(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線シンボルＳを受信するステップと、
チャネル相関行列Ｒを得、前記チャネル相関行列Ｒから一部を取り、前記チャネル相関行列Ｒの部分相関行列Ｒｐを得るステップと、
前記部分相関行列Ｒｐに対して逆演算を行い、その後、 前記部分相関行列Ｒｐの逆演算したものを用いて行列Ｖ（ｍ）を得るステップと、
受信されたシンボルＳから元のデータシンボルＤを、前記行列Ｖ（ｍ）によって回復するステップと、を含み、
前記部分相関行列Ｒｐ＝｛ｒｉ，ｊ｝、（ｉ＝１，・・・，（２Ｐ＋１）Ｋ，ｊ＝１，・・・，（２Ｐ＋１）Ｋでかつｉ＝ｊ）は、チャネル相関行列Ｒの対角線上の部分行列であり、前記Ｋは１タイムスロット内のユーザの数を表し、前記Ｐは現在のシンボルよりも早く或いは遅いシンボルであって現在のシンボルに影響を与えるシンボルの数であることを特徴とする、ＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイション方法。
【請求項２】
前記行列Ｖ（ｍ）＝
【数１】
0004590269.tif 000042
は、
【数２】
0004590269.tif 000043
であることを特徴とする請求項１記載のＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイション方法。
【請求項３】
元のデータシンボルＤの位置は３つの状態を有し、
１）１≦ｎ≦Ｐ、Ｖ（ｍ）＝Ｖ（ｎ）のときは、Ｄ（ｎ）は
【数３】
0004590269.tif 000044
として回復することができ、
２）Ｐ＋１≦ｎ≦Ｎ−Ｐ、Ｖ（ｍ）＝Ｖ（Ｐ＋１）のときは、Ｄ（ｎ）は
【数４】
0004590269.tif 000045
として回復することができ、
３）Ｎ＋１−Ｐ≦ｎ≦Ｎ、Ｖ（ｍ）＝Ｖ（２Ｐ＋１＋ｎ−Ｎ）のときは、Ｄ（ｎ）は
【数５】
0004590269.tif 000046
として回復することができ、
前記
【数６】
0004590269.tif 000047
は元のシンボルの推定であり、前記ｎはチップの位置であることを特徴とする請求項１記載のＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイション方法。
【請求項４】
Ｐ＋１≦ｎ≦Ｎ−Ｐのときは、受信された無線シンボルＳは
【数７】
0004590269.tif 000048
として定義することができ、
ここで、前記
【数８】
0004590269.tif 000049
はＫ個のユーザ全てのｎ−Ｐ番目のシンボルであり、前記
【数９】
0004590269.tif 000050
はＫ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルであり、前記
【数１０】
0004590269.tif 000051
はＫ個のユーザ全てのｎ＋Ｐ番目のシンボルであり、
１≦ｎ≦Ｐのときは、受信された無線シンボルＳは
【数１１】
0004590269.tif 000052
として定義することができ、
ここで、前記
【数１２】
0004590269.tif 000053
はＫ個のユーザ全ての一番目のシンボルであり、前記
【数１３】
0004590269.tif 000054
はＫ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルであり、前記
【数１４】
0004590269.tif 000055
はＫ個のユーザ全ての２Ｐ＋１番目のシンボルであり、
Ｎ＋１−Ｐ≦ｎ≦Ｎのときは、受信された無線シンボルＳは
【数１５】
0004590269.tif 000056
として定義することができ、
ここで、前記
【数１６】
0004590269.tif 000057
はＫ個のユーザ全てのＮ−２ｐ番目のシンボルであり、前記
【数１７】
0004590269.tif 000058
は全てのＫ個のユーザのｎ番目のシンボルであり、前記
【数１８】
0004590269.tif 000059
はＫ個のユーザ全てのＮ番目のシンボルであることを特徴とする請求項１記載のＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイション方法。
