到来方向推定を含むワイヤレス信号処理方法及び装置
信号到来方向推定を含むワイヤレス信号処理方法及び装置を本明細書に記載する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、包括的には通信の分野に関し、特にワイヤレス通信に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路、マイクロプロセッサ、ネットワーキング、通信、及び他の関連技術の進歩により、ワイヤレス通信、たとえば移動体ワイヤレス「セル」電話が広く採用されることになった。移動体ワイヤレス「セル」電話等のワイヤレス通信の場合、通常、移動体ワイヤレス「セル」電話(移動体送受話機とも呼ばれる)は「近傍」のサービスステーション(基地局とも呼ばれる)と通信し、サービスステーションが移動体送受話機の通信信号を中継する。サービスステーション/基地局は、カバレージエリア(その「セル」)内のすべての移動体送受話機に中継サービスを提供する。したがって、サービスステーション/基地局は通常、その「セル」内の複数の移動体送受話機から通信信号を同時に受信して処理する。
【0003】
サービスステーション/基地局において移動体送受話機から通信信号を受信するために複数のアンテナを使用することが、ワイヤレス通信システムのキャパシティ及びスループットを増強させる点でいくつかの利点があるため一般的になっている。「時空間」処理技法を含むがこれに限定されない各種信号処理技法が、受信した通信信号の処理に採用されている。
【0004】
時空間処理技法の中でも、ビーム形成は、所望の方向から受信した信号の強度を増強するために関心を集めている前途有望な分野の1つである。1つの既知の技法は、既知のトレーニングシーケンスを採用して、所望の方向へのビーム形成に対して最適な重みを推定する(たとえば、最小平均二乗(LMS)を使用して)。到来方向(DOA)を推定する他の既知の技法は、バートレットプロセッサ(Bartlett processor)又はMUSIC(多重信号分類)技法の採用を含む。
【0005】
トレーニングにはシステムのスループットにオーバヘッドを生じるという欠点があり、収束するのに、決定に利用可能な時間よりも長い時間がかかり得る。後者の技法では、独立した信号源から受信した信号の相関(又は相関の欠如)を反映した相関行列の良好な推定を提供するべく、受信信号の多数のスナップショットが必要である。
【0006】
さらに、各通信信号は通常、複数のマルチパスを有するが、構造物からの反射等の環境要因により、これら技法は通常、信号の最も優勢なマルチパスだけに基づいてDOAを推定する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施形態について、同様の参照が同様の要素を示す添付図面を通して説明することにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明の実施形態は、ワイヤレス送信された複数の信号の到来方向を求める方法及び装置を含むが、これに限定されない。本発明の実施形態は、ワイヤレス送信された複数の信号のマルチパスの到来方向を求める方法及び装置も含む。
【0009】
以下の説明では、本発明の実施形態の各種態様について説明する。しかし、説明した態様のいくつかだけ又はすべてを用いて他の実施形態を実施可能なことが当業者には明らかであろう。説明を目的として、実施形態の完全な理解を提供するために特定の数、材料、及び構成を記す。しかし、特定の詳細なしで他の実施形態を実施可能なことが当業者には明らかであろう。場合によっては、説明を曖昧にしないように既知の特徴については省くか又は簡略化している。
【0010】
各種動作について、実施形態を理解する上で最も助けとなるように複数の離散した動作として順番に説明するが、説明の順番を、これら動作が必ず順序に依存することを暗に示すものとして解釈すべきではない。特に、これら動作を提示する順番で実行する必要はない。
【0011】
語句「一実施形態では」を繰り返し用いる。この語句は一般に同じ実施形態を指さないが、指す場合もある。用語「備える」、「有する」及び「含む」は、文脈により別に解釈される場合を除き同義である。
【0012】
これより図1を参照して、一実施形態により、本発明の実施に適した通信環境の概観を示す。図示のように、この実施形態では、通信環境100は、互いに通信可能に結合された、J個の移動体送受話機102a〜102j及び基地局106を含む。基地局106は、送受話機がワイヤレス送信した信号を受信することを含め、移動体送受話機102a〜102jの通信信号を中継する。中でも特に受信した信号を処理し、基地局106が結合された、ワイヤレス通信サービスネットワークの別の信号処理ノード(図示せず)に、及び/又はPSTN(公衆交換電話網)の信号処理ノード(図示せず)に転送することができる。
【0013】
この実施形態では、基地局106は、図示のように互いに結合されたN個のアンテナ108a〜108n、RFユニット110、及び信号処理ユニット110を備える(RF=無線周波)。アンテナ108a〜108nは、移動体送受話機102a〜102jに信号を送信するとともに、移動体送受話機102a〜102jから信号を受信するために採用される。さらに、アンテナ108a〜108nを他の目的で採用してもよい。アンテナ108a〜108nはセンサと呼ばれる場合もある。本出願では、これら2つの用語は同義である。
【0014】
RFユニット110は、アンテナ108a〜108nが受信したRF信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、又はベースバンド信号をアンテナ108a〜108nが送信するRF信号にアップコンバートするために採用される。
【0015】
信号処理ユニット110は、ダウンコンバートされたベースバンド信号を処理するため、及びアウトバウンド信号をアップコンバート向けに処理するために採用される。この実施形態では、信号処理ユニット110は特に、図示のように互いに結合されるとともにRFユニット110に結合されるDOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114を備える。
【0016】
各種実施形態では、DOA推定ユニット112はJ個の信号(Jは整数)のDOAを推定し、これについては図2を参照しながらより十分に以下説明する。これら実施形態では、ビーム形成ユニット114は、DOA推定ユニット112により推定されるJ個の信号のDOAに少なくとも部分的に基づいて対応する重み付き出力信号を形成する。
【0017】
他の実施形態では、DOA推定ユニット112は、J個の信号のL個のマルチパス(Lは整数)のDOAを推定し、これについては図3を参照しながらより十分に説明する。いくつかの実施形態は、図2及び図3を参照しながら説明する2つの方法のうちの一方をサポートする。他の実施形態は両方をサポートする。図2及び図3に示す両方の方法をサポートする実施形態の場合、実施形態は現在の動作方法として2つの方法のうちの一方の構成をサポートすることもできる。構成は静的又は動的な手法でサポートすることができる。
【0018】
後者の実施形態の場合、ビーム形成ユニット114は、DOA推定ユニット112により推定されたJ個の信号のL個のマルチパスのDOAに少なくとも部分的に基づいて、対応する出力信号を形成する。より具体的には、ビーム形成ユニット114は対応する重みの数を求め、DOA推定ユニット112が推定したJ個の信号のL個のマルチパスの重み付き寄与分に少なくとも部分的に基づいて、対応する出力信号を形成する。
【0019】
基地局106が信号104a〜104jを取得する有利な様式を除き、移動体送受話機102a〜102j及びRFユニット110は広い範囲のこれら要素を表す。DOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114のソフトウェア実施(implementation)をホストするのに適したコンピュータシステムについて図4を参照しながら以下さらに説明する。ソフトウェア実施は、複数のプログラミング言語の任意の1つ又は複数を採用して作成することができる。しかし、本発明は、DOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114のすべて又は一部が、たとえば1つ又は複数の特定用途向け集積回路(ASIC)又はフィールドプログラマブルロジックデバイスを使用してハードウェアで実施されてもよいことを予期する。当業者は、本明細書に提供する説明に基づいてそうすることができよう。
【0020】
以下の残りの説明では、及び特許請求の範囲では、以下の規則を採用する。
−A、M等の太字大文字は行列又は部分空間を表す。
−v等の太字小文字はベクトルを表す。
−「s」等の非太字文字はスカラーを表す。
【0021】
これより図2を参照して、一実施形態によりJ個の信号のDOAを求めるDOA推定ユニット112の動作フローを示す流れ図を示す。この実施形態では以下を仮定する。
J個の独立した信号がJ個の別個の方向θ1,…θjでNアンテナアレイに衝突する。但し、角度θjはエンドファイア方向(endfire direction)に対して測定される。
受信した信号の単一スナップショットの出力信号ベクトルは、
【数1】
(1)
により与えられる。式中、x(t)は、
【数2】
(2)
として書かれるN×1列ベクトルであり、
【数3】
(3)
であり、式中、AはN×J指向性応答行列であり、
【数4】
(4)
は信号方向ベクトルである。各a(θj)ベクトルは次元N×1を有する。
【数5】
(5)
あり、s(t)は、J個の独立した発信源により送信されるJ個の信号を含むJ×1ベクトルである。
【数6】
f0は搬送周波数であり、cは電磁波速度であり、kは波長であり、dはアンテナ素子間の間隔であり、tは時間インデックスに対応する。
したがって、x(t)は発信源方向にそれぞれ対応するJ個の線形独立したヴァンデルモンドベクトル(Vandermonde vector)の線形結合であり、x(t)は、
【数7】
(6)
とみなすことができる。
式(3)中、行列Aは、x(t)が属するJ次元部分空間に張る基底を表す。したがって、x(t)は分解されると、要素として方向ベクトルのうちの1つを有する。
したがって、x(t)(単一スナップショットの出力信号ベクトル)により張られる1次元部分空間とその任意のJ信号方向ベクトルの交点が非ゼロであるような相関が存在する。
したがって、θiが真の発信方向の1つに対応しない、すなわち
【数8】
の場合、x(t)とa(θi)の交点はゼロになる。
したがって、計算問題は、
【数9】
(7)
【数10】
(8)
として定式化される。
【数11】
として定式化されるN×2行列は、θi∈(θ1,…,θJ)の場合に階数の不足又は階数の不足に近くなる。
したがって、J個の信号θ1,…,θJのDOAを求める場合、図2のプロセスはまず、信号発信源j,〜θiの試行方向を選択する(ブロック202)。
試行方向を選択すると、プロセスは第1の係数
【数12】
(9a)
及び第1の正規直交ベクトル
【数13】
(9b)
の計算に進む(ブロック204)。
第1の係数及び第1の正規直交ベクトルを計算すると、プロセスは第2の係数
【数14】
(10a)
第2の正規直交ベクトル
【数15】
(10b)
及び第3の係数
【数16】
(10c)
