JP2004511190A - データ伝送方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、符号化されたデータ信号がデータバーストのデータストリームの形態で送信機と受信機の間で伝送されるデータ伝送方法に関している。この場合、伝送すべきデータ信号の干渉処理を送信機で行うのか受信機で行うのかが、少なくとも１つのデータ伝送パラメータに依存して決定される。データ伝送パラメータは、例えばデータチャネルの変化速度であってもよいしその尺度であってもよい。チャネルの推定は、事前波形等化処理を施す送信ステーションでチャネル推定のために利用される時間間隔を含んだ時間間隔の間に実施される。引続き２つのチャネル推定の平均化が行われる。

Description

【０００１】
従来技術
本発明は、データ信号がデータバーストのデータストリームの形態で送信機と受信機の間で伝送される、データ伝送方法並びに相応のデータ伝送装置に関している。
【０００２】
本発明は、基本的には任意のデータ伝送に適用可能なものではあるが、当該明細書では、本発明とその基礎となっている問題点を、セルラＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のデータ伝送システムに関連して説明する。
【０００３】
特にこの符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式によれば、例えばＫ．Ｄ．Ｋａｍｍｅｙｅｒ著の公知文献“Ｎａｃｈｒｉｃｈｔｅｎｕｅｂｅｒｔｒａｇｕｎｇ ２． Ａｕｆｌ．， Ｒｅｉｈｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｋ， Ｔｅｕｂｎｅｒ， Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， １９９６ ”からも公知のように、複数のデータストリームを、共通の周波数帯域を介して同時に伝送できる。
【０００４】
符号分割多重アクセス方式のもとでは、多数のデータの同時伝送は、できるだけ相関性のないデータの符号化と符号化された信号の重畳によって行われる。
【０００５】
データ伝送の際には一般に、順次連続か同時に送信されたデータは、互いに妨害し合う、つまり障害的な干渉が伝送の際に生じるのが常であり、特にマルチパス伝送による符号間干渉（ＩＳＩ＝ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と、相関性の高い符号による多重接続干渉（ＭＡＩ＝ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が挙げられる。
【０００６】
干渉に関する処理については以下の手法、すなわち
−ＩＳＩ（符号間干渉）処理のためのレイク受信装置を受信機内に設ける手法（例えばＪｏｈｎ Ｇ． Ｐｒｏａｋｉｓ著の公知文献“Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ３． Ａｕｆｌ．， ＭｃＧｒｏｗ−Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９９５， ”参照）
−ＩＳＩ（符号間干渉）およびＭＡＩ（多重接続干渉）処理のための受信機内での共通の検波手法、すなわちＪＤ（Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式（例えばＡ．Ｋｌｅｉｎ， Ｇ．Ｋ． Ｋａｌｅｈ ｕｎｄ Ｐ．Ｗ．Ｂａｉｅｒ著の公知文献“Ｚｅｒｏ Ｆｏｒｃｉｎｇ ａｎｄ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｍｅａｎ−Ｓｑｕａｒｅ−Ｅｒｒｏｒ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｕｓｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌｓ， ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｖｅｈｉｃ． Ｔｅｃｈ．， Ｂｄ． ４５（１９９６），Ｐ２７６−２８７”参照）
−ＩＳＩ処理のための受信機内へのプリレイクコンビネーション（例えばＲ． Ｅｓｍａｉｌｚａｄｅｈ ｕｎｄ Ｍ． Ｎａｋａｇａｗａ著の公知文献“Ｐｒｅ−Ｒａｋｅ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ， ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ． Ｃｏｍｍ．， Ｂｄ． Ｅ７６−Ｂ（１９９３）， １００８−１０１５”参照）
−ＩＳＩおよびＭＡＩ処理のための送信機内での共通の事前波形等化ないし事前波形強調処理“ｐｒｅ−ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ／ｐｒｅ−ｅｍｐａｈｓｉｓ”
などが公知である。
【０００７】
