WO2004105266A1

WO2004105266A1 - 受信装置及びそれを用いる無線通信システム

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Publication number: WO2004105266A1
Application number: PCT/JP2004/007239
Authority: WO
Inventors: Takumi Ito
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2004-12-02
Also published as: CN100472980C; JP4407829B2; US7580447B2; CN1757172A; JPWO2004105266A1; US20060256842A1

Abstract

受信装置（１）の受信アンテナ（１１−１～１１−ｎ）は複数の送信アンテナから送信された信号を受信し、受信信号を出力する。チャネル推定装置（１２）はアンテナ間のチャネルを推定し、チャネル推定値Ｈを出力する。パス選択装置（１３）はチャネル推定値Ｈを入力とし、チャネル推定値Ｈから送受信アンテナ間のチャネル相関値を計算し、計算結果が基準値よりも小さければ電力の高いパスを優先的に選択するパス選択信号を出力する。一方、計算結果が基準値よりも大きければ他の受信アンテナで検出されるパスとの相関値が低いパスを優先的に選択するパス選択信号を出力する。逆拡散器（１４−１～１４−ｋｎ）は受信信号とパス選択信号を入力として逆拡散信号を出力する。復調装置（１５）は逆拡散信号を入力として再生系列を出力する。

Description

明細書受信装置及びそれを用レ、る無線通信システム技術分野：

本発明は受信装置及びそれを用レ、る無線通信システムに関し、特に複数の送受信アンテナを用いたスぺタトル拡散方式の無線通信システムに関する。背景技術：

スぺクトル拡散無線通信システムでは受信機で同定されるパスを分離、合成することにより受信品質を向上させている。送信装置ならびに受信装置に複数のアンテナを用いた場合も、同様の手法によりパスを選択、合成することで通信品質の向上が期待できる。

第 1図を参照して、特開 2001— 230702号公報に開示されたスぺクトル拡散無線通信システムについて説明する。以下では、送信アンテナ数 mが 2、受信アンテナ数 nが 2の場合について説明する。送信装置 5では全ての送信アンテナ 21— 1、 21— 2で同一の拡散符号を用いるものとする。また、各受信アンテナ 1 1— 1、 1 1一 2におけるパスの遅延時間は等しいものとし、各アンテナ間の伝搬路は第 2図に示す 2パスと仮定する。加えて、受信装置 4 における逆拡散器は 1つとする。

第 3図は、受信装置 4の構成例を示す。第 1、第 2の受信アンテナ 1 1一 1， 1 1一 2で受信される受信信号 (t)、 r₉ ( t ) はそれぞれ、以下の式で表される。

(t) =h c (t一

11一-] 1 て 1 ) b

1

+ h c ( t ― て

11- - 2 2 ) b て 2 )

c ( t ― て b

^{+ h} 1122-- - 1l^{c ( t τ} 11 )^{) b}2

+ h c ( t ― て

12- - 2 2 ) b

+ n₁ (t) r ₂ ( t ) = h₂₁_₁ c ( t - τ j ) b ₁ ( t - τ _χ )

+ h2t 。c ( t— τ £ ) ( t— τ 2 )

+ h 22—1 c (t一て ) (t一て 1 )

+ h c ( t ~ τ o ) D 2 ( t— τ ₀ )

+ n₂ (t)

但し、伝搬路の変動は送信信号の変動に対して十分遅いものとしている。 _{τ ι} 、 τ₂ はパスを表し、 c (t一て丄）、 b_m ( t一て丄）、 n_n ( t) はそれぞれ拡散符号、第 mの送信アンテナ 2 1— mからのデータ信号、第 nの受信アンテナ 1 1— 11における雑音信号を表している。また、は第 mの送信アンテナ 2 1一 mと第 nの受信アンテナ 1 1 _ n間の 1番目のパスを表している。なお、前述したように、ここでは ηι=η = 2である。

チャネル推定装置 1 2は受信信号を用いてチャネル推定を行い、得られたチャネル推定値 Hを出力する。通常、スペクトル拡散システムでは電力の大きな順にパスを選択するため、最大電力パス選択装置 4 1は電力の大きなパスを選択し、最大パス信号 X_m。_v を出力する。ここでは、先行するパスの電力が大きいものと仮定する。この時、逆拡散器 1 4一 1， 1 4一 2は最大パス信号に基づいて先行パスのタイミングにあわせて逆拡散を行う。

説明を簡単にするため、ある受信シンボルに着目すると、第 1の受信アンテナ 1 1一 1の逆拡散信号 _yi は、以下の数式（1) で表される。

2

Yl = |τ ^c(t一 ^Tl)^rl (t)^dt = ^hl 1一 l^bl + hi2— ib₂ + R (て l一 τ₂)∑h_lm一 ₂b_m (t - τ₂) + n m=l

