(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムの雑音上昇推定方法であって、
複数回、受信総広帯域電力を測定するステップ（２１０）と、
複数回、自身のセル電力の測定値を生成するステップ（２１２）と、
前記測定した受信総広帯域電力及び前記生成した自身のセル電力の測定値の複数に少なくとも基づき、雑音フロア測定値の推定値を計算するステップ（２１４）と、
前記測定した受信総広帯域電力及び前記生成した自身のセル電力の測定値の複数に少なくとも基づき、第１のユーザへの近隣セル干渉電力を推定するステップ（２１６）と、
前記第１のユーザのために、ＧＲＡＫＥ及びチップ・イコライザの１つに基づき干渉白色化を実行するステップ（２２０）と、
前記干渉白色化後に、前記第１のユーザに有用な信号電力を決定するステップ（２２２）と、
前記干渉白色化で使用した前記第１のユーザの結合重みに基づき、前記第１のユーザの雑音フロア補償ファクタを導出するステップ（２２４）と、
前記第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値を取得するステップ（２２６）と、
少なくとも、前記干渉白色化後の前記第１のユーザに有用な信号電力、前記第１のユーザの雑音フロア補償ファクタ、前記第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値、前記雑音フロアの測定値及び前記推定した近隣セル干渉電力に基づき、前記第１のユーザの雑音上昇測定値を計算するステップ（２３０）と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
複数のユーザのために、前記推定するステップと、前記実行するステップと、前記決定するステップと、前記導出するステップと、前記取得するステップと、前記計算するステップとを繰り返すステップ（２４０）と、
前記複数のユーザのための前記雑音上昇測定値に基づき、システム雑音上昇測定値を定義するステップ（２４２）と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記システム雑音上昇測定値は、前記複数のユーザのための前記雑音上昇測定値の内の最大の雑音上昇測定値として定義される、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記システム雑音上昇測定値は、前記複数のユーザのための前記雑音上昇測定値の平均の雑音上昇測定値として定義される、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記コード電力対干渉比の測定値はＣ／Ｉ及びＳＩＮＲから選択される、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のユーザの雑音フロア補償ファクタは、前記結合重みの共役転置と、白色雑音電力フロアの近似としての前記結合重みとの積として導出される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のユーザの雑音フロア補償ファクタは、前記結合重みの共役転置と、熱雑音共分散行列と、有色雑音電力フロアのための、前記熱雑音共分散行列のトレースで除した前記結合重みとの積のトレースとして導出され、
前記熱雑音共分散行列は、総広帯域チャネルのスペクトラム波形による相関を表す、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のユーザの前記雑音上昇測定値は、前記干渉白色化後の前記第１のユーザに有用な信号電力を、前記ユーザ雑音フロア補償ファクタと前記雑音フロアの測定値の積で除算し、前記第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値の逆数に依存するファクタから前記推定した近隣セル干渉電力と前記雑音フロア測定値の比を減じた値で乗算することで計算されることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
無線通信システムの負荷スケジューリング方法であって、
請求項１から８のいずれか１項に記載の方法により雑音上昇測定値を推定するステップと、
前記推定した雑音上昇測定値に基づき、前記無線通信システムの上りリンクの負荷をスケジューリングするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
無線通信システム（１５０）の雑音上昇推定装置（１０）であって、
ディジタル受信機（１２）と、
前記ディジタル受信機（１２）と接続し、ＧＲＡＫＥ及びチップ・イコライザの１つに基づき、出力で複数のユーザのための干渉白色化を提供する様に構成された干渉白色化器（１４）と、
前記ディジタル受信機（１２）及び前記干渉白色化器（１４）の前記出力と接続するプロセッサ（２０）と、
を備えており、
前記プロセッサ（２０）は、複数回、前記ディジタル受信機（１２）が受信する受信総広帯域電力を測定する様に構成され、
前記プロセッサ（２０）は、複数回、自身のセル電力の測定値を生成する様に構成され、
前記プロセッサ（２０）は、前記測定した受信総広帯域電力及び前記生成した自身のセル電力の測定値の複数に少なくとも基づき、雑音フロア測定値の推定値を計算する様にされに構成され、
前記プロセッサ（２０）は、前記測定した受信総広帯域電力及び前記生成した自身のセル電力の測定値の複数に少なくとも基づき、前記複数のユーザのそれぞれの近隣セル干渉電力の推定値を計算する様にさらに構成され、
前記プロセッサ（２０）は、干渉白色化後に、前記複数のユーザの第１のユーザに有用な信号電力を決定する様にさらに構成され、
前記プロセッサ（２０）は、前記干渉白色化で使用した前記第１のユーザの結合重みに基づき、前記第１のユーザの雑音フロア補償ファクタを導出する様にさらに構成され、
前記プロセッサ（２０）は、前記第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値を取得する様にさらに構成され、
前記プロセッサ（２０）は、少なくとも、前記干渉白色化後の前記第１のユーザに有用な信号電力、前記第１のユーザの雑音フロア補償ファクタ、前記第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値、前記雑音フロアの測定値及び前記推定した近隣セル干渉電力に基づき、前記第１のユーザの雑音上昇測定値を計算する様にさらに構成されている、ことを特徴とする雑音上昇推定装置。
【請求項１１】
前記プロセッサ（２０）は、前記複数のユーザのために、前記推定することと、前記実行することと、前記決定することと、前記導出することと、前記取得することと、前記計算することを繰り返し、前記複数のユーザのための前記雑音上昇測定値に基づき、システム雑音上昇測定値を定義する様にさらに構成されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の雑音上昇推定装置。
【請求項１２】
少なくとも前記プロセッサ（２０）は、アプリケーション専用集積回路及びディジタル・シグナル・プロセッサの少なくとも1つにより実装される、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の雑音上昇推定装置。
【請求項１３】
無線通信システム（１５０）の負荷スケジューラであって、
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の雑音上昇推定装置（１０）を備えており、
前記負荷スケジューラは、前記推定した雑音上昇測定値に基づき、前記無線通信システム（１５０）の上りリンクの負荷をスケジューリングする様に構成されている、
ことを特徴とする負荷スケジューラ。