これらのデータ伝送方式において重要となる干渉処理は、送信機内での事前波形等化処理である。送信機における送信すべきデータ信号の共通の事前波形等化処理は、簡単なデータ検出器を可能にする。急速に変わり得るデータチャネルのもとでは、送信機内の事前波形等化処理はいずれにせよ受信機での干渉処理技法の場合よりもエラーレートが高くなるく。送信機は、事前波形等化処理のためには、使用すべき伝送チャネルのパルス応答を知っている必要がある。ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式は、これらの知識を得ることができる。チャネルは、データの送信前に推定される。
【０００８】
従来技術の欠点として挙げられることは、
−レイク受信装置は、ＭＡＩ（多重接続干渉）を除去することができない、
−ＪＤ方式は非常に高価である
−共通の事前波形等化は、緩慢に変化するチャネルに対してしか用いることができない
などである。
【０００９】
発明の利点
本発明が基礎としている考察は、送信機内での共通の事前波形等化処理と、受信機内での符号間干渉（Ｉｎｔｅｒｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）処理の組合せを実施することからなる。送信すべき信号は、送信機内で伝送すべき幾つかのデータに対する干渉が除去されるように共通の事前波形等化処理が施され、他のデータの干渉は受信機内で処理される。
【００１０】
このことは次のような特別な利点をもたらす。すなわち共通の事前波形等化処理と受信機内の干渉処理が１つのシステム内で可能となることである。それにより、緩慢に変化するチャネルのもとで受信が容易になると同時に、チャネルが迅速に変化する場合の伝送も可能となる。
【００１１】
本発明が基礎としているさらなる考察は、送信機における干渉処理の際に、事前波形等化処理に必要なチャネル推定が、複数の時間的に過去のチャネル推定から予測されることである。
【００１２】
このことはチャネル推定が送信時点でのチャネルに良好に相応する利点をもたらす。これは迅速に変化する伝送チャネルのもとでの伝送を向上させる。
【００１３】
本発明のさらに別の実施例が基礎としている考察は、送信機によって使用されたチャネルパルス応答の推定が受信機によって実施され、このチャネル推定を利用してデータが検出されることである。
【００１４】
このことも、迅速に変化する伝送チャネルのもとでの伝送をさらに向上させる利点をもたらす。
【００１５】
本発明の別の有利な実施例および改善例は従属請求項に記載されている。
【００１６】
有利な実施例によれば、少なくとも１つのコードに関する干渉処理が送信機内で行われ、少なくとも１つのさらなるコードに関する伝送すべきデータの干渉処理が受信機内で行われる。
【００１７】
さらに別の有利な実施例によればデータ信号がＣＤＭＡ方式で符号化される。
【００１８】
別の有利な実施例によれば、伝送すべきデータ信号のコードが共通に事前波形等化処理され、その場合にいくつかのコードに対してディラック・インパルス（Ｄｉｒａｃ−Ｓｔｏｓｓ、δ関数）がチャネル推定として利用される。
【００１９】
さらに別の有利な実施例によれば、データがディラック・インパルスとして行われるチャネル推定を用いて受信機のもとでレイク受信装置によって検出される。
【００２０】
有利には、送信機における干渉処理の際に、事前波形等化処理に必要なチャネル推定が、時間的に過去の複数のチャネル推定から予測される。
【００２１】
有利には、予測すべきチャネル推定は、過去のチャネル推定からの線形的補外法（直線補外）によって算出される。
【００２２】
さらに別の有利な実施例によれば、送信機によって使用されるチャネルインパルス応答の推定が、受信機によって実施され、データが、このチャネル推定の適用のもとで検出される。
【００２３】
別の有利な実施例によれば、受信信号が、推定されたインパルス応答に相応してフィルタリングされ、引続きデータがレイク受信装置を用いて検出される。
【００２４】
さらに有利には、推定されたインパルス応答は、擬似的逆検出（Ｐｓｅｕｄｏｉｎｖｅｒｓｅｎ−Ｄｅｔｅｋｔｉｏｎ）に対して用いられる。
【００２５】
図面
図面には、以下の明細書で詳細に説明する本発明の実施例がそれぞれ示されており、この場合、
図１は、本発明の第１の実施形態を説明するための送信装置を示した図であり、図２は、本発明の第２の実施形態を説明するための送信装置を示した図であり、図３は、本発明の第３の実施形態を説明するための受信装置を示した図であり、図４は、図３による受信装置による信号送信に用いるチャネル推定の推定手順を表わした図である。
【００２６】
実施例の説明
次に本発明を図面に基づき詳細に説明する。なおこれらの図面中、同じ構成要素もしくは同じ機能の構成要素には同じ参照符号が用いられている。
【００２７】
図１には、本発明の第１実施形態の説明のための送信装置が示されている。
【００２８】
図１中、符号１は送信機、符号Ｄは伝送すべきデータ、符号１０は変調器、符号２０は事前波形等化器、符号３０はスイッチ、符号４０はチャネル推定装置、符号δはディラックインパルス回路、符号５０はアンテナ、符号１００はＴＤＤ無線リンクを表わしている。
