(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信システムにて送信機から受信機にデータを送信する方法であって、前記送信機は送信ダイバーシチを有する信号を送信するためにアンテナ・アレイを利用する、方法であって：
入力データ・ストリームのシンボル・グループＳ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４を整流して、第１整流済みデータ・ストリームＳ１Ｓ１Ｓ２Ｓ２と第２整流済みデータ・ストリームＳ３Ｓ３Ｓ４Ｓ４とを生成する段階；
前記第１整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する段階；
前記第２整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第３および第４変換済みデータ・ストリームを生成する段階；
各変換済みデータ・ストリームを複数の拡散符号のうちの選択された一つで拡散して、複数のアンテナ信号を生成する段階；および
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する段階であって、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されている、前記送信する段階；
を備え、
前記第１整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する段階は：
シンボルＳ１Ｓ１Ｓ２Ｓ２を有する第１整流済みデータ・ストリームの入力に応答して、第１期間中に、第１変換出力からシンボルＳ１Ｓ１を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ２Ｓ２の負共役複素数を出力する段階；および
第２期間中に、第１変換出力からシンボルＳ２Ｓ２を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ１Ｓ１の共役複素数を出力する段階；
をさらに含み、
前記第２整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第３および第４変換済みデータ・ストリームを生成する段階は：
シンボルＳ３Ｓ３Ｓ４Ｓ４を有する第２整流済みデータ・ストリームの入力に応答して、第１期間中に、第３変換出力からシンボルＳ３Ｓ３を出力し、かつ第４変換出力からシンボルＳ４Ｓ４の負共役複素数を出力する段階；および
第２期間中に、第３変換出力からシンボルＳ４Ｓ４を出力し、かつ第４変換出力からシンボルＳ３Ｓ３の共役複素数を出力する段階；
をさらに含む、データを送信する方法。
【請求項２】
入力データ・ストリームのシンボル・グループを整流して、複数の整流済みデータ・ストリームを生成する前記段階は：
入力データ・ストリームのＮシンボル・グループを選択する段階であって、Ｎは１よりも大きいか等しい、前記選択する段階；
第１コミュテータ出力にて前記Ｎシンボル・グループを出力して、第１整流済みデータ・ストリームを生成する段階；
前記入力データ・ストリームの第２Ｎシンボル・グループを選択する段階；および
第２コミュテータ出力にて前記第２Ｎシンボル・グループを出力して、第２整流済みデータ・ストリームを生成する段階；
をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のデータを送信する方法。
【請求項３】
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記段階は、複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを変調，アップコンバート，増幅および送信することをさらに含んで構成され、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されることを特徴とする請求項１記載のデータを送信する方法。
【請求項４】
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記段階は、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信するために、アンテナ・アレイ内の異なるアンテナを選択することをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のデータを送信する方法。
【請求項５】
前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信するために、アンテナ・アレイ内の異なるアンテナを選択する前記段階は、整数で除したシンボル・クロックと同期されるアンテナ・スイッチング・パターンに従って、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信するために、アンテナ・アレイ内の異なるアンテナを周期的に選択することをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項４記載のデータを送信する方法。
【請求項６】
ワイヤレス通信システムにて送信機から受信機にデータを送信するシステムであって、前記送信機は送信ダイバーシチを有する信号を送信するためにアンテナ・アレイを利用する、システムであって：
入力データ・ストリームのシンボル・グループＳ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４を整流して、第１整流済みデータ・ストリームＳ１Ｓ１Ｓ２Ｓ２と第２整流済みデータ・ストリームＳ３Ｓ３Ｓ４Ｓ４とを生成するコミュテータ；
前記第１整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する第１空間時間符合器；
前記第２整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第３および第４変換済みデータ・ストリームを生成する第２空間時間符合器；
各変換済みデータ・ストリームを複数の拡散符号のうちの選択された一つで拡散して、複数のアンテナ信号を生成するスプレッダ；および
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する送信機であって、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されている、前記送信機；
を備え、
前記第１整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する第１空間時間符合器は：
シンボルＳ１Ｓ１Ｓ２Ｓ２を有する第１整流済みデータ・ストリームの入力に応答して、第１期間中に、第１変換出力からシンボルＳ１Ｓ１を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ２Ｓ２の負共役複素数を出力する手段；および
第２期間中に、第１変換出力からシンボルＳ２Ｓ２を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ１Ｓ１の共役複素数を出力する手段；
を更に含み、
前記第２整流済みデータ・ストリームを空間時間符号化して、第３および第４変換済みデータ・ストリームを生成する第２空間時間符合器は： 
シンボルＳ３Ｓ３Ｓ４Ｓ４を有する第２整流済みデータ・ストリームの入力に応答して、第１期間中に、第３変換出力からシンボルＳ３Ｓ３を出力し、かつ第４変換出力からシンボルＳ４Ｓ４の負共役複素数を出力する手段；および
第２期間中に、第３変換出力からシンボルＳ４Ｓ４を出力し、かつ第４変換出力からシンボルＳ３Ｓ３の共役複素数を出力する手段；
を更に含む、データを送信するシステム。
【請求項７】
入力データ・ストリームのシンボル・グループを整流して、複数の整流済みデータ・ストリームを生成する前記コミュテータは：
入力データ・ストリームのＮシンボル・グループを選択する手段であって、Ｎは１よりも大きいか等しい、前記選択する手段；
第１コミュテータ出力にて前記Ｎシンボル・グループを出力して、第１整流済みデータ・ストリームを生成する手段；
前記入力データ・ストリームの第２Ｎシンボル・グループを選択する手段；および  第２コミュテータ出力にて前記第２Ｎシンボル・グループを出力して、第２整流済みデータ・ストリームを生成する手段；
をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項６記載のデータを送信するシステム。
【請求項８】
