JP2010529740A - マルチアンテナを備える短距離ブースタ - Google Patents

Abstract

マルチアンテナを備える無線リピータを操作するためのシステム、方法及び技法が提示される。無線通信デバイスからの信号は、少なくとも２つのリピータ受信器アンテナと関連付けられた少なくとも２つの分岐チャネルで、無線リピータによって受信される。経路又は空間ダイバーシチは信号から分離され、信号を少なくとも２つの分岐チャネルで処理して、もう１つの無線通信デバイスに対して反復されるべき少なくとも１つの強信号を生成する。
【選択図】 図１１

Description

[0001]セルラ通信及び無線通信がさらに普及するにつれて、市場の成長する需要に応えるために、新たなアプリケーション及び端末が設計されている。ＧＳＭ／ＥＤＧＥ／ＧＰＲＳ、ＷＣＤＭＡ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ及びｃｄｍａ２０００などの新しい２．５Ｇセルラシステム及び３Ｇセルラシステム、並びにＷｉＭａｘなどの４Ｇシステムは、様々なデータレート及びアプリケーションをサポートする。音声を除いて、ビデオストリーミング及びインターネットブラウジングなどの新しい高データレートアプリケーションも、これらのシステムによってサポートされる。このようなシステムによるデータアプリケーションのサポートは、データカード又は組み込みセルラモデムを備えたＰＤＡ及びノート型パソコンなどの様々な新しい端末をもたらした。

[0002]これらの新たな端末のタイプは、ハンドセットサイズに適合せず、ハンドセットの消費電力に制限されず、また、携帯型音声端末のために考慮された使用状態の場合に適合するものでもない。したがって、受信器でリンク性能を改善するために、アンテナ空間ダイバーシチ（ＡＳＤ：Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｐａｃｅ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）などのよく知られた技法を使用しているデータカード及び組み込みモデムがますます増えている。さらに、送信ダイバーシチ（ＴＤ：Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）スキーム及びマルチ入力・マルチ出力（ＭＩＭＯ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）スキームなどのさらに発展したマルチアンテナ技法が、新興の４Ｇセルラシステム用のシステム設計の当初で特定され、それによってこれらの新しいシステムが３Ｇシステムのリンクスピード及び質を凌ぐことが可能になる。これらの新しい時空間ダイバーシチ技法は、リンクバジェットにおいて１０ｄＢを上回る利得をもたらし、それによってデータレート、屋内及び屋外のカバレッジ完全度（ＰｏＣ：Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｃｏｖｅｒａｇｅ）並びにセルの範囲及びロバスト性が改善される。

[0003]これらの非常に有益なマルチアンテナ技法（ＡＳＤ、ＴＤ及びＭＩＭＯ）は、徐々にセルラシステムに導入されているが、単一の受信器及び単一の送信器アンテナを採用する現在のリピータアーキテクチャは、ある程度の指向性を有し、マルチアンテナを使用する通信をサポートすることができず、このような技法で可能となる利得を減少させることがよくある。

[0004]図１は、従来のリピータを介して無線基地局（ＢＴＳ：Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）と通信するＡＳＤイネーブルされた移動局（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）を示す。この例において、ＢＴＳは送信ダイバーシチ（ＴＤ）スキームを全く使用しない。リンクは双方向であるが、本明細書では便宜上、ダウンリンクの例のみについて検討する。アップリンクがダウンリンクとは異なる挙動を有する場合があるが、ダウンリンクについての考察はシステムのアップリンクについても有効である。

[0005]ダウンリンクでは、ＭＳアンテナダイバーシチは、２つの異なる信号対雑音比（ＳＮＲ）を有する２つの信号を、端末装置のダイバーシチアルゴリズムに供給することになる。次いで、これらの２つの信号を、最大比合成（ＭＲＣ：Ｍａｘｉｍａｌ−Ｒａｔｉｏ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）若しくは等利得合成（ＥＧＣ：Ｅｑｕａｌ−Ｇａｉｎ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）などのよく知られたアルゴリズム又は選択合成（ＳＣ：Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）若しくはスイッチング合成（ＳＷＣ：ＳＷｉｃｈｅｄ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）などのその他のアルゴリズムによって、合成することができる。いずれの場合にも、平均的には、単一のアンテナ受信器で可能となる平均的なＳＮＲを超えるより良い最終ＳＮＲが、ダイバーシチスキームによって得られる。

