(57)【要約】１つの実施形態によれば、無線通信デバイスは、低減密度共通パイロット信号に基づいてチャネル応答を推定する。この場合、低減密度共通パイロット信号は、所望の確度でチャネル応答を推定するために、その低減密度共通パイロット信号が十分である場合には、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを備える（３０２、３０４）。所望の確度でチャネル応答を推定するために、その低減密度共通パイロット信号が不十分である場合には、無線通信デバイスは、低減密度共通パイロット信号と、その無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいてチャネル応答を推定する（３０８）。
2010520701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信デバイスにおいて、チャネル応答を推定するための方法であって、
一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号に基づいて前記チャネル応答を推定するステップ（３０２、３０４）と、
前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに不十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号と、前記無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて前記チャネル応答を推定するステップ（３０８）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記低減密度共通パイロット信号と、前記１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて、最小平均２乗誤差の推定値を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットとに基づいて、前記最小平均２乗誤差の推定値を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、複数の前記追加パイロットシンボルの１つの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから導出されるチャネル応答推定値とに基づいて前記チャネル応答を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の線形推定値を導出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の前記最小平均２乗誤差の推定値を導出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルをブラインド検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに対して適応的に割り当てられたことを示す信号を受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
無線通信デバイスであって、
一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号に基づいて前記チャネル応答を推定し、
前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに不十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号と、前記無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて前記チャネル応答を推定する
ように構成されるベースバンドプロセッサ（１２８／１３０）を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項１０】
前記ベースバンドプロセッサは、
前記低減密度共通パイロット信号と、前記１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて、最小平均２乗誤差の推定値を算出するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１１】
前記ベースバンドプロセッサは、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットとに基づいて、前記最小平均２乗誤差の推定値を算出するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信デバイス。
【請求項１２】
前記ベースバンドプロセッサは、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、複数の前記追加パイロットシンボルの１つの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから導出されるチャネル応答推定値とに基づいて前記チャネル応答を推定するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１３】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の線形推定値を導出するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の無線通信デバイス。
【請求項１４】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の前記最小平均２乗誤差の推定値を導出するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信デバイス。
【請求項１５】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルをブラインド検出するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１６】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに対して適応的に割り当てられたことを示す信号を受信するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１７】
無線通信システム内でパイロットシンボル密度を適応的に変更するための方法であって、
一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号を送信するステップ（２００）と、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信システムと通信を行なう無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定するステップ（２０２）と、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できない場合に、１つ以上の追加パイロットシンボルを前記無線通信デバイスに割り当てるステップ（２０６、２０８）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信システムと通信を行なう無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを示す、前記無線通信デバイスから受信される信号を処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記無線通信デバイスから受信されるパイロット信号をブラインドで処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記無線通信デバイスに送信するためのスケジュールされた１つ以上のデータシンボルをパイロットシンボルに置き換えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに割り当てられたことを、該無線通信デバイスに示すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
無線通信デバイスであって、
一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号を生成し、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、第１の無線通信デバイスと通信を行なう第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定し、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できない場合に、１つ以上の追加パイロットシンボルを前記第２の無線通信デバイスに割り当てる
