JP3974530B2 - 無視できないマルチパススペーシング環境における時間追跡 - Google Patents

Description

本発明は、一般的にコード分割多元アクセス通信に関する。特に、本発明は無視できないマルチパススペーシング環境における受信された信号の時間追跡に関する。

従来の技術

コード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）通信システムは指向性アンテナに結合されている基地局を使用し、その指向性アンテナは典型的にセルの中心に配置され、セルのセクタに対して放送される。セルは主要都市区域、ハイウエイに沿った区域、鉄道に沿った区域等に配置され、使用者の家庭および移動中の両者における通信を可能にしている。

図１は典型的なＣＤＭＡ基地局のブロック図を示している。ユーザのデータは変調装置101 に入力され、その変調装置101 は単一のアンテナ105 で送信する前にＣＤＭＡ変調を行う。ＣＤＭＡ変調技術は技術でよく知られている。

基地局はパイロットチヤンネル信号を送信し、それは移動局によって受信される。シンボルから構成されたパイロットチヤンネル信号は情報を含んでいない。移動局は、時間、周波数、位相、および信号強度に対する基準信号としてパイロットチヤンネル信号を使用する。

移動局はＲＡＫＥ受信機を備えている。通常のＲＡＫＥ受信機は“フィンガ”として知られている相関装置により受信された信号を処理する。各所望のマルチパスコンポーネントの複素数チヤンネル係数の知識を使用して、ＲＡＫＥ受信機はフィンガ出力をコヒーレントに結合する。

図２には典型的なＲＡＫＥ受信機のブロック図が示されている。明瞭にするために受信機の１つのフィンガだけが示されている。この受信機は、アンテナ201 を備え、それは信号を受信してブロック205 で受信された無線周波数をベースバンド周波数に変換する。ベースバンドデータはデジタルデータ流である。

初期時間遅延τはブロック210 で選択され、デジタルデータ流は乗算器215 によってウォルシュコードと組合わされたもとのスプレッドシーケンスと乗算することによってデスプレッドされる。これはｃ_d （ｎ）と呼ばれている。

デスプレッドされた信号は加算装置220 によりシンボル時間（６４チップ）の期間相関される。相関装置からの複素数信号出力は入力信号の位相を回転させるために乗算器225 でパイロット信号の評価値値Ｐと乗算される。このステップにより復調されたデータが出力される。

時間τでの復調と並列してデジタルデータ流は、さらに正確なτを発生するために、τに先行する１／２チップとτに後続する１／２チップの期間復調される。サンプル時間中、ピークにおいて波形をサンプルするのが最良である。しかしながら、これは常に得られることではないため、初期のサンプルはその時のサンプルの前のほぼ１／２チップ時間を採用し、後期のサンプルはその時のサンプルの後のほぼ１／２チップ時間を採用する。

ブロック230 および235 の±０．５チップの遅延後、遅延されデジタルデータ流は、復調路中で使用された同じスプレッドシーケンスとパイロットウォルシュコードとの組合と乗算器240 および245 において乗算される。これはｃ_p （ｎ）として示されている。これらの信号はブロック250 および255 で相関され、各信号の大きさは２乗装置260 および265 で２乗される。

２乗された大きさは減算器270 で減算され、２つのエネルギ間の差が発見される。もしも、その差がゼロであれば、τに対する最初の評価値は正確である。もしも、その差がゼロでなければ、このエラーは時間追跡ループ275 に入力され、新しいτの評価値τが生成される。各フィンガは時間に関してフィンガの位置を制御することによって時間追跡ループ275 を使用して割当てられた信号路を追跡する。

上述した受信機は、図１の単一の基地局アンテナが使用される場合には適切な時間追跡を行うことができる。しかしながら、基地局が図３に示されるようなアンテナダイバーシティを使用する場合には、時間追跡は無視できないマルチパス環境においてはさらに複雑になる。

図３は典型的な従来技術の基地局を示しており、それにおいては、主データ信号は変調装置305 および310 で変調される前にマルチプレクサ301 に入力される。このマルチプレクサ301 はデータを２以上の変調路305 および310 間で切換える。各変調路305 および310 は別々のアンテナ315 および320 に結合されている。

これらのアンテナは典型的に地理的に分離されており、移動局で受信された信号はフェーディング特性に関係なくほぼ同じ時間遅延を有するように配置されている。基地局におけるデータを多重化する最も普通の方法は、直交送信ダイバーシティおよび空間時間スプレッドである。

直交送信ダイバーシティ方式は、各アンテナが主データ信号のサブセットである異なったデータ信号を送信するように送信アンテナ間で交互にデータを送信する。例えば、主データ信号の第１のシンボルが第１のアンテナから送信され、第２のシンボルが第２のアンテナから送信され、第３のシンボルが第１のアンテナから送信される。このようにして、もしも移動局がアンテナの一方からのデータが失われた場合にも、１つおきのシンボルが失われるだけで、エラー補正ルーチンは損失に対して補正することができる。

空間時間スプレッド方式は、両方のアンテナで各データシンボルについての情報を送信刷る。この方式は、移動局が常に少なくとも１つのアンテナとコンタクトしていることを仮定しており、それ故、連続して中断されないデータを受信する。

問題は、移動局の受信機が両方の基地局送信アンテナからの信号について時間追跡をしなければならず、これらのアンテナの一方または双方からのマルチパススペーシングが無視できない（無視できるのは例えばマルチパススペーシングは１．５チップより小さい場合である）ことである。その結果、アンテナダイバーシティを行う無視できないマルチパス環境において時間追跡を行うことのできる受信機が必要となる。

