(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号を、それぞれ異なるユーザ（Ｎ１〜ＮＫ）のデータバーストから成るデータ流として、第１の局（ＢＳ）と第２の局（ＭＳ）との間で複数のアンテナ（Ａ１〜ＡＮ）を介して伝送し、個々のデータバーストとともに参照信号を送信する形式の、
ＣＤＭＡ方式により伝送を実行するデータ伝送方法たとえばＴＤＤモードのＣＤＭＡシステムで使用するためのデータ伝送方法において、
ｉ）第１のステップで、第２の局（ＭＳ）から第１の局（ＢＳ）へ参照信号を送信し、
ｉｉ）第２のステップでは第１の局（ＢＳ）において、第２の局（ＭＳ）から受信した参照信号に基づきチャネル推定（ＫＳ）を実行し、
ｉｉｉ）第３のステップで、第１の局（ＢＳ）はデータバーストを第２の局（ＭＳ）へ複数のアンテナ（Ａ１〜ＡＮ）を介して送信し、チャネル推定に応じてそれぞれ異なる振幅係数と位相係数（Ａｎ，φｎ）とによってそれぞれ異なるアンテナの送信信号を変調させ、
積
【数１】
0004746243.tif 000006
の最大化がアンテナ固有の位相φｎと振幅Ａｎとの変更により付随条件
【数２】
0004746243.tif 000007
のもとで達成されるように位相係数φｎと振幅係数Ａｎとを選定し、ここでｎ番目のアンテナからｋ番目のユーザへのチャネルにおける最大電力のチャネル推定係数をαｎｋで表し、ｎ＝１〜Ｎでありｋ＝１〜ＫただしＮはアンテナ数、Ｋはユーザ数であることを特徴とする
データ伝送方法。
【請求項２】
相前後する複数の期間にわたり位相係数と振幅係数を一定に保持する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
第１の局（ＢＳ）をＴＤＤモードにおける移動無線システムたとえばＵＭＴＳ移動無線システムの基地局とし、第２の局（ＭＳ）をその移動局とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
データ信号が、それぞれ異なるユーザ（Ｎ１〜ＮＫ）のデータバーストから成るデータ流として、第１の局（ＢＳ）と第２の局（ＭＳ）との間で複数のアンテナ（Ａ１〜ＡＮ）を介して伝送され、個々のデータバーストとともに参照信号が送信される形式の、
ＣＤＭＡ方式により伝送が実行されるデータ伝送装置たとえばＴＤＤモードのＣＤＭＡシステムで使用するためのデータ伝送装置において、第１の局（ＢＳ）は、
第２の局（ＭＳ）から第１の局（ＢＳ）へ送信される参照信号を受信する受信装置と、
第２の局（ＭＳ）から受信した参照信号に基づきチャネル推定を実行するチャネル推定装置と、
複数のアンテナ（Ａ１〜ＡＮ）を介して第２の局（ＭＳ）へ送信すべきデータバーストに対するチャネル推定に応じて、それぞれ異なる振幅係数および位相係数（Ａｎ，φｎ）によりそれぞれ異なるアンテナの送信信号を変調する変調装置と
が設けられており、当該変調装置は、積
【数３】
0004746243.tif 000008
の最大化がアンテナ固有の位相φｎと振幅Ａｎとの変更により付随条件
【数４】
0004746243.tif 000009
のもとで達成されるよう位相係数φｎおよび振幅係数Ａｎを選定し、ここでｎ番目のアンテナからｋ番目のユーザへのチャネルにおける最大電力のチャネル推定係数がαｎｋで表され、ｎ＝１からＮでありｋ＝１からＫただしＮはアンテナ数、Ｋはユーザ数であることを特徴とする、
データ伝送装置。
【請求項５】
前記変調装置は、相前後する期間にわたり位相係数および振幅係数を一定に保持する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
第１の局はＴＤＤモードにおける移動無線システムたとえばＵＭＴＳ移動無線システムの基地局（ＢＳ）であり、第２の局（ＭＳ）はその移動局である、請求項４または５記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
本発明はデータ伝送方法およびシステムに関し、たとえばＴＤＤモードのＣＤＭＡシステムで使用されるデータ伝送方法に関する。この場合、データ信号がそれぞれ異なるユーザのデータバーストから成るデータ流として第１の局から第２の局へ複数のアンテナを介して伝送され、その際、個々のデータバーストとともに参照信号が送信される。
【０００２】
本発明は原理的には任意のデータ伝送に適用できるけれども、本発明ならびにその基礎を成す課題については、参照信号の伝送を必要とする伝送モードを使用するセルラＣＤＭＡデータ伝送システム（CDMA = Code Division Multiple Access）に基づき説明する。
【０００３】
符号分割多重接続（CDMA = Code Division Multiple Access）によって、複数のデータ流を同時に１つの共通の周波数を介して伝送することができる。この場合、伝送すべきデータ流のシンボルはいわゆる拡散符号によって変調される。それぞれ異なる符号によって同時に伝送されるデータ流は一般に互いに干渉し合う。マルチパス伝播によって、相前後して送信されたデータシンボルのオーバラップが引き起こされる（シンボル間干渉 inter symbol interference, ISI）。ＣＤＭＡ符号化およびマルチパス伝播は多重アクセス干渉（multiple access interference, MAI）の原因となる。
