JP5363575B2 - 適応フィルタリングによってｏｆｄｍ信号パラメータのブラインド推定を行うための方法 - Google Patents

Description

本発明は、OFDM(直交周波数分割多重)信号パラメータのブラインド推定を行うための方法に関するものである。

OFDM変調は、従来技術からよく知られており、DVB-T、ADSL、Wi-Fi(IEEE 802 a/g)、WiMax(IEEE 802.16)などの多くの電気通信システムにおいて使用されている。これには、スペクトル応答性に優れ、周波数選択性フェージングからの保護能力も高いという利点がある。

OFDMシステムでは、伝送される情報シンボルは、N個のシンボルからなるブロックにグループ分けされ、Nは一般に2のべき乗であり、OFDMシンボルは情報シンボルの前記ブロックに対しIFFT(逆高速フーリエ変換)を実行することによって得られることに留意されたい。一般に、シンボル間干渉(ISI)を吸収し、受信時の等化を容易にするために、巡回プレフィックスが、それぞれのOFDM信号の始まり部分に付加される。これらのOFDMシンボルによって形成されるOFDM信号は、場合によっては周波数に変換できる。

一般に、OFDMシステムによって送信される信号は、

によってベースバンドで表され、式中、Eは信号の電力であり、NはOFDMマルチプレックスの搬送波数であり、a_k,nはM値変調アルファベット(modulation alphabet M-ary)、典型的にはBPSK、QPSK、またはQAMに属す、ブロックkに関する情報シンボルであり、1/T_cは情報シンボルのスループットであり、ここでT_cは「チップ」時間であり、Dはチップの数で表される巡回プレフィックスのサイズであり、g(t)は信号のスペクトルをアポダイズする(apodize the spectrum of the signal)ことを意図されている時間の台(temporal support)[0,(N+D)T_c]を有するOFDM信号に対する成形インパルス関数(forming impulsion)である。

図1に、OFDM信号を図式的に示した。これは、OFDMシンボルのシーケンスからなり、それぞれのシンボルは有効持続時間NT_cおよび持続時間T_prefix=DT_cのガードインターバルを含む全持続時間(N+D)T_cを有し、その中に巡回プレフィックスが配置される。従来、巡回プレフィックスは、ガードインターバルの内側のOFDMシンボルの末尾のコピーである。いくつかのOFDMシステムでは、巡回プレフィックスは、単に省かれる、言い換えると、シンボルの有効部分が、「空」のガードインターバルで分離される。この伝送技術は、シンボル間干渉を除去することも可能にするが、信号の等化を容易にすることはない。

伝送路内の伝搬後に、受信機によって受信されたOFDM信号は、

によって表すことができ、式中、

は送信されたOFDM信号との畳み込みであり、s_a(t)は伝送路h(t)からのインパルス応答であり、b(t)は雑音を表す確率関数である。インパルス応答の長さは、ガードインターバルの長さよりも短いと仮定され、したがって、シンボル間干渉(ISI)を無視することが可能である。

図2は、OFDM受信機の構造を図式的に示している。

場合によってはベースバンドの復調後に、210において受信信号をチップ周波数でサンプリングし、次いで、220において、サンプルに直並/列変換を適用し、N+D個のサンプルのブロックを形成する。ガードインターバルに対応する最初のD個のサンプルは破棄され、230において、OFDMシンボルの有効部分に対応するN個の残りのサンプルのブロックにFFTが適用される。次いで、240において、得られる復調シンボルに直列変換を適用する。

最終的に、受信機の時間および周波数に関する同期がうまくいっていると仮定すると、復調シンボルは、

で表すことができ、式中、h_nは伝送路のインパルス応答に依存する複素係数であり、b_k,nは雑音を表す確率変数である。

この受信機を適切に動作させるためには、時間および周波数の正確な同期が必要である。実際、時間同期がうまく行われていない(poor time synchronization)と、トランケーションウィンドウ(truncation window)が時間的に徐々にずれてゆき(gradual temporal slipping)、周波数同期がうまく行われていない(poor frequency synchronization)と、サンプルの相回転が生じることになるが、これは、乗数

