JP2009522907A - セルラシステムおよびその方法 - Google Patents
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Abstract
他の基地局から発する干渉を有するセルラ無線システムにおいて、干渉を低減するシステムは、a.SSにおいて、k台のBSのうちの1つまたは複数の信号を除去する手段と、b.各BSにおいて、所望のBSからの伝送を建設的に合成し、その他のBSからの伝送を破壊的に合成することができるように、二相符号を用いて符号化され、時間的に同期された同じデータを、反復してk+1回送信することとを備える。隣接するBSからの干渉を低減しながら、第1の基地局(BS)から加入者局(SS)に信号を送信する方法は、A.関連する通信路の伝達関数が変化しないものと仮定して、経時的変化を許容しないこと、B.関連するBSから送信されるデータを一定に保ち、または逆/負の信号を送信すること、およびC.受信信号を合成することによって各BSのデータを検出することを備える。
Description
本発明は、セルラ無線システムにおける干渉を低減するシステムおよび方法に関し、より詳細には、隣接する基地局による干渉を低減することに関する。
SSが2つ以上のBSの有効範囲内にあるとき、そのSSは、これらのBSから同時に受信し、各BSのデータを識別し、または1つまたは複数のBSの影響を除去/低減する必要が生じる。
802.16規格では、FCHの場合のように、複数の信号を使用し、約4dBで誤り訂正技術を使ってSNRを改善するために、6反復を定義することができる。これは、FUSCが使用され、従って、BSが共通の通信路/周波数を共用する場合には特に重要であり、必要とされ得る反復回数が多いために容量が低減される。
新規の方法またはシステムは、有限数の時間ステップおよび/または間隔および/またはフレーム内で、k台のBSのうちの1つまたは複数の信号を識別し、かつ/または除去することを可能にする。
各ULおよび/またはDL伝送内に既知のパイロット信号がある場合、これらのパイロットが、ほぼその時刻における通信路の伝達関数hまたは通信路インパルス応答を知ることを可能にし、従って、hの逆関数(h^−1)を使ったり、hの共役複素数h’を掛けて正規化したりするなど、信号をより十分に認識することが可能となり得る。本目的は、通信路のひずみを可能な限り除去し、元の信号を復元することである。
パイロットが知られていない場合、または時間的に、かつ/または周波数的に、かつ/または間隔と間隔の間にあまり変化しない場合、通信路の挙動がさほど変化しなかったという事実または仮定を使って、他のBSの影響を除去または低減することも可能となる。
802.16規格では、各BSのパイロットが、フレームのプリアンブル部分において一意である。本発明は、LOS(見通し内)でのOFDM(直交周波数分割多重)システムおよびOFDMA(直交周波数分割多元接続)システムと、NLOS(見通し外)システムに有益とすることができる。
達成され得る利益は以下の通りである。
1.同じ信号を送信する。MLDを使った検出を改善し得る。
2.規格と互換性を有する。通信路および/またはユーザへの帯域幅割り振りを変更し、かつ/または非標準信号を送信する必要がない。
3.各BSの信号を識別し、検出する。
4.6サイクルを使用するのではなく、2サイクルだけを使用し、リソースを節約する。
5.2つ以上のBSの存在下で使用するのに有効である。
6.PUSCではなくFUSCの使用を助長し、従って、帯域幅/通信路容量が増大し得る。
7.MACレベルで実施され得る。
1.同じ信号を送信する。MLDを使った検出を改善し得る。
2.規格と互換性を有する。通信路および/またはユーザへの帯域幅割り振りを変更し、かつ/または非標準信号を送信する必要がない。
3.各BSの信号を識別し、検出する。
4.6サイクルを使用するのではなく、2サイクルだけを使用し、リソースを節約する。
5.2つ以上のBSの存在下で使用するのに有効である。
6.PUSCではなくFUSCの使用を助長し、従って、帯域幅/通信路容量が増大し得る。
7.MACレベルで実施され得る。
次に、本発明を例として添付の図面を参照して詳細に説明する。図1に、T1において2つの基地局1および2の信号を受信する加入者局を示す。加入者局SSが基地局BSの近くにない場合には、BSがある特定のBSと通信するのがより困難になり得る。
加入者局11 SS1が基地局1 BS#1と通信しようとし、同時に加入者局12 SS#2が、SS1によって使用されるリソースの一部または全部を使って、基地局2 BS#2と通信しようとし、または通信するということが起こり得る。SS1とSS2は、同じ周波数および/または時間リソースを使用し、従って、相互に干渉し合い、リソース使用の効率を低減する可能性がある。
802.16規格に関連する実施形態では、PUSCまたはFUSCが使用され得る。サブチャネル一部使用では、サブチャネルの一部だけが割り振られる。これは、干渉を低減し得るが、帯域幅の使用もまた制限することになる。サブチャネル全使用(FUSC)は、すべてのサブチャネルの使用をサポートし得るが、やはり、1つまたは複数のBSの不要な信号を処理するという問題に直面する。SSは、移動局とすることができ、従って、移動中のこともあり、不特定の地点で停止することもある。
あるBSに言及するとき、このBSは、以下のいずれかとすることもできる。
近隣のBS:任意のMSにとって、近隣のBSとは、そのダウンリンク伝送がこのMSによって復調され得る(サービスBS以外の)BSである。
サービスBS:任意の移動局(MS)にとって、サービスBSとは、そのMSがごく最近、初期ネットワーク参入時に、またはHO時に登録を完了しているBSである。
目標BS:MSが、HOの終わりに登録されることを意図するBSである。
アクティブセット:アクティブセットは、SHOとFBSSとに適用できる。アクティブセットは、MSに対してアクティブなBSのリストを含む。アクティブセットは、MSとBSによって管理される。
アクティブBS:アクティブBSには、MSの機能、セキュリティパラメータ、サービスフローおよび全MAC内容情報が与えられる。SHOでは、MSは、アクティブセット中のすべてのアクティブBSとの間でデータを送信/受信する。
アンカBS:MSをサポートするSHOまたはFBSSでは、これは、MSが登録されており、同期しており、これとの間で測距を実行し、制御情報を求めてそのDLを監視するBSである。MSをサポートするFBSSでは、これは、所与のフレームにおいてMSとの間でデータを送信/受信するように指定されるサービスBSである。
システムによっては、ハンドオーバを使用するなどによって、他のBSに切り換えることも可能である。ハンドオーバ(HO)は、MSが、あるBSによって提供されるエアインターフェースから別のBSによって提供されるエアインターフェースに移行するためのプロセスである。ブレークビフォアメークHOとは、目標BSとのサービスが、前のサービスBSとのサービスの切断後に開始するHOである。メークビフォアブレークHOとは、目標BSとのサービスが、前のサービスBSとのサービスの切断前に開始するHOである。
スキャン間隔は、MSが近隣のBSを監視して、各BSのHOの目標としての適合性を判定するための期間であり、SSがBSへの接続にリソースを正しく使用するための重要な時間となり得る。
ソフトハンドオーバ(SHO)は、MSが1つまたは複数のBSによって提供されるエアインターフェースから別の1つまたは複数のBSによって提供されるエアインターフェースに移行するためのプロセスである。本プロセスは、DLでは、2つ以上のBSに、MSに同じMAC/PHY PDUを送信させて、MSがダイバーシチ合成を行うことができるようにすることによって達成される。ULでは、これは、2つ以上のBSに、MSSからの同じPDUを受信させて(復調、復号させて)、これらのBSの間で受信PDUのダイバーシチ合成が行われ得るようにすることによって達成される。
本発明のいくつかの実施形態では、各BSとの通信が、各BSの認識を用いてより適切に処理される。この図では、T1において、BS#1からSS1への伝達関数はh3であり、BS#2からSS1への伝達関数はh1である。関連するリソース上で、BS#1がSS1と通信し、BS#2がSS2と通信することも起こり得る。SS1がBS#2を無視しようとし、BS#2を雑音として処理する場合、SS1との通信は不良になり得る。SNRを改善し、複数伝送の信号を使ってデータを検出するために、データを複数回反復することが可能である。
好ましい実施形態は、2回の反復だけで、T1におけるBS#1のデータであるD11と、T1におけるBS#2のデータであるD21を検出することを可能にする。同時に、BS#2がSS2と通信することも可能となり得る。
従って、T1においてSS1によって受け取られる信号は、Y(1)=D11 *h3+D21 *h1である。実際の場合と同様に、雑音も含まれ得る。新規の方法またはシステムは、k台のBSのそれぞれの信号を、k+1時間ステップ(またはフレーム)内に識別することを可能にする。
好ましい実施形態では、アップリンク(UL)および/またはダウンリンク(DL)伝送内に既知のパイロット信号がある。アップリンクとはSSからBSへの伝送を指し、ダウンリンクとはBSからSSへの伝送を指す。パイロット信号は、その時刻における通信路の伝達関数hを知ることを可能にし、従って、hの逆関数(h^−1)を使ったり、hの共役複素数h’を掛けて正規化したりするなど、信号をより十分に認識することが可能になり得る。本目的は、通信路のひずみを可能な限り除去し、元の信号を検出することである。
802.16によれば、各BSのパイロット信号は、フレームのプリアンブル部分において一意の周波数とすることができる。伝送は、その開始時にプリアンブルを有するフレームで構成することができる。
ダウンリンクマップ(DL−MAP)は、BSからのフレームの伝送に関する情報を含み得る。従って、SSは、DL−MAPから、BSが何を送信しようとしているか、およびどのようにして通信すべきかを知り、プリアンブルから、通信路特性および追加情報を知ることができる。
パイロットは、異なる周波数/通信路上で送信される。各BSのパイロットを検出することができ、それらのパイロットから、関連するデータについてBSとSSの間のhを計算することができる。従って、h1・・h4が分かる。本目的は、BSのD11……D22のデータを識別することである。
一実施形態では、各BSの4つのパイロットを使うことにより、これらを識別し、データを訂正する目的で、残りのパイロットを評価することが可能である。
図2に、T2において2つの基地局の信号を受信する図1の同じ加入者局を示す。T2では、BS#1からSS1への伝達関数はh4であり、BS#2からSS1への伝達関数はh2である。
802.16では、2つの信号が同じ通信路上にある。QPSK、16QAMおよび64QAMでも実施され得る。T2においてSS1によって受け取られる信号は、Y(2)=D12 *h4+D22 *h2である。
h1の共役複素数は、h1’とマークされるはずであり、従って、h1’*h1=|h1|2であり、h2’*h2=|h2|2である。
既知の関数を使った乗算を行い、正規化することによって、以下の式が得られる。
Y(1)*h1’/|h1|2=D11 *h3 *h1’/|h1|2+D21
Y(2)*h2’/|h2|2=D12 *h4 *h2’/|h2|2+D22
BS#1からのデータ^ ^BS#2からのデータ→除去される
Y(1)*h1’/|h1|2=D11 *h3 *h1’/|h1|2+D21
Y(2)*h2’/|h2|2=D12 *h4 *h2’/|h2|2+D22
BS#1からのデータ^ ^BS#2からのデータ→除去される
好ましい実施形態では、第2の間隔において、以下を送信するよう選択することが可能である。
D11=D12(BS#1が同じ信号を保持する)
D21=−D22(BS#2が逆の信号を送信する)
このようにすることにより、データの反復が実施されるため、BS#2は、SS2と通信し続けることができ、SS2とのSNRを改善することさえもできる。3dBの改善が達成され得る。
D11=D12(BS#1が同じ信号を保持する)
D21=−D22(BS#2が逆の信号を送信する)
このようにすることにより、データの反復が実施されるため、BS#2は、SS2と通信し続けることができ、SS2とのSNRを改善することさえもできる。3dBの改善が達成され得る。
BS#2のデータは除去されるため、SS1は、本方法を使ってBS#1のデータをより効率よく検出することができる。
2つの信号Y(1)とY(2)を加算した結果は以下の通りである。
Y=Y(1)+Y(2)=D11 *h3 *h1’/|h1|2+D12 *h4 *h2’/|h2|2
Y=Y(1)+Y(2)=D11 *(h3 *h1’/|h1|2+h4 *h2’/|h2|2)=D11 *h〜
式中、h〜が分かっている場合、次に、以下のようにD11を検出することができる。
D11=Y*(h〜)’/(h〜)2
Y=Y(1)+Y(2)=D11 *h3 *h1’/|h1|2+D12 *h4 *h2’/|h2|2
Y=Y(1)+Y(2)=D11 *(h3 *h1’/|h1|2+h4 *h2’/|h2|2)=D11 *h〜
式中、h〜が分かっている場合、次に、以下のようにD11を検出することができる。
D11=Y*(h〜)’/(h〜)2
h〜が分かっており、D11が検出されているため、BS#2からのデータも、以下のように、例えば、Y(1)とY(2)を加算するのではなく差し引きして、BS#1からの既知の信号を低減し、BS#2の信号だけを残すなどによって検出することができる。
Y(1)*h1’/|h1|2−Y(2)*h2’/|h2|2=D11 *h3 *h1’/|h1|2+D21−D12 *h4 *h2’/|h2|2−D22
Y(1)*h1’/|h1|2−Y(2)*h2’/|h2|2=D11 *h3 *h1’/|h1|2+D21−D12 *h4 *h2’/|h2|2−D22
以下が分かっている。
D11=D12(BS#1が同じ信号を保持する)であり、D11が検出されている。
D21=D22(BS#2が逆の信号を送信する)
D11=D12(BS#1が同じ信号を保持する)であり、D11が検出されている。
D21=D22(BS#2が逆の信号を送信する)
これにより、以下がもたらされる。
Y(1)*h1’/|h1|2−Y(2)*h2’/|h2|2+D11 *(h3 *h1’/|h1|2−h4 *h2’/|h2|2)=−2*D22
