(57)【要約】  複数のアンテナ素子を有する移動端末によって実行される通信方法であって、複数のアンテナ素子からの対応するＲｘベクトル信号を受信するステップ、対応するＲｘベクトル信号により各アンテナ素子のＲｘベクトル信号に対応する適当な重みベクトルを計算するステップ、前記対応する適当な重みベクトルをそれぞれ用いて、前記Ｒｘベクトル信号を重み付けし、次いで組み合わせることによって、最大ＳＮ比を有する出力信号を得るステップを含む通信方法。この方法を使用する場合、望ましいシステム性能が維持されてもよく、重みベクトルの生成の複雑さも効果的に低減されてもよい。
2007512794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナ素子を有する移動端末によって実行される通信方法であって、
（ａ）複数のアンテナ素子からの対応するＲｘベクトル信号を受信するステップ、
（ｂ）前記対応するＲｘベクトル信号により、各アンテナ素子の前記Ｒｘベクトル信号に対応する適当な重みベクトルを計算するステップ、
（ｃ）前記対応する適当な重みベクトルをそれぞれ用いて、前記Ｒｘベクトル信号を重み付けし次いで組み合わせることによって、最大ＳＮ比（信号対雑音比）を有する出力信号を得るステップを含む、通信方法。
【請求項２】
ステップ（ｂ）には、
（ｂ１）時間の次元での統計的方法を用いて、前記Ｒｘベクトル信号の自己相関行列を計算するステップ、
（ｂ２）前記Ｒｘベクトル信号の前記自己相関行列により、前記適当な重みベクトルを計算するステップが含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップ（ｂ２）には、
（ｂ２１）前記Ｒｘベクトル信号により、ベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列を計算するステップ、
（ｂ２２）前記ベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列および前記Ｒｘベクトル信号の前記自己相関行列により、ベクトル雑音の前記自己相関行列を計算するステップ、
（ｂ２３）前記ベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列および前記ベクトル雑音の前記自己相関行列により、前記Ｒｘベクトル信号での選ばれた時刻における信号に対応する前記適当な重みベクトルを計算するステップが含まれる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記Ｒｘベクトル信号での前記選ばれた時刻における前記信号は、各時刻における前記Ｒｘベクトル信号中の信号である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ステップ（ｂ２３）は、次式に従って前記適当な重みベクトルＷｏｐｔを計算し、
Ｒｈｈ・Ｗ＝λ・Ｒｚｚ・Ｗ
上式で、
Ｒｈｈは、前記ベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列であり、
Ｒｚｚは、前記ベクトル雑音の前記自己相関行列であり、
λは、固有値であり、
Ｗは、前記重みベクトルであり、
λの最大値に対応する前記重みベクトルＷは、前記適当な重みベクトルＷｏｐｔである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記Ｒｘベクトル信号での前記選ばれた時刻の範囲にわたって、前記Ｒｘベクトル信号に対応する前記自己相関行列を得るために、時間の次元での前記統計的方法が、前記Ｒｘベクトル信号での前記選ばれた時刻の範囲にわたって前記Ｒｘベクトル信号に対して実行され、前記決定された適当な重みベクトルは、前記Ｒｘベクトル信号での前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号に対応する前記適当な重みベクトルであり、
（ｂ３）前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号の前記自己相関行列により、後続のＲｘベクトル信号の前記自己相関行列を計算するステップ、
（ｂ４）前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルおよび前記後続のＲｘベクトル信号の前記自己相関行列により、前記後続のＲｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルを決定するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｂ４）は、次式に従って前記後続のＲｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルを計算し、
ＷＨｏｐｔ（ｔ＋１）＝Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）／（｜｜Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）｜｜）
上式で、
Ｒｒｒ（ｔ＋１）は、前記後続のＲｘベクトル信号の前記自己相関行列であり、
