JP2004519151A - 多段干渉除去システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
多元アクセス通信ネットワークにおいて、ユーザ間の干渉を削減し、ネットワークの容量増加を助けるために干渉除去(IC)方法が用いられる。ウインドウ内部であるユーザ信号に対する他のユーザ信号からの干渉を除去するため、IC方法でウィンドウが用いられる。ウィンドウはその後ユーザ信号の別の部分を処理するためスライドする。このウィンドウスライドはウィンドウ全体又は部分的なスライドを用いて達成することができる。本発明は多段干渉除去方法を用い、ユーザ信号の干渉除去に関して非常に小さい遅延を達成する。
Description
【0001】
■発明の属する技術分野
本発明は概してスライディングウィンドウを用いた多段干渉除去(multistage interference cancellation)技術に関する。
【0002】
■本発明の背景
CDMAシステムにおいて、ユーザ信号は個別の符号を用いて広周波数帯域に拡散され、共通の周波数帯で送信される。受信機は逆拡散処理によってCDMA信号及び個別の符号から所望の信号を検出する。CDMAシステムに用いられる拡散符号はセット内における任意の2シーケンス間の相互相関が比較的低くなるように選ばれる。しかしながら、それでもなお、ユーザに割り当てられた拡散符号間の相互相関に帰因する干渉がCDMAシステムにおいては発生する。他の多元アクセス無線通信方法とは異なり、CDMA干渉は主に他のセル内のユーザではなく、むしろ同一セル内のユーザによるものである。
【0003】
CDMAベースのシステムはしなやかな容量(soft capacity)を有する。これはネットワーク上のユーザ数について限度がないことを意味する。しかし、ユーザ数の増加は上述した相互相関要因という観点から見て、リンクのサービス品質低下原因となりうる。CDMAシステムのユーザ容量を制限する主要因はシステム内の他のユーザからの干渉である。従って、マルチユーザ干渉が除去されればCDMAユーザ容量を増加することが可能である。
【0004】
図1はリバースリンクと呼ばれることもある、IMT−2000又は他のCDMAベースのシステムにおける標準アップリンク送信フレーム構造を示す。このアップリンクフレーム構造は、電力制御14、WCDMA規格ではトランスポート・フォーマット・コンビネーション・インジケータ(TFCI)と呼ばれるレート情報12及び、パイロットシンボル16といった制御情報10がQ−チャネルで送信されるような、同相/直交(I/Q)ベースで設計されている。アップリンクチャネルのこの部分は専用物理制御チャネル(DPCCH)10として割り当てられている。データ部分20はIチャネル上で送信され、専用物理データチャネル(DPDCH)20として割り当てられている。制御チャネル(DPCCH)22は15スロットに分割される。15のスロット24の各々は10シンボルからなり、そのうち2シンボルが伝送レート及び繰り返し又はパンクチャパターンといったDPDCHに関する情報を伝達する。この情報はDPDCHの干渉除去処理が実行される前に、最初に検出されなければならない。
【0005】
図2はマルチユーザ、シングルレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示している。図において、例えば3ユーザH1、H2及びH3からの信号は受信機に非同期に到達している。これは受信シンボルが相互に同期していないことを意味する。この非同期関係は各ユーザと基地局との距離が異なることなど、様々な要因による。図2にあるように、ユーザH1(30)用シンボル1(32)はユーザH2(40)及びH3(50)用のシンボル1(42,52)よりも前に基地局に到達している。しかし、ユーザH2(40)及びH3(50)のシンボル1(42,52)はユーザH1(30)の受信シンボル1(32)に対する干渉を引き起こす。この干渉を除去するため、受信機は療法のシンボルが受信されるのを待たねばならず、システム内の他のユーザからの干渉を削減するために行われる干渉除去(IC)処理を遅延させる。多段IC処理において、この遅延は更に大きくなる。干渉除去(IC)処理は所望の信号に対する全ユーザ信号の影響を除去することによって実行される。例えば、このIC処理は所望の信号から他の全ユーザの信号を減ずることによって行うことができる。この減算処理に先立ち、所望の信号に対する干渉のレベルによって決定される係数を他のユーザの信号の各々に乗ずることもできる。
【0006】
図2はマルチユーザ、マルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示している。このシステムでは、各ユーザが様々な長さ及びレートのシンボルを送信可能である。同様の原理で他のユーザシンボルによる干渉が発生する。例えばユーザH1(60)のシンボル2(64)は、ユーザH2(70)からのシンボル1(72)及び2(74)、ユーザH3(80)からのシンボル1(82)及び2(84)、ユーザM1(90)からのシンボル1(92)及びユーザL1(96)からのシンボル1(98)からの干渉を含むであろう。その結果、ユーザH1(60)からの信号のシンボル2(64)についてのIC処理を行うためには、これらのシンボルが受信されねばならない。遅延はシングルレートシステムの場合よりも一層大きくなる。多段直列干渉除去方法を用いるマルチレートシステムにおける最大遅延は以下のように表される。
【0007】
【数1】
【0008】
ここで、Nstageは除去段数、NusersはIC処理におけるユーザ数、Ts, iはユーザi用のシンボル長である。多段並列干渉除去(MSPIC)方法に対しても同様の結果を得ることができる。
