JP2010050985A - Cdma通信におけるピーク・平均率を減少させる装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】補助パイロットチャネルを用いたシステムにおけるピーク・平均率を減少させるための新規で改善された方法を提供する。
【解決手段】補助パイロットチャネルを用いたシステムは第3世代無線通信システムにおける考察のためのITUに対するTIA/EIA:TR45.5ITUに対するcdma2000:ITU-R:RTT:Candidate:Submissionに記載されている。第1の方法は、補助パイロットチャネルの位相を変化させることである。これにより補助パイロットチャネルが累積して加えられることを防ぐことができる。第2の方法は、累積して加えられることとなる補助パイロットチャネルを改良したものの一部をゲートアウトすることである。また、改良された補助パイロットチャネルを用いて信号を復調する。
【選択図】図5
【解決手段】補助パイロットチャネルを用いたシステムは第3世代無線通信システムにおける考察のためのITUに対するTIA/EIA:TR45.5ITUに対するcdma2000:ITU-R:RTT:Candidate:Submissionに記載されている。第1の方法は、補助パイロットチャネルの位相を変化させることである。これにより補助パイロットチャネルが累積して加えられることを防ぐことができる。第2の方法は、累積して加えられることとなる補助パイロットチャネルを改良したものの一部をゲートアウトすることである。また、改良された補助パイロットチャネルを用いて信号を復調する。
【選択図】図5
Description
本発明は通信に関する。さらに詳しくは、本発明は、符号分割多元アクセス通信システムにおけるピーク・平均率を減少させるための新規、且つ改善された方法及び装置に関する。
符号分割多元アクセス(CDMA)変調法を使用することは、多数のシステム使用者が存在する通信を促進するための種々の方法の1つである。時間分割多元アクセス(TDMA)、周波数分割多元アクセス(FDMA)、及び振幅圧伸単サイドバンド(ACSSB)などのAM変調法が知られているが、CDMAはこれら他の方法以上の大きな利点を有している。多元アクセス通信システムにおけるCDMAの使用は、US.Patent No.4,901,307で、SPREAD SPECTRUM MUTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERSと題してして開示され、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。多元アクセス通信システムにおけるCDMAの使用は、US.Patent No.5,103,459で、SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEMと題してさらに開示され、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。CDMAシステムは、2モード広域拡散スペクトルセルラシステム用のTIA/EIA/IS−95移動局基地局互換性規格(TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System)に適合するように、設計が可能で、以下、IS−95規格として引用する。
CDMAシステムは拡散スペクトル通信システムである。拡散スペクトル通信の利点は、従来から知られており、上記引例を参照することにより理解される。CDMAは、広帯域信号であるという固有の性質により、広帯域幅において信号エネルギーを拡散することによって周波数ダイバーシチの形態をもたらす。したがって、周波数選択性フェージングにより、CDMA信号帯域幅のごく一部のみが影響を受ける。空間またはパスダイバーシチは、2つ以上の基地局を通して携帯電話使用者または遠隔局への同時リンクを介して複数の伝播経路を設けることによりもたらされる。さらに、パスダイバーシチは、伝播遅延が異なって到達した信号をそれぞれ受信または処理するようにした拡散スペクトル処理を介して、多重伝播経路の環境を利用することによりもたらされる。パスダイバーシチは、US.Patent No.5,101,501にてMETHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM及びUS.Patent No.5,109,390にてDIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEMと題して開示され、ともに本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。
CDMAシステムにおいて、順方向リンクは、基地局から遠隔局への送信を意味する。IS−95規格に適合したCDMA通信システムの例において、順方向リンクデータ及び音声送信は直交符号チャネルにて行われる。IS−95規格に従って、各直交符号チャネルは唯一のウォルシュ関数によりカバーされている。このウォルシュ関数は、期間中において64チップである。この直交性により、符号チャネル間の干渉は最小限とされ、性能が向上する。
サポート可能な使用者の数により計測されるように、幾つかの設計上の特徴を通じてCDMAシステムはより高いシステム容量を提供する。第1に、隣接するセルの搬送周波数を再利用できる。第2に、複数のエリア又は複数の遠隔局に対して送信する搬送用の指向性アンテナをより多く使用することにより、容量を増加できる。CDMAシステムにおいて、カバー領域(又はセル)は、指向性アンテナを使用する数個(例えば3個)のセクタに分割される。CDMA通信システムにおいてセクタを提供する方法及び装置は、US.Patent No.5,621,752にてADAPTIVE SECTORIZATION IN A APREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEMと題して記載され、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。各セクタまたはセルは、さらに指向性スポットビームに分割できる。または、スポットビームは、1つのセクタまたはセル内の選択された1つまたは一連の遠隔局に割り振ることができる。ピコセルは、1つのセクタまたはセル内の局所的なカバーエリアである。ピコセルを1つのセルまたはセクタ内に埋め込むことにより、容量を増加したり、付加サービスを提供したりできる。
CDMAシステムの例において、異なるセクタにおける順方向リンク送信は、一般に、異なった短PN拡散シーケンス(または、共通な短PN拡散シーケンスの異なるオフセット)のセットを用いる。したがって、ある遠隔局が、重複するセクタのカバー領域内にあり、1つのセクタからの信号を復調する場合、他のセクタからの信号は拡散され、広帯域干渉として現れる。しかし、この、他のセクタまたはセルからの信号は、互いに直交ではない。隣接するセクタまたはセルからの非直交干渉により、通信システムの性能が低下する可能性がある。
IS−95CDMA通信システムにおいて、パイロットチャネルは順方向リンク上で送信され、これにより遠隔局は受信信号をコヒーレントに復調できる。コヒーレントに復調することにより、性能が向上する。各ビームに対しパイロットチャネルが利用される。IS−95規格に沿って、パイロットチャネルは、ウォルシュ関数0によりカバーされる。
CDMAシステムの容量を増加しようとする際、多くの問題が生じる。第1に、符号チャネルをカバーするのに利用可能なウォルシュ関数は、IS−95規格により規定され、64に限定される。第2に、遠隔局が、CDMAシステムにおいて最小の信号処理プロセスにより、異なるビーム、セクタ又はピコセルを判別できるような方法が望まれる。第3に、IS−95規格に適応した状態であることが望まれる。本発明はこれらの問題を解決する。
本発明は補助パイロットチャネルを用いたシステムにおけるピーク・平均率を減少させるための新規で改善された方法及び装置である。補助パイロットチャネルを用いたシステムは、第3世代無線通信システムにおける考察のためのITUに対するTIA/EIA TR45.5ITUに対するcdma2000 ITU-R RTT Candidate Submissionに記載されている。本願発明者は、提案された補助パイロットチャネルを使用することは高いピーク・平均率につながるということを発見した。この高ピーク・平均率は、システム容量に好ましくない影響を与える。
