JP2001257632A - 適応等化機能を備える時分割多元接続（ｔｄｍａ）通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＴＤＭＡ通信システムにおいてマルチパス干渉
歪を低減させること。 【解決手段】本願による通信システムは、あるユ−ザメ
ツセ−ジを別のメツセ−ジと時間マルチプレツクスする
送信局と、異なる遅延を再挿入してシンボル間干渉を補
償する受信局とを備える。デジタル信号１１２，１２
２，１３２は各ユ−ザから対応する等化器同期ワ−ドブ
ロツク１１０，１２０，１３０に入力される。ＴＤＭＡ
制御器１４０は、各ユ−ザメツセ−ジを他のユ−ザメツ
セ−ジと時間−マルチプレツクスしてＴＤＭＡ信号１４
５を生成する。信号１４５は送信機１５０を介して送信
される。受信機２２０で受信された受信ＴＤＭＡ信号２
２５はデ−タバツフア２３０及びＴＤＭＡ制御器２４０
に印加される。制御器２４０は信号２２５より特定のユ
−ザスロツトを選択する。等化器２５０は記憶ユ−ザメ
ツセ−ジ２３５の時間遅延スプレツド等化を行い特定ユ
−ザのデ−タを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、双方向無
線周波数（ＲＦ）通信に関し、更に具体的には時分割多
元接続（TDMA: time-division multiple access)通信シ
ステムにおけるマルチパス干渉歪みを減少させるための
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】最
近、地上移動無線チャネルにおけるデータ通信、及びデ
ィジタル暗号化音声通信に対して需要が増大している。
無線周波数スペクトルは本質的に限られているので、移
動及び携帯無線通信サービスの需要増大に答える新しい
システム概念及び構成上の特徴を発明する必要がある。
従って、各種の狭帯域振幅変調（ＡＭ）及び周波数変調
通信システムの研究開発が再び注目されている。１２．
５ｋＨｚまでのチャネル間隔（ｓｐａｃｉｎｇ）の縮小
は単側波帯（ＳＳＢ）ＡＭ通信システム、即ち、イース
トモンド他の米国特許第４，５４１，１１８号明細書に
記載の方法を用いることによって達成されてきている。
更に、６．２５ｋＨｚ以下への占有帯域幅の縮小は、超
短波（ＶＨＦ）地上移動無線のための線形予測コード
（ＬＰＣ）音声符号化技術により可能となる。すなわ
ち、カルニー及びリンダーによる論文“５−６ｋＨｚチ
ャネル用ディジタル移動無線”、ＩＥＥＥ通信国際会
議、フィラデルフィア、ペンシルバニア州、１９８２年
６月１３〜１７日開催にて発表されたとおりである。

【０００３】地理的同一チャネル再利用技術及び多元接
続法はスペクトル利用の効率を改善するためにも利用さ
れている。例えば、多数のユーザ間でひとブロックの通
話チャネルの自動化分割を伴なう、トランキング（ｔｒ
ｕｎｋｉｎｇ）概念は周知であり、電話産業や８００Ｍ
Ｈｚ帯ＦＭ無線システムにおいて広く用いられている。
即ちリンク、ジュニア他の米国特許第４，０１２，５９
７号明細書において記載されている通りである。更に、
セルラー（ｃｅｌｌｕｌａｒ）無線電話システムは、各
セル内において低電力送信機及び受信機を使って、隣接
するより小さな適用サービス領域（セル）への全適用サ
ービス領域を分割することによって一定の地理的な領域
内において無線チャネルを再利用するために開発され
た。即ち、クーパー他の米国特許第３，９０６，１６６
号明細書に記載されている通りである。トランキングシ
ステム及びセルラーシステムは、周波数分割多元接続
（ＦＤＭＡ）システムの二例である。

【０００４】時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムはよ
り効率的なスペクトル利用を達成する別個の付加的な方
法である。ＴＤＭＡは２点間のポイントツウポイントの
マイクロウェーブ電話回線接続及びある時は、衛星通信
システムにおいて使われている。多数のユーザが異なる
周波数のＲＦチャネルを割り当てられる高容量移動無線
電話ＦＤＭＡシステムとは違って、ＴＤＭＡシステムに
おいて各ユーザは同一の周波数チャネルで異なるタイム
スロットを割当てられている。

【０００５】ディジタルＦＤＭＡシステムは、アナログ
ＦＭよりも二倍から三倍の高いスペクトル効率をもたら
し、現在のアナログシステムと共存し得る新たな音声保
安及びデータ通信サービスを提供することもできる。し
かしながら、ＦＤＭＡシステムは、装置コストの増加、
窮屈なる性能（スペック）余裕度（冗長性）、相互変調
干渉の発生の増加、及びチャネル制御の複雑化というよ
うな、いくつかの実用上の限界を示している。即ち、木
下他の論文、“ＴＤ／ＦＤＭＡ技法によるディジタル移
動無線電話システム”ＩＥＥＥ乗り物技術学会（Ｖｅｈ
ｉｃｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）誌、Ｖｏｌ． Ｖ
Ｔ−３１，ｐｐ．１５−３７， １９８２年１１月号記
載のとおりである。

【０００６】他方では、ＴＤＭＡシステムはＦＤＭＡ技
法に比べていくつかの長所に恵まれている。第一に、可
変データレート伝送は、多元の、隣接タイムスロットの
利用を通してＴＤＭＡシステムに容易に組込める。第二
に、ＴＤＭＡベース（基地）局送信機は、ＦＤＭＡシス
テムに発生する相互変調歪みを増大することなく、共通
の電力増振器の利用を許容する。さらに、受信及び送信
バーストが同一のＲＦチャネル上で異なる時点に現れる
ため、より低速の信号処理デバイス（装置）を使えるの
で、ＴＤＭＡ移動及び携帯用送受信機のサイズとコスト
は縮小化可能である。

【０００７】ＦＤＭＡシステムに匹敵するスペクトル効
率を達成するためには、ＴＤＭＡシステムは多数のチャ
ネル、すなわち、最低５チャネルに渡り所要タイムスロ
ットの分離を均一化する必要がある。通常の品質の会
話、即ち、９．６ｋｂｐｓ（キロビット／秒）以上のデ
ータレートに対して、ＴＤＭＡシステムの生情報データ
レートは少なくとも５０ｋｂｐｓ必要である。チャネル
誤り訂正符号化方式を取り入れているためデータレート
膨張係数を２とすれば、少なくとも１００ｋｂｐｓのデ
ータレートが、その結果、単一のＴＤＭＡチャネルに対
して必要となる。

【０００８】しかしながら、マルチパス干渉（ｉｎｔｅ
ｒｆｅｒｅｎｃｅ）は、陸上移動ＲＦチャネル用の最大
許容データレートを著しく制限している。マルチパス干
渉はレイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）フエージング及び記
号間（ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌ）干渉の２つの効果によ
って通常は表わされる。レイリーフエージングは様々の
伝送経路（パス）を介して受信される信号の相対的なＲ
Ｆ位相に関係している。全受信信号は各々のマルチパス
受信信号のベクトル和であるから、信号強度は周波数、
エコー振幅、及び相対的な乗り物の速度に依存して大き
な変動を示す。記号間干渉は、ＴＤＭＡ受信機で見られ
るように、伝搬パス間の時間遅延の差にのみ関係があ
る。ＴＤＭＡ受信機は判別不能となる様々に重なる情報
要素を同時に供給され得るため、記号間干渉はディジタ
ル情報の送れる最大データレートの限界を与える。

【０００９】陸上移動無線通信については、チャネル遅
延スプレッド（即ち、送信インパルスの受信エネルギー
における時間スプレッドの実効値）は郊外地点の２００
ナノ秒から都市地点の５マイクロ秒まで変化する。記号
間干渉の許容できる伝送レートの近似式は次のとおりと
なる。即ち、最大伝送レート＝０．２／遅延スプレッド
（Ｗ．Ｃ．Ｙ．リーによる著書、移動通信技術、ニュー
ヨーク市マクグローヒル社１９８２年刊の４５ページ参
照。）従って、著しい記号間干渉劣化を受けない陸上移
動無線チャネル用の最大許容データレートは８０ｋｂｐ
ｓから１メガビット毎秒（Ｍｂｐｓ）の範囲となる。こ
の結果は２０ｋｂｐｓのタイムスロット数を最大４のみ
に限定する。このため、陸上移動無線システムにおい
て、ＦＤＭＡに対するＴＤＭＡの著しい長所（利点）は
決して実用上達成されないかも知れない。

