JP2000504193A - Ｔｄｍａ方法、およびその送信機と受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、トレーニング・シーケンスが変調されデータ信号に重畳されることでＴＤＭＡバーストを生成するようなＴＤＭＡ方法およびその送信機と受信機に関する。これによって、トレーニング・シーケンスは長くすることができ、長いチャンネル・インパルス応答を測定できるようにデータ受信中に常に利用可能になる。送信機において、トレーニング・シーケンスは変調手段（３）においてデータ信号へ重畳される前に別個に変調される。受信機は重畳トレーニング・シーケンスを抽出するための抽出手段（１１）と検出しようとするデータ信号からトレーニング・シーケンスを打ち消すための打ち消し手段（９）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】 ＴＤＭＡ方法、およびその送信機と受信機 発明の分野 本発明はＴＤＭＡ（時分割多元接続）の方法およびその送信機と受信機に関す る。さらに詳しくは、本発明はデジタル移動体通信システム、たとえばＧＳＭシ ステム(GROUPE SPECIAL MOBILE：特殊移動体グループ)またはＤＣＳ（デジタル ・セルラ・システム）に関する。 発明の背景 デジタル移動体通信システムのＴＤＭＡクラスでは、数人のユーザで１つのキ ャリアを共有する。各ユーザにはそのキャリア上で別々の時間スロットが割り当 てられ、ガード時間で隔てられたデータ・パケットの短いバーストを送受信する ためにこれを使用する。１つのキャリアに対するユーザ数はその特定のキャリア に割り当てられたスロット数に制限されている。 ＧＳＭシステムについては、Ｍ．モアリ、Ｍ．Ｂ．ポテ著、「移動体通信用Ｇ ＳＭシステム」パレゾー出版、フランス、１９９２年、ＩＳＢＮ：２−９５０７ １９０−０−７("The GSM System for Mobile Communications"，M．Moyly and M．B．Pautet，Palaiseau，France，1992，ISBN：2-9507190-0-7)に記載されて おり、本明細書ではさらに詳細な説明は行なわない。 現行のＧＳＭシステムでは、たとえばＷＯ−Ａ−９５／２８７７１号明細書に 記載されているように、ＴＤＭＡバースト内のデータ中央部の所定のビット・シ ーケンスを各々のチャンネルのインパルス応答のパラメータ計算、即ち想定され るチャンネル・インパルス応答タップに必要とされるトレーニング・シーケンス として用いる。これらのパラメータはマルチパス送信で発生する相互作用を除去 するために使用する。 現在、ほぼ５タップのチャンネル・インパルス応答を利用可能なトレーニング シーケンスで測定できる。もっと長いインパルス応答を測定しなければならない 場合、長いトレーニング・シーケンスが要求され、これはＴＤＭＡバースト内部 のデータ量を減少させることになる。 長いトレーニング・シーケンスの使用に伴う送信効率の減少の問題に関して、 ＥＰ−Ａ−０−３５５−５８７号明細書ではＴＤＭＡバースト内部のトレーニン グ・プレアンブルを消去し、クロックとキャリア・フェーズを推定している間に 遅延バッファ内にスロット全体のサンプリングされたデータとしてベースバンド 直交(quadrature)信号成分を記憶することを示唆している。しかし、この場合、 要求される推定を得るためには複雑な信号処理回路が必要とされる。 発明の概要 本発明の目的は長いインパルス応答を測定することのできるＴＤＭＡ方法、お よびその送信機と受信機の改良を提供することである。 この目的はトレーニング・シーケンスを変調するステップと、データ信号に変 調トレーニング・シーケンスを重畳することでＴＤＭＡバーストを生成するステ ップとを含むＴＤＭＡ方法によって実現される。 さらに、この目的はトレーニング・シーケンスを変調するための変調手段と、 データ信号上に変調トレーニング・シーケンスを重畳することによりＴＤＭＡバ ーストを生成するための重畳手段と、前記ＴＤＭＡバーストを送信するための送 信手段とを含むＴＤＭＡシステムのための送信機によって実現される。 さらに、この目的はＴＤＭＡバーストを受信するための受信手段と、重畳され たトレーニング・シーケンスを受信したＴＤＭＡバーストから抽出するための抽 出手段と、データ検出前に重畳されたトレーニング・シーケンスを打ち消すため の打ち消し手段とを含むＴＤＭＡシステムのための受信機によって実現される。 