(1) ここで、 T sは 1シンボル時間を表し、 Rは拡散符号の自己相関関数を表す。また、 n' ₁ はガウス雑音を表す。

通常用いられる拡散符号の自己相関関数は、第 4図に示すように、時間差 0 で鋭いピークを持ち、それ以外の時間差に対しては充分小さな値となる。したがって、ここでは、数式（1) の第 2項を無視する。

その結果、逆拡散信号ェは以下の式で表される。 ^yl ^=hll-l^bl ^{+ h}12-l 2 ⁺ⁿl

同様にして、第 2の受信アンテナ 1 1—2における逆拡散信号 y₂ は以下の式で表される。

y2 ^{= h}21-l^bl ^+h22-l^b2 ^{+ n}2

復調装置 15は逆拡散信号を入力として復調を行い、データ系列を再生する。いま、逆拡散信号をべクトル表示すると、以下の数式（2) で表される。

(2)

復調装置 1 5では、例えばチャネル推定値 Hの逆行列を左から掛けることによって、以下の式のように送信系列を再生する。 b_Q =H^_1Y=b +H^_1n 伝搬路が全て独立である場合には、上述したチャネル行列の逆行列が正しく求まる。しかしながら、チャネル応答に相関がある場合には、逆行列が存在せず、受信できないこととなる。

例えば、第 1の送信アンテナ 21- 1と第 1の受信アンテナ 1 1— 1との間の伝送路と、第 1の送信アンテナ 21- 1と第 2の受信アンテナ 1 1一 2との間の伝送路及び第 2の送信アンテナ 21— 2と第 1の受信アンテナ 1 1一 1との間の伝送路と、第 2の送信ァンテナと第 2の受信ァンテナの伝送路とにそれぞれ完全な相関があるものとすると、 h_n—丄-！！一丄、 h_u_₂=h₂₁— ₂、 h₁₂_

：の場合、チャネル推定値 Hは以下の

1 ^h22-l かつ¹ 12-2= ^h 22 - 2 となる'

数式 (3) となる。

そして、 i H I =0となるため、逆行列が存在しない。したがって、復調処理が極めて困難になる。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、伝搬路に相関がある場合にも良好な通信品質を得ることができる受信装置を提供することにある。本発明の他の目的は、上記受信装置を用いる無線通信システムを提供することにある。発明の開示：

本発明による受信装置は、送信装置から m本（mは 2以上の整数）の送信ァンテナを通して送信されたスぺクトル拡散信号を受信する n本（nは 2以上の整数）の受信アンテナを備える。受信装置はまた、受信アンテナで受信された信号を逆拡散するパスを選択して選択結果をパス選択信号として出力するパス選択装置を備える。受信装置は更に、受信アンテナで受信された信号をパス選択信号に基づいて逆拡散しかつその逆拡散した信号を出力する κ_η個の逆拡散器を備える。但し、 Κ— は 1以上の整数、 ηは η番目の受信アンテナを表し、

1≤η≤Κ_η である。

本発明による無線通信システムは、送信装置から m本（mは 2以上の整数）の送信アンテナを通して送信されたスぺクトル拡散信号を受信する n本（nは 2以上の整数）の受信アンテナと、受信アンテナで受信された信号を逆拡散するパスを選択して選択結果をパス選択信号として出力するパス選択装置と、受信アンテナで受信された信号をパス選択信号に基づいて逆拡散しかつその逆拡散した信号を出力する κ_η個の逆拡散器とを含む受信装置を備える。伹し、 κ_η は 1以上の整数、 ηは η番目の受信アンテナを表し、 1≤η≤Κ_ηである。受信装置は伝搬路の相関値に応じてパスを選択する。

本発明による受信装置においては、受信アンテナは送信装置から送信されたスぺクトル拡散信号を受信する。パス選択装置は受信アンテナで受信された信号を入力として各逆拡散器で逆拡散するパスを選択し選択結果をパス選択信号として出力する。逆拡散器は受信アンテナで受信された信号とパス選択信号とを入力としてパス選択信号に基づいて逆拡散した信号を出力する。

本発明の第 1のパス選択装置は、 m本の送信アンテナと η本の受信アンテナとの間の伝送路における相関値を計算し、計算された相関値が予め决められた基準値よりも小さい場合に各受信アンテナで独立に Κ__ 個の最も電力の大きなパスを選択する。一方、第 1のパス選択装置は、計算された相関値が予め決められた基準値よりも大きい場合には各受信アンテナで他の受信アンテナで選択されたパスと相関の低いパスを優先して κ_η個選択する。本発明の第 2のパス選択装置は、基準値として複素相関値の振幅を用いる。本発明の第 3のパス選択装置は、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定し、決定された優先順位で各受信ァンテナで逆拡散するパスを Ρ個ずつ選択する。但し、 Ρは整数で、 1≤Ρ≤Κ_η である。第 3のパス選択装置は、上記動作を各受信ァンテナで選択されるパスが κ_η個となるまで繰り返す。

