(57)【要約】【課題】マルチセクタ化した無線基地局における上り方向のスループットを増加させるため、複数のセクタから受信した信号を動的に処理する方法を提供する。【解決手段】各セクタに含まれる送信機及び受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインが、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成する工程と、生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用いて、目標送信機との間で与えられたチャネルを共有する他の送信機による干渉を相殺する工程と、を含む。【選択図】図５
2010515286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理方法であって、
各セクタに含まれる送信機及び受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成する工程と、
生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用い、目標送信機との間で与えられたチャネルを共有する他の送信機による干渉を相殺する工程と、を含む信号処理方法。
【請求項２】
セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理方法であって、
各セクタに含まれる送信機及び基地局受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する工程と、を含み、
前記目標送信機からの信号が少なくとも２つのセクタにおいて検出された場合には、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成する工程と、
生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用い、前記目標送信機との間で与えられたチャネルを共有する他の送信機による干渉を相殺するとともに、前記目標送信機からの信号が１つのセクタのみにおいて検出されたならば、該一のセクタに関連するチャネル行列及び受信信号ベクトルを用いて、該他の送信機からの受信信号による干渉を相殺する工程と、を含む信号処理方法。
【請求項３】
目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する前記工程において、
前記目標送信機に特有のパイロット信号を用いて、サブキャリアにおける前記パスゲインを求める工程と、
サブキャリアについて求めたパスゲインを、時間領域のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＮ）に変換する工程と、
真のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と偽のインパルス応答（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成り、該第１の部分がチャネルの遅延プロファイルであって長さが遅延スプレッドに相当するものに相当する、２つの部分に、前記時間領域のインパルス応答を分離する工程と、
前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）の平均二乗値を求めることにより、第１のパラメータ（ＰＣＨ）を求める工程と、
前記第２の部分（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）の平均二乗値を求めることにより、第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を求める工程と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）から前記第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を引き去ることにより、第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）を求める工程と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）を前記第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）により割ることによって、第４のパラメータ（ＲＮＣＨ）を求める工程と、
前記第４のパラメータを所定の閾値と比較して、比較結果により前記第４のパラメータが該閾値よりも大きいことが示されたならば、前記送信機からの信号は、与えられたセクタからの受信信号に含まれているものと決定する工程と、を含む、請求項２に記載の信号処理方法。
【請求項４】
前記時間領域のインパルス応答の第２の部分（ｈＬ＋１、…、ｈＮ）は、インパルス応答の一部であってチャネルの遅延プロファイルに相当するものと、干渉を引き起こす移動局から生じたインパルス応答とを無視することによって得られる、請求項３に記載の信号処理方法。
【請求項５】
与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する前記工程において、
与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、少なくとも２つの異なるタイムスロットのサブキャリアにおけるパスゲインを求める工程と、
タイムスロットのそれぞれに対するサブキャリアについて推定したパスゲインを変換して、等価な時間領域のチャネルインパルス応答を求める工程と、
少なくとも２つのタイムスロットに対し、（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成り、該第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）が送信チャネルの遅延スプレッドに相当する長さを有する、２つの部分に、時間領域のインパルス応答のそれぞれを分離する工程と、
少なくとも、前記第１のタイムスロットの前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）及び前記第１のタイムスロット以外のいずれかの他のタイムスロットの第１の部分（ｇ０、ｇ１、…、ｇＬ）の相関因子を含む相関パラメータを求める工程と、
追加の信号処理によって前記相関パラメータを変更して、所定の閾値と比較するための参照値を求め、該参照値が該閾値よりも大きいときには、前記送信機からの信号は、与えられたセクタからの受信信号に含まれているものと決定する工程と、を含む、請求項２に記載の信号処理方法。
【請求項６】
前記相関因子は、少なくとも２つの異なるタイムスロットにおける各チャネルインパルス応答の第１の部分の間の相関の平均である、請求項５に記載の信号処理方法。
【請求項７】
与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する前記工程において、
与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、少なくとも１又は２以上のタイムスロットのサブキャリアにおける前記パスゲインを求める工程と、
同一のタイムスロット内の異なるサブキャリアにおけるパスゲインがお互いにどれだけ相関があるかの尺度となるパラメータを求める工程と、
平均化又はフィルタリングを含む追加の信号処理によって前記パラメータを変更（ないし修正）して、前記目標送信機及び与えられたセクタの相関パラメータを求める工程と、を含む、請求項２に記載の信号処理方法。
【請求項８】
１又は２以上のタイムスロットにおけるチャネルインパルス応答の第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）のべき乗を求めることによって規格化パラメータを求める工程と、
規格化パラメータを相関パラメータで割ることにより、変更された相関パラメータを求める工程と、によって、前記相関パラメータが変更される、請求項５に記載の信号処理方法。
【請求項９】
平均二乗誤差によるアプローチ、ゼロ強制によるアプローチ、及び、最尤度推定によるアプローチの少なくともいずれか１つを用いて、干渉が相殺される、請求項１又は２に記載の信号処理方法。
【請求項１０】
セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理システムであって、
各セクタに含まれる送信機及び基地局受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成するチャネル行列生成部と、
生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用い、目標送信機との間で与えられたチャネルを共有する他の送信機による干渉を相殺する干渉相殺部と、を備えている信号処理システム。
【請求項１１】
セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理システムであって、
各セクタに含まれる送信機及び基地局受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する検出部と、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成するチャネル行列生成部と、
前記目標送信機からの信号が少なくとも２つのセクタで検出された場合には、生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用いて、与えられたチャネルを前記目標送信機との間で共有する他の送信機による干渉を相殺する干渉相殺部とを備え、
前記干渉相殺部は、前記目標送信機からの信号が１つのセクタのみにおいて検出されたならば、該一のセクタに関連するチャネル行列及び受信信号ベクトルを用いて、前記他の送信機からの受信信号による干渉を相殺する信号処理システム。
【請求項１２】
前記検出部は、与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、サブキャリアにおける周波数領域のパスゲインを求めるチャネル推定部と、
サブキャリアについて求めた周波数領域のパスゲインを、時間領域のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＮ）に変換する時間領域変換部と、
真のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と偽のインパルス応答（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成り、該第１の部分がチャネルの遅延スプレッドに相当する、２つの部分に、前記時間領域のインパルス応答を分離する分離部と、
前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）の平均二乗値を求めることにより、第１のパラメータ（ＰＣＨ）を求める第１の平均ゲイン算出部と、
前記第２の部分（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）の平均二乗値を求めることにより、第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を求める第２の平均ゲイン算出部と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）から前記第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を引き去ることにより、第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）を求める減算部と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）を前記第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）により割ることによって、第４のパラメータ（ＲＮＣＨ）を求める除算部と、
前記第４のパラメータを所定の閾値と比較して、比較結果により前記第４のパラメータが該閾値よりも大きいことが示されたならば、前記送信機からの信号は、与えられたセクタからの受信信号に含まれているものと決定する比較部と、を備えている、請求項１１に記載の信号処理システム。
【請求項１３】
前記分離部は、インパルス応答の一部であってチャネルの遅延プロファイルに相当するものと、干渉を引き起こす移動局から生じたインパルス応答とを無視することによって得られる、時間領域のインパルス応答の第２の部分を生成する、請求項１２に記載の信号処理システム。
【請求項１４】
前記検出部は、与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、少なくとも２つの異なるタイムスロットのサブキャリアにおける周波数領域のパスゲインを求めるチャネル推定部と、
サブキャリアについて求めた周波数領域のパスゲインを変換して、等価な時間領域のチャネルインパルス応答を求める時間領域変換部と、
真のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と偽のインパルス応答（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成るとともに該第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）がチャネルの遅延スプレッドに相当する、２つの部分に、前記時間領域のインパルス応答を分離する分離部と、
少なくとも、前記第１のタイムスロットの前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）及び前記第１のタイムスロット以外のいずれかの他のタイムスロットの第１の部分（ｇ０、ｇ１、…、ｇＬ）の相関を求める相関部と、
追加の信号処理によって、前記相関部によって求めた前記相関パラメータを変更して、所定の閾値と比較するための参照値を求める相関操作部と、を備えている、請求項１１に記載の信号処理システム。
【請求項１５】
前記相関部は、２つのタイムスロットの組のチャネルインパルス応答の第１の部分の間の相関の平均を求めることによって、相関を求める、請求項１４に記載の信号処理システム。
【請求項１６】
与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する際、前記検出部は、与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、１又は２以上のタイムスロットのサブキャリアにおける前記パスゲインを求め、
同一のタイムスロットの異なるサブキャリアにおけるパスゲインが互いにどれだけ相関があるかの尺度となるパラメータを求め、
平均化又はフィルタリングを含む追加の信号処理によって前記パラメータを変更（ないし修正）して、与えられた送信機及び与えられたセクタの相関パラメータを求める、請求項１１に記載の信号処理システム。
【請求項１７】
少なくとも１つのタイムスロットにおけるチャネルインパルス応答の前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）の相互相関を求めるとともに、
規格化パラメータを前記相関パラメータで割ることにより、変更された相関パラメータを求めることによって、前記相関パラメータが変更される、請求項１６に記載の信号処理システム。
【請求項１８】
平均二乗誤差によるアプローチ、ゼロ強制によるアプローチ、及び、最尤度推定によるアプローチの少なくともいずれか１つを用いて、干渉が相殺される、請求項１０又１１に記載の信号処理システム。
【請求項１９】
請求項１０乃至１８のいずれか１項に記載の信号処理システムを備えている基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セクタ化は、多重アクセス干渉（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ、ＭＡＩ）を最小化することによって、各基地局におけるシステム容量を増加するために、無線通信システムにおいて用いられる技術である（非特許文献１、２）。この技術において、基地局（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔａｔｉｏｎ、ＢＳ）のセルは複数のセクタに分割され、異なるセクタに空間的に分離された移動局は、異なるチャネルを利用し、又は同一のチャネルを共有することができる。ここで、チャネルという用語は、時間、周波数、拡散コード、インタリーブ・パターン（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ  Ｐａｔｔｅｒｎ）、又は、通信システムにおいて知られている他の任意の定義のことを指す。さらに、各セクタには、１又は２以上の送信アンテナ及び受信アンテナがある。隣接するセクタ間で同一のチャネルを共有する場合には、隣接するセクタの移動局間における干渉が顕著に増大する。この種の干渉は無線通信にとって有害であり、結果として、基地局と移動装置との間のデータ送信のスループットが削減される。
【０００３】
