(57)【要約】パイロット信号ごとにフィルターのパラメータを動的に調節するための方法および装置。パイロット信号を含む到来信号を、非同一のフィルターを使用してフィルターにかけ、フィルターにかけられた信号の大きさを比較して、パイロット信号の帯域幅を推定する。到来信号内の雑音も、パイロット信号を含まないと推測される到来信号の一部分から、推定されることが好ましい。信号はフィルターにかけられて、雑音の寄与を取り除くように補償され、フィルターにかけられた信号の大きさの比較に基づいて、パイロット信号を分離するために到来信号に適用されるフィルターのパラメータを変更する。パラメータは、パイロット信号フィルターの帯域幅を変更する。パイロット信号帯域幅推定に使用される非同一のフィルターは、異なる通過帯域をもつＩＩＲまたはＦＩＲフィルターであるか、または到来信号と、異なる周波数のシヌソイドとの相関である。
2005521361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置であって、
パイロット信号を受信するための受信機と、
受信パイロット信号の帯域幅の一部を含む対応する通過帯域をもつ第１のフィルターと、
対応する通過帯域をもつ第２のフィルターと、
第１および第２のフィルターからの出力に部分的に基づいて、大きさ値を推定するように構成された大きさ推定器と、
推定大きさ値を比較するように構成された信号比較器と、
信号比較器の出力の関数として部分的に変更するように構成された帯域幅をもつパイロット信号フィルターとを含む通信装置。
【請求項２】
第１のフィルターが低域通過フィルターである請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
第２のフィルターが、第１のフィルターの通過帯域と相容れない通過帯域をもつ帯域通過フィルターである請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
第２のフィルターが、第１のフィルターの通過帯域に実質的にオーバーラップする通過帯域をもつ低域通過フィルターである請求項２記載の通信装置。
【請求項５】
第１および第２のフィルターの各々が、パイロット信号源と、異なる周波数の対応する信号とを相関させる請求項１記載の通信装置。
【請求項６】
受信パイロット信号の帯域幅と相容れない通過帯域をもつ雑音フィルターをさらに含む請求項１記載の通信装置。
【請求項７】
大きさ推定器が、推定の雑音の大きさを除くように調節された第１および第２の信号の大きさを推定するように構成された請求項６記載の通信装置。
【請求項８】
大きさ推定器が、第１および第２のフィルターから出力された電力の値を判断する請求項１記載の通信装置。
【請求項９】
大きさ推定器が、第１および第２のフィルターの各々の出力から雑音電力の推定値分低減された推定電力を反映した値を判断する請求項８記載の通信装置。
【請求項１０】
雑音電力推定が、雑音フィルターの出力の電力推定に少なくとも部分的に基づいている請求項９記載の通信装置。
【請求項１１】
フィルターの帯域幅を判断する方法であって、
パイロット信号を受信することと、
複数の異なる周波数上の受信パイロット信号をフィルターにかけ、対応する複数のフィルターにかけられた異なる信号を生成することと、
少なくとも２つのフィルターにかけられた信号の大きさを推定することと、
フィルターにかけられた信号の少なくともいくつかの大きさを比較して、受信パイロット信号の帯域幅を推定することと、
大きさの比較に部分的に基づいて、パイロット信号フィルターの帯域幅を動的に変更することとを含む方法。
【請求項１２】
雑音の大きさを推定することをさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも２つのフィルターにかけられた信号の大きさを推定することが、雑音の大きさに比例する値分、大きさを低減することを含む請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
受信パイロット信号をフィルターにかける動作が、低域通過フィルターおよび帯域通過フィルターをかけることを含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
受信パイロット信号をフィルターにかける動作が、受信パイロット信号と複数の信号とを相関させることを含み、複数の信号の各々が異なる周波数である請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
フィルターの帯域幅を判断する方法であって、
パイロット信号を受信することと、
受信パイロット信号の帯域幅を推定することと、
推定帯域幅に少なくとも部分的に基づいて、パイロット信号フィルターの帯域幅を変更することとを含む方法。
【請求項１７】
受信パイロット信号の帯域幅を推定することが、
複数のフィルターを使用して、受信パイロット信号をフィルターにかけることと、
複数のフィルターの各々から出力された信号の大きさを判断することと、
複数のフィルターから出力された信号の大きさを比較することとを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
受信パイロット信号をフィルターにかけることが、
第１のフィルターにおいて、受信パイロット信号の第１の周波数帯域をフィルターにかけることと、
第２のフィルターにおいて、第１の周波数帯域とは異なる、受信パイロット信号の第２の周波数帯域をフィルターにかけることとを含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
複数のフィルターの通過帯域がオーバーラップしていない請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
複数のフィルターの少なくとも２つの通過帯域がオーバーラップしている請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
受信パイロット信号の通過帯域外の帯域幅内の雑音信号をフィルターにかけることをさらに含む請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
受信パイロット信号の帯域幅を推定することが、
受信パイロット信号と複数の信号とを相関させて、複数のフィルターにかけられた信号を生成することと、
