JP2004533776A - 品質指示信号を利用するスマートアンテナを備えた通信装置 - Google Patents
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Abstract
通信は、アンテナ素子群（１２５）を有する第１の通信装置（１２０）に対して実行される。品質指示信号（２７０）が第２の通信装置（１１０）から受信される。その品質指示信号に基づいて複素ウエイトが演算がされる。送信前信号（２６０）は、その複素ウエイトに基づいて修正され、一群の修正された送信前信号を生成する。一群の修正済み送信前信号からの各修正済み送信前信号は、一群のアンテナ素子からのアンテナ素子に固有に関連付けられる。一群の修正された送信前信号は、送信される信号を生成するために一群のアンテナ素子から送信される。複素ウエイトは、送信される信号の全電力と、一群のアンテナ素子からの各アンテナ素子に関連する位相回転及び電力比率の少なくとも１つとに関連付けられる。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に通信に関連し、特に、通信システムにおける送信信号に加えられる品質指示信号を利用し、複数のアンテナ要素と共に受信端で使用されるシステム及び方法に関連する。その受信機は、空間フィルタリングとして知られる又はここではスマートアンテナとも言及される分離技術を利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
複数の情報チャネルを有するブロードバンドネットワークは、チャネル間相互干渉、情報チャネル当たりの限定された帯域、サービス可能な最大ユーザ数を制限するセル間干渉その他の干渉のようなある種典型的な問題に委ねられる。無線通信チャネルの両端で、スマートアンテナ技術を利用すること（例えば、空間フィルタリングとして知られる分離技術のための複数のアンテナ要素を利用すること）は、スペクトル効率を増進し、所与の帯域でより多くのユーザが同時にサービス提供を受けることを可能にする。
【０００３】
パワーコントロール又は電力制御通知は、チャネル間干渉を最小化し、ネットワーク容量を増やす別の技術である。例えば、移動通信規格は、高速で連続的な電力制御通知を含み、移動通信装置が過大な又は過小な電力を送信しないことを保証する。より具体的には、通信装置から送信され基地局で受信された信号の強度に基づいて、基地局は、移動通信装置に、その通信装置が送信信号の全電力を増加させる又は減少させるべきかを示す電力制御信号を送信する。電力制御信号の各値に関する送信レートは、例えば、ｃｄｍａＯｎｅ（ＩＳ−９５）／ＣＤＭＡ２０００では１．２５ｍｓ、ＷＣＤＭＡでは０．６６ｍｓである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既存の電力制御通知の利用は、通信装置から送信される信号の全電力を調整することだけに制限されている。しかしながら、次世代通信装置は、空間フィルタリングとして知られる分離技術用に複数のアンテナ素子（ここでは「スマートアンテナ」としても言及される）を利用し得る。従って、スマートアンテナの恩恵と共に電力制御通知の恩恵を享受し得る改善されたシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
通信は、アンテナ素子群を有する第１の通信装置に対して実行される。品質指示信号が第２の通信装置（例えば、基地局）から受信される。その品質指示信号に基づいて複素ウエイトが演算される。変調された送信前信号（ｐｒｅ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）は、その複素ウエイトに基づいて修正され、一群の修正された送信前信号を生成する。一群の修正済み送信前信号の各修正済み送信前信号は、アンテナ素子群の各アンテナ素子に固有に関連付けられる。一群の修正された送信前信号は、送信される信号を生成するためにアンテナ素子群から送信される。複素ウエイトは、送信される信号の全電力と、アンテナ素子群の各アンテナ素子に関連する位相回転及び電力比率の少なくとも１つとに関連付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
加入者通信装置から第２の通信装置（例えば、基地局）へ送信される送信信号は、フェージングやマルチパスに依存して、時間により又は伝搬する地理的状況により弱められる。言い換えれば、加入者通信装置から基地局へ送信された信号は、その送信信号が、異なる経路に沿って伝搬すること及び様々な位相を各々が有する信号の組合せとして基地局に到達することに起因して、破壊的な干渉を受ける。
【０００７】
従って、加入者通信装置にて送信信号の位相を制御することで、基地局で受信される信号の組合せが破壊的な干渉ではなく非破壊的に干渉し、又は破壊的な干渉の強度を軽減することが可能である。送信信号の位相は、加入者通信装置にて複数のアンテナ素子を用いることによって制御され得る。送信信号が制御されるレート又は速度がフェージングのレートを超えるならば、基地局は、実質的に最適化された電力で比較的一定の電力レートで送信信号を受信する。フェージングのレートは、ある既存の通信プロトコルでの電力制御信号のレートに比較して比較的遅いので（例えば、数Ｈｚから数百Ｈｚの間）、スマートアンテナを調整し、加入者通信装置から基地局への信号の送信を実質的に最適化するように、電力制御通知が使用され得る。
【０００８】
加入者通信装置の調整又はチューニングは、複素重み又は複素ウエイトを用いることで行なわれる。一群のアンテナ素子からの各アンテナ素子に関連付けられる信号は、その複素ウエイトに基づいて調整され得る。「複素ウエイト（ｃｏｍｐｌｅｘ ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）」なる語は、信号の大きさと位相とを規定するために変化する、信号の実数及び虚数成分に関連するものである。これらの信号各々は別々に調整され得るので、各信号は、送信前信号の低相関形式（ｌｏｗ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｖｅｒｓｉｏｎ）であり、送信信号はその送信前信号に準拠する。言い換えれば、各アンテナ素子に関連する信号は、複素ウエイトに基づいて互いに別々に調整され、これらの信号が送信前信号の低相関形式であるようにすることができる。複素ウエイトは、送信される信号の全電力と、各アンテナ素子に関連する位相回転及び／又は電力比率とを調整するために算出される。
【０００９】
「品質指示信号」なる語は、複数のアンテナ素子で信号を送信する通信ソースと、その信号を受信する通信装置との間の通信リンクの品質についての情報を有する信号を意味するようにここでは使用される。例えば、品質指示信号は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルに準拠する電力制御信号であり得る。そのようなＣＤＭＡプロトコルは、例えば、ＣＤＭＡ−ＩＳ−９５Ａ／Ｂ、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ／ＲＴＴ、ＣＤＭＡ２０００ ３Ｘ、ＣＤＭＡ ＥＶ−ＤＯ、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）、第３世代（３Ｇ）ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）及び第４世代（４Ｇ）ＵＭＴＳであり得る。つまり、ここに説明される実施例は、しばしばそのような電力制御信号に関連しているが、任意の種類の通信プロトコルに準拠する任意の種類の品質指示信号に適切であり得る。
【００１０】
加えて、ここに説明される実施例は、複数のアンテナ素子を有する加入者通信装置に品質指示信号を送信する基地局に関連しているが、別の実施例も可能である。例えば、別の実施例では、品質指示信号が、加入者通信装置から、複数のアンテナ素子を有する基地局に送信され得る。或いは、品質指示信号は、ある通信装置から、複数のアンテナ素子を有する別の通信装置に送信され得る。
【００１１】
図１は、本発明の実施例による無線通信ネットワークのシステムブロック図である。図１に示されるように、ネットワーク１００は、アンテナ１１１を有する基地局１１０に接続される。加入者通信装置１２０は、例えば、無線通信リンク１３０により基地局１１０に接続される。加入者通信装置１２０は、ベースバンドサブシステム１２１、品質指示信号修正部１２２、無線サブシステム１２３、受信アンテナ１２４、送信アンテナ群又はアレイ１２５、音声／データ／表示／キーボード等を取り扱うアプリケーションサブシステム１２６を包含する。ベースバンドサブシステム１２１は、２つの主要な部分を有し、それらは：変調器１４０と復調器１２９である。無線サブシステム１２３は、２つの主要部分を有し、それらは：受信機１２７とマルチチャネル送信機１２８である。
【００１２】
ベースバンドサブシステム１２１、品質指示信号修正部１２２、マルチチャネル送信部１２８、及び送信アンテナ群１２５は、加入者通信装置１２０の送信機の一部である。
【００１３】
ベースバンドサブシステム１２１は無線通信システムの一部であり、そのシステムは、変調された受信信号１４１を受信し、それを復調して復調された受信信号１４２を生成し、無線リンク１３０の他方側から送信された品質インジケータ又は品質指標を抽出する。復調された受信信号１４２は、アプリケーションサブシステム１２６に与えられる。抽出された品質インジケータは、品質指示信号１４３により品質指示信号修正部１２２に与えられる。品質指示信号修正部１２２は、送信前信号１４５を修正し、無線リンク１３０の他方側（例えば、基地局１１０）が、加入者通信装置１２０から送信される全電力レベルを増加する必要性なしに、改善された受信品質を得るようにする。送信アンテナのアレイ１２５内の各アンテナ素子に給電する様々な電力増幅のウエイトを調整することで、以下に更に説明されるように、無線リンク１３０の他方端で（例えば、基地局１１０において）良好なマルチパス挙動が達成される。別に、アプリケーションサブシステム１２６は、例えば、データ及び／又は音声情報のような送信のための情報を受信する。アプリケーションサブシステム１２６は、非変調送信信号１４４をベースバンドサブシステム１２１の変調器１４０に送信する。変調器１４０は、送信前信号１４５を生成するために非変調送信信号１４４を変調し、その送信前信号は品質指示信号修正部１２２に与えられる。品質指示信号修正部は、品質指示信号１４３に基づいて複素ウエイトを算出し、送信前信号を修正して複数の修正された送信前信号１４６を生成する。修正された送信前信号各々は、送信アンテナのアレイ１４５からのアンテナ素子に固有に関連付けられる。修正された送信前信号１４６は、マルチチャネル送信機１２８に送信され、その送信機は修正された送信前信号１４６を送信アンテナのアレイ１２５に転送する。送信アンテナのアレイ１２５は、修正された送信前信号１４６に基づいて、効果的に組み合わせられた送信信号を送信する。
【００１４】
図２は、図１に示される加入者通信装置用の送信機のシステムブロック図を示す。送信システム２００は、ベースバンドサブシステム２１０、品質指示信号修正部２２０、無線サブシステム２３０、電力増幅器２４１，２４２，２４３，２４４、及びアンテナ要素２５１，２５２，２５３，２５４を含む。ベースバンドサブシステム２１０、品質指示信号修正部２２０、無線サブシステム２３０、及びアンテナ要素２５１，２５２，２５３，２５４は、図１に示されるベースバンドサブシステム１２１、品質指示信号修正部１２２、無線サブシステム１２３及び送信アンテナ群１２５に対応する。
【００１５】
加入者通信装置は、４つのアンテナ要素２５１乃至２５４及び４つの対応する電力増幅器２４１乃至２４４を有するものとして図２に示されているが、２以上の任意のアンテナ素子数（及び対応する電力増幅器数）が可能であることに留意を要する。従って、加入者通信装置は、ここでは４つのアンテナ素子を有するものとして説明されているが、２以上の任意の素子数を有し得ることが理解されるべきである。
【００１６】
ベースバンドサブシステム２１０は品質指示信号修正部２２０に接続され、送信前信号２６０及び品質指示信号２７０を送信する。品質指示信号修正部２２０は、ベクトル変調器２２１及び制御論理部２２２を含む。品質指示信号修正部２２０は、無線サブシステム２３０及び電力増幅部２４１乃至２４４に接続される。より具体的には、品質指示信号修正部２２０は、修正された送信前信号を無線サブシステム２３０に与える。品質指示信号修正部２２０の制御論理部２２２は、以下に更に説明されるように、ベクトル変調器２２１及び電力増幅器２４１乃至２４４に複素重みを与える。
【００１７】
無線サブシステム２３０は、品質指示信号修正部２２０から修正制された送信前信号を受信する。修正された送信前信号は、例えばベースバンド信号、ＩＦ信号又はＲＦ信号の何れかであり得る。無線サブシステム２３０は、受信した送信前信号を無線周波数（ＲＦ）信号に変換し、そのＲＦ信号は電力増幅器２４１乃至２４４に与えられる。
【００１８】
電力増幅器２４１乃至２４４の各々は、修正されたＲＦ送信前信号を受信し、それらの信号を送信用に増幅する。電力増幅器２４１乃至２４４は、アンテナ素子２５１乃至２５４にそれぞれ接続される。電力増幅器２４１乃至２４４は、増幅された信号をアンテナ素子２５１乃至２５４に与え、それらの各々は、送信される信号を生成するために各自のＲＦ修正済み送信前信号を送信する。言い換えれば、各アンテナ素子２５１乃至２５４は、総てが送信信号を形成する各々の信号成分を送信する。
【００１９】
図３は、既知のシステムによる基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図を示す。これは、どのようにして、従来のＣＤＭＡ基地局システムが、加入者通信装置の送信電力を調整するために電力制御信号を使用するかを理解するのに役立つ。
【００２０】
図３では、基地局３００は受信機（Ｒｘ）３１０及び送信機（Ｔｘ）３２０を含む。受信機３１０は、復調器３１２、信号雑音比（ＳＮＲ）又はＲＳＳＩ（ＲＦ信号強度インジケータ）推定器３１３、及び電力制御ビット生成器３１４を包含する。受信機３１０はアンテナ３１１に接続される。送信機３２０は、変調器３２１、マルチプレクサ３２２及び電力増幅器（ＰＡ）３２３を包含する。送信機３２０はアンテナ３２４に接続される。
【００２１】
加入者通信装置３５０は、受信機３６０，送信機３７０、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０、及びアンテナ３９０を含む。デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は、セルラサービスとパーソナルコミュニケーションサービス（ＰＣＳ）のような異なる帯域を分離するフィルタ、及び／又は受信／送信の分離部より成り；典型的には、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は、１つのアンテナに接続される１つのポート、及び同時に又は交互に動作する様々な無線回路に接続される別のポートを有する。受信機３６０は復調器３６１を含む。送信機３７０は、変調器３７１、電力制御論理部３７２、電力増幅器（ＰＡ）３７３、及び無線サブシステム３７４を含む。
【００２２】
基地局受信機３１０におけるアンテナ３１１は復調器３１２に接続され、その復調器はＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器３１３に接続される。ＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器３１３は電力制御ビット生成器３１４に接続され、電力ビット生成器はマルチプレクサ３２２に接続される。また、マルチプレクサは、変調器３２１及び電力増幅器３２３に接続され、アンテナ３２４にも接続される。
【００２３】
加入者通信装置３５０の受信機３６０におけるアンテナ３９０は、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０に接続される。デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は、アンテナ３９０から受信した信号を受信機３６０に中継し、且つ送信機３７０から送信される信号をアンテナ３９０に中継する。より具体的には、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は復調器３６１に接続され、その復調器は電力制御論理部３７２に接続される。
