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特許5661753ＬＴＥ通信ネットワークにおけるＰＳＳ信号からチャネルを推定するプロセス、およびそのレシーバ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5661753
(24)【登録日】2014年12月12日
(45)【発行日】2015年1月28日
(54)【発明の名称】ＬＴＥ通信ネットワークにおけるＰＳＳ信号からチャネルを推定するプロセス、およびそのレシーバ
(51)【国際特許分類】
H04J 11/00 20060101AFI20150108BHJP
H04B 1/7073 20110101ALI20150108BHJP
H04B 1/712 20110101ALI20150108BHJP
【ＦＩ】
H04J11/00 Z
H04B1/7073
H04B1/712
【請求項の数】15
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2012-515397(P2012-515397)
(86)(22)【出願日】2010年6月18日
(65)【公表番号】特表2012-530435(P2012-530435A)
(43)【公表日】2012年11月29日
(86)【国際出願番号】EP2010003679
(87)【国際公開番号】WO2010145832
(87)【国際公開日】20101223
【審査請求日】2013年6月17日
(31)【優先権主張番号】09368020.5
(32)【優先日】2009年6月19日
(33)【優先権主張国】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】510000633
【氏名又は名称】エスティー‐エリクソン、ソシエテ、アノニム
(73)【特許権者】
【識別番号】511151064
【氏名又は名称】エスティー‐エリクソン、（フランス）、エスアエス
【氏名又は名称原語表記】ＳＴ−ＥＲＩＣＳＳＯＮ （ＦＲＡＮＣＥ） ＳＡＳ
(74)【代理人】
【識別番号】100117787
【弁理士】
【氏名又は名称】勝沼 宏仁
(74)【代理人】
【識別番号】100082991
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 泰和
(74)【代理人】
【識別番号】100103263
【弁理士】
【氏名又は名称】川崎 康
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100118843
【弁理士】
【氏名又は名称】赤岡 明
(74)【代理人】
【識別番号】100146123
【弁理士】
【氏名又は名称】木本 大介
(72)【発明者】
【氏名】アンドレア、アンコラ
(72)【発明者】
【氏名】イッサム、トゥフィク
【審査官】
岡 裕之
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２００８／０４２８７４（ＷＯ，Ａ２）
【文献】
特開２００９−０４９７９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−１０１５０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−２６６８１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
Andrea Ancora et al.，Down-Sampled Impulse Response Least-Squares Channel Estimation for LTE OFDMA，Acoustics, Speech and Signal Processing, 2007. ICASSP 2007. IEEE International Conference on，２００７年 ４月２０日，Vol.III，pp.293-296
【文献】
池田 裕司 他，適応フィルタによるガードバンドの外挿処理を施したＯＦＤＭ用周波数領域伝搬路推定法，電子情報通信学会論文誌，２００８年 ４月 １日，B Vol.J91-B, No.4，pp.450-456
【文献】
Satoshi Nagata et al.，Investigations on Synchronization Channel Sequences in OFDM Based Evolved UTRA Downlink，Vehicular Technology Conference, 2007. VTC-2007 Fall. 2007 IEEE 66th，２００７年１０月 ３日，pp.1390-1395
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｊ １１／００
Ｈ０４Ｂ １／７０７３
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
ＣｉＮｉｉ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）通信システムにおけるチャネルを推定する方法であって、
受信信号からプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）を抽出するステップと、
推定されたベクトル
を生成するために、前記ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに基づいて、最小二乗（ＬＳ：Least Square）チャネル推定を行うステップ（ステップ４０）と、
補間され推定されて６４個の中心サブキャリアにマッピングされたベクトルを発生するために、２つの欠けているサブキャリア、例えばサブキャリア＃−３２およびｄ．ｃ．内における、前記推定されたベクトル
の補間を実行するステップ（ステップ４１）と、
