(57)【要約】  所定の時間間隔中にシンボルのブロックに関連する一組のソフト・メトリック（６１４）を受信し、一組のソフト・メトリック（６１４）を使用して最初の干渉電力推定値を形成し、所定の各時間間隔に対応する干渉電力（６１６）の移動平均推定値を形成し、一組のスケーリングしたメトリック（６１８）になる対応する干渉電力推定値により一組のソフト・メトリック（６１４）をスケーリングするためのシステム、無線装置（４０２）および方法。次に、これらは、一組のスケーリングしたメトリック（６１８）のダイナミック・レンジを制限し、制限したメトリックを直線的に量子化し、直線的に量子化した制限メトリック（６２８）をメモリ・バッファに出力する。直線的に量子化した制限メトリック（６２８）を含むメモリ・バッファのサイズは、受信したソフト・メトリック（６１４）を記憶するのに必要なメモリ・バッファのサイズより小さい。次に、直線的に量子化した制限メトリック（６２８）は、復号器への入力として使用される。
2007502581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンボルのブロックと関連する一組のソフト・メトリックを受信するステップであって、各ソフト・メトリックは所定の時間間隔中に受信されている前記ステップと、
前記一組のソフト・メトリックを使用して最初の干渉電力推定値を形成するステップと、
所定の各時間間隔に対応する干渉電力の移動平均推定値を形成するステップと、
前記対応する干渉電力推定値によって前記一組のソフト・メトリックをスケーリングして、一組のスケーリングされたメトリックを得るステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記最初の干渉電力推定値が、平均値をベースとする推定値により形成される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最初の干渉電力推定値が、最大値をベースとする推定値により形成される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記一組のソフト・メトリックをスケーリングする前記ステップが、前記一組のソフト・メトリック内の各メトリックを、前記所定の時間間隔中に入手した前記対応する干渉電力推定値で割るステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記一組のスケーリングしたメトリックのダイナミック・レンジを制限するステップと、
前記制限されたメトリックを直線的に量子化するステップと、
前記直線的に量子化した制限メトリックをメモリ・バッファに出力するステップと、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記直線的に量子化した制限メトリックを使用して復号器へ入力するステップ、をさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記メモリ・バッファに出力した直線的に量子化した制限メトリックのサイズが、メモリ内に記憶されている前記受信ソフト・メトリックのサイズより小さい請求項５に記載の方法。
【請求項８】
データ信号を送信するための少なくとも１つの送信機と、
シンボルのブロックに関連する、それぞれを所定の時間間隔中に受信している一組のソフト・メトリックを受信し、前記一組のソフト・メトリックを使用して最初の干渉電力推定値を形成し、所定の各時間間隔に対応する干渉電力の移動平均推定値を形成し、前記対応する干渉電力推定値により前記一組のソフト・メトリックをスケーリングして一組のスケーリングされたメトリックを得るための少なくとも１つの受信機と、
前記少なくとも１つの受信機および前記少なくとも１つの送信機に通信できるように結合していて、データ信号を復号し、符号化するための復号器／符号器と、
前記復号器／符号器に通信できるように結合していて、前記少なくとも１つの無線装置の信号を処理するためのプロセッサ／コントローラと、
を備える無線装置。
【請求項９】
少なくとも１つのセルを備える無線ネットワークと、
前記少なくとも１つのセルと無線通信するための少なくとも１つの無線装置と、を備える通信システムであって、前記少なくとも１つの無線装置が、
データ信号を送信するための少なくとも１つの送信機と、
シンボルのブロックに関連する、それぞれを所定の時間間隔中に受信している一組のソフト・メトリックを受信し、前記一組のソフト・メトリックを使用して最初の干渉電力推定値を形成し、所定の各時間間隔に対応する干渉電力の移動平均推定値を形成し、前記対応する干渉電力推定値により前記一組のソフト・メトリックをスケーリングして、一組のスケーリングされたメトリックを得るための少なくとも１つの受信機と、
前記少なくとも１つの受信機および前記少なくとも１つの送信機に通信できるように結合していて、データ信号を復号し、符号化するための復号器／符号器と、
