(57)【要約】ＣＤＭＡモードに基づくマルチアンテナを備える移動端末（２００）は、ＣＭＤＡに基づき受信したマルチチャネルＲＦ信号をマルチチャネル・ベースバンド信号に変換するための、複数の群の無線周波数信号処理モジュール（２０２）と、マルチアンテナ・モジュールがマルチアンテナ・ベースバンド処理を可能にするとき、１回限り受信される制御情報に従って、前記複数の群の無線周波数信号処理モジュールから出力される前記マルチチャネル・ベースバンド信号を合成することによってシングルチャネル・ベースバンド信号にする、前記マルチアンテナ・モジュール（２０６）と、前記制御情報を前記マルチアンテナ・モジュールに供給して前記マルチアンテナ・モジュールから出力されたシングルチャネル・ベースバンド信号をベースバンド処理する、ベースバンド処理モジュール（２０３）と、を具備する。
2006512830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤＭＡに基づき受信したマルチチャネル無線周波数信号をマルチチャネル・ベースバンド信号に変換するための、複数の群の無線周波数信号処理モジュールと、
マルチアンテナ・モジュールであって、それがマルチアンテナ・ベースバンド処理を可能にするとき、１回限り受信される制御情報に従って、前記複数の群の無線周波数信号処理モジュールから出力される前記マルチチャネル・ベースバンド信号を合成してシングルチャネル・ベースバンド信号にする、前記マルチアンテナ・モジュールと、
前記制御情報を前記マルチアンテナ・モジュールに供給して前記マルチアンテナ・モジュールから出力される前記シングルチャネル・ベースバンド信号をベースバンド処理する、ベースバンド処理モジュールと、を具備する、ＣＤＭＡに基づくマルチアンテナを備える移動端末。
【請求項２】
前記制御情報が、少なくとも、移動端末の動作状態情報と基地局アンテナの構成情報とを含む、請求項１に記載の移動端末。
【請求項３】
前記マルチアンテナ・モジュールは、
前記複数の群の無線周波数信号処理モジュールに対応する、複数の空間フィルタであって、そのそれぞれが受け取る命令に従ってその動作モードを設定し、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する受領情報に従って前記ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離する、前記複数の空間フィルタと、
受け取る同期情報および前記命令に従って、前記空間フィルタのそれぞれから出力される信号を合成する、結合器と、
前記命令および前記マルチチャネル・ベースバンド信号に従って、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関する前記情報を前記空間フィルタに供給するとともに、前記同期情報を前記結合器に供給する、同期モジュールと、
前記ベースバンド処理モジュールから前記制御情報を受け取るとともに、前記命令を前記同期モジュール、前記複数の空間フィルタおよび前記結合器に供給する、コントローラと、を具備する、請求項１または２に記載の移動端末。
【請求項４】
前記コントローラが、前記複数の空間フィルタのそれぞれから出力される前記信号を時間調整する時間調整手段を含む、請求項３に記載の移動端末。
【請求項５】
前記マルチアンテナ・モジュールが、
複数の送信アンテナからの信号を受け取って処理するための、無線通信システムにおける複数の送信アンテナに対応する複数の処理モジュールであって、
送信アンテナに対応する前記処理モジュールのそれぞれが、空間フィルタの群で構成されて、特定の送信アンテナからの信号を受け取って処理し、
前記空間フィルタの群が複数の空間フィルタを含み、それぞれが、受け取る命令に従ってその動作モードを設定するとともに、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する受け取った情報に従って前記マルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離する、前記複数の処理モジュールと、
受け取る同期情報および前記命令に従って、前記各群の空間フィルタから出力される信号を合成する、結合器と、
前記命令および前記マルチチャネル・ベースバンド信号に従って、それぞれの特定の経路の信号の空間特性に関係する前記情報を、送信アンテナに対応する前記各処理モジュール内の前記各群の空間フィルタに供給するとともに、前記複数の送信アンテナによって送信される信号に関係する前記同期情報を前記結合器に供給する、同期モジュールと、
前記制御情報を、前記ベースバンド処理モジュールから受け取るとともに、前記命令を前記同期モジュールに供給するコントローラであって、前記各処理モジュール内の前記複数の空間フィルタが送信アンテナおよび前記結合器に対応するコントローラと、を具備する、請求項１または２に記載の移動端末。
【請求項６】
前記結合器が、前記複数の空間フィルタのそれぞれから出力される信号を時間調整する、時間調整手段を含む、請求項５に記載の移動端末。
【請求項７】
前記複数の空間フィルタのそれぞれが、
前記マルチチャネル・ベースバンド信号に、供給された対応するパラメータをそれぞれ乗ずる、複数の乗算器と、
前記複数の乗算器のそれぞれから出力される信号を合成し、合成結果を出力する信号結合器と、
前記マルチチャネル・ベースバンド信号および前記命令に従って、対応する操作を実行して、前記対応するパラメータを前記複数の乗算器にそれぞれ供給する、重み生成モジュールと、を具備する、請求項３から６のいずれかに記載の移動端末。
【請求項８】
前記命令が、前記移動端末がセル探索段階にあることを示すとき、前記空間フィルタの１つだけが起動状態にあるとともに、前記重み生成モジュールにおいてブラインド型等比合成アルゴリズムが実行される、請求項７に記載の移動端末。
【請求項９】
前記ブラインド型等比合成アルゴリズムが、
前記マルチチャネル・ベースバンド信号の１つを参照信号として選択することと、
前記参照信号と前記マルチチャネル・ベースバンド信号のその他の信号の共役信号とに、乗算、積分および正規化をそれぞれ適用して、前記参照信号と比較しての前記マルチチャネル・ベースバンド信号の前記その他の信号の相対位相差を得ることと、を含み、
前記空間フィルタの前記複数の乗算器によって得られる前記対応するパラメータはそれぞれ、前記参照信号に対応する乗算器によって得られる前記パラメータが一定値であり、前記マルチチャネル・ベースバンド信号の前記その他の信号に対応する乗算器によって得られる前記パラメータが前記相対位相差である、請求項８に記載の移動端末。
【請求項１０】
前記命令が前記移動端末は通常接続段階であることを示すとき、前記複数の空間フィルタがその動作モードをレーク受信モードとして設定するとともに、前記複数の空間フィルタのそれぞれがレーク受信のそれぞれのフィンガを形成し、このときに、前記重み生成モジュールが重み生成を実行し、前記複数の乗算器に供給される前記対応するパラメータが、前記重み生成によって得られる、マルチチャネル・ベースバンド信号に対応する重みである、請求項７に記載の移動端末。
【請求項１１】
前記重み生成モジュールによって実行される前記重み生成が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記参照信号として一定パラメータを選択し、前記逆拡散された信号に重み推定を適用することと、
（ｃ）前記重み推定において得られる重みのそれぞれを正規化して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることと、を含む、請求項１０に記載の移動端末。
【請求項１２】
前記重み生成モジュールによって実行される前記重み生成が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記参照信号として一定パラメータを選択し、前記逆拡散された信号に重みの推定を適用することと、
（ｃ）前記逆拡散された信号に電力推定を適用すること と、
（ｄ）前記電力推定において得られる電力信号に従って、前記重み推定において得られた重みのそれぞれを改訂して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることと、を含む、請求項１０に記載の移動端末。
【請求項１３】
前記重み生成モジュールによって実行される前記重み生成が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記逆拡散された信号に電力推定を適用することと、
（ｃ）前記電力推定において得られた電力信号を前記参照信号として、前記逆拡散された信号に重みの推定を適用して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることを含む、請求項１０に記載の移動端末。
【請求項１４】
前記重み推定が、ＬＭＳ（最小平均二乗誤差）アルゴリズムまたはＮ‐ＬＭＳ（正規化最小平均二乗誤差）アルゴリズムを含む、請求項１１から１３のいずれかに記載の移動端末。
【請求項１５】
前記結合器が、
前記複数の空間フィルタからの出力信号のそれぞれを遅延させて、前記同期モジュールの制御の下で同期信号を得る、複数の遅延器と、
前記複数の遅延器によって遅延された前記同期された信号を合成するための結合器を具備する、請求項４または６に記載の移動端末。
【請求項１６】