【０００４】
これらの干渉をたとえば受信機において除去できるのは、そこにおいてチャネルのインパルス応答が既知であるときであって、これについてはたとえば K. D. Kammeyer: "Nachrichtenuebertragung", 2. Aufl., Reihe Informationstechnik, Teubner, Stuttgart, 1996 ならびに A. Klein, G. K. Kaleh, P.W. Baier: "Zero Forcing and Minimum Mean-Square-Error Equalization for Multiuser Detection in Code Division Multiple Access Channels", IEEE Trans. Vehic. Tech., Bd. 45 (1996), 276-287 に記載されている。チャネルインパルス応答は、たとえば受信機において受信した参照信号から推定できる。
【０００５】
常に良好な伝送を保証する目的で、複数の移動無線チャネルを介して同時にデータを伝送することもできる。これは複数の送信アンテナによって達成できる（送信アンテナダイバシティ）。この種の送信アンテナダイバシティによって移動無線チャネル伝送の品質が格段に改善される。
【０００６】
ＴＤＤモードのＣＤＭＡ移動無線システムに関して、ダウンリンクつまりたとえば基地局から移動局への区間のために、以下のような送信アンテナダイバシティパターンが知られている。
【０００７】
Motorola による Transmit Adaptive Array (TxAA): "Transmit Diversity Schemes applied to the TDD mode (II)", 3GPP TSG RAN WG1 document TSGR1#5(99)632 の場合、個々のユーザの信号が合成される前にベースバンドで位相係数および振幅係数により変えられる。これらの係数はユーザおよびアンテナに固有である。
【０００８】
Motorola による Selection Transmit Diversity (STD): "Transmit Diversity Schemes applied to the TDD mode (II)", 3GPP TSG RAN WG1 document TSGR1#5(99)632 の場合、個々のユーザの信号が常に１つのアンテナだけによって放射される。それぞれ異なるユーザのためにそれぞれ異なるアンテナを選択できる。
【０００９】
Motorola による Phase Alignment Transmit Diversity (PATD): "Transmit Diversity Schemes applied to the TDD mode", 3GPP TSG RAN WG1 document TSGR1#3(99)186 の場合、全アンテナ信号はベースバンドで１つの位相係数により変えられる。この係数はそれぞれ異なるアンテナについてそれぞれ異ならせることができる。これは１つのアンテナにおけるすべてのユーザについて同一である。
【００１０】
これらすべてのパターンにおいて、移動無線チャネルの伝送品質は対向区間で送信機において求められる。そして測定された品質に基づきパターンのパラメータが選択される（閉ループ技術）。
【００１１】
TxAA または STD によって送られるデータをジョイントデテクション方式（ＪＤ）によって検出できるようにするためには、受信機において各ユーザごとに固有のチャネル推定を行う必要がある。
【００１２】
PATD を使用した場合には、ダウンリンクにおいてＪＤ受信機で１つのチャネルを推定すればよい。しかし TxAA や STD とは異なり PATD の欠点は、伝送最適化のために振幅変調が用いられないことである。
【００１３】
したがってＴＤＤモードにおいてダウンリンクでＣＤＭＡ伝送するための通常のダイバシティ方式は、受信機におけるチャネル推定が煩雑になってしまい（TxAA = Transmit Adaptive Array, STD = Selection Transmit Diversity）、あるいは品質をもっと改善しなければならない（PATD = Phase Alignment Transmit Diversity）。
【００１４】
発明の利点
本発明の基礎とする着想は、個々のアンテナの送信信号を位相についても振幅についても変調する点にある。
【００１５】
請求項１の特徴部分に記載の本発明による方法もしくはこれに対応する請求項４記載の装置のもつ利点とは、ＪＤ受信にあたりダウンリンクで複数のチャネル推定をする必要なく複数のアンテナを介した送信によるデータ伝送の改善を達成できることである。ダウンリンクにおいてこの方法を適用する場合、ＪＤ受信機において１つのチャネル推定を行うだけでよい。たとえばＰＡＴＤを使用した場合、伝送をいっそう改善することができる。