【００１０】従って、ＲＦチャネルのマルチパス特性に
よって通常可能な程度を超える伝送レートで陸上移動無
線チャネルに対してデータ伝送を可能とする方法及び手
段を提供することが必要となる。

【００１１】従って、本発明の一般的な目的の１つは、
マルチパス干渉歪みを減少化した改良されたＴＤＭＡ通
信システムを提供することである。

【００１２】本発明の別の目的の１つは、ＴＤＭＡシス
テムにおける異なるユーザの異なるマルチパス特性を受
容することである。

【００１３】本発明のさらに別の目的の１つは、移動受
信機の信号処理能力を超えることなくチャネルのマルチ
パス特性を補償する方法を提供することである。

【００１４】これらと他の目的が達成される本発明は、
簡単に記述すれば、送信局と受信局を有する時分割多重
通信システムであって、第一のユーザのデータワードで
ひとつ又はそれ以上の等化器同期ワードをフォーマット
化し、さらに送信ＴＤＭＡ信号をつくるためにこのフォ
ーマット化されたユーザメッセージを少なくともひとつ
の別のメッセージと時間マルチプレックスする送信局
と、第一のユーザのメッセージを受信ＴＤＭＡ信号から
デマルチプレックスし、さらにデマルチプレックスに応
じて単一のユーザメッセージ（あるいはこれのストア
（蓄積）されたもの）のデータワード部分の時間遅延ス
プレッド特性を（均）等化し、これによって異なる遅延
を受信データパスに再挿入して記号間干渉を補償する受
信局とから成り立っている。

【００１５】望ましい実施例において、ＴＤＭＡ送信機
は各ユーザのタイムスロットに既知の同期ワードを挿入
することにより、チャネルの間隔の変動に対処しなくと
も、ＲＦチャネルの時間遅延スプレッド特性の測定を可
能とする。このチャネル測定技術は適度の速さで移動す
る乗り物での適応（アダプティブ）等化（器制御機能）
を可能にする。本技法は、移動ＴＤＭＡ信号において現
れる異なるマルチパスチャネル特性を経験する多重ユー
ザをも受容する。更にまた、追加の同期とムード、ある
いは同期“アップデート”ワードは、既存のＴＤＭＡシ
ステムにおいてより高いデータ接続（スループット）を
達成するために、ユーザのデータワード自体の中へ挿入
され得る。また更には、適応（アダプティブ）等化処理
が非実時間で（すなわち、他のユーザのタイムスロット
期間において）実施され、これによりどの特定の送受信
器にもより低速でコスト効率のより良い信号処理の利用
を可能とするように、受信データメッセージは蓄積（ス
トア）されていてもよい。

【００１６】

【実施例】その最も簡単な形式において、本発明の時分
割多元接続（ＴＤＭＡ）システムは、少なくとも２つの
ユーザからのメッセージを時間マルチプレックスできる
送信局、及び、その時間マルチプレックスされたメッセ
ージの少なくともひとつを受信できるひとつないしそれ
以上の受信局から構成されている。ここにおいて使われ
るとおり、移動ユニットは乗り物に典型的には搭載され
る無線送受信機として、携帯ユニットは人間によって典
型的には持ち運ばれるものとして、そしてベース局ユニ
ットは固定の場所（局）に典型的には永久的もしくは半
永久的に設置されるものとして定義される。移動ユニッ
ト及び携帯ユニットは、以下において集合的にリモート
ユニットと呼ばれる。本発明はすべての局がデュプレッ
クスモードで送信し受信するディジタルセルラー移動無
線電話システムでの使用を目的としたが、受信のみ又は
送信のみの装置（デバイス）も容易に実施し得ることが
考慮されている。本発明のＴＤＭＡ通信システムにおい
て動作できるこのような受信のみの装置（デバイス）
は、それと限らないが、データ表示呼び出し器（ぺージ
ャー、ｐａｇｅｒ）トーン呼び出し器（ｐａｇｅｒ）、
トーン及び音声呼び出し器（ｐａｇｅｒ）を含む。本発
明の動作を理解するために、このような送信のみ及び受
信のみの装置は添付図面において説明されている。

【００１７】まず図１を参照すると、ＴＤＭＡ送信局１
００のブロック図が図示されている。ディジタルスピー
チもしくはデータ１１２，１２２，１２３は、Ｎ個のユ
ーザから、それぞれ対応する等化器同期ワード１１５，
１２５，１３５と共に、各々フォーマット器１１０，１
２０，１３０ブロックの中へ入力する。フォーマット器
１からＮは、その入力ユーザデータの所定の数のデータ
ビット（ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｎｕｍｂｅｒ
ｏｆ ｄａｔａ ｂｉｔｓ）を１つもしくはそれぞれ以
上の各ユーザの適当な等化器同期ワードとともにインタ
リーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）するのに役立つ。望ま
しい実施例において、フォーマット器１１０，１２０，
及び１３０の機能はマイクロプロセッサ内のソフトウエ
アにおいて実施される。フォーマット器１１０，１２
０，１３０で使用可能な代表的な同期ワード／データワ
ードのインタリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）機構は、
Ｊ．Ｅ．ヴァンダー（Ｖａｎｄｅｒ）メイ及びＧ．Ｄ．
フォルニー２世（Ｆｏｒｎｅｙ，Ｊｒ），“データネ
ットワークハードウエアにおけるＬＳＩマイクロプロセ
ッサの応用”，Ｐｒｏｃ．ＩＣＣ‘７６，Ｖｏｌ．３，
ｐｐ．４８．１６−１９， Ｊｕｎｅ１４−１６，１９
７６，において発表されている。同期ワードの内容は図
４にさらに記述されている。ひとたび各ユーザのデータ
がその同期ワードと適時にインタリーブされると、各フ
ォーマット器は、その組合わせを、ライン１１７，１２
７，１３７を経由しＴＤＭＡ制御器（コントローラ）１
４０へのユーザメッセージとして出力する。

【００１８】ＴＤＭＡ制御器（コントローラ）１４０
は、各ユーザメッセージを他のユーザメッセージで時間
−マルチプレックスしてＴＤＭＡ信号を生成する機能を
果たす。更に、ＴＤＭＡ制御器（コントローラ）１４０
は、ＴＤＭＡ同期（ｓｙｎｃ１−Ｎ）信号１４２をＮ個
のタイムスロットの各々に付加する。ＴＤＭＡ制御器
（コントローラ）の出力１４５は、後で図３で説明され
る如くＮ個のユーザメッセージから成るＴＤＭＡ信号で
ある。また、望ましい実施例において、時間−マルチプ
レックス機能はソフトウエアで行われる。もしくは、様
々なハードウエア構成、例えば、時間コントロール式
（ｔｉｍｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）スイッチ、も使え
る。例としては、別の時間−マルチプレックスの実効に
ついてはモトローラＭＣ１４４１６タイムスロット割当
器回路ＩＣデータシートに記述されている。

【００１９】ＴＤＭＡ信号は、ライン１５５を介しアン
テナ１６０へＲＦ送信するため、送信機１５０に印加さ
れる。送信機１５０は、その選定したシステムフォーマ
ットと両立する適格の送信機であればよい。本発明に利
用できる移動送信機は、“ダイナＴ・Ａ・Ｃセルラー移
動電話”と云うタイトルのモトローラ解説マニアル６８
Ｐ８１０７０Ｅ４０に説明されている。望ましい実施例
において、送信機１５０は３００ｋＨｚの帯域幅のチャ
ネルの範囲で９００ＭＨｚのＧＭＳＫ−変調されたデー
タを出力する。

【００２０】図２はＴＤＭＡ受信局の説明である。ＴＤ
ＭＡ信号はアンテナ２１０で受信されライン２１５を介
し受信機２２０へ供給される。受信機２２０はそのシス
テム構築と両立する方法でＲＦ搬送波（キャリア）を受
信し復調する。例えば、代表的な携帯無線受信機は“ダ
イナＴ・Ａ・Ｃ８５００ＸＬセルラー携帯電話”のタイ
トルのモトローラ解説マニアル６８Ｐ８１０７１Ｅ５５
において見出される。さらに、直交（ｑｕａｄｒａｔｕ
ｒｅ）受信機の詳細ブロック図は図６及び図７において
図示されている。

