JP4673471B2

JP4673471B2 - 符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出するための装置及び方法

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Publication number: JP4673471B2
Application number: JP2000218869A
Authority: JP
Inventors: パーサプラティム・ド
Original assignee: バイナリーサービシーズリミテッドライアビリティーカンパニー
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: EP1093235A3; JP2001119372A; EP1093235A2; US6563812B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、概して符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ：code-division-multiple-access）ネットワークに関し、より詳細にはマルチアクセス干渉、マルチパスフェージング及び送信機の電力レベルの変動を受けたチャネルにおいて多重信号を検出することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ速度が毎秒数十メガビット、或いはさらに高い非同期速度を可能にする符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）スペクトル拡散ネットワークを設計することに大きな関心を集めている。例えば、マルチメディアの応用形態をサポートするために非常に高速の無線ネットワークが要求されている。符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）ネットワークでは、多数の送信機が、１組の符号波形を変調することにより共通のチャネルを共有する。
【０００３】
これらのネットワークのうちのあるものは暫定規格に基づいている。デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラーシステム用の「ＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局互換性標準規格」（米国電気通信工業会、１９９３年７月）を参照されたい。デジタル信号の場合、典型的には直接拡散（ＤＳ：direct sequence）符号化を用いて、スペクトル拡散符号化を行う。
【０００４】
ＤＳ符号化では、データ（シンボル）が非常に高速の符号化信号と混合される。典型的には、ＤＳ符号化信号は疑似ランダム符号発生器により生成される。実現されるスペクトル拡散の量は単にデータ速度に対する符号速度の比である。符号速度は「チップレート：chip rate」としても知られている。チップレートが２倍になると、ＤＳにより伝送された信号が占めるスペクトルも２倍になる。チップシーケンスの持続時間Ｔｃは、Ｔｃ＝Ｔ／Ｎによって記載され、シンボル間隔Ｔと関係する。
【０００５】
ＣＤＭＡネットワークでは、受信機は、伝送された信号の総量に加えてあらゆる雑音を観測する。マルチアクセスは、相互に干渉するデジタル信号の検出を取り扱う。異なる送信機から送出された信号の重畳状態が、電話及びマルチトラック式磁気記録の混信のような非線形の影響により偶然に生じ、また、同じ無線周波数帯が、セルラー電話、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）、デジタルデレビ（ＤＴＶ）放送及びワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）の多数の送信機により同時に用いられる場合に生じる。
【０００６】
多くのワイヤレスシステムは、送信機の移動、環境条件の変動及びチャネルアクセスのランダム性による非常に動的な条件下で動作する。ワイヤレスシステムの基地局において信号を検出することは多くの問題に直面する。例えば高速のＣＤＭＡネットワークはマルチアクセスによる干渉、マルチパス及びエコーを受ける。
【０００７】
