JP2003500973A - 移動式無線電話アプリケーションのための受信方法および受信装置 - Google Patents

移動式無線電話アプリケーションのための受信方法および受信装置

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JP2003500973A JP2000620744A JP2000620744A JP2003500973A JP 2003500973 A JP2003500973 A JP 2003500973A JP 2000620744 A JP2000620744 A JP 2000620744A JP 2000620744 A JP2000620744 A JP 2000620744A JP 2003500973 A JP2003500973 A JP 2003500973A
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Abstract

(57)【要約】 移動式無線アプリケーションのための受信方法において、同じ周波数域に位置する、あるユーザーデータ信号、および少なくともさらに１つのユーザーデータ信号が受信される。これらの２つのユーザーデータ信号は、適応的なマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤと、フィードバック接続Ｒによって適応的なマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに接続されたマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとによって等化される。あるユーザーデータ信号のノイズの減少が、等化されたさらなるユーザーデータ信号を考慮することによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、移動式無線システムに用いられる受信方法および受信装置に関する
ものである。
【０００１】 セルラー方式の移動式無線システムは、無線通信のために、区画に分割されて
いる地理的領域を基にしている。セルラー方式の分割の理由目的は、無線通信領
域を可能な限り広い領域（セルラー方式ネットワーク）にしようとするためだけ
ではなく、周波数を再利用することで、セルラー方式ネットワークの非常に多数
のユーザー（容量）に、限定的な総合伝送帯域幅を提供することにもある。
【０００２】 周波数の再利用の動作原理とは、（できるだけ離してバラバラにした）セルラ
ー方式のネットワークの区画が、総合伝送帯域幅の同じ周波数のサブバンド（su
bband)を利用することである。そしてまた、各周波数サブバンドはさらに分割さ
れて、多数のユーザーチャネルとなる。同じチャネル内、同じ周波数のサブバン
ドを有するこれらの区画内（“共通−チャネル区画”）において有効なユーザー
からの信号を重ね合わせることは、同一チャネル干渉という。
【０００３】 セルラー方式の移動式通信システムにおいて、例えば、ＧＳＭ（移動式通信の
世界的システム）のように帯域（バンド）拡張を行わないシステム（すなわち、
ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式を用いないシステム）では、同一チャネ
ル干渉が欠点となる。なぜならば、サービスの品質を損なうだけではなく、基本
的に、セルラー方式ネットワークの容量を制限するためである。
【０００４】 Z.Zvonar、P.Jung、およびK.Kammerlander (発行者) が発行した“ＧＳＭ−第
３世代システムに対する革命”という本において、P.A.Ranta:、M.Pukkila の書
いた第２章の“同一チャネル信号の共同復調による干渉抑制”〔Boston、1999年
、P153〜P186〕では、同一チャネル干渉の抑制のために、マルチユーザー検出と
呼ばれる共同検出（ＪＤとも呼ばれ、以下の本文中に記載されている）の方法を
使用することが提案されている。
【０００５】 また、IEEE Communications Letters において、D.Raphaeli、Y.Zarai が書い
た“ターボの等化とターボの復号化との統合”という記事[ Vol.2 、No.4、1998
年、P107〜P109〕には、反復受信方法が記載されている。ＭＡＰ（maximum a po
steriori) 記号エスティメーター（estimator)は、適応性のあるチャネルの推定
に用いられる。ＭＡＰ記号エスティメーター（estimator)に続くターボ復号器は
、復号化に用いられる。ＭＡＰ記号エスティメーター（estimator)やターボ復号
器は、フィードバックループ内に配置され、反復シングル−ユーザー等化を行う
。
【０００６】 本発明は、ＣＤＭＡ方式の複合アクセス方法を使わない移動式無線システムの
ための、有効な受信方法および有効な受信装置を作りだすことを目的としている
。特に、多くのユーザー数、すなわち容量数を獲得することを目的とする。
【０００７】 請求項１と請求項６とは、この目的を達成するための特徴点を有している。
【０００８】 反復等化にマルチユーザー検出の動作原理を組み合わせることにより、シグナ
ル／ノイズの比を改善する２つの相補的な技術が組み合わされる。マルチユーザ
ー検出は、有用な信号として、同一チャネル干渉の一部分を考慮すること、すな
わち、その信号を選択的に検出し、その上、真に重要であるユーザーデータ信号
からその信号を除去（これが可能な理由は、同一チャネル干渉が、その特質によ
り決定されるためである）することに基づいている。一方、反復等化は、データ
検出中に、復号された情報を利用することで、エラー低減を実現するという動作
原理に基づいている。後者は、マルチユーザーデータ検出器内においてマルチユ
ーザー復号化を行っている間に得た、信頼性の高い情報のフィードバックを繰り
返すことで実行される。エラー低減のための反復等化は、あるユーザーのデータ
信号、すなわち“真”に有用な信号と、他のユーザーデータ信号、すなわち、Ｊ
Ｄ期間中、有用な信号として取り扱わる同一チャネル干渉信号成分との双方に実
行される。その結果、本発明により統合された２つの動作原理（マルチユーザー
検出および反復等化）は、相互に影響を及ぼし、かつ互いにサポートする。
【０００９】 反復等化中では、コヒーレントデータ検出を実行することが好ましい。このコ
ヒーレントデータ検出によって、さらに、本発明による受信方法によって達成さ
れた耐ノイズ性（または、本発明による受信装置の耐ノイズ性）を向上できる。
【００１０】 適応的なデータ検出（adaptive date detection)においては、空間的に分離し
ている受信センサーから得た多くのデータ信号を考慮することが好ましい。受信
センサーを空間的に隔離することは、（受信センサーの間隔にほぼ依存した）異
なった伝送特性を有する、すなわち、異なった衝撃反応（impulse responses)を
有する異なった伝送チャンネルを介して各データ信号を伝送できるという効果を
有する。空間的に分離している受信センサーからのこのような多数の信号をユー
ザーデータ信号として考慮することで、データ検出の耐障害性をさらに向上させ
られる。
【００１１】 なお、本発明の有利な実施の形態を従属の請求項中に記載されている。
【００１２】 以降の本文中では、本発明を、実例となる実施の形態を用いて、以下の図面を
参照しつつ説明する。
【００１３】 図１は、移動式無線システムにおける空中インターフェース（空間共有領域）
を示した概略図である。
【００１４】 図２は、セルラー方式の無線ネットワークにおいて、設定できる区画を示した
概略図である。
【００１５】 図３は、マルチユーザー反復等化器を用いた本発明の受信装置を示すブロック
図である。
【００１６】 図４は、図３に示したマルチユーザー反復等化器を示すブロック図である。
【００１７】 図１は、単一無線区画での移動式無線システムにおける空中インターフェース
を示した概略図である。個々のユーザーに保持されている３つの移動式ステーシ
ョンＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３と、共通基準ステーションＢＳとの間で、双方向の
通信リンクを設定できるようになっている。空中インターフェースの各々の伝送
特性は、３つの無線チャンネルＫ１、Ｋ２、Ｋ３で示されている。
【００１８】 中継通信ネットワークに繋がった基準ステーションＢＳと、移動式ステーショ
ンＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３との間における通信リンクは、直接伝搬路に加えて、
例えば、ビル、工場からの反射による多重通路伝搬の影響を受ける。移動式ステ
ーションＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３が、（定着した基準ステーションＢＳより相対
的に）移動すると想定すると、他の外乱とともに、多重通路伝搬は、受信ステー
ションであるＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３およびＢＳのそれぞれにおいて、経時的に
重ね合わされ、ユーザーデータ信号の様々な伝搬路の信号成分となる。
【００１９】 その結果、無線チャネルＫ１、Ｋ２、Ｋ３の伝送特性は、継続的に変化する。
加えて、アップリンク内およびダウンリンク内において、多くのユーザーデータ
信号（すなわち、異なるユーザーから発せられる、または、それらのユーザーの
ために向けられる無線信号）の重ね合わせが起こる。移動式ステーションＭＳ１
、ＭＳ２、ＭＳ３および基準ステーションＢＳの受信装置における、ユーザー分
割（The user separations) は、ＣＤＭＡの要素を含まない既知の方法の一つ、
例えば、ＦＤＭＡ（周波数分割多重接続）、ＴＭＤＡ（時間割多重接続）、ある
いは、混成（ハイブリッド）多重接続方法によって実行される。
【００２０】 図２は、そのようなネットワークの区間（セクション）によるセルラー方式の
ネットワークの構造を示している。簡単にするために、６角形の区画を基礎とし
て用いている。また、これらの区画に属する基準ステーションＢＳ、ＢＳＸ、Ｂ
ＳＹを、各区画の中心に描いている。図２では、全伝送帯域を３つの異なる周波
数サブバンドに細分割することを想定している。同じ周波数サブバンドを使用し
ている区画については、同じ模様とするとともに、括弧書きの同じ周波数サブバ
ンド識別ラベル（１）、または（２）、または（３）を付している。
【００２１】 冒頭でに説明したように、各周波数サブバンドも、システム規格によって予め
定められた数多くのばらばらのユーザーチャネルから構成されている。ＧＳＭに
よって使用されているＦＤＭＡとＴＤＭＡとの混成接続では、割当てられた周波
数バンド内に、例えば、１２４のＦＤＭＡユーザーチャネルがある。従って、８
のＴＤＭＡタイムスロットが供給されると、無線区画あたりの最大容量は、およ
そ１０００ユーザーとなる。
【００２２】 ２つの移動式ステーション（ユーザー）ＭＳＸおよびＭＳＹは、同じ周波数サ
ブバンド（共通−チャネル区画）を持つ２つの区画ＸとＹとの中に位置し、同時
間に同じユーザーチャネル内で２つとも動作する。同一チャネル干渉のため、ユ
ーザーＭＳＸおよびＭＳＹの双方に対するサービスの品質が損なわれることもあ
る。図２は、ダウンリンク内に、同一チャネル干渉がある場合を示している。ま
た、移動式ステーションＭＳＸは、ＢＳＸ（区画Ｘの基準ステーション）からＭ
ＳＸ専用のユーザーデータ信号ＳＸを受信するだけではなく、移動式ステーショ
ンＭＳＹ専用のＢＳＹ（区画Ｙの基準ステーション）からユーザーデータ信号Ｓ
Ｙも受信する。しかしながら、ＭＳＸとＢＳＹとの距離が、ＭＳＸとＢＳＸとの
距離よりも離れているため、後者の信号は、ＳＸに比べて受信エネルギーは弱く
なる。
【００２３】 ユーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹは、情報−搬送データ記号の一部であるデータ
記号のシーケンスで構成されており、残りの部分は、通常、補助的な情報−搬送
データ記号として設計されている。以降の本文中では、（移動式無線チャネルの
入力のときに）ＢＳＸによって放射されたユーザーデータ信号ＳＸの情報−搬送
データ記号をｄｘと呼び、そして、（移動式無線チャネルの入力のときに）ＢＳ
Ｆによって放射されたユーザーデータ信号ＳＹの情報−搬送データ記号をｄｙと
呼ぶ。
【００２４】 図３は、本発明の受信装置Ｅのブロック図を示している。受信装置Ｅは、移動
式ステーションＭＳおよび基準ステーションＢＳの双方に配置することができる
。以降の本文中では、それは、（特に明記しないかぎり）移動式ステーションＭ
ＳＸ内に配置されているとする。受信装置Ｅは、無線−周波数受信ステートＨＦ
Ｅ、記憶装置ＳＰＥを有する制御手段ＳＥＥ、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ
−ＤＤおよびマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤを有する復調化
手段ＤＭＯＤ、および復調器であるＤＭＯＤの後段に位置するソース復号器ＱＤ
ＥＣＯＤを含んでいる。マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、マルチユー
ザーチャネルエスティメーター（multiuser channel estimator)ＪＤ−ＫＳを備
えている。
【００２５】 無線−周波数受信ステートＨＦＥは、アンテナを介して全てのユーザーデータ
信号、特に、移動式ステーションＭＳＸ専用のユーザーデータ信号ＳＸ（関連チ
ャネルの出力時に現れるｄｘの乱れた形態（version)を含む）、および、移動式
ステーションＭＳＹ専用のユーザーデータ信号ＳＹ（関連チャネルの出力時に現
れるｄｙの乱れた形態（version)を含む）をも構成する電波を受信する。受信さ
れた信号は、無線−周波数受信ステートＨＦＥ内のアナログフィルター（不図示
）により帯域幅において制限(limited) され、そしてまた、ダウン変換による通
常方法によって、アナログベースバンド受信信号（または、中間−周波数受信信
号）に変換される。
【００２６】 アナログベースバンド受信信号は、不図示の方法で、少なくともデータ信号の
記号比に対応している十分に高いサンプリング比を持つ、アナログ／デジタル変
換器によってデジタル化され、そして、再度、次のデジタルフィルター（不図示
）によって帯域幅において制限される。
【００２７】 このようにして得た帯域幅−制限デジタル信号は、必要なユーザーデータ信号
ＳＸに加えて、さらに干渉信号として機能する“不要”なユーザーデータ信号Ｓ
Ｙを含み、さらに、おそらくは、考慮された周波数帯に現れる他の“不要”ユー
ザーデータ信号も含んでいる。帯域幅−制限デジタル信号は、復調器手段ＤＭＯ
Ｄのマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに供給される。
【００２８】 以降の本文中では、簡単に例示するために、マルチユーザ検出を、２−ユーザ
ーの検出によって説明している。すなわち、１つの不要な同一チャネル干渉信号
、つまりＳＹの場合について説明する。
【００２９】 マルチユーザーチャネルエスティメーターＪＤ−ＫＳを使用すると、マルチユ
ーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、２つのユーザーデータ信号ＳＸおよびＳＹに
関し、適応的なデータ検出、すなわち、各伝送チャネルの瞬時ステート（instan
taneous states) に適応したデータ検出を行う。詳細は、以降のようになる。情
報−搬送データ記号ｄｘおよびｄｙに加えて、トレーニングシーケンスＴＲと呼
ばれる特別なデータシーケンス、マルチユーザーチャネルエスティメーターＪＤ
−ＫＳとして知られているデータ記号の要素（エレメント）は、連続的な繰り返
しで、ユーザーデータ信号ＳＸおよびＳＹの中に伝送される。例えば、各々の伝
送されたデータブロックに、きっかり１つのトレーニングシーケンスＴＲを含め
ることができる。トレーニングシーケンスＴＲは、記憶装置ＳＰＥ内に記憶でき
る。
【００３０】 既知のトレーニングシーケンスＴＲと、受信されたトレーニングシーケンスＴ
Ｒの乱れた形態（version)とを関連づけることによって、マルチユーザーチャネ
ルエスティメーターＪＤ−ＫＳは、各トレーニングシーケンスＴＲについて（す
なわち、原則的に、各データブロックにおいて）、伝送された各トレーニングシ
ーケンスＴＲを媒介する、移動式無線チャネルの現時点でのチャネルパラメータ
ーを計算する。
【００３１】 チャネルパラメーターは、各移動式無線チャネルの瞬時伝送ステート（state)
を示している。これらは、例えば、チャネルインパルス応答ｈｘ、ｈｙのそれぞ
れの機能変動（functional variation）を各々パラメーター表示したパラメータ
ー群（セット）の形になっている。チャネルインパルス応答ｈｘおよびｈｙは、
時間ｔ、時間ｔ−τでのそれぞれのチャネル（ＳＸの伝送チャネルおよびＳＹの
伝送チャネル）に供給されたディラックパルス（Dirac pulse)に対する移動式無
線チャネルの応答である。
【００３２】 各チャネル推定（estimation) の後、新たに決定されたチャネルパラメーター
は、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに伝達される。もともと受信装置に
は認識されておらず、それぞれ送信された情報−搬送データ記号ｄｘおよびｄｙ
の受信形態（version)を、( チャネルパラメーターによってパラメータ化された
) 現時点でのチャネルインパルス応答ｈｘおよびｈｙとともに、たたみ込む（コ
ンボリューションする）ことによって、マルチユーザーデータ検出器は、結合さ
れて伝送されたデータ記号ｄｘおよびｄｙの再構築形をそれぞれ決定する（以降
、本文中では、ｄ＾ｘおよびｄ＾ｙと呼ぶ）。コヒーレントデータ検出が行われ
ることは好ましい。コヒーレントは、時間−離散チャネルインパルス応答ｈｘお
