JPH10505477A - 受信方法及びベースステーション受信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、各セル内の少なくとも１つのベースステーション(100)がそのエリア内に位置する移動ステーション(102-104)と通信するＣＤＭＡセルラー無線システムにおける受信方法及びベースステーション受信器に係る。ベースステーション(100)は、各移動ステーション(102-104)から到達する信号のベースステーションに対する方向角を測定し、そして時間と共に変化するアンテナビームを用いて移動ステーション(102-104)と通信し、ビームの最大利得の角度が、移動ステーションから到達する信号成分(110-112)に基づいて調整される。多量の計算を伴わずに良質の検出を行うために、本発明の方法では、所望の信号の検出に、異なる移動ステーションから受け取った多数の信号を同時に使用し、信号を選択するときに、それら信号の到来方向が考慮に入れられる。

Description

【発明の詳細な説明】 受信方法及びベースステーション受信器発明の分野 本発明は、各セル内の少なくとも１つのベースステーションがそのエリア内に 位置する移動ステーションと通信するＣＤＭＡセルラー無線システムにおける受 信方法であって、上記ベースステーションが、各移動ステーションから到達する 信号のベースステーションに対する方向角を測定し、そしてベースステーション が、多数の素子より成るアンテナアレーにより、該アンテナアレーから得られる 利得が所望の方向に最大となるように送信及び受信されるべき信号を位相合わせ することにより移動ステーションの信号を送信及び受信するような方法に係る。先行技術の説明 コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）は、拡散スペクトル技術に基づくマルチ アクセス方法で、公知のＦＤＭＡ及びＴＤＭＡ方法に加えてセルラー無線システ ムに最近適用されてきた方法である。ＣＤＭＡは、例えば、スペクトル効率が高 くそして周波数プランニングが簡単である等の公知方法に勝る多数の効果を有す る。既知のＣＤＭＡシステムの一例が、ＥＩＡ／ＴＩＡ暫定規格「二重モード広 帯域拡散スペクトルセルラーシステムのための移動ステーション−ベースステー ション適合規格(Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Du al-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System)」、ＴＩＡ／ＥＩＡ／Ｉ Ｓ−９５、１９９３年７月、ＥＩＡ／ＴＩＡ ＩＳ−９５に記載されている。 ＣＤＭＡ方法では、ユーザの狭帯域データ信号が、そのデータ信号より相当に 広い帯域を有する拡散コードによって比較的広い帯域へと乗算される。既知のテ ストシステムでは、１.２５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ及び２５ＭＨｚのような帯域巾 が使用される。乗算に関しては、データ信号が、使用されるべき全帯域へと拡散 する。全てのユーザは、同じ周波数帯域を同時に使用して送信を行う。ベースス テーションと移動ステーションとの間の各接続に個別の拡散コードが使用され、 従って、各ユーザの拡散コードに基づき受信器において異なるユーザの信号を互 いに区別することができる。 受信器に設けられた整合フィルタは、拡散コードに基づいて確認される所望の 信号と同期される。データ信号は、送信中に使用された同じ拡散コードを再び乗 算することにより受信器において元の帯域に復帰される。他の拡散コードで乗算 された信号は、理想的な場合には相関せず、狭帯域へ復帰しない。従って、それ らは、所望の信号に対してノイズとして現れる。システムの拡散コードは、相互 に直交するように即ち互いに相関しないように選択されるのが好ましい。 典型的な移動電話環境においては、ベースステーションと移動ステーションと の間の信号が、送信器と受信器との間の多数の経路に沿って伝播する。この多経 路伝播は、主として、周囲表面からの信号の反射によるものである。異なる経路 に沿って伝播した信号は、送信遅延が異なるために異なる時間に受信器に到達す る。ＣＤＭＡは、信号の受信に多経路伝播を利用できるという点で従来のＦＤＭ Ａ及びＴＤＭＡとは異なる。ＣＤＭＡシステムに一般に使用される受信器は、各 ブランチが、個々の経路に沿って伝播した信号成分と同期されるようなマルチブ ランチ受信器構造である。各ブランチは、独立した受信要素であり、その機能は １つの受信信号成分を構成しそして復調することである。従来のＣＤＭＡ受信器 では、異なる受信要素の信号が、良質の信号を得るようにコヒレントに又はイン コヒレントに効果的に合成される。 従って、他の接続により所望の接続に生じる干渉は、均一に分布したノイズと して受信器に現れる。これは、受信器で検出された信号の到来方向に基づき角度 ドメインにおいて信号が検査されるときにも言えることである。