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記送信機は、複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを変調，アップコンバート，増幅および送信する手段をさらに含んで構成され、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されることを特徴とする請求項６記載のデータを送信するシステム。
【請求項９】
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記送信機は、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信するために、アンテナ・アレイ内の異なるアンテナを選択する手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項６記載のデータを送信するシステム。
【請求項１０】
前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信するために、アンテナ・アレイ内の異なるアンテナを選択する前記手段は、整数で除したシンボル・クロックと同期されるアンテナ・スイッチング・パターンに従って、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信するために、アンテナ・アレイ内の異なるアンテナを周期的に選択する手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項９記載のデータを送信するシステム。
【請求項１１】
ワイヤレス通信システムにおいて受信機にてデータを受信する方法であって、前記データは、送信ダイバーシチを有する信号を送信するためにアンテナ・アレイを利用して、送信機から請求項１記載の方法により送信される、方法であって：
受信信号を受信およびダウンコンバートして、ベースバンド受信信号を生成する段階；
前記アンテナ・アレイ内のアンテナから送信されるアンテナ信号を生成するために前記送信機において用いられた拡散符号に相当する逆拡散符号を利用して、前記ベースバンド受信信号を逆拡散する段階であって、前記逆拡散は、受信変換済み信号を生成する、前記逆拡散する段階；
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する段階；
全ての逆変換器出力信号を逆整流して、トラヒック・チャネル・データを含む信号を生成する段階；
によって構成されることを特徴とするデータを受信する方法。
【請求項１２】
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する前記段階は、各受信変換済み信号を空間時間復号して、逆変換器出力信号を生成することをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１１記載のデータを受信する方法。
【請求項１３】
全ての逆変換器出力信号を逆整流して、トラヒック・チャネル・データを含む信号を生成する前記段階は：
第１期間中に、第１逆変換器出力信号から第１シンボル・グループを選択および出力する段階；
第２期間中に、第２逆変換器出力信号から第２シンボル・グループを選択および出力して、トラヒック・チャネル・データを含む信号を生成する段階；
をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１１記載のデータを受信する方法。
【請求項１４】
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する前記段階は、コヒーレントに合成されたチャネル利得を利用して、２つのシンボルを推定して、逆変換器出力信号を生成することをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１１記載のデータを受信する方法。
【請求項１５】
ワイヤレス通信システムにおいて受信機にてデータを受信するシステムであって、前記データは、送信ダイバーシチを有する信号を送信するためにアンテナ・アレイを利用して、請求項６記載の送信機から送信される、システムであって：
受信信号を受信およびダウンコンバートして、ベースバンド受信信号を生成する受信機；
前記アンテナ・アレイ内のアンテナから送信されるアンテナ信号を生成するために前記送信機において用いられた拡散符号に相当する逆拡散符号を利用して、前記ベースバンド受信信号を逆拡散するデスプレッダであって、前記逆拡散は、受信変換済み信号を生成する、前記デスプレッダ；
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する逆変換器；
全ての逆変換器出力信号を逆整流して、トラヒック・チャネル・データを含む信号を生成するデコミュテータ；
によって構成されることを特徴とするデータを受信するシステム。
【請求項１６】
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する前記逆変換器は、各受信変換済み信号を空間時間復号して、逆変換器出力信号を生成する空間時間復号器をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載のデータを受信するシステム。
【請求項１７】
全ての逆変換器出力信号を逆整流して、トラヒック・チャネル・データを含む信号を生成する前記デコミュテータは：
第１期間中に、第１逆変換器出力信号から第１シンボル・グループを選択および出力する手段；
第２期間中に、第２逆変換器出力信号から第２シンボル・グループを選択および出力して、トラヒック・チャネル・データを含む信号を生成する手段；
をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載のデータを受信するシステム。
【請求項１８】
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する前記逆変換器は、コヒーレントに合成されたチャネル利得を利用して、２つのシンボルを推定して、逆変換器出力信号を生成する手段をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１５記載のデータを受信するシステム。
【請求項１９】
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記段階は、
前記複数のアンテナ信号のそれぞれのために、前記アンテナ・アレイから複数の離間したアンテナのうちの一つを選択する段階であって、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されている、前記選択する段階を含む、請求項１記載のデータを送信する方法。
【請求項２０】
入力データ・ストリームのシンボル・グループを変換して、複数の変換済みデータ・ストリームを生成する前記段階は、入力データ・ストリームのシンボル・グループを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成することをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１９記載のデータを送信する方法。
【請求項２１】
入力データ・ストリームのシンボル・グループを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する前記段階は：
シンボルＳ１Ｓ２を有する第１整流済みデータ・ストリームの入力に応答して、第１期間中に、第１変換出力からシンボルＳ１を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ２の負共役複素数を出力する段階；および
第２期間中に、第１変換出力からシンボルＳ２を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ１の共役複素数を出力する段階であって、前記第１および第２変換出力は、第１および第２変換済みデータ・ストリームを出力する、前記出力する段階；
をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項２０記載のデータを送信する方法。
【請求項２２】
各変換済みデータ・ストリームを拡散符号で拡散して、複数のアンテナ信号を生成する前記段階は、各変換済みデータ・ストリームを同一拡散符号で拡散して、複数のアンテナ信号を生成することをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項１９記載のデータを送信する方法。
【請求項２３】
