(57)【要約】ＲＡＫＥ処理に含まれていない、新しいかまたは追加のマルチパス成分がチャネルにおいて利用可能となったときを決定する方法およびシステムに関する。いくつかの実施形態によれば、本発明は、追跡中のマルチパス成分に関連する全てのＲＡＫＥフィンガについて干渉推定値を使用して、現時点でパスサーチャによって捕捉された利用可能な信号エネルギーの一部を決定する。追跡中のパスによって捕捉された利用可能な電力の一部が所定の閾値を下回る場合、本発明は、パスサーチャを起動して追加のマルチパス成分をサーチさせる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＡＫＥ受信機におけるチャネルのマルチパスサーチを制御する方法であって、
マルチパス成分を割り当てた各ＲＡＫＥフィンガについて所定の時間間隔で干渉の平均値を推定するステップと、
前記ＲＡＫＥフィンガらについて前記干渉の平均値に係る推定値らの和を算出するステップと、
前記チャネルについて、干渉と雑音とのトータルを推定するステップと、
前記干渉の平均値に係る推定値らの和と、前記干渉と雑音との推定値らのトータルとに基づいて、前記チャネルについての受信信号電力の割合を表すメリット指数を決定するステップと、
前記メリット指数が所定の閾値を下回る場合にマルチパスサーチを開始するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記各ＲＡＫＥフィンガについての前記干渉の平均値に係る推定値は、セル内雑音と干渉との推定値と、セル間雑音と干渉との推定値とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記メリット指数を決定するステップは、さらに、セル間雑音と干渉との推定値の割合を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記メリット指数を決定するステップは、さらに、セル間雑音と干渉との推定値の割合を近似的に０と等しく設定するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記メリット指数を決定するステップは、さらに、前記干渉の平均値に係る推定値らの和と、前記雑音と干渉との推定値のトータルとに基づいて干渉比を算出するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記メリット指数を決定するステップは、さらに、前記干渉比を、マルチパス成分に割り当てたＲＡＫＥフィンガの数から減算するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記メリット指数を決定するステップは、さらに、前記減算の結果に対して、前記セル間雑音と干渉との推定値に係る前記割合に１を加算してなる値を乗算することで前記メリット指数を生成するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記雑音と干渉との推定値のトータルは、マルチパス成分が割り当てられていないＲＡＫＥフィンガから得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記メリット指数についての所定の閾値は、実質的に０と１との間にある、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記メリット指数についての所定の閾値は、適応的に調整される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
移動通信システムにおけるＲＡＫＥ受信機であって、
マルチパス成分についてチャネルをサーチするパスサーチャモジュールと、
前記パスサーチャモジュールによって発見されたマルチパス成分のそれぞれに、ＲＡＫＥフィンガを割り当てるＲＡＫＥフィンガモジュールと、
マルチパス成分を割り当てた前記各ＲＡＫＥフィンガについて所定の時間間隔で干渉の平均値と、前記チャネルについての干渉と雑音とのトータルとを推定する干渉モジュールと、
前記干渉モジュールからの前記干渉の平均値に係る推定値らに基づいて、前記パスサーチャモジュールを制御する制御ユニットと
を含み、
前記制御ユニットは、さらに、
前記ＲＡＫＥフィンガらについて前記干渉の平均値に係る推定値の和を算出し、
前記干渉の平均値に係る推定値らの和と、前記干渉と雑音との推定値らのトータルとに基づいて、前記チャネルについての受信信号電力の割合を表すメリット指数を決定し、
前記メリット指数が所定の閾値を下回る場合にマルチパスサーチを開始する干渉推定アルゴリズムを有している、ＲＡＫＥ受信機。
【請求項１２】
前記干渉モジュールによって推定される前記各ＲＡＫＥフィンガについての干渉の平均値に係る推定値には、セル内雑音と干渉との推定値と、セル間雑音と干渉との推定値とが含まれる、請求項１１に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項１３】
前記メリット指数の決定には、さらに、セル間雑音と干渉との推定値の割合の決定が含まれる、請求項１２に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項１４】
前記メリット指数の決定には、さらに、セル間雑音と干渉との推定値の割合を近似的に０と等しく設定することが含まれる、請求項１３に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項１５】
