(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムの移動局において、
対応する基地局の複数のアンテナであって、互いに空間的に距離Ｘ（ここで、７λ≦Ｘ＜１０λ）だけ分離しているか、又は、互いに関して空間的に分離され且つ直交して偏極されているか、の少なくとも一方の状態にある複数のアンテナから、移動局に対して、信号の少なくとも１情報ビットの一定遅延量でもって、２回以上送信された信号の複数のバージョンを受信するアンテナと、
合成信号を生成するために、前記アンテナが受信した信号の各バージョンを等化する等化器と、を有し、
前記等化器は等化タップの組を複数有し、各々の等化タップの組は、前記一定遅延量に相当する遅延部により、隣接する等化タップの組から分離されている
ことを特徴とする移動局。
【請求項２】
前記等化器は、
第１タップ遅延線で前記受信信号を遅延させ、複数の第１乗算信号を生成するために複数の第１重み係数と前記第１タップ遅延線を構成する等化タップの組から与えられた複数の遅延信号とを乗算し、第１等化信号を生成するために前記複数の第１乗算信号を加算する第１等化部分と、
前記第１タップ遅延線の出力を前記一定遅延量遅延させる固定遅延素子と、
第２タップ遅延線で前記固定遅延素子の出力を遅延させ、複数の第２乗算信号を生成するために複数の第２重み係数と前記第２タップ遅延線を構成する等化タップの組から与えられた複数の遅延信号とを乗算し、第２等化信号を生成するために前記複数の第２乗算信号を加算し、前記合成信号を生成するために前記第１等化信号と第２等化信号を加算する第２等化部分と
を有することを特徴とする請求項１記載の移動局。
【請求項３】
前記信号は、前記基地局の前記複数のアンテナのうちの第１アンテナから送信され、前記複数のアンテナのうちの（ｎ−１）番目のアンテナから信号が送信された後、前記一定遅延量後に前記複数のアンテナのうちのｎ番目のアンテナから独立に送信される
ことを特徴とする請求項１記載の移動局。
【請求項４】
前記基地局の前記複数のアンテナは、互いに直交して偏極されている
ことを特徴とする請求項１記載の移動局。
【請求項５】
移動局のための通信ダイバシティの方法において、
（Ａ）対応する基地局の複数のアンテナであって、互いに空間的に距離Ｘ（ここで、７λ≦Ｘ＜１０λ）だけ分離しているか、又は、互いに関して空間的に分離され且つ直交して偏極されているか、の少なくとも一方の状態にある複数のアンテナから、移動局に対して、各送信間で信号の少なくとも１情報ビットの一定遅延量でもって２回以上送信された信号の複数のバージョンを受信するステップと、
（Ｂ）合成信号を生成するために、前記アンテナが受信した信号の各バージョンを等化器により等化するステップとを有し、
前記等化器は等化タップの組を複数有し、各々の等化タップの組は、前記一定遅延量に相当する遅延部により、隣接する等化タップの組から分離されている
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
前記（Ｂ）のステップは、
（Ｂ１）第１タップ遅延線で前記受信信号を遅延させるステップと、
（Ｂ２）複数の第１乗算信号を得るために、複数の第１重み係数と前記第１タップ遅延線を構成する等化タップの組から得られた複数の遅延信号とを乗算するステップと、
（Ｂ３）第１等化信号を得るために、前記複数の第１乗算信号を加算するステップと、
（Ｂ４）第１信号を得るために、前記一定遅延量で前記第１タップ遅延線の出力を遅延させるステップと、
（Ｂ５）第２タップ遅延線で前記第１信号を遅延させるステップと、
（Ｂ６）複数の第２乗算信号を得るために、複数の第２重み係数と前記第２タップ遅延線を構成する等化タップの組から得られた複数の遅延信号とを乗算するステップと、
（Ｂ７）第２等化信号を得るために、前記複数の第２乗算信号を加算するステップと、
（Ｂ８）前記合成信号を得るために、前記第１等化信号と第２等化信号を加算するステップと
を有することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記信号は、前記基地局の前記複数のアンテナのうちの第１アンテナから送信され、前記複数のアンテナのうちの（ｎ−１）番目のアンテナから信号が送信された後、前記一定遅延量後に前記複数のアンテナのうちのｎ番目のアンテナから独立に送信される
ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記基地局の前記複数のアンテナは、互いに直交して偏極されている
ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項９】
移動通信システムの移動局において、
（Ａ）一定遅延量でもって２回以上送信された信号の複数のバージョンを受信するアンテナと、
前記一定遅延量は、信号の少なくとも１情報ビット周期であり、
（Ｂ）合成信号を生成するために前記アンテナが受信した信号の各バージョンを処理するＲＡＫＥアーキテクチャと、
