(57)【要約】【課題】既知の周波数オフセットを用いて基地局の異なるアンテナから送信される記号の弁別を容易にする。【解決手段】２人のユーザからの第１および第２の信号は実質的に同じ帯域幅を占め、実質的に同じ搬送波周波数を用いる。他方で、或る基地局に関連する異なるアンテナの信号の相対的周波数は既知の特定の周波数オフセットを有するよう調整される。受信機ではかかる既知の周波数オフセットを用いて、任意の既知の周波数誤りを推定しまた多重送信信号を復調するのを助ける。復調に有用であるだけでなく、既知の周波数オフセットを複数の基地局それぞれに割り当てて、或る基地局の識別を容易にすることができる。この方法は、移動体用グローバル・システム（ＧＳＭ）を含む任意の種類の時間領域多元接続（ＴＤＭＡ）システムまたは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムに用いることができる。【選択図】図１
2011193522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の信号を復調する方法であって、
前記第１および第２の信号を第１および第２の関連する送信アンテナから実質的に同じ帯域幅で、また実質的に同じ搬送波周波数で受信し、
前記第１および第２の信号の間の周波数オフセットの既知の集合と前記搬送波周波数とにアクセスし、
前記第１および第２の信号内のシンボルを、周波数オフセットの前記既知の集合に少なくとも部分的に基づいて前記第１および第２のシンボルの周波数推定値を用いて検出する、
信号を復調する方法。
【請求項２】
前記第１および第２の信号は搬送波周波数にロックされる、請求項１記載の信号を復調する方法。
【請求項３】
前記第１および第２の信号に自動周波数制御（ＡＦＣ）を適用することを更に含む、請求項１記載の信号を復調する方法。
【請求項４】
前記ＡＦＣを適用することは、
ＡＦＣを前記第１および第２の信号の一方に適用し、前記第１および第２の信号の他方を取り消し、
ＡＦＣを前記第１および第２の信号の他方に適用し、前記第１および第２の信号の一方を取り消す、
請求項３記載の信号を復調する方法。
【請求項５】
前記第１および第２の信号に最尤周波数推定を適用することを更に含む、請求項１記載の信号を復調する方法。
【請求項６】
前記第１および第２の信号に位相同期ループ（ＰＬＬ）を適用することを更に含む、請求項１記載の信号を復調する方法。
【請求項７】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記第１および第２の信号に対応する基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項１記載の信号を復調する方法。
【請求項８】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記第１および第２の信号に対応する基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項２記載の信号を復調する方法。
【請求項９】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記第１および第２の信号に対応する基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項３記載の信号を復調する方法。
【請求項１０】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記第１および第２の信号に対応する基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項４記載の信号を復調する方法。
【請求項１１】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記第１および第２の信号に対応する基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項５記載の信号を復調する方法。
【請求項１２】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記第１および第２の信号に対応する基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項６記載の信号を復調する方法。
【請求項１３】
第１および第２の信号を復調する装置であって、
前記第１および第２の信号を第１および第２の関連する送信アンテナから実質的に同じ帯域幅で、また実質的に同じ搬送波周波数で受信する手段と、
前記第１および第２の信号の間の周波数オフセットの既知の集合と前記搬送波周波数とを記憶する手段と、
前記第１および第２の信号内のシンボルを、周波数オフセットの前記既知の集合に少なくとも部分的に基づいて前記第１および第２のシンボルの周波数推定値を用いて検出する手段と、
を含む信号を復調する装置。
【請求項１４】
前記第１および第２の信号に自動周波数制御（ＡＦＣ）を適用する手段を更に含む、請求項１３記載の信号を復調する装置。
【請求項１５】
前記第１および第２の信号に最尤周波数推定を適用する手段を更に含む、請求項１３記載の信号を復調する装置。
【請求項１６】
前記第１および第２の信号に位相同期ループ（ＰＬＬ）を適用する手段を更に含む、請求項１３記載の信号を復調する装置。
【請求項１７】
