JP4638473B2 - Tdmaシステムにおける信号検出方法 - Google Patents
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Description
本発明は、多数の同一チャンネルユーザ又は高い同一チャンネル干渉が許されるときに全てのTDMA移動システムに使用することができる。本発明においては、パンヨーロピアン移動通信システムGSMがデジタルTDMAシステムの例として使用されるが、本発明は、これに限定されるものではない。もし必要であれば、GSMシステムの詳細な資料は、GSM仕様書及び「移動通信用のGSMシステム」、M.モーリ及びM.ポーテット、パライゼウ、フランス、1992年、ISBN:2−9507190−0−0−7を参照されたい。
以下、GSM型システムの信号を一例として使用することにより本発明による多数の同一チャンネル信号の連結チャンネル推定方法を説明する。これらの信号において、トレーニングシーケンスは、図3の通常のGSMバスとの場合のように、バーストの中央に配置される。通常のバーストは、2つの58ビット情報パケットを含み、これらは、中央に配置された26ビットのトレーニングシーケンスを取り巻く。3つの「テイルビット」(ゼロにセットされる)が、バーストの両側に追加される。トレーニングシーケンスは、バーストの中央に配置されるので、「中段(midamble)」とも称される。
その各々の長さは、複素チャンネルタップ重みをもつ(L+1)である。チャンネルインパルス応答を次のようなベクトルhへと収集する。
従って、上記パラメータの数は、N×(L+1)である。n番目のチャンネルの前段及び中段コードに仕切られるトレーニングシーケンスは、次のように表される。
mn=(m0.n、m1.n、・・・mP+L-1.n)T、n=1、2・・・N (4)
但し、要素mp.nの数は、L+Pであり、ここで、Lは、前段コードの長さで、チャンネルメモリの長さに等しく、そしてPは、中段コードの長さである。最初のLビットは、前段コードビットであり、そして次のPビットは、中段コードビットである。
y=Mh+v (5)
但し、vは、ガウスのノイズサンプルを表し、マトリクスM=(M1、M2、・・・MN)であり、ここで、Mnは、マトリクスとして編成された送信トレーニングシーケンス記号より成るP×(L+1)マトリクスである。
これは、次の式により得られる。
ノイズはホワイトノイズであると仮定すると、式7は、次のようになる。
換言すれば、これは、一次信号の多経路チャンネル及び干渉する同一チャンネル信号の多経路チャンネルの推定値を生じ、チャンネル推定装置23は、これら推定値を検出のために検出器22に与える。その結果は、N=1のときに従来のチャンネル推定装置と同等であることに注意されたい。式(8)は、かっこ内に相関マトリクスM*TMを含み、その反転マトリクスにより、従来のチャンネル推定値への本発明の線形変換が形成される。
ユーザ1は、個別チャンネルh0(z)=1.0+0.5z-1を有し、そしてユーザ2は、個別チャンネルh1(z)=0.346(1.0+0.2z-1)を有すると仮定する。又、式(7)及び(8)を使用することによりチャンネルを推定するようにGSMトレーニングシーケンスが使用され、改良されたチャンネル推定値11及び12と、従来の推定値C1及びC2とが得られるものと仮定する。図4a、b、c及びdは、改良されたチャンネル推定値11及び12と、従来の推定値C1及びC2(数字インデックスはユーザを指す)の平均平方エラー(MSE)を表すヒストグラムである。本発明によりチャンネル推定に得られる改善が明らかであろう。
信号検出は、例えば、最尤(ML)又は最大事後(MAP)判断を近似する受信器によって実施することができる。前者は、例えば、ビタビアルゴリズム及びその変形のようなMLSE(最尤シーケンス推定)アルゴリズムによって行われるのが好ましい。これら2つの間の理論的な相違は、MAP検出が次の基準を使用するのに対し、
max p(ak.1、・・・ak.N|rk)
ak.N
ML検出が次の基準を使用することである。
max p(rk|ak.1、・・・ak.N)
ak.N
max〔p(rk|ak.1、ak.2、・・・ak.N)〕
ak.N (9)
n∈〔1、N〕
但し、p(rk|ak.1、ak.2、・・・ak.N)は、送信シーケンスak.nをコンディショニングする信号rkのランダム変数の連結確率密度関数である。最もあり得る送信記号シーケンスは、上記の量を最大にするものである。信号rkにおいて加算的ノイズが独立している場合には、連結確率密度関数は、送信記号ak.nをコンディショニングするサンプルrkの密度関数の積として書き表すことができる。従って、式9は、次のように簡単化される。
ak.N (10)
n∈〔1、N〕
但し、項Jk-1(ak-1.n)、n=1、2、・・・Nは、トレリスの以前の応答における残存経路マトリクスを表す。実際に、従来のビタビ検出器の経路マトリクスは、式12の場合と同様であるが、nは値1しかもたない。換言すれば、各記号周期において、JMLSEは、記号ak.1のみを重み付けするのではなく、記号(ak.1、ak.2、・・・ak.N)を一緒に重み付けする点が相違する。
22・・・検出器
23・・・チャンネル推定装置
Claims (12)
