(57)【要約】【課題】異なる送信ダイバーシティ（ＴＤ）方式でも非ＴＤ方式でも支援することが可能であって、かつ受信機の設計が簡単で、用いるハードウエアの数が最小になるＴＤ復号器を提供する。【解決手段】送信機（１０５）は複数本のアンテナ（１１０，１１１など）を用いて複数のＴＤ符号化データ・ストリームを送信する。受信機（１１５）は１本または複数本のアンテナ（１１６など）を用いてＴＤデータ・ストリームを受信し、逆拡散し、ＴＤ復号器（７０５）によりチャンネル推定関数の集合を乗積してＴＤ復号シンボルを作る。構成要素を共用することにより、乗算器や加算回路などを減らして電力消費を低くすることができる。【選択図】図７
2004135328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　送信ダイバーシティ（ＴＤ）符号化送信を処理する方法であって、
　ＴＤ符号化送信を受信し、
　ＴＤ符号化送信を逆拡散し、
　逆拡散ＴＤ符号化送信にチャンネル推定関数の集合を乗積してＴＤ復号シンボルを作る、
送信ダイバーシティ符号化送信を処理する方法。
【請求項２】
　復号された異なるＴＤ方式毎にチャンネル推定関数の異なる集合を用いる、請求項１記載の送信ダイバーシティ符号化送信を処理する方法。
【請求項３】
　各ＴＤ復号シンボルを結合して１つのＴＤ復号信号ストリームを作るステップを更に含む、請求項１記載の送信ダイバーシティ符号化送信を処理する方法。
【請求項４】
　前記乗積するステップは非直交ＴＤ方式の結果である干渉を除去するステップを更に含む、請求項１記載の送信ダイバーシティ符号化送信を処理する方法。
【請求項５】
　前記乗積するステップは複数の逆拡散ＴＤ符号化シンボルを用いて１つのＴＤ復号シンボルを作る、請求項１記載の送信ダイバーシティ符号化送信を処理する方法。
【請求項６】
　各チャンネル推定関数はチャンネル推定値から計算された関数のリストである、請求項１記載の送信ダイバーシティ符号化送信を処理する方法。
【請求項７】
　回路であって、
　第１の乗算器アームであって、逆拡散器に結合する入力を有し、第１および第２の乗算器を備え、前記第１の乗算器は第１の逆拡散シンボルと第１のチャンネル推定関数とを乗算し、前記第２の乗算器は前記第１の逆拡散シンボルと第２のチャンネル推定関数とを乗算する、第１の乗算器アームと、
　第２の乗算器アームであって、前記逆拡散器に結合する入力を有し、第３および第４の乗算器を備え、前記第３の乗算器は第２の逆拡散シンボルと第３のチャンネル推定関数とを乗算し、前記第４の乗算器は前記第２の逆拡散シンボルと第４のチャンネル推定関数とを乗算する、第２の乗算器アームと、
　前記第１および第２の乗算器アームに結合して前記第１および第３の乗算器の積を結合する第１の加算回路と、
　前記第１および第２の乗算器アームに結合して前記第２および第４の乗算器の積を結合する第２の加算回路と、
　前記第１の加算回路に結合して前記第１の加算回路の出力と前記第１の加算回路の以前の出力とを結合する第３の加算回路と、
　前記第２の加算回路に結合して前記第２の加算回路の出力と前記第２の加算回路の以前の出力とを結合する第４の加算回路と、
を備える回路。
【請求項８】
　受信機であって、
　送信信号を受信する無線周波数（ＲＦ）入力と、
　前記ＲＦ入力に結合して符号化信号ストリームを逆拡散して逆拡散シンボルを作る回路を含む逆拡散ユニット（ＤＵ）と、
　前記ＤＵに結合してチャンネル推定関数の集合を前記逆拡散ＴＤシンボルに乗積してＴＤ復号信号を作る回路を含む送信ダイバーシティ（ＴＤ）復号および干渉除去（ＴＤＩＣ）ユニットと、
を備える受信機。
【請求項９】
　前記ＴＤＩＣユニットに結合して前記各ＴＤ復号信号を結合してＴＤ復号信号ストリームを作る回路を含むレーキ結合器を更に備える、請求項８記載の受信機。
【請求項１０】
　前記ＴＤＩＣはＭ個のＴＤ復号回路を含み、各ＴＤ復号回路は、
　第１の乗算器アームであって、前記ＤＵに結合する入力を有し、第１および第２の乗算器を備え、前記第１の乗算器は第１の逆拡散シンボルと第１のチャンネル推定関数とを乗算し、前記第２の乗算器は前記第１の逆拡散シンボルと第２のチャンネル推定関数とを乗算する、第１の乗算器アームと、
　第２の乗算器アームであって、前記ＤＵに結合する入力を有し、第３および第４の乗算器を備え、前記第３の乗算器は第２の逆拡散シンボルと第３のチャンネル推定関数とを乗算し、前記第４の乗算器は前記第２の逆拡散シンボルと第４のチャンネル推定関数とを乗算する、第２の乗算器アームと、
　前記第１および第２の乗算器アームに結合して前記第１および第３の乗算器の積を結合する第１の加算回路と、
　前記第１および第２の乗算器アームに結合して前記第２および第４の乗算器の積を結合する第２の加算回路と、
　前記第１の加算回路に結合して前記第１の加算回路の出力と前記第１の加算回路の以前の出力とを結合する第３の加算回路と、