本発明の第 4のパス選択装置は、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの中で最大の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出し、検出されたパスの電力値がより大きい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 5のパス選択装置は、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの中で最小の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出し、検出されたパスの電力値がより小さい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 6のパス選択装置は、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの中で最大の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出し、検出されたパスの電力値がより小さい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 7のパス選択装置は、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信ァンテナで同定されるパスの中で最小の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出し、検出されたパスの電力値がより大きい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 8のパス選択装置は、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの平均電力を受信アンテナ毎に計算し、より平均電力値の大きな受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。本発明の第 9のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの平均電力を受信アンテナ毎に計算し、より平均電力値の小さな受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 1 0のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの中で電力が P _th ( P _thは任意の実数）を超えるパスの数を受信アンテナ毎に計算し、 P _thを超えるパスがより多^、受信ァンテナに対してより高、優先順位を割り当てる。

本発明の第 1 1のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの中で電力が P _th ( P _thは任意の実数）を超えるパスの数を受信アンテナ毎に計算し、 P _thを超えるパスがより少ない受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 1 2のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの中で到来時刻の最も早いパスを受信アンテナ毎に検出し、検出されたパスの到来時刻がより早い受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 1 3のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの中で到来時刻の最も早いパスを受信アンテナ毎に検出し、検出されたパスの到来時刻がより遅い受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 1 4のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスに対し、パスの電力で重み付けした平均遅延時間を計算し、計算された平均遅延時間がより小さい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

本発明の第 1 5のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスに対し、パスの電力で重み付けした平均遅延時間を計算し、計算された平均遅延時間がより大きい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。本発明の第 1 6のパス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、ランダムに受信アンテナ間の優先順位を決定する。

本発明の第 1 7のパス選択装置は、ある受信アンテナで逆拡散するパスを決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの到来時刻の和集合を全集合とし、当該及び他の受信アンテナに対して既に選択されたパスの情報を用いて既選択パス集合を決定する。第 1 7のパス選択装置はまた、全集合と既選択パス集合の差分を未選択パス集合とし、未選択パス集合から逆拡散に用いるパスを決定する。

本発明の第 1 8のパス選択装置は、既選択パス集合を決定する際に、ある受信アンテナで逆拡散に用いられたパスの到来時刻に対し、その Fサンプル前（F は 0以上の整数）から Bサンプル後（Bは 0以上の整数）までを既選択パス部分集合とし、全受信アンテナに対して既選択パス部分集合の和集合を取り、得られた集合を既選択パス集合として用いる。

本発明の第 1 9のパス選択装置は、未選択パス群から逆拡散に用いるパスを選択する際に、未選択パス群の中で最も受信電力の高！/、パスを選択する。

本発明の第 2 0のパス選択装置は、未選択パス群から逆拡散に用いるパスを選択する際に、未選択パス群の中で最も到来時刻の早レ、パスを選択する。

本発明の第 2 1のパス選択装置は、未選択パス群から逆拡散に用いるパスを選択する際に、未選択パス群の中からランダムにパスを選択する。

本発明の第 2 2のパス選択装置は、逆拡散に用いるパスをランダムに選択する。

本発明によるスぺクトル拡散通信システムは、伝搬路の相関値に応じてパスを選択する受信装置を用いて無線通信システムを構成する。

本発明による受信装置及び無線通信システムは、上記のような構成及び動作によって、伝搬路に相関がある場合にも、良好な通信品質を得ることができる。図面の簡単な説明：

第 1図は、従来の無線通信システムを説明するためのブロック図である。第 2図は、第 1図に示された無線通信システムにおける伝搬路モデルの一例を示す図である。

第 3図は、第 1図に示された受信装置の構成例を示すプロック図である。第 4図は、第 1図に示された無線通信システムにおける拡散符号の自己相関関数の一例を示す図である。

第 5図は、本発明の好ましい実施の形態による受信装置の構成を示すプロック図である。

第 6図は、 2本の受信アンテナを備えた本発明による受信装置の構成例を示すブロック図である。

第 7図は、 2本の受信アンテナを備えた本発明による受信装置の他の構成例を示すブロック図である。

第 8図は、第 7図の他の実施例における伝搬路モデルの一例を示す図である。発明を実施するための最良の形態：

第 5図は本発明の好ましい実施の形態による受信装置の構成を示すプロック図である。第 5図において、第 3図に示された受信装置と同じ構成要素には同じ参照番号を付している。受信装置 1は n本の受信アンテナ 1 1一 1〜1 1一 nと、チャネル推定装置 1 2と、パス選択装置 1 3と、 n個の逆拡散装置 1 4 一 1〜1 4一 k nと、復調装置 1 5とから構成されている。

