JP2002538692A - 種々の標準を用いる無線受信機システムにおける方法及び装置 - Google Patents

種々の標準を用いる無線受信機システムにおける方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明はマルチ標準無線受信機システムで異なる信号形式標準を受信する方法及び装置に関する。無線(RF)信号は受信されて中間周波数信号(IF)にダウンコンバートされる。中間周波数信号(IF)は一定サンプリング・レートでサンプリングされ、サンプリングされた信号はデジタル信号にデジタル化される。デジタル信号から少なくとも２つの異なる無線通信信号形式標準で変調されたチャネルがフィルタリング出力される。その後信号が復調ユニットで復調される。変調されたチャネルは各信号形式標準用に個別的に検波され必要な場合にリサンプリングされて、対応する復調されたチャネルが配信される。リサンプリングは各無線受信機より前の別個のリサンプラで実行でき、又は受信機がＣＤＭＡ受信機の場合、リサンプリングのレイク・フィンガーを持つレイク受信機で実行できる。本発明は本発明の方法及び装置で用いるレイク受信機にも関係する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、種々の標準を用いる無線受信機システムにおける方法及び装置に関
する。特に、本発明は、異なるＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ及びＦＤＭＡ等の標準のよう
な種々の信号形式標準を同時に用いて無線受信機システムにおける信号の受信を
行う方法及び装置に関する。さらに、本発明は、かかるシステムにおいて使用す
るためのレイク受信機に関する。
【０００２】 （従来の技術の説明） デジタル信号の送信及び受信をするためには、異なる種々のチャネル・アクセ
ス方法がある。ＴＤＭＡ、すなわち、時分割多元接続（Time Division Multiple
Access）では、同一周波数上の時間間隔の周期的な列（periodic train）にお
けるタイム・スロットでチャネルが構成される。ＦＤＭＡ、すなわち、周波数分
割多元接続（Frequency Division Multiple Access）では、一つの通信チャネル
が単一の無線周波数帯域である。隣接するチャネルとの干渉は、特定の周波数帯
域の範囲内にある信号エネルギーだけを通過させる帯域通過フィルタの使用によ
って制限される。これらに対し、ＣＤＭＡ、すなわち、符号分割多元接続（Code
Division Multiple Access）は、時間と周波数の双方において信号がオーバー
ラップすることを許容する。このため、いくつかのＣＤＭＡ信号が同じ周波数帯
域を共有することができるが、ＣＤＭＡ受信機はいくつかの周波数帯域で動作す
ることもできる。
【０００３】 このことからＣＤＭＡ手法においては、同時に行われる各接続で共通の周波数
帯域を利用することができる。所望の信号と他の信号との間の選択、すなわち、
識別は、所望の信号が符号化された処理に基づいた適切な信号処理によって実行
される。同時に行われる各接続は、すべてがそれぞれ異なる符号を有している。
【０００４】 ＣＤＭＡシステムにおいて、無線周波数信号は、アンテナ・ユニットにより受
信され、そして、無線部のアナログ部分中の１つないしいくつかのステージで中
間周波数にダウンコンバートされる。その中間信号は、Ａ／Ｄコンバータにより
サンプリングされてデジタル化され、そして、チャネライザにおいてフィルタリ
ングされ、他の周波数の信号が干渉しないように、それぞれのチャネルを十分よ
くフィルタリングして取り出す。その結果としてベース・バンド処理へと供給す
ることのできる帯域制限された信号が得られ、ベース・バンド処理では、例えば
帯域拡散手法（band spreading）等を利用することとして、送信されたデジタル
・データ・ストリームを復調ユニットにより再生する。
【０００５】 帯域拡散では、独立した符号信号を用いることによって情報信号の帯域幅を拡
張することにより、無線信号が送信（伝送）される。帯域拡散の最も一般的なタ
イプは、直接シーケンス、すなわち、符号ないし記号のシーケンスによる搬送波
の直接変調であり、この符号ないし記号のシーケンスは、擬似雑音シーケンス（
pseudo-noise sequence）シーケンスないしＰＮシーケンス（PN-sequence）とも
呼ばれている。その記号のシーケンスは、通常、チップと呼ばれているＮ個のビ
ットを有するものとなっている。すべてが揃っているＮチップのシーケンス（th
e entire N-chip sequence）のことを伝送シンボルという。
【０００６】 直接拡散による伝統的なＣＤＭＡにおいては、それぞれの供給される情報ビッ
トがＮ個のチップで構成される符号シーケンスに置き換えられて拡散スペクトル
が形成されるように帯域幅拡散が成し遂げられる。
【０００７】 複数の符号化された情報信号は、無線周波数のキャリアを変調し、そして、共
に複合信号（composite signal）として受信機で受信される。受信機が正当なも
のであり、かつ、同期した符号信号を有するものである場合には、その複合信号
が固有の符号の一つを用いて相関処理され、そして、実際の復号化手法により、
対応する情報信号を分離して復調できることになる。
【０００８】 ２つのユニット間の接続については、機械的な接続、電気的及び論理的な信号
の特性、並びに信号のシーケンスに係る規則に関して、仕様がある。２つの機能
の間の論理的ないし物理的な境界は、インタフェースと呼ばれる。
【０００９】 移動無線システムにおいて、壁、建築物構造、丘、山などのような信号の反射
面が存在すると、信号が時間領域で分散していると無線信号の受信機が感知する
事態を生じやすく、それによって同じ情報を搬送している信号が異なる時間遅延
で受信機に到達することになる。
