(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信された信号のための最適結合係数を計算する方法において、
下記式に基づいて、前記複数の信号のための自己相関マトリクスを推定することと、
【数１】
0004593851.tif 000012
但し、ｎ（ｍ）は時間ｍＴにおけるサンプルの受信機における推定されたノイズプラス干渉、Ｍは推定を行うために使用されたパイロットバーストのシンボル数であり、ベクトルｎ（ｍ）の各成分は以下の如く受信したパイロットバーストｙij(m）からチャネル利得Ｃij(n)を減算することにより決定される、
ｎij(m)＝ｙpij(m)-Ｃij(m)・・・（２）
但し、ｙpij(m)はウオルシュカバーの後ｉ番目のアンテナのｊ番目のレーキフィンガにおけるバイナリバーストの受信された信号のｍ番目のサンプル、Ｃij(m)は前記（１）式を用いて推定される、ベクトルｎ（ｍ）は各アンテナの各レーキフィンガの該処理を反復することにより発生される；
前記自己相関マトリクスの非対角線上の要素の大きさを前記自己相関マトリクスの対角線上の要素の大きさと比較することと、ここにおいて、前記比較するステップは、前記非対角線上の要素の各々の大きさを二乗し、非対角線上の要素毎に、前記非対角線上の要素と同じ行または同じ列に位置する前記２つの対角線上の要素の大きさを乗算して積を得るステップを備える、
前記非対角線上の要素の大きさが対角線上の要素の大きさよりも小さいならば前記非対角線上の要素をゼロに等しく設定することと、ここにおいて、前記設定するステップは、前記非対角線上の要素と同じ行または同じ列のいずれかに位置する前記２つの対角線上の要素の積より小さい二乗された大きさを有する各非対角線上の要素をゼロに等しく設定するステップを備える、
前記推定した自己相関マトリクスに基いて複数の最適結合係数を下記式に基づいて計算することと、
【数２】
0004593851.tif 000013
但し、Ｒyy(m)はウオルシュデカバーの後時間ｍＴにおいて、各アンテナに接続された各レーキフィンガにおいてサンプルされた受信信号を含むベクトルｙ（ｍ）＝［ｙ11(m)、ｙ12(m)、．．．ｙij(m)、．．．］Tの自己相関マトリクス（すなわち、Ｒyy(m)=E[y(m)・ｙH(m)]、ｒyx(m)はベクトルｙ(m)と送信されたシンボルｘ(m)との間の相互相関（すなわち、ｒyx＝Ｅ［ｙ(m)・ｘ＊(m)]、但し、Ｅは統計的数学において定義された期待値を示し、ｘ＊(m)はｘ(m)の複素共役を示す
を備えた方法。
【請求項２】
前記自己相関マトリクスは、各々が２つの対角線上の要素と２つの非対角線上の要素からなる複数の対角線上の２×２サブマトリクスから構成され、前記比較するステップは、各サブマトリクスの非対角線上の要素の各々の大きさを二乗し、同じサブマトリクスの対角線上の要素の大きさを乗算して積を得るステップを備え、前記設定するステップは、前記非対角線上の要素の各々の二乗した大きさが前記同じサブマトリクスの前記対角線上の要素の積の所定の分数未満なら前記各サブマトリクスの２つの非対角線上の要素をゼロに等しく設定するステップを備えた、請求項１の方法。
【請求項３】
前記所定の分数は１より小さい、請求項２の方法。
【請求項４】
前記所定の分数は１／５０に等しい、請求項２の方法。
【請求項５】
複数の受信された信号のための最適結合係数を計算する方法において、
下記式に基づいて、前記複数の信号のための自己相関マトリクスを推定することと、
【数３】
0004593851.tif 000014
但し、ｎ（ｍ）は時間ｍＴにおけるサンプルの受信機における推定されたノイズプラス干渉、Ｍは推定を行うために使用されたパイロットバーストのシンボル数であり、ベクトルｎ（ｍ）の各成分は以下の如く受信したパイロットバーストｙij(m）からチャネル利得Ｃij(n)を減算することにより決定される、
ｎij(m)＝ｙpij(m)-Ｃij(m)・・・（２）
但し、ｙpij(m)はウオルシュカバーの後ｉ番目のアンテナのｊ番目のレーキフィンガにおけるバイナリバーストの受信された信号のｍ番目のサンプル、Ｃij(m)は前記（１）式を用いて推定される、ベクトルｎ（ｍ）は各アンテナの各レーキフィンガの該処理を反復することにより発生される；
前記自己相関マトリクスの非対角線上の要素の大きさを前記自己相関マトリクスの対角線上の要素の大きさと比較することと、ここにおいて、前記比較するステップは、前記非対角線上の要素の各々の大きさを二乗し、非対角線上の要素毎に、前記非対角線上の要素と同じ行または同じ列のいずれかに位置する前記２つの対角線上の要素の大きさを乗算して積を得るステップを備え、前記設定するステップは、前記非対角線上の要素の各々の二乗された大きさが、前記非対角線上の要素と同じ行または同じ列のいずれかに位置する前記２つの対角線上の要素の積よりも小さいなら前記非対角線上の要素の各々をゼロに等しく設定するステップを備える、
前記非対角線上の要素の大きさが対角線上の要素の大きさよりも小さいならば前記非対角線上の要素をゼロに等しく設定することと、ここにおいて、前記設定するステップは、前記非対角線上の要素と同じ行または同じ列のいずれかに位置する前記２つの対角線上の要素の積より小さい二乗された大きさを有する各非対角線上の要素をゼロに等しく設定するステップを備える、
前記推定した自己相関マトリクスに基いて複数の最適結合係数を下記式に基づいて計算することと、
【数４】
0004593851.tif 000015
但し、Ｒyy(m)はウオルシュデカバーの後時間ｍＴにおいて、各アンテナに接続された各レーキフィンガにおいてサンプルされた受信信号を含むベクトルｙ（ｍ）＝［ｙ11(m)、ｙ12(m)、．．．ｙij(m)、．．．］Tの自己相関マトリクス（すなわち、Ｒyy(m)=E[y(m)・ｙH(m)]、ｒyx(m)はベクトルｙ(m)と送信されたシンボルｘ(m)との間の相互相関（すなわち、ｒyx＝Ｅ［ｙ(m)・ｘ＊(m)]、但し、Ｅは統計的数学において定義された期待値を示し、ｘ＊(m)はｘ(m)の複素共役を示す
を備えた方法。
【請求項６】
複数の受信された信号のための最適結合係数を計算する方法において、
下記式に基づいて、前記複数の信号のための自己相関マトリクスを推定することと、ここにおいて、前記自己相関マトリクスは、各々が２つの対角線上の用度と２つの非対角線上の要素からなる複数の対角線上の２×２サブマトリクスから構成される、
【数５】
0004593851.tif 000016
但し、ｎ（ｍ）は時間ｍＴにおけるサンプルの受信機における推定されたノイズプラス干渉、Ｍは推定を行うために使用されたパイロットバーストのシンボル数であり、ベクトルｎ（ｍ）の各成分は以下の如く受信したパイロットバーストｙij(m）からチャネル利得Ｃij(n)を減算することにより決定される、
ｎij(m)＝ｙpij(m)-Ｃij(m)・・・（２）
但し、ｙpij(m)はウオルシュカバーの後ｉ番目のアンテナのｊ番目のレーキフィンガにおけるバイナリバーストの受信された信号のｍ番目のサンプル、Ｃij(m)は前記（１）式を用いて推定される、ベクトルｎ（ｍ）は各アンテナの各レーキフィンガの該処理を反復することにより発生される；
前記自己相関マトリクスの非対角線上の要素の大きさを前記自己相関マトリクスの対角線上の要素の大きさと比較することと、ここにおいて、前記比較するステップは、前記非対角線上の要素の各々の大きさを二乗し、非対角線上の要素毎に、前記非対角線上の要素と同じ行または同じ列に位置する前記２つの対角線上の要素の大きさを乗算して積を得るステップまたは各サブマトリクスの非対角線上の要素の各々の大きさを二乗し、同じサブマトリクスの対角線上の要素の大きさを乗算して積を得るステップを備える、
前記非対角線上の要素の大きさが対角線上の要素の大きさよりも小さいならば前記非対角線上の要素をゼロに等しく設定することと、ここにおいて、前記設定するステップは、前記非対角線上の要素と同じ行または同じ列のいずれかに位置する前記２つの対角線上の要素の積より小さい二乗された大きさを有する各非対角線上の要素をゼロに等しく設定するステップまたは前記非対角線上の要素の各々の二乗した大きさが前記同じサブマトリクスの前記対角線上の要素の積の所定の分数未満なら前記各サブマトリクスの２つの非対角線上の要素をゼロに等しく設定するステップを備える、
前記推定した自己相関マトリクスに基いて複数の最適結合係数を下記式に基づいて計算することと、
【数６】
0004593851.tif 000017
但し、Ｒyy(m)はウオルシュデカバーの後時間ｍＴにおいて、各アンテナに接続された各レーキフィンガにおいてサンプルされた受信信号を含むベクトルｙ（ｍ）＝［ｙ11(m)、ｙ12(m)、．．．ｙij(m)、．．．］Tの自己相関マトリクス（すなわち、Ｒyy(m)=E[y(m)・ｙH(m)]、ｒyx(m)はベクトルｙ(m)と送信されたシンボルｘ(m)との間の相互相関（すなわち、ｒyx＝Ｅ［ｙ(m)・ｘ＊(m)]、但し、Ｅは統計的数学において定義された期待値を示し、ｘ＊(m)はｘ(m)の複素共役を示す、
