JPH10507598A - Ｔｄｍａシステムにおける信号検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、同一チャンネル干渉を伴うＴＤＭＡ移動システムにおける改良された信号検出方法に係る。この方法において、一次信号ｒ₁及び少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号ｒ₂・・・ｒ_Nが同じＴＤＭＡチャンネルＦ₁、ＴＳ₃を経て受け取られる。同一チャンネル信号は、互いに独立して多経路チャンネルｈ_L.1・・・ｈ_L.Nを経て伝播し、独特に波形コードが与えられる。更に、同一チャンネル信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンスを有する。本発明においては、一次信号ｒ₁及び少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号ｒ₂・・・ｒ_Nの多経路チャンネル推定値が、受信したトレーニングシーケンスによって決定される。その後に、一次信号及び少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の送信チャンネル推定値を用いることにより、一次信号が検出される。又、本発明は、この方法を実施する受信器にも係る。

Description

【発明の詳細な説明】 ＴＤＭＡシステムにおける信号検出方法発明の分野 本発明は、ＴＤＭＡ無線システムの受信器における信号検出方法であって、一 次信号と、少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号が同じＴＤＭＡチャン ネルを経て受け取られ、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンス を有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャン ネルを無線経路に有するような信号検出方法に係る。先行技術の説明 セルラー移動ネットワークの将来の開発においては、無線スペクトルの利用性 が１つの重要な問題となる。狭帯域移動システムにおいては、同一チャンネル干 渉（ＣＣＩ）が、システムの容量を制限する主たる要素の１つである。従来、シ ステム容量は、この点において、周波数の地理的再使用を増加する一方、セルの サイズ及び送信電力を減少することにより高められている。もちろん、基礎的な 構造が甚だしく高価なものとなるために、これは好ましいやり方ではない。容量 の問題を解決する別の可能性は、デジタル信号処理の迅速な発展に伴い、もっと 複雑な干渉打消アルゴリズムを使用することである。受信器において同一チャン ネル干渉を除去すると、ネットワークにおいて周波数を更に効率的に再使用する ことができる。 現在の移動システムにおいては、同一チャンネル信号は、受信器においてラン ダムな加算的ホワイトガウスノイズとして近似される。しかしながら、この近似 は、干渉する同一チャンネル信号が充分に弱い場合にのみ適当であって、従来の セルラーシステムにおいて周波数の適度な再使用により確保することができる。 しかしながら、干渉制限されたセルラーシステムにおいては、このようにならな い。実際に、同一チャンネル干渉は、通常は、決定論的な性質であり、これは、 その影響の少なくとも一部分を除去できねばならないことを意味する。 干渉打消（ＩＣ）は、コード分割マルチアクセスシステム（ＣＤＭＡ）に関連 して既に普及している。しかしながら、干渉打消技術を狭帯域のＴＤＭＡシステ ムに適用すると、基本的に、送信波形の情報が干渉打消受信器において前もって 使用できるＣＤＭＡシステムの場合より困難な作業となる。 無線送信器の信号は、通常は、いわゆる多経路伝播を受け、信号は、障害物や 反射により多数の異なる経路に沿って伝播し、そして異なる仕方で遅延された多 数の信号成分として受信器に到達する。デジタルシステムにおいては、このいわ ゆる時間的分散は、記号間干渉（ＩＳＩ）を生じさせ、この干渉においては、次 々の記号が部分的に重畳され、受信器における復調を複雑にする。パンヨーロピ アン移動通信システムＧＳＭにおいては、送信されるべき信号に既知のトレーニ ングシーケンスが含まれ、これにより、信号が無線経路上を移動した多経路チャ ンネルを受信器において推定することができ、そしてこの推定されるチャンネル モデルにより、受信信号を修正し、推定されたチャンネルモデルをビタビアルゴ リズムにおいて受信器のイコライザ及び復調器に使用することができる。