Y(1)*h1’/|h1|2−Y(2)*h2’/|h2|2+D11 *(h3 *h1’/|h1|2−h4 *h2’/|h2|2)=−2*D22
従って、BS#2のデータも検出することができる。
1つまたは複数の信号を、計算に使用するために記録することが可能である。
別の実施形態では、データが、1つまたは複数のBSから、他のk台のBSの伝送を除去するためにk+1回送信される。これは、802.16などの場合には、近隣のBSの信号を除去するのに有効となり得る。
別の好ましい実施形態では、同じ結果を得る、すなわち、1つまたは複数のBSの影響を除去するのに別の数学的処理を行うことができる。実際には、その結果は完全な除去ではないが、それでもなお、BERおよび通信効率を改善するのに役立つ。
図3に、T1とT2において2つの基地局BS#1およびBS#2から受け取られる、フレーム内のプリアンブル情報などの初期情報を有する信号を示す。○印は、異なるサブチャネルのパイロットを表す。例えば802.16では、プリアンブルにはパイロットのために14のサブチャネルがある。図から分かるように、パイロットは2つの間隔を置いて配置されており、これが、異なるBSのパイロットが同じサブチャネル上に配置されるのを防ぎ、これらのパイロットの効率的な受信と、各サンプルT1またはT2における各通信路のhの検出を可能にする。これは、2つより多いのBSに対して、T3、T4など、より多くの時点において実施することができる。
T1とT2は、2つの時間フレームとすることもでき、周波数領域における別種の間隔を表すこともできる。一実施形態では、SS1によって、2つの信号またはフレーム、すなわち、BS1からのフレーム33とBS#2からのフレーム31が受け取られる。これを、BSが同期されていて、プリアンブルパイロットを同じ領域で受け取ることができ、相互に干渉し合わないように実施することができる。
従って、h3をフレーム33に定義することができ、h1をフレーム31に定義することができる。受信信号Y(1)はこれらの和である。同様に、T2において、SS1によって、2つのフレーム、すなわち、BS1からのフレーム34とBS#2からのフレーム32が受け取られる。これを、各BSが同期されていて、プリアンブルパイロットを同じ領域で受け取ることができ、相互に干渉し合わないように実施することができる。同様に、h4をフレーム34に定義することができ、h2をフレーム32に定義することができる。
すべてのフレームのデータは、さらに、追加のパイロットを含むことができ、これらを使って、データをよりよく受信することができる。しかしながら、これらのパイロットは、他のBSの他のパイロットと同じ周波数および/またはサブチャネルであってもよい。符号+または−は、BSからのデータが同じであるか、それともその符号が反転され、従ってデータの負の値が送信されたかを示す。さらに別の実施形態では、この指示は、それらが正であるか、それとも負であるかを、パイロットから知ることができる。
2つ以上のBSの存在下で、あるBSからSSへの信号を受信する方法は、以下を含む。
1.関連するBSを、kが除去すべきBSの数であるk+1回、おそらくそのうちの何回かは負の信号として、同じデータを送信するよう設定する。データは、2つ以上のBSによって、同じフレームおよび/または時間および周波数領域において送信される。
2.各BSは、フレームまたはその他の時間間隔の最初にパイロットまたはその他の指示信号を送信し、各BSとSSの間の通信路の挙動に関する情報を検出し、または収集することを可能にする。
3.BSの間では、各信号が、おそらくはより高いPGと直交し、各BSのパイロットが、フレームまたは間隔の初期においてその他のパイロットに干渉しないように、信号およびフレームの同期が行われ得る。
4.SSに向けられるBS1のデータと関連して、その他のBSが、それらのデータを、SSによって受け取られる信号が正規化され、BS1の信号と合成されるときに、その他のBSのデータを除去することが可能になるような方法で送信するようにプログラムされ、定義され、または別の方法で設定される。
5.近隣または他のBSを知っており、またはこれらをどのようにして除去すべきか知らされているSSがデータを受信する。
6.他のBSの信号を除去または低減することと同一または等価である数学的演算を実行する。k+1個の式を使って、他のk台のBSを除去し、BS1の所望のデータを残すことが可能となり得る。
7.他のBSもこれを実行することができ、従って、各BSがこのリソースをより適切に使用し、同じリソースを使用する他のBSに過度に干渉しないことが可能となる。
8.通信路の新しい伝達関数h〜を検出することが可能である。これらの伝達関数を用いれば、他のBSの信号を除去または低減すると同時に、異なる時間間隔および/またはフレーム内のBS1の信号をコヒーレントに合算することが可能になる。
1.関連するBSを、kが除去すべきBSの数であるk+1回、おそらくそのうちの何回かは負の信号として、同じデータを送信するよう設定する。データは、2つ以上のBSによって、同じフレームおよび/または時間および周波数領域において送信される。
2.各BSは、フレームまたはその他の時間間隔の最初にパイロットまたはその他の指示信号を送信し、各BSとSSの間の通信路の挙動に関する情報を検出し、または収集することを可能にする。
3.BSの間では、各信号が、おそらくはより高いPGと直交し、各BSのパイロットが、フレームまたは間隔の初期においてその他のパイロットに干渉しないように、信号およびフレームの同期が行われ得る。
4.SSに向けられるBS1のデータと関連して、その他のBSが、それらのデータを、SSによって受け取られる信号が正規化され、BS1の信号と合成されるときに、その他のBSのデータを除去することが可能になるような方法で送信するようにプログラムされ、定義され、または別の方法で設定される。
5.近隣または他のBSを知っており、またはこれらをどのようにして除去すべきか知らされているSSがデータを受信する。
6.他のBSの信号を除去または低減することと同一または等価である数学的演算を実行する。k+1個の式を使って、他のk台のBSを除去し、BS1の所望のデータを残すことが可能となり得る。
7.他のBSもこれを実行することができ、従って、各BSがこのリソースをより適切に使用し、同じリソースを使用する他のBSに過度に干渉しないことが可能となる。
8.通信路の新しい伝達関数h〜を検出することが可能である。これらの伝達関数を用いれば、他のBSの信号を除去または低減すると同時に、異なる時間間隔および/またはフレーム内のBS1の信号をコヒーレントに合算することが可能になる。
備考:
1.反復の回数kは、所望により設定され得るパラメータとすることができる。SNRをさらに改善するために(BSの数+1)を上回る反復が行われてもよい。
2.802.16を使用するとき、各BSの一意のパイロットをフレームのプリアンブル部分に配置し、SSが各BSを認識することができるようにしてもよい。
3.反復は、本方法を実施することが決定されたサブチャネルおよび/またはフレームおよび/または時間/周波数領域でのみ行われてもよい。
4.802.16では、PUSCではなくFUSCを使用することができる。加えて、ただ1つのBSを除去すると決定される場合、802.16に従って使用され得る4または6回の反復ではなく、1回の反復で十分である。
5.新規の本発明は、どんなハードウェアの物理的変更も必要とせずにソフトウェアとして完全に実施することができる。802.16と互換性を有するシステムでは、これは、MAC層において、かつ/または他の層でも使用され得る。
6.フレームまたは時間間隔の最初のパイロットに加えて、データ領域でのパイロットまたはその他の信号があってもよい。これらのパイロットは、さらに、データを回復し、通信路挙動を識別するのに役立つことができる。
7.一実施形態では、各BSの4つのパイロットを使用することにより、残りのパイロットを識別し、データを訂正する目的で残りのパイロットを評価することが可能である。
1.反復の回数kは、所望により設定され得るパラメータとすることができる。SNRをさらに改善するために(BSの数+1)を上回る反復が行われてもよい。
2.802.16を使用するとき、各BSの一意のパイロットをフレームのプリアンブル部分に配置し、SSが各BSを認識することができるようにしてもよい。
3.反復は、本方法を実施することが決定されたサブチャネルおよび/またはフレームおよび/または時間/周波数領域でのみ行われてもよい。
4.802.16では、PUSCではなくFUSCを使用することができる。加えて、ただ1つのBSを除去すると決定される場合、802.16に従って使用され得る4または6回の反復ではなく、1回の反復で十分である。
5.新規の本発明は、どんなハードウェアの物理的変更も必要とせずにソフトウェアとして完全に実施することができる。802.16と互換性を有するシステムでは、これは、MAC層において、かつ/または他の層でも使用され得る。
6.フレームまたは時間間隔の最初のパイロットに加えて、データ領域でのパイロットまたはその他の信号があってもよい。これらのパイロットは、さらに、データを回復し、通信路挙動を識別するのに役立つことができる。
7.一実施形態では、各BSの4つのパイロットを使用することにより、残りのパイロットを識別し、データを訂正する目的で残りのパイロットを評価することが可能である。
別の実施形態では、各BSは、データを同時に送信し、SSに、802.16のフレームのプリアンブル部分でパイロットを受信するなど、期待される時間領域においてデータとパイロットを適正に受信させるために、相互に同期される。本実施形態では、BSは、同じデータを送信し、またはデータの負の値を送信する。これは、第2、第3、第4などのBSに従って式を正規化し、これらの影響を除去または低減することを可能にする。例えば、以下の通りである。
Y(1)=Y1,1+Y2,1+Y3,1+・・+Y(k+1),1
・・・
Y(k+1)=Y1,(k+1)+Y2,(k+1)+Y3,(k+1)+・・+Y(k+1),(k+1)
Y(1)=Y1,1+Y2,1+Y3,1+・・+Y(k+1),1
・・・
Y(k+1)=Y1,(k+1)+Y2,(k+1)+Y3,(k+1)+・・+Y(k+1),(k+1)
SSはk+1個の信号、Y(1)・・Y(k+1)だけを受信する。式中、各Yi,jは、あるBSからの指定の周波数における期間および/またはフレームおよび/またはサブチャネルの範囲にわたる信号を表す。
従って、この式のセットは時間的な信号を表し、従って、各時間における各信号の符号は(正であれ負であれ)、慎重に調べる必要がある。例えば、2つの信号がある場合、一方は++(同符号)、他方は+−(第2の間隔および/またはフレームが逆符号)とすべきであり、これは、正規化を可能にするはずであり、2つの式を加算または減算することによって、他方の信号を除去することが可能である。
正規化手段は、任意の加算が適用されるときに、異なるフレームまたは間隔の信号が同じ重みを有するように適用され得る。これは、前述のように、各Y(m)とそのh(m)の共役複素数であるh(m)’を掛け合わせ、その絶対値の二乗である|h(m)|2で割ることによって行うことができる。
そのようにすることにより、D21、・・、D2mなどのデータ信号の和を得ることができる。データの符号を設定することにより、他のBSの影響を除去することが可能である。従って、データを正規化し、設定することによって、データをどのように合計し、または除去するかを制御することができる。
結果として生じる信号は、非常に改善されたSNRを有する。なぜならば、他のBSの信号を、事実上(これらの不規則雑音を除いて)除去され得る既知の信号として扱うことができ、対象とする信号をはるかに良好なSNRで検出することができるからである。
本発明の一部は、802.16規格に、もしくはエアインターフェースに合わせて調整されるシステムまたは装置に関する。これらは、複数のサービスを提供する固定式ポイントツーマルチポイントブロードバンド無線接続システム(FBWA)の媒体接続制御(MAC)および/または物理層(PHY)を含み得る。
図4に、T1とT2において2つの基地局から受け取られる初期情報なしの信号を示す。2つの時刻T1とT2において、データが、BS1、BS2から受け取られる。データ内にはパイロットがあってもなくてもよいが、プリアンブルも、通信路の挙動を記述する正確な更新された情報もない。
BS1の通信路は、T1とT2の間であまり変化しなかったものと仮定し、T1におけるBS1からのh3を介したデータ33D11と、T2におけるBS1からのh4を介したデータ34D12が、同じデータを配信したものと仮定し、BS2の通信路は、T1とT2の間であまり変化しなかったものと仮定し、T1におけるBS2からのh1を介したデータ31D、21と、T2におけるBS2からのh2を介したデータ32 D22が、同じデータの負を配信したものと仮定すると、以下の手法を使って、BS#2の信号を除去し、BS#1の信号を検出することが可能である。
T1において受け取られる信号:Y(1)=D11 *h3 *D21 *h1
T2において受け取られる信号:Y(2)=D12 *h4+D22 *h2
T1において受け取られる信号:Y(1)=D11 *h3 *D21 *h1
T2において受け取られる信号:Y(2)=D12 *h4+D22 *h2
経時的変化はなく、従って、h1=h2、およびh3=h4であり(これは仮定であり、実際には正確ではないが、それでもなお有用である)、従って、
Y(1)=D11 *h3+D21 *h1
Y(2)=D12 *h3+D22 *h1
である。
Y(1)=D11 *h3+D21 *h1
Y(2)=D12 *h3+D22 *h1
である。
以下が分かっている。
D11=D12(BS#1は同じ信号を保持する)
D21=−D22(BS#2は逆の信号を送信する)
このため、
Y=Y(1)+Y(2)=2*D11 *h3
Y=Y(1)−Y(2)=−2*D22 *h1
である。
D11=D12(BS#1は同じ信号を保持する)
D21=−D22(BS#2は逆の信号を送信する)
このため、
Y=Y(1)+Y(2)=2*D11 *h3
Y=Y(1)−Y(2)=−2*D22 *h1
である。
従って、BS#1とBS#2のデータ、D11とD22をそれぞれ検出することができる。
MACは、用途の周波数帯域のために最適化された複数のPHY仕様をサポートすることができる。規格は、10〜66GHzの間のシステムに対する特定のPHY層を含む。
