(57)【要約】      （修正有）【課題】データ信号成分とパイロット信号成分とを有する受信混合信号を正確に復号するための遠距離通信受信器システムを提供する。【解決手段】受信器システムは、混合信号を受信し、且つ受信した混合信号からパイロット信号及びデータ信号を抽出するための第１回路を含む。第２回路はパイロット信号に基づいてチャネル概算の関数としてのログ尤度比を計算する。第３回路は、ログ尤度比を所定のログ尤度比スケール係数によりスケールし、これに応じた正確なログ尤度値を供給する。第４回路は正確なログ尤度値及びデータ信号に基づいて受信した混合信号を復号する。【選択図】図５
2011050064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合信号を受信し、これからパイロット信号及びデータ信号を抽出するための第１手段と、
前記パイロット信号に基づいてチャネル推定の関数としてログ尤度比を計算するための第２手段と、
前記ログ尤度比を所定のログ尤度比スケール係数によりスケールし、これに応じた正確なログ尤度値を供給するための第３手段と、
前記正確なログ尤度値及び前記データ信号に基づいて前記受信した混合信号を復号するための第４手段と、
を具備するデータ信号及びパイロット信号成分を有する受信混合信号を正確に復号するための効率的な遠距離通信受信器システム。
【請求項２】
前記パイロット信号及び前記データ信号は、それぞれパイロットサンプル及びデータサンプルを具備する請求項１のシステム。
【請求項３】
前記第３手段は、前記パイロット信号に一部基づいて第１信号対干渉波比及び第２信号対干渉波比を計算するための搬送波信号対干渉波比回路を含む請求項２のシステム。
【請求項４】
前記第１信号対干渉波比は前記データサンプルに基づいており、前記第２信号対干渉波比は前記パイロットサンプルに基づいており、前記第１信号対雑音比及び前記第２信号対雑音比は、前記第３手段内の、前記スケール係数を計算するための回路に入力を供給する請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１手段は、所定の拡散関数に従って前記受信した混合信号を逆拡散するための逆拡散器を含むと共にこれに応じた逆拡散された信号を供給する請求項１のシステム。
【請求項６】
前記拡散関数は擬似雑音シーケンス又はウォルシュ関数である請求項５のシステム。
【請求項７】
前記第１手段は、前記逆拡散信号から前記パイロット信号及び前記データ信号を抽出するための逆カバー回路をさらに含む請求項５のシステム。
【請求項８】
前記第３手段は、前記パイロット信号及び前記データ信号に基づいて１次搬送波信号対干渉波比を計算するための手段を含む請求項１のシステム。
【請求項９】
前記第３手段は、前記データ信号及び前記データ信号から導出されたエネルギー信号に基づいて雑音平方偏差を計算するためのデータ雑音平方偏差推定回路を含む請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記データ雑音平方偏差推定回路は、以下の等式に基づいて前記データ信号の前記雑音平方偏差を計算するための手段を含み、
【数１】
2011050064.tif 000019
【請求項１１】
前記第３手段は、前記データ信号の前記平方偏差及び前記エネルギー信号の絶対値の関数として前記１次搬送波信号対干渉波比を計算するための除算回路を含む請求項９のシステム。
【請求項１２】
前記１次信号対雑音比に基づいて、第１信号対干渉波比及び第２信号干渉波比をそれぞれ計算するためのデータサンプル信号対雑音比回路及びチャネル推定信号対雑音比回路をさらに含む請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記第３手段は、以下の等式に従って前記ログ尤度比スケール係数を計算し、
【数２】
2011050064.tif 000020
【請求項１４】
前記第１信号対干渉波比γｄは以下の等式により記載され、
【数３】
2011050064.tif 000021
【請求項１５】
【数４】
2011050064.tif 000022
【請求項１６】
前記第２手段は、前記パイロット信号を濾波し、これに応じて濾波されたパイロット信号をチャネル推定として供給するためのローパスフィルタを含む請求項１のシステム。
【請求項１７】
前記第２手段は、前記データ信号を前記チャネル推定の複素共役により選択的に乗算し、これに応じた重みづけされた信号を供給するための第１乗算器を含む請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記第２手段は、前記重みづけされた信号の実部を所定の定数係数によりスケールし、これに応じた仮のログ尤度比を生成するためのスケール回路を含む請求項１７のシステム。
【請求項１９】
前記第３手段は、前記仮のログ尤度比を前記所定のスケール係数により乗算し、これに応じた正確なログ尤度値を供給するための第２乗算器を含む請求項１８のシステム。
【請求項２０】
前記第２手段は、減少された干渉波成分を有する濾波されたパイロット信号を供給するためのフィルタと、前記濾波されたパイロット信号の複素共役を出力として供給するための複素共役回路と、を含む請求項１のシステム。
【請求項２１】
前記第３手段は、前記複素共役を前記データ信号により乗算して結果を生成するための乗算手段を含み、前記結果は所定の定数係数によりスケールされてこれに応じた大まかなログ尤度比を生成し、前記大まかなログ尤度比は前記第３手段の前記所定のログ尤度比スケール係数によりさらにスケールされて正確なログ尤度値を生成する、請求項２０のシステム。
【請求項２２】
前記受信した混合信号の干渉波成分の推定に従って前記データ信号と前記パイロット信号を最適に結合し、これに応じた最適に結合された信号を前記第３手段に供給するための最適なパス結合回路をさらに含む請求項１のシステム。
【請求項２３】
前記第３手段は、前記最適に結合された信号を所定のログ尤度比スケール係数により乗算して前記正確なログ尤度値を生成するためのスケール回路を含む請求項２２のシステム。
【請求項２４】
前記最適なパス結合回路は、前記干渉波成分の前記推定を供給するための手段を含み、前記供給するための手段は前記パイロット信号を濾波して濾波されたパイロット信号を供給するためのローパスフィルタを含む請求項２３のシステム。
【請求項２５】
前記推定を供給するための手段は、前記パイロット信号から前記濾波されたパイロット信号を減算し、これに応じた前記干渉波成分の推定を供給するための減算器をさらに具備する請求項２４のシステム。
【請求項２６】
前記第３手段は、１次搬送波信号対干渉波比を計算するための搬送波信号対干渉波比計算回路を含む請求項１のシステム。
【請求項２７】
前記搬送波信号対干渉波比計算回路は、前記受信した混合信号の干渉波成分を推定するための手段を含む請求項２６のシステム。
【請求項２８】
前記干渉波成分を推定するための手段は、前記パイロット信号を濾波して濾波されたパイロット信号を供給するためのローパスフィルタと、前記受信した混合信号の総エネルギーを表す値を提供するための受信信号エネルギー計算回路と、前記パイロット信号と前記値を結合して前記１次搬送波信号対干渉波比を生成するための手段と、を含む請求項２７のシステム。
【請求項２９】
前記第２手段は、所定のスケール係数に基づいて前記第１信号対干渉波比及び第２信号対干渉波比をそれぞれ生成するためのデータサンプル信号対干渉波比回路及びチャネル推定搬送波信号対干渉波比回路を含む請求項２８のシステム。
【請求項３０】
前記搬送波信号対干渉波比計算回路は、所望の信号成分及び干渉波及び／又は雑音成分を有する前記混合信号を受信するための第１部と、前記受信した信号からの前記所望の信号成分の推定を抽出するための信号抽出回路と、前記所望の信号成分及び前記混合信号に基づいて正確な雑音及び／又は干渉波値を供給するための雑音推定回路と、を含む請求項２６のシステム。
【請求項３１】
前記搬送波信号対干渉波比計算回路は、前記正確な干渉波エネルギー値を用いて前記１次搬送波信号対干渉波比を計算する手段をさらに含む請求項３０のシステム。
【請求項３２】
前記正確な雑音及び／又は干渉波値を用いた前記信号を具備する複数信号パスのための最適なパス結合重みを計算し、これに応じて前記第３手段に最適に結合された信号パスを供給するための手段をさらに含み、前記第３手段は前記搬送波信号対干渉波比及び前記最適に結合された信号パスに基づいて前記ログ尤度比を計算する請求項３１のシステム。
【請求項３３】
前記第４手段は、前記ログ尤度値を用いて前記受信信号を復号するためのターボ復号器をさらに含む請求項３２のシステム。
【請求項３４】
レート及び／又は出力制御メッセージを生成し、前記レート及び／又は出力制御メッセージを効率的な受信器システムと通信する外部トランシーバに送信するための手段をさらに含む請求項３３のシステム。
