JP2001251125A - アンテナ・アレイのための適応信号処理の方法およびシステム - Google Patents
アンテナ・アレイのための適応信号処理の方法およびシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 アンテナ・アレイのための適合アルゴリズム
の実行に関連する処理リソース、または処理時間を低減
させる方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 無線アセンブリ１７に結合されたアンテ
ナ・アレイ１０は、フェーズド・アレイ１２と、これか
ら離間したダイバーシチ・アレイ１４とを含む。無線ア
センブリ１７は、無線周波数信号、マイクロ波周波数信
号、またはその他の、ベースバンド信号よりも周波数が
高い信号から成る電磁信号と、それより低い周波数のベ
ースバンド信号との間のインタフェースを与える。ま
た、無線アセンブリ１７は、別個の送信信号経路および
受信信号経路を提供するための二重化ならびに、送信信
号経路および受信信号経路の増幅を行う。さらに無線ア
センブリ１７は、信号処理システム１５に結合されてい
る。信号処理システム１５は、ベースバンド信号を処理
して、移動局１９と無線アセンブリ１７との間のダウン
リンクおよびアップリンク信号の性能を改善する。
の実行に関連する処理リソース、または処理時間を低減
させる方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 無線アセンブリ１７に結合されたアンテ
ナ・アレイ１０は、フェーズド・アレイ１２と、これか
ら離間したダイバーシチ・アレイ１４とを含む。無線ア
センブリ１７は、無線周波数信号、マイクロ波周波数信
号、またはその他の、ベースバンド信号よりも周波数が
高い信号から成る電磁信号と、それより低い周波数のベ
ースバンド信号との間のインタフェースを与える。ま
た、無線アセンブリ１７は、別個の送信信号経路および
受信信号経路を提供するための二重化ならびに、送信信
号経路および受信信号経路の増幅を行う。さらに無線ア
センブリ１７は、信号処理システム１５に結合されてい
る。信号処理システム１５は、ベースバンド信号を処理
して、移動局１９と無線アセンブリ１７との間のダウン
リンクおよびアップリンク信号の性能を改善する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
のアンテナ・アレイのための適応信号処理の方法および
システムに関する。
のアンテナ・アレイのための適応信号処理の方法および
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】ア
ンテナ・アレイのアップリンク性能、ダウンリンク性
能、またはそれら双方を改善するために、適応アルゴリ
ズムを用いることができる。適応アルゴリズムは、１つ
以上のアップリンク信号の受信特性を評価し、アンテナ
性能に関連して信号処理を変更する際の指標を与える。
例えば、アップリンク・ビームを濾波したり、受信アッ
プリンク信号の最良の信号対雑音比が得られる方向に向
けたりすることができる。アレイ・アンテナのアンテナ
要素の数が増えると、適応アルゴリズムの実行のために
必要な処理リソースまたは処理時間も増大する。アンテ
ナ・アレイが精巧な適応アルゴリズムを用いる場合、過
度の負担がかかった処理リソースは、反応が遅すぎるた
めに、フェージングまたは無線通信システム内に存在す
る移動局の移動を補償することができない恐れがある。
データ処理リソースが増大すると、より多くのアンテナ
要素またはより複雑な適応アルゴリズムを補償すること
ができるが、製造コストが増大するので、かかる広範な
設計変更は実行不可能となり得る。このため、アンテナ
・アレイのための適応アルゴリズムの実行に関連する処
理リソースまたは処理時間を低減させる要望が存在す
る。
ンテナ・アレイのアップリンク性能、ダウンリンク性
能、またはそれら双方を改善するために、適応アルゴリ
ズムを用いることができる。適応アルゴリズムは、１つ
以上のアップリンク信号の受信特性を評価し、アンテナ
性能に関連して信号処理を変更する際の指標を与える。
例えば、アップリンク・ビームを濾波したり、受信アッ
プリンク信号の最良の信号対雑音比が得られる方向に向
けたりすることができる。アレイ・アンテナのアンテナ
要素の数が増えると、適応アルゴリズムの実行のために
必要な処理リソースまたは処理時間も増大する。アンテ
ナ・アレイが精巧な適応アルゴリズムを用いる場合、過
度の負担がかかった処理リソースは、反応が遅すぎるた
めに、フェージングまたは無線通信システム内に存在す
る移動局の移動を補償することができない恐れがある。
データ処理リソースが増大すると、より多くのアンテナ
要素またはより複雑な適応アルゴリズムを補償すること
ができるが、製造コストが増大するので、かかる広範な
設計変更は実行不可能となり得る。このため、アンテナ
・アレイのための適応アルゴリズムの実行に関連する処
理リソースまたは処理時間を低減させる要望が存在す
る。
【０００３】本発明の一実施形態によれば、アンテナ・
アレイのための適応信号処理の方法およびシステムは、
ベースバンド受信信号を結合するかまたはデジタル的に
濾波する適応アルゴリズムを実行するために必要な計算
を減少させる。このシステムは、移動局が送信した電磁
信号の受信の間に、フェーズド・アレイからのＭ個のア
ップリンク電磁信号およびダイバーシチ・アレイからの
Ｎ個のアップリンク電磁信号を受信する。ここで、Ｍお
よびＮは正の整数値である。Ｍ個およびＮ個のアップリ
ンク信号を、デジタル信号処理のために、ベースバンド
信号に変換する。ベースバンド信号は、一連の連続タイ
ム・スロットとして観察可能である。システムは、アッ
プリンク・ベースバンド信号に関連したＭ個のアップリ
ンク近似的結合重みと、フェーズド・アレイのダウンリ
ンク・ベースバンド信号に関連したＭ個のダウンリンク
近似的結合重みとを決定する。Ｍ個の近似的結合重みを
Ｍ個のベースバンド・アップリンク信号に適用する間、
または適用した後、Ｍ個のベースバンド・アップリンク
信号を加算して、１つのベースバンド信号を得る。シス
テムは、この１つの生成されたベースバンド信号および
Ｎ個のベースバンド・アップリンク信号のためのＮ＋１
個の精密結合重みを、シンボルごとに、またはタイム・
スロットよりも短いいずれかの持続時間ごとに決定し、
シンボル検出のために、Ｎ＋１個の信号を結合して、単
一のエンハンス・ベースバンド信号とする。エンハンス
・ベースバンド信号は、ダイバーシチ利得による潜在的
なエンハンスメントおよび適応信号処理による干渉の低
減のため、復号に十分に適している。
アレイのための適応信号処理の方法およびシステムは、
ベースバンド受信信号を結合するかまたはデジタル的に
濾波する適応アルゴリズムを実行するために必要な計算
を減少させる。このシステムは、移動局が送信した電磁
信号の受信の間に、フェーズド・アレイからのＭ個のア
ップリンク電磁信号およびダイバーシチ・アレイからの
Ｎ個のアップリンク電磁信号を受信する。ここで、Ｍお
よびＮは正の整数値である。Ｍ個およびＮ個のアップリ
ンク信号を、デジタル信号処理のために、ベースバンド
信号に変換する。ベースバンド信号は、一連の連続タイ
ム・スロットとして観察可能である。システムは、アッ
プリンク・ベースバンド信号に関連したＭ個のアップリ
ンク近似的結合重みと、フェーズド・アレイのダウンリ
ンク・ベースバンド信号に関連したＭ個のダウンリンク
近似的結合重みとを決定する。Ｍ個の近似的結合重みを
Ｍ個のベースバンド・アップリンク信号に適用する間、
または適用した後、Ｍ個のベースバンド・アップリンク
信号を加算して、１つのベースバンド信号を得る。シス
テムは、この１つの生成されたベースバンド信号および
Ｎ個のベースバンド・アップリンク信号のためのＮ＋１
個の精密結合重みを、シンボルごとに、またはタイム・
スロットよりも短いいずれかの持続時間ごとに決定し、
シンボル検出のために、Ｎ＋１個の信号を結合して、単
一のエンハンス・ベースバンド信号とする。エンハンス
・ベースバンド信号は、ダイバーシチ利得による潜在的
なエンハンスメントおよび適応信号処理による干渉の低
減のため、復号に十分に適している。
【０００４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に従って、図
１は、無線アセンブリ１７に結合されたアンテナ・アレ
イ１０を示す。アンテナ・アレイ１０は、フェーズド・
アレイ１２と、このフェーズド・アレイ１２から離間し
たダイバーシチ・アレイ１４とを含む。無線アセンブリ
１７は、無線周波数またはマイクロ波周波数の電磁信号
と、それより低い周波数のベースバンド信号との間のイ
ンタフェースを与える。電磁信号とは、無線周波数信
号、マイクロ波周波数信号、またはその他の、ベースバ
ンド信号よりも周波数が高い信号を指す。また、無線ア
センブリ１７は、別個の送信信号経路および受信信号経
路を提供するための二重化ならびに送信信号経路および
受信信号経路の増幅を行うことができる。無線アセンブ
リ１７は、信号処理システム１５に結合されている。信
号処理システム１５は、ベースバンド信号を処理して、
移動局１９と無線アセンブリ１７との間のダウンリンク
およびアップリンク信号の性能を高める。
１は、無線アセンブリ１７に結合されたアンテナ・アレ
イ１０を示す。アンテナ・アレイ１０は、フェーズド・
アレイ１２と、このフェーズド・アレイ１２から離間し
たダイバーシチ・アレイ１４とを含む。無線アセンブリ
１７は、無線周波数またはマイクロ波周波数の電磁信号
と、それより低い周波数のベースバンド信号との間のイ
ンタフェースを与える。電磁信号とは、無線周波数信
号、マイクロ波周波数信号、またはその他の、ベースバ
ンド信号よりも周波数が高い信号を指す。また、無線ア
センブリ１７は、別個の送信信号経路および受信信号経
路を提供するための二重化ならびに送信信号経路および
受信信号経路の増幅を行うことができる。無線アセンブ
リ１７は、信号処理システム１５に結合されている。信
号処理システム１５は、ベースバンド信号を処理して、
移動局１９と無線アセンブリ１７との間のダウンリンク
およびアップリンク信号の性能を高める。
【０００５】図２は、図１よりも詳細に、無線アセンブ
リ１７および信号処理システム１５の例を示す。アップ
リンク信号経路に関して、デュプレクサ・アセンブリ１
６がプリアンプ１８に結合され、プリアンプ１８はダウ
ンコンバータ２５に結合されている。ダウンリンク信号
経路に関して、アップコンバータ２２が無線周波数電力
増幅器２０に結合され、無線周波数電力増幅器２０はデ
ュプレクサ・アセンブリ１６に結合されている。
