专利摘要:
本発明は送信側アンテナセットを備える送信側通信エンティティにより受信側アンテナセットを備える受信側通信エンティティに送信されるデータ信号の事前等化方法であって、送信側アンテナセットの参照アンテナが第1の伝搬チャンネルを通して受信側アンテナによって送信された第1のパルスを受信するステップと、参照アンテナが送信側アンテナと受信側アンテナとの間の第2の伝搬チャンネル及び第1の伝搬チャンネルを経由する第2のパルスの経路を表す複合インパルス応答を受信するステップと、複合インパルス応答の時間を反転させるステップと、時間反転後の複合インパルス応答と第1のパルスの経路を表すインパルス応答とを結合するステップとを含み、上記ステップが受信側アンテナセットの一部及び送信側アンテナセットの一部に関して繰り返され、前記方法がインパルス応答の結合体からデータ信号の事前等化係数を決定するステップを含む方法に関係する。
公开号:JP2011507443A
申请号:JP2010538876
申请日:2008-12-19
公开日:2011-03-03
发明作者:ジャン−マリー・ショフレー;ディン・トゥイー・ファン・フイ
申请人:フランス・テレコム;
IPC主号:H04B7-005
专利说明:

[0001] 本発明は、データ信号、例えば周波数分割複信(FDD)無線通信ネットワークにおいて送信された信号を事前等化する方法に関係する。]
背景技術

[0002] FDDネットワークでは、2つの通信エンティティが、異なる周波数帯域でデータ信号を送信する。例えば、通信エンティティは、無線端末、地上基地局または衛星基地局、あるいは無線アクセスポイントである。本発明は、通信エンティティが単一のアンテナを有する単一入力/単一出力(SISO)無線通信ネットワーク、通信エンティティが複数のアンテナを有する複数入力/複数出力(MIMO)無線通信ネットワーク、及び単一のアンテナを有する通信エンティティと複数のアンテナを有する通信エンティティとを結合する単一入力/複数出力(SIMO)、複数入力/単一出力(MISO)ネットワークに関係する。]
[0003] 通信エンティティによって送信された無線信号(アンテナ信号)は、送信側アンテナの出力において定義された送信側ポイントと受信側通信エンティティのアンテナの入力において定義された受信側ポイントとの間の伝搬チャンネルの状態に応じて、歪みを受ける。そのような歪みを制限するために、アンテナ信号は、2つのアンテナの間の伝搬チャンネルの特性に応じて事前等化係数を適用することによって、事前に歪ませられる。従って、この伝搬チャンネルの特性を示すことが必要である。]
[0004] 既存の事前等化方法の内で、時間反転方法は、それらの減少した複雑さによって、及びそれらの性能によって区別される。]
[0005] 時間反転は、時間反転波動方程式(time-reversed wave equation)の不変性に依存する波、一般的には音波に焦点を合わせるための技術である。従って、時間反転波(time-reversed wave)は、時間とともに後方へ伝わる直接波のように伝搬する。]
[0006] 送信側ポイントから送信された短いパルスは、伝搬媒体中を伝搬する。受信側ポイントによって受信されたこの波の一部は、同じ伝搬媒体において返信される前に時間反転される。その波は、送信側ポイントに向かって集まると共に、そこで、それは短いパルスを形成する。送信側ポイントにおいて集められた信号は、送信側ポイントから送信された送信側信号と実質的に同じ形である。特に、伝送媒体が複雑であれば複雑であるほど、時間反転波は、より正確に一点に集まる。その波が印加される伝搬チャンネルを時間反転することは、送信側ポイントから送信されたこのような方法で事前に歪ませられた波に対する前記チャンネルの影響を無効にすることを可能にする。]
[0007] 従って、時間反転技術は、無線通信ネットワークにおいて、特にチャンネルの広がりを減少させることによって、アンテナ信号に対する伝搬チャンネルの影響を無効にすると共に、チャンネルを通過した後で受信されるシンボルの処理を単純化するために使用される。送信側通信エンティティのアンテナによって送信されたアンテナ信号は、このアンテナ信号が通過しなければならない伝搬チャンネルの時間が反転されたインパルス応答から獲得された係数を適用するによって、事前等化される。従って、時間反転を適用することは、そのエンティティに由来する通信に専念する周波数帯域における伝搬チャンネルの送信側通信エンティティによる情報を必要とする。]
[0008] 送信側通信エンティティから受信側通信エンティティに対するFDD伝送、及び反対方向における伝送は、異なる周波数帯域において実施される。例えば、無線通信システムにおいて、これは、移動無線端末から基地局までの第1の周波数帯域におけるアップリンク伝送、及び基地局から移動無線端末までの第2の周波数帯域におけるダウンリンク伝送を意味する。通信エンティティはチャンネルを通過する信号を受信することに基づいて伝搬チャンネルを推定することができるが、それは、異なる周波数帯域において送信された信号に基づいて伝搬チャンネルを推定することはできない。従って、このタイプの伝送がアンテナ信号を事前等化するための技術を使用することは、特に有益である。]
[0009] 第1の解決方法は、“David Gesbert”、“Mansoor Shafi”、“Da-Shan Shiu”、“Peter J Smith”、及び“Aymon Naguib”による“From theory to practice: an overview ofMIMO space-time coded wireless systems”と題名が付けられ、“IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol.21, no.3, April 2003”に開示された論文において提案されている。提案された方法は、事前等化技術として、受信側通信エンティティの伝搬チャンネルの推定に基づいて評価された係数による時間反転を使用する。受信側通信エンティティは、送信側通信エンティティによって以前に送信されたパイロット信号の情報に基づいて、この推定を行う。伝搬チャンネルの推定値は、その場合に、送信側通信エンティティに供給される。]
[0010] 従って、パイロット信号を挿入することは、伝搬チャンネルを推定することを可能にするが、しかし、これは、受信側通信エンティティにおける複雑な技術の使用を必要とする。更に、チャンネル推定器の複雑さは、利用可能なパイロット信号の数によって増加すると共に、推定値を供給するために必要な無線資源に関する要求は、効果的な事前等化を保証するのに必要とされる推定値の精度と共に増加する。従って、伝搬チャンネルの推定値の精度と、パイロット信号及びチャンネルの推定値を送信するために使用される無線資源の消費量との間で、妥協点が達成されなければならない。]
