送信ダイバーシティシステム
【課題】送信ダイバーシティシステム
【解決手段】時変変換は、マルチプルのアンテナ路間の干渉の大きさを相互に関連付けるために使用される。前記時変変換を組み込む実施形態は、送信ダイバーシティ受信用に構成されていない遠隔局に送信ダイバーシティ利得を与える。さらに、前記実施形態のいくつかはマルチプルの電力増幅器間で負荷を平衡させるようにさらに構成できる。
【解決手段】時変変換は、マルチプルのアンテナ路間の干渉の大きさを相互に関連付けるために使用される。前記時変変換を組み込む実施形態は、送信ダイバーシティ受信用に構成されていない遠隔局に送信ダイバーシティ利得を与える。さらに、前記実施形態のいくつかはマルチプルの電力増幅器間で負荷を平衡させるようにさらに構成できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して無線通信に関し、さらに詳細には送信ダイバーシティシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の分野には、例えばコードレス電話、ページング、ワイヤレスローカルループ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、インターネット電話、及び衛星通信システムを含む多くの応用例がある。特に重要な応用例は、遠隔加入者向けのセルラー電話システムである。本明細書において、用語「セルラー」システムは、セルラー通信サービス周波数またはパーソナルコミュニケーションサービス（ＰＣＳ）周波数のどちらかを使用するシステムを含む。このようなセルラー電話システムのために、例えば周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、及び符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）などの多様な無線インタフェースが開発されてきた。それに関連して、例えば、先進移動電話サービス（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＡＭＰＳ））、グローバルシステムフォーモバイル（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ（ＧＳＭ））、及び暫定基準９５（Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ ９５（ＩＳ−９５））などを含む多様な国内規格及び国際規格が確立されてきた。ＩＳ−９５及びこれの派生物である、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８（本明細書では多くの場合集合的にＩＳ−９５と称する）、及び提案されている高データ速度システムは、米国電気通信工業会（ＴＩＡ）及び他の周知の標準化団体によって普及が進められている。
【０００３】
ＩＳ−９５規格の使用に従って構成されたセルラー電話システムは、高効率且つロバストな（ｒｏｂｕｓｔ）セルラー電話サービスを提供するためにＣＤＭＡ信号処理技法を採用している。ＩＳ−９５規格の使用に従って実質的に構成された例示的なセルラー電話システムは、本発明の譲受人に譲渡され、参照して本明細書に組み込まれる、米国特許第５，１０３，４５９号及び第４，９０１，３０７号に記載されている。ＣＤＭＡ技法を活用する例示的なシステムには、ＴＩＡによって発表されているｃｄｍａ２０００ ＩＴＵ−Ｒ無線技術（ＲＴＴ）候補案（本明細書ではｃｄｍａ２０００と称する）がある。ｃｄｍａ２０００の規格はＩＳ−２０００の原案に示され、ＴＩＡによって承認されている。別のＣＤＭＡ規格には第３世代移動体通信規格化プロジェクト「３ＧＰＰ」、文書番号３Ｇ ＴＳ ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ ２５．２１３、及び３Ｇ ＴＳ ２５．２１４で具現化されるようなＷ−ＣＤＭＡ規格がある。
【０００４】
上述した電気通信規格は実施できる多様な通信システムのほんのいくつかの例である。これらのシステムの大部分は、現在、単一の遠隔局へのフォワードリンクの送信に単一のアンテナを使用するように構成されているが、ゆくゆくは単一の遠隔局へのフォワードリンク送信にマルチプル（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）のアンテナが使用されることが想像される。マルチプルのアンテナにより、送信ダイバーシティ（ＴＤ）が提供されるが、これによりフォワードリンクの品質が高まる。フォワードリンクの品質が向上すると、遠隔局へ情報を伝達するために必要とされる送信電力は少なくなる。逆に、同じ送信電力を使用してさらに多くの情報を伝達でき、前記リンクの全体的なデータスループットは増加する。本明細書においては、用語「フォワードリンク」は、基地局から遠隔局への送信を指すが、用語「リバースリンク」は遠隔局から基地局への送信を指す。
【０００５】
送信ダイバーシティシステムでは、アンテナ位相情報及び振幅情報は、各アンテナから送信されるパイロットチャネルを通して遠隔局によって獲得される。複数のアンテナの内の１本が主要アンテナと見なされるのに対して、他のアンテナは補助アンテナと見なされる。説明を容易にするためだけに、以下に続く実施形態は２アンテナシステムとして説明する。アンテナの数は本明細書に記載される実施形態の範囲に影響を及ぼすことなく増やすことができる。
【０００６】
送信ダイバーシティを提供するシステムの配備には問題が生じる。すなわち、通信システムをアップグレードしてマルチプルのアンテナを活用することはできるが、個々のユーザによって操作される遠隔局は当該システムアップグレードに対応できない場合がある。現在の技術水準では、主要アンテナだけを使用することによって非ＴＤ遠隔局をサポートできるシステムを構想している。ほぼすべての無線通信システムは遠隔局から対応基地局への特徴情報の送信を必要とするため、ＴＤ基地局は、非ＴＤ遠隔局への送信が主要アンテナだけでなされるべき旨を容易に知らされることができる。その結果、基地局での変調を相応して変更できる。
【０００７】
しかしながら、主要なアンテナだけで非ＴＤ遠隔局に送信する現在の方法には欠陥がある。前記欠陥は、送信ダイバーシティを用いるシステムにおいて非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の両方が動作しているときに、アンテナ伝送路間の干渉の有害な影響から生じる。例えばＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡなどのスペクトル拡散通信システムにおいては、ウォルシュ符号系列などの直交符号や擬似直交符号が、フォワードリンク上で各遠隔局に送信される情報をチャネル化するために使用される。言い換えると、ウォルシュ符号系列はフォワードリンク上で使用され、システムをして、それぞれ異なる直交符号または擬似直交符号（ｑｕａｓｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｏｄｅｓ）を割り当てられるマルチプルのユーザを、同じ時間に同じ周波数でオーバレイ（ｏｖｅｒｌａｙ）することを可能とする。
【０００８】
したがって、１つのアンテナ伝送から発生する複数の信号は直交であり、これらの直交信号間の干渉の大きさには相関関係がある。しかしながら、マルチプルのアンテナから発生する信号が直交であったとしても、伝送媒体は、マルチパスなどの不完全性をもたらすであろうし、これは信号間の直交性を悪化させる。遠隔局によって受信される信号は完全には直交ではなく、その結果、互いに干渉することになる。あるアンテナ伝送路と別のアンテナ伝送路との間の干渉の大きさには概して相関関係が無いが、これは異なるアンテナからの信号は異なる無線路に沿って伝搬するからである。多様なアンテナ路間の干渉の大きさに相関関係が無い場合には、マルチパスを結合することから生じる送信利得は非ＴＤ遠隔局に対してはもはや存在していない。この現象のさらに詳細な説明は以下に提示される。
【０００９】
送信ダイバーシティを用いる基地局は、同じ時間の間に同じ周波数でＴＤ遠隔局と非ＴＤ遠隔局の両方に送信するであろうため、非ＴＤ遠隔局の性能は、ＴＤ遠隔局の間で動作しているときに大幅に劣化するという結果になる。したがって、当技術分野には、非ＴＤ遠隔局が、受信されたフォワードリンク伝送の品質を損なわないような様態で送信ダイバーシティシステムにおいて動作できるようにする方法及び装置に対するニーズがある。
【００１０】
ＴＤシステム内で非ＴＤ遠隔局が被る前述の問題に加えて、ＴＤシステムの有効性を損なう別の状況が発生する。特定の状況においては、システムがマルチプルのアンテナ間で電力の平衡を保つことができないために、使用可能な伝送容量が未使用のまま残されることがある。マルチプルのアンテナでの電力負荷が不均等に分配されるとき、あるいはアンテナごとの電力増幅器の電力定格が異なるとき、現在のシステムは過度の負担がかけられたアンテナから別の十分に利用されていないアンテナに伝送負荷を再分配するように構成されていない。
【００１１】
通常、各アンテナには独自の別個の電力増幅器がある。電力増幅器は、設計上の制約及び規定面の制約に基づいて最大電力について定格されている。したがって、各アンテナが送信できる電力量には制限がある。現在のシステムでは、システムは、別の電力増幅器に使用可能な容量があったとしても、電力増幅器の１つがその最大負荷に達するとつねに制限されるように設計されている。言い換えると、十分に利用されていないアンテナの使用可能な電力を、大きな負荷がかけられているアンテナに再分配することができない。この問題は、マルチプルのアンテナに同じ伝送負荷がかかっていないとき、あるいは異なる電力増幅器が異なる電力定格を有するときに発生する可能性がある。
【００１２】
マルチプルのアンテナに同じ伝送電力がかからない特定の状況がある。１つの状況は、非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の両方に対する送信があり、非ＴＤ遠隔局に対する送信は主要アンテナだけで発生し、ＴＤ遠隔局に対する伝送は主要アンテナと補助アンテナの両方で発生する場合である。ＴＤをサポートしている基地局の主要電力増幅器と補助電力増幅器で要求される電力定格を事前に決定することは不可能であるが、これはその時々で当該基地局のサービスを受けるＴＤ遠隔局と非ＴＤ遠隔局の数の変動に電力が依存するためである。したがって、他の電力増幅器からの電力を「借りる」ことはできないため、基地局の処理能力は、負荷がいっぱいにかけられる主要アンテナの電力増幅器によって制限される可能性が高い。他の電力増幅器からの電力は、多様な標準化団体によって課される法律上の制約のために活用することができないのであって、物理的な制約のためではないことに注意されたい。
【００１３】
複数の電力増幅器が不均等な負荷を有する状況はまた、特定のチャネルの伝送中に発生する可能性がある。例えば、ｃｄｍａ２０００の同期チャネル及びページングチャネルは、主要アンテナだけでの送信用に構成されるが、これは主要電力増幅器に課される負荷に影響を及ぼす。負荷が増加することで、主要アンテナの電力増幅器が、補助アンテナの電力増幅器よりも先に全容量に達し、その結果、補助アンテナの電力増幅器が、未使用な状態にある使用可能な電力を有する可能性がより高くなる。これは結果的に容量が無駄にされることになる。したがって、当技術分野では、主要アンテナにかかる負荷がいっぱいになることでもたらされる補助アンテナの「無駄にされた容量」を活用することによりＴＤシステムのフォワードリンク容量を増加する方法及び装置に対するニーズもある。
【発明の概要】
【００１４】
上述されたニーズに対処するための方法及び装置が本明細書に提示される。ある観点では、送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に与えるための装置が提示され、前記装置は１本の主要アンテナ（ｐｒｉｍａｒｙ ａｎｔｅｎｎａ）と、少なくとも１本の補助アンテナ（ａｕｘｉｌｉａｒｙ ａｎｔｅｎｎａ）と、結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を受信し、第２の送信ダイバーシティ信号を受信し、前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ）バージョンを生成し、前記第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記主要アンテナ及び前記少なくとも１本の補助アンテナ上で前記時変バージョンを再分配するように構成された再ディストリビュータユニット（ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）とを備える。
【００１５】
別の観点では、送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に与えるために、送信ダイバーシティシステム内で主要（ｐｒｉｍａｒｙ）送信信号及び補助（ａｕｘｉｌｉａｒｙ）送信信号を処理するための再ディストリビュータユニットが提示され、前記再ディストリビュータユニットは、主要アンテナに向かう前記主要送信信号のための分配路と、前記主要送信信号の時変コピー（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ ｃｏｐｙ）を生成し、前記主要送信信号の前記時変コピーを補助アンテナに再分配するための第１の時変要素と、前記補助送信信号の時変コピーを生成し、前記補助送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナに再分配するための第２の時変要素とを備え、前記補助送信信号は前記補助アンテナには分配されない。
【００１６】
別の観点では、送信ダイバーシティシステムにおいて非送信ダイバーシティ受信機に送信ダイバーシティ利得を与えるための方法が提示され、前記送信ダイバーシティは主要アンテナ及び補助アンテナを使用して提供され、前記方法は、結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成することと、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、前記主要アンテナの方へ前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を向けることと、前記補助アンテナの方へ結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の前記時変バージョンを向けることと、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを向けることとを備える。
【００１７】
別の観点では、送信ダイバーシティシステムにおいてマルチプルのアンテナの送信電力を平衡させるための装置が提示され、前記装置は、主要アンテナの方への主要送信信号のための分配路と、補助アンテナの方への第１の補助送信信号のための分配路と、前記主要送信信号の時変コピーを生成し、前記主要送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナの方へ再分配するための第１の時変要素と、第２の補助送信信号の時変コピーを生成し、前記補助アンテナの方へ前記第２の補助送信信号の前記時変コピーを再分配するための第２の時変要素とを備え、前記第２の補助送信信号は前記補助アンテナに分配されない。
【００１８】
ある観点では、送信ダイバーシティシステムの電力が平衡された送信信号を伝達する（ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ）ための装置が提示され、前記装置は、主要なアンテナと、補助アンテナと、前記主要アンテナに向けられる非送信ダイバーシティ信号、前記主要アンテナに向けられる第１の送信ダイバーシティ信号、及び前記補助アンテナに向けられる第２の送信ダイバーシティ信号を受信するように構成されている再ディストリビュータユニットとを備え、前記再ディストリビュータユニットは前記非送信ダイバーシティ信号の時変バージョン及び前記第２送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを前記補助アンテナに、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナに再分配するように構成されている。
【００１９】