複数のフィルターにかけられた信号の中の少なくとも２つの大きさを判断することと、
複数のフィルターにかけられた信号の大きさを比較することとを含む請求項１６記載の方法。
【請求項２３】
受信パイロット信号と複数の信号との相関が、受信パイロット信号と、受信パイロット信号の帯域幅よりも大きい周波数をもつ信号とを相関させて、雑音信号を生成することを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
複数のフィルターにかけられた信号の少なくとも２つの大きさを判断することが、複数フィルターにかけられたの信号の大きさを、雑音信号の大きさに比例する値分、低減することを含む請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
パイロット信号フィルターの帯域幅を変更することが、パイロット信号のフィルターのフィルター係数値を変更することを含む請求項１６記載の方法。
【請求項２６】
パイロット信号フィルターの帯域幅を変更することが、受信パイロット信号のフレームごとに、パイロットフィルターの帯域幅を１回調節することを含む請求項１６記載の方法。
【請求項２７】
パイロット信号を受信する受信機と、
受信パイロット信号の帯域幅を推定するための手段と、
推定帯域幅に少なくとも部分的に基づいて、パイロット信号の帯域幅を変更するための手段とを含む通信装置。
【請求項２８】
受信パイロット信号の帯域幅を推定するための手段が、
複数のフィルターを使用して、受信パイロット信号をフィルターにかけるための手段と、
複数のフィルターの各々から出力された信号の大きさを判断するための手段と、
複数のフィルターから出力された信号の大きさを比較するための手段とを含む請求項２７記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ここで参考として取り上げている2002年3月15日に出願された米国仮出願第60/364,795号（“Dynamic Pilot Filter Bandwidth Estimation”）の優先権を主張している。
本発明は、通信装置の分野に関する。とくに、本発明は、通信信号の回復に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数シフトおよびマルチパス干渉を受ける通信システムは、情報信号と共にパイロット信号を用いる。パイロット信号は、主として、情報の正確な復調を助けるための基準として働く。移動装置は、とくに、ドップラー効果によって生じる周波数および位相のシフト、すなわちフェージングおよびマルチパス干渉を受け、予測可能なパイロット信号は、ドップラー効果があるときに、受信信号の解釈を簡潔にする働きをする。したがって、パイロット信号は、多くの通信システム、とくに、移動通信システム、とりわけ、スペクトラム拡散符号分割多元接続（Code Division Multiple Access, CDMA）伝送技術を使用する移動通信システムにおいて、一次情報信号を伴う。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは、（１）米国電気通信工業会（Telecommunication Industry Association, TIA）／米国電子機械工業会（Electronic Industries Association, EIA）の“TIA/EIA-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95 標準規格)、（２）“第三世代パートナーシッププロジェクト（3rd Generation Partnership Project, 3GPP）”という名称の協会によって示され、かつ文献番号第3G TS 25.211号、第3G TS 25.212号、第3G TS 25.213号、第3G TS 25.214号を含む１組の文献において具現されている標準規格（W-CDMA標準規格）、（３）“第三世代パートナーシッププロジェクト ２（3rd Generation Partnership Project 2, 3GPP2）”という名称の協会によって提供され、かつ“C.S0002-A Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems”、“C.S0005-A Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems”、および“C.S0024 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification”を含む１組の文献において具現されている標準規格(CDMA 2000標準規格)、および（４）いくつかの他の標準規格を支援するように設計される。パイロット信号は、例えば、上述のＣＤＭＡシステムの各々において、トラヒック信号またはデータ信号を復調するための位相基準として働く。
【０００４】
しかしながら、パイロット信号自体が、例えば、フェージング、マルチパス干渉、または信号強度の損失によって生じた相当な雑音を受けると、パイロット信号のタイミングを正確に判断する能力が低下し、その機能が損われる。受信機が送信機よりも高速で移動している状況、または信号対雑音比（Signal to Noise Ratio, SNR）が低い状況では、パイロット信号の帯域幅および振幅が、規準状況と相当に変わることがある。高速の状況では、ドップラー効果により、パイロット信号の帯域幅はフィルターの帯域幅よりも大きくなり、信号の一部が失われることになる。パイロット信号の一部が失われると、受信機の性能が低下する。したがって、パイロット信号が、他の情報信号を再構成するのを助ける能力を高めるために、雑音および他の歪みがあるときに、パイロット信号を解明する能力を向上する必要がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
