(57)【要約】  本発明は、少なくとも送信側において複数のアンテナシステムから成るアンテナ装置を使用する形式の無線通信システムにおけるトレーニングシーケンスの前置フィルタリング方法に関する。本方法によれば、放射のために前置フィルタを介してトレーニングシーケンスが送信側のアンテナシステムに供給される。受信したトレーニングシーケンスに基づいて、空間相関により記述される無線伝送チャネル特性からチャネル推定が行われる。前置フィルタの次元が空間相関に依存して決定される。
2007534190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおけるトレーニングシーケンスの前置フィルタリング方法であって、少なくとも送信側において複数のアンテナシステムから成るアンテナ装置を使用する形式の前置フィルタリング方法において、
放射のために前置フィルタを介してトレーニングシーケンスを送信側のアンテナシステムに供給し、
受信したトレーニングシーケンスに基づいて、空間相関により記述される無線伝送チャネル特性からチャネル推定を行い、
前記空間相関に依存して前記前置フィルタの次元を決定する、ことを特徴とする無線通信システムにおけるトレーニングシーケンスの前置フィルタリング方法。
【請求項２】
チャネル推定に使用されるアルゴリズムの所定の誤差値が達成されるように、前記空間相関に依存して前記前置フィルタの次元を決定する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
受信側の誤差値を所定のトレーニングシーケンス長における最小値として予め設定するか、又は、トレーニングシーケンスの長さを適合させることにより前記所定の誤差値を達成する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
受信側でチャネル推定にＭＳＥアルゴリズムを使用する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記前置フィルタによりトレーニングシーケンスに対して電力の割当てとアンテナシステムの割当てを行うとともに、前記前置フィルタにより各トレーニングシーケンスに対してビーム形成法を実行する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記前置フィルタによりトレーニングシーケンスを無線伝送チャネル特性に適合させる、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
トレーニングシステムの前置フィルタリングを次の式
Ｆ・Ｓ＝Ｖ＊ＴｘΦｆＳ
に基づいて行い、ただし、ここで、
Ｓは送信側のトレーニングシーケンス行列であり、
Ｆは送信側の前置フィルタ行列であり、
ＶＴｘは送信側無線チャネル係数を有する長期安定的な送信側相関行列の固有ベクトルであり、
Φｆは電力割当てのための対角行列である、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
ＭＳＥ誤差値εを考慮して前記対角行列Φｆを次の式
【数１】
2007534190.tif 000022
に基づいて形成し、ただし、ここで、
Ｎｔはトレーニングシーケンスの長さであり、
Ｎ０は雑音電力であり、
Ｉは単位行列であり、
ΛＲｘは受信側無線チャネル係数による長期安定的な受信側相関行列の固有値であり、
ΛＴｘは送信側無線チャネル係数による長期安定的な送信側相関行列の固有値である、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記対角行列Φｆを考慮して、無線伝送チャネル又はアンテナシステムの送信側及び受信側での相関におけるＭＳＥ誤差εの最小化を次の式
【数２】
2007534190.tif 000023
に基づいて実行し、その際、制約条件として電力制限を次の式
【数３】
2007534190.tif 000024
に基づいて定める、請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
無線伝送チャネル又はアンテナシステムの送信側での相関において、前記対角行列Φｆの要素に関して、制約条件Φｆ，ｌ≧０のもとで、
【数４】
