(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信システムにおいて、アンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバにおける方法であって：
アンテナ・アレイ内の複数のアンテナ要素から異なる要素パイロットを送信する段階；
加入者ユニットにて測定される前記要素パイロットの被測定特性に基づく送信機制御データを受信する段階；
前記送信機制御データに応答して、複数の要素通信信号を修正するための複数の適応型アレイ加重を判定する段階；
前記アンテナ・アレイから送信され、かつ前記複数の適応型アレイ加重に従って加重された通信信号を、前記加入者ユニットが受信する用意ができていることを、前記加入者ユニットから受信されるメッセージと、前記加入者ユニットが前記トランシーバおよび前記加入者ユニットに対する前記複数の適応型アレイ加重を判定するために必要な時間を超える時間期間の遅延とのうちの一方によって、判定する段階；および
前記加入者ユニットが用意できていることを判定することに応答して、前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号を修正する段階；
によって構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記送信機制御データは、前記複数の要素通信信号を修正するための推奨適応型アレイ加重を含み、複数の適応型アレイ加重を判定する前記段階は、複数の要素通信信号を修正するための複数の適応型アレイ加重として、前記推奨適応型アレイ加重を選択する段階を含むことを特徴とする請求項１記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信する方法。
【請求項３】
複数の適応型アレイ加重を判定する前記段階は、前記送信機制御データに基づいて被推定チャネル・インパルス応答を計算する段階を含むことを特徴とする請求項２記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信する方法。
【請求項４】
前記送信機制御データは、前記異なる要素パイロットの位相を含むことを特徴とする請求項１記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信する方法。
【請求項５】
前記加入者ユニットが用意できていることを判定する前記段階は、前記アンテナ・アレイから送信され、かつ前記複数の適応型アレイ加重に従って加重された通信信号を前記加入者ユニットが受信する用意ができるのに十分な期間だけ遅延する段階を含むことを特徴とする請求項１記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信する方法。
【請求項６】
前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号を修正する前記段階は、前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号の位相および利得を修正する段階を含むことを特徴とする請求項１記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信する方法。
【請求項７】
前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号の位相および利得を修正する前記段階は、前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号を濾波する段階を含むことを特徴とする請求項６記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信する方法。
【請求項８】
ワイヤレス通信システムにおいてアンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバであって：
アンテナ・アレイ内の複数のアンテナ要素から異なる要素パイロットを送信する手段；
加入者ユニットにて測定される前記要素パイロットの被測定特性に基づく送信機制御データを受信する手段；
前記送信機制御データに応答して、複数の要素通信信号を修正するための複数の適応型アレイ加重を判定する手段；
前記アンテナ・アレイから送信され、かつ前記複数の適応型アレイ加重に従って加重された通信信号を、前記加入者ユニットが受信する用意ができていることを、前記加入者ユニットから受信されるメッセージと、前記加入者ユニットが前記トランシーバおよび前記加入者ユニットに対する前記複数の適応型アレイ加重を判定するために必要な時間を超える時間期間の遅延とのうちの一方によって、判定する手段；および