問題となるのは、補助パイロットチャネルを使用するということは、パイロット波形を復調するためのデータが全く無いということである。各補助パイロット上で送信されるデータは同一であるため、パイロット波形が累積して加えられ、その結果、波形の一部においてエネルギーピークが高くなる。
本発明により提案され、上記問題を解決するための第1の方法は、補助パイロットチャネルの位相を変化し、補助チャネルが累積して加えられることを防止することである。本発明により提案され、上記問題を解説するための第2の方法は、累積して加えられる補助パイロットチャネルの一部をゲートアウト(gate out)することである。また、本発明はこの改善された補助パイロット信号を用いて受信信号を復調する新規な復調器の設計を提案する。
1.導入
本発明では、CDMA信号をコヒーレントに復調するための2つの形式のパイロットチャネルが提供される。第1のパイロットチャネルは、一般パイロットチャネルであり、セクタ内で任意の移動局によってトラフィックチャネルを復調するのを補助するよう使用される。実施形態例では、一般パイロットチャネルは、全てが0のシーケンスのウォルシュ(0)カバリングを使用する。一般パイロットウォルシュ関数の長さは、トラフィックチャネルをカバーするウォルシュ関数の長さと等しい。
本発明では、CDMA信号をコヒーレントに復調するための2つの形式のパイロットチャネルが提供される。第1のパイロットチャネルは、一般パイロットチャネルであり、セクタ内で任意の移動局によってトラフィックチャネルを復調するのを補助するよう使用される。実施形態例では、一般パイロットチャネルは、全てが0のシーケンスのウォルシュ(0)カバリングを使用する。一般パイロットウォルシュ関数の長さは、トラフィックチャネルをカバーするウォルシュ関数の長さと等しい。
第2のタイプのパイロットチャネルは、補助パイロットシーケンスであり、図1に示す基地局セクタにより送信される。この補助パイロットシーケンスは、所定の連結したウォルシュ関数及びウォルシュ関数の補関数により構成されるパイロットシーケンスである。補助パイロットは、アンテナビームの形成を適用するのとともに適用され、補助パイロットを適用してスポットビームを生成する。スポットビームは特定の地理上の地点または非常に混雑した地域(一般に、ホットスポットと称される)までのカバー領域を広げるために使用することができる。同一のスポットビーム内において、複数の移動局が補助パイロットを共有することができる。
符号多元化された補助パイロットが生成され、各補助パイロットに異なるウォルシュ符号が割り当てられる。この方法により、トラフィックチャネルに利用できる直交符号数が減少する。この限定を緩和するために用いられる手法は、補助パイロットに使用されるウォルシュ符号セットのサイズを広げることである。パイロット信号はデータにより変調されないため、パイロットウォルシュ関数の長さを拡大でき、利用可能なウォルシュ符号数を増加できる。
各ウォルシュ符号Wi m(iはウォルシュ関数の見出しであり、mは長さであって、mはまたウォルシュ関数の次数と同一である)を用い、N個の補助ウォルシュ符号を生成できる。この場合、Nは2のべき(N=2nであり、nは正の整数である)でなければならない。Wi mをN回連結することにより、より長いウォルシュ関数が構成される。連結された各Wi mは異なる極性を有していてもよい。極性のシーケンスは、次数N*mのN個の付加直交ウォルシュ関数を生成するように選択されなければならない。
N*m個生成された各ウォルシュ関数は、他の全てのWj m(j≠i)ウォルシュ関数と直交し、このため他のトラフィックチャネルとも直交する。W0 mを除く全てのウォルシュ関数が使用可能である。このW0 mは、拡大されたウォルシュ長さN*mより短かい期間中に積分されると、一般パイロットと干渉する。補助パイロットを生成するために用いられるウォルシュWi mは他のトラフィックチャネルにより使用することはできない。拡大されたウォルシュ期間N*mの静止チャネルを設ける必要があるため、Nによりウォルシュ関数を拡張する際、その限界が制限される。この方法で補助パイロットを生成し、補助パイロットチャネルを用いてトラフィックチャネルを復調する方法は、US.Patent Application Serial No. 08/925,521において、Method and Apparatus for Providing Orthogonal Spot Beams, Sectors and Picocellsと題して詳説されている。この同時係属出願は、1997年9月8日になされ、ともに本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。
補助パイロットチャネルを使用する際の問題点は、パイロット波形を復調するためのデータが全く無いことである。各補助パイロット上で送信されるデータは同一であるため、パイロット波形が累積して加えられ、その結果、波形の一部においてエネルギーのピークが高くなる。第1に、式(1)に示す4つ全ての補助波形が同一の出力で送信される場合、残りの波形は連続した3*m個の0の形態(長さが、3つのウォルシュ関数)をとり、4*Wi mのピークが続く。さらに、全てのウォルシュ関数は1のチップ値から始まる。したがって、他のウォルシュ関数Wj mに基いて、さらに補助パイロットが加えられた場合、N番目のウォルシュ関数の第1のチップは補助パイロットの3*m+1ビット位置に累積して加えられる。
図1は本発明の基地局のセクタを示している。図1に示すセクタにはパイロットチャネルが付随したCDMA信号を送信するために必要なものが設けられている。この付随パイロットチャネルを使用し、信号がコヒーレントに復調される。図1の基地局セクタにおいて、このような方法で生成された一般パイロットチャネル及び補助パイロットが送信される。
一般パイロット及びトラフィックチャネル変調器109は一般パイロットチャネル及び複数のトラフィックチャネルを生成する。この複数のトラフィックチャネルは一般パイロットチャネルの補助によりコヒーレントに復調される。補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器110は補助パイロットチャネルを生成する。この補助パイロットチャネルは、トラフィックチャネルのセットをコヒーレントに復調するために用いられる。本実施形態例において、各パイロット及び付随トラフィック信号は、それぞれ増幅及びアップコンバート処理され、ビーム制御及び他の動作を行う際に最大のフレキシビリティをもたらす。他の実施形態、加算器104及び116によりそれぞれ実行される加算動作が、1つの加算器により実行可能であることは、当業者によれば理解される。
一般パイロット及びトラフィックチャネル変調器109において、パイロットシンボルはパイロット変調器100に供給される。本実施形態例において、パイロット変調器100はウォルシュ関数W0 mに従ってパイロットシンボルを変調する。本実施形態例において、パイロットシンボルは、全てが0のシーケンスである。トラフィックデータは各トラフィック変調器102に供給される。各トラフィック変調器102は固有に割り当てられたウォルシュ関数(WT)に従って、トラフィックデータを変調する。各トラフィック変調器102により変調されたデータと一般パイロット変調器100から出力されたパイロット信号は、加算器104にて加算され、2つのデータストリームとして複素PN拡散器106に供給される。複素PN拡散器106は、以下の式に沿ってデータに対し複素PN拡散を施す。
I’は複素PN拡散器106に入力される第1のデータストリームであり、Q’は複素PN拡散器106に入力される第2のデータストリームである。複素PN拡散は、搬送エネルギーを送信されたQPSK信号の同相及び位相外れ成分に均等に分配するために用いられる。複素PN拡散は、従来から知られており、1997年5月14日に出願されたUS.Patent Application 08/856,428にて、REDUCED PEAK-TO-AVERAGE TRANSMIT POWER HIGH DATA RATE IN A CDMAWIRELESS COMMUNICATION SYSTEMと題して詳説されている。また、この同時係属出願は本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。本発明はBPSK及びQAM等の他の変調方式にも同様に利用可能である。複素PN拡散データストリームは送信器108に供給され、この送信器108は、PN拡散データストリームをアップコンバート、濾波、増幅し、この出力信号を加算器122に供給する。
