JPH1056414A - バーストモードデジタル無線受信機の性能を改良する装置およびその方法 - Google Patents
バーストモードデジタル無線受信機の性能を改良する装置およびその方法Info
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- JPH1056414A JPH1056414A JP9043073A JP4307397A JPH1056414A JP H1056414 A JPH1056414 A JP H1056414A JP 9043073 A JP9043073 A JP 9043073A JP 4307397 A JP4307397 A JP 4307397A JP H1056414 A JPH1056414 A JP H1056414A
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/16—Circuits
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
- H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
- H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
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- H04B7/0848—Joint weighting
- H04B7/0851—Joint weighting using training sequences or error signal
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
- Time-Division Multiplex Systems (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、バーストモードデジタル無線通信
システムに関し、特にバーストモードデジタル無線受信
機性能を改良する装置およびその方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 本発明は、複数の受信信号を処理し、処
理された信号を供給する処理回路と、該処理信号に所定
の遅延を導入する、該処理回路に結合された遅延回路と
からなり、該所定の遅延は、該処理信号が後のデータバ
ーストと一致するように遅延されるものであることを特
徴とする。一実施例においては、該処理回路は受信信号
を加重・結合し、出力信号の平均二乗誤差を減少する。
さらに、処理回路はタイムスロット内の同期シーケンス
内の所定のシンボルパターンを用いる受信信号を加重・
結合する。
システムに関し、特にバーストモードデジタル無線受信
機性能を改良する装置およびその方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 本発明は、複数の受信信号を処理し、処
理された信号を供給する処理回路と、該処理信号に所定
の遅延を導入する、該処理回路に結合された遅延回路と
からなり、該所定の遅延は、該処理信号が後のデータバ
ーストと一致するように遅延されるものであることを特
徴とする。一実施例においては、該処理回路は受信信号
を加重・結合し、出力信号の平均二乗誤差を減少する。
さらに、処理回路はタイムスロット内の同期シーケンス
内の所定のシンボルパターンを用いる受信信号を加重・
結合する。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は無線通信に関するものであり、
さらに詳細には、バーストモードデジタル無線通信シス
テムに関するものである。
さらに詳細には、バーストモードデジタル無線通信シス
テムに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】無線通信システムにおいて、基地局にお
いてアンテナアレーの使用は、ゲインが増加することに
よってレンジが増し、干渉抑制から容量が増すことが知
られている。また、適応アンテナアレーの使用により、
多重アンテナで受信された信号は加重、結合されて、例
えば所望の受信信号パワーを最大にし、かつ／または干
渉を抑制することによりシステム性能を改善する。適応
アンテナアレーの性能はアンテナの数により飛躍的に向
上する。１９９４年発行のＩＥＥＥトランス・オン・コ
ミュニケーションズ（IEEE Trans. on Communication
s） に載録されたJ.H.Winters、R.D.Gitlin、およびJ.S
alz による論文「無線通信システムキャパシティにおけ
るアンテナダイバーシティのインパクト(The Impact of
Antenna Diversity on the Capacity of Wireless Com
munication Systems) 」において、受信信号を最適に結
合させるＭ個のアンテナアレーを使用することで、Ｎ≦
Ｍ−１干渉を減らし、多重通路フェージングに対しＭ−
Ｎ折返しダイバーシティゲインを達成し、レンジを増す
ことが示されている。
いてアンテナアレーの使用は、ゲインが増加することに
よってレンジが増し、干渉抑制から容量が増すことが知
られている。また、適応アンテナアレーの使用により、
多重アンテナで受信された信号は加重、結合されて、例
えば所望の受信信号パワーを最大にし、かつ／または干
渉を抑制することによりシステム性能を改善する。適応
アンテナアレーの性能はアンテナの数により飛躍的に向
上する。１９９４年発行のＩＥＥＥトランス・オン・コ
ミュニケーションズ（IEEE Trans. on Communication
s） に載録されたJ.H.Winters、R.D.Gitlin、およびJ.S
alz による論文「無線通信システムキャパシティにおけ
るアンテナダイバーシティのインパクト(The Impact of
Antenna Diversity on the Capacity of Wireless Com
munication Systems) 」において、受信信号を最適に結
合させるＭ個のアンテナアレーを使用することで、Ｎ≦
Ｍ−１干渉を減らし、多重通路フェージングに対しＭ−
Ｎ折返しダイバーシティゲインを達成し、レンジを増す
ことが示されている。
【０００３】しかし、今日ほとんどの基地局は次善の処
理として２個のみの受信アンテナを使用している。例え
