JP4866357B2 - タイムスロットｃｄｍａシステムのマルチセル結合検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信技術分野の結合検出方法に係り、特に、タイムスロットＣＤＭＡシステム又はタイムスロットＣＤＭＡシステムに類似する信号構造を採用する無線通信システムに適用するマルチセル結合検出方法に関する。

ＣＤＭＡ移動通信システムにおいては、深刻なマルチアクセス干渉及びシンボル間干渉が存在している。タイムスロットＣＤＭＡシステムにおいて、受信した本セルの信号に対して、結合検出技術を用いることによってマルチアクセス干渉及びシンボル間干渉をキャンセルすることができる。結合検出方法は、本セル内の全てのユーザの送信信号及びそのチャネル応答情報を利用して、信号検出を統一した、相互関連する結合検出プロセスとして行うことである。結合検出方法によってシンボル間干渉及び本セルのマルチアクセス干渉を効果的に抑えたため、ＣＤＭＡシステムの性能を大幅に向上させた。

時分割同期復信符号分割多元接続（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）システムは、本セル内のマルチユーザ信号に対して結合検出方法を採用したタイムスロットＣＤＭＡシステムである。ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいて、通常タイムスロットのバースト信号構造は、図１に示すように、バースト信号中部のmidamble（チャネル推定コードとも言う）はチャネル推定に用いられ、両側のデータブロックはサービスデータの伝送に用いられる。

ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムのシングルセル結合検出の具体的なプロセスを下記に示す。
まず、タイムスロットＣＤＭＡシステムのシングルセル受信機が受信した信号モデルを得る。

ここで、ｅは、受信機が受信した信号のサンプリングデータであり、ｄは、送信データであり、ｎは、受信したノイズであり、行列Ａは、伝送行列である。伝送行列Ａは、各コードチャネルのグループ応答ベクトルｂ^(k)からなり、ｋは、コードチャネル番号であり、すべてでＫ個のコードチャネルを有すると仮定する(ｂ^(k)に基づいてＡ行列を計算でき、ｂ^(k)は、行列において対角線上に分布している各ブロックの一列である)。

各ベクトルｂ^(k)は、コードチャネル番号Ｋのユーザコードチャネルのグループチャネル応答に対応する。

ここで、Ｃ^(k)は、対応するコードチャネル番号がＫであるユーザコードチャネルの拡散コードであり、○の中に＋がある記号は、畳み込み演算子であり、ｈ^(k)は、対応するコードチャネル番号がＫであるユーザコードチャネルのチャネル応答であり、midambleを用いてチャネル推定を行うことにより得られる。

そして、上記情報を利用して結合検出を実施できる。結合検出アルゴリズムは、多種類あり、干渉相殺の方法であってもよいし、ＢＬＥ （Block Liner Equaliaer）の方法であってもよいし、上記二種類の方法の混合であってもよい。ＢＬＥ方法の場合、復調後の送信データｄにより推定した軟出力値は下記である。

ここで、行列Ｔが下記式により与えられる。

式において、*Tは共役転置であり、Ｒ_d＝Ｅ{ｄ・ｄ^*T}は、データシーケンスｄの共分散行列である。互いに独立するデータシーケンスにおいて、Ｒ_d＝Ｉである。Ｒ_n＝Ｅ{ｎ・ｎ^*T}は、ノイズシーケンスｎの共分散行列である。互いに独立し、且つ平滑なノイズ行列（たとえば、ホワイトノイズ）にとっては、Ｒn＝δ²Ｉであり、Ｉは単位行列を示す。

Ｒ_d＝Ｉ及びＲ_n＝δ²Ｉの条件で、数式３、数式４を下記式のように簡略に示すことができる。

数式４、数式６におけるＭＦ、すなわちマッチングフィルタは、マッチングフィルタ方法に対応し、ＺＦ−ＢＬＥ、すなわちゼロ強制のブロック線形等化（Zero-Forcing Block Linear Equalizer）は、最尤線形解に対応し、ＭＭＳＥ-ＢＬＥ、すなわち最小二乗平均誤差の線形ブロック等化（Minimum Mean Square Error Block Linear Equalizer）方法は、最小平均二乗誤差の線形解に対応する。Ｔを求める上記三つの方法から、１つを選択することでよい。通常は、ＺＦ-ＢＬＥ方法又はＭＭＳＥ-ＢＬＥ方法を選択する。

