JP5248497B2 - ダイバーシティ信号の受信時にシンボル配列する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に通信受信機に関し、特に、ダイバーシティ通信受信機におけるシンボル配列に関する。

ダイバーシティ受信機は、受信性能を向上するために転送冗長性を利用する。例えばいわゆる多分岐（multi-branch）受信機は、一般に、２つ以上の受信アンテナ含み、各アンテナは同一の受信信号のアンテナ別バージョンを提供する。アンテナの空間的分離が最小であると仮定すると、一般に、受信信号はアンテナ間で無相関のフェージング挙動を示し、それにより、各アンテナは異なる処理用ダイバーシティ信号を提供する。

しかし、複数のアンテナを含む設計は、コストの面で実質的に不利である。更に、実際問題として、適切に実行する第１のアンテナを小型ポータブル通信デバイスに適合させることですら、相当に困難である。殆どの設計者は、空間的に分離された追加のダイバーシティアンテナに対するスペースを見つけるという更なる負担を好ましく思わない。

しかし、受信機は、複数の受信機アンテナが存在しない場合であってもダイバーシティ受信の形態で動作できる。例えば、受信信号の同相（Ｉ）成分及び直交（Ｑ）成分は、時空間ホワイトニング（ＳＴＷ）処理においてダイバーシティ信号として処理可能である。実際、ＳＴＷ処理は、ＧＳＭ及びＥＤＧＥネットワーク等のある特定の種類の無線通信ネットワークにおいて特に注目される単一アンテナ干渉除去技術の核となる面を表す。

そのようなネットワークは、同一のセル又はセクタ内の複数のユーザが同一の搬送周波数を共有するが、データを送受信するために異なる時間、すなわちスロットを割り当てられる時分割多元接続（ＴＤＭＡ）送信の形態を使用する。しかし、ネットワーク内での周波数の再利用は、異なるデータを他のユーザに送信するために、近接するセクタが同一周波数及び同一タイムスロットを使用することを意味し、著しいレベルの同一チャネル干渉が生じる。これは、スペクトルスプラッタ及び他の現象により引き起こされる隣接チャネル干渉と共に、システム容量を制限し且つ／又はサービス品質を低下させる。

上記の種類及び他の種類の通信ネットワークにおけるより適切な干渉除去は、ネットワーク容量及びサービス品質を直接向上する。従って、向上した受信機性能の話題は非常に注目される。例えば、ＤＡＲＰ（Downlink Advanced Receiver Performance）規格は、ＧＳＭ／ＥＤＧＥシステムにおいて動作する種類の受信機の干渉除去に対する性能要件を大幅に制限する。

オーバーサンプリングは、ＤＡＲＰ規格により要求される高度な干渉除去性能に適合する手段として、更に向上したＳＡＩＣ処理の１つの機構を表す。複数の最小サンプリングレートで受信信号をサンプリングすることにより、ダイバーシティ信号、すなわちダイバーシティサンプルセットが「人為的に」作成される。この場合、各ダイバーシティ信号は、オーバーサンプリングされた信号の異なるサンプリング位相を表す。

オーバーサンプリングを介して人為的に作成されたか又は複数の受信機アンテナから取得されたかに関わらず、ダイバーシティ信号を使用することにより受信機性能は向上する。しかし、特にオーバーサンプリング受信機において、１つの典型的な仮定は、ダイバーシティ信号が元々は互いに対して配列されるシンボルであるということである。しかし、伝播チャネルにおける遅延の変動、アンチエイリアシングフィルタにおけるサンプリング位相の不一致、アナログ／デジタル変換器及びデシメーションフィルタの不一致等は全て、ダイバーシティ信号間のシンボル配列不良に寄与する。従って、ダイバーシティ信号間での自然なシンボル配列という仮定は誤っている場合があり、すなわち、ダイバーシティ信号に対して実行される任意の信号組合せ又は他のダイバーシティ処理動作は、最適とはいえない結果をもたらす。

本明細書中で説明する方法及び装置は、通信受信機におけるダイバーシティ信号間でのシンボル配列を提供する。ある特定のチャネル実現例に対してより適切なシンボル配列が存在する場合があると認識することにより、通信受信機は受信信号処理性能を向上できる。更に、ダイバーシティ信号を処理するための好適な相対的シンボル配列及び同期位置の統合決定を採用することにより、受信機の計算効率が向上する。ダイバーシティ信号を生成するために位相順のオーバーサンプリングが使用されるような少なくともいくつかの実施形態において、可能なシンボル配列の範囲は制限される場合があると認識することにより、この統合決定の計算効率は更に向上される。

従って、通信受信機においてダイバーシティ信号をシンボル配列する方法の一実施形態は、受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成するステップと、ダイバーシティサンプルセットに対する２つ以上の相対的シンボル配列を仮定するステップとから成る。方法は、仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価することにより、ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定するステップを更に含む。