前記複数のアンテナ信号のそれぞれのために、前記アンテナ・アレイから複数の離間したアンテナのうちの一つを選択する前記段階は、Ｎ個のアンテナ信号のそれぞれのために、前記アンテナ・アレイ内の複数のＸ個の離間したアンテナのうちＮ個を周期的に選択することをさらに含んで構成され、Ｎは２よりも大きいか等しい整数であり、Ｘは１よりも大きいか等しい整数であることを特徴とする請求項１９記載のデータを送信する方法。
【請求項２４】
前記複数の離間したアンテナのうちの前記選択された一つから、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記段階は、前記複数の離間したアンテナのうちの前記選択された一つから、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを変調，アップコンバート，増幅および送信することをさらに含んで構成され、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されることを特徴とする請求項１９記載のデータを送信する方法。
【請求項２５】
複数の離間したアンテナのうちの選択された一つを利用して、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記送信機は、
前記複数のアンテナ信号のそれぞれのために、前記アンテナ・アレイから複数の離間したアンテナのうちの一つを選択する手段であって、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されている、前記選択する手段を含む、請求項６記載のデータを送信するシステム。
【請求項２６】
入力データ・ストリームのシンボル・グループを変換して、複数の変換済みデータ・ストリームを生成する前記変換器は、入力データ・ストリームのシンボル・グループを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する空間時間符合器をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項２５記載のデータを送信するシステム。
【請求項２７】
入力データ・ストリームのシンボル・グループを空間時間符号化して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する前記空間時間符合器は：
シンボルＳ１Ｓ２を有する第１整流済みデータ・ストリームの入力に応答して、第１期間中に、第１変換出力からシンボルＳ１を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ２の負共役複素数を出力する手段；および
第２期間中に、第１変換出力からシンボルＳ２を出力し、かつ第２変換出力からシンボルＳ１の共役複素数を出力する手段であって、前記第１および第２変換出力は、第１および第２変換済みデータ・ストリームを出力する、前記出力する手段；
をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項２６記載のデータを送信するシステム。
【請求項２８】
各変換済みデータ・ストリームを拡散符号で拡散して、複数のアンテナ信号を生成する前記スプレッダは、各変換済みデータ・ストリームを同一拡散符号で拡散して、複数のアンテナ信号を生成するスプレッダをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項２５記載のデータを送信するシステム。
【請求項２９】
前記複数のアンテナ信号のそれぞれのために、前記アンテナ・アレイから複数の離間したアンテナのうちの一つを選択する前記手段は、Ｎ個のアンテナ信号のそれぞれのために、前記アンテナ・アレイ内の複数のＸ個の離間したアンテナのうちＮ個を周期的に選択する手段をさらに含んで構成され、Ｎは２よりも大きいか等しい整数であり、Ｘは１よりも大きいか等しい整数であることを特徴とする請求項２５記載のデータを送信するシステム。
【請求項３０】
前記複数の離間したアンテナのうちの前記選択された一つから、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを送信する前記送信機は、前記複数の離間したアンテナのうちの前記選択された一つから、前記複数のアンテナ信号のそれぞれを変調，アップコンバート，増幅および送信する手段をさらに含んで構成され、前記複数の離間したアンテナは、送信ダイバーシチを与えるために離間されることを特徴とする請求項２５記載のデータを送信するシステム。
【請求項３１】
ワイヤレス通信システムにおいて受信機にてデータを受信する方法であって、前記データは、選択された時間期間内で選択されたアンテナに応答して、異なるチャネルを有する信号を送信するために、選択された時間期間にてアンテナ・アレイ内の選択されたアンテナを利用して、送信機から請求項１９記載の方法により送信される、方法であって：
受信信号を受信およびダウンコンバートして、ベースバンド受信信号を生成する段階；
前記アンテナ・アレイ内の選択されたアンテナから送信される複数のアンテナ信号を生成するために前記送信機において用いられた拡散符号に相当する逆拡散符号を利用して、前記ベースバンド受信信号を逆拡散する段階であって、前記逆拡散は受信変換済み信号を生成する、前記逆拡散する段階；および
前記選択された時間期間内で前記選択されたアンテナによって決定されるチャネルに応答して、各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する段階；
によって構成されることを特徴とするデータを受信する方法。
【請求項３２】
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する前記段階は、各受信変換済み信号を空間時間復号して、逆変換器出力信号を生成することをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項３１記載のデータを受信する方法。
【請求項３３】
ワイヤレス通信システムにおいて受信機にてデータを受信するシステムであって、前記データは、選択された時間期間内で選択されたアンテナに応答して、異なるチャネルを有する信号を送信するために、選択された時間期間にてアンテナ・アレイ内の選択されたアンテナを利用して、請求項２５記載の送信機から送信される、システムであって：
受信信号を受信およびダウンコンバートして、ベースバンド受信信号を生成する受信機；
前記アンテナ・アレイ内の選択されたアンテナから送信される複数のアンテナ信号を生成するために前記送信機において用いられた拡散符号に相当する逆拡散符号を利用して、前記ベースバンド受信信号を逆拡散するデスプレッダであって、前記逆拡散は受信変換済み信号を生成する、前記デスプレッダ；および
前記選択された時間期間内で前記選択されたアンテナによって決定されるチャネルに応答して、各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する逆変換器；
によって構成されることを特徴とするデータを受信するシステム。
【請求項３４】
各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する前記逆変換器は、各受信変換済み信号を空間時間復号して、逆変換器出力信号を生成する空間時間復号器をさらに含んで構成されることを特徴とする請求項３３記載のデータを受信するシステム。
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、一般に、ワイヤレス通信システムに関し、さらに詳しくは、送信ダイバーシチ手法の新規な組合せを利用してアンテナ・アレイから送信された通信信号を送信および復調するための改善された方法およびシステムに関する。
【０００１】
（従来の技術）
ワイヤレス通信システムを設計する際の重要な目標は、通信システムによってサービスを同時に提供できるユーザの数を増加することである。この目標は、システム容量(system capacity)を増加するともいう。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ワイヤレス通信システムなど、干渉制限(interference limited)システムでは、容量を増加する一つの方法は、各ユーザに割当てられる送信パワーを低減することである。割当て送信パワーを低減することにより、全ユーザに対する干渉が低減され、これにより追加容量が得られ、この追加容量を利用して新規ユーザを追加できる。
【０００２】
各ユーザへの送信パワーを低減する一つの方法は、ユーザまたは加入者ユニットと、このユーザにサービスを提供する基地局との間のワイヤレス・リンクまたはチャネルの効率を増加することである。通信リンクの効率を減少させる一つの現象に、フェージング(fading)がある。フェージングにはいくつかの形式があり、その一つはマルチパス・フェージングという。マルチパス・フェージングは、全体的な受信信号レベルを低減するやり方で、送信信号の２つまたはそれ以上の複製が受信機にて合成することによって生じる。