パイロット信号を受信し、パイロット信号の帯域幅を推定し、その情報に基づいて、パイロットフィルターの帯域幅を調節する方法および装置が開示される。パイロット信号の帯域幅は、２つ以上の異なる周波数の範囲上のパイロット信号電力を比較することによって推定される。パイロット信号の電力が評価される２つ以上の異なる周波数範囲は、少なくとも３様式に設定される。第１に、周波数範囲は、互いにオーバーラップする。例えば、第１の周波数範囲、Ｈ１は、０ヘルツないし特定の遮断周波数に定められた低域通過周波数であり、一方で第２の周波数、Ｈ２は、０ヘルツから、Ｈ１の遮断周波数を越える遮断周波数にわたり、したがってＨ２の周波数範囲は、Ｈ１の周波数範囲を含む。第２に、周波数範囲は、実質的にオーバーラップせず、例えば、Ｈ１は、０ヘルツから第１の周波数にわたり、Ｈ２は、Ｈ１の遮断周波数よりも高い周波数において始端および終端する周波数帯域を定めている。第３に、周波数範囲は、パイロット信号源のフーリエ変換を２つ以上の周波数において見積もることによって、例えば、パイロット信号源と、異なる周波数の２つ以上の選択信号とを相関させることによって、設定される。
【０００６】
各場合において、一般に、信号を信号電力に関して評価することによって、信号の大きさを２つ以上の周波数帯域において判断する。確実にパイロット信号の帯域幅外である周波数範囲上でパイロット信号源をサンプリングすることによって、雑音の大きさを、単位帯域幅当りの電力として推定し、こうして判断された雑音の大きさを、２つ以上の周波数帯域において確認された生の大きさから減算し、２つの範囲内におけるパイロット信号のみの、よりよい大きさ推定を得る。その後で、２つ以上の帯域における正味の信号の大きさの比を使用して、パイロット信号源に適用するフィルターをより正確に選択し、パイロット信号フィルターを分ける。より大きい周波数帯域またはポイントを評価して、パイロット信号に使用するための適切なフィルター帯域幅のよりよい指標を得る。
【０００７】
本発明の特徴、目的、および長所は、別途記載される詳細な記述から、添付の図面と共に参照するとき、同じ参照符号により全体的に対応して同定され、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の態様、特徴、および長所は、以下に示す詳細な記述を添付の図面と共に参照することによって、よりよく理解されるであろう。これらの図面および関係付けられた記述は、本発明の実施形態を示すために与えられており、本発明の範囲を制限するために与えられているのではない。
【０００９】
次の詳細な記述は、本発明のある特定の実施形態に関する。しかしながら、本発明は、特許請求項によって定められ、かつカバーされている様式とは異なる多数の様式で具現することができる。したがって、本発明の技術的範囲は、特許請求項を参照することによって判断され、とくに、記載されている実施形態に制限されない。
【００１０】
パイロット信号を解明する能力を向上するために、到来するパイロット信号をフィルターにかけて、帯域外の雑音を低減しなければならない。しかしながら、パイロット信号の帯域幅は、ドップラー、フェージング、およびマルチパス効果の関数として変化する。パイロットの帯域幅が変化すると、固定の周波数フィルターの効果も変化する。したがって、パイロット信号の現在の帯域幅に整合するように、その周波数を調節すると、パイロットフィルターをより効果的にすることができる。これを実現するために、パイロット信号の現在の帯域幅を推定し、その情報に基づいて、パイロットフィルターを調節する。
【００１１】
一般に、パイロット信号の大きさは、２つ以上の異なる周波数範囲において測定される。パイロット信号とは無関係の雑音について、雑音推定も行ない、これを使用して、信号の大きさ推定を向上する。大きさ推定は、例えば、信号電力、すなわち信号振幅に基づく。パイロットフィルター周波数応答は、２つ以上の範囲におけるパイロット信号の大きさの比に依存して変更される。
【００１２】
図１は、受信機100の機能ブロック図を示しており、受信機100は、IS-95およびCDMA2000のシステム標準規格にしたがう通信システムにおいて動作するＣＤＭＡ無線電話で使用されるものを示している。受信機100は、トランシーバの半分を表わす。
【００１３】
パイロット信号を含む信号は、送信機において、特定の信号規格にしたがって変調され、受信機100へ伝送される。受信機100のフロントエンドにおけるアンテナ102は、無線通信リンクに対する受信機100のインターフェイスである。受信信号は、アンテナ102の出力において、無線周波数（Radio Frequency, RF）／アナログ部110に接続される。通常、ＲＦ／アナログ部110を使用して、受信機100を、特定の割り当てられた周波数帯域へ同調させ、受信信号をより低い周波数信号へダウンコンバートし、信号をフィルターにかけ、信号を増幅する。ＲＦ／アナログ部110の出力は、低い中間周波数（Intermediate Frequency, IF）またはベースバンドのアナログ信号である。受信信号が、直角位相シフトキーイング（Quadrature Phase Shift Key, QPSK）変調されると、ＲＦ／アナログ部110は、同相（In-phase, I）信号および直角（Quadrature, Q）信号を出力する。処理されたアナログ信号は、アナログ対ディジタルコンバータ（Analog to Digital Converter, ADC）112に接続され、ＡＤＣ112において、信号はサンプリングされ、ディジタル表現に変換される。
【００１４】
受信信号のディジタル表現は、ＣＤＭＡ復調器120に接続され、到来信号から直接系列拡散が取り除かれる。ＣＤＭＡ復調器は、パイロット信号を回復する機能ブロックを表わす。IS-95またはCDMA2000システムにおいて、パイロット信号は、ゼロのウオルシュ符号で拡散されるゼロのビットストリームである。パイロット信号のチップは、１つのセルまたはセクターを他から分離するのに使用される短い疑似雑音（pseudo noise, PN）系列で符号化される。ずれによって、各セクターにおいてウオルシュ符号を再使用することができる。パイロット信号を符号化するのに使用されるＰＮ系列と相関させ、パイロット信号の位相を回復する。
【００１５】
結果の逆拡散されたシンボルを、デインターリーバ130に接続する。伝送信号をインターリーブして、誤りのバーストの影響を軽減する。誤りのバーストは、例えば、マルチパスが受信機のフロントエンドにおいて破壊的に結合するために、信号が急速にフェードすることによって生じる。伝送前のシンボルのインターリービングおよび受信後のデインターリービングにより、誤りのバーストは適時に拡散し、ランダムな誤りであるかのように復号器に表示される。デインターリーバ130は、受信シンボルをブロックデインターリービングし、シンボルを、送信機においてインターリービングする前の順序に配置し直す。デインターリーブされたシンボルは、復号器140の入力に接続される。