受信装置 1は受信ァンテナ 1 1 _ 1〜 1 1一 nを通して送信装置（図示せず）から送信されたスぺクトル拡散信号をそれぞれ受信し、受信信号 _{Γ ι} 〜r _n を出力する。チャネル推定装置 1 2は受信信号〜r _n を用いてチャネル推定を行い、推定されたチャネル情報 Hを出力する。

パス選択装置 1 3はチャネル情報 Hを入力として受けてパス選択信号 X_sel を出力する。この時、パス選択装置 1 3は初めにチャネルの相関値を計算し、計算された相関値があらかじめ決められた基準値よりも低い場合に各受信アンテナ 1 1— 1〜1 1 _ ηで電力の高いパスを優先的に選択するパス選択信号 X _se を出力する。一方、パス選択装置 1 3は計算された相関値があらかじめ決められた基準値よりも高い場合に他の受信アンテナと相関の低いパスを優先的に選択するパス選択信号 x_sel を出力する。

逆拡散装置 14一 1〜14一 knはパス選択信号 X_sel にしたがって受信信号 _{r i} 〜r_n の逆拡散を行い、逆拡散信号 y_n— _k を出力する。復調装置 15では逆拡散信号 y_n— を入力としてデータ系列を復調し、再生信号 b_Q を出力する。

第 6図は受信アンテナを 2本備えた本発明による受信装置の構成を示すプロック図である。第 6図において、受信装置 2は送信装置（図示せず）の送信ァンテナ数 2に対応して 2つの受信アンテナ 11一 1， 11一 2を備える。受信アンテナ 11— 1， 11一 2にはそれぞれ 1つの逆拡散器 14一 1， 14-2 が接続されている。なお、送信アンテナと受信アンテナ間の全ての伝搬路は第 2図で説明したパスモデルにしたがうものとする。さらに、各送信アンテナから送信される信号には完全に相関があり、パス間、送信アンテナ間は無相関であるものとする。

送信装置では全ての送信アンテナで同一の拡散符号を用いている。このとき、受信信号は、以下の数式（4) で表される。

¾ ( =∑∑ ⁿnm— l^c(t -て1 )^bm (t— ) + n_n (t) (4) チャネル推定装置 12では受信信号を用いてチャネル推定を行い、チャネル情報 Hを出力する。パス選択装置 13ではチャネル情報 Hを用いてチャネルの相関を計算する。

一般に、複素数の相関係数は、以下の数式（5) で与えられる。 ab

「（5)

|a||b|

いま、例えば、 ₁ととの相関係数を考えると、これらの間には完全な相関、すなわち、 h_u— があるため、相関係数は、以下の数式（6) となる。

例えば、あらかじめ決められた基準値として、 0. 5を用いているとすると、計算された相関係数はあらかじめ決められた基準値を上回ることとなる。

このように、相関係数があらかじめ決められた基準値を上回った場合、パス選択装置 1 3は他の受信アンテナで同定されるパスと相関の低いパスを優先的に選択するようなパス選択信号 X_CET を決定する。

初めに、パス選択装置 1 3は受信アンテナ 1 1一 1， 1 1 _ 2間の優先順位を決定する。ここでは、第 1の受信アンテナ 1 1一 1の優先順位が高いものとする。次に、パス選択装置 13は全到来パスの到来時刻を基に、全集合 U、既選択パス集合 1^ 、未選択パス集合 u₂ を決定する。全集合 Uは各受信アンテナ 1 1一 1, 1 1—2で同定されるパス到来時刻の和集合であり、以下のようになる。

U= { τ丄， τ₂ }

一方、既選択パス集合は空集合とする。未選択パス集合は全集合 Uと既選択パス集合との差分であり、以下のようになる。

^U2 ^{= { Τ} 1 ' ^Τ 2 ^}

これらの集合を基に、パス選択装置 1 3は優先順位の高い第 1の受信アンテナ 1 1一 1に対するパスを未選択パス集合 u₂ から一つ選択する。ここでは、パスて ₁ が選択されたとする。

次に、選択されたパス _{τ ι} を用いて既選択パス集合及び未選択パス集合を更新する。これによつて、以下のようになる。

υ₁ = {_τι }

U₂ =U-U₁ = { τ₂ }

第 2の優先順位を持つ第 2の受信アンテナ 1 1一 2に対しても、上記と同様に、未選択パス集合からパス選択を行う。ここでは、パスて。を選択する。最後に、パス選択装置 1 3は上述した過程で得られたパス選択信号 X_sel を出力する。