[0006]ダイバーシチアンテナを用いたＳＮＲの改善は、ＭＳアンテナ（Ａｎｔ１及びＡｎｔ２）によって受信された信号を合成又は選択することによって実現される。ＭＳ受信信号が直接ＢＴＳからのものである場合、各アンテナに入る付加的なノイズは、それぞれＮ_ｉｒ１、Ｎ_ｉｒ２のみであった。したがって、各分岐ＳＮＲは、この場合、受信信号（Ｓ_ｉｒ）パワーと雑音パワー（Ｎ_ｉｒ）との比となる。しかしながら、ＭＳ受信信号がリピータからのものである場合、リピータにより、一定の低減できないレベルの雑音パワー（Ｎ_ｒ）が、ＭＳアンテナによって受信されるリピータ送信信号（Ｓ_０）に既に加わっている。したがって、ＭＳ受信器の空間ダイバーシチのＳＮＲ利得にかかわらず、リピータ受信器の単一アンテナ（すなわちダイバーシチのない）ＳＮＲは、リンク内でリピータを使用して達成できる最大性能の限界を規定する。

[0007]リピータがＢＴＳから「元々」受信した信号（Ｓ_ｉ０）は、リピータのアンテナに入り、単一のＳＮＲが、受信器に入る付加的な熱雑音（Ｎ_ｉ０）及び効果的なリピータ雑音（Ｎ_ｅ）によって規定される。リピータ利得（Ｇ）が信号（Ｓ_ｉ０）及びリピータの雑音（Ｎ_ｉ＋Ｎ_ｅ）に適用されると、リピータ利得は、単一のアンテナ受信器の「元々」のＳＮＲを改善できない。したがって、ＭＳによって受信される反復信号（Ｓ_０）は、せいぜいリピータ出力ＳＮＲを有するだけであり、このリピータ出力ＳＮＲはリピータ雑音指数（ＮＦ）によるリピータ入力ＳＮＲに劣る。

[0008]上記の考察から、単一アンテナリピータは、移動体受信器における空間ダイバーシチで可能となる利得を実現することができないことは明らかである。ダイバーシチ利得の損失は、従来のリピータの指向性アンテナによって悪化するが、これは、アンテナの指向性は、受信された信号（送信信号）のマルチパス成分を減衰し又はなくしていまい、それにより、ＢＴＳ側であっても又はＭＳ側であっても、受信端におけるダイバーシチ利得をも低下させるからである。

[0009]本明細書は、マルチアンテナを有する短距離ブースタを開示する。一態様において、マルチ入力・マルチ出力無線通信リピータは、少なくとも第１のアンテナ対を含む。各アンテナは、マルチ出力無線通信デバイスの各送信分岐から送信された送信分岐信号を受信するように構成される。このリピータは、送信分岐のそれぞれに専用の、複数の受信器分岐チャネルのそれぞれと接続されたチャネル推定器をさらに含む。各チャネル推定器は、送信分岐信号のうち１つについてチャネル推定を実行するように構成され、所与の送信分岐に関する各チャネル推定器の出力を使用して、１つの受信器分岐チャネルと関連付けられた送信分岐信号の障害を補正して補正済みの送信分岐信号を生成する。このリピータはさらに、補正済みの送信分岐信号を、同じ送信分岐に関するそれぞれのチャネル推定器によって補正されたその他の受信器分岐チャネルからのその他の送信分岐信号と合成するための、各受信器分岐チャネルと関連付けられたコンバイナを含む。

[0010]さらなる態様によると、マルチ入力無線通信を反復するための方法は、第１のアンテナ対の各アンテナで、無線基地局から、第１の送信分岐信号及び第２の送信分岐信号を受信するステップを含む。この方法はさらに、第１のチャネル推定器対を使用して、第１のアンテナ対の第１のアンテナによって受信された第１の送信分岐信号及び第２の送信分岐信号のそれぞれについてチャネル推定を実行するステップと、チャネル推定器の第２の対を使用して、第１のアンテナ対の第２のアンテナによって受信された第１の送信分岐信号及び第２の送信分岐信号のそれぞれについてチャネル推定を実行するステップと、を含む。この方法はさらに、第１のアンテナ対の第１のアンテナによって受信され、第１のチャネル推定器対からの第１の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号と、第１のアンテナ対の第２のアンテナによって受信され、第２のチャネル推定器対からの第１の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号とを合成して、補正済みの第１の送信分岐信号を生成するステップを含む。この方法はさらに、第１のアンテナ対の第１のアンテナによって受信され、第１のチャネル推定器対からの第２の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号と、第１のアンテナ対の第２のアンテナによって受信され、第２のチャネル推定器対からの第２の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号とを合成して、補正済みの第２の送信分岐信号を生成するステップを含む。

