JP2001119372A

JP2001119372A - 符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出するための装置及び方法

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Publication number: JP2001119372A
Application number: JP2000218869A
Authority: JP
Inventors: Parthapratim De; パーサプラティム・ド
Original assignee: Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc
Current assignee: Mitsubishi Electric Information Technology Corp; Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2001-04-27
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: US6563812B1; EP1093235A2; JP4673471B2; EP1093235A3

Abstract

(57)【要約】【課題】符号分割多重アクセスチャネルで構成される
ネットワークにおいて多重信号を受信するための方法及
び装置を提供する。【解決手段】ＣＤＭＡネットワークの受信機は、多重
伝送された信号のぞれぞれ１つを検出するために、順方
向検出器、第１のフィードバック検出器、１組の第２の
フィードバック検出器、スライサ、算術論理ユニットを
備える。順方向検出器は多重伝送された信号の総数を受
信するために接続された入力を有し、算術論理ユニット
は順方向検出器の出力に接続された入力を有し、スライ
サは算術論理ユニットの出力に接続された入力を有し、
第１のフィードバック検出器はスライサの出力に接続さ
れた入力を有し、出力は算術論理ユニットの入力に接続
される。第２のフィードバック検出器はそれぞれ他の各
スライサに対しスライサの出力に接続された入力を有
し、出力は算術論理ユニットの入力に接続される。スラ
イサの出力は各送信機に対し検出された信号を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、概して符号分割
多重アクセス（ＣＤＭＡ：code-division-multiple-acc
ess）ネットワークに関し、より詳細にはマルチアクセ
ス干渉、マルチパスフェージング及び送信機の電力レベ
ルの変動を受けたチャネルにおいて多重信号を検出する
ことに関する。

【０００２】

【従来の技術】データ速度が毎秒数十メガビット、或い
はさらに高い非同期速度を可能にする符号分割多重アク
セス（ＣＤＭＡ）スペクトル拡散ネットワークを設計す
ることに大きな関心を集めている。例えば、マルチメデ
ィアの応用形態をサポートするために非常に高速の無線
ネットワークが要求されている。符号分割多重アクセス
（ＣＤＭＡ）ネットワークでは、多数の送信機が、１組
の符号波形を変調することにより共通のチャネルを共有
する。

【０００３】これらのネットワークのうちのあるものは
暫定規格に基づいている。デュアルモード広帯域スペク
トル拡散セルラーシステム用の「ＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ
−９５移動局−基地局互換性標準規格」（米国電気通信
工業会、１９９３年７月）を参照されたい。デジタル信
号の場合、典型的には直接拡散（ＤＳ：direct sequenc
e）符号化を用いて、スペクトル拡散符号化を行う。

【０００４】ＤＳ符号化では、データ（シンボル）が非
常に高速の符号化信号と混合される。典型的には、ＤＳ
符号化信号は疑似ランダム符号発生器により生成され
る。実現されるスペクトル拡散の量は単にデータ速度に
対する符号速度の比である。符号速度は「チップレー
ト：chip rate」としても知られている。チップレート
が２倍になると、ＤＳにより伝送された信号が占めるス
ペクトルも２倍になる。チップシーケンスの持続時間Ｔ
ｃは、Ｔｃ＝Ｔ／Ｎによって記載され、シンボル間隔Ｔ
と関係する。

【０００５】ＣＤＭＡネットワークでは、受信機は、伝
送された信号の総量に加えてあらゆる雑音を観測する。
マルチアクセスは、相互に干渉するデジタル信号の検出
を取り扱う。異なる送信機から送出された信号の重畳状
態が、電話及びマルチトラック式磁気記録の混信のよう
な非線形の影響により偶然に生じ、また、同じ無線周波
数帯が、セルラー電話、パーソナル通信サービス（ＰＣ
Ｓ）、デジタルデレビ（ＤＴＶ）放送及びワイヤレスロ
ーカルループ（ＷＬＬ）の多数の送信機により同時に用
いられる場合に生じる。

【０００６】多くのワイヤレスシステムは、送信機の移
動、環境条件の変動及びチャネルアクセスのランダム性
による非常に動的な条件下で動作する。ワイヤレスシス
テムの基地局において信号を検出することは多くの問題
に直面する。例えば高速のＣＤＭＡネットワークはマル
チアクセスによる干渉、マルチパス及びエコーを受け
る。