リ１７および信号処理システム１５の例を示す。アップ
リンク信号経路に関して、デュプレクサ・アセンブリ１
６がプリアンプ１８に結合され、プリアンプ１８はダウ
ンコンバータ２５に結合されている。ダウンリンク信号
経路に関して、アップコンバータ２２が無線周波数電力
増幅器２０に結合され、無線周波数電力増幅器２０はデ
ュプレクサ・アセンブリ１６に結合されている。
【０００６】アップリンク信号経路では、所望の移動局
１９から受信された受信信号は、アンテナ・アレイ１０
のフェーズド・アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ
１４に入射する。また、受信信号は、他の移動局からの
同一チャネル干渉を含む場合がある。アンテナ・アレイ
１０および信号処理システム１５は、所望の移動局１９
のための受信信号の信号対混信比の改善、または所望の
移動局１９のためのアップリンク性能の向上を容易にす
る。フェーズド・アレイ１２は、受信信号からＭ個の電
磁アップリンク信号を供給し、ダイバーシチ・アレイ１
４は、受信信号からＮ個の電磁アップリンク信号を供給
する。ここで、ＭおよびＮは、常にゼロよりも大きく、
Ｍは、好ましくはＮよりも大きい。フェーズド・アレイ
１２からのＭ個の電磁アップリンク信号は、プリアンプ
１８と通信するデュプレクサ・アセンブリ１６に供給さ
れ、一方、ダイバーシチ・アレイ１４からのＮ個のアッ
プリンク信号は、直接プリアンプ１８に供給される。プ
リアンプ１８は、信号処理システム１５に結合されたダ
ウンコンバータ２５に供給する。
１９から受信された受信信号は、アンテナ・アレイ１０
のフェーズド・アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ
１４に入射する。また、受信信号は、他の移動局からの
同一チャネル干渉を含む場合がある。アンテナ・アレイ
１０および信号処理システム１５は、所望の移動局１９
のための受信信号の信号対混信比の改善、または所望の
移動局１９のためのアップリンク性能の向上を容易にす
る。フェーズド・アレイ１２は、受信信号からＭ個の電
磁アップリンク信号を供給し、ダイバーシチ・アレイ１
４は、受信信号からＮ個の電磁アップリンク信号を供給
する。ここで、ＭおよびＮは、常にゼロよりも大きく、
Ｍは、好ましくはＮよりも大きい。フェーズド・アレイ
１２からのＭ個の電磁アップリンク信号は、プリアンプ
１８と通信するデュプレクサ・アセンブリ１６に供給さ
れ、一方、ダイバーシチ・アレイ１４からのＮ個のアッ
プリンク信号は、直接プリアンプ１８に供給される。プ
リアンプ１８は、信号処理システム１５に結合されたダ
ウンコンバータ２５に供給する。
【０００７】ダウンリンク信号経路では、信号処理シス
テム１５がアップコンバータ２２に結合されている。一
方、アップコンバータ２２は、少なくとも１つの無線周
波数電力増幅器２０に結合されている。無線周波数電力
増幅器２０は、デュプレクサ・アセンブリ１６に結合さ
れている。デュプレクサ・アセンブリ１６は、Ｍ個の電
磁ダウンリンク信号をフェーズド・アレイ１２に供給
し、移動局１９に送信する。
テム１５がアップコンバータ２２に結合されている。一
方、アップコンバータ２２は、少なくとも１つの無線周
波数電力増幅器２０に結合されている。無線周波数電力
増幅器２０は、デュプレクサ・アセンブリ１６に結合さ
れている。デュプレクサ・アセンブリ１６は、Ｍ個の電
磁ダウンリンク信号をフェーズド・アレイ１２に供給
し、移動局１９に送信する。
【０００８】一実施形態では、信号処理システム１５
は、データ・プロセッサを含み、これが無線アセンブリ
１７に対するソフトウエア命令および適切なハードウエ
ア・インタフェースを処理して、図２に示す、アップリ
ンク濾波重み管理装置２６、加算器２８、アップリンク
適応ベースバンド信号プロセッサ３０、ダウンリンク濾
波重み管理装置２４、基地局デコーダ３２、および基地
局エンコーダ３４の間の相互接続が、前述のソフトウエ
ア命令間の論理的な通信を表すようになっている。しか
しながら、代替的な実施形態では、図２に示す相互接続
は、データ処理システムのハードウエア構成要素間の実
際の電気的な相互接続を表す場合がある。
は、データ・プロセッサを含み、これが無線アセンブリ
１７に対するソフトウエア命令および適切なハードウエ
ア・インタフェースを処理して、図２に示す、アップリ
ンク濾波重み管理装置２６、加算器２８、アップリンク
適応ベースバンド信号プロセッサ３０、ダウンリンク濾
波重み管理装置２４、基地局デコーダ３２、および基地
局エンコーダ３４の間の相互接続が、前述のソフトウエ
ア命令間の論理的な通信を表すようになっている。しか
しながら、代替的な実施形態では、図２に示す相互接続
は、データ処理システムのハードウエア構成要素間の実
際の電気的な相互接続を表す場合がある。
【０００９】信号処理システム１５は、ダウンリンク濾
波重み管理装置２４に供給を行う基地局エンコーダ３４
を含む。ダウンリンク濾波重み管理装置２４は、アップ
コンバータ２２に結合されている。信号処理システム１
５は、更に、アップリンク濾波重み管理装置２６、加算
器２８、およびアップリンク適応ベースバンド信号プロ
セッサ３０を含む。
波重み管理装置２４に供給を行う基地局エンコーダ３４
を含む。ダウンリンク濾波重み管理装置２４は、アップ
コンバータ２２に結合されている。信号処理システム１
５は、更に、アップリンク濾波重み管理装置２６、加算
器２８、およびアップリンク適応ベースバンド信号プロ
セッサ３０を含む。
【００１０】ダウンコンバータ２５は、アップリンク濾
波重み管理装置２６に入力を供給する。アップリンク濾
波重み管理装置２６は、加算器２８と通信を行う。一
方、加算器２８は、アップリンク適応ベースバンド信号
プロセッサ３０と通信を行う。アップリンク・ベースバ
ンド信号プロセッサ３０は、基地局デコーダ３２と通信
を行う。基地局デコーダ３２は、アップリンク濾波重み
管理装置２６およびアップリンク適応ベースバンド信号
プロセッサ３０に、復号したアップリンク・シンボルの
フィードバック入力を供給して、適切な近似的結合重み
および適切な精密結合重みの発生をそれぞれ容易にす
る。
波重み管理装置２６に入力を供給する。アップリンク濾
波重み管理装置２６は、加算器２８と通信を行う。一
方、加算器２８は、アップリンク適応ベースバンド信号
プロセッサ３０と通信を行う。アップリンク・ベースバ
ンド信号プロセッサ３０は、基地局デコーダ３２と通信
を行う。基地局デコーダ３２は、アップリンク濾波重み
管理装置２６およびアップリンク適応ベースバンド信号
プロセッサ３０に、復号したアップリンク・シンボルの
フィードバック入力を供給して、適切な近似的結合重み
および適切な精密結合重みの発生をそれぞれ容易にす
る。
【００１１】近似的結合重みおよび精密結合重みは、移
動局１９とアンテナ・アレイ１０との間の通信信号の動
的状態に対して適応的または応答的である。近似的結合
重みとは、タイム・スロットごとに決定されるデジタル
濾波重みを指す。近似的結合重みは、実際上、移動局１
９が送信したアップリンク信号の信号対混信比または信
号対雑音比のような、基地局デコーダ３２における測定
されたアップリンク信号パラメータを考慮して、フェー
ズド・アレイ１２のアップリンク放射パターン、フェー
ズド・アレイ１２のダウンリンク放射パターン、または
それら双方を整形するために用いられる。これに対し
て、精密結合重みは、シンボルごと等、タイム・スロッ
トよりも短い持続時間で決定される結合重みを示す。シ
ンボル検出のために、精密結合重みを用いて、Ｎ＋１個
のアップリンク・ベースバンド信号を結合して単一のデ
ータ・ストリームとする。精密結合重みは、アップリン
ク信号のフェージングを補償するように、またはその他
の方法でアップリンク信号の受信を向上させるように選
択すると好ましい。結合重みまたは濾波重みは、近似的
結合重み、精密結合重み、またはそれら双方を含む場合
がある。
動局１９とアンテナ・アレイ１０との間の通信信号の動
的状態に対して適応的または応答的である。近似的結合
重みとは、タイム・スロットごとに決定されるデジタル
濾波重みを指す。近似的結合重みは、実際上、移動局１
９が送信したアップリンク信号の信号対混信比または信
号対雑音比のような、基地局デコーダ３２における測定
されたアップリンク信号パラメータを考慮して、フェー
ズド・アレイ１２のアップリンク放射パターン、フェー
ズド・アレイ１２のダウンリンク放射パターン、または
それら双方を整形するために用いられる。これに対し
て、精密結合重みは、シンボルごと等、タイム・スロッ
トよりも短い持続時間で決定される結合重みを示す。シ
ンボル検出のために、精密結合重みを用いて、Ｎ＋１個
のアップリンク・ベースバンド信号を結合して単一のデ
ータ・ストリームとする。精密結合重みは、アップリン
ク信号のフェージングを補償するように、またはその他
の方法でアップリンク信号の受信を向上させるように選
択すると好ましい。結合重みまたは濾波重みは、近似的
結合重み、精密結合重み、またはそれら双方を含む場合
がある。
【００１２】アンテナ・アレイ１０は、フェーズド・ア
レイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４を含む。フェ
ーズド・アレイ１２は、列１１に配置されたアンテナ要
素（例えばダイポールまたは単極）の行列から成る。隣
接するアンテナ列１１間の分離によって、移動局１９か
らの受信アップリンク電磁信号の受信の際に、フェーズ
ド・アレイ１２のＭ個のアンテナ・ポート間で一貫した
信号応答が得られる。例えば、フェーズド・アレイ１２
の隣接する列１１は、かかる一貫した信号応答を与える
ために、水平方向の間隔が１波長未満である場合があ
る。１つの列１１内では、アンテナ要素の垂直方向の間
隔は半波長以下である場合があるが、他の適切な垂直方
向の間隔も本発明の範囲内に該当する。
レイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４を含む。フェ
ーズド・アレイ１２は、列１１に配置されたアンテナ要
素（例えばダイポールまたは単極）の行列から成る。隣
接するアンテナ列１１間の分離によって、移動局１９か
らの受信アップリンク電磁信号の受信の際に、フェーズ
ド・アレイ１２のＭ個のアンテナ・ポート間で一貫した
信号応答が得られる。例えば、フェーズド・アレイ１２
の隣接する列１１は、かかる一貫した信号応答を与える
ために、水平方向の間隔が１波長未満である場合があ
る。１つの列１１内では、アンテナ要素の垂直方向の間
隔は半波長以下である場合があるが、他の適切な垂直方
向の間隔も本発明の範囲内に該当する。
【００１３】受信の間、フェーズド・アレイ１２のアン