【０００３】
従来技術では、フェージングの影響を低減するために、いくつかのダイバーシチ手法が提唱されてきた。これらの手法には、直交送信ダイバーシチ（ＯＴＤ：orthogonal transmit diversity）や、空間時間送信ダイバーシチ（ＳＴＴＤ：space-time transmit diversity）が含まれる。
【０００４】
図１を参照して、直交送信ダイバーシチ・システムを実施するための送信機および受信機の高レベルなブロック図を示す。図示のように、データ・ソース２０はシンボルのストリームを与え、これは符号化されインタリーブされる。このようなシンボルは、加入者ユニットに送信される一本またはそれ以上のトラヒック・チャネルにおけるデータを表すことができる。トラヒック・チャネル内のデータは、ユーザが通信システムを介して送信したい音声，データまたはその他のデータを表すことができる。
【０００５】
シンボルがデータ・ソース２０から出力されるレートは、シンボル・クロック２２によって制御される。シンボルＳ1，Ｓ2は、データ・ソース２０から来るように図示され、ここで各シンボルはシンボル・クロック２２の１期間で、あるいはＴ0〜Ｔ1の期間として表されるシンボル期間で、出力される。
【０００６】
データ・ソース２０からのシンボルのシリアル・ストリームは、コミュテータ(commutator)２４に結合され、このコミュテータ２４はシンボル・クロック２２のレートにてスイッチングする。コミュテータ２４は第１シンボルをスプレッダ(spreader)２６に送り、次にスイッチングして、第２シンボルＳ2をスプレッダ２８に送る。以降のシンボルは、スプレッダ２６と２８との間で各シンボル期間を交互する。
【０００７】
スプレッダ２６，２８は、ウォルシュ符号などの拡散符号(spreading code)で乗算することによりシンボルを拡散する。スプレッダ２６，２８におけるシンボル・レートはシンボルがデータ・ソース２０から出力される際のレートの半分なので、一つのウォルシュ符号を連結して、スプレッダ２６にて新たなウォルシュ符号をを形成し、また反転した複製と連結して、スプレッダ２８にて拡散符号を形成できる。半レート・シンボルを拡散するために用いられるこれらの倍長ウォルシュ符号では、スプレッダ２６，２８によって出力されるチップ・レート(chip rate)は、ＯＴＤなしの送信と同じままである。
【０００８】
スプレッダ２６，２８の出力は無線周波数送信機３０，３２に結合される。これらの無線周波数送信機は、変調器と、それに続いて、変調信号を選択された搬送周波数にアップコンバートするためのアップコンバータと、無線周波数信号を送信するために適切なパワーを与えるための増幅器とを含んでもよい。
【０００９】
無線周波数送信機３０，３２の出力は、シンボルＳ1，Ｓ2を同時に送信するためのアンテナ３４，３６に結合される。アンテナ３４，３６は離間しているので、各アンテナから加入者ユニットまで信号が進むさまざまな経路(path)または線(ray)の特性は個別に測定でき、ｒ1，ｒ2として示される係数によって記述され、ここでｒ1，ｒ2は、チャネルの利得および位相を表す複素数である。ここでは、ｒ1，ｒ2は単一の値として扱われるが、これらは複数の分解可能なマルチパス線の利得および位相を記述するベクトルでもよい。
【００１０】
アンテナ３８は、アンテナ３４，３６から送信された信号を受信するために加入者ユニットによって用いられる。受信信号は、ダウンコンバータおよび復調器４０においてダウンコンバート・復調され、ＯＴＤ復号器４２において復号される。
【００１１】
ＯＴＤ復号器４２の出力は、チャネル係数ｒ1，ｒ2それぞれの大きさの二乗によって乗算された復元シンボル(recovered symbols)である。ＯＴＤ復号器４２の動作のさらなる詳細は図２に示され、以下で説明する。
【００１２】
ＯＴＤ復号器出力は、データ・ソース２０にて実施される符号化およびインタリーブ処理に相当するデインタリーブおよび復号処理のためにデインタリーバ(deinterleaver)および復号器４４に結合される。デインタリーバおよび復号器４４の出力は、トラヒック・チャネル・データである。異なるシンボルは異なるチャネル利得を受けるので、送信パワーは、ＯＴＤダイバーシチ手法により、同一サービス品質のために低減される。これは、両方のシンボルがディープ・フェージングを同時に受ける可能性を低減する。両方のシンボルがフェージングするというこの統計的にありえないことは、復号器の性能を改善する。
【００１３】
ここで図２を参照して、図１で用いたＯＴＤ復号器４２の概略図を示す。ＯＴＤ復号器４２への入力は、ダウンコンバートされた受信信号であり、これはアンテナ３８から受信される。この信号は、各送信アンテナからチャネルを推定するために用いることができるパイロット信号とともに、全ユーザのトラヒック・チャネルを含む。チャネル推定器(channel estimator)５０は、パイロット信号を評価して、チャネル係数ｒ1，ｒ2を算出する。
【００１４】
好適な実施例では、デスプレッダ(despreader)５２，５４は、シンボルＳ1，Ｓ2を復元するために、送信機の場合のように、連結された一つのウォルシュ符号を利用して、受信信号を逆拡散(despread)する。乗算器５６，５８は、チャネル内で発生した利得および位相変化を補償するために、これらの復元シンボルをチャネル推定値の共役(conjugate)で乗算する。デコミュテータ(decommutator)５９は、シンボル順序(symbol order)を復元し、それにより乗算器５６，５８からの出力のシンボル・レートを二倍にするために用いられる。ＯＴＤ復号器４２の出力は、二乗された各チャネル推定値の大きさで乗算したシンボルである。
【００１５】
ここで図３を参照して、送信ダイバーシチを与えるための別の方法およびシステムを示す。図３は、空間時間送信ダイバーシチ送信機および受信機を示す。図示のように、データ・ソース２０およびシンボル・クロック２２は、シンボルＳ1，Ｓ2を空間時間符合器(space-time coder)６０に与える。入力にて、Ｓ1は、Ｔ0〜Ｔ1の期間中に空間時間符合器６０によって受信される。シンボルＳ2は、Ｔ1〜Ｔ2の期間中に空間時間符合器６０の入力にて受信される。特殊な種類の変換動作(transform operation)である空間時間符号器６０は、変換信号を送信機の２つの分岐に与える２つの出力を有する。
【００１６】
空間時間符合器６０の第１出力にて、シンボルＳ1はＴ0〜Ｔ1のシンボル時間中に出力され、それに続いて、シンボルＳ2がシンボル時間Ｔ1〜Ｔ2で出力される。空間時間符合器６０の第２出力は、時間Ｔ0〜Ｔ1中にシンボルＳ2の負共役複素数(negative complex conjugate)を出力し、それに続いて、期間Ｔ1〜Ｔ2でシンボルＳ1の共役複素数を出力する。
【００１７】
空間時間符合器６０によって出力される第１および第２空間時間符号化データ・ストリームは、スプレッダ６２，６４に入力される。図示のように、スプレッダ６２，６４はウォルシュ符号Ｗ1を利用する。なお、シンボル毎のチップ・レートは、ＯＴＤダイバーシチ送信機の場合と同じままである。
【００１８】
スプレッダ６２，６４における拡散機能に続いて、拡散データ・ストリームは、無線周波数送信機３０，３２によって変調，アップコンバートおよび増幅される。
【００１９】
無線周波数送信機３０，３２の出力はアンテナ３４，３６に結合され、これらのアンテナ３４，３６は、チャネル係数ｒ1，ｒ2で記述できるチャネルを介して信号を送信する。
【００２０】
加入者ユニットでは、アンテナ３８は送信信号を受信する。次に、送信信号は、ダウンコンバータおよび復調器４０を利用してダウンコンバートされ、デスプレッダ４１に結合され、次に空間時間復号器６６に結合される。空間時間復号器６６の出力は、チャネル係数の大きさの二乗の和から算出された因数(factor)によって乗算された被推定シンボルである。次に、これらのシンボルおよび因数は、デインタリーバおよび復号器４４に入力され、これはシンボルをデインタリーブ・復号して、トラヒック・チャネル・データを出力する。
【００２１】
図１および図３において、ＯＴＤおよびＳＴＴＤダイバーシチ方式の両方について、デインタリーバおよび復号器４４は同じ参照番号で示されているが、デインタリーバおよび復号器機能は、データ・ソース２０で用いられる符号化およびインタリーブ処理に相当することを理解されたい。ダイバーシチ手法の特定の一つについて特にインタリーブ方式を選択することにより、ある程度の性能改善が実現できる。異なるインタリーブ機能が異なる結果を与える理由は、ＯＴＤダイバーシチ方式がコミュテータ２４を利用しているためである。隣接するシンボルが異なるチャネルを介して異なるフェージングを受けるように、ＯＴＤ用のインタリーブ方式を選択すべきである。
