(57)【要約】【課題】アレーアンテナを用いたＣＤＭＡ方式の通信システムにおける下りリンクにおいてキャパシティを増やすこと。【解決手段】通信システムは、各パス毎にビームを割り当て、送信タイミング、拡散符号、チャネルコーディングを制御することによりキャパシティを増大させる。基地局は、各伝送ビームが送信されるべき信号を表わす伝送信号を搬送するような複数の指向性伝送ビームを異なる伝送パスを介して受信用装置へ送信する送信手段と、伝送ビームによって搬送される伝送信号を符号化する符号化手段と、を具備し、符号化手段は、一つの伝送ビームによって搬送される伝送信号を、別の伝送信号によって搬送される伝送信号とは区別して符号化するよう構成されている、送信用装置を有する。【選択図】図４
2006157942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号を受信用装置へ送信する送信用装置であって、
複数の指向性伝送ビームを種々の伝送パスを介して受信用装置へ送信する送信手段と、
複数の伝送ビームの品質を示すフィードバック信号を受信用装置から受信する受信手段と、
フィードバック信号に基づいて複数の伝送ビームの中から少なくとも一つの伝送ビームを選択する選択手段と、
を備え、前記送信手段は、選択手段によって選択された伝送ビームだけでデータ信号を送信し、
前記選択手段は、伝送ビームの相対的電力及び方向の双方又は一方に基づいて伝送ビームを選択する
ことを特徴とする送信用装置。
【請求項２】
データ信号を受信用装置へ送信する送信用装置であって、
複数の指向性伝送ビームを種々の伝送パスを介して受信用装置へ送信する送信手段と、
複数の伝送ビームの品質を示すフィードバック信号を受信用装置から受信する受信手段と、
フィードバック信号に基づいて複数の伝送ビームの中から少なくとも一つの伝送ビームを選択する選択手段と、
を備え、前記送信手段は、選択手段によって選択された伝送ビームだけでデータ信号を送信し、当該送信用装置は、
伝送ビームが相互に識別できるように伝送ビームによって搬送されるべき信号を変化させる手段を更に有する
ことを特徴とする送信用装置。
【請求項３】
複数の伝送信号を送信する送信用装置であって、
各伝送ビームが伝送信号を搬送するように複数の指向性伝送ビームを送信する送信手段と、
対応した伝送ビームが種々の伝送パスを介して受信用装置で受信されたとき、二つの伝送信号が実質的に時間的に同期するように、少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングを調節する時間調節手段と、
を備えることを特徴とする送信用装置。
【請求項４】
複数の伝送信号を送信する伝送方法であって、
少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングを調節する手順と、
各伝送ビームが伝送信号を搬送するように複数の指向性ビームを送信する手順と、
を有し、少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングは、対応した伝送ビームが種々の伝送パスを介して受信用装置で受信されたときに、二つの伝送信号が実質的に時間的に同期するように調節される、
ことを特徴とする伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに係り、特に、セルラー移動通信システムのようなマルチパス、マルチユーザ環境で使用する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラー移動通信システムにおいて、システムがサービス提供するエリアは、複数のセルに分割され、各セルは基地局によってサービス提供される。各セル内では、基地局は、マルチユーザ、マルチパス環境内の希望ユーザ（すなわち、各アクティブ移動ユニット）へ送信する必要がある。低ビット誤り率で十分な信号検出を実現するため、マルチ・アクセス・インタフェース（ＭＡＩ）とも称されるマルチ・ユーザ・インタフェース（ＭＵＩ）は、許容可能なレベルまで減少させる必要がある。
【０００３】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式は、そのスペクトラム効率（非常に多数のユーザの収容につながる）と、比較的高い妨害波に対するイミュニティ性能のため、移動セルラー通信システムで好適に使用できると考えられる多重化技術である。ＣＤＭＡ方式を利用するセルラー移動通信システムの場合、基地局から移動ユニットへ送信されるべき信号は、固有拡散コードを使用して基地局で広帯域に亘って拡散される。各移動ユニットは、元の信号を拡散させるため使用された拡散コードの複製を使用して、広帯域信号のうちの一つを元の信号へ逆拡散する。別の拡散コードで拡散させられた他の広帯域信号は逆拡散されないので、これらの信号は、バックグラウンド干渉としてのみ移動ユニット側に現れる。拡散コードは、一般的に、直交するか、又は、略直交するように選択される。これにより、伝送信号自体は直交化されるので、信号間の干渉は最小限に抑えられる。
【０００４】
ＣＤＭＡ方式の長所は、異なる伝送パスを介して移動ユニットへ送信された信号は、信号が十分に大きい時間遅延差を含むならば、移動ユニットによって分解される（すなわち、個別に検出される）ことである。これにより、異なるパスを介して送信された伝送信号を移動ユニットで別個に検出し、信号の品質を高めるべく合成することが可能になる。しかし、異なる伝送パスを介して移動ユニットで受信された伝送信号間の時間遅延差は、伝送信号間の干渉を生ずる可能性がある。この干渉の増加は、相互に干渉する種々の伝送パスを介して同じ移動ユニットへ送信された信号、又は、相互に干渉する種々の移動ユニットへ送信された信号（移動ユニット間干渉：ＭＵＩ）に起因する。
【０００５】
参考のため全体を引用したY.  J.  Guo外の文献："Advanced  base  station  technologies  for  UTRAN",  Electronics  &  Communications  Engineering  Journal,  June  2000では、ユーザ毎に場所に応じて指向性伝送ビームを形成するため、基地局側でアダプティブアンテナを利用することが提案されている。アダプティブアンテナを使用することにより、希望のユーザを指向し、干渉の強い方向ではゼロのかなり狭い伝送ビームを生成し得るので、各ユーザが受けるＭＵＩは低減される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Guo外によって提案されたシステムは、ユーザ側に発生したＭＵＩを低減するために効果的である。しかし、広い角度で分離した二つのパスが基地局と移動ユニットの間に存在する場合、両方のパスを取り囲むように伝送ビームを十分に広げるか、又は、一方のパスを伝送ビームから排除することが必要であり、これによって、システムの効率が低下する。さらに、提案されたシステムは、時間遅延差が種々のパスを介して同じユーザへ送信された信号間に干渉を生じさせる、という問題を解決しない。
【０００７】
したがって、上述の問題を解決することが望ましい。特に、本発明は、種々の伝送パスを介してユーザへ送信された信号間の干渉が低減されるシステムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の局面によれば、受信用装置へ信号を送信する送信用装置は、
各伝送ビームが送信されるべき信号を表わす伝送信号を搬送する、複数の指向性伝送ビームを異なる伝送パスを介して受信用装置へ送信する手段と、
伝送ビームによって搬送される伝送信号を符号化する符号化手段と、
を具備し、
符号化手段は、一つの伝送ビームによって搬送される伝送信号を、別の伝送信号によって搬送される伝送信号とは区別して符号化するよう構成されている。
【０００９】
複数の指向性伝送ビームを種々の伝送パスを介して受信用装置へ送信し、符号化手段を、一つの伝送ビームによって搬送される伝送信号を、別の伝送信号によって搬送される伝送信号とは区別して符号化するよう構成することにより、伝送信号間の干渉は減少する。
【００１０】
たとえば、種々の伝送信号に適用される符号化方式の適切な選択によって、伝送信号間の相互相関は減少し、これにより、信号間の干渉が減少する。かくして、符号化手段は、伝送信号間の相互相関が、異種の符号化方式を採用しない場合に生じる相互相関よりも小さくなるように、伝送信号を符号化するよう構成される。
【００１１】
一実施例において、符号化手段は、種々のチャネルコードのような種々の誤り保護コードを伝送信号に適用するよう構成される。たとえば、符号化手段によって適用される符号化方式は、畳み込み符号化方式、ターボ符号化方式、ブロック符号化方式、及び、インタリーブ方式のうちの一つ以上の符号化方式でもよい。
【００１２】
他の一実施例において、符号化手段は、各伝送信号に、空間・時間符号化方式を適用するよう構成される。本実施例の場合、符号化手段は、第１の伝送信号が２個の順序付きのシンボルを含み、第２の伝送信号が逆順の２個のシンボルを含むように構成される。このようにして、同じシンボルが異なる時刻に種々の伝送パスを介して送信され、これにより、伝送パスのフェージングの影響が減少するか、若しくは、干渉のバーストの影響が減少する。ある伝送信号中の一方のシンボルは、他の伝送信号中の対応したシンボルの複素共役であり、ある伝送信号の一方のシンボルは、他の伝送信号の対応したシンボルの複素共役の反転でもよい。伝送信号が受信された伝送信号の適切な処理によって、このように符号化された場合、伝送信号間の時間遅延差の影響は減少するか、又は、打ち消される。
【００１３】
代替的に、若しくは、付加的に、符号化手段は、異なる拡散コード、及び／又は、異なるスクランブルコードを、各伝送信号に適用するよう構成され、受信用装置によって取得される信号の品質が改良される。
【００１４】
好ましくは、新しい伝送パスが現れ、旧い伝送パスが消えるときに、伝送ビームは伝送パスへ動的に割り付けられる。そのため、送信用装置は、送信用装置と受信用装置の間で伝送パスの有無を検出する検出手段と、伝送ビームを検出手段によって検出された伝送パスの少なくとも一部へ割り付ける割付手段と、を更に具備する。検出手段は、たとえば、受信用装置から送信用装置によって受信された信号の有無に基づいて、伝送パスの有無を検出する。
【００１５】
送信用装置と受信用装置が相対移動する場合、伝送パスの方向は変化する。そのため、送信用装置は、伝送パスの方向を推定する推定手段と、推定手段によって推定された方向に基づいて伝送ビームの伝送の方向を調節する調節手段と、が更に設けられる。
【００１６】
動作時に、受信信号の振幅は、伝送条件に起因して変動する。たとえば、無線波の散乱は、種々の遅れを伴って受信用装置（受信機）に到着する種々の伝送信号を生成する。相対的な遅れに依存して、散乱した無線波は、有利又は不利に干渉し、受信信号の振幅の増加又は減少を生じさせる。伝送信号の波長は、散乱波が有利に干渉するか、又は、不利に干渉するかを定める。
【００１７】
受信信号の振幅の低下は、フェージングと呼ばれる。伝送信号が次第に消失する（フェードする）場合、フェードの区間中には、他の伝送信号との干渉を低減するため、伝送信号の送信を一時中止することが望ましい。伝送信号がフェードしたどうかを判定する一つの方法は、同じ伝送パスを介して、逆方向へ送信された対応した受信信号を監視し、受信信号がフェードしたかどうかを判定することである。しかし、受信信号が送信された信号とは異なる周波数であるとき、受信信号は、送信信号がフェードしないときにフェードし、或いは、その逆に、送信信号がフェードするときにフェードしないことがある。そのため、対応した受信信号に基づいて、伝送信号の送信を一時中止することが適切ではない場合がある。
【００１８】
本発明の一実施例において、上記の問題は、種々の伝送パスの品質を示すフィードバック信号を受信し、伝送パスがフェードしたことがフィードバック信号から判定されたならば、伝送パス上の送信を一時中止することにより解決される。かくして、送信用装置は、伝送ビームの品質を示すフィードバック信号を受信用装置から受信する受信手段と、フィードバック信号に基づいて伝送ビームの少なくとも一部を選択する選択手段と、選択手段によって選択された伝送ビームだけで送信された信号を表わす伝送信号を送信するよう構成された送信手段と、を更に有する。選択手段は、伝送ビーム毎に、（フィードバック信号から取得された）そのビームの品質の測定量を閾値と比較し、閾値を超える品質の測定量をもつ伝送ビームを選択するように構成される。或いは、選択手段は、種々の品質の測定量を相互に比較し、最良の相対的な品質を有する一つ以上の伝送ビームを選択するよう構成される。二つの解決方法の組み合わせが使用され、選択手段で伝送ビームの中から、閾値を超える品質の測定量を備えた最良の伝送ビームを選択する。
【００１９】
上記実施例において、好ましくは、送信手段は、選択手段によって選択されていない伝送ビームで制御信号を送信するよう構成される。このような制御信号を送信することにより、伝送パスの品質を監視し続けることが可能になるので、伝送パスのフェージングが停止した場合、この伝送パス上での伝送が再開される。
【００２０】
上述の通り、種々の伝送パスを介して送信された伝送信号は、種々の時間遅れで受信用装置に到着する。信号がスクランブルコードを用いて符号化された場合（伝送はＣＤＭＡを用いて行なわれる）、信号間の直交性は、種々の時間遅れに起因して低下する。この直交性の損失は、伝送信号が実質的に同時に受信用装置へ到着するように構成することによって削減される。これは、信号の相対的なタイミングを調節することによって達成される。送信用装置は、異なる伝送パスを介して送信された二つの伝送信号が実質的に同時に受信用装置へ到着するように、少なくとも二つの伝送信号の相対的なタイミングを調節する調節手段を更に具備する。たとえば、一つ以上の伝送信号は、時間的に適当な量だけ進み、一つ以上の伝送信号は、時間的に適当な量だけ遅れ、或いは、時間的な進みと時間的な遅れの組み合わせが使用される。このような選択性時間調節メカニズムは、ＣＤＭＡ方式以外のシステムにおいて信号品質を改良するために使用される。
【００２１】
本発明の第２の局面によれば、上記の送信用装置に対応した受信用装置が提供される。複数の伝送信号を受信し、複数の伝送信号に基づいて合成信号を出力する受信用装置は、
個々の伝送パスを介して対応した指向性伝送ビームで搬送された複数の伝送信号を受信する受信手段と、
複数の伝送信号を復号化する復号化手段と、
を具備し、
復号化手段は、一つの伝送信号を別の伝送信号とは区別して復号化するよう構成されている。
【００２２】
復号化手段は、種々の畳み込みコードを用いて符号化された信号を復号化するよう構成され、又は、種々のターボコードを用いて符号化された信号を復号化するよう構成される。受信用装置は、出力信号を生成するため、復号化手段によって復号化された信号を合成する合成手段を更に含む。
【００２３】
復号化手段は、空間・時間符号化された信号を復号化するよう構成される。たとえば、上述の通り、同じシンボルが異なる時刻に種々の伝送パスを介して送信され、ある伝送信号中の一方のシンボルは、他の伝送信号中の対応したシンボルの複素共役であり、ある伝送信号の一方のシンボルは、他の伝送信号の対応したシンボルの複素共役の逆でもよい。この場合、復号化手段は、伝送パスのチャネルベクトルを推定するチャネル推定手段と、出力信号を生成するため、受信された伝送信号をチャネル推定手段によって推定されたチャネルベクトルと合成する合成手段と、を含む。これにより、伝送信号間の時間遅延差の影響は、減少するか、若しくは、打ち消される。