本発明は、アンテナダイバーシティシステムが動作する無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡を行う方法に関する。このアンテナダイバーシティシステムはそれぞれ移動局に信号を送信する複数のアンテナを備えている。１実施形態では、送信される信号は同じデータの異なった関数である。別の実施形態では、送信される信号は主信号の交互の部分である。

時間追跡は平均時間エラー信号に応答して、或いは復調装置が各アンテナからの信号の時間追跡とは無関係にできることによって更新された時間オフセットを生成することによって達成される。使用される実施形態はダイバーシティアンテナが空間時間スプレッドを使用して送信しているか直交送信ダイバーシティを使用して送信しているかに依存している。

１実施形態では、本発明の方法は、時間オフセットに基づいて、基地局のダイバーシティアンテナから受信された複数の信号のそれぞれを復調する。その後、時間エラー信号がオフセットに先行して、およびオフセットに後続してサンプリングされた復調された信号のパイロット信号のそれぞれから計算される。この時間エラー信号に基づいて、平均時間エラー信号が生成される。この平均時間エラー信号に応答する時間追跡ループによって更新された時間オフセットが計算される。

別の実施形態では、受信された信号はそれぞれ受信された信号に対して異なった時間オフセットを使用して復調される。この場合には、各受信機の復調装置は２つの分離した時間追跡ループにより受信された信号を独立に追跡する。

本発明は、基地局がアンテナダイバーシティを使用して送信する区域において受信された信号を時間追跡する能力を備えている移動局を提供する。これは、平均タイミングエラーに基づいてＲＡＫＥ受信機フィンガの時間オフセットを選択するか、或いは受信機の復調装置が各アンテナからの信号を独立して時間追跡することを可能にするかのいずれかによって達成される。

図４は本発明の受信機のブロック図を示している。この実施例は空間時間スプレッド環境で良好に動作する。その理由は、全てのフィンガにおいてτに対して同じ評価を使用するからである。送信された信号は実質上類似しているが、それらは、送信中に互いに干渉しないように信号を維持するために変調プロセス中データに対して異なったスプレッドが使用される点で異なっている。

明瞭にするために、図４の受信機は２つのフィンガだけを有するものとして記載されて居る。別の実施例では別の数のフィンガが使用される。

図４を参照すると、受信機はアンテナ400 を備え、それは多数の基地局アンテナから送信された信号を受信する。無線周波数・ベースバンド周波数変換器405 はデジタルデータ流を生成するように動作する。

デジタルデータ流は２個のフィンガ460, 470に入力される。各フィンガは復調路465, 475を具備しており、それらの復調路において、無線周波数・ベースバンド周波数変換器405 からのデジタルデータ流はブロック410, 411において同じ時間オフセットτで復調される。

第１のフィンガのτオフセット復調路465 はデスプレッダ415 を含み、それはデジタルデータ流をもとのデータスプレッドシーケンスとウォルシュコードからなるデータデスプレッドシーケンスと乗算する。このシーケンスはｃ_d1（ｎ）として示されている。

その後、デスプレッドされた信号は加算装置（相関装置）420 でシンボル時間（６４チップ）にわたって相関される。この相関装置420 から出力された複素数信号は複素数入力信号の位相を回転させるためにパイロット信号の評価値Ｐ₁ と乗算器425 で乗算される。このステップによりオフセットτで復調された信号が生成される。

オフセット時間τにおける復調と並列に、デジタルデータ流はまた、そのデジタルデータ流と関係するパイロット信号からもっと正確なτを生成するために466 と467 でオフセット（τ−0.5 ）および（τ＋0.5 ）で復調される。τを追跡するために使用されるエラー信号を生成するために初期（466 ）および後期（467 ）のサンプリングが行われる。

±0.5 チップの遅延ブロック416 および421 はそれぞれｘ（ｎ）およびｚ（ｎ）で表わされる信号を発生する。ここでｎは時間インデックスを表わしている。これらのデジタルデータ流は乗算器417 および422 でもとのスプレッドシーケンスとパイロットウォルシュコードの組合わせ（例えはｃ_p1（ｎ））と乗算される。デスプレッドされた信号はその後ブロック418 および423 で相関されて合計［ｘ（ｎ）＊ｃ_p1（ｎ）］および合計［ｚ（ｎ）＊ｃ_p1（ｎ）］を生成する。合計の期間はｃ_p1が合計の期間中直交しているように選択される。各信号の大きさはその後、２乗装置419 および424 で２乗される。

２乗された大きさは減算器270 で減算され、２つのエネルギ間の差が発見される。もしも、その差がゼロであれば、τに対する最初の評価値は正確である。もしも、その差がゼロでなければ、このエラーは時間追跡ループ275 に入力され、新しいτの評価値τが生成される。各フィンガは時間に関してフィンガの位置を制御することによって時間追跡ループ275 を使用して割当てられた信号路を追跡する。

第２のフィンガのτオフセット復調路475 はデスプレッダ451 を含み、それはデジタルデータ流をもとのデータスプレッドシーケンスとウォルシュコードからなるデータデスプレッドシーケンスと乗算する。このシーケンスはｃ_d2（ｎ）として示されている。

その後、デスプレッドされた信号は加算装置（相関装置）452 でシンボル時間（６４チップ）にわたって相関される。この相関装置452 から出力された複素数信号は複素数入力信号の位相を回転させるためにパイロット信号の評価値Ｐ₂ と乗算器453 で乗算される。このステップの出力は第１のフィンガ460 と同じオフセットτで復調された信号を生成する。

