(57)【要約】      （修正有）【課題】高速時変動チャネルにおけるチャネルトラッキングと信号検出方法を提供する。【解決手段】１つ前のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を現在のＯＦＤＭシンボルのチャネル係数の推定値とするステップと、現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の推定値を用いて現在のＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、ＯＦＤＭシンボル自身の有限アルファベット特性を用いて検出された現在のＯＦＤＭシンボルを修正するステップと、修正された現在のＯＦＤＭシンボルに基づいて現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を更新するステップと、を含む。主にチャネルトラッキング手段、信号検出手段およびＯＦＤＭシンボル修正手段を含む受信側を開示している。【効果】チャネルの変化を高速にトラッキングし、信号検出を正確に行うことが可能になる。【選択図】図２
2008259198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速時変動チャネルにおけるチャネルトラッキングと信号検出方法であって、
１つ前の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）シンボルに対応するチャネル係数を現在のＯＦＤＭシンボルのチャネル係数の推定値とするステップＡと、
現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の前記推定値を用いて現在のＯＦＤＭシンボルを検出するステップＢと、
前記検出された現在のＯＦＤＭシンボルから、ＯＦＤＭシンボルの取り得る有限な信号集合から選ばれた最適なＯＦＤＭシンボルに修正されるステップＣと、
前記修正された現在のＯＦＤＭシンボルに基づいて現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を更新するステップＤと、
を含むことを特徴とするチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項２】
前記ステップＤにて更新されたチャネル係数を現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の推定値とし、ステップＢに戻るステップＥをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項３】
前記ステップＣにおいて、修正前と修正後で現在のＯＦＤＭシンボルに変化がない場合、現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネルに対するチャネル係数の更新および現在のＯＦＤＭシンボルに対する信号検出プロセスを終了することを特徴とする請求項１に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項４】
送信するＯＦＤＭシンボルに対して、送信側が符号化を行った場合、ステップＣは、検出された現在のＯＦＤＭシンボルに対して符号化規則を用いて二次修正を行うことをさらに含むことを特徴とする請求項１、２または３に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項５】
前記現在のＯＦＤＭシンボルがトレーニングと同期とに用いられるＯＦＤＭシンボルであるとき、
直接現在のＯＦＤＭシンボルを用いて現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項６】
前記決定は、受信側で受信された信号、およびトレーニングと同期とに用いられる既知のＯＦＤＭシンボルに基づいて、現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を算出することを含むことを特徴とする請求項５に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項７】
ステップＢにおいて、前記現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の推定値を用いて現在のＯＦＤＭシンボルを検出することは、受信側で受信された信号および現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数に基づいて現在のＯＦＤＭシンボルを算出することを含むことを特徴とする請求項１に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項８】
現在のＯＦＤＭシンボルの算出は、次式の解を求めることによって得られ、
【数１】
2008259198.tif 000036
ここで、求めるべき［ｓ１  ｓ２…ｓＮ］は送信側から送信されたと推定されるＯＦＤＭシンボルであり、
【数２】
2008259198.tif 000037
は受信側で受信された信号であり、
【数３】
2008259198.tif 000038
はチャネル係数情報を含むチャネル係数行列であり、
【数４】
2008259198.tif 000039
はＯＦＤＭシンボルのプレフィックスを生成するものであり、
【数５】
2008259198.tif 000040
はフーリエ変換行列であり、演算子
【数６】
2008259198.tif 000041
はノルム算出を表す、
ことを特徴とする請求項７に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項９】
前記解を求めることは、
【数７】
2008259198.tif 000042
のように変数を初期化し、ここで、
【数８】
2008259198.tif 000043
であるステップＢ１と、
【数９】
2008259198.tif 000044
を満たすかどうかを判断し、満たす場合、
【数１０】
2008259198.tif 000045
とするステップＢ２と、
【数１１】
2008259198.tif 000046
とするステップＢ３と、
【数１２】
