JP2005503065A

JP2005503065A - Ｃｄｍａ無線システム

Info

Publication number: JP2005503065A
Application number: JP2003527920A
Authority: JP
Inventors: エイマンエフナギーブ
Original assignee: インフィネオンテヒノロジースアクチェンゲゼルシャフト
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2022-09-12
Also published as: US7466743B2; CN100413224C; EP2521285B1; EP3070856A1; US20080080594A1; WO2003023996A1; US7623564B2; CN1656709A; EP2521284B1; US8724749B2; EP2521284A1; US20030086479A1; EP2521285A1; EP1444794A4; EP1444794B1; US20100142591A1; JP4657604B2; EP1444794A1; EP3070856B1

Abstract

情報符号は、送信機の異なる送信アンテナ（３３２ａ、３３４ａ、３３２ｂ、３３４ｂ）から送信されるということを除いて、同じ拡散コード（３４４）を用いて独立したストリームで同時に送信される。これらの同時に存在するデータストリームは、同じユーザ（それによって、任意の特定ユーザに対するデータ速度が増大され得る）又は異なるユーザ（それによって、システム容量を増大させる）に対して向けられる。各々のデータストリームは、異なる信号配列に従い、異なるチャネルコードを利用することができる（３２４ａ、３２４ｂ）。受信機で、少なくとも多重データストリームに等しい多数の受信アンテナが、異なるデータストリームを分離するのに用いられる。２つの異なる場合を考慮する。第１の場合は、送信ダイバーシチが利用されず（この場合はまた、単一アンテナの重み付けを有する送信ダイバーシチが利用される場合を含む）、第２の場合は、時空（space-time）ブロック符号化を有する送信ダイバーシチが利用される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信分野に関する。特に、本発明は、無線通信システムに基づくCDMAにおいて、増加するデータ速度及び/又はデータ容量に通ずる、時-空間処理及び干渉抑制技術のための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、2001年9月12日に出願の出願番号第60/322,869の“時-空間デコーディング（Time-Space Decoding）”の名称にかかる仮特許出願に対する優先権を主張する。
【０００３】
無線通信システムは、個人及び商業的用途として至るところにある。
【０００４】
ユーザー数の増加、及び所望されるデータ量（例えば、グラフィックス、ビデオ、データ等）の増加に基づく要求が高まり続けている。しかしながら、通信システムが、直接シーケンス拡散スペクトル適用のために直交符号又は準直交符号の数に従って適合できる信号数には制限がある。これは、前記通信システムが制限される干渉及び/又はリソースを制限される符号であるからである。
【０００５】
前記通信システムで制限されるリソースを用いて、ユーザー数の増加及びユーザーの所望のデータ量の増加に適合するために前記必要性が生じる。
【０００６】
より高速なデータ速度を適合させる１つの方法は、広帯域伝送を用いること、例えば、合成信号を作り出す受信機で結合される３データストリームを用いることである。しかしながら、コードシーケンス数に制限が与えられると、広帯域システムは単純に制限されるコードリソース数をより早く消費する。
【０００７】
結果として、コードリソースを消費する制限なしに、広帯域伝送を提供する必要性が生じる。
【０００８】
DSSS通信システムにおいて、異なる符号化シーケンスを有する多重信号は、同時に伝送される。前記所望のデータストリームを全体データ信号から回復するために、前記所望の信号を符号化するために用いられる特定コードシーケンスは、受信機で再生され、自己相関を介して、前記全体信号のノイズ及び干渉からオリジナルデータストリームを検出するのに用いられる。とはいえ、このようなシステムにおいて、前記多重信号は、前記特定コードシーケンスと相関関係を計算した後に検出される信号と比較する際、ノイズとして現れる程度に十分に弱くなければならない。
【０００９】
例えば、特定の時間遅延を有する受信機で重複信号を提供する、ビル、山、木、車などのような対象からの異なる反射に基づく択一的な経路が、送信機と受信機の間に存在する。これらの択一的な経路又は多重経路は、前記特定時間遅延で復調され、信号対雑音比（SNR）を改善するために加えられる。しかしながら、ある場合には、多く又は全ての重複経路は、他の送信機からの干渉のため非常に弱い信号を提供する。
【００１０】
従って、他の送信機の干渉のため、信号受信の制限を克服する必要性が生じる。
【００１１】
この制限を克服するために用いられる１つの方法は、送信機にのみ多重アンテナを利用すること、又は送信機と受信機に多重アンテナを利用することである。これは、前記受信機に対する幾つかの干渉抑制容量と同様に地理的障壁の幾つかを克服する信号のために付加的な多重経路を提供する。しかしながら、前記異なるアンテナ上の異なる信号は、異なるコードを用い、その時、前記コードリソースは素早く利用される。結果として、このモデルは、前記データ速度で小さなゲインを得る。
【００１２】
このように、多重アンテナの各々に対するデータを符号化するために異なるコードシーケンスを利用するという制限を克服する必要性が生じる。
