JP2008532432A - 多重送信モードでのチャネル評価最適化 - Google Patents

Abstract

最初の周波数応答評価が、（１）パイロットを運ぶ不均等な間隔で分離されているサブ周波数帯の第２のセットに基づいて、そして（２）補外法および／または、補間法を用いて、Ｐ個の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯の第１のセットとして得られるスペクトル形無線通信システムのチャネル評価。チャネルインパルス応答評価は、最初の周波数応答評価にＩＦＦＴを実行することによって得られる。チャネルインパルス応答のタップの数は、評価された予め定められた数のタップおよび／または、しきい値に切捨てることができる。予め定められたしきい値は、動作モードに基づいて決定することができる。各ＯＦＤＭシンボル中の各モードに対する最終の周波数応答評価は、処理されたチャネルインパルス応答をゼロパッディングし、それをＦＦＴ変換することによって導出される。
【選択図】図８

Description

本発明は、一般的にデータ通信に関し、特に、通信の多重モードをサポートする直交周波数分割多重変調方式（ＯＦＤＭ）通信システムに関する。

ＯＦＤＭは、全システム帯域幅を多重（Ｎ個）直交サブ周波数帯に効果的に分割する多重搬送波変調技術である。これらのサブ周波数帯（subband）はまた、トーン、サブ搬送波、ビン、周波数チャネルと呼ばれる。ＯＦＤＭでは、各サブ周波数帯は、データで変調されるそれぞれのサブ搬送波と関係づけられる。

無線通信システムでは、無線周波数（ＲＦ）変調信号は、いくつかの信号経路を経由して送信機から受信機に伝わる。もし信号経路に異なった遅延があれば、そのときは受信機で受信された信号は、異なる利得と遅延を持った送信された信号の多重インスタンスを含むであろう。無線チャネルでのこのときの分散は、周波数選択フェージングを引き起こす。これは、システムの帯域幅を横切って変化する周波数応答によって特徴づけられる。ＯＦＤＭシステムにとって、Ｎ個のサブ周波数帯は、このように異なる有効チャネルを経験し、その結果、異なる複合チャネル利得で関係づけられる。

送信機と受信機の間の無線チャネルの正確な評価（estimate）は、使用可能なサブ周波数帯でデータを有効に受信するために普通必要とされる。チャネル評価は、送信機からパイロットを送信し、受信機でパイロットを測定することによって典型的に行われる。パイロットは、受信機にアプリオリに知られている変調シンボルから成り立っている。受信機は、受信したパイロットシンボル割る送信したパイロットシンボルの比としてチャネル応答を評価することができ、パイロット送信に使用される各サブ周波数帯に対する比を決定することができる。

パイロット送信は、ＯＦＤＭシステムでのオーバヘッドを意味する。このように、可能な程度にパイロット送信を最小にすることが望ましい。これは、パイロットシンボルをＮ個の全部のサブ周波数帯のサブセットに送信し、関心のある全サブ周波数帯のためにチャネル評価を導出するためにこれらのパイロットシンボルを使用することによって成し遂げられる。後述するように、チャネル評価を導出するための計算は、一定のシステムにとって重要である。例えば、（１）データ／パイロットを帯域端近くに送信しないスペクトル形システム、および（２）一定のサブ周波数帯（すなわち、ゼロまたはＤＣサブ周波数帯）にデータ／パイロットを送信できないシステムのようなシステムにとって重要である。それ故、これ等のシステムのためにチャネル応答を効率的に評価する技術に対する技術分野での要求がある。

非活動サブ周波数帯のあるＯＦＤＭシステムの多重アクセス無線チャネルに対する少なくとも１つの周波数応答の評価を効率的に導出する技術がここで説明されている。これらの技術は、Ｎ個の全部のサブ周波数帯を横切って均等に分布されていないサブ周波数帯にパイロットを送信するＯＦＤＭシステムのために用いられる。そのようなシステムの１つの例示は、スペクトル形ＯＦＤＭシステムである。そこでは、Ｎ個の合部のサブ周波数帯の中心に置かれているＭ個のサブ周波数帯のみがデータ／パイロット送信に使用され、両帯域端の残りのＮ−Ｍ個のサブ周波数帯は使用されず、保護（guard）サブ周波数帯として役立つ。非活動サブ周波数帯は、このように保護サブ周波数帯、ＤＣサブ周波数帯などである。

チャネル評価にとって、最初の周波数応答評価は、例えば、パイロット送信に用いられるサブ周波数帯の第２のセットで受信されたパイロットシンボルに基づいてＰ個の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯の第１のセットとして得られる。ここで、Ｐは２の累乗である整数である。第１のセットは、第２のセットには含まれていない少なくとも１つのサブ周波数帯を含んでいる。（例えば、保護サブ周波数帯の中のパイロットサブ周波数帯）。さらに、第１のセットの中のサブ周波数帯は、Ｎ／Ｐ個のサブ周波数帯によって均等な間隔で分離されている。最初の周波数応答評価を得るために、必要ゆえに、補外法および／または補間法が用いられる。

無線チャネルに対する時間領域チャネルインパルス応答評価は、例えば、Ｐポイント逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行することによって、最初の周波数応答評価に基づいて導出される。各ＯＦＤＭシンボル中の各モードに対して、Ｎ個の全部のサブ周波数帯に対する最初の周波数応答評価は、チャネルインパルス応答評価に基づいて導出される。これは、例えば、（１）チャネルインパルス評価の中の低品質タップをゼロに設定し、残っているタップを保存することによって、（２）チャネルインパルス応答評価を長さＮにゼロパディングすることによって、（３）予め定められた遅延幅より大きな時間遅延を表すチャネルインパルス応答の中のタップをゼロに設定することによって、そして（３）最初の周波数応答評価を得るために処理されたチャネルインパルス応答評価にＮポイント高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行することによって、成し遂げられる。

チャネルインパルス応答のしきい値処理（thresholding）、切捨て処理（truncation）は、チャネル評価が生成されるデータサブ周波数帯のモードに応じて変化する。このように、同じチャネルインパルス応答は、データサブ周波数帯のモードに基づいて変わる異なる最終の周波数応答評価を生成することができる。複数のＯＦＤＭシンボルに対するチャンネルインパルス応答評価または周波数応答評価は、無線チャネルに対する高品質チャネル評価を得るために各モードに対してフィルタされる。

本発明の様々な観点や実施形態は、以下にさらに詳細に説明される。

本発明の特徴、性質、利点は、参照符号が全体を通して対応している図面を参照して見れば、以下の詳細な説明からさらに明らかになる。

「例示的」という単語は、ここでは、例示、事例、図として役に立つことを意味するために用いられている。ここで「例示的」として説明されている実施形態あるいはデザインは、他の実施形態あるいはデザインを超えて好ましいあるいは有利であると必ずしも解釈されない。

図１は、ＯＦＤＭシステムに用いられる例示的なサブ周波数帯構造100を示している。ＯＦＤＭシステムは、ＯＦＤＭを使用するＮ個の直交サブ周波数帯に分割されるＢＷ ＭＨｚの全システム帯域幅を持つ。各サブ周波数帯は、ＢＷ/Ｎ ＭＨｚの帯域幅を持つ。スペクトル形ＯＦＤＭシステムでは、Ｎ個の全部のサブ周波数帯のＭ個だけがデータ／パイロット送信に使用される。ここでＭ＜Ｎである。残りのＮ−Ｍ個のサブ周波数帯は、データ／パイロット送信では使用されず、ＯＦＤＭシステムがスペクトルマスク要求を満たすことができるように保護サブ周波数帯として役立つ。Ｍ個の使用可能なサブ周波数帯は、サブ周波数帯ＦからＦ＋Ｍ−１を含み、典型的にＮ個の全部のサブ周波数帯の中心に置かれる。

ＯＦＤＭシステムのＮ個のサブ周波数帯は、異なるチャネル状態（すなわち、異なるフェージングとマルチパス効果）を経験し、異なる複合チャネル利得と関連づけられる。チャネル応答の正確な評価は、普通は受信機のデータを処理する（すなわち、復調する、復号する）ために必要とされる。

ＯＦＤＭシステムの無線チャネルは、時間領域チャネルインパルス応答ｈ _Ｎ×１、または対応する周波数領域チャネル周波数応答Ｈ _Ｎ×１のどちらかによって特徴づけられる。ここで用いられているように、慣用用語とは矛盾せず、「チャネルインパルス応答」は、チャネルの時間領域応答であり、「チャネル周波数応答」は、チャネルの周波数領域応答である。チャネル周波数応答Ｈ _Ｎ×１は、チャネルインパルス応答ｈ _Ｎ×１の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）である。この関係は、行列形式で次のように表現される。

Ｈ _Ｎ×１＝Ｗ _Ｎ×Ｎ ｈ _Ｎ×１ 式（１）
ここで、ｈ _Ｎ×１は、ＯＦＤＭシステムの送信機と受信機の間の無線チャネルのインパルス応答に対するＮ×１のベクトルである。

Ｈ _Ｎ×１は、無線チャネルの周波数応答に対するＮ×１のベクトルである。

Ｗ _Ｎ×Ｎは、Ｈ _Ｎ×１を得るためにｈ _Ｎ×１にＤＦＴを実行するのに用いられるＮ×ＮのＤＦＴ行列である。

ＤＦＴ行列Ｗ _Ｎ×Ｎは、（ｎ，ｍ）番目のエントリーｗ_ｎ,ｍが次の式で算出されるように規定される。

ｎ＝{１．．．Ｎ}とｍ＝{１．．．Ｎ}に対して
ｗ_ｎ,ｍ＝ｅ^{−ｊ２π{（ｎ−１）（ｍ−１）／Ｎ}} 式（２）
ここで、ｎは行インデックス、ｍは列インデックスである。

無線チャネルのインパルス応答は、Ｌ個のタップによって特徴づけられる。ここでＬは、典型的に全部の周波数帯の数より小さい（すなわち、Ｌ＜Ｎ）。すなわち、インパルスが送信機によって無線チャネルに適用されると、Ｌ個の時間領域サンプル（ＢＷ ＭＨｚのサンプル速度で）は、このインパルス刺激に基づいて無線チャネルの応答を特徴づけるのに十分であろう。チャネルレスポンス応答に対するタップ（Ｌ）の数は、システムの遅延幅に左右され、受信機での十分なエネルギーの最早到着信号インスタンスと一番遅い到着信号インスタンスの間の時間差である。より長い遅延幅は、Ｌに対するより大きな値に対応する。逆も同様である。ベクトルｈ _Ｎ×１は、チャネルインパルス応答の各タップに対して１つのエントリーを含む。Ｌの遅延幅に対して、ベクトルｈ _Ｎ×１の最初のＬ個のエントリーは、非ゼロ値を包含し、Ｎ−Ｌ個の残りのエントリは、全てゼロまたはさもなければ意味のない値である。

Ｌ個のタップだけがチャネルインパルス応答の正確な評価に必要であるため、チャネル周波数応答Ｈ _Ｎ×１は、次元Ｌ（Ｎの代わりに）の部分空間にある。無線チャネルの周波数応答は、このように、全Ｎ個のサブ周波数帯の代わりに、Ｌ個の適切に選択されたサブ周波数帯と同じ位少ないサブ周波数帯に対するチャネル利得評価に基づいて十分に特徴づけられる。Ｌ個より多いサブ周波数帯に対するチャネル利得評価が利用できるとしても、無線チャネルの周波数応答の改良評価は、この部分空間の外側の雑音成分を抑制することによって得られる。