よびｈｙを、適応的なデータ検出におけるでの量（amount) および位相に基づい
て考慮していることを意味する。これは、マルチユーザーチャネルエスティメー
ターＪＤ−ＫＳが、対応した量および位相情報を含んだ適切なチャネルパラメー
ターを発生し、そしてマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤもまた、次のデー
タ検出で、この情報（量および位相）を用いることを予め想定している。
【００３３】 コヒーレントな適応的データ検出は、非コヒーレントの適応的データ検出と比
較して、Ｓ／Ｎ比を増加させることができるので好ましい。
【００３４】 すでに説明したように、データ記号のブロック構造は、データ検出を、すなわ
ち情報−搬送データ記号ｄ＾ｘおよびｄ＾ｙ（すなわち、伝送された情報−搬送
データ記号ｄｘおよびｄｙを再構築したもの）である検出されたデータ記号と、
他の、補助的な情報−搬送データ記号（例えば、制御情報等に関するもの）であ
る検出されたデータ記号とから生じる差異を、考慮しなければならない。この目
的のために、使用されているブロック構造の対応情報（特に、データブロック毎
におけるデータ記号の数Ｎ）が、記憶手段ＳＰＥに記憶され、そして、復調器Ｄ
ＭＯＤに伝送される。
【００３５】 マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤの出力のとき、（再構築された）デジ
タルユーザーデータ信号は、あるユーザー、すなわちここでは移動式ステーショ
ンＭＳＸにとって有効であり、そして、（再構築された）デジタルユーザーデー
タ信号は、他のユーザーＭＳＹにとって有効である（もし、受信装置Ｅが基準ス
テーションＢＳに設置されていれば、ある移動式ステーションＭＳＸからの（再
構築された）デジタルユーザー信号および他のユーザーＭＳＹからの再構築され
たデジタルユーザー信号は、有効である）。
【００３６】 以降の本文中では、適応的なデータ検出によって得た、再構築された情報−搬
送データ記号（２−ユーザー検出でのｄ＾ｘおよびｄ＾ｙ）を、通常、ｄ＾と呼
ぶ。データ記号ｄ＾は、マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤに供
給される。
【００３７】 ループ状の矢印Ｘは、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤとマルチユーザ
ーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとの間の接続が回帰的であることを示して
いる。これは、データ検出とチャネル復号化との従来の区別が取り除かれる反復
等化と呼ばれるプロセスのための措置である。というのは、回帰によって、イニ
シャルチャネル復号化の後、１つまたはそれ以上データ検出が繰り返されるため
である。
【００３８】 マルチユーザーチャネルエスティメーターＪＤ−ＫＳを含むマルチユーザーデ
ータ検出器ＪＤ−ＤＤとマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとの
構造物は、破線で区切られており、反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥと呼ば
れている。反復等化は、図４でさらに詳しく説明されている。
【００３９】 反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥによるデータ信号出力（また、図４では
、ｕ＾と呼ぶ）は、デインターリービィング（deinterleaving) のブロック（不
図示）の後段の任意的なソース復号器ＱＤＥＣＯＤに供給される。このソース復
号器は、伝送終了時になされたあらゆるソース符号化を無効にする。ソース復号
器ＱＤＥＣＯＤは、オリジナルのソースデータ信号を再構築したデータ信号、す
なわち、音声信号や、ビデオ信号等の信号をデジタル化したデータ信号を出力す
る。
【００４０】 図４は、反復マルチユーザー等化器ＪＯ−ＩＥのブロック図である。図４中の
反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥは、各々の場合において異なる受信センサ
ー（アンテナ）に割り当てられている多くの信号入力Ｅ１、Ｅ２、…、ＥＫが供
給される点だけ、図３中の反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥとは異なる。こ
の点については後述するが、簡単には、これは無線−周波数受信ステートＨＦＥ
のベースバンド信号出力が供給されたところに、１つの入力Ｅ１だけが存在する
ことを想定している。
【００４１】 図４に示すように、デインターリイーバー（deinterleaver)ＤＩＬに続く記号
／コードビット変換装置ＳＣＭは、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤとマ
ルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとの間で選択的に使用され、こ
の場合、インターリイーバー（interleaver)ＩＬに続くコードビット／記号変換
装置ＣＳＭは、マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤからマルチユ
ーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤまでのフィードバック接続Ｒ中に備えられなくて
はならない。
【００４２】 反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥは、以下のように作動する。
【００４３】 入力Ｅ１に加えて、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、データ検出中
、もともとの知識（a priori knowledge) として利用される外因的情報項目Ｚex を受信する入力ＥＡＰを有する。また、データ検出中、検出されたデータ記号（
または、検出されたデータ記号の有限のシーケンス）についてのもともと持って
いる知識を使用するデータ検出器は、この分野では、ＡＰＲＩ検出器と呼ばれて
いる。
【００４４】 入力ＥＡＰは、フィードバック接続Ｒを介して外因的情報項目Ｚexを供給して
いるマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤに接続されている。
【００４５】 マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、各検出結果ｄ＾毎に対応する信頼
性のある情報項目Λd を算出する。データシーケンスｄ＾および信頼性のある情
報項目Λd に対応するシーケンスは、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤの
出力で規定される。そのシーケンスｄ＾およびΛd は、全ての受信したユーザー
データ信号から検出されたデータ記号に基づいている。例えば、検出されたデー
タ記号のシーケンスｄ＾（および、相応するシーケンスΛd ）は、検出された連
続状（serial form)の全ユーザー（ユーザー記号）の検出結果を交互に混在させ
るような方法で構築される。すなわち、２−ユーザー検出の場合、検出されたデ
ータ信号のシーケンスｄ＾は、ｄ＾ｘ、ｄ＾ｙ、ｄ＾ｘ、ｄ＾ｙ…のような形状
を持つことができる。
【００４６】 ｄ＾およびΛd を計算するためのデータ検出中において、マルチユーザーデー
タ検出器ＪＤ−ＤＤは、受信した全てのユーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹについて
、伝送されたデータ記号に関するもともとの知識として（もし、これがすでに有
効（available)なら）、外因的情報項目Ｚexを利用する。また、少なくとも、対
象となっているユーザーデータ信号ＳＸの情報−搬送データ記号ｄ＾ｘの検出中
においても、ＪＤ動作原理は適用される。すなわち、この目的を達するために検
出された他のユーザーデータ信号（ＳＹ）による外乱に帰因するノイズ成分を除
去することで、このユーザーデータ信号ＳＸのノイズは削減される。
【００４７】 ２つのデータシーケンスｄ＾およびΛd は、記号コードビット変換装置ＳＣＭ
／デインターリイーバー（deinterleaver)ＤＩＬの統合されたところに供給され
、そして、２元データｃ＾のシーケンスｄ、および、２元データｃ＾に関する信
頼性のある情報項目Λc のシーケンスに変換される。また、シーケンスｃ＾およ
びΛc は、受信した全てのユーザーデータ信号から検出されたデータ記号に基づ
いている。統合された記号／コードビット変換装置ＳＣＭ／デインターリイーバ
ー（deinterleaver)ＤＩＬは任意的なものであり、もし一致する２元データが、
伝送終了時に使用されているときのみに必要とされるものである。
