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JP2001292484A - 多元接続通信チャネルとともに用いられる衝突回復信号処理装置 - Google Patents

多元接続通信チャネルとともに用いられる衝突回復信号処理装置

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JP2001292484A
JP2001292484A JP2001038614A JP2001038614A JP2001292484A JP 2001292484 A JP2001292484 A JP 2001292484A JP 2001038614 A JP2001038614 A JP 2001038614A JP 2001038614 A JP2001038614 A JP 2001038614A JP 2001292484 A JP2001292484 A JP 2001292484A
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signal
multiple access
training
antenna
signals
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Alexandr Kuzminskiy
クズミンスキー アレキサンドル
Carlo Luschi
ルッチ カルロ
Konstantinos Samaras
サマラス コンスタンチノス
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Nokia of America Corp
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Lucent Technologies Inc
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Publication date
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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多元接続通信チャネルとともに用いられる衝
突回復信号処理装置を提供する。 【解決手段】 衝突回復信号処理装置４８は、複数のブ
ランチを有するアンテナ５０と、トレーニング型シンボ
ルＴＬＳの相異なるシーケンスを入力することによって
アンテナにより受信された信号を推定し対応する候補信
号ＳＣ１〜ＳＣＭを提供するようにそれぞれ構成された
複数の時空間フィルタ手段５２，５４と、所定の判断基
準に従って候補信号から１個以上の信号を選択するよう
に構成された信号セレクタ５６とを有する。所定の判断
基準は、有限アルファベットからの候補信号の距離、ま
たは、候補信号の平均二乗誤差である。時空間フィルタ
手段５２，５４は、同一の、トレーニングに基づくアル
ゴリズムまたは半ブラインドアルゴリズムを実行する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遅延クリティカル
な（delay-critical、所定の基準以上の遅延により重大
な影響を受ける）無線通信システムに関し、特に、ＧＰ
ＲＳ(General Packet Radio Service)およびＥＤＧＥ(E
nhanced Data rate for GSM Evolution)におけるＲＡＣ
Ｈ(Random Access Channel)での衝突の解決に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＳＭ(Global System for Mobile comm
unications)のようなセルラ移動通信方式は、移動局か
らネットワークへの初期アクセスを可能にするためにＲ
ＡＣＨを利用する。また、（ＧＰＲＳやＥＤＧＥのよう
な）パケット無線ネットワークは、ＰＲＡＣＨ(Packet
Random Access Channel)と呼ばれる類似のチャネルを、
初期アクセスのためのみならず、通話（呼接続）中にも
利用する。チャネルは、（回線交換ＧＳＭの場合のよう
に）永続的にではなく、要求ごとにユーザに割り当てら
れるからである。これらの方式で用いられるランダムア
クセスメカニズムは、スロット化ＡＬＯＨＡに基づいて
いる。スロット化ＡＬＯＨＡは、L. G. Roberts, "ALOH
A packet system, with and without slots and captur
e", ACM Computer Communication Review, vol.5, no.
