(57)【要約】【課題】チャネル推定方法および設備を提供する。【解決手段】チャネル推定方法は、受信したCSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算するLS推定ステップと；チャネルの信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定ステップと；チャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定するチャネルパラメーター推定ステップと；推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいてLMMSE平滑化行列を選択する平滑化行列選択ステップと；選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLS推定値に対してLMMSE平滑化フィルタリングを行うLMMSE平滑化ステップと；フィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する出力ステップと、を含む。【選択図】図１
2013214970.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チャネル推定方法であって、
受信したチャネル状態指示-参照信号CSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算する最小二乘LS推定ステップと；
前記チャネルの信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定ステップと；
前記チャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定するチャネルパラメーター推定ステップと；
推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて線形最小二乗平均誤差LMMSE平滑化行列を選択する平滑化行列選択ステップと；
選択されたLMMSE平滑化行列を使用して前記LS推定値に対してLMMSEフィルタリングリングを行うLMMSE平滑化ステップと；
フィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する出力ステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記平滑化行列選択ステップは、推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて、前記LMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定するスムーズ窓長さ決定サブステップを更に含み、
前記LMMSE平滑化ステップは、決定されたスムーズ窓の長さに基づいて、選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLMMSEフィルタリングリングを行う、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記出力ステップの前に、サブバンドの干渉値が所定の干渉閾値より小さいかを判断する周波数選択干渉処理ステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記周波数選択干渉処理ステップにおいてサブバンドの干渉値が前記所定の閾値より小さいと判断されれば、前記LS推定値をチャネル推定情報として出力する請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記LMMSE平滑化ステップにおいて、前記CSI-RSの周波数帯域における位置に基づいて前記平滑化行列の異なるサブブロックを選択する請求項１記載の方法。
【請求項６】
無線通信システムにおけるチャネル推定設備であって、
受信したチャネル状態指示-参照信号CSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算する最小二乘LS推定ユニットと；
前記チャネルの信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定ユニットと；
前記チャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定するチャネルパラメーター推定ユニットと；
推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて線形最小二乗平均誤差LMMSE平滑化行列を選択する平滑化行列選択ユニットと；
選択されたLMMSE平滑化行列を使用して前記LS推定値に対してLMMSEフィルタリングリングを行うLMMSE平滑化ユニットと；
フィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する出力ユニットと、を含む設備。
【請求項７】
前記平滑化行列選択ユニットは、推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて、前記LMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定するスムーズ窓長さ決定モジュールを更に含み、
前記LMMSE平滑化ユニットは、決定されたスムーズ窓の長さに基づいて、選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLMMSEフィルタリングリングを行う、
請求項６記載の設備。
【請求項８】
サブバンドの干渉値が所定の干渉閾値より小さいかを判断する周波数選択干渉処理ユニットを含む請求項６記載の設備。
【請求項９】
前記周波数選択干渉処理ユニットは、サブバンドの干渉値が前記所定の閾値より小さいと判断すれば、前記LS推定値をチャネル推定情報として出力する請求項８記載の設備。
【請求項１０】