各受信 1 2における逆拡散器' 14一 14一 2では、パス選択信号に基づいて受信信号を逆拡散し、逆拡散信号 y 1-1 y 2- を出力する。この時、第 1の受信アンテナ 1 1— 1で得られる逆拡散信号は、以下の式で表される。

yl - 1 ^=hll-l^bl ^{+ h}22-l^b2 ^{+ n}l

一方、第 2の受信アンテナ 11—2で得られる逆拡散信号は、以下の式で表される。

y2- 1 ^{= h}ll-2^bl ^{+ h}22-2^b2 ^{+ n}2

これを行列表示すると、以下の数式（7) で表される。

hi 1—1 h₂₂一 1

Y = Hb + n (7)

ⁿll- 2 ^h22-2

復調装置 1 5ではチャネル情報 Hの逆行列を計算し、以下の式のようにデータ系列を再生する。

b_Q =H_₁Y=b +H_₁n

これによつて、伝送路に相関がある場合でも正しく信号を受信できることがわ力る。

第 7図は本発明の他の実施例による受信装置の構成を示すプロック図であり、第 8図は本発明の他の実施例による伝搬路モデルの一例を示す図である。第 7 図及び第 8図を参照して本発明の他の実施例による受信装置 3について説明する。

第 7図において、受信装置 3は 2本の受信アンテナ 1 1一 1， 1 1一 2を備える。各受信アンテナ 1 1一 1， 1 1_2にはそれぞれ二つの逆拡散器 14_

1、 14一 2及び 14— 3、 14 _4が接続されている。一方、図示しない送信装置における送信アンテナ数は 4とし、各アンテナ間の伝搬路は全て第 8図に示すような 4パス（_{T l} 〜て ) からなるものとする。ここでも、各送信ァンテナから送信される信号には完全な相関があるものと仮定する。

したがって、受信装置 3におけるパス選択装置 1 3では、第 6図で説明した受信装置 2のパス選択装置 13と同様に、あらかじめ決められた基準値以上の相関値が検出される。

パス選択装置 13で決定されたアンテナ間の優先順位は、第 1の受信アンテナ 11一 1が高いものとする。次に、第 6図で説明した実施例と同様に、全集合 U、既選択パス集合、未選択パス集合 u₂ を求めると、以下のようになる。

U= { τ

1 ^τ 2 ， ^τ 3 て 4 )

U, =0

u =u-u₁ { 1 ， " 2 ' " 3 て ₄ }

パス選択装置 13は、各受信アンテナ 11一 1， 11 _ 2に対するパス選択を 1本づっ決定するものと仮定する。また、未選択パス集合からパスを選択する基準として、電力の高いパスを優先するものとする。

パス選択装置 13はアンテナ間の優先順位及び未選択パス集合を用いて、まず初めに第 1の受信アンテナ 11—1で選択するパスとして、 _{τ ι} を選択する。これにより、既選択パス集合、未選択パス集合 U。は、以下のように更新さ†Lる。

U

1 {

^U2 = "2 ^τ3 て ₄ }

次に、第 2の受信アンテナ 12で選択されるパスとして、未選択パス集合で最も高い電力をもってりが選択される。これにより、既選択パス集合、未選択パス集合は、以下のように更新される。

^Ul = " i ^τ2 ^}

U2 ^{= { τ}3 て ₄ }

続いて、再ぴ第 1の受信アンテナ 11一 1で選択されるパスとしてて ₃ が選択され、既選択パス集合、未選択パス集合 u₂ は、以下のように更新される。

^Ul ^{= { τ} 1 ' て 2 ' ^τ3 ^}

U₂ = { て ₄ } 最後に、第 2の受信アンテナ 1 1一 2で選択されるパスとしてて₄ が選択される。パス選択装置 13はここで得られたパス選択信号 X_sel を出力する。 2 つの受信アンテナ 11— 1， 11一 2に接続された各々二つの逆拡散器 14一 1、 14— 2及ぴ 14一 3、 14一 4ではパス選択情報 X_sel を用いて入力信号の逆拡散を行い、それぞれ逆拡散信号卜ェ， γ_χ_₂ , y_9-1 , y₀_₀ を出力する。

ここで、これらの逆拡散信号は伝搬路の完全な相関に注意して、以下のように表すことができる。

yl-l ^=hll-l^bl ^+h12-l^b2 ^{+ h} 13-1+ ^1:114-1+ ⁿ 1-1 yl - 2 ^=hll-3^bl ^+h12-3^b2 + ^h 13- 3+ ^h 14- 3+ ⁿ 1- 2 y2-l ^=hll-2^bl ^+h12 - 2^b2 + ^h 13- 2+ ^h 14 - 2+ ⁿ 2-1 y2-2 ^=hll-4^bl ^{+ h}12-4^b2 ^{+ h} 13-4+ ^h 14-4+ ⁿ 2-2

