JP2002514033A - アンテナ・アレイを備えた通信端末を較正するための空間的なシグネチャを決定するための方法および装置 - Google Patents

アンテナ・アレイを備えた通信端末を較正するための空間的なシグネチャを決定するための方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 遠隔送受信機（１４１、１４３）と通信する主送受信機（１０１）を含む無線通信システムの一部である遠隔送受信機（１４１、１４３）のためのダウンリンク符合を推定するための方法および装置。主送受信機は送信アンテナ素子のアレイ（１０５）を含む。その方法は、主送受信機がダウンリンク較正信号を送信するときに、遠隔送受信機を使用して信号を受信する。主送受信機が受信アンテナ・アレイをも有するときは、遠隔送受信機は、アップリンク符合を決定するためにアップリンク較正信号を主送受信機に送信することができる。主送受信機が重みによるスマートアンテナ処理のための手段を含むときは、ダウンリンクおよびアップリンク符合を使用して、アレイのアンテナ素子を含み、アップリンクスマートアンテナ処理重み（１１５）からダウンリンクスマートアンテナ処理重み（１１８）を決定することが可能な装置系統の相違を明らかにするための較正関数を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （関連出願の相互参照） 本出願は、１９９８年５月１日に出願された、発明人Ｂｏｒｉｓ、Ｂａｒｒａ
ｔｔ、ＵｈｌｉｋおよびＴｒｏｔｔ、ならびに譲受人ＡｒｒａｙＣｏｍｍ社への
アンテナ・アレイを備えた基地局の較正に応用される空間的なシグネチャを決定
するための方法および装置の米国暫定出願：第６０／０８３，８７５号、の恩典
を請求するものである。
【０００２】 （発明の分野） 本発明は無線通信システムの分野に関し、より具体的にはアンテナ素子のアレ
イを含む通信端末を較正するための方法および装置に関する。
【０００３】 （背景） スマートアンテナシステム アンテナ・アレイは、１つまたは複数のアンテナを使用して無線周波数信号を
送信または受信するあらゆる無線通信受信機または送信機または送受信機（以後
「通信端末」）に使用することができる。当該通信端末におけるアンテナ・アレ
イの使用は、単一素子アンテナの使用を上回るアンテナ性能向上を考慮したもの
である。これらのアンテナ性能向上には、受信信号については指向性、信号雑音
比および干渉除去の向上が含まれ、送信信号については指向性、機密性および送
信出力削減要件の向上が含まれる。アンテナ・アレイは、信号の受信のみ、信号
の送信のみ、または信号の送受信に使用することができる。
【０００４】 アンテナ・アレイ通信端末の典型的な応用分野は、無線通信システムにある。
例としては、一般には各々が加入者ユニットと通信する基地局と呼ばれ、また遠
隔端末装置や送受器とも呼ばれる１つまたは複数の通信端末よりなるセルラ通信
システムが挙げられる。セルラシステムでは、遠隔端末装置は移動可能であった
り、または固定された位置にあり、固定されているときは、当該システムはしば
しば無線加入回線システムと呼ばれる。アンテナは典型的に基地局にある。通信
方向についての述語は、従来の衛星通信からきており、その際、衛星は基地局に
置き換えられる。したがって、遠隔端末装置から基地局への通信はアップリンク
と呼ばれ、基地局から遠隔端末装置への通信はダウンリンクと呼ばれる。したが
って、基地局のアンテナ・アレイは、ダウンリンク方向で送信を行い、アップリ
ンク方向で受信を行う。アンテナ・アレイを無線通信システムに使用して、「従
来的な」（ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡまたはＣＤＭＡ）チャネルを介して複数のユーザ
と同時に通信する機能である空間分割多元接続（spatial division multiple ac
cess：ＳＤＭＡ）機能を付加することもできる。以前に、ＳＤＭＡおよび非ＳＤ
ＭＡシステムのスペクトル効率を高めるためのアンテナ・アレイへの適応スマー
トアンテナ処理（空間処理を含む）を開示した。空間分割多元接続無線通信シス
テムの米国共有特許第５，５１５，３７８号、スペクトル効率に優れた大容量無
線通信システム米国特許第５，５９２，４９０、空間−時間処理によるスペクト
ル効率に優れた大容量無線通信システムの米国特許第５，８２８，６５８、およ
びアンテナ・アレイおよび空間処理を用いた判断指向復調のための方法および装
置の米国特許出願第０８／７２９，３９０号を参照されたい。アンテナ・アレイ
を使用して通信の効率を高め、かつ／または時々ＳＤＭＡを提供するシステムを
スマートアンテナシステムと呼ぶ。
【０００５】 アップリンク通信の最中に適応スマートアンテナ処理に直線的空間処理を用い
るスマートアンテナ通信システムでは、アンテナ・アレイ素子で受信される各々
の信号にベースバンドの振幅および位相調節を適用して、対象とする信号を選択
（すなわち優先的に受信）しながら、対象としない信号または雑音、すなわち干
渉を最小限に抑える。当該ベースバンドの振幅および位相調節は、複素数重み、
すなわち受信重みによって記述することができ、アレイのすべての素子に対する
受信重みは、複素数ベクトル、すなわち受信重みベクトルによって記述すること
ができる。同様に、ダウンリンク信号は、アンテナ・アレイの各々のアンテナに
よって送信されるベースバンド信号の振幅および位相を調節することにより処理
される。当該振幅および位相調節は、複素数重み、すなわち送信重みによって記
述することができ、アレイのすべての素子に対する重みは複素数ベクトル、すな
わち送信重みによって記述することができる。システムによっては、受信（およ
び／または送信重みは時間処理を含み、次いで空間−時間処理に向けた空間−時
間パラメータと呼ばれる。そのような場合、受信（および／または送信）重みは
周波数の関数で、周波数領域において使用されるか、同じく畳み込み核として使
用される時間の関数でありうる。あるいは、サンプリングした信号に対する場合
は、Ｍ個のアンテナが存在し、各々の畳み込み核がＫ個のエントリを有する場合
にＫＭエントリのベクトルになる複素数重みベクトルとして畳み込み核のベクト
ルを書き換えられるように、各々の畳み込み核自体を複素数のセットとして書き
換えることができる。
【０００６】 受信空間的なシグネチャ（ spatial signature）は、基地局アレイが、干渉ま
たは他の加入者ユニットの非存在下で特定の加入者ユニットから信号を受信する
方法を特徴づける。様々に異なる技術を用いて、特定のユーザに対する受信重み
ベクトルを決定することができる。例えば、空間的なシグネチャから決定するこ
とができる。アップリンク信号に関する何らかの知識、例えば使用される変調の
種類を用いてその遠隔ユーザからアレイのアンテナで受信するアップリンク信号
から決定することもできる。特定ユーザの送信空間的なシグネチャは、遠隔ユー
ザが干渉の非存在下で基地局から信号を受信する方法を特徴づける。ダウンリン
クで特定ユーザと通信するのに使用される送信重みベクトルは、受信重みベクト
ルから決定されるか（以下の「較正の必要性」を参照のこと）、または特定ユー
ザに対するエネルギーを最大限にし、他のユーザに対するエネルギーを最小限に
するようにして特定ユーザの送信空間的なシグネチャおよび他のユーザの送信空
間的なシグネチャから決定される。
【０００７】 スペクトル効率に優れた大容量無線通信システムの米国特許第５，５９２，４
９０号には空間的なシグネチャおよびその使用法が記載されており、参照により
本明細書に取り入れた空間−時間処理によるスペクトル効率に優れた大容量無線
通信システム米国特許第５，８２８，６５８号には、空間−時間シグネチャを使
用してこれを空間−時間処理に拡大する方法が記載されている。
【０００８】 したがって、例えば時間処理がＫのタップを伴うイコライザ（すなわち重み畳
み込み関数における長さＫの畳み込み核）を使用するときにＭＫのベクトル（ア
ップリンクとダウンリンクの両方）によって記述することができる空間−時間シ
グネチャのコンセプトを付加することにより、時間等化を付加して空間−時間シ
グネチャ処理を提供することに容易に対応できる。したがって、空間−時間処理
および空間−時間シグネチャに対応するように本発明を改造する方法は、例えば
上記に引用され参照により本明細書に取り入れられている米国特許５，８２８，
６５８に鑑みれば、当業者には明らかになるであろう。したがって、空間的なシ
グネチャという言葉が用いられるときはいつでも、本発明が空間−時間処理に向
けた手段を装備した通信端末に応用されているという意味合いにおいて、空間−
時間シグネチャに言及するものであるということを当業者なら理解するであろう
。
【０００９】 較正の必要性 特別なユーザ用には受信重みベクトルから送信重みベクトルを決めることが望
ましい。さらに一般的には、そのユーザから受け取った信号から特別なユーザに
送信する際に使う適切な送信信号を決めることが望ましい。実施における問題で
は特別なユーザ用に受信重みベクトルから送信重みベクトルを決めることが難し
くなることである。周波数分割（ＦＤＤ）二重方式は、特定のリモート・ユーザ
間でのアップリンク通信とダウンリンク通信が異なった周波数で生じるものであ
る。時間分割（ＴＤＤ）方式とは、特定のリモート・ユーザ間でのアップリンク
通信とダウンリンク通信が同じ周波数で、しかし異なった時間枠で生じるもので
ある。ＴＤＤ方式では、周知の相互関係原理なので、受信重みベクトルから送信
重みベクトルを決めることが簡単であることが期待できよう。ところが、アップ
リンクでは、処理中の受信した信号がアンテナ・アレイのアンテナ素子のそれぞ
れに連動する受信電子回路（受信装置のチェーン）によって少し歪ませられてい
ることがある。受信電子装置チェーンにはアンテナ素子、ケーブル、フィルタ、
高周波用の受信機ならびに他の機器、物理的結合、および処理がディジタルの場
合にはアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）がある。多エレメント・アンテナ
・アレイの場合には、典型的には各々のアンテナ・アレイ素子用の別々の受信装
置のチェーンがあるので、各々のエレメントでの各々の受信信号の振幅と位相と
が受信装置のチェーンの各々によって別々に歪ませられることがある。さらには
、加入者ユニットと特定の受信アンテナとの間のアップリンクで生じる高周波伝
播効果があり、そのような効果には、通路損失の限界、フェーディング効果とシ
ェーディング効果、マルチパス、ならびに近距離電磁界散乱が無いことが制限な
く含まれ、またこれらの効果は、アンテナ素子間で異なっていることがある。受
信電子回路のチェーンと高周波伝播効果とが一緒になってリモート・ユーザのた
めのアップリンク空間的なシグネチャを形成することに留意されたい。受信重み
ベクトルは、これらの受信電子回路のチェーンと高周波伝播効果とを考慮に入れ
ないので、基地局での最適な受信よりも誤りを生じる率が低い。ところが、実際
には、通信はなお可能であることがある。さらに、受信重みベクトルを受信信号
の特性、たとえば用いた変調のタイプ、といったいくらかの知識を用いて決める
場合には、このような方法はアップリンクの受信電子回路のチェーンと高周波伝
播効果とをすでに考えに入れている。ダウンリンク信号をアンテナ・アレイを経
て送信する場合には、アンテナ素子によって輻射されたその信号の各々が別々の
送信電子回路のチェーンを経て行くので、送信信号の中で異なった振幅と位相シ
フトとを生じることがある。さらに、また高周波伝播効果もある。送信重みベク
トルが、受信電子回路のチェーンと高周波伝播との中での差を考慮に入れない受
信重みベクトルから由来する場合には、基地局からの送信を成功させることが困
難になることがある。さらには、送信重みベクトルが送信電子回路のチェーンと
送信高周波伝播効果とでの差を考慮に入れない場合には、このような送信重みベ
クトルを用いた通信が困難になることがある。
【００１０】 較正の目的は、受信チェーンとアップリンク高周波伝播信号中で生じる異なっ
た振幅と位相の誤差、および送信チェーンとダウンリンク高周波伝播中に生じる
異なった振幅と位相の誤差、を補償するための較正因子を決めることであり、こ
の較正因子は、リモート・ユーザから受け取った信号のセットからリモート・ユ
ーザに送信するための送信重みベクトルを通信端末で決めるために用いられる。
受信および送信装置のチェーンで生じる位相と振幅とのシフトは、一般に周波数
に依存しているので、一般に周波数に依存する較正因子であることを付け加えて
おく。
【００１１】 ＴＤＤ方式の場合には、アップリンクとダウンリンクとの高周波伝播効果が打
ち消し合うので、較正因子は加入者ユニットの所在場所に依存しない。
【００１２】 較正機能によるアンテナ素子によって受信および送信されたＭ信号の各々を畳
み込むことによって（つまり複素数値化シーケンスによって）補償が実現される
ということが知られており、そこで各々の較正機能が、送信装置のチェーンを経
つつ受ける信号当たりの利得と位相との誤差のための補償に必要な伝達関数の訂
正を記述する。いくつかの方式では、これは単純に乗法的訂正にすることができ
、各々の較正機能は、較正因子すなわち補償のために必要な要求振幅と位相訂正
を記述する複素数である。一般的に、較正機能のセットが較正機能当たりの各々
の要素をもって較正ベクトル機能を定義する。乗法的訂正のばあいには、較正因
子のセットが較正因子当たりの各々の要素をもって較正ベクトル機能を定義する
。
【００１３】 特定のユーザのための受信重みベクトルから送信重みベクトルを決めることは
、ＦＤＤ方式の場合には相互関係がもはや仮定し得ないことがあるのでさらに難
しい。アップリンクとダウンリンクとの伝播における差を考慮に入れることが追
加で必要となる。このような差を考慮に入れる際には、受信チェーンおよびアッ
プリンク高周波伝播における信号中に生じる異なった振幅と位相の誤差、ならび
に送信チェーンおよびダウンリンク高周波伝播において生じる異なった振幅と位
相の誤差を補償するために較正因子をさらに決める必要がある。一般には、リモ
ート・ユーザの所在位置に依存していない単一の較正因子は、可能ではないこと
がある。このような場合には、アップリンクとダウンリンクとの空間的なシグネ
チャを決定できることが必要となる。
【００１４】 あり得るようなリモート・ユーザの所在位置に依存していない較正因子が無い
場合には、受信された信号から使用するための送信重みベクトルを決定できるよ
うな機能上の関係が少し、および変数たとえば到達の角度が少し、存在するとき
は、受信チェーンおよびアップリンク高周波伝播における信号中に生じる異なっ
た振幅と位相の誤差、ならびに送信チェーンおよびダウンリンク高周波伝播にお
いて生じる異なった振幅と位相の誤差を補償するために較正機能のセットを決定
することがさらに必要である。これらの機能は、リモート・ユーザの１以上、た
とえば到達の角度の変数に依存している。
【００１５】 シグネチャの推定の必要性 単純な較正（上記で説明した）が可能ではない場合に、受信チェーンおよびア
ップリンク高周波伝播における信号中に生じる異なった振幅と位相の誤差、なら
びに送信チェーンおよびダウンリンク高周波伝播において生じる異なった振幅と
位相の誤差をさらに補償することが必要である。シグネチャの推定の目的は、こ
れらの差を特徴付けるアップリンクとダウンリンクとの空間的なシグネチャを決
定することである。そこで、較正は、（１）高周波伝播効果が打ち消し合うので
ダウンリンクの重みをアップリンクの信号または重みから決定することができる
か、（２）あるいはまた高周波伝播効果のいくつかの単純な機能上の関係がある
のでアップリンクの重みをアップリンクの信号およびリモート・ユーザのいくつ
かの変数、たとえばアップリンク信号の到達の角度から決定することができるか
、のどちらかである時のシグネチャの推定の特別な場合である。
【００１６】 他の方法 アレイの較正を決定するための既知の方法は、各々１つ以上の、関連する難点
を有する。最も良く知られた方法では、出費がかさむかも知れず、繰り返して使
うには扱いにくくて持ち運びにくい外部測定装置が必要である。２番目として、
従来の較正方法は、行っている測定の最中に時間を超えたシステムの変数、たと
えば周波数基準の低下に敏感である。これらの低下は測定したアレイの較正にお
いて不正確さを生じさせる。加えて、いくつかの周知の技術では、アンテナ・ア
レイでの周波数依存性機器を較正する必要性にもかかわらず、重畳カーネル較正
よりもむしろ乗法的な較正のみが決定される。この周波数依存性を取り除いて、
乗法的な較正をさらに用いるために、各通信周波数チャネルごとにアンテナ・ア
レイを較正することが必要である。３番目には、高周波電子回路の転送特性が周
囲条件、たとえばアンテナ・アレイをその周囲環境で繰り返して較正することを
不可欠にする温度ならびに湿度の変化に依存する。
【００１７】 ハリソン他は、米国特許第５２７４８４４（１９９３年１２月２８日）中で、
遠隔端末にリソース・コントローラを接続させているデータ・バスに関係する２
つの実験における送信チェーンおよびそれとは別に受信チェーン（複素数値ベク
トル伝達関数としての）を較正する方法を開示している。第１の実験では、その
データ・バスが基地局への既知の信号を送るための遠隔端末を示す。これが受信
装置チェーンの較正を決定する。第２の実験では、遠隔端末で受け取った信号を
データ・バスを経てリソース・コントローラに逆送信して送信装置チェーンの較
正を決定することを可能にする。
【００１８】 １９９６年８月１３日に発行された、本発明の譲り受け人に指定された所有者
を同じくする米国特許第５５４６０９０は、遠隔端末で受け取った基地局からの
信号を基地局に再送信する遠隔端末と同じ場所にある簡単なトランスポンダを用
いた、送信と受信との両方の較正を決定できる方法を開示している。このような
方法ではハリソンらの発明の有線データ・バスの必要が無い。さらにまた、追加
のトランスポンダ設備が必要である。
【００１９】 「アンテナ・アレイの較正」と題する、ＰＣＴ特許出願公開番号 ＷＯ９５／
３４１０３（１９９５年１２月１４日公開）で発明者であるヨハンニソンらは、
一アンテナ・アレイの送信（および受信）を較正するための方法と装置とを開示
している。送信較正のためには、入力送信信号を各々のアンテナ素子に一回に１
アンテナで入力する。入力送信信号がそれぞれの電力増幅器を通過した後で、各
々のアンテナ素子が送信した信号を較正ネットワークでサンプリングする。生じ
る信号を受信機に入れてから、各々のアンテナ素子のために演算手段が受信信号
を元の送信信号に関係付ける。次に各々のアンテナ素子のための較正因子が生成
される。次に、各々のエレメントが送信中に適正に較正されることを確かめるた
めに、較正因子を用いてアンテナ素子を調整する（振幅と位相あるいは同相Ｉ／
