JP2004519959A - パイロットシーケンスを有する同期ds−cdmaシステムの適応チップイコライザ - Google Patents
パイロットシーケンスを有する同期ds−cdmaシステムの適応チップイコライザ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004519959A JP2004519959A JP2002578667A JP2002578667A JP2004519959A JP 2004519959 A JP2004519959 A JP 2004519959A JP 2002578667 A JP2002578667 A JP 2002578667A JP 2002578667 A JP2002578667 A JP 2002578667A JP 2004519959 A JP2004519959 A JP 2004519959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- equalizer
- pilot
- signal
- sequence
- adaptation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
- H04B1/7097—Interference-related aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/69—Spread spectrum techniques
- H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
- H04B1/7073—Synchronisation aspects
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J13/00—Code division multiplex systems
- H04J13/10—Code generation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03012—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
- H04L25/03019—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
- H04L25/03057—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a recursive structure
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B2201/00—Indexing scheme relating to details of transmission systems not covered by a single group of H04B3/00 - H04B13/00
- H04B2201/69—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general
- H04B2201/707—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation
- H04B2201/70701—Orthogonal indexing scheme relating to spread spectrum techniques in general relating to direct sequence modulation featuring pilot assisted reception
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L2025/03592—Adaptation methods
- H04L2025/03745—Timing of adaptation
- H04L2025/03764—Timing of adaptation only during predefined intervals
- H04L2025/0377—Timing of adaptation only during predefined intervals during the reception of training signals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
直接シーケンスコード分割多重(DS−CDMA)通信システムにおける単一の通信チャネル上で通信を行なうシステムおよび方法。同期化およびチャネル推定に通常使用されるパイロット信号は、モバイルハンドセット受信装置で実施されるチップイコライザのトレーニングシーケンスとして使用される。パイロットシーケンスは常にデータストリームに存在し、モバイルハンドセット受信器でのイコライザ最適化に連続的に使用されることがある。チップイコライザのタップを適応化するためにパイロットシーケンスを使用する方法は、ユーザデータのデスプレッドの前に実行される。また、それぞれ既知のチッピングシーケンスを有する複数のパイロットシーケンスは、モバイルハンドセット受信器での連続イコライザ適応化のために生成および送信される。受信された複数のパイロットにより適応化速度が上昇するので、高速変動チャネルの効率的なトラッキングが可能となる。方法は、多数のパイロットシーケンスを使用する迅速にフェージングスルチャネルでの高速適応化を可能にする最小二乗アルゴリズムを実施する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信システムに関し、特にパイロットシーケンスを有するDS−CDMAシステムの適応チップ等化を行なうシステムおよび方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
セルラーCDMAシステムのマルチユーザ検出は、何年にもわたって非常に活発な研究領域となっている。研究の大部分は、複数のユーザが互いに直行しないアップリンク問題を解決することに向けられている。アップリンク用に開発された方法は、基地局受信器が特にコストに対して敏感に反応するわけではないため、わりと計算に集中している。また、基地局は全てのユーザを復調しなければならないので、平衡および連続的干渉消去などの技術を使用することができる。
【0003】
しかし、ハンドセットでは、ハンドセットの計算の複雑さには限度があるため、レーキ受信器も主にコストの理由から一般に実施されている受信器である。従って、干渉消去などの技術は除外しなければならない。以下の文献 A. Klein, ”Data detection algorithms specially designed for the down−link of CDMA mobile radio systems,(CDMAモバイル無線システムのダウンリンク用に特に設計されたデータ検出アルゴリズム)” IEEE 47th VTC Proceedings, vol. 1, pp. 203−207 1997年5月、およびK. Hooli, M. Latva−aho, M. Juntti, ”Multiple access interference suppression with linear chip equalizers in WCDMA downlink receivers(WCDMAダウンリンク受信器における線形チップイコライザでの複数アクセス干渉抑制)”, IEEE GLOBECOME ’99, vol. 1, pp. 467−471, 1999年12月において、ダウンリンク受信器でのデスプレッドの前にチップイコライザを使用することによって得られる容量ゲインが示されている。適応化アルゴリズムの問題は述べられていない。文献G. Gaire, U. Mitra, ”Pilot−aided adaptive MMSE receivers for DS/CDMA,(DS/CDMAのパイロット支援適応MMSE受信器)” IIC’99I, vol. 1, pp. 57−62, 1997年6月では、パイロットシーケンスを使用する干渉消去の適応方法が述べられており、これは逆チャネル応答の代わりにチャネル応答を推定する。検討される受信器構造はチップに基づくイコライザではなく、従来のチャネル行列を使用するマルチユーザ検出器である。M.K. Tasatsanis, ”Inverse filtering criteria for CDMA systems(CDMAシステムの逆フィルタリング基準)” IEEE Trans. Signal Proc., vol. 45, no. 1, pp. 102−12, 1997年1月では、逆フィルタリングがCDMAに対して研究されているが、高速フェージングチャネルには通常遅すぎるブラインド方法が強調されている。文献P. Komulainen, M. J. Heikkila, J. Lilleberg, ”Adaptive channel equalization and interference suppression for CDMA downlink(CDMAダウンリンクの適応チャネル等化および干渉抑制)”, IEEE 6th Int. Symp. On Spread−Spectrum Tech. & Appln., vol. 2, pp. 363−367, 2000年9月、およびT. P. Krauss, W. J. Hillery, M. D. Zoltowski, ”MMSE equalization for forward link in 3G CDMA: symbol−level versus chip−level(3G CDMAにおけるフォワードリンクのMMSE等化:記号レベル対チップレベル)”, IEEE Workshop on Stat. Signal and Array Proc., vol., 1, pp. 18−22, 2000年8月、およびM. J. Heikkila, P. Komulainen, J. Lilleberg, ”Interference suppression in CDMA downlink through adaptive channel equalization(適応チャネル等化によるCDMAダウンリンクにおける干渉抑制)”, IEEE VTC Proceedings, vol. 2, pp. 978−982, 1999年9月、2000年9月では、チップイコライザも研究されている。M. J. Heikkila, P. Komulainen, J. Lillebergの”Interference suppression in CDMA downlink through adaptive channel equalization(適応チャネル等化によるCDMAダウンリンクにおける干渉抑制)”とう表題の文献では、チャネル値がパイロットシーケンスによって推定可能であれば、グリフィスのアルゴリズムを使用してイコライザタップを適応的に推定する。
