JP2003509893A - スペクトラム拡散通信システムにおける干渉消去 - Google Patents

スペクトラム拡散通信システムにおける干渉消去

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 符号分割多元アクセス（CDMA）通信システムにおいて送信電力レベルを上げることなく受信信号の品質をさらに改善する。 【解決方法】 送信機からのスペクトラム拡散ずみのパイロット信号およびデータ信号を送信する。これら信号の各々はその信号に関連するチップ符号を有する。受信機は送信されてきたパイロット信号およびデータ信号を受信する。受信したパイロット信号をそのパイロット信号用チップ符号系列を用いてフィルタ処理し、その受信したパイロット信号の成分についての重みを適応型アルゴリズムを用いて算定する。算定ずみの重みで受信したデータ信号を重みづけし、データ信号用チップ符号でフィルタ処理し、受信信号からデータを再生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は概括的には無線符号分割多元接続（CDMA）通信システムにおける信
号の送信および受信に関する。より詳細にいうと、この発明は無線CDMA通信シス
テムにおいて干渉を軽減する信号受信に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
従来技術のCDMA通信システムを図１に示す。この通信システムは複数の基地局
20−32を含む。各基地局(20)はスペクトラム拡散CDMAを用いて稼動領域内のユー
ザ装置（UE）34−38と交信する。基地局20からUE34−38の各々への通信をダウン
リンク通信と呼び、UE34−38の各々から基地局20への通信をアップリンク通信と
呼ぶ。
【０００３】 単純化したCDMA送信機および受信機を図２に示す。所定の帯域幅のデータ信号
をミキサ40で擬似ランダムチップ符号系列と混合してディジタルスペクトラム拡
散信号を発生しアンテナ42により送信する。受信側ではアンテナ44で受信した信
号を、データ送信に用いた擬似ランダムチップ符号系列と同じ符号系列との間で
ミキサ46で相関をとってデータを再生する。互いに異なる擬似ランダムチップ符
号系列を用いることによって、多数のデータ信号が同じチャネル帯域幅を共用で
きる。より詳細に述べると、基地局20は同じ帯域幅で多数のUE34−38に信号を伝
送できる。
【０００４】 受信機との間の同期確保のために無変調パイロット信号を用いる。このパイロ
ット信号によって各受信機は特定の送信機と同期をとり受信機におけるデータ信
号の逆拡散を行うことが可能になる。通常のCDMAシステムでは、各基地局20は特
有のパイロット信号、すなわち交信範囲内の全UE34−38が受信して順方向リンク
送信を同期させる特有のパイロット信号を送信する。例えばB-CDMA無線インタフ
ェースなどのCDMAシステムでは、逆にUE34−38の各々から特有の割当てパイロッ
ト信号を送信して逆方向リンク送信を同期させる。
【０００５】 UE34−38または基地局20−32が特定の信号を受信しているときは、同一帯域幅
の中のその特定の信号以外の信号は特定の信号との関係では雑音と同様のものに
なる。一つの信号の電力レベルを上げると、同一帯域幅の中のそれ以外のすべて
の信号を劣化させる。しかし、電力レベルを下げすぎると受信信号の品質が低下
する。受信信号の品質の評価に用いられる一つの尺度が信号対雑音比（SNR）で
ある。受信機で所望の受信信号の大きさを受信雑音の大きさと比較する。高いSN
Rで受信した送信信号の中のデータは受信機で容易に再生できる。低いSNRはデー
タ喪失の原因となる。
【０００６】 最小送信電力レベルで所望の信号対雑音比を維持するために、大半のCDMAシス
テムでは何らかの適応型電力制御を利用している。送信電力を最小にすることに
よって、同じ帯域幅の中の信号相互間雑音を低下させる。したがって、同じ帯域
幅の中で所望の信号対雑音比で受信できる信号の最大数が増加する。
【０００７】 適応型電力制御は同じ帯域幅の中の信号相互間の干渉を低下させるが、干渉は
やはり存在しシステム容量を制限する。同じ無線周波数（RF）スペクトラムを用
いて信号数を増やす手法はセクタ構成の採用である。セクタ構成では、基地局に
指向性アンテナを用いて基地局の稼働範囲を多数のセクタに分割する。その結果
、互いに異なるセクタの中の信号相互間の干渉は低下する。しかし、同じ帯域幅