　前記第２の加算回路に結合して前記第２の加算回路の出力と前記第２の加算回路の以前の出力とを結合する第４の加算回路と、
を備え、
　Ｍは前記受信機を含む通信システム内で用いられる送信アンテナの数である、
請求項８記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は一般にディジタル無線通信に関するものであって、特に送信ダイバーシティを用いる無線通信システム内の受信機構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　通常、無線通信システムは１本のアンテナを持つ送信機と１本のアンテナを持つ受信機とを用いて情報を送信しまた受信する。一般に１本の送信機アンテナを持つ無線通信システムを単一出力（ＳＯ）システムと呼び、また１本の受信機アンテナを持つシステムを単一入力（ＳＩ）システムと呼ぶ。したがって、単一入力および単一出力システムをＳＩＳＯと呼ぶ。
【０００３】
　データ・レートを高め、チャンネル容量を増やし（ビット／秒／ヘルツで定義される効率を高め）、送信の質を良くし、ダイバーシティを高度にするため、無線通信の設計者は送信機にも受信機にも多重アンテナを用い始めた。多重送信機アンテナを持つシステムを多重出力（ＭＯ）システムと呼び、また多重受信機アンテナを持つシステムを多重入力（ＭＩ）システムと呼ぶ。ＭＯとＭＩの両方を持つシステムをＭＩＭＯシステムと呼ぶ。多重入力および／または多重出力アンテナを持つ通信システムはダイバーシティが高度で、チャンネル容量が大きく、一般に高いデータ・レートと誤り性能とのバランスをとっている。一般に、多重出力アンテナを持つ或る種の通信システムは、送信ダイバーシティ（略してＴＤ）を有すると言う。
【０００４】
　残念ながら、通信システムが複数の異なるＴＤ方式の中の１つを用いることが可能な場合は、ＴＤを特徴とする通信システムの無線受信機を設計するのが困難なことがある。例えば、第三世代無線通信システム標準であるＩＳ２０００では、２つの異なる開ループＴＤ方式が採用されている。この２つのＴＤ方式とは、直交送信ダイバーシティ（ＯＴＤ）と空間時間拡散（ＳＴＳ）である。別の第三世代無線通信システム標準である広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）では、開ループと閉ループの両方のＴＤ方式が用いられている。別の第三世代無線通信システムでは、ＭＩＭＯシステム用のＴＤ方式を含む種々の開ループと閉ループのＴＤ方式を種々の技術標準に用いることが検討されている。
【０００５】
　ＴＤ方式では同じ送信機が多重アンテナを介して信号を送信し、受信機はこれを受信した後、後処理を行って送信信号を回復する。または、ＴＤ方式が信号を送信すると多重アンテナがこれを受信し、各多重受信アンテナはわずかに異なる映像を作り、これを結合して送信信号を回復する。送信機も受信機も多重アンテナを有してよい。例えばＯＴＤでは、別々のアンテナを用いて偶数および奇数のデータ・ビットを送信する。ＳＴＳでは、奇数および偶数のデータ・ビットを各送信アンテナで送信する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　種々のＴＤ方式用にＴＤ受信機を設計するときの問題は、１つの技術標準で指定された全てのＴＤ方式を支援しまたは複数の標準でのＴＤ方式を支援するためには、受信機構造が必然的に非常に複雑で大きくなることである。２つまたは複数の標準を支援する受信機では問題は更に大きくなる。
【０００７】
　受信機を簡単に実現するには、技術標準で指定されたＴＤ方式毎に別々のＴＤ復号器を設計すればよい。しかしかかる方法は非常に非効率的である。例えば、２本の送信アンテナを持つＳＴＳおよびＯＴＤのＴＤ方式を用いる通信システムでは、結合されたＴＤ復号器構造は４０個の実数乗算器と、１２個の加算器と、２個のメモリ要素とを必要とする。ハードウエア要素の数が多いということは受信機の物理的な大きさが大きいことと、電力消費量が大きいこととを意味する。明らかであるが、ＴＤ復号器を持つ受信機構造がハードウエア要素を共用することが可能であれば、受信機の複雑さも大きさも大幅に減らすことができる。
【０００８】
　米国特許第６，３１７，４１０号では、１つの解決方法としてＳＴＳおよびＯＴＤのＴＤ方式を支持するＴＤ復号器構造が提示されている。この場合は構造の複雑を減らすのにスイッチを用いる。スイッチを用いると、２つのＴＤ方式の間で乗算器などのハードウエア構成要素を共用することができる。しかしスイッチにより受信機の形態の効率化を高めることはできるが、受信機構造の複雑さが最小にはならないことは明らかである。更に、ここに提示されている解決方法はＳＴＳおよびＯＴＤのＴＤ方式にだけ有効である。他のＴＤ方式も支援するにはＴＤ復号器構造を再設計する必要がある。
【０００９】