を有し、前記ＲＡＫＥアーキテクチャはＲＡＫＥフィンガの組を複数有し、各々のＲＡＫＥフィンガの組は、前記一定遅延量に相当する遅延部により、隣接するＲＡＫＥフィンガの組から分離されている
ことを特徴とする移動通信システムの移動局。
【請求項１０】
前記ＲＡＫＥアーキテクチャは、
（Ｂ１）前記受信信号に接続された第１データバスと、
（Ｂ２）前記第１データバスに接続され、第１ＲＡＫＥ信号を得るためにそれぞれの遅延量で受信信号を遅延させる第１の組のＲＡＫＥフィンガと、
（Ｂ３）前記第１データバスの出力を前記一定遅延量で遅延させる固定遅延素子と、
（Ｂ４）前記固定遅延素子の出力に接続される第２データバスと、
（Ｂ５）前記第２データバスに接続され、第２ＲＡＫＥ信号を得るために、前記固定遅延素子の出力をそれぞれの遅延量で遅延させる第２の組のＲＡＫＥフィンガと、
（Ｂ６）合成信号を得るために、前記第１と第２のＲＡＫＥ信号を加算する加算器と
を有することを特徴とする請求項９記載の移動局。
【請求項１１】
移動局のための通信ダイバシティの方法において、
（Ａ）各送信間で一定遅延量でもって２回以上送信された信号の複数のバージョンを移動局において受信するステップと、
前記一定遅延量は、信号の少なくとも1情報ビット周期であり、
（Ｂ）受信した信号の各バージョンを、ＲＡＫＥアーキテクチャを用いて処理するステップと、
を有し、前記ＲＡＫＥアーキテクチャはＲＡＫＥフィンガの組を複数有し、各々のＲＡＫＥフィンガの組は、前記一定遅延量に相当する遅延部により、隣接するＲＡＫＥフィンガの組から分離されている
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記（Ｂ）のステップは、
（Ｂ１）受信信号を第１データバスに入力するステップと、
（Ｂ２）第１ＲＡＫＥ信号を得るために、前記第１データバスに接続された第１の組のＲＡＫＥフィンガでもってそれぞれの遅延量で受信信号を遅延させるステップと、
（Ｂ３）第１信号を得るために、前記一定遅延量で前記第１データバスの出力を遅延させるステップと、
（Ｂ４）前記第１信号を第２データバスに入力するステップと、
（Ｂ５）第２ＲＡＫＥ信号を得るために、前記第２データバスに接続された第２の組のＲＡＫＥフィンガでもってそれぞれの遅延量で前記第１信号を遅延させるステップと、
（Ｂ６）合成信号を得るために、前記第１と第２のＲＡＫＥ信号を加算するステツプと
からなることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の組のＲＡＫＥフィンガは、第１の組のＲＡＫＥフィンガと第２の組のＲＡＫＥフィンガとを含み、前記移動局はさらに、
（Ｃ）前記アンテナが受信した信号の複数のバージョン中のエコーについての第１の指示を提供する第１のサーチ部と、
（Ｄ）前記遅延部により前記アンテナが受信した信号の複数のバージョンから分離され、前記一定遅延量だけ遅延された、前記アンテナが受信した信号の複数のバージョン中のエコーについての第２の指示を提供する第２のサーチ部を有することを特徴とする請求項９記載の移動局。
【請求項１４】
前記複数の組のＲＡＫＥフィンガは、第１の組のＲＡＫＥフィンガと第２の組のＲＡＫＥフィンガとを含み、前記方法はさらに、
（Ｃ）前記移動局において受信した信号の複数のバージョン中のエコーについての第１の指示を提供するステップと、
（Ｄ）前記移動局において受信した信号の複数のバージョンから前記一定遅延量だけ遅延した信号の複数のバージョンに基づいて、前記遅延した信号の複数のバージョン中のエコーについての第２の指示を提供するステップと、
を有することを特徴とする請求項１１の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムにおいて、信頼性のある通信を行うために必要とされる送信パワーを低減する送信ダイバシティと受信信号等化構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
順方向リンクと逆方向リンクを含む携帯電話システムのような二重方式の無線システムにおいては、リンクのバランスを維持して通信全体の品質を保証する必要がある。通常基地局の逆方向リンク受信機システムは、７λ〜１０λ程度離れて配置された複数本の受信用アンテナを用いたダイバシティ受信を用い、基地局で受信する移動局の信号のフェージングを少なくしている。しかし、複数本のアンテナと複数本の受信機チャネルは、小型でかつ安価が重要な要件である車搭載用あるいは携帯用移動通信装置においては実現性はない。
【０００３】
車搭載用あるいは携帯用移動通信用デバイスは、受信ダイバシティを採用することができなく、そのためアップリンクの性能はダウンリンクの性能よりも通常６〜７ｄＢ程向上させている。従来リンクバランスは、基地局が強いダウンリンク用の送信パワー増幅器を用いることにより維持され、これにより移動局の受信機が受信ダイバシティ機能がないことを補償し、ダウンリンクの性能を向上させている。しかし送信機の出力を増加させることは、リンクのパワー配分、素子の大きさ重さコストに悪影響を及ぼし、システムの干渉が増加することになる。