１実施形態では、最長遅延に対応するＮ−Ｌ個のタップは、チャネルインパルス応答の比較的性能低下のないＮ個のタップチャネルインパルス応答から切り捨てられる。チャネルインパルス応答の次元は、Ｎ−Ｌ個のタップにゼロまたはある他の実質上意味のない値をセットすることにより、Ｎで維持される。このように、チャネルインパルス応答の文脈で、切捨ての用語は、予め定められた遅延幅以上のチャネルタップに意味のない値をセットすることに関連している。

図２は、ＯＤＭシステムの中の無線チャネルに対する周波数応答評価を得るために用いられるパイロット送信スキーム200を示している。パイロットシンボルは、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯の各々に送信される。ここで、一般に、Ｌ≦Ｐ≦Ｍである。パイロットサブ周波数帯は、Ｍ個の使用可能なサブ周波数帯の間に分布されており、ｓ_１からｓ_ｐのインデックスを有している。典型的に、パイロットサブ周波数帯の数は、使用可能なサブ周波数帯の数より、より少ない（すなわち、Ｐ＜Ｍ）。残りのＭ−Ｐ個の使用可能なサブ周波数帯は、ユーザ特定データ、オーバヘッドデータなどの送信のために使用される。

Ｍ−Ｐ個のサブ周波数帯をシングルユーザとの通信リンクまたは複数ユーザに対応する多重通信リンクをサポートするために使用することができる。さらに、サブ周波数帯の各々は、複数のユーザ又は複数のデータリンクをサポートするために多重化される。１実施形態では、Ｍ−Ｐ個のサブ周波数帯のサブセットを別個の通信リンクに割当てることができる。

Ｍ−Ｐ個のサブ周波数帯は、同じモードで動作するサブ周波数帯セットの中のサブ周波数帯で実質上同一のサブ周波数帯セットの中に割当てられる。例えば、Ｍ−Ｐ個のサブ周波数帯を実質上同じ数のサブ周波数帯を持つＱ個のサブ周波数帯セットの各々で、Ｑ個の予め定められたサブ周波数帯セットのいづれか１つに割当てることができる。

Ｑ個のサブ周波数帯セットから特別のサブ周波数帯セットに割当てられたサブ周波数帯は、同じモードですべて動作することができる。例えば、サブ周波数帯セットの中のサブ周波数帯に対応するサブ搬送波の各々は、同じ変調タイプで変調することができ、実質上同じデータ速度を持ち、同じ符号器タイプ、符号化速度、階層化変調タイプを持ち、またはある他の信号方式パラメータまたはパラメータの組み合わせを共用する。

１実施形態では、各モードは、符号器速度と変調タイプの特別な組み合わせを参照することができる。例えば、サブ周波数帯セットの各々は、変調タイプ、符号器タイプ、そして符号化速度の特別な組み合わせを含んでいる１１個の別個のモードの一つにしたがって構成することができる。このモードは、４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）の速度^１／_３ターボコード、ＱＰＳＫの速度^１／_２ターボコード、１６直交振幅変調（ＱＡＭ）の速度^１／_３ターボコード、１６ＱＡＭの速度^１／_２ターボコード、１６ＱＡＭの速度^２／_３ターボコード、ＱＰＳＫの速度^１／_５ターボコード、階層化ＱＰＳＫのエネルギー比率４の速度^１／_３ターボコード、階層化ＱＰＳＫのエネルギー比率４の速度^１／_２ターボコード、階層化ＱＰＳＫのエネルギー比率４の速度^２／_３ターボコード、階層化ＱＰＳＫのエネルギー比率６.２５の速度^１／_３ターボコード、階層化ＱＰＳＫのエネルギー比率６.２５の速度^１／_２ターボコード、階層化ＱＰＳＫのエネルギー比率６.２５の速度^２／_３ターボコードを含む。用語「エネルギー比率」は、普通、拡張層の次元に関連している基層の次元から決定される比率に関連している。例えば、エネルギー比率は、拡張層群の距離の２乗に対する基層群の距離の２乗の比率として決定することができる。もちろん、システムは１１個の動作モードを有することに限定されず、他のシステムはより多くのまたはより少ない動作モードを有する。

ＯＦＤＭシステムのモデルは、次のように表現される。

ｒ _Ｎ×１＝Ｈ _Ｎ×１ ｏ ｘ _Ｎ×１ ＋ ｎ _Ｎ×１ 式（３）
ここで、ｘ _Ｎ×１は、送信機によってＮ個のサブ周波数帯に送り出されるＮ個の「送信」シンボル、使用されていないサブ周波数帯に送り出されるゼロを持つＮ×１のベクトルである。

ｒ _Ｎ×１は、Ｎ個のサブ周波数帯に対して受信機によって得られるＮ個の「受信」シンボルを持つＮ×１のベクトルである。

ｎ _Ｎ×１は、Ｎ個のサブ周波数帯に対するＮ×１の雑音ベクトルである。

“ｏ”は、アマダール積を意味し、要素方向積であり、ｒ _Ｎ×１のｉ番目要素は、ｘ _Ｎ×１とＨ _Ｎ×１のｉ番目の要素の積である。

雑音ｎ _Ｎ×１は、ゼロ平均とσ^２の分散を持つ付加ホワイトガウス雑音（ＡＷＧＮ）であるとみなされる。

無線チャネルの周波数応答の最初の評価^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１は、次のように得られる。

^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１＝ｒ ^Ｐ _Ｐ×１/ｘ ^Ｐ _Ｐ×１＝Ｈ ^Ｐ _Ｐ×１＋ｎ ^Ｐ _Ｐ×１/ｘ ^Ｐ _Ｐ×１ 式（４）
ここで、ｘ ^Ｐ _Ｐ×１は、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯に送り出されたＰ個のパイロットシンボルを持つＰ×１のベクトルである。

ｒ ^Ｐ _Ｐ×１は、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯に対してのＰ個の受信されたパイロットシンボルを持つＰ×１のベクトルである。

Ｈ ^Ｐ _Ｐ×１は、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯の実周波数応答に対するＰ×１のベクトルである。

^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１は、最初の周波数応答評価に対するＰ×１のベクトルである。

ｎ ^Ｐ _Ｐ×１は、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯に対するＰ×１の雑音ベクトルである。

ｒ ^Ｐ _Ｐ×１/ｘ ^Ｐ _Ｐ×１＝[^∧Ｐ(ｓ_１)/Ｐ(ｓ_１) ^∧Ｐ(ｓ_２)/Ｐ(ｓ_２)．．．^∧Ｐ(ｓ_Ｐ)/Ｐ(ｓ_Ｐ)]^Ｔ
ここで、^∧Ｐ(ｓ_ｉ)とＰ(ｓ_ｉ)は、それぞれパイロットサブ周波数帯ｓ_ｉに対して送受信されたパイロットシンボルである。

Ｐ×１のベクトルであるｘ ^Ｐ _Ｐ×１、ｒ ^Ｐ _Ｐ×１、ｎ ^Ｐ _Ｐ×１は、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯にそれぞれ対応するＮ×１のベクトルであるｘ _Ｎ×１、ｒ _Ｎ×１、ｎ _Ｎ×１のＰ個のエントリーだけを含んでいる。式（４）に示されるように、受信機は、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯に対して送信されたパイロットシンボルに対する受信されたパイロットシンボルのＰ個の要素方向比率に基づいて最初の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１を得ることができる。すなわち、^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１＝[^∧Ｈ(ｓ_１) ^∧Ｈ(ｓ_２)．．．^∧Ｈ(ｓ_Ｐ)]^Ｔである。ここで、^∧Ｈ(ｓ_１)＝ ^∧Ｐ(ｓ_１)/Ｐ(ｓ_１)は、サブ周波数帯ｓ_ｉに対するチャネル利得評価である。ベクトル^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１は、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯に対する無線チャネルの周波数応答を表示している。

Ｎ個の全部のサブ周波数帯に対する周波数応答評価は、種々の技術を用いて最初の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１に基づいて得ることができる。ダイレクト最小自乗評価技術に対して、無線チャネルのインパルス応答の最小自乗評価は、次の最適化に基づいて最初に得られる。

ここで、ｈ _Ｌ×１は、無線チャネルの仮定インパルス応答に対するＬ×１のベクトルである。

Ｗ _Ｐ×Ｌは、Ｗ _Ｎ×ＮのＰ×Ｌのサブ行列である。

^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｌ×１は、最小自乗チャネルインパルス応答評価に対するＬ×１のベクトルである。

行列Ｗ _Ｐ×Ｌは、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯に対応する行列Ｗ _Ｎ×ＮのＰ個の行を包含している。Ｗ _Ｐ×Ｌの各行は、Ｌ個の要素を包含しており、対応するＷ _Ｎ×Ｎの行の最初のＬ個の要素である。式（５）での最適化は、全ての予想チャネルインパルス応答ｈ _Ｌ×１にわたっている。最小自乗チャネルインパルス応答評価^∧ ｈ _Ｌ×１ ^ｌｓは、最初の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１とｈ _Ｌ×１に対応する周波数応答の間の最小平均自乗誤差になる仮定チャネルインパルス応答ｈ _Ｌ×１に等しく、Ｗ _Ｐ×Ｌ ｈ _Ｐ×１によって与えられる。

式（５）で持ち出された最適化問題に対する解は、次のように表現される。

^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｌ×１＝(Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌ Ｗ _Ｐ×Ｌ)^−１ Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌ ^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１ 式（６）
無線チャネルに対する周波数応答評価は、最小自乗チャネルインパルス応答評価から次のように導出される。

^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１＝Ｗ _Ｎ×Ｌ ^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｌ×１ 式（７）
ここで、Ｗ _Ｎ×Ｌは、Ｗ _Ｎ×Ｎの最初のＬ個の列を持つＮ×Ｌの行列である。

^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１は、全Ｎ個のサブ周波数帯に対する周波数応答評価に対するＮ×１のベクトルである。

ベクトル^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１は、いくつかの方法で計算することができる。例えば、ベクトル ^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｌ×１は、式（６）に示されているように最初に計算することができ、次に、式（７）に示されているようにベクトル^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を計算するために使用することができる。式（６）で、(Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌ Ｗ _Ｐ×Ｌ)^−１ Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌは、事前計算することができるＬ×Ｐの行列である。インパルス応答評価^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｌ×１は、Ｌ・Ｐの複合演算（または乗算）で得ることができる。式（７）で、周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１は、（１）Ｎ×１のベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るためにＬ×１のベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｌ×１を拡張する（ゼロパディングで）ことと、（２）^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１にＮポイントＦＦＴを実行することによってもっと効果的に計算することができ、０.５Ｎ・ｌｏｇＮの複合演算を必要とする。周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１は、このように、式（６）と（７）の両方に対する（Ｌ・Ｐ＋０.５Ｎ・ｌｏｇＮ）の複合演算の合計で得ることができる。

あるいは、ベクトル^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１は、つぎのように、式（６）と（７）を結合させることによりベクトル、^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１から直接計算することができる。

^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１＝ Ｗ _Ｎ×Ｌ(Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌ Ｗ _Ｐ×Ｌ)^−１ Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌ ^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１ 式（８）
ここで、 Ｗ _Ｎ×Ｌ(Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌ Ｗ _Ｐ×Ｌ)^−１ Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｌは、事前計算するができるＮ×Ｐの行列である。周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１は、Ｎ・Ｐ個の複号演算の合計で得ることができる。

