(57)【要約】  決定境界の推定による、１６−ＱＡＭ信号等の受信信号に対して高速かつ簡単なＭ−ＱＡＭ検知を実行する方法およびシステムについて記載する。ある個数のシンボルについて受信信号の同位相および直交位相成分の振幅情報が収集される。当該個数のシンボルについて同位相成分および直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均が決定される。同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値が、決定境界推定値を生成するための基準を与える。推定値は、バイアス補正された決定境界推定値を生成すべく受信信号の推定された信号対干渉比（「ＳＩＲ」）に基づいている。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号に関してＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定する方法であって、
ある個数のシンボルについて前記受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定するステップと、
前記個数のシンボルについて前記同位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するステップと、
前記個数のシンボルについて前記直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するステップと、
前記同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定するステップとを含む方法。
【請求項２】
バイアス補正された決定境界推定値を生成するために、前記決定された基準座標のバイアス補償を実行する追加的ステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記バイアス補償が、前記受信信号の推定された信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記バイアス補償を実行するステップが、所定の値の表からバイアス補償値を選択するステップを含み、前記選択されたバイアス補償値が、前記推定されたＳＩＲを含むＳＩＲ群の範囲に対応している、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記バイアス補償値が、バイアス補償を実行すべく前記基準座標から減算される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記受信信号が、通信システム内のデータ・チャネルである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記データ・チャネルが、高速物理ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＰＤＳＣＨ）である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記受信信号が、１６−ＱＡＭ変調信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記受信信号が高次Ｍ−ＱＡＭ変調信号である場合に、複数の次元基準座標を取得すべく前記基準座標をスケーリングする追加的ステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
受信信号に関してＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するシステムであって、
ある個数のシンボルについて前記受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定するロジックと、
前記個数のシンボルについて前記同位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するロジックと、
前記個数のシンボルについて前記直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するロジックと、
前記同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定するロジックとを含むシステム。
【請求項１１】
バイアス補正された決定境界推定値を生成するために、前記決定された基準座標のバイアス補償を実行するロジックを更に含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記バイアス補償が、前記受信信号の推定されたＳＩＲに基づいている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記バイアス補償を実行するロジックが、所定の値の表からバイアス補償値を選択するロジックを含み、前記選択されたバイアス補償値が、前記推定されたＳＩＲを含むＳＩＲ群の範囲に対応している、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記バイアス補償値が、バイアス補償を実行すべく前記基準座標から減算される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記受信信号が、通信システム内のデータ・チャネルである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記受信信号が、１６−ＱＡＭ変調信号である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記受信信号が高次Ｍ−ＱＡＭ変調信号である場合に、複数の次元基準座標を取得すべく前記基準座標をスケーリングする追加的ロジックを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
