JP2001237770A - 通信システム、より詳細にはｃｄｍａ通信システムにおけるチャネル評価の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ディジタル通信のチャネルインパルス応答評
価方法を提供すること。 【解決手段】 データと、チャネルインパルス応答評価
用パイロットビットを含む制御信号がタイムスロット中
に送信され、チャネルインパルス応答が現在のスロット
に先行するｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}個のスロットと後続のｎ
_{ａｆｔｅｒ}個のスロットについて平均され、異なる重み
付け係数がこの計算に使用される。各重み付け係数ω_ｋ
は でありＡ_ｑｒはＡの行ｑ列ｒの構成要素、Ｖ_ｑはＶのｑ
番目の構成要素である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤＭＡシステム
などの通信システムにおけるチャネル応答を評価する方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムでは、複数の基地局が
提供される。各基地局の役割は直近の移動端末によって
送信された通信を受信してこれらの受信された通信をネ
ットワーク又はこの局の近隣の別の移動端末に送信する
ことである。言い換えれば、基地局は近隣の移動端末の
通信を受信してこれらの直近の移動端末に通信を送信す
ることである。

【０００３】基地局が複数のユーザと同時に通信する多
重アクセスタイプのこれらの通信システムでは、ユーザ
から受信した、またはユーザに送信された種々の通信を
区別することが必要である。

【０００４】ディジタル通信システムで異なる通信間を
このように区別するために、一般に使用される主な方法
はＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）およびＣＤＭＡ（符
号分割多重アクセス）である。両方の方法で、情報はタ
イムスロットの間にセルまたはパケットに入れて送信さ
れる。ＴＤＭＡでは、一回ごとにスロットは１人のユー
ザによってのみ使用される。したがって、基地局が複数
のユーザまたは端末から複数の通信を受信すると、各ユ
ーザには１つのタイムスロットだけが割り当てられる。
例えば、ＴＤＭＡとＦＤＭＡを併用するＧＳＭ標準で
は、各ユーザには８タイムスロットごとに１つのタイム
スロットが割り当てられる。

【０００５】ＣＤＭＡでは、各タイムスロットは複数の
ユーザによって共有され、異なるユーザが重畳された符
号（superimposed code）によって識別される。よく知
られているように、異なる重畳符号は直交符号である。

【０００６】各タイムスロットの間に、データと制御情
報が送信される。制御情報はパイロットビットを含む。
パイロットビットは、対応するタイムスロット内のチャ
ネル内のチャネルインパルス応答を評価するために使用
する所定の（知られている）シーケンスを形成する。チ
ャネルインパルス応答はタイムスロットごとの送信機と
受信機の間のすべての伝送経路の利得（振幅および位相
の）を表す。

【０００７】有用な受信データを評価するには、実際、
チャネルインパルス応答を永続的に評価することが必要
である。この評価のために、例えば、受信された信号は
逆チャネルインパルス応答と共に畳み込まれ、この畳み
込みが評価された元の有用なデータを提供する。

【０００８】チャネルインパルス応答評価または「チャ
ネル評価」はすべての通信システム、特にＣＤＭＡで重
要な機能である。

【０００９】正確なチャネル評価を得るには、いくつか
のスロットについてチャネルインパルスを平均すること
が知られているが、これは、低中速の端末速度の場合
に、チャネル応答時間の変動が小さく、すなわち、この
場合、チャネルインパルス応答はスロット間でわずかし
か変動しないためである。いくつかのタイムスロットで
のこの平均によって、現在のスロットのチャネルインパ
ルス応答の正確な評価が得られる。

【００１０】さらに、平均のための各タイムスロットの
寄与に異なる重み付け係数を割り振ることが知られてい
る。以下、詳述する。

【００１１】平均に使用するタイムスロットの数は一般
に移動端末の速度に依存する。低速の場合、高速の場合
と比べてより多い数のタイムスロットでチャネルインパ
ルス応答を平均することができる。

【００１２】平均は以下のように実行される。

【００１３】ランクｊの各タイムスロットについて、チ
ャネルインパルス応答ｈ＾^（ｊ）がこのスロットのパイ
ロットビットで評価され、このチャネル評価はメモリに
記憶される。

【００１４】ランクｎの各タイムスロットについて、平
均チャネル応答ｈ＾^（ｎ） _{ａｖｅｒ ａｇｅ}が以下の式に
従って計算される。

【００１５】

【数２２】 言い換えれば、平均は、現在のタイムスロットに先行す
るｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}個のタイムスロットとこの現在のタイ
ムスロットの後続のｎ_{ａｆｔｅｒ}個のタイムスロットを
含む（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋１）個のタイム
スロットについて実行される。

【００１６】各通信について、ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}、ｎ
_{ａｆｔｅｒ}および重み付け係数ω_ｊは一定値を有する。

【００１７】この知られている技術で、重み付け係数は
経験的に決定される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この経験的
な方法が最適な重み付け係数を提供しない、すなわち、
チャネルインパルス応答は最も正確に評価されないとい
う認識に基づく。

【００１９】本発明はこの欠点を克服する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】

【発明の実施の形態】本発明の一態様によれば、各重み
付け係数ω_ｋは以下の式を用いて計算される。

【００２１】

【数２３】 上式で、Ａは大きさ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋
１）×（ｎ_{ｂｅｆｏｒ ｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋１）の正方行
列で、Ｖは長さ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅ ｒ}＋１）
のベクトルで、ＡおよびＶは以下の式で定義される。

