(57)【要約】【解決手段】少なくとも２つのアンテナパス間の干渉の大きさを相互に関連づけることにより非送信ダイバーシティ構成された遠隔局に送信ダイバーシティ利得を送信するように供給するための方法と装置が提供される。第１の時間変化する変換は、変調シンボルのストリームに適用されて第１の送信信号を形成し、第２の時間変化する変換は、変調シンボルのストリームに適用されて第２の送信信号を形成する。第２の時間変化する変換は、第１の時間変化する変換とは異なる相対位相を有する。
2005534255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を具備する、非送信ダイバーシティレシーバーに送信ダイバーシティ利得を供給するための装置:
変調シンボルの単一のストリームが少なくとも2つの時間変化するストリームに変換されるように、変調シンボルの単一のストリームに、少なくとも２つの時間変化する変換を実施するためのスイッチング装置;および
前記変調シンボルの少なくとも２つの時間変化するストリームの各々を前記非送信ダイバーシティレシーバーに送信するための少なくとも２つのアンテナ。
【請求項２】
前記スイッチング装置はサイン波発生器とコサイン波発生器を具備する、請求項１の装置。
【請求項３】
前記スイッチング装置は、少なくとも２つの時間変化する、鋸波発生器を具備する、請求項１の装置。
【請求項４】
下記を具備する、非送信ダイバーシティレシーバーに送信ダイバーシティ利得を供給する方法:
第１の時間変化する変換を変調シンボルのストリームに実施し、第１の送信信号を形成する；
第２の時間変化する変換を前記変調シンボルのストリームに実施して、第２の送信信号を形成する、前記第２の時間変化する変換は、前記第１の時間変化する変換とは異なる相対位相を有する;および
前記第１の送信信号および前記第２の送信信号を前記非送信ダイバーシティに送信する。
【請求項５】
前記第１の時間変化する変換は、サイン変換であり、前記第２の時間変化する変換は、コサイン変換である、請求項４の方法。
【請求項６】
前記サイン変換と前記コサイン変換との間の相対位相は、フレームあたり１サイクルである、請求項４の方法。
【請求項７】
前記第１の時間変化する変換は、第１の位相を有する区分的線形変換であり、前記第２の時間変化する変換は、第２の位相を有する区分的線形変換であり、前記第１の位相および前記第２の位相は、フレームあたり１サイクルだけ分離されている、請求項４の方法。
【請求項８】
下記を具備する、非送信ダイバーシティレシーバーに送信ダイバーシティ利得を供給する装置：
第１の時間変化する変換を変調シンボルのストリームに実施し、第１の送信信号を形成する手段；
第２の時間変化する変換を前記変調シンボルのストリームに実施し、第２の送信信号を形成する手段、前記第２の時間変化する変換は、前記第１の時間変化する変換とは異なる相対位相を有する；および
前記第１の送信信号および前記第２の送信信号を非送信ダイバーシティレシーバーに送信する手段。
【請求項９】
下記を具備する、非送信ダイバーシティレシーバーに送信ダイバーシティ利得を供給する装置：
少なくとも２つの時間変化する変換を変調シンボルの単一ストリームに実施し、前記変調シンボルの単一シンボルを変調シンボルの少なくとも２つの時間変化するストリームに変換する手段；および
前記変調シンボルの少なくとも２つの時間変化するストリームの各々を前記非送信ダイバーシティレシーバーに送信する手段。
【請求項１０】
下記を具備する、送信ダイバーシティシティシステム内のダイバーシティ遠隔局の真ん中で非送信ダイバーシティ遠隔局を動作可能にする装置：
少なくとも４つの時間変化する変換を変調シンボルのストリームに実施するスイッチング装置、前記変調シンボルの第１のストリームは、非送信ダイバーシティ遠隔局のためのものであり、前記変調シンボルの残りのストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；および
前記変調シンボルの変換されたストリームを送信するための少なくとも２つのアンテナ。
【請求項１１】
前記少なくとも４つの時間変化する変換は、少なくとも２つの発生器のペアにより実行され、各ペアは、サイン波発生器とコサイン波発生器を具備する、請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも４つの時間変化する変換は、少なくとも２つの発生器のペアにより実行され、各ペアは、２つの時間変化する、鋸波発生器を具備する、請求項１０の装置。
【請求項１３】
下記を具備する、送信ダイバーシティシステム内の送信ダイバーシティ遠隔局の真ん中で非送信ダイバーシティ遠隔局を動作可能にする方法：
変調シンボルの一次ストリームおよび変調シンボルの二次ストリームに第１の時間変化する変換を実施し、第１送信信号の一部を形成する、前記変調シンボルの一次ストリームは非送信ダイバーシティ遠隔局のためのものであり、前記変調シンボルの二次ストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；
前記変調信号の一次ストリームおよび前記変調信号の二次ストリームに第２の時間変化する変換を実施し、第２の送信信号の一部を形成する、前記第２の時間変化する変換は、前記第１の時間変化する変換とは異なる相対位相を有する；
変調信号の三次ストリームに、第３の時間変化する変換を実施し、前記第１の送信信号のもうひとつの一部を形成する、前記変調シンボルの三次ストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；
前記変調シンボルの三次ストリームに第４の時間変化する変換を実施し、前記第２の送信信号のもうひとつの一部を形成する；および
前記第１の送信信号と前記第２の送信信号を前記非送信ダイバーシティ遠隔局および送信ダイバーシティ遠隔局に送信する。
【請求項１４】