の計算に進む(ブロック206)。
次いで、プロセスは関数
【数17】
(11)
の値を求めることに進み、値を求めることによって関数のピーク値がもたらされるか否かを判断する。もたらされる場合、試行方向はJ個の信号のDOAのうちの1つであるとみなされる。
ブロック210において、プロセスは、さらなる方向を求めるべきであるか否かを判断する。求めるべきである場合、プロセスはブロック202に戻り、そこから上述したように続く。求めるべきではない場合、プロセスは終了する。
【0022】
これより図3を参照して、一実施形態によるJ個の信号のL個のコヒーレントマルチパスのDOAを求めるDOA推定ユニット112の動作フローを示す流れ図を示す。この実施形態は、J個の信号のDOAの初期推定を含み、次いでJ個の信号の求められたDOAが他の情報と共に、J個の信号のL個のマルチパスのDOAを求めるために採用される。
基地局でのj番目の発信源及びL個のコヒーレントマルチパスに対応する信号は、
【数18】
(12)
により与えられる。上記式をN素子アンテナアレイに拡張すると、以下の関係が得られる。
【数19】
(13)
式中、
【数20】
はjl番目のマルチパス成分のアレイ応答ベクトルである。上記中の表記には以下の意味がある。
信号強度又はl番目のマルチパスの振幅中のRjl
fdCosθjlはjl番目のマルチパスのドップラーシフトであり、
τjl=rjl/cはjl番目のマルチパスの時間遅延であり、
rjlはjl番目のマルチパスの範囲であり、
cは電磁波速度であり、
θjlはjl番目のマルチパスに対応するDOAであり、
Lはj番目の発信源の支配的なマルチパスの数である。
マルチパス遅延広がりが、
【数21】
であるという仮定の下で(式中、Bは信号の帯域幅である)、j番目の発信源のベースバンド信号であるsj(t)は狭帯域信号としてモデリングすることができ、すなわち
【数22】
であり、式中、
【数23】
は、
【数24】
(14)
としても書ける。式中、
【数25】
(15)
である。
さらに、移動体からのすべてのマルチパスは、平均到来角度θjを中心として±Δ内で一様に基地局アレイに到来する。
さらに、信号が狭帯域であると仮定すると、複素ベースバンド信号ベクトルは、
【数26】
(16)
と書くことができる。
さらに、
【数27】
(17)
をj番目の発信源に対応するL個のコヒーレントマルチパスのアレイ応答ベクトルとする。
MUSIC等の従来のアルゴリズムの使用により、その発信源に対応するL個のマルチパスはすべてコヒーレントであるため同じ方向θjの推定が導かれる。
したがって、θjlをθjで置換することができる。
このような場合、上記式を
【数28】
(18)
と近似することができる。
J人のユーザの場合、アレイでの信号ベクトルは、
【数29】
(19)
により与えられる。
n(t)はノイズベクトル(列)であり、ノイズは空間的及び時間的にホワイトであると仮定される。
【数30】
(20)
Rは相関行列である。これは、受信した信号とノイズベクトルx(t)の外積から得られ、いくつかのスナップショットにわたって平均化される。
平均化をEで表す。
Hは「エルミート(転置及び共役)を示す。
AはサイズN×J(N個のアンテナ、J個の発信源)の行列であり、
σ2はノイズ分散であり、
IはN×N恒等行列であり、
【数31】
(21)
はJ×J発信源共分散行列である。
s(t)は対角要素Фに沿って存在するベースバンド信号パワーである。
そのサイズはJ×Jであり、ここでJは発信源の数である。ノイズ共分散は、
【数32】
(22)
により与えられる。
【0023】
したがって、Rの固有値が降順に配置されているものとし、λ1≧λ2≧,…≧λNで表すとし、同様にu1,…,uNを対応する固有ベクトルであるとする。固有値λnは、
【数33】
(23)
により与えられる。
Us=[u1,…,uJ]は信号部分空間と見なすことができ、
Un=[uJ+1,…,uN]はノイズ部分空間と見なすことができる。
j=1,…,Jの場合、Unv(θj)=0であり、その他の場合、Unv(θj)≠0である。
【0024】
この実施形態は、推定された固有値Us=[u1,…,uJ]により張られる部分空間がJ個の真の発信源方向により張られる空間に対応するものと仮定する。j番目の固有値はj番目の発信源によるL個のコヒーレントマルチパスに対応することに留意されたい。j番目の発信源方向θjの推定は、MUSICのような任意の既知の方法により行うことができる。この実施形態は、j番目の発信源θjの求められたDOAを中心とした方向範囲θj±Δ内を探索して、j番目の発信源のL個のマルチパスを求める。
したがって、信号ベクトルxj(t)は、
【数34】
とみなすことができ、ここで、
【数35】
(24)
【数36】
(25)
したがって、図3に示すように、集合
【数37】
を探索するプロセスは(式中、θjl∈(θj±Δ),l=1,2,…,L)、j番目の発信源のL個のマルチパスの試行方向集合
【数38】
をまず選択するプロセスから始まる(ブロック302)。
Θ=Θj、すなわち、(θjk1,θjk2,…,θjkL)=(θj1,θj2,…,θjL)を見つける処理は以下のように表現される。
第1に、プロセスは集合(θjk1,θjk2,…,θjkL)を無作為に選択する。
第2に、プロセスは以下の行列
【数39】
を形成する。式中、
【数40】
第3に、プロセスは以下の関係
【数41】
(26)
及び
【数42】
(27)
を計算する(ブロック304)。
【数43】
はベクトルの2ノルムである。
同様に、以下の係数及びベクトルについて、プロセスは
【数44】
(28)
【数45】
(29)
及び
【数46】
(30)
を計算する(ブロック306)。計算はl=L+1になるまで、すなわちrL+1,L+1を得るまで行われる。
次いで、ブロック308において、プロセスは関数
【数47】
(31)
を計算する。
【数48】
の結果がピーク値の「新規」集合をもたらす場合、試行方向集合
【数49】
は、L個の強マルチパスの到来方向として設定される。
ブロック310において、プロセスを繰り返すべきか否かが判断される。繰り返す試行回数は、動作効率のために所定であってもよく、又は限界改善逓減の所定のしきい値に基づいてもよい。
別の試行集合を評価すべき場合、プロセスはブロック302に戻る。
最終的に、推定プロセスを終了する基準が満たされ、プロセスは終了する。次いで、Lマルチパス方向の現在推定
【数50】
を使用して結合信号z(t)(図1参照)を
【数51】
(32)
として得る。
【0025】
換言すれば、j番目の発信源のDOA推定ユニット112でのLマルチパス指向性集合の推定後、アンテナ素子において受信した信号が式(32)において与えられるように適宜重み付けされる。
【0026】
このプロセスは、アンテナ素子において受信したJ個の信号発信源すべてに対して繰り返され、各発信源信号はLマルチパスに対応する係数により重み付けされる。
【0027】
これより図4を参照して、DOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114のソフトウェア実施をホストするのに適したコンピュータシステム例を示すブロック図を示す。図示のように、コンピューティング装置400は1つ又は複数のプロセッサ402、システムメモリ404、大容量記憶装置406、他のI/O装置408、及びネットワーク通信インタフェース410を備え、これらは図示のように互いにシステムバス412を介して結合される。
【0028】
プロセッサ402は、DOA推定112及び/又はビーム形成114のソフトウェア実施を実行するために採用される。プロセッサ402は、当該技術分野において既知の、又はこれから設計される複数のプロセッサの任意の1つであることができる。適したプロセッサの例としては、カリフォルニア州サンタクララに所在のインテル社から入手可能なマイクロプロセッサが挙げられるがこれらに限定されない。
【0029】
システムメモリ404は、推定112及び/又はビーム形成114並びにオペレーティングシステムサービスのワーキングコピーを記憶するために採用される。システムメモリ404は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、又は同様の他のメモリ装置であることができる。
【0030】
大容量記憶装置406は、たとえば、推定112及び/又はビーム形成114の永続的コピーを含むデータを永続的に記憶するために採用される。大容量記憶装置406の例としては、ハードディスク、CD−ROM、DVD−ROM等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0031】
他のI/O装置408が、入出力の他の態様を容易にするために採用される。他のI/O装置408の例としては、キーパッド、カーソル制御機構、ビデオディスプレイ等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0032】
ネットワーク通信インタフェース410は、他の装置とのネットワーク通信を容易にするために採用される。ネットワーク通信インタフェース410は有線ベースのものであっても、又はワイヤレスであってもよい。各種実施形態では、ネットワーク通信インタフェース410は、広範なネットワーキングプロトコルの任意の1つをサポートすることができる。
【0033】
代替の実施形態では、コンピューティングシステムは、マルチプロセッサシステム、超並列コンピューティングノードアレイを含むネットワーク化されたコンピュータ群であることができる。
【0034】
したがって、J個の信号のDOAを求め、且つ/又はJ個の信号のL個のマルチパスのDOAを求める新規の各種方法及び装置、J個の信号はそれぞれの発信源によりワイヤレス送信される。
【0035】
本発明について上記実施形態に関して説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されないことを当業者は認めよう。他の実施形態も、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内で変更及び代替を伴って実施することができる。したがって、この説明は限定ではなく例示とみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】一実施形態による、本発明の実施に適した通信環境を示す図である。
【図2】一実施形態による、J個の信号源からワイヤレス送信されたJ個の信号の到来方向を求めるための動作フローの一部を示す図である。
【図3】一実施形態による、J個の信号源からワイヤレス送信されたJ個の信号のL個のマルチパスの到来方向を求めるための動作フローの一部を示す図である。
【図4】一実施形態による、図2及び図3の信号処理方法のうちの1つ又は複数のうちの1つ又は複数の態様の実施への使用に適したコンピュータシステムを示す図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、包括的には通信の分野に関し、特にワイヤレス通信に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路、マイクロプロセッサ、ネットワーキング、通信、及び他の関連技術の進歩により、ワイヤレス通信、たとえば移動体ワイヤレス「セル」電話が広く採用されることになった。移動体ワイヤレス「セル」電話等のワイヤレス通信の場合、通常、移動体ワイヤレス「セル」電話(移動体送受話機とも呼ばれる)は「近傍」のサービスステーション(基地局とも呼ばれる)と通信し、サービスステーションが移動体送受話機の通信信号を中継する。サービスステーション/基地局は、カバレージエリア(その「セル」)内のすべての移動体送受話機に中継サービスを提供する。したがって、サービスステーション/基地局は通常、その「セル」内の複数の移動体送受話機から通信信号を同時に受信して処理する。
