JP2002508129A

JP2002508129A - 受信信号の解釈

Info

Publication number: JP2002508129A
Application number: JP50649599A
Authority: JP
Inventors: ユーハテーイリタロ; クィンゼングディ
Original assignee: ノキアネットワークスオサケユキチュア
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2002-03-12
Also published as: WO1999001950A2; CN1123991C; NO20000004L; WO1999001950A3; AU745325B2; AU8217898A; EP0993707A2; NO20000004D0; US6580701B1; CN1262001A; FI103618B; FI972870A; FI972870A0; FI103618B1

Abstract

(57)【要約】本発明は、幾つかのアンテナ素子を含むアンテナベクトルから信号受信端にて得られた信号からの、伝送信号の解釈に関する。本発明のアイデアは、信号を２段階で解釈するというものである。第１段階で、方向付けされた信号ビームが、アンテナベクトルから得られた多次元信号から形成される。第２段階で、これらの方向付けされた信号ビームが最適併合器に入力され、この最適併合器は、入力として使用される幾つかの信号ブランチから送信信号を推断する。

Description

【発明の詳細な説明】受信信号の解釈産業上の利用分野本発明は、幾つかのアンテナ素子を含む１つ若しくは幾つかの（数個の）アンテナを用いた無線受信機の信号の処理に関する。発明の背景図１は、遠距離通信システムにおける、送信側から受信側への信号の伝送を示す。伝送する情報は、適当な形態に変調された無線チャネルのようなある伝送チャネルを通じて運搬される。既知の変調方法には、信号振幅に情報が含まれる振幅変調や、信号周波数に情報が含まれる周波数変調や、信号フェーズ（位相）に情報が含まれるフェーズ変調が含まれる。信号反射や雑音、他の接続によって生じる妨害のような、伝送チャネルの理想としない特性が、情報を含む信号を変化させる。これが、受信機によって知覚された信号が決して送信機によって送信された信号の正確なコピーではない理由である。デジタルシステムで送信する情報は、チャネルコーディングの助けを借りて、伝送経路の理想としない特性により良好に耐え得るようにすることができる。受信端で、受信機は、チャネル修正器を用いて該チャネル修正器が知っているチャネル特性に基づいて受信信号を修正し、また、受信機は、チャネルコーディングに加えて伝送チャネルで使用された変調をも元に戻す。振幅の減衰の他、送信信号は、周波数レベルと時間レベルの双方で伝送チャネル上に広がる。幾つかの変調方法によって信号に含まれる情報も、この結果変化する。信号の広がり（ブロードニング）は、特に無線システムで、主に図２に示された多重経路伝播によって引き起こされる。図において、ベーストランシーバステーションＢＴＳから移動局ＭＳへ移動する信号は、移動局システムで調査される。この信号は、ベーストランシーバステーションから直線ルートに沿って移動する。この直線ルートの長さはＬ_直線である。更に、移動局は２つのビームを知覚する。これら２つのビームは障害物から反射されたものであり、それらのルート長はそれぞれＬ_反射１とＬ_反射２である。移動局は、直線で伝播した信号よりも遅い、遅延ΔＴ₁＝（Ｌ_反射１−Ｌ_直線）／Ｃ後に反射ビーム１によって運搬される信号と、遅延ΔＴ₂＝（Ｌ_反射２−Ｌ_直線）／Ｃ後に反射ビーム２によって運搬される信号と、を受信する（ｃ＝光の速度）。したがって、受信機は、僅かに異なる時間に到達する異なる方向からの３つの信号として送信信号を知覚し、１つのものとして合計するが、これにより、連続して送信した記号のオーバラップ、即ち、内部記号妨害ＩＳＩが生じてしまう。多重経路伝播の他、内部記号妨害は、例えば、ＧＳＭシステムで使用されるガウス最小偏移変調方法（ＧＭＳＫ）で使用される変調方法によっても生じてしまう。この方法では、連続信号間の変化は、無線チャネルの周波数バンドをセーブするために、個々の記号の効果を３つの記号期間の時間にわたって拡張するようにして平滑化される。この効果は信号フェーズ上におけるものであるため、それは内部記号妨害に非線形成分を生じさせてしまう。