オフセット時間τにおける復調と並行して、デジタルデータ流はまた、もっと正確なτを生成するために477 と476 でオフセット（τ−0.5 ）および（τ＋0.5 ）で復調される。τを追跡するために使用されるエラー信号を生成するために初期（477 ）および後期（476 ）のサンプリングが行われる。

±0.5 チップの遅延ブロック431 および435 は上述した第１のフィンガ460 と同じ信号を発生する。これらの信号はそれぞれｘ（ｎ）およびｚ（ｎ）である。これらの遅延されたデジタルデータ流は乗算器432 および436 でもとのスプレッドシーケンスとパイロットウォルシュコードの組合わせ（例えはｃ_p2（ｎ））と乗算される。デスプレッドされた信号はブロック433 および437 で相関されて合計［ｘ（ｎ）＊ｃ_p2（ｎ）］および合計［ｚ（ｎ）＊ｃ_p2（ｎ）］を生成する。合計の期間はｃ_p2が合計の期間中直交しているように選択される。各信号の大きさはその後、２乗装置434 および438 で２乗される。

２乗された大きさは減算器439 で減算され、２つのエネルギの間の時間エラー信号Ｂを発見する。差がゼロであればτに対する初期評価値は正確である。差がゼロでなければ、エラー信号Ａが使用されて以下説明するように新しいτ評価値が生成される。

第１のフィンガ460 からのエラー信号Ａと第２のフィンガ470 からのエラー信号Ｂは加重された合計を発見することにより平均エラー信号を生成するために使用される。これはそれぞれのエネルギレベルに応じて各エラー信号を加重してその後この加重したエラーを加算装置440 で合計することによって行われる。

１例として、エラー信号Ａはα₁ により加重され、エラー信号Ｂはα₂ により加重される。各アンテナから受信されたパイロット信号のエネルギが等しいならば、好ましい値は共に１／２である。もしも一方の受信されたパイロット信号のエネルギが他方よりも少いならば、最低のエネルギ値を有するエラー信号がより小さい値で加重される。１実施例で、第１のフィンガにより追跡されている経路のエネルギが第２のフィンガにより追跡されている経路のエネルギよりも少いならば、α₁ はα₂ よりも小さく設定され、そのため追跡は第２のフィンガにより決定されるオフセットに向うようにさらにシフトされる。

加算装置440 から出力された平均されたエラーは時間追跡ループ445 に入力される。時間追跡ループ445 は新しいオフセットτ' を発生し、それはその後のデータの復調およびパイロット信号の追跡に使用される。

オフセットτで行われる復調路465 および475 の出力はデータデマルチプレクサ455 に入力される。データデマルチプレクサ455 は２つの復調路からの信号をもとのデータ流の評価値に再結合する。

上述の実施例において、ｃ_d1（ｎ）およびｃ_d2（ｎ）は異なったデータデスプレッドシーケンスである。基地局は信号を干渉しないように維持するために送信前に異なったシーケンスでデータをカバーしなければならないから、受信機のフィンガはデータをデコードするためにこれらの異なったシーケンスを使用しなければならない。実質上同様な理由でパイロットデスプレッドシーケンスｃ_p1（ｎ）およびｃ_p2（ｎ）もまた相違している。

図５は本発明の受信機のブロック図を示しており、フィンガは独立して経路を時間追跡している。この実施例は、各基地局のアンテナが直交送信ダイバーシティシステムで行われているようにデータ信号の交互の部分を送信している環境で最良に動作する。

図５を参照すると、受信機はアンテナ500 を備え、それは多数の基地局アンテナから送信された信号を受信する。無線周波数・ベースバンド周波数変換器505 はデジタルデータ流を生成するように動作する。

デジタルデータ流は２個のフィンガ560, 570に入力される。各フィンガは復調路565, 575を具備しており、それらの復調路において無線周波数・ベースバンド周波数変換器505 からのデジタルデータ流は有用なデータ信号に復調される。各フィンガ560, 570は独立してその割当てられた信号路を時間追跡することが可能であり、初期オフセットは第１のフィンガ560 に対してはτ₁ であり、第２のフィンガ570 に対してはτ₂ である。

第１のフィンガのτ₁ オフセット510 の復調路565 はデスプレッダ515 を含み、それはデジタルデータ流をもとのデータスプレッドシーケンスとウォルシュコードからなるデータデスプレッドシーケンスと乗算する。このシーケンスはｃ_d1（ｎ）として示されている。

その後、デスプレッドされた信号は加算装置（相関装置）520 でシンボル時間にわたって相関される。この相関装置520 から出力された複素数信号は複素数入力信号の位相を回転させるためにパイロット信号の評価値Ｐ₁ と乗算器525 で乗算される。このステップによりオフセットτ₁ で復調されたデータが生成される。

オフセット時間τ₁ における復調と並行して、デジタルデータ流はまた、そのデジタルデータ流と関係するパイロット信号からもっと正確なτを生成するために566 と567 でオフセット（τ₁ −0.5 ）および（τ₁ ＋0.5 ）で復調される。τ₁ を追跡するために使用されるエラー信号を生成するために初期（566 ）および後期（567 ）のサンプリングが行われる。

±0.5 チップの遅延ブロック516 および521 で遅延された後、遅延されたデータ流は乗算器517 および522 でもとのスプレッドシーケンスとパイロットウォルシュコードの組合わせと乗算される。これはｃ_p1（ｎ）として示されている。デスプレッドされた信号はその後ブロック518 および523 で相関され、各信号の大きさはその後、２乗装置519 および524 によって２乗される。