ように構成されるベースバンドプロセッサ（１２８／１３０）を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２３】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを示す、前記第２の無線通信デバイスから受信される信号を処理するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【請求項２４】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定するために、前記第２の無線通信デバイスから受信されるパイロット信号をブラインドで処理するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【請求項２５】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記第２の無線通信デバイスに送信するためのスケジュールされた１つ以上のデータシンボルをパイロットシンボルに置き換えるように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【請求項２６】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記第２の無線通信デバイスに割り当てられたことを、該第２の無線通信デバイスに示す信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、無線通信システムにおけるパイロットシンボル割り当てに関し、特に、変化するチャネル条件に基づく、パイロットシンボルの適応的な割り当てに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいては、共通パイロットシンボルと呼ばれる既知のシンボルが、無線通信チャネルを通して、受信デバイスに送信される。受信デバイスは、共通パイロットシンボルを使用してチャネル応答を推定し、その推定したチャネル応答を使用して受信データシンボルのコヒーレント復調を行う。例えば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ、Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）システムにおいては、共通パイロットシンボルが、時間−周波数平面において送信される。ＯＦＤＭ受信デバイスは、共通パイロットシンボルに基づいてチャネルの時間−周波数応答を推定し、コヒーレントデータシンボル復調を実行する。ＯＦＤＭチャネルの時間−周波数応答は、ゆっくりと変化する２次元過程であり、共通パイロットシンボルはこの過程を本質的に標本化（サンプル）することになるので、従って、共通パイロットシンボルは受信デバイスが完全な応答を再構築(または補間)できるような十分に高い密度を有する必要がある。
【０００３】
通信チャネル応答をエリアシング・フリーで再構築するために必要な密度の最小値は、標本化定理の中でナイキスト・レート（Ｎｙｑｕｉｓｔ  ｒａｔｅ）と呼ばれている。ナイキスト・レートは、チャネルの最大遅延ドップラの拡散に反比例している。共通パイロットシンボルはデータ伝送のために使用することができる無線資源を占有するので、パイロットシンボルオーバヘッドは極力低く押さえられる。端末から見て、複数のアンテナを持つ多くの数の基地局が見える最近のセルラ通信システムでは、このことは特に重要な問題である。大きなパイロット信号オーバヘッドは、データ伝送に利用可能な無線資源を大幅に制限してしまう可能性がある。
【０００４】
共通パイロット信号密度は、従来は、最悪の場合のチャネル条件を包含するために、ナイキスト・レートの約２倍に設定されていた。従って、従来の無線通信システムでは、共通パイロットシンボルは、ナイキスト・レートの約２倍に相当する固定値の間隔で送信され、データシンボルはパイロットシンボルの間に挿入された。例えば、共通パイロット信号密度は、従来は、ＯＦＤＭ通信システムに対しては、時間領域および周波数領域の両方において、ナイキスト・レートの約２倍に設定された。搬送波周波数が５ＧＨｚで動作する移動システムに対しては、最大ドップラの拡散（ｖ−）と最大遅延の拡散（τ−）は次式で与えられる。
【０００５】
ｖ−≒２０００（±１０００）Ｈｚ
τ−≒７．８１２５μｓｅｃ        （１）
ここで、最大ドップラの拡散および最大遅延の拡散は、時速２００ｋｍの車両速度および２３４３．７５ｍより大きな最大散乱体（ｓｃａｔｔｅｒｅｒ）広がりに対応している。
【０００６】
時間領域のナイキスト標本化基準を満足させるために、１つの共通パイロットシンボルは１／ｖ−秒ごとに送信される。共通パイロットシンボルの継続時間ＴｓはＯＦＤＭシステムのシンボル長にちょうど等しいので、２つの連続した共通パイロットシンボルの間には、最大１／（ｖ−Ｔｓ）個のＯＦＤＭデータシンボルがあり得る。同様に、周波数領域において、２つの連続した共通パイロットシンボルの間の副搬送波の数は、最大でＴｓ／τ−となり得る（巡回プリフィックスを無視）。従って、共通パイロット信号密度の最小値は、（ｖτ）−であり、これは、上記で与えたパラメータに対しては、１／６４である。
【０００７】
時間領域と周波数領域の両方において、ナイキスト・レートの２倍で共通パイロットシンボルが送信される場合には、上記で記述した典型的なＯＦＤＭ環境に対するパイロット信号密度は、約１／１６である。搬送波周波数が上昇するに従って、またセルサイズが大きくなるに従って、状況は悪化する。４つの基地局のカバレッジエリアにある端末に対しては、従来では、無線資源の２５％が共通パイロット信号によって占有されている。この評価は、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）システム等の空間多重システムにおける、共通パイロットシンボルを送信するのに使用することができる複数アンテナの場合には当てはまらない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
共通パイロット信号密度が僅かにナイキスト・レート以上でしかない場合には、パイロット観測窓は、データ伝送の領域にまで拡大しなければならない場合がある。その結果生ずる遅延は、適用方式によっては許容できない可能性がある。さらに、固定値の密度を有する共通パイロット信号は、種々の異なるユーザが大きな変動を伴う遅延ドップラの拡散を経験する環境では、非常に非効率的である。固定値でかつ高い密度の共通パイロット信号は、ユーザが非常に速い速度で移動している場合、または、高い分散を持つチャネルを経験している場合等の、極端な場合でしか有利ではない。他の全てのユーザは、チャネル応答を正確に推定するのに、高い密度の共通パイロット信号は必要ではない。従って、データシンボルの代わりに不必要なパイロットシンボルを送信することによって、帯域が不必要に消費されることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本明細書に教示する方法と装置に従えば、従来の高い密度の共通パイロット信号（高密度共通パイロット信号）に代わって、密度を低減した共通パイロット信号（低減密度共通パイロット信号）が利用される。共通パイロット信号は、ナイキスト・レートに近い標本化レートに基づくことにより、低減した密度を有する。実際の標本化レートは、無線環境および移動デバイスの速度等のいくつかのパラメータに依存する。いくつかの実施形態においては、低減密度共通パイロット信号は、ナイキスト・レートの約１．２５倍の標本化レートに基づく。他の実施形態においては、標本化レートは、ナイキスト・レートの１．２５倍より高いかまたは低くてもよい。これは、ナイキスト・レートよりも低いレートを含む。
【００１０】
従来では、受信デバイスは、従来の高密度共通パイロット信号に基づいて、正確なチャネル推定を実行することができる。これは、従来のパイロット信号が、最悪の場合のチャネル条件に対して設計されているからである。ここでは、全ての受信デバイスが低減密度共通パイロット信号のみに基づいて正確なチャネル推定を実行することは期待されてはいない。しかしながら、低減密度共通パイロット信号は、所望の数の受信デバイスが、低減密度共通パイロット信号のみに基づいて正確なチャネル推定を実行することができるように選択される。
【００１１】
従って、１つ以上の付加的なパイロットシンボル（追加パイロットシンボル）が、必要に応じて受信デバイスに適応的に割り当てられる。この受信デバイスは、低減密度共通パイロット信号のみに基づく場合は所望の正確さ（確度）でチャネル応答を推定することができない受信でバイスである。追加パイロットシンボルの適応的割り当てによって、受信デバイスは、必要であれば低減密度共通パイロット信号と追加パイロット信号との両方に基づいて、チャネル応答を正確に推定することができる。例えば、遅延に対する厳しい要求条件を有するゆえに、一定間隔でスケジュールされた次の共通パイロットシンボルを待つことができない受信デバイスには、１つ以上の追加パイロットシンボルを割り当てることができる。追加パイロットシンボルは、分散の激しいチャネルに支配されている受信デバイスまたは高速度で移動している受信デバイスに割り当てることができる。低減密度共通パイロット信号のみに基づいて正確なチャネル推定を実行できる受信デバイスは、追加パイロットシンボルが割り当てられない。これにより、従来のシステムと比較して、より高いデータシンボル密度の利点を得ることができる。すなわち、単位時間当たり（および、オプションとしてＯＦＤＭデバイスに対しては単位周波数あたり）より多くのデータシンボルを受信デバイスに送信することができる。これは、受信デバイスには、より少ない数の共通パイロットシンボルが送信されるからである。追加パイロットシンボルを要求する受信デバイスに追加パイロットシンボルが割り当てられる場合に、その受信デバイスだけが、より低いデータシンボル密度を経験することになる。