を備えた方法。
【請求項７】
前記所定の分数は１より小さい、請求項６の方法。
【請求項８】
前記所定の分数は１／５０に等しい、請求項６の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この開示された方法および装置は無線通信システムに関し、特に信号結合方法のための選択機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な無線通信システムにおいて、移動局（セルラ電話、ポータブルコンピュータ等）は基地局のネットワークによりサービスされる。そのような基地局は移動局のための通信中継局としてサービスする。従って、通信システムの他のコンポーネントと通信するために、移動局がオンにされると、移動局は少なくとも１つの基地局と無線通信しなければならない。移動局はときどき１つの基地局によりサービスされる領域から移動して他の基地局によりサービスされる領域に移動する。基地局はこの事実に気がつき、第１の基地局から第２の基地局に「ハンドオフ」通信する。移動局がある時間期間第１の基地局と第２の基地局の両方と通信していることはよく起こることである。１つ以上の基地局と通信している移動局は「ソフトハンドオフ」にあるといわれる。ある場合には、移動局はどの時点においても２つの基地局とソフトハンドオフの状態にあるであろう。
【０００３】
ソフトハンドオフは落とされた通話を低減するので望ましい。さらに、ソフトハンドオフは移動装置が１つ以上の源から同一情報を受信し、各基地局により移動局に送信中の情報を復号するのを援助するためにこの受信した情報（またはエネルギー）のすべてを使用可能にする。１つ以上の基地局から送信された情報を使用することはいずれかの基地局から必要とされる電力レベルが低減することを意味する。
【０００４】
無線通信システムの一形態はコード分割多元接続（ＣＤＭＡ）として知られる。ＣＤＭＡシステムは他のシステムよりもより大きな収容力を提供する。すなわち、同時に通信可能な情報のチャネル数が時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）や周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）のような他のシステムよりもＣＤＭＡシステムにおいてより大きい。
【０００５】
音声とデータが通信されるＣＤＭＡシステムにおいて、基地局は、同時に同一周波数でその基地局のカバーエリアにある多くの移動局に送信する。さらに、そのような各基地局はそのネットワーク内の他の各基地局と同じ周波数で送信する。特定の移動局に送信される信号は、他の移動局に送信される信号と、異なるコードを用いて送信されるという事実によってのみ区別可能である。それにひきかえ、ＴＤＭＡシステムにおいては、第１の移動局への送信は第１の時間期間に送られ、第２の移動局への送信は重複しない第２の時間期間に送られる。ＣＤＭＡ受信器は単一周波数にチューニングされるとともに一度に１つ以上のチャネルを受信することができるので、ＣＤＭＡはＴＤＭＡあるいはＦＤＭＡよりもより便宜的にソフトハンドオフを実行することができる。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムはソフトハンドオフに理想的に適しているという利点を有するが、第１のコードを用いて第１の移動局に送信される信号は、第２コードを用いて第２移動局に送信される信号を受信しようとする第２移動局にはノイズのように見える。この干渉は、ある基地局から送信された信号に割当てられたコードをその基地局により送信中の他の全ての信号に割当てられた信号と直交化することにより最小にすることが望ましい。しかしながら、第１の基地局により送信される信号に使用されるコードは第２の基地局により送信される信号に使用されるコードと直交化できない。それゆえ、基地局は移動局に信号を送信するのに使用される電力量を注意深く調節する。電力は信号を到達させるのに十分な大きさでなければならないが、必要以上に大きくないほうが望ましい。これは、付加的電力は他の移動局にとってさらなる干渉のように見え、サービスできる移動局の数を低減するからである。
【０００７】
一般的なＣＤＭＡ通信システムは音声とデータの両方を取り扱うので、ある性能要件を満たさなければならない。そのような１つの条件は、情報が通信システムの一端から送信される時間と、情報が通信システムの他端において受信されるまでの間の遅延は比較的短くなければならない。すなわち、二人の人が話しをしているとき、ラインの一端で言葉が話される時間とラインの他端で言葉が聞かれる時間との間の遅れは話し手と聞き手の双方にとってじれったいであろう。
【０００８】
それにひきかえ、多くのデータ通信システムは情報が送信される時間と情報が受信される時間との間の比較的長い遅延を許容することができる。データのみを取り扱うように設計されたシステムにおいて比較的長い遅延が許容できるという事実をうまく利用したＣＤＭＡシステムが最近提案された。そのようなシステムはここでは高データレート（ＨＤＲ）システムと呼ばれる。ＨＤＲシステムにおいて、基地局は、どの時点においても１つの移動局とだけ通信しようと専念する。ＣＤＭＡの収容力の利点は、ＨＤＲシステムで実現される。しかしながら、以下の理由によりソフトハンドオフを行うことは困難または望ましくないかも知れない。第１にＨＤＲシステムにおいて、基地局からの送信は、いかなる特定の時間においても１つの移動局にすべて向けられている。それゆえ、ＨＤＲ基地局から送信されるコードチャネルの数は必須的に同じであるが、すべてのコードチャネルはどの時点においても１つの移動局により受信されるように意図されている。この結果、２つの基地局間のソフトハンドオフを可能にするように２つの基地局間の送信時間を調整することは複雑である。第２に、ソフトハンドオフを実行するために、１つ以上の基地局間に同一データを配布する必要がある。これは、特に高データレートアプリケーションにおいては基地局間で転送されるデータ量を非常に増大させるであろう。第３に、ＨＤＲシステムにあり得るように、チャネル条件がスタティックであると仮定するならば、ソフトハンドオフを使用するかわりに移動装置が常にベストでサービスしている基地局に接続することができる場合システム収容力は増大する。ＨＤＲ基地局は、一般的に最大のデータレートを可能にするように最大電力を送信するので、これは真実である。すなわち、データを送信可能な割合は受信した電力量に直接比例する。それゆえ、データレートを最大にするように、最大電力が送信される。しかしながら、これは、第２の基地局からの信号を受信することを試みようとしている移動局により受信された信号に第１の基地局が寄与する干渉量を増大させる。
【０００９】
従って、１以上の他の基地局から信号を受信することを試みようとしている移動局に第１の基地局が寄与する干渉量を低減するための方法および装置の必要性がある。
【００１０】
さらに、干渉のノイズのように無指向性ならば推定誤りの存在により最適信号結合アルゴリズムは受信器の性能を低下させるかも知れない。従って、干渉特性に依存する信号結合方法のための選択機構の必要性もある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
ここに開示された方法および装置は、同一通信システム内の他の基地局の送信によって第１の基地局に課された干渉量を低減する。ここに開示した方法および装置は、一度に、複数のコードチャネルが移動局のような１つの受信局に送信中である高データレート（ＨＤＲ）通信システムのようないくつかの通信システムにおいて、ソフトハンドオフが容易に実現されないあるいは望ましくないという事実を考慮する。すなわち、一般的なＨＤＲシステムでは、各基地局は一度に１つの受信局のみに送信している。２つの基地局間のソフトハンドオフを可能にするように２つの基地局間の送信およびデータ転送の時間を調節することは複雑である。さらに、ＨＤＲシステムの収容力は一般的なチャネル条件下でソフトハンドオフを使用しないことにより増大させることができる。それゆえ、ここに開示された方法および装置は、ソフトハンドオフを実行する伝統的なアプローチから逸脱し、第１の基地局からの送信と１つ以上の他の基地局からの送信との間の干渉を低減するための２つ以上のアンテナを使う技術に依存する。
【００１２】
ここに開示された方法および装置に従って、２つのアンテナを用いて受信局内の送信を受信する。レーキ受信器は各アンテナに接続される。レーキ受信器は複数の指を持ち、各指は、異なる伝播遅延（すなわち、信号が送信される時間と信号が受信される時間との間で遭遇する遅延）で到達する信号を識別し独立に復号する能力を有する。レーキ受信器の各独立した指により受信された信号を最適に結合することにより、第１のアンテナに相関する指と第２のアンテナに相関する指との間に相互に関連がある干渉を所望の信号に対して最小化することができる。最適な結合は、以下のごとく最適な結合係数の決定を必要とする。