前記メリット指数の決定には、さらに、前記干渉の平均値に係る推定値らの和と、前記雑音と干渉との推定値のトータルとに基づいて、干渉比を算出することが含まれる、請求項１３に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項１６】
前記メリット指数の決定には、さらに、前記干渉比を、マルチパス成分に割り当てたＲＡＫＥフィンガの数から減算することが含まれる、請求項１５に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項１７】
前記メリット指数の決定には、さらに、前記減算の結果に対して、前記セル間雑音と干渉との推定値に係る前記割合に１を加算してなる値を乗算することで、前記メリット指数を生成することが含まれる、請求項１６に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項１８】
前記干渉モジュールによって推定された前記雑音と干渉との推定値のトータルは、マルチパス成分が割り当てられていないＲＡＫＥフィンガからの出力に基づいている、請求項１１に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項１９】
前記メリット指数についての所定の閾値は、実質的に０と１との間にある、請求項１１に記載のＲＡＫＥ受信機。
【請求項２０】
前記メリット指数についての所定の閾値は、適応的に調整される、請求項１１に記載のＲＡＫＥ受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおけるマルチパス成分の検出に係り、干渉の推定値に基づいたマルチパス遅延推定の品質を最適化する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般移動通信システム（ＵＭＴＳ）のような符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）および広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）移動通信システムでは、スペクトル拡散変調技術を使用してデータを送信する。この技術では、有効な周波数範囲の全てにわたってデータが拡散される。各チャネルには、データを拡散するための固有の拡散符号が割り当てられる。なお、同一の拡散符号はデータを復調するときにだけ使用される。拡散符号は、擬似雑音符号と呼ばれ、チップと呼ばれる１または０（あるいは１または−１）のバイナリーシーケンスからなる。各チップは、擬似雑音手法により分散されており、雑音に良く似た性質を有している。１つのデータビットを拡散するために使用されるチップの数（チップ／ビット）を可変としてもよい。この場合は、トラフィックチャネルのデータレートやシステムのチップレートに一部依存することになる。送信されたデータを復号するには、受信信号に対して同一の拡散符号を用い、かつ、同一のチップレートでもって逆拡散しなければならない。さらに、復調のタイミングは同期していなければならない。すなわち、逆拡散符号が受信信号に対して時間的に正しい間隔でもって適用されなければならない。
【０００３】
マルパスフェージングの影響を受けるときは、適切なタイミングを獲得するのが困難となりやすい。マルパスフェージングでは、同一の送信信号が異なる複数のパス（マルチパス）を伝搬して到達するため、それぞれ受信機へと到達する時間が異なってくる。図１を参照すると、例えば、受信機１００は、直接的かつ障害物のない伝搬パス（パス１）を通じて、基地局１０２からの送信信号を受信することになろう。さらに、大抵の場合、さらに多数の伝搬パスが存在する（パス２、パス３）。なぜなら、基地局１０２の送信アンテナは特定の方向に対してだけ向いているような、狭い指向性を有しているわけではないからである。よって、同一の信号の複数のコピーが、それぞれ異なる時間に、受信機ユニット１００で受信される。これは、信号が、受信機ユニット１００にとどくまでに、周囲に存在する様々な物体や障害物（例えば、家１０４、ビル１０６）などにより反射されるからである。同様に、受信機ユニット１００からの送信信号も、同様のマルチパスフェージングの影響を受けうる。
【０００４】
ＣＤＭＡを基礎としてほとんどのシステムはＲＡＫＥ受信機を使用する。ＲＡＫＥ受信機は、所与のチャネルについて、様々なマルチパス信号を識別して、追跡することができる。同様の伝搬距離となるマルチパス信号らは、送信システムの時間分解能と、マルチパス信号間の瞬時位相の関係とに依存して合成される。これにより、顕著なマルチパス成分が形成される。各マルチパス成分には、拡散符号のコピーを有する逆拡散器（ＲＡＫＥフィンガ）が割り当てられるが、これらの各コピーは直接パスの成分について使用される拡散符号に対して時間的に遅延している。逆拡散器における遅延時間の量は、対応するマルチパス成分のパス遅延と整合するように設定される。逆拡散処理の後、様々な逆拡散器からのマルチパス成分がコヒーレント合成され、送信されたデータまたはシンボルの推定値が生成される。
【０００５】
