(57)【要約】アンテナ・アレイ・システムで共用チャネル干渉およびチャネル間干渉を軽減する方法および装置。一態様によれば、基地局または他の通信デバイスのチャネル選択フィルタが、送信器が主チャネルでリモート・ユーザ端末と通信する時に少なくとも１つの非主チャネルでのチャネル間干渉を検出するように修正される。干渉の空間特性を判定し、これを使用して、チャネル間干渉を軽減する重みを得る。もう１つの態様によれば、送信器によって引き起こされる共用チャネル・ゴースト信号干渉および／またはチャネル間ゴースト信号干渉の空間特性を判定し、これを使用して、そのような干渉の効果を軽減する。
2004516771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ・アレイ・システムにおいて、チャネル間干渉を減らす方法であって、
ダウンリンク信号を第１リモート・ユーザ端末に送信する第１チャネルを用意することと、
通信に第２チャネルを使用する第２リモート・ユーザ端末の空間特性を得ることであって、その第２リモート・ユーザ端末が、ダウンリンク信号によって引き起こされる第２チャネルでの干渉に影響されやすい、第２リモート・ユーザ端末の空間特性を得ることと、
その空間特性に基づいて、第１チャネルでダウンリンク信号を送信する時に、第２リモート・ユーザ端末の位置で干渉を軽減された領域を生成することと
を含む方法。
【請求項２】
第２リモート・ユーザ端末の空間特性を得ることが、さらに、
第１チャネルで第１リモート・ユーザ端末によって送信される第１アップリンク信号を受信することと、
第２チャネルでエネルギーを受信することと、
第１チャネルで第１アップリンク信号を受信しながら、第２チャネルでのエネルギーが検出されるように、第１アップリンク信号をろ過することと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２チャネルに存在するエネルギーを検出するために、アンテナ・システムの、第１チャネルに同調されたフィルタを拡幅することをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１チャネルおよび第２チャネルが周波数チャネルである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第１チャネルおよび第２チャネルが符号チャネルである請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１チャネルおよび第２チャネルが時間チャネルである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１チャネルおよび第２チャネルが隣接チャネルである請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第１リモート・ユーザ端末のアップリンク送信に対応する第１アップリンク共分散行列を判定することと、
第３共分散行列を形成するために、第２チャネルで検出されたエネルギーをスケーリングした版に対応する第２アップリンク共分散行列を第１アップリンク共分散行列に加算することと、
ダウンリンク信号を送信する時に、干渉を軽減された領域を提供するためのダウンリンク重みの組を第３共分散行列の関数として生成することと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも部分的に第１リモート・ユーザ端末によって送信された第１アップリンク信号を受信することと、
少なくとも部分的に第２リモート・ユーザ端末によって送信される第２アップリンク信号を受信することと、
組み合わされた受信信号を形成するために第１アップリンク信号と第２アップリンク信号とを加算することと、
組み合わされた受信信号の共分散行列を判定することと、
ダウンリンク信号を送信する時に、干渉を軽減された領域を提供するためのダウンリンク重みの組を共分散行列の関数として生成することと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
第１チャネルで第１リモート・ユーザ端末によって送信されたアップリンク信号の少なくとも一部と、第２チャネルで第２リモート・ユーザ端末によって送信されたエネルギーの少なくとも一部とを含む組み合わされた信号を出力するために第１フィルタを設けること
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
組み合わされた信号の関数としてアップリンク重みを判定することと、
エネルギーの少なくとも一部をそこから除去された組み合わされた信号を表す後ろ過された信号を出力するために第２フィルタを設けることと、
後ろ過された信号を復調することと
をさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも部分的に第１チャネルで第１リモート・ユーザ端末によって送信されたアップリンク信号と、第２チャネルに存在するエネルギーの少なくとも一部とを含む組み合わされた信号を出力することと、
第２チャネルに存在するエネルギーの量を動的に変更することと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
存在するエネルギーの量を動的に変更することが、
第２チャネルに存在するエネルギーの振幅に反比例して、存在するエネルギーの量を減衰させること
をさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１リモート・ユーザ端末からアップリンク信号を受信することと、
アップリンク信号の関数としてアップリンク重みを生成することと、
重み付きアップリンク信号を得るために、アップリンク信号にアップリンク重みを適用することと、
ろ過されたアップリンク信号を生成するために重み付きアップリンク信号に対して時間的ろ過を実行することと、
ろ過されたアップリンク信号を復調することと、
ダウンリンク信号送信中に干渉を軽減された領域をもたらすビームフォーミング策を決定することと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
第２チャネルで検出されたエネルギーの少なくとも一部に第１チャネルへのエイリアスを作らせることと、
エネルギーの関数として空間特性を判定することと
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
エネルギーのエイリアス化された成分が第１チャネルの帯域端の付近に存在できるようにするために、チャネル選択フィルタを提供することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願
本発明は、本発明の譲受人に譲渡された、２０００年１２月２２日出願、米国特許出願第０９／７４６６７８号、表題「ＭＩＴＩＧＡＴＩＮＧ  ＧＨＯＳＴ  ＳＩＧＮＡＬ  ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ  ＩＮ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＡＲＲＡＹ  ＳＹＳＴＥＭＳ」、発明人Ｍｉｔｃｈｅｌｌ  Ｄ．Ｔｒｏｔｔ、整理番号１５６８５．Ｐ０３８に関連する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、無線通信システムの分野に関し、具体的には、アダプティブ・アレイ・システムでの干渉軽減の方法およびシステムに関する。
【０００３】
発明の背景
通信システムの容量増加での進歩の１つが、リソース共用または多元接続の分野であった。多元接続技法の例には、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、および時分割多元接続（ＴＤＭＡ）が含まれる。たとえば、ＴＤＭＡシステムでは、各リモート・ユーザ端末は、他のリモート・ユーザ端末と共用している周波数チャネルでハブ通信デバイス（たとえば基地局）と通信するが、それ自体の（すなわち、オーバーラップしない）タイムスロットで通信する。すなわち、ＴＤＭＡシステムは、複数のリモート・ユーザ端末が、同一の周波数チャネルで、オーバーラップしないタイム・スロットでハブ通信デバイスと通信することができる（本明細書で使用される用語「チャネル」は、周波数チャネル、時間チャネル、符号チャネルなどの普通の通信チャネルのいずれかまたはその組合せを指す）。
