(57)【要約】  受信機回路は、受信機周波数誤差偏りを少なくとも部分的に取り除くことにより、改善された雑音推定処理を提供する。初期雑音推定値は、観測された受信機周波数誤差に基づいた誤差項を用いることにより補償され、そしてその生成された補償雑音推定値は、受信機内の他の信号処理を改善するために使用することができる。例えば、受信機は、改善された精度を有する信号品質推定値（例えば、信号対干渉比（ＳＩＲ）推定値）を生成するために、補償雑音推定値を使用することができる。加えてまたはその代わりに、受信機は、改善された雑音抑圧特性を有するレイク合成重みを生成するために、補償雑音推定値を使用することができる。例示的な実施形態では、初期雑音推定値は、受信基準信号（例えば、パイロットシンボル）から生成された雑音相関行列であり、誤差項は、観測された受信機周波数誤差と、該基準信号から得られるチャネル推定値とを用いることにより直接、生成される誤差行列である。
2008503124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信受信機における雑音推定処理を改善する方法であって、
受信信号の雑音相関推定値を生成する工程と、
受信機周波数誤差から生じる、前記雑音相関推定値に対応する誤差項を計算する工程と、
前記雑音相関推定値から前記誤差項を取り除くことにより、補償雑音相関推定値を取得する工程と、を含む方法。
【請求項２】
前記補償雑音相関推定値に基づき信号対干渉比を計算する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
サポート無線通信ネットワークへの送信の信号対干渉比からチャネル品質指標を決定する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記補償雑音相関推定値に基づき、前記無線通信受信機に含まれるレイク受信機回路のレイク合成重みを決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記補償雑音相関推定値に基づき、前記受信信号の信号品質推定値を決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記受信信号の雑音相関推定値を生成する前記工程は、受信基準チャンネル信号および対応する伝播チャネル推定値に基づいて初期雑音相関行列を生成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
受信機周波数誤差から生じる、前記雑音相関推定値に対応する誤差項を計算する前記工程は、前記受信機周波数誤差の推定値と、前記伝播チャネル推定値から決定されるチャネル相関行列とに基づき誤差行列を計算する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記雑音相関推定値から前記誤差項を取り除くことにより補償雑音相関推定値を取得する前記工程は、補償雑音相関行列を取得するために前記初期雑音相関行列から前記誤差項を減じる工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
受信信号の雑音相関推定値を生成する前記工程は、受信基準チャンネル信号と、該受信基準チャンネル信号から生成される対応する伝播チャネル推定値とに基づいて初期雑音共分散行列を生成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基準チャンネル信号はパイロットチャネル信号であり、前記伝播チャネル推定値は受信パイロットシンボルから生成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記雑音相関推定値に対応する誤差項を計算する前記工程は、パイロットシンボルの所定の期間に渡る前記受信機周波数誤差の推定値を決定することに基づき誤差行列を計算する工程を含み、前記雑音相関推定値から前記誤差項を取り除くことにより補償雑音相関推定値を取得する前記工程は、補償雑音共分散行列を取得するために前記初期雑音共分散行列から前記誤差行列を減じる工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
受信信号の雑音相関推定値を生成し、
受信機周波数誤差から生じる、前記雑音相関推定値に対応する誤差項を計算し、
前記雑音相関推定値から前記誤差項を取り除くことにより補償雑音相関推定値を取得するように、
構成された受信機回路を含む無線通信装置。
【請求項１３】