上述の構成が有効であるためには、ＲＡＫＥ受信機が、チャネルごとのマルチパス遅延についての最新情報が必要となる。この情報は、検出したマルチパス信号に関する信号対干渉比を最大にするためには重要である。さらに、受信機ユニットにおいて入手可能なパスの数が少なくなればなるほど、検出されたパスが同時に深いフェージングに遭っている可能性が高い。ダイバーシチを使用しなければ、深刻なほどに、ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が悪化する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチパス信号を識別するための１つの方法は、逆拡散遅延に関し、可能性のある範囲のすべてについてパスサーチを実行することである。パスサーチは、基地局からパイロット信号を送信し、送信されたパイロット信号に対して受信機ユニットにおいて予め定義された逆拡散遅延らを適用することで実現される。予め定義された遅延らが、マルチパス信号の遅延時間と一致すると、大きな強度のチャネル推定値が得られる。これは、マルチパス成分の存在を示すことになる。しかしながら、通常は、パスサーチのルーチンを頻繁に実行するとことは、処理リソースや電力消費の観点から禁止される。
【０００７】
しかも、パスサーチが常に全ての利用可能なパスを発見できるわけではない。パスサーチャによって利用可能な全てのパスを監視すれば、様々な理由から性能が低下する。例えば、（ダイバーシチを利用する）受信機において追跡されるパスの数がより少なくなれば、当該パスが同時に深いフェージングに遭っている確率が高くなるため、ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）が、深刻かつ時には破滅的なほどに悪化してしまう。さらに、パスサーチャによって検出されなかったパスが、ＲＡＫＥ受信機における他のフィンガに対して干渉源となってしまうので、信号対干渉比が劣化してしまうだろう。さらに、送信電力制御が使用されている場合は、信号対干渉比（ＳＩＲ）が低下すると、特定のユーザに対する基地局からの送信電力が増加するため、ネットワークにおける他のユーザへの干渉が増大してしまう。
【０００８】
全ての利用可能なパスを確実に捕捉するための単純な方法は、最大の遅延分散（遅延スプレッド）をカバーするような全ての遅延範囲にわたって、パスサーチャを動作させることである。しかしながら、とりわけ高速フェージングの場合、個々のマルチパス成分について検出に成功するかどうかは、サーチャが動作しているときのパスの瞬時強度に依存する。このアプローチは、パスサーチャが非常に頻繁に使用されるときは、非常に良く信号エネルギーを捕捉することができるが、一般的には現実的ではない。なぜなら、上述したように多くの電力消費や信号処理のリソースが必要となるからである。代わりに、何らかの目標基準に基づいて更新が必要になったと決定されたときに、パスサーチャを駆動すれば、より効率を良くすることができよう。
【０００９】
それゆえ、パスサーチャを頻繁に再作動させることなく、ＲＡＫＥ受信機の性能を最適化できることが望ましい。特に、チャネルにおいて、現在のところＲＡＫＥ受信機の処理に含まれてはない、新規または追加のマルチパス成分が利用可能な状況を検出し、このような状況の発生に応じてパスサーチャを起動できることが望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ＲＡＫＥ処理に含まれていない、新規または追加のマルチパス成分がチャネルにおいて利用可能となったらしいときを決定する方法およびシステムに関する。いくつかの実施形態によれば、本発明は、追跡中のマルチパス成分に関連する全てのＲＡＫＥフィンガについて干渉の推定値を使用して、現時点でパスサーチャによって捕捉された利用可能な信号エネルギーの割合を決定する。追跡中のパスによって捕捉された利用可能な電力の割合が所定の閾値を下回る場合、本発明は、パスサーチャを起動して追加のマルチパス成分をサーチする。
【００１１】
概して、第１の観点によれば、本発明は移動通信システムにおけるＲＡＫＥ（レイク）受信機に関連する。当該受信機は、チャネルのマルチパス成分についてサーチすることができるパスサーチャモジュールと、パスサーチャモジュールにより発見された各々のマルチパス成分にレイクフィンガを割り当てるＲＡＫＥフィンガモジュールとを含む。当該受信機は、さらに、マルチパス成分を割り当てた各ＲＡＫＥフィンガについて所定の時間間隔で干渉の平均値を推定する干渉モジュールをさらに含む。当該干渉モジュールは、チャネルあたりのトータルの干渉（雑音を含む）を推定することができる。当該受信機の制御ユニットは、干渉モジュールから得た干渉の平均値に係る推定値に基づいてパスサーチャを制御する。当該制御ユニットは、ＲＡＫＥフィンガについて干渉の平均値に係る推定値らを合計し、干渉の平均値に係る推定値の和とトータルの干渉（雑音を含む）の推定値とに基づいて、当該チャネルについての受信信号電力の割合を表すメリット指数を決定する干渉推定アルゴリズムを含む。干渉推定アルゴリズムは、さらに、メリット指数が所定の閾値を下回る場合にマルチパス成分のサーチを開始させる。
【００１２】
概して、他の側面によれば、本発明は、ＲＡＫＥ受信機におけるチャンネルのマルチパスサーチを制御する方法に関連する。本方法は、マルチパス成分を割り当てた各ＲＡＫＥフィンガについて所定の時間間隔で干渉の平均値を推定するステップと、ＲＡＫＥフィンガからの干渉の平均値に係る推定値らを合計するステップとを含む。当該チャネルについて、トータルの干渉（雑音を含む）についても推定される。本方法は、さらに、干渉の平均値に係る推定値の和とトータルの干渉（雑音を含む）の推定値とに基づいて、当該チャネルについての受信信号電力の割合を表すメリット指数を決定するステップを含む。マルチパスサーチは、メリット指数が所定の閾値を下回る場合に開始される。