2, pp.28-42, Apr. 1975、に記載されている。移動局
（ＭＳ）は、（Ｐ）ＲＡＣＨを通じて、単一の無線バー
ストを占有する短いメッセージを送信する。通常、ＰＲ
ＡＣＨの位置（周波数およびタイムスロット）は、ＢＣ
ＣＨ(Broadcast Channel)によって示される。ＡＬＯＨ
Ａ方式の主要な問題点は、ＰＲＡＣＨ上の伝送が集中制
御されないために、複数のＭＳが同時にＰＲＡＣＨにア
クセスする可能性があるということから生じる。これを
衝突(collision)という。衝突は、特にリアルタイムサ
ービスの場合に、システム全体のパフォーマンスに重大
な影響を及ぼすことがある。一例として、パケット交換
無線インタフェース上のパケット音声の伝送を考える。
音声は、アクティブ期間とイナクティブ期間（それぞ
れ、有音部と無音ギャップ）の交替するシーケンス（系
列）であるため、チャネル（周波数とタイムスロットの
組合せ）は通常、ＭＳが有音部を送信する必要があると
きにのみＭＳに割り当てられる。有音部送信の終了後、
チャネルは別のＭＳに与えられる。有音部の開始時に、
ＭＳは、そのアクティビティを示しチャネルを要求する
ために、ＰＲＡＣＨにアクセスする必要がある。基地局
は、このアクセスメッセージの受信に成功し、かつ、空
きチャネルがある場合、ＭＳへ、そのＭＳが使用するた
めのチャネルを割り当てたことを示す確認応答メッセー
ジを送る。回線交換の場合、このプロセスは通話の開始
時にのみ生じるが、パケット交換音声方式では、これは
平均２秒ごとに生じる。しかし、全体のアクセス手順
は、いくつかのエラーメカニズムにさらされる。
【０００３】ａ）同一チャネル干渉および熱雑音によ
り、アクセスメッセージのアップリンク伝送中に物理層
エラーが生じることがある。 ｂ）複数のＭＳがＰＲＡＣＨに同時にアクセスするため
に、衝突が起こる。 ｃ）確認応答メッセージのダウンリンク伝送中に物理層
エラーが生じることがある。
【０００４】これらの障害メカニズムのいずれも、シス
テムパフォーマンス劣化に寄与する。アクセス段階で失
敗すると、ＭＳは再度ＰＲＡＣＨにアクセスする必要が
あり、その間、音声パケットは一次バッファに蓄積され
る。しかし、バッファオーバーフローの場合、音声パケ
ットは捨てられる。これは、音声フロントエンドクリッ
ピング(speech front-end clipping)として知られてお
り、口頭の通信の品質を大幅に劣化させることがある。
【０００５】ある条件の下では、（相異なるＭＳから
の）複数のメッセージが同時にランダムアクセスチャネ
ル上に生じても、１つのアクセスパケットが正常に復号
される可能性があることが知られている。これを捕捉(c
apture)効果という。捕捉は、ＡＬＯＨＡ型の方式のパ
フォーマンスを大幅に改善する可能性があり、その方法
については、次の文献に記載されている。 ・C. Namislo, "Analysis of mobile radio slotted AL
OHA systems", IEEE Journal on Selected Areas in Co
mmunications, vol.SAC-2, no.4, pp.583-588,July 198
4 ・H. Zhou, R. H. Deng, "Capture model for mobile r
adio slotted ALOHA systems", IEEE Proc. Communicat
ions, vol.145, no.2, pp.91-97, Apr. 1998 従来の文献に提示されている捕捉モデルのほとんどは、
同時にランダムアクセスチャネルにアクセスするパケッ
ト間のパワー差に基づいている（パワー捕捉）。しか
し、パワー捕捉は、マイクロセルラ環境やピコセルラ環
境には適当なモデルではない。これらの環境では、ＭＳ
のほとんどが基地局に近く、さらに、セルエリアにわた
る相異なるＭＳからのパワーを等化しようとする（信号