前記受信機回路は、前記補償雑音相関推定値に基づき前記受信信号の信号品質を推定するように構成された信号品質推定回路を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記信号品質推定回路は、計算された信号対干渉比が前記受信機周波数誤差に対して補償されるように、前記補償雑音相関推定値に基づいて信号対干渉比を計算するように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記信号品質推定回路は、チャネル品質指標値が前記受信機周波数誤差に対して補償されるように、前記計算された信号対干渉比からチャネル品質指標値を決定するように構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記受信機回路は、前記誤差項を計算するために使用される前記受信機周波数誤差を推定するように構成された周波数誤差推定回路を含むか、あるいはそれに関連付けられる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記周波数誤差推定回路は、前記受信信号に関連して受信されるパイロット信号におけるパイロットシンボルの所定の期間に渡るシンボル位相変化を決定することに基づいて、前記受信機周波数誤差を推定するように構成される、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記受信機回路と作動可能に関連するレイク受信機であって、レイク合成重みが前記受信機周波数誤差に対して補償されるように、前記補償雑音相関推定値に基づいて前記レイク合成重みを計算するように構成されたレイク受信機を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記受信機回路は、前記雑音相関推定値を生成するように構成された雑音相関推定回路と、前記誤差項を計算するとともに前記補償雑音相関推定値を取得するように構成された補償回路とを含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記雑音相関推定回路は、初期雑音共分散行列として前記雑音相関推定値を生成するように構成され、前記補償回路は、前記受信機周波数誤差に基づき、誤差行列として前記誤差項を計算するとともに、前記初期雑音共分散行列から前記誤差行列を減じることにより、補償雑音共分散行列として前記補償雑音相関推定値を取得するように構成される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記受信機回路は、基準シンボルを取得するために受信基準チャンネル信号を逆拡散するように構成されたレイクタイプ受信機と、前記基準シンボルから伝播チャネル推定値を生成するように構成されたチャネル推定回路とを含むか、あるいはそれらと関連付けられ、前記雑音相関推定値は、前記基準シンボルと前記対応する伝播チャネル推定値とから生成された雑音共分散行列を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項２２】
前記受信機回路は、雑音共分散行列として前記雑音相関推定値を生成するとともに、前記雑音相関行列から誤差行列を減じることに基づき補償雑音共分散行列として前記補償雑音相関推定値を取得するように構成され、ここで前記誤差行列は前記受信機周波数誤差に基づく、請求項１２に記載の装置。
【請求項２３】
前記装置は、移動体通信網における動作向けに構成された移動局を含み、そして前記移動局は、定期的に前記補償雑音相関推定値を取得するとともに、前記補償雑音相関推定値に基づいて前記移動体通信網に対しチャネル品質指標報告を生成し送信するように構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項２４】
前記装置は、広帯域符号分割多重アクセス方式無線通信ネットワークにおける動作向けに構成された広帯域符号分割多重アクセス方式移動局を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項２５】
無線通信装置のためのコンピュータプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能媒体であって、
受信信号の雑音相関推定値を生成するプログラム命令と、
受信機周波数誤差から生じる、前記雑音相関推定値に対応する誤差項を計算するプログラム命令と、
前記雑音相関推定値から前記誤差項を取り除くことにより補償雑音相関推定値を取得するプログラム命令と、を含む媒体。
【請求項２６】
前記コンピュータプログラムは、前記補償雑音相関推定値から信号品質推定値を生成するプログラム命令を含む、請求項２５に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２７】
前記コンピュータプログラムは、前記受信信号に付随して受信される基準チャネルシンボルの所定の期間に渡るシンボル位相変化を観測することに基づき前記誤差項を計算するために用いられる前記受信機周波数誤差を推定するプログラム命令を含む、請求項２６に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２８】
前記コンピュータプログラムは、受信基準信号から取得された基準シンボルを逆拡散することに基づき、伝播チャネル推定値を生成するプログラム命令を含み、前記雑音相関推定値を生成する前記プログラム命令は、前記基準シンボルと前記対応する伝播チャネル推定値から雑音相関行列を生成するプログラム命令を含む、請求項２５に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２９】