受信信号に関してＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定する方法であって、
ある個数のシンボルについて前記受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定するステップと、
前記個数のシンボルについて前記同位相成分および直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するステップと、
前記同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて、決定境界推定値を生成するための基準値を決定するステップとを含む方法。
【請求項１９】
バイアス補正された決定境界推定値を生成するために、前記決定された基準値のバイアス補償を実行する追加的ステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記バイアス補償が、前記受信信号の推定されたＳＩＲに基づいている、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記バイアス補償を実行するステップが、所定の値の表からバイアス補償値を選択するステップを含み、前記選択されたバイアス補償値が、前記推定されたＳＩＲを含むＳＩＲ群の範囲に対応している、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
受信信号に関してＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するシステムであって、
ある個数のシンボルについて前記受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定するロジックと、
前記個数のシンボルについて前記同位相成分および直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するロジックと、
前記同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定するロジックとを含むシステム。
【請求項２３】
バイアス補正された決定境界推定値を生成するために、前記決定された基準座標のバイアス補償を実行するロジックを更に含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記バイアス補償が、前記受信信号の推定された信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記バイアス補償を実行するロジックが、所定の値の表からバイアス補償値を選択するロジックを含み、前記選択されたバイアス補償値が、前記推定されたＳＩＲを含むＳＩＲ群の範囲に対応している、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
Ｍ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するコンピュータプログラムを含むコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムが、
ある個数のシンボルについて前記受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定するステップと、
前記個数のシンボルについて前記同位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するステップと、
前記個数のシンボルについて前記直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するステップと、
前記同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定するステップとを含む、コンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記コンピュータプログラムが、バイアス補正された決定境界推定値を生成するために、前記決定された基準座標のバイアス補償を実行する追加ステップを実行する、請求項２６に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２８】
前記バイアス補償が、前記受信信号の推定された信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいている、請求項２７に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項２９】
前記バイアス補償を実行するステップが、所定の値の表からバイアス補償値を選択することを含み、前記選択されたバイアス補償値が、前記推定されたＳＩＲを含むＳＩＲ群の範囲に対応している、請求項２８に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３０】
自身が信号を受信した際にＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するユーザー機器であって、
ある個数のシンボルについて前記受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定するロジックと、