補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器110aにおいて、パイロットシンボルは補助パイロット変調器112に供給される。補助パイロット変調器110aは上記式(1)に記載されるように生成された補助パイロットシーケンスに従ってパイロットシンボルを変調する。本実施形態例において、パイロットシンボルは、全てが0のシーケンスである。トラフィックデータは各トラフィック変調器114に供給される。各トラフィック変調器114は、割り当てられたウォルシュ関数に従ってトラフィックデータを変調する。各トラフィック変調器114により変調されたデータと補助パイロット変調器112からのパイロット信号は、加算器116にて加算され、2つのデータストリームとして複素PN拡散器118に供給される。複素PN拡散器118は上記式(2),(3)に記載されるようにデータを拡散する。複素PN拡散器118からの複素PN拡散シンボルストリームは、送信器120に供給される。送信器108はこの信号をアップコンバート、濾波、増幅して、生成された信号を加算器122に供給する。補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器110b〜110kは、上記したように補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器110aを参照して記載したように動作する。
補助パイロット及びトラフィックチャネル変調器110a〜110kからの信号と、一般パイロット及びトラフィックチャネル変調器109からの信号とは、加算器122にて加算される。加算された結果の信号はアンテナ124を介して送信される。
図2は、一般パイロット変調器100の実施形態例を示している。パイロットシンボルはデマルチプレクサ150に供給される。このパイロットシンボルは、この実施形態例において、全てが0のシーケンスである。デマルチプレクサ150は入力パイロットシンボルを点(1,1)、(1,−1)、(−1,1)、及び(−1,−1)からなる4点の配列に配置し、配置されたシーケンスを2つの出力157及び158上に出力する。出力157及び158上のシンボルストリームは、直交カバー器154及び156に供給される。ウォルシュ生成器152は直交カバーシーケンスを生成する。本実施形態例において、ウォルシュカバーシーケンスはウォルシュ(0)である。デマルチプレクサ150からのシンボルストリームは、直交カバー器154及び156に供給され、ウォルシュ生成器152により生成されたカバーシーケンスにより拡散される。
図3は、トラフィック変調器102及び114の実施形態例を示している。トラフィックデータは、CRC及び末尾ビット生成器160に供給される。このCRC及び末尾ビット生成器160は、従来から知られている方法により冗長度符号チェック方式(CRC)ビット及び末尾ビットを生成し、CRC及び末尾ビットをトラフィックデータに付加する。CRC及び末尾ビット生成器160からのビットは符号器162に供給される。符号器162はトラフィックデータ、付加されたCRC及び末尾ビットに対し、順方向エラー修正処理する。本発明は、畳み込み符号化及びターボ符号化(turbo coding)などの様々なエラー修正符号化方法を考慮に入れている。符号化されたシンボルはインタリーバ164に供給され、このインタリーバ164は所定の配列フォーマットにしたがってシンボルを再配列する。再配列されたシンボルは拡散器166に供給され、この拡散器166は、セキュリティー上の目的により、受信基地局及び送信基地局にのみ知られている擬似ランダムシーケンスを用いて再配置される。
拡散器166により再配置されたシーケンスは、デマルチプレクサ168に供給される。デマルチプレクサ168は、入力パイロットシンボルを点(1,1)、(1,−1)、(−1,1)、及び(−1,−1)からなる4点の配列に配置し、配列されたシーケンスを出力169及び171上に出力する。出力169及び171上のシンボルストリームは、直交カバー器172及び174に供給される。ウォルシュ生成器170は、特定の移動局使用者に搬送するために割り振られた直交カバーシーケンスを生成する。デマルチプレクサ168からのシンボルストリームは、直交カバー器172及び174に供給され、ウォルシュ生成器170により生成されるカバーシーケンスにより拡散される。
2.ピーク・平均率を減少させる位相回転
図4は、補助パイロット変調器112の実施形態を示している。この補助パイロット変調器112は、上記した、補助パイロットチャネルにおいてビットが累積して加えられる問題を解決する。本実施形態例において、全てが0のシーケンスであるパイロットシンボルは、デマルチプレクサ180に供給される。デマルチプレクサ180は入力パイロットシンボルを点(1,1)、(1,−1)、(−1,1)、及び(−1,−1)からなる4点の配列に配置し、配置されたシーケンスを出力181及び183上に出力する。出力181及び183上のシンボルストリームは直交カバー器186及び188に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器182は、上記式(2)に記載されるように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスを位相回転器184に供給する。
図4は、補助パイロット変調器112の実施形態を示している。この補助パイロット変調器112は、上記した、補助パイロットチャネルにおいてビットが累積して加えられる問題を解決する。本実施形態例において、全てが0のシーケンスであるパイロットシンボルは、デマルチプレクサ180に供給される。デマルチプレクサ180は入力パイロットシンボルを点(1,1)、(1,−1)、(−1,1)、及び(−1,−1)からなる4点の配列に配置し、配置されたシーケンスを出力181及び183上に出力する。出力181及び183上のシンボルストリームは直交カバー器186及び188に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器182は、上記式(2)に記載されるように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスを位相回転器184に供給する。
位相回転器184は補助パイロット拡散シーケンスを所定の位相値により回転する。本実施形態例において、位相回転器は、補助パイロット拡散シーケンスの位相を0°または180°で回転する。すなわち、位相回転器184は、カバーシーケンスを1または−1倍する。デマルチプレクサ180からのシンボルストリームは直交器186及び188に供給され、位相回転器184からのカバーシーケンスにより拡散される。1または−1のいずれかにより補助パイロットウォルシュ拡散関数全体の符号を変えることにより、補助パイロット信号は累積して加えられない。なお、位相回転の符号は、移動局がトラフィックデータをコヒーレントに復調できるように補助パイロットを用いる移動局に伝達されなければならない。
図6は、図4の補助パイロット生成器について記載したように生成された補助パイロット信号を用いて、トラフィックチャネル信号を受信及びコヒーレントに復調する受信機の構造を示している。信号は、アンテナ300により受信され、受信機302に供給される。受信器302は、QPSK復調フォーマットにしたがって受信信号をダウンコンバートし、濾波し、増幅して、相関器326に結果を出力する。この相関器326は変更された補助パイロットチャネルを用いてトラフィックチャネルをコヒーレントに復調する。
相関器326aにおいて、受信信号は複素共役乗算器310に供給される。複素共役乗算器310は擬似ランダム雑音シーケンスPNI及びPNQにより信号を乗算し、受信信号をPN逆拡散する。逆拡散された信号は、パイロット相関器308a,308b及び乗算器314a,314bに供給される。補助パイロットウォルシュ生成器304及び位相回転器306は、補助パイロットウォルシュ生成器182及び図4の位相回転器184により生成される変更された補助パイロットシーケンスを生成するように動作する。補助パイロットウォルシュ生成器304は、上記式(2)に記載されるように直交拡散シーケンスを生成し、この直交拡散シーケンスを位相回転器306に供給する。位相回転器306は、補助パイロット拡散シーケンスを所定の位相値だけ回転する。本実施形態例では、位相回転器は、補助パイロット拡散シーケンスの位相を0°または180°回転する。すなわち、位相回転器306はカバーシーケンスを1または−1倍する。