周波数オフセットの既知の集合を記憶する前記手段はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合を記憶し、また周波数オフセットの前記既知の集合に基づいて１つの基地局を前記複数の対応する基地局の中から識別する手段を更に含む、請求項１３記載の信号を復調する装置。
【請求項１８】
既知の周波数オフセットの集合を記憶する前記手段はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合を記憶し、また周波数オフセットの前記既知の集合に基づいて１つの基地局を前記複数の対応する基地局の中から識別する手段を更に含む、請求項１４記載の信号を復調する装置。
【請求項１９】
既知の周波数オフセットの集合を記憶する前記手段はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合を記憶し、また周波数オフセットの前記既知の集合に基づいて１つの基地局を前記複数の対応する基地局の中から識別する手段を更に含む、請求項１５記載の信号を復調する装置。
【請求項２０】
既知の周波数オフセットの集合を記憶する前記手段はそれぞれが複数の対応する基地局に関連する周波数オフセットの複数の集合を記憶し、また周波数オフセットの前記既知の集合に基づいて１つの基地局を前記複数の対応する基地局の中から識別する手段を更に含む、請求項１６記載の信号を復調する装置。
【請求項２１】
移動体端末で弁別するために第１および第２の信号を送信する方法であって、
前記第１および第２の信号の間に与えられる前記移動体端末に知られている周波数オフセットの既知の集合と、実質的に同じ搬送波周波数とを確立し、
周波数オフセットの前記既知の集合を前記第１および第２の信号に与え、
前記搬送波周波数で、また実質的に同じ帯域幅で送信するために前記第１および第２の信号をアップ変換し、
前記第１および第２の信号を送信して、周波数オフセットの前記既知の集合に少なくとも部分的に基づいて前記移動体端末による弁別を可能にする、
ことを含む信号を送信する方法。
【請求項２２】
周波数オフセットの前記既知の集合を確立することは、周波数オフセットの前記既知の集合を制御チャンネルで前記移動体端末に送信することを更に含む、請求項２１記載の信号を送信する方法。
【請求項２３】
周波数オフセットの前記既知の集合を確立することは、周波数オフセットの前記既知の複数の集合を前記制御チャンネルで前記移動体端末に送信することを更に含み、周波数オフセットの前記複数の集合は複数の基地局に対応する、請求項２２記載の信号を送信する方法。
【請求項２４】
前記第１および第２の信号は共に搬送波周波数にロックされる、請求項２１記載の信号を送信する方法。
【請求項２５】
前記第１および第２の信号は共に搬送波周波数にロックされる、請求項２２記載の信号を送信する方法。
【請求項２６】
前記第１および第２の信号は共に搬送波周波数にロックされる、請求項２３記載の信号を送信する方法。
【請求項２７】
移動体端末で弁別するために第１および第２の信号を送信する装置であって、
前記第１および第２の信号の間の、前記移動体端末に知られている周波数オフセットの既知の集合と、実質的に同じ搬送波周波数とを確立する手段と、
周波数オフセットの前記既知の集合を記憶する手段と、
周波数オフセットの前記既知の集合を前記第１および第２の信号に与える手段と、
前記第１および第２の信号を搬送波周波数で、また実質的に同じ帯域幅で送信して、周波数オフセットの前記既知の集合に少なくとも部分的に基づいて前記移動体端末による弁別を可能にする手段と、
を含む、信号を送信する装置。
【請求項２８】
前記既知の周波数オフセットを制御チャンネルで前記移動体端末に送る手段を更に含む、請求項２７記載の信号を送信する装置。
【請求項２９】
前記記憶する手段は複数の基地局に対応する複数の周波数オフセットを記憶する手段を更に含む、請求項２７記載の信号を送信する装置。
【請求項３０】
前記記憶する手段は複数の基地局に対応する複数の周波数オフセットを記憶する手段を更に含み、また前記送る手段は前記複数の周波数オフセットを前記制御チャンネルで前記移動体端末に送る手段を更に含む、請求項２８記載の信号を送信する装置。
【請求項３１】
第１および第２の信号を基地局と移動体端末との間で送る方法であって、
前記第１および第２の信号の間に与えられる周波数オフセットの既知の集合と、実質的に同じ搬送波周波数とを確立し、
周波数オフセットの前記既知の集合を前記移動体端末に送り、
周波数オフセットの前記既知の集合を前記第１および第２の信号に与え、
前記第１および第２の信号を前記搬送波周波数にアップ変換し、
前記第１および第２の信号を前記搬送波周波数で、また実質的に同じ帯域幅で送信して前記移動体端末による弁別を可能にし、
前記第１および第２の信号内のシンボルを、周波数オフセットの前記既知の集合に少なくとも部分的に基づいて前記第１および第２のシンボルの周波数推定値を用いて移動体端末で検出する、
ことを含む信号を送る方法。
【請求項３２】
前記第１および第２の信号は前記基地局で搬送波周波数にロックされる、請求項３１記載の信号を送る方法。
【請求項３３】
前記移動体端末で自動周波数制御（ＡＦＣ）を前記第１および第２の信号に適用することを更に含む、請求項３１記載の信号を送る方法。
【請求項３４】
前記移動体端末で最尤周波数推定を前記第１および第２の信号に適用することを更に含む、請求項３１記載の信号を送る方法。