前記復号器／符号器に通信できるように結合していて、前記少なくとも１つの無線装置の信号を処理するためのプロセッサ／コントローラと、を備える通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、無線通信の分野に関し、特には、効率的なメトリック記憶、および耐干渉性を実現するための干渉推定およびスケーリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロック処理を行う多くの無線通信システムにおいては、通常、復調／復号処理を行うことができるようにするためには、全ブロックのメトリックを受信機内に記憶する必要がある。そうするためには、かなり大きいメトリックを記憶しなければならない。さらに、ソフト判定を合成する場合には、いくつかのビットを用いて各メトリックを表示する必要がある。ある種のデジタル信号プロセッサにおいては、広いダイナミック・レンジをカバーする場合には、各メトリックに対して３２ビット語が必要になる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術の問題の一例として、図１および図２は、２つの例示としての用途を示す。図１の第１例の場合には、フェージングの影響を受けにくくするために、畳み込み符号器からのＮ個のシンボルのブロックが、送信機１０２のところでブロック・インタリーブされる。受信機１０４のところでは、時間ライン１０６により示すように、その時点で復号／復調処理をスタートすることができるインタリーブ解除工程が完全に終了することができるようにするためには、Ｎ個のシンボルの全ブロックをメモリに記憶しなければならない。ビタビ復号器のようなソフト判定復号器を使用する場合には、記憶している各メトリックはいくつかのビットを含む。Ｎの大きな値の場合には、必要な記憶量は途方もない量になる恐れがある。
【０００４】
図２の第２の例の場合には、周波数ホッピングしたデジタル通信システムは、２つの異なるホップによってシンボルのブロックを２回送信することにより、ダイバーシティを使用する。受信機においては、１つのシンボルは２つのホップ上のシンボルを受信した統計値のソフト合成により復調される。送信機においては、Ｎ個のシンボルのブロックはＴｈｏｐ秒の時間間隔中に２つの異なるホップにより送信される。受信機のところでは、時点ｔ＝τで第１のホップから統計値を入手した場合、受信機は、第２のホップから統計値を受信する時点ｔ＝τ＋Ｔｈｏｐまでこの統計値を記憶し、その後にソフト合成を行う。それ故、第１のホップ上で受信したＮ個の統計値の全セットを、ソフト合成を行うことができるように記憶しなければならない。この場合も、Ｎの大きな値に対する必要な記憶量が非常に大きいものになる恐れがある。
【０００５】
もう１つの問題は、受信機でソフト合成を使用しているシステム内の干渉の緩和である。このことは、前の周波数ホッピング例の場合には特に重要である。図３は、非コヒーレントな二乗合成ｒで復調した８−ＦＳＫ変調および二次ダイバーシティを使用している例示としてのシステムのこのような状況を示す。復調は、８つの各周波数に対して１つのフィルタを使用する整合フィルタ・バンクにより行われる。強力な干渉プロセスが、第１のホップ３０２からの整合フィルタ・メトリックをダメにする。第２のホップ３０４からの整合フィルタ・メトリックは、比較的強力な信号成分を含んでいるが、信号の電力は、第１のホップ３０２上の干渉電力よりかなり弱い。それ故、メトリックを二乗合成ｒした場合、干渉プロセスは、メトリック３０６の結果としての一組を圧倒し、本質的には信号成分は消失する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の好ましい実施形態は、所定の時間間隔中にシンボルのブロックに関連する一組のソフト・メトリックを受信し、この一組のソフト・メトリックを使用して最初の干渉電力推定値を形成し、所定の各時間間隔に対応する干渉電力の移動平均推定値を形成し、一組のスケーリングしたメトリックに対応する干渉電力推定値により上記一組のソフト・メトリックをスケーリングするためのシステム、方法、無線装置、およびコンピュータ読み取り可能媒体を開示している。それ故、ソフト・メトリックは、上記一組のスケーリングしたメトリックのダイナミック・レンジを制限し、この制限されたメトリックを直線的に量子化し、直線的に量子化した制限メトリックをメモリ・バッファに出力する。直線的に量子化した制限メトリックを含むメモリ・バッファのサイズは、受信したソフト・メトリックを記憶するのに必要なメモリ・バッファのサイズより小さい。次に、直線的に量子化した制限メトリックは、復号器への入力として使用される。
【０００７】
最初の干渉電力推定値は、平均値をベースとする推定値または最大値をベースとする推定値により形成される。一組のソフト・メトリックのスケーリングは、この一組のソフト・メトリック内の各メトリックを、所定の時間間隔で入手した対応する干渉電力推定値で割ることにより行われる。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態は有利なものである。何故なら、これらの実施形態は、加算的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）状態の下で、無線装置のビット誤り率性能を有意に劣化しないで、干渉信号に対する耐性を改善するからである。これらの実施形態は、また、一組のメトリックのダイナミック・レンジを制限することにより、シンボルのブロックに関連するメトリックを表示するための効率的な方法を提供する。これにより、メトリックを記憶するために必要なメモリの容量を遥かに小さくすることができ、それにより無線装置のコストおよび／または複雑さを効果的に低減することができる。