：れらの逆拡散信号を行列表示すると、以下の数式（8) のようになる ₍ hll-l ⁿ12-l ^h13-l ^h14-l l ⁿl-l hll-3 ^h12-3 ^h13-3 ^h14-3 b₂

+ ⁿl - 2 = Hb + n (8) hll - 2 ^h12-2 ^h13-2 ^h14 - 2 b₃ ⁿ2-l h

11 - 4 ^h12- 4 h 13-4 h 14-4 b₄. ⁿ2-2. したがって、チャネル情報 Hの逆行列を左からかけることによって、データ系列を以下の式のように再生できる。

b 0 ^:H_₁Y=b +H_₁n

このように、本発明による受信装置を用いることによって、伝搬路の相関が高い場合にも良好な通信品質を得ることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態の構成及び動作、より具体的には、本発明の実施例及ぴ他の実施例の構成及び動作を用いることによって、伝搬路に相関がある場合にも、良好な通信品質を得ることができる。

尚、本発明は上記の実施例及び他の実施例を、それぞれ単独でも、また組み合わせても適用可能であるが、以下に述べるような構成や動作についても適応可能である。すなわち、本発明の受信装置は、 n本（nは 2以上の整数）の受信アンテナと、パス選択装置と、各受信アンテナに κ_η個の逆拡散器とを備えている。伹し、 Κ_η は 1以上の整数で、 ηは η番目の受信アンテナを表し、 1≤η ^ Κ_η である。

受信アンテナは送信装置から m本（mは 2以上の整数）の送信アンテナで送信されたスぺクトル拡散信号を受信する。パス選択装置は受信アンテナで受信された信号を入力として各逆拡散器で逆拡散するパスを選択して選択結果をパス選択信号として出力する。逆拡散器は受信アンテナで受信された信号とパス選択信号とを入力としてパス選択信号に基づいて逆拡散した信号を出力する。上記のパス選択装置は、 m本の送信アンテナと n本の受信アンテナとの間の伝送路における相関値を計算し、計算された相関値が予め決められた基準値よりも小さい場合に各受信アンテナで独立に κ_η個の最も電力の大きなパスを選択する。パス選択装置はまた、計算された相関値が予め決められた基準値よりも大きい場合には、各受信アンテナで他の受信アンテナで選択されたパスとの相関の低いパスを優先して κ_η個選択する。この場合、パス選択装置は、予め決められた基準値として複素相関値の振幅を用いる。

また、パス選択装置では、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定し、決定された優先順位で各受信アンテナで逆拡散するパスを Ρ個（Ρは整数で、 1く ρ < κ_η ) ずつ選択する。パス選択装置はまた、これを各受信アンテナで選択されるパスが Κ 個となるまで繰り返すようにしても良い。

ここで、パス選択装置は、 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、以下の処理を実行しても良い。

( 1 ) 各受信ァンテナで同定されるパスの中で最大の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出する。

( 2 ) 各受信アンテナで同定されるパスの中で最小の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出する。

( 3 ) 各受信アンテナで同定されるパスの平均電力を受信アンテナ毎に計算する。その際、パス選択装置は、以下のような割当を実行しても良い。

検出されたパスの電力値がより大きい受信ァンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

検出されたパスの電力値がより小さ、受信ァンテナに対してより高レ、優先順位を割り当てる。

より平均電力値の大きな受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

より平均電力値の小さな受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

また、パス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、以下の処理を実行しても良い。

各受信アンテナで同定されるパスの中で電力が P _th ( P _t, は任意の実数）を超えるパスの数を受信アンテナ毎に計算し、 P _th を超えるパスがより多い受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。あるいはまた、 P _th を超えるパスがより少ない受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。さらに、パス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、以下の処理を実行しても良、。

各受信アンテナで同定されるパスの中で到来時刻の最も早いパスを受信アンテナ毎に検出し、検出されたパスの到来時刻がより早い受信ァンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。あるいはまた、検出されたパスの到来時刻がより遅い受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てる。

一方、パス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、各受信ァンテナで同定されるパスに対し、パスの電力で重み付けした平均遅延時間を計算し、計算された平均遅延時間がより小さい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てたり、計算された平均遅延時間がより大きい受信ァンテナに対してより高い優先順位を割り当てたりすることが可能である。

パス選択装置は、 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、ランダムに受信アンテナ間の優先順位を決定することも可能である。また、パス選択装置は、ある受信アンテナで逆拡散するパスを決定する際に、各受信アンテナで同定されるパスの到来時刻の和集合を全集合とし、当該受信アンテナ及び他の受信アンテナに対して既に選択されたパスの情報を用いて既選択パス集合を決定し、全集合と既選択パス集合の差分を未選択パス集合とし、未選択パス集合から逆拡散に用いるパスを決定することも可能である。この場合、パス選択装置は、逆拡散に用いるパスをランダムに選択することが可能である。