[0011] 代替方法が、“Tobias Dahl”及び“Jan Egil Kirkebo”による“Blind beamforming in frequency division duplexMISO systems based on time-reversal mirrors”と題名が付けられ、“IEEE Conference 6th Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications, June 2005, SPAWC.2055.1506218, pages 640-644”に提示された論文において説明される。そのいわゆるブラインド方法は、通信エンティティの間のアンテナ信号の往復の通信に基づいている。所定時刻に適用される時間反転係数は、記憶されたデータ信号、及びその信号に以前に適用された事前等化係数から獲得される。従って、その方法は、増加した複雑さ及び膨大なデジタル信号記憶装置を費やして、パイロット信号及びチャンネル推定値の使用なしで済ますことを可能にする。]
[0012] 米国特許出願公開第2007/0099571号明細書
欧州特許出願公開第0936781号明細書]
先行技術

[0013] David Gesbert、Mansoor Shafi、Da-Shan Shiu、Peter J Smith、及びAymon Naguib、“From theory to practice: an overview ofMIMO space-time coded wireless systems”、IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol.21, no.3, 2003年4月
Tobias Dahl、及びJan Egil Kirkebo、“Blind beamforming in frequency division duplexMISO systems based on time-reversal mirrors”、IEEE Conference 6th Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications、2005年6月、SPAWC.2055.1506218、640〜644頁]
発明が解決しようとする課題

[0014] それぞれパイロット信号を使用すること、及びアンテナ信号の往復の通信を使用することに基づいている上述の解決方法のいずれも、十分満足のいくものではない。従って、本発明は、削減された複雑さを有すると共に、パイロット信号を使用せずに時間反転に基づく事前等化方法を提供する、代替の解決方法を提案する。この解決方法は、更に、データ信号が単一のアンテナ信号から成る単一のアンテナを備える通信エンティティ、及びデータ信号が複数のアンテナ信号から成る複数のアンテナを備える通信エンティティに適している。]
課題を解決するための手段

[0015] この目的を達成するために、本発明は、送信側アンテナのセットを備える送信側通信エンティティによって受信側アンテナのセットを備える受信側通信エンティティに対して送信される周波数分割複信データ信号の事前等化方法を提供する。前記方法は、・前記送信側アンテナのセットの参照アンテナが、第1の伝搬チャンネルを通して、受信側アンテナによって送信された第1のパルスを受信するステップと、・送信側アンテナが、前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの間の第2の伝搬チャンネルを通して、第2のパルスを送信するステップと、・前記参照アンテナが、前記第2の伝搬チャンネル及び前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第2のパルスの連続した経路を表す複合インパルス応答を受信するステップと、・前記複合インパルス応答の時間を反転させるステップと、・時間が反転された前記複合インパルス応答と前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第1のパルスの経路を表すインパルス応答とを結合するステップとを含み、前記各ステップが、前記受信側アンテナのセットの少なくとも一部及び前記送信側アンテナのセットの少なくとも一部に関して繰り返されると共に、前記方法は、更に、・前記インパルス応答の結合体のセットから前記データ信号の事前等化係数を決定するステップを含む。]
[0016] 従って、この方法は、送信側通信エンティティによるパイロット信号の伝送なしで済ませることを可能にする。更に、受信側通信エンティティは、伝搬チャンネルの1つの推定値または複数の推定値を供給するために以前に意図された資源を解放する。その方法は、更に、複数のアンテナ信号を含むデータ信号を生成するためにバイナリデータに適用された異なる事前符号化(precoding)及び変調方法に適応することを可能にする。]
[0017] 送信側通信エンティティにおいてデータ信号を事前等化するために使用される本発明の方法の複雑さは、従って、パルスの送信及びパルスの受信、そしてパルスの結合体の時間反転に制限される。]
[0018] 本発明の解決方法が、米国特許出願公開第2007/0099571号明細書で説明された伝搬チャンネルに適応した送信アンテナビーム成形の方法と比べると、特に有利であることに注意すべきである。その明細書によれば、送信された信号の完全性を維持するために、アンテナビームは、その信号が通過するべき伝搬チャンネルの影響を無効にすることを目的として事前等化係数を信号に適用することによって決定される。本発明と対照的に、伝搬チャンネルの影響を無効にすることのここでの結果は、信号のエネルギーが焦点に集中しないことである。本発明によれば、事前等化係数は、時間反転を適用し、そしてそれによってその信号が通過するべき伝搬チャンネルの広がりを減少させることによって、信号のエネルギーを焦点に集中させるように決定される。]
[0019] 欧州特許出願公開第0936781号明細書は、同様に、複素行列反転を使用して伝搬チャンネルの影響を無効にする目的として、パルスの往復の通信に基づいて事前等化係数を決定する代替方法を説明する。同様に獲得された係数は、エネルギーを焦点に集中させることを可能にしない。]
[0020] これらの2つの従来技術方法の計算は、本発明より更にはるかに大きい複雑さの計算になる。]