シングルセル結合検出方法は、セル内のすべてのユーザの送信信号の構造情報（拡散コード及びチャネル応答を含む）を利用する。すなわち、本セルの信号構造情報のみを利用する。このとき、他のセルの干渉信号を時間のガウス性ホワイトノイズとして処理する。
したがって、シングルセル結合検出方法は、シンボル間干渉及び本セルマルチアクセス干渉を抑える性能が比較的に大きい。シングルセル結合検出方法は、シングルセル又は非同一周波数のグループネットワークのＣＤＭＡシステムの性能を大幅に向上させることができる。

隣接セル同一周波数のグループネットワークのタイムスロットＣＤＭＡシステムに対しても、シングルセル結合検出方法を採用することによりシステムの性能を向上させることができる。しかし、同一周波数のグループネットワークの場合、同一周波数の隣接セルの信号間に強い相互干渉が存在しており、且つ、同一周波数の隣接セル間の干渉は、システム性能に対して大きい影響があり、特に、同一周波数の隣接セルの境界において、通常、同一周波数干渉は最も重要な干渉である。このとき、シングルセル結合検出方法は、同一周波数の隣接セルの干渉に対して無力であり、同一周波数の隣接セル間に干渉が存在する場合、システム性能が明らかに低下される。

たとえば、セル境界において、同一周波数の隣接セルのユーザが複数のコードチャネルで動作するとき、特に、拡散ゲインが小さいシステムにおいて、隣接セルのユーザ信号は、本セルのユーザ信号に対して大きく干渉することになる。この場合、シングルセル結合検出方法は、システム性能を深刻に悪化させる。

したがって、タイムスロットＣＤＭＡセルラー移動通信システムが、同一周波数の隣接セルで動作する場合、シングルセル結合検出方法を採用すれば、システムの性能が明らかに低下し、システムの性能に対する要求を満たすことができないため、性能がよりよい結合検出方法の提供が必要となる。同一周波数の隣接セルの構造情報を利用して、結合検出技術をシングルセルから同一周波数のマルチセルに拡張することができると、タイムスロットＣＤＭＡシステムの同一周波数のグループネットワークを構築する際の性能を大幅に向上させることができる。

本セル以外の同一周波数の隣接セルの構造情報を得るためには、多くの先験情報が必要とされている。その中で重要な先験情報の１つは、本セル以外の同一周波数の隣接セルのチャネル推定結果であり、すなわち、マルチセルチャネル推定結果である。チャネル推定コードを生成するとき、各隣接セルが異なるmidambleをベーシックコードとし、該セル内の異なるユーザはこのベーシックコードの異なるサイクリック・シフトバージョンを採用してチャネル推定コードとする。このように、一つのセルにおけるこれらの異なるサイクリック・シフトバージョンを一つのコードセットといい、複数のセルには複数のコードセットがあるため、マルチコードセットのチャネル推定はマルチセルのチャネル推定となる。

本出願人の中国特許出願番号０３１００６７０.１であり、発明の名称が「タイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチコードセットチャネル推定方法」の技術案においては、タイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチコードセットチャネル推定方法、すなわち、マルチセルチャネル推定方法が開示されている。

該技術案においては、シングルコードセットチャネル推定結果に対して、有限時間判定処理を行い、強い信号応答の有限個数のタップのみを保留し、これから他のコードセット干渉信号を復元させ、該干渉信号を相殺して、各コードセットのネット信号を得、さらに、各コードセットのネット信号に対して、シングルコードセットチャネル推定を行い、繰返し次数になるまでに上記処理を繰り返して、マルチコードセット、すなわち、マルチセルチャネル推定結果を出力する。

本発明の目的は、同一周波数のマルチセル間の干渉問題に対して、マルチセルの構造情報を利用してマルチセル結合検出を実現するタイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチセル結合検出方法を提供することである。本発明の方法により、タイムスロットＣＤＭＡシステムが同一周波数の隣接セルで動作する場合のシステム性能を大幅に向上することができる。

本発明の目的を達成する技術手段は下記である。
本発明は、複数の同一周波数の隣接セルの構造情報を用いて結合検出を行うタイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチセル結合検出方法であって、マルチコードセットのチャネル推定方法を用いて各隣接セルのチャネル推定結果を得るステップＡと、予め定められたコードチャネルグルーピング方法から、少なくとも１種類のグルーピング方法を選択して、上記各隣接セルのコードチャネルに対してコードチャネルグルーピングを行うステップＢと、上記各隣接セルのチャネル推定結果及びコードチャネルグルーピング結果を利用して、結合検出方法で結合検出を行うことにより、検出データを得るステップＣとを含むことを特徴とするタイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチセル結合検出方法を提供する。