従って、無線通信デバイスに含まれてもよい通信受信機回路の１つ以上の実施形態は、ダイバーシティサンプルセットを生成し、相対的シンボル配列を仮定し且つ上記の方法において説明したように好適な同期位置及び相対的シンボル配列を統合して決定するように構成される１つ以上の処理回路を含む。受信機回路の異なる実施形態は、好適な相対的シンボル配列及び同期位置を決定するために異なる評価方法を使用してもよいが、１つ以上の実施形態は、定義済み同期ウィンドウにわたってダイバーシティサンプルセットと既知のトレーニングシーケンスとの間で最大相関応答を発生させる相対的シンボル配列及び同期位置の選択の組合せを統合して決定する。

例えば相関応答は、仮定された相対的シンボル配列毎に、同期位置候補となる多くの識別済みチャネル遅延の各々に対して決定される。仮定された異なる相対的シンボル配列及び候補同期位置に対する相関応答を評価することにより、適切に構成された受信機は、最も好ましい相関結果に対応する相対的シンボル配列と同期との組合せを決定し且つその組合せをダイバーシティサンプルセットを処理するために使用できる。

限定しない例として、上記の方法及び装置に係る通信受信機又はそれらの変形例は、汎ヨーロッパデジタル移動通信システム（ＧＳＭ）により定義される通信信号等のバースト型受信信号と共に動作するように構成可能である。少なくとも１つのそのような実施形態において、通信受信機は、相対的シンボル配列の選択と組み合わせて、受信信号バースト内の定義済み同期ウィンドウに対してダイバーシティサンプルセットと既知のトレーニングシーケンスとの間で最高相関応答を発生させるチャネル遅延又はタップの選択として同期位置を統合して決定するように構成される。

上記の実施形態及び他の実施形態において、単一アンテナ干渉除去（ＳＡＩＣ）処理を採用してもよい通信受信機は、受信信号をオーバーサンプリングすることによりダイバーシティサンプルセットを生成するように構成可能である。他の実施形態において、ダイバーシティサンプルセットは、受信信号を複数のアンテナで受信し且つ対応するアンテナ別サンプルセットを生成することにより生成される。従って、本明細書中で説明する方法及び装置は、単一アンテナ受信信号をオーバーサンプリングすることにより取得されるサブチャネル信号としてダイバーシティ信号を「作成」する単一アンテナ受信機、並びに２つ以上のアンテナ及び／又は受信機フロントエンドを含む実際の多分岐ダイバーシティ受信機に適用可能である。

当然、本発明は上記の特徴及び利点に限定されない。実際、以下の詳細な説明を読み且つ添付の図面を参照することにより、追加の特徴及び利点が当業者には認識されるだろう。

送信システム又はデバイス及びダイバーシティ信号のシンボル配列を実行するように構成される受信機回路を含む受信システム又はデバイスの一実施形態を示すブロック図である。 ダイバーシティ通信受信機においてダイバーシティ信号をシンボル配列する方法の一実施形態を示す論理フローチャートである。 例えば図１に示すシンボル配列するように構成された受信機回路のＳＡＩＣ用の一実施形態を示すブロック図である。 例えば図３の受信機により生成されたダイバーシティ信号をシンボル配列する方法の一実施形態を示す論理フローチャートである。 受信（マルチパス）信号に対する仮定チャネルインパルス応答（ＣＩＲ）を示す波形グラフである。 ダイバーシティサンプルセットの例を示す図である。 受信信号のＮシンボル時間期間に関する仮定同期ウィンドウ（Ｗ）を示す図である。 図６のダイバーシティ信号サンプルセットに対する相対的シンボル配列の仮定を示す図である。 図６のダイバーシティ信号サンプルセットに対する相対的シンボル配列の仮定を示す図である。 図６のダイバーシティ信号サンプルセットに対する相対的シンボル配列の仮定を示す図である。 図６のダイバーシティ信号サンプルセットに対する相対的シンボル配列の仮定を示す図である。

図１は、受信システム１２へ通信信号を送信する送信システム１０を示す。受信システム１２は、１つ以上の受信機アンテナ１４及び関連する受信機１６を具備する。受信機１６は、フロントエンド回路１８と、ダイバーシティプロセッサ２０と、復調器、復号器等の１つ以上の追加の受信機回路２２とを含む。図示される実施形態の説明において、ダイバーシティプロセッサ２０は、受信通信信号から取得されるダイバーシティ信号に対するシンボル配列及び選択された他の処理を実行する。

例えば、受信システム１２が２つ以上の受信機アンテナ１４を含み且つフロントエンド回路１８が対応する数のフロントエンドブランチを含む実施形態において、ダイバーシティプロセッサ２０に提供される受信信号は、２つ以上のアンテナ別信号サンプルストリームを含んでもよい。ダイバーシティプロセッサ２０に提供されるアンテナ別サンプルのそのような各ストリームは、異なるダイバーシティ信号サンプルセットを表す。受信システム１２が単一の受信アンテナ１４を採用する他の実施形態において、フロントエンド回路１８及び／又はダイバーシティプロセッサ２０は、受信信号をオーバーサンプリングすることによりダイバーシティ信号を「作成」する。例えば、４倍オーバーサンプリングは、各セットが受信信号の異なるサンプリング位相に対応する４つのダイバーシティサンプルセットを発生させる。