【０００７】１０．７６メガビット／秒の速度でシンボ
ルを送出する１つの送信機を用いる地上波デジタルＴＶ
（ＤＴＶ）伝送では、３０μ秒以上の遅延量を有するエ
コーが主要信号に干渉する可能性がある。これはフェー
ジングチャネルと呼ばれている。これは、数百のタップ
を備える等化器が必要になることを意味している。多数
のユーザが存在する場合、基地局は、受信したデータス
トリームの組み合わせから多数の送信機のデータストリ
ームを検出しなければならない。これは、種々の送信機
（或いはユーザ）間のマルチアクセス干渉と呼ばれる。

【０００８】この干渉の問題は、セルラーネットワーク
においてより深刻な問題を呈する。送信機が移動するこ
とにより、信号強度が変動する。基地局により近い送信
機からの信号の強度は、より遠くの送信機からの信号よ
り強い。より近い送信機からの信号は、より弱い信号を
完全に抑圧する可能性がある。これがいわゆる遠近問題
である。

【０００９】遠近問題は電力制御により回避することが
できる。電力制御の基本的な概念は、移動局送信機にフ
ィードバックを行い、伝送された電力レベルを制御し
て、全ての移動局送信機からの受信機における電力を等
しくすることである。研究のあるものは、種々の送信機
の信号強度を観測することに向けられている。より強い
送信機を最初に判定し、その判定結果を後続の相殺方法
において用いる。

【００１０】従来のマルチアクセス検出器の方法は、計
算に集中している。送信機の数が増えるにしたがい、受
信機の計算の複雑さは急激に増加することになる。この
ために、同時に数十局の送信機が使用することが予想さ
れる基地局を実装する方法は非現実的になっている。

【００１１】Wang他による「Blind Equalization and M
ulti-user Detection in Dispersive CDMA Channels」
（IEEE Transaction Communications, Vol.46, No.1, 1
998）は、マルチアクセス干渉の軽減を取り扱う。そこ
において、チャネル等化とマルチユーザ検出との間の数
学的フレームワークの類似性が説明されている。分散し
たＣＤＭＡチャネルにおいてマルチユーザを検出するた
めのそのモデルにおいて、最小二乗法及び適応信号処理
が用いられている。

【００１２】１９９９年３月４日にBao他により出願さ
れた「Method and Apparatus for Equalizing a Digita
l Signal Received via Multiple Transmission Path
s」というタイトルの米国特許出願第09/262,377号で
は、地上波デジタルテレビジョン伝送の散在チャネル特
性を利用する判定フィードバック等化器（decision fee
dback equalizer：ＤＦＥ）が説明されている。等化器
のタップ係数を更新するために最小平均二乗（ＬＭＳ：
least mean square）法が用いられる。実質的なエネル
ギーを有するタップとそれに隣接するタップのみが更新
される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】電力レベルの変動、マ
ルチパスフェージング及びエコーを伴う、ユーザ間のマ
ルチアクセス干渉を受けるＣＤＭＡネットワークチャネ
ルにおいて個別に伝送された信号を検出するための方法
及び装置が求められている。

【００１４】この発明の目的は、符号分割多重アクセス
（ＣＤＭＡ）チャネルで構成されるネットワークにおい
て信号を受信するための方法及び装置を提供することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る符号分割
多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号
を検出するための装置は、前記多重伝送された信号のそ
れぞれ１つに対して、前記多重伝送された信号を受信す
るために接続された入力を有する順方向検出器と、前記
順方向検出器の出力に接続された入力を有する算術論理
ユニットと、前記算術論理ユニットの出力に接続された
入力を有するスライサと、前記スライサの出力に接続さ
れた入力を有すると共に、前記算術論理ユニットの入力
に接続された出力を有する第１のフィードバック検出器
と、他の伝送された信号をそれぞれ検出するために前記
スライサの出力にそれぞれ接続された入力を有すると共
に、前記算術論理ユニットの前記入力にぞれぞれ接続さ
れた出力を有する１組の第２のフィードバック検出器と
を備え、前記スライサの出力は、特定の伝送された信号
の検出値を与えることを特徴とするものである。

【００１６】また、前記各検出器は、複数のタップを有
する遅延線として構成され、前記各タップは、関連する
調整可能な重みを有することを特徴とするものである。

【００１７】また、前記算術論理ユニットは、前記順方
向検出器の出力から前記第１のフィードバック検出器と
前記第２のフィードバック検出器の１組の出力を減算す
ることを特徴とするものである。

【００１８】また、前記順方向検出器の重みは、多重伝
送された信号を検出する間に、選択的に更新されること
を特徴とするものである。

【００１９】また、前記順方向検出器の重みの選択的な
更新は、受信した信号の自己相関シーケンスを決定する
手段と、２つのシーケンスを得るために前記自己相関シ
ーケンスのスペクトル分解を実行するための手段と、前
記２つのシーケンスから中間シーケンスを決定するため
の手段と、前記中間シーケンスと前記受信した信号の自
己相関シーケンスから拡大自己相関行列を形成するため
の手段と、有効部分を得るために前記拡大自己相関行列
の特異値分解を実行するための手段と、前記拡大自己相
関行列の前記有効部分とトレーニングデータとを用いて
前記順方向検出器の重みを求めるための手段とを備えて
なされることを特徴とするものである。