　ＴＤ受信機を設計する際のもう１つの問題は、単に受信機に対するハードウエアの要求を最小にすることである。ＴＤ受信機のハードウエア要求を非ＴＤ受信機の要求に近づけることが望ましい。前に説明したようにハードウエアの少ない受信機は小型であって、消費電力は小さくまた全体の製作費は安い。
　したがって、ハードウエアの要求が小さく、またハードウエアが余り複雑でなくて複数のＴＤ方式を同時に支援することが可能なＴＤ受信機構造が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　１つの形態では、本発明は送信ダイバーシティ（ＴＤ）符号化送信を処理する方法を提供する。これはＴＤ符号化送信を受信するステップと、ＴＤ符号化送信を逆拡散するステップと、逆拡散ＴＤ符号化送信にチャンネル推定関数の集合を乗積(application)してＴＤ復号信号ストリームを作るステップとを含む。
【００１１】
　別の形態では、本発明が提供する回路は、第１の乗算器アームであって、逆拡散器に結合する入力を有し、第１および第２の乗算器を備え、第１の乗算器は第１の逆拡散シンボルと第１のチャンネル推定関数とを乗算し、第２の乗算器は第１の逆拡散シンボルと第２のチャンネル推定関数とを乗算する、第１の乗算器アームと、第２の乗算器アームであって、逆拡散器に結合する入力を有し、第３および第４の乗算器を備え、第３の乗算器は第２の逆拡散シンボルと第３のチャンネル推定関数とを乗算し、第４の乗算器は第２の逆拡散シンボルと第４のチャンネル推定関数とを乗算する、第２の乗算器アームと、第１および第２の乗算器アームに結合して第１および第３の乗算器の積を結合する第１の加算回路と、第１および第２の乗算器アームに結合して第２および第４の乗算器の積を結合する第２の加算回路と、第１の加算回路に結合して第１の加算回路の出力と第１の加算回路の以前の出力とを結合する第３の加算回路と、第２の加算回路に結合して第２の加算回路の出力と第２の加算回路の以前の出力とを結合する第４の加算回路と、を備える。
【００１２】
　更に別の形態では、本発明が提供する受信機は、送信信号を受信する無線周波数（ＲＦ）入力と、ＲＦ入力に結合して符号化信号ストリームを逆拡散して逆拡散シンボルを作る回路を含む逆拡散ユニット（ＤＵ）と、ＤＵに結合して一組のチャンネル推定関数を逆拡散ＴＤシンボルに乗積してＴＤ復号信号ストリームを作る回路を含む送信ダイバーシティ（ＴＤ）復号および干渉除去（ＴＤＩＣ）ユニット、とを備える。
【００１３】
　本発明は多数の利点を有する。例えば本発明の好ましい実施の形態を用いることにより、非ＴＤ受信機と比べたときにＴＤ受信機の追加のハードウエア要求が非常に小さなＴＤ受信機の受信機構造が得られる。
　また本発明の好ましい実施の形態を用いることにより、支援する対象である異なるＴＤ方式の数にかかわらず、複数のＴＤ方式を支援するＴＤ受信機の受信機構造の複雑さは一定になる。
　また本発明の好ましい実施の形態を用いることにより、非ＴＤ送信に加えて大きな配列のＴＤ方式を支援することが可能な汎用ＴＤ受信機を設計することができる。
【実施例】
【００１４】
　種々の実施の形態の作成と使用について以下に詳細に説明する。しかし理解すべきであるが、本発明は広範囲の特定の文脈で実現することが可能な多くの適用可能な新規な考え方を提供するものである。ここに説明する特定の実施の形態は本発明を作成し使用する特定の方法の例を示すにすぎず、本発明の範囲を制限するものではない。
【００１５】
　本発明の好ましい実施の形態について、第三世代パートナーシップ・プロジェクト２（３ＧＰＰ２）技術標準に関する特定の型の第三世代通信システムを中心に説明する。無線通信システムの物理層は、３ＧＰＰ２技術標準「ＣＤＭＡ２０００スペクトラム拡散システムのための物理層標準(Physical Layer Standard for CDMA2000 Spread Spectrum Systems)、リリースＡ、バージョン６．０」、２００２年２月８日発行、に指定されている。この技術標準をここに援用する。しかし本発明は３ＧＰＰ２技術標準に従う無線通信システムだけに適用されるものではない。本発明はＴＤを用いる他の無線通信システム、例えばＷＣＤＭＡリリース９９や、ＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンク・パケット・アクセス）リリース５や、ＩＳ２０００および１ｘＥＶ−ＤＶ（１ｘエボリューション・データおよび音声、すなわち、ＩＳ２０００リリースＣ）や、更にＴＤ送信を全く用いない無線通信システムにも適用することできる。
【００１６】
　図１ａは、２本のアンテナを持つ送信機１０５を備える無線通信システム１００を示す。図の無線通信システム１００は送信機１０５と受信機１１５とを備える。無線通信システム１００は他の送信機や受信機を有してもよいが、これらは図１ａには示していない。図１ａは２本の送信アンテナ１１０と１１１とを持つ送信機１０５を示す。送信機１０５は同じデータを２本のアンテナからそれぞれ異なる変調方式で送信するよう設計してよい。または、送信機１０５は異なるデータを２本のアンテナからそれぞれ異なる変調方式で送信してよい。
