(57)【要約】  送信データを回復するためのワイヤレス通信ユニットが、データペイロードと少なくとも２つのパイロットとを含む信号を受信するための受信機を含み、ここで、少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なる。ワイヤレス通信ユニットは、さらに処理装置を含み、処理装置が、受信信号から第１のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを抽出し、第１のパイロットタイプの抽出された少なくとも１つのパイロットを使用して、受信信号からデータペイロードを回復するように構成される。
2013539252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを回復するためのワイヤレス通信ユニットであって、
データペイロードと少なくとも２つのパイロットとを含む信号を受信するための受信機であって、前記少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが前記少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なる、受信機と、
処理装置とを含み、前記処理装置が、
前記受信信号から、前記第１のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを抽出し、
前記第１のパイロットタイプの前記抽出された少なくとも１つのパイロットを使用して、前記受信信号から前記データペイロードを回復する
ように構成されるワイヤレス通信ユニット。
【請求項２】
前記処理装置がさらに、
前記受信信号から、前記第２のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを抽出し、
前記第１のパイロットタイプの前記抽出された少なくとも１つのパイロットと、前記第２のパイロットタイプの前記抽出された少なくとも１つのパイロットとを使用して、前記受信信号からデータペイロードを回復する
ように構成される請求項１に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項３】
少なくとも前記データペイロードと、前記第２のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットとを含む第１の回復されたストリームを生成するために、前記第１のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットを使用して、前記受信信号に対する第１のチャネル推定を行うように構成された第１のチャネル推定器をさらに含む請求項１または２に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項４】
前記受信機が、さらに検出器論理を含み、前記検出器論理が、前記第１のチャネル推定器に動作可能に結合され、前記第１の回復されたストリームを生成するために、第１のチャネル推定器から受信された第１のチャネル推定結果を使用して、前記受信信号のシンボルを検出するように構成される、請求項３に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項５】
回復されたデータを生成するために、前記第２のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを使用して、前記第１の回復されたストリームに対して第２のチャネル推定を行うように構成された第２のチャネル推定器（７４５）をさらに含む請求項３または４に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項６】
前記第１の回復されたストリームが、前記第１のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを含み、それにより、前記第２のチャネル推定器（７４５）が、回復されたデータを生成するために、前記第１のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットと、前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットとを使用して、前記第１の回復されたストリームに対する第２のチャネル推定を行うように構成される請求項５に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項７】
補正論理（７４０）をさらに含み、前記補正論理（７４０）が、
（ｉ）第２のチャネル推定器から受信された第２のチャネル推定結果を使用した、前記第１の回復されたストリーム中のシンボルの振幅補正と、
（ｉｉ）第２のチャネル推定器から受信された第２のチャネル推定結果を使用した、前記第１の回復されたストリーム中のシンボルの位相補正と
からなる群からの少なくとも１つを行うように構成される請求項５または６に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項８】
前記少なくとも１つの第１のパイロットが、各サンプリング点で良好な相関特性を有するベースシーケンスを含み、それにより、前記処理装置が、
（ｉ）マルチパスチャネルと、
（ｉｉ）複数のユーザと、
（ｉｉｉ）複数の送信機送信と、
（ｉｖ）複数の送信アンテナと
からなる展開シナリオの群からの少なくとも１つに関して、前記受信信号のデータシンボル回復を行うように構成される請求項１〜７のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項９】
前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットが、前記受信信号の時間変動を推定するために前記処理装置によって使用される請求項２〜８のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項１０】
前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットが、データフィールド内でデータ間に混在されたいくつかのパイロットシンボルを含む請求項２〜９のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項１１】
前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットが、データフィールド内でデータ間に混在されたいくつかのパイロットシンボルを含む請求項２〜１０のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項１２】
前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットが、フラットフェーディングチャネルの影響を補償するために抽出される請求項２〜１１のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項１３】
前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットが、前記第１のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットに少なくとも１つの追加のサンプリング点を提供するように構成される請求項２〜１２のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項１４】
前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットが、サンプリング点ｄに位置され、それにより、前記第２のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットが、前記ワイヤレス通信ユニットのターゲット展開シナリオによって必要とされる良好な相関特性を示さない請求項１３に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項１５】
各サンプリング点に関して、前記第１のパイロットタイプの前記少なくとも１つのパイロットの期間が、前記第２のパイロットタイプ（６５０）の前記少なくとも１つのパイロットの期間よりも長い請求項１〜１４のいずれか一項に記載のワイヤレス通信ユニット。
【請求項１６】
送信データを回復するためのワイヤレス通信ユニット用の集積回路であって、
データペイロードと少なくとも２つのパイロットとを含む信号を受信するための受信機であって、少なくとも第１のパイロットタイプが第２のパイロットタイプとは異なる、受信機と、
処理装置とを含み、前記処理装置が、
前記受信信号から、前記第１のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを抽出し、
前記第１のパイロットタイプの前記抽出された少なくとも１つのパイロットを使用して、前記受信信号から前記データペイロードを回復する