【００２１】２２５にある受信ＴＤＭＡ信号は次にデー
タバッファ２３０並びにＴＤＭＡ制御器（コントロー
ラ）２４０に印加されている。データバッファ２３０
は、より低速の信号処理の利用を可能にする、もっと後
の時間で行う追加処理のために制御信号２４２に応じて
特定のユーザのメッセージの少なくとも一部分をストア
する役目をもつ。

【００２２】図３乃至図５でもっと充分に説明されるよ
うに、唯一の（もしくは多くの中からいくつかの）タイ
ムスロットは特定の受信局に通常受信される。従って、
アダプティブ（適応）等化処理が非実時間で、すなわ
ち、特定のユーザのタイムスロットの後続する時間で、
実行されると、より低いデータレートの信号処理装置が
どの特定の受信局にも実装できる。データバッファ２３
０は、シフトレジスタあるいはランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）のような、適当なデータ記憶装置があれば実
現できる。本発明のこの“非実時間処理”の面（部分）
が必要でない場合は、データバッファ２３０は省略さ
れ、受信ＴＤＭＡ信号２２５は等化器２５０に直接的に
送られるものとする。

【００２３】ＴＤＭＡ制御器（コントローラ）は、受信
ＴＤＭＡ信号２２５をデマルチプレックス（ｄｅ−ｍｕ
ｌｔｉｐｌｅｘ）し受信タイムスロットから１個の（も
しくは多くからいくつかの）所定のユーザスロットを選
択し、その結果、他のユーザメッセージから特定のユー
ザメッセージを選び出す役割を果たす。ライン２４６に
ある特定のユーザのＴＤＭＡ同期Ａ（ｓｙｎｃＡ）信号
に対応する受信信号中の有効なＴＤＭＡ同期１−Ｎ（ｓ
ｙｎｃ１−Ｎ）ワードの受信に際して、ＴＤＭＡ制御器
（コントローラ）２４０はライン２４２上に検出クロッ
ク信号並びにライン２４４上にデータクロック信号を出
力する。検出クロック２４２は、データバッファ２３０
へ入る適当なタイムスロットの期間中、受信ＴＤＭＡ信
号の少なくとも同期ワード及びユーザデータワード部分
をクロックイン（ｃｌｏｃｋ ｉｎ）するのに役立つ。
データクロック２４４はデータをバッファ２３０から、
等化器２５０を経て、及び受信局から２５５においてユ
ーザＡ（ｕｓｅｒＡ）データとして同期をとって出力す
る（ｃｌｏｃｋ ｏｕｔ）のに役立つ。これらのクロッ
ク信号をもっと詳細に図６及び図７に図示する。

【００２４】等化器２５０は、２３５の記憶ユーザメッ
セージ（もしくは、代わりに、受信ＴＤＭＡ信号２２
５）の時間遅延スプレッド等化を行い、オーバヘッド同
期ワードを付けずに２５５に特定ユーザのデータワード
を出力する。ユーザデータメッセージの等化に先立っ
て、特定タイムスロット（例、図３の３１２）の等化同
期ワード部分（例、図４の３３２）は、チャネルのマル
チパス特性を補償するように等化器を適応させるのに使
われる。等化器は、ＴＤＭＡ制御信号２４２と２４４を
使って等化器適応（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）機能及び等
化処理自体をいつ実行するかを正確に決定する。等化器
がアダプティブになるのは、ＴＤＭＡ制御器（コントロ
ーラ）２４０が所望の等化器同期ワードの存在を検知す
る時間中、もしくはデータバッファが等化器によって読
み込まれている対応する同時間中のみである。従って、
等化器２５０は、符号間干渉及び／あるいはレイリーフ
ェージングによる受信信号における歪みを補償するため
に、等化器同期ワードから得た情報を用いてマルチパス
特性の連続 詳細な測定を行ない、これらの特性に従っ
て受信信号を（均）等化する。等化器はリニア型、例え
ばトランスバーサルフィルタ、あるいはノンリニア（ｎ
ｏｎ−ｌｉｎｅａｒ）型、例えば決定帰還等化器でもよ
い。

【００２５】代表的なトランスバーサルフィルタ等化器
は、プライス（Ｒ． Ｐｒｉｃｅ）及びグリーン（Ｐ．
Ｅ．Ｇｒｅｅｎ， Ｊｒ）による“マルチパスチャネル
のための通信技術”、Ｐｒｏｃ．Ｉ．Ｒ．Ｅ．，Ｖｏ
ｌ．４６，ｐｐ．５５５−７０，１９５８年３月の文献
に記載されている。代表的な決定フィードバック（帰
還）等化器はファルコナー（Ｄ．Ｄ．Ｆａｌｃｏｎｅ
ｒ）による“２次元データ通信システムにおける通過帯
域決定フィードバック等化の応用”と題する論文，ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉ
ｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏｌ．ＣＯＭ−２４，ｐｐ１１５９
−６６，１０月，１９７６において記載されている。さ
らにまた、本実施例の等化回路（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉ
ｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）の詳細なブロック図は第４図に
記載されている。

【００２６】さて、図３を見ると、単一ＲＦチャネル上
のＴＤＭＡ信号フォーマットは送信（ベース）局アンテ
ナ１６０から見ているかのように図示されている。ベー
ス局で受信されるＴＤＭＡ信号は、ガードタイム（図４
の３３６）が多分使われなくて、スロット同期のワード
（図４の３３１）が現れない場合を除いて、同様に現れ
るであろう（相似となる）。Ｎ個のユーザに対して、Ｎ
個のタイムスロットが単一のフレームタイムを作る。こ
れは図３でユーザ１（ｕｓｅｒ１）、ユーザ２（ｕｓｅ
ｒ２）， ・・・ユーザＮ（ｕｓｅｒＮ）に対して各々
個別のユーザタイムタイムスロット３１１，３１２，
・・・ ・・・３１３として図示されている。ＴＤＭＡ
フレーム全体は、タイムスロット３２１，３２２及び３
２３で示されるように、Ｎ番目のユーザの後に繰返す３
００ｋｂｐｓのデータレートのＲＦチャネルおよび１０
個のユーザをもつシステムに対して、代表的なフレーム
タイムは８から２０ミリ秒（ｍｓｅｃ）となり、典型的
なスロットタイムは、０．８から２．０ｍｓｅｃとなろ
う。

【００２７】図４は望ましい実施例において用いられる
同期／データフォーマットを図示する。図４に図示する
６個の情報フィールドは図３のタイムスロット３１２の
ような単一ユーザタイムスロットを表わす。６個のフィ
ールドの各々は下記に説明する。

【００２８】１．スロット同期フィールド３３１・・・
リモート受信機に対してユーザスロット番号を固定す
る。このフィールドは、各リモートユーザが予め割り当
てられたタイムスロットにおいて受信（及び送信）する
ことを保証する。例えば、ユーザ２（ｕｓｅｒ２）はス
ロット同期番号００１０（２進数）を持てる。４−１６
ビットフィールドはフレーム当り１０個のユーザスロッ
トを有するシステムに使える。

【００２９】２．等化器同期フィールド３３２・・・受
信局のアダプティブ（適応）等化器を訓練するのに用い
る。このフィールドは高い自己相関と低い相互相関の特
性を有する同期ワードを含む。この等化器同期ワードの
複製は対応する受信局にストアされ、受信等化器ワード
との相関が相関ピークをつくることになる。 これがそ
のチャネルのマルチパス特性を測定することを可能にす
る。望ましい実施例で等化器同期フィールドは典型的に
３２ビット同期ワードを含む。

【００３０】３． ビット同期フィールド３３３・・・
受信機でビットあるいはクロック同期を得るのに用い
る。典型的には、ドットパターン、すなわち１０１０１
０・・・、が使われる。

【００３１】受信局のクロック回復（リカバリー）回路
におけるフェーズロックループ（位相同期ループ）（Ｐ
ＬＬ）は、このビットパターンへロックしてビットクロ
ック信号を発生する。典型的には、ビット同期フィール
ドは１０ビット長である。