前記LMMSE平滑化ユニットは、前記CSI-RSの周波数帯域における位置に基づいて前記平滑化行列の異なるサブブロックを選択する請求項６記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信技術分野に関し、詳しくは無線通信システムに用いる、チャネル状態指示-参照信号（Channel  State  Indicator-Reference  Signal，CSI-RS）に基づくチャネル推定方法および設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、良好なマルチパス耐性と比較的に高いスペクトル効率を有するため、直交周波数分割多重（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing，OFDM）はIEEE  P８０２.１６mおよび一般的な移動通信システム長期進化（Universal  Mobile  Telecommunication  System-Long  Term  Evolution，UMTS-LTE）を含む４Gと準４G技術に主な送信技術として採用されている。OFDMシステムは、受信側でリソースをスケジュールし且つリンク適応技術をサポートするために、一般的にRSのチャネル推定技術に基づいてチャネルの時間領域と周波数領域の変化を追跡する方法を採用する。
【０００３】
LTEのR８バージョンにおいて、セル固有参照信号（Cell  specific  RS，CRS）がリンク適応技術のサポートに用いられ、且つ最大４個のポートをサポートできるように設定される。スペクトル効率を上げるために、R８のアップグレードバージョンR１０はCSI-RSを提供する。CRSに比べ、CSI-RSは最大８個のポートをサポートすることができる。これは、R１０バージョンにおいて基地局が最大８本の送信アンテナの配置を使用できることと一致する。また、CRSに比べ、CSI-RSが更に疎らな時間領域と周波数領域の粒度を有するため、閉ループ送信をサポートすると同時にリソースの効率を上げることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、時間領域と周波数領域においてRSの疎らな分布は伝統的なチャネル推定方法の性能を悪化させることがある。例えば、フーリエ変換（DFT）に基づく時間領域チャネル推定方法に対して、RSの数が限られているため、時間領域において主なパスを選んで雑音の影響を抑制することが困難である。また、周波数領域において固定のスムーズ窓を加えるその他の方法は、比較的に大きい遅延スプレッドを有するチャネルにおいても比較的に大きい性能の損失を生じさせることになる。
【０００５】
常用のRSに基づくチャネル推定方法においては、まずRSに対してゼロフォーシング推定（Zero  Forcing，ZF）を行い、更に線形補間を行う従来の方法は、検出に必要な性能を得ることができない（特に信号対雑音比が低い場合）。線形最小二乗平均誤差（Linear  Minimum  Mean  Square  Error，LMMSE）に基づく方法は、RSに基づく最も良い推定方法であると認識されている。LMMSEを採用するために、チャネルの相関性および信号対雑音比（SNR）等の情報を獲得しLMMSE平滑化行列を構築する必要がある。しかし、チャネルの相関性およびSNR等の情報を獲得しても、逆行列を求める演算が必要であるため、計算が複雑である。比較的に実用性のある方法として、参照テーブルを調べることによって適当なLMMSE平滑化行列を選択し、LMMSEの平滑化フィルタリングを実現する方法である。従って、如何に無線通信システムにおいてCSI-RSに対して効率よくLMMSEの平滑化フィルタリングを実現するかが考慮すべき問題の１つである。
【０００６】
実際のネットワークの環境においては、ユーザが時々近隣セルからの干渉の影響を受けることがある。ソフト周波数の再利用等の技術を考慮して、このような干渉は周波数によるものである可能性がある。これは、ユーザにとって異なるサブバンドについて干渉のレベルが異なることを意味する。従って、複数のサブバンドを有する一括処理を行うときに、干渉レベルの低いサブバンドの中のチャネル推定は干渉レベルの高いサブバンドの中のチャネル推定に汚染されないことを保証しなければならない。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無線通信システムに用いる、CSI-RSに基づくチャネル推定方法および設備を提供することにある。本発明の方法および設備は、無線通信システムにおいてCSI-RSに対しLMMSE平滑化フィルタリングを効率よく行うことができるだけではなく、干渉レベルの高いサブバンドの中のCSI-RSの最小二乘（LS）推定値がLMMSE平滑化過程において干渉レベルの低いサブバンドの中のCSI-RSのLS推定値を汚染することを避けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、本発明を簡単に説明して本発明の基本的な理解を提供する。この簡単な説明は、本発明に対する網羅的なものではない。また、本発明の肝心部分又は重要部分を決定する意図がなく、本発明の範囲を限定する意図もなく、簡単な形式で幾つかの概念を提供して後述のより詳しい説明の先行説明とすることに過ぎないことは、理解されるところである。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施例によれば、無線通信システムにおけるチャネル推定方法は：受信したCSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算するLS推定ステップと；チャネルの信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定ステップと；チャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定するチャネルパラメーター推定ステップと；推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいてLMMSE平滑化行列を選択する平滑化行列選択ステップと；選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLS推定値に対してLMMSE平滑化フィルタリングを行うLMMSE平滑化ステップと；フィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する出力ステップと、を含む。
