JP4046456B2 - Cdma通信のダウンリンク・ダイバーシチ提供方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多元接続(CDMA)通信システムに関し、詳しくはウォルシュ符号(Walsh codes) を用いるこれらのシステムにおいてダウンリンク・ダイバーシチを提供するための方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ダウンリンク上でユーザを分離するために基地局に特定のカバリング(総括)符号と共にユーザ直交ウォルシュ関数(又は符号)を用いるCDMAシステムを考える。ここで用いる用語「ダウンリンク」は、基地局から移動端末又は移動局(以下、包括的に、「移動局」と称する)への通信路(パス)を意味し、移動局から基地局への通信路を意味する「アップリンク」に対比して用いられ、周知である。
【0003】
1個の共通基地局から信号を受信するK個の移動局を有するシステムについて、単一の送信アンテナ上で送信された信号は次式で表される。
x(t)=(Σi=1 K(Pi)1/2si(t)wi(t)+(Pp)1/2w0(t))p(t) (1)
【0004】
但し、Pi はi番目の移動局に送信された電力、si(t) 及びwi(t) はそれぞれi番目の移動局向けのデータ信号及びその移動局に特定固有のウォルシュ関数、Pp はウォルシュ関数0を用いるパイロット信号の電力、そして、p(t)は対象基地局に対するカバリング符号である。更に、ウォルシュ関数は直交で、記号時間Ts ごとに反復される。すなわち次式で表される。
∫0 Ts(t)wi(t)wj(t)dt=1(i=j)又は、=0(i≠j) (2)
【0005】
この移動局においては単一のアンテナ上で次式の信号が受信される。
y(t)=h(t)x(t)+n(t) (3)
但しh(t)は無線チャネルに起因する複合増倍ひずみ、そしてn(t)は熱雑音である。
【0006】
i番目の移動局(移動局i)は、受信された信号(受信信号)のアンカバー処理(カバリング符号の除去)後、k番目の記号区間(インタバル)の間、受信信号をi番目のウォルシュ関数を用いて相関処理して(「相関処理する」とは「相関関係を検出算定する」ことを意味する)、次式の決定統計値zI[k] を得る。
【0007】
zi[k]=∫(k-1)Ts kTsy(t)p*(t)wi(t)dt
=(Pi)1/2h[k]si[k]+n[k] (4)
但し、h[k]はk番目の記号区間内でのチャネルひずみh(t)の累積影響、そしてsi[k] はi番目の移動局に対して送信されたk番目の記号である。
【0008】
送信された記号は、パイロットチャネルから得られるチャネル推定値(estimate)を用いることによって復元できる。これは次式で表される。
^si[k]=f(zi[k]^h*[k]) (5)
但し、f(・)は適切な決定関数である。(尚、sの上側に^を付加した数学記号を簡易的に^sで表す。以下同様。)
【0009】
急速的確な電力制御のない、平坦なレイリー型フェージングのチャネルを仮定すると、結果として得られるチャネル性能は、ダイバーシチ不足から、低い値となる。その結果、ダイバーシチ受信を可能にして性能を相当に改良するために、受信機に第2のアンテナを設けることが望ましい。しかし、移動局のハンドセット(送受端末)では第2のアンテナを容易に付加できない。そのため、送信機からダイバーシチ性能を得る方法が提案されてきた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このような、送信機からダイバーシチ性能を得る方法の1つは、同じ信号を多数の搬送波(マルチ搬送波)上で送信する方法である。しかし、これは移動体通信で浪費する余裕のない資源である帯域幅を浪費することになる。これに代わる、より妥当な第2の方法は遅延ダイバーシチである。この方法は、数個のチップで時間的に遅延させた第2の送信を別個のアンテナ上で行うことによって信号を基地局から2回送信し、これで意図的に多重路(マルチパス)を生じさせる方法である。
【0011】
この方法では、電力を2つの送信に分割することで送信電力は増加しないが、変更を要さずに移動局のレーキ型受信機で容易に利用できる時間ダイバーシチが得られる。しかし、この方式は結局、この意図的なマルチパスに起因する自己干渉によって制限を受ける。全てのユーザ信号が同期的に送信されるので、この自己干渉は極めて大きく、中負荷乃至重負荷状態のシステムには特にそうである。
【0012】
空間/時間符号化の領域でダイバーシチを改良する試みとしていくつかの手法が提案されている。例えば、簡単な2分岐型送信ダイバーシチ手法が文献に述べられている(Siavash M. Alamouti, "A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications," IEEE Journal On Select Areas In Communications, Vol. 16, No. 8, October 1998)。
【0013】
更に、マルチ送信アンテナを用いて、フェージングのあるチャネル上でデータレートと通信の信頼性とを改善するためにチャネル符号を使用する手法の記述が別の文献にある(Vahid Tarokh et al., "Space-Time Codes for High Data Rate Wireless Communication:Performance Criterion and Code Construction," IEEE Transactions On Information Theory, Vol. 44, No. 2, March 1998)。
【0014】
又更に、フェージングのある環境において受信を改善するためにマルチ送信アンテナを使用可能にするように、メッセージを符号化してダウンリンク上で送信する手法が米国特許仮出願番号60/114,621に述べられている(1999年1月4日仮出願、名称:Space-Time Spreading Method of CDMA Wireless Communication," 同一名称による1999年4月2日付け正式出願特許の基礎となる内容)。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、CDMAシステムにおけるダウンリンク・ダイバーシチを改良するための方法及び装置を提供する。これは、K個の移動局を扱う1個の共通基地局において、K個に等しくても等しくなくてもよいM個の送信アンテナに関連してウォルシュ符号(ウォルシュ関数としても知られる)を用いることによって得られるので有利である。このようなダウンリンク・ダイバーシチの形態をここでは、ウォルシュ・ダイバーシチ又は空間/時間符号ダイバーシチと称する。
【0016】
どの場合でも、各送信アンテナが、K個の移動局の各々についてのデータ信号によってウォルシュ符号を変調した結果を表す信号を送信する。但し、データ信号内に、特定の移動局に関するデータが存在すると仮定する。
【0017】
例えば、1番目の送信アンテナが、1番目の移動局に連関するデータ信号によって1番目のウォルシュ符号が変調された結果である成分と、2番目の移動局に連関するデータ信号によって2番目のウォルシュ符号が変調された結果である成分と、以下、K番目の移動局に連関するデータ信号によってK番目のウォルシュ符号が変調された結果である成分までの成分とを有する信号を送信する。
【0018】
それから、2番目の送信アンテナが、1番目の移動局に連関するデータ信号によってK番目のウォルシュ符号が変調された結果である成分と、2番目の移動局に連関するデータ信号によって(K−1)番目のウォルシュ符号が変調された結果である成分と、以下、K番目の移動局に連関するデータ信号によって1番目のウォルシュ符号が変調された結果である成分までの成分とを有する信号を送信する。
【0019】
説明から判るように、本例において、第1のアンテナに用いられるのと同じ個数のウォルシュ符号が第2のアンテナに関連して用いられるが、これは、この個数のウォルシュ符号が単に、ウォルシュ符号をそれぞれ変調するデータ信号に関して再分配されるのである。ユーザの序数割り当ては任意である。すなわち、どのユーザでも、ユーザK(K番目のユーザ)(移動局)として指定できる。しかし、ウォルシュ符号の相対的割り当ては、送信マトリックスTに基づいて行われる。
【0020】
送信マトリックスは、各アンテナについてウォルシュ符号上にユーザデータ記号をマッピングするもので、望ましくは、その列が送信アンテナを表すようにそして直交であるように設計される。このマトリックスの行は、ウォルシュ符号や周波数帯域のような直交チャネルを表す。同様な再分配がM個のアンテナの各々について行われ、その結果、与えられた移動局のデータ信号に連関するM個の送信信号の各々における成分が、特定固有のウォルシュ関数を変調する。
【0021】
したがって、与えられた移動局では、その移動局が受信信号をM個の異なるウォルシュ符号を用いて相関処理するだけでよい。その理由は、M個の異なるウォルシュ符号がその特定の移動局に連関するデータ信号によって変調された結果を、受信された各送信信号が成分として有するからである。しかし、具体的な実施例では、M個よりも少ない個数の、異なるウォルシュ符号を用いる場合があることを注記したい。又、基地局のM個のアンテナは望ましくは、相互に独立である。すなわち相関関係にない。
【0022】
下で述べるように、ウォルシュ符号を選択する際の対象となるウォルシュ符号群は、2n (2のn次べき数)個の、異なるウォルシュ符号からなる。このnは、数式log2(K) の左右を数学記号「上限演算子」(ceiling operator)(「の右に「を左右反転させて得られる記号を配置した記号)で囲んだ式で得られ整数で、次の数式で得られる。
【数1】
【0023】
しかし、どの与えられた移動局に関しても、必要とされる異なるウォルシュ符号の個数は、その特定の移動局を扱う送信アンテナの個数さえあればよい。M個の相関処理のそれぞれの結果が組み合わされ、そして、得られたチャネル推定値を用いて、受信機が、その特定の移動局に関する特定のデータを推定してユーザに提供する。尚、個数Kは、基地局が通信関係を設立できる移動局の総数よりも少なくできる。又、本発明は、M個の送信アンテナと1個の移動局との間のそれぞれのチャネルを推定する種々の方法も提供する。
【0024】
したがって、本発明によれば、ウォルシュ符号を用いるダウンリンク・ダイバーシチの改良を(i)移動局において追加の受信アンテナを要さず、(ii)帯域幅を浪費せず、そして (iii)自己干渉を生じさせないような仕方で提供することができる。
【0025】