【００１６】
従属請求項には本発明の個々の構成の有利な実施形態が示されている。
【００１７】
１つの有利な実施形態によれば、位相係数と振幅係数は相前後する期間にわたり一定に保持される。
【００１８】
別の有利な実施形態によれば位相係数φｎと振幅係数Ａｎは、積
【００１９】
【数５】
0004746243.tif 000002
【００２０】
の最大化がアンテナ固有の位相φｎと振幅Ａｎの変更により付随条件
【００２１】
【数６】
0004746243.tif 000003
【００２２】
のもとで達成されるように選定され、ここでｎ番目のアンテナからｋ番目のユーザへのチャネルにおける最大電力のチャネル推定係数をαｎｋで表し、ｎ＝１〜Ｎでありｋ＝１〜ＫただしＮはアンテナ数、Ｋはユーザ数である。
【００２３】
別の有利な実施形態によれば、第１の局はＴＤＤモードにおける移動無線システムたとえばＵＭＴＳ移動無線システムの基地局であり第２の局はその移動局である。
【００２４】
さらに別の有利な実施形態によれば伝送はＣＤＭＡ方式により実行される。
【００２５】
図面
次に、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
【００２６】
図１は、複数のアンテナを介してデータを送信するための本発明による装置の実施形態を示す図であり、図２は、図１に示した装置を使用して複数のアンテナを介してデータを送信するための本発明による方法の時間的な流れを示す図である。
【００２７】
実施例の説明
図中、同じ素子または同じ機能をもつ素子には同じ参照符号が付されている。
【００２８】
図１および図２によれば参照符号Ｎ１〜ＮＫは装置の個々のユーザを表し、１０１〜１０Ｋは個々の加算器、２０１〜２０Ｋは個々の乗算器、Ａ１〜ＡＮおよびＡＭは個々のアンテナ、ＢＳは基地局、ＭＳは移動局、Ｓは送信ステップ、ＫＳはチャネル推定ステップ、ＳＤＩＶはアンテナダイバシティによる送信ステップ、Ｅは受信ステップを表している。
【００２９】
この実施形態はＴＤＤモードのＵＭＴＳ（Universal Mobile Telephone System）システムであり、この場合、データ信号はそれぞれ異なるユーザのデータバーストから成るデータ流として基地局ＢＳと移動局ＭＳとの間で複数のアンテナＡ１〜ＡＮを介して伝送され、その際に個々のデータバーストとともに参照信号が送信される。
【００３０】
この場合、送信アンテナダイバシティによる送信は以下のようにして実現される。
【００３１】
まずはじめにアップリンクにおけるすべてのユーザＮ１〜ＮＫのチャネルの推定が、移動局から送信された参照信号に基づき基地局ＢＳにより通常のようにして行われる。
【００３２】
その後、各ユーザチャネルについてそれぞれ最大電力のチャネルパスが決定される。この場合、ｎ番目のアンテナからｋ番目のユーザに対するチャネルの対応するチャネル推定係数がαｎｋで表されており、ここでｎ＝１〜Ｎでありｋ＝１〜ＫただしＮはアンテナ数でありＫはユーザ数である（それぞれ自然数）。
【００３３】
次に積
【００３４】
【数７】
0004746243.tif 000004
【００３５】
の最大化がアンテナ固有の係数φｎと振幅Ａｎの変更により付随条件
【００３６】
【数８】
0004746243.tif 000005
【００３７】
のもとで実行される。
【００３８】
ついで位相φｎと振幅Ａｎにより変調された全体ＣＤＭＡ信号Ａｎ・ｅｉφｎ・ｓ（ｔ）により、図１に示されているようにダウンリンクのｎ番目の送信アンテナを介して移動局へ送信が行われ、ここでｓ（ｔ）は全体ＣＤＭＡ信号である。
【００３９】
図２には、このデータ伝送方法の時間的な流れが示されている。ＰＡＴＤとは異なりこの方法によれば、アンテナ固有の位相φｎだけでなく振幅Ａｎも変更される。
【００４０】
まずはじめ移動局ＭＳはデータバーストを参照信号データブロックとともに基地局ＢＳへ送信し、基地局ＢＳはそれをチャネル推定に利用する。チャネル推定の結果に基づき基地局はチャネル推定ＫＳを実行する。ついで上述のように、アンテナダイバシティＳＤＩＶにより基地局から移動局へのデータ送信が行われ、移動局において受信Ｅが行われる。
【００４１】
これまで有利な実施例に基づき本発明について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、様々なかたちで変形可能である。
【００４２】
たとえば本発明による方法はあらゆるデータ伝送システムにも適用可能であり、ＴＤＤモードにおけるＣＤＭＡデータ伝送に限られるものではない。
【００４３】
また、振幅と位相の求め方を変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  複数のアンテナを介してデータを送信するための本発明による装置の実施形態を示す図である。
【図２】  図１に示した装置を使用して複数のアンテナを介してデータを送信するための本発明による方法の時間的な流れを示す図である。
【図１】
0004746243.tif 000010
【図２】
0004746243.tif 000011