【0004】
適応イコライザを使用する殆どのシステムでは、トレーニングシーケンスが周期的に送られて、イコライザタップを適応化する。しかしながら、モバイルセルラー環境では、チャネル変化が非常に迅速であり、全てのユーザがそのトレーニングシーケンスを有する必要がある場合オーバーヘッドが大きくなり過ぎるため、これは実際的ではない。例えば、ウォルシュ−ハダマード(Walsh−Hadamard)展開シーケンスを実施するCDMAシステムの単一のダウンリンクチャネルにおいて、単一チャネル上の最高64人のユーザに直交チャネル化が行なわれる。各ユーザに対し、トレーニングシーケンスが周期的に送られ、核ユーザのモバイルハンドセット受信器でイコライザチップの適応化が行なわれ、そのユーザの適切なデータシーケンスの受信が可能になる。これは、ダウンロードチャネルの情報処理量が限定されるので、システムのオーバーヘッドに非常に寄与する。
【0005】
従って、各ユーザに対して送信されたトレーニングシーケンスの必要性を除去するように、同期DS−CDMAシステムにおけるダウンリンクチャネル上の複数のユーザに対して適応チップ等化を可能にするシステムおよび方法を提供するのは非常に望ましい。
【0006】
また、データストリームに常に存在し、また同期DS−CDMAシステムにおけるイコライザ適応化で連続的に使用可能な単一のトレーニングシーケンスを使用するシステムおよび方法を提供することは非常に好ましい。
【0007】
【問題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、各ユーザに対して送信されたトレーニングシーケンスの必要性を除去するように、同期DS−CDMAシステムにおけるダウンリンクチャネル上の複数ユーザに対し適応チップ等化を容易にするサービスを提供することにある。
【0008】
本発明の別の目的は、データストリームに常に存在し、同期DS−CDMAシステムにおけるイコライザ適応化のために複数のユーザが連続的に使用可能な単一のトレーニングシーケンスを利用するシステムおよび方法を提供することにある。
【0009】
本発明の好適な実施例において、単一のトレーニングシーケンスは、IS−95およびUMTSダウンリンクなどの殆どの同期DS−CDMAシステムにおける同期化およびチャネル推定のためのモバイル受信器が主に使用する送信パイロットシーケンスから成る。従って、本発明の第1の形態によれば、チップイコライザに対して、1つまたは複数のパイロットシーケンスは、データストリームに常に存在し、またモバイルハンドセット受信器でイコライザ適応化のために連続的に使用できるトレーニングシーケンスとして使用される。好適には、チップイコライザのタップを適応化するためのこれらのパイロットシーケンスを使用する方法は、ユーザデータのデスプレッドの前に行なわれる。パイロットシーケンスの使用はチップイコライザのタップを適応化するためであり、そこでは記号速度で適応化が行なわれる。
【0010】
本発明の別の形態によれば、それぞれが既知のチッピングシーケンスを有する複数のパイロットシーケンスが生成され、モバイルハンドセット受信器での連続イコライザ適応化のために送信される。受信された複数のパイロットによって適応化速度を上昇させることができるので、高速変動チャネルの効率的なトラッキングが可能となる。また、本発明は、複数のパイロットシーケンスを使用する迅速にフェージングするチャネルで高速適応化を可能にする最少2乗アルゴリズムを含む。
【0011】
有利なことに、受信器は他のユーザのシーケンスおよびパワーに関する情報を必要としないので、同期DS−CDMAのダウンリンクチャネル上で送信されるパイロットシーケンスおよびパワーレベルは全てのユーザに既知であると推定される。
【0012】
ここに開示する本発明の詳細は、図面を参照して以下に説明する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の原理によるDS−CDMAダウンリンクチャネルにおける「N」人のユーザそれぞれに対する送信器および受信器モデル10を示している。図に示すように、各ユーザkの記号ストリームを表すデータak(i)は、モバイルハンドセットの受信器構造30により、例えば受信用のダウンリンクチャネル25上で、基地局20の送信器から送信される。図1に対して説明および図示される本発明によるこの構造20は、K. Hooli, M. Latva−aho, M. Junttiによる”Multiple access interference suppression with linear chip equalizers in WCDMA downlink receivers(WCDMAダウンリンク受信器における線形チップイコライザによる複数アクセス干渉抑制)”およびP. Komulainen, M. J. Heikkila, J. Lillebergによる”Adaptive channel equalization and interference suppression for CDMA downlink(CDMAダウンリンクのための適応チャネル等化および干渉抑制)”などの上記文献において考察される構造と同様である。全ての数量は実際のものであると推定され、複雑な用語の範囲は直接的である。
【0014】
検討を行なう目的で、モデル10の送信システムは同期DS−CDMAであると仮定する。展開シーケンスは、直交し、白色であると仮定する。この必要条件は、例えば「N」サイズのウォルシュ−ハダマード(Walsh−Hadamard)シーケンスセットを使用し、また長さ「N」の同一のPNシーケンスで各シーケンスをスクランブルすることによって満たされる。ここにおける結果は、短いPNシーケンススクランブリングのために展開されているが、長いPNシーケンススクランブリングによるシミュレーションの結果は同一の成果である。Tcをチップ間隔、またTを記号間隔とする。すると、Tc=NTとなり、ここでNは展開シーケンスの長さであるので、これはシステムがサポートするユーザの最大数となる。
【0015】
図1に対し、以下に説明するように、下付文字はユーザ指標、またカッコ内の変数は時間指標を示す。従って、sk(t)として表されるユーザkの波形は、以下のように記述される。
【0016】
【数1】
ここでNsは送信された記号の数であり、ak(i)はユーザkの記号ストリーム、Pkはユーザkのパワー、またck(t)は以下の数式によって与えられるユーザkの展開信号である。
【0017】
【数2】
【0018】
【数3】
図1に示すように、全てのユーザによる送信信号はh(t)として表される同一のマルチパスチャネル25を通過し、受信器30で付加ノイズ27と共に受信される。フロントエンド同期化およびチップ速度Tcでのサンプリング後のベースバンド受信信号29、すなわちr(k)は、以下のように記述される。
【0019】
【数4】
【0020】
【数5】
【0021】
【数6】
ここでdfはイコライザ40による遅延である。k番目のデータシーケンス55は、以下のようにデスプレッダ60によってデスプレッドされる。
【0022】
【数7】
【0023】
【数8】
ここで行列Hkは、以下のように数式(9)に従って与えられる。
【0024】
【数9】
また、ykは以下によって与えられる。
【0025】
【数10】
【0026】
特定のユーザに対するMMSE等式、およびレーキ受信器上で得られる性能向上について、多くの分析がなされている。しかしながら、本発明によれば、全てのユーザが遭遇する物理チャネル25、すなわちh(t)は同一であり、また全てのユーザに対して最適、あるいは最適に少なくとも非常に「近い」イコライザタップの1つの集合が存在すると予測することは妥当である。すなわち、本発明によれば、パイロットシーケンスに対して得られるイコライザタップf 0は、次に説明するように、スケールファクタまでの、他のユーザのイコライザタップに「近い」。図1に示すように、一般性を損失することなく、パイロット展開シーケンスがc0(n)17であり、またパイロットシーケンスのMMSEタップがf 0であることを仮定する。イコライザタップf’ k=gk f 0がMMSEタップf kの代わりにk番目のユーザに対して使用されると仮定すると、gkはf’ kがイコライザ40として使用されるときの平均二乗誤差(MSE)を最小化するゲイン63である。
【数11】
であり、またf kではなくf’ kを使用することによるMSEは、
【数12】
によって与えられることは容易に求められる。
【0027】
図2は、e’kおよびekの数値評価、また特に実例の送信システムのレーキ受信器およびチップイコライザでの実績の理論的比較を示している。使用する送信のためのパラメータは、N=64、Lf=10、df=4、およびチップSNR=−5dBである。システムは、全てのユーザの等しい送信パワー、および1つのパイロットシーケンスで完全充填されている。短PNシーケンススクランブリングを伴う2進ウォルシュ−ハダマードシーケンスセットは、BPSKデータ[+1, −1]と共に使用される。2レイ固定チャネルh=[1.0 0.9]は、例示の目的で実施された。これは非常に厳しいチャネルであり、レーキ受信器は非常に不十分に動作するので、線68で表される約4.5dBの平均出力SNRが送られる。出力SNRは、最適イコライザf kがユーザkに対して使用されたときの、等化およびデスプレッド後の記号SNR、すなわち10log(l/ek)であり、図2の線70として表される。等化およびデスプレッド後の出力SNRは、ユーザkに対してイコライザf’ kが使用されたときの10log(l/e’k)であり、図2の点線75で表される。図2から、送信トレーニングシーケンスに応じて適応化した従来のイコライザに対する等化およびデスプレッド後の出力SNR70、およびパイロットシーケンスに応じて適応化したチップイコライザに対する等化およびデスプレッド後の出力SNR75は、ほぼ同一、すなわちユーザ全体にわたって約8.0dBの平均であり、これは出力SNRレーキ受信器68での性能における3.5dBの改善である。
【0028】