ある観点では、送信ダイバーシティ環境でアンテナの送信負荷を平衡させるための方法が提示され、前記方法は、主要アンテナの方へ前記非送信ダイバーシティ及び第１の送信ダイバーシティ信号を向けることと、非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナに向けることと、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けることとを備える。
【００２０】
ある観点では、マルチプルのアンテナの送信負荷を平衡させるための装置が提示され、前記装置は、前記非送信ダイバーシティ信号及び第１の送信ダイバーシティ信号を主要アンテナの方へ向けるための手段と、非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナに向けるための手段と、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方に向けるための手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】無線通信網の概略図。
【図２】レーキ受信機フィンガで検出される非送信ダイバーシティ信号を示す概略図。
【図３】レーキ受信機フィンガで検出される送信ダイバーシティ信号を示す概略図。
【図４Ａ】送信ダイバーシティ利得を非ＴＤ受信機に与える装置のブロック図。
【図４Ｂ】図４Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図４Ｃ】図４Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図５Ａ】送信ダイバーシティ利得を与える装置のブロック図。
【図５Ｂ】図５Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図５Ｃ】図５Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図５Ｄ】図５Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図６】送信ダイバーシティ利得を与える装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示されるように、無線通信網１０は概して（加入者装置または移動局またはユーザ装置とも呼ばれる）複数の遠隔局１２ａから１２ｄと、（基地局トランシーバ（ＢＴＳ）またはノードＢとも呼ばれる）複数の基地局１４ａから１４ｃと、（無線網コントローラまたはパケット制御機能１６とも呼ばれる）基地局コントローラ（ＢＳＣ）と、移動通信交換局（ＭＳＣ）またはスイッチ１８と、パケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）またはインターネットワーキング機能（ＩＷＦ）２０と、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２２（通常は電話会社）と、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク２４（通常はインターネット）とを含む。簡単にするために、４つの遠隔局１２ａから１２ｄ、３つの基地局１４ａから１４ｃ、１つのＢＳＣ１６、１つのＭＳＣ１８、及び１つのＰＤＳＮ２０が示されている。当業者は、遠隔局１２、基地局１４、ＢＳＣ１６、ＭＳＣ１８、及びＰＤＳＮ２０の数が任意であってよいことを理解するであろう。
【００２３】
ある実施形態では、無線通信網１０はパケットデータサービスネットワークである。遠隔局１２ａから１２ｄは、例えば、携帯電話、ＩＰベースのウェブブラウザアプリケーションを実行しているラップトップコンピュータに接続されたセルラー電話、関連ハンズフリーカーキット付きセルラー電話、ＩＰベースのウェブブラウザアプリケーションを実行しているパーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、ポータブルコンピュータに内蔵された無線通信モジュール、またはワイヤレスローカルループ若しくはメータ読み取りシステムに見られるような固定位置通信モジュールなどの多くのさまざまな種類の無線通信装置のどれか１つであってよい。最も一般的な実施形態では、遠隔局は任意の種類の通信装置であってよい。
【００２４】
遠隔局１２ａから１２ｄは、例えばＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−７０７規格に記載されるような１以上の無線パケットデータプロトコルを実行するように有利に構成されてもよい。ある特定の実施形態では、遠隔局１２ａから１２ｄは、ＩＰネットワーク２４宛てのＩＰパケットを生成し、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）を使用して前記ＩＰパケットをフレームの中に封入する。
【００２５】
ある実施形態では、ＩＰネットワーク２４は、ＰＤＳＮ２０に結合され、ＰＤＳＮ２０はＭＳＣ１８に結合され、ＭＳＣはＢＳＣ１６及びＰＳＴＮ２２に結合され、ＢＳＣ１６は、例えばＥ１、Ｔ１、非同期伝達モード（ＡＴＭ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）、フレームリレー、高ビットレートデジタル加入者回線（Ｈｉｇｈ−ｂｉｔ−ｒａｔｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）（ＨＤＳＬ）、ＡＤＳＬ、または他の一般的なデジタル加入者回線装置及びサービス（ｘＤＳＬ）を含む複数の公知のプロトコルのいずれかに従って、音声パケット及び／またはデータパケットの送信のために構成されているワイヤラインを介して基地局１４ａから１４ｃに結合される。代替実施形態では、ＢＳＣ１６はＰＤＳＮ２０に直接的に結合され、ＭＳＣ１８はＰＤＳＮ２０には結合されない。
【００２６】
無線通信網１０の典型的な動作の間、基地局１４ａから１４ｃは電話呼、ウェブブラウジングまたは他のデータ通信に従事する多様な遠隔局１２ａから１２ｄからアップリンク信号のセットを受信し、復調する。任意の基地局１４ａから１４ｃによって受信される各アップリンク信号は当該基地局１４ａから１４ｃの中で処理される。各基地局１４ａから１４ｃは、複数の遠隔局１２ａから１２ｄと、当該遠隔局１２ａから１２ｄへのダウンリンク信号のセットを変調、及び送信することによって通信してもよい。例えば、図１に図示されるように、基地局１４ａは第１の遠隔局及び第２の遠隔局１２ａ、１２ｂと同時に通信し、基地局１４ｃは第３の遠隔局及び第４の遠隔局１２ｃ、１２ｄと同時に通信する。その結果生じるパケットは、ＢＳＣ１６に転送されるが、これは、特定の遠隔局１２ａから１２ｄに対する呼の、ある基地局１４ａから１４ｃから別の基地局１４ａから１４ｃへのソフトハンドオフの調整を含む移動性管理機能及び呼リソースの割り当てを提供する。例えば、遠隔局１２ｃは２つの基地局１４ｂ、１４ｃと同時に通信している。最終的に、遠隔局１２ｃが基地局の１つである１４ｃから充分遠くに移動すると、呼は他の基地局１４ｂへハンドオフされるであろう。
【００２７】
送信が従来の電話呼である場合、ＢＳＣ１６は、受信されたデータをＭＳＣ１８に送るが、ＭＳＣ１８はＰＳＴＮ２２とのインタフェースのために更なるルーティングサービスを提供する。送信がＩＰネットワーク２４に向けられたデータ呼のようなパケットベースの送信である場合には、ＭＳＣ１８はデータパケットをＰＤＳＮ２０に送り、ＰＤＳＮ２０は当該パケットをＩＰネットワーク２４に送信する。あるいは、ＢＳＣ１６は、パケットをＰＤＳＮ２０に直接的に送り、ＰＤＳＮ２０は当該パケットをＩＰネットワーク２４に送信する。
【００２８】
ＷＣＤＭＡシステムでは、無線通信システム構成要素の専門用語は異なるが、機能性は同じである。例えば、基地局はＵＭＴＳ地上無線アクセス網（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（Ｕ−ＴＲＡＮ）で動作している無線網コントローラ（ＲＮＣ）と称されることもあり、「ＵＭＴＳ」はユニバーサル移動通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の頭文字語である。
【００２９】
通信システム内で送信された信号は，本来チャネル雑音及び干渉などの劣化を受けやすい。チャネル雑音及び干渉のレベル次第で、送信されたデータは受信機で回復可能または回復可能でない場合がある。チャネルからの雑音及び干渉に対する通信システムの全体的なロバストネスを高めるべく、多様な誤り制御符号化（ＥＣＣ）技法が存在している。このような技法の背景にある基本的な考えとは、送信データのストリーム内に冗長な情報を導入することである。送信信号の受信時にエラーが発生した場合でも、データはこの冗長性を利用することにより回復されるであろう。
【００３０】
ＥＣＣ技法の例としては、畳込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ）符号化がある。畳込み符号化では、バイナリデータビットは有限状態機械（ＦＳＭ）に入力されるが、有限状態機械は入力されるデータビットごとに１以上のバイナリ出力を生成する。このＦＳＭの出力は符号シンボルと呼ばれる。このようなＦＳＭを構築するための典型的な方法としては１以上の畳込み符号器、すなわち、ガロア体ＧＦ（２）内で演算を使用して動作する有限インパルス応答（ＦＩＲ）バイナリデジタルフィルタを用いる方法がある。符号シンボルが雑音のあるチャネル上での送信中に雑音及び干渉により損傷されても、データビットは損傷された符号シンボルに基づいて適切な推論により回復可能である。推論が可能なのは、符号シンボルが「冗長」である、つまり、符号シンボルが入力データビットだけではなく、ＦＳＭの「内部状態」についての情報も含むためである。受信された符号シンボルから入力データビットを最適に推論するための方法は当技術分野で公知であり、一般的には、例えばビタビアルゴリズムまたはスタックアルゴリズムなどのトレリス復号アルゴリズムと呼ばれている。
【００３１】
ＥＣＣ技法の別の例としてはターボ符号化がある。ターボ符号化は２または３以上の畳込み符号器を並列で、直列で、あるいはこれらの組み合わせで利用する。結果として生じる符号シンボルの系列は、入力データビットについての冗長な情報も有する。さらに、受信された符号シンボルから入力データビットを最適に推論するための方法は当技術分野で公知であり、一般的にはターボ復号アルゴリズムと呼ばれる。
【００３２】
典型的な通信システムでは、「ソース」は、例えば音声またはデータ「トラヒック」を表す情報ビットストリームを生成する。このビットのストリームは再分割され、グループ化され、多様な制御ビットが付加され、その結果は送信に適したフォーマットにパックされる。音声及びデータトラヒックは、例えばフレーム、パケット及びサブパケットなどの多様なフォーマットで送信できる。本明細書に記載される実施形態の範囲は、多様な送信フォーマットの任意のものを使用するあらゆる無線通信システムに及ぶ。しかしながら、説明を容易にするために、用語「フレーム」は、本明細書ではトラヒックが搬送される送信フォーマットを説明するために使用される。
【００３３】
典型的なＣＤＭＡスペクトル拡散通信システムでは、ビットを含むフレームは、バイナリ符号シンボルの系列を生成するために畳込み符号化またはターボ符号化され、反復され、パンクチャ（ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ）される。結果として生じる符号シンボルは変調シンボルのフレームを得るためにインタリーブされる。インタリーバの出力を本明細書では変調シンボルと称する。変調シンボルは、次に、ウォルシュ関数を乗積され、直交位相ブランチ上でパイロット系列と結合され、ＰＮ拡散され、ベースバンドフィルタリングされ、送信搬送波信号上に変調される。
【００３４】
信号は受信機までマルチプルの伝送路上で伝搬し、それぞれが独自の振幅、位相及び時間遅延を備える、マルチプルの成分の重ね合わせとして受信される。これらのマルチプルの伝送路は「マルチパス」と呼ばれ、伝送路内に存在する複数の物体からの複数の反射により一般的に引き起こされる。受信機では、信号は、それがサーチャ及びレーキプロセッサに供給される前に、マッチフィルタリングされ（ｍａｔｃｈ−ｆｉｌｔｅｒｅｄ）、サンプリングされ、デジタル化され、複雑なベースバンドにダウンコンバートされる。サーチャは通常、受信信号中のマルチパス成分の時間遅延を決定する。レーキプロセッサはマルチプルの「フィンガ」を備え、これらのそれぞれがある特定のマルチパス成分の時間遅延に同期される。各レーキフィンガは、当該フィンガの特定の時間遅延に同期されるＰＮ符号を使用して、サンプリングされ、デジタル化された波形をＰＮ逆拡散するように構成されている。さらに各レーキフィンガは、直交パイロットシンボルから変調シンボルを分離するためにウォルシュ デカバリング（Ｗａｌｓｈ ｄｅ−ｃｏｖｅｒｉｎｇ）を実行することができる。
【００３５】
受信された変調シンボル及びパイロットシンボルは、長さＬの複雑なベクトルであるが、ここではＬはレーキ（ＲＡＫＥ）プロセッサ内のフィンガの数である。Ｌ個のレーキフィンガが、受信された信号のＬ個の異なるマルチパス成分に割り当てられる場合、この状態をマルチパスダイバーシティと呼ぶことがある。
【００３６】
同じ変調記号が異なる周波数帯域または異なる搬送波で送信されると、レーキフィンガは異なる搬送波上の異なるマルチパス成分に割り当てられる。この方法は周波数ダイバーシティまたは搬送波ダイバーシティと呼ばれる。
【００３７】
同じ変調シンボルが将来のフレームまたはタイムスロットで反復または再送されるときには、レーキフィンガが異なるタイムスロット上の異なるマルチパス成分に割り当てられる。これは時間ダイバーシティとして知られていることがある。
【００３８】
マルチプルの空間的に分離されたアンテナが送信のために使用されるとき、レーキフィンガは、異なるアンテナから受信される異なるマルチパス成分に割り当てられる。この方法は、一般的に送信ダイバーシティ、空間ダイバーシティ、またはアンテナダイバーシティとして知られている。例えば、Ｌ１個のレーキフィンガが第１のアンテナ上のマルチパス成分に割り当てられ、Ｌ２個のレーキフィンガが第２のアンテナ上のマルチパス成分に割り当てられる場合、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２である。あるいは、各アンテナから１つのマルチパス成分を同時に受信するように特殊なレーキフィンガを設計してもよい。送信ダイバーシティを用いると、より多くの変調シンボルを受信機に送信できるが、これによりシステムのデータスループットが高まる。さらに、送信ダイバーシティは代替信号路を提供することにより雑音及び干渉に対する通信システムのロバストネスを高める。例えば、あるアンテナから遠隔局への送信が、物理的な遮断、つまり木のために、あるいは近接して離間されたマルチパスが破壊的に（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｌｙ）結合されるために失敗する場合、代わりに別のアンテナからの送信が当該遠隔局に達する可能性がある。したがって、送信ダイバーシティは接続の信頼性を高めるが、このことは概してより少ない送信電力を必要とする。
【００３９】
ｃｄｍａ２０００規格では、２種類の送信ダイバーシティシステムが提供されている。第１の種類の送信ダイバーシティシステムは、直交送信ダイバーシティ（ＯＴＤ）システムと呼ばれ、偶数番号が付けられた変調シンボルが第１のアンテナで送信され、奇数番号が付けられた変調シンボルが第２のアンテナで送信される。したがって、変調シンボルの半分が、それぞれのアンテナで送信される。アンテナからの送信は、アンテナごとに異なるウォルシュ符号を使用することで分離される。
【００４０】
第２の種類の送信ダイバーシティシステムは、空間−時間拡散（ＳＴＳ）システムと呼ばれる。ＳＴＳシステムでは、すべての変調シンボルがすべてのアンテナで送信される。アンテナからの送信は、「アラモウティ（Ａｌａｍｏｕｔｉ）」マトリクスを使用して変調されるが、これは遠隔局が一度に２つの変調シンボルの分離及び結合を行うことを可能とする。アラモウティシステムでは、２つの異なるシンボルが２本のアンテナから同時に送信され、次に他のシンボルの複素共役が１シンボル期間内に送信される。例えば、第２の記号ｓ１が第２のアンテナを通して同時に送信される一方、シンボルｓ０は第１のアンテナを通して送信される。１シンボル期間内で、シンボルｓ０＊の複素共役は第２のアンテナを通して同時に送信される一方、第２のシンボルｓ１＊の複素共役は第１のアンテナを通して送信される。言い換えると、第２のアンテナが｛ｓ１、ｓ０＊｝を送信する一方、第１のアンテナは｛ｓ０、ｓ１＊｝を送信する。受信先では、コンバイナが、マトリクスＨを使用して２つの結合されたシンボルｓ０’及びｓ１’を構築するが、マトリクスＨは各アンテナ伝送路のためにチャネル応答をモデル化する。結合されたシンボルは、次に、受信されたシンボルの値に関する決定を行うために、最尤判定（ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ）規則で使用される。