【００２２】
ここで図４を参照して、図３にて参照番号６６で用いられる、空間時間復号器の高レベルな概略図を示す。
【００２３】
空間時間復号器６６への入力は、アンテナ３８から受信された、ダウンコンバート・逆拡散された受信信号である。この信号は、各送信アンテナからチャネルを推定するために利用できるパイロット信号とともに、全ユーザのトラヒック・チャネル・データを含む。チャネル推定器５０は、これらのパイロット信号を評価して、チャネル係数ｒ1，ｒ2を算出する。
【００２４】
複素共役器(complex conjugator)７０は、図示のように、ダウンコンバート・逆拡散された信号の共役複素数を算出し、また乗算器７２への入力のために、チャネル係数ｒ1の共役を算出するために用いられる。乗算器７２は、受信信号、または受信信号の共役複素数を、チャネル係数ｒ2、またはチャネル係数ｒ1の共役複素数で乗算するために用いられる。加算器(adder)７４は、乗算器７２からの出力信号を加算して、両方のチャネル係数から算出された因数で乗算されたシンボルを表す信号を生成するために用いられる。次に、これらの加重シンボル(weighted symbols)は、デコミュテータ７６によって逆整流(decommutate)され、加重シンボルのシーケンシャル出力を生成する。
【００２５】
なお、ｘ1（ｔ）と記された信号は異なり、これらの信号は２つの異なる時間、すなわち、２つのシーケンシャル・シンボル期間の時間にて信号ｘ（ｔ）から導出されることに留意されたい。
【００２６】
送信ダイバーシチを行う上記の２つの方法は、２つのアンテナを利用する。アンテナの数を増加することにより、追加の送信ダイバーシチが得られる。直交送信ダイバーシチ方法は、３本以上のアンテナで容易に実施できるが、単にアンテナを追加しても、同じ数のアンテナによる他の方法に比べて、それほど性能は向上しない。
【００２７】
空間時間送信ダイバーシチを利用する送信機について、この手法は、ウォルシュ符号などの追加のシステム資源を利用したり、あるいは符号化レートを増加する（その結果、ダイバーシチにおける利得は容量の損失によって相殺される）ことなしには、２本のアンテナ以上には容易に拡張されない。
【００２８】
従って、送信ダイバーシチ手法によりアンテナ・アレイから送信される信号を送信および受信するための改善された方法およびシステムが必要なことは明白であろう。
【００２９】
（好適な実施例の説明）
本発明の特徴と考えられる新規な特長については、特許請求の範囲において規定されている。ただし、本発明自体、ならびにその好適な利用形態，さらなる目的および利点については、添付の図面とともに、実施例に関する以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解されよう。
【００３０】
ここで図５を参照して、本発明の方法およびシステムによる、送信ダイバーシチ手法を利用してアンテナ・アレイから信号を送信するためのシステムを示す。図示のように、データ・ソース２０はシンボルのデータ・ストリームを与え、これは符号化・インタリーブできる。Ｓ1〜Ｓ4と示されるこれらのシンボルは、シンボル・クロック２２によって決定されるレートにて出力される。
【００３１】
データ・ソース２０の出力は、コミュテータ８０に結合され、このコミュテータ８０は、この例では、送信機の分岐８２，８４に沿って出力されるシンボル対を選択する。なお、コミュテータ８０は、分周器(divider)８６からの出力によって示されるように、シンボル・クロック２２のレートの二分の一で動作する。このことは、分岐８２，８４におけるデータ・レートは、データ・ソース２０から出力されるレートの半分であることを意味する。分周器８６は、２つのシンボルが各分岐について選択されるので、２で分周する。各分岐について任意の他のシンボルの数が選択される場合には、分周器８６は選択されたシンボルの数で分周する。
【００３２】
変換器(transformer)８８，９０は、コミュテータ８０から出力されるデータ・ストリームに結合される。変換器８８，９０は、シンボル対を変換して、変換器に入力されたシンボル・グループの異なる数学的合成を表す２つのデータ・ストリームを生成する。シンボル・グループは、被測定チャネル係数を利用して受信機内で数学的に分離できるように、変換あるいは数学的に合成される。
【００３３】
好適な実施例では、変換器８８，９０は、図３で説明した空間時間符合器６０などの空間時間符号器で構成される。図５に示す例では、空間時間符合器８８，９０のそれぞれは、第１および第２空間時間符号化データ・ストリームを出力し、次にこれらのデータ・ストリームは、分岐８２内のスプレッダ９２および分岐８４内のスプレッダ９４の入力に結合される。スプレッダ９２は、Ｗ1とＷ1との連結として図５に示される、同一拡散符号を利用する。スプレッダ９４は、Ｗ1とＷ1の反転(inverse)とを連結することによって形成される別の拡散符号を利用する。スプレッダ９２およびスプレッダ９４について選択された拡散符号は、分岐８２，８４内の信号が受信機にて互いに分離できるという意味で、互いに直交である。
【００３４】
アンテナ・データ・ストリームともいう、スプレッダ９２およびスプレッダ９４の出力は、変調，アップコンバート，増幅され、アンテナ・アレイ内の選択されたアンテナ素子から送信される。変調およびアップコンバート機能は、図５において変調器およびアップコンバータ９６にて示される。増幅は増幅器９８によって実施され、これらの増幅器９８はアンテナ１００〜１０６に結合される。
【００３５】
ここで図６を参照して、本発明の方法およびシステムによる、図５に示す送信機の方法および動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。図示のように、プロセスはブロック３００から開始し、次にブロック３０２に進み、ここでプロセスは入力データ・ストリームのシンボル・グループを整流(commutate)して、複数の整流済みデータ・ストリームを生成する。この段階は、図５に示すように、コミュテータ８０によって実施でき、このコミュテータ８０は、シンボル対を整流して、複数の整流済みデータ・ストリームを生成し、次にこのデータ・ストリームは空間時間符合器８８，９０に入力される。次に、プロセスは、ブロック３０４に示すように、複数の整流済みデータ・ストリームのそれぞれにおける各シンボル・グループを変換して、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する。好適な実施例では、図５に示すように、この変換段階は、空間時間符合器８８，９０などの空間時間符号器を利用して実施できる。
【００３６】
この変換動作は、以下で説明するように数学的に表すことができる。入力ベクトルは、
Ｘ＝［Ｓ1，Ｓ2］
であり、ここでＳ1およびＳ2は、（複素値の）入力シンボルである。対応する出力ベクトルは、
Ｙ＝［Ｙ1，Ｙ2］
であり、ここでＹ1＝［Ｓ1'，−Ｓ2＊］Tであり、Ｙ2＝［Ｓ2'，Ｓ1＊］Tであり、［．］Tはベクトル転置(transpose)演算を表し、［．］*は共役化(conjugation)を表す。
【００３７】
この変換は、変換器に入力される整流済みデータ・ストリームは、無線周波数チャネルを通過した後に、加入者ユニットにて復元できるという事実によって特徴付けられる。
【００３８】
各整流済みデータ・ストリームを変換した後、プロセスは、ブロック３０６に示すように、第１および第２変換済みデータ・ストリームの各対を拡散符号で拡散して、アンテナ・データ・ストリームを生成する。この拡散動作では、一つの変換器によって出力される複数の変換済みデータ・ストリームは，それぞれ同一拡散符号で拡散される。異なる変換器によって出力される変換済みデータ・ストリームは、異なる拡散符号で拡散される。この段階は、図５において図示されており、ここで空間時間符号器８８からの出力は、スプレッダ９２にてともに同一拡散符号で拡散され、一方、空間時間符合器９０からの出力は、スプレッダ９４にて別の拡散符号で拡散される。
【００３９】
最後に、各アンテナ・データ・ストリームは、ブロック３０８に示すように、変調，アップコンバート，増幅され、アンテナ・アレイ内の選択されたアンテナ素子から送信される。この段階は、図５において図示されており、ここで変調器およびアップコンバータ９６は、変調およびアップコンバート段階を表す。増幅器９８は、信号をアンテナ１００〜１０６によって送信できるように、信号のパワーを増加する。以下で説明するように、チャネル測定を行うことができるように、パイロット信号が送信機において追加される。
【００４０】