ば、受信および処理を行う上で、より大きな信号パワー
を有したアンテナが選択される選択ダイバーシティであ
る。既存の基地局が、より大きなアンテナアレー、およ
び／または、改良された受信信号結合技術に適応出来る
ように改造修正できればそれが望ましい。しかしながら
現状、特にこの分野における装置はあらゆるベンダーか
らなるため、既存装置の改造修正は困難であり、かつ、
時間消費面、経費面からも容易なものではない。
理として２個のみの受信アンテナを使用している。例え
ば、受信および処理を行う上で、より大きな信号パワー
を有したアンテナが選択される選択ダイバーシティであ
る。既存の基地局が、より大きなアンテナアレー、およ
び／または、改良された受信信号結合技術に適応出来る
ように改造修正できればそれが望ましい。しかしながら
現状、特にこの分野における装置はあらゆるベンダーか
らなるため、既存装置の改造修正は困難であり、かつ、
時間消費面、経費面からも容易なものではない。
【０００４】代替案の１つに、既存の基地局アンテナと
基地局への入力間に設置される外部信号処理ボックスで
あるアップリケを使用するアプローチがある。これは基
地局に供給する受信信号を適切に加重し、結合させる。
また、選択的にアンテナを追加使用することも可能であ
る。図１はアップリケを使用した基地局を示している。
アップリケ・アプローチを用い実現化する際の重要なポ
イントは、基地局装置の改造修正（万一あるとしても）
をほとんど必要としないということにある。この制約に
は、アップリケにより実行される処理が既存装置にとり
明白なものでなくてはならないということも含まれる。
理想的には、アップリケから発信される信号は、基地局
にとり単体アンテナからの高品質受信信号となんら変わ
りないものとすべきである。
基地局への入力間に設置される外部信号処理ボックスで
あるアップリケを使用するアプローチがある。これは基
地局に供給する受信信号を適切に加重し、結合させる。
また、選択的にアンテナを追加使用することも可能であ
る。図１はアップリケを使用した基地局を示している。
アップリケ・アプローチを用い実現化する際の重要なポ
イントは、基地局装置の改造修正（万一あるとしても）
をほとんど必要としないということにある。この制約に
は、アップリケにより実行される処理が既存装置にとり
明白なものでなくてはならないということも含まれる。
理想的には、アップリケから発信される信号は、基地局
にとり単体アンテナからの高品質受信信号となんら変わ
りないものとすべきである。
【０００５】既存装置で明白に得られる問題は、アップ
リケで行われる信号処理、例えば、データ獲得、荷重計
算および受信信号の結合によってもたらされる遅延であ
る。一般的なセルラ基地局受信機は信号伝搬による遅延
にいくらか対応出来るが、このような遅延は一般的に数
十マイクロ秒単位に制限される。ところが、最適なアレ
ー結合の荷重を決定する際に必要となる遅延が一般にそ
の数倍もある。それゆえ、このアップリケによる遅延の
ため、既存基地局受信機からは基地局の補正能力をはる
かに超えた伝搬遅延が生じたように見え、システムは機
能しなくなるであろう。
リケで行われる信号処理、例えば、データ獲得、荷重計
算および受信信号の結合によってもたらされる遅延であ
る。一般的なセルラ基地局受信機は信号伝搬による遅延
にいくらか対応出来るが、このような遅延は一般的に数
十マイクロ秒単位に制限される。ところが、最適なアレ
ー結合の荷重を決定する際に必要となる遅延が一般にそ
の数倍もある。それゆえ、このアップリケによる遅延の
ため、既存基地局受信機からは基地局の補正能力をはる
かに超えた伝搬遅延が生じたように見え、システムは機
能しなくなるであろう。
【０００６】以前に提案された解決案は、受信信号をデ
ジタル信号処理することではなく、受信信号のＲＦアナ
ログ加重、結合を利用することであった。しかしなが
ら、ＲＦアナログ加重は、アップリケを通した場合の信
号パスにはわずかな処理遅延をもたらすだけだが、荷重
計算に必要な処理時間はわずかなものではない。このよ
うな荷重計算による遅延は望ましいものではない。なぜ
ならば、加重計算に先立つ時間の間に品質の低下した信
号が出力され、フェージングレートが数Ｈｚよりも早い
場合、アレー性能が悪くなる。これは移動通信におい
て、一般車におけるスピードの場合である。
ジタル信号処理することではなく、受信信号のＲＦアナ
ログ加重、結合を利用することであった。しかしなが
ら、ＲＦアナログ加重は、アップリケを通した場合の信
号パスにはわずかな処理遅延をもたらすだけだが、荷重
計算に必要な処理時間はわずかなものではない。このよ
うな荷重計算による遅延は望ましいものではない。なぜ
ならば、加重計算に先立つ時間の間に品質の低下した信
号が出力され、フェージングレートが数Ｈｚよりも早い
場合、アレー性能が悪くなる。これは移動通信におい
て、一般車におけるスピードの場合である。
【０００７】
【発明の概要】上述した問題を解決するため、本発明に
よるバーストモードデジタル無線受信機性能を改善する
装置および方法が提供される。この装置は、複数の受信
信号を処理し、処理された信号を供給する処理回路と、
処理された信号に所定の遅延を導入する遅延回路とを備
えている。所定の遅延とは、処理された信号を後のデー
タバーストと一致するように遅延させるものである。遅
延回路は処理回路に連結されている。
よるバーストモードデジタル無線受信機性能を改善する
装置および方法が提供される。この装置は、複数の受信
信号を処理し、処理された信号を供給する処理回路と、
処理された信号に所定の遅延を導入する遅延回路とを備
えている。所定の遅延とは、処理された信号を後のデー
タバーストと一致するように遅延させるものである。遅
延回路は処理回路に連結されている。
【０００８】本発明の更なる進歩は、複数のアンテナか
らの出力信号は処理回路に複数の受信信号を供給するこ
とである。更に、本発明の更なる進歩は、処理回路は受
信信号を加重し、結合させ、処理回路は出力信号の平均
二乗誤差を減らすことである。本発明の更なる進歩は、
処理された信号が次のデータバーストの時間間隔と一致
して受信機に到達することである。本発明の更なる進歩
は、処理回路は、タイムスロット内の同期シーケンス内
の所定のシンボルパターンを用いる受信信号を加重し結
合させることである。
らの出力信号は処理回路に複数の受信信号を供給するこ
とである。更に、本発明の更なる進歩は、処理回路は受
信信号を加重し、結合させ、処理回路は出力信号の平均
二乗誤差を減らすことである。本発明の更なる進歩は、