前述した２つの計算方式に対して、１つのＯＦＤＭシンボルに対する^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るために必要とされる複合演算の最小数はＮ_ｏｐ＝min{(Ｌ・Ｐ＋０.５Ｎ・logＮ)，Ｎ・Ｐ}である。パイロットシンボルが各ＯＦＤＭシンボルで送信されると、計算の速度は、毎秒Ｎ_ｏｐ/Ｔ_ｓｙｍ百万回の演算（Ｍｏｐｓ）であり、Ｎ_ｏｐ・ＢＷ/Ｎ Ｍｏｐｓである。ここで、Ｔ_ｓｙｍは、１つのＯＦＤＭシンボルの持続期間であり、循環プレフィックス（cyclic prefix）のないＮ/ＢＷマイクロ秒（μｓｅｃ）に等しい（以下に説明）。複合演算の数Ｎ_ｏｐは、多数のサブ周波数帯を持つＯＦＤＭシステムに対して非常に高い。１例として、ＢＷ＝６ＭＨｚの全帯域幅を持つＯＦＤＭシステムに対して、Ｎ＝４０９６個の全部のサブ周波数帯、Ｐ＝５１２個のパイロットサブ周波数帯、そしてＬ＝５１２個のタップ、４２０Ｍｏｐｓが式（６）と（７）を用いて^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を計算するために必要となる。式（６）は３８４Ｍｏｐｓを必要とし、式（７）は３６Ｍｏｐｓを必要とするため、式（６）での最小自乗チャネルインパルス応答評価に対する計算は、式（７）でのＮポイントＦＦＴに対する計算より著しくよりやっかいである。

図２におけるパイロット送信スキーム200は、パイロットサブ周波数帯の位置に関する制限を負わせない。行列Ｗ _Ｐ×Ｌは、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯に対応する行列Ｗ _Ｎ×ＮのＰ個の列を包含する。このことは、ベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｌ×１のＬ個のエントリーの各々に対するＰ個の複合演算が必要となる結果となる。

図３は、最小自乗チャネルインパルス応答評価^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１に対する計算を簡単にすることができる均一なパイロット送信スキーム300を示している。スキーム300では、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯は、連続するパイロットサブ周波数帯がＮ/Ｐ個のサブ周波数帯によって離れた間隔を保たせているように、Ｎ個の全部のサブ周波数帯を横切って均等に分布されている。そのうえ、タップの数はパイロットサブ周波数帯の数に等しいとみなされる（すなわちＬ＝Ｐ）。

図３における均一な送信スキームは、Ｑ＝Ｎ/Ｐ個のサブ周波数帯セットとして構成することができる。ここで、サブ周波数帯セットの１つはパイロット信号として構成され、Ｎ/Ｐ−１個のサブ周波数帯セットをデータに割当てることができる。データサブ周波数帯セットの各々は、Ｎ個の全部のサブ周波数帯を横切って均等に分布されているＰ個のデータサブ周波数帯として構成することができる。
１例では、サブ周波数帯の合計数Ｎは４０９６であり、サブ周波数帯セットの数Ｑは８である。このように、各サブ周波数帯セットにはＰ＝５１２個のサブ周波数帯がある。このサブ周波数帯は、帯域を横切って周期的に発生し、８個のサブ周波数帯ごとに１度発生する。

この場合、Ｗ _Ｐ×Ｐは、Ｐ×ＰのＤＦＴ行列Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｐ Ｗ _Ｐ×Ｐ＝Ｉである。ここで、Ｉは恒等行列であり、式（６）は次のように単純化される。

^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１＝ Ｗ ^Ｈ _Ｐ×Ｐ ^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐ×１ 式（９）
式（９）は、最初の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１にＰポイントＩＦＦＴを実行することによって、チャネルインパルス応答評価^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１を得ることができるということを指し示している。ベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１を長さＮにゼロパディングすることができる。べクトル^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るために、ゼロパディングされた^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１をＮポイントＦＦＴで次のように変換することができる。

^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１＝ Ｗ _Ｎ×Ｎ ^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１ 式（１０）
関心のあるＳ個のサブ周波数帯に対する周波数応答評価に対するＳ×１のベクトル^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｓ×１もまた、ベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１に基づいて得られる。ここで、普通、Ｎ≧Ｓ≧Ｐである。Ｓが２の累乗であるなら、ＳポイントＦＦＴは、^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｓ×１を得るために働くことができる。

パイロット送信スキーム300で、１つのＯＦＤＭシンボルのための^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るために必要となる複合演算の数は、Ｎ_ｏｐ＝０.５・(Ｐ・ｌｏｇＰ＋Ｎ・ｌｏｇＮ)であり、計算速度は、０.５・ＢＷ・(Ｐ・ｌｏｇＰ＋Ｎ・ｌｏｇＮ)/Ｎ Ｍｏｐｓである。前述の例示的なＯＦＤＭシステムでは、^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１は、パイロット送信スキーム300を使用して３９.３８Ｍｏｐｓで計算することができる。これは、パイロット送信スキーム200で必要とされる４２０Ｍｏｐｓより非常に少ない速度である。

式（９）と（１０）で前述した簡約複雑性最小自乗チャネルインパルス応答評価は、次の２つの基本的な仮定に依存している。

１．Ｐ個のパイロットサブ周波数帯は、Ｎ個の全部のサブ周波数帯を周期的に横切る。

２．タップの数は、パイロットサブ周波数帯の数に等しい（すなわちＬ＝Ｐ）。

これらの仮定は、実用的なＯＦＤＭシステムに重要な制約／制限を負わせる。第１に、いくつかのＯＦＤＭシステムにとって、Ｎ個の全部のサブ周波数帯を横切って均等に分布されているＰ個のサブ周波数帯にパイロットシンボルを送信することができないかもしれない。例えば、スペクトル形ＯＦＤＭシステムで、スペクトルマスク要求を満たすために保護サブ周波数帯にシンボルが送信されない。別の例では、ＯＦＤＭシステムは、あるサブ周波数帯へのパイロット／データ送信を許可しない（すなわち、ゼロまたはＤＣサブ周波数帯）。さらに別な例では、パイロットは、受信機フィルタ実装および／または他の理由のためいくつかのサブ周波数帯では使用することができない。これらのシステムでは、Ｎ個の全部のサブ周波数帯全体を横切るＰ個のパイロットサブ周波数帯の精密な周期性は概して可能でない。第２に、Ｌ＝Ｐの仮定（第１の仮定より重要性は少ない）は、最初のチャネル周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１の品質を下げる。もし（１）ＬがＰに等しいと仮定し、（２）パイロットシンボルエネルギーがデータシンボルエネルギーと同じであり、（３）時間領域フィルタリングが追加エネルギーを獲得するために^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１または ^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１で実行されない場合、チャネル評価の品質は、最適チャネル評価から３ｄＢと同じくらい下がるということが示される。このチャネル評価品質における低下の総計は、いくつかのシステムでは受け入れられない。

種々の技術が前述した２つの制限を克服するために使用される。第１に、受信されたパイロットシンボルに基づいてＰ個の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯に対するチャネル利得評価を得るために、必要ゆえに、補外法および／または補間法が使用される。これは、チャネルインパルス応答評価^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１がＰポイントＩＦＦＴで導出されることを可能にする。第２に、タップ選択は、高品質チャネル評価を得るために^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１のＰ個の要素で実行される。補外法／補間法およびタップ選択は、以下に詳細に説明される。

図４は、スペクトル形ＯＦＤＭシステムに対する均一なパイロット送信スキーム400を示している。スキーム400では、Ｐ個のパイロットサブ周波数帯は、スキーム300と同じように、連続するパイロットサブ周波数帯がＮ/Ｐ個のサブ周波数帯によって離れた間隔を保たせているようにＮ個の全部のサブ周波数帯を横切って均等に分布されている。再び、各パイロットサブ周波数帯をまたがるサブ周波数帯をデータサブ周波数帯セットに割当てることができる。しかしながら、パイロットシンボルは、Ｍ個の使用可能なサブ周波数帯（または簡単に活動（active）パイロットサブ周波数帯）の間にあるパイロットサブ周波数帯にだけ送信される。どんなパイロットシンボルまたはデータシンボルも、Ｎ−Ｍ個の保護サブ周波数帯（または簡単に非活動（inactive）パイロットサブ周波数帯）の間にあるパイロットサブ周波数帯に送信されない。受信機はこのように活動パイロットサブ周波数帯に対するパイロットシンボルを得て、非活動パイロットサブ周波数帯に対するパイロットシンボルは得ない。

図５は、スペクトル形ＯＦＤＭシステムの中の多重アクセス無線チャネルの各ＯＦＤＭシンボル中のまたは関連づけられた各モードに対する周波数応評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るためのプロセス500を示っしている。ＯＦＤＭシンボルは、１つ以上のモードで特徴づけられ、変調スキーム、コード速度、変調層他を含んでいる。階層化変調スキームでは、シンボルは、基準（base）と拡張（enhancement）の両方の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１で特徴づけられている。Ｐ個の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯の第１セットに対する最初の周波数応答評価は、例えば、パイロット送信に用いられるサブ周波数帯の第２セットで受信されたパイロットシンボルに基づいて得られる（ブロック512）。第１セットは、第２セットに含まれていない少なくとも１つのサブ周波数帯を含んでいる（たとえば、保護サブ周波数帯の中のパイロットサブ周波数帯）。無線チャネルに対するインパルス応答評価は次に、最初の周波数応答評価に基づいて導出される（ブロック514）。複数のＯＦＤＭシンボルに対するチャネルインパルス応答評価は、高品質チャネル評価を得るためにフィルタ（filter）される（ブロック516）。ＯＦＤＭ無線チャネルの各ＯＦＤＭシンボル中の各モードに対する最終の周波数応答評価は、それから（フィルタされた、またはフィルタされていない）チャネルインパルス応答評価に基づいて導出される（ブロック518）。フィルタリングもまた、高品質チャネル答評価を得るために（チャネルインパルス応答評価の代わりに）最初のまたは最終の周波数応答評価で実行される。

図６は、スペクトル形ＯＦＤＭシステムの中の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るための特定なプロセス600を示している。最初は、受信されたパイロットシンボルは、パイロット送信を持ったＰ_act個の活動パイロットサブ周波数帯に対して得られる(ブロック610)。Ｐ_act個の活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価^∧ｈ(ｓ_ｉ)はそれから、受信されたパイロットシンボルに基づいて導出される（ブロック612）。ブロック612の出力は、Ｐ_act個の活動パイロットサブ周波数帯に対する最初の周波数応答評価に対するＰ_act×１のベクトル^∧ Ｈ ^ｉｎｉｔ _Ｐact×１である。以下に説明されるように、補外法および／または補間法は、パイロット送信なしのＰ_ext個のサブ周波数帯に対するチャネル利得評価を得るために、必要ゆえに実行される（ブロック614）。ブロック614の出力は、パイロット送信なしのＰ_ext個のサブ周波数帯に対する最初の周波数応答評価に対するＰ_ext×１のベクトル^∧ Ｈ ^init _Ｐact×１である。Ｐ個の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯に対する最初の周波数応答評価に対するＰ×１のベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１は、ベクトル^∧ Ｈ ^init _Ｐact×１と^∧ Ｈ ^init _Ｐext×１、例えば^∧ Ｈ ^init _Ｐ×１＝[^∧ Ｈ ^init _Ｐact×１ ^∧ Ｈ ^init _Ｐext×１]^Ｔからのチャネル利得評価に基づいてそのあと形成される（ブロック616）。Ｐ個のサブ周波数帯の各々に対するチャネル利得評価は、受信されたパイロットシンボルまたは補外法／補間法のいづれかに基づいて導出される。