前記加入者ユニットが用意できていることを判定することに応答して、前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号を修正する手段；
によって構成されることを特徴とするトランシーバ。
【請求項９】
前記送信機制御データは、前記複数の要素通信信号を修正するための推奨適応型アレイ加重を含み、複数の適応型アレイ加重を判定する前記手段は、複数の要素通信信号を修正するための複数の適応型アレイ加重として、前記推奨適応型アレイ加重を選択する手段を含むことを特徴とする請求項８記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバ。
【請求項１０】
複数の適応型アレイ加重を判定する前記手段は、前記送信機制御データに基づいて被推定チャネル・インパルス応答を計算する手段を含むことを特徴とする請求項９記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバ。
【請求項１１】
前記送信機制御データは、前記異なる要素パイロットの位相を含むことを特徴とする請求項８記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバ。
【請求項１２】
前記加入者ユニットが用意できていることを判定する前記手段は、前記アンテナ・アレイから送信され、かつ前記複数の適応型アレイ加重に従って加重された通信信号を前記加入者ユニットが受信する用意ができるのに十分な期間だけ遅延する手段を含むことを特徴とする請求項８記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバ。
【請求項１３】
前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号を修正する前記手段は、前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号の位相および利得を修正する手段を含むことを特徴とする請求項８記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバ。
【請求項１４】
前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号の位相および利得を修正する前記手段は、前記判定された複数の適応型アレイ加重に従って前記複数の要素通信信号を濾波する手段を含むことを特徴とする請求項１３記載のアンテナ・アレイから通信信号を送信するためのトランシーバ。
【請求項１５】
ワイヤレス通信システムにおいて、アンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニットにおける方法であって：
前記加入者ユニットにて、複数の異なる要素パイロットの特性を測定する段階であって、各異なる要素パイロットは、トランシーバに結合されたアンテナ・アレイ内の複数のアンテナ要素のうちの一つから送信される、段階；
前記複数の異なる要素パイロットの被測定特性に基づく送信機制御データを前記トランシーバに送信する段階；
パイロット合成加重を計算する段階；
前記パイロット合成加重を利用して、前記複数の異なる要素パイロットの前記被測定特性を合成して、合成パイロットを生成する段階；および
前記合成パイロットを利用して、前記通信信号を復調する段階；を含み、前記通信信号は、送信された前記通信信号を前記加入者ユニットが受信する用意ができていることを、前記加入者ユニットによって送信されるメッセージと、前記加入者ユニットが前記複数の適応型アレイ加重を計算するために必要な時間を超える時間期間の遅延とのうちの一方によって、前記トランシーバが判定した後に受信される方法。
【請求項１６】
前記通信信号は、それぞれが前記アンテナ・アレイ内の前記複数の要素のうちの一つから送信された要素通信信号からなり、前記パイロット合成加重は、前記送信機制御データに応答して前記要素通信信号の特性を修正するために前記トランシーバにて用いられる適応型アレイ加重に関連することを特徴とする請求項１５記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニットにおける方法。
【請求項１７】
複数の異なる要素パイロットの特性を測定する前記段階は、複数の異なる要素パイロットの位相を測定する段階を含むことを特徴とする請求項１５記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニットにおける方法。
【請求項１８】
複数の異なる要素パイロットの特性を測定する前記段階は、アンテナ要素と前記加入者ユニットとの間のチャネルのチャネル・インパルス応答を推定する段階を含むことを特徴とする請求項１５記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニットにおける方法。