ＧＭＳＫ方法は、例えば、ＥＴＳＩ（ＥＴＳＩ＝欧州電気通信標準協会）によって発行されたＧＳＭ０５．０４標準により詳細に記述されている。チャネルによって生じる変化を修正するため、チャネル特性について十分に正確な知識が受信端に存在しなければならない。既知のチャネル推定方法は、訓練期間（トレーニングピリオド）ＴＰとブラインドチャネル推定を用いるというものである。ブラインドチャネル推定では、チャネル特性の推定は、統計上、最も見込みがあると思われる送信信号を受信信号から定義することによって維持される。推定されたチャネル特性の助けを借りて受信信号から再構築された信号が、見込みがないもの、或いは、可能でさえないものである場合には、チャネル特性の推定が変更される。訓練期間を用いたチャネル推定方法は、送信信号（受信信号は、この送信信号の内容を知っている）に訓練期間のようなものを含めるというものである。チャネルを通じて移動した、受信したひずんだ訓練期間を、受信機が知っており且つチャネルへ送信された訓練期間と比較することによって、受信機はチャネル特性に関する情報を得る。得られた情報に基づいて、受信機は、該受信機が予め知らない他のバースト部分にて運搬された他の送信情報からのものでもあるチャンネルによって生じたいずれのひずみをも修正することができる。図３は、デジタル無線通信で使用するバーストに訓練期間をどのように配置するのかを示している。この図において、訓練期間はバーストの中間に配置されており、これによって、訓練期間からの情報ビットの平均距離は最小化される。送信すべき情報を含んだ第１の半バーストは訓練期間の前に配置されており、情報を含んだ第２の半バーストは訓練期間の後に配置されている。更に、バーストの末端部には、バーストの終了であることを知覚するのに必要とされるテイル（末尾）と、連続バーストのオーバラップを防止するために使用される安全時間（保護時間）も存在する。図４は、同時接続によって互いに生じる妨害の発生を示す。図では、３つの移動局ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３が、ベーストランシーバステーションＢＴＳ１、ＢＴＳ２、ＢＴＳ３と通信を行なう。ベーストランシーバステーションＢＴＳ１によって受信される信号には、移動局ＭＳ１によって送信された実線によって示された信号Ｓ１が含まれ、この信号の強度は、移動局ＭＳ１によって使用される伝送パワーと、移動局ＭＳ１とベーストランシーバステーションＢＴＳ１との間の無線経路におけるフェージングと、ビームの到着方向におけるアンテナの感度に依存する。一般に、無線経路フェージングは、移動ステーションがベーストランシーバステーションにより接近して配置されると、より小さくなる。信号Ｓ１の他に、ベーストランシーバステーションによって受信される信号には、移動局ＭＳ２、ＭＳ３によって送信された信号から生じる信号成分Ｉ２１、Ｉ３１が含まれる。受信機は、信号Ｓ１、Ｉ２１、Ｉ３１を直線ビームとして知覚するだけでなく、（簡易化のため、図面には示されていないが）異なる方向から来る複数の反射をも知覚する。成分Ｉ２１、Ｉ３１は、もしそれらの成分がベーストランシーバステーションから受信した信号からフィルタによって除去されなければ、受信時に妨害を生じさせてしまう。これに対応して、移動局ＭＳ１によって送信された信号は、ベーストランシーバステーションＢＴＳ２、ＢＴＳ３によって受信される信号に、受信時に妨害を生じさせてしまうことがある信号成分Ｉ１２、Ｉ１３を生じさせる。同種の成分が、ベーストランシーバステーションから移動局によって受信された信号にも発生する。信号成分Ｉ２１、Ｉ３１が、信号Ｓ１と同じチャネル上に存在する場合、それらの信号成分をフィルタリングによって取り除くことはできない。また、同じチャネル以外の他の幾つかのチャネル上に存在する信号も、妨害を生じさせることがある。例えば、ＦＤＭ周波数分割を用いるシステムでは、周波数レベルで互いに並んだチャンネルは、周波数スペクトルを最適な効率で使用するために常にわずかにオーバラップしていることから、隣接チャネルにおける信号によっても、妨害が受信時に生じてしまう。同様に、ＣＤＭコード分割を用いたときは、互いに非常に類似するコードを用いる接続が、互いに妨害を生じさせてしまう。しかしながら、他のチャネル上の信号によって生じるいわゆる隣接チャネル妨害は、同じチャンネル上で等しい大きさの信号によって生じる妨害よりもかなり小さい。