また、パス選択装置は、既選択パス集合を決定する際に、ある受信アンテナで逆拡散に用いられたパスの到来時刻に対し、その Fサンプル前（Fは 0以上の整数）から Bサンプル後（Bは 0以上の整数）までを既選択パス部分集合とし、全受信アンテナに対して既選択パス部分集合の和集合を取り、得られた集合を既選択パス集合として用いることができる。

さらに、パス選択装置は、未選択パス群から逆拡散に用いるパスを選択する際に、未選択パス群の中で最も受信電力の高いパスを選択したり、未選択パス群の中で最も到来時刻の早いパスを選択したり、未選択パス群の中からランダムにパスを選択したりすることが可能である。

以上説明したように本発明による受信装置及び無線通信システムは、上記のような構成及び動作を用いることで、伝搬路の相関が高い場合にも、良好な通信品質を得ることができるという効果を有する。

Claims

請求の範囲

1 . 送信装置から m本（mは 2以上の整数）の送信アンテナを通して送信されたスペクトル拡散信号を受信する n本（11は 2以上の整数）の受信アンテナと、

前記受信アンテナで受信された信号を逆拡散するパスを選択して選択結果をパス選択信号として出力するパス選択装置と、

前記受信アンテナで受信された信号を前記パス選択信号に基づいて逆拡散しかつその逆拡散した信号を出力する K_n個（Κ_η は 1以上の整数、 ηは η番目の受信アンテナを表し、 1≤η ^ Κ._ ) の逆拡散器とを有することを特徴とする受信装置。

2 . 前記パス選択装置は、前記 m本の送信アンテナと前記 n本の受信アンテナとの間の伝送路における相関値を計算し、その計算結果が予め決められた基準値よりも小さい場合に前記 11本の受信アンテナ各々で独立に K_n個の最も電力の大きなパスを選択し、前記計算結果が前記予め決められた基準値よりも大きレ、場合には前記 η本の受信アンテナ各々で他の受信アンテナで選択されたパスとの相関が低いパスを優先して κ_η個選択することを特徵とする請求項 1 記載の受信装置。

3 . 前記予め決められた基準値として複素相関値の振幅を用いることを特徴とする請求項 2記載の受信装置。

4 . 前記パス選択装置は、前記 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定し、決定された優先順位で前記 η本の受信アンテナ各々で逆拡散するパスを Ρ個 ( Ρは 1以上の整数、 1≤Ρ≤Κ_η ) ずつ選択し、これを前記 η本の受信アンテナ各々で選択されるパスが Κ 個となるまで繰り返すことを特徴とする請求項 2記載の受信装置。

5 . 前記パス選択装置は、前記 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、前記 η本の受信アンテナ各々で同定されるパスの中で最大の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出し、その検出結果を基に前記優先順位を決定することを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

6 . 前記パス選択装置は、検出されたパスの電力値がより大きい受信アンテナに対してより高！/、優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 5記載の

7 . 前記パス選択装置は、検出されたパスの電力値がより小さい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 5記載の

8 . 前記パス選択装置は、前記 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、前記 n本の受信アンテナ各々で同定されるパスの中で最小の電力を持つパスを受信アンテナ毎に検出し、その検出結果を基に前記優先順位を決定することを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

9 . 前記パス選択装置は、検出されたパスの電力値がより小さい受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 8記載の

1 0 . 前記パス選択装置は、検出されたパスの電力値がより大きい受信ァンテナに対してより高！/、優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 8記載

1 1 . 前記パス選択装置は、前記 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、前記 n本の受信アンテナ各々で同定されるパスの平均電力を受信ァンテナ毎に計算し、その計算結果を基に前記優先順位を決定することを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

1 2 . 前記パス選択装置は、より平均電力値の大きな受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 1 1記載の受信装置。

1 3 . 前記パス選択装置は、より平均電力値の小さな受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 1 1記載の受信装置。

1 4 . 前記パス選択装置は、前記 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、前記 n本の受信アンテナ各々で同定されるパスの中で電力が P _th ( P _thは任意の実数）を超えるパスの数を受信アンテナ毎に計算し、その計算結果を基に前記優先順位を決定することを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

1 5 . 前記パス選択装置は、 P _thを超えるパスがより多い受信アンテナに対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 1 4記載の受信

1 6 . 前記パス選択装置は、 P _thを超えるパスがより少ない受

に対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 1 4記載の受

1 7 . 前記パス選択装置は、前記 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、前記 n本の受信ァンテナ各々で同定されるパスの中で到来時刻の最も早いパスを受信アンテナ毎に検出し、その検出結果を基に前記優先順位を決定することを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