処理された信号が次のデータバーストの時間間隔と一致
して受信機に到達することである。本発明の更なる進歩
は、処理回路は、タイムスロット内の同期シーケンス内
の所定のシンボルパターンを用いる受信信号を加重し結
合させることである。
【０００９】
【発明の詳細な記述】本発明は、特にＴＤＭＡ（時分割
多アクセス）移動無線システムに最も良く適応するた
め、このアプリケーションに関して説明を行うものであ
るが、ここに公開する方法および装置は他のバーストモ
ード無線通信システムにも適用可能である。
多アクセス）移動無線システムに最も良く適応するた
め、このアプリケーションに関して説明を行うものであ
るが、ここに公開する方法および装置は他のバーストモ
ード無線通信システムにも適用可能である。
【００１０】移動局から基地局へのアップリンクにおい
て、ＩＳ−１３６のようなＴＤＭＡ移動無線システムで
は、データはタイムスロット、または既知で固定の継続
時間のバーストで周期的に伝送される。各データバース
トは本来、他のデータバーストに影響されず基地局の受
信機で処理される。従って、その実際の信号処理遅延を
上まわる人為的遅延を導入するようにアップリケを設計
することは可能である。ゆえに、アップリケを通る場合
のトータルの遅延は、通常タイムスロット継続時間の倍
数となる。この装置により、遅延データバーストはそれ
自身のタイムスロットに比較して単に非常に遅れるとい
うよりも、名目上、後のタイムスロットと一致して到着
する。
て、ＩＳ−１３６のようなＴＤＭＡ移動無線システムで
は、データはタイムスロット、または既知で固定の継続
時間のバーストで周期的に伝送される。各データバース
トは本来、他のデータバーストに影響されず基地局の受
信機で処理される。従って、その実際の信号処理遅延を
上まわる人為的遅延を導入するようにアップリケを設計
することは可能である。ゆえに、アップリケを通る場合
のトータルの遅延は、通常タイムスロット継続時間の倍
数となる。この装置により、遅延データバーストはそれ
自身のタイムスロットに比較して単に非常に遅れるとい
うよりも、名目上、後のタイムスロットと一致して到着
する。
【００１１】全てのアップリンクデータバーストはアッ
プリケによってこのように処理されるため、全てのアッ
プリンクバーストは後のタイムスロットにタイムシフト
することから、全アップリンクデータの実遅延はアップ
リケによる遅延により増加する。一般的にアップリンク
データバーストは音声トラフィック、およびセルラシス
テムで利用される様々な管理情報との両方より成る。即
ち、このアプローチを使用することによって追加される
べき考察点は、追加された音声遅延がユーザにとり許容
出来るレベルになること、および、管理情報データにお
ける追加遅延がセルラシステム全体にとり許容出来るレ
ベルになることである。
プリケによってこのように処理されるため、全てのアッ
プリンクバーストは後のタイムスロットにタイムシフト
することから、全アップリンクデータの実遅延はアップ
リケによる遅延により増加する。一般的にアップリンク
データバーストは音声トラフィック、およびセルラシス
テムで利用される様々な管理情報との両方より成る。即
ち、このアプローチを使用することによって追加される
べき考察点は、追加された音声遅延がユーザにとり許容
出来るレベルになること、および、管理情報データにお
ける追加遅延がセルラシステム全体にとり許容出来るレ
ベルになることである。
【００１２】図示するように、ＩＳ−１３６トラフィッ
クチャネルにおいてフルレート音声コーダ（全速度音声
符号器）による処理では、あるユーザのタイムスロット
の開始時間から、次のタイムスロットの開始時間までは
２０ミリ秒（ｍｓ）である。この遅延は必要とされる信
号処理上は適当なものであるが、システムユーザにとっ
ては些細なものである。ＩＳ−１３６仕様は、トラフィ
ックチャネルを経由して送信された管理データに対し、
１００ｍｓまでの応答時間を見越している。アップリケ
遅延２０ｍｓは起こり得る遅延を減らしはするが、この
仕様を超過することはない。この技術はＩＳ−１３６の
トラフィックチャネルにて実行可能であり、また他のバ
ーストモード無線通信システムにおいても同様である。
クチャネルにおいてフルレート音声コーダ（全速度音声
符号器）による処理では、あるユーザのタイムスロット
の開始時間から、次のタイムスロットの開始時間までは
２０ミリ秒（ｍｓ）である。この遅延は必要とされる信
号処理上は適当なものであるが、システムユーザにとっ
ては些細なものである。ＩＳ−１３６仕様は、トラフィ
ックチャネルを経由して送信された管理データに対し、
１００ｍｓまでの応答時間を見越している。アップリケ
遅延２０ｍｓは起こり得る遅延を減らしはするが、この
仕様を超過することはない。この技術はＩＳ−１３６の
トラフィックチャネルにて実行可能であり、また他のバ
ーストモード無線通信システムにおいても同様である。
【００１３】欧州および日本における標準デジタルセル
ラ電話サービスである、移動通信グローバルシステムと
して知られているＧＳＭ（Groupe Speciale Mobile）を
ベースとしたシステムでは、遅延は４．６１５ｍｓの倍
数である。全欧州デジタルコードレス電話通信インター
フェース仕様である欧州コードレス電気通信（ＤＥＣ
Ｔ）をベースとしたシステムでは、遅延は１０ｍｓの倍
数である。
ラ電話サービスである、移動通信グローバルシステムと
して知られているＧＳＭ（Groupe Speciale Mobile）を
ベースとしたシステムでは、遅延は４．６１５ｍｓの倍
数である。全欧州デジタルコードレス電話通信インター
フェース仕様である欧州コードレス電気通信（ＤＥＣ
Ｔ）をベースとしたシステムでは、遅延は１０ｍｓの倍
数である。
【００１４】図１は基地局のアップリケで使われる信号
処理タイプを示したブロック図である。移動局１０によ
り移動アンテナ１２を通して伝送された信号u(t)は、受
信信号ｓ1(t)からｓM(t)として、それぞれＭ個のアンテ
ナ１８を通して基地局１６で受取られる。受信信号は、
それぞれ荷重ｗ1(t)からｗM(t)を有した倍率器２０を用
いて加重され、それぞれ対応する加重信号ｘ1(t)からｘ
M(t)を発生させる。加重信号ｘ1(t)からｘM(t)はここ
で、加算器２４により結合され、基地局の装置に供給す
る出力信号ｙ(t) を発生させる。荷重ｗ1(t)からｗM(t)
は、受信信号ｓ1(t)からｓM(t)、および出力信号ｙ(t)
を使用して重み付け発生回路２２により発せられる。出
力時の信号品質を改善するために、アップリケプロセッ