したがって、互いの接続によって生じる妨害の大きさは、接続によって使用されるチャネル、接続の地理的配置、および、使用される伝送パワーに依存する。これらは、他のセルに対するシステマチックなチャネル割当て、即ち、伝送パワー制御によっておよび他の接続から被る妨害の平均化によって妨害を考慮するようなチャネル割当てによって改良され得る。上述した方法による他、接続妨害は、所望とする信号（以下、所望信号という）と妨害信号は一般に異なる方向から受信機に到達するという事実を用いることによっても減少され得る。妨害は、アンテナの感度が所望ビームの方向で最も大きく且つ妨害ビームの到達方向でかなり小さくなるようにアンテナを適当に方向付けることによって減少され得る。アンテナは、幾つかのアンテナ素子を用いることによって方向付けされ、その信号フェーズが制御される。この方法は、空間分割多重アクセス方法（ＳＤＭＡ）と呼ばれる。ＳＤＭＡ方法を用いて、信号は、それらの周波数やタイムスロットチャネルによってだけでなく、それらの到達方向によっても識別され得る。このおかげで、この方法では、１つのチャネルや同じセルの内部で、同じチャネルを複数回用いることができる。図５は、ＳＤＭＡシステムの基本原理を示す。ベーストランシーバステーションは、２つの移動加入者ＭＳ１とＭＳ２によって送信された信号Ｓ１、Ｓ２を幾つかの異なるアンテナ素子Ａ１...Ａ４を用いて知覚する。この方法は、各アンテナ素子それぞれによって受信される信号Ｘ₁...Ｘ₄は、２つの別個の送信信号Ｓ₁ 、Ｓ₂の組合せであるが、異なるアンテナは異なる組合せを知覚するという事実に基づいている。これらの状況の下では、アンテナによって受信される合計信号Ｘ₁...Ｘ₄は、移動加入者が使用する異なる訓練期間によって互いに識別され得る信号Ｓ１、Ｓ２を形成する。図６、７は、アンテナベクトルから得られる信号を併合する（結合する、或いは、マージする）既知の方法を示す。図６に示された装置では、アンテナＡ₁... Ａ₈の信号Ｘ₁...Ｘ₈は、多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥのような最適併合器（結合器）に直接に付与される。ＭＤ−ＭＬＳＥは、例えば、ベクトルビタビアルゴリズム（vectored Viterbi algorithm）を用いて実施され得る。併合器には、入力ベクトルＸ₁...Ｘ₈やチャネル特性推定値（推定）Ｈ（この助けを借りて、内部記号妨害が減少される）の他、アルゴリズムが適用される。更に、推定器は、組合せアルゴリズムＭＤ−ＭＬＳＥに、異なる信号間のいずれかの修正に関する情報Ｑを付与することもできる。直接最適併合（マージング）に伴う問題は、併合（マージング）アルゴリズムの複雑さが一般に入力信号との関係で指数的に増加してしまうことにある。これにより、例えば８個のアンテナ素子を使用するより大きなシステムでは、アルゴリズムを実施するのに非常に高い計算能力を必要とする。この方法に伴う他の問題は、この方法では雑音に対する感度が比較的高いことである。図７は、アンテナベクトルが受信した信号を解釈するための他の既知の方法を示す。この方法は、S.Ratnavel等による刊行物である“MMSE Space-Time Equali zation for GSM Cellular Systems”、IEEE Vehicular Technology Conference （IEEE車両技術会議）の会報に述べられている。この方法は、ＧＳＭで使用されるＧＭＳＫ変調によって引き起こされる非線形内部記号妨害と無線チャネルによって引き起こされる線形内部記号妨害とを互いに分離する。送信するデータと訓練期間が、先ず、アンテナベクトルＡ１...Ａ４の信号Ｘ１...Ｘ４から互いに分離される。無線チャネルの特性は、受信した訓練期間（以下、受信訓練期間という）と変調した訓練期間（変調訓練期間）を比較することによってＭＭＳＥ方法（最小平均二乗エラー）を用いて推定される。ＭＭＳＥ方法は、チャネル修正器によって修正された受信訓練期間と真の訓練期間との間のずれの平方和を最小とする。全てのアンテナ素子から同時に得られた情報がチャネル特性の定義で使用される。この推定は、時間・位置依存チャネル修正器で使用される係数Ｗ_iを生じる。この係数の数はＭｐである。ここで、Ｍはアンテナの数であり、ｐはチャネル修正で考慮される信号の遅延差のポテンシャル値の数である。