【０００９】
下記の詳細な説明と一緒に、本明細書に含まれていて本明細書の一部である、図面全体を通して類似の参照番号が同じまたは機能的に類似の要素を表す添付の図面は、さらに種々の実施形態を示し、すべての本発明による種々の原理および利点を説明するためのものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態について詳細に説明する。しかし、開示の実施形態は、種々の形で実施することができる本発明の単に例示としての実施形態にすぎない。それ故、本明細書に開示する特定の構造および機能の詳細は、本発明を制限するものではなく、単に特許請求の範囲の基礎および事実上任意の適当な詳細な構造で本発明を種々に使用する方法を当業者に開示するための代表的な基礎と解釈すべきである。さらに、本明細書で使用する用語および句は、本発明を制限するものではなく、本発明を理解できるように説明するためのものである。
【００１１】
本明細書で使用する場合、「ａ」または「ａｎ」という用語は、１つ以上と定義される。本明細書で使用する場合、「複数」という用語は、２つ以上と定義される。本明細書で使用する場合、「もう１つの」という用語は、少なくとも第２のまたはそれ以上であると定義される。本明細書で使用する場合、「含む」および／または「有する」という用語は、「備える」（すなわち、オープン言語）と定義される。本明細書で使用する場合、「結合する」という用語は、「接続する」と定義されるが、その結合は、必ずしも直接的なものでなくてもよいし、必ずしも機械的なものでなくてもよい。本明細書で使用する場合、「プログラム、ソフトウェア・アプリケーション等」という用語は、コンピュータ・システム上で実行するように設計される一連の命令と定義される。プログラム、コンピュータ・プログラムまたはソフトウェア・アプリケーションは、サブルーチン、関数、処理、オブジェクト方法、オブジェクト実施、実行可能アプリケーション、アプレット、サーブレット、ソース・コード、オブジェクト・コード、共有ライブラリ／動的負荷ライブラリおよび／またはコンピュータ・システム上で実行するように設計されている他の一連の命令を含むことができる。
【００１２】
好ましい実施形態によれば、本発明は、ノイズ／干渉レベルの推定値と一緒に、受信機のところでシンボルのブロックに関連するソフト・メトリックを逆にスケーリングし、次に上記ソフト・メトリックを制限し、量子化することにより従来技術の諸問題を克服する。本発明の利点は２つある。すなわち、本発明は、ソフト・メトリックを効率的に記憶することができ、また、周波数ホッピングのようないくつかのシナリオで干渉に対して固有な丈夫さを持つ。
【００１３】
図１の畳み込み符号化システム、および図２の周波数ホッピングしたシステムのようなシンボルの軟判定およびブロック処理を使用するデジタル通信システムにおいては、復調／復号プロセスのために必要な記憶容量は途方もなく大きくなる恐れがある。本発明の好ましい実施形態は、リンク性能の劣化を最小限度にとどめる一方で、受信機フロント・エンドのところで外部からのメトリックを効率的に記憶する方法を提供する。このプロセスは、また、図３の周波数ホッピングしたシナリオのようないくつかのシナリオの場合、干渉に対する固有の丈夫さも提供する。
【００１４】
図４は、本発明の例示としての実施形態が使用する２つの無線装置のユーザの物理構成４００を示す。物理構成４００は、それぞれが無線装置、すなわち無線装置Ａ４０２および無線装置Ｂ４０４を有する２人のユーザを含む。２人のユーザは、相互に、または他のユーザ（図示せず）と通信するためにこれらの無線装置を使用する。説明を分かりやすくするために、この例には２人のユーザしか図示していないが、これらの実施形態の機能は、複数のユーザを含む環境内でも動作することができる。無線装置は、直接相互に通信することもできるし、またはセルラ基地局４０６のような中継システムを介して通信することもできる。
【００１５】
図５は、例示としての移動加入者デバイス４０２のブロック図である。無線装置４０２は、アンテナ５０２；送信機５０６、受信機５０８、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）５０７、およびデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５０９を有する少なくとも１つのトランシーバ５０４；および周波数およびその対応するシステムの特性のために、無線信号を送信し、受信し、符号化し、および復号するように設計されている復号器／符号器５１６を含む。
【００１６】
移動加入者ユニット４０２は、また、命令を処理し、計算を行い、また無線装置４０２を通る情報の流れを管理する１つまたは複数のプロセッサ／コントローラ５２０を含む。無線装置４０２は、また、プログラム・メモリ６２６および好適にはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）であることが好ましいデータ・メモリ６１０（図６により詳細に示す）を含む主メモリ５１０を含み、また、二次メモリ５１２を含むこともできる。さらに、プロセッサ５２０は、主メモリ５１０と通信できるように結合している。図６により詳細に示す主メモリ５１０は、ユーザ・インタフェース６０２、オペレーティング・システム・プラットフォーム６０４、セルラ・スタック６０８およびグルー・ソフトウェア６０６を含む。オペレーティング・システム・プラットフォーム６０４は、データ・メモリ６１０内に記憶しているメッセージ・データ６１２のようなリソース、タスクのスケジューリングを管理し、プログラム・メモリ６２６内のセルラ・スタック６０８の動作を処理する。