前記補間され推定されたベクトルに基づいて、さらにチャネル推定を行うステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
受信信号からプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）を抽出するステップと、
推定されたベクトル
【数1】
補間され推定されて６４個の中心サブキャリアにマッピングされたベクトルを発生するために、２つの欠けているサブキャリア、例えばサブキャリア＃−３２およびｄ．ｃ．内における、前記推定されたベクトル
【数2】
前記補間され推定されたベクトルに基づいて、さらにチャネル推定を行うステップと、
を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記ＰＳＳに割り当てられていない特定のサブキャリア（＃−３２，ｄ．ｃ．）の補間を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項3】
ｄ．ｃサブキャリアは、２つの隣接するサブキャリアを平均することによって補間される、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項4】
サブキャリア−３２は、サブキャリア−３１によって補間される、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項5】
− 前記ＰＳＳに割り当てられていないサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を補間するステップ（ステップ４１）と、
− 逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）または逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ４２）と、
− チャネルの長さに対応するＬ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ４３）と、
− ＦＬを、６４×６４の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列のＬ個の第１の列を選択することにより得られる行列とし、σを、雑音の分散とし、Ｃｈを、チャネル時間領域インパルス応答共分散行列とするときの、
により乗算を行うステップ（ステップ４４）と、
− 前記乗算を行うステップの結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ４５）と、
− ＤＦＴまたは高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ４６）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
− 逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）または逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ４２）と、
− チャネルの長さに対応するＬ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ４３）と、
− ＦＬを、６４×６４の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）行列のＬ個の第１の列を選択することにより得られる行列とし、σを、雑音の分散とし、Ｃｈを、チャネル時間領域インパルス応答共分散行列とするときの、
【数3】
− 前記乗算を行うステップの結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ４５）と、
− ＤＦＴまたは高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ４６）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6】
− ２つの欠けているサブキャリアに対して補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ５１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ５２）と、
− Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ５３）と、
− 前記Ｌ個の第１のサンプルを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ５４）と、
− 前記ゼロパッドするステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ５５）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ５２）と、
− Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ５３）と、
− 前記Ｌ個の第１のサンプルを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ５４）と、
− 前記ゼロパッドするステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ５５）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7】
− ２つの欠けているサブキャリアに対して補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ６１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ６２）と、
− Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ６３）と、