の中の同じセクタの中の信号は相互に干渉する。また、セクタ構成の基地局は互
いに隣接するセクタに互いに異なる周波数を通常割り当てるので、一定の周波数
帯域幅についてのスペクトラム利用効率は低下する。したがって、送信信号の電
力レベルを上げることなく受信信号の品質をさらに改善するシステムが必要にな
っている。
【０００８】
【発明の概要】
送信機はスペクトラム拡散したパイロット信号およびデータ信号を送信する。
それら信号の各々は関連のチップ符号系列を有する。受信機は送られてきたパイ
ロット信号およびデータ信号を受信する。受信したパイロット信号をそのパイロ
ット信号のパイロットチップ符号を用いてフィルタ処理し、重みづけの重みの算
定を適応アルゴリズムを用いて受信パイロット信号の成分について行う。受信し
たデータ信号を算定ずみの重みで重みづけし、データ信号チップ符号系列でフィ
ルタ処理して受信データ信号からデータを再生する。
【０００９】
【好ましい実施例の説明】
同じ構成要素には全体を通じて同じ参照数字を付けて示した図面を参照して、
この発明の好ましい実施例を説明する。図３はこの発明の送信機である。この送
信機は好ましくは３個または４個のアンテナから成る複数アンテナ48−52のアレ
ーを備える。これらアンテナ48−52の相互間の区別のために、互いに異なる信号
をこれらアンテナにそれぞれ関連づける。各アンテナとの関連づけに好ましい信
号は図３に示すようなパイロット信号である。スペクトラム拡散ずみのパイロッ
ト信号の各々をパイロット信号発生器56−60により互いに異なる擬似ランダムチ
ップ符号系列を用いて発生し、コンバイナ62−66によりそれぞれの拡散ずみデー
タ信号と合成する。拡散ずみのデータ信号の各々をデータ信号発生器54からのデ
ータ信号とアンテナ48−52対応で互いに異なる擬似ランダムチップ符号系列Ｄ１
−ＤＮとのミキサ378−382における混合により発生する。合成ずみの信号で所望
の搬送波周波数を変調し、アレーのアンテナ48−52から放射する。
【００１０】 アンテナアレーの使用により、この送信機は空間ダイバーシティを利用する。
アンテナ間隔を十分に大きくすると、アンテナ48−52の各々から放射される信号
は所定の受信機への伝送中に互いに異なるマルチパス歪を生ずる。アンテナ48−
52から放射される信号の各々は所定の受信機への伝送中に多数の伝送経路を辿る
ので、複数の受信信号の各々は多数のマルチパス成分を含む。それらのマルチパ
ス成分が送信機のアンテナ48−52の各々と受信機との間に仮想通信チャネルを形
成する。アンテナ48−52の一つから一つの仮想チャネル経由で所定の受信機に送
信された信号がフェーディングを生じる場合は、そのアンテナ以外のアンテナか
らの信号を受信信号SNRを高い値に維持するために用いて好結果が得られる。こ
の効果は受信機で伝送信号を適応合成することによって得られる。
【００１１】 図４は多数のデータ信号の送信のために基地局20で用いる送信機を示す。スペ
クトラム拡散ずみデータ信号を、データ信号発生器74−78からのデータ信号を互
いに異なる擬似ランダムチップ符号系列Ｄ１１−ＤＮＭとそれぞれ混合すること
によって生ずる。したがって、データ信号の各々は、アンテナ48−52の各々につ
いて互いに異なる擬似ランダムチップ符号系列、すなわち全部でＮ×Ｍ個（Ｎは
アンテナの数、Ｍはデータ信号の数）の符号系列を用いてスペクトラム拡散され
る。拡散ずみのデータ信号の各々をそれらアンテナ48−52関連の拡散ずみパイロ
ット信号と合成する。この合成信号を変調してアレーのアンテナ48−52で放射す
る。
【００１２】 パイロット信号受信回路を図５に示す。送られてきたパイロット信号の各々を
アンテナ80で受信する。パイロット信号の各々について、図５に示したレイク（
Rake）82−86などの逆拡散装置またはベクトル相関器を用いて、対応パイロット
信号の擬似ランダムチップ符号系列のレプリカによりパイロット信号の各々を逆
拡散する。この逆拡散装置は通信チャンネルの中のマルチパスについての補償も
行う。再生したパイロット信号の各々を重みづけ装置88−92により重みづけする
。重みづけは信号の大きさおよび位相の両方を対象とする。図には重みづけをレ
イクに接続した形で示してあるが、この重みづけ装置はレイクの各指部の重みづ
けも行うようにするのが好ましい。重みづけのあと、再生パイロット信号の重み
