(57)【要約】本発明によると、チャネルを介して受信される一連のタイムスロットに編成されたデータを含むサンプリングされた情報信号から導出された複素入力シンボルのチャネル推定及びデロテーション（回転の補正）のための受信機用の判定帰還ループは、このループを各スロットの際に推定誤差のスロットからスッロトへの伝播が低減されるように適正に保持及び再初期化するように構成される。このループは、複素入力シンボルに帰還信号から導出される推定チャネル係数を乗じることでチャネル復号用の複素ソフトシンボルを形成するための第一の乗算器と、複素ソフトシンボルから複素ハードシンボルを形成するためのハード判定デバイスと、情報信号内の所定の一連のパイロットビットに対応する一連の複素パイロットシンボルを発生するためのパイロット発生器と、第一の入力の所の複素入力信号から導出された第一の信号に第二の入力の所の第二の信号を乗じることで出力の所に帰還信号を形成するための第二の乗算器を備える。各タイムスロットはそのスロットの第一の部分の間は所定の一連のパイロットビットを含み、そのスロットの第二の部分の間は一連のデータビットを含む。タイミング制御に応答するセレクタデバイスは、第二の信号を、スロットの第一の部分の間は複素パイロットシンボルから導出し、スロットの第二の部分の間は複素ハードシンボルから導出する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルを介して受信されるサンプリングされた情報信号から導出された複素入力シンボルのチャネル推定及びデロテーション（回転の補正）のための受信機用の判定帰還ループ装置であって、前記情報信号が一連のタイムスロットに編成されたデータを含み、各スロットがそのスロットの第一の部分の間は所定の一連のパイロットビットを含み、そのスロットの第二の部分の間は一連のデータビットを含み、この装置が：
前記複素入力シンボルに、帰還信号から導出された推定共役チャネル係数を乗じることで、チャネル復号用の複素ソフトシンボルを形成するための第一の乗算器と、
前記複素ソフトシンボルから複素ハードシンボルを形成するためのハード判定デバイスと、
前記情報信号内の前記所定の一連のパイロットビットに対応する一連の複素パイロットシンボルを発生するためのパイロット発生器と、
第一の入力において前記複素入力信号から導出された第一の信号に第二の入力における第二の信号を乗じることで出力において帰還信号を形成するための第二の乗算器を備え、前記第二の信号は、前記スロットの第一の部分の間は前記複素パイロットシンボルから導出され、前記スロットの第二の部分の間は前記複素ハードシンボルから導出されることを特徴とする装置。
【請求項２】
更に、前記帰還信号から推定チャネル係数を形成するためのフィルタを備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
更に、前記スロットの第一の部分の間は、前記複素パイロットシンボルを前記第二の乗算器の第二の入力に接続し、前記スロットの第二の部分の間は、前記複素ハードシンボルを前記第二の乗算器の第二の入力に接続するための手段を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
更に、前記スロットの第一の部分の間は、前記複素パイロットシンボルを前記第二の乗算器の第二の入力に接続し、前記スロットの第二の部分の間は、前記複素ハードシンボルを前記第二の乗算器の第二の入力に接続するための手段を備えることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置を含むことを特徴とする受信機。
【請求項６】
請求項５記載の受信機を含むことを特徴とする移動局。
【請求項７】
チャネルを介して受信されるサンプリングされた情報信号から導出された複素入力シンボルのチャネル推定及びデロテーション（回転の補正）のための受信機用の判定帰還ループ方法であって、前記情報信号が一連のタイムスロットに編成されたデータを含み、各スロットがそのスロットの第一の部分の間は所定の一連のパイロットビットを含み、そのスロットの第二の部分の間は一連のデータビットを含み、この方法が：
前記複素入力シンボルに、帰還信号から導出された推定共役チャネル係数を乗じることで、チャネル復号用の複素ソフトシンボルを形成するステップと、
前記複素ソフトシンボルから複素ハードシンボルを形成するステップと、
前記情報信号内の前記所定の一連のパイロットビットに対応する一連の複素パイロットシンボルを発生するステップと、
前記複素入力信号から導出された第一の信号に第二の信号を乗じることで帰還信号を形成するステップと、
前記第二の信号を、前記スロットの第一の部分の間は前記複素パイロットシンボルから導出し、前記スロットの第二の部分の間は前記複素ハードシンボルから導出するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