前記第１および第４の時間変化する変換は、サイン変換であり、前記第２および第３の時間変化する変換はコサイン変換である、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記第１の時間変化する変換は、第１の位相を有する区分的線形変換であり、前記第２の時間変化する変換は第２の位相を有する区分的線形変換であり、前記第３の時間変化する変換は、第３の位相を有する区分的線形変換であり、および前記第４の時間変化する変換は、第４の位相を有する区分的線形変換である、請求項１４の方法。
【請求項１６】
下記を具備する、送信ダイバーシティシステム内の送信ダイバーシティ遠隔局の真ん中で非送信ダイバーシティ遠隔局を動作可能にする装置：
第１の時間変化する変換を、変調シンボルの一次ストリームおよび変調シンボルの二次ストリームに実施し、第１の送信信号の一部を形成する手段、前記変調シンボルの一次ストリームは、非送信ダイバイーシティ遠隔局のためのものであり、前記変調シンボルの二次ストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；
第２の時間変化する変換を、前記変調シンボルの一次ストリームと前記変調シンボルの二次ストリームに実施し、第２の送信信号の一部を形成する手段、前記第２の時間変化する変換は、前記第１の時間変化する変換とは異なる相対位相を有する；
第３の時間変化する変換を変調シンボルの三次ストリームに実施し、第１の送信信号のもうひとつの一部を形成する手段、前記変調シンボルの三次ストリームは、送信ダイバイーシティ遠隔局のためのものである；
第４の時間変化する変換を前記変調シンボルの三次ストリームに実施し、前記第２の送信信号のもうひとつの一部を形成する；および
前記第１の送信信号および前記第２の送信信号を前記非送信ダイバーシティ遠隔局および送信ダイバーシティ遠隔局に送信する手段。
【請求項１７】
下記を具備する、送信ダイバーシティシステム内の送信ダイバーシティ遠隔局の真ん中で非送信ダイバーシティ遠隔局を動作可能にする装置：
少なくとも４つの時間変化する変換を変調シンボルのストリームに実施する手段、前記変調シンボルの第１のストリームは、非送信ダイバーシティ遠隔局のためのものであり、前記変調シンボルの残りのストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；および
前記変換された変調シンボルの各々を送信する手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に、無線通信に関し、特に送信ダイバーシティに関連する利得を送信ダイバーシティシステム内のすべての遠隔局に供給することに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の分野は、例えば、コードレス電話、ページング、無線ローカルループ、パーソナルデジタルアシスタンス（ＰＤＡｓ）、インターネット電話、および衛星通信システムを含む多くのアプリケーションを有する。特に重要なアプリケーションは、遠隔加入者のための携帯電話システムである。本文中に使用するように、用語「セルラー」システムは、セルラーまたはパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）周波数を含む。種々の無線のインターフェースは、例えば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、および符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を含む、セル方式の携帯無線電話システムのために開発されてきた。これに関連して、種々の国内規格および国際規格が確立されてきた。これらの規格は、例えば、アドバンストモバイルフォーンシステム（ＡＭＰＳ）、グローバルシステムフォーモバイル（ＧＳＭ）、および暫定規格９５（ＩＳ−９５）を含む。ＩＳ−９５およびその派生物、すなわち、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＡＮＳＩ  Ｊ−ＳＴＤ−００８（ここでは、しばしば集合的にＩＳ−９５と呼ぶ）、および提案された高速データ転送速度システムは、米電子通信工業会（ＴＩＡ）および他の良く知られた規格団体により推奨されている。
【０００３】
ＩＳ−９５規格の使用に従って構成される携帯電話システムは、ＣＤＭＡ信号処理技術を採用して、高性能で堅固な携帯電話サービスを提供する。ＩＳ−９５規格の使用に従って実質的に構成される例示携帯電話システムは、この発明の譲受人に譲渡され、参照することにより本文中に組み込まれる米国特許第５，１０３，４５９および第４、９０１、３０７に記載されている。ＣＤＭＡ技術を利用する例示システムは、ＴＩＡにより発行されたｃｄｍａ２０００ＩＴＵ−Ｒ  無線送信技術（ＲＴＴ）候補提案（ここでは、ｃｄｍａ２０００と呼ぶ）である。ｃｄｍａ２０００のための規格は、ＩＳ−２０００のドラフトバージョンにおいて与えられ、ＴＩＡにより承認された。もうひとつのＣＤＭＡ規格は、第三世代パートナーシッププロジェクト「３ＧＰＰ」において具現化されるＷ−ＣＤＭＡ規格、ドキュメント番号３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１１、３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１２、３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１３、および３Ｇ  ＴＳ  ２５．２１４である。
【０００４】
上で引用した電気通信規格は、実施できる種々の通信システムのいくつかのみの例である。これらのシステムのほとんどは、現在は、単一遠隔局に対してフォワードリンク送信に対して単一アンテナを使用するように構成されているが、最終的には、単一遠隔局に対してフォワードリンク送信のために使用されるであろう。複数のアンテナは、送信ダイバーシティ（ＴＤ）を提供する。送信ダイバーシティは、フォワードリンクの品質を増加させる。フォワードリンクの品質が改良すると、情報を遠隔局の運ぶのに必要な送信電力が少なくなる。それゆえ、同じ送信電力を用いてより多くの情報を運ぶことができる。そして、リンクの全体的なデータスループットは、増加する。ここで使用されるように、用語「フォワードリンク」は、基地局から遠隔局への送信を指し、「リバースリンク」は、遠隔局から基地局への送信を指す。