【請求項３５】
ターボ符号及びパイロット補助された復号を用いた通信システム受信器のためのログ尤度比を決定するためのシステムであって、
ログ尤度値を決定するための手段と、
前記ログ尤度値を所定の係数によりスケールして、パイロット信号に基づいたチャネルの推定における誤りを打ち消し、前記ログ尤度比をターボ符号を用いた前記通信システム受信器に供給するための手段と、
システム。
【請求項３６】
受信した混合信号からパイロット信号及びデータ信号を抽出するための第１手段と、
前記パイロット信号及び前記データ信号に基づいて搬送波信号対干渉波比を計算し、これに応じて第１信号対干渉波比及び第２信号対干渉波比を供給するための第２手段と、
前記第１信号対干渉波比及び第２信号対干渉波比に基づいてログ尤度比スケール係数を計算するための第３手段と、
前記パイロット信号に基づいて、チャネル推定の関数としてログ尤度比を計算するための第４手段と、
前記ログ尤度比を前記ログ尤度比スケール係数によりスケールし、これに応じて正確なログ尤度値を供給するための第５手段と、
を具備する無線通信システムにおいて受信器の性能を向上するための正確なログ尤度値を供給するためのシステム。
【請求項３７】
チャネル上で受信され、パイロット信号成分とデータ信号成分とを有するターボ符号化された信号を逆カバーする第１受信器部と、
前記受信したパイロット信号成分に基づいて前記チャネルの推定を得るためのチャネル検出回路と、
前記チャネルの推定とその雑音平方偏差、及び前記受信したデータ信号成分とその雑音平方偏差に基づいてログ尤度比を供給するためのログ尤度比計算回路と、
前記ログ尤度比を用いて前記データ信号成分を符号化するための第２受信器部と、
を具備するパイロット補助されたコヒーレントな復号を用いた受信器のためのログ尤度比を計算するためのシステム。
【請求項３８】
チャネル上で送信された参照シンボルからの情報と、対応する既知の受信された参照符号からの情報と、を結合することにより、チャネル推定を得るための手段と、
前記チャネル上で前記受信器により受信されたデータ信号のためのログ尤度比推定を計算するための手段と、
前記ログ尤度比推定にスケール係数を適用して正確なログ尤度比を供給する手段と、
前記正確なログ尤度値を用いて前記受信したデータ信号を復調する手段と、
を具備し、
前記チャネルの推定上で前記参照符号が受信器により受信され、送信器により送信され、前記ログ尤度比は前記受信したデータ信号、前記チャネル推定、及び前記信号の雑音平方推定の関数を推定し、前記スケール係数は、前記チャネル推定の雑音平方偏差、前記データ信号の雑音平方偏差、及び前記データ信号内のビット当たりの受信エネルギーの平均、に基づいている、参照シンボル補助された復号を用いた受信器の信号対雑音率を向上するためのシステム。
【請求項３９】
データ信号を符号化し、前記データ信号をパイロット信号と共に送信するためのターボ符号器を有する送信器と、
ターボ符号器と、前記データ信号及び前記パイロット信号を受信するためのパイロット信号のアプリオリ知識と、を有し、前記受信したパイロット信号に基づいてチャネル推定を供給するための第１受信器部と、
前記第１受信器部と通信し、前記データ信号の雑音平方偏差、前記チャネルの前記推定の雑音平方偏差、前記データ信号に含まれる情報ビット当たりの平均受信エネルギー、前記データ信号の関数である正確なログ尤度比を生成するためのログ尤度計算回路と、
前記受信したデータ信号を復調するための測定基準として前記ログ尤度比を用いるための第２受信器部と、
を具備するパイロット補助されたコヒーレントな復調を用いた通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに関する。特に、本発明はパイロット補助されたコヒーレントな復号を用いた受信器において、ログ尤度比（log-likelihood ratio）を計算して、最適な復号を計算するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ遠距離通信システムは、移動電話機等の複数の移動トランシーバが、１つ又はそれ以上の基地局と通信をすることで特徴づけられる。各トランシーバは、送信器及び受信器を含む。
【０００３】
典型的なトランシーバにおいて、アナログ無線周波数（ＲＦ）は、アンテナにより受信され、ＲＦ部において中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートされる。信号処理回路は、ノイズを濾波し、信号の大きさをアナログ自動利得コントロール回路（ＡＧＣ）によって調整する。次に、ＩＦ部は、ダウンコンバートされた信号をベースバンドに混ぜて、アナログ信号をディジタル信号に変換する。次いで、このディジタル信号は、ベースバンドプロセッサに入力され、ここでさらに信号処理が行われ、音声またはデータが出力される。
【０００４】
同様に、送信器は、ベースバンドプロセッサからのディジタル入力を受信し、この入力をアナログ信号に変換する。この信号は、次いで、ＩＦ段階により、濾波され、中間周波数にアップコンバートされる。送信信号の利得が調整され、ＩＦ信号は無線送信のための準備において、ＲＦにアップコンバートされる。
【０００５】
送信器と受信器との間を接続するのはチャネルである。基地局と、関連する移動局と、の間のチャネルの情報伝達容量を増加させるアプローチの１つは、信号対干渉波比（signal to interference ratio（ＳＩＲ））を増加させることである。このＳＩＲは、受信された情報ビット当たりのエネルギーと、受信された信号の干渉波密度との比率として、しばしば表現される。システム容量を増加するために、移動局及び基地局内の受信器は、低い信号対干渉波比（ＳＩＲ）で効率的に動作しなければならないか、または、チャネルのＳＩＲを増加させなければならない。ＳＩＲを増加させるために、送信信号の出力はしばしば増加させられる。このことは、コストがかかり、他の移動局への干渉波を増加させる。干渉波が増加することは、多くの応用用途において実用的ではない。または、特別な符号化方法が、しばしば用いられ、これにより要求されるＳＩＲを減少させる。
【０００６】
通信信号に対して符号化することにより、信号に冗長な情報を付加することとなる。雑音が多い環境下で送信された通信信号に冗長さを計画的に付加することにより、雑音の多いチャネルによりもたらされる誤りを所望のレベルまで低下する。１９４８年にシャノンにより示されたように、通信信号の情報レートがチャネル容量以下の場合、情報レートが低下することなく所望の雑音レベルを得られる。雑音の多い環境において冗長さが採用されないと、誤り無しの動作を達成することは、大変難しく、または不可能である。
【０００７】
多くの符号化及び復号システムが設計され、通信システムにおいて情報の送信の間発生する雑音及び干渉波に関連した誤りを制御することが行われる。近時の、高信頼性のディジタル通信システムを設計するに際し、符号化は重要である。
【０００８】
雑音の多い、または、フェ−ディングされた環境下で、効率的に動作する能力は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線通信システムにおいて、特に重要である。この通信システムでは、他の使用者からのチャネル間干渉波及びローリーフェード（Raleigh-faded）された信号環境は一般的である。ローリーフェ−ディングは、基地局が動くことによる受信信号の周波数が偏移することにより発生する。チャネル間干渉波は、ＣＤＭＡ通信システムが複数のシステム使用者を維持している場合に発生し、新たな使用者が加わることにより、チャネル間干渉波は増加する。チャネル間干渉波は、付加白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）等のチャネル雑音の他の形態より一般的に大きい。
【０００９】
ローリーフェードされた信号環境において、送信された通信信号の出力レベルは、ローリー分配（Raleigh distribution）に従って上下する。この出力は、一般的に、１０ｄＢから５０ｄＢのダイナミックレンジにて上下する。フェ−ディングの継続時間は、基地局の速度の関数である。すなわち、携帯電話、基地局に割り当てられた周波数チャネル、その他の信号環境による。移動ユニットの速度が増加するに連れ、フェ−ディングの継続期間は減少し、より短い誤りバーストへとつながる。移動ユニットの速度が減少するに連れ、フェ−ディングの継続期間は増加し、より長い誤りバーストにつながる。
【００１０】