【００１３】
なお、含む／含んでいるとの用語が本明細書において使用されるときは、特定の特徴、数、ステップまたはコンポーネントが存在することを意味するものと解されなければならず、特定の特徴、数、ステップ、コンポーネントまたはこれらのグループの存在を除外する意図ではない。
【００１４】
本発明に係る方法およびシステムについてのさらに詳細な理解は添付の図面を参照しつつ、以下の説明を読むことにより得られよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下は、本発明に係る詳細な説明である。なお、同一または類似の要素については参照番号を付して説明する。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、現時点ではＲＡＫＥ処理に含まれていない、新規または追加のマルチパス成分がチャネルにおいて利用可能となったらしいときを決定する方法およびシステムが提供される。いくつかの実施形態によれば、現時点でマルチパス成分を追跡するために使用されているＲＡＫＥフィンガのそれぞれからの干渉電力の平均値に係る推定値が足し合わせられる。この和は、トータルの干渉推定値によって除算され、干渉比が求められる。この干渉比は、チャネルからの有効な信号電力のトータルに対する、追跡によって捕捉された現時点での電力の割合を近似して得られるメリット指数を生成するために使用される。この受信信号電力の割合は、予め定義された閾値と比較される。この比較結果が、まだ使用されていない顕著な電力が利用可能であるらしいことを示している場合は、パスサーチャが起動され、まだ追跡されていないパスに対して配置される。
【００１７】
図２には、本発明のいくつかの実施形態に関連するＲＡＫＥ受信機２００が示されている。ＲＡＫＥ受信機には、パスサーチャ２０２、ＲＡＫＥフィンガモジュール２０４、干渉平均値の推定モジュール２０６、および、制御ユニット２０８が含まれている。パスサーチャ２０２、ＲＡＫＥフィンガモジュール２０４、および、干渉平均値の推定モジュール２０６は、典型的なＲＡＫＥ受信機において見受けられるような一般的な構成要素を示しており、従って、これらの動作については簡潔に説明する。
【００１８】
パスサーチャモジュール２０２のタスクは、上述した手法により、チャネル内に存在しうるマルチパス成分をサーチすることである。このタスクは、部分的に、相当数のあらかじめ定義された拡散遅延を使用してチャンネルをスキャンすることで実行される。マルチパス成分が見つかると、見つかったマルチパス成分には、ＲＡＫＥフィンガモジュール２０４によって制御される複数のＲＡＫＥフィンガのひとつが割り当てられ、これによって追跡される。各フィンガからの出力は、逆拡散された後、他のフィンガからの出力と合成され、送信信号が生成される。一般に、１つのフィンガには、追跡対象となる１つのマルチパス成分が割り当てられる。より重要なのは、いくつかのフィンガによって追跡されるマルチパス成分は、他のフィンガによって追跡されているマルチパス成分よりも強度が大きいことである。したがって、いくつかのフィンガからの出力には、合成プロセスにおいて、より大きな影響（重み）が付与される。各チューニングフィンガへと付与されることになる適切な重みを決定する処理の一部として、干渉平均モジュール２０６は、各フィンガについて干渉電力の平均値を推定する。干渉平均モジュール２０６は、その後、制御ユニット２０８におけるさらなる処理にために干渉電力の平均値の推定値を制御ユニット２０８に供給する。
【００１９】
いくつかの実施形態では、制御ユニット２０８は、信号干渉推定アルゴリズム２１０を含む。信号干渉推定アルゴリズム２１０は、干渉平均モジュール２０６によって供給された干渉電力の平均値に係る推定値を処理する。干渉推定アルゴリズム２１０は、干渉電力の平均値に係る推定値に基づいて、チャネルに含まれている新規または追加のマルチパス成分が、まだ追跡されていないかどうかを判定する。もし追跡されてないようであれば、干渉推定アルゴリズム２１０は、トリガー信号を発生し、リガー信号をパスサーチャモジュール２０２へと送信することで、当該チャネルのパスサーチを開始させる。このような構成によって、チャネルにおいて未使用の有用な信号電力が出現したときに、パスサーチャおよびその関連するリソースを選択的に動作させることにより、ＲＡＫＥ受信機のリソースを最適化することができる。干渉推定アルゴリズム２１０の動作については、図３に関連して示している。
【００２０】
図３は、本発明のいくつかの実施形態に係るアルゴリズム２１０によって使用可能な方法３００を示している。本方法３００は、ステップ３０２において開始される。ステップ３０２において、マルチパス成分に割り当てられた各々のＲＡＫＥフィンガから干渉電力の平均値を推定する。いくつかの実施形態では、干渉電力の平均値に係る推定値は、単一のパスサーチ周期などの予め定義された時間間隔で取得されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、特定の応用については、より長い時間やより短い時間が望ましい場合もあろう。ステップ３０４において、アルゴリズム２１０は、干渉電力の平均値に係る推定値らを足し合わせることで、追跡中のパスに関するトータルでの干渉電力の平均値に係る推定値を取得する。ステップ３０６において、アルゴリズムは、全てのチャンネル構造（全ての物理的なパスによって生成される干渉を考慮。）に関連するトータルでの雑音電力＋（足す）干渉電力を取得する。トータルでの干渉電力＋雑音の推定値は、例えば、チューニングフィンガあるいは他の技術を使用することで取得される。このチューニングフィンガは、チャネル内のマルチパス成分が全く存在しない場合における拡散遅延について調整されたものである。