【０００５】
送信ダイバーシティシステムにおいて、アンテナ位相情報と振幅情報は、各アンテナから送信されるパイロットチャネルを介して遠隔局により獲得される。アンテナの１つは主アンテナであると考えられるのに対し、他のアンテナは、補助アンテナであると考えられる。説明を容易にするという目的のためだけのために、以下の実施形態は、２アンテナシステムとして記載されるであろう。アンテナの数は、ここに記載した実施形態の範囲に影響を与えることなく、拡張することができる。
【０００６】
システムの配置が送信ダイバーシティを提供する場合に問題が生じる。すなわち、通信システムは、グレードアップされて複数のアンテナを利用する一方で、個々のユーザーにより操作される遠隔局は、システムグレードアップと足並みをそろえないかもしれない。現在の技術状態は、主チャネルのみを用いることにより非ＴＤ遠隔局をサポートすることができるシステムを描く。ほとんどすべての無線通信システムは、遠隔局からサービング基地局への特徴情報の送信を必要とするので、ＴＤ基地局は、非ＴＤ遠隔局への送信は、主チャネル上のみに送信しなければならないということの通知を容易に受けることができる。次に、それに従って、基地局における変調を変更することができる。
【０００７】
しかしながら、主チャネル上のみで、非ＴＤ遠隔局に送信する現在の方法は、欠点がある。この欠点は、非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の両方が、送信ダイバーシティを有するシステムにおいて動作しているとき、アンテナ送信経路間の干渉の悪影響から生じる。例えば、ＣＤＭＡおよびＷＣＤＭＡのようなスペクトラム拡散通信システムにおいて、ウォルシュコードシーケンスのような直交および準直交コードを用いて、フォワードリンク上の各遠隔局に送信される情報をチャネル化する。言いかえれば、ウォルシュコードシーケンスはフォワードリンクで使用され、システムが複数のユーザを覆うことを可能にする。各ユーザーには、同じ時間期間中に同じ周波数で異なる直交コードまたは準直交コードが割り当てられる。
【０００８】
従って、1つのアンテナ送信から始まる信号直交である。また、これらの直交信号間の干渉の大きさが相互に関連がある。しかしながら、たとえ複数のアンテナから始まる信号が直交かもしれなくても、1つのアンテナ送信パスと別のアンテナ送信パスの間の干渉の大きさは相互に関連がない。様々なアンテナパス間の干渉の大きさが相互に関連しない場合、送信マルチパスを結合することから生じる送信利得は、非ＴＤ遠隔局に対してもはや存在しない。この現象のより詳細な説明は以下に示される。
【０００９】
送信ダイバーシティを備えた基地局がＴＤの遠隔局および非ＴＤの遠隔局の両方へ同じ時間期間に、および同じ周波数上で送信するので、非-ＴＤの遠隔局の性能は、ＴＤ遠隔局の真ん中で動作しているとき、非常に影響を受ける。したがって、受信したフォワードリンク送信の品質を悪くしない方法で送信ダイバーシティシステム内で非ＴＤ遠隔局が動作することを可能にする方法および装置の技術的必要性がある。
【発明の概要】
【００１０】
上述した必要性を解決する方法と装置がここに提供される。１つの観点では、送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティレシーバーに供給するための装置が提供される。この装置は下記から構成される：変調記号の単一ストリームが変調記号の少なくとも２つの時間変化するストリームに変換されるように、変調記号の単一ストリームに対して少なくとも２つの時間変化する変換を実施するスイッチング装置；および変調記号の少なくとも２つの時間変化するストリームの各々を非送信ダイバーシティレシーバーに送信する少なくとも２つのアンテナ。
【００１１】
別の観点では、方法は送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティレシーバーに供給する方法が提供される。この方法は、下記から構成される。変調記号のストリームに第１の時間変化する変換を実施し、第1の送信信号を形成する；変調記号のストリームに第２の時間変化する変換を実施し、第２の送信信号を形成する、第２の時間変化する変換は、第１の時間変化する変換と異なる相対位相を有する；および第１の送信信号と第２の送信信号を非送信ダイバーシティレシーバーに送信する。
【００１２】
他の観点において、送信ダイバーシティシステムにおいて、送信ダイバーシティ遠隔局の真ん中で非送信ダイバーシティ遠隔局を動作可能にするための装置が提供される。この装置は下記から構成される：変調記号のストリームに少なくとも４つの時間変化する変換を実施するスイッチング装置、変調記号の第１のストリームは、非送信ダイバーシティ遠隔局に対するものであり、変調記号の残りのストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；および変調記号の変換されたストリームの各々を送信するための少なくとも２つのアンテナ。
【００１３】
他の観点において、送信ダイバーシティシステムにおいて、送信ダイバーシティ遠隔局の真ん中で、非送信ダイバーシティ遠隔局を動作可能にするための方法が提供される。この方法は、下記から構成される。