【００１６】
シンボルは、送信機で使用された符号化処理と同じやり方で復号される。通信リンクの異なるチャネルでは、異なるタイプの順方向誤り訂正（Forward Error Correction, FEC）を使用する。チャネルは、個々の無線構成に依存して、異なるタイプのＦＥＣを使用する。例えば、シンボルは、支援される無線構成に依存して、畳込み符号化またはターボ符号化される。
【００１７】
受信機100は、シンボルを畳込み符号化するときは、復号器140として、ビタビ復号器のような畳込み復号器を構成し、シンボルをターボ符号化するときは、復号器140として、ターボ復号器を構成する。復号器140から出力された、復号されたビットは、パリティビットまたは巡回冗長検査（Cyclic Redundancy Check, CRC）ビットのような、他の信号品質指標も含む。復号器140の出力は、追加の処理段に接続されるか、または制御レジスタまたはユーザインターフェイスのような宛先に接続される。後の段は、分かり易くするために、図１には示されていない。
【００１８】
受信機100内の各段は、動作上で、プロセッサ180に接続される。プロセッサは、メモリ190とインターフェイスし、そこから命令を受信する。プロセッサは、受信機のタスクの一部を管理、補助、または実行する。さらに加えて、プロセッサ180は、受信機の機能の１つから他の機能へ結果を通信する。
【００１９】
雑音によって、パイロット信号の正確な解明が損われるので、パイロット信号フィルターを使用して、受信信号の雑音の帯域幅を制限する。パイロット信号フィルターの帯域幅が、パイロット信号の帯域幅よりも著しく広いときは、対応する雑音の帯域幅は最適化されない。パイロット信号フィルターの雑音帯域幅が広過ぎると、受信パイロット信号のＳＮＲが下がる。ＳＮＲが低い状況のもとで、通信リンクが動作しているときは、雑音帯域幅が広過ぎると、受信機がパイロット信号を回復する能力が相当に下がる。
【００２０】
パイロット信号フィルターは、パイロット信号の一部を減衰するので、パイロット信号フィルターの帯域幅は、パイロット信号の帯域幅よりも相当に狭くはない。パイロット信号フィルターの帯域幅が狭いと、パイロット信号の一部を失うことになり、高速にフェードする状況に対する応答時間が遅くなる。
【００２１】
パイロット信号フィルターは、ＡＤＣの前にアナログ形式で構成しても、またはＡＤＣの後にディジタルフィルターとして構成してもよい。パイロット信号フィルターは、ディジタルフィルターとして構成するときは、大量の計算を必要とせず、かつ位相遅延誤りを生じないことが好ましい。これを実現するための１つのやり方では、単極無限インパルス応答（Infinite Impulse Response, IIR）フィルターを使用する。解明されたパイロット信号を使用して、チャネル信号内の情報を整列してもよい。パイロット信号フィルターは、どのような形をとってもよく、例えば、パイロット信号源をサンプリングし、かつシステムがディジタルであるときは、単極または双極フィルター、すなわちＩＩＲまたは有限インパルス応答（Finite Impulse Response, FIR）フィルターであってもよい。
【００２２】
パイロット信号の帯域幅は、ドップラーシフト、マルチパス、またはフェージング効果のような種々の要素によって変わる。このような変化が起きると、前に最適だったパイロットフィルターは、雑音を通し過ぎてしまうか、または結果のパイロット信号を遮断し始める。したがって、受信パイロット信号の帯域幅にしたがって、パイロット信号フィルターのパラメータを動的に変更することが望ましい。図２は、受信パイロット信号を処理して、パイロット信号に関する情報を得て、パイロット信号フィルターの適切なパラメータを選択する第１の技術を示している。受信チャネル信号は、パイロット信号202および雑音信号204を含むものとして表現されている。第１のフィルター、Ｈ１ 210は、第１の帯域幅推定フィルターの応答特性を表わす、対応する第１の伝達関数をもつ。図２において、Ｈ１ 210は、低域通過フィルターとして示されており、その遮断周波数208は、パイロット信号202の最高周波数206よりも相当に低い。別の形のフィルターも使用してよいことが分かるであろう。第1のフィルター210は、パイロット信号の対応する第１の部分と、フィルター210の通過帯域内の付随する雑音とを通す。
【００２３】
第２のフィルター、Ｈ２ 220は、第２の帯域幅推定フィルターの応答特性を表わす、対応する第２の伝達関数をもつ。図２には、第２のフィルター220の伝達関数は、帯域通過フィルターとして示されているが、他の形のフィルターを使用してもよい。第２のフィルター220は、パイロット信号の対応する第２の部分を通す。図２において、第１のフィルター、Ｈ１ 210の通過帯域は、第２のフィルター、Ｈ２ 220の通過帯域とオーバーラップしていないことが示されている。特定のフィルターの通過帯域は、伝達関数が、通過帯域周波数に関係する規定量分の信号の減衰を示すときの周波数として解釈される。通常のフィルターの通過帯域は、−３デシベルの周波数によって定められるが、通過帯域は、−６デシベルの周波数、−１０デシベルの周波数、または減衰レベルに対応する他の周波数によっても定められる。さらに加えて、第１のフィルター210および第２のフィルター220の伝達関数は、比較的にフラットな通過帯域および同じ通過帯域振幅を示す。必ずしも比較的にフラットな通過帯域でなくてもよいこと、および第１のフィルター210および第２のフィルター220が同じ通過帯域特性をもたなくてもよいことが分かるであろう。したがって、第１のフィルター210の通過帯域の減衰は、第２のフィルター220より大きくても、小さくても、または同じでもよい。さらに加えて、フィルターの伝達関数は対称であってもよいが、必ずしもそうでなくてもよい。
【００２４】