2007534190.tif 000025
が成り立つ、請求項７又は８記載の方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項記載の方法を実行するように構成された手段を備えた無線通信システムの送信局及び／又は受信局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムの少なくとも送信側において複数のアンテナシステムから成るアンテナ装置を使用する形式のトレーニングシーケンスの前置フィルタリング方法に関する。
【０００２】
例えば移動無線システムのような無線通信システムでは、データ伝送容量を上げるために、送信側でも受信側でもそれぞれ複数のアンテナシステムから成るアンテナ装置が使用される。この種の無線通信システムは、いわゆる“Multiple Input Multiple Output”、略してＭＩＭＯ無線通信システムと呼ばれる。
【０００３】
ディジタルデータストリームは特別な信号処理アルゴリズムにより部分データストリームに分割され、送信側のアンテナシステムを介して放射される。アンテナシステムの空間的配置に基づいて、無線伝送チャネルの特性を表す無線チャネル係数が導出可能である。無線チャネル係数は、例えば、無線伝送チャネルにおける信号フェージング、特定の伝搬、減衰、妨害などを記述する。
【０００４】
無線チャネル係数は、データスループットの向上に関して又は伝送品質の向上に関して部分データストリームを無線伝送に最適に適合させるために、例えば送信側で部分データストリームの前置フィルタリングに使用される。例えば、各部分データストリームに対する前置フィルタリングにより、個々の送信電力適合及び／又は個々の変調が行われる。
【０００５】
ＭＩＭＯ無線通信システムでは、無線チャネル係数はチャネル推定によって非常に高コストでしか求めることができない。したがって、ＭＴＸ個の送信アンテナとＭＲＸ個の受信アンテナにおいて、ＭＲＸ×ＭＴＸ個の無線伝送チャネルに対して全部でＭＲＸ×ＭＴＸ個の推定すべき無線チャネル係数が生じる。具体的には、４つの送信アンテナシステムと４つの受信アンテナシステムを有するＭＩＭＯ無線通信システムに対して、全部で１６個の無線伝送チャネルが生じる。これら１６個の無線伝送チャネルは１６個の無線チャネル係数によって記述される。
【０００６】
無線チャネル係数の正確な推定は、特にＦＤＤ無線通信システム（“Frequency Division Duplex”、ＦＤＤ）においては、比較的長いトレーニングシーケンスを要し、これらの比較的長いトレーニングシーケンスがまた相当数の無線伝送資源を占有する。
【０００７】
それゆえ、本発明の課題は、無線通信システムにおいて、特にＭＩＭＯ無線通信システムにおいて、コストの低い又は精度の改善された無線チャネル係数推定を実現することである。
【０００８】
本発明のこの課題は請求項１に記載された特徴により解決される。有利な実施形態は従属請求項に示されている。
【０００９】
本発明による前置フィルタは、放射のためにトレーニングシーケンスが前置フィルタを介して送信側のアンテナシステムに供給されるように、送信側においてアンテナ装置に対して前置される。空間相関により記述される無線伝送チャネル特性を求めるために、トレーニングシーケンスに基づいてチャネル推定が行われる。前置フィルタは、受信側でチャネル推定に使用されるアルゴリズムの所定の誤差値が達成されるように、空間相関に依存して次元が決定される。
【００１０】
この受信側の誤差値は例えば最小化すべき誤差値として予め設定されるか、又は、トレーニングシーケンスの長さの変化によって所定の誤差値が達成されなければならない。
【００１１】
無線伝送チャネル特性は受信側でトレーニングシーケンスを用いて推定され、前置フィルタの次元決定のために送信側に送られる。これは、例えば、無線伝送のために上り方向（アップリンク）と下り方向（ダウンリンク）とでは異なるトレーニングシーケンスが使用される場合である。
【００１２】
しかしまた、無線伝送チャネル特性は使用される伝送方式に依存して送信側で決定される。これは、例えば、無線伝送のために、移動局から基地局への上り方向（アップリンク）と基地局から移動局への下り方向（ダウンリンク）とでは搬送周波数の異なるタイムスロットが使用される場合である。この場合には、無線伝送チャネル特性は上り方向と下り方向とで実質的に異なっていないため、無線伝送チャネル特性は基地局側で上り方向から直接決定することができ、したがって送信側である基地局では直接使用可能となっている。
