(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動局を含むセルラー通信システム内でアンテナアレイを使用する受信機であって、
信号を受信する手段と、
各アンテナ素子毎に１つの入力と各空間チャンネル毎に１つの出力とを備える空間フィルタ手段と、
所望空間チャンネルを強化する一方、他の空間チャンネルを抑制するために前記空間フィルタ手段を調節する適応手段と、
トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの前記出力とに基づいて各所望空間チャンネルに対する推定インパルス応答を計算するチャンネル推定手段と、
前記推定インパルス応答と前記空間フィルタ手段の前記出力とに基づいて前記受信信号内の各移動局からのデータ信号ブロードキャストを検出する、各移動局のためのＭＬＳＥ検出器手段と、
を含む前記受信機。
【請求項２】
請求の範囲第１項による受信機であって、
トレーニングシーケンスが知られていないとき前記受信信号内の前記トレーニングシーケンスを判定する手段を更に含む前記受信機。
【請求項３】
請求の範囲第１項による受信機であって、
移動局が少なくとも所定量だけ空間的に分離されているかどうかを判定する監視手段を更に含む前記受信機。
【請求項４】
請求の範囲第３項による受信機において、前記監視手段が、移動局が少なくとも所定量だけ空間的に分離されているかどうかを判定するに当たって、前記空間フィルタ手段と前記推定インパルス応答とを使用する、前記受信機。
【請求項５】
請求の範囲第３項による受信機において、前記監視手段が、移動局が少なくとも所定量だけ空間的に分離されているかどうかを判定するに当たって、前記ＭＳＬＥ検出器手段からの情報を使用する、前記受信機。
【請求項６】
請求の範囲第１項による受信機において、前記適応手段が前記空間フィルタ手段を調節する、前記受信機。
【請求項７】
請求の範囲第６項による受信機において、前記適応手段が分類及び加重と組み合わされた到着の方向推定を使用することによって前記空間フィルタ手段を調節する、前記受信機。
【請求項８】
請求の範囲第６項による受信機において、前記適応手段が誤り信号の最小二乗値の最小化と組み合わされた到着の方向推定を使用することによって前記空間フィルタ手段を調節する、前記受信機。
【請求項９】
請求の範囲第６項による受信機において、前記適応手段が傾斜最適化法と組み合わされた到着の方向推定を使用することによって前記空間フィルタ手段を調節する、前記受信機。
【請求項１０】
請求の範囲第６項による受信機において、前記適応手段が、最適化法と、所望信号としてのトレーニングシーケンスとを使用して前記空間フィルタ手段を最適化する、前記受信機。
【請求項１１】
請求の範囲第１項による受信機において、前記適応手段がフィルタの所定の組からいくつかのフィルタを選ぶ、前記受信機。
【請求項１２】
請求の範囲第１１項による受信機において、前記適応手段が、電力推定と前記ＭＬＳＥ検出器手段からの品質測定とを使用してフィルタの所定の組からいくつかのフィルタを選ぶ、前記受信機。
【請求項１３】
請求の範囲第１項による受信機において、前記チャンネル推定手段が、チャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段の出力とを使用する、前記受信機。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項による受信機において、前記チャンネル推定手段が、最小二乗法を使用することによってチャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの出力とを使用する、前記受信機。
【請求項１５】
請求の範囲第１３項による受信機において、前記推定手段が、最小二乗平均法を使用してチャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの出力とを使用する、前記受信機。
【請求項１６】
請求の範囲第１３項による受信機において、前記チャンネル推定手段が、傾斜識別法を使用してチャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの出力とを使用する、前記受信機。