【請求項１４】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の雑音上昇推定装置（１０）を備えていることを特徴とする無線通信システム（１５０）の基地局（１６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にセルラ通信システムの電力に関係する量の推定の方法及びデバイスに関し、特に干渉白色化（Ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ）を使用するセルラ通信システムにおけるセル安定性のための方法及びデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）通信システムは、通信サービスの将来の開発に使用できる多くの魅力的な特性を有する。特に、ＷＣＤＭＡシステムのエンハンスド上りリンクは、ＷＣＤＭＡの移動広帯域ソリューションの一構成要素である。次に、エンハンスド上りリンクが動作するＷＣＤＭＡセルの安定性を維持するため、負荷は一定レベルを下回るように保つ必要がある。これは、大多数の上りリンクのユーザ・チャネルが少なくともＷＣＤＭＡでは電力制御に従うからである。この電力制御は、特定のサービス要求条件を満足できる様にするため、一定の信号対干渉比（ＳＩＲ）に各チャネルの受信電力レベルを維持することを目的としている。
【０００３】
無線基地局（ＲＢＳ）は、各チャネルをその特定の好ましいＳＩＲ値に維持しようとするので、追加ユーザ又は既存ユーザのバースト・データ・トラフィックが干渉レベルを高め、それにより一時的に他のユーザのＳＩＲを減ずることが起こりうる。ＲＢＳの反応は、他の総てのユーザへの電力増加を命令することであり、何かしら干渉をさらに増大させる。通常この処理は、ある負荷レベルを下回る場合には安定である。大容量チャネルが突然現れるような場合、干渉の上昇は大きくなり、不安定性リスク、所謂、電力の大需要が増す。従って、不安定性の回避を保証できるように、ＷＣＤＭＡにおけるエンハンスド・上りリンク（ＥＵＬ）チャネルのような大容量上りリンク・チャネルのスケジューリングが必要である。そうするため、ＲＢＳ又はＲＢＳに接続する任意のノードにおいて、瞬間的負荷を推定しなければならない。これは不安定点に残存する容量マージンの査定を可能にする。
【０００４】
負荷推定を改善する一手法は、特許文献１に開示されている。電力量の最小値、好ましくは瞬間的な総受信広帯域電力と、同じセルで使用する全リンクの瞬間的な電力の和との差分を、熱雑音フロアの上限推定値として使用し、これに基づき雑音上昇測定値を推定できる。最小値の類似する基本的な考え方に基づく雑音上昇推定のための最適なソフト・アルゴリズムは特許文献２に開示されている。
【０００５】
そのような手法では、瞬間的な負荷は、カバレッジ及びセル安定性に対処する２つの負荷測定から取得される。カバレッジの負荷測定値は、受信総広帯域電力（ＲＴＷＰ）の測定から熱上昇（ＲｏＴ）を推定する専用アルゴリズムの使用により取得される。セル安定性は、高速内部ループ電力制御に従うチャネル電力を活用する、所謂、負荷ファクタの計算により取得される。
【０００６】
上りリンク・データ速度の増加を扱うため、干渉キャンセル（ＩＣ）が、ＷＣＤＭＡに導入されている。ＩＣを実行する従来手順は次のステップにより要約される。キャンセルする干渉元のチャネル・モデルを推定する。このチャネル・モデルは何れ必要であるので、これは追加動作を誘起しない。キャンセルする干渉元の送信信号も復号する。これも何れ必要である。チャネル・モデル及び復号信号の使用により、キャンセルする干渉元の受信信号の複製を作成する。この複製は、例えばＩＱチップ・ストリームとして再構築できる。干渉信号の複製を、復号するユーザの受信信号から減じ、よって、干渉元の残存電力を極めて低い電力レベルに削減することが期待できる。
【０００７】
この手順は、ＷＣＤＭＡ  ＥＵＬの負荷測定機能に明らかに影響を及ぼす。従って、スケジューラは、新しい、ＩＣ受信機構成の幾つかの信号点における瞬間上りリンク負荷を認識し、全リソースの利用を可能にしなければならない。このような負荷推定を利用可能にしない限り、ＥＵＬユーザのスケジューリングの際のリンク利得の完全な活用は可能ではないであろう。特許文献３では、この従来タイプのＩＣによる負荷推定を以前の雑音上昇推定手順に類似して取り扱う。
【０００８】
干渉の影響を制限する別の手法は、ＧＲＡＫＥ、ＧＲＡＫＥ＋又はチップ・イコライザのようなある種の干渉白色化手法の使用である。ＲＡＫＥ受信機は、例えば、非特許文献１に記載されている様に、ＷＣＤＭＡシステムにおける標準受信機である。例えば、非特許文献２に記載のＧＲＡＫＥ＋受信機は、ＲＡＫＥ受信機の拡張であり、ＲＡＫＥ処理の実行前に、受信信号をスペクトラム的に白色である信号に変換する追加ステップを導入する。従来のＲＡＫＥと比較して、ＧＲＡＫＥ＋の基本的な相違点は、重み結合ステップ直後に、各ユーザが干渉レベルの低減を経験することである。ＧＲＡＫＥ＋では、フィンガ数に等しい次数を有する共分散マトリクスＲ＾ｕ、ｕ＝１、・・・、Ｕをまず推定して干渉を取り込む。現在のユーザｕが使用しないコードを使用して共分散マトリクスＲ＾ｕを推定できる。ＧＲＡＫＥ＋受信機は、従って、ユーザｕ、ｕ＝１、・・・、Ｕの結合重みの計算のための干渉をモデル化する推定共分散マトリクスＲ＾ｕを使用する。数学的に表現すると、以下のように書ける。
Ｒ＾ｕｗ＾ｕ＝ｈ＾ｕ、ｕ＝１、・・・、Ｕ            （１）
【０００９】
ここで、ｈ＾ｕ、ｕ＝１、・・・、Ｕは、ユーザｕの実チャネル応答であり、ｗ＾ｕは結合重みである。（１）の効果は、ＧＲＡＫＥ＋が相関干渉を実質的に白色化し、一定のフィンガ位置で一定のアンテナ要素について干渉元から大きなスペクトル・ピークを除去することである。従ってＧＲＡＫＥ＋では、ユーザは重み結合ステップ直後に干渉レベルの低減を経験する。ＧＲＡＫＥ＋は、依然、線形受信機であることに留意されたい。
【００１０】
ＧＲＡＫＥ＋受信機が提供する低減された干渉を利用するため、ＧＲＡＫＥ＋の干渉白色化を考慮して負荷推定を実行しなければならない。負荷推定の利用可能性は、ＲＮＣのアドミッション及び輻輳制御機能に重要である。その理由は、負荷推定が利用可能でなければこれらの機能は干渉キャンセル又は干渉キャンセル受信機に関連するリンク利得の活用を制限するであろうことである。しかしながら、再生及び減算に基づく干渉キャンセルが有効である半面、ＧＲＡＫＥ＋処理により干渉低減を取得するのと同様に、熱雑音フロアが変化し、干渉白色化後は最早固定値として扱いえない。ＩＣ利得の根拠である瞬間負荷測定のため、ＧＲＡＫＥ＋の干渉白色化ステップ後の負荷に対処する必要がある。特許文献３に類似する処理は、それ故、雑音上昇推定の達成に使用できず、その理由は特許文献３の場合、雑音フロアが固定であることを要するからである。信頼性のある雑音上昇推定が利用可能でないので、作成した低減干渉の使用の課題がある。ＧＲＡＫＥを利用するシステムに類似の課題が存在し、ここでは（１）の共分散マトリクスのサブブロックを使用する。
【００１１】
さらにその上、以上で簡潔に述べたように、ＧＲＡＫＥ＋の影響を考慮する際に、受信総広帯域電力（ＲＴＷＰ）の測定から一般に利用可能である熱上昇（ＲｏＴ）の測定値は、セル・カバレッジの対処に有用である。しかしながら、高い信頼性のあるセル安定性の取得のために、そのようなＲｏＴ測定値が効果的でないのは、高速内部ループ電力制御に従わない電力を分析に含むからである。
【００１２】
線形であり、チップ・イコライザとも呼ばれる、ＷＣＤＭＡのための干渉白色化受信機の関連種別が存在する。ＧＲＡＫＥ＋とチップ・イコライザとの相違は、単に幾つかの基本演算の次数である。セル安定性のために信頼性のある雑音上昇測定法を提供する課題は、チップ・イコライザを使用するシステムにも有効である。特許文献５は、例えば、発展型ＵＭＴＳ地上無線アクセス・ネットワークといった無線通信システムにおいて、特定トーンの電力に関連する量、例えば、近隣セル干渉レベルの改良された判定を提供することによる、上りリンクの改良されたスケジューリング及び認証制御のための方法及び装置に関し、特定トーンの雑音フロア電力の推定値といった、ノイズに関連する量の反復した推定を提供している。当該方法及び装置は、トーンのサブセット当たりの上りリンクの総電力の結合した電力量に基づく、トーンの各サブセットの少なくとも雑音フロア測定値から求めたトーンの各サブセットの近隣セル干渉の測定値を記載し、雑音フロア測定値をトーンの各サブセットのサブ雑音フロア測定値に分割し、前記分割がトーンの各サブセットの帯域に依存することを記載している。特許文献６は、無線通信システムの干渉制御について記載している。プロセッサは、アクセス・ネットワークの各受信アンテナで受信する熱エネルギーに対する総エネルギーの比に関する熱上昇に基づき熱上昇メトリックを決定する。干渉低減ファクタは、受信総エネルギーから低減された干渉エネルギーに関して決定される。効果的な熱上昇は、熱上昇メトリック及び干渉低減ファクタに基づき決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０７６９６９号