で表すことができ、式中、Δfは受信機の復調周波数とOFDMマルチプレックスの搬送波周波数との間の周波数オフセットである。

受信機の時間および周波数同期は、一般的には、学習シーケンスを取得する(acquisition of a learning sequence)ことで行われる。

この検出器を動作させるために、もちろん、送信されるOFDM信号のパラメータが知られていることが仮定される(つまり、OFDMシンボルのパラメータである)。「OFDM信号のパラメータ」とは、本明細書では、副搬送波の数N、1つのシンボルの有効持続時間NT_c、またはそれと同等であるが、副搬送波間の周波数間隔1/NT_c、ガードインターバルの持続時間DT_c、および/または前記シンボルの繰り返し期間(N+D)T_cのことである。

受信機側に、OFDM信号のパラメータがアプリオリに知られてないことはよくあることであり、復調を行う前に、それらのパラメータを手当たり次第に推定する、つまりブラインド推定を行う必要がある。

いくつかの方法がその目的のために提案されている。これらは、OFDM信号の中に巡回プレフィックスが存在すること、およびその結果得られる周期定常性(cyclostationarity properties)を利用する。これらのパラメータに対する推定量は、OFDM信号の自己相関関数に基づく。このような推定方法の一例は、P. Liuらの論文、「A blind time-parameters estimation scheme for OFDM in multi-path channel」、published in Proc. 2005 Int'l Conference on Information、Communications and Signal Processing、第1巻、242〜247頁、2005年9月23〜26日に記載されている。

しかし、これらの推定方法には、自己相関関数を計算するために非常に多くのOFDMシンボルの取得を必要とするという欠点がある。さらに、これらの方法は、OFDM信号が巡回プレフィックスを持たない上述のケースでは機能しない。これらは、プレフィックスの持続時間とOFDMシンボルの持続時間との比、D/(D+N)が低い場合には、あまりうまく機能しないか、または全く機能しない。実際、この場合、自己相関関数の二次ピークは、信号の周期定常性により、不鮮明になるか、または雑音の中に消失してしまうことすらある。そのため、パラメータNT_cを推定することを可能にする主ピークと二次ピークとの間のギャップを正確に決定することは不可能である。

P. Liuらの論文、「A blind time-parameters estimation scheme for OFDM in multi-path channel」、published in Proc. 2005 Int'l Conference on Information、Communications and Signal Processing、第1巻、242〜247頁、2005年9月23〜26日

したがって、本発明の目的は、前述の欠点を持たないOFDM信号のパラメータのブラインド推定を行うための方法を提案することである。

本発明の第2の目的は、高速で、しかも学習シーケンスを必要としないOFDM受信機の時間および周波数同期を可能にすることである

本発明は、OFDMシンボルのシーケンスからなる、観測期間中にベースバンド復調され、次いでサンプリングされるOFDM信号の少なくとも1つのパラメータのブラインド推定を行うための方法によって画定される。

第1の実施形態により、こうして得られたサンプルのベクトルyが形成され、前記パラメータの複数の可能な値について、前記信号を生成するために使用されるOFDM変調を表す行列

が構成され、前記行列は前記パラメータに依存し、目的関数

の値が計算され、式中、||.||はユークリッドノルムであり、||.||_Fはフロベニウスノルムであり、最後に、目的関数が最大値をとるときの前記可能なパラメータ値が、前記パラメータの推定として選択される。

前記パラメータは、例えば、前記OFDMシンボルの有効長の特徴を示す。

他の例によれば、前述の方法はOFDM信号のパラメータの集合をまとめて推定するものであり、前記パラメータに対する各可能な値の集合について目的関数の最大値を求め、目的関数が最大値をとるときの前記可能な値の集合から前記パラメータの各推定された値を得る。