１０．７６メガビット／秒の速度でシンボルを送出する１つの送信機を用いる地上波デジタルＴＶ（ＤＴＶ）伝送では、３０μ秒以上の遅延量を有するエコーが主要信号に干渉する可能性がある。これはフェージングチャネルと呼ばれている。これは、数百のタップを備える等化器が必要になることを意味している。多数のユーザが存在する場合、基地局は、受信したデータストリームの組み合わせから多数の送信機のデータストリームを検出しなければならない。これは、種々の送信機（或いはユーザ）間のマルチアクセス干渉と呼ばれる。
【０００８】
この干渉の問題は、セルラーネットワークにおいてより深刻な問題を呈する。送信機が移動することにより、信号強度が変動する。基地局により近い送信機からの信号の強度は、より遠くの送信機からの信号より強い。より近い送信機からの信号は、より弱い信号を完全に抑圧する可能性がある。これがいわゆる遠近問題である。
【０００９】
遠近問題は電力制御により回避することができる。電力制御の基本的な概念は、移動局送信機にフィードバックを行い、伝送された電力レベルを制御して、全ての移動局送信機からの受信機における電力を等しくすることである。研究のあるものは、種々の送信機の信号強度を観測することに向けられている。より強い送信機を最初に判定し、その判定結果を後続の相殺方法において用いる。
【００１０】
従来のマルチアクセス検出器の方法は、計算に集中している。送信機の数が増えるにしたがい、受信機の計算の複雑さは急激に増加することになる。このために、同時に数十局の送信機が使用することが予想される基地局を実装する方法は非現実的になっている。
【００１１】
Wang他による「Blind Equalization and Multi-user Detection in Dispersive CDMA Channels」（IEEE Transaction Communications, Vol.46, No.1, 1998）は、マルチアクセス干渉の軽減を取り扱う。そこにおいて、チャネル等化とマルチユーザ検出との間の数学的フレームワークの類似性が説明されている。分散したＣＤＭＡチャネルにおいてマルチユーザを検出するためのそのモデルにおいて、最小二乗法及び適応信号処理が用いられている。
【００１２】
１９９９年３月４日にBao他により出願された「Method and Apparatus for Equalizing a Digital Signal Received via Multiple Transmission Paths」というタイトルの米国特許出願第09/262,377号では、地上波デジタルテレビジョン伝送の散在チャネル特性を利用する判定フィードバック等化器（decision feedback equalizer：ＤＦＥ）が説明されている。等化器のタップ係数を更新するために最小平均二乗（ＬＭＳ：least mean square）法が用いられる。実質的なエネルギーを有するタップとそれに隣接するタップのみが更新される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
電力レベルの変動、マルチパスフェージング及びエコーを伴う、ユーザ間のマルチアクセス干渉を受けるＣＤＭＡネットワークチャネルにおいて個別に伝送された信号を検出するための方法及び装置が求められている。
【００１４】
この発明の目的は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）チャネルで構成されるネットワークにおいて信号を受信するための方法及び装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出するための装置は、前記多重伝送された信号のそれぞれ１つに対して、前記多重伝送された信号を受信するために接続された入力を有する順方向検出器と、前記順方向検出器の出力に接続された入力を有する算術論理ユニットと、前記算術論理ユニットの出力に接続された入力を有するスライサと、前記スライサの出力に接続された入力を有すると共に、前記算術論理ユニットの入力に接続された出力を有する第１のフィードバック検出器と、他の伝送された信号をそれぞれ検出するために前記スライサの出力にそれぞれ接続された入力を有すると共に、前記算術論理ユニットの前記入力にぞれぞれ接続された出力を有する１組の第２のフィードバック検出器とを備え、前記スライサの出力は、特定の伝