本発明は、マルチコードセットチャネル推定方法を用いて各隣接セルのチャネル推定結果を得る。各隣接セルのコードチャネルに対して、本発明におけるグルーピング方法を用いてコードチャネルグルーピングを行い、該グルーピング方法は、コードチャネルが所属するセルに応じたグルーピング方法と、コードチャネルパワー又は振幅の強弱に応じたグルーピング方法と、コードチャネルの相関性の強弱に応じたグルーピング方法と、上記方法を混合したグルーピング方法とを含む。

各隣接セルのチャネル推定結果及びコードチャネルグルーピング結果を利用して結合検出を行う。結合検出過程は、具体的に、Ａ行列の構造、マッチングフィルタ、及び最終のマルチセル結合検出の完了を含む。異なるコードチャネルグルーピング方法にしたがって、構成するＡ行列も異なるので、チャネル推定結果及びコードチャネルグルーピング結果を利用して結合検出を行うことに差異をもたらす。

本発明における方法によると、結合検出技術を同一周波数のマルチセルのタイムスロットＣＤＭＡシステムに適用することができる。
本発明における方法は、シングルセル結合検出方法と比べ、マルチセル信号の構造情報を充分に利用してマルチセル結合検出を行うことができるので、同一周波数の隣接セルのマルチアクセス干渉を大幅に抑えた。
本発明における方法により、タイムスロットＣＤＭＡシステムが同一周波数の隣接セルで動作するときのシステム性能を大幅に向上できる。

タイムスロットＣＤＭＡシステムの同一周波数の隣接セル間の相互干渉を考慮して、本発明は、マルチセルの構造情報に基づいた結合検出方法を提出した。具体的な実現方法のステップは、図２に示すようである。

第１ステップにおいて、マルチセルチャネル推定を行う。背景技術部分で紹介したマルチコードセットのチャネル推定方法を利用して各隣接セルのチャネル推定結果を得る。チャネル推定コードを生成するとき、各隣接セルは異なるmidambleをベーシックコードとし、該セル内の異なるユーザはこのベーシックコードの異なるサイクリック・シフトバージョンを採用してチャネル推定コードとし、１つのセルのこれらのベーシックコードの異なるサイクリック・シフトバージョンを１つのコードセットといい、複数のセルには複数のコードセットがあるため、マルチコードセットのチャネル推定はマルチセルのチャネル推定となる。

本発明の技術手段のマルチセルチャネル推定は、出願番号０３１００６７０．１におけるマルチコードセットチャネル推定技術を採用して、同一周波数のマルチセルで動作するときマルチコードセットチャネル推定コードの応答信号が存在する状況に対して、有限時間位置判定フィードバック処理に基づいたマルチコードセット連合チャネル繰返し推定方法を利用して、複数のセルのチャネル推定結果を得る。

チャネル推定におけるマルチセルは、隣接セルであり、該隣接セルは、検出待ちユーザが所属する本セル及び本セルと地域上最も隣接するセルを含む。
第２ステップにおいて、コードチャネルグルーピングを行う。まず、コードチャネルグルーピング方法を確定し、そして、選択したグルーピング方法によって各隣接セルのコードチャネルをグルーピングする。本発明において、コードチャネルグルーピング方法を確定する具体的な手段は下記である。

第１の方法は、コードチャネルが所属するセルに応じたグルーピング方法である。同一周波数のセルの数と同じグループを設定すると、各グループにおけるコードチャネルは対応するセルのコードチャネルになる。

第２の方法は、コードチャネルパワー又は振幅に応じたグルーピング方法である。マルチセルチャネル推定結果を用いて各コードチャネルの組合せチャネル応答を取得することができ、または、各コードチャネルのマッチングフィルタの出力結果により各コードチャネル信号の振幅又はパワー（振幅を二乗することによりパワーを求める）を概算し、そして、振幅又はパワーの強弱に応じてグルーピングを行う。たとえば、振幅又はパワーの閾値を設定し、コードチャネル信号の振幅又はパワーがこの閾値より大きいとき、強であり、この閾値より小さいときに弱である。振幅又はパワーが強いコードチャネルを一組とし、振幅又はパワーが弱いコードチャネルを一組とする。

