JP2003188849A - マルチキャリア符号分割多元接続通信システムの受信機のためのマルチユーザ検出方法 - Google Patents

マルチキャリア符号分割多元接続通信システムの受信機のためのマルチユーザ検出方法

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JP2003188849A JP2002263055A JP2002263055A JP2003188849A JP 2003188849 A JP2003188849 A JP 2003188849A JP 2002263055 A JP2002263055 A JP 2002263055A JP 2002263055 A JP2002263055 A JP 2002263055A JP 2003188849 A JP2003188849 A JP 2003188849A
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    • H04L5/026—Multiplexing of multicarrier modulation signals using code division

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はマルチキャリア符号分割多元接続通
信システムの受信機のためのマルチユーザ検出方法を提
供する。 【解決手段】 システムのユーザとの間の各通信はシグ
ネチャで符号化され、受信機によって受信される信号は
第１の複数の周波数成分に分解され、その周波数成分
は、第２の複数のユーザの個々のシグネチャと、ユーザ
との間の通信に関連する伝送チャネルに共通のあるいは
個々の応答とに一致する第１のフィルタリングにかけら
れ、ユーザへ、あるいはユーザによって送信されるシン
ボルの第１の推定は第１のフィルタリングの出力から得
られ、マルチユーザ干渉が第１の推定から導出され、第
１のフィルタリングの出力から差し引かれ、マルチユー
ザ干渉を除去された出力が与えられ、ユーザへ、あるい
はユーザによって送信されるシンボルの第２の推定がマ
ルチユーザ干渉を除去された出力から得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチキャリア符
号分割多元接続システムの受信のためのマルチユーザ検
出方法に関し、より具体的には、パラレル型干渉キャン
セルを用いるマルチユーザ検出方法に関する。また本発
明は、そのようなパラレル型干渉キャンセルを実装する
ＭＣ−ＣＤＭＡ受信機にも関連する。
【０００２】
【従来の技術】マルチキャリア符号分割多元接続（ＭＣ
−ＣＤＭＡ）は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調
と、ＣＤＭＡ多元接続技術とを組み合わせる。この多元
接続技術は、１９９３年にＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏ
ｆ ＰＩＭＲＣ’９３（Ｖｏｌ． １、１０９〜１１３
ページ）に発表された「Multicarrier CDMA in indoorw
ireless radio networks」というタイトルのN.Yee等に
よる論文において最初に提案された。この技術の開発
は、１９９７年１２月にＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ（１２６〜１３３ページ）
に発表された「Overview of Multicarrier CDMA」とい
うタイトルのS.Hara等による論文によって再検討され
た。
【０００３】周波数スペクトルを拡散するために、各ユ
ーザの信号が時間領域において乗算されるＤＳ−ＣＤＭ
Ａ（直接拡散符号分割多元接続）方式とは異なり、この
方式では、シグネチャが周波数領域において信号と掛け
合わされ、そのシグネチャの各要素が種々のサブキャリ
アの信号と掛け合わされる。
【０００４】より厳密には、図１は所与のユーザｋのた
めのＭＣ−ＣＤＭＡ送信機の構造を示す。ｂｋ（ｉ）を
ユーザｋから送信されることになるｉ番目のシンボルと
する。ただし、ｂｋ（ｉ）は変調アルファベットに属す
る。最初に、１１０において、シンボルｂｋ（ｉ）はＮ
「チップ」からなり、ｃｋ（ｔ）で示されるユーザの拡
散系列あるいはシグネチャと掛け合わされる。各「チッ
プ」は持続時間Ｔｃからなり、拡散系列の全持続時間は
シンボル周期Ｔに相当する。シンボルｂｋ（ｉ）と種々
の「チップ」との乗算の結果は、シリアルパラレル変換
器１２０によってＬシンボルのブロックに変換される。
ただしＬは一般にＮの倍数である。表現を簡単にするた