パラメータの前記集合は、OFDMマルチプレックスの副搬送波の数、有効長、および前記OFDMシンボルのプレフィックスの持続時間で構成することができる。

第2の実施形態により、前記パラメータの複数の可能な値について、前記信号を生成するために使用されるOFDM変調を表す、パラメータに依存する行列が構成され、パラメータのそれぞれの可能な値について、複数の可能な値が、観測期間の始まり部分とOFDMシンボルの始まり部分との間の時間オフセットについてテストされ、時間オフセットのそれぞれの可能な値について、前記行列の対応する数の最初の行と前記ベクトルの同じ数の最初の要素とを消去して、切り詰められた行列(truncated matrix)

と切り詰められたベクトル(truncated vector) yとを形成することによって、目的関数

の値が計算され、式中、||.||はユークリッドノルムであり、||.||_Fはフロベニウスノルムであり、パラメータの可能な値と目的関数が最大値をとるときのオフセットの対は、前記パラメータの推定および時間オフセットの推定として選択される。

例えば、前記パラメータは、前記OFDMシンボルの有効長の特徴を示す。

他の例によれば、前述の推定方法はOFDM信号のパラメータの集合をまとめて推定するものであり、これらのパラメータの各可能な値の集合および時間オフセットの値について目的関数の最大値を求め、目的関数が最大値をとるときのパラメータの前記可能な値の集合および時間オフセットからこれらのパラメータおよびそのオフセットの各推定された値を得る。

例えば、パラメータの前記集合は、OFDMマルチプレックスの副搬送波の数、有効長、および前記OFDMシンボルのプレフィックスの持続時間で構成される。

第3の実施形態により、前記信号を生成するために使用されるOFDM変調を表す、前記パラメータに、さらにOFDM信号の搬送波とベースバンド復調するために使用される周波数との間の周波数オフセットに依存する行列が構成され、パラメータのそれぞれの可能な値について、前記周波数オフセットの複数の可能な値がテストされ、目的関数

の値が計算され、式中、||.||はユークリッドノルムであり、||.||_Fはフロベニウスノルムであり、目的関数が最大値をとるときのパラメータの可能な値とオフセットの対は、前記パラメータの推定および周波数オフセットの推定として選択される。

例えば、前記パラメータは、前記OFDMシンボルの有効長の特徴を示す。

他の例によれば、前記方法はOFDM信号のパラメータの集合をまとめて推定するものであり、これらのパラメータの各可能な値の集合および周波数オフセットの値について目的関数の最大値を求め、目的関数が最大値をとるときのパラメータの前記可能な値の集合および周波数オフセットからこれらのパラメータおよびそのオフセットの各推定された値を得る。

パラメータの前記集合は、特に、OFDMマルチプレックスの副搬送波の数、有効長、および前記OFDMシンボルのプレフィックスの持続時間で構成することができる。

本発明の他の特徴および利点は、付属の図面を参照しつつ行われた本発明の1つの好ましい実施形態を読むと明らかになるであろう。

OFDM信号を図式的に示す図である。 従来技術から知られているOFDM受信機を図式的に示す図である。 本発明の第1の実施形態によるOFDM信号のパラメータを推定するための方法の流れ図である。 本発明の第2の実施形態によるOFDM信号のパラメータを推定するための方法の流れ図である。 本発明の第3の実施形態によるOFDM信号のパラメータを推定するための方法の流れ図である。 本発明によりOFDM信号パラメータを推定するための方法および従来技術から知られている推定方法の相対的性能を示す図である。

以下では、OFDM変調を使用する電気通信システムの場合について考察する。ここでは、送信されるOFDM信号は、式(1)によって与えられた形式を有すること、またOFDMシンボルは、プレフィックスを含む場合も含まない場合もあることを考える。簡単にするため、これらはプレフィックスを含むが、空である(D=0)場合があると考える。