変調記号の一次ストリームおよび変調記号の二次ストリームに第１の時間変化する変換を実施して第１の送信信号の一部を形成する、変調記号の一次ストリームは非送信ダイバーシティ遠隔局のためのものであり、二次ストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；変調記号の一次ストリームおよび変調記号の二次ストリームに第２の時間変化する変換を実施し、第２送信信号の一部を形成する、第２の時間変化する変換は第１の時間変化する変換とは異なる相対位相を有する；変調記号の三次のストリームに第３の時間変化する変換を実施し、第１の送信信号の別の部分を形成する、変調記号の三次のストリームは、送信ダイバーシティ遠隔局のためのものである；変調記号の三次ストリームに第４の時間変化する変換を実施し、第２送信信号のもうひとつの部分を形成する；および第１の送信信号および第２の送信信号を非送信ダイバーシティ遠隔局および送信ダイバーシティ遠隔局に送信する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図1に図解するように、無線通信ネットワーク10は一般に多くの遠隔局(加入者装置または移動局またはユーザ機器とも呼ばれる)１２ａ−１２ｄ、複数の基地局(基地局トランシーバー(BTSｓ)またはノードBとも呼ばれる)１４ａ−１４ｃ、基地局コントローラー(BSC)(無線ネットワークコントローラーあるいはパケットコントロールファンクション１６とも呼ばれる)、モバイルスイッチングセンター(MSC)あるいはスイッチ１８、パケットデータサービングノード(PDSN)またはインターネットワーキングファンクション（ＩＷＦ）２０、公衆交換電話網(PSTN)２２(典型的に電話会社)およびインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク２４（典型的にインターネット）を含む。簡単化の目的のために、４つの遠隔局１２ａ−１２ｄ、３つの基地局１４ａ−１４ｃ、１つのＢＳＣ１６、１つのＭＳＣ１８、および１つのＰＤＳＮ２０が示される。任意の数の遠隔局１２、基地局１４、ＢＳＣｓ１６、ＭＳＣｓ１８およびＰＤＳＮｓ２０があり得ることは当業者により理解されるであろう。
【００１５】
一実施形態において、無線通信ネットワーク１０はパケットデータサービスネットワークである。遠隔局１２ａ−１２ｄは多くの異なるタイプの無線通信装置のいずれかであってもよい。例えば、携帯電話、ＩＰベースのウエブブラウザアプリケーションを実行するラップトップコンピュータに接続されるセル方式の携帯無線電話、関連するハンズフリーカーキットを備えたセル方式の携帯無線電話、ＩＰベースウエブブラウザアプリケーションを実行するパーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、ポータブルコンピュータに組み込まれた無線通信モジュール、または無線ローカルループまたはメーター読み取りシステムに見られるような固定ロケーション通信モジュールである。最も一般的な実施形態において、遠隔局は任意のタイプの通信装置であってよい。
【００１６】
遠隔局１２ａ−１２ｄは、例えば、ＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−７０７規格に記載されるような１つ以上の無線パケットデータプロトコルを実行するように有利に構成してもよい。
【００１７】
特別の実施形態において、遠隔局１２ａ−１２ｄは、ＩＰネットワーク２４に向けられたＩＰパケットを発生し、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）を用いてＩＰパケットをカプセル化する。
【００１８】
一実施形態において、ＩＰネットワーク２４はＰＤＳＮ２０に接続される。ＰＤＳＮ２０は、ＭＳＣ１８に接続される。ＭＳＣは、ＢＳＣ１６およびＰＳＴＮ２２に接続される。また、ＢＳＣ１６は、いくつかの周知のプロトコルのいずれかに従って音声および／またはデータパケットの送信のために構成されるワイヤーラインを介して基地局１４ａ−１４ｃに接続される。周知のプロトコルは、例えば、Ｅ１、Ｔ１、非同期転送モード（ＡＴＭ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）、フレームリレー、高ビットレートデジタル加入者線（ＨＤＳＬ）、非同期デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）、または他の一般的なデジタル加入者線機器およびサービス（ｘＤＳＬ）を含む。他の実施形態において、ＢＳＣ１６は、ＰＤＳＮ２０に直接接続し、ＭＳＣ１８はＰＤＳＮ２０に接続しないこともあり得る。
【００１９】
無線通信ネットワーク１０の典型的な動作中に、基地局１４ａ−１４ｃは、通話、ウエブブラウジング、または他のデータ通信に従事する種々の遠隔局１２ａ−１２ｄからのアップリンク信号のセットを受信し、復調する。所定の基地局１４ａ−１４ｃにより受信された各アップリンク信号は、その基地局１４ａ−１４ｃ内で処理される。各基地局１４ａ−１４ｃは、ダウンリンク信号のセットを変調し、遠隔局１２ａ−１２ｄに送信することにより、複数の遠隔局１２ａ−１２ｄと通信してもよい。例えば、図１に示されるように、基地局１４ａは、同時に第１および第２の遠隔局１２ａ、１２ｂと通信し、基地局１４ｃは、同時に、第３および第４の遠隔局１２ｃ、１２ｄと通信する。結果として生じるパケットは、ＢＳＣ１６へ転送される。ＢＳＣ１６は、ある基地局１４ａ−１４ｃから別の基地局１４ａ−１４ｃへの特定の遠隔局１２ａ−１２ｄに対する呼のソフトハンドオフの編成を含む、呼リソース割り当ておよび移動度管理機能を供給する。例えば、遠隔局１２ｃは、同時に２つの基地局１４ｂ、１４ｃと通信している。最終的に、遠隔局１２ｃが基地局１４ｃの１つから十分に離れて移動すると、呼は、他の基地局１４ｂにハンドオフされる。 
送信が一般的な電話呼であるなら、ＢＳＣ１６は、受信したデータをＭＳＣ１８に送るであろう。ＭＳＣ１８はＰＳＴＮ２２とのインターフェースのためのさらなるルーティングサービスを提供する。送信がＩＰネットワーク２４に向けられたデータ呼のようなパケットベースの送信である場合、ＭＳＣ１８はＰＤＳＮ２０へのデータパケットを送るであろう。ＰＤＳＮ２０は、パケットをＩＰネットワーク２４に送信するであろう。
【００２０】
あるいは、ＢＳＣ１６は、ＰＤＳＮ２０にパケットを直接送るであろう。ＰＤＳＮ２０はＩＰネットワーク２４へパケットを送る。
【００２１】
ＷＣＤＭＡシステムでは、無線通信システムコンポーネントの用語は異なる。しかし、機能は同じである。例えば、基地局は、ＵＴＭＳ地上波無線アクセスネットワーク（Ｕ−ＴＲＡＮ）において動作する無線ネットワークコントローラー（ＲＮＣ）と呼ぶこともできる。この場合、「ＵＴＭＳ」はユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステムの頭文字である。