クアドラチュアＱ成分）。受信較正のためには、既知の入力信号を生成してから
較正ネットワーク（受動分配ネットワーク）を用いてそのアンテナ・アレイの各
々のアンテナ素子に注入する。その信号はアンテナ素子からそれぞれの低ノイズ
増幅器を経て通過し、このようにして各々のアンテナ素子が受信した信号はビー
ム生成装置によって測定される。そこでこのビーム生成装置は、各々のアンテナ
素子を個別に較正するために、注入された信号を測定された信号と比較すること
によって較正因子を生成することができる。較正は、振幅および位相の較正とし
て、あるいはまた同相Ｉ／クアドラチュアＱ成分での較正として記述することが
できる。
【００２０】 「フェイズド・アレイ・アンテナ管理システムおよび較正方法」（以下Ｗａｃ
ｈｓ）と題する、Ｗａｃｈｓらに与えられた米国特許第５５３０４４９では、振
幅と位相とのシステム水準の測定、つまりそのアンテナのための個々のチェーン
の追尾機能を使用する、フェイズド・アレイ・アンテナとともに用いるための、
エレメント・ベースでエレメント上で決定する（ノーダル・オペレーション中に
行われる）管理システムおよび較正方法が記述されている。このシステムと方法
ではプローブ・キャリアを用いている個々のエレメント・チェーンの振幅と位相
とが測定される。各々のチェーンのために必要な較正係数は、測定された振幅と
位相とのデータから決定され、さらに各々の個々のエレメント・チェーンを個別
に補償して振幅と位相との誤差を直す。このシステムは、衛星の上にある、位相
同期アレイアンテナ通信端末で進行および逆行リンクのフェイズド・アレイ・ア
ンテナを別々に較正する。１つの実施形態では、別々のリモート較正局が用いら
れている。送信通路を較正するためには、プローブの信号を１つのエレメント（
基準エレメント）および試験中のエレメントから別に較正システムのアンテナに
送信する。較正局が受信した信号を比較して較正を決定する。較正局と衛星との
間の通信を提供するために分離した通信リンクも用いられる。受信方向では、フ
ェーズド・アレイ・アンテナのすべてエレメントに送信するためにリモート較正
局が用いられるが、しかし較正キャリアを形成するためには２つのエレメントだ
けが交互にサンプリングされる。較正キャリアは次に演算のためにＫａ帯でゲー
トウエイ・ハブ局にダウンリンクされる。別の実施形態では、送信アンテナ素子
の出力をサンプリングするために衛星の通信端末での末端センス・アンテナが用
いられる。両方の実施形態では、送信と受信の通路用には別々の較正が実施され
、追加の設備が必要である。追加リンクを有する別々のリモート較正局あるいは
別々のセンス・アンテナ・システムが必要である。Ｗａｃｈｓのシステムのいく
つかの特徴が留意される。はじめに、別々の較正局あるいはプローブ・アンテナ
の形態で追加のハードウェアが必要である。２番目には、標準的なエアー・イン
ターフェースによって支援される通常の通信波形よりはむしろその較正のために
特別な波形を用いることが必要である。これは、このような波形を形成して送信
するためには通信端末に追加のハードウェアが必要であることを意味する。また
、較正局には特別な受信または復調ハードウェアが必要であり、標準的なハード
ウェアの再利用はできない。それで、無線通信システムでの使用に適したＷａｃ
ｈｓ式のシステムが幾つかの国では実施することができないことがある。
【００２１】 それゆえ、これら周知の方法では受信および送信通路のために分離較正が行わ
れる。この方法には特別な較正装置が必要である。いくつかの周知の方法および
システムでは特別な波形が用いられるので、このような波形を処理するために追
加のハードウェアが必要であり、さらにまたどのような確立したエアー・インタ
ーフェース基準にも合致しない。それで、いくつかの国では実施することができ
ない危険性がある。基地局アンテナ素子と加入者ユニットとの間での異なった電
波通路用にも較正するこれら周知のシステムは、本出願書で用いた較正の定義で
空間的なシグネチャ推定技術として分類するのが適当である。
【００２２】 「アンテナ・アレイを有する無線通信端末を較正するための方法および装置」
のための、所有者を同じくする米国特許出願第０８／９４８，７７２でＰａｒｉ
ｓｈらは、較正装置を必要としないアンテナ素子・アレイを有する基地局用の較
正方法を記述している。一面では、そのアンテナ素子の送信電子回路を用いて各
々のアンテナ素子からの規定された信号を送信することが含まれ、一方、そのア
ンテナと連動していない少なくともひとつの受信電子回路チエーンで送信された
信号を受信することを含む。これは、較正因子を必要とするすべてのアンテナ素
子から規定信号が送信されるまで、他の送信電子回路チエーンを用いて他のアン
テナ素子からの規定された信号を送信しつつ、繰り返される。各々のアンテナ素
子のための較正因子は、連動する送信電子回路チエーンおよび受信電子回路チエ
ーン伝達関数の一機能として決定される。ダウンリンクとアップリンクとが同じ
周波数チャネルで生じる時には、単一の較正因子がどのアンテナ素子のためにも
決定される。Ｐａｒｉｓｈらの発明の一バージョンでは、単一の較正因子が、特
定のアンテナ素子に連動した送信装置チエーン伝達関数相と受信装置チェーン伝
達関数相との間の差の関数が同相である。Ｐａｒｉｓｈらの発明の他の面ではこ
のように決定された較正因子が受信重みセットから送信重みセットを決定するこ
とのために用いられる。
【００２３】 Ｐａｒｉｓｈらの発明が、トランスポンダのようないくつかの追加装置を必要
とせずに重みのアップリンク・セットから決定される重みのダウンリンク・セッ
トを可能にする基地局用の単一の較正因子の決定を可能にし、かつ基地局の電子
的な通路における差のために較正する一方、Ｐａｒｉｓｈらの方法は、生じるか
も知れぬ高周波電波通路差を取り扱う空間的なシグネチャを推定するようにする
ことができていない。さらには、基地局は、較正実験を実施するために空間的較
正モードに入ることが必要であるので、その間には他のどのような目的にも用い
ることができない。
【００２４】 さらに、複数のリモート送受信機から測定値を組み合わせることによって較正
することができる従来の技術に言及していない。
【００２５】 望ましい特徴 較正処理の主な目的は基地局のための較正情報を得ることである。これにはア
ップリンクとダウンリンク・チャネルとの間の利得と位相の差を測定することが
関係している。正確さと高精度とはこの処理の間では大いに重要である。較正情
報が正確でない場合には、つぎにダウンリンク上のビーム・パターンが高度に歪
む。結果として少ないエネルギーが対象ユーザに対して輻射され、過剰な干渉量
がチャネルを共有するユーザに対して輻射される。これはダウンリンクの品質お
よびダウンリンクの範囲にネガティブな効果を有する。最後には悪い較正戦術が
無線ネットワークの容量を有意に減少させることがある。
【００２６】 較正方法の望ましい特徴のひとつは、信号生成器、トランスポンダ、較正局、
追加のアンテナ、プローブあるいは他の装置といった設備がさらに必要ないしに
基地局のみおよび加入者ユニットのみが較正のために必必要であるということで
ある。このようなシステムは理想的には受信ならびに送信電子回路の両方におけ
る差の較正が可能であるに違いない。このようなシステムはまた実施する無線通
信方式の特別なエアー・インターフェース基準に実質的に合致している通常の通
信波形を用いなければならない。これは標準的なハードウェアを再利用すること
を可能にするし、また規準に違反していないこと、および基準を有するいかなる
将来の改変との同等性を維持することを確実にする。「エアー・インターフェー
ス基準との合致」によって、チャネルの構造およびエアー・インターフェースの
変調への合致を意味する。ここで「チャネル構造」は、ＦＤＭＡの場合の周波数
スロット、ＴＤＭＡの場合の時間および周波数スロット、ならびにＣＤＭＡの場
合のコード・チャネルであり、「変調」は基準で特定された特別な変調方式であ
る。
【００２７】 他の望ましい特徴は、この方法が高周波通路での差をも考慮するためのシグネ
チャのために用いることが出きる。
【００２８】 較正方法の他の望ましい特徴は、利用の容易さと迅速でかつたとえば一分に数
回のような多数回の頻度でさえも較正を実施できる能力である。これは最後には
信号品質、容量、カバー範囲およびおそらくは他の変数に対して重大な効果を有
するダウンリンク処理の正確さを増加させる。
【００２９】 較正方法の他の望ましい特徴は、各々すべての加入者ユニットが較正を支援す
ることである。
【００３０】 較正システムの他の望ましい特徴は、加入者ユニット内での較正用に受信した
データのいくつかあるいはすべての処理を実施する能力であるため、受信したデ
ータを基地局に逆送信するための加入者ユニットの必要が無く、またすべての処
理を実施するための基地局の必要も無い。それゆえ、基地局のコンピューター化
の負担がインテリジェントな加入者ユニットにかかる負荷を「分配すること」に
よって有意に減少する。この特徴は、多数の加入者ユニットにサービスするか、
または、各々の発呼の前あるいは各々の呼出しの最中の数回でさえも較正する、
たとえば基地局にとってとくに望ましい。
【００３１】 他の望ましい特徴は、ＦＤＭＡおよびＴＤＭＡ方式のたとえばどのようなキャ
リアおよびどのようなタイム・スロットのような基地局のどのような利用可能な
従来のチャネル上ででも較正を開始する能力である。ある瞬間に使うことができ
るどのようなタイム・スロットならびにどのようなキャリアでも選ばれるので、
これはさらに柔軟性を増進させる。
【００３２】 較正方法の他の望ましい特性は、較正用に基地局にオフラインを取らせる必要
無しに、すなわち、基地局に較正を実施させる必要無しに基地局を較正する能力
で、その間、基地局がたとえば他のキャリア（周波数スロット／タイム・スロッ
ト／空間チャネル）のＦＤＭＡ、ＴＤＭＡおよびＳＤＭＡ方式における数百の呼
出しをサービスしている。この特徴は、多くの従来型のチャネル（例えばＦＤＭ
Ａ／ＴＤＭＡ方式のためのキャリア）を同時にサービスしている広帯域の基地局
にとってとくに重要である。
【００３３】 較正方法の他の望ましい特性は、存在している呼出しの間に数回でさえも迅速
な較正を実施する能力である。
【００３４】 較正方法の他の望ましい特性は、現行の呼出しの最中にシームレス方式で較正
を実施する能力であるので、基地局はいくつかの呼出しの最中でそれ自身を連続
的に較正する事ができることがある。
【００３５】 較正方法の他の望ましい特性は、測定値を組み合わせることによっていくつか
のリモート送受信機による較正を実施する能力であり、その各々は、通信端末の
アンテナ・アレイのサブセットだけを「見る」ことができることがあるか、ある
いはまたその各々は、異なった干渉環境に直面することがある。
【００３６】 較正方法の他の望ましい特性は、たとえばいくつかのリモート局から組み合わ
せることが必要であることがあるかを決定するためにこのような情報を通信端末
にフィードバックする能力であるとともに、たとえば統計的な測定を行うことに
よって較正が正確であるかどうかを決める能力である。
【００３７】 他の望ましい特性は、費用のかからない加入者ユニットによる通信で典型的に
は生じることがある周波数オフセット、タイミングのアレイミス、Ｉ／Ｑ不適合
、ならびに位相ノイズに対する耐性を有する高度な正確さである。
【００３８】 そのため、上記の特性のすべてあるいはほとんどを含む較正方法および装置の
ための技術にはさらに必要なことがなおある。たとえば、装置の必要性ならびに
必要な時間に関して正確でかつ単純なシステムと方法との必要性があるので、望
むならばいつでもどこでも繰り返し迅速に較正を実行することが出きる。存在し
ている基地局の電子回路だけを使い、特別な較正ハードウェアを必要とせぬ単純
な較正技術のための技術に対する必要性がある。受信電子回路と送信電子回路の
ために較正することを含む、受信重みベクトルから送信重みベクトルを決定する
ことを可能にする方法のための技術に対する必要性がある。この較正は、存在し
ている基地局と加入者ユニットとの電子回路を用いる単純な技術を用いて得られ
、特別な較正ハードウェアを必要としない。
【００３９】 そこで、アップリンク高周波通路および受信電子回路における差を較正するこ
とのためにアップリンク空間シグネチャと、ダウンリンク高周波通路および送信
電子回路における差を較正することのためにダウンリンク空間シグネチャとを決
める効率的な方法のための技術には必要なことがさらにある。
【００４０】 （概要） 本発明の特徴は、電子経路の異なるアンテナ・アレイを有する通信端末を較正
することを可能にし、その較正には通信端末および加入者ユニットのみが使用さ
れることである。
【００４１】 本発明の他の特徴は、較正された送信重みベクトルの使用を可能にする較正を
提供し、その送信重みベクトルは本質的に受信重みベクトルから決定され、その
較正には電子経路の違いが考慮されていることである。
【００４２】 本発明の他の特徴は、較正された送信重みベクトルの使用を可能にする空間的
なシグネチャを決定し、その送信重みベクトルは本質的に受信重みベクトルから
決定され、その較正には電子経路および無線周波（ＲＦ）伝播路の違いが考慮さ
れていることである。
【００４３】 本発明の他の特徴は、通信端末と通信する加入者ユニットのアップリンク空間
的なシグネチャを決定し、その決定には通信端末および加入者ユニットのみが使
用されることである。
【００４４】 本発明の他の特徴は、通信端末と通信する加入者ユニットのダウンリンク空間
的なシグネチャの決定を可能にし、その決定には通信端末および加入者ユニット
のみが使用されることである。
【００４５】 本発明の他の特徴は、アンテナ・アレイを有する通信端末を較正し、その較正
は容易で、かつ現在較正されていない従来的なチャネルに対してその通信端末を
除外することを伴わないことである。
【００４６】 本発明の他の特徴は、アンテナ・アレイを有する通信端末を較正し、加入者ユ
ニットにおいてその較正を部分的または全面的に遂行できることである。
【００４７】 本発明の他の特徴は、通信端末を較正し、その較正方法は、安価な加入者ユニ
ットとの通信において典型的に生じうる周波数オフセット、タイミング調整不良
、Ｉ／Ｑ不整合および位相ノイズに対する免疫を伴う高精度を提供することであ
る。
【００４８】 本発明の他の特徴は、無線周波システムにおいて実施することができるととも
に、頻繁かつ日常的なシステム較正の実行を実用的なものとする方法および装置
を提供し、その較正は較正された送信重みベクトルの使用を可能にし、その送信
重みベクトルは本質的に受信重みベクトルから決定され、その較正は電子経路の
違いおよびＲＦ伝播効果の違いに対する補正を含むことである。
【００４９】 他の特徴は、既存の呼の最中に数回もの迅速較正を可能にすることである。
【００５０】 他の特徴は、通信端末が特定の呼の最中にそれ自体を連続的に較正できるよう
に、継続的な呼の最中に連続的に較正を行うことを可能にすることである。
【００５１】 他の特徴は、その各々が通信端末のアンテナ・アレイの部分集合のみを「見る
」ことができるか、またはその各々が異なる干渉環境に直面しうる測定を組み合
わせることにより、いくつかの遠隔送受信機に対して補正を行う能力である。
【００５２】 他の特徴は、例えば統計的測定を行うことによって較正が正確であるかどうか
を判断する能力とともに、例えばいくつかの遠隔端末の組合せが必要であるかど
うかを判断するために当該情報を通信端末にフィードバックする能力を提供する
ことである。
【００５３】 これらの特徴および他の特徴は、以下に示す本発明の好ましい実施形態の詳細
な説明を読めば明らかになるであろう。
【００５４】 好ましくていくつかの代替性のある本発明の実施形態の詳細な説明から本発明
がさらに十分理解される。しかし、本発明の実施形態は、いかなる特別な実施形
態にこの発明を捉えてはならず、それらは説明のためおよび良く理解させるため
のものである。さて、この実施形態については、次の図を用いて説明する。
【００５５】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 参照符号の説明 参照符号が最初に導入される図を参照符号のはじめの１および２桁で表す。１
００と１９９との間の参照符号は図１で最初に表れ、かつ２００と２９９との間
の参照符号は図２で最初に表れ、以下同様である。たとえば、参照符号１１１は
図１で最初に表れ、９０９は図９で最初に表れ、１００９は図１０で最初に表れ
、そして１２１１は図１２で最初に表れる。
【００５６】 システムの一般的な説明 本発明は、好ましくは、アップリンクあるいはダウンリンク通信あるいは両者
のためのスマート・アンテナ技術を用いる多重アンテナ・アレイを有する基地局
（すなわち、送受信機および通信端末）を含む無線セルラー通信システムに実装
される。好ましい実施形態は、携帯電話（ＰＨＳ）エアー・インターフェース通
信プロトコルを用いて実施するシステムにある。２つの実施形態は、ひとつには
加入者ユニットがある場所に固定されるものであり、他方では加入者ユニットが
移動できるものである。上記のならびに本出願書内で文献を参照してあり、所有
者を同じくする米国特許出願第０８／７２９３９０では、移動システムの基地局
のハードウェアを詳しく記述してあり、この基地局は、４つのアンテナ素子を有
している。本発明は、移動ならびに固定加入者ユニットに対して有用であるが、
ここでは、本発明を固定した場所の加入者ユニットを持つシステムに組み込むこ
とを詳細に説明する。固定した場所を持つ無線システムは、時々「無線ローカル
・ループ（ＷＬＬ）」システムと呼ばれる。本発明のいくつかの面が組み込まれ
ているＷＬＬ基地局が本出願書内で文献を参照してある米国特許出願第０９／０
２００４９の「スマート・アンテナ通信システムのための信号品質の推定を有す
る電力制御」に記述されており、一方、このようなＷＬＬシステムで用いるため
の加入者ユニットが、「無線通信システムでの迅速初期制御信号検出のための方
法およびシステム」の米国特許出願第０８／９０７５９４に記載されている。上
記に引用した米国特許出願第０９／０２００４９に記載されているＷＬＬ基地局
にはＳＤＭＡが含まれており、どのようなアンテナ素子数をも有しており、さら
にはここで記載した数多くのシミュレーションが６アンテナ・アレイを仮定して
いる。通常の当業者には、従来のチャネル当たり一個の空間チャネルよりも１以
上のどのようなエアー・インターフェースを用い、さらには移動、固定、あるい
は移動と固定の組み合わせの加入者ユニットを有する、どのようなスマート・ア
ンテナを基礎とするシステムにも本発明を実装できることが明らかである。この
ようなシステムは、アナログまたはディジタルであっても良く、周波数分割多重
アクセス（ＦＤＭＡ）、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、あるいは時間分