めに、Ｌ＝Ｎと見なされるであろう。その後Ｌシンボル
のブロックは、モジュール１３０において、逆高速フー
リエ変換（ＩＦＦＴ）にかけられる。シンボル間干渉を
防ぐために、ＭＣ−ＣＤＭＡシンボルに、送信チャネル
のパルスタイプの応答の持続時間より長い長さを有する
ガードインターバルが付加される。このインターバル
は、そのシンボルの開始と一致して添字を（Δで示され
る）付加することにより得られる。１４０において、パ
ラレルシリアル変換器に変換後、このようにして得られ
たＭＣ−ＣＤＭＡシンボルは、ユーザチャネル上で送信
するために、１５０において増幅される。それゆえ、Ｍ
Ｃ−ＣＤＭＡ方式は、スペクトル領域における拡散（Ｉ
ＦＦＴ前に）、その後ＯＦＤＭ変調に分解されることが
できるのがわかる。
【０００５】実際には、ユーザｋはＩシンボルからなる
フレームの形でデータを送信し、各シンボルｂｋ（ｉ）
は、
【数７】 の場合にｃｋ（ｔ）＝０であるような、持続時間がシン
ボル周期Ｔに等しい、実数シグネチャｃｋ（ｔ）、典型
的にはウォルシュ−アダマールシグネチャによって拡散
される。時刻ｔ＝（ｉ−１）・Ｔ＋（ｌ−１）・Ｔｃに
おいて変調される信号は、ＭＣ−ＣＤＭＡシンボル間の
ガードインターバルが省略されるものとすると、以下の
ように書き表すことができる。
【０００６】
【数８】 ただし、ωｋはユーザｋによって送信される信号の振幅
であり、１つの送信ユニットにわたって一定であるもの
と仮定される。
【０００７】所与のユーザのためのＭＣ−ＣＤＭＡ受信
機が図２に概略的に示されている。この受信機は、その
検出が該当するユーザに送信される（あるいはそのユー
ザから送信される）シンボルのみを考慮に入れるので、
シングルユーザ検出受信機（あるいはＳＵＤ受信機）と
して知られている。
【０００８】復調された受信信号は、「チップ」周波数
でサンプリングされる。こうして得られた信号は以下の
ように書き表すことができる。
【０００９】
【数９】 ただし、Ｋはユーザの数であり、ｃｋｌ＝ｃｋ（（ｌ−
１）・Ｔｃ）であり、ｈｋｌ（ｉ）は時刻ｉ・Ｔにおい
て送信されるＭＣ−ＣＤＭＡシンボルのサブキャリアｌ
の周波数に対するユーザｋのチャネルの応答を表し、ｎ
（ｔ）は受信される雑音である。
【００１０】ダウンリンクチャネルについて考えてみる
と、送信チャネルは同一の特性を有し、それゆえｈｋｌ
＝ｈｌである。
【００１１】「チップ」周波数でサンプリングすること
により得られたサンプルは、シリアルパラレル変換器２
１０において並列に配置され、添字（Δ）から取り外さ
れて、その後、モジュール２２０においてＦＦＴにかけ
られる。
【００１２】ＭＣ−ＣＤＭＡでは、ガード時間の存在に
よって、シンボル間干渉を無視できるようになる。それ
ゆえ、所与のサブキャリア（これ以降、単にキャリアと
呼ぶ）の場合、１つのタップ、すなわち１つの複素係数
による乗算によって等化を実行することができる。ＳＵ
Ｄ受信機では、等化は、各キャリアに個別に既知の等化
方式、すなわちＭＲＣ（最大比合成）、ＥＧＣ（等利得
合成）、ＺＦ（ゼロフォーシング）あるいはＭＭＳＥ
（最小二乗平均誤差）のうちの１つを適用することによ
り、キャリア毎に実行される。こうして得られた等化係
数が、図２においてｑｋ，１，．．．，ｑｋ，Ｌで示さ
れる。
【００１３】２２０から出力される周波数領域のサンプ
ルは、２４００，．．．，２４０Ｌ −１においてユーザ
ｋの等化係数およびシグネチャによって掛け合わされ
（逆拡散のため）、その後、２５０において加算され
る。その結果が、送信されたシンボルｂｋ（ｉ）の軟推
定値
【数１０】 である。その後、軟推定値は、硬判定モジュール２６０
において硬判定にかけられて、変調アルファベットに属
する推定値
【数１１】 を出力する。
【００１４】マルチユーザ検出技術が、特にＣＤＭＡ通
信システムにおいて知られている。それらの技術は、他
のユーザによって生成される干渉を考慮することに関し
て共通の特徴を有する。
【００１５】ＭＣ−ＣＤＭＡのためのマルチユーザ検
出、すなわちＭＵＤ技術は、２０００年３月３０日にＥ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ（Ｖｏｌ．３
６、Ｎｏ．７、６６５〜６６６ページ）に発表された
「A novel linear MMSE detectiontechnique for MC-CD
MA」というタイトルのJ-Y. Beaudais、J.F. Helardおよ
びJ.Citerneによる論文において提案された。その提案
された等化方式はもはやキャリア毎に動作するのではな
く、ＭＣ−ＣＤＭＡシンボル毎に動作し、稼動中のユー
ザの全てのキャリアおよび全てのシグネチャを考慮に入
れる。このため、その方式は、ＧＭＭＳＥ（グローバル