本発明のダウンリンク・ダイバーシチの手法は、IS−95C物理層草案に提案されている物理層にも適用できる。本発明の形態のダウンリンク・ダイバーシチは、最小限の符号化利得しか得られない同草案の直交送信ダイバーシチのオプションを拡張し、真のダイバーシチ利得を提供する。本発明は又、種々のIS−95C直接拡散及びマルチ搬送波の実施例を提供する。しかし、本発明の手法がどのCDMA通信システム又は同様のシステムにも、より広範に適用できることを理解されたい。
【0026】
【発明の実施の形態】
下で詳しく述べるように、本発明は、CDMAシステムにおける基地局と移動局との間のダウンリンク・パス上での改良ダイバーシチを得るための方法及び装置を提供する。これは、後で述べるように、共通基地局におけるマルチ送信アンテナと、送信マトリックスTに基づく2n 個のウォルシュ符号からなるウォルシュ符号群とを用いることによって行われる(但し、nは、log2(K) の左右を「上限演算子」で囲んだ式で得られる整数)。システムには、この基地局に連関するK個の移動局が存在する。
【0027】
このようにして、ダウンリンク・ダイバーシチが、移動局において追加の受信アンテナを要さず、帯域幅を浪費せず、そして自己干渉を生じさせずに得られるので有利である。
【0028】
式(1)から(5)までに関して上に述べたシステムを考える。しかし、今は、2個の送信アンテナと、簡単にするため2人のユーザとを考える。当面、パイロット信号については無視することとする。
【0029】
第1のアンテナ上では、送信信号は次式で表される。
x1(t)
=((P1/2)1/2s1(t)w1(t)−(P2/2)1/2s2 *(t)w2(t))p(t) (6)
又、第2のアンテナ上では、送信信号は次式で表される。
x2(t)
=((P1/2)1/2s1 *(t)w2(t)+(P2/2)1/2s2(t)w1(t))p(t) (7)
【0030】
尚、s1(t) は第1のユーザに連関するデータ信号を表し、s2(t) は第2のユーザに連関するデータ信号を表す。更に、s1(t)*は第1のユーザに連関するデータ信号の共役複素数を表し、s2(t)*は第2のユーザに連関するデータ信号の共役複素数を表す。尚、変数又は関数に関連してアステリスク(星印)(*) を用いた場合は、その変数又は関数の共役複素数を表す。
【0031】
受信機においては、受信信号をアンカバー処理し、2個のウォルシュ符号を用いて相関処理する。これら2つのウォルシュ符号相関処理の出力として、次式が得られる(記号区間への依存部分を削除)。
z1=(P1/2)1/2h1s1+(P2/2)1/2h2s2+n1 (8)
z2=(P1/2)1/2h2s1 *−(P2/2)1/2h1s2 *+n2 (9)
【0032】
これらの式は、決定統計値の式に干渉項を導入するものである。しかし、チャネルひずみの推定値^h1 及び^h2 が得られていると仮定すると、第1の移動局に対する信号推定値を次式のように得ることができる。
【0033】
^s1=f{^h1 *z1+^h2z2 *}
=f{^h1 *((P1/2)1/2h1 *s1+(P2/2)1/2h2s2+n1)
+^h2((P1/2)1/2h2s1 *−(P2/2)1/2h1s2 *+n2)*}
=f{((P1/2)1/2|h1|2+(P1/2)1/2|h2|2)s1)
+h1 *n1+h2n2 *} (10)
但し、チャネルひずみの推定値が正確であると仮定した。これは、^h1=h1及び^h2=h2を意味する。
【0034】
同様に、第2の移動局に対する信号推定値を次式のように得ることができる。^s2=f{^h2 *z1−^h1z2 *}
=f{((P2/2)1/2|h1|2+(P2/2)1/2|h2|2)s2)
+h2 *n1+h1n2 *} (11)
【0035】
これは、2個のアンテナによるダイバーシチ受信(3dBのアパーチャ利得なしの場合)に対する決定統計と同一であることを認識されたい。したがって、ダイバーシチ利得が、移動局受信機において追加の受信アンテナを要さず、追加の帯域幅を必要とせず、そして自己干渉を生じさせずに得られるので有利である。尚、用語「ダイバーシチ利得」は、移動局における信号対雑音比の統計的再分配の改善による受信改善を意味する。
【0036】
本発明の手法は、任意の個数のアンテナを用いる場合へも拡張可能である。本発明の手法の重要な態様として、送信マトリックスTとの関連がある。もしマトリックスの行(水平方向)がウォルシュ符号を表し、列(垂直方向)が基地局の送信アンテナを表すとすると、2個のアンテナ及び2人のユーザの場合の本発明の手法は、次式のマトリックス(2行及び2列からなる)で表すことができる(簡易的に上から順に第1行、第2行と行ごとに分けて表記する。1つの行内では左側が左の列(第1列)を、右側が右の列(第2列)を表す。)。
【0037】
T=[送信マトリックス(2行・2列) (12)
第1行=[s1 −s2 *]
第2行=[s2 s1 *]
望む信号を受信機において干渉なしに得るためには、マトリックスTの列は直交であることを要する。例えば、上のマトリックスにおいては次式の成立を意味する。
【0038】
t2 tt1=−s2s1+s1s2
=0 (13)
但しti はマトリックスTのi番目の列(第i列)、( )tは転置共役値である。
【0039】
ユーザの個数を増加するには、列が直交であるマトリックスTを増大させるだけでよい。他の要件の1つは、マトリックスTが2n 個の行を有することである(nは或る整数)。言い換えると、K人のユーザに対しては、2n 個のウォルシュ符号を要する。但し前に述べたように、nは、log2(K) の左右を数学記号「上限演算子」(ceiling operator)で囲んだ式で得られる値(整数)である。
【0040】
しかし、アンテナの個数Mは、M≦nを条件として任意に与えることができる。可能性の高い個数は、M<K、例えば、M=2又は4である。別の例として、もし4人のユーザ及び2個のアンテナを伴うBPSK(2相シフトキー操作)変調を仮定すると、次に示す送信マトリックスを用いることができる。
【0041】
T=[送信マトリックス(4行・2列)] (14)
第1行=[s1 −s4]
第2行=[s2 −s3]
第3行=[s3 s2]
第4行=[s4 s1]
【0042】
この送信マトリックスは又、受信信号の復号化への鍵でもある。ウォルシュ符号相関処理の出力のベクトルzを次式で表すことができる。
z=Th+n (15)
但し、hはチャネル係数のベクトルである。前に述べたように、送信マトリックスは直交であるように設計される。すなわち、TtT=nI、 但し、nはウォルシュ符号の個数である。
【0043】
しかし、zを次式のように書き直すことができる。
z=Hs+n (16)
但し、Hはチャネル・マトリックスで、このチャネル・マトリックスが、送信された記号を、適切なチャネル係数で重み付けされた、記号が用いるウォルシュ符号にマッピングする。言い換えれば、Th=Hsである。このように表し得るのは、送信マトリックスTが直交であるように設計されるからである。Hも又、直交である。
【0044】
したがって、復号化するには単に、送信マトリックスTの知識とチャネル係数のベクトルhの推定とによりチャネル・マトリックスの推定値を生成しさえすればよい。これにより、移動局受信機における復号化は次式のように表される。
^s=Htz
=αs+Htn (17)
但し、α=|h0|2+|h1|2+...|hM|2。 したがって、もし全てのチャネルが独立している場合、M重ダイバーシチが得られる。
【0045】
本明細書に述べるウォルシュ・ダイバーシチは、ダイバーシチ性能を得るのに且つ他のユーザに起因する干渉項を除去するのに、チャネル係数の推定値に依存する。次に、ウォルシュ・ダイバーシチを用いるCDMAシステムにおけるチャネル推定プロセスを行うための推奨方法を説明する。
【0046】
一実施例では、要求されるチャネル係数を得るためのチャネル推定プロセスは、各アンテナにパイロット信号として1個のウォルシュ符号を割り当てるプロセスである。そのウォルシュ符号はそのアンテナに対してのみ用いられる。したがって、送信アンテナの個数がM個の場合、チャネル推定にM個のウォルシュ符号を用いる必要がある。
【0047】
一例として、アンテナ0及びアンテナ1と名付けた2個のアンテナと2個のユーザ(移動局)とを有するシステムを考える。ウォルシュ符号0を、アンテナ0に連関するパイロット信号用とし、ウォルシュ符号1を、アンテナ1に連関するパイロット信号用とする。すると、移動局受信機において、RF(無線周波数)フィルタ処理、ダウンコンバート処理(下方周波数変換)、及びアンカバー処理後、次式の値が得られる。
【0048】
r(t)=(Pp)1/2w0(t)h0+(Pp)1/2w1(t)h1
+(P1/2)1/2s1w2(t)h0+(P1/2)1/2s1 *w3(t)h1
+(P2/2)1/2s2w2(t)h1−(P2/2)1/2s2 *w3(t)h0
+n(t) (18)
但し、Pp はどちらかのパイロット信号に連関する電力、Pi 及びsi はそれぞれ、移動局iに連関する電力及びデータ信号、そしてhI はアンテナiから見たその移動局におけるチャネルである。
【0049】
すると、移動局1及び2(ウォルシュ符号2及び3を用いる)に対する受信機におけるウォルシュ符号相関器の出力として次式の値が得られる。
z2=(P1/2)1/2h0s1+(P2/2)1/2h1s2+n1 (19)
z3=(P1/2)1/2h1s1 *−(P2/2)1/2h0s2 *+n2 (20)
【0050】
s1 及びs2 の推定値を得るには、まずh0 及びh1 の推定が必要である。この推定は、単に信号をウォルシュ符号0及び1を用いて相関処理することにより、簡単率直な仕方で行われる。すなわち、h0 の推定値が次式で得られる。
^h0=∫0 Tr(t)w0(t)dt
=(Pp)1/2h0+n0 (21)
【0051】
同様に、h1 の推定値が次式で得られる。
^h1=∫0 Tr(t)w1(t)dt
=(Pp)1/2h1+n1 (22)
M個の送信アンテナに対しては、単にM個のウォルシュ符号を、M個のパイロットチャネルの各々に1個ずつを当てればよいことは明らかである。
【0052】
パイロットチャネルを用いないがパイロット記号を用いるシステムにおいても、簡単率直な仕方でチャネル推定値を得ることができる。すなわち、単に、N個の既知のデータ記号を2n 個のウォルシュ符号の各々上で同期的に送信しさえすればよい(但し、nは、log2(K) の左右を数学記号「上限演算子」で囲んで得られる整数である。)これを次例で説明する。
【0053】
2個の送信アンテナ及び4人のユーザ(4個の移動局)を有するシステムを考える。ダウンコンバート処理後の受信信号は次式で表される。
r(t)=(P1/2)1/2s1w1(t)h0+(P1/2)1/2s2w2(t)h0
+(P3/2)1/2s3w3(t)h0+(P4/2)1/2s4w4(t)h0...