【００２０】また、前記順方向検出器及び両フィードバ
ック検出器の重みは、前記多重伝送された信号を検出す
る間に、選択的に更新されることを特徴とするものであ
る。

【００２１】また、前記タップの重みの調整は、連結受
信された信号を形成するための手段と、前記検出器の連
結出力信号を形成するための手段と、受信された信号と
前記検出器の出力信号との間の相関から行列を決定する
ための手段と、有効な固有ベクトルを得るために前記行
列の特異値分解を実行するための手段と、前記固有ベク
トルを用いて単一状態空間のためのシステム行列を決定
するための手段と、前記システム行列における重みを位
置付けるための手段とを備えてなされることを特徴とす
るものである。

【００２２】また、この発明に係る符号分割多重アクセ
スネットワークにおいて多重伝送された信号を検出する
ための方法は、前記方法が前記多重伝送された信号のぞ
れぞれ１つに対して、順方向検出器に対し多重伝送され
た信号の総量を受信する過程と、前記順方向検出器の出
力を算術論理ユニットに供給する過程と、スライサにお
いて前記算術論理ユニットの出力をスライスする過程
と、前記スライサの出力を、前記算術論理ユニットの入
力に接続された第１のフィードバック検出器に供給する
過程と、全ての他のスライサと全ての他の第１のフィー
ドバック検出器との出力を、前記算術論理ユニットの入
力に接続された出力を有する１組の第２のフィードバッ
ク検出器に供給する過程とを備え、前記スライサの前記
出力は、特定の伝送された信号の検出値を与えることを
特徴とするものである。

【００２３】さらに、この発明に係る符号分割多重アク
セスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出す
るための装置は、前記多重伝送された信号のそれぞれ１
つに対して、前記多重伝送された信号を受信するために
接続された入力を有する順方向検出器と、前記順方向検
出器の出力に接続された入力を有する算術論理ユニット
と、前記算術論理ユニットの出力に接続された入力を有
するスライサと、前記スライサの出力に接続された入力
を有すると共に、前記算術論理ユニットの入力に接続さ
れた出力を有する第１のフィードバック検出器と、他の
伝送された信号をそれぞれ検出するために前記スライサ
の出力にそれぞれ接続された入力を有すると共に、前記
算術論理ユニットの入力にぞれぞれ接続された出力を有
する１組の第２のフィードバック検出器とを備え、前記
スライサの出力は、特定の伝送された信号の検出値を与
えることを特徴とするものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】この発明による受信機は、デジタ
ルビデオのようなマルチメディアの応用形態のために用
いられる非常の高速のワイヤレスチャネルにおける性能
を改善する。

【００２５】非常に長い遅延を伴うマルチパス及びエコ
ーが高データ速度で相殺される。多数の送信機から受信
した信号は、信号の強度が変動する場合であっても検出
される。この発明による方法は、優れた性能を示し、雑
音を含むチャネルにおける耐性をもたらす。また、その
方法は更新される必要がある検出器タップの数を低減す
る。

【００２６】この発明を用いることができるマルチアク
セスの応用形態の例には、移動電話、衛星通信、分岐電
話回線、ローカルエリアネットワーク、パケット無線ネ
ットワーク、対話式ケーブルテレビネットワーク及び固
定のワイヤレスローカルループ等がある。

【００２７】より詳細には、この発明は、符号分割多重
アクセスネットワークにおける受信機を提供する。全般
的に、その受信機は、多重伝送された信号のそれぞれ１
つずつに対して、順方向検出器と、Ｋ個のフィードバッ
ク検出器（ただしＫは送信機の数である）と、スライサ
と、算術論理ユニットとを備える。順方向検出器の入力
は、多重伝送された信号及び雑音を組み合わせたものを
受信するために接続される。算術論理ユニットの入力
は、順方向検出器の出力に接続される。

【００２８】スライサの入力は算術論理ユニットの出力
に接続される。第１のフィードバック検出器の入力はス
ライサの出力に接続され、その出力は算術論理ユニット
の入力に接続される。他のＫ−１個のフィードバック検
出器それぞれの入力は他のスライサそれぞれに対するス
ライサの出力に接続され、他のＫ−１個のフィードバッ
ク検出器それぞれの出力は算術論理ユニットの入力に接
続される。スライサの出力は、各送信機に対して検出さ
れた信号を与える。