ＧＳＭシステムでは、ほぼ１５ミリ秒に等しい４ビット期間が、チャネル修正器によって考慮される時間広がり（ブロードニング）として用いられる。異なるアンテナ信号を用いて使用される修正係数Ｗ_iは、送信機とアンテナ素子の間の、全てのアンテナ素子が同時に利用できる、無線チャネルに関する情報を用いて計算されることから、これらの係数はアンテナ間の位相情報をも含む。この情報の助けを借りて、アンテナの受信ビームは、所望信号を送信する送信機に向かって方向付けされる。時間・位置依存チャネル修正器は、アンテナＡ１から得られた信号を係数Ｗ₁₀ ...Ｗ₁₄を用いて修正し、アンテナＡ２から得られた信号を係数Ｗ₂₀...Ｗ₂₄を用いて修正する等である。アンテナのこれらのチャネル修正信号は互いに足し合わされ、この結果生じた修正信号はＧＭＳＫ復調器に付与され、復調器は無線経路上の信号に使用された変調を元に戻す。使用される訓練期間の長さが有限であることがこの方法に伴う問題である。例えばＧＳＭシステムにおけるように、訓練期間の長さが例えば２６ビットであり、４ビット期間長であるチャネル修正が時間広がりを修正するために用いられる場合、チャネル特性の推定で用いるのに利用できるのは２２ビットである。これらの２２ビットに基づいて明白に定義できるのはたった２２個のパラメータだけであり、したがって、アンテナの数Ｍと、チャネル修正で考慮される信号の時間広がりｐとの結果であるＭｐは２２より小さくなければならない。推定器のこの過剰パラメータ表示によって生じる限界により、アンテナの数は理論的に４つに限定されてしまうことになり、その上、これは受信機の妨害と雑音公差（トレランス）を減少させてしまう。したがって、従来状態におけるシステムに伴う問題は、非常に複雑であること、雑音に対する感度が比較的高いこと、或いは、使用できるアンテナの数が限定されていることである。本発明の目的は、これら従来状態における問題を取り除くこと、若しくは、少なくとも軽減することである。この目的は、独立クレームに示された方法と装置を用いて達成される。発明の概要本発明のアイデアは、受信信号の解釈を２段階で実行するというものである。第１段階で、動的に方向付けされた複数の信号ビームが、幾つかのアンテナ素子を含んだ１つのアンテナベクトルから得られる１つの多次元信号から形成される。第２段階で、これらの方向付けされた信号ビームを最適併合器に与え、この最適併合器が、入力として使用される幾つかの信号ブランチから送信信号を推断する。第１の好適な実施形態では、アンテナ素子から得られた信号は、アンテナベクトルから得られた信号ベクトルに、信号の到着方向の分析から得られた複合係数（complex coefficients）を掛け算することによって方向付けされる。信号の到着方向は、無線経路フェージングにおける変化に比べてゆっくりと変化することから、より長い時間にわたって得られた情報を到着方向の推定に用いることができ、これにより、アンテナビームはより正確に方向付けされ得る。ビーム形成から得られ、また、異なる無線チャネルを経た信号ビームについて、チャネル特性の推定が定義される。これらは、ビーム信号とともに最適併合器へ入力される。方向付けされたビームの数は、好ましくは、アンテナ素子の数より小さく、これにより、最適併合器の複雑さは実質的に減少される。最適併合器は、異なる信号ビームから得られた情報からもっとも見込みのある送信信号を導き出す。他の好適な実施形態では、アンテナ素子から得られた信号は、先ず、より小さな複数のグループに分割される。各グループの信号は、それら自身のＭＭＳＥ推定器へ入力され、この推定器は、チャネルを修正し、また、それらの素子を同期させる。各ＭＭＳＥ推定器は、チャネル修正され且つ方向付けされた１つの信号を生成し、この信号は最適併合器へスイッチされる。最適併合器は、異なるＭＭＳＥ推定器から得られ且つ同じ情報を含んだ信号から、もっとも見込みのある送信信号を導き出す。図面の簡単な説明本発明を添付図面を参照してより詳細に記述する。ここで、図１は、遠距離通信チャネルにおける信号伝送を示す。図２は、無線チャネルにおける信号の多重経路伝播を示す。図３は、ＧＳＭシステムにおけるバーストの構造を示す。図４は、接続間の妨害の発生を示す。図５は、アンテナベクトルを用いるＳＤＭＡシステムの動作を示す。図６は、アンテナベクトルから得られた信号の既知の解釈方法を示す。図７は、アンテナベクトルから得られた信号の他の既知の解釈方法を示す。図８は、本発明の主な原理を示す。