前記個数のシンボルについて前記同位相成分および直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定するロジックと、
前記同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定するロジックとを含むユーザー機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線通信に用いられる変調信号の検知に関する。より具体的には、本発明は通信システムにおけるマルチレベル直交振幅変調（「Ｍ−ＱＡＭ」）検知に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル通信システムにおいて、情報を交換すべく、情報を表わすデジタルシンボルが異なるノード（例えば、基地局、移動電話等）間で送信される。
【０００３】
オープンシステム相互接続（「ＯＳＩ」）モデルと一般に呼ばれる階層型モデルを用いて通信システムを記述する場合が多い。ビットで構成された情報ストリームが送信される当該モデルの最下層は一般に物理層と呼ばれ、情報は多くの場合、異なる物理チャネル経由で送信される。物理チャネルは構成に応じて、所定の品質のサービスを提供する。簡単に言えば、物理チャネルは、所定フォーマットでのビットのフォーマット化、符号化、インターリーブ化、キャリア変調、媒体経由での送信、ダウンコンバージョン、復調、逆インターリーブ化、および前方誤り訂正を含んでいる。また、時間および周波数の両面での同期化やチャネル推定等、適切な動作に必要な多くの他の機能がある。情報シンボルのうちのパイロット・シンボルが物理チャネル経由で送信される場合が多い。これらのパイロット・シンボルは次いで、同期化およびチャネル推定値を得るために受信器で用いられる。チャネル推定値は、送信されたシンボルがどのようにチャネル（変調、ＴＸフロントエンド、媒体、ＲＸフロントエンド、および復調器を含む）の影響を受けるかを記述するものであり、受信器において信号を再構成するために用いる。換言すれば、チャネル推定値は、無線チャネルの応答を受信器で補償できるように、その決定を支援する。
【０００４】
物理チャネルとしては、専用チャネル、共有チャネル、および放送チャネルの３種類が有り得る。放送チャネルは全てまたは一群のユーザーへ共通の情報を搬送する一方、共有チャネルは多くのユーザーが利用できるデータ・チャネルである。専用物理チャネルは一度に一人のユーザーのみが利用可能である。
【０００５】
媒体は、異なるノードのアンテナ間で電磁気または光信号を搬送する。無線通信システムにおいて、媒体は「自由空間」で構成され、信号はこの媒体中を伝播する電磁波である。
【０００６】
基地局は、多数の物理チャネルを用いて送信を行なう場合が最も多い。時分割多重アクセス（「ＴＤＭＡ」）システムでは、同一基地局からの物理チャネルは、時間を（多数の搬送波が用いられる場合は周波数も）用いて分離される。周波数分割多重アクセス（「ＦＤＭＡ」）システムでは、周波数だけを用いて異なる物理チャネルを分離する。符号分割多重アクセス（「ＣＤＭＡ」）システムでは、符号を用いて（多数の搬送波が用いられる場合は周波数も）用いて異なるユーザーを分離する。
【０００７】
受信器では、受信信号が処理されて、以下「受信サンプル」または「受信サンプル・ストリーム」と呼ぶデジタル・サンプルのシーケンスまたはストリームが得られ、これらのサンプルは複素数で表わされる。例えば、受信信号はフィルタリングおよび増幅されて、同位相および直交局所発振器を用いてベースバンドまで下方混合（mix down）することができ、アナログ／デジタル（「Ａ／Ｄ」）転換および同期化処理の後で、複素受信サンプルのストリームが得られる。複素サンプル・ストリームｒ（ｎ）内の各サンプルは、実部および虚部の和で表わすことができる。すなわちｒ（ｎ）＝Ｉ（ｎ）＋ｊＱ（ｎ）であり、ここにＩ（ｎ）はサンプルの同位相成分を表わし、Ｑ（ｎ）はサンプルの直交成分を表わし、ｎはサンプル時刻の指標である。
【０００８】
より新しい第三世代（「３Ｇ」）のセルラー方式通信システムは、主として広帯域符号分割多重アクセス方式（「ＷＣＤＭＡ」）技術を利用する。高速ダウンリンク・パケット・アクセス（「ＨＳＤＰＡ」）として公知のＷＣＤＭＡ標準に対する拡張が、最近、第三世代パートナーシップ・プロジェクト（「３ＧＰＰ」）標準化組織内で標準化された。ＨＳＤＰＡは、高次変調や増加的冗長性等の公知の技術を、汎用モバイル３ＧＰＰ電気通信システム（「ＵＭＴＳ」）標準に導入する。ＨＳＤＰＡに導入された、高次変調はＭ−ＱＡＭであり、より具体的には１６値直交振幅変調（「１６−ＱＡＭ）であり、実際に、無線チャネル毎に送信可能なビットの数を従来のシステムの２倍にする。
【０００９】
一般に、１６−ＱＡＭは、２個の４レベル・パルス振幅変調（「ＰＡＭ」）信号を、２個の互いに直交する搬送波（ＩおよびＱ）に変調することにより、４２＝１６通りの可能なシンボル表現を与えながら達成される。従って、１６−ＱＡＭシンボルは、各々のＩまたはＱ直角の搬送波に基づく位相情報を含んでいる。対照的に、直交位相変移変調（「ＱＰＳＫ」）検知は位相情報だけを含んでいる。
【００１０】
ＷＣＤＭＡシステムの受信器はまた、時間多重化パイロット・シンボルまたは符号多重化パイロット・チャネル等の基準信号に依存して、無線チャネルの応答の推定値を計算する。通常、チャネルゲインおよび共通パイロット・チャネル（「ＣＰＩＣＨ」）の位相がこの目的でスロット毎に一回推定される。ＣＰＩＣＨは、関連する位相情報だけを含むＱＰＳＫ変調済みチャネルであり、従って位相基準のみを提供する。１６−ＱＡＭデータは、高速物理ダウンリンク共有チャネル（「ＨＳ−ＰＤＳＣＨ」）上を送信され、データ内の情報を回復するために位相および振幅情報の処理を必要とする。従ってチャネル推定およびシンボル検知に関して、位相基準に加えて振幅基準を確立するために、受信器に認識されていないＣＰＩＣＨとＨＳ−ＰＤＳＣＨとの間のゲインオフセットを決定しなければならない。