副搬送波の数、これらの副搬送波の間の周波数間隔、またはそれと同等であるが、OFDMシンボルの有効持続時間などの、OFDM信号の少なくとも1つのパラメータ、特にOFDM変調パラメータのブラインド推定を行う状況を考える。推定すべきパラメータの集合は、ベクトルθ、例えば、θ=(N,DT_c,NT_c)によって表される。いくつかの場合において、この集合は1つのものに集約できる。例えば、搬送波の数NおよびOFDMシンボルの持続時間、T_s=(N+D)T_cを知ることができるが、ただし、ブラインド推定されるパラメータは有効持続時間NT_cであるか、または副搬送波間の間隔1/NT_cである。

受信機によって受信された信号は、ベースバンド復調とナイキスト周波数1/T_cより大きい周波数1/T_eでのサンプリングの後に、

によって表すことができ、式中、λ_lおよびτ_lはそれぞれ、複素減衰係数およびサンプルの数で表される異なる伝送路の異なる経路に関連付けられている遅延であり、Lは経路の総数であり、b(m)=b(mT_e)であり、この式中、b(t)は加法性白色ガウス雑音である。

一般性を失うことなく、簡素化するために、これ以降、説明を単一経路の伝送路の場合に限定することにする。その場合、式(4)は、時間基準としてOFDM信号の始まり部分を使用して、

のように簡素化される。それと同等であるが、この式は、行列形式
y=H_θa+b (5)
と表すことができ、ただし、式中y=(y(0),y(1),...,y(M -1))^Tであり、(.)^Tは転置演算を表し、

であって、式中、T₀はOFDM信号の観測窓の長さであり、

はx以下の最大の整数であり、ak=(a_k,0,a_k,1,...,a_k,M-1)^Tであり、

であって、式中、

であり、

はx以上の最小の整数であり、b=(b(0),b(1),...,b(M-1))^Tである。言い換えると、yはベースバンドで受信されたサンプルからなるサイズベクトルMであり、aは観測窓内のOFDMシンボルk=0,..,K-1の副搬送波n=0,..,N-1を変調するKN個の変調シンボルa_k,nのシーケンス表すサイズベクトルKNであり、bは雑音サンプルからなるベクトルである。

一般に、行列H_θは、伝送路およびOFDM変調を表し、この変調はパラメータの集合θによってパラメータ化され、例えば、θは三つ組みθ=(N,DT_c,NT_c)である。ここでは、フラットフェージングの場合を用いることにする。そこで、行列H_θは、OFDM変調のみを表す。より正確には、成形関数g(t)を窓関数で近似できる場合、行列H_θの要素は、

によって乗数の範囲内で定義されているものを除きゼロであり、式中、m=0,..,M-1、n=0,..,N-1であり、k_mは、

を検証する唯一の整数である。
したがって、サイズがM×KNである行列H_θは、ブロック構造を有し、それぞれのブロックのサイズは

である。

ブラインド推定に関して、OFDM受信機には複数のベクトルyが単に知られているだけであり、それぞれのベクトルはOFDM信号のサンプルからなり、ベースバンド復調され、観測窓において考慮されている。受信機には、当然のことながら、ベースバンドOFDM信号をサンプリングするために使用されるサンプリング周波数1/T_eと観測窓の幅T₀も知られている。

本発明の基礎となる考え方は、(6)による形式を有する行列

を調べることであり、つまり、その非ゼロ要素は

によって与えられ、式中、

、

は

から結果として得られるパラメータの値を表し、これは特定の制約条件の下で

を最大化し、||x||はここではベクトルxのユークリッドノルムを表す。この制約条件のこの目的は、後述の特定のノルムの意味の範囲内で行列

を正規化することにある。

より正確には、目的関数

を使用することが提案されるが、式中、

は行列Aのフロベニウスノルムであり、Tr(.)はトレースを表し、E{.}は本明細書ではベクトルy上で、つまり、観測窓のシーケンス上でとる平均値を示している。

しかし、実際には、OFDMシンボルの持続時間T_s=(N+D)T_cが知られていることおよびその持続時間の倍数である観測窓T₀が選択されることがない限り、連続的観測窓はOFDMシンボルの始まり部分に関して同じ遅延から始まらず、分子において瞬時値をとることで、つまり、