【０００４】
図１は、従来の移動通信システムを示し、同図の基地局６０は、１本の送信用アンテナ６０１を有し、この送信用アンテナ６０１がアンテナ７０１を介して移動局７０に信号を送信している。建物、木、山のような環境障害物が移動局７０と基地局６０との間に存在するために、基地局６０から送信された信号は移動局７０に到達するが、その際複数のマルチパス信号が存在し、この信号は様々な障害物で反射されるために時間的に遅延している。図２は、このような環境障害物に起因する受信信号のマルチパス遅延を示す。
【０００５】
移動局７０内のアダプティブ等化器（適応型等化器）は、可変の振幅重み付け機能とタイムオフセット機能とを有し、信号の反射の形状を変化させるような移動局の移動に起因する信号応答の変動を補償している。等化器は、信号を受信すると、受信した信号のマルチパスを遅延させて、マルチパスにより生成された無線チャネル歪みを補償するために、受信チャネル応答を平坦化している。この等化器は、周波数領域で作動してマルチパスの欠点を解決している。
【０００６】
北アメリカの時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システムにおいては、３０ｋＨｚのナローバンドの信号を送信しているが、そのビット周期は非常に長く移動局の等化器のタップは、１／４〜１ビット程度離れており、これは長距離からのマルチパスエコー（反射）に対応している。環境障害物に起因するマルチパスからの伝播遅延は、比較的短い（通常、情報ビットの１／４）であるため、ＴＤＭＡシステムにおける移動局の等化器は、環境物の反射に起因するマルチパスを有効に取り除くことができない、その理由は大部分のマルチパスは遅延の範囲内に入り、これは等化器が処理するには短すぎるからである。
【０００７】
一般的に、ＴＤＭＡシステムの移動局の等化器は、マルチパスの欠点を有効に解決することができないために、この等化器は差分モードで通常保持されている（等化器オフ）。一方、ＧＳＭシステムの移動局の等化器受信機およびＣＤＭＡの移動局のＲＡＫＥ受信機は、マルチパスの影響を大幅に緩和できる。しかし、ＧＳＭシステムおよびＣＤＭＡシステムにおける等化器受信機とＲＡＫＥ受信機の構造は複雑である。
【０００８】
図３は、フェージングの確率に関してフェージングの深さの点からとった従来のダイバシティ受信の影響を示す。例えば、１本のアンテナを用いたワンブランチ受信の場合には、信号がフェージングする時間の１０％は２５ｄＢ以上である。しかし、２本のアンテナで２個の異なる信号を基地局が受信するツーブランチ受信の場合で、同時受信した信号はフェージングしない条件下では、フェージングする時間の１０％は１５ｄＢ以上である。４本のアンテナを用いたフォーブランチ受信の場合には、信号がフェージングする時間の１０％は１０ｄＢである。
【０００９】
同一の送信信号強度を用いた場合では、ツーブランチ受信ではワンブランチ受信と比較すると１０ｄＢのダイバシティゲインが得られる。このフェージングマージンは、この場合ツーブランチ受信に対するよりも低く、そのためリンク配分が保存される。その理由はある受信限界は、より低い信号強度と複数の受信ブランチを用いて実現できるからである。しかし、移動局における受信ダイバシティは、通常の携帯可能な移動装置は、空間的に分離した複数本のアンテナを用いることができないので、実際的ではない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、移動局の受信等化機構と基地局の送信ダイバシティを組み合わせることにより基地局の送信パワーを増やすことなく移動通信システムのダウンリンク（逆方向チャネル）の性能を向上させることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の送信用アンテナを有するマルチチャネル送信機は、ある信号とこの信号から時間的に遅延した（１つあるいは複数の）付属的な独立バージョンを移動局に送信する。この信号の独立して受信したバージョンのエネルギは、移動局において周波数領域で等化され、これはＲＡＫＥ受信機内で等化器を用いて時間的に同期して行われ合成信号を生成する。このダイバシティゲインの影響は、システムの耐フェージングマージンを増加させ、必要とされる全体の送信パワーを少なくして生成される干渉を低減する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図４は、送信ダイバシティと受信等化機構を用いた本発明の一実施例の移動通信システムを表す。この移動通信システムは、ＴＤＭＡ，ＧＳＭ，ＣＤＭＡ等の移動通信システムのいずれでもよい。同図に示すように、本発明の移動通信システムは、複数の基地局３０，３１を有し、移動局１０との間で通信信号を無線で送受信する。各基地局３０，３１はそれぞれのセクタをカバーしている（図示せず）。移動交換機センタ４０は、複数の基地局３０，３１に通信ラインＬを介して接続され、さらにまた公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）５０に接続されて、移動局１０とＰＳＴＮ５０との間の通信を可能にしている。２個の基地局３０、３１のみが示されているが、本発明はいかなる数の基地局にも適用できる。