【００１３】
レーキ受信器の指により受信される各信号の最適結合係数は、第１のアンテナに相関する第１の指からの出力を、第２のアンテナに相関する第２の指からの出力と対にすることにより決定される。第１の指は、必須的に第２の指と同じ伝播遅延を有する所望の信号を受信する。すなわち、第１の指により復号される信号の経路と第２の指により復号される信号の経路はただ第１の指が第１のアンテナに相関し、第２の指が第２のアンテナに相関するために異なる。自己相関関数が評価される。ここに開示する方法および装置の１つにおいて、自己相関マトリクスは受信した信号の自己相関の評価である。あるいは、自己相関マトリクスは受信したノイズプラス干渉の自己相関の評価である。
【００１４】
受信された信号と送信された記号との間の相互相関はフェ−ジング係数ベクトルの要素を評価することにより評価される。フェ−ジング係数ベクトルの各要素はレーキ受信器により受信された信号により横切られた信号経路の１つに相関するフェ−ジング係数である。フェ−ジング係数ベクトルは望ましくは各指で受信されたパイロットバーストに基づいて評価される。
【００１５】
ノイズプラス干渉の自己相関マトリクスはレーキ受信器の指により受信された各信号の受信されたノイズ成分から評価される。特定の指の受信ノイズ成分は、パイロットバーストのその指により受信された合計信号から、その指により受信された信号に相関するフェージング係数を減算することにより計算される。ここに開示された方法および装置の他の形態において、ノイズと干渉は、信号ｙ（ｍ）を時間的に１チップ遅い信号ｙ（ｍ＋１）を減算することにより（すなわち隣接するサンプルを減算することにより）評価される。ここに開示した方法および装置のさらに他の形態において、ノイズプラス干渉Ｒｎｎの自己相関マトリクスはフェージング係数ベクトルの転置共役により乗算されたフェージング係数ベクトルを、受信した信号ｙ（ｍ）の自己相関マトリクスＲｙｙから減算することにより評価される。
【００１６】
各指対により受信された信号のフェージング係数ベクトルと自己相関マトリクスが計算されると、これらの値は最適結合係数を計算するのに使用される。あるいは各指対に対するノイズプラス干渉のフェージング係数ベクトルと自己相関マトリクスが計算されると、最適結合係数を計算するのに使用される。
【００１７】
最適結合係数を用いてレーキ受信器の各指により受信された信号を結合する際、最適結合器からの出力の信号対干渉プラスノイズを計算することが望ましい。この比は、最適結合係数とフェージング係数ベクトルの転置共役を用いて計算される。この結果は、復号を改善するために所望の信号源以外の源からの干渉が所望の信号に対して抑制されるシステムである。結果として生じる信号対ノイズプラス干渉は、そのように装備された受信局がチャネルがサポートできるデータレートを決定できるように計算される。
【００１８】
他の観点において、本発明は干渉特性に依存する信号結合方法のための選択機構に向けられている。従って、この発明の一観点において、複数の受信した信号のための最適結合係数を計算する方法は、前記複数の信号に相関する受信したノイズおよび干渉に基づいて前記複数の信号のための自己相関マトリクスを評価するステップと、自己相関マトリクスの対角からはずれた要素の大きさを自己相関マトリクスの対角要素の大きさと比較するステップと、前記対角からはずれた要素の大きさが対角要素の大きさより著しく小さい場合には、対角からはずれた要素をゼロに等しく設定するステップと、および前記自己相関マトリクスに基づいて複数の最適結合係数を計算するステップとから有利に構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１はここに開示した方法および装置に従う無線ネットワーク１００の概略図である。ここに開示する方法および装置の１つにおいて、無線ネットワーク１００は、コード分割多元接続（ＣＤＭＡ）高データレート（ＨＤＲ）システムである。第１の基地局１０２はアンテナ１０４を有する。第１の基地局１０２は、２つのアンテナ１１２、１１４を有する移動局のような受信局１１０により受信されるように意図された信号を送信する。第１の基地局１０２により送信される信号は、第１の基地局１０２から受信局１１０の２つのアンテナ１１２、１１４への２つの区別可能な経路を横切るように示される。従って４つの所望の信号（ｙ１１、ｙ１２、ｙ２１、ｙ２２）が基地局１０２から受信局１１０に受信される。各所望の信号は横切る経路が異なるので異なる量遅延される（すなわち異なる伝播遅延を有する）。所望の信号に相関する第１の下付き文字はその信号を受信したアンテナを示す。所望の信号に相関する第２の下付き文字はその信号により遭遇された伝播遅延を示す。
【００２０】
ｙ１１、ｙ２１は正確に同じ経路を横切らない（すなわち、最初の下付き文字により示される異なるアンテナにより受信される）がそれらの遅延は、ｙ１２およびｙ２２の遅延に対して対比すると必須的に等しいことに注意しなければならない。すなわち、信号ｙ１２およびｙ２２により横切られた経路は信号ｙ１１により横切られた経路より長いので、信号ｙ１１およびｙ２１間の伝播遅延の差分は、信号ｙ１１とｙ１２またはｙ２２のいずれかとの間の伝播遅延の差分よりもはるかに小さい。同様にして、信号ｙ２１とｙ１１により横切られる経路は信号ｙ１２により横切られる経路よりもはるかに短いので、信号ｙ１２およびｙ２２間の伝播遅延の差分は、信号ｙ１２とｙ２１またはｙ１１のいずれかとの間の伝播遅延の差分よりはるかに小さい。
【００２１】
第２の信号源も受信局１１０により受信されている信号を送信する。簡略化のために、明細書全体を通して、第２信号源はアンテナ１０６を有する第２基地局１０８として記載される。しかしながら、当業者には、第２信号源は同じあるいは他の基地局に相関する第２アンテナ、あるいは同じ基地局から送信している同じアンテナの異なる部分であり得ることが理解される。しかしながら、第２基地局により送信されている信号は受信局１１０により受信されるように意図されていない。基地局１０２および１０８は各々同じ周波数バンドでブロードバンド信号を送信する。それゆえ、第２基地局１０８から受信局１１０により受信されている信号は第１基地局１０２から送信された信号の受信局１１０による受信と干渉する。
【００２２】
理解を容易にするために、２つの基地局１０２、１０８のみが示される。しかしながら、当業者には、２以上の基地局が送信可能であることは明らかである。さらに、受信局１１０は２つのアンテナ１１２、１１４のみを持つように示されている。しかしながら、ここに開示した方法および装置の１つにおいてさらならアンテナを受信局１１０に設けるようにしてもよい。
【００２３】
ここに開示した方法および装置において、受信局１１０は２つのアンテナ１１２、１１４により受信された信号を用いて前記所望の信号のアンテナと異なるアンテナまたはアンテナの部分から送信される信号源からの干渉を抑圧する補助をする。
【００２４】
図２および図３は一緒になってここに開示された方法および装置の受信局１１０の簡略化されたブロック図である。上述したように、入力信号は、受信局１１０の２つのアンテナ１１２、１１４の各々において受信される。受信局１１０は望ましくは２つの受信モジュール２０１ａ、２０１ｂを含む。各受信モジュール２０１は、無線周波数／中間周波数（ＲＦ／ＩＦ）変換器２００、２０２、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０４、２０６、レーキ受信器２０８、２１０、パイロット／データデマルチプレクサ（ｄｅｍｕｘ）２１２、２１４、および複数のウオルシュデカバーモジュール（Walsh decover module）２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄ、２１６ｅ、２１６ｆを含む。
【００２５】
２つのＲＦ／ＩＦ変換器２００、２０２の各々は２つのアンテナ１１２、１１４の相関する１つに接続される。従って、２つのアンテナ１１２、１１４の各々で受信される信号は対応する無線ＲＦ／ＩＦ変換器２００、２０２に接続される。
【００２６】
各ＲＦ／ＩＦ変換器２００、２０２は２つのＡ／Ｄ変換器２０４、２０６の対応する１つに接続される。Ａ／Ｄ変換器２０４、２０６はＲＦ／ＩＦ変換器２００、２０２からの出力をデジタルフォーマットに変換する。あるいは、単一のＡ／Ｄ変換器を用いて両方のアンテナからの受信されたアナログ信号をデジタルフォーマットに変換するようにしてもよい。各Ａ／Ｄ変換器２０４、２０６は２つのレーキ受信器２０８、２１０の対応する１つに接続される。
【００２７】