サ回路１４において、受信信号ｓ1(t)からｓM(t)は加重
され、結合される。一実施形態においては、出力信号に
おける平均二乗誤差を最小限に抑えるための加重調整が
行われる。
処理タイプを示したブロック図である。移動局１０によ
り移動アンテナ１２を通して伝送された信号u(t)は、受
信信号ｓ1(t)からｓM(t)として、それぞれＭ個のアンテ
ナ１８を通して基地局１６で受取られる。受信信号は、
それぞれ荷重ｗ1(t)からｗM(t)を有した倍率器２０を用
いて加重され、それぞれ対応する加重信号ｘ1(t)からｘ
M(t)を発生させる。加重信号ｘ1(t)からｘM(t)はここ
で、加算器２４により結合され、基地局の装置に供給す
る出力信号ｙ(t) を発生させる。荷重ｗ1(t)からｗM(t)
は、受信信号ｓ1(t)からｓM(t)、および出力信号ｙ(t)
を使用して重み付け発生回路２２により発せられる。出
力時の信号品質を改善するために、アップリケプロセッ
サ回路１４において、受信信号ｓ1(t)からｓM(t)は加重
され、結合される。一実施形態においては、出力信号に
おける平均二乗誤差を最小限に抑えるための加重調整が
行われる。
【００１５】図２は、適応アンテナアップリケを備えた
既存の基地局を示している。既存の基地局３０は１個の
送信アンテナ３２と２個の受信アンテナ３４より構成さ
れている。受信アンテナ３４で受信された信号は適合す
る受信機マルチカプラ３８に結合される。ここでは、受
信信号ｓ0(t)およびｓ1(t)を、各トラフィックチャネル
につき１個のトランシーバとして、ロケーション受信機
４０、制御チャネルトランシーバ４２、Ｎ−１トラフィ
ックチャネルトランシーバ４４、およびトラフィックチ
ャネルトランシーバ４８に分割する。トラフィックチャ
ネルトランシーバ４４は受信アンテナ３４からの受信信
号ｓ0(t)およびｓ1(t)を用い、各トラフィックチャネル
に対し出力音声信号を発生させる。トラフィックチャネ
ルトランシーバ４４から発信された音声信号はセルサイ
トコントローラ４６に供給され、ここから移動電話交換
局ＭＴＳＯ５９に送られる。
既存の基地局を示している。既存の基地局３０は１個の
送信アンテナ３２と２個の受信アンテナ３４より構成さ
れている。受信アンテナ３４で受信された信号は適合す
る受信機マルチカプラ３８に結合される。ここでは、受
信信号ｓ0(t)およびｓ1(t)を、各トラフィックチャネル
につき１個のトランシーバとして、ロケーション受信機
４０、制御チャネルトランシーバ４２、Ｎ−１トラフィ
ックチャネルトランシーバ４４、およびトラフィックチ
ャネルトランシーバ４８に分割する。トラフィックチャ
ネルトランシーバ４４は受信アンテナ３４からの受信信
号ｓ0(t)およびｓ1(t)を用い、各トラフィックチャネル
に対し出力音声信号を発生させる。トラフィックチャネ
ルトランシーバ４４から発信された音声信号はセルサイ
トコントローラ４６に供給され、ここから移動電話交換
局ＭＴＳＯ５９に送られる。
【００１６】トラフィックチャネルトランシーバ４８の
性能を改善する目的において、図１に示したような処理
を追加するため、図２の具体例によりアンテナアップリ
ケを基地局に追加することが可能である。追加回路５６
は２個の追加受信アンテナ５８を備えている。この追加
受信アンテナ５８により受信された信号は、現行の基地
局３０にあるような適合する受信機マルチカプラ５０に
連結する。次に、受信アンテナからの信号ｓ0(t)からｓ
3(t)は適応アンテナアップリケ５２により処理され、ト
ラフィックチャネルトランシーバ４８へ供給する出力信
号ｙ(t) が発せられる。図２において、スイッチ５４は
トラフィックチャネルトランシーバ４８の入力信号が既
存基地局３０と適応アンテナアップリケ５２間でスイッ
チ出来るようにする。本実施形態におき、適応アップリ
ケ５２を追加しているが、これによる既存基地局３０の
改造修正の必要はない。
性能を改善する目的において、図１に示したような処理
を追加するため、図２の具体例によりアンテナアップリ
ケを基地局に追加することが可能である。追加回路５６
は２個の追加受信アンテナ５８を備えている。この追加
受信アンテナ５８により受信された信号は、現行の基地
局３０にあるような適合する受信機マルチカプラ５０に
連結する。次に、受信アンテナからの信号ｓ0(t)からｓ
3(t)は適応アンテナアップリケ５２により処理され、ト
ラフィックチャネルトランシーバ４８へ供給する出力信
号ｙ(t) が発せられる。図２において、スイッチ５４は
トラフィックチャネルトランシーバ４８の入力信号が既
存基地局３０と適応アンテナアップリケ５２間でスイッ
チ出来るようにする。本実施形態におき、適応アップリ
ケ５２を追加しているが、これによる既存基地局３０の
改造修正の必要はない。
【００１７】図３は、図２の適応アンテナアップリケ５
２をさらに詳細に示したものである。図２におけるマル
チカプラ３８およびマルチカプラ５０からの受信信号ｓ
0(t)からｓ3(t)は、ＲＦダウンコンバータ６０によりＲ
Ｆからベースバンド、またはＩＦに変換される。この
時、ダウンコンバータ６０からの出力信号ｖ0(t)からｖ
3(t)はＡ／Ｄコンバータ６２によりデジタルサンプルに
変換され、このデジタルサンプルはデジタル信号処理回
路６４により処理される。次に、デジタル信号処理回路
６４は出力信号ａ(t) を発生させる。この出力信号ａ
(t) は、Ｄ／Ａコンバータ６６によってアナログ信号に
変換され、次に送信変調器／アップコンバータ回路６８
によって受信搬送周波数にアップコンバートされ、図２
の基地局トラフィックチャネルトランシーバ４８に連結
される。アップリケは、基地局３０にとっては一般的な
アンテナから来た信号と変わぬように図２の出力信号を
発生させるよう受信信号ｓ0(t)からｓ3(t)を処理する。
すなわち、アップリケにおける処理は基地局３０にとり
明白なものである。
２をさらに詳細に示したものである。図２におけるマル
チカプラ３８およびマルチカプラ５０からの受信信号ｓ
0(t)からｓ3(t)は、ＲＦダウンコンバータ６０によりＲ
Ｆからベースバンド、またはＩＦに変換される。この
時、ダウンコンバータ６０からの出力信号ｖ0(t)からｖ
3(t)はＡ／Ｄコンバータ６２によりデジタルサンプルに
変換され、このデジタルサンプルはデジタル信号処理回
路６４により処理される。次に、デジタル信号処理回路
６４は出力信号ａ(t) を発生させる。この出力信号ａ
(t) は、Ｄ／Ａコンバータ６６によってアナログ信号に
変換され、次に送信変調器／アップコンバータ回路６８