【００２２】

【数２４】 上式で、Ａ_ｑｒは行ｑと列ｒの行列Ａの構成要素、Ｖ_ｑ
はベクトルＶのｑ番目の構成要素、ｔは時間、関数
Ｅ（．）は数学的期待値、ｈ＾^（ｒ）（ｔ）^＊はｈ＾
^（ｒ）（ｔ）の共役である。

【００２３】ここで複素数ａ＋ｊｂ（ｊ^２＝−１）の共
役はａ−ｊｂである。

【００２４】上記の式（１）、（２）および（３）はチ
ャネルインパルス応答の統計的特性が知られていること
を意味する。本発明の枠組みでの研究によって、ランク
ｎのチャネル応答とランクｎ＋ｍのチャネル応答との相
関関係を以下の式で示すことができる。

【００２５】

【数２５】 この式で、ｊ_０（．）はゼロ次のベッセル関数、ｆ_ｄは
ドップラー周波数、Ｔ _ｓはスロット周期（期間）、Ｅは
チャネルインパルス応答の平均エネルギーである。ドッ
プラー周波数は

【００２６】

【数２６】 である。

【００２７】上式でｖはｍ／ｓ単位の移動速度、ｃ＝
３．１０^８ｍ／ｓは自由空間内の光速、ｆは搬送波周波
数（ＵＭＴＳの例では約２ＧＨｚ）である。

【００２８】この場合、Ａ_ｑｒおよびＶ_ｑの値は、

【００２９】

【数２７】 で表される。

【００３０】式（５）で、Ｒ_ｍｎ＝Ｅ（ｂ^（ｎ）（ｔ）
ｂ^{（ｎ＋ｍ）}（ｔ）^＊）で、ｂ^（ｎ）（ｔ）＝ｈ＾
^（ｎ）（ｔ）−ｈ^（ｎ）（ｔ）はチャネルインパルス応
答の評価エラーである。

【００３１】すなわち、

【００３２】

【数２８】 である。

【００３３】評価エラーはチャネル評価方法によって変
化する。好ましい実施形態では、この雑音（評価エラ
ー）は概ね分散がσ^２の白色雑音である。したがって、
式（５）および（６）は以下のように簡単化できる。

【００３４】

【数２９】 式（７）で、δ_ｑｒはｑ＝ｒの場合にδ_ｑｒ＝１でｑ≠
ｒの場合にδ_ｑｒ＝０であるディラック関数である。

【００３５】上記関数（７）および（８）から、Ａ_ｑｒ
およびＶ_ｑ、したがって重み付け係数ω_ｋは割合Ｅ／σ
^２にのみ依存することが分かる。

【００３６】一実施形態では、この割合は固定値を有す
る。別の実施形態では、Ｅおよびσ ^２は従来の手段によ
って評価される。

【００３７】一実施形態では、ＡはＥ．ｌ_ｄと交換され
る。ここでｌ_ｄは大きさ（ｎ_{ｂｅｆ ｏｒｅ}＋ｎ
_{ａｆｔｅｒ}＋１）の識別行列、すなわち、ω_ｑ＝Ｖ_ｐ／
Ｅである。したがって、

【００３８】

【数３０】 重み付け係数ω_ｑは正の数でなければならないので、以
下の関係が満たされねばならない。

【００３９】

【数３１】 上式で、ｘ_０はｊ_０（ｘ_０）＝０（ｘ_０≒２．４）を満
たす最小の正の数である。ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ
_{ａｆｔｅｒ}の最大値はドップラー周波数、したがって、
速度に依存することが分かる。

【００４０】チャネル応答の評価はｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およ
びｎ_{ａｆｔｅｒ}が最大値を有する時に最適である。ただ
し、ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａｆｔｅｒ}が大きい値を有
する場合、容量が大きいメモリを提供する必要があり、
また計算が複雑になる。したがって、それぞれの最大値
より小さい値を有するｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａｆｔ
ｅｒ}を選択することが好ましいであろう。

【００４１】ゼロ次のベッセル関数はリアルタイムで実
行でき、またはルックアップテーブルで事前計算でき
る。

【００４２】重み付け係数が式（５）および（６）の助
けを借りて計算される場合、Ｒ_ｍｎは動的に（リアルタ
イムで）評価でき、またはこの雑音に依存するパラメー
タに固定値を割り当てることもできる。

【００４３】重み付け係数はリアルタイムで計算でき、
この場合、これらの係数は速度と共に変化することにも
留意されたい。

【００４４】別の実施形態では、重み付け係数は事前決
定される、すなわち、種々の離散的な速度について事前
計算される。

【００４５】一実施形態では、最適な重み付け係数は、
平均速度、例えば５０ｋｍ／ｈである１つの速度につい
てのみ決定される。１つの速度について選択されるこれ
らの所定の係数は、一実施形態では、セルごとに、すな
わち、基地局に関連する地理的ゾーンごとに決定され
る。この場合、ユーザがセルからセルへ移動すると所定
の係数は１回の通信中に変化することがある。上記の所
定の係数は他のパラメータから、例えばユーザごとに、
またはユーザグループごとに決定することができる。

【００４６】重み付け係数が動的に評価される時、移動
速度のドップラー周波数ｆ_ｄを決定することが必要な場
合がある。この移動速度は移動端末それ自体で、または
基地局内で評価できる。後者の場合、基地局は端末にこ
の基地局内で計算された評価速度または重み付け係数を
提供する。