【０００４】
残念ながら、通信システム、特に多元接続技法を使用するシステムは、チャネル間干渉をこうむる（チャネル間干渉を、時々、隣接チャネル干渉とも称する。しかし、用語チャネル間干渉は、本明細書では、必ずしも隣接しないが、それでも互いに影響する可能性があるチャネルの間で干渉が発生する可能性があることを強調するのに使用される）。たとえば、ＦＤＭＡセルラ方式通信システムにおいて、基地局が主周波数チャネルで第１受信器（セル電話機の送受話器または他のリモート・ユーザ端末など）にダウンリンク信号を送信する時に、主周波数チャネルの周波数帯に隣接するかそれに比較的近い非主周波数チャネルで受信するように同調された第２の受信器が、送信器、受信器、および／またはチャネルの特性または制約に起因して、主ダウンリンク信号からのエネルギーが１つまたは複数の非主周波数チャネルに干渉として検出されるチャネル間干渉を経験する場合がある。同様に、ＴＤＭＡシステムでは、隣接するタイム・スロットで動作する受信器が、チャネル間干渉を経験する可能性がある。それでもなお、これが、ＧＳＭシステムなどのいくつかのシステムで現在使用されている。
【０００５】
リモート・ユーザ端末など、基地局または他の通信デバイスの「主」伝送の所期の受信者でない受信器によって経験されるチャネル間（および／または共用チャネル）干渉が、受信器の制約、チャネルおよび／または環境の特性に帰する要因の１つまたは組合せによって、および／または送信器（たとえば基地局）による「ゴースト」信号の生成によって引き起こされる可能性がある。たとえば、リモート・ユーザ端末などの受信器の制約に帰する、チャネル間干渉を発生させる可能性がある要因には、リモート・ユーザ端末の受信パスでの比較的制限されたダイナミック・レンジ、リモート・ユーザ端末の発振器の位相雑音、リモート・ユーザ端末の比較的劣悪なアナログろ過および／またはディジタルろ過またはチャネル選択度が含まれるが、これに制限はされない。その一方で、基地局などの送信器に帰する要因も、１つまたは複数の受信器によって経験される可能性があるチャネル間（および／または共用チャネル）干渉を引き起こす可能性がある。たとえば、送信器が、主チャネルでダウンリンク信号を送信する時に、送信器が、「主」チャネルまたは「非主」チャネルに現れる好ましくない「ゴースト信号」を生成することがある。
【０００６】
残念ながら、リモート・ユーザ端末の選択度（すなわち、近くの周波数チャネル、時間チャネル、および／または符号チャネルでの好ましくない信号を破棄する能力）を改善することによるチャネル間干渉の軽減の技法は、一般に、追加のコストまたは電力消費を必要とする。その一方で、リモート・ユーザ端末の受信器の選択度を相対的に制限することは、通信システムでの複数の望ましくない影響が生じる可能性がある。実際、隣接のいくつかのチャネルがそれぞれ十分な電力の信号によって占められていると、それらからのリモート・ユーザの受信器への合わさった干渉によって、リモート・ユーザ端末が、比較的信頼性が低くなるか、動作不能になる可能性がある。
【０００７】
チャネル間干渉を減らすか除去する技法の１つが、隣接チャネルおよび／またはチャネル間干渉に影響されやすい（またはそれを引き起こす）可能性がある他の比較的近くのチャネルを、占められていない（すなわち未使用の）ままにすることである。たとえば、基地局と通信するリモート・ユーザ端末が所与のチャネルを使用している場合に、隣接するチャネルまたは他の比較的近いチャネルを他のリモート・ユーザ端末（チャネル選択度が比較的制限されているのでそのような隣接するチャネルまたは他の比較的近いチャネルはチャネル間干渉に影響されやすくなる可能性がある）に割り当てないようにプログラムすることである。しかし、そうでなければ使用可能なチャネルを未使用にするので、この解決策は、スペクトル効率の比較的大きい損失に通ずる。比較的多数のリモート・ユーザ端末がある可能性があるシステムでは、スペクトル効率のそのような損失のゆえに、この解決策は実用的でない。
【０００８】
チャネル間干渉を減らすもう１つの従来の技法は、動的チャネル割り当てを用いることである。動的チャネル割り当ての１つの例が、パーソナル・ハンディフォン・システム（ＰＨＳ）すなわち、たとえば日本の一部を含む多くの地域で現在実施されているセルラ網アーキテクチャで使用されている。ＰＨＳリモート・ユーザ端末（ＰＨＳ送受話器とも称する）は、ＰＨＳ基地局に制御メッセージを送信する。ＰＨＳ送受話器が劣化した信号品質（たとえば、チャネル間干渉に起因する）を検出すると、制御メッセージを介して、ＰＨＳ送受話器が新しいチャネルが必要であることをＰＨＳ基地局に知らせ、新しいチャネルを、通信セッション中に（たとえば、音声「呼」またはデータ「呼」中に）ＰＨＳ基地局がＰＨＳ送受話器に割り振ることができる。
【０００９】
しかし、新たに割り当てられたチャネルをＰＨＳ送受話器が受け入れる前に、その送受話器は、新たに割り当てられたチャネルでの干渉を測定して、それが閾値に関してかなりのものであるかどうかを判定する。ＰＨＳ送受話器が、新たに割り当てられたチャネルでの干渉の測定を実行する時に、送受話器は、ＰＨＳ基地局との音声またはデータの交換の通常のトラフィック中に使用されるものと同一の装置を使用する。したがって、新たに割り当てられたチャネルの測定相中であっても、ＰＨＳ送受話器は、隣接するチャネルまたは近いチャネルの信号からの干渉を経験する場合がある。そのような干渉のレベルが、たとえば閾値との比較で、強すぎる場合には、ＰＨＳ送受話器が、基地局に新しいチャネルをもう一度要求する。
【００１０】
最終的に、ネットワーク負荷（すなわち、ユーザ（たとえばＰＨＳ送受話器）または他の信号源または受信器の数）が閾値を超えない場合に、ＰＨＳ網内のＰＨＳ送受話器および基地局は、許容可能な量のチャネル間干渉を伴う通信を行わせるタイム・スロットおよび周波数のパターンを見つけることができる。その一方で、ある回数の試みまたは予め決めた時間内にＰＨＳ送受話器が適切なチャネルを見つけられない場合には、呼が除去される場合がある、すなわち、通信が、ＰＨＳ送受話器と基地局の間で不随意に打ち切られる場合がある。さらに、通信が打ち切られない場合であっても、ＰＨＳ送受話器がチャネルを切り替える時に、音声品質またはデータ保全性が、通常は、かなり低下する。
【００１１】
信号処理ハードウェアおよび／またはソフトウェアと共にアンテナ・アレイが使用される、アダプティブ・アレイ（「スマート・アンテナ」とも称する）は、干渉の減少および無線通信の性能向上のために使用されている。アンテナ・アレイには、通常は、空間的に分離され、１つまたは複数のディジタル信号プロセッサおよび／または汎用プロセッサに結合される複数のアンテナが含まれる。アダプティブ・アンテナ・アレイまたは単にアダプティブ・アレイでは、アレイのアンテナのそれぞれから受け取られる信号を周期的に分析して、所望の信号（たとえば、セル電話機または他の通信デバイスなどの、所望のリモート・ユーザ端末からの）と、望まれない信号（たとえば、同一のまたは異なるセル・エリア内の望まれないリモート・ユーザ端末のアップリンク信号）、マルチパスなどとを区別する。他のタイプのアンテナ・アレイ・システム、特にスイッチト・ビーム・アンテナ・アレイ・システム（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｂｅａｍ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ ｓｙｓｔｅｍ）も使用することができるが、そのようなタイプのアンテナ・アレイ・システムでは、通常は、干渉を軽減するように放射パターンを動的かつ適応的に変更するのではなく、有限の数のビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）パターンに制限される。
【００１２】