各レーキ受信器２０８、２１０は、所望の源基地局から発生され、受信局１１０に到達するために異なる伝播遅延に遭遇する信号の各々を区別可能である。ＣＤＭＡに使用されるレーキ受信器はＣＤＭＡ信号を受信し区別する技術においてよく知られている。信号ｙ１１、ｙ１２、ｙ２１、ｙ２２は異なる遅延に遭遇するので、一般的なレーキ受信器はこれらの信号を区別することができる。区別可能な遅延を有する所望の源（すなわち基地局１０２）からの各信号ｙ１１、ｙ１２、ｙ２１、ｙ２２はレーキ受信器２０８、２１０の固有の「指」（フィンガ)２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ、２１３ｅ、２１３ｆに割当てられている。そのような各指２１３はＰＮ発生器２１１により発生される遅延された擬似ランダムノイズ（ＰＮ）コードを用いてデスプレッド(despread)される信号を出力する。発生器２１１から出力されるＰＮコードは複数の遅延モジュール２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄ、２０９ｅ、２０９ｆの１つにより遅延される。各遅延モジュール２０９により課せられる遅延量は、基地局１０２から受信局１１０への送信中に遭遇する伝播遅延に加えて、各遅延モジュール２０９から出力されたＰＮコードが、所望の源基地局１０２から受信した信号が初めはスプレッド(spread)されたＰＮコードに同期するように設定される。
【００２８】
各基地局１０２、１０８により送信される信号は同じＰＮコードを用いてスプレッド（すなわち符号化）するようにしてもよいことに注意しなければならない。しかしながら、各基地局１０２、１０８からの信号を符号化するのに使用されるＰＮシーケンスの開始に対して実質的に異なる遅延が課せられる。遅延の差分は、異なる経路を介して基地局１０２から受信局１１０に到達したであろう２つの信号間の遅延より実質的に大きい。それゆえ、同じＰＮコードだが実質的に異なる遅延を有したＰＮコードを用いて異なる基地局から送信された信号をスプレッドすることにより、第１の基地局からの信号を第２基地局１０８からの信号と区別することができる。さらに、第１の基地局１０２から受信局１１０に送信された信号は、基地局１０８から受信局１１０に送信された信号と異なる伝播遅延を有する。従って、これらの信号は互いに識別可能である。遅延モジュール２０９は第２基地局１０８により送信された信号の受信を促進するようには設定されないことに注意しなければならない。
【００２９】
ここに開示した方法および装置の１つにより受信される信号を発生する基地局において、パイロット信号はデータと時分割多重化される。そのような１つの基地局１０２において、パイロットと各データストリームは異なるウオルシュ(Walsh)コードを用いてカバー（すなわち符号化）される。パイロットは定数を有するウオルシュコードでカバーして、パイロットチャネルをデカバー(decovering)することを容易にすることが望ましい。パイロットチャネルが送信されている時間期間（すなわちパイロットバースト期間）、データは送信されない。２つのそのようなパイロットバーストは各順方向リンクスロットにおいて生じる。順方向リンクスロットは基地局から受信局に送信される信号内の所定の時間期間である。データが送信されている時間期間（すなわちデータフィールド期間）では、パイロットチャネルは送信されない。データは符号多重化される。すなわち、データは別個のデータストリームに分割される。各データストリームは異なるウオルシュコードによりカバーされる。次に、すべてのデータストリームが同時に送信される。例えば、データの第１部分は第１のウオルシュコードでカバーされ、データの第２の部分は第２のウオルシュコードでカバーされ、データの第３の部分は第３のウオルシュコードでカバーされる。次に、第１、第２、第３の部分はすべてデータフィールドの期間、同時に基地局により送信される。
【００３０】
データとパイロットは時分割多重化フォーマットで送信されるので、ここに開示する方法および装置の１つにおいて、受信局１１０はアンテナ１１２、１１４の各々に相関する１つのパイロット／データデマックス(demux)２１２、２１４を含む。しかしながら単一のデマックスを設けてアンテナ１１２、１１４の両方により受信された信号デマルチプレクスするようにしてもよい。第１デマックス２１２からの出力は複数のパイロットストリームｙｐ１１（ｍ）、ｙｐ１２（ｍ）、・・・ｙｐ１Ｎ（ｍ）および複数のデータストリームｙｄ１１（ｍ）、ｙｄ１２（ｍ）、・・・ｙｄ１Ｎ（ｍ）である。但しｙｐ１１（ｍ）は伝播遅延１を有しアンテナ１で受信されたパイロットチャネルを介して時間「ｍＴ」において各々採取された一連のデータサンプルを示す。ｙｄ１１（ｍ）は遅延１を有し、アンテナ１で受信されたデータチャネルを介して時間「ｍＴ」において各々採取された一連のデータサンプルを示し、「ｍ」は整数であり、「Ｔ」は１データチップの期間に等しい時間である。
【００３１】
同じ数値の下付き文字を有する各パイロットおよびデータストリームはレーキ受信器２０８、２１０の同じ指２１３に相関される。各データストリームはウオルシュデカバーモジュール２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄ、２１６ｅ、２１６ｆに接続される。各ウオルシュデカバーモジュール２１６は基地局１０２からの送信前にデータフィールドに符号多重化されたコードチャネルを分離する。当業者に良く知られているように、ウオルシュデカバーモジュール２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄ、２１６ｅ、２１６ｆからの出力はデカバーされた分離データストリームである。次に、これらのパイロット信号およびデータ信号は最適結合プロセッサ２１８に接続される。
【００３２】
図３に示す最適結合プロセッサ２１８は３つの最適結合器２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃおよび結合係数プロセッサ２２４を含む。各最適結合器２２０は対応する１つのコードチャネル（すなわち、そのコードチャネルを介して送信されたデータをカバーするために使用されるウオルシュコード）に相関している。即ち、各ウオルシュデカバーモジュール２１６が（各々が異なるデータチャネルに相関し異なるウオルシュコードによりデカバーされた）３つのデータストリームを出力するならば、使用される３つの最適結合器があるであろう。しかしながら、他の方法および装置において、コードチャネルおよび最適結合器２２０の数は図３に示す３つとは異ならせても良いことに注意しなければならない。さらに、単一モジュールは１つ以上の最適結合器の機能を実行できることに注意しなければならない。各最適結合器２２０はすべてのウオルシュデカバーモジュール２１６と接続され、各最適結合器２２０に、両方のアンテナを介して受信された複数の経路を介した１つのコードチャネルに送信されたデータを供給する。各最適結合器２２０からの出力は、基地局１０２により送信された信号を変調するデータを表すデータシンボルのストリームである。最適結合器プロセッサ２１８による処理により、シンボルを復号するときに遭遇する干渉は、最適結合器２２０に対する入力の伝統的な結合により生じるであろう干渉より小さい。すなわち、出力シンボルを用いて変調された信号のＳＩＮＲは最適結合器２２０に入力されたいかなるデータストリームのＳＩＮＲよりも大きい。さらに、出力シンボルのＳＩＮＲは，最適結合器２２０への入力の伝統的な結合により得られるであろうＳＩＮＲより大きい。
【００３３】
図４はここに開示した方法および装置の１つにおける１つの最適結合器２２０ａの簡略化されたブロック図である。各最適結合器は必須的に同一なので、そのような１つの最適結合器２２０ａのみについて説明する。最適結合器２２０ａは複数の２入力乗算モジュール３０２を含む。乗算モジュール３０２は第１入力の信号を第２入力の信号と乗算し、乗算モジュール３０２の出力にその積を供給する。乗算モジュール３０２は（汎用プロセッサあるいはＤＳＰのような）プログラマブルデバイスにより実行される関数として実現可能であり、あるいは専用のハードウエアまたはプログラマブルロジック、あるいは（特定アプリケーション向け集積回路（ＡＳＩＣ）内の回路網または処理機能のような）実行されるべき乗算機能を可能にする他のいかなる態様により実現することができることに注意しなければならない。
【００３４】