【００４１】
送信ダイバーシティ用に構成されるシステム内で動作する非ＴＤ遠隔局については問題が発生する。送信ダイバーシティのあるシステムでは、パス内の信号は直交しており、当該直交信号間の干渉は信号の大きさと相関関係がある。しかしながら、マルチプルのアンテナ路上の信号が直交であったとしても、１つのアンテナ伝送路と別のアンテナ伝送路との間の干渉は必ずしも相関関係がない。多様なアンテナ路間の干渉の大きさが相互に相関関係がない場合には、マルチパスを結合することから生じる伝送利得はもはや存在しない。
【００４２】
この相関現象の例として、単一のアンテナを備えた非ＴＤシステムが受信機に送信し、受信される信号が、マルチパスまたは直交性による他のなんらかの損失のために自己干渉（ｓｅｌｆ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を受けると仮定する。自己干渉の割合が信号の１０％であると仮定する。背景雑音を無視すると、受信機は信号強度がＡ１であって、Ａ１の１０％の雑音を有する信号を見る。すると、信号対雑音比（ＳＮＲ）は以下のとおりとなる：
【数１】
【００４３】
信号及び雑音は上記の例において相互に関連しており、例えば、雑音が増加すると、信号もまた増加し、したがって、ＳＮＲは一定のままとなる。今度は、代わりに２本のアンテナを有するＴＤシステムが、受信機に送信するために前記アンテナの内の一方を使用し、受信される信号も自己干渉の１０％を受けると仮定する。受信機は、信号強度がＡ１であって、（Ａ１＋Ａ２）の１０％の雑音を有する信号を見るが、ここでＡ２は別の受信機に送信する第２のアンテナの信号強度である。その結果、ＳＮＲは以下のとおりである：
【数２】
【００４４】
信号及び雑音はＡ２の影響のために相互に関連していない。雑音電力の増加は必ずしも信号電力の増加と一致しない。
【００４５】
図２及び図３は、上述した現象を説明するものである。図２では、レーキプロセッサが、スクランブリングコードの第１の時間オフセットで受信される第１のマルチパス信号２００にフィンガ１（図示せず）を、前記スクランブリングコードの第２の時間オフセットで受信される第２のマルチパス信号２１０にフィンガ２（図示せず）を割り当てる。第１のマルチパス信号２００は、（図では破線として示されている）雑音として第２のマルチパス信号２１０に直接的に干渉し、第２のマルチパス信号２１０は雑音として第１のマルチパス信号２００に直接的に干渉する。したがって、第１のマルチパス信号２００の振幅が減少する場合には、第２のマルチパス信号２１０にとって、信号対雑音比（ＳＮＲ）の雑音成分は減少する。このようにして、フィンガ１のＳＮＲが減少すると、フィンガ２のＳＮＲは上昇する。ここには自然の平衡効果がある。この現象はスペクトル拡散通信システムでマルチパス受信機を使用する利点の１つである。
【００４６】
しかしながら、送信ダイバーシティのあるシステムでは、非ＴＤ遠隔局での場合のように、遠隔局が両方のアンテナからその信号を受信できない場合、この現象は消失してしまう。図３では、レーキプロセッサが、第１のアンテナからの第１のマルチパス信号３１０、及び第２のアンテナからの第２のマルチパス信号３２０にフィンガ１を割り当てる。レーキプロセッサは、第１のアンテナからの第３のマルチパス信号３３０及び第２のアンテナからの第４のマルチパス信号３４０に、フィンガ２を割り当てる。第１のアンテナと第２のアンテナとの間の干渉の大きさには相関関係がない。したがって、第１のマルチパス信号３１０の振幅が減少する場合、第２のマルチパス信号３２０の振幅は同じままとなり得る。第２のマルチパス信号３２０の振幅が同じままである場合には、第３のマルチパス信号３３０及び第４のマルチパス信号３４０のＳＮＲは、第１のマルチパス信号３１０干渉が減少することによる恩恵を充分には受けない。第２のマルチパス信号３２０はフィンガ２の受信と依然として干渉する。
【００４７】
送信ダイバーシティシステムで動作している非ＴＤ局の場合、受信機フィンガは、一例として第１のマルチパス信号３１０及び第３のマルチパス信号３３０を捕捉するであろうが、これらの信号は依然として第２のマルチパス信号３２０及び第４のマルチパス信号３４０の干渉によって影響を及ぼされるであろう。したがって、マルチパス受信機を使用することから生じる利得は非ＴＤ局に対しては実現されない。
【００４８】
当技術分野の現状は、非ＴＤ遠隔局に信号を送信するのに主要アンテナだけを使用することによって、送信ダイバーシティシステムにおいて非ＴＤ遠隔局をサポートして、非ＴＤ遠隔局が非ＴＤ遠隔局によって復号できる変調シンボルを受信することを構想していることに再び注意されたい。しかしながら、スペクトル拡散通信の本質に起因し、ＴＤ基地局も主要アンテナと補助アンテナの両方でＴＤ遠隔局に送信している。したがって、非ＴＤ遠隔局は、補助アンテナから干渉を受信するが、その大きさは非ＴＤ信号とは無相関である。
【００４９】
本明細書に記載される実施形態は、非ＴＤ遠隔局に送信ダイバーシティに関連付けられた利得を提供する一方で、非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の両方をサポートする送信ダイバーシティシステムのためのものである。
【００５０】
非ＴＤ遠隔局にダイバーシティ利得を提供することに加え、該実施形態は、マルチプルの送信アンテナにそれぞれコミュニケイティブに（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｖｅｌｙ）結合されているマルチプルの電力増幅器間の負荷を平衡させるための機構も提供するであろう。さらに、実施形態は、任意のトラヒックチャネルが電力増幅器の全使用可能電力を活用することを可能にする機構も提供する。
【００５１】
前述した目標を達成するために、ＴＤ送信信号及び非ＴＤ送信信号は、マルチプルのアンテナから、マルチプルのアンテナ伝送路間の干渉を相互に関連させるように送信される。本明細書においては、非ＴＤ遠隔局に向けられる送信信号はＸＮと称し、ＴＤ遠隔局に向けられる送信信号はＸＴＤと称する。実施形態は、送信ダイバーシティ信号及び次にマルチプルのアンテナ路にマッピングされる非送信ダイバーシティ信号の時変変換を実行する装置の使用も包含する。１または複数のチャネルに関連付けられる異なる変調シンボルは、送信のために結合され得るため、アンテナから発信される信号を示すために、用語「変調シンボル」よりむしろ用語「送信信号」が使用されることに注意されたい。
【００５２】
時変変換は、送信信号内のインタリーブされた変調シンボルの部分で非ＴＤ局に優れたカバレージを提供するために導入される。言い換えると、遠隔局によって受信される変調シンボルのフレーム内では、破壊されたビット及び破壊されていないビットが発生するであろう。しかしながら、マルチプルのアンテナ間の時変の相互作用のために、破壊されていないビットは、受信機が前述した誤り制御符号化技術を効果的に使用できるように充分に良好な状態で到着する。さらに、送信信号の時変変換は、アンテナ路間の干渉を相互に関連させる。
【００５３】
例えば、任意の時刻にＡ１＞＞Ａ２である場合、つまり送信がほとんど主要アンテナで発生する場合には、非ＴＤ受信機のフィンガは、以下のＳＮＲでアンテナＡ１からの信号に固定する：
【数３】
【００５４】
しかし、別の時刻に時変変換がＡ１＜＜Ａ２であるような場合には、非ＴＤ受信機のフィンガは、以下のＳＮＲでアンテナＡ２からの信号に固定する：
【数４】
【００５５】
図４Ａは、送信ダイバーシティ利得を非ＴＤ受信機に与える装置のブロック図である。この実施形態は、非ＴＤ受信機の方に向けられる信号を主要アンテナだけで送信するように構成されている基地局４００に結合される。基地局４００は、第１のアンテナＡ１から非ＴＤ受信機への送信する信号ＸＮを出力し、第１のアンテナＡ１及び第２のアンテナＡ２から送信する信号ＸＴＤ１及びＸＴＤ２を出力するが、信号ＸＴＤ１及びＸＴＤ２はＴＤ受信機の方に向けられる。再ディストリビュータユニット４１０は、記号を処理し、アンテナ伝送路Ｙ１及びＹ２上でシンボルを処理及び再分配するためのハードウェア及びソフトウェアを備える。路Ｙ１上の信号はアンテナＡ１での送信前に第１の電力増幅器４２０ａによって増幅され、路Ｙ２上の信号はアンテナＡ２での送信前に第２の電力増幅器４２０ｂによって増幅される。
【００５６】
図４Ｂ及び図４Ｃは、図４Ａの再ディストリビュータユニット４１０内での信号の処理及び再分配を説明するものである。再ディストリビュータユニット４１０は、本来Ｙ１（主要アンテナ）で送信されるべき信号ＸＮ及びＸＴＤ１を受信し、任意の時変要素４１５ａを使用して路Ｙ２上でＸＮ及びＸＴＤ１の時変バージョンを生成する。したがって、再ディストリビュータユニットは、路Ｙ１だけで信号ＸＮ及びＸＴＤ１を送信するよりむしろ、システムに路Ｙ１で信号ＸＮ及びＸＴＤ１を、路Ｙ２でＸＮ及びＸＴＤ１の時変バージョンを送信させる。
【００５７】
再ディストリビュータユニット４１０は、さらに、本来路Ｙ２（２次チャネル）で送信されるべき信号ＸＴＤ２を受信し、時変要素４１５ｂを使用してＸＴＤ２の時変バージョンを生成する。次に、オリジナルの信号ＸＴＤ２よりむしろＸＴＤ２の時変バージョンが路Ｙ２で送信される。
【００５８】
図４Ｃは、路Ｙ１及びＹ２でのパイロット信号の再分配を説明するものである。装置４１０は、１次パイロットＰ１を受信し、Ｐ１の時変バージョンを生成する。前記１次パイロットは路Ｙ１上で送信され、Ｐ１の時変バージョンは路Ｙ２で送信される。装置４１０は、さらに第２のパイロットＰ２を受信し、Ｐ２の時変バージョンを生成する。装置はＰ２の時変バージョンだけを路Ｙ２上に向ける。
【００５９】
要素（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）４４０Ａ、４４０Ｂ、４５０Ａ、及び４５０Ｂは、時変信号の生成を表現するために使用される。実施形態のある面では、時変バージョンはオリジナルの信号を複素シヌソイドｅｊαｔで乗算することにより生成され、ここではｔは時間であり、αは位相変化の速度を決定する定数である。
【００６０】
図５Ａに示される実施形態は、送信ダイバーシティシステムのために必要なアンテナの数が、信号タイプの数に基づく送信ダイバーシティシステムのためのものである。説明の目的のためだけに、図中に示される信号タイプの数は３つ、つまり信号ＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２である。当業者は、必要以上の実験を行わなくても信号タイプの数の増加に適応するために装置が改変できることを理解するであろう。入力信号を処理し、その方向を変え、混合するように構成されている再ディストリビュータユニット５１０は、信号ＸＮを非ＴＤ受信機の方へ、信号ＸＴＤ１及びＸＴＤ２をＴＤ受信機の方へ送信するように構成されている基地局５００に結合される。再ディストリビュータユニット５１０は、路Ｙ１上に信号を出力するが、ここで当該信号がアンテナＡ１での送信前に第１の電力増幅器５２０ａにより増幅され、また、再ディストリビュータユニット５１０は路Ｙ２上に信号を出力するが、当該信号はアンテナＡ２での送信前に第２の電力増幅器５２０ｂによって増幅される。
【００６１】
図５Ｂ、図５Ｃ及び図５Ｄは、入力信号が図５Ａの再ディストリビュータ５１０内でどのように処理され、その方向が変えられ、混合されるのかを示すブロック図である。図５Ｂでは、再ディストリビュータ５１０は、シンボルＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２を受信するが、これらは本来別個のアンテナで送信するためのものであった。再ディストリビュータ５１０は、次に、ＸＮ及びＸＴＤ２の時変バージョンをそれぞれ要素５４０ａ及び５４０ｂで生成する。再ディストリビュータ５１０は、路Ｙ１上にオリジナルのシンボルＸＮ及びＸＴＤ１を出力し、路Ｙ２上にＸＮ及びＸＴＤ２の時変バージョンを出力する。
【００６２】
図５Ｃは、路Ｙ１及びＹ２上でのパイロット信号Ｐ１及びＰ２の送信を説明するものである。
【００６３】
図５Ｄは、パイロット信号Ｐ１及びＰ２の別の送信方式を説明するものであって、時変変換は１次パイロット信号Ｐ１に対して実行される。再ディストリビュータ５１０はパイロットＰ１を路Ｙ１上に出力し、混合パイロット信号を路Ｙ２上で出力するが、当該混合パイロット信号はパイロット信号Ｐ２及び１次パイロットＰ１の時変バージョンを含む。
【００６４】
図５Ｄに説明される代替パイロット送信方式は、工場での新しいＴＤ遠隔局の改良を必要とするが、すでにシステム内で動作している旧い非ＴＤ遠隔局では必要としない。非ＴＤ遠隔局は、そのオリジナルのプログラミングに従って１次パイロットを得ようとするに過ぎないが、ＴＤ遠隔局は路Ｙ２で受信される信号からＰ１の時変バージョンを差し引くように構成されていなければならない。前述したように、路Ｐ２上でのＰ１の時変バージョンは、送信ダイバーシティ利得を非ＴＤ遠隔局に提供する働きをする。
【００６５】
図６に示される実施形態は、複数の信号が、時間の経過に従って円滑に変化するマトリクス変換を使用して再分配される送信ダイバーシティのためのものである。再ディストリビュータユニット６１０は、マトリクス乗算により数学的な形式で表現されてもよい。Ｙを伝送路のベクトルとし、Ｚを入力信号のベクトルとし、Ｗを装置によって実行される時変演算のマトリクスであるとする。
【数５】
【００６６】
この実施形態では、例えば値ｗ１ｎが時間の経過に従って円滑に変化するなど、マトリクスＷは時間の経過に従って円滑に変化する。さらに、マトリクスＷの各行は連続して他の行のすべての初期値をとる。図６の実施形態は特に興味深い、というのは、当該実施形態が任意の数の入力信号を任意の数のアンテナに再分配するからである。
【００６７】
６１０の実施形態のある面では、マトリクスＷはユニタリ、例えば、Ｗ・Ｗ＊＝Ｉであって、Ｗ＊がＷの共役転置行列（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）（エルミート行列（Ｈｅｒｍｉｔｉａｎ）とも呼ばれる）であり、Ｉが単位行列である。この特定の実施形態の利点は、再分配演算が信号Ｙ１からＹｋの直交性を維持し、それにより送信ダイバーシティ利得を最大化するという点である。
【００６８】
ｋ＝２かつｎ＝２の場合の再ディストリビュータユニット６１０の興味深い実施形態は、以下のユニタリ行列によって記述され得る：
【数６】
【００６９】
この実施形態は、本明細書では「ｓｉｎ−ｃｏｓ」と称するが、当該実施形態が信号の位相を歪めない切替え装置として実現することができるという点で興味深い。代わりに信号Ｚ１及びＺ２は、円滑な遷移でＹ１及びＹ２上で送信される。
【００７０】
これらの実施形態のすべてにおいては、入力ごとに１つのパイロット信号しかないが、システムは複数の受信機に同時に送信していてもよいため、１以上のデータ信号入力ＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２があってもよいことに注意されたい。例えば、１つのＴＤ遠隔局だけではなく２つの非ＴＤ遠隔局もサポートしているｃｄｍａ２０００システムが、Ｚ１＝Ｐ１＋ＸＮ＿ｕｓｅｒ１＋ＸＮ＿ｕｓｅｒ２＋ＸＴＤ１＿ｕｓｅｒ３及びＺ２＝Ｐ２＋ＸＴＤ２＿ｕｓｅｒ３を送信していても、ＸＮ＿ｕｓｅｒ１は第１の非ＴＤ遠隔局のための信号であり、ＸＮ＿ｕｓｅｒ２は第２の非ＴＤ遠隔局のための信号であり、ＸＴＤ１＿ｕｓｅｒ３及びＸＴＤ２＿ｕｓｅｒ３は第３のＴＤ遠隔局のための２つの送信ダイバーシティ信号である。
【００７１】
「ｓｉｎ−ｃｏｓ」実施形態は、さらに任意の偶数の整数値ｎのために一般化されてもよい。例えば、ｗｋｉはマトリクスＷ（ｔ）のｋ番目の行及びｉ番目の列、及びｂ（ｔ）は時変関数とする。するとマトリクスＷ（ｔ）はｗｋｉ＝δｋｉｂ（ｔ−τｋｉ）を設定することにより生成できる。ここにおいて、
ｔ ｍｏｄ ｎ≦１ または ｔ ｍｏｄ ｎ＞（ｎ−１）の場合、ｂ（ｔ）＝ｃｏｓ（πｔ／２）
それ以外の場合は、ｂ（ｔ）＝０；
τｋｉ＝［σ（ｋ−ｉ）］ｍｏｄ ｎ、ここで、ｉが偶数の場合、σは１であり、
ｉが奇数の場合、τｋｉ＝−１である；
τｋｉが奇数であり、ｋが偶数である場合、δｋｉ＝−１であり、
それ以外の場合、δｋｉ＝１である。
