JP5180093B2 - 無線通信用の多段受話器 - Google Patents

Description

本開示は、概して通信に関し、より具体的には多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）伝送を受信するための技術に関する。

本特許出願は、２００５年１１月３０日に出願され、本特許出願の譲受人に譲渡された「Ｂｉｐａｒｔｉｔｅ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ＭＩＭＯ ＣＤＭＡ Ｄｏｗｎｌｉｎｋｓ」と題する仮出願第６０／７４１１５９号の優先権を主張し、参照により本明細書に明確に組み込まれている。

ＭＩＭＯ伝送は、複数（Ｍ）の送信アンテナから複数（Ｎ）の受信アンテナへの伝送である。例えば、送信機は、Ｍ個の送信アンテナからＭ個のデータストリームを同時に送信することができる。これらのデータストリームは、無線環境によってひずまされ、雑音および干渉によってさらに低下される。受話器は、Ｎ個の受信アンテナを介して送信されたデータストリ−ムを受信する。各受信アンテナからの受信した信号は、送信されたデータストリームの基準化され遅延されたバージョンを含む。したがって、送信されたデータストリームは、Ｎ個の受信アンテナからのＮ個の受信した信号の中に分散される。次いで受話器は、送信されたデータストリームを再生するために時空等化器を用いてＮ個の受信した信号を処理することができる。

受話器は、信号特性内の変動の原因を説明するために時空等化器に関する係数を動的に導出することができる。これらの信号特性は、チャネルおよび干渉統計、送信されたデータストリームの時空処理などに関しうる。等化器の係数の導出は多量の計算処理を必要とする。信号特性の最速の変化に合わせるようにこれらの等化器の係数を更新すると非常に複雑な受話器になりうる。より遅いレートでこれらの等化器の係数を更新すると性能低下をもたらしうる。

したがって、当技術分野ではＭＩＭＯ伝送を効率的に受信する技術の必要性がある。

発明の概要

ＭＩＭＯ伝送を効率的に受信するための技術が本明細書で説明される。受話器は、送信機によって送信される複数の信号を受信し、受信したデータを得るために複数の受信した信号を処理する。受話器は、複数の段階で受信したデータを処理することができる。第１の段階は、非オンタイム信号成分を処理する（例えば、相殺する、抑制する、または軽減する）ためにフロントエンドフィルタを用いて受信したデータについてフィルタリング／等化を行うことができる。第２の段階は、オンタイム信号成分を結合するために１つまたは複数のコンバイナ行列を用いて第１の段階からのフィルタリングされたデータを処理することができる。オンタイム信号成分および非オンタイム信号成分は、送信時間に基づいて区別されることができる。受話器ではオンタイム信号成分は、再生されるべき所望の記号（シンボル）ならびに所望の記号と同時に送信される他の記号にさかのぼる信号成分を備えることができる。非オンタイム信号成分は、所望の記号の前後に送信される他の記号にさかのぼる信号成分などのオンタイム信号成分ではない信号成分を備えることができる。

フロントエンドフィルタは送信機でのデータ特定処理に依存しないが、コンバイナ行列は送信機でのデータ特定処理の関数であってよい。データ特定処理は、データを送信するために使用される、例えば、チャネライゼーションコード、送信行列、利得などに対応することができる。例えば、符号分割多重（ＣＤＭ）を使用するＭＩＭＯ伝送では、単一のフロントエンドフィルタがすべてのチャネライゼーションコードのために得られ使用されることができ、異なるコンバイナ行列がチャネライゼーションコードごとに得られることができる。受話器処理を複数の段階に分割すると、良好な性能を実現すると同時にフロントエンドフィルタおよびコンバイナ行列の導出を簡単にする。フロンドエンドフィルタおよびコンバイナ行列は、同一のレートでまたは様々なレートで別々に更新されることができる。

１つの態様により、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含む装置が説明される。プロセッサは、複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理し、フィルタリングされたデータを得るために受信したデータをフィルタリングする。プロセッサは、複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するためにフィルタリングされたデータも処理する。

他の態様により、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含む装置が説明される。プロセッサは、複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理するためにフロントエンドフィルタを導出し、複数のチャネライゼーションコードを用いて送信された複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するために複数のコンバイナ行列も導出する。プロセッサは、フロントエンドフィルタを用いて受信したサンプルをフィルタリングし、複数のチャネライゼーションコードに関するフィルタリングされた記号を得る。プロセッサは、チャネライゼーションコードに関する出力を得るためにチャネライゼーションコードに関するコンバイナ行列を用いてチャネライゼーションコードごとにフィルタリングされた記号をさらに処理する。

開示の様々な態様および特徴が下記でさらに詳細に説明される。

詳細な説明

本明細書で説明される受話器処理技術は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システム、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システム、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）システムなどの様々な通信システムのために使用されることができる。ＣＤＭＡシステムは、符号分割多重（ＣＤＭ）を使用し、様々なチャネライゼーションコードを使用して変調記号を並列に送信する。ＣＤＭＡシステムは、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、ｃｄｍａ２０００などの無線技術を使用することができる。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００、ＩＳ−８５６、およびＩＳ−９５規格をカバーする。ＴＤＭＡシステムは汎地球移動通信方式（ＧＳＭ）などの無線技術を使用することができる。Ｗ−ＣＤＭＡおよびＧＳＭは、「第３世代パートナシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）と名づけられた組織からの文献内で説明されている。ｃｄｍａ２０００は、「第３世代パートナシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）と名づけられた組織からの文献内で説明されている。３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２の文献は公的に利用できる。ＯＦＤＭＡシステムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を使用し、直交副搬送波上の周波数領域内で変調記号を送信する。ＳＣ−ＦＤＭＡシステムは、シングルキャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭ）を使用し、直交副搬送波上の時間領域内で変調記号を送信する。

本明細書で説明される技術は、アップリンクと同様にダウンリンク上でＭＩＭＯ伝送のために使用されてもよい。ダウンリンク（または順方向リンク）は基地局から無線装置への通信リンクを指し、アップリンク（または逆方向リンク）は無線装置から基地局への通信リンクを指す。明確にするために、Ｗ−ＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００、またはある他のＣＤＭＡ無線技術を使用することができるＣＤＭＡシステム内のＭＩＭＯ伝送に関する技術が下記で説明される。

図１は、ＭＩＭＯ伝送に関する送信機１１０および受話器１５０のブロック図を示す。ダウンリンク伝送の場合、送信機１１０は基地局の一部であり、受話器１５０は無線装置の一部である。アップリンク伝送の場合、送信機１１０は無線装置の一部であり、受話器１５０は基地局の一部である。典型的には基地局は、無線装置と通信する固定局であり、ノードＢ、アクセスポイントなどと呼ばれてもよい。無線装置は、固定または移動体であってよく、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、端末装置、局、加入者装置などと呼ばれてもよい。無線装置は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線モデム、ラップトップコンピュータ、ハンドヘルド装置などであってよい。

送信機１１０では送信データプロセッサ（ＴＸ Ｄａｔａ Ｐｒｏｃ）１１２は、トラヒックデータおよびシグナリングを受信し、受信したデータを処理し（例えば、符号化し、インターリーブし、記号マッピングする）、データ記号を提供する。プロセッサ１１２は、データ記号と共にパイロット記号も生成し多重化する。本明細書で使用されるように、データ記号はトラヒックデータまたはシグナリング用の記号であり、パイロット記号はパイロット用の記号であり、典型的には記号は複素値である。データ記号およびパイロット記号は、ＰＳＫまたはＱＡＭなどの変調方式からの変調記号であってよい。パイロットは、送信機と受話器との両方による先験的なものとして知られているデータである。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１１４は、下記で説明されるデータ記号およびパイロット記号について空間的または時空的処理を行い、複数（Ｍ）のＣＤＭＡ変調器１１６ａ〜１１６ｍに出力記号を提供する。各ＣＤＭＡ変調器１１６は、下記で説明されるようにその出力記号を処理し、関連の送信機装置（ＴＭＴＲ）１１８に出力チップを提供する。各送信機装置１１８は、その出力チップを処理し（例えば、アナログに変換する、増幅する、フィルタリングする、周波数アップコンバートする）、変調された信号を生成する。Ｍ個の送信機装置１１８ａ〜１１８ｍからのＭ個の変調された信号は、それぞれＭ個のアンテナ１２０ａ〜１２０ｍから送信される。