【特許文献２】国際公開第２００７／０２４１６６号
【特許文献３】国際公開第２００８／０９７１４５号
【特許文献４】国際公開第２００７／０５５６２６号
【特許文献５】国際公開第２００９／１１６９０５号
【特許文献６】国際公開第２００６／２２９０８９号
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｈ.Ｈｏｌｍａ、Ａ.Ｔｏｓｋａｌａ、"ＷＣＤＭＡ  ｆｏｒ  ＵＭＴＳ−Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ"、Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ、ＵＫ：Ｗｉｌｅｙ、２００１年、ＰＰ．２７−３０
【非特許文献２】Ｌ.  Ｆｕｌｇｈｕｒｎ、Ｄ.  Ａ.  Ｃａｉｒｎｓ、Ｃ.  Ｃｏｚｚｏ、Ｙ.−Ｐ.  Ｅ.  Ｗａｎｇ、Ｇ.  Ｅ.  Ｂｏｔｔｏｍｌｅｙ、"Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  ＲＡＫＥ  ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ  ｉｎ  ＤＳ−ＣＤＭＡ  ｓｙｓｔｅｍｓ"、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．、２００８年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、本発明の目的は、ＧＲＡＫＥ＋又はチップ・イコライザ受信機のような、干渉白色化法を使用する無線通信システムにおけるセル安定性のために、信頼性のある雑音上昇推定を提供する方法及び装置の提供である。さらなる目的は、所要計算能力が比較的限定されるような方法及び装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本目的は、添付の独立特許請求項による方法及び装置により達成される。好ましい実施形態は、従属請求項により定義される。一般に、第１の態様において、無線通信システムにおける雑音上昇推定方法は、複数回、受信総広帯域電力を測定するステップと、複数回、自身のセル電力の測定値の生成を行うステップと、を含む。雑音フロアの測定値の推定は、測定した受信総広帯域電力及び生成した自身のセル電力の測定値の少なくとも複数に基づき計算する。第１のユーザへの近隣セル干渉電力は、測定した受信総広帯域電力及び生成した自身のセル電力の測定値の少なくとも複数に基づき推定する。干渉白色化は、第１のユーザのＧＲＡＫＥ、ＧＲＡＫＥ＋及びチップ・イコライザの１つに基づき実行する。干渉白色化後の第１のユーザに有用な信号電力を判定する。第１のユーザの雑音フロア補償ファクタは、干渉白色化で使用する第１のユーザの結合した重みに基づき導出する。第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値を取得する。少なくとも、干渉白色化後の第１のユーザに有用な信号電力、第１のユーザの雑音フロア補償ファクタ、第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値、雑音フロアの測定値及び推定近隣セル干渉電力に基づき、第１のユーザの雑音上昇測定値を計算する。
【００１７】
第２の態様では、無線通信システムにおける雑音上昇推定装置は、ディジタル受信機と、ディジタル受信機に接続する干渉白色化器と、ディジタル受信機及び干渉白色化器の出力に接続するプロセッサと、を備えている。干渉白色化器は、ＧＲＡＫＥ、ＧＲＡＫＥ＋及びチップ・イコライザの１つに基づき、出力において複数ユーザへの干渉白色化を提供するように構成される。プロセッサは、ディジタル受信機で受信する受信総広帯域電力を複数回測定する様に構成され、自身のセル電力の測定値を複数回生成するように構成される。プロセッサは、測定した受信総広帯域電力及び生成した自身のセル電力の測定値の少なくとも複数に基づき、雑音フロアの測定値の推定値を計算するようにさらに構成される。プロセッサは、測定した受信総広帯域電力及び生成した自身のセル電力の測定値の少なくとも複数に基づき、複数ユーザの個々のユーザへの近隣セル干渉電力推定値を計算するようにさらに構成される。プロセッサは、干渉白色化後の複数ユーザの第１のユーザに有用な信号電力を判定し、干渉白色化で使用する第１のユーザの結合重みに基づき第１のユーザの雑音フロア補償ファクタを導出する様にさらに構成される。プロセッサは、第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値を取得するようにさらに構成される。プロセッサは、少なくとも、干渉白色化後の第１のユーザに有用な信号電力、第１のユーザの雑音フロア補償ファクタ、第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値、雑音フロアの測定値及び推定した近隣セル干渉電力に基づき、第１のユーザの雑音上昇測定値を計算するようにさらに構成される。
【００１８】
第３の態様において、無線通信システムの負荷スケジューラは、第２の態様による雑音上昇推定装置を含む。負荷スケジューラは、推定した雑音上昇測定値に基づき無線通信システムの上りリンク負荷をスケジュールするようにさらに構成される。
【００１９】
第４の態様において、無線通信システムの基地局は、第２の態様による雑音上昇推定装置を含む。
【００２０】
本発明の１つの利点は、ＧＲＡＫＥ＋又はチップ・イコライザにより達成する削減した干渉レベルを完全に利用して、セル安定性の目的に適する負荷測定により無線通信システムの総利用可能容量を増加させることができることである。これは、利用可能計算能力に比較的制限があっても実行できる。
【００２１】
添付図面と共に行う次の説明の参照により、本発明のさらなる目的及び利点と共に本発明を最良に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】無線通信システムの概略的な構成図。
【図２】雑音上昇推定装置の概略的な構成図。
【図３】雑音上昇推定装置を含む受信機系の概略的な構成図。
【図４】干渉キャンセル及び雑音上昇推定装置を含む受信機系の概略的な構成図。
【図５Ａ】種々の近隣セル干渉量を伴う電力スケジューリング状態の概要を示す図。
【図５Ｂ】種々の近隣セル干渉量を伴う電力スケジューリング状態の概要を示す図。
【図６】本発明による雑音上昇推定装置の一実施形態のブロック図。
【図７】本発明による方法の一実施形態のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
全開示を通じて、式の太字はベクトル又はマトリクス量を示す。
【００２４】
図面では、対応する参照番号を類似又は対応部に使用する。
【００２５】
本発明は、セル安定性に直接関連する新しい負荷測定法と、これら負荷測定値の推定を開示する。本開示は、例えば、干渉白色化後のＲｏＴ推定手段、即ち、カバレッジに関係する負荷測定法に基づく。本発明のその部分は、干渉白色化後に経験するようなユーザ毎のコード電力推定アルゴリズムを開示し、それによりＩＣの影響を取り込む。手順は、干渉白色化後に経験するような、ユーザ・コード電力対干渉比の推定をさらに含み、それによりＩＣの影響を取り込む。手順は、干渉白色化後に経験するような、ユーザ毎の雑音フロアのスケール・ファクタの推定をも含む。さらにその上、干渉白色化後に経験するような、ユーザ毎のＲｏＴ推定を提供し、それによりユーザ毎のチャネル電力推定値、ユーザ毎のユーザ・コード電力対干渉比の推定値及びユーザ毎の雑音フロアのスケール・ファクタを使用してＩＣの影響を取り込む。干渉白色化後に経験するような、セル毎の負荷推定（上りリンク）を取得し、それによりユーザ毎のチャネル電力推定値、ユーザ毎の信号対干渉推定値、ユーザ毎のスケール・ファクタ及びユーザ毎のＲｏＴ推定値を使用してＩＣ（及びＳＩＣ）の影響を取り込む。
【００２６】