ＧＳＭ システムは、８個の異なるトレーニングシーケンスを指定し、互いに干渉するほ ど接近したセルにおいて同じ周波数を用いるチャンネルに異なるトレーニングシ ーケンスを割り当てることができる。従って、受信器は、同時に到着する干渉信 号から正しい信号を区別することができる。ＧＳＭのような典型的なセルラーシ ステムにおいては、同一チャンネル干渉は、もし可能であれば、セルラーネット ワークの周波数プランニングによりできるだけ小さく保持されるので、受信器に おいては単にランダムガウスノイズとして処理される。実際のチャンネル推定、 等化及び検出は、他の同一チャンネル信号に関する情報を伴わずに行われる。こ れは、同じチャンネルを使用するセル間の距離が充分に長い正しくプランニング されたセルラーネットワークにおいては問題を生じない。しかしながら、セルラ ーネットワークにおける周波数の地理的再使用を増加し、即ち同じチャンネルを 使用するセルを互いに接近させるか、又はＣＤＭＡシステムのような全ネットワ ークに同じチャンネルを使用し始めることにより、周波数帯域の利用性を増加す べき場合には、問題が発生する。従って、受信器において重畳される信号は、各 信号に対して推定されるチャンネルモデルを効果的に偏らせ、これは、次いで、 例えば、ビタビデコーダの性能を低下させる。例えば、ＧＳＭシステムにおいて は、トレーニングシーケンスのクロス相関が比較的低く、これは、同一チャンネ ルユーザに対して偏ったチャンネル推定を招く。ＧＳＭシステムでは、トレーニ ングシーケンスは、その自動相関特性に重点を置いて選択される。というのは、 システムをプランニングする原理は、帯域巾の最適な利用ではなく、同一チャン ネルトレーニングシーケンスの作用が、周波数再使用に少なくとも７つのセルの セル間距離を用いることにより打ち消されるからである。従って、現在のＴＤＭ Ａシステムでは、周波数の再使用の度合いを増加するか又は同一チャンネルユー ザを許すことは、システム、特に、受信器の性能を本質的に低下せずに行うこと はできない。 プロシーディングズ・オブ・ＩＣＣ、１９９３年のＫ．ギリダー氏等の「同一 チャンネル信号復調のための連結推定アルゴリズム(Joint Estimation Algorith ms for Cochannel Signal Demodulation)」、及びプロシーディングズ・オブ・ ＩＣＡＳＳＩ’９３、１９９３年のＫ．ギリダー氏等の「ＭＬＳＥ及びＭＡＰＤ Ｓアルゴリズムを用いた同一チャンネル信号の連結復調(Joint Demodulation of Cochannel Signals Using MLSE and MAPDS Algorithms)」には、検出アルゴリ ズムが同一チャンネル信号を検出するが、同一チャンネル信号の実際の推定値は 決定されないような方法が開示されている。従って、これは、問題を部分的に解 決するだけである。発明の要旨 従って、本発明の目的は、同一チャンネル干渉をもつＴＤＭＡ移動システムの 信号検出を改善することである。 これは、ＴＤＭＡ移動システムの受信器における信号検出方法であって、一次 信号と、少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号が同じＴＤＭＡチャンネ ルを経て受け取られ、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンスを 有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャンネ ルを無線経路に有するような信号検出方法によって達成される。この方法は、本 発明によれば、一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号 の送信チャンネル推定値を、受け取ったトレーニングシーケンスにより決定し、 そして一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の両方の 送信チャンネル推定値を用いることにより一次信号を検出するという段階を含む ことを特徴とする。 又、本発明は、同期式ＴＤＭＡ移動システムの受信器であって、一次信号及び 少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号を同じＴＤＭＡチャンネルを経て 受信するように構成され、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケン スを有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャ ンネルを無線経路に有するような受信器にも係る。