【００１０】 伝送シンボルを最適に検波するためには、受信される電磁線（rays）を合成す
ることによって信号をダイバーシティ増幅されたもの（diversity amplified）
にする必要がある。ダイバーシティの利得は、いくつかの信号成分を利用し得る
、例えばレイク受信機による、先行する信号処理（advanced signal processing
）において実現することができる。
【００１１】 レイク受信機は、この時間分散した信号の特徴を利用する無線受信機である。
レイク受信機は、俗にレイク・タップないしレイク・フィンガーと呼ばれている
複数の独立した受信機ユニットを有しており、それぞれのレイク・タップないし
レイク・フィンガーは、それぞれの電磁線を受信すると共に、それぞれの電磁線
を追跡あるいは検出する。さらにレイク受信機は、受信した信号を合成する手段
と、それらの信号を合成するのに先立ってそれらの信号の位相が合うようにそれ
らの信号を遅延させる手段とを有している。レイク受信機は、通常、１チップ期
間（chip-period）より長い分離若しくは１チップ期間に等しい分離により、成
分の合成をすることができる。ＣＤＭＡシステムにおけるレイク受信機のレイク
・フィンガーないしレイク・タップは、信号の到達時間に基づいて調整される。
【００１２】 理想的なサンプリングは、信号の最も強い場所で実行される。１チップの持続
期間中に一度しかサンプルが取得されず、かつ、それが信号の最も強い所で取得
されていない場合には、サンプリングは、結果として最適でない検波によりすべ
てのチップないしシンボルにおいて最適に行われず、系統誤差がもたらされる。
【００１３】 正確なサンプリングについての確率は、オーバーサンプリングによって増大す
る。オーバーサンプリングにおいては、それぞれのチップ期間についていくつか
のサンプルを取得すると共に、最良のサンプル、すなわち、判断サンプルをそれ
ぞれのチップについて選ぶことができる。ここにいう最良のサンプルである判断
サンプルは、信号の位相を示すスタート時間を有するものである。
【００１４】 オーバーサンプリングの比率は、シンボルないしチップのレートに対する信号
のサンプル・レートの比率として定義される。このことは、帯域制限をする場合
において、信号がより帯域制限されるほど、そこにより多くのサンプルが各チッ
プについて存在し、それ故にオーバーサンプリングの比率が帯域幅の減少に伴っ
て増大する、ということを意味する。
【００１５】 各チップのサンプリングと関係する系統誤差は、オーバーサンプリングの比率
の増大に伴って少なくなるが、その一方で、チャネライザから外のオーバーサン
プリングの比率は、受信機システムが複雑なハードウェアを必要としないように
、可能な限り低くする必要がある。そのサンプリングの比率をより低くすればす
るほど、最適な位置のものからはより遠ざかることになり、結果として感度は減
少する。この感度の低下は、“検波損失”（“detector loss”）と呼ばれてい
る。このように、系統誤差は、データのレートとシステムの機器性能にも依存す
る。
【００１６】 サンプラ、すなわち、Ａ／Ｄ変換器は、予め定められた所定のサンプル周期を
有している。このサンプル周期は、簡単な方法で無線受信機のシンボル・レート
ないしチップ・レートとの関係により調整される。その調整されたレートは、通
常、シンボル・レートの少ない整数倍、すなわち、ｆ−シンボルであり、あるい
は直接シーケンスＣＤＭＡシステムのケースにあっては、チップ・レートの少な
い整数倍、すなわち、ｆ−チップである。
【００１７】 リサンプラによれば、チップ・レートの整数倍でないサンプル・レートから適
切なサンプル・レートへとリサンプリングすることが可能である。
【００１８】 リサンプリングは、通常、それぞれ異なる手法を用いる、元々のデータ・シー
ケンスにおける各点間の補間によって実行される。それらの手法には膨大な演算
を用いるものもあるが、信号がより帯域制限されていればいるほど、要求を満た
す手法はより簡単なものになる。
【００１９】 最も簡単な補間手法は、１次ホールド（first order hold）が信号の１次導関
数（the first derivative）を用いて各点間を補間すると共に、０次ホールド（
zero order hold）が元々のデータ・ストリームにおける最も近いサンプルによ
って望まれるサンプルを単に近似する、それぞれ異なる“ホールド”回路（“ho
ld”circuits）である。０次ホールドは、当然、より簡単なものであるが、近似
をし過ぎることによる誤差を与えないようにするためには、より強く帯域制限さ
れた信号を必要とする。他のリサンプリングの手法としてよくあるのは、より高
次のフィルタリングや多項式（polynomial）の補間を伴うものである。
【００２０】 リサンプラについては、例えば、通信システムにおけるデジタル変調された信
号の復調に係るＵＳ−５５９８４３９及びＵＳ−５５１３２０９において以前に
開示されている。ＣＤＭＡ及びレイク受信機については、例えば、ＵＳ ５６４
０４１６及びＪＰ−０８２５６０８４において開示されている。マルチレートＣ
ＤＭＡ通信のための以前の解決策は、ＥＰ−８１４５８１において提案されてい
る。
【００２１】 異なる無線伝送標準をサポートする基地局は、ＥＰ−８１５６９８により知ら
れている。この特許のシステムは、少なくとも２つのデジタル・チャネル装置を
用いることにより、同時にＣＤＭＡとＴＤＭＡの信号をサポートできるものとな
っている。この特許のチャネライザは一つの帯域幅に関して機能できるのみであ
り、チャネライザ自体はそれぞれの標準に対して必要とされている。種々の標準
を用いるシステムでこの解決策を採用するものは、規模が非常に膨大なハードウ
ェアを必要とし、ダイバーシティの利得調整に失敗する。
【００２２】 広範な様々のチャネル帯域幅を同時にサポートできるデジタル・チャネライザ
を用いることとすれば、無線受信機システムの機器ないし装置にかかるコストを
