JP4927528B2 - チャネル推定を改善するシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、通信システムにおけるチャネル推定に関し、更に詳しくは、無線通信システムにおけるチャネル推定を改善するためのシステム及び方法に関する。

通信システムは、一つのデバイスから別のデバイスへの情報の送信のために使用されている。送信前に、通信チャネルによる送信に適したフォーマットに情報が符号化される。そして、この符号化された情報を含む無線信号が通信チャネルによって送信される。この無線信号を受信するために通信受信機が使用される。

一般に、この受信された無線信号は、複数のマルチパス要素を含む。これらマルチパス要素は、構造と自然構成からの反射によって生成された異なるバージョンの無線信号である。この異なるマルチパス要素は、通信チャネルを通って移動すると、ノイズによる劣化を受ける。従って、各マルチパス要素は、送信された信号に対応する信号要素と、送信された信号に対応しないノイズ要素とを含んでいる。

時々、通信受信機においてチャネル推定値が使用される。無線信号のマルチパス要素間の干渉は、正確なチャネル推定値を得ることを困難にするかもしれない。従って、マルチパス干渉の効果が最小化される改善されたチャネル推定技術に対する必要性が存在する。
米国特許第５，１０１，５０１号

用語「典型的（exemplary）」は、ここでは例、インスタンス、又は例示として役立つことを意味することに限定的に用いられる。ここで「典型的」と記載されたいかなる実施例も、他の実施例に対して好適又は有利であると解釈される必要は必ずしもない。種々の局面の実施例が図面において示される一方、もしも特別に指摘されていないのであれば、これら図面は、スケールして描かれる必要はない。

以下に示す説明は、まず初めに、拡散スペクトル無線通信システムを説明することによって、チャネル推定を改善するシステム及び方法の典型的な実施例を明らかにする。次に、基地局と移動局とが、それらの間に送られた通信とともに説明される。そして、加入者ユニットの実施例の構成要素が示される。機能ブロック図が示され、無線信号の送信及び受信に関して説明される。強化されたチャネル推定器に関する詳細も説明される。無線通信システムにおいてチャネル推定を改善する典型的な方法が説明される。

この典型的な実施例は、本説明を通じて典型的なものとして与えられているが、代替実施例も、本発明の範囲から逸脱することなく種々の局面を包含することができることに留意されたい。具体的に、本発明は、データ処理システム、無線通信システム、モバイルＩＰネットワーク、及び無線信号を受信し処理することを望んでいるその他任意のシステムに適用可能である。

典型的な実施例は、拡散スペクトル無線通信システムを適用する。無線通信システムは、例えば音声、データ等のような様々なタイプの通信を提供するために広く用いられている。これらシステムは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、又はその他の変調技術に基づくことができる。ＣＤＭＡシステムは、他のタイプのシステムに対して、増大されたシステム能力を含む一定の利点を提供する。

システムは、例えば、ここでＩＳ−９５規格と称されている"TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System"と、ここで３ＧＰＰと称され、"3rd Generation Partnership Project"と名付けられたコンソーシアムによって提案されており、文献番号3GPP TS 25.211, 3GPP TS 25.212, 3GPP TS 25.213, 及び3GPP TS 25.214, 3GPP TS 25.302を含む一式の文献に具体化され、ここでＷ−ＣＤＭＡ規格と称されている規格と、ここで３ＧＰＰ２と称され、"3rd Generation Partnership Project 2"と名付けられたコンソーシアム及びＴＲ−４５．４によって提案された規格であって、以前はＩＳ−２０００ ＭＣと呼ばれており、ここでｃｄｍａ２０００と称されている規格のような一つ又は複数の規格をサポートするように設計されうる。上記引用したこれら規格は、ここでは明確に本願に引用して援用する。

各規格は、基地局から移動局又はその逆の送信のためのデータの処理を具体的に定義する。典型的な実施例として、以下に示す説明は、ｃｄｍａ２０００規格のプロトコルと一致した拡散スペクトル通信システムを考慮する。別の実施例が、別の規格を組み入れることができる。

ここで記載されたシステム及び方法は、高データレート通信システムとともに使用される。以下の説明にわたって、明確化のために、具体的な高データレートシステムが記載される。高データレートで情報の送信を提供する別のシステムも実施可能である。例えば高データレート（ＨＤＲ：High Data Rate）通信システムのような高いデータレートで送信するように設計されたＣＤＭＡ通信システムでは、キャリア対干渉比（Ｃ／Ｉ）がサポートできる最大データレートで通信するために、可変データレート要求スキームが使用されうる。ＨＤＲ通信システムは、一般に、例えば、"3rd Generation Partnership Project 2"コンソーシアムによって２０００年１０月２７日に公表された"cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification,"3GPP2 C. S0024, Version 2のような一つ又は複数の規格に対応するように設計されている。上述した規格の内容は、ここに引用して援用する。

