特異的な署名を搬送するために適合される。
【００１１】
図１を参照すると、一実施形態に従う多重アクセス無線通信システムが示されている。多重アクセス無線通信システム１００は、複数のセル、例えばセル１０２、１０４、および１０６を含んでいる。図１の実施形態において、各セル１０２、１０４、および１０６は、複数のセクタを含むアクセス点１５０を含んでいてよい。これら複数のセクタは、各々が当該セルの一部においてアクセス端末との通信に責任を有するアンテナ群によって形成されてよい。セル１０２において、アンテナ群１１２，１１４，１１６は、各々が異なるセクタに対応している。セル１０４においては、アンテナ群１１８，１２０，１２２の各々が異なるセクタに対応している。セル１０６では、アンテナ群１２４，１２６，１２８の各々が異なるセクタに対応している。
【００１２】
各セルは幾つかのアクセス端末を含んでおり、これらは各アクセス点の１以上のセクタと通信状態にあってよい。例えば、アクセス端末１３０および１３２はベースステーション１４２と通信しており、アクセス端末１３４および１３６はアクセス点１４４と通信しており、またアクセス端末１３８および１４０はアクセス点１４６と通信している。
【００１３】
図１からは、各アクセス端末１３０，１３２，１３４，１３６，１３８および１４０が、同じセル内の他の各々のアクセス端末に対して、その各セルの異なる部分に位置していることを見ることができる。更に、各アクセス端末は、それが通信している対応のアンテナ群から異なる距離にあってよい。これら因子の両方が、当該セルにおける環境的条件および他の条件に起因して、各アクセル端末とそれが通信している対応のアンテナ群との間に、異なるチャンネル条件を存在させるような状況を与える。
【００１４】
ここで使用するとき、アクセス点とは、端末と通信するために使用される固定ステーションであってよく、またベースステーションと称されてもよく、ベースステーションの機能の幾つかまたは全部を含んでいてもよい。アクセス端末はまた、ユーザ装置（ＵＥ）、無線通信装置、端末、モバイルステーションまたは他の用語で呼ばれてもよく、これらの機能の幾つかまたは全部を含んでもよい。
【００１５】
図２を参照すると、多重アクセス無線通信システムにおける送信機および受信機の一つの実施形態２００が図示されている。送信機システム２１０においては、多くのデータストリームのためのトラフィックデータが、データソース２１２から、送信（ＴＸ）データプロセッサ２１４に提供される。一つの実施形態において、各データストリームはそれぞれの送信アンテナによって送信される。ＴＸデータプロセッサ２１４は、コード化されたデータを与えるために、データストリームについて選択された特定のコード化スキームに基づいて、各データストリームについてのトラフィックデータをフォーマットし、コード化し、インターリーブする。幾つかの実施形態において、ＴＸデータプロセッサ２１４は、ユーザおよびそこから当該シンボルが送信されるアンテナに基づいて、データストリームのシンボルに対してプレコーディング重み付けを適用する。幾つかの実施形態において、プレコーディング重み付けは、トランシーバ２５４で発生されたコードブックに対する索引に基づいて発生され、コードブックおよびその索引の知識を有するトランシーバ２２２へのフィードバックとして与えられてよい。更に、予定された送信の場合は、ＴＸデータプロセッサ２１４が、ユーザから送信されるランク情報に基づいてパケットフォーマットを選択することができる。
【００１６】