ＩＣ機能が存在する場合のセル安定性の目的に適する、新たな負荷測定法のさらなる提供のため、干渉白色化後の各ユーザの近隣セル干渉電力の追加の計算手段を提供する。ＲｏＴとは異なり、ＧＲＡＫＥ＋の干渉白色化後の各ユーザに対する、セル安定性に直接対処する、新たな雑音上昇測定値を取得する。干渉白色化後の各ユーザに対する、新たな雑音上昇測定値の、複雑度の低い計算手段を提供する。本明細書で以上に説明したＲｏＴ測定値から、計算を実行する。近隣セル干渉電力及び熱雑音電力フロアの推定値を提供する。最後に結合手段を提供し、干渉白色化後のＥＵＬセルの上りリンクに対するセル安定性負荷測定値を計算する。本発明のさらなる特性はベースバンド・レベルにおける追加の測定を何ら必要としないことである。
【００２７】
本発明により、セル安定性に直接関係する負荷の査定が利用可能である。
【００２８】
本発明は、無線通信システムにおける装置及び方法に関する。図１は、そのような無線通信システム１５０の実施形態の概観図を例示する。無線基地局１６０は、アンテナ３９を介して、無線通信システム１５０のセル１５１内に位置する複数のユーザ装置（ＵＥ）１７０と通信する。ＲＢＳ１６０がＵＥ１７０に送信する無線信号は、下りリンク信号１８１と表され、ＵＥ１７０がＲＢＳ１６０に送信する無線信号は、上りリンク信号１８０と表される。本発明は、主に上りリンク信号を考慮し、雑音上昇推定装置は一般にＲＢＳ１６０に設ける。目的とする上りリンク信号１８０の他に、ＲＢＳ１６０は干渉信号１８３をも受信する。
【００２９】
解決する課題及び本発明による利点の理解のため、負荷推定原理の短い要約をまず提示するが、そのあるものは従来技術の一部である。ＩＣを伴わない、アンテナ・コネクタにおける負荷は、雑音上昇、一般に熱上昇（ＲｏＴ）により与えられ、ＲｏＴ（ｔ）は、
ＲｏＴ（ｔ）＝ＲＴＷＰ（ｔ）／Ｎ（ｔ）                  （２）
と定義される。ここで、Ｎ（ｔ）はアンテナ・コネクタにおいて測定する熱雑音レベルである。ＲＴＷＰ（ｔ）が意味するものの定義が残る。この相対的測定値は、適用する分散解除の影響を何ら受けない。ここで使用する定義は、単に以下の総広帯域電力である。
【００３０】
【数１】
0005529342.tif 000002
ＲＴＷＰ（ｔ）もアンテナ・コネクタで測定する。ここで、ＩＮ（ｔ）は、通信システムの近隣セル（Ｎ）から受信する電力を表す。外部ソースからの何れの電力もこの項に含みうる。以下で見るように、あらゆるＲｏＴ推定アルゴリズムの主な困難さは、近隣セルからの干渉から熱雑音電力を分離することである。
【００３１】
負荷判断の際に対処を要する別の特定の課題は、信号参照点が定義によりアンテナ・コネクタとなることである。測定値はしかしながらアナログ信号調整系の後のディジタル受信機において取得する。アナログ信号調整系は、補償が困難な約１ｄＢ（１シグマ）のスケール・ファクタ誤りを持ちこむ。幸い、（３）の全電力は。スケール・ファクタ誤りにより等しく影響を受けるので、（２）の計算の場合、スケール・ファクタ誤りは、以下の式でキャンセルされる。
【００３２】
【数２】
0005529342.tif 000003
【００３３】
負荷推定を実行する際の、近隣セル干渉に関する基本的課題の理解のため、以下の式に留意されたい。
ＩＮ（ｔ）＋Ｎ（ｔ）＝Ｅ[ＩＮ（ｔ）]＋Ｅ[Ｎ（ｔ）]＋△ＩＮ（ｔ）＋△Ｎ（ｔ）（５）
ここで、Ｅ[  ]は、数学的期待値を表し、△は、平均値の変動を表す。基本的課題を次に明らかに知ることができる。近隣セル干渉に関係する利用可能な測定法がＲＢＳにないので、線形フィルタリング動作によりせいぜい和Ｅ[ＩＮ（ｔ）]＋Ｅ[Ｎ（ｔ）]を推定できる。この推定は、Ｅ[Ｎ（ｔ）]の値の導出に使用できない。状態は２つの数の和が利用可能な場合も同じである。それ故、個々の数値を算出する方法がない。この課題は、特許文献２においてＲｏＴ推定問題として厳密に分析されており、雑音電力フロアは数学的に観察可能でないことが証明されている。
【００３４】
現在使用されているＲｏＴ推定アルゴリズムの実施形態を図２に示す。これは特許文献２で詳細に記載されている。（２）で与えられるように、本アルゴリズムはＲｏＴを推定する。推定アルゴリズムにより解決する主な課題は、熱雑音フロアＮ（ｔ）の正確な推定である。近隣セル干渉によりこの量の正確な推定値を取得することはできないので、推定器は、それ故比較的長い時間のウインドウに亘る計算の際のソフト最小値の考慮による近似値を適用する。
【００３５】
特に、無線通信システムにおける雑音上昇推定装置１１０に、ＲＴＷＰ測定値１２０を供給する。ＲＴＷＰ測定値１２０をカルマンフィルタ１１２で使用して、ＲＴＷＰのフィルタ推定値１２２と、ＲＴＷＰの確率密度関数値１２４を作成する。これら確率密度関数値１２４を雑音フロア推定器１１４に提供し、事前の雑音フロア分布１２６の知見により雑音フロアの推定値１２８を提供する。雑音フロア推定器１１４は、好ましくはスライディング・ウインドウ・アルゴリズムにより動作する。雑音フロアの推定値１２８及びＲＴＷＰのフィルタ推定値１２２を雑音上昇判定器１１６に提供し、雑音上昇測定出力、この実施形態ではＲｏＴ値１３０を作成する。
【００３６】
この推定は、雑音フロアが（小さな温度ドリフトを無視）非常に長い時間に亘り一定であるとの事実に基づいていることの理解が重要である。
【００３７】
上述したセクションのスライディング・ウインドウ・アルゴリズムは、多量の蓄積メモリを必要とするという欠点を有する。ＩＣを上りリンクに導入する場合そうでありうるように、多数のアルゴリズム・インスタンスが必要である場合、これは特に困難になる。メモリ消費量削減のため、再帰アルゴリズムが特許文献４で開示されている。このアルゴリズムは、少なくとも１００のファクタにより、以上で考察したスライディング・ウインドウ方式のメモリ要求を削減する。本明細書で開示する発明は、スライディング・ウインドウＲｏＴ推定アルゴリズム及び再帰アルゴリズムの双方に適用可能である。
【００３８】
以前から、セル安定性指向の負荷推定アルゴリズムの非ＩＣシステムが存在する。そのようなセル安定性負荷推定機能は、各ユーザの負荷ファクタを活用する。その最も単純な形式では、負荷ファクタは次式により与えられる。
【００３９】
【数３】
0005529342.tif 000004
ここで、Ｐｕはユーザｕの電力である。負荷ファクタが、次いで、各電力制御ユーザについて合計される。この方法では、近隣セル干渉は、結果として得られる負荷測定値に含まれない。近隣セル干渉は、少なくとも第１次の影響を考える場合、自身のセル電力制御ループに影響を与えないので、これは妥当である。
【００４０】
図３は、受信機系に関係する雑音上昇推定装置１１０を示している。アンテナ１００は、電磁信号を受信し、受信アナログ信号１０１を生じ、これをディジタル受信機１０２に提供する。ディジタル受信機１０２は、アナログ信号を表し、上述した様にスケール・ファクタで修正したディジタル信号ストリーム１０３を提供する。測定ユニット１０９は、ディジタル信号ストリーム１０３に接続され、受信総広帯域電力１２０の測定を実行し、測定結果を雑音上昇推定装置１１０に伝達する。
【００４１】
背景技術のセクションで記述したように、再生及び減算に基づく種々の干渉キャンセル法を使用することが多い。これを図４に概略例示する。ディジタル信号ストリーム１０３を干渉キャンセラ１０４に提供し、ここで特定ユーザ宛てでない信号を除去する。特定ユーザ宛ての干渉がキャンセルされたディジタル信号１０５を出力として提供する。以前に記述したように、負荷推定は、このような干渉がキャンセルされたディジタル信号１０５にも適用でき、測定したＲＴＷＰ測定値は、干渉キャンセル後のディジタル信号と呼ぶ。再生及び減算によるＩＣの場合、熱雑音フロアのためにスケール・ファクタの変化はない。一定の雑音電力レベルを推定するので、結果はＲｏＴ推定アルゴリズムがこの場合依然適用可能であることである。
【００４２】
干渉元は自身のユーザであるので、この手順の効果は種々のユーザで異なることの視認が重要である。負荷推定の結果は、ＷＣＤＭＡ上りリンクの干渉を観察する一様な方法が最早存在しないことである。負荷はその代わり各ユーザに個別となる。従って、一般の上りリンク・セル負荷へのユーザ干渉の結合は最早ささいなことではない。
【００４３】
従来技術において既知の既存ソリューションの課題は、負荷測定法、特に、ＧＲＡＫＥ＋干渉白色化後のセル安定性に直接対処する負荷測定法が利用可能でなく、それにより、ＥＵＬスケジューラの性能に負の影響を与えることである。各ユーザのＧＲＡＫＥ＋干渉白色化後のセル安定性に対処する負荷測定値の計算手段も利用可能ではない。各ユーザのＧＲＡＫＥ＋干渉白色化後の負荷測定値をセルの上りリンクの単独負荷測定値に結合する結合手段も利用可能ではない。
【００４４】