【００１７】
オペレーティング・システム・プラットフォーム６０４は、また、本発明の例によれば、表示画面５２８を制御する図形および／または文字をベースとする表示インタフェース５３０を管理する。情報は、情報の視覚的出力の場合にはスクリーン５２８を介して、音声出力の場合にはスピーカ５２４を介して無線装置４０２のユーザに表示される。ユーザ入力インタフェースは、キーパッド５１８および無線装置４０２のユーザからの入力を受信するためのマイクロフォン５２６を備える。さらに、オペレーティング・システム・プラットフォーム６０４は、また、通常の当業者であれば周知の方法で無線装置４０２の多くの他の基本タスクを管理する。
【００１８】
グルー・ソフトウェア（Ｇｌｕｅ  ｓｏｆｔｗａｒｅ）６０６は、ドライバ、スタック、および低レベル・アプリケーション・プログラミング・インタフェース（ＡＰＩ）を含むことができ、オペレーティング・システム・プラットフォーム６０４およびリソースとの通信、および無線装置４０２でのプロセスを管理するためのオペレーティング・システム・プラットフォーム６０４上で稼働する互換性を有するアプリケーションが使用する基本機能構成要素を提供する。
【００１９】
主メモリ５１０内に記憶している他の要素としては、外部からの信号から受信したソフト・メトリック６１４を含むバッファ、対応するソフト・メトリック６１４に対する干渉推定値６１６を測定するための干渉電力推定装置６２０、一組のスケーリングしたメトリック６１８を供給するためのメトリック・スケーラ６２２、および効率的に表示したメトリック６２８の最後の一組を供給するためのリミッタ／量子化器４２４を含む。これらの要素については、以下にさらに詳細に説明する。
【００２０】
例示としての無線装置４０２は、さらに電池、直流アダプタまたは交流アダプタのような、無線装置４０２に電力を供給するための電源５２２を含む。
他の実施形態の場合には、二次メモリ５１２は、無線装置４０２内にコンピュータ・プログラムまたは他の命令をロードすることができるようにするための他の類似の手段を含むことができる。このような手段は、例えば、着脱可能な記憶ユニットおよびインタフェース（図示せず）を含むことができる。このような手段の例は、プログラム・カートリッジ、および（ビデオ・ゲーム・デバイスで使用しているような）カートリッジ・インタフェース、着脱可能なメモリ・チップ（ＥＰＲＯＭまたはＰＲＯＭなど）および関連するソケット、および他の着脱可能な記憶ユニット、および着脱可能な記憶ユニットから無線装置４０２にソフトウェアおよびデータを転送することができるインタフェースを含むことができる。
【００２１】
本明細書においては、「コンピュータ・プログラム媒体」、「コンピュータが使用することができる媒体」、「機械読み取り可能媒体」および「コンピュータ読み取り可能媒体」という用語は、主メモリ５１０および二次メモリ５１２、着脱可能な記憶ドライブ、ハード・ディスク・ドライブ内にインストールされているハード・ディスク、および信号のような媒体を一般的に意味する。これらのコンピュータ・プログラム製品は、無線装置４０２にソフトウェアを供給するための手段である。コンピュータ読み取り可能媒体により、無線装置４０２は、データ、命令、メッセージまたはメッセージ・パケット、およびコンピュータ読み取り可能媒体からの他のコンピュータ読み取り可能情報を読むことができる。例えば、コンピュータ読み取り可能媒体は、フレキシブル・ディスク、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、ディスク・ドライブ・メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、および他の永続的記憶装置のような不揮発性メモリを含むことができる。このことは、例えば、コンピュータ・システム間でデータおよびコンピュータ命令のような情報を転送する場合に役に立つ。さらに、コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータがこのようなコンピュータ読み取り可能情報を読むことができるようにする有線ネットワークまたは無線ネットワークを含むネットワーク・リンクおよび／またはネットワーク・インタフェースのような一時的状態媒体内にコンピュータ読み取り可能情報を有することができる。
【００２２】
この例示としてのシステムにより種々のソフトウェアの実施形態を説明する。この説明を読めば、関連技術の通常の当業者であれば、他のコンピュータ・システムおよび／またはコンピュータ・アーキテクチャにより本発明を実施する方法を理解することができるだろう。
【００２３】