複数のアンテナ要素の信号を組み合わせて所望のリモート・ユーザ端末の位置での利得を増すと同時に、１つまたは複数の他のリモート・ユーザ端末の位置での利得を減らす処理を、一般に、ビームフォーミングと称する。アンテナ・アレイ・システムから所望のリモート・ユーザ端末への信号の送信の適切な放射パターンをもたらすダウンリンク・ビームフォーミング策を記述するために、アンテナ・アレイ・システムによって、ダウンリンク重みが計算される。逆に、アップリンク重みは、アンテナ・アレイ・システムによる信号の受信に関する適切な放射パターンをもたらすアップリング・ビームフォーミング策を記述するために、アンテナ・アレイ・システムによって決定される。
【００１３】
重みは、一般に、たとえばアンテナ・アレイのさまざまなアンテナ要素で受信されるアップリンク信号の測定などによって判定することができる、１つまたは複数のリモート・ユーザ端末に関連する空間特性および／または時間的特性の関数として計算される。たとえば、いくつかのアダプティブ・アレイ・システムでは、アダプティブ・アレイ・システムによって実行される到来方向（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ：ＤＯＡ）の測定がアップリンク信号に関連する空間特性を提供し、したがって、そのようなアップリンク信号のソース（すなわち送信器）に関連する空間特性を提供することができる。しかし、他の既知の空間特性およびそれを判定する方法が存在する。したがって、本明細書の説明は、空間特性または空間特性測定技法の特定のタイプに依存せず、したがって、それに制限されないことを諒解されたい。
【００１４】
図１は、従来技術による、アンテナ・アレイ・システムの１タイプの単純化された放射パターンを示す図である。図１に示されたシステムでは、アンテナ・アレイ１０が、１つまたは複数の「主」チャネルで、移動するか静止しているリモート・ユーザ端末（たとえば、セルラ音声および／またはデータ通信デバイス、無線機能を有するＰＤＡ、移動するか静止しているデータ処理装置に結合されたモデムまたは他の無線通信インターフェースなど）の所望の（時々「主」と称する）リモート・ユーザ端末（ＲＵＴ）１２に信号を送信し（ダウンリンク）、かつ／またはそれから信号を受信する（アップリンク）。既知の「スマート・アンテナ」または「アダプティブ・アレイ」処理技法に従って、アンテナ・アレイ１０は、複数の要因に依存して、他のＲＵＴへの干渉軽減（または「ヌル」）の領域も同時に生成する。したがって、図１では、アンテナ・アレイ１０が、所望のＲＵＴ１２の位置で利得増加領域６を生成すると同時に、望ましくないＲＵＴ１４の位置での比較的最小化された利得の第１領域または「ヌル」領域２と、もう１つのＲＵＴ１６の位置での第２の利得を軽減された領域または「ヌル」領域４も生成する。
【００１５】
ヌル領域２および４は、アダプティブ・アレイおよび「スマート・アンテナ」処理の長所の１つを表す。具体的に言うと、ヌル２および４のそれぞれが、利得増加領域６に対する、最小化された利得の領域を表す。したがって、アンテナ・アレイ１０は、通常は、主チャネルで所望のＲＵＴ１２に送信する時に、１つまたは複数の位置でヌルも生成し、この位置のそれぞれは、一般に、別のＲＵＴの位置に対応する。それを行うことによって、アンテナ・アレイ１０は、アンテナ・アレイ１０が所望のＲＵＴ１２と通信する時に１つまたは複数の他のＲＵＴが経験する干渉を軽減することができる。したがって、ヌル生成は、干渉軽減をもたらす技法とみなすことができ、各「ヌル領域」を、干渉を軽減される領域と呼ぶことができる。
【００１６】
所望のリモート・ユーザ端末の位置での利得を増やすと同時に、１つまたは複数の他のリモート・ユーザ端末の位置で利得を減らすことによって、アンテナ・アレイ１０は、信号を「空間的に」受信し、送信することができ、したがって、システム容量が増え、送信および／または受信の利得を所望のＲＵＴの位置に焦点を合わせると同時に、１つまたは複数の望まれないＲＵＴの位置での送信および／または受信の利得を減らすことによって、他のリモート・ユーザ端末によって経験されるかそれによって引き起こされる干渉が減少する。
【００１７】
アダプティブ・アレイ・システムに関して使用される用語「ヌル」が、通常は、０の電磁エネルギーの領域を意味しないことに留意されたい。というのは、ヌルに、しばしば、通常は増加された領域より小さいが、あるレベルの利得が含まれる可能性があるからである。さらに、所望のＲＵＴに関する電力供給制約を含むさまざまな要因に依存して、アダプティブ・アレイ・システムが、生成されるヌルの数を変更することによって、かつ／またはヌルが０利得に近いほど、ヌルがより強くなるかより深くなるようにヌルの強度／深さを変更することによって、ヌル化の「量」を変更することがある。
【００１８】
残念ながら、アダプティブ・アレイは、通常は、所望のＲＵＴと同一の主チャネル（たとえば、タイム・スロットまたは搬送波周波数スロット）を占めているＲＵＴへ干渉軽減（または「ヌル化」）を向ける。したがって、上で述べたチャネル間干渉の影響は、アダプティブ・アレイ・システムでも通常は存在する。
【００１９】
したがって、望まれているものは、無線システムでチャネル間干渉を減らす方法およびシステムである。
【００２０】
詳細な説明
本発明は、無線通信システムのチャネル間干渉および／または共用チャネル干渉を減らす方法および装置を提供する。干渉は、受信器および／または送信器の制約によって引き起こされる可能性がある。本発明の第１の態様によれば、受信器（たとえば、リモート・ユーザ端末）に起因するチャネル間干渉が、送信器（たとえば基地局）で新規の方法を実行することによって軽減される。本発明の第２の態様によれば、１つまたは複数のリモート・ユーザ端末が影響されやすい干渉、および送信器（たとえば基地局）によって引き起こされる干渉（チャネル間関連または共用チャネル関連）が、送信器で新規の方法を実行することによって軽減される。本発明の他の新規の特徴および利益は、以下の本発明の複数の実施形態の説明から明白になる。
【００２１】
本発明を、さまざまなタイプの無線アーキテクチャおよび無線応用例に使用することができ、したがって、本発明が、１つのタイプの無線システムまたは無線アーキテクチャに制限されないことを諒解されたい。たとえば、本発明を、時分割二重（ＴＤＤ）システムまたは周波数分割二重（ＦＤＤ）システムあるいは他の無線アーキテクチャで使用することができる。本発明は、複数のリモート・ユーザ端末が実質的に同一の周波数チャネル、時間チャネル、および／または符号チャネルで同時に動作することができるが、各リモート・ユーザ端末が、特定の空間チャネルに関連する環境で使用することもできる。さらに、本発明は、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、および／またはＦＤＭＡ通信システムと共に使用することができる。さらに、本発明のさまざまな要素のそれぞれまたは組合せを、ハードウェア、ソフトウェア、またはその組合せで実施できることを諒解されたい。
【００２２】
本明細書で使用される基地局は、基地局が複数のリモート・ユーザ端末からの信号を同時に処理でき、基地局が、必ずではないが通常、網（たとえば、ＰＳＴＮ、インターネットなど）に接続されるという範囲で、リモート・ユーザ端末と異なる。しかし、本発明は、１つのタイプの無線通信システムまたは無線通信デバイスに制限されない。本発明の一実施形態を、アダプティブ・アレイを含む基地局に関して説明するが、１つまたは複数のリモート・ユーザ端末にもアンテナ・アレイを含めることができることを諒解されたい。したがって、本発明の方法および装置を、少なくとも部分的に、リモート・ユーザ端末によって実施することもできる。
【００２３】
本明細書で、基地局のチャネル選択フィルタなどの１つまたは複数のフィルタに関して使用される用語「拡幅（ｗｉｄｅｎ）」が、必ずしもより広い通過帯域ではなく、追加の通過帯域を提供するフィルタの１つまたは組合せのすべてを含むことを意図されていることを諒解されたい。したがって、「拡幅された」チャネル選択フィルタは、本明細書の意味では、複数の通過帯域を有するチャネル選択フィルタ、または複数の通過帯域を提供する複数のチャネル選択フィルタなどを表すことができる。