2008259198.tif 000047
を算出するステップＢ４と、
【数１３】
2008259198.tif 000048
とし、ステップＢ２に戻り、収束条件を満たすまで繰り返してから、
【数１４】
2008259198.tif 000049
とするステップＢ５と、
を含むことを特徴とする請求項８に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項１０】
ステップＣにおいて、前記修正は、ＯＦＤＭシンボル値の集合から前記検出されたシンボルに最も近いシンボルを決定して、修正後のＯＦＤＭシンボルとすることを含むことを特徴とする請求項１に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項１１】
ステップＤにおいて、前記修正された現在のＯＦＤＭシンボルに基づいて現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を更新することは、受信側で受信された信号および現在のＯＦＤＭシンボルに基づいて現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を算出することを含むことを特徴とする請求項１に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項１２】
現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の算出は、次式の解を求めることによって得られ、
【数１５】
2008259198.tif 000050
ここで、求めるべき
【数１６】
2008259198.tif 000051
は現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数であり、
【数１７】
2008259198.tif 000052
は受信側で受信された信号であり、
【数１８】
2008259198.tif 000053
はシステムによって設定された総変化規制係数であり、
【数１９】
2008259198.tif 000054
は勾配演算行列であり、
【数２０】
2008259198.tif 000055
であり、そのうち、
【数２１】
2008259198.tif 000056
は送信側から送信されたＯＦＤＭシンボルを表し、
【数２２】
2008259198.tif 000057
であり、
【数２３】
2008259198.tif 000058
であり、Ｑの値はチャネル変化を再現する指数部分の最大値を表し、ＱとＲ１の比はユーザ端末の最大の移動速度によって設定され、Ｋはチャネル遅延時間の長さの最大値であり、ｎ＝１，…，Ｎは時間係数であり、Ｎは１つのＯＦＤＭシンボルの持続時間内の総サンプリング数である、
ことを特徴とする請求項６または１１に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項１３】
前記解を求めることは、
【数２４】
2008259198.tif 000059
のように変数を初期化し、ここで、
【数２５】
2008259198.tif 000060
であるステップＤ１と、
【数２６】
2008259198.tif 000061
を満たすかどうかを判断し、満たす場合、
【数２７】
2008259198.tif 000062
とするステップＤ２と、
【数２８】
2008259198.tif 000063
とするステップＤ３と、
【数２９】
2008259198.tif 000064
を算出するステップＤ４と、
【数３０】
2008259198.tif 000065
とし、ステップＤ２に戻り、収束するまで繰り返すステップＤ５と、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載のチャネルトラッキングと信号検出方法。
【請求項１４】
受信側であって、
当該受信側で受信された信号およびＯＦＤＭシンボル修正手段によってフィードバックされた修正処理後のＯＦＤＭシンボルに基づいてチャネル推定を行い、現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定し、決定された現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を信号検出手段に出力するチャネルトラッキング手段と、
前記チャネルトラッキング手段から出力されたチャネル係数および当該受信側で受信された信号に基づいて、送信側から送信されたＯＦＤＭシンボルを推定し、推定されたＯＦＤＭシンボルを前記ＯＦＤＭシンボル修正手段に出力する信号検出手段と、
ＯＦＤＭシンボルの取り得る有限な信号集合を利用して、前記信号検出手段から出力されたＯＦＤＭシンボルに対して修正処理を行い、修正処理後のＯＦＤＭシンボルを前記チャネルトラッキング手段に出力するＯＦＤＭシンボル修正手段と、
を含むことを特徴とする受信側。
【請求項１５】
前記ＯＦＤＭシンボル修正手段は、さらに、送信側がＯＦＤＭシンボルを符号化する際の符号化規則に基づいて、前記信号検出手段から出力されたＯＦＤＭシンボルに対して二次修正を行うことを特徴とする請求項１４に記載の受信側。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチャネルトラッキングと信号検出技術に関し、特に高速時変動の無線チャネルにおいてチャネルトラッキングおよび信号検出を行う方法並びに受信側に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線リンクの信頼性を保証するために、移動通信システムはチャネルフェージング、干渉および雑音への耐性について比較的高い能力を持たなければならない。しかしながら、ユーザ端末が高速に移動する場合、ユーザ端末と基地局との間の無線チャネルは１つのデータシンボルの持続時間内で相当の変化が生じる。時間領域で高速に変化するこのようなチャネルは高速時変動チャネル（Ｒａｐｉｄ  Ｔｉｍｅ−Ｖａｒｙｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ）とも呼ばれる。このような高速時変動の無線チャネル環境においては、信号の正確な検出を実現するために、受信側が高速変化のチャネルをトラッキングできることが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、現段階、受信側では通常、準静的チャネル条件に基づく信号検出方案が採用される。このような信号検出方案はチャネルを準静的チャネルと想定することを前提条件としているため、現在、受信側では通常、時間領域で高速変化するチャネルを有効にトラッキングすることができない。そこで、高速時変動チャネルの環境においては正確な信号検出を行うことができなく、その結果、高速移動通信システムの受信性能が低下することになる。従って、高速時変動チャネルの環境においてチャネルトラッキングと信号検出を如何に行うかが、システムの受信性能を保証するために解決すべき課題となっている。