ＰポイントＩＦＦＴは、式（９）に示されるように、最小自乗チャネルインパルス応答評価に対するＰ×１のベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１を得るために^∧ Ｈ ^init _Ｐ×１でそのあと実行される（ブロック618）。時間領域フィルタリングは、高品質チャネル評価を得るために複数のＯＦＤＭシンボルに対するチャネルインパルス応答評価^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１で実行される（ブロック620）。時間領域フィルタリングは、省かれるかまたは、インパルス応答評価の代わりに周波数応答評価で実行される。（フィルタされた、またはフィルタされていない）ベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１は、Ｌ個のタップに対するＰ個のエントリーを含んでいる。ここで、Ｌは、概してＰより少ない。ベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１は、以下に説明されるように、「優良」なタップを選択し、残りのタップを捨てるかまたはゼロにするために、それから処理される（ブロック622）。各モードで、ゼロパッディングは、チャネルインパルス応答評価に対する対応するＮ×１のベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るためにまた実行される（ブロック624）。ＮポイントＦＦＴは、Ｎ個の全部のサブ周波数帯に対する各モードに対する最終の周波数応答評価に対するベクトル^∧ Ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１を得るために、各ベクトル ^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｎ×１でそれから実行される（ブロック626）。

[補外法／補間法]
図６のブロック614で、補外法は、保護サブ周波数帯の間に設置されている活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価を得るために用いることができる。関数ｙ＝ｆ(ｘ)で、ｙの値のセットが既知範囲内のｘの値のセットに対して入手できるのであれば、既知範囲の外側のｘの値に対するｙの値を評価するために補外法を用いることができる。チャネル評価で、ｘはパイロットサブ周波数帯に対応し、ｙはチャネル利得評価に対応する。補外法は種々の方法で実行することができる。

１つの補外法のスキームでは、各非活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価は、次のように最も近い活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価に等しく設定される。

ここで、図４に示されているように、^∧Ｈ(ｓ_ｉ)はサブ周波数帯ｓ_ｉに対するチャネル利得評価、ｓ_ｂは最初の活動パイロットサブ周波数帯、ｓ_ｅは最後の活動サブ周波数帯である。

別の補外法のスキームでは、各非活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価は、活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価の加重合計に基づいて得られる。タップＬの数が活動パイロットサブ周波数帯の数以下の場合には（すなわち、Ｌ≦Ｐ_act）、（雑音のない状態での）無線チャネルは、活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価によって完全に特徴づけることができる。補外法で、各非活動パイロットサブ周波数帯は、それぞれの補外法係数のセットに関連づけられる。各活動パイロットサブ周波数帯に対して１つの係数が関連づけられる。ここで、各係数はゼロまたは非ゼロの値である。非活動パイロットサブ周波数帯に対する補外法／補間法は、次のように行列形式で表現される。

^∧ Ｈ ^init _Ｐext×１＝Ｃ _{Ｐext×Ｐact} ^∧ Ｈ ^init _Ｐact×１ 式（１２）
ここで、Ｃ _{Ｐext×Ｐact}は、補外法係数のＰ_ext×Ｐ_actの行列である。

式（１２）での補間法に必要とされる複合演算の数は、Ｐ_ext・Ｐ_actである。非活動パイロットサブ周波数帯の数は、Ｐ_ext＝［（Ｐ_act・Ｇ）／Ｎ］である。ここで、Ｇは、保護サブ周波数帯の数であり、「[ｘ]」は、ｘに対して次に大きい整数を提供するシーリングオペレータである。保護サブ周波数帯の数が小さい場合には、システムの中の非活動パイロットサブ周波数帯の数は、概して小さい。例えば、８０個の保護サブ周波数帯（すなわち、Ｇ＝８０）がある場合には、前述したＯＦＤＭシステムは、５１２個のパイロットサブ周波数帯（すなわち、Ｐ＝５１２）の中から１０個の非活動パイロットサブ周波数帯（すなわち、Ｐ_ext＝１０）だけを有する。この場合、補外法に必要とされる計算は、一般に計算量を増加させない。計算量はまた、補外法を活動パイロットのサブセットを使用することに限定することによってはっきりと減らすことができる。

補外法係数は、最小自乗、最小平均自乗誤差（ＭＭＳＥ）などのような判定基準に基づいて固定し、オフラインで決定することができる（すなわち、事前計算できる）。最小自乗補外法では、係数行列Ｃ ^ls _{Ｐext×Ｐact}は、次のように定義される。

Ｃ ^ls _{Ｐext×Ｐact}＝Ｗ _Ｐext×Ｌ（Ｗ ^Ｈ _Ｐact×Ｌ Ｗ _Ｐact×Ｌ）^−１ Ｗ ^Ｈ _Ｐact×Ｌ 式（１３）
ここで、Ｗ _Ｐext×Ｌは、Ｗ _Ｎ×ＮのＰ_act×Ｌのサブ行列である。実用的なシステムでは、行列
Ｗ ^Ｈ _Ｐact×Ｌ Ｗ _Ｐact×Ｌは、「不良条件」であり、この行列の逆関数の計算が数値安定度問題に直面することを意味する。この場合、訂正項は、不良条件の問題を乗り越えるために用いられ、変更された最小自乗補外法行列 Ｃ ^mls _{Ｐext×Ｐact}は、次のように定義される。

Ｃ ^mls _{Ｐext×Ｐact}＝Ｗ _Ｐext×Ｌ（Ｗ ^Ｈ _Ｐact×Ｌ Ｗ _Ｐact×Ｌ＋δＩ）^−１ Ｗ ^Ｈ _Ｐact×Ｌ 式（１４）
ここで、δは、小さな訂正ファクタである。

ＭＭＳＥ補外法で、係数行列Ｃ ^mmse _{Ｐext×Ｐact}は、次のように定義される。

Ｃ ^mmse _{Ｐext×Ｐact}＝ηγＷ _Ｐext×Ｌ Ｗ ^Ｈ _Ｐact×Ｌ（γＷ _Ｐact×Ｌ Ｗ ^Ｈ _Ｐact×Ｌ＋Ｉ）^−１ 式（１５）
ここで、γは、受信されたパイロットシンボルの信号対雑音比（ＳＮＲ）であり、ηは、不偏推定値を導出するために用いられるファクタである。

ＳＮＲ情報無しで、γは、性能を最適化するために選択することのできるパラメータとして検討される。ファクタηもまた、性能を最適化するために用いられるスカラ量である。Ｃ ^mmse _{Ｐext×Ｐact}で得られるベクトル^∧ Ｈ ^init _Ｐext×１は、時間領域の中のタップは相関がなく同じエネルギーであるという仮定のもとでのチャネルのＭＭＳＥ評価である。式（１５）は、Ｐ_act個の活動パイロットサブ周波数帯に対する雑音ベクトルｎ ^Ｐ _Ｐact×１の自己共分散(autocovariance)行列は、恒等行列であると仮定している。式（１５）は、受信機が知っていれば、この自己共分散行列を説明するために変更される。

さらに別の補外法スキームで、各非活動パイロットサブ周波数帯に対するチャネル利得評価は、ゼロに等しく設定される。すなわち、ｓ_ｉ＜ｓ_ｂとｓ_ｉ＞ｓ_ｅに対して、^∧Ｈ(ｓ_ｉ)＝０と設定される。補外法はまた、他の方法で実行され、これは本発明の技術的範囲の中である。例えば、線形そして二次の補外法のような機能補外法技術が用いられる。非線形補外法技術もまた用いられ、これは式（１２）の一般的フレームワークの中に入る。

パイロット送信スキームは、Ｍ個の使用可能なサブ周波数帯を横切って活動パイロットサブ周波数帯を均等に分布させない。この場合、補間法もまた、Ｍ個の使用可能なサブ周波数帯の中の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯に対するチャネル利得評価を得るために用いられる。補間法は、前述の補外法で説明したのと類似の種々の方法で実行される。一般的に、補外法および／または補間法は、Ｍ個の全部のサブ周波数帯を横切って均等な間隔で分離されているＰ個のサブ周波数帯に対するチャネル利得評価を得るために、使用可能な受信されたパイロットシンボルに基づいて必要ゆえに実行される。

[タップ処理]
図６のブロック622で、タップ処理は、チャネルインパルス応答評価に対する優良タップを選択またはさもなければ決定するために、ベクトル^∧ ｈ ^ｌｓ _Ｐ×１で実行される。「優良」タップは、タップの値が過度の雑音を与えずにチャネルインパルス応答評価に貢献するタップに当てはまる。過度な雑音貢献を構成するものは、最終のチャネル評価が関連づけられるデータサブ周波数帯の動作モード、チャネルモード、他のシステムパラメータ、または、ファクタあるいはパラメータの組み合わせを含んでいるがしかしこれに制限されない、種々のファクタに依存する。タップ処理は、種々の方法で実行される。チャネルインパルス応答評価のタップ値処理は、タップ遅延、タップエネルギー、大きさ、振幅、または遅延とエネルギー、大きさ、振幅のいくつかの組み合わせに基づいている。

[タップ切捨て（truncation）]
１つのタップ処理スキームで、チャネルインパルス応答評価^∧ ｈ ^ls _Ｐ×１は、無線チャネルのＬ個のタップに対してＬの値に切り捨てられる。ベクトル^∧ ｈ ^ls _Ｐ×１は、Ｐ個の要素を含んでいる。ここで、Ｐ≧Ｌである。Ｐ個の要素は、タップの数Ｐとサンプルを手に入れる最初の時間間隔によって決定される遅延幅にまたがる。しかしながら、チャネルインパルス応答の遅延幅は、チャネルインパルス応答評価に著しく影響を及ぼすことなく、そして最終のチャネル周波数応答に帰着することなく、より短い遅延幅に切捨てられる。

この決定性タップ選択スキームで、^∧ ｈ ^ls _Ｐ×１の最初のＬ個の要素は、優秀タップと考えられ、保存され、最後のＰ−Ｌ個の要素は、ゼロで置換される。Ｌ＜Ｐの場合、Ｌ個のタップを持った最小自乗チャネルインパルス応答評価は、Ｐ個のタップを持ったチャネルと仮定し、ＰポイントＩＦＦＴを実行し、そして最後のＰ−Ｌ個のタップを切り捨てることによって、（性能の損失なしに）得ることができる。これはある一定の状況ではいくらかの利益を持つ。例えば、Ｌ＜Ｐ/２であれば、その場合、最小自乗チャネルインパルス応答評価は、ＦＦＴの計算利益で、そして最後のＰ/２個のタップを計算しないで導出することができる。

切捨て長さＬは決定でき、少なくとも部分的に動作モードに基づいている。各可能動作モードに対して別個の切捨て長さＬがある。そのような実施形態では、受信機は、どのモードでデータサブ周波数帯が動作しているかを決定することができ、そしてメモリに記憶されている複数の切捨て長さの値から切り捨て長さを選択することができる。

[タップ規模（Tap Magnitude）しきい値処理]
別のタップ選択スキームでは、低エネルギーを持った^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１の要素は、ゼロで置換される。代わりに、低エネルギーを持った^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１の要素は、これらのタップに対して、置換することができ、さもなければ実質上無視してよい値になるように処理できる。 ^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１のこれらの要素は、低エネルギーを持ったタップに対応しており、低エネルギーは、たぶん信号エネルギーよりむしろ雑音によるものである。しきい値は、所定の要素／タップが十分なエネルギーを持っているかどうか、そして維持されるべきか、またはゼロにされるべきかを決定するために用いられる。この処理は、「しきい値処理」と呼ばれる。

しきい値は、種々の方法で、種々のファクタに基づいて計算することができる。しきい値は、相対値であることもでき（すなわち、測定チャネル応答に依存する）、または絶対値であることもできる（すなわち測定チャネル応答に依存しない）。相対しきい値は、チャネルインパルス応答評価の（たとえば合計または平均の）エネルギーに基づいて計算することができる。相対しきい値の使用は、（１）しきい値処理が受信エネルギーの変動に左右されず、（２）現在あるがしかし低信号エネルギーを持っている要素／タップは、ゼロにされないということを保障する。絶対しきい値は、受信機での雑音分散／雑音フロア、受信されたパイロットシンボルに予期される最低エネルギーなどに基づいて計算することができる。絶対しきい値の使用は、^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１が維持されるために、ある最小値を満たすようにする。しきい値はまた、相対しきい値と絶対しきい値のために用いられるファクタの組み合わせに基づいて計算することができある。例えば、しきい値は、チャネルインパルス応答評価のエネルギーに基づいて計算することができ、さらに、予め定められた最小値以上にすることができる。