【００１０】
本発明の好ましい実施例によれば、平滑化行列選択ステップは、推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて、LMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定し、且つLMMSE平滑化ステップにおいて、決定されたスムーズ窓の長さに基づいて、選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLMMSE平滑化フィルタリングを行うスムーズ窓長さ決定サブステップを、更に含むことができる。
【００１１】
本発明のもう１つの好ましい実施例によれば、出力ステップの前に、当該チャネル推定方法は、サブバンドの干渉値が所定の干渉閾値より小さいかを判断する周波数選択干渉処理ステップを更に含むことができる。
【００１２】
本発明のもう１つの好ましい実施によれば、もし周波数選択干渉処理ステップにおいてサブバンドの干渉値が所定の閾値より小さいと判断されれば、LS推定値をチャネル推定情報として出力する。
【００１３】
本発明のもう１つの好ましい実施例によれば、LMMSE平滑化ステップにおいて、CSI-RSの周波数帯域における位置に基づいて平滑化行列の異なるサブブロックを選択する。
【００１４】
本発明のもう１つの実施様態によれば、無線通信システムにおけるチャネル推定設備を提供する。当該設備は：受信したCSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算するLS推定ユニットと；チャネルの信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定ユニットと；チャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定するチャネルパラメーター推定ユニットと；推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいてLMMSE平滑化行列を選択する平滑化行列選択ユニットと；選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLS推定値に対してLMMSE平滑化フィルタリングを行うLMMSE平滑ユニットと；フィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する出力ステップと、を含む。
【００１５】
本発明のもう１つの実施様態は、記録媒体を提供する。当該記録媒体に機器読み取り可能なプログラムコードを記録されている。情報処理設備においてプログラムコードを実行するとき、当該プログラムコードが情報処理設備に本発明の上記チャネル推定方法を実行させる。
【００１６】
本発明のもう１つの実施様態は、プログラムを提供する。当該プログラムは、機器読み取り可能な指令を含み、情報処理設備において指令を実行するとき、当該指令が情報処理設備に本発明の上記チャネル推定方法を実行させる。
【００１７】
従って、本発明の実施例によれば、無線通信システムにおける、CSI-RSに対するLMMSE平滑化フィルタリングを効率よく実現することができ、且つ干渉レベルの高いサブバンドのチャネル推定から干渉レベルの低いサブバンドのチャネル推定への汚染を避けることができるため、チャネル推定の性能を上げることができる。
【００１８】
以下の明細書には本発明の実施例のその他の方面について説明するが、詳細な説明は、本発明の好ましい実施例を十分に開示するものであり、それを制約するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
以下、具体的な実施例に基づき且つ付属の図面を参照して、本発明の実施例の上記およびその他の目的と利点についてさらに説明する。図面において、同じ又は対応する技術的特征又は構成要件について同じ又は対応する記号で示す。
【図１】本発明の無線通信システムにおけるチャネル推定方法を示すフローチャートである。
【図２】LTE-A（R１０）システムにおけるCSI-RSのパイロット構造を示例的に示す概略図である。
【図３】それぞれ異なるタイプのチャネルに対して、従来のチャネル推定方法と本発明によるチャネル推定方法との平均二乗誤差（MSE）の性能の比較に関するシミュレーションの例を示す図である。
【図４】それぞれ異なるタイプのチャネルに対して、従来のチャネル推定方法と本発明によるチャネル推定方法との平均二乗誤差（MSE）の性能の比較に関するシミュレーションの例を示す図である。
【図５】それぞれ異なるタイプのチャネルに対して、従来のチャネル推定方法と本発明によるチャネル推定方法との平均二乗誤差（MSE）の性能の比較に関するシミュレーションの例を示す図である。
【図６】本発明の無線通信システムにおけるチャネル推定設備のブロック図である。
【図７】本発明の実施例に採用される情報処理設備としてのパソコンの示例的な構造を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の例示的な実施例について、付属の図面を参照しつつ説明する。明瞭にするために、明細書には実際の実施形態の技術的特徴の全ては説明されていない。しかし、実際の実施例の開発に当たって開発者の具体的な目標を達成するために実施形態に特定した決定を下る必要があることは理解されるところである。例えば、システムおよび業務内容の制約条件を満たす。また、これらの制約条件は実施形態によって変わることがある。さらに、開発作業は非常に複雑で時間がかかるものだが、当該内容の公開によって恩恵を受ける当業者にとってこのような開発作業は恒例の任務に過ぎないことも理解されるところである。
【００２１】
ここで説明すべきなのは、不必要な詳細な説明により本発明をぼんやりさせてしまうのを防ぐために図面には本発明と密接な関係を持つ装置の構造および/又は処理ステップのみを示し、本発明と密接な関係を有さない他の詳細は省略されている。
【００２２】