【0003】
サービスステーション/基地局において移動体送受話機から通信信号を受信するために複数のアンテナを使用することが、ワイヤレス通信システムのキャパシティ及びスループットを増強させる点でいくつかの利点があるため一般的になっている。「時空間」処理技法を含むがこれに限定されない各種信号処理技法が、受信した通信信号の処理に採用されている。
【0004】
時空間処理技法の中でも、ビーム形成は、所望の方向から受信した信号の強度を増強するために関心を集めている前途有望な分野の1つである。1つの既知の技法は、既知のトレーニングシーケンスを採用して、所望の方向へのビーム形成に対して最適な重みを推定する(たとえば、最小平均二乗(LMS)を使用して)。到来方向(DOA)を推定する他の既知の技法は、バートレットプロセッサ(Bartlett processor)又はMUSIC(多重信号分類)技法の採用を含む。
【0005】
トレーニングにはシステムのスループットにオーバヘッドを生じるという欠点があり、収束するのに、決定に利用可能な時間よりも長い時間がかかり得る。後者の技法では、独立した信号源から受信した信号の相関(又は相関の欠如)を反映した相関行列の良好な推定を提供するべく、受信信号の多数のスナップショットが必要である。
【0006】
さらに、各通信信号は通常、複数のマルチパスを有するが、構造物からの反射等の環境要因により、これら技法は通常、信号の最も優勢なマルチパスだけに基づいてDOAを推定する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施形態について、同様の参照が同様の要素を示す添付図面を通して説明することにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明の実施形態は、ワイヤレス送信された複数の信号の到来方向を求める方法及び装置を含むが、これに限定されない。本発明の実施形態は、ワイヤレス送信された複数の信号のマルチパスの到来方向を求める方法及び装置も含む。
【0009】
以下の説明では、本発明の実施形態の各種態様について説明する。しかし、説明した態様のいくつかだけ又はすべてを用いて他の実施形態を実施可能なことが当業者には明らかであろう。説明を目的として、実施形態の完全な理解を提供するために特定の数、材料、及び構成を記す。しかし、特定の詳細なしで他の実施形態を実施可能なことが当業者には明らかであろう。場合によっては、説明を曖昧にしないように既知の特徴については省くか又は簡略化している。
【0010】
各種動作について、実施形態を理解する上で最も助けとなるように複数の離散した動作として順番に説明するが、説明の順番を、これら動作が必ず順序に依存することを暗に示すものとして解釈すべきではない。特に、これら動作を提示する順番で実行する必要はない。
【0011】
語句「一実施形態では」を繰り返し用いる。この語句は一般に同じ実施形態を指さないが、指す場合もある。用語「備える」、「有する」及び「含む」は、文脈により別に解釈される場合を除き同義である。
【0012】
これより図1を参照して、一実施形態により、本発明の実施に適した通信環境の概観を示す。図示のように、この実施形態では、通信環境100は、互いに通信可能に結合された、J個の移動体送受話機102a〜102j及び基地局106を含む。基地局106は、送受話機がワイヤレス送信した信号を受信することを含め、移動体送受話機102a〜102jの通信信号を中継する。中でも特に受信した信号を処理し、基地局106が結合された、ワイヤレス通信サービスネットワークの別の信号処理ノード(図示せず)に、及び/又はPSTN(公衆交換電話網)の信号処理ノード(図示せず)に転送することができる。
【0013】
この実施形態では、基地局106は、図示のように互いに結合されたN個のアンテナ108a〜108n、RFユニット110、及び信号処理ユニット110を備える(RF=無線周波)。アンテナ108a〜108nは、移動体送受話機102a〜102jに信号を送信するとともに、移動体送受話機102a〜102jから信号を受信するために採用される。さらに、アンテナ108a〜108nを他の目的で採用してもよい。アンテナ108a〜108nはセンサと呼ばれる場合もある。本出願では、これら2つの用語は同義である。
【0014】
RFユニット110は、アンテナ108a〜108nが受信したRF信号をベースバンド信号にダウンコンバートし、又はベースバンド信号をアンテナ108a〜108nが送信するRF信号にアップコンバートするために採用される。
【0015】
信号処理ユニット110は、ダウンコンバートされたベースバンド信号を処理するため、及びアウトバウンド信号をアップコンバート向けに処理するために採用される。この実施形態では、信号処理ユニット110は特に、図示のように互いに結合されるとともにRFユニット110に結合されるDOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114を備える。
【0016】
各種実施形態では、DOA推定ユニット112はJ個の信号(Jは整数)のDOAを推定し、これについては図2を参照しながらより十分に以下説明する。これら実施形態では、ビーム形成ユニット114は、DOA推定ユニット112により推定されるJ個の信号のDOAに少なくとも部分的に基づいて対応する重み付き出力信号を形成する。
【0017】
他の実施形態では、DOA推定ユニット112は、J個の信号のL個のマルチパス(Lは整数)のDOAを推定し、これについては図3を参照しながらより十分に説明する。いくつかの実施形態は、図2及び図3を参照しながら説明する2つの方法のうちの一方をサポートする。他の実施形態は両方をサポートする。図2及び図3に示す両方の方法をサポートする実施形態の場合、実施形態は現在の動作方法として2つの方法のうちの一方の構成をサポートすることもできる。構成は静的又は動的な手法でサポートすることができる。
【0018】
後者の実施形態の場合、ビーム形成ユニット114は、DOA推定ユニット112により推定されたJ個の信号のL個のマルチパスのDOAに少なくとも部分的に基づいて、対応する出力信号を形成する。より具体的には、ビーム形成ユニット114は対応する重みの数を求め、DOA推定ユニット112が推定したJ個の信号のL個のマルチパスの重み付き寄与分に少なくとも部分的に基づいて、対応する出力信号を形成する。
【0019】
基地局106が信号104a〜104jを取得する有利な様式を除き、移動体送受話機102a〜102j及びRFユニット110は広い範囲のこれら要素を表す。DOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114のソフトウェア実施(implementation)をホストするのに適したコンピュータシステムについて図4を参照しながら以下さらに説明する。ソフトウェア実施は、複数のプログラミング言語の任意の1つ又は複数を採用して作成することができる。しかし、本発明は、DOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114のすべて又は一部が、たとえば1つ又は複数の特定用途向け集積回路(ASIC)又はフィールドプログラマブルロジックデバイスを使用してハードウェアで実施されてもよいことを予期する。当業者は、本明細書に提供する説明に基づいてそうすることができよう。
【0020】
以下の残りの説明では、及び特許請求の範囲では、以下の規則を採用する。
−A、M等の太字大文字は行列又は部分空間を表す。
−v等の太字小文字はベクトルを表す。
−「s」等の非太字文字はスカラーを表す。
【0021】
これより図2を参照して、一実施形態によりJ個の信号のDOAを求めるDOA推定ユニット112の動作フローを示す流れ図を示す。この実施形態では以下を仮定する。
J個の独立した信号がJ個の別個の方向θ1,…θjでNアンテナアレイに衝突する。但し、角度θjはエンドファイア方向(endfire direction)に対して測定される。
受信した信号の単一スナップショットの出力信号ベクトルは、
【数1】
(1)
により与えられる。式中、x(t)は、
【数2】
(2)
として書かれるN×1列ベクトルであり、
【数3】
(3)
であり、式中、AはN×J指向性応答行列であり、
【数4】
(4)
は信号方向ベクトルである。各a(θj)ベクトルは次元N×1を有する。
【数5】
(5)
あり、s(t)は、J個の独立した発信源により送信されるJ個の信号を含むJ×1ベクトルである。
【数6】
f0は搬送周波数であり、cは電磁波速度であり、kは波長であり、dはアンテナ素子間の間隔であり、tは時間インデックスに対応する。
したがって、x(t)は発信源方向にそれぞれ対応するJ個の線形独立したヴァンデルモンドベクトル(Vandermonde vector)の線形結合であり、x(t)は、
【数7】
(6)
とみなすことができる。
式(3)中、行列Aは、x(t)が属するJ次元部分空間に張る基底を表す。したがって、x(t)は分解されると、要素として方向ベクトルのうちの1つを有する。
したがって、x(t)(単一スナップショットの出力信号ベクトル)により張られる1次元部分空間とその任意のJ信号方向ベクトルの交点が非ゼロであるような相関が存在する。
したがって、θiが真の発信方向の1つに対応しない、すなわち
【数8】
の場合、x(t)とa(θi)の交点はゼロになる。
したがって、計算問題は、
【数9】
(7)
【数10】
(8)
として定式化される。
【数11】
として定式化されるN×2行列は、θi∈(θ1,…,θJ)の場合に階数の不足又は階数の不足に近くなる。
したがって、J個の信号θ1,…,θJのDOAを求める場合、図2のプロセスはまず、信号発信源j,〜θiの試行方向を選択する(ブロック202)。
試行方向を選択すると、プロセスは第1の係数
【数12】
(9a)
及び第1の正規直交ベクトル
【数13】
(9b)
の計算に進む(ブロック204)。
第1の係数及び第1の正規直交ベクトルを計算すると、プロセスは第2の係数
【数14】
(10a)
第2の正規直交ベクトル
【数15】
(10b)
及び第3の係数
【数16】
(10c)
の計算に進む(ブロック206)。
次いで、プロセスは関数
【数17】
(11)
の値を求めることに進み、値を求めることによって関数のピーク値がもたらされるか否かを判断する。もたらされる場合、試行方向はJ個の信号のDOAのうちの1つであるとみなされる。
ブロック210において、プロセスは、さらなる方向を求めるべきであるか否かを判断する。求めるべきである場合、プロセスはブロック202に戻り、そこから上述したように続く。求めるべきではない場合、プロセスは終了する。
【0022】
これより図3を参照して、一実施形態によるJ個の信号のL個のコヒーレントマルチパスのDOAを求めるDOA推定ユニット112の動作フローを示す流れ図を示す。この実施形態は、J個の信号のDOAの初期推定を含み、次いでJ個の信号の求められたDOAが他の情報と共に、J個の信号のL個のマルチパスのDOAを求めるために採用される。