【００２４】
送信機３７０を参照するに、変調器３７１は送信用の送信前信号を受信し、それを無線サブシステム３７４に与える。無線サブシステム３７４は、送信前信号をＲＦ信号に変換し、それを電力増幅器３７３に伝送する。電力増幅器３７３は、電力制御情報を与える電力制御論理部３７２にも接続される。より具体的には、受信された信号は、例えば、１以上の電力制御ビットを有する電力制御信号のような品質指示信号を含む。これらの電力制御ビットは、加入者通信装置が送信信号の全電力を修正すべき方法を示す。その電力制御指示は、無線通信リンクの他方側（例えば、基地局３００）にて当初生成され、もたらす干渉が少なくなるように、改善された信号品質を得るために加入者通信装置に返送される。これらの電力制御ビットは電力増幅器３７３に与えられ、電力増幅器は、電力制御ビットに基づいて送信される信号に対する全電力を調整する。電力増幅器３７３は、増幅された送信前信号を送信用にアンテナ素子３９０に伝送するデュプレクサ／ダイプレクサ３８０に接続される。
【００２５】
既存の加入者通信装置３５０では、電力制御論理部３７２は、受信した電力制御ビットに基づく情報を電力増幅器３７３に与えることに留意を要する。送信信号に対する唯一の調整は、電力増幅器出力レベルに対する調整である。
【００２６】
図４は、本発明の実施例による基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図である。基地局４００は受信機（Ｒｘ）４１０及び送信機（Ｔｘ）４２０を包含する。受信機４１０は、復調器４１２、ＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器４１３、及び電力制御ビット生成器４１４を含む。送信機４２０は、マルチプレクサ４２２、電力増幅器（ＰＡ）４２３、及びアンテナ４２４を含む。
【００２７】
加入者通信装置４５０は、受信機４６０、送信機（Ｔｘ）４７０、デュプレクサ／ダイプレクサ４８０及びアンテナ４９０，４９５を含む。デュプレクサ／ダイプレクサ４８０は、例えば２つ一組の装置であり、各々がデュプレクサ／ダイプレクサより成る。受信機４６０は復調器４６１を包含する。送信機４７０は、ベクトル変調器４７１及び電力制御論理部４７２を含む品質指示信号修正部４７５を包含する。また、送信機４７０は、無線サブシステム４７６，４７７及び電力増幅器４７３，４７４を含む。
【００２８】
基地局受信機４１０におけるアンテナ４１１は復調器４１２に接続され、その復調器はＳＮＲ推定器４１３に接続される。ＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器４１３は電力制御ビット生成器４１４に接続され、その電力ビット生成器はマルチプレクサ４２２に接続される。また、マルチプレクサ４２２は、変調器４２１及び電力増幅器４２３に接続され、アンテナ４２４にも接続される。
【００２９】
加入者通信装置４５０はアンテナ４９０，４５０を含み、そのアンテナは受信及び送信の双方に使用され、且つデュアルデュプレクサ／ダイプレクサ４８０に接続される。この例に関し、受信機は２つのアンテナ４９０，４５０の１つのみを使用することもそれらの組合せを使用することも可能であることに留意を要する。受信機４６０は復調器４６１を含み、その復調器は品質指示信号修正部４７５の制御論理部４７２に接続される。制御論理部４７２は、品質指示信号修正部４７５のベクトル変調器４７１に接続される。ベクトル変調器４７１は無線サブシステム４７６，４７７に接続され、これら無線サブシステムは電力増幅器４７３，４７４にそれぞれ接続される。また、電力増幅器４７３，４７４は制御論理部４７２にも接続される。加えて、電力増幅器４７３，４７４は、デュアルデュプレクサ／ダイプレクサ４８０を通じてアンテナ素子４９０，４９５に接続される。
【００３０】
復調部４６１は、デュアルデュプレクサ／ダイプレクサ４８０を通じてアンテナ４９０からの信号を受信し、品質指示信号を生成する。この品質指示信号は、例えば、１以上の電力制御ビットを有する電力制御信号であり得る。復調器４６１は、図示の簡明化のため図４に示されていない別の機能を実行し及び別の信号を生成し得ることに留意を要する。制御論理部４７２は、複素ウエイト値を生成し、それらの複素ウエイト値をベクトル変調器４７１及び電力増幅器４７３，４７４に伝送する。電力増幅器４７３はアンテナ素子４９０に関連付けられ、電力増幅器４７４はアンテナ素子４９５に関連付けられる。
【００３１】
制御論理部４７２は、図３に示される既存の加入者通信装置の電力制御論理部３７２とは異なることに留意を要する。電力制御論理部３７２は、単に電力増幅器３７３に電力制御情報を与えるに過ぎないが、図４に示される制御論理部４７２は複素ウエイトをベクトル変調器４７１及び一群の電力増幅器４７３，４７４双方に与える。このことは、送信信号の全電力が、受信された制御ビットに基づいて調整されることを可能にするだけでなく、加えて、各アンテナ素子４９０，４９５に関連する位相回転及び／又は電力比率が、受信された電力制御情報に基づいて調整されることを可能にする。従って、このことは、送信される信号が基地局４００による受信に関して最適化されることを可能にする。この最適化された信号が基地局４００で受信されると、基地局４００は、加入者通信装置４５０に、加入者通信装置４５０がその送信信号の全電力を調整すべきことを示す電力制御信号を送信することができる。従って、送信される信号を最適化することで、送信信号の全電力が、図３に説明したような単一アンテナを備えた通信装置の場合に比較して削減され得る。有利なことに、そのような最適化は、例えば、加入者通信装置４５０のバッテリ寿命を増進すること、通信ネットワークのセルラシステム容量を増進すること、及び加入者通信装置４５０のユーザに対する放射ハザードを減らすことを可能にする。
【００３２】
制御論理部４７２により与えられる複素ウエイトは、送信信号の全電力、及び各アンテナ素子４９０，４９５に関連する位相回転及び電力比率の一方又は双方に準拠することが可能である。
【００３３】
図５は、本発明の別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。品質指示信号修正部５００は、制御論理部５０２、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器５０４、ベクトル変調器５０６、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器５０８乃至５０９を含む。Ｄ／Ａ変換器５０８は無線サブシステム５１０に接続され、Ｄ／Ａ変換器５０９は無線サブシステム５１２に接続される。
【００３４】
Ｄ／Ａ変換器及び無線サブシステムは、アンテナ要素の数に対応する数だけ反復されることに留意を要する。言い換えれば、加入者通信装置がＮ個のアンテナ素子を有するならば、加入者通信装置はＮ個のＤ／Ａ変換器及び無線サブシステムを有する。従って、図５に示されるように、Ｄ／Ａ変換器５０８及び無線サブシステム５１０は、一群のアンテナ素子（図５には図示せず）からの１つのアンテナ素子に関連付けられる。Ｄ／Ａ変換器５０９及び無線サブシステム５１２は、一群のアンテナ素子からの別のアンテナ素子に関連付けられる。一群のアンテナ素子からの残りのアンテナ素子の各々もＤ／Ａ変換器及び無線サブシステムに固有に関連付けられる。
【００３５】
品質指示信号修正部５００は、ＩＦ送信前信号及び電力制御信号を受信する。ＩＦ送信前信号はＡ／Ｄ変換器５０４により受信され、そのＡ／Ｄ変換器はアナログの送信前信号をディジタル形式に変換する。Ａ／Ｄ変換器５０４はディジタルの送信前信号をベクトル変調器５０６に伝送する。電力制御信号は、複素ウエイト値を決定する制御論理部５０２により受信される。
【００３６】
複素ウエイトは、各アンテナ素子に関連する直交信号成分及び同相信号成分に関連する適切なウエイト値を決定することによって算出される。例えば、位相回転が調整される場合には、同相信号成分に対するウエイト値は、直交信号成分に対するウエイト値とは異なるであろう。電力比率が調整される場合には、同相信号成分に対するウエイト値及び直交信号成分に対するウエイト値は、所与の並列のアンテナ素子について同時に増やす又は減らす。そして、送信信号の全電力が調整される場合には、同相信号成分に対するウエイト値及び直交信号成分に対するウエイト値は、総ての並列のアンテナ素子について同時に増やす又は減らす。
【００３７】
制御論理部５０２は、複素ウエイト値をベクトル変調器５０６に与える。ベクトル変調器５０６は、Ａ／Ｄ変換器５０４からのディジタル送信前信号と、制御論理部５０２からの複素ウエイト値とを受信する。ベクトル変調器５０６は、送信前信号を、アンテナ素子数に対応する複数の送信前信号に分割する。ベクトル変調器５０６は、複素ウエイトを複数の送信前信号に適用し、アンテナ素子に固有に対応する送信前信号の各々が、複素ウエイト値に基づいて送信前信号各自を修正するようにする。修正された送信前信号は、Ｄ／Ａ変換器５０８乃至５０９に与えられ、そのＤ／Ａ変換器は送信前信号をディジタル形式からアナログ形式に変換する。これらの送信前信号は、無線サブシステム５１０乃至５１２に与えられ、その無線サブシステムは送信前信号のＩＦ形式をＲＦ形式に変換する。これらの信号は、電力増幅器及び各自のアンテナ素子（図５には図示せず）に伝送される。
【００３８】
図６は、図５に示されるベクトル変調器のシステムブロック図を示す。ベクトル変調器５０６は、フィルタ６１０、同相信号調整部６２０乃至６４０、直交信号調整部６４０乃至６５０、及び合成部又はコンバイナ６６０乃至６７０を含む。
【００３９】
同相信号調整部６２０，直交信号調整部６４０及び合成部６６０は、アンテナ素子群（図６には図示せず）からのあるアンテナ素子に総て固有に関連付けられる。この一群の要素は、加入者通信装置に対する残余のアンテナ素子数に対応して、ベクトル変調器内で反復される。図６に示されるように、同相信号調整部６３０、直交信号調整部６５０及び合成部６７０は、加入者通信装置の別のアンテナ要素用に示されている。
【００４０】
フィルタ６１０は、Ａ／Ｄ変換器５０４からディジタル送信前信号を受信する。フィルタ６１０は、受信した送信前信号を同相及び直交成分に分離する。送信前信号の同相成分は、同相信号調整部６２０乃至６３０に与えられる。送信前信号の直交成分は、直交信号調整部６４０乃至６５０に与えられる。同相信号調整部６２０乃至６３０及び直交信号調整部６４０乃至６５０は、制御論理部５０２からの複素ウエイト値を受信する。同相信号調整部６２０乃至６３０及び直交信号調整部６４０乃至６５０は、複素ウエイトを送信前信号成分に適用し、修正された送信前信号を生成する。同相信号調整部６２０乃至６３０及び直交信号調整部６４０乃至６５０は、修正された送信前信号を合成部６６０，６７０にそれぞれ与える。合成部６６０，６７０は、各自修正された送信前信号を加算し、加算された信号をＤ／Ａ変換器５０８，５０９にそれぞれ伝送する。
【００４１】
図７は、本発明の別の実施例による加入者通信装置用の送信機の一部を示す。図７に示される送信機の部分は、品質指示信号修正部７００へ向かうアナログベースバンド信号（図７では、「ベースバンドＩチャネルデータ信号（Ｉｎ）」及び「ベースバンドＱチャネルデータ信号（Ｉｎ）」として示される）を受信する。
【００４２】
品質指示信号修正部７００は、Ａ／Ｄ変換器７１０，７１５、フィルタ７２０，７２５、ベクトル変調器７３０、制御論理部７４０、合成部７５０，７５５及びＤ／Ａ変換器７６０，７６５を含む。品質指示信号修正部７００のＤ／Ａ変換器７６０，７６５は、無線サブシステム７７０，７８０にそれぞれ接続される。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換器７１０はベースバンドの同相信号を受信する。Ａ／Ｄ変換器７１５はベースバンドの直交送信前信号を受信する。Ａ／Ｄ変換器７１０，７１５はフィルタ７２０，７２５にそれぞれ接続され、フィルタはベクトル変調器７３０に接続される。制御論理部７４０は、電力制御信号を受信し、複素ウエイト値を変調器７３０に伝送する。ベクトル変調器７３０は合成部７５０乃至７５５に接続される。
【００４４】
合成部７５５、Ｄ／Ａ変換器７６０及び無線サブシステムは、加入者通信装置のアンテナ群（図７では図示せず）からの所与のアンテナ素子に固有に対応する。また、この素子群は、加入者装置のアンテナ素子数に対応して設けられる。その結果、合成部７５５、Ｄ／Ａ変換器７６５及び無線サブシステム７８０もアンテナ素子群からの別のアンテナ素子に対応するよう描かれている。任意の更なる素子群が、アンテナ素子数に対応して設けられ得る。
【００４５】
図８は、本発明の更なる実施例による加入者通信装置の送信部を示す。より具体的には、図８は、ベースバンドディジタル信号を受信する品質指示信号修正部を示す。
【００４６】
品質指示信号修正部８００は、ベクトル変調器８１０、制御論理部８０２、Ｄ／Ａ変換部８３０，８３５，８４０，８４５及び合成部８５０，８６０を含む。品質指示信号修正部８００の合成部８５０，８６０は、無線サブシステム８７０，８８０にそれぞれ接続される。
【００４７】
制御論理部８２０は、電力制御信号を受信し、ベクトル変調器８１０に与えられる複素ウエイトを生成する。また、ベクトル変調器８１０は、ディジタルのベースバンド同相送信前信号とディジタルのベースバンド直交送信前信号を受信する。ベクトル変調器８１０は、同相及び直交送信前信号成分を、加入者通信装置のアンテナ素子数に対応する複数の信号に分割する。複素ウエイト値は、修正された送信前信号を生成するために、加入者通信装置のアンテナ素子群からの各アンテナ素子に関連する同相及び直交送信前信号に適用される。これら修正された送信前信号はＤ／Ａ変換器８３０乃至８４５に与えられ、そのＤ／Ａ変換器はディジタル形式の修正済み送信前信号をアナログ形式に変換し、それらの送信前信号を合成部８５０，８６０にそれぞれ伝送する。合成部８５０は、Ｄ／Ａ変換器８３０及び８３５からの修正済み送信前信号の同相及び直交成分をそれぞれ受信する。合成部８５０は、これら２つの信号を加算し、その加算された信号を無線サブシステム８７０に伝送する。同様に、合成部８６０は、Ｄ／Ａ変換器８４０及び８５０からの修正済み送信前信号のアナログの同相及び直交信号成分をそれぞれ受信し、その信号を加算する。合成部８６０は、これら２つの信号を加算し、その加算された信号を無線サブシステム８８０に伝送する。
【００４８】
図９は、一実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。図９は、簡単のため図１，５，６に関連して説明されるが、図９に関して説明される方法は加入者通信装置の任意の形態に使用され得る。加えて、品質指示信号は、信号品質に関する情報を加入者通信装置に与える任意の適切な形式の信号であり得るが、説明の便宜上、品質指示信号はＣＤＭＡプロトコルに準拠する電力制御信号であるものとする。
【００４９】
ステップ９００では、電力指示信号が、無線接続１３０を通じて基地局１１０から加入者通信装置１２０に送信される。ステップ９１０では、電力制御信号が、ベースバンドサブシステム１２１から品質指示信号修正部１２２（図５では品質指示信号修正部５００としても示される）に送信される。ＣＤＭＡプロトコルに準拠する電力制御信号は、任意の所与の時間について：「上昇（ｕｐ）」値又は「下降（ｄｏｗｎ）」値の２つの可能な値の１つを示す。「上昇」値は、基地局から加入者通信装置への、その加入者通信装置が送信信号の全電力を増やすべきことの指示を表現する。「下降」値は、基地局から加入者通信装置への、その加入者通信装置が送信信号の全電力を減らすべきことの指示を表現する。電力制御信号の特定の値は、２進形式で上昇又は下降を表現する電力制御ビットを含むように関連付けられる。
【００５０】
ステップ９２０では、本プロセスは、電力制御信号が定常状態に達するまで維持される。電力制御信号は、複数の方法で定常状態に達し得る。例えば、上昇−下降−上昇又は下降−上昇−下降の電力制御信号の一連のシーケンスである。電力制御信号が定常状態に達すると、本プロセスはステップ９３０に進む。
【００５１】
ステップ９３０では、あるアンテナ素子に関連する位相回転が調整される。図５，６を参照するに、制御論理部５０２は、あるアンテナ素子に関する位相回転が変更されるように新たな複素ウエイトを算出する。この複素ウエイトは、そのアンテナ素子についての信号調整部（例えば、信号調整部６２０，６４０又は信号調整部６３０，６５０）に与えられる。複素ウエイトを受信すると、これらの信号調整部は位相回転を調整し、そのアンテナ素子から送信される信号成分を調整し、その結果、送信信号の全電力を修正する。