【００７２】
時間変数ｔが０からｎまでの値を取るにつれて、ｎ個の信号Ｚｉのそれぞれが順番に間に円滑な変動をもってアンテナのそれぞれに印加される。ｔがいかなる値をとっても、マトリクスＷは、出力シンボルを形成するために入力信号を組で倍率を掛け、合計するユニタリ変換（ｕｎｉｔａｒｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）である。
【００７３】
再ディストリビュータユニット６１０の代替実施形態は、入力信号の位相だけを、それらをともに結合するために変えることを利用する。ｋ＝２かつｎ＝２の場合、この実施形態は以下のユニタリマトリクスＷによって記述され得る。
【数７】
【００７４】
本実施形態は、本明細書では「ｅｘｐ−ｅｘｐ」と称するが、その固有の電力制御特性のために特に有利である。各アンテナから発せられる電力は、たとえオリジナルの信号Ｚ１及びＺ２が異なる電力レベルを有していても平衡が保たれる。
【００７５】
「ｅｘｐ−ｅｘｐ」実施形態では、マトリクスＷはユニタリ変換である。さらにマトリクスＷは電力増幅器ＰＡ１及びＰＡ２上で、以下のように電力を均等に負荷する。
【数８】
【００７６】
したがって、
【数９】
【００７７】
２本のアンテナの電力出力は、たとえオリジナルの信号Ｐ１、Ｐ２、ＹＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２が異なる電力を有していても平衡が保たれる。加えて、信号ＸＮは、それがＴＤモードで送信されないとしても、システム内に残っているすべての電力を使い果たすように設定できる。
【００７８】
システム内に残っているすべての電力を使い果たすために信号ＸＮを使用することは、ｃｄｍａ２０００などのシステムには非常に有効である。ｃｄｍａ２０００では、送信ダイバーシティが使用可能なときにも主要アンテナ単独での伝送のために構成されているいくつかのチャネルがある。例えば、ｃｄｍａ２０００改訂（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ）Ｃでは、パケットデータチャネル及びパケットデータ制御チャネルはパケットデータを送信するためにシステム内のすべての未使用の電力を使用するように設計される。残念なことに、これら２つのチャネルは、システムが送信ダイバーシティのために構成されている場合には主要アンテナでのみ送信される。したがって、パケットデータチャネル及びパケットデータ制御チャネルは、補助アンテナの使用可能な電力を活用できないが、これは非常に望ましくないであろう。パケットデータチャネル及びパケットデータ制御チャネルを信号ＸＮ内で送信すると、これは補助アンテナの使用可能な電力へのアクセスを提供するであろうため、システムのキャパシティが改善されるであろう。
【００７９】
したがって、上記に導かれる等電力特性（ｔｈｅ ａｂｏｖｅ−ｄｅｒｉｖｅｄ ｅｑｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）の別の結果は、ＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２の相対的な電力に関わらず、システムが電力増幅器の容量全体を活用する上で制限されていないという点である。
【００８０】
「ｅｘｐ−ｅｘｐ」実施形態は、Ｎ本のアンテナ上でのビーム形成変換の一種として一般化できる。ｗｋｉがマトリクスＷ（ｔ）のｋ番目の行及びｉ番目の列を示すとする。すると、マトリクスＷ（ｔ）は、
【数１０】
【００８１】
を設定することによって生成できる。
【００８２】
前記実施形態は、信号がすべてのアンテナから等しいエネルギーで送信されると仮定している。これは必要条件ではない。例えば、これらの解決策のすべては、他のアンテナより高い電力で送信する第１のアンテナで具現化することもできるであろう。再ディストリビュータユニットの出力に、制御された増幅器または減衰器を設ければ、各信号の電力を容易に制御し得る。
【００８３】
さらに、実施形態はすべてベースバンド領域で記載されている。これらの技法が、ＲＦ領域など無線周波数領域で、あるいはＩＦなど中間周波数領域で適用されるために変形されてもよいことは、当業者にとって明確であるはずである。
【００８４】
当業者は、情報及び信号が多岐に渡る異なった技術及び技法のいずれかを使用して表現されてよいことを理解するであろう。例えば、上記の記載を通して言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光電場若しくは光学粒子、またはこれらの任意の組み合わせにより表現されてもよい。
【００８５】
当業者は、さらに、本明細書に開示されている実施形態に関連して記載される多様な事例的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップが電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとして実現されてもよいことを理解する。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、多様な事例的構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップが、概してこれらの機能性に関して上述されている。このような機能性がハードウェアとして実現されるのか、あるいはソフトウェアとして実現されるのかは、特定の応用例及び全体的なシステムに課される設計制約に依存する。熟練工は、記載された機能性を特定の応用例ごとにさまざまな方法で実施し得るが、そのような実施の決定は本発明の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきではない。
【００８６】
本明細書に開示される実施形態に関連して記載される多様な事例的論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または他のプログラム可能論理回路、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア要素、または本明細書に記載されている機能を実行するように設計されるこれらの任意の組み合わせをもって実施または実行されてよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替策では、当該プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械であってよい。プロセッサはまた、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連する１以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のこのような構成などのコンピューティング装置の組み合わせとして実現されてもよい。
【００８７】
本明細書に開示される実施形態に関連して記載される方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアで、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、あるいは前記２つの組み合わせで直接的に具現化されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で公知の他のいかなる形式の記憶媒体に格納されてもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体から情報を読み取り、当該記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。別の方法としては、記憶媒体はプロセッサと一体になっていてもよい。プロセッサ及び記憶媒体はＡＳＩＣに設けられてもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に設けられてもよい。別の方法としては、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末中の別個の構成要素として設けられてもよい。
【００８８】
開示された実施形態の前記説明は、当業者が本発明を作成または使用できるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な変型は、当業者にとって容易に明らかであって、本明細書に定義される一般的な原則は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は本明細書に示されている実施形態に制限されることを意図されたものではなく、本明細書に開示される原則及び新規の特徴と合致する最も幅広い範囲と一致すべきものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して無線通信に関し、さらに詳細には送信ダイバーシティシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信の分野には、例えばコードレス電話、ページング、ワイヤレスローカルループ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、インターネット電話、及び衛星通信システムを含む多くの応用例がある。特に重要な応用例は、遠隔加入者向けのセルラー電話システムである。本明細書において、用語「セルラー」システムは、セルラー通信サービス周波数またはパーソナルコミュニケーションサービス（ＰＣＳ）周波数のどちらかを使用するシステムを含む。このようなセルラー電話システムのために、例えば周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、及び符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）などの多様な無線インタフェースが開発されてきた。それに関連して、例えば、先進移動電話サービス（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＡＭＰＳ））、グローバルシステムフォーモバイル（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ（ＧＳＭ））、及び暫定基準９５（Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ ９５（ＩＳ−９５））などを含む多様な国内規格及び国際規格が確立されてきた。ＩＳ−９５及びこれの派生物である、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＡＮＳＩ Ｊ−ＳＴＤ−００８（本明細書では多くの場合集合的にＩＳ−９５と称する）、及び提案されている高データ速度システムは、米国電気通信工業会（ＴＩＡ）及び他の周知の標準化団体によって普及が進められている。
【０００３】
ＩＳ−９５規格の使用に従って構成されたセルラー電話システムは、高効率且つロバストな（ｒｏｂｕｓｔ）セルラー電話サービスを提供するためにＣＤＭＡ信号処理技法を採用している。ＩＳ−９５規格の使用に従って実質的に構成された例示的なセルラー電話システムは、本発明の譲受人に譲渡され、参照して本明細書に組み込まれる、米国特許第５，１０３，４５９号及び第４，９０１，３０７号に記載されている。ＣＤＭＡ技法を活用する例示的なシステムには、ＴＩＡによって発表されているｃｄｍａ２０００ ＩＴＵ−Ｒ無線技術（ＲＴＴ）候補案（本明細書ではｃｄｍａ２０００と称する）がある。ｃｄｍａ２０００の規格はＩＳ−２０００の原案に示され、ＴＩＡによって承認されている。別のＣＤＭＡ規格には第３世代移動体通信規格化プロジェクト「３ＧＰＰ」、文書番号３Ｇ ＴＳ ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ ２５．２１３、及び３Ｇ ＴＳ ２５．２１４で具現化されるようなＷ−ＣＤＭＡ規格がある。
【０００４】
上述した電気通信規格は実施できる多様な通信システムのほんのいくつかの例である。これらのシステムの大部分は、現在、単一の遠隔局へのフォワードリンクの送信に単一のアンテナを使用するように構成されているが、ゆくゆくは単一の遠隔局へのフォワードリンク送信にマルチプル（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）のアンテナが使用されることが想像される。マルチプルのアンテナにより、送信ダイバーシティ（ＴＤ）が提供されるが、これによりフォワードリンクの品質が高まる。フォワードリンクの品質が向上すると、遠隔局へ情報を伝達するために必要とされる送信電力は少なくなる。逆に、同じ送信電力を使用してさらに多くの情報を伝達でき、前記リンクの全体的なデータスループットは増加する。本明細書においては、用語「フォワードリンク」は、基地局から遠隔局への送信を指すが、用語「リバースリンク」は遠隔局から基地局への送信を指す。
【０００５】
送信ダイバーシティシステムでは、アンテナ位相情報及び振幅情報は、各アンテナから送信されるパイロットチャネルを通して遠隔局によって獲得される。複数のアンテナの内の１本が主要アンテナと見なされるのに対して、他のアンテナは補助アンテナと見なされる。説明を容易にするためだけに、以下に続く実施形態は２アンテナシステムとして説明する。アンテナの数は本明細書に記載される実施形態の範囲に影響を及ぼすことなく増やすことができる。
【０００６】
送信ダイバーシティを提供するシステムの配備には問題が生じる。すなわち、通信システムをアップグレードしてマルチプルのアンテナを活用することはできるが、個々のユーザによって操作される遠隔局は当該システムアップグレードに対応できない場合がある。現在の技術水準では、主要アンテナだけを使用することによって非ＴＤ遠隔局をサポートできるシステムを構想している。ほぼすべての無線通信システムは遠隔局から対応基地局への特徴情報の送信を必要とするため、ＴＤ基地局は、非ＴＤ遠隔局への送信が主要アンテナだけでなされるべき旨を容易に知らされることができる。その結果、基地局での変調を相応して変更できる。
【０００７】
しかしながら、主要なアンテナだけで非ＴＤ遠隔局に送信する現在の方法には欠陥がある。前記欠陥は、送信ダイバーシティを用いるシステムにおいて非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の両方が動作しているときに、アンテナ伝送路間の干渉の有害な影響から生じる。例えばＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡなどのスペクトル拡散通信システムにおいては、ウォルシュ符号系列などの直交符号や擬似直交符号が、フォワードリンク上で各遠隔局に送信される情報をチャネル化するために使用される。言い換えると、ウォルシュ符号系列はフォワードリンク上で使用され、システムをして、それぞれ異なる直交符号または擬似直交符号（ｑｕａｓｉ−ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｃｏｄｅｓ）を割り当てられるマルチプルのユーザを、同じ時間に同じ周波数でオーバレイ（ｏｖｅｒｌａｙ）することを可能とする。
【０００８】
したがって、１つのアンテナ伝送から発生する複数の信号は直交であり、これらの直交信号間の干渉の大きさには相関関係がある。しかしながら、マルチプルのアンテナから発生する信号が直交であったとしても、伝送媒体は、マルチパスなどの不完全性をもたらすであろうし、これは信号間の直交性を悪化させる。遠隔局によって受信される信号は完全には直交ではなく、その結果、互いに干渉することになる。あるアンテナ伝送路と別のアンテナ伝送路との間の干渉の大きさには概して相関関係が無いが、これは異なるアンテナからの信号は異なる無線路に沿って伝搬するからである。多様なアンテナ路間の干渉の大きさに相関関係が無い場合には、マルチパスを結合することから生じる送信利得は非ＴＤ遠隔局に対してはもはや存在していない。この現象のさらに詳細な説明は以下に提示される。
【０００９】
送信ダイバーシティを用いる基地局は、同じ時間の間に同じ周波数でＴＤ遠隔局と非ＴＤ遠隔局の両方に送信するであろうため、非ＴＤ遠隔局の性能は、ＴＤ遠隔局の間で動作しているときに大幅に劣化するという結果になる。したがって、当技術分野には、非ＴＤ遠隔局が、受信されたフォワードリンク伝送の品質を損なわないような様態で送信ダイバーシティシステムにおいて動作できるようにする方法及び装置に対するニーズがある。
【００１０】