図７および図８は、処理の例示としての動作のフローチャートおよび一般的な構成を示す。処理は、時間間隔ｉ中に、一組のソフト・メトリック６１４を受信することによりステップ７０２からスタートする。ｉ番目のシンボル時間中の外部からのメトリック６１４は、｛Ｚ（ｉ）｝という組表記で示す。この一組の中のメトリックの数は、変調フォーマットにより異なる。ＰＳＫまたはＱＡＭのようなフォーマットの場合には、各シンボル間隔は、整合フィルタの出力のような１つの複素メトリックを形成する。Ｍ元ＦＳＫフォーマットの場合には、各シンボル間隔は、Ｍ個の可能な各トーン専用のフィルタにより、整合フィルタ・バンクからＭ個の複素メトリックを形成する。これらのメトリックは、干渉電力の移動平均推定値を形成することができるように、２Ｌ＋１シンボル間隔を跨ぐ一時メモリ・バッファ内に記憶される。（注：Ｌの値は任意のものであり、通常実験により決定される。（高い値を必要とする）精度と（低い値でよい）時間的制約との間での折り合いを考慮に入れなければならない。）メトリックをスケーリングする前に、Ａ／Ｄ変換器５０７およびおそらくある種のＤＳＰ内における３２ビット語としてのＤＳＰ５０９が必要とするフォーマットで、この一時バッファ内にメトリックが記憶される。
【００２４】
次に、ｉ番目のシンボル時間＾Ｉ（ｉ）（本明細書中において＾Ｉと
【００２５】
【数１】
2007502581.tif 000003
とは同義の記号である。）中の干渉電力の推定値が、干渉電力推定装置６２０により形成される。各シンボル間隔中、予備シンボル決定を行い、変調フォーマットに従って、受信した各統計値が信号に干渉を加えたもの、または単に干渉からなるという事実を使用して、ステップ７０４において、干渉電力の生の推定値＾Ｉｓｙｍｂｏｌ（ｉ）を形成することができる。平均干渉電力は、通常、時間が経過するにつれてゆっくりと変化するので、干渉電力＾Ｉ（ｉ）のもっと正確な推定値を得るために、ステップ７０６（図９に示す）において、長さ２Ｌ＋１の側面を２つ有するウィンドウ上のシンボル当たりの干渉推定値を平均することができる。＾Ｉｓｙｍｂｏｌ（ｉ）を発見するよい方法は、システムにより異なり、Ｍｏｔｏｒｏｌａ社からのｉＤＥＮ  Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄのような移動加入者ユニットまたは無線装置用に使用することができる例示としての方法については、１つの例として以下に詳細に説明する。本発明の方法は、ダイバーシティ合成を使用する任意の通信システム、特に非コヒーレントな変調を使用するシステムに適用することができることに留意されたい。
【００２６】
当該ブロック内にＮ個のシンボル間隔があると仮定しよう。ｉ番目のシンボル時間中の干渉推定値は、下式により表すことができる。
【００２７】
【数２】
2007502581.tif 000004
（式１）の中央のケースは、Ｎ個のシンボルのブロックの中央内の間隔に適用されることに留意されたい。第１のケースは、時間内に後ろに延びるウィンドウ内に使用できるＬ個の点がない、バッファの始めの第１のＬ内の間隔に適用される。最後のケースは、時間内に前方に延びるウィンドウ内に使用できるＬ個の点がないバッファの終わりの最後のＬ内の間隔に適用される。終点に近い間隔に対するこれらの特種なケースの場合には、２Ｌ＋１項目よりもっと少ない項目が使用され、それに従って推定値が加重される。
【００２８】
干渉電力＾Ｉ（ｉ）６１６の推定値が形成された後で、メトリックのスケーラ６２２が、スケーリングした一組のメトリック｛Ｗ（ｉ）｝６１８を得るために、ステップ７０８において、ｉ番目のシンボル時間｛Ｚ（ｉ）｝６１４中の一組のメトリックを＾Ｉ（ｉ）６１６で割る。次に、リミッタ／量子化器６２４が、復調／復号処理への入力に対してメモリ・バッファに書き込まれる効率的に表示された一組のメトリック｛Ｘ（ｉ）｝６２８を得るために、ステップ７１０および７１２において、制限／量子化処理を行う。
【００２９】
本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明するために、またその利点を証明するために、ＭｏｔｏｒｏｌａのｉＤＥＮ  Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄでのスケーリング／制限／量子化処理の使用について説明する。Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄは、非コヒーレントな復調および周波数ホッピングと一緒に、８−ＦＳＫ変調を使用する。周波数ホッピングは、音声チャネル処理（ＶＣＰ）に指定されているように、音声品質へのその重要性に従って、２つまたは３つのホップ上で反復された８−ＦＳＫシンボルと一緒に、システムにダイバーシティを与えるために使用される。Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄは、また、時間インタリーブと一緒に、順方向エラー修正（ＦＥＣ）も使用する。図１および図２に概略示す例に戻って説明すると、Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄは、メトリックの効率的な記憶により非常に役に立つ。また、Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄは、ライセンスを受けていない産業、科学、および医学（ＩＳＭ）帯域で動作し、そのため干渉に弱い。それ故、本発明の固有の干渉拒否機能も同様に役に立つ。
【００３０】
