JP2001506462A - レーキブランチを割り当てるための方法及びレーキ受信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、レーキブランチ及びレーキ受信器を割り当てるための方法に関する。本解決策は、送信器が、信号を、異なる偏波レベルで信号を受信するレーキブランチを備える受信機へ伝送するような無線システムで使用される。レーキブランチは、インパルス応答に基づいて、信号を受信するために割り当てられる。本方法では、割り当てを最適化するために、異なる偏波レベルで受信された信号のインパルス応答は、信号品質を表す値で重み付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】 レーキブランチを割り当てるための方法及びレーキ受信器 発明の属する技術分野 本発明は、無線システムで使用されるＣＤＭＡ方式（Code Division Multiple Access（符号分割多元接続））に関し、より正確には、偏波ダイバーシティを 使用する場合のレーキ受信器の割り当てに関する。 従来の技術 レーキ原理に基づいて動作する受信器は、いくつかのブランチを備え、各々の ブランチは、異なる信号成分と同時に同期させられる。レーキ受信器は、複数経 路伝播の信号のダイバーシティ合成器として動作するのが好ましい。レーキ受信 器は、特にＣＤＭＡ受信器で使用される。 ＣＤＭＡ方式では、データ信号よりもかなり広い帯域を有する拡散コードで、 ユーザーの狭帯域のデータ信号を拡散する。ユーザーは、同時に同一の周波数帯 域を使用して信号を伝送する。別個の拡散コードを基地局と移動局との各々の接 続上で使用し、各々のユーザーの拡散コードに基づいて、ユーザーの信号を受信 器で相互に識別できる。拡散コードができる限り互いに相関しないように、拡散 コードを選定するのが好ましい。理想的な場合には、いくつかの他の拡散コード で拡散された信号は相関せず、狭帯域に復元されないが、それらはノイズとして 現れる。 従来技術では、特に無線システムの基地局では、レーキブランチ間で、空間ダ イバーシティを使用する。これは、異なるダイバーシティブランチのアンテナが 相互にいくらか離れて配置されているということを意味する。一般的に、その距 離は波長の数十倍である。この目的は、異なるアンテナによって受信される信号 の相関を十分に小さくすることである。一般的に、相関は０．７の比率である。 フェージングの場合に、相関がかなり高い時、全てのブランチの信号は非常に減 少され、最悪の場合には、信号がダイバーシティの別なく喪失され、接続は切断 される。 レーキ受信器で偏波ダイバーシティを使用することもまた知られている。偏波 ダイバーシティでは、レーキブランチは異なる偏波レベルで信号を受信する。従 来技術の解決策では、偏波ダイバーシティを使用するレーキブランチを割り当て るために、インパルス応答測定を使用する。その場合には、異なるレーキブラン チで、最強のインパルス応答を有する信号を受信し、合成し、検知する。この方 法は、ダイバーシティブランチの信号レベルが等しい場合に最適である。一般的 に、これは、偏波ダイバーシティを使用するような場合ではないので、この方法 は最適ではない。 課題を解決するための手段 本発明の方法及びレーキ受信器の目的は、信号特性に基づいて、偏波ダイバー シティを使用するレーキブランチのより効果的な割り当てを実現することである 。 本発明の目的は、送信器が、レーキブランチを備える受信器に信号を伝送する ような無線システムにおいて、レーキブランチを割り当てるための方法を使用す ることによって提供される。レーキブランチは、信号を異なる偏波レベルで受信 し、インパルス応答に基づいて、信号を受信するために割り当てられ、その方法 では、割り当てを最適化するために、異なる偏波レベルで受信された信号のイン パルス応答は、信号品質を表す値で重み付けられる。 本発明の目的はまた、送信器が、レーキブランチを備える受信器に信号を伝送 するような無線システムでの使用に適合するレーキ受信器を使用することによっ て達成される。レーキブランチは、異なる偏波レベルで信号を受信するのに適合 し、インパルス応答に基づいて、信号を受信するために割り当てられる。受信器 は、更に、異なる偏波レベルで、信号のインパルス応答を形成する手段と、異な る偏波レベルで、信号品質を表す値を形成する手段と、割り当てを最適化するた めに、信号品質を表す値で、インパルス応答を重み付ける手段とを備える。 かなりの利点が本発明の方法によって提供される。本方法は、強度に関して最 適な信号及びＳＮ比が検知のために選定されるので、従来技術よりもより効果的 なレーキブランチの割り当てを可能にする。一般的な解決法では、限定された数 のレーキブランチを１つのトラフィックチャネルに割り当てることができ、それ らのブランチは、ダイバーシティブランチ間で分けられる。 図面の簡単な説明 以下では、添付図の例に関して、より詳細に、本発明を説明する。 図１は、２つの異なる偏波レベルにおける受信信号を示す。 