図3は、図2に対して説明したシステムの同一の評価を示しているが、ここではパイロットパワーは総送信パワーの20%である。ここで、図2の各出力SNR70、75に対応する出力70’、75’の差は、図2に例示するシステムに対して示す出力70、75よりも少し大きいことが分かる。また、平均出力SNRは、図2よりも低い0.8dBである。これは、パイロットパワーが増大すると、他の全てのユーザのパワーが、同一の総送信パワーに対して低下するためである。
【0029】
従って、図3に対してここに述べる結果は、パイロット上で適応化されたチップイコライザを受信器で使用しようとする場合、より高パワーでパイロットを送ることは必ずしも最高の設計とはならない。従来のDS−CDMAシステムにおいて、レーキが使用するチャネル推定値の評価を容易にするために、パイロットをより高パワーで送っている。P. Komulainen, M. J. Heikkila, J. Lillebergによる”Adaptive channel equalization and interference suppression for CDMA downlink(CDMAダウンリンクの適応チャネル等化および干渉抑制)”という表題の文献では、チップイコライザの適応化においてチャネルパラメータが既知であると仮定しており、この場合、パイロットはより高パワーで送られる。しかしながら、本発明によると、チップイコライザがパイロットシーケンス上で直接適応化されると、チャネルは直接推定されないので、パイロットパワーを他のユーザに対して上げる必要はない。これは利用可能な送信パワーをユーザデータに対して一層多く使用することができることを意味している。
【0030】
図4は、図2に対して説明したシステムの同一の評価を示しているが、同一パワーのときに全てのユーザではなく、20dB送信パワー差で2人のユーザを選択する。例えば、第1のユーザはP20=.25であり、第2のユーザはP58=25.である。パイロットを含む他の全てユーザはPk=1を有している。この場合のレーキ受信器は、低パワーで全てのユーザの容認できない結果68を与えるが、パイロットに基づくイコライザ出力SNR75”はまた、成果において最適イコライザ出力SNR70”に非常に近い。この結果は、広範囲でのダウンリンクパワー制御が、パイロット上で適応化されたチップイコライザを有するシステムで可能であることを示している。
【0031】
複数のパイロットを使用する最少二乗法(LS)の解
本発明の第2実施例によると、図1に示す種類の受信器におけるイコライザ構造40に対し、高パワーで1つのパイロットを有する代わりに、複数のパイロット、例えば1/5パワーで5つのパイロット、または1/10パワーで10のパイロットがあると、ダウンリンクチャネルのトラッキングの面で非常に効率的である。従って、あらゆるユーザが、イコライザを適応化するために、複数のパイロットシーケンス、例えば5または10、あるいはシステムで選択された数のパイロットを利用することになる。有利なことに、現在あらゆる最適化ステップで、最小化可能で、イコライザ適応化速度を上げるために使用される複数のパイロットシーケンス、例えば5または10に関連する複数のエラーが発生すると考えられるので、イコライザはより高速に適応化を行なう。結果として、モバイルハンドセットはより高速で移動が可能となり、単一のパイロットのみが実施されたときよりも優れた送信を行なうことができる。
【0032】
全ての展開シーケンス上で等しい送信パワーを有するDS−CDMAシステムと、既知のパイロットシーケンスに対して確保されるN個の展開シーケンスのNpについて考察する。一般性を損なうことなく、これらのシーケンスには0からNp−1の番号が付けられている。従って、あらゆる受信記号間隔において、Np個の既知の記号が存在する。例示の目的で、高速チャネル推定が困難であるドップラーを有するレイリー(Rayleigh)マルチパスフェージング環境について考察する。チャネルの推定に使用される受信記号の数をNsとする。そして、ユーザkは、Ns記号のタイムスパンでLfイコライザタップを推定するのに使用できるNpNsの既知の記号を有している。次に、Npパイロットシーケンスによって生成されるイコライザタップを使用して、k番目のユーザの等化とデスプレッドを行なう。これは、全てのNpパイロット上で同時に作用するLMSアルゴリズムを介して行なっても良い。最小二乗法(LS)の解は以下のように容易に展開できる。
【0033】
【数13】
を既知の送信パイロット記号のベクトルとする。そして、数式(6)および(7)より、以下の行列数式を記述することが可能となる。
【0034】
【数14】
ここで、R(i, j) = r(i + df−j)i = 0,…NNs, j = 0, … Lf−1であり、Cは以下のようにパイロット展開シーケンスを含む(NsNp x NNs)行列である。
【0035】
【数15】
従って、f Npに対するLS解は、f Np = (XTX)−1XT a Npであり、ここでX=CRである。ところで、このLS推定値は、パイロット記号にのみ基づいている。しかしながら、ユーザkは、同一のイコライザベクトルを使用して、そのデータの等化および復調を行なっても良い。
【0036】
最少二乗法の解を使用する以外にも、他の技術を使用して、カルマン(Kalman)技術を含むイコライザタップf Npの解を求めても良いことが理解されよう。
【0037】
図5は、現実的な状況における上記アルゴリズムのトラッキング性能を示す。この例で使用されるシステムパラメータは、チャネルの増大展開の原因となるLf=20およびdf=8以外は、図2に対して上記に説明したものと同一である。チャネルは、モバイル速度60mphの5レイ(5−ray)チップ離間レイリーフェージングチャネルである。シミュレーションの結果は、1000以上の異なるチャネルの実現を平均することによって求められる。f Npは、ここで説明するLSアルゴリズムによって推定され、残りのユーザを復調するのに使用される。最初のNpシーケンスはパイロットである。予測されるように、システムにおけるパイロットシーケンスの数が増えると、全てのユーザの性能が向上する。例えば、図5に示すように、12個のパイロットシーケンスを実施するシステムは、パイロットシーケンス78、79の数が少ないシステムとは逆に、グラフ80で示すように、改善されたSNRの面でより良く動作する。しかしながら、これはデータユーザの利用可能なシーケンスの損失に至ってしまう。20%パワーの1つのパイロットシーケンスを使用する代わりに、パイロットとしてのシーケンスの20%を使用することは、トラッキングの見込みから非常に有利である。これにより、システムにおける全てのユーザに、同一の総送信パイロットパワーに対して、付加トラッキング能力が与えられる。データユーザのために利用可能なシーケンスの数の損失は、図5から分かるように、サポートされているユーザの増加SNRから成る。より高速なモバイル速度100mphも、12個のパイロットシーケンスで可能となる。
【0038】
【発明の効果】
従って、パイロットシーケンス上で適応化されたチップイコライザは、全てのユーザの最適MMSEイコライザに非常に近く機能する。また、パイロットシーケンスの数が増えることは、単一のパイロットのパワーが増大するよりも、高速チャネル変動をより良くトラッキングすることになる。これは、チャネル変動をトラッキングするために複数のパイロットトーンを使用するOFDMに非常に類似していると考えられるが、ここでは、複数の展開シーケンスが同一の目的を果たす。しかし、違いとしては、OFDMでは、各パイロットトーンが1つのみの周波数を特徴づけ、トーン間の補間を使用してスペクトラム全体の周波数応答を決定しなければならないが、複数のパイロットシーケンスを有するDS−CDMAシステムでは、各シーケンスがスペクトラム全体を補う周波数応答を有している場合、補間は必要なく、イコライザタップはLMS、カルマン、または最少二乗法のいずれかによって非常に簡単に決定される。
【0039】
本発明を好適な実施例に関連して説明したが、上述した特定の形式に本発明の範囲を限定することを目的としておらず、しかし逆に、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲内に含まれるであろうこのような代替例、変形例、同等例を対象とすることは目的としている。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明の原理によるDS−CDMAダウンリンクチャネルにおける「N」人のユーザそれぞれの送信器および受信器モデル10を示す。
【図2】
図2は、e’kおよびekの数値評価、および特に実例送信システムのレーキ受信器およびチップイコライザでの実績の理論的比較を示す。
【図3】
図3は、図2に対して説明したシステムの同一の評価であって、パイロットパワーは総送信パワーの20%であることを示す。
【図4】
図4は、図2に対して説明したシステムの同一評価であって、同一パワーで全てのユーザの代わりに、20dB送信パワー差で2人のユーザを選択することを示す。
【図5】
図5は、モバイル速度60mphの5タップ(チップ離間)レイリーフェージングチャネル上の最少二乗推定器の性能を示す。
【符号の説明】
10 送信器および受信器モデル
20 基地局
25 ダウンリンクチャネル
27 付加ノイズ
30 受信器
40 イコライザ
60 デスプレッタ
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信システムに関し、特にパイロットシーケンスを有するDS−CDMAシステムの適応チップ等化を行なうシステムおよび方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
セルラーCDMAシステムのマルチユーザ検出は、何年にもわたって非常に活発な研究領域となっている。研究の大部分は、複数のユーザが互いに直行しないアップリンク問題を解決することに向けられている。アップリンク用に開発された方法は、基地局受信器が特にコストに対して敏感に反応するわけではないため、わりと計算に集中している。また、基地局は全てのユーザを復調しなければならないので、平衡および連続的干渉消去などの技術を使用することができる。
【0003】