第１のステップは、特にＴａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄで＾Ｉｓｙｍｂｏｌ（ｉ）を推定する方法を決定することである。Ｎ０／２のスペクトル高さを有する白色ガウス雑音が存在する場合の、レイリー・フェージング・チャネルで動作する８−ＦＳＫシステムについて考えてみよう。ｉ番目のシンボル時間中に整合フィルタ・バンクから受信した複素決定統計値（ｃｏｍｐｌｅｘ  ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ）は、下式により表される。
【００３１】
【数３】
2007502581.tif 000005
また、大きさの二乗値は、非コヒーレントな復調／復号プロセス中に使用される。
【００３２】
【数４】
2007502581.tif 000006
これらの式中、フェージング・プロセスγ（ｉ）は、それぞれ０．５の分散を有する実数および虚数部分を含むゼロ平均複素ガウスの乱数的変数である。γ（ｉ）の大きさは、レイリー分布を有し、平均電力
【００３３】
【数５】
2007502581.tif 000007
は１である。また、ノイズＮｋ（ｉ）は、独立していて、それぞれがσ２＝（２Ｅｓ／Ｎ０）−１の分散を有する実数部分および虚数部分を含むゼロ平均ガウス・ランダム変数である。Ｅｓは、シンボル当たりの平均エネルギーである。Ｎｋ（ｉ）は、また、ｉの異なる値およびｋの異なる値に対して独立している。
【００３４】
（式３）から、８Ｚｋ（ｉ）の７はノイズからなり、そのうちの１つは、信号にノイズを加えたものからなる。現在の信号のメトリックが最高の大きさを有する場合には、残りの７つのメトリックはノイズだけであると見なされる。それ故、＾Ｉｓｙｍｂｏｌ（ｉ）を推定するための論理的方法は、下式のような平均値をベースとする推定値を形成することである。
【００３５】
【数６】
2007502581.tif 000008
次に、＾Ｉｓｙｍｂｏｌ（ｉ）に対するこの推定値は、スケーリングした一組のメトリック＾Ｉ（ｉ）を入手するために使用される
【００３６】
【数７】
2007502581.tif 000009
を得るために、（式１）で使用される。スケーリングした一組のメトリック｛Ｗ（ｉ）｝の電力は、下式で表されることを証明することができる。
【００３７】
【数８】
2007502581.tif 000010
それ故、８｛Ｗ（ｉ）｝の７は、１．０の全電力を含むノイズからなり、｛Ｗ（ｉ）｝のうちの１つは、１．０の全電力に信号項｜γ（ｉ）｜２／２σ２を加えたものを含むノイズからなる。この一組のメトリック｛Ｗ（ｉ）｝は、この時点で１．０に近い範囲に集中する。
【００３８】
スケーリングした一組のメトリックは、この時点で比較的一定のダイナミック・レンジを有し、そのため制限／量子化のタスクが簡単になる。軟判定復号を使用するシステムにおいては、通常、それ以上の任意の信号値をクリッピングすることができ、性能が劣化しないしきい値が存在する。基本的には、ある時点において、信号は十分強力になり、そのため、もしあったとしても、数個のエラーしか起こらないし、信号レベルが低い場合にはそうはならない。このレベルは実験的に発見しなければならない。また、｛Ｗ（ｉ）｝は、大きさの二乗の値を表しているので、これらの値はゼロ以下になることはできないし、そのため範囲の下端でクリッピングする必要はない。これらの値をしきい値Ｔ以上の任意の値のところでクリッピングすると、量子化処理がカバーしなければならない値の範囲が、有限の範囲０≦｛Ｗ（ｉ）≦Ｔ｝になる。
【００３９】
効率的な記憶方法のこの部分の最後のステップは、直線ステップでその範囲を量子化することである。できるだけ最も少ない数のレベルを使用することが明らかに望ましいことであり、それ故、それらを表すためにもっと少ないビットを使用しなければならない。性能を劣化させないために必要なレベルの数も、実験的に発見しなければならない。
【００４０】
今説明した平均値をベースとする推定値を使用すれば、本発明の背景のアイデアを証明するのが容易になるが、＾Ｉｓｙｍｂｏｌ（ｉ）を推定するためには他の処理を使用するのが望ましい場合がある。Ｚｋ（ｉ）の最大値を選択すると、＾Ｉｓｙｍｂｏｌ（ｉ）を推定するためのもう１つの方法が、ノイズだけを含むと思われる残りの７メトリックの最大値をとることができる。最大値をベースとする推定値は、下式で表される。
【００４１】
【数９】
2007502581.tif 000011
この推定装置による効果は、平均値をベースとする方法を使用した場合に見られる効果に類似している。例えば、スケーリングした一組のメトリック｛Ｗ（ｉ）｝の電力は、平均値をベースとする推定値に対する（式５）で見た比較的狭い範囲内に含まれるが、簡単にいうと異なる範囲内に含まれる。狭帯域の干渉物が存在する場合には、または地理的に近いところから送信されたもう１つの類似の信号が存在する場合には、最大値をベースとする推定値がもっとよい仕事をすることができる。
【００４２】