前記雑音相関推定値を生成する前記プログラム命令は、受信基準チャンネル信号と、対応する伝播チャネル推定値とに基づき雑音相関行列を生成するプログラム命令を含む、請求項２５に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３０】
前記誤差項を計算する前記プログラム命令は、前記受信機周波数誤差の推定値と前記伝播チャネル推定値から決定されたチャネル相関行列とに基づき誤差行列を計算するプログラム命令を含む、請求項２９に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３１】
前記補償雑音相関推定値を取得する前記プログラム命令は、前記雑音相関行列から前記誤差行列を減じることにより補償雑音相関行列を取得するプログラム命令を含む、請求項３０に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３２】
受信信号の雑音相関推定値を生成する前記プログラム命令は、前記受信機周波数誤差から生じる誤差成分を有する初期雑音共分散行列を生成するプログラム命令を含み、そして前記雑音相関推定値から前記誤差項を取り除くことにより補償雑音相関推定値を取得する前記プログラム命令は、補償雑音共分散行列を取得するために前記初期雑音共分散行列から誤差行列を減じるプログラム命令を含む、請求項２５に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３３】
受信機周波数誤差から生じる前記雑音相関推定値に対応する誤差項を計算する前記プログラム命令は、前記受信信号に関連して受信されるパイロットシンボルの所定の期間に渡るパイロットシンボル位相変化を決定することに基づき誤差行列を計算するプログラム命令を含む、請求項３２に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３４】
前記補償雑音共分散行列に基づいて前記受信信号の信号品質推定値を計算するプログラム命令をさらに含む、請求項３２に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３５】
前記補償雑音共分散行列に基づいて前記受信信号のレイク受信機処理のレイク合成重みを計算するプログラム命令をさらに含む、請求項３２に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、合衆国法典第３５編１１９（ｅ）条に基づき、２００４年６月１６日出願の米国仮特許出願第６０／５８０，２０２号明細書からの優先権を主張し、その全体を参照により明白に本明細書に援用する。
【０００２】
発明の背景
本発明は、一般的には無線通信ネットワークに関し、特に、無線通信受信機における雑音推定処理に関する。
【背景技術】
【０００３】
雑音推定は、無線通信ネットワークにおける受信機処理の不可欠な部分を表わす。例えば、現代の無線通信ネットワークの多くのタイプは、優先的な（prevailing）無線およびネットワーク条件下で個々のユーザがサポートされ得る最も高いデータ速度でサービスを受ける「ベストエフォート」方式パケットデータチャネルを採用する。受信機における正確な雑音推定はこれら受信機で行なわれる信号品質計算には必須であり、これら信号品質計算は、次に、個々のユーザに対し、ネットワークのサービングデータ速度の選択を設定する。
【０００４】
ベストエフォート方式チャネル上で動作する無線通信装置が、誤って高い受信信号品質を報告した場合、サポートネットワーク（the supporting network）は該装置における確実な受信には高過ぎるサービングデータ速度を選択し得る。装置において誤って受信されたデータパケットの再送信の繰り返しは実効データ伝送速度を低下させるので、このようなベストエフォート方式チャネルに通常採用される組み込み再送信メカニズム（ハイブリッド自動再送要求（Ｈ−ＡＲＱ）の使用など）は、受信機における受信状態には高過ぎるサービングデータ速度を選択することに関連する問題を悪化させる。実際、装置における高い受信誤り発生率により、実効データ速度は、装置において実際の受信信号品質に釣り合った低いデータ速度を選択することにより達成されるものより著しく低くなり得る。
【０００５】
逆に、装置が誤って低い受信信号品質を報告した場合、ネットワークは、実際にサポートされ得るものより低いデータ速度を選択し、ベストエフォート方式チャネルは、その装置に対し十分に利用されない。この不十分な利用は、ネットワークにより採用される特定のデータ速度設定方法に依存して深刻な状態になり得る。Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて、ネットワークを使用した高速パケットデータサービス（例えば、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）サービス）に関与する移動局は、送信されるチャネル品質指標（ＣＱＩ）形式で、ネットワークに受信信号品質をフィードバックする。
【０００６】