雑音が多く、ローリーフェードされた環境における無線通信システムの性能を改善するために、信号符号器に続くインタリーバが多く用いられる。インタリーバは、符号器から出力された符号語を、複数の任意の符号語の独立したビットが相互に分離し、異なる時刻に送信されるように拡散する。その結果、ある符号の独立ビットは、独立してフェーディングにさらされ、誤りバーストにより影響されたビットは幾つかの符号語に属する。受信器において、受信信号サンプルは、復号に先立ち、デインタリーバされる。このように、元の誤り訂正符号によってデータを回復できるように、誤りバーストの効果がメッセージ上で拡散される。インタリーバの幾つかのタイプが存在し、これには、対角（diagonal）畳み込み、インターブロック、ブロックインタリーバが含まれる。
【００１１】
ターボ符号は、２つ以上の成分符号の直列または並列の連鎖であり、１つ以上の符号インタリーバにより分離されている。ターボ符号器及び復号器を用いて、誤り制御を改善したり、必要なＳＩＲを減少させたりすることが行われる。ターボ符号は、比較的効率的なインタラティブな（interative）アルゴリズムによりしばしば復号されて、これにより、シャノンの限界に迫る信号対雑音比（ＳＮＲ）における低い誤り率が実現する。ターボ符号、符号インタリーバ、及びデインタリーバの主要部は、成分符号符号器と復号器との間にそれぞれ挿入されなければならない。ターボ符号の性能は、符号インタリーバの長さ及び構造により決まる。擬似ランダム構造を有するインタリーバを用いることにより、性能の高いターボ符号を実現できる。
【００１２】
ターボ符号器及び畳み込み復号器は、受信信号のログ尤度比（ＬＬＲ）を用いて復号器の性能を最大にする。ＬＬＲは、復号器により用いられる確率の計量であり、これにより、任意のシンボルが特定の任意の信号をうけて送信されたか否かが決定される。ＬＬＲに際し、チャネル係数の正確な推定が要求される。このチャネル係数は、チャネルにより送信された信号に対する複素スケール係数を測定することである。正確なＬＬＲ値は、ＬＬＲ入力が一般的に、非線形動作の対象となる復号化の応用形態において特に重要である。非線形動作により、ＬＬＲ値の不正確さは増し、その復号器の性能は結果許容できない結果となる。
【００１３】
ＬＬＲを計算するための現在の方法では、チャネル係数の推定の不確かさを解決しておらず、この結果、準最適な検出及び複合となっている。ターボ符号を用いた従来の受信器システムは、チャネル係数が正確にわかっている場合のみ、最適な複合を実現できる。しかしながら、実際、チャネル係数はほとんど正確に知られておらず、チャネルの推定のみが利用可能である。
【００１４】
チャネルの推定を得るため、すなわち一般にローリーフェ−ディングにさらされるチャネル係数の推定を得るために、参照信号（すなわち、パイロット信号）がデータ信号と共に送信される。パイロット信号は、チャネル上で送信器から受信器に送信される所定のシーケンス（典型的には、一定の信号）である。
【００１５】
基地局は、基地局のカバー領域内で移動局を動作させている加入者に対して、共通パイロット信号と共に異なるデータ信号を送信する。移動局は、パイロット信号を用いてチャネル推定の位相及び大きさを確立する。このチャネル推定は、関連されたデータ信号をコヒーレントに検出するために必要不可欠である。基地局はまた、トラフィックデータ信号と共にパイロット信号を送信する。移動局のパイロット信号は基地局により利用されて、この結果、上記したのと同様の方法でコヒーレントに復調される。
【００１６】
同期発振器及びパイロット信号を用いて受信した変調信号から送信信号を復元する方法は、パイロット補助されたコヒーレントな復調と呼ばれる。効果的にコヒーレントな検出を行うために、パイロット補助されたコヒーレントなＣＤＭＡ通信システムは、受信したパイロット信号から正確なチャネル推定を生成しなければならない。
【００１７】
理論的には、チャネルはパイロット信号及びディジタル信号の両方に等しく影響する。受信器は、既知のパイロット信号及び受信したパイロット信号に基づいてチャネル係数の推定を生成し、これに応じたチャネル係数の推定を生成する。チャネル係数の推定は、ＬＬＲ値を計算するために用いられる。しかしながら、チャネル推定には誤り因子が含まれている。チャネルが高速で、深いフェ−ディングにより特徴付けられている場合、誤り因子はとても許容されなくなる。この結果による不正確さは、ターボ符合を用いた通信システムに対し、特に問題である。このＬＬＲにおける不正確さにより、性能が大きく低下する結果となる。
【００１８】
現在、チャネル推定はＬＬＲ計算回路及び対応する方法において用いられている。残念ながら、これらの回路及び方法は、一般にチャネルの推定が不確かであることを考慮に入れていない。チャネルは、深く、速いローリーフェ−ディングにさらされ、この結果、チャネル推定に基づいたログ尤度比が準最適であるため、チャネル推定は誤りが多く、復号性能は陳腐となる。
【００１９】
したがって、従来、パイロット補助されたコヒーレントな復調を用いたシステムにおいて、受信信号を復号する最適な方法が要求されている。チャネルの推定における不正確さを考慮に入れつつ、ログ尤度比を正確に計算する効率的なシステムに対する要求もある。
【発明の概要】
【００２０】
本発明の、データ信号及びパイロット信号成分を有する受信混合信号を正確に復号するための効率的な遠距離通信受信器システムにより従来の要求が満たされる。実例的な実施形態において、本発明による受信器システムは、無線符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムと共に使用されるように適合され、混合信号を受信し、受信した混合信号からパイロット信号及びデータ信号を抽出するための第１回路を含む。第２回路は、パイロット信号及び／又はデータ信号に基づいて、チャネル推定の機能としての仮のログ尤度比を計算する。第３回路は、仮のログ尤度比を所定のログ尤度比スケール係数によりスケールし、これに応じた正確なログ尤度値を供給する。第４回路は、正確なログ尤度値及びデータ信号に基づいて受信した混合信号を復号する。
【００２１】
特定の実施形態において、パイロット信号及びデータ信号は、それぞれパイロットサンプル及びサンプルを具備する。第３回路は、データ及びパイロット信号に一部基づいて第１信号対干渉波比及び第２信号対干渉波比を計算するための搬送波信号対干渉波比回路を含む。第１信号対干渉波比はデータサンプルに基づいており、第２信号対干渉波比はパイロットサンプルに基づいている。第１信号対雑音比及び第２信号対雑音比は、第３回路内に含まれるスケール係数計算回路に入力を供給する。
【００２２】
さらに特定の実施形態において、第１回路は所定の拡散関数に従って受信混合信号を逆拡散し、これに応じた逆拡散された信号を供給するための逆拡散器を含む。逆拡散関数は擬似雑音シーケンス又はウォルシュ関数である。第１回路は、逆拡散信号からのパイロット信号及びデータ信号を抽出する逆カバー回路をさらに含む。第３回路はパイロット信号及びデータ信号に基づいて１次搬送波信号対干渉波比を計算するための手段を含み、データ信号及びデータ信号から引き出されたエネルギー信号に基づいて雑音平方偏差を計算するためのデータ雑音平方偏差推定回路を含む。第３回路はデータ信号の平方偏差及びエネルギー信号の絶対値の機能として１次搬送波信号対干渉波比を計算するための除算回路を含み、１次信号対雑音比に基づいて、第１信号対干渉波比及び第２信号干渉波比をそれぞれ計算するためのデータサンプル信号対雑音比回路及びチャネル推定信号対雑音比回路含む。
【００２３】
第３回路は、以下の等式に従ってログ尤度比スケール係数を計算し、
【数１】
2011050064.tif 000003
【００２４】
第２回路は、パイロット信号を濾波し、これに応じて濾波されたパイロット信号をチャネル推定として供給するためのローパスフィルタを含む。第２回路は、データ信号をチャネル推定の複素共役により選択的に乗算し、これに応じた重みづけされた信号を供給するための第１乗算器を含む。第２回路は、重みづけされた信号の実部を所定の定数係数によりスケールし、これに応じた仮のログ尤度比を生成するためのスケール回路を含む。第３回路は、仮のログ尤度比を所定のスケール係数により乗算し、これに応じた正確なログ尤度値を供給する付加的な乗算器を含む。第２回路は、減少された干渉波成分を有する濾波されたパイロット信号を供給するためのフィルタと、濾波されたパイロット信号の複素共役を出力として供給するための複素共役回路と、を有する。
【００２５】
第３回路は、複素共役をデータ信号により乗算して結果を生成し、この結果が所定の定数係数によりスケールされてこれに応じた大まかなログ尤度比を生成する乗算回路を含む。この大まかなログ尤度比は、上式に従って計算される付加的なスケール係数によりさらにスケールされて正確なログ尤度値が生成される。
【００２６】
最適なパス結合回路は、受信した混合信号の干渉波成分の推定に従ってデータ信号とパイロット信号を最適に結合し、これに応じた最適に結合された信号を第３回路に供給する。第３回路は、最適に結合された信号を所定のログ尤度比スケール係数により乗算して正確なログ尤度値を生成する。