典型的なＨＤＲ通信システムにおける受信機は、可変データレート要求スキームを適用できる。

この受信機は、データをアップリンクで基地局に送信する（後述する）ことによって、陸上ベースのネットワークと通信する加入者局内に組み込まれる。基地局は、データを受信し、このデータを、基地局コントローラ（ＢＳＣ）（図示せず）を通じて陸上ベースのネットワークにルーティングする。一方、加入者局への通信は、陸上ベースのネットワークからＢＳＣを経由して基地局へルーティングされ、ダウンリンクによって、基地局から加入者ユニットへ送信される。

図１は、多くのユーザをサポートし、ここで説明された実施例の少なくとも幾つかの局面を実施することが可能な通信システム１００の例として用いられる。システム１００内の送信をスケジュールするために種々の任意のアルゴリズム及び方法が使用されてよい。システム１００は、多くのセル１０２Ａ〜１０２Ｇのために通信を提供する。これら各々は、対応する基地局１０４Ａ〜１０４Ｇによってそれぞれ提供される。典型的な実施例において、幾つかの基地局１０４は、複数の受信アンテナを持ち、他の基地局は、一つのみの受信アンテナを持つ。同様に、幾つかの基地局１０４は複数の送信アンテナを持ち、他の基地局は、一つのみの送信アンテナを持つ。送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせについて、制約はない。従って、基地局１０４は、複数の送信アンテナと単一の受信アンテナを持つことも、複数の受信アンテナと単一の送信アンテナを持つことも、ともに単数又は複数の送信アンテナ及び受信アンテナを持つことも可能である。

受信地域エリア内の端末１０６は、固定されている（すなわち、固定式）か、又はモバイルである。図１に示すように、様々な端末１０６がシステムにわたって分散されている。各端末１０６は、少なくとも一つ及びおそらくはそれ以上の基地局１０４と、例えば、ソフトハンドオフが適用されているか、又はこの端末が複数の基地局からの複数の送信を受信するように設計及び操作されているのか（同時又はシーケンシャルに）に基づいて、任意の所定の瞬間において、ダウンリンク及びアップリンクによって通信する。ＣＤＭＡ通信システムにおけるソフトハンドオフは当該技術では良く知られており、"Method and System for Providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System"と題され、本発明の譲受人に譲渡されている米国特許第５，１０１，５０１号（特許文献１）に詳細が記載されている。

ダウンリンクは、基地局１０４から端末１０６への送信を称し、アップリンクは端末１０６から基地局１０４への送信を称する。典型的な実施例において、幾つかの端末１０６は、複数の受信アンテナを持ち、他の端末１０６は、一つのみの受信アンテナを持つ。図１において、基地局１０４Ａは、ダウンリンクでデータを端末１０６Ａ，１０６Ｊに送信し、基地局１０４Ｂは、データを端末１０６Ｂ，１０６Ｊに送信し、基地局１０４Ｃは、データを端末１０６Ｃに送信する。

図２は、通信システム１００内の基地局２０２と移動局２０４のブロック図である。基地局２０２は、移動局２０４と無線通信している。上述したように、基地局２０２は、その信号を受信する移動局２０４に信号を送信する。さらに、移動局２０４もまた、基地局２０２に信号を送信する。

図３は、ダウンリンク３０２とアップリンク３０４を説明する基地局２０２と移動局２０４のブロック図である。ダウンリンク３０２は、基地局２０２から移動局２０４への送信を称し、アップリンク３０４は移動局２０４から基地局２０２への送信を称する。

図４は、ダウンリンク３０２の実施例におけるチャネルのブロック図である。ダウンリンク３０２は、パイロットチャネル４０２、同期チャネル４０４、ページングチャネル４０６、及びトラフィックチャネル４０８を含む。図示されたダウンリンク３０２は、ダウンリンク３０２の単に一つの可能な実施例であり、その他のチャネルが、このダウンリンク３０２に追加されたり、又はこのダウンリンク３０２から削除されうることも認められる。