【００３２】４． フレーム同期フィールド３３４・・
・個々のタイムスロットにおけるユーザデータの始まり
を設定する。また、良好な自己相関／相互相関特性を有
する同期ワードは受信機にストアされた既知のフレーム
同期ワードと相関をとるのに使う。時々、ＴＤＭＡ技術
でユニークワード（ＵＷ）と呼ばれる、フレーム同期フ
ィールドは本発明で等化器同期フィールドと組合せるこ
とができる。一般に、６ビットフレーム同期ワードが用
いられる。

【００３３】５． ユーザデータフィールド３３５・・
・ユーザのデータ、あるいはディジタル化した会話、制
御情報、誤り訂正情報等を含む。典型的には、このフィ
ールドはフレーム当り１０個のユーザタイムスロットを
有する３００ｋｂｐｓシステム用に１００−３００ビッ
トのデータを含む。

【００３４】６． ガードタイムフィールド３３６・・
・２個の隣り合うタイムスロットのリモートユーザ間の
送信衝突を防止する。このフィールド は、約４８ビッ
ト長（ｌｏｃａｔｉｏｎｓ）の間、１５マイル半径以内
で使う３００ｋｂｐｓシステムのために、ブランクとな
る、すなわちデータを含まない。

【００３５】ガードタイムは送信サイトとリモート受信
機の間の伝搬遅延の変動を許容する。ベースサイトがそ
のシステムのすべてのスロットタイミングと制御を設定
する（すなわち、すべてのユーザのためのマスタークロ
ックとして働く）ので、まずリモートユーザは送信する
前にベースサイト送信の受信を介してタイムスロット境
界を決める。換言すると、受信タイムスロットのスター
トは移動ユニットによりその割当てタイムスロットの中
で何時送信するかを決めるのに使われる。しかしなが
ら、異なる移動ユーザは同じ場所にいないので、ベース
サイトのタイムスロット基準に関して異なる時間に送信
を開始してよい。送信開始でのこの差は移動ユーザとベ
ースサイト間の一方向伝搬遅延時間差と直接的に比例す
る。さらに、ベースサイトにおいて、２台の移動ユーザ
はベースサイト送信タイムスロット基準に関して異なる
時間で再び受信される。

【００３６】ベースサイトでのタイムスロット受信の差
は２台の移動ユーザ間の双方向伝搬遅延時間差と今や比
例する。ある条件のもとで、受信される移動送信は異な
ってくる伝搬遅延のためベースサイトで合って衝突する
かも知れない。それゆえ、ユーザスロット間にガードタ
イムを挿入すればベースサイトでのこのような衝突が防
止される。ガードタイムはベースサイト送信のみに必要
となることに注目されたい。ガードタイム要求の詳しい
議論は、すでに述べた木下他による論文を参照された
い。

【００３７】従って、ガードタイム３３６は異なる場所
から送信される隣り合うユーザタイムスロットの間の衝
突を防ぐために設計されている。例示すると、典型的な
無線システムは１５マイルの最大ベース対リモート間隔
を規定すると ２×１５マイル／Ｃ＝０．１６ｍｓｅｃ
のガードタイムを必要とする。ここでＣはマイル／秒で
表わす光の速さ（１．８６×１０５マイル／秒）であ
る。これは３００ｋｂｐｓのデータレートで４８ビット
長に相当する。しかし、ガードタイム３３６はタイムス
ロットの終わりで現れる如く図４で示されているけれど
も、同一の機能が各タイムスロットの始まりの方へガー
ドタイムを移しても達成され得る。

【００３８】等化同期フィールド３３２は望ましからざ
る遅延スプレッド効果を有する環境でのＴＤＭＡシステ
ムの動作を可能にする。そのチャネルのマルチパス特性
は非常に短い時間同期（例、０．５ｍｓｅｃ）に渡って
相対的に一定であると仮定し得る。この仮定を用いる
と、ＲＦチャネルは等化器同期ワードにより周期的に
“聴診”（“ｓｏｕｎｄｅｄ”）されるので、マルチパ
ス効果を補償するようにアダプティブ（適応）等化器を
訓練するのに使える。リモートユニットの速度はＲＦチ
ャネルが相対的に一定であると仮定してもよい範囲を決
めるから、データレート、ユーザデータフィールド長、
乗り物速度、及び動作周波数の間の次の関係が設定し得
る、即ち、 データフィールド長（ビット）＝チャネル
データレート（ｂｐｓ）×［Ａ（角度／３６０）］×
［Ｃ（マイル／時）／Ｆ（Ｈｚ）］×［１／Ｖ（マイル
／時）］ ここでＡは移動ユーザが許容し得るフェー
ズオフセットの最大角度、Ｃは光の速さ、（６．６９６
×１０８マイル／時）、Ｆは送信周波数、Ｖは送信して
いる乗り物の速さである。

【００３９】例えば、３００ｋｂｐｓのデータレート、
９００ＭＨｚ動作周波数、６０マイル／時の乗り物速
度、及び１０°の最大フェーズ（位相）許容のチャネル
において、ユーザデータフィールドは１０３ビット長以
下でなければならない。多くのＴＤＭＡシステムでは、
この最大ユーザデータフィールド長は短か過ぎる、即
ち、ユーザデータフィールド３３５の長さと他の５個の
フィールド３３１，３３２，３３３，３３４ 及び３３
６の長さとの間の比率が小さ過ぎるかも知れない。より
短いデータフィールドとはより高い量の同期オーバヘッ
ドが所与の量のデータを送信するのに必要となることを
意味する。例えば、３００ｋｂｐｓチャネルデータレー
ト、ユーザ数Ｎ＝１０、１０３ビットユーザデータフィ
ールド長、１００ビットオーバヘッドの場合は、最大ユ
ーザデータレートは１５．２ｋｂｐｓに限られる。この
高オーバヘッド要求は高容量ＴＤＭＡシステムにおい
て、システム上のユーザ数を限定するので望ましくな
い。従って、著しくデータレートを低下させずにチャネ
ルを等化する別の方法が探求されなければならない。

【００４０】相対的に一定な特性を有する送信チャネル
のための等化を維持する既知の一方法は、Ｓ．キユレシ
（Ｑｕｒｅｓｈｉ）、“アダプティブ等化”、ＩＥＥＥ
コミュニケーションマガジン、Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．
２、ｐｐ．９−１６，Ｍａｒｃｈ１９８２ に記載され
ている。この文献はデータフィールドの受領の間に受信
データが等化器を訓練するように使われる決定型（ｄｅ
ｃｉｓｉｏｎ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ）等化技術を記述す
る。その方法は相対的に安定したマルチパス特性を有す
るチャネルのために等化を維持するのは幾分か有効であ
る。しかしながら、ＲＦチャネルがシャドーフェージン
グ及び／もしくは高雑音状態を示す場合は、受信機によ
って復元される信号２３５は純粋にランダムであるため
決定型アプローチが役に立たないので、その技法は通用
しない。急激なフェージング及び過酷な雑音状態は両方
とも陸上／移動無線チャネルにおいて予期すべきことで
ある。

【００４１】本発明は変動するマルチパス条件の下でチ
ャネル等化の問題に有効な解答をもたらす。本発明のこ
の側面は図５に説明されており、図４に示されているも
のと類似の同期／データフォーマットを表している。図
５は修正等化器同期技法が用いられている点を除いて図
４と同一である。

【００４２】等化器同期ワード３３２を含む全オーバヘ
ッドシーケンスを繰り返すよりはむしろ、等化同期アッ
プデートフィールド３４２が今やユーザデータフィール
ド３４１と３４３の間に付加されている。名前の如く、
等化同期アップデートはチャネルのマルチパス特性のど
んな変化でもユーザデータワードの送信中に正しく応じ
るようにアダプティブ（適応）等化器を“再訓練”す
る。等化同期アップデートフィールドの使用はスロット
同期フィールド３３１、ビット同期フィールド３３３、
フレーム同期フィールド３３４、あるいはガードタイム
フィールド３３６の再送信を必要とせずにより長いユー
ザデータフィールドの送信を可能にする。与えられた長
さのデータのフィールドにもっと頻繁に等化器再訓練を
もたらすため、もしくは代わりに、より長いデータフィ
ールドをもたらすため、ひとつ以上の同期アップデート
ワード３４２がユーザデータでインタリーブされてもよ
いことに注目すべきである。同期アップデートフィール
ド３４２の動作は基本的に等化器同期フィールド３４０
の動作と同様である。しかしながら、アダプティブ等化
器は等化器同期ワード３４０により最近、訓練されてい
るので、等化器同期アップデートフィールド３４２は長
さのより短い、即ち、８−１６ビットのオーダーでもよ
い。