以下、図１〜６を参照して本発明の実施例を説明する。説明すべきなのは、以下の説明においてLTE-Aシステムを例として説明を行うが、本発明はこれに限らないことは理解されるべきである。
【００２３】
まず図１を参照して、本発明の実施例によるチャネル推定方法について説明する。当該チャネル推定方法は、LS推定ステップS１０１と、信号対雑音比推定ステップS１０２と、チャネルパラメーター推定ステップS１０３と、平滑化行列選択ステップS１０４と、LMMSE平滑化ステップS１０５と、出力ステップS１０６とを含む。
【００２４】
LS推定ステップS１０１においては、受信したCSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を算出する。
【００２５】
詳しくは、図２は、LTE-A（R１０）システムにおけるCSI-RSの１つのリソースブロック（RB）とサブフレームの構造の概略図である。図２に示されるように、CSI-RSは、符号分割多重（CDM）を通じて隣接する２つのOFDM符号に載せられているため、LS推定ステップS１０１は、符号分割多重を解く過程を含む。第a個の受信アンテナ、第b個のCSI-RSポート、第l個のOFDM符号および第k個の副搬送波によってLSの推定値は以下の数式（１）により算出されることができる：
【数１】
2013214970.tif 000003
【００２６】
ここに、yは受信信号であり、wは送信した既知の配列であり、mはCSI-RSの番号，nsはサブフレームの番号である。当該LS推定値の計算式は、当該技術分野の公知のものであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２７】
信号対雑音比推定ステップS１０２において、チャネルの信号対雑音比を推定する。当該処理ステップはCSI-RS又はCRSに基づいて実現できる。以下CSI-RSを例として信号対雑音比の計算を説明する。ただし、本発明はこれに制限されない。
【００２８】
具体的に、まずは、CSI-RSのLS推定値に基づいて雑音電力を獲得する。理解すべきなのは、推定された雑音電力は、ブロードバンド雑音電力
【数２】
2013214970.tif 000004
も、各サブバンドの雑音電力
【数３】
2013214970.tif 000005
も含むことができる。雑音電力の計算は当該技術分野の既存技術によって実現できる。これは本発明の注目点ではないためここで詳細な説明を省略する。
【００２９】
次に、各サブバンドの信号功率とブロードバンド信号功率をそれぞれ計算する。まずは、第Ksubband個のサブバンドのLS推定値の絶対値の２乗の平均値を計算する。この計算は以下の数式（２）で表すことができる：
【数４】
2013214970.tif 000006
【００３０】
ここに、P(Ksubband)は第Ksubband個のサブバンドの中のCSI-RSの数を示し、Nrxは受信アンテナの数を示し、NCSIRSはCSI-RSのポートの数を示す。
【００３１】
従って、第Ksubband個のサブバンドの中の信号電力は、以下の数式で計算する：
【数５】
2013214970.tif 000007
【００３２】
数式（３）が負の値になる可能性があることを考慮し、この状況を以下のように示すことができる：
【数６】
2013214970.tif 000008
【００３３】
ここに、MINVALUEはシステムの黙認の最小電力値であり、例えば、２e-１４である。
【００３４】
同じく、ブロードバンドの信号電力は以下の数式により計算される：
【数７】
2013214970.tif 000009
【００３５】
ここに、Nrxは受信アンテナの数であり、NCSIRSはCSI-RSのポートの数であり、NRBmax,DLはCSI-RSの全周波数帯域における数、即ちシステムの最大のRB数である。
【００３６】
上記の数式によってサブバンド信号電力とブロードバンドの信号電力を得た後に、相応するサブバンド信号対雑音比とブロードバンド信号対雑音比を計算することができる。それぞれは以下の数式（８）と（９）により計算される：
【数８】
2013214970.tif 000010
【００３７】
チャネルパラメーター推定ステップS１０３において、CSI-RS又はCRSに基づいて得られたLS推定値を利用してチャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定する。
【００３８】
ここにCSI-RSを例としてチャネルパラメーター推定ステップS１０３を詳しく説明する。まず、以下の数式（１０）により周波数領域の誤差を計算する。
【数９】
2013214970.tif 000011
【００３９】
次に、好ましくは、数式（１１）に示されるように、算出された周波数領域誤差hESTについて雑音の除去と正規化を行い、チャネルの遅延スプレッド値hrmsを獲得する。
【数１０】
2013214970.tif 000012
【００４０】
平滑化行列選択ステップS１０４において、それぞれ信号対雑音比推定ステップS１０２とチャネルパラメーター推定ステップS１０３で推定された信号対雑音比とチャネルパラメーターに基づいてLMMSE平滑化行列を選択する。
【００４１】
好ましくは、平滑化行列選択ステップS１０４は、推定された信号対雑音比とチャネルパラメーターに基づいてLMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定するスムーズ窓長さ決定サブステップを含むことができる。
【００４２】
また、好ましくは、平滑化行列選択ステップS１０４は、スムーズ窓長さ決定サブステップの前に、所定の信号対雑音比閾値とチャネルパラメーター閾値に基づいて、推定されたチャネルの信号対雑音比とチャネル遅延スプレッド値に対して量子化を行い、予め保存されたLMMSE平滑化行列から適切な平滑化行列を選択して、平滑化フィルタリングを行う量子化サブステップを含むことができる。以下、量子化サブステップについて詳細に説明する。
【００４３】
具体的に、まず、以下の数式（１２）に示されるように、信号対雑音比推定ステップS１０３で推定されたブロードバンド信号対雑音比を対数値に変換する。
【数１１】
2013214970.tif 000013
【００４４】