最小平均二乗誤差）等化、あるいは同様に、Ｍ−ＭＭＳ
Ｅ（行列最小平均二乗誤差）等化とも呼ばれる。その目
的は、軟推定されたシンボル
【数１２】 と送信されたシンボルｂｋ（ｉ）との間の平均二乗誤差
を最小にすることである。その後、軟推定値は、硬判定
モジュール３６０において硬判定にかけられる。
【００１６】ＧＭＭＳＥ等化を用いる、ユーザｋのため
のＭＣ−ＣＤＭＡ受信機が図３に示されている。その構
造は、等化が種々のキャリアの信号の行列Ｑによる乗算
３３０を用いて行われるという点で、図２の構造とは異
なる。加算器３５０の出力において得られる逆拡散され
た信号が、送信されたシンボルｂｋ（ｉ）の推定値
【数１３】 を与える。
【００１７】さらに、J-Y. Beaudais等による論文にお
いて開示されるように、パラレル型干渉キャンセル（Ｐ
ＩＣ）方式あるいはシリアル型干渉キャンセル（ＳＩ
Ｃ）方式のいずれかを用いるＭＵＤ ＭＣ−ＣＤＭＡ受
信機も提案されている。パラレル型干渉キャンセルは、
所与のユーザの場合に、他のユーザに起因する寄与を差
し引くことにより、多重アクセス干渉（ＭＡＩ）を繰返
しキャンセルする方式であり、これらの寄与は、所与の
ステップの場合に、以前のステップにおいて推定された
シンボルを再拡散し、それを、その個々の送信チャネル
をモデル化するフィルタを用いてフィルタリングするこ
とにより得られる。対照的に、シリアル型干渉キャンセ
ルは、一連のステージにおいてユーザの寄与を連続して
除去する方式であり、最も高い電力の寄与によって開始
して、各ステージが特定のユーザの寄与を除去する。
【００１８】図４は、パラレル型干渉キャンセルを用い
るＭＣ−ＣＤＭＡ受信機の構造を示す。明瞭に示すため
に、ユーザｋに関連する部分のみが示されている。図４
では、ベクトルｒ（ｉ）は、ＦＦＴの出力、すなわち時
刻ｉ・Ｔにおいて図３のステージ３２０によって供給さ
れる周波数成分のベクトルを示す。これらの成分は、４
１０において第１の等化にかけられる。より厳密には、
４１０は、ユーザｋ’＝１，．．．，Ｋ（ｋ’≠ｋ）に
関連付けられるＫ−１個の送信チャネルのための等化を
提供する。ダウンリンク受信機について考えてみると、
その送信チャネルは同一であり、等化４１０の量は、Ｌ
×Ｌ行列による簡単な乗算になり、その出力は次元Ｌの
ベクトルである。しかしながら、アップリンク受信機で
は、Ｋ−１個の行列が含まれ、各行列が、１人のユーザ
の１つの送信チャネルに対応する。これらのＫ−１個の
行列は、テンソル
【数１４】 によって表される。ただし指数（１）は第１のキャンセ
ルステージを表す。等化の後、受信されたＭＣ−ＣＤＭ
Ａシンボルは、４２０において、ユーザｋ’＝
１，．．．，Ｋ（ｋ’≠ｋ）のＫ−１個のシグネチャで
逆拡散され、４３０において検出される。この第１の推
定値は、ＭＡＩを考慮していない。その後、検出された
シンボルは、４４０においてそのシグネチャによって再
拡散され、こうして得られたＭＣ−ＣＤＭＡシンボル
は、ユーザｋ’の送信チャネルをモデル化するＫ−１個
のフィルタによってフィルタリングされる。各フィルタ
は、Ｌ×Ｌの対角行列によって表すことができ、Ｋ−１
個の行列はテンソル
【数１５】 によって表される。ここで再び、ダウンリンク受信機に
ついて考えるものとすると、後者の行列は同一である。
いずれの場合でも、４５０のＫ−１個の出力は、ＭＡＩ
に対するユーザｋ’の各寄与を与える。それらは、４６
０１，．．．，４６０Ｋ−１においてベクトルｒ（ｉ）
から差し引かれる（４１０〜４５０の処理時間を補償す
るように遅延される）。４６０Ｋ−１の出力は、ベクト
ルｒ（ｉ）の、ＭＡＩの第１の推定値を除去したバージ
ョンである。そのプロセスは、ＭＡＩの推定値を純化す
るように繰り返されることができ、それらを合わせてシ
ンボルの検出を改善する。最後のステージには、図２の
場合のように、４７０の従来からのシングルユーザ等
化、４８０の逆拡散、および４９０のシンボル検出が続
く。
【００１９】提案されるＭＣ−ＣＤＭＡのパラレル型お
よびシリアル型干渉キャンセル方式は、特にアップリン
ク受信機の場合にかなり複雑である。なぜなら、処理ス
テージの中にはキャリアレベルで実行されるものがあ
り、それゆえ並列に（Ｋ−１）・Ｌ個の演算を含むため
である。ただし、Ｋはユーザの数であり、Ｌはキャリア
の数である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術から知られているものより簡単な、マルチユーザ検
出およびＭＡＩ除去を含むＭＣ−ＣＤＭＡ受信機を提案
することである。詳細には、本発明の目的は、ユーザの
数が少ないときに、より簡単になる上記のタイプのＭＣ