２乗された大きさは減算器526 で減算され、２つのエネルギ間の差Ａが発見する。差がゼロであれば、τ₁ に対する最初の評価値は正確である。差がゼロでなければ、エラー信号Ａが使用されて新しいτ₁ 評価値τ ₁ が生成される。

エラー信号Ａは時間追跡ループ527 に入力され、それは閉ループ追跡プロセスを行い、それはよく知られているのでそれについてさらに説明は行わない。時間追跡ループ527 の出力はτ₁ τ₁ ' に対する新しい評価値τ ₁ である。

第２のフィンガのτ₂ オフセット511 の復調路575 はデスプレッダ551 を含み、それはデジタルデータ流をもとのデータスプレッドシーケンスとウォルシュコードからなるデータデスプレッドシーケンスと乗算する。このシーケンスはｃ_d2（ｎ）として示されている。

その後、デスプレッドされた信号は加算装置（相関装置）552 でシンボル時間にわたって相関される。この相関装置552 から出力された複素数信号は複素数入力信号の位相を回転させるためにパイロット信号の評価値Ｐ₂ と乗算器553 で乗算される。このステップによる出力はオフセットτ₂ で復調された信号を生成する。

オフセット時間τ₂ における復調と並行して、デジタルデータ流はまた、パイロット信号からもっと正確なτを生成するために577 と576 でオフセット（τ₂ −0.5 ）および（τ₂ ＋0.5 ）で復調される。τ₂ を追跡するために使用されるエラー信号を生成するために初期（577 ）および後期（576 ）のサンプリングが行われる。

±0.5 チップの遅延ブロック531 および535 で遅延された後、遅延されたデジタルデータ流は乗算器532 および536 でもとのスプレッドシーケンスとパイロットウォルシュコードの組合わせと乗算される。デスプレッドされた信号はブロック533 および537 で相関され、各信号の大きさはその後、２乗装置534 および538 で２乗される。

２乗された大きさは減算器539 で減算され、２つのエネルギの間の差Ｂを発見する。差がゼロであれば、τ₂ に対する初期評価値は正確である。差がゼロでなければ、エラー信号Ｂが使用されて新しいτ₂ 評価値が生成される。

エラー信号Ｂは時間追跡ループ540 に入力され、閉ループ追跡プロセスが行われるが、これは技術的によく知られているのでさらに説明はしない。時間追跡ループ540 の出力はτ₂ τ₂ ' に対する新しい評価値である。

各フィンガ560 および570 の復調路565 および575 の出力はデータデマルチプレクサ555 に入力される。データはダイバーシティアンテナから交互の方法で送信されるから、デマルチプレクサ555 は送信されたデータを再構成するために各復調路565 および575 の間で交互に動作する。１つおきのシンボルが異なったアンテナから送信されるようにデータが送信されるならば、デマルチプレクサ555 は１つおきのシンボルで２つの復調路565 および575 間で交互に動作する。

上述の図５の実施例において、ｃ_d1（ｎ）およびｃ_d2（ｎ）は異なったデータデスプレッドシーケンスであり、パイロットデスプレッドシーケンスｃ_p1（ｎ）およびｃ_p2（ｎ）もまた相違している。この理由は図４の実施例を参照に前述したとおりである。

図６は本発明の受信機の別のブロック図を示している。この受信機は１つの構成において、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）環境において使用されることができる。ＷＣＤＭＡ標準方式は技術的によく知られているのでさらに説明はしない。図６に示されている受信機は本発明により行われる時間追跡を必要とする他の多元アクセス環境で使用されることができる。

図４の実施例は２個のフィンガを有するものとして説明されたが、図６の実施例は、デスプレッダ、ロータ、アキュムレータのようないくつかのハードウエアおよびハームウエアを２つのフィンガ間で共用している。２つのフィンガ460 および470 のブロック416 および431 は同じ信号ｘ（ｎ）を伝送することが認められる。さらに、ブロック421 および435 は同じ信号ｚ（ｎ）を伝送している。２つのフィンガの相違点は信号のデスプレッドで使用されるパイロットウォルシュコードだけである。

ＷＣＤＭＡ標準方式ではｃ_p1とｃ_p2は５１２チップの相関期間にわたって特別の関係を有している。この関係は次の式で示されている。
ｎ＝0 乃至255 に対して、ｃ_p2（ｎ）＝ｃ_p1（ｎ），および
ｎ＝256 乃至511 に対して、ｃ_p2（ｎ）＝−ｃ_p1（ｎ）
図４で説明した合計を生成するために、単一の加算器が使用されて、256 チップインターバルに渡って累算される。この加算器は次のような合計を形成する。

ｎ＝0 乃至255 に対して、合計１＝合計［ｘ（ｎ）＊ｃ_p1（ｎ）］
ｎ＝256 乃至511 に対して、合計２＝合計［ｘ（ｎ）＊ｃ_p1（ｎ）］
図６の実施例は、この図４のハードウエアを減少した変形型式の構成である。図６を参照すると、受信機は復調路601 を含み、その復調路において、無線周波数・ベースバンド周波数変換器からのデジタルデータ流は同じ時間オフセットτで復調される。図６の復調路601 は図４に示された復調路465 と実質上類似している。それ故、図６の復調路601 の動作については前述の説明を参照する。

