(57)【要約】本発明は、ＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法及び装置を提供し、該方法は、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号の空間共分散行列と干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得し、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロット及び干渉ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を取得し、各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列及び下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定し、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なう。すべての干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを確定し、また、すべての下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を計算し、さらにすべての下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を取得してビーム形成を行なうため、タイムスロットが対称する場合だけでなく、非対称の場合にも適用される。
2009524304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号の空間共分散行列と前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得するステップと、
前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロット及び前記干渉ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を得るステップと、
前記各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列及び下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定するステップと、
前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なうステップと
を含むことを特徴とするＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法。
【請求項２】
前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得するステップは、
予め設定されたすべてのセルユーザ信号が所在する上りタイムスロットと下りタイムスロットとの対応関係から取得する方式と、
基地局が、アクセスネットワーク制御局から前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得する方式と、
前記干渉ユーザ信号が、同一基地局によって制御されるセル内にある場合、基地局が、テーブルを参照して前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得する方式の中の一つの方式を利用して実現されることを特徴とする、請求項１に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法。
【請求項３】
チャネル推定器を用いて、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行なうことによって得た前記干渉ユーザ信号の空間共分散行列は、
【数１】
2009524304.tif 000029
ことを特徴とする、請求項１に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法。
【請求項４】
前記下りタイムスロットの干渉空間共分散行列は、式
【数２】
2009524304.tif 000030
で計算し、
ここで、ｍは干渉ユーザ信号の番号を示し、ｕmは前記干渉ユーザ信号を示し、ｔd（ｍ）は前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを示し、ｎは前記下りタイムスロットの番号を示すことを特徴とする、請求項１に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法。
【請求項５】
前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数は、式
【数３】
2009524304.tif 000031
で計算し、
ここで、ｗは任意の変数を示し、ｗHはｗの共役転置演算を示し、Ｉはアンテナ次元数のユニット行列を示し、λはノイズパワー、或いは干渉パワーに一定に比例する定数因子を示し、ｗ(k)は第ｋの下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を示すことを特徴とする、請求項１に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法。
【請求項６】
前記ビーム形成を行う方法は、すべてのアンテナにおける前記下り所望ユーザ信号の送信シーケンスを確定する方法を含み、前記送信シーケンスは、式
【数４】
2009524304.tif 000032
ことを特徴とする、請求項１に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法。
【請求項７】
前記ビーム形成のステップは、マルチユーザ信号ビーム形成器によって完成されることを特徴とする、請求項１に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法。
【請求項８】
すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号と前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得する干渉ユーザ情報取得モジュールと、