受信システム１２に対して実現される特定の実施形態は、その所期の用途に依存する。無線通信ネットワークの場合、受信システム１２は、移動通信端末又は他の無線通信デバイスの全部又は一部を含んでもよい。そのような実施形態は、関係するセット及びサイズに依存して、複数の受信アンテナ１４を使用してもしなくてもよい。少なくとも１つのそのような実施形態において、受信システム１２は、移動局又はＧＳＭ／ＥＤＧＥ通信ネットワークにおいて動作するように構成される携帯無線電話等の他の通信端末を含む。従って、送信システム１０は、無線基地局の全部又は一部を含んでもよい。当然、ダイバーシティプロセッサ２０を含む本明細書中で特に注目される受信機回路は、移動受信機に加えて、基地局及び他の固定通信受信機において実現されてもよい。

従って、図２は、固定型の実施形態及び移動型の実施形態に適用可能なダイバーシティ信号処理を示し、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの任意の組合せにおいて実現する信号処理動作を表す。例えば、ダイバーシティプロセッサ２０は、マイクロプロセッサ、デ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イ（ＦＰＧＡ）、あるいはコンピュータプログラム命令及び／又は専用ハードウェアに従って動作する他の処理回路の全部又は一部を具備してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ダイバーシティプロセッサは通信受信機回路のベースバンド処理システムの内部に機能リソースを具備し、それ自体は１つ以上の物理処理回路を具備してもよい。

その実現例の詳細に関係なく、ダイバーシティプロセッサ２０は受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成する（ステップ１００）。１つ以上の実施形態において、この動作は、複数のアンテナ別受信信号サンプルストリームを利用可能にすること又は１つの受信機アンテナに入力する受信信号をオーバーサンプリングしてダイバーシティ信号を作成することに基づいて、フロントエンド回路１８から受信されたダイバーシティサンプルセットを単に適切にバッファリングすることを含んでもよい。当然、ダイバーシティプロセッサ２０は、フロントエンド回路１８から入力されるオーバーサンプリングされた複合サンプルストリームからダイバーシティサンプルセットを形成するため、必要に応じてデシメーションフィルタリング等の特に図示しない機能回路を含んでもよい。

いずれの場合も、ダイバーシティプロセッサ２０は、ダイバーシティサンプルセットに対する２つ以上の相対的シンボル配列を仮定する（ステップ１０２）。その後、仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価することにより、ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定する（ステップ１０４）。

本説明において、用語「好適な」は、例えば、使用される特定の関数に依存して、関数評価から得られる最も好ましい評価基準値に対応する相対的シンボル配列及び同期位置の選択の組合せを示してもよい。最も好ましい評価基準値は、最大値又は最小値であってもよい。例えば、ダイバーシティプロセッサ２０が評価基準を受信信号の相関応答として決定する場合、ダイバーシティサンプルセットと既知のトレーニングシーケンスとの間で最大相関関数又は最強相関応答を発生させる相対的シンボル配列及び同期位置は、好適な配列／同期として選択されてもよい。尚、受信機１６はトレーニングシーケンス情報を格納してもよい。

従って、受信信号は、既知の情報に相関させるための基礎を提供するパイロットデータ、トレーニングシーケンス又は他の既知の情報を含んでもよいことが理解されるべきである。例えば、１つ以上の実施形態において、各ダイバーシティサンプルセットは、トレーニングシーケンスシンボルの送信に対応する同期ウィンドウ時間を含む受信信号の多くのシンボル間隔にわたって取得される多くのシンボル分離受信信号サンプルを含む。

受信信号内の既知の情報を受信することにより、相関に基づく評価のための基礎が提供されるが、他の評価関数が使用されてもよい。例えば、評価基準は、最小二乗（ＬＳ）推定、最小雑音共分散行列式算出又は統合信号干渉推定を使用して、仮定された相対的シンボル配列に対して生成可能である。この場合、仮定された相対的シンボル配列を機能的に評価するために、任意の又は全てのそのような手法が考慮され、受信信号を処理するために使用される好適な同期位置及び好適な相対的シンボル配列を統合して決定するための異なる基礎を提供する。従って、相対的シンボル配列の異なる仮定に対する評価基準を生成するために使用される特定のアルゴリズムに関係なく、処理は続行し、ダイバーシティプロセッサ２０は、仮定された相対的シンボル配列に対して決定された評価基準を評価して、好適な相対的シンボル配列を決定する。

相関に基づく評価を使用する１つ以上の実施形態において、ダイバーシティプロセッサ２０は、ダイバーシティサンプルセットの様々に傾斜した例を既知のトレーニングシーケンスに対して相関させることにより、ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的サンプル配列及び好適な同期位置を識別する。相対的シンボル配列の各仮定に対する相関値は、異なる受信信号同期位置に対して生成可能である。換言すると、相対的シンボル配列の異なる仮定に対応する相関ベクトルとして示されてもよい相関値は、多くの可能な部分バースト同期位置に対して生成されてもよい。そのような部分バースト同期位置は、例えば、受信信号のマルチパス受信に関連する主チャネル遅延を識別する受信機１６に基づいて識別されてもよい。換言すると、１つ以上の実施形態は、注目チャネルタップを識別するためにマルチパスチャネル推定を実行し、推定されたチャネルタップを候補同期位置として使用する。