以上のように、従来の、シンボルレベルで動作する多段IC技術は過剰な遅延の原因となっている。
【0009】
これまで、干渉除去(IC)技術の実装は、除去動作を実行するために必要な過剰な処理遅延によって妨げられていた。この遅延は、音声/ビデオ電話通信といったリアルタイム動作にとって特に重要となりうる。この遅延はまた、電力制御又はフレームレート情報といった制御コマンドの読み出し及び適用にも大きな影響を与えうる。
【0010】
マルチユーザ干渉問題に対処するためのこれまでの取り組みの一部は、シンボル同期伝送(symbol−synchronous transmission)を仮定する最尤検出手法とともに最適なマルチユーザ復調器を利用している。同期伝送の仮定は、上述したようにユーザと基地局との距離が変化するため非現実的である。別の取り組みでは信号対干渉比(SIR)が最大であるユーザを検出し、そのユーザに対応する干渉を受信信号から除去する直列ICが用いられる。この処理は全ユーザの信号が検出されるまで継続される。
【0011】
更に別の取り組みでは、復調の各段の硬データ判定の個々の結果が干渉信号を削減するためにフィードバックされるカスケードIC手法を実装している。これは伝送データのよりよい推定を得るために実行される。更に別の取り組みではパイロット信号によって補助される直列IC手法を用いている。さらに、他の取り組みでは連続する直列除去を改良するため、直交化された署名シーケンスを用いている。
【0012】
そして、これまで以上にタイムリーに干渉除去動作を実行するための方法及び装置が必要とされている。この方法及び装置は、信頼性の高い除去処理を有し、多段処理での小さな遅延を維持する。
【0013】
■発明の開示
本発明はシステム内の他のユーザからの干渉を、ウィンドウを用いて除去することをその対象とする。本発明の第1の実施形態によれば、多段干渉除去(IC)手法がウィンドウ内部で実行される。全ユーザに対するウィンドウ内部の信号部分のみがIC処理に用いられる。ウィンドウ内部の信号部分にIC処理が実施された後、ウィンドウは最大ウィンドウ長だけスライドする。
【0014】
本発明の第2の実施形態はIC処理の各段の後に、ウィンドウがウィンドウ長の端数分進むことを規定する。
【0015】
動作はIC処理を実行する前に、ウィンドウの終わりで完結していないシンボルを状況に応じて検出しても良い。このようにして、シンボル検出処理の信頼性が高められる。
【0016】
本発明の実施形態は、最大遅延の干渉信号数及び段数への依存性を好適に取り除き、IC処理における全体的な遅延を大幅に削減する。
【0017】
■現時点で最良な代表的実施形態の詳細な説明
開示される発明を添付図面を参照して説明する。添付図面は本発明の重要な実施形態の例を示すとともに、本明細書に引用して援用する。
【0018】
本出願の多数の革新的教示を、現時点で好ましい例示的な実施形態を特に参照して以下に説明する。しかし、このクラスの実施形態はここでの革新的な教示の多くの好適な利用のごくわずかな例を示すに過ぎないことを理解すべきである。一般に、本出願の明細書においてなされる記述は、必ずしも特許請求の範囲に規定される様々な発明の範囲を決定するとは限らない。さらに、一部の記述は一部の特徴に適用されるが、他の特徴には適用されないかもしれない。
【0019】
本発明の目的は、スライディングウィンドウを用いて多元アクセスシステムにおけるユーザ間干渉を除去する方法を提供することにある。本明細書においてユーザとは、無線通信ネットワークで動作する移動機を指すが、一般的に、ユーザは、CDMAベースのネットワークといった無線システムにおける共有資源を用いる、固定式無線送信機、携帯情報端末(PDA)、無線モデム等といった、任意のアクセス装置であってよい。多段直列干渉除去(MSSIC)又は多段並列干渉除去(MSPIC)がウィンドウに渡って実行される。このウィンドウはシステム(例えば基地局)によって決められたサイズにセットされる。
【0020】
ウィンドウサイズはIC処理毎に変化しうる。一般に、多段ICシステムでは、ウィンドウサイズはシステムが決定する方法によって変更可能である。しかし、ウィンドウサイズはやはりシステムが決定する固定長であってもよい。
【0021】
本発明の好ましい実施形態において、ウィンドウサイズはチップ又は他の基準単位で測定されうる。これは以下に説明するようにIC処理の精度を向上させる。ウィンドウ内のユーザ信号が処理される。各除去段において、処理に関与する全ユーザに対し、距離が同一であると見なす。これによって各シンボルに干渉除去を実行するために全てのシンボルが受信されるのを待つことによる過剰な遅延が回避される。一方で本発明は、ウィンドウ内の、あるユーザ信号のあるシンボルの一部のみを対象とする。
【0022】
図4は移動局120の信号125を受信する基地局110を示す。アンテナ130はこれら信号を受信し、アンテナ130に接続された受信器135へ信号を送信する。そして、受信器は各ユーザ125に固有の逆拡散符号を用い、受信信号を各ユーザについて逆拡散140する。受信器135で受信された各ユーザの信号125はバッファ(メモリ)150に格納される。バッファ内の全ユーザ信号は、それぞれが異なるユーザ用であるいくつかの信号データストリームに形成される。このバッファに接続されるプロセッサ155は、バッファに格納されたデータ/信号にIC処理160を実行する。メモリ150はまた、信号データストリームに、以下詳細に説明するようなIC処理160を実行するための命令をも格納しうる。しかしながら、本発明において言及されるIC処理が、上述したプロセッサ上で稼働する、又はハードウェアに組み込まれた、又は以下に説明する機能を実施するための他の手段を用いるソフトウェアによって実現されうることは、当業者には理解されるところである。