【００２４】
ハードウェアの概要
図２は、本発明の一実施形態による、適応干渉軽減機構を使用するアダプティブ・アレイ・システムのブロック図である。図からわかるように、基地局の一部でよいシステム２０に、一実施形態で、複数のアンテナ要素を含むアンテナ・アレイ２２が含まれている。アンテナ・アレイ２２は、ダウンリンク信号をリモート・ユーザ端末に送信し、リモート・ユーザ端末からアップリンク信号を受信するのに使用される。もちろん、システム２０は、複数のリモート・ユーザ端末と通信することができ、リモート・ユーザ端末または他の信号源にそれぞれが関連する複数の信号を処理することができる。さらに、システム２０を、無線通信網の複数の基地局のそれぞれで使用することができ、この場合に、各基地局は、チャネルの所与の組を使用して、所与の地理的領域内のリモート・ユーザ端末ユニットと通信する。そのようなリモート・ユーザ端末は、静止端末または移動端末とすることができ、システム２０に音声および／またはデータを通信することができる。
【００２５】
図２からわかるように、アンテナ・アレイ２２の各アンテナ要素は、電力増幅器（ＰＡ）および低雑音増幅器（ＬＮＡ）２４に結合される。各アンテナ要素のＰＡ／ＬＮＡ２４は、受信された（アップリンク）信号および／または送信される（ダウンリンク）信号を増幅する。図からわかるように、各ＰＡ／ＬＮＡ２４は、ダウン・コンバータ２６およびアップ・コンバータ２８に結合される。ダウン・コンバータ２６は、アンテナ・アレイ２２によって搬送波周波数で受信された「生」の信号を受信（Ｒｘ）ベースバンド信号に変換し、その受信ベースバンド信号をベースバンド・プロセッサ（モデム・ボードとも称する）３０に供給する。アップ・コンバータ２８は、逆に、ベースバンド・プロセッサ３０によって供給される送信（Ｔｘ）ベースバンド信号を搬送波周波数の送信信号に変換し、その送信信号を、ＰＡ／ＬＮＡ２４に供給して、送信させる（たとえば、リモート・ユーザ端末へ）。図示されていないが、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ回路）およびディジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）回路を、それぞれダウン・コンバータ２６とベースバンド・プロセッサ３０の間およびアップ・コンバータ２８とベースバンド・プロセッサ３０の間に結合することができる。
【００２６】
ベースバンド・プロセッサ３０には、通常は、受信した（アップリンク）信号と送信する（ダウンリンク）信号を処理するハードウェア（たとえば、回路）および／またはソフトウェア（たとえば、データ記憶媒体／デバイスに保管された計算機実行可能コード／命令）が含まれる。図２に示された本発明の実施形態によれば、ベースバンド・プロセッサ３０に、アナログまたはディジタルのいずれかの形の受信信号をろ過する少なくとも１つの狭帯域フィルタ３６が含まれる。狭帯域フィルタ３６からのろ過された信号は、次に空間プロセッサ３８に供給される。
【００２７】
空間プロセッサ３８には、通常は、空間処理または時空間処理を行うために、少なくとも１つの汎用プロセッサおよび／またはディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）が含まれる。一実施形態では、空間プロセッサ３８が、１つまたは複数のアップリンク信号の空間特性または時空間特性（「スペイシャル・シグネチャ（ｓｐａｔｉａｌ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）」とも称する）に基づいて、空間的な選択に基づいて１つまたは複数のリモート・ユーザ端末との間で信号を送信し、受信することができる。したがって、空間チャネルおよびＳＤＭＡが使用される一実施形態では、複数のリモート・ユーザ端末が、共用チャネル（たとえば、搬送波周波数および／またはタイム・スロットおよび／または符号）で同時に受信し、かつ／または送信することができ、その一意の空間特性または時空間特性に基づいて、システム２０によって区別することができる。しかし、本発明の代替実施形態は、空間チャネルを使用しない。空間特性の１つの例が、到来方向（ＤＯＡ）または到来角度（ａｎｇｌｅ ｏｆ ａｒｒｉｖａｌ：ＡＯＡ）である。アダプティブ・アレイの分野で既知の他のタイプの空間特性を本発明と共に使用することができる。
【００２８】
一般に、アンテナ・アレイ２２は、システム２０と所望のユーザ端末および／または１つまたは複数の他のデバイス（たとえば、複数のリモート・ユーザ端末、無線通信網内の他の基地局、衛星通信網など）の間で信号を伝送する。たとえば、アンテナ・アレイによって、所望のリモート・ユーザ端末にダウンリンク信号を送信し、リモート・ユーザ端末からアップリンク信号を受信することができる。そのような送信および受信は、同一の周波数チャネルであるが、異なる時刻に（たとえばＴＤＤシステムで）行うことができ、また、異なる周波数（たとえばＦＤＤ）システムで行うことができる。プロセッサ３８は、本明細書で主リモート・ユーザ端末とも称する所望のリモート・ユーザ端末からのアップリンク信号の空間特性を判定し、１つまたは複数の他の非主リモート・ユーザ端末の空間特性も判定する。そのような特性に基づいて、システム２０は、所望のリモート・ユーザ端末の位置での送信利得を増やしながら、非主リモート・ユーザ端末の位置での送信利得を相対的に最小にする（すなわち、「ヌル」または干渉を軽減させた領域とする）ために、ダウンリンク・ビームフォーミング策を決定する。同様に、システム２０は、空間特性に基づいて、主リモート・ユーザ端末の位置からの受信利得を増やしながら、１つまたは複数の非主リモート・ユーザ端末の位置からの受信利得を最小にするために、アップリンク・ビームフォーミングを実行することができる。
【００２９】
本発明の一実施形態では、システム２０が、システム２０と通信する複数のリモート・ユーザ端末が、同一の普通の周波数チャネルおよび／または時間チャネルを同時に使用できるように空間チャネルをサポートする。しかし、代替実施形態では、空間チャネルをサポートまたは使用しないか、１つまたは複数の条件が満たされる時に限って使用することができる。
【００３０】
図２からわかるように、空間プロセッサ３８は、さらに、復調器およびエラー訂正ユニット４０に結合されている。復調器およびエラー訂正ユニット４０は、空間プロセッサ３８から「抽出された」信号または「所望の」信号あるいは信号の組を受け取り、抽出された信号をネットワーク・プロセッサ３２に出力する。ユニット４０は、ディジタル・データの形のアップリンク情報をネットワーク・プロセッサ３２に出力する前に、エラー訂正を実行し、パケット・オーバーヘッドを供給し、かつ／または他の処理を実行することができる。
【００３１】
ネットワーク・プロセッサ３２は、システム２０の一部を構成してもしなくてもよいが、システム２０と外部ネットワーク３４の間で情報を伝送する。そのような情報には、音声および／またはデータを含めることができ、そのような情報をパケット交換または回路交換の形で伝送することができる。たとえば、一実施形態では、リモート・ユーザ端末に、セル電話、両方向ポケット・ベル、無線通信機能を有するＰＤＡ、データ処理装置（ラップトップ・コンピュータ、ＰＤＡ、ゲーム機または他のコンピューティング・デバイスなど）にインターフェースすることができる無線モデム、または、リモート・ユーザ端末とネットワーク３４の間で音声信号および／またはデータ信号をルーティングする他の通信デバイスを含めることができ、ネットワーク３４には、この例では、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、インターネット、および／または音声ネットワークおよび／またはデータ・ネットワークを含めることができる。したがって、リモート・ユーザ端末に、ウェブ・ブラウザと共にコンピューティング・デバイス（たとえば、携帯情報端末、ラップトップ・コンピュータ、ノートブック・コンピュータ、コンピューティング・セル電話送受信器など）を含めるかそれとインターフェースさせることができ、その場合に、ネットワーク３４はインターネットでよく、また、ネットワーク・インターフェース・プロセッサは、リモート・ユーザ端末（システム２０を介して）と、インターネットに結合された１つまたは複数のサーバまたは他のデータ処理システムとの間で通信することができる。したがって、音声および／またはデータ（たとえば、ビデオ、オーディオ、グラフィックス、テキストなど）を、システム２０（およびそれと通信する１つまたは複数のリモート・ユーザ端末）と外部ネットワーク３４との間で伝送することができる。