【００２２】
通信システムにおいて送信された信号は、本質的にチャネル雑音および干渉のような劣化の傾向がある。
【００２３】
チャネル雑音および干渉のレベルに応じて、送信されたデータは、レシーバーで復元可能かもしれないし、または復元可能ではないかもしれない。様々なエラーコントロールコーディング（ＥＣＣ）技術は、チャネルからの雑音および干渉に対する通信システムの全体の堅固性を増加させるために存在する。そのような技術の背景にある基本的なアイデアは、送信されたデータのストリームに冗長な情報を導入することである。
【００２４】
エラーが送信された信号の受信で生じた場合、データはこの冗長を利用することにより依然として回復されるかもしれない。
【００２５】
ＥＣＣ技術の一例は畳み込みコード化である。畳み込みコード化では、バイナリデータビットは有限ステートマシン（ＦＳＭ）へ入力される。ＦＳＭは、すべての入力データビットのための1つ以上のバイナリ出力を生成する。このFSMの出力はコードシンボルと呼ばれる。そのようなＦＳＭを構築する典型的な方法は、１つ以上の畳み込みエンコーダー、すなわち、ガロア域ＧＦ（２）の中で算術を用いて動作する有限インパルス応答（ＦＩＲ）バイナリデジタルフィルターを通すことである。コードシンボルが雑音のあるチャネル上の送信の間に雑音と干渉によって悪くなる場合、データビットは、悪くなったコードシンボルに基づいた適切な推論によってまだ復元可能かもしれない。
【００２６】
コードシンボルが「冗長である」、すなわち、コードシンボルが入力データビットだけでなく、ＦＳＭの「内部状態」も含むので、推論は可能である。受信コードシンボルから入力データビットを最適に推論する方法は、当該技術において周知であり、一般にトレリス復号アルゴリズム、例えばビタビアルゴリズムまたはスタックアルゴリズムと呼ばれる。
【００２７】
ＥＣＣ技術の別の例はターボコーディングである。
【００２８】
ターボコーディングは、並行、直列あるいはそれらの組み合わせにおける２以上の畳み込みエンコーダーを採用する。結果として生じるコードシンボルの系列も入力データビットに関する冗長な情報を所有する。更に、受信したコードシンボルから入力データビットを最適に推論する方法は、当該技術において周知であり、一般的にターボデコーディングアルゴリズムと呼ばれる。
【００２９】
典型的な通信システムでは、「ソース」は、例えば音声あるいはデータ「トラヒック」を表わす情報ビットのストリームを生成する。ビットのこのストリームは細分されグループ化される。様々なコントロールビットが付加され、その結果は、送信のために適切なフォーマットにパックされる。音声およびデータトラヒックは、例えばフレーム、パケット、およびサブパケットのように種々のフォーマットで送信することができる。ここに記述された実施形態の範囲は様々な送信フォーマットのいずれかを用いるすべての無線通信システムまで及ぶ。しかしながら、実例となる容易さの目的で、用語「フレーム」はトラヒックが運ばれる送信フォーマットについて記述するためにここで使用されるであろう。
【００３０】
典型的なCDMAスペクトラム拡散通信システムでは、ビットを構成するフレームは、畳み込みコード化され、またはターボコード化され、反復され、パンクチュアド(puncutured)され、バイナリコードシンボルの系列を生成する。結果として生じるコードシンボルはインターリーブされ、変調シンボルのフレームを得る。インターリーバの出力はここでは、変調シンボルと呼ぶ。変調シンボルは、ウオルシュカバーされ、直交位相ブランチ上のパイロットシーケンスと結合され、ＰＮ拡散され、ベースバンドフィルターされ、送信搬送波信号上に変調される。[1033] 信号は複数の送信パス上のレシーバーに伝播し、各々が固有の振幅、位相および時間遅延を有する複数のコンポーネントの重ね合せとして受信される。これらの複数の送信パスは「マルチパス」と呼ばれ、送信パス内にある目標物からはずれた反射により一般に引き起こされる。レシーバーでは、信号はサーチャー(searcher)およびレーキプロセッサーに供給される前に、マッチフィルターされ、サンプリングされ、デジタル化され、復号ベースバンドにダウンコンバートされる。サーチャーは、通常受信信号中のマルチパスコンポーネントの時間遅延を決定する。レーキプロセッサーは複数の「フィンガー」から構成され、各フィンガーは、特定のマルチパスコンポーネントの時間遅延に同期する。各レーキフィンガーは、そのフィンガーの特定の時間遅延に同期するＰＮコードを用いてサンプリングされ、デジタル化された波形をＰＮ逆拡散するように構成される。さらに、各レーキフィンガーは、ウオルシュデカバリング(Walsh de-covering)し、変調シンボルを直交パイロットシンボルから分離することができる。
【００３１】
受信した変調シンボルおよびパイロットシンボルは、長さＬの複合ベクトルであり、Ｌはレーキプロセッサのフィンガーの数である。レーキフィンガーが受信信号内のＬ個の異なるマルチパスコンポーネントに割り当てられているとき、その情報は時々マルチパスダイバーシティと呼ばれる。
【００３２】
同じ変調シンボルが、異なる周波数帯上で、あるいは異なる搬送波上で送信される場合、レーキフィンガーは、異なる搬送波上の異なるマルチパスコンポーネントに割り当てられる。この方法は周波数ダイバーシティまたは搬送波ダイバーシティと呼ばれる。
【００３３】
同じ変調シンボルが将来のフレームまたはタイムスロットで反復されるかまたは再送信されるとき、レーキフィンガーは、異なるタイムスロット上で異なるマルチパスコンポーネントに割り当てられる。これは、時々時間ダイバーシティとして知られている。
【００３４】
複数の、空間的に分離されたアンテナが送信のために使用される場合、レーキフィンガーは、異なるアンテナから受信した異なるマルチパスコンポーネントに割り当てられる。
【００３５】