ここで図７を参照して、図５の送信機によって送信される信号を受信・復調するための加入者ユニットを示す。図示のように、アンテナ１２０は、アンテナ１００〜１０６（図５参照）から送信された信号を受信し、ここで各信号は、チャネル係数ｒ1〜ｒ4によって記述できる経路またはチャネルを介して移動している。アンテナ１２０からの信号は、ダウンコンバータおよび復調器１２２に結合され、これは信号から搬送波を除去し、ベースバンド受信信号を生成する。
【００４１】
ベースバンド受信信号は、デスプレッダ１２４，１２６の入力に結合され、デスプレッダ１２４，１２６は、図５におけるスプレッダ９２，９４にて用いられた拡散符号を除去する。これらデスプレッダ１２４，１２６は、ベースバンド受信信号を、図５の分岐８２，８４内の信号に相当する２つの信号に分離するために用いられる。デスプレッダ１２４，１２６の出力は、逆拡散済みベースバンド受信信号である。
【００４２】
次に、逆拡散済みベースバンド受信信号は、逆変換器(inverse transformer)１２８，１３０に結合される。好適な実施例では、逆変換器は、図４に示すように、ＳＴＴＤ復号器で構成される。ただし、本発明の各実施例において、逆変換器１２８，１３０は、図５の変換器８８，９０において実行される演算の逆演算を実行する。この逆変換はゼロ・シンボル間干渉を有するのが理想的であるが、ある変換演算では最小限の残留シンボル間干渉を有することがある。
【００４３】
ＳＴＴＤ復号器を利用する好適な実施例では、逆変換数学演算は、次式によって記述できる。２つの連続したシンボル期間における受信信号は、
Ｘ1＝ｒ1Ｓ1−ｒ2Ｓ2＊  および  Ｘ2＝ｒ1Ｓ2＋ｒ2Ｓ1＊
である。従って、送信シンボルは次のように復元できる：
Ｓ1＝ｒ1＊Ｘ1＋ｒ2Ｘ2＊  および  Ｓ2＝ｒ1＊Ｘ2−ｒ2Ｘ1＊
逆変換器１２８，１３０からの出力は、デコミュテータ１３２に結合され、このデコミュテータ１３２は、逆変換器１２８，１３０によって出力されたシンボルを並べ替えて、データ・ソース２０（図５参照）によって出力された元のシンボル・レートにて元のシンボル順序を生成する。なお、図７に示す例では、デコミュテータ１３２はシンボル・レートの二分の一で動作して、フル・シンボル・レートにて出力を生成することに留意されたい。シンボルがシンボル対よりも大きいグループにグループ化されると、デコミュテータ１３２は、グループ内のシンボル数で除したシンボル・レートにて動作する。
【００４４】
デコミュテータ１３２の出力は、デインタリーバおよび復号器１３４に結合される。デインタリーバおよび復号器１３４は、データ・ソース２０（図５参照）において用いたインタリーブおよび符号化方法と一致する動作にて、シンボルをデインタリーブおよび復号する。デインタリーバおよび復号器１３４の出力は、トラヒック・チャネル・データを表すシンボル・データ・ストリームである。
【００４５】
図７に示すアーキテクチャから、二種類の利得が実現される。一方の種類の利得は経路利得(path gain)であり、これは、逆変換器１２８，１３０からの出力における因数によって示されるように、経路ｒ1，ｒ2がコヒーレントに合成されるので実現される。さらに、図７における回路は複数の分岐を有し、これらの分岐が逆変換器に結合されたデスプレッダによって区別されるので、復号利得(decoding gain)が実現できる。これらの分岐内で処理された信号は、異なる経路を介して移動し、そのため両方の分岐上の信号が同時にディープ・フェージングを受けることは、統計的にありそうにない。
【００４６】
ここで図８を参照して、本発明の方法およびシステムによる、図７に示す加入者ユニットの方法および動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。図示のように、プロセスはブロック３２０から開始して、次にブロック３２２に進み、ここでプロセスは受信信号を受信・ダウンコンバートして、ベースバンド受信信号を生成する。この段階は、図７に示すようなダウンコンバータおよび復調器１２２で実施できる。
【００４７】
次に、プロセスは、ブロック３２４に示すように、アンテナ・データ・ストリームを生成するために送信機で用いたウォルシュ符号に相当するウォルシュ符号を利用して、ベースバンド受信信号を逆拡散する。デスプレッダの出力は受信変換済み信号といい、逆拡散動作は、図７においてデスプレッダ１２４，１２６で示される。
【００４８】
次にプロセスは、ブロック３２６に示すように、複数の逆変換器を利用して、各受信変換済み信号を逆変換して、逆変換器出力信号を生成する。好適な実施例では、この段階は、各デスプレッダ１２４，１２６（図７参照）の出力に結合されたＳＴＴＤ復号器で実施される。逆変換器１２８，１３０において実施される数学的演算は、図７を参照して説明した。
【００４９】
次に、ブロック３２８に示すように、逆変換器出力信号は逆整流(decommutate)され、インタリーブ済み符号化信号を生成する。この段階は、図７に示すようなデコミュテータ１３２によって実施される。
【００５０】
最後に、ブロック３３０に示すように、インタリーブ済み符号化信号は、デインタリーブ・復号され、トラヒック・チャネル・データ信号を生成する。デインタリーブおよび復号プロセスは、データ・ソース２０（図５参照）によって与えられる入力データ・ストリームに対して実行されたであろう符号化およびインタリーブ・プロセスを補完する。ブロック３３０の次に、プロセスはブロック３２２に反復的に戻り、ここで新たな信号が同様にして受信，復調および復号される。
【００５１】
ここで図９を参照して、本発明の方法およびシステムによる、送信機の別の実施例を示す。図９に示す送信機は、図５に示す送信機と同様であり、図面の同様な部分は同一の参照番号で示されている。図９における送信機の性能は、増幅器９８とアンテナ１００〜１０６との間に結合されたアンテナ・セレクタ１４０の追加によってさらに改善される。アンテナ・セレクタ１４０は、任意の増幅器９８の出力を任意のアンテナ１００〜１０６に結合できる。好ましくは、各増幅器９８の出力は、任意の時間においてアンテナのうちの一つに独占的に結合される。
【００５２】
好適な実施例では、アンテナ信号１４２〜１４８は、以下の表に示すスイッチング・パターンにて、アンテナ・セレクタ１４０によって選択されたアンテナに結合される。
【００５３】
【表１】
0004472190.tif 000002
【００５４】
スイッチング・パターンは、アンテナ・セレクタ１４０に結合されたスイッチング・パターン発生器１５０に格納できる。表１に示すアンテナ・スイッチング・パターンは、３つの状態からなる周期的なスイッチング・パターンであるが、より多くの状態からなる他のスイッチング方法も可能である。例えば、周期的なスイッチングの代わりに、ランダムなスイッチングを利用してもよい。スイッチングのどのようなパターンおよびタイミングを選択したとしても、シンボル復調器において適切なチャネル係数を適切なシンボルで乗算できるように、加入者ユニットにおいてこのスイッチング・パターンを把握することが必要になる。
【００５５】
アンテナ・セレクタ１４０が変化するレートは、シンボル・クロック２２と同期され、分周器１５２の出力によって決定される。従って、アンテナ・スイッチング・レートはシンボル・レートよりも遅い。
【００５６】
図９の送信機によって送信された信号を受信するために用いられる加入者ユニットは、図７に示す受信機アーキテクチャと同様である。ただし、図９に示すようにアンテナ・スイッチングを利用する信号を受信するためには、各逆変換器は、送信機にて選択されたアンテナに基づいて推定するために適切なチャネルを選択できるチャネル推定器を内蔵しなければならない。好適な実施例では、逆変換器は、図４に示す空間時間復号器６６などの空間時間復号器である。アンテナ信号１４２，１４４がアンテナＡ1，Ａ2にそれぞれ結合されると、チャネル推定器５０はチャネル係数ｒ1，ｒ2を推定する。アンテナ信号１４６，１４８について、空間時間復号器６６内のチャネル推定器５０は、チャネル係数ｒ3，ｒ4を推定する。新たなアンテナの組合せがアンテナ・セレクタ１４０によって選択されると、チャネル推定器５０は、例えば、ｒ1，ｒ3を推定できる。空間時間復号器６６内のチャネル推定器５０は、送信機内の変換器のうちの一つによって用いられるチャネルについてチャネル係数を推定することが重要である。オプションとしてスイッチング・パターン発生器１５４は、適切なチャネル係数を選択することを目的として、空間時間復号器５６（図４参照）内に示されている。
【００５７】