【請求項１９】
前記複数の要素通信信号を修正するための推奨適応型アレイ加重を計算する段階；
をさらに含んで構成され、
トランシーバ制御データを前記トランシーバに送信する前記段階は、前記複数の要素通信信号を修正するための推奨適応型アレイ加重を前記トランシーバに送信する段階を含むことを特徴とする請求項１５記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニットにおける方法。
【請求項２０】
前記パイロット合成加重を利用して、前記複数の異なる要素パイロットの前記被測定特性を合成して、合成パイロットを生成する前記段階は：
前記パイロット合成加重で前記複数の異なる要素パイロットの前記被測定特性を濾波して、濾波結果を生成する段階；および
前記濾波結果を追加して、前記合成パイロットを生成する段階；
を含むことを特徴とする請求項１５記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニットにおける方法。
【請求項２１】
ワイヤレス通信システムにおいて、アンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニットであって：
前記加入者ユニットにて、複数の異なる要素パイロットの特性を測定する手段であって、各異なる要素パイロットは、トランシーバに結合されたアンテナ・アレイ内の複数のアンテナ要素のうちの一つから送信される、手段；
前記複数の異なる要素パイロットの被測定特性に基づく送信機制御データを前記トランシーバに送信する手段；
パイロット合成加重を計算する手段；
前記パイロット合成加重を利用して、前記複数の異なる要素パイロットの前記被測定特性を合成して、合成パイロットを生成する手段；および
前記合成パイロットを利用して、前記通信信号を復調する手段；を含み、前記通信信号は、送信された前記通信信号を前記加入者ユニットが受信する用意ができていることを、前記加入者ユニットによって送信されるメッセージと、前記加入者ユニットが前記複数の適応型アレイ加重を計算するために必要な時間を超える時間期間の遅延とのうちの一方によって、前記トランシーバが判定した後に受信される加入者ユニット。
【請求項２２】
前記通信信号は、それぞれが前記アンテナ・アレイ内の前記複数の要素のうちの一つから送信された要素通信信号からなり、前記パイロット合成加重は、前記送信機制御データに応答して前記要素通信信号の特性を修正するために前記トランシーバにて用いられる適応型アレイ加重に関連することを特徴とする請求項２１記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニット。
【請求項２３】
複数の異なる要素パイロットの特性を測定する前記手段は、複数の異なる要素パイロットの位相を測定する手段を含むことを特徴とする請求項２１記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニット。
【請求項２４】
複数の異なる要素パイロットの特性を測定する前記手段は、アンテナ要素と前記加入者ユニットとの間のチャネルのチャネル・インパルス応答を推定する手段を含むことを特徴とする請求項２１記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニット。
【請求項２５】
前記複数の要素通信信号を修正するための推奨適応型アレイ加重を計算する手段；
をさらに含んで構成され、
トランシーバ制御データを前記トランシーバに送信する前記手段は、前記複数の要素通信信号を修正するための推奨適応型アレイ加重を前記トランシーバに送信する手段を含むことを特徴とする請求項２１記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニット。
【請求項２６】
前記パイロット合成加重を利用して、前記複数の異なる要素パイロットの前記被測定特性を合成して、合成パイロットを生成する前記手段は：
前記パイロット合成加重で前記複数の異なる要素パイロットの前記被測定特性を濾波して、濾波結果を生成する手段；および
前記濾波結果を追加して、前記合成パイロットを生成する手段；
を含むことを特徴とする請求項２１記載のアンテナ・アレイから通信信号を受信するための加入者ユニット。
【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、ワイヤレス通信システムにおいて適応型アンテナ・アレイを利用して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上で通常の目標は、通信システムによって同時に担当できるユーザの数を増加することである。これは、システム容量を増加するともいえる。