【0023】
以下に説明する実施形態において、ウィンドウはバッファ中に存在するデータに対して適用される。データへのウィンドウの適用は、所定時間内又はウィンドウ制限内のデータの部分に着眼することを意味する。以下に説明するように、所定時間限度/期間内のデータがIC処理に用いられる。
【0024】
図5は、マルチユーザマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルと、それらシンボルに対するスライディングウィンドウの適用を示す図である。ウィンドウ210は受信シンボルに適用され、ウィンドウ制限内に存在するシンボル部分のみがIC処理に用いられる。ウィンドウ制限内に存在するシンボル部分のみに対するIC手順を必要な段数実行した後、ウィンドウはずらされたウィンドウ220(点線で図示)によって規定される時間内に存在するシンボル部分を処理するためにスライドする(又はずらされる)。本発明の第1の実施形態において、ウィンドウ215の終わりは、それがずらされた次のウィンドウの始まりを規定するのに用いられる。
【0025】
図6に、本発明の第1の実施形態に係る基地局のIC動作を示す。本実施形態において、230で受信される、逆拡散された移動機信号は235でバッファへ格納され、各バッファは異なる移動機逆拡散信号を表す。240でシステムは、システム中での干渉の厳しさに従って、実行する必要のある段数を決定する。干渉が多いほど、実行が必要なIC処理段数も増加する。しかし、もし干渉が常に一定であれば、段数は一定であろう。この場合における固定段数の決定は、設定段階で行うことになるであろう。さもなくば、システム(例えば基地局)がIC処理の前にステージ数M(240)を決定する。そして、245で、使用すべきウィンドウサイズが決定される。このウィンドウサイズはチップサイズ長(x−チップ長)又は任意の正確な測定長によって測定されるであろう。ウィンドウサイズは段数分の処理が完結した後で、かつIC処理がずらされたウィンドウ内のシンボルに実施される前に変更されうる。しかし、ウィンドウサイズは一定のままであってよく、この場合システムは設定段階でウィンドウ長を決定しうる。250において、決定されたサイズのウィンドウがデータバッファ中のデータ/信号に適用される。このウィンドウ内のデータの部分のみがIC処理に用いられる。255でIC処理がウィンドウ制限内のデータを処理する。ウィンドウの精度はチップ長に相当する。複数段存在する場合には、1段目のIC処理の後、同じ逆拡散された移動機信号が再び処理される。その後の段階がある場合には、1段目と完全に同じ方法で実行される。全段の処理が完了した後、260で、ウィンドウはずらされたウィンドウ220に包含される時間に関連するバッファ中のシンボル/信号部分の次のセットを処理するため、スライドするか、ずらされる。
【0026】
動作は250でウィンドウをバッファ内の逆拡散された移動機信号に適用した後、必要に応じて検出ステップ265を含んでも良い。検出器265はウィンドウ215の終わりで完結していないシンボルを判定する。好ましい実施形態において、検出器はこれらのシンボルをウィンドウの始めと終わりで判定する。これら判定されたシンボルは場合によってIC処理に含められる。このようにして、部分的にウィンドウ制限内にある少なくともいくつかのシンボル(例えば68,76,86,62,72,82)はそのウィンドウに対するIC処理にその全部が用いられる。
【0027】
図7は、マルチユーザマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルと、それらシンボルに対する部分的なスライディングウィンドウの適用を示す図である。ウィンドウ310は受信シンボルに適用され、ウィンドウ310内に存在するシンボル部分のみがIC処理に用いられる。ウィンドウ内に存在するシンボル部分に対するIC処理実行後、ウィンドウはずらされたウィンドウによって規定される時間内に存在するシンボル部分を処理するために部分的にスライドするか、ずらされる(320)。本発明の第2の実施形態において、ウィンドウ310の長さ及び使用される段数が次のウィンドウの部分的なスライディングを規定する。各段の後、ウィンドウ310はウィンドウ長に比例し、使用される段数に反比例する所定の長さ315だけスライドする。例えば、多段IC処理がM段から構成されるとすると、ウィンドウはウィンドウ長の1/Mだけスライドする。
【0028】
図8に、本発明の第2の実施形態に係る基地局のIC動作を示す。具体的には、ユーザの信号335は340で受信並びに逆拡散された後、345で第1の実施形態と同様にバッファ(メモリ)に格納される。350で段数が、355でウィンドウサイズ(X−チップ)がまた第1の実施形態と同様に決定される。ウィンドウ310がバッファ中の逆拡散されたユーザ信号に適用される。このウィンドウ310内の部分のみがIC処理に用いられる。1段目のIC処理が完了した後、ウィンドウは除去処理で使用される段数に反比例する長さ315だけ部分的にスライドするか、ずらされる。例えば、多段IC処理が3段から構成されるとすると、ウィンドウはウィンドウ長の1/3分スライドする。ウィンドウは決定されたずれ量分、各段の処理後、前にスライドし続ける。なお、ウィンドウの長さは段間で変化するかもしれないし、固定されるかもしれないことを理解されたい。また、段数もある段のセットから次に至る際にシステムの決定に従って変化しうる。
【0029】
動作は360でウィンドウをバッファ内の逆拡散された移動機信号に適用した後、必要に応じて検出ステップ380を含んでも良い。検出器380はウィンドウの終わりで完結していないシンボルを判定する。好ましい実施形態において、検出器はこれらのシンボルをウィンドウの始めと終わりで判定する。これら判定されたシンボルは場合によってIC処理に含められる。このようにして、部分的にウィンドウ制限内にある少なくともいくつかのシンボルはそのウィンドウに対するIC処理にその全部が用いられ、これらシンボルによる干渉が削減される。