最小限に抑えることができる。この類のチャネライザは、発明者のスウェーデン
国特許出願９８０２０５９−７に開示されている。
【００２３】 従来の一標準の受信機システムにおいては、サンプル・レートが整数関係にあ
るチップ・レートに基づいて選ばれている。システムにおいて互いに異なるシン
ボルないしチップのレートを用いるいくつかのＣＤＭＡ標準及び他の標準を利用
する場合に関しては、それぞれのシステムにおけるチップ・レートの違いのため
に、すべてのチップ及びシンボルのレートに対してサンプリング・レートが整数
関係や他の簡単な関係となるようにサンプリング・レートを選ぶことはできない
。したがって、リサンプラが欠くことのできないものとなる。
【００２４】 表１は、それぞれ異なるセルラー・システムについての様々な帯域幅とシンボ
ル・レートないしチップ・レートとを示している。同じ基地局において同時にい
くつかの標準を用いようとする場合には、それらの異なる標準を適切な方法でか
つハードウェアの規模を拡大することもなく同時に取り扱うために、新たな手法
が必要となることが見て分かる。
【００２５】 （発明の説明） 本発明の目的は、いくつかの標準が共存する、かかる将来の移動通信システム
及び基地局を実現可能にすることである。かかるシステムにおいては、例えば、
欧州では、ＧＳＭが広帯域（wide band）ＣＤＭＡと共存することとしてもよく
、また、米国（ＵＳＡ）では、Ｄ−ａｍｐｓが狭帯域（narrow band）及び広帯
域の双方のＩＳ−９５と共存することとしてもよく、さらにＧＳＭとも共存する
こととしてもよい。
【００２６】 より詳細には、本発明の目的は、上の類のような移動通信システムのための無
線受信機システムを作ることであり、その中でコストの軽減を実現し、同じ基地
局において運用されるそれぞれ異なる標準を取り扱うために共通のハードウェア
を利用する。
【００２７】 他に本発明が目的とするものは、いくつかの標準を用いる基地局、特に、より
以前のマルチ標準無線受信機システムよりも高い機器性能を有する各ＣＤＭＡ標
準を用いる基地局である。
【００２８】 本発明の方法は、主に、変調されたチャネルのそれぞれを復調ユニットが個別
的に検波すると共に必要な場合にはリサンプリングし、かつ、対応する復調され
たチャネルを配信する、ことを特徴とする。
【００２９】 本発明のマルチ標準無線受信機システムは、主に、変調されたチャネルが、固
有の信号形式を用いるそれぞれの標準について個別的に復調されると共に必要な
場合にはリサンプリングされる、ことを特徴とする。
【００３０】 本発明においては、基地局において異なるＣＤＭＡ及び他の信号形式標準につ
いてリサンプリングが実行され、それぞれの標準のそれぞれのチップ・レートな
いしシンボル・レートに対して適切なサンプル・レートが得られる。
【００３１】 システムのＡ／Ｄサンプリング周波数は、システムにおけるそれぞれ異なる標
準のチップ・レートないしシンボル・レートのうちの一つに基づいて選択する。
本発明では、その他の標準についてリサンプリングを実行する。
【００３２】 本発明の第１の実施形態では、チップ・レートないしシンボル・レートに基づ
くそれぞれの標準に対して適切なサンプル・レートが、それぞれの標準用の別個
のリサンプラによってマルチ−標準無線受信機システムにおいて実現される。そ
のチップ・レートないしシンボル・レートに従ってリサンプリングされたサンプ
ル・レートを得る必要があるそれぞれの標準については、それ自体のリサンプラ
を有する。
【００３３】 マルチ−標準無線受信機における復調ユニットのいくつかは、少なくとも一つ
のＴＤＭＡ信号のリサンプリング及び検波をする手段を備えるものとしてもよく
、そのユニットは、ＴＤＭＡリサンプリング・ユニット（TDMA-resampling unit
）及びＴＤＭＡ復調器／等価ユニット（TDMA-demodulator/equalizing unit）を
有し、一方、それに類する他の復調ユニットは、少なくとも一つのＣＤＭＡ信号
のリサンプリング及び検波をする手段を備えるものとしてもよく、その他のユニ
ットは、ＣＤＭＡリサンプリング・ユニット（CDMA-resampling unit）及びＣＤ
ＭＡ復調器／レイク受信機ユニット（CDMA-demodulator/rake receiver unit）
を有する。この無線受信機では、他の種類の復調器ユニット及びリサンプラをそ
の種類用にさらに備えることとしてもよい。
【００３４】 リサンプラは、インタフェースの前にチャネライザと共に同所配置される（co
-located）ものとしてもよく、あるいは選択し得る他の形態として、インタフェ
ースの後に位置させてレイク受信機と共に同所配置されるものとすることもでき
る。後者のケースでは、インタフェース上のデータ・レートがチャネライザの出
力側レートと同一となり、このことは、そのレートが最初のケースにおけるより
も低いことを意味する（リサンプラが高い出力側レートを有するためである）。
したがって、この後者の形態は、より実利的な選択肢である。リサンプラとレイ
ク受信機との間では、データ・レートは高い。
【００３５】 本発明に基づくリサンプラを用いたシステムの一つは、リサンプラの外のオー
バーサンプリング・レートが内部レートよりも非常に高く、かつ、それによって
正確なサンプリングを増大させるように機能する。
【００３６】 サンプリングとの関係において存在し得る系統誤差に加えて、リサンプリング
の処理動作もある一定の誤差を与える。
【００３７】 これは、本発明の第１の実施形態の２つの態様において、それぞれのレイク・
タップの最適な位置からの時間領域における変位のために、システム中に２つの
誤差発生源、すなわち、リサンプリング誤差と系統誤差がある、ということを意
味する。全体的な誤差は、系統誤差とリサンプリング誤差の合計である。
【００３８】 本発明の第２のかつ好ましい実施形態においては、変調された各チャネルのリ
サンプリング及び検波がマルチ−標準無線受信機システム内の復調ユニットのう