送された信号の検出値を与えることを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記各検出器は、複数のタップを有する遅延線として構成され、前記各タップは、関連する調整可能な重みを有することを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記算術論理ユニットは、前記順方向検出器の出力から前記第１のフィードバック検出器と前記第２のフィードバック検出器の１組の出力を減算することを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記順方向検出器の重みは、多重伝送された信号を検出する間に、選択的に更新されることを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記順方向検出器の重みの選択的な更新は、受信した信号の自己相関シーケンスを決定する手段と、２つのシーケンスを得るために前記自己相関シーケンスのスペクトル分解を実行するための手段と、前記２つのシーケンスから中間シーケンスを決定するための手段と、前記中間シーケンスと前記受信した信号の自己相関シーケンスから拡大自己相関行列を形成するための手段と、有効部分を得るために前記拡大自己相関行列の特異値分解を実行するための手段と、前記拡大自己相関行列の前記有効部分とトレーニングデータとを用いて前記順方向検出器の重みを求めるための手段とを備えてなされることを特徴とするものである。
【００２０】
また、前記順方向検出器及び両フィードバック検出器の重みは、前記多重伝送された信号を検出する間に、選択的に更新されることを特徴とするものである。
【００２１】
また、前記タップの重みの調整は、連結受信された信号を形成するための手段と、前記検出器の連結出力信号を形成するための手段と、受信された信号と前記検出器の出力信号との間の相関から行列を決定するための手段と、有効な固有ベクトルを得るために前記行列の特異値分解を実行するための手段と、前記固有ベクトルを用いて単一状態空間のためのシステム行列を決定するための手段と、前記システム行列における重みを位置付けるための手段とを備えてなされることを特徴とするものである。
【００２２】
また、この発明に係る符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出するための方法は、前記方法が前記多重伝送された信号のぞれぞれ１つに対して、順方向検出器に対し多重伝送された信号の総量を受信する過程と、前記順方向検出器の出力を算術論理ユニットに供給する過程と、スライサにおいて前記算術論理ユニットの出力をスライスする過程と、前記スライサの出力を、前記算術論理ユニットの入力に接続された第１のフィードバック検出器に供給する過程と、全ての他のスライサと全ての他の第１のフィードバック検出器との出力を、前記算術論理ユニットの入力に接続された出力を有する１組の第２のフィードバック検出器に供給する過程とを備え、前記スライサの前記出力は、特定の伝送された信号の検出値を与えることを特徴とするものである。
【００２３】
さらに、この発明に係る符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出するための装置は、前記多重伝送された信号のそれぞれ１つに対して、前記多重伝送された信号を受信するために接続された入力を有する順方向検出器と、前記順方向検出器の出力に接続された入力を有する算術論理ユニットと、前記算術論理ユニットの出力に接続された入力を有するスライサと、前記スライサの出力に接続された入力を有すると共に、前記算術論理ユニットの入力に接続された出力を有する第１のフィードバック検出器と、他の伝送された信号をそれぞれ検出するために前記スライサの出力にそれぞれ接続された入力を有すると共に、前記算術論理ユニットの入力にぞれぞれ接続された出力を有する１組の第２のフィードバック検出器とを備え、前記スライサの出力は、特定の伝送された信号の検出値を与えることを特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
この発明による受信機は、デジタルビデオのようなマルチメディアの応用形態のために用いられる非常の高速のワイヤレスチャネルにおける性能を改善する。
【００２５】