本発明は、2〜11GHzのMACおよびPHYのための改訂を有する802.16 2004と共に使用され得る。本発明は、802.16aと共に使用され得る。本発明は、許可帯域における固定式とモバイルの組み合わせなどで、802.16eと共に使用され得る。WMAN(Wireless Metropolitan Broadband Access)技術では、その実現形態は、SMEおよび住宅顧客の必要、すなわち、データ、音声、映像配信およびリアルタイムのテレビ会議、ならびにネットワーク事業者の要求、すなわち、ユビキタスなカバレージ(農村地域、ホットスポットへの無線バックホール)、「オンデマンド」帯域幅および費用効果的解決法を含み得る。
802.16用のWMANのモデルは、公衆網に接続されており、音声、映像、データおよび端末(PDA、WLAN APへのバックホールなど)などの複数のサービスのための加入者SS接続を可能にする1つまたは複数の基地局BSを含んでもよい。これは、比較的大規模な範囲とユーザ数において使用され得る。
802.16用のWMANは、フレキシブルチャネル、許可と無許可の両方、TDD/FDD/HFDD、Outdoor、見通し内(LOS)および見通し外(NLOS)システム、Advanced Antenna、適応型符号化および変調およびメッシュトポロジをサポートし得る。802.16用のWMANは、1通信路当たり何百人ものユーザに対して実施され得る。
本発明は、他の無線ネットワークにおいて、他のBSを除去しながら、SSの関連データのみを受信するのに使用することができる。SSは、BS1に反復を求めることができ、次いで、BS1は、他の関連するBSに、どの周波数またはサブチャネルで、どのようにして反復を使用するかを知らせることができる。
別の実施形態では、容量の問題があり、従って、BS間のセクタを使用することを必要とせず、多くの誤りを生じない場合には、PUSCを使用しないことが必要とされる。FUSCを、最小限の反復回数で使用することも可能である。HO動作をより適切に行うことができ、他のBSのデータを、既知のデータとして処理することができ、除去することができる。
データ中にあり、データを搬送しないパイロットは、通信路の挙動がh〜を用いて見つかったと仮定すると、さらに、通信路を検索し、データを検出するのに役立つことができる。白色雑音N0などの存在下では、SNRを改善するためにパイロットを平均することが可能である。信号が相互にコヒーレントである場合、2つのデータ信号を加算すると、6dBのSNRの改善を達成することができる。そのようでない場合には、3dBのみの改善が達成され得る。
本発明全体を通して、MSにおいて2つ以上のアンテナを使用することが有効である。これは、より幅広いプロトコルを使って、かつ/または別種のOFDMA信号を使って、対象とする信号の方向を決定し、他の信号を除去し、または減衰させ、より多くのデータを受信し、かつ/またはより大きな帯域幅を使用するのに寄与し得る。
本出願で提示するいくつかのシステムおよび/または方法は、512から4096のFFTサイズを有するなどのOFDMおよび/またはOFDMAシステムと共に使用することができる。このような方法および/またはシステムは、スケーラブルOFDMAシステムおよび/または方法を使用してもよく、あるいはスケーラブルOFDMAシステムおよび/または方法と呼ばれ得る。
802.16システムは、任意選択でMACを備え、音声、映像およびデータをサポートし得る。MACは、業務用と、住宅顧客向けの改善されたサービスのために、T1として差別化されたサービスレベルをサポートしてもよい。
いくつかの実施形態は、IEEE802.16規格と同様の特性をサポートする規格および/またはシステムに関連し、かつ/またはこのような規格および/またはシステムと共に使用され得る。これらの特性には、以下のいずれか、またはこれらの組み合わせが含まれ得る。
広帯域幅(20、25および28MHz)。
28MHzの通信路、64QAMで最大毎秒134メガビット。
十分なQoSで同時に複数のサービスをサポート。
IPv4、IPv6、ATM、イーサネットなどで効率よく搬送。
要求に応じた帯域幅(フレームごとに)。
スペクトルの効率的使用のために設計されたMAC。
包括的で、最新の、拡張可能なセキュリティ。
11GHz未満から最大66GHzまでの複数の周波数割り振りをサポート。
NLOS用途でのOFDMおよびOFDMA。
最大50Kmまでのセル半径。
TDDおよび/またはFDDおよび/またはH−FDDを含む二重互換性システムの使用。
加入者ごと、バーストごと、アップリンクとダウンリンクなどの、適応型変調および符号化を含むリンク適応。
メッシュ拡張ありまたはなしの、ポイントツーマルチポイントトポロジ。
適応型アンテナのサポート。
時空間符号化およびMIMO方式。
固定式およびモバイル展開シナリオのための最適化。
広帯域幅(20、25および28MHz)。
28MHzの通信路、64QAMで最大毎秒134メガビット。
十分なQoSで同時に複数のサービスをサポート。
IPv4、IPv6、ATM、イーサネットなどで効率よく搬送。
要求に応じた帯域幅(フレームごとに)。
スペクトルの効率的使用のために設計されたMAC。
包括的で、最新の、拡張可能なセキュリティ。
11GHz未満から最大66GHzまでの複数の周波数割り振りをサポート。
NLOS用途でのOFDMおよびOFDMA。
最大50Kmまでのセル半径。
TDDおよび/またはFDDおよび/またはH−FDDを含む二重互換性システムの使用。
加入者ごと、バーストごと、アップリンクとダウンリンクなどの、適応型変調および符号化を含むリンク適応。
メッシュ拡張ありまたはなしの、ポイントツーマルチポイントトポロジ。
適応型アンテナのサポート。
時空間符号化およびMIMO方式。
固定式およびモバイル展開シナリオのための最適化。
時分割複信(TDD)をサポートするシステムは、以下の特性のいずれかまたはこれらの組み合わせを含み得る。
DLおよびULが同じRF通信路を時分割方式で使用する。
動的非対称性。
半二重、すなわち、SSが同時に送信/受信を行わないことが、コスト低減に寄与し得る。
DLおよびULが同じRF通信路を時分割方式で使用する。
動的非対称性。
半二重、すなわち、SSが同時に送信/受信を行わないことが、コスト低減に寄与し得る。
周波数分割複信(FDD)をサポートするシステムは、以下の特性のいずれかまたはこれらの組み合わせを含み得る。
別個のRF通信路上のダウンリンクおよびアップリンク。
静的非対称性。
半二重FDDのサポート。
別個のRF通信路上のダウンリンクおよびアップリンク。
静的非対称性。
半二重FDDのサポート。
移動度に関連する特性には、以下の特性のいずれかまたはこれらの組み合わせが含まれ得る。
切れ目のないカバレージ:セルラインフラストラクチャ、ハンドオーバ、ローミングおよびターボ符号化。
動的通信路推定:移動するパイロットおよびミッドアンブル。
低電力:ページング、休眠/ページング。
切れ目のないカバレージ:セルラインフラストラクチャ、ハンドオーバ、ローミングおよびターボ符号化。
動的通信路推定:移動するパイロットおよびミッドアンブル。
低電力:ページング、休眠/ページング。
CAPEX/OPEXに関連する特性には、以下の特性のいずれかまたはこれらの組み合わせが含まれ得る。
セル半径の増大:10〜20uSecなどの長遅延拡散、AAS、サブチャネル。
スペクトル効率:周波数再利用、最大64QAM、直交変調。
セル半径の増大:10〜20uSecなどの長遅延拡散、AAS、サブチャネル。
スペクトル効率:周波数再利用、最大64QAM、直交変調。
適応PHY変調を可能にする特性は、リンクのロバスト性と容量の間のトレードオフを可能にし得る。リアルタイムのリンク条件に応答して、信号対雑音比(SNR)が必要なレベルにあるときに、より高次の変調を使用することができ、または、本出願で説明するいくつかの実施形態を使ってリンク性能が改善され得る。変調は、QPSK、16または64QAMとすることができる。
変調は、加入者ごとや、バーストごとなど、状況に合わせて適合されてもよい。
無線MAN−SCに関連する特性には、以下の特性のいずれかまたはこれらの組み合わせが含まれ得る。
単一搬送波。
見通し内(LOS)での10〜66GHzの許可帯域を使用。
屋外およびBS間で使用され得る。
単一搬送波。
見通し内(LOS)での10〜66GHzの許可帯域を使用。
屋外およびBS間で使用され得る。
無線MAN−SCaに関連する特性には、以下の特性のいずれかまたはこれらの組み合わせが含まれ得る。
単一搬送波および/またはサブチャネルを使用。
2〜11GHz許可帯域、見通し外(NLOS)を使用。
単一搬送波および/またはサブチャネルを使用。
2〜11GHz許可帯域、見通し外(NLOS)を使用。
無線MAN−OFDMに関連する特性には、以下のいずれかまたはこれらの組み合わせが含まれ得る。
256副搬送波を用いるものなど、直交周波数分割多重を使用。
2〜11GHz許可帯域、見通し外(NLOS)を使用。
固定式の屋内用途。
256副搬送波を用いるものなど、直交周波数分割多重を使用。
2〜11GHz許可帯域、見通し外(NLOS)を使用。
固定式の屋内用途。
無線MAN−OFDAMに関連する特性には、以下の特性のいずれかまたはこれらの組み合わせが含まれ得る。
2048副搬送波を用いるものなど、直交周波数分割多元接続を使用。
2〜11GHzNLOS、許可帯域を使用。
モバイル用途。
2048副搬送波を用いるものなど、直交周波数分割多元接続を使用。
2〜11GHzNLOS、許可帯域を使用。
モバイル用途。
図14に、より幅広いスペクトルを使って2つのアンテナ51と52の信号を受信するシステムを示す。一実施形態では、Ant.1およびAnt.2としても示される2つのアンテナ51および52は、同じ中心周波数および/または通信路および/またはフレームで2つの信号を受信することを可能にする。2つのアンテナ51および52は、1つの受信機フロントエンドを備える適応型アンテナアレイとして使用され得る。受信機フロントエンドRx−FE53は、信号をダウンコンバートすることのできる、LO 100など、1つまたは複数の局部発振器を含み得る。RX−FEにおいて使用される1台の標準ユニット53を、アンテナを内蔵して、または外部接続して使用することが可能である。
適応型アンテナシステム(AAS)とは、複数のアンテナを使ってカバレージとシステム容量を改善するシステムを指す。2つのアンテナを使用することは、3つの信号を送信することと等価であり、従って、容量を改善し得る。本明細書で提示する実装形態のいずれかを使用すれば、追加手段ありまたはなしで、AASを使用し、かつ/または提示することができる。
同期を使って、2つ以上の信号が同じスペクトル上に配置され、1つの信号として扱われるようにすることができる。2つ以上の同期機構を、例えば、2つのアンテナからの2つの信号上で同期を取るのに使用することもできる。また、例えば、2つ以上の信号が時間的に相互に十分に近く、かつ/または1つのサンプリング機構を使用することが可能であり、かつ/または信号が反復を含む場合などには、1つの組み合わさった同期機構を使用することも可能である。
ダイバーシチを使って、受信信号品質を改善するために2つ以上の受信信号を合成することができる。これは、複数のアンテナを使用し、かつ/または時間的反復および/または異なる周波数および/または異なるサブチャネルおよび/または異なる通信路および/または異なるフレームなどを使用して、異なるBSから入ってくる信号を識別することを含み得る。信号間の相関は、最小限またはゼロであることが好ましい。しかしながら、実施形態によっては、1つのBSの方向から受信するのに2つ以上のアンテナを使用することなどにより、受信信号間に相関が生じてもよい。
空間ダイバーシチ
複数のアンテナを使用することなどによる空間ダイバーシチが使用されてもよい。最小限の相関で信号を受信するなどのために、アンテナの配置と種類が考慮され得る。
複数のアンテナを使用することなどによる空間ダイバーシチが使用されてもよい。最小限の相関で信号を受信するなどのために、アンテナの配置と種類が考慮され得る。
偏波ダイバーシチ
2つ以上のアンテナを使って偏波ダイバーシチが実施されてもよい。
2つ以上のアンテナを使って偏波ダイバーシチが実施されてもよい。
周波数ダイバーシチ
1つまたは複数のBSからの1つまたは複数の信号が異なる周波数で送信されてもよい。
1つまたは複数のBSからの1つまたは複数の信号が異なる周波数で送信されてもよい。
時間ダイバーシチ
信号が時間的に異なる点において、例えば、異なるフレームにおいて送信されてもよい。
信号が時間的に異なる点において、例えば、異なるフレームにおいて送信されてもよい。
スケーラブルOFDMA
OFDMAおよび/またはOFDMシステムの既存のリソースを使って、2つ以上の信号を1つの信号に合成することも可能である。例えば、802.16e規格では、同じハードウェアリソースを使って、2つ、4つなどのより狭い帯域の信号を1つの合成信号に合成することも可能である。これは、例えば、規格の一部とすることのできない、512、1024、2048および4096のサイズの信号などに有効であり得るが、このようなハードウェアリソースを、さらに、例えば、2つの2048信号を合成するのに使用することもできる。加えて、複数のシステムを組み合わせ、2つ以上の信号の同時受信を可能にすることもできる。
OFDMAおよび/またはOFDMシステムの既存のリソースを使って、2つ以上の信号を1つの信号に合成することも可能である。例えば、802.16e規格では、同じハードウェアリソースを使って、2つ、4つなどのより狭い帯域の信号を1つの合成信号に合成することも可能である。これは、例えば、規格の一部とすることのできない、512、1024、2048および4096のサイズの信号などに有効であり得るが、このようなハードウェアリソースを、さらに、例えば、2つの2048信号を合成するのに使用することもできる。加えて、複数のシステムを組み合わせ、2つ以上の信号の同時受信を可能にすることもできる。
これらの技術を1つまたは複数のアンテナと組み合わせることができ、従って、1つのシステムおよび/または既存のハードウェアを使って複数の信号を受信するのに、複数のアンテナおよび/または複数のフロントエンドおよび/または受信手段を使用することが可能である。
PNオフセット