この受信器は、本発明によれ ば、一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の送信チャ ンネル推定値を、受け取ったトレーニングシーケンスにより決定するよう構成さ れたチャンネル推定装置と、一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チ ャンネル信号の両方の送信チャンネル推定値を用いることにより一次信号を検出 する検出区分とを備えたことを特徴とする。 更に、本発明は、ＴＤＭＡ移動システムの受信器における信号検出方法であっ て、一次信号と、少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号が同じＴＤＭＡ チャンネルを経て好ましくは非同期で受け取られ、これら信号は、異なるが既知 のトレーニングシーケンスを有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひ いては、異なる送信チャンネルを無線経路に有するような信号検出方法にも関す る。この方法は、本発明によれば、上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネ ル信号の送信チャンネル推定値を決定し、上記干渉する同一チャンネル信号の送 信チャンネル推定値を使用することにより受信信号から干渉信号を再生し、その 再生された干渉する同一チャンネル信号を受信信号から減算し、上記一次信号の 送信チャンネル推定値を決定し、そしてこの送信チャンネル推定値を用いること により一次信号を検出するという段階を含むことを特徴とする。 本発明のスタート点は、ＴＤＭＡシステムの全てのユーザの既知のトレーニン グシーケンスを使用し、一次信号に対して良好なチャンネル推定値を得ることで ある。多数の同一チャンネル信号のこの形式の連結推定が必要であるのは、チャ ンネル推定が他の同一チャンネル信号の存在中で行われ、クロス相関干渉により チャンネル推定の信頼性を著しく低下するからである。この連結チャンネル推定 は、各信号に対して独特の波形コードを与える独立した多経路チャンネルを経て 同一チャンネル信号が伝播するという多経路伝播に関する本発明者の観察を利用 する。この波形コードは、重畳しない信号状態を形成し、ひいては、受信器にお いて連結検出及び連結チャンネル推定を行えるようにする。本発明の好ましい実 施形態では、トレーニングシーケンス間のクロス相関は、従来のチャンネル推定 において直線変換を行うことにより打ち消される。これは、マトリクス演算とし て便利に行われ、従って、直線変換は、例えば、能動的な同一チャンネルユーザ のトレーニングシーケンスのクロス相関マトリクスである。これは、同一チャン ネルバーストの同期的受信を本質的に必要とする。この制約は、実際の検出アル ゴリズムによるものではなく、チャンネルパラメータを推定できるようにトレー ニングシーケンスを完全に重畳させる必要があることによるものである。実際に は、たとえ同期ネットワークが仮定されても、同一チャンネルバースト間の伝播 遅延により僅かなタイミングエラーが常に存在する。本発明のチャンネル推定ア ルゴリズムは、トレーニングシーケンスが適当にプランニングされた場合には、 少なくとも若干のビットの非同期から回復することができる。ＧＳＭシステムの トレーニングシーケンスを使用する際には、推定されるチャンネルタップの数に 基づき、約３ビットのタイミングエラーを許容できる。同期受信の要件が省略さ れる場合には、本発明の第２の実施形態による適応方法が使用される。受信器に は所望の信号即ち一次信号のトレーニングシーケンスのみが使用され、従って、 同一チャンネルは、「盲」推定方法により識別しなければならない。連結チャン ネル推定及びデータ検出は、この目的に使用することが示唆される（例えば、判 断指向のクラスタ構成）。干渉チャンネルを推定し、この干渉信号をトレーニン グシーケンスを経て再生し（チャンネル推定値でトレーニングシーケンスを畳み 込む）、そしてその再生された信号を受信信号から減算することにより、信号か ら干渉を繰り返し「取り除く」ことができる。この方法は、繰り返し使用するこ とができ、即ちユーザｋの信号を次々に推定及び再生し、そしてそれを、例えば ｋ個の同一チャンネルユーザの和の信号から減算することにより使用できる。各 繰り返し段階は、若干良好なチャンネル推定及びデータ検出を生じる。又、同一 チャンネル信号の推定及び再生は、並列プロセスとして行うこともできる。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、多数の同一チャンネルユーザを有する本発明の干渉制限ＴＤＭＡシス テムを示す図である。 