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、チャネルの変化を高速にトラッキングし、信号検出を正確に行うように、高速時変動チャネルにおけるチャネルトラッキングおよび信号検出方法並びに受信側を提供している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る高速時変動チャネルにおけるチャネルトラッキングと信号検出方法は、
１つ前のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を現在のＯＦＤＭシンボルのチャネル係数の推定値とするステップＡと、
現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の推定値を用いて現在のＯＦＤＭシンボルを検出するステップＢと、
前記検出された現在のＯＦＤＭシンボルから、ＯＦＤＭシンボルの取り得る有限な信号集合から選ばれた最適なＯＦＤＭシンボルに修正されるステップＣと、
前記修正された現在のＯＦＤＭシンボルに基づいて現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を更新するステップＤと、を含む。
【０００６】
ここで、ステップＤにて更新されたチャネル係数を現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の推定値とし、ステップＢに戻ることをさらに含む。
【０００７】
前記ステップＣにおいて、修正前と修正後で現在のＯＦＤＭシンボルに変化がない場合、現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネルに対するチャネル係数の更新および現在のＯＦＤＭシンボルに対する信号検出プロセスを終了する。
【０００８】
送信するＯＦＤＭシンボルに対して、送信側が符号化を行った場合、ステップＣは、検出された現在のＯＦＤＭシンボルに対して符号化規則を用いて二次修正を行うことをさらに含む。
【０００９】
前記現在のＯＦＤＭシンボルがトレーニングと同期とに用いられるＯＦＤＭシンボルである場合、現在のＯＦＤＭシンボルを直接用いて現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定する。
【発明の効果】
【００１０】
ここからわかるように、本発明に係るチャネルトラッキングと信号検出方法によれば、受信側でチャネル状態情報が既知であることを想定することなく、ＯＦＤＭシンボルを検出する過程でＯＦＤＭシンボルの有限アルファベット特性を充分に利用して、検出されたＯＦＤＭシンボルに対して修正を絶えず行い、修正されたＯＦＤＭシンボルを用いてチャネルのトラッキング結果を更新する。実験から示されるように、本発明に係るチャネルトラッキングと信号検出方法は、高速なチャネルトラッキングと信号検出を実現でき、比較的高い正確性を持っている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の目的、解決手段をさらに明確にするように、以下、図面を参照しながら実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明する。
【００１２】
本発明の１実施例は、高速時変動チャネルの環境で、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムにおいて、受信側でチャネルトラッキングと信号検出を行う方法が示されている。
【００１３】
通常の場合、ＯＦＤＭシステムの受信側において、高速時変動チャネルで伝送されるデータの正確な回復を実現するために、伝送するＯＦＤＭ信号の構成を定義するとき、無線チャネルでの時間と周波数との変化によるＯＦＤＭ信号への影響を充分に考えるべきである。ところが、従来の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）で定義された伝統的なＯＦＤＭ信号の構成の互換性を考慮して、図１に示すように、本実施例で定義されたＯＦＤＭ信号の構成は従来のＷＬＡＮで定義されたＯＦＤＭ信号の構成と大体同じである。
【００１４】
図１において、ＴＳ（Ｔｒａｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ＯＦＤＭ  Ｓｙｍｂｏｌ）はトレーニングと同期とに用いられるＯＦＤＭシンボルを表し、送信側から送信されるＴＳシンボルは受信側にとって既知であり、受信側は送信側から送信されたＴＳシンボルを受信した後、既知のＴＳシンボルに基づいて同期およびチャネル推定など操作を実現することができる。Ｄは伝送データ（Ｄａｔａ）のＯＦＤＭシンボルを表す。また、ｔ０はＴＳシンボルを伝送する時刻を表し、ｔ１，ｔ２，…，ｔｎ，…はそれぞれ個々のＤシンボルを伝送する時刻を表す。
【００１５】
図１に示すＯＦＤＭフレーム構成に基づいて、本実施例に示された受信側でチャネルトラッキングと信号検出を行う方法の具体的なプロセスは図２に示すように、主に以下のステップを含む。
【００１６】
ステップＡにおいて、受信側は、ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボル、即ちＴＳシンボルに基づいて、前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定し、前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに対応する時変動チャネルインパルス応答（ＴＶ−ＣＩＲ：Ｔｉｍｅ  Ｖａｒｙｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）をさらに決定する。