ＷＨｏｐｔ（ｔ）は、前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルの共役転置であり、
ＷＨｏｐｔ（ｔ＋１）は、前記後続のＲｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルの前記共役転置であり、
｜｜Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）｜｜は、Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）に対するノルム数演算（ｎｏｒｍａｌ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）の実行を意味する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
複数のアンテナ素子からの対応するＲｘベクトル信号を受信するための受信ユニット、
前記対応するＲｘベクトル信号により、各素子の前記Ｒｘベクトル信号に対応する適当な重みベクトルを計算するための計算ユニット、
最大ＳＮ比を有する出力信号を得るために、前記対応する適当な重みベクトルを有する前記Ｒｘベクトル信号をそれぞれ重み付けし、次いで組み合わせるための組合せユニットを含む、複数の素子を有する移動端末。
【請求項９】
前記計算ユニットは、時間の次元での統計的方法を用いて前記Ｒｘベクトル信号の自己相関行列を計算し、前記Ｒｘベクトル信号の前記自己相関行列によって前記適当な重みベクトルを計算する、請求項８に記載の移動端末。
【請求項１０】
前記計算ユニットは、前記Ｒｘベクトル信号によりベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列を計算し、前記ベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列および前記Ｒｘベクトル信号の前記自己相関行列により、ベクトル雑音の前記自己相関行列を計算し、前記ベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列および前記ベクトル雑音の前記自己相関行列により、前記Ｒｘベクトル信号での選ばれた時刻における信号に対応する前記適当な重みベクトルを計算する、請求項９に記載の移動端末。
【請求項１１】
前記Ｒｘベクトル信号での前記選ばれた時刻における前記信号は、各時刻における前記Ｒｘベクトル信号中の前記信号である、請求項１０に記載の移動端末。
【請求項１２】
前記計算ユニットは、次式に従って前記適当な重みベクトルＷｏｐｔを計算し、
Ｒｈｈ・Ｗ＝λ・Ｒｚｚ・Ｗ
上式で、
Ｒｈｈは、前記ベクトル・チャネル応答の前記自己相関行列であり、
Ｒｚｚは、前記ベクトル雑音の前記自己相関行列であり、
λは、固有値であり、
Ｗは、前記重みベクトルであり、
λの最大値に対応する前記重みベクトルＷは、前記適当な重みベクトルＷｏｐｔである、請求項１１に記載の移動端末。
【請求項１３】
前記Ｒｘベクトル信号での選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号に対応する前記自己相関行列を得るために、前記Ｒｘベクトル信号での前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号に対して、時間の次元での前記統計的方法が実行され、前記決定された適当な重みベクトルは、前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号に対応する前記適当な重みベクトルであり、前記計算ユニットは、前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号の前記自己相関行列により、後続のＲｘベクトル信号の前記自己相関行列を計算し、前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルおよび前記後続のＲｘベクトル信号の前記自己相関行列により、前記後続のＲｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルを決定する、請求項９に記載の移動端末。
【請求項１４】
前記計算ユニットは、次式に従って前記後続のＲｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルを計算し、
ＷＨｏｐｔ（ｔ＋１）＝Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）／（｜｜Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）｜｜）
上式で、
Ｒｒｒ（ｔ＋１）は、前記後続のベクトル信号の前記自己相関行列であり、
ＷＨｏｐｔ（ｔ）は、前記選ばれた時刻の範囲にわたる前記Ｒｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルの共役転置であり、
ＷＨｏｐｔ（ｔ＋１）は、前記後続のＲｘベクトル信号の前記適当な重みベクトルの前記共役転置であり、