− ＩＬを寸法Ｌの識別行列とするときの、
により乗算を行うステップ（ステップ６４）と、
− 前記乗算を行うステップの結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ６５）と、
− 前記ゼロパッドするステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ６６）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ６２）と、
− Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ６３）と、
− ＩＬを寸法Ｌの識別行列とするときの、
【数4】
− 前記乗算を行うステップの結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ６５）と、
− 前記ゼロパッドするステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ６６）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8】
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ７１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ７２）と、
− サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の長さに対応する第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ７３）と、
− 前記第１のサンプルを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ７４）と、
− 前記ゼロパッドするステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ７５）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ７２）と、
− サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の長さに対応する第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ７３）と、
− 前記第１のサンプルを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ７４）と、
− 前記ゼロパッドするステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ７５）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9】
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ８１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ８２）と、
− Ｃｈを、チャネル時間領域インパルス応答共分散行列とするときの、Ｃｈにおける、非ゼロのタップの存在に対応するサンプルを保ち、その他の位置にゼロを置くステップ（ステップ８３）と、
− 前記ゼロを置くステップの結果の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ８４）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ８２）と、
− Ｃｈを、チャネル時間領域インパルス応答共分散行列とするときの、Ｃｈにおける、非ゼロのタップの存在に対応するサンプルを保ち、その他の位置にゼロを置くステップ（ステップ８３）と、
− 前記ゼロを置くステップの結果の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ８４）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10】
− ２つの欠けているサブキャリアに対して補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ９１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ９２）と、
− Ｎ個の最も強いサンプル（サンプルの電力の大きさに関する比較が行われる）を保ち、その他の位置にゼロを置く（最も強いものは、ＣＰ内のサンプルに制限してもよい）ステップ（ステップ９３）と、
− 前記ゼロを置くステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う（ステップ９４）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ９２）と、
− Ｎ個の最も強いサンプル（サンプルの電力の大きさに関する比較が行われる）を保ち、その他の位置にゼロを置く（最も強いものは、ＣＰ内のサンプルに制限してもよい）ステップ（ステップ９３）と、
− 前記ゼロを置くステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う（ステップ９４）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11】
− ２つの欠けているサブキャリアに対して補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに関するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ１０１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ１０２）と、
− 第１のＣＰ長のサンプル内で、最大電力を有するサンプルを検出するステップ（ステップ１０３）と、