【００４７】別の実施形態では、重み付け係数の動的な
計算を簡単化するために、移動端末の速度の評価が実行
され、限られた速度数ｎ（または限られた数のドップラ
ー周波数）についてのみ係数が計算される。その場合、
ｎ個の速度から評価速度に最も近い値を有する速度が決
定され、選択された重み付け係数はこの最も近い速度に
対応する係数である。

【００４８】本発明の一態様によれば、ＣＤＭＡシステ
ムなどのディジタル通信システムにおけるチャネルイン
パルス応答を評価する方法であって、タイムスロット中
にデータと制御信号が送信され、この制御信号がチャネ
ルインパルス応答の評価に使用するパイロットビットを
含み、チャネルインパルス応答がいくつかのスロットに
ついて平均され、異なる重み付け係数が以下の式に従っ
て平均チャネルインパルス応答ｈ＾^（ｎ）
_{ａｖｅｒａｇｅ}の計算に使用される方法が提供される。

【００４９】

【数３２】 ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａｆｔｅｒ}は現在のタイムスロ
ットの先行および後続タイムスロットの数、ω_ｊは前記
重み付け係数である。

【００５０】各重み付け係数ω_ｋは以下の式を用いて計
算される。

【００５１】

【数３３】 一実施形態では、Ａ_ｑｒおよびＶ_ｑは以下の関係によっ
て決定される。

【００５２】

【数３４】 上式で、Ｒ_ｍｎ＝Ｅ（ｂ^（ｎ）（ｔ）ｂ
^{（ｎ＋ｍ）}（ｔ）^＊）であり、ｂ^{（ｎ ）}（ｔ）＝ｈ＾
^（ｎ）（ｔ）−ｈ^（ｎ）（ｔ）はチャネルインパルス応
答時間の評価エラーすなわち雑音を表し、Ｅはチャネル
インパルス応答の平均エネルギー、ｆ_ｄはドップラー周
波数、Ｔｓはタイムスロットの期間、ｊ_０（．）はゼロ
次のベッセル関数である。

【００５３】一実施形態では、一定の値がＲ_ｍｎに割り
当てられる。

【００５４】一実施形態では、Ａ_ｑｒおよびＶ_ｑは以下
の式に従って決定される。

【００５５】

【数３５】 上式で、σ^２は白色雑音の分散、δ_ｑｒはｑ＝ｒの場合
にδ_ｑｒ＝１でｑ≠ｒの場合にδ_ｑｒ＝０であるディラ
ック関数である。

【００５６】一実施形態では、一定の値がＥ／σ^２に割
り当てられる。

【００５７】一実施形態では、Ｅ／σ^２が１回の通信中
に評価される。

【００５８】一実施形態では、係数ω_ｑは以下の式に従
って決定される。

【００５９】

【数３６】 一実施形態では、平均に用いるタイムスロットの数ｎ
_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａ ｆｔｅｒ}は以下の関係を満た
す。

【００６０】

【数３７】 上式で、ｘ_０はｊ_０（ｘ_０）＝０を満たす最小の正の数
である。

【００６１】一実施形態では、ゼロ次のベッセル関数を
計算するように、ルックアップテーブルが使用される。

【００６２】本発明の別の態様によれば、移動局と通信
するためのＣＤＭＡシステムなどのディジタル通信シス
テムにおけるチャネルインパルス応答を評価する方法で
あって、チャネルインパルス応答がいくつかのスロット
について平均され、これらの異なるタイムスロットの平
均チャネルインパルス応答の計算に異なる重み付け係数
が使用され、前記重み付け係数が前記移動局の速度また
はドップラー周波数に応じて動的に決定され、または事
前決定される方法が提供される。

【００６３】一実施形態では、重み付け係数は動的に決
定される。

【００６４】一実施形態では、重み付け係数は移動端末
の速度またはドップラー周波数ごとに事前決定される。

【００６５】一実施形態では、移動端末の速度またはド
ップラー周波数は移動端末内で評価される。

【００６６】一実施形態では、重み付け係数は速度また
はドップラー周波数から独立し、これらの係数は１つの
平均速度について計算される。

【００６７】一実施形態では、平均速度は移動端末の場
所に依存する。

【００６８】一実施形態では、移動端末の速度または移
動端末のドップラー周波数は移動端末と通信中の基地局
内で決定され、この端末速度またはドップラー周波数は
移動端末または基地局内で重み付け係数を計算するため
に使用され、後者の場合、基地局は重み付け係数の値を
移動端末に送信する。

【００６９】一実施形態では、限られた数の離散的な値
が移動端末の速度またはドップラー周波数に割り当てら
れる。

【００７０】本発明の別の態様によれば、ＣＤＭＡシス
テムなどのディジタル通信システムについてチャネルイ
ンパルス応答を評価する手段を含む移動端末装置であっ
て、タイムスロット中にデータと制御信号が送信され、
前記制御信号がチャネルインパルス応答の評価に使用す
るパイロットビットを含み、チャネルインパルス応答が
いくつかのスロットについて平均され、異なる重み付け
係数が上記の式（Ｆ）に従って平均チャネルインパルス
応答ｈ＾^（ｎ） _{ａｖｅｒａｇｅ}の計算に使用される移動
端末装置が提供される。

【００７１】チャネルインパルス応答を評価する手段は
以下の式を用いて各重み付け係数ω _ｋを計算する手段を
含む。

【００７２】

【数３８】 上式で、Ａは大きさ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋
１）×（ｎ_{ｂｅｆｏｒ ｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋１）の正方行
列で、Ｖは長さ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅ ｒ}＋１）
のベクトルで、ＡおよびＶが上記の式（２）および
（３）で定義される。