｜｜Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）｜｜は、Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）に対するノルム数演算の実行を意味する、請求項１３に記載の移動端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的に通信の方法および装置に関し、より詳細には、複数のアンテナ素子を有する移動端末で使用するための通信の方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチアンテナ技術においては、所望の信号が強められるとともに妨害信号は受信信号が重みづけられ組み合わされた後に抑制されるように、各信号を適当な重み係数で重み付けすることにより各アンテナ素子によって受信される各信号の位相および振幅を調整するために、一般的に２つ以上のシングルアンテナ素子が使用されてアンテナ・アレイを構成する。従来のシングルアンテナ技術と比較して、マルチアンテナ技術はマルチパス干渉と戦う際に特に有利であり、したがって様々な通信分野において有望であると見込まれる。
【０００３】
無線通信システムにおいては、マルチアンテナ技術は信号受信性能を高めるために基地局に適用されてもよく、ならびに通信品質をさらに改善するために移動端末に適用されてもよい。マルチアンテナ技術を移動端末に適用する２つの技術的解決法は、特許出願「マルチアンテナを有する移動端末およびその方法（Mobile Terminals with Multiple Antennas and the Method thereof）」コーニンクレッカ・フィリップス・エレクトロニクスＮＶ（KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N. V.）、２００２年１２月２７日、出願第０２１６０４０３．７号、およびもう１つの特許出願「スマートアンテナを有する移動端末（Mobile Terminals with Smart Antenna and the Method thereof）」同一出願人、同一出願日、出願第０２１６０４０２．９号に記載されており、両方とも参考として本明細書に援用する。
【０００４】
図１は、無線伝搬チャネルを介して無線信号を受信するマルチアンテナを有する移動端末を示す構成図である。図に示されているように、ＢＳ（基地局）における送信機１０によって送信された無線信号ｄ（ｔ）は、Ｌ個の経路からなる無線伝搬チャネル２０を介して、ＵＥ（ユーザ装置）内の受信機３０に供給される。ＵＥにおいて、Ｎ個のアンテナ素子からなるアンテナ・ユニット３０１は、前記Ｌ個の経路からの無線信号を受信し、受信されたＮ個の無線信号をそれぞれＲＦフィルタ、増幅器およびミクサのＮ個のグループからなるＲＦ処理装置３０２に入力する。ＵＥにおいて、独立型マルチアンテナ処理装置３０３は、ＲＦ処理装置３０２と従来のシングルアンテナ移動端末のモデム・ユニット３０４との間に挿入されている。Ｎ個の無線信号は、ＲＦ処理装置３０２によって変換されてベースバンド信号になり、次いでマルチアンテナ処理装置３０３に入力される。マルチアンテナ処理装置３０３において、特許出願第０２１６０４０３．７号または第０２１６０４０２．９号に開示された方法は、入力されたＮ個のベースバンド信号を重み付けおよび結合し、組み合わされた信号をモデム・ユニット３０４に入力するために使用されてもよく、その結果、ベースバンド信号中の情報は、レイク受信機、ジョイント・ディテクション（Joint Detection―結合検波―）などのような方法を用いて復調されてもよい。
【０００５】
図１に示されるように、アンテナ・ユニット３０１によって時刻ｔに受信されるＲＸベクトル信号ｒ（ｔ）およびＲＸベクトル雑音ｚ（ｔ）は、それぞれ次式の行列の形で表されてもよい。
ｒ（ｔ）＝［ｒ１（ｔ），ｒ２（ｔ），．．．，ｒＮ（ｔ）］Ｔ、
ｚ（ｔ）＝［ｚ１（ｔ），ｚ２（ｔ），．．．，ｚＮ（ｔ）］Ｔ
上式で、［．］Ｔは数学演算における行列転置を表し、ＮはＲｘアンテナ素子の数、行列中のｒｎ（ｔ）はｎ番目のアンテナ素子によって受信される信号を表し、ｚｎ（ｔ）はｎ番目のアンテナ素子によって受信される雑音を表す。
【０００６】
ｌ番目の経路を介してアンテナ・ユニット３０１に送信される信号の時間遅延はｔｌであり、ベクトル・チャネル応答はｈｌであり、次いでアンテナ・ユニット３０１によって受信されるＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）は式（１）で表現されてもよい、と仮定される。
ｒ（ｔ）＝ｈ１ｄ（ｔ−ｔ１）＋ｈ２ｄ（ｔ−ｔ２）＋ｈ３ｄ（ｔ−ｔ３）＋．．．＋ｈＬｄ（ｔ−ｔＬ）＋ｚ（ｔ）  （１）
【０００７】
アンテナ・ユニット３０１は、上式の受信されたＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）をＲＦ処理装置３０２に入力する。Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）は、ＲＦ処理装置３０２によってベースバンド信号に変換された後に、マルチアンテナ・ユニット３０３に入力される。前述の通り、マルチアンテナ処理装置３０３は、重みベクトルＷ＝［ｗ１，ｗ２，ｗ３，．．．，ｗＮ］Ｔを使用することにより、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）を重み付けし組み合わせて、組み合わされた信号ｓ（ｔ）を生成する。