−ＣＤＭＡ受信機を提案することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、添付の請
求項１において請求されるマルチユーザ検出方法と、独
立請求項１３において請求されるマルチユーザ受信機と
によって達成される。さらに多くの利点は、従属請求項
において記載される技術的な特徴によって与えられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】上記の本発明の特徴、および他の
特徴は、添付の図面に関連して与えられる以下の説明の
読むことから、より明らかになるであろう。
【００２３】再び、Ｋ人のユーザを有するＭＣ−ＣＤＭ
Ａ受信機の状況が参照されるであろう。時刻ｉにおいて
ＦＦＴによって出力されるＬ個の周波数成分は、ベクト
ルｒ（ｉ）＝（ｒ１（ｉ），．．．，ｒＬ（ｉ））Ｔと
見なすことができ、その式は式（２）から導出すること
ができる。
【００２４】
【数１６】 ただし、ｂ（ｉ）＝（ｂ１（ｉ），．．．，ｂ
Ｋ（ｉ））Ｔは、Ｋ個の送信されたシンボルのベクトル
であり、Ｄω＝ｄｉａｇ（ω１，．．．，ωＫ）は対角
行列であり、その要素はユーザによって送信されるシン
ボルの振幅ωｋであり、η（ｉ）＝（η
１（ｉ），．．．，ηＬ（ｉ））ＴはＯＦＤＭ多重にお
ける雑音成分のベクトルであり、
【００２５】
【数１７】 は拡散およびチャネル伝搬の作用を組み合わせた行列で
ある。
【００２６】ダウンリンクでは、全てのユーザが同じチ
ャネルを共有し、行列Ｃ（ｉ）はＣ（ｉ）＝Ｈ（ｉ）Ｃ
Ｄによって表すことができる。ただし、行列Ｈ（ｉ）＝
ｄｉａｇ（ｈ１（ｉ），．．．，ＨＬ（ｉ））であり、
ＣＤは稼動中のユーザの符号を含むＬ×Ｋの行列であ
る。
【００２７】
【数１８】
【００２８】雑音η（ｉ）の成分が、共分散行列Ｅ［η
（ｉ）ηＨ（ｉ）］＝Ｎ０ＩＬを有するＡＷＧＮ（加法
白色ガウス雑音）であり、行列ＩＬがＬ×Ｌの単位行列
でありＮ０が雑音分散であるものと仮定すると、送信さ
れた信号の最尤検出は、シンボルｂが送信された場合
に、受信される信号と受信されるものと予想される信号
との間の距離の二乗ｄ２ Ｅｍｉｎ（ｂ）を最小にするシ
ンボルｂを見つけることである。それゆえ、式（３）か
ら、そのシンボルｂは以下の式を最小にしなければなら
ない。
【００２９】
【数１９】
【００３０】同じく、ベクトルｒ（ｉ）がわかっている
ので、そのシンボルｂは以下の式を最小にしなければな
らない。
【００３１】
【数２０】 ただし、スカラー積＜Ｃ（ｉ）Ｄωｂ；ｒ（ｉ）＞は以
下のように表すことができる。
【００３２】
【数２１】
【００３３】以下の式を、ユーザｋのシグネチャおよび
伝搬チャネルに一致するフィルタの出力と定義しよう。
【００３４】
【数２２】 ｙｋ（ｉ）は、ユーザｋの場合の受信されたベクトルｒ
（ｉ）の成分ｒｌ（ｉ）の最大比合成と見なすこともで
きる。式（８）は簡単に以下のように書き直すことがで
きる。
【００３５】
【数２３】
【００３６】ｙ（ｉ）＝（ｙ１（ｉ），．．．，ｙ
Ｋ（ｉ））Ｔが、Ｋ人のユーザの場合の出力ｙｋ（ｉ）
の観測ベクトルを示すものとしよう。式（７）および式
（１０）によれば、ベクトルｙ（ｉ）は、送信されたベ
クトルｂ（ｉ）の最尤検出のための十分な統計値を表
す。
【００３７】マルチユーザ検出の場合にベクトルｒ
（ｉ）の代わりにベクトルｙ（ｉ）を用いて、観測の次
元をＬからＫに低減することが有利であることに留意す
ることは重要である。観測ベクトルｙ（ｉ）は、式
（９）から行列の形に書き表すこともできる。
【００３８】
【数２４】 ただし、・Ｈは転置共役を示す。式（１１）に式（３）
を代入すると、観測ベクトルｙ（ｉ)は、送信されたベ
クトルｂ（ｉ）の関数として求めることができる。
【００３９】
【数２５】 ただし、
【数２６】 および
【数２７】 である。
【００４０】観測ベクトルｙ（ｉ）のウィーナフィルタ
によるフィルタリングに基づくマルチユーザ検出方法
が、２００１年３月２２日に本出願人によって出願され
たフランス国特許出願第ＦＲ０１０４０５０号に記載さ
れており、これ以降、参照して本明細書に含まれてい
る。この方法によれば、推定されたシンボルのベクトル
【数２８】 が以下の式から求められる。
【００４１】
【数２９】 ただし、行列Ｆはウィーナ・ホッフ方程式である。
【００４２】
【数３０】 によって与えられ、行列Ｒｂｙ、Ｒｙｙはそれぞれｂお
よびｙの共分散行列、ｙの自己共分散である。したがっ
て、行列Ｆは以下のように表すことができる。
【００４３】
【数３１】
【００４４】式（１２）および式（１３）を式（１６）
に代入し、シンボルが単位エネルギーを有するものと仮
定することにより、以下の式が得られる。
【００４５】
【数３２】 ただし、ＩＫはＫ×Ｋの単位行列である。