第３の方法は、コードチャネルの相関性に応じたグルーピング方法である。まず、マルチセルチャネル推定結果を用いて各コードチャネルの組合せチャネル応答を取得し、各コードチャネルの組合せチャネル応答を利用してマルチセル信号における各コードチャネル間の相関性を概算し、そして、相関性の強弱に応じてすべてのコードチャネルをグルーピングする。たとえば、相関性の閾値を設定し、コードチャネル間の相関性がこの閾値より大きいときに強であり、この閾値より小さいときに弱である。相関性が強いコードチャネルを一組とし、相関性が弱いコードチャネルを一組とする。複数のコードチャネルの相関性は、平均の相関性であってもよいし、最大の相関性又は最小の相関性であってもよい。
また、上記方法を混合したグルーピング方法、または、その他の原則に基づいたグルーピング方法を採用してもよい。

第３ステップにおいて、結合検出を行う。マルチセルチャネル推定結果及びコードチャネルグルーピング結果を用いて結合検出を行い、マルチセル結合検出結果を得る。
背景技術に記載されたように、結合検出方法は、干渉相殺方法であってもよいし、ＢＬＥ方法であってもよいし、両者を混合した方法であってもよい。たとえば、各グループ内においては、ＢＬＥの結合検出方法を利用し、異なるコードチャネルグループ間においては、干渉相殺の方法を採用してもよい。

さらに、本発明のマルチセル結合検出方法において、コードチャネルグルーピングに参与するコードチャネルは、各隣接セルの予め割り当てたコードチャネル（活性化処理をせずにグルーピングを行う）であってもよいし、上記隣接セルのすべてのコードチャネルを活性化検出処理後に保留した活性化コードチャネル（活性化処理後にグルーピングを行う）であってもよい。

同様に、結合検出に参与するコードチャネルも、各隣接セルの予め割り当てたコードチャネル（活性化処理をせずに、コードチャネルグルーピングに基づいて結合検出を行う）であってもよいし、上記隣接セルのすべてのコードチャネルを活性化検出処理後に保留した活性化コードチャネル（活性化処理後にコードチャネルグルーピングに基づいて結合検出を行う）であってもよい。実施する際に、二次活性化検出を行ってもよい。すなわち、グルーピングを行う前に、一回活性化検出処理後の活性化コードチャネルをグルーピングした後にマッチングフィルタを経て、さらに二次の活性化検出を行い、検出した二次活性化コードチャネルに対して結合検出を行う。

本発明に係る方法において、コードチャネルをグルーピングするのはまた以下の意義がある。同一周波数の隣接セルで動作するとき、複数の隣接セルに大量のコードチャネルを割り当てたとき、これらのコードチャネルに対して、まず活性化検出処理を行う。しかし、通常、活性化検出処理が行われた後にも、マルチセルには依然として大量の活性化コードチャネルが存在する。比較的に低い代価と良好な性能によりマルチセル結合検出を実現するために、活性化検出処理後に保留した活性化コードチャネルをグルーピングし、さらにグループ結合検出の方法を採用する。

次に、図３を参照し、三つの同一周波数の隣接セルを例として、第１の方法であるセルのコードチャネルに応じてグルーピングするときの本発明の実現方法を詳しく説明する。
数式１の原理に基づいて、本セルと二つの同一周波数のセルのマルチユーザ信号を下記のように示すことができる。

ここで、Ａ₀とｄ₀は、それぞれ、本ユーザの本セルでの伝送行列と送信データである。Ａ_iとｄ_iは、それぞれ、i（i=1,2）個目の隣接セルの伝送行列と送信データである。ｎ₀は、隣接する二つのセルの干渉がキャンセルされた後の干渉とノイズパワー（たとえば、ホワイトノイズ）である。

ステップ３１において、該マルチユーザ信号eに対してデータ分割を行い、すなわち、図１に示す通常タイムスロットバースト構造を分割し、分割したmidamble部分ｅ_m（midambleの受信信号、又はチャネル推定コードの応答信号と呼ぶ）をマルチセルチャネル推定に送り、分割したデータシンボル部分ｅ_dをマッチングフィルタに送る。

ステップ３２において、マルチセルチャネル推定を行う。三つの同一周波数のセルのチャネル推定コード部分は、それぞれ三つのコードセットのチャネル推定コード信号ｅ_m1、ｅ_m2、ｅ_m3に対応するので、受信した総チャネル推定コード部分は、ｅ_m=ｅ_m1+ｅ_m2+ｅ_m3であり、ｅ_mに対してマルチコードセットチャネル推定の方法を採用して、三つの同一周波数の隣接セルのチャネル推定結果を得ることができる。（詳しくは、ＣＮ０３１００６７０.１，２００３.０５.０９「タイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチコードセットチャネル推定方法」を参照）。