【００１７】
当該ステップにおいて、前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに基づいて前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定する方法の詳しくは後述する。また、前記チャネル係数はＴＶ−ＣＩＲの指数系列の展開式で表された係数であるため、受信側はＯＦＤＭフレームにおける１つのＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定した後、異なるＯＦＤＭシンボルに対応するＴＶ−ＣＩＲを容易に得ることができる。
【００１８】
ステップＢにおいて、決定されたＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を、ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数として、ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するＴＶ−ＣＩＲの推定値を算出し、それを用いて前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルの信号検出を行う。
【００１９】
当該ステップにおける前記信号検出の方法の詳しくも後述する。
【００２０】
ステップＣにおいて、ＯＦＤＭシンボル自身の有限アルファベット（ＦＡ：Ｆｉｎｉｔｅ  Ａｌｐｈａｂｅｔ）特性に基づいて、ステップＢで検出された前記第２のＯＦＤＭシンボルを修正し、前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルを再決定する。
【００２１】
ＯＦＤＭシステムにおいて伝送されるＯＦＤＭシンボルが有限アルファベット内の１つしかできないため、ステップＢにおいて検出された信号がＯＦＤＭシンボル値の集合に属しない場合、検出されたシンボルへの修正を実現するために、シンボル判定によってシンボル値の集合からそれに最も近いシンボルを見付けて、再決定のシンボルとすることができる。
【００２２】
当該ステップにおいて、送信側から送信される情報シンボルが符号化されている場合、通常の符号化で符号化利得を得るように一部の冗長が付加されるので、この場合、受信側は、さらに、送信側の符号化規則に基づいて、符号化で生じられた冗長により、判定で決定されたＯＦＤＭシンボルに対して二次修正を行い、前記ＯＦＤＭシンボルを再度決定することができる。
【００２３】
当業者には、受信側で情報シンボル自身のＦＡ特性および符号化で生じられた冗長を利用することで受信信号への修正を実現できることにより、修正後で決定されたシンボルが送信側から送信されたオリジナルの情報シンボルにさらに近くなる、ということが理解できる。
【００２４】
ステップＤにおいて、再決定されたＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに基づいて、ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を更新し、且つ、更新されたＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数に基づいて、前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するＴＶ−ＣＩＲをさらに決定する。
【００２５】
当該ステップにおいて、前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を更新する方法は、上記ステップＡにおいて前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに基づいて前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定する方法と大体同じである。
【００２６】
本実施例において、正確なチャネルトラッキングと信号検出を実現するために、上記ステップＢ〜Ｄを繰り返して実行するようにしてもよい。即ち、ステップＤで決定された前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を、再度前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するＴＶ−ＣＩＲの推定値とした後、ステップＢで前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルの信号検出に応用し、次に、ステップＣで、情報シンボル自身のＦＡ特性を利用して、またはさらにシンボルの符号化規則を利用して、検出された第２のＯＦＤＭシンボルを修正し、第２のＯＦＤＭの情報シンボルを再決定し、最後に、ステップＤで、再決定された前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルを用いて第２のＯＦＤＭシンボルのチャネル係数を再度更新し、第２のＯＦＤＭシンボルのＴＶ−ＣＩＲを再決定する。ステップＣで再決定された前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルが修正前に検出されたＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルと同じになり、即ち、修正前と修正後でＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルが同じになるまで、上記ステップＢ〜Ｄを前述のように繰り返して実行していく。上記方法で決定されたＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭの情報シンボルは送信側から送信された第２のＯＦＤＭシンボルのオリジナルの情報シンボルに大体近くなり、且つ、上記手順で得られた第２のＯＦＤＭシンボルのＴＶ−ＣＩＲも既に実際のチャネルインパルス応答に大体近くなった。このとき、上記ステップＢ〜Ｄをさらに反復して実行することを停止する。