ここで図１０を参照して、切り換えられたあるいは選択されたアンテナ出力を有する送信機の別の実施例を示す。図１０に示す送信機は、図９に示す送信機と同様であるが、アンテナ・セレクタ１６０が３本のアンテナ、すなわちアンテナ１００〜１０４にのみ結合されている。アンテナ・セレクタ１６０は３本のアンテナのみに接続されているので、スイッチング・パターン発生器１６２は、４つのアンテナ信号１４２〜１４８を３本のアンテナ１００〜１０４に写像するスイッチング・パターンに対応しなければならない。この実施例では、２つ以上のアンテナ信号が一つの選択されたアンテナに写像される。
【００５８】
ここで図１１を参照して、図１０に示す送信機によって送信される信号を受信するために加入者ユニットにて用いられる受信機を示す。図示のように、アンテナ１２０は、アンテナ１００〜１０４（図１０参照）から送信された信号を受信し、受信信号をダウンコンバータおよび復調器１２２に結合する。ダウンコンバータおよび復調器１２２の出力は、ベースバンド受信信号である。
【００５９】
ベースバンド受信信号はデスプレッダ１２４，１２６に結合され、ここでベースバンド信号は、図示のように２つの異なる逆拡散符号を用いて逆拡散される。２つの逆拡散符号は、図１０に示す送信機におけるスプレッダ９２，９４によって用いられる拡散符号に相当する。
【００６０】
逆拡散済みベースバンド受信信号ともいう、デスプレッダ１２４，１２６の出力は、逆変換器１７２にそれぞれ結合される。逆変換器１７２は、変換器８８，９０（図１０参照）において実行される演算の逆演算を行うが、ただし相違点は、逆変換器１７２は、アンテナ・セレクタ１６０において用いられるスイッチング・パターンを具体的に把握しており、適切なチャネル係数を算出できることである。このスイッチング・パターンは、スイッチング・パターン発生器１７４によって逆変換器１７２に与えられる。スイッチング・パターン発生器は、図１０の送信機内のスイッチング・パターン発生器１６２において発生されるパターンと同様なパターンを発生する。
【００６１】
逆変換器出力信号はデコミュテータ１３２に結合され、このデコミュテータ１３２は、受信機の２つの分岐からのチャネル検出シンボルを並べ替える。シンボルが対でグループ化されるこの例では、デコミュテータ内のクロックはシンボル・レートの二分の一で動作する。デコミュテータ１３２の出力は、インタリーブ済み符号化信号である。
【００６２】
インタリーブ済み符号化信号はデインタリーバおよび復号器１３４に入力され、このデインタリーバおよび復号器１３４は、データ・ソース２０で用いられる方式を補完する適切なデインタリーブおよび復号方式に従って、シンボルをデインタリーブ・復号する。
【００６３】
逆変換器１７２の出力にて図１１に示す係数は、アンテナ信号１４２がアンテナ１００に結合され、アンテナ信号１４４がアンテナ１０２に結合され、アンテナ信号１４６がアンテナ１０４に結合され、アンテナ信号１４８がアンテナ１００に結合される際に出力される信号を表す。
【００６４】
ここで図１２を参照して、送信ダイバーシチで信号を与えるための送信機を示す。図示のように、データ・ソース２０は符号化・インタリーブされたトラヒック・チャネル・データ・ソースを与え、そのうち２つのシンボルがシンボルＳ1，Ｓ2として示されている。データ・ソース２０からの出力のレートは、シンボル・クロック２２によって制御される。データ・ソース２０の出力は、変換器８８の入力に結合され、この変換器８８は、シンボル・グループを変換して、複数の変換済みデータ・ストリームを出力として生成する。好適な実施例では、変換器８８は、図３を参照して説明した空間時間符合器と同様な、空間時間符号器で構成できる。
【００６５】
変換器８８によって出力された複数の変換済みデータ・ストリームは、図１２においてスプレッダ９２として示される複数のスプレッダに結合される。図１２に示す送信機では、変換器８８の出力は同一拡散符号で拡散される。
【００６６】
スプレッダ９２の出力は、変調，アップコンバート，増幅およびアンテナを介した送信ができるので、アンテナ・データ・ストリームともいう。図１２に示す例では、これらのアンテナ・データ・ストリームはコミュテータ１７０に入力され、このコミュテータ１７０は、分周器１５２によって決定される分周シンボル・クロック・レートにて信号を整流する。この例では、コミュテータ１７０は、各データ・ストリームについて選択された２つの異なる経路間でアンテナ・データ・ストリームを切り換えて、４つの整流済みアンテナ・データ・ストリームを生成する。
【００６７】
好適な実施例では、コミュテータ１７０内のスイッチは、２シンボル時間の期間で出力を選択する。他のクロック・レートを利用してもよく、ここでクロックは、グループ内のシンボルの数のＮ倍をシンボル時間で乗じた期間を有する。
【００６８】
コミュテータ１７０の出力は、選択された変調器およびアップコンバータ９６に結合され、これは信号を変調し、この信号を搬送周波数にアップコンバートする。なお、コミュテータ１７０の出力が変調器およびアップコンバータ９６に接続されない場合、この変調器およびアップコンバータへの入力はゼロに設定される。
【００６９】
変調器およびアップコンバータ９６からの出力は、信号をアンテナ１００〜１０６から送信できるようにするために信号を増幅するハイブリッド・マトリクス増幅器１８０の入力に結合される。ハイブリッド・マトリクス増幅器１８０は、増幅器９８に結合された出力を有する変換器１８２を含む。各増幅器９８は、逆変換器１８４の入力に結合された出力を有し、この逆変換器１８４は、変換器１８２において実行される変換に対して補完的な変換を実行する。変換器１８２および逆変換器１８４は、好ましくはフーリエ・マトリクス変換器で構成される。ハイブリッド・マトリクス増幅器１８０を利用する利点は、全増幅器９８が、たとえハイブリッド・マトリクス増幅器１８０への入力がゼロに設定されていても、パワー増幅機能を平等に共有することである。
【００７０】
ハイブリッド・マトリクス増幅器１８０の出力は、信号を各チャネル上で送信ダイバーシチ付きで送信するためにアンテナ１００〜１０６に結合される。
【００７１】
ここで図１３を参照して、図１２に示す送信機の方法およびシステム動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。図示のように、プロセスはブロック３４０から開始して、次にブロック３４２に進み、ここでプロセスは、入力データ・ストリームからのシンボル・グループを変換して、複数の変換済みデータ・ストリームを生成する。この段階は、図１２に示すように、変換器８８で実施できる。好適な実施例では、変換器は、図３で説明したように、第１および第２変換済みデータ・ストリームを生成する空間時間変換である。
【００７２】
次に、プロセスは、ブロック３４４に示すように、第１および第２変換済みデータ・ストリームを拡散符号で拡散して、第１および第２拡散済みデータ・ストリームを生成する。この段階は、図１２において参照番号９２で示すように、スプレッダで実施できる。
【００７３】
次に、プロセスは、ブロック３４６に示すように、現在のグループが偶数シンボル・グループであるかどうかを判定する。なお、この例では、コミュテータ１７０は、偶数状態および奇数状態という２つの状態を有することを留意されたい。コミュテータ１７０が３つ以上の状態を有する場合、プロセスは、ブロック３４６において、Ｎ個の状態のうちの現在の状態を判定する。この例は、２つの状態のみを利用することによって単純化される。
【００７４】
現在のグループが偶数グループであることをプロセスが判定すると、プロセスは、ブロック３４８に示すように、偶数増幅器入力を選択する。ただし、現在のグループが奇数グループであることをプロセスが判定すると、プロセスは、ブロック３５０に示すように、奇数増幅器入力を選択する。
【００７５】
増幅器入力の選択に続いて、プロセスは、ブロック３５２に示すように、第１および第２拡散済みデータ・ストリーム内で表される各シンボル対を一対の増幅器入力に結合し、ここで増幅器入力は、アンテナ・アレイ内の一対の選択された素子に相当する。この段階は、図１２に示すコミュテータ１７０などのコミュテータを利用して実施される。従って、コミュテータは、スプレッダ９２の出力からの一対の変換・拡散済みシンボルを、増幅器アレイまたはハイブリッド・マトリクス増幅器の一対の入力に接続する。
【００７６】
増幅器入力が選択・結合された後、プロセスは、ブロック３５４に示すように、アンテナ・アレイの選択された素子を利用して、第１および第２拡散済みデータ・ストリームを変調，アップコンバート，増幅および送信する。なお、本発明の好適な実施例では、これらの信号は、図１２において参照番号１８０にて示されるようなハイブリッド・マトリクス増幅器を利用して増幅されることを留意されたい。ハイブリッド・マトリクス増幅器は、ハイブリッド・マトリクス増幅器アレイ内の各増幅器によって受ける信号のピークから平均までの値を低減するので、選ばれる。
【００７７】
なお、変調器およびアップコンバータ９６はコミュテータ１７０の出力にて示されているが、コミュテータ１７０の入力の前に、一対の変調器およびアップコンバータ９６を用いてもよいことを留意されたい。