- TDMA移動システムの受信器における信号検出方法であって、一次信号と、少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号とが同じTDMAチャンネルを経て受け取られ、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンスを有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャンネルを無線経路に有するような信号検出方法において、
上記一次信号及び上記少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号の送信チャンネル推定値を、該一次信号に対してより良いチャンネル推定値が得られるように該一次信号及び該少なくとも1つの干渉する同一チャネル信号の受け取ったトレーニングシーケンスを使用する連結推定により決定し、そして
上記一次信号及び上記少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号の両方の送信チャンネル推定値を用いることにより該一次信号を検出するという段階を含むことを特徴とする方法。 - 上記送信チャンネル推定値の決定は、クロス相関に対して線形変換を行うことにより送信チャンネル推定値からトレーニングシーケンス間のクロス相関を打ち消すことを含む請求項1に記載の方法。
- 上記線形変換は、トレーニングシーケンスの逆クロス相関マトリクスを含む請求項2に記載の方法。
- トレーニングシーケンスコードのシーケンスは、M系列のような高い自己相関性を有するシーケンスの繰り返し変換である請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- チャンネル推定値の決定は、送信チャンネルのインパルス応答を推定することを含む請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 一次信号は、一次信号及び上記少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号の両方のインパルス応答の推定値並びにその送信チャンネルの推定値を考慮するビタビアルゴリズムによって検出される請求項6に記載の方法。
- 一次信号及び上記少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号は、本質的に同期して受け取られる請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 同期式TDMA移動システムの受信器であって、一次信号及び少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号を同じTDMAチャンネルを経て受信するように構成され、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンスを有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャンネルを無線経路に有するような受信器において、 上記一次信号及び上記少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号の送信チャンネル推定値を、該一次信号に対してより良いチャンネル推定値が得られるように該一次信号及び該少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号の受け取ったトレーニングシーケンスを使用する連結推定により決定するよう構成されたチャンネル推定装置と、
上記一次信号及び上記少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号の両方の送信チャンネル推定値を用いることにより一次信号を検出する検出区分とを備えたことを特徴とする受信器。 - 上記送信チャンネル推定値は、送信チャンネルのインパルス応答の推定値である請求項9に記載の受信器。
- 上記検出区分は、一次信号及び上記少なくとも1つの干渉する同一チャンネル信号の両方のインパルス応答の推定値並びにその送信チャンネルの推定値を考慮するビタビアルゴリズムを使用することにより一次信号を検出する請求項10に記載の受信器。
- TDMA移動システムの受信器における信号検出方法において、
一次信号と、いくつかの干渉する同一チャンネル信号を同じTDMAチャンネルを経て受け取り、これら信号は、異なるが既知のトレーニングシーケンスを有し、そしてこれら信号は、異なる多経路伝播、ひいては、異なる送信チャンネルを無線経路に有するものであり、
上記いくつかの干渉する同一チャンネル信号の各々の送信チャンネル推定値を決定し、 上記各干渉する同一チャンネル信号の送信チャンネル推定値を使用することにより受信信号から各干渉信号を再生し、
各再生された干渉する同一チャンネル信号を受信信号から減算し、
上記一次信号の送信チャンネル推定値を決定し、そしてこの送信チャンネル推定値を用いることにより該一次信号を検出するという段階を含み、
上記送信チャンネル推定値の決定、信号の再生、及び受信信号からのその再生された同一チャンネル信号の減算は、一次信号を検出する前に各々の干渉する同一チャンネル信号に対して並列に又は直列に実行されることを特徴とする方法。
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