【請求項５】
前記Ｋは１≦Ｋ≦１６であることを特徴とする請求項１記載のＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイション方法。
【請求項６】
前記Ｐは整数であり、前記Ｎは２２であることを特徴とする請求項１記載のＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイション方法。
【請求項７】
前記Ｐは２であることを特徴とする請求項６記載のＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイション方法。
【請求項８】
チャネル相関行列Ｒから一部を取り、前記チャネル相関行列Ｒの部分相関行列Ｒｐを得るステップチャネル相関行列Ｒから一部を取り、前記チャネル相関行列Ｒの部分相関行列Ｒｐを得るステップを定義するための対応する計算装置と、
前記部分相関行列Ｒｐを用いて新たな行列Ｖ（ｍ）を定義するためのドローアウト及び逆行列装置と、
受信された無線シンボルＳに前記行列Ｖ（ｍ）を乗じる行列・ベクトル乗算器とを備え、
前記部分相関行列Ｒｐ＝｛ｒｉ，ｊ｝、（ｉ＝１，・・・，（２Ｐ＋１）Ｋ，ｊ＝１，・・・，（２Ｐ＋１）Ｋでかつｉ＝ｊ）は、チャネル相関行列Ｒの対角線上の部分行列であり、前記Ｋは１タイムスロット内のユーザの数を表し、前記Ｐは現在のシンボルよりも早く或いは遅いシンボルであって現在のシンボルに影響を与えるシンボルの数であることを特徴とする、ＴＤ−ＳＣＤＭＡのＵＥシステム。
【請求項９】
更に、Ｋ個の整合フィルタと、これら整合フィルタとひとつずつ対応するように接続されたＫ個のバッファメモリと、を備えることを特徴とする請求項８記載のＴＤ−ＳＣＤＭＡのＵＥシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤＭＡにおけるデコリレイション(de-correlation)方法と関連する装置に係り、特に、ＴＤ−ＳＣＤＭＡマルチユーザ検出における簡易化されたデコリレイションと関連する装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
チャネルマルチパス分散、シンボル間干渉及び多重アクセス干渉が集合的に影響するような状況下においては、マルチユーザ検出が実際的か否か、マルチユーザ検出相殺アルゴリズム、つまりデコリレイション方法の複雑さをいかにして許容可能な程度に抑えるかが鍵となる。受信されたシンボルベクトルは、雑音ベクトルと、チャネル相関行列Ｒによって左から乗算された、送信されたシンボルベクトルＤの積との総和として表現することができる。受信されたシンボルベクトルを復調し、送信されたシンボルの推定
【数１】
0004590269.tif 000002
を得るアルゴリズムのなかで、最も複雑なステップはチャネル相関行列Ｒの逆行列Ｒ−１を得ることである。例えば、現存の技術は、通常、以下のような方法を採用する。つまり、拡散係数（ＳＦ）が１６であるダウンリンクにおいて、１タイムスロット内にはＫ個のユーザが存在して、１≦Ｋ≦１６であるものと仮定すると、データ部分のおのおの内には全体でＫ＊Ｎ個のデータシンボルが存在し、各ユーザはＮ＝２２個のデータシンボルを有する。Ｋ個のユーザ全てのｎ番目に送信されたデータシンボルを
【数２】
0004590269.tif 000003
とする。
【０００３】
各ユーザのシンボルシーケンスは、間隔Ｔｓを有するＮ個の要素から成る。これら要素は、複素アルファベット（１，ｊ，−１，−ｊ）から取られる。ユーザＫの各データシンボルは、そのユーザに特定な署名シーケンスによって乗算される。この特定な署名シーケンスは
【数３】
0004590269.tif 000004
として表される。
【０００４】
ここで［  ・  ］Ｔはベクトル／行列の転置を意味する。このユーザに特定な署名シーケンスは、Ｔｓ／Ｑに等しいチップ間隔ＴｃでＱ個のチップから成る。Ｋ個のチャネルの各々は、その離散インパルス応答によって特徴付けられる。ｋ番目のチャネルの離散インパルス応答は
【数４】
0004590269.tif 000005
として表される。