づけ出力をコンバイナ94で合成する。誤差信号発生器98により重みづけ合成から
のパイロット信号概算値を用いて誤差信号を生ずる。この誤差信号に基づき、重
みづけ装置88−92の各々の重みを最小二乗平均（LMS）や再帰最小二乗（RLS）な
どの適応型アルゴリズムにより誤差信号最小化に向けて調節する。その結果、合
成信号の品質を最高にする。
【００１３】 図６はパイロット信号再生回路で定まる重みを用いるデータ信号受信回路を示
す。送られてきたデータ信号はアンテナ80で捕捉する。送信側アレーのアンテナ
48−52の各々について、レイク82−86として図示した対応の逆拡散装置からの重
みを用いて対応の送信側アンテナ用のデータ信号拡散符号のレプリカによりデー
タ信号をフィルタ処理する。各アンテナのパイロット信号について算定した重み
を用いて、重みづけ装置106−110の各々は対応のパイロット信号関連の重みでレ
イクの逆拡散出力信号を重みづけする。例えば、重みづけ装置88はパイロット信
号１用の送信アンテナ48に対応する。パイロット信号１用のパイロット信号レイ
ク82で定まる重みを図６の重みづけ装置106でもかける。また、レイクの指部の
重みを対応のパイロット信号のレイク82−86について調節した場合は、同じ重み
をデータ信号のレイク100−104の指部にもそれぞれかける。重みづけのあと重み
づけずみの信号をコンバイナ112で合成してもとのデータ信号を再生する。
【００１４】 各アンテナのパイロット信号に用いたのと同じ重みをデータ信号にかけること
によって、各レイク82−86は各アンテナの信号の受けるチャネル歪を補償する。
その結果、データ信号受信回路は各仮想チャネル経由のデータ信号受信を最適化
する。各仮想チャネルの最適化ずみの信号を最適に合成することによって、受信
データ信号の品質を向上させる。
【００１５】 図７はパイロット信号再生回路の実施例を示す。送られてきたパイロット信号
の各々を受信機アンテナ80で捕捉する。パイロット信号の各々を逆拡散するため
にレイク82−86の各々は対応のパイロット信号の擬似ランダムチップ符号系列Ｐ
１−ＰＮのレプリカを用いる。パイロット信号の各々の遅延出力を遅延装置114
−124によって発生する。これら遅延出力をミキサ126−142で受信信号とそれぞ
れ混合する。混合出力信号を加算ダンプ回路424−440にそれぞれ加え、ミキサ14
4−160において重み調節装置170により定まる量で重みづけする。各パイロット
についての重みづけずみのマルチパス成分をコンバイナ162−164により合成する
。各パイロットの合成ずみ出力をコンバイナ94で合成する。パイロット信号はデ
ータを含まないので、合成ずみのパイロット信号の値は１＋j0で表される。合成
ずみのパイロット信号を減算器168で理想値１＋j0と比較する。合成ずみパイロ
ット信号の理想値からの偏移に基づき、重みづけ装置144−160の重みを重み調節
装置170で適応アルゴリズムにより調節する。
【００１６】 重みの発生に用いるLMSアルゴリズムを図８に示す。減算器168の出力をミキサ
172によりパイロット信号の対応逆拡散遅延出力と乗算する。この乗算出力を増
幅器174で増幅し、積分器176で積分する。この積分出力をレイク指部重みづけ用
の重みＷ１Ｍとして用いる。
【００１７】 図７の実施例で用いるデータ受信回路を基地局受信機について図９に示す。ア
レーのアンテナ48−52にそれぞれ関連づけられたレイク100−104の組に受信信号
を加える。レイク100−104の各々は遅延装置178−188により受信信号の遅延出力
を生ずる。これら遅延出力を、対応のアンテナのパイロット信号について算定し
た重みに基づきミキサ190−206で重みづけする。レイク100−104のそれぞれの重
みづけずみのデータ信号をコンバイナ208−212でそれぞれ合成する。コンバイナ
208−212の一つをＮ個の送信アンテナ48−52の各々と関連づけてある。合成信号
の各々を、ミキサ214−230において合成信号と送信側におけるＭ個のスペクトラ
ム拡散ずみデータＤ１１−ＤＮＭ発生用の拡散符号のレプリカとを混合すること
によりＭ回逆拡散する。逆拡散ずみのデータ信号の各々を加算ダンプ回路232−2
48に加える。データ信号の各々について、対応の加算ダンプ回路の出力をコンバ
イナ250−254で合成してデータ信号の各々を再生する。
【００１８】 もう一つのパイロット信号受信回路を図10に示す。この受信回路の逆拡散回路