ここで、^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１＝[^∧ｈ(０) ^∧ｈ(１)．．．^∧ｈ(Ｐ−１)]^Ｔであり、最後のＰ−Ｌ個の要素は、切捨てによってゼロに置換される。

│^∧ｈ(ｎ)│^２は、ｎ番目のタップのエネルギーである。

‖^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１‖^２は、Ｌ個のタップに対するチャネルインパルス応答評価のエネルギーである。

α・‖^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１‖^２/Ｌは、低エネルギー要素／タップをゼロにするために用いられるしきい値である。
‖ｘ‖^２は、ベクトルｘのノルムであり、ベクトルｘの全ての要素の２乗の和に等しい。

式（１６）では、しきい値は、Ｌ個のタップの平均エネルギーに基づいて定義される。係数αは、雑音抑圧と信号消去の間のトレードオフに基づいて選択される。αに対するより高い値は、さらなる雑音抑圧を与えるが、しかしまたゼロである低信号エネルギー要素／タップの可能性を増やす。係数αは、０から１の範囲内の値をとることができる（たとえば、α＝０.１）。しきい値はまた、チャネルインパルス応答評価^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１に対する（平均エネルギーの代わりに）合計エネルギーに基づいて定義することができる。

しきい値は、チャネル評価が使用されるべきデータサブ周波数帯の動作モードに基づいて固定または適合される。例えば、しきい値は、（１）特定のコーディングと変調スキームまたは変調されるデータストリームの速度、（２）ビット誤り率（ＢＥＲ）、パケット誤り率（ＰＥＲ）、ブロック誤り率（ＢＥＲ）または他の誤り率性能の要請、および／または、（３）ある他のパラメータや事柄に基づくことができる。

１つ以上のモードをサポートするように構成されている受信機は、各モードに対する少なくとも１つの予め定められたしきい値を記憶するように構成することができる。受信機は、どのモードでデータサブ周波数帯が動作するかを決定することができ、メモリに記憶されている複数のしきい値から適切なしきい値を選択することができる。インパルス応答のタップ値、またはタップ値から導出された値は、しきい値またはしきい値に基づいて決定された値と比較することができる。例えば、受信機は、複数のαの値を記憶することができ、各αの値は別個のモードに対応している。受信機は、動作モードを決定することができ、対応するαの値に基づいてしきい値を決定することができる。個々のタップエネルギー値は、しきい値と比較することができ、しきい値より小さいエネルギー値を持ったタップにはゼロをセットすることができる。

別のしきい値処理スキームでは、しきい値処理は、式（１６）に示されているのと同様に、単一しきい値を用いて^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１のＰ個の要素全てに実行される（すなわち、切捨てなしに）。さらに別のしきい値処理スキームでは、しきい値処理は、複数のしきい値を用いて^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１のＰ個の要素全てに実行される。例えば、最初のしきい値は、^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１の最初のＬ個の要素に対して用いられ、２番目のしきい値は、^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１の最後のＰ−Ｌ個の要素に対して用いられる。２番目のしきい値は、最初のしきい値より小さい値がセットされる。さらに別のしきい値処理スキームでは、しきい値処理は、^∧ ｈ ^Is _Ｐ×１の最後のＰ−Ｌ個の要素だけに実行され、最初のＬ個の要素には実行されない。しきい値処理は、他の方法でも実行される。

しきい値処理は、マクロセルラ放送システムの無線チャネルのような「スパース(sparse)」である無線チャネルにうまく適している。スパース無線チャネルは、少数のタップに集中された多量のチャネルエネルギーを有している。各タップは、異なる時間遅延を持つ分解信号パスに対応している。スパースチャネルは、これらの信号パスの間の遅延幅（すなわち、時間遅延）が大きくとも少数の信号パスを含んでいる。弱い、または存在しない信号パスに対応するタップは、ゼロにすることができる、またはさもなければ取るに足らないものとすることができる。

[チャネル評価フィルタリング]
図５のブロック518と図６のブロック620で、チャネルインパルス応答評価は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ、またはなにか他のタイプのフィルタのような低域フィルタを用いて時間領域の中でフィルタされる。低域フィルタは、（過去と現在のサンプルにフィルタリングを実行する）カジュアルフィルタ、または（過去、現在およびバッファリングによって得られる将来のサンプルにフィルタリングを実行する）ノンカジュアルフィルタである。例えば、ノンカジュアルフィルタタイプで、受信機は、多重チャネル評価をバッファリングするかあるいはその逆で記憶することができ、後で発生するチャネル評価を用いて所定のチャネル評価に対するノンカジュアルフィルタ出力を決定することができる。所定のチャネル評価の基準点から、後で受信されたシンボルに基づくチャネル評価は、将来のサンプルである。

フィルタの特性（たとえば帯域幅）は、無線チャネルの特性に基づいて選択される。時間領域フィルタリングは、複数のＯＦＤＭシンボルを横切って、チャネルインパルス応答評価の各タップに対して別々に実行される。同じまたは異なるフィルタは、チャネルインパルス応答評価のタップに対して用いられる。そのような各フィルタに対する係数は、削除チャネル条件に基づいて固定される、または調整可能である。時間領域の中でフィルタリングを実行することは、パイロットサブ周波数帯が周波数領域の中でぐらつくという長所を有している（すなわち、パイロットサブ周波数帯の異なるセットが異なるＯＦＤＭシンボルに対して用いられる）。パイロットサブ周波数帯のぐらつきは、チャネルが過剰遅延幅を有しているときに役に立つ（すなわち、チャネルインパルス応答はＰ個のタップより長い長さを有する）。Ｐ個より多くのタップを持ったチャネルインパルス応答評価は、ぐらつきによって与えられる追加のそして異なるパイロットサブ周波数帯で得ることができる。フィルタリングはまた、最初のまたは最終の周波数応答評価で実行される。

[ＯＦＤＭシステム]
図７は、スペクトル形ＯＦＤＭシステムのアクセスポイント700と端末750のブロック図を示している。ダウンリンクにおいて、アクセスポイント700で、送信（ＴＸ）データプロセッサ710は、トラフィックデータを受信し、フォーマットし、コード化し、インタリーブし、そして変調する（すなわち、シンボルマップする）、そして変調シンボル（または簡単に「データシンボル」）を提供する。ＯＦＤＭ変調器720は、データシンボルとパイロットシンボルを受信し処理する、そしてＯＦＤＭシンボルのストリームを提供する。ＯＦＤＭ変調器720は、適切なサブ周波数帯上のデータシンボルとパイロットシンボルを多重化し、各使用されていないサブ周波数帯に対してゼロの信号値を与え、そして各ＯＦＤＭシンボル周期に対するＮ個のサブ周波数帯に対するＮ個の送信シンボルのセットを得る。各送信シンボルは、データシンボルであり、パイロットシンボルであり、またはゼロの信号値である。パイロットシンボルは、図４に示されているように、活動パイロットサブ周波数帯に送信される。パイロットシンボルは、各ＯＦＤＭシンボル周期で連続的に送信される。あるいは、パイロットシンボルは、同じサブ周波数帯上のデータシンボルで時分割多重化（ＴＤＭ）される。

ＯＦＤＭ変調器720はさらに、Ｎ個の時間領域チップを包含する「変換された」シンボルを得るために、ＮポイントイＩＦＦＴを用いてＮ個の送信シンボルの各セットを時間領域に変換する。ＯＦＤＭ変調器720は、決まって、対応するＯＦＤＭシンボルを得るために各変換されたシンボルの部分を繰り返す。繰り返された部分は、周期的なプレフィックスとして知られており、無線チャネルの中の遅延幅をなくすために用いられる。

送信装置（ＴＭＴＲ）722は、ＯＦＤＭシンボルのストリームを受信し、１つ以上のアナログ信号に変換し、さらにアナログ信号を無線チャネルの全面への送信に適したダウンリンク信号を生成するように条件づける（たとえば、増幅し、フィルタ処理し、周波数アップ変換する）。ダウンリンク信号は、それからアンテナ724を経由して端末に送信される。

端末750では、アンテナ752は、ダウンリンク信号を受信し、受信した信号を受信装置（ＲＣＶＲ）754に提供する。受信装置754は、受信された信号を条件づけ（例えば、フィルタする、増幅する、そして周波数アップ変換する）、サンプルを得るために条件づけられた信号をデジタル化する。ＯＦＤＭ復調器756は、各ＯＦＤＭシンボルに付加された周期的なプレフィックスを取り除き、ＮポイントＦＦＴを用いて各受信された変換されたシンボルを周波数領域に変換し、各ＯＦＤＭシンボル周期に対するＮ個のサブ周波数帯に対するＮ個の受信されたシンボルを得て、そして受信されたパイロットシンボル｛^∧Ｐ_dn(s_i)｝をチャネル評価のためにプロセッサ770に提供する。

ＯＦＤＭ復調器756はさらに、プロセッサ770からのダウンリンクに対する周波数応答評価^∧ Ｈ ^ls _N×1,dnを受信し、（送信されたデータシンボルの評価である）データシンボル評価を得るために受信されたデータシンボルにデータ復調を実施し、そしてデータシンボル評価をＲＸデータプロセッサ758に提供する。ＲＸデータプロセッサ758は、送信されたトラフィックデータを回復するためにデータシンボル評価を復調し（すなわち、シンボルデマップ(demap)し）、逆インタリーブ（deinterleave）し、復号する。ＯＦＤＭ復調器756とＲＸデータプロセッサ758による処理は、アクセスポイント700でのＯＦＤＭ変調器720とＴＸデータプロセッサ710による処理をそれぞれ補っている
プロセッサ770は、図５と図６に示されているように、活動パイロットサブ周波数帯に対する受信されたパイロットシンボルを得て、チャネル評価を実行する。プロセッサ770は、Ｐ_dn個の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯に対するチャネル利得評価を得るために必要ゆえに補外法および／または補間法を実行し、ダウンリンクに対する最小自乗インパルス応答評価^∧ ｈ ^ls _P×1,dnを導出し、^∧ ｈ ^ls _P×1,dnのＰ個の要素／タップに対してタップ処理を実行し、そしてダウンリンクに対するＮ個のサブ周波数帯に対する最終の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ls _Ｎ×1,dnを導出する（ここで、Ｐ_dnは、ダウンリンクに対するパイロットサブ周波数帯の数である）。

アップリンクにおいて、ＴＸデータプロセッサ782は、トラフィックデータを処理し、データシンボルを提供する。ＯＦＤＭ変調器784は、データシンボルを受信し、パイロットシンボルで多重化し、ＯＦＤＭ変調を実行し、そしてＯＦＤＭシンボルのストリームを提供する。パイロットシンボルは、パイロット送信のために端末750に割当てられているＰ_up個のサブ周波数帯に送信される。ここで、アップリンクに対するパイロットサブ周波数帯の数（Ｐ_up）は、ダウンリンクに対するパイロットサブ周波数帯の数（Ｐ_dn）と同じまたは異なる。パイロットシンボルもまた、ＴＤＭを用いてデータシンボルで多重化される。送信装置786は、アップリンク信号を生成するためにＯＦＤＭシンボルのストリームを受信し、処理する。アップリンク信号は、アンテナ752を経由してアクセスポイントに送信される。