とすることでよしとする。

雑音が存在しない場合に、目的関数

は、特性

を有し、式中、H_θはOFDM送信機によって使用される式(6)に従う、つまり、効果的に送信されるOFDM信号のパラメータθに対応する行列である。

特性(10)の証明は、シンボルa_k,nが全く同じように分布する独立確率変数であると考えることによって得られる。これらの条件の下で、aの共分散行列は、E{aa^H}=I_KNであり、式中、E{.}は本明細書ではシンボルa_k,n上でとった平均値を意味し、I_KNはサイズKN×KNの単位行列である。すると、

が得られる。

この式において、θは送信されるOFDM信号のパラメータに対応し、

はテストされるパラメータに対応することに留意されたい。

特性(10)は、不等式、つまり、任意の2つの行列AおよびBについてフロベニウスノルムに適用されたコーシーシュワルツの不等式の系である、不等式

から得られる。

実際には、(12)を行列

および

に適用し、(11)を考慮すると、

が得られ、この不等式は

の場合にのみ成立する。行列の形式

により、この等式はそれ自体、

の場合にのみ検証される。

最終的に、本発明の第1の実施形態により、推定

は

によって与えられる。

図3は、本発明の第1の実施形態による少なくとも1つのOFDM信号のパラメータを推定するための方法の流れ図を図式的に示している。

ステップ310で、OFDM信号がベースバンド復調され、次いで、320において、ナイキスト周波数より高い周波数1/T_eでサンプリングされる。1/T_cの大きさ、言い換えるとOFDM信号の帯域幅は、一般的に知られており、これにより、サンプリング周波数をしかるべく選択することが可能である。

ステップ330において、M個の複素サンプルのブロックを、与えられた幅T₀を持つ観測窓に対応して選択する。OFDMシンボルの持続時間T_sが知られている場合、この幅は、有利には、T_Sの倍数として選択される。

ステップ340において、ベクトルyを、M個の複数サンプルから構築する。

ステップ350において、テストするパラメータ

を初期化し、さらには値J_maxも初期化し、例えば、J_max=0となるようにする。

次いで、反復ループに入り、そこで、テストするパラメータ

を、所定の範囲内で変化させる。

ステップ360において、行列

を式(8)から計算するが、ただし、その式中に関わる値は、場合によっては、受信機側に知られているか、または

で与えられる。次いで、行列

のフロベニウスノルムを計算する。

次いで、ステップ363において、ベクトル

のユークリッドノルムを計算する。

ステップ365において、

の値を計算し、次いで、目的関数がとる値J、つまり、

を計算する。

ステップ370において、こうして得られた値がJ_maxより大きいかどうかをテストする。もし大きければ、375において、値J_maxを値Jで更新し、テストされたパラメータ

をメモリに格納する。

次いで、380において、パラメータの範囲全体を通過したかどうかテストし、もしそうでなければ、

を、例えば、増分によって変化させ、そして、計算ステップ360に戻る。

ステップ390において、パラメータの推定値

をメモリ内に読み込む。

前記の推定方法は、観測窓の始まり部分が、OFDMシンボルの始まり部分と一致した場合によい結果をもたらす。しかし、概して、観測窓は、OFDMシンボル上で同期しないが、そのようなシンボルの始まり部分上にオフセットτを有する。