【００１１】
ゲインオフセットの推定値が無ければ、適当な検知を行なうために対応する１６−ＱＡＭコンステレーション用の決定境界を確立することができない。平均出力
【数１】
2007507122.tif 000003
を有する正規化された１６−ＱＡＭコンステレーションの例を図１に示す。コンステレーションは、１６個の同程度に生起し得るコンステレーション位置１００〜１１５および決定境界１２０〜１２５のグリッドを含んでいる。時間の経過と共に無線チャネルが初期信号のゲインと位相を変えるため、決定境界１２０〜１２５は連続的に更新されなければならず、決定境界１２０〜１２５が推定可能になるまで情報を格納することが必要である。従って、ＣＰＩＣＨ／ＨＳ−ＰＤＳＣＨゲイン差が推定される速度が増すにつれて、受信器の必要メモリが少なくなる。従って、オーバーヘッドをこのように節減するために、ゲイン差を極力速く推定することが有利である。ゲイン差推定器は従って高速に、好適には約半スロット内で、ゲイン差を推定できなければならない。
【００１２】
Ｍ−ＱＡＭにおける決定境界を推定するいくつかの方法が開示されている。例えば、「ＱＡＭ信号に関するパイロット対データ出力比のブラインド決定方法」、ＴＳＧ−ＲＡＮ作業部会１＃２１、２００１年８月２７〜３１日、において、決定境界の推定は、パイロット・チャネルの出力とデータ・チャネルの出力の比の推定に基づいている。この方式の短所には、２個の推定値のフィルタリングおよび分割の両方を必要とする事実が含まれる。本方法は従って、極めて複雑で、かつノイズが多い決定境界の推定値が結果的に得られる。
【００１３】
別の推定方法では、決定境界の推定が、信号出力推定値および後続する推定値の非線型変換に基づいていることを必要とする。この方式の短所もまた、非線型変換に起因する複雑さおよびノイズの多い推定値を含んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の方式における問題は、必要とされる計算の複雑度であり、その結果推定速度が遅くなり、その結果メモリに関してオーバーヘッドが増大して、ノイズの多い決定境界推定が得られる。従って、通信システムにおいて、より高速、より簡単、かつノイズが発生しにくいＭ−ＱＡＭ検知に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
「含む」および「含んでいる」という用語が、本明細書および請求項において用いられる場合には、言明された特徴、ステップ、または構成要素の存在を特定する意味に解釈すべきであるが、これらの用語の使用により、一つ以上の他の特徴、ステップ、構成要素またはそれらのグループの存在または追加を排除しない点を強調しておく。
【００１６】
ＣＤＭＡシステムにおける１６−ＱＡＭ信号等の受信信号について高速かつ簡単にＭ−ＱＡＭ検知を実行するシステムおよび方法、または、より具体的にはＨＳＤＰＡ対応ＷＣＤＭＡシステムについて述べる。一態様によれば、受信信号についてＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定する方法は、受信信号の同位相および直交位相成分の振幅情報を、ある個数のシンボルについて決定するステップを含んでいる。当該個数のシンボルについて同位相成分の振幅情報の絶対値の平均が決定される。直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均が当該個数のシンボルについて決定される。同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するために、基準座標が決定される。
【００１７】
別の態様によれば、受信信号用にＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するシステムは、ある個数のシンボルについて受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定する論理を含んでいる。当該個数のシンボルについて同位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定し、当該個数のシンボルについて直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定し、同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定する追加的な論理が含まれている。
【００１８】
更に別の態様によれば、受信信号に関してＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定する方法は、ある個数のシンボルについて受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定するステップを含んでいる。同位相成分および直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均が共に当該個数のシンボルについて決定される。同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて境界推定値の決定を生成するための基準座標が決定される。
【００１９】