最適結合器２２０内の乗算モジュール３０２の数は受信局１１０のウオルシュデカバーモジュール２１６の合計数に等しいことが望ましい。各乗算モジュール３０２の第１入力はウオルシュデカバーモジュール２１６の固有の対応する１つに接続されている。従って、最適結合器２２０ａに相関する１つのコードチャネル上で受信された各データストリームはそのウオルシュデカバーモジュール２１６ａに相関する特定の２入力乗算モジュール３０２ａの第１入力に接続される。図２および図３に示す方法および装置において、６つのデカバーモジュール２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄ、２１６ｅ、２１６ｆがある。従って、６つの乗算モジュール３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄ、３０２ｅ、３０２ｆが図４の最適結合器２２０ａに示される。各乗算モジュールの第２入力は信号線２２３により結合器係数プロセッサ２２４に接続される。結合器係数プロセッサ２２４は最適結合係数（Ｗｉｊ（ｍ））を計算する。下付き文字「ｉ」は指２１３に相関する特定のアンテナを表し、下付き文字「ｊ」は所望の源から送信された信号により遭遇する特定の遅延を表す。上述したように、信号は異なるアンテナにより受信されるという事実により２つのアンテナ１１２、１１４により受信された（図１に示すｙ１１およびｙ２１のような）信号により横切られる経路は同一ではないけれども、これらの信号は必須的に等しい伝播遅延に遭遇したことを示すために同じ第２の下付き文字が使用される。同様に、最適結合係数の第２の下付き文字はその最適結合係数と乗算される信号によりどの伝播遅延が遭遇されたかを示す。
【００３５】
乗算モジュール３０２により実行される乗算は各受信された信号が重み付けされローテート可能にする（すなわち、受信された信号の位相と振幅を調節することができる）。位相をローテートすることにより、加算モジュール３０４から出力された結合された信号の信号対干渉プラスノイズ比（ＳＩＮＲ）が最適化される。すなわち、ＳＩＮＲは可能な最高のものである。従って、望ましくない信号により生じた干渉は低減される。すなわち、受信局１１０と通信することを試みている基地局１０２から受信された電力は、受信局１１０と通信することを試みていない基地局１０８から受信された電力に対して最大化し得る。
【００３６】
（図３に示す）結合器係数プロセッサ２２４は信号線２２３により各乗算モジュールの第２入力に接続される。図３において、線の数を低減するために結合器係数プロセッサ２２４から各最適結合器２２０に単一信号線２２３が示されている。しかしながら、この線２２３は、各最適結合器２２０において、各乗算モジュールに複数の値のｗｉｊ＊（ｍ）（図３および図４に示される場合６）が供給される接続を表す。これらの値は、加算モジュール３０４内で結合する前に乗算モジュール３０２が最適に受信された信号を調節することを可能にする。加算モジュール３０４は受信されたローテートされた信号の各々を結合するために積を加算する。従って、最適結合器２２０ａはドット積演算を実行する。加算モジュールの出力（すなわち最適結合器２２０ａからの出力）は、エラー訂正デコーダ２２６のような一般的な復号または検出モジュールまたは一般的な復号機能および検出機能を実行するプロセッサへの入力サンプルとして供給される。加算モジュール３０４からの出力は以下のように表すことができる。
【００３７】
【数１】
0004593851.tif 000002
但し、Ｈは転置共役を示す。ｙ（ｍ）＝［ｙ１１（ｍ）、ｙ１２（ｍ）、・・・ｙｉｊ（ｍ）、・・・］Ｔはウオルシュデカバーの後の時間ｍＴにおいて各アンテナ１１２、１１４に相関するレーキ指２１３におけるサンプルされた受信信号を含むベクトルである。ｙｉｊはウオルシュデカバーの後時間ｍＴにｉ番目のアンテナに接続されるｊ番目のレーキ指２１３において受信された信号である。ｗ（ｍ）＝［ｗ１１（ｍ）、ｗ１２（ｍ）、・・・ｗｉｊ（ｍ）・・・］Ｔは時間ｍＴにおいて最適結合係数を含むベクトルである。
【００３８】
第１のアンテナに相関するｊ番目のレーキ指は第２のアンテナに相関するｊ番目のレーキ指と同じ遅延を有するであろうことに注意しなければならない。例えば、第１アンテナ１１２から信号を受け取る２番目のレーキ指２１３ｂに相関する遅延モジュール２０９ｂにより課せられた遅延は第２アンテナ１１４からの信号を受信する２番目のレーキ指２１３ｅに相関する遅延モジュール２３１ｅにより課せられた遅延と同じであろう。従って、個々に開示した方法及び装置において、第１アンテナ１１２に相関する各遅延モジュール２０９は第２のアンテナ１１４に相関するカウンタパート(counter-part)遅延モジュール２０９を持つことが望ましい。そのような一対のカウンターパート遅延モジュールの各モジュール２０９は同じ遅延を有することが望ましい。
【００３９】
ウオルシュデカバーの後ｉ番目のアンテナのｊ番目のレーキ指２１３において受信された信号は以下の如く表すことができる。
【００４０】
ｙｉｊ（ｍ）＝ｃｉｊ（ｍ）・ｘ（ｍ）＋ｎｉｊ（ｍ）
・・・（２）
但し、ｘ（ｍ）は時間ｍＴにおいて送信されたシンボルである。ｃｉｊ（ｍ）は時間ｍＴにおけるフェージング係数である。ｎｉｊ（ｍ）は時間ｍＴにおいて、ｉ番目のアンテナに接続されたｊ番目のレーキ指２１３におけるサーマルノイズプラス干渉を表す複素数である。フェージング係数ｃｉｊ（ｍ）は伝播損失の効果、陰影妨害、および高速フェージングを含む時間「ｍＴ」における瞬時チャネル利得を表す複素数である。バイナリ位相シフトキーイングにおいて、シンボルｘ（ｍ）は＋１または−１のいずれかの値である。しかしながら、直交位相シフトキーイング、直交振幅変調あるいは他のそのような変調技術において、シンボルｘ（ｍ）は変調配置に属する。
【００４１】
最適結合係数の発生
以下は、最適結合係数を決定するのに使用される１つの開示された方法および装置の詳細な記述である。図５はここに開示した方法および装置の１つの結合係数プロセッサ２２４の機能ブロック図である。最適結合器２２０の各々は同じ動作をすることに注意しなければならない。それゆえ、簡単のために、そのような１つの結合器２２０のみの動作について記載する。
【００４２】
図５に示すモジュール内で実行される各機能は（汎用プロセッサあるいはＤＳＰのような）プログラマブルデバイスにより、あるいは専用のハードウエアまたはプログラマブルロジック、あるいは（特定アプリケーション向け集積回路（ＡＳＩＣ）内の回路網または処理機能のような）実行されるべき機能を可能にする他のいかなる態様により実現することができることに注意しなければならない。これらの機能は、単一モジュールまたは複数のモジュールにより実行可能である。さらに、そのような各モジュールは１つ以上の他のモジュールと物理的に集積してもよいし、１つ以上の他のモジュールと物理的に独立するようにしてもよい。
【００４３】
結合器係数プロセッサ２２４は２つのパイロット／データデマルチプレクサ２１２、２１４に接続される。パイロット／データマルチプレクサ２１２はパイロット信号ｙｐ１（ｍ）を結合器係数プロセッサ２２４に供給する。但しｙｐ１（ｍ）＝［ｙｐ１１（ｍ）、ｙｐ１２（ｍ）・・・ｙｐ１ｎ（ｍ）］である。パイロット／データマルチプレクサ２１４はパイロット信号ｙｐ２（ｍ）と結合器係数プロセッサ２２４に供給する。但しｙｐ２（ｍ）＝［ｙｐ２１（ｍ）、ｙｐ２２（ｍ）・・・ｙｐ２ｎ（ｍ）］である。
【００４４】
ここに開示する方法および装置の１つにおいて、最適結合係数の値は、送信されたシンボルｘ（ｍ）を有した受信信号ｙ（ｍ）の自己相関マトリクスおよび相互相関ｒｙｘ（ｍ）の関数として計算される。ここに開示された方法および装置の１つにおいて、自己相関マトリクスは受信された信号の自己相関の評価である。従って、結合器係数プロセッサ２２４は以下の如くに最適結合係数を計算する。
【００４５】
【数２】
0004593851.tif 000003
但しＲｙｙ（ｍ）はウオルシュデカバーの後時間ｍＴにおいて、各アンテナに接続された各レーキ指２１３においてサンプルされた受信信号を含むベクトルｙ（ｍ）＝［ｙ１１（ｍ）、ｙ１２（ｍ）、・・・ｙｉｊ（ｍ）、・・・］Ｔの自己相関マトリクスである。（すなわちＲｙｙ（ｍ）＝Ｅ［ｙ（ｍ）・ｙＨ（ｍ）］）そして、ｒｙｘ（ｍ）はベクトルｙ（ｍ）と送信されたシンボルｘ（ｍ）との間の相互相関である。（すなわち、ｒｙｘ＝Ｅ［ｙ（ｍ）・ｘ＊（ｍ）］、但しＥは統計的数学において定義された期待値を示し、ｘ＊（ｍ）はｘ（ｍ）の複素共役を示す。
【００４６】
他の方法および装置において、最適結合係数の値は（図６に示すようにそして以下に示す如く）結合器係数プロセッサ２２４’により計算される。
【００４７】
【数３】
0004593851.tif 000004
但しＲｎｎ（ｍ）はサーマルノイズプラス干渉ベクトルｎ（ｍ）＝［ｎ１１（ｍ）、ｎ１２（ｍ）、・・・ｎｉｊ（ｍ）・・・］Ｔ（すなわちＲｎｎ（ｍ）＝Ｅ［ｎ（ｍ）・ｎＨ（ｍ）］）：そしてｒｙｘ（ｍ）は上に定義した通りである。パイロットシンボルが｜ｘ｜＝＋１により表されるシステムにおいて、
ｒｙｘ＝Ｅ［ｙ（ｍ）ｘ＊（ｍ）］＝ｃ＝［ｃ１１（ｍ）、Ｃ１２（ｍ）、・・・・、ｃｉｊ（ｍ）］Ｔ      （４ａ）
但しｃｉｊ（ｍ）は時間ｍＴにおけるフェージング係数である。
【００４８】
式（３）に記載された変数ｗと式（４）に記載されたｗ’はスカラー係数が異なるのみである。すなわち、
ｗ’＝（１＋ｈ）ｗ          （５）
但し
【数４】
0004593851.tif 000005
相互相関ｒｙｘの評価