ように構成される集積回路。
【請求項１７】
ワイヤレス通信ユニットにおいて送信データを回復するための方法であって、
データペイロードと少なくとも２つのパイロットとを含む信号を受信するステップであって、少なくとも第１のパイロットタイプが第２のパイロットタイプとは異なる、ステップと、
前記受信信号から、前記第１のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを抽出するステップと、
前記第１のパイロットタイプの前記抽出された少なくとも１つのパイロットを使用して、前記受信信号から前記データペイロードを回復するステップと
を含む方法。
【請求項１８】
ワイヤレス通信ユニットにおいて送信データを回復するためのプログラムコードを含む有形コンピュータプログラム製品であって、前記プログラムコードが、前記ワイヤレス通信ユニットで、
データペイロードと少なくとも２つのパイロットとを含む信号を受信するように動作可能であり、ここで、少なくとも第１のパイロットタイプが第２のパイロットタイプとは異なり、そして、
前記プログラムコードがさらに、前記受信信号から、前記第１のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを抽出し、そして
前記第１のパイロットタイプの前記抽出された少なくとも１つのパイロットを使用して、前記受信信号から前記データペイロードを回復するように動作可能である
有形コンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
送信データを生成するためのワイヤレス通信ユニットであって、
送信信号を生成するためにデータペイロードに少なくとも２つのパイロットを挿入するように構成された処理装置であって、前記少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが前記少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なる、処理装置と、
前記送信信号をワイヤレスで送信するように構成された送信機と
を含むワイヤレス通信ユニット。
【請求項２０】
送信データを生成するためのワイヤレス通信ユニット用の集積回路であって、ワイヤレス通信用の送信信号を生成するためにデータペイロードに少なくとも２つのパイロットを挿入するように構成された処理装置を含み、ここで、前記少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが前記少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なる集積回路。
【請求項２１】
送信データを生成するための方法であって、ワイヤレス通信ユニットにおいて、
送信信号を生成するためにデータペイロードに少なくとも２つのパイロットを挿入するステップであって、前記少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが前記少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なる、ステップと、
前記送信信号をワイヤレスで送信するステップと
を含む方法。
【請求項２２】
送信データを生成するためのプログラムコードを含む有形コンピュータプログラム製品であって、前記プログラムコードが、ワイヤレス通信ユニットで、
送信信号を生成するためにデータペイロードに少なくとも２つのパイロットを挿入するように動作可能であり、ここで、前記少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが前記少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なり、そして
前記プログラムコードがさらに、前記送信信号をワイヤレスで送信するように動作可能である
有形コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明の分野は、特にセルラ通信システムにおいて、時間変動通信チャネル（time-varying channel）でパイロット信号を採用する通信ユニットおよびハイブリッド方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
現在、移動電話ユーザに提供される通信サービスをさらに向上させるために、第３世代セルラ通信システムが展開されている。ほとんどの広く採用されている第３世代通信システムは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）および周波数分割複信（ＦＤＤ）または時分割複信（ＴＤＤ）技術に基づいている。ＣＤＭＡシステムでは、ユーザ分離は、同じキャリア周波数および同じ時間間隔において、異なるユーザに、異なる拡散コードおよび／またはスクランブリングコードを割り振ることによって得られる。これは、ユーザ分離が、異なるユーザに異なる時間スロットを割り当てることによって実現される時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムとは対照的である。
【０００３】
さらに、ＴＤＤは、アップリンク送信、すなわちワイヤレスサービス提供基地局を介する移動体ワイヤレス通信ユニット（しばしばワイヤレス加入者通信ユニットと呼ばれる）から通信インフラストラクチャへの送信と、ダウンリンク送信、すなわちサービス提供基地局を介する通信インフラストラクチャから移動体ワイヤレス通信ユニットへの送信との両方に関して同じキャリア周波数を使用できるようにする。ＴＤＤでは、キャリア周波数は、時間領域内で一連のタイムスロットに細分化される。単一のキャリア周波数が、いくつかのタイムスロット中にはアップリンク通信に割り当てられ、他のタイムスロット中にはダウンリンク通信に割り当てられる。この原理を使用する通信システムの一例は、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）である。ＣＤＭＡ、特にＵＭＴＳのワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）モードのさらなる説明は、'WCDMA for UMTS', Harri Holma (editor), Antti Toskala (Editor), Wiley & Sons, 2001, ISBN 0471486876で見ることができる。
【０００４】
従来のセルラシステムでは、互いに近接するセルが、重畳していない送信リソースを割り振られる。例えば、ＣＤＭＡネットワークでは、互いに近接するセルは、（アップリンク方向とダウンリンク方向の両方で使用することができる）異なる拡散コードを割り振られる。これは、例えば、各セルで、同じ拡散コードを採用するが、セル特有の異なるスクランブリングコードを採用することによって実現されることもある。これらの組合せが、各セルで、効果的に異なる拡散コードをもたらす。
【０００５】
ここで図１を参照すると、３ＧＰＰ  ＴＤＤ−ＣＤＭＡ通信システムでの物理的通信チャネルが、一般的な構造１００を共有する４つの定義されたタイプのバースト構造１５５、１６０、１６５、１７０の１つによって無線で(over the air)送信される。様々なタイプのバースト１５０の一般的な構造は、３つの異なるフィールドを含む。
（ｉ）それぞれの第１および第２のデータシンボル１２５、１４０を含み、データを搬送してチャネルを制御するために使用される第１および第２のデータフィールド１０５、１１５。拡散率設定（spreading factor configuration）に応じて、各データフィールド内のデータシンボルに対して拡散が使用されることもある。
（ｉｉ）サイクリックプレフィックス１３０とベースシーケンス１３５とを含むミッドアンブルシーケンス（midamble sequence）１１０。ミッドアンブルシーケンス１１０を使用して、チャネル推定のための基準、場合によってはまたアクティブな拡散コードを合図するための基準を提供する。
（ｉｉｉ）保護期間１２０は、アップリンク（ＵＬ）送信とダウンリンク（ＤＬ）送信の切替えを可能にするためのものである。
【０００６】
３ＧＰＰ  ＴＤＤ−ＣＤＭＡでは、図１に示されるように、様々なバースト構造タイプ１５５、１６０、１６５、１７０がそれぞれ、フィールド長の異なる組合せを採用する。３ＧＰＰ  ＴＤＤ−ＣＤＭＡでは、複数のミッドアンブルおよび複数のコードを単一のタイムスロットで使用することができる。特定のミッドアンブル割振り方式に関して、特定のミッドアンブルと拡散コードの間のマッピングが存在する。したがって、受信機側で、この既知のマッピングに基づいて、受信機はまず、受信信号の処理から、受信信号中に存在しており使用されているミッドアンブルシーケンス１１０を求め、拡散コードがアクティブになる点を導出する。
【０００７】