によって受信搬送周波数にアップコンバートされ、図２
の基地局トラフィックチャネルトランシーバ４８に連結
される。アップリケは、基地局３０にとっては一般的な
アンテナから来た信号と変わぬように図２の出力信号を
発生させるよう受信信号ｓ0(t)からｓ3(t)を処理する。
すなわち、アップリケにおける処理は基地局３０にとり
明白なものである。
【００１８】アップリケにおける処理が基地局３０にと
り明白なものであるためのキーポイントは、導入される
遅延である。図３に示す適応アンテナアップリケ５２
は、一般的に移動無線システムにおいて生じる伝達遅延
に比較し、かなり多くの処理時間を要することが出来
る。その遅延の大部分は最適な結合を行うための適応荷
重計算内である。
り明白なものであるためのキーポイントは、導入される
遅延である。図３に示す適応アンテナアップリケ５２
は、一般的に移動無線システムにおいて生じる伝達遅延
に比較し、かなり多くの処理時間を要することが出来
る。その遅延の大部分は最適な結合を行うための適応荷
重計算内である。
【００１９】この遅延は、北米デジタル移動無線規格Ｉ
Ｓ−１３６を考察することで理解が容易となる。図４Ａ
はＴＤＭＡフレーム７０、およびタイムスロット７２で
ある。図４ＢはＩＳ−１３６アップリンク（移動局から
基地局）デジタルトラフィックチャネルのタイムスロッ
ト７２の構造を詳細に示したものである。これは時分割
多アクセス（ＴＤＭＡ）フレーム構造であり、各移動局
（携帯電話）ユーザから送信されたデータはタイムスロ
ット７２かまたは「バースト」にて周期的に伝送され
る。フレーム７０には６個のタイムスロットがある。フ
レーム７０の継続時間は４０ｍｓであるため、各タイム
スロット７２の継続時間はフレーム継続時間の１／６で
あり、約６．７ｍｓとなる。
Ｓ−１３６を考察することで理解が容易となる。図４Ａ
はＴＤＭＡフレーム７０、およびタイムスロット７２で
ある。図４ＢはＩＳ−１３６アップリンク（移動局から
基地局）デジタルトラフィックチャネルのタイムスロッ
ト７２の構造を詳細に示したものである。これは時分割
多アクセス（ＴＤＭＡ）フレーム構造であり、各移動局
（携帯電話）ユーザから送信されたデータはタイムスロ
ット７２かまたは「バースト」にて周期的に伝送され
る。フレーム７０には６個のタイムスロットがある。フ
レーム７０の継続時間は４０ｍｓであるため、各タイム
スロット７２の継続時間はフレーム継続時間の１／６で
あり、約６．７ｍｓとなる。
【００２０】フルレート音声コーダが使われる場合、各
チャネルに３人のユーザが割当てられる。この場合、各
々のユーザは６個のうちの２個のタイムスロットで伝送
を行う。すなわち、タイムフレーム７０においては、最
初のユーザに対しタイムスロット７２の第１および第４
タイムスロット、２番目のユーザに対しては第２および
第５タイムスロット、３番目のユーザに対しては第３お
よび第６タイムスロットが割当てられる。タイムスロッ
ト７２の各々は同期（ＳＹＮＣ）シーケンス７４を含む
１６２のシンボルを構成している。同期７４はシンボル
１５番目から２８番目を構成する。この同期シーケンス
は受信機で前もって決定された既知のものである。干渉
を無くす目的においてアップリケ適応荷重計算を行う上
で、元々はこの目的を意図したものではないが、各タイ
ムスロット内のいくつかのシンボルとＳＹＮＣ７４のシ
ーケンスを前もって知っておくことは有利である。たと
えばこれについては１９９３年発行のＩＥＥＥトランス
・オン・ビィーキュラテクノロジーズ（IEEE Trans. on
Vehicular Technoligy）に載録されたJack Winters に
よる、「フラットフェージングを伴うデジタル移動無線
システムＩＳ−５４における信号獲得と適応アレーによ
るトラッキング(Signal Acquisition and Tracking wit
h Adaptive Arrays in the Digital Mobile System ISー
54 with FlatFading)」で説明がなされている。従い、
アップリケが適応荷重を計算する前に、アップリケはバ
ーストの少なくとも最初の２８シンボルを獲得しなくて
はならない。これは、たとえアップリケにおける一連の
処理によりもたらされる遅延がない場合であっても、獲
得するだけで少なくとも２８シンボル（約１１５２μ
秒）の遅延をもたらす。また実際に、適応荷重を実際に
計算してアップリケの出力信号を発生させる一連の処理
によりもたらされる遅延は、一般にこの遅延を著しく超
過するであろう。ＩＳ−１３６基地局の受信機は信号伝
搬による遅延に適応するように設計されているが、この
ような遅延は数シンボルのオーダ上にある。このよう
に、アップリケ適応加重処理のために必要な遅延は本質
的に、伝搬影響に対して割当てられた遅延内で処理を行
うＩＳ−１３６受信機の性能を超える。
チャネルに３人のユーザが割当てられる。この場合、各
々のユーザは６個のうちの２個のタイムスロットで伝送
を行う。すなわち、タイムフレーム７０においては、最
初のユーザに対しタイムスロット７２の第１および第４
タイムスロット、２番目のユーザに対しては第２および
第５タイムスロット、３番目のユーザに対しては第３お
よび第６タイムスロットが割当てられる。タイムスロッ
ト７２の各々は同期（ＳＹＮＣ）シーケンス７４を含む
１６２のシンボルを構成している。同期７４はシンボル
１５番目から２８番目を構成する。この同期シーケンス
は受信機で前もって決定された既知のものである。干渉
を無くす目的においてアップリケ適応荷重計算を行う上
で、元々はこの目的を意図したものではないが、各タイ
ムスロット内のいくつかのシンボルとＳＹＮＣ７４のシ
ーケンスを前もって知っておくことは有利である。たと
えばこれについては１９９３年発行のＩＥＥＥトランス
・オン・ビィーキュラテクノロジーズ（IEEE Trans. on
Vehicular Technoligy）に載録されたJack Winters に
よる、「フラットフェージングを伴うデジタル移動無線
システムＩＳ−５４における信号獲得と適応アレーによ
るトラッキング(Signal Acquisition and Tracking wit
h Adaptive Arrays in the Digital Mobile System ISー
54 with FlatFading)」で説明がなされている。従い、
アップリケが適応荷重を計算する前に、アップリケはバ
ーストの少なくとも最初の２８シンボルを獲得しなくて