更に、前記帰還信号にフィルタを適用することで、前記帰還信号から推定チャネル係数を形成するステップを含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の技術分野
本発明は、一般的には、データが一連のタイムスロットに編成され、各スロットが一連のパイロットビットと一連のデータビットを含む、複素或いは直交変調情報信号を採用する電気通信システム、例えば無線デジタルセルラシステム、より詳細には、チャネルを介して受信されるこのような情報信号のチャネル推定及びデロテーション（回転の補正，ｄｅ−ｒｏｔａｔｉｏｎ）のための装置及び方法に関する。
【０００２】
２．関連技術の記載
ユニフォームモービル電話システム（Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ、ＵＭＴＳ）、広帯域符号分割マルチプルアクセス（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、Ｗ−ＣＤＭＡ）、及び第三世代（例えば、３Ｇ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）として知られる計画されている第三世代デジタル無線セルラシステムにおいては、スペクトラム拡散情報信号が用いられる。この情報信号においては、データは複数のスロットにグループ化され、各スロットはそのスロットの第一の部分の際の所定の数の一連のパイロットビットＮｐｉｌｏｔと、そのスロットの第二の部分の際の所定の数の一連のデータビットＮｄａｔａからなる。パイロットビットにて同期することでデスプレッドされた受信スペクトラム拡散情報信号のチャネル推定及びデロテーションを達成するための単純なものから複雑なものまでの様々なタイプのフィルタリングスキームが知られている。従来のフィルタリングスキームによって達成される推定誤差の性格は様々であるが、ただし、概して誤差がスロットから伝播し、しばしば超過時間を増加させる。
【０００３】
判定帰還ループを他の用途に用いることは知られているが、判定帰還ループをチャネルを介して受信されたスペクラム拡散信号のチャネル推定及びデロテーションのために適用する可能性についてこれまで検討されたことはない。
【０００４】
発明の目的と概要
本発明の一つの目的は、受信信号のチャネル推定及びデロテーションのための受信機用の判定帰還ループ装置及び方法を提供することにある。本発明のもう一つの目的は、この判定帰還ループを推定誤差のスロットからスロットへの伝播が低減されるようなやり方にて実現することにある。
【０００５】
本発明のこの目的とこれ以外の目的が、各スロットの際に既知のシーケンスのパイロットビットを用いて帰還ループを初期化及び訓練する判定帰還ループによって満足される。こうして、スロット毎に繰り返して再初期化と再訓練を行うことで、ある一つのスロット内の推定誤差が次のスロットに伝播することが防止される。
【０００６】
本発明は、チャネルを介して受信されるサンプリングされた情報信号から導出された複素入力シンボルのチャネル推定及びデロテーション（回転の補正）のための受信機用の判定帰還ループ装置に関する。受信情報信号は一連のタイムスロットに編成されたデータを含み、各スロットはそのスロットの第一の部分の間は所定の一連のパイロットビットを含み、そのスロットの第二の部分の間は一連のデータビットを含む。本発明によるチャネル推定及びデロテーションのための受信機用の判定帰還ループ装置は、複素入力シンボルに帰還信号から導出される推定共役チャネル係数を乗じることでチャネル復号用の複素ソフトシンボルを形成するための第一の乗算器と、複素ソフトシンボルから複素ハードシンボルを形成するためのハード判定デバイスと、情報信号内の所定の一連のパイロットビットに対応する一連の複素パイロットシンボルを発生するためのパイロット発生器と、第一の入力において複素入力信号から導出された第一の信号に第二の入力における第二の信号を乗じることで出力において帰還信号を形成するための第二の乗算器を備える。本発明は、第二の信号は、スロットの第一の部分の間は複素パイロットシンボルから導出され、スロットの第二の部分の間は複素ハードシンボルから導出されることを特徴とする。
【０００７】