82−86は図７の回路の場合と同じである。逆拡散ずみのパイロット信号の合成の
前にレイク82−86の各々の出力をミキサ256−260で重みづけする。合成ずみのパ
イロット信号を理想値と比較してその比較の結果を用いて適応アルゴリズムによ
りレイク出力の各々の重みづけを調節する。レイク82−86の各々の中の重みの調
節のために、レイク82−86の各々の出力を減算器262−266により理想値と比較す
る。この比較の結果に基づき、重みづけ装置144−160の各々の重みを重み調節装
置268−272で定める。
【００１９】 図10の実施例に用いるデータ信号受信回路を図11に示す。この回路は図９のデ
ータ信号受信回路と同様であり、加算ダンプ回路232−248の各々の出力を重みづ
けするミキサ274−290を追加してある。加算ダンプ回路232−248の各々の出力を
対応のパイロット信号用レイク82−86への重みづけと同じ値で重みづけする。代
わりに、レイクの各々のコンバイナ208−212の出力をミキシング後の重みづけで
なくミキシング前にミキサ214−230により対応のパイロット信号用レイク82−86
の重みづけ値で重みづけすることもできる。
【００２０】 送信用アレーのアンテナ48−52の間隔が小さい場合は、各アンテナへの信号は
同様のマルチパス環境の影響を受ける。その場合は、図12のパイロット信号受信
回路を用いる。パイロット信号のうちの選ばれた一つへの重みづけの重みは図10
の場合と同様に定める。しかし、各パイロット信号は同じ仮想チャネルを伝搬す
るので、回路の単純化のためにそれ以外のパイロット信号の逆拡散にも同じ重み
値を用いる。遅延装置292−294は受信信号の遅延出力を生ずる。それら遅延出力
の各々を上記選ばれたパイロット信号の対応の遅延出力への重みづけと同じ重み
でミキサ296−300により重みづけする。重みづけ装置の出力をコンバイナ302で
合成する。合成ずみの信号をパイロット信号の擬似ランダムチップ符号系列Ｐ２
−ＰＮのレプリカを用いてミキサ304−306により逆拡散する。パイロット信号の
ミキサ304−306出力を加算ダンプ回路308−310にそれぞれ加える。図10の場合と
同様に逆拡散ずみのパイロット信号の各々を重みづけして合成する。
【００２１】 図12の実施例で用いるデータ信号再生回路を図13に示す。遅延装置178−180は
受信信号の遅延出力を生ずる。これら遅延出力を図12におけるパイロット信号へ
の重みづけと同じ重みでミキサ190−194により重みづけする。これらミキサの出
力をコンバイナ208で合成する。コンバイナ208の出力を図13のデータ信号逆拡散
器の各々に入力する。
【００２２】 この発明は図14に図解した適応型ビーム操縦の手法も提供する。アンテナアレ
ーから送出された各信号はそのアレーのアンテナ48−52の各々への重みに基づく
パターンで有用な干渉または有害な干渉を生ずる。したがって、適切な重みを選
ぶことによってアンテナアレーのビーム312−316を所望の方向に向ける。
【００２３】 図15はビーム操縦送信回路を示す。この回路は図３の回路と同様であり、重み
づけ装置318−322を追加してある。目標の受信機は上記アレーからのパイロット
信号を受信する。図５のパイロット信号受信回路を用いて、目標の受信機は各パ
イロット信号のレイクの出力の調節のための重みを算定する。これらの重みをシ
グナリングチャネルの利用などにより送信側にも送る。これらの重みを図15に示
すように拡散ずみデータ信号にも加える。アンテナの各々について、目標の受信
機におけるアンテナパイロット信号の調整用の重み対応の重みを重みづけ装置に
より拡散ずみデータ信号に与え、空間利得をもたらす。したがって、放射された
データ信号は目標の受信機に集束される。図16は多数のデータ信号を互いに異な
る目標の受信機に送る基地局に用いるビーム操縦送信機を示す。目標の受信機の
受ける重みを重みづけ装置324−340により対応のデータ信号にかける。
【００２４】 図17は図15および図16のビーム操縦送信機のためのデータ信号受信回路を示す
。送られてきた信号は重みづけを既に受けているので、このデータ信号受信回路
は図６の重みづけ装置106−110を必要としない。
【００２５】 この発明のビーム操縦には二重の利点がある。すなわち、送信データ信号は目
標の受信機に集束されて受信信号の品質を高める。逆に、送信データ信号は目標
の受信機以外の受信機を集束から外してそれら受信機への干渉を軽減する。これ