【０００５】
この離散インパルス応答は、チップレート間隔（chip rate interval）ＴｃでＷ個のサンプルから成る。このチャネルインパルス応答は１タイムスロットを通じて変化しないと想定される。
【０００６】
非常に明らかなように、Ｗ＞１のときは、シンボル間干渉ＩＳＩが発生し、同時に、チャネルの歪みと非直交なシンボルＣ（ｋ）とに起因して多重アクセス干渉ＭＡＩも発生する。この組み合わせられたチャネルインパルス応答は畳み込み
【数５】
0004590269.tif 000006
によって定義される。
【０００７】
受信されたシーケンスｅは上記チップレートで得られる。この受信シーケンスは、各々が長さ（Ｎ・Ｑ＋Ｗ−１）を有するＫ個のシーケンスの総和から成り、これらＫ個のシーケンスは同期的に到着するが、同一の長さを有する雑音シーケンス
【数６】
0004590269.tif 000007
によって乱されて到着するものと想定される。
【０００８】
この受信されるシーケンスは
【数７】
0004590269.tif 000008
と書くことができる。
【０００９】
送信されたデータベクトルは
【数８】
0004590269.tif 000009
と書くことができ、ここで、
【数９】
0004590269.tif 000010
は、Ｋ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルであって、
【数１０】
0004590269.tif 000011
である。
【００１０】
この行列は
【数１１】
0004590269.tif 000012
として与えられる。
【００１１】
この受信シーケンスｅは、ユーザに特定な署名シーケンスＣ（ｋ）とそのチャネルの相互相関Ｈ（ｋ）（ｋ＝１，・・・，Ｋ）とが受信機の所で知られているとの想定の下で、送信されたデータシンボルＤに関する決定を得るために処理されなければならない。
【００１２】
同時に、ゼロフォーシング方法がＭＡＩとＩＳＩとを除去するために用いられる。これは
【数１２】
0004590269.tif 000013
を最小化することに基づく。
【００１３】
ここで、
【数１３】
0004590269.tif 000014
は、Ｋ個のユーザ全ての送信されたシンボルの推定を表し、このため
【数１４】
0004590269.tif 000015
と表すことができる。
【００１４】
ここで、［  ・  ］Ｈはエルミート転置を意味し、ＡＨｅは整合フィルタの出力であり、（ＡＨＡ）‐１ＡＨｎは雑音項である。上の
【数１５】
0004590269.tif 000016
は、所望の出力Ｄと雑音とを含み、ＭＡＴとＩＳＩは含まない。この共分散行列δ２（ＡＨＡ）‐１は雑音項の相関を与える。一般に、この雑音項の分散は、整合フィルタ方法が用いた結果として得られる雑音項よりも大きくなる。デコリレイションの出力でのシンボル当りのＳＮＲは
【数１６】
0004590269.tif 000017
に等しい。
【００１５】
そして、
Ｒ＝ＡＨＡ                                        （１３）
とすると、式（１１）は
【数１７】
0004590269.tif 000018
となる。
【００１６】
このＲの逆行列演算（matrix inversion operation）には困難さが存在するために、ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムにおける計算負荷はより大きなものとなる。
【発明の開示】
【００１７】
本発明は、この技術的問題を解決することを欲し、マルチユーザ検出計算における複雑さの程度を大幅に低減するために、簡易化されたデコリレイション方法を提供する。
【００１８】
上述の問題を解決するために本発明は技術的プロジェクトを採用する。つまり、提供されるデコリレイションは、
ａ．無線シンボルＳを受信するステップと、
ｂ．チャネル相関行列Ｒを得、Ｒから一部を取り、部分相関行列Ｒｐを得るステップと、
ｃ．この部分相関行列Ｒｐの逆演算を行うことで、行列Ｖ（ｍ）を得るステップと、
ｄ．受信されたシンボルＳから、送信されたデータシンボルＤの位置と対応するＶ（ｍ）に従って、送信されたデータシンボルＤをそれぞれ回復するステップと、を含む。