−(P4/2)1/2s4w1(t)h1−(P3/2)1/2s3w2(t)h1
+(P2/2)1/2s2w3(t)h1+(P1/2)1/2s1w4(t)h1
+n(t) (23)
ここでは、実数記号を仮定した。
【0054】
受信機における4個のウォルシュ符号相関器の出力が次式で表される。
z1=s1h0−s4h1+n1
z2=s2h0−s3h1+n2
z3=s3h0−s2h1+n3
z4=s4h0−s1h1+n4 (24)
但しnI は相関器iの出力のAWGN(相加性白色ガウス雑音)成分である。
【0055】
もし全ての訓練(トレーニング)記号が1、すなわちsI=1 の場合、単純に次式が得られる。
^h0=(z1+z2+z3+z4)/4
=αh0+β(n1+n2+n3+n4)/4 (25)
但し、α=(P1/2)1/2+(P2/2)1/2+(P3/2)1/2+(P4/2)1/2、そしてβ=(P1/2)1/2+(P2/2)1/2−(P3/2)1/2−(P4/2)1/2。
【0056】
又、
^h1=(−z1−z2+z3+z4)/4
=αh1+β(−n1−n2+n3+n4)/4 (26)
【0057】
もし全ての訓練記号が、1ではない(1ではない記号がある)が既知である場合でも尚、チャネル係数を求めることができる。概して、ウォルシュ符号相関器の出力zは次式で表すことができる。
z=Hs+n (27)
但し、Hは、送信記号のウォルシュ相関器へのマッピングを記述するチャネル・マトリックス、そしてnは雑音サンプルのベクトルである。
【0058】
上で説明したように、本発明のシステムは、HtH=αI であるように設計されている。但し、( )tは転置共役値、そしてα=|h0|2+|h1|2+...|hM|2 である。したがって、復号化は、推定を要するチャネル・マトリックスの転置共役値をベクトルzに前乗算することによって得られる。しかし、式(27)は次式のようにも表すことができる。
【0059】
z=Hs+n
=Th+n (28)
但し、Tは送信マトリックス、そしてhはチャネルベクトルである。
【0060】
今や、Tも直交であるといえる。すなわち、TtT=mI、 但し、mはウォルシュ符号の個数である。したがって、チャネル係数を求めるには、Tが判るように全てのユーザに対して訓練シーケンスを送信しさえすればよい。すると、各訓練記号区間においてチャネルを次式のように推定できる。
^h=(Ttz)/m
=h+(Ttn)/m (29)
【0061】
訓練記号の個数及び周波数は、チャネルレート及びチャネル推定値に必要とされる信号対雑音比によって定められる。訓練記号は、変化するチャネルを追跡できる程度に頻繁に挿入する必要があるが、他方、データ容量を浪費しないようになるべく少ない頻度で挿入するのがよい。
【0062】
又、訓練シーケンスの長さNを増加させることにより、チャネル推定値の信号対雑音比が改善される。理由は、雑音の影響を各個別サンプルに平均化できるからである。しかし、この場合もやはりデータ容量が浪費される。したがって、訓練シーケンスのサイズ及び周波数は1つの設計パラメータである。
【0063】
図1及び図2にそれぞれ、本発明に基づくCDMAシステム100を例示するブロック図、及び本発明に基づくダウンリンク・ダイバーシチの方法200を実現するための流れ図を示す。CDMAシステム100における基地局102にはM個の送信アンテナ104−1〜104−Mが装備されている。本発明によれば、M個の送信アンテナがそれぞれM個のデータ信号をK個の移動局106−1〜106−Kに送信する(図2のステップ202)。
【0064】
上記の式(6)及び(7)と同様に、M個のデータ信号は各々K個の移動局の各々に関するデータ信号部分を有する。本発明によれば、K個の移動局が与えられた場合、各送信信号は2n 個のウォルシュ符号を要する。但し、nは、log2(K) の左右を数学記号「上限演算子」で囲んだ式で得られる整数である。上に述べたように、ウォルシュ符号の相対的割り当ては、送信マトリックスTに基づいて行われる。しかし、各移動局は、M個のウォルシュ符号しか必要としない。
【0065】
各移動局はアンテナを1個だけ有し、このアンテナがM個の基地局送信アンテナによって送信されるそれぞれのデータ信号を受信する。図1に示すように、基地局送信アンテナと移動局との間の各データチャネルは、それぞれに連関(付随)する或る固有のチャネル特性(例えば、信号ひずみ等)を有する。上記のように、受信機におけるデータ信号の推定にはチャネルの適切な推定が重要である。
【0066】
それで、送信アンテナ104−1と移動局106−1との間に形成されるチャネルの推定値をh1 1で表し、送信アンテナ104−Mと移動局106−1との間に形成されるチャネルの推定値をhM 1で表す。この表記がM個の送信アンテナと移動局106−Kとの間のデータチャネルにまで適用される。
【0067】
それから、流れ図に示す各ステップが移動局の各々において行われるが、これら各ステップの説明は、一般化してK番目の移動局に関して述べることとする。ステップ204において、移動局が、h1 kからhM kまでのチャネル推定を、例えば、上記の推定手法の1つを用いて取得する。
【0068】
それからステップ206において、移動局が受信信号をアンカバー処理し、M個のウォルシュ符号を用いて相関処理する。このステップは、2個のアンテナ及び2人のユーザ(2個の移動局)を伴う設例に関する上の式(8)及び(9)の計算と同等である。最後に、ステップ208において、K番目の移動局に向けられたデータの推定値、sK(t) が見出される。これも又、上記の式(10)又は式(17)に対応する。
【0069】
[IS−95C直接拡散実施例]
現在、IS−95Cに対する物理層草案はオプションとして、直交送信ダイバーシチ(OTD)として知られる形態の送信ダイバーシチをサポートする。このことはIS−95C草案文献に述べられている(J. Losh, "TR45 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard For Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Systems (Physical Layer)," IS95C Draft Proposal (Revision 7), February 16, 1999)。
【0070】
オプションのOTDモード時にユーザは2個のウォルシュ符号を割り当てられる。データが偶数及び奇数のデータストリームに分割され、別個に符号化される。これら2個の符号は緊密な相関関係にある。例えば、もしユーザjが通常モード時に長さNのウォルシュ符号wj N(t)を割り当てられた場合、ユーザjはオプションのOTDモード時には、wj N(t)から形成される2個のウォルシュ符号を割り当てられることになる。これら2個の符号は次式のように形成される。
【0071】
wj 2N(t)= [wj N(t) wj N(t)]
wj+N 2N(t)=[wj N(t) −wj N(t)] (30)
ここで、符号長さが2Nに増加し(上付文字に反映される)、あり得る符号の個数も2N個となる(下付文字に反映される)。更に、第2の符号wj+N 2N(t) はしばしばwj 2N(t) の補足符号と呼ばれる。すなわちwj+N 2N(t)= ̄wj 2N(t)である(wの上側に横線 ̄を付した数学記号を簡易的に、wの前に ̄を配置して表す)。
【0072】
加えて、各アンテナについて個別のパイロットチャネルが利用可能である。現在、OTDモードでは2個のアンテナのみをサポートしているが、4個のアンテナに拡張するのは容易である。2個のアンテナについてOTDモードをサポートする物理層が、上記のIS−95C物理層草案文献(J. Losh at pg. 3-27) に述べられている。物理層のうちの関連するウォルシュ拡散部分を図3に示す。
【0073】
図3に示すように入力シーケンスは4個の入力YI1、YQ1、YI2、及びYQ2に多重化される。入力シーケンスをs(n)とすると、入力は次のように表される。
YI1={s(0),s(4),s(8)...}、YQ1={s(2),s(6),s(10)...}、
YI2={s(1),s(5),s(9)...}、YQ2={s(3),s(7),s(11)...}。
【0074】
それからこれらの入力はそれぞれ、記号反復ユニット302〜308において2つの記号区間の間保持され、記号反復ユニット302〜308を表すボックス内に示す符号(正負)が乗じられる。乗算器310及び312において、予め割り当てられたウォルシュ関数(ウォルシュ符号)に準直交関数(QOF)(IS−95C規格に記述あり)が乗じられる。
【0075】
それから乗算器310の出力が乗算器314及び316において記号反復ユニット302及び304の出力をそれぞれ乗算される。他方、乗算器312の出力が乗算器318及び320において記号反復ユニット306及び308の出力をそれぞれ乗算される。これが拡散処理である。信号の同相部分及び直角位相(90度の位相ズレ)部分をそれぞれIin及びQinとする。これらの出力はそれからそれぞれのアンテナ、すなわち、アンテナ1及びアンテナ2に対する搬送波成分に混合されて送信される。
【0076】
IS−95C草案のOTDオプションの分割データストリームの枠組みを用いて、本発明による空間/時間符号方式の一形態であるウォルシュ・ダイバーシチが、草案にあまり変更を加えずに直ぐに実現できる。各ユーザが2個のウォルシュ符号を割り当てられ、データも2個のストリームに分割されているので、本発明によるダイバーシチ方式が、2個のストリームに、あたかも異なる2人のユーザであるかのように適用される。
【0077】
第1のアンテナ上で次式の信号が送信される。
x1(t)=((P/2)1/2[se(t)w(t)−s0(t)* ̄w(t)]p(t) (31)
但し、Pは総送信電力を表し、se(t) は偶数記号ストリーム、そしてs0(t) は奇数記号ストリームである。ウォルシュ符号w(t)及びその補足符号 ̄w(t)を用いて信号が拡散される。第2のアンテナ上では次式の信号が送信される。
x2(t)=((P/2)1/2[se *(t) ̄w(t)+s0(t)w(t)]p(t) (32)
【0078】
本発明によるウォルシュ・ダイバーシチをサポートするために図3で必要とされる変更を図4に示す。図示のように、信号ストリーム(偶数及び奇数)ごとに追加の拡散器が加えられる。ここでも簡単にするために、送信機のうち、関連するウォルシュ拡散部分のみを示す。入力シーケンスs(n)が次式の4個の入力YI1、YQ1、YI2、及びYQ2にわたって多重化される。
YI1={s(0),s(4),s(8)...}、YQ1={s(2),s(6),s(10)...}、
YI2={s(1),s(5),s(9)...}、YQ2={s(3),s(7),s(11)...}。
【0079】
入力は、記号反復ユニット402〜416において2つの記号区間の間それぞれ保持され、表示される符号(正負)が乗じられる。図示のように、入力を受ける記号反復ユニットの正負符号はアンテナ1とアンテナ2とで異なる。例えば、入力記号YI1は、アンテナ1については(++)符号が乗じられるが、アンテナ2については(+−)符号が乗じられる。
【0080】