【００１２】
受信デバイスは、正確なチャネル推定のための追加パイロットシンボルが必要な場合には、送信デバイスに対してそれを指示することができる。あるいは、送信デバイスは、例えば、受信デバイスによって送信されたパイロット信号に基づいて、この条件のブラインド検出を行うことができる。どちらの様式でも、送信デバイスは、追加パイロットシンボルを要求する受信デバイスに対して、追加パイロットシンボルを適応的に割り当てる。追加パイロットシンボルを要求しない受信デバイスは、低減密度共通パイロット信号のみに基づいてチャネル推定を実行する。一方、追加パイロットシンボルを要求する受信デバイスは、低減密度共通信号とデバイスに適応的に割り当てられた追加パイロットシンボルとの両方に基づいてチャネル推定を実行する。デバイスは、最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ、Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ）推定器等の、線形推定器を使用して、低減密度パイロットシンボルおよび適応的に割り当てられたパイロットシンボルに基づいてチャネル応答推定値を生成することができる。線形推定器は、パイロット観測窓の中で受信した全ての共通パイロットシンボルに対して操作することができる。または、共通パイロットシンボルのサブセットに対して操作し、それによって、チャネル推定の複雑さが軽減し、チャネル推定の動作性能を改善することができる。
【００１３】
１つの実施形態に従えば、無線通信デバイスは、所望の確度でチャネル応答を推定するのに低減密度共通パイロット信号が十分である場合には、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを備える、低減密度共通パイロット信号に基づいてチャネル応答を推定する。無線通信デバイスは、所望の確度でチャネル応答を推定するのに低減密度共通パイロット信号が不十分である場合には、低減密度共通パイロット信号と、無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいてチャネル応答を推定する。
【００１４】
無論のことながら、本発明は、上記の特徴と利点に限定はされない。当業者は、以下の詳細な記述を読み、また添付の図面を見ることにより、さらなる特徴と利点とを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無線アクセスネットワークによってサービスを提供される移動デバイスを含む無線通信システムの１つの実施形態のブロック図である。
【図２】適応的パイロットシンボル割り当ての方法の１つの実施形態に対する論理フローチャートである。
【図３】低減密度共通パイロット信号と適応的に割り当てられたパイロットシンボルとに基づいたチャネル応答推定の方法の、１つの実施形態に対する論理フローチャートである。
【図４】従来のＯＦＤＭパイロット信号の時間−周波数プロット図である。
【図５】低減密度ＯＦＤＭパイロット信号と適応的に割り当てられたパイロットシンボルの時間−周波数プロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ、Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０２を含む無線通信システム１００の１つの実施形態を示す。無線アクセスネットワーク１０２は、プライベート電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ、Ｐｒｉｖａｔｅ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０４およびインターネット等のＩＰネットワーク１０６と接続している。ＲＡＮ１０２は、移動電話機等の移動デバイス１０８、１１０に無線通信サービスを提供する。移動デバイス１０８、１１０と、ＲＡＮ１０２とは、無線通信チャネルを通して通信を行う。それぞれの移動デバイス１０８、１１０は、決まった動作（ルーチン）としてチャネル応答の推定を行い、そのチャネル応答推定値を使用して受信データシンボルのコヒーレント復調を実行する。低減密度共通パイロット信号は、順方向通信リンク（ｆｏｒｗａｒｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｌｉｎｋ）（またダウンリンクとも呼ばれる）を通して、ＲＡＮ１０２から移動デバイス１０８、１１０に送信され、それによりチャネル応答推定が可能になる。低減密度共通パイロット信号は、時間の上で（および、オプションとしてＯＦＤＭシステムに対しては周波数の上で）等しい間隔に配置された既知のパイロットシンボルの系列を備える。
【００１７】
低減密度共通パイロットシンボルの間の間隔は、従来の無線通信システムにおいて使用されているパイロットシンボルの間隔と比較して大きく、従って、共通パイロット信号はより低いシンボル密度を有する。低減密度共通パイロット信号は、通信システム１００の中では、最悪の場合のチャネル条件に対処するために選択されるのではない。その代わりに、所望の数の移動デバイス１０８、１１０（例えば、移動デバイス１０８、１１０の７０％もしくはそれ以上）が共通パイロット信号のみに基づいて所望の確度でチャネル応答を推定できるように、共通パイロット信号のシンボル密度が選択される。チャネル応答推定の所望の確度は、所望のビット誤り率、信号対雑音比または信号対干渉＋雑音比、ビット復号確度等と対応させることができる。特定のチャネル推定確度メトリックに依るのではなくて、正確なチャネル応答推定値を生成するために追加パイロットシンボルを要求する移動デバイス１０８、１１０だけに対して、追加パイロットシンボルが適応的に割り当てられる。
【００１８】
すなわち、正確なチャネル推定を実行するためには、正規にスケジュールされた次の共通パイロットシンボルを待つことができない移動デバイス１０８、１１０に対しては、１つ以上の追加パイロットシンボルが割り当てられる。これは、遅延に対して厳しい要求条件を有する移動デバイス１０８、１１０、および、分散の大きなチャネルまたは非常に高速度等の極端なチャネル条件に支配されている移動デバイス１０８、１１０を含むことができる。従って、これらの移動デバイス１０８、１１０は、正規に送信された低減密度共通パイロットシンボルとともに、追加パイロットシンボルを使用して、正確なチャネル応答推定を実行することができる。
【００１９】
追加パイロットシンボルを必要とする移動デバイス１０８、１１０の数は、低減密度共通パイロット信号に対して選択されたシンボル間隔に依存する。共通パイロットシンボルの間の時間間隔（および、オプションとしてＯＦＤＭ環境に対しては周波数間隔）が大きくなれば、チャネル応答を正確に推定するために、より多くの数の移動デバイス１０８、１１０が追加パイロットシンボルを必要とするであろう。低減密度共通パイロット信号は、ナイキスト・レートに近い標本化レートに基づくことが望ましい。実際の標本化レートは、無線環境および移動デバイスの速度等のいくつかのパラメータに依存している。いくつかの実施形態においては、低減密度共通パイロット信号は、標本化レートが、ナイキスト・レートの２倍ではなくて、ナイキスト・レートの約１．２５倍であることに基づいている。その他の実施形態においては、標本化レートはナイキスト・レートの１．２５倍より大きいかまたは小さくてよい。この場合、ナイキスト・レートより低いレートを含む。
【００２０】
低減密度共通パイロット信号に対するシンボル間隔は、所望の数の移動デバイス１０８、１１０が、低減密度共通パイロット信号のみに基づいて正確なチャネル応答推定値を生成できるように選択することができる。このように、共通パイロットシンボルの適切な密度を選択することにより、所望の数の移動デバイス１０８、１１０に対してデータシンボル密度を増加させることができる。低減密度共通パイロット信号に対するシンボル間隔は、展開する特定なシステム１００およびシステム環境に依存する。従って、任意の低減密度共通パイロット信号は、本明細書で開示する実施形態の範囲に含まれる。
【００２１】
追加パイロットシンボルは、チャネル応答を正確に推定するために追加パイロットシンボルを必要とする移動デバイス１０８、１１０に対して、適応的に割り当てられる。例えば、移動デバイス１０８、１１０の内の第１の移動デバイス１０８は、低減密度共通パイロット信号のみに基づいてチャネル応答を正確に推定することができる。しかし、移動デバイス１０８、１１０の内の第２の移動デバイス１１０は、正規にスケジュールされた次の共通パイロットシンボルが着信する以前に、１つ以上の追加パイロットシンボルを要求することができる。従って、ＲＡＮ１０２は、第２の移動デバイス１１０に対して、正確なチャネル推定が必要になったときには、１つ以上の追加パイロットシンボルを適応的に割り当てる。この様式では、第１の移動デバイス１０８は、データシンボル密度が増加したことの利点を得ることができる。第２の移動デバイス１１０だけが追加パイロットシンボルを要求し、従って、単位時間あたり（および、オプションとしてＯＦＤＭシステムに対しては単位周波数あたり）のデータシンボル数が減少する。