に基づく）パワー制御方式が用いられているからであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、捕捉
方式を用いた衝突解決の方法と、この方法を実行する装
置とを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、多元接
続通信チャネルとともに用いられる衝突回復信号処理装
置は、複数のブランチを有するアンテナ手段と、相異な
るトレーニング型シンボルシーケンスを入力することに
よってアンテナ手段により受信された信号を推定し、対
応する候補信号を提供するようにそれぞれ構成された複
数の時空間フィルタ手段と、所定の判断基準に従って、
候補信号から、１個以上の信号を選択するように構成さ
れた信号セレクタ手段とを有する。
【０００８】さらに、本発明によれば、無線通信システ
ムは、複数の遅延クリティカルなユーザと、前記ユーザ
からの信号を複数のタイムスロットへと符号化する符号
器手段と、第１送受信器手段と、第２送受信器手段と、
復号器手段と、データまたは音声シンクと、第２送受信
器手段に接続された、本発明による信号処理装置とを有
する。
【０００９】さらに、本発明によれば、衝突が起こり得
る多元接続チャネルを有する遅延クリティカルな通信シ
ステムにおいて、衝突解決方法は、複数のブランチを有
するアンテナにより多元接続チャネルから信号を受信す
るステップと、複数の相異なるトレーニング型信号を入
力することによって受信信号を推定して、複数の候補信
号を提供するステップと、所定の判断基準に従って１個
以上の候補信号を選択するステップとを有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に、ＰＲＡＣＨ衝突モデルを
示す。ユーザｍからのアクセスバースト１０、ユーザｎ
からのアクセスバースト１２、および、同一チャネル干
渉（ＣＣＩ）を表す隣接セルからのバースト１４はすべ
て同時に受信アンテナ（図示せず）に到着する。ユーザ
バースト１０、１２はそれぞれ、トレーニングシーケン
ス２０により分離された同じ構造の２つのセクションの
データ１６、１８を有する。ユーザｍおよびｎは同じ通
信セル内にあるため、それらのトレーニングシーケンス
は同一である（ｓｅｑ．ｋで示す）。ＣＣＩバースト１
４は、同じ構造を有するが、異なるセルから発信されて
いるため、そのトレーニングシーケンス２２は、異なる
トレーニングシンボルを含む（ｓｅｑ．ｐで示す）。
【００１１】図２は、衝突する信号のうちの１つを回復
するために用いられる従来の装置のブロック図である。
アンテナ３０に到着する信号は、時空間フィルタ（ＳＴ
Ｆ）３２に供給される。時空間フィルタ３２は、要求さ
れるトレーニングシーケンス（ＴＳ）３４の入力も受け
取る。時空間フィルタ３２は、トレーニングシーケンス
を用いることにより信号を推定し、推定した信号をチャ
ネル復号器（ＣＤ）ブロック３６に送る。復号器３６か
らの復号器信号は、ブロックパリティチェッカ（ＰＣ）
３８と、パリティチェッカ３８により制御されるスイッ
チ４０とに送られる。パリティチェッカ３８は、要求さ
れるシンボルの組合せの存在を検出した場合、スイッチ
４０を閉じて、復号器３６からの復号された信号が出力
（捕捉信号（ＣＳ）４２）を形成するようにする。
【００１２】チャネル復号器３６、パリティチェッカ３
８およびスイッチ４０は、全体で、捕捉信号推定器（Ｃ
ＳＥ）４４を形成する。この推定器は、アンテナ３０に
衝突がある場合に１つの信号のみを回復することができ
る。すべてのアクセスバーストは、同じトレーニングシ
ーケンス３４を含むからである。
【００１３】時空間フィルタ３２は、公知の、トレーニ
ングに基づくアルゴリズム、あるいは、半ブラインドア
ルゴリズムを適用することが可能である。
【００１４】知られているように、ブラインド方式は、
衝突における同時ユーザおよびＣＣＩの一部または全部