【００４３】同じ例の３００ｋｂｐｓチャネルデータレ
ート、９００ＭＨｚ動作周波数、６０マイル／時の乗り
物速さ、及び１０°の最大フェーズ（位相）許容を使う
と、１６ビット同期アップデートフィールドは複数のユ
ーザデータフィールド、各々１０３ビット長、を同量の
オーバヘッドと共に収容できる。同期アップデート１６
ビットワードＭ＝５個が用いられると、全長（Ｍ＋１）
１０３＝６１８ビットをもつユーザデータメッセージが
各ユーザタイムスロットに向けて送信し得る。さらに、
オーバヘッドフィールド３３１−３３４及び３３６が合
計１００ビット（以上の図示説明のとおり）を占める
と、各ユーザタイムスロットは６１８＋１００＋９０＝
８０８ビットを含むことになる。１０個のユーザタイム
スロット及び３００ｋｂｐｓのチャネルデータレートを
用いるシステムでは、ユーザデータレートは２２．９ｋ
ｂｐｓとなる。それゆえ、３００ｋｂｐｓの一定チャネ
ルレート及び１０個のユーザタイムスロットでは、ひと
つのタイムスロット内での付加的な等化器同期ワードの
使用はユーザデータレート（あるいはスループット）に
おいて１５．２ｋｂｐｓから２２．９ｋｂｐｓまでの増
加となる。

【００４４】アダプティブ等化が用いられた、上記の例
と対比して、アダプティブ等化が用いられないＴＤＭＡ
システムの例をここで考察する。先に与えられた式か
ら、５マイクロ秒遅延スプレッドに対して、チャネル当
りの最大データレートは４ｋｂｐｓ以下に限定される。

【００４５】従って、アダプティブ等化は、最大チャネ
ルデータレート許容とマルチパス特性の変動するＲＦチ
ャネル当りのデータスループットとの両方を著しく改善
していると今や見ることができる。さらに、スループッ
トデータレートのいっそうの増加は同期アップデートフ
ィールドの使用を通じて達成できる。図６及び図７は図
２のＴＤＭＡ受信局をより詳細に図示する。受信局４０
０は、ＴＤＭＡ信号を受信すること、受信ＴＤＭＡ信号
とメモリにストアされた予め定義されたＴＤＭＡ同期ワ
ードとの相関をとり、特定のユーザメッセージを他から
デマルチプレックスすること、及びこの相関から導く制
御情報に応じて受信ＴＤＭＡ信号のデータワード部分の
マルチパス特性を（均）等化することの機能を実行す
る。さらに、特定のタイムスロットのユーザメッセージ
がメモリにストアされると、アダプティブ等化プロセス
は次のタイムスロットの間に実行し得る。この“非実時
間等化”技術は、各ＴＤＭＡ受信器において高速信号処
理の要求を取り除くので、ＴＤＭＡシステムに著しい長
所を与える。もっと特定すると、先に考察した３００ｋ
ｂｐｓチャネルデータレート及び単一の等化器同期ワー
ドを有するＴＤＭＡシステムで１０個のタイムスロット
が用いられる例において、最大ユーザデータレートは９
００ＭＨｚ動作周波数６０マイル／時の乗り物速さ、１
０°の最大フェーズ許容に対して１５．２ｋｂｐｓであ
ると示された。データバッファを使わないと、受信信号
は３００ｋｂｐｓのチャネルレートで処理される必要が
あるだろう。しかしながら、データバッファを使えば、
単一タイムスロットは、はるかにより低いレートの１
５．２ｋｂｐｓで処理できる。

【００４６】次に図６に言及すると、送信ＴＤＭＡ信号
はアンテナ４０２で受信され、ライン４０４を介してバ
ンドパスフィルタ４０６に印加される。バンドパスフィ
ルタは技術的にイメージ周波数問題として知られるもの
を防止するためのある程度のフロントエンド選択度を与
える。ＲＦ信号４０８はローカル発振器４１４により供
給されるローカル発振器信号４１２とミキサ４１０で結
合される。実際は、ローカル発振器４１４は自動周波数
制御（ＡＦＣ）信号を介して受信ＲＦ信号に周波数ロッ
クがなされるべきである。

【００４７】結果として中間周波数（ＩＦ）信号４１６
はＩＦブロック４１８に印加され受信信号の所望の部分
を増幅し望まない隣合わせの周波数信号を拒絶する。Ｉ
Ｆブロック４１８は自動利得制御（ＡＧＣ）を使って続
く信号レベルが後で使う装置と両立する、すなわち、ラ
イン４２６及び４４６の信号レベルはＡ／Ｄコンバータ
４２８及び４４８のダイナミックレンジ以内におさまる
ことに注意して下さい。

【００４８】ＩＦブロック４１８の出力信号は次にミキ
サ４２０及び４４０に印加され４１９におけるＩＦ信号
を直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）方式のベースバンドに
変換する。直交ミキシングは複素数受信信号の同相（ｉ
ｎ−ｐｈａｓｅ）フェーズ（Ｉ）及び直交フェーズ
（Ｑ）の両成分を保持するのに必要となる。直交ミキシ
ングを達成するためには、ＩＦ信号はＩＦ周波数ｆＩＦ
でのコサイン信号ｃｏｓ（ｔ＋ｏ）とミックスされ４２
２で同相フェーズ（Ｉ）直交信号を導出し、ＩＦ周波数
ｆＩＦでのサイン信号ｓｉｎ（ｔ＋ｏ）とミックスされ
４４２で直交フェーズ（Ｑ）信号を導出する。

【００４９】ローパスフィルタ４２４及び４４４はふた
つの機能を果たす。第一に、ローパスフィルタはミキサ
４２０及び４４０の出力の倍ＩＦ周波数成分（２×ｆＩ
Ｆ）を取り除く。第二に、ローパスフィルタは正規の
（ｐｒｏｐｅｒ）アナログ−ディジタル変換のためのア
ンチアリアシングフィルタ（ａｎｔｉ−ａｌｉａｓｉｎ
ｇ ｆｉｌｔｅｒｓ）として働く。フィルタされた４２
６及び４４６におけるＩ信号及びＱ信号はそれぞれアナ
ログ−ディジタルコンバータ４２８及び４４８に印加さ
れる。Ａ／Ｄコンバータのサンプリングレートは図７の
システムタイミング制御器（コントローラ）４７０によ
って決定され、ビットクロック信号として図示されてい
る。サンプリングレートはチャネルボーレートの整数倍
（典型的に１−８倍）である。

【００５０】Ａ／Ｄコンバータのディジタル信号出力４
３０及び４５０は、それぞれ、同相フェーズ（Ｉ）タイ
ムスロット相関器４３２及び 直交（Ｑ）相関器４５２
に印加され、同様にそれぞれの信号バッファに印加され
る。Ｉ相関器４３２は特定のタイムスロットで図４のイ
ンフェーズ（同相）タイムスロット同期ワード３３１に
対応してあらかじめ負荷した同期ワード（Ｉ同期ワー
ド）と入力信号の全受信ビットとの間の相関関数を計算
する。ＴＤＭＡ同期ワードメモリ５００は特定のユーザ
のための所定の同相フェーズ（Ｉ）タイムスロット同期
ワード及び直交フェーズ（Ｑ）同期ワードを含む。実際
には、インモス社（Ｉｎｍｏｓ Ｃｏｒｐ．）製のＩＭ
ＳＡ１００カスケード用信号処理器（カスケードシグナ
ルプロセッサ）のようなディジタル相関器が相関関数を
計算するのに使える。

【００５１】Ｉ相関器４３２の出力４３４はタイムスロ
ット（ｉ）のためにストアされた４３０における同期ワ
ード複製Ｉｉ（ｋ）と入力データＲ（ｋ）のサンプル毎
の相関Ｓ（ｎ）を表わすディジタルビットストリームで
ある。

【００５２】相関の関係式は

【００５３】

【数１】 で与えられる。ここでＭはタイムスロット同定器（ｉｄ
ｅｎｔｉｆｉｅｒ）のビット長である。相関Ｓ（ｎ）関
数はｉ番目のタイムスロットのためのＩ同期ワードが受
信サンプルデータの中にあるときにピークを現わす。同
様に、Ｑ相関器４５２はメモリ５００からｉ番目タイム
スロットのために予めストアされた直交Ｑ同期ワードと
サンプルされた直交（Ｑ）入力４５０との間の相関関数
を計算する。