ミッドアンブルシーケンス１１０のベースシーケンス１３５は、良好な循環自己相関を有するように設計され、それにより、循環自己相関の形状は、典型的にはデルタ関数のように見え、すなわち、ゼロ遅延と強い相関を示し、非ゼロ循環遅延とは弱い相関しか示さないか、または相関を全く示さない。これにより、このベースシーケンスは、３ＧＰＰ  ＴＤＤ−ＣＤＭＡシステムで見られるものなどマルチパスの影響を受ける可能性が高いチャネルに関する基準信号として使用することができるようになる。また、異なるユーザ機器（ＵＥ）または複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）送信での送信アンテナに関する基準信号は、ベースシーケンスの別の循環シフトバージョンによって提供することができる。ＣＰ１３０は、ベースシーケンス１３５の最後のセクションの複製である。ＣＰ１３０は、第１のデータフィールド１０５でのデータコンテンツの保護を提供し、生じ得るタイミング制御の不正確性に対処する。
【０００８】
バーストタイプ１  １５５の場合、ミッドアンブルの長さ（すなわち、ミッドアンブルシーケンス１３５が占有するシンボル期間の数）は、総計のバーストのかなりの部分、例えば２０％を消費することがあることが知られている。さらに、処理利得を提供するために、そのような長いシーケンス長の主な原因は、マルチパス、複数のＵＥ、および複数の送信アンテナを有するシナリオに関する良好な相関特性を提供する必要性である。３ＧＰＰ  ＴＤＤ−ＣＤＭＡでは、各バースト１００内部にミッドアンブルが１つだけ提供される。したがって、チャネルは、バーストにわたって実質的に「静止」していなければならない。ＵＥが比較的低速で移動しており、したがってバーストにわたってチャネルが適度に一定である状況の大多数に関しては、説明したようなただ１つのミッドアンブルシーケンス１３５を有するバースト構造が許容可能である。しかし、高速シナリオでは、バースト構造の有用性はかなり制限される。この問題または制限はまた、同様のタイプの「バースト」構造が採用されているため、他の通信システム、例えばＴＤ−ＳＣＤＭＡ、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、ＧＳＭ（登録商標）進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、およびロングタームエボリューション（ＬＴＥ）アップリンクチャネル、およびさらに多くの通信システムにおいても存在することに留意すべきである。
【０００９】
多くのセルラ通信システムでは、特定のＣＤＭＡセルラシステムでは、パイロットチャネルでのパイロットシンボルを使用して、ＵＥをＮｏｄｅ  Ｂの送信と同期させる。ワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）ＦＤＤにおいて、ＣＰＩＣＨは、一定の出力を有し、既知のビットシーケンスの、Ｎｏｄｅ  Ｂによってブロードキャストされるダウンリンクチャネルである。ＣＰＩＣＨ出力は、通常は、総計のＮｏｄｅ  Ｂ送信出力の５％〜１５％の間である。まず、Ｎｏｄｅ  Ｂからの主共通制御物理チャネル（Ｐ−ＣＣＰＣＨ）送信をスクランブルするために使用される主スクランブリングコードの識別を完了するために、ＵＥが主共通パイロットチャネルを使用する。その後、ＣＰＩＣＨチャネルが、位相および出力推定を実施できるようにし、また、他の無線経路の発見を支援する。
【００１０】
時間変動チャネル用に設計されたパイロット方式は、必然的に、チャネルの連続時間サンプリングを提供する必要がある。これは通常、送信期間中にパイロットを分散させることによって実現される。最大パイロット間隔（すなわちサンプリング点間の時間）は、ナイキストサンプリング定理によって定められ、この定理は、本質的に、時間変動信号を適正にサンプリングするための最大パイロット間隔の関係を規定する。各個のパイロットサンプリング点で、パイロットは、送信方式（例えば、単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）送信が使用されるか、またはＭＩＭＯ送信が使用されるか）およびチャネル周波数選択性に応じて、異なる相関要件を有することがある。
【００１１】
従来のパイロットシンボル支援変調（Pilot-Symbol-Assisted-Modulation）（ＰＳＡＭ）（J. K. Cavers "An analysis of pilot symbol assisted modulation for Rayleigh fading channels", IEEE Trans. Veh. Technol. Vol. 40, pp. 686-693, Nov. 1991）技法は、フラットフェーディングＳＩＳＯチャネルを対象とした単純な一例であり、ここでは、典型的には、各サンプリング点でただ１つのパイロットシンボルが使用される。ＰＳＡＭでは、均等に間隔を空けられたパイロットシンボルがデータシンボル間で送信され、近隣のパイロットシンボルからチャネル推定結果が導出される。各サンプリング点に存在するパイロットシンボルが１つだけなので、小さなパイロットオーバーヘッドしか必要とされない。しかし、そのような単一パイロットシンボルＰＳＡＭ技法の１つの欠点は、チャネルが周波数選択性であるとき、複数の送信アンテナが存在するとき、または複数のＵＥが存在するときには機能しないことである。
【００１２】
これらのより複雑な展開シナリオに関しては、各サンプリング点でのパイロットが、干渉の影響を最小限にするために良好な相関特性を有する必要がある。さらに、チャネルが周波数選択性であるときには、パイロットがＣＰを含むことがある。相関特性要件に関して２つの側面がある。すなわち、同じパイロットの自己相関と、異なるパイロット間の相互相関とである。良好な自己相関特性は、ゼロ遅延との強い相関、および非ゼロ遅延との弱い相関または無相関とみなすことができる。良好な相互相関特性は、遅延を有する、および／または遅延を有さない異なるパイロット間での弱い相関または無相関とみなすことができる。前述の「遅延」は、循環遅延の場合も包含する。
【００１３】
異なる展開シナリオが、相関に対する異なる要件を有することがある。例えば、周波数選択性の単一入力単一出力（ＳＩＳＯ）チャネルに関して、パイロットは、良好な自己相関特性を有すべきである。周波数選択性の複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）またはマルチユーザチャネルに関しては、パイロットは、良好な自己相関を有するだけでなく、異なるアンテナまたはユーザからのパイロット間の良好な相互相関も有すべきである。周波数フラットフェーディングＭＩＭＯチャネルに関しては、異なるアンテナからのパイロットが、良好な相互相関を有すべきである。これらの相関要件は、これらのシナリオに関して個々のサンプリング点で、（ただ１つのシンボルではなく）パイロットシーケンスを使用する必要性を生じる。
【００１４】
ＣＰを有する循環遅延直交（例えば、非ゼロ遅延を有するゼロ自己相関）シーケンスが各パイロットサンプリング点で使用される、周波数選択性のＳＩＳＯチャネルに関する一例は、1997年にJohn Wiley and Sons Inc,から出版されたH. Meyr, M. Moeneclaey, and S. A. Fechtel著の‘Digital communication receivers: synchronisation, channel estimation and signal processing'という名称の刊行物に記載されている。
【００１５】
送信アンテナの数に等しい長さを有する直交（例えば完全相互相関）シーケンスが各サンプリング点で割り当てられるフラットフェーディングＭＯＭＯチャネルに関する別の既知の例は、IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 16, pp. 1459-1478, Oct. 1998で公開されたA. F. Naguib, V. Tarokh, N. Seshadr, and A. R. Calderbank著の"A space time coding modem for high-data-rate wireless communications"という名称の刊行物に記載されている。
【００１６】
したがって、良好な相関特性を有するパイロットシーケンスの使用は、信号源分離の問題を解決する助けとなることがある。しかし、この技法での大きな問題は、各サンプリング点でのパイロット長が、良好な相関特性を実現するためにかなり長くなることがあるので、パイロットオーバーヘッドがかなり増大され得ることである。パイロット長は、通常は、チャネル遅延プロファイルの長さ、ならびに送信アンテナおよび／またはユーザの数と共に増加する。
【００１７】
特に高速シナリオに関して、既存のＴＤ−ＣＤＭＡバースト構造を拡張する従来の方法は、図２に示されるように、より多くの時間サンプリング、すなわちより高いサンプリング周波数を提供するために、バースト内にミッドアンブルシーケンスの複数のコピーを分散させるというものである。
【００１８】