【００１３】
送信ダイバシティを実現するするために、同一信号の複数の独立したバージョンが基地局３０から移動局１０に送信される。図５に詳述するように、一実施例においては、基地局３０は２本のアンテナ３０１，３０２を有し、それらは少なくとも７λ〜１０λ水平方向に分離している（本明細書においてλは波長）。これらのアンテナは空間的に分離しているために、同一信号の独立したバージョンが移動局１０に異なる無線チャネルを介して送信される。これらの異なる無線チャネルは、同一のフェージングを受けることはない。他の実施例においては、各アンテナ３０１，３０２は、垂直方向に分離してもよい。
【００１４】
さらにまた別の実施例においては、各アンテナ３０１，３０２は、互いに直交して偏極(orthogonally polarize)（垂直／水平二重偏極または二重傾斜偏極）され、異なる独立したフェージングを与える。さらにまた別の実施例によれば、送信インピーダンスは、アンテナ３０１，３０２の空間的分離および直交偏極を組み合わせることにより得られる。さらにまた２本のアンテナ３０１，３０２のみが示されているが、基地局は同一信号の独立したバージョンをさらにより多くの本数のアンテナを用いて送信し、それによりダイバシティ効果を改善することができる。
【００１５】
ダイバシティ効果を有効に実現するために、基地局３０から送信し移動局１０が受信した複数の独立したバージョンは、互いに分離しなければならない。移動局１０で受信した、ランダムな正味位相和とランダムな正味位相ヌルを有する組み合わせ信号を形成するために、送信中に単に組み合わせることにより、送信された信号の独立バージョンのＲＦエネルギを回避するために、送信信号の複数の独立したバージョンは、基地局３０のアンテナ３０１，３０２から同期せずに送信される。
【００１６】
したがって図５は、アンテナ３０１から移動局１０に送信される信号の第１の独立バージョンと対応するマルチパスを実線で示す。アンテナ３０２から移動局１０に送信された信号の第２の独立したバージョンと対応するマルチパスを点線で示す。この第２の独立したバージョンは、アンテナ３０１の送信後所定の時間遅延Δをもってアンテナ３０２から送信されたものである。言い換えると、信号はアンテナ３０１から送信された後、人為的な遅延時間をもってアンテナ３０２から送信される。
【００１７】
図６は、図５の基地局３０の基地局送信機の詳細図である。入力データあるいは音声Ｉｎが符号化器３１０に与えられる。ＴＤＭＡとＧＳＭ移動通信システムにおいては、符号化器３１０は例えばパルス符号変調（ＰＣＭ）を行う。ＣＤＭＡ移動通信システムにおいては、符号化器３１０は従来の符号化アルゴリズムを用いた可変レートのボコーダ（ビデオ圧縮あるいはデータ圧縮）である。
【００１８】
この符号化信号がインタリーバ３１２に与えられ、このインタリーバ３１２が符号化信号をインタリーブしてフェージングに起因するデータのブロック全体の喪失を防ぐ。このインタリーブされたデータは、変調器３１４に与えられ、この変調器３１４がインタリーブされたデータを変調する。この変調はＴＤＭＡシステムではＤＱＰＳＫ（π／４差分直交位相シフトキーイング）、ＧＳＭシステムに対してはＧＭＳＫ（ガウス最小シフトキーイング）、ＣＤＭＡシステムに対してはＱＰＳＫ（直交位相シフトキーイング）を用いて行われる。
【００１９】
変調器３１４から出力されたこの変調信号は増幅器３３０に与えられ、この増幅器３３０が変調信号を増幅し、この増幅された信号をアンテナ３０１に与え、そこから移動局１０に無線で送信する。この変調信号はまた遅延素子３２０にも与えられ、この遅延素子３２０が所定の時間遅延Δの分変調信号を遅延させ、その後遅延信号を出力する。この所定の遅延時間Δは、送信された信号の１情報ビット周期よりも大きくなるよう選択され、それにより、共通ソースから複数のアンテナを介しての同時送信の場合にはヌルが送信パターンに形成されるＲＦロービングと、デジタル状態間の送信エッヂが時間分散を受けるような場合にはシンボル間干渉を阻止する。
【００２０】
増幅器３３１は遅延素子３２０から出力された遅延信号を増幅し、この増幅された信号をアンテナ３０２に送り、そこから移動局１０に無線で送信する。即ち、この遅延信号は、アンテナ３０１から信号が送信された後、所定の時間遅延Δで独立にアンテナ３０２から移動局１０に送信される。この変調信号はまた、遅延素子３２Ｎに与えられ、この遅延素子が変調信号を所定遅延時間ＮΔの分遅延させ、その後遅延された信号を出力する。
【００２１】
増幅器３３Ｎは遅延素子３２Ｎからの遅延信号を増幅し、この増幅された信号をアンテナ３０Ｎに送り、そこから移動局１０に無線で送信する。かくして、信号はアンテナ３０１から信号が送信された後、所定の時間遅延ＮΔ遅れて独立してアンテナ３０Ｎから移動局１０に送信される。Ｎは正数であり、基地局内の送信機のブランチの数は、これに限定されるものではない。このダイバシティの影響により、送信ブランチの数が増えるに従って効率が上がる。