前記上りタイムスロットの干渉ユーザ信号の空間共分散行列を取得し、前記上りタイムスロットの干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットに基づいて、下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を取得し、下り所望ユーザ信号の空間共分散行列を取得する空間共分散行列取得モジュールと、
前記各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列及び下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定するビーム形成重み付け係数取得モジュールと、
前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なうビーム形成モジュールと
を含むことを特徴とするＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置。
【請求項９】
前記干渉ユーザ情報取得モジュールが、前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得する方式は、
予め設定されたすべてのセルユーザ信号が所在する上りタイムスロットと下りタイムスロットとの対応関係から取得する方式と、
アクセスネットワーク制御局から前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得するする方式と、
同一基地局によって制御されるセル内にある前記干渉ユーザ信号については、テーブルを参照して前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得する方式と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置。
【請求項１０】
前記空間共分散行列取得モジュールが、チャネル推定器を用いてすべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行なうことによって得た前記干渉ユーザ信号の空間共分散行列は、
【数５】
2009524304.tif 000033
ことを特徴とする、請求項８に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置。
【請求項１１】
前記空間共分散行列取得モジュールは、式
【数６】
2009524304.tif 000034
を用いて前記下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を計算し、
ここで、ｍは干渉ユーザ信号の番号を示し、ｕmは前記干渉ユーザ信号を示し、ｔd（ｍ）は前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを示し、ｎは前記下りタイムスロットの番号を示すことを特徴とする、請求項９又は１０に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置。
【請求項１２】
前記ビーム形成重み付け係数取得モジュールは、式
【数７】
2009524304.tif 000035
で前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を計算し、
ここで、ｗは任意の変数を示し、ｗHはｗの共役転置演算を示し、Ｉはアンテナ次元数のユニット行列を示し、λはノイズパワー、或いは干渉パワーに一定に比例する定数因子を示し、ｗ(k)は第ｋの下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を示すことを特徴とする、請求項８に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置。
【請求項１３】
前記ビーム形成モジュールは、すべてのアンテナにおける前記下り所望ユーザ信号の送信シーケンスを確定し、前記送信シーケンスは、式
【数８】
2009524304.tif 000036
ことを特徴とする、請求項８に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置。
【請求項１４】
前記ビーム形成モジュールは、マルチユーザ信号ビーム形成器によって実現されることを特徴とする請求項８又は１３に記載のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信技術に関し、特に、時分割−符号分割多重接続（ＴＤ-ＣＤＭＡ）システムの下りビーム形成（beam forming）方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートアンテナは、ビーム形成により、ＣＤＭＡ（符号分割多重接続）の多重干渉を低下させ、システムの容量を向上させることができる。干渉信号を測定することができる場合、干渉信号の空間共分散行列を取得でき、ビーム形成重み付け係数を計算する際に干渉信号に対する干渉抑制を考慮して、最適な干渉抑制効果を奏することができる。
【０００３】
ＴＤ-ＣＤＭＡシステムにおいて、信号を受信するときに、受信した所望信号と干渉信号は同一のタイムスロットにあり、直接に上りで受信した所望ユーザ信号と干渉ユーザ信号を利用して受信ビーム形成重み付け係数を計算することができる。ＴＤ-ＣＤＭＡシステムにおいて、下り送信ビーム形成を行う場合、一般的に、上りで受信した所望ユーザ信号と干渉ユーザ信号によって、下り送信ビーム形成重み付け係数を推定する。図１に示す下りビーム形成の方法を例とすると、ステップＳ１０１において、上りで受信したある所望ユーザの信号及びそれが所在する上りタイムスロットの干渉ユーザ信号に基づいて、所望ユーザ信号の空間共分散行列及び干渉信号の空間共分散行列を推定する。ステップＳ１０２に移行して、所望信号の空間共分散行列及び干渉信号の空間共分散行列に基づいて、ある準則（例えば信号対雑音比最大準則或いは信号対干渉雑音比最大準則）をもって所望ユーザのビーム形成重み付け係数を計算する。最後、ステップＳ１０３に移行して、取得した所望ユーザのビーム形成重み付け係数に基づいて送信ビーム形成を行なう。
【０００４】
しかしながら、上記方法は、上り、下り所望ユーザと干渉ユーザが完全に対称すること、つまり、ある上りタイムスロットの所望ユーザ、干渉ユーザが、その対応する下りタイムスロットの所望ユーザ、干渉ユーザとまったく同じであることを前提としている。図２に示すタイムスロットの構造及びユーザの上り、下りタイムスロットの割り当て方式において、干渉ユーザは他のセルのユーザと見なし、所望ユーザ１、２と干渉ユーザ１’、２’、３’の上りはタイムスロット１にあり、その下りはタイムスロット４にある。つまり、上りタイムスロット１と下りタイムスロット４とが対応している。