【００１７】
　図の受信機１１５は１本の受信アンテナ１１６を有する。１本のアンテナ１１６を持つ受信機１１５は２本の送信アンテナ１１０と１１１からの送信を１本のアンテナ１１６で受信する。信号を受信すると、受信機１１５はその受信回路を用いて２つの送信を復号して１つのデータ・ストリームを生成する。受信機１１５は、送信機１０５からの送信を復号して結合するのに適した受信回路を有する。図１ａに示す無線通信システムをＳＩＭＯ（単一入力、多重出力）システムと呼ぶ。
【００１８】
　図１ｂは４本の送信アンテナ１６０，１６１，１６２，１６３を持つ送信機１５５を備える無線通信システム１５０を示す。無線通信システム１５０は図１ａに示す無線通信システムと同様である。１本の受信アンテナ１６６を持つ受信機１６５は送信機１５５からの４つの送信を受信し、その受信回路は４つの送信を復号して１つのデータ・ストリームを生成する。
【００１９】
　図１ｃは４本の送信アンテナ１８０，１８１，１８２，１８３を持つ送信機１７５と、２本の受信アンテナ１８６と１８７とを持つ受信機１８５とを備える無線通信システム１７０を示す。２本の受信アンテナ１８６と１８７とを持つ受信機１８５は送信機１７５から送信された４つの各送信の２つのバージョンを受信する。２本の受信アンテナ１８６と１８７の位置が異なるために、送信の２つのバージョンは理想的にはそれぞれ少し異なる。受信機１８５はこの２つの異なる受信信号を用いて４つの送信を復号して１つのデータ・ストリームを生成する。通信システム１７０をＭＩＭＯ（多重入力、多重出力）システムと呼ぶ。
【００２０】
　図２はＴＤ受信機２００の構造を示す。ＴＤ受信機２００は送信信号を受信する信号入力を含む。一般にＴＤ受信機２００は１本または複数本のアンテナ（図示しない）を介して送信信号を受信するが、ＴＤ受信機２００は直接有線結合により送信信号を受信することも可能である。通常、この直接結合は製品の試験および開発段階で用いられる。または、ＴＤ受信機２００は補助無線周波数（ＲＦ）入力を含んでよい。この場合は、信号利得の高いアンテナを取り付けてＴＤ受信機２００の性能を改善してよい。
【００２１】
　無線通信システムでは、通常、送信信号は実際のデータ・ストリームを符号化したものである。符号化は、システムの誤り性能を改善し、利用可能な帯域幅の使用効率を高めるために用いられる。符号化はデータ・ストリームを使用する前に取り除かなければならない。或る無線通信システムでは符号化を一般に拡散と呼び、送信信号は拡散されているという言い方をする。受信信号は逆拡散ユニット２０５に送られる。逆拡散ユニットの機能はデータ・ストリームに行われた符号化（すなわち拡散）を取り除くことである。多くの無線通信システムでは、送信がＴＤ方式を用いるかどうかに関わらず、データ・ストリームは符号化（すなわち拡散）される。したがってＴＤ受信機でも非ＴＤ受信機でも、一般に逆拡散ユニットが存在する。
【００２２】
　逆拡散ユニット２０５は２つの入力を有する。第１の入力は受信信号であり、第２の入力はデータ・ストリームを拡散するのに用いた拡散符号のローカル・コピーである。通常、拡散された信号に拡散符号を乗積したときに非拡散データ・ストリームを生成するように拡散符号を選択するが、これは必ずしも必要ではない。逆拡散を行った後、拡散のないデータ・ストリームはＴＤ復号ユニット２１０に送られる。ＴＤ送信機内で行われる一連の操作では、非符号化の（元の）データ・ストリームをＴＤ符号化し、その後で拡散する。したがって、元のデータ・ストリームを取り出すには、通常、操作のシーケンスを逆に行う。
【００２３】
　ＴＤ復号を行うにはＴＤ復号ユニット２１０はそのＴＤ符号化を復号する方法を知る必要がある。したがって、ＴＤ復号ユニット２１０はチャンネル推定のための第２の入力を有する。通常、チャンネル推定は、ＴＤ符号化され拡散されたデータ・ストリームを送信するのに用いられた通信チャンネルの挙動を記述する複素ベクトルまたはマトリクス（送信アンテナと受信アンテナの数に依る）である。チャンネル推定は、ＴＤ復号を更に処理するために、逆拡散データの位相誤りを訂正するのに用いられる。本発明の当業者によく知られている直交ＴＤ符号化を用いるシステムでは、或る逆拡散データ・ストリームにチャンネル推定を乗積した後でＴＤ復号処理を行うと、元のデータ・ストリームが得られる。直交ＴＤ符号化とは互いに相互作用をしないようにしてダイバーシティ・ストリームを符号化することを意味するので、ダイバーシティ間に干渉はない。
【００２４】
　ＴＤ復号ユニット２１０の出力はマルチパス結合器（通常、レーキ結合器ユニット２１２と呼ぶ）に与えられる。レーキ結合器２１２は、マルチパス信号からのＴＤ復号信号を結合してマルチパス・ダイバーシティを利用するのに用いられる。マルチパス結合器内で用いられるアルゴリズムは最大比結合(Maximum Ratio Combining)(ＭＲＣ）またはその他のものでよい。因みに、マルチパス結合はＴＤ復号ブロック２１０内でのチャンネル訂正の後に、すなわちＴＤ復号処理の前に行ってもよい。これにより受信機の性能が変わることはない。