ちの少なくとも一つにおいて合同処理で実行される。この実施形態において、少
なくとも一つの復調ユニットは、少なくとも一つのＣＤＭＡ信号のリサンプリン
グ及び検波をする手段を備え、かつ、それぞれのレイク・フィンガー中に個別リ
サンプラを持つレイク受信機を有する、ＣＤＭＡ受信機である。このタイプのレ
イク・タップの実現は、レイク・タップがリサンプリング及び復調の双方の合同
制御を実行する通常のレイク・タップの実現とは異なる。
【００３９】 リサンプリングの各レイク・タップは、本願中の前の方で説明したそれぞれ異
なるリサンプリング手法を用いることができる。最も簡単な０次ホールドの手法
を用いる場合、各レイク・タップは、入来するサンプルのタイミングを監視し（
入来するサンプルのタイミングの経過を追跡し）、そして、記号シーケンス中の
各チップないし各シンボルのタイミングに基づき、時間領域においてそのチップ
ないしシンボルに最も近いところの入来信号からサンプルを選択する。補間の手
法においては、例えば、要求されるサンプルを２つの入来したサンプルの間に内
挿補間することができる。多相フィルタリングにおいては、フィルタの実位相を
最も近いサンプルへの距離によって決定する。それぞれ異なる多相の成分を使用
し、それらの成分が既定の遅延を与えて入来時間を合わせるようにする。
【００４０】 本発明の第２の実施形態においては、レイク受信機がそれぞれ異なるサンプル
・レートを受信できるために、低いオーバーサンプリング・レートを用いること
もできる。最適な位置からのレイク・タップの平均的変位を極めて小さく保つこ
とができるので、本発明の第２の実施形態では誤差発生源は一つしかない。レイ
ク・タップ中で相関処理される２つの信号サンプル間の距離は変動するが、ユニ
ット毎のサンプルの数は平均すると受信機システムのチップ・レートに対応する
ものとなる。別の言い方をすれば、符号シーケンスと入来するデータ・ストリー
ムとの間の相関処理は、それぞれのレイク・タップにおいて、互いに異なり、同
様にはサンプリングされていない、データの組に対して実行される。それぞれの
レイク・タップに対して個別的にサンプルの選択を実行する場合では、復調（Ｐ
Ｎシーケンスとの同期によるのが好ましい復調）は、すべてのレイク・タップに
対して最適になる。その場合、唯一の誤差発生源はリサンプリング誤差というこ
とになる。
【００４１】 ＣＤＭＡシステムにおける０次ホールドを用いるリサンプリングは、ある一定
のオーバーサンプリング・レートにおいてある一定の誤差を与える。この誤差は
、レイク・タップにおける各チップのサンプリングと結び付けられる平均変位誤
差と同じ大きさのものである。他のタイプのリサンプリングは、他の大きさの誤
差を与えることになる。
【００４２】 本発明のさらなる実施形態によれば、方法がより高次のホールドないし他のリ
サンプリング手法に拡張される。用いられるリサンプリング手法に基づいて補間
されるサンプル値を計算するためには、多項式補間ないし多相フィルタリング等
のようなより大規模な演算が必要とされる。これは、ＰＮシーケンスに同期させ
たリサンプリングないし補間のフィルタ又は多項式の補間器（interpolator）に
よって行うことができる。
【００４３】 このリサンプリングないし補間のフィルタ又は多項式の補間器の、演算の複雑
性は、受信された信号の出力をオーバーサンプリングする必要がないので、本発
明の好ましい実施形態においては、レイク・タップより前の共通のリサンプラに
対するよりも、極めて低くすることができる。これは、少なくとも少数のチャネ
ルしか用いないシステムに対しては、それぞれのレイク・タップについて個別的
なリサンプリングを備えることのコストを補償する。
【００４４】 全体的な演算の複雑性は、それぞれのレイク・タップにおいて０次ホールドの
リサンプリングを用いるシステムについては大方より低いものとなるので、それ
を本発明の好ましい実施形態において利用する。
【００４５】 リサンプリングはそれぞれのレイク・タップにおいて個別的に行われるので、
リサンプリングのタイプは、それぞれのレイク・タップについて個別的に選ぶこ
とができ、かつ、個別的に最適化することもできる。これは、チャネルのインパ
ルス応答の推定と共に関係させて行うことができ、最良のリサンプリングがマル
チパス・チャネル応答における最良の“電磁線”（“ray”）に選ばれるように
し、あるいは、最良のリサンプリングが、すべて同等に実現されたリサンプリン
グのレイク・タップを有するよりも良い性能を与える他の何等かの方法で最適化
されるようにすることができる。
【００４６】 本発明の有利な効果は、一つだけのチャネライザしか必要としないので、以前
のシステムにおけるよりも少ないハードウェアを用いる同じ無線受信機システム
においていくつかの標準を用いることができる、ということである。チャネライ
ザは、演算処理的にリサンプラよりも複雑である場合が多い。本発明の第２の実
施形態は、最高の性能を与え、かつ、それ故により好ましい実施の形態である。
この実施形態においては、それぞれのレイク・フィンガーについて別個のリサン
プリングを行うことが可能であるので、より正確なサンプリングが成し遂げられ
る。さらに、その方法は、制御することが比較的簡単であり、かつ、それ故に非
常に有用であることが分かる。
【００４７】 （発明の概要） 既存のＣＤＭＡ受信機システムは、通常、一つだけの信号形式標準を用いて動
作している。将来の移動電気通信においては、いくつかの（種々の）標準が共存
することになる。本発明の目的は、上の類の移動通信システムとして、かかるマ
ルチ−標準無線受信機システムを作ることであり、そのマルチ−標準無線受信機
システムにおいては、コストの軽減を実現し、同じ基地局において運用されるそ
れぞれ異なる標準（特にＣＤＭＡ標準）を取り扱うために共通のハードウェアを
利用し、そして、そのマルチ−標準無線受信機システムは、以前のマルチ標準受