【００１９】
上述の方法による装置は
上記部分相関行列Ｒｐを定義するための関連する計算装置と、
新たな行列Ｖ（ｍ）を定義するための逆行列装置およびドローイングアウト装置（drawing out device）と、
受信された無線シンボルＳに前記行列Ｖ（ｍ）を乗じるための行列・ベクトル乗算装置と、を備え、これらは互いに順々に接続される。
【００２０】
チャネル相関行列の特性に基づいて、本発明は、逆行列を得る計算を大幅に低減し、復調性能（de-modulate performance）の損失を低減するように、相関行列Ｒの対角部分行列Ｒｐの逆行列のみに従って復調された。ｐ＝２と想定した場合、最大遅延時間は４チップ、マルチパスは４となり、ユーザの総数が１２であるときは、性能は簡易化されない場合と同一となる。Ｍ＊Ｍなるサイズの行列の計算の複雑さは、Ｍ３に直接に比例するために、Ｐ＝２２、Ｎ＝２２のときは、この簡易化された逆行列は、元の簡易化されてない逆行列の計算の複雑さの（５／２２）３倍だけとなる。これは非常に大きな低減である。同様に、シンボル回復の計算においても、複雑さは、元の演算の（５／２２）に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
元の送信されたデータシンボルは
【数１８】
0004590269.tif 000019
として表現すことができる。
【００２２】
上述のｄ１（ｎ−ｐ），ｄ２（ｎ−ｐ），・・・，ｄｋ（ｎ−ｐ）はＫ個のユーザ全てのｎ−ｐ番目のシンボルを意味する。上述のｄ１（ｎ），ｄ２（ｎ），・・・，ｄｋ（ｎ）はＫ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルを意味する。上述のｄ１（ｎ＋ｐ），ｄ２（ｎ＋ｐ），・・・，ｄｋ（ｎ＋ｐ）はＫ個のユーザ全てのｎ＋ｐ番目のシンボルを意味する。
【００２３】
受信されたシンボルＳは
【数１９】
0004590269.tif 000020
として表現することができる。上述の
【数２０】
0004590269.tif 000021
はＫ個のユーザ全てのｎ−ｐ番目のシンボルを意味する。上述の
【数２１】
0004590269.tif 000022
はＫ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルを意味する。上述の
【数２２】
0004590269.tif 000023
はＫ個のユーザ全てのｎ＋１番目のシンボルを意味する。
【数２３】
0004590269.tif 000024
をＳ（ｎ）として定義する。ＴＤ−ＳＣＤＭＡにおけるマルチパス拡散（multi-path spread）は１２チップより少なく、また、ダウンリンクに対する拡散係数は１６であるものと仮定されるために、２シンボルよりも多く離れたシンボルからのシンボル間干渉ＩＳＩは存在しない。また、任意の特定の他のユーザシンボルからの多重アクセス干渉ＭＡＩとシンボル間干渉ＩＳＩ部分とは、常に、所望のユーザシンボルの振幅よりもはるかに小さい。Ｄ（ｎ）＝ｄ１（ｎ），ｄ２（ｎ），・・・，ｄｋ（ｎ）を回復するためには、Ｓ（ｔ）（ｔ＜ｎ−ｐ或いはｔ＞ｎ＋ｐ）内のシンボルからの影響は無視することができる。このことは、Ｄ（ｎ）が、受信されたシンボル
【数２４】
0004590269.tif 000025
から回復できることを意味する。上述の
【数２５】
0004590269.tif 000026
はＫ個のユーザ全てのｎ−ｐ番目のシンボルを意味する。
上述の
【数２６】
0004590269.tif 000027
はＫ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルを意味する。上述の
【数２７】
0004590269.tif 000028
はＫ個のユーザ全てのｎ＋ｐ番目のシンボルを意味する。Ｐは十分に大きなものと想定する。
【００２４】
ここで、我々は部分相関行列を
Ｒｐ＝｛ｒｉ，ｊ｝  （ｉ，ｊ＝１，・・・，（２Ｐ＋１）Ｋ）
定義する。
ここでｒｉ，ｊはｉ番目の行、ｊ番目の列内のＲの要素である。
【００２５】
新たな行列Ｖ（ｍ）＝｛ｖｉ，ｊ（ｍ）｝