【００２９】スペクトル拡散チャネル図１は、この発明の検出器を用いることができる、多数
の経路を有するマルチユーザＣＤＭＡスペクトル拡散チ
ャネル１００を示す。送信機の数はＫ個であり、処理利
得はＮである。図１において、ｂ₁（ｋ）は送信機１の
送信されるデータストリーム（シンボル）１０１を示
し、ｂ_K（ｋ）は送信機Ｋの送信されるデータストリー
ム１０２であり、ｋは特定の時間間隔である。ｌ番目の
送信機及び時間ｋにおけるｊ番目のチップ間隔に対する
チャネルインパルス応答１０３はｈ _j,l（ｋ）である。
結合された信号１１０は、雑音Ｖ_j（ｋ）１０５を加え
た信号ｙ_j（ｋ）１０４を形成し、その結果、チャネル
１００上に全信号ｒ_j（ｋ）が生成される。

【００３０】判定フィードバック検出器図２は、この発明による判定フィードバック受信機２０
０を示す。ここで記載する受信機２００は、従来の受信
機より安定状態の低い平均二乗誤差と、速い収束速度と
を有している。一実施例では、受信機はセルラー電話ネ
ットワークのセルの基地局内に配置される。別の実施例
では、受信機は衛星地上局である。

【００３１】受信機２００は、図１のチャネル１００の
入力信号ｒ（ｋ）２０１を処理して、ｊ番目の伝送され
た信号ｂ_j（ｋ）に対するシンボルｂ_j（ｋ）２０９を検
出する。この受信機２００は、Ｋ個の送信機それぞれに
対して１つの順方向検出器（ＦＦ１，．．．，ＦＦＫ）
２０２を備える。各順方向検出器２０２は、時間遅延ｋ
で各ｊ番目の送信機に対して以下の重みを有する多数の
Ｎ次元のタップを備える。（ｗ_f）_j（ｋ）＝［（ｗ_f.0）_j（ｋ），（ｗ_f,1）
_j（ｋ），，（ｗ_f,N-1）_j（ｋ）］^T 順方向検出器の出力ｅ_j（ｋ）はそれぞれスライサ２０
５に与えられる。

【００３２】また、受信機２００は、Ｋ個の送信機のそ
れぞれの対して１つのフィードバック検出器ＢＦｊ２０
４も備える。これらの検出器は、算術論理ユニット２１
０を介してフィードバックする。フィードバック検出器
のタップは、重み（ｗ_b）_jを有する。また、フィードバ
ック検出器ＦＢｊ２０６も算術論理ユニット２１０を介
して他の送信機にフィードバックする。検出器２０６は
重み（ｆ_b）_jを有するタップを備える。この配列によ
り、ある特定の送信機の予め検出されたシンボルを、復
号化中に用いることができる。さらに、この検出器で
は、他の送信機の予め検出されたシンボルが用いられ
る。

【００３３】図５は、ここで検討されるトラバーサル
（タップ付き遅延線）５００の構成を示す。検出器５０
０は、遅延（ｚ^-1）５０１と、重み（ｗ_m）５０２と、
累算器（Σ）５０３とを備える。検出器２０２、２０４
及び２０６は、タップの数及びタップ重みの値において
のみ一般的な検出とは異なる。信号ｕ（ｋ）５１０は検
出器への入力であり、ｙ（ｋ）は出力である。ただし、ｙ（ｋ）＝ｗ₀ｕ（ｋ）＋ｗ₁ｕ（ｋ−１）＋ｗ₂ｕ（ｋ−２）＋＋ｗ_M-1ｕ（ｋ−Ｍ＋１）であり、重みが正或いは負のいずれでも可能である。

【００３４】この発明に従えば、特定の送信機に対する
復号判定を形成する際に、選択された順方向検出器及び
フィードバック検出器のみが用いられる。特定の送信機
のデータを復号化するために、特定の順方向検出器タッ
プのうちのどのタップが、また他の送信機のうちのどの
送信機が、並びに予め検出されたシンボルのうちのどの
シンボルが用いられるかを決定するために、判定フィー
ドバックのトポロジーにおいて、部分空間系アプローチ
を用いる。これを検出器タップにおける選択的更新（或
いはウインドウ処理）と呼ぶ。

【００３５】少数の順方向タップ及び帰還タップのみが
更新されるため、この検出器の計算の複雑さは、従来の
既知の検出器の計算よりも実質的に減少する。これは特
に、検出器が非常に大きな遅延を有するマルチパスを受
ける場合、また種々の送信機の信号強度に広範な変動が
生じる場合に当てはまる。この方法を用いることによ
り、この発明による受信機２００は、非常に高速の応用
形態に対して雑音を含むフェージングチャネルを処理す
ることができる。さらに、弱い信号の送信機から強い干
渉として作用する強い信号を有する送信機を分離するこ
とにより、遠近問題を低減する。