【００４６】演算式（１４）は行列Ｆを用いるＭＭＳＥ
（最小平均二乗誤差）評価プロセスと見なすことができ
る。
【００４７】ここで、本発明の根底をなす基本的な概念
は、従来の技術の項で詳述された従来技術の場合のよう
なキャリアレベルではなく、シンボルレベルでのパラレ
ル型干渉キャンセルを用いるマルチユーザ検出方法を提
案することである。
【００４８】本発明の第１の実施形態によるマルチユー
ザ検出器の構造が図５に示される。そのマルチユーザ検
出器は、ユーザのシグネチャに、かつ１つあるいは複数
の伝搬チャネル（複数はアップリンクを表す）の応答に
一致するフィルタ５１０を含む。フィルタ５１０は、式
（１１）にしたがって観測ベクトルｙ（ｉ）を出力する
ために、周波数成分のベクトルｒ（ｉ）と行列ＤωＣＨ
（ｉ）とを掛け合わせる。また、その検出器は、等化フ
ィルタ５２０および干渉復元フィルタ５５０も備える。
等化フィルタは、観測ベクトルｙ（ｉ）と行列Ｆ（ｉ）
との乗算を実行し、
【数３３】 で示されるベクトルを出力する。その後、ベクトル
【数３４】 の成分は、Ｋ人のユーザの場合の推定されたシンボルの
ベクトル
【数３５】 （上付き文字１は第１のステージを表す）を出力する検
出器５４０において硬判定にかけられる。推定されたシ
ンボルのベクトルは、フィルタ５５において行列Ｂ
（ｉ）との乗算にかけられる。第２のフィルタ５５０の
出力は、新しい観測ベクトル
【数３６】 （上付き文字２は第２の検出ステージを表す）を与える
ために、５３０において、一致するフィルタ５１０の出
力から差し引かれる。
【００４９】
【数３７】 上記の式はＭＡＩが概ね除去されている。その後、種々
のユーザの、あるいは種々のユーザの場合のシンボル
が、硬判定検出器５６０において、新しい観測ベクトル
【数３８】 から推定される。第２の検出ステージにおける推定値の
ベクトルは
【数３９】 で示される。その後、推定されたシンボルは、ビットに
復調され（それにより、ＢＰＳＫ変調が用いられる場合
には、シンボル−１、１はそれぞれ０、１に変換され
る）、その後、その得られたビットはチャネル復号化さ
れる。別法では、ＢＰＳＫ変調が用いられる場合には、
チャネル復号化は復調の前に行われる場合がある。
【００５０】行列Ｆ（ｉ）は、等化のために用いられる
判定基準に依存する。ＭＭＳＥタイプの等化の場合、行
列Ｆ（ｉ）は式（１７）、すなわち
【００５１】
【数４０】 によって与えられる。
【００５２】別法では、ゼロフォーシング（ＺＦ）判定
基準に基づく等化の場合、行列Ｆ（ｉ）は簡単に以下の
式によって与えられる。
【００５３】
【数４１】
【００５４】
【数４２】 を得るためにｙ（ｉ）と行列Ｆ（ｉ）とを乗算する代わ
りに、実際には線形系
【００５５】
【数４３】 あるいは
【数４４】 の解が求められることになることに留意されたい。
【００５６】Ｋ個の送信されるシンボルの推定値
【数４５】 を用いる場合に、ユーザｋの場合の観測ベクトルの成分
が、
【００５７】
【数４６】 であることを思い起こすと、ＭＡＩを除去された新しい
成分を導出することができる。
【００５８】
【数４７】 ただし、角括弧内の式は、他のユーザｋ’≠ｋの寄与を
無くしたサブキャリアｌ上で受信される信号を与える。
【００５９】式（２０）は以下の式に書き直すことがで
きる。
【００６０】
【数４８】 それは行列の形に書き直すこともできる。
【００６１】
【数４９】 ただし、ｄｉａｇ（Ｒ（ｉ））は行列Ｒ（ｉ）と同じ対
角を有し、０の非対角要素を有する行列である。それゆ
え、干渉復元フィルタの場合の行列Ｂ（ｉ）の式は以下
のように理解することができる。
【００６２】
【数５０】
【００６３】それゆえ、パラレル型干渉キャンセル方式
は、完全にシンボルレベルで実行されることができる。
これは、特に、稼動中のユーザの数ＫがＯＦＤＭ多重化
のキャリアの数Ｌより少ないときに、実施の複雑さを著
しく低減する。
【００６４】本発明の第２の実施形態によるマルチユー
ザ検出器の構造が図６に示される。ブロック６１０、６
２０および６５０はそれぞれ図５のブロック５１０、５
２０および５５０と同じである。簡略化するために、Ｂ
ＰＳＫ変調の場合のマルチユーザ検出器が示されている
が、他のタイプの変調が用いられる場合もある。
【００６５】この実施形態では、ユーザデータが送信機
側において周波数領域において拡散される前に、チャネ
ル符号化にかけられる。さらに、当業者には知られてい
るように、チャネル符号化前および／または後に、イン
ターリーブステップが挿入される場合がある。チャネル
符号化のために、ブロック符号化、たたみ込み符号化あ
るいはターボ符号化の従来の方法を用いることができ
る。
【００６６】上記の実施形態とは対照的に、Ｋ人の稼動