Telecommunications Industry Associationの"TIA/EIA/IS-95-A Mobile Stations-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System"に記載されている一つのＣＤＭＡ規格の下では、各基地局２０２が、パイロットチャネル４０２、同期チャネル４０４、ページングチャネル４０６、及び順方向トラフィックチャネル４０８をユーザに送信する。パイロットチャネル４０２は、変調されておらず、各基地局２０２によって連続的に送信されるダイレクトシーケンス拡散スペクトル信号である。パイロットチャネル４０２は、基地局２０２によって送信されたチャネルのタイミングを各ユーザが取得することを可能にし、コヒーレント復調のための位相基準を与える。パイロットチャネル４０２はまた、基地局２０２間の信号強度比較のための手段を提供し、（例えば、セル１０２間を移動しているとき）いつ基地局間２０２でハンドオフするのかを決定する。

同期チャネル４０４は、タイミング及びシステム設定情報を移動局２０４に運ぶ。ページングチャネル４０６は、移動局２０４がトラフィックチャネル４０８に割り当てられていない時に、移動局２０４と通信するために使用される。ページングチャネル４０６は、ページ、すなわち、到来する呼び出しの通知を、移動局２０４に運ぶために使用される。トラフィックチャネル408は、ユーザデータと音声を送信するために使用される。トラフィックチャネル４０８によってシグナリングメッセージもまた送られる。

図５は、アップリンク３０４の実施例におけるチャネルのブロック図である。アップリンク３０４は、パイロットチャネル５０２、アクセスチャネル５０４、及びトラフィックチャネル５０６を含む。説明したアップリンク３０４は、アップリンクのほんの一つの可能な実施例であり、その他のチャネルが、アップリンク３０４に追加されたり、又はアップリンク３０４から削除されることも認められよう。

図５のアップリンク３０４は、パイロットチャネル５０２を含む。第３世代無線電話通信システムは、アップリンク３０４パイトットチャネル５０２が使用されるところで提案されていることを思い出されたい。例えば、現在提案されているｃｄｍａ２０００規格では、移動局２０４が逆方向リンクパイロットチャネル（Ｒ−ＰＩＣＨ：Reverse Link Pilot Channel）を送信する。これは、基地局２０２が初期捕捉、時間トラッキング、レーキ受信機コヒーレント基準復元、及び電力制御測定のために用いる。従って、ここにおけるシステム及び方法は、ダウンリンク３０２及びアップリンク３０４上のパイロット信号に適用可能である。

アクセスチャネル５０４は、割り当てられたトラフィックチャネル５０６を移動局２０４が持っていないときに、基地局２０２と通信するために移動局２０４によって使用される。アップリンクトラフィックチャネル５０６は、ユーザデータ及び音声を送信するために使用される。アップリンクトラフィックチャネル５０６によってシグナリングメッセージもまた送られる。

図６の機能ブロック図に示された加入者ユニットシステム６００に、移動局２０４の実施例が示されている。このシステム６００は、システム６００の動作を制御するプロセッサ６０２を含む。プロセッサ６０２はまた、ＣＰＵとも称される。読取専用メモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の両方を含みうるメモリ６０４は、プロセッサ６０２に命令及びデータを与える。メモリ６０４の一部は、非揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）をも含みうる。

例えば携帯電話のような無線通信デバイスとして一般に具体化されているこのシステム６００は、送信機６０８及び受信機６１０を含むハウジング６０６を含んでいる。送信機６０８及び受信機６１０によって、例えば、セルサイトコントローラ又は基地局２０２のような離れた場所とシステム６００との間の例えばオーディオ通信のようなデータの送信及び受信が可能となる。送信機６０８と受信機６１０とは、トランシーバ６１２に統合されても良い。アンテナ６１４は、ハウジング６０６に取り付けられ、トランシーバ６１２に電気的に接続されている。追加のアンテナ（図示せず）もまた使用可能である。送信機６０８、受信機６１０、及びアンテナ６１４は、当該技術分野で良く知られており、ここで記載する必要は無い。

このシステム６００はまた、トランシーバ６１２によって受信された信号レベルの検出及び定量化のために使用される信号検出器６１６を含む。この信号検出器６１６は、当該技術分野で知られているように、合計エネルギー、擬似ノイズ（ＰＮ）チップ毎のパイロットエネルギー、電力スペクトル密度、及びその他の信号として検出する。

このシステム６００の状態変換器６２６は、現在の状態と、トランシーバ６１２によって受信され、信号検出器６１６によって検出された追加信号とに基づいて、無線通信デバイスの状態を制御する。無線通信デバイスは、多くの状態のうちの何れか一つにおいて動作することができる。

このシステム６００はまた、無線通信デバイスを制御し、現在のサービスプロバイダシステムが不適切であると判定したときに、無線通信デバイスがどのサービスプロバイダシステムに転送するべきかを判定するために使用されるシステム判定器６２８を含んでいる。