続いて、予め設定した信号対雑音比の上限と下限および量子化ステップサイズに対して量子化を行う。具体的にもし
【数１２】
2013214970.tif 000014
であれば、SNRQ=SNRLow  もし
【数１３】
2013214970.tif 000015
であればSNRQ=SNRhigh  そうでなければ、
【数１４】
2013214970.tif 000016
ここに、SNRLowは信号対雑音比の下限値であり、好ましくは-２０dB〜０dBである。SNRHighは信号対雑音比の上限値であり、好ましくは１０dB〜４０dBであり、Qstepは量子化ステップサイズであり、好ましくは１dB〜１０dBである。また、floor(  )はFLOOR関数を示す。通常、参照テーブルを調べやすいために、量子化後の信号対雑音比のインデックス値はSNR_index=SNRQ/Qstep。により表すことができる。
【００４５】
同じく、予め設定したチャンネル遅延閾値に基づいて、チャネルパラメーター推定ステップS１０３で推定されたチャネル遅延スプレッドhrmsに対して量子化を行う。具体的に言うと、もしhrms＜hthreshold_０であれば、Channel_index=０、trmsQ=t０であり、もしhrms＜hthreshold_iであれば、Channel_index=i，trmsQ=tiであり、そうでなければ、Channel_index=MAX，trmsQ=tMAXである。ここに、hthreshold_iは予め設定したチャンネル遅延閾値であり、Channel_indexはチャネルインデックスであり、trmsQはチャネル遅延スプレッド量化値である。また、MAXはチャネルの最大の量子化ステップの数である。実際に必要に応じてチャネルを何ステップに量子化するかを決定することができる。このようにしてチャネルを異なるチャネルタイプに分類することができる。
【００４６】
例として、チャネルを３つのステップ（即ち、高、中、低の３つの周波数）に量子化する状況を示している。この状況において、好ましくは、hthreshold_０は、例えば０.０１であり、hthreshold_１は、例えば０.０５である。それに応じて、t０は０.０４４ms（EPAチャネルに対応する）であり、t１は０.３７５ms（EVAチャネルに対応する）であり、tMAXは０.９９ms（ETUチャネルに対応する）である。
【００４７】
それから、量子化後の信号対雑音比とチャネル遅延スプレッド値によって決定されたインデックスに基づいて予め参照テーブルの中に保存されている平滑化行列集から相応するLMMSE平滑化行列を選択する。
【００４８】
予め保存されたLMMSE平滑化行列において、平滑化行列のスムーズ窓の長さは、チャネルの信号対雑音比と遅延スプレッドとの間に一定の対応関係が存在し、性能を保証すると同時に複雑度を下げる。通常、信号対雑音比とチャネル遅延スプレッドが大きいほど、スムーズ窓の長さが小さい。この原則に基づいて、例えば、以下の表１に示されるように、信号対雑音比およびチャネル遅延スプレッドと、スムーズ窓の長さLmmseとの対応関係を構築する。
【表１】
2013214970.tif 000017
【００４９】
例として、以下の表２には、チャネルが３つのステップに量子化された場合、信号対雑音比、チャネル遅延スプレッドおよびスムーズ窓の長さの好ましい値が示されている。
【表２】
2013214970.tif 000018
【００５０】
LMMSE平滑化ステップS１０５において、平滑化行列選択ステップS１０４で選択されたLMMSE平滑化行列を使用して、得られたLS推定値に対してLMMSE平滑化フィルタリングを行う。
【００５１】
好ましくは、CSI-RSの周波数帯域における異なる位置に対して、選択された平滑化行列の異なるサブブロックを使用して、当該CSI-RSのLS推定値について平滑化フィルタリングを行う。通常、保存された平滑化行列の形式は以下の通りである。
【数１５】
2013214970.tif 000019
【００５２】
ここに、RはCSI-RS間の自己相関行列であり、その大さは（２*Lmmse+１）×（２*Lmmse+１）であり、Iは大さが（２*Lmmse+１）×（２*Lmmse+１）である単位行列である。隣接するCSI-RSの間の距離が１２個のRE（リソース要素）であるため、R行列の第i行第j列の要素は
【数１６】
2013214970.tif 000020
であり、ここに、周波数相関性の数式は
【数１７】
2013214970.tif 000021
である。ここにdfはキャリアの周波数間隔の数であり、Dfはキャリアの周波数間隔（例えば，通常１５  Khzである）である。
【００５３】
特に、周波数帯域のエッジと周波数帯域の中心に対して平滑化行列の異なるサブブロックを選択する。具体的には、周波数帯域の下部エッジに対して、平滑化行列サブブロックは
【数１８】
2013214970.tif 000022
であり、Gmmse行列の第１行第１列から第Lmmse行第２Lmmse+１列までの行列要素を含む。周波数帯域の上部エッジに対して、平滑化行列サブブロックは
【数１９】
2013214970.tif 000023
であり、Gmmse行列の第（Lmmse+２）行第１列から第（２Lmmse+１）行第（２Lmmse+１）行までの行列要素を含む。周波数帯域の中間位置に対して、その平滑化行列サブブロックは
【数２０】
2013214970.tif 000024
であり、Gmmse行列の第（Lmmse+１）行、第１列到第（２Lmmse+１）列の行列要素を含む。
【００５４】
続いて、上記方法で選択された平滑化行列サブブロックを利用して、それぞれ周波数帯域の下部エッジと中間位置および上部エッジの、CSI-RSに基づくLS推定値に対して、平滑化フィルタリングを行うことができる。
【００５５】
具体的には、周波数帯域の下部エッジの、CSI-RSに基づくLS推定値に対して、以下の平滑化フィルタリングを行う：
【数２１】
2013214970.tif 000025
ここに、i≦Lmmse-１である。周波数帯域の中間位置の、CSI-RSに基づくLS推定値に対して、以下の平滑化フィルタリングを行う：
【数２２】
2013214970.tif 000026
ここにLmmse-１≦i≦NRS-Lmmseである。