[0021] その方法は、更に、前記受信側アンテナによって送信された前記第1のパルスを受信する前記ステップ内に、前記送信側アンテナのセットを通して受信されたパルスのセットに応じて前記参照アンテナを選択するステップを含む。例えば、この選択は、送信側アンテナのセットによって受信されたパルスのセットのパルスのエネルギーに応じて実施される。]
[0022] 例えば、この選択は、従って、信号のエネルギーが最小値に減衰している第2の伝搬チャンネルを優先することを可能にする。]
[0023] 前記方法は、更に、・前記受信側アンテナが、前記送信側アンテナによって送信された前記第2のパルスを受信するステップと、・前記受信側アンテナが、前記受信された第2のパルスを前記送信側通信エンティティに対して送信するステップとを含む。]
[0024] 送信側通信エンティティによって送信されたデータ信号を事前等化するために受信側通信エンティティにおいて使用される本発明の方法の複雑さは、従って、送信側通信エンティティによって送信されたパルスを受信することと、それを送信側通信エンティティに戻すように送信することに制限される。]
[0025] 本発明は、更に、送信側アンテナのセットを備える送信側通信エンティティ用の、送信される周波数分割複信データ信号の事前等化のための装置であって、前記送信側通信エンティティが、受信側アンテナのセットを備える受信側通信エンティティに対して前記信号を送信するように構成された装置を提供する。前記装置は、・前記送信側アンテナのセットの参照アンテナが、第1の伝搬チャンネルを通して、受信側アンテナによって送信された第1のパルスを受信することを可能にするための手段と、・送信側アンテナが、第2のパルスを送信することを可能にするための手段と、・前記参照アンテナが、前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの間の第2の伝搬チャンネル及び前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第2のパルスの連続した経路を表す複合インパルス応答を受信することを可能にするための手段と、・前記複合インパルス応答の時間を反転させるための手段と、・時間が反転された前記複合インパルス応答と前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第1のパルスの経路を表すインパルス応答とを結合するための手段と、・前記インパルス応答の結合体のセットから前記データ信号の事前等化係数を決定するための手段とを備え、前記受信する手段、前記反転する手段、及び前記結合する手段は、前記受信側アンテナのセットの少なくとも一部及び前記送信側アンテナのセットの少なくとも一部に関して繰り返して用いられる。]
[0026] 本発明は、更に、受信側アンテナのセットを備える受信側通信エンティティ用の、周波数分割複信データ信号の事前等化のための装置であって、前記受信側通信エンティティは、上述の装置と送信側アンテナのセットを備える送信側通信エンティティによって送信された前記データ信号を受信することが可能である装置を提供する。前記装置は、・受信側アンテナによる前記送信側通信エンティティに対する第1のパルスの送信を可能にするための手段と、・送信側アンテナによって送信された第2のパルスを受信するための手段と、・前記受信側アンテナによって受信された前記第2のパルスを送信するための手段とを備え、前記送信手段、及び前記受信手段は、前記受信側アンテナのセットの少なくとも一部及び前記送信側アンテナのセットの少なくとも一部に関して繰り返して用いられる。]
[0027] 本発明は、更に、無線通信システムの通信エンティティであって、データ信号の事前等化のための上述の装置の内の少なくとも1つを備える通信エンティティを提供する。]
[0028] 本発明は、更に、無線通信システムであって、少なくとも2つの本発明の通信エンティティを備える無線通信システムを提供する。]
[0029] 上記の装置、通信エンティティ、及びシステムは、上述の利点と同様の利点を有する。]
図面の簡単な説明

[0030] 本発明の受信側通信エンティティと通信する本発明の送信側通信エンティティの構成図である。
データ信号を事前等化する本発明の第1の特定の実装の方法のステップを表す図である。
データ信号を事前等化する本発明の第2の特定の実装の方法のステップを表す図である。]
実施例

[0031] 本発明の他の特徴及び利点は、実例となると共に制限しない例のみを手段として与えられる、データ信号の事前等化及び関連する通信エンティティに関する本発明の特定の実施例の方法の以下の説明を読むと共に、添付された図面を参照することによって、更に明らかに明白になる。]
[0032] 図1を参照すると、送信側通信エンティティEC1は、図示されない周波数分割複信(FDD)無線通信ネットワークを通して、受信側通信エンティティEC2と通信することができる。] 図1
[0033] 例えば、無線通信ネットワークは、3GPP(3rd Generation Partnership Project:第3世代パートナーシッププロジェクト)機構、及び3GPP−LTE(Long Term Evolution:ロングタームエボリューション)を含むそれらのエボリューション(evolution)によって定義された、UMTS(Universal Mobile Communications system:ユニバーサル移動体通信システム)セルラー無線通信ネットワークである。]
[0034] 可能性がある通信エンティティは、移動端末、地上基地局または衛星基地局、そしてアクセスポイントである。基地局から移動無線端末までのFDDアップリンク伝送は、移動無線端末から基地局までのダウンリンク伝送のための専用の周波数帯域と異なる周波数帯域において実施される。簡単化のために、本発明は、送信がアップリンク方向であるか、もしくはダウンリンク方向であるか否かに拘らず、通信エンティティEC1から通信エンティティEC2に対するデータ信号の一方向の送信について説明される。本発明は、更に、双方向伝送に関係する。]
[0035] 送信側通信エンティティEC1は、M1個の送信側アンテナ(A11、...A1ref、...A1i、...A1M1)を備えており、ここで、M1は、1以上である。受信側通信エンティティEC2は、M2個の受信側アンテナ(A21、...A2j、...A2M2)を備えており、ここで、M2は、1以上である。]
[0036] 受信側通信エンティティEC2は、第1の周波数帯域において、M2も含めて1とM2との間の“j”に対応するあらゆる1つ以上のアンテナA2jから、パルスまたは無線信号を送信することができる。第1の伝搬チャンネルC1(A1i←A2j)が、通信エンティティEC2のアンテナA2jと送信側通信エンティティEC1のアンテナA1iとの間に定義される。従って、“i”が1からM1まで変化し、“j”が1からM2まで変化するM1×M2個の第1の伝搬チャンネルC1(A1i←A2j)が、通信エンティティEC1と通信エンティティEC2との間に定義される。]