はならない。これは、たとえアップリケにおける一連の
処理によりもたらされる遅延がない場合であっても、獲
得するだけで少なくとも２８シンボル（約１１５２μ
秒）の遅延をもたらす。また実際に、適応荷重を実際に
計算してアップリケの出力信号を発生させる一連の処理
によりもたらされる遅延は、一般にこの遅延を著しく超
過するであろう。ＩＳ−１３６基地局の受信機は信号伝
搬による遅延に適応するように設計されているが、この
ような遅延は数シンボルのオーダ上にある。このよう
に、アップリケ適応加重処理のために必要な遅延は本質
的に、伝搬影響に対して割当てられた遅延内で処理を行
うＩＳ−１３６受信機の性能を超える。
【００２１】図５は、ＩＳ−５４基地局において遅延の
影響をテストする目的で使用される装置のブロック図で
ある。ＩＳ−５４がＩＳ−１３６と同一トラフィックチ
ャネルフォーマットを使用していることは注意しておく
べきである。ＩＳ−５４のセルラ電話８０は、移動局か
ら基地局へのパスにおいて遅延をもたらす回路８４を通
してＩＳ−５４基地局エミュレータ８２と通信を行う。
送受切換器８６および送受切換器８７は、送受切換器８
６および送受切換器８７によってセルラ電話８０に直接
接続した基地局からの送信信号によって、送信信号と受
信信号とを分ける。セルラ電話８０から送信された信号
は、送受切換器８６を通りＲＸダウンコンバータ／復調
器８８に進む。ここで、ローカルオシレータ９０からの
搬送信号ｃ(t)が用いられ、それぞれ、同相コンポーネ
ント、直角位相コンポーネントである、ベースバンド信
号ｂi(t)とｂQ(t)に変換される。次に、ベースバンド信
号ｂi(t)とｂQ(t)はＡ／Ｄコンバータ９２によりデジタ
ル信号ｅi(t)とｅQ(t)に変換される。また、デジタル信
号ｅi(t)とｅQ(t)は、遅延回路９４の中のデジタル信号
プロセッサにより処理され、調整可能な遅延をもたら
す。次に、遅延デジタル出力信号ｆi(t)とｆQ(t)は、Ｄ
／Ａコンバータ９６によりアナログベースバンドｇi(t)
とｇQ(t)に変換され、ローカルオシレータ９０からの搬
送信号ｃ(t) が用いられてＴＸ復調器／アップコンバー
タ９８により搬送周波数にアップコンバートされる。次
に、送受切換器８７により遅延アナログ信号ｈ(t)が基
地局エミュレータ８２に供給される。
影響をテストする目的で使用される装置のブロック図で
ある。ＩＳ−５４がＩＳ−１３６と同一トラフィックチ
ャネルフォーマットを使用していることは注意しておく
べきである。ＩＳ−５４のセルラ電話８０は、移動局か
ら基地局へのパスにおいて遅延をもたらす回路８４を通
してＩＳ−５４基地局エミュレータ８２と通信を行う。
送受切換器８６および送受切換器８７は、送受切換器８
６および送受切換器８７によってセルラ電話８０に直接
接続した基地局からの送信信号によって、送信信号と受
信信号とを分ける。セルラ電話８０から送信された信号
は、送受切換器８６を通りＲＸダウンコンバータ／復調
器８８に進む。ここで、ローカルオシレータ９０からの
搬送信号ｃ(t)が用いられ、それぞれ、同相コンポーネ
ント、直角位相コンポーネントである、ベースバンド信
号ｂi(t)とｂQ(t)に変換される。次に、ベースバンド信
号ｂi(t)とｂQ(t)はＡ／Ｄコンバータ９２によりデジタ
ル信号ｅi(t)とｅQ(t)に変換される。また、デジタル信
号ｅi(t)とｅQ(t)は、遅延回路９４の中のデジタル信号
プロセッサにより処理され、調整可能な遅延をもたら
す。次に、遅延デジタル出力信号ｆi(t)とｆQ(t)は、Ｄ
／Ａコンバータ９６によりアナログベースバンドｇi(t)
とｇQ(t)に変換され、ローカルオシレータ９０からの搬
送信号ｃ(t) が用いられてＴＸ復調器／アップコンバー
タ９８により搬送周波数にアップコンバートされる。次
に、送受切換器８７により遅延アナログ信号ｈ(t)が基
地局エミュレータ８２に供給される。
【００２２】セルラ電話呼出しが最初にアップリンクパ
スにおいて遅延なく設定されると、２０ｍｓよりはかな
り少ないが数シンボル以上の追加遅延が導入されたかが
観測され、呼出しは中断される。しかし、導入された遅
延が２０ｍｓに非常に近かった場合、すなわち、信号が
そのユーザの次のタイムスロットと一致するように遅延
する場合、呼出しは中断されない。呼出しは２０ｍｓの
倍数で２００ｍｓまでの遅延であると観測された。この
範囲の遅延では、依然基地局エミュレータ８２は移動送
信パワー調整および移動時間アライメント等の管理機能
を行うことが出来た。しかし、遅延が３回以下、２０ｍ
ｓのユーザバースト遅延内の場合を除けば、それはスロ
ット内のハンドオフを不都合なく完全に行うことは出来
なかった。従い、アップリケによるアプローチはユーザ
バースト遅延内の小さな整数倍である場合に実行可能で
ある。
スにおいて遅延なく設定されると、２０ｍｓよりはかな
り少ないが数シンボル以上の追加遅延が導入されたかが
観測され、呼出しは中断される。しかし、導入された遅
延が２０ｍｓに非常に近かった場合、すなわち、信号が
そのユーザの次のタイムスロットと一致するように遅延
する場合、呼出しは中断されない。呼出しは２０ｍｓの
倍数で２００ｍｓまでの遅延であると観測された。この
範囲の遅延では、依然基地局エミュレータ８２は移動送
信パワー調整および移動時間アライメント等の管理機能
を行うことが出来た。しかし、遅延が３回以下、２０ｍ
ｓのユーザバースト遅延内の場合を除けば、それはスロ
ット内のハンドオフを不都合なく完全に行うことは出来
なかった。従い、アップリケによるアプローチはユーザ
バースト遅延内の小さな整数倍である場合に実行可能で
ある。
【００２３】以上、本発明の実施の形態を詳細に説明し
たが、本発明の範囲を逸脱することなく他の方法でも具
体か出来ることは当業者にとって明らかである。
たが、本発明の範囲を逸脱することなく他の方法でも具
体か出来ることは当業者にとって明らかである。
【図１】多重アンテナを用いた適応アレーのブロック図
である。
である。
【図２】アップリケを備えた既存の基地局である。
【図３】アップリケの詳細ブロック図である。
【図４Ａ】ＩＳ−１３６において使用されているアップ
リンクデジタルトラフィックチャネルのフレームおよび
タイムスロットの構成図である。
リンクデジタルトラフィックチャネルのフレームおよび
タイムスロットの構成図である。
【図４Ｂ】ＩＳ−１３６において使用されているアップ
リンクデジタルトラフィックチャネルのフレームおよび
タイムスロットの構成図である。
リンクデジタルトラフィックチャネルのフレームおよび
タイムスロットの構成図である。