各データストリームのためのコード化されたデータは、ＯＦＤＭ技術を使用して、パイロットデータと共に多重化されてよい。該パイロットデータは、既知の方法で処理される典型的には既知のデータパターンであり、またチャンネル応答を推定するために受信機システムにおいて使用されてよい。この多重化されたパイロットおよびコード化データは、次いで、変調シンボルを与えるために、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、またはＭ−ＱＡＭ）に基づいて変調される。各データストリームについてのデータ転送速度、コード化、および変調は、プロセッサ２３０によって実行される命令により決定されてよい。上記で述べたように、幾つかの実施形態においては、１以上のストリームについてのパケットフォーマットが、ユーザから送信されるランク情報に従って変化されてよい。
【００１７】
次いで、全てのデータストリームについての変調シンボルがＴＸ・ＭＩＭＯプロセッサ２２０に送られ、該プロセッサは変調シンボルを（例えばＯＦＤＭのために）更に処理してもよい。次いで、ＴＸ・ＭＩＭＯプロセッサ２２０は、ＮＴ変調シンボルストリームを、ＮＴトランシーバ（ＴＭＴＲ）２２２ａから２２２ｔを通して提供する。一定の実施形態において、ＴＸ・ＭＩＭＯプロセッサ２２０は、該シンボルを送信されるユーザおよびそこから該シンボルが送信されるアンテナに基づいて、当該ユーザチャンネル応答情報から、該データストリームのシンボルに対してプレコーディング重み付けを適用する。
【００１８】
各トランシーバ２２２は、それぞれのシンボルストリームを受信および処理して１以上のアナログ信号を提供し、また該アナログ信号を更に調節（増幅、フィルタ、およびアップコンバート）して、ＭＩＭＯチャンネル上での送信に適した変調された信号を提供する。トランシーバ２２ａから２２２ｔを通してのＮＴ変調された信号は、次いで、それぞれＮＴアンテナ２２４ａから２２４ｔを通して送信される。
【００１９】
レシーバシステム２５０において、送信された変調信号は、ＮＲアンテナ２５２ａから２５２ｒを通して受信され、各アンテナ２５２から受信された信号は、それぞれのトランシーバ（ＲＣＶＲ）２５２に提供される。各トランシーバ２５４は、それぞれの受信された信号を調節（例えばフィルタ、増幅、およびダウンコンバート）し、この調節された信号をデジタル化してサンプルを提供し、更に該サンプルを処理して、対応する「受信された」シンボルストリームを提供する。
【００２０】
次いで、ＲＸデータプロセッサ２６０は、特定のレシーバ処理技術に基づいて、ＮＲトランシーバ２５４からのＮＲ受信されたシンボルストリームを処理し、ＮＲ「専用」信号ストリームを提供する。このＲＸデータプロセッサ２６０による処理について、以下で更に詳細に説明する。各専用信号ストリームは、対応するデータストリームについての、送信された変調シンボルの推定である。次いで、ＲＸデータプロセッサ２６０は、各専用シンボルストリームを復調し、脱インターリーブし、デコード化して、データストリームについてのトラフィックデータを回復させる。ＲＸデータプロセッサ２６０による処理は、送信機システム２１０において、ＴＸ・ＭＩＭＯプロセッサ２２０およびＴＸデータプロセッサ２１４により実行されるものに対して相補的である。
【００２１】
ＲＸプロセッサ２６０によって生じたチャンネル応答の推定値は、レシーバにおける空間、空間／時間処理を実行するため、出力レベルを調節するため、変調速度もしくは変調スキームを変更するため、または他の動作を行うために使用されてよい。ＲＸプロセッサ２６０は、更に、専用信号ストリームの信号 vs.ノイズ−および−干渉比率（ＳＮＲ）、並びに、おそらくは他のチャンネル特性を推定してこれらの量をプロセッサ２７０に提供してもよい。ＲＸデータプロセッサまたはプロセッサ２７０は、更に、当該システムについての「オペレーティング」ＳＮＲの推定を誘導してもよい。次いで、プロセッサ２７０は推定された（ＣＳＩ）を提供し、これは通信リンクおよび／または受信されたデータストリームに関する種々のタイプの情報を含んでなるものであってよい。例えば、ＣＳＩは、オペレーティングＳＮＲのみを含んでよい。次いで、該ＣＳＩは、ＴＸデータプロセッサ２７８により処理され（該プロセッサはデータソース２７６から多くのデータストリームのためのトラフィックデータをも受信する）、モジュレータ２８０により変調され、トランシーバ２５４ａ〜２５４４により調整され、送信機システム２１０へと逆送信される。