非常に長い遅延を伴うマルチパス及びエコーが高データ速度で相殺される。多数の送信機から受信した信号は、信号の強度が変動する場合であっても検出される。この発明による方法は、優れた性能を示し、雑音を含むチャネルにおける耐性をもたらす。また、その方法は更新される必要がある検出器タップの数を低減する。
【００２６】
この発明を用いることができるマルチアクセスの応用形態の例には、移動電話、衛星通信、分岐電話回線、ローカルエリアネットワーク、パケット無線ネットワーク、対話式ケーブルテレビネットワーク及び固定のワイヤレスローカルループ等がある。
【００２７】
より詳細には、この発明は、符号分割多重アクセスネットワークにおける受信機を提供する。全般的に、その受信機は、多重伝送された信号のそれぞれ１つずつに対して、順方向検出器と、Ｋ個のフィードバック検出器（ただしＫは送信機の数である）と、スライサと、算術論理ユニットとを備える。順方向検出器の入力は、多重伝送された信号及び雑音を組み合わせたものを受信するために接続される。算術論理ユニットの入力は、順方向検出器の出力に接続される。
【００２８】
スライサの入力は算術論理ユニットの出力に接続される。第１のフィードバック検出器の入力はスライサの出力に接続され、その出力は算術論理ユニットの入力に接続される。他のＫ−１個のフィードバック検出器それぞれの入力は他のスライサそれぞれに対するスライサの出力に接続され、他のＫ−１個のフィードバック検出器それぞれの出力は算術論理ユニットの入力に接続される。スライサの出力は、各送信機に対して検出された信号を与える。
【００２９】
スペクトル拡散チャネル
図１は、この発明の検出器を用いることができる、多数の経路を有するマルチユーザＣＤＭＡスペクトル拡散チャネル１００を示す。送信機の数はＫ個であり、処理利得はＮである。図１において、ｂ₁（ｋ）は送信機１の送信されるデータストリーム（シンボル）１０１を示し、ｂ_K（ｋ）は送信機Ｋの送信されるデータストリーム１０２であり、ｋは特定の時間間隔である。ｌ番目の送信機及び時間ｋにおけるｊ番目のチップ間隔に対するチャネルインパルス応答１０３はｈ_j,l（ｋ）である。結合された信号１１０は、雑音Ｖ_j（ｋ）１０５を加えた信号ｙ_j（ｋ）１０４を形成し、その結果、チャネル１００上に全信号ｒ_j（ｋ）が生成される。
【００３０】
判定フィードバック検出器
図２は、この発明による判定フィードバック受信機２００を示す。ここで記載する受信機２００は、従来の受信機より安定状態の低い平均二乗誤差と、速い収束速度とを有している。一実施例では、受信機はセルラー電話ネットワークのセルの基地局内に配置される。別の実施例では、受信機は衛星地上局である。
【００３１】
受信機２００は、図１のチャネル１００の入力信号ｒ（ｋ）２０１を処理して、ｊ番目の伝送された信号ｂ_j（ｋ）に対するシンボルｂ_j（ｋ）２０９を検出する。この受信機２００は、Ｋ個の送信機それぞれに対して１つの順方向検出器（ＦＦ１，．．．，ＦＦＫ）２０２を備える。各順方向検出器２０２は、時間遅延ｋで各ｊ番目の送信機に対して以下の重みを有する多数のＮ次元のタップを備える。

順方向検出器の出力ｅ_j（ｋ）はそれぞれスライサ２０５に与えられる。
【００３２】
また、受信機２００は、Ｋ個の送信機のそれぞれの対して１つのフィードバック検出器ＢＦｊ２０４も備える。これらの検出器は、算術論理ユニット２１０を介してフィードバックする。フィードバック検出器のタップは、重み（ｗ_b）_jを有する。また、フィードバック検出器ＦＢｊ２０６も算術論理ユニット２１０を介して他の送信機にフィードバックする。検出器２０６は重み（ｆ_b）_jを有するタップを備える。この配列により、ある特定の送信機の予め検出されたシンボルを、復号化中に用いることができる。さらに、この検出器では、他の送信機の予め検出されたシンボルが用いられる。
【００３３】
図５は、ここで検討されるトラバーサル（タップ付き遅延線）５００の構成を示す。検出器５００は、遅延（ｚ^-1）５０１と、重み（ｗ_m）５０２と、累算器（Σ）５０３とを備える。検出器２０２、２０４及び２０６は、タップの数及びタップ重みの値においてのみ一般的な検出とは異なる。信号ｕ（ｋ）５１０は検出器への入力であり、ｙ（ｋ）は出力である。ただし、

であり、重みが正或いは負のいずれでも可能である。
【００３４】