【００２２】
図７は、図４の移動局１０の受信機の一実施例である。アンテナ１０１は図６の基地局送信機のアンテナ３０１，３０２，３０Ｎから送信された信号を受信する。この受信された信号は復調器１０２に送られ、この復調器１０２が信号を基地局３０が採用している変調系に従って復調する。例えば、ＤＱＰＳＫ，ＧＭＳＫ，ＱＰＳＫ復調は、それぞれＴＤＭＡ，ＧＳＭ，ＣＤＭＡにおける復調器１０２で実行される。
【００２３】
この復調された信号は等化器１０４に与えられ、この等化器１０４は遅延してアンテナ３０１，３０２，３０Ｎにより送信された信号の独立したバージョンを組み合わせて合成信号を形成する。この等化器１０４から出力された合成信号は、脱インタリーバ１０６に与えられ、そこで図６の基地局送信機のインタリーバ３１２により行われたインタリーブに合った方式で脱インタリーブされる即ち戻される。この脱インタリーブされた信号は、復号化器１０８に送られ、この復号化器１０８で対応する復号化プロセスを実行してデータ信号あるいは音声信号Ｏｕｔを出力する。
【００２４】
図８は、ＴＤＭＡシステムで用いられる本発明の一実施例の等化器を示す。この等化器１０４は、等化器部分１２０，１３０を含む分離型等化器で、それぞれ３タップのアダプティブ等化器である。固定遅延素子１４０が等化器部分１２０と１３０との間の遅延ラインに沿って接続される。図８は、信号の２つの独立したバージョンを受信する移動局用の等化器の例を示す。一般的に、等化器１０４は信号の独立したバージョンが基地局から送信されるアンテナの数Ｎに等しいＮ個の等化器部分を有する。固定遅延素子１４０は各対の等化器部分の間に接続されている。
【００２５】
図７の復調器１０２から出力された復調信号は、図８の等化器部分１２０の固定または可変の遅延素子１２１と乗算器１２３に与えられる。遅延素子１２１は、復調信号を遅延時間τ1遅延させ、この遅延出力を遅延素子１２２，乗算器１２４に与える。遅延素子１２２は、さらに遅延素子１２１の出力を遅延時間τ2遅延させ、この遅延された出力を乗算器１２５に与える。遅延素子１２１，１２２はタップ遅延線を形成し、送信信号の情報ビット周期のそれぞれ１／４周期、１／２周期または１周期の遅延を与え、これは情報ビット周期よりも遙かに短い遅延量を与えている。
【００２６】
遅延素子１２２の遅延出力は、固定の長期の遅延素子１４０に与えられ、これは等化器部分１２０の遅延出力に比較すると長い。各乗算器１２３，１２４，１２５はそれぞれ対応する入力を振幅重み係数ｈ1，ｈ2，ｈ3でそれぞれ乗算する。振幅重み係数ｈ1，ｈ2，ｈ3は適応的に与えられ、信号を従来方法で等化する。乗算器１２３〜１２５のそれぞれからの乗算された出力は、加算器１２６に与えられ、この加算器１２６が乗算出力を加算して等化器部分１２０の加算出力を等化器部分１３０に与える。
【００２７】
等化器部分１２０内でタップ遅延線を形成する遅延素子１２１，１２２に関して、北米のＴＤＭＡシステムにおいては、ビット周期は周囲環境により生成される自然のマルチパスエコーと比較して非常に長い。タップが２個の等化器は、実際に使用される最長の等化器であり、これ以上の数のタップを有する等化器を使用してもメリットはない。通常タップ間の遅延量はできるだけ小さく、ビット周期の１／４のものが使用される。
【００２８】
他の等化器はタップ間のビット遅延の１ビットあるいは１／２ビットを使用する。ＴＤＭＡシステムの長期のビット周期は、３０ｋＨｚの非常に狭いバンド幅と逆比例しているために、１／４ビット周期の間隔の第２のタップは、チャネル歪みの補償に対しては有効ではなく、したがって１ｄＢ以下のゲインしか達成できない。したがって、ＴＤＭＡ等化器は、時々ターンオフされ、差分形式がシンボル間干渉の補償を行わずにその代わりに用いられる。
【００２９】
一方、ＧＳＭシステムにおいては、周囲環境により生成されたマルチパスのエコーは、厳しいシンボル間干渉を生成し、これを等化器で補償する必要がある。ＧＳＭシステムにおいては、５〜８タップの等化器を通常用い、有効ゲインは、１０ｄＢより遙かに大きなリンク配分が可能となる。等化器ベースのチャネル補償に対しては、マルチパスにより生成された歪みは、周波数領域で解析され、連続するタップの重みは、チャネルバンド幅全体に亘って平坦な応答を生成するように設定される。
【００３０】
図８のＴＤＭＡ等化器において、固定長期遅延素子１４０は等化器部分１２０の遅延出力を図６の所定の遅延時間Δ遅延させて遅延素子１２２から出力する。固定長期遅延素子１４０は、送信信号の少なくとも１情報ビット周期の遅延を与え、好ましくは２または３情報ビット周期の遅延を与え、その結果受信信号の独立したバージョンが分離される。固定長期遅延素子１４０の出力は遅延素子１３１と等化器部分１３０の乗算器１３３に与えられる。遅延素子１３１は固定長期遅延素子１４０の出力を遅延時間τ3遅延させ、この遅延出力を遅延素子１３２と乗算器１３４に与える。