【００１３】
容量は利用できるコード数によって制限されている。特に、直交又は少なくとも準直交のコードシーケンスが、各特定データストリームが通信されるために利用されなければならない。しかしながら、直交又は準直交のコードシーケンスの数は、所定のコードシーケンスの長さで制限されている。
【００１４】
このように、前記通信システムの容量は、制限されている。従って、各データストリームのために必要な異なる符号化のシーケンスの制限を克服する一方で、付加的な伝送容量を満足する方法が必要となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明において、情報符号は、前記送信機の異なる伝送アンテナからではなく同じ拡散コードを利用して独立したストリームについて同時に伝送される。これらの同時のデータストリームは、同様のユーザー（及びそれによって任意のユーザーに対するデータ速度が増大され得る）又は異なるユーザー（それによって前記システム容量を増大させる）に向けられる。データの各ストリームは、異なる信号配列に属し、異なるチャネルコードを利用し得る。前記受信機で、多くの受信アンテナは、少なくとも多重データストリームの数に等しく、異なるデータストリームを分離するのに用いられている。我々は、１つの異なる場合について考える。その第１の場合は、送信ダイバーシチが用いられていない時（この場合、単純なアンテナの重みを有する送信ダイバーシチが利用される）であり、第２の場合は、時-空間ブロック符号化を有する送信ダイバーシチが用いられる時である。
【００１６】
図１は、本発明を実行する際に利用する装置１０の概略表現である。装置１０は、少なくとも第１及び第２の送信機２０、３０、及び受信機４０を備えている。送信機２０は、信号を送信するために少なくとも第１及び第２のアンテナ２２、２４を有しており、送信機３０も信号を送信するために少なくとも第１及び第２のアンテナ３２、３４を有している。受信機４０は、信号を受信するために少なくとも第１及び第２のアンテナ４２、４４を有している。前記第１の送信機から前記受信機への前記信号経路特性は、iが前記受信機アンテナ番号を指示し、jが前記送信機アンテナ番号を指示する場合に値h_ijによって表される。同様に、前記第２の送信機から前記受信機への前記信号経路特性は、値g_ijによって表される。
【００１７】
本発明は、付加的アンテナ及び付加的送信機を用いて実行されるが、前記受信機４０のアンテナ番号は、少なくとも送信機の番号に等しくなければならない。
【００１８】
図１に示すように、送信機２０、３０は、基地局に位置しており、受信機４０は、移動局のような端局装置として描写されている。しかしながら、本発明は、前記送信機が同期化される端局装置に位置し、前記受信機が基地局に位置している場合のような他の構成でも実行される。
【００１９】
図２は、本発明を実行する際に利用される、例証するトランシーバ２００の主要機能を描写する。トランシーバ２００は、受信した信号を復調するためのフロントエンド処理ブロック２０２、モデム２０４、受信した信号をデコードするためのコーデック２０６、メモリ２０８、パラメータ推定ブロック２１２を含む受信機ユニットを備えている。これらの要素は、バス２０７によって相互接続されており、コントローラ/マイクロプロセッサ２１０によって制御されている。アンテナ２０１で受信された信号は、フロントエンド処理ブロック２０２に供給され、さらに、コントローラ/マイクロプロセッサ２１０及びメモリ２０８に記憶されたプログラムに制御され、モデム２０４及びコーデック２０６によって処理される。送信機２１４は、受信部の要素に類似する機能的要素を有するが、送信のためにアンテナ２１６に提供される、符号化され変調された信号を発生させるために反対方向に動作する。
【００２０】
図２に示すタイプのトランシーバ動作については、一般的に詳細によく知られている。本発明に関係する前記トランシーバ動作の特定の詳細について、以下の議論で詳述する。
【００２１】
本発明を実行する際に利用する１組の３ＧＰＰ送信機３２１、３２３の例証する実施例を図３に描写する。図の中に示すように、送信機３２１は、エンコーダ３２４ａ、偏重器３２６ａ、乗算器３２７ａ、パルス整形器３２８ａ、及び２つの乗算器３３０ａ、３３１ａを備えている。送信機３２３は、同様の機能的要素を備えており、接尾部“ｂ”を有することを除いて同じ番号を付されている。前記２つの送信機の要素が機能的に同様である一方で、前記チャネルエンコーダ３２４ａ、３２４ｂは、異なるチャネルコード、さらに異なる符号化方式さえも利用し、前記変調器３２６ａ、３２６ｂは、異なる信号配列を利用する。各変調器の出力は、乗算器３２７ａ又は３２７ｂで拡散コードによって多重化される際に拡散するのに適合している変調信号である。
【００２２】
図３には、乗算器３２７ａ及び乗算器３２７ｂの両方に対する同様の拡散コードを提供する供給源３４４も示されている。重みW₁₁、W₁₂、W₂₁、W₂₂それぞれの供給源３４０ａ、３４２ｂ、３４０ｂ、及び３４２ｂもまた示されており、乗算器３３０ａ、３３１ａ、３３０ｂ、及び３３１ｂに与えられている。
【００２３】
動作上、供給源３０１からのデータストリームは、例証するように前記データストリームを第１及び第２の並列データストリーム３２５及び３２７に分離するシリアルパラレル変換器３０３に提供され、あらゆる異なるデータ符号は送信機３２１へ誘導され、残存データ符号は送信機３２３へ誘導される。図３において、送信機３２１に誘導される前記データ符号は、符号“ｃ”によって表され、送信機３２３に誘導される前記データ符号は、符号“ｓ”によって表される。
【００２４】