その場合、受信したOFDM信号は、

として表すことができ、式中、y(m)は式(4')によって与えられ、

はサンプリング周期数でラベル付けされたオフセットである。

この時間オフセットの存在を処理するために、パラメータの集合

がオフセットτだけ増大され、こうして増大された集合は

と記述され、新規行列

が、前記行列の最初のτ_e個の行を消去することによって

から得られ定義される。次いで、行列

はサイズ

の行列となり、式中、

はθと

で与えられる副搬送波の個数である。同様に、観測窓のτ_e個の最初のサンプルは、コスト関数の計算の際に考慮されない。

(9')と同様に、オフセットτ_eを考慮した拡張目的関数

を構成することができる、つまり、

である。式(16)において、τ_e個の最初のサンプルが消去されるためベクトルyのサイズはτ_eに依存することを確認されたい。

不等式

が成り立つこと、また等式は、OFDM信号のパラメータが正しく推定される場合、かつOFDM信号が正しく同期する、つまり、τ_eの値も正しい場合にのみ成り立つことが示されうる。

図4は、本発明の第2の実施形態によるOFDMパラメータを推定するための方法を図式的に示している。

ステップ410から450は、図3のステップ310から350と同一であり、したがって、再度説明することはしない。

ステップ455において、オフセット値τ_eを、例えばゼロに初期化する。

ステップ460において、行列

を計算し、次いで、τ_e個の最初の行を消去することによって、行列

を推定する。次いで、

のフロベニウスノルムを計算する。

ステップ463において、ユークリッドノルム

を計算する。

次いで、465において、目的関数の値Jを式(16)から計算で求める。

前のように、Jの値が現在値J_maxより大きい場合、J_maxを値Jに更新する。パラメータ

および対応するオフセットτ_eをメモリに格納する。

477において、τ_eがその最大値τ_maxに達したかどうかをテストし、もしそうでなければ、増分し、行列計算のステップ460に戻る。達していれば、480において、パラメータの範囲全体を通過したかどうかをテストする。達していなければ、485においてパラメータ

を修正し、ステップ455に戻って、オフセットの新規初期化を行う。

しかし、この範囲を完全に通過した場合には、オフセットτ_eおよび対応するパラメータ

をメモリ内に読み込むことによって490を終了する。これらの値から、それぞれ、オフセットの推定

およびパラメータの推定

を得る。

前の推定方法は、OFDM受信機のベースバンド復調器がRF搬送波に関して正しく較正されている場合によい結果を出す。これが失敗すると、受信機と送信機との間に周波数オフセットΔfが出現し、推定誤差をもたらしうる。

この誤差源を排除するために、パラメータの集合

が正規化された周波数オフセットδf=Δf.T_cだけ増大され、こうして増大したオフセットは

と表され、この周波数オフセットによる相回転を考慮して新規行列

が定義される。つまり、

となり、ただし、

、

は

から得られる値である。

(9')と同様に、周波数オフセットを考慮した拡張目的関数

を構成することが可能である、つまり、

である。

前のように、

が成り立つこと、および等式は、OFDM信号のパラメータが正しく推定された場合、かつ周波数オフセットも正しい場合、つまりこれが送信に使用される搬送波の周波数と復調周波数との間の実際の差に対応している場合にのみ成立することが示されうる。

図5は、本発明の第3の実施形態によるOFDMパラメータ推定方法を図式的に示している。ステップ510から550は、図3のステップ310から350と同一であり、したがって、再度説明することはしない。

ステップ555において、正規化された周波数オフセット値を、例えば負の値-δf_maxに初期化する。

ステップ560において、式(17)を使用して行列

を計算し、次いで

のフロベニウスノルムを計算する。

ステップ563において、ユークリッドノルム

を計算する。

次いで、565において、目的関数の値Jを式(18)から計算で求める。この値Jが現在値J_maxより大きい場合、J_maxを値Jに更新する。パラメータ

および対応するオフセットδfをメモリに格納する。

577において、δfがその最大値δf_maxに達したかどうかをテストし、もしそうでなければ、例えば、vを所定の整数として1/vだけ増分し、その後、行列計算のステップ560に戻る。