【００３１】
遅延素子１３２は、遅延素子１３１の出力を遅延時間τ4遅延させ、この遅延出力を乗算器１３５に与える。遅延素子１３１，１３２はタップ遅延線を形成し、これは遅延素子１２１，１２２に説明したのと同様に遅延を与える。乗算器１３３，１３４，１３５は、それぞれ対応する入力を振幅重み係数ｈ4，ｈ5，ｈ6で乗算してそれぞれの乗算出力を与える。前述したように、振幅重み係数ｈ4，ｈ5，ｈ6は、従来方法により信号を等化するために適応的に与えられる。
【００３２】
乗算器１３３〜１３５のそれぞれの乗算出力は加算器１３６に与えられ、この加算器１３６が乗算出力を加算して、その加算出力を加算器１３７に与える。加算器１３７は、加算器１２６から与えられた等化器部分１２０の加算出力と、加算器１３６の加算出力とを加えて、図７で説明したような脱インタリーバ１０６に出力される合成信号に対応する等化器出力信号を与える。図８から分かるように、固定長期遅延素子１４０は等化器部分１２０のタップ遅延線のタップと、等化器部分１３０のタップ遅延線のタップとを固定遅延量で分けている。
【００３３】
前述したように、送信機のダイバシティの効果を得るために基地局３０から送信され、移動局１０が受信した信号の独立したバージョンを分離しなければならない。図６に示すように、基地局側の送信機から人為的に遅延させた信号の独立した様々なバージョンの伝送により受信した際、これらの独立したバージョンを分離することができる。
【００３４】
送信された信号の１情報ビット周期よりも大きな所定の時間遅延Δを用いることにより、ＲＦロービング（共通のソースから供給された信号がアンテナ列から同時に送信されるような場合には送信パターン中にヌルが形成される）と、シンボル間干渉（デジタル状態の間の送信エッヂが歪みを受けること）がなくなる。したがって本発明の一実施例においては、所定の時間遅延Δは、送信信号の１情報ビット周期である。さらに好ましい場合には、所定の遅延時間Δは、送信信号の少なくとも２または３情報ビット周期である。
【００３５】
図５で説明したように、アンテナ３０１から移動局１０に送信された信号は、周囲環境により反射された信号に起因する遅延したマルチパスを有する。周囲環境に起因して発生して送信信号のマルチパスを図２に示す。したがって、基地局送信機のアンテナ３０１から送信された信号は、移動局１０でまず受信され、その後等化器１０４に送られる。
【００３６】
マルチパスを含む信号は、図８に示すように、等化器１０４の等化器部分１２０に与えられ、この等化器部分１２０がマルチパスの悪影響を解消し、加算器１２６の出力として等化信号を等化器部分１２０の出力に出す。マルチパスを含むこの信号は、遅延素子１２２から固定遅延素子１４０に与えられ、そしてこの固定遅延素子１４０がこの信号を所定遅延時間Δ遅延させ、その後マルチパスを含む信号を等化器部分１３０に送り等化する。
【００３７】
固定遅延素子１４０により加えられた所定の時間遅延Δから見ると、図６の基地局送信機のアンテナ３０２により送信された信号の独立バージョンは、遅延素子３２０により遅延され、そしてマルチパスを含み、これは信号の第１の独立バージョンが固定遅延素子１４０から等化器部分１３０に与えられるのと同時に受信され等化器部分１２０に与えられる。
【００３８】
したがって、ある時点では等化器部分１３０は基地局送信機のアンテナ３０１から送信された信号の独立バージョンのマルチパスを解消しようとし、そして等化器部分１２０もまた同時に基地局送信機のアンテナ３０２から送信された信号の独立バージョンのマルチパスを解消しようとする。加算器１２６，１３６からの出力としての信号の等化された独立バージョンは、加算器１３７で加算されて合成信号を生成する。
【００３９】
図９は、時間が対応する時点で図８の等化器部分１２０と１３０により動作したマルチパスを含む信号の独立したバージョンを表す。基地局送信機のアンテナ３０１から最初に送信され、マルチパスを含む信号の独立バージョンを実線で示す。図９に示した対応する時点においては、このマルチパスを含む信号の独立したバージョンは、等化器部分１３０で操作される。
【００４０】
基地局送信機のアンテナ３０２から送信されマルチパスを含む信号の独立バージョンを点線で示す。図２の対応する時点で、このマルチパスを含む信号のそれぞれの独立したバージョンは等化器部分１２０で操作される。同図に示した信号の独立したバージョンは、送信されたときは所定の遅延時間Δ離れて（遅れて）おり、そして固定遅延素子１４０により互いに分離された等化器部分１２０と１３０によりその後は同時に操作される。
【００４１】
したがって、信号の独立バージョンがアンテナ３０１から送信された後、所定の遅延時間Δで信号の独立バージョンはアンテナ３０２から送信される。信号の独立バージョンは、等化器１０４により上記のように離れており、そして結合されて合成信号を形成する。さらにまた、信号の独立バージョンは、異なるアンテナ３０１，３０２から送信される。
【００４２】