【0030】
なお、他の実施形態もまた実施可能であることを理解すべきである。上述した、移動機及び基地局間でのアップリンク通信は、ダウンリンク通信にも同様に適用可能である。この場合、移動機は干渉除去(IC)処理機能のため、基地局で説明した全ての構成を含むであろう。これまで説明した実施形態は直列多段IC処理について言及したが、多段IC処理は並列多段IC処理であってもよいことを理解されたい。
【0031】
上述した実施形態はまた、同一の資源をネットワーク上の複数のユーザが共有する任意の多元アクセスシステム、例えばCDMA、WCDMA、cdma2000等に対して適用しうる。本発明の好ましい実施形態において、多段干渉除去処理はマルチレートシステムに適用されるであろう。
【0032】
当業者には理解されるであろうように、本願において説明された画期的なコンセプトは広い適用範囲に渡って修正又は変更することができる。従って、特許される対象の範囲は、説明された特定の代表的教示のいずれにも限定されるべきではなく、以下の請求範囲によって規定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
従来のCDMAベースの通信に対応する、アップリンク伝送フレーム構造を示す図である。
【図2】
多元アクセスシングルレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図3】
多元アクセスマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図4】
本発明の実施形態に係る、無線通信ネットワーク基地局のブロック図である。
【図5】
本発明の第1の実施形態に係るスライディングウィンドウを用いるマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図6】
本発明の第1の実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
【図7】
本発明の第2の実施形態に係るスライディングウィンドウ手法を用いるマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図8】
本発明の第2の実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
■発明の属する技術分野
本発明は概してスライディングウィンドウを用いた多段干渉除去(multistage interference cancellation)技術に関する。
【0002】
■本発明の背景
CDMAシステムにおいて、ユーザ信号は個別の符号を用いて広周波数帯域に拡散され、共通の周波数帯で送信される。受信機は逆拡散処理によってCDMA信号及び個別の符号から所望の信号を検出する。CDMAシステムに用いられる拡散符号はセット内における任意の2シーケンス間の相互相関が比較的低くなるように選ばれる。しかしながら、それでもなお、ユーザに割り当てられた拡散符号間の相互相関に帰因する干渉がCDMAシステムにおいては発生する。他の多元アクセス無線通信方法とは異なり、CDMA干渉は主に他のセル内のユーザではなく、むしろ同一セル内のユーザによるものである。
【0003】
CDMAベースのシステムはしなやかな容量(soft capacity)を有する。これはネットワーク上のユーザ数について限度がないことを意味する。しかし、ユーザ数の増加は上述した相互相関要因という観点から見て、リンクのサービス品質低下原因となりうる。CDMAシステムのユーザ容量を制限する主要因はシステム内の他のユーザからの干渉である。従って、マルチユーザ干渉が除去されればCDMAユーザ容量を増加することが可能である。
【0004】
図1はリバースリンクと呼ばれることもある、IMT−2000又は他のCDMAベースのシステムにおける標準アップリンク送信フレーム構造を示す。このアップリンクフレーム構造は、電力制御14、WCDMA規格ではトランスポート・フォーマット・コンビネーション・インジケータ(TFCI)と呼ばれるレート情報12及び、パイロットシンボル16といった制御情報10がQ−チャネルで送信されるような、同相/直交(I/Q)ベースで設計されている。アップリンクチャネルのこの部分は専用物理制御チャネル(DPCCH)10として割り当てられている。データ部分20はIチャネル上で送信され、専用物理データチャネル(DPDCH)20として割り当てられている。制御チャネル(DPCCH)22は15スロットに分割される。15のスロット24の各々は10シンボルからなり、そのうち2シンボルが伝送レート及び繰り返し又はパンクチャパターンといったDPDCHに関する情報を伝達する。この情報はDPDCHの干渉除去処理が実行される前に、最初に検出されなければならない。
【0005】
図2はマルチユーザ、シングルレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示している。図において、例えば3ユーザH1、H2及びH3からの信号は受信機に非同期に到達している。これは受信シンボルが相互に同期していないことを意味する。この非同期関係は各ユーザと基地局との距離が異なることなど、様々な要因による。図2にあるように、ユーザH1(30)用シンボル1(32)はユーザH2(40)及びH3(50)用のシンボル1(42,52)よりも前に基地局に到達している。しかし、ユーザH2(40)及びH3(50)のシンボル1(42,52)はユーザH1(30)の受信シンボル1(32)に対する干渉を引き起こす。この干渉を除去するため、受信機は療法のシンボルが受信されるのを待たねばならず、システム内の他のユーザからの干渉を削減するために行われる干渉除去(IC)処理を遅延させる。多段IC処理において、この遅延は更に大きくなる。干渉除去(IC)処理は所望の信号に対する全ユーザ信号の影響を除去することによって実行される。例えば、このIC処理は所望の信号から他の全ユーザの信号を減ずることによって行うことができる。この減算処理に先立ち、所望の信号に対する干渉のレベルによって決定される係数を他のユーザの信号の各々に乗ずることもできる。