ＴＤシステム内で非ＴＤ遠隔局が被る前述の問題に加えて、ＴＤシステムの有効性を損なう別の状況が発生する。特定の状況においては、システムがマルチプルのアンテナ間で電力の平衡を保つことができないために、使用可能な伝送容量が未使用のまま残されることがある。マルチプルのアンテナでの電力負荷が不均等に分配されるとき、あるいはアンテナごとの電力増幅器の電力定格が異なるとき、現在のシステムは過度の負担がかけられたアンテナから別の十分に利用されていないアンテナに伝送負荷を再分配するように構成されていない。
【００１１】
通常、各アンテナには独自の別個の電力増幅器がある。電力増幅器は、設計上の制約及び規定面の制約に基づいて最大電力について定格されている。したがって、各アンテナが送信できる電力量には制限がある。現在のシステムでは、システムは、別の電力増幅器に使用可能な容量があったとしても、電力増幅器の１つがその最大負荷に達するとつねに制限されるように設計されている。言い換えると、十分に利用されていないアンテナの使用可能な電力を、大きな負荷がかけられているアンテナに再分配することができない。この問題は、マルチプルのアンテナに同じ伝送負荷がかかっていないとき、あるいは異なる電力増幅器が異なる電力定格を有するときに発生する可能性がある。
【００１２】
マルチプルのアンテナに同じ伝送電力がかからない特定の状況がある。１つの状況は、非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の両方に対する送信があり、非ＴＤ遠隔局に対する送信は主要アンテナだけで発生し、ＴＤ遠隔局に対する伝送は主要アンテナと補助アンテナの両方で発生する場合である。ＴＤをサポートしている基地局の主要電力増幅器と補助電力増幅器で要求される電力定格を事前に決定することは不可能であるが、これはその時々で当該基地局のサービスを受けるＴＤ遠隔局と非ＴＤ遠隔局の数の変動に電力が依存するためである。したがって、他の電力増幅器からの電力を「借りる」ことはできないため、基地局の処理能力は、負荷がいっぱいにかけられる主要アンテナの電力増幅器によって制限される可能性が高い。他の電力増幅器からの電力は、多様な標準化団体によって課される法律上の制約のために活用することができないのであって、物理的な制約のためではないことに注意されたい。
【００１３】
複数の電力増幅器が不均等な負荷を有する状況はまた、特定のチャネルの伝送中に発生する可能性がある。例えば、ｃｄｍａ２０００の同期チャネル及びページングチャネルは、主要アンテナだけでの送信用に構成されるが、これは主要電力増幅器に課される負荷に影響を及ぼす。負荷が増加することで、主要アンテナの電力増幅器が、補助アンテナの電力増幅器よりも先に全容量に達し、その結果、補助アンテナの電力増幅器が、未使用な状態にある使用可能な電力を有する可能性がより高くなる。これは結果的に容量が無駄にされることになる。したがって、当技術分野では、主要アンテナにかかる負荷がいっぱいになることでもたらされる補助アンテナの「無駄にされた容量」を活用することによりＴＤシステムのフォワードリンク容量を増加する方法及び装置に対するニーズもある。
【発明の概要】
【００１４】
上述されたニーズに対処するための方法及び装置が本明細書に提示される。ある観点では、送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に与えるための装置が提示され、前記装置は１本の主要アンテナ（ｐｒｉｍａｒｙ ａｎｔｅｎｎａ）と、少なくとも１本の補助アンテナ（ａｕｘｉｌｉａｒｙ ａｎｔｅｎｎａ）と、結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を受信し、第２の送信ダイバーシティ信号を受信し、前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ）バージョンを生成し、前記第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記主要アンテナ及び前記少なくとも１本の補助アンテナ上で前記時変バージョンを再分配するように構成された再ディストリビュータユニット（ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）とを備える。
【００１５】
別の観点では、送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に与えるために、送信ダイバーシティシステム内で主要（ｐｒｉｍａｒｙ）送信信号及び補助（ａｕｘｉｌｉａｒｙ）送信信号を処理するための再ディストリビュータユニットが提示され、前記再ディストリビュータユニットは、主要アンテナに向かう前記主要送信信号のための分配路と、前記主要送信信号の時変コピー（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ ｃｏｐｙ）を生成し、前記主要送信信号の前記時変コピーを補助アンテナに再分配するための第１の時変要素と、前記補助送信信号の時変コピーを生成し、前記補助送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナに再分配するための第２の時変要素とを備え、前記補助送信信号は前記補助アンテナには分配されない。
【００１６】
別の観点では、送信ダイバーシティシステムにおいて非送信ダイバーシティ受信機に送信ダイバーシティ利得を与えるための方法が提示され、前記送信ダイバーシティは主要アンテナ及び補助アンテナを使用して提供され、前記方法は、結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成することと、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、前記主要アンテナの方へ前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を向けることと、前記補助アンテナの方へ結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の前記時変バージョンを向けることと、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを向けることとを備える。
【００１７】
別の観点では、送信ダイバーシティシステムにおいてマルチプルのアンテナの送信電力を平衡させるための装置が提示され、前記装置は、主要アンテナの方への主要送信信号のための分配路と、補助アンテナの方への第１の補助送信信号のための分配路と、前記主要送信信号の時変コピーを生成し、前記主要送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナの方へ再分配するための第１の時変要素と、第２の補助送信信号の時変コピーを生成し、前記補助アンテナの方へ前記第２の補助送信信号の前記時変コピーを再分配するための第２の時変要素とを備え、前記第２の補助送信信号は前記補助アンテナに分配されない。
【００１８】
ある観点では、送信ダイバーシティシステムの電力が平衡された送信信号を伝達する（ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ）ための装置が提示され、前記装置は、主要なアンテナと、補助アンテナと、前記主要アンテナに向けられる非送信ダイバーシティ信号、前記主要アンテナに向けられる第１の送信ダイバーシティ信号、及び前記補助アンテナに向けられる第２の送信ダイバーシティ信号を受信するように構成されている再ディストリビュータユニットとを備え、前記再ディストリビュータユニットは前記非送信ダイバーシティ信号の時変バージョン及び前記第２送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを前記補助アンテナに、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナに再分配するように構成されている。
【００１９】
ある観点では、送信ダイバーシティ環境でアンテナの送信負荷を平衡させるための方法が提示され、前記方法は、主要アンテナの方へ前記非送信ダイバーシティ及び第１の送信ダイバーシティ信号を向けることと、非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナに向けることと、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けることとを備える。
【００２０】
ある観点では、マルチプルのアンテナの送信負荷を平衡させるための装置が提示され、前記装置は、前記非送信ダイバーシティ信号及び第１の送信ダイバーシティ信号を主要アンテナの方へ向けるための手段と、非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナに向けるための手段と、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方に向けるための手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】無線通信網の概略図。
【図２】レーキ受信機フィンガで検出される非送信ダイバーシティ信号を示す概略図。
【図３】レーキ受信機フィンガで検出される送信ダイバーシティ信号を示す概略図。
【図４Ａ】送信ダイバーシティ利得を非ＴＤ受信機に与える装置のブロック図。
【図４Ｂ】図４Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図４Ｃ】図４Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図５Ａ】送信ダイバーシティ利得を与える装置のブロック図。
【図５Ｂ】図５Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図５Ｃ】図５Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図５Ｄ】図５Ａの再ディストリビュータユニット内の信号処理及び再分配の概略図。
【図６】送信ダイバーシティ利得を与える装置のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示されるように、無線通信網１０は概して（加入者装置または移動局またはユーザ装置とも呼ばれる）複数の遠隔局１２ａから１２ｄと、（基地局トランシーバ（ＢＴＳ）またはノードＢとも呼ばれる）複数の基地局１４ａから１４ｃと、（無線網コントローラまたはパケット制御機能１６とも呼ばれる）基地局コントローラ（ＢＳＣ）と、移動通信交換局（ＭＳＣ）またはスイッチ１８と、パケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）またはインターネットワーキング機能（ＩＷＦ）２０と、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２２（通常は電話会社）と、インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク２４（通常はインターネット）とを含む。簡単にするために、４つの遠隔局１２ａから１２ｄ、３つの基地局１４ａから１４ｃ、１つのＢＳＣ１６、１つのＭＳＣ１８、及び１つのＰＤＳＮ２０が示されている。当業者は、遠隔局１２、基地局１４、ＢＳＣ１６、ＭＳＣ１８、及びＰＤＳＮ２０の数が任意であってよいことを理解するであろう。
【００２３】
ある実施形態では、無線通信網１０はパケットデータサービスネットワークである。遠隔局１２ａから１２ｄは、例えば、携帯電話、ＩＰベースのウェブブラウザアプリケーションを実行しているラップトップコンピュータに接続されたセルラー電話、関連ハンズフリーカーキット付きセルラー電話、ＩＰベースのウェブブラウザアプリケーションを実行しているパーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、ポータブルコンピュータに内蔵された無線通信モジュール、またはワイヤレスローカルループ若しくはメータ読み取りシステムに見られるような固定位置通信モジュールなどの多くのさまざまな種類の無線通信装置のどれか１つであってよい。最も一般的な実施形態では、遠隔局は任意の種類の通信装置であってよい。
【００２４】
遠隔局１２ａから１２ｄは、例えばＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−７０７規格に記載されるような１以上の無線パケットデータプロトコルを実行するように有利に構成されてもよい。ある特定の実施形態では、遠隔局１２ａから１２ｄは、ＩＰネットワーク２４宛てのＩＰパケットを生成し、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）を使用して前記ＩＰパケットをフレームの中に封入する。
【００２５】
ある実施形態では、ＩＰネットワーク２４は、ＰＤＳＮ２０に結合され、ＰＤＳＮ２０はＭＳＣ１８に結合され、ＭＳＣはＢＳＣ１６及びＰＳＴＮ２２に結合され、ＢＳＣ１６は、例えばＥ１、Ｔ１、非同期伝達モード（ＡＴＭ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）、ポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）、フレームリレー、高ビットレートデジタル加入者回線（Ｈｉｇｈ−ｂｉｔ−ｒａｔｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）（ＨＤＳＬ）、ＡＤＳＬ、または他の一般的なデジタル加入者回線装置及びサービス（ｘＤＳＬ）を含む複数の公知のプロトコルのいずれかに従って、音声パケット及び／またはデータパケットの送信のために構成されているワイヤラインを介して基地局１４ａから１４ｃに結合される。代替実施形態では、ＢＳＣ１６はＰＤＳＮ２０に直接的に結合され、ＭＳＣ１８はＰＤＳＮ２０には結合されない。
【００２６】
無線通信網１０の典型的な動作の間、基地局１４ａから１４ｃは電話呼、ウェブブラウジングまたは他のデータ通信に従事する多様な遠隔局１２ａから１２ｄからアップリンク信号のセットを受信し、復調する。任意の基地局１４ａから１４ｃによって受信される各アップリンク信号は当該基地局１４ａから１４ｃの中で処理される。各基地局１４ａから１４ｃは、複数の遠隔局１２ａから１２ｄと、当該遠隔局１２ａから１２ｄへのダウンリンク信号のセットを変調、及び送信することによって通信してもよい。例えば、図１に図示されるように、基地局１４ａは第１の遠隔局及び第２の遠隔局１２ａ、１２ｂと同時に通信し、基地局１４ｃは第３の遠隔局及び第４の遠隔局１２ｃ、１２ｄと同時に通信する。その結果生じるパケットは、ＢＳＣ１６に転送されるが、これは、特定の遠隔局１２ａから１２ｄに対する呼の、ある基地局１４ａから１４ｃから別の基地局１４ａから１４ｃへのソフトハンドオフの調整を含む移動性管理機能及び呼リソースの割り当てを提供する。例えば、遠隔局１２ｃは２つの基地局１４ｂ、１４ｃと同時に通信している。最終的に、遠隔局１２ｃが基地局の１つである１４ｃから充分遠くに移動すると、呼は他の基地局１４ｂへハンドオフされるであろう。
【００２７】
送信が従来の電話呼である場合、ＢＳＣ１６は、受信されたデータをＭＳＣ１８に送るが、ＭＳＣ１８はＰＳＴＮ２２とのインタフェースのために更なるルーティングサービスを提供する。送信がＩＰネットワーク２４に向けられたデータ呼のようなパケットベースの送信である場合には、ＭＳＣ１８はデータパケットをＰＤＳＮ２０に送り、ＰＤＳＮ２０は当該パケットをＩＰネットワーク２４に送信する。あるいは、ＢＳＣ１６は、パケットをＰＤＳＮ２０に直接的に送り、ＰＤＳＮ２０は当該パケットをＩＰネットワーク２４に送信する。
【００２８】
ＷＣＤＭＡシステムでは、無線通信システム構成要素の専門用語は異なるが、機能性は同じである。例えば、基地局はＵＭＴＳ地上無線アクセス網（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（Ｕ−ＴＲＡＮ）で動作している無線網コントローラ（ＲＮＣ）と称されることもあり、「ＵＭＴＳ」はユニバーサル移動通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の頭文字語である。
【００２９】
通信システム内で送信された信号は，本来チャネル雑音及び干渉などの劣化を受けやすい。チャネル雑音及び干渉のレベル次第で、送信されたデータは受信機で回復可能または回復可能でない場合がある。チャネルからの雑音及び干渉に対する通信システムの全体的なロバストネスを高めるべく、多様な誤り制御符号化（ＥＣＣ）技法が存在している。このような技法の背景にある基本的な考えとは、送信データのストリーム内に冗長な情報を導入することである。送信信号の受信時にエラーが発生した場合でも、データはこの冗長性を利用することにより回復されるであろう。