【００３６】その全ての効果によって、受信機出力端で
の平均二乗誤差は安定状態で低減され、収束速度が速く
なる。その結果、この発明は、従来の検出器より多くの
送信機から受信した信号を検出することができる。

【００３７】部分空間による更新ｊ番目の送信機の順方
向検出器タップのうちのどのタップを、ｊ番目の送信機
のデータの復号化中に用いるかを決定するために、受信
機２００において部分空間系アプローチが用いられる。
同じアプローチが、他の送信機のデータの復号化にも用
いられる。これを検出器タップにおける選択更新（或い
は「ウインドウ処理」）と呼ぶ。部分空間アプローチは
雑音のみのモードを排除するため、ウインドウ処理は性
能を改善する。

【００３８】受信した信号ベクトルｒ（ｋ）２０１はＮ
次元のベクトル：［ｒ₀（ｋ），ｒ₁（ｋ），ｒ_N-1（ｋ）］^T に雑音ベクトル：［ｖ₀（ｋ），ｖ₁（ｋ），，ｖ_N-1（ｋ）］^T１０５を加えたものである。ここで、Ｎ次元のベクトルＳ
^T _j（ｋ）＝（ｗ^T _f）_j（ｋ）＊Ｈ（ｋ）を定義する。た
だし、＊は畳み込み演算子であり、Ｈ（ｋ）は異なる送
信信号間のマルチアクセス干渉を考慮するマルチアクセ
スチャネルである。

【００３９】ｅ_j（ｋ）がスライサ２０５への入力信号
である場合には、ｊ番目の送信機のデータを復号化する
ための誤差信号ｅ_j（ｋ）がｅ_j（ｋ）−ｂ_j（ｋ）によ
り与えられる。ただし、全ての送信機に対する予め検出
されたシンボルは正確であるものと仮定する。誤差エネ
ルギーＥ［（ｅ_j（ｋ））²］は、最小限にされる判定基
準である。誤差エネルギーは、以下のようにフィードバ
ック検出器のタップの重みパラメータを設定することに
より最小することができる。（ｗ_b）_j（ｋ）＝ｓ_jj（ｋ）＝（ｗ_f）^T _j（ｋ）＊ｈ＊
_,j（ｋ）（ｆ_b）_K（ｋ）＝ｓ_jK（ｋ）＝（ｗ_f）^T _j（ｋ）＊ｈ＊
_,K（ｋ）ただし、ｈ＊_、 _j（ｋ）はＨ（ｋ）のｊ番目の列である。

【００４０】Ｎ次元の順方向検出器タップ（ｗ_f）
_j（ｋ）に対する誤差エネルギーが最小にされる。以下
のように、部分空間系判定フィードバック検出器の最適
な順方向検出器パラメータを求める。

【００４１】図３は、検出器パラメータを求めるための
第１の方法３００を示す。シンボル間隔Ｔの各チップシ
ーケンスの受信信号に対して、ステップ３１０がその自
己相関行列Ｒ_r（ｋ）３１１を判定する。

【００４２】ステップ３２０は、２つのシーケンス｛Ｆ
⁺（ｋ）｝及び｛Ｆ^―（ｋ）｝３２１を得るために自己
相関行列のスペクトル分解を実行する。

【００４３】これらの２つのシーケンスを用いて、ステ
ップ３３０において中間シーケンス｛Ｒ_r+（ｋ）｝及び
｛Ｒ_r _―（ｋ）｝３３１を決定し、｛Ｒ_r（ｋ）｝ととも
に値３３１を用いて、ステップ３４０において拡大自己
相関行列３４１を形成する。

【００４４】ステップ３５０では、特異値分解（ＳＶ
Ｄ）を適用して、有効エネルギーＲ_tr _unc２５１に応じ
て、その一部を決定する。

【００４５】その後ステップ３６０では、Ｗを求める。Ｒ_truncＷ＝ｐただし、Ｗは全ての異なる送信機のデータを復号化する
ための順方向検出器タップ（ｗ_f）３６１の重みの最適
値を含み、ｐは全ての送信機に対する受信データ２０１
とトレーニングデータとの間の相互相関である。

【００４６】Ｒ_trunc２５１の各要素は全ての送信機に
関する情報を含むため、全ての拡大自己相関行列３４１
のＳＶＤ３５０はマルチパスが分布する場所を決定する
だけでなく、どれがｊ番目の送信機のデータを復号化す
る際に用いることができるかを決定するために全ての送
信機の信号の強度も考慮する。