【００２９】
この第１実施形態のもとでは、共通の事前波形等化処理とレイク受信の組合わせが適用されている。
【００３０】
伝送すべきデータ信号の干渉処理が送信機１内で行われるのかそれとも受信機内で行われるのかに依存して、少なくとも１つのデータ伝送パラメータの決定が送信機内の決定装置によって行われる。このデータ伝送パラメータは、例えばデータチャネルの変化速度であってもよいし、それに対する尺度であってもよい。
【００３１】
特定のデータコードに対して、干渉処理が送信機１内で行われることが決定されると、共通の事前波形等化処理が行われる。その際に受信機内の干渉処理との結合のためのチャネル推定は、ディラクインパルスとして選択される（すなわちδ関数による理想的なチャネルのインパルス応答で）。このディラックインパルスによるチャネル推定を用いたデータの検出は、受信機内でレイク受信装置を用いて行われる。
【００３２】
図２には、本発明の第２実施形態を説明するための送信装置が示されている。
【００３３】
図２では、付加的にさらに挿入されている符号４５で、補外回路が示されている。
【００３４】
送信すべきデータの事前波形等化処理のためには、目下の伝送チャネルのインパルス応答が送信機１内でわかっていなければならない。但しチャネルは、送信前の所定の時間間隔の間だけ推定され得る。この推定は、目下のチャネルからずれており、その度合いは、チャネルの変化が早ければ早いほど増す。それ故にデータの伝送は、受信機と送信機の間で例えば相対速度が高い場合に特にエラーになりやすい。
【００３５】
この第２の実施形態のもとでは、目下のチャネルのインパルス応答が、時間的に過去の複数のチャネル推定から予測されるか、ないしは補外回路４５によって例えば線形的に補外される。このことは、チャネルが迅速に変化する場合の著しい伝送改善につながる。
【００３６】
この場合、事前波形等化処理を施す送信機１によるチャネルパルス応答の推定は、当該ステーションがデータを受信する時間間隔の間に行われる。データ受信の期間中に推定されるチャネルインパルス応答の線形補外は、送信期間に定められる。
【００３７】
送信信号の事前波形等化処理は、この補外処理されたチャネル推定に応じて行われる。
【００３８】
図３は、本発明の第３の実施形態を説明するための受信装置を表わしたものであり、図４は、図３の受信装置による信号送信に用いられたチャネル推定の推定手順をあらわしたものである。
【００３９】
図３および図４では、付加的にさらに挿入されている符号２で受信機が示され、さらに符号６０はフィルタ、符号７０はレイク受信装置、符号８０はチャネル推定装置、符号９０は送信の際に用いられるチャネル推定のための装置、符号Ｄ′は受信データ、符号ＳＺは送信期間、符号ＥＺは受信期間、符号ＫないしＫ′はチャネル推定、符号Ｍは平均化、符号ＫＳは送信期間に対するチャネル推定、符号ｔは時間をそれぞれ表わしている。
【００４０】
事前波形等化処理に用いられるチャネルインパルス応答は、当該実施形態では受信機２内で推定される。この推定の適用下で、受信機内で行われる事前波形等化処理が考慮され、データが、干渉を処理する手法を用いて検出される。
【００４１】
当該実施形態に対する第１の例では、ポイントツーマルチポイント−事前波形等化処理がレイク受信を用いて図３に示されているように行われる。
【００４２】
ここでは規則的に入れ替わる送／受信期間ＥＺ／ＳＺとコード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）と共に、ＴＤＤモード方式が実施される。
【００４３】
その際には送信機（事前波形等化処理を施すステーション）によって使用されたチャネルインパルス応答の推定が受信機（レイク受信ステーション）によって実施される。このチャネル推定は、事前波形等化処理を施す送信ステーションにおいてチャネル推定のために利用される時間間隔を含んだ時間間隔の間に実施される（送信期間 レイク受信ステーション＝受信期間 事前波形等化処理ステーション）。引続き２つのチャネル推定の平均化が実施される。
【００４４】
フィルタ６０は、当該の推定されたインパルス応答を受信信号に適用する。続いてデータ検出がレイク受信装置７０によって行われる。
【００４５】
当該実施形態の第２の例のもとでは、レイク受信型検出の代わりにチャネル推定の平均化を用いた擬似的逆検出を用いたポイントツーマルチポイント型の事前波形等化処理が行われる。
【００４６】
ここでは、ブロック毎の伝送による時間離散されたＣＤＭＡ方式の伝送システムを前提とする。ｄ ^（ｋ）＝（ｄ^（ｋ） _１………ｄ^（ｋ） _Ｍ）、ｋ＝１………ｋを、ｋ番目のユーザーの伝送すべきＭ個のデータシンボルのベクトルとすれば、ＣＤＭＡコーディングと事前波形等化は、送信すべき信号ベクトルｓ ^（ｋ）に対するデータベクトルｄ ^（ｋ）の線形写像である。これらのベクトルは、加算されて総和信号ｓとなり、送信機から放射される。すなわち、
【００４７】
【数１】