【０００２】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ワイヤレス通信システムでは、基地トランシーバにおいて適応型アンテナ・アレイ(adaptive antenna array)を利用することは、システム容量を増加する方法として提唱されている。適応型アレイ・アンテナは、個別の要素のフィールドが合成して、ある方向では強度が大きく、別の方向ではフィールド強度が小さいフィールドが得られるように、寸法，間隔，配向および照度シーケンス(illumination sequence)を有する２つまたはそれ以上の放射素子(radiating elements)を含む。適応型アレイ・アンテナはシステム容量を増加するのを助けるが、これはこのフィールド・パターンまたは放射パターン（複数のビームまたはローブ(lobes)を含む）は、選択されたユーザに宛てられる信号は、選択されたユーザへの伝搬経路の方向に向けられた高利得アンテナ・ローブにあり、一方、アンテナ・パターンのナル(nulls)は他のユーザに向けられるように構成できるためである。従って、選択されたユーザのアンテナ・ナルにおける他のユーザに宛てられた他の信号は、選択されたユーザに宛てられたパワーによって悪影響を受けない。これは容量を増加するが、なぜならば、一方のユーザの信号が、他の全てのユーザの信号を劣化させるであろうセクタまたはセルにおける他の全てのユーザに対して、より高いアンテナ利得で送信されないためである。一部の他のユーザはより高い利得ローブにあり、その他はそうでない場合があり、そのため全てのユーザは、統計的には、自局宛の信号をよりよく受信できるようになる。
【０００３】
ユーザ単位でパターンを調整する適応型アレイ送信機についての従来の提唱では、ユーザ単位のパイロット(per user pilot)が一般に用いられる。なぜならば、適切な復調では、パイロットがトラヒック・チャネルと同相となる必要があるためである。従って、パイロットがトラヒック・チャネルと同じアンテナ・パターンで送信されなければ、パイロット位相はトラヒック・チャネルに対して移相される。各ユーザについてパイロットを有する適応型アレイ・システムでは、各ユーザのパイロットは、ユーザのトラヒック・チャネル照度シーケンスを生成するために用いられる加重(weights)（すなわち、利得および位相）に従って修正しなければならない。
【０００４】
このユーザ単位のパイロット・システムでは、（１）追加パイロットの利用；（２）各パイロットを区別するためにより長いパイロット・シーケンスの利用；（３）より長いパイロット・シーケンスに起因して、加入者ユニットにおけるパイロット・サーチャ(pilot searcher)の複雑さの増加；（４）既存のＣＤＭＡセルラ（ＩＳ−９５）加入者ユニットとの下位互換性(backward compatibility)の欠如；および（５）ソフト・ハンドオフ複雑さの増加と、ソフト・ハンドオフ中のユーザ単位の追加パイロットの割当に起因する容量の低下、という原因により容量が低減する。
【０００５】
ユーザ単位のパイロットを追加することは、適応型アレイを利用することによって得られる利得の量を実質的に低減する。報知パイロット(broadcast pilot)が全送信パワーの７％を占め、かつユーザ単位パイロットが全送信パワーの同じ７％を占めると仮定すると、報知パイロットは依然としてハンドオフ目的のために必要とされるので、７％容量が失われる。
【０００６】
適応型アレイによって与えられるセクタ容量の増加のため、４倍多くのパイロットが必要とされることがある。これは、パイロットを区別するために、パイロット・シーケンスが４倍長くなければならないことを意味する。これらの長いパイロットを探す加入者におけるサーチャは、４倍の積分時間(integration time)を必要とし、これはより高い演算条件を意味する。この事態は、適応型アレイの狭いビームは、より多くのビームがあるのでより多くの探索を必要とすることを一般に意味するという事実によって悪化する。すなわち、サーチャは過負荷状態になる可能性があることを意味する。
【０００７】
従って、基地トランシーバと加入者ユニットとの間でユーザ単位パイロットまたは高容量の複雑なシグナリングを必要とせずに、適応型アンテナ・アレイで通信信号を送信および復調する方法およびシステムが必要とされることは明白である。
【０００８】
（好適な実施例の説明）
発明の新規と考えられる特徴は、特許請求の範囲において規定される。ただし、発明自体、ならびにその好適な利用形態、更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の以下の詳細な説明を参照することで最もよく理解されよう。
【０００９】