[0037] 送信側通信エンティティEC1は、第1の周波数帯域とは異なる第2の周波数帯域において、M1も含めて1とM1との間の“i”に対応するあらゆる1つ以上のアンテナA1iから、無線信号またはパルスを受信側通信エンティティEC2に対して送信するように構成される。通信エンティティEC1から通信エンティティEC2に対する送信のために、第2の伝搬チャンネルC2(A1i→A2j)が、通信エンティティEC1のアンテナA1iと受信側通信エンティティEC2のアンテナA2jとの間に定義される。従って、“i”が1からM1まで変化し、“j”が1からM2まで変化するM1×M2個の第2の伝搬チャンネルC2(A1i→A2j)が、通信エンティティEC1と通信エンティティEC2との間に定義される。]
[0038] 図1は、本発明に関係する送信側通信エンティティ及び受信側通信エンティティのそれらの手段のみを示す。] 図1
[0039] 送信側通信エンティティ及び受信側通信エンティティは、更に、それについての動作を制御するためにそれらが含む手段に接続される図示されない中央制御ユニットを備える。]
[0040] 送信側通信エンティティは、更に、M1個のアンテナ信号を含むデータ信号の発生器を備える。例えば、“S. Alamouti”による“IEEE Journal Selected Areas In Communications, vol.16, pp. 1456-1458, October 1998”に開示された“Space Block Coding: a simple transmitter diversity technique for wireless communications”という論文において説明されるように、そのようなアンテナ信号は、変調方法、符号化方法、及びM1個のアンテナへの分配方法を通して、バイナリデータによって定義される。]
[0041] 送信側通信エンティティは、・全ての送信側アンテナを通して、通信エンティティEC2によって送信されたパルスを受信するように構成された受信器REC11と、・送信側アンテナを通して受信器REC1によって受信された全てのインパルス応答に基づいて参照アンテナを選択するように構成されたアンテナ選択器SEL1と、・アンテナ選択器SEL1によって決定された参照アンテナを通して受信器REC1によって受信された伝達関数またはインパルス応答を記憶するメモリMEM11と、・M1も含めて1とM1との間の“i”に対応するあらゆるアンテナA1iから、通信エンティティEC1から通信エンティティEC2に対する送信のための専用の周波数帯域が提供する搬送波周波数f1でパルスを送信するように構成されたパルス発生器GI1と、・アンテナ選択器SEL1によって決定された参照アンテナを通して複合インパルス応答を受信するように構成された受信器REC12と、・受信器REC12によって供給された複合インパルス応答の時間を反転させるように構成されたパルス分析器RTEMP1と、・メモリMEM11に記憶されたインパルス応答と、パルス分析器RTEMP1によって供給された時間が反転された前記複合インパルス応答とを結合するように構成されたコンピュータCOMB1と、・コンピュータCOMB1によって繰り返して決定されたインパルス応答または伝達関数を記憶するメモリMEM12と、・メモリMEM12に記憶された伝達関数またはインパルス応答の結合体から事前等化係数を決定するように構成された事前等化器PEGA1とを備える。]
[0042] もちろん、メモリMEM11及びメモリMEM12は、単一の記憶モジュールによって提供され得る。同様に、受信器REC11及び受信器REC12は、単一の無線信号受信器モジュールによって提供され得る。]
[0043] 受信側通信エンティティは、・M2も含めて1とM2との間の“j”に対応するあらゆる受信側アンテナA2jから、通信エンティティEC2から通信エンティティEC1に対する送信のための専用の周波数帯域が提供する搬送波周波数f2でパルスを送信するように構成されたパルス発生器GI2と、・受信側アンテナを通して、送信側通信エンティティによって送信されたパルスを受信するように構成された受信器REC2と、・受信側アンテナを通して受信器REC2から供給されたインパルス応答を送信するように構成された送信器EMET2とを備える。]
[0044] 送信側通信エンティティ及び受信側通信エンティティの様々な手段は、当業者に良く知られているアナログ技術もしくはデジタル技術において実装され得る。]
[0045] データ信号を事前等化するための図2において示された本発明の方法は、ステップE1からステップE10を有する。この例では、これらのステップの結果は、周波数領域で示されるが、しかし以下の定義を前提として、直接時間領域に置き換えられ得る。] 図2
[0046] 時間パルスは、周波数fの関数であるIMP(f)によって与えられる伝達関数の時刻“t”の関数として、関数imp(t)によって定義される。同様に、インパルス応答は、周波数fの関数であるRI(f)によって与えられる伝達関数の時刻“t”の関数として、関数ri(t)によって定義される。インパルス応答の畳み込み積は、対応する伝達関数の積に対応する。時間が反転されたインパルス応答ri(t)は、ri(−t)と表されると共に、対応する伝達関数は、伝達関数RI(f)と共役であるRI(f)*である。]
[0047] ステップE1からステップE9は、少なくともいくらかの受信側アンテナ及び少なくともいくらかの送信側アンテナに関して繰り返される。それらの反復は、初期化ステップINITと、送信側アンテナA1iのインデックス“i”をインクリメントするステップIT1と、受信側アンテナA2jのインデックス“j”を反復するステップIT2とによって象徴される。送信側アンテナA1i及び受信側アンテナA2jに関するステップE1からステップE9の1回の反復が説明される。]
[0048] ステップE1において、受信側通信エンティティのパルス発生器GI2は、IMP1(f)である伝達関数の時間パルスimp1(t)を生成する。このパルスは、通信エンティティEC2から通信エンティティEC1に対する伝送のための専用の周波数帯域における搬送波周波数f2でアンテナA2jを通して送信される。]
[0049] 例えば、そのパルスは、システムが、あらゆるタイプのアクセス、例えば直交周波数分割多元接続(OFDMA)、符号分割多元接続(CDMA)、または時分割多元接続(TDMA)に関して機能する周波数帯域のサイズに反比例する継続時間を有する二乗余弦関数(raised cosine function)である。]