[0011]さらに別の態様において、マルチ入力無線通信を反復するための方法は、第１のアンテナセットのマルチアンテナによって受信された複数の信号から最良の送信信号を選択するステップと、最良の送信信号を単一のアンテナで移動局に送信するステップとを含む。また、移動局に対して反復するための無線基地局信号を改善するための方法であって、無線基地局によって使用される複数の共通チャネルから選択されたチャネルを求めるステップと、無線基地局から２つ以上の分岐信号を受信するステップと、選択されたチャネルに基づくチャネルインパルス応答を推定して、受信された２つ以上の分岐信号のそれぞれに関する推定されたチャネルインパルス応答を生成するステップと、を有する方法が提示される。移動局に対して反復するための無線基地局信号を改善するためのこの方法は、また、各受信器分岐のそれぞれの共役チャネルインパルス応答によって受信された分岐信号を補正した後に受信された２つ以上の分岐信号を合成して、移動局に送信するための共通信号を生成するステップを含む。

[0012]受信された信号を改善した後に、少なくとも２つの受信器ダイバーシチを有する無線リピータからの改善された信号を反復する別の方法が開示される。この方法は、受信された分岐信号を相互相関させることによって、受信された分岐信号の相対位相差を求めるステップと、受信された分岐信号同士の位相差を補正するステップと、２つ以上の受信された分岐信号を合成して送信のための共通信号を生成するステップと、を含む。

[0013]さらに別の態様において、受信された信号を改善した後に、少なくとも２つの受信器ダイバーシチを有する無線リピータからの改善された信号を反復する方法は、少なくとも２つのリピータ受信器アンテナと関連付けられた少なくとも２つの分岐チャネルで信号を受信するステップと、受信された信号のそれぞれの信号強度を決定するステップと、より高い信号強度を有する信号を選択するステップと、少なくとも１つのサーバアンテナで、より高い信号強度を有する信号を送信するステップと、を含む。

[0014]さらに別の態様において、受信された信号を改善した後に、少なくとも２つの受信器ダイバーシチを有する無線リピータからの改善された信号を反復する方法が提示される。この方法は、少なくとも２つのリピータ受信器アンテナと関連付けられた少なくとも２つの分岐チャネルで信号を受信するステップと、少なくとも１つの分岐チャネルで信号を遅延させて、少なくとも２つの分岐チャネル間で分離可能な経路ダイバーシチを生成するステップとを含む。この方法はさらに、信号をコンバイナで線形に合成して合成信号を生成するステップを含む。

[0015]１つ又は複数の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明で示す。その他の特徴及び利点は、この説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

[0016]次に、これらの及びその他の態様を、以下の図面を参照して詳細に説明する。

無線基地局（ＢＴＳ）と通信するＡＳＤイネーブルされた移動局を示す図である。 ダイバーシチリピータを備えるＡＳＤイネーブルされた移動局を示す図である。 無線リンクを有するダイバーシチリピータを備えるＡＳＤイネーブルされた移動局を示す図である。 スイッチ及び選択ダイバーシチリピータを備えるＡＳＤイネーブルされた移動局を示す図である。 デジタルダイバーシチリピータダウンリンク受信器端を示す図である。 ２分岐ブロードバンドダイバーシチＥＣＧスキームを示す図である。 ２分岐ブロードバンドダイバーシチＭＲＣスキームを示す図である。 ２分岐ナローバンドダイバーシチＥＣＧスキームを示す図である。 ２分岐ナローバンドダイバーシチＭＲＣスキームを示す図である。 ２分岐ＭＩＭＯリピータを示す図である。