受話器１５０では複数（Ｎ）のアンテナ１５２ａ〜１５２ｎは、無線環境内の様々な伝搬路を介して送信された信号を受信し、Ｎ個の受信した信号をそれぞれＮ個の受話器装置（ＲＣＶＲ）１５４ａ〜１５４ｎに提供する。各受話器装置１５４は、その受信した信号を処理し（例えば、フィルタリングし、増幅し、周波数ダウンコンバートし、ディジタル化する）、受信したサンプルをチャネルプロセッサ１５６および等化器／ＣＤＭＡ復調器１６０に提供する。プロセッサ１５６は、下記で説明されるようにフロントエンドフィルタ／等化器に関する係数および１つまたは複数のコンバイナ行列に関する係数を導出する。装置１６０は、フロントエンドフィルタおよびＣＤＭＡ復調器を用いて等化を行い、フィルタリングされた記号を提供する。受信（ＲＸ）ＭＩＭＯプロセッサ１７０は、空間的次元にわたってフィルタリングされた記号を結合し、送信されたデータ記号の推定である検出された記号を提供する。ＲＸデータプロセッサ１７２は、検出された記号を処理し（例えば、記号ディマッピングする、ディインターリーブする、および復号する）、復号されたデータを提供する。概して、等化器／ＣＤＭＡ復調器１６０、ＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ１７０、およびＲＸデータプロセッサ１７２による処理は、それぞれ送信機１１０でのＣＤＭＡ変調器１１６、ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ１１４、およびＴＸデータプロセッサ１１２による処理に対して相補的である。

コントローラ／プロセッサ１３０および１８０は、それぞれ送信機１１０および受話器１５０で様々な処理装置の動作を管理する。メモリ１３２および１８２は、それぞれ送信機１１０および受話器１５０に関するデータおよびプログラムコードを格納する。

図２はＭＩＭＯ−ＣＤＭ伝送を示す。ＣＤＭの場合、Ｃ個までの記号が、Ｃ個のチャネライゼーションコード（ここで、概してＣ≧１）を用いて１つの送信アンテナを介して同時に送信されることができる。これらのチャネライゼーションコードは、Ｗ−ＣＤＭＡでの直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）符号、ｃｄｍａ２０００でのウォルッシュ符号、他の直交符号または準直交符号、疑似ランダム符号などであってよい。各チャネライゼーションコードはチップの特定のシーケンスである。シーケンス内のチップ数は、チャネライゼーションコードの長さまたは拡散率である。概して、１つまたは複数のチャネライゼーションコードの任意の組が各送信アンテナのために使用されることができ、チャネライゼーションコードは同一の拡散率または様々な拡散率を有することができる。話を簡単にするために下記の説明は、チャネライゼーションコードが同一の拡散率を有すると仮定する。Ｃ個のチャネライゼーションコードの同一の組がＭ個の送信アンテナのそれぞれのために再使用されることができる。ＭＩＭＯの場合、Ｍ個までの記号がＭ個の送信アンテナを介して同時に送信されることができる。ＭＩＭＯ−ＣＤＭの場合、Ｃ・Ｍ個までの記号が、Ｃ個のチャネライゼーションコードを用いてＭ個の送信アンテナを介して同時に送信されることができる。ＭＩＭＯ処理は、Ｃ個のチャネライゼーションコードのそれぞれに対して別々に行われることができる。ＭＩＭＯ処理は、チャネライゼーションコードごとにＭ個の送信アンテナのすべてにわたって行われる。ＣＤＭ処理は、Ｍ個の送信アンテナのそれぞれに対して別々に行われることができる。ＣＤＭ処理は、送信アンテナごとにＣ個のチャネライゼーションコードのすべてに対して行われることができる。

図３は、１つの送信アンテナｍ（ここで、ｍ∈｛１，...，Ｍ｝）に関するＣＤＭＡ変調器１１６のブロック図を示す。ＣＤＭＡ変調器１１６は、図１でのＣＤＭＡ変調器１１６ａ〜１１６ｍのそれぞれのために使用されることができる。ＣＤＭＡ変調器１１６は、トラヒックデータおよび／またはシグナリングのために使用されるチャネライゼーションコードごとのデータプロセッサ３１０と、パイロット用のパイロットプロセッサ３２０とを含む。

データプロセッサ３１０内では拡散器３１２が、ｖ_ｃ（ｋ）のチップシーケンスを有するチャネライゼーションコードｃを用いてデータ用出力記号ｄ_ｍ，c（ｓ）を拡散する（ここで、ｓは記号のインデックスであり、ｋはチップのインデックスである）。乗算器３１４は、利得ｇ_ｍ，ｃを用いて拡散器３１２の出力を基準化し、チャネライゼーションコードｃに関するデータチップを提供する。パイロットプロセッサ３２０内では拡散器３２２は、パイロット用チャネライゼーションコードｐを用いてパイロット用出力記号ｄ_ｍ，ｐ（ｓ）を拡散する。乗算器３２４は、利得ｇ_ｍ，ｐを用いて拡散器３２２の出力を基準化し、パイロットチップを提供する。利得ｇ_ｍ，ｃおよびｇ_ｍ，ｐは、それぞれチャネライゼーションコードｃおよびパイロットのために使用される送信電力量を決定する。加算器３３０は、すべてのチャネライゼーションコードに関するデータチップおよびパイロットチップを総計する。スクランブラ３３２は、送信機１１０に関するスクランブルシーケンスｐ（ｋ）を用いて加算器３３０の出力を乗算し、送信アンテナｍに関する出力チップｙ_ｍ（ｋ）を提供する。

概して、Ｃ個のチャネライゼーションコードのうちの任意の数および任意のものが、Ｍ個の送信アンテナのそれぞれのために使用されることができる。１つの設計では同一のチャネライゼーションコードが、Ｍ個の送信アンテナのすべてに関するパイロットのために使用される。他の設計ではＭ個のチャネライゼーションコードがＭ個の送信アンテナに関するパイロットのために使用され、残りのＣ−Ｍ個のチャネライゼーションコードがＭ個の送信アンテナのそれぞれのために再使用されることができる。図３に示されるように、同一のスクランブルシーケンスがＭ個の送信アンテナのすべてのために使用されることができる。あるいは、異なるスクランブルシーケンスが、各送信アンテナのために使用されることができる。拡散およびスクランブリングは他の方法で行われてもよい。

ＭＩＭＯチャネルは、送信機１１０でのＭ個の送信アンテナと受話器１５０でのＮ個の受信アンテナとの間の伝搬環境によって形成される。Ｌ個のデータ記号が、チャネライゼーションコードごとにＭ個の送信アンテナから並列に送信されることができる（ここで、１≦Ｌ≦ｍｉｎ｛Ｍ， Ｎ｝）。受話器１５０は、Ｌの様々な値（場合によって、様々な送信行列／ベクトル）に対してＭＩＭＯチャネルの性能（例えば、スループット）を解析し、最良の性能を実現するＬ値を選択する（行列／ベクトルを送信する）ことができる。

送信機１１０は、下記のように各記号周期内でチャネライゼーションコードｃごとに送信機の空間処理を行うことができる。

ここで、ｂ_ｃ（ｓ）＝［ｂ_１，ｃ（ｓ）ｂ_２，ｃ（ｓ）．．．ｂ_Ｌ，ｃ（ｓ）］^Ｔは、データ記号のＬ×１のベクトルであり、
Ｂ_ｃは、チャネライゼーションコードｃに関するＬ×Ｍの送信行列であり、
ｄ_ｃ（ｓ）＝［ｄ_１，ｃ（ｓ）ｄ_２，ｃ（ｓ）．．．ｄ_Ｍ，Ｃ（ｓ）］^Ｔは出力記号のＭ×１のベクトルであり、「^Ｔ」は転置を示す。

ｂ_ｃ（ｓ）の各エレメントは異なるデータストリームに対応することができる。データストリームは、行列Ｂ_ｃが様々なデータストリームに関する様々な列ノルムを有することができる場合には様々な利得を有することができる。式（１）は、Ｂ_ｃを用いる空間符号化を示す。例えば、時空間送信ダイバーシティ（ＳＴＴＤ）などの時空符号化が行われてもよいが、式（１）では示されない。