[0050] 次のステップE2において、送信側通信エンティティの受信機REC11は、全ての送信側アンテナを通して、通信エンティティEC2によって送信されたパルスを受信する。アンテナ選択器SEL1は、全ての送信側アンテナを通して受信器REC11によって受信された全てのパルスに基づいて、例えば様々な送信側アンテナを通して受信されたエネルギーを比較することによって、参照アンテナを決定すると共に、最大のエネルギーを有するインパルス応答を選択する。もう一つの方法として、アンテナ選択器は、そのパルスの時間軸上の広がりが最も少ないアンテナを選択する。もう一つの方法として、アンテナ選択器は、任意に参照アンテナを選択する。]
[0051] 次のステップE3において、受信器REC11は、参照アンテナを通して受信されたパルスを、送信側通信エンティティのメモリMEM11に供給する。受信側アンテナA2jと参照アンテナA1refとの間の第1の伝搬チャンネルC1(ref←j)を通過したパルスimp1(t)の伝達関数は、H1ref←j(f)で示される。]
[0052] ステップE1と並行して、送信側通信エンティティのパルス発生器GI1は、IMP2(f)である伝達関数のパルスimp2(t)を生成する。このパルスは、送信側アンテナA1iを通して、通信エンティティEC1から通信エンティティEC2に対する送信のための専用の周波数帯域における搬送波周波数f1で送信される。]
[0053] ステップE4の後のステップE5において、受信側通信エンティティの受信器REC2は、全ての受信側アンテナを通してパルスimp2(t)を受信する。受信器REC2は、受信側アンテナA2jを通して受信したインパルス応答を、受信側通信エンティティの送信器EMET2に供給する。このインパルス応答は、送信側アンテナA1iと受信側アンテナA2jとの間の第2の伝搬チャンネルC2(i→j)を通過するパルスimp2(t)を表す。]
[0054] 次のステップE6において、送信器EMET2は、受信器REC2によって受信されたインパルス応答を、搬送波周波数f1から搬送波周波数f2に置き換える。それから、アンテナA2jは、置き換えられたインパルス応答を送信側通信エンティティに対して送信する。]
[0055] ステップE7において、送信側通信エンティティEC1の受信器REC12は、全ての送信側アンテナを通して、インパルス応答または複合インパルス応答ricomb(t)を受信する。受信器REC12は、ステップE4の間に送信されたパルスimp2(t)の通信エンティティの間の往復の通信に対応する、参照アンテナA1refを通して受信された複合インパルス応答を選択する。第1の伝搬チャンネル及び第2の伝搬チャンネルを経由するこの連続する経路を表す伝達関数は、以下の方程式によって与えられる。]
[0056] ]
[0057] ここで、H1ref←j(f)は、第1の伝搬チャンネルC1(A1ref←A2j)の伝達関数であり、H2i→j(f)は、第2の伝搬チャンネルC2(A1i→A2j)の伝達関数である。受信器REC12は、複合インパルス応答を送信側通信エンティティのパルス分析器RTEMP1に供給する。]
[0058] ステップE8において、パルス分析器RTEMP1は、複合インパルス応答の時間を反転させる。この目的を達成するために、パルス分析器は、例えば複合インパルス応答の係数を記憶することによって、複合インパルス応答を記憶すると共に、ricomb(t)の係数と逆の順序でそれの共役複素数を分類する。従って、時間が反転された複合インパルス応答ricomb(−t)の伝達関数は、以下の方程式によって与えられる。]
[0059] ]
[0060] もう一つの方法として、パルス分析器は、アナログ分配器(splitter)を使用してインパルス応答ricomb(t)を分析すると共に、複合インパルス応答の離散モデルを推論する。その場合に、アナライザは、離散モデルに基づいて時間反転を適用する。]
[0061] 次のステップE9において、コンピュータCOMB1は、インパルス応答ricomb(−t)と、ステップE3の間に送信側通信エンティティのメモリMEM11に記憶されたインパルス応答とを結合する。その結合は、上記のインパルス応答の畳み込み積、または、対応する伝達関数の積によって実施される。その結果生じるインパルス応答rij(t)の伝達関数Hij(f)は、以下の方程式によって与えられる。]
[0062] ]
[0063] その場合に、インパルス応答rij(t)は、送信側通信エンティティのメモリMEM12に記憶される。]
[0064] ステップE1からステップE3の遷移及びステップE4からステップE8の遷移は、並行して実行され得る。従って、方法は、通信エンティティの間の単純協業のみを必要とする。しかしながら、ステップE9は、通信エンティティEC2によるパルスの送信の後に続くステップE2及びステップE3の実行、及び通信エンティティEC1によるパルスの送信の後に続くステップE5からステップE8の実行の後まで起動されない。その場合に、通信エンティティの同期化は、例えば同時にステップE1とステップE4を実行することによって、ステップE9の起動を最適化することを可能にする。]
[0065] ステップE1からステップE9は、いくらかの送信側アンテナ及びいくらかの受信側アンテナに関して繰り返され、送信側通信エンティティのメモリMEM12は、記憶された伝達関数またはインパルス応答のセットを含む。M1個の受信側アンテナ及びM2個の送信側アンテナに対して実施される反復のために、メモリMEM12は、“i”が1からM1まで変化し、“j”が1からM2まで変化するM1×M2個の伝達関数Hij(f)を含む。]
[0066] ステップE10において、送信側通信エンティティの事前等化器PEGA1は、“i”が1からM1まで変化するM1個の事前等化フィルタFIi(f)のセットFIを形成するために、伝達関数Hij(f)を結合することによって、M1個のアンテナ信号S1(t)、...、Si(t)、...、SM1(t)を含むデータ信号S(t)の事前等化係数を決定する。アンテナA1iを通して送信されたアンテナ信号Si(t)は、従って、以下の方程式によって定義された対応するフィルタFIi(f)を適用することによって成形される。]
[0067] ]
[0068] “j”がM2も含めて1からM2まで変化する重み付け係数Cjは、データ信号を生成するために使用される方法に応じて決定された設定可能なパラメータである。これらのパラメータは、更に、例えば受信側アンテナをオフまたはオンするときに、時間の経過に伴う伝搬チャンネルの状態の進展に応じて更新される。]