【００３０】
ＥＣＣ技法の例としては、畳込み（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ）符号化がある。畳込み符号化では、バイナリデータビットは有限状態機械（ＦＳＭ）に入力されるが、有限状態機械は入力されるデータビットごとに１以上のバイナリ出力を生成する。このＦＳＭの出力は符号シンボルと呼ばれる。このようなＦＳＭを構築するための典型的な方法としては１以上の畳込み符号器、すなわち、ガロア体ＧＦ（２）内で演算を使用して動作する有限インパルス応答（ＦＩＲ）バイナリデジタルフィルタを用いる方法がある。符号シンボルが雑音のあるチャネル上での送信中に雑音及び干渉により損傷されても、データビットは損傷された符号シンボルに基づいて適切な推論により回復可能である。推論が可能なのは、符号シンボルが「冗長」である、つまり、符号シンボルが入力データビットだけではなく、ＦＳＭの「内部状態」についての情報も含むためである。受信された符号シンボルから入力データビットを最適に推論するための方法は当技術分野で公知であり、一般的には、例えばビタビアルゴリズムまたはスタックアルゴリズムなどのトレリス復号アルゴリズムと呼ばれている。
【００３１】
ＥＣＣ技法の別の例としてはターボ符号化がある。ターボ符号化は２または３以上の畳込み符号器を並列で、直列で、あるいはこれらの組み合わせで利用する。結果として生じる符号シンボルの系列は、入力データビットについての冗長な情報も有する。さらに、受信された符号シンボルから入力データビットを最適に推論するための方法は当技術分野で公知であり、一般的にはターボ復号アルゴリズムと呼ばれる。
【００３２】
典型的な通信システムでは、「ソース」は、例えば音声またはデータ「トラヒック」を表す情報ビットストリームを生成する。このビットのストリームは再分割され、グループ化され、多様な制御ビットが付加され、その結果は送信に適したフォーマットにパックされる。音声及びデータトラヒックは、例えばフレーム、パケット及びサブパケットなどの多様なフォーマットで送信できる。本明細書に記載される実施形態の範囲は、多様な送信フォーマットの任意のものを使用するあらゆる無線通信システムに及ぶ。しかしながら、説明を容易にするために、用語「フレーム」は、本明細書ではトラヒックが搬送される送信フォーマットを説明するために使用される。
【００３３】
典型的なＣＤＭＡスペクトル拡散通信システムでは、ビットを含むフレームは、バイナリ符号シンボルの系列を生成するために畳込み符号化またはターボ符号化され、反復され、パンクチャ（ｐｕｎｃｔｕｒｅｄ）される。結果として生じる符号シンボルは変調シンボルのフレームを得るためにインタリーブされる。インタリーバの出力を本明細書では変調シンボルと称する。変調シンボルは、次に、ウォルシュ関数を乗積され、直交位相ブランチ上でパイロット系列と結合され、ＰＮ拡散され、ベースバンドフィルタリングされ、送信搬送波信号上に変調される。
【００３４】
信号は受信機までマルチプルの伝送路上で伝搬し、それぞれが独自の振幅、位相及び時間遅延を備える、マルチプルの成分の重ね合わせとして受信される。これらのマルチプルの伝送路は「マルチパス」と呼ばれ、伝送路内に存在する複数の物体からの複数の反射により一般的に引き起こされる。受信機では、信号は、それがサーチャ及びレーキプロセッサに供給される前に、マッチフィルタリングされ（ｍａｔｃｈ−ｆｉｌｔｅｒｅｄ）、サンプリングされ、デジタル化され、複雑なベースバンドにダウンコンバートされる。サーチャは通常、受信信号中のマルチパス成分の時間遅延を決定する。レーキプロセッサはマルチプルの「フィンガ」を備え、これらのそれぞれがある特定のマルチパス成分の時間遅延に同期される。各レーキフィンガは、当該フィンガの特定の時間遅延に同期されるＰＮ符号を使用して、サンプリングされ、デジタル化された波形をＰＮ逆拡散するように構成されている。さらに各レーキフィンガは、直交パイロットシンボルから変調シンボルを分離するためにウォルシュ デカバリング（Ｗａｌｓｈ ｄｅ−ｃｏｖｅｒｉｎｇ）を実行することができる。
【００３５】
受信された変調シンボル及びパイロットシンボルは、長さＬの複雑なベクトルであるが、ここではＬはレーキ（ＲＡＫＥ）プロセッサ内のフィンガの数である。Ｌ個のレーキフィンガが、受信された信号のＬ個の異なるマルチパス成分に割り当てられる場合、この状態をマルチパスダイバーシティと呼ぶことがある。
【００３６】
同じ変調記号が異なる周波数帯域または異なる搬送波で送信されると、レーキフィンガは異なる搬送波上の異なるマルチパス成分に割り当てられる。この方法は周波数ダイバーシティまたは搬送波ダイバーシティと呼ばれる。
【００３７】
同じ変調シンボルが将来のフレームまたはタイムスロットで反復または再送されるときには、レーキフィンガが異なるタイムスロット上の異なるマルチパス成分に割り当てられる。これは時間ダイバーシティとして知られていることがある。
【００３８】
マルチプルの空間的に分離されたアンテナが送信のために使用されるとき、レーキフィンガは、異なるアンテナから受信される異なるマルチパス成分に割り当てられる。この方法は、一般的に送信ダイバーシティ、空間ダイバーシティ、またはアンテナダイバーシティとして知られている。例えば、Ｌ１個のレーキフィンガが第１のアンテナ上のマルチパス成分に割り当てられ、Ｌ２個のレーキフィンガが第２のアンテナ上のマルチパス成分に割り当てられる場合、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２である。あるいは、各アンテナから１つのマルチパス成分を同時に受信するように特殊なレーキフィンガを設計してもよい。送信ダイバーシティを用いると、より多くの変調シンボルを受信機に送信できるが、これによりシステムのデータスループットが高まる。さらに、送信ダイバーシティは代替信号路を提供することにより雑音及び干渉に対する通信システムのロバストネスを高める。例えば、あるアンテナから遠隔局への送信が、物理的な遮断、つまり木のために、あるいは近接して離間されたマルチパスが破壊的に（ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｌｙ）結合されるために失敗する場合、代わりに別のアンテナからの送信が当該遠隔局に達する可能性がある。したがって、送信ダイバーシティは接続の信頼性を高めるが、このことは概してより少ない送信電力を必要とする。
【００３９】
ｃｄｍａ２０００規格では、２種類の送信ダイバーシティシステムが提供されている。第１の種類の送信ダイバーシティシステムは、直交送信ダイバーシティ（ＯＴＤ）システムと呼ばれ、偶数番号が付けられた変調シンボルが第１のアンテナで送信され、奇数番号が付けられた変調シンボルが第２のアンテナで送信される。したがって、変調シンボルの半分が、それぞれのアンテナで送信される。アンテナからの送信は、アンテナごとに異なるウォルシュ符号を使用することで分離される。
【００４０】
第２の種類の送信ダイバーシティシステムは、空間−時間拡散（ＳＴＳ）システムと呼ばれる。ＳＴＳシステムでは、すべての変調シンボルがすべてのアンテナで送信される。アンテナからの送信は、「アラモウティ（Ａｌａｍｏｕｔｉ）」マトリクスを使用して変調されるが、これは遠隔局が一度に２つの変調シンボルの分離及び結合を行うことを可能とする。アラモウティシステムでは、２つの異なるシンボルが２本のアンテナから同時に送信され、次に他のシンボルの複素共役が１シンボル期間内に送信される。例えば、第２の記号ｓ１が第２のアンテナを通して同時に送信される一方、シンボルｓ０は第１のアンテナを通して送信される。１シンボル期間内で、シンボルｓ０＊の複素共役は第２のアンテナを通して同時に送信される一方、第２のシンボルｓ１＊の複素共役は第１のアンテナを通して送信される。言い換えると、第２のアンテナが｛ｓ１、ｓ０＊｝を送信する一方、第１のアンテナは｛ｓ０、ｓ１＊｝を送信する。受信先では、コンバイナが、マトリクスＨを使用して２つの結合されたシンボルｓ０’及びｓ１’を構築するが、マトリクスＨは各アンテナ伝送路のためにチャネル応答をモデル化する。結合されたシンボルは、次に、受信されたシンボルの値に関する決定を行うために、最尤判定（ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ）規則で使用される。
【００４１】
送信ダイバーシティ用に構成されるシステム内で動作する非ＴＤ遠隔局については問題が発生する。送信ダイバーシティのあるシステムでは、パス内の信号は直交しており、当該直交信号間の干渉は信号の大きさと相関関係がある。しかしながら、マルチプルのアンテナ路上の信号が直交であったとしても、１つのアンテナ伝送路と別のアンテナ伝送路との間の干渉は必ずしも相関関係がない。多様なアンテナ路間の干渉の大きさが相互に相関関係がない場合には、マルチパスを結合することから生じる伝送利得はもはや存在しない。
【００４２】
この相関現象の例として、単一のアンテナを備えた非ＴＤシステムが受信機に送信し、受信される信号が、マルチパスまたは直交性による他のなんらかの損失のために自己干渉（ｓｅｌｆ−ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を受けると仮定する。自己干渉の割合が信号の１０％であると仮定する。背景雑音を無視すると、受信機は信号強度がＡ１であって、Ａ１の１０％の雑音を有する信号を見る。すると、信号対雑音比（ＳＮＲ）は以下のとおりとなる：
【数１】
【００４３】
信号及び雑音は上記の例において相互に関連しており、例えば、雑音が増加すると、信号もまた増加し、したがって、ＳＮＲは一定のままとなる。今度は、代わりに２本のアンテナを有するＴＤシステムが、受信機に送信するために前記アンテナの内の一方を使用し、受信される信号も自己干渉の１０％を受けると仮定する。受信機は、信号強度がＡ１であって、（Ａ１＋Ａ２）の１０％の雑音を有する信号を見るが、ここでＡ２は別の受信機に送信する第２のアンテナの信号強度である。その結果、ＳＮＲは以下のとおりである：
【数２】
【００４４】
信号及び雑音はＡ２の影響のために相互に関連していない。雑音電力の増加は必ずしも信号電力の増加と一致しない。
【００４５】
図２及び図３は、上述した現象を説明するものである。図２では、レーキプロセッサが、スクランブリングコードの第１の時間オフセットで受信される第１のマルチパス信号２００にフィンガ１（図示せず）を、前記スクランブリングコードの第２の時間オフセットで受信される第２のマルチパス信号２１０にフィンガ２（図示せず）を割り当てる。第１のマルチパス信号２００は、（図では破線として示されている）雑音として第２のマルチパス信号２１０に直接的に干渉し、第２のマルチパス信号２１０は雑音として第１のマルチパス信号２００に直接的に干渉する。したがって、第１のマルチパス信号２００の振幅が減少する場合には、第２のマルチパス信号２１０にとって、信号対雑音比（ＳＮＲ）の雑音成分は減少する。このようにして、フィンガ１のＳＮＲが減少すると、フィンガ２のＳＮＲは上昇する。ここには自然の平衡効果がある。この現象はスペクトル拡散通信システムでマルチパス受信機を使用する利点の１つである。
【００４６】
しかしながら、送信ダイバーシティのあるシステムでは、非ＴＤ遠隔局での場合のように、遠隔局が両方のアンテナからその信号を受信できない場合、この現象は消失してしまう。図３では、レーキプロセッサが、第１のアンテナからの第１のマルチパス信号３１０、及び第２のアンテナからの第２のマルチパス信号３２０にフィンガ１を割り当てる。レーキプロセッサは、第１のアンテナからの第３のマルチパス信号３３０及び第２のアンテナからの第４のマルチパス信号３４０に、フィンガ２を割り当てる。第１のアンテナと第２のアンテナとの間の干渉の大きさには相関関係がない。したがって、第１のマルチパス信号３１０の振幅が減少する場合、第２のマルチパス信号３２０の振幅は同じままとなり得る。第２のマルチパス信号３２０の振幅が同じままである場合には、第３のマルチパス信号３３０及び第４のマルチパス信号３４０のＳＮＲは、第１のマルチパス信号３１０干渉が減少することによる恩恵を充分には受けない。第２のマルチパス信号３２０はフィンガ２の受信と依然として干渉する。
【００４７】
送信ダイバーシティシステムで動作している非ＴＤ局の場合、受信機フィンガは、一例として第１のマルチパス信号３１０及び第３のマルチパス信号３３０を捕捉するであろうが、これらの信号は依然として第２のマルチパス信号３２０及び第４のマルチパス信号３４０の干渉によって影響を及ぼされるであろう。したがって、マルチパス受信機を使用することから生じる利得は非ＴＤ局に対しては実現されない。
【００４８】
当技術分野の現状は、非ＴＤ遠隔局に信号を送信するのに主要アンテナだけを使用することによって、送信ダイバーシティシステムにおいて非ＴＤ遠隔局をサポートして、非ＴＤ遠隔局が非ＴＤ遠隔局によって復号できる変調シンボルを受信することを構想していることに再び注意されたい。しかしながら、スペクトル拡散通信の本質に起因し、ＴＤ基地局も主要アンテナと補助アンテナの両方でＴＤ遠隔局に送信している。したがって、非ＴＤ遠隔局は、補助アンテナから干渉を受信するが、その大きさは非ＴＤ信号とは無相関である。
【００４９】
本明細書に記載される実施形態は、非ＴＤ遠隔局に送信ダイバーシティに関連付けられた利得を提供する一方で、非ＴＤ遠隔局とＴＤ遠隔局の両方をサポートする送信ダイバーシティシステムのためのものである。
【００５０】
非ＴＤ遠隔局にダイバーシティ利得を提供することに加え、該実施形態は、マルチプルの送信アンテナにそれぞれコミュニケイティブに（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｖｅｌｙ）結合されているマルチプルの電力増幅器間の負荷を平衡させるための機構も提供するであろう。さらに、実施形態は、任意のトラヒックチャネルが電力増幅器の全使用可能電力を活用することを可能にする機構も提供する。
【００５１】
前述した目標を達成するために、ＴＤ送信信号及び非ＴＤ送信信号は、マルチプルのアンテナから、マルチプルのアンテナ伝送路間の干渉を相互に関連させるように送信される。本明細書においては、非ＴＤ遠隔局に向けられる送信信号はＸＮと称し、ＴＤ遠隔局に向けられる送信信号はＸＴＤと称する。実施形態は、送信ダイバーシティ信号及び次にマルチプルのアンテナ路にマッピングされる非送信ダイバーシティ信号の時変変換を実行する装置の使用も包含する。１または複数のチャネルに関連付けられる異なる変調シンボルは、送信のために結合され得るため、アンテナから発信される信号を示すために、用語「変調シンボル」よりむしろ用語「送信信号」が使用されることに注意されたい。
【００５２】
時変変換は、送信信号内のインタリーブされた変調シンボルの部分で非ＴＤ局に優れたカバレージを提供するために導入される。言い換えると、遠隔局によって受信される変調シンボルのフレーム内では、破壊されたビット及び破壊されていないビットが発生するであろう。しかしながら、マルチプルのアンテナ間の時変の相互作用のために、破壊されていないビットは、受信機が前述した誤り制御符号化技術を効果的に使用できるように充分に良好な状態で到着する。さらに、送信信号の時変変換は、アンテナ路間の干渉を相互に関連させる。
【００５３】
例えば、任意の時刻にＡ１＞＞Ａ２である場合、つまり送信がほとんど主要アンテナで発生する場合には、非ＴＤ受信機のフィンガは、以下のＳＮＲでアンテナＡ１からの信号に固定する：
【数３】
【００５４】
しかし、別の時刻に時変変換がＡ１＜＜Ａ２であるような場合には、非ＴＤ受信機のフィンガは、以下のＳＮＲでアンテナＡ２からの信号に固定する：
【数４】
【００５５】
図４Ａは、送信ダイバーシティ利得を非ＴＤ受信機に与える装置のブロック図である。この実施形態は、非ＴＤ受信機の方に向けられる信号を主要アンテナだけで送信するように構成されている基地局４００に結合される。基地局４００は、第１のアンテナＡ１から非ＴＤ受信機への送信する信号ＸＮを出力し、第１のアンテナＡ１及び第２のアンテナＡ２から送信する信号ＸＴＤ１及びＸＴＤ２を出力するが、信号ＸＴＤ１及びＸＴＤ２はＴＤ受信機の方に向けられる。再ディストリビュータユニット４１０は、記号を処理し、アンテナ伝送路Ｙ１及びＹ２上でシンボルを処理及び再分配するためのハードウェア及びソフトウェアを備える。路Ｙ１上の信号はアンテナＡ１での送信前に第１の電力増幅器４２０ａによって増幅され、路Ｙ２上の信号はアンテナＡ２での送信前に第２の電力増幅器４２０ｂによって増幅される。