【００４８】 マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、上記シーケンスｃ＾お
よびΛc を以下のような方法で処理する。すなわち、ユーザーデータ信号ＳＸに
関する伝送終了時の（チャネル）非符号化データのシーケンスの初期推定値ｕ＾
を出力し、可能なら、信頼性のある情報項目に対応するシーケンスΛu を付加的
に出力する。
【００４９】 この推定では、適切な信号処理の結果として、マルチユーザーチャネル復号器
ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、次のソース復号器ＱＤＥＣＯＤ（図３）によってそれに
供給される外因的情報項目Ｚc を用いることができる。
【００５０】 また、マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、信頼性のある情
報項目Λe のシーケンスも決定し、信頼性のある情報項目Λe の要素は、本質的
に、すべてのユーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹに関する先のデータ検出の瞬断（hi
t)または成功（success)の比の推定値（すなわち、各々、ｄ＝ｄ＾およびｃ＝ｃ
＾になる確率）を示している。信頼性のある情報項目Λe は、コードビット／記
号変換装置ＣＳＭ／インターリイーバー（interleaver)ＩＬとが統合されたとこ
ろで、シーケンスＺexに変換される。
【００５１】 以下の本文中では、反復等化中の相互作用ループを経る１つの経路を記載する
。
【００５２】 最初の反復ステップでは、まだ、シーケンスＺexは、存在しない。それゆえ、
マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、最初は（すなわち、入力Ｅ１にユー
ザーデータ信号の受信直後には）、前もった知識を考慮せずに動作する。すでに
説明したように、検出結果ｄ＾およびΛd は、シーケンスｃ＾およびΛc に変換
される。また、何ら前もった知識（シーケンスＺC ）を有していないマルチユー
ザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、最初の推定でｕ＾、Λu 、およびΛ e の値を決定する。シーケンスｕ＾、Λu は、ソース復号器ＱＤＥＣＯＤ（図３
参照）に供給され、そして、シーケンスΛe は、（ＣＳＭ／ＩＬ内で記号シーケ
ンスＺexに変換された後）マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに供給される
。受信したシーケンスｕ＾、Λu を基にして、ソース復号器ＱＤＥＣＯＤは、信
頼性のある情報項目ＺC を決定する。そして、それと同時に、マルチユーザーデ
ータ検出器ＪＤ−ＤＤは、入力Ｅ１にすでに供給されているシーケンス、および
現時点で供給されている外因的情報項目Ｚexから、シーケンスｄ＾およびΛd の
改良された形態（version)を決定する。次に、これらのシーケンスｄ＾およびΛ d は、ＳＣＭ／ＤＩＬにて、シーケンスｃ＾およびΛc の改良された形態（vers
ion)に変換される。マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、シー
ケンスｕ＾、Λu およびΛe の改良された形態（version)を形成するために、同
様に現時点で供給されたもともとの知識Ｚc とともに、これらの改良された形態
（version)を処理する。
【００５３】 その後の反復ステップは、上記の手続に応じて実行される。なお、ソース復号
器によって供給された外因的情報項目Ｚc の考慮は、任意的、すなわち、例えば
、後の反復ステップ、あるいはまた全ての反復ステップにて、省略できるもので
あるといえる。
【００５４】 受信の品質の改良のためのさらなる措置は、多数（Ｋ）のアンテナからの信号
を利用することにある。
【００５５】 これらのアンテナは、全方向性アンテナ、または、受信の指向性パターンのあ
るアンテナを含むものである。例えば、受信装置としての移動式ステーションＭ
ＳＸの場合、本来、きょう体のバックパネルに取り付けられた、通常のロッドア
ンテナおよび平面アンテナの形態で、２つの全方向性アンテナが備えられている
。また、基準ステーションＢＳの場合、全方向性アンテナに代わって、受信の指
向性パターンを持つアンテナが、度々、利用される。
【００５６】 Ｋ個のアンテナからのベースバンド信号は、入力Ｅ１、Ｅ２、…、ＥＫに供給
される。空間的多様性（diversity)のせいで、分離伝送チャネルの有する自身の
伝送特性は、各アンテナにも関連する。この場合、マルチユーザーチャネルエス
ティメーターＪＤ−ＫＳは、各入力Ｅ１、Ｅ２、…、ＥＫおよび検出された各ユ
ーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹに対してチャネル推定を実行しなくてはならない。
この“マルチ−アンテナ検出”では、検出利得は、（可能であれば、独立した）
Ｋ個のチャネルを考慮した際の改良された統計データに基づいており、かつ、増
加するＫとともに増加する。
【００５７】 図３および図４に示された受信装置Ｅおよび反復マルチユーザー等化器ＪＤ−
ＩＥは、多くの形態に変形できる。
【００５８】 もし、計算容量が十分にあるならば、ターボ復号器を、マルチユーザーチャネ
ル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとして使用可能である。ターボ復号器は、回帰的に
接続され、かつ、この方法で、反復チャネル復号化を行う２つの個々の復号器か
ら構成されている。ターボ復号器を用いる場合、反復チャネル復号化は、上記し
た反復等化のサブプロセスとして処理される。
【００５９】 チャネルパラメーター（すなわち、チャネルインパルス応答ｈｘ、ｈｙ、…）
を推定するには、多くの異なるアルゴリズムを用いることができる。そして、そ
のアルゴリズムは、特に、P.Jung,Stuttgart,B.G.Teubnerg による“Analyse un
d Entwurf digitaler Mobilefunksysteme ”〔分析とデジタル移動式無線システ
ム〕という本の、1997年版、章5.2.3 、P201〜P206に書かれている。これによれ
ば、これらのアルゴリズムは、現在のアプリケーションの主題（subject matter
）となっている。それらは、信号−適応フィルタリング（signal-adapted filte
ring) 、ガウス推定、ＭＬ推定、およびＭＡＰ推定のためのアルゴリズムである
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、移動式無線システムにおける空中インターフェース（空間共有領域）
を示した概略図である。
【図２】 図２は、セルラー方式の無線ネットワークにおいて、実施可能な区画措置を示
した概略図である。
【図３】 図３は、マルチユーザー反復等化器を用いた本発明の受信装置を示すブロック
図である。
【図４】 図４は、図３に示したマルチユーザー反復等化器を示すブロック図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年５月１７日（２００１．５．１７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】 移動式無線電話アプリケーションのための受信方法および受信
装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】 本発明は、移動式無線システムに用いられる受信方法および受信装置に関する
ものである。
【０００１】 セルラー方式の移動式無線システムは、無線通信のために、区画に分割されて
いる地理的領域を基にしている。セルラー方式の分割の理由目的は、無線通信領
域を可能な限り広い領域（セルラー方式ネットワーク）にしようとするためだけ
ではなく、周波数を再利用することで、セルラー方式ネットワークの非常に多数
のユーザー（容量）に、限定的な総合伝送帯域幅を提供することにもある。
【０００２】 周波数の再利用の動作原理とは、（できるだけ離してバラバラにした）セルラ
ー方式のネットワークの区画が、総合伝送帯域幅の同じ周波数のサブバンド（su
bband)を利用することである。そしてまた、各周波数サブバンドはさらに分割さ
れて、多数のユーザーチャネルとなる。同じチャネル内、同じ周波数のサブバン
ドを有するこれらの区画内（“共通−チャネル区画”）において有効なユーザー
からの信号を重ね合わせることは、同一チャネル干渉という。
【０００３】 セルラー方式の移動式通信システムにおいて、例えば、ＧＳＭ（移動式通信の
世界的システム）のように帯域（バンド）拡張を行わないシステム（すなわち、
ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）方式を用いないシステム）では、同一チャネ
ル干渉が欠点となる。なぜならば、サービスの品質を損なうだけではなく、基本
的に、セルラー方式ネットワークの容量を制限するためである。