図２は、本発明の受信器及び多経路伝播により生じる波形コードを示すブロッ ク図である。 図３は、ＴＤＭＡバーストを示す図である。 図４ａ、ｂ、ｃ及びｄは、本発明のチャンネル推定値１１、１２及び従来のチ ャンネル推定値Ｃ１、Ｃ２の平均平方エラー（ＭＳＥ）の分布を示すヒストグラ ムである。 図５は、本発明の第２の実施形態による受信器のブロック図である。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、多数の同一チャンネルユーザ又は高い同一チャンネル干渉が許され るときに全てのＴＤＭＡ移動システムに使用することができる。本発明において は、パンヨーロピアン移動通信システムＧＳＭがデジタルＴＤＭＡシステムの例 として使用されるが、本発明は、これに限定されるものではない。もし必要であ れば、ＧＳＭシステムの詳細な資料は、ＧＳＭ仕様書及び「移動通信用のＧＳＭ システム」、Ｍ．モーリ及びＭ．ポーテット、パライゼウ、フランス、１９９２ 年、ＩＳＢＮ：２−９５０７１９０−０−０−７を参照されたい。 図１Ａは、多数の同時の同一チャンネルユーザを有する本発明の干渉制限ＴＤ ＭＡシステムを示す。このシステムは、Ｎ個の送信器ＴＸ₁、ＴＸ₂、・・・、Ｔ Ｘ_Nを備え、これら送信器は、全て、同じ周波数Ｆ１及び同じタイムスロットＴ Ｓ₃において送信する。各送信器は、タイムスロット内に、短い変調された高周 波信号、即ちバーストを送信し、これは、送信されるべき信号シーケンス（ビッ トパターン）ａ_k.1、ａ_k.2、・・・、ａ_k.Nを含む。無線システムにおいて通常 そうであるように、送信バーストの伝播は、通常、多経路伝播であり、これは、 信号が送信器から建物のような異なる障害物で反射されながら多数の異なる経路 に沿って受信器Ｒｘへ送られ、従って、受信器Ｒｘに到達する信号シーケンスは 、異なる遅延で到達する多数の信号成分で構成される。移動システムでは、各同 一チャンネル信号は、多経路チャンネルにより表すことのできる専用の異なる多 経路伝播を有し、その多経路チャンネルは、あるインパルス応答を有し、そして 信号に対して独特の波形コードを与える。図１Ａにおいて送信される信号シ ーケンスａ_K.1・・・ａ_K.Nは、多経路チャンネルｈ_L.1・・・ｈ_L.Nを各々経て送 られ、従って、波形コード信号ｒ₁・・・ｒ_Nが受信器Ｒｘに受け取られ、これら 信号は、和の信号ｒ_kへと加算される。本発明は、異なる多経路チャンネルによ り与えられる波形コードを使用して同一チャンネル干渉を打ち消す。 図１Ｂは、図１Ａに対する離散的な時間モデルを示す。これは、Ｎ個の同一チ ャンネル信号より成り、その各々は、独立した経時変化複素チャンネルインパル ス応答ｈ_0.n、ｈ_1.n、・・・ｈ_L.nを有する。ベクトルａ_1.n、ａ_2.nは、各Ｎチ ャンネルにおける送信記号シーケンスを表し、そしてｒ₁、ｒ₂・・・ｒ_kは、各 Ｎチャンネルにおける受信信号シーケンスを表す。ベクトルｖ_kは、独立したホ ワイトガウスノイズより成る。このモデルは、チャンネルメモリＬの長さを全て のチャンネルに対し一定で且つ等しいと仮定するという意味で簡単化されること に注意されたい。しかしながら、受信器に関しては、このモデルは、システムを 充分正確に記述する。というのは、実際の受信アルゴリズムは、通常は、一定の インパルス応答しか取り扱えないからである。 受信信号は、記号当たり１つづつサンプリングされるときに、次のように書き 表すことができる。 ここで、問題は、熱的ノイズの存在中で受信信号ｒ_kにおいて送信データシー ケンスａ_K.nを検出することである。これは、１）同一チャンネル信号を分離す ることができ（これは、Ｎ個のチャンネル応答ｈ_L.nが独立していて僅かな相関 関係しかもたないことを必要とする）、２）チャンネルのパラメータ又はその推 定値が既知であり、そして３）ノイズレベルが充分に低い場合に、高い確率で可 能となる。第１の条件は、受信器における信号の重畳状態を回避するために基本 的に重要であり、これは、全ての信号検出の試みの基本である。好都合にも、条 件１は、経時変化多経路チャンネルにより移動環境において固有に満足される。 これを見る別の方法は、多経路チャンネルが、検出プロセスに効果的に使用でき るメモリを備えることである。又、条件２）は、例えば、チャンネルを経て送信 される異なるトレーニングシーケンスによりチャンネルパラメータの連結推定を 実行できるので、満足される。 図２は、本発明の好ましい実施形態による受信器の簡単なブロック図である。 図２は、本発明を説明するのに重要なブロックのみを含むが、従来型のＴＤＭＡ 受信器は、多数の他の機能及び構造を備えることが当業者に明らかであり、その 詳細な説明は、ここでは必要なかろう。