ここで、図面、特に図１を参照して、本発明の方法およびシステムの動作を表す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１００から開始し、次にブロック１０２に進み、ここでシステムは、基地トランシーバにて適応型アンテナ・アレイ内の各要素用の異なる要素パイロット(element pilot)を加入者ユニットに送信する。パイロットは、加入者ユニットが無線周波数（ＲＦ）チャネルを特徴付けることができるように、加入者ユニットに基準を与えることを目的として、基地トランシーバから加入者ユニットに送信される信号である。また、パイロットは、コヒーレント復調のための位相基準を与えることができる。ＣＤＭＡシステムでは、パイロットは直接シーケンス・スペクトル拡散信号(direct-sequence spread spectrum signal)で実装できる。
【００１０】
要素パイロットは、低い相互相関(cross correlation)を有するように構成される。これらは、ＩＳ−９５で用いられるウォルシュ／アダマール・シーケンス(Walsh-Hadamard sequences)など、直交シーケンス(orthogonal sequences)から好ましくは構成されるが（2001 I Street, N.W., Washington, D.C. 20006の米国電気工業会（ＥＩＡ）によって出版されたTIA/EIA/IS-95-A, Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wide Band Spread Spectrum Cellular System, March 1995を参照されたい）、擬似雑音（ＰＮ：Pseudonoise）シーケンスの異なるオフセットなど、低相互相関シーケンスから形成できる。
【００１１】
次に、加入者ユニットは、ブロック１０４に示すように、各アンテナ要素から加入者ユニットに至る各チャネルのチャネル・インパルス応答を推定する。なお、これらの各要素のインパルス応答は、アンテナ要素と加入者ユニットとの間の異なる経路上で伝搬するいくつかのレイ(rays)含むことができる。各チャネル・インパルス応答は、各要素パイロットに整合した整合フィルタ(matched filter)を利用して推定できる。これらの整合フィルタは、要素パイロットの時間反転複素共役(time reversed complex conjugate)であるインパルス応答を有する。整合フィルタ長は、雑音をならし除去(average out)するのに十分長いが、フィルタがチャネルの変化に応答するのに十分短く設定される。
【００１２】
チャネル・インパルス応答を推定した後、ブロック１０６に示すように、加入者ユニットは送信機制御データを基地トランシーバに送信する。送信機制御データは、加入者ユニットの特定の位置についてアンテナ・アレイの利得を向上させるように、トラヒック・チャネル信号を修正するのに必要な基地トランシーバ情報を与える。好適な実施例では、送信機制御データは、トランシーバにおける各アンテナ要素の位相および利得修正について加入者ユニットが推奨する、適応型アレイ加重(adaptive array weights)である。別の実施例では、送信機制御データは、各アンテナ要素と加入者ユニットとの間の各チャネルの量子化チャネル・インパルス応答測定である。さらに別の実施例では、送信機制御データは、加重の最新の選択の有効性に関してフィードバックを基地トランシーバに与えるエラー・レート指標(error rate indication)でもよい。
【００１３】
送信機制御データの送信の後、プロセスは、フローチャートの並列な経路によって示されるように、基地トランシーバおよび加入者ユニットにおいて各ステップを実行する。基地トランシーバでは、ステップ１０８に示すように、プロセスは送信機制御データを利用して、アンテナ・アレイ内の各要素から送信される要素トラヒック信号を修正するための適応型アレイ加重を判定する。好適な実施例では、基地トランシーバは、アンテナ・アレイ内の各要素を駆動するために加入者ユニットによって推奨される送信適応型アレイ加重を利用する。あるいは、これらの適応型アレイ加重は、加入者ユニットにてパイロットを合成する際に用いられるパイロット合成加重の計算について以下で説明するのと同じように計算してもよい。
【００１４】
ここで、加入者ユニットにおける動作について参照して、各アンテナ要素と加入者ユニットとの間のチャネルの被推定インパルス応答に基づいて、パイロット合成加重(pilot synthesis weights)のセットが算出される。好適な実施例では、これらのパイロット合成加重は、最大パワーを加入者に与えるように算出される。要素毎に一つの適応型アレイ加重を用いる場合、最大パワーを与えるパイロット合成加重は、以下のように定義されるチャネル・インパルス応答サンプル自己相関行列ＲAの最大固有値(maximum eigenvalue)に対応する固有ベクトル(eigenvector)の要素である：
【００１５】
【数１】
0004391021.tif 000002