【請求項３５】
前記移動体端末で位相同期ループ（ＰＬＬ）を前記第１および第２の信号に適用することを更に含む、請求項３１記載の信号を送る方法。
【請求項３６】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局の１つに関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項３２記載の信号を送る方法。
【請求項３７】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局の１つに関連する複数の周波数オフセットの集合の１つなので、前記基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項３３記載の信号を送る方法。
【請求項３８】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局の１つに関連する周波数オフセットの複数の集合の１つなので、前記基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項３４記載の信号を送る方法。
【請求項３９】
周波数オフセットの前記既知の集合はそれぞれが複数の対応する基地局の１つに関連する複数の周波数オフセットの集合の１つなので、前記基地局は前記複数の対応する基地局の中から識別することができる、請求項３５記載の信号を送る方法。
【請求項４０】
第１および第２の信号を基地局と移動体端末との間で送るシステムであって、
前記第１および第２の信号の間に与えられる周波数オフセットの既知の集合と、実質的に同じ搬送波周波数とを確立する手段と、
周波数オフセットの前記既知の集合を前記移動体端末に送る手段と、
周波数オフセットの前記既知の集合を前記第１および第２の信号に与える手段と、
前記第１および第２の信号を前記搬送波周波数にアップ変換する手段と、
前記第１および第２の信号を前記搬送波周波数で、また実質的に同じ帯域幅で送信して前記移動体端末による弁別を可能にする手段と、
前記第１および第２の信号内のシンボルを、周波数オフセットの前記既知の集合に少なくとも部分的に基づいて前記第１および第２のシンボルの周波数推定値を用いて移動体端末で検出する手段と、
を含む信号を送るシステム。
【請求項４１】
複数の基地局に対応する周波数オフセットの複数の集合を記憶するので前記移動体端末は前記基地局を前記複数の基地局の中から識別することができる手段を更に含む、請求項４０記載の信号を送るシステム。
【請求項４２】
前記検出する手段は前記移動体端末で自動周波数制御（ＡＦＣ）を前記第１および第２の信号に適用する手段を更に含む、請求項４０記載の信号を送るシステム。
【請求項４３】
前記検出する手段は前記移動体端末で最尤周波数推定値を前記第１および第２の信号に適用する手段を更に含む、請求項４０記載の信号を送るシステム。
【請求項４４】
前記検出する手段は前記移動体端末で位相同期ループ（ＰＬＬ）を前記第１および第２の信号に適用する手段を更に含む、請求項４０記載の信号を送るシステム。
【請求項４５】
前記検出する手段は前記移動体端末で自動周波数制御（ＡＦＣ）を前記第１および第２の信号に適用する手段を更に含む、請求項４１記載の信号を送るシステム。
【請求項４６】
前記検出する手段は前記移動体端末で最尤周波数推定値を前記第１および第２の信号に適用する手段を更に含む、請求項４１記載の信号を送るシステム。
【請求項４７】
前記検出する手段は前記移動体端末で位相同期ループ（ＰＬＬ）を前記第１および第２の信号に適用する手段を更に含む、請求項４１記載の信号を送るシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景技術）
ディジタル無線通信システムで多重送信アンテナを用いると、データ・レートを高め、また単一または多重の受信アンテナを持つ受信機の性能を向上させるのに有用であることが分かっている。かかるシステムでは送信信号は実質的に同じ周波数および帯域幅で送信されるので、そのチャンネル応答は周波数領域内でオーバーラップする。多くの周知の方法は開ループ・システムである。すなわち、チャンネル応答に関する情報について受信機から送信機へのフィードバックがない。このチャンネル情報があるときは、多重送信アンテナを用いれば閉ループ技術を用いてデータ・レートを高めることができる。
【０００２】
上記の技術で利点が得られる理由は、異なる送信（Ｔｘ）アンテナから受信（Ｒｘ）アンテナへのチャンネルが同じでないからである。種々の方式は異なる送信信号を互いに弁別できることを基礎にしている。送信信号のコヒーレントな受信を用いると、送信信号毎のチャンネル応答を受信機で推定プロセスにより得ることができる。異なる送信信号からのチャンネルが互いに干渉するときは、この推定プロセスは複雑で、プロセッサに負担がかかり、また不正確である。また、マルチパスでは信号が互いに時間的にオーバーラップする（遅れる）ので、推定プロセスは更に困難になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