[0027]各種図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。

[0028]本明細書は、移動局（ＭＳ）受信器にダイバーシチ利得を提供するマルチ入力・マルチ出力リピータについて記載する。図２は、ＭＳと無線基地局（ＢＴＳ）との間の信号を媒介するダイバーシチリピータ２００を示す。２本のリピータドナーアンテナ（Ａｎｔ_ｄ１及びＡｎｔ_ｄ２）は、異なるＳＮＲを有する確率が高い２つの異なる信号を受信する。これらの２つの信号のＳＮＲは、それらがリピータサーバアンテナ（Ａｎｔ_ｓ１及びＡｎｔ_ｓ２）から再送信されるまでは、このリピータチェーンを介して保存される。これらの２つの送信信号は、次いで、２本のＭＳ受信器アンテナ（Ａｎｔ_１及びＡｎｔ_２）に到着する前に「空中」で合成される。

[0029]２つの信号は空中で（アンテナに入る前に）合成されるが、ＳＮＲが低いほうのリピータ送信信号が十分に減衰され、ＳＮＲが高いほうのリピータ送信信号が十分なパワーで受信される限り、２本のＭＳアンテナのうち少なくとも１本が、高ＳＮＲ信号を受信することになり、この高ＳＮＲ信号を後で使用して一定のダイバーシチ利得を得ることができる。利得のレベルは、受信器アンテナにおける送信信号の構成に非常に左右されるので、ダイバーシチ利得の可能性はここでは条件付きであり、したがって通信経路内にリピータがない場合に可能となる利得に比べて低くなる。それにもかかわらず、この種の「ダイバーシチリピータ」（図２に示される）は、ここでは要件とされるリピータが１つではなく２つあるので、高いコストで一定のダイバーシチ利得を提示する。

[0030]その内容が全ての目的のために本明細書に参照として組み込まれるＭｏｈｅｂｂｉにより２００３年９月３日に出願された国際公開第２００５／０２５０７８号パンフレットで論じられるような、受信器端と送信器端との間に無線リンク（ＵＮＩＩ帯域のＯＦＤＭ）がある３ホップリピータでは、各ダイバーシチ分岐データを、同じ無線リンクで多重化させることができる。図３は、３ホップリピータ３００を示す。図４のダイバーシチリピータ４００に示すように、リピータの複雑性を低減させるために、選択合成（ＳＣ）又はスイッチング合成（ＳＷＣ）などのアルゴリズムを採用することもできる。図４に示すダイバーシチリピータ４００は、その複雑性が図２のリピータ２００よりも低いことがあり、また下位であるとみなされることがあるが、リピータ４００は、移動体受信器で干渉時に構成することがあるＳＮＲが低いほうの反復信号を送信しない。

[0031]デジタルリピータ（たとえば、国際公開第２００５／０２５０７８号パンフレットで論じられるリピータ）の出現により、より発展した信号処理スキームをリピータに経済的に導入することが可能になる。このようなデジタルリピータにおいて、リピータへの入力信号は、最初に、ベースバンドにダウンコンバートされ、デジタル処理のためにサンプリングされるが、このようにすると、より発展した新しいアルゴリズムを専用の処理装置にも汎用の処理エンジンにも導入できる。図５は、アンテナ空間ダイバーシチを有するデジタルリピータのダウンリンク受信器端５００の一例を示す。

[0032]図６は、「経路ダイバーシチ」を合成するためのダイバーシチリピータ６００を示す。このダイバーシチリピータ６００において、ダイバーシチ分岐で受信された信号は、それらの線形合成の前に互いに対して遅延される（たとえば、図６の２つ目の分岐は、分岐１と合成される前にｔ秒遅延される）。この遅延は、ハンドセット（ＵＥ）受信器と合成できる分離可能な経路ダイバーシチを生成するのに十分でなければならない。たとえば、ＷＣＤＭＡシステムでは、この遅延（ｔ）は、１チップの半分（１／３．８４ｅ６秒）より長く、２０μ秒より短い。ＲＡＫＥ受信器（ＷＣＤＭＡなど）及び／又はイコライザ（ＧＳＭなど）を有するセルラシステムは、経路ダイバーシチから直接効果をもたらされる。それらの変調の効果としてのＯＦＤＭを遅延経路として間接的に使用するシステムは、フェージング特性を平坦フェージングから周波数の選択的フェージングへ変化させることになり、それによってこのシステム内に一定の周波数ダイバーシチがもたらされる。また、このスキームには、国際公開第２００５／０２５０７８号パンフレットに記載されるように、ＵＮＩＩ帯域（２つのリピータユニット間のＵＮＩＩ帯域に無線リンクＯＦＤＭがある）のＯＦＤＭリンクを経由するデータは、２つの分岐からのデータが合成されるので２つ目の分岐によって増加することがないというさらなる利点がある。図６は、無線リピータを示すが、同じ原理を従来のリピータ、すなわち有線接続を有するリピータに適用することができる。