これらの正負符号は共役化及びウォルシュ・ダイバーシチに要する正負符号処理動作の変更を取り入れたものである。同様に、入力シーケンスの他方の記号に乗じるのに用いられる正負符号もこれら2個のアンテナ間で異なる。
【0081】
乗算器418〜424において、予め割り当てられたウォルシュ関数に準直交関数(QOF)(IS−95C規格に記述あり)が乗じられる。それから乗算器418の出力が乗算器426及び428において記号反復ユニット402及び404の出力をそれぞれ乗算される。他方、乗算器420の出力が乗算器430及び432において記号反復ユニット406及び408の出力をそれぞれ乗算される。
【0082】
又、乗算器422の出力が乗算器434及び436において記号反復ユニット410及び412の出力をそれぞれ乗算される。他方、乗算器424の出力が乗算器438及び440において記号反復ユニット414及び416の出力をそれぞれ乗算される。これも拡散処理である。
【0083】
信号の同相部分及び直角位相部分をそれぞれIin及びQinとする。アンテナ1に連関する同相部分Iin(00)が、合算器442において、アンテナ1に連関する同相部分Iin(10)と合算され、他方、アンテナ1に連関する直角位相部分Qin(01)が、合算器444において、アンテナ1に連関する直角位相部分Qin(11)と合算される。合算器442及び444の出力はそれからアンテナ1に対する搬送波成分に混合されて送信される。
【0084】
同様に、アンテナ2に連関する同相部分Iin(00)が、合算器446において、アンテナ2に連関する同相部分Iin(10)と合算され、他方、アンテナ2に連関する直角位相部分Qin(01)が、合算器448において、アンテナ2に連関する直角位相部分Qin(11)と合算される。合算器446及び448の出力はそれからアンテナ2に対する搬送波成分に混合されて送信される。
【0085】
このデータを復号化するには、マルチ・ユーザ検出問題を偶数/奇数データストリーム検出問題に変換してで空間/時間符号方式の枠組みを用いる。IS−95C規格には、OTDモードにおいて符号化された信号を最適に検出する仕方について示唆されていない。
【0086】
本発明の空間/時間方法を用いると、本発明に基づきMRC風のレーキ型組み合わせ器を用いて信号を復号化できる。このようなレーキ型受信機の一例を図5に示す。尚、図5は、レーキ型受信機のフィンガのうちの1個のみを表す。他のフィンガも同様なので簡単化のため図示しない。
【0087】
図示のように、変調された受信信号ウォルシュ関数w(t)及びQOFの組み合わせによって拡散解除処理される。これは、まず乗算器502においてw(t)及びQOFを乗じ、次に、復調された受信信号を相関器504において乗算器502の出力を用いて相関処理する(すなわち、乗算及び集積させる)ことによって行われる。相関器504の出力をz1 とする。
【0088】
アンカバー処理後、受信信号は又、ウォルシュ関数w(t)の補足関数 ̄w(t)及びQOFによっても拡散解除処理される。これは、まず乗算器506において ̄w(t)及びQOFを乗じ、次に、復調された受信信号を相関器508において乗算器506の出力を用いて相関処理することによって行われる。それから相関器508の出力が共役化処理を受け(( )*で表す)、z2 *が生成される。
【0089】
次に、乗算器510、512及び合算器518によって、上記の式(10)における演算処理が実現され、他方、乗算器514、516及び合算器520によって、上記の式(11)における演算処理が実現される。すなわち、拡散解除器の出力が、式(10)及び(11)に記述されるように組み合わされて、データの偶数及び奇数ストリームの推定値が形成される。それからデマルチプレクサ(多重化解除器)522が、受信機についての偶数及び奇数データの推定値から単一のデータストリームを生成する。
【0090】
レーキ型受信機を用いて、偶数データストリームについての決定統計値が次式で求められる(チャネルh1 及びh2 の完全な知識があることを仮定)。
^se(t)=f{(P/2)1/2(|h1|2+|h2|2)se(t)
+h1 *n1+h2n2 *} (33)
そして、奇数データストリームについての決定統計値が次式で求められる。
^s0(t)=f{(P/2)1/2(|h1|2+|h2|2)s0(t)
+h2 *n1+h1n2 *} (34)
【0091】
但し、この構成においては、n1 はw(t)を用いるウォルシュ相関器の出力における熱雑音を表し、n2 は ̄w(t)についての相関器に連関する雑音プロセスである。
【0092】
本発明の空間/時間符号方式の性能を他の形態の2分岐型送信ダイバーシチ手法と比較するためにシミュレーションを行った。これらの他の形態には、遅延形態のダイバーシチを伴う2個のアンテナによる同報通信、ユーザがハンドオフ(或る基地局から隣の基地局へのチャネル切り換え)状態に入ったときに導入される固有ダイバーシチ、及び2つの独立した雑音プロセスと組み合わされた2つの個別にフェージングするレイリー型プロセスを用いて得られる理論的に最良の性能が含まれる。
【0093】
遅延形態のダイバーシチ及び空間/時間符号形態のダイバーシチについては、アンテナ素子間の間隔を10λ、デパーチャ・スプレッド角(発信開き角度)を180度と仮定したチャネルモデルを用いた。
【0094】
153.6kbpsで受信中の単一高データレートのユーザのビット誤り率(BER)性能を検討対象のダイバーシチ設例について検証し、どの形態のダイバーシチもないユーザの性能も参考に表示した(図6)。チャネルは、60Hzのドプラー周波数で平坦なレイリーフェージングを示した。単純線形最少二乗法回帰方式を用いてチャネルを推定した。
【0095】
誤り率1%での2分岐型送信ダイバーシチ手法の理論的改良では約5〜7dBであった。遅延ダイバーシチ方式及びハンドオフ・ダイバーシチ方式は、ダイバーシチの理論的に最適な改良値に近かったが、約1dB差異があった。遅延ダイバーシチ方式における自己干渉及びハンドオフ・ダイバーシチ方式における自己干渉のそれぞれの影響は、2分岐型送信ダイバーシチ手法の理論的改良に対して1dBの差をもたらした。
【0096】
しかし、本発明の空間/時間符号方式は自己干渉及び相互干渉の影響を受けず、受信機についての使用対象領域において最適性能に近い結果が得られた。この1dBの差は、より高い負荷条件に対してかなり大きい方であるといえる。理由は、遅延ダイバーシチ方式に連関する自己干渉が負荷と共に増大し、他方、ここに述べる本発明のウォルシュ・ダイバーシチ方式は自己干渉を生成しないからである(チャネル推定が完全な場合)。
【0097】
[IS−95Cマルチ搬送波実施例]
マルチ搬送波送信は、上記のIS−95C物理層草案文献(J. Losh at pg. 3-27) に述べられているように、IS−95C規格内の、3X帯域幅(−5MHz)が得られるオプションであるが現在のIXシステムとの適合状態を保つ。本質的に、倍率3でチップレートを増加させる代わりに、データが単に3個のストリームに分割され、3個の別個の搬送波上へ変調される。
【0098】
加えて、3個の搬送波は2個のアンテナ上で送信されることになり、2個の非隣接帯域が第1のアンテナ(アンテナ1)上で送信され、第3(中間)の帯域が第2のアンテナ(アンテナ2)上で送信される(図7)。したがって、受信機において周波数f1 上で、復調及びアンカバー処理後、次式の値が受信される。
r1(t)=Σi=0 K(Pi,1)1/2h1,1si,1wi+n1(t) (35)
但しPI,1 は信号i(sI,1) のデータストリーム1に連関する電力、そしてhn,m は周波数帯域m上でアンテナnから見た、受信機におけるチャネルである。
【0099】
同様に、周波数f2 及びf3 上で、次式の値が受信される。
r2(t)=Σi=0 K(Pi,2)1/2h2,2si,2wi+n2(t) (36)
及び、
r3(t)=Σi=0 K(Pi,3)1/2h1,3si,2wi+n3(t) (37)
【0100】
このように、マルチ搬送波及びアンテナを用いるにも拘わらず、符号化されていない記号のレベルではダイバーシチが得られない。しかし、データが3個の搬送波全てにわたってインタリーブされるので、復号化プロセスにおいて、特に、1個の搬送波上ではインタリーブが十分でないような低速の場合に、ダイバーシチ利得が得られる。
【0101】
隣接する周波数帯域において見られるフェージング・エンベロープ(包絡線)間の相関関係が低い(例えば、0.7より小さい)と仮定すると(この仮定は、遅延拡散の程度が中から高の場合のチャネルにおいて有効)、信号を送信できる別個のチャネルが潜在的に6個存在する。送信すべきデータストリームが3個あるので、少なくとも2重のダイバーシチ受信が得られる。
【0102】
加えて、もしウォルシュ符号を1個追加する意向があるなら、4重のダイバーシチ受信を達成できる。このことを示すために、信号が、或る与えられたユーザに対して3個のアンテナ全てで3個の周波数帯域全てにおいて送信されると仮定する。他の全てのユーザについては前と同じに送信される。
【0103】
信号を周波数帯域とアンテナとに適切に割り当てることにより、周波数f1 上で次式で表す信号が受信される。
r1(t)=(P1,1/4)1/2h1,1s1,1w1−(P1,2/4)1/2h2,1s1,2 *w1
+(P1,2/4)1/2h1,1s1,2w2+(P1,1/4)1/2h2,1s1,1 *w2
+Σi=3 K(Pi,1)1/2h1,1si,1wi+n1(t) (38)
【0104】
他方、周波数f2 及びf3 上では次式で表す信号が受信される。
r2(t)=(P1,2/4)1/2h1,2s1,2w1−(P1,2/4)1/2h2,2s1,3 *w1
+(P1,3/4)1/2h1,2s1,3w2+(P1,2/4)1/2h2,2s1,2 *w2
+Σi=3 K(Pi,2)1/2h2,2si,2wi+n2(t) (39)
r3(t)=(P1,3/4)1/2h1,3s1,3w1−(P1,1/4)1/2h2,3s1,1 *w1
+(P1,1/4)1/2h1,3s1,1w2+(P1,2/4)1/2h2,3s1,3 *w2
+Σi=3 K(Pi,3)1/2h1,3si,2wi+n3(t) (40)
【0105】
ここで周波数帯域j上でウォルシュ相関器A及びBの出力において、統計値WA j及びWB jが次式によって得られる。
【0106】
WA 1(t)=(P1,1/4)1/2h1,1s1,1−(P1,2/4)1/2h2,1s1,2 *+n1,1
WB 1(t)=(P1,2/4)1/2h1,1s1,2+(P1,1/4)1/2h2,1s1,1 *+n2,1
WA 2(t)=(P1,2/4)1/2h1,2s1,2−(P1,3/4)1/2h2,2s1,3 *+n1,2
WB 2(t)=(P1,3/4)1/2h1,2s1,3+(P1,2/4)1/2h2,2s1,2 *+n2,2
WA 3(t)=(P1,3/4)1/2h1,3s1,3−(P1,1/4)1/2h2,3s1,1 *+n1,3
WB 3(t)=(P1,1/4)1/2h1,3s1,1−(P1,3/4)1/2h2,3s1,3 *+n2,3 (41)
【0107】
第1の移動局に連関するデータストリームに対する決定統計値が次式のように形成される。
【0108】
Z1,1=WA 1^h1,1 *+(WB 1)*^h2,1+WB 3^h1,3 *+(WA 3)*^h2,3