【００５４】相関出力４３４と４５４は各々自乗ブロッ
ク４３６と４５６に印加される。自乗ブロック出力信号
４３８と４５８は別々のＩ及びＱ相関操作の自乗値を各
々表わす。これらの自乗ブロック出力は次に加算ブロッ
ク４６０に印加される。Ｉ及びＱ相関信号は一緒に加え
られた相関信号の自乗の和を表わす自乗エンベロープ信
号をつくる。相関信号の自乗エンベロープはフエーズ不
明瞭度の明確な決定を不要とする。従って、不明瞭度を
全く解決することなしに、ライン４６２上の大振幅信号
は特定のタイムスロットのために可能なスタート位置を
表わす。

【００５５】加算ブロック４６０の出力４６２は次にタ
イムスロット検出器４６４へ導かれ、加算された相関信
号が所定のスレツショールド（閾）値と比べられる。こ
のスレツショールド（閾）値はタイムスロットとして検
出される最小許容相関値を示す。加算出力がスレツショ
ールド（閾）値よりも大きいと、タイムスロット検出信
号は４６４で成形されシステムタイミング制御器（コン
トローラ）４７０に印加される。検出器４６４として働
く代表的な装置はモトローラＭＣ７４Ｌ５６８４の８ビ
ットマグニチュードコンパレータＩＣのようなコンパレ
ータである。

【００５６】タイミング制御器（コントローラ）４７０
はフェーズロックループ（位相同期ループ）（ＰＬＬ）
として働き、安定なタイミング基準を用いてタイムスロ
ット検出信号を確認する。雑音が誤りのタイムスロット
検出信号を発生するかも知れないので、システムタイミ
ング制御器（コントローラ）はあらかじめ選択された時
間のみに窓を開きひとフレームタイム離れていない誤り
の検出信号を拒絶する。従って、確認された検出信号は
４７２においてタイミング制御器（コントローラ）から
の出力となる。又、タイミング制御器（コントローラ）
４７０は、チャネルの送信ビットレートにフエーズロッ
クされるビットクロック信号を発生する。同様に、ユー
ザ番号Ｎの関数となるより低いルートで信号バツフアか
らクロツキングデータを同期して出力させるデータクロ
ック信号も発生する。確認されたｉ番目の４７２におけ
るタイムスロット検出信号は次にビットクロック出力と
共にＡＮＤゲート４７４に印加される。これらの２つの
信号をＡＮＤすることはｉ番目タイムスロットの間に信
号バッファへデータを同期して入力するためのイネーブ
ルされたクロック信号を発生させるのに役立つ。４７６
における組み合わさったタイムスロット検出／ビットク
ロック信号は次にＩ及びＱ信号バッファ４８０と４９０
へそれぞれ導かれる。

【００５７】ＴＤＭＡ受信局の三つの基本等化モードが
考えられている。フレーム当りの多重タイムスロットを
受信するためにはハードウエアは全チャネルデータレー
ト、すなわち３００ｋｂｐｓで動作させることが必要で
ある。この第一の等化モードは典型的にベース局受信機
に使われており同時にＴＤＭＡフレームの中の全ユーザ
タイムスロットを受信する。このモードにおいて、信号
処理は通常実時間で行われるので、データバッファは一
般に使われていない。とはいえ、システム要求と両立す
るならばベースサイトＴＤＭＡ受信機は本データバッフ
ァ技術を利用してもよいことが配慮されている。例え
ば、その技術はフレーム当りひとつのタイムスロットを
各々処理するのに使われる多重ディジタル信号処理器
（シグナルプロセッサ）と共に用いてもよい。

【００５８】他方において、各ユーザが各ＴＤＭＡフレ
ームのひとつのタイムスロットだけを受信することをシ
ステムが許容するならば、データバッファは入力ＴＤＭ
信号をストアするのに有利に用いられ、アダプティブ等
化信号処理が非実時間で行える。このシステムフォーマ
ットはリモートＴＤＭＡ局受信機の典型であり、ｉ番目
のユーザは自分の個々のメッセージを受信するのみであ
る。受信したユーザメッセージをストアすることは等化
器の訓練及び／あるいは等化の信号処理タスクがＴＤＭ
Ａフレームにおける全Ｎユーザタイムスロットに渡り拡
散（スプレッド）することを可能にする。それゆえ、受
信局ハードウエアが最大チャネルデータレートで動作す
ることはもはや必要ではなくなる。

【００５９】２つの追加等化モードは本発明のデータバ
ッファ技術を用いて可能となる。すなわち非実時間で適
応（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）及び等化の両方を行うモー
ドと非実時間で等化のみを行うモードである。

【００６０】第４図に示す実施例において、適応及び等
化のステップの両方はあとに続くタイムスロットの期間
中で行われる。従って、Ａ／ＤコンバータからのＩ及び
Ｑディジタル出力信号４３０と４５０は４７６における
検出／ビットクロック結合信号を使って適当なデータバ
ッファへ同期してクロック入力される。信号バッファ４
８０と４９０はデュアルポートのランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）として機能し２つの異なるＲＡＭ位置でデ
ータの同時読み出し及び書き込みができる。このような
ＲＡＭの一例はインテグレーテッドデバイステクノロジ
ー社 （Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ）製のＩＤＴ７１３０Ｓ Ｃ
ＭＯＳデュアルポートＲＡＭである。このようなバッフ
ァの使用は実際のチャネルデータレートで受信タイムス
ロットＴＤＭＡデータの書き込み（入力）を可能にし、
一方で、典型的に低い目の、データクロックレートで受
信タイムスロットデータを同時に読み出す（出力）こと
ができる。信号バッファはタイム検出信号４７６がアク
ティブの間に入力ユーザメッセージのデータ部分及び等
化同期部分、を少なくともストアする。従って、適応
（等化器訓練）及び実際の等化の両機能はあとに続くユ
ーザタイムスロットの期間中に非実時間等化で実行され
る。非実時間で両機能を実施することが所要の処理レー
トをさらに縮少する。

【００６１】異なるＴＤＭＡシステムにおいて、非実時
間で等化機能のみを行うことが望ましいと判明するかも
知れない。非実時間での等化のみはＩ及びＱ信号４３０
と４５０がトランスバーサルフィルタ５０２の入力へ供
給され、加えて図７に図示される如くデータバッファ４
８０と４９０へも供給されることを必要とする。その場
合には、信号バッファ４８０と４９０は入力ユーザメッ
セージの受信データ部分を非実時間等化のためにストア
し、一方で等化器適応（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）機能は
実時間で受信ＴＤＭＡ信号の受領とともに実行される。

【００６２】ここで述べるＴＤＭＡ受信機はベースバン
ド同期決定帰還等化器（ＤＦＥ）を用いる。このタイプ
のチャネル等化は厳しい振幅歪み及びマルチパスフェー
ジングをこうむる高周波ＲＦチャネル上で成功裡に利用
されている。ＤＦＥにおいては、リニア等化（トランス
バーサルフィルタ）技術に反して、帯域内スペクトル零
（ｎｕｌｌｓ）が等化器による雑音増加とならない。Ｔ
間隔のタップをもつＤＦＥは、ビットタイム当りの多重
サンプルが等化処理（プロセス）に用いられる分数間隔
（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌｌｙ−ｓｐａｃｅｄ ｔｒａｐ
ｓ）のタップをもつものとして構成されてもよい。しか
し、この後者の方法はビット当りのサンプル数に直接的
に比例する計算レートの増加を必要とする。