従って、ダイバーシティサンプルセット間の異なる相対的シンボル配列に対する相関結果を評価し且つ異なるチャネル遅延に対する相関結果をそのような配列毎に生成することにより、ダイバーシティプロセッサ２０は、受信信号に対する最適な相対的シンボル配列及び同期位置を統合して決定できる。より広義には、相関に基づく評価が使用されるか又は評価基準を生成するために異なる処理が使用されるかに関係なく、本明細書中で説明する方法及び装置は、最適なシンボル配列が仮定された相対的シンボル配列の中から選択された決定基準に基づいて探索される統合同期手順を提供し、その結果、より良好な受信機性能が得られる。

上記の広範な実施形態を考慮して、図３は、受信システム１２の一実施形態を示す。本実施形態において、受信システム１２は、携帯無線電話、ページャ、ＰＤＡ、ラップトップ／パームトップコンピュータ等の移動局又は端末、あるいは他の種類の無線通信デバイスを含む。特に、受信システム１２は、上述のダイバーシティプロセッサ２０の実施形態により向上された場合、ＳＡＩＣ処理を用いるＴＤＭＡ系バースト型無線通信システムにおいて使用するための通信端末として構成される。１つ以上の特定の実施形態において、受信システム１２は、同一チャネル干渉及び隣接チャネル干渉を抑制するためにＳＡＩＣ処理と関連してダイバーシティプロセッサ２０を使用するＧＳＭ／ＥＤＧＥ通信端末を含む。

図示される受信システム１２は単一の受信機アンテナ１４を含み、フロントエンド回路１８は（低雑音）増幅器３０、ミキサ回路３２、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３４及びローパスフィルタ回路３６を含む。更に、図示されるダイバーシティプロセッサ２０は、ダイバーシティサンプルセット生成器４０及び配列／相関プロセッサ４２を少なくとも機能的に含む。図示される追加の受信機処理回路２２は、チャネル遅延／タップ推定回路４４、ＳＡＩＣ処理回路４６、等化器４８及び復号器５０を少なくとも機能的に含む。（尚、所期の用途に依存して、双方向通信用送信回路等の更なる回路及び表示画面、キーパッド、オーディオ入出力等のユーザインタフェース回路が受信システム１２に含まれてもよいことが理解されるべきである。

動作時、受信システム１２は、ダイバーシティプロセッサ２０を使用して、（オーバーサンプリングされた）受信信号を処理するために使用される好適な同期位置及び相対的シンボル配列の選択を識別する。この場合、フロントエンド１８は、受信信号の同期ウィンドウにわたって取得された受信信号サンプルを提供する。同期ウィンドウは、送信システム１０がトレーニング情報を送出するか又は演繹的に既知であるデータを受信システム１２に送出する複数のシンボル時間を含んでもよい。例えばＧＳＭ／ＥＤＧＥシステムは、バースト同期のためにリモート受信機により使用されるトレーニングシーケンスコード（ＴＳＣ）を周期的に送信する。

従って、ダイバーシティプロセッサ２０の利点は、チャネル遅延の選択の好適な選択、すなわち好適なサブシンボル同期位置と、ダイバーシティサンプルセット間の相対的シンボル配列に対する好適な選択とを統合して決定する統合処理方法を可能にすることである。ダイバーシティサンプルセットを取得するために使用されるオーバーサンプリング位相が受信信号のシンボル時間境界を潜在的に越えることを認識することにより、ダイバーシティプロセッサ２０は、一般にダイバーシティ信号のシンボル配列を仮定する従来の受信機より受信性能を向上できる。更なる利点として、相対的シンボル配列処理を同期位置相関処理に組み入れることにより、処理の複雑さが若干増加するだけで、受信性能のこれらの向上は実現される。

上記の特徴及び利点、並びに他の特徴及び利点をより理解するために、図４はダイバーシティプロセッサ２０の処理論理の一実施形態を示す。本実施形態において、そのような論理は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの任意の組合せにおいて実現される。限定しない例として、そのような処理は、図３に示す受信システム１２によりサポートされるようなＧＳＭ／ＥＤＧＥ通信信号の単一アンテナ受信の場合に設定される。

処理は、送信バースト（ＧＳＭにおいて「ノーマルバースト」と呼ばれる）内で所望の数のシンボル時間にわたって受信信号をオーバーサンプリングして、受信信号のサブチャネル信号を表すダイバーシティサンプルセットを生成することから開始する（ステップ１１０）。そのような各ダイバーシティサンプルセットは、複数のオーバーサンプリング位相のうち異なるオーバーサンプリング位相にわたって取得された受信信号のシンボル分離サンプルを表す（ステップ１１２）。

続いて、仮定された相対的シンボル配列に対して受信信号の相関値を計算し（ステップ１１４）、相関値の評価に基づいて、ダイバーシティサンプルセットに対する相対的シンボル配列を選択し且つ受信信号に対する同期位置を決定する（ステップ１１６）。ダイバーシティプロセッサ２０の１つ以上の実施形態において、ステップ１１４及び１１６として示される処理動作は、統合決定処理を表すという利点がある。この場合、「最適な」相対的シンボル配列は、最大相関応答等の選択された決定基準に基づいて探索される。