【請求項１７】
請求の範囲第３項による受信機において、前記監視手段が空間的非分離移動局を他のチャンネルへ向ける、前記受信機。
【請求項１８】
請求の範囲第３項による受信機において、前記監視手段が前記ＭＬＳＥ検出器手段内での非分離移動局の合同検出を命令する、前記受信機。
【請求項１９】
請求の範囲第１項による受信機において、前記空間フィルタ手段が１つ以上の空間チャンネル内の移動局から伝搬する信号を強化する一方、他の到来信号をを抑制するように調節される、前記受信機。
【請求項２０】
請求の範囲第１項による受信機において、前記ＭＬＳＥ検出器手段がビタビ検出器として実現される、前記受信機。
【請求項２１】
請求の範囲第１項による受信機において、前記ＭＬＳＥ検出器手段が判定帰還検出器として実現される、前記受信機。
【請求項２２】
請求の範囲第１項による受信機において、前記ＭＬＳＥ検出器手段がしきい検出器を従える線形等化器として実現される、前記受信機。
【請求項２３】
請求の範囲第１項による受信機において、前記ＭＬＳＥ検出器手段が少なくとも１つのフィンガを備えるレーキ（ｒａｋｅ）受信機として実現される、前記受信機。
【請求項２４】
請求の範囲第２０項による受信機において、前記ビタビ検出器が、断片的に間隔を設けたビタビ検出器として実現される、前記受信機。
【請求項２５】
請求の範囲第２０項による受信機において、前記ビタビ検出器が、前記複数チャンネルに対する推定インパルス応答信号と、前記空間フィルタ手段からの出力からなる前記ビタビ検出器への入力とを使用する、多数入力、単一出力検出器である、前記受信機。
【請求項２６】
複数の移動局を含むセルラー通信システム内でアンテナアレイを使用するトランシーバであって、
信号を伝送しかつ受信する手段と、
各アンテナ素子毎に１つの入力と各空間チャンネル毎に１つの出力とを備える空間フィルタ手段と、
所望空間チャンネルを強化する一方、他の空間チャンネルを抑制するために空間フィルタを調節する適応手段と、
トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの前記出力とに基づいて各所望チャンネルに対する推定インパルス応答信号を計算するチャンネル推定手段と、
前記推定インパルス応答信号と前記空間フィルタ手段の前記出力とに基づいて前記受信信号内の各移動局からのデータ信号ブロードキャストを検出する、各移動局のためのＭＬＳＥ検出器手段と、
各移動局へ伝送されるデータを或る数の並列データ流に分割する手段であって、並列データ流の前記数がシステム内の空間チャンネルの数に相当し、データ流がアップリンク測定に基づいて遅延される、前記分割する手段と、
アップリンク上の長期ＳＮＲを使用して各可能チャンネルへ伝送電力を配分する電力配分手段と、
を含む前記トランシーバ。
【請求項２７】
請求の範囲第２６項によるトランシーバであって、
トレーニングシーケンスが知られていないとき前記受信信号内の前記トレーニングシーケンスを判定する手段を更に含む前記トランシーバ。
【請求項２８】
請求の範囲第２６項によるトランシーバであって、
移動局が少なくとも所定量だけ空間的に分離されているかどうかを判定する監視手段を更に含む前記前記トランシーバ。
【請求項２９】
請求の範囲第２８項によるトランシーバにおいて、前記監視手段が、移動局が少なくとも所定量だけ空間的に分離されているかどうかを判定するために、前記空間フィルタ手段と前記推定インパルス応答とを使用する、前記トランシーバ。
【請求項３０】
請求の範囲第２８項によるトランシーバにおいて、前記監視手段が、移動局が少なくとも所定量だけ空間的に分離されているかどうかを判定するために、前記ＭＳＬＥ検出器手段からの情報を使用する、前記トランシーバ。
【請求項３１】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記適応手段が前記空間フィルタ手段を調節する、前記トランシーバ。
【請求項３２】
請求の範囲第３１項によるトランシーバにおいて、前記適応手段が分類及び加重と組み合わされた到着の方向推定を使用することによって前記空間フィルタ手段を調節する、前記トランシーバ。
【請求項３３】