基地局でのj番目の発信源及びL個のコヒーレントマルチパスに対応する信号は、
【数18】
(12)
により与えられる。上記式をN素子アンテナアレイに拡張すると、以下の関係が得られる。
【数19】
(13)
式中、
【数20】
はjl番目のマルチパス成分のアレイ応答ベクトルである。上記中の表記には以下の意味がある。
信号強度又はl番目のマルチパスの振幅中のRjl
fdCosθjlはjl番目のマルチパスのドップラーシフトであり、
τjl=rjl/cはjl番目のマルチパスの時間遅延であり、
rjlはjl番目のマルチパスの範囲であり、
cは電磁波速度であり、
θjlはjl番目のマルチパスに対応するDOAであり、
Lはj番目の発信源の支配的なマルチパスの数である。
マルチパス遅延広がりが、
【数21】
であるという仮定の下で(式中、Bは信号の帯域幅である)、j番目の発信源のベースバンド信号であるsj(t)は狭帯域信号としてモデリングすることができ、すなわち
【数22】
であり、式中、
【数23】
は、
【数24】
(14)
としても書ける。式中、
【数25】
(15)
である。
さらに、移動体からのすべてのマルチパスは、平均到来角度θjを中心として±Δ内で一様に基地局アレイに到来する。
さらに、信号が狭帯域であると仮定すると、複素ベースバンド信号ベクトルは、
【数26】
(16)
と書くことができる。
さらに、
【数27】
(17)
をj番目の発信源に対応するL個のコヒーレントマルチパスのアレイ応答ベクトルとする。
MUSIC等の従来のアルゴリズムの使用により、その発信源に対応するL個のマルチパスはすべてコヒーレントであるため同じ方向θjの推定が導かれる。
したがって、θjlをθjで置換することができる。
このような場合、上記式を
【数28】
(18)
と近似することができる。
J人のユーザの場合、アレイでの信号ベクトルは、
【数29】
(19)
により与えられる。
n(t)はノイズベクトル(列)であり、ノイズは空間的及び時間的にホワイトであると仮定される。
【数30】
(20)
Rは相関行列である。これは、受信した信号とノイズベクトルx(t)の外積から得られ、いくつかのスナップショットにわたって平均化される。
平均化をEで表す。
Hは「エルミート(転置及び共役)を示す。
AはサイズN×J(N個のアンテナ、J個の発信源)の行列であり、
σ2はノイズ分散であり、
IはN×N恒等行列であり、
【数31】
(21)
はJ×J発信源共分散行列である。
s(t)は対角要素Фに沿って存在するベースバンド信号パワーである。
そのサイズはJ×Jであり、ここでJは発信源の数である。ノイズ共分散は、
【数32】
(22)
により与えられる。
【0023】
したがって、Rの固有値が降順に配置されているものとし、λ1≧λ2≧,…≧λNで表すとし、同様にu1,…,uNを対応する固有ベクトルであるとする。固有値λnは、
【数33】
(23)
により与えられる。
Us=[u1,…,uJ]は信号部分空間と見なすことができ、
Un=[uJ+1,…,uN]はノイズ部分空間と見なすことができる。
j=1,…,Jの場合、Unv(θj)=0であり、その他の場合、Unv(θj)≠0である。
【0024】
この実施形態は、推定された固有値Us=[u1,…,uJ]により張られる部分空間がJ個の真の発信源方向により張られる空間に対応するものと仮定する。j番目の固有値はj番目の発信源によるL個のコヒーレントマルチパスに対応することに留意されたい。j番目の発信源方向θjの推定は、MUSICのような任意の既知の方法により行うことができる。この実施形態は、j番目の発信源θjの求められたDOAを中心とした方向範囲θj±Δ内を探索して、j番目の発信源のL個のマルチパスを求める。
したがって、信号ベクトルxj(t)は、
【数34】
とみなすことができ、ここで、
【数35】
(24)
【数36】
(25)
したがって、図3に示すように、集合
【数37】
を探索するプロセスは(式中、θjl∈(θj±Δ),l=1,2,…,L)、j番目の発信源のL個のマルチパスの試行方向集合
【数38】
をまず選択するプロセスから始まる(ブロック302)。
Θ=Θj、すなわち、(θjk1,θjk2,…,θjkL)=(θj1,θj2,…,θjL)を見つける処理は以下のように表現される。
第1に、プロセスは集合(θjk1,θjk2,…,θjkL)を無作為に選択する。
第2に、プロセスは以下の行列
【数39】
を形成する。式中、
【数40】
第3に、プロセスは以下の関係
【数41】
(26)
及び
【数42】
(27)
を計算する(ブロック304)。
【数43】
はベクトルの2ノルムである。
同様に、以下の係数及びベクトルについて、プロセスは
【数44】
(28)
【数45】
(29)
及び
【数46】
(30)
を計算する(ブロック306)。計算はl=L+1になるまで、すなわちrL+1,L+1を得るまで行われる。
次いで、ブロック308において、プロセスは関数
【数47】
(31)
を計算する。
【数48】
の結果がピーク値の「新規」集合をもたらす場合、試行方向集合
【数49】
は、L個の強マルチパスの到来方向として設定される。
ブロック310において、プロセスを繰り返すべきか否かが判断される。繰り返す試行回数は、動作効率のために所定であってもよく、又は限界改善逓減の所定のしきい値に基づいてもよい。
別の試行集合を評価すべき場合、プロセスはブロック302に戻る。
最終的に、推定プロセスを終了する基準が満たされ、プロセスは終了する。次いで、Lマルチパス方向の現在推定
【数50】
を使用して結合信号z(t)(図1参照)を
【数51】
(32)
として得る。
【0025】
換言すれば、j番目の発信源のDOA推定ユニット112でのLマルチパス指向性集合の推定後、アンテナ素子において受信した信号が式(32)において与えられるように適宜重み付けされる。
【0026】
このプロセスは、アンテナ素子において受信したJ個の信号発信源すべてに対して繰り返され、各発信源信号はLマルチパスに対応する係数により重み付けされる。
【0027】
これより図4を参照して、DOA推定ユニット112及びビーム形成ユニット114のソフトウェア実施をホストするのに適したコンピュータシステム例を示すブロック図を示す。図示のように、コンピューティング装置400は1つ又は複数のプロセッサ402、システムメモリ404、大容量記憶装置406、他のI/O装置408、及びネットワーク通信インタフェース410を備え、これらは図示のように互いにシステムバス412を介して結合される。
【0028】
プロセッサ402は、DOA推定112及び/又はビーム形成114のソフトウェア実施を実行するために採用される。プロセッサ402は、当該技術分野において既知の、又はこれから設計される複数のプロセッサの任意の1つであることができる。適したプロセッサの例としては、カリフォルニア州サンタクララに所在のインテル社から入手可能なマイクロプロセッサが挙げられるがこれらに限定されない。
【0029】
システムメモリ404は、推定112及び/又はビーム形成114並びにオペレーティングシステムサービスのワーキングコピーを記憶するために採用される。システムメモリ404は、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、又は同様の他のメモリ装置であることができる。
【0030】
大容量記憶装置406は、たとえば、推定112及び/又はビーム形成114の永続的コピーを含むデータを永続的に記憶するために採用される。大容量記憶装置406の例としては、ハードディスク、CD−ROM、DVD−ROM等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0031】
他のI/O装置408が、入出力の他の態様を容易にするために採用される。他のI/O装置408の例としては、キーパッド、カーソル制御機構、ビデオディスプレイ等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0032】
ネットワーク通信インタフェース410は、他の装置とのネットワーク通信を容易にするために採用される。ネットワーク通信インタフェース410は有線ベースのものであっても、又はワイヤレスであってもよい。各種実施形態では、ネットワーク通信インタフェース410は、広範なネットワーキングプロトコルの任意の1つをサポートすることができる。
【0033】
代替の実施形態では、コンピューティングシステムは、マルチプロセッサシステム、超並列コンピューティングノードアレイを含むネットワーク化されたコンピュータ群であることができる。
【0034】
したがって、J個の信号のDOAを求め、且つ/又はJ個の信号のL個のマルチパスのDOAを求める新規の各種方法及び装置、J個の信号はそれぞれの発信源によりワイヤレス送信される。
【0035】
本発明について上記実施形態に関して説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されないことを当業者は認めよう。他の実施形態も、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内で変更及び代替を伴って実施することができる。したがって、この説明は限定ではなく例示とみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】一実施形態による、本発明の実施に適した通信環境を示す図である。
【図2】一実施形態による、J個の信号源からワイヤレス送信されたJ個の信号の到来方向を求めるための動作フローの一部を示す図である。
【図3】一実施形態による、J個の信号源からワイヤレス送信されたJ個の信号のL個のマルチパスの到来方向を求めるための動作フローの一部を示す図である。
【図4】一実施形態による、図2及び図3の信号処理方法のうちの1つ又は複数のうちの1つ又は複数の態様の実施への使用に適したコンピュータシステムを示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムでの動作方法であって、
複数のセンサを採用して、複数の信号発信源によりワイヤレス送信された第1の複数の信号を受信すること、
前記センサにより感知された前記受信信号の第1のサンプルをとること、
第1の複数の信号方向ベクトルを採用して、前記第1のサンプルに基づいて第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること、
を含む、システムでの動作方法。
【請求項2】
前記複数の信号は、搬送周波数f0でJ個の対応する信号発信源によりワイヤレス送信されるJ個の信号を含み、該J個の信号は速度cで伝搬し、到来方向θ1…θJから前記センサに衝突し、
前記受信することは、間隔dを有するN個のセンサを採用して前記J個の信号を受信することを含み、Nは1よりも大きい整数であり、
前記第1の受信信号を構築することは、
【数1】
により与えられる第1の受信信号ベクトル(x(t))を構築することを含み、
式中、
【数2】
であり、
【数3】
は前記信号方向ベクトルであり、
【数4】
は前記センサにおける出力の複素包絡線であり、
【数5】
である、請求項1に記載のシステムでの動作方法。