【００２１】
ステップ３０８において、アルゴリズム２１０は、干渉電力の推定値に雑音を加えたトータルに対する干渉比を、干渉電力の平均値に係る推定値の和を使用することで算出する。ステップ３１０において、アルゴリズム２１０は、干渉比を、メリット指数に変換する。メリット指数は、受信信号電力の割合と呼べるもので、追跡中のパスによって現時点で捕捉されている電力の、チャネルからの有用な信号電力のトータルに対する比を近似（概算）したものである。ステップ３１２において、メリット指数が所定の閾値を超えるかどうかを判定するための比較が実行される。Ｎｏであれば、チャネル内において、捕捉されるべき新規または追加のマルチパス成分を表す顕著な信号電力が利用可能になったことを示している。この場合、アルゴリズムは、ステップ３１４において、パスサーチャのサイクルを開始する。一方、判定結果がＹＥＳであれば、チャネル内には捕捉されるべき利用可能かつ顕著な信号電力は存在しそうもないことを示している。
【００２２】
上述の方法は、図４においてシステム４００として示している。この例では、複数のＲＡＫＥフィンガ４０２ａ−４０２ｚが示されている。システム４００において、ＲＡＫＥフィンガに対して現時点で割り当てられているマルチパス成分の数は、チャネルにおいて利用可能なマルチパス成分がトータルでＮ個あるうちのＮ’個である。干渉電力の平均値に係る推定値４０４ａ−ｚは、σ１２・・・σＮ’２によって示され、それぞれＲＡＫＥフィンガＦ１・・・ＦＮ’から取得される。これは、ＲＡＫＥ受信機における通常動作の一部として実行される。干渉電力の平均値は、各フィンガにおいて推定され、これにより、最適な重みを算出できる。この重みは、他のフィンガからの出力とチューニングフィンガからの出力とを合成するために使用される。干渉電力は、パイロットシンボルを用いる方法や、データの助けを借りる方法、または当業界においてよく知られている他の方法によって推定しうる。干渉電力の平均値に係る推定値４０４ａ−ｚ、σ２１・・・σ２Ｎ’は、その後、加算器４０６において合計され、干渉電力の平均値に係る推定値らのトータルが算出される。干渉電力の平均値に係る推定値らのトータルは、Ｅ［Ｓ］として示すことができる。ここで、Ｓは、干渉電力の平均値に係る推定値らの和を意味し、Ｅ［］は、多数のパイロットシンボルが長時間にわたって送信されたときのＳの期待値（必然的に時間平均値となる）を示している。
【００２３】
上述した干渉電力の平均値に係る推定値らのトータルＥ［Ｓ］は、干渉推定アルゴリズム２１０に供給される。干渉推定アルゴリズム２１０は、干渉電力の平均値に係る推定値らのトータルＥ［Ｓ］を、チャネルあたりの雑音と干渉電力の推定値のトータルσν２によって除算する。雑音と干渉電力の推定値のトータルσν２は、例えば、チャネルにおいてマルチパス成分が全く存在しないときの遅延に調整されているチューニングフィンガＦ０を用いて算出できるが、当業界において知られている他の方法を用いても算出できるだろう。
【００２４】
Ｅ［Ｓ］のσν２に対する比（ここではζと表す）は、干渉推定アルゴリズム２１０によって処理され、メリット指数（ここではγと表す）が求められる。メリット指数γは、おおよそ、現時点で追跡中のパスによって捕捉された電力の、当該チャネルから利用可能なトータルの信号電力に対する比となる。メリット指数γは、次に、干渉推定アルゴリズム２１０によって所定の閾値と比較される。比較結果が、当該チャネル内で顕著かつ未使用の信号電力が利用可能になったことを示していれば、トリガー信号４０８がパスサーチャへと供給される。まだ追跡されていない何れかのパスを割り当てるべく、トリガー信号４０８がパスサーチャを起動するために使用される。
【００２５】
いくつかの実施形態によれば、セル間干渉電力４１０の割合（βと表す）が、上述の干渉比を操作するために使用されてもよい。後述するように、セル間干渉電力の割合βは、セル間干渉電力にＡＷＧＮ（加法的白色ガウス雑音）電力を加えたものの、雑音に干渉電力σν２を加えたトータルに対する比として推定される。
【００２６】
本発明に係る干渉推定アルゴリズムの詳細について説明する（ここでは図４を参照する）。希望されるユーザの信号は、複素変調シンボルｕと、複素拡散シーケンスｃｊと、単位電力当たりの拡散ゲインＭとによって表されるものとする。基地局（明示的には示していない）は、Ｋ人のユーザに対して送信しているか、またはＫ個の物理チャネルを送信しているものとし、そのときに、シンボルνｋ、拡散符号ｄｊｋ、および相対ゲインｐｋが用いられるものとする。さらに、マルチパスチャネルには、Ｎ本のパスが含まれ、それぞれ遅延量Δｉと、複素パスゲインａｉとを有している。受信機におけるＡＷＧＮは、ｎｊと示せるので、Ｅ［ｎｊｎｊ＊］＝σｎ２となる。この等式は、必然的に、ＡＷＧＮ成分の分散または平均電力を表現しており、ここで、σｎ２は、チャネルにおける雑音と干渉電力のトータルσν２に含まれる、受信機における雑音とセル間干渉成分との和を表している。よって、送信信号は、希望ユーザ信号に、Ｋ個の干渉ユーザ信号の合計を加算したものとなる。