【００１３】
本発明に従って構成された前置フィルタによれば、前置フィルタリングなしの無線通信システムに比べて、チャネル推定が改善される。特に、平均二乗誤差（“Mean Squared Error”）を求めるために受信側で使用されるアルゴリズム、略してＭＳＥアルゴリズムにおいて、平均二乗誤差に関して改善が為される。さらに、所定の誤差値が維持されている状態で、短縮されたトレーニングシーケンスの使用が可能になる。
【００１４】
本発明による前置フィルタを用いれば所定の誤差値においてトレーニングシーケンスを短縮することができるため、無線伝送資源を節約することができる。そして、この無線伝送資源は有利には有効データ伝送（“Payload”）に使用することができる。
【００１５】
無線チャネル係数の推定はコスト低減され、単純化される。というのも、一方では、フィルタリング又はチャネル推定のために、各無線伝送チャネル又は各アンテナシステムの空間相関に関する長期安定的な統計情報しか使用されないからである。他方では、短縮されたトレーニングシーケンスの使用により、チャネル推定のために行うべき計算のコストが低減される。
【００１６】
前置フィルタの次元決定は、ゆっくりと起こる無線チャネル係数の変化だけに基づいて、特に有利には比較的大きな時間間隔においてのみ実行されるべきである。
【００１７】
無線チャネル係数を推定する際、例えばフェーディング（“Fading”）などのような無線伝送チャネルへの影響が考慮される。
【００１８】
本発明による前置フィルタリング方法は、ＭＩＭＯ無線通信システムの他に、いわゆる“Multiple-Input-Single-Output”、略して“ＭＩＳＯ”無線通信システムにおいても使用可能である。
【００１９】
ＭＩＳＯ無線通信システムでは、送信側においては、多数の送信アンテナシステムが使用され、その一方で受信側にはただ１つのアンテナシステムしか配置されていない。なお、送信側の送信アンテナシステムは、場合によっては、「スマートアンテナ」とも呼ばれるインテリジェントなアンテナ装置として動作する。
【００２０】
本発明による方法は、有利には、一般的な自由空間伝搬の場合には、無線伝送チャネル又は無線伝送チャネルにそれぞれ割り当てられた送信アンテナシステムもしくは受信アンテナシステムは互いに空間的に相関しているという知識を利用している。特に、自由な直接的視線（“Line of Sight”）の場合には、無線チャネル係数は比較的長い観察期間にわたってしか変化しないので、無線チャネル係数を正確に求めることができる。
【００２１】
本発明のより良い理解のために、以下では、例として、典型的なＭＩＭＯ無線通信システムを一般的な形で示す。
【００２２】
図１には、ＭＩＭＯ無線通信システムのブロック回路図が示されている。直列に続くビットを有するディジタル入力信号ＩＮが送信側の直列／並列変換器ＳＰＷに到達し、直列／並列変換器ＳＰＷによってＭＴ個の送信側サブチャネルＳＵ１１，ＳＵ１２，…，ＳＵ１ＭＴに対して全部でＭＴ個のデータ列Ｄ１１，Ｄ１２，…，Ｄ１ＭＴに分割される。ＭＴ個の送信側サブチャネルＳＵ１１〜ＳＵ１ＭＴの各々は、個々のデータ列Ｄ１１〜Ｄ１ＭＴを変調するために、それぞれ１つの変調器ＱＭＯＤを有している。ただし、ここで、データ列Ｄ１１〜Ｄ１ＭＴは同一の変調方式によって変調される。
【００２３】
変調されたデータ列ＤＭ１１，ＤＭ１２，…，ＤＭ１ＭＴは放射のために前置フィルタＦＳを介して送信側のアンテナ装置ＡＮＴ１Ｚに達する。送信側アンテナ装置ＡＮＴ１Ｚは全部でＭＴ個の個別のアンテナシステムＡ１１，Ａ１２，…，Ａ１ＭＺを有している。受信側アンテナ装置ＡＮＴ２ＺによりＭＲ個のデータ列ＤＺ２１，ＤＺ２２，…，ＤＺ２ＭＲが受信される。受信側アンテナ装置ＡＮＴ２Ｚは全部でＭＲ個の個別のアンテナシステムＡ２１，Ａ２２，…，Ａ２ＭＲを有している。これらのデータ列ＤＺ２１，ＤＺ２２，…，ＤＺ２ＭＲはそれぞれ１つの雑音成分を有しており、この雑音成分は雑音ベクトルｎで表される。
【００２４】