【００２７】
または、正確なログ尤度値は上式により各パスに対して計算される。結合されたログ尤度値は、畳み込み符号器又はターボ符号器により用いられる全てのパスからの対応するログ尤度値を加えることにより生成される。
【００２８】
第３回路は、１次搬送波信号対干渉波比を計算するための搬送波信号対干渉波比計算回路を含む。搬送波信号対干渉波比計算回路は、受信した混合信号の干渉波成分を推定するための手段を含む。搬送波信号対干渉波比計算回路は、所望の信号成分及び干渉波及び／又は雑音成分を有する混合信号を受信するための第１部と、受信した信号からの所望の信号成分の推定を抽出するための信号抽出回路と、所望の信号成分及び混合信号に基づいて正確な雑音及び／又は干渉波値を供給するための雑音推定回路と、を含む。
【００２９】
実例的な実施形態において、正確な受信器システムは、レート及び／又は出力制御メセージを生成し、レート及び／又は出力制御メッセージを効率的な受信器システムと通信する外部トランシーバに送信するための手段をさらに含む。
【００３０】
本発明の新規な設計は、第３回路によってログ尤度比に適用された唯一のスケール係数を用いることにより促進される。この唯一のスケール係数は、パイロット信号に基づいてチャネルの特性を推定する際の固有の誤りを解決する。パイロット信号の推定における不確かさを解決することにより、本発明は最適なログ尤度値を供給する。このことは、ターボ復号及び符号化を用いた通信システムの性能を大幅に向上させる。さらに、唯一の搬送波信号対干渉波比計算回路は、受信信号の雑音及び干渉波成分を正確に推定することにより可能な、さらに正確な搬送波信号対干渉波比を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の教示に従って構成された符号分割マルチプレクス（ＣＤＭ）送信器の図。
【図２】本発明のＣＤＭ受信器の図。
【図３】本発明の教示に従って構成された時間分割マルチプレクス（ＴＤＭ）送信器の図。
【図４】本発明のＴＤＭ受信器の図。
【図５】図２，３の順方向リンク及び送信器と共に使用されるよう適合された搬送波信号対干渉波比（Ｃ／Ｉ）及びログ尤度比（ＬＬＲ）を計算するための回路の図。
【図６】図５のＣ／Ｉ計算回路の好適な実施態様のより詳細な図。
【図７】図２，３の逆方向リンク及び受信器と共に使用されるよう適合されたＬＬＲ回路及び付加トランシーバ回路の図。
【図８】図７のＬＬＲにパイロットサンプル及びデータサンプルを提供するための最適なパス結合回路及び干渉波エネルギー計算回路の好適な実施態様のより詳細な図。
【図９】図５の回路と共に使用されるよう適合されたＣ／Ｉ計算回路の他の実施形態の図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
特定の用途に向けて、実例的な実施形態を参照してここに本発明が記載されるが、本発明は、これに限定されないことは理解される必要がある。当業者であって、且つここに提供される技術を利用できる者は、本発明及び本発明が大変有用な付加分野の範疇において、付加的な改良、応用形態、実施形態、及びを認識するであろう。
【００３３】
図１は、本発明の教示に従って構成された符号分割マルチプレクス（ＣＤＭ）送信器１０の図である。明確にするため、タイミング回路、フィルタ、及び増幅器等の、送信器の種々の細かい点が図より割愛されている。割愛されている回路は、当業者によれば、容易に構成される。
【００３４】
送信器１０はコンピュータ１２を含む。このコンピュータ１２は、コンピュータ１２内部のベースバンドプロセッサ（図示せぬ）によって実行される送信器ソフトウェアを含む。コンピュータ１２は、ターボ符号器１４及び時間分割結合器１６と接続される。ターボ符号器は、チャネルインタリーバ１８に接続され、チャネルインタリーバ１８は第１乗算器２０の第１入力に接続される。第１ウォルシュ関数生成器２２は第１乗算器２０の第２入力に接続される。第１乗算器２０の出力は結合器２４の第１入力に接続される。
【００３５】
時間分割結合器１６の出力は第２乗算器２６の第１入力に接続され、第２乗算器２６の第２入力は第２ウォルシュ関数生成器２８に接続される。第２乗算器２６の出力は結合器２４の第２入力に接続される。結合器２４の出力は、直交擬似雑音シーケンス（ＰＮ）拡散器３０に接続される。ＰＮ拡散器の出力は変調器３２に接続され、変調器３２はアンテナ３４に接続される。
【００３６】
動作において、音声データまたは他のファイルデータを含んだ信号はコンピュータ１２からターボ符号器１４に送られる。ターボ符号器１４はデータ信号を符号化する。ターボ符号器１４は、標準のターボ符号器であり、ターボ符号化の公知の方法及び原理に従って動作する。
【００３７】
ターボ符号器１４から出力された、符号化されたデータ信号は、次に、ウォルシュ符号化、擬似雑音（ＰＮ）拡散、変調をする準備のため、チャネルインタリーバ１８によりインタリーブされる。チャネルインタリーバ１８は、ブロックインタリーバ等の一般的なインタリーバによって実現することができる。
【００３８】
コンピュータ１２は所定のパイロット信号を制御信号と共に時間分割結合器１６に供給する。このパイロット信号はこの特定の実施形態においては一定値１に等しい。制御信号は対応する受信器に送信する（後に、より完全に記載）ためのレート制御又は出力制御情報を含む。この結果、出力及び／または符合レート制御を促進し、通信システムの効率及びスループットを最大にする。
【００３９】
時間分割結合器１６は、一般的な時間部分結合方法に従って、制御信号をパイロット信号に混合させる。結合された信号は、第２乗算器２６に入力され、ここで第２ウォルシュ関数生成器２８によって供給される所定のウォルシュ関数により乗算される。同様に、チャネルインタリーバ１８から出力されたインタリーブされたデータ信号は、第１乗算器２０に供給され、ここで第１ウォルシュ関数生成器２２により供給される所定の他のウォルシュ関数により乗算される。
【００４０】
第１乗算器２０から出力された結果たるウォルシュ符号と、第２乗算器２６と、は結合器２４によって結合され、ＰＮ拡散器３０により拡散され、続いて、アンテナ３４によってチャネル上で送信する準備のため変調器３２により変調され且つ無線周波数に変換される。
【００４１】
アンテナ３４によって送信された結果たる信号は、データ信号、パイロット信号、及び制御信号を有する混合信号である。一旦チャネル上で送信されると、この混合信号はマルチパスフェ−ディング及びチャネル干渉波にさらされる。このマルチパスフェージング及びチャネル干渉波は、効率的に検出され、送信された信号を受信する受信システムによって補償されなければならない。
【００４２】
当業者によれば、第１ウォルシュ関数生成器２２及び第２ウォルシュ関数生成器２８により供給されるウォルシュ関数は、本発明の範疇から逸脱することなく擬似雑音関数生成器、又はウォルシュ関数生成器と擬似雑音関数生成器との組合せにより置換できることは、理解されるであろう。加えて、送信器１０は基地局及び／または移動局において実現されてもよい。
【００４３】
本願の詳細な説明において、信号対干渉波という言葉と信号対雑音という言葉は同じ意味である。
【００４４】
図２は図１のＣＤＭ送信器１０と共に使用するよう適合されたＣＤＭ受信器４０の図である。送信器４０は、受信アンテナ４２を含み、この受信アンテナ４２は復調回路４４に接続される。復調回路４４は、自動利得制御回路４６に接続され、この自動利得制御回路４５はアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）４８に接続される。ＡＤＣ４８は第１受信器乗算器５０の入力に接続される。ＡＤＣ４８の出力はディジタルサンプルを表す。ＡＤＣ４８の出力は、後により完全に記載されるように、入力としてＣ／Ｉ推定及びＬＬＲ計算回路に供給される。
【００４５】
第１受信器乗算器の他の入力は擬似雑音シーケンス生成器５２の出力に接続される。第１受信器乗算器５０の出力は、第２受信器乗算器５４の入力及び第３受信器乗算器５６に並列に接続される。第１受信器ウォルシュ生成回路５８及び第２受信器ウォルシュ生成回路６０は、第２受信器乗算器５４及び第３受信器乗算器５６にそれぞれ入力を供給する。第２受信器乗算器５４及び第３受信器乗算器５６の出力は、第１累算器６２及び第２累算器６４の入力にそれぞれ接続される。第１累算器６２の出力はサンプル分離器及び逆拡散器に接続される。サンプル分離器及び逆拡散器は、後に完全に記載されるように、搬送波信号対干渉波比（Ｃ／Ｉ）推定回路及びログ尤度比（ＬＬＲ）計算回路に出力を供給する。
【００４６】