【００５２】
条件ステップ９４０では、制御論理部５０２は、以後の期間に対する電力制御信号が、例えば下降値で表現されるような、減少を示すか否かを判別する。電力制御信号が減少を示すならば、そのアンテナ素子に対する位相回転の調整は、送信された信号を一層適切に受信する基地局をもたらす。言い換えれば、基地局は、増加した全電力で送信信号を受信したので、その基地局は以後の電力制御信号で下降の指示を送信する。加入者通信装置は、そのアンテナ素子に対する位相回転を最適化する試みを継続し、それと同時に送信信号の全電力を減らすることができる。加入者通信装置は一層最適な方法で基地局と通信を行っているので、送信される信号の全電力は減らすことが可能である。
【００５３】
条件ステップ９４０にて、電力制御信号が、送信信号の全電力について減少を指示しないならば（例えば、電力制御信号が上昇値を示すならば）、その位相回転調整は効果的ではなく、プロセスはステップ９５０に進む。ステップ９５０では、論理制御部５０２は、そのアンテナ素子に関する位相回転を反対方向に変更する。そして、プロセスはステップ９２０に進み、ステップ９２０乃至９４０が、反対方向の位相回転に基づいて反復される。
【００５４】
条件ステップ９４０にて、電力制御信号が送信信号の全電力について減少を指示するならば（例えば、電力制御信号が下降値を示すならば）、位相回転調整は効果的であり、プロセスはステップ９６０に進む。ステップ９６０では、電力制御信号が定常状態に達するまで維持される。ステップ９７０では、論理制御部５０２は、アンテナ素子に関連する位相回転を同一方向に変化させる。そして、プロセスはステップ９２０に進み、同一方向の位相回転に基づいてステップ９２０乃至９４０が反復される。
【００５５】
図１０は、別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。ステップ１００にて、本プロセスは、電力制御信号が定常状態に達するまで維持される。電力制御信号が定常状態に達すると、プロセスはステップ１０１０に進む。ステップ１０１０では、あるアンテナ素子に関連する位相回転が、制御論理部５０２により算出された新たな複素ウエイトに基づいて調整される。
【００５６】
条件ステップ１０２０では、制御論理部５０２は、以後の期間に対する電力制御信号が、例えば下降値で表現されるように、送信電力の全電力について減少を示すか否かを判別する。電力制御信号が減少を示すならば、そのアンテナ素子に対する位相回転の調整は、一層適切に送信信号を受信する基地局をもたらす。従って、位相回転に選択された方向は適切であり、同一方向の位相回転の更なる調整は、更に最適な送信信号となるであろう。
【００５７】
条件ステップ１０２０にて、電力制御信号が、送信信号の全電力について減少を指示しないならば（例えば、電力制御信号が上昇値を示すならば）、その位相回転調整は効果的ではなく、プロセスはステップ１０３０に進む。ステップ１０３０では、論理制御部５０２は、アンテナ素子に関する位相回転を反対方向に変更する。そして、プロセスはステップ１０００に進み、反対方向の位相回転に基づいてステップ１０００乃至１０２０が反復される。
【００５８】
ステップ１０４０では、論理制御部５０２は、アンテナ素子に関連する位相回転を同一方向に変更する。条件ステップ１０５０では、制御論理部５０２は、以後の期間についての電力制御信号が、例えば下降値で表現されるような減少を示すか否かを判別する。電力制御信号が減少を示すならば、位相回転に対する調整は良好であり、再びプロセスは１０４０に進む。ステップ１０４０，１０５０は、制御論理部５０２が、以後の期間について電力制御信号が送信信号の全電力について増加を示すものと判定するまで反復される。この時点にて、ステップ１０４０の際の位相回転の平均をとることで、最適な位相回転を求めることが可能であり、プロセスはステップ１０６０に進む。ステップ１０６０では、アンテナ素子に対する位相回転は、以前の最適な位相回転値に戻される。そして、プロセスはステップ１０００に進み、別のアンテナ素子についてプロセスが反復される。このようにして、本プロセスは、多数のアンテナ素子についての全体的な最適値を得るために、各アンテナ素子について反復され得る。
【００５９】
図１１は、更に別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。図１１は、電力制御ビットに関して２つの最も新しく受信された値を利用して適切な位相回転、及び従って適切な複素ウエイトを決定する方法を示す。
【００６０】
本実施例では、ＣＤＭＡプロトコルを利用する加入者通信装置は、隣接する２つの電力制御グループ（ＰＣＧ）の信号を、ＰＣＧ双方に関連する電力が同一のレベルＰであるような方法で送信する。任意の多数のアンテナ素子が可能であるが、説明を簡単にするため、本実施例に関し、加入者通信装置は２つのアンテナ素子を有するものとする。第１ＰＣＧにおける第１アンテナ素子に対する第２アンテナ素子の位相回転は、ファイφ（Ｐｈｉ）である。第２ＰＣＧにおける第１アンテナ素子に対する第２アンテナ素子の位相回転は、ファイ＋デルタ（Ｐｈｉ＋Ｄｅｌｔａ）（φ＋δ）である。
【００６１】
第１及び第２ＰＣＧ間に導入される位相回転オフセット（「デルタ」と言及される）は、２つのアンテナ要素間の位相回転の方向を判別する手段を与え、その手段は基地局で受信される信号品質を改善する。その結果、複素ウエイトは次のようにして算出され得る：最も最新の期間に対する電力制御ビット値が、次に最新の期間に対する電力制御ビット値に符号するならば、送信信号の全電力は、２つのアンテナ素子間の位相回転を維持しながら（即ち、ファイを維持しながら）調整される；最も最新の期間に対する電力制御ビット値が、次の期間に対する電力制御ビット値と異なるならば、２素子の位相回転（即ち、ファイ）は、送信信号の全電力を維持しながら調整される。以下、本実施例を更に充分に説明する。
【００６２】
ステップ１１００では、２つのアンテナ素子の１つに関連する位相回転が初期化される。ステップ１１１０では、２つの隣接するＰＣＧに対して位相回転オフセット（デルタとしても言及される）が導入される。この導入された位相回転オフセットに基づいて、送信信号は加入者通信装置から基地局に送信される。そして、基地局は、受信した送信信号に基づいて電力制御信号を送信する。
【００６３】
条件ステップ１１２０では、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信された値が同一であるか否かについての判定がなされる。言い換えれば、電力制御ビットは、各期間に特有の値を有する。例えば、ＣＤＭＡ及びＷＣＤＭＡプロトコルについてのその期間は、それぞれ１．２５ｍｓ及び６６６μｓである。ステップ１１２０での判定は、最も最新の期間における電力制御ビット値と次に最新の期間における電力制御ビット値とを比較する。電力制御ビットに関する２つの値が符号するならば、プロセスはステップ１１３０に進む。２つの電力制御ビット値が異なるならば、プロセスはステップ１１４０に進む。
【００６４】
ステップ１１３０では、送信信号の全電力が、アンテナ素子に対する位相回転を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することで、送信信号の全電力を調整し、２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持する。そして、プロセスはステップ１１１０に進み、プロセスが反復されるようにする。
【００６５】
ステップ１１４０では、２つのアンテナ素子に対する位相回転が、送信信号の全電力を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することで、アンテナ素子に対する位相回転を調整し、送信信号の全電力を維持する。そして、プロセスはステップ１１１０に進み、プロセスが反復されるようにする。
【００６６】
このように、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信した値は、適切な位相回転、そして結果的には適切な複素ウエイトを決定するために使用される。本実施例によれば、送信信号の全電力は調整されるが、アンテナ素子各自の電力比率（割合）は調整されない。以下の図１２，１３に関連して説明される実施例は、送信信号の全電力、位相回転及びアンテナ素子の電力比率が調整されるような複素ウエイトを算出する。
【００６７】
図１２は、本発明の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。本実施例では、アンテナ素子の位相回転又は電力比率を調整する前に、素子閾値検出が考慮される。任意の複数のアンテナ素子数が可能であるが、再び説明を簡単にするため、本実施例では加入者通信装置は２つのアンテナ素子を有することを想定する。アンテナ素子の比率を検査することで、基地局は、電力制御信号の電力制御ビットを用いてフィードバックを与えることができる。
【００６８】
より具体的には、その閾値に基づいて、位相回転は、実質的に最適な位相回転値に収束するように調整され得る。実質的に最適な位相回転値を決定すると、それらのアンテナ素子に対する電力比率は、実質的に最適な電力比率の値に収束するまで算出され得る。このプロセスは、反復的であり、位相回転や電力比率のような任意のパラメータを変更するために任意の時点でインタラプト（中断）され得る。
【００６９】
ステップ１２００では、２つのアンテナ素子に対する電力比率が測定される。条件ステップ１２１０では、その電力比率が所定の閾値未満であるか否かの判定がなされる。電力比率が所定の閾値未満でなければ、プロセスはステップ１２４０に進む。電力比率が所定の閾値未満であれば、プロセスは、位相回転を調整するためにステップ１２２０に進む。
【００７０】
ステップ１２２０では、最大値を見出すために位相回転が変更される。条件ステップ１２３０では、位相回転が実質的に最適値であるか否かを判別するために位相回転が検査される。位相回転が実質的に最適値でないならば、プロセスはステップ１２２０に進み、実質的に最適な位相回転値を見出すためのプロセスが続く。位相回転が実質的に最適値であるならば、プロセスはステップ１２４０に進む。
【００７１】
ステップ１２４０では、電力比率が最大値を見出すように変更される。条件ステップ１２５０では、電力比率が実質的に最適値であるか否かを判定するために電力比率が検査される。電力比率が実質的に最適値でないならば、プロセスはステップ１２４０に進み、実質的に最適な電力比率の値を見出すプロセスが続く。電力比率が実質的に最適値であるならば、プロセスはステップ１２００に進み、プロセス全体が反復される。
【００７２】
要約すれば、先ずアンテナ素子に関する位相回転を調整し、次にアンテナ素子に関する電力比率を調整することで、複素ウエイトが算出され得る。このように、位相回転及び電力比率双方が、加入者通信装置から送信され基地局で受信される送信信号を実質的に最適化するように調整され得る。
【００７３】
図１３は、本発明の別の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。図１１と同様に、図１３は、適切な位相回転を判定するために、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信した値が利用される方法を記述する。しかしながら、図１３では、２つのアンテナ素子に関する電力比率は、第２のアンテナ素子に関する位相回転が調整された後に調整される。電力比率を調整するプロセスは、上述の図１１に関する位相回転を調整するものと同様である。
【００７４】
本実施例では、ＣＤＭＡプロトコルを用いる加入者通信装置は、電力制御グループ（ＰＣＧ）双方に関する電力が同一の電力Ｐであるように、２つの隣接する電力制御グループ（ＰＣＧ）の信号を送信する。複数の任意のアンテナ素子数が可能であるが、説明を簡単にするため、本実施例では加入者通信装置は２つのアンテナ素子を有することを想定する。
【００７５】
第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子間の第１ＰＣＧに関する電力比率は、ラムダ（Ｌａｍｂｄａ）λである。第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子間の第２ＰＣＧに関する電力比率は、ラムダ＋ゼータ（Ｌａｍｂｄａ＋Ｚｅｔａ）λ＋ζである。第１及び第２ＰＣＧ間に導入される電力比率オフセット（即ち、ゼータ）は、２つのアンテナ素子間の電力比率の変化する方向を決定する手段を与え、それは基地局で受信される信号品質を改善する。そして、複素ウエイトは次のようにして算出される：最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値が、次に最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値に符合するならば、送信信号の全電力は、２つのアンテナ素子の電力比率を維持しながら調整され；最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値が、次に最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値と異なるならば、電力比率ラムダが、送信信号の全電力を維持しながら調整される。以下、本実施例を更に充分に説明する。
【００７６】
ステップ１３００では、２つのアンテナ素子の一方に関連する位相回転及び電力比率が初期化される。ステップ１３１０では、２つの隣接するＰＣＧに位相回転オフセット（デルタとしても言及される）が導入される。この導入された位相オフセットに基づいて、送信信号は、加入者通信装置から基地局に送信される。そして、基地局は受信した送信信号に基づいて電力制御信号を送信する。
【００７７】
条件ステップ１３２０では、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信した値が同一であるか否かについての判定がなされる。電力制御ビットに関する２つの値が一致するならば、プロセスはステップ１３３０に進む。電力制御ビットに関する２つの値が異なるならば、プロセスはステップ１３４０に進む。
【００７８】
ステップ１３３０では、送信信号の全電力が、アンテナ素子の位相回転を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に演算することによって、送信信号の全電力を調整し、２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持する。このステップの際に、２つのアンテナ素子に関する電力比率も維持されることに留意を要する。そして、プロセスはステップ１３１０に進み、プロセスが反復されるようにする。
【００７９】
ステップ１３４０では、２つのアンテナ素子に対する位相回転が、送信信号の全電力を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することによって、アンテナ素子に対する位相回転を調整し、送信信号の全電力を維持する。このステップの際に、２つのアンテナ素子に対する電力比率も維持されることに留意を要する。そして、プロセスは条件ステップ１３４５に進む。
【００８０】
ステップ１３４５では、ステップ１３４０で生成され調整された位相回転が最適であるか否かについての判定がなされる。位相回転が実質的に最適なものより少ないならば、プロセスはステップ１３１０に進む。位相回転が実質的に最適であるならば、プロセスはステップ１３５０に進む。
【００８１】
ステップ１３５０では、電力比率オフセット（ゼータとしても言及される）が２つの隣接するＰＣＧに導入される。条件ステップ１３６０では、電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した値が一致するか否かについての判定がなされる。電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した値が一致するならば、プロセスはステップ１３８０に進む。電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した値が異なるならば、プロセスはステップ１３７０に進む。
【００８２】