トレーニング・シーケンスはＴＤＭＡバーストに重畳されるので、バースト全 体と同程度に長くなれるような長いトレーニング・シーケンスを使用できる。つ まり、トレーニング・シーケンスは常に利用可能でもっと長いまたはもっと短い チャンネル・インパルス応答を測定するために使用できる。 本発明の別の利点は、この種のトレーニング・シーケンスを周波数エラーの推 定ならびにバーストに対するチャンネル・インパルス応答の何らかの変化の推定 に使用できることである。 本発明の方法、およびその送信機と受信機の好適実施例は添付の従属クレーム から明らかである。 図面の簡単な説明 以下の説明において、付随する図面を参照して本発明と好適実施例についてさ らに詳細に説明する。図面において、 図１は従来技術によるＴＤＭＡバーストを示す。 図２は本発明によるＴＤＭＡバーストを示す。 図３は本発明の実施例によるＴＤＭＡシステムの送信機ならびに受信機を示す ブロック図である。 図１に図示してあるように、ＧＳＭ仕様に準拠した既知のＴＤＭＡバーストは バーストの中央部にあるトレーニング・シーケンス（２6ビット）で隔てられた ２つの情報部分（５８ビット）を含む。さらにバーストはバーストの端に短い開 始終了シーケンス（３ビット）を含む。 図２は本発明によるＴＤＭＡバーストを示し、ここでは長いトレーニング・シ ーケンスが提供されており、データの中央部にではなく、データの上（または下 がより良い）にあって少ない出力を有している。これは、この場合にトレーニン グ・シーケンスを十分に長く取ることができるので少ない電力で送信できること から、特に大きなバーストを用いるシステムで好適である。開始および終了シー ケンスは新規構造でも残しておくことができる。 トレーニング・シーケンスとして、ＧＳＭシステムで用いているシーケンスま たはもっと長いＣＡＺＡＣシーケンス、たとえばジャック・ウルフマン著「ほぼ 完全な自動相関シーケンス」、情報理論に関するＩＥＥＥトランザクション第３ ８巻第４号、１９９２年７月（"Almost perfect autocorrelation sequences"by Jacques Wolfmann，IEEE Transactions on Infourmation Theory，Vol．38，No .4，July 1992)またはＭ−シーケンスを使用する。シーケンスは変調されてデー タ信号に重畳たとえば追加される。シーケンスが十分長くない場合、定期的に反 復することができる。この場合、良好な周期的自動相関性が必要になる。周期は チャンネルインパルス応答の必要なタップ量の測定を保証するのに十分な長さと する。トレーニング・シーケンスの区間が３２ビットの場合、１５タップまでを 測定でき、大半の用途ではこれで十分である。 本発明による合計のトレーニング・シーケンスはもっと長くすることができる ので、シーケンス全体を複数回反復できる。そのため、トレーニング・シーケン ス全体またはその一部をチャンネル推定に使用できる。 一方で、区間は長すぎてはならないので、トレーニング・シーケンスを周波数 エラーの推定に使用できる、即ち、チャンネル・インパルス応答は位相変化なら びにその他の変化を導出するためにバーストにそった幾つかの点で測定可能であ る。 重畳トレーニング・シーケンスの電力は変調ＴＤＭＡデータ信号の余剰な妨害 を防止するために十分小さくする必要がある。しかし、信頼性のあるチャンネル 推定を得るのに十分なだけ電力は大きくすべきである。また電力はバーストの長 さに依存する。実際には、トレーニング・シーケンス電力は信号電力より０乃至 １０デシベル小さくすべきである。 図３は本発明の実施例の送信機ユニットと受信機ユニットで、本発明を理解す るのに必須の部分を含むブロック図を示す。 図３の上部では、送信機ユニットは供給される入力データに基づいてバースト を生成するバースト生成手段１を含む。生成したバーストは第１の変調手段で変 調される。これに加えて、第２の変調手段３が供給されたトレーニング・シーケ ンスを別個に変調するために提供される。変調したトレーニング・シーケンスは たとえば調節可能なアッテネータ４で減衰させる。アッテネータ４の減衰率はデ ータバーストの妨害を最小限にし信頼性のあるデータ検出を保証するように選 択する。減衰された変調トレーニング・シーケンスは変調データバーストに重畳 される。これはたとえば両方の変調信号を加算することで行なえる。 