オーバーサンプリングを介して受信信号からサブチャネル信号を生成する際、オーバーサンプリングされた受信信号は、ベクトル化された有限インパルス応答（ＦＩＲ）チャネルを使用して、ベースバンドにおいてモデル化可能である。従って、デジタルベースバンドの形態であるオーバーサンプリングされた受信信号は、以下のように表される。

式中、「ｎ」は、受信信号「ｓ」の長さＮであるシンボルバーストに対するシンボル位置の指標を表し、「ｈ」は、チャネルタップ（遅延スプレッド）ｍ＝０，．．．，Ｍであるチャネルタップ「ｍ」に対する伝播チャネル評価を表し、「ｕ（ｎ）」は雑音項を表す。（「Ｍ」がチャネルタップ数を示し、全部でＭ＋１個のチャネルタップが存在すると仮定した場合、「Ｍ」はチャネル「順序」と考えられてもよい。）
例えば図５は、式（１）で「ｈ」の値により表される仮定チャネルインパルス応答（ＣＩＲ）を示す。チャネルの図は、分散マルチパスチャネルがその遅延スプレッドにより特徴付けられてもよいことを示す。この場合、遅延スプレッドはシンボル時間に関して定量化されてもよく、すなわちシンボル期間数により定量化されてもよい。図によると、「Ｍ＋１」である最大遅延スプレッドは、チャネル推定及び他の処理において使用するチャネルタップ数を決定するために使用される。

従って、受信信号のベクトルｘ（ｎ）の要素は、それらのサンプリング位相に従って構成されたシンボル分離サブチャネル信号、すなわちダイバーシティサンプルセットである。ベクトルの形態では、ダイバーシティサンプルセットｘ（ｎ）は以下のように表される。

式中、「Ｋ」は、使用されるオーバーサンプリング位相の数、すなわちオーバーサンプリング係数を表し、ｘ_ｋ（ｎ）は、ｋ番目のオーバーサンプリング位相において受信信号から収集されたシンボル分離サンプルのセットを表す。従って、対応するダイバーシティサンプルセットにより表される各サブチャネル信号は、以下のように表される。

複素サブチャネル信号の場合、ｘｋ（ｎ）は、ベースバンドにおいて以下のように表されてもよい。

式中、上付き文字「Ｉ」は同相（実）成分を示し、上付き文字「Ｑ」は直交（虚）成分を示す。

図６は、拡張同期ウィンドウにわたって取得された４つのダイバーシティサンプルセット（Ｋ＝４、ｋ＝０，１，２，３）を示すことにより、そのようなサンプリングを示す。図７は、２つの（未知の）データ部分及び中央のＴＳＣ部分、すなわち既知のトレーニングデータを含むＮ個のシンボル時間の受信信号バーストを示すことにより、ウィンドウの理解を助長する。「ノーマル」バースト長は、信号の種類により変動する。例えばＧＳＭシステムにおいて、１５６個のシンボル分のバースト長が使用されてもよい。

受信機１６は、同期ウィンドウ「Ｗ」を使用してトレーニングシーケンスの先頭を検出するが、マルチパスであるため、そのような同期はチャネルの遅延スプレッドを考慮する必要がある。受信信号／ＴＳＣ相関が同期検出に使用される場合、連続するＭ＋１個の相関のエネルギーの合計は、同期（sync）位置Ｐ_ｓｙｎｃを検出するために使用される。

従来の同期方法において、同期検出のための相関は、Ｗ＋（Ｍ＋１）−１個の位置に対して、すなわちＷ＋Ｍ個の位置において実行される。しかし、本明細書中で説明する好適な相対的シンボル配列を同期位置決定と統合して決定する１つ以上の実施形態によると、同期相関は、１つ（又は複数）の追加位置、例えばＷ＋Ｍ＋１個の位置において実行される。（本明細書中で説明する少なくとも１つの実施形態において、そのような各相関は、Ｌ個のトレーニングシンボルを受信信号と相関させることを含む。）Ｗの典型的な値は「３」又は「５」であり（但し、これらに限定されない）、Ｍの典型的な値は、通常の市街地設定の場合は「３」であり、傾斜地設定の場合は「６」である（但し、これらに限定されない）。

いずれの場合も、拡張同期ウィンドウは、通常の同期ウィンドウに含まれるシンボル時間より多いシンボル時間を含む。ウィンドウを拡張することにより、ダイバーシティプロセッサ２０は、ダイバーシティサンプルセットのうち１つ以上の個別のダイバーシティサンプルセットを他のダイバーシティサンプルセットに関して移動することに基づいて、ダイバーシティサンプルセット間で異なる相対的シンボル配列を仮定できる。相対的シンボル配列の仮定をサポートするために同期ウィンドウを拡張する必要のあるシンボル時間数は、信号の種類及びチャネルの遅延スプレッドの関数であり、複数のアンテナを用いる実施形態においては、受信アンテナ１４の空間的分離の関数である。