を回復するために適用することができる。その場合、既
知のトレーニングシーケンスを無視し、定モジュラス(c
onstant modulus)性のような何らかの一般的な信号の性
質を活用することができる。このアプローチの欠点は、
信号の総数（同時ユーザ数、ＣＣＩおよびそれらの多重
パス）が大きくなることがあり、最適化関数の極小を避
けるために大量のデータが必要となることである。通
常、移動無線通信方式の場合、定常状態で受信されるデ
ータとして限定された量しか利用可能でないときには、
上記の欠点は生じない。
【００１５】図３に、衝突において複数のユーザを回復
することができる、本発明による信号処理装置４８を示
す。多重ブランチアンテナ５０は、Ｍ個の時空間フィル
タに接続される。明確化のため、それらの時空間フィル
タのうちの２個のみ５２、５４を図示する。これらのＭ
個のフィルタは、信号候補ＳＣ１〜ＳＣＭを、信号セレ
クタ（ＳＳ）５６に出力する。信号セレクタ５６は、そ
れぞれ捕捉信号推定器（ＣＳＥ）に接続されたＮ個の出
力を有する。明確化のため、捕捉信号推定器のうちの２
個のみ５８、６０を図示する。Ｎ個の信号推定器の出力
は、もう１つの信号セレクタ（ＤＳＳ）６２に接続され
る。
【００１６】通信セルに適したトレーニングシーケンス
６４は、トレーニング型シーケンスコンバイナ（ＴＬ
Ｃ）６６に供給される。トレーニング型シーケンスコン
バイナ６６は、Ｍ個の相異なるトレーニング型シーケン
スＴＬＳ１〜ＴＬＳＭを出力し、時空間フィルタ５２、
５４のうちの１つに供給する。各フィルタは同じアルゴ
リズムを実行する。このアルゴリズムは、公知のトレー
ニングに基づくアルゴリズムまたは半ブラインドアルゴ
リズムのいずれでもよい。
【００１７】再び図１を参照すると、データペイロード
の一部がユーザｍ、ｎのために選択され、部分７０、７
２が同数のシンボルを有する場合、情報シンボルが相異
なる確率はゼロでない。これらの選択されたシンボルを
トレーニング型シンボルということにする。これによ
り、相異なる（直交ではないが、線形独立の）トレーニ
ング型シーケンスを用いて、対応する信号を回復するこ
とができる。
【００１８】ペイロードにおけるトレーニング型シンボ
ルの位置は、選択することも、ランダムとすることも可
能である。その決定は、本発明による装置が設置される
基地局のメーカによってなされることになる。
【００１９】図３において、コンバイナ６６は、ペイロ
ード内のトレーニング型シンボルを用いてＭ個の相異な
るトレーニング型シーケンスＴＬＳ１〜ＴＬＳＭを生成
する。各フィルタ５２、５４は、供給されるシンボルを
用いて、アンテナ５０からの信号を推定し、信号候補Ｓ
Ｃ１〜ＳＣＭのＭ個の出力を生成し、信号セレクタ５６
は、ある選択基準に従って、Ｎ個の信号候補（ただし、
Ｎ≦Ｍ）を選択する。
【００２０】選択基準は、例えば、有限アルファベット
（ＦＡ）からの距離、あるいは、平均二乗誤差（ＭＳ
Ｅ）とすることが可能である。
【００２１】Ｎ個の選択された信号は、捕捉信号推定器
５８、６０のうちの１つに送られ、捕捉信号推定器５
８、６０はそれぞれ、捕捉信号出力を、もう１つの信号
セレクタ６２に提供する。セレクタ６２は、重複する信
号を除去し、Ｐ個の信号（Ｐ＝０，...，Ｎ）を選択す
る。
【００２２】アンテナ５０が、多元接続チャネルにおい
て衝突する信号から、トレーニング型シンボルを含む信
号を受信すると仮定する。Ｔ個の情報シンボルがあり、
ｈ個のシンボルからなる有限アルファベット（ＦＡ）
が、トレーニング型シンボルとして選択されると仮定す
る。この例では、衝突する信号のペイロード内のＴ個の
情報シンボルのＦＡのすべての可能な値を、既存のトレ
ーニングシーケンスに用いることになる。図４には、Ｔ
＝２およびｈ＝２の場合を示す。図３において、時空間
フィルタの数Ｍは、Ｍ＝ｈＴにより決定される。
【００２３】解の複雑さはＯ（ｈＴ）である。