【００２２】
送信機システム２１０において、受信機システム２５０からの変調された信号は、アンテナ２２４によって受信され、受信機２２２によって調整され、復調機４０によって復調され、ＲＸデータプロセッサ２４２により処理されて、受信機システムにより報告されたＣＳＩを回復する。報告され且つ量子化された情報、例えばＣＱＩは、次いでプロセッサ２３０に提供され、（１）データストリームのために使用されるデータ転送速度、並びにコーディングおよび変調のスキームを決定するため、（２）ＴＸデータプロセッサ２１４およびＴＸ・ＭＩＭＯプロセッサ２２０のための種々のコントロールを発生させるために使用される。
【００２３】
ＮＴ送信アンテナおよびＮＲ受信アンテナによって形成されたＭＩＭＯチャンネルは、ＮＳの独立チャンネルに分解されてよく、ＮＳ≦ｍｉｎ｛ＮＴ，ＮＲ｝である。ＮＳの独立チャンネルの各々は、ＭＩＭＯチャンネルの空間副チャンネル（または送信チャンネル）と称されてよく、ディメンジョンに対応する。
【００２４】
一般に、送信バンド幅はホップ領域に分割され、該ホップ領域に割り当てられた複数のユーザについて、アクセス端末またはアクセスポイントにより一つのホップ領域のシンボルが複数のユーザに割り当てられ、一緒に処理される。一つのホップ領域は、同じ連続する組のＮＴトーンに亘って、ＮＳの連続的なＯＦＤＭシンボルにおける送信されたシンボルからなっている。従って、一つのホップ領域には、ＮＳ×ＮＴのシンボルが存在する。明瞭化のために、一つのＯＦＤＭシンボルにおける送信されたシンボルの数は、当該シンボルにおける（直交）トーンの数に等しい。
【００２５】
一定の側面において、一つのホップ領域を共有するＱ人のユーザが存在する可能性がある。ユーザの用語は、ここで使用する「相」の用語で置換可能なものである。この側面において、単一の端末は、それが複数の送信アンテナを有していれば複数のストリームを送信し得るので、複数のユーザに対応する可能性がある。また、幾つかの場合には、各端末が単一相を送信するだけであり、一人のユーザであってよい。
【００２６】
一つのホップ領域において受信されたシンボルのベクター（ｙで表示される）は、
【数１】
2009504029.tif 000003
【００２７】
によって与えられる複素数のＮＳＮＴ×１のベクトルである。
【００２８】
ｙの第一のＮＴ要素（及び上記式の他のベクトルの全ての他のベクトル）は、第一のＯＦＤＭシンボルのトーンのためのチャンネル等に対応する。
【００２９】
Δ２ｑ（ここで、ｑ＝１，…，Ｑ）は、ユーザｑの出力オフセットであり；これら係数は既知であると仮定される。
【００３０】
Ｓ（ｑ）（ここで、ｑ＝１，…，Ｑ、複素数のＮＳＮＴ×１のベクトル）は、一つのホップ領域内のユーザｑによって送信された変調シンボルのベクトルである。
【００３１】
ｈ（ｑ）（ここで、ｑ＝１，…，Ｑ、複素数のＮＳＮＴ×１のベクトル）は、ユーザｑの周波数ドメインチャンネルである。該チャンネル係数ｈ（ｑ）は、ユーザの間で独立であると仮定されてよい。各ユーザについて、ｈ（ｑ）は一般に、ゼロ平均および既知の共分散マトリックスを備えた複素ガウス関数と看做される。
【００３２】
ｎ０（ＮＳＮＴ×１は複素数のベクトルである）は、ＧＡＷＧＮ（これは干渉を含む）であり、ゼロ平均および共分散マトリックスσ２Ｉを有すると仮定される。ノイズ分散σ２は未知である。
【００３３】
幾つかの側面において、このモデルは、全てのユーザチャンネル係数および干渉を推定するために使用されてよい。このために、所定のホップ領域において、専用パイロットシンボルがデータシンボルの中に挿入される。該推定は、受信されたパイロットシンボル、および当該チャンネルの統計的性質の知識に基づくであろう。
