(57)【要約】第１の数の信号を同時に受信するための手段と、より多い数の信号経路とを備える装置は、可能性のある信号経路のそれぞれのために、上述の第１の数の信号間の相関を決定するための手段を備える。また装置は、上述の第２の数の可能性のある信号経路から、上述の受信された第１の数の信号間の相関の最小レベルがあることを保証する信号経路の最適なサブセットを選択するための手段を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−第１の数の信号を同時に受信するための手段と、
−第２の数の可能性のある信号経路と、前記第２の数は前記第１の数より多く、
−前記可能性のある信号経路のそれぞれのために、前記第１の数の信号間の相関を決定するための手段と、
−前記第２の数の可能性のある信号経路から、前記受信された第１の数の信号間で最小の相関を有する信号経路の最適なサブセットを選択するための手段と
を備える装置。
【請求項２】
前記相関を決定するための手段は、パラメータとして相関行列の行列式を用いて相関を決定するようにアレンジされている請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第２の数の可能性のある信号経路のそれぞれは、アンテナを備える請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記第２の数の可能性のある信号経路のそれぞれは、処理手段を備える請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記相関を選択するための手段は、相関と閾値とを比較するようにアレンジされている請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記相関を決定するための手段は、相関を繰り返し決定するようにさらにアレンジされ、前記第２の数の可能性のある信号経路から前記最適なサブセットを選択するための前記手段は、前記最適なサブセットを繰り返し選択するようにさらにアレンジされている請求項１記載の装置。
【請求項７】
第２の数の可能性のある信号経路を使用することができる、第１の数の信号を同時に受信するようにアレンジされた装置において使用するためのモジュールであって、前記第２の数は前記第１の数より多く、前記モジュールは、
−前記可能性のある信号経路のそれぞれのために、前記第１の数の信号間の相関を決定するための手段と、
−前記第２の数の可能性のある信号経路から、前記受信された第１の数の信号間で最小の相関を有する信号経路の最適なサブセットを選択するための手段と
を備えるモジュール。
【請求項８】
第２の数の可能性のある信号経路を使用することができる、第１の数の信号を同時に受信するようにアレンジされた装置において使用するためのコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、前記第２の数は前記第１の数より多く、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトは、
−前記信号経路のそれぞれのために、前記第１の数の信号間の相関を決定し、
−前記第２の数の可能性のある信号経路から、前記受信された第１の数の信号間で最小の相関を有する信号経路の最適なサブセットを選択する
ようにアレンジされているコンピュータ・プログラム・プロダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第２の数の信号経路を使用することができる、第１の数の信号を同時に受信するようにアレンジされている装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムは、複数の信号を同時に送信及び／又は受信するようにアレンジされている。その技術は、ワイヤレスリンクの容量を改良する能力のためによく知られている。ＭＩＭＯシステムは、データ信号の送信及び受信のために複数のアンテナを備える。ＭＩＭＯシステムは、アンテナ選択用のパラメータとしてチャネル状態情報（ＣＳＩ）を使用する、アンテナ・ダイバーシティ技術を備えることができる。
【０００３】
しかし、ＣＳＩを使用することは、ＣＳＩが得られることができる前に、まず受信信号が処理されなければならないという不都合を有する。これは、受信信号が、速く変化する環境条件にさらされる場合には、ダイバーシティ・スキームのレスポンスの速度を落とすか、又は妨げることさえあり得る、時間のかかる方法となることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明の目的は、速く変化する環境条件に適切に対応することができる、アンテナ・ダイバーシティ・スキームを有する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、これは、
−第１の数の信号を同時に受信するための手段と、
−第２の数の可能性のある信号経路と、前記第２の数は前記第１の数より多く、
−前記可能性のある信号経路のそれぞれのために、前記第１の数の信号間の相関を決定するための手段と、
−前記第２の数の可能性のある信号経路から、前記受信された第１の数の信号間で最小の相関を有する信号経路の最適なサブセットを選択するための手段と