実際に、受信器は、例えば、ＧＳＭシス テムに通常設けられる受信器であり、この受信器において、本発明の連結チャン ネル推定及び連結検出が、従来のチャンネル推定及び信号検出に代わって使用さ れる。図２において、アンテナＡＮＴ_RXで受信された和の信号ｒ_kは、バンドパ スフィルタ２１によってフィルタされ、これは、受信帯域の外部の周波数を分離 する。バンドパスフィルタされた信号ｒ_kは、検出器ＤＥＴ２２及びチャンネル 推定装置２３に送られる。チャンネル推定装置２３は、同一チャンネル信号のチ ャンネル推定値ｈ_MLを与え、検出器２２、好ましくはビタビ検出器は、このチャ ンネル推定値を用いて、一次信号を検出する。以下、チャンネル推定及び信号検 出を別々に説明する。 チャンネル推定 以下、ＧＳＭ型システムの信号を一例として使用することにより本発明による 多数の同一チャンネル信号の連結チャンネル推定方法を説明する。これらの信号 において、トレーニングシーケンスは、図３の通常のＧＳＭバスとの場合のよう に、バーストの中央に配置される。通常のバーストは、２つの５８ビット情報パ ケットを含み、これらは、中央に配置された２６ビットのトレーニングシーケン スを取り巻く。３つの「テイルビット」（ゼロにセットされる）が、バーストの 両側に追加される。トレーニングシーケンスは、バーストの中央に配置されるの で、「中段(midamble)」とも称される。 本発明の連結チャンネル推定方法が必要とされる理由は、他の同一チャンネル 信号が存在する中でチャンネル推定が行われ、クロス相関障害によりチャンネル 推定の信頼性を著しく低下するからである。トレーニングシーケンス間のクロス 相関は、直線的変換を受けさせることにより従来のチャンネル推定から除去する ことができる。この直線的変換は、マトリクス演算により便利に実行することが できる。 Ｎ個の同期する同一チャンネルがあり、即ち異なる「多経路チャンネル」を各 々有する一次ユーザ及びＮ−１個の干渉物があると仮定する。これらＮ個の多経 路無線チャンネルは、次のように表す。 ｈ_L.n＝（ｈ_0.n、ｈ_1.n、・・・ｈ_L.n）^T、ｎ＝１、２・・・Ｎ （２） その各々の長さは、複素チャンネルタップ重みをもつ（Ｌ＋１）である。チャン ネルインパルス応答を次のようなベクトルｈへと収集する。 ｈ＝（ｈ_L.1 ^T、ｈ_L.2 ^T、・・・ｈ_L.N ^T）^T （３） 従って、上記パラメータの数は、Ｎｘ（Ｌ＋１）である。ｎ番目のチャンネル の前段及び中段コードに仕切られるトレーニングシーケンスは、次のように表さ れる。 ｍ_n＝（ｍ_0.n、ｍ_1.n、・・・ｍ_P+L-1）^T、ｎ＝１、２・・・Ｎ （４） 但し、Ｌ＋Ｐ素子、ｍ_p.n、Ｌは、前段コードの長さで、チャンネルメモリの長 さに等しく、そしてＰは、中段コードの長さである。最初のＬビットは、前段コ ードビットであり、そして次のＰビットは、中段コードビットである。 従って、中段コードビットに対応する受信信号は、次のようになる。 ｙ＝Ｍｈ＋ｖ （５） 但し、ｖは、ガウスのノイズサンプルを表し、マトリクスＭ＝（Ｍ₁、Ｍ₂、・・ ・Ｍ_N）であり、ここで、Ｍ_nは、マトリクスとして編成された送信トレーニング シーケンス記号より成るＰｘ（Ｌ＋１）マトリクスである。 最大見込みチャンネル推定値は、次の通りであり、 これは、次の式により得られる。 ノイズはホワイトノイズであると仮定すると、式７は、次のようになる。 換言すれば、これは、一次信号の多経路チャンネル及び干渉する同一チャンネ ル信号の多経路チャンネルの推定値を生じ、チャンネル推定装置２３は、これら 推定値を検出のために検出器２２に与える。その結果は、Ｎ＝１のときに従来の チャンネル推定装置と同等であることに注意されたい。式（８）は、かっこ内に 相関マトリクスＭ＊^TＭを含み、その反転マトリクスにより、従来のチャンネル 推定値への本発明の直線的変換が形成される。 上記の実施形態では、最大の見込み推定値が多経路チャンネルに対して使用さ れる。というのは、ＧＳＭトレーニングシーケンスのクロス相関が強いからであ る。それとは別に、又はそれに加えて、クロス相関に対する良好なトレーニング シーケンスを使用することができる。特に効果的なトレーニングシーケンスは、 良好な周期的自動相関をもつシーケンスと、同じチャンネルの他の信号でそこか ら繰り返し変換されるシーケンス（例えば、ｍシーケンス）とを用いることによ り得られる。 以下の例において、本発明の改良されたチャンネル推定を、従来のチャンネル 推定と比較して示す。 例 ユーザ１は、個別チャンネルｈ₀（ｚ）＝１．０＋０．５ｚ^-1を有し、そして ユーザ２は、個別チャンネルｈ₁（ｚ）＝０．３４６（１．