【図５】アップリケによる遅延の影響をテストする実験
のブロック図である。
のブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キャロル カタラノ マーチン アメリカ合衆国 07760 ニュージャーシ ィ，ラムソン，ブルックサイド ドライヴ 11 (72)発明者 ジャック ハリマン ウインターズ アメリカ合衆国 07748 ニュージャーシ ィ，ミドルタウン，オールド ワゴン ロ ード 103
Claims (24)
- 【請求項１】 複数の受信信号を処理し、処理された信
号を供給する処理回路と、 該処理信号に所定の遅延を導入する、該処理回路に結合
された遅延回路とからなり、 該所定の遅延は、該処理信号が後のデータバーストと一
致するように遅延されるものであることを特徴とするバ
ーストモードデジタル無線受信機の性能を改良する装
置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、さら
に、該処理回路に該複数の受信信号を供給するよう適合
された複数のアンテナからなることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の装置において、該処理
回路が上記受信信号を加重し、結合させることを特徴と
する装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の装置において、該処理
回路が出力信号の平均二乗誤差を減少することを特徴と
する装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の装置において、該処理
回路が該出力信号の平均二乗誤差を最小化することを特
徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の装置において、該複数
の受信信号はＴＤＭＡ移動無線信号であることを特徴と
する装置。 - 【請求項７】 請求項１に記載の装置において、該処理
信号が該後のデータバーストと一致するように２０ミリ
秒の倍数で遅延されることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の装置において、該ＴＤ
ＭＡ移動無線信号はＩＳ−５４移動無線信号からなるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項６に記載の装置において、該ＴＤ
ＭＡ移動無線信号がＩＳ−１３６を基礎とする移動無線
信号であることを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の装置において、該処
理信号は該後のデータバーストと一致するように４．６
１５ミリ秒の倍数で遅延されることを特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項６に記載の装置において、該Ｔ
ＤＭＡ移動無線信号はＧＳＭ移動無線信号からなること
を特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項６に記載の装置において、該Ｔ
ＤＭＡ移動無線信号はＤＥＣＴ移動無線信号からなるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項１３】 請求項１に記載の装置において、該処
理信号は該後のデータバーストと一致するように１０ミ
リ秒の倍数で遅延されることを特徴とする装置。 - 【請求項１４】 請求項１に記載の装置において、該処
理信号が次のデータバーストと整列する該受信機に到着
することを特徴とする装置。 - 【請求項１５】 請求項１に記載の装置において、該処
理回路はデジタル信号プロセッサからなることを特徴と
する請求項１に記載の装置。 - 【請求項１６】 請求項３に記載の装置において、該処
理回路が、タイムスロット内の所定のシンボルパターン
を用いて該受信信号を加重し、結合することを特徴とす
る装置。 - 【請求項１７】 請求項３に記載の装置において、該処
理回路が、タイムスロット内の同期シーケンス内で所定
のシンボルパターンを用いて該受信信号を加重し、結合
させることを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 複数の受信信号を処理する段階と、 処理された信号を供給する段階と、 該処理信号を後のデータバーストと一致するように遅延
させる段階とからなることを特徴とするバーストモード
デジタル無線受信機の性能を改良する方法。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法において、該
複数の受信信号を処理する段は、該受信信号を加重し、
結合する段階からなることを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載の方法において、該
複数の受信信号を処理する段はさらに、出力信号の平均
二乗誤差を減少する段階が含まれていることを特徴とす
る方法。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法において、該
複数の受信信号を処理する段階はさらに、該出力信号の
平均二乗誤差を最小化する段階からなることを特徴とす
る方法。 - 【請求項２２】 請求項１８に記載の方法において、該
処理信号を遅延させる段階は、該処理信号が次のデータ
バーストの時間間隔で該受信機に到着する段階からなる
ことを特徴とする方法。 - 【請求項２３】 請求項２０に記載の方法において、該
複数の受信信号を処理する段階はさらに、タイムスロッ
ト内の所定のシンボルパターンを使用する段階からなる
ことを特徴とする方法。 - 【請求項２４】 請求項２０に記載の方法において、複
数の受信信号を処理する段階はさらに、タイムスロット
内の同期シーケンス内の所定のシンボルパターンを使用
する段階からなることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/606,777 US5887037A (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Introducing processing delay as a multiple of the time slot duration |