この発明に従えば、特定の送信機に対する復号判定を形成する際に、選択された順方向検出器及びフィードバック検出器のみが用いられる。特定の送信機のデータを復号化するために、特定の順方向検出器タップのうちのどのタップが、また他の送信機のうちのどの送信機が、並びに予め検出されたシンボルのうちのどのシンボルが用いられるかを決定するために、判定フィードバックのトポロジーにおいて、部分空間系アプローチを用いる。これを検出器タップにおける選択的更新（或いはウインドウ処理）と呼ぶ。
【００３５】
少数の順方向タップ及び帰還タップのみが更新されるため、この検出器の計算の複雑さは、従来の既知の検出器の計算よりも実質的に減少する。これは特に、検出器が非常に大きな遅延を有するマルチパスを受ける場合、また種々の送信機の信号強度に広範な変動が生じる場合に当てはまる。この方法を用いることにより、この発明による受信機２００は、非常に高速の応用形態に対して雑音を含むフェージングチャネルを処理することができる。さらに、弱い信号の送信機から強い干渉として作用する強い信号を有する送信機を分離することにより、遠近問題を低減する。
【００３６】
その全ての効果によって、受信機出力端での平均二乗誤差は安定状態で低減され、収束速度が速くなる。その結果、この発明は、従来の検出器より多くの送信機から受信した信号を検出することができる。
【００３７】
部分空間による更新
ｊ番目の送信機の順方向検出器タップのうちのどのタップを、ｊ番目の送信機のデータの復号化中に用いるかを決定するために、受信機２００において部分空間系アプローチが用いられる。同じアプローチが、他の送信機のデータの復号化にも用いられる。これを検出器タップにおける選択更新（或いは「ウインドウ処理」）と呼ぶ。部分空間アプローチは雑音のみのモードを排除するため、ウインドウ処理は性能を改善する。
【００３８】
受信した信号ベクトルｒ（ｋ）２０１はＮ次元のベクトル：
［ｒ₀（ｋ），ｒ₁（ｋ），ｒ_N-1（ｋ）］^T
に雑音ベクトル：
［ｖ₀（ｋ），ｖ₁（ｋ），，ｖ_N-1（ｋ）］^T１０５
を加えたものである。ここで、Ｎ次元のベクトルＳ^T _j（ｋ）＝（ｗ^T _f）_j（ｋ）＊Ｈ（ｋ）を定義する。ただし、＊は畳み込み演算子であり、Ｈ（ｋ）は異なる送信信号間のマルチアクセス干渉を考慮するマルチアクセスチャネルである。
【００３９】
ｅ_j（ｋ）がスライサ２０５への入力信号である場合には、ｊ番目の送信機のデータを復号化するための誤差信号ｅ_j（ｋ）がｅ_j（ｋ）−ｂ_j（ｋ）により与えられる。ただし、全ての送信機に対する予め検出されたシンボルは正確であるものと仮定する。誤差エネルギーＥ［（ｅ_j（ｋ））²］は、最小限にされる判定基準である。誤差エネルギーは、以下のようにフィードバック検出器のタップの重みパラメータを設定することにより最小することができる。
（ｗ_b）_j（ｋ）＝ｓ_jj（ｋ）＝（ｗ_f）^T _j（ｋ）＊ｈ＊_,j（ｋ）
（ｆ_b）_K（ｋ）＝ｓ_jK（ｋ）＝（ｗ_f）^T _j（ｋ）＊ｈ＊_,K（ｋ）
ただし、ｈ＊_、j（ｋ）はＨ（ｋ）のｊ番目の列である。
【００４０】
Ｎ次元の順方向検出器タップ（ｗ_f）_j（ｋ）に対する誤差エネルギーが最小にされる。以下のように、部分空間系判定フィードバック検出器の最適な順方向検出器パラメータを求める。
【００４１】
図３は、検出器パラメータを求めるための第１の方法３００を示す。シンボル間隔Ｔの各チップシーケンスの受信信号に対して、ステップ３１０がその自己相関行列Ｒ_r（ｋ）３１１を判定する。
【００４２】
ステップ３２０は、２つのシーケンス｛Ｆ⁺（ｋ）｝及び｛Ｆ^―（ｋ）｝３２１を得るために自己相関行列のスペクトル分解を実行する。
【００４３】
これらの２つのシーケンスを用いて、ステップ３３０において中間シーケンス｛Ｒ_r+（ｋ）｝及び｛Ｒ_r _―（ｋ）｝３３１を決定し、｛Ｒ_r（ｋ）｝とともに値３３１を用いて、ステップ３４０において拡大自己相関行列３４１を形成する。
【００４４】
ステップ３５０では、特異値分解（ＳＶＤ）を適用して、有効エネルギーＲ_trunc２５１に応じて、その一部を決定する。
【００４５】
その後ステップ３６０では、Ｗを求める。
Ｒ_truncＷ＝ｐ
ただし、Ｗは全ての異なる送信機のデータを復号化するための順方向検出器タップ（ｗ_f）３６１の重みの最適値を含み、ｐは全ての送信機に対する受信データ２０１とトレーニングデータとの間の相互相関である。
【００４６】