ここでＷiはｉ番目のアンテナ上の加重であり、αi（ｊ）は、遅延ｊにてｉ番目のアンテナ要素から加入者までのチャネルの被推定チャネル・インパルス応答の値であり、λmaxは最大固有値であり、ｅmaxは最大固有値に対応する固有ベクトルである。
【００１６】
要素毎に複数の加重が用いられる場合、適応型アレイ加重は正規化チャネル・インパルス応答推定値の複素共役でもよい。この場合、要素ｉにおける加重のベクトルは、次のように書ける：
【００１７】
【数２】
0004391021.tif 000003
ここで「＊」は複素共役を表す。
【００１８】
本発明の重要な態様に従って、要素トラヒック信号を修正するために基地トランシーバにて適応型アレイ加重を計算する方法は、加入者ユニットがパイロット合成加重を計算するために用いる方法と数学的に関連し、あるいは統制(coordinate)される。
【００１９】
パイロット合成加重を計算した後、ブロック１１２に示すように、プロセスはパイロット合成加重を利用してパイロットを合成する。この「合成パイロット(synthesized pilot)」は、被推定チャネル・インパルス応答の加重されたものを加算することによって生成される。従って、合成パイロットは、全てのアンテナ要素と加入者ユニットとの間の全レイの全経路からなる「コンポジット」チャネルの利得および位相を記述する。合成パイロットはコンポジット・チャネルをより完全に記述する情報を収容するので、合成パイロットは加入者ユニットにて受信されるトラヒック・チャネルをコヒーレント復調するための良好な基準となる。
【００２０】
本発明に従って、送信および復調にける加重の利用のタイミングまたは同期は、基地トランシーバと加入者ユニットとの間で慎重に統制しなければならない。例えば、加入者ユニットがパイロット合成加重を計算して、パイロットを合成する前に、トランシーバが要素トラヒック信号を修正するための適応型アレイ加重を変更すると、加重は実質的に異なることがあり、エラーが加入者ユニットにおいて生じる可能性が高くなる。従って、ブロック１１４に示すように、プロセスは加入者ユニットが新たに計算された適応型アレイ加重で加重された加重要素トラヒック信号を受信する用意ができていることを判定するステップを含む。加入者ユニットが用意できていない場合、プロセスはブロック１１６に示すように遅延する。なお、図１に示す実施例では、遅い加入者ユニットの場合を想定していることに留意されたい。本発明の別の実施例では、遷移を新規加重に同期するこのステップは、加入者ユニットが基地トランシーバを待つことを必要とする。いずれにせよ、遅い方のユニットは、新規に計算された加重を利用する用意ができていることを速い方のユニットに通知でき、あるいは２つのユニットは遷移する前に、いずれのユニットにおいて加重を計算するために必要な時間を超える所定の時間期間だけ遅延することに合意できる。従って、用意を判定するステップは、用意、あるいは遷移を同期するために必要な期間の遅延、を指示するメッセージを含む。
【００２１】
新規に計算された加重に対して遷移を同期した後、基地トランシーバは、ブロック１１８に示すように、要素トラヒック信号を修正するために判定された適応型アレイ加重に従って、各要素トラヒック信号の利得および位相を修正する。次に、基地トランシーバは、ブロック１２０に示すように、加重要素トラヒック信号の送信を開始する。次に、統制された時間にて、加入者ユニットは、ブロック１２２に示すように、同期パイロットを利用して加重要素トラヒック信号の復調を開始する。その後、プロセスはブロック１０４に反復的に戻り、ここで上述のように、チャネル・インパルス応答測定は更新され、適応型アレイおよびパイロット合成加重は再計算され、新規に計算された加重への遷移は同期される。
【００２２】
図２を参照して、本発明の方法およびシステムを実施するための加入者ユニットを示す。図示のように、加入者ユニット２００は、基地トランシーバから信号を送受信するためのアンテナ２０１を含む。
【００２３】
アンテナ２０１は、チャネル推定器(channel estimator)２０４に結合され、このチャネル推定器２０４は、トランシーバ基地局における各アンテナ要素とアンテナ２０１との間の各チャネルについてチャネル・インパルス応答を推定するために用いられる。チャネル推定器２０４への入力は、パイロット発生器(pilot generator)２０６に結合され、このパイロット発生器２０６は、基地トランシーバにおけるアンテナ・アレイの各アンテナ要素上で用いられる要素パイロットに対応するパイロット信号Ｐ1〜Ｐnを生成する。
【００２４】
チャネル推定器２０４の出力は、各アンテナ要素と加入者アンテナ２０１との間のチャネルのインパルス応答を記述するベクトル＊＊＊αi（ｔ）−＊＊＊αn（ｔ）のグループである。これらのベクトルは、パイロット・シンセサイザ(pilot synthesizer)２０８，加重計算機(weight computer)２１０およびメッセージ・プロセッサ(message processor)２１２の入力に結合される。