[0069] ステップE10の後で、データ信号は、セットFIの対応するフィルタにより、アンテナ信号のそれぞれをフィルタ処理することによって事前等化されると共に、通信エンティティEC1によって通信エンティティEC2に対して送信される。]
[0070] 1つの特定の実装において、ステップE1からステップE9は、送信側アンテナのセットが提供する1つの送信側アンテナA1iだけに関して実行される。この実装は、等化されるべきデータ信号がアンテナ信号Si(t)である状況に対応する。送信側通信エンティティのメモリMEM12は、“j”が1からM2まで変化するM2個の伝達関数Hij(f)を含む。事前等化器PEGA1は、単一の事前等化フィルタFIi(f)を決定する。アンテナA1iを通して送信されたアンテナ信号Si(t)は、従って、以下の方程式によって与えられた対応するフィルタFIi(f)を適用することによって成形される。]
[0071] ]
[0072] 1つの特定の実施例において、受信側アンテナのセットは、1つの受信側アンテナA21だけを含む。ステップE1からステップE9は、受信側通信エンティティのアンテナA21を通して単一の第1のパルスを送信するためだけに実行される。]
[0073] 説明に役立つ実例として、ステップE1からステップE9が全ての送信側アンテナに関して繰り返された場合、事前等化器は、ステップE10において、“i”が1からM1まで変化するM1個の伝達関数Hi1(f)に応じて事前等価係数を決定する。データ信号に適用されるべきM1個の事前等化フィルタFIi(f)のセットFIは、以下の方程式によって与えられる。]
[0074] ]
[0075] 1つの特定の実施例において、送信側アンテナのセットは、1つの送信側アンテナA11だけを含む。その場合に、データ信号は、1つの送信側アンテナによって送信された1つのアンテナ信号S1(t)だけを含むと共に、参照アンテナは送信側アンテナA11である。ステップE1からステップE9は、送信側通信エンティティの単一のアンテナA11を通して単一の第2のパルスを送信するためだけに実行される。]
[0076] 説明に役立つ実例として、ステップE1からステップE9が全ての受信側アンテナに関して繰り返された場合、ステップE10において、“j”が1からM2まで変化するM2個の伝達関数H1jが利用可能である。事前等化器は、以下のように、M2個の係数Cjに基づいて、データ信号に適用される単一の事前等化フィルタFI1(f)を決定する。]
[0077] ]
[0078] 1つの特定の実施例において、送信側アンテナのセットは、1つの送信側アンテナA11だけを含み、そして受信側アンテナのセットは、1つの受信側アンテナA21だけを含む。データ信号は、1つのアンテナ信号S1(t)だけを含むと共に、送信側アンテナの参照アンテナはアンテナA11である。ステップE1からステップE9は、受信側アンテナA21を通して単一の第1のパルスを送信すると共に、送信側アンテナA11を通して単一の第2のパルスを送信するためだけに実行される。ステップE10において、伝達関数H11(f)は、以下の方程式によって与えられる単一の事前等化フィルタFI1を決定する。]
[0079] ]
[0080] 図3は、データ信号を事前等化する本発明の第2の特定の実装の方法のステップを表す。方法は、送信側アンテナ及び受信側アンテナに関する反復ループが変更されている、上述のステップE1からステップE10に類似しているステップE1’からステップE10’を含む。] 図3
[0081] ステップE1’からステップE3’は、少なくともいくらかの受信側アンテナに関して繰り返される。それらの反復は、初期化ステップINIT3と、受信側アンテナA2jのインデックス“j”をインクリメントするステップIT3とによって象徴される。]
[0082] 従って、受信側アンテナA2jに対応するステップE1’からステップE3’の反復は、・ステップE1’の間に、受信側アンテナA2jを通して時間パルスimp1(t)を送信する段階と、・ステップE2’の間に、受信器REC11によって送信されたパルスを受信すると共に、参照アンテナを選択する段階と、・ステップE3’の間に、参照アンテナを通して受信されたインパルス応答をメモリMEM1に記憶する段階とを含み、ステップE3’に表示されたH1ref←j(f)は、受信側アンテナA2jと参照アンテナA1refとの間の第1の伝搬チャンネルC1(ref←j)を通過したパルスimp1(t)に対応する伝達関数を示す。]
[0083] ステップE1’からステップE3’は、受信側のアンテナのセットの内の少なくともいくらかに関して繰り返され、送信側通信エンティティのメモリMEM1は、その場合に、反復の間に連続して獲得された全ての伝達関数を含む。]
[0084] ステップE1’からステップE3’の反復と並行して、送信側通信エンティティのパルス発生器GI1は、ステップE4’において、IMP2(f)である対応する伝達関数のパルスimp2(t)を生成する。このパルスは、送信側アンテナのセットの一部の各アンテナを通して、反復して送信される。それらの反復は、初期化ステップINIT4と、送信側アンテナA1iのインデックス“i”をインクリメントするステップIT4とによって象徴される。]
[0085] 送信側アンテナA1iを通してパルスimp2(t)を送信することに対応する反復のために、ステップE5’からステップE8’が、いくらかの受信側アンテナに関して繰り返される。]
[0086] ステップE5’からステップE8’の反復は、初期化ステップINIT5と、受信側アンテナA2jのインデックス“j”をインクリメントするステップIT5とによって象徴される。]
[0087] 従って、受信側アンテナA2jに関するステップE5’からステップE8’の反復は、・ステップE5’の間に、受信側通信エンティティの受信器REC2が送信側アンテナA11を通して送信されたパルスを受信する段階と、・ステップE6’の間に、送信器EMET2が受信側アンテナA2jを通して受信されたインパルス応答を受信側アンテナA2jを通して送信する段階と、・ステップE7’の間に、受信器REC12が複合インパルス応答ricomb(t)を受信する段階と、・ステップE8’の間に、パルス分析器RTEMP1が複合インパルス応答ricomb(t)の時間を反転させる段階とを含み、受信器REC12は、ステップE4’の反復の間に送信されたパルスimp(t)の往復の通信に対応する、参照アンテナA1refを通して受信された複合インパルス応答を選択すると共に、第1の伝搬チャンネル及び第2の伝搬チャンネルを経由する連続した経路を表すその伝達関数は、以下の方程式によって与えられる。]
[0088] ]
[0089] 時間が反転された複合インパルス応答は、その場合に、受信側アンテナA2jに関するステップE5’からステップE8’の反復のために、対応する送信側通信エンティティのメモリMEM12に記憶される。]