割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技術を用いても良く、後者は通常ＦＤＭＡとの組み
合わせ（ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ）で使われる。
【００５７】 好ましい実施形態は、基地局を有する無線通信システムに本発明を適用するた
めのものであり、各々の基地局は加入者ユニットを有し、本発明もまた１つのラ
ジオから他へのピア・ツー・ピア通信に適用可能であることに留意すべきである
。基地局または加入者ユニットの概念を定義するための本来的な必要性は無いし
、またピア・ツー・ピア・ケースを適用するためにこの記述変更することは通常
の当業者にとっては明らかであろう。したがって、本発明は、通信端末および加
入者ユニットに実装されているものとして記載される。この文脈での通信端末は
、アンテナ・アレイを装備されたいかなるラジオ送受信機ででもあり得、また加
入者ユニットは、アレイが装備された送受信機に対して離れたいかなる他のラジ
オ送受信機ででもあり得、いくつかの変調方式を用いたアレイ装備された送受信
機との通信が可能である。好ましい実施形態は、アップリンク（受信）処理とダ
ウンリンク（送信）処理との両者のための単一のアレイを有する基地局を、アッ
プリンクとダウンリンクでの適応可能なスマート・アンテナ処理のための手段と
ともに記載している。本発明はまた、送信処理のためおよびアップリンク処理と
ダウンリンク処理とのために別々のアンテナ・アレイを用いる基地局のためだけ
のアレイを有する基地局に適用可能である。受信信号用に単一のアンテナのみを
用いた場合には、すべての受信信号が同じ受信電子装置チェーンを通過するので
、較正因子はダウンリンク・シグネチャである。さらにまた、アンテナの「数」
が「アクティブ」アンテナの数、すなわち通信に用いられるアンテナの数である
ことは明白である。
【００５８】 較正は、適応可能なスマート・アンテナ処理で使うためにここに記述した実施
形態の目的とするが、一方、較正は、他のいかなる目的のためであっても良いの
で、アンテナ・アレイを装備された送受信機は、適応可能なスマート・アンテナ
処理のための手段を含むことさえも必要ではない。
【００５９】 図１は、本発明が実施し得る典型的な基地局（ＢＳ）を経るアップリンクおよ
びダウンリンクの信号の流れを示す。基地局１０１にはアンテナ素子のアレイ１
０５が含まれる。基地局はたとえば加入者ユニット１４１および加入者ユニット
１４３のような１以上の加入者ユニットと通信する。好ましい実施形態では基地
局は、受信と送信の両方のためにも用いられるアンテナ素子の単一のアレイを有
するので、受信／送信ユニット１０７が用いられる。周波数用にはドメイン二重
化ユニット１０７が周波数送受切換え器であり、時間用にはたとえば好ましい実
施形態で用いるドメイン二重化（ＴＤＤ）である。ユニット１０７はスイッチで
ある。ダウンリンクでは、加入者ユニットからの信号がアンテナ・アレイで受信
される。これらの信号１０６は受信位置にセットされたスイッチ１０７を通過し
、これらの信号は受信高周波電子回路１０９を通過する。この記述では、すべて
のケーブル類とスイッチ特性と高周波受信機ならびに他の受信通路類を含む受信
高周波電子回路のすべての特性がすべてひとまとまりとなっている。受信高周波
電子回路ユニット１０９は、高周波信号をベースバンド信号１１０に変換する。
好ましい実施形態の受信高周波電子回路ユニット１０９は、アナログダウン・コ
ンバーター、アナログ・デジタル・コンバーター、ならびにデジタル・ダウンコ
ンバーター機器を含むアナログ高周波機器を含み、デジタル・ベースバンドアン
テナ信号１１０を生じ、さらにアンテナ信号を受信したこれらのベースバンドは
、受信信号処理装置１１１によって処理され、たとえば加入者ユニット１４１の
ような特別な加入者ユニットから受信した信号を生成する。受信信号処理装置に
は、振幅と位相と重み付けし、および所望の信号成分が最大量によって増やされ
、かつ望んではいない成分が最大量によって抑制されるような最適化手段で複素
数（位相ＩおよびクワドラチュアＱ）アンテナ信号の重み付けした合計を決定す
ることを含む。
【００６０】 複素数受信重みは、既知のトレーニング順序でロックすることによって、ある
いはいくつかの決定用の技術を用いることによって、あるいは「盲目的に」その
信号のいくつかの他の特別な構造を用いることによって、演算される。一般的に
は、アップリンク（すなわち受信）重みの演算を行うために受信電子回路の位相
と振幅の関係を知ることは不可欠ではない。下記、ならびにこれらの重みを演算
する方法についてのさらに詳細な説明のためには上記で参照した所有者を同じく
し、１９９６年１０月１１日に受理された米国特許出願第０８／７２９３９０を
参照されたい。
【００６１】 図１は、音声、あるいはネットワーク・インターフェース・ユニット（ＮＩＵ
）に向けられる信号を持つデータ１１３であるような基地局の受信機部分の出力
を示す。図１に示すように、受信信号処理装置１１１はすべての復調機能を備え
ている。
【００６２】 ダウンリンク上では、基地局では図１で１２１と指定されたＮＩＵから音声／
データを受信する。この信号は、システムの仕様にしたがって変調される。送信
号処理装置１２３は、変調されたベースバンド信号（複素数送信重みのセットに
よる重み付け）の複素数重み付けしたコピー１２４を分配することを含み、重み
付けをした送信アンテナ信号を送信高周波電子回路ユニット１２５に送りこみ、
高周波送信信号１２７のセットを生成する。その信号はアンテナ・アレイ１０５
の各々のアンテナ素子に向けられたものである。これらの高周波アンテナ信号を
送信位置にセットしてあるＴＸ／ＲＸスイッチ１０７を経て対応するアンテナ・
アレイ素子に送りこむ。送信重みはアンテナ・アレイが特別な加入者ユニット（
「ビーム生成」）に対してほとんどのエネルギーを輻射するように選択され、ア
レイはチャネル共有ユーザ（ゼロ配置）に対して最小のエネルギーを送信する。
好ましい実施形態では送信重みのセット１１８が受信信号処理装置１１１によっ
て生成された受信重み１１５のセットから直接に演算される。その演算はリアル
・タイムで送信重み生成器１１７によって行われる。しかしながら、この演算の
最中に、送信重み生成器１１７は、そのチャネルに加入者ユニットからおよびそ
れへの電波通路の両方ならびに受信高周波電子回路内と送信高周波電子回路内と
の異なった信号部分の間の変化を含み、アップリンクとダウンリンクの伝播チャ
ネルの間の利得と位相の差を考慮に入れなければならない。好ましい実施形態で
は、この情報が次に記述する較正ベクトル１３３の形態での較正記憶ユニット１
３１に記憶される。この較正情報を決定することが本発明の主な目標である。
【００６３】 アップリンクおよびダウンリンク信号通路の説明 本説明では、基地局のアンテナ・アレイ１０５におけるエレメントの数は、Ｍ
個で表される。それで、アップリンク上では、加入者ユニットからのＭ個、つま
り受信信号処理装置１１１のＭ個の入力の各々に対して１個の信号通路がある。
同様に、ダウンリンク上ではＭ個、つまり加入者ユニットへの送信信号処理装置
１２３のＭ個の入力の各々に対して１個の信号通路がある。ベースバンド信号の
位相と振幅との歪みを特徴つける複素数値ナンバーによってこれらの信号通路の
各々をここに記述する。まとめた表し方として、本記述では、アップリンクおよ
びダウンリンクチャネルはａrxおよびａtxで表したＭ次元の複素数ベクトルによ
ってそれぞれこのように数学的に記述される。ただし、Ｍは基地局アンテナ・ア
レイ１０５のエレメントの数であり、このベクトルの各々のエレメントはアレイ
１０５におけるアンテナ素子のひとつと連動する通路を表している。このような
記述は、リモート加入者ユニットおよび個々のアンテナ素子（遅延拡張）から（
あるいはそれへ）伝播時間の差がたとえば好ましい実施形態のシステムのような
ディジタル変調方式を用いるシステムのためのシンボル期間よりも小さい。ベク
トルａrxおよびａtxは、それぞれ、この基地局のための加入者ユニット用（正規
化した）アップリンクの空間的なシグネチュアおよびダウンリンクの空間的なシ
グネチュアとして認識されることがある場合には、とくに正確である。
【００６４】 本記述を通じて、アップリンクおよびダウンリンク・シグネチュア、およびア
ップリンクおよびダウンリンク重みがすべてベース・バンドに記述される。振幅
と位相とにおけるどのような重み付けをも含む、適用可能なスマート・アンテナ
処理を、いくつかの他のバンド、たとえば中間的周波数あるいはパス・バンドに
おいて別法として実施しても良いことは、通常の当業者には明らかであろう。こ
のような場合には、そのシグネチュアおよびそのすべての成分が同様にその周波
数において定義されよう。
【００６５】 本発明の主な目標は、基地局を較正することである。アップリンクとダウンリ
ンク上での同一の高周波伝播を仮定するならば較正を行うために単一の加入者ユ
ニットを基地局と共に用いることができる。どのような加入者ユニットに対して
もこの方法が、アップリンクおよびダウンリンク・シグネチュアを別々に決定で
きることも明らかである。このようなデータを得ることができる容易さによって
、いかなる（すべてでさえも）アクティブな加入者ユニットのための完全なシグ
ネチュア情報を得ることができる。そのため、加入者ユニットのひとつを用いる
単純な較正実験を行うことによって基地局を較正することに加えて、この方法に
よっていかなる加入者ユニットのためにも加入者依存性のアップリンクおよびダ
ウンリンク・シグネチュアを決定することが可能になる。これらのシグネチュア
には基地局ハードウェアにおける電子的信号通路の影響ならびに加入者ユニット
のためのアップリンクとダウンリンクの電子的信号通路の間のいかなる差をも含
まれる。このような情報の使い方のひとつは加入者ユニットへのおよびからの高
周波伝播が異なっている場合には各々の加入者ユニットのために別々に較正を決
定することである。他の用途は、基地局と単一の加入者ユニットを用いた単一の
較正ベクトルを得ることおよび単一の較正ベクトルを決定するための数個の加入
者ユニットを用いることよりもむしろ基地局を較正することのためである。ひと
つの実施形態では、単一の較正ベクトルが平均的較正ベクトルである。他の実施
形態ではそれは重み付けした平均的較正ベクトルである。この重み付けは、その
加入者ユニットが受け取った信号の品質の測定に依存する特別な加入者ユニット
を用いて行われた見積もりに対して与えられる。そのため良い品質の信号を有す
る加入者ユニットから見積もりが重み付けした平均でさらに重み付けされる。信
号品質を決定するための方法と装置とが上記で引用した米国特許出願第０９／０
２００４９に開示されている。単一の品質推定方法の実施形態を次に説明する。
【００６６】 見積もりに用いるためのバーストのサンプルの数はＮで表す。サンプリングし
た係数情報が同相およびクアドラチュアでの受信信号の２乗の合計を生成するこ
とによってはじめに抽出される。平均の冪と平均２乗冪とが次に期待値のための
演算のためのサンプルの数を超える平均値を用いて決定される。
【数１】
【００６７】 瞬間的冪Ｒ2（ｔ）＝Ｉ2（ｔ）＋Ｑ2（ｔ）が決定されたときに２乗冪Ｒ4（ｔ
）＝［Ｒ2（ｔ）］2を決定するにはサンプル当たり単一の追加乗法だけが必要で
あり、推定した信号・干渉・プラス・ノイズ比（ＳＩＮＲ）が
【数２】 を用いて信号品質推定として、好ましくはせいぜい一回の平方根演算によって、
決定されることに留意しなければならない。
【００６８】 比
【数３】 および量Ａの両方が時々とがりと呼ばれる。信号品質推定の好ましい方法は、周
波数オフセットに対して感度が良くないので、周波数オフセットに対して感度が
良くないＣＭ法を用いた用途のためのとくに魅力的な方法である。
【００６９】 別の実施形態では、単一の較正ベクトルの推定が、たとえばエレメントの良い
品質推定だけを各々の較正ベクトルから採用して、かつ次に１つの高品質較正ベ
クトルを得るためのサブセットのすべてを組み合わせて、較正ベクトルのいくつ
かの決定の他のいくらかの機能を用いて得られることがある。
【００７０】 次の記述では、種々の信号通路で生じる位相と大きさとの歪みが単一複素数の
それぞれ振幅と位相とによって記述してあるので、ｏｎｅ−ｔｏ−ＭまたはＭ−
ｔｏ−ｏｎｅ方式のための較正をＭ次元の複素数値ベクトルによって記述してあ
ることに留意されたい。ＦＤＭＡまたはＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ方式のためには、各
々のキャリアのために位相と大きさの歪みを記述するには異なった複素数が必要
である（各々の周波数バンド）。
【００７１】 しばしば電子回路は単純な位相と振幅の因子によって適切に記述されることが
あるが、一方、キャリアの各々の周波数バンド内での高周波伝播部分は、複素数
によっては適切に記述されないが、しかし、伝達関数によっては適切に記述され
るということに留意されたい。このような状況でさえも、アップリンクおよびダ
ウンリンクの間の高周波通路における相互関係によって、伝達関数は、較正のた
めに用いられる場合には無効になるので、複素数は１つのアンテナのアップリン
ク・ダウンリンク信号通路のための較正を適正に記述するし、また複素数値Ｍ次
元較正ベクトルが適正である。
【００７２】 時々受信電子回路または送信電子回路あるいは両者を経る信号通路が複素数に
よって適正に記述されないとしても、伝達関数によって記述されることが可能で
ある。別の実施形態では、これは考えに入れられるのでアップリンク信号通路の
各々のおよびダウンリンク信号通路の各々は、ベース・バンド信号のための複素
数値伝達関数によって記述される。周波数非依存性（キャリア・バンド内）位相
と振幅ベース・バンド信号通路の記述よりもむしろ周波数のセットを考慮に入れ
るためにここで記述した実施形態を拡張する方法は、通常の当業者の一人には明
らかにあろうし、また本発明の狙いはこのような拡張を含むものであることは確
かである。
【００７３】 図２は、アップリンクとダウンリンクのチャネル記述をさらに数学的に下記の
やり方で「伝播」「電子的」因子の積に分解するやり方を示す。各々の基地局ア
ンテナ素子（１０５の素子）および加入者ユニットのアンテナ２０５の間で、ア
ップリンクへとダウンリンクへとの高周波伝播効果のせいでベース・バンド信号
に生じる位相と振幅との歪みを記述する複素数値数がある。このような伝播の影
響は限界通路損失無しにフェーディングとシャドーイングとの効果、マルチパス
、および近距離電磁界散乱を含む。アップリンクとダウンリンクの各々に対して
、前記Ｍのような数は、Ｍ次元複素数値ベクトルとして組み合わせることができ
る。アップリンクとダウンリンクそれぞれのためにこれらのベクトルとしてｇrx とｇtxを定義されたい。ｇrxとｇtxはここで伝播因子と呼ばれる。典型的な移動
性が低い環境では伝播因子が数個のフレームにわたって一定のままとなる（すな
わち数十ないし数百ミリセコンド）。
【００７４】 同様に、アンテナ・アレイ１０５の素子と受信信号処理装置１１１の対応する
出力端子との間で、受信電子回路のせいでベース・バンド信号に生じる位相と振
幅との歪みを記述する複素数値数がある。さらに、送信信号処理装置１２３の入
力端子と、アンテナ・アレイ１０５の対応する素子との間で、送信電子装置チェ
ーンにおけるベース・バンド信号に生じる位相と振幅との歪みを記述するもう１
つの複素数値数がある。これらの電子装置チェーンの位相と振幅との歪みには、
ケーブル損失、不完全な物理的接続、種々のアクティブな受信または送信高周波
電子回路の利得のバリエーション、ならびにたとえば表面音波（ＳＡＷ）フィル
タおよび他の機器のような高周波電子機器に含まれる特別な機器でのグループ遅
延のせいで生じるものが含まれる。基地局のハードウェアが安定である場合には
、電子的因子は拡張した時間区間（分、時または日）を超えて一定のままになっ
ている。送信および受信電子機器チェーンの各々のための電子に基づいたＭ因子
がある。各々の方向のためにこれらの因子は、Ｍ次元複素数値ベクトルとして組
み合わせることができる。Ｍ受信電子装置チェーンの歪みのベクトルとして受信
電子回路因子ベクトルｅrxを定義し、また送信電子回路因子ベクトルｅtxをＭ送
信電子装置チェーンの歪みのセットとして定義する。
【００７５】 図２ではアップリンク伝播因子ベクトルｇrxを２１１として示し、またアップ
リンク電子回路因子ベクトルｇtxを２１５として示すが、一方、ダウンリンク電
子回路因子ベクトルｅtxを２１７として示し、ダウンリンク伝播因子ベクトルｇ tx を２１９として示す。
【００７６】 各方向に向けた各アンテナ素子のためのこれらの因子の乗法的性質は数学的に
は下記のように現される。
【数４】 ただし、○×は素子方向の積（すなわち、アダマール積）を表す。本明細書にお
いて○×は○の中に×がある記号を意味する。
【００７７】 好ましい実施形態は、従来の各々のチャネルが一周波数チャネル（一周波数チ
ャネルはここではＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ方式のための「キャリア」として取り扱う
）におけるタイム・スロットであるような周波数分割多重アクセス／時間分割多
重アクセス（ＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ）方式である。殊に、時間はタイム・スロット
のフレームに分割され、このようなフレームは図３の３０１に示す。好ましい実
施形態のフレーム３０１には、８つのタイム・スロットが含まれる。順番に、図
３で０から３（３０５、３０７、３０９、および３１１項）と表示された４つの
受信タイム・スロットと、それに続く０から３（３１５、３１７、３１９、およ
び３２１項）と表示された４つの送信タイム・スロットとがある。そこで、好ま
しい実施形態では、相対的に短い時間間隔で分離される連続する受信および送信
スロットにわたってアップリンクとダウンリンク因子が測定される。そのため、
相互関係の原則によって、アップリンクとダウンリンク伝播因子が同一であると
仮定することは合理的である。 ｇrx＝ｇtx （２）
【００７８】 ＦＤＤ方式では、アップリンクとダウンリンクとの伝播因子間の関係はもっと
複雑になっていることがあり、さらに決めることができる。
【００７９】 アップリンク重み演算 好ましい実施形態では、アップリンク重みは基地局１０１で受信信号処理装置
１１１によって演算される。アップリンク重みは、ここではＷrxで表される複素
数値Ｍ次元複素数値「受信重みベクトル（アップリンク重みベクトルとも言われ
る）」１１５によって集計され、その各々の素子は、ベース・バンド受信信号の
振幅と位相との重み付けを記述する。重み付けを適用した結果としてベース・バ
ンド信号が特定の加入者ユニットから生成される。図１を参照すると、アンテナ