この方法は、一般に送信ダイバーシティ、空間ダイバーシティ、またはアンテナダイバーシティとして知られている。例えば、Ｌ１ レーキフィンガーが第１のアンテナ上のマルチパスコンポーネントに割り当てられ、かつＬ２レーキフィンガーが第２のアンテナ上のマルチパスコンポーネントに割り当てられる場合、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２である。送信ダイバーシティを用いて、より多くの変調シンボルをレシーバーに送信することができる。それはシステムのデータスループットを増加させる。さらに、送信ダイバーシティは、代替の信号パスを供給することにより、雑音と干渉に対する通信システムの堅固性を増加させる。
【００３６】
例えば、物理的閉塞、すなわち、木またはビルにより一方のアンテナから遠隔局への送信が失敗する場合、代わりに他方のアンテナからの送信が遠隔局に到着するかもしれないということはあり得る。従って、送信ダイバーシティは、接続の信頼性を増加させます。それは平均してより少ない送信力を必要とする。
【００３７】
ｃｄｍａ２０００規格では、２つのタイプの送信ダイバーシティシステムが提供される。第1のタイプの送信ダイバーシティシステムは直交送信ダイバーシティ(ＯＴＤ)システムと呼ばれる。この場合、偶数の番号が付けられた変調シンボルは、第１のアンテナ上で送信され、奇数の番号が付けられた変調シンボルは、第２のアンテナ上で送信される。
【００３８】
従って、変調シンボルの半分は各アンテナ上で送られる。アンテナからの送信は、各アンテナに対して異なるウォルシュコードの使用によって分離される。
【００３９】
第２のタイプの送信ダイバーシティシステムは、空間−時間拡散（ＳＴＳ）システムと呼ばれる。ＳＴＳシステムでは、変調シンボルはすべてすべてのアンテナ上で送られる。
【００４０】
アンテナからの送信は「Ａｌａｍｏｕｔｉ」マトリックスを使用して、変調される。「Ａｌａｍｏｕｔｉ」マトリクスは、遠隔局によって２つの変調シンボルの分離と結合を可能にする。
【００４１】
送信ダイバーシティのために構成されるシステム内で動作する非ＴＤ遠隔局の場合問題が生じる。送信ダイバーシティを有したシステムにおいて、パス内の信号は直交であり、直交信号間の干渉は、信号の大きさと相互に関連する。しかしながら、たとえ複数のアンテナパス上の信号が直交かもしれなくても、一方のアンテナ送信パスと他方のアンテナ送信パスの間の干渉は、必ずしも相互に関連していない。種々のアンテナパス間の干渉の大きさが相互に関連していないなら、マルチパスを結合することから生じる送信利得はもはや存在しない。
【００４２】
この相互関係現象の一例として、単一のアンテナを備えた非TDシステムがレシーバーに送信すると仮定する。レシーバーは、Ａ１の信号強度とＡ１の１０％の雑音を有する信号を見る。従って、信号対雑音比（ＳＮＲ）は次のとおりである:
【数１】
2005534255.tif 000003
【００４３】
信号と雑音は上記の例において相互に関連する。２つのアンテナを備えたＴＤシステムが２つのアンテナの１つを使用して、レシーバーに送信すると仮定する。レシーバーは、Ａ１の信号強度を有しかつ（Ａ１＋Ａ２）の１０％である雑音を有する信号を見る。この場合、Ａ２は、他のレシーバーに送信する第２のアンテナの信号強度である。従って、SNRは以下のとおりである。
【数２】
2005534255.tif 000004
【００４４】
信号と雑音はＡ２の影響により相互に関係しない。
【００４５】
図２および図３は上記の記述された現象を図解する。
【００４６】
図２において、レーキプロセッサーは、フィンガー１（図示せず）をスクランブルコードの第１のタイムオフセットで受信した第１のマルチパス信号２００に割り当て、フィンガー２（図示せず）をスクランブルコードの第２のタイムオフセットで受信した第２のマルチパス信号２１０に割り当てる。第１のマルチパス信号は、雑音として第２のマルチパス信号２１０を直接干渉し、第２のマルチパス信号２１０は、雑音として第１のマルチパス信号と直接干渉する。それゆえ、第１のマルチパス信号２００の振幅が減少するなら、第２のマルチパス信号２１０に対して、信号対雑音比（ＳＮＲ）の雑音成分は、減少する。
【００４７】
[1044] したがって、一方のマルチパスのＳＮＲが減少し、他方のマルチパスのＳＮＲが増加するなら、結合されたマルチパスの全体のＳＮＲは、さらに増加するであろう。なぜなら、全体のＳＮＲは、マルチパスの最良のＳＮＲに依存するからである。この現象は、スペクトラム拡散通信システムにおいてマルチパスレシーバーを用いた利点の１つである。
【００４８】
[1045] しかしながら、送信ダイバーシティを備えたシステムでは、遠隔局が、非TD遠隔局の場合のような両方のアンテナからその信号を受信できない場合、この現象は消える。
【００４９】
図３において、レーキプロセッサーは、第１のアンテナからの第１のマルチパス信号３１０及び第２のアンテナからの第２のマルチパス信号３２０にフィンガーを割り当てる。
【００５０】
レーキプロセッサーは、フィンガー２を、第１のアンテナからの第３のマルチパス信号３３０および第２のアンテナからの第４のマルチパス信号３４０に割り当てる。第1のアンテナと第2のアンテナの間の干渉の大きさは、相互に関連が無い。それゆえ、第１のマルチパス信号３１０の振幅が減少するなら、第２のマルチパス信号の振幅は、同じ状態のままかもれしれない。第２のマルチパス信号３２０の振幅が同じ状態のままであるなら、第３のマルチパス信号３３０および第４のマルチパス信号３４０のＳＮＲは、第１のマルチパス信号３１０から、減少した干渉の利益を完全には享受しないであろう。第２のマルチパス信号３２０は、依然としてフィンガー２上の受信と干渉する。
【００５１】
送信ダイバーシティシステムで動作している、非ＴＤ局の場合、一例として、レシーバーフィンガーは、第１のマルチパス信号３１０および第３のマルチパス信号３３０を獲得するであろうが、これらの信号は、依然として第２のマルチパス信号３２０と第４のマルチパス信号３４０の干渉により影響を及ぼすであろう。それゆえ、マルチパスレシーバーの使用から発生する利得は、非ＴＤ局のために実現されない。
【００５２】