[0033]ダイバーシチ分岐間の位相関係を容易に求めることは、ＧＳＭベースのシステムなどいくつかのシステムにとっては可能なことであるが、ＷＣＤＭＡ及びｃｄｍａ２０００などの拡散スペクトル変調を使用するシステムにとってはより難しいことである。たとえば、ＷＣＤＭＡにおいて、ダウンリンクでリピータに入る信号は、同等なパワーを有するいくつかの基地局から来ている場合がある。また、信号の拡散スペクトル特性により、雑音の存在下で任意の位相又は振幅を確実に検出することが難しくなり、雑音及び干渉の存在下ではさらに困難になる。さらに、これらのシステムは大抵、広帯域であり、時間分散チャネルで動作し、そのため搬送波周波数の単純な位相検出は広帯域合成には適さなくなる。

[0034]したがって、ＷＣＤＭＡなどのシステムの場合、リピータは、１次同期化チャネル（Ｐ−ＳＣＨ：Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ）又は共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）などの共通制御チャネルのうち１つを取得することによって、ＢＴＳ送信を取得する必要がある。これらのチャネルのうち１つが取得されると（ＣＰＩＣＨ又はＰ−ＳＣＨ若しくはＳ−ＳＣＨ又はその他の任意の共通ブロードキャストチャネル）、次いで、所与のＢＴＳ（大抵は最も強いＢＴＳ）のダイバーシチ分岐のそれぞれのチャネルインパルス応答を推定することができる（すなわち「チャネル推定」）。単一の十分な強いＢＴＳを検出できない場合、（すなわちソフトハンドオフ領域において）、複数のＢＴＳのうち１つをランダムに選択することができる。また、ＢＴＳのそれぞれについて最大ＳＮＲとなるよう別々に合成された、いくつかの異なるＢＴＳ信号を並行して検出して、各ＢＴＳからの合成信号を移動体への最終送信のために再合成することができる。

[0035]ＷＣＤＭＡの例を使用すると、各リピータ受信器分岐に関する「チャネル推定」が、所与のＢＴＳに対して必要とされる。各分岐に関するチャネル推定値がわかると（図７のｈ_１及びｈ_２）、タップ遅延線（又はチップレベルイコライザ）を使用して、ＭＲＣ又はＥＧＣスキームを用いる信号のチップレベル合成の前に、各分岐内の全ての遅延エネルギーを集めることができる。２分岐ダイバーシチ受信に関するこのような動作の一例が、図７に示される。

[0036]図７は、２分岐ブロードバンドダイバーシチ構成７００を示すが、この構成において、各分岐からのデータのセグメントは、まず、相互相関オペレーションの前に、それぞれの分岐チャネル推定値の共役値（図７のｈ_１ ^＊及びｈ_２ ^＊）に設定されたタップ係数を有するタップ遅延線を通過する。これらのタップ遅延線は、各分岐の全ての遅延エネルギーを集め、各分岐で可能となる最大ＳＮＲを与える。次いで、タップ遅延線の出力を相互相関させて、２本の分岐間に残っている任意の残留位相差が確立される。相対位相情報が確立されると、各分岐からのデータは、まず、それぞれの分岐チャネル推定値の共役値（図７のｈ_１ ^＊及びｈ_２ ^＊）に設定されたタップ係数を有するタップ遅延線を通過し、その後、残留位相差を補正し、続いて信号を合成する。上述の例は、ＥＧＣに関するものである。しかしながら、相関器の前にあるタップ遅延線出力の相対振幅又はＳＮＲを推定することによって、図８に示される２分岐ブロードバンドダイバーシチ構成８００で示されるようなＭＲＣ合成を実行することが可能である。