中のユーザの場合にそれぞれ、等化フィルタ６２０の後
にＫ個のチャネル復号器６４０１，．．．，６４０Ｋが
設けられる。これらの各復号器は、Ｋ人の稼動中ユーザ
のうちの１人のためのデータのチャネル復号化を実行す
る。より厳密には、復号器６４０ｋは、軟値
【数５１】 を入力し、
【数５２】 で示される、ユーザｋのためのチャネル復号化されたデ
ータを出力する。Ｋ人のユーザのためのチャネル復号化
されたデータは、ベクトル
【数５３】 によって表される。推定されたデータ
【数５４】 はその後、干渉復元フィルタ６５０によってフィルタリ
ングされる前に、チャネル符号器６７０ｋ（ｋ＝
１，．．．，Ｋ）によってそれぞれ再符号化される。別
法では、復号器６４０ｋ（ｋ＝１，．．．，Ｋ）が推定
されたデータを符号化された形で供給することができる
場合には、チャネル符号器６７０ｋ（ｋ＝１，．．．，
Ｋ）は省略され、符号化された形の推定されたデータ
が、干渉復元フィルタ６５０に直に供給されることにな
る。たとえば、復号器６４０ｋがビタビ復号器である場
合には、復号器６４０ｋは、符号格子内の最尤経路に沿
って、チャネル復号化されたデータおよびチャネル符号
化された形のデータを供給することができる。
【００６７】６３０において干渉キャンセルした後、Ｍ
ＡＩを除去された新しい観測ベクトル
【数５５】 は、復号器６４０１，．．．，６４０Ｋに類似の復号器
６４１１，．．．，６４１Ｋにおいてチャネル復号化に
かけられ、Ｋ人のユーザの場合のチャネル復号化された
データ
【数５６】 を出力する。第２のステージにおけるＫ人のユーザの場
合のチャネル復号化されたデータは、ベクトル
【数５７】 によって表される。当然、送信側において、たとえばチ
ャネル符号化後にユーザデータがインターリーブされて
いる場合には、チャネル復号器６４０１，．．．，６４
０Ｋの前に、かつチャネル復号器６７０１，．．．，６
７０Ｋの後にそれぞれ、デインターリーバおよびインタ
ーリーバが設けられなければならない。
【００６８】チャネル符号器６７０ｋ（ｋ＝
１，．．．，Ｋ）から出力されるデータは、干渉復元フ
ィルタ６５０によってフィルタリングされる前に、シン
ボルに変調されなければならないことは理解されたい。
【００６９】この実施形態では、復号器６４
０１，．．．，６４０Ｋおよび復号器６４
１１，．．．，６４１Ｋは、ＳＩＳＯ（軟値入力軟値出
力：ｓｏｆｔ−ｉｎ ｓｏｆｔ−ｏｕｔ）と、その後の
閾値設定器とによって実現することができることも理解
されたい。
【００７０】本発明の第３の実施形態によるマルチユー
ザ検出器の構造が図７に示される。ブロック７１０、７
２０および７５０はそれぞれ、図５の５１０、５２０お
よび５５０と同じである。簡略化するために、ＢＰＳＫ
の場合のマルチユーザ検出器が示されているが、他のタ
イプの変調が用いられる場合もある。
【００７１】この実施形態は、ＳＯＶＡ（軟値出力ビタ
ビアルゴリズム）復号器を用いることができるか、ある
いはＭＡＰ（最大演繹的：Maximum A Priori）復号器の
ファミリに属することができるＳＩＳＯ（軟値入力軟値
出力）復号器７４０１，．．．，７４０Ｋを利用する。
いずれの場合でも、復号器７４０ｋは、ユーザｋの場合
の、チャネル復号化されたデータ
【数５８】 と、チャネル符号化された形の対応するデータ
【数５９】 との両方を供給するように構成される。たとえば、ＳＯ
ＶＡ復号器が用いられる場合には、その復号器７４０ｋ
は、符号トレリス内の最尤経路に沿って、チャネル復号
化されたデータと、チャネル符号化された形の対応する
データとの両方を出力する。ＭＡＰ復号器も、１９９８
年３−４月のＥｕｒｏｐｉａｎ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏ
ｎｓ ｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、Ｖｏ
ｌ．９、Ｎｏ２に発表された、S.Benedetto等による論
文「Soft-input Soft-output modules for the constru
ction and distributed iterative decoding of code n
etwork」に記載されるように、帰納的チャネル復号化デ
ータと、チャネル符号化された形の対応するデータとの
両方を出力することができる。
【００７２】Ｋ人のユーザの場合の復号化されたデータ
はベクトル
【数６０】 として示され、一方、Ｋ人のユーザの場合の符号化され
た形のデータはベクトル
【数６１】 として示される。符号化された形のデータは、干渉復元
フィルタ７５０によって直にフィルタリングされる。上
記の実施形態とは対照的に、チャネル符号器はもはや必