− 最大電力に関して定義された閾値を超える電力を有するサンプルのみを保つ（ＣＰ内のサンプルのみに限定してもよい）ステップ（ステップ１０４）と、
− 前記サンプルのみを保つステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ１０５）と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
− 補間されたチャネル推定に対して、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を適用するステップ（ステップ１０２）と、
− 第１のＣＰ長のサンプル内で、最大電力を有するサンプルを検出するステップ（ステップ１０３）と、
− 最大電力に関して定義された閾値を超える電力を有するサンプルのみを保つ（ＣＰ内のサンプルのみに限定してもよい）ステップ（ステップ１０４）と、
− 前記サンプルのみを保つステップの結果の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）または高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うステップ（ステップ１０５）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12】
ＬＴＥデジタル通信ネットワーク用のレシーバであって、
− 受信信号からプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）を抽出する手段と、
推定されたベクトル
を生成するために、前記ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに基づいて、最小二乗（ＬＳ：Least Square）チャネル推定を行う手段と、
補間され推定されて６４個の中心サブキャリアにまたがるベクトルを発生するために、２つの欠けているサブキャリア、例えばサブキャリア＃−３２およびｄ．ｃ．内における、前記推定されたベクトル
の補間を実行する手段と、
前記補間され推定されたベクトルに基づいて、さらにチャネル推定を行う手段と、
を含む、ことを特徴とするレシーバ。
− 受信信号からプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）を抽出する手段と、
推定されたベクトル
【数5】
補間され推定されて６４個の中心サブキャリアにまたがるベクトルを発生するために、２つの欠けているサブキャリア、例えばサブキャリア＃−３２およびｄ．ｃ．内における、前記推定されたベクトル
【数6】
前記補間され推定されたベクトルに基づいて、さらにチャネル推定を行う手段と、
を含む、ことを特徴とするレシーバ。
【請求項13】
前記補間は、前記ＰＳＳに割り当てられていない特定のサブキャリア（＃−３２，ｄ．ｃ．）の補間によって行われる、ことを特徴とする請求項１２に記載のレシーバ。
【請求項14】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の方法を行う手段を含む、ことを特徴とするＬＴＥデジタル通信ネットワーク用のレシーバ。
【請求項15】
請求項１４に記載のレシーバを備えることを特徴とする携帯型ユーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信の分野に関し、特に、ＬＴＥ通信ネットワークにおけるＰＳＳ信号に基づいてチャネルを推定するプロセス、およびそのプロセスを行うレシーバに関する。
【背景技術】
【0002】
デジタル無線通信は、特に、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭシステム）の最新の開発、および最近の発展、すなわち、いわゆるロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）システムと共に、世界中で広く使用される。
【0003】
ユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）が、ＬＴＥネットワークにアクセスしようとする場合には、装置は、一連の同期ステップからなるセルサーチ手順を起動しなければならず、これによって、ＵＥは、ダウンリンクを復調する目的で、かつ、重要なシステムパラメータを得るために、特に必要とされる時間パラメータおよび周波数パラメータを決定する。
【0004】
ＬＴＥにおいて、セルサーチ手順は、各セルで一斉送信される２つの特定の同期信号、すなわち、いわゆるプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）およびセカンダリ同期信号（ＳＳＳ：Secondary Synchronization signal）の使用に基づく。
【0005】
同期信号（ＰＳＳおよびＳＳＳ）は、６２の長さのシーケンスであり、シーケンスは、図１に示すように、送信帯域幅から独立して、中心の６２個のサブキャリア（ｄ．ｃ．は含まず）にマッピングされる。
【0006】
一般的に言えば、ＬＴＥにおいて、時間の最大単位は、１０ｍｓ無線フレームであり、これは、１０個の１ｍｓサブフレームに細分化され、そのそれぞれが、２つの０．５ｍｓスロットに分割される。各スロットは、サイクリックプレフィックス（cyclic prefix）の長さに応じて、６〜７個のＯＦＤＭシンボルを備える。周波数領域では、リソースが１２個のサブキャリアの単位でグループ化され、１２個のサブキャリアの各ブロックは、１つのスロットの間、リソースブロック(ＲＢ)と呼ばれ、ＲＢは、１つのＯＦＤＭシンボルの間だけ続くリソース要素（ＲＥ）に分割される。
【0007】
ＬＴＥに関する文献、特に下記の文献を参照されたい。
【0008】
”LTE - The UMTS Long Term Evolution: from Theory to Practice” by SESIA Stefania, TOUFIK Issam, BAKER Mattew, Wiley, 2009。