雑音フィルター、Ｎ 230は、雑音推定フィルターとして使用される、対応する伝達関数をもつ。図２は、高域通過フィルターである雑音フィルター230の伝達関数を示しているが、雑音フィルター230に他の形のフィルターも使用してよいことが分かるであろう。雑音フィルター230は、高域通過フィルターとして構成されてもよいが、高域通過フィルターを通る雑音電力を制限し、無限でないように、受信信号の雑音の帯域幅を、追加の要素（図示されていない）によって制限してもよいことが分かるであろう。雑音フィルター230の伝達関数は、パイロット信号202の帯域幅外になるように選択することが好ましい。図２に示されている場合において、“外”は、パイロット信号周波数より“上”を意味するが、他の環境において、パイロット信号202は０ヘルツに中心を置かず、この場合は、雑音帯域フィルターは他に位置する。雑音フィルター230を通る信号が、各パイロット帯域幅推定フィルターにおける雑音を推定する信号を表わすように、雑音フィルター230の応答を選択する。雑音推定は、帯域通過フィルターからも求められ、パイロット信号を含む他の信号の重要でない部分、すなわち雑音推定を得るために取り除かれると予測される既知の信号とオーバーラップする。
【００２５】
したがって、図２に記載されているスペクトラムによって示されているように、受信パイロット信号は、第１のフィルター210、第２のフィルター220、および雑音フィルター230の各々によってフィルターにかけられる。フィルターにかけた後で、パイロット帯域幅推定フィルターの各々から出力されたパイロット信号の成分が判断される。雑音成分は、雑音フィルター230の出力から判断される。
【００２６】
パイロット信号成分は、周知の手段によって、例えば、単位帯域幅当りの電力を評価することによって容易に判断される。同様の評価を、雑音フィルター Ｎ 230からの出力に行なう。１つの実施形態において、パイロット帯域幅推定フィルターおよび雑音フィルターは、アナログフィルターであり、各成分は、受信信号強度指標（Received Signal Strength Indication, RSSI）を使用して判断される。ＲＳＳＩは、例えば、ダイオード検出器を使用して判断される。したがって、第１のフィルター210の出力に対してＲＳＳＩを判断し、第１のフィルター210の帯域幅内に存在するパイロット信号および雑音の信号強度の推定を得る。同様に、第２のフィルター220の出力のＲＳＳＩは、第２のフィルター220の帯域幅内に存在するパイロット信号および雑音の信号強度の推定を与える。雑音フィルター230の出力のＲＳＳＩは、雑音フィルター230の帯域幅内に存在する雑音の信号強度の推定を与える。
【００２７】
第１のフィルター210、第２のフィルター220、および雑音フィルター230がディジタル形式で構成されるとき、各信号または雑音の成分はディジタル形式で判断される。ディジタルフィルターは、有限インパルス応答（ＦＩＲ）、無限インパルス応答（ＩＩＲ）、または他のタイプのディジタルフィルターであってもよい。ＦＩＲまたはＩＩＲフィルターの構成において、ファームウエアにおける実施を容易にするために、フィルターは二次以下であってもよい。しかしながら、同等の設計の制約が存在しないときは、任意の次数のフィルターを使用してもよい。
【００２８】
ＲＳＳＩは、フィルターを通る信号の電力を判断することによって、ディジタル形式で判断される。このシステムが、IS-95またはCDMA2000の標準規格にしたがって動作するシステムにおいて実行されるとき、フィルターの各々からの信号は、直角位相のＩおよびＱ信号である。直角位相信号を加算し、二乗し、その後でフィルターにかけ、ＲＳＳＩ電力推定を生成する。その代りに、信号の振幅を二乗し、所定の時間期間において二乗値を累算することによって、信号エネルギーを判断してもよい。さらにその代りに、フィルターにかけられた信号の大きさは、フィルターにかけられた信号の振幅の絶対値をとって、所定の時間期間において累算することによって判断してもよい。一般に、パイロット信号成分のＲＳＳＩを判断するのに使用される同じ技術は、雑音成分のＲＳＳＩを判断するのに使用される。パイロット信号成分および雑音成分に対して同じ技術を使用すると、ＲＳＳＩ技術のためにＲＳＳＩへ取込まれる統計上のばらつきは、信号においても、雑音において同じになることが保証される。
【００２９】
次に、第１のフィルターにかけられたパイロット信号成分の判断された大きさを、第２のフィルターにかけられたパイロット信号成分の大きさと比較する。判断された大きさが、受信パイロット信号202を反映する程度を向上するために、フィルターにかけられた信号の大きさから、雑音信号の判断された大きさを減算した後で、それらを比較する。大きさを判断して比較する１つのやり方では、種々の信号の単位帯域幅当りの電力に比例する値を計算する。しかしながら、受信パイロット信号202の帯域幅を推測する同じ効果を実現するのに、信号の大きさを判断して比較する他の方法も採用してよい。
【００３０】
したがって、１つの実施形態では、雑音フィルター230からのＲＳＳＩを調整して、第１のフィルター210および第２のフィルター220の各々における雑音電力の推定を求める。例えば、第１のフィルター210の帯域幅を、雑音フィルター230の帯域幅よりも２０％狭いと仮定する。雑音フィルター230の出力のＲＳＳＩを、１／（１．２０）倍に調整して、第１のフィルター帯域幅における雑音電力の推定を求める。同様に雑音フィルター230の出力のＲＳＳＩを調整して、第２のフィルター220の帯域幅と整合させる。
【００３１】
閾値関数Ｇ（ｆ）は、（第１のフィルター210の出力の訂正ＲＳＳＩ値）対（第２のフィルター220の出力の訂正ＲＳＳＩ値）の比として定められる。したがって、関数Ｇ（ｆ）は、次の式（１）のように定められる。
【００３２】
【数１】
2005521361.tif 000003
例示のＧ（ｆ）の式において、ＲＳＳＩ（Ｈ２）は、第２のフィルター、Ｈ２ 220の出力から判断されるＲＳＳＩ値を表わす。同様に、ＲＳＳＩ（Ｈ１）は、第１のフィルター、Ｈ１ 210の出力から判断されるＲＳＳＩ値を表わし、ＲＳＳＩ（Ｎ）は、雑音フィルター、Ｎ 230の出力から判断されるＲＳＳＩ値を表わす。第１のフィルター210および第２のフィルター220の帯域幅が、雑音フィルター230の帯域幅と異なるとき、ＲＳＳＩ（Ｎ）は、調整された雑音電力値を表わす。上述の例において、Ｇ（ｆ）の値がより大きいときは、パイロット信号の帯域幅がより広いことを示し、より広いパイロットフィルターの帯域幅を使用することを示す。Ｇ（ｆ）の値がより小さいときは、パイロット信号の帯域幅がより狭いことを示し、より狭いパイロットフィルターの帯域幅を使用して、帯域内の雑音電力を最小化することによって性能を向上する。パイロットフィルターの帯域幅は、Ｇ（ｆ）の各値を計算するときに更新されるか、または別の所定のスケジュールで更新される。IS-95またはCDMA2000にしたがって動作する通信システムでは、パイロットフィルターの帯域幅は、フレームごとに更新される。したがって、IS-95またはCDMA2000の構成では、パイロットフィルターの帯域幅は、２０ミリ秒ごとに更新される。したがって、信号を受信したときに、受信パイロット信号の帯域幅を推定し、推定に基づいて、パイロットフィルターの帯域幅を調節する。したがって、パイロットフィルターの帯域幅は、実質的に実時間で変化する。