素子からの受信信号１０６が受信高周波電子回路ユニット１０９によって計数化
され、かつベース・バンドに変換される。図４は（プログラミングによって）受
信（アップリンク）重み演算を含む受信信号処理ユニット１１１の好ましい実施
形態を示す。受信信号処理装置１１１ははじめに通過帯域の濾波を行い、さらに
周波数オフセット、タイミングオフセット、Ｉ／Ｑ不適合、およびその他の可能
な歪みのための補償を行う。これらの演算は、通常「前処理」として標識し、ま
た図４の４０３として示される前処理装置中で行う。
【００８０】 次のステップでは適当な空間的処理と復調技術とを用いることによって、送信
されたシンボル・シーケンス４１１がセットの前処理した受信信号４０５から推
定される。図４を参照すると、受信（アップリンク）重みベクトル１１５によっ
て記述された受信重みのセットによって振幅と位相を重み付けすることによって
、特定の所望の加入者ユニットからの信号の推定値が空間的処理装置４０７によ
って決定される。
【００８１】 本発明がまた空間的処理装置４０７を時間等化を含む時空的処理装置によって
置き換えることを包含することに留意されたい。時空的処理によって、時間領域
で重み付けが重畳演算、または同等に、周波数領域での乗法によって置き換えら
れる。通常は、重畳は有限であり、またサンプリングしたデータ上で行われるの
で、空間的処理と時間等化とをイコライザー・タップの有限数を有する時間領域
イコライザーを用いて結合することに等しい。すなわち、重みベクトルにおける
重みの各々は、有限数の数値によって置き換えられる。もし各々の重畳関数の長
さがＫであるならば、複素数値Ｍ重みベクトルｗrxを決定することよりもむしろ
、Ｋ行列Ｗrxによって複素数値Ｍを決定する。
【００８２】 空間的な重み決定法を異なった大きさの行列とベクトルとに関する問題を再表
現することによって重み行列にしたがって時空的処理用に容易に改変できること
に留意されたい。この記述全体として、Ｍをアンテナ素子の数であるとし、Ｎを
サンプルの数とし、Ｋをアンテナ素子あたりの時間イコライザー・タップの数で
あるとしよう。セットの受信信号サンプルを行ベクトルの行列として書くことが
でき、各々の行ベクトルは単一のアンテナからの単一のサンプルを表す。その場
合、すべての信号サンプルを（Ｍ×Ｎ）受信信号行列によって表すことができる
。時空的処理を考えに入れるために、（Ｍ×Ｎ）受信信号行列のＮサンプルの各
々の行ベクトルを一行目の移行バージョンのＫ行として書いて、大きさ（ＭＫ×
Ｎ）の受信信号行列を生じることができ、この行列は大きさ（ＭＫ×１）の重み
ベクトルのエルミート転置（すなわち複素数共役転置行列）によって前もって掛
け算した時にＮサンプルの推定受信信号行ベクトルを生じる。時空問題は、この
ように、問題を決定する重みベクトルとして再表現されている。たとえば、共分
散を基礎とする方法のために重みベクトルは大きさ（ＭＫ×１）の「長い」重み
ベクトルである。この「長い」重みベクトルの用語を再アレイすることで必要（
Ｍ×Ｋ）重み行列が得られる。そのため、ここでの記述は重みおよび空間的処理
に関している一方、その狙いは時空的処理を含める意図にある。
【００８３】 図４と処理装置４０７を再び参照すると、始めに、アップリンク重みベクトル
１１５の推定値、たとえば前のフレームからの値、が用いられる。信号の推定値
４０８が次に復調器と基準信号生成器４１１とによって復調されて送信シンボル
・シーケンス４１２の推定値を生成し、次にさらに高水準処理ユニット４１３に
よって処理されて、ネットワーク・インターフェース・ユニット（図示せず）に
送られる音声またはデータ信号１１３を生成する。シンボル・シーケンス４１２
を生成することに加えて、復調と基準信号生成器４１１とが、推定されたシンボ
ルによって変調され、かつ用いた特別な変調プロトコルによる正しい信号構造を
有する、変調された信号である基準信号４１０をも生成する。この基準信号は、
前処理した受信信号セット４０５とともに、重みベクトル生成器４０９によって
用いられて受信重みベクトル１１５の良好な推定値を生成する。重みベクトル生
成器４０９は、重みベクトルの目的関数を最小化する重みベクトルを決定する最
適化方法を実施する。この目的関数には、重みベクトルを用いて信号のコピーの
空間的な処理の操作を経て基準信号４１０に至る、生成した信号の偏差の測定値
が含まれている。好ましい実施形態では、目的関数に重みベクトルの大きさを限
定するための用語が含まれている。重みベクトル生成器４０９から得られた重み
ベクトルの次の推定（値）を信号のコピー操作４０７によって用いることができ
、また送信重み生成器１１７によって用いられることがある。本発明の方法が好
適に実施される基地局の構造のさらに多くの詳細のためには、上記で参照した米
国特許出願第０９／０２００４９を見るべきである。アップリンク重みベクトル
演算のさらに詳しいことについては、上記で参照した米国特許出願第０８／７２
９３９０および米国特許出願Ｓ／Ｎ０９／１５３１１０の空間的処理による通信
端末での周波数オフセットの存在における基準信号生成のための方法を見よ。
【００８４】 ダウンリンク重み演算 リンク重み１１８は、重みＷtxのＭ次元複素数値ベクトルとして表現しても良
い（「送信重みベクトル」および「ダウンリンク重みベクトル」と呼ばれる）。
好ましい実施形態では、ダウンリンク重みが直接にアップリンク重みから演算さ
れる。アップリンクとダウンリンクとの信号通路の対称性が用いられる。図５Ａ
（アップリンク）および図５Ｂ（ダウンリンク）で図示したこの対称性を下記の
ように表現しても良い。
【００８５】 １．加入者ユニットが送信した、変調されたベースバンド信号（５０３として
示した）と後空間処理（すなわち多重分離した）信号（たとえば図４を参照する
と、基準信号４１０）との間のスカラー「チャネル」（ベースバンドでの）のイ
ンパルス応答が、加入者ユニットで基地局から受信ベースバンド信号５０９へ送
信された前空間処理スカラー・ベースバンド信号５０７からの逆方向のインパル
ス応答と実質的に同じである。数学的には、この対称性を、方程式を実質的に満
足するアップリンクとダウンリンクの重みベクトルと言っても良い。 ｗ* rxａrx＝ｗ* txａtx （３）
【００８６】 ２．同じ加入者ユニットから送信して受信するために（受信と送信のために加
入者ユニットが同じアンテナを使用することを仮定して）、アップリンクとダウ
ンリンクのアンテナ・アレイのビーム・パターンは、実質的に同一でなければな
らない。相互関係の条件（ｇrx＝ｇtx）が実質的に成立する場合には、これは、
重みベクトルが実質的に満足されることを意味する。
【数５】 ただし、○×は素子方向の積を表す（すなわち、アダマール積）。一般的にはア
ンテナ・アレイのビーム・パターンは、重みベクトルに、同様にまた高周波電気
回路の伝達関数に、依存することに留意されたい。式（３）は、ｗtxのために多
くの解を持つが、一方、式（４）はただ１つの解を持つ。
【数６】 ただし、○／は素子方向の商を表す。したがって、送信重みの生成を支配する主
な方程式は下記によって与えられる。
【数７】 ただし、「較正ベクトル１３３」（ｃで表される）は、下記のように定義される
。
【数８】
【００８７】 送信重み生成器１１７の内部構造を図６に示す。送信重みベクトル１１８の要
素を生成するためには、素子方向の乗法処理６０３を用いて対応する較正ベクト
ル１３３の要素に、対応する受信重みベクトル１１５の要素を乗じる。
【００８８】 較正処理 較正処理の主な目的は、基地局および較正過程を支援するその加入者ユニット
のために較正ベクトル１３３を決定することである。たとえばトランスポンダや
信号生成器や、あるいは測定ネットワークのような、追加の較正装備は必要では
ない。典型的なＴＤＤ方式では、較正処理は下記の段階から成っている。 １．適当な加入者ユニットとの接続を確立する。 ２．アップリンク・チャネル空間シグネチュアａrxを推定する ３．ダウンリンク・チャネル空間シグネチュアａtxを推定する ４．相互関係を推定し、下記のように較正ベクトル１３３を演算する
【数９】 ５．加入者ユニットとの接続を切る
【００８９】 明らかに、較正関数を決定するためには、「明示的な」アップリンクおよびダ
ウンリンク・シグネチュア（上記のステップ２および３）を表示または記憶する
ことは必要でないし、また代わりにアップリンクおよびダウンリンク・シグネチ
ュアに関連する中間的な量から較正関数を演算するステップ４を直接に進めても
良い。この発明の目的のためには、このような中間的な量からの較正関数の演算
は、アップリンクおよびダウンリンク・シグネチュアから較正関数を演算するこ
とと等価である。
【００９０】 好ましい実施形態が実装される現行のＷＬＬ方式では、各々の加入者ユニット
が較正方法を支援することが可能である。それにもかかわらず、信号とノイズと
の比を最大にするために、基地局に対して閉じている加入者ユニットを選ぶこと
が一般的には望ましい。較正呼出しは、いかなるキャリアおよびいかなるタイム
・スロット上でも開始することができるが、一方、基地局は他のキャリアおよび
タイム・スロット上で標準的な通信チャネル（ＴＣＨ）呼出しのサービスをして
いる。
【００９１】 ここでの記述は基地局と加入者ユニットとの通信によって生じる較正に対して
であり、その狙いは基地局と、ここに記述した機能を行う特別な目的の送受信機
との通信を明らかに含む一方、いかなる他の機能たとえば典型的な加入者ユニッ
トが行う典型的な機能を必ずしも行わないことに留意されたい。たとえば、較正
を実施する加入者ユニットに含まれるハードウェアとソフトウェアとのサブセッ
トを用いることができる。
【００９２】 通信がバースト・バイ・バーストを生じるシステムを好ましい実施形態が用い
ることに留意されたい。ここでの記述では「バースト」との用語を用いており、
またたとえばトラフィック・バースト、較正バースト、などという用語を用いた
。本発明はバースト・バイ・バースト方式に限定されないことは確かである。こ
こで用いたバースト・バイ・バーストと非バースト・バイ・バースト方式との両
者に適用できる「バースト」に対して一般的に等価である用語は「波形」である
ので、「較正波形」はバースト・バイ・バースト方式にとっては較正バーストで
ある。「トラフィック波形」はバースト・バイ・バースト方式にとってのトラフ
ィック（またはＴＣＨ）バーストである。以下同様。
【００９３】 図７は、本発明の態様による較正呼出しを含む典型的なプロトコルを示す。異
なったプロトコルも他の実施のために設計可能である。アレイの順序は上から下
である。矢印の方向は通信の方向を示す。このプロトコルは、基地局から加入者
ユニットへの無線呼出し７１１を含む標準的な呼出しセット・アップ・プロトコ
ル７０３、加入者ユニットから基地局へのリンク・チャネルリクエスト７１３で
始まり、ステップ７１５で加入者に送られたリンク・チャネル指定を生じる。同
期化（「ＳＹＮＣＨ」）バーストはバーストアップリンク（７１７）に、次にダ
ウンリンク（７１９）に送られる。最後に、ステップ７２１では、基地局へ無線
応答が送られる。このプロトコルの較正バースト位相７０５のために、加入者ユ
ニットがはじめのアップリンク較正バーストまたは複数の較正バースト（７２３
）を送信するので、基地局がアップリンク・チャネルを推定できる。この後すぐ
に、ステップ７２５で、基地局がはじめのダウンリンク（または複数の較正バー
スト）較正バーストを送信するので、加入者ユニットがダウンリンク・チャネル
を推定できる。
【００９４】 好ましい実施形態では、較正バーストが特別なエアー・インターフェース基準
、この場合には、ＰＨＳの基準に合致している較正波形であることに留意された
い。「エアー・インターフェース基準に合致していること」によって、我々はチ
ャネル構造およびエアー・インターフェース変調への合致を意味する。ここで「
チャネル構造」とはＦＤＭＡの場合においては周波数スロットのことであり、Ｔ
ＤＭＡの場合においてはタイムおよび周波数スロットのことであり、あるいはま
たＣＤＭＡの場合においてはコード・チャネルのことであり、また「変調」は、
ＰＨＳの場合においてはたとえばπ／４−ＤＱＰＳＫであるか、またはＧＳＭの
場合においてはＧＭＳＫのことである。以下同様。以下で記述する２トーンおよ
びマルチ・トーン較正方法においては、較正波形は、各々がＰＨＳエアー・イン
ターフェース基準に合致している２つ以上の波形の合計から成っている。このよ
うな合計が、周波数の再利用を伴うマルチ・ユーザ通信システムで自然に生じる
際には、エアー・インターフェース基準に合致している波形の合計はまた本記述
の目的のためのエアー・インターフェース基準に合致していると考えられる。
【００９５】 一実施形態がアンテナ・アレイの全体を好ましい実施形態で一度に較正するた
めのものである一方、Ｍアンテナ素子のアレイ全体ではなくて、Ｍ素子未満の各
々のアレイの副アレイであると考え、各々の副アレイを独立にも較正する。この
好ましい実施形態では、１つまたは複数の追加のアップリンク較正バーストおよ
び１つまたは複数の追加のダウンリンク較正バーストが必要になることがあり、
各々の追加の副アレイのための各々、そしてこれらの追加のステップを点線７２
７および７２９としてそれぞれ図７に示す。唯一のダウンリンクおよび唯一のア
ップリンクの追加ステップが点線で表してあることに留意されたい。これが較正
するための追加の副アレイがあるのと同じほど多い追加バーストを表しているこ
とが理解されねばならない。
【００９６】 特別な実施形態では、固定された基準アンテナに関して較正された各々のアン
テナを用いてアンテナが対で較正される。そのため、Ｍ素子アンテナ・アレイは
、２素子副アレイの集合として眺められ、また各方向での較正に用いたＭ−１バ
ーストがある（ステップ７２７および７２９は各々Ｍ−２回実行する）。図８は
、固定基準アンテナとして任意に選んだアンテナ８０１をともなって、８０１、
８０２、８０３、８０５、８０７、および８０９という６つのアンテナの円形ア
レイを示す。副アレイを点線区域内でアンテナとして示す。５つの副アレイは、
アンテナ８０１および８０２の副アレイ＃１（８１１）、アンテナ８０１および
８０３の副アレイ＃２（８１３）、アンテナ８０１および８０５の副アレイ＃３
（８１５）、アンテナ８０１および８０７の副アレイ＃４（８１７）、アンテナ
８０１および８０９の副アレイ＃５（８１９）である。
【００９７】 好ましい実施形態では、加入者ユニットは、ダウンリンク較正バーストあるい
は複数のバーストを分析することができるようになったいくつかのインテリジェ
ントな信号処理能力を有する。一般には、リモート加入者ユニットによってダウ
ンリンク・チャネル推定値のいくつかをその次に実施することができる。部分的
な結果を決定するシグネチュア推定のこの部分は、ここでは「ダウンリンク・シ
グネチュア関連信号」と呼ばれる。好ましい実施形態では、ダウンリンク・チャ
ネル推定値を完全に演算するための十分な処理力を加入者ユニットが持っており
、この場合では、ダウンリンク・シグネチュア関連信号がダウンリンク・チャネ
ル推定値成分である。これらの結果は（完全か部分的な推定かどうか・・・一般
には、ダウンリンク・シグネチュア関連信号）ＰＨＳプロトコルで記述したよう
に、制限無しにＳＡＣＣＨ、ＦＡＣＣＨ、ＴＣＨ有料負荷を含む標準的なメッセ
ージ・プロトコルを用いることによって基地局に逆送される。ＰＨＳプロトコル
は本出願書内で引用してある。たとえば無線工業及び商業協会（ＡＲＩＢ：Asso
ciation of Radio Industries and Businesses、日本）予備基準の第２版のＰＣ
Ｒ ＳＴＤ−２８でＰＨＳ基準を記述してあり、変形がＰＨＳメモランダム・オ
ブ・アンダースタンディング・グループの技術基準書（ＰＨＳ ＭｏＵ、http:/
/www.phsmou.or.jpを参照のこと）に記述してある。この送信は、第１ダウンリ
ンク較正バーストのためのステップ７３１として、またたとえば残りの副アレイ
のための、追加のバーストを用いるそれらの実施形態のために点線７３３として
示してある。他の関連情報（たとえば、信号品質推定あるいは生のＩ／Ｑサンプ
ル）もまた、電力制御で使用するため、ならびにその他の分析および目的のため
に加入者ユニットから基地局へ逆送信することができる。加入者ユニットの電力
制御ならびに信号品質推定の側面の記述のためには上記で引用した米国特許出願
第０９／０２００４９を参照されたい。
【００９８】 較正処理の終わりに、基地局が較正ベクトルを演算し、較正呼出しを終了する
。呼出しの終了７０９は、好ましくは加入者ユニットからの解放メッセージ７３
７に続く基地局からの切断コマンド７３５を含む。
【００９９】 アップリンク・シグネチャ推定 好ましい実施形態では、基地局周辺のアクティブな加入者ユニットでアップリ
ンク・シグネチャ推定が行われる。サービス・チャネルが確立された後、加入者
ユニットは基地局に向けてアップリンク較正バーストを送信する。この特定の実
施形態では、アップリンク較正バーストはアイドル状態の（ペイロードなし）Ｔ
ＣＨバーストである。他の実施形態では、他のシーケンスを使用することができ
、他のシーケンスを使用する方法をどのように修正するかは、当業者であれば明
白であろう。たとえば、他の実施形態では、ダウンリンク・シグネチャ推定が最
初に実行される。加入者ユニットで計算したダウンリンク・シグネチャ関係の信
号は、好ましくはシグネチャ推定であり、その後、基地局に送信される。これら
の信号を使用して、アップリンク・シグネチャを推定する。
【０１００】 図９は、アップリンク・シグネチャａrxを決定するための要素を説明している
。好ましい実施形態では、加入者ユニット（たとえば、ユニット１４１）はシグ
ナル・プロセッサ上の一組のプログラム命令として実施されるアップリンク較正
バースト・シンセサイザ９０７を含む。シンセサイザ９０７は、メモリ（すでに
存在しているシグナル・プロセッサ・メモリの一部）を備え、第１の較正バース
ト（ステップ７２３）または第２の較正バースト（ステップ７２７）を生成する
。バーストは、加入者ユニットの送信ＲＦ電子回路９０９を使用して加入者ユニ
ットのアンテナ９１１から送信される。好ましい実施形態の加入者ユニットのア
ーキテクチャについては、上記の米国特許出願第０８／９０７５９４号と図１２
で説明されている。図１２を見ると、タイム・デュプレクサ１２０３は送信時に
送信位置にあり、送信ＲＦ電子回路９０９の出力をアンテナ９１１に接続してい
ることがわかる。通常のトラフィック・バースト信号は、ボコーダＤＳＰ１２０
９を介して電話インターフェース・ユニット１２１３から得られる。複素数値（
１、Ｑ）サンプルがＤＳＰデバイス（ＴＸ ＤＳＰ １２１１）内に形成され、
他のＤＳＰデバイス、信号受信に使用されるＲＸ ＤＳＰ １２０５と共有する
メモリ１２０７に接続されている。ここで説明するアップリンク・チャネル決定