【００３４】
一つのタイプのチャンネルモデルの説明が下記に与えられるが、ここに説明するアプローチと共に他のチャンネルモデルが利用されてよい。チャンネルをモデリングする際、当該チャンネルの統計的性質は少なくとも幾らかは理解されると仮定される。各ユーザについて、一つのホップ領域に亘ってチャンネル係数が相関すると仮定されてよい。もしそうであれば、以下の近似は、チャンネル推定に利用するために充分に正確であり得る。
【００３５】
一人のユーザのチャンネル共分散マトリックスの構造は、最大でも三つの有意な固有値を有し、対応する固有ベクトルは下記の分析的表現によって近似することができる：
【数２】
2009504029.tif 000004
【００３６】
ここでのＵ１、Ｕ２、Ｕ３は以下で説明される。
【００３７】
以下のクロネッカー積の定義は、共分散マトリックスを近似する上で利用されてよい。
【００３８】
ベクトルａｎ×１およびｂｍ×１が与えられれば、それらのクロネッカー積
【数３】
2009504029.tif 000005
【００３９】
は、
【数４】
2009504029.tif 000006
【００４０】
として定義される。
【００４１】
更に、下記のベクトルが定義されてよい：
【数５】
2009504029.tif 000007
【００４２】
サイズがＮｓＮｔ×１の下記の三つのベクトルは、近似固有ベクトルと称されてよく、これらはデータシンボルに対応するチャンネルの推定のために、真の固有ベクトルの代わりに使用されてよい。
【数６】
2009504029.tif 000008
【００４３】
幾つかの側面において、第一の固有値は、他の二つのより少なくとも一桁大きいかも知れない。先に述べた共分散マトリックスの構造は、チャンネルの以下の近似表現を与えるために利用されてよい。
【００４４】
ホップ領域上の各ユーザのチャンネルは、時間および周波数のランダムな関数、即ち、ξ（ｑ）（ｔ，ｆ）として記述されてよい。次いで、ξ（ｑ）（ｔ，ｆ）は、テーラー展開の最初の三つの項によって正確に近似することができる：
【数７】
2009504029.tif 000009
【００４５】
従って、この近似において、一つのホップ領域上のチャンネルは、三つの複合パラメータによって特徴付けられてよい。
【００４６】
最初に、（ｔ０，ｆ０）がホップ領域の対称中心であると定義されれば、座標（ｎｓ，ｎｒ）のシンボルに対応する一人のユーザのチャンネルは、次のように書かれてよい。
【数８】
2009504029.tif 000010
【００４７】
ここで、
【数９】
2009504029.tif 000011
【００４８】
は、ホップ領域の中心の座標であり、α（ｑ）はＤＣ成分であり、β（ｑ）Ｆ，β（ｑ）Ｔはそれぞれ周波数および時間における勾配である。
【００４９】
一つの側面において、ホップ領域内のパイロットシンボルは、以下の条件を満たすパターンで配置される：総計でＮＰのパイロット信号（一つのホップ領域に）が存在し、該パイロット信号は四つのクラスタに分類され、各クラスタはＭＱのシンボルを有する；従って、ＮＰ＝４ＭＱであり、一つのクラスタのパイロットシンボルは、時間−周波数ドメインにおいて連続した領域を占める結果、各ユーザにとって、一つのクラスタのシンボル内におけるチャンネルの変動はできるだけ小さく、且つパイロット配置スキームはホップ領域の対称中心に関して対称であるようになっている。しかし、他のパイロット配置パターンおよび方法を利用してもよい。
【００５０】
一つの側面において、全てのクラスタは、ＭＱで示される同じ数のパイロットシンボルを有する。しかし、そうである必要はない。クラスタの数はＮＣで示されるから、従って我々は、ＮＰ＝ＮＣ×ＭＱを得る。
【００５１】
一定の側面において、一つのホップ領域を共有するユーザの数はクラスタサイズを超えない：即ち、Ｑ≦ＭＱである。
【００５２】