しかし、ハンドセットでは、ハンドセットの計算の複雑さには限度があるため、レーキ受信器も主にコストの理由から一般に実施されている受信器である。従って、干渉消去などの技術は除外しなければならない。以下の文献 A. Klein, ”Data detection algorithms specially designed for the down−link of CDMA mobile radio systems,(CDMAモバイル無線システムのダウンリンク用に特に設計されたデータ検出アルゴリズム)” IEEE 47th VTC Proceedings, vol. 1, pp. 203−207 1997年5月、およびK. Hooli, M. Latva−aho, M. Juntti, ”Multiple access interference suppression with linear chip equalizers in WCDMA downlink receivers(WCDMAダウンリンク受信器における線形チップイコライザでの複数アクセス干渉抑制)”, IEEE GLOBECOME ’99, vol. 1, pp. 467−471, 1999年12月において、ダウンリンク受信器でのデスプレッドの前にチップイコライザを使用することによって得られる容量ゲインが示されている。適応化アルゴリズムの問題は述べられていない。文献G. Gaire, U. Mitra, ”Pilot−aided adaptive MMSE receivers for DS/CDMA,(DS/CDMAのパイロット支援適応MMSE受信器)” IIC’99I, vol. 1, pp. 57−62, 1997年6月では、パイロットシーケンスを使用する干渉消去の適応方法が述べられており、これは逆チャネル応答の代わりにチャネル応答を推定する。検討される受信器構造はチップに基づくイコライザではなく、従来のチャネル行列を使用するマルチユーザ検出器である。M.K. Tasatsanis, ”Inverse filtering criteria for CDMA systems(CDMAシステムの逆フィルタリング基準)” IEEE Trans. Signal Proc., vol. 45, no. 1, pp. 102−12, 1997年1月では、逆フィルタリングがCDMAに対して研究されているが、高速フェージングチャネルには通常遅すぎるブラインド方法が強調されている。文献P. Komulainen, M. J. Heikkila, J. Lilleberg, ”Adaptive channel equalization and interference suppression for CDMA downlink(CDMAダウンリンクの適応チャネル等化および干渉抑制)”, IEEE 6th Int. Symp. On Spread−Spectrum Tech. & Appln., vol. 2, pp. 363−367, 2000年9月、およびT. P. Krauss, W. J. Hillery, M. D. Zoltowski, ”MMSE equalization for forward link in 3G CDMA: symbol−level versus chip−level(3G CDMAにおけるフォワードリンクのMMSE等化:記号レベル対チップレベル)”, IEEE Workshop on Stat. Signal and Array Proc., vol., 1, pp. 18−22, 2000年8月、およびM. J. Heikkila, P. Komulainen, J. Lilleberg, ”Interference suppression in CDMA downlink through adaptive channel equalization(適応チャネル等化によるCDMAダウンリンクにおける干渉抑制)”, IEEE VTC Proceedings, vol. 2, pp. 978−982, 1999年9月、2000年9月では、チップイコライザも研究されている。M. J. Heikkila, P. Komulainen, J. Lillebergの”Interference suppression in CDMA downlink through adaptive channel equalization(適応チャネル等化によるCDMAダウンリンクにおける干渉抑制)”とう表題の文献では、チャネル値がパイロットシーケンスによって推定可能であれば、グリフィスのアルゴリズムを使用してイコライザタップを適応的に推定する。
【0004】
適応イコライザを使用する殆どのシステムでは、トレーニングシーケンスが周期的に送られて、イコライザタップを適応化する。しかしながら、モバイルセルラー環境では、チャネル変化が非常に迅速であり、全てのユーザがそのトレーニングシーケンスを有する必要がある場合オーバーヘッドが大きくなり過ぎるため、これは実際的ではない。例えば、ウォルシュ−ハダマード(Walsh−Hadamard)展開シーケンスを実施するCDMAシステムの単一のダウンリンクチャネルにおいて、単一チャネル上の最高64人のユーザに直交チャネル化が行なわれる。各ユーザに対し、トレーニングシーケンスが周期的に送られ、核ユーザのモバイルハンドセット受信器でイコライザチップの適応化が行なわれ、そのユーザの適切なデータシーケンスの受信が可能になる。これは、ダウンロードチャネルの情報処理量が限定されるので、システムのオーバーヘッドに非常に寄与する。
【0005】
従って、各ユーザに対して送信されたトレーニングシーケンスの必要性を除去するように、同期DS−CDMAシステムにおけるダウンリンクチャネル上の複数のユーザに対して適応チップ等化を可能にするシステムおよび方法を提供するのは非常に望ましい。
【0006】
また、データストリームに常に存在し、また同期DS−CDMAシステムにおけるイコライザ適応化で連続的に使用可能な単一のトレーニングシーケンスを使用するシステムおよび方法を提供することは非常に好ましい。
【0007】
【問題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、各ユーザに対して送信されたトレーニングシーケンスの必要性を除去するように、同期DS−CDMAシステムにおけるダウンリンクチャネル上の複数ユーザに対し適応チップ等化を容易にするサービスを提供することにある。
【0008】
本発明の別の目的は、データストリームに常に存在し、同期DS−CDMAシステムにおけるイコライザ適応化のために複数のユーザが連続的に使用可能な単一のトレーニングシーケンスを利用するシステムおよび方法を提供することにある。
【0009】
本発明の好適な実施例において、単一のトレーニングシーケンスは、IS−95およびUMTSダウンリンクなどの殆どの同期DS−CDMAシステムにおける同期化およびチャネル推定のためのモバイル受信器が主に使用する送信パイロットシーケンスから成る。従って、本発明の第1の形態によれば、チップイコライザに対して、1つまたは複数のパイロットシーケンスは、データストリームに常に存在し、またモバイルハンドセット受信器でイコライザ適応化のために連続的に使用できるトレーニングシーケンスとして使用される。好適には、チップイコライザのタップを適応化するためのこれらのパイロットシーケンスを使用する方法は、ユーザデータのデスプレッドの前に行なわれる。パイロットシーケンスの使用はチップイコライザのタップを適応化するためであり、そこでは記号速度で適応化が行なわれる。
【0010】
本発明の別の形態によれば、それぞれが既知のチッピングシーケンスを有する複数のパイロットシーケンスが生成され、モバイルハンドセット受信器での連続イコライザ適応化のために送信される。受信された複数のパイロットによって適応化速度を上昇させることができるので、高速変動チャネルの効率的なトラッキングが可能となる。また、本発明は、複数のパイロットシーケンスを使用する迅速にフェージングするチャネルで高速適応化を可能にする最少2乗アルゴリズムを含む。
【0011】
有利なことに、受信器は他のユーザのシーケンスおよびパワーに関する情報を必要としないので、同期DS−CDMAのダウンリンクチャネル上で送信されるパイロットシーケンスおよびパワーレベルは全てのユーザに既知であると推定される。
【0012】
ここに開示する本発明の詳細は、図面を参照して以下に説明する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の原理によるDS−CDMAダウンリンクチャネルにおける「N」人のユーザそれぞれに対する送信器および受信器モデル10を示している。図に示すように、各ユーザkの記号ストリームを表すデータak(i)は、モバイルハンドセットの受信器構造30により、例えば受信用のダウンリンクチャネル25上で、基地局20の送信器から送信される。図1に対して説明および図示される本発明によるこの構造20は、K. Hooli, M. Latva−aho, M. Junttiによる”Multiple access interference suppression with linear chip equalizers in WCDMA downlink receivers(WCDMAダウンリンク受信器における線形チップイコライザによる複数アクセス干渉抑制)”およびP. Komulainen, M. J. Heikkila, J. Lillebergによる”Adaptive channel equalization and interference suppression for CDMA downlink(CDMAダウンリンクのための適応チャネル等化および干渉抑制)”などの上記文献において考察される構造と同様である。全ての数量は実際のものであると推定され、複雑な用語の範囲は直接的である。
【0014】
検討を行なう目的で、モデル10の送信システムは同期DS−CDMAであると仮定する。展開シーケンスは、直交し、白色であると仮定する。この必要条件は、例えば「N」サイズのウォルシュ−ハダマード(Walsh−Hadamard)シーケンスセットを使用し、また長さ「N」の同一のPNシーケンスで各シーケンスをスクランブルすることによって満たされる。ここにおける結果は、短いPNシーケンススクランブリングのために展開されているが、長いPNシーケンススクランブリングによるシミュレーションの結果は同一の成果である。Tcをチップ間隔、またTを記号間隔とする。すると、Tc=NTとなり、ここでNは展開シーケンスの長さであるので、これはシステムがサポートするユーザの最大数となる。
【0015】
図1に対し、以下に説明するように、下付文字はユーザ指標、またカッコ内の変数は時間指標を示す。従って、sk(t)として表されるユーザkの波形は、以下のように記述される。
【0016】
【数1】
ここでNsは送信された記号の数であり、ak(i)はユーザkの記号ストリーム、Pkはユーザkのパワー、またck(t)は以下の数式によって与えられるユーザkの展開信号である。
