JP4279671B2 - 無線通信システム、その方法、そのための命令を記憶した機械可読媒体 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態と共に使用するのに適した無線通信システム基地局のアーキテクチャ例を示すブロック図である。
図2は、図1の基地局で使用するのに適した無線トランスポンダシステムのアーキテクチャ例を示すブロック図である。
図3は、受信チェーンの較正を示すプロセスの流れ図である。
図4は、送信チェーンの較正を示すプロセスの流れ図である。
一実施形態では、本発明は、狭帯域トランスポンダを使用して広帯域アダプティブ・アンテナ基地局の複数の送信チェーンと受信チェーンのグループ遅延を較正する方法を含む。送信・受信チェーンのグループ遅延を較正するために、基地局はダウンリンク周波数帯域で少なくとも2つの異なる周波数で送信チェーンのそれぞれを介して異なる狭帯域較正信号を送信する。次いでこれらの信号は、狭帯域トランスポンダによって受信され、広帯域アップリンク周波数帯域の狭帯域信号として基地局に再送信される。この応用例では、アダプティブ・アンテナ基地局の無線機は広帯域チャネルをサポートする。しかし、不要な混信を引き起こすことを防止するために、較正信号とトランスポンダ信号は狭帯域である。すなわち、較正信号は広帯域チャネルの狭い部分しか占有していない。トランスポンダは、これらの狭い周波数帯域でのみ受信し、アップリンク帯域の同様に狭い部分でのみ信号を再送信する。
本発明は、無線通信システムに関し、固定アクセスまたは移動アクセス無線ネットワークである。本発明は、コード分割多元接続(CDMA)のような広帯域多元接続システムや他のスペクトラム拡散タイプのシステムと組み合わせて空間分割技術を使用することができる。図1は、無線通信システムまたは本発明を実施するのに適したネットワークの基地局の一例を示している。このシステムまたはネットワークは、遠隔端末またはユーザ端末とも称される複数の加入者局(図示せず)を含む。基地局は、あらゆる必要とされるデータ・サービスを提供し、かつ即時無線システムへの外部の接続を提供するためにホストのDSP231を介して広域ネットワーク(WAN)に接続されていてる。空間分割をサポートするために、複数のアンテナ103、例えば4つのアンテナが使用される。但し、他の数のアンテナも選択可能である。
図2を参照すると、本発明を実施する際に使用するのに適した遠隔トランスポンダの一例が示されている。このトランスポンダは、費用が掛からずかつ簡素になるよう設計されている。図示した特定のトランスポンダ設計は、適宜、基地局の設置時に使用することができるよう1つの小型、携帯型、軽量パッケージに作ることもできる。このトランスポンダは、近くの装備品または基地局のアンテナが使用するアンテナ・マストに取り付けることができる。あるいは、トランスポンダは、さらに複雑かつ完全に機能的なユーザ端末の特別モードとして動作させることもできる。第2の基地局が、トランスポンダ機能を実行することもできる。トランスポンダ118の機能は、広帯域ダウンリンク・チャネルの範囲内の信号を受信し、それを広帯域アップリンク・チャネルにアップ・コンバートまたはダウン・コンバートし、狭周波数帯域だけを選択するようそれをフィルタリングし、それを増幅し、次いでそれをアップリンク・チャネルの範囲内の信号として再送信することである。上述のように、周波数シフト・トランスポンダ118は較正に使用するのに適したトランスポンダの唯一の実現可能な例である。トランスポンダに対する唯一の一般要件は、そのトランスポンダが、自身が受信した信号から何らかの方法で区別することができる無線周波数信号を返送するということである。信号を周波数シフトすることの他に、トランスポンダは信号を時間遅延する、またはより一般的には信号をよく知られた変調方式で変調することもできる。コード分割多重方式では、トランスポンダは、受信した信号を復号し、またアップリンク・チャネル用の新しい拡散コードでそれを符号化することもできる。
複数のアンテナ・アレイの位相と振幅を狭帯域信号とトランスポンダを使用して計算し、較正するには、様々な異なる方法がある。Roy、IIIらによる1996年8月13日発行の米国特許第5,546,090号、Parishらによる1999年7月27日発行の第5,930,243号、およびParishらによる第6,037,898号は、較正のための適切な方法を示している。別の方法が、Borosらによる1999年11月11公告の国際出願第WO99157820号に示されている。これらの参照の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
|gi(f)|=[(f-f1)/(f2-f1)|a1,i|]+[(f2-f)/(f2-f1)|a2,i|]
上式で、f2≧f≧f1の場合、f2は周波数j’に対応し、f1は周波数jに対応し、a1,iは周波数f1でのアンテナiに対する位相と振幅の測定値に対応し、a2,iは周波数f2でのアンテナiに対する位相振幅測定値に対応する。2つの測定された周波数f1、f2の間の間隔の外に振幅較正ファクタを延長するために線形外挿法を使用することができる。
φi(f)=[(f-f1)/(f2-f1)]角度(a1,I)*a2,i+角度(a1,I)
上式で、i=1,...Mであり、全体の較正ファクタは次に示すように表すことができる振幅および位相較正ファクタの組み合わせに等しい。
グループ遅延に対する一群の受信チェーンを較正する操作プロセスの一例を図3に示す。同様のプロセスを使用して他の周波数依存較正ベクトルを特定することができる。この較正プロセスは、通常、同じ一組のサンプルによって受信チェーンと送信チェーンとを較正することを含む。送信チェーンの較正を図4に示す。受信チェーンに対して較正周期を開始するために、基地局(BS)(例えば、図1を参照されたい)は較正信号を生成する。上述のように、これは、通常、2つ以上の周波数での狭帯域信号である。次いでこの狭帯域送信較正信号は、基地局の単一送信チェーンから送信される311。この送信は、狭帯域信号により既存の広帯域データ・トラフィックに少量の追加電力が追加されるので、通常動作のための基地局の正規の使用中なら何時でも行うことができる。送信チェーンが1つだけ要求されている場合、一度に送信チェーンのすべてから送信することによって、受信較正アルゴリズムに対してさらに多くのサンプルが提供される。