チャンネル応答を推定して１つの望ましい信号と１つの干渉信号の共同復調を行うのにセミブラインド方式が用いられている。しかし、２人のユーザのチャンネル応答が同じ場合は、チャンネル推定値を容易に区別できる場合に比べて共同復調受信機の性能は劣る。フェードするチャンネルの性能を向上させる１つの方法はチャンネル推定値を適応的に更新（追跡）することである。しかしこの方法を用いると、推定されたチャンネルがユーザ信号に間違って割り当てられるというチャンネル切替えの問題が起こる。フェードする波形を区別できても、チャンネル推定値がユーザ信号に間違って割り当てられることがある。チャンネル推定値が例えば別のチャンネル・スイッチによりその正しいユーザに再び割り当てられない限り、このチャンネル切替えにより長いバーストの検出誤りが起こる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、既知の周波数オフセットを用いて、基地局の異なるアンテナから送信される信号の区別を助けることにより信号弁別を容易にすることに関する。信号は実質的に同じ帯域幅を占め、また実質的に同じ搬送波周波数を用いるが、異なる送信アンテナでの信号の相対的周波数をベースバンドまたは中間周波数で調整するので、異なるアンテナから送信される信号は小さな特定の周波数だけ分離される。このため各信号は搬送波に対して異なるオフセットを有し、搬送波に対する信号の周波数オフセットの集合が得られる。この周波数オフセットの集合により、チャンネル推定または干渉取消しを行う受信機内で高度の分離が得られる。また、周波数オフセットは異なる基地局からの信号を区別するのに役立つ。なぜなら、周波数オフセットの異なる既知の集合を複数の基地局のそれぞれに割り当てることができるからである。この方法は、移動体用グローバル・システム（ＧＳＭ）を含む任意の種類の時間領域多元接続（ＴＤＭＡ）システムまたは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムに用いることができる。
【０００５】
或る実施の形態では、少なくとも２本のアンテナを有する基地局は、第１および第２の信号を移動体端末に通信または送信するとき、まず前記第１および第２の信号に与えられる既知の周波数オフセットを確立する。周波数オフセットは移動体端末が知っており、または通知される。周波数オフセットはシステム設計の一部として合意しておいてもよいし、基地局のメモリ内のデータ構造または表を探索してもよい。移動体端末は周波数オフセットの集合を記憶してもよいし、または基地局は通常の動作を開始する前に周波数オフセットの集合を制御チャンネルにより移動体端末に送ってもよい。基地局は既知の周波数オフセットを第１および第２の信号に与えて、実質的に同じ搬送波周波数と帯域幅で送信するために信号をアップ変換する。与えられる既知の周波数オフセットに加えて、送信機により導入される未知の周波数誤りがあってよい。このため既知の周波数オフセットの設計に要求が課される。ただし、この要求は異なる送信チェーンの搬送波周波数をロックすることにより緩和することができる。送信信号は、既知の周波数オフセットに少なくとも部分的に基づいて移動体端末で復調してよい。
【０００６】
或る実施の形態に係るシステム内の移動体端末は第１および第２の信号を第１および第２の関連する送信アンテナから受信して、信号をダウン変換する。移動体端末は第１および第２の信号内のシンボルを、既知の周波数オフセットの集合に少なくとも部分的に基づいて、第１および第２のシンボルのチャンネル推定値と周波数推定値とを用いて検出する。移動体の受信機では、受信信号内に存在する未知の周波数誤りを訂正するために周波数推定値が必要である。１つの方法は自動周波数制御（ＡＦＣ）技術を用いることであるが、他の周波数補償法を用いてもよい。
【０００７】
本発明の或る実施の形態に係るシステムは、複数の隣接する基地局が周波数オフセットの複数の対応する集合を用いるよう設計することができる。周波数オフセットに関する情報は移動体端末に知らせてプログラムしてもよいし、または最初に制御チャンネルで移動体端末に送信してメモリ内に記憶してもよい。各基地局は、アンテナおよびトランシーバ装置に関連するメモリを有して周波数オフセット情報を記憶する。移動体端末は無線ブロックと、１本以上のアンテナと、プロセッサおよび制御論理と、ベースバンド論理とを含み、周波数オフセットを用いて基地局を識別し、値域設定やその他の機能を容易にすることができる。基地局および移動体端末内の種々のハードウエアとソフトウエアまたはマイクロコードとは本発明の種々の態様を実行する手段を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に従って動作する送信機および受信機の動作の機能的ブロック図と方法とを示す。
【図２】本発明の１つの実施の形態に係る、自動周波数制御を用いる干渉取消し受信機装置と受信方法の詳細を示す機能的ブロック図である。
【図３】本発明の別の実施の形態に係る、自動周波数制御を用いる共同復調受信機装置と受信方法の詳細を示す別の機能的ブロック図である。
【図４】本発明に係る、周波数オフセットを用いない第１および第２の信号のフェーザ表現である。
【図５】２つの信号の分離を可能にする本発明の実施の形態に係る第１および第２の信号のフェーザ表現である。
【図６】本発明の実施の形態に係る受信機を組み込んだ移動体端末の機能的ブロック図である。
【図７】本発明の或る実施の形態に係る、異なる周波数オフセットが複数の隣接する基地局に割り当てられるシステムの網図である。
【実施例】
【０００９】