【００２７】
上記反復手順で前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するＴＶ−ＣＩＲを決定した後、これから類推すれば、さらに、上記方法で決定されたＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を、ＯＦＤＭフレームにおける第３のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の推定値として、前記ＯＦＤＭフレームにおける第３のＯＦＤＭシンボルの信号検出を行う一方、前記ＯＦＤＭフレームにおける第３のＯＦＤＭシンボルのチャネル係数とＴＶ−ＣＩＲを決定することができる。
【００２８】
ここで、決定されたＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を前記ＯＦＤＭフレームにおける第３のＯＦＤＭシンボルに用いて、第３のＯＦＤＭシンボルのＴＶ−ＣＩＲを決定する方法、および当該ＯＦＤＭの信号検出の方法は上記ステップＢ〜Ｄと大体同じであり、上記ステップＢ〜Ｄにおける第１のＯＦＤＭシンボルを第２のＯＦＤＭシンボルに変更し、その中の前記第２のＯＦＤＭシンボルを第３のＯＦＤＭシンボルに変更するだけでよい。
【００２９】
このように繰り返して、上記方法を、当該ＯＦＤＭフレームにおける他のＯＦＤＭシンボルの検出および他のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネルへのトラッキングに普及させることができる。即ち、図２に示したステップＥを繰り返して実行する。ステップＥにおいて、再決定されたＯＦＤＭフレームにおける第ｎ（ｎは自然数）のＯＦＤＭシンボルに基づいて、ＯＦＤＭフレームにおける第ｎ＋１のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数およびＴＶ−ＣＩＲを更新する。
【００３０】
通常の場合、高速時変動チャネルにおいて前後２つのＯＦＤＭシンボルの持続時間内で比較的大幅な急変が生じることはないため、上記のように、１つ前のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を充分に利用して現在のシンボルのチャネルのＴＶ−ＣＩＲのトラッキングおよび信号検出を実現する方法は、通常、比較的高い正確性を持っている。
【００３１】
以下、上記ステップＡにおいて前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに基づいて前記ＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定する方法、および上記ステップＤにおいて前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を更新する方法を詳しく説明する。上記２つの方法は、解決した問題が実質的に同じであり、送信側から送信されたＯＦＤＭシンボルが既知でありまたは決定されたとき、自分が受信した信号に基づいて当該ＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定するという方法に抽象されてもよい。
【００３２】
ＯＦＤＭシステムにおいて、無線チャネルの伝達関数が下記の数式１のように表されてもよいということは既知である。
【数１】
2008259198.tif 000003
【００３３】
ここで、
【数２】
2008259198.tif 000004
【００３４】
且つ、
【数３】
2008259198.tif 000005
Ｑの値はチャネル変化を再現する指数部分の最大値を表し、ＱとＲ１の比はユーザ端末の最大の移動速度によって設定され、ｎ＝１，…，Ｎは時間係数を表し、Ｎは１つのＯＦＤＭシンボルの持続時間内の総サンプリング数であり、
【数４】
2008259198.tif 000006
は雑音信号を表し、
【数５】
2008259198.tif 000007
は送信側から送信された情報シンボルであり、
【数６】
2008259198.tif 000008
は受信側で受信されたＯＦＤＭシンボルの時間領域表示であり、
【数７】
2008259198.tif 000009
はチャネル係数であり、Ｋはチャネル遅延時間の長さの最大値である。
【００３５】
これにより、上記の数式１から導出して下記の数式２が得られる。
【数８】
2008259198.tif 000010
【００３６】
上記の数式２をさらに簡略化して下記の数式３が得られる。
【数９】
2008259198.tif 000011
【００３７】
ここで、
【数１０】
2008259198.tif 000012
はチャネル係数行列と呼ばれ、
【数１１】
2008259198.tif 000013
はＯＦＤＭのプレフィックス（ｐｒｅｆｉｘ）を生成するものであり、
【数１２】
2008259198.tif 000014
は送信側の送信待ちの情報データである。
【００３８】
上記の数式３をさらに簡略化して下記の数式４が得られる。
【数１３】
2008259198.tif 000015
【００３９】
ここで、
【数１４】
2008259198.tif 000016
であり、
【数１５】
2008259198.tif 000017
は送信側から送信された情報シンボルからなる対角行列を表す。
【００４０】
上記導出によって、送信されたＯＦＤＭシンボルが既知でありまたは決定された場合、受信した信号に基づいて当該ＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定する方法は、下記の数式５の解を求めるように表されてもよい。
【数１６】
2008259198.tif 000018
【００４１】
当業者には、上記の数式５のブレース（ｂｒａｃｅ）内の計算式が最小値となる際のチャネル係数
【数１７】
2008259198.tif 000019
が、求めるべき既知のまたは決定されたＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数となる、ということが理解できる。上記の数式５において、
【数１８】