ら二重の利点により、この発明のビーム操縦を用いたシステムの通信容量は増大
する。また、パイロット受信回路で用いた適応型アルゴリズムにより、重みづけ
は動的に調節される。重みの調節により、データ信号のビームは移動中の受信機
または送信機にもマルチパス環境の変動にも動的に応答できる。
【００２６】 時分割二重（TDD）通信などダウンリンク信号およびアップリンク信号に同じ
周波数を用いるシステムでは代わりの実施例を用いる。相反性により、ダウンリ
ンク信号も同じ周波数経由のアップリンク信号と同じマルチパス環境の影響を受
ける。この相反性を利用するために基地局受信機の算定した重みを基地局送信機
にも適用する。その種のシステムでは図18の基地局受信回路を同一基地局の中な
ど図19の送信回路と同じ場所に配置する。
【００２７】 図18の受信回路ではアンテナ48−52はUEからのパイロット信号をそれぞれ受け
る。捕捉されたパイロット信号をレイク406−410でそれぞれフィルタ処理して重
みづけ装置412−416でそれぞれ重みづけする。重みづけしフィルタ処理したパイ
ロット信号をコンバイナ418により合成する。誤差信号発生器420および重み調節
装置422を用いて、重みづけ装置412−416関連の重みを適応アルゴリズムにより
調節する。
【００２８】 図19の送信回路はデータ信号の発生のためにデータ信号発生器342を備える。
データ信号はミキサ384によりスペクトラム拡散する。拡散ずみのデータ信号を
、図19の受信回路で算定したのと同様に、重みづけデバイス344−348により各仮
想チャネルにつき重みづけする。
【００２９】 図20の回路を基地局におけるデータ信号受信回路として用いる。送られてきた
信号を複数のアンテナ48−52で受信する。これらアンテナ48−52にそれぞれ接続
したデータ信号レイク392−396によりデータ信号をフィルタ処理する。フィルタ
処理ずみのデータ信号を対応アンテナ受信信号につきそれぞれ算定した重みで重
みづけ装置398−402により重みづけし、コンバイナ404で合成してデータ信号を
再生する。図19の送信回路は最適重みづけでデータ信号を送信するので、UEで再
生したデータ信号は従来技術による場合よりも高い信号品質を備える。
【００３０】 適応型アルゴリズムはスペクトラム拡散通信システムの受信し号の中の干渉を
減らすためにも利用できる。基地局20乃至32またはUE34乃至36に配置できるこの
通信システムの送信機はスペクトラム拡散ずみのパイロット信号およびトラフィ
ック信号を同じ周波数スペクトラム経由で送信する。パイロット信号はパイロッ
ト符号Ｐを用いてスペクトラム拡散し、トラフィック信号はトラフィック符号Ｃ
を用いてスペクトラム拡散する。
【００３１】 図21の単純化した受信機500はアンテナ502を用いてパイロット信号およびトラ
フィック信号の両方を受信する。受信信号を復調器518によりベースバンド信号
に復調する。このベースバンド信号を二つのA-D変換器（ADC）512および514によ
るなどしてディジタルサンプルに変換する。これらADC512および514の各々は通
常チップ速度でサンプリングを行う。チップ間隔半分の精細度を達成するには片
方のADC514を他方のADC512に対してチップ間隔半分だけ遅延させる。これらサン
プルをパイロット信号処理用の図21に示した二つのベクトル相関器504および508
またはレイクなどのフィルタ装置で処理する。ベクトル相関器504および508は受
信パイロット信号の種々のマルチパス成分をパイロット符号を用いて逆拡散する
のに用いる。図21に示すとおり二つのベクトル相関器504および508を用いること
によって、半チップ間隔成分をチップ窓10個につき成分21個を逆拡散するという
具合に逆拡散する。逆拡散ずみの成分を適応型アルゴリズムブロック506に送っ
て、受信パイロット信号の中の干渉を最小に抑えるための各逆拡散ずみ成分への
最適重みを算定する。この適応型アルゴリズムブロック506は最小平均二乗誤差
アルゴリズムなど最小二乗平均誤差（MMSE）アルゴリズムを用いることもできる
。
【００３２】 LMSアルゴリズムおよびチップ間隔半分の精細度を用いた１合成ベクトル相関
器／適応型アルゴリズムブロックを図22に示す。パイロット符号を一群の遅延装
置520１乃至520Ｎおよび522１乃至522Ｎで遅延させる。ADCサンプルの各々をミ
キサ524１乃至524Ｎおよび526１乃至526Ｎによりパイロット符号Ｐの同期出力と