【0009】
図２は、一斉送信されたＰＳＳおよびＳＳＳ信号の両方を備えるＬＴＥサブフレームの一般的な構造を想起させる。
【0010】
当業者に知られるように、同期するためには、ＵＥは、はじめに、ＰＳＳを検出する必要があり、この検出は、次いで、ＳＳＳの復号の目的で用いられ、ＳＳＳは、セルの識別を提供するものであり、このような後続の抽出は、重要なシステムパラメータを得るために、また、チャネルの正確な推定を達成するために、必要とされるパイロットまたは基準信号の復号の目的で、さらに必要とされる。
【0011】
パイロット信号の復号が、チャネルの推定を可能にする一方で、このようなチャネル推定が、ＰＳＳの抽出の際に、可能な限り早く、特に、同期の第１フェーズの間に可能となることは、有用であろう。
【0012】
このようなチャネル推定は、後続の同期フェーズの効率を著しく改善するので、極めて望ましい。特に、チャネルの情報は、設計者に、より効率的であることが知られた一貫性のあるＳＳＳ検出方法を考慮する可能性を与える。
【0013】
したがって、複雑さおよび要求されるデジタル処理リソースの量を減少させるために、チャネル推定手順を、可能な限り簡潔に保つことが望ましい。
【0014】
これが、本発明が解決しようとする技術的問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明の目的は、プライマリ同期チャネル（ＰＳＳ）に基づきチャネルを推定する、新たな方法を提供することである。
【0016】
本発明のさらなる目的は、低レベルの複雑さで、ＰＳＳ信号に基づく最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error）チャネル推定を行う、新たな方法を提供することである。
【0017】
本発明のさらに他の目的は、低レベルの複雑さで、ＰＳＳ信号に基づくチャネルの推定を達成する、ＬＴＥ通信ネットワークのレシーバを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明のこれらおよび他の目的は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）通信システムにおけるチャネルを推定する方法によって達成され、その方法は、受信信号からプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）を抽出するステップと、６４個のサブキャリアに対して、前記ＰＳＳに基づく最小二乗（ＬＳ：Least Square）チャネル推定をスパニング（spanning）し、ＭＭＳＥチャネル推定を促進するステップと、を含む。
【0019】
一実施形態では、ＰＳＳに割り当てられていない特定のサブキャリア、すなわちｄ．ｃ．および＃−３２、に対する補間が提供される。
【0020】
好ましくは、ｄ．ｃサブキャリアは、２つの隣接するサブキャリアを平均することによって補間される。
【0021】
好ましくは、欠けているサブキャリア−３２は、サブキャリア＃−３１によって補間される。
【0022】
一実施形態では、方法は、− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対して最小二乗（ＬＳ）チャネル推定を行うステップと、
− 前記ＰＳＳに割り当てられていないサブキャリアにおいて推定されたチャネルを補間し、６４個の中心サブキャリアに関する補間されたＬＳチャネル推定を有するステップと、
− 補間されたチャネル推定に対して、逆ＤＦＴまたは逆高速フーリエ変換を適用するステップと、
− Ｌをチャネルの長さに対応するときの、Ｌ個の第１のサンプルを抽出する（チャネル遅延拡散としても知られる）ステップと、
−
【数1】
− 結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップと、
− ＤＦＴまたはＦＦＴを適用するステップと、を含む。
ＦＬは、Ｎ×ＮのＤＦＴまたはＦＦＴ行列のＬ個の第１の列を選択することにより得られる６４×Ｌ行列であり、σ２は、雑音分散であり、Ｃｈは、チャネル時間領域インパルス応答共分散行列である。
【0023】
他の実施形態は、Ｃｈ、σ２またはＬの情報が未知であると推定される、いくつかの状況に対応する。
【0024】
実際に、他の実施形態では、方法は、− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対する最小二乗（ＬＳ）チャネル推定を行うステップ（ステップ５０）と、
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ５１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、ＩＦＦＴ（またはＩＤＦＴ）を適用するステップ（ステップ５２）と、
− 第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ５３）と、
− これらを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ５４）と、
− その結果のＤＦＴまたはＦＦＴを行うステップ（ステップ５５）と、を含む。
【0025】
あるいは、方法は、− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対する最小二乗（ＬＳ）チャネル推定を行うステップ（ステップ６０）と、
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ６１）と、
− 補間されたチャネル推定に対して、ＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ６２）と、
− Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ６３）と、