パイロット相関器308a及び308bにおいて、受信信号は位相回転されたパイロットシーケンスにより乗算され、次に補助パイロットシーケンス長に累算され、その結果としての逆拡散されたパイロット信号ストリームが内積回路324に供給される。ウォルシュ生成器312は、ウォルシュトラフィックシーケンスを生成し、このウォルシュトラフィックシーケンスはトラフィックデータが移動局使用者をカバーするために用いられる。ウォルシュトラフィックシーケンスは、乗算器314a及び314bに供給され、この乗算器314a及び314bは受信した信号ストリームをウォルシュトラフィックシーケンスにより乗算する。314a及び314bにより生成されたシーケンスはアキュムレータ316a及び316bに供給される。アキュムレータ316a及び316bは、ウォルシュトラフィックの間隔中、生成されたシーケンスを累算する。累算により生成されたシーケンスは内積回路324に供給される。
内積回路324は、パイロット相関器308a及び308bからの逆拡散されたパイロット信号とアキュムレータ316a及び316bからの逆拡散されたトラフィックデータシーケンスとの内積を計算して、2つのスカラーデータシンボルを供給する。内積回路324の目的は、基地局から移動局への信号伝播が原因の位相エラーを除去することである。内積回路324を設計したり、使用したりすることは、当業者により理解され、U.S. Patent No. 5,506,865にてPILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUITと題して詳説されており、本発明の譲受人に譲渡され、以下、参照することにより本発明に包含される。本実施形態例では、内積回路324は1つの多重化されたシンボルストリームを生成する。他の実施例では、この機能を2つの要素に分配して行うことができ、1つの要素は内積計算を行い、もう1つの要素は2つの結果ストリームを多重化する。
相関器326b〜326mは相関器326aについてした記載と同様の動作をするが、受信信号の異なる多重伝播経路成分上では行われない。異なる伝播経路を並行して復調すること、及び復調されたシンボルストリームを合成することは、上述したU.S. Patent No. 5,101,501及び5,109,390に詳説される。復調された信号の各推定値は、合成器328に供給され、合成されることにより、受信信号データの推定値を改善したものが供給される。合成器328からの改善された推定値信号は、逆拡散器330に供給される。逆拡散器330は、長PN符号シーケンスに従って信号を逆拡散する。この長PN符号シーケンスは、移動局使用者及び送信基地局または基地局にのみ知られている。長PN拡散信号は、デインタリーバ及び復号器332に供給される。デインタリーバ及び復号器332は、所定の再配置フォーマットに従ってシンボルを再配置し、ビタビ復号及びターボ復号フォーマットなどの順方向エラー訂正フォーマットに従って、再配置されたシンボルを復号する。
本発明の変形として、移動識別番号(mobile identification)とともに生成された擬似ランダム雑音シーケンスのようなランダムシーケンスを基準とした回転とすることができる。さらに、上記したように補助パイロットの静的(static)位相回転について記載したが、位相回転は動的(dynamic)とすることもできる。動的回転を実施する際、位相回転器184は動的に基づいて補助パイロットの位相を回転する。本実施形態例では、複数のフレームまたは1フレーム以下の間隔でも可能であるが、補助パイロットの位相はフレームごとを基本として回転する。この実施形態では、移動局は、位相を回転するために用いられるパターンについての情報を有し、このパターンは位相回転器306において、位相回転器184における位相回転パターンと同一の方法で繰り返される。
3.高ピークエネルギーシンボルのゲート制御
図5は、補助パイロット変調器100の第2の実施形態例を示している。この補助パイロット変調器100は、補助パイロットチャネルにおいて、累積してビットが加えられる上記問題を解決する。パイロットシンボルはデマルチプレクサ190に供給される。パイロットシンボルは、この実施形態において、全てが0のシーケンスである。デマルチプレクサ190は入力シンボルを点(1,1)、(1,−1)、(−1,1)、及び(−1,−1)からなる4点の配列に配置し、配置されたシーケンスを2つの出力191及び193上に出力する。出力191及び193上のシンボルストリームは直交カバー要素194及び196に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器192は、上記式(2)に記載されるように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスをウォルシュカバー器194に供給する。デマルチプレクサ190からのビットストリームは、補助パイロットウォルシュ生成器192により生成される補助パイロット拡散シーケンスにより拡散される。
図5は、補助パイロット変調器100の第2の実施形態例を示している。この補助パイロット変調器100は、補助パイロットチャネルにおいて、累積してビットが加えられる上記問題を解決する。パイロットシンボルはデマルチプレクサ190に供給される。パイロットシンボルは、この実施形態において、全てが0のシーケンスである。デマルチプレクサ190は入力シンボルを点(1,1)、(1,−1)、(−1,1)、及び(−1,−1)からなる4点の配列に配置し、配置されたシーケンスを2つの出力191及び193上に出力する。出力191及び193上のシンボルストリームは直交カバー要素194及び196に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器192は、上記式(2)に記載されるように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスをウォルシュカバー器194に供給する。デマルチプレクサ190からのビットストリームは、補助パイロットウォルシュ生成器192により生成される補助パイロット拡散シーケンスにより拡散される。
拡散器194及び196からの拡散パイロットシンボルはゲート器200及び202に供給される。累積して加えられることとなる単数または複数のビットがゲート要素200及び202に供給されると、制御処理器198はゲート器200及び202に信号を送信し、これによりゲート要素200及び202は、累積して加えられる補助パイロットシンボルの電力を減少させる。本実施形態において、累積して加えられる補助パイロットシンボルの電力は0まで減少される。
図7は、図5の補助パイロット生成器について記載したように生成された補助パイロット信号を用いたトラフィックチャネル信号を、受信及びコヒーレントに復調する受信器の構造を示している。信号はアンテナ350により受信され、受信器352に供給される。受信器352は、受信信号をQPSK復調フォーマットに従ってダウンコンバートし、濾波し、増幅して、相関器354に結果を出力する。この相関器354は変更された補助パイロットチャネルを用いてトラフィックチャネルをコヒーレントに復調する。
相関器354aにおいて、受信信号は複素共役乗算器358に供給される。複素共役乗算器358は擬似ランダム雑音シーケンスPNI及びPNQにより信号を乗算し、受信信号をPN逆拡散する。このPN逆拡散された信号は、シンボル挿入器362a,362b及び乗算器364a,364bに供給される。挿入器362a及び362bは受信したデータストリームに電力の推定値を挿入する。この推定値は図5のゲート器200及び202により減少されたものである。変更された受信信号は、パイロット相関器370a及び370bに供給される。