本発明を例示の実施の形態に関して説明する。これは異なるアンテナから送信される信号に異なる周波数オフセットを用いる方法をとるが、各アンテナでは同じ搬送波周波数を用いる。かかる実施の形態は例を用いて与えられる。当業者が理解するように、添付のクレームの範囲から逸れることなく実現できる他の実施の形態がある。
開示される実施の形態は本発明に係る送信信号と受信信号の両方に関する。例示の実施の形態では、移動体端末が受信し、基地局が送信する。当業者が理解するように、本発明は適当な設計の装置で逆方向にも同様に機能する。また、本発明の方法は２個の移動体トランシーバまたは２個の固定トランシーバの間に用いることができる。
【００１０】
いくつかの数式と表記法では、読者が理解するように、図面に下付き文字と上付き文字を用いることができないことがある。なぜなら、文字が小さすぎてはっきり読めなくなるからである。或る場合には、下付きまたは上付きで書く方がよい文字も普通の文字で示している。例えば、ｓ1（ｋ）をｓ１（ｋ）で示すことがある。図面を直接説明する場合には図面内の表記法を用いる。そうでない場合は、正しい数学的表記法を用いてよい。ここに用いる等式は当業者に理解できるものである。
【００１１】
多重入力多重出力（ＭＩＭＯ）システムでは、合成の送信信号の帯域幅を実質的に増やさなくてもデータ・レートは大きくなる。その欠点は、送信信号が互いに干渉するため、信号を分離するのに複雑な受信機を必要とすることである。簡単な受信機でこの分離を容易にするため、異なる周波数オフセットと周波数推定法とを共に用いて、受信機で信号を区別するのを助ける。推定法は、当業者に周知の共同周波数推定法または多重ユーザ位相同期ループ法を含む。
【００１２】
また、移動体端末はしばしば複数の基地局からの送信を受ける。周波数オフセット自身は、それぞれが少なくとも２本のアンテナを有する複数の隣接する基地局それぞれに既知のオフセットの特有の集合を割り当てることにより、どの信号がどの基地局から送られているかを区別するのを助けるのに用いることができる。そして移動体端末はこの情報を用いて望ましい送信信号を検出し、または干渉する基地局からの信号を拒絶することができる。また、これらの特有の周波数オフセットを用いて送信信号の他の重要な特性を推定することができる。例えば、受信信号の強さを用いてソフト・ハンドオーバを行うのを助けてよく、また信号を既知の基地局に割り当てることができればより正確な信号強さの値を得ることができる。また、既知の基地局の識別を用いて移動体の値域設定や位置決めを行うことができる。
【００１３】
本発明の１つの実施の形態を図１のシステム１００のブロック図に示す。これは、２本の送信（Ｔｘ）アンテナ１０２および１０４で送信され、２本の受信（Ｒｘ）アンテナ１０６および１０８で受信される望ましい信号を示す。元の信号はまず符号化され、インターリーブされて、空間時間符号化および変調ユニット１１０に送られる。このブロックの目的は変調された信号を異なるＴｘアンテナにマップすることである。例えば、いわゆる「Ｖ−ＢＬＡＳＴ」方式では、異なるシンボルを変調して異なる送信アンテナに直接マップする（すなわち、追加の空間時間符号化を行わずに）。Ｖ−ＢＬＡＳＴ方式については、フォシニ(Foschini)  Ｇ．他の「多要素配列を用いるスペクトル効率の高い無線通信のための簡単化された処理(Simplified Processing for High Spectral Efficiency Wireless Communication Employing Multi-element Arrays)」, Journal on Selected Areas in Communications, 17(11): 1841-1852、１９９９年１１月、に述べられており、これをここに援用する。
【００１４】
送信機ＲＦユニット１１１および１１２は信号をアップ変換した後に送信する。信号をチャンネルで送信してＲｘアンテナで受信した後、受信機ＲＦユニット１１３および１１４で信号をダウン変換して復調ユニットに送る。復調ユニットはチャンネルおよび周波数推定を行って送信信号をコヒーレントに検出する。復調の後、得られた検出信号を復号器ユニットに送り、元の入力ビットを検出する。
【００１５】
図１で、信号ｓ１（ｋ）およびｓ２（ｋ）に１１５および１１６で周波数オフセットｆ1およびｆ2をそれぞれ与える。ランダムな周波数誤りも存在し、１１７および１１８でそれぞれ同じ方法でモデル化してｆT1およびｆT2で示す。かかるランダムな周波数誤りは、例えば製作されたクロック回路の許容誤差や、環境条件や、同様な要因により起こる。図１に示すように受信アンテナが２本ある場合は、受信信号ｒ１（ｋ）およびｒ２（ｋ）はそれぞれ、送信アンテナと受信アンテナの間の矢印で示すように第１の送信信号ｓ１（ｋ）および第２の送信信号ｓ２（ｋ）からの寄与を含む。１本のアンテナを持つ受信機の場合は、単一の受信信号ｒ（ｋ）はｓ１（ｋ）およびｓ２（ｋ）の両方からの成分を含む。
【００１６】
上の方式では、ＡＦＣの定常状態中の検出性能は２つの信号の間に大きな周波数差がある方がよいことに注意すべきである。その理由は、実際のところ、２つの信号を分離する能力がユーザの間のチャンネル応答の差に依存するからである。したがって、ランダムなシステム誤りによる追加のオフセットの差｜ｆT1-ｆT2｜が十分大きい場合は、チャンネルに差を与えるための手段が必要になる。或る時期には、高い性能を得るために、基礎的なチャンネル応答の差に依存するシステムが提案された。上に述べたように、既知の周波数オフセットを各送信チェーンに加えるとシステムは改善される。マルチユーザＡＦＣループを用いる受信機では、異なる送信信号の周波数を分離してその間にほとんど不明確さがなくなるようにすることにより、過渡期の収束を速くすることができる。第２に、データ・バースト全体で同じチャンネル応答を有する確率を小さくすることにより、定常状態での検出性能を高めることができる。