前記第１のデータストリームは、チャネルエンコーダ３２４ａによってエンコードされ、変調器３２６ａによって変調され、第１の拡散データストリームを形成するために乗算器３２７ａによって拡散される。前記拡散データストリームは、その後、パルス整形器３２８ａによってパルス整形され、その結果の信号は、それらを重みw₁₁及びw₁₂と掛け算することによって並列信号に重み付けする乗算器３３０ａ及び３３１ａに並列に加えられる。その重み付けされた拡散データストリームは、その後、アンテナ３３２ａ及び３３４ａに送信のために加えられる。
【００２５】
前記第２のデータストリームは、送信機３２３の要素を用いて通常の方式で処理され、前記同様の拡散コードと共に拡散されている第２の拡散データストリームを作り出し、その後、前記第２の拡散データストリームは、重みw₂₁及びw₂₂で前記並列信号を重み付けする乗算器３３０ｂ及び３３１ｂに並列に加えられる。前記重み付けされた拡散データストリームは、その後、送信のためにアンテナ３３２ｂ及び３３４ｂに加えられる。
【００２６】
図３に示すタイプの多重送信機から信号を受信する受信機４００を例証する実施例を図４Ａに示す。受信機４００は、第１及び第２の整合フィルタ４１４ａ、４１４ｂ、拡散コードの供給源４１６、第１及び第２の乗算器４１７ａ、４１７ｂ、信号処理ブロック４１８、第１及び第２のチャネルデコーダ４２０ａ、４２０ｂ、及びシリアルパラレル変換器４２２を備えている。オプションのフィードバック経路４２１ａ及び４２１ｂは、ターボデコーディング用に利用される、デコードされる信号を信号処理ブロック４１８に与える。図３の前記送信機から送信される前記データストリームを回復するために、供給源４１６によって加えられる前記拡散コードは、供給源３４４によって加えられるのと同様である。
【００２７】
送信データは、アンテナ４１２ａ、４１２ｂで受信される。各アンテナで受信される信号は、前記受信機で通信している前記全ての送信器の全てのアンテナから送信される信号を含んでいる。各アンテナで受信される信号は、整合フィルタ４１４ａ又は４１４ｂによってフィルタリングされ、前記同様の拡散コードを使って乗算器４１７ａ又は４１７ｂによって再拡散される。結果として、第１及び第２の再拡散される信号は、処理ブロック４１８に与えられる。本発明のシステムにおいて、各再拡散される信号は、送信機３２１及び３２３に本来与えられる前記第１及び第２のデータストリームの両方についての情報を含んでいる。
【００２８】
図４Ｂ、４Ｃ、５Ａ、５Ｂ、及び６以下により詳細に示されている処理ブロック４１８は、信号干渉を抑圧し、前記受信した信号における前記第１及び第２のデータストリームの前記データ符号を検出する。これらの信号は、その後、前記信号をデコードするチャネルデコーダ４２０ａ、４２０ｂに与えられる。供給源３０１から配信されるオリジナルデータストリームを再構成することを望むならば、前記デコーダの出力は、その後、パラレルシリアル変換器４２２によって単一シリアルストリームに再結合され得る。
【００２９】
処理ブロック４１８の１つの実施例のさらなる詳細を図４Ｂに示す。処理ブロック４１８は、フィンガー干渉抑制ブロック４６２ａ−４６２ｎごとに複数の第１及び第２の結合器４６８ａ、４６８ｂ、第１及び第２の仮決定ブロック４７２ａ、４７２ｂ、及び干渉消去及びソフト決定ブロック４７６を含んでいる。
【００３０】
乗算器４１７ａ、４１７ｂの出力による信号は、前記送信機から前記受信機への異なる経路に沿って伝搬して、結果として、わずかに異なる時間で到着する多重経路信号を含んでいる。強化されたこれらの信号は、処理ブロック４１８の異なるフィンガーに与えられる。前記第１の乗算器４１７ａからの多重化経路信号は、番号４５２ａ、４５４ａ、...４５６ａによって識別され、前記第２の乗算器４１７ｂからの多重化経路信号は、番号４５２ｂ、４５４ｂ、...４５６ｂによって識別されている。各フィンガーに対して、前記第１乗算器からの１つの信号及び前記第２乗算器からの１つの信号は、フィンガー干渉抑制ブロック４６２に与えられる。前記第２の送信機から前記受信機への前記チャネルについてのチャネル情報ｇ及び前記第１の送信機から前記受信機への前記チャネルについてのチャネル情報ｈは、供給源４１６ａ及び４１６ｂからフィンガー干渉抑制ブロック４６２ａ、４６２ｂ、...４６２ｎ全てに対して与えられる。
【００３１】
各々のフィンガー干渉抑制ブロックは、前記受信した信号における前記第１及び第２のデータストリームの両方の値に従って仮決定を行い、結合器４６８ａ及び４６８ｂそれぞれに対してライン４６４ａ−ｎ及び４６６ａ−ｎを介してこれらの決定を与える。結合器４６８ａ及び４６８ｂは、各フィンガー干渉抑制ブロック４６２ａ−ｎから仮決定を結合し、その結果をライン４７０ａ、４７０ｂを介して仮決定ブロック４７２ａ、４７２ｂに対して与える。チャネルデコーダ情報は、供給源４２２ａ、４２２ｂからブロック４７２ａ、４７２ｂに対しても与えられる。仮決定ブロック４７２ａ、４７２ｂの出力は、前記受信した信号及びその信頼度の推定である。この情報は、前記反復干渉消去及びソフト決定ブロック４７６に対してライン４７４ａ及び４７４ｂを介して与えられる。供給源４１６ａ、４１６ｂからのチャネル情報及び乗算器４１７ａ及び４７４ｂから受信したデータ信号は、ブロック４７６に対しても与えられる。例証すると、前記データ信号は、第１の各フィンガー干渉抑制ブロック４６２ａにも与えられている前記信号４５２ａ及び４５２ｂである。この情報から、ブロック４７６は、前記受信した信号において前記第１及び第２のデータストリームの値に従ってソフト決定する。
【００３２】
ブロック４１８を処理する動作を理解するために、数式で信号処理を表現することは有用である。
【００３３】
アンテナｉで受信される前記信号は、以下の形態で記述される。
【００３４】