請求の範囲第３１項によるトランシーバにおいて、前記適応手段が誤り信号の最小二乗値の最小化を伴う到着の方向推定を使用することによって前記空間フィルタ手段を調節する、前記トランシーバ。
【請求項３４】
請求の範囲第３１項によるトランシーバにおいて、前記適応手段が傾斜最適化法と組み合わされた到着の方向推定を使用することによって前記空間フィルタ手段を調節する、前記トランシーバ。
【請求項３５】
請求の範囲第３１項によるトランシーバにおいて、前記適応手段が、最適化法と、所望信号としてのトレーニングシーケンスとを使用して前記空間フィルタ手段を最適化する、前記トランシーバ。
【請求項３６】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記適応手段がフィルタの所定の組からいくつかのフィルタを選ぶ、前記トランシーバ。
【請求項３７】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記適応手段が、電力推定と前記ＭＬＳＥ検出器手段からの品質測定とを使用してフィルタの所定の組からいくつかのフィルタを選ぶ、前記トランシーバ。
【請求項３８】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記チャンネル推定手段が、チャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタからの出力とを使用する、前記トランシーバ。
【請求項３９】
請求の範囲第３８項によるトランシーバにおいて、前記チャンネル推定手段が、最小二乗法を使用することによってチャンネルの推定インパルス応答信号を計算する、ために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの出力とを使用する、前記トランシーバ。
【請求項４０】
請求の範囲第３８項によるトランシーバにおいて、前記チャンネル推定手段が、最小二乗平均法を使用することによってチャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの出力とを使用する、前記トランシーバ。
【請求項４１】
請求の範囲第３８項によるトランシーバにおいて、前記チャンネル推定手段が、傾斜識別法を使用することによってチャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために、トレーニングシーケンスと前記空間フィルタ手段からの出力とを使用する、前記トランシーバ。
【請求項４２】
請求の範囲第２８項によるトランシーバにおいて、前記監視手段が空間的非分離移動局を他のチャンネルへ向ける、前記トランシーバ。
【請求項４３】
請求の範囲第２８項によるトランシーバにおいて、前記監視手段が前記ＭＬＳＥ検出器手段内での非分離移動局の結合検出を命令する、前記トランシーバ。
【請求項４４】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記空間フィルタ手段が１つ以上の空間チャンネル内の移動局から伝搬する信号を強化する一方、他の到来信号を抑制するように調節される、前記トランシーバ。
【請求項４５】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記ＭＬＳＥ検出器手段がビタビ検出器として実現される、前記トランシーバ。
【請求項４６】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記ＭＬＳＥ検出器手段が判定帰還検出器として実現される、前記トランシーバ。
【請求項４７】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、前記ＭＬＳＥ検出器手段がしきい検出器を従える線形等化器として実現される、前記トランシーバ。
【請求項４８】
請求の範囲第４５項によるトランシーバにおいて、前記ビタビ検出器が断片的に間隔を設けたビタビ検出器として実現される、前記トランシーバ。
【請求項４９】
請求の範囲第４５項によるトランシーバにおいて、前記ビタビ検出器が、前記チャンネルに対する推定インパルス応答と前記空間フィルタ手段からの出力からなる前記ビタビ検出器への入力とを使用する、多数入力、単一出力検出器である、前記トランシーバ。