【００３２】
チャネル間干渉軽減  非主チャネル・ユーザのヌル化
本発明の一態様によれば、システム２０が主チャネルで主リモート・ユーザ端末に送信する時に、非主（周波数、時間、および／または符号）チャネルのエネルギーを受信し、したがってそれに影響されやすい可能性がある１つまたは複数の「非主」リモート・ユーザ端末の空間特性を入手する。一実施形態では、そのような非主チャネルが、主チャネルに隣接するか、近接する。
【００３３】
本発明の一態様によれば、システム２０が主チャネルで主リモート・ユーザ端末にダウンリンク信号を送信する時に、システム２０は１つまたは複数の非主リモート・ユーザ端末の空間特性を使用して、１つまたは複数のそのような非主リモート・ユーザ端末の位置で干渉を軽減された領域（またはヌル）を生成する。したがって、一実施形態で、主チャネルで主リモート・ユーザ端末にダウンリンク信号を送信するために、システム２０は、受信に非主チャネルを使用する１つまたは複数のリモート・ユーザ端末の位置を干渉を軽減された領域とするダウンリンク・ビームフォーミング策を決定する。その非主チャネルは、ダウンリンク信号が送信される時に好ましくないエネルギー（すなわち干渉）の搬送に影響されやすい。下で説明するように、そのような非主リモート・ユーザ端末（またはその空間特性）は、その端末から受信されるアップリンク信号をシステム２０が測定するか、そのような非主チャネルを使用する可能性がある１つまたは複数のリモート・ユーザ端末の空間特性が保管されたデータベースからなど、複数の形で識別される。代替実施形態では、主リモート・ユーザ端末にダウンリンク信号を送信するためにシステム２０によって使用される主チャネルに隣接するか近接する非主時間チャネル、非主周波数チャネル、および／または非主符号チャネルを使用する１つまたは複数のリモート・ユーザ端末の空間特性を得るために、さらに他の機構を使用することができる。
【００３４】
本説明では、システム２０は複数の形で主リモート・ユーザ端末「へ」信号を送信できることを諒解されたい。たとえば、特定のリモート・ユーザ端末「へ」の送信を、空間的に１つまたは複数の位置に向けることができる（たとえば、スマート・アンテナ空間処理技法を使用して）。その一方で、送信は、必ずしも指向性／空間的でない場合があり、非指向性、全方向性、セクタ化、あるいは、空間処理ありまたはなしで他の形で実行されるものとすることができる。
【００３５】
１つまたは複数の非主リモート・ユーザ端末の空間特性を、本発明のさまざまな実施形態で複数の形で判定することができる。たとえば、本発明の一実施形態では、システム２０の１つまたは複数の構成要素を制御して、システム２０が１つまたは複数のアップリンク信号を受信する時に非主チャネルの信号エネルギーを検出することができる。主チャネルに隣接するか近接する１つまたは複数の非主チャネルが１つまたは複数の非主リモート・ユーザ端末によって使用されることを判定することによって、システム２０は、そのような非主リモート・ユーザ端末の空間特性を入手でき、その空間特性の関数として、主チャネルで主リモート・ユーザにダウンリンク信号を送信する時にそのような非主リモート・ユーザ端末の位置のヌルを生成するダウンリンク・ビームフォーミング策を決定することができる。
【００３６】
たとえば、図２に示された実施形態では、ベースバンド・プロセッサ３０に、ダウン・コンバータ２６およびアップ・コンバータ２８の同調制御が含まれる。そのような同調制御を用いると、本発明の一実施形態で、ベースバンド・プロセッサが、主リモート・ユーザ端末との通信に使用される主周波数チャネルに近接するか隣接する１つまたは複数の非主周波数チャネルの、アップリンク通信中のエネルギーを検出するために、システム２０のアップリンクおよび／またはダウンリンクのチャネル選択および／またはろ過機構を「拡幅」できる。システム２０は、主チャネルで主リモート・ユーザ端末へダウンリンク送信中に、１つまたは複数の非主リモート・ユーザ端末の位置に１つまたは複数のヌルを生成する。それらの非主リモート・ユーザ端末は、非主周波数チャネルの１つで受信するようにそれぞれが同調されている。
【００３７】
同様に、空間プロセッサ３８は、主チャネルに隣接するか近接する非主チャネルで送信し、かつ／または受信する非主リモート・ユーザ端末の１つまたは複数の空間特性の識別するために、狭帯域フィルタ３６の同調制御を行い、システム２０のチャネル選択度を変更することができる。それを行う際に、システム２０は、主チャネルで主リモート・ユーザ端末に送信する時に、１つまたは複数のそのような非主リモート・ユーザ端末の方向にヌルを生成することができる。
【００３８】
非主周波数チャネルのエネルギーの検出に関して一実施形態を説明するが、代替実施形態で、非主周波数チャネルのエネルギーの検出の代わりにまたはそれに加えて、非主タイム・スロット・チャネルまたは非主符号チャネルのエネルギーを検出することができる。たとえば、代替実施形態で、システム２０のタイムゲーティング（ｔｉｍｅ−ｇａｔｉｎｇ）回路を拡幅して、主タイム・スロット以外のタイム・スロットのエネルギーを検出することができる。もう１つの実施形態では、１つまたは複数の非主符号チャネルを監視して、エネルギーを検出することができる。
【００３９】
本発明を、アンテナ・アレイを使用するさまざまなタイプのシステムおよび応用例で使用することができ、具体的には、変化する信号および干渉の環境に基づいてビームフォーミング策が動的に決定されるアダプティブ・アレイ（またはスマート・アンテナ）システムで使用できることを強調しなければならない。一実施形態では、本発明が、アダプティブ・アレイを使用するパーソナル・ハンディフォン・システム（ＰＨＳ）基地局で使用される。
【００４０】
ＰＨＳシステムでは、アップリンク共分散行列の測定値に基づく（正則）最小二乗問題を解くことによって、ダウンリンク重みが計算される。言い換えると、ダウンリンク重みは、測定されたアップリンク信号の関数として決定される。したがって、ＰＨＳ基地局で使用される本発明の一実施形態では、主チャネルのアップリンク信号に対応するアップリンク共分散行列が、基地局によって受信された１つまたは複数の他の／非主チャネル（たとえば近接チャネルまたは隣接チャネル）のエネルギーに対応する共分散行列をスケーリングした版を加算することによって修正される。代替実施形態では、受信されたアップリンク信号が、基地局によって、共分散行列を計算する前に修正され、この修正は、非主チャネル（たとえば近接チャネルまたは隣接チャネル）で受信された受信アップリンク・エネルギーをスケーリングした版を加算する。一実施形態では、これが、１つまたは複数の非主チャネルに存在するアップリンク・エネルギーを検出するために基地局のディジタル周波数チャネル選択フィルタ、タイム・ゲート、および他のチャネル化機構を拡幅することによって実行される。
【００４１】
たとえば、一実施形態で、基地局が、主チャネルでの主リモート・ユーザ端末のアップリンク送信（このアップリンク通信は、基地局によって受信される）に対応する第１アップリンク共分散行列を計算する。基地局は、第２チャネルで検出されたエネルギーをスケーリングした版に対応する第２アップリンク共分散行列を第１アップリンク共分散行列に加算して、第２共分散行列を形成する。一実施形態では、エネルギーは、少なくとも部分的に、別の非主リモート・ユーザ端末のアップリンク送信によって引き起こされる。第３共分散行列に基づいて、基地局は、ダウンリンク重みを計算し、したがって、主リモート・ユーザ端末に充てられるダウンリンク信号への送信に関するダウンリンク・ビームフォーミング策を決定し、このダウンリンク重みによって、第２チャネルのエネルギーが軽減される。