前記複数の遅延器を、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）技術を使用して実現することが可能であるとともに、遅延器の値を、ＦＩＦＯの深さを制御することによって調節することが可能である、請求項１５に記載の移動端末。
【請求項１７】
前記端末が、次の標準：ＷＣＤＭＡ、ＩＳ９５、ＣＤＭＡ２０００の１つを使用する、移動端末またはその他の移動無線通信端末、無線ＬＡＮ端末に応用される、請求項１に記載の移動端末。
【請求項１８】
（ａ）ＣＤＭＡに基づき受信したマルチチャネル無線周波数信号を、マルチチャネル・ベースバンド信号に変換することと、
（ｂ）マルチアンテナ・ベースバンド処理が使用可能になるときに、一回限り受け取る制御情報に従って、前記マルチチャネル・ベースバンド信号を合成して、シングルチャネル・ベースバンド信号にすることと、
（ｃ）前記シングルチャネル・ベースバンド信号をベースバンド処理することを含む、ＣＤＭＡに基づくマルチアンテナを備える移動端末のための方法。
【請求項１９】
前記制御情報が、前記移動端末の動作状態情報と基地局アンテナの構成情報とを少なくとも含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ステップ（ｂ）が、
前記制御情報に従う前記合成を制御するための命令を生成することと、
前記命令に従って動作モードを設定することを含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記命令が、前記移動端末がセル探索段階にあることを示すときに、ステップ（ｂ）が、
（１）前記マルチチャネル・ベースバンド信号の１つを参照信号として選択することと、
（２）前記参照信号および前記マルチチャネル・ベースバンド信号のその他の信号の共役信号に、乗算、積分および正規化をそれぞれ適用して、前記参照信号と比較した前記マルチチャネル・ベースバンド信号の前記その他の信号の相対的位相差を得ることと、
（３）前記参照信号に一定値を乗じ、かつ前記マルチチャネル・ベースバンド信号のその他の信号に前記相対位相差を乗じることと、
（４）前記乗算によって得られた結果を合成し、合成結果を出力することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記命令が、前記移動端末が通常接続段階にあることを示すときに、ステップ（ｂ）が、
（ｂ１）入力マルチチャネル・ベースバンド信号に従って、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する情報と前記マルチチャネル・ベースバンド信号に関係する同期情報とを取得することと、
（ｂ２）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関する前記情報に従って、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離することと、
（ｂ３）異なる遅延成分を含む前記混合信号からの分離信号を合成して、前記同期情報に従って、合成結果を出力することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
ステップ（ｂ３）が、異なる遅延成分を有する前記信号が、時間調整され、ついで合成されて、合成結果が出力されることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記命令が、前記移動端末がソフト・ハンドオーバ段階にあること、または前記基地局が送信ダイバーシティまたはスマート・アンテナによって信号を送信することを示すときに、ステップ（ｂ）が、
（ｂ１）各群のマルチチャネル・ベースバンド信号における特定の経路の信号の空間特徴に関係する情報と、複数の群のマルチチャネル・ベースバンド信号に従って、複数の送信アンテナによって送信される信号に関係する同期情報とを得ることと、
（ｂ２）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、各群におけるそれぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関する前記情報に従って、各群におけるそれぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離することと、
（ｂ３）異なる遅延成分を含む前記混合信号から分離された前記信号を合成して、前記同期情報に従って、合成結果を出力することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
ステップ（ｂ３）が、異なる遅延成分を有する前記信号が、時間調整され、次いで合成されて、合成結果が出力されることをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記マルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離することは、
（１）前記マルチチャネル・ベースバンド信号のそれぞれに、重み計算によって得られる、前記マルチチャネル・ベースバンド信号のそれぞれに対応する重みを乗ずることと、
（２）重み付けされた信号を合成して、合成結果を出力することを含む、請求項２２から２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
前記重み計算が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記参照信号として一定パラメータを選択し、前記逆拡散された信号に重み推定を適用することと、
（ｃ）前記重み推定において得られる重みのそれぞれを正規化して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記重み計算が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記参照信号として一定パラメータを選択し、前記逆拡散された信号に重み推定を適用することと、
（ｃ）前記逆拡散された信号に電力推定を適用することと、
（ｄ）前記電力推定において得られる電力信号に従って、前記重み推定において得られる重みのそれぞれを訂正して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記重み計算が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記逆拡散された信号に電力推定を適用することと、
（ｃ）前記電力推定において得られる電力信号を前記参照信号にして、前記逆拡散された信号に重みの推定を適用して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記重み推定が、ＬＭＳまたはＮ‐ＬＭＳを含む、請求項２７から２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
異なる遅延成分を含む前記混合信号からの前記分離された信号を時間調整することは、
前記同期情報に従って、異なる遅延成分を含む前記特定の経路の各信号を遅延させることと、
遅延された同期信号を合成することを含む、請求項２３または２５に記載の方法。
【請求項３２】
前記遅延を、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）技術を使用して実現することが可能であり、前記遅延器の値を、ＦＩＦＯの深さを制御することによって調整することのできる、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
次の標準であるＷＣＤＭＡ、ＩＳ９５およびＣＤＭＡ２０００の１つを利用する、移動端末、その他の移動無線通信端末または無線ＬＡＮ端末に適用される、請求項１８に記載の方法。
【請求項３４】
複数の空間フィルタであって、それぞれが受け取る命令に従ってその動作モードを設定し、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する受領情報に従ってマルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離する、前記複数の空間フィルタと、
前記空間フィルタのそれぞれから出力される信号を、受け取る同期情報および前記命令に従って、合成する、結合器と、
前記命令および前記入力されるマルチチャネル・ベースバンド信号に従って、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関する前記情報を前記複数の空間フィルタに供給し、前記同期情報を前記結合器に供給する、同期モジュールと、
受け取る制御情報に従って、前記命令を前記同期モジュール、前記複数の空間フィルタ、および前記結合器に供給する、コントローラと、を具備する、マルチアンテナ処理装置。
【請求項３５】
前記コントローラが、前記複数の空間フィルタのそれぞれから出力される前記信号を時間調整する、時間調整手段を含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
複数の送信アンテナからの信号を受け取って処理する、無線通信システムにおける前記複数の送信アンテナに対応する複数の処理モジュールであって、