補助パイロットウォルシュ生成器356は、上記式(2)に示すように直交補助パイロット拡散シーケンスを生成し、パイロット相関器370a及び370bにこの直交拡散シーケンスを供給する。パイロット相関器370a及び370bにおいて、変更された受信信号は、補助パイロットシーケンスにより乗算され、次に補助パイロットシーケンス長に累算される。その結果としての逆拡散パイロット信号ストリームが内積回路378に供給される。ウォルシュ生成器360はウォルシュトラフィックシーケンスを生成する。このウォルシュトラフィックシーケンスは、トラフィックデータが移動局使用者をカバーするために用いられる。ウォルシュトラフィックシーケンスは乗算器364a及び364bに供給され、この乗算器364a及び364bは、受信した信号ストリームをウォルシュトラフィックシーケンスにより乗算する。乗算器364a及び364bからの生成シーケンスはアキュムレータ374a及び374bに供給される。アキュムレータ374a及び374bは、ウォルシュトラフィックの間隔中、生成シーケンスを累積する。この結果としての累積されたシーケンスは内積回路378に供給される。
内積回路378は、パイロット相関器370a及び370bからの逆拡散パイロット信号とアキュムレータ374a及び374bからの逆拡散トラフィックデータシーケンスとの内積を計算して、2つのスカラーデータストリームを供給する。ドット生成回路378の目的は、基地局から移動局への信号伝播が原因の位相エラーを除去することである。内積回路378を設計したり、使用したりすることは、当業者により理解され、U.S. Patent No. 5,506,865にてPILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUITと題して詳説されており、本発明の譲受人に譲渡され、以下、参照することにより本発明に包含される。本実施形態例では、内積回路378は1つの多重化されたシンボルストリームを生成する。他の実施例では、この機能性を2つの要素に分配して行うことができ、1つの要素は内積計算を行い、もう1つの要素は2つの結果ストリームを多重化する。
相関器354b〜354mは相関器354aについてした記載と同様の動作をするが、受信信号の異なる多重伝播経路成分上では行われない。異なる伝播経路を並行して復調すること、及び復調されたシンボルストリームを合成することは、上述したU.S. Patent No. 5,101,501及び5,109,390に詳説される。復調された信号の各推定値は、合成器380に供給され、合成されることにより、受信信号データの推定値を改善したものが供給される。合成器380からの改善された推定値信号は、逆拡散器382に供給される。逆拡散器382は、長PN符号シーケンスにしたがって信号を逆拡散する。この長PN符号シーケンスは、移動局使用者及び送信基地局または基地局にのみ知られている。長PN拡散信号は、デインタリーバ及び復号器384に供給される。デインタリーバ及び復号器384は、所定の再配置フォーマットに従ってシンボルを再配置し、ビタービ復号及びターボ復号フォーマットなどの順方向エラー訂正フォーマットに従って、再配置されたシンボルを復号する。
4.擬似直交ベクトルに基づいた位相回転
1998年12月9日のU.S. Patent No. 09/208,336の同時係属特許出願にて、METHOD AND APPARATUS FOR THE TRANSMISSION AND CONSTRUCTION OF BINARY QUASI-ORTHOGONAL VECTORSと題し、2値(バイナリ)擬似直交符号を生成する方法が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。1998年8月17日のU.S. Patent No. 09/136,107の同時係属特許出願にて、METHOD AND APPARATUS FOR CONSTRUCTION OF QUASI-ORTHOGONAL VECTORSと題し、4値(クォータナリ)擬似直交ベクトルの生成方法が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。さらに、1998年9月4日のU.S. Patent No. 09/136,107及びU.S. Patent No. 09/148,100の一部継続出願にて、A METHOD AND APPARATUS FOR THE REFLECTION AND TRANSMISSION OF QUASI ORTHOGONAL VECTORSと題し、様々な長さのウォルシュ関数を用いたシステムにおける擬似直交ベクトルの使用が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。特に、上記特許出願により、擬似直交ベクトルは、より大きい擬似直交ベクトルから選択されたシンボルのサブブロックのための多様な長さのウォルシュ関数と最大に非相互相関される擬似直交ベクトルが示されている。このセクションの最後まで、上記した擬似直交ベクトルのための原理体系は述べない。こうすることによって、補助パイロットチャネルを用いた通信システムにおいてシンボルが累積して付加されることを減少させるという本発明の主要な趣旨から離れることを避けられる。擬似直交ベクトルを生成する任意の方法を用い、補助パイロットシンボルが累積して累積されることを最小限とすることができる。
1998年12月9日のU.S. Patent No. 09/208,336の同時係属特許出願にて、METHOD AND APPARATUS FOR THE TRANSMISSION AND CONSTRUCTION OF BINARY QUASI-ORTHOGONAL VECTORSと題し、2値(バイナリ)擬似直交符号を生成する方法が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。1998年8月17日のU.S. Patent No. 09/136,107の同時係属特許出願にて、METHOD AND APPARATUS FOR CONSTRUCTION OF QUASI-ORTHOGONAL VECTORSと題し、4値(クォータナリ)擬似直交ベクトルの生成方法が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。さらに、1998年9月4日のU.S. Patent No. 09/136,107及びU.S. Patent No. 09/148,100の一部継続出願にて、A METHOD AND APPARATUS FOR THE REFLECTION AND TRANSMISSION OF QUASI ORTHOGONAL VECTORSと題し、様々な長さのウォルシュ関数を用いたシステムにおける擬似直交ベクトルの使用が開示されている。この出願は、本発明の譲受人に譲渡されており、以下、参照することにより本発明に包含される。特に、上記特許出願により、擬似直交ベクトルは、より大きい擬似直交ベクトルから選択されたシンボルのサブブロックのための多様な長さのウォルシュ関数と最大に非相互相関される擬似直交ベクトルが示されている。このセクションの最後まで、上記した擬似直交ベクトルのための原理体系は述べない。こうすることによって、補助パイロットチャネルを用いた通信システムにおいてシンボルが累積して付加されることを減少させるという本発明の主要な趣旨から離れることを避けられる。擬似直交ベクトルを生成する任意の方法を用い、補助パイロットシンボルが累積して累積されることを最小限とすることができる。
上記した特許出願において、QNの形態をした擬似直交関数が生成された場合、この擬似直交関数は、長さがNのウォルシュ関数と最大に非相互相関されることが示されている。なお、Nは2nの形態をとる整数である。さらに、上記特許出願において、長さがN以下のウォルシュ関数は、擬似直交シーケンスのサブブロックと最大に非相互相関されることも示されている。
図11A〜図11Eを参照して、長さの等しいウォルシュ関数及びこれより短いウォルシュ関数と関連された擬似直交シーケンスの相互相関特性が示される。図11Aにおいて、32個のシンボルq1〜q32により構成される32シンボル擬似直交Q32が示されている。図11Bは、32シンボルウォルシュ関数(W32)を示している。Q32は、全32シンボルウォルシュ関数(W32)のセット上で最大に非相互相関されている。