【０００５】
対称関係を持つＴＤ-ＣＤＭＡシステムは、もちろん従来の方法で送信ビーム形成を行なうことができる。しかしながら、ＴＤ-ＣＤＭＡシステムのサービスは、非対称の場合もあり、このような場合、上りと下りタイムスロットの数を柔軟に配置することが必要であり、予め設定した割り当て方式で上りと下りタイムスロットを固定させてはいけない。また、柔軟なチャネル割り当て方法も、ユーザの上り、下りタイムスロットを固定した対応関係で割り当てない場合がある。上記のような場合、上述干渉抑制を目的とする従来のビーム形成方法は使用不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＴＤ-ＣＤＭＡシステムにおいて、非対称のサービスの場合、干渉を抑制するビーム形成を行なうことができるＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成方法は、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号の空間共分散行列と干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得するステップと、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロット及び干渉ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を得るステップと、各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列及び下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定するステップと、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なうステップとを含む。
【０００８】
干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得するステップは、予め設定されたすべてのセルユーザ信号が所在する上りタイムスロットと下りタイムスロットとの対応関係から取得する方式と、基地局が、アクセスネットワーク制御局から干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得する方式と、干渉ユーザ信号が、同一基地局によって制御されるセル内にある場合、基地局が、テーブルを参照して干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得する方式の中の一つの方式を利用して実現される。
【０００９】
チャネル推定器を用いて、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行なうことによって得た干渉ユーザ信号の空間共分散行列は、
【数９】
2009524304.tif 000003
【００１０】
前記下りタイムスロットの干渉空間共分散行列は、式
【数１０】
2009524304.tif 000004
で計算し、
ここで、ｍは干渉ユーザ信号の番号を示し、ｕmは第ｍの干渉ユーザ信号を示し、ｔd（ｍ）は第ｍの干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを示し、ｎは任意の下りタイムスロットの番号を示す。
【００１１】
上記の式は、一つの下りタイムスロットの干渉空間共分散行列が、該タイムスロット内のすべての干渉ユーザ信号の空間共分散行列の和であることを示す。
【００１２】
前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数は、式
【数１１】
2009524304.tif 000005
で計算し、
ここで、ｗは任意の変数を示し、ｗHはｗの共役転置演算を示し、Ｉはアンテナ次元数のユニット行列を示し、λはノイズパワー、或いは干渉パワーに一定に比例する定数因子を示し、ｗ(k)は第ｋの下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を示す。
【００１３】
ビーム形成を行う方法は、すべてのアンテナにおける下り所望ユーザ信号の送信シーケンスを確定する方法を含み、前記送信シーケンスは、式
【数１２】
2009524304.tif 000006
【００１４】
ビーム形成のステップは、マルチユーザ信号ビーム形成器によって完成される。
【００１５】
本発明によれば、すべての干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを確定し、また、すべての下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を計算し、さらにすべての下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を取得してビーム形成を行なうため、本発明のビーム形成方法は、タイムスロットが対称する場合だけでなく、非対称の場合にも適用される。
【００１６】
また、本発明は、ＴＤ-ＣＤＭＡシステムにおいて、非対称のサービスの場合、干渉を抑制するビーム形成を行なうことができるＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置を提供することをもう一つの目的とする。
【００１７】
本発明によるＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置は、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号と前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得する干渉ユーザ情報取得モジュールと、
前記上りタイムスロットの干渉ユーザ信号の空間共分散行列を取得し、前記上りタイムスロットの干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットに基づいて、下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を取得し、下り所望ユーザ信号の空間共分散行列を取得する空間共分散行列取得モジュールと、
前記各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列及び下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定するビーム形成重み付け係数取得モジュールと、