【００３３】
１つの実施形態において、関数Ｇ（ｆ）の出力は、所定の閾値定数に対する閾値にされ、パイロットフィルターの帯域幅は、Ｇ（ｆ）が閾値よりも高いか、または低いかに依存して変更される。代わりの実施形態では、多数の所定の閾値およびパイロットフィルターの帯域幅は、Ｇ（ｆ）の値が含まれる閾値に依存して変更される。さらに別の実施形態では、パイロットフィルターの帯域幅は、Ｇ（ｆ）の値に基づいて連続的に変更される。
【００３４】
アナログフィルターの帯域幅は、フィルター素子の成分値を変更することによって調節される。例えば、バラクターを使用して、キャパシタンス値、したがってフィルターの帯域幅を変更する。バラクター制御電圧は、個別のステップで変更しても、または連続的に変更してもよい。ディジタルフィルターの帯域幅は、フィルター係数を変更することによって変更する。フィルター係数は、所定の個別の値にしたがって変更しても、または増分値分変更して、フィルターの帯域幅を実質的に連続的に変更してもよい。
【００３５】
図２に示されている実施形態は、２つのパイロット帯域幅推定フィルターに制限されない。追加のフィルターを取入れて、周波数の関数として、受信パイロット信号の電力分配のより詳しい推定を得てもよい。２つ以上のパイロット帯域幅の推定フィルターが構成されるときは、１つのＧ（ｆ）の関数を使用しても、複数のＧ（ｆ）の関数を使用してもよい。各々が独立の閾値をもつ多数のＧ（ｆ）の関数を実行しても、閾値比較ツリーを生成して、種々のＧ（ｆ）の関数値を、対応する閾値と比較してもよい。その後で、比較結果を使用して、希望のパイロット信号の帯域幅を判断してもよい。既に記載したように、パイロットフィルターを、ＩＩＲフィルターのようにディジタル形式で構成するときは、種々のＧ（ｆ）関数値の結果を使用して、１つ以上のＩＩＲフィルターの係数を判断してもよい。
【００３６】
図３は、図２で既に記載した実施形態の変形の実施形態における周波数スペクトラム300の例を示している。第１の帯域幅推定フィルターＨ１ 310は、第１の伝達関数をもち、図２に示されている低域通過フィルターに類似した低域通過フィルターとして構成される。第２の帯域幅推定フィルターＨ２ 320は、図２に示されている帯域通過応答ではなく、図３に示されている低域通過応答をもつ。第１の帯域幅推定フィルターＨ１ 310および第２の帯域幅推定フィルターＨ２ 320は、低域通過フィルターであるので、Ｈ２ 320の帯域幅は、Ｈ１ 310を含む。図３に示されている実施形態において、フィルターＨ１ 310およびＨ２ 320は、実質的にオーバーラップするように選択される。２つのフィルターＨ１ 310およびＨ２ 320の周波数応答は、異なる振幅をもつように示されているが、フィルターの通過帯域応答は同じであるように選択しても、異なるように選択してもよいことが分かるであろう。雑音フィルター330は、受信パイロット信号202の予測帯域幅外で実行され、受信雑音電力の推定を与える。
【００３７】
異なるフィルターによって生成される信号は、実質的にオーバーラップしていても、オーバーラップしていなくても、パイロット信号202の形状を推測するためにも使用され、パイロットフィルターのパラメータをよりよく選択することが分かるであろう。パイロット信号202の予測スペクトラムに依存して、２つの低域通過、２つの帯域通過、または高域通過および帯域通過のフィルターの組合せが適する。
【００３８】
帯域幅推定フィルター、Ｈ１ 310およびＨ２ 320の各々から出力された受信パイロット信号成分の大きさは、図２に関係して既に記載したやり方で判断される。パイロット信号成分の大きさは、雑音フィルター330からの大きさ推定から推測される雑音信号204の寄与を補償するように大きさ推定を調節することによって、向上する。Ｈ１ 310およびＨ２ 320内のパイロット信号の大きさの比較は、雑音が補償されていても、補償されていなくても、Ｈ２から得た大きさから、Ｈ１から得た大きさを減算することを含む。
【００３９】
図２に示されている実施形態に関連して記載したように、フィルタリング方法および大きさを判断するのに使用される方法に関係なく、２つ以上の大きさの比較は、Ｇ（ｆ）の関数で表される。Ｇ（ｆ）は、例えば、大きさの単純比、雑音を補償された大きさの比、または大きさのより複雑な関数を表わす。これらの場合の何れかでは、１つの閾値および一連の閾値を計算するか、または経験的に判断し、Ｇ（ｆ）が特定の閾値を越えるかどうかに基づいて、パイロット信号フィルターのパラメータを動的に変更する。Ｇ（ｆ）は、２つ以上の副信号の大きさのより複雑な比較も表わす。例えば、３つの副信号を比較する場合に、Ｇ（ｆ）は、（第１の大きさから第２の大きさへのスロープ）対（第２の大きさから第３の大きさへのスロープ）の比を表わす。ここでも、種々のやり方で多数の副信号の大きさを比較し、Ｇ（ｆ）の値を得る。同様に、計算、ルックアップテーブル、等を含む種々の方法を使用して、パイロット信号フィルターのパラメータを、Ｇ（ｆ）の値に応答して動的に変更してもよい。Ｇ（ｆ）は、２つ以上の連続する測定値の合成結果から求められる。受信パイロット信号の連続のサンプルまたは１つのサンプルから、種々の大きさ値を判断してもよい。
【００４０】
図４は、別の実施形態の周波数スペクトラムの例を表わしている。図４に示されている実施形態は、図２に示されている実施形態に類似している。実質的にオーバーラップしていない複数のフィルターを使用して、雑音204があるときの受信パイロット信号202の帯域幅を推定する。しかしながら、フィルターＨ１．．．Ｈ４は、フィルターではなく、相関器である。フィルターＨ１ 410、Ｈ２ 412、Ｈ３ 414、Ｈ４ 416、およびＮ 420の各々は、積分およびダンプ相関器である。積分およびダンプ相関器は、ディジタル信号プロセッサ（Digital Signal Processor, DSP）を使用して構成される。フィルターは、希望中央周波数において、受信パイロット信号202および雑音を、シヌソイドのような信号と相関させることによって生成される。