【００６３】ＤＦＥは基本的にふたつの部分、順方向リ
ニアトランスバーサルフィルタ５０２及び帰還リニアト
ランスバーサルフィルタ５５０からなる。下記のとお
り、順方向フィルタは符号間干渉（ＩＳＩ）による平均
自乗誤差（ＭＳＥ）を最小化にしようとするのに対し
て、帰還フィルタは前に検出した符号によるＩＳＩを除
去しようとする。（ＭＳＥとＩＳＩをさらに理解するに
は前出のキユレシ（Ｑｕｒｅｓｈｉ）の文献の第１３頁
を参照されたい。）別の方法として、等化器はアダプテ
ィブ係数を調節するゼロ強制（ｚｅｒｏ−ｆｏｒｃｉｎ
ｇ）アルゴリズムを用いることができる。この後者のア
プローチは低い信号対雑音比で（雑音による）より高い
ＭＳＥを代償としてフィルタ係数のより速い適応をもた
らす。ゼロ強制アルゴリズムを用いる複素数ベースバン
ドＤＦＥの例はＣ．Ｆ．ウイーバ（Ｗｅａｖｅｒ）及び
Ｄ．Ｐ．テーラー（Ｔａｙｌｏｒ），“マイクロ波無線
におけるマルチパス歪みのアダプティブ決定帰還等化の
実施”、ＩＥＥＥグローバル通信会議、第４８．２．１
−２．５頁，１９８４年１２月、の文献に述べられてい
る。

【００６４】決定帰還等化器の構成は等化同期ワードの
受取り期間中にタイムスロット毎で少なくとも一度適応
化され、時間変動マルチパスプロフィール（ｍｕｌｔｉ
ｐａｔｈ ｐｒｏｆｉｌｅ）の効果を補償する。適応は
受信同期ワードと受信機にストアされた送信同期ワード
の複製との間のＭＳＥ差を最小とすることから成る。２
つの基本的なアプローチはＭＳＥを最小化とするために
ＤＦＥフィルタタップを調節するよう構成してもよい。
第一の方法、マトリックス（又はブロックモード）アプ
ローチ、は“決定帰還等化を用いる最小平均自乗誤差Ｑ
ＡＭシステムの理論”、ベル システム テクニカル
ジャーナル、Ｖｏｌ．５２、Ｎｏ．１０、第１８２１−
４９頁、１９７３年１２月、Ｄ．Ｄ．ファルコナー（Ｆ
ａｌｃｏｎｅｒ）及びＧ．Ｈ．フォッシニ（Ｆｏｓｃｈ
ｉｎｉ）著、の文献に述べられている。しかしながら、
マトリックスアプローチは望ましい実施例に用いるアプ
ローチよりも極めて複雑である。第二のアプローチは最
小平均自乗（ｌｅａｓｔｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）（Ｌ
ＭＳ）法と呼ばれ、図７を用いて下記のとおり表わされ
る。

【００６５】順方向トランスバーサルフィルタ５０２は
次の式のように記述される、即ち

【００６６】

【数２】 ここで、Ｑ（ｎ）は５０６におけるフィルタの複素数出
力、Ｘはフィルタ５０２のフィルタ係数の個数、Ｗ
（ｋ）はｋ番目の複素数フィルタ係数、そしてＲ（ｎ）
は信号バッファから得られる複素数入力信号４８５及び
４９５である。順方向トランスバーサルフィルタ５０２
は次の式によるＬＭＳアップデート技術を用いてアップ
デートされる、即ち、

【００６７】

【数３】 ここでβは順方向トランスバーサルフィルタ５０２の適
応係数、Ｅ（ｎ）は誤差信号５０４である。

【００６８】乗算ブロック５１０は次の式により表わさ
れるフェーズ回転として役立つ、即ち

【００６９】

【数４】 ここで Ｚ（ｎ）は５０８でフェーズθだけ回転された
５１５における複素数フェーズ回転信号である。フェー
ズ５０８は次式によりアップデートされる、即ち

【００７０】

【数５】 ここでθ（ｎ）はフェーズ回転ファクタ、αはフェーズ
適応（ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）定数である。

【００７１】加算ブロック５２０は５１５における順方
向（フェーズ回転した）信号から帰還信号５５５を引い
た関数を計算する。帰還トランスバーサルフィルタ５５
０の関数は次の式で記述され得る、即ち

【００７２】

【数６】 ここでＤ（ｎ）は帰還信号５５５、Ｙはフィルタ５５０
のフィルタ係数の個数、Ａ（ｎ）は量子化器出力５４
５、Ｂ（ｋ）は下記の式でアップデートされる複素数帰
還フィルタ係数である、即ち

【００７３】

【数７】 ここで、γは帰還トランスバーサルフィルタ適応係数で
ある。

【００７４】加算ネットワーク５２０の出力５２５は等
化複素数信号Ｃ（ｎ）であり、量子化器ブロック５４０
及び加算ネットワーク５３０に印加される。ブロック５
４０はＩ及びＱチャネルの各々のために複素数データ値
をディジタルビット０あるいは１からなる二進数値に量
子化するのに役立つ。加算ネットワーク５３０はＥ
（ｎ）、複素数誤差信号５０４、を次式により導出する
のに使う、即ち

【００７５】

【数８】 ここで（ｎ）は等化複素数信号５２５、Ｆ（ｎ）は等化
器同期ワードメモリ５７０から得られる同相及び直交同
期ワードの複素数表現である。 ５４５における等化及
び量子化複素数データは、次にマルチプレクサ５６０に
印加され２対１で一緒にマルチプレックスされ５６５に
おいて出力データワードとして出力する。２対１のマル
チプレックスは望ましい実施例で用いる直交相関／等化
技法に必要となる。マルチプレクサ５６０はこのタスク
のためタイミング制御器（コントローラ）４７０から得
られるデータクロック信号を用いる。信号バッファ４８
０と４９０が使われない上述の代替の実施例において、
データレート変動関数を計算するためのオプションのデ
ータバッファが５６５におけるデータ出力に追加されて
もよい。

【００７６】以上、方法と手段が紹介されチャネルのマ
ルチパス特性により通常許容される量を超える送信レー
トでＲＦ地上／移動データ通信を可能とした。本発明に
従って、ＴＤＭＡ通信システムの送信局はユーザデータ
をフォーマットすることで、データメッセージの等化器
同期ワードが各ユーザタイムスロットで受領される毎に
受信局がメッセージの等化器同期ワード部分の時間遅延
スプレッド特性を等化できる。本発明の別の側面とし
て、追加の等化器同期アップデートワードがさらにより
高いデータスループットを達成するためにユーザのデー
タワード自体に挿入されると、受信局はユーザタイムス
ロットごとに一回以上データメッセージを等化し得るこ
とが示された。本発明のまた別の側面として、データバ
ッファは受信ＴＤＭＡ信号の第一のユーザメッセージ部
分をストアするのに用いることで、アダプティブ（適
応）等化処理が非実時間で、すなわち、送信ＴＤＭＡ信
号のユーザメッセージ部分の実際の受領のあとに続く時
間で、実行され得る。

【００７７】発明の特定の実施例のみがここで示され説
明されたが、本発明から離れずにその拡張した側面にお
いてさらに変更を加えることができることは明白であろ
う。例えば、別のシステムにおいて、アナログ相関法が
使える。その場合、Ｉ及びＱ相関器４３２と４５２は、
例えば、弾性表面波（ＳＡＷ）技術を用いるアナログ相
関器で作用され得る。ＳＡＷ技術はＭ．Ｇ．ウンカーフ
（Ｕｎｋａｕｆ）、“スプレッドスペクトラムシステム
における表面波装置”，表面波フィルタ，Ｈ．マシュー
ズ（Ｈ．Ｍａｔｔｈｅｗｓ）編集，ニューヨーク，ワイ
リー社，１９７７年、に説明されている。アナログ相関
法において、４２６と４４６における直交信号Ｉ及びＱ
は、前もってアナログからディジタルに変換せずに相関
器に直接的に印加される。同様に、エレメント４３６，
４５６，４６０，４６４はアナログ様式で実現され得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を使用するためのＴＤＭＡ送信局の全
体ブロック図である。