更に別の態様によれば、受信信号に関してＭ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するシステムは、ある個数のシンボルについて受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定する論理を含んでいる。当該個数のシンボルについて同位相および直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定し、同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定する追加的な論理が含まれている。
【００２０】
更に別の態様によれば、コンピュータ可読媒体が、Ｍ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するコンピュータプログラムを含んでいる。当該コンピュータプログラムは、ある個数のシンボルについて受信信号の同位相および直交位相成分に関する振幅情報を決定し、当該個数のシンボルについて同位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定し、当該個数のシンボルについて直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定し、同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定する命令を含んでいる。
【００２１】
更に別の態様によれば、ユーザー機器により信号が受信された場合に、Ｍ−ＱＡＭシンボルコンステレーション決定境界を推定するユーザー機器は、ある個数のシンボルについて受信信号の同位相および直交用の振幅情報が位相成分を決定する論理を含んでいる。当該個数のシンボルについて同位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定し、当該個数のシンボルについて直交位相成分の振幅情報の絶対値の平均を決定し、同位相および直交位相成分の決定された平均絶対値に基づいて決定境界推定値を生成するための基準座標を決定する追加的な論理が含まれる。
【００２２】
他の態様による決定境界推定値に対してバイアス補償をオプション的に適用してもよい。受信信号の信号対干渉比（「ＳＩＲ」）を推定して適切なバイアス補償を決定すべく利用し、バイアス補正された決定境界推定値を生成する。例えば、バイアス補償値は所定の値の表から選択することができ、選択されたバイアス補償値は決定されたＳＩＲを含むＳＩＲ群の範囲に対応する。選択されたバイアス補償値は、決定境界推定値に適用される。
【００２３】
本発明の他の目的および利点は、同一要素には同一番号が付与されている添付図面と合わせて、好適な実施形態の以下の詳細説明を通読すれば当業者には明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
(実施例１)
各種の態様について、コンピュータシステムの要素により実行可能なアクションのシーケンスとして、例証的な実施形態との関連で以下に記述する。例えば、各々の実施形態において、各種のアクションは、専用の回路または回路群（例えば、専用機能を実行すべく相互接続された離散的論理ゲート）により、１個以上のプロセッサで実行されるプログラム命令により、あるいはその両方の組合せにより実行可能である。従って、各種の態様は多くの異なる形式で実装可能であって、そのような全ての形式は以下の記述の範囲内に含まれるものと考えられる。各種の態様の各々について、そのような任意の形式も実施形態を以下に、記述されているアクションを実行すべく「構成された論理」、あるいは、記述されているアクションを「実行する論理」または「実行可能な論理」と呼ぶことができる。
【００２５】
アクションのシーケンスは、コンピュータ利用のシステム、プロセッサを含んだシステム、または媒体から命令を取り出して当該命令を実行可能な他のシステム等の命令実行システム、装置、または機器により、あるいはこれらとの関連で、任意のコンピュータ可読媒体に実装可能である。
【００２６】
ここで用いる「コンピュータ可読媒体」という用語は、命令実行システム、装置、または機器により、あるいはこれらとの関連で、プログラムを包含、格納、通信、伝播、または移送可能な任意の手段でもあってよい。コンピュータ可読媒体は例えば、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、または半導体システム、装置、機器、または伝播媒体であってよいが、これに限定されない。コンピュータ可読媒体の更なる具体例（非全件リスト）には、一つ以上の導線を有する電気接続、可搬式コンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、および可搬式コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）が含まれる。
【００２７】
１６−ＱＡＭ変調信号等のＭ−ＱＡＭ信号の検知を実行するために、決定境界を推定する必要がある。従来方法のように、最初にエネルギーを、後で決定境界を推定するのは不要な複雑化を招き、従って推定値速度が遅くなる。本発明の一態様によれば、チャネル遅延毎の位相シフトが推定され、それにより決定境界の良好な推定を実行するのに十分な情報が得られる。
【００２８】
チャネル遅延毎の位相シフトは、パイロット・チャネルから、例えばＷＣＤＭＡシステムのＣＰＩＣＨから決定可能である。数学的に、ＲＡＫＥ受信器で受信されて逆拡散（despread）された、
【数２】
2007507122.tif 000004
で表わすチャネル遅延ｉの第ｋデータシンボルは次式でモデル化される。
【数３】
2007507122.tif 000005
ここに、
ｈｉは、フィンガーｉ用の複素数化されたチャネルタップ、
ｕｋは第ｋＭ−ＱＡＭシンボル、
ｅｉはノイズ、