ステップ３７において、三つのセルのコードチャネルをグルーピングする。
本発明に係るコードチャネルが所属するセルに応じた第１のグルーピング方法によれば、セルの個数に基づいてコードチャネルを三つのグループに分けてもよい。数式７の原理に基づいて、グルーピング後のデータシンボルの総受信信号ｅ_dは下記に示す。

ステップ３８において、ｂ^(k)を利用して数式８−数式１０の伝送行列Ａ（数式２に基づいて、ｈ^(k)からｂ^(k)を得る）を求める。採用したグルーピング方法により、数式８−数式１０の中の対応する伝送行列Ａを求める。第１のグルーピング方法を採用した場合、伝送行列Ａは、三つのセルの伝送行列Ａ₀、Ａ₁、Ａ₂である。三つのセルの伝送行列Ａ₀、Ａ₁、Ａ₂は、それぞれステップ３９の結合検出に送られる。
ステップ３９において、最終的にマルチセル結合検出を完成する。結合検出は、「ＢＬＥ＋干渉相殺」の方法を採用してもよい。すなわち、三つのグループ内においては、ＢＬＥの結合検出方法を採用し、三つのグループ間においては、干渉相殺の結合検出方法を採用する。該方法は以下のようである。

１）各グループにおいて、データシンボル受信信号ｅ_dに対して、ＢＬＥの結合検出方法を用いてそれぞれのグループの検出を行う。すなわち、各グループに対して、シングルセル結合検出方法を用いて検出を行う。数式８のｅ_d= Ａ₀ｄ₀+Ａ₁ｄ₁+Ａ₂ｄ₂+ｎ₀に基づいて、干渉セル１に対してシングルセル結合検出を行うとき、ｅ_d= Ａ₁ｄ₁+（Ａ₀ｄ₀+Ａ₂ｄ₂+ｎ₀）= Ａ₁ｄ₁ + ｎ₁とみなされる。ｎ₁は、非干渉セル１の信号の干渉であり、シングルセル結合検出方法（数式３）を利用してｄ₁を求め、同様に、ｄ₂を求めることができる。

２）検出した各グループの結果により干渉復元を行うことにより、干渉セル１、干渉セル２が本セルの本ユーザに対する干渉であるＡ₁ｄ₁、Ａ₂ｄ₂をそれぞれ得る。
３）総データシンボル受信信号ｅ_dから非本グループの干渉であるＡ₁ｄ₁、Ａ₂ｄ₂を相殺して、本グループのネット信号Ａ₀ｄ₀+ｎ₀=ｅ_d -（Ａ₁ｄ₁+Ａ₂ｄ₂）を得る。
４）検出待ちユーザが所属するグループのネット信号に対してＢＬＥの結合検出を行うことにより、検出待ちユーザの送信信号結果ｄ₀（数式３）を得る。同一周波数の隣接セルの干渉をキャンセルしたため、ステップ４）で得たｄ₀は、ステップ１においてシングルセル結合検出方法を用いて直接得たｄ₀に対して、さらに正確である。

上記プロセスは、干渉相殺をただ一回使用したプロセスであり、干渉相殺を数回使用してもよい。一回又は数回相殺する際の具体的な実施方法は、繰返し回数を設定して、「ＢＬＥ＋干渉相殺」のステップをサイクリックに行うことにより完成できる。繰返し回数は、干渉相殺の回数である。そのステップは以下のようである。

１）ＢＬＥ方法を用いて各コードチャネルグループに対してシングルセル結合検出を行って、各グループの結合検出結果を検出し、繰返し回数に達しているか否かを判定し、達した場合は検出待ちユーザが所属するグループの結合検出結果を出力し、達していない場合はステップ２）を実行する。
２）各グループの結合検出結果から、各グループの信号応答による干渉コンポーネントを復元する。
３）受信信号から、非本グループの干渉コンポーネントを相殺することにより、各グループのネット信号を得る。
４）ネット信号を次の処理のグルーピング結果とし、ステップ１）に戻る。
上記ＢＬＥ方法を採用することは、数式３に基づいて検出データを得ることである。数式３におけるｅは、干渉相殺後のネット信号である。