前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なうビーム形成モジュールとを含む。
【００１８】
さらに、前記干渉ユーザ情報取得モジュールが、前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得する方式は、
予め設定されたすべてのセルユーザ信号が所在する上りタイムスロットと下りタイムスロットとの対応関係から取得する方式と、
アクセスネットワーク制御局から前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得するする方式と、
同一基地局によって制御されるセル内にある前記干渉ユーザ信号については、テーブルを参照して前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号を取得する方式とを含む。
【００１９】
さらに、前記空間共分散行列取得モジュールが、チャネル推定器を用いてすべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行なうことによって得た前記干渉ユーザ信号の空間共分散行列は、
【数１３】
2009524304.tif 000007
【００２０】
さらに、前記空間共分散行列取得モジュールは、式
【数１４】
2009524304.tif 000008
を用いて前記下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を計算し、
ここで、ｍは干渉ユーザ信号の番号を示し、ｕmは前記干渉ユーザ信号を示し、ｔd（ｍ）は前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを示し、ｎは前記下りタイムスロットの番号を示す。
【００２１】
さらに、前記ビーム形成重み付け係数取得モジュールは、式
【数１５】
2009524304.tif 000009
で前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を計算し、
ここで、ｗは任意の変数を示し、ｗHはｗの共役転置演算を示し、Ｉはアンテナ次元数のユニット行列を示し、λはノイズパワー、或いは干渉パワーに一定に比例する定数因子を示し、ｗ(k)は第ｋの下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を示す。
【００２２】
さらに、前記ビーム形成モジュールは、すべてのアンテナにおける前記下り所望ユーザ信号の送信シーケンスを確定し、前記送信シーケンスは、式
【数１６】
2009524304.tif 000010
【００２３】
前記ビーム形成モジュールは、マルチユーザ信号ビーム形成器によって実現される。
【００２４】
本発明による装置は、すべての干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを確定し、また、すべての下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を計算し、さらにすべての下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を取得してビーム形成を行なうため、本発明のビーム形成方法は、タイムスロットが対称する場合だけでなく、非対称の場合にも適用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の最適な実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。まず、説明すべきこととして、本発明に使用される術語、表現及び請求項の意味は、その字面上及び一般的な意味に限るものではなく、本発明の技術に符合する意味及び概念を更に含んでいる。これは、発明者として、術語の定義を適切に与えて、我々の発明を最も適切に説明するためである。従って、本発明及び図面に与えられた配置は、本発明の好ましい実施案に過ぎず、本発明のすべての技術的特徴を列挙しているのではない。認識すべきこととして、我々の技術案を代替できる様々な等価技術案又は修正技術案がある。
【００２６】
図３は、本発明の第一の実施形態の流れを示す。
【００２７】
図３に示すように、ステップＳ３０１において、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号の空間共分散行列と上記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得する。該手順において、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行い、干渉ユーザ信号の空間共分散行列を取得する。干渉ユーザ信号であるか否かは、干渉信号のパワー閾値によって確定できる。すべての上りタイムスロットに計Ｍ個の干渉ユーザ信号ｕ1，ｕ2，…ｕMがあることを例として説明すると、干渉ユーザ信号ｕm（ｍ＝１，…，Ｍ）中のサブスクリプトｍは、干渉ユーザ信号の番号を示す。Ｍ個の干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行うと、Ｍ個の空間共分散行列
【数１７】
2009524304.tif 000011
【００２８】
【数１８】
2009524304.tif 000012
は、第ｍの干渉ユーザ信号に対するマルチアンテナチャネル推定を示す。チャネル推定の方法は、例えば基本的なSteinerチャネル推定器を利用する方法（低代価の推定方法）又は他の改進した方法など複数ある。ここで、干渉ユーザ信号は、同一セルの干渉ユーザ信号であってもよいし、他セルの干渉ユーザ信号であってもよい。同一の無線資源を占用するユーザ信号が干渉ユーザ信号と見なされるか否かは、具体的なシステム及び物理レイヤのアルゴリズムに関係する。例えば、ジョイント検出技術を利用したＴＤ−ＳＣＤＭＡ（時分割デュプレックス同期符号分割多重接続）システムにおいてビーム形成を行う場合、自セルの信号干渉が既にジョイント検出によってキャンセルされたと見なし、他セルのユーザ信号の干渉だけを考慮してもよい。
【００２９】
また、本ステップにおいて、Ｍ個の干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットｔd（ｍ），ｍ＝１，…，Ｍを確定することが必要である。基地局は、同一セルのユーザ信号の上り、下りタイムスロットの対応関係を提供できる。他セルのユーザ信号について、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを確定する方式には、予め設定する方式、シグナリング伝送方式、及びテーブル参照方式がある。