【0006】
図2はマルチユーザ、マルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示している。このシステムでは、各ユーザが様々な長さ及びレートのシンボルを送信可能である。同様の原理で他のユーザシンボルによる干渉が発生する。例えばユーザH1(60)のシンボル2(64)は、ユーザH2(70)からのシンボル1(72)及び2(74)、ユーザH3(80)からのシンボル1(82)及び2(84)、ユーザM1(90)からのシンボル1(92)及びユーザL1(96)からのシンボル1(98)からの干渉を含むであろう。その結果、ユーザH1(60)からの信号のシンボル2(64)についてのIC処理を行うためには、これらのシンボルが受信されねばならない。遅延はシングルレートシステムの場合よりも一層大きくなる。多段直列干渉除去方法を用いるマルチレートシステムにおける最大遅延は以下のように表される。
【0007】
【数1】
【0008】
ここで、Nstageは除去段数、NusersはIC処理におけるユーザ数、Ts, iはユーザi用のシンボル長である。多段並列干渉除去(MSPIC)方法に対しても同様の結果を得ることができる。
以上のように、従来の、シンボルレベルで動作する多段IC技術は過剰な遅延の原因となっている。
【0009】
これまで、干渉除去(IC)技術の実装は、除去動作を実行するために必要な過剰な処理遅延によって妨げられていた。この遅延は、音声/ビデオ電話通信といったリアルタイム動作にとって特に重要となりうる。この遅延はまた、電力制御又はフレームレート情報といった制御コマンドの読み出し及び適用にも大きな影響を与えうる。
【0010】
マルチユーザ干渉問題に対処するためのこれまでの取り組みの一部は、シンボル同期伝送(symbol−synchronous transmission)を仮定する最尤検出手法とともに最適なマルチユーザ復調器を利用している。同期伝送の仮定は、上述したようにユーザと基地局との距離が変化するため非現実的である。別の取り組みでは信号対干渉比(SIR)が最大であるユーザを検出し、そのユーザに対応する干渉を受信信号から除去する直列ICが用いられる。この処理は全ユーザの信号が検出されるまで継続される。
【0011】
更に別の取り組みでは、復調の各段の硬データ判定の個々の結果が干渉信号を削減するためにフィードバックされるカスケードIC手法を実装している。これは伝送データのよりよい推定を得るために実行される。更に別の取り組みではパイロット信号によって補助される直列IC手法を用いている。さらに、他の取り組みでは連続する直列除去を改良するため、直交化された署名シーケンスを用いている。
【0012】
そして、これまで以上にタイムリーに干渉除去動作を実行するための方法及び装置が必要とされている。この方法及び装置は、信頼性の高い除去処理を有し、多段処理での小さな遅延を維持する。
【0013】
■発明の開示
本発明はシステム内の他のユーザからの干渉を、ウィンドウを用いて除去することをその対象とする。本発明の第1の実施形態によれば、多段干渉除去(IC)手法がウィンドウ内部で実行される。全ユーザに対するウィンドウ内部の信号部分のみがIC処理に用いられる。ウィンドウ内部の信号部分にIC処理が実施された後、ウィンドウは最大ウィンドウ長だけスライドする。
【0014】
本発明の第2の実施形態はIC処理の各段の後に、ウィンドウがウィンドウ長の端数分進むことを規定する。
【0015】
動作はIC処理を実行する前に、ウィンドウの終わりで完結していないシンボルを状況に応じて検出しても良い。このようにして、シンボル検出処理の信頼性が高められる。
【0016】
本発明の実施形態は、最大遅延の干渉信号数及び段数への依存性を好適に取り除き、IC処理における全体的な遅延を大幅に削減する。
【0017】
■現時点で最良な代表的実施形態の詳細な説明
開示される発明を添付図面を参照して説明する。添付図面は本発明の重要な実施形態の例を示すとともに、本明細書に引用して援用する。
【0018】
本出願の多数の革新的教示を、現時点で好ましい例示的な実施形態を特に参照して以下に説明する。しかし、このクラスの実施形態はここでの革新的な教示の多くの好適な利用のごくわずかな例を示すに過ぎないことを理解すべきである。一般に、本出願の明細書においてなされる記述は、必ずしも特許請求の範囲に規定される様々な発明の範囲を決定するとは限らない。さらに、一部の記述は一部の特徴に適用されるが、他の特徴には適用されないかもしれない。
【0019】
本発明の目的は、スライディングウィンドウを用いて多元アクセスシステムにおけるユーザ間干渉を除去する方法を提供することにある。本明細書においてユーザとは、無線通信ネットワークで動作する移動機を指すが、一般的に、ユーザは、CDMAベースのネットワークといった無線システムにおける共有資源を用いる、固定式無線送信機、携帯情報端末(PDA)、無線モデム等といった、任意のアクセス装置であってよい。多段直列干渉除去(MSSIC)又は多段並列干渉除去(MSPIC)がウィンドウに渡って実行される。このウィンドウはシステム(例えば基地局)によって決められたサイズにセットされる。