次に、図４を参照し、コードチャネルの振幅又はパワーに応じた第２のグルーピング方法、又はコードチャネルの相関性に応じた第３のグルーピング方法の実現方法を説明する。
図４に示すように、ステップ３１、３２は、図３のステップと同じである。ステップ３３において、コードチャネルの振幅又はパワーに応じた第２のグルーピング方法の場合、まず、チャネル推定結果に基づいて各コードチャネルの組合せチャネル応答を得て、これにより各コードチャネル信号の振幅又はパワーを概算し、又は、各コードチャネルのマッチングフィルタの出力結果から各コードチャネル信号のパワーを概算する。

その後、パワーの強弱に応じて、すべてのコードチャネルを二組に分け、検出待ち（結合検出をさす）ユーザのコードチャネル及びパワーが比較的に強い干渉コードチャネルを結合検出に参与するコードチャネルグループに分け、検出待ちユーザを含まず、且つパワーが比較的に弱い干渉コードチャネルを干渉コードチャネルグループに分ける。

前記干渉コードチャネルとは、検出待ちユーザのコードチャネル以外のその他のユーザのコードチャネルであり、本セルの他のユーザのコードチャネルと同一周波数の隣接セルのユーザのコードチャネルとを含む。数式７によれば、グルーピング後のデータシンボルの総受信信号ｅ_dは、以下のようである。

ここで、Ａ_Sとｄ_Sは、結合検出に参与するコードチャネルグループの伝送行列と送信データであり、Ａ_Iとｄ_Iは、干渉コードチャネルグループの伝送行列と送信データである。
コードチャネルの相関性に応じた第３のグルーピング方法の場合、まず、各隣接セルのチャネル推定結果から各コードチャネルの組合せチャネル応答を得て、これによりすべての非検出待ちユーザのコードチャネルと検出待ちユーザのすべてのコードチャネルとの相関性の平均値を概算し、さらに、相関性の平均値の強弱に応じて、上記すべてのコードチャネルを二組に分け、検出待ちユーザのすべてのコードチャネルと、すべてのそのコードチャネルとの平均の相関性が強いコードチャネルを結合検出に参与するコードチャネルグループに分け、検出待ちユーザを含まず、且つ平均の相関性が比較的に弱いコードチャネルを干渉コードチャネルグループに分ける。数式７によれば、グルーピング後のデータシンボルの総受信信号ｅ_dは、以下のようである

ここで、Ａ_Sとｄ_Sは、結合検出に参与するコードチャネルグループの伝送行列と送信データであり、Ａ_Iとｄ_Iは、干渉コードチャネルグループの伝送行列と送信データである（第２と第３のグルーピング方法は、グルーピング後のデータシンボルの総受信信号ｅ_dに対して同一の表現式を採用している）。
ステップ３４において、ｂ^(k)を利用して数式８−数式１０の伝送行列Ａ（数式２に基づいて、ｈ^(k)からｂ^(k)を得る）を求める。採用したグルーピング方法により、数式８−数式１０における対応する伝送行列Ａを求める。

第２、第３のグルーピング方法により求められた伝送行列Ａは、Ａ_S（結合検出に参与するコードチャネルグループの伝送行列）と、Ａ_I（結合検出に参与しないコードチャネルグループの伝送行列）である。
そのうち、Ａ_Sは、ステップ３５のマッチングフィルタに送られ、Ａ_S、Ａ_Iは、ステップ３６の結合検出に送られる。

ステップ３５において、送信データｄから推定した軟出力値を求める数式３に基づいて、式におけるＡ^*TＲ_n ^-1ｅを求めるプロセスは、本ステップのマッチングフィルタプロセスである。そのうちのｅは、データ分割後のデータシンボル部分ｅ_dであり、Ａは求められた行列である。マッチングフィルタプロセスにおけるＡは、Ａ_Sである。Ｒ_nは、カラーノイズシーケンスｎの共分散行列である。

ステップ３６において、最終的にマルチセル結合検出を完成する。異なるコードチャネルグルーピング方法に対して、求められた異なる伝送行列によりマルチセル結合検出を完成する。すなわち、数式４の１つの方法を利用してTを得て、さらにマッチングフィルタによりＡ^*TＲ_n ^-1ｅ_dを得たうえで数式３を完成する。

第二と第三のコードチャネルグルーピング方法を採用する場合、結合検出に参与するコードチャネルグループに対して、ＢＬＥの結合検出方法を用いて検出を行う。伝送行列Ａを求めるとき得られたＡ_S、Ａ_Iのうち、Ａ_Sは、本セルの本ユーザのコードチャネルと、本セル又は隣接セルのパワー又は相関性が大きいコードチャネルから求めた伝送行列であり、マルチユーザ結合検出に用いられる。Ａ_Iは、本セルの他のユーザ、又は隣接セルのパワー又は相関性が小さいコードチャネルから求めた伝送行列であり、Ｒ_nの計算に用いられる。