即ち、これらのアンテナは互いに空間的に分離されおよび／または直交に偏極されている。信号の独立バージョンは、このようにして異なるパスを介して送信され、そのため相関したフェージングを受けることはない。信号の独立バージョンは、かくして合成されて合成信号を形成し、この合成信号はダイバシティゲインの影響に起因する信号の独立バージョンの何れかよりも大きな有効信号強度を有する。
【００４３】
図１０に示すように、アンテナ３０１から最初に送信された信号の独立バージョンは、フェージングの影響を受けるが、これはアンテナ３０２からその後所定の遅延時間Δでもって送信された信号の独立バージョンが受けるフェージングとは異なる。信号の独立バージョンが合成され、等化器１０４内に合成信号を与えると、正味の影響は信号の独立バージョンの信号強度を単に付加したもの以上となり、その結果合成信号は、単独でとられた信号の独立バージョンの何れかの信号強度の２倍を有する。このように信号強度を単に２倍することは、３ｄＢ増加することに等しい。本発明により達成される送信機ダイバシティゲインの観点から見ると、合成信号の有効信号強度は、信号の独立バージョンの有効信号強度よりも６〜１５ｄＢ以上大きい。
【００４４】
図７の移動局側の受信機は、図８に詳述した等化器１０４を有している。図８の等化器１０４は、ＴＤＭＡ等化器として記載しているが、タップ数を変えることによりＧＳＭ等化器としても用いることができる。ＣＤＭＡシステムの移動局の受信機のさらに別の実施例においては、図７の等化器１０４は、図１１の特別なＲＡＫＥアーキテクチャ２００で置換できる。一般的に、ＣＤＭＡシステムのＲＡＫＥアーキテクチャは、マルチパスに誘導されるチャネル歪みを受ける。
【００４５】
しかし、ＣＤＭＡシステムのバンド幅は、非常に広くこれは極めて短いビット周期に対応し、周囲環境が引き起こすエコーは、ビットの数からは極めて離れている。シンボル間干渉は、ＣＤＭＡシステムでは沢山のビットにまたがっており、これはＴＤＭＡシステムで２個の隣接するビットあるいはＧＳＭシステムで８個の隣接するビットとは異なるものである。
【００４６】
そのためシステムアーキテクチャは、ＲＡＫＥフィンガの間の可変の時間遅延を用いて、数百あるいは数千のタップ（その大部分は振幅ゼロに設定される）を具備する複雑な等化器の設計を回帰することができる。したがってＲＡＫＥベースのＣＤＭＡシステムにおいては、わずか上から３つあるいは４つの有効エコーのみが追跡され同期され加算されて補償された信号を形成する。
【００４７】
可変遅延を選択する操作は、エコーが残留する遅延オフセットを識別するために時間領域で行われる。図１１に詳述するように復調復調されたＩ信号成分と、Ｑ信号成分はＲＡＫＥアーキテクチャ２００のデータバス２１０に入力される。このＩ信号成分とＱ信号成分は、データバス２１０からサーチング装置２１２に与えられ、このサーチング装置２１２がＩ信号成分とＱ信号成分に基づいて受信信号のエコーを探し出す。サーチング装置２１２は、エコーが受信した信号がどこにあるかの指示をフィンガ制御装置２１４に与え、このフィンガ制御装置２１４が制御信号をＲＡＫＥフィンガ２１６，２１８，２２０に与える。
【００４８】
このＲＡＫＥフィンガ２１６，２１８，２２０は、それぞれデータバス２１０に沿って与えられたＩ信号成分とＱ信号成分に接続され、それぞれフィンガ制御装置２１４から与えられた制御信号にしたがって、特定の遅延量で受信信号のエコーを遅延させる。このＲＡＫＥフィンガ２１６，２１８，２２０は、それぞれ図２に示した受信信号のマルチパスエコーを遅延させるよう適応されたものであり、その結果加算器２３０に与えられるＲＡＫＥフィンガ２１６，２１８，２２０の出力は互いに時間的に同期している受信信号のエコーを含む。
【００４９】
このＩ信号成分とＱ信号成分は、データバス２１０から一定遅延素子２４０に与えられ、この一定遅延素子２４０は所定の遅延時間ΔでＩ信号成分とＱ信号成分を遅延させる。そしてこの遅延したＩ信号成分とＱ信号成分は、一定遅延素子２４０からデータバス２６０に与えられる。そしてこのＩ信号成分とＱ信号成分はデータバス２６０からサーチング装置２６２に与えられる。サーチング装置２６２とフィンガ制御装置２６４とＲＡＫＥフィンガ２６６，２６８，２７０は、サーチング装置２１２とフィンガ制御装置２１４とＲＡＫＥフィンガ２１６，２１８，２２０と同様に作動する。
【００５０】
フィンガ制御装置２１４は、制御信号をサーチング装置２６２とフィンガ制御装置２６４に与え、信号のエコーがどこにあるかのサーチング装置２１２により決定された指示に基づいてサーチ制御とフィンガ制御をコーディネートする。ＲＡＫＥフィンガ２６６，２６８，２７０は出力を加算器２３０に与え、この出力は時間的に同期している受信信号のエコーを含む。ＲＡＫＥアーキテクチャ２００の加算器２３０は、加算出力をディインタリーバに与え、このディインタリーバは脱インタリーブされた出力を復号器に与える。この実施例のＣＤＭＡシステムにおいては、復号器として、例えば、ビタビ(Viterbi)ソフト復号器を用いることができる。
【００５１】