ステップ１３７０では、送信信号の全電力を維持し、２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持しながら、アンテナ素子に対する電力比率が調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することによって、アンテナに対する電力比率を調整し、送信信号の全電力及び２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持する。そして、プロセスはステップ１３５０に進み、電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した２つの値が一致するまでステップ１３５０，１３６０が反復される。
【００８３】
ステップ１３８０では、送信信号の電力が、アンテナ素子に対する電力比率及び位相回転を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することによって、送信信号の全電力を調整し、アンテナ素子に対する電力比率及び位相回転を維持する。条件ステップ１３９０では、そのトラック（ｔｒａｃｋ）が失われたか否かについての判定がなされる。トラックが失われていなければ、プロセスはステップ１３５０に進み、アンテナ素子に関する電力比率及び送信信号の全電力を調整するステップがステップ１３５０乃至１３９０で反復される。
【００８４】
条件ステップ１３９０にて、トラックが失われるならば、プロセスはステップ１３１０に進み、位相回転及びその後の電力比率の最適化のプロセスがステップ１３１０乃至１３９０で反復される。
【００８５】
［むすび］
本発明の様々な実施例が上記に説明されたが、それらは限定的ではなく例としてのみ提示されたことが、理解されるべきである。従って、本発明の広さ及び範囲は、上述のいずれの実施例によっても制限されるべきでなく、特許請求の範囲及び均等物によってのみ規定されるべきである。
【００８６】
実施例に関する上記の説明は、当業者が本発明を生産又は使用することを可能にするように与えられる。本発明は、それらの実施例に特に関連して提示及び説明されたが、形式及び詳細における様々な変更が本発明の精神及び範囲から逸脱せずになされ得ることは、当業者に理解されるべきである。例えば、上述の実施例はしばしばＣＤＭＡプロトコルを用いる通信装置に言及していたが、他の種類のプロトコルも可能である。例えば、上述したものに類似する通信装置は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）又は周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）プロトコルと供に使用され得る。そのようなＴＤＭＡプロトコルは、例えば、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルを包含し得る。
【００８７】
通信装置の調整は複素ウエイトを利用するよう説明されたが、別の実施例では、他の種類の制御信号が通信装置を調整することができる。言い換えれば、そのような制御信号を介する通信装置の調整は、信号の大きさ及び位相を変化させることについての情報に限定される必要はない。例えば、制御信号は、各アンテナ素子に関連する信号の大きさ、位相、周波数及び／又はタイミングを変化させるための情報を搬送することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例による通信ネットワークのシステムブロック図を示す。
【図２】図１に示される加入者通信装置に関する送信機のシステムブロック図を示す。
【図３】既知のシステムによる基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図を示す。
【図４】本発明の実施例による、２つの送信アンテナを有する基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図を示す。
【図５】本発明の別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。
【図６】本発明の実施例による、ベクトル変調器のシステムブロック図の一例を示す。
【図７】本発明の別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。
【図８】本発明の更に別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。
【図９】一実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１０】別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１１】更に別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１２】本発明の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１３】本発明の別の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【０００１】
本発明は一般に通信に関連し、特に、通信システムにおける送信信号に加えられる品質指示信号を利用し、複数のアンテナ要素と共に受信端で使用されるシステム及び方法に関連する。その受信機は、空間フィルタリングとして知られる又はここではスマートアンテナとも言及される分離技術を利用することができる。
【背景技術】
【０００２】
複数の情報チャネルを有するブロードバンドネットワークは、チャネル間相互干渉、情報チャネル当たりの限定された帯域、サービス可能な最大ユーザ数を制限するセル間干渉その他の干渉のようなある種典型的な問題に委ねられる。無線通信チャネルの両端で、スマートアンテナ技術を利用すること（例えば、空間フィルタリングとして知られる分離技術のための複数のアンテナ要素を利用すること）は、スペクトル効率を増進し、所与の帯域でより多くのユーザが同時にサービス提供を受けることを可能にする。
【０００３】
パワーコントロール又は電力制御通知は、チャネル間干渉を最小化し、ネットワーク容量を増やす別の技術である。例えば、移動通信規格は、高速で連続的な電力制御通知を含み、移動通信装置が過大な又は過小な電力を送信しないことを保証する。より具体的には、通信装置から送信され基地局で受信された信号の強度に基づいて、基地局は、移動通信装置に、その通信装置が送信信号の全電力を増加させる又は減少させるべきかを示す電力制御信号を送信する。電力制御信号の各値に関する送信レートは、例えば、ｃｄｍａＯｎｅ（ＩＳ−９５）／ＣＤＭＡ２０００では１．２５ｍｓ、ＷＣＤＭＡでは０．６６ｍｓである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既存の電力制御通知の利用は、通信装置から送信される信号の全電力を調整することだけに制限されている。しかしながら、次世代通信装置は、空間フィルタリングとして知られる分離技術用に複数のアンテナ素子（ここでは「スマートアンテナ」としても言及される）を利用し得る。従って、スマートアンテナの恩恵と共に電力制御通知の恩恵を享受し得る改善されたシステム及び方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
通信は、アンテナ素子群を有する第１の通信装置に対して実行される。品質指示信号が第２の通信装置（例えば、基地局）から受信される。その品質指示信号に基づいて複素ウエイトが演算される。変調された送信前信号（ｐｒｅ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）は、その複素ウエイトに基づいて修正され、一群の修正された送信前信号を生成する。一群の修正済み送信前信号の各修正済み送信前信号は、アンテナ素子群の各アンテナ素子に固有に関連付けられる。一群の修正された送信前信号は、送信される信号を生成するためにアンテナ素子群から送信される。複素ウエイトは、送信される信号の全電力と、アンテナ素子群の各アンテナ素子に関連する位相回転及び電力比率の少なくとも１つとに関連付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
加入者通信装置から第２の通信装置（例えば、基地局）へ送信される送信信号は、フェージングやマルチパスに依存して、時間により又は伝搬する地理的状況により弱められる。言い換えれば、加入者通信装置から基地局へ送信された信号は、その送信信号が、異なる経路に沿って伝搬すること及び様々な位相を各々が有する信号の組合せとして基地局に到達することに起因して、破壊的な干渉を受ける。
【０００７】
従って、加入者通信装置にて送信信号の位相を制御することで、基地局で受信される信号の組合せが破壊的な干渉ではなく非破壊的に干渉し、又は破壊的な干渉の強度を軽減することが可能である。送信信号の位相は、加入者通信装置にて複数のアンテナ素子を用いることによって制御され得る。送信信号が制御されるレート又は速度がフェージングのレートを超えるならば、基地局は、実質的に最適化された電力で比較的一定の電力レートで送信信号を受信する。フェージングのレートは、ある既存の通信プロトコルでの電力制御信号のレートに比較して比較的遅いので（例えば、数Ｈｚから数百Ｈｚの間）、スマートアンテナを調整し、加入者通信装置から基地局への信号の送信を実質的に最適化するように、電力制御通知が使用され得る。
【０００８】
加入者通信装置の調整又はチューニングは、複素重み又は複素ウエイトを用いることで行なわれる。一群のアンテナ素子からの各アンテナ素子に関連付けられる信号は、その複素ウエイトに基づいて調整され得る。「複素ウエイト（ｃｏｍｐｌｅｘ ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）」なる語は、信号の大きさと位相とを規定するために変化する、信号の実数及び虚数成分に関連するものである。これらの信号各々は別々に調整され得るので、各信号は、送信前信号の低相関形式（ｌｏｗ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｖｅｒｓｉｏｎ）であり、送信信号はその送信前信号に準拠する。言い換えれば、各アンテナ素子に関連する信号は、複素ウエイトに基づいて互いに別々に調整され、これらの信号が送信前信号の低相関形式であるようにすることができる。複素ウエイトは、送信される信号の全電力と、各アンテナ素子に関連する位相回転及び／又は電力比率とを調整するために算出される。
【０００９】
「品質指示信号」なる語は、複数のアンテナ素子で信号を送信する通信ソースと、その信号を受信する通信装置との間の通信リンクの品質についての情報を有する信号を意味するようにここでは使用される。例えば、品質指示信号は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルに準拠する電力制御信号であり得る。そのようなＣＤＭＡプロトコルは、例えば、ＣＤＭＡ−ＩＳ−９５Ａ／Ｂ、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ／ＲＴＴ、ＣＤＭＡ２０００ ３Ｘ、ＣＤＭＡ ＥＶ−ＤＯ、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）、第３世代（３Ｇ）ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）及び第４世代（４Ｇ）ＵＭＴＳであり得る。つまり、ここに説明される実施例は、しばしばそのような電力制御信号に関連しているが、任意の種類の通信プロトコルに準拠する任意の種類の品質指示信号に適切であり得る。
【００１０】
加えて、ここに説明される実施例は、複数のアンテナ素子を有する加入者通信装置に品質指示信号を送信する基地局に関連しているが、別の実施例も可能である。例えば、別の実施例では、品質指示信号が、加入者通信装置から、複数のアンテナ素子を有する基地局に送信され得る。或いは、品質指示信号は、ある通信装置から、複数のアンテナ素子を有する別の通信装置に送信され得る。
【００１１】
図１は、本発明の実施例による無線通信ネットワークのシステムブロック図である。図１に示されるように、ネットワーク１００は、アンテナ１１１を有する基地局１１０に接続される。加入者通信装置１２０は、例えば、無線通信リンク１３０により基地局１１０に接続される。加入者通信装置１２０は、ベースバンドサブシステム１２１、品質指示信号修正部１２２、無線サブシステム１２３、受信アンテナ１２４、送信アンテナ群又はアレイ１２５、音声／データ／表示／キーボード等を取り扱うアプリケーションサブシステム１２６を包含する。ベースバンドサブシステム１２１は、２つの主要な部分を有し、それらは：変調器１４０と復調器１２９である。無線サブシステム１２３は、２つの主要部分を有し、それらは：受信機１２７とマルチチャネル送信機１２８である。
【００１２】
ベースバンドサブシステム１２１、品質指示信号修正部１２２、マルチチャネル送信部１２８、及び送信アンテナ群１２５は、加入者通信装置１２０の送信機の一部である。
【００１３】
ベースバンドサブシステム１２１は無線通信システムの一部であり、そのシステムは、変調された受信信号１４１を受信し、それを復調して復調された受信信号１４２を生成し、無線リンク１３０の他方側から送信された品質インジケータ又は品質指標を抽出する。復調された受信信号１４２は、アプリケーションサブシステム１２６に与えられる。抽出された品質インジケータは、品質指示信号１４３により品質指示信号修正部１２２に与えられる。品質指示信号修正部１２２は、送信前信号１４５を修正し、無線リンク１３０の他方側（例えば、基地局１１０）が、加入者通信装置１２０から送信される全電力レベルを増加する必要性なしに、改善された受信品質を得るようにする。送信アンテナのアレイ１２５内の各アンテナ素子に給電する様々な電力増幅のウエイトを調整することで、以下に更に説明されるように、無線リンク１３０の他方端で（例えば、基地局１１０において）良好なマルチパス挙動が達成される。別に、アプリケーションサブシステム１２６は、例えば、データ及び／又は音声情報のような送信のための情報を受信する。アプリケーションサブシステム１２６は、非変調送信信号１４４をベースバンドサブシステム１２１の変調器１４０に送信する。変調器１４０は、送信前信号１４５を生成するために非変調送信信号１４４を変調し、その送信前信号は品質指示信号修正部１２２に与えられる。品質指示信号修正部は、品質指示信号１４３に基づいて複素ウエイトを算出し、送信前信号を修正して複数の修正された送信前信号１４６を生成する。修正された送信前信号各々は、送信アンテナのアレイ１４５からのアンテナ素子に固有に関連付けられる。修正された送信前信号１４６は、マルチチャネル送信機１２８に送信され、その送信機は修正された送信前信号１４６を送信アンテナのアレイ１２５に転送する。送信アンテナのアレイ１２５は、修正された送信前信号１４６に基づいて、効果的に組み合わせられた送信信号を送信する。
【００１４】
図２は、図１に示される加入者通信装置用の送信機のシステムブロック図を示す。送信システム２００は、ベースバンドサブシステム２１０、品質指示信号修正部２２０、無線サブシステム２３０、電力増幅器２４１，２４２，２４３，２４４、及びアンテナ要素２５１，２５２，２５３，２５４を含む。ベースバンドサブシステム２１０、品質指示信号修正部２２０、無線サブシステム２３０、及びアンテナ要素２５１，２５２，２５３，２５４は、図１に示されるベースバンドサブシステム１２１、品質指示信号修正部１２２、無線サブシステム１２３及び送信アンテナ群１２５に対応する。
【００１５】
加入者通信装置は、４つのアンテナ要素２５１乃至２５４及び４つの対応する電力増幅器２４１乃至２４４を有するものとして図２に示されているが、２以上の任意のアンテナ素子数（及び対応する電力増幅器数）が可能であることに留意を要する。従って、加入者通信装置は、ここでは４つのアンテナ素子を有するものとして説明されているが、２以上の任意の素子数を有し得ることが理解されるべきである。
【００１６】
ベースバンドサブシステム２１０は品質指示信号修正部２２０に接続され、送信前信号２６０及び品質指示信号２７０を送信する。品質指示信号修正部２２０は、ベクトル変調器２２１及び制御論理部２２２を含む。品質指示信号修正部２２０は、無線サブシステム２３０及び電力増幅部２４１乃至２４４に接続される。より具体的には、品質指示信号修正部２２０は、修正された送信前信号を無線サブシステム２３０に与える。品質指示信号修正部２２０の制御論理部２２２は、以下に更に説明されるように、ベクトル変調器２２１及び電力増幅器２４１乃至２４４に複素重みを与える。