【００３０】
（１）予め設定する方式
該方式は、デフォルトの方式である。すべてのセルのユーザ信号が所在する上り、下りタイムスロットの対応関係は、ネットワークの初期化段階において設定できる。
【００３１】
（２）シグナリング伝送方式
基地局は、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号の取得をＲＮＣ（無線アクセスネットワーク制御局）に申し込む。
【００３２】
（３）テーブル参照方式
干渉ユーザ信号が、同一基地局によって制御されるセル内にある場合、基地局は、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号をテーブルを参照して取得できる。
【００３３】
その後、ステップＳ３０２に移行して、上記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロット及び上記干渉ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を得る。該ステップにおいて、同一セルに計Ｎ個の下りタイムスロットがあるとすると、任意の下りタイムスロットｎ（ｎ＝１，２，……Ｎ）の干渉ユーザ信号の集合は、
【数１９】
2009524304.tif 000013
【００３４】
タイムスロットｎの干渉信号の空間共分散行列は、
【数２０】
2009524304.tif 000014
である。
【００３５】
つまり、タイムスロットｎの干渉信号の空間共分散行列は、タイムスロットｎにあるすべての干渉ユーザ信号の空間共分散行列の和である。
【００３６】
さらにステップＳ３０３に移行して、上記各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列及び下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定する。ある下り所望ユーザKが所在するタイムスロットをnとすると、その下りビーム形成重み付け係数は、
【数２１】
2009524304.tif 000015
Ｗ(k)（ｋ＝１，２……Ｋ）は、所望ユーザ信号の下り送信ビーム形成重み付け係数を示し、以下のように示される。
【００３７】
【数２２】
2009524304.tif 000016
【００３８】
最後にステップＳ３０４に移行して、上記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なう。所望ユーザ信号ｋの送信データシーケンスをｓ(k)とすると、アンテナｋa（ｋa＝１，２……Ｋa）における送信シーケンスは、
【数２３】
2009524304.tif 000017
図５、図６を参照し、ＴＤ-ＳＣＤＭＡシステムを例として、さらに本発明によるビーム形成方法を説明する。
【００３９】
図５に示すように、該実施形態において、計６個のサービスタイムスロット（タイムスロット１〜タイムスロット６）がある。そのうち、タイムスロット１、２は上りに用いられ、タイムスロット３、４、５、６は下りに用いられる。上りタイムスロット１において、干渉ユーザ信号が計４個測定され、それぞれ干渉ユーザ信号１’、２’、３’、４’と示す。上りタイムスロット２において、干渉ユーザ信号が計５個測定され、それぞれ干渉ユーザ信号５’、６’、７’、８’、９’と示す。
【００４０】
図６に示すように、ステップＳ６０１において、上りタイムスロットの９個の干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行なって、９個の干渉ユーザ信号の空間共分散行列を得る。本実施形態において、上りタイムスロット１において、干渉ユーザ信号１’〜４’を推定し、上りタイムスロット２において、干渉ユーザ信号５’〜９’を推定すると、取得する干渉ユーザ信号の空間共分散行列は、
【数２４】
2009524304.tif 000018
となる。
【００４１】
また、該ステップにおいて、９個の干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットｔd（ｍ），ｍ＝１，２……９を確定する必要がある。本実施形態においては、シグナリング伝送方式を用いて、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得する。基地局は、Ｉｕｂインタフェース（無線ネットワーク制御局ＲＮＣと基地局間のインタフェース）のシグナリング、Ｉｕｒインタフェース（二つのＲＮＣ間の論理インタフェース）のシグナリング（或いは無線アクセスネットワークとコアネットワーク間のＩｕインタフェースによるシグナリング）或いは操作保守（ＯＭ）チャネルによって、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの割り当て番号の取得をＲＮＣに申し込む。
【００４２】
基地局がシグナリングによって取得した干渉ユーザ信号の下りタイムスロット番号は、以下のようである。
【００４３】
【数２５】
2009524304.tif 000019
【００４４】
その後、ステップＳ６０２に移行して、上記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロット及び干渉ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下りタイムスロット３〜６の干渉空間共分散行列を得る。
【００４５】
【数２６】
2009524304.tif 000020
【００４６】
さらにステップＳ６０３に移行して、下りタイムスロット３〜６の干渉空間共分散行列及び９個の下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定する。下りユーザ６を例として説明すると、下りユーザ６が第５、第６のタイムスロットの両方においてデータを送信する必要がある。そして、タイムスロット５とタイムスロット６における下りユーザ６のビーム形成重み付け係数をそれぞれ計算できる。ここで、λ＝０．５である。
【数２７】
2009524304.tif 000021
【００４７】
最後にステップＳ６０４に移行して、９個の下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なう。所望ユーザ信号ｋ（ｋ＝１，２……９）の送信データシーケンスをｓ(k)とすると、アンテナｋa（ｋa＝１，２……Ｋa）における送信シーケンスは、以下のようである。