送信アンテナに対応する前記処理モジュールのそれぞれが、空間フィルタの群で構成されて、特定の送信アンテナからの信号を受け取って処理し、
空間フィルタの前記群が、複数の空間フィルタを含み、それぞれが、受け取る命令に従ってその動作モードを設定するとともに、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する受領情報に従って、マルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離する、前記複数の処理モジュールと、
受け取る同期情報および前記命令に従って、前記各群の空間フィルタから出力される信号を合成する、結合器と、
前記命令および前記入力マルチチャネル・ベースバンド信号に従って、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する前記情報を、送信アンテナに対応する前記各処理モジュール内の前記各群の空間フィルタに供給するとともに、前記複数の送信アンテナによって送信される信号に関係する前記同期情報を、前記結合器に供給する、同期モジュールと、
受け取る制御情報に従って、前記命令を、前記同期モジュール、送信アンテナに対応する前記各処理モジュール内の複数の空間フィルタ、および前記結合器に供給するコントローラと、を具備する、マルチアンテナ処理装置。
【請求項３７】
前記結合器が、前記空間フィルタのそれぞれから出力される信号を時間調整する、時間調整手段を含む、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記制御情報が、前記移動端末の動作状態情報と基地局アンテナの構成情報とを少なくとも含む、請求項３４から３７のいずれかに記載の装置。
【請求項３９】
前記空間フィルタが、
前記入力マルチチャネル・ベースバンド信号に、供給される対応するパラメータを乗ずる、複数の乗算器と、
前記複数の乗算器のそれぞれから出力される信号を合成して合成結果を出力する、信号結合器と、
前記マルチチャネル・ベースバンド信号と前記命令に従って、対応する操作を実行して、前記対応するパラメータを前記複数の乗算器にそれぞれ供給する、重み生成モジュールと、を含む、請求項３４から３８のいずれかに記載の装置。
【請求項４０】
前記命令が、前記移動端末がセル探索段階にあることを示すときに、前記空間フィルタの１つだけが起動しており、前記重み生成モジュールが、ブラインド型等比合成アルゴリズムを実行する、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記ブラインド型等比合成アルゴリズムは、
前記マルチチャネル・ベースバンド信号の１つを基準信号として選択することと、
前記参照信号および前記マルチチャネル・ベースバンド信号のその他の信号の共役信号に、乗算、積分および正規化をそれぞれ適用して、前記参照信号と比較して前記マルチチャネル・ベースバンド信号の前記その他の信号の相対位相差を得ることを含みと、
前記空間フィルタの複数の乗算器によって得られる前記対応するパラメータはそれぞれ、前記参照信号に対応する乗算器によって得られる前記パラメータが定数であり、前記マルチチャネル・ベースバンド信号のその他の信号に対応する乗算器によって得られる前記パラメータが、前記相対位相差である、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記命令が、前記移動端末が通常接続段階であることを示すとき、前記複数の空間フィルタがその動作モードをレーク受信モードとして設定するとともに、前記複数の空間フィルタのそれぞれがレーク受信のそれぞれのフィンガを形成し、このときに、前記重み生成モジュールが重み生成を実行し、前記複数の乗算器に供給される前記対応するパラメータが、前記重み生成によって得られる、前記マルチチャネル・ベースバンド信号に対応する重みである、請求項３９に記載の装置。
【請求項４３】
前記重み生成モジュールによって実行される前記重み生成が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記参照信号として一定パラメータを選択し、前記逆拡散された信号に重み推定を適用することと、
（ｃ）前記重み推定において得られる重みのそれぞれを正規化して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることを含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記重み生成モジュールによって実行される前記重み生成が、
（ａ）前記マルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記参照信号として一定パラメータを選択し、前記逆拡散された信号に重みの推定を適用することと、
（ｃ）前記逆拡散された信号に電力推定を適用することと、
（ｄ）前記電力推定において得られた電力信号に従って、前記重み推定において得られた重みのそれぞれを改訂して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることを含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記重み生成モジュールによって実行される前記重み生成が、
（ａ）前記入力されたマルチチャネル・ベースバンド信号を逆拡散することと、
（ｂ）前記逆拡散された信号に電力推定を適用することと、
（ｃ）前記電力推定において得られた電力信号を前記参照信号として、前記逆拡散された信号に重みの推定を適用して、前記マルチチャネル・ベースバンド信号にそれぞれ対応する重みを得ることを含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４６】
前記重み推定が、ＬＭＳ操作またはＮ‐ＬＭＳ操作を含む、請求項４３から４５のいずれかに記載の装置。
【請求項４７】
前記結合器が、
前記複数の空間フィルタからの出力信号のそれぞれを遅延させて、前記同期モジュールの制御の下で同期信号を得る、複数の遅延器と、
前記複数の遅延器によって遅延された前記同期された信号を合成するための結合器を含む、請求項３５または３７に記載の装置。
【請求項４８】
前記複数の遅延器を、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）技術を使用して実現することが可能であるとともに、遅延器の値を、ＦＩＦＯの深さを制御することによって調節することが可能である、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
アップリンクを介して信号を伝送する、伝送手段と、
受信手段であって、受信したマルチチャネル無線周波数信号をマルチチャネル・ベースバンド信号に変換する、複数の群の無線周波数信号処理モジュールを含む、受信手段と、
マルチアンテナ・モジュールであって、前記マルチアンテナ・モジュールがマルチアンテナ・ベースバンド処理を使用可能にするときに一回限り受信される制御情報に従って、前記複数の群の無線周波数信号処理モジュールから出力される前記マルチチャネル・ベースバンド信号を、シングルチャネル・ベースバンド信号に合成する、前記マルチアンテナ・モジュールと、
前記制御情報を前記マルチアンテナ・モジュールに供給して、前記マルチアンテナ・モジュールから出力される、前記シングルチャネル・ベースバンド信号をベースバンド処理する、ベースバンド処理モジュールと、を含む、移動端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末用の受信装置およびその受信方法に関し、より具体的には、移動端末用のマルチアンテナ受信装置およびその受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル加入者が増加する中、最近の移動通信システムに対しては、通信容量を拡大しながら高品質を維持するという要求が生じている。そのような注目をあびる中で、マルチアンテナ技術が、３Ｇ移動通信分野におけるホットな話題として浮上している。
【０００３】
マルチアンテナ技術は、通常は空間ダイバーシティおよびアダプティブ・アンテナ技術を含み、少なくとも２つのアンテナを使用して受信方向の信号を受信して、ダイバーシティやビーム・フォーミング（ｂｅａｍ  ｆｏｒｍｉｎｇ）などの処理方法によって複数の並列信号を合成して、従来型の単一アンテナ（ｕｎｉ−ａｎｔｅｎｎａ）よりも高い性能を達成するものである。
【０００４】
研究によると、マルチアンテナの導入によって信号のＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を効率的に増大させ、したがって通信過程における通信品質を大幅に改善できることがわかっている。しかしながら、現行の通信システムの移動端末は、一般に、単一アンテナ用の処理モジュールを使用している。マルチアンテナ技術を現行の移動端末に応用しようとすると、処理モジュールのハードウエアおよびソフトウエアの両方を再設計する必要があり、これは非常に高価である。したがって、いかに現行の移動端末に基づいて修正を加えるか、およびいかに単一アンテナシステムの処理モジュールのハードウエア資源およびソフトウエア資源を利用するかが、マルチアンテナを移動端末に応用するための重要課題となっている。
【０００５】