Ｒ_trunc２５１の各要素は全ての送信機に関する情報を含むため、全ての拡大自己相関行列３４１のＳＶＤ３５０はマルチパスが分布する場所を決定するだけでなく、どれがｊ番目の送信機のデータを復号化する際に用いることができるかを決定するために全ての送信機の信号の強度も考慮する。
【００４７】
上記の部分空間系更新方法では、順方向検出器２０２のタップにのみ選択更新が適用される。選択された順方向検出器タップ、つまり、特に有効な信号エネルギーを有するタップのみが更新される。全ての送信機の順方向検出器タップに対して、これは組み合わせて決定される。弱いエネルギーを有する他の順方向検出器タップは更新されず、雑音を排除することにより性能が改善が導かれると同時に、異なる送信機の信号強度が考慮される。
【００４８】
別の部分空間系更新方法
図４に示されるような別の方法４００は、選択的に更新する順方向検出器タップに加えて、ｊ番目の送信機のフィードバック検出器ＢＦｊ２０４及び他の送信機のフィードバック検出器ＦＢｋ２０６のタップを選択的に更新する。選択更新が意味するのは、図５に示されるように、検出器構造のある一定の重みのみを用いてｙ（ｋ）を計算することである。他の重みは０に設定される。この方法は、各送信機１，．．．，ｊ，．．．，Ｋに対するスライサ２０５の全ての以前の判定が正確であるものと仮定していない。言い換えると、全ての検出器タップ重み（ｗ_b）_j（ｋ）及び（ｆ_b）（ｋ）が選択的に更新される。
【００４９】
以前の方法は、全ての以前のスライスの判定が正確であり、それゆえ全てのフィードバック検出器タップを更新し、また、選択更新が順方向検出器にのみ適用されるものと仮定していた。上記別の方法では、選択更新は全ての検出器タップについて用いられる。
【００５０】
しかしながら、判定フィードバック検出器は誤りを伝搬することが知られている。ｊ番目の送信機に対するスライサ２０５の出力における誤った判定は、フィードバック検出器を介してフィードバックされることになる。マルチユーザ検出の場合、この問題はより悪化し、ｊ番目の送信機のデータの誤った判定が他の送信機のデータを検出する際にもフィードバックされる。これは、基地局においてマルチユーザ検出及びマルチパスの軽減を非常に難しくする可能性がある。
【００５１】
それゆえ誤りの伝搬を低減するために、フィードバック検出器タップの重み（ｗ_b）_j（ｋ）及び（ｆ_b）（ｋ）が選択的に更新される。また他の送信機の検出された信号のうちのどの信号を、また以前に検出したシンボルのうちのどのシンボルを、受信機がｊ番目の送信機のデータを復号化するために用いるかを決定するとともに、送信機の信号強度の差が考慮される。
【００５２】
これは、優れたマルチユーザ検出及びマルチパスの軽減を達成するように組み合せて、順方向検出器タップ並びにフィードバック検出器タップ２０４及び２０６の重み（ｗ_b）_j（ｋ）及び（ｆ_b）（ｋ）に部分空間（或いはウインドウ処理）アプローチを適用することにより実現される。上記のような別のマルチユーザ検出器は、無限インパルス応答フィルタ（ＩＩＲ）として、或いはシステム識別の問題として判定フィードバック検出器を取り扱う。
【００５３】
Ｎ次元の受信データベクトルとしてｒ（ｋ）２０１を、またｊ番目の送信機のための検出されたシンボルとしてｂ_j（ｋ）２０９を有する図２の回路に対して、ｊ番目の送信機に対するスライサ２０５への入力がｅ_j（ｋ）である場合には、ｊ番目の送信機に対する誤差信号は、スライサの入力と出力との間の差、ｅ_j（ｋ）−ｂ_j（ｋ）と定義される。上記のように、以前の更新方法は、全ての以前のスライサ判定が正確であったものと仮定する。これにより、平均二乗誤差エネルギーを、順方向検出器タップについてのみ表すことが可能になった。部分空間アプローチの次の応用形態は、順方向検出器タップおいてのみ選択更新を実行する。
【００５４】
この別の実施例では、全ての前の判定が正確であることを仮定しない。判定フィードバック検出器の全ダイナミックスが、それを無限インパルス応答（ＩＩＲ）システムとして取り扱うことにより捕捉される。その際システムは、順方向及びフィードバック検出器タップの両方を含む、マルチ入力、マルチ出力状態の空間表現になる。部分空間アプローチの次の応用形態は、順方向及びフィードバック検出器タップの両方についての選択更新を実行する。
【００５５】