テナ列１１は相互に作用し、Ｍ個のアンテナ・ポート上
のＭ個の電磁アップリンク信号が互いに高い相関性を有
するようにする。ここで用いる場合、「高い相関性を有
する」ということは、１からゼロまでの段階で１に近づ
くいかなる相関も含み、更に、Ｍ個のアンテナ・ポート
における同様のフェージング応答またはＭ個のアンテナ
・ポートの制御可能ビーム形成における寄与に関連し
た、更に低い相関も含む。すなわち、移動局１９がアン
テナ・アレイ１０の有効範囲内を移動すると、Ｍ個の電
磁アップリンク信号は、同様のフェージング応答を示
す。送信の間、フェーズド・アレイ１２のアンテナ列１
１は相互に作用し、Ｍ個のアンテナ・ポート上のＭ個の
電磁ダウンリンク信号が互いに高い相関性を有するよう
にする。フェーズド・アレイ１２の列１１は上述のよう
に密接な間隔で配置されている（例えば１波長未満）の
で、Ｍ個のベースバンド信号間で位相または振幅を変化
させることによって、またはデジタル信号処理によっ
て、フェーズド・アレイ１２は、ビーム形成またはビー
ム方向操作の用途、および非形成または非操作用途に十
分に適している。
テナ列１１は相互に作用し、Ｍ個のアンテナ・ポート上
のＭ個の電磁アップリンク信号が互いに高い相関性を有
するようにする。ここで用いる場合、「高い相関性を有
する」ということは、１からゼロまでの段階で１に近づ
くいかなる相関も含み、更に、Ｍ個のアンテナ・ポート
における同様のフェージング応答またはＭ個のアンテナ
・ポートの制御可能ビーム形成における寄与に関連し
た、更に低い相関も含む。すなわち、移動局１９がアン
テナ・アレイ１０の有効範囲内を移動すると、Ｍ個の電
磁アップリンク信号は、同様のフェージング応答を示
す。送信の間、フェーズド・アレイ１２のアンテナ列１
１は相互に作用し、Ｍ個のアンテナ・ポート上のＭ個の
電磁ダウンリンク信号が互いに高い相関性を有するよう
にする。フェーズド・アレイ１２の列１１は上述のよう
に密接な間隔で配置されている（例えば１波長未満）の
で、Ｍ個のベースバンド信号間で位相または振幅を変化
させることによって、またはデジタル信号処理によっ
て、フェーズド・アレイ１２は、ビーム形成またはビー
ム方向操作の用途、および非形成または非操作用途に十
分に適している。
【００１４】フェーズド・アレイ１２の列１１内のアン
テナ要素は、直線または垂直の偏波に対応するが、円偏
波、交差偏波、またはその他の偏波も、本発明の範囲内
に該当する。各列１１には、その中央、端部、またはそ
の他において、適切な送信線装置（例えばストリップ線
路）が接続されて、単一のアンテナ・ポートが概ね対応
する列１１に関連するようになっている。
テナ要素は、直線または垂直の偏波に対応するが、円偏
波、交差偏波、またはその他の偏波も、本発明の範囲内
に該当する。各列１１には、その中央、端部、またはそ
の他において、適切な送信線装置（例えばストリップ線
路）が接続されて、単一のアンテナ・ポートが概ね対応
する列１１に関連するようになっている。
【００１５】ダイバーシチ・アレイ１４は、ダイバーシ
チ受信性能を与えるのに十分な離間距離だけフェーズド
・アレイ１２から分離している。例えば、フェーズド・
アレイ１２は、動作周波数において５ないし２０波長の
範囲内でダイバーシチ・アレイ１４から水平方向に離間
していると好ましいが、他の適切な波長距離および空間
配置も本発明の範囲内に該当する。フェーズド・アレイ
１２およびダイバーシチ・アレイ１４は、水平方向に離
間していると好ましいが、フェーズド・アレイ１２およ
びダイバーシチ・アレイ１４は、垂直方向に離間する
か、または水平方向および垂直方向の双方に離間して、
空間−ダイバーシチ利得を与えることも可能である。
チ受信性能を与えるのに十分な離間距離だけフェーズド
・アレイ１２から分離している。例えば、フェーズド・
アレイ１２は、動作周波数において５ないし２０波長の
範囲内でダイバーシチ・アレイ１４から水平方向に離間
していると好ましいが、他の適切な波長距離および空間
配置も本発明の範囲内に該当する。フェーズド・アレイ
１２およびダイバーシチ・アレイ１４は、水平方向に離
間していると好ましいが、フェーズド・アレイ１２およ
びダイバーシチ・アレイ１４は、垂直方向に離間する
か、または水平方向および垂直方向の双方に離間して、
空間−ダイバーシチ利得を与えることも可能である。
【００１６】ダイバーシチ・アレイ１４の一形態では、
ダイバーシチ・アレイ１４のＮ個の列１３内のアンテナ
要素は、垂直軸から約４５度斜めに向けると好ましい。
隣接する列１３内のアンテナ要素は、図２に示す十字状
の外観を有するように、互いに直交して向けることが好
ましい。Ｎ個の列１３は、Ｎ個の対応するアンテナ出力
ポートを提供する。ダイバーシチ・アレイ１４のアンテ
ナ要素は、好ましくは交差偏波に対応し、ダイバーシチ
・アレイ１４が、水平偏波信号および垂直偏波信号を同
等の方法で受信するようにする。代替的な実施形態で
は、ダイバーシチ・アレイのアンテナ要素は、垂直偏
波、円偏波、またはその他の方法で構成することができ
る。
ダイバーシチ・アレイ１４のＮ個の列１３内のアンテナ
要素は、垂直軸から約４５度斜めに向けると好ましい。
隣接する列１３内のアンテナ要素は、図２に示す十字状
の外観を有するように、互いに直交して向けることが好
ましい。Ｎ個の列１３は、Ｎ個の対応するアンテナ出力
ポートを提供する。ダイバーシチ・アレイ１４のアンテ
ナ要素は、好ましくは交差偏波に対応し、ダイバーシチ
・アレイ１４が、水平偏波信号および垂直偏波信号を同
等の方法で受信するようにする。代替的な実施形態で
は、ダイバーシチ・アレイのアンテナ要素は、垂直偏
波、円偏波、またはその他の方法で構成することができ
る。
【００１７】ダイバーシチ・アレイの別の形態では、ダ
イバーシチ・アレイのあらゆる隣接する列が、フェーズ
ド・アレイ１２の隣接する列１１よりも大きく離間して
いると好ましい。例えば、ダイバーシチ・アレイの隣接
する列は、動作周波数において、フェーズド・アレイ１
２の隣接する列の水平方向の間隔よりも大きな水平方向
間隔を有する場合がある。
イバーシチ・アレイのあらゆる隣接する列が、フェーズ
ド・アレイ１２の隣接する列１１よりも大きく離間して
いると好ましい。例えば、ダイバーシチ・アレイの隣接
する列は、動作周波数において、フェーズド・アレイ１
２の隣接する列の水平方向の間隔よりも大きな水平方向
間隔を有する場合がある。
【００１８】好適な実施形態では、少なくとも１つの移
動局１９からアップリンク信号を受信するために、フェ
ーズド・アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４を
共に用いる。更に、移動局１０へのダウンリンク送信の
ために、フェーズド・アレイ１２のみを用いると好まし
い。
動局１９からアップリンク信号を受信するために、フェ
ーズド・アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４を
共に用いる。更に、移動局１０へのダウンリンク送信の
ために、フェーズド・アレイ１２のみを用いると好まし
い。
【００１９】この信号処理のシステムおよび方法は、時
分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、移動通信用グロー
バル・システム（ＧＳＭ）、アナログ・セルラ・システ
ム、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、または他
の無線システムに適用することができる。無線システム
の変調方式には無関係に、信号処理システム１５は、タ
イム・スロットごとにＭ個のベースバンド・アップリン
ク信号を観察し、近似的結合重みによってこれらと相互
に作用する。信号処理システム１５が観察するタイム・
スロットは、無線システムの変調方式と関連した基本タ
イム・スロットと合致することができる。各タイム・ス
ロットは、特定のエア・インタフェースのタイム・スロ
ット上でシンボル群の送信に割り当てられた時間を表す
持続時間を有し、基地局の回路またはソフトウエアとの
適合を容易とすることができる。例えば、現在のＴＩＡ
／ＥＩＡ（電気通信工業会／電子工業会）ＩＳ（国際標
準）−１３６規定によるＴＤＭＡ無線システムでは、タ
イム・スロットに約６．６６ミリ秒の持続時間を割り当
てることができる。
分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、移動通信用グロー
バル・システム（ＧＳＭ）、アナログ・セルラ・システ
ム、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、または他
の無線システムに適用することができる。無線システム
の変調方式には無関係に、信号処理システム１５は、タ
イム・スロットごとにＭ個のベースバンド・アップリン
ク信号を観察し、近似的結合重みによってこれらと相互
に作用する。信号処理システム１５が観察するタイム・
スロットは、無線システムの変調方式と関連した基本タ
イム・スロットと合致することができる。各タイム・ス
ロットは、特定のエア・インタフェースのタイム・スロ
ット上でシンボル群の送信に割り当てられた時間を表す
持続時間を有し、基地局の回路またはソフトウエアとの
適合を容易とすることができる。例えば、現在のＴＩＡ
／ＥＩＡ（電気通信工業会／電子工業会）ＩＳ（国際標
準）−１３６規定によるＴＤＭＡ無線システムでは、タ
イム・スロットに約６．６６ミリ秒の持続時間を割り当
てることができる。
【００２０】ダウンコンバータ２５は、信号処理システ
ム１５における信号処理のため、１つ以上のアップリン
ク電磁信号を、対応するベースバンド・アップリンク信
号に変換する。アップリンク濾波重み管理装置２６は、
Ｍ個の変換されたベースバンド・アップリンク信号およ
び復号されたアップリンク・シンボルに基づいて、フェ
ーズド・アレイ１２のためのＭ個の近似的結合重みを決
定する。
ム１５における信号処理のため、１つ以上のアップリン
ク電磁信号を、対応するベースバンド・アップリンク信
号に変換する。アップリンク濾波重み管理装置２６は、
Ｍ個の変換されたベースバンド・アップリンク信号およ
び復号されたアップリンク・シンボルに基づいて、フェ
ーズド・アレイ１２のためのＭ個の近似的結合重みを決
定する。
【００２１】アップリンク濾波重み管理装置２６は、以
前の観察タイム・スロットのＭ個のアップリンク近似的
結合重みを決定して、その後に、基地局デコーダ３２が
復号する後続のアップリンク・タイム・スロットのため
のＭ個のアップリンク近似的結合重みとして適用する。
アップリンク濾波重み管理装置２６は、後続のダウンリ
ンク・タイム・スロットのためのＭ個のダウンリンク近