【００３５】
ｋ番目の符号及びｌ番目のフィンガーに対しては、これは以下のようになる。
【００３６】

【００３７】

前記第１送信機から前記受信機への前記チャネルに対するチャネルゲイン、及び前記第２送信機から前記受信機への前記チャネルに対する前記チャネルゲインである。
【００３８】
３ＧＰＰの場合には、

【００３９】
ここで、w₁₁、w₁₂は、送信機３２１から信号に与えられた重みであり、w₂₁、w₂₂は、送信機３２３から信号に与えられた重みである。
【００４０】
各々のフィンガー信号モデルにおいて、前記受信機における２つのアンテナに対し、式２は、以下のように書き直される。
【００４１】

【００４２】
全体の信号モデルは、以下のように書くことができる。
【００４３】

【００４４】
相関行列Ｒを以下のような各フィンガーに対して定義する。
【００４５】

【００４６】
ここで、

【００４７】
Ｈ^*はＨの共役転置であり、Ｉは識別行列であり、Γ_lはフィンガーｌにおける信号対雑音比である。さらに、以下を定義する。
【００４８】

【００４９】
各フィンガーｌに対するc_l及びs_lの推定値を得るためには、重みの組を見付けることが必要となる。
【００５０】

【００５１】
ここで、r_lは式[２]によって特定される前記受信した信号であり、ηは実効ノイズである。示されているように、これらの重みは、前記相関行列Ｒを決定し、前記相関行列の逆行列を求め、それを

に掛けることによって得られる。
【００５２】
値c_l及びs_lを算出するための例証装置を図５Ａに示す。前記装置は、重み発生ブロック５１０及び乗算器５１２及び５１４を備えている。前記重み発生ブロックに対する入力は、式[9]で特定される前記チャネル情報及び信号対雑音比又は推定値そのものを含んでいる。前記受信した信号r_lは、式[１２]で特定されるように、ブロック５１０によって発生する重み付け信号と乗算することによって多重化される。
【００５３】
値c_l及びs_lは、結合器４６８ａ及び４６８ｂが結合される場合にそれらに対してライン４６４ａ−ｎ及び４６６ａ−ｎを介して各フィンガー干渉抑制ブロック４６２ａ−ｎから与えられる。結合された信号は、その後、最小平均二乗誤差計算が、前記受信される信号と前記信号配列におけるポイントの間の最小距離を検出するように実行される場合に仮決定ブロック４７２ａ及び４７２ｂに与えられる。この計算は、数式的には以下によって表される。
【００５４】

【００５５】
加えて、c及びsの推定値の前記信頼度d_c及びd_sも、以下の式に従って計算される。
【００５６】

【００５７】
d_c及びd_sの値が小さいほど、推定値はより信頼性を増す。
【００５８】
仮決定ブロック４７２ａの出力は、前記受信した信号ｃとこの推定値の信頼度d_cのノイズを含む推定値であり、仮決定ブロック４７２ｂの出力は、前記受信した信号ｓとその信頼度d_sのノイズを含む推定値である。この情報は、反復干渉消去及びソフト決定ブロック４７６に与えられる。
【００５９】
前記反復干渉消去及びソフト決定ブロック４７６を図６に詳細に示す。このブロックは、仮決定ブロック４７２ａ及び４７２ｂから受信される信号に関して同じ動作を実行し、その結果を比較し、結果の良い方を選び取る。特に、図７に示すように、ステップ７で、それは、受信される信号の合計ｒから、前記推定した信号c又はs、及びその関連チャネルゲインの

残されるのは、他の信号及びノイズから受信される信号の合計に対する寄与である。ステップ７０２で、その後、それは、前記仮決定ブロックで用いられる前記同様の最小二乗誤差を使って他の信号の値を推定し、前記推定の信頼度も算出する。ステップ７０３で、その後、それは、他の符号のために受信した信頼度と前記算出した信頼度を合計し、ステップ７０４で、その２つの合計を比較する。より合計が小さい時、受信した信号値に関する最終決定を行う。
【００６０】
図６の装置は、第１及び第２の乗算器６０８ａ、６０８ｂ、第１及び第２のアダー６１０ａ、６１４ｂ、第１及び第２のソフト決定ブロック６１２ａ、６１２ｂ、第３及び第４のアダー６１４ａ、６１４ｂ、及び信頼度決定ブロック６２０を備えている。入力は、前記ソフト決定ｃ及びｓ、信頼度d_c及びd_s、前記チャネル情報ｈ及びｇ、前記受信した信号ｒを含んでいる。乗算器６０８ａは、前記チャネル情報ｈ及び前記推定された信号ｃを乗算し、アダー６１０ａは、前記受信した信号と、前記推定された信号ｃ及び前記チャネルゲインｈから生じる信号に対する寄与の間の差異を決定する。この計算は以下のように表される。
【００６１】

【００６２】
ソフト決定ブロック６１２ａは、最小平均二乗誤差決定を利用して、前記信号sの新しい推定値s₁を作る。これは、以下のように表される。
【００６３】

【００６４】
次に、前記新しい推定値ｓ及び前記受信した推定値ｃに対する全体の信頼度d₁は、前記新しい推定値ｓに対する信頼度を算出すること、及びそれをアダー６１４ａでd_cと和をとることによって決定される。これは、以下のように表される。
【００６５】

【００６６】
同様の方法で、新しい推定値のｃは、決定され、前記新しい推定値ｃの全体の信頼度d₂及び前記受信した推定値のｓは、以下の式を実現する乗算器６０８ｂ、アダー６１０ｂ、６１４ｂ、及びソフト決定ブロック６１２ｂによって決定される。
【００６７】