[0037]チャネル推定が不可能である場合及び／又は時間分散が大きくない（たとえば、ＷＣＤＭＡシステムのチップ持続期間よりも短い）場合、図７に示される合成スキームを、図９に記載されるような２分岐ナローバンドダイバーシチ構成９００に簡略化することができる。図９に示される合成スキームは、たとえば、単一の移動体（又は複数の移動体）が、遅延拡散が２００ｎ秒未満でチャネル移動が非常に遅い（すなわち、約５０ｍ秒の大きなコヒーレンス時間）屋内環境にある場合、屋内リピータを有するＷＣＤＭＡシステムのアップリンクで使用することができる。データの小さなセグメント（たとえば１００チップ）を現状に即して相互相関させて、２つの（又は任意の数の）分岐の相対位相を確立することができる。

[0038]この情報を使用すると、その信号に関するその他の任意の情報及びその内容を知ることなく、２つの受信器分岐の信号を合成することができる。図９に示されるスキームのＭＲＣバージョンが、図１０に示される２分岐ナローバンドダイバーシチ構成１０００に示される。前述のように、相対振幅又はＳＮＲの推定値をＭＲＣ合成に使用することができる。また、図９及び図１０に示されるダイバーシチ合成スキームは、セルラシステム（この例ではＷＣＤＭＡ）のダウンリンクでも使用することができるが、図６及び図７にそれぞれ示されるブロードバンドバージョンと比べて性能はいくらか劣る。

[0039]国際公開第２００５／０２５０７８号パンフレットに考察されるリピータなど、自動利得制御（ＡＧＣ）メカニズムがリピータ送信信号の出力パワーを制御するリピータの場合、結合信号の合成効果を含めるために、好ましくは合成アルゴリズムの後に結合信号レベルを測定することに留意されたい。

[0040]ＷｉＭａｘ（及びＷＣＤＭＡ ＬＴＥ）などのＯＦＤＭベースのシステムの場合、合成は、図５、図７、図８又は図９で論じられたように、受信された時間ドメイン信号でもサブキャリアの周波数ドメインでも実行することができる。これらのシステムのプリアンブル（又はトーニングシーケンス）を、時間ドメインチャネル推定に使用することができる。一方、周波数ドメインは、周波数ドメイン及び／又は挿入された「パイロット」サブキャリアのプリアンブル（又はトレーニングシーケンス）に基づくことができる。時間ドメイン手法は、より低い処理遅延を示すが、周波数ドメイン手法は、合成がサブキャリアレベルで実行されるので、周波数の選択的挙動を有する広帯域チャネルではより高い性能を有する。

[0041]上述の考察は、アンテナダイバーシチ受信並びにＭＲＣ、ＥＧＣ、ＳＣ及びＳＷＣなどのアルゴリズムとの合成を伴うリピータ及びシステムに基づくが、いくらかの修正を加えると、同一の新規なスキームをＭＩＭＯリピータ及びシステムに適用することができる。ＭＩＭＯシステムは大抵、受信器として知られている送信器チェーン（マルチ出力）のそれぞれに対して、一意の別個のトレーニングシーケンスを使用する。受信器は、送信されたトレーニングシーケンス（アプリオリ）に関する必要とされる情報を全て有し、受信器分岐の全てにおいて送信されたシーケンスの１つ１つについてチャネル推定を実行する。各送信アンテナに関する各分岐におけるチャネル推定を行うと、次いで、ＭＲＣ又はＥＧＣなどの合成スキームを使用して受信器側における各送信分岐ＳＮＲを改善することができる。各送信分岐は、同一の情報を送信して、非常に弾性的なリンクを提供することも、また異なるデータストリームを送信して、単一の送信アンテナで可能になるよりも高いデータレートを提供することもできる。ＭＩＭＯをサポートするリピータは、いくつかの異なる戦略を用いてＢＴＳとＭＳとの間を媒介することができる。ダウンリンクのみを再び例に挙げると、リピータにより、以下のことが可能になる。

[0042]第１に、図２（及び図３）に示され論じられるように、リピータは、各ＭＩＭＯ分岐を独立に、任意の合成を行うことなくＭＳまで反復することができる。このような場合には、ＭＳは、合成アルゴリズムを使用して、最も可能性のあるＳＮＲに関する受信信号を合成することになる。前述のように、低ＳＮＲを有するリピータ受信信号の性能は、全てのリピータ送信信号が空中で合成され全てのＭＳアンテナに到着するので、ＭＳにおける最終性能及びＭＩＭＯ利得を制限すること可能性がある。