従って、他の接 続により所望の接続に生じる干渉は、受信器において、角度ドメインに分布され たものとしても現れ、即ちこの干渉は、異なる到来方向へと均一に分布される。 ＣＤＭＡシステムの多重アクセス干渉は、種々の既知の多重アクセス干渉打消 （ＩＣ）方法及びマルチユーザ検出（ＭＵＤ）によっても減少できる。これらの 方法は、ユーザ自身のセル内に生じる干渉を減少するのに最も適しており、従っ て、干渉打消なしに実施されるシステムに比してシステム容量を約２倍に増加す ることができる。しかしながら、ＩＣ／ＭＵＤ技術は、特に信号の数が増加する ときには計算量が多くなるために実現が複雑になる。 別のやり方は、干渉打消又はマルチユーザ検出をある数の信号のみに限定する ように試みることであり、この際に残りの干渉信号が同一チャンネル干渉を構成 する。このような方法は、ユーザをそれらの位置に基づいて互いに区別するＳＤ ＭＡ（スペース分割多重アクセス）方法である。これは、受信アンテナのビーム がベースステーションにおいて移動ステーションの位置に基づき所望の方向に調 整されるように実行される。このため、システムは、適応アンテナアレー、即ち 位相合わせされたアンテナと、移動ステーションを追跡する受信信号の処理とを 使用する。アンテナ又はアンテナアレーの方向性パターンの適応変化が当業者に 良く知られた技術で実現され、例えば、アンテナで受信された信号を、和の信号 が所望の方向性パターンに対応するよう位相合わせすることにより実現される。 この位相合わせは、例えば、基本帯域でも行われる適応フィルタ動作で行うこと ができる。 参考としてここに取り上げるＲ．コーノ、Ｈ．イマイ、Ｍ．ハトリ及びＳ．パ スパシー著の「直接シーケンスの拡散スペクトル多重アクセスシステムのための 適応アレーアンテナと干渉打消装置の組合せ(Combination of an Adaptive Arra y Antenna and a Canceller of Interferrence for Direct-Sequence Spread-Sp ectrum Multiple Access System)」（ＩＥＥＥ Ｊ−ＳＡＣ、第８巻、第４号、 第６７５−６８２ページ、１９９０年５月）は、干渉打消が適応アンテナに関連 して用いられる公知構成を開示している。しかしながら、ここに説明された構成 では、干渉信号がいかなる種類の選択も受けず、重み付けされた減算を受けるだ けであるので、打消の量が著しくなる。発明の要旨 本発明の目的は、公知方法により与えられる容量を、打消量を増加せずに更に 改善できるような方法及び受信器を実現することである。本発明による方法の目 的は、干渉打消及びマルチユーザ検出における基本帯域の処理を簡単化し、ひい ては、検出器の容量又は感度を改善することである。 これは、冒頭で述べた形式の方法において、所望の信号の検出に多数の移動ス テーションから受け取った信号を同時に使用し、信号を選択するときに、信号の 到来方向を考慮に入れることを特徴とする方法によって達成される。 又、本発明は、多数の素子より成るアンテナアレーと、このアンテナアレーに 接続された高周波ユニットのグループと、受信されるべき信号に適用される多数 のフィルタ及び信号検出器より成る検出手段のグループと、アンテナアレーから 得られる利得が所望の方向に最大となるように受信信号を位相合わせする手段と を備えたベースステーション受信器にも係る。本発明によるベースステーション 受信器は、高周波ユニットからの信号が入力となる第１検出手段であって、受信 信号成分に対して予備的な推定を実行する第１検出手段と、該第１検出手段から の信号が入力となるスイッチングマトリクスと、高周波ユニットからの信号及び スイッチングマトリクスの出力信号が入力となる第２検出手段であって、異なる ターミナル装置から受け取った多数の信号成分を使用して信号の検出及び推定を 実行する第２検出手段と、使用されるべき信号をその到来方向に基づいてスイッ チングマトリクスにより第１検出手段から第２検出手段へ選択及び案内する制御 手段とを備えたことを特徴とする。 本発明による方法では、特に基本帯域で行う処理を実際に多量の計算を伴わず に実現できるように、適応アンテナビームと干渉打消及びマルチユーザ検出方法 の両方を使用できるようにする。本発明の好ましい実施形態による構成では、例 えば、他のターミナル装置から受信され、既に検出されそして所望の信号と干渉 する打消信号を使用することができる。 本発明による方法は、適応アンテナビームがアナログ又はデジタルの位相合わ せにより形成されるシステムに適用することができる。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、本発明の方法を適用できるセルラー無線システムを示す図である。 図２は、適応アンテナアレーの考えられる実施形態を示す図である。 図３は、ターミナル装置が１つの場合の方向付けされたアンテナビームの第１ の例を示す図である。 図４は、ターミナル装置が２つの場合の方向付けされたアンテナビームの第２ の例を示す図である。 図５は、２つのターミナル装置が異なるセルに位置している場合の方向付けさ れたアンテナビームの第３の例を示す図である。 