達していれば、580において、パラメータの範囲全体を通過したかどうかをテストする。そうでなければ、585においてパラメータ

を修正し、ステップ555に戻って、周波数オフセットの新規初期化を行う。

しかし、この範囲を完全に通過した場合には、オフセットδfおよび対応するパラメータ

をメモリ内に読み込むことによって590を終了する。これらの値から、それぞれ、オフセットの推定

およびOFDM信号パラメータの推定

を得る。

当業者であれば、時間オフセットτ_eと周波数オフセットδfをまとめて評価することによって第2の実施形態の利点と第3の実施形態の利点とを併せ持ったすることが可能であることを理解するであろう。

そこで、第4の実施形態によれば、時間オフセットτ_eと周波数オフセットδfの両方のパラメータの集合

が増大され、こうして増大したパラメータの集合は

で表され、周波数オフセットによる相回転と時間オフセットによる脱同期化の両方を考慮して、

が定義される。言い換えると、行列

は、(17)によって定義された

のτ_e個の最初の行を消去することによって得られるということである。次いで、目的関数は

のように定義されるが、ただし、(19)中に出現するベクトルyは、(16)中に出現するものと同様に、τ_e個の最初の成分を除去したものとなっている。

ここでも、不等式

が成り立つこと、また等式は、OFDM信号のパラメータが正しく推定される場合、かつ時間オフセットおよび周波数オフセットも正しい場合にのみ成り立つことが示されうる。

この第4の実施形態の、図示されていない実装では、第2の実施形態および第3の実施形態と同様に、反復ループを使用してパラメータの範囲

を通過するようにすることが可能であるが、第2と第3のオーバーラップするループが時間オフセットの区間、例えば[0,τ_max]と周波数オフセットの区間、例えば[-δf_max,δf_max]を走査し、これら2つのループの順序はほとんど問題にならない。

この走査の終わりに、目的関数が最大値をとるときのパラメータの値

および時間オフセットの値τ_eおよび周波数オフセットの値δfがメモリに読み込まれる。これらは、推定

だけでなく前述のオフセットの推定も与える。

図6は、正しい推定率に関するOFDMパラメータ(本明細書では、OFDMシンボルの有効持続時間NT_c)の異なる方法の相対的性能を示している。

曲線610は、自己相関関数を使用する、従来技術による推定方法に対応する。

曲線620は、本発明の第2の実施形態による、つまり、時間オフセットを考慮する、推定方法に対応する。

曲線630は、本発明の第3の実施形態による、つまり、周波数オフセットを考慮する、推定方法に対応する。

信号対雑音比が-6dBを超えると、本発明の第2の実施形態または第3の実施形態による推定方法は、従来技術による推定方法を使用して得られる結果に比べて実質的に優れた結果をもたらす。

Claims (12)

1. OFDMシンボルのシーケンスからなるOFDM信号の少なくとも1つのパラメータのブラインド推定を行うための方法であって、前記OFDM信号はベースバンド復調され、次いで、観測期間においてサンプリングされ、こうして得られた前記サンプルのベクトルyが形成されることと、前記パラメータの複数の可能な値
   

   

   について、前記信号を生成するために使用されるOFDM変調を表す、前記パラメータに依存する行列
   

   

   が構成されることと、目的関数
   

   

   の値が計算され、式中、||.||はユークリッドノルムであり、||.||_Fはフロベニウスノルムであることと、前記目的関数が最大値をとるときの前記可能なパラメータ値は前記パラメータの推定として選択されることとを特徴とするブラインド推定を行うための方法。
2. 前記パラメータは、前記OFDMシンボルの有効長の特徴を示すことを特徴とする請求項1に記載の推定方法。
3. 前記OFDM信号のパラメータの集合をまとめて推定し、目的関数の最大値が前記パラメータに対する各可能な値の集合について求められ、前記目的関数が最大値をとるときの前記可能な値の集合から前記パラメータの前記各推定された値が得られることを特徴とする請求項1に記載の推定方法。
4. パラメータの前記集合は、前記OFDMマルチプレックスの副搬送波の数(N)、前記有効長(NT_c)、および前記OFDMシンボルの前記プレフィックスの持続時間(DT_c)で構成することができることを特徴とする請求項3に記載の推定方法。
5. OFDMシンボルのシーケンスからなるOFDM信号の少なくとも1つのパラメータのブラインド推定を行うための方法であって、前記OFDM信号はベースバンド復調され、次いで、観測期間においてサンプリングされ、こうして得られた前記サンプルのベクトルが形成されることと、前記パラメータの複数の可能な値
   