【請求項５０】
請求の範囲第２６項によるトランシーバにおいて、空間送信フィルタに対する加重が高速フェージングにわたって平均されたアップリンク測定から計算される、前記トランシーバ。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、適応アンテナアレイを備えるセルラー通信システム、特にスペクトル効率及びセルラー通信システムの容量を向上する送信機及び受信機セットアップに関する。
発明の背景
セルラー産業は、米国ばかりでなく世界の他の地域においても商業運転にすばらしい進歩を遂げている。大都市圏におけるセルラーユーザの数は、期待を遥かに超えており、かつシステム容量を凌駕しつつある。もしこの傾向が続くならば、その急速成長の効果は、最小市場においてもまもなく達成されるであろう。それゆえ、革新的な解決が、これらの増大する容量要求を満たすためばかりでなく高品質サービスを維持しかつ価格の高騰を回避するために必要とされる。更に、セルラーユーザの数が増大するに従って、チャンネル混信に関連した問題が重要性を増したものとなる。
現行ディジタルセルラーシステムは、時間及び周波数直交性を使用して移動局からの信号を分離する基地局を採用する。移動局からの信号は基地局へ伝搬し、かつそれらの信号は単一又は或るときには二重アンテナに受信される。受信機は、異なるユーザからの信号を分離するために、時間及び周波数直交性を使用して信号を処理する。そこで、それらの信号を等化しかつ検出することが可能である。周波数ホッピング及びアドバンスコーディング（ａｄｖａｎｃｅ  ｃｏｄｉｎｇ）技術は、同一チャンネル混信の影響を減少させるやり方を提供する一方、それらは利用可能周波数スペクトルによって本来的に制限される。しかしながら、適応アンテナアレイの指向性感度の使用は、同一チャンネル混信を減少させる新しいやり方を持たらす。適応アンテナアレイは、空間的に分布されたアンテナのアレイで構成される。いくつかの送信機からの信号は、種々な方向からそのアレイに集中する。それらのアンテナ出力を適当に組み合わせることによって、たとえそれらが同じ周波数帯を占めても、受信重畳から個別信号を抽出することが可能である。そこで、狭い適応アンテナローブを使用することによって、空間的に分離されたユーザ間を区別することが可能である。これを、空間次元内の直交性を利用するやり方と見ることができる。
アンテナアレイの使用は、受信機内の検出器構造を修正しなければならないことを意味する。時間的及び空間的符号干渉は、構造的なやり方で種々な方向からの電力を使用する可能性を示唆する。空間的に分離された信号は、時間的符号干渉のために簡単には加算され得ない。それゆえ、種々な伝搬路の結合検出に対する需要がある。「結合最尤順序推定（ｊｏｉｎｔ  ｍａｘｉｍｕｍ  ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）」（ＭＬＳＥ）解決が、１つのチャンネルを使用する全ての移動局の結合検出に対して提案されている。結合ＭＬＳＥ解決を、多重入力ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）検出器を従えたチャンネル識別として実現することができ、ここでその検出器の出力は移動局毎の検出データである。しかしながら、結合ＭＬＳＥ解決は、とてつもなく複雑である。その複雑性は、アレイ内の素子の数と共に及び結合検出される移動局の数と共に極めて急速に増す。
他の受信機構造が、「移動通信システム用適応型アレイ」Ｓ・アンダーソン他、米国電気電子学会論文誌、車両技術、４０巻、１号、２３０〜２３６頁（１９９１年２月）（“Ａｎ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｒｒａｙ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，”Ｓ．Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ｏｎ  Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈ．，ｖｏｌ．４０，ｎｏ．１，ｐｐ．２３０−２３６（Ｆｅｂ．１９９１））に開示されており、ここで空間フィルタが種々の方法によって最適化され、かつその性能が信号対雑音比によって評価される。しかしながら、この論文は、伝送についても記号間混信に関連した問題ついても論じていない。