似的結合重みの決定を容易にするために、その観察タイ
ム・スロットを用いることができる。例えば、アップリ
ンク濾波重み管理装置２６は、Ｍ個のアップリンク近似
的結合重みを、ダウンリンク濾波重み管理装置２４に送
出することができる。一実施形態では、ダウンリンク濾
波重み管理装置２４は、送出されたＭ個のアップリンク
近似的結合重みを、Ｍ個のダウンリンク近似的結合重み
として、現在または後続のダウンリンク・タイム・スロ
ットに適用することができる。あるいは、ダウンリンク
濾波重み管理装置２４は、Ｍ個のアップリンク近似的結
合重みを変更し、または追加の信号処理を行って、対応
する送出されたＭ個のアップリンク近似的結合重みに関
連した適切なＭ個のダウンリンク近似的結合重みを決定
することができる。
前の観察タイム・スロットのＭ個のアップリンク近似的
結合重みを決定して、その後に、基地局デコーダ３２が
復号する後続のアップリンク・タイム・スロットのため
のＭ個のアップリンク近似的結合重みとして適用する。
アップリンク濾波重み管理装置２６は、後続のダウンリ
ンク・タイム・スロットのためのＭ個のダウンリンク近
似的結合重みの決定を容易にするために、その観察タイ
ム・スロットを用いることができる。例えば、アップリ
ンク濾波重み管理装置２６は、Ｍ個のアップリンク近似
的結合重みを、ダウンリンク濾波重み管理装置２４に送
出することができる。一実施形態では、ダウンリンク濾
波重み管理装置２４は、送出されたＭ個のアップリンク
近似的結合重みを、Ｍ個のダウンリンク近似的結合重み
として、現在または後続のダウンリンク・タイム・スロ
ットに適用することができる。あるいは、ダウンリンク
濾波重み管理装置２４は、Ｍ個のアップリンク近似的結
合重みを変更し、または追加の信号処理を行って、対応
する送出されたＭ個のアップリンク近似的結合重みに関
連した適切なＭ個のダウンリンク近似的結合重みを決定
することができる。
【００２２】加算器２８が、フェーズド・アレイ１２か
らのＭ個のベースバンド信号を加算して、結果として１
つのベースバンド信号を得ると好都合である。アップリ
ンク適応ベースバンド信号プロセッサ３０は、この１つ
の生成されたベースバンド信号を、多数（すなわちＭ
個）のベースバンド信号の代わりに用いて、アップリン
ク適応ベースバンド信号プロセッサ３０において必要な
計算および関連する必要な処理リソースを少なくするこ
とができる。ベースバンド信号プロセッサ３０は、加算
器２８からの１つの生成されたベースバンド信号および
ダウンコンバータ２５からのＮ個の変換されたベースバ
ンド信号に、アップリンク精密結合重みを供給する。ベ
ースバンド信号プロセッサ３０は、１つの生成されたベ
ースバンド信号の前のバージョンの信号に対するＭ個の
近似的結合重みの適用後に、１つの生成されたベースバ
ンド信号に対して動作する。
らのＭ個のベースバンド信号を加算して、結果として１
つのベースバンド信号を得ると好都合である。アップリ
ンク適応ベースバンド信号プロセッサ３０は、この１つ
の生成されたベースバンド信号を、多数（すなわちＭ
個）のベースバンド信号の代わりに用いて、アップリン
ク適応ベースバンド信号プロセッサ３０において必要な
計算および関連する必要な処理リソースを少なくするこ
とができる。ベースバンド信号プロセッサ３０は、加算
器２８からの１つの生成されたベースバンド信号および
ダウンコンバータ２５からのＮ個の変換されたベースバ
ンド信号に、アップリンク精密結合重みを供給する。ベ
ースバンド信号プロセッサ３０は、１つの生成されたベ
ースバンド信号の前のバージョンの信号に対するＭ個の
近似的結合重みの適用後に、１つの生成されたベースバ
ンド信号に対して動作する。
【００２３】ダウンリンク濾波重み管理装置２４は、Ｍ
個のダウンリンク近似的結合重みを、フェーズド・アレ
イ１２に関連するＭ個のダウンリンク・ベースバンド信
号に適用する。Ｍ個のダウンリンク近似的結合重みは、
前述のように、アップリンク濾波重み管理装置２６から
のＭ個のアップリンク近似的結合重みに基づいている。
時間的に関連する所与のダウンリンクおよびアップリン
ク・タイム・スロット対のいずれにおいても、Ｍ個のダ
ウンリンク近似的結合重みは、フェーズド・アレイ１２
のＭ個のアップリンク近似的結合重みと合致するすなわ
ち同一とすることができる。アップコンバータ２２は、
ダウンリンク濾波重み管理装置２４からの出力を受信す
る。アップコンバータ２２は、１つ以上の処理済みのベ
ースバンド信号を、フェーズド・アレイ１２上での送信
のため、無線周波数またはマイクロ波周波数に変換す
る。
個のダウンリンク近似的結合重みを、フェーズド・アレ
イ１２に関連するＭ個のダウンリンク・ベースバンド信
号に適用する。Ｍ個のダウンリンク近似的結合重みは、
前述のように、アップリンク濾波重み管理装置２６から
のＭ個のアップリンク近似的結合重みに基づいている。
時間的に関連する所与のダウンリンクおよびアップリン
ク・タイム・スロット対のいずれにおいても、Ｍ個のダ
ウンリンク近似的結合重みは、フェーズド・アレイ１２
のＭ個のアップリンク近似的結合重みと合致するすなわ
ち同一とすることができる。アップコンバータ２２は、
ダウンリンク濾波重み管理装置２４からの出力を受信す
る。アップコンバータ２２は、１つ以上の処理済みのベ
ースバンド信号を、フェーズド・アレイ１２上での送信
のため、無線周波数またはマイクロ波周波数に変換す
る。
【００２４】信号処理システム１５は、無線通信システ
ムにおいて用いるために、基地局内に組み込むことがで
きる。信号処理システム１５の機能は、１つまたはそれ
以上の専用デジタル信号プロセッサによって容易に実行
される。例えば、１つのデジタル信号プロセッサが、ア
ップリンク濾波重み管理装置２６、加算器２８、アップ
リンク適応ベースバンド信号プロセッサ３０、およびダ
ウンリンク濾波重み管理装置２４の機能を実行すること
ができる。
ムにおいて用いるために、基地局内に組み込むことがで
きる。信号処理システム１５の機能は、１つまたはそれ
以上の専用デジタル信号プロセッサによって容易に実行
される。例えば、１つのデジタル信号プロセッサが、ア
ップリンク濾波重み管理装置２６、加算器２８、アップ
リンク適応ベースバンド信号プロセッサ３０、およびダ
ウンリンク濾波重み管理装置２４の機能を実行すること
ができる。
【００２５】図３は、図２のアンテナ・アレイ１０の適
応信号処理のための方法及びシステム１５を示す。ステ
ップＳ１００において開始すると、信号処理システム１
５は、フェーズド・アレイ１２からのＭ個のアップリン
ク電磁信号およびダイバーシチ・アレイ１４からのＮ個
のアップリンク無線周波数信号を受信する。ここで、Ｍ
およびＮはゼロより大きい。ここで用いる場合、電磁信
号とは、無線システムにおいて移動局１９から送信され
る無線周波数信号またはマイクロ波周波数信号を指す。
Ｍ個のアップリンク電磁信号は、デュプレクサ・アセン
ブリ１６およびプリアンプ１８を介して、信号処理シス
テム１５に送出することができる。Ｎ個のアップリンク
電磁信号は、プリアンプ１８を介して信号処理システム
１５に送出することができる。
応信号処理のための方法及びシステム１５を示す。ステ
ップＳ１００において開始すると、信号処理システム１
５は、フェーズド・アレイ１２からのＭ個のアップリン
ク電磁信号およびダイバーシチ・アレイ１４からのＮ個
のアップリンク無線周波数信号を受信する。ここで、Ｍ
およびＮはゼロより大きい。ここで用いる場合、電磁信
号とは、無線システムにおいて移動局１９から送信され
る無線周波数信号またはマイクロ波周波数信号を指す。
Ｍ個のアップリンク電磁信号は、デュプレクサ・アセン
ブリ１６およびプリアンプ１８を介して、信号処理シス
テム１５に送出することができる。Ｎ個のアップリンク
電磁信号は、プリアンプ１８を介して信号処理システム
１５に送出することができる。
【００２６】フェーズド・アレイ１２のＭ個のアンテナ
・ポート上のＭ個の信号は、互いに独立して変動しな
い。なぜなら、隣接する列１１間の密接な間隔によっ
て、Ｍ個の信号間の高い相関関係を容易とするからであ
る。これに対して、ダイバーシチ・アレイ１４のＮ個の
アンテナ・ポート上のＮ個の信号は、互いに低い相関性
で変動する。なぜなら、アンテナ要素のＮ個の列１３
は、隣接した列１３が相互に概ね直交偏波を有すること
によって、交差偏波に対応するからである。代替的な構
成では、ダイバーシチ・アレイ１４のＮ個のアンテナ・
ポート間の低い相関性は、フェーズド・アレイ１２の隣
接するアンテナ列１１間の密接した間隔よりも、ダイバ
ーシチ・アレイの隣接した列間の間隔の方が大きいこと
によるものである。
・ポート上のＭ個の信号は、互いに独立して変動しな
い。なぜなら、隣接する列１１間の密接な間隔によっ
て、Ｍ個の信号間の高い相関関係を容易とするからであ
る。これに対して、ダイバーシチ・アレイ１４のＮ個の
アンテナ・ポート上のＮ個の信号は、互いに低い相関性
で変動する。なぜなら、アンテナ要素のＮ個の列１３
は、隣接した列１３が相互に概ね直交偏波を有すること
によって、交差偏波に対応するからである。代替的な構
成では、ダイバーシチ・アレイ１４のＮ個のアンテナ・
ポート間の低い相関性は、フェーズド・アレイ１２の隣
接するアンテナ列１１間の密接した間隔よりも、ダイバ
ーシチ・アレイの隣接した列間の間隔の方が大きいこと
によるものである。
【００２７】ステップＳ１０２において、ダウンコンバ
ータ２５は、デジタル信号処理のために、Ｍ個およびＮ
個の受信電磁アップリンク信号を、Ｍ個およびＮ個のア
ップリンク・ベースバンド信号にそれぞれ変換する。各
デジタル・ベースバンド信号は、同相成分および直角成
分を含むと好ましい。
ータ２５は、デジタル信号処理のために、Ｍ個およびＮ
個の受信電磁アップリンク信号を、Ｍ個およびＮ個のア
ップリンク・ベースバンド信号にそれぞれ変換する。各
デジタル・ベースバンド信号は、同相成分および直角成
分を含むと好ましい。
【００２８】各ベースバンド信号は、一連の連続観察タ
イム・スロットとして観察することができる。１つの観
察タイム・スロットは、移動局１９が送信した変調方式
の複数のシンボルを含む。近似的結合重みは、タイム・
スロットの間にゆっくりと変動するので、１つのタイム
・スロット内の多くのシンボルの各々に対してでなく、
観察タイム・スロット当たり１つの濾波重みを計算する
ことから、計算を省くことができる。
イム・スロットとして観察することができる。１つの観
察タイム・スロットは、移動局１９が送信した変調方式
の複数のシンボルを含む。近似的結合重みは、タイム・
スロットの間にゆっくりと変動するので、１つのタイム
・スロット内の多くのシンボルの各々に対してでなく、
観察タイム・スロット当たり１つの濾波重みを計算する