様々な送信行列が、閉ループ送信ダイバーシティ（ＣＬＴＤ）、アンテナ別レート制御（ＰＡＲＣ）、コード再使用ベル研究所階層化空間（ＣＲＢＬＡＳＴ）、二重通信アダプティブアレー（Ｄ−ＴＸＡＡ）などの様々なＭＩＭＯモードのために使用されることができる。表１は、一部のＭＩＭＯモードを記載し、モードごとにＬ、Ｍ、Ｂ_ｃ、およびデータ記号の源を与える。表１では、Ｂ_ｃｌｔｄは組｛［１ｅ^ｊπ／４］^Ｔ、［１ｅ^{−ｊ３π／４}］^Ｔ、［１ｅ^{ｊ３π／４}］^Ｔ、［１ｅ^{−ｊπ／４}］^Ｔ｝から選択された２×１のベクトルであってよい。Ｂ_{ｄ−ｔｘａａ}は、組

から選択された２×２の行列であってよい。Ｉは、対角線に沿って１を有しその他はゼロを有する単位行列である。

送信機１１０は、下記のように各記号周期ｓ内で送信アンテナｍごとにＣＤＭＡ処理を行うことができる。

ここでチップ周期ｋに対応する記号周期ｓは、

によって与えられる。利得ｇ_ｍ，ｃは、使用されない各チャネライゼーションコードに対してゼロに等しく設定されることができる。

様々な拡散率を有するチャネライゼーションコードが使用される場合、送信アンテナｍに対するＣＤＭＡ処理は下記にように表される。

ここで、Ｃ_ｃはチャネライゼーションコードｃの拡散率であり、
Ｎ_ｐｃは送信アンテナｍのために使用されるチャネライゼーションコードの数である。

話を簡単にするために下記の説明は、Ｃという拡散率を有するチャネライゼーションコードが各送信アンテナのために使用されると仮定する。式（２）では出力記号ｄ_ｍ，ｃ（ｓ）は、拡散率Ｃを有するチャネライゼーションコードｃを用いて拡散され、データチップを得るために利得ｇ_ｍ，ｃによって基準化される。拡散は、出力記号ｄ_ｍ，ｃ（ｓ）をＣ回複製し、チャネライゼーションコードｃのＣ^（ｃ）個のチップｖ_ｃ（ｋ）を用いてＣ個の出力記号の複製を乗算することによって実現される。Ｃ個のチャネライゼーションコードのすべてに関するデータチップおよびパイロットチップは、送信アンテナｍに関する出力チップｙ_ｍ（ｋ）を得るために総計され、スクランブルシーケンスｐ（ｋ）を用いてさらにスクランブリングされる。同一のＣＤＭＡ処理がＭ個の送信アンテナのそれぞれに対して行われる。

各チップ周期ｋ内で受話器１５０での受信したサンプルは下記のように表される。

ここで、ｙ（ｋ）は、出力チップのＴ×１のベクトルであり、ここでＴは下記で説明され、
Ｈは、Ｒ×Ｔのチャネル応答行列であり、ここでＲは下記で説明され、
ｘ（ｋ）は、受信したサンプルのＲ×１のベクトルであり、
ｎ（ｋ）はＲ×１の雑音ベクトルである。

受話器１５０は、Ｋ倍のチップレートで各受信アンテナからの受信した信号をディジタル化することができ、ここでＫはオーバサンプリング比であり、概してＫ≧１である。各チップ周期ｋ内では受話器１５０は、各受話器１５４からＥ・Ｋ個のサンプルを取得し、Ｎ個の受話器１５４ａ〜１５４ｎからのＮ・Ｅ・Ｋ個のサンプルを積み重ねることによってｘ（ｋ）を形成することができる。Ｅは、チップ数を用いた受話器１５０でのフロントエンド等化器の長さである。概して、Ｅ≧１であり、受話器の複雑さと性能との間のトレードオフに基づいて選択されることができる。ｘ（ｋ）は、Ｅ回のチップ周期にわたるＮ個の受信アンテナからのＲ個の受信したサンプルを含み、ここでＲ＝Ｎ・Ｅ・Ｋ。

行列Ｈは、すべての送信アンテナおよび受信アンテナの対に関する時間領域のチャネルインパルス応答を含む。図１に示されるように、各送信アンテナと各受信アンテナとの間の伝搬チャネルがある、またはＭ個の送信アンテナとＮ個の受信アンテナとの間の総計Ｍ・Ｎ個の伝搬チャネルがある。各伝搬チャネルは、無線環境によって決定される特定のインパルス応答を有する。各送信アンテナｍとＮ個の受信アンテナとの間の単一入力多重出力（ＳＩＭＯ）チャネルの応答は、Ｒ×Ｔ_ｍの部分行列Ｈ_ｍによって与えられることができる。Ｈ_ｍの行数はｘ（ｋ）の項目数によって決定される。Ｈ_ｍの列数は、等化器の長さＥならびに送信アンテナｍとＮ個の受信アンテナとの間のインパルス応答のタイムスパンによって決定される。Ｔ_ｍは下記のように与えられることができる。

ここでｌ_ｍ，ｎは、チップ数を用いた送信アンテナｍと受信アンテナｎとの間のインパルス応答のタイムスパンである。

行列Ｈは、下記のようにＭ個の部分行列Ｈ_ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）から構成される。

ＨはＲ×Ｔの次元を有する（ここで、Ｔ＝Ｔ_１＋Ｔ_２＋．．．＋Ｔ_Ｍ）。

ベクトルｙ（ｋ）は、Ｍ個の送信アンテナに関するＭ個のサブベクトルｙ_ｍ（ｋ）（ｍ＝１〜Ｍ）から構成される。各サブベクトルｙ_ｍ（ｋ）は、チップ周期ｋを中心にして１つの送信アンテナｍからのＴ_ｍ個の出力チップを含む。ベクトルｙ（ｋ）およびサブベクトルｙ_ｍ（ｋ）は以下にように表されることができる。

式（３）は以下のように表されてもよい。

式（７）で示されるモデルの場合、各チップ周期ｋ内ではＴ_ｍ個の出力チップは、各送信アンテナｍからＨ_ｍの応答を有するＳＩＭＯチャネルを介してＮ個の受信アンテナに送信される。ｘ（ｋ）内の受信したサンプルは、Ｍ個の送信アンテナのすべてからの寄与を含む。ｘ（ｋ）、ｙ（ｋ）、およびＨは比較的大きくてよい。一例として、Ｍ＝２、Ｎ＝２、Ｋ＝２、Ｅ＝２０、Ｔ＝４８、およびＲ＝８０の場合、ｙ（ｋ）は４８×１のベクトルであり、Ｈは８０×４８の行列であり、ｘ（ｋ）は８０×１のベクトルであろう。

雑音は、下記を有する定常の複素ランダムベクトルであると仮定されてよい。

ここで、Ｅ｛｝は期待値演算であり、０はすべてがゼロのベクトルであり、Ｒ_ｎｎはＲ×Ｒの雑音共分散行列であり、「^Ｈ」は共役転置を示す。式（８）および（９）は、雑音がゼロ平均およびＲ_ｎｎの共分散行列を有することを示す。

受話器１５０は、下記のようにチャネライゼーションコードｃに関するＬ個のフィルタのバンクを用いてｘ（ｋ）内の受信したサンプルをフィルタリングし、次いでフィルタリングされたサンプルを逆拡散しディスクランブルすることによってチャネライゼーションコードｃごとにｂ_ｃ（ｓ）内のデータ記号を再生することができる。

ここで、

Ｗ_ｃは、チャネライゼーションコードｃに関するＬ×Ｒの全体のフィルタであり、

はｂ_ｃ（ｓ）の推定値であり、「^＊」は複素共役を示す。

Θ_ｃ（ｓ）は、チャネライゼーションコードｃに関する逆拡散記号のＴ×１のベクトルであり、送信されるチップに基づいて得られる。ｎ_ｃ（ｓ）は、ディスクランブルし逆拡散した後のチャネライゼーションコードｃに関するＲ×１の雑音ベクトルである。ｎ_ｃ（ｓ）は、チャネライゼーションコードｃと無関係であるｎ（ｋ）の統計値を保存する。χ_ｃ（ｓ）は、チャネライゼーションコードｃに関する逆拡散記号のＲ×１のベクトルであり、受信したサンプルに基づいて得られる。Ｗ_ｃは、チャネライゼーションコードｃに関するＬ個のフィルタのバンクを含む。式（１０）は、Ｗ_ｃを用いる処理がｘ（ｋ）内の受信したサンプルの代わりにχ_ｃ（ｓ）内の記号について同等に行われることができることを示す。