【００４７】上記の部分空間系更新方法では、順方向検
出器２０２のタップにのみ選択更新が適用される。選択
された順方向検出器タップ、つまり、特に有効な信号エ
ネルギーを有するタップのみが更新される。全ての送信
機の順方向検出器タップに対して、これは組み合わせて
決定される。弱いエネルギーを有する他の順方向検出器
タップは更新されず、雑音を排除することにより性能が
改善が導かれると同時に、異なる送信機の信号強度が考
慮される。

【００４８】別の部分空間系更新方法図４に示されるような別の方法４００は、選択的に更新
する順方向検出器タップに加えて、ｊ番目の送信機のフ
ィードバック検出器ＢＦｊ２０４及び他の送信機のフィ
ードバック検出器ＦＢｋ２０６のタップを選択的に更新
する。選択更新が意味するのは、図５に示されるよう
に、検出器構造のある一定の重みのみを用いてｙ（ｋ）
を計算することである。他の重みは０に設定される。こ
の方法は、各送信機１，．．．，ｊ，．．．，Ｋに対す
るスライサ２０５の全ての以前の判定が正確であるもの
と仮定していない。言い換えると、全ての検出器タップ
重み（ｗ_b）_j（ｋ）及び（ｆ_b）（ｋ）が選択的に更新
される。

【００４９】以前の方法は、全ての以前のスライスの判
定が正確であり、それゆえ全てのフィードバック検出器
タップを更新し、また、選択更新が順方向検出器にのみ
適用されるものと仮定していた。上記別の方法では、選
択更新は全ての検出器タップについて用いられる。

【００５０】しかしながら、判定フィードバック検出器
は誤りを伝搬することが知られている。ｊ番目の送信機
に対するスライサ２０５の出力における誤った判定は、
フィードバック検出器を介してフィードバックされるこ
とになる。マルチユーザ検出の場合、この問題はより悪
化し、ｊ番目の送信機のデータの誤った判定が他の送信
機のデータを検出する際にもフィードバックされる。こ
れは、基地局においてマルチユーザ検出及びマルチパス
の軽減を非常に難しくする可能性がある。

【００５１】それゆえ誤りの伝搬を低減するために、フ
ィードバック検出器タップの重み（ｗ_b）_j（ｋ）及び
（ｆ_b）（ｋ）が選択的に更新される。また他の送信機
の検出された信号のうちのどの信号を、また以前に検出
したシンボルのうちのどのシンボルを、受信機がｊ番目
の送信機のデータを復号化するために用いるかを決定す
るとともに、送信機の信号強度の差が考慮される。

【００５２】これは、優れたマルチユーザ検出及びマル
チパスの軽減を達成するように組み合せて、順方向検出
器タップ並びにフィードバック検出器タップ２０４及び
２０６の重み（ｗ_b）_j（ｋ）及び（ｆ_b）（ｋ）に部分
空間（或いはウインドウ処理）アプローチを適用するこ
とにより実現される。上記のような別のマルチユーザ検
出器は、無限インパルス応答フィルタ（ＩＩＲ）とし
て、或いはシステム識別の問題として判定フィードバッ
ク検出器を取り扱う。

【００５３】Ｎ次元の受信データベクトルとしてｒ
（ｋ）２０１を、またｊ番目の送信機のための検出され
たシンボルとしてｂ_j（ｋ）２０９を有する図２の回路
に対して、ｊ番目の送信機に対するスライサ２０５への
入力がｅ_j（ｋ）である場合には、ｊ番目の送信機に対
する誤差信号は、スライサの入力と出力との間の差、ｅ
_j（ｋ）−ｂ_j（ｋ）と定義される。上記のように、以前
の更新方法は、全ての以前のスライサ判定が正確であっ
たものと仮定する。これにより、平均二乗誤差エネルギ
ーを、順方向検出器タップについてのみ表すことが可能
になった。部分空間アプローチの次の応用形態は、順方
向検出器タップおいてのみ選択更新を実行する。

【００５４】この別の実施例では、全ての前の判定が正
確であることを仮定しない。判定フィードバック検出器
の全ダイナミックスが、それを無限インパルス応答（Ｉ
ＩＲ）システムとして取り扱うことにより捕捉される。
その際システムは、順方向及びフィードバック検出器タ
ップの両方を含む、マルチ入力、マルチ出力状態の空間
表現になる。部分空間アプローチの次の応用形態は、順
方向及びフィードバック検出器タップの両方についての
選択更新を実行する。