混合するなどして逆拡散する。混合ずみの信号を加算ダンプ回路528１乃至528Ｎ
および530１乃至530Ｎで信号処理してパイロット信号の逆拡散ずみ成分を生ずる
。チップ間隔半分のサンプリング遅延を伴うADC512および514並びに二つのベク
トル相関器504および508を用いることにより、半チップ間隔の逆拡散ずみ成分を
チップ窓10個につき21個などの割合で生ずる。逆拡散ずみ成分の各々を重みづけ
装置544１乃至544Ｎおよび546１乃至546Ｎを用いるなどして重みＷ１１乃至Ｗ２
Ｎで重みづけする。重みづけずみの出力を加算器528などにより合成する。合成
ずみの信号を、第３世代携帯電話無線技術標準におけるパイロット信号用の１＋
ｊなどパイロット信号の複素送信値と比較して誤差信号ｅを生ずる。この比較動
作は減算器550において理想値１＋ｊから合成信号を減算することによって行う
。誤差信号ｅをミキサ532１乃至532Ｎおよび534１乃至534Ｎを用いて逆拡散出力
と混合する。混合出力の各々を増幅器536１乃至536Ｎおよび538１乃至538Ｎ並び
に積分器540１乃至540Ｎおよび542１乃至542Ｎなどにより増幅し積分する。増幅
積分出力は逆拡散出力をさらに重みづけするための補正ずみ重みである。最小二
乗平均アルゴリズムを用いることにより、これら重みＷ１１乃至Ｗ２Ｎを合成信
号の理想値への駆動のために選択する。
【００３３】 受信信号は、パイロット信号成分につき算定した重みＷ１１乃至Ｗ２Ｎで適応
型フィルタ510においても処理する。パイロット信号およびトラフィック信号は
同じ周波数スペクトラム経由で伝送されるので、これら二つの信号は同じチャネ
ル特性に影響される。したがって、トラフィック信号成分にかけられるパイロッ
ト重みＷ１１乃至Ｗ２Ｎは受信トラフィック信号における干渉を減らす。また、
パイロット信号およびチャネル信号を直交スペクトラム拡散符号を用いて伝送し
た場合は、受信したチャネル信号の直交性は重みづけのあと回復する。回復した
直交性はチャネル歪に起因する直交化崩れの結果生ずる他トラフィックチャネル
からの相関性干渉を実質的に軽減する。重みづけずみの受信信号を対応のトラフ
ィック符号を用いてトラフィック逆拡散器516により逆拡散し、トラフィックデ
ータを再生する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による無線スペクトラム拡散CDMA通信システムの説明図。
【図２】従来技術によるスペクトラム拡散CDMA送信機および受信機の説明図
。
【図３】この発明の送信機の説明図。
【図４】複数のデータ信号を送信するこの発明の送信機の説明図。
【図５】この発明のパイロット信号受信回路。
【図６】この発明のデータ信号受信回路。
【図７】パイロット信号受信回路の実施例。
【図８】最小二乗平均重みづけ回路。
【図９】図７のパイロット信号受信回路とともに用いるデータ信号受信回路
。
【図１０】各レイク（Rake）の出力を重みづけするパイロット信号受信回路
の実施例。
【図１１】図１０のパイロット信号受信回路とともに用いるデータ信号受信
回路。
【図１２】送信アレーのアンテナを狭い間隔で配置した場合のパイロット信
号受信回路の実施例。
【図１３】図１２のパイロット信号受信回路とともに用いるデータ信号受信
回路。
【図１４】CDMA通信システムにおけるビーム操縦の図解。
【図１５】ビーム操縦送信機。
【図１６】複数のデータ信号を送信するビーム操縦送信機。
【図１７】図１４の送信機とともに用いるデータ信号受信回路。
【図１８】アップリンク信号およびダウンリンク信号が同じ周波数を用いる
際に用いられるパイロット信号受信回路。
【図１９】図１８のパイロット信号受信回路とともに用いる送信回路。
【図２０】図１８のパイロット信号受信回路とともに用いるデータ信号受信
回路。
【図２１】干渉を減らすための単純化した受信機。
【図２２】最小二乗平均誤差アルゴリズムを用いたベクトル相関器／適応型
アルゴリズムブロックの図解。
【符号の説明】
20−32 基地局 34−38 ユーザ装置 40、46 ミキサ 42、44、48−52、80、502 アンテナ 56−60 パイロット信号発生器 62−66 コンバイナ 54、74−78 データ信号発生器 62−66、94、112、208−212 合成器（コンバイナ） 360−376、378−382、214−230 ミキサ 82−86、100−104、392−396 レイク受信機 88−92、106−110 重みづけ装置 96 誤差信号発生器 98 重み調節装置 512、514 A-D変換器 504、508 適応型相関器 506 適応型アルゴリズムブロック 510 適応型フィルタ 516 トラフィック信号逆拡散器 518 ミキサ 520 遅延装置 524、526、532、534 ミキサ 528、530 加算ダンプ回路 540、542 積分器 544、546 重みづけ装置