Claims (25)
- 特定の最低帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、複数の他の端末との間で、送信し、受信するよう構成されたアンテナ・アレイ(103) を備え、
較正信号を最低帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域でアンテナ・アレイを介してトランスポンダ(118) に送信するための送信チェーン(245) を備え、
少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づくトランスポンダ信号を、トランスポンダからアンテナ・アレイを介して受信する受信チェーン(205) を備え、
受信チェーンを介して受信された際のトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの決定をする信号プロセッサ(217) を備え、周波数依存較正ベクトルの決定をグループ遅延を用いて行うために、少なくとも2つの周波数帯域のうちの第1の周波数帯域でのトランスポンダ信号に関する相対位相と、少なくとも2つの周波数帯域のうちの第2の周波数帯域でのトランスポンダ信号に関する相対位相とを比較し、グループ遅延を決定する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - トランスポンダ信号は、較正信号と比べて周波数シフトされている、請求項1に記載のシステム。
- 受信チェーンによって受信された際のトランスポンダ信号の相対位相と振幅を測定する手段を含む、請求項1に記載のシステム。
- コード分割多元接続システムであることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 特定の最低帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、複数の他の端末との間で、送信し、受信するよう構成されたアンテナ・アレイ(103) を備え、
較正信号を最低帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で前記アンテナ・アレイを介してトランスポンダ(118) に送信するための送信チェーン(245) を備え、
少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づくトランスポンダ信号を、トランスポンダ(118) からアンテナ・アレイ(103)を介してそれぞれ受信する複数の受信チェーン(205) を備え、
受信チェーン(205)を介して受信されたトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの決定をする信号プロセッサ(217)を備え、
前記信号プロセッサ(217) が、受信チェーン(205)によって受信されたトランスポンダ信号の相対位相と振幅を測定し、そして、周波数依存較正ベクトルの決定のために、各受信チェーンによって受信された各周波数でのトランスポンダ信号の相対位相を比較することによってグループ遅延を決定する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 周波数依存較正ベクトルの決定には、少なくとも2つの周波数帯域のうちの第1の周波数帯域でのトランスポンダ信号に関する少なくとも2つの受信チェーンの間の位相の差と、少なくとも2つの周波数帯域のうちの第2の周波数帯域でのトランスポンダ信号に関する同じ2つの受信チェーン間の位相の差との比較によって、受信チェーンのグループ遅延を決定することが含まれている、請求項5に記載のシステム。
- 複数の受信チェーンのうちの1つが基準受信チェーンとして選択され、各受信チェーンに関するグループ遅延がその基準受信チェーンに関して特徴付けられる請求項6に記載のシステム。
- 特定の最低帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、複数の他の端末との間で、送信し、受信するよう構成されたアンテナ・アレイ(103) を備え、
較正信号を最低帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域でアンテナ・アレイを介してトランスポンダ(118) に送信するための送信チェーン(245) を備え、
少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づくトランスポンダ信号を、トランスポンダからアンテナ・アレイを介して受信する受信チェーン(205) を備え、
受信チェーンを介して受信された際のトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの決定をする信号プロセッサ(217) を備え、
前記信号プロセッサ(217) が、受信チェーン(205)によって受信されたトランスポンダ信号の相対位相と振幅を測定し、トランスポンダ信号の測定された位相と振幅を使用して、トランスポンダ信号の各周波数でのアンテナ・アレイ(103)でのトランスポンダのアップリンク・シグネチャを決定し、そして、当該アップリンク・シグネチャを使用して受信チェーンに対する周波数依存較正ベクトルを決定する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 特定の最低帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、複数の他の端末との間で、送信し、受信するよう構成されたアンテナ・アレイ(103) を備え、