【００２５】
　非直交ＴＤ符号化を用いるシステムでは種々のダイバーシティ・ストリームの間に干渉が存在するので、追加の処理を行う必要がある。追加の処理は干渉除去ユニット２１５で行われる。干渉除去ユニット２１５は、数学的に次のように表される操作を行う。
【数１】
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ただし、ｓNx1 は送信信号、ｒNx1 は受信信号、ｎNx1 は雑音信号、ｙNx1 は逆拡散とＴＤ復号と干渉除去が行われた信号、
【数２】
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はチャンネル・マトリクス、ＺNxN は非直交ＴＤ復号のための、干渉除去を含む演算マトリクスである。因みに、直交ＴＤを用いるシステムでは演算マトリクスＺNxN は単位マトリクスになる。
【００２６】
　干渉除去ユニット２１５の出力はＴＤ復号信号、すなわち元のデータ・ストリームである。元のデータ・ストリームは必要な処理を更に行うこともできるし、またＴＤ受信機２００に接続するディジタル装置（図示しない）で用いることもできる。
【００２７】
　図３は、空間時間拡散（ＳＴＳ）復号のための従来技術のＴＤ復号器３００を示す。図３は、或る特定のＴＤ方式（この場合はＳＴＳ）用に特別に設計されたＴＤ復号器の１つの可能な実施の形態を示すものである。因みに、図３に示すＴＤ復号器３００は、何らかの修正を加えない限り他のＴＤ方式では恐らく働かない。一般に、ＴＤ復号器３００は受信信号の同相（Ｉ）部分と直角位相（Ｑ）部分とを用いる受信機の一部である。
【００２８】
　説明の都合上、次の記号を用いる。
　ｒi,k は受信信号を表す。ただし、ｉは時間インデックス（または、同等であるがシンボル・インデックス）であり、ｋは受信信号の同相（Ｉ）部分と直角位相（Ｑ）部分とを表し、ｒi,k は実数値（実数）である。
　ｈn,i,k はチャンネル推定値を表す。ただし、ｎはｎ番目の送信アンテナに対応するチャンネル・インデックスであり、ｉは時間インデックス（または、同等であるがシンボル・インデックス）であり、ｋは受信信号の同相（Ｉ）部分と直角位相（Ｑ）部分とを表し、ｈn,i,k は複素値（複素数）である。
　ｈn,i は複素値のチャンネル推定値を表す。ただし、ｎとｉは上記のｈn,i,k の場合と同じ意味を有する。
【００２９】
　ｈn,k は実数値のチャンネル推定値を表す。ただし、ｎとｋは上記のｈn,i,k の場合と同じ意味を有する。
　ｈn は複素値のチャンネル推定値を表す。ただし、チャンネル推定値の値はＮシンボル周期の間は変わらず、またｎは上記のｈn,i,k の場合と同じ意味を有する。
　ｓi,k はＴＤ復号信号を表す。ただし、ｉは時間インデックス（または同等であるがシンボル・インデックス）であり、偶数（ｅ）または奇数（ｏ）で表すことも可能であり、ｋは受信信号の同相（Ｉ）部分と直角位相（Ｑ）部分とを表し、ｓi,k は実数値（実数）である。
【００３０】
　ＴＤ復号器３００への入力はデータ・シンボルｒ1,I，ｒ2,I，ｒ1,Q，ｒ2,Q の形の逆拡散受信信号である。ただし、ｒ1,Iは第１の同相シンボル、ｒ2,Qは第２の直角位相シンボルである。次に、逆拡散受信信号にチャンネル推定値ｈ1,I，ｈ1,Q，ｈ2,I，ｈ2,Qを掛ける。ただし、ｈ1,Iは同相シンボルの第１のチャンネル推定値、ｈ1,Qは直角位相シンボルの第１のチャンネル推定値である。チャンネル推定値は通信チャンネルのインパルス応答を記述する数である。逆拡散シンボルとチャンネル推定値は共に実数値なので、乗算器は実数乗算を行う。乗算は乗算器３０２，３０４，３０６，３０８，３１５，３１７，３１９，３２１で行う。
【００３１】
　各乗算演算の出力を加算回路３１０，３１２，３２３，３２５で結合する。例えば、加算回路３２５は同相シンボルとｈ2,I との乗算（乗算器３１５）の結果を直角位相シンボルとｈ2,Q の乗算（乗算器３２１）から引く。因みに、乗算器と加算器の特定の配列は実現する特定のＴＤ方式（この場合はＳＴＳ）の関数であり、ＴＤ方式が異なる場合は配列は変わってよい。
【００３２】
　次に、加算回路３１０，３１２，３２３，３２５の結果を別の加算回路３２７と３２９で結合する。１対のデマルチプレクサ（またはその他の同等の回路）３３１と３３７とを用いて加算回路３２７と３２９の出力を、メモリ要素３３３と３３９とに、または直接に加算回路３３５と３４１とに送る。デマルチプレクサ３３１と３３７の最終結果は、第１のシンボル（ｒ1,I とｒ1,Q）との乗算と加算を第２のシンボル（ｒ2,I とｒ2,Q）に加えて形成されるＴＤ復号シンボルｓe,I とｓe,Q とである。例えば、第１のシンボル（ｒ1,I とｒ1,Q）を乗算して加算したときはデマルチプレクサ３３１と３３７は結果をメモリ要素３３３と３３９に送り、第２のシンボル（ｒ2,I とｒ2,Q）を乗算して加算した結果は加算回路３３５と３４１に送ってメモリ要素３３３と３３９内に記憶されている結果と結合する。