ここで図２を参照すると、ＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト２００の既知の修正型の構造は、データを搬送してチャネルを制御するために使用されるそれぞれのデータシンボル２２５を含む単一のデータフィールド２０５と、サイクリックプレフィックス２３０およびベースシーケンス２３５を含む第１および第２のミッドアンブルシーケンス２１０、２４０とを含み、ここで、ミッドアンブルシーケンス２１０を使用して、チャネル推定のための基準、場合によってはまたアクティブな拡散コードを合図するための基準を提供し、構造がさらに、アップリンク（ＵＬ）送信とダウンリンク（ＤＬ）送信の切替えを可能にする保護期間２２０を含む。したがって、既知の修正されたＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト２００では、２つのミッドアンブルシーケンス２１０、２４０を使用して２つのサンプリング点が提供される。そのような技法は、時間変動チャネルの性能を改良するが、少数のサンプリング点に関してさえ、非常に高いパイロットオーバーヘッドを必要とする。高いパイロットオーバーヘッドは、ミッドアンブルシーケンス自体が既に比較的長いことによるものであり、例えば、オーバーヘッドレートは、典型的には、バーストタイプ１の２つのサンプリング点に関してはバースト長の４０％程度、または３つのサンプリング点に関してはバースト長の６０％であり、これが、データ送信のための空きをあまり残さないことは明らかである。
【００１９】
次に図３を参照すると、図１または図２のＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト構造に従ってパイロットシンボルを検出することができる既知の受信機アーキテクチャ３００が示されている。既知の受信機アーキテクチャ３００は、検出器３１５とチャネル推定器３１０とに入力される受信信号３０５を含む。次いで、チャネル推定器が、検出器３１５にチャネル推定結果を提供して、検出されたシンボル３２０を生成する際の受信信号３０５の検出を容易にする。
【００２０】
したがって、単一または複数のミッドアンブルシーケンスを使用する現在の技法は、最適ではない。したがって、セルラネットワークにわたるパイロット信号送信をサポートするという問題に対処するための改良されたメカニズムが有利となる。特に、典型的にはＴＤＤ−ＣＤＭＡセルラネットワークなど時間変動通信チャネルにわたるパイロット信号送信を可能にするシステムが有利となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
発明の概要
したがって、本発明は、上述した欠点の１つまたは複数を単独でまたは任意の組合せで緩和または解消することを追求する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のいくつかの態様によれば、添付の特許請求の範囲に記載するように、受信ワイヤレス通信、そのための集積回路、関連の方法、および有形コンピュータプログラム製品、ならびに送信ワイヤレス通信、そのための集積回路、関連の方法、および有形コンピュータプログラム製品が提供される。
【００２３】
本発明のこれらおよび他の態様、特徴、および利点は、本明細書で以下に述べる実施形態から明らかになり、それらの実施形態を参照して解明されよう。
【００２４】
図面の簡単な説明
本発明の実施形態を、単に例として、添付図面を参照して述べる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】既知の一般的なＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト構造を示す図である。
【図２】２つのパイロットサンプリング点を使用してＴＤＤ−ＣＤＭＡバーストを修正するための従来の方法の既知の例を示す図である。
【図３】既知の単純化された受信機アーキテクチャを示す図である。
【図４】３ＧＰＰセルラ通信システムの一例を示す図である。
【図５】ユーザ機器（ＵＥ）やＮｏｄｅ  Ｂなどワイヤレス通信ユニットの一例を示す図である。
【図６】データフィールド毎に３つのパイロットシンボルが採用される、提案されるパイロット技法の一例を採用するＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト構造の一例を示す図である。
【図７】ハイブリッドパイロット方法の一例を採用する受信機の例示的なブロック図である。
【図８】送信機でのフローチャートの一例を示す図である。
【図９】受信機でのフローチャートの一例を示す図である。
【図１０】現在のＬＴＤスロット構造を示す図である。
【図１１】提案されるパイロット技法の一例を採用する拡張ＬＴＥスロット構造の一例を示す図である。
【図１２】本発明のいくつかの実施形態における信号処理機能を実施するために採用されることがある典型的なコンピューティングシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
詳細な説明
以下の説明は、ＵＭＴＳ（商標）（ユニバーサル移動体通信システム）セルラ通信システムに適用可能な本発明のいくつかの実施形態に焦点を当て、特に、ＴＤ−ＣＤＭＡや、ＵＴＲＡＮ無線インターフェース（３ＧＰＰ（商標）ＴＳ２５．ｘｘｘシリーズの仕様に記載される）に関係する時分割同期符号分割多元接続（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）標準など、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（商標））システムにおいて時分割複信（ＴＤＤ）−符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）モードで動作するＵＭＴＳ地上波無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）に適用可能な本発明のいくつかの実施形態に焦点を当てる。しかし、本発明は、この特定のセルラ通信システムに限定されず、時間変動チャネルを使用する任意の他のワイヤレス通信システム、例えば、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、ＧＳＭ（登録商標）進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）通信システム、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）通信システムでのアップリンクチャネルなどにも適用することができることを理解されたい。
【００２７】
ここで図４を参照すると、セルラベース通信システム４００が、本発明の一実施形態に従って概略的に示されている。この実施形態では、セルラベース通信システム４００は、ＴＤＤ−ＣＤＭＡ無線インターフェースに準拠し、ＴＤＤ−ＣＤＭＡ無線インターフェースを介して動作することができるネットワーク要素を含む。複数のワイヤレス加入者通信ユニット／端末（またはＵＭＴＳの命名法ではユーザ機器（ＵＥ））４１４、４１６が、無線リンク４１９、４２０を介して、複数の送受信機基地局（ＵＭＴＳの用語ではＮｏｄｅ−Ｂと呼ばれる）４２４、４２６と通信する。セルラベース通信システムは、見やすくするために図示していない多くの他のＵＥおよびＮｏｄｅ−Ｂを含む。ワイヤレス通信システム（時としてネットワークオペレータのネットワークドメインと呼ばれる）が、外部ネットワーク４３４、例えばインターネットに接続される。ネットワークオペレータのネットワークドメインは、以下のものを含む。
（ｉ）少なくとも１つのゲートウェイ汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）サポートノード（ＧＧＳＮ）（図示せず）および少なくとも１つのサービス提供ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）４４２、４４４を含むコアネットワーク、
（ｉｉ）複数のＵＭＴＳ無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）４３６、４４０；および複数のＵＭＴＳ  Ｎｏｄｅ−Ｂ（基地局）４２４、４２６を含むアクセスネットワーク。
【００２８】
ＧＧＳＮ（図示せず）またはＳＧＳＮ４４２、４４４は、公衆ネットワーク、例えば公衆交換データ網（ＰＳＤＮ）（例えばインターネット）４３４や公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）とのＵＭＴＳインターフェースを担当する。ＳＧＳＮ４４２、４４４は、トラフィックのためのルーティングおよびトンネリング機能を行い、ＧＧＳＮは、外部パケットネットワークにリンクする。Ｎｏｄｅ−Ｂ４２４、４２６は、無線ネットワーク制御局（ＲＮＣ）、例えばＲＮＣ４３６、４４０と、移動交換局（ＭＳＣ）、例えばＳＧＳＮ４４４とを介して外部ネットワークに接続される。セルラ通信システムは、典型的には多数のそのようなインフラストラクチャ要素を有し、ここでは、見やすくするためにいくつかのみを図４に示す。