０＋０．２ｚ^-1）を 有すると仮定する。又、式（７）及び（８）を使用することによりチャンネルを 推定するようにＧＳＭトレーニングシーケンスが使用され、改良されたチャンネ ル推定値１１及び１２と、従来の推定値Ｃ１及びＣ２とが得られるものと仮定す る。図４ａ、ｂ、ｃ及びｄは、改良されたチャンネル推定値１１及び１２と、従 来の推定値Ｃ１及びＣ２（数字インデックスはユーザを指す）の平均平方エラー （ＭＳＥ）を表すヒストグラムである。本発明によりチャンネル推定に得られる 改善が明らかであろう。 連結検出 信号検出は、例えば、最大見込み（ＭＬ）又は最大事後（ＭＡＰ）判断を近似 する受信器によって実施することができる。前者は、例えば、ビタビアルゴリズ ム及びその変形のようなＭＬＳＥ（最大見込みシーケンス推定）アルゴリズムに よって行われるのが好ましい。これら２つの間の理論的な相違は、ＭＡＰ検出が 次の基準を使用するのに対し、 ｍａｘ ｐ（ａ_k.1、・・・ａ_k.N｜ｒ_k） ａ_k.N ＭＬ検出が次の基準を使用することである。 ｍａｘ ｐ（ｒ_k｜ａ_k.1、・・・ａ_k.N） ａ_k.N 上記のギリドハの論文は、ｐ（．）が既知であるときに上記式のベクトル解を 与えるアルゴリズム方法を示している。 以下、ＭＬ検出について詳細に検討する。記号間干渉（ＩＳＩ）及びガウスノ イズが存在する場合の最適な検出アルゴリズムは、ビタビアルゴリズムによって 繰り返し実施することのできるＭＬＳＥであることが知られている。このＭＬＳ Ｅは、同時のＩＳＩ補償を伴う多数の同一チャンネル信号の検出へと直接拡張で きることが示されている。このアルゴリズムは、ＪＯＩＮＴ−ＭＬＳＥ（ＪＭＬ ＳＥ）と称する。標準的なトレリスサーチ技術を用いることにより、全ての考え られるシーケンスの中で最も送信されることの多い記号シーケンスを、次の最大 見込み基準の使用により見つけることができる。 ｍａｘ〔ｐ（ｒ_k｜ａ_k.1、ａ_k.2、・・・ａ_k.N）〕 ａ_k.N （９） ｎε〔１、Ｎ〕 但し、ｐ（ｒ_k｜ａ_k.1、ａ_k.2、・・・ａ_k.N）は、送信シーケンスａ_k.nをコン ディショニングする信号ｒ_kのランダム変数の連結確率密度関数である。最もあ り得る送信記号シーケンスは、上記の量を最大にするものである。信号ｒ_kにお いて加算的ノイズが独立している場合には、連結確率密度関数は、送信記号ａ_{k. n} をコンディショニングするサンプルｒ_kの密度関数の積として書き表すことがで きる。従って、式９は、次のように簡単化される。 更に、加算的ノイズは、次の式で表される条件確率密度関数に基づいてガウス 分布されると仮定する。 式１０には対数を適用するのが好ましく、そして式９の最初の基準は次のように 簡単に書き表すことができる。 この式は、２^N(L-1)の考えられる信号状態をもつ（Ｌ＋１）次元スペースにお けるユークリッド距離の最小の和を単に復帰させる。 ビタビアルゴリズムの使用は確率関数の反復式を必要とするので、ＪＭＬＳＥ 経路マトリクスの最終的な式は、次のようになる。 但し、項Ｊ_k-1（ａ_k-1.n）、ｎ＝１、２、・・・Ｎは、トレリスの以前の応答に おける残存経路マトリクスを表す。実際に、従来のビタビ検出器の経路マトリク スは、式１２の場合と同様であるが、ｎは値１しかもたない。換言すれば、各記 号周期において、ＪＭＬＳＥは、記号ａ_k.1のみを重み付けするのではなく、記 号（ａ_k.1、ａ_k.2、・・・ａ_k.N）を一緒に重み付けする点が相違する。 最終的な結果として、式１３によるＪＭＬＳＥアルゴリズムは、一次信号とし て、最も送信され易い記号シーケンスａ_k.1を全ての考えられる記号シーケンス から選択し、この記号シーケンスは、検出器２２からの出力として与えられる。 ＪＭＬＳＥトレリスにおける状態の数は、２ＮＬである。実際の受信器は計算 上の制約があるので、積ＮＬは、あまり大きくなることが許されない。これは、 連結検出することのできる同一チャンネル信号の数、又は許容できる多経路拡散 を明らかに制限する。しかしながら、トレリスの複雑さは、例えば、「設定仕切 り及び判断フィードバックをもつ減少状態シーケンス推定(Reduced State Seque nce Estimation with Set Partitioning and Decision Feedback)」、Ｍ．Ｖ． イユボグル、Ｓ．Ｖ．クエシ、ＩＥＥＥトランス・インフォーメーション・セオ リー、第ＣＯＭ−３６巻、第１号、第１３−２０ページ、１９８８年１月、及び 「逐次コード化アルゴリズム：概観及びコスト分析(Sequential Coding Algorit hms: A survey and cost analysis)」、アンダーソン、モハン、ＩＥＥＥトラン ス、第ＣＯＭ−３２巻、第１６８９−６６９６ページ、１９８４年に開示された 既知の方法を用いることにより減少することができる。