【００４２】
もう１つの実施形態では、主チャネルおよび少なくとも１つの非主チャネル（たとえば、主チャネルに隣接するチャネル）で受信されるアップリンク信号が、共分散行列を計算する前に組み合わされる。したがって、この実施形態の基地局は、非主チャネルで非主リモート・ユーザ端末から受信された信号を、主チャネルで主リモート・ユーザ端末から受信されたアップリンク信号に加算して、組み合わされた信号を形成する。基地局は、組み合わされた信号の共分散行列を計算し、共分散行列の関数としてのダウンリンク・ビームフォーミング策を得、非主リモート・ユーザ端末に対応する位置でヌルを生成する。一実施形態では、これが、基地局のチャネル選択機構（たとえば、周波数チャネル・フィルタ、タイムゲーティング・フィルタなど）を拡幅することによって実行される。
【００４３】
１つまたは複数のアップリンク信号の測定に基づいてダウンリンク・ビームフォーミング策を決定する、本発明によって使用することができる技法は、一般に既知である。たとえば、本発明の一実施形態で使用されるダウンリンク・ビームフォーミング策の技法が、本発明の譲受人に譲渡された、参照によって本明細書に組み込まれる、Ｙｏｕｓｓｅｆｍｉｒ他の米国特許第６１４１５６７号、表題「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＢＥＡＭＦＯＲＭＩＮＧ  ＩＮ  Ａ  ＣＨＡＮＧＩＮＧ−ＩＮＴＥＲＦＥＲＥＮＣＥ  ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ」、米国特許出願第０９／３２７７７６号、２０００年１０月３１日発行に記載されている。しかし、ダウンリンク重みおよび対応するビームフォーミング策を決定する特定の技法が本発明の理解に必須でないことを諒解されたい。したがって、アップリンク情報に基づくダウンリンク重み、および、一般に、ダウンリンク・ビームフォーミング策を決定するさまざまな技法を、本発明のさまざまな実施形態で使用することができる。
【００４４】
一実施形態では、ダウンリンク・ビームフォーミングが、たとえば本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第６０３７８９８号、表題「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＣＡＬＩＢＲＡＴＩＮＧ  ＲＡＤＩＯ  ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ  ＢＡＳＥ  ＳＴＡＴＩＯＮＳ  ＵＳＩＮＧ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＡＲＲＡＹＳ」に記載のものなどの既知の技法を使用する較正と共に実行される。
【００４５】
一度検出されると、重みは、非主チャネルでエネルギーを送信した１つまたは複数の非主リモート・ユーザ端末の空間的位置の関数として決定される。非主チャネルのエネルギーの関数として計算された重みが、基地局によって使用されて、基地局が主チャネルで主リモート・ユーザ端末に信号を送信する時の１つまたは複数の非主リモート・ユーザ端末の１つまたは複数の空間的位置にヌルが生成される。したがって、非主チャネルに同調された非主リモート・ユーザ端末によって経験されるチャネル間干渉を減らすことができる。
【００４６】
ＰＨＳシステムなど、いくつかの場合に、基地局のチャネル選択フィルタの拡幅によって、基地局の隣接チャネル選択度がわずかに低下する場合がある。というのは、チャネル選択フィルタの出力が、復調およびダウンリンク（送信）重みの決定の両方に使用される可能性があるからである。選択度の制限が、主にリモート・ユーザ端末に制限されるシステムで本発明が使用される場合に、特にアップリンク空間処理によって好ましくない信号（すなわち非主チャネルのエネルギー）が自動的に拒否される傾向があるので、基地局の隣接チャネル選択度の劣化を許容することができる。
【００４７】
したがって、一実施形態では、基地局のチャネル選択度の許容不能な劣化を防ぐために、近くのまたは隣接するチャネルの干渉を検出し、ヌル化するための基地局のアップリンクチャネル選択フィルタの拡幅の代わりにまたはそれに追加して、他の形でチャネル選択フィルタを変更することが好ましい場合がある。Ｔ／８分数シンボル・レート・サンプリングを実行するＰＨＳ基地局で使用される本発明の一実施形態では、アップリンク重み適用の後、復調の前に、時間的ろ過を適用する。そのような時間的ろ過は、すべてのアンテナではなく単一のデータ・ストリームに適用されるので、多くのシステムで計算的に極端に高コストではない。下で説明するように、本発明の一態様によれば、エイリアシングを使用することができる。
【００４８】
チャネル間干渉軽減  エイリアシング
もう１つの実施形態では、基地局のアップリンク・チャネル選択フィルタが、影響を軽減するためのさらなるろ過／処理を可能にするために主チャネルに対応する波形を含む周波数帯へまたはその付近にエイリアスを作る形で非主（たとえば隣接する）チャネル・エネルギーの一部を出力する。
【００４９】
一実施形態では、Ｔ／１．５サンプリング（または、他の実施形態では他のサンプリング・レート）およびろ過が、隣接チャネル・エネルギーの影響を軽減するのに十分である可能性がある。しかし、いくつかのディジタル通信システムでは、ベースバンド処理に、主チャネルに隣接するチャネルのエネルギーなどの非主チャネル信号に、主リモート・ユーザ端末による送信および／または受信に使用される主チャネルにエイリアスを作らせることができるサンプリング・レートを用いることができる。
【００５０】
本発明の一実施形態では、基地局のアップリンク・チャネル選択フィルタを用いて、非主チャネル・エネルギー／信号のエイリアスされた成分が、主チャネルに存在する信号の帯域の端付近であり、空間処理でその影響を測定できるようにするのに十分に主チャネルの中心周波数に近いが、後続処理によってその後に非主チャネル・エネルギーを拒絶できるようにするのに十分に中心周波数から離れているようにすることができる。
【００５１】
図３および４に、ＰＨＳシステムで使用される本発明の一実施形態による、エイリアシングを使用するチャネル間干渉の軽減の方法を示す。しかし、本発明が、ＰＨＳまたは他の特定の無線システムまたは無線応用分野に制限されず、したがって、さまざまなタイプの無線システムおよび無線応用分野で使用するために本発明を修正できることを諒解されたい。
【００５２】
図示のＰＨＳ実施形態では、シンボル当たり１．５サンプルのサンプリング・レートを有するベースバンド処理が使用される。ＰＨＳシンボル・レートは、１９２０００シンボル毎秒である。ＰＳＨ信号のパルス形状は、５０％超過帯域幅を有し、ＰＨＳチャネルは、３００ｋＨｚ離隔される。
【００５３】
図３Ａに、１１５２ｋＨｚのレートでサンプリングされた、所望の信号（すなわち、主チャネルの信号）と、第１隣接チャネル信号（すなわち、非主チャネル信号）を示す。
【００５４】
図３Ｂに、拡幅されたチャネル選択フィルタが図３Ａに示された状況に適用された後の残留隣接チャネル信号を示す。図からわかるように、第１隣接チャネル信号の比較的低周波数の部分が、ろ過の後に残留する。
【００５５】
図３Ｃに、２８８ｋＨｚのサンプリング・レートへのデシメーションの後のベースバンド信号を示す。図からわかるように、第１隣接チャネル信号（主チャネルにないリモート・ユーザ端末に対応する可能性がある）が、いくつかのシステムで、後続ろ過を介して除去することが困難になる可能性がある形で、所望のリモート・ユーザ端末の信号内にエイリアス化されている。
【００５６】
図４Ａから４Ｃに、本発明の一実施形態による、エイリアシングを介する隣接チャネル干渉の軽減の改善された方法を示す。図４Ａに、図３Ａと同様に、１１５２ｋＨｚのレートでサンプリングされた、所望の信号（すなわち、主チャネルの信号）と、第１隣接チャネル信号（すなわち、非主チャネル信号）を示す。
【００５７】