擬似雑音符号オフセットは、BSにおいて乱数列に適用される遅延を指し得る。各BSは、SSが異なるBSの信号を異なる遅延で受信することを可能にする異なるPNを有する。これは、他のBSの信号を排除するのに役立ち得る。
擬似雑音符号オフセットは、BSにおいて乱数列に適用される遅延を指し得る。各BSは、SSが異なるBSの信号を異なる遅延で受信することを可能にする異なるPNを有する。これは、他のBSの信号を排除するのに役立ち得る。
本発明では、PN信号を、絶対基準に基づくものとすることができ、好ましくは、不規則なものとすべきではない。従って、このような信号をより適切に合成し、BS間で同期を取ることが可能であり、これはよりよい結果を達成するのに役立ち得る。
当分野で知られているように、イメージ除去フィルタを使って、可能なイメージ信号が防止され、減衰されてもよい。追加のフィルタ、増幅器およびLNA部品を使って、雑音が低減され、必要に応じて信号が調整されてもよい。これらのフィルタおよび追加部品は、RX−FEにおいて、かつ/または、IFなどのシステムの異なる場所において使用され得る。
一実施形態では、局部発振器100は、2つのアンテナからの信号の周波数をIFにシフトする。好ましくは、Ant.1を介して受け取られる対象となる信号の帯域幅は、2×ΔFLO以下である。Ant.1のIとQを、ほぼΔFLOの中心周波数に設定するために、IF−ΔFLOの中心周波数に同調されている局部発振器101 LO1が90度シフトされ、Ant.1のIF信号と掛け合わされる。例えば、本実施形態では、ΔFLO=5MHzであり、LO1の中心周波数は、IF−5MHzである。I1とQ1とで示す信号は、それぞれ、Ant.1の信号のI成分とQ成分を表す。
ゼロIFの成分のみを取ることが可能であり、従って、信号I1 107とQ1 108は、ほぼΔFLOの中心周波数とすることができる。これは、例えば、LO1の信号を有する2つの乗算器のそれぞれの後に配置された2×ΔFLOのカットオフ周波数を有するLPFなどを使って実施され得る。
従って、Ant.1の信号のI成分である信号I1 107は、0÷2×ΔFLOの周波数範囲に配置することができ、これは、この例では、0÷10MHzである。Ant.1の信号のQ成分である信号Q1 108も、同様に、0÷2×ΔFLOの同じ範囲に配置することができ、これは、この例では、0÷10MHzである。
Ant.2のIとQをほぼ−ΔFLOの中心周波数に設定するために、IF+ΔFLOの中心周波数に同調されている第2の局部発振器102 LO2が90度シフトされ、Ant.2のIF信号と掛け合わされる。例えば、本実施形態では、ΔFLO=5MHzであり、LO2の中心周波数はIF+5MHzである。I2とQ2で示す信号は、それぞれ、Ant.2の信号のI成分とQ成分を表す。
ゼロIFの成分のみを取ることが可能であり、従って、信号I2 105とQ2 106は、ほぼ−ΔFLOの中心周波数とすることができる。これは、例えば、LO2の信号を有する2つの乗算器のそれぞれの後に配置された2×ΔFLOのカットオフ周波数を有するLPFなどを使って実施され得る。
従って、Ant.2のI成分である信号I2 105は、−2×ΔFLO÷0の周波数範囲に配置することができ、これは、この例では、−10÷0MHzである。Ant.2の信号のQ成分である信号Q2 106も、同様に、−2×ΔFLO÷0の範囲に配置することができ、これは、この例では、−10÷0MHzである。
I1とI2は、スペクトルの異なる領域上にあるため、1つの新しい信号Iを生成するように加算され得る。Q1とQ2は、スペクトルの異なる領域上にあるため、1つの新しい信号Qを生成するように加算され得る。
2つのアンテナから発する、同じ周波数の信号を配置するのに使用され得るユニット1000を、これらの信号のI成分とQ成分を検出し、これらを併せて1つのスペクトル上に配置するために実施することができる。
ユニット1000は、2つのIF信号入力を含んでもよく、IとQの出力にゼロIFで送ることもできる。Rx−FEおよび/またはアンテナは、ユニット1000と組み合わされて、2つのアンテナのための受信ユニットを形成し得る。
ユニット1000の出力における新しい信号IとQは、非常に有効なものとなり得る。2つの入力を有し、または2つのアンテナからの信号に2つの入力だけを使用することが求められるシステムを、例えば、新しいIとQをその入力に使用して、Ant.1とAnt.2に接続することができる。
好ましい実施形態では、OFDMAおよび/またはOFDMおよび/または802.16互換システムにおいて、新しいI成分とQ成分を含む新しい信号を、2倍の帯域幅を有する1つの信号として扱うことによって、システムを新しいIとQの値を受け取るのに使用することが可能になる。
図15に、Ant.1とAnt.2からの信号のスペクトルが1つのスペクトル上に配置された、図14のシステムの信号の周波数スペクトルを示す。IとQは、等価の方法を使って作成される。出力信号は、入力におけるどちらかの信号の2倍の帯域幅を有する。
好ましい実施形態では、2つの新しいI信号とQ信号を受信するのに、より大きいFFTサイズおよび/またはNFFTパラメータと互換性を有するシステムを使用することが可能となり得る。従って、それぞれΔFLOの帯域幅によって表される2つの信号から、I成分とQ成分が検出され、シフトされ、1つのスペクトルに合成される。形成される2つの新しいスペクトルIとQは、それぞれ、2×ΔFLOの帯域幅を有する。これは、一実施形態では、512のFFTサイズおよび/またはNFFTの2つの信号を受信し、これらの合成した後、1024のサイズのFFTサイズおよび/またはNFFTを有する信号を読み取るのと同様にIとQを読み取るのと等価とすることができる。
802.16規格およびその他の規格は、2048のFFTサイズおよび/またはNFFTを有する信号をサポートし、これは、1024の2つの信号、512の4つの信号などを読み取ることができる。しかしながら、4096のFFTサイズおよび/またはNFFTをサポートするシステムを提示することが可能であり、これが、最大2048までのFFTサイズおよび/またはNFFTと互換性を有すると定義されている規格をサポートしていなかったとしても、このようなシステムは、本発明で説明する実施形態を使用することなどによって、やはり使用することができる。
従って、4096のFFTサイズおよび/またはNFFTと互換性を有するシステムは、2048の2つの信号、1024の4つの信号などを受信することができる。
図16に、同じIF周波数でより幅広いスペクトルを使って、4つのアンテナA1〜A4から信号を受信するシステムを示す。一実施形態では、図14に示したのと同様の2つのRx−FE53ユニットを使用することが可能である。1つのユニットを使用すれば、コストが低減され、かつ/またはその実施が簡略化され得る。
4つのアンテナA1〜A4、515〜518は、それぞれ、2つのアンテナの影響をさらに増大させるのに使用することができる。1つのアンテナではなく2つのアンテナを使用するのと同様の考慮事項を、2つまたは1つのアンテナではなく4つのアンテナを使用する際にも適用することができる。
4つのアンテナ515〜518のアレイは、515〜516と517〜518のような2対のアンテナを備えていてもよく、このような各対は、さらに、その独自のRFフロントエンド53と共に使用され得る。標準のRx−FEユニットが使用されない場合、すべてのアンテナに1つのLOを使用することができる。局部発振器は、信号の周波数をIFまで低減する。
好ましい実施形態では、LO1 101が、Ant.1のIとQを、例えば、ほぼ5MHzの中心周波数に、または、LO1とIF周波数の差分周波数とすることのできる別の周波数ΔFLOの前後に設定するための局部発振器として使用される。図14で生成したのと同様に形成される信号が、それぞれ、I1とQ1で示されており、I1 107は、A1の信号のI成分であり、Q1 108は、A1の信号のQ成分である。
本実施形態では、LO2 102が、A2のIとQを、例えば、ほぼ−5MHzの中心周波数に、またはLO2とIF周波数の差分周波数とすることのできる別の周波数−ΔFLOの前後に設定するための局部発振器として使用される。
図14で生成したのと同様に形成される信号が、それぞれ、I2とQ2として示されており、I2 105は、A2の信号のI成分であり、Q2 106は、A2の信号のQ成分である。
LO3 103は、A3のIとQを、例えば、ほぼ15MHzの中心周波数、すなわち、3×ΔFLOに設定するのに使用される局部発振器である。LO3によって生成される信号は、それぞれ、I3とQ3として示されており、I3 117は、A3の信号のI成分であり、Q3 118は、A3の信号のQ成分である。
LO4 104は、A4のIとQを、例えば、ほぼ−15MHzの中心周波数、すなわち、−3×ΔFLOに設定するのに使用される局部発振器である。LO4によって生成される信号は、それぞれ、I4とQ4として示されており、I4 115は、A4の信号のI成分であり、Q4 116は、A4の信号のQ成分である。
I1とI2の和IA 111は、例えば、−10MHz<f<10MHzにおける、または、より一般化された実施形態では、−2×ΔFLO<f<2×ΔFLOにおけるIのスペクトルとして設定される。
I3とI4の和IB 113は、例えば、−20MHz<f<−10MHzおよび10MHz<f<20MHzにおける、または、より一般化された実施形態では、−4×ΔFLO<f<−2×ΔFLOおよび2×ΔFLO<f<4×ΔFLOにおけるIのスペクトルとして設定される。
Q1とQ2の和QA112は、例えば、−10MHz<f<10MHzにおける、または、より一般化された実施形態では、−2×ΔFLO<f<2×ΔFLOにおけるQのスペクトルとして設定される。
Q3とQ4の和QB114は、例えば、−20MHz<f<−10MHzおよび10MHz<f<20MHzにおける、または、より一般化された実施形態では、−4×ΔFLO<f<−2×ΔFLOおよび2×ΔFLO<f<4×ΔFLOにおけるQのスペクトルとして設定される。
I成分はIAとIBの和である。Q成分はQAとQBの和である。
図17に、同じIFモジュール1000でより幅広いスペクトルを使って4つのアンテナA1〜A4からの信号を受信するシステムを示す。
本実施形態では、それぞれが異なるLO周波数を有する2つのRx−FEユニットが使用される。可能な4つのアンテナのアレイは、2対のアンテナ、A1〜A2 515〜516とA3〜A4 517〜518を備えていてもよい。各アンテナ対ごとに同じIFモジュール1000を使用することができるが、これは、異なるIF周波数で動作するように同調される必要がある。別の実施形態では、可能なイメージ除去フィルタおよび/または同調を必要とする他のフィルタまたはハードウェア構成部品が使用されず、かつ/またはIFモジュール内に含まれず、従って、同じIFモジュール1000を異なるIF周波数に使用することができる。
本実施形態では、第1のアンテナ対が、これらのアンテナのRF信号をダウンコンバートするLOAに接続されている。アンテナが含まれ、または外部で接続されている、Rx−FE1と呼ぶ、標準および/または同調ユニット531を使用することが可能である。
第2のアンテナ対は、このアンテナのRF信号をダウンコンバートするLOBに接続されている。アンテナが内蔵され、または外部で接続されている、Rx−FE2と呼ぶ、標準および/または同調ユニット532を使用することが可能である。
当分野で知られているように、イメージ除去フィルタを使って、可能なイメージ信号が防止され、または減衰されてもよい。追加のフィルタ、増幅器およびLNA部品を使って、雑音が低減され、必要に応じて信号が調整されてもよい。これらのフィルタおよび追加部品は、Rx−FEにおいて、かつ/または、各IFレベルなど、システムの異なる場所において使用されてもよく、従って、IF1とIF2に同調され得る。
本実施形態において、局部発振器LOAとLOBは、それぞれ、2対のアンテナからの信号の周波数をIF1とIF2にシフトする。
2つのIF周波数が異なるため、ユニット1000の出力は、異なる周波数割り振りのものである。
好ましくは、アンテナを介して受け取られる対象となる各信号の帯域幅は2×ΔFLO以下である。LO1 101とLO3 101は、一般的にはIF−ΔFLOの周波数で、または、例えば、IF−5MHzなどで動作するように設定される。従って、信号I1とQ1の中心周波数は、IF1−IF+ΔFLOとすることができる。従って、信号I3とQ3の中心周波数は、IF2−IF+ΔFLOとすることができる。
LO2 102とLO4 102は、一般的にはIF+ΔFLOの周波数で、例えば、IF+5MHzなどで動作するように設定される。従って、信号I2とQ2の中心周波数は、IF1−IF−ΔFLOとすることができる。従って、信号I4とQ4の中心周波数は、IF2−IF−ΔFLOとすることができる。
追加のフィルタを、IAとIBを加算してIを形成する前と、QAとQBを加算してQを形成する前に配置することができる。これは、ユニット1000のLOによって生じるイメージ周波数を排除するのに有効である。
IF1とIF2を設定することにより、第1と第2のアンテナ対の信号のスペクトルを配置することが可能である。好ましい実施形態では、|IF1−IF2|=4×ΔFLOである。これは、各信号のスペクトルを周波数領域において相互の近くに配置すると同時に、各信号が相互に干渉し合うことを防ぐことを可能にする。
別の好ましい実施形態では、
IF1=IF+2×ΔFLOおよびIF2=IF−2×ΔFLO または、
IF2=IF+2×ΔFLOおよびIF1=IF−2×ΔFLO
のどちらかに設定することが可能である。
IF1=IF+2×ΔFLOおよびIF2=IF−2×ΔFLO または、
IF2=IF+2×ΔFLOおよびIF1=IF−2×ΔFLO
のどちらかに設定することが可能である。
これは、さらに、信号のスペクトルを、ほぼゼロIFの中心周波数に配置することを可能にするはずである。
|IF1−IF2|=4×ΔFLOである実施形態では、信号全体をゼロIFにダウンコンバータするために、1つまたは複数のフィルタおよび/または1つまたは複数のLOなどの追加手段を配置することも可能である。
図18に、図16および図17のシステムの周波数スペクトルを示す。これらのスペクトルは、任意の周波数値で実施され得る追加の可能な方法およびシステムの例である。
第1の例では、図16のシステムを使って、A1からA4までの信号を1つのスペクトル上に配置することによって発する、出力におけるI信号とQ信号のスペクトルが示されている。図16の例で述べたように、各信号の中心周波数は以下のように要約される。