【００１７】
図１の２ｘ２のＭＩＭＯシステムに戻って、周波数ｆ1およびｆ2を第１および第２の送信信号にそれぞれ与えて既知のオフセットを達成する。この方法は３本以上の送信アンテナに容易に拡張することができる。図１にはベースバンド表現が示されている。しかし、この方法は或る搬送波周波数または中間周波数でのシステムにも用いることができる。２つの周波数ｆ1およびｆ2は、２ｆmax1と２ｆmax2の大きい方より大きな分離を得るようにしなければならない。ただし、ｆmax1＝｜ｆT1｜およびｆmax2＝｜ｆT2｜は各送信アンテナでの最大予想周波数誤りを表す。言い換えると、｜ｆ1−ｆ2｜は２ｍａｘ（ｆmax1，ｆmax2）より大きくなければならない。ｍ＞２本の送信アンテナがある場合は、任意の２本のアンテナｍおよびｎ（ｍ≠ｎ）について、上の項は周波数ｆmおよびｆnについて成り立つ。また、ランダムな周波数誤りは受信機でも導入され、１２０および１２２で周波数誤りｆR1およびｆR2をそれぞれ与えてモデル化する。
【００１８】
復調方式は、ダウン変換し、ブロック１１９内で周波数推定およびチャンネル推定を与え、平滑するなどにより、既知の周波数オフセットを持つ信号内のシンボルを検出する。ｆ1およびｆ2の値は受信機が知りまた一般に記憶しているので、これにアクセスして周波数推定方法を開始するのに用いることができる。前に述べたように、自動周波数制御（ＡＦＣ）技術（後で更に詳細に説明する）をブロック１１９内の周波数推定に用いることができる。しかし、この技術で周知の他の技術を適用することもできる。例えば他の従来のＡＦＣ方式の代わりにまたは追加して、既知のトレーニング・シーケンスまたはパイロット・チャンネルを用いる最尤推定技術を用いてもよいし、位相同期ループ（ＰＬＬ）を適用してもよい。
【００１９】
ＭＩＭＯシステムにより送信される信号を検出する１つの共通の方法は、１本のアンテナから送信される信号を別個に検出し、他のアンテナから送信される信号は取り消すことである。この型の受信機を干渉取消し受信機と呼ぶ。この場合、検出された信号だけの周波数誤りを補償するのにＡＦＣを適用することができる。第１の信号について図１のシステムにＡＦＣを適用した場合を図２に示す。このプロセスは第２の信号についても同じである。２本以上の受信アンテナを用いる場合は、受信チェーンを周波数ロックして、実質的にｆR＝ｆR1＝ｆR2にすることが望ましい。本発明のこの実施の形態では、この方法を用いて検出信号毎にＡＦＣを行う。受信機内で処理されるとき第１の信号ｒ１（ｋ）をｓ１と呼び、第２の信号ｒ２（ｋ）をｓ２と呼ぶ。図２では、受信機構成要素２００は干渉取消し、チャンネル推定および周波数推定ブロック２０２と平滑ブロック２０４とを含む。ｆerr1はｓ１の最初の周波数推定値である。ｆe1はｓ１の周波数オフセットの推定値である。便宜上、ｆoff1およびｆoff2という表記法を用いる。ただし、ｆoff1＝ｆ1＋ｆT1＋ｆRおよびｆoff2＝ｆ2＋ｆT2＋ｆRである。図２に示すものと同様のＡＦＣ方式の詳細は米国特許第５，８７８，０９３号に見られ、これをここに援用する。
【００２０】
上に述べたＡＦＣ方式は２つのユーザ信号を別個に復調するときに適している。しかし、両信号を共同でコヒーレントに検出するには、共同ＡＦＣを使用するのは厳しい。本発明に係るシステムに適用して共同ＡＦＣを用いたものを図３に示す。図３は受信機構成要素３００を示すもので、共同検出と周波数推定とチャンネル推定のためのブロック３０２と、２つの平滑ブロック３０４および３０６を含む。この場合も、信号をｓ１およびｓ２で示す。共同検出ブロック３０２は周波数誤りを推定して、これらの推定値をｆerr1およびｆerr2として出力する。これらの周波数誤り推定値は平滑ブロック３０４および３０６に送られ、全周波数オフセットｆe1およびｆe2を推定する。本発明では、周波数オフセットｆ1およびｆ2は既知である。周波数推定値ｆe1を与えて受信信号を補償すると信号ｓ１の見かけの周波数誤りはゼロまで減り、他方で他の信号の見かけの周波数誤りはｆe2−ｆe1＝ｆoff2−ｆoff1に変わる。ｆe1およびｆe2の初期推定値は既知の周波数オフセット値ｆ1およびｆ2にそれぞれ設定することができる。図３に示すように、共同検出ブロック３０２に見かけの周波数の推定値を入力する必要がある。図３に示すのと同じ共同ＡＦＣ法の詳細は本出願者の米国特許出願第０９／６９９，９２０号、２０００年１０月３０日出願、に示されており、これをここに援用する。
【００２１】
最後に、２つの送信信号の搬送波周波数は周波数をロックしてよいことに注意すべきである。これは２本のアンテナを用いる基地局で同じ信号源から搬送波を生成することにより達成することができる。搬送波の周波数をロックした場合は、送信機と受信機の設計に２つの意味を有する。第１に、｜ｆ1−ｆ2｜の値を小さくすることができる。なぜなら、両送信機はｆT1（＝ｆT2）だけシフトされるので、既知の周波数オフセットの周波数差を保存するからである。第２に、受信機チェーンの周波数もロックした場合、または受信機のアンテナが１本だけの場合は、ｆe2−ｆe1＝ｆ2−ｆ1であって、これは既知である。この場合も、やはりＡＦＣを適用して未知の周波数誤りを補償しなければならないが、見かけの周波数成分の差は既知であり、共同検出ブロック３０２に入力する必要はない。