幾つかの側面においては、多重化を可能にするために、同じクラスタに属する一人のユーザのパイロットシンボルは、スクランブルシーケンスを用いてスクランブルされる；単純化のために、各ユーザは全てのクラスタについて同じスクランブルシーケンスを使用する。異なるユーザのスクランブルシーケンスは、長さＭＱの直交ベクトルであってよく、それらは単位モジュラス要素を有すると仮定される。最大では、ＭＱの斯かるシーケンスが存在する可能性があり、Ｓｋ，ｋ＝１，…，ＭＱである。
【００５３】
従って、一つのホップ領域を共有するユーザの数−Ｑ−は、クラスタのサイズを超えることはできない：即ち、Ｑ≦ＭＱである。
【００５４】
ユーザｑによって送信されるＮＰ×１ベクトルは、
【数１０】
2009504029.tif 000012
【００５５】
と書くことができ、ここでの１ＮＣ×１はＮＣ×１の列ベクトルであり、
【数１１】
2009504029.tif 000013
【００５６】
はクロネッカー積を示す。
【００５７】
ベクトルｒ１，ｑ、ｑ＝１，…，Ｑは直交している。以下のＮＰ×１複素ベクトル、ｒ１，ｑ、ｉ＝１，…，４、ｑ＝１，…，ＭＱを定義する
【数１２】
2009504029.tif 000014
【００５８】
各クラスタについて、ユーザのスクランブルシーケンスが直交しているという事実は、アルゴリズムの誘導において役割を果たす。
【００５９】
チャンネルおよび干渉電力は、受信されたパイロットシンボルを使用して推定される。我々は、受信されたパイロットシンボルのベクトルをｘで示し、ここでのｘは、複素数のＮＰ×１ベクトルである。従って、ｘの要素は、パイロット位置に対応するｙの要素である。ｘの要素の順序は次の通りである。ｘの最初のＭＱ要素は、第一（左上）のクラスタのパイロットシンボルに対応し、ｘのＭＱ要素の次は、同じトーンのパイロットシンボルの第二（右上）のクラスタのパイロットシンボルに対応し、次のＭＱ要素はパイロットシンボルの第三（左下）のクラスタのパイロットシンボルに対応し、最後のＭＱ要素は第四（右下）のクラスタのパイロットシンボルに対応する。例えば、図４ｃに示した実施例においては、１２のパイロットが存在し、該パイロットは頂部左隅から出発して、頂部から底部左隅へと横切り、また底部右隅へと、１,２,３,４,５，６，７，８，９，１０，１１，および１２と読まれる。最後に、我々は、受信されたパイロットシンボルが、垂直掃引が使用されるベクトルｙにおける受信されたデータシンボルの索引とは対照的に、水平の掃引を使用してベクトルｘの中に配置されることに注目する。
【００６０】
干渉の推定の説明が提供される。干渉電力に関する情報は、受信されたパイロットシンボルのみを使用して得られる。観察空間はＮＰディメンジョンを有する；各ユーザのチャンネルは、三つのパラメータによって与えられる；こうして、残りのＮＰ−３Ｑディメンジョンの観察空間は、干渉電力に関する情報を得るために使用することができる。
【００６１】
干渉は、送信されたパイロット信号によって占有されていないディメンジョンへの、受信された信号の投影の電力ｋとして推定される。換言すれば、我々は受信された信号ｘを、先に定義した基底ｒｉ，ｑ、ｉ＝１，…，４、ｑ＝１，…，ＭＱ上に投影し、干渉に対応する成分の電力を合算する。
【００６２】
もし、ｗｉ，ｑが
【数１３】
2009504029.tif 000015
【００６３】
として定義されるならば、干渉電力は、得られたサンプルの電力を平均することによって推定されてよい：
【数１４】
2009504029.tif 000016
【００６４】
もし各ユーザのチャンネルが、タイルにおいて完全な線型変動を有していれば、第一の総計はノイズ電圧の推定値であろう。しかし、実際には、それはチャンネルのモデル化エラーを含んでいる。
【００６５】
第二の総計は、Ｑ＜ＭＱであるときにのみ存在し、それは送信しているユーザのシーケンス上で直交する展開シーケンスを用いて逆拡散された、受信された信号の電力である。