しかしながら、ＴＤＭＡ 移動システムにおいては、優勢な干渉のみに集中し、そして他のものはノイズと して処理するのが通常は賢明である。 連結検出と組み合わされる式７及び８に基づくチャンネル推定は、上記のよう に、本質的な同期受信を必要とする。しかしながら、同期受信の必要性が取り除 かれる場合には、チャンネル推定に適応方法を使用することができる。受信器に おいては所望の信号のトレーニングシーケンスしか使用できず、従って、同一チ ャンネルは、例えば、「盲畳み込み解除(Blind Deconvolution)」、Ｓ．ヘイキ ン、プレンチス・ホール・インフォーメーション・アンド・システム・サイエン ス・シリーズ、ニュージャージ州、１９９４年に述べられた盲推定方法によって 識別しなければならない。チャンネル推定及びデータ検出が組み合わされた方法 （例えば、判断指向のクラスタ構成）をこの目的に使用することができる。 図５は、非同期受信に適した受信器のブロック図である。この受信器は、一次 信号に対する検出器ＤＥＴ₁及びチャンネル推定装置ＥＳＴ₁と、干渉信号Ｒ₂・ ・・Ｒ_N各々に対する検出器ＤＥＴ₂・・・ＤＥＴ_N及びチャンネル推定装置ＥＳ Ｔ₂・・・ＥＳＴ_Nとを備えている。受信信号ｒ_kは、同一チャンネル干渉信号に 対する各検出器ＤＥＴ₂・・・ＤＥＴ_N及びチャンネル推定装置ＥＳＴ₂・・・Ｅ ＳＴ_Nに送られる。各チャンネル推定装置は、対応する干渉信号の多経路チャン ネル推定値ｈ₂・・・ｈ_Nを与え、この推定値は、対応する検出器ＤＥ Ｔ₂及び畳み込み手段５１の第２の入力に送られる。検出器ＤＥＴ₂・・・ＤＥＴ_N は、与えられたチャンネル推定値ｈ₂・・・ｈ_Nを使用することにより受信信号 における干渉信号のシーケンス（トレーニングシーケンス）ａ₂・・・ａ_Nを検出 する。畳み込み手段５１は、シーケンスａ₂・・・ａ_Nの畳み込み及び対応的にチ ャンネル推定値ｈ₂・・・ｈ_Nの畳み込みを実行することにより干渉信号を再生す る。このようにして形成される再生された干渉信号は、減算手段５２において、 受信したｒ_k信号から減算され、それにより得られる差の信号は、ある意味では 、同一チャンネル干渉が「取り除かれ」ている。その後、一次信号のチャンネル 推定装置ＥＳＴ₁は、減算手段５２の出力から一次信号の多経路チャンネル推定 値ｈ₁を計算し、そして検出器ＤＥＴ₁は、一次信号の送信シーケンスａ₁を検出 する。 図５の例において、干渉信号は、並列プロセスとして処理される。或いは又、 プロセスは、直列形式であってもよく、この場合、干渉信号は受信信号から一度 に１つづつ除去される。又、この直列プロセスは、例えば、信号プロセッサ、単 一チャンネル推定装置及び検出器を使用する実際の解決策において、干渉信号チ ャンネル推定、検出、再生、及び受信信号からの減算を一度に１つづつ繰り返し 実行し、これにより、各繰り返し段階に受信信号から同一チャンネル干渉が連続 的に取り去られるようにする。全ての同一チャンネルが処理されると（例えば、 Ｎ−１の繰り返し段階）、干渉が取り去られた受信信号において一次信号が検出 される。 添付図面及びそれを参照した説明は、単に本発明を例示するものに過ぎない。 本発明の方法及び受信器は、請求の範囲に規定された本発明の精神及び範囲内で その細部を変更することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ランタ ペッカ フィンランド エフイーエン−02150 エ スプー セルヴィン マイヤン ティエ 10 ベー 18 (72)発明者 ホンカサロ ジー チュン フィンランド エフイーエン−00210 ヘ ルシンキ メルコンカテュ ８ ベー 29 (72)発明者 ヨッキネン ハーリ フィンランド エフイーエン−25370 ヒ ーシ ヴェヘヒーデンティエ 450