【００２４】
復号化手段は、種々のスクランブルコードを用いてスクランブル処理された信号をスクランブル解除（デスクランブル処理）する、及び／又は、種々の拡散コードを用いて拡散された信号を逆拡散するよう構成される。
【００２５】
受信用装置は、伝送ビームの品質の測定量を生成する手段と、伝送ビームの品質の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手段と、受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手段と、を含む。
【００２６】
本発明の第３の局面によれば、送信用装置から受信用装置へ信号を送信する伝送方法が提供される。この伝送方法は、
各伝送信号が区別して符号化されるように、送信されるべき信号を表現する複数の伝送信号を符号化する手順と、
各伝送ビームが区別して符号化された伝送信号を搬送し、送信用装置から種々の伝送パスを介して受信用装置へ、複数の指向性伝送ビームを送信する手順と、
を有する。
【００２７】
本発明の第４の局面によれば、伝送信号を受信する対応した受信方法が提供される。この受信方法は、
各伝送パスを介して対応した指向性伝送ビームで搬送された複数の伝送信号を受信する手順と、
一つの伝送信号が他の伝送信号とは区別して復号化されるように、複数の伝送信号を復号化する手順と、
複数の伝送信号に基づいて合成された信号を出力する手順と、
を含む。
【００２８】
上述の通り、フェードした伝送ビーム中のデータ信号の送信は、他の伝送ビームへの干渉の発生を回避するため一時停止される。フェードした伝送ビームがどの伝送ビームであるかを判定するため、伝送ビームの品質を示すフィードバック信号が受信用装置から送信用装置へ送信される。
【００２９】
上記の特徴は単独で設けることができるため、本発明の第５の局面により提供される、データ信号を受信用装置へ送信する送信用装置は、
複数の指向性伝送ビームを種々の伝送パスを介して受信用装置へ送信する送信手段と、
複数の伝送ビームの品質を示すフィードバック信号を受信用装置から受信する受信手段と、
フィードバック信号に基づいて複数の伝送ビームの中から少なくとも一つの伝送ビームを選択する選択手段と、
を具備し、
送信手段は、選択手段によって選択された伝送ビームだけでデータ信号を送信するよう構成されている。
【００３０】
好ましくは、選択手段は、伝送ビームがフェードしたかどうかを判定し、フェードしていない伝送ビームを選択するよう構成される。たとえば、選択手段は、伝送ビーム毎に、（フィードバック信号から獲得された）品質の測定量を閾値と比較し、閾値を上回る品質の測定量をもつ伝送ビームを選択するよう構成される。選択手段は、種々の品質の測定量を相互に比較し、相対的な品質が最も高い一つ以上の伝送ビームを選択するよう構成してもよく、或いは、２通りの方式を組み合わせて使用してもよい。
【００３１】
伝送ビームが他の伝送ビームに対して著しい干渉を生じさせる可能性がある場合、たとえ、その伝送ビームがフェードしていなくても、その伝送ビーム中でデータ信号を送信しない方が好ましい。このような状況は、たとえば、データ信号が高データレート信号であり、他の伝送ビームを同じ方向へ送信する必要があるときに生じる。かくして、選択手段は、更に、伝送ビームの相対的電力及び／又は方向に基づいて伝送ビームを選択するよう構成される。
【００３２】
送信手段は、選択手段によって選択されていない伝送ビームで制御信号を送信するよう構成してもよく、この制御信号は伝送ビームの品質を測定する際に使用される。このような制御信号は、比較的低電力の信号であるため、他の信号に対し殆ど干渉しない。
【００３３】
フィードバック信号は、伝送ビームの数と一致する多数個のフィードバックシンボルを含み、各フィードバックシンボルは、たとえば、符号語であるか、又は、単に１ビット以上のビットである。或いは、フィードバック信号は、各伝送ビームの品質の測定量を含む。後者の場合、受信手段は、所定の時分割多重化方式に基づく様々な時刻で種々の伝送ビームに関する品質の測定量を受信するよう構成される。
【００３４】
送信用装置は、信号を相互に識別できるように伝送ビームによって搬送されるべき信号を変化させる手段を更に有する。この方式では、受信用装置は、多数の伝送ビームを識別することが可能であり、これにより、各伝送ビームの品質の測定量を獲得することができる。しかし、受信用装置は、たとえば、対応した伝送信号の到着時刻の相違に基づいて、多数の伝送ビームを識別し得る。
【００３５】
本発明の第６の局面によれば、送信用装置によって送信された信号を受信する対応した受信用装置が提供される。受信用装置は、
種々の伝送パスを介して送信された複数の指向性伝送ビームを受信する受信手段と、
伝送ビームの品質の測定量を生成する手段と、
伝送ビームの品質の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手段と、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手段と、
を含む。
【００３６】
この受信用装置は、複数の受信信号に基づく合成信号を出力するよう構成される。そのため、データ信号が複数の異なる伝送ビームを介して送信された場合、全ての受信信号が合成され、合成信号が生成される。このように受信信号を合成することにより、信号の品質が改良される。
【００３７】
好ましくは、フィードバック信号は、伝送ビームがフェードしたかどうかを判定する際に使用される。
【００３８】
受信手段は、各伝送ビーム中の制御信号を受信するよう構成され、品質の測定量を生成する手段は、複数の制御信号の品質の測定量に基づいて伝送ビームの品質の測定量を生成するよう構成される。
【００３９】
フィードバック信号は、伝送ビームの数と一致した個数のフィードバックシンボルにより構成してもよく、各フィードバックシンボルは、ある一つの伝送ビームがフェードしたかどうかを示す。或いは、フィードバック信号は、各伝送ビームの品質の測定量を含む。後者の場合、種々の伝送ビームに関する品質の測定量は、所定の時分割多重化方式に基づく様々な時刻で送信される。
【００４０】
受信用装置は、種々の伝送ビームによって搬送される信号を識別する手段を更に有し、多数の伝送ビームの品質を判定することができる。
【００４１】
これに対応して、本発明の第７の局面によれば、送信用装置から受信用装置へデータ信号を送信する伝送方法が提供される。この方法は、
複数の指向性伝送ビームを受信する手順と、
複数の伝送ビームの品質の測定量を生成する手順と、
伝送ビームの品質の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手順と、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手順と、
フィードバック信号を受信する手順と、
フィードバック信号に基づいて複数の伝送ビームの中から少なくとも一つの伝送ビームを選択する手順と、
選択された伝送ビームだけでデータ信号を送信する手順と、
を含む。
【００４２】
上述の通り、伝送信号の相対的タイミングは、種々の伝送パスを介して送信された伝送信号が受信用装置へ実質的に同時に到着するように調節される。この特徴は、単独で設けることが可能であり、本発明の第８の局面によれば、複数の伝送信号を送信する送信用装置が提供される。この送信用装置は、
各伝送ビームが伝送信号を搬送するように複数の指向性伝送ビームを送信する送信手段と、
対応した伝送ビームが種々の伝送パスを介して受信用装置で受信されたとき、二つの伝送信号が実質的に時間的に同期するように、少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングを調節する時間調節手段と、
を具備する。
【００４３】
伝送信号が実質的に時間的に同期して受信されるよう構成することによって、信号間の干渉が低減される。
【００４４】
時間調節手段は、対応した伝送パスの相対的伝播遅延の測定量に依存して二つの伝送信号の相対的タイミングを調節するよう構成される。
【００４５】
この送信用装置は、伝送パスの相対的伝播遅延を測定する手段を更に有する。或いは、相対的遅延の測定量は、受信用装置から送信用装置へ送信され、このため、送信用装置は、受信用装置から相対的伝播遅延の測定量を受信する手段を更に有する。受信用装置は、たとえば、移動ユニット、又は、相対的伝播遅延を測定し、フィードバックするように準備された他の装置でもよい。
【００４６】
一例として、二つの伝送信号は、受信用装置へ送信されるべき信号を表わす。他の例では、一方の伝送信号は、受信用装置へ送信されるべき信号を表わし、他方の伝送信号は、異なる受信用装置へ送信されるべき信号を表わす。
【００４７】
送信用装置は、対応した伝送ビームの相対的方向及び／又は電力に基づいて、相対的タイミングを調節すべき伝送信号を選択する手段を更に有する。たとえば、伝送信号は、対応した伝送ビームが高電力である場合に選択される。この状況は、たとえば、伝送信号が高データレート信号である場合に生じる。或いは、伝送信号は、一つ以上の対応した伝送ビームが高伝送電力の方向へ送信された場合に選択される。この状況は、一つの高データレートのユーザ、又は、幾つかの低データレートのユーザがその方向で送信するときに生じる。このように、相対的タイミングが調節されるべき伝送ビームを選択することにより、多量の干渉が生ずる筈であった領域における干渉を最小限に抑えることができ、システムの総合性能を高めることが可能である。
【００４８】
また、送信用装置は、直交拡散及び／又はスクランブルコードを、二つの伝送信号へ適用する手段を更に有する。これにより、伝送信号は受信用装置で分離することができる。
【００４９】
本発明は、対応した受信用装置へ拡張される。本発明の第９の局面によれば、送信用装置によって送信された信号を受信する受信用装置が提供される。この受信用装置は、
各伝送ビームが伝送信号を搬送する複数の指向性伝送ビームを種々の伝送パスを介して受信する受信手段と、
伝送信号の相対的伝播遅延を測定する手段と、
相対的伝播遅延の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手段と、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手段と、
を具備する。
【００５０】
受信用装置は、たとえば、移動ユニットであるか、又は、相対的伝播遅延を測定し、フィードバックするよう準備された他の装置でもよい。
【００５１】
本発明の第１０の局面によれば、対応した方法の局面が提供される。複数の伝送信号を送信する伝送方法は、
少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングを調節する手順と、
各伝送ビームが伝送信号を搬送するように複数の指向性ビームを送信する手順と、
を有し、
少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングは、対応した伝送ビームが種々の伝送パスを介して受信用装置で受信されたときに、二つの伝送信号が実質的に時間的に同期するように、調節される。
【００５２】
上記の何れかの送信用装置は、
送信用装置と受信用装置の間で伝送パスの有無を検出する検出手段と、
検出手段によって検出された伝送パスの少なくとも一部の伝送パスに伝送ビームを割り付ける割付手段と、
を更に有する。
【００５３】
さらに、上記の何れかの送信用装置は、
伝送パスの方向を推定する推定手段と、
推定手段によって推定された方向に依存して伝送ビームの伝送の方向を調節する調節手段と、
を更に有する。
【００５４】
上記の何れかの送信用装置は、符号分割多元接続伝送を可能にさせるため、拡散コードを伝送信号へ適用する手段を更に有する。同様に、上記の何れかの受信用装置は、符号分割多元接続伝送を用いて送信された伝送信号を逆拡散する手段を更に有する。
【００５５】
上記の何れかの送信用装置は、複数の指向性伝送ビームを生成する複数のビーム形成器及び複数のアンテナ素子を更に有する。
【００５６】
本発明は、上述の何れかの形式の送信用装置を含む、移動セルラー通信システム用の基地局にも拡張される。また、本発明は、上述の何れかの形式の受信用装置を含む、移動セルラー通信システム用の移動ユニットにも拡張される。
【００５７】
本発明は、上述の何れかの形式の送信用装置と、上述の何れかの形式の受信用装置とを含む通信システムへ拡張される。この通信システムは、２台以上の受信用装置（たとえば、移動ユニット）を含む。
【００５８】
本発明の第１１の局面によれば、受信用装置へ信号を送信する送信用装置が提供される。この送信用装置は、
アンテナアレーと、
アンテナアレーに接続された送信機アレーと、
アンテナアレーが対応した伝送信号を搬送する複数の指向性伝送ビームを生成するように、各ビーム形成器が伝送信号を受信し伝送信号を変更する動作を行なう、送信機アレーに接続された複数のビーム形成器と、
異なるコードに応じて各伝送信号を符号化するチャネルエンコーダと、
を有する。
【００５９】
本発明の第１２の局面によれば、複数の伝送信号を受信し、複数の伝送信号に基づいて合成された信号を出力する受信用装置が提供される。この受信用装置は、
各個の指向性伝送ビームで搬送される複数の伝送信号を対応した伝送パスを介して受信し、複数の伝送信号を分離するよう動作する受信機と、
各伝送信号を他の伝送信号から区別して復号化するチャネル復号化器と、
を有する。
【００６０】
本発明の第１３の局面によれば、データ信号を受信用装置へ送信する送信用装置が提供される。この送信用装置は、
アンテナアレーと、
アンテナアレーに接続された送信機アレーと、
アンテナアレーが対応した伝送信号を搬送する複数の指向性伝送ビームを生成するように、各ビーム形成器が伝送信号を受信し伝送信号を変更する動作を行なう、送信機アレーに接続された複数のビーム形成器と、
受信用装置から伝送ビームの品質を示すフィードバック信号を受信するよう動作する受信機と、
伝送信号を生成し、フィードバック信号に基づいて複数の伝送ビームの中の少なくとも一つの伝送ビームを選択し、選択された伝送ビームに対応した伝送信号だけにデータ信号を挿入するようプログラミングされたプロセッサと、
を有する。
【００６１】
本発明の第１４の局面によれば、送信用装置によって送信された信号を受信する受信用装置が提供される。この受信用装置は、
種々の伝送パスを介して送信された複数の指向性伝送ビームを受信するよう動作する受信機と、
伝送ビームの品質の測定量を生成し、伝送信号の品質の測定量に基づいてフィードバック信号を生成するようプログラミングされたプロセッサと、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信するよう動作する送信機と、
を有する。
【００６２】
本発明の第１５の局面によれば、複数の伝送信号を送信する送信用装置が提供される。この送信用装置は、
アンテナアレーと、
アンテナアレーに接続された送信機アレーと、