【0017】
【数2】
【0018】
【数3】
図1に示すように、全てのユーザによる送信信号はh(t)として表される同一のマルチパスチャネル25を通過し、受信器30で付加ノイズ27と共に受信される。フロントエンド同期化およびチップ速度Tcでのサンプリング後のベースバンド受信信号29、すなわちr(k)は、以下のように記述される。
【0019】
【数4】
【0020】
【数5】
【0021】
【数6】
ここでdfはイコライザ40による遅延である。k番目のデータシーケンス55は、以下のようにデスプレッダ60によってデスプレッドされる。
【0022】
【数7】
【0023】
【数8】
ここで行列Hkは、以下のように数式(9)に従って与えられる。
【0024】
【数9】
また、ykは以下によって与えられる。
【0025】
【数10】
【0026】
特定のユーザに対するMMSE等式、およびレーキ受信器上で得られる性能向上について、多くの分析がなされている。しかしながら、本発明によれば、全てのユーザが遭遇する物理チャネル25、すなわちh(t)は同一であり、また全てのユーザに対して最適、あるいは最適に少なくとも非常に「近い」イコライザタップの1つの集合が存在すると予測することは妥当である。すなわち、本発明によれば、パイロットシーケンスに対して得られるイコライザタップf 0は、次に説明するように、スケールファクタまでの、他のユーザのイコライザタップに「近い」。図1に示すように、一般性を損失することなく、パイロット展開シーケンスがc0(n)17であり、またパイロットシーケンスのMMSEタップがf 0であることを仮定する。イコライザタップf’ k=gk f 0がMMSEタップf kの代わりにk番目のユーザに対して使用されると仮定すると、gkはf’ kがイコライザ40として使用されるときの平均二乗誤差(MSE)を最小化するゲイン63である。
【数11】
であり、またf kではなくf’ kを使用することによるMSEは、
【数12】
によって与えられることは容易に求められる。
【0027】
図2は、e’kおよびekの数値評価、また特に実例の送信システムのレーキ受信器およびチップイコライザでの実績の理論的比較を示している。使用する送信のためのパラメータは、N=64、Lf=10、df=4、およびチップSNR=−5dBである。システムは、全てのユーザの等しい送信パワー、および1つのパイロットシーケンスで完全充填されている。短PNシーケンススクランブリングを伴う2進ウォルシュ−ハダマードシーケンスセットは、BPSKデータ[+1, −1]と共に使用される。2レイ固定チャネルh=[1.0 0.9]は、例示の目的で実施された。これは非常に厳しいチャネルであり、レーキ受信器は非常に不十分に動作するので、線68で表される約4.5dBの平均出力SNRが送られる。出力SNRは、最適イコライザf kがユーザkに対して使用されたときの、等化およびデスプレッド後の記号SNR、すなわち10log(l/ek)であり、図2の線70として表される。等化およびデスプレッド後の出力SNRは、ユーザkに対してイコライザf’ kが使用されたときの10log(l/e’k)であり、図2の点線75で表される。図2から、送信トレーニングシーケンスに応じて適応化した従来のイコライザに対する等化およびデスプレッド後の出力SNR70、およびパイロットシーケンスに応じて適応化したチップイコライザに対する等化およびデスプレッド後の出力SNR75は、ほぼ同一、すなわちユーザ全体にわたって約8.0dBの平均であり、これは出力SNRレーキ受信器68での性能における3.5dBの改善である。
【0028】
図3は、図2に対して説明したシステムの同一の評価を示しているが、ここではパイロットパワーは総送信パワーの20%である。ここで、図2の各出力SNR70、75に対応する出力70’、75’の差は、図2に例示するシステムに対して示す出力70、75よりも少し大きいことが分かる。また、平均出力SNRは、図2よりも低い0.8dBである。これは、パイロットパワーが増大すると、他の全てのユーザのパワーが、同一の総送信パワーに対して低下するためである。
【0029】
従って、図3に対してここに述べる結果は、パイロット上で適応化されたチップイコライザを受信器で使用しようとする場合、より高パワーでパイロットを送ることは必ずしも最高の設計とはならない。従来のDS−CDMAシステムにおいて、レーキが使用するチャネル推定値の評価を容易にするために、パイロットをより高パワーで送っている。P. Komulainen, M. J. Heikkila, J. Lillebergによる”Adaptive channel equalization and interference suppression for CDMA downlink(CDMAダウンリンクの適応チャネル等化および干渉抑制)”という表題の文献では、チップイコライザの適応化においてチャネルパラメータが既知であると仮定しており、この場合、パイロットはより高パワーで送られる。しかしながら、本発明によると、チップイコライザがパイロットシーケンス上で直接適応化されると、チャネルは直接推定されないので、パイロットパワーを他のユーザに対して上げる必要はない。これは利用可能な送信パワーをユーザデータに対して一層多く使用することができることを意味している。
【0030】
図4は、図2に対して説明したシステムの同一の評価を示しているが、同一パワーのときに全てのユーザではなく、20dB送信パワー差で2人のユーザを選択する。例えば、第1のユーザはP20=.25であり、第2のユーザはP58=25.である。パイロットを含む他の全てユーザはPk=1を有している。この場合のレーキ受信器は、低パワーで全てのユーザの容認できない結果68を与えるが、パイロットに基づくイコライザ出力SNR75”はまた、成果において最適イコライザ出力SNR70”に非常に近い。この結果は、広範囲でのダウンリンクパワー制御が、パイロット上で適応化されたチップイコライザを有するシステムで可能であることを示している。
【0031】
複数のパイロットを使用する最少二乗法(LS)の解
本発明の第2実施例によると、図1に示す種類の受信器におけるイコライザ構造40に対し、高パワーで1つのパイロットを有する代わりに、複数のパイロット、例えば1/5パワーで5つのパイロット、または1/10パワーで10のパイロットがあると、ダウンリンクチャネルのトラッキングの面で非常に効率的である。従って、あらゆるユーザが、イコライザを適応化するために、複数のパイロットシーケンス、例えば5または10、あるいはシステムで選択された数のパイロットを利用することになる。有利なことに、現在あらゆる最適化ステップで、最小化可能で、イコライザ適応化速度を上げるために使用される複数のパイロットシーケンス、例えば5または10に関連する複数のエラーが発生すると考えられるので、イコライザはより高速に適応化を行なう。結果として、モバイルハンドセットはより高速で移動が可能となり、単一のパイロットのみが実施されたときよりも優れた送信を行なうことができる。
【0032】
全ての展開シーケンス上で等しい送信パワーを有するDS−CDMAシステムと、既知のパイロットシーケンスに対して確保されるN個の展開シーケンスのNpについて考察する。一般性を損なうことなく、これらのシーケンスには0からNp−1の番号が付けられている。従って、あらゆる受信記号間隔において、Np個の既知の記号が存在する。例示の目的で、高速チャネル推定が困難であるドップラーを有するレイリー(Rayleigh)マルチパスフェージング環境について考察する。チャネルの推定に使用される受信記号の数をNsとする。そして、ユーザkは、Ns記号のタイムスパンでLfイコライザタップを推定するのに使用できるNpNsの既知の記号を有している。次に、Npパイロットシーケンスによって生成されるイコライザタップを使用して、k番目のユーザの等化とデスプレッドを行なう。これは、全てのNpパイロット上で同時に作用するLMSアルゴリズムを介して行なっても良い。最小二乗法(LS)の解は以下のように容易に展開できる。
【0033】
【数13】
を既知の送信パイロット記号のベクトルとする。そして、数式(6)および(7)より、以下の行列数式を記述することが可能となる。
【0034】
【数14】
ここで、R(i, j) = r(i + df−j)i = 0,…NNs, j = 0, … Lf−1であり、Cは以下のようにパイロット展開シーケンスを含む(NsNp x NNs)行列である。
【0035】
【数15】
従って、f Npに対するLS解は、f Np = (XTX)−1XT a Npであり、ここでX=CRである。ところで、このLS推定値は、パイロット記号にのみ基づいている。しかしながら、ユーザkは、同一のイコライザベクトルを使用して、そのデータの等化および復調を行なっても良い。
【0036】
最少二乗法の解を使用する以外にも、他の技術を使用して、カルマン(Kalman)技術を含むイコライザタップf Npの解を求めても良いことが理解されよう。
【0037】
図5は、現実的な状況における上記アルゴリズムのトラッキング性能を示す。この例で使用されるシステムパラメータは、チャネルの増大展開の原因となるLf=20およびdf=8以外は、図2に対して上記に説明したものと同一である。チャネルは、モバイル速度60mphの5レイ(5−ray)チップ離間レイリーフェージングチャネルである。シミュレーションの結果は、1000以上の異なるチャネルの実現を平均することによって求められる。f Npは、ここで説明するLSアルゴリズムによって推定され、残りのユーザを復調するのに使用される。最初のNpシーケンスはパイロットである。予測されるように、システムにおけるパイロットシーケンスの数が増えると、全てのユーザの性能が向上する。例えば、図5に示すように、12個のパイロットシーケンスを実施するシステムは、パイロットシーケンス78、79の数が少ないシステムとは逆に、グラフ80で示すように、改善されたSNRの面でより良く動作する。しかしながら、これはデータユーザの利用可能なシーケンスの損失に至ってしまう。20%パワーの1つのパイロットシーケンスを使用する代わりに、パイロットとしてのシーケンスの20%を使用することは、トラッキングの見込みから非常に有利である。これにより、システムにおける全てのユーザに、同一の総送信パイロットパワーに対して、付加トラッキング能力が与えられる。データユーザのために利用可能なシーケンスの数の損失は、図5から分かるように、サポートされているユーザの増加SNRから成る。より高速なモバイル速度100mphも、12個のパイロットシーケンスで可能となる。