このシステム６００の種々の構成要素は、データバスに加えて、電力バス、制御信号バス、及び状態信号バスを含むバスシステム６３０によって共に接続される。しかしながら、明確化のために、図６では種々のバスはバスシステム６３０として説明される。システム６００はまた、信号を処理するときに使用するためのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）６０７を含んでいる。当該技術分野における熟練者であれば、図６に示すシステム６００は、具体的な構成要素をリストしているのではなく機能ブロック図であることを理解するであろう。

ここで開示された方法は、加入者ユニット６００の実施例として実施される。この開示されたシステム及び方法は、例えば基地局２０２のように、受信機を備えた他の通信システム内でも実施されうる。この開示されたシステム及び方法を実現するためにもしも基地局２０２が使用されているのであれば、図６の機能ブロック図は、基地局２０２の機能ブロック図における構成要素を記述するためにも使用されうる。

図７は、無線信号の送信を説明する機能ブロック図である。図７の機能ブロック図は、例えば基地局２０２及び移動局２０４のような種々の構成要素において実施されうる。

図示するように、無線信号は、パイロットチャネル７０２とその他の直交チャネル７０４を含んでいる。追加の非直交チャネル７０６もまた無線信号に含まれうる。非直交チャネルの例は、同期チャネル（ＳＣＨ）、ＷＣＤＭＡの２次スクランブリングコード（ＳＣＣ：secondary scrambling code）によってスクランブルされたチャネル、及びｃｄｍａ２００において擬似直交シーケンス（ＱＯＳ：quasi-orthogonal sequences）によって拡散されたチャネルを含む。

直交チャネルは、直交拡散要素７０８に提供される。その後、直交チャネル及び非直交チャネルはともに、チャネルゲイン要素７１０に提供され、ここでチャネルのためのゲインが追加される。チャネルゲイン要素７１０からの出力は、加算器７１２によって図示するように合算される。図７に示すように、非直交チャネルは、時分割多重通信（ＴＤＭ）７１１されうる。他の実施例では、一つ又は複数の直交チャネルが、時分割多重通信されるかもしれない。

非直交チャネル７０６は、直交拡散成分を持っていない。いくつかの非直交チャネル７０６（例えば、同期チャネル）は、チャネルゲイン要素７１０に直接与えられうる。その他の非直交チャネル７０６（例えば、ｃｄｍａ２０００における擬似直交シーケンスによって拡散されたチャネル）は、非直交方式で拡散され、その後、チャネルゲイン要素７１０に供給される。チャネルゲイン要素７１０の出力は、加算器７１２を用いて合計される。

この合計された信号は、擬似ランダムノイズ（ＰＮ）スクランブリング要素７１４に供給される。ベースバンドフィルタ７１６は、ＰＮスクランブリング要素７１４から出力を取り、フィルタされた出力７２３を送信機７１８に提供する。送信機７１８は、アンテナ７２０を含む。送信された信号７２１は、その後、無線チャネル７２２に入る。

図８は、無線信号８０１の受信を説明する機能ブロック図である。受信機８０２は、アンテナ８０４を用いて無線信号８０１を受信する。この受信された無線信号８０１は、複数のマルチパス要素を含む。各マルチパス要素は、送信された信号７２１に対応する信号要素と、送信された信号７２１に対応しないノイズ要素とを含む。

この受信された無線信号８０１は、ベースバンドフィルタ７１８のインパルス応答にマッチされたマッチトフィルタ８０５に提供される。マッチトフィルタ８０５の出力８０６は、強化されたチャネル推定器８０８に提供される。この強化されたチャネル推定器８０８は、複数の強化されたチャネル推定値８１０を計算する。強化されたチャネル推定値８１０の各々は、受信された無線信号８０１内の異なるマルチパス要素に対応している。この強化されたチャネル推定値８１０は、周知の技術を用いて計算されたチャネル推定値に関連して強化される。特に、強化されたチャネル推定値８１０は、複数のマルチパス要素間の干渉（マルチパス干渉）の効果を最小化するように計算される。この強化されたチャネル推定器８０８の実施例を次に述べる。

強化されたチャネル推定値８１０は、その後、追加処理のために追加処理要素８１２に提供される。

一つの実施例では、この強化されたチャネル推定値８１０は、イコライザーで使用される。別の実施例において、強化されたチャネル推定値８１０は、レーキ受信機で使用される。

図９は、強化されたチャネル推定器９０８の実施例内の論理要素を示すブロック図である。強化されたチャネル推定器９０８は、遅延推定器９０２を含む。遅延推定器９０２は、Ｎ個の遅延９０４を推定する。ここで、Ｎは、１より大きい任意の正の整数である。Ｎ個の遅延９０４の各々は、受信された無線信号８０１内の異なるマルチパス要素に対応する。