しかし、図４Ｂには、修正されたチャネル選択フィルタが適用された後の残留隣接チャネル信号が示されている。図３Ｂとは異なって、修正されたチャネル選択フィルタは、隣接チャネル信号の比較的小さい高周波部分を出力する。下で説明するように、これを行うようにチャネル選択フィルタを修正（たとえば、複数の通過帯域を提供する既知のフィルタ設計技法を使用することによって）することによって、隣接チャネル信号を、後続ろ過によってかなり効率的な形で除去することができる。
【００５８】
図４Ｃに、２８８ｋＨｚのサンプリング・レートへのデシメーションの後の所望の信号および隣接チャネル信号（チャネル間干渉）を示す。図からわかるように、エイリアス化された隣接チャネル信号は、スペクトルのうちで、所望の信号の強度が相対的に小さい部分を占める。したがって、後続のろ過を使用して隣接チャネル信号を除去することは、比較的簡単である。
【００５９】
一実施形態では、非主（たとえば隣接するまたは近くの）チャネルで受信するように同調された１つまたは複数のリモート・ユーザ端末にヌルを提供しながら主チャネルで所望のリモート・ユーザ端末と通信するためのダウンリンク重みが、基地局がアップリンク信号を受信する時に基地局によって検出された非主チャネル・エネルギーに基づいて計算される。代替実施形態では、１つまたは複数のリモート・ユーザ端末、他の基地局、および／またはネットワーク機器が、基地局に情報を提供して、非主チャネル・リモート・ユーザ端末について基地局に知らせることができる。そのような情報から、基地局は、第１（時間、周波数、および／または符号）チャネルに同調された第１リモート・ユーザ端末が、基地局が第２チャネルに同調された第２リモート・ユーザ端末に送信する時に影響を受ける可能性があるかどうかを判定することができる。したがって、基地局は、第２チャネルで第２リモート・ユーザ端末に送信する時に、第１リモート・ユーザ端末の位置をヌルとするダウンリンク重みを、したがってダウンリンク・ビームフォーミング策を生成する。第１および第２のチャネルは、たとえば、互いに隣接するか近接する周波数帯またはタイム・スロットとすることができる。
【００６０】
図５は、本発明の一実施形態による、アンテナ・アレイ・システムでチャネル間干渉を減らす方法の図である。
【００６１】
ブロック６０で、第１チャネルが、第１リモート・ユーザ端末（ＲＵＴ）との通信に使用される。たとえば、基地局および第１リモート・ユーザ端末が、通信（すなわち、ダウンリンク信号および／またはアップリンク信号などの信号の伝送）に特定の時間チャネル、周波数チャネル、または符号チャネルなどの第１チャネルを使用することができる。
【００６２】
ブロック６２で、たとえば上で説明した方法の１つを使用して、通信（基地局または別の基地局などの別の実体との）に第２チャネルを使用する第２ＲＵＴが、第１チャネルでの信号の送信によって引き起こされる干渉に影響されやすいかどうかを判定する。たとえば、第２ＲＵＴは、第２チャネルに「同調」される場合であっても、第１ＲＵＴへの第１チャネルでのダウンリンク送信に起因するエネルギーを検出する場合がある。
【００６３】
ブロック６４で、ダウンリンク信号などの信号を第１チャネルで第１ＲＵＴに送信する時に、第２ＲＵＴの位置で干渉を軽減された領域を提供する。
【００６４】
送信器「ゴースト信号」軽減
上で説明したように、送信器（たとえば、基地局の送信器）を、本発明の１つまたは複数の態様に従って修正して、１つまたは複数の受信器（たとえば、リモート・ユーザ端末）の制限に帰するチャネル間干渉を減らすか、他の形で補償することができる。本発明のもう１つの態様によれば、送信器自体に帰するチャネル間干渉または共用チャネル干渉を、送信器によって実行される方法によって軽減することができる。具体的に言うと、送信器（たとえば、アダプティブ・アレイを有する基地局）によって引き起こされる「ゴースト信号」が、本発明の一態様に従って軽減される。
【００６５】
本明細書で使用するゴースト信号は、送信器によって送信されるダウンリンク信号と共に送信器によって送信される好ましくないチャネル間信号および／または共用チャネル信号を指す。そのようなゴースト信号は、たとえば、送信器によって送信される比較的強い信号および／または送信器の非線形特性および／または基地局によって使用される特定のビームフォーミング策によって引き起こされる可能性がある。たとえば、ゴースト信号は、少なくとも部分的に送信フィルタによって引き起こされる可能性があり、その場合に、ゴースト信号は、主信号の重みと同等または実質的に同等の有効重みを有する場合がある。
【００６６】
一実施形態では、ゴースト信号の空間特性が、アダプティブ・アレイを含む通信デバイスによって決定され、通信デバイスは、ダウンリンク・ビームフォーミング策によってゴースト信号が軽減されるように、ゴースト信号の空間特性の関数としてダウンリンク・ビームフォーミング策を決定する。そのような「ゴースト信号軽減」は、一実施形態で、ゴースト信号を受信する可能性がある１つまたは複数のリモート・ユーザ端末の位置でヌルを提供することによって実行することができる。
【００６７】
上で述べたように、ゴースト信号は、送信器に関連する複数の要因から生じる可能性がある。たとえば、ある状況で、１つまたは複数の比較的強い信号が、アダプティブ・アレイ基地局などの通信デバイスによって送信される時に、相互変調効果によって、ゴースト・ダウンリンク信号が、主チャネルおよび／または１つまたは複数の他の（すなわち非主）チャネルに現れる場合がある。したがって、本発明の一実施形態では、ゴースト信号の有効送信重みが判定される（たとえば、たとえば測定、製造業者仕様書、および／または較正から入手されるものなどの送信器増幅器の非線形性特性に基づいて）。ゴースト信号の有効送信重みを使用することによって、所望のリモート・ユーザ端末への送信に使用されるダウンリンク重みが、そうでなければゴースト信号に起因する干渉を生じる可能性がある１つまたは複数のリモート・ユーザ端末（所望のリモート・ユーザ端末を含めることができる）の位置でゴースト信号がヌル化されるように修正される。
【００６８】
一実施形態では、アンテナ・アレイを使用する送信器（たとえば、アダプティブ・アレイ基地局または他の無線通信デバイス）は、その送信器による少なくとも１つのダウンリンク信号の送信が、少なくとも１つのリモート・ユーザ端末の位置でゴースト信号干渉をもたらすと判定する。したがって、少なくとも１つのダウンリンク信号を送信する前に、送信器は、ゴースト信号がその位置で軽減されるように、ダウンリンク信号に対応するダウンリンク重みを調整する。その後、送信器は、調整されたダウンリンク重みを適用されたダウンリンク信号を送信することができ、したがって、少なくとも１つのリモート・ユーザ端末の位置でのゴーストの影響が軽減される。一実施形態では、１つまたは複数の他のリモート・ユーザ端末（共用チャネル、チャネル間、または隣接チャネルのユーザとすることができる）を、基地局によって、ゴースト信号干渉に影響されやすいものとして識別することもできる。したがって、送信器は、その位置でのゴースト信号を軽減することもできる。この実施形態を、図６に示す。
【００６９】
図６は、本発明の一実施形態による、送信器に関連するゴースト信号の望ましくない影響を軽減する方法の図である。ブロック７０で、アンテナ・アレイ・システム（たとえば、一実施形態では、アダプティブ・アレイを使用する基地局）が、少なくとも１つのダウンリンク信号の送信がある位置でゴースト信号を引き起こすと判定する。この位置は、たとえば、少なくとも１つのダウンリンク信号を受信するリモート端末に対応するものとするか、少なくとも１つのダウンリンク信号が送信されるチャネルと同一のまたは異なるチャネルに同調された別のリモート・ユーザ端末に対応するものとすることができる。
【００７０】
ブロック７２で、ダウンリンク信号に対応するダウンリンク重みを調整して、ゴースト信号がその位置で有する影響を減らす。
【００７１】
ブロック７４で、調整されたダウンリンク重みに従ってダウンリンク信号を送信し、これによって、ゴースト信号が少なくとも１つの位置で有する影響を軽減するか効果的に除去する。
【００７２】
