JP2010514382A - 複数の同時送信機が受信機における信号分離をサポートするための波動伝送パターン - Google Patents
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Abstract
Description
x1(t)=a11s1(t)+...a1ksk(t)+...a1MsM(t)
xj(t)=aj1s1(t)+...ajksk(t)+...ajMsM(t)
xN(t)=aN1s1(t)+...aNksk(t)+...aNMsM(t)
x=Scos(θ)sin(φ)
y=Ssin(θ)sin(φ)
z=Scos(φ)
S1,S2,S3:アンテナ素子への信号入射
θ1,θ2,θ3:信号のX、Y面E画角(field angle)
φ1,φ2,φ3:信号のZ軸E画角
Xx,Xy,Xz:アンテナ素子への信号入射の和の内積(dot product)
1)θ1=θ2=θ3
sin(φ1)sin(φ2)cos(φ3)sin(θ2−θ1)
+cos(φ1)sin(φ2)sin(φ3)sin(θ3−θ2)
+sin(φ1)cos(φ2)sin(φ3)sin(θ1−θ3)=0
である。
Claims (36)
- 同時に伝送している少なくともJ個の移動体無線通信装置であって(ただし、J≧2)、各移動体無線通信装置は、複数のシンボルを備えるそれぞれの文字セットによって定義されたソース信号を伝送し、前記それぞれの文字セット内の前記シンボルのうちの少なくとも1つは、前記少なくともJ個の移動体無線通信装置から前記伝送されるソース信号が少なくともL1からLJの1次独立電力レベル時間周期で出現するように異なる電力レベルで伝送される移動体無線通信装置(ただし、少なくとも1つはLj>1として、Lj≧1)と、
M個の信号源によって提供されたソース信号を分離するための固定の通信装置であって(ただし、M≧2)、前記J個の移動体無線通信装置は、最大(L1*...*LJ)の1次独立電力レベル時間周期を含む前記M個のソース信号のうちのJ個を提供する固定の通信装置と
を備える通信システムにおいて、
前記固定の通信装置は、
前記M個のソース信号のうちの少なくともN個の異なる和信号を受信するためのN個のアンテナ素子を備えるアンテナアレイと(ただし、N≧1)、
前記M個のソース信号のうちの前記少なくともN個の異なる和信号を受信するために前記アンテナアレイに結合された受信機と、
前記M個のソース信号のうちの前記少なくともN個の異なる和信号を備える混合行列を形成するために前記受信機に結合された信号分離プロセッサであって、前記混合行列は少なくとも(L1*...*LJ)*Nまでと等しい階数を有し、前記混合行列から所望のソース信号を分離するための信号分離プロセッサと
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記少なくともJ個の移動体無線通信装置は、前記ソース信号を伝送するために時間整合スロットを使用することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記少なくともJ個の移動体無線通信装置は各々、時間整合スロットと一致するように各自のタイミングを設定するための内部クロックを備えることを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
- 前記固定の通信装置は、前記少なくともJ個の移動体無線通信装置が前記時間整合スロットと一致するように各自のタイミングを設定することができるように、同期信号を伝送するための送信機を備えることを特徴とする請求項2に記載の通信システム。
- 各移動体無線通信装置に対して、前記文字セット内の各シンボルの振幅は一定であり、前記シンボルのうちの少なくとも2つは異なる電力レベルであることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記通信システムがセルラーネットワークとして構成されるように、前記固定の通信装置は基地局の一部をなすことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 各移動体無線通信装置は受信機を備え、前記固定の通信装置は、前記異なる電力レベルで前記それぞれの文字セット内の前記少なくとも1つのシンボルを伝送する際に前記受信機を介してフィードバックを各移動体無線通信装置に提供するための固定の送信機をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記フィードバックは前記電力レベルの調整のうちの少なくとも1つを備え、文字セット内の前記シンボルのシーケンスは前記異なる電力レベルで伝送されることを特徴とする請求項7に記載の通信システム。
- 前記N個のアンテナ素子はN個の相関アンテナ素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記N個の相関アンテナ素子は、前記アンテナアレイがフェーズドアレイを形成するようにN個の能動アンテナ素子を備えることを特徴とする請求項9に記載の通信システム。
- 前記N個の相関アンテナ素子は、前記アンテナアレイが入射信号の独立和を形成するように、少なくとも1つの能動アンテナ素子と、N−1個までの受動アンテナ素子とを備えることを特徴とする請求項9に記載の通信システム。
- 前記N個のアンテナ素子のうちの少なくとも2つは相関関係にあり、前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号のうちの少なくとも2つを受信するために異なる偏波を有することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記固定の通信装置は、受信した前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号の各々を同相および直交成分セットに分離するために各アンテナ素子と前記受信機の間に結合されたそれぞれの同相および直交モジュールをさらに備え、