ＭＲ個のデータ列ＤＺ２１〜ＤＺ２ＭＲは、受信側のサブチャネルＳＵ２１，ＳＵ２２，…，ＳＵ２ＭＴに対してＭＴ個のデータ列Ｄ２１，Ｄ２２，…，Ｄ２ＭＴを形成する行列フィルタＧＥに達する。データ列Ｄ２１〜Ｄ２ＭＴは並列／直列変換器ＰＳＷに達し、並列／直列変換器ＰＳＷは直列に続くビットにより出力信号ＯＵＴを形成する。伝送チャネルの特性は行列内の無線チャネル係数としてまとめることができる。
【００２５】
以下では、例示的に、最小二乗誤差値（“Minimum Mean Squared Error”）を求めるために受信側で使用されるアルゴリズム、略してＭＭＳＥアルゴリズムに関して、本発明による前置フィルタリングを導く。
【００２６】
送信側のトレーニングシーケンスは互いに直交して事前処理のために送信側の前置フィルタに供給されることを前提とする。
【００２７】
【数１】
2007534190.tif 000003
【００２８】
ＭＩＭＯ無線通信システムでは、白色雑音を伴う無線伝送チャネルを介したトレーニングシーケンスの伝送は受信側において次の式によってモデル化される：
【００２９】
【数２】
2007534190.tif 000004
【００３０】
【数３】
2007534190.tif 000005
【００３１】
直交トレーニングシーケンスの場合には、送信側トレーニングシーケンス行列Ｓは、離散フーリエ変換行列、略してＤＦＴ行列の以下の条件を満たす：
ＳＳＨ＝ＳＨＳ＝Ｎｔ・Ｉ
式（２）
【００３２】
【数４】
2007534190.tif 000006
【００３３】
【数５】
2007534190.tif 000007
【００３４】
【数６】
2007534190.tif 000008
【００３５】
【数７】
2007534190.tif 000009
式（１）において挙げられている雑音行列Ｎの列の共分散行列は、白色ガウス雑音に対して単位行列Ｉの値をとる。
【００３６】
以下では、受信側のＭＭＳＥアルゴリズムと周知と見なされる前置フィルタとを使用した無線チャネル係数の推定を考察する。
【００３７】
このために、式（４）はベクトル記法に変換される：
【００３８】
【数８】
2007534190.tif 000010
ここで、ｈ，ｎ，ｙは列ベクトルである。
【００３９】
列ベクトルｈ，ｎが共分散行列Ｒｈｈ及びＲｎｎを有していれば、列ベクトルｈの線形ＭＭＳＥチャネル推定は、Kay S.M.著“Fundamentals of statistical signal processing volume 1 (estimation theory)”, Prentice Hall, １９９３年から公知の式にしたがって実行される。
【００４０】
列ベクトルｈに対して推定値として
【００４１】
【数９】
2007534190.tif 000011
が得られる。ここで、Ｒｈｈは列ベクトルｈの共分散行列であり、Ｒｎｎは列ベクトルｎの共分散行列である。
【００４２】
以下に示すように、行列Ｘは共分散行列Ｒｈｈの関数である。白色雑音の場合には、列ベクトルｎに対応付けられた共分散行列Ｒｎｎは単位行列Ｉに相当する。
【００４３】
Shiu, Foschini, Gans, Kahn著“Fading correlation and its effect on the capacity of multielement antenna systems”,IEEE Transactions on Communications, vol.48, no.3, pp.502-513,２０００年３月から、相関ＭＩＭＯ無線伝送チャネルの簡単なモデルが公知である。
【００４４】
このモデルの場合、例えば、アンテナシステム又は無線伝送チャネルの送信側及び受信側での相関と、無線伝送チャネル行列Ｈに対して、
Ｈ＝ＡＨＨＷＢ
式（７）
ＡＡＨ＝ＲＲｘ
式（８）
ＢＢＨ＝ＲＴｘ
式（９）
が成り立つ。ここで、
ＡＡＨはＲＲｘを介して定義された解行列であり、
ＢＢＨはＲＴｘを介して定義された解行列であり、
ＨＷは単位分散のガウス変数によるサイズＭＲｘ×ＭＴｘの複素無線伝送チャネル行列であり、
Ｈは相関無線チャネル係数によるサイズＭＴｘ×ＭＲｘの無線伝送チャネル行列であり、
ＲＲｘは無線チャネル係数による規格化された長期安定的な受信側の相関行列であり、サイズはＭＲｘ×ＭＲｘ、