ここで、ＷＣＤＭＡ（Wide-band Code Division Multiple Access）標準に基づく移動端末の一例をあげて、現行の移動端末における単一アンテナシステムの構造とともに、単一アンテナシステムに応用するときにマルチアンテナが直面する課題を示すことにする。
【０００６】
図１は、単一アンテナを備える標準的な移動電話を示すブロック図であり、これには、アンテナ１００、ＲＦモジュール１０１、ＲＦインターフェイス・モジュール１０２、ベースバンドＭＯＤＥＭモジュール１０３、およびシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣモジュール１０５が含まれる。図中で、ベースバンドＭＯＤＥＭモジュール１０３は、レーク受信器（Ｒａｋｅ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）、拡散／逆拡散モジュール、変調／復調モジュールおよびビタビ／ターボ（Ｖｉｔｅｒｂｉ／Ｔｕｒｂｏ）符号化／復号化モジュールで構成することができ、これに対してシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣモジュール１０５は、コントローラおよびソース符号器／復号器で構成することができる。
【０００７】
ダウンリンクにおいて、アンテナ１００によって受信される電波信号は、ＲＦモジュール１０１において、最初に増幅されて、ＩＦ（中間周波数）信号またはアナログ・ベースバンド信号にダウンコンバートされる。次いで、ＲＦインターフェイス・モジュール１０２において、ＩＦ信号またはアナログ・ベースバンド信号はサンプリングされて量子化された後に、ベースバンドＭＯＤＥＭモジュール１０３に入力されるディジタル・ベースバンド信号に変換される。ベースバンドＭＯＤＥＭモジュール１０３においては、レーク受信、逆拡散、復号化、逆インタリーブ処理（ｄｅ‐ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）、ビタビ／ターボ復号、レート・マッチング（ｒａｔｅ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）その他の連続操作によって得られる信号が、システム・コントローラ＆ＣＯＤＥＣ１０５に供給される。システム・コントローラ＆ＣＯＤＥＣ１０５においては、ベースバンドＭＯＤＥＭモジュール１０３によって処理されたデータが、データリンク層、ネットワーク層、または上位層信号処理、システム制御、ソース符号化／復号化その他を含む上位層でさらに処理される。
【０００８】
現在では、上記の単一アンテナ移動電話技術は実際に完全に成熟している。フィリップス（Ｐｈｉｌｉｐｓ）を含む多くの製造業者が、サウンド・チップセット（ｓｏｕｎｄ  ｃｈｉｐ−ｓｅｔ）解決法を開発しており、この場合に、前記のベースバンドＭＯＤＥＭモジュール１０３の機能は、一般的にＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ（Application Specific Integrated Circuits））によって実現される。
【０００９】
マルチアンテナ技術を現行移動電話に導入するとベースバンド・モジュール１０３全体が完全に変わることになるが、これのハードウエアおよび対応するソフトウエア、例えばレーク受信装置、逆拡散などはほとんど使用することができない。したがって、現行移動端末に基づいて修正を行う方法、また単一アンテナシステムの処理モジュールにおけるハードウエアおよびソフトウエア資源を有効に利用する方法は、マルチアンテナを移動端末に応用するために解決すべき問題としてまだ残されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の一目的は、現行の標準ベースバンドＭＯＤＥＭモジュールのソフトウエアおよびハードウエア設計を、大幅な修正をすることなく再使用することのできる、マルチアンテナ移動端末用の受信装置および受信方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、異なるマルチアンテナ処理アルゴリズムを柔軟に構成かつ選択することのできる、マルチアンテナ移動端末用の受信装置および受信方法を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、システムの稼働率および性能を改善することのできる、マルチアンテナ移動端末用の受信装置および受信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明が提案する、ＣＤＭＡモードに基づくマルチアンテナ移動端末は、
ａ）ＣＤＭＡに基づき受信したマルチチャネルＲＦ信号をマルチチャネル・ベースバンド信号に変換するための、複数の群のＲＦ（無線周波数）信号処理モジュール；
ｂ）マルチアンテナ・モジュールであって、それがマルチアンテナ・ベースバンド処理を可能にするとき、１回限り受信される制御情報に従って、前記複数の群のＲＦ信号処理モジュールから出力されるマルチチャネル・ベースバンド信号を合成することによってシングルチャネル・ベースバンド信号にする、前記マルチアンテナ・モジュール；
ｃ）前記制御情報を前記マルチアンテナ・モジュールに供給して前記マルチアンテナ・モジュールから出力される前記シングルチャネル・ベースバンド信号をベースバンド処理する、ベースバンド処理モジュールを具備する。
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明が提案するＣＤＭＡモードに基づくマルチアンテナ移動端末用の方法は、
ａ）受信したマルチチャネルＲＦ信号をマルチチャネル・ベースバンド信号に変換するステップ；
ｂ）マルチアンテナ・ベースバンド処理が可能になるときに一回限り受信される制御情報に従って、前記マルチチャネル・ベースバンド信号を合成して、シングルチャネル・ベースバンド信号にするステップ；
ｃ）前記シングルチャネル・ベースバンド信号をベースバンド処理するステップを含む。
【００１５】
上記の目的を達成するために、本発明が提案するマルチアンテナ処理装置は、
ａ）複数の空間フィルタであって、それぞれが受け取る命令に従ってその動作モードを設定し、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する受領情報に従って入力されるマルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離する、前記複数の空間フィルタ；
ｂ）前記空間フィルタのそれぞれから出力される信号を、受け取る同期情報および命令に従って、時間調整して合成する、結合器；
ｃ）受け取る命令および入力されるマルチチャネル・ベースバンド信号に従って、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関する時間同期および時間遅延情報を前記空間フィルタと前記結合器に供給する、同期モジュール；
ｄ）受け取る制御情報に従って、前記命令を前記同期モジュール、前記空間フィルタ、および前記結合器に供給する、コントローラを具備する。
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明が提案するマルチアンテナ処理装置は、
ａ）複数の送信アンテナからの信号を受け取って処理する、無線通信システムにおける複数の送信アンテナに対応する複数の処理モジュールであって、
送信アンテナに対応する前記処理モジュールのそれぞれが、空間フィルタの群で構成されて、特定の送信アンテナからの信号を受け取って処理し、
空間フィルタの各群が、いくつかの空間フィルタを含み、それぞれが、受け取る命令に従ってその動作モードを設定するとともに、それぞれの特定の経路の信号の空間特徴に関係する受領情報に従って、入力されるマルチチャネル・ベースバンド信号を処理して、それぞれの特定の経路の信号を混合信号から分離する、前記複数の処理モジュール；
ｂ）受け取る同期情報および前記命令に従って、前記各群の空間フィルタから出力される信号を合成する、結合器；
ｃ）いくつかの送信アンテナによって送信される信号およびそれぞれの特定の経路の信号に関係する時間同期および時間遅延情報を、送信アンテナおよび結合器に対応する前記各処理モジュール内の前記各群の空間フィルタに供給する、同期モジュール；
ｄ）受け取る制御情報に従って、前記命令を、前記同期モジュール、送信アンテナに対応する各処理モジュール内の複数の空間フィルタ、および結合器に供給するコントローラを具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を、添付の図面を合わせて、以下にさらに説明する。
【００１８】
本発明の詳細な説明を、ＷＣＤＭＡシステムを例として、添付の図面と好ましい実施形態とを合わせて以下に示す。
【００１９】
図２は、本発明におけるＷＣＤＭＡ標準に基づくマルチアンテナ移動端末の受信装置のブロック図である。
【００２０】