信機システムよりも高い機器性能を有するものにする。
【００４８】 一つより多くのシンボルないしチップのレートをシステムにおいて用いる場合
、すなわち、同じ基地局において同時に運用されている複数の標準がある場合の
ケースに関しては、各チップ・レートないし各シンボル・レートは、互いに、既
存の機器を用いてシンボル・レートないしチップ・レートの整数関係ないし他の
簡単な関係、又はそれぞれ異なる標準用の共通のハードウェアを用いる他の簡単
な関係である、サンプル・レートを選ぶことが可能であるような態様で、関係し
ていない。
【００４９】 そのため、本発明では、基地局において異なるＣＤＭＡ標準及び他の標準につ
いてリサンプリングを実行し、それぞれの標準のそれぞれのチップ・レートない
しシンボル・レートのための適切なサンプル・レートを得る。
【００５０】 本発明のマルチ−標準無線受信機システムの復調ユニットは、変調されたチャ
ネルのそれぞれを個別的にリサンプリングしかつ検波し、そして対応する復調さ
れたチャネルを配信する。復調ユニットの一つにおいては、サンプリング・レー
トがＡ／Ｄ変換器のサンプリング・レートに従ったものとなっており、これによ
ってリサンプリングが必要とされない。
【００５１】 本発明の好ましい実施形態では、変調されたチャネルのリサンプリング及び検
波は、マルチ−標準無線受信機システム内のかかる復調ユニットの少なくとも一
つにおいて、合同処理で実行される。この実施形態において、少なくとも一つの
復調ユニットは、少なくとも一つのＣＤＭＡ信号のリサンプリング及び検波をす
る手段を具備し、かつ、それぞれのレイク・フィンガーにおいて個別のリサンプ
ラを持つ（用いる）レイク受信機を有する、ＣＤＭＡ受信機である。
【００５２】 さらに本発明は、本発明の好ましい実施形態に基づくレイク受信機とも関係す
る。そのレイク受信機は、各サンプルをそれらが有する時間に受信すると共に、
リサンプリング手法の一つに従い、時間領域においてそのチップに対して最も近
くの入来信号からサンプルを選択する。復調及びリサンプリングが本発明に基づ
いたやり方での合同処理で実行されるので、レイク・タップの時間の変位と関係
する誤差を低く（小さく）保つことができる。
【００５３】 本発明のさらなる実施形態では、その方法は、それぞれ異なるレイク・タップ
における個別のリサンプリング手法に拡張されると共に、オーバーサンプリング
の比率とリサンプリング手法との好ましい組合せに拡張される。
【００５４】 以下において、本発明の実施形態のいくつかに基づく図面を用いることによっ
て本発明についての説明をする。以下の実施形態は、本発明を限定することを意
図したものではなく、かつ、詳細事項の多くは、発明思想の範囲において変更す
ることができる。復調は、例えば、ＰＮシーケンスとの同期を用いる以外の別の
やり方でも実行することができ、また、無線受信機システムにおけるそれぞれ異
なる標準は、異なる形態に選ぶことができる。
【００５５】 （図面の詳細な説明） 図１は、本発明の第１の実施形態に基づくいくつかのＴＤＭＡ標準及びＣＤＭ
Ａ標準を用いるマルチ標準無線受信機システム１Ａを示している。図１において
、それぞれ異なる周波数の無線信号、すなわち、各ＲＦ信号は、アンテナ２によ
って受信される。そのＲＦ信号は、それから無線周波数ユニット３によって中間
周波数ＩＦにダウンコンバートされる。図１中に符号４で表されたＡ／Ｄ変換器
は、アナログのＩＦ信号をデジタルのものに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、一度に
一つの速度についてしかクロックできないので、受信された信号のデータ・レー
トをベース・バンド処理に適したレートにリサンプリングする必要がある。この
レートは、マルチ標準システムにおいて用いられる標準のうちの一つのシンボル
・レートないしチップ・レートに基づいて変更される。図１の実施形態において
、それは、図中で符号６ａを付して表してあるＴＤＭＡ復調器／等化器（TDMA d
emodulator/equalizer）の標準において用いられるシンボル・レートの整数倍で
あるサンプリング・レートに変換される。信号は、Ａ／Ｄ変換器において一定の
サンプル・レートによってサンプリングされると共にデジタル信号にデジタル化
される。その後、所望の信号（要求される信号）が、他の周波数の信号が干渉し
ないようにチャネライザ５においてフィルタリングされて出力される。チャネラ
イザの出力信号は帯域制限された信号となっており、その帯域制限された信号は
、復調ユニット６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの一つにおけるベース・バンド処理の
ために供給され、信号によって送られたデータの情報が再生される。
【００５６】 ここでは、Ａ／Ｄ変換器４のサンプル・レートが受信機６ａのシンボル・レー
トに基づくもの（従ったもの）となっており、そのサンプル・レートがそのシン
ボル・レートの整数倍又はそれ以外の簡単な関係となるようにしてあるので、受
信機６ａには信号を直接供給することができる。
【００５７】 一方、他のチップ・レート及びシンボル・レートによって動作する他の受信機
へ送られた信号については、それらが復調可能となる前にリサンプリングをする
必要がある。図１において、すべての受信機、すなわち、ＤＡＭＰＳ復調器及び
等化器６ｂ、ＣＤＭＡレイク受信機（CDMA Rake receiver）６ｃ、ＣＤＭＡレイ
ク（CDMA Rake）６ｄは、それぞれ自身のリサンプラ、すなわち、リサンプラ７
ｂ、７ｃ、７ｄをそれぞれ有している。リサンプラ７ｂ、７ｃ、７ｄは、チャネ
ライザ５からの出力信号をリサンプリングして受信機６ｂ、６ｃ、６ｄのそれぞ
れのチップ・レートないしシンボル・レートに従ったものとし、リサンプル・レ
ートが好ましくはその実際のチップ・レートないしシンボル・レートの整数倍と
なるようにする。その後、レイク受信機（RAKE receivers）６ｂ、６ｃ、６ｄの