関連技術の一つ（特許文献１）において、基地局は、各セクタから受信した上りリンクの信号を比較することによって、通信機のおよその位置を決定する。受信した上りリンクの信号の信号強度について、比較が行われるものの、ビット誤り率（Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ、ＢＥＲ）、ワード誤り率（Ｗｏｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）、最低保証帯域（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ  Ｉｎｆｒｏｍａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ、ＣＩＲ）、雑音比（Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）のような他の信号品質の基準を用いて、比較が行われてもよい。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）も用いることができる。この情報は、目標とする移動局に、より細いビームを振り向けるために利用することができ、結果として、干渉が削減される。しかし、上りリンクの送信においては、自然地形によって複数の送信経路が生じることから、上りリンクの信号は、複数のセクタから受信される信号において検出されることになる。さらに、空間的に分離された移動局によって、送信した信号の一部が目標とする移動局に非常に近い方向から基地局に到達するような信号が送信されうる。
【０００４】
図１は、そのようなシナリオを示しており、送信機１（ＴＵ１）からの信号は、経路Ｐ１及びＰ２を介して伝わり、経路（Ｐ２）は点Ｂにおける反射を含む。同様に、送信機２（ＴＵ２）からの信号は、経路Ｐ３を介して伝わる。
【０００５】
図１から分かるように、Ｐ２に沿った信号の到着方向は、Ｐ３に沿った信号の到着方向とほとんど同じである。かかる状況においては、非常に細いビームを生成しなければならないか、又は、かかる方向からの信号は完全に無視される。実際、非常に細いビームは、多数の受信アンテナを用いることによってのみ生成しうる。そのような細いビームを生成することによって、干渉を引き起こす信号と重なり合う方向から到達する送信信号の一部は無視されることから、受信信号のパワーは削減され、結果として、通信のスループットに影響を及ぼす。
【０００６】
他の関連技術においては、各セクタからの信号は、別個に処理される（特許文献２）。その処理には、復調と干渉の相殺とが含まれている。その後、セクタからの処理済の信号は、最大比合成（Ｍａｘｉｍａｌ  Ｒａｔｉｏ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ、ＭＲＣ）（非特許文献５）を用いて合成される。合成又は選択の代替の方法は、文献（非特許文献６）から導き出すことができる。
【０００７】
図２は、その種のシステムを示している。異なるセクタから受信した目標信号を合成することによって、全体のＳＮ比が向上することから、通信システムのスループットも増大する。さらに、この信号処理技術によると、セクタのサイズよりもずっと狭いビームを生成する方法と比較して、計算負荷を削減することができる。
【０００８】
複数の受信及び送信アンテナを有するシステムにおいては、別名等化としても知られている干渉の相殺は、異なる種類のアルゴリズムを用いて行うことができる（非特許文献３）。
【０００９】
一例として、典型的な直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＯＦＤＭ）に基づく受信機（非特許文献４）において、与えられたセクタの各受信アンテナに関連する各サブキャリアは、チャネル行列Ｈとみなすことができることから、信号（ベクトル）ｓｋは、
2010515286.tif 000003
によって与えられる。ここで、ｋはサブキャリアのインデックスであり、利用可能なサブキャリアの総数よりも小さい整数値をとり、Ｈｋ、ｉはサブキャリアｋかつインデックスｉのセクタにおけるチャネル行列であり、ｘｋはサブキャリアｋにおいて元々送信された信号ベクトルであり、ｎｋ、ｉはノイズベクトルである。
【００１０】
受信信号ベクトルｓｋから干渉を取り除くために、最小二乗誤差（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ、ＭＭＳＥ）法が用いられたとすると、ｉ番目のセクタに起因するものとして検出された信号は、
2010515286.tif 000004
によって与えられる。
【００１１】
この式において、ｋ番目のサブキャリアにおけるｉ番目のセクタのチャネル行列Ｈｋ、ｉは、チャネル推定部によって推定されたものと仮定した。このチャネル行列Ｈｋ、ｉを正確なレベルで推定するいくつかの技術がある（非特許文献８）。任意の（ｇｉｖｅｎ）送信機からのもとの送信信号を検出すると、次の工程では、異なるセクタにおいて検出された信号のすべてを合成する。これを行う方法の一つとして、ＭＲＣ（非特許文献５）のような最適合成法（Ｏｐｔｉｍｕｍ  ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を用いる方法がある。
【００１２】
図２は、特許文献１に記載されているようにセクタ選択を考慮しつつ、別個に検出されたシンボルを合成してチャネル復号化のためのシンボルを生成する、信号流れ図における一般的な場合を示している。異なるセクタにおける受信信号は、それぞれ、前処理１１及び復調１２を施され、シンボル合成１３によって合成されることにより検出信号を生成する。
【００１３】
図３は、図２に示されたシステムの構成を示すブロック図である。図３を参照すると、２つの信号の流れ（２５）及び（２６）は、セクタ１に関連する。さらに、干渉相殺部（２１−１）において干渉を相殺するために、チャネルパラメータ（２９）が、２つの流れ（セクタ１、信号ｘ０、ｘ１）（２５）及び（２６）とともに用いられる。同様に、干渉相殺部（２１−２）において干渉を相殺するために、セクタ２に関連する２つの信号の流れ（セクタ２、信号ｙ０、ｙ１）（２７）及び（２８）が、チャネルパラメータ（３０）とともに用いられる。各セクタから生成されるとともに干渉が相殺された、結果としての信号は、合成部（１３）において合成される。一のセクタから他のセクタへのハンドオーバを実施するために用いられる情報を生成するために、実際には、検出部（３５）も設けられる。この種のハンドオーバは、合成信号（３３）、セクタ１からの信号（３３）及びセクタ２からの信号（３２）から信号を選択するセレクタ（３４）を用いて実現される。
【００１４】
上述の方法（特許文献１）を用いた、送信機の位置の検出は、固有の欠点を有する。ＳＮ比に基づく方法は、参照シンボル及びチャネル行列を生成する工程を含み、一種のレプリカの生成を伴うことから、計算が複雑となる。ＢＥＲに基づく方法は、各セクタから検出された信号を別個に復号する工程を含む。
【００１５】
上述の関連技術のすべてにおいて、基地局は、各セクタに関連する信号から受け取った情報のすべてを、効率よく動的に用いているわけではない。さらに、目標送信機からの信号が、与えられたセクタに関連する受信信号において含まれているか否かを検出する簡単なアルゴリズムを実装する必要もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５５９６３３３号明細書
【特許文献２】米国特許第５６２５８７６号明細書
【特許文献３】米国特許第５９３３７８７号明細書
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】C.U. Saraydar and A. Yener, “Capacity Enhancement for CDMA Systems Through Adaptive Cell Sectorization,” IEEE Wireless Communications and Networking Conference, vol.3, pp.139-1143, Sept., 1999.
【非特許文献２】N. Maeda, et al., “Throughput Comparison between VSF-OFCDM and OFDM Considering Effect of Sectorization in Forward Link Broadband Packet Wireless Access,” IEEE VTC, vol.1, pp.47-51, Sept., 2002.
【非特許文献３】V.K. Lau, Channel Adaptive Technologies and Cross Layer Designs for Wireless Systems with Multiple Antennas, Wiley 2006.
【非特許文献４】L. Hanzo, OFDM and MC-CDMA, IEEE Press, Wiley, 2003.
【非特許文献５】A. F. Molisch, Wireless Communications, IEEE Press, Wiley, 2005.
【非特許文献６】S. Sanayei, et al., “Antenna Selection in MIMO Systems,”IEEE Communications Magazine, Oct. 2004.
【非特許文献７】J. Wang and K. Araki, “Pilot-Symbol Aided Channel Estimation in Spatially Correlated Multiuser Channels,” IEEE VTC, vol.1, pp.33-37, Sept., 2004.