【請求項3】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、前記第1のx(t)により張られる部分空間と交わるa(θi)(i=1…J)に少なくとも部分的に基づいてθ1…θLを求めることを含む、請求項2に記載のシステムでの動作方法。
【請求項4】
前記信号の前記第1の複数の到来方向を求めることは、
第1の係数
【数6】
及び第1の正規直交ベクトル
【数7】
を計算することをさらに含む、請求項3に記載のシステムでの動作方法。
【請求項5】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、
a(〜θi)について、
第2の係数
【数8】
第2の正規直交ベクトル
【数9】
及び第3の係数
【数10】
を計算することをさらに含み、式中、〜θiはθ1…θJの試行値である、請求項4に記載のシステムでの動作方法。
【請求項6】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、
〜θiについて関数
【数11】
の値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することをさらに含む、請求項5に記載のシステムでの動作方法。
【請求項7】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、
前記計算すること、前記値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することをJ個以上のa(〜θi)について繰り返すこと、及びJ個のピーク値をθ1…θJとして設定すること、をさらに含む、請求項6に記載のシステムでの動作方法。
【請求項8】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の複数の到来方向を求めることを含む、請求項1に記載のシステムでの動作方法。
【請求項9】
前記センサにより感知された前記受信信号の第2のサンプルをとること、
第2の複数の信号方向ベクトルを採用して、前記第2のサンプルに基づいて第2の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第2の受信信号ベクトルと前記第2の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第2の複数の到来方向を求めること、
をさらに含む、請求項1に記載のシステムでの動作方法。
【請求項10】
前記第1の複数の到来方向及び前記第2の複数の到来方向の対応する平均に少なくとも部分的に基づいて、第3の複数の到来方向を求めることをさらに含む、請求項9に記載のシステムでの動作方法。
【請求項11】
システムでの動作方法であって、
複数のセンサを採用して、複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の信号を受信すること、
前記信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて、前記第1の受信信号を得ること、
を含む、システムでの動作方法。
【請求項12】
前記信号の第2の複数の到来方向を求めることをさらに含み、
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めることは、前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で、該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することを含む、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項13】
前記信号の相関行列を求めること、及び該信号に対応する該相関行列の複数の固有ベクトルを求めること、をさらに含み、
前記第1の信号の到来方向を含め、前記信号の前記第2の複数の到来方向を求めることは、前記信号に対応する前記相関行列の前記求められた固有ベクトルに少なくとも部分的に基づいて行われる、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項14】
前記相関行列を求めることは、複数の信号と前記センサにより感知された前記信号の複数の対応するスナップショットに基づいて求められたノイズベクトルの外積の複数の集合を平均化することを含む、請求項13に記載のシステムでの動作方法。
【請求項15】
前記複数の信号を受信することは、N個のセンサを採用してJ個の信号発信源によりワイヤレス送信されたJ個の信号を受信することを含み、J及びNはそれぞれ1よりも大きな整数であり、
j番目の送信信号は、
【数12】
としてモデリングされ、s(t)はベースバンド信号であり、ψ0は初期位相であり、
前記受信したj番目の信号は、
【数13】
により与えられ、式中、Rjlは前記j番目の信号のl番目のマルチパスの信号強度であり、
fdCosθjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスのドップラーシフトであり、
fは搬送周波数であり、
s()はベースバンド信号であり、
τjl=rjl/cは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの時間遅延であり、
rjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの範囲であり、
cは電磁波速度であり、
θjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの到来方向である、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項16】
角度θから衝突した信号の前記N個のセンサでの応答ベクトルは、
【数14】
により与えられ、
角度θjlから衝突する前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスに対応するベースバンド信号ベクトルは、
【数15】
により与えられる、請求項15に記載のシステムでの動作方法。
【請求項17】
前記探索することは、探索ベクトル
【数16】
を計算することを含み、
【数17】
θJklは探索角度であり、
【数18】
であり、
【数19】
は前記ベクトルの2ノルムである、請求項16に記載のシステムでの動作方法。
【請求項18】
前記探索することは、
【数20】
を計算することをさらに含む、請求項17に記載のシステムでの動作方法。
【請求項19】
前記探索することは、関数
【数21】
がピーク値をもたらすか否かを判断すること、及びもたらす場合には、
【数22】
を前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の到来方向として設定すること、をさらに含む、請求項18に記載のシステムでの動作方法。
【請求項20】
前記第1の受信信号を得ることは、以下
【数23】
として前記第1の受信信号のL個のマルチパスの前記求められた到来方向に基づいてz(t)を得ることを含む、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項21】
装置であって、
記憶媒体であって、
第1の複数の信号方向ベクトルを採用して、複数の信号発信源によりワイヤレス送信され、複数のセンサを採用して受信された複数の受信信号の第1のサンプルに少なくとも部分的に基づいて第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること
を該装置が行えるべく設計されるプログラミング命令を記憶した記憶媒体と、
該記憶媒体に結合され、前記プログラミング命令を実行する少なくとも1つのプロセッサと、
を備える装置。
【請求項22】
前記複数の信号は、搬送周波数f0でJ個の対応する信号発信源によりワイヤレス送信されるJ個の信号を含み、該J個の信号は速度cで伝搬し、到来方向θ1…θJから前記センサに衝突し、
前記J個の信号は、間隔dを有するN個のセンサを採用して受信され、Nは1よりも大きい整数であり、
前記プログラミング命令は、
【数24】
により与えられる第1の受信信号ベクトル(x(t))を構築することによって前記第1の受信信号を構築することを行うように設計され、
式中、
【数25】
であり、
【数26】
は前記信号方向ベクトルであり、
【数27】
は前記センサにおける出力の複素包絡線であり、
【数28】
である、請求項21に記載の装置。
【請求項23】
前記プログラミング命令は、前記第1のx(t)により張られる部分空間と交わるa(θi)(i=1…J)に少なくとも部分的に基づいてθ1…θLを求めることによって、前記信号の第1の複数の到来方向を求めるように設計される、請求項22に記載の装置。
【請求項24】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、
第1の係数
【数29】
及び第1の正規直交ベクトル
【数30】
を計算するようにさらに設計される、請求項23に記載の装置。
【請求項25】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、a(〜θi)について、
第2の係数
【数31】
第2の正規直交ベクトル
【数32】
及び第3の係数
【数33】
を計算するように設計され、式中、〜θiはθ1…θJの試行値である、請求項24に記載の装置。
【請求項26】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、〜θiについて関数
【数34】
の値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することを行うように設計される、請求項25に記載の装置。
【請求項27】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、前記計算すること、前記値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することをJ個以上のa(〜θi)について繰り返すこと、及びJ個のピーク値をθ1…θJとして設定することを行うように設計される、請求項26に記載の装置。
【請求項28】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて前記第1の複数の到来方向を求めることを行うように設計される、請求項21に記載の装置。
【請求項29】
前記プログラミング命令は、
前記センサにより感知された前記受信信号の第2のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第2の複数の信号方向ベクトルを採用して、前記第2のサンプルに基づいて第2の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第2の受信信号ベクトルと前記第2の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第2の複数の到来方向を求めること
を行うように設計される、請求項21に記載の装置。
【請求項30】
前記プログラミング命令は、前記装置が前記第1の複数の到来方向及び前記第2の複数の到来方向の対応する平均に少なくとも部分的に基づいて、第3の複数の到来方向を求めべくさらに設計される、請求項29に記載の装置。