− ＩＬを寸法Ｌの識別行列とするときの、１×Ｌの結果としてのベクトルに
【数2】
− 結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ６５）と、
− その結果のＤＦＴまたはＦＦＴを行うステップ（ステップ６６）と、を含む。
【0026】
他の変形において、方法は、− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対する最小二乗（ＬＳ）チャネル推定を行うステップ（ステップ７０）と、
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ７１）と、
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ７２）と、
− サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の長さに対応する第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ７３）と、
− これらを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ７４）と、
− その結果のＤＦＴまたはＦＦＴを行うステップ（ステップ７５）と、を含んでもよい。
【0027】
あるいは、方法は、− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対する最小二乗（ＬＳ）チャネル推定を行うステップ（ステップ８０）と、
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ８１）と、
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ８２）と、
− Ｃｈにおける、非ゼロのタップの存在に対応するサンプルを保ち、その他の位置にゼロを置くステップ（ステップ８３）と、
− その結果のＦＦＴを行うステップ（ステップ８４）と、を含む。
【0028】
さらに他の変形において、方法は、− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対する最小二乗（ＬＳ）チャネル推定を行うステップ（ステップ９０）と、
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ９１）と、
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ９２）と、
− Ｎ個の最も強いサンプル（サンプルの電力の大きさに関する比較が行われるもの）を保ち、その他の位置にゼロを置く（最も強いものは、ＣＰ内のサンプルに制限されてもよい）ステップ（ステップ９３）と、
− その結果のＤＦＴまたはＦＦＴを行う（ステップ９４）と、を含む。
【0029】
方法の他の実施形態は、− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対する最小二乗（ＬＳ）チャネル推定を行うステップ（ステップ１００）と、
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ１０１）と、
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ１０２）と、
− 第１のＣＰ＿長さのサンプル内で、最大電力を有するサンプルを検出するステップ（ステップ１０３）（ＣＰ＿長さは、サンプル内のサイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の長さである）と、
− 最大電力に関して定義された閾値を超える電力を有するサンプルのみを保つ（ＣＰ内のサンプルのみに限定されてもよい）ステップ（ステップ１０４）と、
− その結果のＤＦＴまたはＦＦＴを行うステップ（ステップ１０５）と、を含む。
【0030】
本発明は、また、受信信号からプライマリ同期信号（ＰＳＳ：Primary Synchronization Signal）を抽出する手段と、６４個のサブキャリアに対して、前記ＰＳＳをスパニングし、チャネル推定を促進する手段と、を含む、ＬＴＥデジタル通信ネットワーク用のレシーバを提供する。
【0031】
本発明の１つまたは複数の実施形態の他の特徴は、以下の詳細な説明を参照することにより、添付の図面と併せて読まれた場合に、最も理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】ＬＴＥにおける同期信号に対する周波数割り当てを示す。
【図2】一斉送信されたＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号の両方を備えるＬＴＥサブフレームの概略構造を示す。
【図3】サブキャリアに対するＰＳＳマッピングを示す。
【図4】チャネル推定方法の第１の実施形態を示す。
【図5】は、Ｃｈ、σ２またはＬの情報が未知であると推定される場合の、いくつかの状況に対応する代替の実施形態を示す。
【図6】は、Ｃｈ、σ２またはＬの情報が未知であると推定される場合の、いくつかの状況に対応する代替の実施形態を示す。
【図7】は、Ｃｈ、σ２またはＬの情報が未知であると推定される場合の、いくつかの状況に対応する代替の実施形態を示す。
【図8】は、Ｃｈ、σ２またはＬの情報が未知であると推定される場合の、いくつかの状況に対応する代替の実施形態を示す。
【図9】は、Ｃｈ、σ２またはＬの情報が未知であると推定される場合の、いくつかの状況に対応する代替の実施形態を示す。
【図10】は、Ｃｈ、σ２またはＬの情報が未知であると推定される場合の、いくつかの状況に対応する代替の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0033】