較正信号を最低帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域でアンテナ・アレイを介してトランスポンダ(118) に送信するための送信チェーン(245) を備え、
少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づくトランスポンダ信号を、トランスポンダからアンテナ・アレイを介して受信する受信チェーン(205) を備え、
受信チェーンを介して受信された際のトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの決定をする信号プロセッサ(217) を備え、
前記信号プロセッサ(217) が、受信チェーン(205)によって受信されたトランスポンダ信号の相対位相と振幅を測定し、トランスポンダ信号の各周波数での測定された位相と振幅を使用してトランスポンダでの送信チェーンのダウンリンク・シグネチャを決定し、そして、当該ダウンリンク・シグネチャを使用して送信チェーンに対する周波数依存較正ベクトルを決定する、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 送信チェーンが複数の送信チェーンを含み、
各送信チェーンが較正信号を送信し、
信号プロセッサが、各受信チェーンによって受信されたトランスポンダ信号の各周波数でのトランスポンダ信号の相対位相を比較することによって、周波数依存送信較正ベクトルを決定する請求項1に記載のシステム。 - 特定の最低帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、複数の他の端末との間で、送信し、受信するよう構成されたアンテナ・アレイ(103) を備え、
較正信号を最低帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で前記アンテナ・アレイを介してトランスポンダ(118) にそれぞれ送信するための複数の送信チェーン(245) を備え、
少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づくトランスポンダ信号を、トランスポンダ(118) からアンテナ・アレイ(103)を介して受信する受信チェーン(205) を備え、
受信チェーン(205) を介して受信されたトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの決定をする信号プロセッサ(217)を備え、
前記信号プロセッサ(217) による周波数依存送信較正ベクトルの決定は、前記少なくとも2つの周波数の第1の周波数でのトランスポンダ信号に関する2つの送信チェーンの間の位相の差と、前記少なくとも2つの周波数の第2の周波数でのトランスポンダ信号に対する同じ2つの送信チェーンの間の位相の差とを比較して行うグループ遅延の決定によって、行われる
ことを特徴とする無線通信システム。 - 複数の送信チェーンのうちの1つが基準チェーンとして選択され、各送信チェーンのグループ遅延が基準チェーンに対して定義される請求項11に記載のシステム。
- 特定の最低帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、複数の他の端末との間で、送信し、受信するよう構成されたアンテナ・アレイ(103) を備え、
較正信号を最低帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で前記アンテナ・アレイを介してトランスポンダ(118) にそれぞれ送信する複数の送信チェーン(245) を備え、
少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づくトランスポンダ信号を、前記トランスポンダから前記アンテナ・アレイを介して受信する受信チェーン(205) を備え、
前記受信チェーンを介して受信された前記トランスポンダ信号の前記少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの決定をする信号プロセッサ(217) を備え、
前記信号プロセッサ(217) が、各受信チェーンによって受信されたトランスポンダ信号の各周波数でのトランスポンダ信号の相対位相を比較することによって、周波数依存送信較正ベクトルを決定し、
前記較正信号が、各送信チェーンからそれぞれ到来した、独自の変調シーケンスに基づいて別個に識別可能である複数の信号を含む、
ことを特徴とする無線通信システム。 - 機械によって実行された場合に、
特定の最低送信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、送信チェーンを使用して複数の他の端末に送信する動作と、
特定の最低受信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、受信チェーンを使用して複数の他の端末から受信する動作と、
較正信号を最低送信帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で送信チェーンを介してトランスポンダに送信する動作と、
最低受信帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、前記較正信号に基づくトランスポンダ信号を、トランスポンダから受信チェーンを介して受信する動作と、
受信チェーンを介して受信されたトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの計算のために、少なくとも2つの周波数のうちの第1の周波数でのトランスポンダ信号に対する相対位相と、少なくとも2つの周波数のうちの第2の周波数でのトランスポンダ信号に対する相対位相とを比較して、グループ遅延を求める動作と