【００４１】
フィルターＨ１ 410、Ｈ２ 412、Ｈ３ 414、Ｈ４ 416、およびＮ 420の各々は、それぞれＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、およびＮの中心周波数において、受信パイロット信号202および雑音204を、循環指数と相関させることによって得られる。他のフィルタリング技術を用いて、一連の比較的に狭い帯域通過として、または本質的に、問題の周波数において評価される信号のフーリエ変換として考えられるものを与えてもよい。積分およびダンプ相関器は、狭い通過帯域をもつ高次の同期（(sin x)/x）ＦＩＲフィルターであってもよい。
【００４２】
例えば、Ｈ１ないしＨ４を使用して、いくつかの所定の周波数点における信号強度を測定し、Ｎ420から求めた雑音信号強度を補償することによって、パイロット信号202の帯域幅の変化を監視してもよい。しかしながら、相関の実施形態を使用して、図２に示されている１組の周波数帯域のみを評価してもよい。周波数460は、パイロット信号202の電力が雑音信号電力にほぼ等しい周波数において判断される。判断された周波数460のあたりに遮断周波数が設定されるように、パイロット信号フィルターのパラメータを調節してもよい。
【００４３】
受信信号は、サンプル周波数ｆＳにおける一連のサンプルＰｏｔ（ｎ）によって表される。信号Ｈ１ 410ないしＨ４ 416およびＮ 420は、受信信号と、適切な角振動数ωにおける循環指数との相関である。各信号Ｈｋ（例えば、Ｈ１、Ｈ２、．．．）またはＮは、式２のように判断される。
【００４４】
【数２】
2005521361.tif 000004
式２は離散フーリエ変換を表わしていることが分かるであろう。したがって、相関器の帯域幅は、積分長Ｌを調節することによって変更されることが分かるであろう。結果は、Ｌ次のＦＩＲフィルターである積分およびダンプ相関器である。適切に推定するために、Ｌは少なくとも２であり、好ましくは、３以上である。計算の労力を小さく維持するために、計算は、次の技術によって簡潔化される。これを、式３に示す。
【００４５】
【数３】
2005521361.tif 000005
【００４６】
【数４】
2005521361.tif 000006
式３を式２と比較すると、Δ＝ω／ｆＳであり、ωは、選択された信号Ｈｋ（Ｈ１、Ｈ２、など、またはＮ）の角振動数である。各和において、値はｎ＝０で判断され、後の値（ｎ＝１，２，．．．）は、前の値を、一定の複素数値Ｍによって乗算することによって判断される。ＤＳＰを使用して計算を行うとき、cos(Δ)およびsin(Δ)の値を予め判断し、記憶し、規定のレジスタにおいて複素数の計算を行ない、複素数の実部および虚部の計算を成立させる。
【００４７】
各フィルター内のパイロット信号成分の大きさは、相関の後で判断される。その後で、生成された値は、図２の実施形態に関して定められているように、適切に定められたＧ（ｆ）の関数に与えられる。その後で、Ｇ（ｆ）の関数の出力値を、対応する閾値と比較し、パイロットフィルターの係数を判断するか、またはさもなければ、パイロットフィルターの帯域幅を変更する。
【００４８】
パイロットのフィルターの帯域幅をフレームごとに更新するときは、相関させ、かつ狭い通過帯域の高次の同期ＦＩＲフィルターをもつ時間は十分にある。高次のフィルターは、受信パイロット信号の帯域幅を正確に推定することができる。例として、１フレームは、１．２２８８メガチップ秒のチップレートをもつシステムにおける２０ミリ秒の時間を表わす。したがって、任意の１フレームには、２４，５７６チップが含まれる。
【００４９】
図５は、パイロットフィルター調節の実施形態の機能ブロック図を示す。受信パイロット信号およびそれに伴う雑音は、帯域幅推定器510へ供給される。帯域幅推定器510は、受信パイロット信号の帯域幅を判断する。帯域幅推定器510の出力は、１つの信号であっても、複数の信号であってもよい。帯域幅推定器510の出力は、ＲＳＳＩフィルター520へ接続される。ＲＳＳＩフィルター520は、大きさ推定器とも呼ばれる。ＲＳＳＩフィルター、すなわち大きさ推定器は、帯域幅推定器510から出力された複数の信号のＲＳＳＩを判断するか、または信号エネルギーまたは信号の大きさを判断する。ＲＳＳＩフィルター520の出力は、スレッショルダー530に接続される。スレッショルダー530は、信号比較器とも呼ばれる。スレッショルダー530、すなわち信号比較器は、少なくとも１つのＧ（ｆ）の関数の値を判断し、その値と、所定の閾値とを比較する。この比較の結果に基づいて、パイロットフィルターの帯域幅を調節する。パイロットフィルターがディジタルフィルターとして構成されるときは、対応するＧ（ｆ）の関数の値を使用して、フィルターの係数を変更する。スレッショルダー530の出力は、実際のフィルター係数、フィルター係数にマップされる値、電圧、電流、またはパイロットのフィルターの帯域幅を調節するのに使用される他の信号を表わす。
【００５０】
図６ａは、帯域幅推定器510の1つの実施形態の機能ブロック図を示している。図６ａにおいて、帯域幅推定器510は、複数のフィルターＨ１ 610ないしＮＨ 640を含む。フィルターの周波数応答は、図２に示されているように、実質的にオーバーラップしていなくても、図３に示されているように、オーバーラップしていてもよい。
【００５１】
図６ｂは、帯域幅推定器510の代わりの実施形態についての機能ブロック図を示している。図６ｂにおいて、帯域幅推定器510は、図４に関して記載されているような、相関器650を含む。相関器650は、例えば、プロセッサ652およびメモリ654を含み、積分およびダンプ相関器を生成する。
【００５２】
上述の実施形態は、受信パイロット信号の帯域幅を推定し、かつ推定に部分的に基づいてパイロットフィルターの帯域幅を変更することに関係して記載されている。しかしながら、開示されている技術および実施形態を使用して、種々の通信リンクにおける受信信号の帯域幅と、向上した通信リンクの性能を許容するように変更される対応するフィルター帯域幅とを推定することが分かるであろう。
【００５３】