ＮｆはＲＡＫＥ受信器において識別されるチャネル遅延の個数、
αはスケーリング係数である。
【００２９】
スケーリング係数αは、ＨＳ−ＰＤＳＣＨデータシンボル等、１６−ＱＡＭコンステレーションの全てについて平均されたデータシンボルの二乗平均平方根（ＲＭＳ）値に比例する。この結果、実際のデータシンボルの平均ベキ乗項（）が１に正規化、すなわち、
【数４】
2007507122.tif 000006
とされる。パイロット・チャネルから得られたチャネル推定値は
【数５】
2007507122.tif 000007
であり、ここにβはパイロット・シンボルのＲＭＳ値に比例するスケーリング係数である。実運用において、ＨＳＤＰＡ対応システムに適用されたような場合、αは１６−ＱＡＭコンステレーションについて平均が求められ、一方βはＱＰＳＫコンステレーションについて平均が求められる。
【００３０】
次いで、ＲＡＫＥコンバイナ（combiner）から時刻ｋにおいて受信された組合せ値ｄｋは次式で記述できる。
【数６】
2007507122.tif 000008
ここに、
【数７】
2007507122.tif 000009
は推定されたチャネルタップ重み
【数８】
2007507122.tif 000010
Ｒｅはノイズおよび干渉について推定された共分散関数、すなわち
【数９】
2007507122.tif 000011
である。
【００３１】
当業者には理解されるように、式（２）は、
【数１０】
2007507122.tif 000012
等の古典的な最大比率組み合わせ、およびＧ−ＲＡＫＥ等の更なる発展型コンバイナ構造の両方の式を含んでいる。更に、チャネル推定値が正確である、すなわち
【数１１】
2007507122.tif 000013
であると仮定すれば、式（２）は次式で記述できる。
【数１２】
2007507122.tif 000014
【００３２】
【数１３】
2007507122.tif 000015
は二次形式であり、従って実数値であるため、決定変数は、スケーリング係数
【数１４】
2007507122.tif 000016
にＭ−ＱＡＭシンボルを乗算した（ノイズ項に加えて）ものである。１６−ＱＡＭシンボルが同程度に生起し得るとの仮定に従えば、決定境界のグリッドは基準点
【数１５】
2007507122.tif 000017
を次式のように決定することにより推定可能である。
【数１６】
2007507122.tif 000018
ここに、Ｎは受信された逆拡散１６−ＱＡＭシンボルの個数である。
【００３３】
従って、式（４ａ）によれば、決定境界の推定値は、Ｎ個のシンボルについて同位相（実）成分振幅値Ｒｅｄｋおよび直交（虚）成分振幅値Ｉｍｄｋの絶対値の和の平均に対応する単一の値から決定されたコンステレーション内の基準点として表現可能である。図１に示すようにコンステレーションが対称である場合、基準点のＩおよびＱ座標が同一であるため、単一の基準値を用いてコンステレーション内の基準点の座標を決定することができる。基準点は、そこから決定境界が容易に計算可能であるコンステレーションの座標位置の推定値を表わす。これは、固有の対称性を利用することにより計算を簡素化するものである。送信されたシンボルのＩ成分のゲインが、送信されたシンボルのＱ成分のゲインに実質的に等しい場合、コンステレーションは対称である。オフセットを考慮に入れて、決定境界は容易に計算される。
【００３４】
しかし、信号コンステレーションが対称形でない（すなわち、シンボルのＩおよびＱ成分の間にゲインオフセットがある）場合、ＩおよびＱチャネルの各々の振幅情報は別々に収集されて平均が求められる。基準点の別々のＩおよびＱ座標値
【数１７】
2007507122.tif 000019
が次式に示すように決定される。
【数１８】
2007507122.tif 000020
【００３５】
座標値
【数１９】
2007507122.tif 000021
は、そこから決定境界グリッドが推定可能であるコンステレーション内の座標の推定値を表わす基準点を表わす。オフセットを考慮に入れて、決定境界は容易に計算される。
【００３６】
対称または非対称のいずれの場合でも、従来方法のように非線型変換を必要とせずに基準点が決定され、決定境界が計算される。付随する計算は、極めて簡単に導出され、ハードウェアまたはソフトウェアに実装することができる。
【００３７】
図２のグラフは、決定境界の推定を信号の出力または分散に基づいている従来の方法と比較して、本発明の態様に従い式（４ａ）または（４ｂ）を適宜用いる、ＳＩＲ、Ｅｓ／Ｎｏに関する決定境界推定方法の精度を示す。図２に示すように、本発明の態様による推定値２１０は、従来の信号出力／分散に基づく方法による推定値２２０よりも、決定境界値２００に関して生じるバイアスが少ない。信号出力／分散に基づく推定値２２０に存在するバイアスの増大は、二乗根等の非線型変換の使用が原因である。バイアスがより大きいことに加え、そのような出力／分散に基づく推定もまた結果的に、よりノイズが多い境界推定値を与える傾向がある。従って、本出願者の方法は従来の境界推定方法よりも実装がより簡単かつ高速であるだけでなく、より低いバイアスを提供する結果、境界推定値におけるノイズが減少する。
【００３８】
しかし、１６−ＱＡＭは決定境界における誤差に非常に敏感であるため、たとえバイアスの量が少なくても、１６−ＱＡＭ復調には望ましくない場合がある。例えば、高々６〜７％までの決定境界誤差はＨＳＤＰＡのために許容可能であるかも知れない。従って、本発明の別の態様に従い、より正確な境界推定を与えるべくバイアスを補償する技術を開示する。
【００３９】
推定バイアスは、以下の関係によるＳＩＲに依存する。
【数２０】
2007507122.tif 000022