フィルタＷ_ｃは、以下のように得られることができるウィナフィルタであってよい。

ここで、

Γ_ｃはΘ_ｃ（ｓ）のＴ×Ｔの共分散行列である。γ_ｃは、Θ_ｃ（ｓ）およびｂ_ｃ（ｓ）のＴ×Ｌの相関行列であり、送信される信号特性を示す。Ｒ_ｃは、無線チャネル、信号、および雑音統計値に関するＲ×Ｒの相関行列である。行列Γ_ｃ、γ_ｃ、およびＲ_ｃは、送信行列Ｂ_ｃおよび利得ｇ_ｍ，ｃを介してチャネライゼーションコードｃに依存している。

行列Γ_ｃは以下のように表されることができる。

ここで、

は、チャネライゼーションコードｃに依存しないΓ_ｃの一部である。γ_ｃのＭ個のエレメントだけがゼロではないことが示されることができる。γ_ｃのゼロではないエレメントのインデックスは、Ｒ×Ｌの行列φ_ｃが下記のように表されることができるようなものである。

ここで、

は、ＨのＭ個の「オンタイム」列を含むＲ×Ｍの行列であり、
Ｇ_ｃは、対角線に沿って

（ｍ＝１〜Ｍ）でありその他がゼロを含むＭ×Ｍの対角行列である。

式（５）に示されるように、Ｈは、Ｍ個の送信アンテナに関するＴ＝Ｔ_１＋Ｔ_２＋．．．＋Ｔ_Ｍの列を含む。

は、ＨのＭ個の列、または送信アンテナごとに１つの列を含む。

のＭ個の列は、式（１０）での逆拡散器演算を用いてそれらのチップ時間を適合させるｙ（ｋ）内のＭ個のエレメントを乗算する。これらのＭ個の列は下記で説明されるように識別されることができる。

次いで、式（１７）での行列Ｒ_ｃは以下にように表されることができる。

ここで、

次いで、式（１４）での行列Ｗ_ｃは以下のように表されることができる。

ここで、

式（２３）ではＦは、チャネライゼーションコードに依存しない比較的大きいＲ×Ｍの行列である。式（２４）ではΔ_ｃは、Ｗ_ｃ内のコード依存行列のすべてを含む小さいＭ×Ｌの行列である。

式（１０）〜（２４）は、受話器１５０での処理が２つの段階で行われることができることを示す。第１の段階は、チャネライゼーションコードに依存しないフロントエンドフィルタＦを用いて受信したサンプルｘ（ｋ）をフィルタリングし、フィルタリングされた記号を得るためにフィルタリングされたサンプルをさらに逆拡散しディスクランブルする。単一のフロントエンドフィルタは、すべてのチャネライゼーションコードのために使用されることができる。第２の段階は、そのチャネライゼーションコードに関する検出された記号を得るためにチャネライゼーションコードｃごとにコンバイナ行列Δ_ｃを用いてフィルタリングされた記号を結合する。フロントエンドフィルタおよびコンバイナ行列は、同一のレートでまたは様々なレートで別々に更新されることができる。

多段受話器の処理は様々な方法で行われることができる。下記の説明ではパイロット記号は、Ｂ_ｃ＝Ｉの送信行列を用い、Ｍ個の送信アンテナのそれぞれに関する同一のチャネライゼーションコードｐを使用して送信されると仮定されている。パイロット記号は無相関であり直交であるとも仮定され、したがって

、ここで、ｂ_ｐ（ｓ）は、記号周期ｓ内でＭ個の送信アンテナから送信されたパイロット記号のＭ×１のベクトルである。

１つの受話器設計では、フロントエンドフィルタＦが第１の段階のために（例えば、図１でのブロック１６０のために）得られ使用され、コンバイナ行列Δ_ｃが、チャネライゼーションコードごとに計算され、第２の段階のために（例えば、図１でのブロック１７０のために）使用される。

記号レベル学習の場合、フィルタは、下記のように最小二乗基準を使用してパイロット記号に基づいて得られることができる。

ここで、χ_ｐ（ｓ）は逆拡散パイロット記号のＲ×１のベクトルであり、
Ｗ_ｈはＲ×Ｍの候補フィルタ行列であり、
Ｗ_ｐはパイロット記号に基づいて得られるＲ×Ｍのフィルタ行列であり、
ＰはＷ_ｐを導出するために使用される数パイロット記号である。

χ_ｐ（ｓ）内の逆拡散パイロット記号は、チャネライゼーションコードｃではなくパイロットチャネライゼーションコードｐを用いるが式（１３）に示されるように得られることができる。最小二乗基準は、右辺の量が最小化されるようにすべての候補フィルタ行列の中から１つの候補フィルタ行列を選択する。選択されたフィルタ行列は、最小二乗フィルタ行列Ｗ_ｐとして提供される。

式（２５）内のＰ→∞を伴う極限では、Ｗ_ｐは以下のように表される。

記号レベル学習の場合、Ｗ_ｐは下記のように得られることができる。χ_ｐ（ｓ）内の逆拡散パイロット記号は式（１３）に示されるように受信したサンプルから得られることができる。Ｒ×Ｒの外積

は、十分な数のパイロット記号にわたって計算され平均されることができる。Ｒ×Ｍの外積

が計算され平均されてもよい。Ｗ_ｐは２つの平均された外積に基づいて計算されることができる。Ｗ_ｐは、再帰最小二乗法（ＲＬＳ）、ブロック最小二乗法、または当技術分野で知られるいくつかの他の技術に基づいて得られることもできる。

チップレベル学習の場合、フィルタは、下記のように最小二乗基準を使用して受信したサンプルに基づいて得られることができる。

ここで、ｂ_ｐ（ｓ）・ｖ_ｐ（ｋ）・ｐ（ｋ）は、パイロット記号を拡散しスクランブルすることによって得られるパイロットチップのＭ×１のベクトルである。

式（２７）内のＰ→∞を伴う極限では、Ｗ_ｐは以下のように表されることができる。

チップレベル学習の場合、Ｗ_ｐは下記のように得られることができる。Ｒ×Ｒの外積ｘ（ｋ）ｘ^Ｈ（ｋ）は、受信したサンプルに基づいて計算され、十分な数のパイロット記号にわたって平均されることができる。Ｒ×Ｍの外積

が計算され平均されてもよい。次いで、Ｗ_ｐは２つの平均された外積に基づいて計算されることができる。

式（２２）からＷ_ｐは以下のように表されることができる。

ここで、

Ｍ×Ｍの行列Ｐ_ｐは下記のように推定されることができる。

Ｐ_ｐの推定値はＰ→∞を伴う極限ではより正確になる。Ｗ_ｐと同様にＰ_ｐは、パイロット記号ではなくパイロットチップに基づいて推定されることもできる。

フロントエンドフィルタＦは、下記のように式（２９）に基づいて得られることができる。

コンバイナ行列Δ_ｃは、下記のように式（２４）および（３０）に基づいて得られることができる。

フィルタＷｃは、下記のようにＷ_ｐおよびＰ_ｐに基づいて表されることができる。

式（３２）に示されるように、フロントエンドフィルタＦはＷ_ｐおよびＰ_ｐに基づいて得られることができ、次いで、Ｗ_ｐおよびＰ_ｐはパイロット記号またはチップに基づいて推定されることができる。式（３３）に示されるように、チャネライゼーションコードｃごとのコンバイナ行列Δ_ｃは、Ｐ_ｐ、パイロットおよびデータ用の利得行列Ｇ_ｐおよびＧ_ｃ、ならびにチャネライゼーションコードｃに関する送信行列Ｂ_ｃに基づいて得られることができる。

は、トラヒック対パイロット比とも呼ばれ、受話器によって把握され（例えば、シグナリングを介して）または推定されることができる。トラヒック対パイロット比

を推定することが一般に十分であり、Ｇ_ｐおよびＧ_ｃは別々に推定される必要はない。

受話器１５０は、下記のようにｂ_ｃ（ｓ）内のデータ記号を再生することができる。

受話器１５０は、２つの段階で式（３５）に関する処理を行うことができる。第１の段階の第１の部分では受話器１５０は、下記のように各チップ周期ｋ内でフロントエンドフィルタリングを行うことができる。