上記のことを考慮して、図８Ａ〜図８Ｄは、図６に示したような４つのダイバーシティサンプルセットを有する実施形態に対する４つの異なる相対的シンボル配列の仮定を示す。詳細には、図８Ａに示す仮定１は、オーバーサンプリング位相０、１、２及び３において取得されたダイバーシティサンプルセットの全てがシンボル配列されると仮定する。従って、第１の仮定は、デフォルト又は公称配列条件であると理解される。これに対して、図８Ｂに示す仮定２は、オーバーサンプリング位相０において取得されたダイバーシティサンプルセットが、オーバーサンプリング位相１、２及び３に対応する残りのダイバーシティサンプルセットに関して１つのシンボル時間分左側に移動されると仮定する。同様に、図８Ｃは、最初の２つのオーバーサンプリング位相（０及び１）において取得されたダイバーシティサンプルセットが、最後の２つのオーバーサンプリング位相（２及び３）において取得されたダイバーシティサンプルセットに関して１つのシンボル時間分左側に移動されると仮定する。最後に、図８Ｄは、オーバーサンプリング位相０、１及び２において取得されたダイバーシティサンプルセットの全てが、オーバーサンプリング位相３に対応する残りのダイバーシティサンプルセットに関して１つのサンプル時間分左側に移動されると仮定する。

特に、動作例等の例の場合、ダイバーシティサンプルセットは、既知の決定論的サンプリング順序で受信信号をオーバーサンプリングすることにより取得され、それにより、ダイバーシティサンプルセットに対して可能な相対的シンボル配列の数は限定される。従って、１つ以上の実施形態において、ダイバーシティプロセッサ２０は、ダイバーシティサンプルセットを生成するために使用される既知のオーバーサンプリング位相順序に対して可能な相対的シンボル配列を仮定するように構成され、それにより、評価される仮定の数を限定する。

１つ以上の実施形態において、ダイバーシティプロセッサ２０は、ダイバーシティサンプルセットに対する相対的シンボル配列を選択し且つ受信信号に対する同期位置を統合して決定するように構成される。特に、ダイバーシティプロセッサ２０の１つ以上の実施形態は、最高（「最適」）評価基準を発生させる相対的シンボル配列及びチャネル遅延値を統合して決定する。そのような評価基準は、図７に示すような定義済み同期ウィンドウにわたって取得されたダイバーシティサンプルセットと既知のトレーニングシーケンスとの間の最大相関応答等である。

限定しない例として及び仮定されたシンボル配列に対する相関応答を評価基準として使用する実施形態を理解するための基礎として、従来の同期位置決定は、以下のように表されてもよい。

式中、Ｗは同期ウィンドウであり、ｎはシンボル時間であり、ｍはチャネルタップ遅延を示す。

で表されるベクトル値内の各要素は、以下の式に従って、各ダイバーシティサンプルセット（サブチャネル信号）におけるＴＳＣのＬ個のシンボルと受信信号との相関から取得可能である。

式中、ｉはトレーニングシーケンスに対するシンボル時間の指標を表し且つｉ＝０からｉ＝Ｌ−１の範囲をとる。ｔ（ｉ）は、位置ｉに対するトレーニングシンボルの値であり、ｘ_ｋ（・）は、式（３）で表されるとおりであるが、この場合、受信信号のシンボル時間は相関評価に対してｎ＋ｉである。

上記に対して、本明細書中で提案される相関処理に基づいて相対的シンボル配列及び同期位置を統合して決定する方法は、相関の算出のために少なくとも更に１つのシンボル位置を追加する。従って、相関ベクトルのエントリは、以下のように表される。

この場合、相関ウィンドウは１つのシンボル時間分拡張される（Ｍ＋Ｗ＋１）。式（８）により、ダイバーシティプロセッサ２０は、ｃ（ｎ）の傾斜要素を用いて新しいベクトルを構成できる。これは、以下のように表される。

式（９）は、ダイバーシティサンプルセット間の仮定された多くの相対的シンボル配列のうち好ましい相対的シンボル配列を決定するための基礎を提供するものとして理解されてもよい。例えば、図８Ａ〜図８Ｄを再度参照することにより、式（９）の理解が助長される。図８Ａにおいて、相関応答ベクトルを表す式（９）は、相対的に移動されたダイバーシティサンプルセットを用いずに決定される。図８Ｂにおいて、相関応答ベクトルは、残りの３つのダイバーシティサンプルセットに関して１つのシンボル時間分左側に移動されている最初のダイバーシティサンプルセットに対して決定される。同様に、図８Ｃ及び図８Ｄにおいて、最初の２つ及び最初の３つのダイバーシティサンプルセットはそれぞれ、残りのダイバーシティサンプルセットに関して１つのシンボル時間分左側に移動される。

従って、ダイバーシティプロセッサ２０の１つ以上の実施形態は、以下のように表される最大化の二引数探索を実行することにより、好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定するために、傾斜相関応答ベクトルを使用するように構成される。

（尚、本例に使用されるダイバーシティ信号を生成するために使用される順序付けられたサンプリングのため、探索空間の大きさはＷ・Ｋでしかない。）ｋ＞０を用いて同期位置が決定されると、最初のｋ個のサブチャネル内の信号は１つのシンボルを用いて移動され、それにより、最大チャネルタップエネルギーに従って最適シンボル配列を用いる統合マルチチャネル同期が取得される。すなわち、チャネルタップの範囲にわたって仮定された相対的シンボル配列毎に相関応答を評価することにより、ダイバーシティプロセッサ２０は、好適な同期位置及び相対的シンボル配列を統合して決定する。