この場合も先と同様に、非ＴＤ遠隔局に信号を送信するために主要なアンテナだけを使用することにより、現在の最先端技術が送信ダイバーシティでの非ＴＤ遠隔局の支援の構想を描くことに留意すべきである。その結果、非ＴＤ遠隔局は、非ＴＤ遠隔局によって復号することができる変調シンボルを受信するであろう。しかしながら、スペクトラム拡散通信の性質により、ＴＤ基地局は、さらに、主要アンテナおよび補助アンテナの両方上のＴＤ遠隔局へ送信している。それゆえ、非ＴＤ遠隔局は補助アンテナから干渉を受信するであろう。この干渉の大きさは、非ＴＤ信号と相互に関連しない。
【００５３】
ここに記述される実施形態は、非ＴＤ遠隔局への送信ダイバーシティに関連した利得を供給しながら、非ＴＤ遠隔局およびＴＤ遠隔局の両方を支援する送信ダイバーシティシステムのためのものである。この実施形態は、非ＴＤ遠隔局へ送信されることになっている信号に対して時間変化する変換を実行するスイッチング装置に向けられている。一実施形態において、時間変化する変換は、さらに、ＴＤ遠隔局上で実行される。ＴＤ遠隔局に行くことになっている信号に対する時間変化する変換は、規格内で公布された現在の要件に影響を与えない実施を可能にするであろう。
【００５４】
[1049] 図４Ａは、非ＴＤ遠隔局に送信ダイバーシティを供給する装置のブロック図である。
【００５５】
非ＴＤ遠隔局のために発生される変調シンボルのストリームは、スイッチング装置４１０に入力される。スイッチング装置４１０内では、変調シンボルは、第１のアンテナ４２０または第２のアンテナ４２５を介した送信のために２つのストリームに分割される。第1のアンテナ４２０および第2のアンテナ４２５上の送信の前に、時間変化する変換は、各ストリーム上で実行される。1つの観点では、第1のストリームは、時間が変化するサイン関数４３０により変調され、第２のストリームは、時間が変化するコサイン関数４３５により変調される。
【００５６】
図４Ｂは、非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の間の共存を可能にする装置のブロック図である。変調シンボル４５０のストリームは、非ＴＤ遠隔局に対して発生され、変調シンボル４５５および４５７のストリームは、ＴＤ遠隔局に対して発生される。スイッチング装置４５９内において、時間変化する変換は、変調シンボル４５０、４５５、および４５７のストリーム上で実行される。変調シンボル４５０と４５５のストリームは、第１のアンテナ４６０または第２のアンテナ４６５上の送信のために２つのストリームに分割される。
【００５７】
第１のアンテナ４６０および第２のアンテナ４６５上の送信の前に、時間変化する変換は、変換エレメント４７０および変換エレメント４７２によって各ストリーム上で実行される。
【００５８】
[1051] 調整シンボル４５７の流れは、第１のアンテナ４６０および第２のアンテナ４６５上の送信のための２つのストリームに分割される。送信の前に、時間変化する変換は、変換エレメント４７４および変換エレメント４７６によって各ストリーム上で実行される。
【００５９】
実施形態の１つの観点において、変換エレメント４７０および４７６は、時間変化するサイン関数を構成することができ、変換エレメント４７２および４７４は、時間変化するコサイン関数を構成することができる。
【００６０】
図５Ａは、サイン発生器およびコサイン発生器を用いて、上述のスイッチング装置を用いて、第１のアンテナ４２０と第２のアンテナ４３０の出力のグラフである。時刻ｔ＝０において、第１のアンテナ４２０からの送信のみが観察される。時刻０＜ｔ＜π／２において、第１のアンテナ４２０からの送信の大きさは、減少し、一方、第２のアンテナ４３０からの送信の大きさは増加する。時刻＝π／２において、第２のアンテナ４３０からの送信のみが観察される。時刻π／２＜ｔ＜πにおいて、第２アンテナからの送信の大きさは減少し、一方第１のアンテナ４２０からの送信の大きさは増加する。図５Ｂは、区分的線形変換を用いたスイッチング装置の他の実施形態を用いた２つのアンテナの出力のグラフである。
【００６１】
スイッチング装置内の周期的な、時間変化するサインおよびコサイン関数をモデル化することができる装置の使用は、両方のアンテナ上の信号および干渉の大きさと相互に関連する時間変化する効果を生成するであろう。他の観点において、他の時間変化する変換は、例えば、鋸波をモデル化する区分的線形関数のように、信号と干渉を相互に関連付けるように実行することができる。それゆえ、スイッチング装置の出力は変調シンボルのオリジナルストリームの時間変化する変換である。各アンテナ送信の相対的な位相が、例えば２０ミリ秒のフレームあたり1つのサイクルのような適切な割合で設定されるなら、任意の特定のロケーションにおいて受信した信号は、貧弱なままではない。
【００６２】
上述した実施形態を実施する効果は、数学的に記述することができる。
【００６３】
Ａ１＞＞Ａ２なら、すなわち、送信が、ほとんど主要なアンテナ上で生じるなら、非ＴＤレシーバーのフィンガーは、以下のようなＳＮＲで、アンテナＡ１からの信号に絶えず追随するであろう。
【数３】
2005534255.tif 000005
【００６４】
しかし、スイッチングが生じるなら、いくつかのポイントにおいて、Ａ１＜＜Ａ２であり、非ＴＤレシーバーのフィンガーは、以下のようなＳＮＲでアンテナＡ２からの信号に絶えず追随するであろう。
【数４】
2005534255.tif 000006
【００６５】
この実施形態の目標は、信頼できる方法で、インターリーブされた変調シンボルの部分に対して良好な受信地域を提供することである。言いかえれば、遠隔局により受信された変調シンボルのフレーム内では、破損したビットおよび破損していないビットが生じるであろう。しかしながら、２つのアンテナ間の「周期的な」相互作用により、破損していないビットは、十分良好な条件で着信するであろう。従って、レシーバーは、上述した、エラー制御コーディング技術を有効に利用することができる。
【００６６】
上述の実施形態は、送信ダイバーシティシステムに関連して記載した。しかしながら、実施形態は、送信ダイバーシティを備えていないシステムを送信ダイバーシティの利点を備えたシステムに変換する目的で拡張することもできる。特に、送信ダイバーシティを備えていないシステムは、送信ダイバーシティを備えたシステムの堅固性を得るために変更することができる。スイッチング装置は、非ＴＤ基地局と通信可能に接続することができる。従って、そうでなければ単一のアンテナ上に送信されるであろう変調シンボルのストリームを複数のアンテナ上に送信することもあり得る。それゆえ、遠隔局が一方のアンテナの送信パスからはずれいていても、遠隔局は、依然として他方のアンテナの送信パス内にあってよい。