より一般的な場合には、A1からA4における各信号の帯域幅は、好ましくは、BW≦2×ΔFLOであり、かつ/またはBW≦2×ΔFLOに設定される必要がある。例では、各信号の帯域幅が10MHzに制限され、IまたはQの全帯域幅は40MHzである。
一般的な場合には、IとQが、等価の方法を使って生成される。出力信号は、入力における各信号の4倍の帯域幅を有する。
A1とA2の信号は、ただ2つのアンテナだけを備えるシステムの場合と同様に配置され得ることが分かる。別の実施形態では、このスペクトルを生成するのに異なるハードウェアを使用することも可能である。
第2の例では、図17のシステムを使って、A1からA4までの信号を1つのスペクトル上に配置することによって発する、出力におけるI信号とQ信号のスペクトルが示されている。図17の例で述べたように、各信号の中心周波数は以下のように要約される。
より一般的な場合には、A1からA4における各信号の帯域幅は、好ましくは、BW≦2×ΔFLOであり、かつ/またはBW≦2×ΔFLOに設定される必要がある。例では、各信号の帯域幅が2×ΔFLO=10MHz、IF1=IF+2×ΔFLOおよびIF2=IF−2×ΔFLOに制限され、IまたはQの全帯域幅は4×ΔFLO=40MHzである。
一般的な場合には、IとQが等価の方法で生成される。出力信号は、入力における各信号の4倍の帯域幅を有する。
A1とA2の信号は、相互に近くに配置され得ることが分かる。別の実施形態では、このスペクトルを生成するのに異なるハードウェアを使用することも可能である。スペクトルの厳密な成形および各信号の配置は重要となり得る。例えば、FFTおよび/またはIFFTを適用するとき、アンテナの信号が別の方法で配置される場合、各信号は異なり、異なる特性を有することもある。新しい信号は、802.16システムの場合と同様に、より大きい帯域幅を有する1つの信号として扱うことができる。
OFDMAシンボルパラメータの中には、好ましくは、提示する実施形態のいくつかまたはこれらの組み合わせを使用する間に、以下の値を有し得るものがある。
OFDMAデータ速度の中には、好ましくは、提示する実施形態のいくつかまたはこれらの組み合わせを使用する間に、以下のMbps単位の値を有するものがある。
この表では、MACおよびプリアンブルオーバーヘッドが計算に含まれないこともある。加えて、ビット速度が、DLおよび/またはULおよび/またはSSの間で分配され得る。
OFDMAを使用した可能なシステムプロファイルは以下の通りである。
利用可能なRF通信路は、すべての国際スペクトルセルセクタおよびセル容量の合計を指し得る。
実施形態によっては、セルセクタおよび/または異なる容量オプションをサポートするように調整されてもよい。OFDMAは、周波数再利用によるセルプランニングを可能にする。
OFDMAにおける周波数再利用は、好ましくは、以下の特性のいくつかまたはこれらの組み合わせを使用することを含み得る。
異なる1セル当たりのサブチャネルおよび/または副搬送波の順列。
PUSC−1セクタ当たりのサブチャネルの一部使用。
1セクタ当たりのパイロット割り振りおよびプリアンブル。
1セル当たりのプリアンブル変調シリーズ。
異なる1セル当たりのサブチャネルおよび/または副搬送波の順列。
PUSC−1セクタ当たりのサブチャネルの一部使用。
1セクタ当たりのパイロット割り振りおよびプリアンブル。
1セル当たりのプリアンブル変調シリーズ。
しかし、本開示は、本発明を実施するシステムおよび方法の実施形態の一例にすぎず、本開示および関連図面を読めば、当業者には、様々な改変が想起される。
図23に、切り換え手段を使って複素信号をシフトするシステムを示す。2つのベースバンド信号を同じスペクトル上で受信すること、すなわち、2つの信号を同じ中心周波数および/または通信路および/またはフレームにおいて受信することが求められる。この機能を実施するシステムの一実施形態は、スイッチまたは等価の手段を含むハードウェア手段を含み得る。
動作方法:
例えば上記のシステムを使って、−fn<f<fnの範囲の周波数スペクトルを有する2つのソース信号のそれぞれを、fs>4fnの速度でサンプリングする必要がある。これは、各信号が離散スペクトルの最大半分までを捕らえ、従って、−π/2<ω<π/2の範囲のスペクトルを有する周波数領域の2つの離散信号、X1(ejω)とX2(ejω)を生じるはずである。
例えば上記のシステムを使って、−fn<f<fnの範囲の周波数スペクトルを有する2つのソース信号のそれぞれを、fs>4fnの速度でサンプリングする必要がある。これは、各信号が離散スペクトルの最大半分までを捕らえ、従って、−π/2<ω<π/2の範囲のスペクトルを有する周波数領域の2つの離散信号、X1(ejω)とX2(ejω)を生じるはずである。
次いで、これらの信号を合算して1つのスペクトルにすることが可能になるように、信号の1つの中心周波数をΔω=π/2にシフトすることが必要である。2つ以上のアナログ/ディジタル変換器A/Dが配置されている実施形態を使用することも可能であるが、1つのA/DをI信号だけに、1つのA/DをQ信号だけに使用することも望ましい。特に、これは、2つの信号のそれぞれのI成分とQ成分に2つずつの、4つのA/Dではなく、2つのA/Dまたはその他のサンプリング機構を備える既存のハードウェアの、1つをI、1つをQに使用することを可能とし得る。
同様に、1つのA/Dを使用することも可能であり、その場合、I成分とQ成分への分離は後で行われ、または不要である。
信号Xの周波数を、Δωラジアン/秒の離れた、異なる、より高いラジアン周波数にシフトすることは、離散周波数領域において、X(ej(ω−Δω))として定義される。
離散時間領域において、信号Xをシフトすることは、nを離散時間(nは整数である)として、離散信号を逓倍することと等価であり、X1[n]*ejω*nである。
信号は、以下のように、実成分と虚成分から構成される。
連続信号:x(t)=xR(t)+j*xI(t)
離散信号:x[n]=xR[n]+j*xI[n]
連続信号:x(t)=xR(t)+j*xI(t)
離散信号:x[n]=xR[n]+j*xI[n]
指数は、ejΔω*n=ej(π/2)*n=cos(π*n/2)+j*sin(π*n/2)である。
従って、結果として生じる指数式ejΔω*nは、実部分と虚部分からなり、これは、−1、1または0の値だけを取ることができる。
以下の式を導出することが可能である。
X1[n]*ejΔω*n=(xR[n]+jxI[n])*(cos(π*n/2)+j*sin(π*n/2))=
={xR[n]*cos(π*n/2)−xI[n]*sin(π*n/2)}+
+j*{xR[n]*sin(π*n/2)+xI[n]*cos(π*n/2)}≡xR’[n]+j*xI’[n]
式中、xR’[n]とxI’[n]は、それぞれ、シフト信号の実成分と虚成分である。これらの成分は、離散周波数領域においてシフトされた新しい信号を表す。
X1[n]*ejΔω*n=(xR[n]+jxI[n])*(cos(π*n/2)+j*sin(π*n/2))=
={xR[n]*cos(π*n/2)−xI[n]*sin(π*n/2)}+
+j*{xR[n]*sin(π*n/2)+xI[n]*cos(π*n/2)}≡xR’[n]+j*xI’[n]
式中、xR’[n]とxI’[n]は、それぞれ、シフト信号の実成分と虚成分である。これらの成分は、離散周波数領域においてシフトされた新しい信号を表す。
角度成分Θが、Θ≡π*n/2として定義される。Θは、sin(Θ)とcos(Θ)の式で、4つの関連する値、すなわち、0度、90度、180度および270度だけを有し得るため、以下の表にすべての可能な値を要約する。
従って、表1によれば、信号の周波数シフトを実施するためには、Θのこれら4つの値の1つに従って、X[n]の元の成分、実部分xR[n]と虚部分xI[n]が交換される必要がある。
図23に示すような実施形態は、前述の動作を実施することを可能にする。
IpとInは、それぞれ、入力信号の虚成分の正と負の端子である。例えばこれは、XI信号とすることができる。
QpとQnは、それぞれ、入力信号の実成分の正と負の端子である。例えばこれは、XR信号とすることができる。
IpoとInoは、それぞれ、シフトされた出力信号の虚成分の正と負の端子である。例えばこれは、XI’信号とすることができる。Ipo’は、Ipo−Inoに等しいとすることができ、従ってこれは、トランスを使った関連する接地に対するXI’信号である。
QpoとQnoは、それぞれ、シフトされた出力信号の実成分の正と負の端子である。例えばこれは、XR’信号とすることができる。Qpo’はQpo−Qnoに等しいとすることができ、従ってこれは、トランスを使った関連する接地に対するXR’信号である。
スイッチを使えば、表1の動作にマッチする入力信号の任意の組み合わせを出力することが可能である。
各スイッチ対ごとに、第1レベルのただ1つのスイッチだけが閉じられ、これらの対は、S11−S12、S13−S14、S15−S16およびS17−S18である。各スイッチ対ごとに、第2レベルのただ1つのスイッチだけが閉じられ、これらの対は、S21−S22、S23−S24、S25−S26およびS27−S28である。
第1レベルのスイッチ、S11・・・S18は、成分が正であるかそれとも負であるか判定し、負である場合、その正p成分端子がフィルタの下側入力の1つに接続され、負n成分端子が、そのフィルタの上側入力に接続される。これは、関連する対のスイッチ、すなわち、−Iを設定するにはS12とS13、−Qを設定するにはS16とS17を閉じることによって実施される。
成分が正として取られる場合、その正p成分端子がフィルタの上側入力の1つに接続され、負n成分端子が、そのフィルタの下側入力に接続される。これは、関連する対のスイッチ、すなわち、+1を設定するにはS11とS14、+Qを設定するにはS15とS18を閉じることによって実施される。
第2レベルのスイッチS21・・・S28は、成分がIであるかそれともQであるか判定し、Iである場合、第2レベル対の上側スイッチ、すなわち、S21とS23またはS25とS27が閉じられる。成分がQとして出力されるべきである場合、第2レベル対の下側スイッチ、すなわち、S22とS24またはS26とS28が閉じられる。
動作を離散信号上で実行することが望まれるが、代わりに、これらの動作を、時間的連続信号x(t)上で実行することも可能である。これらの動作を、A/Dで信号をサンプリングする前に実行しても等価とすることができる。
従って、A/Dを使って連続信号を離散信号までサンプリングし、次いで、表1に示す動作を実行するのではなく、サンプリング前に連続信号に対して操作を実行することが可能である。これは、2つの信号を加算し、次いで、2つの信号ではなく1つの信号をサンプリングすることを可能にする。従って、図23の入力信号は、xR=xR(t)およびxI=xI(t)とすることができる。
A/Dは、量子化誤りを無視すると、サンプリングと保持の組み合わせとみなされ得る。サンプラが、サンプリング速度をfs=1/Tとして、ある時点t=n*Tにおける連続信号をサンプリングする。保持動作は、単に、期間n*T<t≦n*(T+1)の間に、A/D出力において、サンプリングされた信号x(t=n*T)に等しいDC信号を提供するだけである。
結果として生じる離散信号x[n]は離散値を有し、nは整数である。従って、シフト操作が特定の時点において行われ、x[n]における離散信号を変更する。このため、A/Dの後ではなくA/Dの前に信号をシフトするのと等価とすることができる。
シフト操作は、A/Dによって信号をサンプリングする直前に行うことができる。これは、サンプリングされる信号が事前に確実にシフトされるようにする。従って、シフト*操作は、その入力における連続信号について、A/Dまたは他のサンプリング機構と同期して、図23の実施形態を使って実施することができる。
第1レベルのスイッチS11・・S18をあるクロックCLK1上で同期させ、第2レベルのスイッチS21・・S28を別のクロックCLK2上で同期させることも可能である。
これらのクロックは、入力または独立のクロックとすることができ、Dの前にスイッチを更新して、時刻t=n*Tでのスイッチの新しい状態が、時間n*T−Dにおいて設定され、A/Dに第2の信号を用いてシフト信号を正しくサンプリングさせるようにする。
好ましい実施形態では、CLK2=CLK1であり、すべてのスイッチが1つのクロックCLK1によって同期される。このクロックは、サンプリングと別のスイッチシステムを制御する、チップからなどの外部クロックに接続されていてもよい。
危険な競合、すなわち信号短縮を防ぐために、各スイッチを独立に制御し、まず、各対の閉じたスイッチを開かせ、その後にようやく、必要に応じて第2のスイッチを閉じさせることも可能である。
この場合、16クロック、または別に定義されたクロック入力があってもよく、このクロック入力は、スイッチSnkのCLKnkとして定義され、nはレベル1または2を示し、kは1から8までの整数である。
一実施形態では、アナログ装置の低電圧4ΩクワッドSPSTスイッチが使用され得る。これには、ADG711、ADG712またはADG713が含まれ得る。
ブレークビフォアメークスイッチングのADG713の技術を使用すると、追加クロックを使用しなくても、信号の短縮が防止され得る。ブレークビフォアメークを用いた他の装置または類似のスイッチング技術も使用され得る。
フィルタ手段は、当分野で知られているように、本発明で説明する別の実施形態にも同様に使用され得る。トランス手段がフィルタ手段と組み合わされてもよい。
図24A〜24Dに、1つのスペクトル上で2つの信号を合成する実施形態を示す。破線は、左側のアナログ部分と右側のディジタル離散部分を隔てるものである。左側で可能な限り多くの操作を実施して、リソースが限られており、一部の操作をサポートしない可能性もあるディジタル部分の要件を低減することが望ましい。
特に、このようなディジタル操作は、既存の一般的MAC技術ハードウェアを使って実施することが難しく、または不可能であるとみなされ得る。これを実施することが可能である場合でさえも、より高くつき、限りがあるとみなされる多くの計算処理リソースを必要とし得る。
図24Aには、A/Dを使って2つの信号がサンプリングされ、次いで、1つの信号が、その信号を異なる重なり合わない周波数範囲に移動させるために、離散信号X1[n]を複素指数と掛け合わせるなどによってシフトされる単純な実施形態が示されている。本実施形態は、大部分がディジタルであり、多くのディジタルリソースを消費する。