上述の詳細な記述では、種々の実施形態に適用される発明の新奇な特徴を示し、記載し、指摘しているが、当業者は、本発明の意図から逸脱することなく、示されている装置または処理の形態および詳細に種々の削除、置換、および変更を行ってもよいことが分かるであろう。本発明の技術的範囲は、上述の記述によってではなく、特許請求項によって示されている。特許請求項に相当するものの意味および範囲内の全ての変更は、その技術的範囲内に含まれる。
【００５４】
当業者には、情報および信号が、種々の異なる技術および技能を使用して表現されることが分かるであろう。例えば、上述で全体的に参照したデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁粒、光の界または粒子、あるいはその組み合わせによって適切に表現される。
【００５５】
当業者には、ここに開示されている実施形態に関係して記載された種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムのステップが、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエア、またはこの両者の組合せとして実現されることも分かるであろう。ハードウエアとソフトウエアとのこの互換性を明らかに示すために、種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上述で全体的に機能に関して記載した。このような機能が、ハードウエアとして実行されるか、またはソフトウエアとして実行されるかは、全体的なシステムに課された特定の応用および設計の制約に依存する。熟練した技能をもつ者は、各個々の応用ごとに種々のやり方で開示された機能を実行するが、このような実行の決定は、本発明の技術的範囲から逸脱すると解釈すべきではない。
【００５６】
ここに開示されている実施形態に関係して記載されている種々の例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit, ASIC）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array, FPGA）または他のプログラマブル論理装置、ディスクリートなゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートなハードウエア構成要素、あるいはここに記載されている機能を実行するように設計された組合せと共に構成または実行される。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、その代わりに、プロセッサは、従来のプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、または状態機械であってもよい。プロセッサは、計算機の組合せ、例えば、１つのＤＳＰと１つのマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、１つ以上のマイクロプロセッサと１つのＤＳＰのコアと組み合わせ、または他のこのような構成としても実現される。
【００５７】
ここに開示されている実施形態に関係して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエアにおいて、プロセッサによって実行されるソフトウエアモジュールにおいて、または２つの組み合わせにおいて、直接的に具体化される。ソフトウエアモジュールは、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、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、またはこの技術において知られている記憶媒体の他の形態の中にあってもよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサに接続され、プロセッサは、記憶媒体から情報を読み出し、かつ記憶媒体へ情報を書き込むことができる。その代りに、記憶媒体は、プロセッサと一体構成であってもよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣの中に含まれていてもよい。ＡＳＩＣは、移動局、基地局、および基地局制御装置の中に含まれていてもよい。その代りに、プロセッサおよび記憶媒体は、ディスクリートな構成要素として含まれていてもよい。
【００５８】
開示された実施形態についてのこれまでの記述は、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与えられている。当業者には、これらの実施形態に対する種々の変更は容易に明らかであり、ここに定められている一般的な原理は、本発明の意図および技術的範囲から逸脱しないならば、他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明は、ここに示された実施形態に制限されることを意図されず、ここに開示されている原理および新奇な特徴に一致する最も幅広い範囲にしたがうことを意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】チャネル信号と共にパイロット信号を受信するための移動装置を示す図。
【図２】オーバーラップしていない信号を使用して、パイロットの帯域幅推定を示す図。
【図３】オーバーラップしているフィルターを使用して、パイロットの帯域幅推定を示す図。
【図４】信号と複数の異なるシヌソイドとの相関を使用して、パイロットの帯域幅推定を示す図。
【図５】パイロットフィルターの調節の実施形態の機能ブロック図。
【図６】帯域幅推定器の実施形態の機能ブロック図（ａおよびｂ）。
【符号の説明】
【００６０】
100・・受信機、202・・パイロット信号、204・・雑音信号、206・・最高周波数、208・・遮断周波数、210,220,230,310,320,330,410,412,414,416,420,610,620,630,640・・フィルター、300・・周波数スペクトラム、460・・周波数、510・・帯域幅推定器。
【図１】
2005521361.tif 000007
【図２】
2005521361.tif 000008
【図３】
2005521361.tif 000009
【図４】
2005521361.tif 000010
【図５】
2005521361.tif 000011
【図６】
2005521361.tif 000012
【国際調査報告】
2005521361.tif 000013
2005521361.tif 000014