【００６６】
一つの側面において、チャンネル推定は、ＭＭＳＥアプローチを使用して実施される
【数１５】
2009504029.tif 000017
【００６７】
我々は、
【数１６】
2009504029.tif 000018
【００６８】
を得る。
【００６９】
量βｉは下記に与えられる。
【数１７】
2009504029.tif 000019
【００７０】
値θＴおよびθＳは、パイロットシンボルの実際の配置から得られ、それらはタイル内におけるパイロットシンボルのクラスタの中心を同定する。より正確に言えば、パイロットシンボルの左上クラスタの中心は、
【数１８】
2009504029.tif 000020
【００７１】
によって与えられるべきである。パイロットシンボルが頂部の「行」に配置されれば、θＴ＝１であり、それらが第二の「行」の中にあれば、θＴ＝３である、等々である。
【００７２】
図３に関連して、専用パイロットトーンを用いたチャンネルおよび干渉推定の方法を説明する。ブロック４０２において、複数のデータシンボルが受信され、ブロック４０４では、複数のデータシンボルの間に配置された複数のパイロットシンボルが受信される。パイロットシンボルが受信されると、ブロック４０６において、興味ある時間周波数領域についての干渉電力が推定される。周波数の用語の使用は、トーンの用語と互換的に使用される。ブロック４０６からの干渉推定値を使用して、ブロック４０８においてチャンネルパラメータを推定することができる。
【００７３】
図４に関して、ディメンジョン８×８の副タイルを用いた実施形態が、ブロック４００によって示されている。図４ａは、ディメンジョン８×８の副タイルを備えた実施形態を示しており、パイロット（ブロック４０１）の数、ＮＰ＝４、および各クラスタにおけるパイロットシンボルの数を備えている。
【００７４】
ＭＱ＝１。与えられた干渉推定値を使用して、干渉電力に関する情報を得るために、観察空間のＮＰ−３Ｑディメンジョンを使用することができる。
【００７５】
４−３＝１。図４ｂは、８×８の副タイルディメンジョンの実施形態を示しており、我々はブロック４０２、ＮＰ＝８、および各クラスタにおけるパイロットシンボルの数ＭＱ＝２を有する。従って、ＮＰ−３Ｑ＝（８−６＝２）。図４ｂにおいて、クラスタ（ブロック４０６）の数、ＮＣ＝４。図４ｃは、ディメンジョン８×８の副タイル、ブロック４０２、ＮＰ＝１２、各クラスタにおけるパイロットブロック４０２の数ＭＱ＝３、およびクラスタブロック４０６の数、ＮＣ＝４の実施形態を示している。記述された実施形態は８×８のディメンジョンをもった副タイルを有するが、副タイルはより大きくてもよく、またはより小さくてもよいであろう。図４ａ、図４ｂおよび図４ｃに関連した実施形態は、副タイルについての干渉が幾つかの実施形態において如何に計算され得るかの例である。図４ｄは、タイル４００ｄの実施形態を示している。１６トーン×８ＯＦＤＭシンボルのディメンジョンを持ったタイル、ブロック４００ｄは、ディメンジョン８×８の二つの副タイル、ブロック４００の結果である。
【００７６】
図５を参照すると、無線通信システム５００のチャンネルおよび干渉レベルを推定するための機能ブロック図が示されている。チャンネル上を送信された複数のデータシンボルは、受信のための手段５０２において受信される。データシンボルの間に配置され且つチャンネル上を送信された複数の専用パイロット信号は、受信手段５０４において受信される。幾つかの実施形態において、データシンボルを受信するための手段およびパイロットシンボルを受信するための手段は、受信手段５０２または５０４の何れかにおいて組み合わされてよい。興味ある時間周波数領域についての干渉電力は、推定手段５０６において推定される。チャンネルパラメータは、推定手段５０６によって提供される干渉電力の推定値を使用して、推定手段５０８において推定される。幾つかの実施形態において、干渉電力を推定するための手段５０６、およびチャンネルパラメータを推定するための手段は、推定手段５０６または５０８の何れかにおいて組み合わされてよい。