アクセスポイント700で、端末150からのアップリンク信号は、アンテナ724により受信され、サンプルを得るため受信装置742により処理される。それからＯＦＤＭ復調器744はサンプルを処理し、アップリンクに対して受信されたパイロットシンボル｛^∧Ｐ_up(s_i)｝とデータシンボル評価を提供する。ＲＸデータプロセッサ746は、端末750によって送信されたトラフィックデータを回復するためにデータシンボル評価を処理する。

プロセッサ730は、図５と図６に示されているようにアップリンクに送信する各活動端末に対するチャネル評価を実行する。複数端末がパイロットを同時にそれぞれの割当てられたパイロットサブ周波数帯のセット上のアップリンクに送信する。ここで、パイロットサブ周波数帯セットは、インタレースされる（interlaced）。各端末ｎで、プロセッサ730は、端末に対して必要に応じて補外法および／または補間法を実行し、端末に対するアップリンクに対する最初の周波数応答評価^∧ Ｈ ^init,m _Ｐ×1,upを得て、^∧ Ｈ ^init,m _Ｐ×1,upに基づいて端末に対する最小自乗チャネルインパルス応答評価^∧ ｈ ^ls,m _P×1,upを導出し、タップ選択を実行し、さらに端末に対する最終の周波数応答評価^∧ Ｈ ^ls,m _Ｎ×1,upを得る。各端末に対する周波数応答評価^∧ Ｈ ^ls,m _Ｎ×1,upは、ＯＦＤＭ復調器744に提供され、そしてその端末に対するデータ復調に用いられる。

プロセッサ730と770は、アクセスポイント700と端末750における動作をそれぞれ指示する。記憶装置732と772は、プロセッサ730と770によって使用されてプログラムコードとデータをそれぞれ記憶する。プロセッサ730と770もまた、アップリンクとダウンリンクに対する周波数そしてインパルス応答評価を導出するために前述した計算をそれぞれ実行する。

多重アクセスＯＦＤＭシステム（たとえば、直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）システム）では、複数の端末がアップリンクに同時に送信する。そのようなシステムでは、パイロットサブ周波数帯は、異なる端末の間で共用される。チャネル評価技術は、各端末に対するパイロットサブ周波数帯が全動作帯域（できる限り帯域端を除いて）にまたがっているケースで用いられる。そのようなパイロットサブ周波数帯構造は、各端末に対する周波数ダイバーシティを得るために望ましい。

「ＯＦＤＭ受信機]
図８は、複数のデータ通信モードをサポートするように構成することができ、そしてモードに基づいてチャネル評価処理を最適化することができるＯＦＤＭ受信機800の単純化された機能ブロック図である。受信機800は、透明性のためにＲＦ処理のフロントエンドを明らかにしていない。受信機800は、図７の機能ブロック図に示されているように、受信されたＲＦ信号を基底帯域（ベースバンド）表現にダウンコンバートするためにＲＦフロントエンドを含んでいる。
受信機800は、移動局の端末、例えば、ダウンリンクだけをサポートするＯＦＤＭシステムに実装することができる。もう１つの実施形態では、受信機800は、ＯＦＤＭシステムの１つ以上のアクセスポイントまたは端末に実装することができ、リバースリンクアップリンク信号はもちろんフォワードリンクダウンリンク信号がＯＦＤＭシンボルを用いて送信される。

受信機800は、受信されたＯＦＤＭシンボルをサンプリングし、サンプルをデジタル表現に変換するように構成されたアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）802を含んでいる。例えば、ＡＤＣ802の変換率は、サンプル率を表すことができる。

ＡＤＣ802の出力は、直並列変換を実行するように構成することのできるバッファ804に結合される。ＡＤＣ802によって生成された受信されたＯＦＤＭシンボルのデジタルサンプルは、サンプルの直列データストリームを表す。バッファ804は、並列処理のために予め定められたサンプルの数を記憶するように構成することができる。予め定められたサンプルの数は、ＯＦＤＭシステムのサブ周波数帯の数以上であることができる。ある実施形態では、バッファ804は、複数のシンボルに対するサンプルを記憶するように構成することができる。例えば、4096個のサブ周波数帯を有するＯＦＤＭシステムにおいて、バッファ804は、その後の処理のため、受信されたＯＦＤＭシンボルの４０９６個以上のデジタルサンプルを記憶するように構成することができる。

バッファ804は、バッファ804に記憶されたサンプルを周波数領域表現に変換するように構成されたＦＦＴモジュール806の入力に結合される。前述した例において、バッファ804は、４０９６個のサンプルを記憶し、ＦＦＴモジュール806は、４０９６個の周波数領域サンプルを生成するために、サンプルに４０９６ポイントＦＦＴを実行するように構成することができる。

前に説明したように、ＯＦＤＭシンボルは、かなりの数のサブ周波数帯セットを含むことができ、１つ以上のサブ周波数帯セットがパイロットに割当てられ、１つ以上の別のサブ周波数帯セットがデータに割当てられる。受信機800は、パイロットに割当てられたサブ周波数帯セットについての情報を有することができる。さらに、受信機800は、１つ以上のデータサブ周波数帯を決定し、または割当てることができる。データ抽出モジュール808は、受信機800に割当てられたデータサブ周波数帯を抽出するためにＦＦＴモジュール806の出力で動作する。データ抽出モジュール808は、データを回復するためにチャネル評価を用いてサブ周波数帯を復調する復調器810に抽出されたデータサブ周波数帯を結合させる。

復調器810、またはある他の機能ブロックは、種々の方法のいづれかで、受信機800に割当てられたサブ周波数帯セットの動作モードを決定することができる。例えば、受信機800は、１つ以上のＯＦＤＭシンボルのフレームのモードを指定するオーバヘッドメッセージを復調することができ、ＯＦＤＭシンボル中の情報は、１つ以上のその後のＯＦＤＭシンボルのフレームのモードを指定する情報を含むことができ、または、モードの受信機800に信号を送るその他の方法を使用することができる。

ＦＦＴモジュール806の出力もまた、パイロット抽出モジュール820に結合される。パイロット抽出モジュール820は、例えば、パイロットに割当てられたサブ周波数帯を追跡することによって、パイロットサブ周波数帯サンプルを抽出することができる。初めに説明したように、４０９６個のサブ周波数帯を有するＯＦＤＭシステムにおいて、５１２個のサブ周波数帯をパイロットの各シンボルに割当てることができる。パイロット抽出モジュール820は、どのサブ周波数帯がパイロットに割当てられているかを決定することができ、それらのサンプルをメモリ（記憶装置）に抽出することができる。例えば、パイロット抽出モジュール820は、ＦＦＴモジュール806から出力された４０９６個のサンプルからパイロットサブ周波数帯に対応する５１２個のサンプルを抽出するように構成することができる。

パイロット抽出モジュール820は、パイロットサンプルを逆スクランブラー（descrambler）824に結合させる。パイロットサブ周波数帯に対応する各パイロット信号は予め定められたスクランブルスキーム（scrambling scheme）に従ってスクランブルすることができる。スクランブルスキームは、例えば、同じ雑音や干渉を繰り返して生成しないがしかしその代わり、付加的な低レベル雑音源を発生させるように、パイロット信号の特性をランダム化するために用いることができる。パイロットスクランブルスキームは、予め定められ、そして、逆スクランブラー824は、送信機で用いられるパイロットスクランブルスキームを補足するものを実行するように構成することができる。

逆スクランブル（descramble）されたパイロットサンプルは、最初のチャネル周波数応答評価を表す。しかしながら、チャネル周波数応答評価は、チャネル評価を用いて処理されるデータサブ周波数帯のモードに基づいて最初のチャネル周波数応答評価をさらに処理することによって改良することができる。

最初のチャネル周波数応答評価は、逆スクランブラー824から逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）モジュール830に結合される。ＩＦＦＴモジュール830は、最初のＦＦＴモジュール806の次元より小さい次元を有することができる。なぜならパイロットサブ周波数帯は、ＯＦＤＭシステムの中の全サブ周波数帯数のサブセットだけを表しているからである。前述の例では、５１２個のパイロットサブ周波数帯がある。このように、ＩＦＦＴモジュール830は、５１２ポイントＩＦＦＴを実行するように構成することができる。ＩＦＦＴモジュール830の次元を減らすことにより、ＩＦＦＴモジュール830によって実行される動作の数と最終のチャネル周波数応答評価を生成するために必要とされるその後の動作の数を大いに減らすことができる。

ＩＦＦＴモジュール830は、チャネルインパルス応答を生成するために最初のチャネル周波数応答評価で動作する。ＩＦＦＴモジュール830からの各出力は、別の時間タップを表す。チャネルインパルス応答は、このように、受信されたＯＦＤＭシンボルの最初のサンプルを捕獲するために用いられるサンプル時間間隔の持続期間に基づいて決定される全遅延幅をまたがる複数の時間タップによって特徴づけられる。

初めに説明したように、チャネルインパルス応答は、ＩＦＦＴモジュール830から出力されるよりも少ないサンプルによって正確に特徴づけられる。ＩＦＦＴモジュール830の出力は、チャネル評価を用いて処理することになるデータサブ周波数帯のモードに少なくとも部分的に基づいて予め定められた遅延幅にチャネルインパルス応答を切り捨てるために動作する切捨てモジュール840に結合される。

切捨てモジュール840は、予め定められた遅延幅より大きいタップをゼロまたはある実質上取るに足らない値に設定することによってチャネル応答評価を切り捨てる。切捨てモジュール840は、予め定められた遅延幅を示す制御信号を受信することができ、その後、タップは切り捨てられるかまたはゼロに設定される。例えば、制御信号は、チャネルインパルス応答の中のタップの数に対応しているチャネルインパルス応答ベクトルの次元
であることもできる。

図８に示されている実施形態において、複数の予め定められた遅延幅の値を切捨てメモリ844に記憶することができる。各遅延幅の値は、データサブ周波数帯が動作することができる１つ以上のモードに対応することができる。受信機800がモードについて確信がないとき、またはさもなければモードを決定することができないときに使用することのできる１つ以上の省略値もまたある。

第１のマルチプレクサ842は、切捨てメモリ844に結合することができ、そしてモード制御モジュール890によって提供される制御信号に基づいて切捨てモジュール840に結合するために記憶された遅延幅の値の１つを選択することができる。

モード制御モジュール890は、チャネル評価を用いて処理することになるデータサブ周波数帯のモードに基づいて複数の記憶された値から遅延幅の値を選択するために第１のマルチプレクサを制御する。

切捨てモジュール840の出力は、チャネル評価を用いて処理することになるデータサブ周波数帯のモードに基づいてチャネルインパルス応答タップのしきい値処理を実行するしきい値モジュール850に結合される。切捨てモジュール840は、モード依存性のしきい値を受信するように構成することができ、さらに、モード依存性のしきい値に基づいて決定された比較しきい値を越えないタップをゼロまたはある実質上取るに足らない値に設定するように構成することができる。

１実施形態では、しきい値モジュール850は、全てのタップ値の２乗を合計し、タップの数で割ることによってチャネルインパルス応答の平均エネルギー値を決定する。タップの数はチャネルインパルス応答の中のタップの総数であることがあり、または切捨てられたインパルス応答の中のタップの数であることもある。定義上は、切捨て長を越えたタップは、チャネル評価に寄与しない。しきい値モジュール850は、上記式（１６）でαと名づけた分数の値を受信することによって、さらに分数の値と平均エネルギー値の積を決定することによって比較しきい値を決定する。しきい値モジュールは、各タップエネルギー値を比較しきい値およびゼロと比較し、またはさもなければ、エネルギー値が比較しきい値未満に属するタップを取るに足らないものとする。