【００６８】
最終的に、d₁及びd₂は、信頼度決定ブロック６２０によって比較される。d₁<d₂ならば、その時、前記新しい推定値ｓ及び前記オリジナル推定値ｃが受け入れられ、受信機の出力として与えられる。d₂<d₁ならば、その時、前記新しい推定値ｃ及び前記オリジナル推定値ｓが受け入れられ、前記受信機の出力として与えられる。
【００６９】
図４Ｃは、図４Ｂに対して択一的な受信機４８０を描写する。この場合、干渉抑制は、各フィンガーに基づくよりもむしろブロックに基づいて実行される。受信機４８０は、ブロック干渉抑制及び結合サブシステム４８２、第１及び第２の仮決定ブロック４８４ａ、４８４ｂ、及び干渉消去及びソフト決定ブロック４８６から成る。受信機４８０の入力及び出力は、図４Ｂの受信機４１８のものと同様である。
【００７０】
前記ブロック干渉抑制及び結合サブシステム９８２の詳細を図４Ｂに詳述する。前記サブシステムは、重み発生ブロック５３０及び乗算器５３２及び５３４から成る。このサブシステムは、図５Ａの前記干渉抑制ブロックに類似しているが、データ信号入力の数、及び各々の場合におけるｇ及びｈチャネルゲイン入力がフィンガーの数である。対比すると、図５Ａの各干渉抑制ブロックは、２データ信号入力及び前記Ｇ及びＨチャネル情報に対する２入力をそれぞれ有している。
【００７１】
同様に、サブシステム４８２で実行される処理の前記数式表現は、その行列が非常に大きいことを除いて、ブロック４６２のものに類似している。従って、その相関行列Ｒは、以下によって定義される。
【００７２】