【００３３】
　図３に示す復号器３００はＳＴＳ復号専用として設計されたものであるから、他の種類のＴＤ方式は支援しない。したがって、異なるＴＤ方式を用いる無線通信システムにこれを用いることは制限される。ＴＤ受信機はここに示すＴＤ復号器３００を含んでよいが、通信システム内で用いられる任意の他のＴＤ方式を処理することが可能な他のＴＤ復号器も含まなければならない。しかし複数のＴＤ復号器内には多くの冗長度があるので、ＴＤ方式毎に別個のＴＤ復号器を用いるのは非常に非効率的である。このためＴＤ受信機は非常に大きくなり、必要以上の電力を消費する。
【００３４】
　１個のＴＤ復号器が異なるＴＤ方式を支援することが可能なように十分な柔軟性を持つＴＤ復号器を作ることは可能である。単一ＴＤ復号器を設計する場合は、乗算器や加算器やメモリ要素などの種々の回路構成要素を繰り返し用いることにより効率を高くすることができる。
【００３５】
　図４は、ＳＴＳおよびＯＴＤのＴＤ方式を支援することが可能な単一ＴＤ復号器４００の従来技術の実施の形態を示す。ＴＤ復号器４００は、スイッチ４１４，４１６，４１８を用いることにより複数の構成要素を共用することができる。スイッチは復号対象である特定のＴＤ方式に基づいて設計される。ＴＤ復号器４００をＳＴＳまたはＯＴＤのＴＤ復号モードで動作させるとき、例えば乗算器４０６，４０８や、加算回路４２０，４２２や、複素共役変換器４１０，４１２などの構成要素を共用することができる。因みに、乗算器４０２，４０４，４０６，４０８は実際には複素数乗算器であり、図３に示す乗算器は実数乗算器である。複素数乗算器と実数乗算器との違いは、１個の複素数乗算器は４個の実数乗算器から作られるということである。したがってハードウエアの複雑さという点から見ると、１個の複素数乗算器は４個の実数乗算器に等しい。
【００３６】
　比較のために、次の表１は図３と図４に示す２つのＴＤ復号器設計を含む種々のＴＤ復号器のＴＤ復号器構成要素の集計を示す。表１は２本および４本のアンテナを持つＳＴＳや種々の他のＴＤ方式に用いられるＴＤ復号器のリストである。４本の送信アンテナの場合は、空間時間送信ダイバーシティ（ＳＴＴＤ）や空間時間送信ダイバーシティ・位相切換送信ダイバーシティ（ＳＴＴＤ−ＰＳＴＤ）という２つのＴＤ方式をリストに追加する。因みに、図３と図４はＳＴＳとＯＴＤのＴＤ復号器の特定の実施の形態を示すものであり、他のＴＤ方式のＴＤ復号器は同様であるが全く同じではない。データによると、図４に示すような結合ＴＤ復号器は図３に示すような単独のＴＤ復号器に比べて乗算器の数は大幅に少なくなるが、その代わりにメモリ要素と加算器とを増やす必要がある。幸いなことに、加算器とメモリ要素とは乗算器に比べて複雑さと物理的大きさが非常に小さい。
【００３７】
【表１】
2004135328.tif 000005
【００３８】
　図４に示す結合ＴＤ復号器（ＳＴＳおよびＯＴＤ）を用いると複数のＴＤ方式を支援するＴＤ復号器の乗算器の数は大幅に減少するが、支援するのは２つのＴＤ方式（すなわち、ＳＴＳとＯＴＤ）だけである。他のＴＤ方式を加えるには、恐らく図４に示すＴＤ復号器の設計を変える必要がある。また、乗算器の数は減少するがその代わりに加算器とメモリ要素の数は増加する。望ましいのは、復号器の設計を変えずにＴＤ復号器が他のＴＤ方式を支援できることである。
【００３９】
　図５は、本発明の好ましい実施の形態に係る、任意の数のＴＤ方式を支援することが可能な受信機５００の概要を示すブロック図である。受信機５００は種々の異なるＴＤ方式を支援することが可能であり、また送信ダイバーシティのない無線通信網でも動作する。受信機５００は逆拡散ユニット５０５を含む。逆拡散ユニット５０５は逆拡散ユニット２０５（図２）と同様のものでよいし、他の無線通信システムに用いられる他の逆拡散ユニットでもよい。逆拡散ユニット５０５は２つの入力を有する。第１の入力は受信信号であり、第２の入力は送信機でデータ・ストリームを拡散するのに用いた拡散符号のローカル・コピーである。逆拡散ユニット５０５の動作は前に説明したものと同じものなのでここでは説明しない。
【００４０】
　逆拡散ユニット５０５の出力はＴＤ復号および干渉除去ユニット（ＴＤＩＣ）５１０に与えられる。機能の面から見ると、ＴＤＩＣ５１０はＴＤ復号器２１０（図２）などのＴＤ復号器と、干渉除去ユニット２１５（図２）などの干渉除去ユニットとを結合したものと考えてよい。ＴＤＩＣ５１０はＴＤ復号と逆拡散信号の干渉除去の両方を同時に行う。因みに、ＴＤ方式が直交ダイバーシティを用いる場合はアンテナ間の干渉除去は必要ない。ただし一般には（また非直交ＴＤ方式を支援するために）ＴＤＩＣ５１０内に干渉除去機能がある。