【0038】
【発明の効果】
従って、パイロットシーケンス上で適応化されたチップイコライザは、全てのユーザの最適MMSEイコライザに非常に近く機能する。また、パイロットシーケンスの数が増えることは、単一のパイロットのパワーが増大するよりも、高速チャネル変動をより良くトラッキングすることになる。これは、チャネル変動をトラッキングするために複数のパイロットトーンを使用するOFDMに非常に類似していると考えられるが、ここでは、複数の展開シーケンスが同一の目的を果たす。しかし、違いとしては、OFDMでは、各パイロットトーンが1つのみの周波数を特徴づけ、トーン間の補間を使用してスペクトラム全体の周波数応答を決定しなければならないが、複数のパイロットシーケンスを有するDS−CDMAシステムでは、各シーケンスがスペクトラム全体を補う周波数応答を有している場合、補間は必要なく、イコライザタップはLMS、カルマン、または最少二乗法のいずれかによって非常に簡単に決定される。
【0039】
本発明を好適な実施例に関連して説明したが、上述した特定の形式に本発明の範囲を限定することを目的としておらず、しかし逆に、添付の請求項によって定義される本発明の精神および範囲内に含まれるであろうこのような代替例、変形例、同等例を対象とすることは目的としている。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、本発明の原理によるDS−CDMAダウンリンクチャネルにおける「N」人のユーザそれぞれの送信器および受信器モデル10を示す。
【図2】
図2は、e’kおよびekの数値評価、および特に実例送信システムのレーキ受信器およびチップイコライザでの実績の理論的比較を示す。
【図3】
図3は、図2に対して説明したシステムの同一の評価であって、パイロットパワーは総送信パワーの20%であることを示す。
【図4】
図4は、図2に対して説明したシステムの同一評価であって、同一パワーで全てのユーザの代わりに、20dB送信パワー差で2人のユーザを選択することを示す。
【図5】
図5は、モバイル速度60mphの5タップ(チップ離間)レイリーフェージングチャネル上の最少二乗推定器の性能を示す。
【符号の説明】
10 送信器および受信器モデル
20 基地局
25 ダウンリンクチャネル
27 付加ノイズ
30 受信器
40 イコライザ
60 デスプレッタ
Claims (16)
- チャネル応答を有する単一のチャネルで、複数のモバイルユーザ向けの複数の情報記号を含む信号を同時に送信する基地局を含む直接シーケンスコード分割多重通信システム(DS−CDMA)において、情報記号を通信する方法であって、
a)上記基地と上記モバイルユーザとの間で同期的に通信を行い、上記複数のモバイルユーザにおけるそれぞれの受信装置により、受信用の上記単一のチャネル上で上記信号と共にパイロット信号を送信するパイロットシーケンスを生成し、
b)各ユーザ受信装置において、上記チャネル応答をトラッキングすることの可能な適応チップイコライザを与え、
c)各上記受信装置において、上記受信パイロット信号を使用する上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップを適応させ、上記適応により受信した情報記号のエラーが低下し、
d)上記単一チャネルからモバイルユーザの情報記号を抽出するために、そのユーザに対応させられたチッピングシーケンスを使用して上記信号をデスプレッドする方法。 - 送信されたパイロット信号のパワーが、各モバイルユーザに送信された情報記号シーケンスのパワーと等しく、および/または送信されたパイロット信号のパワーが増大すると、各モバイルユーザに送信されたパワーが同一の総送信パワーに対して減少する、請求項1に記載の情報記号を通信する方法。
- 上記ステップa)が、既知のチッピングシーケンスをそれぞれ有する複数のパイロットシーケンスを生成し、また上記単一のチャネル上で上記信号と同時に上記複数のパイロット信号を送信する段階を含み、また上記ステップc)が各上記受信されたパイロット信号を使用して上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップを適応させる段階を含み、上記ステップc)の適応は、単一のパイロット信号に基づいて適応させるときに比べて、上記受信された複数のパイロット信号に基づいて上記適応チップイコライザを適用するときに使用するより速い速度で行われることになるので、上記複数のパイロットによって高速変化チャネルの効率的なトラッキングが可能になる、請求項1に記載の情報記号を通信する方法。
- 上記パイロット信号が連続して送信されるので、上記方法は連続イコライザ適応を可能にする、請求項1に記載の情報記号の通信方法。
- チャネル応答を有する単一のチャネル上で複数のモバイルユーザ向けの複数の情報記号を含む信号を同時に送信する基地局と、
既知のチッピングシーケンスを有するパイロットシーケンスを生成し、各上記複数のモバイルユーザの受信装置によって受信用の上記単一のチャネル上で上記信号と共に上記パイロット信号を送信する機構と、
上記チャネル応答をトラッキングすることの可能な各ユーザ受信装置に設けられた適応チップイコライザと、
各上記受信装置で上記受信されたパイロット信号を使用して上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップを適応させ、上記適応は受信された記号のエラーを最少に抑え、上記受信装置は上記信号チャネルからモバイルユーザの情報記号を抽出するためにそのユーザに対応させられたチッピングシーケンスを使用して上記信号をデスプレッドする機構とを具備して成る直接シーケンスコード分割多重(DS−CDMA)通信システム。 - 送信されたパイロット信号のパワーが各ユーザに送信されたパワーに等しく、および/または送信されたパイロット信号のパワーが増大すると、各モバイルユーザに送信されたパワーが同一の総送信パワーに対して減少する、請求項5に記載のDS−CDMAシステム。
- 上記基地局は、既知のチッピングシーケンスをそれぞれ有する複数のパイロットシーケンスを生成し、上記単一のチャネル上で上記信号と同時に上記複数のパイロット信号を送信する手段を含み、また上記機構は各上記受信されたパイロット信号を使用する上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップを適応させ、また上記適応機構は単一のパイロット信号に基づいて適応を行なうときに比べて、上記受信した複数のパイロット信号に基づいて上記適応チップイコライザを適応させるときにより速い速度で実行することがあるので、上記複数のパイロットにより高速変化チャネルの効率的なトラッキングが可能になる、請求項5に記載のDS−CDMAシステム。
- 上記パイロット信号は連続的に送信されるので、上記機構は連続的なイコライザ適応が可能である、請求項5に記載のDS−CDMAシステム。
- 迅速にフェージング(fading)するチャネルにおいて記号を受信するのに使用されるチップイコライザの適応方法であって、
a)既知のチッピングシーケンスをそれぞれ有する複数のパイロットシーケンスを生成し、
b)単一のチャネル上で複数のモバイルユーザに同時に送られるデータシーケンスを備える複数の情報記号を含む信号と共に上記複数のパイロット信号を同時に送信し、
c)各ユーザ受信装置において、チャネル応答をトラッキングすることの可能な適応チップイコライザを与え、また特定のユーザに対するデータシーケンスを得るためにデスプレッドすることの可能なイコライザ出力を得て、
d)上記受信装置で上記受信されたパイロット信号を使用して上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップを適応させ、上記適応により受信した情報記号のエラーが低下し、
e)上記単一のチャネルからモバイルユーザの情報記号を抽出するためにそのユーザに対応させられたチッピングシーケンスを使用することにより上記信号をデスプレッドし、また上記適応ステップd)は、
既知の送信されたパイロット情報記号のベクトルa Npを生成し、
パイロット展開シーケンスの行列Cを生成し、
以下の数式による上記イコライザタップf Npを推定するステップから成る最少二乗法を実施する段階を含んでいても良い:
f Np = (XTX)−1XT a Np ここでX=CR
またR(i,j) = r(i+df−j)i = 0, … NNs,j = 0, … Lf−1
であり、Nsはチャネル応答を推定するのに使用した受信記号の数であり、Lfはイコライザタップの総数である。 - チャネル応答を有する単一のチャネル上で複数のユーザに同時に送られる複数の情報記号を含む通信信号を送信する装置であって、
チッピングシーケンスを有するパイロットシーケンスを生成する機構と、
各上記複数のモバイルユーザの受信装置によって受信用の上記単一チャネル上で上記通信信号と共に上記パイロット信号を送信し、上記受信装置は上記チャネル応答をトラッキングすることの可能な適応チップイコライザを含み、上記受信したパイロット信号を使用して上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップを適応させ、また上記適応は受信した記号のエラーを最少に抑えるためのものである送信装置とを具備して成り、
上記受信装置は、上記単一のチャネルからモバイルユーザの情報記号を抽出するためにそのユーザに対応させられたチッピングシーケンスを使用して上記通信信号をデスプレッドする装置。 - 送信されたパイロット信号のパワーは各ユーザに送信されたパワーに等しく、および/または送信されたパイロット信号のパワーが増大すると、各モバイルユーザに送信されたパワーは同一の総送信パワーに対して減少する、請求項10に記載の装置。
- パイロット信号を生成する上記手段は、既知のチッピングシーケンスをそれぞれ有する複数のパイロットシーケンスを更に生成し、上記単一のチャネル上で上記通信信号と同時に上記複数のパイロット信号を送信し、また上記機構は各上記受信したパイロット信号を使用して上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップを適応させ、上記適応機構は、単一のパイロット信号に基づいて適応させるときに比べて、上記受信した複数のパイロット信号に基づいて上記適応チップイコライザを適応させるときにより速い速度で実行を行なう、請求項10に記載の装置。
- 上記パイロット信号は連続的に送信され、上記受信装置は連続的なイコライザ適応を行うことが可能である、請求項10に記載の装置。