図２は、従来技術の受信器のブロック図を示す。 図３は、本発明の受信器のブロック図を示す。 実施例 本発明の解決法は、限定するわけではないが、特にＣＤＭＡ無線システムで使 用するのに適している。図１は、垂直偏波及び水平偏波によって示される異なる 偏波レベルにおける信号及びノイズの動きを例示する。信号及びノイズのエネル ギーはｙ軸に示され、遅延はｘ軸に示される。信号は複数経路で伝播されるので 、遅延Ｔ₁を有する強いインパルスのピークと遅延Ｔ₂を有する別のピーク１０１ が信号中に見られる。しかしながら、ノイズ１０２のレベル、すなわち干渉レベ ルは、垂直偏波でかなり強い。水平偏波で、信号はまた、地点Ｔ₃で強いピーク １５０を有し、そして、地点Ｔ₄で別のピーク１５１を有する。しかしながら、 水平偏波で、ノイズ１５２は、一般的に実際そうであるように、垂直偏波でのノ イズよりも弱い。水平偏波と垂直偏波との間の信号レベルのこの差異は、直交偏 波差異（ＸＰＤ）と称される。従って、垂直偏波で受信された信号のインパルス 応答は、水平偏波で受信された信号のインパルス応答よりも強く、また、従って 、垂直偏波で受信された信号は、水平偏波で受信された信号よりも強いけれども 、水平偏波での受信信号のＳＮ比（ＳＮＲ）は、垂直偏波での受信信号のＳＮ比 よりも良い。水平偏波及び垂直偏波といったような直交偏波レベルで受信された 信 号の一般的な相関は、０．１から０．２の比率であり、それは、空間ダイバーシ ティを使用する場合よりも非常に小さい。受信が、互いに関して平均９０°の角 度である偏波レベルで行われる時、直交差異が、偏波レベル間で生成される。他 の角度では、理諭的には、一般的に、異なる偏波レベルの相互への影響は式Ｐ_H ＝Ｐ_V＊cos²（α）であるので、相関は急に減少する。ここで、Ｐ_Hは水平レベル での信号の実効値であり、Ｐ_Vは垂直レベルでの信号の実効値であり、αは平均 の偏波レベル間の角度である。 本発明の方法では、送信器は、信号を、異なる偏波レベルで信号を受信するレ ーキブランチを備える受信器に伝送する。偏波レベルは、垂直偏波及び水平偏波 といったように直交するのが好ましい。本方法では、割り当てを最適化するため に、異なる偏波レベルで受信された信号のインパルス応答を、各々の偏波レベル の信号品質を表す値で重み付ける。重み付けは、信号品質を表す値でインパルス 応答を乗算することによって実施されるのが好ましい。信号品質を表す値は、Ｓ Ｎ比、信号対干渉比もしくはそのようなものであるのが好ましい。受信器中のレ ーキブランチの数は限定されており、一般的に３から４ブランチなので、受信Ｓ Ｎ比もしくはそのようなものが最適になるように、レーキブランチを受信信号に 最適に割り当てることが重要である。 図２は、従来技術の受信器のブロック図を示す。受信器は、コードジェネレー タ２００、相関器２０１、探索器２０４、信号のインパルス応答を形成するため の手段２０５、レーキブランチを割り当てるための手段２１０を備える。一般的 に、受信信号の異なる偏波レベルのデータ２１１、２１２及び２１３、２１４は 、２つの既知の成分、Ｉ及びＱ成分（同位相及び直角位相）を含み、この場合に は、一般的に、データは複素数式Ｉ＋ｊＱで処理される。受信器では、相関器２ ０１は、受信信号２１１から２１４及びコードジェネレータ２００からの拡散コ ードで相関を形成する。コード位相、すなわち、探索器２０４で形成される複数 経路伝播の信号成分の各々の遅延は、相関手段で探索される。 相関の最大点は異なる経路の遅延を表すので、複数経路伝播の信号の遅延は、 受信信号及び拡散コードの相関から決定されるのが好ましい。しかしながら、他 の既知の方法によって、遅延及び相関を決定することができる。相関Ｃ[τ]を例 えば以下の式で計算することができる。 ここで、ａ及びｂは、積分区間を表し、Ｓ[ｔ]は受信信号であり、Ｍ[ｔ＋τ]は 、遅延τを有する拡散コードから成る。 一般的に、インカミング信号に対する同期化は、２つの位相で行われる。コー ド位相の探索では、所望の信号は、受信された送波から探索され、その位相は、 チップの半分の正確さで決定される。チップは、拡散コードの１ビットである。 これが実施されると、位相はロックされたと見なされ、その後、コードの位相は 、確実に位相のロッキングを維持するコードトラッキングループによって上手く 調整される。手段２０５では、信号のインパルス応答は、相関器２０１からの相 関結果及び探索器２０４からのコード位相データを使用することによって、当業 者にとって既知の方法で形成される。レーキブランチの割り当ては、インパルス 応答データに基づいて手段２１０で制御される。 図３は、本発明の方法で動作する本発明の受信器のブロック図を示す。受信器 は、コードジェネレータ２００、相関器２０１、干渉強度を形成するための手段 ２０２及び２０３、探索器２０４、信号のインパルス応答を形成するための手段 ２０５、信号品質を表す値を形成するための手段２０６及び２０７、インパルス 応答を重み付けるための手段２０８及び２０９、レーキブランチを割り当てるた めの手段２１０を備える。