【請求項31】
装置であって、
複数のプログラミング命令を有する記憶媒体であって、該プログラミング命令は、
複数の信号発信源によりワイヤレス送信され、複数のセンサを採用して受信された複数の信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて、前記第1の受信信号を得ること
を該装置が行えるべく設計される記憶媒体と、
該記憶媒体に結合され、前記プログラミング命令を実行する少なくとも1つのプロセッサと、
を備える装置。
【請求項32】
前記プログラミング命令は、前記装置が前記信号の第2の複数の到来方向を求められるべくさらに設計され、
前記プログラミング命令は、前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めることを、前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することによって行うように設計される、請求項31に記載の装置。
【請求項33】
前記プログラミング命令は、前記装置が前記信号の相関行列を求め、該信号に対応する該相関行列の複数の固有ベクトルを求めらべくさらに設計され、
前記プログラミング命令は、前記信号に対応する前記相関行列の前記求められた固有ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の信号の到来方向を含め、前記信号の前記第2の複数の到来方向を求めることを行うように設計される、請求項31に記載の装置。
【請求項34】
前記プログラミング命令は、複数の信号と前記センサにより感知された前記信号の複数の対応するスナップショットに基づいて求められたノイズベクトルの外積の複数の集合を平均化することにより前記相関行列を求めることを行うように設計される、請求項33に記載の装置。
【請求項35】
前記複数の信号を受信することは、N個のセンサを採用して、J個の信号発信源によりワイヤレス送信されたJ個の信号を受信することを含み、J及びNはそれぞれ1よりも大きな整数であり、
j番目の送信信号は、
【数35】
としてモデリングされ、s(t)はベースバンド信号であり、ψ0は初期位相であり、
前記受信したj番目の信号は、
【数36】
により与えられ、式中、Rjlは前記j番目の信号のl番目のマルチパスの信号強度であり、
fdCosθjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスのドップラーシフトであり、
fは搬送周波数であり、
s()はベースバンド信号であり、
τjl=rjl/cは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの時間遅延であり、
rjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの範囲であり、
cは電磁波速度であり、
θjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの到来方向である、請求項31に記載の装置。
【請求項36】
角度θから衝突した信号の前記N個のセンサでの応答ベクトルは、
【数37】
により与えられ、
角度θjlから衝突する前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスに対応するベースバンド信号ベクトルは、
【数38】
により与えられる、請求項35に記載の装置。
【請求項37】
前記プログラミング命令は、前記探索することの一環として、探索ベクトル
【数39】
を計算することを行うように設計され、
【数40】
θjkiは探索角度であり、
【数41】
であり、
【数42】
は前記ベクトルの2ノルムである、請求項36に記載の装置。
【請求項38】
前記プログラミング命令は、前記探索することの一環として、
【数43】
を計算するべく設計される、請求項37に記載の装置。
【請求項39】
前記プログラミング命令は、前記探索することの一環として、関数
【数44】
がピーク値をもたらすか否かを判断すること、及びもたらす場合には、
【数45】
を前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の到来方向として設定することを行うように設計される、請求項38に記載の装置。
【請求項40】
前記プログラミング命令は、以下
【数46】
として前記第1の受信信号のL個のマルチパスの前記求められた到来方向に基づいてz(t)を得ることにより前記第1の受信信号を得ることを行うように設計される、請求項31に記載の装置。
【請求項41】
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の信号を受信する複数のアンテナと、
該アンテナに結合され、前記受信信号をダウンコンバートするRFユニットと、
該RFユニットに結合される到来方向推定ユニットであって、
前記受信信号の第1のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第1の複数の信号方向ベクトルを採用して第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること
を行う到来方向推定ユニットと、
を備えるシステム。
【請求項42】
前記到来方向推定ユニットは、前記求めることの一環として、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の複数の到来方向を求めることを行う、請求項41に記載のシステム。
【請求項43】
前記到来方向推定ユニットは、
前記受信信号の第2のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第2の複数の信号方向ベクトルを採用して第2の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第2の受信信号ベクトルと前記第2の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第2の複数の到来方向を求めること
をさらに行う、請求項41に記載のシステム。
【請求項44】
前記到来方向推定ユニットは、前記第1の複数の到来方向及び前記第2の複数の到来方向の対応する平均に少なくとも部分的に基づいて第3の複数の到来方向を求めること
をさらに行う、請求項43に記載のシステム。
【請求項45】
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の信号を受信する複数のアンテナと、
該アンテナに結合され、前記受信信号をダウンコンバートするRFユニットと、
該RFユニットに結合される到来方向推定ユニットであって、
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の受信信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて前記第1の受信信号を得ること
を行う到来方向推定ユニットと、
を備えるシステム。
【請求項46】
前記到来方向推定ユニットは、
前記信号の第2の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することにより、前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めること
をさらに含む、請求項45に記載のシステム。
【請求項47】
前記到来方向推定ユニットは、
前記信号の相関行列を求め、該信号に対応する該相関行列の複数の固有ベクトルを求めること、及び
前記信号に対応する前記相関行列の前記求められた固有ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の信号の到来方向を含め、前記信号の前記第2の複数の到来方向を求めること
をさらに行う、請求項45に記載のシステム。
【請求項48】
前記到来方向推定ユニットは、複数の信号と前記受信信号の複数の対応するスナップショットに基づいて求められたノイズベクトルの外積の複数の集合を平均化することにより前記相関行列を求める、請求項47に記載のシステム。
【請求項49】
複数のプログラミング命令を記憶した機械可読媒体を備える製品であって、該プログラミング命令は、
複数の発信源によりワイヤレス送信された複数の受信信号の第1のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第1の複数の信号方向ベクトルを採用して第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること
を装置が行えるべく設計される、製品。
【請求項50】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて前記第1の複数の到来方向を求めることを行うように設計される、請求項49に記載の製品。
【請求項51】
複数のプログラミング命令を記憶した機械可読媒体を備える製品であって、該プログラミング命令は、
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の受信信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて前記第1の受信信号を得ること
を装置が行えるべく設計される、製品。
【請求項52】
前記プログラミング命令は、
前記信号の第2の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することにより、前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めること
を前記装置が行えるべくさらに設計される、請求項51に記載の製品。
【請求項1】
システムでの動作方法であって、
複数のセンサを採用して、複数の信号発信源によりワイヤレス送信された第1の複数の信号を受信すること、
前記センサにより感知された前記受信信号の第1のサンプルをとること、
第1の複数の信号方向ベクトルを採用して、前記第1のサンプルに基づいて第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること、
を含む、システムでの動作方法。
【請求項2】
前記複数の信号は、搬送周波数f0でJ個の対応する信号発信源によりワイヤレス送信されるJ個の信号を含み、該J個の信号は速度cで伝搬し、到来方向θ1…θJから前記センサに衝突し、
前記受信することは、間隔dを有するN個のセンサを採用して前記J個の信号を受信することを含み、Nは1よりも大きい整数であり、
前記第1の受信信号を構築することは、
【数1】
により与えられる第1の受信信号ベクトル(x(t))を構築することを含み、
式中、
【数2】
であり、
【数3】
は前記信号方向ベクトルであり、
【数4】
は前記センサにおける出力の複素包絡線であり、
【数5】
である、請求項1に記載のシステムでの動作方法。
【請求項3】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、前記第1のx(t)により張られる部分空間と交わるa(θi)(i=1…J)に少なくとも部分的に基づいてθ1…θLを求めることを含む、請求項2に記載のシステムでの動作方法。