- チャネル応答を有する単一のチャネル上で同時に複数のユーザに送られるデータシーケンスから成る複数の情報記号を含む通信信号を受信することの可能な通信システムの受信器であり、上記通信信号は既知のチッピングシーケンスを有するパイロット信号を含み、上記受信器が、
上記通信信号およびパイロット信号を同時に受信し、またイコライザ出力を得るために使用される適応チップイコライザと、
特定のユーザのデータシーケンスを得るために上記イコライザ出力をデスプレッドする装置とを具備して成り、
上記適応チップイコライザの1つまたは複数のイコライザタップは、上記受信されたパイロット信号を使用して適応化され、上記デスプレッド装置は、上記単一のチャネルからそのユーザの情報記号を抽出するためにそのユーザに対応付けられたチッピングシーケンスを使用して上記通信信号をデスプレッドする受信器。 - 上記通信信号は、上記単一チャネル上で上記通信信号と同時に送信される既知のチッピングシーケンスをそれぞれ有する複数のパイロットシーケンスを含み、上記適応チップイコライザは、各上記受信したパイロット信号を使用して1つまたは複数のそのイコライザタップを適応化させ、また上記適応チップイコライザは、単一のパイロット信号に基づいて適応を行なう場合に比べて、上記受信した複数のパイロット信号に基づいて適応を行なうときにより速い速度で動作を行なうので、上記複数のパイロットが高速変化チャネルの効率的なトラッキングを可能にする、請求項14に記載の受信器。
- 上記パイロット信号は、連続的なイコライザ適応化を可能にするために連続的に送信される、請求項14に記載の受信器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US27982101P | 2001-03-29 | 2001-03-29 | |
US09/978,118 US20020191568A1 (en) | 2001-03-29 | 2001-10-15 | Adaptive chip equalizers for synchronous DS-CDMA systems with pilot sequences |
PCT/IB2002/000877 WO2002080379A2 (en) | 2001-03-29 | 2002-03-19 | Adaptive chip equalizers for synchronous ds-cdma system with pilot sequences |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004519959A true JP2004519959A (ja) | 2004-07-02 |
Family
ID=26959903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002578667A Withdrawn JP2004519959A (ja) | 2001-03-29 | 2002-03-19 | パイロットシーケンスを有する同期ds−cdmaシステムの適応チップイコライザ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20020191568A1 (ja) |
EP (1) | EP1378067A2 (ja) |
JP (1) | JP2004519959A (ja) |
KR (1) | KR20030005430A (ja) |
WO (1) | WO2002080379A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007029313A1 (ja) | 2005-09-06 | 2007-03-15 | Fujitsu Limited | イコライザ装置 |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7158558B2 (en) * | 2001-04-26 | 2007-01-02 | Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) | Wideband multiple access telecommunication method and apparatus |
JP3660278B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2005-06-15 | 松下電器産業株式会社 | 基地局装置、移動局装置、無線通信システム及び無線通信方法 |
JP4119696B2 (ja) * | 2001-08-10 | 2008-07-16 | 松下電器産業株式会社 | 送信装置、受信装置及び無線通信方法 |
US7181085B1 (en) | 2002-04-04 | 2007-02-20 | Acorn Technologies, Inc. | Adaptive multistage wiener filter |
ATE471002T1 (de) * | 2002-04-25 | 2010-06-15 | Imec | Cdma empfang-übertragungstechniken für funksysteme mit mehrfacheingängen und mehrfachausgängen (mimo) |
US7257377B2 (en) | 2003-02-18 | 2007-08-14 | Qualcomm, Incorporated | Systems and methods for improving channel estimation |
US20040203812A1 (en) * | 2003-02-18 | 2004-10-14 | Malladi Durga Prasad | Communication receiver with an adaptive equalizer that uses channel estimation |
US7272176B2 (en) | 2003-02-18 | 2007-09-18 | Qualcomm Incorporated | Communication receiver with an adaptive equalizer |
US7356100B2 (en) * | 2003-03-03 | 2008-04-08 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Estimating channel impulse response and equalizer coefficients in UWB communication systems |
ATE367024T1 (de) * | 2003-04-04 | 2007-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | Vorentzerrung eines mehrträger-cdma-systems über zeitvariante übertragungskanäle |
US7428260B2 (en) | 2003-10-30 | 2008-09-23 | Marvell World Trade Ltd. | Unified MMSE equalization and multi-user detection approach for use in a CDMA system |
KR100856227B1 (ko) * | 2003-12-15 | 2008-09-03 | 삼성전자주식회사 | 이동통신시스템에서의 송/수신장치 및 방법 |
US20050195886A1 (en) * | 2004-03-02 | 2005-09-08 | Nokia Corporation | CPICH processing for SINR estimation in W-CDMA system |
US7599426B2 (en) | 2004-07-19 | 2009-10-06 | Acorn Technologies, Inc. | Use of adaptive filters in multiple access wireless systems employing predictable signals |
WO2006017730A2 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Nextel Communications, Inc. | System and method for dividing subchannels in a ofdma network |
US20060045192A1 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-02 | Hiroshi Hayashi | Method and apparatus for pilot channel transmission and reception within a multi-carrier communication system |
KR100625673B1 (ko) | 2004-11-04 | 2006-09-20 | 에스케이 텔레콤주식회사 | 칩 등화 기법을 이용한 위성 방송 수신 성능 개선 방법 및장치 |
US7532667B2 (en) * | 2004-11-05 | 2009-05-12 | Interdigital Technology Corporation | Pilot-directed and pilot/data-directed equalizers |
US7539262B2 (en) * | 2004-12-14 | 2009-05-26 | Interdigital Technology Corporation | Method and apparatus for performing chip level equalization using joint processing |
WO2006106473A2 (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-12 | Nxp B.V. | Multi-user equalization method and device for wireless communication system |