周波数帯域の上部エッジの、CSI-RSに基づくLS推定値に対して、以下の平滑化フィルタリングを行う：
【数２３】
2013214970.tif 000027
ここにNRS-Lmmse≦i≦NRS-１である。
【００５６】
出力ステップS１０６において、LMMSE平滑化ステップS１０５でのフィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する。
【００５７】
好ましくは、干渉レベルの低いサブバンド上のCSI-RSのLS推定値は、LMMSE平滑化過程において干渉レベルの高いサブバンド中のCSI-RSのLS推定値に汚染されないことを保証するために出力ステップS１０６の前に、当該情報推定方法は、周波数選択干渉処理ステップS１０７を含むことができる。周波数選択干渉処理ステップS１０７において、サブバンドの干渉値が所定の干渉閾値より小さいかを判断する。一般的に、もし或るサブバンドの干渉値が全体の周波数帯域の干渉値より遥かに小さければ、当該サブバンドのLS推定値を直接採用し、LMMSE平滑化フィルタリングを経た後の結果の変わりに、チャネル推定情報として出力する。
【００５８】
具体的に、まず、上記処理ステップで得られたサブバンド雑音電力とブロードバンド雑音電力をそれぞれ対数値に変換し、それから、両者の間の差が所定の干渉判断閾値Dgより大きいかを判断する。もし差が閾値Dgより大きければ、当該サブバンドのLS推定値を直接に出力し、そうでなければ、LMMSE平滑化フィルタリングを経た後のLS推定値を出力する。
【００５９】
好ましくは、当該干渉判断閾値Dgの設定は量子化後のチャネル遅延スプレッドによって異なる。例えば，もしhrms＜hthreshold_０であれば、Channel_index=０，trmsQ=t０，Dg=Dg０である；もしhrms＜hthreshold_iであれば，Channel_index=i，trmsQ=ti，Dg=Dgiである；そうでなければ、Channel_index=MAX、trmsQ=tMAX、Dg=DgMAXである。
【００６０】
図１の破線枠に示されるように、周波数選択干渉処理ステップS１０７は選択できるものである。当該ステップを実行することによって、干渉レベルの高いサブバンドのLS推定値が干渉レベルの低いサブバンドのLS推定値を汚染することを防ぐことができることは、理解されるべきである。
【００６１】
図３〜図５は、それぞれ異なるタイプのチャネルに対して、従来のチャネル推定方法と本発明によるチャネル推定方法との平均二乗誤差（MSE）の性能の比較に関するシミュレーションの例を示す図である。具体的に、図３はEPAチャネル、５Hzの場合各方法のMSE性能の比較を示し、図４はEVAチャネル、７０Hzの場合各方法のMSE性能の比較を示し、図５はETUチャネル、３００Hzの場合各方法のMSE性能の比較を示す。また、図３〜図５において、LSはLS推定を直接に採用することを意味し、FDA３は、周波数領域が推定の窓の長さが３であるハミング窓を使用することを意味し、FDA５は、周波数領域が推定の窓の長さが５であるハミング窓を使用することを意味し、LMMSEは本発明の方法を採用することを意味する。
【００６２】
図３〜図５に示される比較から明らかなように、本発明の方法は遅延スプレッドと信号対雑音比が低い場合一定の優位性を持つ。
【００６３】
以上、図１〜５を参照しながら本発明の実施例のチャネル推定方法について詳しく説明したが、図に示されるフローチャートは単に示例的なものであり、実際の応用と具体的な要求に応じて、上記の方法の流れについて相応する修正を行うことができる。例えば、必要に応じて、上記方法の中の一部のステップの実行順番を変えたり、又は一部のステップを省略したり、又はある処理ステップを増やすことができることは、当業者に理解されるところである。
【００６４】
本発明の実施例によるチャネル推定方法に対応して、本発明の実施例はチャネル推定設備を提供する。
【００６５】
図６に示されるように、チャネル推定設備は、LS推定ユニット６０１と、信号対雑音比推定ユニット６０２と、チャネルパラメーター推定ユニット６０３と、平滑化行列選択ユニット６０４と、LMMSE平滑ユニット６０５および出力ユニット６０６を含む。好ましくは、チャネル推定設備６００は周波数選択干渉処理ユニット６０７を更に含むことである。以下、図６を参照しながら各ユニットの機能について詳しく説明する。
【００６６】
LS推定ユニット６０１は、受信したCSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算する。
【００６７】
信号対雑音比推定ユニット６０２は、チャネルの信号対雑音比を推定する。信号対雑音比の計算については、CSI-RS又はCRSに基づいて行うことができる。ここにCSI-RSを例として説明するが、本発明はこれに制限されない。また、出力する雑音電力は、ブロードバンド雑音電力も各サブバンド上の雑音電力も含む。雑音電力は、従来の方法を利用して、CSI-RS又はCRSに基づくLSによって推定して得ることができる。これについて制約はない。
【００６８】
チャネルパラメーター推定ユニット６０３では、CSI-RS又はCRSに基づいて得られたLS推定値を利用してチャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定する。
【００６９】
平滑化行列選択ユニット６０４では、それぞれ信号対雑音比推定ユニット６０２とチャネルパラメーター推定ユニット６０３により推定された信号対雑音比とチャネルパラメーターに基づいて、LMMSE平滑化行列を選択する。
【００７０】
好ましくは、平滑化行列選択ユニット６０４は、スムーズ窓長さ決定モジュールと量子化モジュールを含むことができる。
【００７１】
具体的に、スムーズ窓長さ決定モジュールは、推定された信号対雑音比とチャネルパラメーターに基づいてLMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定する。
【００７２】