前記受信機は、前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる和信号に対する前記少なくともN個の同相および直交成分セットを受信し、
前記信号分離プロセッサは、前記M個のソース信号の少なくとも2*L*N個の異なる和信号を備える前記混合行列を形成し、各位相および直交成分セットは前記L個の1次独立電力レベル時間周期の各々について2つの入力を前記混合行列に提供し、前記混合行列は少なくとも2*L*Nまでと等しい階数を有することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記無線通信装置は、前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる和信号を復号化するために前記N個のアンテナ素子と前記受信機との間に結合された符号デスプレッダをさらに備え、前記N個の異なる和信号の各々は関連付けられているL個の1次独立電力レベル時間周期で前記M個のソース信号のk個の異なる和信号を提供するためにk個の符号を含み、
前記受信機は前記M個のソース信号の少なくともk*L*N個の異なる和信号を受信し、
前記信号分離プロセッサは、前記M個のソース信号の前記少なくともk*L*N個の異なる和信号を備える前記混合行列を形成し、前記混合行列は少なくともk*L*Nまでと等しい階数を有することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記アンテナアレイはN個の初期アンテナパターンを生成し、前記アンテナアレイは、前記M個のソース信号の前記少なくとも1つの追加の異なる和信号が受信されるように、少なくとも1つの追加のアンテナパターンを生成するために前記N個の初期アンテナパターンのうちの少なくとも1つの仰角を選択的に変更するための仰角コントローラを備え、
前記受信機は、前記N個の初期アンテナパターンを使用して前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号を受信し、前記少なくとも1つの追加のアンテナパターンを使用して前記M個のソース信号の前記少なくとも1つの追加の異なる和信号を受信し、
前記信号分離プロセッサは、前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号と、前記M個のソース信号の前記少なくとも1つの追加の異なる和信号とを備える前記混合行列を形成し、前記L個の1次独立電力レベル時間周期の各々について、前記混合行列は、少なくともL*Nに、前記追加のアンテナパターンを使用する前記M個のソース信号の追加の異なる和信号の数と前記L個の1次独立電力レベル時間周期の積を加えた数までと等しい階数を有することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記信号分離プロセッサは、ブラインド信号分離プロセッサを備え、主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)、および特異値分解(SVD)のうちの少なくとも1つに基づいて前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記信号分離プロセッサは、知識ベース処理信号抽出プロセスに基づいて前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 前記信号分離プロセッサは、知識ベース信号抽出プロセスおよびブラインド信号分離プロセスの組合せに基づいて前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
- 通信システムを操作するための方法であって、
少なくともJ個の移動体無線通信装置から少なくともJ個のソース信号を同時に伝送するステップであって(ただし、J≧2)、各移動体無線通信装置は、複数のシンボルを備えるそれぞれの文字セットによって定義されたソース信号を伝送し、前記それぞれの文字セット内の前記シンボルのうちの少なくとも1つは、前記J個の移動体無線通信装置から前記伝送されるソース信号が少なくともL1からLJの1次独立電力レベル時間周期で出現するように異なる電力レベルで伝送されるステップ(ただし、少なくとも1つはLj>1として、Lj≧1)と、
M個の信号源によって提供されたソース信号を固定の通信装置において分離するステップであって(ただし、M≧2)、前記J個の移動体無線通信装置は最大(L1*...*LJ)の1次独立電力レベル時間周期を含む前記M個のソース信号のうちのJ個を提供するステップと
を備える方法において、
前記分離するステップは、
アンテナアレイにおいて前記M個のソース信号のうちの少なくともN個の異なる和信号を受信するステップ(ただし、N≧1)と、
前記M個のソース信号のうちの前記少なくともN個の異なる和信号を前記アンテナアレイに結合された受信機に提供するステップと、
前記M個のソース信号のうちの前記少なくともN個の異なる和信号を備える混合行列を形成するステップであって、前記混合行列は少なくとも(L1*...*LJ)*Nまでと等しい階数を有し、前記混合行列から所望のソース信号を分離するための信号分離プロセッサを使用するステップと
を備えることを特徴とする方法。 - 前記少なくともJ個の移動体無線通信装置は、前記ソース信号を伝送するために時間整合スロットを使用することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記少なくともJ個の移動体無線通信装置は各々、前記時間整合スロットと一致するように各自のタイミングを設定するための内部クロックを備えることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記固定の通信装置は、前記少なくともJ個の移動体無線通信装置が前記時間整合スロットと一致するように各自のタイミングを設定することができるように、同期信号を伝送するための送信機を備えることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 