【００７３】
ここで、

【００７４】
さらに、以下を定義する。
【００７５】

【００７６】
c及びsの推定値を得るためには、以下の最終の重みの組が必要となる。
【００７７】

【００７８】
ｃ及びｓの推定値は、サブシステム４８２から仮決定ブロック４８４ａ及び４８４ｂに与えられ、これらのブロックの動作、干渉消去及びソフト決定ブロック４８６は、図４Ｂに対応する要素と同様である。本発明の択一的な実施例は、送信された信号を符号化するために時空ブロック符号化を用いる。本発明に係るこの実施例を実行する際に利用する送信機８２１、８２３の組の例証する実施例を図８に示す。その中に示すように、送信機８２１は、チャネルエンコーダ８２４ａ、変調器８２６ａ、時空ブロック符号器８２８ａ、第１及び第２の乗算器８３４ａ、８３５ａ、及びパルス整形器８３８ａ、８３９ａを備えている。送信機８２３は、接尾部“ｂ”を有することを除いて同じ番号を付けられる機能要素を備えている。前記２つの送信機の要素が機能的に同じである一方で、前記チャネルエンコーダ８２４ａ及び８２４ｂは、異なるチャネルコード及び異なる符号化方式も利用し、前記変調器８２６ａ及び８２６ｂは、異なる信号配列を利用する。
【００７９】
図８には、乗算器８３４ａ、８３５ａ、８３４ｂ、及び８３５ｂに対する同様の拡散コードを与える供給源８６０も示されている。
【００８０】
動作上、供給源８０１からのデータストリームは、例証するように、前記データストリームを第１及び第２のパラレルデータストリーム８２５、８２７に分離するシリアルパラレル変換器８０３に与えられ、あらゆる異なるデータ符号を送信機８２１へ誘導し、残存データ符号を送信機８２３へ誘導する。図８において、送信機８２１に誘導された前記データ符号は、符号“ｃ”によって表され、送信機８２３に誘導された前記データ符号は、符号“ｓ”によって表されている。
【００８１】
前記第１のデータストリームは、チャネルエンコーダ８２４ａによってエンコードされ、変調器８２６ａによって変調され、時空ブロック符号器８２８ａによって処理され、出力ライン８３０ａ、８３１ａに第１及び第２の信号を生成する。これらの信号は、供給源８６０によって与えられる拡散コードを使って乗算器８３４ａ、８３５ａによって拡散される。前記拡散された信号は、その後、パルス整形器８３８ａ、８３９ａによって形づくられてパルスにされ、送信のためにアンテナ８５０ａ、８５１ａに与えられる。
【００８２】
前記第２のデータストリームは、送信機８２３の要素を使って類似の方式で処理され、送信機８２１におけるデータストリームを拡散するのに利用した時と同じ拡散コードを使って拡散されているもう２つの拡散されたデータストリームを作り出す。８２３における拡散された信号は、その後、形づくられてパルスにされ、送信のために８５０ｂ及び８５１ｂに与えられる。
【００８３】
図８に示すタイプの多重送信機から信号を受信する受信機９００を例証する実施例を図９Ａに示す。受信機９００は、第１及び第２の整合フィルタ９１４ａ、９１４ｂ、拡散コードの供給源９１６、第１及び第２の乗算器９１８ａ、９１８ｂ、空間時間（space and time）デコーダ及び結合検出及び干渉抑制サブシステム９２０、チャネルデコーダ９３０ａ、９３０ｂ、及びパラレルシリアル変換器９３６を備えている。オプションのフィードバック経路９３１ａ及び９３１ｂは、デコードされた信号をターボデコードのために利用されているサブシステム９２０に与える。図８の送信機から送信される前記データストリームを回復するために、供給源９１６によって与えられる前記拡散コードは、供給源８６０によって与えられるのと同様である。
【００８４】
送信された信号は、アンテナ９１２ａ、９１２ｂで受信される。各アンテナで受信された信号は、前記受信機と通信する全送信機の全アンテナから送信される信号から成る。各アンテナで受信される信号は、整合フィルタ９１４ａ又は９１４ｂによってフィルタリングされ、同様の拡散コードを使って乗算器９１８ａ又は９１８ｂによって再拡散される。本発明のシステムにおいて、各再拡散された信号は、本来、送信機８２１及び８２３に与えられる前記第１及び第２のデータストリームの両方についての情報を含んでいる。
【００８５】
図９Ｂ以下により詳細に示すサブシステム９２０は、信号干渉を抑制し、受信した信号を時空デコードする。第１のサブストリーム及び第２のサブストリームのソフト決定は、チャネルデコーダ９３０ａ及び９３０ｂにそれぞれ与えられる。供給源８０１から配信された前記オリジナルデータストリームを再構成することを望むならば、前記デコーダの出力は、そのとき、パラレルシリアル変換器９３６によって、単一データストリームに結合され得る。
【００８６】
サブシステム９２０の１つの実施例のさらなる詳細を図９Ｂに示す。サブシステム９２０は、複数の各フィンガー干渉抑制ブロック９４２ａ−９４２ｎ、第１及び第２の結合器９４８ａ、９４８ｂ、第１及び第２の仮決定ブロック９５２ａ、９５２ｂ、及び干渉消去及びソフト決定ブロック９５６を備えている。
【００８７】
乗算器９１８ａ、９１８ｂの出力における信号は、前記送信機から前記受信機へ異なる経路に沿って伝搬している多重経路信号を含んでおり、結果として、わずかに異なる時間で到達している。強化されたこれらの信号は、サブシステム９２０の異なるフィンガーに与えられる。例証すると、前記第１の乗算器９１８ａからの多重経路信号は、r_1Xによって識別され、前記第２の乗算器からの多重経路信号は、r_2Xによって識別される。添字での前記第２の数は、前記フィンガー番号を指示する。各フィンガーに対して、前記第１の乗算器からの１信号及び前記第２の乗算器からの１信号は、各フィンガー干渉抑制及び時空デコーダブロック９４２に与えられる。前記第２の送信機から前記受信機への前記チャンルについてのチャネル情報ｇ及び前記第１の送信機から前記受信機への前記チャネルについてのチャネル情報ｈは、全ての各フィンガー干渉抑制及び実行デコーダブロック９４２ａ−ｎに与えられる。
【００８８】
各フィンガーブロックは、受信した信号における符号（c₁,c₂）及び（s₁,s₂）の第１及び第２の組の値に関して仮決定をし、ライン９４４ａ−ｎ及び９４６ａ−ｎを介してこれらの決定をし、９４８ａ及び９４８ｂそれぞれを結合する。結合器９４８ａ及び９４８ｂは、前記各フィンガー干渉抑制及び時空デコーダブロック９４２ａ−ｎからの前記仮決定を結合し、その結果をライン９５０ａ、９５０ｂを介して仮決定ブロック９５２ａ、９５２ｂに与える。前記チャネルデコーダからのフィードバックは、これらのブロックにも与えられる。仮決定ブロック９５２ａ、９５２ｂの出力は、前記受信した信号（c₁,c₂;s₁,s₂）の推定値及びその推定値の信頼度（d_c,d_s）である。この情報は、反復的干渉消去及びソフト決定ブロック９５６に対してライン９５４ａ及び９５４ｂを介して与えられる。チャネル情報ｈ及びｇ及び受信した信号は、ブロック９５６にも与えられる。この情報から、ブロック９５６は、前記受信した信号における前記第１及び第２のデータストリームの値に関してソフト決定をする。
【００８９】
明らかに、図９Ｂに示すようなサブシステム９２０の構成は、図４Ｂに示すブロック４１８の構成と類似しており、サブシステム９２０で実行される多くの処理も類似している。
【００９０】
図８の時空ブロック符号器は、符号の組について例証した通り、連続する符号に関して動作する。従って、符号器８２８ａは、符号の組（c₁,c₂）について動作し、符号器８２８ｂは、（s₁,s₂）の組について動作する。時空符号器８２８ａの入力に与えられる各符号の組に対して、前記符号器は、各符号の複素共役を発生させ、１つの出力の組（c₁,-c₂ ^*）及び他の出力の組（c₁,c₂ ^*）について与えるためにそれらを再配置し、その場合に、各組の前記左手の符号が、出力の際に最初に出力される。例証するように、前記の組（c₁,-c₂ ^*）は、ライン８３０ａについての出力であり、アンテナ８５１ａから送信され、前記の組（c₂,c₁ ^*）は、ライン８３０ｂについての出力であり、アンテナ８５１ｂから送信される。同様の方式で、時空符号器８２８ｂは、符号（s₁,s₂）の組を受信し、出力ライン８３０ｂ、８３１ｂについて、符号（s₁,-s₂ ^*）及び（s₂,s₁ ^*）を与える。
【００９１】
図９Ｂの各干渉抑制ブロック９４２ａ−９４２ｎに対して加えられる前記受信した信号は、以下のように表され得る。
【００９２】