上記から、数式３に基づいて復調後の送信データｄ_Sにより推定した軟出力値は以下のようである。

ここで、行列Ｔ_Sは以下のようである（そのうちの一種類の方法を選択する）。

そのうちのカラーノイズ干渉の共分散行列Ｒ_nは、干渉コードチャネルグループ及び暗騒音により計算でき、その表現式は以下のようである。

Ｒ_nの具体的な計算は、通常二種類の方法により実行する。
１つの方法は、厳格に数式１３に従い計算する。すなわち、まず、干渉コードチャネルグループにおけるコードチャネルの組合せチャネル応答(定義は数式２を参照)を用いて、干渉コードチャネルグループの伝送行列Ａ_Iを求め、その後、Ａ_IＡ_I ^*Tと暗騒音パワーδ²を計算し、最後に、Ｒ_n＝Ａ_IＡ_I ^*T＋δ²Ｉを求める。
もう１つの方法は、干渉コードチャネルグループにおける同一周波数干渉をホワイトノイズとする簡略化処理であり、数式１４に示すようである。

すなわち、干渉コードチャネルグループにおける各コードチャネルのパワーを計算して総和を求め、δ_I ²（δ_I ²ＩもＡ_IＡ_I ^*Tの対角行列である）を得て、そして、暗騒音パワーδ²を計算し、最後に、Ｒ_n＝（δ_I ²＋δ²）Ｉを求める。

図３におけるステップ３２、３３、３４、３５、３６又は図４におけるステップ３２、３７、３８、３９は、本発明に係る方法のマルチセル結合検出プロセスと通称される。すなわち、図２におけるステップ１、２、３である。
本発明の方法は、タイムスロットＣＤＭＡシステム又は類似な信号構造を採用する無線通信システムに適用することができる。

ＴＤ−ＳＣＤＭＡサービスのタイムスロットバースト構造を示す図である。 タイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチセル結合検出の全体のフローを示す図である。 マルチセル結合検出においてセルコードチャネルに応じてグルーピングを行う実施例のシステムフローチャートである。 マルチセル結合検出においてコードチャネルの振幅又はパワーに応じてグルーピングを行う場合、又はコードチャネルの相関性に応じてグルーピングを行う場合の実施例のシステムフローチャートである。

Claims (14)