本発明は、セルラーデジタル無線通信の発展の次の段階である、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Long Term Evolution）規格との関連において特に述べるが、これは単に、本発明の１つの特定の実施形態および適用であり、本発明は、ＯＦＤＭ変調に基づくどのようなシステムにも用いてもよいことが明らかであり、ＯＦＤＭ変調は、多くの既存の規格（ＤＡＢ、ＤＶＢ−Ｔ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＡＤＳＬ、ＷＬＡＮ ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ等）で広く普及しており、且つ、将来開発される見込みの多くの規格で用いられることが予想される。当業者に知られるように、ＯＦＤＭは、広帯域周波数選択性チャネルを、複数の並列狭帯域シングルチャネルに変換する。これは、個別シンボルの間に、ガードインターバル（いわゆるサイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix）ＣＰ）を挿入することにより、達成される。このようなガードインターバルは、ジッタ、すなわち、チャネルを通して送信されたＯＦＤＭシンボルが受ける遅延の変動、を補償するために、一時的には十分に長いと考えられる。これは、シンボル間干渉（ＩＳＩ：inter-symbol interface）の出現を防止する。
【0034】
ＰＳＳ信号およびＳＳＳ信号は、送信帯域幅から独立して、中心の６２個のサブキャリア（ｄ．ｃ．は含まず）に対してマッピングされた６２の長さのシーケンスであり、次の式に従って、周波数領域Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスから生成される。【数3】
【0035】
サブキャリアに対するプライマリ同期信号シーケンスマッピングは、特に、図３に示される。
【0036】
送信されたＰＳＳシーケンスは、３つの可能なＰＳＳシーケンスに対して受信信号の相関を行うこと、および相関ピークを検出すること、により検出可能である。シーケンス同一性および時間位置の検出は、ＯＦＤＭシンボル同期およびセルＩＤ復号を可能にする。
【0037】
ひとたび、ＰＳＳの同一性および位置が特定されると、ＰＳＳは、ＳＳＳ検出に使用できるチャネル推定を可能にするパイロットシーケンスとして用いることができる。これは、ＳＳＳおよびＰＳＳが、両方とも（同じ）中心サブキャリアにマッピングされること、ならびにＰＳＳおよびＳＳＳを含むＯＦＤＭシンボルが、図２に示すように連続すること、により可能となる。Ｙを、ＰＳＳに対応する６２個のサブキャリアにおいて受信される信号の６２の長さのベクトルとする。
ＰＳＳ位置でのＬＳ（最小二乗）チャネル推定器は、次のベクトルで与えられる。
【数4】
【数5】
【0038】
６４個の中心サブキャリアに対するＭＭＳＥ（Minimum Mean Square Error）推定器は、次のように表すことができる。【数6】
σ２は、雑音分散であり、
Ｃｈは、チャネル時間領域インパルス応答共分散行列である。
【0039】
ＦｐおよびＦＬの切頭構造のため、ＭＭＳＥ推定器は、以下の２つの理由に起因する著しい複雑さを示す。【数7】
【0040】
実際に、これら２つの複雑さの源は、ＰＳＳが６４個の中心サブキャリアをスパニングしていた場合には、回避可能であることが見出されている。実際に、このような仮定で、次のように書くことができる。【数8】
【0041】
このような観測に基づき、本発明者らは、低レベルの複雑さで、ＰＳＳ信号のみに基づくチャネルのＭＭＳＥ推定を生成することを可能にする、新規かつ有利な方法を設計した。
【0042】
図４に対して、ＬＴＥユーザ装置（User Equipment）のレシーバにおいて有利に実行可能であるこの方法の一実施形態を、これより説明する。
【0043】
ステップ４０において、方法は、ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を含む。【数9】
【0044】
ステップ４１において、方法は、【数10】
【0045】
明らかに、このような再構築を行う目的で、ステップ４１において、異なる実施形態を検討してもよい。例えば、これは、隣接するサブキャリアにおけるチャネル推定の任意の適切な関数（例えば、線形結合）によって達成することができる。
【0046】
一実施形態では、２つの隣接するサブキャリア（すなわち、中心ｄ．ｃ．位置に対して左右に隣接するもの）を平均することにより、ｄ．ｃ．サブキャリアにおけるチャネル推定が行われる。
【0047】
他の実施形態では、端のサブキャリア（すなわち、サブキャリア−３２）におけるチャネル推定が、隣接するサブキャリア（すなわち、サブキャリア−３１）におけるチャネル推定と等しく設定される。
【0048】
ＬＳチャネル推定のこの再構築の後に、方法は、以下のステップを含む。ステップ４２：ＩＦＦＴを適用するステップ
ステップ４３：Ｌをチャネルの長さに対応するものとするときの、Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ
ステップ４４：
【数11】
ステップ４５：結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップ
ステップ４６：ＦＦＴを適用するステップ
【0049】
ＬＳチャネル推定（ｄ．ｃ．および＃−３２サブキャリアによる）の再構築に基づき導入された補間により、行列の反転を必要とするステップ４４は、行列が対角行列として現れ、さらにサイズＬ×Ｌであるため、実行が極めて容易であることが分かる。
【0050】
したがって、５（チャネルのインパルス応答の５つのタップ）に等しいチャネル長さにより、上述の方法は、５×５の対角行列の反転のみを必要とし、これは即時（immediate）である。
【0051】
また、行列乗算は、ＩＦＦＴ演算およびＦＦＴ（またはＩＤＦＴおよびＤＦＴ）演算で置き換えられ、これは、かなりの追加的な複雑さの減少を可能にする。
【0052】