動作において、ＲＦ信号等のチャネル上で図１の送信器１０により送信された信号は、受信器４０のアンテナ４２により受信される。受信されたＲＦ信号は、復調器４４によって中間周波数に変換され、続いてベースバンド信号に変換される。ベースバンド信号の利得は、自動利得制御回路４６によって調整され、続いてアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）４８によってディジタル信号に変換される。続いて、ベースバンド信号はＰＮシーケンスにより乗算される。このＰＮシーケンスは、ＰＮシーケンス生成器５２及び第１受信器乗算器５０によってＰＮ拡散器内に設けられたＰＮシーケンスと関連づけられている。この特定の実施形態においてＰＮシーケンス及びその逆は同じである。これは、（ＧＦ２）の２値動作において、１の逆は１であり、０の逆は０だからである。
【００４７】
続いて、第１受信器乗算器５０は、一部拡散された信号を出力する。この信号は、２つの分離されたパスへと分割される。１つのパスにおいて、第２受信器乗算器５４は、一部拡散されたシーケンスを、第１受信器ウォルシュ関数生成器５８により供給されたウォルシュ関数により乗算する。供給されたウォルシュ関数は図１のウォルシュ関数生成器２２により供給されたウォルシュ関数を関連づけられている。この結果たる逆拡散された信号サンプルは、第１累算器６２に供給され、ここで所定数のサンプルに累算される。累算された逆拡散されたデータサンプルはサンプル分離器６６に供給される。サンプル分離器６６は、逆拡散信号から抽出された制御信号及びパイロット信号を、後により完全に記載するようにＣ／Ｉ推定回路及びＬＬＲ回路に出力する。
【００４８】
同様に、第３受信器乗算器５６から出力された逆拡散された信号サンプルは、第２累算器６４により累算される。この累算器６４は、データ信号サンプルからなるデータ信号を、後により完全に記載するようにＣ／Ｉ推定回路及びＬＬＲ回路に出力する。
【００４９】
この特定の実施形態において、本発明は、２相ＰＳＫ（ＢＰＳＫ）または直交ＰＳＫ（ＱＰＳＫ）変調及び復調方法とともに使用するように適合されている。しかしながら、当業者は、本発明の範疇から逸脱することなく他の変調及び不調方法を採用しても良いことを理解するであろう。
【００５０】
図３は、本発明の教示に従って構成された時間分割多元（ＴＤＭ）送信器７０の図である。ＴＤＭ受信器７０は、図１の時間分割結合器１６、乗算器２０及び２６、ウォルシュ関数生成器２２及び２８、加算器２４、が時間分割結合器７２により置換されていることを除いて、図１のＣＤＭ送信器１０と同様である。
【００５１】
図４は、本発明のＴＤＭ受信器８０の図である。ＴＤＭ受信器８０は、図２の乗算器５４及び５６、ウォルシュ関数生成器５８及び６０、累算器６２及び６４、サンプル分離器６６、が累算器８２及びＴＤＭサンプル分離器８４により置換されていることを除いて、図２のＣＤＭ受信器４０と同様である。累算器８２は、乗算器５０からのディジタルな拡散されたサンプルを受信し、サンプルを累算し、続いて、ＴＤＭサンプル分離器に累算されたサンプルを供給する。ＴＤＭサンプル生成器８４は、データサンプル、及び制御信号を、累算され、拡散されたディジタル信号から抽出する。ＡＤＣ４８から出力されたデータサンプル、パイロットサンプル、制御サンプル、及びディジタルサンプルは、後に完全に記載されるようにＣ／Ｉ推定およびＬＬＲ回路に供給される。
【００５２】
図５は、搬送波信号対干渉波比（Ｃ／Ｉ）及びログ尤度比（ＬＬＲ）を計算するための回路９０の図である。この回路は、それぞれ図２及び図４の順方向リンク及び受信器４０及び８０と共に使用されるよう適合されている。この回路９０は、搬送波信号対干渉波（Ｃ／Ｉ）計算回路９２、ローパスフィルタ９４及びＬＬＲ回路９６を含む。
【００５３】
Ｃ／Ｉ計算回路９２は、データサンプル、パイロットサンプル及び制御信号サンプルを入力として受信する。付加チャネル推定入力は、ローパスフィルタ９４の出力によって供給される。ローパスフィルタは、パイロット信号フィルタであり、パイロットサンプルを受信し、パイロットサンプルを濾波し、これらに応じてＣ／Ｉ計算回路９２にチャネル推定を供給する。Ｃ／Ｉ計算回路９２は、図２又は図４の受信器からのデータサンプル、パイロットサンプル、及び制御サンプルを受信したこと、及びローパスフィルタ９４からのチャネル推定を受信したことに応じて、Ｃ／Ｉ比をＬＬＲ回路９６に出力する。
【００５４】
Ｃ／Ｉ計算回路は、データサンプルから抽出された情報、パイロットサンプルから抽出された情報、及びこれらの組合せに基づいてＣ／Ｉ比を計算するようにしてもよい。Ｃ／Ｉ比がデータサンプル及びパイロットサンプルに基づいて計算される場合、Ｃ／Ｉ計算回路９２は、データサンプルに基づいた推定とパイロットサンプルに基づいた推定とを以下の等式に従って結合する。
【数２】
2011050064.tif 000004
【００５５】
制御サンプルは、Ｃ／Ｉ計算回路９２、すなわちＣ／Ｉ推定器により使用されても良いし、されなくても良い。当業者は、本発明の範疇から逸脱することなく制御サンプルを省くことが可能であることを理解するであろう。この特定の実施形態においては、制御サンプルがＣ／Ｉ推定回路により用いられる場合、これらはデータシンボルと同様な、付加的な１組のサンプルを表す。
【００５６】
当業者は、本発明の範疇から逸脱することなく、データサンプル、パイロットサンプル、及び制御サンプルを結合された信号としてＣ／Ｉ計算回路に供給しても良いことは理解するであろう。加えて、制御サンプルは省略されても構わない。
【数３】
2011050064.tif 000005
【００５７】
ＬＬＲ回路９６は、また、乗算器１０４を含む。この乗算器１０４は、ローパスフィルタ９４の出力に接続された共役回路１０３から出力されたチャネル推定の共役複素を受信し、入力としてデータサンプルを受信する。乗算器１０４の出力の実部は、実部抽出回路１０５により計算され、この実部抽出回路１０５の出力は、データサンプルに対応するデータビットのスケール化されたＬＬＲ推定の近似である。実部抽出回路１０５の出力は、スケール回路１０６に接続される。このスケーリング回路１０６は、所定の一定な係数により実部抽出回路１０５の出力をスケールし、これらに対応してＬＬＲ値の近似を出力として供給する。所定の一定の係数は、使用形態に応じて特定されたものであり、任意の用途での要求を満たすように当業者により容易に決定される。
【００５８】
スケール回路１０６の出力は、ＬＬＲ乗算器１１０の入力に接続される。ＬＬＲ乗算器１１０の他の入力は正確なスケール係数計算回路１０２の出力に接続される。ＬＬＲ乗算器１１０の出力は、データサンプルに対応した正確なＬＬＲ値を表す。このデータサンプルに対応した正確なＬＬＲ値は、ターボ復号器に供給され、これにより、後により完全に記載するようにデータサンプルの復号が促進される。
【００５９】
データサンプルＳＩＲ回路９８は、受信したＣ／Ｉ比を他の所定のスケール係数により乗算することにより、Ｃ／Ｉ計算回路９２から供給されたＣ／Ｉ比に基づいてデータサンプルＳＩＲを計算する。スケール係数は、使用形態に応じて特定されたものであり、任意の用途での要求を満たすように当業者により容易に決定される。結果たるデータサンプルＳＩＲは、以下の等式により記載される。
【数４】
2011050064.tif 000006
【００６０】
チャネル推定ＳＩＲ回路１００は、Ｃ／Ｉ計算回路９２から受信したＣ／Ｉ比に基づいて、受信したＳＩＲを所定のスケール係数により乗算することによりチャネル推定ＳＩＲを計算する。この所定のスケール係数は、使用形態に応じて特定されたものであり、任意の用途での要求を満たすように当業者により容易に決定される。チャネル推定ＳＩＲは、以下の等式により記載される。
【数５】
2011050064.tif 000007
【００６１】
正確なスケール係数計算回路１０２は、データサンプルＳＩＲ回路９８により供給されたデータサンプルＳＩＲ、及びチャネル推定ＳＩＲ回路１００により供給されたチャネル推定ＳＩＲに基づいて、以下の等式に従って正確なＬＬＲスケール係数を計算する。
【数６】
2011050064.tif 000008
【００６２】
ここで、ｋは正確なＬＬＲスケール係数であり、残る変数は等式（３），（４）により定義される。
【００６３】
乗算器１０４は、ローパスフィルタ９４から出力されたチャネル推定の複素共益をデータサンプルにより乗算する。この結果は実部抽出回路１０５に送られる。この実部抽出回路１０５は、生成物の実部を取り出し、生成物の実部をスケール回路１０６によって所定の一定の係数によりスケールする。これにより、ＬＬＲ値の近似が得られる。ＬＬＲ推定の近似は、ＬＬＲ乗算器１１０に入力される。
【００６４】
スケール回路１０６の出力は、畳み込み符号化された信号を復号するのに適したＬＬＲ比を表す。しかしながら、ターボ符号化された信号を復号するのに用いられた場合、準最適な結果をもたらす。
【００６５】