【０００４】 Z.Zvonar、P.Jung、およびK.Kammerlander (発行者) が発行した“ＧＳＭ−第
３世代システムに対する革命”という本において、P.A.Ranta:、M.Pukkila の書
いた第２章の“同一チャネル信号の共同復調による干渉抑制”〔Boston、1999年
、P153〜P186〕では、同一チャネル干渉の抑制のために、マルチユーザー検出と
呼ばれる共同検出（ＪＤとも呼ばれ、以下の本文中に記載されている）の方法を
使用することが提案されている。
【０００５】 また、IEEE Communications Letters において、D.Raphaeli、Y.Zarai が書い
た“ターボの等化とターボの復号化との統合”という記事[ Vol.2 、No.4、1998
年、P107〜P109〕には、反復受信方法が記載されている。ＭＡＰ（maximum a po
steriori) 記号エスティメーター（estimator)は、適応性のあるチャネルの推定
に用いられる。ＭＡＰ記号エスティメーター（estimator)に続くターボ復号器は
、復号化に用いられる。ＭＡＰ記号エスティメーター（estimator)やターボ復号
器は、フィードバックループ内に配置され、反復シングル−ユーザー等化を行う
。
【０００６】 また、１９９８年の５月１８日から２１日までの、カナダのオタワ、アメリカ のニューヨーク（ＮＹ）での第４８回のIEEEの会合における、M.C.Valenti その 他による文書“ＴＤＭＡ方式のセルラーシステムのためのマルチユーザー受信お よびチャネル検出の統合”〔by M.C.Valenti et al.,Ottawa,Canada,May 18-21 ,1998,New York,NY:IEE,USVol.CONF.48,18 May 1998(1998-05-18),pages 1915-1 919 〕という文献には、最近の従来技術が示されている。この文献には、マルチ ユーザー受信方法が、マルチユーザーデータ検出器およびチャネル復号器からな るループによって反復等化を行うと記載されている。
【０００７】 ヨーロッパの特許出願ＥＰ０８６６５６８Ａ１では、信号受信のために多くの 受信アンテナを利用しているマルチユーザー受信方法が記載されている。これ に より、受信したデータの指向的な選択的検出を行える。
【０００８】 本発明は、ＣＤＭＡ方式の複合アクセス方法を使わない移動式無線システムの
ための、有効な受信方法および有効な受信装置を作りだすことを目的としている
。特に、多くのユーザー数、すなわち容量数を獲得することを目的とする。
【０００９】 請求項１と請求項６とは、この目的を達成するための特徴点を有している。
【００１０】 反復等化にマルチユーザー検出の動作原理を組み合わせることにより、シグナ
ル／ノイズの比を改善する２つの相補的な技術が組み合わされる。マルチユーザ
ー検出は、有用な信号として、同一チャネル干渉の一部分を考慮すること、すな
わち、その信号を選択的に検出し、その上、真に重要であるユーザーデータ信号
からその信号を除去（これが可能な理由は、同一チャネル干渉が、その特質によ
り決定されるためである）することに基づいている。一方、反復等化は、データ
検出中に、復号された情報を利用することで、エラー低減を実現するという動作
原理に基づいている。後者は、マルチユーザーデータ検出器内においてマルチユ
ーザー復号化を行っている間に得た、信頼性の高い情報のフィードバックを繰り
返すことで実行される。エラー低減のための反復等化は、あるユーザーのデータ
信号、すなわち“真”に有用な信号と、他のユーザーデータ信号、すなわち、Ｊ
Ｄ期間中、有用な信号として取り扱わる同一チャネル干渉信号成分との双方に実
行される。その結果、これらの２つの動作原理（マルチユーザー検出および反復 等化）は、相互に影響を及ぼし、かつ互いにサポートする。また、ソース復号中 に発生した外因的情報項目（an extrinsic information item)を反復等化してい る間に得た結果を改良することも利用されている。
【００１１】 反復等化中では、コヒーレントデータ検出を実行することが好ましい。このコ
ヒーレントデータ検出によって、さらに、本発明による受信方法によって達成さ
れた耐ノイズ性（または、本発明による受信装置の耐ノイズ性）を向上できる。
【００１２】 適応的なデータ検出（adaptive date detection)においては、空間的に分離し
ている受信センサーから得た多くのデータ信号を考慮することが好ましい。受信
センサーを空間的に隔離することは、（受信センサーの間隔にほぼ依存した）異
なった伝送特性を有する、すなわち、異なった衝撃反応（impulse responses)を
有する異なった伝送チャンネルを介して各データ信号を伝送できるという効果を
有する。空間的に分離している受信センサーからのこのような多数の信号をユー
ザーデータ信号として考慮することで、データ検出の耐障害性をさらに向上させ
られる。
【００１３】 なお、本発明の有利な実施の形態を従属の請求項中に記載されている。
【００１４】 以降の本文中では、本発明を、実例となる実施の形態を用いて、以下の図面を
参照しつつ説明する。
【００１５】 図１は、移動式無線システムにおける空中インターフェース（空間共有領域）
を示した概略図である。
【００１６】 図２は、セルラー方式の無線ネットワークにおいて、設定できる区画を示した
概略図である。
【００１７】 図３は、マルチユーザー反復等化器を用いた本発明の受信装置を示すブロック
図である。
【００１８】 図４は、図３に示したマルチユーザー反復等化器を示すブロック図である。
【００１９】 図１は、単一無線区画での移動式無線システムにおける空中インターフェース
を示した概略図である。個々のユーザーに保持されている３つの移動式ステーシ
ョンＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３と、共通基準ステーションＢＳとの間で、双方向の
通信リンクを設定できるようになっている。空中インターフェースの各々の伝送
特性は、３つの無線チャンネルＫ１、Ｋ２、Ｋ３で示されている。
【００２０】 中継通信ネットワークに繋がった基準ステーションＢＳと、移動式ステーショ
ンＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３との間における通信リンクは、直接伝搬路に加えて、
例えば、ビル、工場からの反射による多重通路伝搬の影響を受ける。移動式ステ
ーションＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３が、（定着した基準ステーションＢＳより相対
的に）移動すると想定すると、他の外乱とともに、多重通路伝搬は、受信ステー
ションであるＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３およびＢＳのそれぞれにおいて、経時的に
重ね合わされ、ユーザーデータ信号の様々な伝搬路の信号成分となる。
【００２１】 その結果、無線チャネルＫ１、Ｋ２、Ｋ３の伝送特性は、継続的に変化する。
加えて、アップリンク内およびダウンリンク内において、多くのユーザーデータ
信号（すなわち、異なるユーザーから発せられる、または、それらのユーザーの
ために向けられる無線信号）の重ね合わせが起こる。移動式ステーションＭＳ１
、ＭＳ２、ＭＳ３および基準ステーションＢＳの受信装置における、ユーザー分
割（The user separations) は、ＣＤＭＡの要素を含まない既知の方法の一つ、
例えば、ＦＤＭＡ（周波数分割多重接続）、ＴＭＤＡ（時間割多重接続）、ある
いは、混成（ハイブリッド）多重接続方法によって実行される。
【００２２】 図２は、そのようなネットワークの区間（セクション）によるセルラー方式の
ネットワークの構造を示している。簡単にするために、６角形の区画を基礎とし
て用いている。また、これらの区画に属する基準ステーションＢＳ、ＢＳＸ、Ｂ
ＳＹを、各区画の中心に描いている。図２では、全伝送帯域を３つの異なる周波
数サブバンドに細分割することを想定している。同じ周波数サブバンドを使用し
ている区画については、同じ模様とするとともに、括弧書きの同じ周波数サブバ
ンド識別ラベル（１）、または（２）、または（３）を付している。
【００２３】 冒頭でに説明したように、各周波数サブバンドも、システム規格によって予め
定められた数多くのばらばらのユーザーチャネルから構成されている。ＧＳＭに
よって使用されているＦＤＭＡとＴＤＭＡとの混成接続では、割当てられた周波
数バンド内に、例えば、１２４のＦＤＭＡユーザーチャネルがある。従って、８
のＴＤＭＡタイムスロットが供給されると、無線区画あたりの最大容量は、およ
そ１０００ユーザーとなる。
【００２４】 ２つの移動式ステーション（ユーザー）ＭＳＸおよびＭＳＹは、同じ周波数サ
ブバンド（共通−チャネル区画）を持つ２つの区画ＸとＹとの中に位置し、同時
間に同じユーザーチャネル内で２つとも動作する。同一チャネル干渉のため、ユ