ことから、計算を省くことができる。
【００２９】ステップＳ１０４において、信号処理シス
テム１５は、Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号の
以前のタイム・スロットおよび以前のアップリンク・タ
イム・スロット内の復号シンボルについてのフィードバ
ックに基づいて、Ｍ個のダウンリンク・ベースバンド信
号の後続のタイム・スロットに適用するため、Ｍ個の近
似的結合重みを決定する。例えば、アップリンク濾波重
み管理装置２６は、フェーズド・アレイ１２のダウンリ
ンク送信のため、後続のダウンリンク・タイム・スロッ
トのためのＭ個の近似的結合重みを決定するか、または
この決定を容易にする。
テム１５は、Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号の
以前のタイム・スロットおよび以前のアップリンク・タ
イム・スロット内の復号シンボルについてのフィードバ
ックに基づいて、Ｍ個のダウンリンク・ベースバンド信
号の後続のタイム・スロットに適用するため、Ｍ個の近
似的結合重みを決定する。例えば、アップリンク濾波重
み管理装置２６は、フェーズド・アレイ１２のダウンリ
ンク送信のため、後続のダウンリンク・タイム・スロッ
トのためのＭ個の近似的結合重みを決定するか、または
この決定を容易にする。
【００３０】近似的結合重みとは、実際上、フェーズド
・アレイ１２のＭ個の列に関連したビームの方向変更ま
たは再整形を行うことができる空間−時間フィルタ・パ
ラメータを指す。上述のダウンリンク近似的結合重み
は、好ましくは、セクター全体または全方向性のアンテ
ナ放射パターンを必要とするアクセス・チャネルとは対
照的に、音声またはデータ・チャネル等のトラヒック・
チャネル上で動作する移動局１９に基づいている。
・アレイ１２のＭ個の列に関連したビームの方向変更ま
たは再整形を行うことができる空間−時間フィルタ・パ
ラメータを指す。上述のダウンリンク近似的結合重み
は、好ましくは、セクター全体または全方向性のアンテ
ナ放射パターンを必要とするアクセス・チャネルとは対
照的に、音声またはデータ・チャネル等のトラヒック・
チャネル上で動作する移動局１９に基づいている。
【００３１】Ｍ個の近似的結合重みは、移動局１９から
のトラヒック・チャネルを介した次のアップリンク・タ
イム・スロット集合のような後続のアップリンク・タイ
ム・スロットに適用することができる。Ｍ個の近似的結
合重みを適用することで、ダウンリンク重みのみを決定
するのに必要であるよりも少ない計算量で、ダウンリン
クおよびアップリンク性能の双方を改善することができ
る。従って、ダウンリンク重みをアップリンク重みに変
換するために必要な処理の増大は、ごくわずかである。
実際、フェーズド・アレイ１２は、フェーズド・アレイ
１２の列１１の密着した間隔によって、潜在的に、ダウ
ンリンク上の性能改善をもたらす。
のトラヒック・チャネルを介した次のアップリンク・タ
イム・スロット集合のような後続のアップリンク・タイ
ム・スロットに適用することができる。Ｍ個の近似的結
合重みを適用することで、ダウンリンク重みのみを決定
するのに必要であるよりも少ない計算量で、ダウンリン
クおよびアップリンク性能の双方を改善することができ
る。従って、ダウンリンク重みをアップリンク重みに変
換するために必要な処理の増大は、ごくわずかである。
実際、フェーズド・アレイ１２は、フェーズド・アレイ
１２の列１１の密着した間隔によって、潜在的に、ダウ
ンリンク上の性能改善をもたらす。
【００３２】ステップＳ１０４における結合重みの決定
と、決定した結合重みの適用との間に、１つの観察タイ
ム・スロット等の時間のずれが存在し、アップリンク信
号、ダウンリンク信号、またはその双方の性能を向上さ
せることができる。この時間のずれは、信号処理システ
ム１５に十分な処理時間を可能とする一方、アンテナ・
アレイ１０に対する移動局１９の移動によって生じるフ
ェージングまたは他の伝播変化に対する適切な応答を与
える。例えば、前の観察タイム・スロットのアップリン
ク経路結合重みを、後続のダウンリンク経路結合重みお
よび次のタイム・スロットの後続のアップリンク経路結
合重みに適用する。この場合、前の観察タイム・スロッ
トは次のタイム・スロットの直前にある。しかしなが
ら、代替的な実施形態では、１タイム・スロットから多
数のフレームに及ぶいかなる時間のずれも使用可能であ
る。
と、決定した結合重みの適用との間に、１つの観察タイ
ム・スロット等の時間のずれが存在し、アップリンク信
号、ダウンリンク信号、またはその双方の性能を向上さ
せることができる。この時間のずれは、信号処理システ
ム１５に十分な処理時間を可能とする一方、アンテナ・
アレイ１０に対する移動局１９の移動によって生じるフ
ェージングまたは他の伝播変化に対する適切な応答を与
える。例えば、前の観察タイム・スロットのアップリン
ク経路結合重みを、後続のダウンリンク経路結合重みお
よび次のタイム・スロットの後続のアップリンク経路結
合重みに適用する。この場合、前の観察タイム・スロッ
トは次のタイム・スロットの直前にある。しかしなが
ら、代替的な実施形態では、１タイム・スロットから多
数のフレームに及ぶいかなる時間のずれも使用可能であ
る。
【００３３】Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号
は、デジタル・ドメイン内の一連の連続観察タイム・ス
ロットとして観察可能であり、この連続タイム・スロッ
トに、アップリンク近似的結合重みを割り当てる。フェ
ーズド・アレイ１２のためのダウンリンクおよびアップ
リンク近似的結合重みは、観察タイム・スロット上で各
Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号を処理すること
によって見出され、１つの観察タイム・スロット内で一
定であり、移動角位置の変化およびシャドー・フェージ
ングの変化によって、観察タイム・スロットごとにゆっ
くり変動する。
は、デジタル・ドメイン内の一連の連続観察タイム・ス
ロットとして観察可能であり、この連続タイム・スロッ
トに、アップリンク近似的結合重みを割り当てる。フェ
ーズド・アレイ１２のためのダウンリンクおよびアップ
リンク近似的結合重みは、観察タイム・スロット上で各
Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号を処理すること
によって見出され、１つの観察タイム・スロット内で一
定であり、移動角位置の変化およびシャドー・フェージ
ングの変化によって、観察タイム・スロットごとにゆっ
くり変動する。
【００３４】ステップＳ１０４の後のステップＳ１０６
において、信号処理システム１５は、Ｍ個の近似的結合
重みを適用して、後続のタイム・スロットのためのＭ個
のアップリンク・ベースバンド信号と、フェーズド・ア
レイ１２に関連した時間的に関連するＭ個のダウンリン
ク・ベースバンド信号とを結合する。Ｍ個の近似的結合
重みは、概して、後続のアップリンク・タイム・スロッ
トおよび後続のダウンリンク・タイム・スロットに適用
される。後続のアップリンク・タイム・スロットは、対
応する後続のダウンリンク・タイム・スロットに関連し
ており、エア・インタフェースの標準的な動作のため
に、それらの間に幾分かの時間差がある場合がある。何
らかの時間差があるにもかかわらず、後続のアップリン
ク・タイム・スロットおよび後続のダウンリンク・タイ
ム・スロットを、同様または同一のＭ個の近似的結合重
みを有する時間的に関連したタイム・スロットとしてグ
ループ化して、フェーズド・アレイ１２の性能を向上さ
せることができる。
において、信号処理システム１５は、Ｍ個の近似的結合
重みを適用して、後続のタイム・スロットのためのＭ個
のアップリンク・ベースバンド信号と、フェーズド・ア
レイ１２に関連した時間的に関連するＭ個のダウンリン
ク・ベースバンド信号とを結合する。Ｍ個の近似的結合
重みは、概して、後続のアップリンク・タイム・スロッ
トおよび後続のダウンリンク・タイム・スロットに適用
される。後続のアップリンク・タイム・スロットは、対
応する後続のダウンリンク・タイム・スロットに関連し
ており、エア・インタフェースの標準的な動作のため
に、それらの間に幾分かの時間差がある場合がある。何
らかの時間差があるにもかかわらず、後続のアップリン
ク・タイム・スロットおよび後続のダウンリンク・タイ
ム・スロットを、同様または同一のＭ個の近似的結合重
みを有する時間的に関連したタイム・スロットとしてグ
ループ化して、フェーズド・アレイ１２の性能を向上さ
せることができる。
【００３５】以前の観察タイム・スロットのためのフェ
ーズド・アレイ１２のＭ個のベースバンド・アップリン
ク信号の監視から得られたＭ個の近似的結合重みは、ト
ラヒック・チャネル上の特定の移動局のベースバンド・
アップリンク信号用の次のタイム・スロットのような、
後続のタイム・スロットのために用いられる。算出され
たＭ個の近似的結合重み集合は、近似的結合重み集合の
算出と近似的結合重み集合の適用との間の時間的なずれ
（例えば１つのタイム・スロット持続時間のずれ）の後
に、ベースバンド送信信号、ベースバンド受信信号、ま
たはそれら双方の濾波に適用することができる。
ーズド・アレイ１２のＭ個のベースバンド・アップリン
ク信号の監視から得られたＭ個の近似的結合重みは、ト
ラヒック・チャネル上の特定の移動局のベースバンド・
アップリンク信号用の次のタイム・スロットのような、
後続のタイム・スロットのために用いられる。算出され
たＭ個の近似的結合重み集合は、近似的結合重み集合の
算出と近似的結合重み集合の適用との間の時間的なずれ
（例えば１つのタイム・スロット持続時間のずれ）の後
に、ベースバンド送信信号、ベースバンド受信信号、ま
たはそれら双方の濾波に適用することができる。
【００３６】ステップＳ１０８において、Ｍ個の近似的
結合重みをＭ個のベースバンド信号に適用する間、また
は適用した後、信号処理システム１５は、フェーズド・
アレイ１２の変換されたＭ個のベースバンド・アップリ
ンク信号を加算し、１つのベースバンド信号を得る。例
えば、フェーズド・アレイ１２のＭ個の列１１が、Ｍ個
のアンテナ・ポート上で受信したＭ個の信号対間で最小
相関閾値を生成するように密接な間隔で配置されている
場合、加算器２８は、フェーズド・アレイ１２の重み付
けしたＭ個のアップリンク・ベースバンド信号を加算し
て、１つのアップリンク・ベースバンド信号を得る。好
都合なことに、この加算動作は、信号処理システム１５
において、精密結合重みの決定や、デジタル濾波動作に
よるアンテナ・アレイ１０の受信性能のいっそうの改善