【請求項4】
前記信号の前記第1の複数の到来方向を求めることは、
第1の係数
【数6】
及び第1の正規直交ベクトル
【数7】
を計算することをさらに含む、請求項3に記載のシステムでの動作方法。
【請求項5】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、
a(〜θi)について、
第2の係数
【数8】
第2の正規直交ベクトル
【数9】
及び第3の係数
【数10】
を計算することをさらに含み、式中、〜θiはθ1…θJの試行値である、請求項4に記載のシステムでの動作方法。
【請求項6】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、
〜θiについて関数
【数11】
の値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することをさらに含む、請求項5に記載のシステムでの動作方法。
【請求項7】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、
前記計算すること、前記値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することをJ個以上のa(〜θi)について繰り返すこと、及びJ個のピーク値をθ1…θJとして設定すること、をさらに含む、請求項6に記載のシステムでの動作方法。
【請求項8】
前記信号の第1の複数の到来方向を求めることは、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の複数の到来方向を求めることを含む、請求項1に記載のシステムでの動作方法。
【請求項9】
前記センサにより感知された前記受信信号の第2のサンプルをとること、
第2の複数の信号方向ベクトルを採用して、前記第2のサンプルに基づいて第2の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第2の受信信号ベクトルと前記第2の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第2の複数の到来方向を求めること、
をさらに含む、請求項1に記載のシステムでの動作方法。
【請求項10】
前記第1の複数の到来方向及び前記第2の複数の到来方向の対応する平均に少なくとも部分的に基づいて、第3の複数の到来方向を求めることをさらに含む、請求項9に記載のシステムでの動作方法。
【請求項11】
システムでの動作方法であって、
複数のセンサを採用して、複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の信号を受信すること、
前記信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて、前記第1の受信信号を得ること、
を含む、システムでの動作方法。
【請求項12】
前記信号の第2の複数の到来方向を求めることをさらに含み、
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めることは、前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で、該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することを含む、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項13】
前記信号の相関行列を求めること、及び該信号に対応する該相関行列の複数の固有ベクトルを求めること、をさらに含み、
前記第1の信号の到来方向を含め、前記信号の前記第2の複数の到来方向を求めることは、前記信号に対応する前記相関行列の前記求められた固有ベクトルに少なくとも部分的に基づいて行われる、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項14】
前記相関行列を求めることは、複数の信号と前記センサにより感知された前記信号の複数の対応するスナップショットに基づいて求められたノイズベクトルの外積の複数の集合を平均化することを含む、請求項13に記載のシステムでの動作方法。
【請求項15】
前記複数の信号を受信することは、N個のセンサを採用してJ個の信号発信源によりワイヤレス送信されたJ個の信号を受信することを含み、J及びNはそれぞれ1よりも大きな整数であり、
j番目の送信信号は、
【数12】
としてモデリングされ、s(t)はベースバンド信号であり、ψ0は初期位相であり、
前記受信したj番目の信号は、
【数13】
により与えられ、式中、Rjlは前記j番目の信号のl番目のマルチパスの信号強度であり、
fdCosθjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスのドップラーシフトであり、
fは搬送周波数であり、
s()はベースバンド信号であり、
τjl=rjl/cは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの時間遅延であり、
rjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの範囲であり、
cは電磁波速度であり、
θjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの到来方向である、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項16】
角度θから衝突した信号の前記N個のセンサでの応答ベクトルは、
【数14】
により与えられ、
角度θjlから衝突する前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスに対応するベースバンド信号ベクトルは、
【数15】
により与えられる、請求項15に記載のシステムでの動作方法。
【請求項17】
前記探索することは、探索ベクトル
【数16】
を計算することを含み、
【数17】
θJklは探索角度であり、
【数18】
であり、
【数19】
は前記ベクトルの2ノルムである、請求項16に記載のシステムでの動作方法。
【請求項18】
前記探索することは、
【数20】
を計算することをさらに含む、請求項17に記載のシステムでの動作方法。
【請求項19】
前記探索することは、関数
【数21】
がピーク値をもたらすか否かを判断すること、及びもたらす場合には、
【数22】
を前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の到来方向として設定すること、をさらに含む、請求項18に記載のシステムでの動作方法。
【請求項20】
前記第1の受信信号を得ることは、以下
【数23】
として前記第1の受信信号のL個のマルチパスの前記求められた到来方向に基づいてz(t)を得ることを含む、請求項11に記載のシステムでの動作方法。
【請求項21】
装置であって、
記憶媒体であって、
第1の複数の信号方向ベクトルを採用して、複数の信号発信源によりワイヤレス送信され、複数のセンサを採用して受信された複数の受信信号の第1のサンプルに少なくとも部分的に基づいて第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること
を該装置が行えるべく設計されるプログラミング命令を記憶した記憶媒体と、
該記憶媒体に結合され、前記プログラミング命令を実行する少なくとも1つのプロセッサと、
を備える装置。
【請求項22】
前記複数の信号は、搬送周波数f0でJ個の対応する信号発信源によりワイヤレス送信されるJ個の信号を含み、該J個の信号は速度cで伝搬し、到来方向θ1…θJから前記センサに衝突し、
前記J個の信号は、間隔dを有するN個のセンサを採用して受信され、Nは1よりも大きい整数であり、
前記プログラミング命令は、
【数24】
により与えられる第1の受信信号ベクトル(x(t))を構築することによって前記第1の受信信号を構築することを行うように設計され、
式中、
【数25】
であり、
【数26】
は前記信号方向ベクトルであり、
【数27】
は前記センサにおける出力の複素包絡線であり、
【数28】
である、請求項21に記載の装置。
【請求項23】
前記プログラミング命令は、前記第1のx(t)により張られる部分空間と交わるa(θi)(i=1…J)に少なくとも部分的に基づいてθ1…θLを求めることによって、前記信号の第1の複数の到来方向を求めるように設計される、請求項22に記載の装置。
【請求項24】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、
第1の係数
【数29】
及び第1の正規直交ベクトル
【数30】
を計算するようにさらに設計される、請求項23に記載の装置。
【請求項25】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、a(〜θi)について、
第2の係数
【数31】
第2の正規直交ベクトル
【数32】
及び第3の係数
【数33】
を計算するように設計され、式中、〜θiはθ1…θJの試行値である、請求項24に記載の装置。
【請求項26】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、〜θiについて関数
【数34】
の値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することを行うように設計される、請求項25に記載の装置。
【請求項27】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、前記計算すること、前記値を求めること、及び該値が前記関数のピーク値をもたらすか否かを判断することをJ個以上のa(〜θi)について繰り返すこと、及びJ個のピーク値をθ1…θJとして設定することを行うように設計される、請求項26に記載の装置。
【請求項28】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて前記第1の複数の到来方向を求めることを行うように設計される、請求項21に記載の装置。
【請求項29】
前記プログラミング命令は、
前記センサにより感知された前記受信信号の第2のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第2の複数の信号方向ベクトルを採用して、前記第2のサンプルに基づいて第2の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第2の受信信号ベクトルと前記第2の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第2の複数の到来方向を求めること
を行うように設計される、請求項21に記載の装置。
【請求項30】
前記プログラミング命令は、前記装置が前記第1の複数の到来方向及び前記第2の複数の到来方向の対応する平均に少なくとも部分的に基づいて、第3の複数の到来方向を求めべくさらに設計される、請求項29に記載の装置。
【請求項31】
装置であって、
複数のプログラミング命令を有する記憶媒体であって、該プログラミング命令は、