その結果、補間ステップ４１は、ＭＭＳＥチャネル推定の複雑さのレベルの著しい減少を可能にするため、極めて有利であることを示す。
【0054】
図５に関して、第２の実施形態をこれより述べるが、この実施形態では、Ｃｈ、σ２が未知であると推定される。逆に、Ｌの情報は利用可能である。
【0055】
この場合には、方法は以下のステップを含む。− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を行うステップ（ステップ５０）
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ５１）
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ５２）
− Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ５３）
− これらを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ５４）
− その結果のＦＦＴを行うステップ（ステップ５５）
【0056】
図６に関して、第３の実施形態を、これより述べるが、この実施形態では、Ｃｈが未知であり、σ２およびＬの情報のみが利用可能である。
【0057】
この場合、方法は、次のようにチャネル推定を達成する。− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を行うステップ（ステップ６０）
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ６１）
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ６２）
− Ｌ個の第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ６３）
− ＩＬを寸法Ｌの識別行列とするときの、
【数12】
− 結果として生じる信号を、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ６５）
− その結果のＦＦＴを行うステップ（ステップ６６）
【0058】
図７に関して、第４の実施形態を、これより述べるが、この実施形態では、Ｌが未知であると推定され、この場合には、チャネル推定は、以下のステップにより得ることができる。− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を行うステップ（ステップ７０）
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ７１）
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ７２）
− サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）の長さに対応する第１のサンプルを抽出するステップ（ステップ７３）
− これらを、６４の長さにゼロパッドするステップ（ステップ７４）
− その結果のＦＦＴを行うステップ（ステップ７５）
【0059】
図８に関して、第５の実施形態をこれより述べるが、この実施形態では、Ｃｈが既知であると推定されるか、またはＣｈの少なくとも非ゼロの要素位置が既知であり、方法は、以下のステップを含む。− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を行うステップ（ステップ８０）
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ８１）
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ８２）
− Ｃｈにおける、非ゼロのタップの存在に対応するサンプルを保ち、その他の位置にゼロを置くステップ（ステップ８３）
− その結果のＦＦＴを行うステップ（ステップ８４）
【0060】
図９に関して、以下のステップを含むチャネル推定の第６の実施形態を、これより述べる。− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を行うステップ（ステップ９０）
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ９１）
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ９２）
− Ｎ個の最も強いサンプル（サンプルの電力の大きさに関する比較が行われるもの）を保ち、その他の位置にゼロを置く（最も強いものは、ＣＰ内のサンプルに制限されてもよい）ステップ（ステップ９３）
− その結果のＦＦＴを行うステップ（ステップ９４）
【0061】
最後に、図１０は、以下のステップを含むチャネル推定の第７の実施形態を示す。− ＰＳＳを含む６２個のサブキャリアに対するＬＳチャネル推定を行うステップ（ステップ１００）
− ２つの欠けているサブキャリアに対する補間を行うことにより、６４個の中心サブキャリアに対するＬＳチャネル推定を再構築するステップ（ステップ１０１）
− 補間されたチャネル推定に対してＩＦＦＴを適用するステップ（ステップ１０２）
− 第１のＣＰ＿長さのサンプル内で、最大電力を有するサンプルを検出するステップ（ステップ１０３）
− 最大電力に関して定義された閾値を超える電力を有するサンプルのみを保つ（ＣＰ内のサンプルのみに限定されてもよい）ステップ（ステップ１０４）
− その結果のＦＦＴを行うステップ（ステップ１０５）
【0062】
上述の異なる実施形態は、チャネル推定の複雑さを明らかに減少させる、方法の大きな普遍性を示しており、これは、【数13】
【0063】
このような方法は、大量のデジタルリソースを必要とせずに、同期手順の極めて早い段階、すなわちＰＳＳの抽出の間の有効なチャネル推定を、明らかに可能にする。
【0064】
このようなチャネル推定は、次いで、後続の動作、例えばＳＳＳの検出に、用いることができる。