【００４８】
【数２８】
2009524304.tif 000022
【００４９】
図７は、本発明のＴＤ-ＣＤＭＡシステムの下りビーム形成装置の構成を示す。該装置は、干渉ユーザ情報取得モジュール７１と、空間共分散行列取得モジュール７２と、ビーム形成重み付け係数取得モジュール７３と、ビーム形成モジュール７４とを含む。
【００５０】
干渉ユーザ情報取得モジュールは、すべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号を確定し、上記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを取得する。該モジュールの具体的な実現は、下記のとおりである。
【００５１】
上りの干渉ユーザ信号であるか否かは、干渉信号のパワー閾値によって判断できる。干渉ユーザ信号は、同一セルの干渉ユーザ信号であってもよいし、他セルの干渉ユーザ信号であってもよい。同一の無線資源を占用するユーザ信号が干渉ユーザ信号と見なされるか否かは、具体的なシステム及び物理レイヤのアルゴリズムに関係する。例えば、ジョイント検出技術を利用したＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおいてビーム形成を行う場合、自セルの信号干渉が既にジョイント検出によってキャンセルされたと見なし、他セルのユーザ信号の干渉だけを考慮してもよい。
【００５２】
基地局が同一セルのユーザ信号の上り、下りタイムスロットの対応関係を提供できるため、同一セルの干渉ユーザ信号の下りタイムスロットは、基地局によって取得できる。他セルのユーザ信号について、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットを確定する方式には、予め設定する方式、シグナリング伝送方式、及びテーブル参照方式がある。
【００５３】
（１）予め設定する方式
該方式は、デフォルトの方式である。すべてのセルのユーザ信号が所在する上り、下りタイムスロットの対応関係はネットワークの初期化段階において設定できる。
【００５４】
（２）シグナリング伝送方式
基地局は、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号の取得をＲＮＣ（無線アクセスネットワーク制御局）に申し込む。
【００５５】
（３）テーブル参照方式
干渉ユーザ信号が、同一基地局によって制御されるセル内にある場合、基地局は、干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロットの番号をテーブルを参照して取得できる。
【００５６】
空間共分散行列取得モジュールは、干渉ユーザ情報取得モジュールで取得したすべての上りタイムスロットの干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行なって、上りのすべての干渉ユーザ信号の空間共分散行列を取得し、そして、干渉ユーザ情報取得モジュールで確定した前記干渉ユーザ信号が所在する下りタイムスロット及び前記干渉ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列を取得する。
【００５７】
すべての上りタイムスロットに計Ｍ個の干渉ユーザ信号ｕ1，ｕ2，…ｕMがあることを例として説明すると、まず、Ｍ個の干渉ユーザ信号に対してチャネル推定を行う。チャネル推定は、例えば基本的なSteinerチャネル推定器（低代価の推定方法）又は他の改進によって実現できる。そして、計算を通じて、Ｍ個の空間共分散行列
【数２９】
2009524304.tif 000023
【００５８】
同一セルに計Ｎ個の下りタイムスロットがあるとすると、任意の下りタイムスロットｎ（ｎ＝１，２，……Ｎ）の干渉ユーザ信号は、
【数３０】
2009524304.tif 000024
【００５９】
タイムスロットｎの干渉信号の空間共分散行列は、
【数３１】
2009524304.tif 000025
である。
【００６０】
つまり、タイムスロットnの干渉信号の空間共分散行列は、タイムスロットnにあるすべての干渉ユーザ信号の空間共分散行列の和である。
【００６１】
ビーム形成重み付け係数取得モジュールは、前記各下りタイムスロットの干渉空間共分散行列及び下り所望ユーザ信号の空間共分散行列に基づいて、下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数を確定する。ある下り所望ユーザｋが所在するタイムスロットをｎとすると、その下りビーム形成重み付け係数は、
【数３２】
2009524304.tif 000026
Ｗ(k)（ｋ＝１，２……Ｋ）は、所望ユーザ信号の下り送信ビーム形成重み付け係数を示し、以下のようである。
【００６２】
【数３３】
2009524304.tif 000027
【００６３】
ビーム形成モジュールは、前記下り所望ユーザ信号のビーム形成重み付け係数に基づいてビーム形成を行なう。所望ユーザ信号ｋの送信データシーケンスをｓ(k)とすると、アンテナｋa（ｋa＝１，２……Ｋa）における送信シーケンスは、
【００６４】
【数３４】
2009524304.tif 000028
【００６５】
ここで、上記空間共分散行列取得モジュールとビーム形成重み付け係数取得モジュールは、汎用の計算デバイス或いは装置中のソフトウェアにより実現できるし、専用のハードウェアによっても実現できる。
【００６６】
以上は、本発明の好ましい実施形態に過ぎない。注意すべきこととして、当該分野の一般技術者にとって、本発明の原理を逸脱しない前提で、若干の変更を行うことができ、これらの変更も本発明の保護範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来の下りビーム形成方法の流れを示す。
【図２】図１の方法に対応するタイムスロット構造、及び、上りと下りタイムスロットの割り当てテーブルを示す。
【図３】本発明の下りビーム形成方法の第一の実施形態の流れを示す。
【図４】第一の実施形態に使用されるビーム形成器を示す。
【図５】下りビーム形成方法の第二の実施形態のタイムスロット構造、及び、上りと下りタイムスロットの割り当てテーブルを示す。
【図６】本発明の第二の実施形態の流れを示す。
【図７】本発明の下りビーム形成装置の構成を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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