なお他の受信機構造が、「同一チャンネル混信を伴うディジタル移動無線における最適組合わせ」Ｊ・Ｈ・ウィンターズ、米国電気電子学会論文誌、車両技術、１４４〜１５５頁（１９８４年８月）［“Ｏｐｔｉｍｕｍ  Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  ｉｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，”Ｊ．Ｈ．Ｗｉｎｔｅｒｓ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ｏｎ  Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈ．，ｐｐ．１４４−１５５（Ａｕｇ．１９８４）］に開示されており、ここでは空間フィルタが検出データ及び平均最小二乗アルゴリズムを使用して訓練される。ウィンターズは、受信機フィルタからの加重がまた伝送に使用されることを提案する。しかしながら、この論文は、量子化器を従えた１つの空間フィルタを使用してデータを検出することができるように、平坦フェージング、すなわち、符号間干渉の無いことを仮定している。
他の提案された受信機の解決は、空間フィルタ、相対遅延の計算、及びコヒーレント組合わせを使用する「空間デマルチプレクサ」の使用を示唆する。しかしながら、この受信機の解決は、一方向からの時間的多重路を取り扱うことができない。結果として、この解決は、各空間無線チャンネルが典型的に２又は３シンボルにわたって符号間干渉を発生するＧＳＭなどのようなシステムにおいては実行可能ではなない。
開示の要約
アンテナアレイと共に使用される検出器構造を含むものであって、従来システムに関して上に挙げた複雑性及び符号間干渉問題を克服する送信機及び受信機セットアップを提供することが、本発明の目的である。
本発明の１実施例は、複数の移動局を含むセルラー通信システム内で使用される、アンテナアレイを備える受信機を開示する。空間フィルタ手段は、多くともアンテナアレイの各素子毎に１つの入力及び各空間チャンネル毎に１つの出力を含み、ここで出力チャンネルは各移動局毎に１つの群に群分けされる。本発明は、また、もし訓練順序が既知でないならば、移動局からの受信信号内の訓練順序を検出する訓練順序検出器を含むことができる。そこで、適応手段が、既知又は検出どちらかの訓練順序に基づいて、所望空間チャンネルを強化する一方、他の空間チャンネルを抑制するために空間フィルタを調節する。用語「訓練順序」は、所望信号を干渉信号から独特に区別すると信じられる所望信号のどれかの部分を示すために使用される。訓練順序は、適応に当たって直接に、又はそれがＭＬＳＥ検出に使用される際に間接にのどちらかで使用され得る。間接法は、情報がチャンネル推定及び検出から適応アルゴリズムへ帰還されることを意味する。それで、チャンネル推定手段が訓練順序及び調節された空間フィルタの出力に基づいて各所望チャンネル毎に推定パルス応答を計算する。次いで、監視手段が、移動局が少なくとも所定量だけ空間分離されているかどうかを判定することができる。最後に、移動局の各々に対するＭＬＳＥ検出器手段が、推定パルス応答に基づいて前記受信信号から各移動局からのデータ信号を検出する。
本発明の他の実施例は、複数の移動局を備えるセルラー通信システム内で使用される、アンテナアレイを備える送信機を開示する。加えて、その送信機は、アンテナアレイに接続された空間フィルタを含み、ここで空間フィルタは存在するアレイ素子と同じ数の出力及び存在する空間チャンネルと同じ数の入力を有する。そこで、分割（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）手段が各移動局へ伝送されるデータをいくつかの並列データ流に分割し、データ流（ストリーム）の数はシステム内の空間チャンネルの数に相当し、ここでこれらのデータ流はアップリンク測定に基づいて遅延される。最後に、電力配分手段が具備され、アップリンク上の長期ＳＮＲ（信号対雑音比）測定に基づいて各可能チャンネルへ伝送電力を配分する。