【０００８】
組み合わされた信号ｓ（ｔ）は、以下のように式（２）で表されてもよい。
ｓ（ｔ）＝ｗ１＊・ｒ１（ｔ）＋ｗ２＊・ｒ２（ｔ）＋．．．＋ｗＮ＊・ｒＮ（ｔ）
＝ＷＨ・ｒ（ｔ）
＝ＷＨ・ｈ１ｄ（ｔ−ｔ１）＋ＷＨ・ｈ２ｄ（ｔ−ｔ２）＋ＷＨ・ｈ３ｄ（ｔ−ｔ３）＋．．．ＷＨ・ｈＬｄ（ｔ−ｔＬ）＋ＷＨ・ｚ（ｔ）  （２）
上式で、ｗ１＊、ｗ２＊、．．．、ｗＮ＊はそれぞれｗ１、ｗ２、．．．、ｗＮの共役複素数であり、ＷＨは重みベクトルＷの共役転置である。
【０００９】
マルチアンテナ処理装置３０３は、重みづけられ組み合わされた信号ｓ（ｔ）をモデム・ユニット３０４に引き渡し、次いでモデム・ユニット３０４は、重みづけられ組み合わされた信号ｓ（ｔ）を復調して、ＢＳによって送信された情報を得る。
【００１０】
前述のように、ＢＳによって送信された情報を信号ｓ（ｔ）から正確に復調するためには、マルチアンテナ・ユニット３０３は、組み合わされた信号ｓ（ｔ）において所望の信号を強め妨害信号を抑制するために、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）を重み付けし組み合わせるための適当な重みベクトルＷを選ばなければならない。２つのビーム形成法が、ＰＣＴ特許出願「周期的に繰り返される重み係数を用いるビーム形成方法（BEAM FORMING METHOD USING WEIGHTING FACTOR WHAT ARE PERIODICALLY RENEWED）」第ＷＯ０２０３５６５号、およびもう１つのＰＣＴ特許出願「ビーム形成方法（BEAM FORMING METHOD）」第ＷＯ／０１９１３２３号に開示されている。これら２つの方法において重みベクトルＷは、複数のアンテナからの各入力信号の自己相関行列の固有ベクトルおよび固有値に従って計算されてもよく、次いで複数のアンテナからの各入力信号は、重みベクトルＷを使用して重みづけられ組み合わされてもよい。
【００１１】
入力信号の自己相関行列の固有ベクトルおよび固有値に基づいて重みベクトルＷを計算することによって、重みづけられ組み合わされた信号から情報を復調するために、これら２つの方法が利用されるとき、良好なシステム性能が実現されてもよいが、入力信号の自己相関行列の固有ベクトルおよび固有値に基づく重みベクトルＷの計算は非常に複雑であり、それに応じてアルゴリズムを実装するためのハードウェアの複雑さも増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の１つの目的は、複数のアンテナ素子を有する移動端末で使用するための通信の方法および装置を提供することである。提案された方法および装置では、重みベクトルＷは最大ＳＮ比（信号対雑音比）の基準に従って生成されてもよく、次いで複数のアンテナ素子によって受信された各信号は重みベクトルＷを使用することにより重みづけられ組み合わされてもよい。提案された方法および装置は望ましいシステム性能を維持することができるだけでなく、重みベクトルＷの計算の複雑さを効果的に低減することもできる。
【００１３】
本発明の他の目的は、複数のアンテナ素子を有する移動端末で使用するための通信の方法および装置を提供することである。提案された方法および装置では、重みベクトルＷは再帰的最大ＳＮ比（信号対雑音比）の基準に従って生成されてもよく、重みベクトルＷは複数のアンテナ素子によって受信された各信号を重み付けし組み合わせるために使用されてもよい。最大ＳＮ比に基づく方法および装置と比較して、再帰的最大ＳＮ比に基づく方法および装置は、重みベクトルＷの生成の複雑さをさらに低減することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に従って複数のアンテナ素子を有する移動端末によって実行される通信方法が提案され、（ｉ）複数のアンテナ素子から対応するＲＸベクトル信号を受信するステップ、（ｉｉ）対応するＲＸベクトル信号により、各アンテナ素子のＲＸベクトル信号に対応する適当な重みベクトルを計算するステップ、（ｉｉｉ）それぞれ適当な重みベクトルを用いてＲＸベクトル信号を重み付けし組み合わせて、最大ＳＮ比を有する出力信号を得るステップを含む。
【００１５】
本発明に従って複数のアンテナ素子を有する移動端末が提案され、（ｉ）複数のアンテナ素子から、対応するＲＸベクトル信号を受信するための受信ユニット、（ｉｉ）対応するＲＸベクトル信号により、各アンテナ素子のＲＸベクトル信号に対応する適当な重みベクトルを計算するための計算ユニット、（ｉｉｉ）それぞれ適当な重みベクトルを用いてＲＸベクトル信号を重み付けし組み合わせて、最大ＳＮ比を有する出力信号を得るための組合せユニットを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
ＢＳによって送信された信号ｄ（ｔ）の電力を１と仮定すれば、すなわち、Ｅ｛｜ｄ（ｔ）｜２｝＝１である場合、Ｅ｛｜ｄ（ｔ）｜２｝は、信号ｄ（ｔ）に対して期待値演算（expectation operation）を実行することを表す。式（２）および最大ＳＮ比の基準によれば、費用関数（cost function）Ｆ（Ｗ）は式（３）で表されてもよい。