【００１７】
無線サブシステム２３０は、品質指示信号修正部２２０から修正制された送信前信号を受信する。修正された送信前信号は、例えばベースバンド信号、ＩＦ信号又はＲＦ信号の何れかであり得る。無線サブシステム２３０は、受信した送信前信号を無線周波数（ＲＦ）信号に変換し、そのＲＦ信号は電力増幅器２４１乃至２４４に与えられる。
【００１８】
電力増幅器２４１乃至２４４の各々は、修正されたＲＦ送信前信号を受信し、それらの信号を送信用に増幅する。電力増幅器２４１乃至２４４は、アンテナ素子２５１乃至２５４にそれぞれ接続される。電力増幅器２４１乃至２４４は、増幅された信号をアンテナ素子２５１乃至２５４に与え、それらの各々は、送信される信号を生成するために各自のＲＦ修正済み送信前信号を送信する。言い換えれば、各アンテナ素子２５１乃至２５４は、総てが送信信号を形成する各々の信号成分を送信する。
【００１９】
図３は、既知のシステムによる基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図を示す。これは、どのようにして、従来のＣＤＭＡ基地局システムが、加入者通信装置の送信電力を調整するために電力制御信号を使用するかを理解するのに役立つ。
【００２０】
図３では、基地局３００は受信機（Ｒｘ）３１０及び送信機（Ｔｘ）３２０を含む。受信機３１０は、復調器３１２、信号雑音比（ＳＮＲ）又はＲＳＳＩ（ＲＦ信号強度インジケータ）推定器３１３、及び電力制御ビット生成器３１４を包含する。受信機３１０はアンテナ３１１に接続される。送信機３２０は、変調器３２１、マルチプレクサ３２２及び電力増幅器（ＰＡ）３２３を包含する。送信機３２０はアンテナ３２４に接続される。
【００２１】
加入者通信装置３５０は、受信機３６０，送信機３７０、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０、及びアンテナ３９０を含む。デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は、セルラサービスとパーソナルコミュニケーションサービス（ＰＣＳ）のような異なる帯域を分離するフィルタ、及び／又は受信／送信の分離部より成り；典型的には、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は、１つのアンテナに接続される１つのポート、及び同時に又は交互に動作する様々な無線回路に接続される別のポートを有する。受信機３６０は復調器３６１を含む。送信機３７０は、変調器３７１、電力制御論理部３７２、電力増幅器（ＰＡ）３７３、及び無線サブシステム３７４を含む。
【００２２】
基地局受信機３１０におけるアンテナ３１１は復調器３１２に接続され、その復調器はＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器３１３に接続される。ＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器３１３は電力制御ビット生成器３１４に接続され、電力ビット生成器はマルチプレクサ３２２に接続される。また、マルチプレクサは、変調器３２１及び電力増幅器３２３に接続され、アンテナ３２４にも接続される。
【００２３】
加入者通信装置３５０の受信機３６０におけるアンテナ３９０は、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０に接続される。デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は、アンテナ３９０から受信した信号を受信機３６０に中継し、且つ送信機３７０から送信される信号をアンテナ３９０に中継する。より具体的には、デュプレクサ／ダイプレクサ３８０は復調器３６１に接続され、その復調器は電力制御論理部３７２に接続される。
【００２４】
送信機３７０を参照するに、変調器３７１は送信用の送信前信号を受信し、それを無線サブシステム３７４に与える。無線サブシステム３７４は、送信前信号をＲＦ信号に変換し、それを電力増幅器３７３に伝送する。電力増幅器３７３は、電力制御情報を与える電力制御論理部３７２にも接続される。より具体的には、受信された信号は、例えば、１以上の電力制御ビットを有する電力制御信号のような品質指示信号を含む。これらの電力制御ビットは、加入者通信装置が送信信号の全電力を修正すべき方法を示す。その電力制御指示は、無線通信リンクの他方側（例えば、基地局３００）にて当初生成され、もたらす干渉が少なくなるように、改善された信号品質を得るために加入者通信装置に返送される。これらの電力制御ビットは電力増幅器３７３に与えられ、電力増幅器は、電力制御ビットに基づいて送信される信号に対する全電力を調整する。電力増幅器３７３は、増幅された送信前信号を送信用にアンテナ素子３９０に伝送するデュプレクサ／ダイプレクサ３８０に接続される。
【００２５】
既存の加入者通信装置３５０では、電力制御論理部３７２は、受信した電力制御ビットに基づく情報を電力増幅器３７３に与えることに留意を要する。送信信号に対する唯一の調整は、電力増幅器出力レベルに対する調整である。
【００２６】
図４は、本発明の実施例による基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図である。基地局４００は受信機（Ｒｘ）４１０及び送信機（Ｔｘ）４２０を包含する。受信機４１０は、復調器４１２、ＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器４１３、及び電力制御ビット生成器４１４を含む。送信機４２０は、マルチプレクサ４２２、電力増幅器（ＰＡ）４２３、及びアンテナ４２４を含む。
【００２７】
加入者通信装置４５０は、受信機４６０、送信機（Ｔｘ）４７０、デュプレクサ／ダイプレクサ４８０及びアンテナ４９０，４９５を含む。デュプレクサ／ダイプレクサ４８０は、例えば２つ一組の装置であり、各々がデュプレクサ／ダイプレクサより成る。受信機４６０は復調器４６１を包含する。送信機４７０は、ベクトル変調器４７１及び電力制御論理部４７２を含む品質指示信号修正部４７５を包含する。また、送信機４７０は、無線サブシステム４７６，４７７及び電力増幅器４７３，４７４を含む。
【００２８】
基地局受信機４１０におけるアンテナ４１１は復調器４１２に接続され、その復調器はＳＮＲ推定器４１３に接続される。ＳＮＲ又はＲＳＳＩ推定器４１３は電力制御ビット生成器４１４に接続され、その電力ビット生成器はマルチプレクサ４２２に接続される。また、マルチプレクサ４２２は、変調器４２１及び電力増幅器４２３に接続され、アンテナ４２４にも接続される。
【００２９】
加入者通信装置４５０はアンテナ４９０，４５０を含み、そのアンテナは受信及び送信の双方に使用され、且つデュアルデュプレクサ／ダイプレクサ４８０に接続される。この例に関し、受信機は２つのアンテナ４９０，４５０の１つのみを使用することもそれらの組合せを使用することも可能であることに留意を要する。受信機４６０は復調器４６１を含み、その復調器は品質指示信号修正部４７５の制御論理部４７２に接続される。制御論理部４７２は、品質指示信号修正部４７５のベクトル変調器４７１に接続される。ベクトル変調器４７１は無線サブシステム４７６，４７７に接続され、これら無線サブシステムは電力増幅器４７３，４７４にそれぞれ接続される。また、電力増幅器４７３，４７４は制御論理部４７２にも接続される。加えて、電力増幅器４７３，４７４は、デュアルデュプレクサ／ダイプレクサ４８０を通じてアンテナ素子４９０，４９５に接続される。
【００３０】
復調部４６１は、デュアルデュプレクサ／ダイプレクサ４８０を通じてアンテナ４９０からの信号を受信し、品質指示信号を生成する。この品質指示信号は、例えば、１以上の電力制御ビットを有する電力制御信号であり得る。復調器４６１は、図示の簡明化のため図４に示されていない別の機能を実行し及び別の信号を生成し得ることに留意を要する。制御論理部４７２は、複素ウエイト値を生成し、それらの複素ウエイト値をベクトル変調器４７１及び電力増幅器４７３，４７４に伝送する。電力増幅器４７３はアンテナ素子４９０に関連付けられ、電力増幅器４７４はアンテナ素子４９５に関連付けられる。
【００３１】
制御論理部４７２は、図３に示される既存の加入者通信装置の電力制御論理部３７２とは異なることに留意を要する。電力制御論理部３７２は、単に電力増幅器３７３に電力制御情報を与えるに過ぎないが、図４に示される制御論理部４７２は複素ウエイトをベクトル変調器４７１及び一群の電力増幅器４７３，４７４双方に与える。このことは、送信信号の全電力が、受信された制御ビットに基づいて調整されることを可能にするだけでなく、加えて、各アンテナ素子４９０，４９５に関連する位相回転及び／又は電力比率が、受信された電力制御情報に基づいて調整されることを可能にする。従って、このことは、送信される信号が基地局４００による受信に関して最適化されることを可能にする。この最適化された信号が基地局４００で受信されると、基地局４００は、加入者通信装置４５０に、加入者通信装置４５０がその送信信号の全電力を調整すべきことを示す電力制御信号を送信することができる。従って、送信される信号を最適化することで、送信信号の全電力が、図３に説明したような単一アンテナを備えた通信装置の場合に比較して削減され得る。有利なことに、そのような最適化は、例えば、加入者通信装置４５０のバッテリ寿命を増進すること、通信ネットワークのセルラシステム容量を増進すること、及び加入者通信装置４５０のユーザに対する放射ハザードを減らすことを可能にする。
【００３２】
制御論理部４７２により与えられる複素ウエイトは、送信信号の全電力、及び各アンテナ素子４９０，４９５に関連する位相回転及び電力比率の一方又は双方に準拠することが可能である。
【００３３】
図５は、本発明の別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。品質指示信号修正部５００は、制御論理部５０２、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器５０４、ベクトル変調器５０６、ディジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換器５０８乃至５０９を含む。Ｄ／Ａ変換器５０８は無線サブシステム５１０に接続され、Ｄ／Ａ変換器５０９は無線サブシステム５１２に接続される。
【００３４】
Ｄ／Ａ変換器及び無線サブシステムは、アンテナ要素の数に対応する数だけ反復されることに留意を要する。言い換えれば、加入者通信装置がＮ個のアンテナ素子を有するならば、加入者通信装置はＮ個のＤ／Ａ変換器及び無線サブシステムを有する。従って、図５に示されるように、Ｄ／Ａ変換器５０８及び無線サブシステム５１０は、一群のアンテナ素子（図５には図示せず）からの１つのアンテナ素子に関連付けられる。Ｄ／Ａ変換器５０９及び無線サブシステム５１２は、一群のアンテナ素子からの別のアンテナ素子に関連付けられる。一群のアンテナ素子からの残りのアンテナ素子の各々もＤ／Ａ変換器及び無線サブシステムに固有に関連付けられる。
【００３５】
品質指示信号修正部５００は、ＩＦ送信前信号及び電力制御信号を受信する。ＩＦ送信前信号はＡ／Ｄ変換器５０４により受信され、そのＡ／Ｄ変換器はアナログの送信前信号をディジタル形式に変換する。Ａ／Ｄ変換器５０４はディジタルの送信前信号をベクトル変調器５０６に伝送する。電力制御信号は、複素ウエイト値を決定する制御論理部５０２により受信される。
【００３６】
複素ウエイトは、各アンテナ素子に関連する直交信号成分及び同相信号成分に関連する適切なウエイト値を決定することによって算出される。例えば、位相回転が調整される場合には、同相信号成分に対するウエイト値は、直交信号成分に対するウエイト値とは異なるであろう。電力比率が調整される場合には、同相信号成分に対するウエイト値及び直交信号成分に対するウエイト値は、所与の並列のアンテナ素子について同時に増やす又は減らす。そして、送信信号の全電力が調整される場合には、同相信号成分に対するウエイト値及び直交信号成分に対するウエイト値は、総ての並列のアンテナ素子について同時に増やす又は減らす。
【００３７】
制御論理部５０２は、複素ウエイト値をベクトル変調器５０６に与える。ベクトル変調器５０６は、Ａ／Ｄ変換器５０４からのディジタル送信前信号と、制御論理部５０２からの複素ウエイト値とを受信する。ベクトル変調器５０６は、送信前信号を、アンテナ素子数に対応する複数の送信前信号に分割する。ベクトル変調器５０６は、複素ウエイトを複数の送信前信号に適用し、アンテナ素子に固有に対応する送信前信号の各々が、複素ウエイト値に基づいて送信前信号各自を修正するようにする。修正された送信前信号は、Ｄ／Ａ変換器５０８乃至５０９に与えられ、そのＤ／Ａ変換器は送信前信号をディジタル形式からアナログ形式に変換する。これらの送信前信号は、無線サブシステム５１０乃至５１２に与えられ、その無線サブシステムは送信前信号のＩＦ形式をＲＦ形式に変換する。これらの信号は、電力増幅器及び各自のアンテナ素子（図５には図示せず）に伝送される。
【００３８】
図６は、図５に示されるベクトル変調器のシステムブロック図を示す。ベクトル変調器５０６は、フィルタ６１０、同相信号調整部６２０乃至６４０、直交信号調整部６４０乃至６５０、及び合成部又はコンバイナ６６０乃至６７０を含む。
【００３９】
同相信号調整部６２０，直交信号調整部６４０及び合成部６６０は、アンテナ素子群（図６には図示せず）からのあるアンテナ素子に総て固有に関連付けられる。この一群の要素は、加入者通信装置に対する残余のアンテナ素子数に対応して、ベクトル変調器内で反復される。図６に示されるように、同相信号調整部６３０、直交信号調整部６５０及び合成部６７０は、加入者通信装置の別のアンテナ要素用に示されている。
【００４０】
フィルタ６１０は、Ａ／Ｄ変換器５０４からディジタル送信前信号を受信する。フィルタ６１０は、受信した送信前信号を同相及び直交成分に分離する。送信前信号の同相成分は、同相信号調整部６２０乃至６３０に与えられる。送信前信号の直交成分は、直交信号調整部６４０乃至６５０に与えられる。同相信号調整部６２０乃至６３０及び直交信号調整部６４０乃至６５０は、制御論理部５０２からの複素ウエイト値を受信する。同相信号調整部６２０乃至６３０及び直交信号調整部６４０乃至６５０は、複素ウエイトを送信前信号成分に適用し、修正された送信前信号を生成する。同相信号調整部６２０乃至６３０及び直交信号調整部６４０乃至６５０は、修正された送信前信号を合成部６６０，６７０にそれぞれ与える。合成部６６０，６７０は、各自修正された送信前信号を加算し、加算された信号をＤ／Ａ変換器５０８，５０９にそれぞれ伝送する。
【００４１】
図７は、本発明の別の実施例による加入者通信装置用の送信機の一部を示す。図７に示される送信機の部分は、品質指示信号修正部７００へ向かうアナログベースバンド信号（図７では、「ベースバンドＩチャネルデータ信号（Ｉｎ）」及び「ベースバンドＱチャネルデータ信号（Ｉｎ）」として示される）を受信する。
【００４２】
品質指示信号修正部７００は、Ａ／Ｄ変換器７１０，７１５、フィルタ７２０，７２５、ベクトル変調器７３０、制御論理部７４０、合成部７５０，７５５及びＤ／Ａ変換器７６０，７６５を含む。品質指示信号修正部７００のＤ／Ａ変換器７６０，７６５は、無線サブシステム７７０，７８０にそれぞれ接続される。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換器７１０はベースバンドの同相信号を受信する。Ａ／Ｄ変換器７１５はベースバンドの直交送信前信号を受信する。Ａ／Ｄ変換器７１０，７１５はフィルタ７２０，７２５にそれぞれ接続され、フィルタはベクトル変調器７３０に接続される。制御論理部７４０は、電力制御信号を受信し、複素ウエイト値を変調器７３０に伝送する。ベクトル変調器７３０は合成部７５０乃至７５５に接続される。
【００４４】
合成部７５５、Ｄ／Ａ変換器７６０及び無線サブシステムは、加入者通信装置のアンテナ群（図７では図示せず）からの所与のアンテナ素子に固有に対応する。また、この素子群は、加入者装置のアンテナ素子数に対応して設けられる。その結果、合成部７５５、Ｄ／Ａ変換器７６５及び無線サブシステム７８０もアンテナ素子群からの別のアンテナ素子に対応するよう描かれている。任意の更なる素子群が、アンテナ素子数に対応して設けられ得る。