図２で最もよくわかるように、この受信装置は、複数アンテナ２００で構成される複数の群のＲＦ処理モジュール、複数ＲＦモジュール２０１および複数ＲＦインターフェイス・モジュール２０２、ＭＡモジュール２０６、ベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３で構成されるベースバンド処理モジュール、およびシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０５を含む。より具体的には、複数アンテナ２００がＲＦ信号を受信するのに使用され；複数ＲＦモジュール２０１が、各アンテナ２００により受信されるＲＦ信号を増幅してダウンコンバートして、それらをＩＦ（中間周波数）信号またはアナログ・ベースバンド信号に変換するのに使用され；複数ＲＦインターフェイス・モジュール２０２が、各ＲＦモジュール２０１から出力されるＩＦまたはアナログ・ベースバンド信号をサンプリングかつ量子化して、それらをディジタル・ベースバンド信号に変換するのに使用され；ＭＡモジュール２０６、バスに接続されたベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３は、物理層においてＭＡモジュール２０６によって処理されるディジタル信号を処理すること、すなわちレーク受信、逆拡散、復調、逆インタリーブ処理、ビタビ／ターボ復号化、レート・マッチングおよびその他としての動作の実行に使用され；バスと接続されたシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０５は、リンク層、ネットワーク層または高位層においてベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３によって処理されるデータの処理、すなわち高位層信号処理、システム制御、ソース符号化／復号化およびその他に使用される。
【００２１】
現行の単一アンテナ移動端末の受信装置と比較すると、ＭＡモジュール２０６が、図２に示すデバイス中に追加されている。ＭＡモジュール２０６は、ＲＦインターフェイス・モジュール２０２およびベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３と互換性のあるインターフェイスを有し、ＭＡモジュール２０６を挿入することによって生じる時間遅延は、それが非常にわずかであるので、無視することができる。
【００２２】
新規に追加されたＭＡモジュール２０６の動作は、各ＲＦインターフェイス・モジュール２０２から出力されるディジタル・ベースバンド信号を処理してそれらをシングルチャネルの信号に合成すること、およびバスを介してのベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３およびシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０５からの制御情報に従って、前記合成信号をベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３に変換することを含んでいる。
【００２３】
バスを経由して転送される制御情報には、移動端末の動作状態情報、および信号を送信するための基地局のアンテナの構成情報が含まれる。移動端末の動作状態情報は、移動端末がセル探索、通常接続、またはソフト・ハンドオーバの段階にあるときの情報を含んでいる。基地局アンテナの構成情報は、基地局が信号を送信するために、単一アンテナ、開ループ送信ダイバーシティ、閉ループ送信ダイバーシティまたはスマート・アンテナの伝送信号を利用するかどうかについての情報を含んでいる。
【００２４】
さらに、ベースバンド処理モジュールによってＭＡモジュール２０６に供給される上記の制御情報は、データバス、ならびにその他のデータラインを介して転送することができる。
【００２５】
前記ＭＡモジュール２０６の構成および動作原理についての説明を以下に行う。その後に、ＭＡモジュール２０６の柔軟構成および異なるマルチアンテナ処理アルゴリズムの実行を説明するために、さらに詳細を記述する。
【００２６】
図３に示すように、本発明が提案する、ＷＣＤＭＡに基づくマルチアンテナ移動端末用の受信装置に関しては、そのＭＡモジュールは、複数のＭＦ（マッチ・フィルタ）３００、同期モジュール３０１、コントローラ３０２、複数の空間フィルタ３０３、結合器３０４およびパルス整形器（ｐｕｌｓｅ  ｓｈａｐｅｒ）３０５を含む。各部分について以下に説明する。
【００２７】
（１）複数のＭＦ３００
複数のＭＦ３００を使用して、図２の各ＲＦインターフェイス・モジュール２０２からの信号をマッチングする。マッチ・フィルタ３００は、ルート・レイズド・コサイン・フィルタ（Ｒｏｏｔ−Ｒａｉｓｅ−Ｃｏｓｉｎｅ ｆｉｌｔｅｒ）である。
【００２８】
（２）同期モジュール３０１
コントローラ３０２からの命令に従って、同期モジュール３０１は、各ＭＦ３００からの信号を受信して、無線伝播チャネルのマルチパスを分離するための情報を前記空間フィルタ３０３に供給するとともに、時間スロットおよびフレーム同期を実現するときに、推定遅延情報を前記結合器に供給する。これまでに多くの成熟した同期アルゴリズムがあり、それらは本発明のＭＡモジュール２０６において利用することができる。同期アルゴリズムは、本発明の焦点ではないので、これ以上は紹介しない。
【００２９】
（３）コントローラ３０２
コントローラ３０２は、図２のベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３またはシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０４と、前記データバスを介して通信し、移動端末の動作状態および基地局アンテナの構成についての情報を、前記ベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３およびシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０５から受け取って、例えば同期モジュール３０１、複数の空間フィルタ３０３および結合器３０４などの他のモジュールに対する動作モードおよびパラメータを設定する。
【００３０】
標準ＷＣＤＭＡシステムにおいて、移動端末は、セル探索、通常接続、ソフト・ハンドオーバなどの、異なる状態において動作することができる。一方で、基地局のアンテナも、単一アンテナ、送信ダイバーシティ（ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ）またはスマート・アンテナなどの異なる構成を利用することができる。動作過程において、ＭＡモジュール２０６は：
第１に、移動端末の動作状態および基地局アンテナの構成についての情報を、高位層ソフトウエア、すなわち図２のシステム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０５におけるシステム・コントローラによって取得し、
第２に、移動端末の動作状態および基地局アンテナの構成についての情報を、システム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０５から図３のＭＡモジュール２０６のコントローラ３０２に転送し、
第３に、既知の動作状態および基地局アンテナの構成に従って、動作モードを設定して、コントローラ３０２におけるそれ自体の処理アルゴリズムを選択する。
【００３１】
（４）複数の空間フィルタ３０３
複数の空間フィルタ３０３は、前記各ＭＦ３００から信号を受け取り、コントローラ３０２からの命令および同期モジュール３０１からの同期情報に従って、それらの動作モードおよびパラメータを設定し、次いで、それぞれの特定の経路の信号を、それぞれの特定の経路の信号、または基地局によって送信される信号の空間特性に従って、混合信号から分離する。各空間フィルタ３０３は、複数の複素乗算器（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｍｕｌｔｉｆｉｅｒ）３２０、複素加算器３２１などの結合器、および重み生成モジュール３０８をさらに含む。重み生成モジュール３０８は、マルチアンテナ処理アルゴリズムを実行して、重みを決定する。空間フィルタ３０３は、異なるシナリオまたは条件に応じて、異なるマルチアンテナ処理アルゴリズムを使用することのできる、柔軟で構成可能なモジュールとして設計することができる。空間フィルタ３０３の構成および処理アルゴリズムは、後に詳細に述べる。
【００３２】
（５）結合器３０４
各空間フィルタ３０３から出力される信号は、時間調整の後に、同期モジュール３０１からの同期情報およびコントローラ３０２からの命令に従って、結合器３０４内で合成される。
【００３３】
マルチアンテナで受信される信号を合成する前に、時間調整が必要であり、その理由は、異なる基地局または同一の基地局からのマルチパス信号は通常、非同期であること、すなわち異なる時間遅延を伴うことによる。異なる空間特性を有するマルチパス信号が、空間フィルタ３０３を使用して分離された後に、分離された信号間の交差干渉（ｃｒｏｓｓ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を防止するために、合成の前に信号を時間次元において調整することが必要である。（拡散符号の相関特性のおかげで、信号を調整したときには干渉は最小である。）
【００３４】
図３に示すように、空間フィルタからの信号は、合成される前に、遅延器（ｄｅｌａｙｅｒ）３０７によって遅延されることになる。各遅延器３０７は、無線伝播遅延にそれぞれ従って、同期モジュール３０１によって制御される。すなわち、空気伝播においてより大きな遅延を伴う経路を介して伝送される信号は、結合器・モジュール３０４において小さな遅延が与えられ、逆も同様である。このようにして、時間調整後の信号は同期されている。