本発明に従って、スケール回路１０６から出力されたＬＬＲ比は、ＬＬＲ乗算器１１０によって、正確なスケール係数計算回路１０２により供給され且つ上記した等式（５）により記載された正確なスケール係数により、スケールされる。
【００６６】
ＬＬＲ乗算器１１０の出力は、正確なＬＬＲ値を表す。このＬＬＲ値により、ターボ符号器によって、後により完全に記載するように、符号化された信号を効率的に復号することが促進される。
【００６７】
図６は、Ｃ／Ｉ推定回路１２０の好適な実施態様のより詳細な図である。このＣ／Ｉ推定回路１２０は、図５のＣ／Ｉ計算回路９２に対応する。Ｃ／Ｉ推定回路１２０は、順方向リンクと共に使用されるように適合されている。この実施態様において、Ｃ／Ｉ推定回路１２０は、乗算器５０と置換が可能なＰＮ逆拡散器１２２、ＰＮシーケンス生成器５２、及び図４の受信器８０の累算器８２、を含む。Ｍ系列ウォルシュ逆カバー（decover）回路１２４は図４のＴＤＭサンプル分離器８４と置換されている。
【００６８】
Ｃ／Ｉ推定回路１２０は、左から右に、また上から下に、ＰＮ逆拡散器１２２、Ｍ系列ウォルシュ逆カバー回路１２４、受信信号総エネルギー（Ｉｏ）計算回路１２６、第１定数回路１３６、パイロットフィルタ１２８、減算器１３２、第１増幅器１３４、パイロットエネルギー計算回路１３８、照合（look-up）表１４０、第２乗算器１４２、及びＣ／Ｉ累算回路１４４を含む。Ｃ／Ｉ推定回路１２０において、ＰＮ逆拡散１２２は、図４又は図５のＡＤＣ４８から出力されたディジタルな同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）信号を受信する。ＰＮ逆拡散器１２２は、Ｍ系列ウォルシュ逆カバー回路１２４及びＩｏ計算回路１２６に、並列に入力を供給する。Ｍ系列ウォルシュ逆カバー回路１２４は、パイロットフィルタ１２８及びパス重みづけ及び結合回路１５８内の定数分割回路１３０に入力を供給する。
【００６９】
エネルギー計算回路１２６の出力は減算回路１３２の正端子に接続される。減算回路１３２の負端子は第１乗算器１３４の出力端子に接続される。第１乗算器１３４の第１入力は第１定数回路１３６の出力に接続される。第１乗算器１３４の第２入力はパイロットエネルギー計算回路１３８の出力に接続される。パイロットフィルタ１２８は、パイロットエネルギー計算回路１３８に入力を供給する。
【００７０】
減算器１３２の出力は照合表（ＬＵＴ）１４０に接続される。ＬＵＴ１４０の出力は、第２乗算器１４２の第１入力及びパス重みづけ及び結合回路１５８内の第３乗算器１４６の第１入力に供給される。第２乗算器１４２の第２入力は第１乗算器１３４の出力に接続される。第２乗算器１４２の出力は、Ｃ／Ｉ累算回路１４４に接続され、Ｃ／Ｉ累算器の出力はＬＬＲ回路９６に入力を供給する。
【００７１】
パス重みづけ及び結合回路１５８は、第２定数生成回路１５０、第４乗算器１４８、第３乗算器１４６、定数分割回路１３０、複素共役回路１５２、第５乗算器１５４、及びパス累算回路１５６を含む。パス重みづけ及び結合回路１５８において、第４乗算器１４８の第１端子はパイロットフィルタ１２８の出力に接続される。このパイロットフィルタ１２８はＣ／Ｉ推定回路１２０内のパイロットエネルギー計算回路１３８の入力に接続される。第４乗算器１４８の第２端子は第２定数生成器１５０に接続される。第４乗算器１４８の出力は第３乗算器１４６の第２入力に接続される。第３乗算器１４６の出力は複素共益回路１５２に入力を供給する。複素共益回路１５２の出力は第５乗算器１５４の第１入力に接続される。定数分割回路１３０の出力は第５乗算器１５４の第２入力に接続される。第５乗算器１５４の出力はパス累算回路１５６の入力に接続される。パス累算回路１５６の出力はＬＬＲ回路９６の第２入力に接続される。ＬＬＲ回路の出力は復号器（図１の４８を参照）の入力に接続される。
【００７２】
動作において、ＰＮ逆拡散器１２２は、Ｉ及びＱ信号を受信し、Ｌ個のフィンガ（finger）、すなわちＬ個の独立パス（ｌ）を逆拡散する。ＰＮ逆拡散器１２２は、チャネル上での送信に先立ちＩ及びＱ信号を拡散するために用いられた擬似雑音シーケンスの逆を用いて、Ｉ及びＱ信号を逆拡散する。ＰＮ逆拡散器１２２の構成及び動作は周知である。
【数７】
2011050064.tif 000009
【００７３】
ここで、Ｎは、パイロットバースト当たりのチップ数であり、この特定の実施形態において６４である。・は、ＰＮ逆拡散器１２２から出力された、逆拡散された受信信号を表す。
【００７４】
当業者は、本発明の範疇から逸脱することなく、ＰＮ逆拡散器１２２により逆拡散される前に、Ｉｏを計算しても構わないことを理解するであろう。例えば、Ｉｏ計算回路１２６は、ＰＮ逆拡散器１２２から供給された入力の代わりに、図２及び図４のＡＤＣ４８から受信したＩ及びＱ信号から直接入力を受信してもよい。この場合、Ｉｏと同等の推定が、Ｉｏ計算回路１２６の出力において供給される。
【００７５】
Ｍ系列ウォルシュ逆カバー回路１２４は、公知の方法に従って直交データ信号を逆カバーし、パイロット信号を逆カバーする。逆カバーされた直交データ信号及びパイロット信号は、データチャネル及びパイロットチャネルと呼ばれる。この特定の実施形態において、直交データ信号は、１つのデータチャネルｓに対応し、このチャネルｓは以下の等式により表される。
【数８】
2011050064.tif 000010
【００７６】
本発明は、種々のウォルシュ符号を具備する信号と共に用いられるよう適合されているが、本発明は、当業者により他の形式の符号と共に用いられるように適合されてもよい。
【００７７】
パイロットチャネルはパイロットフィルタ１２８に入力される。パイロットフィルタ１２８はローパスフィルタとして機能する平均フィルタである。このパイロットフィルタ１２８は、パイロットチャネルから高周波数雑音及び干渉波成分を除去する。パイロットフィルタ１２８の出力は、以下の等式により表される。
【数９】
2011050064.tif 000011
【００７８】
濾波されたパイロットチャネルｐのエネルギーの推定は、パイロットエネルギー計算回路１３８により計算される。この推定されたエネルギーは、等式（８）により表される、濾波されたパイロットチャネルｐの複素振幅の２乗である。濾波されたパイロットチャネルｐの複素振幅の２乗は、以下の等式にて記載される所定のスケール係数ｃにより乗算される。
【数１０】
2011050064.tif 000012
【００７９】
ここで、Ｉｏｒは受信した、所望の信号のエネルギーであり、すなわち、雑音及び干渉波成分がより少ないＩｏと同等である。Ｅｐは、パイロットチップのエネルギーである。スケール係数ｃは多くの無線通信システムにおいて公知な順方向リンク定数である。
【数１１】
2011050064.tif 000013
【００８０】
次に、正確なＣ／Ｉ値は、Ｃ／Ｉ累算回路１４４によって、受信信号内のＬ個のパスに累算される。累算されたＣ／Ｉ値は、次に、ＬＬＲ回路９６及びレート／出力要求生成回路（図示せぬ）に供給される。レート／出力要求生成回路の構成は公知である。
【００８１】
パス重みづけ及び結合回路１５８において、第４乗算器１４８は、濾波されたパイロット信号を第２定数生成回路１５０により供給された定数ｋにより乗算する。定数ｋは、以下の等式に従って計算される。
【数１２】
2011050064.tif 000014
【００８２】
ここで、Ｅｓは変調シンボルエネルギーであり、Ｅｐはパイロットシンボルエネルギーであり、Ｍは、上述したようにチップ当たりのウォルシュシンボル数である。ＥｓのＥｐに対するレートは、しばしば知られており、逆方向リンク及び順方向リンク送信にあわせて決定されてもよい。
【数１３】
2011050064.tif 000015
【００８３】
チャネル推定は、次いで、第３乗算器１４６によって、ｌ番目のマルチパス成分と関連付けされた干渉波エネルギーＮｔ，ｌの逆数により乗算される。干渉波エネルギーＮｔ，ｌは、干渉波及び雑音成分の両方を含む。複素共役回路１５２は、次いで、第３乗算器１４６の出力の共役を計算する。この共益は、最大比パス結合重みを表す。次に、最大比パス結合重みは、第５乗算器１５４によって、分離回路１３０から出力された対応するデータシンボルにより乗算される。データシンボルｄは、以下の等式により表される。
【数１４】
2011050064.tif 000016
【００８４】
この等式中の変数は、等式（２），（７）により与えられる。
【００８５】
第５乗算器１５４の出力は、最適に重みづけされたデータ信号を表す。次に、この重み付けされたデータ信号は、パス結合回路１５６によって、信号を具備するＬ個のパスに累算される。この結果たる最適に結合されたデータ信号は、ＬＬＲ回路９６に供給される。このＬＬＲ回路９６は、復号器（図５に示されており、後により完全に記載する）への最適なソフト復号入力の計算を促進する。
【００８６】