本発明の他の実施例によれば、上述の送信機及び受信機を、単一トランシーバに組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴と利点は、図面と関連しての次の詳細な説明を読むことから明白になるであろう。これらの図面において、
第１図はセル、移動スイッチングセンタ、基地局、及び移動局を有するセルラー移動通信システムの部分を図解し、
第２図は本発明の１実施例による１つのチャンネルに対する受信機構造のブロック図を図解し、
第３図は本発明の１実施例による１つのチャンネルに対する送信機構造のブロック図を図解し、
第４図は本発明の１実施例によるトランシーバのブロック図を図解し、及び
第５図（ａ）〜（ｂ）は個別移動局に対する分離及び合同検出器を図解する。
開示の詳細な説明
発明は、ディジタルセルラーシステム用基地局、例えば、ＧＳＭ、ＡＤＣ、及びＰＤＣ基地局に使用されることを主として意図しているが、もっとも本発明を他の種々の通信応用にもまた使用することができることは当業者によって理解されるであろう。
第１図は、セルラー移動無線システム内の１０のセルＣ１〜Ｃ１０を図解する。通常、セルラー移動無線システムは、１０より多いセルで以て実現されるであろう。しかしながら、簡単化の目的のために、本発明を、第１図に図解された簡単な表現を使用して説明することができる。各セルＣ１〜１０毎に、相当するセルと同じ参照番号を持つ基地局Ｂ１〜Ｂ１０がある。第１図は、セル中心の近傍に位置しかつ全指向アンテナを有する基地局を図解する。本発明の１実施例によれば、少なくとも１つの基地局がアンテナのアレイを具備する。
第１図は、また、セル内を及びセルからセルへ移動可能である９の移動局Ｍ１〜Ｍ９を図解する。典型的セルラー無線システムにおいて、通常、９より多いセルラー移動局があるであろう。事実、典型的に、存在する基地局の何倍もの数の移動局がある。しかしながら、本発明を説明する目的のために、移動局の数を削減しても充分である。
また、第１図に図解されて、移動スイッチングセンタＭＳＣがある。第１図に図解された移動スイッチングセンタＭＳＣは、ケーブルによって全１０の基地局Ｂ１〜Ｂ１０に接続されている。移動スイッチングセンタＭＳＣは、また、ケーブルによって固定スイッチング電話ネットワーク又は類似の固定ネットワークに接続されている。移動スイッチングセンタＭＳＣから基地局Ｂ１〜Ｂ１０への全てのケーブル及び固定網へのケーブルは、図解されていない。
図解された異動スイッチングセンタＭＳＣに加えて、第１図に図解されたもの以外の基地局にケーブルによって接続された他の移動スイッチングセンタがあるかもしれない。ケーブルの代わりに、他の手段、例えば、固定無線リンクが基地局を移動スイッチングセンタに接続するために使用されることがある。移動スイッチングセンタＭＳＣ、基地局、及び移動局は、全てコンピュータ制御される。
移動局と基地局との間を伝搬する信号は、いくつかの物理的にほぼ平面波の形をしており、これらの平面波は基地局のアンテナアレイに異なる方向で到着する。無視できない信号電力を搬送する各平面波は、移動局と基地局との間に空間チャンネルを画定する。第２図は、基地局上に設置することができる、本発明の１実施例による受信機１０のブロック図を図解する。受信機１０は、空間的に分布されているアンテナのアレイ１２を有する。アンテナアレイ１２は、セルラーシステム内で動作する移動局から膨大な数の無線信号を受信する。アレイ素子に到着する無線信号は、周知の仕方で、時間的にフィルタされ、増幅され、かつベースバンドへ変調され、信号の空間特性を保存する。その信号を、例えば、バトラー（Ｂｕｔｌｅｒ）マトリックスのような、どんな種類のアナログビーム形成においても処理することができる。この信号は、空間フィルタ１４に受信される。空間フィルタを、ディジタル信号プロセッサ内の、又はＡＳＩＣ内の、又はディジタル、サンプル信号で以て働くなんらかの演算ユニット内の演算ユニットとしてベースバンドで実現することができる。空間フィルタをまた、「アレイ技術」、Ｒ・タン他、米国電気電子学会会報、８０巻、１号、１９９２年１月（“Ａｒｒａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，Ｒ．Ｔａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１，Ｊａｎｕａｒｙ  １９９２）に説明されたように、無線周波数において又は高めの中間周波数において移相器及び可変増幅を使用して実現することができる。他の可能性は、いくつかの固定ローブを形成するためにバトラーマトリックスを使用することであり、そこで、適応ネットワークが品質を最高化するようになんらかの最適か判定規準を使用して最良ローブを取り出すことができる。