を備える装置によって実現される本発明に基づいている。
【０００６】
装置、例えば携帯機器、（携帯用）コンピュータ、又は基地局でさえなどは、例えば信号スループットなどの最適な送信特性を提供する最適な信号経路を選択するための基準として、受信信号の相関を使用する。これは、まず、全ての可能性がある経路のために受信信号を計算し、次に、受信信号間の相関の最も低い量を有する経路を選択することによって達成される。
【０００７】
受信信号間の相関の計算は、入力された、すなわち復調の必要ない受信信号を直接用いて、ＲＦの範囲で直接行われることができる。これは速い解決を保証する。実際には、相関は汎用の基準であり、これは、ベースバンド及びデジタル領域でも計算されることができ、これによりそれにまたフレキシブルな解決をもたらす。パラメータとして相関を使用することのさらなる利益は、相関の計算のために、特別なシンボルが必要とされないことであり、これはＣＳＩを使用する場合である。
【０００８】
本発明の実施形態によれば、適切な相関に基づくパラメータは、相関行列の行列式になることができる。相関行列は、受信信号の相関及び相互相関に関する係数を備える。この行列の行列式は、受信信号間の相関のレベルを表すパラメータを提供する。低い値の行列式は、高いレベルの相関を表すのに対して、高い値は、低い相関レベルを表す。明らかに、相関がより少なければ、全体的な性能がよりよくなる。
【０００９】
本発明の他の実施形態によれば、相関に基づくパラメータは、信号の相関がまだ許容限度内であるか否かを確認するため、閾値と比較されることがある。本発明に基づく装置の性能は、例えば豊富な散乱環境を利用できるなどの環境条件に大きく依存する。しかし、乏しい環境のもとでは、本発明に基づく装置の性能は、単一のアンテナを使用する装置の性能より低下することがある。閾値は、基本的には、信号スループットの低下の最大許容レベルを表す。従って、相関とこの閾値とを比較することによって、その装置は、信頼できるデータ転送がまだ可能であるか否かを決定することができる。
【００１０】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記述される実施形態から明らかであり、当該実施形態を参照して説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明に基づく例えばラップトップなどの装置１０の一例を示す。ラップトップ１０は、例えばＬＡＮやＷＡＮなどのネットワークに接続されている。このため、ラップトップは、複数のアンテナ１２を備える。これらのアンテナ１２は、同様にアンテナ１６を備える基地局１４と信号Ｓ１及びＳ２をやりとりする。ラップトップは、信号Ｓ１ Ｓ２が存在するより多い数のアンテナ１２を備えることに注意されるべきである。装置１０は、アンテナ１２から２つのアンテナの最適な組を選択するようにアレンジされ、これは信号Ｓ１及びＳ２の最適なスループットを保証する。同様に、基地局１４は、アンテナの最適な組を選択するため、同じようなアルゴリズムを備えることができる。他の形態が同様に可能であることは、通信の当業者に明らかであるので、この例では、アンテナの数及び信号の数は、図示するためのものにすぎない。
【００１２】
図２は、本発明に基づく第１の実施形態を示す。図２では、信号Ｓ１及びＳ２は、４つのアンテナ２０によって受信することができる。送られた信号Ｓ１及びＳ２は、Ｓ１’及びＳ２’として表される。信号Ｓ１は、種々の経路２４を進む。同様に、（ここには示されない）Ｓ２によって進まれることができる多数の経路がある。経路選択手段２２によって、可能性のある経路２４のそれぞれを選択することが可能である。相関手段２６の機能は、２つある。まず第１に、相関手段２６は、Ｓ１及びＳ２によって利用される可能性のある経路のそれぞれのために、信号Ｓ１’及びＳ２’間の相関を計算する。第２に、相関手段２６は、最適な経路、すなわちＳ１’及びＳ２’間の相関を最小化する経路を決定し、そして経路の実際の選択のため、経路選択手段２２に最適な経路を通知するようにアレンジされている。
【００１３】
図３は、本発明に基づく第２の実施形態を示す。図３では、処理手段３０は、アンテナ２０と経路選択手段２２との間に挿入されている。処理手段は、例えば低雑音増幅器、復調器、フィルタ、自動利得制御要素及びアナログ／デジタル変換器などを備えることができ、これはＲＦ、ＩＦ、ＢＢ又はデジタル領域で使用されることができる。
【００１４】
ｎ個の異なる信号間の相関を決定するための相関行列は、次のように表されることができる。
【数１】
2006507744.tif 000003
ここで、σｉｉは自己相関係数であり、σｉｊは相互相関係数である。
ＲＦ領域では、σｉｉは次のように計算されることができる。
【数２】
2006507744.tif 000004
σｉｊは、次のように実数及び虚数部分に分けられるが、
【数３】
2006507744.tif 000005
これらτ＝ＴＣ／４及びＴＣはキャリア周期である。
【００１５】
図４は、ｒＲＦ１（ｔ）及びｒＲＦ２（ｔ）として示される、ＲＦ領域における２つの信号ｒ１（ｔ）及びｒ２（ｔ）用の相関行列の行列式を計算するためにアレンジされた、本発明に基づく実施形態を示す。
【００１６】