ガウス最小シフトキーイング（ＧＭＳＫ）を送信用の変調方法として使用する 場合、データ・バーストとトレーニング・シーケンスの重畳は中間周波数レベル で行なうのが望ましい。 リニア変調をＴＤＭＡシステムで使用している場合、データ・バーストとトレ ーニング・シーケンスの重畳はベースバンド・レベルで実行しても良い。 トレーニング・シーケンスとデータ・バーストの変調方法もまた、過剰な劣化 なしに後続の分離が可能である限り、互いに異なるものでも良い。チャンネル全 体を測定できるようにするには、データ・バーストとトレーニング・シーケンス の上記の変調について同一の変調周波数を使用するのが好適である。 得られた合成信号は対応するシステム要件にしたがって送信バンド幅を制限す るためにフィルタ手段５によりフィルタする。フィルタ手段５から得られた合成 されフィルタされたＴＤＭＡ信号は無線周波数（ＲＦ）送信手段６に供給されて 、ここから送信アンテナを用いてＲＦバーストとして合成信号を送信する。 図３の下部に図示してある受信機ユニットは受信アンテナでＲＦバーストを受 信するＲＦ受信手段７を含む。ＲＦ受信手段７は局部発振回路（図示していない ）を使用して受信したＲＦバーストを復調する。復調ＴＤＭＡ信号は望ましくな い周波数成分を除去するためにフィルタ手段８でフィルタする。受信した合成Ｔ ＤＭＡ信号は分岐され、重畳しているトレーニング・シーケンスはたとえば適応 型フィルタなどのフィルタ手段（図示していない）を用いるチャンネル推定手段 １１により抽出され検出される。 抽出の種類はトレーニング・シーケンスの自動相関性に依存する。トレーニン グ・シーケンスが良好な自動相関性を呈している場合、簡単なマッチトフィルタ ／相関方法を使用できる、即ち信号は受信機で既知のトレーニング・シーケンス と相関される。良好な自動相関性のため、この相関の出力はチャンネル推定にラ ンダム・データ信号のために生成された雑音と、他のユーザからの干渉と、ガウ ス雑音が加わったものである。トレーニング・シーケンスは何らかのランダム・ シーケンスになることがあり、その場合にはさらに複雑な推定方法が必要とされ る。したがって、良好なシーケンスが望ましい。 検出したトレーニング・シーケンスは前記チャンネル推定手段１１でチャンネ ル・インパルス応答の所望のパラメータを測定するために使用する。 もう一方の分岐では、トレーニング・シーケンス打ち消し手段１１によりトレ ーニング・シーケンスが受信したデータ・バーストから打ち消される。打ち消し は前述のチャンネル推定手段１１によってトレーニング・シーケンス打ち消し手 段１１へ供給される測定されたチャンネル・インパルス応答パラメータに基づい て干渉打ち消し技術により行なうことができる。トレーニング・シーケンス打ち 消し手段１１では、トレーニング・シーケンスを再生成してデータ検出の前に受 信信号から減算できる。 これ以外に、トレーニング・シーケンスの打ち消しは定常的エンベロープ・デ ータ変調の場合に単純なカットオフまたはリミッティング技術により行なえる。 そのため、後続のデータ検出のあらゆる妨害が防止できる。 受信したバーストから重畳トレーニング・シーケンスを打ち消した後、検出回 路１０でチャンネル推定手段１１からこれも検出回路１０へ供給されるチャンネ ル・インパルス応答パラメータに基づいてデータ検出を実行する。最後に、検出 回路１０は受信データを出力する。従来の検波回路たとえばＭＬＳＥ検波器（ビ タビ法）、ＤＦＥ検波器、その他を検出回路１０として使用できる。 本発明は、反復を用いる受信機を提供することでさらに改良され得るものであ る。この場合、チャンネル推定およびデータ検出を最初に実行し、これに続けて 受信データの推定を用いて受信データ信号を再生成する、すなわち検出したビッ トをチャンネル推定で変調およびフィルタする。再生成したデータ信号を受信信 号から減算して新規のチャンネル推定を実行できる。データビットの大半が正し い場合、この処理はチャンネル推定を改善する。これはトレーニング・シーケン スの打ち消しとデータ検出の改善につながる。所望の改善に達するまで反復処理 を数回繰り返すことができる。 周波数エラーを測定するためには、トレーニング・シーケンスの一部分だけを 用いてデータ・バーストの異なる部分で別個（separate）のチャンネル推定を実 行する。この後、チャンネル推定の間の位相エラーを測定し、周波数エラーのイ ンジケータとして用いる。 上記の説明と添付の図面は本発明の図示だけを意図したものであることは理解 されるべきである。