Ｆ（Ｗ）＝Ｅ｛｜ＷＨ・ｈ１ｄ（ｔ−ｔ１）｜２＋｜ＷＨ・ｈ２ｄ（ｔ−ｔ２）｜２＋．．．＋｜ＷＨ・ｈＬｄ（ｔ−ｔＬ）｜２｝／Ｅ｛｜ＷＨ・ｚ（ｔ）｜２｝
＝（ＷＨ・Ｒｈｈ・Ｗ）／（ＷＨ・Ｒｚｚ・Ｗ）  （３）
【００１７】
上式で、
［．］Ｈは数学演算における共役転置を表し、
Ｒｈｈはベクトル・チャネル応答の自己相関行列であり、
Ｒｈｈ＝｛ｈ１・ｈ１Ｈ＋ｈ２・ｈ２Ｈ＋．．．＋ｈＬ・ｈＬＨ｝／Ｌ
ｈｌはｌ番目の経路を介して受信機に到達する信号のベクトル・チャネル応答を表し、ＬはＬ個の経路が存在することを示す。
【００１８】
Ｒｚｚはベクトル雑音の自己相関行列である。
Ｒｚｚ＝Ｅ｛ｚ（ｔ）・ｚ（ｔ）Ｈ｝
【００１９】
式（３）において、Ｆ（Ｗ）がある重みベクトルＷを用いて最大値に到達することができる場合、それは式（３）でのベクトル雑音に対するベクトル・チャネル応答の比も最大値に到達することを意味し、次いで重みベクトルＷが式（２）に代入されるとき、出力信号ｓ（ｔ）も最大ＳＮ比を達成することができる。Ｆ（Ｗ）が最大値に到達する適当な重みベクトルＷはまた、最適重みベクトル（optimal weight vector）Ｗｏｐｔと呼ばれる。
【００２０】
数学的演繹から、次式（４）での固有ベクトルλの最大値に対応する固有ベクトルは最適な重みベクトルＷｏｐｔであることが分かる。
【００２１】
Ｒｈｈ・Ｗ＝λ・Ｒｚｚ・Ｗ  （４）
したがって、最適な重みベクトルＷｏｐｔを計算するためには、ベクトル雑音の自己相関行列Ｒｚｚおよびベクトル・チャネル応答自己相関行列Ｒｈｈがまず必要になることが、式（４）から分かる。
【００２２】
本明細書において、ベクトル・チャネル応答の自己相関行列Ｒｈｈは既存のチャネル推定技法を使用して計算されてもよく、ベクトル雑音の自己相関行列Ｒｚｚは、ベクトル・チャネル応答の自己相関行列ＲｈｈおよびＲＸベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒより、式（５）を用いて計算されてもよい。
Ｒｚｚ＝Ｒｒｒ−Ｒｈｈ  （５）
【００２３】
式（５）におけるＲＸベクトル信号の自己相関行列ＲｒｒはＲＸベクトル信号ｒ（ｔ）に対して数学的な期待値演算を行うことによって計算されてもよい。
Ｒｒｒ＝Ｅ｛ｒ（ｔ）・ｒ（ｔ）Ｈ｝  （６）
【００２４】
上記原理に基づいて、複数のアンテナ素子を有する移動端末で使用するための提案された２つの通信の方法および装置に対して添付図と共にそれぞれ以下に説明がなされる。
【００２５】
１．最大ＳＮ比に基づく方法および装置
図２には、本発明における最大ＳＮ比に基づく通信方法の流れ図が示してある。図２で示すように、期間Ｔ中に複数のアンテナ素子によって受信されたＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）は、まずＵＥの受信機内にキャッシュされる（ステップＳ１０）。次いで、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）のチャネル・パラメータを推定することによって、ベクトル・チャネル応答の自己相関行列Ｒｈｈが得られてもよい（ステップＳ２０）。
【００２６】
特許出願「ＴＤＤ／ＣＤＭＡシステムにおけるダウンリンク・トレイニング・シーケンスを検出する方法（Method for detecting downlink training sequences in TDD/CDMA systems）」コーニンクレッカ・フィリップス・エレクトロニクスＮＶ（KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N. V.）、２００２年１２月３０日中国、出願第０２１６０４６１．４号に開示された方法を使用することによって、ステップＳ２０において、Ｌ個の伝搬経路のベクトル・チャネル応答｛ｈ１，ｈ２，．．．ｈＬ｝は、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）に従って推定されてもよい。
【００２７】
Ｌ個の伝搬経路のベクトル・チャネル応答｛ｈ１，ｈ２，．．．ｈＬ｝が推定された後に上式Ｒｈｈ＝｛ｈ１・ｈ１Ｈ＋ｈ２・ｈ２Ｈ＋．．．＋ｈＬ・ｈＬＨ｝／Ｌを使用して、ベクトル・チャネル応答の自己相関行列Ｒｈｈが得られてもよい（ステップＳ３０）。
【００２８】
ベクトル・チャネル応答の自己相関行列Ｒｈｈが決定された後に、式（５）を使用してベクトル雑音の自己相関行列Ｒｚｚを計算するためには、依然としてＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒが決定される必要がある。本発明において、式（７）に示されるように、Ｎ個のアンテナ素子のＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒを得るためには（ステップＳ４０）、キャッシュされたＲｘベクトル信号での期間ＴにわたってＮ個のアンテナ素子によって受信されたすべてのＲｘベクトル信号に対して期待値演算を実行するために時間の次元での統計的方法が採用されてもよい。