各移動体無線通信装置に対して、前記文字セット内の各シンボルの振幅は一定であり、前記シンボルのうちの少なくとも2つは異なる電力レベルであることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記通信システムがセルラーネットワークとして構成されるように、前記固定の通信装置は基地局の一部をなすことを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 各移動体無線通信装置は受信機を備え、前記固定の通信装置は、前記異なる電力レベルで前記それぞれの文字セット内の前記少なくとも1つのシンボルを伝送する際に前記受信機を介してフィードバックを各移動体無線通信装置に提供するための固定の送信機をさらに備えることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記フィードバックは前記電力レベルの調整のうちの少なくとも1つを備え、文字セット内の前記シンボルのシーケンスは前記異なる電力レベルで伝送されることを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記N個のアンテナ素子はN個の相関アンテナ素子を備えることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記N個の相関アンテナ素子は、前記アンテナアレイがフェーズドアレイを形成するようにN個の能動アンテナ素子を備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記N個の相関アンテナ素子は、前記アンテナアレイが入射信号の独立和を形成するように、少なくとも1つの能動アンテナ素子と、N−1個までの受動アンテナ素子とを備えることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記N個のアンテナ素子のうちの少なくとも2つは相関関係にあり、前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号のうちの少なくとも2つを受信するために異なる偏波を有することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記固定の通信装置は、受信した前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号の各々を同相および直交成分セットに分離するために各アンテナ素子と前記受信機の間に結合されたそれぞれ同相および直交モジュールをさらに備え、
前記受信機は、前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる和信号に対する前記少なくともN個の同相および直交成分セットを受信し、
前記信号分離プロセッサは、前記M個のソース信号の少なくとも2*L*N個の異なる和信号を備える前記混合行列を形成し、各位相および直交成分セットは前記L個の1次独立電力レベル時間周期の各々について2つの入力を前記混合行列に提供し、前記混合行列は少なくとも2*L*Nまでと等しい階数を有することを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記無線通信装置は、前記M個のソース信号の前記少なくともN個の異なる和信号を復号化するために前記N個のアンテナ素子と前記受信機との間に結合された符号デスプレッダをさらに備え、前記N個の異なる和信号の各々は関連付けられているL個の1次独立電力レベル時間周期で前記M個のソース信号のk個の異なる和信号を提供するためにk個の符号を含み、
前記受信機は前記M個のソース信号の少なくともk*L*N個の異なる和信号を受信し、
前記信号分離プロセッサは、前記M個のソース信号の前記少なくともk*L*N個の異なる和信号を備える前記混合行列を形成し、前記混合行列は少なくともk*L*Nまでと等しい階数を有することを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記アンテナアレイはN個の初期アンテナパターンを生成し、前記アンテナアレイは、前記M個のソース信号の少なくとも1つの追加の異なる和信号が受信されるように、少なくとも1つの追加のアンテナパターンを生成するために前記N個の初期アンテナパターンのうちの少なくとも1つの仰角を選択的に変更するための仰角コントローラを備え、
前記受信機は、前記N個の初期アンテナパターンを使用して前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号を受信し、前記少なくとも1つの追加のアンテナパターンを使用して前記M個のソース信号の前記少なくとも1つの追加の異なる和信号を受信し、
前記信号分離プロセッサは、前記M個のソース信号の前記N個の異なる和信号と、前記M個のソース信号の前記少なくとも1つの追加の異なる和信号とを備える前記混合行列を形成し、前記L個の1次独立電力レベル時間周期の各々について、前記混合行列は、少なくともL*Nに、前記追加のアンテナパターンを使用する前記M個のソース信号の追加の異なる和信号の数と前記L個の1次独立電力レベル時間周期の積を加えた数までと等しい階数を有することを特徴とする請求項19に記載の方法。 - 前記信号分離プロセッサは、ブラインド信号分離プロセッサを備え、主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)、および特異値分解(SVD)のうちの少なくとも1つに基づいて前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記信号分離プロセッサは、知識ベース処理信号抽出プロセスに基づいて前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記信号分離プロセッサは、知識ベース信号抽出プロセスおよびブラインド信号分離プロセスの組合せに基づいて前記混合行列から前記所望のソース信号を分離することを特徴とする請求項19に記載の方法。
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