ーザーＭＳＸおよびＭＳＹの双方に対するサービスの品質が損なわれることもあ
る。図２は、ダウンリンク内に、同一チャネル干渉がある場合を示している。ま
た、移動式ステーションＭＳＸは、ＢＳＸ（区画Ｘの基準ステーション）からＭ
ＳＸ専用のユーザーデータ信号ＳＸを受信するだけではなく、移動式ステーショ
ンＭＳＹ専用のＢＳＹ（区画Ｙの基準ステーション）からユーザーデータ信号Ｓ
Ｙも受信する。しかしながら、ＭＳＸとＢＳＹとの距離が、ＭＳＸとＢＳＸとの
距離よりも離れているため、後者の信号は、ＳＸに比べて受信エネルギーは弱く
なる。
【００２５】 ユーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹは、情報−搬送データ記号の一部であるデータ
記号のシーケンスで構成されており、残りの部分は、通常、補助的な情報−搬送
データ記号として設計されている。以降の本文中では、（移動式無線チャネルの
入力のときに）ＢＳＸによって放射されたユーザーデータ信号ＳＸの情報−搬送
データ記号をｄｘと呼び、そして、（移動式無線チャネルの入力のときに）ＢＳ
Ｆによって放射されたユーザーデータ信号ＳＹの情報−搬送データ記号をｄｙと
呼ぶ。
【００２６】 図３は、本発明の受信装置Ｅのブロック図を示している。受信装置Ｅは、移動
式ステーションＭＳおよび基準ステーションＢＳの双方に配置することができる
。以降の本文中では、それは、（特に明記しないかぎり）移動式ステーションＭ
ＳＸ内に配置されているとする。受信装置Ｅは、無線−周波数受信ステートＨＦ
Ｅ、記憶装置ＳＰＥを有する制御手段ＳＥＥ、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ
−ＤＤおよびマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤを有する復調化
手段ＤＭＯＤ、および復調器であるＤＭＯＤの後段に位置するソース復号器ＱＤ
ＥＣＯＤを含んでいる。マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、マルチユー
ザーチャネルエスティメーター（multiuser channel estimator)ＪＤ−ＫＳを備
えている。
【００２７】 無線−周波数受信ステートＨＦＥは、アンテナを介して全てのユーザーデータ
信号、特に、移動式ステーションＭＳＸ専用のユーザーデータ信号ＳＸ（関連チ
ャネルの出力時に現れるｄｘの乱れた形態（version)を含む）、および、移動式
ステーションＭＳＹ専用のユーザーデータ信号ＳＹ（関連チャネルの出力時に現
れるｄｙの乱れた形態（version)を含む）をも構成する電波を受信する。受信さ
れた信号は、無線−周波数受信ステートＨＦＥ内のアナログフィルター（不図示
）により帯域幅において制限(limited) され、そしてまた、ダウン変換による通
常方法によって、アナログベースバンド受信信号（または、中間−周波数受信信
号）に変換される。
【００２８】 アナログベースバンド受信信号は、不図示の方法で、少なくともデータ信号の
記号比に対応している十分に高いサンプリング比を持つ、アナログ／デジタル変
換器によってデジタル化され、そして、再度、次のデジタルフィルター（不図示
）によって帯域幅において制限される。
【００２９】 このようにして得た帯域幅−制限デジタル信号は、必要なユーザーデータ信号
ＳＸに加えて、さらに干渉信号として機能する“不要”なユーザーデータ信号Ｓ
Ｙを含み、さらに、おそらくは、考慮された周波数帯に現れる他の“不要”ユー
ザーデータ信号も含んでいる。帯域幅−制限デジタル信号は、復調器手段ＤＭＯ
Ｄのマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに供給される。
【００３０】 以降の本文中では、簡単に例示するために、マルチユーザ検出を、２−ユーザ
ーの検出によって説明している。すなわち、１つの不要な同一チャネル干渉信号
、つまりＳＹの場合について説明する。
【００３１】 マルチユーザーチャネルエスティメーターＪＤ−ＫＳを使用すると、マルチユ
ーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、２つのユーザーデータ信号ＳＸおよびＳＹに
関し、適応的なデータ検出、すなわち、各伝送チャネルの瞬時ステート（instan
taneous states) に適応したデータ検出を行う。詳細は、以降のようになる。情
報−搬送データ記号ｄｘおよびｄｙに加えて、トレーニングシーケンスＴＲと呼
ばれる特別なデータシーケンス、マルチユーザーチャネルエスティメーターＪＤ
−ＫＳとして知られているデータ記号の要素（エレメント）は、連続的な繰り返
しで、ユーザーデータ信号ＳＸおよびＳＹの中に伝送される。例えば、各々の伝
送されたデータブロックに、きっかり１つのトレーニングシーケンスＴＲを含め
ることができる。トレーニングシーケンスＴＲは、記憶装置ＳＰＥ内に記憶でき
る。
【００３２】 既知のトレーニングシーケンスＴＲと、受信されたトレーニングシーケンスＴ
Ｒの乱れた形態（version)とを関連づけることによって、マルチユーザーチャネ
ルエスティメーターＪＤ−ＫＳは、各トレーニングシーケンスＴＲについて（す
なわち、原則的に、各データブロックにおいて）、伝送された各トレーニングシ
ーケンスＴＲを媒介する、移動式無線チャネルの現時点でのチャネルパラメータ
ーを計算する。
【００３３】 チャネルパラメーターは、各移動式無線チャネルの瞬時伝送ステート（state)
を示している。これらは、例えば、チャネルインパルス応答ｈｘ、ｈｙのそれぞ
れの機能変動（functional variation）を各々パラメーター表示したパラメータ
ー群（セット）の形になっている。チャネルインパルス応答ｈｘおよびｈｙは、
時間ｔ、時間ｔ−τでのそれぞれのチャネル（ＳＸの伝送チャネルおよびＳＹの
伝送チャネル）に供給されたディラックパルス（Dirac pulse)に対する移動式無
線チャネルの応答である。
【００３４】 各チャネル推定（estimation) の後、新たに決定されたチャネルパラメーター
は、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに伝達される。もともと受信装置に
は認識されておらず、それぞれ送信された情報−搬送データ記号ｄｘおよびｄｙ
の受信形態（version)を、( チャネルパラメーターによってパラメータ化された
) 現時点でのチャネルインパルス応答ｈｘおよびｈｙとともに、たたみ込む（コ
ンボリューションする）ことによって、マルチユーザーデータ検出器は、結合さ
れて伝送されたデータ記号ｄｘおよびｄｙの再構築形をそれぞれ決定する（以降
、本文中では、ｄ＾ｘおよびｄ＾ｙと呼ぶ）。コヒーレントデータ検出が行われ
ることは好ましい。コヒーレントは、時間−離散チャネルインパルス応答ｈｘお
よびｈｙを、適応的なデータ検出におけるでの量（amount) および位相に基づい
て考慮していることを意味する。これは、マルチユーザーチャネルエスティメー
ターＪＤ−ＫＳが、対応した量および位相情報を含んだ適切なチャネルパラメー
ターを発生し、そしてマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤもまた、次のデー
タ検出で、この情報（量および位相）を用いることを予め想定している。
【００３５】 コヒーレントな適応的データ検出は、非コヒーレントの適応的データ検出と比
較して、Ｓ／Ｎ比を増加させることができるので好ましい。
【００３６】 すでに説明したように、データ記号のブロック構造は、データ検出を、すなわ
ち情報−搬送データ記号ｄ＾ｘおよびｄ＾ｙ（すなわち、伝送された情報−搬送
データ記号ｄｘおよびｄｙを再構築したもの）である検出されたデータ記号と、
他の、補助的な情報−搬送データ記号（例えば、制御情報等に関するもの）であ
る検出されたデータ記号とから生じる差異を、考慮しなければならない。この目
的のために、使用されているブロック構造の対応情報（特に、データブロック毎
におけるデータ記号の数Ｎ）が、記憶手段ＳＰＥに記憶され、そして、復調器Ｄ
ＭＯＤに伝送される。
【００３７】 マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤの出力のとき、（再構築された）デジ
タルユーザーデータ信号は、あるユーザー、すなわちここでは移動式ステーショ
ンＭＳＸにとって有効であり、そして、（再構築された）デジタルユーザーデー
タ信号は、他のユーザーＭＳＹにとって有効である（もし、受信装置Ｅが基準ス
テーションＢＳに設置されていれば、ある移動式ステーションＭＳＸからの（再
構築された）デジタルユーザー信号および他のユーザーＭＳＹからの再構築され
たデジタルユーザー信号は、有効である）。
【００３８】 以降の本文中では、適応的なデータ検出によって得た、再構築された情報−搬
送データ記号（２−ユーザー検出でのｄ＾ｘおよびｄ＾ｙ）を、通常、ｄ＾と呼
ぶ。データ記号ｄ＾は、マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤに供