しきい値モジュール850は、しきい値メモリ854に格納されている複数のしきい値の１つを選択する第２のマルチプレクサ852からしきい値を受信することができる。しきい値メモリ854は、複数のしきい値を記憶するように構成することができ、各しきい値は、１つ以上の別個のモードに対応する。１つ以上のしきい値は、省略しきい値を表すことができる。モード制御モジュール890は、チャネル評価を用いて処理することになるデータサブ周波数帯のモードに少なくとも部分的に基づいてしきい値を選択するために第２のマルチプレクサ852を制御する。

しきい値モジュール850の出力は、複数の処理したチャネルインパルス応答評価をバッファリングし、そして複数の処理したチャネルインパルス応答評価に基づいて現在のチャネルインパルス応答評価をフィルタする時間フィルタ860に結合される。複数の処理したチャネルインパルス応答評価は、シンボルが現在処理されている後に発生するＯＦＤＭシンボルからの処理したチャネルインパルス応答評価はもちろん、過去のＯＦＤＭシンボルからの処理したチャネルインパルス応答評価を含むことができる。このように、時間フィルタ860は、チャネルインパルス応答のカジュアルフィルタリングまたはノンカジュアルフィルタリングを実行するように構成することができる。

時間フィルタ860の出力は、結果として生じる最終のチャネル周波数応答評価が処理すべきデータサブ周波数帯に対応するようにインパルス応答タップの位相を回転するように構成することができる位相回転器870に結合される。周期的なパイロットとデータサブ周波数帯を有するＯＦＤＭシステムにおいて、サブ周波数帯セットの間に一定の間隔を保たせているサブ周波数帯が固定されるが、チャネルインパルス応答タップは、結果として生じる周波数応答がデータサブ周波数帯がデータサブ周波数帯と一致するような既知値によって回転することができる。

位相回転器870の出力は、チャネルインパルス応答を最終のチャネル周波数応答評価に変換させるように構成されているＦＦＴモジュール880に結合される。ＦＦＴモジュール880は、パイロットサブ周波数帯の数に等しい次元を有するように構成することができる。このように、前述の例において、ＦＦＴモジュール880は、５１２ポイントＦＦＴを実行するように構成することができる。ＦＦＴモジュール880の出力は、部分的にモードに基づいて決定される最終のチャネル周波数応答評価を表す。最終のチャネル周波数応答は、データサブ周波数帯を復調するのに使用するために復調器810に結合される。

受信機800はまた、複数のサブ周波数帯セットを同時に処理するように構成することができ、各サブ周波数帯は、複数のモードのいづれか１つで動作するように構成することができる。そのような実施形態において、受信機800は、複数の最終のチャネル周波数応答評価を同時に生成するために、同じ最初のチャネル周波数応答で並列モードベースの処理を実行することができる。

モードベースのチャネル処理895を実行する受信機800の部分は、受信機800が複数の最終のチャネル周波数応答評価を同時に生成することができるように複数倍重複させることができる。モードベースのチャネル処理部分895の数は、データ通信に割当てることのできる可能なサブ周波数帯セットの総数に等しくすることができる。このように、Ｑ個のサブ周波数帯セットを有するＯＦＤＭシステムで、各サブ周波数帯セットはパイロット信号に割当てられ、受信機800は、Ｑ−１個までのチャネル周波数応答評価を同時に生成するためにＱ−１個までのチャネル処理部分895で構成することができる。

受信機800の実施形態は、モジュールの特別な配置を含んでいる。しかしながら、モジュールの多くは、類似したモジュールまたは機能的等価なもので置換することができる。さらに、モジュールの順序と位置は変更してもよい。

変換は、ＦＦＴまたはＩＦＦＴモジュールによって実行されるように説明される。しかしながら、ＦＦＴの実装は必要とされない、そして変換は、ＦＦＴ、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）、アマダール変換、そして同様なものまたは時間サンプルを周波数表現に変換する何らかの他の手段で実行することができる。同様に、ＩＦＦＴは、離散逆変換、逆アマダール変換、そして同様なものまたは周波数領域表現を時間領域表現に変換するどれか適切な手段で実行することができる。このように、ＩＦＦＴモジュール830は、チャネルインパルス応答を生成するどんな手段であってもよい。同様に、ＦＦＴモジュール880は、最終のチャネル周波数応答評価を生成するどんな手段であってもよい。

同様に、パイロット抽出モジュール820は、フィルタ、サンプラ、デサメーション(decimation)モジュール、そして同様なものまたはパイロットサンプルを抽出する何らかの他の手段で実行することができる。逆スクランブラー824は、送信機に実装されたスクランブル処理を補足するものを実行するように構成された要素または装置のどんな組み合わせでも実行することができる。そのように、逆スクランブラー824は、パイロットシンボルを逆スクランブルするどれか適切な手段として実装することができる。

切捨てモジュール840もまた、種々の異なるモジュールを用いて実装することができる。例えば、切捨てモジュール840は、デサメーション(decimation)モジュール、サンプラ、メモリ、バッファ、ＦＩＦＯ、そして同様なものまたはチャネルインパルス応答タップを切捨てるどれか他の手段を含むことができる。

しきい値モジュール850は、種々の異なるモジュールを用いて実装することができる。例えば、しきい値モジュール850は、比較器、減算器、繰上がりのあるアキュムレータ、ＤＡＣ、そして同様なものまたはチャネルインパルス応答タップのしきい値処理を行う何らかの他の手段を含むことができる。

時間フィルタ860は、ＦＩＲ、ＩＩＲ、カルマンフィルタ、アナログフィルタ、カジュアルフィルタ、ノンカジュアルフィルタ、そして同様なものまたはチャネルインパルス応答をフィルタリングする何らかの他の手段であってもよい。位相回転器870は、複素数乗算器、ＣＯＲＤＩＣ、そして同様なものまたはサンプルを回転させる何らかの手段を含むことができる。

さらに、種々のモード依存性の処理の位置と順序は、変更することができ、１つ以上のモード依存性の処理モジュールを省いてもよい。例えば、モジュールのいくつかは時間領域中で動作するものとして示されているがしかし、周波数領域の中で実装することもできる。さらに、モジュールのいくつかの順序は変えてもよい。例えば、切捨てモジュールとしきい値モジュール、840と850は、再順序付けてよい。いくつかの受信機800の実施形態は、図８に示されている処理の全てを実行しなくてもよい。例えば、切捨てモジュールまたはしきい値処理モジュール、840または850のどちらか一方は省いてもよい。時間フィルタ860は省いてもよい。受信機800は、複数の並列モード依存性のチャネル評価を実行しなくても良いがしかし、単一のチャネル評価を生成することに制限しても良いしまたは、複数の重チャネル評価を逐次生成してもよい。

図９は、あるいは方法として当てはまる最適化チャネル評価のプロセス900の単純化されたフローチャートである。プロセス900は、例えば、図８の受信機またはアクセスポイントの受信部分または図７に示されているシステムの端末で構成することができる。

プロセス900は、受信機が受信したＯＦＤＭシンボルをサンプリングするブロック902で開始する。受信機は、ブロック910に進み、ＯＦＤＭシンボルのサンプルを複数の周波数領域サブ周波数帯に変換する。受信機は、周波数領域応答を生成するためにサンプルにＦＦＴ動作をするように構成することができる。初めに説明したように、ＯＦＤＭシンボルは、サブ周波数帯の総数の中のサブ周波数帯のセットの中の複数のパイロットサブ周波数帯を含むことができる。

受信機は、ブロック920に進み、パイロットサブ周波数帯を抽出する。１実施形態において、受信機は、サブ周波数帯のどれがパイロットチャネルに割当てられるかを決定することによって、さらにそれらのサブ周波数帯に対応するＦＦＴの値をメモリに記憶することによって、パイロットサブ周波数帯を抽出するように構成することができる。例えば、Ｑ個の異なるサブ周波数帯セットを有するＯＦＤＭシステムにおいて、それらの１つはパイロットに割当てられており、受信機は、パイロットサブ周波数帯に対応するＱ個のＦＦＴの出力値毎にその中の１つを抽出することができ、さらにもっと先の処理のためにその値をＲＡＭに記憶することができる。

受信機は、各パイロットサブ周波数帯を逆スクランブルするために、ブロック930に進む。パイロットサブ周波数帯は、予め定められたアルゴリズムにしたがって送信機でスクランブルすることができ、さらに受信機は、スクランブルアルゴリズムを補足するものを実行することによってパイロットサブ周波数帯を逆スクランブルすることができる。

逆スクランブルされた周波数領域サンプルは、最初のチャネル周波数領域評価を表す。受信機は、ブロック940に進み、チャネルインパルス応答を生成するために最初のチャネル周波数領域評価にＩＦＦＴ動作を実行する。

受信機は、最初のチャネル周波数領域評価またはチャネルインパルス応答にモードベースの処理を実行することができる。しかし、時間領域処理は、実装するのは簡単である。受信機は、複数のモード依存性の最終のチャネル周波数応答評価を生成するために同じチャネルインパルス応答を用いることができ、受信機は、同じＯＦＤＭシンボルで複数のモードを同時にサポートする。

受信機は、ブロック950に進み、チャネルインパルス応答のモード依存性の切捨てを実行する。受信機は、チャネルインパルス応答をパイロットサブ周波数帯の数によって定義された長さより短い長さに切捨てることができる。受信機は、遅延幅に対応するインパルス応答の長さを各モードのためにメモリに記憶することができ、さらに割当てられたまたは送信されたモードに対応するインパルス応答の長さを検索することができる。インパルス応答の長さがモードに依存して変わるように、少なくとも２つのモードが別個のインパルス応答の長さを有することができる。

受信機は、インパルスレスポンスの長さより大きいタップをゼロに設定することによって、インパルス応答を切捨てる。すなわち、最長の遅延を表すそれらのタップは、チャネルインパルス応答から切捨てられる。

受信機はブロック960に進み、切捨てられたチャネルインパルス応答にモード依存性のしきい値処理を実行する。受信機は、１つ以上のしきい値をメモリに記憶することができ、各しきい値は１つ以上のモードに対応している。受信機は、関係づけられたしきい値を検索し、しきい値に少なくとも部分的に基づいて比較しきい値を決定またはさもなければ生成する。

受信機は、切捨てられたチャネルインパルス応答からの各タップ値を比較しきい値と比較する。もしタップ値またはタップ値によって生成された値が比較しきい値以上であれば、受信機は、そのタップ値の無変更を実行する。もしタップ値またはタップ値によって生成された値が比較しきい値より小さければ、受信機は、そのタップ値をゼロまたは何らかの取るに足らない値に設定する。もし値がチャネルインパルス応答または対応するチャネル周波数応答評価に実質上なんら寄与しなければ、値は取るに足らない値である。

１実施形態において、モード依存性のしきい値は相対値である。例えば、受信機は、切捨てられたチャネルインパルス応答の平均エネルギー値を決定するように構成することができる。モード依存性のしきい値は、少数であってもよい。受信機は、比較しきい値を生成するために平均エネルギー値をモード依存性のしきい値で基準化することができる。受信機は、比較しきい値より小さいタップエネルギー値を有するタップをゼロに設定する。

受信機は、それからブロック970に進み、切捨てられて、しきい値処理をされたチャネルインパルス応答の時間フィルタリングを実行する。時間フィルタは、複数のシンボルにまたがるチャネルインパルス応答の値を用いることができる。