アンテナアレーが対応した伝送信号を搬送する複数の指向性伝送ビームを生成するように、各ビーム形成器が伝送信号を受信し伝送信号を変更する動作を行なう、送信機アレーに接続された複数のビーム形成器と、
対応した伝送ビームが種々の伝送パスを介して受信用装置で受信されたときに、二つの伝送信号が実質的に時間的に同期するように、少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングを調節するようプログラミングされたプロセッサと、
を有する。
【００６３】
本明細書の説明中、指向性伝送ビームは、好ましくは、一方向の電力が他の方向の電力よりも大きい伝送ビームである。３ｄＢの帯域（すなわち、ビーム強度がビーム中心の強度よりも３ｄＢだけ低いビームの角度幅）が必要に応じて選択、及び／又は、調節される。一例において、３ｄＢの帯域は、９０°未満であり、好ましくは、６０°未満、４５°未満、若しくは、３０°未満であるが、これらの値に限定されるものではない。
【００６４】
一局面の特徴は、他の局面に適用される。装置の特徴は方法の局面に適用され、方法の特徴は装置の局面に適用される。
【００６５】
上記の何れの局面においても、多数の特徴がハードウエアに組み込まれ、或いは、一つ以上のプロセッサで動くソフトウエアモジュールとして実現される。
【００６６】
本発明は、上述の方法を実現するコンピュータ装置、コンピュータプログラム、及び、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
【００６７】
本発明を実現するコンピュータプログラムは、コンピュータ読取可能な記憶媒体に収容されるか、或いは、たとえば、インターネットウェブサイトから得られるダウロード可能なデータ信号のような形式であるか、或いは、その他の任意の形式のプログラムでも構わない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、例示として添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【００６９】
［移動セルラー通信システムの概要］
図１に移動セルラー通信システムの概要を示す。このシステムは、種々の信号を同じ周波数バンドで送信することができるようにするため、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式を使用する。このシステムは、特に、ＵＭＴＳ（次世代移動通信システム）のＵＴＲＡ（無線通信規格）の提案中のＦＤＤ（周波数分割多重化）方式と共に使用するため設計されている。提案中のＵＴＲＡ規格の詳細は、３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）組織パートナー発行所から入手可能であり、参考のため全文が引用された３ＧＰＰ技術仕様書、並びに、参考のため全文が引用されたBernhard  Walke著"Mobile  Radio  Networks  Networking  and  Protocols",  ISBN  0-471-97597-8に記載されている。
【００７０】
図１において、基地局１０は、複数の移動ユニット１２、１４との間で信号を送受信する。移動ユニットは、典型的には、携帯電話機、或いは、携帯型データ処理装置である。基地局１０は、送信信号処理ユニット１８１、１８２と、送信機２２と、デュプレクサ２４と、アンテナ２６と、受信機２８と、受信信号処理ユニット３０１、３０２とを含む。送信信号処理ユニット１８１、１８２は、拡散器２０１、２０２と、スクランブル器２１１、２１２とを含み、受信信号処理ユニット３０１、３０２は、デスクランブル器３２１、３２２と、逆拡散器３３１、３３２とを含む。
【００７１】
動作中に、各移動ユニット１２、１４への伝送用の信号は、送信信号処理ユニット１８１、１８２へ供給される。処理ユニットの各拡散器２０１、２０２は、特定の移動ユニットに対する信号に、その移動ユニットに固有の拡散コードを乗算する。各拡散コードは、直交（又は、略直交の）コード系列集合のうちの一つであり、擬似ランダムシーケンスに属する多数のビットにより構成される。急激に変化する「チップ(chip)」を形成するため、信号に拡散コードを乗算することにより、信号は、固有のやり方で狭帯域信号から広帯域信号へ拡散される。拡散コードの直交性とは、信号が送信されたとき、拡散信号間に時間遅延差が無い限り、拡散信号は互いに干渉しない、ということを意味する。
【００７２】
各伝送信号は、スクランブル器２１１、２１２において、スクランブルコードを用いてスクランブル処理される（スクランブルをかけられる）。スクランブルコードは、基地局（又は、基地局が対象とするエリアがセクタに分割されている場合には基地局セクタ）に固有のコードであり、種々の基地局によって送信された信号間の干渉を低下させるため使用される。拡散コードに対して、スクランブルコードは、直交コード集合を形成しない。その理由は、種々の基地局からの信号が同時性ではなく、コードの直交性を維持し得ないからである。
【００７３】
種々の拡散信号及びスクランブル信号は、移動ユニット１２、１４の受信用（下りリンク送信用）に送信機２２及びアンテナ２６によって、合成、送信される。
【００７４】
図１には、基地局１０から移動ユニット１２への信号が直接パス３４及び反射パス３６を介して移動ユニット１２で受信され、基地局１０から移動ユニット１４への信号が直接パス３８及び反射パス４０を介して移動ユニット１４で受信される例が示されている。典型的に、たとえば、大型建物からの反射によって、多数の伝送パスが基地局と移動ユニットの間に存在する。これらの伝送パスは、長さ（距離）と方向が異なるので、各移動ユニットは、対応した個別の遅延及び到着角度を有する多数の伝送信号を受信する。
【００７５】
各移動ユニット１２、１４において、デスクランブル器（図示しない）は、スクランブルコードのレプリカを使用して、受信信号をスクランブル解除し（スクランブルを外し）、基地局の拡散器２０１、２０２に対応した逆拡散器（図示しない）は、適当な拡散コードのレプリカを使用して、受信信号を逆拡散させる。多数の伝送パス間の遅延差がチップレートよりも大きい場合、多数のパスを介して受信された信号は、逆拡散器によって別々の信号として識別されるので、移動ユニットは、受信された信号を分解できる。遅延差がチップレートよりも小さい場合、受信機は多数のパスを分解し得ず、二つ以上の位相オフセット信号間の不利な干渉のためにフェージングが発生する。
【００７６】
各移動ユニット１２、１４は、伝送信号を基地局１０へ送信する（上りリンク送信）。各伝送信号は、種々の移動ユニットからの送信が基地局によって区別され得るように、固有のスクランブルコードでスクランブル処理される。本実施例の場合、拡散コードではなくスクランブルコードが上りリンクの種々の信号を区別するため使用される。その理由は、上りリンク信号は同時性があり、非同期スクランブルコードは、平均的に非同期拡散コードよりも効率的であるからである。本実施例の場合、拡散コードは、多数のコードチャネルを所定のユーザへ割り当てるために使用される。他の実施例では、拡散コードは、多数の信号を区別するため上りインクで使用される。
【００７７】
信号は、アンテナ２６及び受信機２８を介して基地局で受信され、受信信号プロセッサ３０１、３０２へ渡される。受信信号プロセッサ３０１のデスクランブル器３２１、３２２、及び、受信信号プロセッサ３０２のデスクランブル器３３１、３３２は、多数の移動ユニットからの元の狭帯域信号を獲得するため、受信信号をスクランブル解除する。或いは、種々の伝送パスを介して信号を受信し、受信した信号を合成するため、ＲＡＫＥ受信機が使用される。受信ビームパターンは、受信機でビーム形成器を用いて適合させられる。好ましくは、基地局の受信用装置は、参考のため全文を引用したFujitsu  Limitedによる同時係属中の英国特許出願第００１８８５９．９号に記載されているような受信用装置である。
【００７８】
図１には、２台の移動ユニット１２、１４だけが示されているが、典型的には、多数の移動ユニットが基地局１０と通信する。また、基地局と移動ユニットとの間には、環境に応じて、１本、２本、又は、それ以上の本数の伝送パスが存在することが認められる。
【００７９】
図１に示されたシステムの下りリンクにおいて、物理チャンネルは、その周波数と拡散コードによって識別される。データ及び制御情報は、時分割多重化（ＴＤＭ）方式を用いて同じ物理チャネルで送信される。上りリンクでは、ＱＰＳＫ（４位相偏移変調）方式を用いることによって、種々の情報が、Ｉ（同相）側ブランチ及びＱ（直交位相）側ブランチで送信されるので、上りリンク方向において、物理チャネルは、その周波数、拡散コード、及び、相対位相（０又はπ／２）によって識別される。上りリンクの場合、データ及び制御情報は、それぞれ、Ｉ側ブランチとＱ側ブランチで別々に送信される。
【００８０】
図２には、下り方向物理チャネルの提案中のフレーム構造が示されている。図２によれば、持続時間１０ｍｓの各フレームは、１５個のスロットに分割され、各スロットは一つの電力制御周期に対応する。各スロットは、第１のデータビット集合（ＤＡＴＡ１）と、送信電力制御ビット（ＴＰＣビット）と、転送フォーマット標識ビット（ＴＦＩビット）と、第２のデータビット集合（ＤＡＴＡ２）と、パイロットビット（ＰＩＬＯＴビット）とを含む。データビットは、基地局１０から１台の移動ユニットへのデータ伝送のため使用される。電力制御ビットは、基地局によって受信された信号の強度の測定量に基づいて、移動ユニットの送信電力を制御するため使用される。転送フォーマット標識ビット（随意的なビット）は、専用物理データチャネルの種々の転送チャネルの瞬時パラメータを記述するため使用される。パイロットビットは、たとえば、チャネル推定用に使用される所定のビットである。第１のデータビット集合と第２のデータビット集合は、一体として、下りリンク専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）を形成し、一方、ＴＰＣビット、ＴＰＩビット及びＰＩＬＯＴビットは、一体として、下りリンク専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）を形成する。
【００８１】
図３は、提案中の上りリンクチャネルのフレーム構造を示す図である。図３によれば、上りリンク専用物理データチャネル（上りリンクＤＰＤＣＨ）及び上りリンク専用物理制御チャネル（上りリンクＤＰＣＣＨ）は、フレーム毎に、Ｉ／Ｑ多重化され、二つのチャネルが同時に準備される。ＤＰＤＣＨチャネルはデータを搬送するため使用され、ＤＰＣＣＨチャネルは制御情報を搬送するため使用される。ＤＰＣＣＨチャネルは、チャネル推定用のパイロットビット（ＰＩＬＯＴビット）と、（随意的な）転送フォーマット標識ビット（ＴＦＩビット）と、フィードバック情報ビット（ＦＢＩビット）と、送信電力制御ビット（ＴＰＣビット）とにより構成される。フィードバック情報ビットは、移動ユニットと基地局との間でフィードバックを必要する技術を支援するため使用される。
【実施例１】
【００８２】
［第１実施例］
図１に示されたシステムにおいて、チップレートよりも大きい種々の遅延を有する信号は、受信機で分解（解読）されるが、信号が異なる時刻に到着するので、信号間に干渉が生じる。その上、種々の移動ユニットへ送信された信号間の直交性が低下し、移動ユニット間干渉（ＭＵＩ）が増加する。
【００８３】
通信システムの第１実施例では、複数の伝送パスが基地局と移動ユニットの間に存在するという事実が、伝送パス毎に指向性伝送ビームを形成し、伝送ビーム毎に別個の伝送信号を送信することによって利用される。この技術は、以下の説明では、ダイバーシティと呼ぶ。各伝送信号は、信号間の干渉を低減するため、空間−時間ダイバーシティ方式を使用することによって区別して符号化される。
【００８４】
図４は、通信システムの第１実施例において移動局ユニットへ送信する基地局の構成を示す図である。
【００８５】
図４によれば、基地局は、チャネルエンコーダ５０と、レートマッチング器５２と、インタリーブ器５４と、マルチプレクサ５６と、変調器５７と、空間−時間エンコーダ５８と、パスプロセッサ６０，６２と、加算器７２１，７２２，７２３と、送信機７４１，７４２，７４３と、アンテナ素子７６１，７６２，７６３と、パスダイバーシティコントローラ７８と、重みコントローラ８０とを含む。パスプロセッサ６０は、マルチプレクサ８２と、スクランブル器８４と、拡散器８６と、ビーム形成器８８とを含み、パスプロセッサ６２は、マルチプレクサ９２と、スクランブル器９４と、拡散器９６と、ビーム形成器９８とを含む。同様のチャネルエンコーダ、レートマッチ器、インタリーブ器、マルチプレクサ、変調器、空間−時間エンコーダ、パスプロセッサが、他の移動ユニットへの伝送用に設けられるが、図面を見易くするため、これらの部品は図４に示されない。
【００８６】
動作中に、基地局から移動ユニットへ送信するデータは、チャネルエンコーダ５０へ入力される。本実施例では、チャネルエンコーダ５０は、畳み込み符号化器を含む。畳み込み符号化器は、特定の多項式にしたがって、到来ビットを符号化し、データ信号に冗長性を導入する。このようにデータ信号を符号化することにより、伝送中に生じたビット誤りの前向き誤り訂正が行なわれる。或いは、チャンネルエンコーダ５０は、ターボ符号化器でもよい。ターボ符号化方式は、畳み込み符号化方式よりも優れた誤り保護機能を提供するが、一般的に、より長い遅延を伝送信号に持ち込む。かくして、畳み込み符号化方式は、伝送信号で音声を伝送すべき場合に好ましい方式であり、一方、ターボ符号化方式は、その他のあまり時間に影響され易くない形式のデータを送信する場合に好ましい方式である。
【００８７】
チャネルエンコーダ５０の出力は、レートマッチング器５２へ入力される。レートマッチング器５２は、その入力側でデータレートが変化しても、その出力側でデータレートが一定になることを保証する。インタリーブ器５４は、入力される信号のビット及び／又はブロックの順序を並べ替える。このようにして、伝送信号の短いフェードの影響は、数ビット及び／又は数ブロックに亘って拡散され、フェードの影響を減少させる。さらに、畳み込みコードは、相関の無い誤りに関して最も効率的であり、インタリーブ器５４は、信号がデインタリーブされたときに、相関誤りを相関の無い誤りとして生じさせる。したがって、インタリーブ器５４は、チャネルエンコーダ５０によって実行される畳み込み符号化方式の効率を高める。
【００８８】
インタリーブ器５４の出力は、マルチプレクサ５６で、送信電力制御（ＴＰＣ）ビット、及び、送信フィードバック情報（ＴＦＩ）ビットと多重化される。多重化信号は、４相位相偏移変調（ＱＰＳＫ）方式を使用する変調器５７で変調される。変調信号は、空間−時間（ＳＴ）エンコーダ５８へ供給される。
【００８９】
空間−時間エンコーダ５８には二つの機能がある。第一に、空間−時間エンコーダ５８は、入力側の信号を２個の別個の信号（データパス）に分離し、第二に、別々の符号化方式をその２個の信号に適用する。空間−時間エンコーダ５８のブロック図が図５に示されている。
【００９０】