レイク・タップは、復調／復号化とダイバーシティ利得調整を成し遂げる同じも
のの合成とを行うためのチップ・レートに合致したタイミングで信号を受ける。
【００５８】 図２は、システムにおけるレイク受信機（RAKE receiver）６ｃに関してのよ
り詳細な図１の一部を示している。アンテナ２、無線周波数ユニット３、Ａ／Ｄ
変換器４、チャネライザ５、リサンプラ７ｃ及びレイク受信機（RAKE receiver
）６ｃの各機能は、図１との関係で説明される（図１との関係において解釈され
る）。レイク受信機（RAKE receiver）６ｃは、いくつかのレイク・タップない
しレイク・フィンガー（RAKE taps or fingers）ｃ１、ｃ２、ｃ３及びｃ４を有
している。レイク受信機（RAKE receiver）６ｃは、レイク・タップ（RAKE taps
）ないしフィンガーｃ１、ｃ２、ｃ３及びｃ４の位置を時間領域において最大の
信号である位置に調整することができるように、一定（整数）のオーバーサンプ
リングの比率（ＯＳＲ）を必要とする。その信号は、受信機６ｃで用いられてい
る標準のｆ−チップ／２（f-chip/2）よりも僅かに高いところまでの周波数だけ
を含むものとなるように、チャネライザ５においてフィルタリングされている。
【００５９】 図３は、本発明の第２のかつ好ましい実施形態に基づくいくつかのＴＤＭＡ標
準及びＣＤＭＡ標準を用いるマルチ標準無線受信機システムの一部である。アン
テナ２、無線周波数ユニット３、Ａ／Ｄ変換器４、チャネライザ５の機能は、図
１との関係で説明される。図３のレイク受信機（RAKE receiver）８ａでは、そ
れぞれのレイク・タップａ１、ａ２、ａ３、ａ４において個別的にそれぞれリサ
ンプリングが実行され、例えばＰＮシーケンスとの相関等による復調とリサンプ
リングがレイク・タップａ１、ａ２、ａ３及びａ４のそれぞれにおける同じ処理
で実行されるようになっている。復調及びリサンプリングの合同処理のより詳細
な説明は、図５及び図６の説明との関係において述べられる。レイク受信機（RA
KE receiver）８ａのレイク・タップａ１、ａ２、ａ３及びａ４により受信され
た信号は、合成されてダイバーシティ利得を実現する。
【００６０】 図４は、本発明の第２のかつ好ましい実施形態に基づくいくつかのＴＤＭＡ標
準及びＣＤＭＡ標準を用いるマルチ標準無線受信機システムについての概略図を
表している。アンテナ２、無線周波数ユニット３、Ａ／Ｄ変換器４、チャネライ
ザ５並びに受信機６ａ及び６ｂの各機能は、図３との関係で説明される。ＣＤＭ
Ａ受信機８ａの機能については、図３との関係で説明した。図４におけるＣＤＭ
Ａ受信機８Ａ〜８Ｍは、個別にリサンプリングのレイク・タップを有する、８ａ
と同類のＣＤＭＡ受信機である。
【００６１】 図５は、本発明の第２のかつ好ましい実施形態に基づく図３のレイク受信機（
RAKE receiver）におけるレイク・タップ（RAKE taps）のうちの一つの機能につ
いて示した概略図である。信号ｓ１は、チャネライザから非整数のオーバーサン
プリング・レートにより到来している。レイク・タップは、入来する各サンプル
のタイミングを比較することにより、復号化及びサンプル選択の合同制御を実行
すると共に、ＰＮシーケンス中の各チップのタイミングに従い、時間領域におい
てそのチップに最も近い入来信号からサンプルを選択する。それぞれのレイク・
タップにおいてリサンプル選択がこのように個別的に実行されるので、復号化が
すべてのレイク・タップに対して最適なものとなり、かつ、最適な位置からのレ
イク・タップの平均的変位をゼロに保つことができる。選択されたサンプルは、
その後最も近いチップのＰＮシーケンスと相関処理され、そして対応する情報の
信号が獲得される。
【００６２】 図６は、本発明の第２の実施形態の別の態様（バージョン）に基づく図３のレ
イク受信機（RAKE receiver）８ａのレイク・タップ（RAKE taps）のうちの一つ
について示した概略図である。信号ｓ２は、チャネライザから非整数のオーバー
サンプリング・レートにより到来している。単に最も近いサンプルを選択するの
に代えて、２つのサンプル間の補間サンプル値を計算する、より規模の大きい演
算を適切な補間リサンプリング手法によって実行する。これは、リサンプリング
・フィルタないし補間フィルタによって行うことができ、あるいは、ＰＮシーケ
ンスと同期させた多項式補間器によって行うことができる。
【００６３】 図７においては、本発明の２つの成功した実施形態のコンピュータ・シミュレ
ーションを表してある。直線は、検波損失が０である、結果として正確な復調に
よる正確なサンプリングによる理想的なケースを表している。＋の記号を付して
表してある線は、チップ・レートに関連付けた整数サンプル・レートを得るのに
復調ユニットより前で別個のリサンプラを使用したことにより得られた結果を示
している。菱形（rhombs）の記号を付して表した第３の線は、個別的なリサンプ
リングのレイク・タップを有するレイク受信機を用いてリサンプリングを実行す
る、本発明の好ましい実施形態を表している。
【００６４】 第２の実施形態についての到達時間に対する誤差は、別個の、“共通”（“co
mmon”）の、リサンプラを利用した場合（＋の線（the +-line））において、チ
ャネライザのレートとリサンプラの出力がほぼ（近似的に）等しいときには、平
均して本発明の第１の実施形態についての合成された誤差の半分だけである。
【００６５】 シミュレーションにおいて用いたパラメータは、 チャネライザのレート：３１ サンプル／チップ（samples/chip）：１１ リサンプラの出力レート：３サンプル／チップ である。
【００６６】 表１
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に基づくいくつかのＴＤＭＡ標準及びＣ
ＤＭＡ標準を用いるマルチ標準無線受信機システムについての概略図である。