上述したように、ここで開示されたシステム及び方法は、ＣＤＭＡ技術を利用する無線通信システムで実施される。そのような無線通信システムでは、受信された無線信号８０１内のマルチパス要素の各々は、複数のチップを含んでいる。各チップは、チップレートによって定義されたある時間期間に及ぶ。いくつかの実施例において、受信された無線信号８０１内のマルチパス要素の少なくとも幾つかは、チップ期間よりも小さく互いに分離される。そのような実施例において、Ｎ個の遅延９０４のうちの少なくとも幾つかもまた、チップ期間よりも小さく互いに分離される。

強化されたチャネル推定器９０８は、Ｎ個のＰＮ逆スクランブラ９０６も含んでいる。これは、マッチトフィルタ８０５の出力８０６についてＰＮ逆スクランブルを実行する。従って、ＰＮ逆スクランブルは、マッチトフィルタ８０５の出力８０６についてＮ回実行され、Ｎ個の逆スクランブルされた信号９１２が得られる。各ＰＮ逆スクランブラ９０６は、逆スクランブルを行う前に、遅延９０４に基づいて、この信号と、逆スクランブルシーケンスとを結びつける。

強化されたチャネル推定器８０８はまた、Ｎ個の逆スクランブルされた信号９１２の一つを、基準信号９１６と相関付けることによってチャネル推定値９１８を得る複数の相関器９１４を含んでいる。図示するように、Ｎ個のチャネル推定値９１８が得られる。各チャネル推定値９１８は、受信した無線信号８０１内の異なるマルチパス要素に対応している。１つの実施例では、基準信号９１６は、パイロットチャネル４０２のみを含む。別の実施例では、基準信号９１６は、パイロットチャネル４０２とトラフィックチャネル４０８を含む。別の実施例では、基準信号９１６は、パイロットチャネル４０２、トラフィックチャネル４０８、及びトラフィックチャネル４０８とパイロットチャネル４０２との間の比の推定値を含む。

強化されたチャネル推定器８０８は、行列計算要素９２０も含む。行列計算要素９２０は、マルチパス相関行列９２２とノイズ共分散行列９２４とを計算する。前に述べたように、受信された無線信号８０１は、複数のマルチパス要素を含む。マルチパス相関行列９２２は、複数のマルチパス要素内の信号要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含む。ノイズ共分散行列９２４は、複数のマルチパス要素内のノイズ要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含む。Ｎ個の遅延９０４、Ｎ個のチャネル推定値９１８、及び基準信号９１６は、マルチパス相関行列９２２とノイズ共分散行列９２４との両方を計算するために用いられる。

強化されたチャネル推定器８０８は、マルチパス干渉低減要素９２６も含む。前に述べたように、受信された無線信号８０１内のマルチパス要素は、互いに干渉している。マルチパス低減要素９２６は、マルチパス相関行列９２２とノイズ共分散行列９２４とを用いて、Ｎ個のチャネル推定値９１８についてマルチパス干渉の効果を低減する。従って、Ｎ個の強化されたチャネル推定値８１０が得られる。

図７乃至図９を参照して、以下に、数学的な説明と、使用される様々な数学式の背景とを与える。

チャネル推定値９１８は、式１に示すように記述される。式１のパラメータρは、ベースバンドフィルタ７１６自動相関関数である。

行列表記において、チャネル推定値９１８は、式２に示すように記述される。式２におけるパラメータＡは、マルチパス相関行列９２２である。式２におけるパラメータαは、フェージング係数ベクトルである。式２におけるパラメータｖは、ノイズベクトルである。

１つの実施例において、Ｎ個のチャネル推定値９１８についてのマルチパス干渉の効果を低減することは、フェージング係数ベクトルの推定値を計算することを含む。この計算は、マルチパス干渉低減要素９２６によって実行される。フェージング係数ベクトルの推定値は、式３に示すように記述される。式３におけるパラメータＡは、マルチパス相関行列９２２である。式３におけるパラメータ

は、ノイズ共分散行列９２４である。

図１０は、無線通信システムにおいてチャネル推定を改善するための方法１０００のフロー図である。この方法１０００は、無線信号８０１が受信されたとき（１００４）に始まる（１００２）。前に述べたように、無線信号８０１は、複数のマルチパス要素を含む。各マルチパス要素は、送信された信号７２１に対応する信号要素と、送信された信号７２１に対応しないノイズ要素とを含む。