受信器では、相関器２０１は、受信信号２１１から２ １３及びコードジェネレータ２００からの拡散コードで相関を形成する。コード 位相、すなわち、探索器２０４で形成された複数経路伝播の信号成分の各々の遅 延は、相関手段で探索される。 本発明の解決策では、受信信号２１１から２１４はまた、手段２０２及び２０ ３に入り、ここでは、干渉の強度が実効値として形成されるのが好ましい。手段 ２０６及び２０７は、干渉手段２０２及び２０３から干渉強度を得て、また、イ ンパルス手段２０５から信号強度を得る。それによって、手段２０６及び２０７ は、信号品質を表す値を形成する。信号品質を表すこの値は信号対干渉比であり 、ここで、他の信号からのノイズ及び干渉が考慮されるのが好ましい。 干渉レベルは、例えば、正しくない拡散コードで、受信信号を相関することに よって、もしくは、正しくない拡散コードの位相を使用することによって、手段 ２０２及び２０３で決定される。この結果は、長い間隔で平均化されるのが好ま しく、それによって、干渉の平均レベルが得られる。信号品質を表す値は、例え ば、いくつかのインパルス応答の相関結果を、手段２０２及び２０３からの干渉 レベルで割ることによって形成される。相関結果の平均を、標準偏差もしくは分 散で割ることも可能である。何故ならば、信号及び干渉の従属関係は、線形もし くは非線形であり得るからである。本発明のレーキ受信器では、どちらも直交偏 波レベルであるのが好ましいこの信号対干渉比２２３及び２２４を使用して、手 段２０８及び２０９において、手段２０５からのインパルス応答結果を重み付け る。偏波レベルのインパルス応答結果の両方に対して、これをそれぞれ実施する 。レーキブランチＲ₁、Ｒ₂…Ｒ_Nの割り当ては、手段２１０において、手段２０ ８及び２０９からの重み付けされたインパルス応答結果で制御される。その場合 には、レーキブランチの各々は、選定された遅延及び偏波レベルで信号を受信す る。 添付図の例に関して、本発明を上記に説明してきたけれども、本発明はそれに 限定されず、請求の範囲で開示される本発明の思想の範囲内で、多くの方法で、 本発明を変更できることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── 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(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(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，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 無線システムにおいてレーキブランチを割り当てるための方法であり、 その無線システムでは、送信器が、信号を、異なる偏波レベルで信号を受信する レーキブランチを備える受信器へ送信し、そのレーキブランチは、インパルス応 答に基づいて、信号を受信するために割り当てられ、 割り当てを最適化するために、異なる偏波レベルで受信された信号のインパ ルス応答は、信号品質を表す値で重み付けされる方法。 ２． 重み付けは、信号品質を表す値で、信号のインパルス応答を乗算するこ とによって実施される請求項１に記載の方法。 ３． 異なる偏波レベルで受信された信号の干渉レベルが、信号の品質を表す 値のために形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ４． 信号品質を表す値は、ＳＮ比、信号対干渉比もしくはそのようなものと いったような信号及び干渉強度の比である請求項１に記載の方法。 ５． 異なる偏波レベルは、本質的に互いに直交する２つの偏波レベルである 請求項１に記載の方法。 ６． 無線システムにおいて使用するのに適合するレーキ受信器であり、その 無線システムでは、送信器が、信号を、異なる偏波レベルで信号を受信するのに 適合するレーキブランチを備える受信器へ伝送し、そのレーキブランチは、イン パルス応答に基づいて、信号を受信するために割り当てられ、 その受信器は、 異なる偏波レベルで信号のインパルス応答を形成するための手段と、 異なる偏波レベルで信号品質を表す値を形成するための手段と、 割り当てを最適化するために、信号品質を表す値で、インパルス応答を 重み付けるための手段とを更に備える受信器。 ７． インパルス応答を重み付けるための手段は、信号品質を表す値で、イン パルス応答を乗算するのに適合する請求項６に記載の受信器。 ８． 信号品質を表す値のために、異なる偏波レベルで受信された信号の干渉 レベルを形成するのに適合する干渉手段を備える請求項６に記載の受信器。 ９． 信号品質を表す値を形成するための手段は、ＳＮ比、信号対干渉比もし くはそのようなものといったような信号及び干渉強度の比を形成するのに適合す る請求項６に記載の受信器。 １０． レーキブランチは、本質的に２つの直交偏波レベルで、信号を受信す るのに適合する請求項６に記載の受信器。