【００２４】有限アルファベットからの距離の推定が、
選択基準として適当である。代替基準として、トレーニ
ングデータの量が十分に大きい場合、平均二乗誤差を用
いることができる。
【００２５】図４に、Ｍ＝４（Ｔ＝２）およびｈ＝２
（２元ＦＡ）の場合の４個のトレーニング型シーケンス
ＴＬＳ１〜ＴＬＳ４を示す。
【００２６】ＳＮＲ＝３５ｄＢ（信号対雑音比）および
ＳＩＲ＝６ｄＢ（信号対干渉比）の通常のＧＳＭ都市型
状況ＴＵ５０において、２および４ブランチのアンテナ
アレイによって受信されたＧＭＳＫ（ガウシアン最小シ
フトキーイング）信号に対する捕捉シミュレーションを
計算した。このシミュレーションは、ＧＳＭの通常のバ
ーストに対応するＰＲＡＣＨバースト構造を仮定してい
る。各バーストごとに、送信ビットは、１データブロッ
クのチャネル符号化によって得られる。チャネル符号化
方式は、（３４，２８）組織巡回冗長検査（ＣＲＣ）符
号（これは、入力で２８ビットを受け取り、出力で６個
のパリティ検査ビットを提供する）と、（３，１，５）
畳込み符号（レート１／３、拘束長５の畳込み符号）を
含む。時空間フィルタは、最小二乗アルゴリズムによっ
て調整される５係数のブランチＦＩＲ（有限インパルス
応答）フィルタからなる。アルゴリズムのパラメータ
は、Ｔ＝２および４（それぞれ、Ｍ＝４および１６）で
ある。
【００２７】図５に、２ブランチアンテナおよびＴ＝４
の場合に信号セレクタ５６で計算される選択統計量の３
つの例を示す。トレーニング型シーケンスの数ｑに対す
るＦＡからの距離ｄのプロットを図示する。
【００２８】図５ａでは、信頼性のある捕捉はない。図
５ｂでは、２ユーザがあり、１つが捕捉されている。こ
れは、顕著な最小によって示される。図５ｃでは、２ユ
ーザがあり、両方とも捕捉されており、２つの顕著な最
小によって示される。
【００２９】図６に、２ブランチアンテナの場合に、衝
突ユーザの数ｒに対する捕捉確率ｐのシミュレートされ
たプロットを示す。上段は、従来の解を示し、中段は、
Ｔ＝２の場合の本発明の解を示し、下段は、Ｔ＝４の場
合の本発明の解を示す。
【００３０】第１列は、１ユーザの場合の捕捉確率ｐ
（１）に関する。１ユーザのみのときには、３個のすべ
ての解が困難なく信号を捕捉することができるが、複数
のユーザがあるとき、捕捉確率はすべての解で減少す
る。
【００３１】第２列は、２ユーザを捕捉する確率ｐ
（２）に関する。従来の解は、２番目のユーザを捕捉す
ることができない。本発明の解では、Ｔ＝２のとき、２
ユーザを捕捉する確率は０．５であり、Ｔ＝４のとき、
この確率は０．６である。
【００３２】第３列は、３ユーザを捕捉する確率ｐ
（３）に関する。従来の解は、３番目のユーザを捕捉す
ることができない。本発明の解では、この２ブランチア
ンテナ構成の場合、捕捉確率は低い。
【００３３】図７のプロットは、図６と同様であるが、
今度は４ブランチアンテナの場合である。従来の解の結
果は変わらない。本発明の解では、Ｔ＝２の場合、２ユ
ーザを捕捉する確率は今度は０．７であり、３ユーザを
捕捉する確率は０．１より小さい。しかし、Ｔ＝４の場
合、２ユーザを捕捉する確率は今度は０．９より大き
く、３ユーザを捕捉する確率は約０．２である。
【００３４】次に、パケット音声システムにおける本発
明の技術の適用について考える。
【００３５】ＴＤＭＡ（時分割多元接続）型のシステム
（ＧＳＭ型のチャネル構造を有する）を考える。空きチ
ャネル（タイムスロット）のうちの１つを、ＰＲＡＣＨ
を収容するために使用する。複数のユーザがパケット交
換により同じチャネルを共有するため、ＰＲＡＣＨは、
音声ユーザが基地局に対してチャネルを必要としている
ことを示す必要があるたびごとに使用されている。音声
の有音部と無音期間の長さは、平均値がそれぞれ１秒お
よび１．３５秒の指数分布をなすと仮定する。ＰＲＡＣ
Ｈの粒度(granularity)は５ミリ秒である。ＭＳは、有