基本的には、所与の移動局からのＣＱＩ報告は、移動局をサーブするネットワークセクターから送信された基準チャンネル信号の、移動局によって測定された信号対干渉比（ＳＩＲ）に対応する。移動局により報告されるＣＱＩ値は、利用可能なデータ速度の表に「マッピング」され、そして信号品質を実際以下に報告している移動局には、その状態がサポートし得るものより低いデータ速度が割り当てられる。
【０００７】
受信機周波数誤差（receiver frequency error）は雑音推定誤差の主要な供給源を表す。例えば、受信機における正確な雑音推定は、受信基準信号（例えば、受信パイロットシンボル）を正確に処理することに依存する。受信機の周波数と（ネットワーク）送信機の周波数との間のいかなる誤差も、シンボル逆回転（de-rotation）誤差を引き起こし、次には受信機における雑音およびチャネル推定誤差を引き起こす。従って、理想的には、無線通信受信機は、観測された受信機周波数誤差に基づいてその雑音推定処理を直接、補償する（compensate）であろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
本発明は、無線通信受信機における雑音推定を改善するための方法と装置とを含む。特に、本発明は、受信機周波数誤差の推定値に基づいて、受信機における自動周波数補正（Automatic Frequency Correction）（ＡＦＣ）処理後に残る比較的小さな残留周波数誤差かもしれない誤差項を取り入れる雑音推定処理を提供する。したがって、本発明の一つまたは複数の実施態様にしたがって構成された受信機は、受信機の観測された（残留）周波数誤差に基づき、未補償の雑音推定値とその対応する誤差項を生成し、周波数誤差偏移が少なくとも部分的に取り除かれた補償雑音推定値を取得するために、それらを用いる。次に、その補償された（不偏移の）雑音推定値は、改善された精度を有する信号品質測定値の生成における、あるいは改善された抑制特性を有する雑音および干渉除去フィルタの生成等における、いくつもの受信機機能を改善するために、使用することができる。
【０００９】
一つまたは複数の実施態様において、本発明は、受信信号の雑音相関の推定値を生成する工程と、受信機周波数誤差から生じる雑音相関推定値に対応する誤差項を計算する工程と、雑音相関推定値から誤差項を取り除くことにより補償雑音相関推定値を取得する工程とに基づいて、無線通信受信機における雑音推定処理を改善する方法を含む。平均値をゼロと仮定すると、雑音相関推定値は雑音共分散推定値として表されることに注意されたい。また、本明細書での用語「雑音共分散」の使用は、非ゼロ平均値が考慮される雑音相関計算のより一般的な概念を排除しないということを理解すべきである。
【００１０】
この点を念頭において、受信機は、受信パイロットシンボルを雑音共分散推定のために用いてもよいし、あるいは、受信機におけるチャネルおよび雑音推定処理を可能にするために、サポート無線通信ネットワーク（supporting wireless communication network）により送信される他の任意のタイプの基準信号を用いてもよい。Ｗ−ＣＤＭＡ無線通信ネットワークでは、例えば、対象の受信機は無線通信装置に含まれてもよく、含まれている受信機回路は、チャネルおよび雑音推定処理のために共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）シンボルを使用することができる。
【００１１】
使用される特定の基準信号にかかわらず、受信機は、改善された精度を有する受信信号品質推定値を計算するための基礎として、受信機周波数誤差に対して補償される雑音相関推定値を使用することができる。すなわち、受信機は、受信機周波数誤差偏位の影響を全てまたは部分的に取り除くことにより、信号品質推定値の計算を改善する。これら改善された信号品質推定値は、受信機にデータが送信される際のデータ速度をネットワークが設定する際に使用するために、関連する無線通信ネットワークにＣＱＩ報告形式あるいは信号品質報告の他のいくつかの形式で送信することができる。
【００１２】
改善された雑音推定の上記方法の一つまたは複数の実施態様によると、受信機回路は、受信基準チャンネル信号および対応する伝播チャネル推定値（propagation channel estimates）に基づく未補償雑音共分散行列として、初期雑音相関推定値を生成する。例えば、受信機回路は、一つまたは複数の受信パイロットシンボルの処理に基づき、伝播チャネル推定値と未補償雑音共分散行列を生成することができる。いずれにせよ、受信機回路は、受信機周波数誤差の推定値と、共分散という形で表現され得る伝播チャネル推定値から決定されるチャネル相関行列とに基づく誤差行列として、誤差項を計算する。受信機周波数誤差は、所与の数のパイロットシンボルに渡って発生する位相偏移を推定することにより、または他のいくつかの手段により、決定することができる。受信機周波数誤差推定のために実行される特定の処理にかかわらず、信号品質推定、フィルタリング等のために次に使用することができる補償雑音共分散行列を取得するために、生成された誤差行列は、未補償雑音共分散行列から取り除くことができる。
【００１３】