の実施形態のため、通常送信信号処理機能に加えてアップリンク較正バースト・
シンセサイザ９０７の機能を実行するようにＴＸ ＤＳＰ １２１１がプログラ
ムされている。図９に示されているように、アップリンク較正バースは、基地局
アンテナ・アレイ１０５で受信され、受信ＲＦ電子回路１０９によってベースバ
ンド信号１１０に変換される。その後、アンテナ素子からの信号は、素子４０３
、９２１、および９３１の機能を実行するようにプログラムされている１つまた
は複数のデジタル信号処理デバイス（ＤＳＰ）で構成されている受信信号プロセ
ッサ１１１によって処理される。プリプロセッサ４０３は、ベースバンド・フィ
ルタ処理を含む前処理と、周波数オフセット、タイミング・オフセット、および
Ｉ／Ｑ不整合を受信信号から除去する処理を行う。実施形態によっては、必要に
応じて、ベースバンド・イコライゼーションも、プリプロセッサ４０３に含める
こともできるが、イコライゼーションを含める方法は当業者には明白であり、し
たがって、本発明の主要な関心事ではない。ユニット９２１は、ユニット４０７
および４１１を含み、信号コピー操作、復調、および基準信号生成を実行するこ
とで送信されたシンボル・シーケンス（基準信号）を推定する。好ましい実施形
態では、加入者ユニットは標準ＴＣＨバーストを送信し、したがって、基地局の
デフォルトのＴＣＨ復調方法をこの目的に使用できる。他の実施形態では、加入
者ユニットは明確に知られている事前定義された較正シーケンスを送信するので
、基地局で事前に記憶できる。この場合、受信した信号を復調する必要はない。
この他の実施形態は、図９で点線で示されており、送信信号推定値４１０の代わ
りに事前定義されたバースト・セグメント９２３が使用される。チャネル識別ユ
ニット９３１は、送信信号推定値４１０と受信信号４０５を使用するが、これら
はそれぞれ、基本の空間的なシグネチャ９３３を推定するためのアップリンク・
チャネルの入力信号と出力信号である。チャネル識別ユニット９３１では、任意
の標準システム識別手法を使用できる。次の方法は、好ましい実施形態で使用さ
れる。受信信号４０５と送信信号推定４１０のＮ個のサンプルを使用する。好ま
しい実施形態では、Ｎ＝５０である。つまり、バーストのサンプルを５０個だけ
使用するということである。ｋ＝０、１、．．．、Ｎ−１としてＮ個のサンプル
の時係数をｋで表し、時刻ｋに受信した信号４０５のベクトルをｘ（ｋ）で表し
、時刻ｋに送信された信号推定値４０１をｓ（ｋ）で表す。アップリンク・チャ
ネル・シグネチャの推定値は次のようにして求められる。
【数１０】 ただし、行列Ｘ＝［Ｘ（０）Ｘ（１）．．．Ｘ（Ｎ−１）］とベクトルＳ＝［Ｓ
（０）Ｓ（１）．．．Ｓ（Ｎ−１）］である。当業者であれば、次の式で受信信
号をモデル化するためにチャネル・シグネチャの最尤推定値としてこれを認識で
きるであろう。 ｘ（ｋ）＝ａrxｓ（ｋ）＋ｖ（ｋ），ｋ＝０，１，．．．，Ｎ−１ （１
０） ただし、ｖ（ｋ）は時刻ｋにおける加法的雑音のベクトルを表し、雑音ベクト
ルは統計的に独立で、等分布ガウス・ランダム過程のベクトルであり、平均値Ｅ
［ｖ（ｋ）］＝０、共分散行列Ｅ（ｖ（ｋ）ｖ（ｋ）*）＝σ2 vＩ、Ｉは恒等行
列である。しかし、本発明のこの部分は、モデル作成の仮定に依存していない。
他の実施形態では、より高度な、あるいはあまり高度でない標準システム識別手
法を式（９）の代わりに使用できる。Ｌｙｕｎｇ，Ｌ．著『Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｄ
ｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ． Ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｕｓｅｒ』（Ｅ
ｎｇｌｅｗｏｏｄ−Ｃｌｉｆｆｓ； ＮＪ： Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ，１
９８７）は本発明で使用するために手を加えられる他の多数のシステム識別手法
の優れた出典である。また、式（９）の解および同等の解は、ここでは、最大尤
度の受信信号モデルおよびその他の条件が満たされていなくても最尤推定値と呼
ぶこともあり、また「最尤推定値」という用語は適切な線形信号モデルおよび雑
音条件が成立するときの最大尤度となる解を意味すると理解されることに留意さ
れたい。たとえば、式（１１）または同等の式を適用する操作は、任意の種類の
雑音が存在している状態で任意のモデルを使用してあるいはモデルをいっさい使
用せずに任意の送信Ｓおよび受信Ｘの「最尤推定値」に分類されることになる。
【０１０１】 ダウンリンク・シグネチャ推定 ダウンリンク・チャネルを推定するために、基地局１０１は加入者ユニット１
４１に向けて１つまたは複数のダウンリンク較正バーストを送信する。図１０は
、ダウンリンク・シグネチャａ1xを決定するための要素を説明している。好まし
い実施形態では、基地局１０１の送信信号プロセッサ１２３は、ダウンリンク較
正バースト・シンセサイザ１００５としてプログラムされており、ダウンリンク
較正バーストを生成する（この方法の実施形態で使用しているバーストの数に応
じてステップ７２５の第１のバーストまたはステップ７２７の第２のバースト、
およびその実施形態のステップ）。このようなバーストは、基地局１０１内のメ
モリからバーストをリコールすることで生成するのが好ましい。必要な空間処理
に送信信号プロセッサ１２３（ユニット１００５の一部として図１０に示されて
いる）を使用し、送信ＲＦ電子回路１２５およびアンテナ・アレイ１０５を介し
て送信することにより、バーストが加入者ユニット１４１に送信される。
【０１０２】 バーストは、加入者ユニット（たとえば、ユニット１４１）により、加入者ユ
ニット受信電子回路１００９を介してアンテナ９１１で受信される。再び図１３
を見ると、好ましい実施形態の加入者ユニットには、この実施形態に関してｋを
時係数とするｙ（ｋ）で表されるサンプリング受信信号１０１２を生成するよう
にプリプロセッサ１０１１としてプログラムされ、さらに受信信号１０１２およ
びＭベクトルｚ（ｋ）で表される一組の送信信号の格納バージョン１０１９を使
用してダウンリンク・チャネル・シグネチャを決定するダウンリンク・チャネル
識別プロセッサ１０１３としてプログラムされているＲＸ ＤＳＰ １２０５を
含む。格納バージョン１０１９は、メモリ１２０７内に形成されているバッファ
に格納される。その後、加入者ユニットは結果を基地局に送り返す。
【０１０３】 特定の実施形態において、信号はπ／４ＤＱＰＳＫを使用して変調され、ボー
レートは１９２ｋｂａｕｄ／ｓである。受信信号ｙ（ｋ）は４倍の過剰サンプリ
ングである。ツートーン較正（以下参照）を使用した場合、送信された較正波形
は適切に変調された正弦波であり、好ましい実施形態では、メモリを節約するた
め、各正弦波の単一期間のみがメモリ１２０７に格納され、メモリ１２０７のそ
のセクションは循環バッファとして構成される。その後、連続する期間に繰り返
しデータを読み出す。
【０１０４】 代表的な加入者ユニットは通常、高々数本のアンテナ（本発明の実施形態で好
ましいＷＬＬシステムの１本のアンテナ９１１）を備え、これによりダウンリン
ク・シグネチャ推定に使用できる情報が制限される。さらに、代表的加入者ユニ
ットのハードウェアは、サイズおよびコスト制約の点で単純であり、したがって
、代表的な基地局のハードウェアに比べて高度で正確な処理をあまり行えない。
その結果、加入者ユニットで受信した信号は、たとえば、アップリンク推定値と
比べてダウンリンク・チャネル推定値の精度を引き下げる可能性のある周波数お
よびタイミング・オフセット効果、および位相雑音を制限されることなく含むか
なりの歪みが入り込むことがある。将来、より高い信号処理（あるいは他の計算
処理）能力を平均的な加入者ユニットが備えることによりプリプロセッサ１０１
１で歪みを補正できるようになることが予想される。しかし、本発明は信号処理
能力が低いときでも機能する。
【０１０５】 改良された実施形態では、基地局は制限されることなく周波数オフセット、タ
イミング・オフセット、１／Ｑ不整合、および位相雑音を含む効果に関してロバ
ストな専用設計の信号シーケンスを使用する。このため、ある程度の、ただし制
限されている、信号処理能力を持つ単純で安価な加入者ユニットを使用して正確
な結果を求めることができる。たとえば、ダウンリンク較正バーストは純粋なト
ーンで構成できる。そのため、加入者ユニット内でプリプロセッサ１０１１とし
てプログラムされているＲＸ ＤＳＰ １２０５で周波数オフセットおよびタイ
ミング・アライメント推定をほんのわずかの計算作業で実行できる。それとは別
に、ダウンリンク較正バーストは、疑似ランダム信号シーケンスまたはチャープ
（掃引周波数）信号シーケンスから合成でき、これにより、広い範囲に渡る周波
数において伝播チャネルを特性化することができる。
【０１０６】 行ベクトルｚ（ｋ）＝［ｚ1（ｋ）ｚ2（ｋ）．．．ｚM（ｋ）］，ｋ＝０，１
，．．．，Ｎ−１が較正バーストからの基地局１０１から送信されるＭ変調ベー
スバンド信号ｚ1（ｋ）、ｚ2（ｋ）、．．．ｚM（ｋ）のＮ個のサンプル（ベー
スバンドの）を表すものとする。ｙ（ｋ）ｋ＝０，１，．．．Ｎ−１は加入者ユ
ニットの受信信号（ベースバンド内および１０１１の前処理の後）のＮ個のサン
プルを表すものとする。ベクトルｙと行列Ｚを次式で定義する。
【数１１】 それぞれ上記のようになる。ダウンリンク・シグネチャ推定１０１７は、次の
式に従って識別プロセッサ１０１３で決定するのが好ましい。
【数１２】 当業者であれば、これが、受信信号サンプル１０１２が次の式を満たすモデル
（ベースバンドで）に従うときのダウンリンク・シグネチャの最尤推定値である
ことを認識できるであろう。 ｙ（ｋ）＝ｚ（ｋ）ａtx＋ｎ（ｋ），ｋ＝０，１，．．．，Ｎ−１ （１
２） ただし、ｎ（ｋ）、ｋ＝０，．．．，Ｎ−１は、受信信号内の何らかの加法的
雑音を表し、Ｎ個の統計的に独立している、等しく分布するガウス・ランダム変
数としてモデル化される。本発明は、このようなモデルに従う受信信号サンプル
に依存していないことに留意されたい。また、式（１１）の解および同等の解は
、ここでは、最大尤度の受信信号モデルおよびその他の条件が満たされていなく
ても最尤推定値と呼ぶこともあり、また「最尤推定値」という用語は適切な線形
信号モデルおよび雑音条件が成立するときの最大尤度となる解を意味すると理解
されることに留意されたい。たとえば、式（１１）または同等の式を適用する操
作は、任意の種類の雑音が存在している状態で任意のモデルを使用してあるいは
モデルをいっさい使用せずに任意の送信Ｚおよび受信Ｙの「最尤推定値」という
用語のもとに分類されることになる。
【０１０７】 雑音サンプルを次のベクトルで表すと、
【数１３】 式（１２）は次のように表すことができる。 ｙ＝Ｚａtx＋ｎ （１３）
【０１０８】 シグネチャ１０１７は、Ｚが一次独立の列の場合のみ式（１１）に従って決定
できることに留意されたい。このため、較正されたアレイ（またはサブアレイ）
の各アンテナ素子はＭ個（またはサブアレイの場合にはそれよりも少ない個数）
の実質的に「一次独立」の信号をダウンリンクの較正中にＭ個の（またはそれよ
りも少ない）アンテナ素子から送信する。Ｍ個の送信信号ｚi（ｋ）は、ｋ＝０
，２，．．．Ｎ−１について
【数１４】 となるような定数の複素数値パラメータｃ１、ｃ２、．．．、ｃＭを見つけるこ
とが不可能な場合に一次独立である。実際、この要求条件はさまざまな方法で満
たすことができる。一実施形態では、較正バースをいくつかのセグメントに分割
し、任意に指定された時刻に１つのアンテナ素子のみが有効になるようにできる
（時間領域における直交性）。それとは別に、アンテナ素子は異なる周波数で純
粋なトーンを送信することができる（周波数領域における直交性）。一次独立の
信号はさらに、疑似ランダム信号シーケンスまたはチャープ信号シーケンスから
合成することもできる。他の手法については、当業者であれば明白であろう。
【０１０９】 ツートーン・ダウンリンク較正 好ましい実施形態では、アンテナ・アレイは図８に示されているように共通基
準素子を持つ２素子サブアレイに分割され、各サブアレイは独立に較正される。
一実施形態では、較正中に、特定のサブアレイの各アンテナ素子は異なる周波数
の複素数値正弦波を送信する。ω1とω2（ラジアン／秒）で、それぞれ、特定の
サブアレイの第１のアンテナ素子を通る第１の較正信号の周波数および特定のサ
ブアレイの第２のアンテナ素子を通る第２の較正信号を表す。この場合、Ｍの値
は２で、式（１１）によるダウンリンク・チャネル推定値は次のとおりである。
【数１５】 ただし、Ｔは信号のサンプリング期間を表し、Δω＝ω2−ω1はトーンの間の
周波数分離を表す。観測間隔ＮＴが２π／Δωの整数倍になるようにＮを選択し
た場合、ｅjΔωNT=1となり、次のような単純な公式が求められる。
【数１６】
【０１１０】 これらは、それぞれω1とω2の受信信号の離散フーリエ変換（ＤＦＴまたはそ
の高速実装、ＦＦＴ）と認識される。また、それぞれ２つの較正バーストのある
受信した加入者ユニット信号ｙの相互相関に比例するとも認識される。明らかに
、実施形態では、１／Ｎ係数はシグネチャの決定には含まれていない。
【０１１１】 第１のアンテナ素子を基準とする、アンテナ素子の１つ、つまり第２のアンテ
ナ素子の相対的ダウンリンク・シグネチャは、第１の相互相関で割った第２の相
互相関として計算される。
【０１１２】 好ましい実施形態の実施形態では、ＲＸ ＤＳＰ １２０５はダウンリンク・
チャネル識別プロセッサ１０１３としてプログラムされている。受信信号サンプ
ルｙ（ｋ）は、４倍オーバーサンプル１９２ｋｂａｕｄ／ｓの信号である。つま
り、毎秒７８４ｋ個のサンプルがあるということである。使用する２つの周波数
は２４ｋＨｚ（ｋラジアン／秒で除算）と−７２ｋＨｚ（較正信号は複素数値で
あることに留意されたい）である。一般に、周波数の差Δω＝ω2−ω1が大きい
ほど、パフォーマンスが高くなる。好ましい実施形態では、特定のビット・パタ
ーンをπ／４ ＤＱＰＳＫモジュレータ（ＰＨＳの標準）に送ることで信号を合
成する。この方法でトーンを簡単に合成できる。しかし、π／４ ＤＱＰＳＫ変
調と特定のボーレートは、周波数が＋７２ｋＨｚ、＋２４ｋＨｚ、−２４ｋＨｚ
、および−７２ｋＨｚの信号のみを実質的に合成できるということを意味してい
る。最大の分離はトーンのペアが＋７２ｋＨｚと−７２ｋＨｚのときに得られる
が、７２ｋＨｚの信号は２４ｋＨｚ信号よりも純粋なトーンに似ていないように
見え、したがって、好ましい実施形態で使用している２つのトーンは＋２４ｋＨ
ｚと−７２ｋＨｚである。この方法が＋２４ｋＨｚと−２４ｋＨｚのトーンを使
用するよりもパフォーマンスがよいという点については、以下の「パフォーマン
ス」の項で説明する。チャネル識別プロセッサ１０１３を実装しているＤＳＰプ
ログラムは、次のように要約することができる。
【０１１３】
【表１】
【０１１４】 他の実施形態では、より複雑な実施形態を必要とする可能性のある方法など、
使用可能なトーンの制限を含まないトーン信号を合成する異なる方法が使用でき
、あるいは異なる直交信号が使用できることに留意されたい。
【０１１５】 トーン較正バーストを使用する方法は、位相雑音および周波数オフセットに関
してロバストであり、周波数オフセットと位相雑音は周波数差Δωに比べて小さ
い。
【０１１６】 大きなタイミング・オフセットが存在している場合、ツートーン法の改良した
実施形態で、このようなタイミング・オフセットを決定し、量をタイミング・オ
フセットについて補正することができる。τは、送信信号の遅延時定数であると
する。この改良された実施形態では、較正バーストは２つの時間セグメントに分
けられ、ブレーク点はこの２つのバーストで同じである。第１の時間セグメント
で、第１の正弦波と第２の正弦波の和は同じアンテナ素子、つまり第１のアンテ
ナ素子から送信される。第１の時間セグメントでＮ1個のサンプルがあるとし、
また加入者ユニットで受信した信号をｙ1（ｋ）、ｋ＝０，．．．，Ｎ1−１で表
す。第１のセグメント観測間隔Ｎ1Ｔは２π／Δωの整数倍であると仮定すると
、タイミング・オフセットの推定値は第２の相関バーストを持つ加入者ユニット
受信信号の相互相関と第１の相関バーストを持つ加入者ユニット受信信号の相互
相関との比から求められる。
【数１７】 較正バーストの第２のセグメントで、２つの正弦波は前記のツートーン法の実施
形態の場合と同様２つの異なるアンテナを介して送信される。第２の時間セグメ
ントでＮ2個のサンプルがあるとし、また加入者ユニットで受信した信号をｙ2（
ｋ）、ｋ＝０，．．．，Ｎ2−１で表す。観測間隔Ｎ2Ｔが２π／Δωの整数倍に
なるようにＮ2を選択した場合、
【数１８】 式（１６）と（１７）を組み合わせると、２つのダウンリンク・シグネチャ推定
値の望む推定値が得られる。簡単のため、２つのセグメントを等しい長さ、Ｎ1
＝Ｎ2とする。第１のツートーン実施形態の場合と同様、使用する２つの周波数
は２４ｋＨｚと−７２ｋＨｚ（較正信号は複素数値であることに留意されたい）
である。タイミング・オフセットの補正機能を含む第２の実施形態に従ってチャ
ネル識別プロセッサ１０１３を実装するＲＸ ＤＳＰ １２０５用のＤＳＰプロ
グラムは次のように要約できる。
【０１１７】
【表２】
【０１１８】 長さの等しくないセグメントの使用、２組のツートーン信号（知られている量
だけ離れている）の使用、および異なる組み合わせの送信をはじめとする、さま
ざまな修正をこれらの方法に加えられることは、当業者にとっては明白なことで
あろう。異なる公式も、較正係数の決定に使用できる。
【０１１９】 ドット積が純粋なトーンとなっている２つの定数係数を使用すると都合がよい
。それとは別に、たとえば、第１のセグメントにトーンを、第２のセグメントに
チャープ信号シーケンスを使用することも可能である。
【０１２０】 一度に２本を超えるアンテナを取り扱うように方法を一般化することもできる
。次の代替手法は、任意の本数のＭアンテナで動作する。セグメントの第１のセ
グメント（つまり第１の半分）で、それぞれＭ個のトーンが異なるＭ個の異なる
単一トーン信号の総和は、第１の（つまり基準）アンテナ素子から送信されるが
、他のアンテナ素子からは信号は送信されない。第２のセグメントで、Ｍ個の単
一トーン信号のうちの異なる１つがＭ個のアンテナ素子から送信される。この方
法ではさらに、Ｍアンテナ素子アレイ（またはサブアレイ）を推定するために次
のように進む。使用する表記は、添字ｉを受信信号の相関に使用したトーンとし
て第１の半分の相関をＡiで表し、添字ｉを受信信号の相関に使用したトーンと
して第２の半分の相関をＢiで表すものとする。Ｍ個の純粋トーン信号の周波数
を、それぞれ、ω1、ω2、．．．ωMで表す。
【０１２１】
【表３】
【０１２２】 Ｍ個の素子のシグネチャを同時に決定する上記の一般化を修正することで、第