【００２９】
各Ｎｏｄｅ−Ｂ４２４、４２６は、１つまたは複数の送受信機ユニットを含み、ＵＭＴＳ仕様で定義されるＩｕｂインターフェースを介して、セルベースシステムインフラストラクチャの残りの要素と通信する。Ｎｏｄｅ−Ｂ４２４は、地理的領域４８５にわたる通信をサポートし、Ｎｏｄｅ−Ｂ４２６は、地理的領域４９０にわたる通信をサポートする。１つの例示的実施形態によれば、第１のワイヤレスサービス提供通信ユニット（例えば、Ｎｏｄｅ−Ｂ４２４）は、アップリンクタイムスロットに分割された複数のアップリンク送信リソースと、ダウンリンクタイムスロットに分割された複数のダウンリンク送信リソースとを含む周波数チャネル上でのＴＤＤ−ＣＤＭＡ動作をサポートする。各ＲＮＣ４３６、４４０は、１つまたは複数のＮｏｄｅ−Ｂ４２４、４２６を制御することができる。各ＳＧＳＮ４４２、４４４は、外部ネットワーク４３４へのゲートウェイを提供する。運用および管理センタ（ＯＭＣ）４４６が、ＲＮＣ４３６、４４０およびＮｏｄｅ−Ｂ４２４、４２６に動作可能に接続される。当業者に理解されるように、ＯＭＣ４４６は、セルラ通信システム４００の各セクションを統制および管理するために、処理機能（図示せず）および論理機能４５２を含む。
【００３０】
１つの例示的実施形態では、ワイヤレスサービス提供通信ユニット（例えばＮｏｄｅ−Ｂ）は、処理装置４９６およびタイマ４９２に動作可能に結合された送信機を含む。本発明の実施形態は、処理装置４９６およびタイマ４９２を利用して、パイロット方式を採用する通信システムでの送信用のデータストリームを生成する。ワイヤレス通信ユニット、例えばＮｏｄｅ−Ｂ４２４は、送信信号を生成するためにデータペイロードに少なくとも２つのパイロットを挿入するように構成された処理装置を含み、ここで、少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが、少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なる。Ｎｏｄｅ−Ｂ４２４の送信機は、送信信号をワイヤレスで送信するように構成される。本明細書では以後、用語「パイロットのセット」を、１つまたは複数のパイロットシンボルから、より複雑なパイロット構成、例えばベースシーケンスと任意選択のサイクリックプレフィックスとを含むものまで及ぶ範囲内のパイロットタイプの説明において使用する。また、少なくとも２つのパイロットの区別は、例えば、第１のパイロットタイプをセット「Ａ」と定義し、第２のパイロットタイプをセット「Ｂ」と定義することによって詳述する。
【００３１】
本発明の１つの例示的実施形態によれば、前述した、少なくとも２つのパイロットを含む送信用の送信データ信号の生成に応答して、受信側のワイヤレス通信ユニット、例えばＵＥ４１４が、送信データを回復するように構成されることが提案される。これに関して、ワイヤレス通信ユニットは、データペイロードと少なくとも２つのパイロットとを含む信号を受信するための受信機を含み、ここで、少なくとも２つのパイロットの少なくとも第１のパイロットタイプが、少なくとも２つのパイロットの第２のパイロットタイプとは異なり、ワイヤレス通信ユニットは、さらに処理装置を含み、処理装置が、受信信号から第１のパイロットタイプの少なくとも１つのパイロットを抽出し、第１のパイロットタイプの抽出された少なくとも１つのパイロットを使用して、受信信号からデータペイロードを回復するように構成される。一例では、ワイヤレス通信ユニットは、少なくとも２つの異なるタイプまたはセットのパイロット構成に基づいて、少なくとも２つの異なるチャネル推定操作を行う。
【００３２】
次に図５を参照すると、本発明のいくつかの例示的実施形態に従って適合されたワイヤレス通信ユニット５００、例えば図４からのＵＥ４１４のブロック図が示されている。実際には、単に本発明の実施形態を説明する目的でユーザ機器（ＵＥ）に関してワイヤレス通信ユニットを説明するが、同様の機能および回路が同等のＮｏｄｅ  Ｂワイヤレス通信ユニットに存在する。ワイヤレス通信ユニット５００は、アンテナ、アンテナアレイ５０２、または複数のアンテナを含み、これらのアンテナ５０２がアンテナスイッチ５０４に結合され、アンテナスイッチ５０４は、ワイヤレス通信ユニット５００内部で受信チェーンと送信チェーンの隔離を提供する。当技術分野で知られているように、１つまたは複数の受信機チェーンは、受信機フロントエンド回路５０６（受信機能、フィルタリング機能、および中間周波数またはベースバンド周波数変換機能を効果的に提供する）を含む。受信機フロントエンド回路５０６は、信号処理モジュール５０８に結合される。信号処理モジュール５０８からの出力は、スクリーンやディスプレイなど適切な出力デバイス５１０に提供される。信号処理モジュール５０８は、本明細書で以下に述べるハイブリッドパイロットを抽出するように構成されたベースバンド受信機回路５３０を含む。受信機回路または構成要素を使用する集積のレベルは実装依存であってもよいことを当業者は理解されよう。
【００３３】
制御装置５１４は、ワイヤレス通信ユニット５００の全体の動作制御を保守する。また、制御装置５１４は、受信機フロントエンド回路５０６と、信号処理モジュール５０８（一般にデジタル信号処理装置（ＤＳＰ）によって実現される）とに結合される。また、制御装置５１４は、メモリデバイス５１６に結合され、メモリデバイス５１６は、動作レジーム、例えば復号／符号化機能、同期パターン、コードシーケンスなどを選択的に記憶する。ワイヤレス通信ユニット５００内部での動作（時間依存信号の送信または受信）のタイミングを制御するために、タイマ５１８が、制御装置５１４および信号処理モジュール５０８に動作可能に結合される。
【００３４】
送信チェーンに関して、送信チェーンは、入力デバイス５２０、例えばキーパッドを本質的に含み、入力デバイス５２０は、送信機／変調回路５２２および電力増幅器５２４を介してアンテナ、アンテナアレイ５０２、または複数のアンテナに直列に結合される。送信機／変調回路５２２および電力増幅器５２４は、制御装置５１４に動作可能に応答する。送信チェーンにおける信号処理装置モジュール５０８は、受信チェーンにおける信号処理装置とは別個のものとして実装することができる。あるいは、図５に示されるように、１つの信号処理装置を使用して、送信信号と受信信号の両方の処理を実施することもできる。ワイヤレス通信ユニット５００内部の様々な構成要素は、個別の構成要素または一体化された構成要素の形態で実現することができることは明らかであり、したがって、最終的な構造は、用途に応じたものであり、または設計により選択される。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、信号処理装置モジュール５０８および／またはベースバンド受信機回路５３０は、例えば時間変動ワイヤレス通信チャネルを介して採用されるときに、ハイブリッドパイロット方式を利用する受信信号からの検出されたシンボルの生成を容易にするための論理（ハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアを含む）を含むように適合されている。
【００３６】
一例では、ハイブリッドパイロット方式は、パイロットオーバーヘッドが小さく、したがって、元々は静的または低速チャネル用に設計されていることがある既存のワイヤレス通信システムに最小限の変更を施すだけで導入することができる。そのようなワイヤレス通信システムの例には、ＴＤＤ−ＣＤＭＡやＴＤ−ＳＣＤＭＡがあり、これらは、通信の高まる時間変動性に対処するように進化している。
【００３７】
次に図６を参照すると、ハイブリッドパイロット技法を採用するＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト構造６００の一例が示されている。ハイブリッドパイロット技法を採用する例示的なＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト構造６００は、データを搬送してチャネルを制御するために使用されるそれぞれのデータシンボル６２５、６４０、およびパイロットシンボル６５０をそれぞれ含む２つのデータフィールド６０５、６１５と、サイクリックプレフィックス６３０およびベースシーケンス６３５を含むミッドアンブルシーケンス６１０とを含み、ここで、ミッドアンブルシーケンス６１０は、チャネル推定のための基準、場合によってはまたアクティブな拡散コードの合図のための基準を提供するために使用される。アップリンク（ＵＬ）送信とダウンリンク（ＤＬ）送信の切替えを可能にする保護期間６２０が含まれる。
【００３８】