上記雑音推定処理を行う際、受信機回路は、ハードウェア、ソフトウェアまたはその任意の組み合わせとして構成することができる。そのため、本発明は、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの一つまたは複数の集積回路に、またはこのような装置において適正な処理ロジックを合成する（synthesizing）ための電子設計ファイルに、またはマイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）または他のディジタル論理プロセッサによる実行のためのプログラム記憶命令として、具現化されてよい。さらに、受信機回路は、受信パイロットシンボルを取得するために一つまたは複数のパイロットチャネル逆拡散器（pilot channel despreaders）（相関器）を提供するレイクタイプ受信機と、逆拡散されたパイロットシンボルに基づいて伝播チャネル推定値を提供するチャネル推定回路とを含む追加の受話器回路の一部としてあるいはそれと関連して、実現することができる。
【００１４】
したがって、受信機回路の少なくとも一実施態様では、受信信号の雑音共分散推定値を生成するように構成された雑音共分散推定回路と、受信機周波数誤差から生じる雑音共分散推定値に対応する誤差項を計算するとともに雑音共分散推定値から誤差項を取り除くことにより補償雑音共分散推定値を取得するように構成された補償回路とを含む。受信機回路は、さらに、補償雑音共分散行列から信号品質推定値を生成するように構成された信号品質推定回路と、誤差項を計算するために用いられる受信機周波数誤差を推定するように構成された周波数誤差推定回路と、前記のレイクタイプの受信機およびチャネル推定回路とを含んでもよいし、あるいはそれらに関連付けられもよい。
【００１５】
当然ながら、当業者は、代替の回路の実施態様を使用することができることと、上記構成が非限定的な実施例として与えられたこととを認識するであろう。実際、本発明は上記機能および利点により制限されなく、当業者は、以下の詳細な説明を読み添付図面を見ると更なる特徴と利点を認識するであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の詳細な説明
図１に、本発明の一つまたは複数の実施形態にしたがって構成された無線通信装置１０を図示する。装置１０は、任意のタイプの無線通信装置または無線通信システムを基本的に含み、したがって移動局、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ページャー、ラップトップ／パームトップコンピュータ等を含むことができる。少なくとも一実施形態では、無線通信装置１０は、移動体通信網における動作のために構成された移動局を含む。少なくとも一実施形態では、無線通信装置１０は、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）通信ネットワークにおける動作のために構成された移動局を含む。
【００１７】
したがって、装置１０は開示された図解により制限されないということを理解した上で、図１は、装置１０が無線通信用に適合され、そして受信信号を受信し処理する受信機１２と、信号を生成し送信する送信機１４と、スイッチ／送受切換器１８を介して受信機１２と送信機１４に結合された一つまたは複数のアンテナ１６と、受信／送信動作をサポートするとともに、表示装置、キーパッド、音声入力／出力トランスデューサ等を含むことができるユーザーインターフェース（Ｕｌ）２２をサポートするシステムコントローラ２０と、を含むことを特徴とする構成を描写する。
【００１８】
装置１０の一つまたは複数の実施形態の受信機の詳細に移ると、図２は、含まれる受信機１２を部分的に図示する。例示した実施形態では、受信機１２は、無線周波数（ＲＦ）フロントエンド回路３０と、レイクタイプ受信機３２と、本発明による雑音推定処理のために構成されるとともに、信号品質推定回路３６および自動周波数制御（ＡＦＣ）回路３８を含むかあるいはそれらと関連付けられ得る受信機回路３４とを含む。本発明との関連で特に興味深い受信機回路３４の少なくとも一実施形態では、受信信号の雑音推定値を生成するように構成された雑音共分散推定回路４０と、受信機の周波数誤差の雑音推定値を補償するように構成された補償回路４２とを含む。このような誤差は、通常、受信信号の出どころとなるネットワーク送信機の送信機周波数に関して測定される。
【００１９】
補償雑音推定値は、改善された精度を有する（すなわち、受信機周波数誤差偏位を取り除いたかあるいは少なくともそれを低減した）信号品質測定値を生成するために信号品質推定回路３６により使用されてもよく、および／またはレイク受信機３２の動作を改善するために使用されてもよい。例えば、レイク受信機３２のいくつかの実施形態は、改善された干渉抑圧と雑音抑圧を提供するために、本発明の補償雑音相関推定値をレイク合成重み生成に取り入れることができる。すなわち、合成重み発生器は、受信機回路３４かレイク受信機３２いずれに含まれるとしても、補償雑音相関推定値を使用することによりレイク合成重みを生成するように構成することができ、したがって合成重み発生は、受信機周波数誤差上の影響を低減することにより改善される。
【００２０】