図９は、本発明の第１の好適な実施形態によるアンテナベクトルからの信号の解釈方法を示す。図１０は、１つのアンテナビームとこのアンテナビームに直交する２つのビームを示す。図１１は、本発明の他の好適な実施形態によるアンテナベクトルからの信号の解釈方法を示す。発明の詳細な説明図８は、本発明の原理を示す。アンテナ素子から受信された信号Ｘ₁...Ｘ₈は、動的に方向付けされた中間信号Ｘ’₁...Ｘ’₄を整形（シェイピング）する方向付け信号整形器へ入力される。これらの中間信号は方向付けされていることから、それらは、アンテナ素子から得られる信号よりもより少ない妨害と雑音しか含まない。これらの方向付けされた信号は、最適併合器へ入力され、この最適併合器で、幾つかの中間信号から伝送信号が導き出される。最適併合器へ入力された、方向付けされた信号は、アンテナ素子から得られる信号よりもより少ない妨害と雑音しか含まないことから、最適併合器から得られる、解釈される信号の質も改善される。図９は、本発明の第１の実施形態による受信システムを示す。この方法は、ビームのＤｏＡ（到達の方向）の分析に直接的に基づく。ＤｏＡ推定では、所望信号の到着の方向は、アンテナ素子から得られた信号から、また、所望信号の訓練間隔中の信号から決定される。アンテナ素子から得られた信号ベクトルＸは、ＢＦ（ビーム形成器）へ入力される。このＢＦで、ベクトルにアンテナ信号を同期させる複合重みベクトルが掛け算され、これにより、信号は方向付けされ得る。この方向付けのおかげで、異なるアンテナ素子によって知覚される所望信号がコヒーレントに合計され、また、雑音も、まともに合計される。例えば、８個のアンテナ素子を用いたとき、信号対雑音比は８のファクタだけ、即ち、ほぼ９ｄＢだけ改善される。所望信号に妨害を生じさせるいずれの信号も、それが所望信号と同じ方向から到達する場合にのみ、コヒーレントに増幅される。妨害信号が異なる方向から到達する場合、妨害信号は所望信号に比べて減衰されることから、所望信号の信号対妨害比を改善することになる。所望信号を含む最もパワフルな主Ｗ₁Ｘの他、他の方向に方向付けされたビームＷ₂Ｘ、Ｗ₃Ｘも形成される。これらの方向付けされた信号はまた、それらの自身の方向から到達する信号を、雑音や他の方向から到達する信号に関して増幅する。信号の角度ダイバージェンスが大きい場合、ビーム形成器ＢＦ１、ＢＦ２、ＢＦ３は、所望信号の最も良好な３つのビームへ方向付けされた信号を形成するために使用され得る。角度ダイバージェンスが小さい場合、主ビームに直交するビームＷ２Ｘ、Ｗ３Ｘが主ビームＷ１Ｘに加えて形成される。図１０は、ある信号ビームの、及び、この信号ビームの２つの直交ビームの信号の、増幅の一例を、信号の入射角の関数として示している。この図に示された例では、互いに半波長の距離に配置された８個のアンテナ素子が使用されている。定義によれば、主ビームの直交ビームは次のようなビームである、即ち、信号の上部レベルが、主ビームの信号がそのゼロポイントに達するような角度で達成される、ビームである。ダイバーシティアンテナが使用された場合、即ち（少なくとも）第１のアンテナ素子から離して配置されたアンテナ素子の第２のセットが使用された場合、そのアンテナ素子から得られた信号Ｘdiv（図９）は、上述した方法で、全体的に方向付けされる。ダイバーシティアンテナのアンテナ素子の信号Ｘdivは勿論、信号の到着の方向を推定するとき、および、方向付けされたアンテナ信号を形成するときに、第１のアンテナのアンテナ素子とともに使用され得る。方向付けされた信号Ｗ_iＸ_jは、チャネル特性推定器へ付与され、このチャネル特性推定器は、伝送すべき信号に配置された訓練期間の助けを借りて、異なる方向から知覚された信号に伝送経路によって生じた変化を判断する。得られたチャネル推定値Ｈと、推定によって残されたいずれの残余も、方向付けされた信号とともに最適併合器へ付与される。図示した例の最適併合器は、ノイズブリーチング（noise bleaching）（ノイズホワイトニング）（雑音漂白）フィルタと多次元最尤シーケンス推定器（ＭＤ−ＭＬＳＥ）を含んだいわゆるアンガーボエックアルゴリズム（Ungerboeck algorithm）である。信号と推定値は、先ず、ノイズブリーチングフィルタへ入力される。このフィルタは、残余を全ての信号ベクトルと独立にする。この機能のアイデアは、信号に生じたいずれの整列エラーをも除去し、これにより、妨害信号は、ノイズブリーチングから得られる全ての信号Ｘ’_iにおいて他のものとは独立に（別に）見れるというものである。