Ｒｒｒ＝｛ｒ（１）・ｒ（１）Ｈ＋ｒ（２）・ｒ（２）Ｈ＋．．．＋ｒ（ｔ）・ｒ（ｔ）Ｈ＋．．．＋ｒ（Ｔ）・ｒ（Ｔ）Ｈ｝／Ｔ  （７）
【００２９】
次いで、ベクトル雑音の自己相関行列Ｒｚｚが、ベクトル・チャネル応答の計算された自己相関行列Ｒｈｈ、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒ、および式（５）に従って計算されてもよい（ステップＳ５０）。
【００３０】
次いで、最適な重みベクトルＷｏｐｔが、ベクトル雑音の自己相関行列Ｒｚｚ、ベクトル・チャネル応答の自己相関行列Ｒｈｈ、および式（４）に従って計算された、バッファ内にキャッシュされているＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）での期間ＴにわたるすべてのＲｘ信号（すなわち、期間ＴにわたってＮ個のアンテナ素子によって受信されるすべての信号）の最適な重みベクトルＷｏｐｔであると解釈される（ステップＳ６０）。
【００３１】
最後に、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）での様々な時刻における受信信号は、最適な重みベクトルＷｏｐｔおよび式（２）に従って重みづけられ組み合わされて、最大ＳＮ比を有する信号ｓ（ｔ）を得る（ステップＳ７０）。
【００３２】
図３は、最大ＳＮ比に基づく上記通信装置を示すブロック図である。図３に示されるように、まず、バッファ・ユニット２００は期間Ｔにわたって複数のアンテナ素子によって受信されたＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）をキャッシュする。チャネル推定ユニット２１０は、バッファ・ユニット２００内のキャッシュされたＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）によって、伝搬チャネルのベクトル・チャネル応答｛ｈ１，ｈ２，．．．ｈＬ｝を推定し、推定結果をＲｈｈ計算ユニット２２０に出力する。Ｒｈｈ計算ユニット２２０は、Ｒｈｈ＝｛ｈ１・ｈ１Ｈ＋ｈ２・ｈ２Ｈ＋．．．＋ｈＬ・ｈＬＨ｝／Ｌを利用することによってベクトル・チャネル応答の自己相関行列Ｒｈｈを計算し、計算結果をＲｚｚ計算ユニット２４０および重みベクトル計算ユニット２５０に入力する。Ｒｒｒ計算ユニット２３０は、バッファ・ユニット２００内にキャッシュされているＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）によって、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒを計算して、計算されたＲｒｒをＲｚｚ計算ユニット２４０に出力する。Ｒｚｚ計算ユニット２４０は、Ｒｒｒ計算ユニット２３０からのＲｒｒおよびＲｈｈ計算ユニット２２０からのＲｈｈによって、式（５）を用いてベクトル雑音の自己相関行列Ｒｚｚを計算し、次いでＲｚｚを重みベクトル計算ユニット２５０に出力する。重みベクトル計算ユニット２５０は、Ｒｚｚ計算ユニット２４０からのＲｚｚおよびＲｈｈ計算ユニット２２０からのＲｈｈによって、式（４）を用いて最適な重みベクトルＷｏｐｔを計算して、最適な重みベクトルＷｏｐｔを組合せユニット２６０に出力する。最適な重みベクトルＷｏｐｔが入力された後、組合せユニット２６０は、バッファ・ユニット２００からのＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）を受け取り、次いで期間ＴにわたってＮ個のアンテナ素子によって受信された信号を最適な重みベクトルＷｏｐｔを用いて重み付けし組み合わせて、最大ＳＮ比を有する信号ｓ（ｔ）を得る。
【００３３】
２．再帰的最大ＳＮ比に基づく方法
最大ＳＮ比に基づく上記方法において、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒは、期間ＴにわたってＮ個のアンテナ素子によって受信されたＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）でのすべての信号を使用することによって計算され、最適な重みベクトルＷｏｐｔは、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒを使用することによって計算される。
【００３４】
Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）には大量の信号が含まれることがあり、したがって、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）中のすべての信号を使用することによる最適な重みベクトルＷｏｐｔの計算はやはり大量の計算になり、したがって対応するハードウェアも非常に複雑になる。
【００３５】