１のセグメント内の１本のアンテナ素子でＭ個のトーンすべての総和を送信する
のを回避できる。一般に、タイミング・オフセットは基地局のすべてのアンテナ
素子からの送信に関して同じであると仮定できる。ここで説明した実施形態を実
装するシステムでは、すべてのＡＤＣおよびすべての下方変換および上方変換は
同期する。たとえば、このような場合、基準アンテナ素子から送信されたトーン
と他のアンテナのトーン（たとえば第２のもの）との和のみが第１のセグメント
ないの第１の素子から送信される。この方法や他の多くの方法による上記の一般
化を修正する方法は、当業者にとっては明白なことであろう。
【０１２３】 上記の説明では、タイミング・オフセットの相殺について取りあげているが、
係数の除算でも、位相オフセットを相殺できることに留意されたい。
【０１２４】 タイミング・オフセットの決定 上記の説明では、さらに、複数の信号、たとえば、純粋トーン信号を送信する
ことでごくわずかな計算のみで加入者ユニット内のタイミング・オフセットを決
定する方法も提案している。
【０１２５】 タイミング・オフセットを決定するには、上記の「改良されたツートーン・ダ
ウンリンク法」のステップ１、２、および３を実行する。ステップ３では、量Ｃ
１は本質的は、ｅｘｐ−ｊ（ω2−ω1）τである。したがって、対数をとって、
Δω＝（ω2−ω1）で除算すると、タイミング・オフセットの推定値τが得られ
る。
【０１２６】 改良されたタイミング・オフセット法では、上記の「改良されたＭトーン・ダ
ウンリンク法」のステップ１および２を実行する。ステップ２では、量１、Ａ2
／Ａ1，．．．，ＡM／Ａ1によりそれぞれ、Ｍ量１、ｅｘｐ−ｊ（ω2−ω1）τ
、．．．、ｅｘｐ−ｊ（ωM−ω1）τが得られる。最後のＭ−１量の対数をとり
、これらのうち第１を（ω2−ω1）で、第２を（ω3−ω1）で、．．．、そして
最後のを（ωM−ω1）で除算することにより、それぞれ、タイミング・オフセッ
トτのＭ−１個の推定値が得られる。これらの平均を求めると、タイミング・オ
フセットの最終推定値が得られる。
【０１２７】 標準トラフィック・チャネル・コールの間での較正 他の実施形態では、専用の較正コールを使用する代わりに、較正手順を通常の
トラフィック機能に使用される両方向で標準電話呼び出しに埋め込むことも可能
である。通常のトラフィック機能は、空中インターフェースに依存しており、復
調、タイミングおよび周波数追跡、および電力制御やハンドオフなどの各種制御
機能を含む場合がある。たとえば、アップリンク・チャネル・シグネチャは、上
述の決定指向の手法を使用することで標準アップリンク・トラフィック・チャネ
ル（ＴＣＨ）バーストから推定できる。上述のダウンリンク・チャネル推定法は
、次のように修正される。
【０１２８】 ダウンリンクで、基地局はＴＣＨバーストと較正バーストを混ぜたのをランダ
ムに加入者ユニットに向けて送信する。つまり、較正バーストは、ＴＣＨバース
トで散らばるということである。較正バーストは可聴エラーを引き起こす場合が
あるので、このような較正バーストはあまり頻繁に送信せず、送信する場合もサ
イレント期間に送信するのが好ましい。代表的なサイレント期間は、１回のバー
ストよりも長く、したがって改良された実施形態では、較正バーストは基地局に
よってアイドル・バーストがいくつか送信された後に限り送信される（ＴＣＨバ
ーストの代わりに）。
【０１２９】 ダウンリンク・チャネル・シグネチャの推定動作を含む加入者ユニットによる
処理を説明する実施形態を図１１に示した。ステップ１１０５で、加入者ユニッ
トは生バーストを受け取り、最初にプリプロセッサ１０１１としてプログラムさ
れている受信信号プロセッサ内でバーストを前処理する。この受信した前処理済
み信号は格納される。前処理済み信号は次に、標準ＴＣＨバーストの場合と同様
にステップ１１０９で復調される。ステップ１１１１で、復調されたビットが標
準ＴＣＨバースト用かどうかを決定する。ほとんどの標準プロトコルの場合と同
様に、説明の実施形態のシステムで使用しているＰＨＳプロトコルはシーケンス
を正しく受信した時期、たとえば、特定の定義済みビット・シーケンスが存在し
ているかどうかを決定するいくつかの方法を含む。ＰＨＳ規格では、このような
３２ビット「一意的ワード」シーケンスがあり、すべての加入者ユニットに合わ
せてあらかじめ配列され、認識されている。ステップ１１１１でこの一意的ワー
ドの存在を検出することにより正しく受信したことを決定する。他のプロトコル
では、プロトコルの使用を使用する当業者にとっては明白であると思われるプロ
トコルで標準ＴＣＨバーストを正しく受信したかどうかを決定する他の手法、お
よび代替手段を使用する。バーストが標準ＴＣＨバーストであると判定されると
、ステップ１１１３でビット・シーケンスはベクトルＤＳＰ １２０９に転送さ
れる。他方、ビット・シーケンスが標準ＴＣＨバーストと認識されない場合、ス
テップ１１１５で加入者ユニットにより、受信バーストが較正バーストかどうか
の判定が行われる。上記のツートーン法では、このステップ１１１５は、較正法
の第１の相関ステップを実行することで実行するのが好ましい。相関が高い場合
、これが較正バーストであるという信頼度の水準が高い。ステップ１１１５の結
果が「はい」であれば、これは較正バーストであり、ステップ１１１７でダウン
リンク・シグネチャ推定法が続けられ、得られたダウンリンク・シグネチャがス
テップ１１１９で基地局に送信される。
【０１３０】 ＳＹＮＣＨバーストを使用した較正 他の実施形態では、専用の較正コールを使用する代わりに、較正バーストをＳ
ＹＮＣＨバーストに埋め込むことも可能であるが、較正バーストは２セグメント
・マルチトーン・バーストであるのが好ましい（またはペアごとの較正には２セ
グメントのツートーン・バースト）。
【０１３１】 性能 ツートーン法（タイミング・アライメント補正を含む改良された実施形態）の
ダウンリンク・チャネル推定の精度は、ＰＨＳ基地局と好ましい実施形態で使用
されているＷＬＬシステムからの加入者ユニットを使用して実験を行って測定し
た。第１の実験では、ＰＨＳ基地局の２本のアンテナは、２組の異なる送信電子
回路とともに使用された。４０組の較正バーストが、加入者ユニットに送信され
、加入者ユニットは受信信号を保存するようにプログラムされた。その後、保存
された受信信号を使用して，相対的ダウンリンク・シグネチャを計算する。計算
は、ＭＡＴＬＡＢ環境（Ｍａｔｈｗｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．（マサチューセッツ州ナ
ティック）を使用してオフラインで実行した。結果を図１３に示す。図からわか
るように実験のキャリア周波数については、２つの送信電子回路／アンテナ素子
は、異なる増幅利得を持ち、約１０９度の相対位相を出力した。使用したツート
ーンは＋２４ｋＨｚと−７２ｋＨｚであった。
【０１３２】 第２の実験を実行したが、こときは、同じ電子回路および同じアンテナを使用
した。つまり、２つの較正信号（２つのトーン）が同じ電子回路およびアンテナ
素子から送信された。図１４は、使用した２つのトーンが＋２４ｋＨｚと−７２
ｋＨｚの場合の結果を示している。図からわかるように、予想通り、位相角は０
．０に近く、大きさは１．０に近い。２つのトーンを＋２４ｋＨｚおよび−２４
ｋＨｚとしてこの同じ実験を繰り返した。結果を図１５に示す。これら２つのト
ーンを使用したときの誤差と変動は、図１４で使用した周波数を使用した場合よ
りも大きかった。
【０１３３】 複数の加入者ユニットの使用 本発明の他の点では、複数の加入者ユニットを使用して較正係数を求め、これ
らの加入者ユニットから得られたシグネチャの関数として決定することができる
。これらは、すべて加入者ユニットとすることさえできる。たとえば、関数とし
ては主成分、平均、または重心などがある。組み合わせステップの好ましい実施
形態では、主成分法を使用する。加入者１、．．．、Ｎｓから収集したシグネチ
ャａ1、．．．ａNsを結合するために、行列Ａ＝［ａ1．．．ａNs］を作って、Ａ H Ａの主成分（最大の大きさの固有値に対応する固有ベクトル）を計算するか、
またはそれと同等の方法であるが、Ａの最大特異値に対応する左特異ベクトルを
見つける。改良された実施形態で、各加入者ユニットはさらに、信号品質推定値
を求め、これらの推定値が基地局に送信される。加入者ユニットで実装された信
号品質決定手法を使用することができ、好ましい実施形態で使用されている信号
品質を決定する方法（および装置）は上で引用した米国特許出願第０９／０２０
０４９号で開示され、さらに上述しているとがりベース手法である。さらに、信
号品質関連の測定もすでに電力制御の目的で、基地局で使用できる可能性がある
ことに留意されたい。信号品質推定値が利用できる場合、重み付き平均較正係数
が得られ、重みはその加入者ユニットの受信信号品質に応じて加入者ユニットを
使用する較正係数に対するものである。たとえば、主成分法を使用すると、シグ
ネチャ推定値は、β1、．．．、βNsをそれぞれの加入者ユニット１、．．．、
Ｎｓの重み付け係数とするシグネチャ行列Ａ＝［β1ａ1．．．βNsａNs］の主成
分である。
【０１３４】 他の面では、較正係数は再び、複数の（全部の場合さえある）加入者ユニット
から得た較正係数の関数として求めることができる。しかし、この関数では、各
加入者ユニットからのシグネチャ推定の各要素の相対的「品質」を考慮している
。これは、加入者ユニットについて基地局のアンテナ素子の１つまたは複数が他
の素子に比べて「弱い」場合に適用できる。このような場合、シグネチャ推定値
要素および対応する較正係数要素のいくつかが破棄される。たとえば、（正規化
された）大きさが何らかの大きさのしきい値よりも小さいシグネチャ要素を破棄
することがある。それとは別に、シグネチャ推定値を使用して予測した受信信号
と実際の受信信号とを比較して、要素ごとに残差誤差（たとえば、１回のバース
トでの平方誤差平均）を決定し、残差誤差の大きいシグネチャ要素を破棄するこ
ともできる。次に、すべての較正係数推定値の少なくとも１つの推定値を含む複
数のこのような「不完全な」較正係数推定値を結合できる。たとえば、アレイ（
またはサブアレイ）に４つのアンテナ素子があり、ＳＵ１、ＳＵ２、およびＳＵ
３で表される３つの加入者ユニットで、第１の素子と第２の素子、第２の素子と
第３の素子、第３の素子と第４の素子はそれぞれ、十分正確であるとみなされる
。ｉ番目の加入者ユニットを使用するｊ番目の較正係数要素をＣijで表すと、完
全な較正係数推定値の４つの要素は、Ｃ11、Ｃ12、Ｃ23（Ｃ12／Ｃ22）およびＣ 34 （Ｃ12／Ｃ22）（Ｃ23／Ｃ33）と決定される。これは、次のように、任意の組
の完全または不完全ＳＵ決定に一般化できる。Ｃijをｉ番目の加入者ユニットか
ら決定されるｊ番目の較正係数要素とし、ＱijをＣijの測定と関連する推定値の
品質とするが、ただし、ｉ＝１，．．．，Ｎｓ、ｊ＝１，．．．，Ｍとする。シ
グネチャ信頼性を決定する上記の方法で、Ｑijは、その成分が信頼できないとみ
なされた場合に値０を、信頼できるとみなされた場合に値１を持つ。信頼性を数
学的に示す他の方法も可能であるが、当業者であれば明白なことである。完全較
正ベクトルＤ＝［Ｄ1 Ｄ2．．．ＤM］はＤと複素数値パラメータＢ1，．．．，
ＢNs上の共同最小化を実行することで決定される。つまり、Ｂ＝［Ｂ1．．．ＢN s ］、Ｄの定義は、
【数１９】 という演算を実行することで決定される。この最小化は、標準の方法、たとえば
、Ｄ上でグリッド検索を実行して大域的な最小値を近似的に求め、その後勾配降
下法で推定値を精密化するという方法で実行できる。他の手法については、当業
者であれば明白であろう。
【０１３５】 その他の側面 上述のように方法と装置にさまざまな変更を加えても本発明の精神と範囲を逸
脱しないことは、当業者には理解されるであろう。バリエーションとしては、次
のようなものがあるが、これらに限定されるわけではない。
【０１３６】 ・この方法は、アップリンク重みベクトルからダウンリンク重みベクトルを推
定するために使用する較正係数を決定するためだけでなくアップリンク・シグネ
チャまたはダウンリンク・シグネチャを推定するために修正できる。
【０１３７】 ・各アップリンク・シグネチャまたはダウンリンク・シグネチャは、伝達関数
のベクトルとして決定できる。ここで説明している方法は、標準伝達関数システ
ムの識別手法を含むように修正される。
【０１３８】 ・アップリンクまたはダウンリンク・チャネル・シグネチャは、チャネルおよ
び異なる推定手法に対する異なるモデルに基づいて式（９）または式（１１）か
ら導いたもの以外の公式を使用して求めることができる。
【０１３９】 ・アップリンクまたはダウンリンク・チャネル・シグネチャは、基地局におい
てベースバンド以外の信号に適用されるアップリンクおよびダウンリンクの重み
の場合に適用可能であるのと同様に、ベースバンド以外で、記述することができ
る。
【０１４０】 ・これらの方法は、移動加入者ユニットを使用するシステムまたは異なるプロ
トコルを使用するシステムまたはその両方などを含むが、これらに限られるわけ
ではない、いろいろな種類の通信システムに合わせて手直しすることができる。
これらの方法はさらに、共通ＡＭＰＳ ＦＤＭＡシステムなどの非デジタル変調
システムに合わせて手直しすることもできる。また、非ＴＤＭＡデジタル・シス
テムに合わせて手直しすることもできる。このような場合、アップリンクおよび
ダウンリンクの周波数は、一般に異なるため、加入者ユニットごとに別々のアッ
プリンクおよびダウンリンク・シグネチャを得る必要がある。その後、加入者ユ
ニットに対するすべてのダウンリンク・シグネチャを知っていればダウンリンク
重みベクトルを決定できることに留意されたい。
【０１４１】 ・異なる事前定義済み較正信号を使用できる。
【０１４２】 ・（２つを超えるアンテナ素子からなる）異なるサブアレイ構成を使用するか
、またはアレイ内のすべてのアンテナ素子を同時に較正できる。
【０１４３】 ・加入者ユニット内のダウンリンク処理は、加入者ユニットと基地局で利用で
きる計算量および記憶量に応じて多くも、少なくもできる。
【０１４４】 ここで説明した本発明のいくつかの側面について説明したが、１つまたは複数
のＤＳＰデバイスでプログラムが実行されるときに実施される。経済的誘因が十
分にあれば、ＤＳＰプログラムを含むＤＳＰ機能は、専用ハードウェアに、たと
えば、特定アプリケーション向け集積回路（ＡＳＩＣ）の一部または大規模集積
回路（ＶＬＳＩ）の一部として組み込むことができる。さらに、ＤＳＰ機能は、
他のプロセッサ、たとえば汎用マイクロプロセッサでもその条件を満たすことが
できる。さらに、プログラムが動作しているＤＳＰデバイスを専用ハードウェア
部分に変換することもできる。したがって、ここで使用しているようなデジタル
信号プロセッサ、ＤＳＰ、およびＤＳＰデバイスという用語には、同等な代替手
段も含まれる。
【０１４５】 上述のように方法と装置にさまざまな変更を加えても本発明の精神と範囲を逸
脱しないことは、当業者には理解されるであろう。たとえば、この方法を実装す
る通信端末で、いろいろなプロトコルのうつの１つを使用することができる。さ
らに、これらの局および加入者ユニットの複数のアーキテクチャも可能である。
本発明は、アンテナ・アレイ装備送受信機およびアレイ装備送受信機と通信する
他の送受信機を含むシステムで応用することができる。さらに多くのバリエーシ
ョンが可能である。本発明の真の精神と範囲は、以下の特許請求項目でのみ制限
されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基地局でのアップリンクとダウンリンクの信号の流れを示す図である。
【図２】 「伝播」および「電子的な」因子へのアップリンクとダウンリンク・チャネル
の分解を示す図である。
【図３】 典型的なＴＤＤシステムのフレーム構造を図示する。
【図４】 受信信号処理装置とアップリンク重み−演算を示す図である。
【図５】 アップリンクとダウンリンク信号通路の間の対称性を図示する。
【図６】 送信重み生成器の内部構造を示す図である。
【図７】 較正の最中のプロトコルの順番を示す図である。
【図８】 ６素子円形アレイの２素子・サブアレイへの分解を図示する。
【図９】 ベース局でのアップリンク・シグネチャ推定を図示する。
【図１０】 加入者ユニットでのダウンリンク・シグネチャ推定を示す図である。
【図１１】 通常のＴＣＨバーストが伴った較正バーストによるダウンリンク・シグネチャ
決定を行うための方法の一実施形態のフローチャートを示す図である。
【図１２】 本発明の態様が実装され得る典型的な加入者ユニットの構造を示す図である。
【図１３】 ダウンリンク・シグネチャ推定のための方法の２アンテナ素子実施形態を試験
した結果を示す図である。
【図１４】 単一の送信機およびアンテナ素子を用いるダウンリンク・シグネチャ推定のた
めの方法の実施形態を試験した結果を示す図である。
【図１５】 単一の送信機およびアンテナ素子を用いるダウンリンク・シグネチャ推定のた
めの方法の実施形態を試験した結果を示すが、図１４の結果を得るために用いた
ものよりも周波数のセットが異なっている。
───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(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，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 バーラット，クレイグ・エイチ アメリカ合衆国・94062・カリフォルニア 州・レッドウッド シティ・レイクビュー ウェイ・1060 (72)発明者 ユーリック，クリストファー・アール アメリカ合衆国・94526・カリフォルニア 州・ダンヴィル・ラブ レーン・345 (72)発明者 トロット，ミッチェル・ディ アメリカ合衆国・94043・カリフォルニア 州・マウンテン ビュー・セントラル ア ベニュ・318 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 FA14 FA15 FA17 FA20 FA29 FA32 GA02 HA05 HA10 5K059 CC01 CC02 CC04 DD37 EE02

Claims (51)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主送受信機およびその主送受信機から信号を受信したり、そ
    の主送受信機に信号を送信することが可能な遠隔送受信機を備えた無線通信シス
    テムであって、前記主送受信機が送信アンテナ素子のアレイおよび少なくとも１
    つの受信アンテナ素子を備え、各送信アンテナ素子は送信アンテナ素子を使用し
    て送信装置信号を送信するための送信電子系統の一部であり、かつ各受信アンテ