【００２２】
当業者は、本明細書に開示される適応的なパイロット割り当ての実施形態は、順方向通信リンクおよび逆方向通信リンク（ｒｅｖｅｒｓｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｌｉｎｋ）（これはまた、アップリンクとも呼ばれる）の両方に等しく適用されるということを直ちに理解するであろう。従って、本明細書に開示される実施形態は、説明を容易にするためだけの目的で、ある特定な通信方向を参照しているが、本明細書に開示する教示は順方向の通信および逆方向の通信の両方に適用することができる。例えば、これまでの記述では順方向通信リンクを参照していたが、移動デバイス１０８、１１０は、逆方向通信リンクを通してＲＡＮ１０２に低減密度共通パイロット信号を送信することができる。従って、移動デバイス１０８、１１０は、逆方向通信リンクのチャネル応答を正確に推定するためにＲＡＮ１０２により要求される場合には、１つ以上の追加パイロットシンボルをＲＡＮ１０２に適応的に割り当てることができる。
【００２３】
この理解を念頭に置いて、次ぎに、順方向リンク通信を参照して、無線通信システム１００の動作の、より詳細な説明を行う。この場合、ＲＡＮ１０２は送信デバイスであり、移動デバイス１０８、１１０は受信デバイスである。しかしながら、本明細書に開示する教示は、移動デバイス１０８、１１０が送信デバイスで、ＲＡＮが受信デバイスである場合にも適用される。また、無線通信システム１００は任意の信号変調方式を使用することができる。例えば、通信システム１００は、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア（搬送波）変調方式、または単一キャリア変調方式を使用することができる。さらに、ＲＡＮ１０２は、単一の基地局アンテナ１１２、またはマルチアンテナアレイ（図示せず）を利用することができる。同様に、移動デバイス１０８、１１０はまた、単一のアンテナ１１４、またはマルチアンテナアレイ（図示せず）を使用することができる。通信システム１００は、チャネル応答推定を可能とするために、パイロット信号を使用する任意の無線アクセストポロジー（ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ等）に適合させることができる。説明を容易にする目的だけで、ＲＡＮ１０２の動作は、以下では、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ移動通信標準を基本として記述を行う。しかしながら、当業者は、本明細書で開示する教示は他の無線アクセストポロジーにも等しく適用できるということを直ちに理解するであろう。
【００２４】
ＲＡＮ１０２は、ＲＡＮ１０２とＰＳＴＮ１０４との間のゲートウェイを提供するためのＧＳＭゲートウェイ移動交換センタ（ＧＭＳＣ、ＧＳＭ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ）１１６を含む。ＲＡＮ１０２はまた、回線交換通信を支持するための、移動サービス交換センタ（ＭＳＣ、Ｍｏｂｉｌｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ）およびビジタ位置レジスタ（ＶＬＲ、Ｖｉｓｉｔｏｒ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）１１８を含む。ＭＳＣ／ＶＬＲ１１８は、回線交換機能を実行し、ＰＳＴＮ１０４との接続を提供し、回線交換サービスを提供するために必要な加入者情報を含む。中央データベース（ｃｅｎｔｒａｌ  ｄａｔａｂａｓｅ）１２０は、ＲＡＮ１０２の使用を認可されたそれぞれの移動電話機加入者に関する情報を含むホーム位置レジスタ（ＨＬＲ、Ｈｏｍｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を保持する。
【００２５】
ＲＡＮ１０２は、パケット交換通信を支持するための補完要素（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）１２２、１２４をさらに含む。サービスＧＰＲＳ支持ノード（ＳＧＳＮ、Ｓｅｒｖｉｎｇ  ＧＰＲＳ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｎｏｄｅ）等の、第１のパケット交換通信支持ノード（ｐａｃｋｅｔ−ｓｗｉｔｃｈｅｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｓｕｐｐｏｒｔ  ｎｏｄｅ）１２２は、ＲＡＮ１０２と移動デバイス１０８、１１０との間の接続の制御を行う。ＳＧＳＮ１２２は、セッション管理とハンドオーバおよびページング等のＧＰＲＳモビリティ管理を実行する。ＳＧＳＮ１２２は、中央データベース１２０によって保持されるＧＰＲＳレジスタへのアクセスを有する。中央データベース１２０は、ＳＧＳＮアドレスを記憶し、ＧＰＲＳ加入者データおよびルーティング情報を保持する。ゲートウェイＧＰＲＳ支持ノード（ＧＧＳＮ、Ｇａｔｅｗａｙ  ＧＰＲＳ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｎｏｄｅ）等の第２のパケット交換通信支持ノード１２４は、ＲＡＮ１０２とＩＰネットワーク１０６および／または他のＧＰＲＳネットワーク（図示せず）との間のゲートウェイを提供する。ＧＧＳＮ１２４は、認証機能と位置管理機能を実行する。
【００２６】
ＲＡＮ１０２はまた、移動デバイス１０８、１１０とＲＡＮ１０２との間のトラフィックおよびシグナリングを扱うために、基地局サブシステム（ＢＳＳ、Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）等の無線アクセスノード（ｒａｄｉｏ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｏｄｅ）１２６を含む。ＢＳＳ１２６は、通話（スピーチ）チャネルの符号変換を行い、無線チャネルの割り当てを行い、ページングを実行し、エアインタフェースを通した送信と受信の品質管理を行い、また、ＲＡＮ１０２に関わる他の多くのタスクを行う。これらは当該技術分野において公知である。ＢＳＳ１２６はベースバンドプロセッサ１２８を含む。ベースバンドプロセッサ１２８は、逆方向リンク通信に対するチャネル推定およびコヒーレントデータシンボル復調を含む機能を備える。しかし、ベースバンドプロセッサ１２８が備える機能は、これらに限定はされない。順方向リンク通信に対しては、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、移動デバイス１０８、１１０に送信するためのデータシンボルおよび低減密度共通パイロット信号を生成し、そしてまた、チャネル応答を正確に推定するために移動デバイス１０８、１１０によって要求された場合には、追加パイロットシンボルを割り当てる。
【００２７】
図２は、適応的パイロットシンボル割り当ての方法の一般的な実施形態を示す。本方法は、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８によって生成されたパイロットシンボルの送信によって「開始」される（ステップ２００）。パイロットシンボルは、ＢＳＳ１２６によって送信される低減密度共通パイロット信号の一部である。共通パイロットシンボルは、ＢＳＳ１２６と通信線によって接続されている全ての移動デバイス１０８、１１０に送信される。ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、１つ以上の移動デバイス１０８、１１０が低減密度共通パイロット信号に基づいてチャネル応答を正確に推定できるかどうかの判定を行う（ステップ２０２）。１つの実施形態においては、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、移動デバイス１０８、１１０から受信したパイロット信号に基づいて、ブラインドな状態でこの判定を行う。別の実施形態においては、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、正確なチャネル応答推定のために追加パイロットシンボルが必要であるか否かを指示する制御信号を移動デバイス１０８、１１０から受信する。
【００２８】