【００７３】本発明の別の態様によれば、移動局と通信
するためのＣＤＭＡシステムなどのディジタル通信シス
テムにおけるチャネルインパルス応答を評価する手段を
含む移動端末装置であって、チャネルインパルス応答が
いくつかのスロットについて平均され、これらの異なる
タイムスロットの平均チャネルインパルス応答の計算に
異なる重み付け係数が使用され、チャネルインパルス応
答を評価する前記手段は、前記移動局の速度またはドッ
プラー周波数に応じて前記重み付け係数を動的に決定す
る、または事前決定された重み付け係数を記憶する手段
を含む移動端末装置が提供される。

【００７４】一実施形態では、端末装置は移動端末の速
度またはドップラー周波数ごとの所定の重み付け係数を
含むメモリ手段を含む。

【００７５】一実施形態では、端末装置は移動端末の速
度またはドップラー周波数を評価する手段を含む。

【００７６】一実施形態では、計算手段は重み付け係数
が速度またはドップラー周波数から独立した構成で、こ
れらの係数は１つの平均速度について計算される。

【００７７】一実施形態では、計算手段は平均速度が移
動端末の場所に依存する構成である。

【００７８】一実施形態では、端末装置はこの移動端末
と通信中の基地局から移動端末の速度または移動端末の
ドップラー周波数を表す信号を受信する手段を含み、こ
の移動端末の速度またはドップラー周波数は重み付け係
数を計算するように使用される。

【００７９】一実施形態では、計算手段は移動端末の速
度またはドップラー周波数に割り当てられた限られた数
の離散的な値を含むメモリ手段を含む。

【００８０】本発明の別の態様によれば、ＣＤＭＡシス
テムなどのディジタル通信システムのための基地局であ
って、前記基地局は複数の移動端末と通信でき、各チャ
ネルのチャネルインパルス応答を評価する手段を含み、
前記通信システムは、タイムスロット中にデータと制御
信号が送信され、前記制御信号がチャネルインパルス応
答の評価に使用するパイロットビットを含み、チャネル
インパルス応答がいくつかのスロットについて平均さ
れ、異なる重み付け係数が上記の式（Ｆ）に従って平均
チャネルインパルス応答ｈ＾^（ｎ） _{ａｖｅｒａｇｅ}の計
算に使用される基地局が提供される。

【００８１】基地局は、

【００８２】

【数３９】 を用いて各重み付け係数ω_ｋを計算する手段を含む。

【００８３】上式で、Ａは大きさ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ
_{ａｆｔｅｒ}＋１）×（ｎ_{ｂｅｆｏｒ ｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋
１）の正方行列で、Ｖは長さ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ
_{ａｆｔｅ ｒ}＋１）のベクトルで、ＡおよびＶは式（２）
と式（３）とによって定義される。

【００８４】本発明の別の態様によれば、移動局と通信
するためのＣＤＭＡシステムなどのディジタル通信シス
テムにおいてチャネルインパルス応答を評価する手段を
含む基地局であって、チャネルインパルス応答がいくつ
かのスロットについて平均され、これらの異なるタイム
スロットの平均チャネルインパルス応答の計算に異なる
重み付け係数が使用され、チャネルインパルス応答を評
価する前記手段は、前記移動局の速度またはドップラー
周波数に応じて前記重み付け係数を動的に決定する、ま
たは事前決定された重み付け係数を記憶する手段を含む
基地局が提供される。

【００８５】一実施形態では、基地局は通信相手の端末
の各対応する移動端末速度または各対応するドップラー
周波数ごとの所定の重み付け係数を含むメモリ手段を含
む。

【００８６】基地局は通信相手の各移動端末の速度また
はドップラー周波数を評価する手段を含む。

【００８７】一実施形態では、計算手段は重み付け係数
が基地局の通信相手の各移動端末の速度またはドップラ
ー周波数から独立した構成で、これらの係数は１つの平
均速度について計算される。

【００８８】一実施形態では、計算手段は平均速度が移
動端末の場所に依存する構成である。

【００８９】一実施形態では、基地局は、移動端末の速
度またはドップラー周波数を用いて基地局内で重み付け
係数を計算する別の計算手段を含み、前記基地局は重み
付け係数の値を移動端末に送信する手段を含む。

【００９０】一実施形態では、基地局は通信相手の各端
末に移動端末の速度を送信する手段を含む。

【００９１】一実施形態では、計算手段は移動端末の速
度またはドップラー周波数に割り当てられた限られた数
の離散的な値を含むメモリ手段を含む。

【００９２】本発明のその他の特徴と利点について以下
に説明する。

【００９３】図面を参照して説明する本発明の例は、移
動電話などの移動端末のためのＣＤＭＡ技術の使用に対
応する。この技術で、受信データを逆利得で補正できる
ように送信機Ｔと受信機Ｒとの間のチャネル応答、すな
わち物理チャネルの利得を永続的に評価する必要があ
る。

【００９４】チャネルインパルス応答を決定するため
に、ランクｎ＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}の現在のタイムスロットの
パイロットビットが使用される（図１）。タイムスロッ
トごとに、平均チャネル応答がｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ
_{ａｆｔｅｒ}＋１個のタイムスロットについて評価され
る。上記の式（Ｆ）に従ってチャネル平均を計算できる
ためには各チャネル応答評価をメモリに保存する必要が
ある。