量子化モジュールは、スムーズ窓長さ決定モジュールがLMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定する前に、所定の信号対雑音比閾値とチャネルパラメーター閾値に基づいて、推定されたチャネルの信号対雑音比とチャネル遅延スプレッド値に対して量子化を行い、予め保存されたLMMSE平滑化行列の中から適切な平滑化行列を選択し、それに平滑化フィルタリングを行う。好ましくは、チャネル遅延スプレッド値に対して量子化を行うとき、実際の状況に応じてチャネルを何ステップに量子化するのかを決定し、且つそれに応じてチャンネル遅延閾値を設定し、チャネルを異なるチャネルタイプに分類することができる。
【００７３】
平滑化行列選択ユニット６０４は、量子化後の信号対雑音比とチャネル遅延スプレッドにより決定されたインデックスに基づいて、予め参照テーブルの中に保存されている平滑化行列集から、相応する平滑化行列を選択する。好ましくは、信号対雑音比とチャネル遅延スプレッドが大きいほど、スムーズ窓の長さが小さい。このようにして性能を保証すると同時に複雑度を下げることができる。例えば、信号対雑音比と、チャネル遅延スプレッドと、スムーズ窓の長さとの間の関係は上記の表１に示されるようである。これによりスムーズ窓長さ決定モジュールは、信号対雑音比とチャネル遅延スプレッドとスムーズ窓の長さとの間の関係に基づいてスムーズ窓の長さを決定することができる。
【００７４】
LMMSE平滑ユニット６０５は、平滑化行列選択ユニット６０４で選択されたLMMSE平滑化行列を使用して、得られたLS推定値に対してLMMSE平滑化フィルタリングを行うことができる。好ましくは、周波数帯域の上部エッジ、中間および下部エッジの中のCSI-RSに対して、平滑化行列の異なるサブブロックを選択してそのLS推定値について平滑化フィルタリングを行う。
【００７５】
出力ユニット６０６は、LMMSE平滑ユニット６０５でのフィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力することができる。
【００７６】
好ましくは、干渉レベルの高いサブバンドのLS推定値がLMMSE平滑化過程において干渉レベルの低いサブバンドのLS推定値を汚染することを避けるために、当該チャネル推定設備は、サブバンドの干渉値が所定の干渉閾値より小さいかを判断する周波数選択干渉処理ユニット６０７を含むことができる。もし小さければ、当該サブバンドのLS推定値をチャネル推定情報として直接に出力する。そうでなければ、LMMSE平滑化フィルタリング後のLS推定値を出力する。好ましくは、当該所定の干渉閾値は量子化後のチャネル遅延スプレッドによって異なることである。また、図６の破線枠に示されるように、周波数選択干渉処理ユニット６０７は選択できるものである。
【００７７】
説明すべきなのは、本発明の実施例に述べた設備は、上述の方法の実施例に対応している。従って、設備の実施例の中で詳細を省略した部分について、方法の実施例の中の相応する部分を参照できるため、ここに省略する。
【００７８】
また、説明すべきなのは、上記一連の処理と設備はソフトウェアおよび/又はファームウェアによって実現することができる。ソフトウェアおよび/又はファームウェアによって実現する場合、記録媒体又はネットワークから専用ハードウェアを有するコンピュータ、例えば図７に示されるような汎用パソコン７００へ当該ソフトウェアを構成するプログラムをインストールし、当該コンピュータが各プログラムをインストールされたときに、各機能等を実行することができる。
【００７９】
図７には、セントラルプロセッシングユニット（CPU）７０１は、読み取り専用メモリ（ROM）７０２に記録されたプログラム又は記録部７０８からランダムアクセスメモリ（RAM）７０３にアップロードされたプログラムに基づいて各種の処理を行う。RAM７０３には、必要に応じてCPU７０１が各種の処理等を実行するときに必要なデータをも記録する。
【００８０】
CPU７０１、ROM７０２とRAM７０３はバス７０４を介して互いに接続される。入力/出力インタフェース７０５もバス７０４に接続される。
【００８１】
以下の要素も入力/出力インタフェース７０５に接続される：キーボードやマウス等を含む入力部７０６；例えばブラウン管（CRT）や液晶ディスプレイ（LCD）等のモニタやスピーカー等を含む出力部７０７；ハードディスク等を含む記録部７０８；例えばLANカード等のネットワークインタフェースカードやモデム等を含む通信部７０９。また、通信部７０９はネットワーク、例えばインターネットを介して通信処理を行う。
【００８２】
必要に応じて、ドライブ７１０も入力/出力インタフェース７０５に接続される。必要に応じて、取り外し可能な媒体７１１、例えば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体記憶装置等を、ドライブ７１０に挿入し、その中から読み出されたコンピュータプログラムは必要に応じて記録部７０８にインストールされる。
【００８３】
ソフトウェアを介して前記一連の処理を実行する場合、ネットワーク、例えばインターネット、又は記録媒体、例えば取り外し可能な媒体７１１からソフトウェアを構成するプログラムをインストールする。
【００８４】
当業者が理解されるように、ここでの記録媒体は、図７に示されたような、中にプログラムが記録され、設備と分離して配布しユーザにプログラムを提供する取り外し可能な媒体７１１には限らない。取り外し可能な媒体７１１の例として、磁気ディスク(フロッピーディスク(登録商標)を含む)、光ディスク(コンパクトディスク（CD）による読み出し専用メモリー(CD-ROM)とデジタル多用途ディスク(DVD)を含む)、光磁気ディスク（ミニディスク(MD)(登録商標)を含む)と半導体記憶装置などを含む。また、記録媒体は、ROM７０２や記録部７０８に含まれるハードディスクであっても良い。その中にプログラムが記録され、且つそれを記録する設備と一緒にユーザに配布される。
【００８５】
また、上記一連の処理を実行するステップは、自然に明細書に説明された時間順で行うことができるが、必ずしも時間順に従って実行する必要はない。一部のステップは並行に又は個別に実行されでも良い。
【００８６】