図11Cは2つの16シンボルウォルシュ関数(W16)を示している。これら16シンボルウォルシュ関数は、Q32のサブブロック2つと最大に非相互相関されている。Q32の第1のサブブロックはシンボルq1〜q16により構成され、Q32の第2のサブブロックはシンボルq17〜q32により構成される。Q32の2つのサブブロックは、16シンボルウォルシュ関数W16のセットと最大に非相互相関とされている。
図11Dは4つの8シンボルウォルシュ関数(W8)を示している。これら8シンボルウォルシュ関数は、Q32のサブブロック4つと最大に非相互相関されている。Q32の第1のサブブロックはシンボルq1〜q8により構成され、Q32の第2のサブブロックはシンボルq9〜q16により構成され、Q32の第3のサブブロックは、シンボルq17〜q24により構成され、Q32の第4のサブブロックはシンボルq25〜q32により構成される。Q32の4つのサブブロックは、8シンボルウォルシュ関数W8のセットと最大な非相互相関とされている。
図11Eは8つの4シンボルウォルシュ関数(W4)を示している。これら4シンボルウォルシュ関数は、Q32のサブブロック8つと最大に非相互相関されている。Q32の第1のサブブロックはシンボルq1〜q4により構成され、Q32の第2のサブブロックはq5〜q8により構成され、Q32の第3のサブブロックはシンボルq9〜q12により構成され、Q32の第4のサブブロックはシンボルq13〜q16により構成され、Q32の第5のサブブロックはシンボルq17〜q20により構成され、Q32の第6のサブブロックはq21〜q24により構成され、Q32の第7のサブブロックはシンボルq25〜q28により構成され、Q32の第8のサブブロックはシンボルq29〜q32により構成される。Q32の8つのサブブロックは、4シンボルウォルシュ関数W4のセットと最大に非相互相関されている。
式(5)により与えられる形態で行列Pを生成する理由は、この形態では行列Pの各列はウォルシュ関数だからである。
ベクトルAが、補助パイロットWm,iの位相回転を表す各ベクトルaiのための位相回転を含むように定義される場合、ピーク・平均率を減少させるための最適な位相回転を決定するには、以下のように与えられる行列APの各列の要素の合計を最小にする必要がある。
行列Pの列は全てウォルシュ関数なので、行列APの列の和を最小にすることとは、行列Pの列により表されるウォルシュ関数と最大に非相互相関されたベクトルAを探すことである。上記したように、ウォルシュ関数のセットと最大に非相互相関されたベクトルは、擬似直交ベクトルまたはより大きい擬似直交ベクトルのサブブロックである。したがって、8つの補助パイロットが使用される場合、シンボルの累積を減少させるために最適な位相偏移は、8の長さを持つ擬似直交ベクトルのシンボル、またはより大きい擬似直交ベクトルのシンボルサブブロック8つによりもたらされる。
次に、ウォルシュ関数との相互相関特性を持つ擬似直交ベクトルを生成する方法を見る。擬似直交ベクトルは、直交ベクトルに付加されたベクトルである。擬似直交ベクトルは、直交ベクトルとの干渉をできるだけ少なくするため、全バイナリ2nベクトルスペース内の残存する符号ベクトルから選択される。詳しくは、擬似直交ベクトルは、0ではないとしても許容限度内の干渉のレベルとされるように選択される。
擬似直交ベクトルを選択するため、バイナリ(+1/−1 アルファベット)マスクのための全2nベクトルスペース内でコンピュータ検索を実施することができる。マスクを直交ベクトルに適用し、擬似直交ベクトルである新しいベクトルのセットを形成できる。M個のマスク全てをウォルシュコードベクトルWnのセットに適用する場合、生成される擬似直交関数の数は、(M+1)nである。マスクmを符号ベクトルw∈Wmに適用することは、マスクmと直交符号ベクトルwとを要素乗算することによる要素を含む。その目的は、以下に示す新たなコードベクトルを生成することである。
新たな符号ベクトルを使用することが原因の干渉をテストすることは可能であり、最低の相互相関をもたらす符号ベクトルを選択して擬似直交ベクトルのセットを供給できる。1つの直交ベクトルのセットから複数の擬似直交ベクトルのセットを生成するために、複数のこのようなマスク関数を見つけることができる。コンピュータ検索により見つかった擬似直交ベクトルと、混ざりあったメッセージ信号と、を相互に分離するために、擬似直交ベクトルは相互に直交である必要がある。直交セット内の少なくとも1つの符号ベクトルと擬似直交セット内の1つのベクトルとの間には、0ではない相互相関がある。
2つの直交ベクトルの相互相関は0である。相互相関の絶対値が少ないと、直交ベクトルと混合したメッセージ信号と、擬似直交ベクトルと混合したメッセージ信号と、がよりよく分離される結果となる。よりよく分離されることは、復号の際の信号間の干渉が少なくなる結果となる。
nが2のべきである場合、直交ベクトルとこれらに対応する擬似直交ベクトルとの平均平方の相互相関は1/nである。相互相関の絶対値の下界は、値1/√nにて示される。この量は、ホルツマン下界(Holtzman lower bound)と称される。nが偶数の2のべきの場合、下界を満たすマスクが発見される。しかし、nが奇数の2のべきの場合、この境界は同一性を満たさない。後者の場合、最も小さい相互相関は√2/√nである。このため、コンピュータ検索技術を用いた奇数の2のべきの場合、擬似直交ベクトルの干渉は、理論上の限界の√2倍である。
本発明の信号送信方法において、マスクmを構成し、このマスクを擬似直交符号ベクトルを生成するために直交符号ベクトルに適用する。この場合、このマスクは、4つの位相または4相位相偏移キー(QPSK)マスクの場合にしたがって、マスクmは、2つではなく4つの要素{±1,±j}のアルファベットを有する。ここで、j=√−1は虚数の1のべき根である。本発明の信号送信方法には、メッセージ信号を送信する際、2つのマスクmが必要な場合もあることは理解される。2つのマスクのうち一方は、位相(I)チャネルに使用し、もう一方は位相(Q)以外で使用可能である。
本発明の送信方法を実行するため、線形フィードバック循環けた移動(LFSR)を用いて新たなマスクmを生成できる。2kアレイLFSRシーケンスs[t]は、シンボル{0,1,…,2k−1}を有するシーケンスである。ここで、kは2値の場合は値1に限定され、4値の場合、値2に限定される。シーケンスは、以下の形態の線形繰り返し関係を満たす。
kが1の場合、シーケンスs[t]は、周期が2r−1以下の周期性を有する。シーケンスs[t]の周期が最大値である2r−1に達した場合、s[t]の特性多項式は原理多項式として定義され、シーケンスs[t]はmシーケンスである。このタイプのシーケンスは、S.W.GolombのShift Register Sequence, Holden Day, San Francisco, CA 1967にて教授される。
符号C’は、mシーケンスの1周期及び各循環けた移動の1周期を含む。したがって、符号C’の大きさは2r−1である。符号C’内の各符号語に0ビットを付加することにより、符号C’を拡張できる。各符号語のビット位置と同じ位置に0が付加される。このように全てが0のベクトルを含むことにより、符号C’から符号行列Cが形成される。
符号C’は、mシーケンスの1周期及び各循環けた移動の1周期を含む。したがって、符号C’の大きさは2r−1である。符号C’内の各符号語に0ビットを付加することにより、符号C’を拡張できる。各符号語のビット位置と同じ位置に0が付加される。このように全てが0のベクトルを含むことにより、符号C’から符号行列Cが形成される。
次に、置換行列アルゴリズム510のブロック14に示すように、行列Wのサブ行列Mが形成される。サブ行列Mは、r行と2r列を有する。サブ行列Mを形成するため、r行と2r−1列を有する中間サブ行列M’が形成される。サブ行列M’は、全てが0の列を、サブ行列Mに付加することにより形成される。サブ行列M’の第1行は、符号Cを構成するのに用いられたmシーケンスのいかなる循環けた移動であってもよい。第1行に続く、サブ行列M'のr−1行は、第1行から始まる各ケースにおいて、1単位時間ごとの連続した偏移である。サブ行列の各列は、性質が異なる。
k=2であり、したがってシーケンスが4値のアルファベットを有する場合、ファミリAとして知られるシーケンスが決定される。このファミリAシーケンスは例えばS.Boztas, P.V. Kumar, R, Hammons, 4-Phase Sequences with Near-Optimum Correlation Properties, IEEE Transactions on Information Theory, IT-38 NO.3(May 1992), pp1101-1103にて教授される。ファミリAシーケンスを得るため、C(y)を、r度の2値の原理多項式とする。セット{0,1,2,3}内の定数を有する多項式g(x)は、以下に示すように多項式c(x)からリフト(lift)される。