この結果は、チャネル推定値Ｈと共に、多次元最尤シーケンス推定器（ＭＤ−ＭＬＳＥ）へ入力され、ここで、信号ビームについてチャネル修正が行なわれ、異なる方向から知覚された受信信号から伝送信号が導き出され、チャネルコーディングが元に戻される。しかしながら、本発明は、この最適併合器の構造の使用にのみ限定されるわけではなく、最適併合器は他の幾つかの既知の方法でも実施され得る。妨害除去の観点から、起こり得る最悪の状況は、有用な信号（以下、有用信号という）と妨害信号が、ちょうど同じ方向であるが異なる距離から到達したときに生ずる。このときでさえ、それらは異なる信号ビームにおいて異なるフェージングを受け、もし異なる訓練期間がそれらとともに使用された場合には、それらは互いに識別され得る。３つの信号によって形成されるこの信号ベクトルの特別の値は、有用信号と妨害信号（及び、他にあるとすれば雑音信号）である。ここに示した構成では、ビーム形成器はこうして３個のビームを形成し、これらは各々、有用信号と妨害を僅かに異なる方法で見る。異なる方向で目標が定められるビームがちょうど３個であることは、本発明に必須ではない。ビームの数は他の数、例えば、５個であってもよい。しかしながら、アンテナ素子の数よりもかなり少ない数の方向付けビームを用いたときは、最適併合器の複雑さをかなり減らすことができる。有用信号は、アンテナを１つの信号到着方向や複数の信号到着方向に向かって正確に方向付けすることができたときに、最も良く増幅される。ビームの到着方向は、フェージング変化に比べてゆっくりと変化することから、より長い時間、例えば１２０ミリ秒にわたって集められた信号の到着方向に関する情報を、アンテナの感度を所望信号の方向に方向付ける係数Ｗ_iの推定に使用することができる。例えば、ＧＳＭシステムでは、これは２５バーストに対応する。次に、所望信号がアンテナ素子において７０°の方向から到達し、且つ、この所望信号の反射が８０°の方向から到達するような状況において、上に述べたシステムの動作を検討する。信号に対する妨害は、６３°の方向から到達する妨害信号と、７５°の方向から到達するその妨害信号の反射とによって生じる。簡単のため、ダイバーシティアンテナを使用しない状況を検討する。ビーム形成器ＢＦ１、ＢＦ２、ＢＦ３は、７０°の方向で方向付けされた主ビームと、５７°と８３°の方向で方向付けされた主ビームの直交サイドローブとを形成するために使用される。主ビームの信号Ｗ₁Ｘは、である。ここで、Ｓは、伝送された所望信号であり、Ｉは、伝送された妨害信号であり、ｈ_S1、ｈ_S2、ｈ_I1、ｈ_I2は、直線および反射ビームの遅延と減衰を含むインパルス応答であり、Ｎ₁は、雑音である。「^★」は、たたみこみ演算のための記号である。以下の信号が直交サイドローブで形成される。このように、全てのビームの信号が、所望信号Ｓと妨害信号Ｉを含んでいるが、これらの各ビームはそれらの信号を異なる方法で見る。これらの信号は、チャネル特性推定器に入力され、このチャネル特性推定器で、各ビームのための修正オペレータが、訓練期間に基づいて、それらのためにシーク（調査）され、それは、チャネルによって信号に生じたｈ_S1＋ｋｈ_S2形成の理想としない特性を修正する。この推定では、信号が共通妨害成分を含んでいるといった情報も得られる。所望信号以外のビーム同士の間のこの外部相関は、ノイズブリーチングフィルタによって除去され、その結果、信号ビームの信号は、推定器から得られる修正オペレータによって修正される。妨害信号が所望信号とは異なる無線チャネルを経由している、それらのビームでは、所望信号は、妨害信号に比べて、この操作でより大きく増幅される。この方法では、最適併合器に付与される少なくとも幾つかの信号はかなりクリーン（清潔）であり、それは併合器の出力信号の質をかなり改善する。図１１は、本発明の他の実施形態による信号を解釈するための装置を示す。ここに示された装置では、アンテナ素子から得られる信号ブランチの数が、アンテナ素子から得られた信号をより小さなセットに分割することによって制限されており、各セットの信号は、従来状態における修正器として示された、それら自身の時間・位置依存チャネル修正器ＭＭＳＥへ導かれる。チャネル修正器では、異なるアンテナによって知覚されたチャネルのチャネル推定が既知の変調訓練期間に基づいて計算され、相互に独立したアンテナ素子のチャネル修正信号が足し合わされる。