【００５５】図４に示されるように、方法４００はＮ個
の入力を備える。図２に示されるように出力の数は、シ
ステムの送信機の数である。

【００５６】ステップ４１０は、瞬間（ｋ−Ｍ），ｒ
（ｋ−Ｍ）〜（ｋ−１），ｒ（ｋ−１）に受信した信号
ｒ（ｋ）２０１から連結受信されたデータ（ｒ）４１１
を形成する。

【００５７】瞬間ｋにおける検出器出力ｂ（ｋ）は、提
供される送信機の数に等しい長さからなる。ステップ４
２０は、時間間隔（ｋ−Ｍ）〜（ｋ−１）において、ｂ
（ｋ）から連結された出力データベクトルアンダバーｂ
（ｋ）を形成する。

【００５８】ステップ４３０は、検出器２００の受信し
たデータベクトルと出力データベクトルとの間の相関
（自己相関及び相互相関）から形成された行列Ｒを下式
により計算する。すなわち、第１の行列から最後の３つ
の行列の積が減算される。

【００５９】

【数１】

【００６０】ステップ４４０は、特異値分解をＲ４３１
に適用して、その有効な（或いは主な）固有ベクトル
（Ｑ_s）４４１を決定する。

【００６１】ステップ４５０は状態空間表現のシステム
行列Ａ及びＢを決定する。行列Ａは、式Ｑ_S（２：Ｍ）
＝Ｑ_S（１：Ｍ−１）Ａを解くことにより決定される。
ただしＱ_S（２：Ｍ）はＱ_S行列のうちの行数２から行数
Ｍまでの部分であり、Ｑ_S（１：Ｍ−１）はＱ_S行列のう
ちの行数１から行数（Ｍ−１）までの部分である。状態
空間表現の行列Ｂは、「Subspace Methods in System I
dentification」（Proc.10^th IFAC Symposium on Syste
m Identification, vol.1, 1994）で示されるVibergの
方法を用いて求めることができる。

【００６２】ステップ４６０は最初に順方向検出器２０
２のタップに対する重み（ｗ）４６１を求め、次に２組
のフィードバック検出器２０４及び２０６の重みを求め
る。ｊ番目の送信機のフィードバック検出器２０４及び
２０６の重みは、行列ＡのＭ番目の列に見出される。Ｋ
番目の送信機の場合、フィードバック検出器２０４及び
２０６のタップの重みは行列Ａの２メガ番目の列から決
定することができる。ｊ番目及びｋ番目の送信機の順方
向検出器のタップの重みは行列Ｂから求めることができ
る。

【００６３】ここに記載された内容に従えば、他の部分
空間系システム識別方法をマルチユーザ検出に適用し
て、より良い性能と耐性とを得ることができることは明
らかであろう。

【００６４】この発明は好ましい実施の形態の例を通し
て記載されてきたが、この発明の精神及び範囲内で種々
の他の適合形態及び変更形態を実施することもできるこ
とを理解されたい。それゆえ添付される請求の範囲の目
的は、全てのそのような変形形態及び変更形態をこの発
明の真の精神及び範囲内に入るものとして網羅すること
である。

【００６５】

【発明の効果】上記のようにこの発明によれば、符号分
割多重アクセスネットワークにおいて多重信号を受信す
るための装置及び方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スペクトル拡散チャネルのブロック図であ
る。

【図２】この発明による受信機のブロック図である。

【図３】検出器のタップの重みを更新するための第１
の方法の流れ図である。

【図４】検出器のタップの重みを更新するための第２
の方法の流れ図である。

【図５】多数のタップを備える検出器の模式図であ
る。

【符号の説明】

１００マルチユーザＣＤＭＡスペクトル拡散チャネ
ル、１０１，１０２データストリーム、１０３チャ
ネルインパルス応答、２００判定フィードバック受信
機、２０１受信データ（入力信号）、２０２順方向
検出器、２０４フィードバック検出器、２０５スライ
サ、２０６検出器、２０９シンボル、２１０算術
論理ユニット、３１０，３１１，３２０，３２１，３３
０，３３１，３４０，３４１，３５０，３５１，３６
０，３６１方法３００の各ステップ、４００，４１
０，４１１，４２０，４２１，４３０，４３１，４４
０，４４１，４５０，４５１，４６０，４６１方法４
００の各ステップ、５０１遅延、５０２重み、５０
３累算器、５１０信号。