【００９５】この式（Ｆ）の重み付け係数ω_ｊの最適値
を決定するために、発明者はチャネル応答の統計的特性
を研究した。この研究で、チャネルインパルス応答ｈ
^（ｎ）（ｔ）はＮ個の非相関経路の重ね合せ（superpos
ition）で、前記チャネルインパルス応答は以下の値を
有することが考察された。

【００９６】

【数４０】 上式で、Ｃ_ｐ ^（ｎ）はｎ番目のスロット中のｐ番目の経
路の複素振幅（利得）、τ_ｐはｎ番目のスロット中のｐ
番目の経路での伝送に関する受信遅延、ｐ（ｔ）はパル
ス整形フィルタである。

【００９７】パルス整形フィルタはチャネルインパルス
応答に含まれ、ゼロｄＢに等しい正規化エネルギーを有
すると考えられる。また、複素振幅Ｃ_ｐ ^（ｎ）および遅
延τ _ｐはタイムスロット中ほぼ一定であるものとする。

【００９８】チャネルインパルス応答の評価は、通常Ｎ
_ｍ＜ＮであるＮ_ｍ個の主要経路の遅延と振幅を評価する
ことからなる。ここでは振幅の評価のみを考察する。遅
延τ _ｐは従来の方法、例えば、「ＣＤＭＡ ｐｒｉｎｃ
ｉｐｌｅ ｏｆ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃ
ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」と題されたＡｎｄｒｅｗ
Ｊ．Ｖｉｔｅｒｂｉの著書に記載の方法で評価でき
る。

【００９９】各個別の経路ｐ（図２）は互いに極めて近
い多数の経路の重ね合せを表す。各経路の振幅の時間変
動を研究するために、ここではＪａｋｅｓモデルを使用
する。Ｊａｋｅｓモデルによれば、任意のｐ、ｎおよび
ｍについて以下の関係が満たされる。

【０１００】

【数４１】 上式で、ｃ_ｎ ^（ｋ）＝ａ_ｎ ^（ｋ）＋ｊｂ_ｎ ^（ｋ）（ｊ^２
＝−１）、Ｅｐ＝Ｅ（｜Ｃ_ｐ ^（ｎ）｜^２）が成り立ち、
Ｊ_０（．）はゼロ次のベッセル関数、ｆ_ｄはドップラー
周波数、Ｔ_ｓはスロット周期、Ｅ（．）は数学的期待値
である。

【０１０１】式（１３）、（１４）および（１５）か
ら、以下の式が成り立つ。

【０１０２】

【数４２】 上記の式（４）はこの式（１６）から導かれる。

【０１０３】式（４）のチャネルインパルス応答の平均
エネルギーＥは以下の値を有する。

【０１０４】

【数４３】 式（４）によって定義されるチャネル応答の統計的特性
は、式（１）、（２）および（３）に従って重み付け係
数の最適値を決定するために使用される。これらの最後
の式は、例えば、Ｊｅａｎ−Ｍａｒｋ ＢＲＯＳＳＩＥ
Ｒ著「Ｓｉｇｎａｌ ｅｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎ ｎｕｍｅｒｉｑｕｅ-Ｅｇａｌｉｓａｔｉｏｎ ｅ
ｔ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ」（Ｓｉｇｎａｌ
ａｎｄｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
-Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄ ｓｙｎｃｈｒｏｎ
ｉｚａｔｉｏｎ）」、Ｈｅｒｍｅｓ ｅｄｉｔｏｒ、Ｆ
ｒａｎｃｅに記載の最適フィルタリングすなわちＷｉｅ
ｎｅｒフィルタリングの理論を使用する。

【０１０５】図３はｘ_０がｊ_０（ｘ_０）＝０を満たす最
小の正の数であるゼロ次のベッセル関数を表す。

【０１０６】式（５）および（６）、または式（７）お
よび（８）、または式（９）のいずれかを用いた重み付
け係数の計算で−これらの係数は事前決定されるか動的
に計算される−重み付け係数は最適値を有する。その結
果、通信のたびによりよいパフォーマンス、すなわち、
より高い復調品質が得られる。

【０１０７】本発明による方法は通信システムの各端
末、基地局内、あるいはその両方で実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タイムスロットの連続を示す図である。

【図２】本発明のいくつかの態様を説明するための概略
図である。

【図３】ゼロ次のベッセル関数の一般的な形状を表す図
である。

【符号の説明】

ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ} 現在のタイムスロットに先行するタイ
ムスロットの数 ｎ_{ａｆｔｅｒ} 現在のタイムスロットの後続のタイムス
ロットの数