例えば、ＧＳＭの場合、たった４個のアンテナ素子の信号を１つの推定器に接続することができる。チャネル修正に加えて、推定器はアンテナビームを方向付けし、信号ブランチの数をその入力信号の数から１つへ減少させる。その時間依存性により、ＭＭＳＥ推定器は、方向付けされたチャネル修正信号を生成する。アンテナ素子によって受信される信号中のいずれの妨害信号も、所望信号に比べてより弱いものとなる。しかしながら、アンテナ素子の数は４個に限定されていることから、妨害のいずれの最適減少も１つのＭＭＳＥ推定器を用いたのでは実行することができない。時間・位置依存チャネル修正器ＭＭＳＥから得られる方向付けされた信号は，全て、無線チャネル、妨害、および雑音を僅かに異なる方法で被った伝送信号を含む。統計雑音によって、ビームは、僅かに異なる方向にも方向付けされる。これらの方向付けされた信号は、最適併合器へ入力される。最適併合器は、例えば、ノイズブリーチングフィルタや、例えばベクトルビタビアルアルゴリズムによって実施される多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥを含んでいる。ＭＤ− ＭＬＳＥで送信される信号は、異なるＭＭＳＥ推定器から得られた信号から導き出され、チャネルコーディングは元に戻される。本発明は、この最適併合器の構造の使用にのみ限定されるものではなく、最適併合器を他の幾つかの既知の方法で実施することもできる。最適併合器に入力される信号の数は、アンテナ素子の数よりもかなり小さいことから、この最適併合器は、アンテナ素子からの信号が最適併合器に直接に接続されるシステムに比べて複雑さが非常に少ない。更に、併合器に付与される、方向付けされた信号は、アンテナ素子の信号よりもより小さな雑音と妨害しか有しておらず、したがって、併合器の出力からは、非常にクリーンでしかも誤りの少ない出力信号が得られる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年８月１９日（１９９９．８．１９）【補正内容】請求の範囲１．幾つかの別々のアンテナ素子から受信した信号の解釈方法において、複数のアンテナ素子から信号（Ｘ₁...Ｘ₈）を受信する段階と、アンテナ素子から受信した前記信号から、本質的に狭い角度セクターから達した信号を各々が含む、動的に方向付けされた幾つかの中間信号（Ｘ’₁...Ｘ ’₄）を形成する段階と、前記形成された中間信号（Ｘ’₁...Ｘ’₄）を最適結合器へ付与する段階と、前記中間信号をノイズホワイトニングフィルタで先ずフィルタし、その後、前記受信した信号を前記フィルタされた信号に基づいて解釈することにより、前記最適結合器によって最適結合を実行する段階と、を備えることを特徴とする方法。２．前記動的に方向付けされた中間信号は、アンテナ素子から得られた信号に、アンテナ素子から形成されたアンテナの感度をある方向に方向付ける係数を形成する複合ビームを、掛け算することによって形成される、請求項１記載の方法。３．少なくとも、動的に方向付けされた第１の中間信号は、アンテナ素子から得られた信号に、アンテナ素子から形成されたアンテナの感度を送信機の方向に方向付ける係数を形成する複合ビームを、掛け算することによって形成される、請求項１記載の方法。４．伝送すべき信号はバーストを含んでおり、幾つかのバーストから得られる情報は、アンテナの方向性を送信機の方向に定める係数を形成する複合ビームを決定するために用いられる、請求項３記載の方法。５．少なくとも動的に方向付けされた第２の中間信号は、該信号が第１の中間信号と直交ビームローブを形成するように方向付けされる、請求項３記載の方法。６．中間信号の数はアンテナ素子の数より本質的に少ない請求項１または２記載の方法。７．動的に方向付けされた中間信号は、少なくとも２つのアンテナ素子の信号を、時間・位置依存チャネル修正器を用いて、結合することによって形成される、請求項１記載の方法。８．前記時間・位置依存チャネル修正器は、シーケンスの平均エラーを最小にするＭＭＳＥ推定器である、請求項８記載の方法。９．前記最適結合器は、多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥである請求項１記載の方法。 10．前記多次元最尤シーケンス推定器は、ベクトルビタビアルアルゴリズムによって実施される、請求項９記載の方法。 11．