複数の信号発信源によりワイヤレス送信され、複数のセンサを採用して受信された複数の信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて、前記第1の受信信号を得ること
を該装置が行えるべく設計される記憶媒体と、
該記憶媒体に結合され、前記プログラミング命令を実行する少なくとも1つのプロセッサと、
を備える装置。
【請求項32】
前記プログラミング命令は、前記装置が前記信号の第2の複数の到来方向を求められるべくさらに設計され、
前記プログラミング命令は、前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めることを、前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することによって行うように設計される、請求項31に記載の装置。
【請求項33】
前記プログラミング命令は、前記装置が前記信号の相関行列を求め、該信号に対応する該相関行列の複数の固有ベクトルを求めらべくさらに設計され、
前記プログラミング命令は、前記信号に対応する前記相関行列の前記求められた固有ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の信号の到来方向を含め、前記信号の前記第2の複数の到来方向を求めることを行うように設計される、請求項31に記載の装置。
【請求項34】
前記プログラミング命令は、複数の信号と前記センサにより感知された前記信号の複数の対応するスナップショットに基づいて求められたノイズベクトルの外積の複数の集合を平均化することにより前記相関行列を求めることを行うように設計される、請求項33に記載の装置。
【請求項35】
前記複数の信号を受信することは、N個のセンサを採用して、J個の信号発信源によりワイヤレス送信されたJ個の信号を受信することを含み、J及びNはそれぞれ1よりも大きな整数であり、
j番目の送信信号は、
【数35】
としてモデリングされ、s(t)はベースバンド信号であり、ψ0は初期位相であり、
前記受信したj番目の信号は、
【数36】
により与えられ、式中、Rjlは前記j番目の信号のl番目のマルチパスの信号強度であり、
fdCosθjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスのドップラーシフトであり、
fは搬送周波数であり、
s()はベースバンド信号であり、
τjl=rjl/cは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの時間遅延であり、
rjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの範囲であり、
cは電磁波速度であり、
θjlは前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスの到来方向である、請求項31に記載の装置。
【請求項36】
角度θから衝突した信号の前記N個のセンサでの応答ベクトルは、
【数37】
により与えられ、
角度θjlから衝突する前記j番目の信号の前記l番目のマルチパスに対応するベースバンド信号ベクトルは、
【数38】
により与えられる、請求項35に記載の装置。
【請求項37】
前記プログラミング命令は、前記探索することの一環として、探索ベクトル
【数39】
を計算することを行うように設計され、
【数40】
θjkiは探索角度であり、
【数41】
であり、
【数42】
は前記ベクトルの2ノルムである、請求項36に記載の装置。
【請求項38】
前記プログラミング命令は、前記探索することの一環として、
【数43】
を計算するべく設計される、請求項37に記載の装置。
【請求項39】
前記プログラミング命令は、前記探索することの一環として、関数
【数44】
がピーク値をもたらすか否かを判断すること、及びもたらす場合には、
【数45】
を前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の到来方向として設定することを行うように設計される、請求項38に記載の装置。
【請求項40】
前記プログラミング命令は、以下
【数46】
として前記第1の受信信号のL個のマルチパスの前記求められた到来方向に基づいてz(t)を得ることにより前記第1の受信信号を得ることを行うように設計される、請求項31に記載の装置。
【請求項41】
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の信号を受信する複数のアンテナと、
該アンテナに結合され、前記受信信号をダウンコンバートするRFユニットと、
該RFユニットに結合される到来方向推定ユニットであって、
前記受信信号の第1のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第1の複数の信号方向ベクトルを採用して第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること
を行う到来方向推定ユニットと、
を備えるシステム。
【請求項42】
前記到来方向推定ユニットは、前記求めることの一環として、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の複数の到来方向を求めることを行う、請求項41に記載のシステム。
【請求項43】
前記到来方向推定ユニットは、
前記受信信号の第2のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第2の複数の信号方向ベクトルを採用して第2の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第2の受信信号ベクトルと前記第2の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第2の複数の到来方向を求めること
をさらに行う、請求項41に記載のシステム。
【請求項44】
前記到来方向推定ユニットは、前記第1の複数の到来方向及び前記第2の複数の到来方向の対応する平均に少なくとも部分的に基づいて第3の複数の到来方向を求めること
をさらに行う、請求項43に記載のシステム。
【請求項45】
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の信号を受信する複数のアンテナと、
該アンテナに結合され、前記受信信号をダウンコンバートするRFユニットと、
該RFユニットに結合される到来方向推定ユニットであって、
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の受信信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて前記第1の受信信号を得ること
を行う到来方向推定ユニットと、
を備えるシステム。
【請求項46】
前記到来方向推定ユニットは、
前記信号の第2の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することにより、前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めること
をさらに含む、請求項45に記載のシステム。
【請求項47】
前記到来方向推定ユニットは、
前記信号の相関行列を求め、該信号に対応する該相関行列の複数の固有ベクトルを求めること、及び
前記信号に対応する前記相関行列の前記求められた固有ベクトルに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の信号の到来方向を含め、前記信号の前記第2の複数の到来方向を求めること
をさらに行う、請求項45に記載のシステム。
【請求項48】
前記到来方向推定ユニットは、複数の信号と前記受信信号の複数の対応するスナップショットに基づいて求められたノイズベクトルの外積の複数の集合を平均化することにより前記相関行列を求める、請求項47に記載のシステム。
【請求項49】
複数のプログラミング命令を記憶した機械可読媒体を備える製品であって、該プログラミング命令は、
複数の発信源によりワイヤレス送信された複数の受信信号の第1のサンプルに少なくとも部分的に基づいて、第1の複数の信号方向ベクトルを採用して第1の受信信号ベクトルを構築すること、及び
前記第1の受信信号ベクトルと前記第1の複数の信号方向ベクトルの間の関係に少なくとも部分的に基づいて、前記信号の第1の複数の到来方向を求めること
を装置が行えるべく設計される、製品。
【請求項50】
前記プログラミング命令は、前記求めることの一環として、前記第1の受信信号ベクトルにより張られる部分空間と交わる前記第1の複数の信号方向ベクトルに少なくとも部分的に基づいて前記第1の複数の到来方向を求めることを行うように設計される、請求項49に記載の製品。
【請求項51】
複数のプログラミング命令を記憶した機械可読媒体を備える製品であって、該プログラミング命令は、
複数の信号発信源によりワイヤレス送信された複数の受信信号のうちの第1の信号の第1の複数のマルチパスの第1の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記求められた第1の複数の到来方向に少なくとも部分的に基づいて前記第1の受信信号を得ること
を装置が行えるべく設計される、製品。
【請求項52】
前記プログラミング命令は、
前記信号の第2の複数の到来方向を求めること、及び
前記第1の信号の求められた到来方向を中心とした方向範囲内で該第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を探索することにより、前記第1の信号の前記第1の複数のマルチパスの前記第1の複数の到来方向を求めること
を前記装置が行えるべくさらに設計される、請求項51に記載の製品。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図2】
【図3】
【図4】
【公表番号】特表2007−506374(P2007−506374A)
【公表日】平成19年3月15日(2007.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−527073(P2006−527073)
【出願日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【国際出願番号】PCT/US2004/030576
【国際公開番号】WO2005/029728
【国際公開日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【出願人】(591003943)インテル・コーポレーション (1,101)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成19年3月15日(2007.3.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【国際出願番号】PCT/US2004/030576
【国際公開番号】WO2005/029728
【国際公開日】平成17年3月31日(2005.3.31)
【出願人】(591003943)インテル・コーポレーション (1,101)
【Fターム(参考)】
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