空間−時間エンコーダ５８は、２シンボル周期のサイクルで動作する。１サイクル内で、第１シンボル周期中の第１シンボルＳ１と、第２シンボル周期中の第２シンボルＳ２とを含むシーケンスは、空間−時間エンコーダ５８へ入力され、このシーケンスの繰り返しとして、すなわち、第１シンボルＳ１と、次の第２シンボルＳ２として第１出力（パス１）に現れる。しかし、エンコーダ５８の第２出力（パス２）に現れるシーケンスは、最初に、第２シンボルの複素共役、次に、第１シンボルの複素共役の反転であり、すなわち、Ｓ２＊，−Ｓ１＊である。ここで、＊は、複素共役を表わす。この演算は、２個のシンボルの連続サイクルに繰り返される。このようにして、送信されるべき信号を表現する２個の信号が生成され、それぞれの信号は区別して符号化される。
【００９１】
上記演算を実現するため、空間−時間エンコーダは、入力と出力の間に、少なくとも１シンボル周期の遅延を導入するので、入力シーケンス中の第２シンボルは出力シーケンスの始まりで分かる。
【００９２】
再度図４を参照すると、空間−時間エンコーダ５８の第１出力は、第１のデータパスプロセッサ６０に供給され、空間−時間エンコーダ５８の第２出力は、第２のデータパスプロセッサ６２に供給される。データパスプロセッサ６０及び６２は、パスダイバーシティコントローラ７８の制御下で、基地局と移動ユニットの間に存在する特定の伝送パスが個別に割り当てられる。
【００９３】
データパスプロセッサ６０及び６２において、データパスは、最初に、マルチプレクサ８２、９２で、夫々のパイロット信号と多重化される。データパス毎に異なるパイロット信号を準備することによって、二つのデータパスは、移動ユニットで互いに区別される。マルチプレクサ８２、９２の出力は、夫々、スクランブル器８４、９４へ供給される。スクランブル器８４、９４は、ロングコード（ＬＣ）としても知られているスクランブルコードに応じて、夫々の入力における信号にスクランブルをかける。異なるスクランブルコードが使用される場合、すなわち、ＬＣ１≠ＬＣ２であるならば、種々の信号を区別する付加的手段若しくは代替的手段が得られる。種々の信号を区別するその他の技術を使用しても構わない。たとえば、ＣＤＭＡ方式に使用される拡散コードは、パス毎に相異している（ＳＣ１≠ＳＣ２）。また、伝送フレームのある種のデータビットは、多数のパスを区別するため確保してもよい。しかし、多数のパスを相互に区別するために特別な対策を講じる必要は無いかもしれない。なぜならば、移動ユニットの逆拡散器は、種々のパスを介して送信された信号が１チップ周期よりも長い時間遅延差をもつ場合に、送信された信号を分離することができるからである。
【００９４】
スクランブル器８４、９４の出力は、夫々、拡散器８６、９６へ供給される。拡散器８６、９６は、ショートコード（ＳＣ）とも呼ばれる固有の拡散コードにしたがって、入力側の信号を拡散させ、ＣＤＭＡ方式伝送を可能にさせる。一実施例では、同じ拡散コードが異なる移動ユニットに対して使用される。しかし、異なる拡散コードをパス毎に使用してもよく、これによって、対応した移動ユニットによって獲得される信号の品質が向上する。
【００９５】
拡散器８６、９６の出力は、対応したビーム形成器８８、９８へ供給される。ビーム形成器８８、９８は、重みコントローラ８０の制御下で動作する。後述するように、重みコントローラ８０は、移動ユニットから受信した信号の到着角度の推定値である２個の到着角度（ＡｏＡ）信号を受信する。
【００９６】
各ビーム形成器８８、９８は、入力側の信号を、３個の別個の信号に分離し、ビーム形成重みとして知られる複素数値を各信号に乗算する。各ビーム形成器は、３個のデジタルベースバンド信号を出力し、これらの信号は、加算器７２１、７２２、７２３で、他のビーム形成器からの対応した出力信号に加算される。加算器の出力は、７４１、７４２、７４３によってアナログに変換され、無線周波数へアップコンバージョンされ、次に、アンテナ素子７６１、７６２、７６３へ供給される。ビーム形成重みを適切に選択することによって、ビーム形成器は、アンテナ素子７６１、７６２、７６３から送信されたときに指向性伝送ビームを形成する信号を生成する。このようにして、各指向性伝送ビームが一つのデータパスに対応するような二つの別々の指向性伝送ビームが形成される。
【００９７】
基地局によって送信された信号を受信する移動ユニットの構成は、図６に示されている。移動ユニットは、アンテナ４１と、受信機４２と、デスクランブル器４３、４４と、逆拡散器４５、４６と、積分器６４，６６と、チャネル推定器４７、４８と、合成器４９とを含む。
【００９８】
動作中に、アンテナ４１から受信された信号は受信機４２へ供給され、受信機は、信号をダウンコンバートし、デジタル変換して、複素数値化されたデジタル受信ベースバンド信号を生成する。受信機４２の出力は、二つのパスに分離される。一方のパスは、デスクランブル器４３と、逆拡散器４５と、積分器６４とに供給され、もう一方のパスは、デスクランブル器４４と、逆拡散器４６と、積分器６６とに供給される。デスクランブル器４３と、逆拡散器４５と、積分器６４は、第１伝送パスを介して受信された信号を、図４の拡散コードＬＣ１及びスクランブルコードＳＣ１のレプリカを用いてデスクランブル処理し（スクランブルを外し）、逆拡散する。一方、デスクランブル器４４と、逆拡散器４６と、積分器６６は、第２伝送パスを介して受信された信号を、図４の拡散コードＬＣ２及びスクランブルコードＳＣ２のレプリカを用いてデスクランブル処理し、逆拡散する。
【００９９】
積分器６４の出力はチャネル推定器４７へ供給され、積分器６６の出力はチャネル推定器４８へ供給される。チャネル推定器４７、４８は、対応した伝送パスに対するチャネルの振幅及び位相の推定値と、一方の伝送パスから他方の伝送パスへの干渉のチャネルの振幅及び位相の推定値とを生成する。これは、たとえば、チャネルの振幅及び位相を取得するため、図４におけるマルチプレクサ８２、９２によって挿入されたパイロット信号のレプリカを、受信したパイロット信号と比較することによって行なわれる。
【０１００】
積分器６４、６６の出力は、合成器４９へ供給され、この合成器４９には、チャネル推定器４７、４８によって生成されたチャネル推定値も供給される。後述するように、合成器４９は、受信信号とチャネル推定値を合成し、図４の空間−時間エンコーダ５８へ入力された原データシンボルＳ１及びＳ２を再生する。
【０１０１】
種々の伝送パスが変わらない状態を保つならば、伝送パスに対するチャネルベクトルは、
【０１０２】
【数１】
2006157942.tif 000003
のように表わされ、式中、ｈ１は第１伝送パス（振幅α１及び位相θ１）に対するチャネルベクトルであり、ｈ２は第２伝送パス（振幅α２及び位相θ２）に対するチャネルベクトルである。さらに、第１伝送パスは、第２伝送パスへ干渉を及ぼし、第２伝送パスは第１伝送パスへ干渉を及ぼす。
【０１０３】
したがって、更に二つの干渉パスが存在し、干渉パスは、
【０１０４】
【数２】
2006157942.tif 000004
のように表わされ、ｈ３は、第２伝送パスから第１伝送パスへの干渉パスに対するチャネルベクトルであり、ｈ４は、第１伝送パスから第２伝送パスへの干渉パスに対するチャネルベクトルである。
【０１０５】
逆拡散器４５の出力は、第１伝送パスを介して受信した信号と、第２伝送パスからの干渉との合計であり、逆拡散器４６の出力は、第２伝送パスを介して受信した信号と、第１伝送パスからの干渉との合計である。このようにして、拡散器４５の出力は、
ｒ１１＝ｈ１Ｓ１＋ｈ３Ｓ２＊          （５）
ｒ１２＝ｈ１Ｓ２−ｈ３Ｓ１＊          （６）
として表わされ、ここで、ｒ１１は、第１シンボル周期中の受信信号であり、ｒ１２は、第２シンボル周期中の受信信号であり、ノイズと外部干渉は無視している。一方、拡散器４６の出力は、
ｒ２１＝ｈ２Ｓ２＊＋ｈ４Ｓ１          （７）
ｒ２２＝ｈ４Ｓ２−ｈ２Ｓ１＊          （８）
として表わされ、ここで、ｒ２１は、第１シンボル周期中の受信信号であり、ｒ２２は、第２シンボル周期中の受信信号であり、ノイズと外部干渉は無視している。
【０１０６】
合成器４９は、以下の式に従って、受信信号を、チャネル推定器４８によって生成されたチャネル推定値と合成し、再生された形のシンボルＳ１及びＳ２を生成する。
Ｓ１’＝ｈ１＊ｒ１１−ｈ３ｒ１２＊＋ｈ４＊ｒ２１−ｈ２ｒ２２＊      （９）
Ｓ２’＝ｈ３ｒ１１＊＋ｈ１＊ｒ１２＋ｈ２ｒ２１＊−ｈ４＊ｒ２２    （１０）
ここで、Ｓ１’及びＳ２’は、再生形のシンボルＳ１及びＳ２である。
【０１０７】
式（１）〜（８）を式（９）及び（１０）に代入することにより、
Ｓ１’＝（α１２＋α２２＋α３２＋α４２）Ｓ１          （１１）
Ｓ２’＝（α１２＋α２２＋α３２＋α４２）Ｓ２          （１２）
が得られる。
【０１０８】
再生シンボルＳ１’及びＳ２’は、チャネル振幅α１、α２、α３及びα４だけに依存し、チャネル位相θ１、θ２、θ３及びθ４には依存しない。上述の通り、従来型のＣＤＭＡシステムにおいて、多数の伝送パス間に存在する位相遅延差は、信号間に干渉を生じさせる。上述のシステムの場合、干渉は、送信シンボルと受信シンボルの適切な処理によって打ち消される。この仕組みは、一つのシンボルは、二つの異なるパスを介して（空間ダイバーシティ）、二つの異なる時刻に（時間ダイバーシティ）伝送されるので、空間−時間ダイバーシティと呼ばれる。この技術は、フェードの影響、特に、一方の伝送パスだけに生じるフェードの影響を減少させるために効果的である。
【０１０９】
上述の仕組みとは別の仕組みでは、空間−時間エンコーダ５８は、第１出力の信号がＳ１、−Ｓ２＊であり、第２出力の信号がＳ２、Ｓ１＊となるように構成される。
【０１１０】
この仕組みは、必要に応じて３通り以上の伝送パスへ拡張される。このようなケースで使用される符号化方式の一例として、１／２レート符号化器を使用する例を以下に示す。
【０１１１】
【数３】
2006157942.tif 000005
【０１１２】
【数４】
2006157942.tif 000006
その他の適当な構成が当業者には明白であろう。
【実施例２】
【０１１３】
［第２実施例］
通信システムの第２実施例では、パスダイバーシティが基地局と移動ユニットの間の下りリンクで使用され、伝送信号毎に異なるチャネル符号化方式が適用される。伝送信号毎のチャネル符号化方式は、伝送信号間の相互相関を低下させるように選定される。このようにして、多数の信号間の干渉が低減される。
【０１１４】
第２実施例における移動ユニットへ送信する基地局の構成が図７に示されている。図７によると、基地局は、パスダイバーシティコントローラ１００と、重みコントローラ１０２と、伝送パスプロセッサ１０４、１０６、１０８と、加算器１１０１、１１０２、１１０３と、送信機１１２１、１１２２、１１２３と、アンテナ素子１１４１、１１４２、１１４３とを含む。パスプロセッサ１０４は、チャネルエンコーダ１２０と、レートマッチング器１２１と、インタリーブ器１２２と、マルチプレクサ１２３と、拡散器１２４と、スクランブル器１２５と、ビーム形成器１２６とを含む。パスプロセッサ１０６は、チャネルエンコーダ１３０と、レートマッチング器１３１と、インタリーブ器１３２と、マルチプレクサ１３３と、拡散器１３４と、スクランブル器１３５と、ビーム形成器１３６とを含む。パスプロセッサ１０８は、チャネルエンコーダ１４０と、レートマッチング器１４１と、インタリーブ器１４２と、マルチプレクサ１４３と、拡散器１４４と、スクランブル器１４５と、ビーム形成器１４６とを含む。
【０１１５】
動作中に、基地局から移動ユニットへの伝送用のデータは、パスダイバーシティコントローラ１００の制御下で、基地局と移動ユニットの間に存在する伝送パスの数に対応した多数のデータパス（パス１、２、・・・Ｌ）に分離される。新しい伝送パスが現れ、旧い伝送パスが消えたとき、データパスは、パスダイバーシティコントローラ１００の制御下で、動的に割り付けられる。各データパスは、対応したデータパスプロセッサ１０４、１０６、１０８によって処理される。
【０１１６】
各データパスプロセッサ１０４、１０６、１０８内で、対応したデータパスは、最初に、チャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０によって符号化される。本実施例の場合、チャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０は、畳み込み符号化器であり、各チャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０は、異なる畳み込みコードを適用する。
【０１１７】
図８には、畳み込み符号化器の一例が示されている。図８において、符号化器は、８個のシフトレジスタ（Ｄ）を有し、その拘束長（影響の長さ）は９である。入力信号と、多数のシフトレジスタの出力は、符号化信号を生成するため、特定の多項式に従って合成される。本実施例の場合、符号化用多項式は、
Ｇ０＝１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ８
Ｇ１＝１＋Ｄ＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ５＋Ｄ７＋Ｄ８
のように表わされる。
【０１１８】
畳み込み符号化器からの出力は、原信号の２倍の長さの出力信号を生じるため、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ０、．．．、Ｇ１の順序で行なわれる（符号化率１／２の畳み込み符号化器）。シフトレジスタの初期値は、全て２進法の０である。２値の０である８個のテイルビットは、ブロックの最後で初期状態へ確実に戻れるように、符号化の前にコードブロックの最後へ付加される。
【０１１９】
本実施例の場合、各チャネルコーダ１２０、１３０、１４０は、入力の信号を符号化するため異なる多項式を使用する。たとえば、チャネルエンコーダ１２０は、上述の畳み込み符号化を適用し、一方、チャネルエンコーダ１３０及び１４０は、異なる多項式による畳み込み符号化を行なう。チャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０は、適切な多項式の集合を用いて任意の形式の畳み込み符号化を使用する。適切な拘束長及び符号化率が使用される。必要に応じて、区切られた畳み込み符号が使用される。適当な多項式の例を以下に列挙する。
−符号化率１／６  拘束長５
Ｇ１＝１＋Ｄ＋Ｄ３＋Ｄ４
Ｇ２＝１＋Ｄ２＋Ｄ４
Ｇ３＝１＋Ｄ＋Ｄ３＋Ｄ４
Ｇ２＝１＋Ｄ２＋Ｄ４
Ｇ３＝１＋Ｄ＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ４
−符号化率１／４  拘束長５
Ｇ１／Ｇ３＝（１＋Ｄ＋Ｄ３＋Ｄ４）／（１＋Ｄ＋Ｄ３＋Ｄ４）
Ｇ２／Ｇ３＝（１＋Ｄ２＋Ｄ３）／（１＋Ｄ＋Ｄ３＋Ｄ４）
Ｇ３／Ｇ３＝１
Ｇ３／Ｇ３＝１
−符号化率１／３  拘束長７
Ｇ１＝１＋Ｄ２＋Ｄ３＋Ｄ５＋Ｄ６
Ｇ７＝１＋Ｄ＋Ｄ４＋Ｄ６
Ｇ５＝１＋Ｄ＋Ｄ４＋Ｄ６
チャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０の出力は、対応したレートマッチング器１２１、１３１、１４１でレートのマッチングが行なわれ、夫々のインタリーブ器１２２、１３２、１４２でインタリーブされる。パイロットビット、送信電力制御（ＴＰＣ）ビット、及び、送信フィードバック情報（ＴＦＩ）ビットが対応したマルチプレクサ１２３、１３３、１４３で付加される。拡散コードは、拡散器１２４、１３４、１４４で付与され、スクランブル符号は、スクランブル器１２５、１３５、１４５で付与される。各パスに対する拡散コードは、同一でもよく（ＳＣ１＝ＳＣ２＝ＳＣ３）、又は、２個以上の拡散コードが相異していても構わない。同様に、パス毎のスクランブルコードは、同一又は相異する。多数のデータパスは、夫々のビーム形成器１２６、１３６、１４６へ供給される。ビーム形成器１２６、１３６、１４６の出力は、加算器１１０１、１１０２、１１０３へ供給される。加算器１１０１、１１０２、１１０３の出力は、送信機１１２１、１１２２、１１２３へ供給され、その後、アンテナ素子１１４１、１１４２、１１４３へ供給される。ビーム形成器１２６、１３６、１４６は、信号がアンテナ素子１１４１、１１４２、１１４３によって送信されたときに、指向性伝送ビームが各データパスに対して形成されるように、入力側の信号を処理する。
【０１２０】
レートマッチング器１２１、１３１、１４１及びインタリーブ器１２２、１３２、１４２は、正確なデータレートが使用され、かつ、インタリーブが有効であることを保証するため、チャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０によって適用された多数のチャネル符号化方式に従って調節される。
【０１２１】
第２実施例の基地局と共に使用する移動ユニットの構成が図９に示されている。移動ユニットは、アンテナ１５０と、受信機１５２と、デスクランブル器１５４、１５８、１６２と、逆拡散器１５５、１５９、１６３と、積分器１５６、１６０、１６４と、復号化器１５７、１６１、１６５と、合成器１６６とを有する。
【０１２２】
動作中に、アンテナ１５０から受信された信号は、受信機１５２へ供給され、受信機は、受信された信号をダウンコンバートし、デジタル変換する。受信機１５２の出力は、分離され、デスクランブル器１５４、１５８、１６２へ供給される。デスクランブル器は、図７のスクランブル器１２５、１３５、１４５によって使用されたスクランブルコードのレプリカを使用して信号をデスクランブル処理する。デスクランブル器１５４、１５８、１６２の出力は、逆拡散器１５５、１５９、１６３へ供給される。
【０１２３】
各逆拡散器１５５、１５９、１６３は、図７の拡散器１２４、１３４、１４４によって使用された拡散コードのレプリカである逆拡散コードを用いて、種々の伝送パスを介して受信した信号を逆拡散する。拡散コードは、受信信号と同期するように、パス探索及び同期回路（図示しない）からタイミングを取得する。このようにして、逆拡散器１５５、１５９、１６３は、伝送パス間の遅延差が拡散コードのチップレートよりも大きい場合に、多数の伝送パスを介して伝送された信号を解読することが可能である。或いは、異なる拡散コードが多数の伝送パスに対し使用されるならば、多数の伝送パスを介して伝送された信号を区別する手段が実現される。
【０１２４】
逆拡散器１５５、１５９、１６３の出力信号は、積分器１５６、１６０、１６４へ供給され、積分器１５６、１６０、１６４は、逆拡散された受信シンボルを含む信号を生成するため、この出力信号を積分する。積分器１５６、１６０、１６４の出力信号は、それぞれ、復号化器１５７、１６１、１６５へ供給される。各復号化器は、図７の何れかのチャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０によって符号化された信号を復号化する。本実施例では、復号化器１５７、１６１、１６５は、入力信号を復号化するため、ビタビアルゴリズム及び最尤判定アルゴリズムを利用する畳み込み復号化器である。このような復号化器は、周知であり、ここではこれ以上の説明を加えない。より詳細な情報は、この主題に関する内容を参考のため引用した文献：A.  Viterbi  and  J.K.  Omura,  "Principles  of  Digital  Communication  and  Coding",  MuGraw-Hill,  New  York,  1979に記載されている。復号化器１５７、１６１、１６５から出力された信号は、合成器１６６へ供給され、合成器１６６は、信号間の位相差を考慮して多数の信号を合成し、出力信号を生成する。
【０１２５】
上述のやり方で伝送パス毎に異なる符号化方式を採用することにより、伝送パス間の干渉の影響を低減できる。
【０１２６】
上述の畳み込み符号化器の代わりとして、図７のチャネルエンコーダ１２０、１３０、１４０をターボ符号化器により構成してもよい。この場合には、種々のターボコードが各チャネルエンコーダによって適用される。図９の復号化器１５７、１６１、１６５は、対応したターボコードを復号化するように設計される。適当なターボ符号化器及びターボ復号化器の詳細は、たとえば、３ＧＰＰ技術仕様書に記載されている。
【０１２７】
代替的に、或いは、付加的に、異なるブロックコード又は異なるインタリーブ方式を伝送信号毎に使用してもよい。
【実施例３】
【０１２８】
［第３実施例］
動作中に、伝送信号のフェージングが多種の要因によって生じる。長期フェージングは、送信用装置と受信用装置の間に出現する建物のような障害物によって生じる。短期フェージングは、たとえば、受信機側で不利に干渉する散乱無線波によって生じる。
【０１２９】
通信システムの第３実施例において、基地局から移動ユニットへの伝送信号が監視され、伝送信号がフェードしたとき、伝送信号の送信は、他の伝送信号への干渉を低減するため一時停止される。伝送信号の送信を一時停止するかどうかの判定は、移動ユニットから基地局へ送られるフィードバック信号に基づいて行なわれる。本発明の第３実施例は、上述の第１実施例又は第２実施例とは別に単独で使用することも、組み合わせて使用することも可能である。
【０１３０】
第３実施例において、移動ユニットから信号を受信し、受信信号を処理する基地局の構成は図１０に示されている。図１０によれば、基地局は、パス探索器２００と、パスコントローラ２０２と、パスプロセッサ２０４、２０６と、アンテナ素子２０８１、２０８２、２０８３と、受信機２０９１、２０９２、２０９３と、パス強度推定器２１０、２１２と、フェードレート推定器２１４、２１６と、合成器２１８と、デマルチプレクサ２２０とを含む。パスプロセッサ２０４は、逆拡散器２２４１、２２４２、２２４３と、ビーム形成器２２６と、到着角度（ＡｏＡ）推定器２２８とを含む。パスプロセッサ２０６は、逆拡散器２３４１、２３４２、２３４３と、ビーム形成器２３６と、到着角度（ＡｏＡ）推定器２３８とを含む。
【０１３１】
動作中に、パス探索器２００は、受信機２０９１、２０９２、２０９３を介して、（図４のアンテナ素子７６１、７６２、７６３、又は、図７のアンテナ素子１１２１、１１２２、１１２３と同じでもよい）アンテナ素子２０８１、２０８２、２０８３から信号を受信する。受信信号に基づいて、パス探索器２００は、移動ユニットと基地局との間に存在する受信パス（上りリンクパス）を判定する。判定した情報は、パスコントローラ２０２へ送られ、パスコントローラ２０２は、その情報に応じてパスプロセッサ２０４、２０６を割り付ける。パスプロセッサ２０４、２０６は、新しいパスが出現し、旧いパスが消滅したときに、動的に割り付けられるので、存在する受信パスの数に依存して、１台、２台又はそれ以上の台数のパスプロセッサが同時に割り付けられる。
【０１３２】
パスプロセッサ２０４及び２０６は、逆拡散器２２４１、２２４２、２２４３及び２３４１、２３４２、２３４３を含み、逆拡散器は、移動ユニットによって送信された信号のベースバンド形式の信号を取得するため、移動ユニットから受信した信号を逆拡散する。パスプロセッサ２０４、２０６は、対応した受信パスの方向で受信した信号が強調され、他の方向から受信した信号が抑制されるように、受信信号を空間的にフィルタ処理するビーム形成器２２６、２３６を含む。到着角度（ＡｏＡ）推定器２２８、２３８は、パスプロセッサが割り付けられた受信パスの到着角度を推定し、ビーム形成器が受信パスへ集中し、受信パスを追跡できるように、推定結果を対応したビーム形成器２２６、２３６へ供給する。各パスプロセッサ２０４、２０６毎に別々のビーム形成器が図示されているが、たとえば、二つ以上のパスが類似した指向性をもつときに、二つ以上の受信パスに対し、共通のビーム形成器を使用してもよい。
【０１３３】
パスプロセッサ２０４、２０６の出力は合成器２１８に供給される。合成器２８１は、典型的にＲＡＫＥ合成器であり、信号の品質に依存した重みを付けて、パスプロセッサ２０４、２０６の多種の出力を合成する。合成器２１８の出力はデマルチプレクサ２２０へ供給され、デマルチプレクサはフィードバック信号２２２を抽出する。
【０１３４】
パスプロセッサ２０４、２０６の出力は、それぞれ、パス強度推定器２１０、２１２、及び、フェードレート推定器２１４、２１６へ供給される。パス強度推定器２１０、２１２は、たとえば、受信信号の電力又は振幅を推定することにより対応した受信信号の平均パス強度を推定する。平均用周期は、たとえば、１タイムスロット、１無線フレーム、或いは、それ以上の長さである。フェードレート推定器２１４、２１６は、フェードレートの推定値を得るため、（数タイムスロットのオーダーの）短時間周期に亘って対応した受信信号の時間平均を測定する。たとえば、フェードレートは、受信された逆拡散信号が閾値レベルを通過するレートを判定することにより、推定される。測定用周期は、平均用周期とリンクされ、或いは、平均用周期よりも長くても構わない。閾値レベルは、たとえば、平均パス推定器２１０、２１２によって判定されるような平均パス強度にセットされる。
【０１３５】
パス強度推定器２１０、２１２の出力、並びに、フェードレート推定器２１４、２１６の出力は、パス探索器２００からの出力、並びに、フィードバック信号２２２と共に、パスダイバーシティコントローラ２４０へ供給される。パスダイバーシティコントローラ２４０は、パスダイバーシティコントローラ２４０は、図４のパスダイバーシティコントローラ７８、或いは、図７のパスダイバーシティコントローラ１００と同じでもよい。これらの入力に基づいて、パスダイバーシティコントローラ２４０は、パスダイバーシティ伝送で使用するためのパスを選択し、これに応じてデータパスプロセッサを割り付ける。パスダイバーシティコントローラは、チャネル符号化、データ及び制御信号の多重化、多数の伝送信号のレートマッチング、インタリーブ、拡散及びスクランブルを制御する。
【０１３６】
パス探索器２００は、移動ユニットと基地局の間に存在する受信（上りリンク）パスをパスダイバーシティコントローラ２４０に通知する。パスダイバーシティコントローラ２４０は、最初に、通過した物理パスが本質的に上りリンクと下りリンクで同じである場合を想定する。そのため、パスダイバーシティコントローラは、最初に、パス探索器２００によって検出された受信パスに応じて伝送パスを割り付ける。しかし、たとえば、送信パスがフェードしないときに受信パスがフェードし、その逆に、受信パスがフェードしないときに送信パスがフェードすることがあるため、伝送条件は必ずしも同じではないので、パスダイバーシティコントローラは、パスダイバーシティ伝送のための最良パスを選択する。パス選択は、フィードバック信号２２２から取得された多数の伝送パスの品質の推定結果と、セルの干渉条件とに基づいて行なわれる。
【０１３７】
到着角度推定器２２８、２３８の出力は、重みコントローラ２４２へ供給される。重みコントローラ２４２は、図４の重みコントローラ８０、又は、図７の重みコントローラ１０２と同じでもよい。重みコントローラ２４２は、データパスのビーム形成器（図１０には図示されず）の重みを制御するためこれらの入力を使用する。本実施例の場合に、下りリンク伝送パスの指向性は、本質的に受信パスの指向性と同じであることが仮定されているので、上りリンクの到着角度が伝送ビームの角度指向性を制御するため使用される。他の実施例では、二つ以上の試行用伝送ビームが送信され、移動ユニットは、最良の品質をもつビームを示す信号を戻す。このフィードバック信号に基づいて、試行用ビームの指向性が必要に応じて調節される。このような技術は、Fujitsu  Limited.による同時係属中の英国特許出願第0020088.1号に記載され、その全文は参考のため引用する。
【０１３８】
次に、図１１を参照して、第３実施例における移動ユニットの構成を説明する。移動ユニットは、アンテナ２５０と、デュプレクサ２５２と、受信機２５４と、デスクランブル器／逆拡散器２５５、２５６と、合成器２５７と、整合フィルタ（Ｆ１）２５８、整合フィルタ（Ｆ２）２６０と、ビーム量インジケータ（ＢＱＩ）２６２、２６４と、フィードバック信号発生器２６６と、マルチプレクサ２６８と、送信機２７０とを含む。
【０１３９】
動作時、基地局からの伝送ビームは、アンテナ２５０によって受信され、デュプレクサ（送受切換器）２５２へ渡され、デュプレクサ２５２は、受信信号と送信信号を分離する。アンテナ２５０が受信した無線周波数信号は、受信機２５４へ送られ、受信機は、信号をダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号をデジタル変換する。各デスクランブル器／逆拡散器２５５、２５６は、特定のスクランブルコード又は特定の拡散コードを用いてスクランブル処理又は拡散され、特定の伝送パスを介して受信された信号を、デスクランブル及び／又は逆拡散する。各デスクランブル器／逆拡散器２５５、２５６は、たとえば、図６と図９に示されたものと同じスクランブル器、逆拡散器及び積分器を含む。逆拡散信号及びデスクランブル信号は、合成器２５７で合成される。
【０１４０】
各逆拡散信号は、対応した整合フィルタ２５８、２６０へ渡される。整合フィルタ２５８、２６０は、基地局によって伝送信号へ挿入された識別用特性と照合される。たとえば、種々のパイロット信号が図４のマルチプレクサ８２、９２によって付加された場合、フィルタ２５８、２６０は、それぞれ、これらのパイロット信号の一つと適合する。ある種の環境では、たとえば、種々の拡散コード又はスクランブルコードが図４の拡散器８６、９６又はスクランブル器８４、９４によって使用され、多数の信号はデスクランブル器／逆拡散器２５５、２５７によって区別されるので、フィルタ２５８、２６０が省略される。
【０１４１】
フィルタ２５８、２６０の出力は、それぞれのビーム品質インジケータ（ＢＱＩ）２６２，２６４へ送られる。各ビーム品質インジケータは、対応した伝送パスを介して伝送された信号の品質の測定量を生成する。適当な品質の測定量が生成され得る。たとえば、受信信号強度（ＲＳＳ）又は電力測定量、ビット誤り率（ＢＥＲ）又はフレーム誤り率（ＦＥＲ）、或いは、信号対干渉比（ＳＩＲ）又は信号対干渉・雑音比（ＳＩＮＲ）測定量が生成される。これらの測定量は、基地局によって、たとえば、図４のマルチプレクサ８２、９２或いは図７のマルチプレクサ１２３、１３３、１４３によって挿入されたパイロット信号に基づく。
【０１４２】
或いは、この測定量は、下りリンク電力制御の目的のため、移動ユニットで生成された伝送電力制御（ＴＣＰ）ビットでもよい。いずれの測定量も、二つ以上の伝送パスが略同程度の瞬時品質を有するときに起こる可能性のある不安定性を回避するため、数周期の測定周期（たとえば、数タイムスロット）に亘って行なわれた測定の履歴又は平均に基づく。
【０１４３】