コヒーレントなダイバーシティ合成を使用する大部分のシステムの場合には、最大比合成（ＭＲＣ）処理が、元来最適な方法である。この方法の場合には、各ダイバーシティ・ブランチ上の信号電力を推定する必要があり、次にそのブランチ上のメトリックがその値により加重される。ダイバーシティ・ブランチに関連するチャネルが深いフェージング状態にある場合には、そのブランチから合成メトリックへの影響は少なくなる。何故なら、そのブランチ上の信号電力が低いからである。同様に、強力な信号を含むブランチは、もっと大きく加重され、合成メトリックにもっと大きな影響を与える。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態は、非コヒーレントな復調を使用しているシステムに最も有利な場合がある。好ましい例示としての方法は、各ブランチ上のメトリックが、干渉電力により逆にスケーリングされ、信号電力を使用しないという点で、ＭＲＣとは異なる。大きな干渉を受けるブランチは、大きな干渉を受けないこれらのブランチより低く加重される。しかし、２つのブランチが大きな干渉を受けないが、一方が他方よりも高い信号レベルを有するシナリオの場合には、よりよい信号を含むブランチは大きく加重されない。
【００４４】
本発明の利点を証明するために、ｉＤＥＮ  Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄに対する音声チャネル処理（ＶＣＰ）において、大きさの二乗ダイバーシティ合成を行った場合、２７０ｍｓの各ＶＣＰフレームは、レート１／３のビタビ復号器に入力する１２６クラスＩシンボル、レート２／３のビタビ復号器に入力する９８クラスＩＩシンボル、復調する９６個の符号化してないクラスＩＩＩシンボルを有することを考えてみよう。それ故、そのメトリックを記憶しなければならない３２０のシンボルがある。各シンボルに対して８メトリックがある。何故なら、変調が８−ＦＳＫであるからである。（式３）のスケーリングしていない各大きさの二乗メトリックは、３２ビット語、または２つの１６ビット語のメモリを必要とすると仮定しよう。任意の復調／復号を行うことができる前に必要な全メモリは、
【００４５】
【数１０】
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または５Ｋである。ダブル・バッファリングを使用した場合には、要件は１０Ｋになる。
【００４６】
対照的に、移動平均内の側面当たりＬ＝１０点である、干渉の最大値をベースとする推定値と一緒に、本発明の好適なスケーリング／制限／量子化実施形態を使用する場合を考えてみよう。スケーリングしたメトリックは、８．０のしきい値に制限され、６ビットに量子化され、そのためステップ・サイズは０．１２５になる。次に、これらのメトリックは、３２ビット・メトリックとしてではなく、８ビット・メトリックとして記憶される。それ故、ダブル・バッファリングの場合には、メモリ要件は、４から１．２５Ｋまたは２．５の係数だけ低減する。
【００４７】
スケーリングしたメトリックを使用すると、ビット誤り率（ＢＥＲ）性能が幾分劣化することが予想される。しかし、この劣化は少なく、本発明の好ましい実施形態の実施により、干渉に対してかなり丈夫になる。
【００４８】
ｉＤＥＮ  Ｔａｌｋ−Ａｒｏｕｎｄに対するＶＣＰは、音声品質への重要性という点で、ボコーダ・ビットの３つのクラスを定義する。各クラスは、図１０に示すように、異なる量の順方向エラー修正（ＦＥＣ）／ダイバーシティを受信する。図１１は、鎖線で示すスケーリングした／制限した／量子化したメトリックを使用する場合と一緒に、ビットの３つのすべてのクラスに対するビット誤り率を示す。比較のために、スケーリング／制限／量子化を使用しない場合に対するビット誤り率も示す。スケーリング／制限／量子化による劣化は、約０．２〜０．３ｄＢに過ぎないことに留意されたい。
【００４９】
図３の例に示すように、ホップのうちの１つ上に強力な干渉が存在すると、合成メトリックを潜在的に支配する恐れがある。図１２のビット誤り率の結果の場合には、帯域幅５０ｋＨｚの１つの狭帯域の干渉物が、受信信号の電力に対する２０または４０ｄＢの遠近比率のところに存在する。図１３は、帯域幅１．２５ＭＨｚの広帯域の干渉物に対する類似の曲線を示す。両方の場合に受ける劣化は明らかに大きく、最低値が許容できない高い誤り率のところにある。両方の場合の干渉物は、無線通信システムを事実上動作不能にする。
【００５０】
さて、図１４の結果は、狭帯域の干渉を含むシステムに対する本発明の好適なスケーリング／制限／量子化実施形態の利点を示す。４０ｄＢの遠近比のところで受信した場合でも、干渉の影響はほとんど完全に抑制される。図１５は、広帯域の干渉の存在下で動作しているシステムに対する結果を示す。遠近比が２０ｄＢである場合には、システムは図のほとんどの点で１ｄＢ未満の劣化を起こす。遠近比が４０ｄＢに増大すると、劣化が増大するが、約５％ＢＥＲのところでエラーが最低値であった図１３の状況と比較すると、性能は驚異的に改善している。
【００５１】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの組合せで実行することができる。また、本発明のある実施形態は、本発明の方法を実施することができるようにし、コンピュータ・システム内にロードした場合、これらの方法を実行することができるすべての機能を有するコンピュータ・プログラム製品に埋め込むことができる。本発明で使用するコンピュータ・プログラム手段またはコンピュータ・プログラムは、情報処理機能を有するシステムに、直接、またはａ）他の言語、コードまたは表記への変換、ｂ）異なる材料の形での再現の一方または両方の後で特定の機能を実行させるための一組の命令の任意の言語、コードまたは表記による任意の表現を示す。
【００５２】