| US08/606777 | 1996-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1056414A true JPH1056414A (ja) | 1998-02-24 |
| JP4344018B2 JP4344018B2 (ja) | 2009-10-14 |
Family
ID=24429410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04307397A Expired - Fee Related JP4344018B2 (ja) | 1996-02-27 | 1997-02-27 | バーストモードデジタル無線受信機の性能を改良する装置およびその方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5887037A (ja) |
| EP (1) | EP0793360B1 (ja) |
| JP (1) | JP4344018B2 (ja) |
| KR (1) | KR100253019B1 (ja) |
| CA (1) | CA2195489C (ja) |
| DE (1) | DE69733166T2 (ja) |
| NO (1) | NO970790L (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6799019B1 (en) * | 1996-06-04 | 2004-09-28 | Texas Instruments Incorporated | Method and system for accomodating processing delay in a cellular base station |
| FR2755565B1 (fr) * | 1996-11-07 | 1999-01-08 | France Telecom | Procede d'emission par une station de base equipee d'une antenne a plusieurs capteurs vers un mobile |
| US6147985A (en) * | 1997-05-01 | 2000-11-14 | Lucent Technologies Inc. | Subspace method for adaptive array weight tracking |
| SE522587C2 (sv) | 1998-02-16 | 2004-02-24 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande och mottagaranordning för mottagning av upprepade skurar i ett radiokommunikationssystem |
| JP3768350B2 (ja) * | 1998-03-30 | 2006-04-19 | 松下電器産業株式会社 | 無線受信装置及びその方法 |
| US6128330A (en) | 1998-11-24 | 2000-10-03 | Linex Technology, Inc. | Efficient shadow reduction antenna system for spread spectrum |
| FI107671B (fi) * | 1999-10-08 | 2001-09-14 | Nokia Mobile Phones Ltd | Menetelmä ja järjestely diversiteettikertoimien muutosten ajoittamiseksi solukkoradiojärjestelmässä |
| FI20001513A7 (fi) * | 2000-06-26 | 2001-12-27 | Nokia Corp | Menetelmä tiedonsiirron laadun parantamiseksi |
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| JP3992489B2 (ja) | 2001-12-12 | 2007-10-17 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 無線通信方法及びその装置 |
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| US10177947B2 (en) | 2015-07-24 | 2019-01-08 | Brian G. Agee | Interference-excising diversity receiver adaptation using frame synchronous signal features and attributes |
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| CN110492921B (zh) * | 2019-07-12 | 2021-05-28 | 四川安迪科技实业有限公司 | 一种发射信道功率自适应方法及自适应装置、发送装置 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
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| US5592490A (en) * | 1991-12-12 | 1997-01-07 | Arraycomm, Inc. | Spectrally efficient high capacity wireless communication systems |
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-
1996
- 1996-02-27 US US08/606,777 patent/US5887037A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-01-20 CA CA002195489A patent/CA2195489C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-02-18 EP EP97301014A patent/EP0793360B1/en not_active Expired - Lifetime
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