が行われる、命令を表すデータを記憶している機械可読媒体。 - トランスポンダ信号は、較正信号と比べて周波数シフトされている、請求項14に記載の媒体。
- 無線通信信号がコード分割多元接続の標準に準拠する請求項14に記載の媒体。
- 機械によって実行された場合に、
特定の最低送信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、送信チェーンを使用して複数の他の端末に送信する動作と、
特定の最低受信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、受信チェーンを使用して複数の他の端末から受信する動作と、
較正信号を最低送信帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で送信チェーンを介してトランスポンダに送信する動作と、
最低受信帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、前記較正信号に基づくトランスポンダ信号を、トランスポンダから受信チェーンを介して受信する動作と、
受信チェーンを介して受信されたトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの計算のために、少なくとも2つの周波数帯域のうちの第1の周波数帯域でのトランスポンダ信号に対する少なくとも2つの受信チェーンの間の位相の差と、少なくとも2つの周波数帯域のうちの第2の周波数帯域でのトランスポンダ信号に対する同じ2つの受信チェーンの間の位相の差とを比較することによって、受信チェーン・グループ遅延を決定する動作と、
が行われる、命令を表すデータを記憶している機械可読媒体。 - 機械によって実行された場合に、
特定の最低送信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、送信チェーンを使用して複数の他の端末に送信する動作と、
特定の最低受信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、受信チェーンを使用して複数の他の端末から受信する動作と、
較正信号を最低送信帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で送信チェーンを介してトランスポンダに送信する動作と、
最低受信帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づいているトランスポンダ信号をトランスポンダから受信チェーンを介して受信する動作と、
受信チェーンを介して受信された際のトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの計算のために、少なくとも2つの周波数のうちの第1の周波数でのトランスポンダ信号に対する2つの送信チェーンの間の位相の差と、少なくとも2つの周波数のうちの第2の周波数でのトランスポンダ信号に対する同じ2つの送信チェーンの間の位相の差とを比較し、グループ遅延を決定する動作と
が行われる、命令を表すデータを記憶している機械可読媒体。 - 特定の最低送信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、送信チェーンを使用して複数の他の端末に送信するステップと、
特定の最低受信帯域幅をそれぞれ使用する無線通信信号を、受信チェーンを使用して複数の他の端末から受信するステップと、
前記較正信号を最低の送信帯域幅内の少なくとも2つの異なる周波数帯域で送信チェーンを介してトランスポンダに送信するステップと、
最低受信帯域幅内で少なくとも2つの異なる周波数帯域で受信され、較正信号に基づいているトランスポンダ信号をトランスポンダから受信チェーンを介して受信するステップと、
受信チェーンを介して受信されたトランスポンダ信号の少なくとも2つの周波数帯域に基づいて周波数依存較正ベクトルの計算のために、複数の受信チェーンによって受信された各周波数でトランスポンダ信号の相対位相を比較することによってグループ遅延を決定するステップと
を含む方法。 - グループ遅延を決定するステップが、受信チェーンによって受信された際のトランスポンダ信号の相対位相と振幅を測定するステップを含む請求項19に記載の方法。
- 複数の受信チェーンのうちの1つが基準受信チェーンとして選択され、各受信チェーンに対するグループ遅延が基準受信チェーンに関して特徴付けられる請求項19に記載の方法。
- 周波数依存較正ベクトルの計算が、トランスポンダ信号の測定された位相と振幅を使用してトランスポンダ信号の各周波数での受信チェーンでのトランスポンダのアップリンク・シグネチャを決定するステップと、そのアップリンク・シグネチャを使用して受信チェーンに対する周波数依存較正ベクトルを決定するステップとを含む請求項19に記載の方法。
- 周波数依存較正ベクトルの計算が、トランスポンダ信号の各周波数で測定された位相と振幅を使用してトランスポンダでの複数の送信チェーンのダウンリンク・シグネチャを決定するステップと、そのダウンリンク・シグネチャを使用して送信チェーンに対する周波数依存較正ベクトルを決定するステップとを含む請求項19に記載の方法。
- 周波数依存較正ベクトルの計算が、複数の受信チェーンのそれぞれによって受信されたトランスポンダ信号の各周波数でトランスポンダ信号の相対位相を比較することによって周波数依存送信較正ベクトルを決定するステップを含む請求項19に記載の方法。
- 無線通信信号がコード分割多元接続の標準に準拠する請求項19に記載の方法。
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