つまり、本発明による方法は前述のＧＳＭシステム以外のシ ステムでも使用できる。本発明の方法および受信機と送信機の好適実施例は付属 の請求の範囲内で変化することがある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．トレーニング・シーケンスを変調するステップと、 前記変調したトレーニング・シーケンスをデータ信号に重畳することによりＴ ＤＭＡバーストを生成するステップと、 を含むことを特徴とするＴＤＭＡ方法。 ２．前記トレーニング・シーケンスは送信チャンネルのインパルス応答のパラメ ータ計算に使用される ことを特徴とする請求項１に記載のＴＤＭＡ方法。 ３．前記送信方法はＧＳＭまたはＤＣＳシステムで使用される ことを特徴とする請求項１または２に記載のＴＤＭＡ方法。 ４．前記トレーニング・シーケンスはＴＤＭＡバーストおよび／または周波数エ ラーに対するチャンネルインパルス応答の変化を推定するために使用される ことを特徴とする先行の請求項のいずれかに記載のＴＤＭＡ方法。 ５．前記トレーニング・シーケンスはＣＡＺＡＣシーケンスまたはＭシーケンス である ことを特徴とする先行の請求項のいずれかに記載のＴＤＭＡ方法。 ６．前記変調トレーニング・シーケンスが前記ＴＤＭＡバーストを生成するため に変調データ信号に加えられる ことを特徴とする先行の請求項のいずれかに記載のＴＤＭＡ方法。 ７．前記重畳トレーニング・シーケンスの電力は前記変調データ信号の電力より 小さい ことを特徴とする請求項６に記載のＴＤＭＡ方法。 ８．前記トレーニング・シーケンスは前記ＴＤＭＡバーストの長さの中で定期的 に反復される ことを特徴とする先行の請求項のいずれかに記載のＴＤＭＡ方法。 ９．前記重畳トレーニング・シーケンスの電力は前記データ信号の電力より小さ い ことを特徴とする先行の請求項のいずれかに記載のＴＤＭＡ方法。 １０．トレーニング・シーケンスを変調するための変調手段（３）と、 前記変調トレーニング・シーケンスをデータ信号に重畳することでＴＤＭＡバ ーストを生成するための重畳手段と、 前記ＴＤＭＡバーストを送信するための送信手段（６）と、 を含むことを特徴とするＴＤＭＡシステム用の送信機。 １１．前記トレーニング・シーケンスは前記変調手段（３）で前記データ信号と は別に変調される ことを特徴とする請求項１０に記載の送信機。 １２．前記データ信号を変調するための別の変調手段（２）を含む ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の送信機。 １３．前記データ信号に重畳する前に前記変調手段（３）から供給された前記変 調トレーニング・シーケンスを減衰するためのアッテネータ（４）を含む ことを特徴とする請求項１０から１２までのいずれか１つに記載の送信機。 １４．前記アッテネータ（４）は調節可能である ことを特徴とする請求項１３に記載の送信機。 １５．ＴＤＭＡバーストを受信するための受信手段（７）と、 前記受信したＴＤＭＡバーストに重畳されたトレーニング・シーケンスを抽出 するための抽出手段（１１）と、 データ検出前に前記重畳されたトレーニング・シーケンスを打ち消すための打 ち消し手段（９）と、 を含むことを特徴とするＴＤＭＡシステム用受信機。 １６．前記抽出手段（１１）は前記トレーニング・シーケンスを抽出するための フィルタ手段を含む ことを特徴とする請求項１５に記載の受信機。 １７．前記フィルタ手段は適応型フィルタである ことを特徴とする請求項１６に記載の受信機。 １８．前記抽出手段（１１）は前記抽出したトレーニング・シーケンスに基づい てチャンネル・インパルス応答のパラメータを測定するのに適する ことを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１つに記載の受信機。 １９．前記チャンネル・インパルス応答の前記パラメータは前記供給されたパラ メータに基づいて干渉打ち消し技術を用い前記受信したＴＤＭＡバーストから前 記トレーニング・シーケンスを打ち消すのに適した前記打ち消し手段（９）へ供 給される ことを特徴とする請求項１８に記載の受信機。 ２０．供給される前記チャンネル・インパルス応答パラメータに基づいてデータ 検出を実行するための検出回路（１０）を含む ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の受信機。