ＲＦ領域では、受信された情報信号ｒＲＦ１（ｔ）及びｒＲＦ２（ｔ）は、行列式の計算のため、選択手段に入力される。σ１１は、最初に乗算器６０によってｒＲＦ１（ｔ）を２乗した後、次に積分器６２による積分によって計算される。σ２２は、最初に乗算器７８によってｒ２（ｔ）を２乗した後、次に積分器８０による積分によって計算される。積σ１１σ２２は、乗算器８２によってσ１１とσ２２とを乗算することによって計算される。|σ１２|２は、Ｒｅ（σ１２）２＋Ｉｍ（σ１２）２と等しい。Ｒｅ（σ１２）２は、乗算器６４によってｒＲＦ１（ｔ）とｒＲＦ２（ｔ）とを乗算した後、次に積分器６６による積分と乗算器６８による信号の２乗とによって計算される。Ｉｍ（σ１２）２は、遅延７０によって、周期τの間、ｒ２（ｔ）９０を遅延させた後、次に乗算器７２によるｒＲＦ１（ｔ）との乗算、積分器７４による積分及び乗算器７６による２乗によって計算される。最後に、|σ１２|２は、加算器８４によって、Ｉｍ（σ１２）２にＲｅ（σ１２）２を加算することによって得られる。行列式は、減算器８６によってσ１１σ２２から|σ１２|２を減算することによって計算される。
【００１７】
ベースバンドレベルで、σｉｉ及びσｉｊを計算するための式は、異なる形をとることがある。例えば、情報信号が同相及び直交位相の成分に復調されているという事実のためである。この場合、バースバンドにおける情報信号ｒｉ（ｔ）は、ｒＢＢｉ（ｔ）＝ｒＩｉ（ｔ）＋ｊ＊ｒＱｉ（ｔ）のように表される。従って、σｉｉ及びσｉｊは、次のように計算されることができる。
【数４】
2006507744.tif 000006
【００１８】
図５は、ｒＢＢ１（ｔ）及びｒＢＢ２（ｔ）として示される、ベースバンド領域における２つの信号ｒ１（ｔ）及びｒ２（ｔ）用の相関行列の行列式を計算するためにアレンジされた、本発明に基づく他の実施形態を示す。
【００１９】
σ１１及びσ２２は、図１０の上部で計算される。σ１１は、最初に乗算器６８及び１１０によってｒＩ１（ｔ）及びｒＱ１（ｔ）を２乗した後、次に積分器１１６及び１１８による、２乗された信号の積分によって計算される。σ１１は、加算器１２４によって、これら積分された信号を加算することによって得られる。σ２２を計算するため、信号ｒＩ２（ｔ）及びｒＱ２（ｔ）は、乗算器１１２及び１１４によって２乗された後、積分器１２０及び１２２による積分が続く。σ２２は、加算器１２６によって、ともにこれら積分された信号を加算することによって得られる。σ１１σ２２は、乗算器１２８によって、σ２２とσ１１の乗算によって得られる。σ１２は、ｒ１（ｔ）及びｒ２（ｔ）のＩ及びＱ部分の複数の外積を備えるので、|σ１２|２の計算は、多少より複雑である。合計では、σ１２は、４つの外積、例えばｒＩ１（ｔ）＊ｒＩ２（ｔ）、ｒＱ１（ｔ）＊ｒＱ２（ｔ）、ｒＩ２（ｔ）＊ｒＱ１（ｔ）及びｒＩ１（ｔ）＊ｒＱ２（ｔ）を備える。
【００２０】
−ｒＩ１（ｔ）＊ｒＩ２（ｔ）は、乗算器１３８によってｒＩ１（ｔ）とｒＩ２（ｔ）とを乗算することによって計算される。
−ｒＱ１（ｔ）＊ｒＱ２（ｔ）は、乗算器１４０によってｒＱ１（ｔ）とｒＱ２（ｔ）とを乗算することによって計算される。
−ｒＩ２（ｔ）＊ｒＱ１（ｔ）は、乗算器１４２によってｒＩ２（ｔ）とｒＱ１（ｔ）とを乗算することによって計算される。
−ｒＩ１（ｔ）＊ｒＱ２（ｔ）は、乗算器１４６によってｒＩ１（ｔ）とｒＱ２（ｔ）とを乗算することによって計算される。
【００２１】
次に、全ての外積は、それぞれ積分器１４８、１５０、１５４及び１５６によって積分される。積分器１４８及び１５０の結果は、加算器１５２によってともに加算された後、乗算器１６０によるその結果の２乗が続く。積分器１５４及び１５６の結果は、減算器１５８によって互いから減算された後、乗算器１６８による次の２乗が続く。最後に、|σ１２|２は、加算器１６４によってともに乗算器１６０及び１６２の結果を加算することによって得られる。減算器１６６によってσ１１σ２２から|σ１２|２を減算することは、相関行列の行列式を生成する。
【００２２】
デジタル領域では、σｉｉ及びσｉｊは、次のように表される。
【数５】
2006507744.tif 000007
ここで、ｒＤｉ［ｎ］は、デジタル化された情報信号であり、Ｎは、シンボルの数に相当する。デジタル領域における行列式の計算は、ここには示されていない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に基づく装置の一例を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す。
【図４】相関行列の行列式を計算するための実施形態を示す。
【図５】相関行列の行列式を計算するための他の実施形態を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１０  装置
１２、１６、２０  アンテナ
１４  基地局
２２  経路選択手段
２４  経路
２６  相関手段
３０  処理手段
【図１】
2006507744.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2006507744.tif 000013
2006507744.tif 000014
2006507744.tif 000015