【図２】 レイク受信機に関してより詳細にした図１の部分についての概略
図である。
【図３】 レイク受信機に関してより詳細にした図４の部分についての概略
図である。
【図４】 本発明の第２のかつ好ましい実施形態に基づくいくつかのＴＤＭ
Ａ標準及びＣＤＭＡ標準を用いるマルチ標準無線受信機システムについての概略
図である。
【図５】 本発明の第２のかつ好ましい実施形態に基づくレイク受信機にお
けるレイク・タップについての機能図である。
【図６】 本発明のさらなる実施形態に基づくレイク受信機のレイク・タッ
プについての機能図である。
【図７】 本発明の２つの実施形態のコンピュータ・シミュレーション結果
の結果である。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K004 AA01 BA02 BC01 5K020 BB06 DD03 DD12 EE05 EE16 FF00 HH13 JJ07 5K022 AA10 AA22 EE02 EE32 FF01 5K028 AA06 BB04 CC05 HH03 KK03 SS12 TT02

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線信号（ＲＦ）を受信するアンテナ・ユニットと、 受信した無線信号（ＲＦ）を中間周波数信号（ＩＦ）にダウンコンバートする
    無線周波数ユニットと、 前記中間周波数信号（ＩＦ）を一定のサンプリング・レートによりサンプリン
    グすると共にサンプリングした信号をデジタル信号にデジタル化するＡ／Ｄ変換
    器と、 前記デジタル信号から、異なる無線通信標準の形式に従って変調されている少
    なくとも２つの変調されたチャネルを、フィルタリングして出力するチャネライ
    ザと、 信号の復調のための復調ユニットとを有し、 復調ユニットは、前記変調されたチャネルのそれぞれを個別的に、検波し、か
    つ必要な場合にリサンプリングして、対応する復調されたチャネルを配信する ことを特徴とする、マルチ−標準無線受信機システム。
  2. 【請求項２】 少なくとも一つの復調ユニットは、前記マルチ−標準無線受
    信機システムにおける少なくとも一つの信号形式の標準のための別個のリサンプ
    ラ及び復調器で構成されていることを特徴とする、請求項１記載のマルチ−標準
    無線受信機。
  3. 【請求項３】 前記リサンプラが前記チャネライザと同所配置されているこ
    とを特徴とする、請求項２記載のマルチ−標準無線受信機。
  4. 【請求項４】 前記リサンプラがレイク受信機と同所配置されていることを
    特徴とする、請求項２記載のマルチ−標準無線受信機。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のマルチ−標準無線受信
    機システムにおいて、少なくとも一つのその復調ユニットは、 ＴＤＭＡ−リサンプリング・ユニットとＴＤＭＡ−復調器／等化ユニットとを
    有する、少なくとも一つのＴＤＭＡ信号のリサンプリング及び検波を行う手段 を備える、ことを特徴とする、マルチ−標準無線受信機システム。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれかに記載のマルチ−標準無線受信
    機システムにおいて、少なくとも一つのその復調ユニットは、 ＣＤＭＡ−リサンプリング・ユニットとＣＤＭＡ−復調器／レイク受信機ユニ
    ットとを有する、少なくとも一つのＣＤＭＡ信号のリサンプリング及び検波を行
    う手段 を備える、ことを特徴とする、マルチ−標準無線受信機システム。
  7. 【請求項７】 少なくとも一つのその復調ユニットにおいて前記変調された
    チャネルのリサンプリング及び復調が合同処理で実行されることを特徴とする、
    請求項１記載のマルチ−標準無線受信機。
  8. 【請求項８】 少なくとも一つの復調ユニットは、少なくとも一つのＣＤＭ
    Ａ信号のリサンプリング及び検波を行う手段を備え、かつ、それぞれのレイク・
    フィンガーにおいて個別のリサンプラを持つレイク受信機を有する、ＣＤＭＡ受
    信機である、ことを特徴とする、請求項７記載のマルチ−標準無線受信機。
  9. 【請求項９】 受信機システムにおける前記ＣＤＭＡ受信機は、それぞれ異
    なる帯域幅及びチップ・レートにより動作することを特徴とする、請求項８記載
    のマルチ−標準無線受信機システム。
  10. 【請求項１０】 レイク・タップが、受ける信号のリサンプリング及び復調
    の双方の合同制御を実行することを特徴とする、請求項８又は９記載のマルチ−
    標準無線受信機システム。
  11. 【請求項１１】 マルチ標準無線受信機システムにおいてそれぞれ異なる信
    号形式の標準を受信する方法であって、 無線（ＲＦ）信号を受信し、 受信した無線（ＲＦ）信号を中間周波数信号（ＩＦ）にダウンコンバートし、 前記中間周波数信号（ＩＦ）を一定のサンプリング・レートによりサンプリン
    グすると共に、サンプリングした信号をデジタル信号にデジタル化し、 前記デジタル信号から、異なる無線通信信号形式の標準に従って変調されてい
    る少なくとも２つの変調されたチャネルを、フィルタリングして出力し、そして
    、 復調ユニットにおいて信号を復調し、 前記変調されたチャネルを、それぞれの信号形式の標準について個別的に、検
    波し、かつ必要な場合にリサンプリングして、対応する復調されたチャネルを配
    信する ことを特徴とする、方法。
  12. 【請求項１２】 受信する信号がＴＤＭＡ信号、ＣＤＭＡ信号又はＦＤＭＡ
    信号であることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 システムにおけるそれぞれ異なる信号形式の標準のチップ
    ・レートないしシンボル・レートのうちの一つに基づいてシステムのサンプル・