幾つかの異なるアンテナ素子から受信した信号を解釈する無線受信機において、該受信機は、アンテナ素子から受信した信号（Ｘ₁...Ｘ₈）から、本質的に狭い角度セクタからアンテナ素子に到達した信号を含む、動的に方向付けされた中間信号（Ｘ’₁...Ｘ’₄）を形成する、信号方向付け手段を含んでおり、前記動的に方向付けされた中間信号（Ｘ’₁...Ｘ’₄）は、ａ）前記動的に方向付けされた中間信号（Ｘ’₁...Ｘ’₄）をフィルタするノイズホワイトニングフィルタと、ｂ）前記受信した信号を前記フィルタされた信号に基づいて検出する解釈手段とを含んでいる最適結合器に操作可能に接続されていることを特徴とする、前記無線受信機。 12．前記信号方向付け手段はビーム形成器を含む、請求項１１記載の無線受信機。 13．前記信号方向付け手段はシーケンスの平均エラーを最小にするＭＭＳＥ推定器を含む、請求項１１記載の無線受信機。 14．前記解釈手段は多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥを含む、請求項１１記載の無線受信機。 15．前記多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥはベクトルビタビアルアルゴリズムによって実施される、請求項１４記載の無線受信機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．幾つかの別々のアンテナ素子から受信した信号の解釈方法において、アンテナ素子から受信した信号（Ｘ₁...Ｘ₈）から、実質的に狭い角度セクターから到着した信号を含んだ、動的に方向付けされた中間信号（Ｘ’₁...Ｘ ’₈）が形成され、前記受信した信号は、前記動的に方向付けされた中間信号（Ｘ’₁...Ｘ’₈ ）を併合することによって解釈されることを特徴とする方法。２．前記動的に方向付けされた中間信号は、アンテナ素子から得られた信号に、アンテナ素子から形成されたアンテナの感度をある方向に方向付ける係数を形成する複合ビームを、掛け算することによって形成される、請求項１記載の方法。３．少なくとも、動的に方向付けされた第１の中間信号は、アンテナ素子から得られた信号に、アンテナ素子から形成されたアンテナの感度を送信機の方向に方向付ける係数を形成する複合ビームを、掛け算することによって形成される、請求項１記載の方法。４．伝送すべき信号はバーストを含んでおり、幾つかのバーストから得られる情報は、アンテナの方向性を送信機の方向に定める係数を形成する複合ビームを決定するために用いられる、請求項３記載の方法。５．少なくとも動的に方向付けされた第２の中間信号は、該信号が第１の中間信号と直交ビームローブを形成するように方向付けされる、請求項３記載の方法。６．中間信号の数はアンテナ素子の数より本質的に少ない請求項１または２記載の方法。７．動的に方向付けされた中間信号は、少なくとも２つのアンテナ素子の信号を、時間・位置依存チャネル修正器を用いて、併合することによって形成される、請求項１記載の方法。８．前記時間・位置依存チャネル修正器は、シーケンスの平均エラーを最小にするＭＭＳＥ推定器である、請求項８記載の方法。９．前記最適併合器は、多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥである請求項１記載の方法。 10．前記多次元最尤シーケンス推定器は、ベクトルビタビアルアルゴリズムによって実施される、請求項９記載の方法。 11．幾つかの異なるアンテナ素子から受信した信号を解釈する無線受信機において、該受信機は、アンテナ素子から受信した信号（Ｘ₁...Ｘ₈）から、本質的に狭い角度セクターからアンテナ素子に到達した信号を含む、動的に方向付けされた中間信号（Ｘ’₁...Ｘ’₄）を形成する、信号方向付け手段と、方向付けされた中間信号（Ｘ’₁...Ｘ’₄）を併合することによって信号を解釈する併合手段と、を備えることを特徴とする無線受信機。 12．前記信号方向付け手段はビーム形成器を含む、請求項１１記載の無線受信機。 13．前記信号方向付け手段はシーケンスの平均エラーを最小にするＭＭＳＥ推定器を含む、請求項１１記載の無線受信機。 14．前記併合手段は多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥを含む、請求項１１記載の無線受信機。 15．前記多次元最尤シーケンス推定器ＭＤ−ＭＬＳＥはベクトルビタビアルアルゴリズムである、請求項１４記載の無線受信機。