なお、図５において、ただ１つのパスが示されているため、結合器は必要ない。１つでない場合、データ、パイロット、及び制御サンプルは、それぞれ異なるアンテナからの複数の平行データストリームとして解釈されねばならない。
【００８７】
当業者は、第１定数生成器１３６及び第２定数生成回路１５０によりそれぞれ供給される定数ｃ及びｋは、本発明の範疇から逸脱することなく、等式（３），（６）により表される定数または変数以外であってよいことを理解するであろう。
【００８８】
図７は、ＬＬＲ回路１７０、逆方向リンク及び図２，４の受信器４０，８０と共に使用されるよう適合された付随するトランシーバ回路１７２、の図を示している。ＬＬＲ回路１７０は、複素共役回路１７４を含む。この複素共役回路１７４の出力は、第１乗算器１７６の入力に接続される。第１乗算器１７６の出力は、実部抽出回路１０５の入力に接続される。この実部抽出回路１０５は第２乗算器の第１入力に出力を供給する。第２乗算器１７８の第２入力は一定係数回路１８８の出力に接続される。第２乗算器１７８の出力は、ＬＬＲ生成器１７９の入力に接続され、おおまかにスケールされたＬＬＲ値を表す。ＬＬＲ生成器１７９の出力は、ターボ復号器１８０の入力に接続される。ターボ復号器１８０は、図２の受信器４０または図３の受信器８０のような受信器に接続された、データ又はスピーチ生成ユニットに復号されたデータビットを供給する。データ又はスピーチ処理ユニットは、ｗ無線電話機（図示せぬ）又は他の機器又はコンピュータアプリケーション（図示せぬ）に出力を供給する。
【００８９】
パイロットサンプル及びデータサンプルは、図２又は図４の受信器からＬＬＲ生成器１７９に供給される。パイロットサンプルは、また、ローパスフィルタ１８６に入力として供給される。ローパスフィルタ１８６の出力は、複素共役回路１７４の入力に接続される。
【００９０】
動作において、ローパスフィルタ１８６により濾波されたパイロットサンプルは、ＬＬＲ回路１７０内の複素共役回路１７４に入力される。複素共役回路１７４は、濾波されたパイロット信号の共役を計算し、それらを第１乗算器１７６に出力する。第１乗算器１７６は、共役され且つ濾波されたパイロットサンプルを、受信器（図２，４を参照）のデータサンプルにより乗算する。次に、乗算された信号は、第２乗算器１７８及び一定係数回路１８８によって、所定の定数係数によりスケールされる。所定の一定係数は、使用態様に応じて特定されたものとされている。当業者は、適切な係数を計算し、対応する回路を形成することにより、任意の用途に対する要求を満たす係数を供給できることを理解するであろう。
【００９１】
結果たる、第２乗算器１７８から出力されたスケールされた信号はＬＬＲ生成器１７９に供給される。ＬＬＲ生成器１７９は図５のブロック９２，９８，１００，及び１０２と実質的に同様の動作をする。
【００９２】
ＬＬＲ生成器１７９の出力は、正確なＬＬＲ値を表す。このＬＬＲ値はターボ復号器１８０に入力される。また、ＬＬＲ値は、逆方向リンク用途等の比較的低い信号対干渉波比及び大きなマルチパス拡散係数により特徴付けられる応用形態及びターボ符号と共に使用されるのに適する。
【００９３】
構成が公知のターボ符号器１８０は、ＬＬＲ値を用いて、受信したデータサンプルを復号する。結果たるデータサンプルはデータ又は音声処理ユニット１８２等の信号処理回路に送信される。又はデータ処理ソフトウェアを走らせる受信器端部に接続されたコンピュータに送信される。
【００９４】
本実施形態において、処理器１８２及び送信器１８４は、図１のコンピュータ１２及び効率的な送信器１０に、または図３のコンピュータ１２及び送信器７０にそれぞれ対応する。
【００９５】
図８は、干渉波エネルギー計算回路１９０及び最適パス結合回路１５８の好適な実施態様のより詳細な図である。これらの回路は、図７のＬＬＲ回路にパイロットサンプル及びデータサンプルを供給する。正確な干渉波エネルギー計算回路１９０は、逆方向送信に対し最適とされ、図６のパス重みづけ及び結合回路１５８及びＬＬＲ回路９６を含む。
【００９６】
干渉波エネルギー計算回路１９０の動作は、Ｎｌの計算を除いて、図６のＣ／Ｉ推定回路１２０の動作と同様である。干渉波エネルギー計算回路１９０は、ＰＮ逆拡散器１２２、Ｍ系列ウォルシュ逆カバー回路１２４、及びパイロットフィルタ１２８を含む。Ｍ系列ウォルシュ逆カバー回路１２４は逆カバーを行う。すなわちＰＮ逆拡散器１２２から出力された逆拡散されたＩ及びＱ信号サンプルから、パイロットチャネル及びデータチャネルを抽出する。
【００９７】
干渉波エネルギー計算回路１９０において、パイロットチャネルは、パイロット減算回路１９２の正入力及びパイロットフィルタ１２８に供給される。パイロットフィルタ１２８は、パイロットチャネル内の雑音及び干渉波成分を抑制し、濾波された信号をパイロット減算回路１９２の負入力に供給する。パイロット減算回路１９２は、濾波されたパイロットチャネルからパイロットチャネルを減算し、シンボル当たりの干渉波及び雑音を表す信号を出力する。この干渉波及び雑音は、基地局（図示せぬ）の送信と、干渉波エネルギー計算回路１９０が用いられたトランシーバシステム（図１，図２，図３，図４の送信器及び受信器を参照）と、の間のチャネルにより発生させられたものである。各シンボルに対する干渉波及び雑音信号のエネルギー（Ｎｔ，ｌ）は、干渉波エネルギー計算回路１９４によって、以下の等式により計算される。
【数１５】
2011050064.tif 000017
【００９８】
ここで、Ｍはウォルシュシンボル当たりのチップ数であり、Ｎはパイロットバーストにおけるチップ数（６４チップ）であり、・はパイロット減算回路１９２の出力である。
【００９９】
干渉波エネルギー計算回路１９０は、図６の第１定数生成回路８４により供給される定数値ｃが分からない場合に使用される。乗算器１４８により用いられる定数ｋは、シンボルが逆方向リンクで復調された時点では知られていなくてもよい。従って、図８において、ＬＬＲの計算及び復号の直前に乗算が行われる。これは、多くの逆方向リンクの使用形態において、行われている。
【０１００】
図９はＣ／Ｉ計算回路２１０の他の実施形態の図である。この実施形態は図５の回路９０と共に使用されるよう適合されている。Ｃ／Ｉ計算回路２１０は図５のＣ／Ｉ計算回路９２の特別な実施態様である。Ｃ／Ｉ計算回路２１０を、図６のＣ／Ｉ計算器１２０と共に、又はこれの代わりに使用することができる。
【０１０１】
Ｃ／Ｉ計算回路２１０は、順方向リンクの使用形態と共に用いられるよう適合されており、標準化回路２１２を含む。標準化回路２１２は平方平均回路２１４及び平方回路２１５に並列に接続される。平方回路２１５の出力は雑音平方偏差推定回路２１６に接続される。平方平均回路２１４は絶対値回路２１８及び雑音平方偏差推定回路２１６に並列に接続される。絶対値回路２１８の出力は雑音平方偏差回路２１６及び除算器２２０の第１入力に並列に接続される。除算器２２０の第２入力は雑音平方偏差推定回路２１６の出力に接続される。
【０１０２】
動作において、受信されたデータサンプルは、標準化回路２１２によって、使用形態に応じて特定された所定の標準化係数により標準化される。この標準化係数は、任意の用途での要求を満たすように当業者により容易に決定される。標準化されたデータサンプルは平方平均回路２１４に供給される。平方平均回路２１４は標準化されたデータサンプルの複素の平方平均を計算する。標準化されたデータはまた、平方回路２１５により平方され、雑音平方偏差推定回路２１６に供給される。平方平均回路２１４の出力は、データサンプルのエネルギーの推定を表し、雑音平方偏差推定回路２１６に入力される。雑音平方偏差推定回路２１６は、以下の等式に従ってデータサンプルの雑音平方偏差の推定を計算する。
【数１６】
2011050064.tif 000018
【０１０３】
結果たるチャネル推定の雑音平方偏差は除算器２２０に出力される。除算器２２０はチャネル推定の絶対値の平方、すなわち回路２１８の出力を、雑音平方偏差σｚ２により除算する。この結果、比較的正確な、データサンプル化されたＣ／Ｉ比が得られる。結果たる１次信号対雑音比、すなわちデータベース化されたＣ／Ｉ比は、例えば図６の１２０により生成されたパイロット推定されたＣ／Ｉ比と結合される。この結果、等式（１）に従って結合されたＣ／Ｉ比が生成される。結合されたＣ／Ｉ推定は、図５のデータサンプルＳＩＲ回路９８、及び図５のチャネル推定ＳＩＲ回路１００に入力される。
【０１０４】
このように、特定の用途に向けた特定の実施形態を参照して、ここに本発明が開示された。当業者であって、本教示を利用できる者は、本発明の範疇において、付加的な改良、使用態様、実施形態を認識するであろう。
【図１】
2011050064.tif 000023
【図２】
2011050064.tif 000024
【図３】
2011050064.tif 000025
【図４】