ビーム品質インジケータ（ＢＱＩ）２６２、２６４によって生成された測定量は、フィードバック信号発生器２６６へ供給される。フィードバック信号発生器２６６は、移動ユニットから基地局への伝送用のフィードバック信号を生成する。このフィードバック信号は、ビーム品質インジケータ２６２、２６４によって測定されたような多数のビーム品質に関する情報を含む。フィードバック信号は、マルチプレクサ２６８へ送られ、移動ユニットから基地局への伝送用の信号に挿入される。図１０を参照して説明したように、基地局側で、フィードバック信号は、フィードバック信号２２２として抽出される。
【０１４４】
本発明を実施するにあたり、図２に示されたフレームフォーマットは、下りリンク伝送用に使用される。制御チャネルに含まれるパイロットビットは、ビーム品質インジケータ２６２、２６４で受信信号の品質を測定するため使用される。
【０１４５】
上りリンクの場合、図３に示されたフレームフォーマットが使用され、フィードバック信号は、フィードバック情報ビットＦＢＩを使用して送信される。一例において、単独のＦＢＩビットが伝送ビーム毎に使用され、このビットは、ビームがフェードしたかどうかを示す。したがって、二つの伝送ビームが送信された場合、パス選択を行なうために二つのフィードバック信号が必要になる。或いは、多数のＦＢＩビットが各伝送ビームの品質を示すため使用される。たとえば、ビーム品質推定器２６２の出力は、あるタイムスロットのＦＢＩビットを用いて送信され、ビーム品質推定器２６４の出力は、別のタイムスロットのＦＢＩビットを用いて送信される。或いは、ビーム品質推定器２６２、２６４の出力は、それぞれ、数タイムスロットのＦＢＩビットを用いて送信してもよい。ビーム品質推定器の出力は、ＦＢＩビットを使用して送信された他のフィードバック情報と多重化される。
【０１４６】
次に、図１２を参照して、パスダイバーシティコントローラ２４０の動作を説明する。図１２によれば、ステップ２７２で、パスダイバーシティコントローラ２４０は、パス探索器２００から、新しい上りリンク（受信）パスが移動ユニットと基地局の間に出現したかどうかを示す入力を受ける。新しい受信パスが出現した場合、ステップ２７４において、そのパスの電力が所定の閾値を超えるかどうかを判定する。これは、図１０の適切な電力強度推定器２１０、２１２の出力を閾値と比較することによって行なわれる。受信パスの強度が閾値を超える場合、ステップ２７６において、下りリンク送信パスが受信パスに割り付けられる。これは、パスプロセッサ（図４のパスプロセッサ６０又は図７のパスプロセッサ
１０４）をその送信パスに割り付けることにより行なわれる。
【０１４７】
パスプロセッサは、専用のビーム形成器を具備するか、又は、１台以上の他のパスプロセッサとビーム形成器を共用する。たとえば、二つ以上のパス間の到着角度の差が所定の閾値（たとえば、伝送ビームの３ｄＢビーム幅）よりも大きい場合、個別のビーム形成器が各伝送パスへ割り付けられ、その結果として、別々の伝送ビームがパス毎に形成される。到着角度の差が所定の閾値よりも小さいパスの場合、共通ビーム形成器が割り付けられる。
【０１４８】
ステップ２７８において、伝送パスの畳み込み符号化、レートマッチング及びインタリーブ処理が伝送条件に適合するように調節される。たとえば、調節は、伝送チャネルの品質を考慮して行なわれるので、チャネル品質が悪い場合、より多くの冗長性レベルが畳み込み符号化器によって加えられ、使用されるインタリーブの深さは深くなる。
【０１４９】
ステップ２８０において、伝送パスのパイロット信号及び／又はスクランブルコードが設定される。種々のパイロット信号及び／又は種々のスクランブルコードが伝送パス毎に設定されるので、多数の伝送パスを介して伝送された信号は互いに区別できる。たとえば、図４のマルチプレクサ８２、９２は、異なるパイロット信号を各パスへ挿入し、図４のスクランブル器８６、９６は、パス毎に異なるスクランブルコードを使用する。このため、移動ユニットは、異なる伝送パスを介して伝送された信号を区別し、各伝送パスの品質を評価できる。この品質情報は、フィードバック信号として、上りリンク信号に挿入される。さらに、多数の伝送パスに対し異なるスクランブルコードを使用することによって、位相オフセットパスの間に生じる不利な干渉に起因したフェージングが減少する。
【０１５０】
ステップ２８２において、基地局と移動ユニットの間で、割り付けられた多数の伝送パスを用いて伝送が行なわれる。
【０１５１】
ステップ２８４において、パスダイバーシティコントローラ２４０は、移動ユニットから、多数の伝送パスの品質を表わすフィードバック信号２２２を受信する。ステップ２８６において、パスダイバーシティコントローラ２４０は、各伝送パスの品質を所定の閾値と比較し、その伝送パスが下りリンク伝送に適しているかどうかを判定する。伝送パスの品質が閾値を超える場合、その伝送パスは下りリンク伝送に好適であると判定され、伝送パスの品質が閾値よりも低い場合、その伝送パスは、ステップ２８８で禁止されるか、割り付けを解除される。
【０１５２】
伝送パスがステップ２８８で禁止されたとき、制御信号の伝送は伝送パスを介して続けられるが、データの伝送が禁止される。このようにして、移動ユニットは、伝送パスの品質を監視し続けるが、データが伝送されないので、信号は他の信号に対し殆ど干渉しない。これにより、伝送パスの品質が向上し、伝送パスは再度許可（作動）される。
【０１５３】
伝送パスがステップ２８８において割り付けを解除された場合、その伝送パス上の全ての伝送が停止し、データパスプロセッサは、他の伝送パスへの割り付けのため利用できるようにされる。伝送パスは、その伝送パスの品質がある一定時間に亘って悪い場合に、或いは、良品質の新しい受信パスが出現した場合に、割り付けを解除される。
【０１５４】
移動ユニットから基地局へフィードバック信号を与えることにより、基地局は、特定のパスが下りリンク伝送に適しているかどうかを、対応した上りリンクの伝送条件とは無関係に評価できることがわかる。このように、上りリンク伝送パスがフェージングし、対応した下りリンク伝送パスがフェージングしていないとき、下りリンク伝送パスが使用し続けられる。逆に、下りリンク伝送パスがフェージングした場合、下りリンク伝送パスは、対応した上りリンク伝送パスがフェージングしているかどうかとは無関係に、禁止されるか、若しくは、割り付けを解除される。この技術は、パス選択と称される。
【０１５５】
上述のパス選択技術において、移動ユニットから基地局へフィードバック信号を送信する要求は、伝送パスのフェージングと、フェージングに応じた伝送パスの禁止との間に遅延を生じる。フェードレートがパス選択レートよりも高い場合、パス選択技術はその伝送パスに対してあまり正確に機能しない。この場合、その伝送パスに対するパス選択は禁止される。したがって、ステップ２９０において、種々の伝送パスのうちの各伝送パスが高速フェージングの影響を受けるかどうか（たとえば、パス選択レートよりも高いかどうか）を評価する。パスが高速フェージングの影響を受けない場合、このパスはパス選択に好適であると考えられる。パスが高速フェージングの影響を受ける場合、ステップ２９２において、オープンループパス切換が検討される。
【０１５６】
ステップ２９０において、パスが高速フェージングの影響を受けるかどうかの評価は、上りリンクフェードレート、又は、フィードバック信号２２２、或いは、その両方に基づいて行なわれる。評価が上りリンクフェードレートに基づく場合、上りリンク信号の短時間平均は、それぞれの上りリンクパスに対し、図１０のフェードレート推定器２１４、２１６によって測定される。パスに対する平均振幅が所定の閾値を超える場合、フェードレートは許容可能であることがわかり、パスはパス選択のため存続できると考えられる。振幅が閾値よりも小さい場合、フェードレートは非常に高いということがわかり、ステップ２９２において、パスは、パス切換が検討される。
【０１５７】
フィードバック信号に基づいて評価される場合、フィードバック信号は、継続的に監視され、それぞれのビーム品質の履歴は、パスが安定しているかどうかを評価するため使用される。パス履歴によって、パスの頻繁な出現及び消滅が分かる場合、このパスはパス選択に適当ではないと考えられ、ステップ２９２において、パスはパス切換が検討される。特定の時間周期に出現したパスは、パスダイバーシティモードに好適であると考えられる。
【０１５８】
ハイブリッド判定処理が使用される場合、フェードレート及びフィードバック情報は、共に、パス選択を使用するかどうかを判定する際に評価される。たとえば、上りリンクフェード及びパス履歴の両方が、パス選択は好適であることを示す場合、そのパスがパス選択に割り当てられ、それ以外の全ての場合において、パス選択は使用されず、パス切換が代わり考えられる。
【０１５９】
上述の通り、パスが、高いフェードレートのためにパス選択に好適ではないと考えられる場合、オープンループパス切換が検討される。オープンループパス切換の場合、伝送信号は、フィードバック信号を考慮せずに二つ以上の伝送パスを介して交互に伝送される。パス切換の目的は、二つのパス上で同時に送信することなく他のユーザに対する干渉を最小限に抑えると共に、フェードレートよりも速い切換によるフェージングの影響を低減するために十分に高速にパス間で切換を行なうことである。
【０１６０】
一部の環境では、特定の伝送パスを介して伝送された伝送信号は、他のユーザへ重大な干渉を引き起こすことがある。これは、高データレート伝送信号の場合に顕著である。ステップ２９４において、多数の伝送パスが他のユーザへ重大な干渉の影響を及ぼす可能性があるかどうかを随意的に考慮する。これは、伝送パスの指向性及び相対電力を調べることによって行なわれる。特定の伝送パスが他のユーザに重大な干渉の影響を与えることが判定された場合、ステップ２９６において、より干渉の小さい別の伝送パスが基地局と移動ユニットの間に存在するかどうかを検討する。このような伝送パスが存在する場合、ステップ２９８において、干渉性の伝送パスは、たとえ、許容できる範囲に収まっていても禁止される。
【０１６１】
たとえば、多数のユーザが物理的に接近しているとき、いわゆるトラヒックホットスポットが生じる。非常に多数のユーザがトラヒックホットスポットに存在する場合、多数のユーザの伝送信号間に高レベルの干渉が起こる。この状況は、トラヒックホットスポットに高データレートユーザが存在することによって悪化する。そのため、ステップ２９４において、高データレートユーザの伝送パスがトラヒックホットスポットと同じ方向であるかどうかを調べる。トラヒックホットスポットは、送信機電力密度を角度方向の関数として表わした送信機電力密度プロファイルを調べることよって識別される。
【０１６２】
図１３は、送信機電力密度プロファイルの例を示す図である。同図の（ａ）では、トラヒックホットスポットが方向θＨに発生し、高データレートユーザは、二つの方向θ１及びθ２に、対応した伝送パスＰ１及びＰ２を有する。この例では、伝送パスＰ１及びＰ２は、どちらもトラヒックホットスポットの方向に存在しないので、両方の伝送パスＰ１及びＰ２がパスダイバーシチ伝送のため使用される。図１３の（ｂ）では、伝送パスＰ１は、トラヒックホットスポットと同じ方向にある（θ１＝θＨ）。代わりの伝送パスＰ２が存在するので、伝送パスＰ１は、この伝送パスがトラヒックホットスポット内の他のユーザと干渉するのを防止するため禁止される。
【０１６３】
図１４には、図１３に示された状況が実際に生ずる様子が示されている。図１４において、伝送パスＰ１は、基地局１０から移動ユニット１２への直接型伝送パスＰ１であり、伝送パスＰ２は、基地局１０から移動ユニット１２への反射型伝送パスであり、ユーザのグループ１３は、トラヒックホットスポットを形成する。図１４の（ａ）において、伝送パスＰ１とＰ２は、どちらも、トラヒックホットスポット内のユーザのグループ１３と干渉せず、図１４の（ｂ）では、伝送パスＰ１は、作動しているならば、トラヒックホットスポット内のユーザに干渉を引き起こすことが容易にわかる。
【０１６４】
送信機電力密度プロファイルの代わりに、推定下りリンク正規化負荷プロファイルを使用してもよい。
【０１６５】
上述の種々のステップは、循環的に繰り返されるので、パスダイバーシティコントローラ２４０は、基地局と移動ユニットの間に存在する伝送パスを連続的に監視し、適切にパスプロセッサを割り付ける。
【実施例４】
【０１６６】
［第４実施例］
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式を利用する通信システムにおいて、各伝送チャネルは、伝送信号を多数の元の帯域へ拡散させるため使用される適当な拡散コードが割り付けられる。このようにして獲得された信号は、同時に同じ周波数帯で送信される。各受信機は、拡散コードのレプリカを受信信号と相関させる自己相関関数を使用して、符号化伝送信号のうちの一つと同期を取る。このため、ＣＤＭＡ方式は自己同期式であると呼ばれる。
【０１６７】
多数の伝送信号間の干渉は、直交拡散コードを使用することによって最小限に抑えられる。多数の伝送信号が相互に時間的に同期している限り、拡散コード間の直交性は維持される。しかし、たとえば、二つの伝送信号が異なる長さの異なる伝送パスを介して同じ移動ユニットへ到着したために、時間的同期が失われると、直交性が損なわれ、これらの信号間の干渉が増大する。
【０１６８】
通信システムの第４実施例において、時間進みがある種の伝送信号へ選択的に適用されるので、異なる伝送パスを介して伝送された、異なる伝送信号が、略同時に移動ユニットに到着する。かくして、伝送信号間の直交性は保持され、信号間の干渉を低減する。第４実施例は、単独で実施され、或いは、第１実施例、第２実施例、第３実施例のうちの何れかと組み合わせて実施される。
【０１６９】
たとえば、二つの伝送パスが基地局と移動ユニットの間に存在する場合、両方の伝送信号が移動ユニットへ同時に到着するように、長い方の伝送パスを介して伝送された伝送信号を時間的に進めるように決める。この場合、種々の拡散コード（及び／又はスクランブルコード）は、両方の伝送信号に使用されるので、移動ユニットは異なる伝送パスを介して伝送された伝送信号を分離することができる。拡散コードは、両方の伝送パスを介して伝送された伝送信号が同時に到着することを保証することによって、直交するように選択されるので、信号間の干渉は最小限に抑えられる。これにより、送信電力、すなわち、減少させるべき送信電力を増加させることなく、受信信号の品質を向上させることができる。
【０１７０】
或いは、トラヒックホットスポットを形成するユーザのグループが存在し、高データレートユーザの伝送パスがそのトラヒックホットスポットを通過する場合、高データレートユーザの伝送信号は時間的に進み、その伝送信号は、ホットスポット内のユーザの伝送信号と同時にトラヒックホットスポットへ到着する。これは、高データレート信号のトラヒックホットスポット内のユーザの信号に関する直交性を改良し、エリア内の信号対干渉比を向上させる。
【０１７１】
一般的に、選択的な時間の進みは、選択領域内での干渉条件を改良するが、カバレッジエリア全体における干渉条件は良くならない。そのため、選択的な時間の進みは、特に、トラヒックホットスポットのような重大な干渉が発生しやすい状況、或いは、高データレート信号が伝送される状況で使用される。これにより、システムの全体的な性能が向上する。
【０１７２】