どちらの様式においても、本方法は、ＢＳＳ１２６が正規にスケジュールされたデータシンボルを共通パイロットシンボルの間に挿入して、追加パイロットシンボルを要求しない移動デバイス１０８、１１０に送信するステップに続く（ステップ２０４）。この様式では、追加パイロットシンボルを要求しない移動デバイス１０８、１１０に対しては、データシンボル密度は減少しない。しかしながら、ある特定の移動デバイス１０８、１１０が、次の共通パイロットシンボルを受信する以前に１つ以上の追加パイロットシンボルを要求した場合には、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、その移動デバイス１０８、１１０を宛先とした、正規にスケジュールされた１つ以上のデータシンボルをパイロットシンボルで置き換える（ステップ２０６）。従って、データ送信窓の中で、１つ以上のデータシンボルがパイロットシンボルによって置き換えられるので、データシンボル密度は減少する。
【００２９】
新たに割り当てられたパイロットシンボルと残りのデータシンボルとは、現在のデータ送信窓の中で、宛先の移動デバイス１０８、１１０に送信される（ステップ２０８）。１つの実施形態においては、宛先の移動デバイス１０８、１１０は、ＢＳＳ１２６によって宛先のデバイス１０８、１１０に送信された信号に基づいて、新たに割り当てられたパイロットシンボルを知ることができるようになる。その信号は、新たに割り当てられたパイロットシンボルが、宛先のデバイス１０８、１１０によって使用可能であることを示す。別の実施形態においては、宛先の移動デバイス１０８、１１０は、新たに割り当てられたパイロットシンボルのブラインド検出を行う。これは、例えば、挿入されたパイロットシンボルに対してデータチャネルを監視することにより行われる。どちらの様式においても、適応的に割り当てられたパイロットシンボルは、正規にスケジュールされた次の共通パイロットシンボルが受信される以前にチャネル応答を正確に推定するために使用される。
【００３０】
本方法は、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８がデータシンボルの送信を続けるか否かの判定を行うステップに続く（ステップ２１０）。もし肯定であれば、正規にスケジュールされた次の共通パイロットシンボルが送信される（ステップ２００）。そして、上記に記述したように、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８が、正規にスケジュールされた共通パイロットシンボルの間にデータシンボルを挿入するステップに続く（ステップ２０２、２０４、および、２０６）。反対に、ある特定の移動デバイス１０８、１１０に対してさらなるデータシンボルを送信する必要がなければ、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８はデータシンボル送信を終了する（ステップ２１２）。
【００３１】
図３は、低減密度共通パイロット信号および適応的に割り当てられたパイロットシンボルに基づいてチャネル応答推定を行う方法の一般的な実施形態を示す。本方法は図４および図５を参照して以下で説明を行う。図４は、通信チャネルのナイキスト・レートの約２倍の標本化レートに基づいた、典型的な従来のＯＦＤＭ共通パイロット信号を示す。従来の共通パイロット信号は、時間（ｘ軸上のＯＦＤＭシンボルインデックスとして示されている）および周波数（ｙ軸上の副搬送波周波数インデックスとして示されている）において一定間隔のパイロットシンボルを含む。共通パイロットシンボルは、５番目のＯＦＤＭシンボル毎に、また８番目の副搬送波周波数毎に送信される。
【００３２】
図５は、本明細書で開示される実施形態に従って生成された、典型的な低減密度ＯＦＤＭ共通パイロット信号を示す。図４の共通パイロット信号と同様に、低減密度共通パイロット信号は、時間および周波数において一定間隔のパイロットシンボルを含む。しかしながら、低減密度共通パイロット信号は、図４の従来のＯＦＤＭ共通パイロット信号が基づく通信チャネルと同じ通信チャネルのナイキスト・レートの約１．２５倍の標本化レートに基づいている。低減密度共通パイロット信号は、５番目のＯＦＤＭシンボル毎の代わりに、８番目のＯＦＤＭシンボル毎に送信される共通パイロットシンボルを含む。従って、パイロットシンボル密度が低減され、それに対応してデータシンボル密度の増加が得られる。説明を容易にするためだけの目的で、図４および図５の共通パイロット信号は、周波数領域においては同じパイロットシンボル間隔を有する。しかし、当業者には、この低減密度共通パイロット信号は、周波数領域においてもパイロットシンボル密度を低減することができると直ちに理解されるであろう。
【００３３】
このことを理解して説明を進める。それぞれの移動デバイス１０８、１１０は、順方向通信リンクを通してＢＳＳ１２６から受信した信号を処理するためのベースバンドプロセッサ１３０を含む。ここで、順方向通信リンクには、チャネル推定およびコヒーレントデータシンボル復調が含まれるが、これらには限定されない。移動ベースバンドプロセッサ１３０はまた、データシンボル、または、低減密度共通パイロット信号を生成することができる。または、何も生成しなくてもよい。そして、移動ベースバンドプロセッサ１３０はまた、逆方向通信リンクを通してチャネル応答を正確に推定するためにＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８によって要求された場合には、追加パイロットシンボルを割り当てることができる。本方法は、移動デバイス１０８、１１０がＢＳＳ１２６から低減密度共通パイロット信号を受信するステップから「開始」される（ステップ３００）。
【００３４】
本方法は、移動デバイス１０８、１１０が低減密度共通パイロット信号のみに基づいてチャネル応答を正確に推定できるか否かを判定するステップに続く（ステップ３０２）。１つの実施形態においては、移動デバイス１０８、１１０は、逆方向リンクを通してＢＳＳ１２６にパイロット信号を送信する。ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、移動デバイス１０８、１１０が１つ以上の追加パイロットシンボルを必要とするか否かを、逆方向リンクのパイロット信号に基づいて、ブラインドな状態で判定する。別の実施形態においては、移動ベースバンドプロセッサ１３０は、追加パイロットシンボルが必要であるか否かを、例えば、移動デバイスの速度またはチャネルの分散特性に基づいて判定する。そして、移動デバイス１０８、１１０はＢＳＳ１２６に制御信号を送信し、正確なチャネル応答推定のために追加パイロットシンボルが必要であるか否かを指示する。
【００３５】
どちらの様式でも、本方法は、チャネル応答を正確に推定するために追加パイロットシンボルが必要ではない場合には、移動ベースバンドプロセッサ１３０が低減密度共通パイロット信号のみに基づいてチャネル応答を推定するステップへと続く（ステップ３０４）。しかし、正規にスケジュールされた次の共通パイロットシンボルが着信する以前に１つ以上の追加パイロットシンボルが必要である場合には、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、１つ以上の追加パイロットシンボルを移動デバイス１０８、１１０に割り当てる。移動デバイス１０８、１１０は、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８によって割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルを受信する（ステップ３０６）。それを受けて、移動ベースバンドプロセッサ１３０は、以前に受信した共通パイロットシンボルと移動デバイス１０８、１１０に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいてチャネル推定を実行する（ステップ３０８）。移動デバイス１０８、１１０は、チャネル推定を行うために、正規にスケジュールされた次の共通パイロットシンボルを待つことはしない（例えば、図５における１６０番目のＯＦＤＭシンボル）。その代わり、移動ベースバンドプロセッサ１３０は、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８によって割り当てられた追加パイロットシンボルの受信に応答してチャネル推定を実行する（例えば、図５における１５６番目のＯＦＤＭシンボル）。移動ベースバンドプロセッサ１３０によって導出されたチャネル応答推定値を使用して受信データシンボルのコヒーレント復調が行われる（ステップ３１０）。これは当該技術分野で公知である。
【００３６】
次に、チャネル応答推定処理について、ＯＦＤＭ信号を参照してより詳細に説明する。ＯＦＤＭ信号としたのは、説明の容易さからだけである。受信されたＯＦＤＭサンプルの周波数領域での離散値は次式で表すことができる。
【００３７】
Ｘ［ｔ，ｆ］＝Ｈ［ｔ，ｆ］Λ［ｔ，ｆ］＋Ｚ［ｔ，ｆ］        （２）
ここで、インデックス（ｔ，ｆ）はｆ番目の副搬送波とｔ番目のＯＦＤＭシンボルに対応する。Ｈ［ｔ，ｆ］はその点におけるチャネルの時間−周波数応答であり、Λ［ｔ，ｆ］は送信されたシンボルであり、Ｚ［ｔ，ｆ］は加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ、Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ）である。移動ベースバンドプロセッサ１３０は、順方向リンクの上で、チャネル応答の時間−周波数推定値を使用してコヒーレント復調を実行し、変調されたデータシンボルの再生を行う。同様に、ＢＳＳベースバンドプロセッサ１２８は、逆方向リンクの上で、チャネル応答の時間−周波数推定値を使用してコヒーレント復調を実行し、変調されたデータシンボルの再生を行う。どちらの場合も、時間−周波数チャネル応答推定は、少なくとも一部分は、低減密度共通パイロット信号に基づいて行われる。