1. タイムスロットＣＤＭＡシステムのマルチセル結合検出方法であって、複数の同一周波数の隣接セルの構造情報を用いて結合検出を行い、
   マルチコードセットのチャネル推定方法を用いて各隣接セルのチャネル推定結果を得るステップＡと、
   コードチャネルが所属するセルに応じたグルーピング方法であって、コードチャネルグループ数は同一周波数のセルの個数と同じであり、各グループ内のコードチャネルは、対応するセルのコードチャネルであるグルーピング方法によって、前記各隣接セルのコードチャネルに対してコードチャネルグルーピングを行うステップＢと、
   前記各隣接セルのチャネル推定結果及びコードチャネルグルーピング結果を用いて、各グループ内においてはシングルセルＢＬＥを採用し、グループ間においては干渉相殺を採用する結合検出方法によって、結合検出を行うことにより、検出データを得るステップＣと、を含み、
   前記の各グループ内においてはシングルセルＢＬＥを採用し、グループ間においては干渉相殺を採用する結合検出方法は、各グループに対してそれぞれシングルセル結合検出を行って、各グループの結合検出結果を検出し、繰返し回数に達しているか否かを判定し、達した場合は検出待ちユーザが所属するグループの結合検出結果を出力し、達していない場合は次のステップＣ１２を実行するステップＣ１１と、
   検出された各グループの結合検出結果から、各グループの信号応答による干渉コンポーネントを復元するステップＣ１２と、
   受信信号から、非本グループの干渉コンポーネントを相殺することにより、各グループのネット信号を得るステップＣ１３と、
   ネット信号を次の処理のグルーピング結果として、ステップＣ１１に戻るステップＣ１４と、
   を有する、
   ことを特徴とする結合検出方法。
2. 前記ステップＣ１１において、
   前記ステップＡで得られた各隣接セルのチャネル推定結果を用いて各コードチャネルの組合せチャネル応答を計算し、さらに該組合せチャネル応答により各隣接セルの伝送行列を求め、伝送行列及び受信信号から分割したデータ部分によりマッチングフィルタを行い、マッチングフィルタ結果に対してシングルセルＢＬＥを行うことにより各グループの結合検出結果を得ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップＢにおいて選択したグルーピング方法は、コードチャネルの振幅又はパワーに応じたグルーピング方法であり、コードチャネルの振幅又はパワーの強弱に応じて、結合検出に参与するコードチャネルグループと干渉コードチャネルグループとに分けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記コードチャネルの振幅又はパワーの強弱に応じたグルーピング方法は、
   隣接セルのチャネル推定結果から各コードチャネルの組合せチャネル応答を取得し、又は各コードチャネルマッチングフィルタの出力結果から各コードチャネルの信号の振幅又はパワーを概算することと、
   検出待ちユーザのコードチャネル、及び振幅又はパワーが閾値より大きい干渉コードチャネルを結合検出に参与するコードチャネルグループに分け、検出待ちユーザを含まず、且つ、振幅又はパワーが閾値より小さい干渉コードチャネルを干渉コードチャネルグループに分けること、
   とを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記ステップＢにおいて選択したグルーピング方法は、コードチャネルの相関性に応じたグルーピング方法であり、コードチャネルの相関性の強弱に応じて、結合検出に参与するコードチャネルグループと干渉コードチャネルグループとに分けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記コードチャネルの相関性に応じたグルーピング方法は、
   隣接セルのチャネル推定結果から、各コードチャネルの組合せチャネル応答を取得し、 隣接セル信号の各コードチャネル間の相関性を概算することと、
   すべての検出待ちユーザのコードチャネル、及び相関性が閾値より大きい干渉コードチャネルを結合検出に参与するコードチャネルグループに分け、検出待ちユーザを含まず、且つ、相関性が閾値より小さい干渉コードチャネルを干渉コードチャネルグループに分けることと
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記コードチャネル間の相関性は、平均相関性、最大相関性及び最小相関性を含み、そのうちから１種類の相関性を選択して、大きさに応じてグルーピングすることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ステップＣにおいて、結合検出に参与するコードチャネルグループに対して、ＢＬＥの結合検出方法を採用して検出を行うことを特徴とする請求項３又は５に記載の方法。
9. 前記ステップＣにおいて、結合検出に参与するコードチャネルグループに対して、ＢＬＥの結合検出方法を採用して検出を行うことは、さらに
   各コードチャネルの組合せチャネル応答を用いて、結合検出に参与するコードチャネルグループの伝送行列及び干渉コードチャネルグループの伝送行列を求めるステップＣ２１と、
   結合検出に参与するコードチャネルグループの伝送行列、カラーノイズ干渉の共分散行列及び受信信号から分割したデータ部分に対してマッチングフィルタを行うステップＣ２２と、
   ＢＬＥ方法を採用してマッチングフィルタ結果に対して結合検出を行い、取得した送信データから推定した軟出力値を検出データとして出力するステップＣ２３と
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記ステップＣ２２において、カラーノイズ干渉の共分散行列は、干渉コードチャネルグループ及び暗騒音に基づいて計算したものであり、具体的には、前記干渉コードチャネルグループの伝送行列と前記暗騒音パワーとを用いて干渉を計算した共分散行列であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記ステップＣ２２において、カラーノイズ干渉の共分散行列は、干渉コードチャネルグループ及び暗騒音に基づいて計算したものであり、具体的には、干渉コードチャネルグループの同一周波数干渉をホワイトノイズとして処理し、干渉コードチャネルグループの各コードチャネルのパワーの総和を計算し、前記パワーの総和と暗騒音パワーとの和を計算して干渉の共分散行列とすることを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記ステップＢにおいて、コードチャネルグルーピングに参与するコードチャネルは、各隣接セルの予め割り当てたコードチャネル、又は、各隣接セルのすべてのコードチャネルに対して活性化検出処理を行った後に保留した活性化コードチャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記ステップＣにおいて、結合検出に参与するコードチャネルは、各隣接セルの予め割り当てたコードチャネル、又は、各隣接セルのすべてのコードチャネルに対して活性化検出処理を行った後に保留した活性化コードチャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 前記ステップＢにおいて、各隣接セルのすべてのコードチャネルに対して活性化検出処理を行い、保留したそれら活性化コードチャネルをコードチャネルグルーピングに参与させ、
    前記ステップＣにおいて、同時に各隣接セルのすべての活性化コードチャネルに対して、再度活性化検出処理を行い、保留した活性化コードチャネルを結合検出に参与させることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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