とりわけ、本発明により提案されるハイブリッドパイロット方式は、２つの異なるパイロットシンボルセット、例えば、ミッドアンブル６１０を含むセット「Ａ」と、それぞれのデータフィールド６０５、６１５のデータシンボル６２５、６４０の間に混在されるパイロットシンボル６５０を含むセット「Ｂ」とからなる。本発明のいくつかの例では、セット「Ｂ」のパイロットは、セット「Ａ」とは異なるものとして構成される。いくつかの例では、セット「Ｂ」のパイロットは、各サンプリング点で所期の展開シナリオに関する良好な相関特性を有する必要はない。最も単純な場合には、各サンプリング点で、セット「Ｂ」のパイロットに関してただ１つの既知のシンボルが使用されることがある。この例では、データフィールド毎に３つのパイロットシンボルが採用される。どちらのパイロットシンボルセットも、それぞれの受信機によって先験的に(a priori)知られている。図６に例示されるように、ミッドアンブル６１０を含むパイロットシンボルの第１のセットパイロットの長さは、パイロットシンボル６５０の第２のセットの全長よりも長い。このようにすると、オーバーヘッドの減少を実現することができる。
【００３９】
一例では、パイロットシンボル６５０の第２のセットは、データペイロード中のデータシンボルの間に、シンボルレベルで均一に分散させることができる。特有の分散またはパターンが受信機で知られている限り、パイロットシンボル６５０の第２のセットの任意の分散またはパターンを使用することができる。このようにすると、パイロットシンボル６５０の第２のセットを、フラットフェーディングチャネルでのシンボル回復を支援するために採用することができる。
【００４０】
一例では、セット「Ａ」、例えばミッドアンブル６１０のサンプリング点でのパイロットは、従来のパイロットとして設計されて、例えば、マルチパス、複数のＵＥ、および／または複数の送信アンテナを含むシナリオで良好な相関特性を提供する。一例では、チャネルが周波数選択性である場合、任意選択のＣＰ６３０を挿入することができる。一例では、パイロットシンボルの各セットは、１つまたは複数のサンプリング点を有することがあり、この例では３つのサンプリング点が例示されている。
【００４１】
一例では、セット「Ｂ」、例えばそれぞれのデータフィールド６０５、６１５のデータシンボル６２５、６４０の間に混在されたパイロットシンボル６５０のサンプリング点のパイロットは、セットＡに関するパイロットと同様の良好な相関特性を有する必要がないように構成される。一例では、セット「Ｂ」のパイロットシンボル６５０は、セット「Ａ」、例えばミッドアンブル６１０のものに加えて追加のサンプリング点を提供するように構成される。
【００４２】
一例では、ＴＤＤ−ＣＤＭＡバースト構造６００により、適切に装備された受信機は、信号が定義される時間間隔にわたってチャネル変動を追跡することができるようになる。とりわけ、バースト構造内部のパイロットシンボルの構成は、様々な動作シナリオに合わせて構成することができる。例えば、送信の期間が適度に短い場合、パイロットシンボルの第１のセットに関して単一のサンプリング点（またはＴＤＤ−ＣＤＭＡに関してはミッドアンブル６１０）を使用することができる。あるいは、複数のミッドアンブル６１０が第１のパイロットセットとして使用され、追加のパイロットシンボル６５０がミッドアンブル６１０の間に挿入されて第２のパイロットセットとして働く、より一般化された例を採用することもできる。そのようなシナリオでは、パイロットシンボル６５０の第２のセット「Ｂ」と組み合わせて考慮したときほどにはおそらく効果的でないものの、ある程度は、第１のパイロットセット（例えば複数のミッドアンブル６１０）を使用してチャネル変動を追跡することができる。
【００４３】
上記のハイブリッドパイロット方式を利用するために、図７において、適切な受信機も提案され、ここではチャネル推定手順が２段階で行われる。ここで図７を参照すると、図６のハイブリッドパイロット方式の例を利用するベースバンド受信機５３０の例示的なブロック図が示されている。ベースバンド受信機５３０は、単一の集積回路７０２内に示される例示の一例では、２つの段階を含む。第１の段階は、入力受信信号７０５を受信するように構成された検出論理７１５を含む。一例では、検出論理７１５は、シンボル間、アンテナ間、ＮＢ間、およびＵＥ間の１つまたは複数に応じて干渉抑制を行うように構成することができる一般的な検出器を含むことがある。したがって、様々な例で、検出論理７１５は、等化器、ＣＤＭＡマルチユーザ検出器、レーキ受信機、ＭＩＭＯ検出器などを含むことがある。また、ベースバンド受信機５３０は、第１のチャネル推定器７２０を含み、第１のチャネル推定器７２０も、信号７０５を受信するように構成される。一例では、第１のチャネル推定器７２０は、例えば図６のミッドアンブル６１０を用いた第１のパイロットセット「Ａ」を使用してチャネル推定を行うように構成される。第１のチャネル推定器７２０は、第１のパイロットセット「Ａ」を使用して、検出論理７１５にチャネル推定結果７２５を提供し、それにより、検出論理７１５は、検出されたシンボル６３０を生成することができる。このようにして、検出論理７１５は、パイロットシンボルの第１のセット「Ａ」の助けを受けて、検出されたシンボル６３０を生成するように構成することができ、検出されたシンボル６３０は、例えば、マルチパス効果を補償し、および／またはマルチアンテナ／マルチユーザ干渉を除去し、および／または逆拡散効果を補償する。
【００４４】
例示される例では、検出論理７１５から出力された検出されたシンボル７３０は、第２の段階に入力される。ここで、検出論理７１５からの出力シンボルは、干渉が除去されており、したがってＳＩＳＯチャネルを表すことに留意する。その結果、これらの洗練されたチャネル推定結果がより良い追跡精度を提供するので、例えば図６のパイロット６５０を用いたパイロットシンボルの第２のセット「Ｂ」の使用は、受信信号の時間変動を推定するために使用することができる。したがって、干渉を除去するためにパイロットが良好な自己相関に依拠する必要がある既知の技法とは異なり、パイロットシンボルの第２のセット「Ｂ」は、干渉のないチャネルのために設計することができ、次いで同等のチャネルを補間するために使用することができる。
【００４５】
第２の段階は、振幅および位相補正論理７４０と、第２のチャネル推定器７４５とを含む。一例では、第２のチャネル推定器７４５は、例えば、図６のパイロット６５０などを用いたパイロットシンボルの第２のセット「Ｂ」を使用して、または図６のミッドアンブル６１０などを用いたパイロットシンボルの第１のセット「Ａ」と、図６のパイロット６５０などを用いたパイロットシンボルの第２のセット「Ｂ」との組合せを使用して、回復されたパイロットに基づいて検出器の出力において第２のチャネル推定を行うように構成される。第２のチャネル推定器７４５は、振幅および位相補正論理７４０に第２のチャネル推定結果７５０を提供し、振幅および位相補正論理７４０が、第２のチャネル推定結果７５０を使用して、検出論理７１５の出力のサンプルでの振幅または位相変動を補正する。振幅および位相補正論理７４０は、検出されて補正されたシンボル７５５を出力する。
【００４６】
したがって、一例では、パイロットシンボルが均一にデータペイロードとインターリーブされる場合、第２のパイロットに関してより短いシーケンスを使用することができる。なぜなら、検出論理７１５からの出力は、干渉が除去されており、したがって良好な相関特性を有するセットＢを設計する必要性はなくなるからである。その結果、これは、（セット「Ｂ」の）各サンプリング点でのパイロット長、したがって全体のパイロットオーバーヘッドを短縮する。
【００４７】
図７の修正型の受信機アーキテクチャを使用する１つの利点は、非常に異なるチャネル条件でシンボル回復を支援する固有の能力により従来は別々に使用されている２つの既知のパイロット方式のハイブリッド組合せであるパイロット方式と共にこのアーキテクチャを使用することができることである。有利には、前述のハイブリッドパイロット方式を使用すると、パイロットシンボルのために割り当てる必要があるオーバーヘッドは、より小さくなる。したがって、本明細書で述べるパイロット方式を使用して、より多くのデータを送信することができる。
【００４８】
さらに、周波数選択性のチャネルにおいて、パイロットシンボルの第１のセット「Ａ」を使用する第１の段階のチャネル推定結果は、複数のチャネル推定タップを使用することができ、一方、パイロットシンボルの第２のセット「Ｂ」を使用する第２の段階のチャネル推定結果は、さらなる位相および振幅補正のために使用すべき単一のチャネル推定タップのみを有することがある。
【００４９】
一例では、上述したように、パイロットシンボルの第１のセット「Ａ」を、それらの等価な検出器出力が利用可能であると仮定して、第２の段階のチャネル推定でも使用することができる。このようにすると、第１のチャネル推定段階から得ることができるチャネル推定情報を、第２の段階でさらに使用することができる。例えば、第２のチャネル推定器７４５によって推定される実効のチャネル（effective channel）は、第１のチャネル推定器７２０によるものとは異なることがあり、したがって、検出論理７１５の後にパイロットシンボルの第１のセット「Ａ」を再使用することは、第２のチャネル推定器７４５のためのより多くのサンプリング点を提供する。
【００５０】