【００２７】
【数１】
2005539443.tif 000002
【００２８】
受信信号は、同様に、送信信号のいくつかのコピー（これらはマルチパスによって、それぞれ時間的にシフトされ、かつ、重みが付与されている）らの合計に、受信機雑音とセル間干渉との和（ｎｊと表す）を合成したものとなる。
【００２９】
【数２】
2005539443.tif 000003
【００３０】
ｍ番目のパスについてのＲＡＫＥフィンガについて、遅延量Δｍを既知とし、かつこれが補償可能であるものとして理想化する。逆拡散後、ｍ番目のフィンガの出力であるＦｍは、次のようになる。
【００３１】
【数３】
2005539443.tif 000004
【００３２】
式（３）の各項は、希望信号、自己干渉、セル内干渉、および雑音を示している。式（３）を簡略化するために、いくつかの仮定を行うことができる。第１に、送信シンボルｕとν（ｋ）の電力と、拡散シーケンスｃとｄ（ｋ）は任意に選択可能であるとする。なぜなら、これらはスケーリングファクタを通じた結果にのみ影響するからである。よって、｜ｕ｜２＝｜ν（ｋ）｜２＝１とすることで、式（３）におけるいくつかの項は省略でき、残りの項が得られる。
【００３３】
次に、拡散シーケンスは、平均が０となる乱数であり、単位電力を｜ｃｊ｜２＝｜ｄｊ（ｋ）｜２＝１とすれば、これらの項を省略でき、残りの項が得られる。拡散シーケンスは、知られている設計とある種の雑音特性とによってゼロ平均とすることができる。
【００３４】
さらに、最小のパス間隔が１チップ周期であれば、すなわち、｜Δｉ−Δｍ｜＞＝Ｔｃとなり、ここで、Δｉ−Δｍは遅延間隔であり、Ｔｃはチップ周期である。このような仮定は、一般に、多くの遅延推定システムにおいてなされている。なぜなら、遅延間隔が近すぎる場合は、逆拡散後に顕著な情報を追加するようなものとはないからである。さらに、この仮定により、シフトされた拡散シーケンスについての自己相関と相互相関とに、シフト量に依存しない平均値１／Ｍを割り当てることが可能となる。この効果は、式（３）の項におけるいくつかを省略して、残りを得ることにつながる。
【００３５】
最終的に、拡散シーケンスをシフトしてなるコピーらを無相関とする。すなわち、Ｅ［ｃｊ−Δｃｊ］＝０∀Δ≠ｌＭＴｃとなる。無相関特性Ｅ［ｃｊ−Δｃｊ］＝０であることは、現実のＣＤＭＡシステムにおける拡散符号の構造からも知られている。同様に、Ｅ［ｄ（ｋ）ｊ−Δｃｊ］＝０∀Δ≠ｌＭＴｃとする。なお、下り回線のチャネル分離符号は、ΣＭｊ＝ｄ（ｋ）ｋｃ＊ｊ＝０となるように直交している。
【００３６】
上述の仮定を用いることで、（３）からのｍ番目のフィンガの出力は、次のように簡略化できる。
【００３７】
【数４】
2005539443.tif 000005
【００３８】
この式から、ｍ番目のフィンガからの出力の期待値は、Ｅ［ｚｍ］＝ｕＭａｍと表現でき、ｍ番目のフィンガについての雑音と干渉電力との和は分散から見出すことができる。
【００３９】
【数５】
2005539443.tif 000006
【００４０】
ここで、σν２は、チャネル当たりの雑音と干渉電力のトータルであり、次のように表現できる。
【００４１】
【数６】
2005539443.tif 000007
【００４２】
この雑音電力と干渉電力とのトータルσν２は、例えば、逆拡散器（フィンガ）を、図４のＦ０として示すように、パスが全く存在しないときの遅延量に設定することで、評価できる。Ｆ０からの出力は、次のように与えられる。
【００４３】
【数７】
2005539443.tif 000008
【００４４】
ここで、式（５）から、Ｅ［ｚ０］＝０、Ｅ［｜ｚ０｜２］＝σν２である。
【００４５】
（３）式において、自己干渉、セル内干渉および受信機雑音による寄与分は、右辺の第２項、第３項および第４項にそれぞれ対応している。セル間干渉についての明示的な項は存在しない。しかしながら、セル間干渉のレベルは、現在のセルについての特定の遅延選択から独立しているので、当該セル間干渉は、全てのフィンガについて等しい期待電力を有しており、よって、受信機のＡＷＧＮ項ｎｊに含まれている。
【００４６】
セル内干渉の項について統計的な振る舞いは、雑音とセル間干渉との和の成分についての振る舞いとは顕著に相異している。後者の電力は、時間的な分散がより小さく、現在のセルにおけるパスフェージングや遅延選択とは直接的な相関性がない。これら統計的な性質や相関性に関する性質は、セル内干渉を、ＡＷＧＮ雑音σｎ２から異なったΣｉ｜ａｉ｜２（１＋Σｋ｜ｐ（ｋ）｜２｜ν（ｋ）｜２）にしてしまう。（６）式において示されている各項の割合を推定することができる。このような推定方法は、当業界において知られているので、ここでは詳細には説明しない。このような方法を使用して、セル内干渉とＡＷＧＮ雑音成分σｎ２との間の関係は、次のように表現できる。
【００４７】
【数８】
2005539443.tif 000009
【００４８】
ここで、βは、受信機雑音とセル間干渉との和の、干渉と雑音電力とのトータルに対する割合部分である。量βは、受信機雑音の分散に関する統計的な分析によって導出することができる。
【００４９】
今、Ｎ個の利用可能なマルチパス成分のうちＮ’個のマルチパス成分が検出されたとすると、Ｎ’個の各パスについて、逆拡散器出力ｚｍは、式（４）によって表現できる。さらに、次の量を考慮する。