フロントページの続き (71)出願人 597067574 201 ＢＲＯＡＤＷＡＹ，ＣＡＭＢＲＩＤＧＥ，ＭＡＳＳＡＣＨＵＳＥＴＴＳ 02139，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者パーサプラティム・ドアメリカ合衆国、ニュージャージー州、ミルバーン、メイン・ストリート 149、ユニット３ジー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】符号分割多重アクセスネットワークにお
いて多重伝送された信号を検出するための装置であっ
て、前記多重伝送された信号のそれぞれ１つに対して、前記多重伝送された信号を受信するために接続された入
力を有する順方向検出器と、前記順方向検出器の出力に接続された入力を有する算術
論理ユニットと、前記算術論理ユニットの出力に接続された入力を有する
スライサと、前記スライサの出力に接続された入力を有すると共に、
前記算術論理ユニットの入力に接続された出力を有する
第１のフィードバック検出器と、他の伝送された信号をそれぞれ検出するために前記スラ
イサの出力にそれぞれ接続された入力を有すると共に、
前記算術論理ユニットの前記入力にぞれぞれ接続された
出力を有する１組の第２のフィードバック検出器とを備
え、前記スライサの出力は、特定の伝送された信号の検
出値を与えることを特徴とする装置。
【請求項２】前記各検出器は、複数のタップを有する
遅延線として構成され、前記各タップは、関連する調整
可能な重みを有することを特徴とする請求項１に記載の
装置。
【請求項３】前記算術論理ユニットは、前記順方向検
出器の出力から前記第１のフィードバック検出器と前記
第２のフィードバック検出器の１組の出力を減算するこ
とを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】前記順方向検出器の重みは、多重伝送さ
れた信号を検出する間に、選択的に更新されることを特
徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】前記順方向検出器の重みの選択的な更新
は、受信した信号の自己相関シーケンスを決定する手段と、２つのシーケンスを得るために前記自己相関シーケンス
のスペクトル分解を実行するための手段と、前記２つのシーケンスから中間シーケンスを決定するた
めの手段と、前記中間シーケンスと前記受信した信号の自己相関シー
ケンスから拡大自己相関行列を形成するための手段と、有効部分を得るために前記拡大自己相関行列の特異値分
解を実行するための手段と、前記拡大自己相関行列の前記有効部分とトレーニングデ
ータとを用いて前記順方向検出器の重みを求めるための
手段とを備えてなされることを特徴とする請求項４に記
載の装置。
【請求項６】前記順方向検出器及び両フィードバック
検出器の重みは、前記多重伝送された信号を検出する間
に、選択的に更新されることを特徴とする請求項２に記
載の装置。
【請求項７】前記タップの重みの調整は、連結受信された信号を形成するための手段と、前記検出器の連結出力信号を形成するための手段と、受信された信号と前記検出器の出力信号との間の相関か
ら行列を決定するための手段と、有効な固有ベクトルを得るために前記行列の特異値分解
を実行するための手段と、前記固有ベクトルを用いて単一状態空間のためのシステ
ム行列を決定するための手段と、前記システム行列における重みを位置付けるための手段
とを備えてなされることを特徴とする請求項２に記載の
装置。
【請求項８】符号分割多重アクセスネットワークにお
いて多重伝送された信号を検出するための方法であっ
て、前記方法が前記多重伝送された信号のぞれぞれ１つ
に対して、順方向検出器に対し多重伝送された信号の総量を受信す
る過程と、前記順方向検出器の出力を算術論理ユニットに供給する
過程と、スライサにおいて前記算術論理ユニットの出力をスライ
スする過程と、前記スライサの出力を、前記算術論理ユニットの入力に
接続された第１のフィードバック検出器に供給する過程
と、全ての他のスライサと全ての他の第１のフィードバック
検出器との出力を、前記算術論理ユニットの入力に接続
された出力を有する１組の第２のフィードバック検出器
に供給する過程とを備え、前記スライサの前記出力は、
特定の伝送された信号の検出値を与える、ことを特徴と
する方法。
【請求項９】符号分割多重アクセスネットワークにお
いて多重伝送された信号を検出するための装置であっ
て、前記多重伝送された信号のそれぞれ１つに対して、前記多重伝送された信号を受信するために接続された入
力を有する順方向検出器と、前記順方向検出器の出力に接続された入力を有する算術
論理ユニットと、前記算術論理ユニットの出力に接続された入力を有する
スライサと、前記スライサの出力に接続された入力を有すると共に、
前記算術論理ユニットの入力に接続された出力を有する
第１のフィードバック検出器と、他の伝送された信号をそれぞれ検出するために前記スラ
イサの出力にそれぞれ接続された入力を有すると共に、
前記算術論理ユニットの入力にぞれぞれ接続された出力
を有する１組の第２のフィードバック検出器とを備え、
前記スライサの出力は、特定の伝送された信号の検出値
を与えることを特徴とする装置。