レイク受信機３２は、増幅器、ミキサー、フィルタ、および必要に応じまたは要望によりＡ−Ｄ変換器（ＡＤＣ）を含む受信機ＲＦフロントエンド回路３０と一体にしてもよい。フロントエンド回路３０は、レイク受信機３２に、受信信号ｒ（ｔ）に対応する一つまたは複数のサンプル信号ｒ’（例えば、Ｉ／Ｑサンプルストリーム）を提供するように構成することができる。探索器５０は、マルチパス伝搬の時間分散的性質から生じる受信信号の一つまたは複数のマルチパス成分を識別し、遅延推定器５２は、対応する遅延推定値を生成する。次に、パイロットチャンネル相関器（群）５４、チャネル推定器５６、およびトラフィック相関器（群）５８は、パイロットシンボルとトラフィックシンボルを逆拡散するため、および伝播チャネル推定値を得るために、それらの遅延推定値を使用する。
【００２１】
特に、受信機１２の直接シーケンスＣＤＭＡ（Direct Sequence CDMA）の実施形態においては、パイロットチャンネル相関器（群）５４は、受信信号の一つまたは複数のマルチパスレイ（multipath rays）に時間整合（time-aligned）され、そして受信信号に含まれるパイロットシンボルを逆拡散するために、対応する逆拡散コード（例えば、ウォルシュコード）を使用し、そしてチャネル推定器５６は、受信信号の伝播チャネル推定値を生成するために、逆拡散パイロットシンボル（Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用されるような共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）シンボルでよい）を使用する。これら伝播チャネル推定値は、トラフィック相関器５８から得られる逆拡散トラフィックチャネルシンボルの伝播チャネル位相および減衰量特性を補償するために使用される。レイク合成器６０は、通常、レイク合成器６０における受信信号の一つまたは複数のマルチパスレイのそれぞれからの逆拡散トラフィックシンボルを合成することにより、受信信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善する。合成器６０によるレイク合成信号出力は、次に、復号器および／または受信機の信号処理チェーンの他の処理回路に提供される。
【００２２】
受信機回路３４に関する雑音推定処理を検討するにあたり、図３は、本発明の一つまたは複数の実施形態の処理詳細を図示し、ここで受信機回路３４は受信信号の初期雑音相関推定値を生成する（工程１００）。平均値ゼロでは、雑音相関推定値は雑音共分散推定値として表される。本発明は、その雑音推定が、通常、雑音共分散計算の実行に基づく受信機回路３４の構成をもくろむが、必要に応じまたは要望により、非ゼロのより一般的な雑音相関処理が実施され得るということを理解すべきである。
【００２３】
それには関係なく、処理は初期雑音推定値の誤差項の計算を続け、ここで誤差項は受信器周波数誤差に対応する（工程１０２）。この誤差項は、次に補償雑音推定値を取得するために使用される（工程１０４）。特に、受信器周波数誤差により偏った初期の未補償雑音推定値は、受信器周波数誤差でそれを補償することにより、不偏推定値となる。本発明の少なくとも一実施形態では、受信器周波数誤差から生じる初期雑音推定値における偏りは、不偏の雑音推定値を得るために、（偏った）初期雑音推定値から誤差項を減じることにより取り除かれる。このような操作は、雑音推定値がスカラー値である場合にはスカラー演算に基づき、雑音推定値がベクトル値である場合にはベクトル演算に基づき、雑音推定値が行列値である場合には行列演算に基づくことを理解すべきである。
【００２４】
図３の概略的な処理を念頭に置き、図４に、所与の雑音推定期間の雑音推定処理の詳細を図示する。受信器１２は、通常、定期的な測定およびサポート無線通信ネットワークへの定期的な信号品質の報告のために用いられる、更新された雑音推定値を保持するということを理解されたい。装置１０のＷ−ＣＤＭＡ実施形態においては、更新期間は、通常、少なくとも２ミリ秒（５００Ｈｚ）程度と短いが、これは、ＨＳＤＰＡチャネル上で高速パケットデータサービスに関与する装置によりネットワークに返される移動局ＣＱＩ報告の所定の報告間隔である。
【００２５】
雑音推定処理をサポートする際、受信器１２は、パイロットシンボル（または、他のタイプの好適な基準信号情報）を受信して逆拡散し、それらから伝播チャネル推定値を生成する（工程１１０および１１２）。ｙ（ｋ）を、第ｋ番目のシンボル期間中のレイク受信機におけるすべてのフィンガーからの逆拡散パイロット信号サンプルのベクトルとする。
ｙ（ｋ）＝ｓ（ｋ）ｈ（ｋ）ｍ（ｋ）＋ｎ（ｋ）          （１）
ここで、ｓ（ｋ）は第ｋ番目に送信された基準シンボル、ｈ（ｋ）は時刻ｋにおける真のチャネル応答を表わし、ｍ（ｋ）は減衰乗数（multiplicative impairment）、そしてｎ（ｋ）は付加雑音である。単純化のためしかも一般性を失うことなく、ｓ（ｋ）は本明細書では定数「１」に設定される。受信器が残留周波数誤差に従う場合、減衰乗数は次のように表すことができる。
ｍ（ｋ）＝ｅｉ２πｖｋ          （２）