【００３５】
遅延器３０７は、ＦＩＦＯ（ファースト・イン・ファースト・アウト）技術を使用して実現し、遅延の値は、ＦＩＦＯの深さを制御することによって調整することができる。
【００３６】
（６）パルス整形器（Ｐｕｌｓｅ  ｓｈａｐｅｒ）３０５
図２のベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３に適合するインターフェイスを有する、パルス整形器３０５は、前記結合器３０４からの信号フォーマットを復元するのに使用される。
【００３７】
ＭＦ３００とまったく同様に、ＷＣＤＭＡ規格において定義されるように、パルス整形器３０５においてルート・レイズド・コサイン・フィルタを利用する。
【００３８】
前章においては、ＭＡモジュール２０６内のすべての構成要素が、一つずつ記述されている。上記のように、本発明によれば、ＭＡモジュール２０６は、バスを介して入力される、システム・コントローラ＆ソースＣＯＤＥＣ２０５からの移動端末の動作状態および基地局アンテナの構成に応じて、その動作モードを柔軟に構成して、マルチアンテナ処理アルゴリズムを選択することができる。
【００３９】
次章においては、移動端末の動作状態および基地局アンテナの構成に応じた、柔軟な構成および対応するＭＡモジュール２０６の処理アルゴリズムについて詳細に記述して説明する。
【００４０】
１．セル探索段階
（１）ＭＡモジュール２０６の構成（ブラインド・シングル・ビーム（ｂｌｉｎｄ  ｓｉｎｇｌｅ  ｂｅａｍ）動作モード）
移動端末がちょうど電源を入れられたとき、または新規のセルに進入するときには、パイロット信号を探索して、通常セル探索段階と呼ばれる、セル同期を最初に確立する必要がある。セル探索を有効に終了する前には、移動電話にはパイロット信号の情報がなく、またセル同期も確立されていない。
【００４１】
本発明においては、バスからの制御情報が、移動端末がセル探索段階にあることを示すときには、図３のＭＡモジュール２０６は、ブラインド・シングル・ビーム動作モードとして構成され、この特徴は、パイロット情報も、セル同期も必要がないことである。
【００４２】
ＭＡモジュール２０６がブラインド・シングル・ビームのモードで動作するとき、その同期モジュール３０１および結合器・モジュール３０４は、コントローラ３０２の制御の下で、動作禁止にされて、１つの空間フィルタ３０３だけが起動状態であり、その出力は直接、パルス整形器３０５に送られる。
【００４３】
この場合に、ＭＡモジュール２０６の等価なアーキテクチャを図４に示してあり、このアーキテクチャでは、空間フィルタ３０３は、複数の乗算器３２０、１つの加算器３２１および１つの重み生成モジュール３０８を含む。乗算器３２０は、前記各ＭＦ３００からの入力信号に、重み生成モジュール３０８から出力される対応するチャネル・パラメータを乗ずるのに使用される。加算器３２１は、前記各乗算器３２０から出力される信号を合計して、その結果を前記パルス整形器３０５に出力するのに使用される。重み生成モジュール３０８は、各ＭＦ３００からの信号に従って、対応する処理アルゴリズムを実行してチャネル・パラメータを推定するのに使用される。実行すべき処理アルゴリズムを、以下に詳細に述べる。
【００４４】
（２）ＭＡモジュール２０６によって実行される処理アルゴリズム（ブラインド型等比合成アルゴリズム（ｂｌｉｎｄ  ｅｑｕａｌ−ｒａｔｉｏ−ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ））
セル探索段階において、本発明におけるＭＡモジュール２０６は、ブラインド型等比合成アルゴリズムを採用し、これは従来型等比合成アルゴリズムから発達したものである。
【００４５】
次に、従来型等比合成アルゴリズムを簡単に紹介する。
【００４６】
等比合成アルゴリズム、すなわち等比合成ダイバーシティは、フェージングを阻止するための重要かつ有効な方法である。この方法では、最初にパイロット信号を使用して、伝播により生じる、それぞれの受信信号の絶対位相差を推定し、次いで受信信号を、それらの位相を推定絶対位相差で補償した後に、等比で合成する。
【００４７】
上記の従来型等比合成アルゴリズムと異なり、本発明において採用するブラインド型等比合成アルゴリズムは、絶対位相差ではなく、受信信号間の相対位相差を推定する。したがって、このアルゴリズムにおいてはパイロット信号を必要としない。
【００４８】
次章では、図５と合わせてブラインド型等比合成アルゴリズムについて記述する。
【００４９】
図５は、ブラインド型等比合成アルゴリズムを採用したときの、図４の空間フィルタ３０３の構造の概略図である。図５に示すように、ブラインド型等比合成アルゴリズムは、次のステップを含む：
第１に、複数のマッチ・フィルタ３００からの信号から１つの信号を参照信号＃１として、その他の信号を＃２から＃Ｎとして選択するステップ；
第２に、空間フィルタ３０３の乗算器３２０において、参照信号＃１に定数（ここでは１とする）を乗ずるステップ；
第３には、空間フィルタ３０３のその他の乗算器３２０において、上記のその他の信号＃２から＃Ｎに、重み生成モジュール３０８のＮ−１個の位相差推定モジュール３０９から出力される位相差信号をそれぞれ乗ずるステップである。位相差推定モジュール３０９の役割は、参照信号＃１とその他の信号＃２〜＃Ｎとの間の位相差を推定し、それによって、その他の信号＃２〜＃Ｎに対応する位相差を乗じて、参照信号＃１に対するその他の信号＃２〜＃Ｎの位相差を補償することである。
【００５０】
ここで、Ｎ−１個の位相差推定モジュール３０９のそれぞれは、入力された参照信号＃１に、その他の信号＃２〜＃Ｎの対応する共役信号を乗じるための乗算器３１１と、乗算器３１１からの出力信号をそれぞれ積分するための積分器３１２と、積分器３１２からの出力信号を正規化し、正規化信号を前記位相差信号として空間フィルタ３０３内の対応するＮ−１個の乗算器３２０にそれぞれ出力する、ノーマライザ（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｒ）３１３とを含む。
【００５１】
第４として、空間加算器３０３の加算器３２１において、空間加算器３０３のＮ個の乗算器３２０から出力される信号を加算し、その結果をパルス整形器３０５に出力するステップがある。
【００５２】
上記のブラインド型等比合成アルゴリズムにおいて、Ｎ個の乗算器３２０から出力される信号がステップ４において合成されるときには、Ｎ個の乗算器３２０からの出力信号は、パイロット信号を使用しない場合でも、同一の位相を有するようにすることができる。この結論は、以下に示す数学モデルによって推測することができる。
【００５３】
受信信号ｎ＃は次のように書ける。
ｒｎ（ｔ）＝ｈｎｘ（ｔ）＋ｚｎ（ｔ）                    （１）
ここで、ｈｎは、アンテナｎ＃に対する無線伝播チャネルの複素パラメータであり、これは、ある期間内で一定であると仮定し；ｘ（ｔ）は、基地局によって送信されるソース信号であり、これは正規化されている、すなわち｜ｘ（ｔ）｜＝１と仮定し；ｚｎ（ｔ）は、チャネルｎ＃におけるノイズおよび外乱であり、分散はσ２と仮定する。そうすると、積分器３１２の出力は次式となる。
【数１】
2006512830.tif 000003
ここで、後の３つの項はすべてノイズである。
【００５４】
式（２）より、ａｎのＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ‐ｔｏ‐Ｎｏｉｓｅ）比を次のように得ることができる。
【数２】
2006512830.tif 000004
【００５５】
式（３）から、ＳＮ比は、積分期間を増大させることによって改善できることがわかる。高ＳＮ比シナリオにおいては、ノイズは無視することが可能であり、そのため式（２）は、ａｎ＝Ｔ・ｈ１・ｈｎ＊と表わすことができる。
【００５６】
そして、正規化モジュール３１３の出力は次式のように書くことができる。
【数３】
2006512830.tif 000005
ここで、ａｒｇ（．）は、複素位相を得るために使用される。
【００５７】
式（４）の結果は、位相差推定モジュール３０９から出力される位相差そのものである。この位相差を使用して、元の信号ｉ＃に乗算すると、次式を得る。
ｒｎ（ｔ）ｅｘｐ{ｊ・ａｒｇ（ｈ１）−ｊ・ａｒｇ（ｈｎ）}＝｜ｈｎ｜ｅｘｐ{ｆ・ａｒｇ（ｈ１）}・ｘ（ｔ）＋ｚｎ（ｔ）            （５）
【００５８】
式(５)からわかるように、補償された信号は、信号＃１と同一の位相を有し、したがって、この数学モデルに従って、Ｎ−１個の乗算器３２０から出力される、補償された信号＃２〜＃Ｎは、図５の信号＃１と同一位相を有し、それによって、加算器３２１における等比合成処理に対する要件を満たす。
【００５９】
上記のブラインド型等比合成アルゴリズムは、コンピュータ・ソフトウエアならびにハードウエアで実現することができる。
【００６０】
２．通常接続段階
（１）ＭＡモジュール２０６の構成
有効なセル探索の後に、移動端末は、通常接続段階に入り、その間の移動端末は、基地局からの信号、例えばブロードキャスト・チャネル信号を受信し続けることになる。
【００６１】
この章では、通常接続シナリオについて論述するが、（マクロ・ダイバーシティと比較して）移動端末は１つの基地局からの信号を受信するだけであり、基地局は（送信ダイバーシティまたはスマート・アンテナと比較して）従来型送信アンテナを採用している。
【００６２】