   

   について、前記信号を生成するために使用されるOFDM変調を表す、前記パラメータに依存する行列
   

   

   が構成されることと、前記パラメータのそれぞれの可能な値について、複数の可能な値が、観測期間の始まり部分とOFDMシンボルの始まり部分との間の時間オフセット(τ)についてテストされ、前記時間オフセットのそれぞれの可能な値について、前記行列の対応する数の最初の行と前記ベクトルの同じ数の最初の要素とを消去して、切り詰められた行列
   

   

   と切り詰められたベクトルyとを形成することによって、目的関数
   

   

   の値が計算され、式中、||.||はユークリッドノルムであり、||.||Fはフロベニウスノルムであることと、前記パラメータの可能な値と前記目的関数が最大値をとるときの前記オフセットの対は、前記パラメータの推定
   

   

   および前記時間オフセットの推定として選択されることとを特徴とするブラインド推定のための方法。
6. 前記パラメータは、前記OFDMシンボルの有効長の特徴を示すことを特徴とする請求項5に記載の推定方法。
7. 前記OFDM信号のパラメータの集合をまとめて推定し、これらのパラメータの各可能な値の集合および前記時間オフセットの値について前記目的関数の最大値が求められ、前記目的関数が最大値をとるときの前記パラメータの前記可能な値の集合および前記時間オフセットからこれらのパラメータおよびそのオフセットの前記各推定された値が得られることを特徴とする請求項5に記載の推定方法。
8. パラメータの前記集合は、前記OFDMマルチプレックスの副搬送波の数(N)、前記有効長(NT_c)、および前記OFDMシンボルの前記プレフィックスの持続時間(DT_c)で構成されることを特徴とする請求項7に記載の推定方法。
9. OFDMシンボルのシーケンスからなるOFDM信号の少なくとも1つのパラメータのブラインド推定を行うための方法であって、前記OFDM信号はベースバンド復調され、次いで、観測期間においてサンプリングされ、こうして得られた前記サンプルのベクトルyが形成されることと、前記パラメータの複数の可能な値
   

   

   について、前記信号を生成するために使用されるOFDM変調を表す、前記パラメータ、さらには前記OFDM信号の前記搬送波とそれをベースバンド復調するために使用される前記周波数との間の周波数オフセットに依存する行列
   

   

   が構成されることと、前記パラメータのそれぞれの可能な値について、前記周波数オフセットの複数の可能な値がテストされることと、目的関数
   

   

   の値が計算され、式中、||.||はユークリッドノルムであり、||.||_Fは前記フロベニウスノルムであり、目的関数が最大値をとるときの前記パラメータの可能な値と前記オフセットの対は、前記パラメータの前記推定
   

   

   および前記周波数オフセットの前記推定として選択されることとを特徴とするブラインド推定を行うための方法。
10. 前記パラメータは、前記OFDMシンボルの有効長の特徴を示すことを特徴とする請求項9に記載の推定方法。
11. 前記OFDM信号のパラメータの集合をまとめて推定し、これらのパラメータの各可能な値の集合および前記周波数オフセットの値について前記目的関数の最大値が求められ、前記目的関数が最大値をとるときの前記パラメータの前記可能な値の集合および前記周波数オフセットからこれらのパラメータおよびそのオフセットの前記各推定された値が得られることを特徴とする請求項9に記載の推定方法。
12. パラメータの前記集合は、特に、前記OFDMマルチプレックスの副搬送波の数(N)、前記有効長(NT_c)、および前記OFDMシンボルの前記プレフィックスの持続時間(DT_c)で構成することができることを特徴とする請求項11に記載の推定方法。

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