【００３８】
低減密度共通パイロットの観測値は、次式で示すように、列ベクトルに構成された行列の形として簡潔に表すことができる。
【００３９】
Ｘｃ＝ΛｃＨｃ＋Ｚｃ        （３）
ここで、Λｃは対角要素に低減密度共通パイロットシンボルを含む対角行列である。Ｘｃ、Ｈｃ、および、Ｚｃは、それぞれ、共通パイロットの観測値、チャネル応答、および、雑音に対応した同じサイズの列ベクトルである。下添え字ｃは、時間および周波数において一定間隔の低減密度共通パイロット信号に対応した観測値を示す。低減密度共通パイロットシンボルの数は、Ｎで表すことができる。すなわち、ΛｃはＮ×Ｎの行列であり、３つのベクトルＸｃ、Ｈｃ、および、Ｚｃは、Ｎ×１次元である。
【００４０】
同様に、低減密度共通パイロット信号が不十分である場合にチャネル応答を推定するために使用される、適応的に割り当てられるパイロットシンボルに対応した観測値は、下添え字ｄを使用して次式のように表すことができる。
【００４１】
Ｘｄ＝ΛｄＨｄ＋Ｚｄ        （４）
低減密度共通パイロット信号および適応的に割り当てられたパイロット信号に関する観測値は、列ベクトルの形に積み上げて次式のように与えることができる。
【００４２】
【数１】
2010520701.tif 000003
【００４３】
ここで、下添え字ｔを導入し、低減密度パイロットシンボルと適応的に割り当てられたパイロットシンボルとの両方が表現式の中に含まれていることを示すこととする。全パイロット観測値は同様の行列の形で、次式で与えられる。
【００４４】
Ｘｔ＝ΛｔＨｔ＋Ｚｔ        （６）
チャネル応答Ｈ［ｔ，ｆ］は、２次元の平均値がゼロの広義定常（ＷＳＳ、Ｗｉｄｅ  Ｓｅｎｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ）ガウスランダム過程（Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｒａｎｄｏｍ  ｐｒｏｃｅｓｓ）としてモデル化することができる。それに対応して、その相関は、次式で表すことができる。
【００４５】
Γ［ｔ１−ｔ２，ｆ１−ｆ２］≡Ｅ｛Ｈ［ｔ１，ｆ１］Ｈ＊［ｔ２，ｆ２］｝        （７）
そして、共通に既知であると仮定される。または、過去の観測値から推定することができる。式（３）、（４）および（６）の行列表現とチャネル統計の知識が与えられれば、ＭＭＳＥ推定器等の線形推定器を３つのパイロットの観測値のそれぞれに対して定式化することができる。すなわち、線形推定器は、低減密度共通パイロットの観測値のみ、または適応的に割り当てられたパイロットの観測値のみ、またはそれらの両方に基づいて導出することができる。
【００４６】
図３のステップ３０４に示される、低減密度共通パイロットの観測値のみに基づいて行うチャネル応答を推定するステップに関し、以下でより詳細に説明する。Ｈは時間−周波数平面において推定を必要とする位置におけるチャネル応答を含むＬ×１の列ベクトルを示すとする。例えば、図５に示す典型的な共通パイロット信号に対して、Ｌは１５２＜ｔ≦１５６、および、０≦ｆ＜１２０の間の点の数で表され、Ｌ＝６×１２０である。共通パイロットシンボルのみに基づいて行うＨのＭＭＳＥ推定値は、観測値Ｘｃという条件を課した平均値であり、次式で与えられる。
【００４７】
【数２】
2010520701.tif 000004
【００４８】
ここで、ΠＨｃ＝Ｅ｛ＨｃＨｃＨ｝は大きさＮ×ＮのＨｃの自己共分散行列（ａｕｔｏ  ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ  ｍａｔｒｉｘ）であり、ΠＨＨｃ＝Ｅ｛ＨＨｃＨ｝は大きさＬ×ＮのＨとＨｃとの間の共分散行列であり、また、ΠＨＸｃは同様に定義される、大きさＬ×ＮのＨとＸｃとの間の共分散行列である。
【００４９】
共分散行列の中の要素は式（７）で与えられるチャネルの相関関数から導出することができるので、ＭＭＳＥ推定器は、大きさＮ×１の観測値ベクトルを、所望の位置における推定値を含む大きさＬ×１のベクトルに変換する大きさＬ×Ｎの線形演算子となる。同様に、適応的に割り当てられたパイロットの観測値だけに基づいたＨのＭＭＳＥ推定値もまた、式（８）と同じ行列表現を有し、下添え字ｃをｄで置き換えたものである。
【００５０】
式（８）で与えられる共通パイロットの観測値だけに基づくＭＭＳＥ推定は、時間インデックスが、最後に送信されたパイロットシンボルから離れるに従って、動作性能の劣化を被る。すなわち、最後の共通パイロットシンボルの受信からの時間経過が増せば、式（８）で与えられるＭＭＳＥ推定の確度は低下する。正規にスケジュールされた次の共通パイロットシンボルを待つことができない場合には、式（６）で与えられる全パイロット観測値Ｘｔに基づくＭＭＳＥ推定器を使用することにより、チャネル推定確度を改善することができる。しかし、Ｘｔに基づくＭＭＳＥ推定器は、サイズの大きなカーネル行列の逆行列を求める操作を伴うので、共通パイロット信号に関わる正規の構造を欠くことになる。
【００５１】
最適ではないが複雑さを低減した手法を次に説明する。この手法は、共通パイロットの観測値と適応的に割り当てられたパイロットの観測値との両方を組み合わせて、チャネル応答推定確度の改善を達成するものである。１つの実施形態においては、ＭＭＳＥ推定器を、適応的に割り当てられたパイロット信号といくつかの近接した共通パイロットシンボルとに基づいて形成し、カーネル行列のサイズを減少させる。別の実施形態においては、ＭＭＳＥ推定器等の線形推定器は、適応的に割り当てられたパイロット信号と、低減密度共通パイロットシンボルのサブセットから導出するチャネル応答の推定値とに基づく。共通パイロットシンボルのサブセットから導出するチャネル応答推定は、推定確度をさらに改善するために、適応的に割り当てられたパイロットシンボルの近くの位置（例えば、時間において、および、ＯＦＤＭシステムに対してはオプションとして周波数において）で生成されることが望ましい。例えば、図５において、チャネル応答推定値は近接した共通パイロットシンボルから導出される。この近接した共通パイロットシンボルは、適応的に割り当てられたパイロットシンボル（図５において１５６番目のＯＦＤＭシンボル）の以前に位置するもので、送信された最後の共通パイロットシンボル（図５において１５２番目のＯＦＤＭシンボル）を含む。従って、共通パイロットシンボルのサブセット（近接した）から導出されたチャネル応答推定値は、推定されたパイロット位置におけるパイロットの観測値の推定値として機能する。
【００５２】
チャネル応答推定は制御情報を復調するために連続して行われるので、近接した共通パイロットシンボルから導出されるチャネル応答推定値は既に利用可能になっている。Ｈｎが推定されたパイロット位置におけるチャネル応答を示すとすると、ＨｎのＭＭＳＥ推定値は次式で与えられる。
【００５３】
【数３】
2010520701.tif 000005
【００５４】
ここで、Ｗｎは対応する線形演算子である。式（９）において、ＷｎはＭＭＳＥ推定器に限定はされない。Ｗｎは過去の共通パイロットシンボルの観測値の任意のサブセットに対して作用する任意の線形演算子であってよい。
【００５５】
パイロットの観測値の推定値Ｈｎ＾および適応的に割り当てられたパイロットの観測値Ｘｄは、列ベクトルに積み上げられた形で表わされ次式で与えられる。
【００５６】
【数４】
2010520701.tif 000006
【００５７】
対応するＭＭＳＥ推定器は次式で表すことができる。
【００５８】
【数５】
2010520701.tif 000007
【００５９】
ここで、
【００６０】
【数６】
2010520701.tif 000008
【００６１】
である。
【００６２】
カーネル行列ΠＸｍの次元はΠＸｔの次元の一部分でしかなく、双方のパイロットの観測値に基づいたＭＭＳＥ推定器のカーネル行列も同様であり、従って、容易に逆行列を求めることができる。複雑さを低減した推定器における動作性能の劣化は最小に抑えられる。
【００６３】
本明細書で開示した、適応的なパイロットシンボルの割り当てに関する教示は、ナイキスト・レートよりも僅かに高いレートで共通パイロットシンボルを送信することにより、無線通信システム１００における総合的なデータシンボル密度を改善するものである。パイロットシンボルの挿入レートを、より少ない数のチャネル条件（例えば、チャネル条件の９５％）しか包含しないように設定するとすれば、パイロット信号オーバヘッドをさらに低く抑えることができる。追加パイロットシンボルは、チャネル応答を正確に推定するために追加パイロットシンボルを必要とする受信デバイスだけに、適応的に送信される。これはすなわち、追加パイロットシンボルは、遅延に対する厳しい要求条件を有する受信デバイス、または、極端なチャネル条件、例えば、時間率でたった５％しか生じない条件の中にある受信デバイスに対して、適応的に送信されるということである。本明細書で開示する、最適ではないが複雑さを低減した線形推定器によって、受信機の複雑さが低減される。これは、この線形推定器が、適応的に割り当てられたパイロットシンボルと過去に受信した低減密度共通パイロットシンボルのサブセットとの上で動作をするからである。