このシナリオにおいて、図３のＭＡモジュールは、空間レーク構造として構成され、各空間フィルタ３０３は、図６に示すレーク受信器の各フィンガを形成している。図６において、上述のように、同期モジュール３０１は、マルチパス成分（ｍｕｌｔｉ−ｐａｔｈ  ｉｎｇｒｉｅｄｉｅｎｔｓ）を探索して、それらの遅延パラメータを複数の空間フィルタ３０３に送る。複数の空間フィルタ３０３は、同期モジュール３０１から遅延パラメータを受け取り、ＭＦ３００から出力される信号を、ある特定の空間処理アルゴリズムを使用してフィルタリングし、その信号の空間特性に応じて、他を抑制しながら、ある遅延を含む対応する信号成分を除去する。結合器３０４は、同期モジュール３０１からの同期情報とコントローラ３０２からの命令に従って、時間調整の後に、それぞれの空間フィルタ３０３から出力される信号を合成する。
【００６３】
空間フィルタ３０３が実行する空間処理アルゴリズムについて、図７、図８および図９と合わせて、次章において詳細に説明する。
【００６４】
（２）モジュール２０６によって実行されるアルゴリズム（改良型ＬＭＳアルゴリズム）
本発明が提案するいくつかの改良型ＬＭＳアルゴリズムを記述する前に、現行のＬＭＳ（最小平均二乗誤差（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ））アルゴリズムを簡単に紹介する。
【００６５】
ＬＭＳ（またはＮ‐ＬＭＳ：正規化最小平均二乗誤差（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ））アルゴリズムは、ＭＭＳＥ（最小平均二乗誤差（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ））に基づく空間処理アルゴリズムの一種である。このアルゴリズムで処理された後に、受信信号は、ある参照信号に収束することになる。実際の応用においては、通常、決定フィードバック（ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｆｅｅｄｂａｃｋ）からのパイロット信号またはデータ信号が参照信号として採用されるが、決定フィードバックからのパイロット信号またはデータ信号は振幅情報を含まないので、従来型ＬＭＳ処理の後では、受信信号の振幅情報は失われることになる。
【００６６】
前記ＬＭＳ（またはＮ‐ＬＭＳ）アルゴリズムを、本発明が提案するＭＡモジュール２０６に適用する場合には、各空間フィルタ３０３から出力されるマルチパス信号は、一様な参照信号に収束する。これは、強いパス信号が抑制される一方で、弱いパス信号が、同じ参照信号に収束するために増幅されることを意味する。したがって、この場合には、マルチパス信号のダイバーシティ合成は、逆比合成（Ｉｎｖｅｒｓｅ−Ｒａｔｉｏ−Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ）であり、この利得は等比合成および最大比合成（Ｍａｘｉｍｕｍ−Ｒａｔｉｏ−Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ（ＭＲＣ））よりもはるかに低い。
【００６７】
各空間フィルタ３０３から出力されるマルチパス信号のＭＲＣ処理を実現するために、本発明では３つの改良型ＬＭＳアルゴリズムが提供される。勿論のこと、これらのアルゴリズムは、ＮＬＭＳおよびその他のＬＭＳアルゴリズムに拡張することもできる。
【００６８】
−改良型ＬＭＳアルゴリズム１
図７に示すように、逆拡散モジュール４０１は、ＭＦ３００からのパイロット信号に従って、ＭＦ３００からの１チップ・レートのベクトル信号を逆拡散する。
【００６９】
ＷＣＤＭＡシステムにおいては、パイロット信号は、拡散符号と記号情報を包含するＣＰＩＣＨ（共通パイロットチャネルＣｏｍｍｏｎ  Ｐｉｌｏｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）信号であり、そのためにそれらの信号は、拡散符号および記号情報なしで、逆拡散処理することによって逆拡散信号を得ることが要求される。図８に示すように、逆拡散信号、すなわち図７における［Ｓ１（ｉ）．．．ＳＮ（ｉ）］Ｔは、拡散符号および記号情報を包含しない。
【００７０】
図７に示すＬＭＳアルゴリズム１では、定数１が上記の参照信号として重み推定モジュール４０２に供給される。重み推定モジュール４０２は、従来型ＬＭＳ処理を実行する。
【００７１】
従来型ＬＭＳアルゴリズムは次を含む：
初期化
ステップ１：ｉ＝０，
【数４】
2006512830.tif 000006
反復
ステップ３：ｉ＝ｉ＋１；
【数５】
2006512830.tif 000007
ステップ５：Ｗｎ（ｉ＋１）＝Ｗｎ（ｉ）＋ｕ．Ｓｎ（ｉ）．ｅ＊（ｉ）
ステップ６：ステップ３に戻る
【００７２】
上記のアルゴリズムにおいて、ｕはステップ長を調整するのに使用されるパラメータである。
【００７３】
上記のステップ４は、２または３つ以上の乗算器４０７、１つの加算器４０８、および１つの減算器４０９を合わせることによって完了し、ステップ５は、ＬＭＳ処理モジュール４０６によって実現される。
【００７４】
上述のように、従来型ＬＭＳは、ＭＭＳＥ規則に基づいている。ＬＭＳ重みと合成された後に、受信信号は、一様な参照信号、すなわち図７の１に接近し、このことは重みの振幅［Ｗ１，Ｗ２，．．．ＷＮ］は、信号強度のほぼ逆であること、すなわち信号が強いほど、重みは小さくなることを意味する。マルチパスのＭＲＣ合成を実現するために、正規化モジュール４０３において、以下のようにＷ１，Ｗ２，．．．ＷＮの重みを正規化する。
【数６】
2006512830.tif 000008
【００７５】
上記の式から、重み
【数７】
2006512830.tif 000009
は信号強度とほぼ直接比である、すなわち信号が強いほど、重みは大きくなることがわかる。このようにして、マルチパスの最大比合成が実現可能である。重み
【数８】
2006512830.tif 000010
が、図３における各乗算器３２０に送られることになる。
【００７６】
−改良型ＬＭＳアルゴリズム２
図８に示すように、アルゴリズム２は、従来型ＬＭＳ合成の前に、信号の電力を推定し、次いで推定電力を使用して重み修正モジュール４０３’においてＬＭＳ重み出力を修正する。式は次のように修正される。
【数９】
2006512830.tif 000011
ここで、
【数１０】
2006512830.tif 000012
は修正重みであり、これは信号強度に対する直接比であり、図３における各乗算器３２０に送られることになり；Ｗｎ（ｎ＝１，２，．．．Ｎ）は、従来型ＬＭＳアルゴリズムによって得られる重みであり、重み推定モジュール４０２（図７と同じ）によって実現され、ｄ（ｉ）は、電力推定モジュール４０４によって推定される信号電力である。電力推定は、次式において実現される。
【数１１】
2006512830.tif 000013
ここでαは、０から１の忘れられた係数（ｆｏｒｇｏｔｔｅｎ  ｆａｃｔｏｒ）である。
【００７７】
−改良型ＬＭＳアルゴリズム３
上記のアルゴリズムとは異なり、このアルゴリズムは、信号の電力を最初に推定し、定数１の代わりに推定した電力を参照信号として重み推定モジュール４０２に供給する。このようにすると、ＬＭＳアルゴリズムは、信号の電力に収束することになり、それはＭＲＣが望むことである。詳細なアルゴリズムを以下に記述する。
【００７８】
重み推定モジュール４０２に実装された修正ＬＭＳアルゴリズム３：
開始
ステップ１：ｉ＝０，
【数１２】
2006512830.tif 000014
反復
ステップ３：ｉ＝ｉ＋１；
【数１３】
2006512830.tif 000015
【数１４】
2006512830.tif 000016
ステップ６：Ｗｎ（ｉ＋１）＝Ｗｎ（ｉ）＋ｕ．Ｓｎ（ｉ）．ｅ＊（ｉ）
ステップ７：ステップ３に戻る
【００７９】
ここで、重み［Ｗ１，Ｗ２，．．．ＷＮ］は、図３の各乗算器に直接送られる。ステップ４は、電力推定モジュール４０４を使用して信号電力を推定するのに使用され、ここでαは、０から１の忘れられた係数である。
【００８０】
上述のように、これらの３つの方法は、その他のＬＭＳアルゴリズム、例えばＮ‐ＬＭＳに拡張することも可能である。
【００８１】
図７、図８および図９と合わせて上記した改良型ＬＭＳアルゴリズムは、コンピュータ・ソフトウエア、ならびにハードウエアに実現することができる。
【００８２】
３．複雑なシナリオ
通常接続段階におけるマルチアンテナ移動端末の受信装置の以上の記述において、移動端末は、（マクロ・ダイバーシティの代わりに）１つの基地局から信号を受信するだけであり、基地局は、（送信ダイバーシティまたはスマート・アンテナの代わりに）従来型の送信アンテナを使用すると仮定する。
【００８３】
以下の章では、基地局がマクロ・ダイバーシティ、送信ダイバーシティまたはスマート・アンテナを使用するときの、マルチアンテナ移動端末用の受信装置および受信方法について記述する。
【００８４】
マクロ・ダイバーシティ、送信ダイバーシティおよびスマート・アンテナ技術の簡単な紹介を最初にする。
【００８５】
（１）マクロ・ダイバーシティ
ＷＣＤＭＡシステムは、マクロ・ダイバーシティ、すなわちソフト・ハンドオーバをサポートする。図１０で示すように、移動端末がセルの境界にあるときに、電波接続の品質を改善して、シームレスなハンドオーバを提供するために、２つ以上の基地局と同時に無線リンクを維持することになる。したがって、この場合には、移動デバイスは、いくつかの基地局から同時に信号を受信することになる。