=|h1,1|2(P1,1/4)1/2s1,1−h1,1 *h2,1(P1,2/4)1/2s1,2 *
+h1,1 *h2,1s1,2 *
+|h2,1|2(P1,1/4)1/2s1,1+|h1,3|2(P1,1/4)1/2s1,1
−h2,3 *h1,3(P1,3/4)1/2s1,3 *+h1,3 *h2,3(P1,3/4)1/2s1,3 *
+|h2,3|2(P1,1/4)1/2s1,1
+h1,1 *n1,1+h2,1n1,2 *+h1,3 *n2,3+h2,3n1,3 *
={(P1,1/2)1/2|h1,1|2+(P1,1/2)1/2|h2,1|2
+(P1,1/2)1/2|h1,3|2+(P1,1/2)1/2|h2,3|2}s1,1
+h1,1 *n1,1+h2,1n1,2 *+h1,3 *n2,3+h2,3n1,3 * (42)
【0109】
これは、チャネル推定値が理想的、すなわち、^hi,j=hi,jであり且つ、全ての周波数帯域が独立である場合に、4重のダイバーシチが得られる。s1,2 及びs1,3 に対する決定統計値も同様に形成できる。したがって、チャネル推定精度に拘わらず、他のユーザと相互干渉を生じさせない追加のウォルシュ符号を割り当てることにより、特定のユーザ(移動局)の性能を顕著に改良することができる。これは、ソフトなハンドオフ状態にはないが基地局に近接していないユーザには適したオプションである。
【0110】
もし追加のウォルシュ符号を犠牲にすることが不可能な場合でも尚、マルチ搬送波システムにおいえダイバーシチを得ることができる。上記の構成において、各記号が4回送信されることが判る(したがって、4重ダイバーシチが得られる)。もし追加のウォルシュ符号を犠牲にしたくない場合には、式(30)に記述の本来の反復率の1/2の反復率で2個のウォルシュ符号を生成することができる。
【0111】
各データストリームsi はそれから2個のデータストリームsi e及びsi o(偶数及び奇数)に分割される。各信号を4回送信する代わりに、各信号を2回送信する。このようにして、今度は図8に示す表に基づいて送信する。
【0112】
上記のマルチ搬送波方式の実施例と同様(ウォルシュ出力を決定統計値当たり2個だけ用いる点を除いて)の仕方で組み合わせることにより、チャネル推定が理想的な場合に2重のダイバーシチを得ることができる。
【0113】
図9〜図14は、マルチ搬送波方式のフォーマットについて本発明に基づきウォルシュ・ダイバーシチをサポートするためのIS−95C方式の送信機の一実施例で、その物理層に求められる変更を示す。本実施例(以下、構成Aと称する)は、ユーザ当たり2個のウォルシュ符号(ウォルシュ符号A及びBと称する)を用いる必要がある。図9、図10及び図11は、アンテナ1についてのウォルシュ符号A及びBに対する拡散及び変調処理を示す。
【0114】
図12、図13及び図14は、アンテナ2についてのウォルシュ符号A及びBに対する拡散及び変調処理を示す。各アンテナについて、入力シーケンスが3個のデータストリームs1、 s2、 及びs3 に分割され、これらのデータストリームはそれから、図9〜図14に示すように、それぞれI(同相)及びQ(直角位相)チャネルにマッピングされる。各入力ストリームはそれから、偶数及び奇数サンプルに、そしてI及びQチャネルに、分割又はマッピングされる。
【0115】
したがって、アンテナ1については、図9が、YI1、YQ1、YI2、及びYQ2からなるマッピングされた第1のストリームを表し、図10が、YI3、YQ3、YI4、及びYQ4からなるマッピングされた第2のストリームを表し、図11が、YI5、YQ5、YI6、及びYQ6からなるマッピングされた第3のストリームを表す。尚、アンテナ2に連関する入力シーケンスに関しても同じマッピングがなされる。
【0116】
次に、マッピングされたストリームの1つ、具体的にはアンテナ1に連関するマッピングされた第1のストリーム、の処理について述べる(図9)。尚、アンテナ1に連関するマッピングされた他のストリームに関しても同様な処理が行われる。したがって、図9、図10及び図11の個々の構成要素はそれぞれ類似であり、同じ参照符号にそのマッピングされたストリームを具体的に示す子番号(−1、−2、及び−3)を付けて表示する。
【0117】
図12、図13及び図14にそれぞれ示すアンテナ2に連関するマッピングされたストリームについても同様とする。但し、これらの図面における参照符号(親番号)はアンテナ1とアンテナ2とを区別するために、アンテナ2についてはアンテナ1の場合の親番号に100を加えた親番号で示す。
【0118】
図9を例として述べると、マッピング後、偶数及び奇数ストリームが拡散される。偶数ストリームについては、乗算器900−1においてウォルシュ符号AにQOFが乗じられ、その結果に、偶数ストリームのI及びQ部分が乗算器902−1及び904−1において乗じられる。奇数ストリームに関しても同様の処理が、ウォルシュ符号B並びに乗算器906−1、908−1及び910−1を用いて行われる。
【0119】
それから、I(同相)部分(乗算器902−1及び908−1の出力)が合算器912−1において組み合わされ、他方、Q(直角位相)部分(乗算器904−1及び910−1の出力)が合算器914−1において組み合わされる。合算器の出力は、上記のIS−95C草案文献(J. Losh article) によって定義されるように、オプションとして、回転器916−1において90度回転させる。
【0120】
回転された信号はそれから、複素乗算器918−1、920−1、922−1、及び924−1において、基地局識別シーケンスPNI 及びPNQ によりそれぞれ複素拡散される。複素乗算器918−1及び922−1の出力が合算器926−1において減算され、他方、複素乗算器920−1及び924−1の出力が合算器928−1において加算される。
【0121】
合算器926−1からの同相部分の信号出力が、ベースバンドフィルタ930−1においてベースバンドフィルタ処理され、それから3個の搬送波信号の最初の搬送波信号の余弦成分cos(2Πfc1t)を混合器934−1において変調する。同様に合算器928−1からの直角位相部分の信号出力が、ベースバンドフィルタ932−1においてベースバンドフィルタ処理され、それから同じ搬送波信号の正弦成分sin(2Πfc1t)を混合器936−1において変調する。
【0122】
変調された2個の信号は、それから合算器938−1において組み合わされ、s1(t) としてアンテナ1によって送信される。既に述べたように、アンテナ1についてのs2(t)及びs3(t)、並びにアンテナ2についてのs1(t)、s2(t)、及びs3(t)も同様に形成される。
【0123】
次に図15、図16及び図17は、マルチ搬送波方式のフォーマットについて本発明に基づきウォルシュ・ダイバーシチをサポートするためのIS−95C方式の送信機の別の実施例で、その物理層に求められる変更を示す。本実施例(以下、構成Bと称する)は、追加ののウォルシュ符号を必要とせず、かわりにOTDモードに類似の1個のウォルシュ符号方式を拡張するものである。
【0124】
図15、図16及び図17は、アンテナ1についての拡散及び変調処理を示し、他方、図18、図19及び図20は、アンテナ2についての拡散及び変調処理を示す。前にも述べたように、各アンテナについて、入力シーケンスが3個のデータストリームs1、 s2、 及びs3 に分割される。これらのデータストリームはそれから偶数ストリームsi e及び奇数ストリームsi oに分割される。
【0125】
これらのデータストリームs1、 s2、 及びs3 はそれから、図8に基づいてそれぞれI(同相)及びQ(直角位相)チャネルにマッピングされる。各入力ストリームはそれから、上記の構成Aの場合のように、偶数及び奇数サンプルに、そしてI及びQチャネルに分割又はマッピングされる。
【0126】
次に、マッピングされたストリームの1つ、具体的にはアンテナ1に連関するマッピングされた第1のストリーム、の処理について述べる(図15)。尚、アンテナ1に連関するマッピングされた他のストリームに関しても同様な処理が行われる。したがって、図15、図16及び図17の個々の構成要素はそれぞれ類似であり、同じ参照符号にそのマッピングされたストリームを具体的に示す子番号(−1、−2、及び−3)を付けて表示する。
【0127】
図18、図19及び図20にそれぞれ示すアンテナ2に連関するマッピングされたストリームについても同様とする。但し、これらの図面における参照符号(親番号)はアンテナ1とアンテナ2とを区別するために、アンテナ2についてはアンテナ1の場合の親番号に100を加えた親番号で示す。
【0128】
図15を例として述べると、マッピング後、偶数ストリームのI部分及びQ部分がそれぞれ、記号反復ユニット1102及び1104において2つの記号区間の間保持され、記号反復ユニット1102及び1104を表すボックス内に示す符号(正負)が乗じられる。この処理によって、共役化処理及び必要なそれぞれの正負符号乗算が行われる。データはそれから、ウォルシュ関数(符号)及びQOFによって拡散される。
【0129】
これは、乗算器1106−1において、ウォルシュ関数にQOを乗じ、それからその乗算結果に記号反復ユニット1102−1及び1104−1の出力を、乗算器1108−1及び1110−1においてそれぞれ乗算することによって行われる。奇数ストリームのI部分及びQ部分についても同じプロセスが、記号反復ユニット1112−1及び1114−1並びに乗算器1116−1、1118−1、及び1120−1を用いて行われる。
【0130】
それから、I(同相)部分(乗算器1108−1及び1118−1の出力)が合算器1122−1において組み合わされ、他方、Q(直角位相)部分(乗算器1110−1及び1120−1の出力)が合算器1124−1において組み合わされる。合算器の出力は、上記のIS−95C草案文献(J. Losh article) によって定義されるように、オプションとして、回転器1126−1において90度回転させる。
【0131】
回転された信号はそれから、複素乗算器1128−1、1130−1、1132−1、及び1134−1において、基地局識別シーケンスPNI 及びPNQ によりそれぞれ複素拡散される。複素乗算器1128−1及び1132−1の出力が合算器1136−1において減算され、他方、複素乗算器1130−1及び1134−1の出力が合算器1138−1において加算される。
【0132】
合算器1136−1からの同相部分の信号出力が、ベースバンドフィルタ1140−1においてベースバンドフィルタ処理され、それから3個の搬送波信号の最初の搬送波信号の余弦成分cos(2Πfc1t)を混合器1144−1において変調する。同様に、合算器1138−1からの直角位相部分の信号出力が、ベースバンドフィルタ1142−1においてベースバンドフィルタ処理され、それから同じ搬送波信号の正弦成分sin(2Πfc1t)を混合器1146−1において変調する。
【0133】
変調された2個の信号は、それから合算器1148−1において組み合わされ、s1(t) としてアンテナ1によって送信される。既に述べたように、アンテナ1についてのs2(t)及びs3(t)、並びにアンテナ2についての s1(t)、s2(t)、 及びs3(t)も同様に形成される。
【0134】