2008259198.tif 000020
はシステムによって設定された総変化規制係数（Ｔｏｔａｌ−Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）であり、
【数１９】
2008259198.tif 000021
は勾配演算行列である。
【００４２】
上記の数式５の解を求める方法は具体的に以下のステップを含む。即ち、まず、上記の数式５のブレース内の計算式
【数２０】
2008259198.tif 000022
に対して勾配を求め、次に、勾配が０となる際のチャネル係数値を求める。このとき、解を求めて得られたチャネル係数値が、上記の数式５のブレース内の計算式が最小値となる際のチャネル係数となる。具体的に下記のステップを含む。
【数２１】
2008259198.tif 000023
【数２２】
2008259198.tif 000024
【数２３】
2008259198.tif 000025
【数２４】
2008259198.tif 000026
【数２５】
2008259198.tif 000027
【００４３】
ここからわかるように、送信されたＯＦＤＭシンボルが既知でありまたは決定された場合、受信側は受信した信号に基づいて現在無線チャネルのチャネル係数を算出することができる。
【００４４】
次に、また、ステップＢにおいて前記決定されたＯＦＤＭフレームにおける第１のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を、ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数として、ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルのＴＶ−ＣＩＲの推定値を算出し、それを用いて前記ＯＦＤＭフレームにおける第２のＯＦＤＭシンボルの信号検出を行う方法を詳しく説明する。一般性を失うことなく、当該方法は、本実施例で前記決定されたＯＦＤＭフレームにおける１つ前のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を、ＯＦＤＭフレームにおける現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数の推定値として、現在のＯＦＤＭシンボルの信号検出を行うプロセスに応用してもよく、修正後のＯＦＤＭフレームにおける現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を用いて現在のＯＦＤＭシンボルのＴＶ−ＣＩＲの推定値を算出し、現在のＯＦＤＭシンボルの信号検出を行うプロセスに応用してもよい。
【００４５】
上記の数式３に示すように、ＯＦＤＭシステムのチャネル伝達関数が次式で表されてもよい。
【数２６】
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【００４６】
１つのＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定した後、送信側から送信されたＯＦＤＭシンボルを上記の数式３によって算出することができる。上記説明からわかるように、当該決定された１つのＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数は、１つ前のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数であってもよく、前のステップで決定された現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数であってもよい。
【００４７】
解を求める具体的なプロセスについて、下記の数式６によって算出してもよい。
【数２７】
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【００４８】
当業者には、上記の数式６のブレース内の計算式が最小値となる際の［ｓ１  ｓ２…ｓＮ］が、求めるべき送信側から送信されたＯＦＤＭシンボルとなる、ということが理解できる。ここで、演算子
【数２８】
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はノルム（ｎｏｒｍ）算出を表す。
【００４９】
具体的には下記のステップを含む。
【数２９】
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【数３０】
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【数３１】
2008259198.tif 000033
【数３２】
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【数３３】
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【００５０】
ここからわかるように、現在のＯＦＤＭシンボルに対応するチャネル係数を決定した後、受信側は自分が受信した信号に基づいて送信側から送信されたＯＦＤＭシンボルを推定することができる。
【００５１】
相応的に、本発明はまた、チャネルトラッキング手段、信号検出手段およびＯＦＤＭシンボル修正手段を含む受信側を提供している。その内部構成は図３に示すとおりである。
【００５２】
上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明のアルゴリズムと信号処理フロー内で行われる改良などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例によるＯＦＤＭ信号のフレーム構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例によるチャネルトラッキングと信号検出の実現方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例による受信側の内部構成を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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