図６は、本発明による受信器の構造を例示するブロック図である。 図７及び８は、本発明による受信器の構造を詳細に示すブロック図である。 図９及び１０は、アナログ位相合わせを用いたときの本発明による受信器の構 造を示すブロック図である。好ましい実施形態の詳細な説明 図１は、本発明の方法を適用できるＣＤＭＡセルラー無線システムを示す図で ある。このシステムは、各セルに、少なくとも１つのベースステーション１００ と、該ベースステーションと各々通信する（１１０−１１６）多数の加入者装置 １０２ないし１０８とを備えている。ＣＤＭＡの特徴は、全てのターミナル装置 が同じ周波数帯域を使用してベースステーションと通信し、そしてそれらの間の チャンネルが各接続に使用された拡散コードに基づいて互いに区別されることで ある。又、隣接セルにも同じ周波数帯域を使用することができる。 本発明によるシステムは、時間と共に変化するベースステーションアンテナビ ームであって、例えば、適応アンテナアレーによって実現できるアンテナビーム に適用される。適応アンテナアレーは、多数の異なる素子より成るアンテナグル ープである。図２は、適応アンテナアレーの考えられる実施形態を示している。 このアンテナアレーは、Ｌ個のアンテナ素子２００、２０２、２０４を備え、こ れらは、例えば、全方向性アンテナである。各アンテナ素子は、高周波部分２０ ６、２０８、２１０に接続され、これらは、受信信号を中間周波に変換しそして 信号を既知の技術に基づいて（Ｉ、Ｑ）成分へとサンプリングする。これにより 得られた複素サンプルは、次いで、乗算器２１２、２１４、２１６において対応 する複素重み付け係数ｗ_iで乗算され、ここで、ｉ＝１、・・・Ｌである。この ように乗算されたサンプル２２２、２２４、２２６は、加算器２１８を経て受信 器の他の部分へ送られる。 複素重み付け係数ｗ_iは、通常適応性であるアルゴリズムに基づいて、所望の 形状のアンテナパターンが得られるように選択される。受信信号を整形するこの 方法は、基本帯域でデジタル化された信号に対して行われるので、信号のデジタ ル位相合わせと称するが、この整形により、受信信号のアンテナ利得は、所望の 方向に向けることができる。このようなアンテナアレーは、方向性又は全方向性 のアンテナ素子より成る。異なるアンテナから得た信号を位相合わせしそしてそ の位相合わせされた信号を合成すると、所望に方向に向いた一種の仮想アンテナ ビームが形成される。 本発明においては、時間と共に変化するアンテナビームをベースステーション においていかに実現するかは重要でなく、上記方法は、単なる例示に過ぎない。 本発明の方法は、先ず、基本帯域において実行されるべき干渉打消及びデジタル 位相合わせを用いて以下に説明する。デジタル位相合わせ及びマルチユーザ検出 は、別々に説明する。 図３は、高周波部分３０４及び基本帯域部分３０６を備えたベースステーショ ン１００がそのエリア内に位置したターミナル装置１０２と通信し、そしてベー スステーションの受信がターミナル装置１０２から到達する信号に既に適用され ている状態を例示している。この例では、以下に述べるように、一般性を制限す ることなく、ベースステーションが２つの最も強い多経路伝播信号成分を受信に 使用するものと仮定する。これは、アンテナダイバーシティの利点を確保すると 共に、１つの信号成分で考えられることであるが信号の全帯域が同時にフェージ ングを生じるような最悪のレイリー分布フェージング状態を防止する。 又、図３の例では、ターミナル装置により送信された信号の２つの最も大きな 信号成分１１０ａ及び１１０ｂがその地域内の２つの障害物３００、３０２から の反射で到達するものと仮定する。ベースステーションは、各々の信号成分１１ ０ａ及び１１０ｂを別々の向きのアンテナビームＡ及びＢで受信する。これは、 ２つの別々のそして相互に独立した向きのアンテナビームを得るように信号を位 相合わせするのに二重ロジックの使用を必要とする。ベースステーション１００ は、各接続１１０ａ、１１０ｂ及びアンテナビームＡ、Ｂに対し、信号の絶対的 到来方向に対応する信号位相合わせに関する情報を維持する。このデータは、後 で、他のユーザにより受信信号に生じた干渉を推定するときに使用される。 ベースステーションにより送信される信号は、各接続ごとに、受信が適用され る放射パターンに対応するよう位相合わせされる。このように、ターミナル装置 により受信される信号の質も改善される。これは、チャンネルが往復性であり、 即ち信号が両送信方向に同様に伝播する環境のもとで適用することができる。 図４は、ベースステーション１００がそのエリア内に位置した２つのターミナ ル装置１０２及び１０４と通信する状態を例示している。上記と同様に、２つの 信号成分１１０ａ、１１０ｂ及び１１２ａ、１１２ｂが各ターミナル装置から考 慮される。図示された例では、ターミナル装置１０４の信号成分１１２ａ、１１ ２ｂは、その地域内に位置する障害物３０２、４００から反射され、一方の成分 １１２ａは、ターミナル装置１０２の一方の信号成分１１０ａと同じ方向からベ ースステーションに到達し、そして同じアンテナビームＢのエリアに到達する。 