受信された無線信号８０１は、その後、ベースバンドフィルタ７１６のインパルス応答にマッチしたマッチトフィルタ８０５を用いてフィルタされる（１００６）。この方法１０００は、その後、Ｎ個の遅延９０４を推定すること（１００８）を含む。ここでＮは任意の正の整数である。Ｎ個の遅延９０４の各々は、受信した無線信号８０１内の異なるマルチパス要素に対応している。その後、ステップ１００８で、異なる遅延９０４が推定される毎に、マッチトフィルタ８０５の出力８０６についてＰＮ逆スクランブルがＮ回実行される（１０１０）。従って、Ｎ個の逆スクランブル信号９１２が得られる。

Ｎ個の逆スクランブル信号９１２の各々は、その後、基準信号９１６を用いて相関付けられ、Ｎ個のチャネル推定値９１８が得られる（１０１２）。Ｎ個のチャネル推定値９１８の各々は、受信された信号８０１内の異なるマルチパス要素に対応している。

そして、方法１０００は、マルチパス相関行列９２２とノイズ共分散行列９２４とを計算することを含む（１０１４）。前に述べたように、マルチパス相関行列９２２は、複数のマルチパス要素内の信号要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含む。ノイズ共分散行列９２４は、複数のマルチパス要素内のノイズ要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含む。Ｎ個の遅延９０４、Ｎ個のチャネル推定値９１８、及び基準信号９１６は、マルチパス相関行列９２２とノイズ共分散行列９２４との両方を計算するために用いられる。

前に述べたように、受信された無線信号８０１内のマルチパス要素は、互いに干渉する。そして、マルチパス相関行列９２２とノイズ共分散行列９２４は、Ｎ個のチャネル推定値９１８について、マルチパス干渉の効果を低減するために使用される（１０１６）。従って、Ｎ個の強化されたチャネル推定値８１０が得られる。このＮ個の強化されたチャネル推定値８１０は、追加処理のために使用され（１０１８）、その後、この方法１０００は終了する（１０２０）。

当技術分野における熟練者であれば、これら情報および信号が、種々異なった技術や技法を用いて表されることを理解するであろう。例えば、上述した記載の全体で引用されているデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学微粒子、あるいはこれら何れかの組み合わせによって表現されうる。

これら熟練者であれば、更に、ここで開示された実施例に関連して記載された様々な説明的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子工学ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせとして実現されることを理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアとの相互互換性を明確に説明するために、様々に例示された部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能に関して一般的に記述された。それら機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実現されているかは、特定のアプリケーション及びシステム全体に課せられている設計制約に依存する。熟練した技術者であれば、各特定のアプリケーションに応じて変更した方法で上述した機能を実施しうる。しかしながら、この適用判断は、本発明の範囲から逸脱したものと解釈されるべきではない。

ここで開示された実施例に関連して記述された様々の説明的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションに固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、又は上述された機能を実現するために設計された上記何れかの組み合わせを用いて実現又は実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、またはこのような任意の構成である計算デバイスの組み合わせとして実現することも可能である。

ここで開示された実施例に関連して記述された方法やアルゴリズムのステップは、ハードウェアや、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールや、これらの組み合わせによって直接的に具現化される。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。好適な記憶媒体は、プロセッサがそこから情報を読み取り、またそこに情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。または、記憶媒体はプロセッサに統合されうる。このプロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に存在することもできる。あるいはこのプロセッサと記憶媒体は、ユーザ端末内のディスクリート部品として存在しうる。

ここで開示された方法は、記述した方法を達成するための一つ又は複数のステップ又は動作を備えている。本方法ステップ及び／又は動作は、本発明の範囲から逸脱することなく互いに相互交換することができる。言い換えれば、本実施例の適切な動作のために必要とされるステップ又は動作の具体的な順序がなければ、具体的なステップ及び／又は動作の順序及び／又は使用は、本発明の範囲から逸脱することなく修正されうる。

開示された実施例における上述の記載は、当該技術分野におけるいかなる人であっても、本発明の活用または利用を可能とするように提供される。これらの実施例への様々な変形例もまた、当該技術分野における熟練者に対しては明らかであって、ここで定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲を逸脱せずに他の実施例にも適用されうる。このように、本発明は、ここで示された実施例に制限されるものではなく、ここで記載された原理と新規の特徴に一致した最も広い範囲に相当するものを意図している。