上述したように、相互相関ｒｙｘはフェージング係数のベクトルｃ＝［Ｃ１１、Ｃ１２、・・・Ｃｉｊ］Ｔに等しいので、受信した信号ｙ（ｍ）と送信されたシンボルｘ（ｍ）との間の相互相関ｒｙｘの評価は、順方向リンクスロットにおけるパイロットバーストの期間フェージング係数ベクトルｃから決定される。
【００４９】
ｃの評価は、以下の如く順方向リンクのパイロットバーストを用いてフェージング係数評価モジュール４０１により実行される。フェージング係数モジュール４０１は２つのパイロット／データでマルチプレクサ２１２、２１４の各々から出力されたパイロット信号ｙｐ１１（ｍ）、ｙｐ１２（ｍ）、・・・ｙｐ１Ｎ（ｍ）、ｙｐ２１（ｍ）、ｙｐ２２（ｍ）、・・・ｙｐ２Ｎ（ｍ）の各々を受信する。簡単化のために、図５はベクトルｙｐ（ｍ）＝ｙｐ１１（ｍ）、ｙｐ１２（ｍ）、・・・ｙｐ１Ｎ（ｍ）、ｙｐ２１（ｍ）、ｙｐ２２（ｍ）、・・・ｙｐ２Ｎ（ｍ）を示す。ここに開示する方法および装置の１つにおいて、パイロットバースト期間に送信されたシンボルは１の定数値に等しい（すなわちｘ＝１）。それゆえ、フェージング係数ベクトルｃｉｊ（ｍ）の各エレメントは以下の如く推定できる。
【００５０】
【数５】
0004593851.tif 000006
但しｃｚはｉ番目のアンテナのレーキ指のｊ番目におけるパイロットバーストのためのフェージング係数ｃｉｊ（ｍ）の推定値であり、ｙｐｉｊ（ｍ）はｉ番目のアンテナのｊ番目のレーキ指においてパイロットバーストにおける受信信号のｍ番目のサンプルであり、Ｍはパイロットバーストにおけるシンボルの数である。
【００５１】
式（６）において決定されたフェージング係数推定値ｃｚはパイロットバーストにのみ相互相関のｒｙｘの推定値を与える。それゆえ、式（３）を用いてコヒーレント検波を実行し、最適結合係数を決定するために、データチップスにおけるフェージング係数ｃｚの推定値は第１の補間モジュール４０３において計算される。
【００５２】
ここに開示される方法および装置の１つにおいて、データチップスにおけるフェージング係数ｃｚの推定は、連続するパイロットバーストにおいて、決定された２つのフェージング係数ｃｚの推定値間を補間することにより、リニア補間モジュール４０３により成される。あるいは、データチップスにおけるフェージング係数ｃｚの推定は平均化モジュール４０５において、連続するパイロットバーストにおける複数（例えば２又は３）のフェージング係数ｃｚを平均化することにより成される。次に、補間モジュール４０３により２つの連続する計算された平均値間で成される。
【００５３】
図７は３つの連続するフェージング推定値が平均化され次に連続する平均値間で補間するデータフィールドの図である。図７は２つの順方向リンクスロット５００、５０２を示す。各順方向リンクスロット５００、５０２は２つのパイロットバースト５０４、５０６、５０８、５１０を有する。各パイロットバースト５０４、５０６、５０８、５１０のフェージング係数が推定される。第１の平均フェージング係数推定値ｃ（ｋ）は第１の３つの連続するパイロットバースト５０４、５０６、５０８のための３つの推定値を加算し、３で除算することにより計算される。次に第２の平均フェージング係数ｃ（ｋ＋１）はパイロットバースト５０６、５０８，５１０の各々に対するフェージング係数を加算し、３で除算することにより３つのパイロットバースト５０６、５０８、５１０に対して計算される。リニア補間は第１および第２の平均フェージング係数間で行われる。パイロットバースト６０６からの距離であるデータの部分のためのフェージング係数を推定するために、以下の式が使用される：
ｃ（ｍ）＝（１−ａ）・ｃ（ｋ）＋ａ・ｃ（ｋ＋１）、０＜ａ＜１
・・・（７）
相互相関ベクトルｒｙｘは各アンテナの各レーキ指に対してこの手続きを反復することにより計算される。
【００５４】
相互相関マトリクスＲｙｙの推定
受信した信号の相互相関マトリクスは以下の如く表すことができる。
【００５５】
【数６】
0004593851.tif 000007
但しＭは推定を行うために使用されるサンプルの数であり、ｙ（ｍ）＝「ｙ１１（ｍ）、ｙ１２（ｍ）、・・・ｙ１Ｎ１（ｍ）、ｙ２１（ｍ）、ｙ２２（ｍ）・・・ｙ２Ｎ２（ｍ）」Ｔは受信した信号を含むベクトルであり、ｙｉｊ（ｍ）はウオルシュデカバーの後時間ｍＴにおいてサンプルされた、ｉ番目のアンテナおよびｊ番目のレーキ受信器指において、受信された信号である。Ｎ１はアンテナ１に相関するレーキ指の数であり、Ｎ２はアンテナ２に相関するレーキ指の数である。
【００５６】
式（８）から、Ｎ１＝Ｎ２（すなわち、２つのアンテナの各々に対して入力信号を受信するために同じ数の指が使用される）の場合、Ｒｙｙは２×２サブマトリクスから構成される２Ｎ×２Ｎマトリクスであることがわかる。従って、２×２サブマトリクスの数はＮ２に等しい。
【００５７】
当業者には、異なるレーキ指により受信された信号の伝播遅延における差分により、各アンテナの異なるレーキ指における干渉は相関されないことが認識されるであろう。従って、異なる遅延を有するレーキ指から生じた自己相関マトリクスＲｙｙの要素はゼロであると仮定することができる。同じ遅延を持つ（すなわちｊ１＝ｊ２を持つ）レーキ指の信号の２×２自己相関マトリクスの推定のみ計算する必要がある。
【００５８】
【数７】
0004593851.tif 000008
２つのアンテナを用いるここに開示された方法および装置において、（上に示すように）マトリクスＲｙｙの対角線上に位置する、各２×２サブマトリクスＲ（ｓ）は以下のようにあらわすことができる。
【００５９】
【数８】
0004593851.tif 000009
但し、ｙ１ｓ（ｍ）はＳ番目のレーキ指を介して第１のアンテナにより受信された時間ｍＴにおける信号であり、ｙ２ｓ（ｍ）はＳ番目のレーキ指を介して第２のアンテナにより受信された時間ｍＴにおける信号である。マトリクスＲにおいて、上に示す各ゼロは、非対角線２×２サブマトリクスの仮定された値を表す。
【００６０】
１つのここに開示する方法および装置において、受信した信号の自己相関マトリクスは、データチップスにおけるＲｙｙの値を推定するためにパイロットバーストを用いてＲｙｙ推定モジュール４０７により推定される。しかしながら、他の方法および装置において、Ｒｙｙ推定モジュールはデータチップスを直接用いてあるいはパイロットバーストとデータチップスの両方を用いてデータチップス内のＲｙｙの値を決定する。
【００６１】
データチップス内のＲｙｙを推定するためにパイロットバーストが使用される１つのここに開示する方法および装置において、Ｒｙｙ補間モジュール４１１はパイロットバーストにおいて決定された値からＲｙｙを補間する。他の方法および装置において、Ｒｙｙ推定モジュール４０７はパイロットバーストにおいて決定された２つまたは３つのＲｙｙ値の平均を計算するＲｙｙ平均モジュールに接続される。Ｒｙｙ平均モジュール４０９から出力された平均値はデータ内のＲｙｙの値を決定するために平均を補間する補間モジュール４１１に接続される。平均および相関モジュール４０９、４１１により実行される平均および補間は、平均および補間モジュール４０５、４０３により行われる平均および補間と必須的に同じである。
【００６２】
最適結合係数ｗの決定
最適結合係数ｗは、上述した式（３）を用いて結合係数評価モジュール４１５により決定される。ＲｙｙがＲｙｙ推定モジュール４０７により推定されデータチップス内のＲｙｙを表すために補間されるとＲｙｙの値はマトリクスＲｙｙを反転する反転モジュールに結合される。次に式（３）が適用され最適結合係数が決定される。
【００６３】
さらに他の方法および装置において、Ｒｙｙはパイロットバーストから決定される。式（３）はパイロットバースト内の最適結合係数を決定するために使用される。次に、リニア補間を用いてデータチップス内の最適結合係数を決定する。
【００６４】
マトリクスＲｙｙのすべての非対角線サブマトリクスＲ（ｓ）のゼロ化により式（３）において必要な反転のための計算上の複雑さは非常に低い。すなわち、反転はマトリクスＲｙｙ全体を反転することなく行うことができる。むしろ、サブマトリクスＲ（ｓ）が個別に反転可能である。
【００６５】
上述したアルゴリズムは一般的であり、一般的なＭ×Ｍ自己相関マトリクスに適用可能であり、この場合、自己相関マトリクスの反転に対して、直接反転あるいは良く知られたリカーシブリーストスクエア（ＲＬＳ）を使用することができる。
【００６６】
自己相関マトリクスＲｎｎの推定
図６は他の方法および装置の結合器係数プロセッサ２２４’の機能ブロック図である。図６に示すように、結合器係数プロセッサ２２４’は必須的に図５に示す結合器係数プロセッサ２２４と同じモジュールを含む。しかしながら、図６のプロセッサ２２４’は、図５のＲｙｙ推定モジュール４０７の代わりにノイズプラス干渉Ｒｎｎ（ｍ）の自己相関マトリクスの推定を計算するＲｎｎ推定モジュール４０７’を含む。ノイズプラス干渉Ｒｎｎ（ｍ）の自己相関マトリクスを推定するために、パイロットバースを使用することが望ましい。第１の式は以下の如く示される。
【００６７】
【数９】