図１５は、本発明の第４実施例による基地局の構成図である。基地局は、パスダイバーシティコントローラ３００と、重み設定器３０２と、送信パスプロセッサ３０４と、受信パスプロセッサ３２２、３２４と、時間差測定ユニット３２６と、ＲＡＫＥ合成器３２８と、デマルチプレクサ３３０とを含む。パスプロセッサ３２２、３２４と、ＲＡＫＥ合成器３２８と、デマルチプレクサ３３０は、図１０を参照して説明した対応した部品と同じ機能を具備しているので、これらの部品についてこれ以上の詳細な説明は行なわない。
【０１７３】
パスプロセッサ３０４は、チャネルエンコーダ３０６と、レートマッチング器３０８と、インタリーブ器３１０と、マルチプレクサ３１２と、拡散器３１４と、スクランブル器３１６と、時間進み（ＴＡ）ユニット３１８と、ビーム形成器３２０とを含む。パスプロセッサ３０４は、特定の伝送パスを介して移動ユニットへ送信されるべき信号を処理する。他のパスプロセッサ（図示せず）は、他の伝送パスを介して移動ユニットへ送信されるべき信号を処理するため設けられる。チャネルエンコーダ３０６と、レートマッチング器３０８と、インタリーブ器３１０と、マルチプレクサ３１２と、拡散器３１４と、スクランブル器３１６と、ビーム形成器３２０は、第１実施例及び第２実施例で説明した対応する部品と同じ機能を備えているので、これらの部品についてこれ以上の説明を加えない。パスプロセッサ３０４は、図７のパスプロセッサ１０４、１０６、１０８の中の一つ、或いは、図４のパスプロセッサ６０、６２の中の一つでもよい。図４のパスプロセッサの場合、チャネルエンコーダ３０６、レートマッチング器３０８及びインタリーブ器３１０は、省略される。
【０１７４】
動作時、時間進みユニット３１８は、システムの全体的な性能を高めるため、パスダイバーシティコントローラ３００の制御下で、選択的にある伝送パスを時間的に進める。一例において、パスダイバーシティコントローラ３００は、トラヒックホットスポットを識別するため、送信機電力密度プロファイルを監視する。トラヒックホットスポットが存在する場合、時間進みユニット３１８は、ある伝送信号が他の伝送信号と実質的に同時にトラヒックホットスポットへ到着するように、ある伝送信号を時間的に進める。高データレート信号は、一般的に、他の信号に対する干渉の大部分を引き起こす可能性があるので、時間を進めるように選択される。
【０１７５】
他の例において、パスダイバーシティコントローラ３００は、二つ以上の異なる伝送パスを介して移動ユニットへ送信された高データレート伝送信号を識別するため、多数の伝送ビームの伝送方向を監視する。本例の場合、種々の伝送パスを介して送信された一部の伝送信号は、多数の伝送信号が実質的に同時に移動ユニットへ到着するように、実質的に進められる。このようにして、移動ユニットによって受信された信号の品質は、送信機電力を増大させることなく、高められる。
【０１７６】
伝送信号に適切な時間進みを与えるため、伝送信号が移動ユニットへ伝播する時間と、その伝送信号を同期させるべき伝送信号の移動ユニットへの伝播時間との差を測定する。一実施例において、この差の測定は、対応した受信パスを介して基地局によって受信された信号間の時間差を測定することによって行なわれる。時間差測定ユニット３２６は、パスプロセッサ３２２、３２４によって処理された受信信号間の差を測定し、この測定時間差をパスダイバーシティコントローラ３００へ供給する。パスダイバーシティコントローラ３００は、測定時間差と一致する時間進みを加えるため、適切な時間進みユニット３１８を制御する。或いは、信号間の時間差は、信号を合成するためＲＡＫＥ合成器２１８によって測定され、この情報はパスダイバーシティコントローラで利用できるようにされる。
【０１７７】
他の実施例では、異なる伝送パスを介して移動ユニットへ到着した伝送信号間の時間差は、移動ユニットによって測定され、時間差の測定量は、たとえば、基地局からの要求に応じて、基地局へ返送される。たとえば、信号が二つの異なる伝送パスを介して移動ユニットへ送信されたとき、移動ユニットは、二つの伝送信号の到着時刻の差を測定し、その情報を基地局へ返送する。他の実施例では、移動ユニットが、異なる伝送パスを介して到着した他の（高データレート）ユーザの伝送信号からの干渉を受ける場合、移動ユニットは、固有の伝送信号と、干渉性伝送信号との時間差を測定し、この情報を基地局へ返送する。基地局は、伝送信号が実質的に同時に移動ユニットへ到着するように、一つ以上の伝送信号のタイミングを調節する。
【０１７８】
本発明の第４実施例で使用される移動ユニットの構成は図１６に示される。移動ユニットは、アンテナ３５０と、デュプレクサ３５２と、受信機３５４と、デスクランブル器／逆拡散器３５６、３５８と、合成器３６０と、時間差測定ユニット３６２と、フィードバック信号発生器３６４と、マルチプレクサ３６６と、送信機３６８とを含む。
【０１７９】
動作時、基地局からの伝送ビームは、アンテナ３５０によって受信され、デュプレクサ３５２へ渡され、デュプレクサ３５２は受信信号と送信信号を分離する。アンテナ３５０によって受信された無線周波数信号は、受信機３５４へ渡され、受信機３５４は、信号をダウンコンバートし、ダウンコンバートされた信号をデジタル変換する。各デスクランブル器／逆拡散器３５６、３５８は、特定のスクランブルコード及び／又は拡散コードを使ってスクランブル及び／又は拡散され、特定の伝送パスを介して受信された信号をデスクランブル／逆拡散する。デスクランブル器／逆拡散器３５６、３５８は、たとえば、図６や図９に示されたようなデスクランブル器と、逆拡散器と、積分器とを含む。デスクランブル及び逆拡散処理された信号は、次に、合成器３６０で合成される。
【０１８０】
二つの伝送信号の伝播時間の差は、時間差測定ユニット３６２で測定される。これは、二つの信号の対応した部分の間の時間差を測定することにより行なわれる。この時間差は、フィードバック信号発生器３６４へ供給され、フィードバック信号発生器３６４は、時間差に基づいてフィードバック信号を発生させる。フィードバック信号は、マルチプレクサ３６６へ供給され、移動ユニットから基地局への伝送用の信号に挿入される。たとえば、図３に示されたフレームフォーマットが使用され、フィードバック信号はフィードバック情報ビットＦＢＩを用いて送られる。基地局側で、フィードバック信号は、図１５のデマルチプレクサ３３０によって抽出される。
【０１８１】
他の実施例において、移動ユニット以外の別個の装置が、相対伝播遅延を測定し、この情報を基地局へ返送するため使用される。このような装置は、ショッピングモールやオフィスビルのようなトラヒックホットスポットになる可能性のあるエリアに常設される。
【０１８２】
図１７を参照して第４実施例の動作を説明する。図１７（ａ）に示された状況において、高データレートユーザ１２は、方向θ１の伝送パスＰ１と、方向θ２の伝送パスＰ２とを含む。この場合に、伝送パスＰ１とＰ２の何れもトラヒックホットスポットの方向にない。伝送パスＰ１及びＰ２の伝播時間差が測定され、この時間差に一致する時間進みが最長パス（Ｐ２）を介して伝送された伝送信号へ供給される。かくして、伝送パスＰ１及びＰ２を介して高データレートユーザ１２に送信された伝送信号は、同時に到着し、信号間の干渉が最小限に抑えられる。
【０１８３】
図１７（ｂ）に示された状況において、伝送パスＰ２は、トラヒックホットスポット内のユーザのグループ１３を通る。伝送パスＰ２を介して伝送されたＳン号は、間接パスを介してトラヒックホットスポットへ到着するので、間接パスを介して伝送された信号と、ホットスポット内のユーザのグループ１３へ直接伝送された信号との間で直交性は失われる。この場合、トラヒックホットスポット内のユーザへ加わる干渉を低減するため、パスＰ２を介して伝送された信号は、時間的に進むので、トラヒックホットスポット内の移動ユーザへ直接的に伝送された信号と同時にトラヒックホットスポットへ到着する。これを実現するため、トラヒックホットスポットへ直接的に伝送された伝播時間と、伝送パスＰ２を介してホットスポットへ伝送された信号の伝播時間との時間差Ｔｄが測定される。この測定は、たとえば、移動ユニットのグループ１３内の一つの移動ユニット、又は、トラヒックホットスポットに設置された他の装置によって行なわれ、測定された時間差が基地局へ返信される。次に、基地局は、Ｔｄに一致する時間差を伝送パスＰ２を介して伝送された信号に加える。必要に応じて、ユーザのグループに対する時間差の平均が使用される。このようにして、多数の信号間の直交性は、トラヒックスポット内で維持され、これにより、ホットスポット内の信号間の干渉が減少し、使用される送信電力を低下させることができる。
【０１８４】
したがって、干渉及び高送信電力が非常に問題となるトラヒックホットスポットにおける干渉及び／又は送信電力を低下させるため、選択性の時間差が使用される。
【０１８５】
特定の伝送パスを介して伝送された伝送信号の選択的な時間進みを適用する代わりに、伝送信号間の直交性を実現するため、他の伝送パスを介して伝送された伝送信号の選択的な時間遅れを適用してもよく、或いは、時間進みと時間遅れを組み合わせて使用してもよい。
【０１８６】
上述の多数の実施例は、典型的に、たとえば、デジタルシグナルプロセッサのようなプロセッサ上で動くソフトウエアモジュールを使用して実現される。このようなソフトウエアモジュールのプログラミングは、多数の機能の説明から問う業者には容易であろう。当業者は、このようなモジュールが適当なプログラミング言語を用いて適当なプロセッサ上でプログラムされることを認めるであろう。或いは、上述の一部の機能又は全部の機能は、専用ハードウエアを用いて実施してもよい。
【０１８７】
以上の通り、本発明の実施例による通信システムは、アレーアンテナを用いたＣＤＭＡ下りリンクにおいて、各パス毎にビームを割り当て、送信タイミング、拡散符号、チャネルコーディングを制御することによりキャパシティを増大させる。
【０１８８】
しかし、本発明は、セルラー移動通信システムを使用する場合には限定されず、二つ以上の伝送パスが送信機と受信機の間に存在する任意の通信システムに適用される。本発明は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式、周波数分割多重化（ＦＤＭ）方式、時分割多重化方式（拡散方式又はそれ以外の方式）、空間分割多元接続（ＳＤＭＡ）、又は、その他の適当な多重化技術のようなＣＤＭＡ方式以外の多重化技術と共に使用することができる。
【０１８９】
上記の通り、本発明を実施例に関して説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されることはなく、本発明の精神の範囲内で細部に種々の変更をなし得る。
【０１９０】
発明の詳細な説明、図面、及び、請求の範囲に記載された事項は、個別、或いは、適宜に組み合わせることができる。
【０１９１】
以上の説明に関して更に以下のような態様が考えられる。
【０１９２】
（付記１）  受信用装置へ信号を送信する送信用装置であって、
各伝送ビームが送信されるべき信号を表わす伝送信号を搬送するような複数の指向性伝送ビームを異なる伝送パスを介して受信用装置へ送信する送信手段と、
伝送ビームによって搬送される伝送信号を符号化する符号化手段と、
を具備し、
符号化手段は、一つの伝送ビームによって搬送される伝送信号を、別の伝送信号によって搬送される伝送信号とは区別して符号化するよう構成されている、
送信用装置。
【０１９３】
（付記２）  符号化手段は、伝送信号間の相互相関が異種の符号化方式を採用しない場合に生じる相互相関よりも小さくなるように、伝送信号を符号化するよう構成される、付記１記載の送信用装置。
【０１９４】
（付記３）  符号化手段は、種々の誤り保護コードを伝送信号に適用するよう構成される、付記１又は２記載の送信用装置。
【０１９５】
（付記４）  符号化手段によって適用される符号化方式は、畳み込み符号化方式、ターボ符号化方式、ブロック符号化方式、及び、インタリーブ方式のうちの一つ以上の符号化方式である、付記１乃至３のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０１９６】
（付記５）  符号化手段は、各伝送信号に、空間・時間符号化方式を適用するよう構成される、付記１乃至４のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０１９７】
（付記６）  符号化手段は、第１の伝送信号が２個の順序付きのシンボルを含み、第２の伝送信号が逆順の２個のシンボルを含むように構成される、付記５記載の送信用装置。
【０１９８】
（付記７）  一つの伝送信号中の一方のシンボルは、他の伝送信号中の対応したシンボルの複素共役であり、一つの伝送信号のもう一方のシンボルは、他の伝送信号の対応したシンボルの複素共役の反転である、付記６記載の送信用装置。
【０１９９】
（付記８）  符号化手段は、異なる拡散コード、及び／又は、異なるスクランブルコードを、各伝送信号に適用するよう構成される、付記１乃至７のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２００】
（付記９）  伝送ビームの品質を示すフィードバック信号を受信用装置から受信する受信手段と、
フィードバック信号に基づいて伝送ビームの少なくとも一部を選択する選択手段と、
を更に有し、
送信手段は、選択手段によって選択された伝送ビームだけで送信された信号を表わす伝送信号を送信するよう構成されている、
付記１乃至８のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２０１】
（付記１０）  送信手段は、選択手段によって選択されていない伝送ビームで制御信号を送信するよう構成される、付記９記載の送信用装置。
【０２０２】
（付記１１）  異なる伝送パスを介して送信された二つの伝送信号が実質的に同時に受信用装置へ到着するように、少なくとも二つの伝送信号の相対的なタイミングを調節する調節手段を更に具備する、
付記１乃至１０のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２０３】
（付記１２）  複数の伝送信号を受信し、複数の伝送信号に基づいて合成信号を出力する受信用装置であって、
個々の伝送パスを介して対応した指向性伝送ビームで搬送された複数の伝送信号を受信する受信手段と、
複数の伝送信号を復号化する復号化手段と、
を具備し、
復号化手段は、一つの伝送信号を別の伝送信号とは区別して復号化するよう構成されている、
受信用装置。
【０２０４】
（付記１３）  復号化手段は、異なる畳み込みコードを用いて符号化された信号を復号化するよう構成されている、付記１２記載の受信用装置。
【０２０５】
（付記１４）  復号化手段は、異なるターボコードを用いて符号化された信号を復号化するよう構成されている、付記１２記載の受信用装置。
【０２０６】
（付記１５）  出力信号を生成するため、復号化手段によって復号化された信号を合成する合成手段を更に含む、付記１２乃至１４のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２０７】
（付記１６）  復号化手段は、空間・時間符号化された信号を復号化するよう構成されている、付記１２乃至１５のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２０８】
（付記１７）  復号化手段は、