図24Bには、図24Aのものと類似の実施形態が示されているが、本実施形態では、シフト操作が、A/Dの前に配置されるアナログシフト*操作で置き換えられている。
これは、本発明で説明するスイッチを使って実施されてもよく、他の技術を使って実施されてもよい。それでも、結果の正確さは同じか、ほぼ同じであり、改善されることさえもある。
図24Cには、図24Bのものと類似の実施形態が示されているが、本実施形態では、加算操作が、アナログ手段を使って実施され、2つではなくただ1つのA/Dを使用することが可能になる。
これは、例えば、アナログ加算器を使って実施されてもよく、他の技術を使って実施されてもよい。それでも、結果の正確さは同じか、ほぼ同じであり、改善されることさえもある。なぜならば、生じ得るA/Dの量子化誤りがより小さいからである。加えて、その信号のために、2つではなくただ1つのA/Dを提供するハードウェア手段もサポートし得る。
シフト*操作は、A/Dにおいて信号を正しくサンプリングするために、クロック信号CLK1を使って同期され得る。
図24Dには、A/Dの動作の構造と方法が示されている。A/Dは、サンプリング手段と保持手段とを有するものとして記述され得る。クロック信号CLK3を使ってサンプリングを制御することも可能である。これは、完了すると、外部操作の直後に信号をサンプリングすることを可能にするはずである。A/Dは、既存のハードウェア内の一部とすることができ、従って、他の手段と既に同期されていてもよく、その場合、CLK1を制御しさえすればよいはずである。
図25に、2つの信号を、それぞれIとQを用いて合成するシステムを示す。本実施形態は、図23に示すシステムや、類似の操作を伴うがトランスを使用しないシステムなどを使って、トランス手段の配置の前に、2つの信号のI成分とQ成分の加算をサポートし得る。
信号がフィルタの前に取られる類似のシステムを実施することも可能である。
IpoとInoは、それぞれ、シフトされた出力信号の虚成分の正と負の端子である。例えばこれは、XI’信号とすることができる。
QpoとQnoは、それぞれ、シフトされた出力信号の実成分の正と負の端子である。例えばこれは、XR’信号とすることができる。
Ip1とIn1は、それぞれ、第2の信号の虚成分の正と負の端子である。例えばこれは、XI2信号とすることができる。
Qp1とQn1は、それぞれ、第2の出力信号の実成分の正と負の端子である。例えばこれは、XR2信号とすることができる。
成分Iと成分Qごとに、2つの信号の正成分が加算され、2つの信号の負成分が加算される。これにより、合計のIとQの新しい成分が生じ、これらは、図25に示すように、IフィルタおよびQフィルタとトランスを配置した後などにサンプリングされるはずである。IとQのサンプリングは、後で同期され、配置されるA/D(不図示)を使って行うことができる。
図26A〜26Eに、サンプリングする段と、1つの信号をシフトする段と、各信号を合算する段とにおける信号のスペクトルを示す。図26Aには、−fn<f<fnの範囲の周波数スペクトルを有する第1の連続信号x1(t)と第2の連続信号x2(t)のスペクトルが示されている。
連続信号x1(t)とx2(t)は、速度fs>4fnでサンプリングされ得る。2つの信号のそれぞれの実成分と虚成分が検出され、次いで、サンプリングされることが必要となり得る。
図26Bには、連続信号のサンプリングから生じる、周波数領域の第1の離散信号X1(ejω)のスペクトルが示されている。fs>4fnであるため、周波数領域の信号X1(ejω)は、離散スペクトルの最大半分までを捕らえ、従って、その各成分は、−π/2<ω<π/2の範囲のスペクトルを有する。
図26Cには、Δω=π/2[ラジアン/秒]においてシフトされた第1の離散信号のスペクトルが示されている。
各信号を合算して1つのスペクトルにすることが可能になるように、信号の1つの中心周波数をΔω=π/2にシフトすることが求められ得る。2つ以上のアナログ/ディジタルで、信号X1(ejω)の周波数を、Δωラジアン/秒高く、間隔が置かれる異なるラジアン周波数にシフトし、新しい信号X1’(ejω)=XR’(ejω)+j*XI’(ejω)をもたらす実施形態を使用することが可能である。
図26Dには、連続信号のサンプリングから生じる、周波数領域の第2の離散信号X2(ejω)のスペクトルが示されている。fs>4fnであるため、周波数領域の信号X2(ejω)は、離散スペクトルの最大半分までを捕らえ、その各成分は、−π/2<ω<π/2の範囲のスペクトルを有する。X2(ejω)=XR2’(ejω)+j*XI2’(ejω)である。
図26Eには、2つの信号の和のスペクトルが示されている。従って、第1のシフト信号と第2の信号を加算することが可能であり、Y(ejω)=X1’(ejω)+X2(ejω)である。実際には、実成分と虚成分を別々に加算し、かつ/またはサンプリングすることが必要とされ得る。
図5に、低SNRと高SNRを有する2つの通信路の信号空間を示す。加入局SSが基地局BSから信号を受信し、SSとBSの間の伝達関数が、アップリンクULおよび/またはDLダウンリンク伝送内で既知のパイロット信号を使用するなどによって知られている場合、hの逆関数(h^−1)を使用したり、hの共役複素数h’と掛け合わせ正規化したりするなど、信号のより十分な認識が可能となり得る。本目的は、通信路のひずみを可能な限り除去し、元の信号を検出することである。好ましい実施形態では、前述の操作を実行した後で、受信信号の典型的なコンステレーションが、提示されるコンステレーションのどちらか1つとして現れる。例えば、検出されるべき信号S411は、雑音N412を含む可能性があり、従って、可能な受信信号値は、各可能なコンステレーション値と雑音との和に基づき、左上の円41内、または他の可能な円41内に含まれ得る。
最大(または有効)雑音振幅412が、正確なコンステレーションの信号振幅411との関連で比較的大きい場合、受信は、低SNRを有するとみなすことができ、従って、受信からデータを取り出すのがより難しい。
雑音がより小さい場合、受信信号の値はより小さい円42内にあり、受信は、高SNRを有するとみなすことができ、従って、受信からデータを取り出すのがより容易である。同様に、コンステレーションの信号振幅421が、雑音の振幅より比較的大きい場合、受信は、高SNRを有するとみなされ得る。
従って、その後の決定では、通信路のSNRを有効に推定することが比較的簡単になり得る。
図6に、1つまたは複数のひずみの影響を有する通信路の信号空間を示す。図5に示すシステムと類似のシステムは、追加のひずみの影響を受けることがある。これが生じるのは、同時に受け取られる追加信号、特に、1つまたは複数の別のBSからの信号がある場合である。従って、いくつかの操作が行われた後でさえも、コンステレーション431は、円43の周りに現れるのではなく、円44の周りに現れることになる。
ひずみは、比較的弱い振幅を有するBS信号から発するものとみなされ得る。このような場合、より弱い信号は、第1のBSの強い信号を認識することを困難にし、加えて、弱い信号は、それが雑音として処理される場合などには、無駄になることもある。
図7に、信号空間における2つの通信路からの信号の和の受信を示す。好ましい実施形態では、QPSKコンステレーション信号など、2つの信号が受け取られる。システムは、通信路1から、例えば4つのコンステレーション値45と共に信号を受信するように調整されている。SSとBS2の間の通信路であるh2の特性が知られている場合には、通信路2のコンステレーション値もまた知られている。通信路2のコンステレーション値は、4つのQPSKコンステレーション値47とすることができる。
ベクトル信号y146が受け取られる。この信号は、それぞれ、通信路1と通信路2からの2つの可能なコンステレーション値r1およびr2と、雑音nとの和である。ベクトルy1は、図7において、数学的、視覚的に定義されている。
次に、コンステレーション値を識別する方法を、一例として説明する。通信路1からの可能なコンステレーション値45は、最大振幅を有し、従って、受信信号y146に最も近いコンステレーション値を見つけることが望ましいと仮定され、分かっているものとする。4つの可能な値45のうち、選択されたコンステレーション値がs1451とマークされている。これは、好ましくは、通信路1の可能なコンステレーション値45のうちで、または、一般に任意の可能なコンステレーション値のうちで、46に最も近いベクトルとすることができる。s1が求められた後、これがy1から差し引かれ、ベクトル461で示される。次いで、通信路2から発する信号が何であるか突き止めるために、4つの可能な値47のうちで、最も近いコンステレーション値を見つけることが求められる。この例では、選択された信号がs2とマークされている。従って、この新規の方法を使用すれば、2つの通信路両方のコンステレーション信号が見つかる。BSの信号の1つを雑音として処理するのではなく、データを取り出すことができ、従って、性能が向上する。
好ましくは、本方法が使用される。というのは、パイロット信号などに基づき、第1の通信路(通信路1など)が第2の通信路(通信路2など)よりずっと強く受け取られることが分かっているからである。同様に、本方法は、2つのBSの3つ以上の信号について実施することもできる。
次に、前述の方法を使用することが実際的であり、有利であるかどうか判定するための2つの基準を説明する。
図7に基準1として示す第1の基準では、s1とs2が見つかった後で、これらがy1から差し引かれ、その絶対値がs2の値と比較される。減算の絶対値がs2より小さい場合、これは、誤り(または雑音)が選択されたコンステレーション値s2より小さいことを意味し、従って、これは妥当な判断である。加えて、この関係に基づいて、誤りの可能性|y1−s1−s2|/|s2|を算出することもでき、従って、受け取られる信号に本方法を使用すべきか否か判断するのに役立つ品質の指標、すなわちc/n(搬送波/雑音)も推定され得る。
図7の基準2として示す第2の基準は、ある程度の雑音nの特性があるときに使用され得る。誤りの可能性は、雑音の平均値または現在の絶対値|n|(またはその分散、有効電力など)と、点47の絶対値(または、他のコンステレーションの場合にはそれらの平均値など)と比較することによって算出され得る。この絶対値は、|s2|とマークされる。|n|<|s2|の場合、雑音が推定されるコンステレーション値より弱いため、前述の方法を使用した方が有利となり得る。受け取られる信号に本方法を使用すべきか否か判断するのに役立つ品質の指示|s2|/|n|、またはc/n(搬送波/雑音)も推定され得る。
別の基準には、ある信号が非常に強いかどうか評価するために|s1|/|s2|を測定し、かつ/または算出することが関与し、従って効率のよい減算を可能になる。
領域471には、コンステレーション値47の周りの有効な判断領域が示されており、従って雑音nが円471の半径よりも強い場合には、通信路2の信号についての誤った判断が行われ得る。より適切な判断を得るためには、複数の基準または手法が使用され得ることに留意すべきである。また、これらの基準は、前述の方法を使用せず、本明細書で述べる従来の手法または別の手法を使用すべきであると判断するのにも使用され得る。
QPSKが両方の通信路に使用される場合であり、s1とs2が加法的であり、従って、これらの間の位相差が90度より小さい(最大は180度である)とき、本方法は、少なくとも強い信号を見つけるのには極めて有益となり得る。
CRCおよび/またはディジタルデータ値の誤り訂正法は、信号をさらに突き止め、複数のBSの信号をより適切に識別するのに役立ち得る。
図8に、MRC50を用いて干渉を低減する、2つのアンテナ51と52を備えるシステムを示す。BSの信号またはある方向からの干渉を阻止し、または減衰させることが望まれることがある。これは、干渉または不要な信号を減衰させるように設定された調整可能なアンテナパターン543を使って実施され得る。調整可能なアンテナパターンが指し向けられる方向は、受信機フロントエンド53において、または追加ユニット54において、もしくは任意のハードウェア手段内で設定することができる。例えば、これは、第1のアンテナ52からの信号を、第2のアンテナ51からの受信信号に加算される542、調整可能な遅延または別の制御可能な伝達関数または位相ひずみw541に入力することによって実施され得る。加算542は、アナログまたはディジタル手段で行うことができる。
結果は、ソフトウェアとして実施され得る最大比合成MRC50機構に挿入される。加えて、2つ以上の方法の結果も、MRC機構に入力され得る。
方法1 544や方法2 545などの方法は、信号をより良好に受信し、識別するために、本明細書で述べるどのような技法を使用してもよく、特に、図7との関連で説明した技法のいずれかを使用し得る。MRCは、最適な結果、例えば、誤りが最小限であり、かつ/または、ディジタル誤り訂正および検出法などに基づいて検出されるディジタル誤りのより少ない、より低いCRC、より良好なSNR、より低い雑音パラメータなどの最適な結果を有する方法を選択するために、異なる方法を比較することができる。
加えて、MRCは、干渉に対してアンテナパターン543を適応させるために、ユニット541を制御してもよい。
このシステムは、どのBSも必要な信頼度で識別することができない場合に使用できる。従って、比較的強い干渉がある場合でさえも、本システムは、なお機能し、1つまたは複数のBSを識別し得る。この技法は、最尤検出法MLDよりよい結果を生じ得る。なぜならば、MLDは、干渉および雑音とみなされるものが、検出されるべき信号より強いときなどに、必ずしも信号を検出できるとは限らないからである。
図9に、強い信号の検出を弱い信号の除去と共に示す。通信路2からのD2×h2とすることのできる、信号521などのより弱い信号を検出することも望ましいが、通信路1からのD1×h1とすることのできる、比較的強い信号511のより適切な識別のためには、これを除去することが望まれ得る。これは、平均的振幅(または電力など)の雑音513の存在下で行われる。h1とh2は分かっているため、雑音が強くないとき、2つの信号を検出し、これらを有効に分離することはより容易であり、従って、521の影響が除去され、さらなる誤り訂正のために、続けて511の値が取得されてもよい。本明細書で述べる技法を使って、通信路h1の信号が検出され、かつ/またはh2の信号が減衰(または除去)されてもよい。除去は、任意の信号検出法によって通信路1の信号を検出し、h2の信号を差し引き、誤り検出と訂正などによってh1の信号を最大化することよって行われ得る。