オフセット時間τ₁ における復調と並行して、図６の受信機は、デジタルデータ流と関係するパイロット信号からもっと正確なτを生成するために605 と610 でオフセット（τ−0.5 ）および（τ＋0.5 ）で復調れる。τを追跡するために使用されるエラー信号を生成するために初期（605 ）および後期（610 ）のサンプリングが行われる。

初期（605 ）および後期（610 ）の信号はその後ウォルシュコードｃ_p1（ｎ）により610 および615 でデスプレッドされる。これらの信号はその後２５６チップインターバルにわたって累算され、各加算器620 および625 から１シンボルの出力を生成する。

シンボルはそれから遅延ブロック630 および635 に入力され、それは制御信号ａ₁ およびａ₂ の状態に応じてシンボルが交互に加算および減算されることを可能にする。制御信号ａ₁ およびａ₂ は図７を参照にして後述する移動局制御装置660 により発生される。制御装置660 は図８に示されるようにパイロット構造およびシンボル番号に応じて制御信号の状態を決定するために使用される。

図８は技術でよく知られているＷＣＤＭＡのパイロット構造のテーブルを示している。テーブルの一番上の行はダイバーシティアンテナから送信されたパイロット構造であり、一方第２の行は１次アンテナから送信されるパイロット構造である。シンボル番号はパイロットシンボルの特定のグループ（Ａ，Ａ）または（−Ａ，Ａ）に対応している。

図８のシンボルを使用して、制御装置660 は次のように制御信号ａ₁ およびａ₂ を発生する。

シンボル番号 ａ₁ ａ₂
０＆１ １ −１
２＆３ −１ １
４＆５ １ −１
６＆７ −１ １
再度図６を参照すると、上記の制御信号は加算器631, 633, 636, 638による加算前にシンボルまたは遅延されたシンボルのいずれかを“１”または“−１”と乗算することによりｙ₁ およびｙ₂ 合計を発生するのに使用される。１例として、シンボル“０”中に、ｙ₁ ＝合計１＋合計２であり、ここで、合計１および合計２は上記のように示されたものである。また、シンボル“０”中に、ｙ₂ ＝合計１−合計２である。

その後信号ｙ₁ およびｙ₂ は512 チップインターバル（640 および645 ）にわたってサンプリングされる。このサンプリングはもとのシンボルを再生する。

再生されたシンボルの大きさはその後、Ａ信号を発生するために初期のｙ₁ およびｙ₂ 信号が加算器670 で加算される前に２乗装置661 および663 で２乗される。

後期のｙ₁ およびｙ₂ 信号の負の値はＢ信号を発生するために加算される(675) 。図４の実施例と同様に、ＡおよびＢ信号は加重平均ブロック680 に入力される。加重平均ブロック680 の出力はそれから更新されたτ，τ' を発生するために時間追跡ループ685 に入力される。

本発明の上述の方法および装置は、±０．５チップ時間の遅延とエラー信号の加重を使用してタイミングエラーの測定を行い、別の実施例は別のプロセスを使用してタイミングエラーの測定を行う。さらに、別の実施例は、復調装置が各アンテナからの信号を独立に時間追跡することを可能にしている。

図７は、本発明の時間追跡プロセスおよび装置を伴った移動局のブロック図である。移動局は送信機702 および受信機701 を具備し、それらはアンテナ703 に結合されている。送信機は送信のためにマイクロホン705 からの可聴信号を変調する。場合によっては、通信装置の型式に応じて送信機702 またはその他の装置は変調処理の一部としてマイクロホン705 からの可聴信号をデジタル化してもよい。その後、アンテナ703 は基地局へ信号を放射する。

受信機701 は上述のように時間追跡プロセスおよび装置を含んでいる。受信機はそれに応答してアンテナ703 により受信された信号を受信し、追跡し、復調する。通信装置によっては、受信機は受信されたデジタル信号をスピーカ706 から放射するための等価のアナログ信号に変換するように応答することもできる。

通信装置はマイクロプロセッサのようなプロセッサ704 またはその他の制御装置によって制御される。プロセッサは送信機702 および受信機701 に結合されて、送信機および受信機機能を行ってもよい。例えばプロセッサは適切な追跡のためにフィンガを監視し、サーチャおよびフィンガの割当てられたアルゴリズムを実行するために使用されてもよい。

ディスプレイ707 およびキーパッド708 がプロセッサ704 に結合されてキーパッド708 でユーザにより入力された情報を表示する。例えば、ユーザはキーパッド708 を使用して電話番号を入力し、それはディスプレイ707 上に表示され、続いて送信機702 を使用して基地局に送信される。

好ましい実施例では、通信装置は本発明の時間追跡手段を備えたＣＤＭＡセルラ無線電話装置である。別の実施例には、通信能力を備えたパーサナルデジタルアシスタントおよび通信能力を備えたコンピュータが含まれる。

前述したように、図４の実施例は空間時間スプレッドシステムにおいて最良に動作し、図５の実施例は直交送信ダイバーシティ追跡システムにおいて最良に動作する。しかしながら、これらの実施例はこのアンテナダイバーシティ方式に限定されるものではない。換言すれば、図４の実施例は直交送信ダイバーシティシステムにおいても動作可能であり、図５の実施例は空間時間スプレッドシステムにおいても動作可能である。さらに、各実施例はその他任意の型式の送信または受信アンテナダイバーシティ方式で動作することができる。