【0020】
ウィンドウサイズはIC処理毎に変化しうる。一般に、多段ICシステムでは、ウィンドウサイズはシステムが決定する方法によって変更可能である。しかし、ウィンドウサイズはやはりシステムが決定する固定長であってもよい。
【0021】
本発明の好ましい実施形態において、ウィンドウサイズはチップ又は他の基準単位で測定されうる。これは以下に説明するようにIC処理の精度を向上させる。ウィンドウ内のユーザ信号が処理される。各除去段において、処理に関与する全ユーザに対し、距離が同一であると見なす。これによって各シンボルに干渉除去を実行するために全てのシンボルが受信されるのを待つことによる過剰な遅延が回避される。一方で本発明は、ウィンドウ内の、あるユーザ信号のあるシンボルの一部のみを対象とする。
【0022】
図4は移動局120の信号125を受信する基地局110を示す。アンテナ130はこれら信号を受信し、アンテナ130に接続された受信器135へ信号を送信する。そして、受信器は各ユーザ125に固有の逆拡散符号を用い、受信信号を各ユーザについて逆拡散140する。受信器135で受信された各ユーザの信号125はバッファ(メモリ)150に格納される。バッファ内の全ユーザ信号は、それぞれが異なるユーザ用であるいくつかの信号データストリームに形成される。このバッファに接続されるプロセッサ155は、バッファに格納されたデータ/信号にIC処理160を実行する。メモリ150はまた、信号データストリームに、以下詳細に説明するようなIC処理160を実行するための命令をも格納しうる。しかしながら、本発明において言及されるIC処理が、上述したプロセッサ上で稼働する、又はハードウェアに組み込まれた、又は以下に説明する機能を実施するための他の手段を用いるソフトウェアによって実現されうることは、当業者には理解されるところである。
【0023】
以下に説明する実施形態において、ウィンドウはバッファ中に存在するデータに対して適用される。データへのウィンドウの適用は、所定時間内又はウィンドウ制限内のデータの部分に着眼することを意味する。以下に説明するように、所定時間限度/期間内のデータがIC処理に用いられる。
【0024】
図5は、マルチユーザマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルと、それらシンボルに対するスライディングウィンドウの適用を示す図である。ウィンドウ210は受信シンボルに適用され、ウィンドウ制限内に存在するシンボル部分のみがIC処理に用いられる。ウィンドウ制限内に存在するシンボル部分のみに対するIC手順を必要な段数実行した後、ウィンドウはずらされたウィンドウ220(点線で図示)によって規定される時間内に存在するシンボル部分を処理するためにスライドする(又はずらされる)。本発明の第1の実施形態において、ウィンドウ215の終わりは、それがずらされた次のウィンドウの始まりを規定するのに用いられる。
【0025】
図6に、本発明の第1の実施形態に係る基地局のIC動作を示す。本実施形態において、230で受信される、逆拡散された移動機信号は235でバッファへ格納され、各バッファは異なる移動機逆拡散信号を表す。240でシステムは、システム中での干渉の厳しさに従って、実行する必要のある段数を決定する。干渉が多いほど、実行が必要なIC処理段数も増加する。しかし、もし干渉が常に一定であれば、段数は一定であろう。この場合における固定段数の決定は、設定段階で行うことになるであろう。さもなくば、システム(例えば基地局)がIC処理の前にステージ数M(240)を決定する。そして、245で、使用すべきウィンドウサイズが決定される。このウィンドウサイズはチップサイズ長(x−チップ長)又は任意の正確な測定長によって測定されるであろう。ウィンドウサイズは段数分の処理が完結した後で、かつIC処理がずらされたウィンドウ内のシンボルに実施される前に変更されうる。しかし、ウィンドウサイズは一定のままであってよく、この場合システムは設定段階でウィンドウ長を決定しうる。250において、決定されたサイズのウィンドウがデータバッファ中のデータ/信号に適用される。このウィンドウ内のデータの部分のみがIC処理に用いられる。255でIC処理がウィンドウ制限内のデータを処理する。ウィンドウの精度はチップ長に相当する。複数段存在する場合には、1段目のIC処理の後、同じ逆拡散された移動機信号が再び処理される。その後の段階がある場合には、1段目と完全に同じ方法で実行される。全段の処理が完了した後、260で、ウィンドウはずらされたウィンドウ220に包含される時間に関連するバッファ中のシンボル/信号部分の次のセットを処理するため、スライドするか、ずらされる。
【0026】
動作は250でウィンドウをバッファ内の逆拡散された移動機信号に適用した後、必要に応じて検出ステップ265を含んでも良い。検出器265はウィンドウ215の終わりで完結していないシンボルを判定する。好ましい実施形態において、検出器はこれらのシンボルをウィンドウの始めと終わりで判定する。これら判定されたシンボルは場合によってIC処理に含められる。このようにして、部分的にウィンドウ制限内にある少なくともいくつかのシンボル(例えば68,76,86,62,72,82)はそのウィンドウに対するIC処理にその全部が用いられる。
【0027】