【非特許文献８】J.G. Proakis, Digital Communications, 4th Edition, McGraw Hill.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献１乃至３及び非特許文献１乃至８は、引用をもって本文に繰り込み記載されているものとする。以下は、本発明者らによる分析の結果である。
【００１９】
マルチセクタ化された無線基地局において、複数のセクタから受信した信号に含まれているすべての情報を動的に利用することが望まれる。
【００２０】
さらに、複数のセクタから受信した信号に目標とする信号が存在することを検出するための簡単なアルゴリズムを実現することが望まれる。
【００２１】
したがって、本発明の目的は、複数のセクタから受信した信号の動的な処理を実現する装置及び方法を提供することにより、マルチセクタ化した無線基地局における上りリンクの通信のスループットを向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願に開示される発明は、概して以下のように構成される。
【００２３】
本発明の一の視点によると、セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理方法であって、
各セクタに含まれる送信機及び受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成する工程と、
生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用い、目標送信機との間で与えられたチャネルを共有する他の送信機による干渉を相殺する工程と、を含む信号処理方法が提供される。
【００２４】
本発明の他の視点によると、セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理方法であって、
各セクタに含まれる送信機及び基地局受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する工程と、を含み、
前記目標送信機からの信号が少なくとも２つのセクタにおいて検出された場合には、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成する工程と、
生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用い、前記目標送信機との間で与えられたチャネルを共有する他の送信機による干渉を相殺するとともに、前記目標送信機からの信号が１つのセクタのみにおいて検出されたならば、該一のセクタに関連するチャネル行列及び受信信号ベクトルを用いて、該他の送信機からの受信信号による干渉を相殺する工程と、を含む信号処理方法が提供される。
【００２５】
本発明において、目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する前記工程において、
前記目標送信機に特有のパイロット信号を用いて、サブキャリアにおける前記パスゲインを求める工程と、
サブキャリアについて求めたパスゲインを、時間領域のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＮ）に変換する工程と、
真のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と偽のインパルス応答（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成り、該第１の部分がチャネルの遅延プロファイルであって長さが遅延スプレッドに相当するものに相当する、２つの部分に、前記時間領域のインパルス応答を分離する工程と、
前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）の平均二乗値を求めることにより、第１のパラメータ（ＰＣＨ）を求める工程と、
前記第２の部分（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）の平均二乗値を求めることにより、第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を求める工程と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）から前記第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を引き去ることにより、第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）を求める工程と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）を前記第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）により割ることによって、第４のパラメータ（ＲＮＣＨ）を求める工程と、
前記第４のパラメータを所定の閾値と比較して、比較結果により前記第４のパラメータが該閾値よりも大きいことが示されたならば、前記送信機からの信号は、与えられたセクタからの受信信号に含まれているものと決定する工程と、を含んでいてもよい。
【００２６】
本発明において、前記時間領域のインパルス応答の第２の部分（ｈＬ＋１、…、ｈＮ）は、インパルス応答の一部であってチャネルの遅延プロファイルに相当するものと、干渉を引き起こす移動局から生じたインパルス応答とを無視することによって得られるようにしてもよい。
【００２７】
本発明において、与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する前記工程において、
与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、少なくとも２つの異なるタイムスロットのサブキャリアにおけるパスゲインを求める工程と、
タイムスロットのそれぞれに対するサブキャリアについて推定したパスゲインを変換して、等価な時間領域のチャネルインパルス応答を求める工程と、
少なくとも２つのタイムスロットに対し、（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成り、該第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）が送信チャネルの遅延スプレッドに相当する長さを有する、２つの部分に、時間領域のインパルス応答のそれぞれを分離する工程と、
少なくとも、前記第１のタイムスロットの前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）及び前記第１のタイムスロット以外のいずれかの他のタイムスロットの第１の部分（ｇ０、ｇ１、…、ｇＬ）の相関因子を含む相関パラメータを求める工程と、
追加の信号処理によって前記相関パラメータを変更して、所定の閾値と比較するための参照値を求め、該参照値が該閾値よりも大きいときには、前記送信機からの信号は、与えられたセクタからの受信信号に含まれているものと決定する工程と、を含んでいてもよい。
【００２８】
本発明において、前記相関因子は、少なくとも２つの異なるタイムスロットにおける各チャネルインパルス応答の第１の部分の間の相関の平均であってもよい。
【００２９】
本発明において、与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する前記工程において、
与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、少なくとも１又は２以上のタイムスロットのサブキャリアにおける前記パスゲインを求める工程と、
同一のタイムスロット内の異なるサブキャリアにおけるパスゲインがお互いにどれだけ相関があるかの尺度となるパラメータを求める工程と、
平均化又はフィルタリングを含む追加の信号処理によって前記パラメータを変更（ないし修正、ｍｏｄｉｆｙ）して、前記目標送信機及び与えられたセクタの相関パラメータを求める工程と、を含んでいてもよい。
【００３０】
本発明において、１又は２以上のタイムスロットにおけるチャネルインパルス応答の第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）のべき乗を求めることによって規格化パラメータを求める工程と、