【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１１月７日（２００１．１１．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】 適応型電力制御は同じ帯域幅の中の信号相互間の干渉を低下させるが、干渉は
やはり存在しシステム容量を制限する。同じ無線周波数（RF）スペクトラムを用
いて信号数を増やす手法はセクタ構成の採用である。セクタ構成では、基地局に
指向性アンテナを用いて基地局の稼働範囲を多数のセクタに分割する。その結果
、互いに異なるセクタの中の信号相互間の干渉は低下する。しかし、同じ帯域幅
の中の同じセクタの中の信号は相互に干渉する。また、セクタ構成の基地局は互
いに隣接するセクタに互いに異なる周波数を通常割り当てるので、一定の周波数
帯域幅についてのスペクトラム利用効率は低下する。 米国特許第5,809,020号はスペクトラム拡散受信機を記載している。この受信
機はスペクトラム拡散ずみのパイロット信号を受信し、そのパイロット信号をパ
イロット信号チップ符号系列の遅延出力を用いて逆拡散する。パイロット信号逆
拡散出力を算定ずみの重みづけ係数を用いて重みづけする。算定ずみの重みづけ
係数は受信データ信号にも適用してデータ信号からデータを再生する。 EP O 899 894 A2はスマートアンテナ受信機を開示している。複数のアンテナ
でCDMA信号を受信する。各アンテナの受信出力に重みづけする。重みづけした出
力を合成する。合成信号を逆拡散して、その逆拡散出力信号から上記合成信号を
減算して誤差信号を生ずる。その誤差信号を用いて上記重みを調節するのである
。 したがって、送信信号の電力レベルを上げることなく受信信号の品質をさらに
改善するシステムが必要になっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ， ＺＷ (72)発明者 レズニーク，アレグザンダー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11756 レヴィットタウン，ストーンカッター ロード 94 (72)発明者 グリーコ，ドナルド アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11030 マナセット，ショア ロード 18 (72)発明者 チュン，ゲイリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11357 ホワイトストーン，エイティーンス ア ヴェニュー 149−67 Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE32 5K067 AA02 BB04 CC10 EE02 EE10 KK13

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スペクトラム拡散通信システムにおいて受信したスペクトラム
    拡散ずみデータ信号の中の干渉を減らす方法であって、 各々が関連のチップ符号を有するスペクトラム拡散ずみのパイロット信号およ
    びデータ信号を送信する過程と、 前記送信されたパイロット信号およびデータ信号を受信機で受信する過程と、 前記パイロット信号チップ符号を用いて前記受信パイロット信号をフィルタ処
    理するとともに、前記受信パイロット信号の成分の重みを適応型アルゴリズムを
    用いて算定する過程と、 前記受信データ信号を前記データ信号チップ符号によりフィルタ処理するとと
    もに、前記受信データ信号の成分を前記パイロット信号から算定した重みで重み
    づけして前記受信データ信号からデータを再生する過程と を含む方法。
  2. 【請求項２】前記適応型アルゴリズムが最小二乗平均誤差アルゴリズムであ
    る請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記適応型アルゴリズムが最小二乗平均アルゴリズムである請