を行うために必要な信号処理を少なくする。
結合重みをＭ個のベースバンド信号に適用する間、また
は適用した後、信号処理システム１５は、フェーズド・
アレイ１２の変換されたＭ個のベースバンド・アップリ
ンク信号を加算し、１つのベースバンド信号を得る。例
えば、フェーズド・アレイ１２のＭ個の列１１が、Ｍ個
のアンテナ・ポート上で受信したＭ個の信号対間で最小
相関閾値を生成するように密接な間隔で配置されている
場合、加算器２８は、フェーズド・アレイ１２の重み付
けしたＭ個のアップリンク・ベースバンド信号を加算し
て、１つのアップリンク・ベースバンド信号を得る。好
都合なことに、この加算動作は、信号処理システム１５
において、精密結合重みの決定や、デジタル濾波動作に
よるアンテナ・アレイ１０の受信性能のいっそうの改善
を行うために必要な信号処理を少なくする。
【００３７】ステップＳ１０６は、Ｍ個の信号のために
単一の生成されたアップリンク・ベースバンド信号を供
給するものとして説明したが、ステップＳ１０６は、Ｍ
個のアップリンク・ベースバンド信号の数を、Ｍ未満か
つ１よりも大きい数に減らすように構成することができ
る。Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号を加算し
て、後続の各タイム・スロット当たり１つのアップリン
ク濾波重みを得る。得られた和は、後続のアップリンク
信号処理、ダウンリンク信号処理、またはそれら双方に
ついて、Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号でな
く、１つのアップリンク・ベースバンド信号を表す。
単一の生成されたアップリンク・ベースバンド信号を供
給するものとして説明したが、ステップＳ１０６は、Ｍ
個のアップリンク・ベースバンド信号の数を、Ｍ未満か
つ１よりも大きい数に減らすように構成することができ
る。Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号を加算し
て、後続の各タイム・スロット当たり１つのアップリン
ク濾波重みを得る。得られた和は、後続のアップリンク
信号処理、ダウンリンク信号処理、またはそれら双方に
ついて、Ｍ個のアップリンク・ベースバンド信号でな
く、１つのアップリンク・ベースバンド信号を表す。
【００３８】ステップＳ１０８は、いずれかの適切な信
号処理アルゴリズムに従って、後続の処理のために（例
えばダイバーシチ利得を与え、同一チャネル干渉を低減
させる）、１つ以上の生成したベースバンド信号を準備
する。信号処理アルゴリズムの複雑さは、信号処理アル
ゴリズムによって処理される入力ベースバンド信号数の
減少に比例して、低下させることができる。
号処理アルゴリズムに従って、後続の処理のために（例
えばダイバーシチ利得を与え、同一チャネル干渉を低減
させる）、１つ以上の生成したベースバンド信号を準備
する。信号処理アルゴリズムの複雑さは、信号処理アル
ゴリズムによって処理される入力ベースバンド信号数の
減少に比例して、低下させることができる。
【００３９】Ｍ個の近似的結合重みをＭ個のベースバン
ド信号に適用した後、ステップＳ１１０において、信号
処理システム１５は、適応信号処理アルゴリズムに従っ
て、１つの生成されたベースバンド信号のための精密結
合重みを決定する。各タイム・スロットに多数のシンボ
ルが関連している場合、復号シンボルについてのフィー
ドバックに基づいて、シンボルごとに、信号処理システ
ム１５は、１つ以上の生成されたベースバンド・アップ
リンク信号（例えばｍ個のアップリンク信号。ここで、
ｍ≧１である）のため、および、Ｎ個のベースバンド・
アップリンク信号のために、精密結合重みを決定すると
好ましい。このため、信号処理システム１５は、ステッ
プＳ１１０において、Ｎ＋１個またはＮ＋ｍ個の精密結
合重みを決定することができる。ここで、１≦ｍ＜Ｍで
ある。例えば、アップリンク適応ベースバンド信号プロ
セッサ３０は、アップリンク濾波重み管理装置２６が決
定したＭ個のアップリンク近似的結合重みの適用後に使
用可能な精密結合重みを決定する。精密結合重みは、信
号処理を改善して、ダイバーシチ利得を与えるか、同一
チャネル干渉を低減させるか、またはそれ以外の方法
で、移動局１９が送信する信号の受信を向上させること
ができる。
ド信号に適用した後、ステップＳ１１０において、信号
処理システム１５は、適応信号処理アルゴリズムに従っ
て、１つの生成されたベースバンド信号のための精密結
合重みを決定する。各タイム・スロットに多数のシンボ
ルが関連している場合、復号シンボルについてのフィー
ドバックに基づいて、シンボルごとに、信号処理システ
ム１５は、１つ以上の生成されたベースバンド・アップ
リンク信号（例えばｍ個のアップリンク信号。ここで、
ｍ≧１である）のため、および、Ｎ個のベースバンド・
アップリンク信号のために、精密結合重みを決定すると
好ましい。このため、信号処理システム１５は、ステッ
プＳ１１０において、Ｎ＋１個またはＮ＋ｍ個の精密結
合重みを決定することができる。ここで、１≦ｍ＜Ｍで
ある。例えば、アップリンク適応ベースバンド信号プロ
セッサ３０は、アップリンク濾波重み管理装置２６が決
定したＭ個のアップリンク近似的結合重みの適用後に使
用可能な精密結合重みを決定する。精密結合重みは、信
号処理を改善して、ダイバーシチ利得を与えるか、同一
チャネル干渉を低減させるか、またはそれ以外の方法
で、移動局１９が送信する信号の受信を向上させること
ができる。
【００４０】信号処理システム１５は、観察タイム・ス
ロット内で各シンボル当たり１つの精密結合重みを算出
して、急速に変動するアップリンク・チャネルを追跡す
ると共にアップリンク性能を改善させることが好ましい
が、精密結合重みは、長さが１タイム・スロット未満の
いずれの持続時間に対しても決定することができる。精
密結合重みは、特定の移動局１９の移動によるドップラ
ー効果によって、アップリンク・タイム・スロット間
で、更にはアップリンク・タイム・スロット内のシンボ
ル間でさえ、急速に変動し得る。信号処理システムは、
シンボルごとに精密結合重みを決定すると好ましい。な
ぜなら、シンボルの持続時間は、移動局からの受信アッ
プリンク信号の急速なフェージングを補償するための適
切な持続時間または許容可能な遅れを表すからである。
ロット内で各シンボル当たり１つの精密結合重みを算出
して、急速に変動するアップリンク・チャネルを追跡す
ると共にアップリンク性能を改善させることが好ましい
が、精密結合重みは、長さが１タイム・スロット未満の
いずれの持続時間に対しても決定することができる。精
密結合重みは、特定の移動局１９の移動によるドップラ
ー効果によって、アップリンク・タイム・スロット間
で、更にはアップリンク・タイム・スロット内のシンボ
ル間でさえ、急速に変動し得る。信号処理システムは、
シンボルごとに精密結合重みを決定すると好ましい。な
ぜなら、シンボルの持続時間は、移動局からの受信アッ
プリンク信号の急速なフェージングを補償するための適
切な持続時間または許容可能な遅れを表すからである。
【００４１】ステップＳ１１２において、処理システム
１５は、ステップＳ１１０において決定したＮ＋１個の
精密結合重みを適用してシンボルを復号する一方で、ダ
イバーシチ利得および干渉の低減を達成する。アンテナ
・アレイ１０は、フェーズド・アレイ１２およびダイバ
ーシチ・アレイ１４間が分離されているために、空間ダ
イバーシチ利得を容易に提供する。更に、フェーズド・
アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４のアンテナ
要素が異なる偏波を有する場合、アンテナ・アレイ１０
は、偏波ダイバーシチ利得を提供することができる。代
替的な実施形態では、フェーズド・アレイとダイバーシ
チ・アレイとの間の角度ダイバーシチによって、受信性
能を向上させることができる。フェージングの許容誤差
の改善は、シンボルごとの頻度で更新される精密結合重
みの応答性によって達成することができる。
１５は、ステップＳ１１０において決定したＮ＋１個の
精密結合重みを適用してシンボルを復号する一方で、ダ
イバーシチ利得および干渉の低減を達成する。アンテナ
・アレイ１０は、フェーズド・アレイ１２およびダイバ
ーシチ・アレイ１４間が分離されているために、空間ダ
イバーシチ利得を容易に提供する。更に、フェーズド・
アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４のアンテナ
要素が異なる偏波を有する場合、アンテナ・アレイ１０
は、偏波ダイバーシチ利得を提供することができる。代
替的な実施形態では、フェーズド・アレイとダイバーシ
チ・アレイとの間の角度ダイバーシチによって、受信性
能を向上させることができる。フェージングの許容誤差
の改善は、シンボルごとの頻度で更新される精密結合重
みの応答性によって達成することができる。
【００４２】信号処理システム１５およびアンテナ・ア
レイ１０は、共同して、近似的結合重みレベルおよび精
密結合重みレベルの双方において干渉を低減させるよう
な空間選択性を提供する。近似的結合重みレベルは、実
際上、所望の信号を空間的に選択すること、または放射
パターンを移動局１９に向けることによって、干渉を低
減するために、フェーズド・アレイ１０の放射パターン
の近似的な方位を規定する。一方、精密結合重みは、干
渉を除去するように調節可能である。基地局デコーダ３
２は、エンハンス受信ベースバンド信号のエラー・チェ
ックまたは期待出力と矛盾する異常復号シンボルのよう
な干渉を認識する。従って、基地局デコーダ３２は、復
号シンボル・フィードバックのような異常復号シンボル
の受信を、アップリンク適応ベースバンド信号プロセッ
サ３０に示す。アップリンク適応ベースバンド信号プロ
セッサ３０は、干渉を除去するために、精密結合重み
を、移動局１９からの所望のアップリンク信号に対し適
応的に調整する。また、基地局デコーダ３２は、アップ
リンク結合重みを適当に選択してフェーズド・アレイ１
２の放射パターンの優先的な事実上の向きを決定するた
め、アップリンク濾波重み管理装置２６に、復号アップ
リンク信号フィードバックを供給する。
レイ１０は、共同して、近似的結合重みレベルおよび精
密結合重みレベルの双方において干渉を低減させるよう
な空間選択性を提供する。近似的結合重みレベルは、実
際上、所望の信号を空間的に選択すること、または放射
パターンを移動局１９に向けることによって、干渉を低
減するために、フェーズド・アレイ１０の放射パターン
の近似的な方位を規定する。一方、精密結合重みは、干
渉を除去するように調節可能である。基地局デコーダ３
２は、エンハンス受信ベースバンド信号のエラー・チェ
ックまたは期待出力と矛盾する異常復号シンボルのよう