次に図21に、構成Aのマルチ搬送波方式の実施例に対する受信機の構造を示す。上記したように、本実施例は、2個のウォルシュ符号を用いて4重のダイバーシチを可能にするものである。搬送波1、2、及び3からダウンコンバート処理された受信信号を、アンカバー処理後、それぞれr1(t)、 r2(t)、 及びr3(t) として表す。
【0135】
各受信信号はそれから、対象のユーザ信号に連関する拡散符号wA(t) 及びwB(t) の両方を用いて相関処理される。これは、相関器1302、1304、1306、1308、1310、及び1312において行われる。
【0136】
各相関器出力は、それから6個のチャネル推定値^hn,m のうちの1つを乗じられる(但し、nは送信アンテナを、そしてmは周波数帯域を表す)。これは、乗算器1314、1316、1318、1320、1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334、及び1336において行われる。2個の送信アンテナ及び3個の周波数帯域があるので、必要とされるチャネル推定値の個数は合計6個である。尚、或る相関器はこの乗算に先立って共役化される。この処理は(・)* によって表される。
【0137】
同様に、或るチャネル推定値も、乗算に先立って共役化を要する。結果として得られる12個の値がそれから組み合わされて、3個の記号統計値が生成される(この際、12個の値は1回だけ用いられる)。これは、加算器1340、1342、及び1344を用いて行われる。結果として得られる3個の記号統計値はそれから決定ユニット1346、1348、及び1350にそれぞれ送られ、これらの決定ユニットがビタビ(Viterbi) 復号器に対するビット計測値を生成する。
【0138】
これらのビット計測値はそれからデマルチプレクサ1352において多重化解除され、ソフト決定ビタビ復号器(図示しない)に送られる。なお、各記号統計値が4個の理想的に独立したフェージング・チャネル出力から生成されるので、結果として得られる記号決定から4重のダイバーシチを達成できる。
【0139】
次に図22に、構成Bのマルチ搬送波方式の実施例に対する受信機の構造を示す。上記したように、本実施例は、1個ののウォルシュ符号を用い、OTDモードにおけるようにこの1個のウォルシュ符号方式を拡張して2重のダイバーシチを達成するものである。
【0140】
受信機の動作は、構成Aにおけるものと同様で、2個の拡散符号が本来のウォルシュ符号を拡張したものw(t)とその補足符号 ̄w(t)とからなる点だけが異なる。したがって、相関器1402、1404、1406、1408、1410、及び1412を用いて、ダウン・コンバート処理され、アンカバー処理された受信信号がウォルシュ符号を用いて相関処理される。
【0141】
加えて、構成Aにおける4個の出力の代わりに、2個のチャネル補償された相関器出力を合算することによって、6個の記号計測値が形成される。これは、乗算器1414、1416、1418、1420、1422、1424、1426、1428、1430、1432、1434、及び1436、並びに加算器1438、1440、1442、1444、1446、及び1448によって行われる。
【0142】
前の場合と同様に、6個の記号統計値が決定ユニット1450、1452、1454、1456、1458、及び1460にそれぞれ送られ、これらの決定ユニットが複素記号統計値をビット計量値にマッピングする。これらのビット計量値はそれからデマルチプレクサ1462において多重化解除され、ソフト決定ビタビ復号器(図示しない)に送られる。
【0143】
構成A及びB、M個のアンテナ、並びにF個の周波数帯域について上に述べたマルチ搬送波方式を一般化するために、次の変数を定義する。すなわち、Fが周波数帯域の個数、Mが基地局送信アンテナの個数、Wがユーザ当たりのウォルシュ符号の個数、Wtot が利用可能なウォルシュ符号の総数、Dがユーザ当たりのデータストリームの個数、そしてBがアンテナ当たり用いられる周波数帯域の個数をそれぞれ表すとする。
【0144】
すると、これらの符号定義から、F・M個の独立した物理チャネル、F・W個の直交チャネル、F・W・M個の送信チャネル、及びD個のデータストリームがあり、その1つが周波数帯域当たり1個のウォルシュ符号を占有することになる。このことから、本方式によりF・M重のダイバーシチを達成できる。xをチャネルの個数とし、基地局が、 1≦K・x≦F・Wtot・M・BとなるようなK・D個のデータストリームをこれらx個のチャネル上に送るとする。すると、x=F・W・M・Bである。
【0145】
したがって、1≦(x/D)≦F・Mの場合、(x/D)重のダイバーシチを達成することができる。又(x/D)≧F・Mの場合、F・M重のダイバーシチを達成することができる。更に、チャネル効率ηをη=D/(F・M)と定義できるので、(x/D)が増加するとチャネル効率が減少し、ダイバーシチが増加する。但し、ストリームが独立したチャネルに割り当てられることを条件とする。独立したチャネルは、異なる周波数帯域及び/又はアンテナ上のチャネル、と定義される。
【0146】
更に、適切な復号化には、或る整数nに関する2のべき数である2n を個数とするウォルシュ符号が必要とされる。すなわち、もしνを、望むダイバーシチ(の重数)に等しいとすると、(D・K・ν)/F=2n である。したがって、送信マトリックスTはF・2n 個の行を有する必要がある。その結果、チャネル利用を増加させるけれども、ダイバーシチの増加を達成でき、これが既存チャネルの性能を改良する。
【0147】
ダイバーシチを最大にするには、データストリーム当たりM個のウォルシュ符号を割り当てる(F・M重のダイバーシチ)。もし、いかなる整数nに対しても(D・ν)/F=2n ならば、ウォルシュ符号の共用化は必要ない。加えて、チャネル効率はD/(F・W)であり、これは1/(F・M)に等しい。したがって、送信マトリックスTはF・W個の行とM個の列とを有する。前にも述べたが、列は直交である。
【0148】
次に、既存のIS−95C方式に連関するチャネル効率及び結果としてのダイバーシチ、並びに構成A及びBを実施例とする本発明の方式に連関するチャネル効率及び結果としてのダイバーシチを、例を設けて説明する。
【0149】
[例1](既存のIS−95Cの方式)
W=1、M=2、F=3、D=3、B=1/2、が与えられると、
x/D=(3・1・2・(1/2))/3=1、すなわち1重ダイバーシチで、これは「ダイバーシチなし」と同等であり、
η=3/3=1、である。
【0150】
[例2](本発明の構成A)
W=2、M=2、F=3、D=3、B=1、が与えられると、
T=[送信マトリックス(6行、2列)]
第1行=[s1 −s2 *]
第2行=[s2 −s3 *]
第3行=[s3 s1 *]
第4行=[s2 s1 *]
第5行=[s3 s2 *]
第6行=[s1 −s3 *]
【0151】
x/D=(3・2・2・1)/3=4、すなわち、4重ダイバーシチで、
η=3/(3・2)=1/2、である。
【0152】
[例3](本発明の構成B)
W=1、M=2、F=3、D=3、B=1、が与えられると、
T=[送信マトリックス(6行、2列)]
第1行=[s1 e −(s2 e)*]
第2行=[s2 0 −(s3 e)*]
第3行=[s3 0 (s1 0)*]
第4行=[s2 e (s1 e)*]
第5行=[s3 e (s2 0)*]
第6行=[s1 0 −(s3 0)*]
【0153】
x/D=(3・1・2・1)/3=2、すなわち、2重ダイバーシチで、
η=3/(3・1)=1、である。
【0154】
したがって、上に述べたように、既存のIS−95C方式の場合ダイバーシチが得られず、他方、本発明の構成A及びBでは4重及び2重のダイバーシチが得られる。又、構成Bではチャネル効率の損失がみられない。
【0155】
上に述べた本発明の手法は、移動局及び基地局において、機能回路(例えば、乗算器、フィルタ、加算器、等)のような個々のハードウエアで実現してもよく、又これと並行して/又はこれらの代わりに、連関する1個以上のプロセッサ(全ての種類のプロセッサ及び連関する周辺機器を含む)で実現してもよい。又、「移動局」は一般的に、基地局と通信可能ないかなる装置をも含む。すなわち、「移動局」の用語が用いられてはいるが、これには固定のユーザ端末又はユーザ局、並びに実際に移動可能なユーザ端末又はユーザ局が含まれる。
【0156】
以上の説明は、本発明の実施例に関するものであるが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
尚、特許請求の範囲に記載した参照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【0157】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、無線移動通信において、ウォルシュ符号を用いるダウンリンク・ダイバーシチの改良実現が、移動局において受信アンテナを追加する必要なく、無線移動通信において貴重な資源である周波数帯域幅を浪費することなく、そして自己干渉を生じさせずに可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づいてダウンリンク・ダイバーシチを改良するためのCDMAシステムを例示するブロック図である。
【図2】本発明に基づいてダウンリンク・ダイバーシチを提供するための方法を例示する流れ図である。
【図3】IS−95C型CDMA送信機のウォルシュ拡散部分を例示するブロック図である。
【図4】本発明の一実施例に基づくCDMA送信機のウォルシュ拡散部分を例示するブロック図である。
【図5】本発明の一実施例に基づくCDMA受信機を例示するブロック図である。
【図6】本発明に基づくダウンリンク・ダイバーシチを含む種々の形態のダイバーシチに関するビット誤り率(BER)性能の比較を例示するグラフである。
【図7】IS−95Cマルチ搬送波方式実現の際の送信周波数を例示する略図である。
【図8】本発明の一実施例に基づくマルチ搬送波を用いる単一ユーザに対する送信特性を表す表である。
【図9】本発明のIS−95C直接拡散の第1の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図10及び図11と共に例示するブロック図である。
【図10】本発明のIS−95C直接拡散の第1の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図9及び図11と共に例示するブロック図である。
【図11】本発明のIS−95C直接拡散の第1の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図9及び図10と共に例示するブロック図である。
【図12】本発明のIS−95C直接拡散の第2の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図13及び図14と共に例示するブロック図である。
【図13】本発明のIS−95C直接拡散の第2の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図12及び図14と共に例示するブロック図である。