【００４５】
図８は、本発明の更なる実施例による加入者通信装置の送信部を示す。より具体的には、図８は、ベースバンドディジタル信号を受信する品質指示信号修正部を示す。
【００４６】
品質指示信号修正部８００は、ベクトル変調器８１０、制御論理部８０２、Ｄ／Ａ変換部８３０，８３５，８４０，８４５及び合成部８５０，８６０を含む。品質指示信号修正部８００の合成部８５０，８６０は、無線サブシステム８７０，８８０にそれぞれ接続される。
【００４７】
制御論理部８２０は、電力制御信号を受信し、ベクトル変調器８１０に与えられる複素ウエイトを生成する。また、ベクトル変調器８１０は、ディジタルのベースバンド同相送信前信号とディジタルのベースバンド直交送信前信号を受信する。ベクトル変調器８１０は、同相及び直交送信前信号成分を、加入者通信装置のアンテナ素子数に対応する複数の信号に分割する。複素ウエイト値は、修正された送信前信号を生成するために、加入者通信装置のアンテナ素子群からの各アンテナ素子に関連する同相及び直交送信前信号に適用される。これら修正された送信前信号はＤ／Ａ変換器８３０乃至８４５に与えられ、そのＤ／Ａ変換器はディジタル形式の修正済み送信前信号をアナログ形式に変換し、それらの送信前信号を合成部８５０，８６０にそれぞれ伝送する。合成部８５０は、Ｄ／Ａ変換器８３０及び８３５からの修正済み送信前信号の同相及び直交成分をそれぞれ受信する。合成部８５０は、これら２つの信号を加算し、その加算された信号を無線サブシステム８７０に伝送する。同様に、合成部８６０は、Ｄ／Ａ変換器８４０及び８５０からの修正済み送信前信号のアナログの同相及び直交信号成分をそれぞれ受信し、その信号を加算する。合成部８６０は、これら２つの信号を加算し、その加算された信号を無線サブシステム８８０に伝送する。
【００４８】
図９は、一実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。図９は、簡単のため図１，５，６に関連して説明されるが、図９に関して説明される方法は加入者通信装置の任意の形態に使用され得る。加えて、品質指示信号は、信号品質に関する情報を加入者通信装置に与える任意の適切な形式の信号であり得るが、説明の便宜上、品質指示信号はＣＤＭＡプロトコルに準拠する電力制御信号であるものとする。
【００４９】
ステップ９００では、電力指示信号が、無線接続１３０を通じて基地局１１０から加入者通信装置１２０に送信される。ステップ９１０では、電力制御信号が、ベースバンドサブシステム１２１から品質指示信号修正部１２２（図５では品質指示信号修正部５００としても示される）に送信される。ＣＤＭＡプロトコルに準拠する電力制御信号は、任意の所与の時間について：「上昇（ｕｐ）」値又は「下降（ｄｏｗｎ）」値の２つの可能な値の１つを示す。「上昇」値は、基地局から加入者通信装置への、その加入者通信装置が送信信号の全電力を増やすべきことの指示を表現する。「下降」値は、基地局から加入者通信装置への、その加入者通信装置が送信信号の全電力を減らすべきことの指示を表現する。電力制御信号の特定の値は、２進形式で上昇又は下降を表現する電力制御ビットを含むように関連付けられる。
【００５０】
ステップ９２０では、本プロセスは、電力制御信号が定常状態に達するまで維持される。電力制御信号は、複数の方法で定常状態に達し得る。例えば、上昇−下降−上昇又は下降−上昇−下降の電力制御信号の一連のシーケンスである。電力制御信号が定常状態に達すると、本プロセスはステップ９３０に進む。
【００５１】
ステップ９３０では、あるアンテナ素子に関連する位相回転が調整される。図５，６を参照するに、制御論理部５０２は、あるアンテナ素子に関する位相回転が変更されるように新たな複素ウエイトを算出する。この複素ウエイトは、そのアンテナ素子についての信号調整部（例えば、信号調整部６２０，６４０又は信号調整部６３０，６５０）に与えられる。複素ウエイトを受信すると、これらの信号調整部は位相回転を調整し、そのアンテナ素子から送信される信号成分を調整し、その結果、送信信号の全電力を修正する。
【００５２】
条件ステップ９４０では、制御論理部５０２は、以後の期間に対する電力制御信号が、例えば下降値で表現されるような、減少を示すか否かを判別する。電力制御信号が減少を示すならば、そのアンテナ素子に対する位相回転の調整は、送信された信号を一層適切に受信する基地局をもたらす。言い換えれば、基地局は、増加した全電力で送信信号を受信したので、その基地局は以後の電力制御信号で下降の指示を送信する。加入者通信装置は、そのアンテナ素子に対する位相回転を最適化する試みを継続し、それと同時に送信信号の全電力を減らすることができる。加入者通信装置は一層最適な方法で基地局と通信を行っているので、送信される信号の全電力は減らすことが可能である。
【００５３】
条件ステップ９４０にて、電力制御信号が、送信信号の全電力について減少を指示しないならば（例えば、電力制御信号が上昇値を示すならば）、その位相回転調整は効果的ではなく、プロセスはステップ９５０に進む。ステップ９５０では、論理制御部５０２は、そのアンテナ素子に関する位相回転を反対方向に変更する。そして、プロセスはステップ９２０に進み、ステップ９２０乃至９４０が、反対方向の位相回転に基づいて反復される。
【００５４】
条件ステップ９４０にて、電力制御信号が送信信号の全電力について減少を指示するならば（例えば、電力制御信号が下降値を示すならば）、位相回転調整は効果的であり、プロセスはステップ９６０に進む。ステップ９６０では、電力制御信号が定常状態に達するまで維持される。ステップ９７０では、論理制御部５０２は、アンテナ素子に関連する位相回転を同一方向に変化させる。そして、プロセスはステップ９２０に進み、同一方向の位相回転に基づいてステップ９２０乃至９４０が反復される。
【００５５】
図１０は、別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。ステップ１００にて、本プロセスは、電力制御信号が定常状態に達するまで維持される。電力制御信号が定常状態に達すると、プロセスはステップ１０１０に進む。ステップ１０１０では、あるアンテナ素子に関連する位相回転が、制御論理部５０２により算出された新たな複素ウエイトに基づいて調整される。
【００５６】
条件ステップ１０２０では、制御論理部５０２は、以後の期間に対する電力制御信号が、例えば下降値で表現されるように、送信電力の全電力について減少を示すか否かを判別する。電力制御信号が減少を示すならば、そのアンテナ素子に対する位相回転の調整は、一層適切に送信信号を受信する基地局をもたらす。従って、位相回転に選択された方向は適切であり、同一方向の位相回転の更なる調整は、更に最適な送信信号となるであろう。
【００５７】
条件ステップ１０２０にて、電力制御信号が、送信信号の全電力について減少を指示しないならば（例えば、電力制御信号が上昇値を示すならば）、その位相回転調整は効果的ではなく、プロセスはステップ１０３０に進む。ステップ１０３０では、論理制御部５０２は、アンテナ素子に関する位相回転を反対方向に変更する。そして、プロセスはステップ１０００に進み、反対方向の位相回転に基づいてステップ１０００乃至１０２０が反復される。
【００５８】
ステップ１０４０では、論理制御部５０２は、アンテナ素子に関連する位相回転を同一方向に変更する。条件ステップ１０５０では、制御論理部５０２は、以後の期間についての電力制御信号が、例えば下降値で表現されるような減少を示すか否かを判別する。電力制御信号が減少を示すならば、位相回転に対する調整は良好であり、再びプロセスは１０４０に進む。ステップ１０４０，１０５０は、制御論理部５０２が、以後の期間について電力制御信号が送信信号の全電力について増加を示すものと判定するまで反復される。この時点にて、ステップ１０４０の際の位相回転の平均をとることで、最適な位相回転を求めることが可能であり、プロセスはステップ１０６０に進む。ステップ１０６０では、アンテナ素子に対する位相回転は、以前の最適な位相回転値に戻される。そして、プロセスはステップ１０００に進み、別のアンテナ素子についてプロセスが反復される。このようにして、本プロセスは、多数のアンテナ素子についての全体的な最適値を得るために、各アンテナ素子について反復され得る。
【００５９】
図１１は、更に別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。図１１は、電力制御ビットに関して２つの最も新しく受信された値を利用して適切な位相回転、及び従って適切な複素ウエイトを決定する方法を示す。
【００６０】
本実施例では、ＣＤＭＡプロトコルを利用する加入者通信装置は、隣接する２つの電力制御グループ（ＰＣＧ）の信号を、ＰＣＧ双方に関連する電力が同一のレベルＰであるような方法で送信する。任意の多数のアンテナ素子が可能であるが、説明を簡単にするため、本実施例に関し、加入者通信装置は２つのアンテナ素子を有するものとする。第１ＰＣＧにおける第１アンテナ素子に対する第２アンテナ素子の位相回転は、ファイφ（Ｐｈｉ）である。第２ＰＣＧにおける第１アンテナ素子に対する第２アンテナ素子の位相回転は、ファイ＋デルタ（Ｐｈｉ＋Ｄｅｌｔａ）（φ＋δ）である。
【００６１】
第１及び第２ＰＣＧ間に導入される位相回転オフセット（「デルタ」と言及される）は、２つのアンテナ要素間の位相回転の方向を判別する手段を与え、その手段は基地局で受信される信号品質を改善する。その結果、複素ウエイトは次のようにして算出され得る：最も最新の期間に対する電力制御ビット値が、次に最新の期間に対する電力制御ビット値に符号するならば、送信信号の全電力は、２つのアンテナ素子間の位相回転を維持しながら（即ち、ファイを維持しながら）調整される；最も最新の期間に対する電力制御ビット値が、次の期間に対する電力制御ビット値と異なるならば、２素子の位相回転（即ち、ファイ）は、送信信号の全電力を維持しながら調整される。以下、本実施例を更に充分に説明する。
【００６２】
ステップ１１００では、２つのアンテナ素子の１つに関連する位相回転が初期化される。ステップ１１１０では、２つの隣接するＰＣＧに対して位相回転オフセット（デルタとしても言及される）が導入される。この導入された位相回転オフセットに基づいて、送信信号は加入者通信装置から基地局に送信される。そして、基地局は、受信した送信信号に基づいて電力制御信号を送信する。
【００６３】
条件ステップ１１２０では、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信された値が同一であるか否かについての判定がなされる。言い換えれば、電力制御ビットは、各期間に特有の値を有する。例えば、ＣＤＭＡ及びＷＣＤＭＡプロトコルについてのその期間は、それぞれ１．２５ｍｓ及び６６６μｓである。ステップ１１２０での判定は、最も最新の期間における電力制御ビット値と次に最新の期間における電力制御ビット値とを比較する。電力制御ビットに関する２つの値が符号するならば、プロセスはステップ１１３０に進む。２つの電力制御ビット値が異なるならば、プロセスはステップ１１４０に進む。
【００６４】
ステップ１１３０では、送信信号の全電力が、アンテナ素子に対する位相回転を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することで、送信信号の全電力を調整し、２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持する。そして、プロセスはステップ１１１０に進み、プロセスが反復されるようにする。
【００６５】
ステップ１１４０では、２つのアンテナ素子に対する位相回転が、送信信号の全電力を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することで、アンテナ素子に対する位相回転を調整し、送信信号の全電力を維持する。そして、プロセスはステップ１１１０に進み、プロセスが反復されるようにする。
【００６６】
このように、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信した値は、適切な位相回転、そして結果的には適切な複素ウエイトを決定するために使用される。本実施例によれば、送信信号の全電力は調整されるが、アンテナ素子各自の電力比率（割合）は調整されない。以下の図１２，１３に関連して説明される実施例は、送信信号の全電力、位相回転及びアンテナ素子の電力比率が調整されるような複素ウエイトを算出する。
【００６７】
図１２は、本発明の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。本実施例では、アンテナ素子の位相回転又は電力比率を調整する前に、素子閾値検出が考慮される。任意の複数のアンテナ素子数が可能であるが、再び説明を簡単にするため、本実施例では加入者通信装置は２つのアンテナ素子を有することを想定する。アンテナ素子の比率を検査することで、基地局は、電力制御信号の電力制御ビットを用いてフィードバックを与えることができる。
【００６８】
より具体的には、その閾値に基づいて、位相回転は、実質的に最適な位相回転値に収束するように調整され得る。実質的に最適な位相回転値を決定すると、それらのアンテナ素子に対する電力比率は、実質的に最適な電力比率の値に収束するまで算出され得る。このプロセスは、反復的であり、位相回転や電力比率のような任意のパラメータを変更するために任意の時点でインタラプト（中断）され得る。
【００６９】
ステップ１２００では、２つのアンテナ素子に対する電力比率が測定される。条件ステップ１２１０では、その電力比率が所定の閾値未満であるか否かの判定がなされる。電力比率が所定の閾値未満でなければ、プロセスはステップ１２４０に進む。電力比率が所定の閾値未満であれば、プロセスは、位相回転を調整するためにステップ１２２０に進む。
【００７０】
ステップ１２２０では、最大値を見出すために位相回転が変更される。条件ステップ１２３０では、位相回転が実質的に最適値であるか否かを判別するために位相回転が検査される。位相回転が実質的に最適値でないならば、プロセスはステップ１２２０に進み、実質的に最適な位相回転値を見出すためのプロセスが続く。位相回転が実質的に最適値であるならば、プロセスはステップ１２４０に進む。
【００７１】
ステップ１２４０では、電力比率が最大値を見出すように変更される。条件ステップ１２５０では、電力比率が実質的に最適値であるか否かを判定するために電力比率が検査される。電力比率が実質的に最適値でないならば、プロセスはステップ１２４０に進み、実質的に最適な電力比率の値を見出すプロセスが続く。電力比率が実質的に最適値であるならば、プロセスはステップ１２００に進み、プロセス全体が反復される。
【００７２】
要約すれば、先ずアンテナ素子に関する位相回転を調整し、次にアンテナ素子に関する電力比率を調整することで、複素ウエイトが算出され得る。このように、位相回転及び電力比率双方が、加入者通信装置から送信され基地局で受信される送信信号を実質的に最適化するように調整され得る。
【００７３】
図１３は、本発明の別の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。図１１と同様に、図１３は、適切な位相回転を判定するために、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信した値が利用される方法を記述する。しかしながら、図１３では、２つのアンテナ素子に関する電力比率は、第２のアンテナ素子に関する位相回転が調整された後に調整される。電力比率を調整するプロセスは、上述の図１１に関する位相回転を調整するものと同様である。
【００７４】
本実施例では、ＣＤＭＡプロトコルを用いる加入者通信装置は、電力制御グループ（ＰＣＧ）双方に関する電力が同一の電力Ｐであるように、２つの隣接する電力制御グループ（ＰＣＧ）の信号を送信する。複数の任意のアンテナ素子数が可能であるが、説明を簡単にするため、本実施例では加入者通信装置は２つのアンテナ素子を有することを想定する。
【００７５】