ここで、ｖ（ｋ）はフィルタリングされたサンプルのＭ×１のベクトルである。

第１の段階の第２の部分では受話器１５０は、下記のようにチャネライゼーションコードｃごとにフィルタリングされたサンプルを逆拡散しディスクランブルすることができる。

ここで、

は、ｄ_ｃ（ｓ）の推定値であるフィルタリングされた記号のＭ×１のベクトルである。

第２の段階では受話器１５０は、下記のようにチャネライゼーションコードｃごとに結合を行うことができる。

受話器１５０は、下記のようにｂ_ｃ（ｓ）内のデータ記号も再生することができる。

式（３９）は２つの段階で行われることもできる。第１の段階の第１の部分では受話器１５０は、そのチャネライゼーションコードに関する逆拡散記号を得るためにチャネライゼーションコードｃごとに受信したサンプルを逆拡散しディスクランブルすることができる。第１の段階の第２の部分では受話器１５０は、そのチャネライゼーションコードに関するフィルタリングされた記号を得るために同一のフロントエンドフィルタＦを用いてチャネライゼーションコードｃごとに逆拡散記号についてフィルタリングを行うことができる。第２の段階では受話器１５０は、そのチャネライゼーションコードに関するコンバイナ行列Δ_ｃを用いてチャネライゼーションｃごとにフィルタリングされた記号を結合することができる。

Ｗ_ｐは、パイロット記号またはチップに基づいて得られ、例えば、有限数のパイロット記号（Ｐ）が学習のために使用されるので最適設定に集中しなくてよい。このような場合、Ｗ_ｐに基づいて得られるＦおよびΔ_ｃを使用すると性能低下をもたらしうる。

他の受話器設計では、Ｗ_ｐは第１の段階のためにフロントエンドフィルタとして使用される。コンバイナ行列Ｄ_ｃは、チャネライゼーションコードｃごとに計算され、第２の段階のために使用される。

Ｗ_ｐを用いて得られるフィルタリングされた記号は以下のように表されることができる。

ここで、

ｚ_ｃ（ｓ）は、チャネライゼーションコードｃごとのフィルタリングされた記号のＭ×１のベクトルである。

ｂ_ｃ（ｓ）内のデータ記号は以下のように得られることができる。

ここで、Ｄ_ｃはチャネライゼーションコードｃに関するＭ×Ｌのコンバイナ行列である。

コンバイナ行列Ｄ_ｃは、下記のように最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）基準に基づいて得られることができる。

雑音共分散行列Ｒ_ｎｎ，ｃは下記のように推定されることができる。

ここで、

式（４４）での第２の等式は、Ａ_ｐのバイアスされていない推定値が単にＡ_ｐ＝Ｐ_ｐであるということから生じる。

Ｍ×Ｌの行列Ａ_ｃは以下のように表されることができる。

式（４５）に示されるように行列Ａ_ｃは、（ａ）パイロット記号またはチップから推定され、すべてのチャネライゼーションコードに対して適用可能な行列Ｐ_ｐおよび（ｂ）チャネライゼーションコードｃに対して特定であるトラヒック対パイロット比

および送信行列Ｂ_ｃに基づいてチャネライゼーションコードｃごとに計算されることができる。式（４３）に示されるようにコンバイナ行列Ｄ_ｃは、（ａ）すべてのチャネライゼーションコードに対して適用可能である雑音共分散行列Ｒ_ｎｎ，ｃおよび（ｂ）チャネライゼーションコードｃに関して計算される行列Ａ_ｃに基づいてチャネライゼーションコードｃごとに計算されることができる。

コンバイナ行列Ｄ_ｃは、下記のようにチャネライゼーションコードｃごとに推定されることもできる。

ここで、Ｒ_ｚｚは、ｚ_ｃ（ｓ）に関するＭ×Ｍの共分散行列である。

式（４６）では外積

は、共分散行列Ｒ_ｚｚを得るためにチャネライゼーションコードごとに計算され、次いで同一の送信行列Ｂ_ｃを用いてすべてのチャネライゼーションコードにわたって平均され、十分な数の記号周期にわたってさらに平均されることができる。次いで、Ｄ_ｃはＡ_ｃおよびＲ_ｚｚの逆行列に基づいて計算されることができる。

受話器１５０は、下記のようにｂ_ｃ（ｓ）内のデータ記号を再生することができる。

式（４８）では受話器１５０は、フロントエンドフィルタＷ_ｐを用いて受信したサンプルをフィルタリングし、次いでチャネライゼーションコードｃごとにフィルタリングされたサンプルを逆拡散しディスクランブルし、次いでコンバイナ行列Ｄ_ｃを用いてチャネライゼーションコードごとにフィルタリングされた記号を結合することができる。

受話器１５０は、下記のようにｂ_ｃ（ｓ）内のデータ記号を再生することもできる。

式（４９）では受話器１５０は、チャネライゼーションコードｃごとに受信したサンプルを逆拡散しディスクランブルし、次いでフロントエンドフィルタＷ_ｐを用いてチャネライゼーションコードごとに逆拡散された記号をフィルタリングし、次いでコンバイナ行列Ｄ_ｃを用いてチャネライゼーションコードごとにフィルタリングされた記号を結合することができる。

受話器処理は、他の方法で複数の段階で行われてもよい。特定の受話器設計が下記で説明される。

図４は、図１での受話器１５０内の様々なブロックの設計のブロック図を示す。この設計では、フロントエンドフィルタリングはＣＤＭＡ復調の前に行われる。ブロック１６０は、フロントエンドフィルタ／等化器４１０およびＣＤＭＡ復調器４２０を含む。復調器４２０は、トラヒックデータのために使用されるＣ個までのチャネライゼーションコードに関するＣ個のディスクランブラ／逆拡散器４２２ａ〜４２２Ｃを含む。ブロック１７０は、トラヒックデータのために使用されるＣ個までのチャネライゼーションコードに関するＣ個のコンバイナ４３２ａ〜４３２Ｃを含む。

チャネルプロセッサ１５６内では、タイミング推定器４４２が受信した信号のタイミングを決定する。装置４４２は、様々なアンテナに関するチャネルインパルス応答および／または電力遅延プロフィールを推定することができ、チャネルインパルス応答および／または電力遅延プロフィールの重心を決定することができる。次いで装置４４２は、重心に基づいて受信した信号のタイミングを決定することができる。

係数計算装置４４４は、例えば、式（２８）に示されるように受信したサンプルに基づいてフィルタＷ_ｐに関する係数を導出する。装置４４４は、ＲＬＳ、ブロック最小二乗、またはいくつかの他の技法に基づいてＷ_ｐを導出することもできる。装置４４２からのタイミング情報は、例えば、局部的に生成したパイロットチップを受信したサンプルに適合させるように学習のために使用されることができる。装置４４４は、Ｗ_ｐをフロントエンドフィルタ４１０に提供する。

フィルタ４１０は、Ｗ_ｐを用いて受信したサンプルｘ（ｋ）についてフロントエンドフィルタリング／等化を行い、フィルタリングされたサンプルを提供する。復調器４２０内では各装置４２２は、異なるチャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたサンプルを逆拡散しディスクランブルし、そのチャネライゼーションコードに関するフィルタリングされた記号ｚ_ｃ（ｓ）を提供する。

装置４４６は、パイロットチャネライゼーションコードｐに関するフィルタリングされたサンプルを逆拡散しディスクランブルする。装置４２２および４４６は、装置４４２によって提供されるタイミングに基づいて逆拡散およびディスクランブルを行う。チャネル推定器４４８は、装置４４６からのフィルタリングされたパイロット記号に基づいてＭ×Ｍの行列

を推定する。装置４５０は、例えば、式（４６）に示されるようにチャネライゼーションコードごとに外積

を計算し、チャネライゼーションコードおよび記号周期にわたって外積を平均し、相関行列Ｒ_ｚｚを提供する。装置４５２は、下記のように装置４４８からの行列

、装置４５０からの相関行列Ｒ_ｚｚおよびコード特定行列に基づいてチャネライゼーションコードｃごとにコンバイナ行列Ｄ_ｃに関する係数を導出する。

ＲＸ ＭＩＭＯプロセッサ１７０内では各コンバイナ４５２は、コンバイナ行列Ｄ_ｃに基づいて異なるチャネライゼーションコードｃに関するフィルタリングされた記号を結合し、そのチャネライゼーションコードに関する検出された記号を提供する。

受話器１５０は、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）などによって定量化されることができる受信した信号品質を推定することができる。式（４２）からの検出された記号は以下のように表されることができる。