ＲＴｘは無線チャネル係数による規格化された長期安定的な送信側の相関行列であり、サイズはＭＴｘ×ＭＴｘである。
【００４５】
上記チャネルモデルを用いると次の式が導かれる：
【００４６】
【数１０】
2007534190.tif 000012
与えられたチャネルモデルにより、平均二乗誤差値ε（“Mean Squared Error”，ＭＳＥ）が導出される：
【００４７】
【数１１】
2007534190.tif 000013
ここで、トレース（ないし“Trace”）は“ｔｒ”で略記されている。
【００４８】
式（１１）においてＲＴｘ又はＲＲｘで考慮される無線チャネル係数に関する統計情報が送信側又は受信側に存在していることを前提とすると、線形前置フィルタＦの相応する設計は最小誤差εを考慮することで実行可能となる。
【００４９】
以下では、受信機におけるガウス雑音の加法的重ね合わせを考察し、ＭＭＳＥアルゴリズムに対する統一的な解を導く。
【００５０】
次式が成り立つ：
【００５１】
【数１２】
2007534190.tif 000014
ここで、Ｎ０は雑音電力である。この式から誤差値εが得られる：
【００５２】
【数１３】
2007534190.tif 000015
この式に基づいて、以下では、伝搬のさまざまなシナリオに関して本発明による前置フィルタを設計する。
【００５３】
その際に、一方では送信側の前置フィルタリングによって又はトレーニングシーケンスを無線伝送チャネルに最適に適合させることによって、無線チャネル係数の推定を改善することが可能となり、他方では所定の誤差値εにおいて送信側のトレーニングシーケンスの短縮が可能となる。
【００５４】
以下では、固有値ΛＲｘ及びΛＴｘによる固有値分解を行う。次式が成り立つ：
ＲＲｘ＝ＶＲｘΛＲｘＶＲｘＨ
ＲＴｘ＊＝ＶＴｘΛＴｘＶＴｘＨ
式（１４）
ここで、
ＲＲｘは受信側の相関行列であり、
ＲＴｘは送信側の相関行列であり、
ＶＲｘは受信側の相関行列ＲＲｘの固有ベクトル（ＶＲ１，ＶＲ２，…，ＶＲ，ＭＲｘ）であり、
ＶＴｘは送信側の相関行列ＲＴｘの固有ベクトル（ＶＴ１，ＶＴ２，…，ＶＴ，ＭＴｘ）であり、
ΛＲｘは受信側の相関行列ＲＲｘの固有値（ΛＲ１，ΛＲ２，…，ΛＲ，ＭＲｘ）であり、
ΛＴｘは送信側の相関行列ＲＴｘの固有値（ΛＴ１，ΛＴ２，…，ΛＴ，ＭＴｘ）である。
【００５５】
対応する固有ベクトルＶＴｉ（ｉ＝１，…，ＭＴｘ）をもつ固有値ΛＴｉ（ｉ＝１，…，ＭＴｘ）は無線伝送チャネルのいわゆる「長期固有モード」と呼ばれるべきものである。というのも、ここでは相関に関する長期の特性が記述されるからである。したがって、伝送されるべき平均電力に関して固有値が大きいということは、強い固有モードであることを示す。
【００５６】
送信側のトレーニングシーケンス行列Ｓと送信側の固有ベクトルＶＴｘはそれぞれ次式により行ごとに記述可能である：
【００５７】
【数１４】
2007534190.tif 000016
本発明による前置フィルタは次の式によって記述される：
Ｆ＊＝ＶＴｘΦｆ
式（１６）
ここで、Φｆは、送信電力を固有モードに又は伝送すべきトレーニングシーケンスに割り当てるための対角行列である。
【００５８】
したがって、トレーニングシーケンスの前置フィルタリングに関して次式が成り立つ：
Ｆ・Ｓ＝ＶＴｘ＊ΦｆＳ
式（１７）
この式は、一方では、ベクトルΦｆを用いて実行されるトレーニングシーケンスへの電力の割当てを記述し、他方では、送信側の相関行列ＲＴｘの固有ベクトルＶＴｘ＊を用いてトレーニングシーケンスに対して実行されるビーム形成を記述している。
【００５９】
トレーニングシーケンスｓｋに対しては、行列Ｔｋ内に与えられている送信ベクトルの列が送信アンテナを介して放射される。すべてのｋについて次の式が成り立つ：
Ｔｋ＝ΦｋＶｋｓｋ
式（１８）
式（１８）は固有ベクトルｖｋによるトレーニングシーケンスｓｋのビーム形成として解釈可能である。ただし、その際、トレーニングシーケンスｓｋには電力Φｋが割り当てられる。
【００６０】
式（１３）から誤差値εに関して次の式が得られる：
【００６１】
【数１５】
2007534190.tif 000017
送信電力を割り当てる対角行列Φｆを用いると、誤差値に関して次の式が得られる：
【００６２】
【数１６】