次に図８を参照すると、図６による例示的なバースト構造を生成するための送信機でのフローチャート８００の一例が示される。送信機でのフローチャート８００は、ステップ８０５で、受信機に既知のバースト内部の少なくとも１つの所定のミッドアンブル領域内に少なくとも１つのミッドアンブルシーケンスを配置することから始まる。次いで、ステップ８１０で、受信機に既知の所定のパターンに従って、各データペイロードの内部にいくつか（図６に示されるように例えば３つ）の既知のパイロットシンボルを分散させることによって、バーストがさらに適合される。ステップ８１５で、各データペイロードの残りの位置にデータシンボルを分散させ、必要であれば任意選択で拡散を行うことによって、バーストがさらに適合されて、バーストが完成する。例えば、ＴＤＤ−ＣＤＭＡシステムに関してより正確になるように拡散が追加されることもある。バーストの構成が完了した後、バーストは、送信機の次の処理段階に渡されて、その後、受信機に通信される。
【００５１】
次に図９を参照すると、図６の例示的なバースト構造に従う受信信号からシンボルを抽出するための受信機でのフローチャート９００の一例が示されている。受信機でのフローチャート９００は、ステップ９０５で、ベースバンド回路が受信機フロントエンド処理段階からサンプルを受信することから始まる。次いで、ステップ９１０に示されるように、任意選択のステップにおいて、受信信号サンプルからパイロットシンボルの第２のセット「Ａ」を抽出することができ、それにより、第１のチャネル推定器への入力は、第１のチャネル推定結果を提供するためにパイロットシンボルの第１のセット「Ａ」を含む。次いで、第１のチャネル推定器からのチャネル推定結果を使用して、受信信号の検出を行い、例えば、マルチパスを組み合わせ、マルチアンテナ効果を除去し、マルチユーザ干渉を除去し、逆拡散を行う。ステップ９１５に示されるように、第１のチャネル推定結果を使用して行われる検出は、第２のパイロットセット「Ｂ」およびデータに、または第１のパイロットセット「Ａ」と第２のパイロットセット「Ｂ」の両方およびデータに適用することができる。第１のチャネル推定器からの出力は、検出されたシンボルの回復されたストリームである。
【００５２】
検出器から出力される、検出されたシンボルの回復されたストリームは、第２のチャネル推定器に入力され、第２のチャネル推定器は、一例では、ステップ９２０に示されるように、データシンボルに対するパイロット位置の相対位置からチャネル推定結果を導出するように構成される。次いで、ステップ９２０におけるように、第２のチャネル推定器から受信される導出されたチャネル推定結果を補正論理で使用して、検出器出力サンプルでの位相および／または振幅変動を補正する。次いで、ステップ９２５に示されるように、補正論理からの出力サンプルは、後続の受信機処理段階に供給される。
【００５３】
本発明の１つの例示的実施形態は、ＵＭＴＳ（商標）、ＴＤ−ＣＤＭＡ通信システムに適用されるものとして本発明の概念を説明するが、本発明の概念は、この用途または実施形態に限定されないと考えられる。特に、例えば、ＵＴＲＡ  ３ＧＰＰ（商標）（現在は「ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）」と呼ばれる）の将来の進化およびパイロットの利用も、タイムスロット（またはそのような名前を付けられた他の時間部分）に分割され、したがって、本明細書で上述した概念から利益を得ることができる。図１０に示される現在のＬＴＥでは、１つのＬＴＥサブフレームが、２つの０．５ｍｓのスロット１００５からなり、通常のサイクリックプレフィックス（ＣＰ）１０１０および物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）搬送データ１０１５をサポートする。ＬＴＥアップリンクは、単一キャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）変調を使用する。１つのスロット内に、通常のサイクリックプレフィックスに関する７つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルと、拡張サイクリックプレフィックスに関する６つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルが存在する。各ＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、１２の整数倍のシンボルを有し、これを使用して、パイロットまたはデータを搬送する。図示されるように、スロット内のパイロット送信は、ＰＵＳＣＨスロットに関する中央領域にあるパイロットＳＣ−ＦＤＭＡシンボルに集中される。ＴＤＤ−ＣＤＭＡにおけるミッドアンブルと同様に、パイロットＳＣ−ＦＤＭＡシンボル内部のパイロットシーケンスは、周波数選択性のチャネルの下で良好な相関特性を有するように設計することができる。図１０における既知のＬＴＥ  ＰＵＳＣＨスロットは、サブフレーム中の２つのパイロットＳＣ−ＦＤＭＡシンボル間でのサブフレーム間チャネル推定を使用することによって、高速フェーディング条件下での高速動作のために改良することができる。しかし、ＵＬ周波数ホッピングが使用可能にされるときにはそれらのシンボルが同じ周波数領域で送信されないことがあるので、これは常に利用可能なわけではない。利用可能であるときでさえ、これら２つのパイロット間の大きな時間間隔（０．５ｍｓ程度）が制限因子となる。
【００５４】
図１１は、本発明により提案されるパイロット技法の一例を採用する拡張ＬＴＥスロット構造１１００の一例を示す。この例では、第２のデータＳＣ−ＦＤＭＡシンボルと最後から２番目のデータＳＣ−ＦＤＭＡシンボルに（セット「Ｂ」としての）パイロットシンボル１１０５、１１１０が２つだけ挿入され、したがって、全体のパイロットオーバーヘッドはわずかだけ増加される。図７のものと同様の受信機構造が、このハイブリッドパイロット方式によって提供される利益を利用することができる。これは、２つの追加のパイロットシンボルが、それらだけでは周波数選択性のチャネルまたはマルチユーザのチャネルに対処するのに十分でないことがあり、したがって、一例では、第２のチャネル推定器においてセット「Ａ」とセット「Ｂ」の両方を使用する組合せを採用することがあるからである。
【００５５】
さらなる例では、前述のパイロット方式によって改良されたＴＤＤ−ＣＤＭＡバーストまたはＬＴＥ  ＰＵＳＣＨスロットを、最適な結果を得られるように適応した様式で展開することができる。元のパイロットが単独でチャネル速度に対処するのに十分であるとき、元のバースト／スロット（例えばセット「Ａ」のみ）を最小のパイロットオーバーへッドで使用することができる。元のパイロットが単独ではチャネル速度に対処するのに十分でないときには、高速性能を改良するために、ハイブリッドパイロット（例えば、セット「Ａ」＋セット「Ｂ」）を使用可能にすることができる。モード適合は、チャネル時間変動の測定もしくはフィードバック、または任意の他の適切な方式を利用することによって決定することができる。
【００５６】
図１２は、本発明のいくつかの実施形態における処理機能を実施するために採用することができる典型的なコンピューティングシステム１２００を示す。このタイプのコンピューティングシステムは、例えば、ネットワーク制御装置または他のネットワーク要素（これは、移動電話やＵＳＢ／ＰＣＭＣＩＡモデムなど統合デバイスでよい）内で使用することができる。他のコンピュータシステムまたはアーキテクチャを使用して本発明を実施する方法も当業者は理解されよう。コンピューティングシステム１２００は、例えば、デスクトップ、ラップトップ、もしくはノートブックコンピュータ、ハンドヘルドコンピューティングデバイス（ＰＤＡ、セル電話、パームトップなど）、メインフレーム、サーバ、クライアント、または所与の用途もしくは環境に望ましい、もしくは適していることがある任意の他のタイプの専用もしくは汎用コンピューティングデバイスでよい。コンピューティングシステム１２００は、処理装置１２０４など１つまたは複数の処理装置を含むことができる。処理装置１２０４は、例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他の制御論理など、汎用または専用処理エンジンを使用して実装することができる。この例では、処理装置１２０４は、バス１２０２または他の通信媒体に接続される。
【００５７】
また、コンピューティングシステム１２００は、処理装置１２０４によって実行すべき情報および命令を記憶するためのメインメモリ１２０８、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）や他の動的メモリを含むこともできる。また、メインメモリ１２０８は、処理装置１２０４によって実行すべき命令の実行中に、一時変数または他の中間情報を記憶するために使用することもできる。同様に、コンピューティングシステム１２００は、処理装置１２０４のための静的情報および命令を記憶するための、バス１２０２に結合された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）または他の静的記憶デバイスを含むこともある。