ここで、

および

ｎ_ｃ（ｓ）の共分散は以下のように与えられることができる。

ｗ_ｃ（ｓ）の共分散は以下のように与えられることができる。

のｌ番目のエレメントのＳＩＮＲ（ｂ_ｌ，ｃ（ｓ））は以下のように表されることができる。

ここで、Ｌ_ｃ（ｌ，ｌ）はＬ_ｃの（ｌ，ｌ）番目のエレメントであり、
Ｒ_ｗｗ，ｃ（ｌ，ｌ）はＲ_ｗｗ，ｃの（ｌ，ｌ）番目のエレメントである。

ＳＩＮＲ｛ｂ_ｌ，ｃ（ｓ）｝は、チャネライゼーションコードｃを用いて送信されるｌ番目のデータストリームのＳＩＮＲであり、そのデータストリームに関するデータレートを選択するために使用されることができる。チャネライゼーションコードｃごとのＳＩＮＲは、そのチャネライゼーションコードのために使用される送信行列Ｂ_ｃに依存している。受話器１５０は、様々な可能性のある送信行列に関するＳＩＮＲを決定し、最大のＳＩＮＲを有する送信行列を選択することができる。受話器１５０は、フィードバック情報を送信機１１０に送信することができる。このフィードバック情報は、チャネライゼーションコードごとに選択された送信行列、チャネライゼーションコードごとのＳＩＮＲまたはデータレート、すべてのチャネライゼーションコードに関する平均のＳＩＮＲまたはデータレートなどを備えることができる。

概して、フロントエンドフィルタリングは、Ｍ個の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理するために第１の段階で行われることができる。概して、フロントエンドフィルタは、どのように信号が伝送前に送信機で処理されるかに依存しない。ＣＤＭ伝送の場合、フロントエンドフィルタはすべてのチャネライゼーションコードに対して適用可能であってよい。第２の段階は、Ｌ個の送信された信号を再生するためにオンタイム信号成分を結合することができる。第２の段階で使用されるコンバイナ行列は、どのように信号が伝送前に処理されるか（例えば、送信機によって使用される送信行列Ｂ_ｃおよび利得行列Ｇ_ｃ）および他の要因（例えば、チャネル応答

および信号統計値Ｒ_ｚｚ）に依存していてよい。

図５は、受話器でＭＩＭＯ伝送を再生するための処理５００の設計を示す。複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理する（例えば、補償する、抑制する、または軽減する）ためのフロントエンドフィルタが得られる（ブロック５１２）。フロントエンドフィルタは非オンタイム信号成分を分離しない。代わりにフロントエンドフィルタは、所望の／有益な方法で非オンタイム信号成分を処理し、オンタイム信号成分も（付随的に）処理することができる。複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するための少なくとも１つのコンバイナ行列も得られる（ブロック５１４）。フロントエンドフィルタは、式（３２）に示されるように得られるＦであってよく、コンバイナ行列は、式（３３）に示されるように得られるΔ_ｃであってよい。フロントエンドフィルタは、式（２６）または（２８）に示されるように得られるＷ_ｐであってもよく、コンバイナ行列は、例えば、式（４３）、（４７）または（５０）に示されるように得られるＤ_ｃであってよい。フロントエンドフィルタおよびコンバイナ行列は、他の方法で得られることもできる。フロントエンドフィルタは、パイロット用の受信したデータに基づいておよび例えば最小二乗基準により得られることができる。コンバイナ行列は、データを送信するために使用される送信行列、データのために使用される利得、チャネル応答推定、フロントエンドフィルタ、信号および／または雑音統計値などに基づいて得られることができる。コンバイナ行列は、ＭＭＳＥまたはある他の基準により得られることもできる。

受信したデータは、複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理するためにフィルタリングされる（ブロック５１６）。フィルタリングされたデータは、複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するために処理される（ブロック５１８）。２つ以上の記号周期にわたって受信したデータは、非オンタイム信号成分を処理するためにフィルタリングされることができる。１つの記号周期に関するフィルタリングされたデータは、オンタイム信号成分を結合するために処理されることができる。受信したデータおよびフィルタリングされたデータはサンプル、記号などの中で与えられてよい。

複数のチャネライゼーションコードを用いて送信されるＣＤＭ伝送の場合、単一のフロントエンドフィルタが非オンタイム信号成分を処理するために得られ使用されることができ、複数のコンバイナ行列が複数のチャネライゼーションコードに関するオンタイム信号成分を結合するために得られ使用されることができる。１つの方式では受信したデータはまず、中間データを得るためにフロントエンドフィルタを用いてフィルタリングされる。次いで中間データは、チャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたデータを得るためにチャネライゼーションコードごとに逆拡散される。チャネライゼーションコードごとのフィルタリングされたデータは、チャネライゼーションコードに関する出力データを得るためにそのチャネライゼーションコードに関するコンバイナ行列を用いてさらに処理される。他の方式では受信したデータはまず、チャネライゼーションコードに関する逆拡散データを得るためにチャネライゼーションコードごとに逆拡散される。次いでチャネライゼーションコードごとの逆拡散データは、チャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたデータを得るために同一のフロントエンドフィルタを用いてフィルタリングされる。チャネライゼーションコードごとのフィルタリングされたデータは、チャネライゼーションコードに関する出力データを得るためにチャネライゼーションコードに関するコンバイナ行列を用いてさらに処理される。

ＣＤＭの場合、フロントエンドフィルタは、受信したデータおよび既知のパイロットに基づいて（例えば、（ａ）受信データに関するサンプルおよびチップレベル学習に関する既知のパイロットチップまたは（ｂ）受信したデータから得られる逆拡散パイロット記号および記号レベル学習に関する既知のパイロット記号に基づいて）得られることができる。コンバイナ行列は、複数のチャネライゼーションコードのために使用される送信行列、複数のチャネライゼーションコードに関する利得、チャネル応答推定、フロントエンドフィルタ、信号および／または雑音統計値など、またはその組合せに基づいて得られることができる。フロントエンドフィルタおよびチャネル応答推定は、例えば、

のように一緒に推定されることができる。

多段受話器は、他の通信システムのために使用されることもできる。例えば、時分割多重（ＴＤＭ）方式では、フロントエンドフィルタは第１の時間間隔内で受信されるパイロットに基づいて得られることができ、第２の時間間隔に関するコンバイナ行列は第２の間隔内で使用される送信行列に基づいて得られることができる。第２の時間間隔内で受信したデータはフロントエンドフィルタを用いてフィルタリングされることができ、フィルタリングされたデータはコンバイナ行列を用いてさらに処理されることができる。

概してフィルタは、特定のチャネライゼーションコードおよび／または時間間隔上で送信され、特定の送信行列および利得を使用して送信されることができるパイロットに基づいて得られることができる。パイロットから得られたフィルタは、他のチャネライゼーションコードおよび／または時間間隔上で送信され、場合によっては様々な送信行列および利得を使用して送信されることができるデータに関するフィルタを導出するために使用されることができる。

ＣＤＭＡの場合、オンタイム信号成分および非オンタイム信号成分は、それらが送信される時間によって区別されることができる。受話器は、送信機によって送信された所望の記号を再生するために１つの期間のサンプルを処理することができる。等化器のタイミングは、所望の記号がその期間に対して送信された時刻を決定する。受話器によって得られるサンプルは、オンタイム信号成分および非オンタイム信号成分を含む様々な追加の信号成分を含む。オンタイム信号成分は、所望の記号ならびに所望の記号と同時に送信される他の記号に関する信号成分である。すべての他の信号成分は、所望の記号の前後に送信される記号にさかのぼる信号成分を含む非オンタイム信号成分である。

記号は、１つまたは複数のパラメータに依存することができる送信関数によって送信されることができる。例えば、送信関数は、記号周期ｓ、チャネライゼーションコードｃ、周波数スロットまたは副搬送波インデックスｎなどに依存することができ、ｆ（ｓ，ｃ，ｎ，．．．）として示されることができる。話を簡単にするために、送信関数は３つのパラメータｓ、ｃおよびｎ、またはｔｕｐｌｅ（ｓ，ｃ，ｎ）に依存していてよい。様々な記号に関する送信関数は直交であってよく、したがって（ｓ_１，ｃ_１，ｎ_１）＝（ｓ_２，ｃ_２，ｎ_２）として表されることができるｓ_１＝ｓ_２、ｃ_１＝ｃ_２、およびｎ_１＝ｎ_２の場合だけ〈ｆ（ｓ_１，ｃ_１，ｎ_１），ｆ（ｓ_２，ｃ_２，ｎ_２）〉≠０である。

受信した信号は、（ａ）ｔｕｐｌｅ（ｓ_１，ｃ_１，ｎ_１）によって定義される所望の送信関数ｆ（ｓ_１，ｃ_１，ｎ_１）からの所望の信号成分および（ｂ）（ｓ，ｃ，ｎ）≠（ｓ_１，ｃ_１，ｎ_１）の場合の他の送信関数ｆ（ｓ，ｃ，ｎ）からの他の信号成分を含むことができる。第１の段階のフロントエンドフィルタリングは他の信号成分を処理するであろう。第２の段階のコンバイナは所望の信号成分を処理するであろう。