な干渉を認識する。従って、基地局デコーダ３２は、復
号シンボル・フィードバックのような異常復号シンボル
の受信を、アップリンク適応ベースバンド信号プロセッ
サ３０に示す。アップリンク適応ベースバンド信号プロ
セッサ３０は、干渉を除去するために、精密結合重み
を、移動局１９からの所望のアップリンク信号に対し適
応的に調整する。また、基地局デコーダ３２は、アップ
リンク結合重みを適当に選択してフェーズド・アレイ１
２の放射パターンの優先的な事実上の向きを決定するた
め、アップリンク濾波重み管理装置２６に、復号アップ
リンク信号フィードバックを供給する。
【００４３】この処理システムおよび方法は、アップリ
ンク適応ベースバンド信号プロセッサ３０の必要な処理
リソースを減らしたり、適応アルゴリズム自体の複雑さ
の低減を容易にしたりすることができる。信号処理シス
テム１５および本発明の方法は、密着して離間する列を
有するフェーズド・アレイ１２に関連したベースバンド
入力信号数を減少させることによって、アンテナ・アレ
イ１０に関連したベースバンド入力信号数を減らすのに
十分に適している。
ンク適応ベースバンド信号プロセッサ３０の必要な処理
リソースを減らしたり、適応アルゴリズム自体の複雑さ
の低減を容易にしたりすることができる。信号処理シス
テム１５および本発明の方法は、密着して離間する列を
有するフェーズド・アレイ１２に関連したベースバンド
入力信号数を減少させることによって、アンテナ・アレ
イ１０に関連したベースバンド入力信号数を減らすのに
十分に適している。
【００４４】アップリンク適応ベースバンド信号プロセ
ッサ３０は、適応アップリンク・アルゴリズムを実行す
ることができる。シンボルごとに動作する適応アップリ
ンク・アルゴリズムのための計算数は、Ｘの２乗（すな
わちＸ2）に比例する傾向がある。ここで、Ｘは、フェ
ーズド・アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４の
全アンテナ要素数である。ＸはＭプラスＮに等しく、こ
こで、Ｍはフェーズド・アレイ１２の列数であり、Ｎは
ダイバーシチ・アレイ１４のアンテナ要素の列１３の数
である。ここで、Ｘを、次のような２つの小さい集合に
分割することによって、計算を減らすことができる。
（１）より遅いタイム・スロット・レートで実行され
る、フェーズド・アレイ１２のＭ個の列１１についての
第１の計算集合、および（２）タイム・スロット・レー
トよりも速いシンボル・レートで実行される、ダイバー
シチ・アレイ１４のＮ個の要素１３についての第２の計
算集合である。フェーズド・アレイ１２におけるＭ個の
列１１、およびダイバーシチ・アレイ１４におけるＮ個
の列により、Ｘ２乗適応アップリンク・アルゴリズム
は、Ｍ２乗適応アップリンク・アルゴリズム（遅いレー
トで実行される）およびＮ２乗適応アップリンク・アル
ゴリズム（より速いレートで実行される）へと変えるこ
とができる。
ッサ３０は、適応アップリンク・アルゴリズムを実行す
ることができる。シンボルごとに動作する適応アップリ
ンク・アルゴリズムのための計算数は、Ｘの２乗（すな
わちＸ2）に比例する傾向がある。ここで、Ｘは、フェ
ーズド・アレイ１２およびダイバーシチ・アレイ１４の
全アンテナ要素数である。ＸはＭプラスＮに等しく、こ
こで、Ｍはフェーズド・アレイ１２の列数であり、Ｎは
ダイバーシチ・アレイ１４のアンテナ要素の列１３の数
である。ここで、Ｘを、次のような２つの小さい集合に
分割することによって、計算を減らすことができる。
（１）より遅いタイム・スロット・レートで実行され
る、フェーズド・アレイ１２のＭ個の列１１についての
第１の計算集合、および（２）タイム・スロット・レー
トよりも速いシンボル・レートで実行される、ダイバー
シチ・アレイ１４のＮ個の要素１３についての第２の計
算集合である。フェーズド・アレイ１２におけるＭ個の
列１１、およびダイバーシチ・アレイ１４におけるＮ個
の列により、Ｘ２乗適応アップリンク・アルゴリズム
は、Ｍ２乗適応アップリンク・アルゴリズム（遅いレー
トで実行される）およびＮ２乗適応アップリンク・アル
ゴリズム（より速いレートで実行される）へと変えるこ
とができる。
【００４５】このため、図３の前述の処理は、適応アッ
プリンク・ベースバンド・プロセッサ３０によってシン
ボル・レートで処理されるアップリンク・ベースバンド
信号数を、Ｍ＋Ｎから１＋Ｎに減らす。例えば、フェー
ズド・アレイ１２が４個の列１１を有し、ダイバーシチ
・アリエ１４が２つの列を有する場合、適応アップリン
ク・プロセッサ３０によって処理されるアップリンク・
ベースバンド信号数は、６から３に、すなわち半分に減
る。更に、適応アップリンク・プロセッサ３０に課せら
れる計算的な負荷は、（Ｍ＋Ｎ）2と推定される。この
ため、アップリンク適応処理のため処理システム１５に
課せられる計算的な負荷は、［（１＋Ｎ）／（Ｍ＋
Ｎ）］2、すなわち、Ｍが４個のアンテナ要素に等しく
Ｎが２個のアンテナ要素に等しい場合は、４分の１に減
る。アンテナ・アレイ１０の他の構成における計算的な
負荷の軽減は、上述の数式により、フェーズド・アレイ
１２のアンテナ要素の列１１の数およびダイバーシチ・
アレイ１４のアンテナ要素の列１３の数に依存する。
プリンク・ベースバンド・プロセッサ３０によってシン
ボル・レートで処理されるアップリンク・ベースバンド
信号数を、Ｍ＋Ｎから１＋Ｎに減らす。例えば、フェー
ズド・アレイ１２が４個の列１１を有し、ダイバーシチ
・アリエ１４が２つの列を有する場合、適応アップリン
ク・プロセッサ３０によって処理されるアップリンク・
ベースバンド信号数は、６から３に、すなわち半分に減
る。更に、適応アップリンク・プロセッサ３０に課せら
れる計算的な負荷は、（Ｍ＋Ｎ）2と推定される。この
ため、アップリンク適応処理のため処理システム１５に
課せられる計算的な負荷は、［（１＋Ｎ）／（Ｍ＋
Ｎ）］2、すなわち、Ｍが４個のアンテナ要素に等しく
Ｎが２個のアンテナ要素に等しい場合は、４分の１に減
る。アンテナ・アレイ１０の他の構成における計算的な
負荷の軽減は、上述の数式により、フェーズド・アレイ
１２のアンテナ要素の列１１の数およびダイバーシチ・
アレイ１４のアンテナ要素の列１３の数に依存する。
【００４６】移動体が制御チャネルにアクセスしようと
する場合、またはトラヒック・チャネルのフレームまた
はスロットが壊れた場合、信号処理システム１５は、現
在または後続のタイム・スロットに適用されるＭ個の近
似的結合重みを計算するための代替的な手順を必要とす
る場合がある。処理システム１５は、特定の移動局１９
からのアップリンク信号内に存在する同期パイロットお
よびカラーコード・シンボル等の既知のシンボルから近
似的結合重みを計算して、後続のタイム・スロットに適
用可能な現タイム・スロットのための近似的結合重みを
決定する。あるいは、処理システム１５において基地局
からの復号シンボル・フィードバックが利用可能な場
合、処理システム１５は、全てのシンボルを用いて近似
的結合重みを計算して、後続のタイム・スロットに適用
する近似的結合重みを決定する。
する場合、またはトラヒック・チャネルのフレームまた
はスロットが壊れた場合、信号処理システム１５は、現
在または後続のタイム・スロットに適用されるＭ個の近
似的結合重みを計算するための代替的な手順を必要とす
る場合がある。処理システム１５は、特定の移動局１９
からのアップリンク信号内に存在する同期パイロットお
よびカラーコード・シンボル等の既知のシンボルから近
似的結合重みを計算して、後続のタイム・スロットに適
用可能な現タイム・スロットのための近似的結合重みを
決定する。あるいは、処理システム１５において基地局
からの復号シンボル・フィードバックが利用可能な場
合、処理システム１５は、全てのシンボルを用いて近似
的結合重みを計算して、後続のタイム・スロットに適用
する近似的結合重みを決定する。
【００４７】本明細書は、本発明のシステムおよび方法
の様々な例示の実施形態を記載している。特許請求の範
囲は、本明細書中に開示した例示の実施形態の様々な変
更および同等の構成を含むことを意図する。従って、請
求の範囲は、ここに開示する本発明の精神および範囲に
一致する変更、同等な構造、および特徴を包含するよう
に、当然に最も広い解釈が与えられるものとする。
の様々な例示の実施形態を記載している。特許請求の範
囲は、本明細書中に開示した例示の実施形態の様々な変
更および同等の構成を含むことを意図する。従って、請
求の範囲は、ここに開示する本発明の精神および範囲に
一致する変更、同等な構造、および特徴を包含するよう
に、当然に最も広い解釈が与えられるものとする。
【図１】本発明による、アンテナ・アレイに結合された
信号処理用システムのブロック図である。
信号処理用システムのブロック図である。
【図２】本発明による、図１のシステムを更に詳細に示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図３】本発明による、アンテナ・アレイのための信号
処理の方法のフロー・チャートである。
処理の方法のフロー・チャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー ディビッド ベニング アメリカ合衆国 07853 ニュージャーシ ィ，ロング バレー，ストニー ブルック ロード 11 (72)発明者 ダーク アップテグローヴ アメリカ合衆国 07945 ニュージャーシ ィ，メンドハム，ガンサー ストリート 13
Claims (24)
- 【請求項１】 アンテナ・アレイに関連した信号の信号
処理方法であって：フェーズド・アレイとダイバーシチ
・アレイとからのＭ個のアップリンク電磁信号とＮ個の
アップリンク電磁信号とを、それぞれ、デジタル信号処
理のためにアップリンク・ベースバンド信号に変換する
ステップであって、前記アップリンク・ベースバンド信
号は一連の連続タイム・スロットとして観察可能であ
り、ＭおよびＮは正の整数である、ステップと；Ｍ個の
近似的結合重みを適用して、前記フェーズド・アレイに
関連した前記アップリンク・ベースバンド信号を、タイ
ム・スロットごとにタイム・スロット内で結合するステ
ップと；前記フェーズド・アレイの前記重み付けしたＭ
個のアップリンク・ベースバンド信号を加算して、少な
くとも１つのベースバンド信号を得るステップと；前記
少なくとも１つの生成されたアップリンク信号と前記Ｎ
個のアップリンク信号のための精密な結合重みを決定し
て、後続のシンボル検出のための単一の受信チャネルを
形成するステップであって、前記精密な結合重みは前記
タイム・スロットの１つよりも短い持続時間内で使用さ