Claims (49)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＤＭＡシステムなどのディジタル通信
   システムにおけるチャネルインパルス応答を評価する方
   法であり、タイムスロット中にデータと制御信号が送信
   され、前記制御信号がチャネルインパルス応答の評価に
   使用するパイロットビットを含み、チャネルインパルス
   応答がいくつかのタイムスロットについて平均され、異
   なる重み付け係数が 【数１】 に従って平均チャネルインパルス応答ｈ＾^（ｎ）
   _{ａｖｅｒａｇｅ}の計算に使用され、 上式で、ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａｆｔｅｒ}は現在のタ
   イムスロットの先行および後続タイムスロットの数、ω
   _ｊが前記重み付け係数であって、 各重み付け係数ω_ｋが 【数２】 を用いて計算され、 上式で、Ａは大きさ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋
   １）×（ｎ_{ｂｅｆｏｒ ｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋１）の正方行
   列で、Ｖは長さ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅ ｒ}＋１）
   のベクトルで、ＡおよびＶは 【数３】 によって定義され、 上式で、 Ａ_ｑｒは行ｑと列ｒの行列Ａの構成要素、 Ｖ_ｑはベクトルＶのｑ番目の構成要素、 ｔは時間、 関数Ｅ（．）は数学的期待値、 ｈ＾^（ｒ）（ｔ）^＊はｈ＾^（ｒ）（ｔ）の共役であるこ
   とを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 Ａ_ｑｒおよびＶ_ｑが 【数４】 の関係によって決定され、 上式で、Ｒ_ｍｎ＝Ｅ（ｂ^（ｎ）（ｔ）ｂ
   ^{（ｎ＋ｍ）}（ｔ）^＊）であり、ｂ^{（ｎ ）}（ｔ）＝ｈ＾
   ^（ｎ）（ｔ）−ｈ^（ｎ）（ｔ）はチャネルインパルス応
   答時間の評価エラーすなわち雑音を表し、Ｅはチャネル
   インパルス応答の平均エネルギー、ｆ_ｄはドップラー周
   波数、Ｔｓはタイムスロットの期間、ｊ_０（．）はゼロ
   次のベッセル関数であることを特徴とする請求項１に記
   載の方法。
3. 【請求項３】 一定の値がＲ_ｍｎに割り当てられること
   を特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 Ａ_ｑｒおよびＶ_ｑが 【数５】 に従って決定され、 上式で、σ^２は白色雑音の分散、δ_ｑｒはｑ＝ｒの場合
   にδ_ｑｒ＝１でｑ≠ｒの場合にδ_ｑｒ＝０であるディラ
   ック関数である請求項２または３に記載の方法。
5. 【請求項５】 一定の値がＥ／σ^２に割り当てられる請
   求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 Ｅ／σ^２が１回の通信中に評価される請
   求項４に記載の方法。
7. 【請求項７】 重み付け係数ω_ｑが 【数６】 に従って決定される請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 平均に用いるタイムスロットの数ｎ
   _{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａ ｆｔｅｒ}が 【数７】 の関係を満たし、 上式で、ｘ_０はｊ_０（ｘ_０）＝０を満たす最小の正の数
   であることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項
   に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記ゼロ次のベッセル関数を計算するよ
   うに、ルックアップテーブルが使用されることを特徴と
   する請求項２から７のいずれか一項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 移動局と通信するためのＣＤＭＡシス
    テムなどのディジタル通信システムにおけるチャネルイ
    ンパルス応答を評価する方法であって、チャネルインパ
    ルス応答がいくつかのタイムスロットについて平均さ
    れ、これらの異なるタイムスロットの平均チャネルイン
    パルス応答の計算に異なる重み付け係数が使用され、前
    記重み付け係数が前記移動局の速度またはドップラー周
    波数に応じて動的に決定され、または事前決定される方
    法。
11. 【請求項１１】 請求項１から９のいずれか一項に従っ
    て前記重み付け係数が前記移動局の速度またはドップラ
    ー周波数に応じて動的に決定され、または事前決定され
    る請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 移動端末の速度またはドップラー周波
    数が移動端末内で評価されることを特徴とする請求項１
    から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 【請求項１３】 重み付け係数が移動端末の速度または
    ドップラー周波数から独立し、１つの平均速度について
    計算されることを特徴とする請求項１から１１のいずれ
    か一項に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記平均速度が移動端末の場所に依存
    することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 移動端末の速度または移動端末のドッ
    プラー周波数が移動端末と通信中の基地局内で決定さ
    れ、移動端末または基地局内で重み付け係数を計算する
    ように使用され、後者の場合、基地局は重み付け係数の
    値を移動端末に送信することを特徴とする請求項１から
    １１のいずれか一項に記載の方法。
16. 【請求項１６】 限られた数の離散的な値が移動端末の
    速度またはドップラー周波数に割り当てられることを特
    徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の方
    法。
17. 【請求項１７】 ＣＤＭＡシステムなどのディジタル通
    信システムについてチャネルインパルス応答を評価する
    手段を含む移動端末装置であり、タイムスロット中にデ
    ータと制御信号が送信され、前記制御信号がチャネルイ
    ンパルス応答の評価に使用するパイロットビットを含
    み、チャネルインパルス応答がいくつかのタイムスロッ
    トについて平均され、異なる重み付け係数が 【数８】 に従って平均チャネルインパルス応答ｈ＾^（ｎ）
    _{ａｖｅｒａｇｅ}の計算に使用され、 上式で、ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａｆｔｅｒ}は現在のタ
    イムスロットの先行および後続タイムスロットの数、ω
    _ｊが前記重み付け係数であって、チャネルインパルス応
    答を評価する手段は、 【数９】 を用いて各重み付け係数ω_ｋを計算する手段を含み、 上式で、Ａは大きさ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋
    １）×（ｎ_{ｂｅｆｏｒ ｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋１）の正方行
    列で、Ｖは長さ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅ ｒ}＋１）
    のベクトルで、ＡおよびＶは 【数１０】 によって定義され、 上式で、 Ａ_ｑｒは行ｑと列ｒの行列Ａの構成要素、 Ｖ_ｑはベクトルＶのｑ番目の構成要素、 ｔは時間、 関数Ｅ（．）は数学的期待値、 ｈ＾^（ｒ）（ｔ）^＊はｈ＾^（ｒ）（ｔ）の共役であるこ
    とを特徴とする移動端末装置。
18. 【請求項１８】 前記計算手段が 【数１１】 の関係によってＡ_ｑｒおよびＶ_ｑを決定する手段を含
    み、 上式で、Ｒ_ｍｎ＝Ｅ（ｂ^（ｎ）（ｔ）ｂ
    ^{（ｎ＋ｍ）}（ｔ）^＊）であり、ｂ^{（ｎ ）}（ｔ）＝ｈ＾
    ^（ｎ）（ｔ）−ｈ^（ｎ）（ｔ）はチャネルインパルス応
    答時間の評価エラーすなわち雑音を表し、Ｅはチャネル
    インパルス応答の平均エネルギー、ｆ_ｄはドップラー周
    波数、Ｔｓはタイムスロットの期間、ｊ_０（．）はゼロ
    次のベッセル関数であることを特徴とする請求項１７に
    記載の端末装置。
19. 【請求項１９】 前記決定手段が一定の値をＲ_ｍｎに割
    り当てる手段を含むことを特徴とする請求項１８に記載
    の端末装置。
20. 【請求項２０】 前記決定手段が 【数１２】 に従ってＡ_ｑｒおよびＶ_ｑを決定する手段を含み、 上式で、σ^２は白色雑音の分散、δ_ｑｒはｑ＝ｒの場合
    にδ_ｑｒ＝１でｑ≠ｒの場合にδ_ｑｒ＝０であるディラ
    ック関数であることを特徴とする請求項１８または１９
    に記載の端末装置。
21. 【請求項２１】 一定の値をＥ／σ^２に割り当てる手段
    を含むことを特徴とする請求項２０に記載の端末装置。
22. 【請求項２２】 １回の通信中にＥ／σ^２を評価する手
    段を含むことを特徴とする請求項２０に記載の端末装
    置。
23. 【請求項２３】 【数１３】 に従って重み付け係数ω_ｑを決定する手段を含むことを
    特徴とする請求項１７に記載の端末装置。
24. 【請求項２４】 【数１４】 の関係を満たすような平均に用いるタイムスロットの数
    ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ _{ａｆｔｅｒ}を決定する手段を含
    み、 上式で、ｘ_０はｊ_０（ｘ_０）＝０を満たす最小の正の数
    であることを特徴とする請求項１８から２２のいずれか
    一項に記載の端末装置。
25. 【請求項２５】 前記ゼロ次のベッセル関数を計算する
    ように、ルックアップテーブルが使用されることを特徴
    とする請求項１８から２２のいずれか一項に記載の端末
    装置。
26. 【請求項２６】 移動局と通信するためのＣＤＭＡシス
    テムなどのディジタル通信システムにおけるチャネルイ
    ンパルス応答を評価する手段を含む移動端末装置であっ
    て、チャネルインパルス応答がいくつかのタイムスロッ
    トについて平均され、これらの異なるタイムスロットの
    平均チャネルインパルス応答の計算に異なる重み付け係
    数が使用され、チャネルインパルス応答を評価する前記
    手段は、前記移動局の速度またはドップラー周波数に応
    じて前記重み付け係数を動的に決定する、または事前決
    定された重み付け係数を記憶する手段を含む移動端末装
    置。
27. 【請求項２７】 請求項１から９のいずれか一項に従っ
    て前記重み付け係数が前記移動局の速度またはドップラ
    ー周波数に応じて動的に決定され、または事前決定され
    る請求項２６に記載の移動端末。
28. 【請求項２８】 速度またはドップラー周波数を評価す
    る手段を含むことを特徴とする請求項１７から２７のい
    ずれか一項に記載の端末装置。
29. 【請求項２９】 計算手段において、重み付け係数が速
    度またはドップラー周波数から独立した構成で、該重み
    付け係数が１つの平均速度について計算されることを特
    徴とする請求項１７から２８のいずれか一項に記載の端
    末装置。
30. 【請求項３０】 計算手段において、前記平均速度が移
    動端末の場所に依存する構成であることを特徴とする請
    求項２９に記載の端末装置。
31. 【請求項３１】 移動端末と通信中の基地局から移動端
    末の速度または移動端末のドップラー周波数を表す信号
    を受信する手段を含み、この移動端末の速度またはドッ
    プラー周波数が前記重み付け係数を計算するように使用
    されることを特徴とする請求項１７から２７のいずれか
    一項に記載の端末装置。
32. 【請求項３２】 計算手段が移動端末の速度またはドッ
    プラー周波数に割り当てられた限られた数の離散的な値
    を含むメモリ手段を含むことを特徴とする請求項１７か