【００５０】
【数９】
2005539443.tif 000010
【００５１】
ここで、Ｓは上述した干渉電力の平均値に係る推定値らの和であり、受信データから算出できる。（５）式からｚｍの分散を使用し、異なる逆拡散器と拡散シーケンスとについての雑音過程（例えば、（４）式および（７）式の最終項）らは、全て無相関であるような現実的なものとすれば、Ｓの期待値は次のように推論される。
【００５２】
【数１０】
2005539443.tif 000011
【００５３】
次に、干渉比が、チャネルあたりの期待値Ｅ［Ｓ］と、雑音と干渉電力との和のトータルσν２とによって次のような算出される。
【００５４】
【数１１】
2005539443.tif 000012
【００５５】
ここで、ζは、干渉比と呼ばれるものである。この式を簡略化することで、受信信号電力の割合を次のように算出することができる。
【００５６】
【数１２】
2005539443.tif 000013
【００５７】
ここで、ζの値は、（５）式（すなわち、雑音と干渉電力との和のトータルσν２に対するＥ［Ｓ］）から、受信機において推定できる。（１２）式において、分散γは、受信した信号電力の割合を示しており、これは、現時点の追跡中のパスによって捕捉された信号電力の、チャネルから利用可能なトータルの信号電力との比を概算したメリット指数に相当する。なお、（１２）式は、メリット指数γを決定するための１つの方法に過ぎず、他の方法も存在し、本発明の技術思想を逸脱することなく他の方法も適用できるだろう。
【００５８】
今、Ｌ個のパイロットシンボルが利用可能であるとすれば、Ｅ［Ｓ］は、次のように表すことができる。
【００５９】
【数１３】
2005539443.tif 000014
【００６０】
ここで、カレット（＾）は、受信機において利用可能な現実の測定値に基づいて推定値を示している。（１３）式において、μ＾ｍは次のように表せる。
【００６１】
【数１４】
2005539443.tif 000015
【００６２】
Ｎ’＝Ｎとなるような限定的な状況では、（５）式からζの値は、ζ≒Ｎ−１となり、受信信号電力の割合γは、γ≒１となる。遅延推定によって、いかなる信号エネルギーも全く捕捉できないときは、Ｅ［Ｓ］−＞Ｎ’σν２となり、γ−＞０となる。同様に、いずれの物理的なパスにも対応していない追加の遅延推定値を追加することで、受信信号電力の割合であるγの値を小さくすることができる。しかしながら、γについて適切な閾値を設定することで遅延推定値が古くなったり、利用可能なエネルギーを余りにも少ない程度しか補足できなくなってしまったりしたとき、パスサーチャをトリガーすることができよう。
【００６３】
システム性能がセル内干渉にのみ限定されるような多くの状況では、雑音とセル間干渉との項（ＡＷＧＮ雑音成分σｎ２）は無視できる。すなわち、セル内干渉の項がσｎ２よりもずっと大きければ、次のようになる。
【００６４】
【数１５】
2005539443.tif 000016
【００６５】
言い換えれば、β≒０となる。この場合、βの推定値は省略でき、受信信号電力の割合は、γ≒Ｎ’−ζとして与えられる。
【００６６】
もし、ＡＷＧＮの雑音項σｎ２）が実際に無視できないときに（β＞０）、β≒０と仮定することで、受信エネルギーのパーセンテージを低く見積もってしまう。その結果、パスサーチャを、より頻繁に再作動させてしまうだろう。この場合、γの閾値は、適応的に調整されてしまうため、（１４）式の関係に違反する原因となってしまうだろう。
【００６７】
なお、σν２の推定値の品質は、物理的なパスに対応しない、いくつかの遅延を検証することによって改善される。なお、Ｅ［Ｓ］の推定値の品質は、より多くのパイロット信号を使用することによって改善することができる（例えば、送信間隔またはスロット境界にわたって推定を行う。）。なお、さらに、各チューニングフィンガｚｍからの出力の品質を改善するには、干渉推定値の分散に依存している。すなわち、平均化ウインドウの長さや、セル間干渉と受信機雑音電力の、セル内干渉電力に対する比、あるいは、この比の推定精度に依存する。一般に、干渉推定値の平均化するための時間を長くし、セル間干渉のレベルを下げることで、最も信頼性のある決定を実行できる。
【００６８】
上述の説明で例示したように、本発明に係る実施形態は、チャネルにおいて、現時点ではＲＡＫＥ処理に含まれていない追加のマルチパス成分が利用可能となったらしい状況を検出する方法およびシステムに関する。本発明の利点には、相対項の代わりに定数項により算出されるメリット指数を用いることがあげられるであろう。よって、信頼性のある比較基準は不要であり、規則的なテストスケジュールも必要なく、また、チャネル分散レートについての設計上の仮定も要求されない。加えて、パスサーチャのトリガーの決定は、受信信号電力のトータルに一部基づいており、受信信号電力のトータルは、ＢＬＥＲ対して直接的な影響を有するパラメータでもある。本発明は顕著な変更を行うことなく、他のイベント検出方式とシームレスに組み合わせることができる。
【００６９】