図10に、FFT64機構を使って2つの通信路から信号を受信するシステムを示す。図8に示すような方向手段ありまたはなしの1つまたは複数のアンテナ51を使って信号が受け取られ得る。
Rxフロントエンド61は、信号をIFに変換し得る。任意選択で、ゼロIFを実施することもでき、I、Q信号が設定され得る。信号は、Rxフロントエンドに同期手段を備えるなどによって、離散とすることができる。IFE63IFフロントエンドを使用し、Δ時間dTとΔ周波数dF間隔などを使って、信号上で同期を取るのを容易にすることができる。
信号上で行われるFFT64高速フーリエ変換は、シンボルを時間領域から周波数領域に変換する。FFTブロックは、1K基数4複素FFTを実施し得る。同期機構sync65は、よりよい同期のために周波数および/または時間訂正ループを使用してもよい。
記録手段62は、信号を記録して後で使用することを可能にする。好ましくは、信号は、離散時間で、適切な同期と共にディジタルメモリ手段を使って記録される。また、アナログ記録も実施され得る。記録された信号がメモリ62から取られる場合、この信号から、ユニット621を使って通信路2で検出された信号を差し引くことが可能である。選択手段SEL1Dは、受信信号または前述の結果として生じる信号、もしくは、ユニット621が使用可能でない場合にはメモリからの信号を接続する。記録手段72は、記録手段62と同一でもよく、記録手段62と共に同じユニットで実施されてもよく、従って、これら2つの記録手段は、1つのメモリを使って実施することができる。
順列およびOFDMシンボルブロック66は、搬送波の物理的位置を整理し、必要な乗算を行い得る。
サブチャネル編成モジュールは、ブロック66に含まれていてもよく、通信路推定器67に、スロット番号、シンボル番号、サブチャネル番号、選択されたPN、およびUMPDL−UL−MAPパーサから受け取られる情報などのデータを送ることができる。好ましくは、このブロックは、フレームごとに動作する。各フレームの最初で、必要に応じてプリアンブルデータを送ってもよい。パイロットは、処理せずに送られてもよく、また、PNシーケンスによって回転解除された後などに、推定器に送られてもよい。
サブチャネル編成および確立67は、通信路h1に基づいて実施され、時間的にパイロット反復および訂正に合わせて調整され得る。受信シンボルは、OFDMシンボルメモリに格納され得る。通信路推定は、このメモリに格納された搬送波のデータを、時間領域と周波数領域の両方で使用し得る。ブロック67の通信路推定器は、パイロットのデータを使って通信路を反転させ、次いで、反復されたデータ搬送波がある場合には、それらのエネルギーを合成し得る。通信路推定器は、FFTシンボル間のdFを計算し、通信路1について、搬送波対雑音C/N1661および干渉比を推定し得る。C/N1データは、ブロック66および/またはブロック67から提供され得る。
LLR671は、搬送波を逆マップし、コンステレーションマップからビット値の軟出力推定を生成するのに使用される。LLR値の数は、搬送波に使用される変調に左右される(QPSKでは2、16QAMでは4、64QAMでは6など)。LLR値は、ターボ復号器に送られ得る。LLRブロックは、計算に、各搬送波の通信路を使用し得る。加えて、通信路1のLLRデータも、その通信路2信号からの減算を可能にするためにLLR1Dに送られる。
SNR672計算は、前述のように、所望の信号と雑音の関係に基づいて、または他の任意の方法で実施され得る。SNR1指示は、SNRブロック672から提供される。SNR計算は、データが検出されるときに、通信路1の信号を検出するために通信路訂正が行われた後で実施される。
FEC/CRC68ユニットは、元のデータを検出し、誤りを検出し、訂正するなどのために、前方誤り訂正FEC、CRCおよび/またはデータ、プロトコルおよび復号に基づく他の操作を実行することができる。特に、FEC/CRC68ユニットは、データブロックの終わりに添付されたバースト、H−ARQおよびCRC−16フィールドを処理し、これらの妥当性を検証し、検査し得る。
通信路2信号にも同様のステップが実施され、次に、これについて説明する。
記録手段72は、信号を記録して後で使用することを可能にする。記録手段72は、記録手段62と同一とすることもでき、記録手段62と一緒に同じユニットで実施されてもよく、従って、これら2つの記録手段は、1つのメモリを使って実施することができる。選択手段SEL2Dは、受信信号、または第2の信号を、SEL1Dと同じ方法で接続する。記録された信号がメモリ72から取られる場合、この信号から、ユニット721を使って、通信路1で検出された信号を差し引くことができる。
順列およびOFDMシンボルブロック76は、ブロック66と同様に、搬送波の物理的位置を整理し、必要な乗算を実行し得る。
サブチャネル編成および確立77は、通信路2とh2のパラメータに合わせて調整されること以外は、通信路h2に基づいて、ブロック67と同様の方法で実施され得る。
通信路2推定器は、FFTシンボル間のdFを計算し、通信路2について、搬送波対雑音C/N2761および干渉比を推定し得る。C/N2データは、ブロック76および/またはブロック77から提供され得る。
LLR771は、通信路1のLLR671と同様の方法で、通信路2に使用される。通信路2のLLRデータは、その通信路1信号からの減算を可能にするために、LLR2Dに送られる。
通信路2のSNR772計算は、通信路1のSNR672の計算と同様の方法で実施され得る。SNR2指示はSNRブロック772から提供される。SNR計算は、データが検出されるときに、通信路2の信号を検出するための通信路訂正が行われた後で実施される。
通信路2のFEC/CRCユニット78は、通信路1のFEC/CRCユニット68と同様の方法で実施され得る。
通信路2のFEC/CRCユニット78は、通信路1のFEC/CRCユニット68と同様の方法で実施され得る。
図11に、図10のシステムと共に使用される、類似のフィードバックサブシステム621と721を示す。
フィードバックサブシステム621と721は、それぞれ、通信路2と通信路1のLLRユニット771と671から、それぞれ、LLRデータLLR2DとLLR1Dを受け取る。これらの値は、調整され次第、他方の通信路の信号を除去し、かつ/または低減し、従って、実際には他方の通信路からの信号であり得るが、雑音とみなされるものの一部を低減するために、メモリ内の信号から差し引かれる。本目的は、例えば、図7に示すように説明され得る。ユニット674〜677および774〜777の順序は、変更されてもよく、また、これらは、他の手段によって配置され、使用されてもよく、例えば、既に、前述の操作の一部を実行する機構(またはソフトウェアコード)があってもよい。
フィードバックサブシステム621と721は、それぞれ、受け取られた元の信号に基づいて振幅および/または回転を復元するために、それぞれ、h2とh1のために調整された通信路シミュレーション機構774と674を含み得る。
サブシステム621と721の、任意選択のOFDMシンボル配置ユニット775と675は、差し引かれる信号をさらに整合させるのに使用される。各ユニットは、関連するOFDMシンボルを配置し、または雑音なしで受け取られているはずの、関連する通信路から発する信号を取り出すように操作を行い得る。行われる操作を示すこのようなOFDMデータと、生じるOFDMシンボルは、このユニットおよび/または他のユニットに保持することができる。
メモリユニット777と677は、可能な後刻の減算のために、続けてこの信号を保持し得る。ユニット621と721は、それぞれ、その出力に、図10に示すように、差し引くための信号をメモリからいつ再生すべきか判断するスイッチ、または等価の手段を含み得る。
フィードバックサブシステムユニット621と721は、判断ユニット50によって制御され得る。
図10のシステムは、以下の方法に従って操作され得る。
1.信号が受け取られる。好ましくは、これは、OFDM/OFDMAフレームを含む信号である。信号は、RF、IFまたはベースバンド信号として受け取られる。信号は、同期され、FFT変換を通る。
2.信号および/または信号の関連する部分は、メモリ手段に記録され(好ましくはディジタル値)、保持される。
3.各通信路ごとに、好ましくは2つの通信路について、関連するデータが、既知の通信路特性に基づいて(パイロットデータを使用するなどによって)、受信信号を、メモリを介してではなく直接切り換えることによって検出される。信号の切り換えは、ユニット50、制御スイッチSEL1DおよびSEL2Dによって処理することができる。
4.ユニット50は、MRC手段を含み、または任意のアルゴリズムを使ってもよく、C/Nデータ、SNRデータを取得することができ、また、次に何をすべきか決定するために、FEC/CRCまたはその他の誤り検出/訂正手段を使って誤りを検出することもできる。
5.本明細書で述べるように、強/弱信号モデルがある場合には、SEL1Dなどの関連するスイッチを切り換え、フィードバックサブシステムまたは等価の手段を使って既知の信号を提供することによって、記録から、検出された既知の信号を差し引くことが可能である。信号の1つが、高SNRや少数の誤りなどを伴ってより良好に検出された場合、この信号を、減算法を使って、第2の信号(または他の信号)から差し引くことができる。
6.概していえば、より良好な信号検出が達成され、受信信号から既知の信号が除去され、それらが他の通信路の干渉または雑音として無視される。
1.信号が受け取られる。好ましくは、これは、OFDM/OFDMAフレームを含む信号である。信号は、RF、IFまたはベースバンド信号として受け取られる。信号は、同期され、FFT変換を通る。
2.信号および/または信号の関連する部分は、メモリ手段に記録され(好ましくはディジタル値)、保持される。
3.各通信路ごとに、好ましくは2つの通信路について、関連するデータが、既知の通信路特性に基づいて(パイロットデータを使用するなどによって)、受信信号を、メモリを介してではなく直接切り換えることによって検出される。信号の切り換えは、ユニット50、制御スイッチSEL1DおよびSEL2Dによって処理することができる。
4.ユニット50は、MRC手段を含み、または任意のアルゴリズムを使ってもよく、C/Nデータ、SNRデータを取得することができ、また、次に何をすべきか決定するために、FEC/CRCまたはその他の誤り検出/訂正手段を使って誤りを検出することもできる。
5.本明細書で述べるように、強/弱信号モデルがある場合には、SEL1Dなどの関連するスイッチを切り換え、フィードバックサブシステムまたは等価の手段を使って既知の信号を提供することによって、記録から、検出された既知の信号を差し引くことが可能である。信号の1つが、高SNRや少数の誤りなどを伴ってより良好に検出された場合、この信号を、減算法を使って、第2の信号(または他の信号)から差し引くことができる。
6.概していえば、より良好な信号検出が達成され、受信信号から既知の信号が除去され、それらが他の通信路の干渉または雑音として無視される。
図12に、2つのFFT機構64、74を使って2つの通信路から信号を受信するシステムを示す。2つの通信路には、2つのアンテナまたは入力ソースも使用され得る。
63と同様の別のIFE73IFフロントエンドを使用し、各通信路ごとに独立に同期され得るΔ時間dT間隔とΔ周波数dF間隔などを使って、通信路の信号上で同期を取るのに役立つことができる。
FFT64、74高速フーリエ変換が、それぞれ、通信路1と通信路2について実行され得る。同期機構sync1 65とsync2 75は、各信号ごとのよりよい同期のために、周波数および/または時間訂正ループを使用してもよい。これは、2つのアンテナと共に使用され、それぞれにおける同期を制御してもよい。
順列およびOFDMシンボルブロック66、76は、搬送波の物理的位置を整理し、必要な乗算を実行し得る。これらは、関連するsync1またはsync2のdFを制御するなどによって、通信路の同期を改善し得る。
図13に、図12のシステムと共に使用される、類似のフィードバックサブシステム622と722を示す。フィードバックサブシステム622と722は、それぞれ、フィードバックサブシステム621と721と同一のものとすることができる。ユニット674〜677と774〜777の順序は変更されてもよく、また、これらは、他の手段によって配置され、使用されてもよく、例えば、既に、前述の操作のいくつかを実行する機構(またはソフトウェアコード)があってもよい。
図20〜22に、2つのアンテナを使用し、IとQを分離する実施形態を示す。本出願で提示するいくつかのシステムおよび/または方法は、512から4096といったFFTサイズを有するOFDMシステムおよび/またはOFDMAシステムと共に使用することができる。このような方法および/またはシステムは、スケーラブルOFDMAのシステムおよび/または方法を使用してもよく、あるいはスケーラブルOFDMAのシステムおよび/または方法と呼ばれ得る。
図20に、一緒にサンプリングされる2つの信号を合成するシステムが示されている。2つの信号は、それぞれ、2つのアンテナAnt.1とAnt.2で受け取られ得る。各信号は、受信機フロントエンド手段1020を使ってIQ信号に変換することができる。別の実施形態では、2つのIQ信号を有してもよく、従って、ユニット1020は必要であるとは限らない。
4つのI信号とQ信号は、それぞれ、好ましくは、ベースバンド、ゼロIF信号である。OFDMAシステムの好ましい実施形態では、サブチャネル間隔がΔFiであり、各ベースバンド信号の最高周波数がN×ΔFiである。
一実施形態では、Ant.1からの第1の信号のI成分とQ成分に、3N×ΔFiが掛け合わされる。Ant.2からの第2の信号のI成分とQ成分にはN×ΔFiが掛け合わされる。次いで、I成分が合算され、Q成分も合算される。従って、両I成分を含む新しい信号と、両Q成分を含む新しい信号が形成される。例えば、Nは512とすることができ、従って、それぞれについて、N=512で、2つのOFDMA信号をサンプリングすることが求められる。