コンピュータ・システムは、とりわけ、１つまたは複数のコンピュータおよびコンピュータ・システムが、データ、命令、メッセージまたはメッセージ・パケット、およびコンピュータ読み取り可能媒体からの他のコンピュータ読み取り可能情報を読むことができるようにする少なくともコンピュータ読み取り可能媒体を含むことができる。コンピュータ読み取り可能媒体としては、ＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、ディスク・ドライブ・メモリ、ＣＤ−ＲＯＭのような不揮発性メモリ、および他の永続的記憶装置等がある。さらに、コンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、ＲＡＭ、バッファ、キャッシュ・メモリおよびネットワーク回路のような揮発性記憶装置を含むことができる。さらに、コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ・システムが、このようなコンピュータ読み取り可能情報を読むことができるようにする有線ネットワークまたは無線ネットワークを含むネットワーク・リンクおよび／またはネットワーク・インタフェースのような一時的状態媒体内にコンピュータ読み取り可能情報を含むことができる。
【００５３】
コンピュータ・プログラム（コンピュータ制御ロジックとも呼ぶ）は、主メモリ５１０および／または二次メモリ５１２に記憶される。コンピュータ・プログラムは、また、１つまたは複数の無線受信機を介して受信した「オーバー・ザ・エア」であってもよい。このようなコンピュータ・プログラムは、実行した場合、無線装置４０２が本明細書に記載する本発明の機能を実行することができるようにする。より詳細に説明すると、コンピュータ・プログラムは、実行した場合、プロセッサ５２０が、無線装置４０２の機能を実行することができるようにする。それ故、このようなコンピュータ・プログラムは、無線装置４０２のコントローラを表す。
【００５４】
今まで本発明の特定の実施形態を説明してきたが、通常の当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、特定の実施形態を種々に変更することができることを理解することができるだろう。それ故、本発明の範囲は、特定の実施形態に限定されない。
【００５５】
さらに、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲内のこのような用途、修正および実施形態の任意のものおよびすべてのものをカバーする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】畳み込み符号化された無線通信システムをデインタリーブするための典型的な従来技術の処理を示すブロック図。
【図２】従来技術の実施態様による周波数ホッピングした信号を受信するための時間フレームを示す時間ライン。
【図３】ホップのうちの１つの上に強力な干渉が存在する場合の、従来技術の周波数ホッピングしたシステム内での８−ＦＳＫシンボルに対する非コヒーレントな二乗ダイバーシティ合成の図面。
【図４】本発明の好ましい実施形態による、効率的なメトリック記憶および耐干渉性に対する改善された干渉推定およびスケーリングを内蔵する通信システムを示すブロック図。
【図５】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置を示すより詳細なブロック図。
【図６】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としての主メモリの内容を示すブロック図。
【図７】本発明の好ましい実施形態による、干渉推定およびスケーリング・プロセスの一部を示す動作フローチャート。
【図８】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としてのスケーリング、制限および量子化処理を示すブロック図。
【図９】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としての干渉推定プロセスを示すブロック図。
【図１０】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としてのメモリ要件を示す図面。
【図１１】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としてのビット誤り率（ＢＥＲ）のグラフ。
【図１２】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としてのビット誤り率（ＢＥＲ）のグラフ。
【図１３】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としてのビット誤り率（ＢＥＲ）のグラフ。
【図１４】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としてのビット誤り率（ＢＥＲ）のグラフ。
【図１５】本発明の好ましい実施形態による、図４のシステムの移動体通信装置の例示としてのビット誤り率（ＢＥＲ）のグラフ。
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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