規格化パラメータを相関パラメータで割ることにより、変更された相関パラメータを求める工程と、によって、前記相関パラメータが変更されるようにしてもよい。
【００３１】
本発明において、平均二乗誤差によるアプローチを用いて、干渉が相殺されるようにしてもよい。
【００３２】
その代替として、本発明において、ゼロ強制によるアプローチを用いて、干渉が相殺されるようにしてもよい。
【００３３】
その代替として、本発明において、最尤度推定によるアプローチを用いて、干渉が相殺されるようにしてもよい。
【００３４】
本発明の他の視点によると、セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理システムであって、
各セクタに含まれる送信機及び基地局受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成するチャネル行列生成部と、
生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用い、目標送信機との間で与えられたチャネルを共有する他の送信機による干渉を相殺する干渉相殺部と、を備えている信号処理システムが提供される。
【００３５】
本発明の他の視点によると、セクタ化されたカバーエリアにおける複数の送信機から単一キャリア又は複数キャリアの信号を受信して処理する基地局受信装置における信号処理システムであって、
各セクタに含まれる送信機及び基地局受信装置の送信アンテナと受信アンテナとの間における信号のパワーゲインは、パスゲインを伴うチャネル行列として表され、
与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する検出部と、
各セクタに関連する複数のチャネル行列を結合して各セクタに関連するチャネル行列よりも大きいチャネル行列を生成するとともに、各セクタに関連する複数の受信信号ベクトルを連結して各セクタに関連する受信信号ベクトルよりも大きい受信信号ベクトルを生成するチャネル行列生成部と、
前記目標送信機からの信号が少なくとも２つのセクタで検出された場合には、生成したチャネル行列及び生成した受信信号ベクトルを用いて、与えられたチャネルを前記目標送信機との間で共有する他の送信機による干渉を相殺する干渉相殺部とを備え、
前記干渉相殺部は、前記目標送信機からの信号が１つのセクタのみにおいて検出されたならば、該一のセクタに関連するチャネル行列及び受信信号ベクトルを用いて、前記他の送信機からの受信信号による干渉を相殺する信号処理システムが提供される。
【００３６】
本発明において、前記検出部は、与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、サブキャリアにおける周波数領域のパスゲインを求めるチャネル推定部と、
サブキャリアについて求めた周波数領域のパスゲインを、時間領域のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＮ）に変換する時間領域変換部と、
真のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と偽のインパルス応答（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成り、該第１の部分がチャネルの遅延スプレッドに相当する、２つの部分に、前記時間領域のインパルス応答を分離する分離部と、
前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）の平均二乗値を求めることにより、第１のパラメータ（ＰＣＨ）を求める第１の平均ゲイン算出部と、
前記第２の部分（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）の平均二乗値を求めることにより、第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を求める第２の平均ゲイン算出部と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）から前記第２のパラメータ（ＰＮＣＨ）を引き去ることにより、第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）を求める減算部と、
前記第１のパラメータ（ＰＣＨ）を前記第３のパラメータ（ＤＮＣＨ）により割ることによって、第４のパラメータ（ＲＮＣＨ）を求める除算部と、
前記第４のパラメータを所定の閾値と比較して、比較結果により前記第４のパラメータが該閾値よりも大きいことが示されたならば、前記送信機からの信号は、与えられたセクタからの受信信号に含まれているものと決定する比較部と、を有していてもよい。
【００３７】
本発明において、前記分離部は、インパルス応答の一部であってチャネルの遅延プロファイルに相当するものと、干渉を引き起こす移動局から生じたインパルス応答とを無視することによって得られる、時間領域のインパルス応答の第２の部分を生成するようにしてもよい。
【００３８】
本発明において、前記検出部は、与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、少なくとも２つの異なるタイムスロットのサブキャリアにおける周波数領域のパスゲインを求めるチャネル推定部と、
サブキャリアについて求めた周波数領域のパスゲインを変換して、等価な時間領域のチャネルインパルス応答を求める時間領域変換部と、
真のインパルス応答（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）と偽のインパルス応答（ｈＬ＋１、…、ｈＭ）とから成るとともに該第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）がチャネルの遅延スプレッドに相当する、２つの部分に、前記時間領域のインパルス応答を分離する分離部と、
少なくとも、前記第１のタイムスロットの前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）及び前記第１のタイムスロット以外のいずれかの他のタイムスロットの第１の部分（ｇ０、ｇ１、…、ｇＬ）の相関を求める相関部と、
追加の信号処理によって、前記相関部によって求めた前記相関パラメータを変更して、所定の閾値と比較するための参照値を求める相関操作部と、を有していてもよい。
【００３９】
本発明において、前記相関部は、２つのタイムスロットの組のチャネルインパルス応答の第１の部分の間の相関の平均を求めることによって、相関を求めるようにしてもよい。
【００４０】
本発明において、与えられた目標送信機からの信号が、あるセクタの受信信号に含まれているか否かを決定する際、前記検出部は、与えられた送信機に特有のパイロット信号を用いて、１又は２以上のタイムスロットのサブキャリアにおける前記パスゲインを求め、
同一のタイムスロットの異なるサブキャリアにおけるパスゲインが互いにどれだけ相関があるかの尺度となるパラメータを求め、
平均化又はフィルタリングを含む追加の信号処理によって前記パラメータを変更（ないし修正、ｍｏｄｉｆｙ）して、与えられた送信機及び与えられたセクタの相関パラメータを求めるようにしてもよい。
【００４１】
本発明において、少なくとも１つのタイムスロットにおけるチャネルインパルス応答の前記第１の部分（ｈ０、ｈ１、…、ｈＬ）の相互相関を求めるとともに、
規格化パラメータを前記相関パラメータで割ることにより、変更された相関パラメータを求めることによって、前記相関パラメータが変更されるようにしてもよい。
【００４２】
本発明において、平均二乗誤差によるアプローチを用いて、干渉が相殺されるようにしてもよい。
【００４３】
本発明において、ゼロ強制によるアプローチを用いて、干渉が相殺されるようにしてもよい。
【００４４】
本発明において、最尤度推定によるアプローチを用いて、干渉が相殺されるようにしてもよい。
【００４５】
本発明に係る信号処理システムを有する基地局が提供される。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によると、以下のような効果がもたらされる。
【００４７】
本発明によると、目標信号が１セクタよりも多くのセクタにおいて検出された場合には、ＢＥＲを削減することによって、チャネル容量の向上が実現される。
【００４８】