本発明とその特徴を詳細に説明してきたが、添付の請求の範囲の要旨と範囲内に本発明に対する様々な変更、改善又は均等物を設計することができるものと認めるべきである。また、用語「含む」又はその他の形式の表現は、排他的ではない「含む」を意味する。よって、一連の要素を含む過程、方法、物品又は設備は、その要素だけではなく、明確に列挙されていないその他の要素も含む。また、これらの過程、方法、物品又は設備に固有の要素をも含む。更なる限定がない場合、「１つの…を含む」で記載した要素は、前記要素を含む過程、方法、物品又は設備に他の同様な要素の存在を排除しない。
【００８７】
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
無線通信システムにおけるチャネル推定方法であって、
受信したチャネル状態指示-参照信号CSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算する最小二乘LS推定ステップと；
前記チャネルの信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定ステップと；
前記チャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定するチャネルパラメーター推定ステップと；
推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて線形最小二乗平均誤差LMMSE平滑化行列を選択する平滑化行列選択ステップと；
選択されたLMMSE平滑化行列を使用して前記LS推定値に対してLMMSEフィルタリングリングを行うLMMSE平滑化ステップと；
フィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する出力ステップと、を含む方法。
（付記２）
前記平滑化行列選択ステップは、推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて、前記LMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定するスムーズ窓長さ決定サブステップを更に含み、
前記LMMSE平滑化ステップは、決定されたスムーズ窓の長さに基づいて、選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLMMSEフィルタリングリングを行う、
付記１記載の方法。
（付記３）
前記平滑化行列選択ステップは、前記LMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定する前に、所定の信号対雑音比閾値とチャネルパラメーター閾値に基づいて、推定された信号対雑音比とチャネルパラメーターに対して量子化を行う量子化サブステップを、更に含む付記２記載の方法。
（付記４）
前記出力ステップの前に、サブバンドの干渉値が所定の干渉閾値より小さいかを判断する周波数選択干渉処理ステップを含む付記１記載の方法。
（付記５）
前記周波数選択干渉処理ステップにおいてサブバンドの干渉値が前記所定の閾値より小さいと判断されれば、前記LS推定値をチャネル推定情報として出力する付記４記載の方法。
（付記６）
前記LMMSE平滑化ステップにおいて、前記CSI-RSの周波数帯域における位置に基づいて前記平滑化行列の異なるサブブロックを選択する付記１記載の方法。
（付記７）
前記無線通信システムは、改善された長期的進化LTE-Aシステムを含む付記１記載の方法。
（付記８）
前記LMMSE平滑化行列は、予め計算されたものであって、且つ参照テーブルに保存されている付記１に記載の方法。
（付記９）
無線通信システムにおけるチャネル推定設備であって、
受信したチャネル状態指示-参照信号CSI-RSに基づいてチャネルのLS推定値を計算する最小二乘LS推定ユニットと；
前記チャネルの信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定ユニットと；
前記チャネルの遅延スプレッドに関連するチャネルパラメーターを推定するチャネルパラメーター推定ユニットと；
推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて線形最小二乗平均誤差LMMSE平滑化行列を選択する平滑化行列選択ユニットと；
選択されたLMMSE平滑化行列を使用して前記LS推定値に対してLMMSEフィルタリングリングを行うLMMSE平滑化ユニットと；
フィルタリングリングの結果をチャネル推定情報として出力する出力ユニットと、を含む設備。
（付記１０）
前記平滑化行列選択ユニットは、推定された信号対雑音比と推定されたチャネルパラメーターに基づいて、前記LMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定するスムーズ窓長さ決定モジュールを更に含み、
前記LMMSE平滑化ユニットは、決定されたスムーズ窓の長さに基づいて、選択されたLMMSE平滑化行列を使用してLMMSEフィルタリングリングを行う、
付記９記載の設備。
（付記１１）
前記平滑化行列選択ユニットは、前記LMMSE平滑化行列のスムーズ窓の長さを決定する前に、所定の信号対雑音比閾値とチャネルパラメーター閾値に基づいて、推定された信号対雑音比とチャネルパラメーターに対して量子化を行う量子化モジュールを、更に含む付記１０記載の設備。
（付記１２）
サブバンドの干渉値が所定の干渉閾値より小さいかを判断する周波数選択干渉処理ユニットを含む付記９記載の設備。
（付記１３）
前記周波数選択干渉処理ユニットは、サブバンドの干渉値が前記所定の閾値より小さいと判断すれば、前記LS推定値をチャネル推定情報として出力する付記１２記載の設備。
（付記１４）
前記LMMSE平滑化ユニットは、前記CSI-RSの周波数帯域における位置に基づいて前記平滑化行列の異なるサブブロックを選択する付記９記載の設備。
（付記１５）
前記無線通信システムは、改善された長期的進化LTE-Aシステムを含む付記９記載の設備。
（付記１６）
前記LMMSE平滑化行列は、予め計算されたものであって、且つ参照テーブルに保存されている付記９に記載の設備。
【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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