[0043]第２に、図４に示され論じられるように、リピータ受信器端で、各リピータ受信器分岐におけるＲＳＳＩ（又は各送信分岐に関するチャネル推定値若しくはＳＮＲ）を検出及び推定することができ、かつＭＳへ送信するための最良のＲＳＳＩ（又はＳＮＲ）を有する受信信号のサブセットを選択することによって、より良いＳＮＲを有する信号を移動体に提供することができる。

[0044]第３に、図１１は、２分岐セルラＭＩＭＯシステム用の２分岐ＭＩＭＯリピータのためのダウンリンクデータ経路及び合成ブロック１１００を示す。この構成において、各ＢＴＳ送信分岐トレーニングシーケンスを使用して、リピータ受信器分岐における特定の送信分岐信号（Ｓ_Ｔｘ＿_{Ｂｒａｎｃｈ}）に関して「チャネル推定」を行う。全ての送信分岐に関連付けられた全てのチャネル推定を得た後で、各受信器分岐からの受信信号は、（同じ受信器分岐の）適当なチャネル推定で「補正」され、その他の受信器分岐からの補正済みの信号と合成される。このプロセスは、全ての送信分岐信号（この例では２つ）について反復される。また、合成及び／又は送信のためのＭＩＭＯ分岐のサブセットを使用することができる。この合成プロセスの後、次いで、各受信器分岐（この例では２つ）を独立して増幅し、リピータを通してリピータ送信器分岐（この例では２つ）まで送る。

[0045]国際公開第２００５／０２５０７８号パンフレットで論じられるリピータなどのリピータの場合、両方の受信アンテナ結合を測定し、両方の送信器分岐の送信パワー設定値に関する最大結合（最小経路損失）を採ることに留意されたい。また、結合された送信信号の受信パワーは、結合された信号の合成利得を含めるために、合成アルゴリズムの後に評価することが好ましい。

[0046]いくつかの実施形態を上記に詳しく記載したが、その他の改変形態が可能である。たとえば、当業者は、上記の新規な着想を、全ての無線及びセルラリピータシステムに適用することができ、とりわけＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ、ｃｄｍａ２０００、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＷｉＭａｘについて言及し得ることを理解するであろう。さらに、上述された任意の論理フローは、所望の結果に達するために任意の具体的な順序を必要とするものではない。その他の実施形態は、添付の特許請求の範囲に属することができる。

Claims (18)