    ナ素子は受信アンテナ素子から受信アンテナ信号を受信するための受信機装置系
    統の一部であり、前記主送受信機および前記遠隔送受信機はエアー・インターフ
    ェース規格に準拠する波形を使用する相互通信に合わせて設計された無線通信シ
    ステムにおける、遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチャを推定するた
    めの方法であって、 （ａ）１つまたは複数のダウンリンク較正波形のセットを前記主送受信機から
    前記送信アンテナ・アレイを介して前記遠隔送受信機に送信し、前記ダウンリン
    ク較正波形のセットは実質的にエアー・インターフェース規格に準拠し、 （ｂ）前記ダウンリンク較正波形に対応する前記遠隔送受信機で受信された信
    号を処理し、前記処理は前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチャに
    関連するダウンリンク・シグネチャ関連信号を決定し、 （ｃ）実質的にエアー・インターフェース規格に準拠した波形を使用して前記
    遠隔送受信機から前記主送受信機に前記ダウンリンク・シグネチャ関連信号を送
    信し、かつ （ｄ）前記主送受信機において受信されるダウンリンク・シグネチャ関連信号
    から前記遠隔送受信機のダウンリンク・シグネチャを決定することを含む方法。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つの受信アンテナ素子は受信アンテナ素子のア
    レイを形成する複数の受信アンテナ素子であり、受信アンテナ素子の前記アレイ
    の数が送信アンテナ素子の前記アレイにおけるアンテナ素子の数と同じであり、 （ｅ）１つまたは複数のアップリンク較正波形のセットを遠隔送受信機から前
    記主送受信機に送信し、ダウンリンク較正波形の前記セットは実質的にエアー・
    インターフェースに準拠し、 （ｆ）前記遠隔送受信機から送信された前記アップリンク較正信号に対応する
    受信アンテナ信号を前記主送受信機において処理し、前記処理は前記遠隔送受信
    機のためのアップリング・シグネチャを決定し、かつ （ｈ）前記遠隔送受信機のための前記アップリンクおよびダウンリンク・シグ
    ネチャから前記主送受信機のための較正関数を決定することをさらに含む請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】 主送受信機および前記主送受信機から信号を受信したり、前
    記主送受信機に信号を送信することが可能な遠隔送受信機を備えた無線通信シス
    テムであって、前記主送受信機が送信アンテナ素子のアレイおよび少なくとも１
    つの受信アンテナ素子を備え、各送信アンテナ素子は送信アンテナ素子を使用し
    て送信装置信号を送信するための送信電子系統の一部であり、かつ各受信アンテ
    ナ素子は受信アンテナ素子から受信アンテナ信号を受信するための受信機装置系
    統の一部であり、前記主送受信機および前記遠隔送受信機はエアー・インターフ
    ェース規格に準拠する波形を使用する相互通信に合わせて設計された無線通信シ
    ステムにおける、遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチャを推定するた
    めの方法であって、 （ａ）１つまたは複数のダウンリンク較正波形のセットを前記主送受信機から
    前記送信アンテナ・アレイを介して前記遠隔送受信機に送信し、前記ダウンリン
    ク較正波形のセットは周波数オフセット、位相ノイズ、Ｉ／Ｑ不整合およびタイ
    ミングオフセットを含む１つまたは複数のセットに耐えるよう設計され、 （ｂ）前記ダウンリンク較正波形に対応する前記遠隔送受信機で受信された信
    号を処理し、前記処理は前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチャに
    関連するダウンリンク・シグネチャ関連信号を決定し、 （ｃ）前記遠隔送受信機から前記主送受信機に前記ダウンリンク・シグネチャ
    関連信号を送信し、かつ （ｄ）前記主送受信機において受信されるダウンリンク・シグネチャ関連信号
    から前記遠隔送受信機のダウンリンク・シグネチャを決定することを含む方法。
  4. 【請求項４】 少なくとも１つの受信アンテナ素子は受信アンテナ素子のア
    レイを形成する複数の受信アンテナ素子であり、受信アンテナ素子の前記アレイ
    の数が送信アンテナ素子の前記アレイ内のアンテナ素子の数と同じであり、 （ｅ）１つまたは複数のアップリンク較正波形のセットを遠隔送受信機から前
    記主送受信機に送信し、ダウンリンク較正波形の前記セット、 （ｆ）前記主送受信機において前記遠隔送受信機から送信される前記アップリ
    ンク較正信号に対応する前記受信アンテナ信号を処理し、前記処理は前記遠隔送
    受信機のためのアップリング・シグネチャを決定し、かつ （ｇ）前記遠隔送受信機のための前記アップリンクおよびダウンリンク・シグ
    ネチャから前記主送受信機のための較正関数を決定することをさらに含む請求項
    ３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ダウンリンク較正波形の前記セットはエアー・インターフェ
    ース規格に準拠した請求項３または請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 主送受信機および前記主送受信機から信号を受信したり、前
    記主送受信機に信号を送信することが可能な遠隔送受信機を備えた無線通信シス
    テムであって、前記主送受信機が送信アンテナ素子のアレイおよび少なくとも１
    つの受信アンテナ素子を備え、各送信アンテナ素子は送信アンテナ素子を使用し
    て送信装置信号を送信するための送信電子系統の一部であり、かつ各受信アンテ
    ナ素子は受信アンテナ素子から受信アンテナ信号を受信するための受信機装置系
    統の一部であり、前記主通信送受信機はトラフィック波形を送信するように設計
    され、ダウンリンク較正波形を送信するようにも設計された無線通信システムに
    おける、遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチャを推定するための方法
    であって、 （ａ）前記主送受信機から前記送信アンテナ・アレイを介して前記遠隔送受信
    機にダウンリンク較正波形およびトラフィック波形を送信し、前記ダウンリンク
    較正波形に前記トラフィック較正波形が散在し、 （ｂ）前記遠隔送受信機において受信された前記信号がダウンリンク較正波形
    に対応するか、またはトラフィック較正波形に対応するかを前記遠隔送受信機に
    おいて判断し、 （ｃ）ステップ（ｂ）でダウンリンク較正波形に対応すると判断された前記遠
    隔送受信機において受信された信号を処理し、前記処理は前記遠隔送受信機のた
    めの前記ダウンリンク・シグネチャに関連するダウンリンク・シグネチャ関連信
    号を決定し、 （ｄ）ステップ（ｂ）でトラフィック波形に対応すると判断された前記遠隔送
    受信機において受信された信号を処理し、前記処理は正規トラフィック機能を果
    たし、 （ｅ）前記遠隔送受信機から前記主送受信機に前記ダウンリンク・シグネチャ
    関連信号を送信し、かつ （ｆ）前記主送受信機において受信された前記前記ダウンリンク・シグネチャ
    関連信号から前記遠隔送受信機のダウンリンク・シグネチャを決定することを含
    む方法。
  7. 【請求項７】 前記ダウンリンク較正波形は非活動期に送信される請求項６
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記ダウンリンク較正波形は、前記主送受信機からいくつか
    のアイドル波形が送信された後でなければ送信されない請求項６または請求項７
    に記載の方法。
  9. 【請求項９】 少なくとも１つの受信アンテナ素子が受信アンテナ素子のア
    レイを形成する複数の受信アンテナ素子であり、受信アンテナ素子の前記アレイ
    の数が送信アンテナ素子の前記アレイにおけるアンテナ素子の数と同じであり、 （ｈ）１つまたは複数のアップリンク較正波形のセットを遠隔送受信機から前
    記主送受信機に送信し、 （ｈ）前記主送受信機において前記遠隔送受信機から送信される前記アップリ
    ンク較正信号に対応する前記受信アンテナ信号を処理し、前記処理は前記遠隔送
    受信機のためのアップリング・シグネチャを決定し、かつ （ｊ）前記遠隔送受信機のための前記アップリンクおよびダウンリンク・シグ
    ネチャから前記送受信機のための較正関数を決定することをさらに含む請求項６
    、７または８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記主送受信機から送信される前記ダウンリンク波形は、
    周波数オフセット、位相ノイズ、Ｉ／Ｑ不整合およびタイミングオフセットを含
    む１つまたは複数のセットに耐えるよう設計された請求項６ないし９のいずれか
    に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 主送受信機および前記主送受信機から信号を受信したり、
    前記主送受信機に信号を送信することが可能な遠隔送受信機を備えた無線通信シ
    ステムであって、前記主送受信機がアンテナ素子のアレイおよび受信アンテナ素
    子のアレイを備え、各送信アンテナ素子は送信アンテナ素子を使用して送信装置
    信号を送信するための送信電子系統の一部であり、かつ各受信アンテナ素子は受
    信アンテナ素子から受信アンテナ信号を受信するための受信機装置系統の一部で
    あり、受信アンテナ素子の前記アレイの数が送信アンテナ素子の前記アレイ内の
    アンテナ素子の数と同じであり、前記主送受信機はアップリンク重みベクトルに
    よる直線的アップリンク適応スマートアンテナ処理を含むアップリンク適応スマ
    ートアンテナ処理、およびダウンリンク重みベクトルによる直線的ダウンリンク
    適応スマートアンテナ処理を含むダウンリンク適応スマートアンテナ処理のため
    の手段を備え、前記遠隔送受信機はエアー・インターフェース規格に準拠した波
    形を用いた相互通信に向けて設計されており、前記主送受信機は前記遠隔送受信
    機のためのアップリンク重みベクトルを決定する手段をさらに備えた無線通信シ
    ステムにおける、前記遠隔送受信機のためのダウンリンク重みベクトルを決定す
    るための方法であって、 （ａ）１つまたは複数のダウンリンク較正波形のセットを前記主送受信機から
    前記送信アンテナ・アレイを介して前記遠隔送受信機に送信し、前記ダウンリン
    ク較正波形のセットは実質的にエアー・インターフェース規格に準拠し、 （ｂ）前記ダウンリンク較正波形に対応する前記遠隔送受信機で受信された信
    号を処理し、前記処理は前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチャに
    関連するダウンリンク・シグネチャ関連信号を決定し、 （ｃ）前記遠隔送受信機から前記主送受信機に前記ダウンリンク・シグネチャ
    関連信号を送信し、 （ｄ）１つまたは複数のアップリンク較正波形のセットを前記遠隔送受信機か
    ら前記主送受信機に送信し、 （ｅ）前記主送受信機において前記遠隔送受信機から送信される前記アップリ
    ンク較正信号に対応する前記受信アンテナ信号を処理し、前記処理は前記遠隔送
    受信機のためのアップリング・シグネチャを決定し、 （ｆ）前記遠隔送受信機から前記主送受信機において受信されたあらゆる信号
    から前記遠隔送受信機のためのアップリンク重みベクトルを決定し、かつ （ｇ）決定されたアップリンク重みベクトル 決定されたアップリング・シグネチャ、および 前記主送受信機において受信された前記ダウンリンク・シグネチャ関連信号に
    対応する受信アンテナ信号から前記遠隔送受信機のためのダウンリンク重みベク
    トルを決定することを含む方法。
  12. 【請求項１２】 ダウンリンク重み決定ステップは、 （ｉ）前記決定されたアップリング・シグネチャおよび前記主送受信機におい
    て受信されたダウンリンク・シグネチャ関連信号に対応する受信アンテナ信号、
    ならびに前記主送受信機において受信されたダウンリンク・シグネチャ関連信号
    から前記遠隔送受信機のための較正関数を決定し、かつ （ｉｉ）前記決定されたアップリンク重みベクトルおよび前記較正関数からダ
    ウンリンク重みベクトルを決定することを含む請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 主送受信機および各々が前記主送受信機から信号を受信し
    たり、前記主送受信機に信号を送信することが可能な複数の遠隔送受信機を備え
    た無線通信システムであって、前記主送受信機が送信アンテナ素子のアレイおよ
    び少なくとも１つの受信アンテナ素子を備え、各送信アンテナ素子は送信アンテ
    ナ素子を使用して送信装置信号を送信するための送信電子系統の一部であり、か
    つ各受信アンテナ素子は受信アンテナ素子から受信アンテナ信号を受信するため
    の受信機装置系統の一部である無線通信システムにおける、遠隔送受信機のため
    のダウンリンク・シグネチャを推定する方法であって、 （ａ）１つまたは複数のダウンリンク較正波形のセットを前記主送受信機から
    前記送信アンテナ・アレイを介して前記遠隔送受信機に送信し、 （ｂ）前記ダウンリンク較正波形に対応する各遠隔送受信機で受信された信号
    を処理し、前記処理は前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチャに関
    連するダウンリンク・シグネチャ関連信号を決定し、 （ｃ）実質的にエアー・インターフェース規格に準拠した波形を使用して各遠
    隔送受信機から前記主送受信機に前記ダウンリンク・シグネチャ関連信号を送信
    し、 （ｄ）前記主送受信機において遠隔送受信機から受信された前記ダウンリンク
    ・シグネチャ関連信号から各遠隔送受信機のためのダウンリンク信号を決定し、
    かつ （ｅ）前記遠隔送受信機のための前記ダウンリンク信号を組み合わせて複合ダ
    ウンリンク・シグネチャを決定することを含む方法。
  14. 【請求項１４】 前記主送受信機および前記遠隔送受信機はエアー・インタ
    ーフェース規格に準拠した波形を用いる相互通信に向けて設計されており、ダウ
    ンリンク較正波形のセットにおける各波形は実質的にエアー・インターフェース
    規格に準拠した請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 少なくとも１つの受信アンテナ素子が受信アンテナ素子の
    アレイを形成する複数の受信アンテナ素子であり、受信アンテナ素子の前記アレ
    イの数が送信アンテナ素子の前記アレイにおけるアンテナ素子の数と同じであり
    、 （ｆ）１つまたは複数のアップリンク較正波形のセットを遠隔送受信機から前
    記主送受信機に送信し、 （ｇ）前記主送受信機において前記遠隔送受信機から送信される前記アップリ
    ンク較正信号に対応する前記受信アンテナ信号を処理し、前記処理は前記遠隔送
    受信機のためのアップリング・シグネチャを決定し、 （ｈ）前記遠隔送受信機のための前記アップリンク信号を組み合わせて複合ア
    ップリング・シグネチャを決定し、かつ （ｉ）前記遠隔送受信機のための前記アップリンクおよびダウンリンク複合符
    合から前記主送受信機のための較正関数を決定することをさらに含む請求項１３
    または請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記主送受信機は、アップリンク重みベクトルによる直線
    的アップリンク適応スマートアンテナ処理を含むアップリンク適応スマートアン
    テナ処理、およびダウンリンク重みベクトルによる直線的ダウンリンク適応スマ
    ートアンテナ処理を含むダウンリンク適応スマートアンテナ処理のための手段を
    備え、 （ｋ）前記遠隔送受信機が前記主送受信機に送信している間に受信される受信
    アンテナ信号を処理することによって、加入者ユニットから受信するためのアッ
    プリンク重みベクトルを前記主送受信機において決定し、かつ （ｌ）決定されたアップリンク重みおよび較正係数から、前記遠隔送受信機に
    送信するためのダウンリンク重みを前記主送受信機において決定することを含む
    請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記符合の組合せを主成分法によって行う請求項１３ない
    し１６のいずれかに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 各遠隔送信機は前記主送受信機に対して遠隔送受信機受信
    信号推定値をも送信し、前記信号の組合せは重み付け組合せであって、各遠隔送
    受信機に対する符合の重みは前記遠隔送受信機受信信号品質推定値または前記遠
    隔送受信機である請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 符合推定値の成分が、それが他のアンテナ素子に比べて弱
    い受信または送信アンテナ素子に対応する場合は破棄される請求項１５または１
    ６に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 アップリンク較正信号がアイドルトラフィック波形である
    請求項２、４、９、１２、１５、１６または１９のいずれかに記載の方法。
  21. 【請求項２１】 アップリンク較正信号がダウンリンク・シグネチャ関連信
    号である請求項２、４、９、１２、１５、１６または１９のいずれかに記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】 前記主送受信機は、アップリンク重みベクトルによる直線
    的アップリンク適応スマートアンテナ処理を含むアップリンク適応スマートアン
    テナ処理、およびダウンリンク重みベクトルによる直線的ダウンリンク適応スマ
    ートアンテナ処理を含むダウンリンク適応スマートアンテナ処理のための手段を
    備え、 （ｈ）前記遠隔送受信機が前記主送受信機に送信している間に受信される受信