【００４８】
ここで前記^ｔ ｄ ^（ｋ）は、ｄ ^（ｋ）の転置ベクトルを表わしている。Ｂ^（ｋ）は、コーディングと事前波形等化を含んだ（Ｍ・Ｑ＋Ｗ−１）×Ｍの写像行列で、この場合ＱはＣＤＭＡコードの拡散係数で、Ｗは事前波形等化の際に用いられるチャネル推定の長さである。
【００４９】
信号ｓは、ｋ番目の伝送チャネルを介してｋ番目のユーザーに伝送される。ここでｈ ^（ｋ）＝（ｈ_１ ^（ｋ）………ｈ_Ｗ ^（ｋ））を当該チャネルのパルス応答とし、
【００５０】
【数２】

【００５１】
を相応の畳込み行列とすると、チャネルの付加的ノイズｎ ^（ｋ）のもとでは、ｋ番目のユーザーは以下の式
【００５２】
【数３】

【００５３】
で表わされる信号を受取る。
【００５４】
【外１】

【００５５】
本発明は、前述したような有利な実施例に基づいて説明してきたが、これは本願がこれらの実施例に限定されることを意味するものではない。本発明は多種多様な変更が可能なものである。
【００５６】
本発明は、送信すべき信号が事前波形等化と同時に迅速に変化するチャネルを介して接続形成されるあらゆる方式（特に事前波形等化処理を用いたＴＤＤ方式の無線伝送システムなど）において適用が可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施形態を説明するための送信装置を示した図である。
【図２】
発明の第２の実施形態を説明するための送信装置を示した図である。
【図３】
本発明の第３の実施形態を説明するための受信装置を示した図である。
【図４】
図３による受信装置による信号送信に用いるチャネル推定の推定手順を表わした図である。

Claims (14)

1. 符号化されたデータ信号がデータバーストのデータストリームの形態で送信機と受信機の間で伝送される、データ伝送方法において、
   伝送すべきデータ信号の干渉処理を、送信機で行うのか受信機で行うのかが少なくとも１つのデータ伝送パラメータに依存して決定されるようにしたことを特徴とする方法。
2. 少なくとも１つのコードに関する干渉処理が送信機内で行われ、少なくとも１つのさらなるコードに関する伝送すべきデータの干渉処理が受信機内で行われる、請求項１記載の方法。
3. 前記データ信号はＣＤＭＡ方式で符号化される、請求項１または２記載の方法。
4. 伝送すべきデータ信号のコードは、共通に事前波形等化処理を施され、その場合にいくつかのコードに対しては、チャネル推定としてディラックインパルスが利用される、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. ディラックインパルスの方式で行われるチャネル推定によるデータが受信機側で、レイク型受信装置またはＪＤ（Ｊｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）型受信装置によって検出される、請求項４記載の方法。
6. 送信機における干渉処理の際に、事前波形等化処理に必要なチャネル推定が、時間的に過去の複数のチャネル推定から予測される、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. 予測すべきチャネル推定が、過去の複数のチャネル推定からの線形補外によって算出される、請求項６記載の方法。
8. 送信機によって使用されるチャネルインパルス応答の推定が受信機によって実施され、このチャネル推定を利用してデータが検出される、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
9. 受信信号が、推定されるインパルス応答に応じてフィルタリングされ、引続きデータがレイク受信装置を用いて検出される、請求項８記載の方法。
10. 推定されたインパルス応答は、擬似的逆検出のために利用される、請求項８記載の方法。
11. 符号化されたデータ信号がデータバーストのデータストリームの形態で送信機と受信機の間で伝送されるデータ伝送方法において、
    干渉処理が送信機内で行われ、事前波形等化処理のために必要なチャネル推定が、時間的に過去の複数のチャネル推定から予測されるようにしたことを特徴とする方法。
12. 符号化されたデータ信号がデータバーストのデータストリームの形態で送信機と受信機の間で伝送されるデータ伝送方法において、
    送信機によって使用されるチャネルインパルス応答の推定が受信機によって実施され、当該チャネル推定を利用してデータが検出されるようにしたことを特徴とする方法。
13. 前記チャネルの推定が、事前波形等化処理を施す送信ステーションでチャネル推定のために利用される時間間隔を含んだ時間間隔の間に実施される、請求項１２記載の方法。
14. 引続き２つのチャネル推定の平均化が行われる、請求項１３記載の方法。