各ターミナル装置の信号を受信する際には、他の装置によって送信された信号が 干渉として見える。というのは、アンテナビームが干渉信号を抑制しないからで ある。 このような状態において、本発明の考え方は、既に検出されたターミナル装置 １０２、１０４の信号をベースステーションにおいて使用して容量を相互に改善 することである。干渉信号は、未知の信号ではなく、以下に詳細に述べる受信器 の第１検出手段において既にいったん検出されており、そして干渉信号は、所望 の信号から打ち消して、受信器の感度を改善することができる。受信器の動作に ついては、以下に詳細に述べる。 図５は、ベースステーション１００がそのエリア内に位置するターミナル装置 １０２と通信する状態を例示している。又、この図には、隣接セルにサービスす るベースステーション５００と、該ベースステーションと通信する（５０４ａ） ターミナル装置５０２と、両方のベースステーションと通信するベースステーシ ョンコントローラ５０６も示されている。図示された例では、ターミナル装置５ ０２からの信号５０４ｂも、ターミナル装置１０２からの信号成分１１０ａと同 様にビームＢによりカバーされる同じ方向からベースステーション１００に到達 する。この信号５０４ｂは、ターミナル装置１０２の信号受信においてノイズと して見える。というのは、アンテナビームが干渉信号を抑制しないからである。 この場合に、上記干渉信号５０４ｂは、所望の信号１１０ａと同じベースステ ーション１００では検出されない。というのは、ターミナル装置５０２は、ベー スステーション１００とは通信せず、ベースステーション５００と通信するから である。それ故、信号５０４ｂは既知の信号ではない。干渉するターミナル装置 ５０２及びそれが使用するチャンネルは、ベースステーションコントローラ ５０６を経てベースステーション１００に指示することができる。次いで、ベー スステーション１００は、付加的な受信器を作動して上記干渉信号を受信するこ とができ、このように検出された信号は、ベースステーション１００により受信 される他の信号と同様に、他の信号の受信に使用することができる。 本発明の好ましい実施形態では、干渉するターミナル装置のパラメータを隣接 ベースステーションに通知することが、ハンドオーバーアルゴリズムの更新に接 続される。本発明によるセルラー無線システムでは、ターミナル装置は、それら 自身のベースステーション及びその周囲のベースステーションから受け取る信号 の質を時々測定し、そしてその測定結果をそれら自身のベースステーションに報 告し、該ベースステーションは、その結果をベースステーションコントローラへ 送る。この測定結果から得られる質の値を、与えられたスレッシュホールド値と 比較することにより、ターミナル装置が隣接ベースステーションといつ干渉する か及び１つのベースステーションから別のベースステーションへのハンドオーバ ーをいつ最も効果的に実行できるかを推定することができる。 図５に示された状態においては、ターミナル装置５０４は、ベースステーショ ン５００及び１００から検出した信号から上記測定を実行し、そして測定結果を ベースステーション５００へ報告し、該ベースステーションは、その結果をベー スステーションコントローラ５０６へ送る。測定報告に基づき、干渉チャンネル の測定がベースステーション１００において行われる。この測定は、通常のチャ ンネル単位で行われ、アンテナビームの適応性をそれに付加して、生じた干渉の 打消を、ある方向から受信したチャンネルのみに向けることができる。 効果的な干渉打消に加えて、上記の方法は、隣接セルに生じた干渉を排除でき るので、ＣＤＭＡネットワークにおいてハンドオーバー限界をもてるという利点 を有する。 又、上記方法は、ベースステーション１００がターミナル装置５０２からの信 号と既に同期され、従って、ターミナル装置がベースステーション１００に向か っておそらく移動する場合に、考えられるハンドオーバーを迅速に実行できると いう利点も有する。本発明による実施形態では、ベースステーション１００がベ ースステーションコントローラ５０６へ検出チャンネル５０４ｂの情報の送信を 開始する一方、ベースステーションコントローラ５０６がベースステーション１ ００を作動してターミナル装置５０２に意図された信号を送信すると共に、ベー スステーション５００の送信を不作動にすれば充分である。もし必要であれば、 ベースステーション５００は、干渉打消の目的でハンドオーバーを実行したター ミナル装置５０２からの信号を監視し続けることができる。しかしながら、ター ミナル装置５０２は、ベースステーション５００によりカバーされたエリアから ハンドオーバー限界に対応する距離に既に位置しているので、これは必要ではな い。 又、干渉するターミナル装置のパラメータを隣接ベースステーションに通知す るための他の態様も存在する。セルの設計において、ターミナル装置が他のベー スステーションに対し最も干渉を起こし易い場所及び方向を探索することができ る。図示の例では、ベースステーション５０は、アンテナビームの方向と、信号 の伝播遅延から得た距離情報とに基づいて、ターミナル装置の位置を測定するこ とができる。