【００９３】
ここで、ｉはアンテナの番号、ｋは時間、ｌはフィンガー番号である。
【００９４】

【００９５】
２つのアンテナに対して、前記受信した信号は以下のように表される。
【００９６】

【００９７】
これは、以下のように書くこともできる。
【００９８】

【００９９】
加えて、

【０１００】
H_le及びG_leは双方が直交することが知られている。従って、
【０１０１】

【０１０２】
B_ilも直交することが知られている。
【０１０３】
前記信号の組（c₁,c₂）及び（s₁,s₂）の推定値を算出する例証装置を図１０Ａに示す。前記装置は、前処理及び重み発生ブロック１０１０、乗算器１０１２、１０１４及び１０１６、及び時空デコーダ１０２２、１０２４を備えている。前記前処理及び重み発生ブロック１０１０に対する入力は、チャネル情報Ｈ及びＧ及び信号対雑音比を含んでいる。
【０１０４】
各フィンガーで、受信される信号r_lを乗算器１０１２でA_l ^*（式３３を参照）によって表されるチャネル情報と乗算し、以下の式を得る。
【０１０５】

【０１０６】
重みw^* _c,l及びw^* _s,lの組は、前処理及び重み発生ブロック１０１０で以下のように決定される。
【０１０７】

【０１０８】
前記重みは、その後、乗算器１０１２からの

を用いて乗算器１０１４及び１０１６で乗算され、時空デコーダ１０２２、１０２４によってデコードされ、信号の組（c₁,c₂）及び（s₁,s₂）の推定値を生成する。この処理は、以下の式によって表される。
【０１０９】

【０１１０】

に相関がなく白色雑音である時、前記ｃ及びｓの推定値は、有効なソフト決定である。これらの推定値は、結合器９４８ａ及び９４８ｂに対して各フィンガーによって与えられると、前記推定値は結合され、第１及び第２の仮決定ブロック９５２ａ及び９５２ｂに与えられる。
【０１１１】
仮決定ブロック９５２ａ及び９５２ｂは、仮決定ブロック４７２ａ及び４７２ｂと本質的に同じ方式で動作し、受信した信号及びその信頼度の推定値を発生させる場合において、信号の組について動作している。ｃ及びｓの値に関する仮決定は、受信した信号とその信号配列のポイントの間の最小距離を検出するように平均二乗誤差計算を使ってなされる。この計算は、数式的に以下のように表される。
【０１１２】

【０１１３】
加えて、ｃ及びｓの前記推定値の信頼度d_c及びd_sも以下の式に従って計算される。
【０１１４】

【０１１５】
仮決定ブロック９５２ａの出力は、前記受信した信号の組（c₁,c₂）の推定値及びこの推定値の信頼度d_cであり、仮決定ブロック９５２ｂの出力は、受信した信号の組（s₁,s₂）の推定値及びこの推定値の信頼度d_sである。この情報は、干渉抑制及びソフト決定ブロック９５６に与えられる。
【０１１６】
干渉抑制及びソフト決定ブロック９５６の動作は、本質的に干渉抑制及びソフト決定ブロック４７６の動作と同様である。このブロックは、仮決定ブロック９５２ａ及び９５２ｂから受信した信号について同じ動作を実行し、その結果を比較し、有効なものを選び取る。このブロックは、第１及び第２の乗算器１２０８ａ、１２０８ｂ、第１及び第２のアダー１２１０ａ、１２１０ｂ、第１及び第２のソフト決定ブロック１２１２ａ、１２１２ｂ、第３及び第４のアダー１２１４ａ、１２１４ｂ、及び信頼度決定ブロック１２２０から成る。このブロックの動作は、図７に描写される動作と同じであるが、前記ブロックは、信号の組で動作し、個々の信号で動作しない。
【０１１７】
前記ブロックの出力は、前記チャネルデコーダ９３０ａ、９３０ｂに与えられる信号の組の（c₁,c₂）及び（s₁,s₂）の値に関する決定である。
【０１１８】
図４Ａの受信機の場合のように、干渉抑制はブロックを基礎としても実行され得る。そのための受信機９８０を図９Ｃに示す。受信機９８０は、ブロック干渉抑制及び時空デコードサブシステム９８２、第１及び第２の仮決定ブロック９８４ａ、９８４ｂ、及び干渉消去及びソフト決定ブロック９８６から成る。受信機９８０の入力及び出力は、図９Ｂの受信機９００のものと同様である。
【０１１９】
前記ブロック干渉抑制及び結合サブシステム９８２の詳細は、図１０Ｂに示される。前記サブシステムは、重み前処理及び発生ブロック１０３０、乗算器１０３２、１０３４、及び１０３６、及び時空デコーダ１０４２、１０４４から成る。このサブシステムは、図１０の前記干渉抑制ブロックに類似しているが、Ｌがフィンガーの番号である場合におけるデータ信号入力及び各々の場合のｇ及びｈのチャネルゲイン入力の番号が４Ｌである。対比すると、図１０Ａの各干渉抑制ブロックは、４データ信号入力を有し、４入力それぞれは、Ｇ及びＨのチャネル情報に対するものである。
【０１２０】
同様に、サブシステム９８２において実行される処理の数式的表現は、ブロック９４２の数式と類似しているが、行列が大きくなっている。
【０１２１】
全てのフィンガーで受信した信号に対する信号モデルは、以下のように表される。
【０１２２】