本発明は、干渉白色化受信機を活用して、負荷推定をユーザが経験する低減された干渉の経験に反映するソリューションを提供する。ＧＲＡＫＥ、ＧＲＡＫＥ＋又はチップ・イコライザを活用する特定単独ユーザの負荷を推定できる。また、個々の負荷推定は、全セルの負荷推定に結合できる。その上さらに、ＧＲＡＫＥ＋処理後のセル安定性を直接査定する負荷測定法を提供する。
【００４５】
本発明の開示は、ＧＲＡＫＥ＋にフォーカスする。とはいえ、ＧＲＡＫＥ又はチップ・イコライザを使用するシステムも同様に構成できる。
【００４６】
本発明は、ＧＲＡＫＥ＋受信機の追加ＩＣ利得を反映する負荷推定の新規測定法を開示する。新規負荷測定法は、セル安定性への直接対処により、それまでの熱上昇負荷測定法の補完を目的とする。さらに、本発明は、ＧＲＡＫＥ＋処理後の近隣セル干渉の計算と、近隣セル干渉のＲｏＴ測定値及び従来技術により推定した雑音パワー・フロアとの結合手段を開示し、それにより、セル安定性に直接対処する新規負荷測定法を取得する。本発明のさらなる特性は、ベースバンド・レベルにおける追加測定を何ら必要としないことである。
【００４７】
本発明の１つの重要な部分は、ＧＲＡＫＥ＋処理後のセル安定性を直接査定しようとする負荷測定法である。上述した様に、ＲｏＴはＣＤＭＡシステムにおける一般的な負荷測定法である。ＲｏＴは近隣セル干渉を含むので、例えば負荷変化のカバレッジへの影響を取り込む。とはいえ、時にサービス提供セルのみの安定性を直接査定する負荷測定法へのアクセスを有するのは望ましい。この必要性に対処する測定法を定義することにする。この目的を達成するため、通常動作では、上りリンクのセル安定性は、ＲＢＳによる内部ループ電力制御下にある電力による影響を主に受けると注記できる。これは完全には真ではないが、内部ループ電力制御ループは非線形であり、さらにその上、連結していることを思い出し、それ故、強い近隣セル電力の増加がセル安定性に全く影響を与ええないことは容易に保証されない。他の表現を取ると、セル安定性は一定の条件下ではＲｏＴにも結び付く可能性に繋がる。
【００４８】
これの幾つかを、図５Ａ及び図５Ｂにより例示できる。図５Ａで、図左部の総電力ＲＴＷＰ（ｔ）を、式（３）により熱雑音Ｎ（ｔ）、近隣セル干渉ＩＮ（ｔ）及び信号電力
【００４９】
【数４】
0005529342.tif 000005
に分割する。追加負荷Ｐ＋（ｔ）をスケジュールすることを考えれば、内部ループ電力制御は、自身のＲＢＳ信号電力に影響するであろうし、結果は図右部の電力状態であろう。図５Ｂで、総電力ＲＴＷＰ（ｔ）及び熱雑音Ｎ（ｔ）は同じであり、それによりＲｏＴは測定値である。しかしながら、総電力の比較的小さい部分は、内部ループ電力制御により影響を受けるので、図右部の最終状態は図５Ａとは異なるであろう。ＲｏＴは、それ故安定性スケジューリングがベースとする常に適切な測定値ではないであろう。ＧＲＡＫＥ＋処理後のセル安定性を直接査定する負荷測定法には大きな関心を持てる。
【００５０】
これに関する考察はしかしながら幾らか理想化されている。第１に、実施可能性の分析は、上りリンクを比較的多数のユーザにより共有し、干渉元を雑音ソースとして扱うことを許容する仮定に通常基づく。第２に、ＧＲＡＫＥ＋処理後の熱上昇は、各ユーザに関する個別測定値であり‐上りリンクのセル負荷及びセル安定性の課題に対する熱上昇の正確な関係に関する正規の証明は利用可能ではない。このため、ＲｏＴ以外の測定値を提示するのは妥当と思われる。
【００５１】
安定性制御の目的に適する雑音上昇測定値を得るため、ＧＲＡＫＥ＋処理後の各ユーザのＲｏＴから近隣セル干渉を減じることができる。このような雑音上昇測定値は、それ故ＧＲＡＫＥ＋処理後の各ユーザに有効である。
【００５２】
受信信号の推定及び雑音フロアの推定値の干渉白色化処理の影響へのスケーリングのため、マトリクス・ベクトル演算によるＧＲＡＫＥ処理結果の活用により、干渉白色化受信機を活用するユーザが経験する減少した干渉を反映する負荷推定値を取得することができる。不幸にして、このような演算は、極めて大きな計算能力を要し、これがこのようなソリューションが制限のある利用可能計算能力によるアプリケーションに不適でありうる理由である。本発明によれば、所要計算複雑度をかなり、恐らく少なくとも１０のオーダで制限する内部積の計算のみが必要である。
【００５３】
本手法は、復号に使用する"十分な量の統計値"（性能計量値）が利用可能である点での推定値を使用する。十分な量の統計値は、時間に亘る推測統計処理に関する確率分布関数の正確な知見を示す。ガウシアン推測統計処理は、例えば、共に時間関数とするその平均値及び共分散マトリクスにより完全に定義され、前記ガウシアン推測統計処理に関する確率分布関数の書き下しに他の情報は不要である。ＧＲＡＫＥ＋受信機の場合、そのような十分な量の統計値は以下でさらに考察するように干渉白色化後に利用可能である。
【００５４】
数学的後方変換技術を適用し、ベースバンドにおいて推定する信号対干渉比を使用して干渉の表現を可能にする。これは、ベースバンド推定の必要性を自身のユーザの"性能計量"能力に削減し、干渉白色化処理後に各ユーザにより経験するような干渉推定の必要性を回避する。これは非常に低い計算複雑度を結果として得る。熱雑音電力フロアの"十分な量の統計値"の信号点へのスケーリングのため、補償ファクタ計算も実行し、前記熱雑音電力フロアを従来技術により推定する。この補償ファクタの計算もまた低い計算複雑度を持つ。
【００５５】
無線通信システムにおける雑音上昇推定装置１０の実施形態を図６に示す。雑音上昇推定装置１０は、ディジタル受信機１２と、干渉白色化器１４と、プロセッサ２０を含む。干渉白色化器１４は、ディジタル信号を受信するディジタル受信機１２に接続する。干渉白色化器１４は、一般にＧＲＡＫＥ、ＧＲＡＫＥ及びチップ・イコライザの１つ、この特定実施形態ではＧＲＡＫＥ＋に基づく。干渉白色化器１４は、干渉白色化ディジタル信号４４を提供し、出力で複数ユーザへの干渉白色化を意図する。
【００５６】
プロセッサ２０は、ディジタル受信機１２及び干渉白色化器１４の出力に接続する。プロセッサ２０は、ディジタル受信機１２で受信する信号４２の受信総広帯域電力４６を複数回測定する様に構成された電力メータ２２を有する。これら測定した受信総広帯域電力４６は、電力メータ２２の出力から提供される。電力メータ２２は、自身のセル電力４５の測定値を複数回生成するようにさらに構成される。また、自身のセル電力４５のこれら生成測定値は、電力メータ２２の出力から提供される。
【００５７】
プロセッサ２０は、電力メータ２２の出力に接続する雑音フロア推定器２４をさらに有する。少なくとも幾つかの測定した受信総広帯域電力４６及び自身のセル電力４５の生成測定値に基づき、雑音フロア推定器２４は雑音フロアの測定値Ｎ＾４８の推定値を計算するように構成される。
【００５８】
雑音フロア推定器２４に加えて、プロセッサ２０は、電力メータ２２の出力及び雑音フロア推定器２４に接続する近隣干渉推定器２５を有する。少なくとも幾つかの測定した受信総広帯域電力及び自身のセル電力の生成測定値に基づき、近隣干渉推定器２５は複数のユーザのそれぞれに対する近隣セル干渉電力推定値を計算するように構成される。
【００５９】
本実施形態では、プロセッサは干渉白色化器１４が出力する干渉白色化ディジタル信号４４に応答するため接続する第２の電力メータ３０も含む。第２の電力メータ３０で、複数のユーザの各ユーザに有用な信号電力ＳＧ＋ｕ５６を干渉白色化後に定義するように決定する。
【００６０】
プロセッサ２０は、干渉白色化の効果を考慮して、個別ユーザの雑音上昇測定値を計算するようにさらに構成される。このタスクには、複数の入力ファクタが必要である。干渉白色化処理過程で、結合重みｗｕを得る。式（１）を参照のこと。これらの結合重みｗｕ５０をプロセッサ２０の補償ファクタ計算セクション２６に供給する。さらに以下でより詳細に説明するように、白色雑音電力フロアの近似値を受容出来れば、結合重みｗｕ５０の共役置換と結合重みｗｕ５０自体の積として、ユーザｕの雑音フロア補償ファクタｋｕ５２を好ましくは導出する。これが例示する実施形態の実情である。あるいは、有色雑音電力フロアを考慮しなければならなければ、結合重みｗｕ５０の共役置換、全広帯域チャネルのスペクトル形状による相関を表す熱雑音共分散マトリクス及び共分散マトリクスのトレースにより除算する結合重みｗｕ５０自体の積のトレースとして、ユーザｕの雑音フロア補償ファクタｋｕ５２を導出する。全広帯域チャネルのスペクトル形状による相関を表す熱雑音共分散マトリクスは、干渉白色化処理からも取得できる。