図４に示されるように、方法４００はＮ個の入力を備える。図２に示されるように出力の数は、システムの送信機の数である。
【００５６】
ステップ４１０は、瞬間（ｋ−Ｍ），ｒ（ｋ−Ｍ）〜（ｋ−１），ｒ（ｋ−１）に受信した信号ｒ（ｋ）２０１から連結受信されたデータ（ｒ）４１１を形成する。
【００５７】
瞬間ｋにおける検出器出力ｂ（ｋ）は、提供される送信機の数に等しい長さからなる。ステップ４２０は、時間間隔（ｋ−Ｍ）〜（ｋ−１）において、ｂ（ｋ）から連結された出力データベクトルアンダバーｂ（ｋ）を形成する。
【００５８】
ステップ４３０は、検出器２００の受信したデータベクトルと出力データベクトルとの間の相関（自己相関及び相互相関）から形成された行列Ｒを下式により計算する。すなわち、第１の行列から最後の３つの行列の積が減算される。
【００５９】
【数１】

【００６０】
ステップ４４０は、特異値分解をＲ４３１に適用して、その有効な（或いは主な）固有ベクトル（Ｑ_s）４４１を決定する。
【００６１】
ステップ４５０は状態空間表現のシステム行列Ａ及びＢを決定する。行列Ａは、式Ｑ_S（２：Ｍ）＝Ｑ_S（１：Ｍ−１）Ａを解くことにより決定される。ただしＱ_S（２：Ｍ）はＱ_S行列のうちの行数２から行数Ｍまでの部分であり、Ｑ_S（１：Ｍ−１）はＱ_S行列のうちの行数１から行数（Ｍ−１）までの部分である。状態空間表現の行列Ｂは、「Subspace Methods in System Identification」（Proc.10^th IFAC Symposium on System Identification, vol.1, 1994）で示されるVibergの方法を用いて求めることができる。
【００６２】
ステップ４６０は最初に順方向検出器２０２のタップに対する重み（ｗ）４６１を求め、次に２組のフィードバック検出器２０４及び２０６の重みを求める。ｊ番目の送信機のフィードバック検出器２０４及び２０６の重みは、行列ＡのＭ番目の列に見出される。Ｋ番目の送信機の場合、フィードバック検出器２０４及び２０６のタップの重みは行列Ａの２メガ番目の列から決定することができる。ｊ番目及びｋ番目の送信機の順方向検出器のタップの重みは行列Ｂから求めることができる。
【００６３】
ここに記載された内容に従えば、他の部分空間系システム識別方法をマルチユーザ検出に適用して、より良い性能と耐性とを得ることができることは明らかであろう。
【００６４】
この発明は好ましい実施の形態の例を通して記載されてきたが、この発明の精神及び範囲内で種々の他の適合形態及び変更形態を実施することもできることを理解されたい。それゆえ添付される請求の範囲の目的は、全てのそのような変形形態及び変更形態をこの発明の真の精神及び範囲内に入るものとして網羅することである。
【００６５】
【発明の効果】
上記のようにこの発明によれば、符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重信号を受信するための装置及び方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スペクトル拡散チャネルのブロック図である。
【図２】この発明による受信機のブロック図である。
【図３】検出器のタップの重みを更新するための第１の方法の流れ図である。
【図４】検出器のタップの重みを更新するための第２の方法の流れ図である。
【図５】多数のタップを備える検出器の模式図である。
【符号の説明】
１００マルチユーザＣＤＭＡスペクトル拡散チャネル、１０１，１０２データストリーム、１０３チャネルインパルス応答、２００判定フィードバック受信機、２０１受信データ（入力信号）、２０２順方向検出器、２０４フィードバック検出器、２０５スライサ、２０６検出器、２０９シンボル、２１０算術論理ユニット、３１０，３１１，３２０，３２１，３３０，３３１，３４０，３４１，３５０，３５１，３６０，３６１方法３００の各ステップ、４００，４１０，４１１，４２０，４２１，４３０，４３１，４４０，４４１，４５０，４５１，４６０，４６１方法４００の各ステップ、５０１遅延、５０２重み、５０３累算器、５１０信号。

Claims

符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出するための装置であって、前記多重伝送された信号のそれぞれ１つに対して、
前記多重伝送された信号を受信するために接続された入力を有する順方向検出器と、