第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子間の第１ＰＣＧに関する電力比率は、ラムダ（Ｌａｍｂｄａ）λである。第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子間の第２ＰＣＧに関する電力比率は、ラムダ＋ゼータ（Ｌａｍｂｄａ＋Ｚｅｔａ）λ＋ζである。第１及び第２ＰＣＧ間に導入される電力比率オフセット（即ち、ゼータ）は、２つのアンテナ素子間の電力比率の変化する方向を決定する手段を与え、それは基地局で受信される信号品質を改善する。そして、複素ウエイトは次のようにして算出される：最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値が、次に最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値に符合するならば、送信信号の全電力は、２つのアンテナ素子の電力比率を維持しながら調整され；最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値が、次に最も最近受信した期間に対する電力制御ビット値と異なるならば、電力比率ラムダが、送信信号の全電力を維持しながら調整される。以下、本実施例を更に充分に説明する。
【００７６】
ステップ１３００では、２つのアンテナ素子の一方に関連する位相回転及び電力比率が初期化される。ステップ１３１０では、２つの隣接するＰＣＧに位相回転オフセット（デルタとしても言及される）が導入される。この導入された位相オフセットに基づいて、送信信号は、加入者通信装置から基地局に送信される。そして、基地局は受信した送信信号に基づいて電力制御信号を送信する。
【００７７】
条件ステップ１３２０では、電力制御ビットに関する２つの最も最近受信した値が同一であるか否かについての判定がなされる。電力制御ビットに関する２つの値が一致するならば、プロセスはステップ１３３０に進む。電力制御ビットに関する２つの値が異なるならば、プロセスはステップ１３４０に進む。
【００７８】
ステップ１３３０では、送信信号の全電力が、アンテナ素子の位相回転を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に演算することによって、送信信号の全電力を調整し、２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持する。このステップの際に、２つのアンテナ素子に関する電力比率も維持されることに留意を要する。そして、プロセスはステップ１３１０に進み、プロセスが反復されるようにする。
【００７９】
ステップ１３４０では、２つのアンテナ素子に対する位相回転が、送信信号の全電力を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することによって、アンテナ素子に対する位相回転を調整し、送信信号の全電力を維持する。このステップの際に、２つのアンテナ素子に対する電力比率も維持されることに留意を要する。そして、プロセスは条件ステップ１３４５に進む。
【００８０】
ステップ１３４５では、ステップ１３４０で生成され調整された位相回転が最適であるか否かについての判定がなされる。位相回転が実質的に最適なものより少ないならば、プロセスはステップ１３１０に進む。位相回転が実質的に最適であるならば、プロセスはステップ１３５０に進む。
【００８１】
ステップ１３５０では、電力比率オフセット（ゼータとしても言及される）が２つの隣接するＰＣＧに導入される。条件ステップ１３６０では、電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した値が一致するか否かについての判定がなされる。電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した値が一致するならば、プロセスはステップ１３８０に進む。電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した値が異なるならば、プロセスはステップ１３７０に進む。
【００８２】
ステップ１３７０では、送信信号の全電力を維持し、２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持しながら、アンテナ素子に対する電力比率が調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することによって、アンテナに対する電力比率を調整し、送信信号の全電力及び２つのアンテナ素子に対する位相回転を維持する。そして、プロセスはステップ１３５０に進み、電力制御ビットに対する２つの最も最近受信した２つの値が一致するまでステップ１３５０，１３６０が反復される。
【００８３】
ステップ１３８０では、送信信号の電力が、アンテナ素子に対する電力比率及び位相回転を維持しながら調整される。制御論理部５０２は、新たな複素ウエイトを適切に算出することによって、送信信号の全電力を調整し、アンテナ素子に対する電力比率及び位相回転を維持する。条件ステップ１３９０では、そのトラック（ｔｒａｃｋ）が失われたか否かについての判定がなされる。トラックが失われていなければ、プロセスはステップ１３５０に進み、アンテナ素子に関する電力比率及び送信信号の全電力を調整するステップがステップ１３５０乃至１３９０で反復される。
【００８４】
条件ステップ１３９０にて、トラックが失われるならば、プロセスはステップ１３１０に進み、位相回転及びその後の電力比率の最適化のプロセスがステップ１３１０乃至１３９０で反復される。
【００８５】
［むすび］
本発明の様々な実施例が上記に説明されたが、それらは限定的ではなく例としてのみ提示されたことが、理解されるべきである。従って、本発明の広さ及び範囲は、上述のいずれの実施例によっても制限されるべきでなく、特許請求の範囲及び均等物によってのみ規定されるべきである。
【００８６】
実施例に関する上記の説明は、当業者が本発明を生産又は使用することを可能にするように与えられる。本発明は、それらの実施例に特に関連して提示及び説明されたが、形式及び詳細における様々な変更が本発明の精神及び範囲から逸脱せずになされ得ることは、当業者に理解されるべきである。例えば、上述の実施例はしばしばＣＤＭＡプロトコルを用いる通信装置に言及していたが、他の種類のプロトコルも可能である。例えば、上述したものに類似する通信装置は、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）又は周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）プロトコルと供に使用され得る。そのようなＴＤＭＡプロトコルは、例えば、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）プロトコルを包含し得る。
【００８７】
通信装置の調整は複素ウエイトを利用するよう説明されたが、別の実施例では、他の種類の制御信号が通信装置を調整することができる。言い換えれば、そのような制御信号を介する通信装置の調整は、信号の大きさ及び位相を変化させることについての情報に限定される必要はない。例えば、制御信号は、各アンテナ素子に関連する信号の大きさ、位相、周波数及び／又はタイミングを変化させるための情報を搬送することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例による通信ネットワークのシステムブロック図を示す。
【図２】図１に示される加入者通信装置に関する送信機のシステムブロック図を示す。
【図３】既知のシステムによる基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図を示す。
【図４】本発明の実施例による、２つの送信アンテナを有する基地局及び加入者通信装置のシステムブロック図を示す。
【図５】本発明の別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。
【図６】本発明の実施例による、ベクトル変調器のシステムブロック図の一例を示す。
【図７】本発明の別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。
【図８】本発明の更に別の実施例による、加入者通信装置に関する送信システムの一部を示す。
【図９】一実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１０】別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１１】更に別の実施例による、各アンテナ素子に関連する位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１２】本発明の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
【図１３】本発明の別の実施例による、各アンテナ素子に関連する電力比率及び位相回転を調整することで複素ウエイトを算出するフローチャートを示す。
Claims (46)
- 第１の通信装置が通信リンクを介して第２の通信装置と通信するための方法であって、前記第１の通信装置は複数のアンテナ素子を有し、当該方法は：
前記第２の通信装置から品質指示信号を受信するステップ；
前記品質指示信号に基づいて複素ウエイトを算出するステップ；
前記複素ウエイトに基づいて送信前信号を修正し、複数の修正済み送信前信号を生成するステップであって、複数の修正済み送信前信号の各送信済み送信前信号は、複数のアンテナ素子の内のあるアンテナ素子に固有に関連付けられるところのステップ；及び
効果的に合成された送信信号を生成するために、複数のアンテナ素子から複数の修正済み送信前信号を送信するステップ；
より成り、前記複素ウエイトは、送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転及び電力比率の少なくとも１つとに関連付けられる
ことを特徴とする方法。 - 送信信号の全電力が、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置間のチャネルのフェージングに関して最適化される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記通信リンクが、ＣＤＭＡ−ＩＳ−９５Ａ／Ｂ、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ／ＲＴＴ、ＣＤＭＡ２０００ ３Ｘ、ＣＤＭＡ ＥＶ−ＤＯ、ＷＣＤＭＡ、３Ｇユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）及び４ＧＵＭＴＳより成る群中の少なくとも１つの符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルに準拠して形成される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記品質指示信号が、ＣＤＭＡプロトコルに準拠する電力制御ビットであり、前記電力制御ビットは複数の期間の各期間に対して１又は０の値を有し、前記電力制御ビットは、前記第２の通信装置によって生成され、且つ、前記第２の通信装置に関する所定の閾値条件が満たされるように、前記第１の通信装置における送信信号の電力に対する調整内容を通知する
ことを特徴とする請求項３記載の方法。 - 前記複素ウエイトが、前記送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転とに関連する
ことを特徴とする請求項４記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが：
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率を維持し、送信信号の全電力と並列の複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転とを実質的に最適化するステップより成る
ことを特徴とする請求項５記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが、前記複数のアンテナ素子の各アンテナ素子について実行され：
第１の時間に定常状態が得られるまで、複数のアンテナ素子の内のアンテナ素子に関連する位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
各アンテナ素子に最適な位相回転を得るために、送信信号の全電力を維持し、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；及び
前記第１の時間に続く第２の時間に第２の定常状態が得られるまで、各アンテナ素子に対する最適な位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項５記載の方法。 - 前記複数のアンテナ素子が、第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子のみを含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
- 前記送信信号が、隣接する第１の電力制御グループ（ＰＣＧ）及び第２のＰＣＧを含み、前記第１のＰＣＧに関連する電力及び前記第２のＰＣＧに関連する電力が実質的に同じ電力Ｐであり、前記第１のＰＣＧはある値を有する自身の位相回転に関連付けられ、前記第２のＰＣＧは、前記第１のＰＣＧに関する値にオフセットを加えた値を有し；及び
前記複素ウエイトを算出するステップが：
最新の期間における電力制御ビットの値が、次に最新の期間における電力制御ビットの値に符合する場合には、前記第１のＰＣＧに関する位相回転及び前記第２のＰＣＧに関する位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；及び
最新の期間における電力制御ビットの値が、次に最新の期間における電力制御ビットの値と異なる場合には、送信信号の全電力を維持し、前記第１のＰＣＧに関する位相回転及び前記第２のＰＣＧに関する位相回転を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項８記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが：
前記品質指示信号の定常状態を検出するステップ；
前記第２のアンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；
前記第２のアンテナ素子に対する位相回転の第１の方向を選択するステップであって、前記第１の方向は、前記第２の通信装置で受信される信号品質を向上させるように選択されるところのステップ；及び
境界が検出されるまで前記第１の方向で前記第２のアンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項８記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが：
第１の時間に前記品質指示信号の定常状態を検出するステップ；
前記第２のアンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；
前記第２のアンテナ素子に対する位相回転の第１の方向を選択するステップであって、前記第１の方向は、前記第２の通信装置で受信される信号品質を向上させるように選択されるところのステップ；及び
前記第１の時間に続く第２の時間に前記品質指示信号における第２の定常状態が検出されるまで、前記第１の方向で前記第２のアンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項８記載の方法。 - 前記複素ウエイトが、前記送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率とに関連する
ことを特徴とする請求項４記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが：
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率を維持し、送信信号の全電力と、並列の複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転とを実質的に最適化するステップ；及び
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転を維持し、送信信号の全電力と、並列の複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する電力比率とを実質的に最適化するステップ；