当然、上述のように、相関応答に加えて他の方法が好適な相対的シンボル配列及び同期位置を評価するために使用されてもよい。一般に、ダイバーシティ信号のシンボル配列及び同期位置の決定はチャネル推定処理に関係することが当業者には認識されるだろう。従って、相関関数は、チャネルエネルギーに依存する統合決定関数の一例に過ぎない。従って、好適な同期位置及び相対的シンボル配列の統合決定には、受信信号の相関応答以外の関数が使用されてもよい。限定しない例として、ダイバーシティプロセッサ２０は、最小二乗推定関数、最小予想誤差関数、最尤関数又は最小雑音共分散関数のうちの１つを使用するように構成されてもよい。

そのような例の全てにおいて、関数は、相対的シンボル配列及び同期位置に直接又は間接的に依存する。それらの依存性を用いて、関数結果は、仮定された異なる相対的シンボル配列及び候補同期位置に対して評価され、それらの項目に対する好適な選択を統合して決定してもよい。従って、ダイバーシティプロセッサ２０は、多くの異なる方法で開発された評価基準に従って、好適な相対的シンボル配列及び同期位置の統合決定を実行するように構成可能であることが当業者には理解されるだろう。

いずれにしても、ダイバーシティプロセッサ２０は、受信信号の非トレーニング（データ）部分に対応するサンプルを含むダイバーシティサンプルセットの処理に使用するために、同期位置及びダイバーシティサンプルセットの相対的配列を決定する。例えば、図３に示すような受信システム１２の実施形態において、ＳＡＩＣ回路４６は、決定された相対的シンボル配列及び同期位置に従って、時空間ホワイトニングを含むＳＡＩＣ処理をダイバーシティサンプルセットに適用する。ＳＡＩＣ回路４６により出力された干渉抑制済みサンプルは等化回路４８に入力され、その結果得られる等化済み受信信号サンプルは復号器５０により復号される。その後、復号情報は適宜処理される。例えば、受信システム１２の移動局の実施形態において、そのようなデータは、信号方式又は制御情報、音声データ、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットデータ等であってもよい。

当然、本発明は前述の説明により限定されず、添付の図面によっても限定されない。実際、本発明は添付の請求の範囲及びその法的均等物によってのみ限定される。

Claims (29)