2011050064.tif 000026
【図５】
2011050064.tif 000027
【図６】
2011050064.tif 000028
【図７】
2011050064.tif 000029
【図８】
2011050064.tif 000030
【図９】
2011050064.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月21日(2010.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合信号を受信し、これからパイロット信号及びデータ信号を抽出するための第１手段と、
前記パイロット信号に基づいてチャネル推定の関数としてログ尤度比を計算するための第２手段と、
前記チャネル推定の雑音平方偏差、前記データ信号の雑音平方偏差、前記データ信号のビット当たりの平均受信エネルギーに基づいて、前記ログ尤度比をスケーリングするための正確なログ尤度値を生成するための第３手段と、
前記正確なログ尤度値及び前記データ信号に基づいて前記受信した混合信号を復号するための第４手段と、
を具備するデータ信号及びパイロット信号成分を有する受信混合信号を正確に復号するための効率的な遠距離通信受信器システム。
【請求項２】
前記パイロット信号及び前記データ信号は、それぞれパイロットサンプル及びデータサンプルを具備する請求項１のシステム。
【請求項３】
前記第３手段は、前記パイロット信号に一部基づいて第１信号対干渉波比及び第２信号対干渉波比を計算するための搬送波信号対干渉波比回路を含む請求項２のシステム。
【請求項４】
前記第１信号対干渉波比は前記データサンプルに基づいており、前記第２信号対干渉波比は前記パイロットサンプルに基づいており、前記第１信号対雑音比及び前記第２信号対雑音比は、前記第３手段内の、前記ログ尤度比をスケーリングするための前記正確なログ尤度値のためのスケール係数を計算するための回路に入力を供給する請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１手段は、所定の拡散関数に従って前記受信した混合信号を逆拡散するための逆拡散器を含むと共にこれに応じた逆拡散された信号を供給する請求項１のシステム。
【請求項６】
前記拡散関数は擬似雑音シーケンス又はウォルシュ関数である請求項５のシステム。
【請求項７】
前記第１手段は、前記逆拡散信号から前記パイロット信号及び前記データ信号を抽出するための逆カバー回路をさらに含む請求項５のシステム。
【請求項８】
前記第３手段は、前記パイロット信号及び前記データ信号に基づいて１次搬送波信号対干渉波比を計算するための手段を含む請求項１のシステム。
【請求項９】
前記第３手段は、前記データ信号及び前記データ信号から導出されたエネルギー信号に基づいて雑音平方偏差を計算するためのデータ雑音平方偏差推定回路を含む請求項８のシステム。
【請求項１０】
前記データ雑音平方偏差推定回路は、以下の等式に基づいて前記データ信号の前記雑音平方偏差を計算するための手段を含み、
【数１】
2011050064.tif 000032
【請求項１１】
前記第３手段は、前記データ信号の前記平方偏差及び前記エネルギー信号の絶対値の関数として前記１次搬送波信号対干渉波比を計算するための除算回路を含む請求項９のシステム。
【請求項１２】
前記１次信号対雑音比に基づいて、第１信号対干渉波比及び第２信号干渉波比をそれぞれ計算するためのデータサンプル信号対雑音比回路及びチャネル推定信号対雑音比回路をさらに含む請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記第３手段は、以下の等式に従って前記ログ尤度比スケール係数を計算し、
【数２】
2011050064.tif 000033
【請求項１４】
前記第１信号対干渉波比γｄは以下の等式により記載され、
【数３】
2011050064.tif 000034
【請求項１５】
【数４】
2011050064.tif 000035
【請求項１６】
前記第２手段は、前記パイロット信号を濾波し、これに応じて濾波されたパイロット信号をチャネル推定として供給するためのローパスフィルタを含む請求項１のシステム。
【請求項１７】
前記第２手段は、前記データ信号を前記チャネル推定の複素共役により選択的に乗算し、これに応じた重みづけされた信号を供給するための第１乗算器を含む請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記第２手段は、前記重みづけされた信号の実部を所定の定数係数によりスケールし、これに応じた仮のログ尤度比を生成するためのスケール回路を含む請求項１７のシステム。
【請求項１９】
前記第３手段は、前記仮のログ尤度比を所定のスケール係数により乗算して前記正確なログ尤度値を生成するための第２乗算器を含む請求項１８のシステム。
【請求項２０】
前記第２手段は、減少された干渉波成分を有する濾波されたパイロット信号を供給するためのフィルタと、前記濾波されたパイロット信号の複素共役を出力として供給するための複素共役回路と、を含む請求項１のシステム。
【請求項２１】
前記第３手段は、前記複素共役を前記データ信号により乗算して結果を生成するための乗算手段を含み、前記結果は所定の定数係数によりスケールされてこれに応じた大まかなログ尤度比を生成し、前記大まかなログ尤度比は前記第３手段の所定のログ尤度比スケール係数によりさらにスケールされて正確なログ尤度値を生成する、請求項２０のシステム。
【請求項２２】
前記受信した混合信号の干渉波成分の推定に従って前記データ信号と前記パイロット信号を最適に結合し、これに応じた最適に結合された信号を前記第３手段に供給するための最適なパス結合回路をさらに含む請求項１のシステム。
【請求項２３】
前記第３手段は、前記最適に結合された信号を所定のログ尤度比スケール係数により乗算して前記正確なログ尤度値を生成するためのスケール回路を含む請求項２２のシステム。
【請求項２４】
前記最適なパス結合回路は、前記干渉波成分の前記推定を供給するための手段を含み、前記供給するための手段は前記パイロット信号を濾波して濾波されたパイロット信号を供給するためのローパスフィルタを含む請求項２３のシステム。
【請求項２５】
前記推定を供給するための手段は、前記パイロット信号から前記濾波されたパイロット信号を減算し、これに応じた前記干渉波成分の推定を供給するための減算器をさらに具備する請求項２４のシステム。
【請求項２６】
前記第３手段は、１次搬送波信号対干渉波比を計算するための搬送波信号対干渉波比計算回路を含む請求項１のシステム。
【請求項２７】
前記搬送波信号対干渉波比計算回路は、前記受信した混合信号の干渉波成分を推定するための手段を含む請求項２６のシステム。
【請求項２８】
前記干渉波成分を推定するための手段は、前記パイロット信号を濾波して濾波されたパイロット信号を供給するためのローパスフィルタと、前記受信した混合信号の総エネルギーを表す値を提供するための受信信号エネルギー計算回路と、前記パイロット信号と前記値を結合して前記１次搬送波信号対干渉波比を生成するための手段と、を含む請求項２７のシステム。
【請求項２９】
前記第２手段は、所定のスケール係数に基づいて前記第１信号対干渉波比及び第２信号対干渉波比をそれぞれ生成するためのデータサンプル信号対干渉波比回路及びチャネル推定搬送波信号対干渉波比回路を含む請求項２８のシステム。
【請求項３０】
前記搬送波信号対干渉波比計算回路は、所望の信号成分及び干渉波及び／又は雑音成分を有する前記混合信号を受信するための第１部と、前記受信した信号からの前記所望の信号成分の推定を抽出するための信号抽出回路と、前記所望の信号成分及び前記混合信号に基づいて正確な雑音及び／又は干渉波値を供給するための雑音推定回路と、を含む請求項２６のシステム。
【請求項３１】
前記搬送波信号対干渉波比計算回路は、前記正確な干渉波エネルギー値を用いて前記１次搬送波信号対干渉波比を計算する手段をさらに含む請求項３０のシステム。
【請求項３２】
前記正確な雑音及び／又は干渉波値を用いた前記信号を具備する複数信号パスのための最適なパス結合重みを計算し、これに応じて前記第３手段に最適に結合された信号パスを供給するための手段をさらに含み、前記第３手段は前記搬送波信号対干渉波比及び前記最適に結合された信号パスに基づいて前記ログ尤度比を計算する請求項３１のシステム。
【請求項３３】
前記第４手段は、前記ログ尤度値を用いて前記受信信号を復号するためのターボ復号器をさらに含む請求項３２のシステム。
【請求項３４】
レート及び／又は出力制御メッセージを生成し、前記レート及び／又は出力制御メッセージを効率的な受信器システムと通信する外部トランシーバに送信するための手段をさらに含む請求項３３のシステム。
【外国語明細書】
2011050064000001.pdf