0004593851.tif 000010
但しｎ（ｍ）は時間ｍＴにおけるサンプルの受信器における推定されたノイズプラス干渉である。Ｍは推定を行うために使用されたサンプルの数（すなわちパイロットバーストのシンボル数）である。ベクトルｎ（ｍ）の各成分は以下の如く受信したパイロットバーストｙｉｊ（ｍ）からチャネル利得ｃｉｊ（ｍ）を減算することによりＲｎｎ（ｍ）推定モジュール４０７’により決定される。
【００６８】
ｎｉｊ（ｍ）＝ｙｐｉｊ（ｍ）−ｃｉｊ（ｍ）      （１０）
但し、ｙｐｉｊ（ｍ）はウオルシュデカバーの後ｉ番目のアンテナのｊ番目のレーキ指におけるパイロットバーストの受信された信号のｍ番目のサンプルである。ｃｉｊ（ｍ）は上記式（６）を用いてフェージング係数推定モジュール４０１’により推定される。ベクトルｎ（ｍ）は各アンテナ１１２、１１４の各レーキ指のこの処理を反復することにより発生される。
【００６９】
あるいは、Ｒｎｎは以下の式により推定することもできる。
【００７０】
【数１０】
0004593851.tif 000011
この場合ベクトルｎ（ｍ）の各成分は以下の式を用いてＲｎｎ（ｍ）推定モジュール４０７’により決定される
ｎｉｊ（ｍ）＝ｙｐｉｊ（ｍ）−ｙｐｉｊ（ｍ＋１）
（１２）
但しＭは推定を行うために使用されるサンプル数（すなわち１より小さいパイロットバーストにおけるシンボル数）である。
【００７１】
式（１２）によれば、第１のアンテナ１１２のレーキ指の１つのパイロット信号は、同じアンテナ１１２の同じレーキ指の次のパイロットシンボルから減算される。Ｍは推定を行うために使用されるサンプル数（すなわちパイロットバーストのシンボル数−１）である。
【００７２】
Ｒｎｎを計算する他の方法に注意する必要がある。
【００７３】
Ｒｎｎ＝Ｒｙｙ−ｃｃＨ              （１３）
但しｃｃＨはフェージング係数ベクトルの転置共役を有したフェージング係数ベクトルの積である。
【００７４】
１つのここに開示する方法および装置において、第２補間モジュール４１１はデータチップス内のＲｎｎの値を決定するためにパイロット内のＲｎｎの値を補間する。あるいは、平均モジュール４０９はパイロットから決定された複数のＲｎｎ値（すなわちＲｎｎの２または３パイロット値）を平均化する。次に平均値は図７を参照して図示および記載した、データチップス内のＲｎｎの値を決定するために平均値を補間する第２補間モジュール４１１に接続される。推定モジュール４０７、４０７’によりなされる処理および係数評価モジュール４１５、４１５’によりなされる処理を除いて、結合器係数プロセッサ２２４、２２４’の機能は必須的に同一である。
【００７５】
図６に示したここに開示する方法および装置において、データチップスにおいて、Ｒｎｎの値が決定されると、マトリクスＲｎｎは反転モジュール４１３に接続される。反転モジュール４１３から出力された反転Ｒｎｎは次に、結合係数評価モジュール４１５’により印加され、最適結合係数ｗ’を決定する。
【００７６】
評価後補間
図８は他の方法および装置の結合器係数プロセッサ６００の機能ブロック図である。図８に示すように結合器係数プロセッサ６００は図５に示す結合器係数プロセッサ２２４と同じモジュールを必須的に含む。しかしながら、図８のプロセッサ６００において、補間は最適結合係数の評価の後に行われる。従って、フェージング係数推定モジュール４０１は評価モジュール４１５に直接接続される。同様に、Ｒｙｙ推定モジュール４０７はマトリクス反転モジュール４１３に直接接続される。次に、評価モジュール４１５は各順方向リンクスロットのデータ部分の期間ｗの値を決定するように評価モジュール４１５から出力されたｗの値間をリニア補間する補間モジュール４１１に接続される。
【００７７】
同様に、図９はさらに他の方法および装置における結合器係数プロセッサ６００’の機能ブロック図である。図９に示すように、結合器係数プロセッサ６００’は図６に示す結合器係数プロセッサ２２４’と同じモジュールを必須的に含む。しかしながら、図９のプロセッサ６００’において、補間は、最適結合係数の評価の後に行われる。従って、フェージング係数評価モジュール４０１は直接評価モジュール４１５に接続される。同様に、Ｒｙｙ推定モジュール４０７’はマトリクス反転モジュール４１３に直接接続される。評価モジュール４１５は次に、各順方向スロットのデータ部分の期間ｗ’の値を決定するように評価モジュール４１５から出力されたｗ’の値間のリニア補間を行う。
【００７８】
信号対干渉プラスノイズ（ＳＩＮＲ）比の推定
ここに開示した方法および装置の１つにおいて、結合器係数プロセッサ２２４からのｃｉｊ（ｍ）およびｗｉｊ（ｍ）の値は（図３に示す）ＳＩＮＲ評価モジュール２２８に接続される。ここに開示した方法および装置の１つにおいて、ＳＩＮＲは以下の如く計算される。
【００７９】
ＳＩＮＲ＝ｗＨｃ／（１−ＷＨｃ）      （１４）
ｗは式（３）から決定され、そしてｃは式（６）から決定された。
【００８０】
ｗ’を決定するために結合器係数プロセッサ２２４’が使用される他の方法および装置において、ＳＩＮＲは以下の如く計算される。
【００８１】
SINR=ｗ’Hｃ                        （１５）
但しｃは式（６）から決定された。
【００８２】
ここに開示する方法および装置の１つにおいて、SINRはデータが基地局１０２から受信曲１０１に送信できるレートを決定するのに使用される。図２および図３に示すように、結合器係数プロセッサ２２４、２２４’は信号線２３０、２３１によりSINR評価モジュール２２８に接続される。信号線２３０はSINR評価モジュール２２８に、結合器係数プロセッサ２２４、２２４’により計算されるｗまたはｗ’のいずれかの値を供給する。信号線２３１はSINR評価モジュール２２８にｃｉｊ（ｍ）のための値を供給する。ＳＩＮＲ評価モジュール２２８は式（１４）または（１５）のいずれかに従ってＳＩＮＲを決定する。ＳＩＮＲ評価モジュール２２８はＤＲＣモジュール２３２に接続される。ＤＲＣモジュール２３２は、信号のＳＩＮＲが基地局１０２から受信されるのを考慮してデータが基地局１０２から受信できるレートを決定する。次に、このレートは基地局に通信される。
【００８３】
ＦＬＬＲの計算
ほとんどの通信システムは、受信器において復号（すなわち反復のまたは「ターボ」復号、一般的なビタービ(Viterbi)復号等）を行なうために符号化されたビットのログ尤度比の評価を必要とする。
【００８４】
ここに開示した方法および装置の１つの利点は、ＬＬＲの値はｗまたはｗ’のいずれかにより表されるソフト決定値から容易に計算できることである。
【００８５】
例えば、１／４位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）あるいは４クアドラチュア振幅変調（４ＱＡＭ）が送信器において使用されると仮定する。さらにｄ０およびｄ１はそれぞれ変調器の入力における符号化ビット０を変調値＋１に変調し、変調器の入力における符号化ビット１を変調値−１にマッピングする変調されたシンボルｙｄ，ｉｊに相関する第１および第２の符号化ビットを表すものとする。この結果、ＬＬＲの値は式（１６）および（１７）または式（１８）または（１９）のいずれかのを用いて計算される。
【００８６】
ＬＬＲ（ｄ０｜ｙｄ（ｍ））＝４・Ｒｅ（ｗ（ｍ）Ｈ・ｙｄ（ｍ））            （１６）
ＬＬＲ（ｄ１｜ｙｄ（ｍ））＝４・ＩＭ（ｗ（ｍ）Ｈ／ｙｄ（ｍ））            （１７）
ＬＬＲ（ｄ０｜ｙｄ（ｍ））＝４・（１＋ｈ）・Ｒｅ（ｗ（ｍ）Ｈ・ｙｄ（ｍ））    （１８）
ＬＬＲ（ｄ１｜ｙｄ（ｍ））＝４・（１＋ｈ）・Ｉｍ（ｗ（ｍ）Ｈ・ｙｄ（ｍ））    （１９）
但しＨは転置共役を表す。Ｒｅ（・）とＩｍ（・）はそれぞれ複素数の実部と虚部を表す。ｙｄ（ｍ）＝［ｙｄ，１１（ｍ），ｙｄ，１２（ｍ），・・・ｙｄ，ｉｊ（ｍ）・・・］Ｔはウオルシュデカバーの後時間ｍＴにおいて各アンテナ１１２、１１４に相関する各レーキ指２１３におけるサンプリングされた受信データを含むベクトルである。ｙｄ，ｉｊはウオルシュデカバーの後時間ｍＴにおいてｉ番目のアンテナに接続されたｊ番目のレーキ指２１３において受信されたデータ信号である。ｗ（ｍ）＝［ｗ１１（ｍ），ｗ１２（ｍ），・・・ｗｉｊ（ｍ）］Ｔは式（３）を用いて評価された時間ｍＴにおける最適結合係数を含むベクトルである。ｗ（ｍ）＝［ｗ１１（ｍ），ｗ’１２（ｍ），・・・ｗ’ｉｊ（ｍ）］Ｔは式（４）を用いて評価された時間ｍＴにおける最適結合係数を含むベクトルであり、（１＋ｈ）は式（５）により定義された。
【００８７】
ＢＰＳＫシグナリングに対して、虚部はゼロなので、式（１６）または（１８）のみが必要である。
【００８８】
従って、ここに開示する方法および装置の１つにおいて、エラー訂正デコーダ２２６は式（１６）および（１７）または式（１８）および（１９）に示す計算を行なう。
【００８９】
結合方法の選択