対応する干渉の方向を、ベースステーション１００の観点から決定 し、指示された干渉信号をその方向から到達する信号の検出に考慮できるように しなければならない。これら方向は、位相ベクトルにより指示される。最もあり 得る方向の１つは、当然、ベースステーション間の直線である。 以下、一般性を制限することなく、干渉信号が所望の信号と同じベースステー ションのエリアから到達し、即ち問題とするターミナル装置が、ベースステーシ ョンが通信するターミナル装置であると仮定する。 本発明による受信器の構造及び動作を、図６のブロック図を参照して以下に説 明する。 図６は、Ｎ人のユーザを受信することのできるベースステーションの受信器の 構造を示している。この受信器は、Ｋ個のアンテナ素子６００を備えている。各 アンテナ素子は、それ自身の高周波前段部６０２を有し、ここで、搬送波周波数 信号が既知の方法でダウン変換されそしてフィルタされる。Ｋ個の信号６２２の 全部が、Ｎ個の第１検出手段６０４に送られる。第１検出手段６０４において、 受信信号は、予めの検出を受け、各信号により生じた干渉が推定される。 この検出手段６０４は、セルエリア内の活動的ユーザの数に対応する数だけが 作動される。検出された信号は、２つの多経路信号又は干渉信号に対応するよう に重み付け及び位相合わせされる。従って、検出器の各出力６２４ａないし６２ ４ｃは、図の例では２つの成分を含む。この点に関して、この例では、ベースス テーションにおいてこれら２つの成分が受信信号から使用されると仮定するが、 本発明は、他の数の検出信号にも対応的に適用することができ、２という数は、 一例に過ぎないことを理解されたい。上記の干渉信号６１４は、交差接続マトリ クス６０８に送られ、このマトリクスを経て信号６１８は、第２の検出手段６０ ６に送られる。又、ダウン変換されたＫ個の信号６３４は、遅延手段６１２を経 て検出手段６１６の入力に送られる。遅延手段６１２の遅延は、第１の検出手段 ６０４の処理遅延に対応するようにセットされ、従って、第２の検出手段６０６ の入力で検出される干渉信号と、無線チャンネルから受け取られたダウン変換さ れた信号は、時間的に正しい段階にある。 各検出手段に接続されるべき干渉信号は、本発明の方法において、それらの到 来方向及び信号強度に基づいて選択される。受信器は、種々のブロックの動作を 制御する制御ユニット６１０を備え、この制御ユニット６１０により接続が行わ れる。第２の検出手段６０６は、受信信号の位相合わせを実行し、そして実行さ れた位相合わせに関する情報６２６が制御ユニット６１０に付与される。制御ユ ニット６１６は、位相合わせ情報６２８をそれに対応する第１の検出手段６０４ へ送り、これにより、このデータは、第１の検出手段において更新される。それ 故、第１の検出手段６０４は、ビームを位相合わせするための計算をそれ自体で 行わず、第２の検出手段６０６で得た情報を使用する。 交差接続マトリクス６０８は、従来のマトリクスと同様に実現され、その動作 は、制御ユニットにより制御される。他のターミナル装置により送信される信号 のうちの最も強い信号が、各方向ごとに干渉信号として選択される。このように して、最も強い干渉を打ち消すことができ、残りの干渉は、受信器の検出増幅器 によって除去される。ほとんどの干渉は、アンテナビームによって打ち消すこと ができるので、基本帯域において各方向から最も強い干渉信号が除去されるだけ でおそらく充分であろう。 この例では、２つの多経路成分が各チャンネルの方向に使用され、それ故、各 第２の検出手段６０６に２つの干渉信号が送られる。従って、交差接続マトリク スの各出力６３２ａないし６３２ｃは、２つの成分を含む。それ故、制御ユニッ ト６１０は、各第２の検出手段の両アンテナビームに対し最も強い干渉信号を推 定する。スイッチングマトリクス６０８の制御は、本質的に高速処理を必要とし ない。というのは、その速度がターミナル装置の移動のみに基づくだけで、急激 な変化はおそらくないからである。 第２の検出手段６０６の出力は、検出されたユーザ信号６２０を与える。受信 器の段数は、上記の検出信号６２０が、受信器の次の段において更に正確な干渉 打消に使用される新たなそして更に正確な干渉信号推定値となるように、必要に 応じて増加することができる。同様に、信号の位相合わせの決定は、最終段で更 に確実な仕方で検出された信号において行われるように移行することができる。 以下、図７のブロック図により、第１の検出手段６０４の構造を詳細に説明す る。この図は、予めの推定を行う第１検出手段の基本的な構造を例示する。 検出手段は、位相合わせ手段７００、７０２を備え、その入力にはダウン変換 された信号６２２が各高周波手段から供給される。位相合わせ手段においては、 信号が位相合わせ及び加算されて、増幅された信号７１６、７１８を出力におい て所望の方向に付与できるようにする。信号の位相合わせは、２つの異なるアン テナ方向性パターンに対応する。複素乗算として実現することのできる位相合わ せは、第２の検出手段６０６により直接的に又は制御ユニット６１０を経て制御 される（６２８）。位相合わせされた信号は、検出ユニット７０４、７０６へ送 られ、そこから、広帯域信号が情報チャンネルへと構成される。