2007534190.tif 000018
【００６３】
以下の第１の実施例では、アンテナシステム又は無線伝送チャネルの受信側の相関も送信側の相関も考察される。
【００６４】
式（２０）から得られる誤差値εの最小化は送信側の前置フィルタを用いて行われる。電力制限の前提のもとで、最適化問題として次の式が導かれる：
【００６５】
【数１７】
2007534190.tif 000019
ただし、電力制限の制約条件はρによって次のように定められている：
【００６６】
【数１８】
2007534190.tif 000020
誤差値の最小化は制約条件に注意して数値計算と最適化法とによって行われる。
【００６７】
以下の第２の実施例では、アンテナシステム又は無線伝送チャネルの送信側の相関のみが考察される。この実施例は、自立型の送信アンテナ装置を備えたセルラー式無線通信システムにおける典型的なシナリオを記述したものである。
【００６８】
行列記法では、対角行列Φｆの要素について、次の式が成り立つ：
【００６９】
【数１９】
2007534190.tif 000021
ただし、これには対角行列Φｆのすべての要素は０よりも大きいという制約条件が付いている。この制約条件は、例えば反復法を用いて、保証することができる。
【００７０】
以下の第３の実施例では、アンテナシステムの受信側の相関のみが考察される。
【００７１】
対角行列Φｆのすべての要素は同じ大きさである。次の式が成り立つ：
Φｆ＝ρ／ＭＴｘＩ
式（２４）
この特殊なケースでは、ビーム形成なしの無指向性伝送のみが行われる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】ＭＩＭＯ無線通信システムのブロック回路図を示す。
2007534190.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月28日(2005.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
無線チャネル係数の正確な推定は、特にＦＤＤ無線通信システム（“Frequency Division Duplex”、ＦＤＤ）においては、比較的長いトレーニングシーケンスを要し、これらの比較的長いトレーニングシーケンスがまた相当数の無線伝送資源を占有する。
“Performance Analysis of MIMO Maximum Likelihood Receivers with Channel Correlation, Colored Gaussian Noise, and Linear Prefiltering”, Mario Kiessling et al.,  ICC 2003, IEEE International Conference on Communications, Bd 5, 11.05.2003-15.05.2003, pp.3026-3030, XP002270467, USAからは、送信すべきシンボルの送信側での前置フィルタリングが公知である。記載されている前置フィルタリングによれば、ビット誤り率ＢＥＲと信号対雑音比ＳＮＲとに関してシンボルの受信の改善が達成される。その際、統計的アルゴリズムに基づいた前置フィルタリングが行われる。
“Statistical Prefiltering for MIMO Systems with Linear Receivers in the Presence of Transmit Correlation”, Kiessling, 57th IEEE Semiannual Vehicular Technology Conference, VTC 2003, Jeju, South Korea, Bd 1, 22.04.2003-25.04.2003, pp.267-271, XP002270468からは、「チャネル状態情報、ＣＳＩ」に関する正確な知識に基づいた次元決定の要らない送信側の前置フィルタリングが公知である。この前置フィルタリングは統計値に基づいて実行される。