音部を生成した後、ある確率でランダムにＰＲＡＣＨタ
イムスロットにアクセスする。アクセス確率をどのよう
に制御するかについてはいくつかのポリシーがあるが、
本発明では、各ＰＲＡＣＨスロットが３／８に等しい一
定確率でアクセスされるという簡単な方式を考える。２
０ミリ秒内に、４個のＰＲＡＣＨスロットがあり、ＭＳ
は、それらのうちの任意のものに、３／８の確率でアク
セスすることができる。少なくとも１つのアクセス試行
が成功すると、ＭＳは、次の２０ミリ秒期間に、基地局
によって通知される。この場合、アップリンクアクセス
の結果に関する情報を含むダウンリンクメッセージが送
られる。割当てに利用可能なチャネルがあるとき、ＭＳ
は、どのチャネルで音声パケットの送信を開始すべきか
が通知される。空いているトラフィックチャネルがない
とき、基地局は、ＭＳへ、そのＭＳのアップリンク試行
は成功したのでそのＭＳが再びＰＲＡＣＨにアクセスす
る必要がないことを通知するキューイング通知メッセー
ジを送信する。
【００３６】すでに説明したように、リアルタイムサー
ビスの場合、アクセス段階は、非常にすばやく完了する
必要がある。アップリンクアクセスにおける遅延は、サ
ービスパフォーマンス劣化に直結するからである。パフ
ォーマンス指標として、６０ミリ秒内のアクセス試行の
完了に失敗する確率を選ぶ。 ａ）捕捉能力なしのシステム ｂ）従来のアルゴリズムを実装したシステム ｃ）本発明の技術を利用したシステム のパフォーマンスを比較する。
【００３７】アップリンクおよびダウンリンクの両方に
ついて、要求されるシグナリングは２８データビットに
対応すると仮定する。これは、チャネル符号化により１
つの送信バーストにマッピングされる。符号化方式の例
として、（３４，２８）組織巡回冗長検査（ＣＲＣ）ブ
ロック符号を考える。これは、それぞれの２８ビットブ
ロックから６個のパリティチェックビットを生成する。
結果として得られる３４ビットに、追加の４個のテール
ビットを加えたものが、レート１／３、拘束長５の畳込
み符号により保護される。２×５７＝１１４個の符号化
データビットが最終的に１つのバーストで送信される。
これは、２×４個のテールビットと、２６ビットのトレ
ーニングシーケンスを含む。
【００３８】便宜上、チャネルの捕捉の性質を記述する
「捕捉行列」を導入する。３個までのメッセージを正し
く回復することができる。また、５個より多くの同時送
信が同じＰＲＡＣＨバーストで生じる場合、すべてのメ
ッセージが破壊される。捕捉行列Ｐ＝［ｐ（ｍ，ｎ）］
３×５の成分は次のように定義される。ｐ（ｍ，ｎ）＝
Ｐｒ｛ｍ個の成功したメッセージ｜ｎ個の同時アクセ
ス｝捕捉がない場合、複数のＭＳが同じＰＲＡＣＨスロ
ットに同時にアクセスすると必ずすべてのアクセスメッ
セージが破壊されると仮定する。さらに、すべてのアッ
プリンク伝送のブロック誤り率は１％であり、すべての
ダウンリンク伝送のブロック誤り率は０．４％である。
この場合、捕捉行列は次式で与えられる。
【数１】
【００３９】第２の場合として、従来のアルゴリズムを
考える。ダウンリンクブロック誤り率は０．４％であ
る。図６の第１行のプロットによれば、この場合の捕捉
行列（ＳＮＲ＝３５ｄＢ、ＳＩＲ＝６ｄＢ、および、２
個の受信機アンテナの場合に、捕捉メカニズムをシミュ
レートして決定される）は次のようになる。
【数２】
【００４０】捕捉行列からわかるように、１個のメッセ
ージを回復することは可能であるが、複数の捕捉は不可
能である。
【００４１】最後に、本発明のアルゴリズムを考える。
２つの場合を調べた。いずれも、２個のアンテナを用い
たものに対応する。第１の場合として、２個のトレーニ
ング型シンボルを使用した場合、図６の第２行のプロッ
トによれば、捕捉行列は次のようになる。
【数３】
【００４２】４個のトレーニング型シンボルを用いる場
合、図６の第３行のプロットによれば、捕捉行列は次の
ようになる。
【数４】 システムシミュレーションの結果を図８に示す。図８に