【００６１】
本実施形態のプロセッサ２０は、干渉比測定値取得セクション３１をも含む。この干渉比測定値取得セクション３１は、コード電力対干渉比の測定値を得るように構成される。コード電力対干渉比の測定値は、好ましくはＣ／Ｉ又はＳＩＮＲであり、本実施形態ではＳＩＮＲＧ＋ｕ測定値５７を使用する。さらに以下で説明するように、Ｃ／Ｉ測定値は、ＳＩＮＲ測定値に変換でき、その逆も同じである。多くのアプリケーションでは、ＳＩＮＲは受信機システムの至る所で既に計算しており、そのような代替実施形態では、実際の干渉比の測定値は、破線の箱３２により示すように外部セクションで導出し、干渉比の測定値取得セクション３１は、その場合、そのような測定値に関する情報を受信する様に構成される手段になる。
【００６２】
プロセッサ２０は、雑音上昇計算器２８をさらに含む。この雑音上昇計算器２８では、干渉白色化後の関係ユーザに有用な信号電力ＳＧ＋ｕ５６、関係ユーザの雑音フロア補償ファクタｋｕ５２、関係ユーザのコード電力対干渉比の測定値ＳＩＮＲＧ＋ｕ５７、推定近隣セル干渉Ｉ＾ｕ、ｎ電力４７及び雑音フロアの測定値Ｎ＾４８に少なくとも基づいて、特定ユーザｕの雑音上昇測定値ＮＲｕを計算する。従って、雑音上昇計算器２８は、それにより補償ファクタ計算セクション２６と、第２の電力メータ３０と、干渉比の測定値取得セクション３１と、勿論、雑音フロア推定器２４及び近隣干渉推定器２５に接続する。補償ファクタ計算セクション２６は、好ましくは雑音上昇計算器２８と結合され、負荷推定器７２を形成する。以下でより詳細に説明するように、干渉白色化後に、ユーザ雑音フロア補償ファクタｋｕ５２と雑音フロアの測定値Ｎ＾４８の積により除算し、第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値ＳＩＮＲＧ＋ｕ５７の逆数に依存するファクタを乗算した第１のユーザに有用な信号電力ＳＧ＋ｕ５６として、第１のユーザｕの雑音上昇測定値ＮＲｕを好ましくは計算する。
【００６３】
この実施形態では、プロセッサ２０の種々の機能を、個別の部分ユニットとして示している。しかしながら、当業者はいずれも本機能を種々の方法で、部分的に又は完全に分離し又は統合して構成し、実現できることを理解する。種々の機能と関連する部分ユニットは、それ故単にそれらの機能に関する分離ユニットとして考えるべきである。
【００６４】
この実施形態では、雑音上昇推定装置１０は、システム雑音上昇測定法を定義するようにさらに構成される。プロセッサ２０は、それにより複数ユーザのユーザ特定雑音上昇測定法を達成する動作を反復するように構成される。プロセッサ２０は、雑音上昇計算器３２に接続するシステム雑音上昇定義器３４をさらに含む。システム雑音上昇定義器３４は、複数ユーザの雑音上昇測定値５８に基づきシステム雑音上昇測定法６０を定義するようにする。システム雑音上昇測定法６０を達成する好ましい手順の詳細をさらに以下で提示する。
【００６５】
雑音上昇推定装置１０は、一般的な実施形態では無線通信システムの負荷スケジューラに設ける。このような負荷スケジューラは、推定雑音測定値に基づき無線通信システムの上りリンク負荷を好ましくはスケジュールするようにする。負荷スケジューラ及び／又は雑音上昇推定装置１０は、例えば、図１に例示するように無線通信システムの基地局に一般的には設けられる。
【００６６】
図７に、本発明による方法の実施形態のフロー図を例示する。無線通信システムの雑音上昇推定法はステップ２００で始まる。ステップ２１０で、受信総広帯域電力を複数回測定する。ステップ２１２で、自身のセル電力測定値を複数回生成する。少なくとも複数の測定受信総広帯域電力及び自身のセル電力の生成測定値に基づき、雑音フロアの測定値の推定値をステップ２１４で計算する。少なくとも複数の測定受信総広帯域電力及び自身のセル電力の生成測定値に基づき、第１のユーザの近隣セル干渉電力をステップ２１６で推定する。
【００６７】
ステップ２２０で、ＧＲＡＫＥ、ＧＲＡＫＥ＋及びチップ・イコライザの１つの技術に基づき、少なくとも第１のユーザに対し、干渉白色化を実行する。ステップ２２０は、ステップ２１０乃至ステップ２１６の何れかに対しその前後又は部分的に若しくは完全に競合して実行できる。ステップ２２２で、干渉白色化後の少なくとも第１のユーザに有用な信号電力を決定する。
【００６８】
ステップ２２２と独立に実行できるステップ２２４で、干渉白色化過程で使用するそれぞれのユーザの結合重みに基づき、少なくとも第１のユーザのユーザ雑音フロア補償ファクタを導出する。一実施形態では、結合重みの共役置換と結合重み自体の積として、第１のユーザの雑音フロア補償ファクタを導出する。これは白色雑音電力フロアの近似値として好ましい。別の実施形態では、結合重みの共役置換、全広帯域チャネルのスペクトル形状による相関を表す熱雑音共分散マトリクス及び共分散マトリクスのトレースにより除算する結合重みの積のトレースとして、第１のユーザの雑音フロア補償ファクタを導出する。これは有色雑音電力フロアの近似値として好ましい。
【００６９】
少なくとも第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値をステップ２２６で取得する。コード電力対干渉比の測定値は好ましくはＣ／Ｉ又はＳＩＮＲである。
【００７０】
ステップ２３０で、干渉白色化後の第１のユーザに有用な信号電力、第１のユーザの雑音フロア補償ファクタ、第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値、推定近隣セル干渉電力及び雑音フロアの測定値に少なくとも基づき、第１のユーザの雑音上昇測定値を計算する。近隣セル干渉と雑音フロアの測定値間の比を減じた第１のユーザのＲｏＴとして、第１のユーザの雑音上昇測定値を好ましくは計算する。ユーザ雑音フロア補償ファクタと雑音フロアの測定値の積により除算し、第１のユーザのコード電力対干渉比の測定値の逆数に依存するファクタを乗算した干渉白色化後の第１のユーザに有用な信号電力として、ＲｏＴを次いで計算する。
【００７１】
ステップ２４０で、以前のユーザに特定の実行ステップ２２０、決定ステップ２２２、導出ステップ２２４、取得ステップ２２６及び計算ステップ２３０を複数ユーザについて反復する。システム雑音上昇測定値を、複数ユーザの雑音上昇測定値に基づきステップ２４２で定義する。一実施形態では、システム雑音上昇測定値を、複数ユーザの雑音上昇測定値の最大雑音上昇測定値として定義する。別の実施形態では、システム雑音上昇測定値を、複数ユーザの雑音上昇測定値の平均雑音上昇測定値として定義する。さらに別の実施形態では、システム雑音上昇測定値は、複数ユーザの雑音上昇測定値の事前選択百分率に対応する値として定義する。
【００７２】
本手順はステップ２９９で終了する。
【００７３】
図７の手順は、無線通信システムにおける負荷スケジューリング法の代表的部分である。雑音上昇測定値の推定ステップの他に、本方法は、推定雑音上昇測定値に基づく無線通信システムにおける上りリンク負荷のスケジューリング・ステップをさらに含む。
【００７４】
本発明のＧＲＡＫＥ＋に基づく詳細な実施形態を、数学的用語で提示する。
【００７５】
ＧＲＡＫＥ＋及びチップ・イコライザにおけるＩＣ後の負荷測定
ＧＲＡＫＥ＋のＩＣ利得を考慮して、負荷を如何に推定できるかを知るため、重み結合後の電力を十分な量の統計レベルで調べる。まず、コードｋ∈Ωｕにおけるユーザｕの受信信号を以下の通り仮定する。
ｙｕ、ｋ＝ｈｕｓｕ、ｋ＋Ｉｕ、ｋ＋Ｎｕ、ｋ、ｕ＝１、・・・、Ｕ、ｋ＝１、・・・、Ｋ（７）
ここで、Ωｕはユーザｕのコード集合を表し、ｓｕ、ｋ、ｕ＝１、・・・、Ｕ、ｋ＝１、・・・、Ｋは信号であり、Ｉｕ、ｋ、ｕ＝１、・・・、Ｕ、ｋ＝１、・・・、Ｋは干渉であり、Ｎｕ、ｋ、ｕ＝１、・・・、Ｕ、ｋ＝１、・・・、Ｋは（熱）雑音（電力でなく）信号であり、ｈ＾ｕ、ｕ＝１、・・・、Ｕはユーザｕの実チャネル応答である。ＧＲＡＫＥ＋は次いで重み結合を実行して、次式により、十分な量の統計値ｚ＾Ｇ＋ｕ、ｋを得る。
【００７６】
【数５】
0005529342.tif 000006
ここで、ｗ＾ｕはＧＲＡＫＥ＋の結合重みであるのに対し、ユーザｕの結合重み計算のための干渉をモデル化する推定共分散マトリクスをＲ＾ｕにより与える。式（８）及び式（９）は、２つの主な暗示を有する。１つは電力測定を如何に行いうるかを示し、他の１つは以下で提示するスケール・ファクタの課題を示す。