時間フィルタリングの後に、受信機は、モード依存性のチャネルインパルス応答を生成した。受信機は、データサブ周波数帯に対応するサブ周波数帯で最終のチャネル周波数応答評価を生成することができる。受信機は、ブロック980に進み、タップ値を位相回転させる。チャネルインパルス応答がパイロットサブ周波数帯のサンプルから生成されたため、受信機は、タップ値を位相回転させる。ＯＦＤＭシステムの中のパイロットブ周波数帯は、データサブ周波数帯とは異なるがしかし、サブ周波数帯の固定数のような既知の固定の周波数で一般に相殺される。このように、チャネルインパルス応答のタップ値を位相回転させることによって、受信機は、データサブ周波数帯と一致するチャネル周波数応答評価を生成することができる。受信機はブロック990に進み、切捨てられ、しきい値処理がなされ、時間フィルタがなされ、位相回転がなされたチャネルインパルス応答にＦＦＴを実行することによって、最終のチャネル周波数応答評価を生成する。

ここで説明したチャネル評価技術は、種々の手段で構成される。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実装される。ハードウェア実装では、チャネル評価に用いられる処理装置は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤｓ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、書替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、プロセッサ、制御装置、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここで説明した機能を実行するために設計された他の電子装置、またはこれらの組み合わせの中で実装される。

ソフトウェア実装では、チャネル評価技術は、ここで説明した機能を実行するモジュール（たとえば、手続き、機能など）で実装される。ソフトウェアコードは、記憶装置（たとえば、図７の記憶装置732と722）に記憶され、プロセッサ（たとえば、プロセッサ730と770）によって実行される。記憶装置は、プロセッサの中または、プロセッサの外側で実装され、その場合、その技術分野で知られているような種々の手段によってプロセッサに通信的に結合してもよい。

方法または処理における種々のステップまたは動作は、示された順序で実行される。あるいは、別の順序で実行される。さらに、１つ以上の処理または方法のステップは省略されてもよい。あるいは１つ以上の処理または方法のステップをその方法や処理に追加してもよい。追加のステップ、ブロック、動作は、その方法や処理の最初、最後、または存在する要素の間に追加してもよい。

結合または接続は、直接接続であることを必要としない。種々のモジュールが直接接続、直結を通して、または間接結合を通して互いに結合されることができる。１つ以上の間に入る要素がそれぞれのモジュールを結合させるために用いられる。

見出しは、参照のために、そして一定のセクションの位置を示すのを助けるためにこの中に含めてある。これらの見出しは、以下に説明する概念の技術的範囲を限定することを意図していない。さらに、これらの概念は、全体の明細書を通して他のセクションで適用性を有する。

開示した実施形態の前の記述は、当業者が本発明を使用または利用することができるように提供される。これらの実施形態に対する種々の変更は、それらの当業者には容易に明白になるであろう。さらに、ここで定義された一般的な原理は、本発明の技術的範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用される。このように、本発明は、ここで示されている実施形態に制限することを意図していない。しかし、ここで開示した原理および新しい特徴と矛盾しない一番広い技術的範囲が与えられる。

ＯＦＤＭシステムに対する例示的サブ周波数帯構造。 無線チャネルの周波数応答評価を得るために用いられるパイロット送信スキーム。 少なくとも方形チャネルインパルス評価に対する計算を簡単にすることができる均一なパイロット送信スキーム。 スペクトラム形ＯＦＤＭシステムに対する均一なパイロット送信スキーム。 スペクトラム形ＯＦＤＭシステムの中の無線チャネルの各ＯＦＤＭシンボル中の各モードに対して、周波数応答評価を得るためのプロセス。 スペクトラム形ＯＦＤＭシステムの中の無線チャネルの各ＯＦＤＭシンボル中の各モードに対して、周波数応答評価を得るためのプロセス。 ＯＦＤＭシステムの中のアクセスポイントと端末装置の単純化された機能ブロック図。 最適化チャネル評価プロセスを有するＯＦＤＭ受信機の実施形態の単純化された機能ブロック図。 最適化チャネル評価のプロセスの単純化されたフローチャート。

Claims (26)

1. 多重アクセス無線通信システムの無線チャネルに対する少なくとも１つの周波数応答の評価方法において、
   チャネル利得評価に基づいて、不均等な間隔で分離されているサブ周波数帯の第２のセットに対するＰ個の均等な間隔で分離されているサブ周波数帯の第１のセットに対する最初の周波数応答評価を獲得し、
   最初の周波数応答評価に基づいて無線チャネルに対する時間領域チャネルインパルス応答評価を導出し、
   チャネルインパルス応答評価に基づいて無線チャネルの各シンボルの中の各モードに対する最終の周波数応答評価を導出する処理とを含んでおり、前記Ｐは１より大きい整数であり、２の累乗であり、第１のセットは、第２のセットに含まれていない少なくとも１つのサブ周波数帯を含んでいる評価方法。
2. モードは、変調タイプを含んでいる請求項１記載の方法。
3. モードは、コード速度を含んでいる請求項１記載の方法。
4. モードは、変調層を含んでいる請求項１記載の方法。
5. 最終の周波数応答評価は、階層化変調スキームに対する基底周波数応答評価と改良周波数応答評価を含んでいる請求項２記載の方法。
6. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムのチャネル評価の方法において、
   複数のタップを有するチャネルインパルス応答を決定し、
   複数の処理されたタップを生成するためにＯＦＤＭシンボル中のデータモードに基づいてチャネルインパルス応答の複数のタップを処理し、
   複数の処理されたタップに基づいてチャネル周波数応答評価を生成するステップとを含んでおり、チャネルインパルス応答は、受信されたＯＦＤＭシンボルからの複数のパイロット信号に部分的に基づいているチャネル評価方法。
7. 受信されたＯＦＤＭシンボルをサンプリングし、
   サンプルから周波数領域表現を生成し、
   周波数領域表現から複数のパイロット信号を抽出する処理とをさらに含んでいる請求項６記載の方法。
8. チャネルインパルス応答の複数のタップの処理は、ＯＦＤＭシンボル中のデータモードに基づいてしきい値を用いて複数のタップを処理する処理を含んでいる請求項６記載の方法。
9. 複数のタップの処理は、
   しきい値に基づいて比較しきい値を生成し、
   各複数のタップから生成された値を比較しきい値と比較し、
   タップから生成された値が比較しきい値より小さいタップを取るに足らない値に設定する処理を含んでいる請求項８記載の方法。
10. チャネルインパルス応答の複数のタップの処理は、ＯＦＤＭシンボル中のデータモードに基づいて決定された切捨て長を用いて複数のタップを処理する処理を含んでいる請求項６記載の方法。
11. チャネルインパルス応答の複数のタップの処理は、
    切捨てられたチャネルインパルス応答を生成するためにデータモードに基づいた長さにチャネルインパルス応答を切捨て、
    データモードに基づいて切捨てられたチャネルインパルス応答にしきい値処理を行う処理を含んでいる請求項６記載の方法。
12. さらに複数の処理されたタップをフィルタリングする処理を含んでおり、チャネル周波数応答評価は、フィルタリングされた複数の処理されたタップに基づいて生成される請求項６記載の方法。
13. データモードは、符号化タイプ、コーディング速度、変調タイプまたはそれらの組み合わせの少なくとも１つを含んでいる請求項６記載の方法。
14. チャネル周波数応答評価の生成は、
    複数の位相回転されたタップを生成するために複数の処理されたタップを位相回転させ、
    複数の位相回転されたタップを複数のデータサブ周波数帯の周波数における最終のチャネル周波数応答評価に変換することとを含んでいる請求項６記載の方法。
15. 直交周波数分割多重変調方式（ＯＦＤＭ）システムのチャネル評価のための装置において、
    ＯＦＤＭシンボルに基づいてチャネルインパルス応答を生成するように構成された変換モジュールと、
    変換モジュールに結合され、処理されたチャネルインパルス応答を生成するために受信されたデータサブ周波数帯のモードに基づいて複数のタップを処理するように構成されたモード依存性の処理部分と、
    処理されたチャネルインパルス応答を最終のチャネル周波数応答評価に変換するように構成されたモード依存性の処理部分に結合された周波数変換モジュールとを含んでおり、チャネルインパルス応答は、複数のタップを含んでいる装置。
16. モード依存性の処理部分は、チャネルインパルス応答をモードに依存する長さに切捨てるように構成された切捨てモジュールを含んでいる請求項１５記載の装置。
17. 切捨てモジュールは、予め定められたモード依存性のチャネル遅延幅より大きい遅延に対応するいくつかのタップをゼロに設定することによってチャネルインパルス応答を切捨てるように構成されている請求項１６記載の装置。
18. モード依存性の処理部分は、モードに関係づけられたしきい値に基づいてチャネルインパルス応答の複数のタップにしきい値処理を行うように構成された切捨てモジュールを含んでいる請求項１５記載の装置。
19. 切捨てモジュールは、複数のタップの平均チャネルエネルギーを決定するように構成され、さらに、エネルギー値が平均チャネルエネルギーの小数部より小さいタップを取るに足らない値に設定するように構成されており、前記小数部は、しきい値に依存しているモードによって決定される請求項１８記載の装置。
20. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムのチャネル評価のための装置において、
    複数のタップを有するチャネルインパルス応答を決定する手段と、
    複数の処理されたタップを生成するためにＯＦＤＭシンボル中のデータモードに基づいてチャネルインパルス応答の複数のタップを処理する手段と、
    複数の処理されたタップに基づいてチャネル周波数応答評価を生成する手段とを含んでおり、前記チャネルインパルス応答は、受信されたＯＦＤＭシンボルからの複数のパイロット信号に部分的に基づいている装置。
21. 複数のタップを処理する手段は、複数のタップをデータモードに基づいて予め定められた長さに切捨てる手段を含んでいる請求項２０記載の装置。
22. 複数のタップを処理する手段は、データモードに依存しているしきい値に少なくとも部分的に基づいて複数のタップにしきい値処理を行う手段を含んでいる請求項２０記載の装置。
23. 複数の回転されたタップを生成するために複数の処理されたタップを位相回転させる手段をさらに含んでおり、チャネル周波数応答評価を生成する手段は、複数の回転されたタップを周波数変換させる手段を含んでいる請求項２０記載の装置。
24. 複数のタップを有するチャネルインパルス応答を決定し、
    複数の処理されたタップを生成するためにＯＦＤＭシンボル中のデータモードに基づいてチャネルインパルス応答中の複数のタップを処理し、
    複数の処理されたタップに基づいてチャネル周波数応答評価を生成するステップを実行するようにプロセッサに指令するように構成されたコンピュータプログラムで符号化されたコンピュータ読取り可能な媒体であって、チャネルインパルス応答は、受信されたＯＦＤＭシンボルからの複数のパイロット信号に部分的に基づいているコンピュータ読取り可能な媒体。
25. 受信されたＯＦＤＭシンボルをサンプリングし、
    サンプルから周波数領域表現を生成し、
    周波数領域表現から複数のパイロット信号を抽出するステップを実行するためにさらにプロセッサに指令するように構成されている請求項２４記載のコンピュータ読取り可能な媒体。
26. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）受信機において、
    受信されたＯＦＤＭシンボルをサンプリングし、複数のサンプルを生成するように構成されたアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）と、
    複数のサンプルを複数のサブ周波数帯に変換するように構成された変換モジュールと、
    複数のサブ周波数帯から複数のパイロットサブ周波数帯を抽出するように構成されたパイロット抽出モジュールと、
    処理されたチャネルインパルス応答を生成するために受信されたデータサブ周波数帯のモードに基づいて複数のサブ周波数帯を処理するように構成されたモード依存性の処理部分と、
    処理されたチャネルインパルス応答を最終のチャネル周波数応答評価に変換するように構成されたモード依存性の処理部分に結合された周波数変換モジュールと
    最終のチャネル周波数応答評価に基づいて受信されたデータサブ周波数帯を復調するように構成された復調器とを備える受信機。

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