このように2値の多項式c(x)から4値の多項式g(x)へとリフトすることは、多項式のヘンゼルリフトの特殊なケースである。例えば、B, R, MacDonald, "Finite Rings with Identity," Marcel Dekker, Inc., New York, 1974を参照のこと。特性多項式g(x)を有するLFSRシーケンスは、ファミリAシーケンスとして定義される。このシーケンスは周期2r−1を有する。
図10を参照して、擬似直交マスク生成アルゴリズム650が示される。擬似直交マスク生成アルゴリズム650を用いて、長さ2rの擬似直交ベクトルを形成するための4位相マスクを形成できる。このマスク生成アルゴリズム650において、r度の2値の原理多項式c(x)が、ブロック652にて生成される。原理多項式c(x)を特性多項式として用いて、ブロック56に示すようにmシーケンスの1周期が構成される。
次に、マスク生成アルゴリズム650のブロック652において得られた原理多項式c(x)に対しヘンゼルリフトを行い、上記したように多項式g(x)を生成する。ヘンゼルリフトの動作はブロック672にて示される。ブロック678に示すように、特性多項式としての多項式g(x)を有するファミリAの1周期が生成される。ファミリAのシーケンスの1シーケンスが選択される。この選択されたシーケンスは、1〜3と等しい少なくとも1つのシンボルを有するファミリAシーケンスのうちの任意の1つである。
長さが(2r−1)のベクトルN’が構成される。このベクトルN’は,ブロック678に従って選択されたファミリAシーケンスの1周期から構成される。ベクトルN’の最初のビット位置に0ビットを付加することにより、長さ2rのベクトルNが形成される。次に、ブロック70に示すように、ブロック666にて見つけられた置換Pを用いて、ベクトルNを列置換する。置換された符号語は、本発明の方法に従って擬似直交ベクトルを生成するためのマスクとして使用される。このように生成された擬似直交ベクトルは、(+1,−1,+j,−j)へのシンボル配置とともに使用することができる。長さ128ウォルシュ符号の間、全127のマスクをこのような方法で生成できる。擬似直交マスクアルゴリズム650に従って生成された2つのマスクは、表1に示される。
次に、上記したようにして得られたマスク関数をさらに処理(置換)する。この処理により、マスク関数は、同一の長さのウォルシュ符号と最適な相互相関を保持しつつ、ファットパイプ(fat pipe)または直交可変長関数を使用するためのより短いウォルシュ符号と最適に相互相関する。直交可変長シーケンスは当業者により周知であり、U.S. Patent No.5,751,761, にてSYSTEM AND METHOD FOR ORTHOGONAL SPREAD SPECTRUM SEQUENCE GENERATION IN VARIABLE DATA RATE SYSTEMSと題して、詳説され、TIAのcdma2000 Candidate Submission zto the ITU にてさらに開示されている。
長さが固定された(マスク関数と同じ長さ)ウォルシュ符号との最適な相互相関を失うことなく、上記したように得られたマスク関数に置換のセットの例を供給するため、ウォルシュ符号は1次のリードマラー符号のサブ符号であることに注意する。したがって、同じ長さの1次のリードマラー符号の自動変換グループ内からのいかなる置換を、これらの変換されていない同じ長さのウォルシュ符号との相互相関の最大絶対値を残すマスク関数に適用できる。これらの置換を系統立てて適用し、ファットパイプ使用に最適な新しいマスク関数を得られる。
n(nは2のべきの整数)をマスク関数の長さとする。本発明の説明のため、長さが2m・Lのブロックb=[bt+1,bt+2,…,bt+L]を考える。ここでL(L≧4)は、2のべきの整数であって、各サブブロックbt+1(1≦i≦L)は、同じ長さ2mのチップを有する。ここで、m(≧0)は整数である。以下の式(14)に示すブロックを、パラメータmを伴うブロックbのリフレクション(reflection)と称する。
以下に示すステップを用いて、ファットパイプの使用に最適なQOFを与えるマスク関数を構成する。
1)上記したように構成される4位相マスク関数v (1)から始める。この関数は長さがnのウォルシュ符号との相互相関特性が最適である。
2)kが1に初期化され、v (1)の長さ2kのサブブロックが、長さ2のウォルシュ符号と最適に相互相関しているか否かをチェックする。
a)v (1)が長さ2のウォルシュ符号と最適に相互相関している場合、v (k+1)=v (1)、k=k+1とし、(3)へ行く。
b)v (1)が長さ2のウォルシュ符号と最適に相互相関していない場合、ある値r=r’,v (TR)(0,r’)まで、選択可能なr(2のべきの整数)、4≦r≦n、が長さ2のウォルシュ符号と相互相関しているかをテストする。次に、v (k+1)=v (TR)(0,r’),k=k+1とし、(3)に行く。
(3)v (k)の長さ2kのサブブロックが、長さ2kのウォルシュ符号と最適に相互相関しているか否かをチェックする。
a)v(k)が、長さ2kのウォルシュ符号と最適に相互相関している場合、v (k+1)=v (k),k=k+1とする。k=log2nの場合、(4)に行き、そうでなければループ(3)をもう一度繰り返す。
b)v(k)が、長さ2kのウォルシュ符号と最適に相互相関していない場合、ある値r=r’’,v (TR)(2k−1,r’’)まで、選択可能なr、2k≦r≦n、が長さ2kのウォルシュ符号と相互相関しているかをテストする。次に、v (k+1)=v (TR)(2k−1,r’’),k=k+1とする。k=log2nの場合、(4)に行き、そうければループ(3)をもう一度繰り返す。
なお、ファットパイプの使用のための最適なマスク関数を得るため、ステップ3のlog2n−1までの繰り返しの総和が必要な場合がある。
これらのステップを用い、ファットパイプ使用のための最適なQOFを得ることができる。これらのステップは上記したように与えられた長さ128のマスク関数のための2例に対しても実行された。以下は、最適なファットパイプである、得られた2つのマスク関数である。
上記したように、補助パイロットチャネルを生成するために用いられるウォルシュ関数と最大に相互相関された擬似直交ベクトルのセットを生成できる。上記方法により複素擬似直交関数を生成する。本発明においては、複素擬似直交関数のほんの一部分を用いて補助パイロットの位相を決定する。補助ウォルシュ関数に対する相互相関特性のため、これらの擬似直交関数を用いて、大変効率的な方法でピーク・平均率を最小にできる。この第3の実施形態は、実際は第1の実施形態を最適化したものである。位相回転は擬似直交関数に従って選択され、位相回転は補助パイロットチャネルを単に180°及び0°回転することである。
図8は、補助パイロット100の第3の実施形態であり、補助パイロットチャネルにおいてビットが累積して加えられるという上記問題を解決する。本実施形態例で全てが0のシーケンスであるパイロットシンボルがデマルチプレクサ480に供給される。デマルチプレクサ480は、入力パイロットシンボルを(1,1),(1,−1),(−1,1),及び(−1,−1)からなる4つの点に配置し、配置されたシーケンスを2つの出力481,483上に出力する。481,483上のシンボルストリームは直行カバー器486,488に供給される。補助パイロットウォルシュ生成器482は上記式(2)に示すように直交カバーシーケンスを生成し、直交拡散シーケンスを位相回転器484に供給する。
位相回転器484は、補助パイロット拡散シーケンスを値+1または−1により乗算する。この値は、所定の擬似直交拡散シーケンスに従って決定される。擬似直交拡散関数生成器488は、上記したように擬似直交拡散関数を生成する。本実施形態例では、擬似直交拡散関数生成器488は、補助パイロットシーケンスと同じ長さまたは同じシンボル数の擬似直交関数を生成する。したがって、補助パイロットシーケンスの長さが256の場合、擬似直交拡散関数生成器488はシンボルが256の擬似直交関数を生成する。