[0090] ステップE5’からステップE8’は、少なくとも送信側アンテナのセットの一部に関して繰り返され、メモリMEM12は、受信側アンテナA2jのために、インデックス“i”の反復の間に連続して獲得された全ての複合インパルス応答を含む。]
[0091] 受信側アンテナのセットの一部の反復の後で、送信側通信エンティティのメモリMEM12は、その場合に、以下の伝達関数のセットを含む。]
[0092] ]
[0093] ステップE1’からステップE3’の遷移及びステップE4’からステップE8’の遷移は、並行して実行され得る。しかしながら、アンテナA1iに関するステップE7’の最初の反復は、ステップE2’の最初の反復の間に参照アンテナが選択された後でのみ、実施され得る。従って、この実装は、2つの通信エンティティの間にステップの同期に関連する制限を加えるが、通信エンティティの間の交換の数を最適化することを可能にする。]
[0094] ステップE9’の間に、送信側通信エンティティのコンピュータCOMB1は、メモリMEM11に記憶されたインパルス応答と、メモリMEM12に記憶された時間が反転された複合インパルス応答とを結合する。]
[0095] M1も含めて1とM1との間のインデックス“i”を有する送信側アンテナ、及びM2も含めて1とM2との間のインデックス“j”を有する受信側アンテナに関して、コンピュータCOMB1は、従って、以下の方程式によって与えられた伝達関数Hij(f)を決定する。]
[0096] ]
[0097] 全ての送信側アンテナ及び全ての受信側アンテナに対して実施される反復のために、送信側通信エンティティのコンピュータCOMB1は、メモリMEM11に記憶されたインパルス応答と、メモリMEM12に記憶された時間が反転された複合インパルス応答とのM1×M2個の結合を実施する。]
[0098] ステップE10’において、送信側通信エンティティの事前等化器PEGA1は、全ての受信側アンテナに関して実施される反復ループのための、“i”が1からM1まで変化するM1個の事前等化フィルタFIi(f)のセットFIを形成するために、伝達関数Hij(f)の結合に基づいて、M1個のアンテナ信号[S1(t)、...、Si(t)、...、SM1(t)]を含むデータ信号S(t)に関する事前等化係数を決定する。アンテナA1iを通して送信されたアンテナ信号Si(t)は、従って、以下の方程式によって与えられた対応するフィルタFIi(f)を適用することによって成形される。]
[0099] ]
[0100] データ信号は、従って、セットFIの対応するフィルタによりアンテナ信号のそれぞれをフィルタ処理することによって事前等化されると共に、通信エンティティEC1によって通信エンティティEC2に対して送信される。]
[0101] 1つの特定の実装において、ステップE1’、及びステップE5’からステップE8’にわたる反復ループは、送信側アンテナのセットが提供する単一の送信側アンテナA1iだけに関して実施される。この実装は、等化されるべきデータ信号がアンテナ信号Si(t)である状況に対応する。送信側通信エンティティのメモリMEM12は、“j”が1からM2まで変化するM2個の伝達関数Hij(f)を含む。事前等化器PEGA1は、単一の事前等化フィルタFIi(f)を決定する。アンテナA1iを通して送信されたアンテナ信号Si(t)は、従って、以下の方程式によって与えられた対応するフィルタFIi(f)を適用することによって成形される。]
[0102] ]
[0103] その方法は、更に、双方向伝送のために使用され得る。特にこの実装において、その方法は、パルス及びアンテナ信号が通信エンティティによって同時に送信されないように、図2または図3に対応する第1の実装または第2の実装において、アップリンク方向及びダウンンク方向で使用される。これは、1つ以上の伝搬チャンネルを通過することを示すインパルス応答の処理を保証するためである。] 図2 図3
[0104] 図2または図3に対応して説明された実装において、反復ループは、いくらかの受信側アンテナ及びいくらかの送信側アンテナに関して実行される。アンテナ及び選ばれたアンテナの数は、方法の設定可能なパラメータである。例えば、それらは、アンテナの特性に応じて決定される。] 図2 図3
[0105] ここで説明された発明は、データ信号を事前等化するために送信側通信エンティティにおいて使用される装置を提供する。従って、本発明は、更に、コンピュータプログラム、特に情報記憶媒体上または情報記憶媒体内の本発明を実施するように構成されたコンピュータプログラムを提供する。このプログラムは、あらゆるプログラミング言語を使用することができると共に、部分的に編集された形式または送信側通信エンティティにおいて実行される本発明の方法のステップのそれらの実装に適したあらゆる他の形式のような、ソースコード、オブジェクトコード、またはソースコードとオブジェクトコードとの中間コードの形式を取ることができる。]
[0106] ここで説明された発明は、データ信号を事前等化するために受信側通信エンティティにおいて使用される装置を提供する。従って、本発明は、更に、コンピュータプログラム、特に情報記憶媒体上または情報記憶媒体内の本発明を実施するように構成されたコンピュータプログラムを提供する。このプログラムは、あらゆるプログラミング言語を使用することができると共に、部分的に編集された形式または受信側通信エンティティにおいて実行される本発明の方法のステップのそれらの実装に適したあらゆる他の形式のような、ソースコード、オブジェクトコード、またはソースコードとオブジェクトコードとの中間コードの形式を取ることができる。]
[0107] EC1送信側通信エンティティ
EC2 受信側通信エンティティ
A11、...A1ref、...A1i、...A1M1送信側アンテナ
A21、...A2j、...A2M2受信側アンテナ
C1(A1i←A2j) 第1の伝搬チャンネル
C2(A1i→A2j) 第2の伝搬チャンネル
REC11受信器
SEL1アンテナ選択器
MEM11メモリ
GI1パルス発生器
REC12 受信器
RTEMP1パルス分析器
COMB1コンピュータ
MEM12 メモリ
PEGA1事前等化器
GI2 パルス発生器
REC2 受信器
EMET2 送信器]
权利要求:

請求項1