【００７８】
ブロック３５４の次に、プロセスはブロック３４２に反復的に戻って、次のシンボル・グループを処理する。
【００７９】
ここで図１４を参照して、図１２に示す送信機から送信ダイバーシチで送信された信号を受信・復調するための受信機を示す。図示のように、アンテナ１２０は、チャネル係数ｒ1〜ｒ4で記述できるチャネルを介して信号を受信する。これらの信号は、ダウンコンバータおよび復調器１２２に結合され、これは信号をダウンコンバートおよび復調して、ベースバンド受信信号を生成する。
【００８０】
ベースバンド受信信号は、デスプレッダ１２４に入力され、このデスプレッダ１２４は逆拡散して、逆拡散済みベースバンド受信信号を生成する。デスプレッダ１２４は、図１２のスプレッダ９２において用いられる拡散符号と同様な逆拡散符号を利用する。
【００８１】
逆拡散済みベースバンド受信信号は、逆変換器１２８に入力され、この逆変換器１２８は、図４で説明した機能と同様な逆変換機能を行う。逆変換器１２８の出力は、コヒーレント合成されたチャネル利得で乗じた、シンボルＳ1，Ｓ2である。図１４に示す出力は、２つのシンボル時間を占める。次の２つシンボル時間にて、コミュテータ１７０におけるアンテナ・スイッチングの結果、シンボルは、チャネル係数ｒ3，ｒ4によって記述できる異なるチャネル介して移動する。異なるチャネルを介して異なるシンボルを受信することは、インタリーブ利得(interleaving gain)を与える。複数のチャネルを介して同一シンボルを受信することは、パス・ダイバーシチ利得(path diversity gain)を与える。
【００８２】
好適な実施例では、逆変換器１２８は、図４に示したのと同様な空間時間復号器で構成できる。
【００８３】
逆変換器１２８の出力は、デインタリーバおよび復号器１３４に結合される。デインタリーバおよび復号器１３４は、図１２のデータ・ソース２０にて与えられたトラヒック・チャネル・シンボルを復元するのに適した方法で、受信シンボルをデインタリーブおよび復号する。
【００８４】
チャネル推定の目的のために、図１２に示す送信機は、変換器８８から出力された信号と混合した２つのパイロット信号、もしくは４つのパイロット信号のいずれかを送信でき、ここで各アンテナ素子１００〜１０６は自己のパイロットを有する。パイロット信号が第１および第２変換済みデータ・ストリームと混合される場合、逆変換器１２８はコミュテータ１７０のスイッチング・パターンを把握する必要はない。各アンテナ素子１００〜１０６上で連続したパイロットが追加される場合、逆変換器１２８は図１２の送信機におけるスイッチング・パターンおよびスイッチングのレートを把握する必要がある。
【００８５】
ここで図１５を参照して、図１４に示すダイバーシチ受信機の方法および動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。図示のように、プロセスはブロック３７０から開始して、次にブロック３７２に進み、ここでプロセスは、受信信号を受信・ダウンコンバートして、ベースバンド受信信号を生成する。
【００８６】
次に、プロセスは、ブロック３７４に示すように、逆拡散符号を利用してベースバンド受信信号を逆拡散して、受信変換み信号を生成する。この段階で用いられる逆拡散符号は、スプレッダ９２（図１２参照）で第１および第２拡散済みデータ・ストリームを生成するために送信機において用いられた拡散符号に相当する。この逆拡散段階は、図１４に示すようなデスプレッダ１２４によって実施される。
【００８７】
次に、プロセスは、ブロック３７６に示すように、受信変換済み信号に対して逆変換演算を実行して、インタリーブ済み符号化信号を生成する。この逆変換段階は、図１４に示される逆変換器１２８によって実行できる。好適な実施例では、逆変換器は、図４を参照して図説したような、逆空間時間変換器である。
【００８８】
最後に、プロセスは、インタリーブ済み符号化信号をデインタリーブ・復号して、トラヒック・チャネル・データ出力を生成する。デインタリーブおよび復号プロセスは、データ・ソース２０（図１２参照）において用いられるプロセスをデインタリーブ・復号するために選択される。
【００８９】
そして最後に、図１６を参照して、図１２に示す送信機と同様なダイバーシチ信号送信機を示す。図１６に示す送信機は、追加の送信ダイバーシチを行うためのアンテナ・スイッチングを含む。図１６において、アンテナ・セレクタ１４０は、ハイブリッド・マトリクス増幅器１８０の出力に結合される。アンテナ・セレクタ１４０内では、スイッチング・パターン発生器１５０によって指示されるように、任意の入力は任意のアンテナ出力に結合できる。アンテナ選択のレートは、分周器１５２によって分周され、さらに分周器１９０によって分周された後に、シンボル・クロック２２によって決定される。従って、アンテナ選択は、コミュテータ１７０内のスイッチングに等しい、あるいはそれよりも遅いレートにて行われる。スイッチング・パターン発生器１５０によって出力されたパターンは、表１に示すようなパターンでもよい。
【００９０】
本発明を概念的に示すために、図９，図１０および図１６におけるアンテナ・セレクタ１４０，１６０は、増幅器９８の出力にて、あるいはハイブリッド・マトリクス増幅器１８０の出力にて示されている。これらのアンテナ・セレクタによって行われるスイッチングは、図９および図１０におけるスプレッダ９２，９４に続くベースバンド信号や、図１６におけるコミュテータ１７０に続くベースバンド信号など、ベースバンド信号に基づいて、好ましくは実施される。
【００９１】
本発明の好適な実施例についての上記の説明は、図説の目的のために提示したものである。これは包括的であったり、本発明を開示した厳密な形式に制限するものではない。上記の教示に鑑み、修正もしくは変形が可能である。実施例は、本発明の原理およびその実際の応用を最良に例示し、かつ当業者が想定される特定の用途に適したさまざまな実施例およびさまざまな修正で本発明を利用することを可能にするように選び、説明した。このような修正および変形は、公正、合法的かつ公平に権利が与えられる範囲に従って解釈した場合に、特許請求の範囲によって定められる発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  直交送信ダイバーシチを実施するための送信機および受信機を示す高レベルなブロック図を示す。
【図２】  図１に示すような、直交送信ダイバーシチ復号器の概略図を示す。
【図３】  送信ダイバーシチを行うための空間時間送信ダイバーシチ方法およびシステムを示す。
【図４】  図３に示すような、空間時間復号器の高レベルな概略図を示す。
【図５】  本発明の方法およびシステムによる、送信ダイバーシチ手法を利用してアンテナ・アレイから信号を送信するためのシステムを示す。
【図６】  本発明の方法およびシステムによる、図５に示す送信機の方法および動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。
【図７】  図５の送信機によって送信される信号を受信・復調するための加入者ユニットを示す。
【図８】  本発明の方法およびシステムによる、図７に示す加入者ユニットの方法および動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。
【図９】  本発明の方法およびシステムによる、送信機の別の実施例を示す。
【図１０】  選択されたアンテナ出力を有する送信機の別の実施例を示す。
【図１１】  図１０に示す送信機によって送信される信号を受信するために加入者ユニットにて用いられる受信機を示す。
【図１２】  送信ダイバーシチで信号を与えるための送信機を示す。
【図１３】  図１２に示す送信機の方法およびシステム動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。
【図１４】  図１２に示す送信機から送信ダイバーシチで送信された信号を受信・復調するための受信機を示す。
【図１５】  図１４に示すダイバーシチ受信機の方法および動作を示す高レベルな論理フローチャートを示す。
【図１６】  アンテナ選択を有するダイバーシチ信号を送信するための送信機を示す。
【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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【図１５】
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【図１６】
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