“Statistical Prefiltering for MMSE and ML Receivers with Correlated MIMO Channels”, Kiessling, WCNC 2003, IEEE Wireless Communications and Networking Conference Record, New Orleans, LA, USA, 16.-20.03.2003, Bd 2, pp.919-924, XP00270469からは、統計値に基づいた別の前置フィルタリングが公知である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおけるトレーニングシーケンスの前置フィルタリング方法であって、少なくとも送信側において複数のアンテナシステムから成るアンテナ装置を使用する形式の前置フィルタリング方法において、
放射のために前置フィルタを介してトレーニングシーケンスを送信側のアンテナシステムに供給し、
受信したトレーニングシーケンスに基づいて、空間相関により記述される無線伝送チャネル特性からチャネル推定を行い、
トレーニングシーケンスを用いて行われるチャネル推定を改善するために、トレーニングシーケンスを前記前置フィルタにより無線伝送チャネル特性に適合させ、
チャネル推定に使用されるアルゴリズムの所定の誤差値が達成されるように、前記空間相関に依存して前記前置フィルタの次元を決定する、ことを特徴とする無線通信システムにおけるトレーニングシーケンスの前置フィルタリング方法。
【請求項２】
受信側の誤差値を所定のトレーニングシーケンス長における最小値として予め設定するか、又は、トレーニングシーケンスの長さを適合させることにより前記所定の誤差値を達成する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
受信側でチャネル推定にＭＳＥアルゴリズムを使用する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記前置フィルタによりトレーニングシーケンスに対して電力の割当てとアンテナシステムの割当てを行うとともに、前記前置フィルタにより各トレーニングシーケンスに対してビーム形成法を実行する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
トレーニングシステムの前置フィルタリングを次の式
Ｆ・Ｓ＝Ｖ＊ＴｘΦｆＳ
に基づいて行い、ただし、ここで、
Ｓは送信側のトレーニングシーケンス行列であり、
Ｆは送信側の前置フィルタ行列であり、
ＶＴｘは送信側無線チャネル係数を有する長期安定的な送信側相関行列の固有ベクトルであり、
Φｆは電力割当てのための対角行列である、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ＭＳＥ誤差値εを考慮して前記対角行列Φｆを次の式
【数１】
2007534190.tif 000027
に基づいて形成し、ただし、ここで、
Ｎｔはトレーニングシーケンスの長さであり、
Ｎ０は雑音電力であり、
Ｉは単位行列であり、
ΛＲｘは受信側無線チャネル係数を有する長期安定的な受信側相関行列の固有値であり、
ΛＴｘは送信側無線チャネル係数を有する長期安定的な送信側相関行列の固有値である、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記対角行列Φｆを考慮して、無線伝送チャネル又はアンテナシステムの送信側及び受信側での相関におけるＭＳＥ誤差εの最小化を次の式
【数２】
2007534190.tif 000028
に基づいて実行し、その際、制約条件として電力制限を次の式
【数３】
2007534190.tif 000029
に基づいて定める、請求項５又は６記載の方法。
【請求項８】
無線伝送チャネル又はアンテナシステムの送信側での相関において、前記対角行列Φｆの要素に関して、制約条件Φｆ，ｌ≧０のもとで、
【数４】
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が成り立つ、請求項５又は６記載の方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項記載の方法を実行するように構成された手段を備えた無線通信システムの送信局及び／又は受信局。
【国際調査報告】
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