1つまたは2つのA/D1021と2倍のサイズのFFT 1022を使用すれば、各信号ごとに別個のハードウェア手段を有するのではなく、1つのハードウェアメモリ1023などを使って新しいI成分とQ成分をサンプリングし、次いで、すべてのデータに対して直接、MRC1024などの次の操作を実行することが可能である。
1つの2K FFT(N=2048)を使って、それぞれがN=1024を有するI成分とQ成分の両方をサンプリングすることも可能である。これらの実現形態は、特に、2つ以上ではなく、ただ1つのチップまたはプロセッサを使用する場合に有効である。
また、類似の技法、または、図19に示すシステムを使用するなど、別の方法を使って、4つのアンテナをサンプリングすることも可能である。従って、2倍サイズのFFT1022、4倍の大きさのFFT、または8倍の大きさのFFTを使って、複数のアンテナおよび/またはIとQの両方を、より効率よくサンプリングすることができる。
図21に、別々にサンプリングされる2つの信号を合成するシステムが示されている。2つの信号は、それぞれ、2つのアンテナAnt.1とAnt.2で受け取られ得る。各信号は、受信機フロントエンド手段1020を使ってIQ信号に変換され、それぞれ、別々のA/D変換器1021と、同期機構1025および1024を有する。各アンテナのデータは、異なるメモリ1026に保持され、IとQを併せて、またはIとQを別々に、個々のFFT1022によってサンプリングされ、その結果を、MRC1024などその後の操作のために、1つのメモリ1023で合成することができる。
図22に、別々のサンプリングされる2つの信号を合成するシステムが示されている。2つの信号は、それぞれ、2つのアンテナAnt.1とAnt.2で受け取られ得る。各信号は、受信機フロントエンド1020を使ってIQ信号に変換することができる。次いで、Mux1030を使って、2倍のサンプリング速度2×Fsで各信号をサンプリングし、次いで、おそらくは、本出願の別の場所で説明しているシステムおよび/または方法を使って、ただ1つのFFT1022を使用することが可能である。
本開示は、本発明を実施するシステムおよび方法の実施形態の一例にすぎず、本開示と関連する図面を読めば、当業者には様々な改変形態が想起される。
Claims (30)
- 1つまたは複数の隣接する基地局から発する干渉を有するセルラ無線システムにおいて、前記干渉を低減するシステムであって、
a.SSにおいて、有限数の時間ステップおよび/または間隔および/またはフレーム内に、k台のBSのうちの1つまたは複数の信号を識別し、かつ/または除去する手段と、
b.各BSにおいて、所望のBSからの伝送を建設的に合成し、その他のBSからの伝送を破壊的に合成して、不要なBSからの前記干渉を低減することができるように、二相符号を用いて符号化され、時間的に同期された同じデータを反復してk+1回送信する手段と
を備えるシステム。 - 各ULおよび/またはDL伝送内に既知のパイロット信号があり、これらのパイロットが、ほぼその時刻における通信路の伝達関数hまたは通信路インパルス応答について知ることを可能にし、従って、通信路のひずみを可能な限り除去または低減し、元の信号を復元するために、hの逆関数(h^−1)を使用したり、hの共役複素数h’と掛け合わせ正規化したりするなど、前記信号のより十分な認識を可能とし得る、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- パイロットが知られており、または時間的に、かつ/または周波数的に、かつ/または間隔と間隔の間であまり変化せず、さらに、通信路の挙動がさほど変化しなかったという事実または仮定を使って、他のBSの影響を除去または低減する、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- 802.16規格によるフレームのプリアンブル部分において一意である各BSのパイロットを使用して隣接するBSからの干渉を低減する、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- LOS(見通し内)で、直交周波数分割多重(OFDM)システムまたは直交周波数分割多元接続(OFDMA)互換システムにおいて、またはNLOS(見通し外)システムに使用される、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- 1つの隣接するBSからの干渉を低減するために、前記BSの1つに、この同じデータ伝送を同じ極性で反復させ、別のBSに、この同じデータ伝送を交番極性で反復させ、次いで、前記SSにおいて、前記反復信号を、同相で、または交互に反転する極性で加算し、所望の前記BS伝送のどちらか1つに同調する、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- より高い電力で受け取られるBSの信号を確実に検出し、次いで、受信信号から前記検出信号の再構築信号を差し引き、次いで、別のBSからの信号を検出する手段をさらに含む、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- その時点における通信路の伝達関数hを知るためのパイロット信号をさらに使って、信号のより十分な認識を獲得し、かつ/または通信路のひずみを低減する、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- 各BSの前記パイロット信号は、フレームのプリアンブル部分において一意の周波数である、請求項8に記載のセルラ無線システム。
- 移動局(MS)において2つ以上のアンテナを使用し、より幅広いプロトコルを使用して、かつ/または別種のOFDMA信号を使用して、対象とする信号の方向を検出し、他の信号を除去し、または減衰させ、より多くのデータを受信し、かつ/またはより大きな帯域幅を使用する、請求項1に記載のセルラ無線システム。
- セルラ無線システムにおいて、隣接するBSからの干渉を低減しながら、第1の基地局(BS)から加入者局(SS)に信号を送信する方法であって、
A.各BSを、この同じデータをk+1回、おそらくそのうちの何回かは負の信号として送信するように設定することであり、kは除去すべきBSの数であり、データが同じフレームおよび/または時間および周波数領域で、2つ以上のBSによって送信されること、
B.各BSが、フレームまたはその他の時間間隔の最初にパイロットまたはその他の指示信号を送信し、各BSとSSの間の通信路の挙動に関する情報を検出または収集できるようにすること、
C.BS間で信号およびフレームの同期を行って、前記信号がおそらくはより高いPGと直交し、各BSの前記パイロットが、前記フレームまたは間隔の初期においてその他のパイロットに干渉しないようにすること、
D.前記SSに向けられるBS1のデータと関連して、その他のBSを、前記SSによって受け取られる信号が正規化され、BS1の信号と合成されるときに、前記その他のBSのデータを除去することが可能になるような方法で送信するようにプログラムすること、
E.近隣の、または他のBSをどのようにして除去するか知っており、または知らされているSSが前記データを受信すること、
F.他のBSの信号を除去または低減することと同一または等価である数学的演算を実行し、k+1個の式を使って、他のk台のBSを除去し、所望のBS1のデータを残すことが可能であること、
G.前記動作を他のBSで実行して、各BSが、このリソースをより適切に使用し、また、同じリソースを使用する他のBSに過度に干渉しないようにすること、
H.他のBSの信号を除去または低減するために通信路の新しい伝達関数、h〜を見つけると同時に、異なる時間間隔および/またはフレーム内のBS1の信号をコヒーレントに合算すること
を備える、方法。 - 各ULおよび/またはDL伝送内に既知のパイロット信号があり、これらのパイロットが、ほぼその時刻における通信路の伝達関数hまたは通信路インパルス応答について知ることを可能にし、従って、通信路のひずみを可能な限り除去または低減し、元の信号を復元するために、hの逆関数(h^−1)を使用したり、hの共役複素数h’と掛け合わせ正規化したりするなど、前記信号のより十分な認識を可能とし得る、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- 前記パイロットが知られず、または時間的に、かつ/または周波数的に、かつ/または間隔と間隔の間にあまり変化せず、さらに、前記通信路の挙動がさほど変化しなかったという事実または仮定を使って、他のBSの影響を除去または低減する、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- 802.16規格によるフレームのプリアンブル部分において一意である各BSの前記パイロットを使用して隣接するBSからの干渉を低減する、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- 前記システムを、LOS(見通し内)で、直交周波数分割多重(OFDM)システムまたは直交周波数分割多元接続(OFDMA)互換システムにおいて、またはNLOS(見通し外)システムに使用する、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- 1つの隣接するBSからの干渉を低減するために、前記BSの1つに、この同じデータ伝送を同じ極性で反復させ、別のBSに、この同じデータ伝送を交番極性で反復させ、次いで、前記SSにおいて、前記反復信号を、同相で、または交互に反転する極性で加算し、所望の前記BS伝送のどちらか1つに同調する、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- より高い電力で受け取られるBSの信号を確実に検出し、次いで、受信信号から前記検出信号の再構築信号を差し引き、次いで、別のBSからの信号を検出する手段をさらに含む、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- その時点における通信路の伝達関数hを知るための前記パイロット信号をさらに使って、信号のより十分な認識を獲得し、かつ/または通信路のひずみを低減する、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- 各BSの前記パイロット信号は、フレームのプリアンブル部分において一意の周波数である、請求項18に記載のセルラ無線の方法。
- 移動局(MS)において2つ以上のアンテナを使用し、より幅広いプロトコルを使用して、かつ/または別種のOFDMA信号を使用して、対象とする信号の方向を検出し、他の信号を除去し、または減衰させ、より多くのデータを受信し、かつ/またはより大きな帯域幅を使用する、請求項11に記載のセルラ無線の方法。
- セルラ無線システムにおいて、隣接するBSからの干渉を低減しながら、第1の基地局(BS)から加入者局(SS)に信号を送信する方法であって、
A.関連する通信路の伝達関数hが時間的にあまり変化しないものと仮定するために、経時的変化を許容しないこと、
B.関連するBSから送信されるデータを一定に保ち、または逆/負の信号を送信すると同時に、前記BS相互の同期を保持すること、
C.受信信号を正しく合成することによって各BSのデータを検出すること
を備える、方法。 - 各ULおよび/またはDL伝送内に既知のパイロット信号があり、これらのパイロットが、ほぼその時刻における通信路の伝達関数hまたは通信路インパルス応答について知ることを可能にし、従って、通信路のひずみを可能な限り除去または低減し、元の信号を復元するために、hの逆関数(h^−1)を使用したり、hの共役複素数h’と掛け合わせ正規化したりするなど、前記信号のより十分な認識を可能とし得る、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
- パイロットが知られず、または時間的に、かつ/または周波数的に、かつ/または間隔と間隔の間にあまり変化せず、さらに、前記通信路の挙動がさほど変化しなかったという事実または仮定を使って、他のBSの影響を除去または低減する、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
- 802.16規格によるフレームのプリアンブル部分において一意である各BSのパイロットを使用して隣接するBSからの干渉を低減する、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
- 前記システムを、LOS(見通し内)で、直交周波数分割多重(OFDM)システムまたは直交周波数分割多元接続(OFDMA)互換システムにおいて、またはNLOS(見通し外)システムに使用する、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
- 1つの隣接するBSからの干渉を低減するために、前記BSの1つに、この同じデータ伝送を同じ極性で反復させ、別のBSに、この同じデータ伝送を交番極性で反復させ、次いで、前記SSにおいて、前記反復信号を、同相で、または交互に反転する極性で加算し、所望の前記BS伝送のどちらか1つに同調する、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
- より高い電力で受け取られるBSの信号を確実に検出し、次いで、受信信号から前記検出信号の再構築信号を差し引き、次いで、別のBSからの信号を検出する手段をさらに含む、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
- その時点における通信路の伝達関数hを知るためのパイロット信号をさらに使って、信号のより十分な認識を獲得し、かつ/または通信路のひずみを低減する、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
- 各BSの前記パイロット信号は、フレームのプリアンブル部分において一意の周波数である、請求項28に記載のセルラ無線の方法。
- 移動局(MS)において2つ以上のアンテナを使用し、より幅広いプロトコルを使用して、かつ/または別種のOFDMA信号を使用して、対象とする信号の方向を検出し、他の信号を除去し、または減衰させ、より多くのデータを受信し、かつ/またはより大きな帯域幅を使用する、請求項21に記載のセルラ無線の方法。
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