同様に、本発明は、チャネルを介して受信されるサンプリングされた情報信号から導出された複素入力シンボルのチャネル推定及びデロテーションのための受信機用の判定帰還ループ方法に関する。受信情報信号は一連のタイムスロットに編成されたデータを含み、各スロットはそのスロットの第一の部分の間は所定の一連のパイロットビットを含み、そのスロットの第二の部分の間は一連のデータビットを含む。本発明によるチャネル推定及びデロテーションのための受信機用の判定帰還ループ方法は、複素入力シンボルに帰還信号から導出される推定共役チャネル係数を乗じることでチャネル復号用の複素ソフトシンボルを形成するステップと、複素ソフトシンボルから複素ハードシンボルを形成するステップと、情報信号内の所定の一連のパイロットビットに対応する一連の複素パイロットシンボルを発生するステップと、複素入力信号から導出された第一の信号に第二の信号を乗じることで帰還信号を形成するステップを含む。本発明の方法は、第二の信号を、スロットの第一の部分の間は複素パイロットシンボルから導出し、スロットの第二の部分の間は複素ハードシンボルから導出する過程を特徴とする。
【０００８】
本発明のもう一面によると、推定チャネル係数は帰還信号にフィルタを適用することで導出される。
【０００９】
本発明の他の目的と特徴と利益は、添付図面を参照しての以下の詳細な説明で明白になるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
最初に、概略説明のための図面である図４の説明を行う。この図には、例えば、ＵＭＴＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ、３ＧＰＰタイプの基地局ＢＳと通信する移動局ＭＳトランシーバが示される。移動局ＭＳは、基地局ＢＳと、スペクトラム拡散信号をアンテナＡ、Ａ’を送受することで通信する。図４に示される機能の詳細レベルにおいては、移動局ＭＳは、従来の構成であり、アンテナＡを、ＲＦセクション受信処理ブロック２００ａとベースバンドセクション受信処理ブロック３００ａの縦続を含むＲＦ受信装置の入力に接続したり、或いはベースバンドセクション送信処理ブロック３００ｂとＲＦセクション送信処理ブロック２００ｂの縦続を含むＲＦ送信装置の出力に接続する受信／送信スイッチ或いはダイプレクサ１００を含む。
【００１１】
ＲＦセクション受信処理ブロック２００ａは、低雑音増幅器２１０とＲＦからベースバンドへの変換のための周波数ダウン変換器２２０の縦続、例えば、直接変換直交ミキサ（図示せず）を含み、ベースバンドセクション受信処理ブロック３００ａは、アナログ・デジタル変換器３１０と、デスプレッディング符号（ｄｅｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｃｏｄｅ）を適用するための複素デスプレッダ３２０と、チャネル推定／デロテーション（回転補正：ｄｅ−ｒｏｔａｔｉｏｎ）判定帰還ループ３３０と、受信及び復号されたデータ信号に対するデジタル出力を有するチャネル復号器３４０と、例えば、受信及び復号された音声信号を表すアナログ出力を生成するためのデジタル・アナログ変換器３５０の縦続を含む。これらデジタルとアナログ出力は、ユーザインタフェース４００に供給され、ユーザによって及び／或いはユーザの感覚を刺激するために用いられる。ユーザインタフェースはベースバンドセクションの送信処理ブロック３００ｂのアナログ及びデジタル入力に、それぞれ、ユーザ応答音声及び／或いはデータ信号を供給する。
【００１２】
ベースバンドセクションの送信処理ブロック３００ｂは、これら音声信号をアナログからデジタルに変換した後、デジタル的に符号化し、拡散符号（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ ｃｏｄｅ）を適用する。データ信号も、符号化及び拡散され、こうして符号化及び拡散された信号はデジタル形式に変換され、これら符号化及び拡散された信号は、再びデジタルからアナログに変換された後に、ＲＦセクションの送信処理ブロック２２０ｂに供給され、電力の増幅と周波数のＲＦへのダウン変換が施される。
【００１３】
さらなる解説のために、移動局ＭＳを示す図５の説明に移る。図５に示すように、移動局ＭＳは、アンテナＡと、ＲＦセクション５００（これは図４の受信／送信スイッチ或いはダイプレクサ１００とＲＦセクションの受信及び送信処理２００ａ、２００ｂを実現する）と、ベースバンドセクション６００（これは図４のベースバンドセクションの受信及び送信処理３００ａ、３００ｂを実現する）と、ユーザインタフェースセクション７００（これは図４のユーザインタフェース４００を実現する）を含む。ベースバンドセクション６００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）６１０と、マイクロプロセッサ（μＰ）６２０と、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）６３０と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６４０と、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）６５０と、デジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ）６６０を含む。ユーザインタフェースセクション７００は、マイクロホン７１０と、スピーカ７２０と、キーパッド７３０と、ＬＣＤディスプレイ７５０を駆動するディスプレイドライバ７４０を含む。