【００７７】
式（８）を使用すると、ＧＲＡＫＥ＋重み結合の影響は、あたかも人為的受信信号ｚＧ＋ｕ、ｋを処理するのと同じであることを知りうる。これらの信号は、重み結合及びそれによるＧＲＡＫＥ＋受信機のＩＣ利得を明らかに反映するので、ｚＧ＋ｕ、ｋ、ｕ＝１、・・・、Ｕ、ｋ＝１、・・・、Ｋは負荷推定に関連する開始点であると考えられる。
【００７８】
上述した様に、負荷推定器はＲＴＷＰ及び好ましくはまたＲＳＥＰＳの処理により動作する。このため、ＩＣなしに適用する負荷概念の再使用のため、ｚＧ＋ｕ、ｋ、ｕ＝１、・・・、Ｕ、ｋ＝１、・・・、Ｋから、類似する電力信号を形成する必要がある。ＩＣなしに適用する負荷概念を再使用する提案手法が正確又は最適であるかは目下完全には明確ではない。
【００７９】
受信スケジュール化エンハンスド上りリンク電力（ＲＳＥＰＳ）は、事実上、上記コード電力和
【００８０】
【数６】
0005529342.tif 000007
の一部を構成する。数学的方法では、コード電力和は次式のように表現できる。
【００８１】
【数７】
0005529342.tif 000008
ここで、ＰＶｏｉｃｅは、エンハンスド上りリンク設備を使用しない送信を表し、大部分は"通常の"音声送信を含む。エンハンスド上りリンク送信は、送信電力における大きく、一様な負荷特性を有しうる。反対に、音声送信は、代わって一般にその性質において非常にバースト的である。大きな音声送信負荷においても、セルの総電力への瞬間的寄与は低い場合がある。
【００８２】
ＲＳＥＰＳが有用であり、ここで参照する理由は、ＲＳＥＰＳが総ての測定スケジュールされたＥＵＬ電力を１つの測定レポートに纏める電力であることである。ＲＳＥＰＳは勿論個々のコード電力測定に基づく。ＲＳＥＰＳが主要である理由は、ＲＳＥＰＳはＩｕｂを経て通知するので、ＲＮＣはＲＳＥＰＳを認証制御に使用できることである。ＧＲＡＫＥ＋が利用可能である場合、認証制御に関心の持てる量であろうのはＧＲＡＫＥ＋処理後に経験するＲＳＥＰＳであろう。
【００８３】
ＧＲＡＫＥ＋の十分な量の統計値に関連するユーザ電力
（８）を２乗し、その３つの項間の相関が低いと仮定すると次式に至る。
【００８４】
【数８】
0005529342.tif 000009
ここで、ＳＧ＋ｕ、ｋは干渉白色化後のユーザｕに有用なコード信号電力であり、ＩＧ＋ｕ、ｋは干渉白色化後のユーザｕのコード干渉信号電力であり、ＮＧ＋ｕ、ｋは干渉白色化後のユーザｕのコード雑音フロア電力である。
【００８５】
ユーザｕにより見る場合、熱上昇（２）は以下の式で定義される。
【００８６】
【数９】
0005529342.tif 000010
【００８７】
ｋ∈ΩｕについてＳＧ＋ｕ、ｋ、ＩＧ＋ｕ、ｋ及びＮＧ＋ｕ、ｋを如何に識別するかは明らかでないことに留意されたい。ＩＧ＋ｕ、ｋ及びＮＧ＋ｕ、ｋ双方は他の量から計算するので、ここで開示するアルゴリズムは多くのこれらの課題を回避する。式（１１）でＳＧ＋ｕ、ｋ＝ｗ＾Ｈｕｈ＾ｕｈ＾Ｈｕｗ＾ｕ｜ｓｕ、ｋ｜２、即ち電力は（送信）コード電力｜ｓｕ、ｋ｜２を始めとして表されることにさらに留意されたい。同じ量ＳＧ＋ｕ、ｋもまたアンテナ電力｜ｅｕ、ｋ｜２＝ｈ＾Ｈｕｈ＾ｕ｜ｓｕ、ｋ｜２を始めとして表され、この場合ＳＧ＋ｕ、ｋ＝ｗ＾Ｈｕｗ＾ｕ｜ｅｕ、ｋ｜２である。後者の設定は、概念の確認に使用するリンク・シミュレーションで使用される。後続するアルゴリズムの開発にはしかし定義（１１）〜（１５）を使用する。
【００８８】
有用な信号電力の計算
信号電力は式（１３）から直接計算する。式（１１）及び（１３）を使用すると次の値を得る。
【００８９】
【数１０】
0005529342.tif 000011
信号エネルギＥ＾ｓ、ｕの計算は極めて複雑であり、例えば関係するベータ・ファクタを含む。
【００９０】
雑音フロア電力の計算
白色雑音電力フロア
ここでの考え方は、従来法で使用する熱雑音電力フロア推定アルゴリズムを信頼し、任意のＧＲＡＫＥ＋処理前に、熱雑音電力フロアを推定することである。十分な量の統計値を評価する場合、熱雑音をｗ＾ｕによりスケーリングするので、この場合主な課題が生じる。これは、熱雑音電力レベルが最早一定と見做し得ないことを意味する。
【００９１】
この課題を回避するため、ここで取る手法は、熱雑音電力をスケールする補償ファクタの計算に基づく。この量を計算するため、まず広帯域熱雑音電力フロアをＧＲＡＫＥ＋処理前に推定する。次の量を推定する。
【００９２】
【数１１】
0005529342.tif 000012
ここで、Ｎ０は熱雑音電力フロアであり、ｍは時間を示す。十分な量の統計信号処理点における電力はしかしながら以下の通りである。
【００９３】
【数１２】
0005529342.tif 000013
結論は、十分な量の統計信号点における熱雑音フロアは、補償ファクタによる操作により、ＧＲＡＫＥ＋処理前の雑音フロアの推定値から取得できる。
ｋＧ＋ｕ＝（ｗ＾ｕ）Ｈｗ＾ｕ、  ｕ＝１、・・・、Ｕ              （１９）
これは、以下の式を与える。
ＮＧ＋ｕ＝ｋＧ＋ｕＮ＾、  ｕ＝１、・・・、Ｕ                      （２０）
補償ファクタの計算は各ユーザの追加内部積のみを必要とする。
【００９４】
有色雑音電力フロア
このサブセクションでは、式（１７）の結果をより一般的な仮定で置換する場合を考察する。
【００９５】
【数１３】
0005529342.tif 000014
つまり、サンプリングが上りリンクのスペクトラムの形状を反映するのに十分速い場合である。この場合、式（１７）は次式の様に変形される。
【００９６】
【数１４】
0005529342.tif 000015
さらに、式（１８）は次式の様に変形される。
Ｎ＾Ｇ＋＝Ｎ０ｔｒ（ｗ＾ＨｕＲＮｗ＾ｕ）                            （２３）
この場合の最終結論は、次の補償ファクタである。
ｋＧ＋ｕ＝ｔｒ（ｗ＾ＨｕＲＮｗ＾ｕ）／ｔｒ（ＲＮ）                    （２４）
【００９７】
利用可能ＳＩＮＲを使用する干渉信号電力の計算
ベースバンドにおける可能な実装では、コード電力対干渉比は次の通りである。
（Ｃ／Ｉ）Ｇ＋ｕ＝ＳＧ＋ｕ／（ＩＧ＋ｕ＋ＮＧ＋ｕ）、ｕ＝１、・・・、Ｕ    （２５）
式（２５）で、ＩＧ＋ｕを除く総ての量を既に計算したことに留意すべきである。式（１８）及び（２０）参照のこと。これらの量を使用して、式（２５）をＩＧ＋ｕについて解くことができ、次式を与える。
【００９８】
【数１５】
0005529342.tif 000016
ベースバンド処理において、量（Ｃ／Ｉ）Ｇ＋ｕは一般に直接利用できない。しかしながら、量（Ｃ／Ｉ）Ｇ＋ｕはベースバンドで推定するＳＩＮＲに直接関係しうる。これを次のように実行する。
【００９９】
【数１６】
0005529342.tif 000017
これは次式をあたえる。
【０１００】
【数１７】
0005529342.tif 000018
ＳＩＮＲは式（２７）で定義される。他のコード電力対干渉比の測定値もＣ／Ｉ及び／又はＳＩＮＲを計算して類似の量を提供するのに使用できることを当業者は何れも理解する。
【０１０１】
熱上昇の計算
式（１６）、（２０）及び（２８）を式（１２）に挿入すると、最終結果は以下の様になる。
【０１０２】
【数１８】
0005529342.tif 000019
各ユーザに関するこれらの測定値は、以下で概説する様に、上りリンク測定値に組み込まれる。
【０１０３】
式（２９）は、幾つかの興味ある見通しをもたらすことに留意されたい。ＳＩＮＲが高い場合、ユーザのＲｏＴは、ユーザ自身の残存電力により本質的に判断され、ＳＩＮＲが悪化するとＲｏＴは増大する。
【０１０４】
ＲＴＷＰ及びＲＳＥＰＳ等価値の計算
十分な量の統計的信号点における、ＲＴＷＰ及びＲＳＥＰＳ電力等価値の計算を以下に考察する。式（２９）から、ユーザｕが見るＲＴＷＰ等価値は以下の通りである。
【０１０５】
【数１９】
0005529342.tif 000020
さらにｈ＾ｕ及びｗ＾ｕを使用すると、ユーザｕが見たＲＳＥＰＳ等価値は、ＲＳＥＰＳユーザ・コードに亘る合算により得られる。
【０１０６】
【数２０】
0005529342.tif 000021
ＲＳＥＰＳユーザ・コードに亘り合算する場合、ユーザｕのチャンル・モデルを保持することに再度留意されたい。従って、計算は、各ユーザについて一度実行する必要がある。
【０１０７】
近隣セル干渉推定