擬似直交拡散関数生成器488は擬似直交関数をデマルチプレクサ490に供給する。デマルチプレクサは、シーケンスから(値が+1または−1の)1ビットを減算し、このビットを位相回転器484に供給する。位相回転器484は擬似直交関数からのシンボルに従って、補助パイロットチャネルシーケンスを擬似直交関数生成器デマルチプレクサ490により単に乗算することにより、補助パイロットシーケンスの位相を変化させる。デマルチプレクサ490は、擬似直交拡散関数生成器からの擬似直交関数と異なるシンボルを各補助パイロット生成器に供給する。
本発明の第1の実施形態について記載したのと同様にして、擬似直交関数に従って、位相回転された補助パイロットチャネルを用いて復調することができる。
5.擬似直交関数からの補助パイロット信号
上記記載において、補助パイロット信号は、ウォルシュ関数から構成した。本発明は、擬似直交関数または連結した擬似直交関数及びそれらの補関数から構成されるウォルシュ関数の場合にも適用できる。上記各実施形態は、擬似直交関数から発生した補助パイロットのシンボルが累積して加えられることを防止することに直接適用される。
上記記載において、補助パイロット信号は、ウォルシュ関数から構成した。本発明は、擬似直交関数または連結した擬似直交関数及びそれらの補関数から構成されるウォルシュ関数の場合にも適用できる。上記各実施形態は、擬似直交関数から発生した補助パイロットのシンボルが累積して加えられることを防止することに直接適用される。
上記した方法は、擬似直交関数の完全なセットを生成するための方法を提供する。したがって、補助パイロットが擬似直交関数から生成される場合、同じまたは異なる擬似直交関数を単に用いることによって、上記したように、シンボルの累積が最小となる最適な位相回転を得る。
上記記載の好適な実施形態が提供され、当業者が本発明を構成し、実施できる。これらの実施形態を種々に改善することは、当業者にとって明らかであり、ここに定義される包括的な原理を、発明の能力を用いることなく他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではなく、開示された新規な特徴及び原理の最も広い範疇と一致する。
Claims (30)
- 複数のパイロットシンボルにより構成される複数のパイロット信号を生成する複数のパイロット生成手段と、
少なくとも1つの前記パイロット信号を変化させるシンボル累積減少手段と、
を具備する基地局。 - 前記パイロット生成手段は一般パイロット及び複数の補助パイロット信号を生成する請求項1記載の基地局。
- 前記シンボル累積減少手段は少なくとも1つの前記パイロット信号の位相を変化させる位相回転手段を有する請求項1記載の基地局。
- 前記位相回転手段は少なくとも1つの前記パイロット信号の位相を−1倍することにより変化させる請求項3記載の基地局。
- 前記パイロット信号それぞれに対する少なくとも1つのトラフィック信号を変調し、前記位相回転の度数を示す信号を送信する複数のトラフィック変調手段をさらに具備する請求項3記載の基地局。
- 前記パイロット信号それぞれに対する少なくとも1つのトラフィック信号を変調する複数のトラフィック変調手段をさらに具備し、少なくとも1つの前記トラフィック変調手段は対応するパイロット信号の位相変化に従って前記トラフィック信号の位相を変化させる請求項3記載の基地局。
- 前記シンボル累積減少手段は、前記複数のパイロット信号内の少なくとも1つのパイロットシンボルのエネルギーを減少させる減衰手段を具備する請求項1記載の基地局。
- 前記シンボル減衰手段は、前記複数のパイロット信号内の少なくとも1つのシンボルをゲートオフする請求項7記載の基地局。
- 前記パイロット信号は、連結されたウォルシュシーケンス及びウォルシュシーケンスの補関数として生成される請求項1記載の基地局。
- 前記パイロット信号それぞれの位相回転は擬似直交関数に従って決定される請求項3記載の基地局。
- 前記擬似直交関数はバイナリの直交関数である請求項10記載の基地局。
- 前記擬似直交関数は短縮されたウォルシュシーケンスに対して最適に選択された擬似直交関数である請求項10記載の基地局。
- パイロット信号を受信する手段と、
前記パイロット信号の位相を変化させる手段と、
トラフィック信号を受信する手段と、
前記位相変化されたパイロット信号に従って前記トラフィック信号を変調する手段と、
を具備する移動局。 - 前記位相変化の度数を示す信号を受信する手段をさらに具備する請求項12記載の移動局。
- パイロット信号を受信する手段と、
前記パイロット信号に減少されたシンボルエネルギーを挿入し、前記パイロット信号の改善された推定値を供給する手段と、
トラフィック信号を受信する手段と、
前記パイロット信号の前記改善された推定値に従って前記トラフィック信号を変調する手段と、
を具備する移動局。 - 複数のパイロット信号が同時に送信される基地局において、
複数のパイロットシンボルにより構成される複数のパイロット信号を生成する工程と、
少なくとも1つの前記パイロット信号を変化させ、前記複数のパイロット信号においてシンボルの累積を減少させる工程と、
を具備するパイロット信号を送信する方法。 - 前記複数のパイロット信号を生成する工程は、一般パイロットを生成すること及び複数の補助パイロット信号を生成することを具備する請求項16記載の方法。
- 少なくとも1つの前記パイロット信号を変化させてシンボルの累積を減少させる工程は、少なくとも1つの前記パイロット信号の位相を変化させることを具備する請求項16記載の方法。
- 少なくとも1つの前記パイロット信号の位相を変化させる工程は、少なくとも1つの前記パイロット信号を−1倍することにより変化させることを具備する請求項18記載の方法。
- 前記パイロット信号それぞれに対し少なくとも1つのトラフィック信号を変調する工程と、
前記位相回転の角度を示す信号を送信する工程と、
をさらに具備する請求項18記載の方法。 - 前記パイロット信号それぞれに対し少なくとも1つのトラフィック信号を変調する工程と、
対応するパイロット信号の位相変化に従って少なくとも1つの前記トラフィック信号の位相を変化させる工程と、
をさらに具備する請求項18記載の方法。 - 少なくとも1つのパイロット信号を変化させて前記複数のパイロット信号においてシンボルの累積を減少させる工程は、前記複数のパイロット信号において少なくとも1つのパイロットシンボルのエネルギーを減少させることを具備する請求項16記載の方法。
- 前記複数のパイロット信号において少なくとも1つのパイロットシンボルのエネルギーを減少させる工程は、前記複数のパイロット信号において少なくとも1つのシンボルをゲートオフする工程を具備する請求項22記載の方法。
- 前記パイロット信号は、連結されたウォルシュ関数及びウォルシュ関数の補関数として生成される請求項16記載の方法。
- 少なくとも1つの前記パイロット信号の位相を変化させる工程は、擬似直行関数に従って行われる請求項18記載の方法。
- 前記擬似直交関数はバイナリの直交関数である請求項25記載の方法。
- 前記擬似直交関数は、短縮されたウォルシュシーケンスのために最適とされるように選択された擬似直交関数である請求項25記載の方法。
- 基地局において、
パイロット信号を受信する工程と、
前記パイロット信号の位相を変化させる工程と、
トラフィック信号を受信する工程と、
前記位相変化されたパイロット信号に従って前記トラフィック信号を復調する工程と、
を具備する、シンボルの累積を減少させるために選択されたパイロット信号の位相を変化させる、基地局からの信号を受信する方法。 - 前記位相変化の度数を示す信号を受信する工程をさらに具備する請求項27記載の方法。
- 基地局において、
パイロット信号を受信する工程と、
前記パイロット信号内の減少されたシンボルのエネルギーの推定値を前記パイロット信号に挿入し、前記パイロット信号の改善された推定値を供給する工程と、
トラフィック信号を受信する工程と、
前記パイロット信号の前記改善された推定値に従って前記トラフィック信号を復調する工程と、
を具備する、シンボルの累積を減少させるために前記パイロット信号において選択されたシンボルのエネルギーを減少させる、基地局からの信号を受信する方法。
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