ｖｉ，ｊ（ｍ）＝（Ｒ−１ｐ）ｉ＋（ｍ−１）Ｋ，ｊ，（ｉ＝１，・・・，Ｋ、ｊ＝１，・・・，（２Ｐ＋１）Ｋ、ｍ＝１，・・・,２Ｐ＋１）
を定義する。
【００２６】
ここでＲ−１ｐは逆行列を意味する。Ｐ＋１≦ｎ≦Ｎ−Ｐのときは、Ｄ（ｎ）は
【数２８】
0004590269.tif 000029
として回復することができる。
【数２９】
0004590269.tif 000030
は送信されたシンボルの推定である。ｎ≦Ｐのとき、つまり、Ｄ（ｎ）の前の干渉シンボルがＰより小さなときは、Ｄ（ｎ）は
【数３０】
0004590269.tif 000031
として回復することができる。
【００２７】
ここで、Ｓｐ（ｎ）は
【数３１】
0004590269.tif 000032
として定義される。
【００２８】
上述の
【数３２】
0004590269.tif 000033
はＫ個のユーザ全ての最初のシンボルである。上述の
【数３３】
0004590269.tif 000034
はＫ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルである。上述の
【数３４】
0004590269.tif 000035
はＫ個のユーザ全ての２Ｐ＋１番目のシンボルである。
【００２９】
ｎ≧Ｎ＋１−Ｐで、Ｄ（ｎ）の後の干渉シンボルがＰより小さなときは、Ｄ（ｎ）は
【数３５】
0004590269.tif 000036
として回復することができる。
【００３０】
ここでＳｐ（ｎ）は
【数３６】
0004590269.tif 000037
として定義される。
【００３１】
上述の
【数３７】
0004590269.tif 000038
はＫ個のユーザ全てのＮ−２Ｐ番目のシンボルである。上述の
【数３８】
0004590269.tif 000039
はＫ個のユーザ全てのｎ番目のシンボルである。上述の
【数３９】
0004590269.tif 000040
はＫ個のユーザすべてのＮ番目のシンボルである。
【００３２】
加えて、この簡易化されたデコリレイション方法は部分デコリレイションと命名することもできるが、この命名は、このデコリレイション方法が、現在のシンボルよりも早い或いは遅いシンボルの影響を排除するために、現在のシンボルより早い或いは遅い、わずかＰ個のグループのシンボルに従って用いられることによる。
【００３３】
図１はこの簡易化されたデコリレイション方法に従って採択される装置の構造のスケッチマップである。
【００３４】
これは、Ｋ個の整合フィルタ１と、Ｋ個の整合フィルタと対応するように接続されたＫ個のバッファメモリ２と、部分相関行列Ｒｐを定義するための関連する計算装置３と、この関連する計算装置の後に、新たな行列Ｖ（ｍ）を定義するためにタグ付けを行うための逆行列装置４及びドローイングアウト装置５とを含む。上述のバッファメモリ２の出力とドローイングアウト装置３の出力とは、行列ベクトル乗算６の入力に接続される。
【００３５】
上述のＫ個のユーザのベースバンドシンボルは、受信シンボルＳｐｎを得るために、それぞれ、Ｋ個の整合フィルタ１とＫ個のメモリ２に入力される。（整合フィルタ）１と（メモリ）２は互いに対応するように接続される。上述のユーザ署名シーケンスＣ（ｋ）＝（ｃ１（ｋ），ｃ２（ｋ），・・・，ＣＱ（ｋ））Ｔ、チャネルインパルス応答Ｈ（１），Ｈ（２），・・・，Ｈ（ｋ）、チャネルに特定の乗算係数は、それぞれ、関連する計算装置３に入力することで、部分相関行列が得られ、次に、逆行列装置４とドローイングアウト装置５を介して行列Ｒｐの逆行列Ｖが得られ、その後、これから部分行列Ｖ（ｍ）がドローアウトされる（取り出される）。行列ベクトル乗算６を通じて、上述の受信シンボルＳｐ（ｎ）とＶ（ｍ）からシンボル推定値
【数４０】
0004590269.tif 000041
を得ることができる。
【００３６】
本発明は上述の装置と方法に制限されるものではなく、当分野の通常の技術者であれば知っている全ての技術的変更が本発明の保護範囲に入るべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の簡易化されたデコリレイション方法に従って採用された装置を示す図である。
【図１】
0004590269.tif 000060