要ではないため、受信機の複雑さがさらに低減される。
７３０において干渉キャンセルされた後、ＭＡＩを除去
された新しい観測ベクトル
【数６２】 が、ＳＩＳＯ復号器７４１１，．．．，７４１Ｋにおい
て軟値チャネル復号化にかけられる。ベクトル
【数６３】 として表される軟出力
【数６４】 はその後、硬判定モジュール７６０において閾値判定さ
れ、成分
【数６５】 からなるベクトル
【数６６】 として表される、Ｋ人の稼動中ユーザのチャネル復号化
されたデータが与えられる。ただし、
【数６７】 はユーザｋの場合のチャネル復号化されたデータであ
る。ここで再び、ＢＰＳＫ以外の変調が用いられる場合
には、チャネル符号器７４０ｋ, Ｋ＝１，．．．，Ｋか
ら出力され、ベクトル
【数６８】 によって表される、チャネル符号化された形のデータ
は、干渉復元フィルタ７５０によってフィルタリングさ
れる前に、シンボルに変調されなければならない。
【００７３】上記の本発明の実施形態は、ダウンリンク
およびアップリンクＭＣ−ＣＤＭＡ受信に同じく当ては
まることに留意することは重要である。
【００７４】さらに、本発明によるＭＣ−ＣＤＭＡ受信
機のためのマルチユーザ検出装置が、機能モジュール、
たとえばフィルタあるいは推定手段に関して記載されて
きたが、この装置の全てあるいは一部が、示される全て
の機能を達成するための専用の１つのプロセッサを用い
て、あるいはそれぞれ１つあるいはいくつかの機能を達
成するための専用の、またはそのようにプログラミング
された複数のプロセッサの形で実装されることができる
ことは言うまでもない。
【００７５】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術から知られて
いるものより簡単であり、特にユーザの数が少ないとき
に簡単になるマルチユーザ検出およびＭＡＩ除去を含む
ＭＣ−ＣＤＭＡ受信機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 最新技術から知られているＭＣ−ＣＤＭＡ送
信機の構造を示す概略図である。
【図２】 最新技術から知られている第１のＭＣ−ＣＤ
ＭＡ受信機の構造を示す概略図である。
【図３】 最新技術から知られている第２のＭＣ−ＣＤ
ＭＡ受信機の構造を示す概略図である。
【図４】 最新技術から知られているようなパラレル型
干渉キャンセルを用いるＭＣ−ＣＤＭＡ受信機の構造を
示す概略図である。
【図５】 本発明の第１の実施形態によるパラレル型干
渉キャンセルを用いるＭＣ−ＣＤＭＡ受信機の構造を示
す概略図である。
【図６】 本発明の第２の実施形態によるパラレル型干
渉キャンセルを用いるＭＣ−ＣＤＭＡ受信機の構造を示
す概略図である。
【図７】 本発明の第３の実施形態によるパラレル型干
渉キャンセルを用いるＭＣ−ＣＤＭＡ受信機の構造を示
す概略図である。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マルチキャリア符号分割多元接続通信シ
    ステムの受信機のためのマルチユーザ検出方法であっ
    て、前記システムのユーザとの間の各通信はシグネチャ
    で符号化され、前記受信機によって受信される信号は第
    １の複数（Ｌ）の周波数成分に分解され、 前記周波数成分は、第２の複数の（Ｋ）のユーザの個々
    のシグネチャと、前記ユーザとの間の前記通信に関連す
    る伝送チャネルに共通のあるいは個々の応答とに一致す
    る第１のフィルタリング（５１０、６１０、７１０）に
    かけられ、前記ユーザへ、あるいは前記ユーザによって
    送信されるシンボルあるいはデータの第１の推定（５４
    ０、６４０ｋ、７４０ｋ）は、前記第１のフィルタリン
    グの出力から得られ、 マルチユーザ干渉が前記第１の推定から導出され（５５
    ０、６５０、７５０）、前記第１のフィルタリングの出
    力から差し引かれて（５３０、６３０、７３０）、マル
    チユーザ干渉を除去された出力が与えられ、 前記ユーザへ、あるいは前記ユーザによって送信される
    シンボルあるいはデータの第２の推定（５６０、６４１
    ｋ、６６０、７４１ｋ、７６０）が前記マルチユーザ干
    渉を除去された出力から得られることを特徴とするマル
    チユーザ検出方法。
  2. 【請求項２】 前記第１のフィルタリングの前記出力
    は、前記第１の推定の前に、等化ステップ（５２０、６
    ２０、７２０）にかけられることを特徴とする請求項１
    に記載のマルチユーザ検出方法。
  3. 【請求項３】 前記等化ステップは、最小平均二乗誤差
    等化を用いることを特徴とする請求項２に記載のマルチ
    ユーザ検出方法。