より成ることを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが：
前記品質指示信号における定常状態が検出されるまで、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転及び電力比率を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率を維持し、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転及び電力比率を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
送信信号に関する全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転とを維持し、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する電力比率を調整するステップ；及び
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転と電力比率とを維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項１２記載の方法。 - 前記複数のアンテナ素子が、第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子を包含することを特徴とする請求項１２記載の方法。
- 前記送信信号が、隣接する第１の電力制御グループ（ＰＣＧ）及び第２のＰＣＧを含み、前記第１のＰＣＧに関連する電力及び前記第２のＰＣＧに関連する電力が実質的に同じ電力Ｐであり、前記第１のＰＣＧは、ある値を有する自身の位相回転とある値を有する自身の電力比率に関連付けられ、前記第２のＰＣＧは、前記第１のＰＣＧに関する位相回転値に位相オフセットを加えた自身の位相回転と、前記第１のＰＣＧに関する電力比率値に電力比率オフセットを加えた自身の電力比率とを有し；及び
前記複素ウエイトを算出するステップが：
最新の期間における電力制御ビットの値が、次に最新の期間における電力制御ビットの値に符合する場合には、前記第１のＰＣＧに関する位相回転及び前記第２のＰＣＧに関する位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
最新の期間における電力制御ビットの値が、次に最新の期間における電力制御ビットの値と異なる場合には、送信信号の全電力を維持し、前記第１のＰＣＧに関する位相回転及び前記第２のＰＣＧに関する位相回転を調整するステップ；
最新の期間における電力制御ビットの値が、次に最新の期間における電力制御ビットの値に符合する場合には、前記第１のＰＣＧに関する電力比率及び前記第２のＰＣＧに関する電力比率を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；及び
最新の期間における電力制御ビットの値が、次に最新の期間における電力制御ビットの値と異なる場合には、送信信号の全電力を維持し、前記第１のＰＣＧに関する電力比率及び前記第２のＰＣＧに関する電力比率を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項１５記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが：
送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率とを維持し、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転を調整するステップ；
位相回転を調整した後に、送信信号に関連する全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転とを維持し、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率を調整するステップ
ことを特徴とする請求項１５記載の方法。 - 複素ウエイトを算出するステップが：
第１のＰＣＧに関連する位相回転及び第２のＰＣＧに関連する位相回転を維持し、第１のＰＣＧに関連する電力比率及び第２のＰＣＧに関連する電力比率を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項１５記載の方法。 - 前記品質指示信号が、ＣＤＭＡプロトコルに準拠する第１フレーム品質インジケータを含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
- 前記第１の通信装置が加入者通信装置であり；及び
前記第２の通信装置が基地局である；
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記第１の通信装置が基地局であり；及び
前記第２の通信装置が加入者通信装置である；
ことを特徴とする請求項１記載の方法。 - 前記通信リンクが、少なくとも１つの時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコルに準拠して形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記複素ウエイトが、前記送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転とに関連付けられるが、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率には関連付けられないことを特徴とする請求項４記載の方法。
- 前記複素ウエイトを算出するステップが：
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率を維持し、送信信号の全電力と並列の複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転とを実質的に最適化するステップより成る
ことを特徴とする請求項２２記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが、前記複数のアンテナ素子の各アンテナ素子について実行され：
第１の時間に定常状態が得られるまで、複数のアンテナ素子の内のアンテナ素子に関連する位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
各アンテナ素子に最適な位相回転を得るために、送信信号の全電力を維持し、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；及び
前記第１の時間に続く第２の時間に第２の定常状態が得られるまで、各アンテナ素子に対する最適な位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項２２記載の方法。 - 前記通信リンクが、少なくとも１つの周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）プロトコルに準拠して形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記複素ウエイトが、前記送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転とに関連付けられるが、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率には関連付けられないことを特徴とする請求項２６記載の方法。
- 前記複素ウエイトを算出するステップが：
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する電力比率を維持し、送信信号の全電力と並列の複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転とを実質的に最適化するステップより成る
ことを特徴とする請求項２６記載の方法。 - 前記複素ウエイトを算出するステップが、前記複数のアンテナ素子の各アンテナ素子について実行され：
第１の時間に定常状態が得られるまで、複数のアンテナ素子の内のアンテナ素子に関連する位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
各アンテナ素子に最適な位相回転を得るために、送信信号の全電力を維持し、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関する位相回転を調整するステップ；及び
前記第１の時間に続く第２の時間に第２の定常状態が得られるまで、各アンテナ素子に対する最適な位相回転を維持し、送信信号の全電力を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項２６記載の方法。 - 通信装置のシステムパフォーマンスを改善する方法であって：
品質指示信号及び送信前信号を受信するステップ；
送信前信号を第１の信号成分と第２の信号成分に分けるステップ；
前記品質指示信号に基づいて、前記第１の信号成分及び前記第２の信号成分より成る群中の少なくとも１つに関連する少なくとも１つの特性を調整するステップであって、前記少なくとも１つの特性は、電力比率及び位相回転より成る群中のものであるところのステップ；及び
複数のアンテナ素子の内のアンテナ素子に固有に関連付けられる送信信号成分を生成するために、第１信号成分及び第２信号成分を合成するステップであって、前記複数のアンテナ素子の内のアンテナ素子に固有に関連付けられる送信信号成分は、送信前信号に関する低相関性形式のものであるところのステップ；
より成ることを特徴とする方法。 - 前記品質指示信号がＣＤＭＡ電力制御信号であり、前記電力制御信号は、各期間について、増加指標、減少指標又は定常状態指標を有し；
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子について位相回転を調整するステップが：
第１の期間に続く第２の期間に電力制御信号が前記増加指標を有するまで、前記第１の信号成分に関連する位相回転を変更するステップより成る
ことを特徴とする請求項３０記載の方法。 - 複数のアンテナ素子の各アンテナ素子について電力比率を調整するステップが：
複数のアンテナ素子の各アンテナ素子について、アンテナ素子に関する送信信号成分に関連する電力比率を、複数のアンテナ素子の残余のアンテナ素子がディセーブルされる場合に測定するステップ；
複数のアンテナ素子の前記残余のアンテナ素子に関連する各アンテナ素子に関する電力比率を記録するステップ；及び
各アンテナ素子に関する電力比率が実質的に維持されるように、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子について、前記第１の信号成分及び前記第２の信号成分に関する電力比率を調整するステップ；
より成ることを特徴とする請求項３１記載の方法。 - 電力を調整するステップが、位相の調整に続いて行なわれることを特徴とする請求項３２記載の方法。
- 複数のアンテナ素子を有する第１通信装置であって：
品質指示信号を受信し、複数の複素ウエイトを生成する制御論理素子；及び
前記制御論理素子に接続される複数の回路であって、複数の回路の各回路は、複数のアンテナの内のアンテナに固有に関連付けられ、複数の回路の各回路は、複数の複素ウエイトに基づいて修正された送信前信号を生成するところの複数の回路；
を備え、前記複数の複素ウエイトは、送信信号の全電力と、複数のアンテナ素子の各アンテナ素子に関連する位相回転及び電力比率の少なくとも１つとに関連する
ことを特徴とする第１通信装置。 - 前記複数の回路の各回路が：
送信前信号を受信し、第１の送信前信号成分及び第２の送信前信号成分を生成するフィルタ；
前記フィルタに接続され、前記第１の送信前信号成分と複数の複素ウエイト中の複素ウエイトとを受信するよう形成される第１信号調整部であって、該第１信号調整部に対する複素ウエイトに基づいて修正済み送信前信号を送信するよう形成される第１信号調整部；及び
前記フィルタに接続され、前記第２の送信前信号成分と複数の複素ウエイト信号中の複素ウエイト信号とを受信するよう形成される第２信号調整部であって、該第２信号調整部に対する複素ウエイトに基づいて修正済み送信前信号を送信するよう形成される第１信号調整部；
を有することを特徴とする請求項３４記載の装置。 - 前記第１信号調整部が、前記第１信号調整部により受信された複素ウエイトに基づいて、送信前信号成分に関連する少なくとも１つの特性を修正するよう形成され、前記少なくとも１つの特性は、電力及び位相回転より成る群中のものであり；及び
前記第２信号調整部が、前記第２信号調整部により受信された複素ウエイトに基づいて、第２の送信前信号成分に関連する少なくとも１つの特性を修正するよう形成され、前記少なくとも１つの特性は、電力及び位相回転より成る群中のものである；
ことを特徴とする請求項３５記載の装置。 - 更に：
複数の回路に接続された複数のアンテナ素子を有し、該複数のアンテナ素子は、送信信号を生成するために複数の修正された送信前信号を送信するよう形成され、前記送信信号は第２通信装置によって受信される場合に最適な電力を有するように形成されることを特徴とする請求項３６記載の装置。 - 送信信号の全電力が、前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置間のチャネルのフェージングに関して実質的に最適化される
ことを特徴とする請求項３４記載の装置。 - 送信信号が、少なくとも１つの符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルに基づいて、前記第１の通信装置により送信される
ことを特徴とする請求項３２記載の装置。 - 前記複数の回路の各回路が、更に：
前記フィルタに接続されたアナログ・ディジタル変換器；及び
前記第１信号調整部及び前記第２信号調整部に接続されたディジタル・アナログ変換器；
を備え、前記フィルタにより生成される前記第１の信号成分は、同相成分の送信前信号であり；及び
前記フィルタにより生成される前記第２の信号成分は、直交成分の送信前信号である；
ことを特徴とする請求項３７記載の装置。 - 送信信号が、少なくとも１つの時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）プロトコルに基づいて、第１通信装置により送信されることを特徴とする請求項３７記載の装置。
- 送信信号が、少なくとも１つの周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）プロトコルに基づいて、第１通信装置により送信されることを特徴とする請求項３７記載の装置。
- 送信前信号を送信するよう形成されるベースバンドシステム；
前記ベースバンドシステムに接続される品質指示信号修正部であって、複数の修正済み送信前信号を生成するために、品質指示信号に基づいて送信前信号の特性を修正するよう形成される品質指示信号修正部；及び
前記品質指示信号修正部に接続される複数のアンテナ素子であって、前記複数の修正済み送信前信号の各々は、前記複数のアンテナ素子の内のアンテナ素子に固有に関連付けられ、前記複数の修正済み送信前信号の各修正済み送信前信号は、送信前信号に関する低相関性形式のものであるところの複数のアンテナ素子；
を備えることを特徴とする第１通信装置。 - 前記品質指示信号修正部がベクトル変調器を含み、前記ベクトル変調器は、フィルタと、第１信号調整部と、第２信号調整部とを含み、前記フィルタは、前記送信前信号を第１の信号成分及び第２の信号成分に分けるように形成され、前記第１信号調整部は、前記品質指示信号に関連する複素ウエイトに基づいて前記第１の信号成分を調整するよう形成され、前記第２信号調整部は、前記品質指示信号に関連する複素ウエイトに基づいて前記第２の信号成分を調整するよう形成されることを特徴とする請求項４３記載の装置。
- 複数のアンテナ素子が、送信信号を形成するために複数の修正済み送信前信号を送信するよう形成され、前記送信信号は、第２通信装置で受信される場合に最適な電力を有するように形成されることを特徴とする請求項４３記載の装置。
- 前記送信信号の電力は、当該第１通信装置及び第２通信装置間のチャネルのフェージングに関して最適化されることを特徴とする請求項４３記載の装置。
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