図7は、マルチユーザマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルと、それらシンボルに対する部分的なスライディングウィンドウの適用を示す図である。ウィンドウ310は受信シンボルに適用され、ウィンドウ310内に存在するシンボル部分のみがIC処理に用いられる。ウィンドウ内に存在するシンボル部分に対するIC処理実行後、ウィンドウはずらされたウィンドウによって規定される時間内に存在するシンボル部分を処理するために部分的にスライドするか、ずらされる(320)。本発明の第2の実施形態において、ウィンドウ310の長さ及び使用される段数が次のウィンドウの部分的なスライディングを規定する。各段の後、ウィンドウ310はウィンドウ長に比例し、使用される段数に反比例する所定の長さ315だけスライドする。例えば、多段IC処理がM段から構成されるとすると、ウィンドウはウィンドウ長の1/Mだけスライドする。
【0028】
図8に、本発明の第2の実施形態に係る基地局のIC動作を示す。具体的には、ユーザの信号335は340で受信並びに逆拡散された後、345で第1の実施形態と同様にバッファ(メモリ)に格納される。350で段数が、355でウィンドウサイズ(X−チップ)がまた第1の実施形態と同様に決定される。ウィンドウ310がバッファ中の逆拡散されたユーザ信号に適用される。このウィンドウ310内の部分のみがIC処理に用いられる。1段目のIC処理が完了した後、ウィンドウは除去処理で使用される段数に反比例する長さ315だけ部分的にスライドするか、ずらされる。例えば、多段IC処理が3段から構成されるとすると、ウィンドウはウィンドウ長の1/3分スライドする。ウィンドウは決定されたずれ量分、各段の処理後、前にスライドし続ける。なお、ウィンドウの長さは段間で変化するかもしれないし、固定されるかもしれないことを理解されたい。また、段数もある段のセットから次に至る際にシステムの決定に従って変化しうる。
【0029】
動作は360でウィンドウをバッファ内の逆拡散された移動機信号に適用した後、必要に応じて検出ステップ380を含んでも良い。検出器380はウィンドウの終わりで完結していないシンボルを判定する。好ましい実施形態において、検出器はこれらのシンボルをウィンドウの始めと終わりで判定する。これら判定されたシンボルは場合によってIC処理に含められる。このようにして、部分的にウィンドウ制限内にある少なくともいくつかのシンボルはそのウィンドウに対するIC処理にその全部が用いられ、これらシンボルによる干渉が削減される。
【0030】
なお、他の実施形態もまた実施可能であることを理解すべきである。上述した、移動機及び基地局間でのアップリンク通信は、ダウンリンク通信にも同様に適用可能である。この場合、移動機は干渉除去(IC)処理機能のため、基地局で説明した全ての構成を含むであろう。これまで説明した実施形態は直列多段IC処理について言及したが、多段IC処理は並列多段IC処理であってもよいことを理解されたい。
【0031】
上述した実施形態はまた、同一の資源をネットワーク上の複数のユーザが共有する任意の多元アクセスシステム、例えばCDMA、WCDMA、cdma2000等に対して適用しうる。本発明の好ましい実施形態において、多段干渉除去処理はマルチレートシステムに適用されるであろう。
【0032】
当業者には理解されるであろうように、本願において説明された画期的なコンセプトは広い適用範囲に渡って修正又は変更することができる。従って、特許される対象の範囲は、説明された特定の代表的教示のいずれにも限定されるべきではなく、以下の請求範囲によって規定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
従来のCDMAベースの通信に対応する、アップリンク伝送フレーム構造を示す図である。
【図2】
多元アクセスシングルレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図3】
多元アクセスマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図4】
本発明の実施形態に係る、無線通信ネットワーク基地局のブロック図である。
【図5】
本発明の第1の実施形態に係るスライディングウィンドウを用いるマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図6】
本発明の第1の実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
【図7】
本発明の第2の実施形態に係るスライディングウィンドウ手法を用いるマルチレートシステムにおける基地局で受信されるシンボルを示す図である。
【図8】
本発明の第2の実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
Claims (29)
- 干渉除去(IC)方法であって、
少なくとも2ユーザから信号を受信するステップであり、前記受信された信号は個別の信号データストリームを形成し、
前記信号データストリームの各々の所与の部分に干渉除去(IC)処理を実行するステップであり、前記所与の部分は共通ウィンドウ内部に存在し、それによって前記個別のデータストリーム間の個々の干渉が最小化される
ステップを有することを特徴とする方法。 - 前記実行するステップの完了に応答して、前記共通ウィンドウを前記信号データストリームの別の部分にずらすステップをさらに有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記共通ウィンドウが所与のウィンドウサイズを有し、前記ずらすステップの後に前記所与のウィンドウサイズを変更するステップをさらに有することを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記ずらすステップが、
前記共通ウィンドウを全ウィンドウ長分ずらすステップをさらに有することを特徴とする請求項2記載の方法。 - 前記ずらすステップが、