    アンテナ信号を処理することによって、加入者ユニットから受信するためのアッ
    プリンク重みベクトルを前記主送受信機において決定し、かつ （ｌ）決定されたアップリンク重みおよび較正係数から、前記遠隔送受信機に
    送信するためのダウンリンク重みを前記主送受信機において決定することを含む
    請求項２、４、９、１２、１５または１９のいずれかに記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記ダウンリンク・シグネチャは、前記送信アンテナ・ア
    レイの参照アンテナ素子に対して決定され、各送信アンテナ素子から送信された
    信号が実質的に直交するように前記ダウンリンク較正波形が選択される請求項１
    ないし２２のいずれかに記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記ダウンリンク較正波形は、前記送信アレイのいずれか
    ２つの異なるアンテナ素子から送信されたいずれか２つの較正信号のドット積が
    純音になるように選択された変調コンスタントモジュラス較正信号である請求項
    ２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記ダウンリンク較正波形はＭ個の異なる変調コンスタン
    トモジュラス較正信号の組合せを含み、Ｍはダウンリンク・シグネチャが決定さ
    れるアンテナ・アレイのアンテナ素子の数であり、各較正信号は、それぞれ第１
    のセグメントおよび第２のセグメントで表される２つのセグメントを含み、前記
    ２つのセグメントは各々の較正信号について全く同様に時間調節されて、前記第
    １のセグメントの時間間隔では前記送信アレイの各々の前記アンテナ素子から前
    記較正信号の直線的組合せの第１のセットが送信され、第２のセグメントの時間
    間隔では前記送信アレイの各々の前記アンテナ素子から前記較正信号の直線的組
    合せの第２のセットが送信される請求項２３または請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記送信アレイの各アンテナ素子から送信される信号は変
    調された音信号であり、異なるアレイからの前記音信号の周波数はそれぞれ異な
    り、ダウンリンク・シグネチャ関連信号決定処理ステップおよびダウンリンク・
    シグネチャ決定ステップはともに、 前記遠隔送受信機において受信される前記信号と各々の前記音信号とを相互に
    関連づけ、かつ 参照素子から送信される信号との相関関係を標準化することを含む請求項２３
    に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 Ｍ個のアンテナ素子が存在し、直線的組合せの前記第１の
    セットは前記参照アンテナ素子から送信されるＭ個の異なる音信号の合計であり
    、他の送信アンテナ素子から送信される音信号のいずれでもなく、前記異なる音
    信号の音の周波数はそれぞれ異なり、直線的組合せの前記第２のセットは各々の
    前記アンテナ素子から送信される音信号の異なるセットであり、異なるアレイか
    らの音の周波数はそれぞれ異なり、前記ダウンリンク・シグネチャ関連信号を決
    定する処理およびダウンリンク・シグネチャの決定はともに、 前記遠隔送受信機において第１のセグメントの間に受信される前記信号と各ア
    ンテナ素子によって送信される前記第１のセグメント信号の各々とを相互に関連
    づけて第１のセグメント相関関係を取得し、 前記第１のセグメントと前記参照素子から送信される信号との相関関係を用い
    て前記第１のセグメント相関関係を標準化し、前記標準化は第１のセグメント標
    準化相関関係を形成し、 前記遠隔送受信機において第２のセグメントの間に受信される前記信号と各ア
    ンテナ素子によって送信される前記第２のセグメント信号の各々とを相互に関連
    づけて第２のセグメント相関関係を取得し、 前記第１のセグメントと前記参照素子から送信される信号との相関関係を用い
    て前記第２のセグメント相関関係を標準化し、前記標準化は第２のセグメント標
    準化相関関係を形成し、かつ 対応する第１のセグメント標準化相関関係によって第２のセグメント標準化相
    関関係をそれぞれ分割してダウンリンク・シグネチャ推定値の成分を形成するこ
    とを含む請求項２３に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記ダウンリンク・シグネチャ関連信号は前記遠隔送受信
    機のためのダウンリンク・シグネチャを含む請求項１ないし２７のいずれかに記
    載の方法。
  29. 【請求項２９】 送信アンテナ素子の前記アレイおよび１つまたは複数の受
    信アンテナ素子が共通のアンテナを含む請求項１ないし２８のいずれかに記載の
    方法。
  30. 【請求項３０】 前記ダウンリンク・シグネチャ推定値は最尤推定値と判断
    される請求項１ないし２９のいずれかに記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記通信システムは、各々が１つまたは複数の加入者ユニ
    ットを有する１つまたは複数の基地局を含むセルラシステムであり、主送受信機
    は基地局の１つである請求項１ないし３０のいずれかに記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記遠隔送受信機は前記主送受信機の加入者ユニットであ
    る請求項３１に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記エアー・インターフェース規格はＰＨＳである請求項
    １ないし３２のいずれかに記載の方法。
  34. 【請求項３４】 （ａ）（ｉ）各々の送信アンテナ素子が前記送信アンテナ
    素子から送信装置信号を送信するための送信電子系統の一部である送信アンテナ
    素子のアレイと、 （ｉｉ）各々の受信アンテナ素子が前記受信アンテナ素子から受信アンテナ信
    号を受信するための受信装置系統の一部である１つまたは複数の受信アンテナ素
    子と、 （ｉｉｉ）受信アンテナ信号を処理し、かつ送信装置信号を形成するための１
    つまたは複数の主送受信機信号プロセッサとを備えた主送受信機と、 （ｂ）エアー・インターフェース規格に準拠した波形を使用して前記主送受信
    機から信号を受信したり、前記主送受信機に信号を送信することが可能な遠隔送
    受信機であって、 （ｉ）遠隔送受信機受信信号を受信するための遠隔送受信機受信アンテナを含
    む遠隔送受信機受信機と、 （ｉ）前記主送受信機に遠隔送受信機送信信号を送信するための遠隔送受信機
    送信アンテナを含む遠隔送受信機送信機と、 （ｉｉｉ）遠隔送受信機受信信号を処理し、かつ遠隔送受信機送信信号を形成
    するための１つまたは複数の遠隔送受信機信号プロセッサとを備えた遠隔送受信
    機とを備えた無線通信システムであって、 少なくとも１つの前記主送受信機信号プロセッサは、 前記主送受信機から前機送信アンテナ・アレイを介して前記遠隔送受信機に
    ダウンリンク較正波形のセットを送信し、ダウンリンク較正波形の前記セットが
    エアー・インターフェース規格に実質的に準拠するようプログラムされ、 少なくとも１つの前記遠隔送受信機信号プロセッサは、 前記送信されたダウンリンク較正波形に対応する前記遠隔送受信機において
    受信された信号を処理して、前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチ
    ャに関連するダウンリンク・シグネチャ関連信号を決定し、かつ 実質的にエアー・インターフェース規格に準拠した波形を使用して前記遠隔
    送受信機から前記主送受信機にダウンリンク・シグネチャ関連信号を送信するよ
    うプログラムされ、 少なくとも１つの前記主送受信機信号プロセッサは、 前記主送受信機において前記主送受信機から受信された前記ダウンリンク・
    シグネチャ関連信号を処理して、前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグ
    ネチャを決定するようプログラムされた無線通信システム。
  35. 【請求項３５】 前記少なくとも１つの受信アンテナ素子は受信アンテナ素
    子のアレイを形成する複数の受信アンテナ素子であり、受信アンテナ素子の前記
    アレイにおける素子の数は送信アンテナ素子のアレイにおけるアンテナ素子の数
    と同じであり、少なくとも１つの前記送受信機信号プロセッサは、 １つまたは複数のアップリンク較正波形のセットを前記主送受信機に送信す
    るようプログラムされ、 少なくとも１つの前記主送受信機信号プロセッサは、 前記遠隔送受信機から送信された前記アップリンク較正波形に対応する受信
    アンテナ信号を処理し、前記処理は前記遠隔送受信機のためのアップリング・シ
    グネチャを決定し、かつ 前記遠隔送受信機のための前記アップリンクおよびダウンリンク・シグネチ
    ャから前記主送受信機のための較正関数を決定するようプログラムされた請求項
    ３４に記載のシステム。
  36. 【請求項３６】 前記主送受信機は、アップリンク重みベクトルによる直線
    的アップリンク適応スマートアンテナ処理を含むアップリンク適応スマートアン
    テナ処理、およびダウンリンク重みベクトルによる直線的ダウンリンク適応スマ
    ートアンテナ処理を含むダウンリンク適応スマートアンテナ処理のための手段を
    さらに備え、少なくとも１つの前記送受信機信号プロセッサは、 前記遠隔送受信機が前記主送受信機に送信している間に受信された受信アン
    テナ信号を処理することによって、前記加入者ユニットから受信するためのアッ
    プリンク重みベクトルを決定し、かつ 前記遠隔送受信機について決定された前記アップリンク重みおよび較正係数
    から、前記遠隔送受信機に送信するためのダウンリンク重みを決定するようプロ
    グラムされた請求項３５に記載のシステム。
  37. 【請求項３７】（ａ）（ｉ）各々の送信アンテナ素子が前記送信アンテナ素
    子から送信装置信号を送信するための送信電子系統の一部である送信アンテナ素
    子のアレイと、 （ｉｉ）各々の受信アンテナ素子が前記受信アンテナ素子から受信アンテナ信
    号を受信するための受信装置系統の一部であり、前記受信アレイにおける能動素
    子の数は前記送信アレイにおける能動素子の数と同じである受信アンテナ素子の
    アレイと、 （ｉｉｉ）受信アンテナ信号を処理し、かつ送信装置信号を形成するための１
    つまたは複数の主送受信機信号プロセッサとを備えた主送受信機と、 （ｂ）各々が前記主送受信機から信号を受信したり、前記主送受信機に信号を
    送信することが可能な複数の遠隔送受信機であって、各々の送受信機が、 （ｉ）遠隔送受信機受信信号を受信するための遠隔送受信機受信アンテナを含
    む遠隔送受信機受信機と、 （ｉｉ）前記主送受信機に遠隔送受信機送信信号を送信するための遠隔送受信
    機送信アンテナを含む遠隔送受信機送信機と、 （ｉｉｉ）遠隔送受信機受信信号を処理し、かつ遠隔送受信機送信信号を形成
    するための１つまたは複数の遠隔送受信機信号プロセッサとを備えた複数の遠隔
    送受信機とを備えた無線通信システムであって、 少なくとも１つの前記主送受信機信号プロセッサは、 前記主送受信機から前機送信アンテナ・アレイを介して前記複数の遠隔送受
    信機にダウンリンク較正波形のセットを送信するようプログラムされ、 少なくとも１つの各遠隔送受信機の遠隔送受信機信号プロセッサは、 前記遠隔送受信機において受信された前記送信されたダウンリンク較正波形
    に対応する信号を処理して、前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグネチ
    ャに関連するダウンリンク・シグネチャ関連信号を決定し、 実質的にエアー・インターフェース規格に準拠した波形を使用して前記遠隔
    送受信機から前記主送受信機にダウンリンク・シグネチャ関連信号を送信し、か
    つ １つまたは複数のアップリンク較正信号を前記遠隔送受信機から前記主送受
    信機に送信するようプログラムされ、 少なくとも１つの前記主送受信機信号プロセッサは、 前記主送受信機において各遠隔送受信機から受信された前記ダウンリンク・
    シグネチャ関連信号を処理して、前記遠隔送受信機のためのダウンリンク・シグ
    ネチャを決定し、 各遠隔送受信機からの前記アップリンク較正信号に対応する受信アンテナ信
    号を処理して、前記遠隔送受信機のためのアップリンク複合符合を決定し、 前記送受信機のためのダウンリンク信号を組み合わせて、ダウンリンク複合
    符合を決定し、 前記送受信機のためのアップリング・シグネチャを組み合わせて、アップリ
    ンク複合符合を決定し、かつ 前記ダウンリンク複合符合および前記アップリンク複合符合から前記主送受
    信機のための較正関数を決定するようプログラムされた無線通信システム。
  38. 【請求項３８】 前記アップリンク較正信号はアイドルトラフィック波形で
    ある請求項３５ないし３７のいずれかに記載のシステム。
  39. 【請求項３９】 前記アップリンク較正信号はダウンリンク・シグネチャ関
    連信号である請求項３５ないし３７のいずれかに記載のシステム。
  40. 【請求項４０】 前記ダウンリンク・シグネチャは、前記送信アンテナ・ア
    レイの参照アンテナ素子に対して決定され、各送信アンテナ素子から送信された
    信号が実質的に直交するように前記ダウンリンク較正波形が選択される請求項３
    ４ないし３９のいずれかに記載のシステム。
  41. 【請求項４１】 前記ダウンリンク較正波形は、周波数オフセット、位相ノ
    イズ、Ｉ／Ｑ不整合およびタイミングオフセットを含む１つまたは複数のセット
    に耐えるよう設計された請求項４０に記載のシステム。
  42. 【請求項４２】 前記ダウンリンク較正波形は、前記送信アレイのいずれか
    ２つの異なるアンテナ素子から送信されたいずれか２つの較正信号のドット積が
    純音になるように選択された変調コンスタントモジュラス較正信号である請求項
    ４１に記載のシステム。
  43. 【請求項４３】 前記ダウンリンク較正波形はＭ個の異なる変調コンスタン
    トモジュラス較正信号の組合せを含み、Ｍはダウンリンク・シグネチャが決定さ
    れるアンテナ・アレイのアンテナ素子の数であり、各較正信号は、それぞれ第１
    のセグメントおよび第２のセグメントで表される２つのセグメントを含み、前記
    ２つのセグメントは各々の較正信号について全く同様に時間調節されて、前記第
    １のセグメントの時間間隔では前記送信アレイの各々の前記アンテナ素子から前
    記較正信号の直線的組合せの第１のセットが送信され、第２のセグメントの時間
    間隔では前記送信アレイの各々の前記アンテナ素子から前記較正信号の直線的組
    合せの第２のセットが送信される請求項４１に記載のシステム。
  44. 【請求項４４】 前記送信アレイの各アンテナ素子から送信される信号は変
    調された音信号であり、異なるアレイからの前記音信号の周波数はそれぞれ異な
    り、ダウンリンク・シグネチャ信号の決定およびダウンリンク・シグネチャの決
    定はともに、 前記遠隔送受信機において受信される前記信号と各々の前記音信号とを相互に
    関連づけ、 参照素子から送信される信号との相関関係を標準化することを含む請求項４２
    に記載のシステム。
  45. 【請求項４５】 Ｍ個のアンテナ素子が存在し、直線的組合せの前記第１の
    セットは前記参照アンテナ素子から送信されるＭ個の異なる音信号の合計であっ
    て、他の送信アンテナ素子から送信される音信号ではなく、前記異なる音信号の
    音の周波数はそれぞれ異なり、直線的組合せの前記第２のセットは各々の前記ア
    ンテナ素子から送信される音信号の異なるセットであり、異なるアレイからの音
    の周波数はそれぞれ異なり、ダウンリンク・シグネチャ信号の決定およびダウン
    リンク・シグネチャの決定はともに、 前記遠隔送受信機において第１のセグメントの間に受信される前記信号と各ア
    ンテナ素子によって送信される前記第１のセグメント信号の各々とを相互に関連
    づけて第１のセグメント相関関係を取得し、 前記第１のセグメントと前記参照素子から送信される信号との相関関係を用い
    て前記第１のセグメント相関関係を標準化し、前記標準化は第１のセグメント標
    準化相関関係を形成し、 前記遠隔送受信機において第２のセグメントの間に受信される前記信号と各ア
    ンテナ素子によって送信される前記第２のセグメント信号の各々とを相互に関連
    づけて第２のセグメント相関関係を取得し、 前記第１のセグメントと前記参照素子から送信される信号との相関関係を用い
    て前記第２のセグメント相関関係を標準化し、前記標準化は第２のセグメント標
    準化相関関係を形成し、かつ 対応する第１のセグメント標準化相関関係によって第２のセグメント標準化相
    関関係をそれぞれ分割してダウンリンク・シグネチャ推定値の成分を形成するこ
    とを含む請求項４１に記載のシステム。
  46. 【請求項４６】 前記通信システムは、各々が１つまたは複数の加入者ユニ
    ットを有する１つまたは複数の基地局を含むセルラシステムであり、主送受信機
    は基地局の１つである請求項３４ないし４５のいずれかに記載のシステム。
  47. 【請求項４７】 前記遠隔送受信機は前記主送受信機の加入者ユニットであ
    る請求項３４ないし４６のいずれかに記載のシステム。
  48. 【請求項４８】 前記エアー・インターフェース規格はＰＨＳである請求項
    ３４ないし４７のいずれかに記載のシステム。
  49. 【請求項４９】 前記ダウンリンク・シグネチャ関連信号は前記遠隔送受信
    機のためのダウンリンク・シグネチャを含む請求項３４ないし４８のいずれかに
    記載のシステム。
  50. 【請求項５０】 送信アンテナ素子の前記アレイおよび１つまたは複数の受
    信アンテナ素子が共通のアンテナを含む請求項３４ないし４９のいずれかに記載
    のシステム。
  51. 【請求項５１】 前記ダウンリンク・シグネチャ推定値は最尤推定値と判断
    される請求項３４ないし５０のいずれかに記載のシステム。
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