伝送パスのチャネルベクトルを推定するチャネル推定手段と、
出力信号を生成するため、受信された伝送信号をチャネル推定手段によって推定されたチャネルベクトルと合成する合成手段と、
を含む、付記１６記載の受信用装置。
【０２０９】
（付記１８）  復号化手段は、種々のスクランブルコードを用いてスクランブル処理された信号をスクランブル解除し、及び／又は、種々の拡散コードを用いて拡散された信号を逆拡散するよう構成されている、付記１２乃至１７のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２１０】
（付記１９）  伝送ビームの品質の測定量を生成する手段と、
伝送ビームの品質の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手段と、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手段と、
を更に有する、付記１２乃至１８のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２１１】
（付記２０）  送信用装置から受信用装置へ信号を送信する伝送方法であって、
各伝送信号が区別して符号化されるように、送信されるべき信号を表現する複数の伝送信号を符号化する手順と、
各伝送ビームが区別して符号化された伝送信号を搬送するような複数の指向性伝送ビームを、送信用装置から種々の伝送パスを介して受信用装置へ送信する手順と、
を有する、伝送方法。
【０２１２】
（付記２１）  伝送信号を受信する受信方法であって、
各伝送パスを介して対応した指向性伝送ビームで搬送された複数の伝送信号を受信する手順と、
一つの伝送信号が他の伝送信号とは区別して復号化されるように、複数の伝送信号を復号化する手順と、
複数の伝送信号に基づいて合成された信号を出力する手順と、
を有する、受信方法。
【０２１３】
（付記２２）  データ信号を受信用装置へ送信する送信用装置であって、
複数の指向性伝送ビームを種々の伝送パスを介して受信用装置へ送信する送信手段と、
複数の伝送ビームの品質を示すフィードバック信号を受信用装置から受信する受信手段と、
フィードバック信号に基づいて複数の伝送ビームの中から少なくとも一つの伝送ビームを選択する選択手段と、
を具備し、
送信手段は、選択手段によって選択された伝送ビームだけでデータ信号を送信するよう構成されている、
送信用装置。
【０２１４】
（付記２３）  選択手段は、伝送ビームがフェードしたかどうかを判定し、フェードしていない伝送ビームを選択するよう構成されている、付記２２記載の送信用装置。
【０２１５】
（付記２４）  選択手段は、伝送ビームの相対的電力及び／又は方向に基づいて伝送ビームを選択するよう構成されている、付記２２又は２３記載の送信用装置。
【０２１６】
（付記２５）  送信手段は、選択手段によって選択されていない伝送ビームで制御信号を送信するよう構成され、
制御信号は伝送ビームの品質を測定する際に使用される、
付記２２乃至２４のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２１７】
（付記２６）  フィードバック信号は、伝送ビームの数と一致する多数個のフィードバックシンボルを含み、
各フィードバックシンボルは、伝送信号のうちの一つがフェードしたかどうかを示す、付記２２乃至２５のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２１８】
（付記２７）  フィードバック信号は、各伝送ビームの品質の測定量を含む、付記２２乃至２６のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２１９】
（付記２８）  受信手段は、所定の時分割多重化方式に基づく様々な時刻で種々の伝送ビームに関する品質の測定量を受信するよう構成されている、付記２７記載の送信用装置。
【０２２０】
（付記２９）  伝送ビームが相互に識別できるように伝送ビームによって搬送されるべき信号を変化させる手段を更に有する、付記２２乃至２８のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２２１】
（付記３０）  送信用装置によって送信された信号を受信する受信用装置であって、
種々の伝送パスを介して送信された複数の指向性伝送ビームを受信する受信手段と、
伝送ビームの品質の測定量を生成する手段と、
伝送ビームの品質の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手段と、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手段と、
を含む、受信用装置。
【０２２２】
（付記３１）  複数の受信信号に基づいて合成信号を出力するよう構成されている、付記３０記載の受信用装置。
【０２２３】
（付記３２）  フィードバック信号は、伝送ビームがフェードしたかどうかを判定する際に使用される、付記３０又は３１記載の受信用装置。
【０２２４】
（付記３３）  受信手段は、各伝送ビーム中の制御信号を受信するよう構成され、
品質の測定量を生成する手段は、複数の制御信号の品質の測定量に基づいて伝送ビームの品質の測定量を生成するよう構成されている、
付記３０乃至３２のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２２５】
（付記３４）  フィードバック信号は、伝送ビームの数と一致した個数のフィードバックシンボルにより構成され、
各フィードバックシンボルは、一つの伝送ビームがフェードしたかどうかを示す、
付記３０乃至３３のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２２６】
（付記３５）  フィードバック信号は、各伝送ビームの品質の測定量を含む、付記３０乃至３３のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２２７】
（付記３６）  種々の伝送ビームに関する品質の測定量は、所定の時分割多重化方式に基づく様々な時刻で送信される、付記３５記載の受信用装置。
【０２２８】
（付記３７）  種々の伝送ビームによって搬送される信号を識別する手段を更に有する、付記３０乃至３６のうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２２９】
（付記３８）  送信用装置から受信用装置へデータ信号を送信する伝送方法であって、
種々の伝送パスを介して送信用装置から受信用装置へ複数の指向性伝送ビームを送信する手順と、
複数の指向性伝送ビームを受信する手順と、
複数の伝送ビームの品質の測定量を生成する手順と、
伝送ビームの品質の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手順と、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手順と、
フィードバック信号を受信する手順と、
フィードバック信号に基づいて複数の伝送ビームの中から少なくとも一つの伝送ビームを選択する手順と、
選択された伝送ビームだけでデータ信号を送信する手順と、
を有する、伝送方法。
【０２３０】
（付記３９）複数の伝送信号を送信する送信用装置であって、
各伝送ビームが伝送信号を搬送するように複数の指向性伝送ビームを送信する送信手段と、
対応した伝送ビームが種々の伝送パスを介して受信用装置で受信されたとき、二つの伝送信号が実質的に時間的に同期するように、少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングを調節する時間調節手段と、
を具備した送信用装置。
【０２３１】
（付記４０）  時間調節手段は、対応した伝送パスの相対的伝播遅延の測定量に依存して二つの伝送信号の相対的タイミングを調節するよう構成されている、付記３９記載の送信用装置。
【０２３２】
（付記４１）  伝送パスの相対的伝播遅延を測定する手段を更に有する、付記４０記載の送信用装置。
【０２３３】
（付記４２）  受信用装置から相対的伝播遅延の測定量を受信する手段を更に有する、付記４０記載の送信用装置。
【０２３４】
（付記４３）  二つの伝送信号は、受信用装置へ送信されるべき信号を表わす、付記３９乃至４２のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２３５】
（付記４４）  一方の伝送信号は、受信用装置へ送信されるべき信号を表わし、他方の伝送信号は、異なる受信用装置へ送信されるべき信号を表わす、付記３９乃至４２のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２３６】
（付記４５）  対応した伝送ビームの相対的方向及び／又は電力に基づいて、相対的タイミングを調節すべき伝送信号を選択する手段を更に有する、付記３８９乃至４４のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２３７】
（付記４６）  直交した拡散コード及び／又はスクランブルコードを、二つの伝送信号へ適用する手段を更に有する、付記３９乃至４５のうちいずれか一項記載の送信用装置。
【０２３８】
（付記４７）  送信用装置によって送信された信号を受信する受信用装置であって、
各伝送ビームが伝送信号を搬送するような複数の指向性伝送ビームを種々の伝送パスを介して受信する受信手段と、
伝送信号の相対的伝播遅延を測定する手段と、
相対的伝播遅延の測定量に基づいてフィードバック信号を生成する手段と、
受信用装置から送信用装置へフィードバック信号を送信する手段と、
を具備する、受信用装置。
【０２３９】
（付記４８）  複数の伝送信号を送信する伝送方法であって、
少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングを調節する手順と、
各伝送ビームが伝送信号を搬送するように複数の指向性ビームを送信する手順と、
を有し、
少なくとも二つの伝送信号の相対的タイミングは、対応した伝送ビームが種々の伝送パスを介して受信用装置で受信されたときに、二つの伝送信号が実質的に時間的に同期するように、調節される、
伝送方法。
【０２４０】
（付記４９）  送信用装置と受信用装置の間で伝送パスの有無を検出する検出手段と、
検出手段によって検出された伝送パスの少なくとも一部の伝送パスに伝送ビームを割り付ける割付手段と、
を更に有する、付記１乃至１１と、２２乃至２９と、３９乃至４６のうちのいずれか一項記載の送信用装置。
【０２４１】
（付記５０）  伝送パスの方向を推定する推定手段と、
推定手段によって推定された方向に依存して伝送ビームの伝送の方向を調節する調節手段と、
を更に有する、付記１乃至１１と、２２乃至２９と、３９乃至４６と４９のうちのいずれか一項記載の送信用装置。
【０２４２】
（付記５１）  符号分割多元接続伝送を可能にさせるため、拡散コードを伝送信号へ適用する手段を更に有する、付記１乃至１１と、２２乃至２９と、３９乃至４６と４９又は５０とのうちのいずれか一項記載の送信用装置。
【０２４３】
（付記５２）  符号分割多元接続伝送を用いて送信された伝送信号を逆拡散する手段を更に有する、付記１２乃至１９と、３０乃至３７と、４７とのうちいずれか一項記載の受信用装置。
【０２４４】
（付記５３）  複数の指向性伝送ビームを生成する複数のビーム形成器及び複数のアンテナ素子を更に有する、付記１乃至１１と、２２乃至２９と、３９乃至４６と４９乃至５１とのうちのいずれか一項記載の送信用装置。
【０２４５】
（付記５４）  付記１乃至１１と、２２乃至２９と、３９乃至４６と４９乃至５１と、５３のうちのいずれか一項記載の送信用装置を含む、移動セルラー通信システム用の基地局。
【０２４６】
（付記５５）  付記１２乃至１９と、３０乃至３７と、４７と、５２とのうちいずれか一項記載の受信用装置を含む、移動セルラー通信システム用の移動ユニット。
【０２４７】
（付記５６）  付記１乃至１１と、２２乃至２９と、３９乃至４６と４９乃至５１と、５３のうちのいずれか一項記載の送信用装置と、
付記１２乃至１９と、３０乃至３７と、４７と、５２とのうちいずれか一項記載の受信用装置と、
を含む、通信システム。
【０２４８】
以上の説明の通り、本発明によれば、通信システムにおいて、種々の伝送パスを介してユーザへ送信された信号間の干渉が低減される。
【図面の簡単な説明】
【０２４９】
【図１】移動セルラー通信システムの構成図である。
【図２】下りリンク物理チャネルのフレーム構造の説明図である。
【図３】上りリンク物理チャネルのフレーム構造の説明図である。
【図４】通信システムの第１実施例における基地局のブロック図である。
【図５】第１実施例で用いる空間−時間エンコーダのブロック図である。
【図６】第１実施例における移動ユニットのブロック図である。
【図７】通信システムの第２実施例における基地局のブロック図である。
【図８】第２実施例で用いる畳み込み符号化器の一例の説明図である。
【図９】第２実施例における移動ユニットのブロック図である。
【図１０】通信システムの第３実施例における基地局のブロック図である。
【図１１】第３実施例における移動局のブロック図である。
【図１２】第３実施例におけるパスダイバーシティコントローラの動作を説明するフローチャートである。
【図１３】送信機電力密度プロファイルの例を示す図である。
【図１４】基地局から移動ユニットまでの伝送パスの例を示す図である。
【図１５】通信システムの第４実施例における基地局のブロック図である。
【図１６】第４実施例における移動ユニットのブロック図である。
【図１７】基地局から移動ユニットまでの伝送パスの他の例を示す図である。
【符号の説明】
【０２５０】
１０    基地局
１２，１４  移動ユニット
１８１，１８２    送信信号処理ユニット
２０１，２０２    拡散器
２１１，２１２    スクランブル器
２２  送信機
２４  デュプレクサ
２６  アンテナ
２８    受信機
３０１，３０２    受信信号処理ユニット
３２１，３２２    デスクランブル器
３３１、３３２    逆拡散器
３４，３８    直接パス
３６，４０    反射パス
４１    アンテナ
４２    受信機
４３，４４    デスクランブル器
４５，４６    逆拡散器
４７，４８    チャネル推定器
４９    合成器
５０    チャネルエンコーダ
５２    レートマッチング器
５４    インタリーブ器
５６    マルチプレクサ（ＭＵＸ）
５７    変調器
５８    空間−時間エンコーダ
６０，６２    パスプロセッサ
６４，６６    積分器
７２１，７２２，７２３    加算器
７４１，７４２，７４３    送信機
７６１，７６２，７６３    アンテナ素子
７８    パスダイバーシティコントローラ
８０    重みコントローラ
８２，９２    マルチプレクサ（ＭＵＸ）
８４，９４    スクランブル器
８６，９６    拡散器
８８，９８    ビーム形成器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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