ここに、ｆ（ＳＩＲ）は、ＳＩＲが減少すると共に増加する関数である。
【００４０】
バイアス項ｆ（ＳＩＲ）は、推定したいＳＩＲに依存するため、ブートストラップ法を用いてバイアス項を除去することができる。ブートストラップ法は標準誤差の計算にシミュレーションを利用する統計分析を含んでおり、次いでバイアス補正値等の補償値をそのために計算することができる。補償値は、誤差を補償するために数学的方程式を用いて計算される。これらの値は必要に応じて、例えばＳＩＲが大幅に変化する都度計算可能されても、あるいは計算を通じて予め決められて、ＳＩＲ値に関して一覧表にされてもよい。
【００４１】
図２からわかるように、高ＳＩＲ群ではバイアスでの問題が少ない。また、ブートストラップ・バイアス除去は、決定境界推定値の分散が増えるというマイナスの効果を有する。従って、バイアス補正の必要性は、低ＳＩＲ群に限定することができる。定量的な意味で、ＨＳ−ＰＤＳＣＨ上のブロック誤差率（「ＢＬＥＲ」）は、バイアスがＳＩＲ閾値ＳＩＲｔｈｒｅｓｈｏｌｄと表わせる特定の閾値を超えた場合に急激に減少する。ブートストラップ法は従って、次式で記述できる。
【数２１】
2007507122.tif 000023
ここに、
【数２２】
2007507122.tif 000024
は式（６）から、
【数２３】
2007507122.tif 000025
は計算されたバイアス補正項である。異なるＳＩＲ値の範囲に対するバイアス補正項
【数２４】
2007507122.tif 000026
は好適には予め決定されて一覧表にされている。例えば、バイアス補正項
【数２５】
2007507122.tif 000027
は、以下の式（７）により予め決定されて一覧表にすることができる。
【数２６】
2007507122.tif 000028
ここに、αは定数である。
【００４２】
式（７）に示すように、バイアス補正項
【数２７】
2007507122.tif 000029
が一覧表にされた２個の値で表わすことが可能である一方、追加的な増分補正値もまた、複数のＳＩＲ閾値に基づいて一覧表にしてバイアス補正精度を増やすことが可能である。例えば、以下の式（８）は一覧表にされた４個の値、すなわち０および定数ａ、ｂ、ｃ、並びに対応する増分ＳＩＲ閾値を示す。無論、バイアス補正においてより大きな解像度が必要ならばより大きい表を用いてよい。
【数２８】
2007507122.tif 000030
【００４３】
本発明の一態様による境界推定システムのブロック図表現を図３に示す。受信信号はフロントエンド受信器３００において下方変換され、デジタル的にサンプリングされる。デジタル・サンプルはバッファ３１０に格納される。バッファの出力（ｙｔ）はチャネル推定器３２０へ送られ、ここでパイロット・チャネルを逆拡散して、各々の無線チャネルタップ
【数２９】
2007507122.tif 000031
についてチャネル重みを推定する。バッファからの出力はまた、ＲＡＫＥ受信器３３０へ送られ、ここでデータチャネルを逆拡散して、信号を組合わせて、受信された１６−ＱＡＭシンボル推定値とする。チャネル推定器３２０からのチャネルタップ推定値
【数３０】
2007507122.tif 000032
はＲＡＫＥ受信器３３０へ送られる。式（２）に従い決定されたＲＡＫＥ受信器３３０の出力ｄｋは境界推定器３４０へ送られ、そこで図５に関して以下に更に詳述する本発明の態様に従い基準点
【数３１】
2007507122.tif 000033
を計算して、決定境界を推定する。推定された決定境界は次いで検知器３５０へ転送されて対数尤度比が計算され、次いでこの比をチャネル復号器（図示せず）での復号化に用いる。
【００４４】
図５のフロー図は、本発明の一態様による決定境界推定器３４０において実行される境界推定方法を示す。Ｎ個の受信された逆拡散シンボルについて同位相チャネル（Ｉ）および直交位相（Ｑ）チャネルの両方について振幅情報が決定される（ステップ５００）。上述の式（４ａ）または（４ｂ）のいずれかに従い、Ｎ個のシンボルについて平均振幅が計算され（ステップ５１０）、対応する基準点を決定する。決定境界が基準点に基づいて推定される（ステップ５２０）。式（４ａ）または（４ｂ）のいずれかの線型計算を用いて、平均振幅が高速かつ効率的に計算されるため、メモリ要件等のオーバーヘッドが減少し、ノイズが少ない境界推定値が生成される。
【００４５】
高次変調を用いるために必要であれば、基準点はスケーリング可能である（ステップ５３０）。例えば、６４−ＱＡＭ信号が処理されている場合、３個の基準点が必要であり、その各々を１６−ＱＡＭ基準点のスケーリングされたバージョンから制御ユニット４６０において導くことができる。式（４ａ）が基準点を与える場合
【数３２】
2007507122.tif 000034
である。この基準点は、６４−ＱＡＭ信号用の３個の基準点の中間値となる。
【数３３】
2007507122.tif 000035
の値は、乗算係数、例えば０．５および１．５によりスケーリングされて追加的な基準点２および６が生成されて、
【数３４】
2007507122.tif 000036
となる。
【００４６】
決定境界推定値の精度を向上させるべく、本発明の別の態様によりバイアス補償を実行する。主に低ＳＩＲ群において決定境界推定値にバイアスがかかるため（式（５）参照）、１６−ＱＡＭ検知は好適には低ＳＩＲ群におけるバイアス補正を含んでいる。
【００４７】
本発明の別の態様によるバイアス補正機能を有する境界推定値システムのブロック図を図４に示す。受信信号は、フロントエンド受信器４００において下方変換されてデジタル的にサンプリングされる。サンプルは、バッファ４１０に格納される。バッファの出力（ｙｔ）はチャネル推定器４２０へ送られ、ここでパイロット・チャネルを逆拡散して、各々の無線チャネルタップ