【００２２】
この方法の効率を示すため、２つの送信信号ｓ1（ｋ）およびｓ2（ｋ）を含み、かつチャンネルｃ11（ｋ）およびｃ21（ｋ）によりそれぞれ劣化した受信信号ｙ1（ｋ）を考える。この場合の受信信号は次のように記述される。
【数１】
2011193522.tif 000003
目的はｆT1およびｆT2を小さくして、またはこれらの２つの周波数をロックして、２つの送信信号に同じように影響を与えることである。しかし、この目的が達せられるのはｃ11（ｋ）＝ｃ21（ｋ）のときであり、そのときは図４の状態が特定の時刻に起こる。すなわち、２つのチャンネルが同じで、かつ周波数誤りが同じなので、検出手続きが不明確になる。図４は２つの信号が点４００で一致するチャンネルを表す位相表示フェーザ(phaser)としてこれを示す。
【００２３】
チャンネル係数ｃ11（ｋ）およびｃ21（ｋ）が変化しない、または時間と共に非常にゆっくり変化するとき、データの長いバーストに不明確さが存在する期間が続くことがある。送信信号に周波数オフセットｆ1およびｆ2を加えると、受信信号は次のようになる。
【数２】
2011193522.tif 000004
ｆT1およびｆT2は小さくするかまたは共にロックすることができる。なぜなら、２つの送信信号を区別するためにｆ1およびｆ2を追加したからである。このために、或る瞬間に図５示す状態が得られる。ここで、フェーザはチャンネル応答が５０２および５０４の点で一致しないことを示す。或る時刻に両者が一致したとしても、ｆ1はｆ2に等しくないので、長いデータ・バーストでは一致は続かない。
【００２４】
図６は本発明を実現する移動体端末のブロック図である。図６は音声機能を持つ携帯電話などの端末を示す。この場合は、第１および第２の信号は音声またはデータまたはその組合せを含んでよい。２つの信号は１つの情報ストリーム（例えば、１つの音声呼）または複数の情報ストリーム（例えば、３方向の呼の２人の音声ユーザ）に対応してよい。この図は単なる例であって、本発明はテキストまたはその他の形式のデータの通信専用の移動体端末でも同様に機能する。
【００２５】
図６に示すように、端末は無線ブロック６０１と、ベースバンド論理ブロック６０２と、オーディオ・インターフェース・ブロック６０４とを含む。当業者が理解するように、無線ブロック６０１内で、受信情報および送信情報は種々の搬送波の無線周波数（ＲＦ）に、またはＲＦから変換され、濾波が行われる。少なくともアンテナ６０６から成る端末のアンテナ・システムは無線ブロックに接続する。前に述べたように、端末は２本のアンテナを用いてよく、オプションの第２のアンテナ６０７も無線ブロックに接続する。ベースバンド論理ブロック６０２では、基本的な信号処理（例えば、同期化、チャンネル符号化、復号、バースト・フォーマッティング）が行われる。この例では、ベースバンド論理は、本発明に係る干渉取消し（Ｉ．Ｃ．）や、周波数推定（Ｆ．Ｅ．）や、他の機能を行う受信機サブシステム６１２を含む。ベースバンド論理ブロックは１つ以上のＡＳＩＣにより、または恐らくディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）により実現してよい。オーディオ・インターフェース・ブロック６０４は音声だけでなくアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）処理およびＤ／Ａ処理を行う。プロセッサおよび制御論理ブロック６０８は上に述べたブロックを調整し、またキーパッドや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのヒューマン・インターフェース構成要素（図示しない）を制御するのに重要な役割を演じる。
【００２６】
プログラム・コード（マイクロコードの形が多い）はメモリ６０３内に記憶され、プロセッサおよび制御論理を通して端末の動作を制御する。またこの実施の形態におけるメモリ６０３は周波数オフセットの任意の既知の集合を記憶するので、本発明に従ってこれにアクセスして用いることができる。図６に示す移動体端末は、スマート・カード読取り器インターフェースを介してスマート・カード識別モジュール（ＳＩＭ）６１１とインターフェースする。プロセッサおよび制御論理とメモリとＳＩＭの間の相互接続の略図を示す。インターフェースはしばしば内部バスである。また任意のまたは全てのかかる構成要素は離散的でよく、多数の構成要素で実現され、または１つまたは少数の半導体デバイス内にまとめてよい。
【００２７】
本発明の移動体端末の実施の形態は従来の「セルラホン」型の端末である必要はなく、マルチライン・ディスプレイを含みまたは含まないセルラ無線電話、セルラ無線電話とデータ処理またはファクシミリまたはデータ通信機能とを結合するパーソナル通信システム（ＰＣＳ）端末、無線電話や、ページャや、インターネット／イントラネット・アクセスや、ウエブ・ブラウザや、オルガナイザを含むパーソナル・データ・アシスタント（ＰＤＡ）、従来のラップトップおよび／またはパームトップ・コンピュータまたは無線電話トランシーバを含む他の機器を含んでよい。移動体端末は「パーベイシブ・コンピューティング」装置と呼ばれることもある。