給される。
【００３９】 ループ状の矢印Ｘは、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤとマルチユーザ
ーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとの間の接続が回帰的であることを示して
いる。これは、データ検出とチャネル復号化との従来の区別が取り除かれる反復
等化と呼ばれるプロセスのための措置である。というのは、回帰によって、イニ
シャルチャネル復号化の後、１つまたはそれ以上データ検出が繰り返されるため
である。
【００４０】 マルチユーザーチャネルエスティメーターＪＤ−ＫＳを含むマルチユーザーデ
ータ検出器ＪＤ−ＤＤとマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとの
構造物は、破線で区切られており、反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥと呼ば
れている。反復等化は、図４でさらに詳しく説明されている。
【００４１】 反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥによるデータ信号出力（また、図４では
、ｕ＾と呼ぶ）は、デインターリービィング（deinterleaving) のブロック（不
図示）の後段のソース復号器ＱＤＥＣＯＤに供給される。このソース復号器は、
伝送終了時になされたソース符号化を無効にする。ソース復号器ＱＤＥＣＯＤは
、オリジナルのソースデータ信号を再構築したデータ信号、すなわち、音声信号
や、ビデオ信号等の信号をデジタル化したデータ信号を出力する。
【００４２】 また、図３には不図示ではあるが、図４によって詳細に説明されているソース 復号器ＱＤＥＣＯＤは、マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤに供 給される信頼性のある情報項目も生成する。
【００４３】 図４は、反復マルチユーザー等化器ＪＯ−ＩＥのブロック図である。図４中の
反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥは、各々の場合において異なる受信センサ
ー（アンテナ）に割り当てられている多くの信号入力Ｅ１、Ｅ２、…、ＥＫが供
給される点だけ、図３中の反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥとは異なる。こ
の点については後述するが、簡単には、これは無線−周波数受信ステートＨＦＥ
のベースバンド信号出力が供給されたところに、１つの入力Ｅ１だけが存在する
ことを想定している。
【００４４】 図４に示すように、デインターリイーバー（deinterleaver)ＤＩＬに続く記号
／コードビット変換装置ＳＣＭは、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤとマ
ルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとの間で選択的に使用され、こ
の場合、インターリイーバー（interleaver)ＩＬに続くコードビット／記号変換
装置ＣＳＭは、マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤからマルチユ
ーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤまでのフィードバック接続Ｒ中に備えられなくて
はならない。
【００４５】 反復マルチユーザー等化器ＪＤ−ＩＥは、以下のように作動する。
【００４６】 入力Ｅ１に加えて、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、データ検出中
、もともとの知識（a priori knowledge) として利用される外因的情報項目Ｚex を受信する入力ＥＡＰを有する。また、データ検出中、検出されたデータ記号（
または、検出されたデータ記号の有限のシーケンス）についてのもともと持って
いる知識を使用するデータ検出器は、この分野では、ＡＰＲＩ検出器と呼ばれて
いる。
【００４７】 入力ＥＡＰは、フィードバック接続Ｒを介して外因的情報項目Ｚexを供給して
いるマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤに接続されている。
【００４８】 マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、各検出結果ｄ＾毎に対応する信頼
性のある情報項目Λd を算出する。データシーケンスｄ＾および信頼性のある情
報項目Λd に対応するシーケンスは、マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤの
出力で規定される。そのシーケンスｄ＾およびΛd は、全ての受信したユーザー
データ信号から検出されたデータ記号に基づいている。例えば、検出されたデー
タ記号のシーケンスｄ＾（および、相応するシーケンスΛd ）は、検出された連
続状（serial form)の全ユーザー（ユーザー記号）の検出結果を交互に混在させ
るような方法で構築される。すなわち、２−ユーザー検出の場合、検出されたデ
ータ信号のシーケンスｄ＾は、ｄ＾ｘ、ｄ＾ｙ、ｄ＾ｘ、ｄ＾ｙ…のような形状
を持つことができる。
【００４９】 ｄ＾およびΛd を計算するためのデータ検出中において、マルチユーザーデー
タ検出器ＪＤ−ＤＤは、受信した全てのユーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹについて
、伝送されたデータ記号に関するもともとの知識として（もし、これがすでに有
効（available)なら）、外因的情報項目Ｚexを利用する。また、少なくとも、対
象となっているユーザーデータ信号ＳＸの情報−搬送データ記号ｄ＾ｘの検出中
においても、ＪＤ動作原理は適用される。すなわち、この目的を達するために検
出された他のユーザーデータ信号（ＳＹ）による外乱に帰因するノイズ成分を除
去することで、このユーザーデータ信号ＳＸのノイズは削減される。
【００５０】 ２つのデータシーケンスｄ＾およびΛd は、記号コードビット変換装置ＳＣＭ
／デインターリイーバー（deinterleaver)ＤＩＬの統合されたところに供給され
、そして、２元データｃ＾のシーケンスｄ、および、２元データｃ＾に関する信
頼性のある情報項目Λc のシーケンスに変換される。また、シーケンスｃ＾およ
びΛc は、受信した全てのユーザーデータ信号から検出されたデータ記号に基づ
いている。統合された記号／コードビット変換装置ＳＣＭ／デインターリイーバ
ー（deinterleaver)ＤＩＬは任意的なものであり、もし一致する２元データが、
伝送終了時に使用されているときのみに必要とされるものである。
【００５１】 マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、上記シーケンスｃ＾お
よびΛc を以下のような方法で処理する。すなわち、ユーザーデータ信号ＳＸに
関する伝送終了時の（チャネル）非符号化データのシーケンスの初期推定値ｕ＾
を出力し、可能なら、信頼性のある情報項目に対応するシーケンスΛu を付加的
に出力する。
【００５２】 この推定では、適切な信号処理の結果として、マルチユーザーチャネル復号器
ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、次のソース復号器ＱＤＥＣＯＤ（図３参照）によってそ
れに供給される外因的情報項目Ｚc を用いる。
【００５３】 また、マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、信頼性のある情
報項目Λe のシーケンスも決定し、信頼性のある情報項目Λe の要素は、本質的
に、すべてのユーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹに関する先のデータ検出の瞬断（hi
t)または成功（success)の比の推定値（すなわち、各々、ｄ＝ｄ＾およびｃ＝ｃ
＾になる確率）を示している。信頼性のある情報項目Λe は、コードビット／記
号変換装置ＣＳＭ／インターリイーバー（interleaver)ＩＬとが統合されたとこ
ろで、シーケンスＺexに変換される。
【００５４】 以下の本文中では、反復等化中の相互作用ループを経る１つの経路を記載する
。
【００５５】 最初の反復ステップでは、まだ、シーケンスＺexは、存在しない。それゆえ、
マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤは、最初は（すなわち、入力Ｅ１にユー
ザーデータ信号の受信直後には）、前もった知識を考慮せずに動作する。すでに
説明したように、検出結果ｄ＾およびΛd は、シーケンスｃ＾およびΛc に変換