ここで、νは、Δｆとして表される残留受信器周波数誤差に対応する基準シンボル当たりの位相変化（a per reference symbol phase）である。なお、この方法により、基準（パイロット）シンボルの所定の持続時間に渡って受信器周波数誤差を決定することができる。
【００２６】
基準シンボル当たりの位相変化に関しては、次式が適用される。
ν＝Δｆ・Ｔｐｉｌｏｔ          （３）
ここで、Ｔｐｉｌｏｔは一基準シンボルの持続時間である。Ｗ−ＣＤＭＡの実施形態では、ＣＰＩＣＨ基準シンボルを用いることができ、それはＴｐｉｌｏｔ＝１／１５０００秒を与えるであろう。非限定的な実施例として、このとき、受信器１２は、次のようにチャネル推定を生成するように構成することができる。
【数１】
2008503124.tif 000003
ここで、
【数２】
2008503124.tif 000004
は、Ｎ個の基準シンボル（例えば、ＣＰＩＣＨシンボル）に渡る平均値として取った、真のチャネル応答ｈに対応する推定チャネル応答である。
【００２７】
上記生成されたチャネル推定値を用いると、時刻ｋにおける雑音項の推定値は次式のように計算することができる。
【数３】
2008503124.tif 000005
【００２８】
上記雑音の式により、受信機回路３４は、初期雑音共分散推定値
【数４】
2008503124.tif 000006
を次式のように計算するように構成することができる（工程１１４）。
【数５】
2008503124.tif 000007
【００２９】
上記雑音推定値は、受信器周波数誤差が存在しない場合の不偏推定値であるが、受信器の動作周波数が遠方の送信機の周波数と一致しない程度までの、周波数関連偏り誤差（frequency-related bias error）を含む。ＡＦＣ回路３８は、全体の受信器周波数誤差（gross receiver frequency errors）を進行ベースで補正するように構成されるが、雑音推定処理において補償されなかった場合、このような補正は、それにもかかわらず雑音推定誤差に寄与する非ゼロ残留周波数誤差を残す。先に本明細書で述べたように、このような誤差は、装置１０に、実際より低い受信信号品質をサポート無線ネットワークに報告させ、これによりネットワークは、装置１０における実際の受信信号品質に適切なものより低いデータ速度で装置１０にサーブすることになるので、このような誤差は重大なものとなり得る。
【００３０】
受信器周波数誤差Δｆが存在する場合、チャネルおよび雑音推定処理において使用される基準シンボルのデ・ローテーション（de-rotation）は、受信器１２の周波数誤差に比例した誤差を蒙る。特に、式（４）において生成されたチャネル推定値は、次式で表すことができ、
【数６】
2008503124.tif 000008
そして、式（５）における雑音項の推定値は、次式で表すことができる。
【数７】
2008503124.tif 000009
【００３１】
上式を念頭において、受信器周波数誤差に対応する誤差項は、次式で表すことができ、
【数８】
2008503124.tif 000010
これは、推定チャネル応答を使用すること、すなわち伝播チャネル推定値
【数９】
2008503124.tif 000011
を使用することにより実行することができ、したがって次式のように表される。
【数１０】
2008503124.tif 000012
ここでは、テイラー級数展開の第１項を用いた。高次項も含まれてよいが、中程度の周波数誤差に対しては無視できる。誤差行列の形式では、誤差項ΔＲは、観測位相変化νと、
【数１１】
2008503124.tif 000013
により与えられる推定チャネル共分散行列の関数として表わすことができる。図４との関連では、次にチャネル共分散行列の計算処理（工程１１６）と誤差行列の計算処理（工程１１８）を続ける。
【００３２】
装置１０のＷ−ＣＤＭＡ実施形態との関連で上式の値を選択する際、νはΔｆ／１５０００として表わされ、ここで、単位秒当たり１５０００個のＣＰＩＣＨシンボルが受信され、ΔｆはＨｚ単位の残留受信器周波数誤差である。図２を参照すると、ＡＦＣ回路３８は、受信機回路３４に、残留周波数誤差Δｆまたは計算前のνの指示を与えることができることが理解される。いずれの場合においても、指示は、補償回路４２による使用のために定期的に更新されるディジタル値として提供されてよい。
【００３３】
実装の詳細における変形にかかわらず、本発明は、上式を直接考慮することにより、雑音推定処理における受信器周波数誤差を補償する。特に、本発明は、初期雑音推定値から周波数関連誤差項を取り除くことにより、補償雑音推定値を取得する。上式により規定される情況では、受信機回路３４は、受信器周波数誤差偏りを含む雑音共分散行列
【数１２】
2008503124.tif 000014
を生成し、その周波数誤差に比例する誤差行列ΔＲを生成し、そして偏った推定値から誤差行列を取り除くことに基づいて補償雑音共分散行列
【数１３】
2008503124.tif 000015
を取得する。したがって、補償推定値は次式により得られる（工程１２０）。
【数１４】
2008503124.tif 000016
【００３４】