【００２８】
図７は本発明の或る実施の形態に係る基地局システム７００を示す。基地局システム７００は、移動体端末７０３との通信を準備する少なくとも１つの基地局７０２を含む。多くの実施の形態において、基地局７０４，７０５，７０６が基地局システム内に含まれ、全ては基地局７０２と同様かまたは全く同じなので、図７のこれらの基地局のいくつかの詳細は省かれている。基地局７０４，７０５，７０６は、移動体端末７０３がシステム内を移動するに従って移動体端末７０３との通信を引き継いでよい。基地局７０２は２本のアンテナ７０７および７０９を含み、本発明に従って２つのユーザ信号を送信する。この技術で理解されるように、トランシーバ装置７１０は通常の無線周波数構成要素や、プロセッサや、移動体交換局への通信リンクなどを含む。最後に、メモリ７１２は基地局７０２の送信周波数オフセット７１５と、恐らく隣接する基地局の周波数オフセットとを記憶する。トランシーバ装置はアンテナとメモリ７１２とに接続する。アンテナは実質的に同じ帯域幅と搬送波周波数で信号を送信する。またメモリは基地局を運転する少なくともいくつかのコンピュータ・プログラム・コードも含んでよい。
【００２９】
図７の実施の形態では、基地局（この例では基地局７０２）は移動体端末と共に用いる周波数オフセットの集合を確立する。周波数オフセットの値は直接に、または前に述べたようにｆ1およびｆ2の値を交換または送信することにより間接に、確立してよい。複数の隣接する基地局を持つシステムでは、基地局は局所でまたは遠隔から周波数オフセットを与えられてもよいし、周波数オフセットを交渉してもよい。例示の実施の形態では、周波数オフセットの前記集合または周波数オフセットの種々の集合は、用いられる周波数オフセットを確立するプロセスの一部として７１６で示す制御チャンネルで移動体端末に送られる。複数の周波数オフセットを制御チャンネルで送って通信を開始すると、送信周波数オフセットの各特有の集合は基地局システムを構成する複数の基地局の１つに対応する。したがって、移動局はオフセットのその特有の集合により各基地局を識別することができる。
【００３０】
本発明のコンピュータ・プログラム・コード要素は、ハードウエアおよび／またはソフトウエア（ファームウエア、常駐ソフトウエア、マイクロコードなど）で実現してよい。かかる要素はコンピュータ・プログラム製品の形をとってよい。これは、基地局トランシーバ装置などのハードウエアにより、またはハードウエアに関して用いられる媒体内で実現されるコンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能なプログラム命令、「コード」、または「コンピュータ・プログラム」を有するコンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な記憶媒体により実現することができる。図７にはかかる媒体をメモリ７１２として示す。
【００３１】
この文書の文脈では、コンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な媒体は、命令実行システム、機器、または装置により、またはこれらに関して用いられるプログラムを、含み、記憶し、送り、伝播し、または転送することのできる任意の媒体でよい。コンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な媒体は、例えば、電子的な、磁気的な、光学的な、電磁的な、赤外線の、または半導体の、システムや、機器や、装置や、インターネットなどの伝播媒体でよいが、これらに限定されるものではない。コンピュータが使用可能なまたはコンピュータが読み取り可能な媒体は、紙またはその上にプログラムを印刷できる別の適当な媒体でもよいことに注意していただきたい。なぜなら、プログラムは例えば紙または他の媒体を光学的に走査して、編集し、翻訳し、または他の適当な方法で処理することにより電子的に捕捉することができるからである。
【００３２】
本発明の特定の実施の形態について上に述べた。電気通信の当業者が容易に認識するように、本発明は他の環境で他の応用を有する。実際のところ、多くの実施の形態や実現が可能である。添付のクレームは本発明の範囲を上に述べた特定の実施の形態に制限するものではない。また、「のための手段」という表現はクレーム内の要素を手段プラス機能と読ませるためのものであり、この表現を特定して用いない要素は、「手段」という語を含む場合でも、手段プラス機能の要素とは読まれない。
【図１】
2011193522.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月15日(2011.6.15)
【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】
第１および第２の信号を復調する方法であって、
前記第１および第２の信号を第１および第２の関連する送信アンテナから実質的に同じ帯域幅で、また実質的に同じ搬送波周波数で受信し、
前記第１および第２の信号の間の周波数オフセットの既知の集合と前記搬送波周波数とにアクセスし、
前記第１および第２の信号内のシンボルを、周波数オフセットの前記既知の集合に少なくとも部分的に基づいて前記第１および第２のシンボルの周波数推定値を用いて検出する、
信号を復調する方法。
【外国語明細書】
2011193522000001.pdf