さらに、本発明によると、チャネル行列のサイズを動的に変更することにより、サイズを大きくしたチャネル行列はチャネル容量を増加させることができる場合に限って用いられることから、受信機における全体としての計算の複雑性が削減される。
【００４９】
本発明のさらに他の特徴及び利点は、添付の図面とともに以下の詳細の記載から当業者に対して直ちに明らかとなり、そこでは、本発明の例が、単に本発明を実施することを企図した形態（ｍｏｄｅ）を説明するものとして示され、かつ、記載される。承知の通り、本発明は、他の例及び異なる例としても実現でき、本発明から乖離することなく、本発明のいくつかの詳細な点は様々な自明な側面において変更可能である。したがって、図面及び記載内容は、本来的に例示とみなされるべきものであって、限定的に解釈すべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】２つのセクタ（セクタ１及びセクタ２）に２つの送信機（ＴＵ１及びＴＵ２）を有するとともに、１つの受信基地局（ＢＳ）を有している通信システムを示す図である。
【図２】関連技術の一般化されたマルチセクタ化された受信部の一部の構成を示す図である。
【図３】セクタ当り２つの受信信号の流れを有するＭＩＭＯ受信機の一部の構成を示す図である。
【図４】信号処理のためにチャネル行列の動的生成部と、検出部と、比較部とを有する本発明の一例の構成を示す図である。
【図５】どのようにしてチャネル行列のサイズを動的に変えるかを示すフローチャートである。
【図６】与えられたセクタから受信した信号内に目標信号が含まれているかを検出する方法を示すフローチャートである。
【図７】チャネルゲインに基づく検出部を示す図である。
【図８】２つの送信アンテナと２つの受信アンテナとの間の４通りの可能な無線リンクを示す図である。
【図９】無線通信システムにおける典型的な時間領域のインパルス応答を示す。
【図１０】チャネルパラメータの相関を測定する方法を示す図である。
【図１１】チャネルパラメータの相関を測定する方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明に基づくチャネル行列生成部を有しているＯＦＤＭ受信機の一例である。
【図１３】チャネル行列生成において本発明を適用したものを示す一例である。
【図１４】チャネル行列生成において本発明を適用したものを示す他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図４は、複数のセクタから受信した信号を動的に処理するための本発明の一例の構成を示す。セクタ１から受信した信号の流れ（２５）及び（２６）、並びに、セクタ２から受信した信号の流れ（２７）及び（２８）は、ユニット（１０５）において連結される。同様に、セクタ１及びセクタ２からのチャネルパラメータ（２９）及び（３０）は、それぞれ、変更されたチャネル行列を生成するために用いられ、チャネル行列の次元は、各セクタのチャネル行列のそれぞれの次元よりも大きい。チャネルパラメータ（１３１）又は（１３３）を受信する検出部（１０３）、及び、比較部（１０４）によって、複数のセクタから受信した信号の動的な処理が行われる。送信機からの信号が２又はそれ以上のセクタから受信した信号において検出されるか、又は、同一の信号が１つのセクタから受信した信号において検出される。比較部（１０４）による比較結果に基づいて、変更されたチャネル行列及び受信信号ベクトル、又は、１つのセクタからのチャネル行列及び受信信号ベクトルがチャネル行列選択部（１０２）において選択され、干渉相殺部（２１）において干渉を相殺するために用いられる。
【００５２】
送信機からの信号が２又はそれ以上のセクタから受信した信号において検出されるか、又は、同一の信号が１つのセクタから受信した信号において検出されるだけであるか、を調べることによって、複数のセクタから受信した信号が動的に処理される。
【００５３】
比較部（１０４）において用いられる信号を生成する検出部（１０３）、又は、比較部（１０４）において用いられる参照値を算出する検出部（１０３）によって、検出処理が行われる。
【００５４】
各セクタに対して、一つの検出部（１０３）が設けられる。
【００５５】
比較部（１０４）は、参照信号を既定の閾値と比較することにより、与えられたセクタから受信した信号が、目標移動局からの信号を含んでいるか否かを決定する。
【００５６】
比較部（１０４）によって下された決定に基づいて、動的チャネル行列生成部（１００）は、干渉を相殺するためのパラメータを生成する。
【００５７】
これらのパラメータは、目標送信機によって信号を送信するために用いられたサブキャリアのそれぞれ又は周波数帯に関連するチャネル行列である。所望の信号を取り出すためにチャネル行列とともに用いられる受信信号ベクトルもある。
【００５８】
１セクタよりも多くのセクタから受信した信号に送信機からの信号が含まれていることが検出された場合には、各サブキャリア又は周波数帯に対して、動的チャネル行列生成部（１００）は、アクティブ・セクタ（ａｃｔｉｖｅ  ｓｅｃｔｏｒｓ）に関連するチャネル行列を連結した大きいチャネル行列を生成する。ここで、アクティブ・セクタは、目標移動局からの信号が検出されたセクタを指す。
【００５９】
送信機からの信号が２つのセクタから受信した信号において検出されたものとすると、結果として単一の送信機のチャネル行列は、以下の式（３）により与えられる。
2010515286.tif 000005
ここで、Ｔは行列の転置を表し、ｋはサブキャリア又は周波数サブバンドのインデックスであって、目標移動局によって用いられたサブキャリア又は周波数サブバンドに相当するものであり、Ｈｋ、ｉ、ｕはユーザ「ｕ」、インデックスｉのセクタ、サブキャリア又は周波数サブバンドｋのチャネル行列である。
【００６０】
本例においては、ｉは１又は２の値をとる。同様に、動的チャネル行列生成部（１００）は、アクティブ・セクタから受信した信号を連結した信号ベクトルを生成する。２つのアクティブ・セクタの場合には、結果として連結ベクトルは、
2010515286.tif 000006
によって与えられる。
【００６１】
一方、送信機からの信号が１つのセクタのみに含まれていることが検出されたならば、動的チャネル行列生成部（１００）は、この特定のセクタのみに相当するチャネル行列を生成する。
【００６２】
図５は、干渉を相殺するのに用いられるチャネル行列のサイズの動的な変更（ないし修正、ｍｏｄｉｆｙ）を示すフローチャートである。図５のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４及びＳ５に記載された処理は、それぞれ、図４の検出部（１０３）、比較部及びチャネル行列選択部（（１０４）及び（１０２））、ユニット（１０１）、ユニット（１０５）並びに干渉相殺部（２１）によって行われる。
【００６３】
第１のステップＳ１において、目標信号があるセクタにおいて受信した信号の流れに含まれているか否かが検出される。
【００６４】
第２のステップにおいて、目標信号が１セクタよりも多くのセクタから受信した信号に含まれているか否かについての決定がなされる。信号が１セクタよりも多くのセクタに含まれている場合には、第４のステップが実行され、信号が１セクタに含まれている場合には、第３のステップＳ３が実行される。
【００６５】
第３のステップＳ３において、チャネル行列及び信号ベクトルが１のセクタのみに対して生成され、ステップＳ４において、変更されたチャネル行列、及び、より大きい信号ベクトルが生成される。
【００６６】
第５のステップＳ５において、生成されたチャネル行列及び信号ベクトルは、干渉を相殺するために用いられる。
【００６７】
＜検出部＞
図４の検出部（１０３）は、提案されたチャネルゲインによるアプローチ、あるいは、提案された相関に基づくアプローチを用いて実現することができる。
【００６８】
＜チャネルゲインに基づく検出方法＞
図６は、目標信号があるセクタにおいて受信された信号の流れに含まれているか否かを検出するための図５のステップＳ１における手続き（サブルーチン）を示すフローチャートである。この方法を、チャネルゲインに基づく検出方法と呼ぶ。
【００６９】
ステップＳ１１において、遅延プロファイルに相当する領域内の推定された時間領域チャネルのパワー（ＰＣＨ）が算出される。
【００７０】
ステップＳ１２において、遅延プロファイルに相当しない領域内の推定された時間領域チャネルのパワー（ＰＮＣＨ）が算出される。
【００７１】
ステップＳ１３において、ＰＣＨ−ＰＮＣＨ、すなわち、ステップＳ１１において計算されたパワーＰＣＨとステップＳ１２において計算されたパワーＰＮＣＨとの差が計算される。