    ら２７のいずれか一項に記載の端末装置。
33. 【請求項３３】 ＣＤＭＡシステムなどのディジタル通
    信システムのための基地局であり、前記基地局は複数の
    移動端末と通信でき、各チャネルのチャネルインパルス
    応答を評価する手段を含み、前記通信システムは、タイ
    ムスロット中にデータと制御信号が送信され、前記制御
    信号がチャネルインパルス応答の評価に使用するパイロ
    ットビットを含み、チャネルインパルス応答がいくつか
    のタイムスロットについて平均され、異なる重み付け係
    数が 【数１５】 に従って平均チャネルインパルス応答ｈ＾^（ｎ）
    _{ａｖｅｒａｇｅ}の計算に使用され、 上式で、ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ_{ａｆｔｅｒ}は現在のタ
    イムスロットの先行および後続タイムスロットの数、ω
    _ｊが前記重み付け係数であって、 【数１６】 を用いて各重み付け係数ω_ｋを計算する手段を含み、 上式で、Ａは大きさ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋
    １）×（ｎ_{ｂｅｆｏｒ ｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅｒ}＋１）の正方行
    列で、Ｖは長さ（ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}＋ｎ_{ａｆｔｅ ｒ}＋１）
    のベクトルで、ＡおよびＶは 【数１７】 によって定義され、 上式で、 Ａ_ｑｒは行ｑと列ｒの行列Ａの構成要素、 Ｖ_ｑはベクトルＶのｑ番目の構成要素、 ｔは時間、 関数Ｅ（．）は数学的期待値、 ｈ＾^（ｒ）（ｔ）^＊はｈ＾^（ｒ）（ｔ）の共役であるこ
    とを特徴とする基地局。
34. 【請求項３４】 【数１８】 の関係によってＡ_ｑｒおよびＶ_ｑを決定する手段を含
    み、 上式で、Ｒ_ｍｎ＝Ｅ（ｂ^（ｎ）（ｔ）ｂ
    ^{（ｎ＋ｍ）}（ｔ）^＊）であり、ｂ^{（ｎ ）}（ｔ）＝ｈ＾
    ^（ｎ）（ｔ）−ｈ^（ｎ）（ｔ）はチャネルインパルス応
    答時間の評価エラーすなわち雑音を表し、Ｅはチャネル
    インパルス応答の平均エネルギー、ｆ_ｄはドップラー周
    波数、Ｔｓはタイムスロットの期間、ｊ_０（．）はゼロ
    次のベッセル関数であることを特徴とする請求項３３に
    記載の基地局。
35. 【請求項３５】 一定の値をＲ_ｍｎに割り当てる手段を
    含むことを特徴とする請求項３４に記載の基地局。
36. 【請求項３６】 【数１９】 に従ってＡ_ｑｒおよびＶ_ｑを決定する手段を含み、 上式で、σ^２は白色雑音の分散、δ_ｑｒはｑ＝ｒの場合
    にδ_ｑｒ＝１でｑ≠ｒの場合にδ_ｑｒ＝０であるディラ
    ック関数であることを特徴とする請求項３４または３５
    に記載の基地局。
37. 【請求項３７】 前記決定手段が一定の値をＥ／σ^２に
    割り当てることを特徴とする請求項３６に記載の基地
    局。
38. 【請求項３８】 １回の通信中にＥ／σ^２を評価する手
    段を含むことを特徴とする請求項３６に記載の基地局。
39. 【請求項３９】 【数２０】 に従って重み付け係数ω_ｑを決定する手段を含むことを
    特徴とする請求項３３に記載の基地局。
40. 【請求項４０】 【数２１】 の関係を満たすような平均に用いるタイムスロットの数
    ｎ_{ｂｅｆｏｒｅ}およびｎ _{ａｆｔｅｒ}を決定する手段を含
    み、 上式で、ｘ_０はｊ_０（ｘ_０）＝０を満たす最小の正の数
    であることを特徴とする請求項３４から３９のいずれか
    一項に記載の基地局。
41. 【請求項４１】 ゼロ次のベッセル関数を決定するよう
    に、ルックアップテーブルが使用されることを特徴とす
    る請求項３４から３９のいずれか一項に記載の基地局。
42. 【請求項４２】 移動局と通信するためのＣＤＭＡシス
    テムなどのディジタル通信システムにおけるチャネルイ
    ンパルス応答を評価する手段を含む基地局であって、チ
    ャネルインパルス応答がいくつかのタイムスロットにつ
    いて平均され、これらの異なるタイムスロットの平均チ
    ャネルインパルス応答の計算に異なる重み付け係数が使
    用され、チャネルインパルス応答を評価する前記手段
    は、前記移動局の速度またはドップラー周波数に応じて
    前記重み付け係数を動的に決定する、または事前決定さ
    れた重み付け係数を記憶する手段を含む基地局。
43. 【請求項４３】 請求項１から９のいずれか一項に従っ
    て前記重み付け係数が前記移動局の速度またはドップラ
    ー周波数に応じて動的に決定され、または事前決定され
    る請求項４２に記載の基地局。
44. 【請求項４４】 通信相手の各移動端末の速度またはド
    ップラー周波数を評価する手段を含むことを特徴とする
    請求項３３から４３のいずれか一項に記載の基地局。
45. 【請求項４５】 計算手段において、重み付け係数が基
    地局の通信している各移動端末の速度またはドップラー
    周波数から独立した構成で、該重み付け係数が１つの平
    均速度について計算されることを特徴とする請求項３３
    から４３のいずれか一項に記載の基地局。
46. 【請求項４６】 計算手段において、前記平均速度が移
    動端末の場所に依存する構成であることを特徴とする請
    求項４５に記載の基地局。
47. 【請求項４７】 移動端末の速度またはドップラー周波
    数を用いて基地局内で重み付け係数を計算する別の計算
    手段を含み、前記基地局が重み付け係数の値を移動端末
    に送信する手段を含むことを特徴とする請求項３３から
    ４３のいずれか一項に記載の基地局。
48. 【請求項４８】 通信相手の各端末に前記移動端末の速
    度を送信する手段を含むことを特徴とする請求項４４に
    記載の基地局。
49. 【請求項４９】 計算手段が移動端末の速度またはドッ
    プラー周波数に割り当てられた限られた数の離散的な値
    を含むメモリ手段を含むことを特徴とする請求項３３か
    ら４３のいずれか一項に記載の基地局。