【００２５】
メッセージ・プロセッサ２１２は、適応型アレイ加重を判定するために用いられる送信機制御データを基地トランシーバに送信する。この送信機制御データは、加入者ユニットにおいて計算された推奨適応型アレイ加重を含んでもよい。あるいは、送信機制御データは、チャネル推定器２０４からのチャネル・インパルス応答測定の表現でもよい。これらの表現は、チャネル・インパルス応答ベクトルの量子化表現でもよい。さらに別の実施例では、送信機制御データはチャネル・エラー・レートを表すメッセージでもよく、これは基地トランシーバおよび加入者ユニットそれぞれにて選択された適応型アレイおよびパイロット合成加重のセットの有効性を指示するために用いることができる。
【００２６】
加重計算機２１０は、チャネル・インパルス応答ベクトルを入力として受け取り、加入者ユニットがパイロットを合成するために用いる加重を計算する。好適な実施例では、加重計算機２１０は、推奨適応型アレイ加重を計算して、この推奨加重をメッセージ・プロセッサ２１２に送信することができ、メッセージ・プロセッサ２１２はこの推奨加重を基地トランシーバに送信し、トランシーバは要素トラヒック信号を送信する際にこれらの加重を利用できる。
【００２７】
加重計算機２１０によって出力されるパイロット合成加重は、パイロット・シンセサイザ２０８に転送する前に、遅延回路２１４によって遅延してもよい。この遅延の目的は、加入者ユニットおよび基地トランシーバの両方において、加重の前セットから加重の新規計算セットへの遷移を同期することである。一部の実施例では、遅延２１４の期間はゼロでもよい。なぜならば、基地トランシーバは、加入者ユニット２００が加重計算機２１０においてパイロット合成加重を計算するのを待っているためである。
【００２８】
同期遅延の後、計算されたパイロット合成加重は、パイロット・シンセサイザ２０８に入力され、ここでパイロットは合成され、トラヒック信号を復調するために復調器２１６において用いられる。復調器２１６内では、合成パイロット２１８はコヒーレント復調のための基準として用いられる。復調器２１６は、レーキ受信機(RAKE receiver)で構成してもよく、この場合、復調器２１６の出力はレーキ指(RAKE fingers)の逆拡散ベースバンド合成(despread baseband combination)となる。
【００２９】
復調器２１６の出力はデコーダ２２０に結合され、このデコーダ２２０はビタビ・デコーダ(Viterbi decoder)で構成してもよい。デコーダ２２０の出力はトラヒック・チャネル・データであり、これは音声またはユーザ・データを表すことができ、加入者ユニット・ユーザに適切な方法で伝えることができる。
【００３０】
ここで図３を参照して、図２に示すチャネル推定器およびパイロット・シンセサイザのより詳細な図を示す。チャネル推定器２０４への入力は、アンテナ２０１からのベースバンド信号ｒ（ｔ）である。（なお、ＲＦからのダウンコンバータは図示されていない。）チャネル推定器２０４内では、ベースバンド信号ｒ（ｔ）は整合フィルタ２５０に結合される。これらの整合フィルタも、図３においてパイロットＰ1〜Ｐnとして示される、パイロット発生器２０６からの入力を有する。
【００３１】
整合フィルタ２５０は、上記のように、ベースバンド受信信号ｒ（ｔ）およびパイロットＰ1〜Ｐnを利用して、整合フィルタ動作を実行する。各整合フィルタ２５０の出力は、各アンテナ要素から加入者ユニットまでのチャネルのチャネル・インパルス応答推定値である。
【００３２】
次に、これらのチャネル・インパルス応答推定値はパイロット・シンセサイザ２０８に結合される。パイロット・シンセサイザ２０８は、チャネル・インパルス応答推定値をパイロット合成加重Ｗ1〜Ｗnで濾波するフィルタ２５２を含む。フィルタ２５２はシングル・タップ・フィルタ(single tap filter)で構成でき、この場合、インパルス応答推定値はパイロット合成加重Ｗ1〜Ｗnでそれぞれ乗算される。
【００３３】
フィルタ２５２の出力は加算器(summer)２５４に結合され、この加算器２５４は全出力を加算する。加算器２５４の出力は合成パイロット(synthesized pilot)２１８であり、これは加重Ｗ1〜Ｗnを利用して適応型アレイで送信された一つのパイロットに相当するインパルス応答ベクトルである。
【００３４】
ここで図４を参照して、図２に示す加重計算機２１０のより詳細な図を示す。図示のように、加重計算機２１０は、サンプル・チャネル自己相関行列計算機(sample channel autocorrelation matrix computer)２７０を含む。行列計算機２７０は、チャネル推定器２０４からチャネル・インパルス応答推定値を受け取り、上記のようにサンプル・チャネル自己相関行列ＲA２７２を計算する。