【００８６】
（２）送信ダイバーシティ
送信ダイバーシティ技術は、ダウンリンクにおける性能を向上させるために、ＷＣＤＭＡシステムにおいてサポートされている。ＷＣＤＭＡ標準においては、閉ループ送信ダイバーシティおよび開ループ送信ダイバーシティを含む、いくつかの送信ダイバーシティ・アルゴリズムが定義されている。送信ダイバーシティにおいては、基地局内の同一信号が、関連する処理の後に、２つにコピーがされて、次いで２つのアンテナからそれぞれ送出される。
【００８７】
（３）スマート・アンテナ
スマート・アンテナは、ＷＣＤＭＡシステムにおける基地局に採用されたもう一つのキー技術である。基地局にスマート・アンテナを採用する場合には、共通信号、例えばＣＣＰＣＨ（共通制御物理チャネル：Ｃｏｍｍｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）が、オムニ・アンテナまたはセクタ・アンテナを使用してセル全体に伝送され、同時に専用信号、例えばＤＰＣＨ（専用物理チャネル：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）が、対応するユーザ機器に、アダプティブ・アンテナを使用して指向性をもって送信される。この２種類の信号は、異なる無線チャネルを通過して、（フェージングおよび到着方向を含む、）異なるチャネル・パラメータを有する。
【００８８】
移動端末の観点から、上記の３つのシナリオは、すべて、図１１によって、すなわちネットワーク側でのマルチアンテナ送信によって示すことができる。図１１における異なるアンテナは、（マクロ・ダイバーシティ用の）異なる基地局、または（送信ダイバーシティ用の）異なるダイバーシティ送信アンテナ、または（セクタ・アンテナ用の）オムニ・アンテナおよび（スマート・アンテナ用の）スマート・アンテナをそれぞれ表わすこともできる。
【００８９】
図からわかるように、各アンテナの信号は、データ信号および専用パイロット信号を含む。これらのパイロット信号は、以下に示すように詳細なシナリオに応じて、直交（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）であるか、またはほとんど直交である。
【００９０】
（１）マイクロ・ダイバーシティ・シナリオ：異なるセルが異なるスクランブル符号を採用し、そのためにパイロット信号、例えばＣＰＩＣＨはほとんど直交である。さらなる情報については、３Ｇ  ＴＳ２５．２１３逆拡散および変調（ＦＤＤ）を参照されたい。
【００９１】
（２）送信ダイバーシティ：ＣＰＩＣＨ信号が、２つのアンテナから（チャネル符号およびスクランブル符号を含む）同一の拡散符号を使用して送信される。しかしながら、ＣＰＩＣＨの事前設定された記号系列（ｓｙｍｂｏｌ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）は異なる。そのために、時間スロットまたはいくつかの機能の期間は、２つのアンテナから送信されるＣＰＩＣＨ信号は直交している。このシナリオでは、図７、図８および図９における逆拡散の積分間隔は、１つの時間スロットまたは１つの記号からいくつかの記号へと拡張される。
【００９２】
（３）スマート・アンテナ・シナリオ：この場合には、ネットワークは、オムニ・アンテナ（またはセクタ・アンテナ）用に１次ＣＰＩＣＨを使用し、指向性アンテナ（またはアダプティブ・アンテナ）用に２次ＣＰＩＣＨを使用する。これらは直交している。
【００９３】
本発明においては、図３における移動端末のＭＡモジュール２０６は、パイロット信号の直交特徴に基づいて、異なる送信アンテナからのこれらの信号を区別して分離することになる。
【００９４】
図１２は、ＭＡモジュール２０６の構成を示す。ネットワーク側でのマルチアンテナ送信の場合には、ＭＡモジュール２０６は、異なる送信アンテナからの信号をそれぞれ受信して処理する異なる送信アンテナ用の複数の処理モジュール３１０を含む。異なる送信アンテナ用の処理モジュール３１０はどれも、特定の送信アンテナからの信号を受信して処理する役割を負っており、空間フィルタ３０３の群で構成されて、対応するパイロット符号とともに設けられている。空間フィルタ３０３のそれぞれの群は、複数の空間フィルタ３０３を包含し、各空間フィルタ３０３は、同じ送信アンテナからのマルチパス信号の１つの特定の経路の信号を処理することに注力するが、これには、各ＭＦ３００から信号を受信すること、コントローラ３０２からの命令と同期モジュール３０１からの同期情報に従って、その動作モードおよびパラメータを設定すること、かつ各チャネル（または基地局）の信号の空間特徴に従って、混合信号からそれぞれの特定の信号を分離することが含まれる。
【００９５】
ここで、図５に示す移動端末用の上記のブラインド型等比合成アルゴリズムは、異なる群の空間フィルタ３０３に入力すべき信号を等比合成するのにも使用することができる。
【００９６】
同様に、図８、図９および図１０の３つのアルゴリズムは、ここで再使用することもできる。異なる群の空間フィルタ３０３の出力が、時間調整された後に合成されて、次いで、パルス整形器３０５を介して、図２のベースバンドＭＯＤＥＭモジュール２０３に供給される。
【００９７】
単一アンテナ送信シナリオと異なり、図１２の同期モジュール３０１は、基地局の複数の送信アンテナとの同期を確立して維持するとともに、対応する群の空間フィルタ３０３および結合器３０４に、（遅延を含む）マルチパス情報を供給する。
【００９８】
本発明の有利な利用形態
添付の図面と合わせた本発明の上記の説明から明らかにわかることは、スタンドアローンＭＡモジュールが本発明の移動端末中に挿入されること、移動端末の動作状態についての情報および基地局のアンテナの構成を、ＭＡモジュールに送ることができること、ならびにＭＡモジュールで処理された信号が、バスを介してベースバンドＭＯＤＥＭに送られる前に、シングルチャネル信号に合成されており、したがって、スタンドアローンＭＡモジュールは、標準ベースバンドＭＥＤＥＭのソフトウエアおよびハードウエアの設計に再使用することができることである。
【００９９】
一方で、ＭＡモジュールは、バスを介して移動端末の動作状態および基地局アンテナの構成を受け取ることが可能であり、したがってＭＡモジュール内のコントローラは、移動端末の動作状態および基地局アンテナの構成に従って、移動端末の受信装置が異なる構成をとるとともに異なるマルチアンテナ処理アルゴリズムを選択することを容易にする。
【０１００】
さらに、ブラインド型等比合成アルゴリズムは、本発明の移動端末セル探索段階によって実行される有効なアクセスの確率を向上させるのに使用され、改良型ＬＭＳアルゴリズムは、通常接続段階でＭＲＣを実装するのに採用され、これによって、通信システムの性能が効率的に向上する。
【０１０１】
勿論のこと、当業者であれば、本発明が提供するマルチアンテナ移動端末用の受信装置および方法は、移動電話システムにだけ限定されるものではなく、その他の無線移動通信端末、ＷＬＡＮ端末その他にも適用可能であることを理解するであろう。
【０１０２】
同時に、当業者であれば、本発明において提供されるマルチアンテナ移動端末用の受信装置および方法は、ＷＣＤＭＡシステムに限定されるものではなく、ＣＤＭＡ、ＩＳ９５、ＣＤＭＡ２０００標準その他による通信システムにも応用可能であることを理解するであろう。
【０１０３】
また、当業者であれば、本発明が提案する移動電話のスマート・アンテナ受信装置および方法に対して、本発明の内容の基本原理から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることを理解するであろう。したがって、本発明の保護されるべき範囲は、特許請求の範囲によって定義する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】ＷＣＤＭＡ標準に基づく単一アンテナ移動端末のブロック図である。
【図２】本発明による、ＷＣＤＭＡ標準に基づくマルチアンテナ移動端末の受信装置のブロック図である。
【図３】本発明による、ＷＣＤＭＡ標準に基づくマルチアンテナ移動端末の受信装置におけるＭＡ（マルチアンテナ）モジュールのアーキテクチャを示す図である。
【図４】セル探索段階における、図３のＭＡモジュールの構成を示す図である。
【図５】マルチアンテナ移動端末の受信装置における、ブラインド等利得合成方法の概略図である。
【図６】通常接続段階における、図３のＭＡモジュールの構成を示す図である。
【図７】マルチアンテナ移動端末の受信装置における空間フィルタ・アルゴリズム１を実現するための概略図である。
【図８】マルチアンテナ移動端末の受信装置における空間フィルタ・アルゴリズム２を実現するための概略図である。
【図９】マルチアンテナ移動端末の受信装置における空間フィルタ・アルゴリズム３を実現するための概略図である。
【図１０】マクロ・ダイバーシティ・シナリオにおける移動端末の概略図である。
【図１１】基地局側におけるマルチアンテナ送信の概略図である。
【図１２】基地局がマルチアンテナ送信を実行するときの、図３のＭＡモジュールの対応する構成を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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