される。また、何ら前もった知識（シーケンスＺC ）を有していないマルチユー
ザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、最初の推定でｕ＾、Λu 、およびΛ e の値を決定する。シーケンスｕ＾、Λu は、ソース復号器ＱＤＥＣＯＤ（図３
参照）に供給され、そして、シーケンスΛe は、（ＣＳＭ／ＩＬ内で記号シーケ
ンスＺexに変換された後）マルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに供給される
。受信したシーケンスｕ＾、Λu を基にして、ソース復号器ＱＤＥＣＯＤは、信
頼性のある情報項目ＺC を決定する。そして、それと同時に、マルチユーザーデ
ータ検出器ＪＤ−ＤＤは、入力Ｅ１にすでに供給されているシーケンス、および
現時点で供給されている外因的情報項目Ｚexから、シーケンスｄ＾およびΛd の
改良された形態（version)を決定する。次に、これらのシーケンスｄ＾およびΛ d は、ＳＣＭ／ＤＩＬにて、シーケンスｃ＾およびΛc の改良された形態（vers
ion)に変換される。マルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤは、シー
ケンスｕ＾、Λu およびΛe の改良された形態（version)を形成するために、同
様に現時点で供給されたもともとの知識Ｚc とともに、これらの改良された形態
（version)を処理する。
【００５６】 その後の反復ステップは、上記の手続に応じて実行される。
【００５７】 受信の品質の改良のための措置は、多数（Ｋ）のアンテナからの信号を利用す
ることにある。
【００５８】 これらのアンテナは、全方向性アンテナ、または、受信の指向性パターンのあ
るアンテナを含むものである。例えば、受信装置としての移動式ステーションＭ
ＳＸの場合、本来、きょう体のバックパネルに取り付けられた、通常のロッドア
ンテナおよび平面アンテナの形態で、２つの全方向性アンテナが備えられている
。また、基準ステーションＢＳの場合、全方向性アンテナに代わって、受信の指
向性パターンを持つアンテナが、度々、利用される。
【００５９】 Ｋ個のアンテナからのベースバンド信号は、入力Ｅ１、Ｅ２、…、ＥＫに供給
される。空間的多様性（diversity)のせいで、分離伝送チャネルの有する自身の
伝送特性は、各アンテナにも関連する。この場合、マルチユーザーチャネルエス
ティメーターＪＤ−ＫＳは、各入力Ｅ１、Ｅ２、…、ＥＫおよび検出された各ユ
ーザーデータ信号ＳＸ、ＳＹに対してチャネル推定を実行しなくてはならない。
この“マルチ−アンテナ検出”では、検出利得は、（可能であれば、独立した）
Ｋ個のチャネルを考慮した際の改良された統計データに基づいており、かつ、増
加するＫとともに増加する。
【００６０】 図３および図４に示された受信装置Ｅおよび反復マルチユーザー等化器ＪＤ−
ＩＥは、多くの形態に変形できる。
【００６１】 もし、計算容量が十分にあるならば、ターボ復号器を、マルチユーザーチャネ
ル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとして使用可能である。ターボ復号器は、回帰的に
接続され、かつ、この方法で、反復チャネル復号化を行う２つの個々の復号器か
ら構成されている。ターボ復号器を用いる場合、反復チャネル復号化は、上記し
た反復等化のサブプロセスとして処理される。
【００６２】 チャネルパラメーター（すなわち、チャネルインパルス応答ｈｘ、ｈｙ、…）
を推定するには、多くの異なるアルゴリズムを用いることができる。そして、そ
のアルゴリズムは、特に、P.Jung,Stuttgart,B.G.Teubnerg による“Analyse un
d Entwurf digitaler Mobilefunksysteme ”〔分析とデジタル移動式無線システ
ム〕という本の、1997年版、章5.2.3 、P201〜P206に書かれている。これによれ
ば、これらのアルゴリズムは、現在のアプリケーションの主題（subject matter
）となっている。それらは、信号−適応フィルタリング（signal-adapted filte
ring) 、ガウス推定、ＭＬ推定、およびＭＡＰ推定のためのアルゴリズムである
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、移動式無線システムにおける空中インターフェース（空間共有領域）
を示した概略図である。
【図２】 図２は、セルラー方式の無線ネットワークにおいて、実施可能な区画措置を示
した概略図である。
【図３】 図３は、マルチユーザー反復等化器を用いた本発明の受信装置を示すブロック
図である。
【図４】 図４は、図３に示したマルチユーザー反復等化器を示すブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 プレシンガー，イエルク ドイツ連邦共和国 80469 ミュンヘン ヴェスターミュールシュトラーセ 16 (72)発明者 シュミット，ペーター ドイツ連邦共和国 67167 エアポルツハ イム バーンホフシュトラーセ 32 Ｆターム(参考） 5K046 AA05 BB01 EE06 EF02 5K067 AA03 AA05 BB03 BB21 CC02 CC04 CC10 DD42 EE02 EE10 EE22 HH21 HH22

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動式無線アプリケーションにおける受信方法において、 あるユーザーによって伝送された、または受信ユーザー（ＭＳＸ）に発信され
    たユーザーデータ信号（ＳＸ）と、同じ周波数バンド内にある少なくとも１つの
    さらなるユーザーデータ信号（ＳＹ）とを受信し、 適応的なマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤと、フィードバック接続Ｒに
    よって上記の適応的なマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤに接続されたマル
    チユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥＣＯＤとによって、上記のあるユーザー
    データ信号およびさらなるユーザーデータ信号（ＳＸ、ＳＹ）を反復等化し、 反復等化された上記のあるユーザーデータ信号（ＳＸ）のノイズの低減を、上
    記のさらなるユーザーデータ信号（ＳＹ）を考慮することで達成するというステ
    ップを含む受信方法。
  2. 【請求項２】 上記の反復マルチユーザー等化において、コヒーレントデータ検出が行われる
    ことを特徴とする請求項１に記載の受信方法。
  3. 【請求項３】 空間的に分離した受信センサーから受信した多くのデータ信号が、上記の適応
    的なマルチユーザーデータ検出において考慮されることを特徴とする請求項１ま
    たは２に記載の受信方法。
  4. 【請求項４】 ソース復号化中に決定された外因的情報項目Ｚc が、チャネル復号化において
    利用されることを特徴とする上記の請求項のいずれか１つに記載の受信方法。
  5. 【請求項５】 ターボ復号化が、マルチユーザーチャネル復号化において利用されることを特
    徴とする上記の請求項のいずれか１つに記載の受信方法。
  6. 【請求項６】 移動式無線アプリケーションにおける受信装置において、 あるユーザーによって伝送された、または受信ユーザー（ＭＳＸ）に発信され
    たユーザーデータ信号（ＳＸ）と、同じ周波数バンド内にある少なくとも１つの
    さらなるユーザーデータ信号（ＳＹ）とを受信するための無線−周波数受信ステ
    ート（a radio-frequency state)ＨＦＥを含み、 上記のあるユーザーデータ信号（ＳＸ）および上記のさらなるユーザーデータ
    信号（ＳＹ）を等化させるためのもので、適応的なマルチユーザーデータ検出器
    ＪＤ−ＤＤと、フィードバック接続Ｒによって上記の適応的なマルチユーザーデ
    ータ検出器ＪＤ−ＤＤに接続されたマルチユーザーチャネル復号器ＪＤ−ＫＤＥ
    ＣＯＤとがまとまった反復等化器ＪＤ−ＩＥを含む受信装置。
  7. 【請求項７】 上記の適応的なマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤが、コヒーレントデー
    タ検出を行うことを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
  8. 【請求項８】 上記の適応的なマルチユーザーデータ検出器ＪＤ−ＤＤが、ユーザーデータ信
    号（ＳＸ；ＳＹ）に関して、空間的に分離している多くの受信センサーによって
    供給された多くのデータ信号のためのチャネル推定を行うことを特徴とする請求
    項６または７に記載の受信装置。
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