は、６０ミリ秒内のアクセス失敗の確率が、システムに
おける同時ユーザ（呼）の数の関数としてプロットされ
ている。４個のプロットは、捕捉なし（ＮＣ）、従来の
アルゴリズム（ＣＡ）、ならびに、本発明による、２ブ
ランチアンテナの場合のトレーニング型最小二乗（ＴＬ
ＬＳ）に対するＴ＝２（ＴＬＬＳ（２，２））およびＴ
＝４（ＴＬＬＳ（２，４））のプロットである。これら
の結果は、本発明のアルゴリズムを用いると優れたパフ
ォーマンスが達成されることを明確に示している。
【００４３】これらの結果をまとめたものとして、次の
表に、アクセス失敗確率が値０．０１を超えない場合
に、同じＰＲＡＣＨによってサポート可能な最大呼数を
示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】最後に、注意すべき点であるが、２個のア
ンテナの代わりに４個のアンテナを使用すると、図７に
例示した捕捉能力によって示されるように、さらに良好
なパフォーマンスが得られる。
【００４６】図９に、ＧＳＭの送信機７０および受信機
７２を示す。従来の送信機は、２個の音声すなわち時間
にクリティカルなデータソースｍ、ｎ、符号器７６、イ
ンタリーバ７８およびチャネルセレクタ８０を有する。
チャネルセレクタ８０は、いくつかのチャネル８２に信
号を送出する。受信機７２において、アンテナアレイ５
０によって受信された信号は、本発明による衝突回復信
号処理装置４８を通り、デインタリーバ８４、復号器８
６およびシンク８８に送られる。
【００４７】
【発明の効果】以上、本発明について、ＰＲＡＣＨおよ
び音声ユーザに関連して説明したが、本発明は、衝突が
生じ得る他の多元接続チャネルや、時間にクリティカル
なデータ（例えばリアルタイムビデオ）にも適用可能で
ある。多元接続チャネルにおける衝突回復が不可能な従
来の構成とは異なり、本発明は、複数のユーザに対して
衝突回復の可能性を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＲＡＣＨ衝突データモデルの図である（従来
技術）。
【図２】従来のフィルタ構造の図である。
【図３】本発明による信号処理装置の図である。
【図４】ｈ＝２およびＴ＝２の場合の、トレーニングシ
ーケンスコンバイナの出力の図である。
【図５】Ｔ＝４の場合に、図３の信号セレクタで計算さ
れる選択統計量の３つの例を示す図である。
【図６】図３の２ブランチアンテナに対するシミュレー
ション結果を示す図である。
【図７】図３の４ブランチアンテナに対するシミュレー
ション結果を示す図である。
【図８】ＰＲＡＣＨパフォーマンスシミュレーション結
果を示す図である。
【図９】ＧＳＭ送信機および受信機の概略図である。
【符号の説明】
１０ ユーザｍからのアクセスバースト １２ ユーザｎからのアクセスバースト １４ ＣＣＩバースト １６ データ １８ データ ２０ トレーニングシーケンスｓｅｑ．ｋ ２２ トレーニングシーケンスｓｅｑ．ｐ ３０ アンテナ ３２ 時空間フィルタ ３４ トレーニングシーケンス ３６ チャネル復号器 ３８ ブロックパリティチェッカ ４０ スイッチ ４２ 捕捉信号 ４４ 捕捉信号推定器 ４８ 信号処理装置 ５０ 多重ブランチアンテナ（アンテナアレイ） ５２ 時空間フィルタ ５４ 時空間フィルタ ５６ 信号セレクタ ５８ 捕捉信号推定器 ６０ 捕捉信号推定器 ６２ 信号セレクタ ６４ トレーニングシーケンス ６６ トレーニング型シーケンスコンバイナ ７０ 送信機 ７２ 受信機 ７６ 符号器 ７８ インタリーバ ８０ チャネルセレクタ ８２ チャネル ８４ デインタリーバ ８６ 復号器 ８８ シンク
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 カルロ ルッチ イギリス、オクスフォード、デューク ス トリート、マルボロ コート ７ (72)発明者 コンスタンチノス サマラス イギリス、スウィンドン、ロッドボーン、 モンタギュー ストリート 53