ＣＤＭの場合、記号周期ｓに関する送信関数は、スクランブルシーケンスｐ（ｋ）を乗算した長さＣのチャネライゼーションコードによって決定される。記号周期ｓおよびチャネライゼーションコードｃに関する送信関数はｆ（ｓ，ｃ）として示されることができる。送信関数ｆ（ｓ_１，ｃ_１）を用いて送信される記号の観点から受信した信号は下記を含む。

１．ｓ≠ｓ_１の場合にｆ（ｓ，ｃ）に対応する非オンタイム信号成分
２．ｆ（ｓ_１，ｃ）に対応し、以下から構成されるオンタイム信号成分
ａ．所望のチャネライゼーションコードからでｆ（ｓ_１，ｃ_１）に対応するオンタイム信号成分
ｂ．他のチャネライゼーションコードからでｃ_１≠ｃ_２の場合にｆ（ｓ_１，ｃ_２）に対応するオンタイム信号成分
フロンドエンドフィルタは、ｆ（ｓ，ｃ）に対応する非オンタイム信号成分を処理する。フロントエンドフィルタによるディスクランブルおよび逆拡散は、他のチャネライゼーションコードからでｆ（ｓ_１，ｃ_２）に対応するオンタイム信号成分も相殺する。コンバイナは、所望のチャネライゼーションコードからでｆ（ｓ_１，ｃ_１）に対応するオンタイム信号成分を処理する。

ＣＤＭを使用しないシングルキャリアシステムでは送信関数は、単に時間的なディジタル差分であってよく、ｆ（ｓ）＝δ（ｔ−ｓ）として与えられることができる。時間ｔが進むにつれて差分の位置が時間的に変化する。

ＯＦＤＭベースのシステムでは送信関数は、様々な副搬送波に関してであってよく、ｆ（ｓ，ｎ）として与えられることができ、ここでｎは副搬送波インデックスである。ＯＦＤＭでの副搬送波は、ＣＤＭでのチャネライゼーションコードに対応することができる。送信機は、（ａ）Ｎ個の時間領域サンプルを得るために逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いてＮ個のデータ／パイロット記号を時間領域に変換し、（ｂ）ＯＦＤＭ記号を得るために巡回プレフィックスを時間領域サンプルに付加することによって所与の送信アンテナからＯＦＤＭ記号周期内のＮ個の副搬送波上でＮ個のデータ／パイロット記号を送信することができる。受話器は、（ａ）受信したサンプル内の巡回プレフィックスを除去し、（ｂ）Ｎ個の副搬送波に関するＮ個の受信した記号を得るために高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いてＮ個の受信したサンプルを周波数領域に変換することによって所与の受信アンテナに関する受信したデータ／パイロット記号を得ることができる。受信した記号は式（４０）でのｚ_ｃ（ｓ）に対応することができ、ここで添字ｃは副搬送波インデックスｎと交換される。ＯＦＤＭの場合、オンタイム信号成分は様々な送信アンテナから特定の副搬送波上で送信される信号成分であってよい。非オンタイム信号成分は他の副搬送波上で送信される信号成分であってよい。フロントエンドフィルタは、受話器でのＦＦＴおよび巡回プレフィックスの除去によって実現されることができる。コンバイナ行列Ｄ_ｃは、副搬送波ごとに計算され、その副搬送波に関するすべての受信アンテナからの受信した記号を結合するために使用されることができる。

当業者は、情報および信号が様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表されることができることを理解するであろう。例えば、上述の説明にわたって参照されることができるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光電場もしくは光粒子、またはその任意の組合せによって表されることができる。

当業者は、本明細書の開示に関連して説明された様々な例示の論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実現されてよいことをさらに理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明らかに示すために様々な例示の部品、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概して上述されている。この種の機能がハードウェアとして実現されるか、それともソフトウェアとして実現されるかは全体システムに課される特定のアプリケーションおよび設計の制約に依存する。当業者は特定のアプリケーションごとに説明された機能を様々な方法で実現することができるが、この種の実装形態の決定は本開示の範囲から逸脱させるように解釈されるべきではない。

本明細書の開示に関連して説明された様々な例示の論理ブロック、モジュール、および回路は、本明細書で説明された機能を実行するように設計された汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理素子、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア部品、またはその任意の組合せを用いて実現されるまたは実行されることができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替方法ではプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態マシンであってよい。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ（例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併せた１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは他の任意のこの種の構成）として実現されてもよい。

本明細書の開示に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアで直接、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で、または２つの組合せで具現化されてよい。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、リムーバルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている他の任意の形式の記憶媒体の中に存在することができる。例示の記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み、記憶媒体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ている。代替方法では記憶媒体はプロセッサと一体化していてよい。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ内に存在することができる。ＡＳＩＣはユーザ端末装置内に存在することができる。代替方法では、プロセッサおよび記憶媒体はユーザ端末装置内の個別部品として存在することができる。

本開示の前述の説明は、任意の当業者が本開示を作成するまたは使用することができるように提供されている。本開示に対する様々な変更形態が当業者に対して容易に明らかであり、本明細書で定義された一般的な原理は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく他の変形形態に対して適用されることができる。したがって、本開示は、本明細書で説明された例に限定されるものではなく、本明細書で開示された原理および新しい特徴に従う最大幅の範囲を許与されるべきである。

送信機および受話器のブロック図を示す図。 ＭＩＭＯ−ＣＤＭ伝送を示す図。 ＣＤＭＡ変調器のブロック図を示す図。 受話器内の様々なブロックの設計を示す図。 受話器でのＭＩＭＯ伝送を再生するための処理を示す図。

Claims (24)