1. 通信受信機においてダイバーシティ信号をシンボル配列する方法であって、
   受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成するステップと、
   前記ダイバーシティサンプルセットに対する２つ以上の相対的シンボル配列を仮定するステップと、
   前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価することにより、前記ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列と好適な同期位置とを統合して決定するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成する前記ステップは、各ダイバーシティサンプルセットが共通サンプリングウィンドウにわたって異なるサンプリング位相で取得されたシンボル分離サンプルセットを含むように、前記受信信号をオーバーサンプリングするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ダイバーシティサンプルセットに対する２つ以上の相対的シンボル配列を仮定する前記ステップは、前記ダイバーシティサンプルセットを生成するために使用される既知のオーバーサンプリング位相の順序に対して可能な前記相対的シンボル配列を仮定するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記通信受信機において実現される単一アンテナ干渉除去（ＳＡＩＣ）処理において前記ダイバーシティサンプルセットを処理するために、前記好適な同期位置及び前記好適な相対的シンボル配列を使用するステップを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記受信信号に関連するマルチパス伝播チャネル遅延の推定に基づいて、前記候補同期位置を決定するステップを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価する前記ステップは、前記仮定された相対的シンボル配列及び前記候補同期位置に依存して既知のトレーニングシーケンスに関する前記ダイバーシティサンプルセットの相関応答を評価するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価することにより、前記ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定する前記ステップは、
   仮定された各相対的シンボル配列及び各候補同期位置に対して、既知のトレーニングシーケンスに関する受信信号の相関応答を決定するステップと、受信信号の最大相関応答を発生させる仮定された相対的シンボル配列及び候補同期位置の組合せを前記好適な相対的シンボル配列及び前記好適な同期位置として選択するステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記関数を受信信号の相関関数として定義するステップを更に含み、前記関数を評価する前記ステップは、定義済み同期ウィンドウにわたって既知のトレーニングシーケンスに関して最大相関応答を発生させる候補同期位置及び仮定された相対的シンボル配列の前記組合せを識別することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記仮定された相対的シンボル配列を実現するために必要な場合、前記ダイバーシティサンプルセットが互いに関して１つ以上のシンボル時間分移動されるように、前記同期ウィンドウが公称同期ウィンドウ長より１つ以上のシンボル時間分大きいように定義するステップを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記通信受信機は、前記受信信号を２つ以上のアンテナで受信するダイバーシティ受信機を具備し、受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成する前記ステップは、前記２つ以上のアンテナに対するアンテナ別サンプルセットを生成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記通信受信機は単一アンテナ受信機を具備し、受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成する前記ステップは、前記受信信号に対する１つ以上の同相サンプルセット及び１つ以上の直交サンプルセットを生成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成する前記ステップは、所望のオーバーサンプリング係数により前記受信信号をオーバーサンプリングすることにより、２つ以上の同相サブチャネル信号及び同数の直交サブチャネル信号を生成するステップを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記通信受信機はバースト型受信機を具備し、前記ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定する前記ステップは、前記仮定された相対的シンボル配列のうち好適な相対的シンボル配列を識別することに関連して、前記受信信号に対する好適なバースト同期位置を統合して決定するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価する前記ステップは、受信信号の相関応答関数、最小二乗推定関数、最小予測誤差関数、最尤関数又は最小雑音共分散関数のうちの１つを評価するステップを含み、そのような関数は全て、相対的シンボル配列及び同期位置に直接又は間接的に依存することを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 通信受信機においてダイバーシティ信号をシンボル配列するように構成される受信機回路であって、
    受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成し、
    前記ダイバーシティサンプルセットに対する２つ以上の相対的シンボル配列を仮定し、
    前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価することにより、前記ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定する
    ように構成される１つ以上の処理回路を具備することを特徴とする受信機回路。
16. 前記受信機回路は、各ダイバーシティサンプルセットが共通サンプリングウィンドウにわたって異なるサンプリング位相で取得されたシンボル分離サンプルセットを含むように受信信号をオーバーサンプリングすることにより、前記受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
17. 前記受信機回路は、前記ダイバーシティサンプルセットを生成するために使用されるオーバーサンプリング位相の順序に対して可能な前記相対的シンボル配列を仮定することにより、前記ダイバーシティサンプルセットに対する２つ以上の相対的シンボル配列を仮定するように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の受信機回路。
18. 前記受信機回路は、前記通信受信機において実現される単一アンテナ干渉除去（ＳＡＩＣ）処理において前記ダイバーシティサンプルセットを処理するために、前記好適な同期位置及び前記好適な相対的シンボル配列を示すように構成されることを特徴とする請求項１７に記載の受信機回路。
19. 前記受信機回路は、前記受信信号に関連するマルチパス伝播チャネル遅延の推定に基づいて、前記候補同期位置を決定するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
20. 前記受信機回路は、前記仮定された相対的シンボル配列及び前記候補同期位置に依存して既知のトレーニングシーケンスに関する前記ダイバーシティサンプルセットの相関応答を評価することにより、前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
21. 前記受信機回路は、仮定された各相対的シンボル配列及び各候補同期位置に対して、既知のトレーニングシーケンスに関する受信信号の相関応答を決定することと、受信信号の最大相関応答を発生させる仮定された相対的シンボル配列及び候補同期位置の組合せを前記好適な相対的シンボル配列及び前記好適な同期位置として選択することとによって、前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価することにより、前記ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
22. 前記受信機回路は、前記関数を受信信号の相関関数として定義し、且つ定義済み同期ウィンドウにわたって既知のトレーニングシーケンスに関して最大相関応答を発生させる候補同期位置及び仮定された相対的シンボル配列の前記組合せを識別することにより前記関数を評価するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
23. 前記受信機回路は、前記仮定された相対的シンボル配列を実現するために必要な場合、前記ダイバーシティサンプルセットが互いに関して１つ以上のシンボル時間分移動されるように、前記前記同期ウィンドウが公称同期ウィンドウ長より１つ以上のシンボル時間分大きいように定義するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の受信機回路。
24. 前記受信機回路は、前記受信信号を２つ以上のアンテナで受信するように構成されるダイバーシティ受信機の少なくとも一部を具備し、前記受信機回路は、前記２つ以上のアンテナに対するアンテナ別サンプルセットを生成することにより受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
25. 前記受信機回路は、単一アンテナ受信機の少なくとも一部を具備し、前記受信機回路は、受信信号に対する１つ以上の同相サンプルセット及び１つ以上の直交サンプルセットを生成することにより前記受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
26. 前記受信機回路は、所望のオーバーサンプリング係数による前記受信信号のオーバーサンプリングに基づいて、２つ以上の同相サブチャネル信号及び同数の直交サブチャネル信号を更に生成することにより、前記受信信号に対するダイバーシティサンプルセットを生成するように構成されることを特徴とする請求項２５に記載の受信機回路。
27. 前記受信機回路は、バースト型受信機の少なくとも一部を具備し、前記受信機回路は、前記仮定された相対的シンボル配列のうち好適な相対的シンボル配列を識別することに関連して、前記受信信号に対する好適なバースト同期位置を統合して決定することにより、前記ダイバーシティサンプルセットに対する好適な相対的シンボル配列及び好適な同期位置を統合して決定するように構成されることを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
28. 前記受信機回路は、受信信号の相関応答関数、最小二乗推定関数、最小予測誤差関数、最尤関数又は最小雑音共分散関数のうちの１つを評価することにより、前記仮定された相対的シンボル配列及び多くの候補同期位置に従って相対的シンボル配列及び同期位置に依存する関数を評価するように構成され、そのような関数は全て、相対的シンボル配列及び同期位置に直接又は間接的に依存することを特徴とする請求項１５に記載の受信機回路。
29. 通信受信機と、
    前記通信受信機に含まれるか又は関連付けられる、請求項１５乃至２８の何れか一項に記載の受信機回路と、
    を具備することを特徴とする無線通信デバイス。

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