要約すると、本発明のプロセスおよび装置は、基地局がアンテナダイバーシティを使用して送信する区域で受信された信号を時間追跡する能力を有する移動局を提供する。基地局が度のようにユーザデータを多数のアンテナに転送するかに応じて、移動局受信機は平均タイミングエラーを使用するか、タイミングオフセットを追跡するか、または各アンテナからの信号の時間追跡とは関係なく各復調装置からの独立のエラー評価を使用かを行うことができる。

単一のアンテナを有する典型的な従来技術の基地局のブロック図。 単一の受信路を有する典型的な従来技術の移動局のブロック図。 アンテナダイバーシティを備えた典型的な基地局のブロック図。 本発明の好ましい実施形態の受信機のブロック図。 本発明の別の実施形態の受信機のブロック図。 本発明のさらに別の実施形態の受信機のブロック図。 本発明による移動局のブロック図。 対応するシンボル番号を有するＷＡＡのパイロット構造のテーブルを示す図。

Claims (40)

1. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
   時間オフセットと、複数のデータデスプレッドシーケンスと、複数のパイロット評価とに基づいて複数の変調された信号のそれぞれを復調し、各信号は、複数のデータデスプレッドシーケンスの異なったデータデスプレッドシーケンスおよびパイロット評価の異なったパイロット評価値を有しており、
   復調された複数の信号のそれぞれに対するパイロットデスプレッドシーケンスに応答する複数の時間追跡エラー信号を、復調された複数の信号のそれぞれに対して１つ発生し、
   複数の時間追跡エラー信号に応答して平均時間追跡エラー信号を発生し、
   平均時間追跡エラー信号に応答して更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
2. 複数の変調された信号は類似している請求項１記載の方法。
3. 前記時間追跡エラー信号は、時間オフセットに先行する予め定められた時間および時間オフセットに後続する予め定められた時間に行われたパイロット信号サンプルから生成される請求項１記載の方法。
4. 時間オフセットに先行する予め定められた時間および時間オフセットに後続する予め定められた時間は、実質上１／２チップ時間に等しい請求項３記載の方法。
5. さらに、復調された複数の信号を単一のデータ信号に結合する請求項１記載の方法。
6. 前記結合するステップは複数の復調された信号のデマルチプレクスを含んでいる請求項５記載の方法。
7. 更新されたオフセットは時間追跡ループにより生成される請求項１記載の方法。
   アンテナダイバーシティシステムは受信アンテナダイバーシティシステムである請求項１記載の方法。
8. アンテナダイバーシティシステムは受信アンテナダイバーシティシステムである請求項１記載の方法。
9. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
   複数の変調された信号の第１の変調された信号と、第１のオフセットと、第１のデータデスプレッドシーケンスと、第１のパイロット評価値とに応答して第１の復調された信号を生成し、
   複数の変調された信号の第２の変調された信号と、第１のオフセットと、第２のデータデスプレッドシーケンスと、第２のパイロット評価値とに応答して第２の復調された信号を生成し、
   第１の復調された信号に対して、第１のオフセットに先行するパイロット信号サンプリングと、第１のオフセットに後続するパイロット信号サンプリングと、第１のパイロットデスプレッドシーケンスとに応答して第１のエラー信号を生成し、
   第２の復調された信号に対して、第１のオフセットに先行するパイロット信号サンプリングと、第１のオフセットに後続するパイロット信号サンプリングと、第２のパイロットデスプレッドシーケンスとに応答して第２のエラー信号を生成し、
   第１および第２のエラー信号の加重された合計に応答して平均エラー信号を生成し、
   平均エラー信号に応答して更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
10. さらに、第１の復調された信号と第２の復調された信号とを単一のデータ信号に結合する請求項９記載の方法。
11. 第１の復調された信号と第２の復調された信号とは類似している請求項１０記載の方法。
12. 第１の復調された信号と第２の復調された信号とは主データ信号の交互の部分である請求項１０記載の方法。
13. 更新されたオフセットを生成するステップにおいて、平均時間エラー信号について時間追跡ループにより時間追跡処理が行われる請求項９記載の方法。
14. 第１および第２のエラー信号は、最低のエネルギレベルを有するエラー信号が最低の加重を受けるように各エネルギレベルにしたがって加重される請求項９記載の方法。
15. 第１のオフセットに先行するパイロット信号サンプリングと、第１のオフセットに後続するパイロット信号サンプリングとは、第１のオフセットに先行する１／２チップ時間インターバルと第１のオフセットに後続する１／２チップ時間インターバルとに行われる請求項９記載の方法。
16. 更新されたオフセットは、さらに第１の変調された信号に後続して受信された変調された信号を復調するときに使用される請求項９記載の方法。
17. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
    複数の変調された信号の第１の変調された信号を、第１のオフセットと、第１のデータデスプレッドシーケンスと、第１のパイロット評価値とに応答して第１の復調された信号に復調し、
    複数の変調された信号の第２の変調された信号を、第２のオフセットと、第２のデータデスプレッドシーケンスと、第２のパイロット評価値とに応答して第２の復調された信号に復調し、
    第１のオフセットに先行する予め定められた時間および第１のオフセットに後続する予め定められた時間に、第１の変調された信号と関連するパイロット信号のサンプリングに応答して第１の復調された信号に対する第１のエラー信号を生成し、
    第２のオフセットに先行する予め定められた時間および第２のオフセットに後続する予め定められた時間に、第１の変調された信号と関連してパイロット信号のサンプリングに応答して第２の復調された信号に対する第２のエラー信号を生成し、
    第１の時間エラー信号に応答して第１の更新されたオフセットを生成し、
    第２の時間エラー信号に応答して第２の更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