図１は、多くのユーザをサポートする拡散スペクトル通信システムの図である。 図２は、通信システムにおける基地局と移動局とのブロック図である。 図３は、基地局と移動局との間のダウンリンク及びアップリンクを示すブロック図である。 図４は、ダウンリンクの実施例におけるチャネルのブロック図である。 図５は、アップリンクの実施例におけるチャネルのブロック図である。 図６は、加入者ユニットの実施例のブロック図である。 図７は、無線信号の送信を示す機能ブロック図である。 図８は、無線信号の受信を示す機能ブロック図である。 図９は、強化されたチャネル推定器の実施例の機能ブロック図である。 図１０は、無線通信システムにおけるチャネル推定を改善する方法の実施例を示すフロー図である。

Claims (19)

1. 無線通信システムにおけるチャネル推定を改善する方法であって、
   複数のマルチパス要素を備えた無線信号を受信することと、
   Ｎ個のチャネル推定値を取得することであって、Ｎは１より大きい任意の正の整数であり、前記Ｎ個のチャネル推定値のうちの各チャネル推定値は、前記複数のマルチパス要素の異なるマルチパス要素に対応しており、
   ベースバンドフィルタのインパルス応答にマッチしたマッチトフィルタを用いて、前記受信した無線信号をフィルタすることと、
   Ｎ個の遅延を推定することであって、前記Ｎ個の遅延の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応していることと、
   前記マッチトフィルタの出力について、前記Ｎ個の遅延の各々の後に一度ずつ擬似ノイズ逆スクランブルをＮ回実施し、Ｎ個の逆スクランブルされた信号を取得することと、
   前記Ｎ個の逆スクランブルされた信号の各々を、基準信号と相関付けてＮ個のチャネル推定値を取得することであって、前記Ｎ個のチャネル推定値の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応していることと、を備えることと、
   前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内の信号要素がどのようにして互いに相関付け
   られるのかに関する情報を含むマルチパス相関行列を計算することと、
   前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内のノイズ要素がどのようにして互いに相関付
   けられるのかに関する情報を含むノイズ共分散行列を計算することであって、前記マルチパス相関行列と前記ノイズ共分散行列とは、前記Ｎ個のチャネル推定値に関する前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減するために使用される、ことと、
   前記Ｎ個のチャネル推定値について、前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減することと
   を備える方法。
2. 前記Ｎ個の遅延、前記Ｎ個のチャネル推定値、及び前記基準信号は、前記マルチパス相関行列及び前記ノイズ共分散行列を計算するために使用される請求項１に記載の方法。
3. 前記無線通信システムは、符号分割多元接続技術を利用する請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のマルチパス要素内の各マルチパス要素は、複数のチップを備えており、各チップはチップ期間を持っており、前記複数のマルチパス要素のうちの少なくとも幾つかは、前記チップ期間よりも小さく互いに分離されている請求項３に記載の方法。
5. 移動局によって実施される請求項１に記載の方法。
6. 基地局によって実施される請求項１に記載の方法。
7. 無線通信システムにおいて使用される移動局であって、
   複数のマルチパス要素を備えた無線信号を受信する少なくとも一つのアンテナと、
   前記少なくとも一つのアンテナと電子的に通信する受信機と、
   方法を実施する強化されたチャネル推定器とを備え、
   前記方法は、
   Ｎ個のチャネル推定値を取得することであって、Ｎは１より大きい任意の正の整数であって、前記Ｎ個のチャネル推定値のうちの各チャネル推定値は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応し、
   ベースバンドフィルタのインパルス応答にマッチしたマッチトフィルタを用いて、前記受信した無線信号をフィルタすることと、
   Ｎ個の遅延を推定することであって、前記Ｎ個の遅延の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応していることと、
   前記マッチトフィルタの出力について、前記Ｎ個の遅延の各々の後に一度ずつ擬似ノイズ逆スクランブルをＮ回実施し、Ｎ個の逆スクランブルされた信号を取得することと、
   前記Ｎ個の逆スクランブルされた信号の各々を、基準信号と相関付けてＮ個のチャネル推定値を取得することであって、前記Ｎ個のチャネル推定値の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応していることとを、備えることと、
   前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内の信号要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含むマルチパス相関行列を計算することと、
   前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内のノイズ要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含むノイズ共分散行列を計算することであって、前記マルチパス相関行列と前記ノイズ共分散行列とは、前記Ｎ個のチャネル推定値に関する前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減するために使用されることと、
   前記Ｎ個のチャネル推定値について、前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減することと
   を備える移動局。