ハードウェアの複雑さをさらに低減するために、再帰的最大ＳＮ比の方法は、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）での選ばれた時刻の範囲にわたって受信された信号を使用して、選ばれた時刻の範囲に対応するＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒを計算するだけであり、次いでＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒを使用することによって、選ばれた時刻の範囲に対応する最適な重みベクトルＷｏｐｔを計算する。その後、選ばれた時刻の範囲に対応するＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒ、およびその最適な重みベクトルＷｏｐｔを使用することによって、後続の時刻にわたって受信された信号の最適な重みベクトルＷｏｐｔが決定されてもよい。
【００３６】
以下のセクションでは、図４での流れ図とともに、再帰的最大ＳＮ比に基づく通信方法について詳細な記述がなされる。
【００３７】
まず、ｔ＝０の（すなわち無線信号が受信されていない）とき、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒおよび最適な重みベクトルＷｏｐｔは初期化される。たとえば、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒがゼロ行列に初期化されるとともに、最適な重みベクトルＷｏｐｔは［１，１，．．．，１］Ｔ／ｓｑｒｔ（Ｎ）に初期化され、ｓｑｒｔ（Ｎ）は２乗平均演算である（ステップＳ２００）。
【００３８】
次いで、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒに対する更新手順が実行される（ステップＳ２１０）。このステップには、（Ｉ）時間範囲、たとえば開始時刻パラメータＫおよび終了時刻パラメータＭによって決定される時間範囲（時間窓とも呼ばれる）を選ぶことと、（ＩＩ）選ばれた時刻の範囲にわたるＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒを式（７）に従って式（９）で表すこととが含まれる。
Ｒｒｒ（ｔ）＝｛ｒ（ｔ−Ｋ）・ｒ（ｔ−Ｋ）Ｈ＋ｒ（ｔ−Ｋ＋１）・ｒ（ｔ−Ｋ＋１）Ｈ＋．．．
＋ｒ（ｔ）・ｒ（ｔ）Ｈ＋ｒ（ｔ＋１）・ｒ（ｔ＋１）Ｈ＋．．．
＋ｒ（ｔ＋Ｍ−１）・ｒ（ｔＭ―１）Ｈ＋ｒ（ｔ＋Ｍ）・ｒ（ｔ＋Ｍ）Ｈ｝／（Ｋ＋Ｍ＋１）  （９）
【００３９】
時刻ｔの前後に受信された各信号は、式（９）で利用されて、時刻ｔにおけるＮ個のアンテナ素子のＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒを計算する。
【００４０】
再帰的アルゴリズムが採用される場合、時刻（ｔ＋１）におけるＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒ（ｔ＋１）は、式（１０）に示されるように式（９）から推論されてもよい。
Ｒｒｒ（ｔ＋１）＝Ｒｒｒ（ｔ）＋｛ｒ（ｔ＋１＋Ｍ）・ｒ（ｔ＋１＋Ｍ）Ｈ−ｒ（ｔ−Ｋ）・ｒ（ｔ−Ｋ）Ｈ｝／（Ｋ＋Ｍ＋１）  （１０）
【００４１】
すなわち、前の時刻におけるＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒ（ｔ）によれば、後続の時刻におけるＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒ（ｔ＋１）は、再帰的方式で得られてもよい。
【００４２】
後続の時刻におけるＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒが式（１０）を用いて初めて計算されるとき、ｔ＝１におけるＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒ（１）は、式（１０）での前の時刻におけるＲｒｒ（ｔ）を用いて、Ｒｘベクトル信号の初期化された自己相関行列Ｒｒｒとして計算されてもよい。ｔ＝２におけるＲｒｒ（ｔ）は、Ｒｒｒ（１）に従って式（１０）を使用することにより、Ｒｒｒ（２）として更新されてもよい。この再帰的方式では後続の時刻におけるあらゆるＲｒｒ（ｔ＋１）は、前の時刻におけるＲｒｒ（ｔ）および式（１０）を用いて適時に更新されてもよい。
【００４３】
Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒに対する更新手順を実行した後に、最適な重みベクトルＷｏｐｔに対する更新手順が実行される（ステップＳ２２０）。Ｗｏｐｔを更新するための再帰式（recursive equation）は次式である。
ＷＨｏｐｔ（ｔ＋１）＝Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）／（｜｜Ｒｒｒ（ｔ＋１）・ＷＨｏｐｔ（ｔ）｜｜）  （１１）
【００４４】
式（１１）が使用されて後続の時刻における最適な重みベクトルＷｏｐｔを初めて計算するとき、式（１１）での前の時刻におけるＷＨｏｐｔ（ｔ）は、初期化されたＷＨｏｐｔ（ｔ）を採用し、Ｒｒｒ（ｔ＋１）は上記ステップＳ２１０での更新されたＲｒｒであり、したがって時刻（ｔ＋１）における最適な重みベクトルＷｏｐｔ（１）は式（１１）を用いて計算されてもよい。Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒに対する上記更新手順と同様に、後続の時刻におけるあらゆるＷＨｏｐｔ（ｔ＋１）は、前の時刻におけるＷＨｏｐｔ（ｔ）、ステップＳ２１０での時刻（ｔ＋１）における更新されたＲｒｒ（ｔ＋１）、および式（１１）を使用することにより、適時に再帰的方式で更新されてもよい。