【００５６】
図４Ｂ及び図４Ｃは、図４Ａの再ディストリビュータユニット４１０内での信号の処理及び再分配を説明するものである。再ディストリビュータユニット４１０は、本来Ｙ１（主要アンテナ）で送信されるべき信号ＸＮ及びＸＴＤ１を受信し、任意の時変要素４１５ａを使用して路Ｙ２上でＸＮ及びＸＴＤ１の時変バージョンを生成する。したがって、再ディストリビュータユニットは、路Ｙ１だけで信号ＸＮ及びＸＴＤ１を送信するよりむしろ、システムに路Ｙ１で信号ＸＮ及びＸＴＤ１を、路Ｙ２でＸＮ及びＸＴＤ１の時変バージョンを送信させる。
【００５７】
再ディストリビュータユニット４１０は、さらに、本来路Ｙ２（２次チャネル）で送信されるべき信号ＸＴＤ２を受信し、時変要素４１５ｂを使用してＸＴＤ２の時変バージョンを生成する。次に、オリジナルの信号ＸＴＤ２よりむしろＸＴＤ２の時変バージョンが路Ｙ２で送信される。
【００５８】
図４Ｃは、路Ｙ１及びＹ２でのパイロット信号の再分配を説明するものである。装置４１０は、１次パイロットＰ１を受信し、Ｐ１の時変バージョンを生成する。前記１次パイロットは路Ｙ１上で送信され、Ｐ１の時変バージョンは路Ｙ２で送信される。装置４１０は、さらに第２のパイロットＰ２を受信し、Ｐ２の時変バージョンを生成する。装置はＰ２の時変バージョンだけを路Ｙ２上に向ける。
【００５９】
要素（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）４４０Ａ、４４０Ｂ、４５０Ａ、及び４５０Ｂは、時変信号の生成を表現するために使用される。実施形態のある面では、時変バージョンはオリジナルの信号を複素シヌソイドｅｊαｔで乗算することにより生成され、ここではｔは時間であり、αは位相変化の速度を決定する定数である。
【００６０】
図５Ａに示される実施形態は、送信ダイバーシティシステムのために必要なアンテナの数が、信号タイプの数に基づく送信ダイバーシティシステムのためのものである。説明の目的のためだけに、図中に示される信号タイプの数は３つ、つまり信号ＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２である。当業者は、必要以上の実験を行わなくても信号タイプの数の増加に適応するために装置が改変できることを理解するであろう。入力信号を処理し、その方向を変え、混合するように構成されている再ディストリビュータユニット５１０は、信号ＸＮを非ＴＤ受信機の方へ、信号ＸＴＤ１及びＸＴＤ２をＴＤ受信機の方へ送信するように構成されている基地局５００に結合される。再ディストリビュータユニット５１０は、路Ｙ１上に信号を出力するが、ここで当該信号がアンテナＡ１での送信前に第１の電力増幅器５２０ａにより増幅され、また、再ディストリビュータユニット５１０は路Ｙ２上に信号を出力するが、当該信号はアンテナＡ２での送信前に第２の電力増幅器５２０ｂによって増幅される。
【００６１】
図５Ｂ、図５Ｃ及び図５Ｄは、入力信号が図５Ａの再ディストリビュータ５１０内でどのように処理され、その方向が変えられ、混合されるのかを示すブロック図である。図５Ｂでは、再ディストリビュータ５１０は、シンボルＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２を受信するが、これらは本来別個のアンテナで送信するためのものであった。再ディストリビュータ５１０は、次に、ＸＮ及びＸＴＤ２の時変バージョンをそれぞれ要素５４０ａ及び５４０ｂで生成する。再ディストリビュータ５１０は、路Ｙ１上にオリジナルのシンボルＸＮ及びＸＴＤ１を出力し、路Ｙ２上にＸＮ及びＸＴＤ２の時変バージョンを出力する。
【００６２】
図５Ｃは、路Ｙ１及びＹ２上でのパイロット信号Ｐ１及びＰ２の送信を説明するものである。
【００６３】
図５Ｄは、パイロット信号Ｐ１及びＰ２の別の送信方式を説明するものであって、時変変換は１次パイロット信号Ｐ１に対して実行される。再ディストリビュータ５１０はパイロットＰ１を路Ｙ１上に出力し、混合パイロット信号を路Ｙ２上で出力するが、当該混合パイロット信号はパイロット信号Ｐ２及び１次パイロットＰ１の時変バージョンを含む。
【００６４】
図５Ｄに説明される代替パイロット送信方式は、工場での新しいＴＤ遠隔局の改良を必要とするが、すでにシステム内で動作している旧い非ＴＤ遠隔局では必要としない。非ＴＤ遠隔局は、そのオリジナルのプログラミングに従って１次パイロットを得ようとするに過ぎないが、ＴＤ遠隔局は路Ｙ２で受信される信号からＰ１の時変バージョンを差し引くように構成されていなければならない。前述したように、路Ｐ２上でのＰ１の時変バージョンは、送信ダイバーシティ利得を非ＴＤ遠隔局に提供する働きをする。
【００６５】
図６に示される実施形態は、複数の信号が、時間の経過に従って円滑に変化するマトリクス変換を使用して再分配される送信ダイバーシティのためのものである。再ディストリビュータユニット６１０は、マトリクス乗算により数学的な形式で表現されてもよい。Ｙを伝送路のベクトルとし、Ｚを入力信号のベクトルとし、Ｗを装置によって実行される時変演算のマトリクスであるとする。
【数５】
【００６６】
この実施形態では、例えば値ｗ１ｎが時間の経過に従って円滑に変化するなど、マトリクスＷは時間の経過に従って円滑に変化する。さらに、マトリクスＷの各行は連続して他の行のすべての初期値をとる。図６の実施形態は特に興味深い、というのは、当該実施形態が任意の数の入力信号を任意の数のアンテナに再分配するからである。
【００６７】
６１０の実施形態のある面では、マトリクスＷはユニタリ、例えば、Ｗ・Ｗ＊＝Ｉであって、Ｗ＊がＷの共役転置行列（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｓｅ）（エルミート行列（Ｈｅｒｍｉｔｉａｎ）とも呼ばれる）であり、Ｉが単位行列である。この特定の実施形態の利点は、再分配演算が信号Ｙ１からＹｋの直交性を維持し、それにより送信ダイバーシティ利得を最大化するという点である。
【００６８】
ｋ＝２かつｎ＝２の場合の再ディストリビュータユニット６１０の興味深い実施形態は、以下のユニタリ行列によって記述され得る：
【数６】
【００６９】
この実施形態は、本明細書では「ｓｉｎ−ｃｏｓ」と称するが、当該実施形態が信号の位相を歪めない切替え装置として実現することができるという点で興味深い。代わりに信号Ｚ１及びＺ２は、円滑な遷移でＹ１及びＹ２上で送信される。
【００７０】
これらの実施形態のすべてにおいては、入力ごとに１つのパイロット信号しかないが、システムは複数の受信機に同時に送信していてもよいため、１以上のデータ信号入力ＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２があってもよいことに注意されたい。例えば、１つのＴＤ遠隔局だけではなく２つの非ＴＤ遠隔局もサポートしているｃｄｍａ２０００システムが、Ｚ１＝Ｐ１＋ＸＮ＿ｕｓｅｒ１＋ＸＮ＿ｕｓｅｒ２＋ＸＴＤ１＿ｕｓｅｒ３及びＺ２＝Ｐ２＋ＸＴＤ２＿ｕｓｅｒ３を送信していても、ＸＮ＿ｕｓｅｒ１は第１の非ＴＤ遠隔局のための信号であり、ＸＮ＿ｕｓｅｒ２は第２の非ＴＤ遠隔局のための信号であり、ＸＴＤ１＿ｕｓｅｒ３及びＸＴＤ２＿ｕｓｅｒ３は第３のＴＤ遠隔局のための２つの送信ダイバーシティ信号である。
【００７１】
「ｓｉｎ−ｃｏｓ」実施形態は、さらに任意の偶数の整数値ｎのために一般化されてもよい。例えば、ｗｋｉはマトリクスＷ（ｔ）のｋ番目の行及びｉ番目の列、及びｂ（ｔ）は時変関数とする。するとマトリクスＷ（ｔ）はｗｋｉ＝δｋｉｂ（ｔ−τｋｉ）を設定することにより生成できる。ここにおいて、
ｔ ｍｏｄ ｎ≦１ または ｔ ｍｏｄ ｎ＞（ｎ−１）の場合、ｂ（ｔ）＝ｃｏｓ（πｔ／２）
それ以外の場合は、ｂ（ｔ）＝０；
τｋｉ＝［σ（ｋ−ｉ）］ｍｏｄ ｎ、ここで、ｉが偶数の場合、σは１であり、
ｉが奇数の場合、τｋｉ＝−１である；
τｋｉが奇数であり、ｋが偶数である場合、δｋｉ＝−１であり、
それ以外の場合、δｋｉ＝１である。
【００７２】
時間変数ｔが０からｎまでの値を取るにつれて、ｎ個の信号Ｚｉのそれぞれが順番に間に円滑な変動をもってアンテナのそれぞれに印加される。ｔがいかなる値をとっても、マトリクスＷは、出力シンボルを形成するために入力信号を組で倍率を掛け、合計するユニタリ変換（ｕｎｉｔａｒｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）である。
【００７３】
再ディストリビュータユニット６１０の代替実施形態は、入力信号の位相だけを、それらをともに結合するために変えることを利用する。ｋ＝２かつｎ＝２の場合、この実施形態は以下のユニタリマトリクスＷによって記述され得る。
【数７】
【００７４】
本実施形態は、本明細書では「ｅｘｐ−ｅｘｐ」と称するが、その固有の電力制御特性のために特に有利である。各アンテナから発せられる電力は、たとえオリジナルの信号Ｚ１及びＺ２が異なる電力レベルを有していても平衡が保たれる。
【００７５】
「ｅｘｐ−ｅｘｐ」実施形態では、マトリクスＷはユニタリ変換である。さらにマトリクスＷは電力増幅器ＰＡ１及びＰＡ２上で、以下のように電力を均等に負荷する。
【数８】
【００７６】
したがって、
【数９】
【００７７】
２本のアンテナの電力出力は、たとえオリジナルの信号Ｐ１、Ｐ２、ＹＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２が異なる電力を有していても平衡が保たれる。加えて、信号ＸＮは、それがＴＤモードで送信されないとしても、システム内に残っているすべての電力を使い果たすように設定できる。
【００７８】
システム内に残っているすべての電力を使い果たすために信号ＸＮを使用することは、ｃｄｍａ２０００などのシステムには非常に有効である。ｃｄｍａ２０００では、送信ダイバーシティが使用可能なときにも主要アンテナ単独での伝送のために構成されているいくつかのチャネルがある。例えば、ｃｄｍａ２０００改訂（Ｒｅｖｉｓｉｏｎ）Ｃでは、パケットデータチャネル及びパケットデータ制御チャネルはパケットデータを送信するためにシステム内のすべての未使用の電力を使用するように設計される。残念なことに、これら２つのチャネルは、システムが送信ダイバーシティのために構成されている場合には主要アンテナでのみ送信される。したがって、パケットデータチャネル及びパケットデータ制御チャネルは、補助アンテナの使用可能な電力を活用できないが、これは非常に望ましくないであろう。パケットデータチャネル及びパケットデータ制御チャネルを信号ＸＮ内で送信すると、これは補助アンテナの使用可能な電力へのアクセスを提供するであろうため、システムのキャパシティが改善されるであろう。
【００７９】
したがって、上記に導かれる等電力特性（ｔｈｅ ａｂｏｖｅ−ｄｅｒｉｖｅｄ ｅｑｕａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）の別の結果は、ＸＮ、ＸＴＤ１及びＸＴＤ２の相対的な電力に関わらず、システムが電力増幅器の容量全体を活用する上で制限されていないという点である。
【００８０】
「ｅｘｐ−ｅｘｐ」実施形態は、Ｎ本のアンテナ上でのビーム形成変換の一種として一般化できる。ｗｋｉがマトリクスＷ（ｔ）のｋ番目の行及びｉ番目の列を示すとする。すると、マトリクスＷ（ｔ）は、
【数１０】
【００８１】
を設定することによって生成できる。
【００８２】
前記実施形態は、信号がすべてのアンテナから等しいエネルギーで送信されると仮定している。これは必要条件ではない。例えば、これらの解決策のすべては、他のアンテナより高い電力で送信する第１のアンテナで具現化することもできるであろう。再ディストリビュータユニットの出力に、制御された増幅器または減衰器を設ければ、各信号の電力を容易に制御し得る。
【００８３】
さらに、実施形態はすべてベースバンド領域で記載されている。これらの技法が、ＲＦ領域など無線周波数領域で、あるいはＩＦなど中間周波数領域で適用されるために変形されてもよいことは、当業者にとって明確であるはずである。
【００８４】
当業者は、情報及び信号が多岐に渡る異なった技術及び技法のいずれかを使用して表現されてよいことを理解するであろう。例えば、上記の記載を通して言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光電場若しくは光学粒子、またはこれらの任意の組み合わせにより表現されてもよい。
【００８５】
当業者は、さらに、本明細書に開示されている実施形態に関連して記載される多様な事例的論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップが電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組み合わせとして実現されてもよいことを理解する。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、多様な事例的構成要素、ブロック、モジュール、回路及びステップが、概してこれらの機能性に関して上述されている。このような機能性がハードウェアとして実現されるのか、あるいはソフトウェアとして実現されるのかは、特定の応用例及び全体的なシステムに課される設計制約に依存する。熟練工は、記載された機能性を特定の応用例ごとにさまざまな方法で実施し得るが、そのような実施の決定は本発明の範囲からの逸脱を引き起こすものとして解釈されるべきではない。
【００８６】
本明細書に開示される実施形態に関連して記載される多様な事例的論理ブロック、モジュール及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または他のプログラム可能論理回路、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア要素、または本明細書に記載されている機能を実行するように設計されるこれらの任意の組み合わせをもって実施または実行されてよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替策では、当該プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラまたは状態機械であってよい。プロセッサはまた、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連する１以上のマイクロプロセッサ、または他の任意のこのような構成などのコンピューティング装置の組み合わせとして実現されてもよい。
【００８７】
本明細書に開示される実施形態に関連して記載される方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアで、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、あるいは前記２つの組み合わせで直接的に具現化されてもよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で公知の他のいかなる形式の記憶媒体に格納されてもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが当該記憶媒体から情報を読み取り、当該記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。別の方法としては、記憶媒体はプロセッサと一体になっていてもよい。プロセッサ及び記憶媒体はＡＳＩＣに設けられてもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に設けられてもよい。別の方法としては、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末中の別個の構成要素として設けられてもよい。
【００８８】
開示された実施形態の前記説明は、当業者が本発明を作成または使用できるようにするために提供される。これらの実施形態に対する多様な変型は、当業者にとって容易に明らかであって、本明細書に定義される一般的な原則は本発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明は本明細書に示されている実施形態に制限されることを意図されたものではなく、本明細書に開示される原則及び新規の特徴と合致する最も幅広い範囲と一致すべきものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に与えるために送信ダイバーシティシステム内で主送信信号及び補助送信信号を処理するための再ディストリビュータユニットであって、
主要アンテナに向かう前記主送信信号のための分配路と、