【００７７】
チャンネルおよび干渉レベルの推定は、プログラムを形成し、且つ例えば中央演算ユニットにより命令／データとして実行される１以上のソフトウエアモジュールの種々のコードを使用して実施されてよく、或いは、チャンネルおよび干渉レベルを決定するために特別に構成された専用のハードウエアモジュールを使用して実行されてよい。或いは、幾つかの実施形態において、チャンネルおよび干渉レベルの推定は、ソフトウエアおよびハードウエアモジュールの組合せを使用して実施されてよい。
【００７８】
ここに記載された技術は、種々の手段によって実行されてよい。例えば、これらの技術は、ハードウエア、ソフトウエア、またはそれらの組合せにおいて実施されてよい。ハードウエア実施のためには、チャンネル推定のために使用される演算ユニットが、ここに記載した機能またはそれらの組み合わせを実行するように設計された１以上のアプリケーション特異的集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラム可能な論理装置（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、他の電子ユニット内に実装されてよい。ソフトウエアを用いる場合、実施は、ここに記載した機能を実行するスルーモジュール（例えば手順、機能など）であることができる。
【００７９】
上記で説明したものは、１以上の実施形態の例を含んでいる。勿論、上記実施形態を説明する目的で、部品または方法の考え得る全ての組合せを記載することはできないが、当業者は、種々の実施形態の更に多くの組合せおよび置換が可能であることを理解し得るであろう。従って、記載された実施形態は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内にある全ての斯かる変更、修飾および変形例を包含するものである。更に、詳細な説明または特許請求の範囲において「含む」の用語が使用される範囲において、斯かる用語は、請求項における移行語として用いられる「含んでなる」の語が解釈されるのと同様に、「含んでなる」に類似して包括的であることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、一実施形態に従う多重アクセス無線通信システムの幾つかの側面を図示している。
【図２】図２は、多重アクセス無線通信システムにおける送信機および受信機の幾つかの側面を示している。
【図３】図３は、専用パイロットトーンを用いたチャンネルおよび干渉の推定方法を示している。
【図４ａ】図４ａは、本開示に従ってチャンネルパラメータおよび干渉レベルの同時推定を可能にする、データシンボルの間に配置された複数の専用パイロットシンボルを示している。
【図４ｂ】図４ｂは、本開示に従ってチャンネルパラメータおよび干渉レベルの同時推定を可能にする、データシンボルの間に配置された複数の専用パイロットシンボルを示している。
【図４ｃ】図４ｃは、本開示に従ってチャンネルパラメータおよび干渉レベルの同時推定を可能にする、データシンボルの間に配置された複数の専用パイロットシンボルを示している。
【図４ｄ】図４ｄは、本開示に従ってチャンネルパラメータおよび干渉レベルの同時推定を可能にする、データシンボルの間に配置された複数の専用パイロットシンボルを示している。
【図５】図５は、専用パイロットを用いてチャンネルおよび干渉を推定するための、機能的ブロック図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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