【００７２】
ステップＳ１４において、ステップＳ１１において計算された値ＰＣＨが、ステップＳ１３において計算された差分値ＰＣＨ−ＰＮＣＨによって規格化される。
【００７３】
ステップＳ１５において、ステップＳ１４において計算された、規格された値ＰＣＨ／（ＰＣＨ−ＰＮＣＨ）が、所定の閾値と比較される。規格化した値が、例えば、閾値よりも大きい場合には、目標信号は、あるセクタにおいて受信した信号の流れにおいて検出される。
【００７４】
２つの異なるセクタにおける２機の送信機が同一のチャネルを共有する場合には、検出部（１０３）及び比較部（１０４）は、送信機の少なくとも１つが存在することを検出する。一例として、２つのセクタにおいて１つの送信機のみからの信号が検出された場合には、連結されたチャネル行列は、
2010515286.tif 000007
によって与えられる。ここで、０は、ヌル行列（ゼロ行列）であり、Ｔは行列の転置を表す。
【００７５】
図７は、図６のフローチャートを用いて記載された、チャネルゲインに基づく検出部の１つを示す図である。図７において、チャネルパラメータ（１３１）は、あるセクタの送信アンテナと受信アンテナとの間における可能なリンクのすべてについての時間領域のチャネルパラメータを表している。各セクタに２つの送信アンテナと２つの受信アンテナがある場合には、送信機と受信基地局の与えられたセクタとの間における可能な４通りのリンクのすべてに対して、時間領域のチャネル応答又はパラメータ（１３１）及び（１３３）が与えられる。
【００７６】
図８は、２つの送信アンテナ及び２つの受信アンテナを有する送信システムにおける４通りの可能なリンクを示している。図８において、送信機の２セットのアンテナ（３０１）、及び、受信機の２セットのアンテナ（３０２）が設けられている。送信機及び受信機の２つのアンテナ（３０１及び３０２）間のそれぞれのリンク（３３３）が存在する。図８において、参照符号３３１及び３３２は、それぞれ、送信機の２セットのアンテナ（３０１）から送信される信号を示すとともに、参照符号３３４及び３３５は、それぞれ、受信機の２セットのアンテナ（３０２）により受信された信号を示している。
【００７７】
周波数領域から時間領域へのチャネル変換部は、可能な４通りのリンクのすべてに対して、推定された周波数領域のチャネル応答を、チャネルの時間領域のインパルス応答に変換する。リンクの１つにおいて、チャネルインパルス応答（１３１）又は（１３３）は、
2010515286.tif 000008
によって与えられる。ここで、Ｎは時間領域のチャネルインパルス応答におけるインパルスの数である。
【００７８】
図７を参照すると、チャネルゲインに基づく検出部は、送信機と基地局との間の無線チャネルの実際の遅延スプレッド（非特許文献７）に相当する実際の時間領域インパルス応答を生成する真の時間領域チャネル生成部（１４０）と、
例えば、実際の時間領域のインパルス応答のチャネルゲイン又は平均二乗値を算出するチャネルゲイン算出部（１４３）と、を含む。
【００７９】
この遅延スプレッドがＮｄ個のサンプルに相当するものと仮定すると、実際の時間領域インパルス応答は、選択されたＮｄ個のサンプルを構成する。すなわち、
2010515286.tif 000009
となる。
【００８０】
図７において、チャネルゲインに基づく検出部は、偽の時間領域チャネル生成部（１４１）と、偽のチャネルゲイン算出部（１４２）を有している。偽の時間領域チャネル生成部（１４１）は、偽のチャネルインパルス応答（１５３）を生成し、偽のチャネルインパルス応答（１５３）は、時間領域のチャネルインパルス応答に含まれるパルスであって、目標送信機又は任意の他の送信機であって同一の送信周波数帯を共有している送信機の真のチャネルインパルス応答（ｈｔ、ｎ）（１５２）を除いたものに相当する。偽のチャネルゲイン算出部（１４２）は、例えば、偽の時間領域インパルス応答に対するチャネルゲイン又は平均二乗値を算出する。
【００８１】
数学的には、偽のチャネルインパルス応答ｈｆ、ｎは、
2010515286.tif 000010
かつ
2010515286.tif 000011
として表される。
【００８２】
図９は、４０サンプルの遅延スプレッドを伴うチャネルに対する、現実の時間領域チャネルインパルス応答を示す。図９において、真のチャネルインパル応答ｈｔ、ｎの各時間間隔は、遅延スプレッドに相当する長さを有するチャネルの遅延プロファイルに相当し、偽のチャネルインパルス応答ｈｆ、ｎも示されている。
【００８３】
本例において、図６のステップＳ１３及びステップＳ１４、並びに、図７の規格化部（１４４）を参照して記載したように、参照パラメータ（１５１）は、以下の式
2010515286.tif 000012
を用いて算出することができる。ここで、
2010515286.tif 000013
である。
【００８４】
参照パラメータ（ＲＮＣＨＣＨ）（１５１）は、スケール因子によってスケールすることができることに留意する。
【００８５】
＜相関に基づく検出方法＞
本例の一変形例において、図４の検出部（１０３）は、相関に基づく検出部として構成してもよく、相関に基づく検出部は、周波数領域のチャネルパラメータ（１３０）又は時間領域のチャネルパラメータ（１３１）を用いる。
【００８６】
図１０は、相関に基づく検出法を用いて実現された検出部（１０３）の構成を示す。検出部は、あるセクタから受信した信号の流れに目標信号が含まれているか否かを検出する。特に、図１０を参照すると、参照番号２００によって指定された検出部（相関に基づく検出部）は、相関部（２０２）及びフィルタ（２０３）を有している。相関部（２０２）は、周波数領域の受信信号（２３０）から周波数領域のチャネルパラメータを推定する周波数領域チャネル推定部（２０１）から、周波数領域のチャネルパラメータ（２３１）を受信するとともに、周波数領域のチャネルパラメータ（２３１）の相関の度合いを測定する。フィルタ（２０３）は、推定されたチャネル相関（２３２）をフィルタリングして、最終結果の相関パラメータ（２３３）を生成する。最終結果の相関パラメータ（２３３）は、図４の比較部（１０４）において処理される。
【００８７】
図１０を参照しつつ記載された相関に基づく検出方法において、時間領域のチャネルパラメータを用いることもできる。かかる場合には、相関部（２０２）及びフィルタ（２０３）は、２つの異なる時間間隔又はタイムスロットにおける真の時間領域のチャネルインパルス応答ｈｔ、ｎの相関を算出する。
【００８８】
相関パラメータは、以下の式
2010515286.tif 000014
に示されるように、チャネルゲインパラメータ（式１０）を規格化するために用いることもできる。ここで、Ｒｃｏｒは、２つの異なる時間間隔又はタイムスロットにおける真の時間領域のチャネルインパルス応答の間の相関に相当する相関パラメータであり、ＰＣＨは、式（１０）によって定義されている。
【００８９】
相関パラメータは、隣接するサブキャリアにおける周波数領域のチャネルパラメータの間の相関を測定することによって推定することもできる。実際のシステムにおいては、隣接するサブキャリアにおけるチャネルパラメータは高い相関を示す。
【００９０】
図１１は、目標信号の存在を検出する相関に基づく方法のフローチャートを示す。図１１に記載された処理のステップＳ２１、Ｓ２２及びＳ２３は、それぞれ、図１０の相関部（２０２）及びフィルタ（２０３）並びに図４の比較部によって実行される。ステップＳ２１とＳ２２とを合わせたものは、図４の検出部（１０３）に相当するとみなすこともできる。
【００９１】
図１１を参照すると、第１のステップＳ２１において、あるセクタのチャネルパラメータの相関が推定される。
【００９２】
第２のステップＳ２２において、推定された相関パラメータがフィルタリングされる。
【００９３】
第３のステップＳ２３において、相関パラメータが閾値と比較される
【００９４】
式（３）及び式（４）によると、送信機からの信号が１セクタよりも多くのセクタにおいて検出された場合には、干渉相殺部に転送されたチャネル行列は、サイズが増大している。このことは、可能な信号送信経路の本数が多くなったＭＩＭＯシステムと等価である。経路の本数が多くなることによって、干渉が最小化され、ＢＥＲも削減される。さらに、信号が１セクタのみにおいて検出された場合には、チャネル行列が小さくなることから、可能な限り最良のＢＥＲ性能を達成しつつ、全体としての計算の複雑性が削減される。
【００９５】