【００３５】
次に、行列ＲA２７２は、最大固有ベクトル計算機(maximum eigenvector calculator)２７４に入力され、この最大固有ベクトル計算機２７４は、サンプル・チャネル自己相関行列ＲA２７２の最大固有値に対応する固有ベクトルを計算する。最大固有ベクトル計算機２７４の出力は、ここでＷ1〜Ｗn、すなわちパイロット合成加重、と示される最大固有ベクトルの要素である。
【００３６】
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基地トランシーバを示す。図示のように、基地トランシーバ３００は、一人またはそれ以上のユーザについて、ＴＣＨ1〜ＴＣＨLと示されるトラヒック・チャネル・データを含む。各トラヒック・チャネルは、ｎ要素アンテナ・アレイ３０２の内の各要素についてトラヒック・チャネル・データのソースを与えるためにｎ分割される。
【００３７】
信号をｎ分割した後、ｎ個の信号のそれぞれはフィルタ３０４に入力され、このフィルタ３０４は、アンテナ・アレイ３０２の各要素について加重された要素トラヒック信号を生成するために用いられる。フィルタ３０４は、加重計算機３０６から適応型アレイ加重を受け取る。
【００３８】
加重計算機３０６によって出力された適応型アレイ加重は、送信機制御データ受信機３０８によって受信された送信機制御データに基づいて判定される。送信機制御データ受信機３０８は、アンテナ・アレイ３０２内の要素でもよく、あるいは要素でなくてもよいアンテナ３１０から入力を受け取る。好適な実施例では、送信機制御データ受信機３０８は、加入者ユニット２００から推奨適応型アレイ加重を受信する。次に、加重計算機３０６は、この推奨適応型アレイ加重を利用して、フィルタ３０４を制御する。
【００３９】
別の実施例では、送信機制御データ受信機３０８は、加入者２００から量子化チャネル・インパルス応答推定値を受信し、これは図４および図５を参照して説明した加入者ユニット２００におけるパイロット合成加重の計算と同様な方法で適応型アレイ加重を計算するために、加重計算機３０６に渡される。
【００４０】
同期コントローラ３１２は、加入者ユニットが新規に判定された適応型アレイ加重で修正された要素トラヒック信号を受信する用意ができているかどうかを判定する。加入者ユニットが用意できている場合、同期コントローラ３１２は加重計算機３０６内で新たに計算された適応型アレイ加重への変更を開始する。従って、新たな適応型アレイ加重は、同期コントローラ３１２によって決定される時間にて、フィルタ３０４内で用いられる。
【００４１】
要素トラヒック信号がフィルタ３０４によって加重された後、要素パイロットＰ1〜Ｐnは加算器３１４によって加重トラヒック要素信号に加算される。パイロットＰ1〜Ｐnは、アンテナ・アレイ３０２内のアンテナ要素１〜ｎに対応する。加入者ユニット２００において、アンテナ要素１〜ｎのチャネルは、パイロットＰ1〜Ｐnを互いに区別する能力によって固有に特徴付けられる。
【００４２】
加算器３１４の次に、加算器３１６は他のＬ本のトラヒック・チャネルからのＬ本の加重要素トラヒック信号を加算して、ｎ本の信号を生成し、これらの信号はアンテナ・アレイ３０２内の各要素上で送信される。
【００４３】
加算器３１６の出力に結合されるのはアップコンバータ３１８であり、このアップコンバータ３１８は、加算機３１６によって出力される信号を、送信に適した無線周波数信号に変換するために用いられる。
【００４４】
本発明の好適な実施例についての上記の説明は、図説のために提示したものである。これは包括的なものではなく、また開示した厳密な形式に発明を制限するものではない。上記の教示に鑑み、修正および変形が可能である。実施例は、発明の原理およびその実際の適用を最良に表し、また当業者が本発明をさまざまな実施例において、想定される特定の利用に適したさまざまな修正で利用できるように選び、説明した。かかる全ての修正および変形は、公正，合法および正当な権限のある範囲に従って解釈したときに、特許請求の範囲によって決まる発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法および動作を示す高度な論理フローチャートである。
【図２】  本発明の方法およびシステムを実施するための加入者ユニットを示す。
【図３】  図２に示されるチャネル推定器およびパイロット・シンセサイザのより詳細な図である。
【図４】  図２に示される加重計算機のより詳細な図である。
【図５】  本発明の方法およびシステムによる基地トランシーバを示す。
【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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