【００４５】
最後に、現時点および式（２）における計算されたＷＨｏｐｔ（ｔ＋１）によれば、現時刻におけるＲｘベクトル信号ｒ（ｔ＋１）での各受信信号は、重みづけられ組み合わされて、現時点における最大ＳＮ比を有する信号ｓ（ｔ＋１）を得る（ステップＳ２３０）。
【００４６】
再帰的方法を使用する場合、現時点における各信号が重みづけられた後に、次いで、後続の時刻におけるＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）が重みづけられ組み合わされ（ステップＳ２４０）、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）での各時刻毎の受信された信号が処理されるまで、ステップＳ２１０からＳ２３０までの各手順が繰り返される。
【００４７】
図５は、再帰的最大ＳＮ比の方法に基づく上記通信装置を示すブロック図である。図５に示すように、まずＲｒｒ更新ユニット２３０および計算ベクトル更新ユニット（compute vector updating unit）２５０が、Ｒｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒおよび最適な重みベクトルＷｏｐｔをそれぞれ初期化する。たとえば、Ｒｒｒ更新ユニット２３０がＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒをゼロ行列に初期化するとともに、計算ベクトル更新ユニット２５０は最適な重みベクトルＷｏｐｔを［１，１，．．．，１］Ｔ／ｓｑｒｔ（Ｎ）に初期化する。次いで、Ｒｒｒ更新ユニット２３０は、複数のアンテナ素子からのＲｘベクトル信号ｒ（ｔ）によりＲｘベクトル信号の自己相関行列Ｒｒｒに対して更新手順を実行し、Ｒｘベクトル信号の更新された自己相関行列Ｒｒｒを計算ベクトル更新ユニット２５０に提供する。計算ベクトル更新ユニット２５０は、最適な重みベクトルＷｏｐｔ（ｔ）に対して更新手順を実行し、更新された最適な重みベクトルＷｏｐｔを組合せユニット２６０に提供する。最後に、組合せユニット２６０は、各時刻における受信された最適な重みベクトルＷｏｐｔ（ｔ）に従って式（２）を用いて、Ｒｘベクトル信号ｒ（ｔ）での各時刻毎に各信号を重み付けし組み合わせる。
【００４８】
本発明の有益な結果
前述のように、複数のアンテナ素子を有する移動端末において使用するための、本発明で提案された通信の方法および装置に関しては、重みベクトルＷは、最大ＳＮ比の基準によって生成され、次いで重みベクトルＷは、複数のアンテナ素子によって受信された各信号を重み付けし組み合わせるために使用される。したがって、提案された通信の方法および装置は、望ましいシステム性能を維持し、システムの複雑さも効果的に低減することができる。
【００４９】
複数のアンテナ素子を有する移動端末において使用するための、本発明で提案された他の通信の方法および装置によれば、重みベクトルＷを生成するために再帰的最大ＳＮ比の方法が採用され、重みベクトルＷを使用することにより、複数のアンテナ素子によって受信された信号は重みづけられ組み合わされる。したがって、再帰的最大ＳＮ比に基づく方法および装置は、最大ＳＮ比に基づく方法および装置と比較して、システムの複雑さをさらに低減することができる。
【００５０】
本発明において開示されたマルチアンテナ受信の方法および装置は、セルラー移動システム、特にＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムの移動端末向けの受信機に適用されてもよく、同様に、マルチアンテナ・システムのチップセットおよび構成部品、ならびに移動無線通信端末およびＷＬＡＮ端末アンテナなどに適用可能であることが、当業者には理解されよう。
【００５１】
本発明で開示されたマルチアンテナ受信の方法および装置に関しては、添付の特許請求の範囲で定義された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正形態が実施されてもよいことは、当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】無線伝搬チャネルを介して無線信号を受信する複数のアンテナ素子を有する移動端末を示す構成図である。
【図２】本発明による最大ＳＮ比に基づく通信方法を示す流れ図である。
【図３】本発明による最大ＳＮ比に基づく通信装置を示すブロック図である。
【図４】本発明による再帰的最大ＳＮ比に基づく通信方法を示す流れ図である。
【図５】本発明による再帰的最大ＳＮ比に基づく通信装置を示すブロック図である。
【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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【国際調査報告】
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