    レートを調整し、その標準についてのリサンプリングをする必要がないようにす
    る、ことを特徴とする、請求項１１又は１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 サンプル・レートが受信機のシンボル・レートないしチッ
    プ・レートの小さい整数倍数（small integer multiple）となるようにリサンプ
    リングを実行することを特徴とする、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の
    方法。
  15. 【請求項１５】 リサンプリングをシステムの個々の復調ユニットのうちの
    少なくとも一つより前で別個に実行することを特徴とする、請求項１１ないし１
    ４のいずれかに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 個別的なリサンプリングのレイク・タップを持つレイク受
    信機を有するＣＤＭＡシステムを含む復調ユニットのうちの少なくとも一つにお
    いて、リサンプリング及び復調を同じ処理で実行する、ことを特徴とする、請求
    項１１ないし１３のいずれかに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 ＣＤＭＡ信号の復調を信号に対して実行する場合において
    、符号化が符号シーケンスを用いた搬送波の直接変調によって行われている、こ
    とを特徴とする、請求項１１ないし１６のいずれかに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記符号シーケンスが擬似雑音ＰＮシーケンスであること
    を特徴とする、請求項１７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 符号シーケンスと入来するデータ・ストリームとの間の相
    関処理を、それぞれのレイク・タップにおいて、互いに異なり、同様にはサンプ
    リングされていないデータの組に対して実行する、ことを特徴とする、請求項１
    ６ないし１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 リサンプリング及び復調の合同処理において、入来するサ
    ンプルのタイミングと符号シーケンス中のチップのタイミングとを、それぞれの
    レイク・タップにおいて比較すると共に、時間領域で実際のチップに対して最も
    近い入来する信号からサンプルを選択する、ことを特徴とする、請求項１６ない
    し１９のいずれかに記載の方法。
  21. 【請求項２１】 リサンプリング及び復調の合同処理において、入来するサ
    ンプルのタイミングと符号シーケンス中のチップのタイミングとを、それぞれの
    レイク・タップにおいて比較すると共に、２つのサンプル間の補間によってリサ
    ンプリングを実行する、ことを特徴とする、請求項１６ないし２０のいずれかに
    記載の方法。
  22. 【請求項２２】 用いるリサンプリングの手法がより高次のフィルタリング
    を含むことを特徴とする、請求項１６ないし１９に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 用いるリサンプリングの手法が多項式補間を含むことを特
    徴とする、請求項１６ないし１９のいずれかに記載の方法。
  24. 【請求項２４】 リサンプリングの手法が多相フィルタリングであることを
    特徴とする、請求項１６ないし１９のいずれかに記載の方法。
  25. 【請求項２５】 リサンプリングの手法をそれぞれのレイク・タップについ
    て個別的に選ぶことを特徴とする、請求項１６ないし２４のいずれかに記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】 請求項１記載のマルチ標準無線受信機システムにおいて用
    いるためのレイク受信機であって、俗にレイク・タップと呼ばれ、無線信号の受
    信及び復調をするための、いくつかの独立した受信機ユニット、それらの信号を
    合成するのに先立ってそれらの信号の位相が合うようにそれらの信号を遅延させ
    る手段を具備し、それぞれのレイク・タップに個別のリサンプラがあることを特
    徴とする、レイク受信機。
  27. 【請求項２７】 前記レイク・タップは、受信した信号のリサンプリング及
    び復調の双方の合同制御を実行する手段を備えることを特徴とする、請求項２６
    記載のレイク受信機。
  28. 【請求項２８】 ２つの信号のサンプル間の距離がレイク・タップにおいて
    システムのチップ・レートに対応するように相関処理されることを特徴とする、
    請求項２６又は２７記載のレイク受信機。
  29. 【請求項２９】 前記レイク・タップは、入来するサンプルのタイミングの
    経過を追跡すると共に、それを符号シーケンス中のチップのタイミングと比較し
    、そして時間領域で実際のチップに対して最も近い入来する信号からサンプルを
    選択することにより、リサンプリング及び復調の合同処理を実行する、ことを特
    徴とする、請求項２６ないし２８のいずれかに記載のレイク受信機。
  30. 【請求項３０】 前記レイク・タップは、入来するサンプルのタイミングの
    経過を追跡すると共に、それを符号シーケンス中のチップのタイミングと比較し
    、そして入来する信号のサンプルから補間によってサンプルを演算することによ
    り、リサンプリング及び復調の合同処理を実行する、ことを特徴とする、請求項
    ２８ないし２９のいずれかに記載のレイク受信機。
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