図７のチャネルゲインに基づく検出部は、推定したチャネルのパワーを測定することによって、与えられた送信機からの信号を受信する。送信された信号が無い場合には、偽のインパルス応答のパワーは、真のインパルス応答のパワーと基本的に等しい。
【００９６】
式（９）は、偽のインパルス応答のパワーが真のインパルス応答のパワーにどれほど近いかに関する有効な尺度を提供する。
【００９７】
図１０の相関に基づいた検出部（２００）において、送信機からの信号が与えられたセクタから受信した信号において検出することができない場合には、２つの異なるタイムスロットにおいて推定された真のチャネルインパルス応答は、相関が無い。かかる状況下では、相関パラメータはずっと小さくなる。相関パラメータの大きさの尺度は、式（１２）に与えられている。
【００９８】
本発明を適用することができる無線通信システムの一領域として、ＯＦＤＭに基づく送信機からの信号を受信して復号化する受信機（基地局）が挙げられる。そのようなシステムが図１２に示されおり、かかるシステムにおいては、複数の信号の流れがユニット（３０２）の複数のアンテナを用いて受信される。増幅、フィルタリング及びダウンコンバージョンを行うＲＦ受信部（４０１）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ、ＡＤＣ）部（４０２）と、時間及び周波数の同期を行う同期部（４０３）と、送信機において付与されたサイクリック・プレフィックス（ｃｙｃｌｉｃ  ｐｒｅｆｉｘ）を取り除くガード除去部（４０４）と、多くの場合にＦＦＴ（高速フーリエ変換、Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算に相当する前方線形変換（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ、ＦＬＴ）部（４０５）とが、ユニット（３０２）において受信された各受信信号の流れに対して設けられる。受信部は、チャネル行列生成部（４００）と、干渉相殺部（２１）とを有し、チャネル行列生成部（４００）は、本発明によるチャネル推定及び動的チャネル行列生成部を含み、干渉相殺部（２１）は、干渉を相殺して当初送信された目標信号を生成する。
【００９９】
図１３は、図１２のチャネル行列生成部（４００）の構成を示す図である。図１３を参照すると、図１２のＦＬＴ部（４０５）からの出力は、セクタ１からの信号の流れ（２５及び２６）及びセクタ２から信号の流れ（２７及び２８）の２つの信号の流れによって表されている。
【０１００】
一般的なＯＦＤＭシステムにおける場合と同様に、これらの信号は、チャネル推定部（１０６）においてチャネルパラメータを推定するために用いられる周波数領域の信号を表す。チャネル推定部（１０６）から出力されたチャネルパラメータは、周波数領域のチャネルパラメータ（１３２）及び時間領域のチャネルパラメータ（１３３）を含む。周波数領域のチャネルパラメータ（１３２）は、ＯＦＤＭサブキャリアのそれぞれに対するチャネルパラメータを含む。時間領域のチャネルパラメータ（１３３）は、時間領域の真のインパルス応答及び偽のインパルス応答を含む。真の時間領域のインパルス応答及び偽の時間領域のインパルス応答は、検出部（１０３）に送信され、検出部（１０３）は、図６及び図７を参照して記載した方法に従って検出信号を生成する。
【０１０１】
検出部（１０３）からの出力は、比較部（１０４）により決定パラメータを求めるために用いられ、決定パラメータは、動的チャネル行列生成部（１００）によって用いられる。動的チャネル行列生成部（１００）は、信号選択部（１０８）によって選択されたサブキャリアのチャネル行列及び信号ベクトルを生成する。
【０１０２】
動的チャネル行列生成部（１００）によって生成されたチャネル行列及び信号ベクトルは、干渉相殺部（２１）によって用いられる。
【０１０３】
図１４は、本発明の他の例の構成を示す図である。本例においては、検出部（１１０）は、図１０及び図１１を参照して記載された相関決定法を用いる。本例は、図１２に示したＯＦＤＭに基づく受信機でもあり、チャネル行列生成部（４００）は、図１４に示されたチャネル行列生成部（４０１）によって置き換えられている。
【０１０４】
図１４を参照すると、ＦＬＴ部（４０５）からの出力は、セクタ１からの信号の流れ（２５及び２６）及びセクタ２からの信号の流れ（２７及び２８）の２つの信号の流れを含む。本例においては、チャネルパラメータは、周波数領域のチャネルパラメータ（１３２）のみを含んでいる。周波数領域のチャネルパラメータ（１３２）は、検出部（１１０）に供給され、検出部（１１０）は、図１０及び図１１を参照して記載された方法を用いて検出信号を生成する。図１２における場合のように、時間領域のチャネルパラメータ（１３３）を用いることもできる。検出部（１１０）からの出力は、比較部（１０４）によって決定パラメータを求めるために用いられ、決定パラメータは、動的チャネル行列生成部（１００）によって用いられる。動的チャネル行列生成部（１００）は、信号選択部（１０８）によって選択されたサブキャリアのチャネル行列及び信号ベクトルを生成する。生成された行列及び信号ベクトルは、干渉相殺部（２１）によって用いられる。
【０１０５】
本方法によると、目標信号が１セクタよりも多くのセクタにおいて検出された場合に、ＢＥＲを削減することによって、チャネル容量を向上させることができる。
【０１０６】
さらに、サイズを大きくしたチャネル行列は、チャネル容量を増加させることができる場合に限って用いられることから、チャネル行列のサイズを動的に変更することによって、受信機における全体としての計算の複雑性が削減される。
【０１０７】
本発明は、任意のマルチセクタ化された基地局に対して適用することができる。これには、携帯通信に対する基地局が含まれる。
【０１０８】
上記の記載は、上述の例に関連してなされた。しかしながら、本発明は、上述の例の構成のみに限定されるものではなく、勿論、当業者であれば本発明の枠内においてなしうる様々な変形及び修正を含む。
【０１０９】
本発明他の目的、特徴及びアスペクトは、本発明の全開示において明らかとなる点、及び、本明細書に開示されるとともに本発明に添付してクレームされた本発明の要旨及び範囲から乖離することなく、様々な改良を成し得る点、に留意すべきである。
【０１１０】
さらに、開示され、且つ／又は、クレームされた要素、材料、及び／又は、項目の任意の組合せは、上記の改良に該当する点にも留意すべきである。
【符号の説明】
【０１１１】
２１  干渉相殺部
２２  結合部
２３  検出部
１００  動的チャネル行列生成部
１０１  信号チャネル行列及び受信信号ベクトル生成部
１０２  チャネル行列選択部
１０３  検出部
１０４  比較部
Ｈｋ、ｉ  サブキャリア・インデックス「ｋ」及びセクタ・インデックス「ｉ」におけるＭＩＭＯチャネル行列
ｋ  サブキャリア・インデックス
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月24日(2009.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
周波数領域から時間領域へのチャネル変換部は、可能な４通りのリンクのすべてに対して、推定された周波数領域のチャネル応答を、チャネルの時間領域のインパルス応答に変換する。リンクの１つにおいて、チャネルインパルス応答（１３１）又は（１３３）は、
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によって与えられる。ここで、Ｎは時間領域のチャネルインパルス応答におけるインパルスの数である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
この遅延スプレッドがＮｄ個のサンプルに相当するものと仮定すると、実際の時間領域インパルス応答は、選択されたＮｄ個のサンプルを構成する。すなわち、
2010515286.tif 000030
となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
数学的には、偽のチャネルインパルス応答ｈｆ、ｎは、
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かつ
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として表される。
【国際調査報告】
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