18. さらに、第１の復調された信号と第２の復調された信号とを結合して主データ信号に等価である結合された信号を形成する請求項１７記載の方法。
19. 前記結合するステップは第１および第２の復調された信号をデマルチプレクスする処理を含んでいる請求項１８記載の方法。
20. 第１および第２の復調された信号は主データ信号の交互の部分である請求項１７記載の方法。
21. 第１の更新されたオフセットは第１の時間追跡ループにより生成され、第２の更新されたオフセットは第２の時間追跡ループにより生成される請求項１７記載の方法。
22. さらに、第１の更新されたオフセットと第２の更新されたオフセットとを使用してさらに別の受信された信号を復調する請求項１７記載の方法。
23. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
    複数の変調された信号の第１の変調された信号を第１のオフセットに応答して第１の復調された信号に復調し、
    複数の変調された信号の第２の変調された信号を第２のオフセットに応答して第２の復調された信号に復調し、
    第１のオフセットに先行する予め定められた時間に第１の復調された信号の第１のエネルギの大きさを決定し、
    第１のオフセットに後続する予め定められた時間に第１の復調された信号の第２のエネルギの大きさを決定し、
    第１と第２のエネルギの大きさの差に応答して第１の復調された信号に対する第１のエラー信号を生成し、
    第２のオフセットに先行する予め定められた時間に第２の復調された信号の第３のエネルギの大きさを決定し、
    第２のオフセットに後続する予め定められた時間に第２の復調された信号の第４のエネルギの大きさを決定し、
    第３と第４のエネルギの大きさの差に応答して第２の復調された信号に対する第２のエラー信号を生成し、
    第１のエラー信号に応答して第１の更新されたオフセットを生成し、
    第２のエラー信号に応答して第２の更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
24. 第１のオフセットに先行する予め定められた時間は１／２チップ時間であり、第１のオフセットに後続する予め定められた時間は１／２チップ時間である請求項２３記載の方法。
25. さらに、データデマルチプレクサにより第１および第２の復調されたサブセット信号をデマルチプレクスすることによって第１および第２の復調された信号を単一のデータ信号に結合する処理を含んでいる請求項２３記載の方法。
26. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境における時間オフセットを追跡するオフセット時間追跡装置において、
    変調された信号の位置の指示を与えるタイミングオフセット装置と、
    前記タイミングオフセット装置に結合され、タイミングオフセットと変調された信号に応答して第１の復調された信号を生成する第１の復調装置と、
    前記タイミングオフセット装置に結合され、タイミングオフセットと変調された信号に応答して第２の復調された信号を生成する第２の復調装置と、
    前記タイミングオフセット装置に結合され、第１の復調された信号に対する第１のエネルギの大きさのエラー信号を生成する手段と、
    前記タイミングオフセット装置に結合され、第２の復調された信号に対する第２のエネルギの大きさのエラー信号を生成する手段と、
    第１と第２のエラー信号に応答して平均のエネルギの大きさのエラー信号を生成する手段と、
    この平均のエネルギの大きさのエラー信号を生成する手段に結合され、平均のエネルギの大きさのエラー信号に応答して更新されたオフセットを生成する時間追跡ループとを具備しているオフセット時間追跡装置。
27. さらに、第１および第２の両復調装置に結合され、変調された信号をベースバンド信号に変換する無線周波数・ベースバンド変換器を具備している請求項２６記載の装置。
28. さらに、第１および第２のエネルギの大きさのエラー信号をそれらそれぞれの大きさに応じて加重する手段を具備している請求項２６記載の装置。
29. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境における時間オフセットを追跡するオフセット時間追跡装置において、
    第１の変調された信号の位置の指示を与える第１のタイミングオフセット装置と、
    第２の変調された信号の位置の指示を与える第２のタイミングオフセット装置と、
    第１の変調された信号およびタイミングオフセット装置に結合され、第１の復調された信号を生成する第１の復調装置と、
    第２の変調された信号およびタイミングオフセット装置に結合され、第２の復調された信号を生成する第２の復調装置と、
    第１のタイミングオフセットおよび第１の変調された信号に結合され、第１の復調された信号に対する第１のエラー信号を生成する手段と、
    第２のタイミングオフセットおよび第２の変調された信号に結合され、第２の復調された信号に対する第２のエラー信号を生成する手段と、
    前記第１のエラー信号を生成する手段に結合され、第１の変調された信号の後続する復調に使用される更新された第１の時間オフセットを生成する第１の時間追跡ループと、
    前記第２のエラー信号を生成する手段に結合され、第２の変調された信号の後続する復調に使用される更新された第２の時間オフセットを生成する第２の時間追跡ループとを具備しているオフセット時間追跡装置。
30. さらに、第１および第２の復調された信号を結合され、第１および第２の復調された信号を結合させるデータデマルチプレクサを具備している請求項２９記載の装置。
31. 第１のエラー信号を生成する手段はさらに、
    第１の時間オフセットに先行する予め定められた時間に第１の復調された信号の先行するエネルギレベルを決定する手段と、
    第１の時間オフセットに後続する予め定められた時間に第１の復調された信号の後続するエネルギレベルを決定する手段と、
    先行するエネルギレベルと後続するエネルギレベルとを結合して第１のエラー信号を生成する手段とを具備している請求項２９記載の装置。
32. 第２のエラー信号を生成する手段はさらに、
    第２の時間オフセットに先行する予め定められた時間に第２の復調された信号の先行するエネルギレベルを決定する手段と、
    第２の時間オフセットに後続する予め定められた時間に第２の復調された信号の後続するエネルギレベルを決定する手段と、
    先行するエネルギレベルと後続するエネルギレベルとを結合して第２のエラー信号を生成する手段とを具備している請求項２９記載の装置。