【０１２３】
Ｈの列は直交しており、Ｇの列は直交している。加えて、
【０１２４】

【０１２５】
前処理の前処理動作及び重み発生ブロック１０２０は以下の値を生成する。
【０１２６】

【０１２７】
前記重み発生機能は、以下の重みを生成する。
【０１２８】

【０１２９】
値Ａは、乗算器１０３０に与えられ、その場合に受信した信号と乗算され、

以下の値を生成する。
【０１３０】

【０１３１】
前記重みＷ_s ^*は、乗算器１０３４に与えられ、その場合に

【０１３２】

【０１３３】
乗算器１０３２の出力は、ＳＴデコーダ１０４０に与えられ、この場合に前記信号の組（c₁,c₂）の推定値は以下の関係を用いて形成される。
【０１３４】

【０１３５】
乗算器１０３４の出力は、ＳＴデコーダ１０４２に与えられ、この場合に前記信号の組（s₁,s₂）の推定値は以下の関係を用いて形成される。
【０１３６】

【０１３７】
図１０Ａ及び１０Ｂの干渉抑制に対する択一的な装置及び時空デコードブロックを図１１Ａ及び１１Ｂに示す。図１１Ａの装置１１１０は、重み発生ブロック１１２０、及び第１と第２の乗算器１１２２と１１２４から成る。図１１Ｂの装置１１４０は、重み発生ブロック１１５０及び第１と第２の乗算器１１５２と１１５４から成る。全体の構成において類似している一方で、その２つの装置は、入力の数で大きく異なる。装置１１１０は、４入力信号ｒを受信し、４信号それぞれは、前記チャネル情報Ｈ及びＧ及び信号対雑音比に対するものである。装置１１４０は、４Ｌ入力信号を受信し、４Ｌ信号それぞれは、Ｈ及びＧ及び信号対雑音比に対するものである。図９Ｃの受信機において１つの装置１１４０のみが用いられている一方で、１つの装置１１１０は、各フィンガーに対して図９Ｂの受信に用いられる。
【０１３８】
装置１１１０において、相関行列Ｒは、チャンル情報及び信号対雑音比から以下によって決定され得る。
【０１３９】

【０１４０】
各フィンガーに対する信号の組c=c₁,c₂及びs=s₁,s₂の推定値を得るために重みの組を求める必要がある。
【０１４１】

【０１４２】
示されているように、前記重みは、前記相関行列を決定し、その逆行列を求め、それをチャネル情報Ｈ又はＧによって乗算することによって得られる。
【０１４３】
推定値は、前記重みを乗算器１１２２及び１１２４で受信した信号と乗算することによって得られる。その後、推定値は、図９Ｂの受信機の結合器９４８ａ及び９４８ｂで結合され、仮決定ブロック９５２ａ、９５２ｂに転送され、その場合に受信した信号の推定値は、最小平均二乗誤差計算によって求められる。
【０１４４】
装置１１４０は、同じ機能の信号を処理するが、前記干渉抑制及び時空デコードブロックに与えられる全ての信号を含むかなり大きい行列を利用する。特に、前記相関行列Ｒは、サイズ４ＬＸ４Ｌを有し、この場合にＬは、フィンガーの番号であり、前記重み付けの行列は、４ＫＸ２のサイズを有する。技術的に当業者にとって明らかである時、多くの変更が本発明の意図及び範囲を有する上記発明に対してなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明を実行する実例通信システムの概略表現である。
【図２】本発明の実行において利用されるトランシーバのブロック図である。
【図３】本発明の実行する際に利用する１組の送信機のブロック図である。
【図４Ａ】本発明を実行する際に利用される受信機のブロック図である。
【図４Ｂ】図４Ａの受信機の第１実施例の詳細ブロック図である。
【図４Ｃ】図４Ａの受信機の第２実施例の詳細ブロック図である。
【図５Ａ】図４Ｂのブロック図のさらなる詳細ブロック図である。
【図５Ｂ】図４Ｃのブロック図のさらなる詳細ブロック図である。
【図６】図４Ａの受信機のもう１つの詳細ブロック図である。
【図７】図６の機能を理解する際に有用なフローチャートである。
【図８】本発明の択一的な実施例である１組の送信機のブロック図である。
【図９Ａ】図８Ａの送信機によって送信される信号を受信する際に利用する受信機のブロック図である。
【図９Ｂ】図９Ａの受信機の第１実施例の詳細ブロック図である。
【図９Ｃ】図９Ａの受信機の第２実施例の詳細ブロック図である。
【図１０Ａ】図９Ｂのブロック図のさらなる詳細ブロック図である。
【図１０Ｂ】図９Ｃのブロック図のさらなる詳細ブロック図である。
【図１１Ａ】図１０Ａ及び１０Ｂに対する択一的なブロック図である。
【図１１Ｂ】図１０Ａ及び１０Ｂに対する択一的なブロック図である。
【図１２】図９Ａの受信機のもう１つの詳細ブロック図である。

Claims

第１データストリームを第１拡散コードで符号化し、第１拡散データストリームを形成する段階と、
少なくとも第１及び第２のアンテナから前記第１拡散データストリームを送信する段階と、
第２データストリームを前記第１拡散コードで符号化し、第２拡散データストリームを形成する段階と、
少なくとも第３及び第４のアンテナから前記第２拡散データストリームを送信する段階と、
第５のアンテナにおいて、第１の受信信号として、前記第１、第２、第３及び第４のアンテナから前記第１及び第２の拡散データストリームを受信する段階と、
第６のアンテナにおいて、第２の受信信号として、前記第１、第２、第３及び第４のアンテナから前記第１及び第２の拡散データストリームを受信する段階と、
前記第１拡散コードを用いて前記第１及び第２の受信信号を再拡散し、第１及び第２の再拡散された受信信号を形成する段階と、
前記第１の再拡散された受信信号を処理し、前記第１の再拡散された受信信号の内容に関して仮決定を形成する段階と、
前記第２の再拡散された受信信号を処理し、前記第２の再拡散された受信信号の内容に関して仮決定を形成する段階と、
前記第１及び第２の再拡散された受信信号を共にさらに処理し、第１の受信データ信号及び第２の受信データ信号を形成する段階と、から成ることを特徴とする多重データストリームを利用して通信する方法。