【００５８】
また、コンピューティングシステム１２００は、情報記憶システム１２１０を含むこともあり、情報記憶システム１２１０は、例えば、媒体ドライブ１２１２およびリムーバブル記憶インターフェース１２２０を含むことがある。媒体ドライブ１２１２は、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）もしくはデジタルビデオドライブ（ＤＶＤ）読み出しもしくは読み出し書き込みドライブ（ＲもしくはＲＷ）、または他の着脱可能な媒体ドライブもしくは固定の媒体ドライブなど、固定の記憶媒体または着脱可能な記憶媒体をサポートするためのドライブまたは他のメカニズムを含むことがある。記憶媒体１２１８は、例えば、媒体ドライブ１２１４によって読み出しおよび書き込みを行われるハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ、光ディスク、ＣＤもしくはＤＶＤ、または他の固定の媒体もしくは着脱可能な媒体を含むことがある。これらの例が示すように、記憶媒体１２１８は、特定のコンピュータソフトウェアまたはデータを記憶したコンピュータ可読記憶媒体を含むことがある。
【００５９】
代替実施形態では、情報記憶システム１２１０は、コンピュータプログラムまたは他の命令もしくはデータをコンピューティングシステム１２００にロードできるようにするための他の同様の構成要素を含むことがある。そのような構成要素は、例えば、ソフトウェアおよびデータを着脱可能な記憶ユニット１２１８からコンピューティングシステム１２００に転送できるようにする着脱可能な記憶ユニット１２２２とインターフェース１２２０、例えば、プログラムカートリッジとカートリッジインターフェース、着脱可能メモリ（例えばフラッシュメモリまたは他の着脱可能なメモリモジュール）とメモリスロット、および他の着脱可能な記憶ユニット１２２２とインターフェース１２２０を含むことがある。
【００６０】
また、コンピューティングシステム１２００は、通信インターフェース１２２４も含むことができる。通信インターフェース１２２４を使用して、コンピューティングシステム１２００と外部デバイスの間でソフトウェアおよびデータの転送を行うことができるようにする。通信インターフェース１２２４の例としては、モデム、ネットワークインターフェース（例えばイーサネット（登録商標）または他のＮＩＣカード）、通信ポート（例えばユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートなど）、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカードなどを挙げることができる。通信インターフェース１２２４を介して転送されるソフトウェアおよびデータは、通信インターフェース１２２４によって受信することが可能な電子信号、電磁気信号、光信号、または他の信号であり得る信号形態である。これらの信号は、チャネル１２２８を介して通信インターフェース１２２４に提供される。このチャネル１２２８は、信号を搬送することができ、ワイヤレス媒体、ワイヤもしくはケーブル、光ファイバ、または他の通信媒体を使用して実装することができる。チャネルのいくつかの例としては、電話線、セルラ電話リンク、ＲＦリンク、ネットワークインターフェース、ローカルエリアネットワークもしくはワイドエリアネットワーク、および他の通信チャネルが挙げられる。
【００６１】
論理ブロック間の境界は例示にすぎず、代替実施形態は、論理ブロックもしくは回路要素を併合する、または様々な論理ブロックまたは回路要素に代替の機能構成を課すことができることを当業者は理解されよう。したがって、本明細書で述べるアーキテクチャは例示にすぎず、実際には、同じ機能を実現する多くの他のアーキテクチャを実装することができることを理解されたい。例えば、図７に示される例では、第１のチャネル推定器と第２のチャネル推定器が、別個の機能要素として示されている。しかし、あるいは、第１のチャネル推定器と第２のチャネル推定器が、図５に示される処理論理５０８など受信機処理回路の一部分を成すこともあることを理解されよう。
【００６２】
同じ機能を実現するための構成要素の任意の構成は、所望の機能が実現されるように効果的に「関連付け」られている。したがって、特定の機能を実現するために組み合わされる本明細書における任意の２つの構成要素は、アーキテクチャまたは中間構成要素に関係なく所望の機能が実現されるように、互いに「関連付け」られているとみなすことができる。同様に、そのようにして関連付けられた任意の２つの構成要素はまた、所望の機能を実現するために互いに「動作可能に接続」されている、または「動作可能に結合」されているとみなすこともできる。
【００６３】
さらに、上述した操作間の境界は例示にすぎないことを当業者は理解されよう。複数の操作を組み合わせて単一の操作にすることができ、また、単一の操作をさらなる操作に分散することもでき、また操作を少なくとも一部、時間的に重ね合わせて実行することもできる。さらに、代替実施形態が、特定の操作の複数の例を含むことがあり、様々な他の実施形態において操作の順序を変更することができる。
【００６４】
また、例えば、１つの例示的実施形態では、例示される例は、図５または図７に示されるように、単一の集積回路上または同じデバイス内に位置された回路として実装することができる。あるいは、適切な様式で互いに相互接続された任意の数の別個の集積回路または別個のデバイスとして例を実装することもできる。
【００６５】
分かりやすくするために、上の記載では、様々な機能ユニットおよび処理装置を参照して本発明の実施形態を説明したことを理解されたい。しかし、例えば、ベースバンド受信機論理、チャネル推定器、検出論理、または位相／振幅補正論理に関して、本発明から逸脱することなく、様々な機能ユニットまたは処理装置間での任意の適切な機能分散を使用することができることは明らかであろう。例えば、別個の処理装置または制御装置によって行われるものとして例示されている機能を、同じ処理装置または論理によって行うことができる。したがって、特定の機能ユニットへの言及は、厳密な論理的または物理的構造または組織を示しているというより、説明する機能を提供するのに適した手段への言及にすぎないものとみなすべきである。
【００６６】
本発明のいくつかの態様は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組合せを含めた任意の適切な形態で実装することができる。任意選択的に、本発明を少なくとも一部、１つまたは複数のデータ処理装置および／またはデジタル信号処理装置上、あるいはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）デバイスなど構成可能なモジュール構成要素上で動作するコンピュータソフトウェアとして実装することができる。したがって、本発明の例示的実施形態の要素および構成要素は、物理的、機能的、および論理的に任意の適切な様式で実装することができる。実際、単一のユニットで、複数のユニットで、または他の機能ユニットの一部として機能を実装することができる。
【００６７】
本発明をいくつかの実施形態に関連付けて説明してきたが、本発明は、本明細書に記載した特定の形態に限定されるものとは意図されていない。そうではなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。さらに、特定の実施形態に関連して特徴が説明されていると考えることができるが、本発明に従って、説明した実施形態の様々な特徴を組み合わせることができることを当業者は理解されよう。特許請求の範囲において、用語「含む」は、他の要素またはステップの存在を除外しない。
【００６８】
さらに、複数の手段、要素、または方法ステップを個別に列挙するが、例えば単一のユニットまたは処理装置によって実施することもできる。さらに、個々の特徴が異なる請求項に含まれていることがあるが、場合によってはこれらの特徴を有利に組み合わせることができ、異なる請求項への包含は、特徴の組合せが実現可能でない、および／または有利でないことは示唆しない。また、請求項の１つのカテゴリーへの特徴の包含は、そのカテゴリーへの限定を示唆せず、適切であれば他の請求項カテゴリーにもその特徴を同等に適用可能であることを示す。
【００６９】
さらに、請求項における特徴の順序は、特徴を行わなければならない任意の特定の順序を示唆せず、特に、方法請求項での個々のステップの順序は、ステップをその順序で行わなければならないことを示唆しない。そうではなく、ステップは、任意の適切な順序で行うことができる。さらに、単数での言及は、複数を除外しない。したがって、「１つの」、「第１の」、「第２の」などへの言及は、複数を排除しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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