    求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】前記適応型アルゴリズムが前記合成信号を誤差信号を生ずるよ
    うに理想値と比較する過程を含み、前記パイロット信号の重みの各々の算定が前
    記誤差信号に一部基づく請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】前記理想値が１＋ｊである請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】前記受信データ信号の成分の前記重みづけを前記受信データ信
    号のフィルタ処理の前に行う請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】前記受信パイロット信号の前記フィルタ処理をベクトル相関器
    で行う請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】前記受信パイロット信号の前記フィルタ処理をレイクで行う請
    求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】関連のチップ符号をそれぞれ有しそれぞれスペクトラム拡散さ
    れたパイロット信号およびデータ信号を受信機による受信に備えて送信する送信
    機を有するスペクトラム拡散通信システムに用いる前記受信機であって、 前記パイロット信号およびデータ信号を受信するアンテナと、 前記パイロット信号の前記チップ符号を用いて前記受信したパイロット信号を
    フィルタ処理する手段と、 適応型アルゴリズムを用いて前記受信したパイロット信号の成分の重みを算定
    する手段と、 前記受信したデータ信号を前記データ信号の前記チップ符号でフィルタ処理す
    るとともに、前記受信したデータ信号からデータを再生するように前記受信した
    データ信号の成分をパイロット信号から算定した重みで重みづけする手段と を含む受信機。
  10. 【請求項１０】前記適応型アルゴリズムが最小二乗平均誤差アルゴリズムで
    ある請求項９記載の受信機。
  11. 【請求項１１】前記適応型アルゴリズムが最小二乗平均アルゴリズムである
    請求項９記載の受信機。
  12. 【請求項１２】前記適応型アルゴリズムが誤差信号を生ずるように前記合成
    信号を理想値と比較する過程を含み、前記算定された重みが前記誤差信号に一部
    基づいている請求項９記載の受信機。
  13. 【請求項１３】前記パイロット信号フィルタ処理手段がベクトル相関器を含
    む請求項９記載の受信機。
  14. 【請求項１４】前記パイロット信号フィルタ処理手段がレイクを含む請求項
    ９記載の受信機。
  15. 【請求項１５】関連のチップ符号をそれぞれ有しそれぞれスペクトラム拡散
    されたパイロット信号およびデータ信号をユーザ装置による受信に備えて送信す
    る基地局を有するスペクトラム拡散通信システムに用いる前記ユーザ装置であっ
    て、 前記パイロット信号および前記データ信号を受信するアンテナと、 前記パイロット信号の前記チップ符号を用いて前記受信したパイロット信号を
    フィルタ処理するベクトル相関器と、 前記受信したパイロット信号の成分の重みを適応型アルゴリズムを用いて算定
    する適応型アルゴリズムブロックと、 前記受信したデータ信号の成分を前記パイロット信号により算定した重みによ
    り重みづけする適応型フィルタと、 前記重みづけした受信データ信号を前記受信データ信号からデータを再生する
    ように前記データ信号の前記チップ符号を用いてフィルタ処理する逆拡散器と を含むユーザ装置。
  16. 【請求項１６】前記適応型アルゴリズムが最小二乗平均誤差アルゴリズムで
    ある請求項１５記載のユーザ装置。
  17. 【請求項１７】前記適応型アルゴリズムが最小二乗平均アルゴリズムである
    請求項１５記載のユーザ装置。
  18. 【請求項１８】前記適応型アルゴリズムが誤差信号を生ずるように前記合成
    信号を理想値と比較する過程を含み、前記算定された重みが前記誤差信号に一部
    基づいている請求項１５記載のユーザ装置。
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