一実施形態では、アダプティブ・アレイを含む送信器が、２つの信号を送信し、特定の重みが、各信号に適用される。少なくとも１つの重みを決定する際に、アダプティブ・アレイ（たとえばシステム２０）は、アダプティブ・アレイによって送信される場合の２つの信号の干渉によって作られるゴースト信号を考慮に入れ、それを軽減するように、そのような重みを調整する。重みは、下で一実施形態に関して説明するように、または反復的な形で、直接計算によって調整することができる。一実施形態では、２つの信号が、同一のチャネルを占めることができる。もう１つの実施形態では、２つの信号が、異なるチャネルを占めることができる。
【００７３】
本発明の一実施形態では、送信器電力増幅器の非線形性が、次の３次式によってモデル化される。
ｚζｏｕｔ（ｔ）＝ｚζｉｎ（ｔ）＋ｂφ３ζｉｎ（ｔ）
ここで、
ｚζｉｎ（ｔ）は、基地局送信器のζ番目の電力増幅器への入力を表し
ｚζｏｕｔ（ｔ）は、基地局送信器のζ番目の電力増幅器の対応する出力を表し
ｂ＝［ｂ１  ｂ２  …  ｂＭ］は、電力増幅器の製造中に測定するか、後の測定（たとえば、既知の較正技法を使用すること）によって決定することができる定数のベクトルである。
【００７４】
めいめいの中心周波数ｆ１およびｆ２（必ず異なるとは限らない）を有する２つの帯域制限された信号ｓ１（ｔ）およびｓ２（ｔ）が、めいめいのダウンリンク重みベクトル
ｗ１＝［ｗ１、１  ｗ１、２  …  ｗ１、Ｍ］Ｔ
ｗ２＝［ｗ２、１  ｗ２、２  …  ｗ２、Ｍ］Ｔ
を使用して、Ｍ要素アダプティブ・アンテナ・アレイ・システムによって送信されると仮定すると
ｚζ、ｉｎ＝ｗ１、ζｓ１（ｔ）＋ｗ２、ζｓ２（ｔ）
になる。
【００７５】
本発明の一実施形態では、比較的高周波数の高調波が、ＲＦ送信チェーンによってかなり減衰される。ζ番目の電力増幅器からの出力信号は、下記の４項の合計として近似される。
ｚζｏｕｔ＝ｗ１、ζｓ１（ｔ）＋ｗ２、ζｓ２（ｔ）＋ｂζｗ＊１、ζｗ２２、ζａ（ｔ）＋ｂζｗ２１、ζｗ＊２，ζｂ（ｔ）
ここで、
ａ（ｔ）およびｂ（ｔ）は、それぞれ中心周波数−ｆ１＋２ｆ２および２ｆ１−ｆ２を有する望ましくない信号成分である。
【００７６】
したがって、望ましくない信号ａ（ｔ）およびｂ（ｔ）は、それらが下記の空間重み付けベクトルを用いて送信されたかのように振る舞う。
ｘ１＝［ｂζｗ＊１、ζｗ２２、ζｂ２ｗ２１、２ｗ＊２、２  …  ｂＭｗ＊１、Ｍｗ２２、Ｍ］
＝ｄｉａｇ（ｂ）ｄｉａｇ（ｗ２）２ｗ＊１
ｘ２＝［ｂζｗ２１、ζｗ＊２、ζｂ２ｗ２１、２ｗ＊２、２  …  ｂＭｗ２１、Ｍｗ＊２、Ｍ］
＝ｄｉａｇ（ｂ）ｄｉａｇ（ｗ１）２ｗ＊１
ここで、ｄｉａｇ（ｙ）は、対角行列
【数１】
2004516771.tif 000003
を表す。
【００７７】
本発明の一実施形態では、ｗ１およびｗ２が調整されて、重みｘ１およびｘ２が、共用チャネルまたはチャネル間のリモート・ユーザ端末への干渉を軽減し、かつ／または１つまたは複数のリモート・ユーザ端末に所望の送信電力を伝送する放射パターンを達成するように変更される。
【００７８】
時分割二重（ＴＤＤ）システムと共に使用される本発明の一実施形態で、周波数−ｆ１＋２ｆ２に対応するアップリンク・チャネルｃで測定されるアップリンク共分散行列ＲΠを使用して、チャネルｃでのダウンリンク送信によって引き起こされる干渉を予測することができる。具体的に言うと、ダウンリンク信号が、チャネルｃのアンテナ・アレイによって送信され、ダウンリンク信号が、空間重みベクトルｘ１を有する場合に、式Ｊ＝ｘＨ１ＲΠｘ１を使用して、たとえば相互変調効果によって引き起こされる、ダウンリンク干渉を測定することができる。Ｊの式は、次のように記述することができる。
【数２】
2004516771.tif 000004
である。
【００７９】
上で説明したＴＤＤ技法を使用すると、ダウンリンク重みベクトルｗ１およびｗ２を得て、所望のリモート・ユーザ端末に所望の送信電力を供給しながら、干渉源（たとえば、相互変調効果、主チャネルまたは他のチャネルの１つまたは複数のリモート・ユーザ端末など）に向かう所望のレベルの干渉軽減をもたらすことができる。したがって、ｗ２を、上で説明した正則最小二乗法などの既知の方法を使用して得ることができる。その後、ｗ１を、Ｚが受信信号スナップショットの行列、ｓが基準信号ベクトルであるものとして、ｗ１＝Ｒ−１ＺＺＲＺｓなど、最小二乗法に関して得られるアップリンク重みを使用して決定することができる。コスト項Ｊは、共分散行列Ｒｚｚに
【数３】
2004516771.tif 000005
（またはそれをスケーリングしたもの）を加算することによるｗ１の計算に組み込むことができ、
【数４】
2004516771.tif 000006
になる。
【００８０】
代替実施形態
図に示し、上で説明した要素のそれぞれを、ハードウェア、ソフトウェア、またはその組合せで実施できることを諒解されたい。たとえば、一実施形態で、プロセッサ（たとえば、ディジタル信号プロセッサ、汎用マイクロプロセッサ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、その組合せなど）は、複数のリモート・ユーザ端末に関連するアップリンク信号の間でオフセットさせ、そのようなオフセットに基づいて当のリモート・ユーザを区別する１つまたは複数のルーチンを実行するように構成されている。それに加えてまたはその代わりに、タップ付き遅延線などの遅延回路を使用して、ダウンリンク信号をお互いに関して遅延させ、これによってアップリンク信号の間の相対オフセットを引き起こさせることができる。本発明を、排他的にソフトウェアで使用して、一実施形態で、アップリンク信号送信の間のオフセットを引き起こすソフトウェア・モジュールと、アップリンク信号の間に引き起こされた相対オフセットに基づいてアップリンク信号を区別する別のソフトウェア・モジュールを含めることができることを諒解されたい。そのようなソフトウェア・モジュールを、１つまたは複数の汎用プロセッサまたはディジタル信号プロセッサあるいは他のデータ処理デバイスなどの実行回路によってアクセス可能なデータ記憶媒体に保管することができる。したがって、本発明の方法と、図面に示され本明細書で説明された要素とを、ハードウェア（たとえば回路）、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組合せによって実施できることを諒解されたい。
【００８１】
複数の実施形態に関して本発明を説明してきたが請求項によって最もよく理解される本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、さまざまな変更および修正が可能であることを諒解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による、アンテナ・アレイ・システムの１タイプの単純化されたビームフォーム・パターンを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、適応干渉軽減機構を使用するアダプティブ・アレイ・システムのブロック図である。
【図３】
Ａ：ＰＨＳシステムで使用される本発明の一実施形態による、主チャネルの所望の信号および隣接チャネルの干渉信号を示す図である。
Ｂ：拡幅されたチャネル選択フィルタが図３Ａに示された状況に適用された後の残留隣接チャネル信号を示す図である。
Ｃ：デシメーションの後のベースバンド信号を示す図である。
【図４】
Ａ：ＰＨＳシステムで使用される本発明の一実施形態による、主チャネルの所望の信号および隣接チャネルの干渉信号を示す図である。
Ｂ：修正されたチャネル選択フィルタが適用された後の残留隣接チャネル信号を示す図である。
Ｃ：デシメーションの後の所望の信号および隣接チャネル信号を示す図である。
【図５】
本発明の一実施形態による、アンテナ・アレイ・システムでチャネル間干渉を減らす方法の図である。
【図６】
本発明の一実施形態による、送信器に関連するゴースト信号の望ましくない影響を軽減する方法の図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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