【００４１】
　ＴＤＩＣ５１０は第２の入力を有する。本発明の好ましい実施の形態では、これはチャンネル推定関数を受信する。図２に示すＴＤ復号器２１０の場合のように単にチャンネル推定を受信するだけでなく、ＴＤＩＣ５１０はチャンネル推定関数と呼ぶべきものを受信する。チャンネル推定関数は特定のＴＤ方式に基づいて予め定められている。チャンネル推定関数はＴＤＩＣ５１０内でＴＤ復号と干渉除去に用いられる。各チャンネル推定関数はＴＤＩＣ５１０内の４個の実数乗算器（図示しない）を用いて逆拡散シンボルを乗算する。最後に、ＴＤＩＣ５１０の出力はレーキ結合器５１２に与えられる。レーキ結合器５１２はレーキ結合器２１２（図２）と同様である。図２と同様に、ＴＤＩＣ５１０内でチャンネル推定関数を逆拡散信号に乗積した後にレーキ結合器５１２を置いてもよい。
【００４２】
　一般に、各チャンネル推定値関数は計算されたチャンネル推定値のリストである。関数内の各要素を逆拡散シンボルに乗積し、その結果を結合して１つの逆拡散されＴＤ復号されたシンボルを作る。本発明の好ましい実施の形態では、ＴＤ受信機は所定のクロック周波数で動作し、各周期で逆拡散ユニット５０５は逆拡散シンボルを作り、ＴＤＩＣ５１０は逆拡散シンボルにチャンネル推定関数の要素を乗算する。
【００４３】
　図６ａ−ｅはよく用いられるＴＤ方式用の種々のチャンネル推定関数を示す。図６ａは２本の送信アンテナを持つＳＴＳ用のチャンネル推定関数を示す。例えば、チャンネル推定関数ｆ1（ｈ）６０５は必要な８つのチャンネル推定関数の１つである。チャンネル推定関数ｆ1（ｈ）６０５は、第１項がチャンネル・マトリックスの転置の第１列および第０行（１，０）要素の共役にチャンネル・マトリックスの転置の（２，０）要素を加えたものの実数部、第２項がチャンネル・マトリックスの（１，１）要素の共役からチャンネル・マトリクスの（２，１）要素を引いたものの実数部、として計算される。残りの７つのチャンネル推定関数も同様にして計算される。因みに、チャンネル・マトリクス内の各要素は異なる送信アンテナに用いられるチャンネル推定値である。
【００４４】
　因みに、チャンネル推定関数ｆ1（ｈ）６０５は２つの項を含む。図３の説明と同様にして、第１の項は２つの連続した逆拡散シンボルの１番目に乗積され、第２の項は２つの逆拡散シンボルの２番目に乗積される。その他の図は他のＴＤ方式、すなわち２本の送信アンテナを用いるＯＴＤ（図６ｂ）、２本の送信アンテナを用いるＳＴＴＤ（図６ｃ）、４本の送信アンテナを用いるＳＴＴＤ−ＯＴＤ（図６ｄ）、４本の送信アンテナを用いるＳＴＳ−ＯＴＤ（図６ｅ）に用いられるチャンネル推定関数を示す。因みに、４本の送信アンテナの場合に用いられるチャンネル推定関数（図６ｄと図６ｅ）は４つの項を有し、４つの受信シンボルに乗算する。また、４本の送信アンテナの場合のチャンネル推定関数は、２本の送信アンテナの場合の８つとは異なり、１６ある。
【００４５】
　図７は、本発明の好ましい実施の形態に係る種々の異なるＴＤ方式を支援するＴＤ復号器の部分７０５の詳細を示す。本発明の好ましい実施の形態では、ＴＤ復号器の部分７０５は、逆拡散ユニットが作った逆拡散シンボル・ストリームを受ける２つの入力を有する。２つの入力は受信信号からの同相および直角位相シンボルを受ける。同相シンボル・ストリームｒ1,I，．．．，ｒN-1,I は２つの実数乗算器７０７と７０９とに与えられ、直角位相シンボル・ストリームｒ1,Q，．．．，ｒN-1,Q は２つの別の実数乗算器７１１と７１３とに与えられる。４つの各実数乗算器の他方の入力はチャンネル推定関数の１つである。例えば、ＴＤ復号器がＳＴＳのＴＤ方式をＴＤ復号するように設計されている場合は、乗算器７０９の他方の入力はチャンネル推定関数６０５（図６ａ）である。
【００４６】
　個々のチャンネル推定値関数の第１の要素に第１の逆拡散シンボルを乗算した後で、その結果を加算回路対７１５と７１７とで加算する。乗算器７０７の出力と乗算器７１１の出力とを結合し、また乗算器７０９の出力と乗算器７１３の出力とを結合する。加算回路で加算した後、第１の逆拡散シンボルと個別のチャンネル推定関数の第１の要素との乗算の結果をマルチプレクサ対７１９と７２１（または同様の回路）とに与えて出力をメモリ要素７２３と７２５とに送る。メモリ要素７２３と７２５とを用いて第１の逆拡散シンボルからの結果を記憶し、他方で第２の逆拡散シンボルからの結果を計算する。第２の逆拡散シンボルからの結果を計算した後、２つの結果を加算回路対７２７と７２９とで加算し、逆拡散されＴＤ復号されたシンボルの対（ｓIとｓQ）を作る。逆拡散されＴＤ復号されたシンボルは送信機から送信されたデータ・ストリームを表し、任意の追加の信号処理を行ったり、ＴＤ受信機に結合する任意の装置が用いたりすることができる。
【００４７】