以上、いくつかの実施形態について説明してきたが、当業者であれば、本発明の技術的思想から逸脱することなく、記述された実施形態からの変更例や修正例を認識することができよう。例えば、本発明の実施形態については、ＷＣＤＭＡを基礎とした移動通信システムに関して説明してきたが、本発明に係る原理および教示は、直接拡散（ＤＳ）ＣＤＭＡ送信システムの何れかにも適用可能である。したがって、本発明の技術的範囲に含まれるような変形例や修正例のすべてをカバーすることが、添付の特許請求の範囲は意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、実施形態に係る様々なマルチパスを例示した図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る遅延推定品質の評価するシステムの機能ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る遅延推定品質の評価方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る遅延推定品質の評価するシステムのブロック図である。
【図１】
2005539443.tif 000017
【図２】
2005539443.tif 000018
【図３】
2005539443.tif 000019
【図４】
2005539443.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月15日(2004.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ＲＡＫＥ受信機におけるチャネルのマルチパスサーチを制御する方法であって、
マルチパス成分を割り当てた各ＲＡＫＥフィンガについて所定の時間間隔で干渉の平均値を推定するステップ（３０２）と、
前記ＲＡＫＥフィンガらについて前記干渉の平均値に係る推定値らの和を算出するステップ（３０４）と、
前記チャネルについて、干渉と雑音とのトータルを推定するステップ（３０６）と、
前記干渉の平均値に係る推定値らの和と、前記干渉と雑音との推定値らのトータルとに基づいて、前記チャネルについての受信信号電力の割合を表すメリット指数を決定するステップ（３０８、３１０）と、
前記メリット指数が所定の閾値を下回る場合にマルチパスサーチを開始するステップ（３１４）と
を含む、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記メリット指数を決定するステップは、さらに、セル間雑音と干渉との推定値の割合を０と等しく設定するステップを含む、請求項３に記載の方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記メリット指数についての所定の閾値は、０と１との間にある、請求項１に記載の方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
移動通信システムにおけるＲＡＫＥ受信機であって、
パスサーチャモジュール（２０２）と、
ＲＡＫＥフィンガモジュール（２０４）と、
マルチパス成分を割り当てた前記各ＲＡＫＥフィンガについて所定の時間間隔で干渉の平均値と、前記チャネルについての干渉と雑音とのトータルとを推定する干渉モジュール（２０６）と、
前記干渉モジュールからの前記干渉の平均値に係る推定値らに基づいて、前記パスサーチャモジュールを制御する制御ユニット（２０８）と
を含み、
前記制御ユニットは、干渉推定アルゴリズム（２１０）を実行するように構成されており、
前記干渉推定アルゴリズム（２１０）は、さらに、
前記ＲＡＫＥフィンガらについて前記干渉の平均値に係る推定値の和を算出し、
前記干渉の平均値に係る推定値らの和と、前記干渉と雑音との推定値らのトータルとに基づいて、前記チャネルについての受信信号電力の割合を表すメリット指数を決定し、
前記メリット指数が所定の閾値を下回る場合にマルチパスサーチを開始する干渉推定アルゴリズムである、ＲＡＫＥ受信機。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記メリット指数の決定には、さらに、セル間雑音と干渉との推定値の割合を０と等しく設定することが含まれる、請求項１３に記載のＲＡＫＥ受信機。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１９】
前記メリット指数についての所定の閾値は、０と１との間にある、請求項１１に記載のＲＡＫＥ受信機。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
それゆえ、パスサーチャを頻繁に再作動させることなく、ＲＡＫＥ受信機の性能を最適化できることが望ましい。特に、チャネルにおいて、現在のところＲＡＫＥ受信機の処理に含まれてはない、新規または追加のマルチパス成分が利用可能な状況を検出し、このような状況の発生に応じてパスサーチャを起動できることが望ましいだろう。
ＥＰ１０６７７００Ａ２は、ＲＡＫＥ受信機に関するものである。このＲＡＫＥ受信機は、複数のフィンガを有することでＲＡＫＥ受信を実行する。また、遅延プロファイルを算出するセクションと、フィンガパス配置セクションとを有する。遅延プロファイル算出セクションは、受信信号を用いて遅延プロファイルを算出する。ファインガパス配置セクションは、遅延プロファイル算出セクションによって算出された遅延プロファイルに基づいて、複数のフィンガらに対してパス位置を割り当てる。遅延プロファイル算出セクションにおける遅延プロファイルの算出周期は、ビットエラーレート（ＢＥＲ）に応じて変更される。
【国際調査報告】
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2005539443.tif 000022