【００６７】
当業者は、情報及び信号が多岐に渡る様々な技術及び技法のいずれかを使用して表現されてよいことを理解するだろう。例えば、前記説明を通して参照されてよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学粒子、またはその任意の組み合わせによって表現されてよい。
【００６８】
当業者は、さらに、ここに開示されている実施形態に関連して説明された多様な例示的な論理ブロック、モジュール、回路及びアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとして実現されてよいことを理解するだろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、多様な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップが、一般的にそれらの機能という点で前述されている。このような機能性がハードウェアとして実現されるのか、あるいはソフトウェアとして実現されるのかは、特定の用途及び全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、それぞれの特定の用途のために変化する方法で説明された機能性を実現してよいが、このような実現の決定は、本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。 
ここに開示されている実施形態に関連して説明された多様な例示的な論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブルロジックデバイス、離散ゲートまたはトランジスタ論理、離散ハードウェア構成要素、あるいはここに説明される機能を実行するように設計されたその任意の組み合わせをもって実現または実行されてよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、代替策ではプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械であってよい。プロセッサは、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１台または複数台のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のこのような構成など計算装置の組み合わせとして実現されてもよい。
【００６９】
ここに開示された実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェア内、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内、あるいは２つの組み合わせの中で直接的に具体化されてよい。ソフトウェアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に既知である任意の他の形式の記憶媒体に常駐してよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替策では、記憶媒体はプロセッサに一体化してよい。プロセッサ及び記憶媒体はＡＳＩＣに常駐してよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に常駐してよい。代替策では、プロセッサ及び記憶媒体はユーザ端末内に別々の構成要素として常駐してよい。
【００７０】
開示された実施形態の過去の説明は、当業者が本発明を製造するまたは使用することができるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な修正は、当業者に容易に明らかになり、ここに定義される一般的な原則は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてよい。したがって、本発明はここに示されている実施形態に制限されるのではなく、ここに説明される原則及び新規な特徴と一貫する最も幅広い範囲が許容されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、無線通信ネットワークの図である。
【図２】図２は、レーキ（RAKE）レシーバーフィンガーで検知された非送信ダイバーシティ信号を示す。
【図３】図３は、レーキレシーバーフィンガーで検知された送信ダイバーシティ信号を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、送信ダイバーシティを非ＴＤ遠隔局に供給する装置のブロック図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、非TD遠隔局とTD遠隔局との間の共存を可能にする装置のブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａはスイッチング装置の実施形態を用いた2本のアンテナの出力のグラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、スイッチング装置の別の実施形態を使用した、２つのアンテナの出力のグラフである。
【図１】
2005534255.tif 000007
【図２】
2005534255.tif 000008
【図３】
2005534255.tif 000009
【図４Ａ】
2005534255.tif 000010
【図４Ｂ】
2005534255.tif 000011
【図５Ａ】
2005534255.tif 000012
【図５Ｂ】
2005534255.tif 000013
【国際調査報告】
2005534255.tif 000014
2005534255.tif 000015
2005534255.tif 000016