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ＴＤＭＡ移動システムの受信器における信号検出方法であって、一次信号 と、少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号とが同じＴＤＭＡチャンネル を経て受け取られ、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンスを有 し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャンネル を無線経路に有するような信号検出方法において、 一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の送信チャン ネル推定値を、受け取ったトレーニングシーケンスにより決定し、そして 一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の両方の送信 チャンネル推定値を用いることにより一次信号を検出するという段階を含むこと を特微とする方法。 ２．上記送信チャンネル推定値の決定は、クロス相関に対して直線的変換を行 うことにより送信チャンネル推定値からトレーニングシーケンス間のクロス相関 を打ち消すことを含む請求項１に記載の方法。 ３．上記直線的変換は、トレーニングシーケンスの逆クロス相関マトリクスを 含む請求項２に記載の方法。 ４．次の式のマトリクス演算により送信チャンネル推定値を得、 但し、ｙは、受け取ったトレーニングシーケンスを表し、そしてマトリクスＭ＝ （Ｍ₁、Ｍ₂・・・Ｍ_N）であり、Ｍ_nは、マトリクスとして編成される送信された トレーニングシーケンス記号より成るＰｘ（Ｌ＋１）マトリクスである請求項２ に記載の方法。 ５．トレーニングシーケンスコードのシーケンスは、ｍシーケンスのような高 い自動相関性を有するシーケンスの繰り返し変換である請求項の前記いずれかに 記載の方法。 ６．チャンネル推定値の決定は、送信チャンネルのインパルス応答を推定する ことを含む請求項の前記いずれかに記載の方法。 ７．一次信号は、一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル 信号の両方のインパルス応答の推定値並びにその送信チャンネルの推定値を考慮 するビタビアルゴリズムによって検出される請求項６に記載の方法。 ８．一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号は、本質 的に同期して受け取られる請求項の前記いずれかに記載の方法。 ９．同期式ＴＤＭＡ移動システムの受信器であって、一次信号及び少なくとも １つの干渉する同一チャンネル信号を同じＴＤＭＡチャンネルを経て受信するよ うに構成され、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンスを有し、 そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャンネルを無 線経路に有するような受信器において、 一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の送信チャン ネル推定値を、受け取ったトレーニングシーケンスにより決定するよう構成され たチャンネル推定装置と、 一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の両方の送信 チャンネル推定値を用いることにより一次信号を検出する検出区分とを備えたこ とを特徴とする受信器。 １０．上記送信チャンネル推定値は、送信チャンネルのインパルス応答の推定 値である請求項９に記載の受信器。 １１．上記検出区分は、一次信号及び上記少なくとも１つの干渉する同一チャ ンネル信号の両方のインパルス応答の推定値並びにその送信チャンネルの推定値 を考慮するビタビアルゴリズムを使用することにより一次信号を検出する請求項 １０に記載の受信器。 １２．ＴＤＭＡ移動システムの受信器における信号検出方法であって、一次信 号と、少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号が同じＴＤＭＡチャンネル を経て好ましくは非同期で受け取られ、これら信号は、異なるが既知のトレーニ ングシーケンスを有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異 なる送信チャンネルを無線経路に有するような信号検出方法において、 上記少なくとも１つの干渉する同一チャンネル信号の送信チャンネル推定値を 決定し、 上記干渉する同一チャンネル信号の送信チャンネル推定値を使用することによ り受信信号から干渉信号を再生し、 その再生された干渉する同一チャンネル信号を受信信号から減算し、 上記一次信号の送信チャンネル推定値を決定し、そしてこの送信チャンネル推 定値を用いることにより一次信号を検出するという段階を含むことを特徴とする 方法。 １３．多数の干渉する同一チャンネル信号があり、送信チャンネル推定値の決 定、信号の再生、及び受信信号からのその再生された同一チャンネル信号の減算 は、一次信号を検出する前に各々の干渉する同一チャンネル信号に対して並列に 又は直列に実行される請求項１１に記載の方法。