以上で考察したように、安定性の目的に適する雑音上昇測定値を得るため、近隣セル干渉を、式（２９）のＲｏＴから減じることができ、次式を得る。
【０１０８】
【数２１】
0005529342.tif 000022
この負荷測定値はＧＲＡＫＥ＋処理後の各ユーザに有効である。
【０１０９】
ＧＲＡＫＥ＋処理後の近隣セル干渉推定値（ＩＧ＋ｕ、neighbor）を創出するために、２つの単純化のための仮定を要する。
【０１１０】
第１の仮定は、自身のセル干渉が近隣セル干渉に対し支配的であることである。この仮定は、確かに常に事実ではない。しかし、自身のセルの安定性が最も危ないのは、自身のセル干渉が支配的である場合である。よって、支配的近隣セル干渉を有する場合は、安定性の観点から、関係はより少ない。その上さらに、提案する新規の雑音上昇測定法（３３）は、単独で使用されそうにない。ＲｏＴ測定法（２９）は、通常並行して使用され、支配的近隣セル干渉の実情を取り込む。
【０１１１】
第２の仮定は、近隣セル干渉を白色雑音処理により生成する場合に扱うことができるとするものである。
【０１１２】
これらの仮定を使用すると、近隣セル干渉を熱雑音電力フロアとして扱うことができ、以下の結果を得る。
【０１１３】
【数２２】
0005529342.tif 000023
これは次式を与える。
ＩＧ＋ｕ、neighbor＝ｋＧ＋ｕＩ＾ｕ、neighbor、ｕ＝１、・・・、Ｕ            （３５）
【０１１４】
ここで、ＩＧ＋ｕ、neighborは、ＧＲＡＫＥ＋処理前に推定する場合の、つまり、Ｎ＾を推定するのと同じ信号点での近隣セル干渉電力である。近隣セル干渉は、通常、自身のセル干渉より小さく、よって、近隣セル干渉に関連する近似は、自身のセル干渉に関する対応する仮定が有するものより影響が少ないことに留意されたい。
【０１１５】
これは、近隣セル干渉をＧＲＡＫＥ＋処理前に推定でき、ＧＲＡＫＥ＋処理後の近隣セル干渉値を得るためのスケーリング処理が続くことを意味する。
【０１１６】
ＧＲＡＫＥ＋処理前の近隣セル干渉推定を可能にする手段の１つの集合は、例えば、特許文献２で定義されており、近隣セル干渉（及びあらゆる外部電力）並びに熱雑音電力の和を表す量を得る。雑音電力フロアも推定するので、ＧＲＡＫＥ＋処理前のこれら２つの推定値の差分として、近隣セル干渉推定値を利用できることになる。自身総てのセル・ユーザ電力の測定値を得るため、特許文献２の解決策は、各ユーザのＲＡＫＥ受信機の使用も必要とすることに留意されたい。
【０１１７】
ＧＲＡＫＥ＋処理前の近隣セル干渉推定を可能にする手段の別の集合は、近隣セル干渉及び熱雑音電力の和を表す量を得る、特許文献２に基づくであろう。しかし、推定目的を達成するため、標準的なＲＡＫＥ受信機においてＧＲＡＫＥ＋処理前の測定電力を使用するよりむしろ、自身のセル・チャネルの計算された負荷ファクタの和を使用するであろう。雑音電力も推定するので、近隣セル干渉推定値を、ＧＲＡＫＥ＋処理前に利用可能にできる。この手法は、事前にＲＡＫＥ受信機処理を必要とせず、むしろ、近隣セル干渉推定は、負荷推定器の他の部分からの情報を利用するという利点を有する。詳細には、この手法は、自身のセルの総負荷ファクタにより開始し、続いて、式（５）を使用してＣ／Ｉの解を求め、Ｃ／Ｉの解の解から（式（２５）と比較）、以下の関係を使用し、測定ＲＴＷＰから自身のセル電力Ｓを計算できる。
（Ｃ／Ｉ）＝Ｓ／（ＲＴＷＰ−Ｓ）                                  （３６）
【０１１８】
ＧＲＡＫＥ＋干渉白色化後のユーザのセル安定性負荷測定
ＧＲＡＫＥ＋処理前の近隣セル干渉がユーザと独立であるので、式（３０）、（３３）及び（３４）を使用すると、次式を得る。
【０１１９】
【数２３】
0005529342.tif 000024
【０１２０】
ＧＲＡＫＥ＋干渉白色化後の結合したセル安定性測定値
平均セル安定性負荷測定値
式（３５）を使用し、全ユーザに亘る平均は、次の上りリンク負荷測定値を与える。
【０１２１】
【数２４】
0005529342.tif 000025
【０１２２】
最悪の場合のセル安定性負荷測定値
平均の実行よりむしろ、最悪の場合の手法をそれ故取ることができ、平均を最大値動作により置換する。これは最大総負荷を経験するユーザを負荷推定の目的に使用することを意味する。この控え目な手法は、それ故、セル安定性の議論により動機づけられるが、控えめすぎることもありうる。最悪の場合の負荷は次式により定義される。
【０１２３】
【数２５】
0005529342.tif 000026
【０１２４】
【数２６】
0005529342.tif 000027
【０１２５】
今日、アプリケーション専用集積回路（ＡＳIＣ）にＷＣＤＭＡ上りリンク無線受信機の計算上最も重要な部分を実装するのは通常のことである。一般には並行して動作する専用のハードウェアを使用して、このようなＡＳＩＣは、複数ユーザにＲＡＫＥ、ＧＲＡＫＥ又はＧＲＡＫＥ＋受信機での処理を提供する。例えば、複数ユーザのためにチャネル推定、重み結合、復調、及び復号をこのようなＡＳＩＣに実装することは以前から既知である。これの達成のため、ＡＳＩＣは、例えば、ＴＵＲＢＯ復号、マトリクス演算等のため専用アクセレレータを備えることがある。これは、多様なこのようなハードウェア・アクセレレータ・リソースを活用する種々のタスクを実行するためにＡＳＩＣをプログラムすることで容易になる。しかしながら、我々の知見では、本発明以前には、負荷推定のための専用処理手段はＡＳＩＣに実装されていなかった。
【０１２６】
無線通信システムの雑音上昇推定装置の好ましい実施形態では、図６に例示するようなプロセッサ機能の少なくとも一部をアプリケーション専用集積回路（ＡＳIＣ）及びディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）の少なくとも１つに実装する。本実施形態は、上記機能の少なくともサブセットのＡＳＩＣ実装を提示する。
【０１２７】
１ｄＢオーダのスケール・ファクタ誤差が、アンテナ分岐間に発生することに留意されたい。雑音電力フロアの個別推定を使用しない限り、結果は過大な余裕がスケジューラに必要になりうる。このような結果になるのは、（最大スケール・ファクタを有する）支配的なアンテナ・チャネルが、雑音フロアの推定も支配するからである。従って、最小のスケール・ファクタを有するチャネルの雑音上昇を実際より小さく推定することになろうが、これは何かしら、実際に最小のスケール・ファクタを持つアンテナ分岐による安定性の余裕削減を表すものである。それ故、ＡＳＩＣは、種々のアナログ信号経路を識別する機能を好ましくは可能にする筈である。
【０１２８】
本発明は、ＧＲＡＫＥ＋の干渉白色化利得を反映する負荷推定を可能にする技術及び類似技術並びに新規な雑音上昇測定法を開示し、よって、システム・レベルでセルスのループットを高める。新規な雑音上昇測定法は、高速内部ループ電力制御が対象とするチャネル電力に直接的に対処する。開示する発明なしでは、控えめすぎる余裕を使用する必要により、ＧＲＡＫＥ＋に関連するリンク利得の大部分は実体化しないであろう。適用する後方変換は、計算複雑度をかなり削減し、内部積の使用のみで負荷計算を可能にする。
【０１２９】
上記の実施形態は、本発明の幾つかの例と理解すべきである。本発明の範囲を逸脱することなく種々の修正、結合及び変更を実施形態に為しうることは当業者により理解されよう。特に、種々の実施形態の種々の部分の解決策は、技術的に可能な他の構成と組み合わせうる。本発明の範囲はしかしながら添付の特許請求の範囲により規定される。
【０１３０】
略語
ＡＳＩＣ  アプリケーション専用集積回路
Ｃ／Ｉ  コード電力対干渉比
ＤＳＰ  ディジタル信号プロセッサ
ＥＵＬ  エンハンスド・上りリンク
ＧＲＡＫＥ  汎用ＲＡＫＥ
ＩＣ  干渉キャンセレーション
ＲＢＳ  無線基地局
ＲｏＴ  熱上昇
ＲＳＥＰＳ  (受信スケジュールされたエンハンスド専用チャネル電力共有)
ＲＴＷＰ  受信総広帯域電力
ＳＩＣ  連続干渉キャンセル
ＳＩＮＲ  信号対干渉及び雑音比
ＳＩＲ  号対干渉比
ＵＥ  ユーザ装置
ＷＣＤＭＡ  広帯域符号分割多元接続
【図１】
0005529342.tif 000028
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
0005529342.tif 000034
【図７】
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