【００１４】
本発明は、より詳細には、スロット毎に再初期化と再訓練を行うように特別に構成された図４のチャネル推定／デロテーション判定帰還ループ３３０に関する。従来と同様に、このチャネル推定／デロテーション機能はＲＯＭ６３０内に格納されたプログラム命令に基づいて動作するＤＳＰによって実現される。
【００１５】
関連するスロット構造は、図２に示すように、各々が、そのスロットの第一の部分の際のＮ個の所定のシーケンスのパイロットシンボルＮｐｉｌｏｔと、これに続くスロットの第二の部分の際のより多数のデータシンボルＮｄａｔａから成る一連のタイムスロット、例えば、ｉ−２，ｉ−１，ｉ，ｉ＋１，ｉ＋２を含む。
【００１６】
図１には、チャネル推定及びデロテーション判定帰還ループ３３０が簡略化された形式にて、複素デスプレッダ３２０との関連で示される。複素デスプレッダ３２０は複素入力信号を帰還ループ３３０の第一、第二の乗算器３３２、３３３の第一の入力に供給する。第一の乗算器３３２はさらに第二の入力において推定複素共役チャネル係数Ｅを受信し、その出力において複素ソフトシンボルを生成する。この複素ソフトシンボルは、チャネル復号器３４０（図５）に供給されるとともに、ハード判定デバイス３３５に供給され、これによって、この複素ソフトシンボルは複素ハード判定に変換される。ハード判定デバイス３３５の出力は、スイッチとして示されるセレクタデバイス３３６の一つの入力に加えられる。セレクタデバイス３３６の他方の入力は、複素パイロットシンボル発生器３３９の出力から供給を受け、セレクタデバイス３３６の出力は、複素共役デバイス３３８を介して第二の乗算器３３３の第二の入力に接続される。セレクタスイッチ３３６は、第二の乗算器３３３の第二の出力に接続される信号が、そのスロットの第一の部分の間は発生器３３９から出力される複素パイロットシンボルから導かれ、そのスロットの第二の部分の間はハード判定デバイス３３５から出力される複素ハード判定から導かれるように、タイミングデバイス３３７により制御される。
【００１７】
オプションとして、複素共役デバイス３３８をセレクタデバイス３３６の出力と乗算器３３３の第二の入力との間の経路内に配置する代りに、複素共役デバイス３３８ａを複素デスプレディングデバイス３２０の出力と第二の乗算器３３３の第一の入力との間の経路内に配置して利用することもできる。いずれの場合も、第二の乗算器３３３の出力は帰還信号Ｆを構成し、低域通過フィルタ３３４に加えられる。フィルタ３３４の出力は、推定複素共役チャネル係数Ｅを構成し、第一の乗算器３３２の第二の入力に加えられる。
【００１８】
図３は代替を利用するチャネル推定及びデロテーション判定期間ループ３３０をより詳細に示す。この代替においては、複素共役デバイスはデスプレッダ３２０の出力と、１サンプリング期間遅延要素３３７の後に配置された第二の乗算器３３３の第一の入力との間に設けられる。ハード判定デバイス３３４は、図示されるように、複素成分から実数／虚数成分への変換を行うためのデバイスを含む。このデバイスは、実数成分出力と虚数成分出力を有し、これらをそれぞれ比較器３３５ｂと３３５ｃ内で零なる閾値と比較することで、二進ハード判定が生成される。これら実数成分と虚数成分に対する二進ハード判定は、それぞれ、二進から十進への変換器３３５ｄ、３３５ｅに供給され、これらの出力はデバイス３３５ｆに供給され、これから複素十進信号（ｃｏｍｐｌｅｘ ｎｕｍｅｒｉｃ）を生成される。デバイス３３５ｆの出力は１サンプリング期間遅延要素３３５ｇを介してセレクタデバイス３３６の一つの入力に加えられ、セレクタデバイスの出力は乗算器３３３の第二の入力に供給される。
【００１９】
複素パイロットシンボル発生器３３９は、その出力においてパイロットシンボルの既知のシーケンスを複素ベクトルの形式にて生成するパイロットベクトル発生器３３９ａを含む。発生器３３９ａの出力は、１サンプリング期間遅延要素３３９ｂを介して複素ベクトルからスカラへの変換器３３９ｃの入力に加えられ、変換器３３９ｃの出力は、複素パイロットシンボル発生器３３９の出力を形成し、これはセレクタデバイス３３６の他方の入力に供給される。
【００２０】
さらに、図示されるように、第二の乗算器３３３の出力と第一の乗算器３３２の入力との間の低域通過フィルタ３３４は、有限インパルス応答（ＩＩＲ）デジタルフィルタにて実現される。
【００２１】