【図２】 本発明による適応（アダプティブ）等化技
術を例示する移動もしくは携帯用ＴＤＭＡ受信局の全体
ブロック図である。

【図３】 伝送ＴＤＭＡ信号のフレームとスロットの時
間的関係を説明するタイミング図である。

【図４】 望ましい実施例のＴＤＭＡシステムによる同
期−ワード／データ−ワードのフォーマットを説明する
タイミング図である。

【図５】 ユーザのデータフィールドにおいて追加の同
期アップデートワードを含む同様な（類似の）同期／デ
ータのフォーマットを説明するタイミング図である。

【図６】 図２のＴＤＭＡ受信局の詳細なブロック図で
ある。

【図７】 図２のＴＤＭＡ受信局の詳細なブロック図で
ある。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のユーザメッセージを有する送信ＴＤ
   ＭＡ信号を受信する時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信受
   信局であって、前記第１のユーザメッセージは少なくと
   も１つの他のユーザメッセージと時間マルチプレックス
   され、前記第１のユーザメッセージは第１のデータワー
   ドとフォーマットされた少なくとも１つの第１の所定の
   同期ワードを有し、前記少なくとも１つの第１の所定の
   同期ワードの後に続く同期ワードが、ユーザワード内に
   挿入され、かつ前記少なくとも第１の所定の同期ワード
   より少ないビット数より成り、前記後に続く同期ワード
   は等化を更新するよう機能し、当該時分割多元接続通信
   受信局は：前記送信ＴＤＭＡ信号を受信する手段と、 受信したＴＤＭＡ信号中の前記他のユーザメッセージか
   ら前記第１のユーザメッセージをデマルチプレックスす
   ることにより、ＴＤＭＡ制御信号を発生する手段と、 前記ＴＤＭＡ制御信号に応じて受信したＴＤＭＡ信号の
   第１のユーザメッセージ部分をストアする手段と、 前記送信ＴＤＭＡ信号中の前記第１のユーザーメッセー
   ジ部分を受信した後に続く時間において、ストアされた
   ユーザーメッセージのデータワード部分の時間遅延スプ
   レッド特性を等化する手段と、 を備えることを特徴とする時分割多元接続通信受信局。
2. 【請求項２】送信ＴＤＭＡ信号を受信する時分割多元接
   続（ＴＤＭＡ）通信受信局において、マルチパス干渉歪
   みを減少させる等化器であって、当該等化器は：少なく
   とも１つの他のユーザメッセージと時間マルチプレクス
   された第１のユーザメッセージを受信する受信手段であ
   って、前記第１のユーザメッセージは、前記第１のユー
   ザメッセージのヘッダー内に配置された第１の所定の同
   期ワードと、前記第１のユーザメッセージのデータワー
   ド内に挿入された少なくとも１つの第２の所定の同期ワ
   ードとを有するところの受信手段と、 受信ＴＤＭＡ信号中の他のユーザメッセージから前記第
   １のユーザメッセージをデマルチプレックスすることに
   より、ＴＤＭＡ制御信号を発生する手段と、 前記ＴＤＭＡ制御信号に応じて前記受信ＴＤＭＡ信号中
   の第１のユーザメッセージ部分をストアする手段と、 前記送信ＴＤＭＡ信号中の前記第１のユーザーメッセー
   ジ部分を受信した後に続く時間において、ストアされた
   前記ユーザメッセージのデータワード部分の時間遅延ス
   プレッド特性を等化する手段とを備えること特徴とする
   等化器。
3. 【請求項３】時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システム
   におけるマルチパス干渉歪みを減少させる方法であっ
   て、 少なくとも１つの所定の同期ワードを第１のデータワー
   ドとフォーマットして第１のユーザメッセージを作成す
   るステップであって、該ステップは等化を更新するため
   に所定の同期ワードの一部をデータワード内に挿入する
   ステップより成るところのステップと、 前記第１のユーザメッセージを少なくとも１つの他のユ
   ーザメッセージとマルチプレックスし、ＴＤＭＡ信号を
   作成するステップと、 前記ＴＤＭＡ信号を送信局から送信するステップと、 受信局において送信ＴＤＭＡ信号を受信するステップ
   と、 受信ＴＤＭＡ信号中の前記他のユーザメッセージから前
   記第１のユーザメッセージをデマルチプレックスするこ
   とにより、ＴＤＭＡ制御信号を発生するステップと、 前記ＴＤＭＡ制御信号に応答して前記受信ＴＤＭＡ信号
   中の第１のユーザメッセージ部分をストアするステップ
   と、 前記送信ＴＤＭＡ信号中の前記第１のユーザメッセージ
   部分を受信した後に続く時間において、ストアされた前
   記ユーザメッセージのデータワード部分の時間遅延スプ
   レッド特性を等化するステップより成ることを特徴とす
   る方法。
4. 【請求項４】時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システム
   におけるマルチパス干渉歪みを減少させる方法であっ
   て、 第１の所定の同期ワードを第１のユーザメッセージのヘ
   ッダー内にフォーマットするステップであって、該ステ
   ップは第２の所定の同期ワードをデータワード内に挿入
   するステップより成るところのステップと、 前記第１のユーザメッセージを少なくとも１つの他のユ
   ーザメッセージとマルチプレクスし、ＴＤＭＡ信号を作
   成するステップと、 前記ＴＤＭＡ信号を送信局から送信するステップと、 送信ＴＤＭＡ信号を受信局において受信するステップ
   と、 前記第１のユーザメッセージを受信ＴＤＭＡ信号中の他
   のユーザメッセージからデマルチプレックスすることに
   より、ＴＤＭＡ制御信号を発生するステップと、 前記ＴＤＭＡ制御信号に応じて受信ＴＤＭＡ信号中の第
   １のユーザメッセージ部分をストアするステップと、 前記送信ＴＤＭＡ信号中の前記第１のユーザメッセージ
   部分の受信中に、ストアされたユーザメッセージのデー
   タワード部分の時間遅延スプレッド特性を等化するステ
   ップより成ることを特徴とする方法。
5. 【請求項５】時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信システム
   におけるマルチパス干渉歪みを減少させる方法であっ
   て、 少なくとも１つの所定の同期ワードを第１のデータワー
   ドとフォーマットし、第１のユーザメッセージを作成す
   るステップであって、該ステップは等化を更新するため
   に所定の同期ワードの一部をデータワード内に挿入する
   ステップより成り、前記所定の同期ワードの一部は前記
   少なくとも所定の同期ワードより少ないビット数を含む
   ところのステップと、 前記第１のユーザメッセージを少なくとも１つの他のユ
   ーザメッセージとマルチプレックスしてＴＤＭＡ信号を
   作成するステップと、 前記ＴＤＭＡ信号を送信局から送信するステップと、 受信局において送信ＴＤＭＡ信号を受信するステップ
   と、 受信ＴＤＭＡ信号中の前記他のユーザメッセージから前
   記第１のユーザメッセージをデマルチプレックスするこ
   とにより、ＴＤＭＡ制御信号を発生するステップと、 前記ＴＤＭＡ制御信号に応じて前記受信ＴＤＭＡ信号の
   第１のユーザメッセージ部分をストアするステップと、 デマルチプレックスされた第１のユーザメッセージの前
   記少なくとも１つの所定の同期ワード部分の各々の受信
   に応じて、等化する手段の時間遅延スプレッドパラメー
   タを調整するステップと、 前記送信ＴＤＭＡ信号中の前記第１のユーザメッセージ
   部分を受信した後の時間において、前記ＴＤＭＡ制御信
   号に応じて前記ストアされたユーザメッセージのデータ
   ワード部分の時間遅延スプレッド特性を等化するステッ
   プより成ることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】前記等化する手段が、前記第１のユーザー
   メッセージの少なくとも１つの所定の同期ワードの受信
   に応答して、前記等化する手段の時間遅延スプレッドパ
   ラメータを調整する手段を含むことを特徴とする請求項
   ２記載の等化器。
7. 【請求項７】前記等化する手段が、前記受信局の受信し
   たＴＤＭＡ信号中の前記第１のユーザメッセージの受信
   に続く少なくともある時間において、適応化および等化
   の両機能を実行することを特徴とする請求項６記載の等
   化器。
8. 【請求項８】前記第２の同期ワードが、前記所定の第１
   の同期ワードより少ないビット数より成り、前記第２の
   同期ワードは前記データワードの伝送中に同期更新機能
   を与えることを特徴とする請求項２記載の等化器。
9. 【請求項９】前記第２の同期ワードが、前記第１の同期
   ワード長の半分より短い長さを有することを特徴とする
   請求項８記載の等化器。
10. 【請求項１０】前記ストアする手段が少なくとも一つの
    所定の同期ワードをストアしていることを特徴とする請
    求項２記載の等化器。
11. 【請求項１１】前記等化する手段が、前記第２の所定の
    同期ワードと、前記ストアする手段に前記ストアされて
    いる前記第１の所定の同期ワードの一部との相関をとる
    手段より成ることを特徴とする請求項１０記載の等化
    器。