れるステップと；を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、更に：
前記フェーズド・アレイからの前記Ｍ個のアップリンク
電磁信号と前記ダイバーシチ・アレイからの前記Ｎ個の
アップリンク信号とを受信するステップであって、前記
フェーズド・アレイは、動作周波数において１波長以下
の間隔を有する隣接した列を有し、前記ダイバーシチ・
アレイは、交差偏波アンテナ要素を有する、ステップ；
を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の方法であって、更に：
前記フェーズド・アレイからの前記Ｍ個のアップリンク
電磁信号と前記ダイバーシチ・アレイからの前記Ｎ個の
アップリンク信号とを受信するステップであって、前記
フェーズド・アレイは、動作周波数において１波長以下
の間隔を有する隣接した列を有し、前記ダイバーシチ・
アレイは、前記フェーズド・アレイよりも大きい隣接し
た列間の間隔を有する、ステップ；を備えることを特徴
とする方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の方法であって、更に：
前記フェーズド・アレイからの前記Ｍ個のアップリンク
電磁信号と前記ダイバーシチ・アレイからの前記Ｎ個の
アップリンク信号とを受信するステップであって、前記
フェーズド・アレイは、前記ダイバーシチ・アレイか
ら、動作周波数において５波長から２０波長までの範囲
内で分離されている、ステップ；を備えることを特徴と
する方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の方法であって、更に、
可干渉性の応答特性を生ずるように隣接したアンテナ要
素間の間隔を有するフェーズド・アレイを、前記フェー
ズド・アレイに入射した受信信号に使用するステップを
備えることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の方法において、前記決
定するステップは、シンボルに基づいてシンボルごとに
前記精密結合重みを決定するステップを含み、前記タイ
ム・スロットの各々に多数のシンボルが関連しているこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、前記適
用するステップは、更に、Ｍ個のダウンリンクの近似的
結合重みを適用して、前記フェーズド・アレイに関連し
たダウンリンク・ベースバンド信号を組み合わせるステ
ップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の方法において、前記適
用するステップは、更に、後続のダウンリンク・タイム
・スロットとアップリンク・タイム・スロットとについ
て、それぞれ、Ｍ個のダウンリンクの近似的結合重みと
Ｍ個のアップリンクの近似的結合重みを適用するステッ
プとを含み、前記Ｍ個の近似的結合重みは、アップリン
ク・ベースバンド信号の以前のタイム・スロットに時間
的に関連していることを特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項１に記載の方法であって、更に：
前記フェーズド・アレイからの前記アップリンク・ベー
スバンド信号の以前のタイム・スロットに基づいて後続
のタイム・スロットの前記Ｍ個の近似的結合重みを決定
するステップ；を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の方法において、前記
適用するステップは、更に、前記フェーズド・アレイか
らの前記アップリンク電磁信号の前のアップリンク・タ
イム・スロットの分析に基づいて、後続のダウンリンク
・タイム・スロットに、Ｍ個のダウンリンクの近似的結
合重みを適用するステップを含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の方法において、前記
適用するステップは、以前のタイム・スロットから導出
されたＭ個のアップリンクの近似的結合重みを、前記以
前のタイム・スロットの直後の後続のアップリンク・タ
イム・スロットに適用するステップを含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の方法において、加算
するステップは、ｍ個のベースバンド信号を生成し、ｍ
は１よりも大きくＭ未満であり、Ｍは、前記フェーズド
・アレイ内の列の合計数であり、Ｎは、前記ダイバーシ
チ・アレイ内の列の合計数であることを特徴とする方
法。 - 【請求項１３】 請求項１に記載の方法において、前記
加算するステップは、前記アップリンク・ベースバンド
信号を準備し、そして、前記適応信号処理アルゴリズム
に関連した計算的な負荷を（ｍ＋Ｎ）2／（Ｍ＋Ｎ）2の
率だけ減少させて、適応信号処理アルゴリズムを適用す
るステップを含み、ここで、Ｍは、前記フェーズド・ア
レイ内のアンテナ要素の列の合計数であり、Ｎは、前記
ダイバーシチ・アレイ内のアンテナ要素の列の合計数で
あり、ｍは、前記少なくとも１つの生成されたベースバ
ンド信号の数であり、１≦ｍ＜Ｍであることを特徴とす
る方法。 - 【請求項１４】 アンテナ・アレイに関連した信号の信
号処理方法であって：フェーズド・アレイとダイバーシ
チ・アレイとからのＭ個のアップリンク電磁信号とＮ個
のアップリンク電磁信号とを、それぞれ、デジタル信号
処理のためにアップリンク・ベースバンド信号に変換す
るステップであって、前記アップリンク・ベースバンド
信号は一連の連続タイム・スロットとして観察可能であ
る、ステップと；Ｍ個の近似的結合重みを適用して、前
記フェーズド・アレイに関連した前記アップリンク・ベ
ースバンド信号を、タイム・スロットごとにタイム・ス
ロット内で結合するステップと；前記アップリンク・ベ
ースバンド信号を準備し、そして、前記適応信号処理ア
ルゴリズムに関連した計算的な負荷を（ｍ＋Ｎ）2／
（Ｍ＋Ｎ）2の率だけ減少させて、適応信号処理アルゴ
リズムを適用するステップであって、ここで、Ｍは、前
記フェーズド・アレイ内のアンテナ要素の列の合計数で
あり、Ｎは、前記ダイバーシチ・アレイ内のアンテナ要
素の列の合計数であり、ｍは、前記少なくとも１つの生
成されたベースバンド信号の数であり、１≦ｍ＜Ｍであ
る、ステップと；を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法であって、更
に：前記１つの生成されたアップリンク信号と前記Ｎ個
のアップリンク信号のための精密結合重みを決定して、
後続のシンボル検出のための単一の受信チャネルを形成
するステップであって、前記精密結合重みは前記タイム
・スロットの１つよりも短い持続時間内で使用される、
ステップと；を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項１６】 請求項１４に記載の方法において、前
記準備するステップは、前記フェーズド・アレイの前記
重み付けしたＭ個のベースバンド・アップリンク信号を
加算して、１つのベースバンド信号を得るステップを含
むことを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１４に記載の方法であって、更
に、ダイバーシチ利得と干渉の低減とを達成する一方
で、前記精密結合重みを適用してシンボルを復号するス
テップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 アンテナ・アレイに関連した信号の信
号処理システムであって：フェーズド・アレイとダイバ
ーシチ・アレイとからのＭ個のアップリンク電磁信号と
Ｎ個のアップリンク電磁信号とを、それぞれ、デジタル
信号処理のために、複数の連続タイム・スロット内に構
成されたアップリンク・ベースバンド信号に変換するダ
ウンコンバータと；１つ以上のタイム・スロットのため
のＭ個の近似的結合重みを適用して、前記フェーズド・
アレイに関連した前記アップリンク・ベースバンド信号
を濾波するアップリンク濾波重み制御装置と；前記フェ
ーズド・アレイの前記重み付けしたＭ個のベースバンド
・アップリンク信号を加算して、少なくとも１つのベー
スバンド信号を得る加算器と；シンボルに基づいてシン
ボルごとに、前記少なくとも１つの生成されたアップリ
ンク信号と前記Ｎ個のアップリンク信号とのための精密
結合重みを決定するアップリンク適応ベースバンド信号
プロセッサと；を備え、各タイム・スロットに多数のシ
ンボルが関連していることを特徴とするシステム。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載のシステムにおい
て、前記フェーズド・アレイは、動作周波数において約
半波長以下の間隔を有するアンテナ要素の隣接した列を
有し、前記ダイバーシチ・アレイは交差偏波アンテナ要
素を有することを特徴とするシステム。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載のシステムにおい
て、前記フェーズド・アレイは、動作周波数において１
波長以下の間隔を有するアンテナ要素の隣接した列を有
し、前記ダイバーシチ・アレイは、前記フェーズド・ア
レイよりも大きい隣接した列間の間隔を有することを特
徴とするシステム。 - 【請求項２１】 請求項１８に記載のシステムにおい
て、前記フェーズド・アレイおよび前記ダイバーシチ・
アレイは、動作周波数において５波長から２０波長まで
の範囲内で分離されていることを特徴とするシステム。 - 【請求項２２】 請求項１８に記載のシステムにおい
て、前記フェーズド・アレイは、前記フェーズド・アレ
イに入射した受信信号に対する可干渉性の応答を得るよ
うな隣接アンテナ要素間の間隔を有することを特徴とす
る方法。 - 【請求項２３】 請求項１８に記載のシステムにおい
て、前記加算器は、適応信号処理アルゴリズムに関連し
た計算的な負荷を（１＋Ｎ）2／（Ｍ＋Ｎ）2の率だけ減
少させ、ここで、Ｍは、前記フェーズド・アレイ内のア
ンテナ要素の列の合計数であり、Ｎは、前記ダイバーシ
チ・アレイ内のアンテナ要素の列の合計数であることを
特徴とするシステム。 - 【請求項２４】 請求項１８に記載のシステムにおい
て、前記加算器は、適応信号処理アルゴリズムに関連し
た計算的な負荷を（ｍ＋Ｎ）2／（Ｍ＋Ｎ）2と同等の小
さな率に減少させ、ここで、Ｍは、前記フェーズド・ア
レイ内のアンテナ要素の列の合計数であり、Ｎは、前記
ダイバーシチ・アレイ内のアンテナ要素の列の合計数で
あり、ｍは、前記少なくとも１つの生成されたベースバ
ンド信号の数であり、１≦ｍ＜Ｍであることを特徴とす
る方法。
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