前記順方向検出器の出力に接続された入力を有する算術論理ユニットと、
前記算術論理ユニットの出力に接続された入力を有するスライサと、
前記スライサの出力に接続された入力を有すると共に、前記算術論理ユニットの入力に接続された出力を有する第１のフィードバック検出器と、
他の伝送された信号をそれぞれ検出するために前記スライサの出力にそれぞれ接続された入力を有すると共に、前記算術論理ユニットの前記入力にそれぞれ接続された出力を有する１組の第２のフィードバック検出器であって、前記スライサの出力は、特定の伝送された信号の検出値を与える、第２のフィードバック検出器と、
多重伝送された信号を検出する間に前記順方向検出器の重みを選択的に更新する手段であって、特に有効な信号エネルギーを有するタップの重みのみが更新される、選択的に更新する手段と、を備え、
前記選択的に更新する手段は、
受信した信号の自己相関シーケンスを決定する手段と、
２つのシーケンスを得るために前記自己相関シーケンスのスペクトル分解を実行する手段と、
前記２つのシーケンスから中間シーケンスを決定する手段と、
前記中間シーケンスと前記受信した信号の自己相関シーケンスから拡大自己相関行列を形成する手段と、
有効部分を得るために前記拡大自己相関行列の特異値分解を実行する手段と、
前記拡大自己相関行列の前記有効部分とトレーニングデータとを用いて前記順方向検出器の重みを求める手段と、を備え、
前記各検出器は、複数のタップを有する遅延線として構成され、前記各タップは、関連する調整可能な重みを有することを特徴とする装置。
前記算術論理ユニットは、前記順方向検出器の出力から前記第１のフィードバック検出器と前記第２のフィードバック検出器の１組の出力を減算することを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記順方向検出器及び両フィードバック検出器の重みは、前記多重伝送された信号を検出する間に、選択的に更新されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
前記タップの重みの調整は、
連結受信された信号を形成するための手段と、
前記検出器の連結出力信号を形成するための手段と、
受信された信号と前記検出器の出力信号との間の相関から行列を決定するための手段と、
有効な固有ベクトルを得るために前記行列の特異値分解を実行するための手段と、
前記固有ベクトルを用いて単一状態空間のためのシステム行列を決定するための手段と、
前記システム行列における重みを位置付けるための手段と
を備えてなされることを特徴とする請求項３に記載の装置。
符号分割多重アクセスネットワークにおいて多重伝送された信号を検出するための方法であって、前記方法が前記多重伝送された信号のそれぞれ１つに対して、
順方向検出器に対し多重伝送された信号の総量を受信する過程と、
前記順方向検出器の出力を算術論理ユニットに供給する過程と、
スライサにおいて前記算術論理ユニットの出力をスライスする過程と、
前記スライサの出力を、前記算術論理ユニットの入力に接続された第１のフィードバック検出器に供給する過程と、
全ての他のスライサと全ての他の第１のフィードバック検出器との出力を、前記算術論理ユニットの入力に接続された出力を有する１組の第２のフィードバック検出器に供給する過程であって、前記スライサの前記出力は、特定の伝送された信号の検出値を与える、過程と、
多重伝送された信号を検出する間に前記順方向検出器の重みを選択的に更新する過程であって、特に有効な信号エネルギーを有するタップの重みのみが更新される、選択的に更新する過程と、を備え、
前記選択的に更新する過程は、
受信した信号の自己相関シーケンスを決定することと、
２つのシーケンスを得るために前記自己相関シーケンスのスペクトル分解を実行することと、
前記２つのシーケンスから中間シーケンスを決定することと、
前記中間シーケンスと前記受信した信号の自己相関シーケンスから拡大自己相関行列を形成することと、
有効部分を得るために前記拡大自己相関行列の特異値分解を実行することと、
前記拡大自己相関行列の前記有効部分とトレーニングデータとを用いて前記順方向検出器の重みを求めることと、を備え、
前記各検出器は、複数のタップを有する遅延線として構成され、前記各タップは、関連する調整可能な重みを有することを特徴とする方法。