図５の基地局３０のアンテナ３０１から送信された信号は、対応する復調器により復調され、この復調器が信号のＩ信号成分とＱ信号成分をＲＡＫＥアーキテクチャ２００のデータバス２１０に与える。この信号は、ＲＡＫＥフィンガ２１６，２１８，２２０の組で処理されたマルチパスを含む。その後受信信号のＩ信号成分とＱ信号成分は、一定遅延素子２４０により遅延され、その後データバス２６０に与えられ、ＲＡＫＥフィンガ２６６，２６８，２７０により処理される。この時点で、図５のアンテナ３０２から送信された信号の独立バージョン（対応する復調器により復調された）は、Ｉ信号成分とＱ信号成分としてデータバス２１０に与えられる。
【００５２】
アンテナ３０２から送信されたマルチパスを含む信号の遅延した独立バージョンのＩ信号成分とＱ信号成分は、ＲＡＫＥフィンガ２１６，２１８，２２０により処理されるが、これはＲＡＫＥフィンガ２６６，２６８，２７０がアンテナ３０１から送信された信号のＩ信号成分とＱ信号成分を処理するのと同時に行われる。ＲＡＫＥフィンガの出力は加算器２３０に与えられ、この加算器２３０はダイバシティゲインに起因する信号の独立バージョンのいずれよりも大きな有効信号強度を有する合成信号を出力する。
【００５３】
図１１のＲＡＫＥアーキテクチャ２００は、基地局から送信された信号の２個の独立バージョンを受信する移動局を例に説明したものである。一般的にＲＡＫＥアーキテクチャ２００は、信号の独立バージョンが基地局から送信されるアンテナの数と同一数のＲＡＫＥフィンガを含む。一定遅延素子２４０は、ＲＡＫＥフィンガの各対の間に接続される。サーチングユニット、フィンガ制御装置、ＲＡＫＥフィンガは、通常ＲＡＫＥアーキテクチャの構成要素である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の変形例として図８の等化器は、周囲環境の種類によって単純化することができる。例えば、３０ＫＨｚのナローバンドを用いるＴＤＭＡ環境においては、拡散遅延が少ない、その理由はビット周期は非常に長いからである。このような特殊な場合には、図８の等化器は、２タップの等化器を１つ用いることができ、そしてこの等化器部分１２０は第１固定タップとして乗算器１２３のみを含み、等化器部分１３０は第２固定タップとして乗算器１３３のみを含むようにすることができる。このように単純化した等化器は、遅延素子１２１，１２２，１３１，１３２と、乗算器１２４，１２５，１３４，１３５を含む必要はない。固定遅延素子１４０のみを等化器部分１２０と１３０の間に配置して等化器を単純化して大きさやコストを低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】１本の送信用アンテナを具備する基地局を備えた従来の移動通信システムを表す図
【図２】図１の移動局が受信した信号の時間領域のマルチパスを表す図
【図３】複数のブランチを具備する受信機の受信ダイバシティの影響を表す図
【図４】本発明の一実施例による移動通信システムを表す図
【図５】複数本の送信用アンテナを具備する基地局において本発明の実施例の送信ダイバシティを表す図
【図６】本発明の一実施例の基地局の送信機を表す図
【図７】本発明の一実施例の移動局の受信機を表す図
【図８】図７の移動局の受信機の等化器の実施例を表す図
【図９】遅延時間なしに送信された信号の第１の独立バージョンの受信マルチパスと、第１の受信マルチパスを送信した後所定の遅延時間で送信された（図８の等化器部分で操作された）信号の第２の独立したバージョンの受信マルチパスを表す図
【図１０】信号の独立したバージョンの独立フェージングを表す図
【図１１】図７の移動局の受信機の他の実施例のＲＡＫＥアーキテクチャを表す図
【符号の説明】
１０  移動局
３０，３１  基地局
４０  移動交換機センタ
５０  公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）
６０  基地局
７０  移動局
１０１  アンテナ
１０２  復調器
１０４  等化器
１０６  脱インタリーバ
１０８  復号化器
１２０，１３０  等化器部分
１２１，１２２，１３１，１３２  遅延素子
１２３，１２４，１２５，１３３，１３４，１３５  乗算器
１２６，１３６，１３７  加算器
１４０  固定長期遅延素子
２００  ＲＡＫＥアーキテクチャ
２１０，２６０  データバス
２１２，２６２  サーチング装置
２１４，２６４  フィンガ制御装置
２１６，２１８，２２０，２６６，２６８，２７０  ＲＡＫＥフィンガ
２３０  加算器
２４０  一定遅延素子
３０１，３０２，３０Ｎ  アンテナ
３１０  符号化器
３１２  インタリーバ
３１４  変調器
３２０、３２Ｎ  遅延素子
３３０，３３１，３３Ｎ  増幅器
６０１  送信用アンテナ
７０１  アンテナ
【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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