【００６４】
上記で述べた範囲の変形と応用を念頭に置くと、本発明はこれまでの記述に限定されるものではなく、また、添付の図面に限定されるものでもない、ということが理解されなければならない。本発明は、以下に示す特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によってのみ限定されるものである。
【図１】
2010520701.tif 000009
【図２】
2010520701.tif 000010
【図３】
2010520701.tif 000011
【図４】
2010520701.tif 000012
【図５】
2010520701.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月16日(2008.12.16)
【手続補正１】
【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】
無線通信デバイスにおいて、チャネル応答を推定するための方法であって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づく低減密度共通パイロット信号であって、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号に基づいて前記チャネル応答を推定するステップ（３０２、３０４）と、
前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに不十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号と、前記無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて前記チャネル応答を推定するステップ（３０８）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記低減密度共通パイロット信号と、前記１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて、最小平均２乗誤差の推定値を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットとに基づいて、前記最小平均２乗誤差の推定値を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、複数の前記追加パイロットシンボルの１つの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから導出されるチャネル応答推定値とに基づいて前記チャネル応答を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の線形推定値を導出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の前記最小平均２乗誤差の推定値を導出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルをブラインド検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに対して適応的に割り当てられたことを示す信号を受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
無線通信デバイスであって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づく低減密度共通パイロット信号であって、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号に基づいて前記チャネル応答を推定し、
前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに不十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号と、前記無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて前記チャネル応答を推定する
ように構成されるベースバンドプロセッサ（１２８／１３０）を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項１０】
前記ベースバンドプロセッサは、
前記低減密度共通パイロット信号と、前記１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて、最小平均２乗誤差の推定値を算出するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１１】
前記ベースバンドプロセッサは、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットとに基づいて、前記最小平均２乗誤差の推定値を算出するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信デバイス。
【請求項１２】
前記ベースバンドプロセッサは、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、複数の前記追加パイロットシンボルの１つの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから導出されるチャネル応答推定値とに基づいて前記チャネル応答を推定するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１３】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の線形推定値を導出するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の無線通信デバイス。
【請求項１４】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の前記最小平均２乗誤差の推定値を導出するように構成されることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信デバイス。
【請求項１５】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルをブラインド検出するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１６】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに対して適応的に割り当てられたことを示す信号を受信するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の無線通信デバイス。
【請求項１７】
無線通信システム内でパイロットシンボル密度を適応的に変更するための方法であって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づいて、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号を送信するステップ（２００）と、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信システムと通信を行なう無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定するステップ（２０２）と、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できない場合に、１つ以上の追加パイロットシンボルを前記無線通信デバイスに割り当てるステップ（２０６、２０８）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信システムと通信を行なう無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを示す、前記無線通信デバイスから受信される信号を処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記無線通信デバイスから受信されるパイロット信号をブラインドで処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記無線通信デバイスに送信するためのスケジュールされた１つ以上のデータシンボルをパイロットシンボルに置き換えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに割り当てられたことを、該無線通信デバイスに示すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