こうして、本発明の目的が、本発明によって、つまり、各スロットの際に生成されたパイロットシーケンスを受信パイロットシーケンスと相関させるために判定帰還ループ内に導入し、判定帰還ループが常に適正に保持及び再初期化されることで満足される。
【００２２】
本発明が詳細に説明されたが、様々な修正が本発明の意図される精神及び範囲から逸脱することなく可能である。付録のクレームを解釈するに当たっては以下の点に注意されたい。
【００２３】
ａ）「含む、構成される（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」なる用語は、クレーム内で列挙された以外の要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）或いは動作（ａｃｔｓ）の存在を排除するものではない。
【００２４】
ｂ）要素に先行する冠詞「”ａ”，或いは”ａｎ”」はこれら要素が複数存在することを排除するものではない。
【００２５】
ｃ）クレーム中の任意の参照符号はクレームの範囲を制約するものではない。
【００２６】
ｄ）幾つかの「手段（ｍｅａｎｓ）」はハードウェア或いはソフトウェアにて実現された構造或いは機能の同一の要素にて表される（実現される）ことも有りうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるサンプリングされた情報信号から導出された複素入力シンボルのチャネル推定及びデロテーションのための判定帰還ループを簡略的に示す。
【図２】
情報信号のタイムスロット構造を示す。
【図３】
図１に示すそれに対する代替実施例に対応する判定帰還ループをより詳細に示す。
【図４】
本発明によるチャネル推定及びデロテーション判定帰還ループを有する移動局を含む無線電気システムを示す。
【図５】
受信の目的で判定帰還ループを実装する無線ハンドセット或いは移動局を示す。
【符号の説明】
１００　受信／送信スイッチ或いはダイプレクサ
２００ａ　ＲＦセクションの受信処理ブロック
２００ｂ　ＲＦセクションの送信処理ブロック
２１０　低雑音増幅器
２２０　周波数ダウン変換器
３００ａ　ベースバンドセクションの受信処理ブロック
３００ｂ　ベースバンドセクションの送信処理ブロック
３１０　アナログ・デジタル変換器
３２０　複素デスプレッダ
３３０　チャネル推定及びデロテーション判定帰還ループ
３３２　第一の乗算器
３３３　第二の乗算器
３３４　低域通過フィルタ
３３５　ハード判定デバイス
３３５ｂ、３３５ｃ　比較器
３３５ｄ、３３５ｅ　二進から十進への変換器
３３５ｇ　１サンプリング期間遅延要素
３３６　セレクタデバイス
３３７　タイミングデバイス
３３８　複素共役デバイス
３３８ａ　複素共役デバイス
３３９　複素パイロットシンボル発生器
３３９ａ　パイロットベクトル発生器
３３９ｂ　１サンプリング期間遅延要素
３３９ｃ　複素ベクトルからスカラへの変換器
３４０　チャネル復号器
３５０　デジタル・アナログ変換器
５００　ＲＦセクション
６００　ベースバンドセクション
６１０　デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
６２０　マイクロプロセッサ（μＰ）
６３０　読出し専用メモリ（ＲＯＭ）
６４０　ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
６５０　アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
６６０　デジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ）
７００　ユーザインタフェースセクション
７１０　マイクロホン
７２０　スピーカ
７３０　キーパッド
７４０　ディスプレイドライバ
７５０　ＬＣＤディスプレイ
【図１】
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【図２】
2004513567.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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2004513567.tif 000015
2004513567.tif 000016
2004513567.tif 000017
2004513567.tif 000018
2004513567.tif 000019
2004513567.tif 000020
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004513567.tif 000021
【国際調査報告】
2004513567.tif 000022
2004513567.tif 000023
2004513567.tif 000024