この構成には、 既知の技術に基づき到来信号を相関するのに使用する接続の拡散コードが用いら れる。 検出された信号７２０、７２２は、ダイバーシティ合成器７０８へ送られ、こ こで、２つの異なる方向から到達する多経路信号が合成される。ダイバーシティ 合成は、コヒレントであってもよいしインコヒレントであってもよく、ベースス テーションに関してはおそらくインコヒレントである。ダイバーシティ合成器に おいては、情報信号に関して厳格な判断がなされ、このようにして得た信号７２ ４が信号再生手段７１０へ更に送られ、そこで、信号が再び拡散コードによ って広帯域信号へと乗算される。これにより得た広帯域信号は、重み付け手段７ １２及び７１４へ送られ、そこで、再生された信号は、干渉打消に対して正しい 段階を有する実際の干渉信号に重み付け及び遅延される。 干渉信号の検出の信頼性を更に改善すべき場合には、おそらくチャンネルコー ドも、第１検出手段６０４においてデコードすることができる。このような場合 に、信号再生手段７１０は、スペクトル拡散に加えて、信号の記録も含む。これ は、当然、処理遅延を増大する。 以下、図８のブロック図を参照し、第２の検出手段６０６の構造を詳細に説明 する。この図は、実際の検出を実行する第２の検出手段の基本的構造を例示する ものである。 第２の検出手段の入力は、Ｋ個のアンテナ受信素子からの遅延されたＫ個のダ ウン変換された信号６３４と、検出されそして再生された干渉信号６３２ａとで 構成される。検出手段は、２つの個別のダイバーシティブランチを含む。各ブラ ンチにおいて、干渉打消は、先ず、手段８００、８０２で行われ、交差接続マト リクスを経て送られる再生された干渉信号は到来信号から減算される。干渉打消 は、公知方法によって行うことができる。干渉が除去された信号は、位相合わせ 手段８０４、８０６と、復調及び検出手段８０８、８１０とに送られる。復調及 び検出手段において、位相合わせされた信号が構成及び復調され、そして位相合 わせが適当なアルゴリズムによって制御され、その目的は、アンテナの有効放射 ビームを各信号成分ごとに別々に最適化することである。位相合わせデータ及び 検出された放射電力６２６は、第１の検出手段６０４へ直接的に又は制御ユニッ ト６１０を経て送信される。 信号位相合わせアルゴリズムは、その最も簡単な形態においては、主ビームの 方向を決定するが干渉信号の方向に垂下部を形成するように直接試みない方法で あるに過ぎない。これは、ＣＤＭＡネットワークにおいて平均的に充分である。 というのは、共通チャンネル干渉が平均化されそして単一の干渉源は区別するの が困難だからである。干渉を除去するアルゴリズムは、例えば、ＬＭＳアルゴリ ズムで毎日更新される係数を有する適応ＦＩＲフィルタにより実現することがで きる。 信号は、各ブランチにおいて検出手段８０８、８１０で別々に検出され、そし てダイバーシティ合成器８１２へ更に送られ、この合成器は、この場合にはコヒ レントな又はインコヒレントな合成器である。合成された信号８１４は、従来の 方法で実施できる判断実行及びチャンネルデコードの準備ができる。 アナログ位相合わせを用いるときの本発明の方法について以下に述べる。本発 明の基本的な考え方は、使用する位相合わせには関わりないが、異なる実施形態 における受信器の構造は、互いに若干異なる。図６は、Ｎ人のユーザが受信する ことのできるベースステーションの受信器構造を示している。受信器は、Ｋ個の アンテナ素子６００を備えている。アンテナ素子６００はＲＸマトリクスに接続 され、該マトリクスは、アンテナ素子で受信されたアナログ信号に対して位相合 わせを実行し、マトリクス出力のＫ個の信号出力の各々が所定の信号到来方向に 向いたアンテナビームで受信された信号に対応するようにする。マトリクスは、 受動的な９０°ハイブリッド及び移相器で実現されるバトラーマトリクスのよう な公知の構成により実施することができる。このマトリクスで形成されたアンテ ナビームの数は、必ずしも、アンテナ素子の数に対応しなくてもよい。 マトリクスの出力信号は、各アンテナビームごとに別々に設けられた高周波前 段部６０２へ送られ、ここで、搬送波周波数信号が既知の方法によりダウン変換 及びフィルタされる。Ｋ個の信号６２２は、全て、Ｎ個の第１検出手段６０４へ 送られる。この第１検出手段６０４において、予めの検出が受信信号に対して行 われ、各信号により生じた干渉が推定される。 図７のブロック図を参照し、アナログ位相合わせに関連して第１検出手段６０ ４の構造を以下に詳細に説明する。 上記の位相合わせ手段ではなく、検出手段は、この場合に、スイッチング手段 ７００、７０２を備え、その入力には各高周波手段からのダウン変換された信号 ６２２が供給され、これらの信号は、異なるアンテナビームにより受け取られた 成分に対応する。スイッチング手段において、所望の信号を受け取るアンテナビ ームが選択される。スイッチング手段７００、７０２への制御信号６２８は、第 ２の検出手段６０６から直接的に又は制御ユニット６１０を経て到着する。選択 された信号は、検出ユニット７０４、７０６に送られ、ここで広帯域信号が情報 帯域へと構成される。