一実施形態によれば、最適結合アルゴリズム、マックスレシオ(max-ratio)結合アルゴリズム、あるいは最適結合アルゴリズムとマックスレシオ結合アルゴリズムの組合せのどのアルゴリズムを使用するかを決定するために選択機構が採用される。上述したマックスレシオ結合アルゴリズムは、最適結合アルゴリズムと結合係数の計算において異なる。マックスレシオ結合係数は受信した信号の自己相関マトリクスの非対角線上の要素をゼロに設定することにより便宜的に得られる。これは上述したように最適結合係数を計算するために使用される。選択機構は、ノイズのような全方向の干渉が存在する場合に、マックスレシオ結合アルゴリズムは最適になるという事実をうまく利用する。
【００９０】
図１０のフローチャートに示す方法ステップはこの選択機構を実現するのに使用することができる。これらのステップは、上述した結合器係数プロセッサ６００に集積されるプロセッサにより便宜的に実行される。あるいは、これらのステップは、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ディスクリートなゲートまたはトランジスタロジック、一連のファームウエア命令を実行するプロセッサあるいは何らかの一般的なプログラマブルソフトウエアモジュールにより実行することもできる。プロセッサは便宜的にマイクロプロセッサで構成し得るが、他の形態として、プロセッサは、いかなる一般的なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラあるいはステートマシンで構成し得る。ソフトウエアモジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、レジスタあるいは従来技術で知られているいかなる書き込み可能な記憶媒体に常駐させることができる。
【００９１】
ステップ７００において、上述したように最適結合を行う為にプロセッサにより受信した信号の自己相関マトリクスが形成される。次にプロセッサはステップ７０２に進む。ステップ７０２において、プロセッサは自己相関マトリクスの非対角線上の要素の大きさと自己相関マトリクスの対角線上の要素の大きさとを比較する。非対角線上の要素の大きさが対角線上の要素の大きさより極めて小さい場合には、プロセッサはステップ７０４に進む。一方、非対角線上の要素の大きさが対角線上の要素の大きさよりも極めて小さくなければ、プロセッサはステップ７０６に進む。ステップ７０４において、いくつかのあるいはすべての非対角線上の要素がゼロに設定され、マックスレシオ結合係数あるいは、マックスレシオ結合係数と最適結合係数の組合せが、修正された自己相関マトリクスを用いて、例えば上述した式（３）に従って計算される。ステップ７０６において、最適結合係数は修正されない自己相関マトリクスを用いて、例えば上述した式（３）に従って、計算される。
【００９２】
ステップ７０２の比較は、自己相関マトリクスの各非対角線上の要素に対して実行される。非対角線上の要素ｃｉｊ（ｉ番目の行のｊ番目の列の非対角線上の要素）が二乗され、相関する対角線上の要素ｃｉｉおよびｃｊｊ（それぞれ、ｉ番目の行のｉ番目の列の対角線上の要素とｊ番目の行のｊ番目の列の対角線上の要素）の積と比較される。例えば、与えられた非対角線上の要素ｃ２３が二乗され対角線上の要素Ｃ２２およびＣ３３の積と比較される。
【００９３】
特定の実施形態において、ステップ７０４において、自己相関マトリクスのすべての非対角線上の要素に対して、非対角線上の要素の二乗が相関する対角線上の要素の積よりも極めて小さい場合にのみ、非対角線上の要素の大きさがゼロに設定される。他の実施形態において、ステップ７０４において、与えられた非対角線上の要素の二乗が相関する対角線上の要素の積よりも極めて小さい場合にのみ、与えられた非対角線上の要素の大きさがゼロに設定される。
【００９４】
特定の実施形態において、上述したように、複数の２×２サブマトリクスから構成される自己相関マトリクスが採用され、各２×２サブマトリクスの２つの非対角線上の要素の大きさが、同じサブマトリクスの２つの対角線上の要素の大きさより極めて小さいか否かのステップ７０２において成された判断は、２つの非対角線上の要素の各々の大きさを二乗し、２つの対角線上の要素の大きさの積を得ることにより実行される。２つの非対角線上の要素の各々の二乗された大きさが２つの対角線上の要素の大きさの積の比率αと比較される。２つの非対角線上の要素のいずれかの二乗された大きさが２つの対角線上の要素の大きさの積とαとが乗算された値より小さいならば、ステップ７０４において、２つの非対角線上の要素がゼロに設定され、マックスレシオ結合係数が修正された自己相関マトリクスを用いて計算される。そうでなければ、（すなわち、二乗された非対角線上の要素の大きさがいずれも、２つの対角線上の要素の大きさの積とαとが乗算された値よりも小さいならば）、ステップ７０６において、自己相関マトリクスを修正することなく、最適結合係数が計算される。一実施形態において、比率αは１より極めて小さい。他の実施形態において、比率αは１／５０に等しい。
【００９５】
産業上の利用
ここに開示した方法および装置は産業上利用可能であり、無線データ転送を行いたい場合にはいつでも、作成し使用することができる。それぞればらばらにして考えると、ここに示す装置および方法の個々のコンポーネントは全体として一般的であるかも知れないが、発明としてクレームされているものはそれらの組合せである。
【００９６】
種々のモードの装置および方法について述べたが、この発明の真の精神と範囲はそれらに限定されず、発明としてクレームされたクレームおよびそれらの均等物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ここに開示した方法および装置に従う無線ネットワークの概略図である。
【図２】  ここに開示した方法および装置の受信局の簡略化されたブロック図の一部を示す図である。
【図３】  ここに開示した方法および装置の受信局の簡略化されたブロック図の残りの部分を示す図である。
【図４】  ここに開示した方法および装置の１つの最適結合器の簡略化されたブロック図である。
【図５】  ここに開示した方法および装置の１つの結合器係数プロセッサの機能ブロック図である。
【図６】  他の方法および装置の結合器係数プロセッサ２２４’の機能ブロック図である。
【図７】  ３つの連続するフェージング係数が平均化され連続する平均間に補間しているデータフィールドの図である。
【図８】  他の方法および装置の結合器係数プロセッサ６００の機能ブロック図である。
【図９】  さらに他の方法および装置における結合器係数プロセッサ６００’の機能ブロック図である。
【図１０】  干渉特性に基づいて最適信号結合アルゴリズムを選択するためのアルゴリズムステップを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００・・・無線ネットワーク
１０２・・・第１の基地局
１０４、１０６・・・アンテナ
１０８・・・第２基地局
１１０・・・受信局
１１２、１１４・・・アンテナ
２０１ａ、２０１ｂ・・・受信モジュール
２００、２０２・・・無線周波数／中間周波数（ＲＦ／ＩＦ）変換器
２０４、２０６・・・アナログデジタル変換器
２０８、２１０・・・レーキ受信器
２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄ、２０９ｅ、２０９ｆ・・・遅延モジュール
２１１・・・ＰＮ発生器
２１２、２１４・・・パイロット／データデマルチプレクサ
２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄ、２１６ｅ、２１６ｆ・・・ウオルシュデカバーモジュール
２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ、２１３ｅ、２１３ｆ・・・指
２１８・・・最適結合器プロセッサ
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ・・・最適結合器
２２３・・・信号線
２２４・・・結合器係数プロセッサ
３０２・・・２入力乗算モジュール
４０１・・・フェージング係数推定モジュール
４０３・・・補間モジュール
４０５・・・平均モジュール
４０７・・・Ｒｙｙ推定モジュール
４０９・・・Ｒｙｙ平均モジュール
４１１・・・Ｒｙｙ補間モジュール
４１３・・・反転モジュール
４１５・・・評価モジュール
４１５’・・・結合係数評価モジュール
５００、５０２・・・順方向リンクスロット
５０４、５０６、５０８、５１０・・・パイロットバースト
６００、６００’・・・結合器係数プロセッサ
【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】
0004593851.tif 000026
【図１０】
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