【図14】本発明のIS−95C直接拡散の第2の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図12及び図13と共に例示するブロック図である。
【図15】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第1の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図16及び図17と共に例示するブロック図である。
【図16】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第1の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図15及び図17と共に例示するブロック図である。
【図17】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第1の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図15及び図16と共に例示するブロック図である。
【図18】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第2の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図19及び図20と共に例示するブロック図である。
【図19】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第2の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図18及び図20と共に例示するブロック図である。
【図20】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第2の実施例に基づくCDMA送信機の部分を図18及び図19と共に例示するブロック図である。
【図21】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第1の実施例に基づくCDMA受信機の一部分を例示するブロック図である。
【図22】本発明のIS−95Cマルチ搬送波の第2の実施例に基づくCDMA受信機の一部分を例示するブロック図である。
【符号の説明】
100 CDMAシステム
102 基地局
104−1〜104−M 送信アンテナ
106−1〜106−K 移動局
200 ダウンリンク・ダイバーシチの方法
302、304、306、308 記号反復ユニット
310、312、314、316、318、320 乗算器
402、404、406、408、410、412、414、416 記号反復ユニット
418、420、422、424 426、428、430、432、434、436、438、440 乗算器
442、444、446、448 合算器
502、506 乗算器
504、508 相関器
510、512、514、516 乗算器
518、520 合算器
522 デマルチプレクサ(多重化解除器)
900−1、902−1、904−1、906−1、908−1、910−1乗算器
912−1、914−1 合算器
916−1 回転器
918−1、920−1、922−1、924−1 複素乗算器
926−1、928−1 合算器
930−1、932−1 ベースバンドフィルタ
934−1、936−1 混合器
938−1 合算器
1102−1、1104−1、1112−1、1114−1 記号反復ユニット
1106−1、1108−1、1110−1、1116−1、1118−1、1120−1 乗算器
1122−1、1124−1 合算器
1126−1 回転器
1128−1、1130−1、1132−1、1134−1 複素乗算器
1136−1、1138−1 合算器
1140−1、1142−1 ベースバンドフィルタ
1144−1、1146−1 混合器
1148−1 合算器
1302、1304、1306、1308、1310、1312 相関器
1314、1316、1318、1320、1322、1324、1326、1328、1330、1332、1334、1336 乗算器
1340、1342、1344 加算器
1346、1348、1350 決定ユニット
1352 デマルチプレクサ
1402、1404、1406、1408、1410、1412 相関器
1414、1416、1418、1420、1422、1424、1426、1428、1430、1432、1434、1436 乗算器
1438、1440、1442、1444、1446、1448 加算器
1450、1452、1454、1456、1458、1460 決定ユニット
1462 デマルチプレクサ
Claims (24)
- 改良されたダウンリンク・ダイバーシチを提供するために、1個の基地局(102)に連関するK個の移動局(106−1〜106−K)を有するCDMAシステム(100)内の該基地局において用いられる、ダウンリンク・ダイバーシチ提供方法において、
(a)該K個の移動局の少なくとも一部分の移動局(106−K)にそれぞれ連関するデータ信号でウォルシュ符号を変調して、該基地局に連関するM個の送信アンテナ(104−1〜104−M)上でそれぞれ送信するための送信信号を生成するステップ(102)と、
(b)該K個の移動局の少なくとも一部分の移動局(106−K)によって受信されるように、該それぞれの送信信号を該M個の送信アンテナ上で送信するステップ(102)と
を有し、
Mが2より大きいか又は2に等しく、
所与の移動局がデータ信号を利用可能な場合において、生成されるそれぞれの送信信号が、K個の移動局に対するそれぞれのデータ信号によって前記送信信号に固有のウォルシュ符号のそれぞれを変調した結果の線形結合から成るように、或る与えられた複数の移動局(106−K)にそれぞれ連関する該データ信号が、それぞれの送信信号を生成する際に、前記送信信号に固有のウォルシュ符号を変調し、
該送信信号が、移動局において、M個のウォルシュ符号を用いて相関処理されることを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供方法。 - 前記ウォルシュ符号が、2n個の異なるウォルシュ符号を有するウォルシュ符号群から選択される(但し、nは、log2(K) の左右を「上限演算子」で囲んだ式で得られる整数)
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記各アンテナに対する、前記データ信号の前記ウォルシュ符号へのマッピングが、送信マトリックスに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 改良されたダウンリンク・ダイバーシチを提供するために、K個の移動局(106−1〜106−K)とそれらに連関する1個の基地局(102)とを有するCDMAシステム(100)内の該移動局において用いられる、ダウンリンク・ダイバーシチ提供方法において、
(a)該K個の移動局の少なくとも一部分の移動局(106−K)にそれぞれ連関するデータ信号でウォルシュ符号を変調することによって該基地局内で生成され、該基地局に連関するM個の送信アンテナ上でそれぞれ送信されたM個の送信信号を受信するステップ(106−K)と、
(b)移動局において、該M個の送信信号をM個のウォルシュ符号を用いて相関処理するステップ(106−K)と
を有し、
Mが2より大きいか又は2に等しく、
所与の移動局がデータ信号を利用可能な場合において、生成されるそれぞれの送信信号が、K個の移動局に対するそれぞれのデータ信号によって前記送信信号に固有のウォルシュ符号のそれぞれを変調した結果の線形結合から成るように、或る与えられた複数の移動局(106−K)に連関するそれぞれの該データ信号が、それぞれの送信信号を生成する際に、前記送信信号に固有のウォルシュ符号を変調する
ことを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供方法。 - 前記ウォルシュ符号が2n個の異なるウォルシュ符号からなるウォルシュ符号群から選択される(但し、nは、log2(K) の左右を「上限演算子」で囲んだ式で得られる整数)
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記各アンテナに対する、前記データ信号の前記ウォルシュ符号へのマッピングが、送信マトリックスに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 改良されたダウンリンク・ダイバーシチを提供するためにCDMAシステム(100)内で用いられる、ダウンリンク・ダイバーシチ提供装置において、
(A)M個の送信アンテナ(104−1〜104−M)を有し、K個の移動局(106−1〜106−K)に連関する1個の基地局(102)を有し、
該基地局が、該K個の移動局の少なくとも一部分の移動局(106−K)にそれぞれ連関するデータ信号でウォルシュ符号を変調して、該M個の送信アンテナ上でそれぞれ送信するための送信信号を生成し、
Mが2より大きいか又は2に等しく、
所与の移動局がデータ信号を利用可能な場合において、生成されるそれぞれの送信信号が、K個の移動局に対するそれぞれのデータ信号によって前記送信信号に固有のウォルシュ符号のそれぞれを変調した結果の線形結合から成るように、或る与えられた複数の移動局(106−K)にそれぞれ連関する該データ信号が、それぞれの送信信号を生成する際に、前記送信信号に固有のウォルシュ符号を変調し、
該基地局が更に、該K個の移動局の少なくとも一部分の移動局(106−K)によって受信されるように該それぞれの送信信号を該M個の送信アンテナ上で送信し、
該送信信号が、移動局において、M個のウォルシュ符号を用いて相関処理されることを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供装置。 - 前記ウォルシュ符号が、2n個の異なるウォルシュ符号からなるウォルシュ符号群から選択される(但し、nは、log2(K) の左右を「上限演算子」で囲んだ式で得られる整数)
ことを特徴とする請求項7に記載の装置。 - 前記各アンテナに対する、前記データ信号の前記ウォルシュ符号へのマッピングが、送信マトリックスに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項7に記載の装置。 - 改良されたダウンリンク・ダイバーシチを提供するためにCDMAシステム(100)内の移動局において用いられる、ダウンリンク・ダイバーシチ提供装置において、
(A)連関するK個の移動局(106−1〜106−K)を有する1個の基地局(102)に連関する1個の移動局(106−K)を有し、
該移動局が、該K個の移動局の少なくとも一部分の移動局にそれぞれ連関するデータ信号でウォルシュ符号を変調することによって該基地局内で生成され、該基地局に連関するM個の送信アンテナ上でそれぞれ送信された、M個の送信信号を受信し、
Mが2より大きいか又は2に等しく、
所与の移動局がデータ信号を利用可能な場合において、生成されるそれぞれの送信信号が、K個の移動局に対するそれぞれのデータ信号によって前記送信信号に固有のウォルシュ符号のそれぞれを変調した結果の線形結合から成るように、或る与えられた複数の移動局(106−K)にそれぞれ連関する該データ信号が、それぞれの送信信号を生成する際に、前記送信信号に固有のウォルシュ符号を変調し、