1. マルチ入力・マルチ出力無線通信リピータであって、
   マルチ出力無線通信デバイスの各送信分岐から送信された送信分岐信号を受信するように各アンテナが構成された、少なくとも第１のアンテナ対と、
   前記送信分岐のそれぞれに専用の、複数の受信器分岐チャネルのそれぞれと接続されたチャネル推定器であって、それぞれのチャネル推定器が、前記送信分岐信号のうち１つについてチャネル推定を実行するように構成され、所与の送信分岐に関する各チャネル推定器の出力を使用して、１つの受信器分岐チャネルと関連付けられた前記送信分岐信号の障害を補正して補正済みの送信分岐信号を生成するチャネル推定器と、
   前記補正済みの送信分岐信号を、同じ送信分岐に関するそれぞれのチャネル推定器によって補正されたその他の受信器分岐チャネルからのその他の送信分岐信号と合成するための、各受信器分岐チャネルに関連付けられたコンバイナと、
   を備えるマルチ入力・マルチ出力無線通信リピータ。
2. 補正済みの送信分岐信号を送信するように各アンテナが構成されたアンテナセットをさらに備える、請求項１に記載のマルチ入力・マルチ出力無線通信リピータ。
3. 前記送信分岐信号のそれぞれが、前記関連付けられた送信分岐信号についてチャネル推定を実行するために各チャネル推定器によって使用される一意のトレーニングシーケンスを含む、請求項１に記載のマルチ入力・マルチ出力無線通信リピータ。
4. マルチ入力無線通信を反復するための方法であって、
   第１のアンテナ対の各アンテナで、無線基地局から、第１の送信分岐信号及び第２の送信分岐信号を受信するステップと、
   第１のチャネル推定器対を使用して、前記第１のアンテナ対の第１のアンテナによって受信された前記第１の送信分岐信号及び第２の送信分岐信号のそれぞれについてチャネル推定を実行するステップと、
   第２のチャネル推定器対を使用して、前記第１のアンテナ対の第２のアンテナによって受信された前記第１の送信分岐信号及び第２の送信分岐信号のそれぞれについてチャネル推定を実行するステップと、
   前記第１のアンテナ対の第１のアンテナによって受信され、前記第１のチャネル推定器対からの第１の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号と、前記第１のアンテナ対の第２のアンテナによって受信され、前記第２のチャネル推定器対からの第１の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号とを合成して、補正済みの第１の送信分岐信号を生成するステップと、
   前記第１のアンテナ対の第１のアンテナによって受信され、前記第１のチャネル推定器対からの第２の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号と、前記第１のアンテナ対の第２のアンテナによって受信され、前記第２のチャネル推定器対からの第２の送信分岐信号のチャネル推定によって補正された信号とを合成して、補正済みの第２の送信分岐信号を生成するステップと、
   を含む方法。
5. 第２のアンテナ対の第１のアンテナで、前記補正済みの第１の送信分岐信号を送信するステップと、
   前記第２のアンテナ対の第２のアンテナで、前記補正済みの第２の送信分岐信号を送信するステップと、
   をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. マルチ入力無線通信を反復するための方法であって、
   第１のアンテナセットのマルチアンテナによって受信された複数の信号から最良の送信信号を選択するステップと、
   前記最良の送信信号を単一のアンテナで移動局に送信するステップと、
   を含む方法。
7. 移動局に対して反復するための無線基地局の信号を改善する方法であって、
   前記無線基地局によって使用される複数の共通チャネルから選択されたチャネルを求めるステップと、
   前記無線基地局から２つ以上の分岐信号を受信するステップと、
   前記選択されたチャネルに基づくチャネルインパルス応答を推定して、前記受信された２つ以上の分岐信号のそれぞれに関する推定されたチャネルインパルス応答を生成するステップと、
   各受信器分岐のそれぞれの共役チャネルインパルス応答によって前記受信された分岐信号を補正した後に前記受信された２つ以上の分岐信号を合成して、前記移動局に送信するための共通信号を生成するステップと、
   を含む方法。
8. 前記選択されたチャネルが、パイロット及び／又はブロードキャスト及び／又は制御チャネルを含む、請求項７に記載の方法。
9. 受信された信号を改善した後に、少なくとも２つの受信器ダイバーシチを有する無線リピータからの前記改善された信号を反復する方法であって、
   受信された分岐信号を相互相関させることによって、前記受信された分岐信号の相対位相差を求めるステップと、
   前記受信された分岐信号同士の前記位相差を補正するステップと、
   前記２つ以上の受信された分岐信号を合成して送信のための共通信号を生成するステップと、
   を含む方法。
10. 前記受信された分岐信号の相対振幅を抽出し、前記受信された分岐信号の最大比合成のための前記それぞれの相対位相とともに使用するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記補正された送信信号を送信するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 受信された信号を改善した後に、少なくとも２つの受信器ダイバーシチを有する無線リピータからの前記改善された信号を反復する方法であって、
    少なくとも２つのリピータ受信器アンテナと関連付けられた少なくとも２つの分岐チャネルで信号を受信するステップと、
    前記受信された信号のそれぞれの信号強度を決定するステップと、
    より高い信号強度を有する信号を選択するステップと、
    少なくとも１つのサーバアンテナで、より高い信号強度を有する前記信号を送信するステップと、
    含む方法。
13. ２ユニットリピータ内のもう１つのリピータユニットに送信するために、前記受信された信号を多重化するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. ２つの異なる送信アンテナで送信する前に、前記多重化された信号を逆多重化するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 受信された信号を改善した後に、少なくとも２つの受信器ダイバーシチを有する無線リピータからの前記改善された信号を反復する方法であって、
    少なくとも２つのリピータ受信器アンテナと関連付けられた少なくとも２つの分岐チャネルで信号を受信するステップと、
    少なくとも１つの分岐チャネルで前記信号を遅延させて、前記少なくとも２つの分岐チャネル間で分離可能な経路ダイバーシチを生成するステップと、
    前記信号をコンバイナで線形に合成して合成信号を生成するステップと、
    を含む方法。
16. 前記合成信号を変調して、中間無線ホップにわたる送信ための変調信号を生成するステップと、
    前記中間無線ホップにわたって、前記変調信号を送信するステップと、
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記変調信号を復調して前記合成信号の複製を生成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記合成信号を送信するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。

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