前記主送信信号の時変コピーを生成し、前記主送信信号の前記時変コピーを補助アンテナに再分配するための第１の時変要素と、
前記補助送信信号の時変コピーを生成し、前記補助アンテナに前記補助送信信号の前記時変コピーを再分配するための第２の時変要素と、ここにおいて、前記補助送信信号は前記補助アンテナに分配されない
を備える再ディストリビュータユニット。
【請求項２】
送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に提供するための装置であって、
主要アンテナと、
少なくとも１本の補助アンテナと、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を受信し、第２の送信ダイバーシティ信号を受信し、前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成し、前記第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記主要アンテナ及び前記少なくとも１本の補助アンテナ上で前記時変バージョンを再分配するように構成されている再ディストリビュータユニットと、
を備える装置。
【請求項３】
前記再ディストリビュータユニットは、ユニタリ変換に従って前記時変バージョンの前記生成及び前記時変バージョンの再分配を実行する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ユニタリ変換はマトリクスＷであり、Ｗの要素がｗｋｉ＝δｋｉｂ（ｔ−τｋｉ）であり、ここにおいて、
ｔ ｍｏｄ ｎ≦１ または ｔ ｍｏｄ ｎ＞（ｎ−１）の場合、ｂ（ｔ）＝ｃｏｓ（πｔ／２）及び
それ以外の場合、ｂ（ｔ）＝０；
τｋｉ＝［σ（ｋ−ｉ）］ｍｏｄ ｎ、ここでｉが偶数の場合σは１、及び
ｉが奇数の場合、τｋｉ＝−１；及び
τｋｉが奇数かつｋが偶数の場合、δｋｉ＝−１、及び
それ以外の場合、δｋｉ＝１ である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
マトリクスＷは
【数１】
である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ユニタリ変換はマトリクス
【数２】
である、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
下記を具備する、送信ダイバーシティシステムにおいて非送信ダイバーシティ受信機に送信ダイバーシティ利得を与えるための方法、ここにおいて前記送信ダイバーシティは主要アンテナ及び補助アンテナを使用して提供される、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成することと、
第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、
前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を前記主要アンテナの方へ向けることと、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを前記補助アンテナの方へ向けることと、
前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けることと、
を備える方法。
【請求項８】
下記を具備する、送信ダイバーシティシステムにおいて非送信ダイバーシティ受信機に送信ダイバーシティ利得を与えるための装置、ここにおいて、前記送信ダイバーシティは主要アンテナ及び補助アンテナを使用して提供される、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成し、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、
前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を前記主要アンテナの方へ向け、結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の前記時変バージョンを前記補助アンテナの方へ向け、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナに向けるための手段と、
を備える装置。
【請求項９】
送信ダイバーシティシステムにおいてマルチプルのアンテナの送信電力を平衡させるための装置であって、
主要アンテナに向かう１次送信信号のための分配路と、
補助アンテナに向かう第１の補助送信信号のための分配路と、
前記１次送信信号の時変コピーを生成し、前記１次送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナに向かって再分配するための第１の時変要素と、
第２の補助送信信号の時変コピーを生成し、前記第２の補助送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナに向かって再分配するための第２の時変要素と、ここにおいて、前記第２の補助送信信号は前記補助アンテナに分配されない
を備える装置。
【請求項１０】
送信ダイバーシティシステムの電力が平衡された送信信号を伝達するための装置であって、
主要アンテナと、
補助アンテナと、
前記主要アンテナに向けられる非送信ダイバーシティ信号と、前記主要アンテナに向けられる第１の送信ダイバーシティ信号と、前記補助アンテナに向けられる第２の送信ダイバーシティ信号とを受信するように構成されている再ディストリビュータユニットと、ここにおいて、前記再ディストリビュータユニットは、前記非送信ダイバーシティ信号の時変バージョン及び前記第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを前記補助アンテナに、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナに再分配するようにさらに構成されている、
を備える装置。
【請求項１１】
送信ダイバーシティ環境においてアンテナの送信負荷を平衡させるための方法であって、
前記非送信ダイバーシティ及び第１の送信ダイバーシティ信号を主要アンテナの方へ向けることと、
非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、
第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、
前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナに向けることと、
前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けることと、
を備える方法。
【請求項１２】
マルチプルのアンテナの送信負荷を平衡させるための装置であって、
前記非送信ダイバーシティ信号及び第１の送信ダイバーシティ信号を主要アンテナの方へ向けるための手段と、
非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、
第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、
前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナへ向けるための手段と、
前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けるための手段と、
を備える装置。
【請求項１】
送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に与えるために送信ダイバーシティシステム内で主送信信号及び補助送信信号を処理するための再ディストリビュータユニットであって、
主要アンテナに向かう前記主送信信号のための分配路と、
前記主送信信号の時変コピーを生成し、前記主送信信号の前記時変コピーを補助アンテナに再分配するための第１の時変要素と、
前記補助送信信号の時変コピーを生成し、前記補助アンテナに前記補助送信信号の前記時変コピーを再分配するための第２の時変要素と、ここにおいて、前記補助送信信号は前記補助アンテナに分配されない
を備える再ディストリビュータユニット。
【請求項２】
送信ダイバーシティ利得を非送信ダイバーシティ受信機に提供するための装置であって、
主要アンテナと、
少なくとも１本の補助アンテナと、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を受信し、第２の送信ダイバーシティ信号を受信し、前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成し、前記第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記主要アンテナ及び前記少なくとも１本の補助アンテナ上で前記時変バージョンを再分配するように構成されている再ディストリビュータユニットと、
を備える装置。
【請求項３】
前記再ディストリビュータユニットは、ユニタリ変換に従って前記時変バージョンの前記生成及び前記時変バージョンの再分配を実行する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ユニタリ変換はマトリクスＷであり、Ｗの要素がｗｋｉ＝δｋｉｂ（ｔ−τｋｉ）であり、ここにおいて、
ｔ ｍｏｄ ｎ≦１ または ｔ ｍｏｄ ｎ＞（ｎ−１）の場合、ｂ（ｔ）＝ｃｏｓ（πｔ／２）及び
それ以外の場合、ｂ（ｔ）＝０；
τｋｉ＝［σ（ｋ−ｉ）］ｍｏｄ ｎ、ここでｉが偶数の場合σは１、及び
ｉが奇数の場合、τｋｉ＝−１；及び
τｋｉが奇数かつｋが偶数の場合、δｋｉ＝−１、及び
それ以外の場合、δｋｉ＝１ である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
マトリクスＷは
【数１】
である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ユニタリ変換はマトリクス
【数２】
である、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
下記を具備する、送信ダイバーシティシステムにおいて非送信ダイバーシティ受信機に送信ダイバーシティ利得を与えるための方法、ここにおいて前記送信ダイバーシティは主要アンテナ及び補助アンテナを使用して提供される、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成することと、
第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、
前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を前記主要アンテナの方へ向けることと、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを前記補助アンテナの方へ向けることと、
前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けることと、
を備える方法。
【請求項８】
下記を具備する、送信ダイバーシティシステムにおいて非送信ダイバーシティ受信機に送信ダイバーシティ利得を与えるための装置、ここにおいて、前記送信ダイバーシティは主要アンテナ及び補助アンテナを使用して提供される、
結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の時変バージョンを生成し、第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、
前記結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号を前記主要アンテナの方へ向け、結合された非送信ダイバーシティと第１の送信ダイバーシティとの信号の前記時変バージョンを前記補助アンテナの方へ向け、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナに向けるための手段と、
を備える装置。
【請求項９】
送信ダイバーシティシステムにおいてマルチプルのアンテナの送信電力を平衡させるための装置であって、
主要アンテナに向かう１次送信信号のための分配路と、
補助アンテナに向かう第１の補助送信信号のための分配路と、
前記１次送信信号の時変コピーを生成し、前記１次送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナに向かって再分配するための第１の時変要素と、
第２の補助送信信号の時変コピーを生成し、前記第２の補助送信信号の前記時変コピーを前記補助アンテナに向かって再分配するための第２の時変要素と、ここにおいて、前記第２の補助送信信号は前記補助アンテナに分配されない
を備える装置。
【請求項１０】
送信ダイバーシティシステムの電力が平衡された送信信号を伝達するための装置であって、
主要アンテナと、
補助アンテナと、
前記主要アンテナに向けられる非送信ダイバーシティ信号と、前記主要アンテナに向けられる第１の送信ダイバーシティ信号と、前記補助アンテナに向けられる第２の送信ダイバーシティ信号とを受信するように構成されている再ディストリビュータユニットと、ここにおいて、前記再ディストリビュータユニットは、前記非送信ダイバーシティ信号の時変バージョン及び前記第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成し、前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを前記補助アンテナに、前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナに再分配するようにさらに構成されている、
を備える装置。
【請求項１１】
送信ダイバーシティ環境においてアンテナの送信負荷を平衡させるための方法であって、
前記非送信ダイバーシティ及び第１の送信ダイバーシティ信号を主要アンテナの方へ向けることと、
非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、
第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成することと、
前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナに向けることと、
前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けることと、
を備える方法。
【請求項１２】
マルチプルのアンテナの送信負荷を平衡させるための装置であって、
前記非送信ダイバーシティ信号及び第１の送信ダイバーシティ信号を主要アンテナの方へ向けるための手段と、
非送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、
第２の送信ダイバーシティ信号の時変バージョンを生成するための手段と、
前記非送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを補助アンテナへ向けるための手段と、
前記第２の送信ダイバーシティ信号の前記時変バージョンを、前記第２の送信ダイバーシティ信号の代わりに前記補助アンテナの方へ向けるための手段と、
を備える装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図５Ｄ】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８４４９７（Ｐ２００９−２８４４９７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１３８３４６（Ｐ２００９−１３８３４６）
【出願日】平成２１年６月９日（２００９．６．９）
【分割の表示】特願２００４−５６２２６７（Ｐ２００４−５６２２６７）の分割
【原出願日】平成１５年１２月１７日（２００３．１２．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３８３４６（Ｐ２００９−１３８３４６）
【出願日】平成２１年６月９日（２００９．６．９）
【分割の表示】特願２００４−５６２２６７（Ｐ２００４−５６２２６７）の分割
【原出願日】平成１５年１２月１７日（２００３．１２．１７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]