該移動局が更に、移動局において、該M個の送信信号をM個のウォルシュ符号を用いて相関処理することを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供装置。 - 前記ウォルシュ符号が2n個の異なるウォルシュ符号からなるウォルシュ符号群から選択される(但し、nは、log2(K) の左右を「上限演算子」で囲んだ式で得られる整数)
ことを特徴とする請求項10に記載の装置。 - 前記各アンテナに対する、前記データ信号の前記ウォルシュ符号へのマッピングが、送信マトリックスに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項10に記載の装置。 - 改良されたダウンリンク・ダイバーシチを提供するために、CDMAシステム(100)内の基地局(102)において用いられる、ダウンリンク・ダイバーシチ提供方法において、
(a)該基地局の第1及び第2の送信アンテナ(104)に連関するそれぞれの入力データシーケンスを、同相及び直角位相の部分を有する偶数及び奇数のデータストリームに分割するステップ(102)と、
(b)該第1の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの一方をウォルシュ符号で拡散させると共に、該第1の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの他方を該ウォルシュ符号の補足符号で拡散させるステップ(102)と、
(c)該第2の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの一方を該ウォルシュ符号の該補足符号で拡散させると共に、該第2の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの他方を該ウォルシュ符号で拡散させるステップ(102)と、
(d)該第1の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの該同相の部分を組み合わせると共に、該第1の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの該直角位相の部分を組み合わせるステップ(102)と、
(e)該第2の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの該同相の部分を組み合わせると共に、該第2の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの該直角位相の部分を組み合わせるステップ(102)と
を有することを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供方法。 - 改良されたダウンリンク・ダイバーシチを提供するためにCDMAシステム(100)内で用いられる、ダウンリンク・ダイバーシチ提供装置において、
(A)1個の基地局(102)を有し、
該基地局が、
該基地局の第1及び第2の送信アンテナ(104)に連関するそれぞれの入力データシーケンスを、同相及び直角位相の部分を有する偶数及び奇数のデータストリームに分割し、
該第1の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの一方をウォルシュ符号で拡散させると共に、該第1の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの他方を該ウォルシュ符号の補足符号で拡散させ、
該第2の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの一方をウォルシュ符号で拡散させると共に、該第2の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの他方を該ウォルシュ符号の補足符号で拡散させ、
該第1の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの該同相の部分を組み合わせると共に、該第1の送信アンテナに連関する該変調された偶数及び奇数のデータストリームの該直角位相の部分を組み合わせ、
該第2の送信アンテナに連関する該偶数及び奇数のデータストリームの該同相の部分を組み合わせると共に、該第2の送信アンテナに連関する該変調された偶数及び奇数のデータストリームの該直角位相の部分を組み合わせる
ことを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供装置。 - ダウンリンク・ダイバーシチを提供するために、CDMAシステム内の基地局において用いられるダウンリンク・ダイバーシチ提供方法において、
(A) 第1データストリームおよび第2データストリームの成分を取得する取得ステップと、
(B) 生成された第1信号が前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分を有するように、アンテナによる送信に対し、1つもしくは複数のウォルシュ符号および取得された前記成分に基づいて第1信号を生成する生成ステップと、
を有し、
前記第1データストリームおよび第2データストリームの取得された前記成分は、同相成分および直角位相成分のうちの一方であり、前記同相成分および直角位相成分のうちのもう一方ではなく、
前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分は、前記1つもしくは複数のウォルシュ符号に基づいて分離できる
ことを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供方法。 - (C) 前記第1データストリームおよび第2データストリームの前記同相成分および直角位相成分のうちのもう一方を取得するステップと、
(D) 生成された第2信号が前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分を有するように、前記アンテナによる送信に対し、前記1つもしくは複数のウォルシュ符号および前記(C)で取得された前記成分に基づいて第2信号を生成する生成ステップと、
をさらに有し、
前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分は、前記1つもしくは複数のウォルシュ符号に基づいて分離できる
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - (E) 生成された前記第1信号および生成された第2信号を前記アンテナによる送信の前に処理するステップをさらに有することを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記第1データストリームは、偶数データおよび奇数データのどちらかを有し、前記第2データストリームは、前記偶数データおよび奇数データのもう一方を有する
ことを特徴とする請求項15に記載の方法。 - ダウンリンク・ダイバーシチを提供するために、CDMAシステム内の基地局において用いられるダウンリンク・ダイバーシチ提供方法において、
(A) 第1信号および第2信号を取得するステップであり、前記第1信号はデータストリームを有し、前記第2信号は別のデータストリームを有しているステップと、
(B) 前記第1信号および第2信号から、第1アンテナにより送信される第3信号および第2アンテナにより送信される第4信号を生成するステップであり、前記第3信号の生成は2つのウォルシュ符号の組み合わせを表し、それぞれのウォルシュ符号は前記第1信号および前記第2信号により変調されており、前記第4信号の生成は2つのウォルシュ符号の組み合わせを表し、それぞれのウォルシュ符号は前記第1信号および第2信号により変調されていることを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供方法。 - ダウンリンク・ダイバーシチを提供するために、CDMAシステム内の基地局において用いられるダウンリンク・ダイバーシチ提供装置において、
基地局を有し、
前記基地局が、
(i) 第1データストリームおよび第2データストリームの成分を取得し、
(ii) 生成された第1信号が前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分を有するように、アンテナによる送信に対し、1つもしくは複数のウォルシュ符号および取得された前記成分に基づいて第1信号を生成し、
前記第1データストリームおよび第2データストリームの取得された前記成分は、同相成分および直角位相成分のうちの一方であり、前記同相成分および直角位相成分のうちのもう一方ではなく、
前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分は、前記1つもしくは複数のウォルシュ符号に基づいて分離できる
ことを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供装置。 - 前記基地局はさらに、
(i) 前記第1データストリームおよび第2データストリームの前記同相成分および直角位相成分のうちのもう一方を取得し、
(ii) 生成された第2信号が前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分を有するように、前記アンテナによる送信に対し、前記1つもしくは複数のウォルシュ符号および取得された前記成分に基づいて第2信号を生成し、
前記第1データストリームの成分および前記第2データストリームの成分は、前記1つもしくは複数のウォルシュ符号に基づいて分離できる
ことを特徴とする請求項20に記載の装置。 - 前記基地局はさらに、生成された前記第1信号および生成された第2信号を前記アンテナによる送信の前に処理する
ことを特徴とする請求項21に記載の装置。 - 前記第1データストリームは、偶数データおよび奇数データのどちらかを有し、前記第2データストリームは、前記偶数データおよび奇数データのもう一方を有する
ことを特徴とする請求項20に記載の装置。 - ダウンリンク・ダイバーシチを提供するために、CDMAシステム内の基地局において用いられるダウンリンク・ダイバーシチ提供装置において、
基地局を有し、
前記基地局が、
(i) 第1信号および第2信号を取得するように動作し、前記第1信号はデータストリームを有し、前記第2信号は別のデータストリームを有しており、
(ii) 前記第1信号および第2信号から、第1アンテナにより送信される第3信号および第2アンテナにより送信される第4信号を生成するように動作し、前記第3信号の生成は2つのウォルシュ符号の組み合わせを表し、それぞれのウォルシュ符号は前記第1信号および前記第2信号により変調されており、前記第4信号の生成は2つのウォルシュ符号の組み合わせを表し、それぞれのウォルシュ符号は前記第1信号および第2信号により変調されていることを特徴とするダウンリンク・ダイバーシチ提供装置。
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