送信側アンテナのセット(A11、...、A1M1)を備える送信側通信エンティティ(EC1)によって受信側アンテナのセット(A21、...、A2M2)を備える受信側通信エンティティ(EC2)に対して送信される周波数分割複信(FDD)データ信号の事前等化方法であって、前記方法が、・前記送信側アンテナのセットの参照アンテナ(A1ref)が、第1の伝搬チャンネルを通して、受信側アンテナ(A2j)によって送信された第1のパルスを受信するステップと、・送信側アンテナ(A1i)が、前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの間の第2の伝搬チャンネルを通して、第2のパルスを送信するステップと、・前記参照アンテナが、前記第2の伝搬チャンネル及び前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第2のパルスの連続した経路を表す複合インパルス応答を受信するステップと、・前記複合インパルス応答の時間を反転させるステップと、・時間が反転された前記複合インパルス応答と前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第1のパルスの経路を表すインパルス応答とを結合するステップとを含み、前記各ステップが、前記受信側アンテナのセットの少なくとも一部及び前記送信側アンテナのセットの少なくとも一部に関して繰り返されると共に、前記方法が、更に、・前記インパルス応答の結合体のセットから前記データ信号の事前等化係数を決定するステップを含むことを特徴とする方法。
請求項2
前記受信側アンテナによって送信された前記第1のパルスを受信する前記ステップが、前記送信側アンテナのセットによって受信されたパルスのセットに応じて前記参照アンテナをあらかじめ選択するステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
請求項3
前記参照アンテナが、前記送信側アンテナのセットによって受信された前記パルスのセットの前記パルスのエネルギーに応じて選択されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
請求項4
前記方法が、更に、・前記受信側アンテナが、前記送信アンテナによって送信された前記第2のパルスを受信するステップと、・前記受信側アンテナが、前記受信された第2のパルスを前記送信側通信エンティティに対して送信するステップとを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
請求項5
受信側アンテナのセット(A21、...、A2M2)を備える受信側通信エンティティ(EC2)に対して周波数分割複信(FDD)データ信号を送信するように構成されると共に、送信側アンテナのセット(A11、...、A1M1)を備える送信側通信エンティティ(EC1)用の、送信される前記データ信号の事前等化のための装置であって、前記装置が、・前記送信側アンテナのセットの参照アンテナ(A1ref)が、第1の伝搬チャンネルを通して、受信側アンテナ(A2j)によって送信された第1のパルスを受信することを可能にするための手段(REC11)と、・送信側アンテナ(A1i)が、前記送信側アンテナと前記受信側アンテナとの間の第2の伝搬チャンネルを通して、第2のパルスを送信することを可能にするための手段(GE1)と、・前記参照アンテナが、前記第2の伝搬チャンネル及び前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第2のパルスの連続した経路を表す複合インパルス応答を受信することを可能にするための手段(REC12)と、・前記複合インパルス応答の時間を反転させるための手段(RTEMP1)と、・時間が反転された前記複合インパルス応答と前記第1の伝搬チャンネルを経由する前記第1のパルスの経路を表すインパルス応答とを結合するための手段(COMB1)と、・前記インパルス応答の結合体のセットから前記データ信号の事前等化係数を決定するための手段とを備え前記受信する手段、前記反転する手段、及び前記結合する手段が、前記受信側アンテナのセットの少なくとも一部及び前記送信側アンテナのセットの少なくとも一部に関して繰り返して用いられることを特徴とする装置。
請求項6
請求項5に記載された装置と送信側アンテナのセット(A11、...、A1M1)を備える送信側通信エンティティ(EC1)によって送信された周波数分割複信(FDD)データ信号を受信することが可能であると共に、受信側アンテナのセット(A21、...、A2M2)を備える受信側通信エンティティ(EC2)用の、前記データ信号の事前等化のための装置であって、前記装置が、・受信側アンテナ(A2j)による前記送信側通信エンティティに対する第1のパルスの送信を可能にするための手段(GI2)と、・送信側アンテナによって送信された第2のパルスを受信するための手段(REC2)と、・前記受信側アンテナによって受信された前記第2のパルスを送信するための手段(EMET2)とを備え、前記送信手段、及び前記受信手段が、前記受信側アンテナのセットの少なくとも一部及び前記送信側アンテナのセットの少なくとも一部に関して繰り返して用いられることを特徴とする装置。
請求項7
無線通信システムの通信エンティティであって、少なくとも1つの請求項5または請求項6に記載の装置を備えることを特徴とする通信エンティティ。
請求項8
無線通信システムであって、少なくとも2つの請求項7に記載の通信エンティティを備えることを特徴とする無線通信システム。
請求項9
送信側通信エンティティのためのコンピュータプログラムであって、前記プログラムが前記送信側通信エンティティによって実行されたときに、前記送信側通信エンティティによって実行される請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の方法のステップのそれらの前記エンティティによる実行を制御するためのソフトウェア命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
請求項10
受信側通信エンティティのためのコンピュータプログラムであって、前記プログラムが前記受信側通信エンティティによって実行されたときに、前記受信側通信エンティティによって実行される請求項4に記載の方法のステップのそれらの前記エンティティによる実行を制御するためのソフトウェア命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
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引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
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申请号 | 申请日 | 专利标题
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