1. 中間データを得るために受信したデータをフィルタリングするフロントエンドフィルタと、
   各チャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたデータを得るために前記複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関する前記中間データを逆拡散する逆拡散器と、
   各チャネライゼーションコードに関する出力データを得るために、各チャネライゼーションコードに関する１つのコンバイナ行列を用いて前記フィルタリングされたデータを処理するコンバイナの組とを具備する少なくとも１つのプロセッサと、
   前記中間データ及びフィルタリングされたデータを格納し、前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、前記フロントエンドフィルタで複数の受信信号における非オンタイム信号成分を処理するために受信データをフィルタし、複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を組み合わせるために前記フィルタリングされたデータを処理し、
   前記オンタイム信号成分は、所望の記号、前記所望の記号と同時に送信された他の記号の信号成分を含み、前記非オンタイム信号成分は、前記オンタイム信号成分でない信号成分を含み、
   前記少なくとも１つのプロセッサは、パイロットチップ用の受信したデータに基づいて、前記非オンタイム信号成分を処理するための前記フロンドエンドフィルタの係数を導出し、前記複数の送信された信号でデータを送信するために使用される少なくとも１つの送信行列に基づいて前記コンバイナ行列の係数を導出する、装置。
2. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記非オンタイム信号成分を処理するために２つ以上の記号周期にわたって前記受信したデータをフィルタリングし、前記オンタイム信号成分を結合するために１つの記号周期に関する前記フィルタリングされたデータを処理する、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つのプロセッサは、時間領域内で前記受信したデータをフィルタリングする、請求項１に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の送信された信号のために使用される複数のチャネライゼーションコードに関する前記オンタイム信号成分を結合するために複数のコンバイナ行列の係数を導出する、請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数のチャネライゼーションコードに関する出力データを得るために前記複数のコンバイナ行列を用いて前記フィルタリングされたデータを処理する、請求項４に記載の装置。
6. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記受信したデータおよび既知のパイロットチップに基づいて前記フロントエンドフィルタの係数を導出する、請求項４に記載の装置。
7. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記受信データのサンプルおよび既知のパイロットチップに基づいて前記フロントエンドフィルタの係数を導出する、請求項４に記載の装置。
8. 前記少なくとも１つのプロセッサは、逆拡散パイロット記号を得るためにパイロットチャネライゼーションコードで前記受信データを逆拡散し、前記逆拡散されたパイロット記号と既知のパイロット記号に基づいて前記フロントエンドフィルタの係数を導出する、請求項４に記載の装置。
9. 前記少なくとも１つのプロセッサは、最小二乗基準に基づいて前記フロントエンドフィルタの係数を導出する、請求項４に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数のチャネライゼーションコードのために使用される複数の送信行列に基づいて前記複数のコンバイナ行列の係数を導出する、請求項４に記載の装置。
11. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数のチャネライゼーションコードに関する利得にさらに基づいて前記複数のコンバイナ行列の係数を導出する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記少なくとも１つのプロセッサは、チャネル応答推定および前記フロントエンドフィルタにさらに基づいて前記複数のコンバイナ行列の係数を導出する、請求項１０に記載の装置。
13. 前記少なくとも１つのプロセッサは、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）基準に基づいて前記複数のコンバイナ行列の係数を導出する、請求項１０に記載の装置。
14. 前記少なくとも１つのプロセッサは、雑音共分散行列、前記フロントエンドフィルタ、チャネル応答推定、および前記チャネライゼーションコードに関する送信行列に基づいてチャネライゼーションコードごとに各複数のコンバイナ行列の係数を導出する、請求項４に記載の装置。
15. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記フィルタリングされたデータに基づいて各複数の相関行列の係数を導出し、前記相関行列、前記フロントエンドフィルタ、チャネル推定、および前記チャネライゼーションコードに関する送信行列に基づいてチャネライゼーションコードごとにコンバイナ行列の係数を導出する、請求項４に記載の装置。
16. 前記少なくとも１つのプロセッサは、第１の更新レートで前記フロントエンドフィルタの係数を更新し、前記第１の更新レートと異なる第２の更新レートで前記複数のコンバイナ行列の係数を更新する、請求項４に記載の装置。
17. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記複数の送信された信号で送信された少なくとも１つのデータ信号に関する受信した信号品質を推定する、請求項１に記載の装置。
18. 中間データを得るために受信したデータをフィルタリングするフロントエンドフィルタと、
    各チャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたデータを得るために前記複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関する前記中間データを逆拡散する逆拡散器と、
    各チャネライゼーションコードに関する出力データを得るために、各チャネライゼーションコードに関する１つのコンバイナ行列を用いて前記フィルタリングされたデータを処理するコンバイナの組とを具備する少なくとも１つのプロセッサと、
    前記中間データ及びフィルタリングされたデータを格納し、前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと、
    前記少なくとも１つのプロセッサは、前記フロントエンドフィルタで複数の受信信号における非オンタイム信号成分を処理するために受信データをフィルタし、複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を組み合わせるために前記フィルタリングされたデータを処理し、
    前記オンタイム信号成分は、所望の記号、前記所望の記号と同時に送信された他の記号の信号成分を含み、前記非オンタイム信号成分は、前記オンタイム信号成分でない信号成分を含み、
    前記少なくとも１つのプロセッサは、第１の時間間隔内で受信したパイロットに基づいてフロントエンドフィルタの係数を導出し、第２の時間間隔内で使用される送信行列に基づいて第２の時間間隔に関するコンバイナ行列の係数を導出し、前記第２の時間間隔に関するフィルタリングされたデータを得るために前記フロントエンドフィルタを用いて前記第２の時間間隔に関する受信したデータをフィルタリングし、前記コンバイナ行列を用いて前記フィルタリングされたデータを処理する、装置。
19. 複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理するためにフロントエンドフィルタの係数を導出し、複数のチャネライゼーションコードを用いて送信された複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するために複数のコンバイナ行列の係数を導出し、前記フロントエンドフィルタを用いて受信したデータをフィルタリングして前記複数のチャネライゼーションコードに関するフィルタリングされた記号を取得し、および前記チャネライゼーションコードに関する出力記号を得るために前記チャネライゼーションコードに関するコンバイナ行列を用いて前記複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関するフィルタリングされた記号を処理するための少なくとも１つのプロセッサと、
    前記少なくとも１つのプロセッサは、チャネライゼーションコードに関して使用される送信行列に基づいて各チャネライゼーションコードに関するコンバイナ行列の係数を導出し、前記オンタイム信号成分は、所望の記号、前記所望の記号と同時に送信された他の記号の信号成分を含み、前記非オンタイム信号成分は、前記オンタイム信号成分でない信号成分を含み、
    前記少なくとも１つのプロセッサに結合されたメモリと
    を備える装置。
20. 前記少なくとも１つのプロセッサは、前記受信したデータのサンプルおよび既知のパイロットチップに基づいて前記フロントエンドフィルタの係数を導出する、請求項１９に記載の装置。
21. 複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理するために受信したデータをフロントエンドフィルタでフィルタリングし、中間データを得て、
    チャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたデータを得るために、複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関する前記中間データを逆拡散し、
    複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するためにチャネライゼーションコードそれぞれに関する少なくとも１つのコンバイナ行列で、チャネライゼーションコードそれぞれに関する前記フィルタリングされたデータを処理し、
    前記非オンタイム信号成分を処理するためにフロントエンドフィルタの係数を導出し、
    前記複数の送信された信号のために使用される複数のチャネライゼーションコードに関する前記オンタイム信号成分を結合するために複数のコンバイナ行列の係数を導出し、
    前記複数のコンバイナ行列の係数を導出することは、前記チャネライゼーションコードのために使用される送信行列に基づいて前記複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関するコンバイナ行列を導出することを備え、
    前記オンタイム信号成分は、所望の記号、前記所望の記号と同時に送信された他の記号の信号成分を含み、前記非オンタイム信号成分は、前記オンタイム信号成分でない信号成分を含む、方法。
22. 前記フロントエンドフィルタの係数を導出することは、前記受信したデータに関するサンプルおよび既知のパイロットチップに基づく、請求項２１に記載の方法。
23. 受信したデータをフィルタリングして複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分をフロントエンドフィルタで処理し、フィルタリングされたデータを得る手段と、前記受信したデータをフィルタリングするための手段は、中間データを得るためにフロントエンドフィルタで前記受信したデータをフィルタリングするための手段と、チャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたデータを得るために、複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関する前記中間データを逆拡散するための手段とを具備し、
    複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するために前記フィルタリングされたデータを処理するための手段と、前記フィルタリングされたデータを処理するための手段は、前記チャネライゼーションコードに関する出力データを得るために、前記チャネライゼーションコードに関するコンバイナ行列で、チャネライゼーションコードそれぞれに関するフィルタリングされたデータを処理するための手段とを具備し、
    前記非オンタイム信号成分を処理するために前記フロントエンドフィルタの係数を導出するための手段と、
    前記複数の送信された信号のために使用される複数のチャネライゼーションコードに関する前記オンタイム信号成分を結合するために複数のコンバイナ行列の係数を導出するための手段とを具備し、
    前記オンタイム信号成分は、所望の記号、前記所望の記号と同時に送信された他の記号の信号成分を含み、前記非オンタイム信号成分は、前記オンタイム信号成分でない信号成分を含み、
    前記フロントエンドフィルタの係数を導出するための手段は、前記受信したデータに関するサンプルおよび既知のパイロットチップに基づいて前記フロントエンドフィルタの係数を導出するための手段を備え、前記複数のコンバイナ行列の係数を導出するための手段は、前記チャネライゼーションコードのために使用される送信行列に基づいて前記複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関するコンバイナ行列の係数を導出するための手段を備える、装置。
24. 複数の受信した信号内の非オンタイム信号成分を処理するために受信したデータをフロントエンドフィルタでフィルタリングし、中間データを得るように動作可能な命令と、
    各チャネライゼーションコードに関するフィルタリングされたデータを得るために、複数のチャネライゼーションコードのそれぞれに関する前記中間データを逆拡散するように動作可能な命令と、
    複数の送信された信号に関するオンタイム信号成分を結合するためにチャネライゼーションコードそれぞれに関する少なくとも１つのコンバイナ行列で、チャネライゼーションコードそれぞれに関する前記フィルタリングされたデータを処理するように動作可能な命令と、
    非オンタイム信号成分を処理するために前記フロントエンドフィルタの係数を導出するように動作可能な命令と、
    前記複数の送信された信号で使用される前記複数のチャネライゼーションコードのオンタイム信号成分を結合するための複数のコンバイナ行列の係数を導出するように動作可能な命令とを格納し、
    前記オンタイム信号成分は、所望の記号、前記所望の記号と同時に送信された他の記号の信号成分を含み、前記非オンタイム信号成分は、前記オンタイム信号成分でない信号成分を含み、
    複数のコンバイナ行列の係数を導出することは、前記チャネライゼーションコードに使用される送信行列に基づいて、前記複数のチャネライゼーションコードのそれぞれのコンバイナ行列を導出することを含む、プロセッサ可読記録媒体。

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