US7486716B2 (en) | 2005-06-22 | 2009-02-03 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for using chip sample correlations in one or more received signal processing operations |
KR100721353B1 (ko) * | 2005-07-08 | 2007-05-25 | 삼성전자주식회사 | 칩 삽입형 매개기판의 구조와 제조 방법, 이를 이용한 이종칩의 웨이퍼 레벨 적층 구조 및 패키지 구조 |
US8107549B2 (en) | 2005-11-30 | 2012-01-31 | Qualcomm, Incorporated | Multi-stage receiver for wireless communication |
CN101502068B (zh) * | 2006-08-07 | 2012-05-30 | Sk电信有限公司 | 码片均衡器和均衡方法 |
US8289946B2 (en) * | 2007-08-14 | 2012-10-16 | Qualcomm Incorporated | Reference signal generation in a wireless communication system |
US8386549B1 (en) | 2008-03-04 | 2013-02-26 | Acorn Technologies, Inc. | Reduced complexity adaptive multistage wiener filter |
US7700416B1 (en) | 2008-04-25 | 2010-04-20 | Acorn Technologies, Inc. | Tensile strained semiconductor on insulator using elastic edge relaxation and a sacrificial stressor layer |
US7851325B1 (en) * | 2008-09-12 | 2010-12-14 | Acorn Technologies, Inc. | Strained semiconductor using elastic edge relaxation, a buried stressor layer and a sacrificial stressor layer |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5414699A (en) * | 1993-09-27 | 1995-05-09 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for receiving and decoding communication signals in a CDMA receiver using partial de-correlation |
US5692006A (en) * | 1995-07-31 | 1997-11-25 | Qualcomm Incorporated | Adaptive despreader |
US6658047B1 (en) * | 1999-03-10 | 2003-12-02 | Nokia Corporation | Adaptive channel equalizer |
US6522683B1 (en) * | 2000-08-10 | 2003-02-18 | Qualcomm, Incorporated | Method and apparatus for adaptive linear equalization for walsh covered modulation |
-
2001
- 2001-10-15 US US09/978,118 patent/US20020191568A1/en not_active Abandoned
-
2002
- 2002-03-19 EP EP02713104A patent/EP1378067A2/en not_active Withdrawn
- 2002-03-19 KR KR1020027016213A patent/KR20030005430A/ko not_active Application Discontinuation
- 2002-03-19 JP JP2002578667A patent/JP2004519959A/ja not_active Withdrawn
- 2002-03-19 WO PCT/IB2002/000877 patent/WO2002080379A2/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007029313A1 (ja) | 2005-09-06 | 2007-03-15 | Fujitsu Limited | イコライザ装置 |
US8107521B2 (en) | 2005-09-06 | 2012-01-31 | Fujitsu Limited | Equalizer device |
EP2571176A1 (en) | 2005-09-06 | 2013-03-20 | Fujitsu Limited | Equalizer device and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20030005430A (ko) | 2003-01-17 |
WO2002080379A3 (en) | 2002-12-05 |
WO2002080379A2 (en) | 2002-10-10 |
US20020191568A1 (en) | 2002-12-19 |
EP1378067A2 (en) | 2004-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004519959A (ja) | パイロットシーケンスを有する同期ds−cdmaシステムの適応チップイコライザ | |
US6658047B1 (en) | Adaptive channel equalizer | |
KR100228950B1 (ko) | 멀티유저-간섭 감소 장치 및 방법과 코드분할 다중 액세스 통신 시스템 | |
JP4316500B2 (ja) | 受信ダイバーシティを用いるブロック送信のためのグループ単位連続干渉キャンセル | |
JP5074544B2 (ja) | 無線通信システムにおけるソフト・ハンドオフのための受信された多元信号の等化 | |
US7477634B1 (en) | Method and apparatus for a chip-level no-decision feedback equalizer for CDMA wireless systems | |
AU2004213989C1 (en) | Communication receiver with an adaptive equalizer | |
US8577304B2 (en) | Synchronous CDMA communication system | |
JP5412657B2 (ja) | チップ・レベルの等化を有する受信機 | |
US20080130674A1 (en) | Method and System For Multi-User Channel Estimation in Ds-Cdma Systems | |
JP2004523957A (ja) | チャネル相関行列の高速フーリエ変換を用いた低複雑度データ検出 | |
WO2004075499A1 (en) | Communication receiver with an adaptive equalizer that uses channel estimation | |
EP1595339B1 (en) | Communication receiver with a rake-based adaptive equalizer | |
EP1304815A2 (en) | A code division multiple access downlink receiver | |
KR100383594B1 (ko) | 통신시스템의 하방향링크 공동검출 방법 및 장치 | |
JP4324612B2 (ja) | 直交コードcdma信号検出方法 | |
Smee et al. | Adaptive space-time feedforward/feedback detection for high data rate CDMA in frequency-selective fading | |
Mirbagheri et al. | A linear MMSE receiver for multipath asynchronous random-CDMA with chip pulse shaping | |
WO2000054418A1 (en) | Unsupervised adaptive chip separation filter for cdma terminal | |
Ghosh | Adaptive chip-equalizers for synchronous DS-CDMA systems with pilot sequences | |
Ueng et al. | Adaptive receiver for DS/CDMA multiuser communications | |
Yang et al. | Novel two-dimensional multistage interference cancellation scheme for uplink transmission of single carrier cyclic prefix-assisted CDMA system | |
EP1733488A1 (en) | Method and system for multi-user channel estimation in ds-cdma systems | |
Prator et al. | Impact of Channel Estimation on the 3GPP-TD-CDMA | |
Leus et al. | Multi-User Detection in Frequency-Selective Fading Channels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050318 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20071002 |