1 8 . 前記パス選択装置は、検出されたパスの到来時刻がより早い受信ァンテナに対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 1 7記載の受信装置。

1 9 . 前記パス選択装置は、検出されたパスの到来時刻がより遅い受信ァンテナに対してより高レ、優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 1 7記

2 0 . 前記パス選択装置は、前記 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、前記 n本の受信アンテナ各々で同定されるパスに対し、パスの電力で重み付けした平均遅延時間を計算し、その計算結果を基に前記優先順位を決定することを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

2 1 . 前記パス選択装置は、計算された平均遅延時間がより小さい受信ァンテナに対してより高レ、優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 2 0記

2 2 . 前記パス選択装置は、計算された平均遅延時間がより大きい受信ァンテナに対してより高い優先順位を割り当てることを特徴とする請求項 2 0記

2 3 . 前記パス選択装置は、前記 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、ランダムに受信アンテナ間の優先順位を決定することを特徴とする請求項 4記載の受信装置。

2 4 . 前記パス選択装置は、ある受信アンテナで前記逆拡散するパスを決定する際に、前記 n本の受信アンテナ間の優先順位を決定する際に、前記 n本の受信アンテナ各々で同定されるパスの到来時刻の和集合を全集合とし、当該受信アンテナ及び他の受信アンテナに対して既に選択されたパスの情報を用いて既選択パス集合を決定し、前記全集合と前記既選択パス集合との差分を未選択パス集合とし、前記未選択パス集合から逆拡散に用いるパスを決定することを特徴とする請求項 1、 2、 4のいずれか 1つに記載の受信装置。

2 5 . 前記パス選択装置は、前記既選択パス集合を決定する際に、ある受信アンテナで逆拡散に用いられたパスの到来時刻に対し、その Fサンプル前（F は 0以上の整数）から Bサンプル後（Bは 0以上の整数）までを既選択パス部分集合とし、前記 n本の受信アンテナ全てに対して前記既選択パス部分集合の和集合をとり、得られた集合を前記既選択パス集合とすることを特徴とする請求項 2 4記載の受信装置。，

2 6 . 前記パス選択装置は、前記未選択パス集合から前記逆拡散に用いるパスを選択する際に、前記未選択パス集合の中で最も受信電力の高いパスを選択することを特徴とする請求項 2 4記載の受信装置。

2 7 . 前記パス選択装置は、前記未選択パス集合から前記逆拡散に用いるパスを選択する際に、前記未選択パス集合の中で最も到来時刻の早いパスを選択することを特徴とする請求項 2 4記載の受信装置。

2 8 . 前記パス選択装置は、前記未選択パス集合から前記逆拡散に用いるパスを選択する際に、前記未選択パス集合の中からランダムにパスを選択することを特徴とする請求項 2 4記載の受信装置。

2 9 . 前記パス選択装置は、前記逆拡散に用いるパスをランダムに選択することを特徴とする請求項 1記載の受信装置。

3 0 . 送信装置から m本（mは 2以上の整数）の送信アンテナを通して送信されたスペクトル拡散信号を受信する n本（nは 2以上の整数）の受信アンテナと、

前記受信ァンテナで受信された信号を逆拡散するパスを選択して選択結果をパス選択信号として出力するパス選択装置と、

前記受信アンテナで受信された信号を前記パス選択信号に基づいて逆拡散しかつその逆拡散した信号を出力す 5 K_n個（Κ_η は 1以上の整数、 ηは η番目の受信アンテナを表し、 1≤η≤Κ_η ) の逆拡散器とを含む受信装置を有し、前記受信装置において伝搬路の相関値に応じてパスを選択することを特徴とする無線通信システム。

3 1 . 前記パス選択装置は、前記 m本の送信アンテナと前記 η本の受信ァンテナとの間の伝送路における相関値を計算し、その計算結果が予め決められた基準値よりも小さい場合に前記 η本の受信アンテナ各々で独立に個の最も電力の大きなパスを選択し、前記計算結果が前記予め決められた基準値よりも大きい場合には前記 η本の受信アンテナ各々で他の受信アンテナで選択されたパスとの相関が低いパスを優先して κ_η個選択することを特徴とする請求項

3 0記載の無線通信-二

3 2 . 前記パス選択装置は、前記 η本の受信アンテナ間の優先順位を決定し、決定された優先順位で前記 η本の受信ァンテナ各々で逆拡散するパスを Ρ 個（Ρは 1以上の整数、 1≤Ρ≤Κ_η ) ずつ選択し、これを前記 η本の受信ァンテナ各々で選択されるパスが κ_η個となるまで繰り返すことを特徴とする請求項 3 0または請求項 3 1記載の無線通信システム。