  4. 【請求項４】 前記等化ステップは、ゼロフォーシング
    等化を用いることを特徴とする請求項２に記載のマルチ
    ユーザ検出方法。
  5. 【請求項５】 前記第１の推定は、前記第１のフィルタ
    リングの等化された出力において硬判定（５４０）を適
    用することにより、前記ユーザへ、あるいは前記ユーザ
    によって送信されるシンボルの第１の推定値 【数１】 を与え、それに続く前記第２の推定は、前記マルチユー
    ザ干渉を除去された出力に硬判定（５６０）を適用する
    ことにより、前記シンボルの第２の推定値 【数２】 を与えることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか
    一項に記載のマルチユーザ検出方法。
  6. 【請求項６】 前記第２のフィルタリング（５５０）は
    前記第１の推定値 【数３】 に適用され、前記マルチユーザ干渉を除去された出力
    は、前記第１のフィルタリング（５１０）の前記出力か
    ら前記第２のフィルタリング（５５０）の前記出力を差
    し引く（５３０）ことにより得られることを特徴とする
    請求項５に記載のマルチユーザ検出方法。
  7. 【請求項７】 前記第１の推定は、前記ユーザへ、ある
    いは前記ユーザによって送信されるデータの第１の推定
    値 【数４】 を与えるために、前記第１のフィルタリングの等化され
    た出力に第１のチャネル復号化ステップ（６４
    ０１，．．．，６４０ｋ）を適用し、前記第２の推定
    は、前記データの第２の推定値 【数５】 を与えるために、前記マルチユーザ干渉を除去された出
    力に第２のチャネル復号化ステップ（６４
    １１，．．．，６４１ｋ）を適用することを特徴とする
    請求項２ないし４のいずれか一項に記載のマルチユーザ
    検出方法。
  8. 【請求項８】 前記第１の推定値は、チャネル符号化ス
    テップ（６７０１，．．．，６７０ｋ）と、その後第２
    のフィルタリング（６５０）とにさらにかけられ、前記
    マルチユーザ干渉を除去される出力は、前記第１のフィ
    ルタリング（６１０）の出力から前記第２のフィルタリ
    ング（６５０）の出力を差し引く（６３０）ことにより
    得られることを特徴とする請求項７に記載のマルチユー
    ザ検出方法。
  9. 【請求項９】 前記第１の推定値は、第２のフィルタリ
    ングにチャネル符号化された形で供給され、前記マルチ
    ユーザ干渉を除去された出力は、前記第１のフィルタリ
    ング（６１０）の出力から前記第２のフィルタリング
    （６５０）の出力を差し引く（６３０）ことにより得ら
    れることを特徴とする請求項７に記載のマルチユーザ検
    出方法。
  10. 【請求項１０】 前記第１の推定は、前記ユーザへ、あ
    るいは前記ユーザによって送信されるデータと、チャネ
    ル符号化された形の対応するデータとの両方の第１の推
    定値 【数６】 を与えるために、前記フィルタリングの等化された出力
    に、軟値入力軟値出力チャネル復号化ステップ（７４０
    １，．．．，７４０ｋ）を適用することを特徴とする請
    求項２ないし４のいずれか一項に記載のマルチユーザ検
    出方法。
  11. 【請求項１１】 第２のフィルタリング（７５０）がチ
    ャネル符号化された形の前記データに適用され、前記マ
    ルチユーザ干渉を除去された出力は、前記第１のフィル
    タリング（７１０）の出力から前記第２のフィルタリン
    グ（７５０）の出力を差し引く（７３０）ことにより得
    られることを特徴とする請求項１０に記載のマルチユー
    ザ検出方法。
  12. 【請求項１２】 前記第２のフィルタリングは、行列Ｂ
    （ｉ）＝Ｒ（ｉ）−ｄｉａｇ（Ｒ（ｉ））による乗算ス
    テップを含み、ただし行列Ｒ（ｉ）は、前記第１のフィ
    ルタリングの出力の自己共分散行列であり、ｄｉａｇ
    （Ｒ（ｉ））は、行列Ｒ（ｉ）と同じ対角要素と、０の
    非対角要素とを有する行列であることを特徴とする請求
    項６、８、１１のいずれか一項に記載のマルチユーザ検
    出方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２のいずれか一項に
    記載のマルチユーザ検出方法を実行するための手段を含
    むことを特徴とするマルチキャリア符号分割多元接続通
    信システムのためのマルチユーザ受信機。
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