無線通信デバイスであって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づいて、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号を生成し、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、第１の無線通信デバイスと通信を行なう第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定し、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できない場合に、１つ以上の追加パイロットシンボルを前記第２の無線通信デバイスに割り当てる
ように構成されるベースバンドプロセッサ（１２８／１３０）を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２３】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを示す、前記第２の無線通信デバイスから受信される信号を処理するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【請求項２４】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定するために、前記第２の無線通信デバイスから受信されるパイロット信号をブラインドで処理するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【請求項２５】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記第２の無線通信デバイスに送信するためのスケジュールされた１つ以上のデータシンボルをパイロットシンボルに置き換えるように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【請求項２６】
前記ベースバンドプロセッサは、さらに、
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記第２の無線通信デバイスに割り当てられたことを、該第２の無線通信デバイスに示す信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の無線通信デバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月27日(2009.10.27)
【手続補正１】
【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】
無線通信デバイスにおいて、チャネル応答を推定するための方法であって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づく低減密度共通パイロット信号であって、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号に基づいて前記チャネル応答を推定するステップ（３０２、３０４）と、
前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに不十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号と、前記無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて前記チャネル応答を推定するステップ（３０８）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記低減密度共通パイロット信号と、前記１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて、最小平均２乗誤差の推定値を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットとに基づいて、前記最小平均２乗誤差の推定値を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルと、複数の前記追加パイロットシンボルの１つの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから導出されるチャネル応答推定値とに基づいて前記チャネル応答を推定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の線形推定値を導出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記追加パイロットシンボルの近くの位置で選択した前記低減密度共通パイロット信号のサブセットから前記チャネル応答の前記最小平均２乗誤差の推定値を導出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルをブラインド検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに対して適応的に割り当てられたことを示す信号を受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
無線通信デバイスであって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づく低減密度共通パイロット信号であって、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号に基づいて前記チャネル応答を推定し、
前記低減密度共通パイロット信号が所望の確度で前記チャネル応答を推定するのに不十分である場合には、前記低減密度共通パイロット信号と、前記無線通信デバイスに適応的に割り当てられた１つ以上の追加パイロットシンボルとに基づいて前記チャネル応答を推定する
ように構成されるベースバンドプロセッサ（１２８／１３０）を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項１０】
無線通信システム内でパイロットシンボル密度を適応的に変更するための方法であって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づいて、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号を送信するステップ（２００）と、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信システムと通信を行なう無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定するステップ（２０２）と、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できない場合に、１つ以上の追加パイロットシンボルを前記無線通信デバイスに割り当てるステップ（２０６、２０８）と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記無線通信システムと通信を行なう無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを示す、前記無線通信デバイスから受信される信号を処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記無線通信デバイスから受信されるパイロット信号をブラインドで処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記無線通信デバイスに送信するためのスケジュールされた１つ以上のデータシンボルをパイロットシンボルに置き換えるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記１つ以上の追加パイロットシンボルが前記無線通信デバイスに割り当てられたことを、該無線通信デバイスに示すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
無線通信デバイスであって、
ナイキスト・レートの約１．２５倍以下の標本化レートに基づいて、一定間隔の複数の共通パイロットシンボルを含む低減密度共通パイロット信号を生成し、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、第１の無線通信デバイスと通信を行なう第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できるか否かを判定し、
前記低減密度共通パイロット信号に基づいて、前記第２の無線通信デバイスが所望の確度でチャネル応答を推定できない場合に、１つ以上の追加パイロットシンボルを前記第２の無線通信デバイスに割り当てる
ように構成されるベースバンドプロセッサ（１２８／１３０）を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【国際調査報告】
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