33. 移動局の受信機において、それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
    複数の信号のそれぞれをオフセットと、複数のデータデスプレッドシーケンスと、複数のパイロット評価値とに基づいて復調し、各信号は複数のデータデスプレッドシーケンスの異なったデータデスプレッドシーケンスと、複数のパイロット評価値の異なったパイロット評価値とを有しており、
    複数の復調された信号のそれぞれに対するパイロットデスプレッドシーケンスに応答して複数の復調された信号のそれぞれに対応して１つの複数の時間追跡エラー信号を生成し、
    それら複数の時間追跡エラー信号に応答して平均時間追跡エラー信号を生成し、
    その平均時間追跡エラー信号に応答して更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
34. 移動局の受信機において、それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
    複数の変調された信号の第１の変調された信号を、第１のオフセットと、第１のデータデスプレッドシーケンスと、第１のパイロット評価値とに応答して第１の復調された信号に復調し、
    複数の変調された信号の第２の変調された信号を、第２のオフセットと、第２のデータデスプレッドシーケンスと、第２のパイロット評価値とに応答して第２の復調された信号に復調し、
    第１のオフセットに先行する予め定められた時間および第１のオフセットに後続する予め定められた時間に、第１の変調された信号と関連するパイロット信号のサンプリングに応答して第１の復調された信号に対する第１のエラー信号を生成し、
    第２のオフセットに先行する予め定められた時間および第２のオフセットに後続する予め定められた時間に、第１の変調された信号と関連するパイロット信号のサンプリングに応答して第２の復調された信号に対する第２のエラー信号を生成し、
    第１の時間エラー信号に応答して第１の更新されたオフセットを生成し、
    第２の時間エラー信号に応答して第２の更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
35. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
    複数の変調された信号のそれぞれをオフセットと、データデスプレッドシーケンスと、パイロット評価値とに応じて複数の復調された信号に復調し、
    オフセットに先行する予め定められた時間およびオフセットに後続する予め定められた時間に、各変調された信号と関連するパイロット信号のサンプリングに応答して複数の復調された信号のそれぞれに対して１つの複数のエラー信号を生成し、
    複数の時間エラー信号のそれぞれに応答して複数の更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
36. アンテナダイバーシティシステムは受信アンテナダイバーシティシステムである請求項１記載の装置。
37. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
    複数の変調された信号の各変調された信号をオフセットと、データデスプレッドシーケンスと、パイロット評価値とに基づいて復調し、
    関連するパイロット信号に対するパイロットデスプレッドシーケンスと、予め定められたインターバルにわたるパイロット信号の累積値と、関連するパイロット信号中のシンボル位置に応じて発生された第１の複数の合計信号と応答して初期時間追跡エラー信号を生成し、
    関連するパイロット信号に対するパイロットデスプレッドシーケンスと、予め定められたインターバルにわたるパイロット信号の累積値と、関連するパイロット信号中のシンボル位置に応じて発生された第２の複数の合計信号と応答して後期時間追跡エラー信号を生成し、
    初期および後期時間追跡エラー信号に応答して平均時間追跡エラー信号を生成し、
    平均時間追跡エラー信号に応答して更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
38. それぞれ変調された信号を送信する複数のアンテナを備えているアンテナダイバーシティシステムを含んでいる無視できないマルチパススペーシング環境におけるオフセット時間追跡方法において、
    複数の変調された信号の１つの変調された信号と、オフセットと、データデスプレッドシーケンスと、複数のパイロット評価値とに応答して復調された信号を生成し、
    オフセットに先行する関連するパイロット信号のサンプリングとパイロットデスプレッドシーケンスとに応答して復調された信号に対する初期デスプレッド信号を生成し、
    初期デスプレッド信号を予め定められたチップインターバルにわたって累積して第１のシンボルを生成し、
    第１のシンボルと遅延された第１のシンボルとで形成された初期デスプレッド信号に対する第１の合計を生成し、
    第１のシンボルと遅延された第１のシンボルの負値とで形成された初期デスプレッド信号に対する第２の合計を生成し、
    初期デスプレッド信号に対する第１および第２の合計のサンプリングに応答する第１のエラー信号を生成し、
    オフセットに後続する関連するパイロット信号のサンプリングとパイロットデスプレッドシーケンスとに応答して復調された信号に対する後期デスプレッド信号を生成し、
    後期デスプレッド信号を予め定められたチップインターバルにわたって累積して第２のシンボルを生成し、
    第１のシンボルと遅延された第１のシンボルとで形成された初期デスプレッド信号に対する第１の合計を生成し、
    第１のシンボルと遅延された第１のシンボルの負値とで形成された後期デスプレッド信号に対する第２の合計を生成し、
    初期デスプレッド信号に対する第１および第２の合計のサンプリングに応答する第２のエラー信号を生成し、
    第１のエラー信号と第２のエラー信号との加重合計に応じて平均エラー信号を生成し、平均エラー信号に応答して更新されたオフセットを生成するオフセット時間追跡方法。
39. 予め定められたチップインターバルは２５６チップである請求項３８記載の方法。
40. 初期および後期信号に対する第１および第２の合計のサンプリングは５１２チップインターバルで行われる請求項３８記載の方法。

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