【数３５】
2007507122.tif 000037
についてチャネル重みを推定する。バッファからの出力はまた、ＲＡＫＥ受信器４３０へ送られ、ここでデータチャネルを逆拡散して、信号を組合わせて受信された１６−ＱＡＭシンボル推定値とする。チャネル推定器４２０からのチャネルタップ推定値
【数３６】
2007507122.tif 000038
はＲＡＫＥ受信器４３０へ送られる。式（２）に従い決定されたＲＡＫＥ受信器４３０の出力ｄｋは決定境界推定器４４０へ送られ、そこで図６に関して以下に更に詳述する本発明の態様に従い基準点
【数３７】
2007507122.tif 000039
を計算して、決定境界を推定する。
【００４８】
決定境界推定値は制御ユニット４６０へ転送され、そこで上述のブートストラップ法に従いバイアスを補正する。制御ユニット４６０はまた、バイアス補正において、式（３）の係数βで表わされる、共通パイロット・チャネルＣＰＩＣＨ上のＳＩＲ推定値等の他の情報を考慮して、実際のチャネルゲインがどのように変化したかを把握することができる。更に、制御ユニットは、式（３）の係数αで表わされる、ＨＳ−ＰＤＳＣＨの出力設定に関する更に別の情報を考慮することができる。そのような係数は、ＨＳ−ＰＤＳＣＨの以前の出力設定の履歴、現在の変調およびチャネル符号レート、および現在のＨＳ−ＰＤＳＣＨブロックが再送信であるか否かを含んでいてよい。例えば、現在のＨＳ−ＰＤＳＣＨブロックが再送信である場合、出力設定αは最初の送信の出力より大幅に低いであろう。ＨＳ−ＰＤＳＣＨ  ＳＩＲは次いで大幅に変化し得る。
【００４９】
バイアス補正された決定境界推定値
【数３８】
2007507122.tif 000040
を用いて、推定された１６−ＱＡＭシンボルを検知し、検知器４５０において受信されたビットの対数尤度比を計算する。対数尤度比は次いで、チャネル復号器（図示せず）においてチャネル復号化されて、受信器内で更なる処理に利用可能になる。
【００５０】
図６のフロー図は、本発明のこの態様による決定境界推定器４４０および制御ユニット４６０において実行されるバイアス補正された決定境界推定方法を示す。決定境界推定器４４０において、Ｎ個の受信された逆拡散シンボルについて同位相（Ｉ）および直交位相（Ｑ）の両方について振幅情報が決定され（ステップ６００）、式（６）に従いＮ個のシンボルについて平均振幅が計算される（ステップ６１０）。
【００５１】
ＳＩＲ値は、公知の技術を用いて、（ステップ６１０からの）平均振幅および信号強度並びにチャネル推定器４２０により実行されたパイロット・チャネルの干渉推定に基づいて推定される（ステップ６２０）。パイロット・チャネルの干渉推定値は、公知の技術を用いてデータ・チャネル用にスケーリングされる。そのような公知の技術は、本明細書で引用しているジョアン・ニルソン（Ｊｏｈａｎ  Ｎｉｌｓｓｏｎ）他による米国出願第０９／９９６５１３号「複数のチャネルを用いるチャネル推定の方法および装置」に記述されている。
【００５２】
ＳＩＲが推定されたならば、制御ユニット４６０において上述のブートストラップ法を用いて、対応するバイアス補償値を、例えば式（７）または（８）による一覧表にされた値、あるいは他のテーブルを用いて決定可能である（ステップ６３０）。平均振幅値は、式（６）に従い、制御ユニット４６０においてバイアス値を用いて補償され（ステップ６４０）、基準点は決定される。高次変調を用いるために必要であれば、基準点を上述の通りスケーリング可能である（ステップ６５０）。
【００５３】
基準点に基づいて、補償された決定境界推定値が制御ユニット４６０で生成され（ステップ６６０）、上述のように検知のため検知器４５０へ送られる。
【００５４】
上の記述は主に１６−ＱＡＭに関するものであるが、権利請求されたシステム及び方法が本事例に限定されないことが当業者には理解されよう。例えば、６４−ＱＡＭ、２５６−ＱＡＭ等の高次変調シナリオもまた、権利請求されたシステム及び方法の範囲内に含まれることを意図している。例えば、６４−ＱＡＭの場合、３組の決定境界を必要とするが、上述のように、これらの追加的な境界は１６−ＱＡＭのケースをスケーリングしたバージョンに過ぎない。
【００５５】
本発明が、その精神または本質的な特徴から逸脱することなく各種の特定の方式で実装可能であることが当業者には理解されよう。現在開示する実施形態は、あらゆる点で例示的であって限定的でないように考慮されている。本発明の範囲は、上述の説明ではなくむしろ添付の請求の範囲により示されていて、同等の意味および範囲に含まれるあらゆる変更が包含されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】正規化された１６−ＱＡＭコンステレーションの例を示す図である。
【図２】本発明の一態様によるＳＩＲに関する決定境界推定値を示すグラフである。
【図３】本発明の一態様による境界推定値システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の別の態様によるバイアス補償を有する境界推定値システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の一態様による境界推定方法を示すフロー図である。
【図６】本発明の別の態様によるバイアス補償を有する境界推定方法を示すフロー図である。
【図１】
2007507122.tif 000041
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007507122.tif 000046
【国際調査報告】
2007507122.tif 000047
2007507122.tif 000048
2007507122.tif 000049