前記共通ウィンドウをウィンドウ長の端数分ずらすステップをさらに有することを特徴とする請求項2記載の方法。 - 前記実行するステップが、前記共通ウィンドウ内の前記個別の信号データストリームの前記所与の部分に複数回繰り返されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記共通ウィンドウが一定のウィンドウサイズを有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記個別の信号データストリームがその内部にシンボルを有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記共通ウィンドウの終わりで、少なくとも1つの前記個別の信号データストリーム内の少なくとも1つのシンボルにおいて、前記少なくとも1つのシンボルが前記共通ウィンドウの外へ延びていることを判定するステップをさらに有し、
前記実行するステップにおいて、前記IC処理が前記少なくとも1つのシンボルを処理することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 電気通信システムにおける干渉除去装置であって、
少なくとも2ユーザから信号を受信する受信手段であって、前記受信された信号は個別の信号データストリームを形成し、
前記信号データストリームの各々の所与の部分に干渉除去(IC)処理を実行する実行手段であり、前記所与の部分は共通ウィンドウ内部に存在し、それによって前記個別のデータストリーム間の個々の干渉が最小化される
手段を有することを特徴とする装置。 - 前記実行手段の完了に応答して、前記共通ウィンドウを前記信号データストリームの別の部分にずらす手段をさらに有することを特徴とする請求項10記載の装置。
- 前記ずらす手段が、前記共通ウィンドウを全ウィンドウ長分ずらすことを特徴とする請求項11記載の装置。
- 前記ずらす手段が、前記共通ウィンドウをウィンドウ長の端数分ずらすことを特徴とする請求項11記載の装置。
- 前記実行する手段が、前記共通ウィンドウ内の前記個別の信号データストリームの前記所与の部分に前記IC処理を複数回繰り返す繰り返し手段をさらに有することを特徴とする請求項10記載の装置。
- 前記共通ウィンドウが所与のウィンドウサイズを有し、前記装置が前記所与のウィンドウサイズを変更する手段をさらに有することを特徴とする請求項10記載の装置。
- 前記個別の信号データストリームがその内部にシンボルを有することを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記共通ウィンドウの終わりで、少なくとも1つの前記個別の信号データストリーム内の少なくとも1つのシンボルにおいて、前記少なくとも1つのシンボルが前記共通ウィンドウの外へ延びていることを判定する手段をさらに有し、
前記実行する手段が、前記IC処理を前記少なくとも1つのシンボルに実行することを特徴とする請求項10記載の装置。 - 少なくとも2ユーザから信号を受信するための受信器であって、前記受信された信号は個別の信号データストリームを形成し、
前記信号データストリームの各々の所与の部分に干渉除去(IC)処理を実行する処理ユニットであり、前記所与の部分は共通ウィンドウ内部に存在し、それによって前記個別のデータストリーム間の個々の干渉が最小化される
受信器及び処理ユニットを有することを特徴とする無線通信システム。 - 前記受信器に接続され、前記個別の信号データストリームを格納するためのメモリユニットをさらに有し、前記メモリユニットが前記処理ユニットに接続されることを特徴とする請求項18記載のシステム。
- 前記メモリユニットがバッファメモリを有し、前記処理ユニットは前記IC処理を前記バッファメモリ内の前記個別の信号データストリームに実行することを特徴とする請求項19記載のシステム。
- 前記処理ユニットが、前記共通ウィンドウ内の前記個別の信号データストリームの前記所与の部分に前記IC処理を複数回繰り返すリピータをさらに有することを特徴とする請求項18記載のシステム。
- 前記処理ユニットが、前記共通ウィンドウを前記個別の信号データストリームの別の場所へずらすシフターをさらに有することを特徴とする請求項18記載のシステム。
- 前記共通ウィンドウの終わりで、少なくとも1つの前記個別の信号データストリーム内の少なくとも1つのシンボルにおいて、前記少なくとも1つのシンボルが前記共通ウィンドウの外へ延びていることを判定する判定器をさらに有し、
前記実行する手段が、前記IC処理を前記少なくとも1つのシンボルに実行することを特徴とする請求項18記載のシステム。 - データ構造を格納するための記憶装置であって、
(a)データを受信する受信手段と、
(b)前記受信データのウィンドウ内の部分に干渉除去(IC)処理を行う実行手段と、
(c)前記ウィンドウをずらすシフト手段
とを有することを特徴とする記憶装置。 - 前記実行手段が前記ウィンドウ内の前記受信データの前記部分に対する前記IC処理を複数回繰り返すことを特徴とする請求項24記載の記憶装置。
- 前記シフト手段が前記ウィンドウを全ウィンドウ長分ずらすことを特徴とする請求項24記載の記憶装置。
- 前記シフト手段が前記ウィンドウを部分的なウィンドウ長分ずらすことを特徴とする請求項24記載の記憶装置。
- 前記受信データがその中にシンボルを有することを特徴とする請求項24記載の記憶装置。
- 前記共通ウィンドウの終わりで、少なくとも1つの前記個別の信号データストリーム内の少なくとも1つのシンボルにおいて、前記少なくとも1つのシンボルが前記共通ウィンドウの外へ延びていることを判定する判定手段をさらに有し、
前記実行手段が、前記IC処理を前記少なくとも1つのシンボルに実行することを特徴とする請求項24記載の記憶装置。
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