この構成には、既知の技術に基づき入力信号を相関するの に使用される接続の拡散コードが用いられる。他の点では、第１の検出手段６０ ４の構造は、デジタル位相合わせに関連して上記したものと同様である。 図１０のブロック図を参照し、アナログ位相合わせに関連して第２の検出手段 ６０６の構造を以下に詳細に述べる。この図は、実際の検出を実行する第２の検 出手段の基本的な構造を例示する。 第２の検出手段の入力は、Ｋ個のアンテナ受信素子からの遅延されたＫ個のダ ウン変換信号６３４と、検出及び再生された干渉信号６３２ａとを含む。この検 出手段は、２つの別々のダイバーシティブランチを備えている。各ブランチにお いて、干渉打消は、先ず、手段８００、８０２で実行され、交差接続マトリクス を経て供給される再生された干渉信号が到来信号から減算される。干渉打消は、 公知方法によって実行することができる。干渉が除去された信号は、スイッチン グ手段８１６、８１８と、変調及び検出手段８０８、８１０とに供給される。ス イッチング手段８１６、８１８において、所望のアンテナビームにより受け取ら れる信号は、第１の検出手段に関連して述べたように選択される。復調及び検出 手段において、選択された信号は、構成及び復調され、そしてスイッチング手段 ８１６、８１８は、適当なアルゴリズムで制御される。スイッチング手段の制御 及び検出された放射電力６２６に関する情報は、第１の検出手段６０４に直接的 に又は制御ユニット６１０を経て送信される。他の観点については、検出手段６ ０６の構造は、デジタル位相合わせに関連して上記したものと同様である。 干渉打消ではなくマルチユーザ検出を用いるときの本発明の方法を以下に説明 する。本発明の基本的な考え方は、上記のように、上記した両方の場合及び上記 した両方に位相合わせ方法に対して適用できる。 図６について以下に説明する。マルチユーザ検出においては、受信器は、第２ の検出手段６０６の動作を除いて、本質的に上記したように動作する。第１の検 出手段６０４においては、信号の予めの推定が行われ、同じ方向から受け取った 信号が上記のようにマトリクス６０８を経て第２の検出手段６０６に送られる。 第２の検出手段においては、同じ方向から受け取った信号が同時に検出を受け、 到着する全ての情報を同時検出の原理に基づいて使用することができる。検出は 当業者に知られた方法で行うことができ、このような検出方法は、本発明の本質 ではない。第２の検出手段６０６の詳細な構造は、上記構造とは異なり、当業者 に明らかなように、使用する検出方法に依存する。第２検出手段の出力６２０で は、各手段の出力信号は、この場合、いかに多くのユーザが各手段において検出 されたかに基づいて、１人以上のユーザの検出信号を含む。 以上、添付図面を参照して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるも のではなく、請求の範囲に記載した本発明の範囲内で多数の種々の変更がなされ 得ることが明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各セル内の少なくとも１つのベースステーション(100)がそのエリア内に位 置する移動ステーション(102-108)と通信するＣＤＭＡセルラー無線システムに おける受信方法であって、 上記ベースステーション(100)は、各移動ステーション(102-108)から到達す る信号のベースステーションに対する方向角を測定し、そして 上記ベースステーション(100)は、多数の素子より成るアンテナアレー(600) により、該アンテナアレー(600)から得られる利得が所望の方向に最大となるよ うに送信及び受信されるべき信号を位相合わせすることにより移動ステーション (102-108)の信号を送信及び受信するような方法において、 所望の信号の検出に多数の移動ステーションから受け取った信号を同時に使 用し、信号を選択するときに、それら信号の到来方向を考慮に入れることを特徴 とする方法。 ２．所望の信号の検出に、所望の信号と同じ方向から到達する顕著な信号を同時 に使用する請求項１に記載の方法。 ３．上記ベースステーション(100)は、所望の信号と干渉する信号成分を受け取 った送信から除去し、 干渉信号が各所望の信号から除去されるときに、干渉信号の到来方向及び強 度が考慮され、そして 所望の信号と同じ方向から到達する顕著な信号を所望の信号から除去するよ うに選択する請求項１に記載の方法。 ４．移動ステーションから受け取った信号の干渉打消は、他の移動ステーション から受け取られて既に検出された信号を使用する請求項３に記載の方法。 ５．移動ステーション(502)は、それら自身のベースステーション及びその周り のベースステーション(100,500)から受け取った信号の質を時々測定し、そして その測定結果をそれ自身のベースステーション(500)を経てベースステーション コントローラ(506)へ報告し、更に、ベースステーションコントローラ(506)は、 測定結果に基づいて、特定のベースステーション(502)からの送信によりその周 囲のベースステーション(100)に生じる干渉がいつ所与のスレッシ ュホールドを越えるか、そして干渉チャンネルの測定が周囲のベースステーショ ン(100)においていつスタートされるかを検出し、更に、ベースステーションコ ントローラ(506)は、所望の信号を取り巻くベースステーション(100)に干渉信号 に関するパラメータを通知し、このベースステーションは、上記干渉信号(504b) を干渉打消に対して指示するように受信器を作動する請求項３に記載の方法。 ６．受信した高周波信号は、中間周波に変換され、所望の信号の方向から到達す る１つ以上の干渉信号は、この信号から検出され、干渉信号は、方向性及び重み 付け係数で合成、変調及び重み付けされて、所望の信号検出器に送られ、そこで 、所望の信号が検出される前に干渉打消が実行される請求項３に記載の方法。 ７．多数の素子より成るアンテナアレー(600)と、このアンテナアレーに接続さ れた高周波ユニット(602)のグループと、受信されるべき信号に適用される多数 のフィルタ及び信号検出器(808,810)より成る検出手段(606)のグループと、アン テナアレー(600)から得られる利得が所望の方向に最大となるように受信信号を 位相合わせする手段(804,806,636)とを備えたベースステーション受信器におい て、高周波部分(602)からの信号が入力となる第１の検出手段(604)であって、受 信信号成分に対して予めの推定を実行する第１検出手段(604)と、該第１検出手 段(604)からの信号が入力となるスイッチングマトリクス(608)と、高周波部分(6 02)からの信号及びスイッチングマトリクス(608)の出力信号が入力となる第２の 検出手段(606)であって、異なるターミナル装置から受け取った多数の信号成分 を使用して信号の検出及び推定を実行する第２の検出手段(606)と、使用される べき信号をその到来方向に基づいてスイッチングマトリクス(608)により第１検 出手段(604)から第２検出手段(606)へ選択及び案内する制御手段(610)とを備え たことを特徴とするベースステーション受信器。 ８．上記受信器は、所望の信号に干渉信号の除去及び推定を受けさせる手段(606 )と、除去されるべき干渉信号をスイッチングマトリクス(608)により第１検出手 段(604)から第２検出手段(606)へ案内する制御手段(610)とを備えた請求 項７に記載のベースステーション受信器。 ９．上記第２の検出手段(606)は、所望の信号と干渉する信号を受信信号から除 去するための１つ又は多数の手段(800,812)と、アンテナアレーから得られる利 得が所望の方向に最大となるように受信信号を位相合わせするための１つ又は多 数の手段(804,806)と、所望の信号を復調するための１つ又は多数の手段(808,81 0)と、復調された信号を効果的に合成するための手段(812)とを備えた請求項８ に記載のベースステーション受信器。 10．上記第２の検出手段(606)は、アンテナアレーから得られる利得が最大とな る方向を計算するための１つ又は多数の手段(808,810)と；上記方向に関する情 報を、受信信号を位相合わせするための手段(804,806)と、受信器の制御手段(61 0)とに送信するための手段(808,810)とを備えた請求項９に記載のベースステー ション受信器。 11．上記第１の検出手段(604)は、アンテナアレーからの利得が所望の方向に最 大となるように受信器の制御手段又は第２の検出手段(606)の制御のもとで受信 信号を位相合わせするための１つ又は多数の手段(700,702)と、信号を復調する ための１つ又は多数の手段(704,706)と、復調された信号を効果的に合成するた めの手段(708)と、その合成された信号を広帯域へ変調して戻すための手段(710) と、その変調された信号を受信信号に対応するように重み付け及び位相合わせす るための手段(712,714)とを備えた請求項７に記載のベースステーション受信器 。 12．上記受信器は、アンテナアレーから得られる利得が所望のビーム状方向に最 大となるように受信信号をアナログ的に位相合わせするためにアンテナアレー(6 00)に接続された手段(636)を備え、そして上記受信器の第２の検出手段(606)は 、所望の信号と干渉する信号を受信信号から除去する１つ又は多数の手段(800,8 02)と、所望の信号を復調する１つ又は多数の手段(808,810)と、所望のアンテナ ビームで受信した信号を復調手段(808,810)に接続する１つ又は多数の手段(816, 818)と、復調された信号を効果的に合成する手段(812)とを備えた請求項８に記 載のベースステーション受信器。 13．上記第２の検出手段(606)は、受信信号に基づいてスイッチング手段 (816,818)を制御するための１つ又は多数の手段(808,810)を備えた請求項１２に 記載のベースステーション受信器。 14．上記受信器は、同じ方向から到達する多数の信号を同時に検出するための手 段(606)と、検出されるべき信号をスイッチングマトリクス(608)により第２検出 手段(606)へ同時に案内する制御手段(610)とを備えた請求項７に記載のベースス テーション受信器。