8. 前記Ｎ個の遅延、前記Ｎ個のチャネル推定値、及び前記基準信号は、前記マルチパス相関行列及び前記ノイズ共分散行列を計算するために使用される請求項７に記載の移動局。
9. 前記無線通信システムは、符号分割多元接続技術を利用する請求項７に記載の移動局。
10. 前記複数のマルチパス要素内の各マルチパス要素は、複数のチップを備えており、各チップはチップ期間を持っており、前記複数のマルチパス要素のうちの少なくとも幾つかは、前記チップ期間よりも小さく互いに分離されている請求項９に記載の移動局。
11. 無線通信システムにおいて使用される装置であって、
    複数のマルチパス要素を備えた無線信号を受信する少なくとも一つのアンテナと、
    前記少なくとも一つのアンテナと電子的に通信する受信機と、
    方法を実施する強化されたチャネル推定器とを備え、
    前記方法は、
    Ｎ個のチャネル推定値を取得することであって、Ｎは１より大きい任意の正の整数であって、前記Ｎ個のチャネル推定値のうちの各チャネル推定値は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応し、
    ベースバンドフィルタのインパルス応答にマッチしたマッチトフィルタを用いて、前記受信した無線信号をフィルタすることと、
    Ｎ個の遅延を推定することであって、前記Ｎ個の遅延の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応していることと、
    前記マッチトフィルタの出力について、前記Ｎ個の遅延の各々の後に一度ずつ擬似ノイズ逆スクランブルをＮ回実施し、Ｎ個の逆スクランブルされた信号を取得することと、
    前記Ｎ個の逆スクランブルされた信号の各々を、基準信号と相関付けてＮ個のチャネル推定値を取得することであって、前記Ｎ個のチャネル推定値の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応していることと、を備えることと、
    前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内の信号要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含むマルチパス相関行列を計算することと、
    前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内のノイズ要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含むノイズ共分散行列を計算することであって、前記マルチパス相関行列と前記ノイズ共分散行列とは、前記Ｎ個のチャネル推定値に関する前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減するために使用されることと、
    前記Ｎ個のチャネル推定値について、前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減することと
    を備える装置。
12. 前記Ｎ個の遅延、前記Ｎ個のチャネル推定値、及び前記基準信号は、前記マルチパス相関行列及び前記ノイズ共分散行列を計算するために使用される請求項１１に記載の装置。
13. 前記無線通信システムは、符号分割多元接続技術を利用する請求項１１に記載の装置。
14. 前記複数のマルチパス要素内の各マルチパス要素は、複数のチップを備えており、各チップはチップ期間を持っており、前記複数のマルチパス要素のうちの少なくとも幾つかは、前記チップ期間よりも小さく互いに分離されている請求項１１に記載の装置。
15. 移動局によって実施される請求項１１に記載の装置。
16. 基地局によって実施される請求項１１に記載の装置。
17. 無線通信システムにおいて使用される移動局であって、
    複数のマルチパス要素を備えた無線信号を受信する手段と、
    Ｎ個のチャネル推定値を取得する手段であって、Ｎは１より大きい任意の正の整数であり、前記Ｎ個のチャネル推定値のうちの各チャネル推定値は、前記複数のマルチパス要素の異なるマルチパス要素に対応しており、
    ベースバンドフィルタのインパルス応答にマッチしたマッチトフィルタを用いて、前記受信した無線信号をフィルタする手段と、
    Ｎ個の遅延を推定する手段であって、前記Ｎ個の遅延の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応している、手段と、
    前記マッチトフィルタの出力について、前記Ｎ個の遅延の各々の後に一度ずつ擬似ノイズ逆スクランブルをＮ回実施し、Ｎ個の逆スクランブルされた信号を取得する手段と、
    前記Ｎ個の逆スクランブルされた信号の各々を、基準信号と相関付けてＮ個のチャネル推定値を取得する手段であって、前記Ｎ個のチャネル推定値の各々は、前記複数のマルチパス要素のうちの異なるマルチパス要素に対応している手段と、を備える手段と、
    前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内の信号要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含むマルチパス相関行列を計算する手段と、
    前記複数のマルチパス要素のうちのＮ個内のノイズ要素がどのようにして互いに相関付けられるのかに関する情報を含むノイズ共分散行列を計算する手段であって、前記マルチパス相関行列と前記ノイズ共分散行列とは、前記Ｎ個のチャネル推定値に関する前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減するために使用される手段と、
    前記Ｎ個のチャネル推定値について、前記複数のマルチパス要素間の干渉の効果を低減する手段と
    を備える移動局。
18. 前記無線通信システムは、符号分割多元接続技術を利用する請求項１７に記載の移動局。
19. 前記複数のマルチパス要素内の各マルチパス要素は、複数のチップを備えており、各チップはチップ期間を持っており、前記複数のマルチパス要素のうちの少なくとも幾つかは、前記チップ期間よりも小さく互いに分離されている請求項１８に記載の移動局。

Images