次いで、既知の訓練順序が適応手段１８に提供される。適応手段１８は、所望空間チャンネルを強化する一方、他の空間チャンネルを抑制するように空間フィルタ１４を調節する。適応手段１８は、種々なやり方で、例えば、分類及び加重と組み合わされた到着の方向推定、誤り信号の最小二乗値の最小化と組み合わされた到着の方向推定、誤り信号の平均最小二乗値の最小化と組み合わされた到着の方向推定、及び傾斜最適化法と組み合わされた到着の方向推定で、空間フィルタを調節することができる。更に、適応手段１８は、最小二乗アルゴリズム、平均最小二乗アルゴリズム、又は傾斜最適化アルゴリズムのような、なんらかの既知の最適化法を使用して空間フィルタを最適化することができ、ここで訓練順序が所望信号として使用される。１つのこのような仕方が、「移動通信用適応型アレイ」ゾーレン・アンダーソン他、米国電気電子学会論文誌、車両技術、４０巻、１号、２３０〜２３４頁（１９９１年２月）（“Ａｎ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ａｒｒａｙ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”Ｓｏｒｅｎ  Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１，ｐｐ．２３０−２３６（Ｆｅｂ．１９９１））に開示されており、参考にここに組み入れられている。
適応手段は、また、ＭＬＳＥ検出器からの電力推定及び品質測定を使用してフィルタの所定の組の中から１つ又はいくつかのフィルタを選び出すことができる。より大きい電力を与えるフィルタが選び出されて信号をフィルタ出力するために使用され、その信号はＭＬＳＥ検出器の入力と使用され及び適応論理がＭＬＳＥ出力の品質からこのフィルタが充分に良好なフィルタであるかどうかを判断する。
次いで、チャンネル推定手段２０が、訓練順序及び調節された空間フィルタに基づいて各所望チャネルに対する推定インパルス応答信号を計算する。チャンネル推定手段２０は、いくつかの異なる方法、例えば、最小二乗法、平均最小二乗法、及び傾斜識別法によってチャンネルの推定インパルス応答信号を計算するために訓練順序及び空間フィルタの出力を使用する。例えば、次のアルゴリズムを推定インパルス応答を計算するために使用することができ、ここに空間フィルタの出力はｙ（ｋ）で示され、及び訓練順序はｄ（ｋ）で示される。チャンネルフィルタＨ（ｑ-1）、ここにｑ-1は逆方向偏移演算子ｑ-1ｙ（ｋ）＝ｙ（ｋ−１）は、二乗差［ｙ（ｋ）−Ｈ（ｑ-1）ｄ（ｋ）］2が最小化されるように決定される。換言すると、
0003849881.tif 000002
を決定する。ここに、Ｎは訓練順序の長さである。
受信機１０は、また、監視手段２２を含むことができ、この手段は空間フィルタを使用することによって、移動局が少なくとも所定量だけ空間的に分離されているかどうかを判定する。監視手段２２は、例えば、移動局からの信号をフィルタ出力するために使用される空間フィルタの内積を計算することができる。第１移動局に対するフィルタをＷ１として、及び第２移動局に対するフィルタをＷ２として示すことによって、Ｗ１とＷ２との間の内積を分離尺度として使用することができる。小さい積はこれらの移動局間に擾乱がほとんどないことを示す一方、大きい積はこれら２つの移動局が互いに接近していることを示すであろう。もし移動局が少なくとも所定距離だけ分離されていないことが判定されるならば、１つの移動局が他のチャンネルへ向けられる。