　本発明の好ましい実施の形態では、ＴＤ復号器の部分７０５を単に複製して、ＴＤ送信機内の送信アンテナ毎に１つの部分７０５を持つ実際のＴＤ復号器を形成する。したがって、２本の送信アンテナがある場合は各ＴＤ復号器内に２つの部分７０５があり、４本の送信アンテナが用いられる場合は各ＴＤ復号器内に４つの部分７０５がある。２つを超える部分７０５を持つＴＤ復号器では、より多くの乗算／加算の結果を保持するためにメモリ要素（例えば、メモリ要素７２３）は必然的にそれだけ大きくなる。例えば４本の送信アンテナのシステムでは、メモリ要素は３つの逆拡散シンボルを記憶する必要がある。一般にＮ本の送信アンテナのシステムでは、１つの逆拡散されＴＤ復号されたシンボルを作る前に各メモリ要素は最大Ｎ−１個の逆拡散シンボルからの乗算／加算の結果を記憶する必要がある。
【００４８】
　本発明の別の好ましい実施の形態では、ＴＤ復号器の部分７０５を非ＴＤ無線通信システムに用いてよい。かかる場合は、個々のチャンネル推定関数はチャンネル推定値自体であって、メモリ要素（メモリ要素７２３と７２５）は用いない。非ＴＤシステムに部分７０５を用いる利点は、ＴＤ方式を支援する機能を持つハードウエアの必要数が極めて小さいことである。
【００４９】
　比較のために、次の表２は種々のＴＤ方式で２本および４本の送信アンテナを持つＴＤ復号器の部分７０５に用いられるＴＤ復号器構成要素の集計を示す。表２と表１（前に説明した）とを比較すると、ＴＤ復号器の複製部分７０５を用いることによりハードウエアが大幅に節約になることは明らかである。
【表２】
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【００５０】
　本発明の別の好ましい実施の形態では、乗算器を共用し且つメモリ要素の数を増やすことにより、ＴＤ復号器の部分７０５内に用いられる乗算器の数を半分に減らすことができる。例えば、必要な中間値を記憶するためのメモリ要素が存在する場合は、乗算器７１１と７１３を除いてその代わりに乗算器７０７と７０９を用いてよい。また加算回路７１７を除いてその代わりに加算回路７１５を用いてよい。残りの乗算器と加算回路を共用するには、少数のハードウエアを追加すると共にメモリ要素の数（または大きさ）を増やす必要がある。
【００５１】
　例示の実施の形態を参照して本発明を説明したが、この説明は制限的な意味に解釈してはならない。この説明を参照すれば、例示の実施の形態の種々の変更および結合や本発明の別の実施の形態は当業者に明らかである。したがって特許請求の範囲はかかる変更や実施の形態を全て含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
　本発明の上記の特徴は添付の図面を参照して説明を読めば明らかに理解することができる。
【図１ａ】送信ダイバーシティを用いる送信機と受信機とを備える無線通信システムを示す。
【図１ｂ】送信ダイバーシティを用いる送信機と受信機とを備える無線通信システムを示す。
【図１ｃ】送信ダイバーシティを用いる送信機と受信機とを備える無線通信システムを示す。
【図２】送信ダイバーシティを用いる無線通信システム内の一般的な受信機のブロック図を示す。
【図３】空間時間拡散を用いる送信ダイバーシティ受信機内で用いられる従来技術のダイバーシティ復号器を示す。
【図４】空間時間拡散と直交送信ダイバーシティとを支援することが可能な送信ダイバーシティ受信機内で用いられる従来技術のダイバーシティ復号器を示す。
【図５】本発明の好ましい実施の形態に係る、非送信ダイバーシティを含む種々の送信ダイバーシティ方式を支援することが可能な送信ダイバーシティ受信機のブロック図を示す。
【図６ａ】本発明の好ましい実施の形態に係る、２本アンテナの送信ダイバーシティ方式に用いられるチャンネル推定関数の例を示す。
【図６ｂ】本発明の好ましい実施の形態に係る、２本アンテナの送信ダイバーシティ方式に用いられるチャンネル推定関数の例を示す。
【図６ｃ】本発明の好ましい実施の形態に係る、２本アンテナの送信ダイバーシティ方式に用いられるチャンネル推定関数の例を示す。
【図６ｄ】本発明の好ましい実施の形態に係る、４本アンテナの送信ダイバーシティ方式に用いられるチャンネル推定関数の例を示す。
【図６ｅ】本発明の好ましい実施の形態に係る、４本アンテナの送信ダイバーシティ方式に用いられるチャンネル推定関数の例を示す。
【図７】本発明の好ましい実施の形態に係る、種々の異なる送信ダイバーシティ方式を支援することが可能な受信機内で用いられる送信ダイバーシティ復号器の詳細図を示す。
【符号の説明】
【００５３】
　１０５　送信機
　１１０，１１１　送信機アンテナ
　１１５　受信機
　１１６　受信機アンテナ
　７０５　ＴＤ復号器
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７】
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【外国語明細書】
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