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多元接続通信チャネルとともに用いられ
    る衝突回復信号処理装置において、 複数のブランチを有するアンテナ手段（５０）と、 トレーニング型シンボル（ＴＬＳ）の相異なるシーケン
    スを入力することによって前記アンテナ手段により受信
    された信号を推定し、対応する候補信号（ＳＣ１〜ＳＣ
    Ｍ）を提供するようにそれぞれ構成された複数の時空間
    フィルタ手段（５２，５４）と、 所定の判断基準に従って、前記候補信号から、１個以上
    の信号を選択するように構成された信号セレクタ手段
    （５６）とを有することを特徴とする、多元接続通信チ
    ャネルとともに用いられる衝突回復信号処理装置。
  2. 【請求項２】 前記トレーニング型シンボルに加えて、
    トレーニングシンボルが処理されることを特徴とする請
    求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記所定の判断基準は、有限アルファベ
    ットからの候補信号の距離であることを特徴とする請求
    項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記フィルタ手段（５２，５４）はそれ
    ぞれ、前記アンテナ手段から入力される複数Ｔ個の情報
    信号に作用し、前記有限アルファベットはｈ個のシンボ
    ルを有し、前記フィルタ手段の数ＭはＭ＝ｈＴにより与
    えられることを特徴とする請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記所定の判断基準は、候補信号の平均
    二乗誤差であることを特徴とする請求項１または２記載
    の装置。
  6. 【請求項６】 選択された信号を受け取るように構成さ
    れた複数の捕捉信号推定器（５８，６０）と、別の信号
    セレクタ（６２）とをさらに有することを特徴とする請
    求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
  7. 【請求項７】 それぞれの時空間フィルタ手段（５２，
    ５４）は、同一の、トレーニングに基づくアルゴリズム
    または半ブラインドアルゴリズムを実行することを特徴
    とする請求項１ないし６のいずれかに記載の装置。
  8. 【請求項８】 複数の時間クリティカルなユーザ（ｍ，
    ｎ）と、 前記ユーザからの信号を複数のタイムスロット（１０，
    １２）へと符号化する符号器手段（７６）と、 第１送受信器手段と、 第２送受信器手段（５０）と、 復号器手段（８６）と、 データまたは音声のシンク（８８）とを有する無線シス
    テムにおいて、 請求項１ないし６のいずれかに記載の信号処理装置が第
    ２送受信器手段（５０）に接続されていることを特徴と
    する無線通信システム。
  9. 【請求項９】 衝突が起こり得る多元接続チャネルを有
    する時間クリティカルな通信システムにおける衝突解決
    方法において、 複数のブランチを有するアンテナにより前記多元接続チ
    ャネルから信号を受信するステップと、 トレーニング型シンボルの複数の相異なるシーケンスを
    入力することによって受信信号を推定して、複数の候補
    信号を提供するステップと、 所定の判断基準に従って１個以上の候補信号を選択する
    ステップとを有することを特徴とする、衝突が起こり得
    る多元接続チャネルを有する時間クリティカルな通信シ
    ステムにおける衝突解決方法。
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