次いで、ＭＬＳＥ検出器２４が、受信信号内の各移動局からのデータ信号を検出するために推定インパルス応答及び調節された空間フィルタからの出力信号を使用する。ＭＬＳＥ検出器を、線形フィルタを通して伝送されかつ雑音によって乱されたデータ信号を検出するために使用することができる。例えば、ＭＬＳＥ検出器を、しきい検出器を備えた判定帰還等化器又は線形等化器で以て近似することができる。本発明の１実施例によれば、ＭＬＳＥ検出器手段は、ビタビ検出器として又は断片的に間隔を設けたビタビ検出器として実現される。本発明の１実施例において、ビタビ検出器手段は、多重入力、単一出力検出器であって、複数のチャンネルに対して推定インパルス応答信号を使用し、ここでそれらの入力は空間チャンネルからの出力で構成される。第５ａに図解されているように、移動局が充分に分離されているとき、分離検出器が一般に各移動局毎に具備される。しかしながら、本発明の１実施例によれば、移動局からの信号、ＭＳ１及びＭＳ２を線形空間フィルタ処理によって分離することはできないので、第５ｂ図に図解されているように、監視手段が単一ＭＬＳＥ検出器手段内の非分離移動局の結合検出を命令することができる。
本発明の他の実施例においては、訓練順序発生器を、所定訓練順序が知られていない又は特有でないとき受信信号内の訓練順序を判定するために使用することができる。アンテナアレイに適応するために使用することのできる特有順序を発生する１つのやり方は、最新バーストからのアンテナ加重を使用してデータバーストをまず検出することである。次いで、異なる移動局毎に異なる全データバーストを、アンテナ加重の更新に使用することができる。
第３図は、本発明の１実施例による送信機のブロック図を図解する。送信機５０は、各移動局へ伝送されるデータをいくつかの並列データ流に分割するデータスプリッタ５２を含み、並列データ流の数はシステム内の空間チャンネルの数に相当し、ここにデータ流はアップリンク測定に基づいて遅延される。次いで、分割データは電力配分手段５４へ送られ、この配分手段はアップリンク上の長期ＳＮＲ測定を利用して各可能チャンネルへ伝送電力を配分する。例えば、長期アップリンク測定を、空間チャンネルに対する品質比を判定するために使用することができる。もし空間チャンネルの各々に対するアップリンク品質が等しいならば、その際は各空間チャンネルはダウンリンク信号に対して同じ量の電力を受けるはずである。しかしながら、もし空間チャンネルの１つがより良いアップリンク品質を有するならば、その際は、その空間チャンネルはダウンリンク信号に対してより多くの電力を配分されはずである。電力配分は、また、総合品質に依存する。すなわち、もし、例えば、Ｃ／Ｉが充分に低ければ、多重空間チャンネル内で伝送をする理由は少ない。
次いで、結果の信号が空間フィルタ５６へ送られ、このフィルタは存在するアレイ素子と同じ数の出力を有しかつ存在する空間チャンネルと同じ数の入力を有する。次いで、結果の信号がアンテナアレイ５８を使用してシステム内の移動局へ伝送される。空間送信フィルタに対する加重は、アップリンク測定から計算されるべきである。例えば、もし異なるアップ及びダウンリンクチャンネルが使用されるならば、短期フェージングにわたって空間受信フィルタを平均し、周波数差に対してフィルタ加重を補償し、次いで伝送に対して平均されかつ補償されたフィルタを使用することができる。
本発明の他の実施例によれば、受信機及び送信機を第４図に図解されたトランシーバ６０に組み合わせることができる。その構成要素は、第２図及び第３図に図解されたものと同じであり、同様の番号がこの図を通して使用されており、かついかにトランシーバの各構成要素が働くかについての説明は受信機及び送信機の構成要素の説明を参照して上に説明された通りである。
本発明をその精神又は本性に反することなく他の特定の形において実施することができることは、当業者によって認めるられるあろう。したがって、現在開示された実施例は、全ての点において解説のためであって、限定のためではないと考えられる。本発明の範囲は、上掲の説明によるのではなく添付の請求の範囲によって示され、かつそれと均等である物の意味と範囲に入る全ての変更はそれに包含されることを意図する。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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