こうして、本発明の少なくとも一実施形態では、補償された（不偏）雑音推定値は、信号品質推定の改善のために用いられ、例えば信号品質推定回路は、より正確な信号品質推定値を計算するために補償雑音推定値を用いる（工程１２２）。このように、補償雑音共分散行列
【数１５】
2008503124.tif 000017
は、受信信号の改善されたＳＩＲ推定値を得るために、したがって装置１０がサポート無線ネットワークに報告するための改善されたＣＱＩ値を得るために、推定回路３６により用いられてよい。工程１１０〜工程１２２はこうして所望のＳＩＲ／ＣＱＩ報告間隔に従って実行され得るということに注意されたい。しかしながら、本発明は、受信トラフィックチャネルシンボルに対する雑音抑圧のための改善されたレイク合成重みを生成するために、レイク受信機３２が補償雑音推定値を使用することのような、追加または代替の使用をもくろむことを理解されたい。
【００３５】
信号品質報告をサポートする際、ＡＦＣ回路３８および／または受信機回路３４の補償回路４２は、定期的に、Ｎ個のＣＰＩＣＨシンボル毎に残留周波数誤差推定値νを更新するか（工程１２４と工程１２６）、あるいはＣＰＩＣＨシンボルが受信され逆拡散されるときに更新されるνの移動平均を保持してもよい。どちらの場合も、このような処理は、更新された周波数誤差情報が、進行中の雑音推定処理において補償する必要性に応じて利用可能となるように、雑音推定処理と同時に実行されてよい。
【００３６】
こうして、所定の更新期間に従って利用可能な動的に更新される不偏雑音推定値により、不偏推定値を平滑化し、これにより場合によってはより好適な不偏雑音推定値となり得るものを取得するために、フィルタリングをうまく利用することができる。不偏雑音推定値をフィルタリングすることの望ましさと、適用するフィルタリングの度合いは、装置１０の性能ニーズと、計算資源およびそれに伴う需要とに依存して、変化し得る。いずれにせよ、フィルタは、不偏雑音推定値のフィルタリングバージョンを出力するように、受信機回路３４に実装されてよい。これは、例えば、次式のように計算される。
【数１６】
2008503124.tif 000018
ここで、αは、フィルタ応答を制御するために調整することができる。例えば、０≦α＜１の場合、１近傍に設定することはより重いフィルタリングを課し、０またはその近傍に設定することは軽いフィルタリングを課す。
【００３７】
いずれにせよ、本発明の一つまたは複数の実施形態におけるＳＩＲ推定は、レイク合成重み生成に雑音抑圧／白色化を用いる「一般化」レイク受信機実施形態に関しては、次式にしたがって信号品質推定回路３６により実行することができる。
【数１７】
2008503124.tif 000019
レイク受信機３２が雑音パワーのみを考慮して構成された場合、次式のように不偏雑音共分散行列の対角成分を取ることにより、信号対雑音プラス干渉比率（Signal-to-Noise-plus-Interference）（ＳＩＮＲ）を得ることができる。
【数１８】
2008503124.tif 000020
ここで、
【数１９】
2008503124.tif 000021
は、
【数２０】
2008503124.tif 000022
のｉ番目の対角成分である。最後に、レイク受信機３２が雑音統計値をその合成重み生成に組み入れない場合、受信信号のＳＩＮＲは次式のように与えられる。
【数２１】
2008503124.tif 000023
ここで、
【数２２】
2008503124.tif 000024
は、次式のように計算することができる。
【数２３】
2008503124.tif 000025
ここで、Ｊは、レイクフィンガーの合計数を表わす。
【００３８】
上記ＳＩＮＲ計算のいずれについても、対応するＣＱＩは、ＳＩＮＲ−ＣＱＩルックアップテーブルの索引付けに基づいて、あるいはＳＩＮＲ−ＣＱＩ計算を行うことに基づいて、生成することができる。より詳細については、参照として本明細書にその全体を援用する、係属中の米国特許出願第１０／８６９，５２７号（２００４年６月１６日出願）を参照されたい。また、不偏雑音推定値のフィルタリングバージョンは、上記信号品質計算のいずれにも使用され得るということに留意されたい。
【００３９】
当業者は、チャネル推定、雑音共分散推定、信号品質推定、およびＣＱＩ報告のための特定の方法が、実装する場合に、本発明の範囲から逸脱することなく必要に応じまたは要望により修正され得るということを十分に理解するであろう。他の方法が使用される場合、共分散行列誤差項の表現はそれに応じて変ってもよいが、本明細書に開示された方法はこのような変更に関しても依然として有効であるということを当業者は十分に理解するであろう。実際、本発明は、先の議論と添付図面によって制限されなく、むしろ特許請求の範囲およびそれらの合理的な均等物によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
図面の簡単な説明
【図１】本発明の一つまたは複数の実施形態にしたがう無線通信装置のブロック線図である。
【図２】図１の通信装置の受信機の詳細のブロック線図である。
【図３】本発明の一つまたは複数の実施形態にしたがう雑音推定処理ロジックのフローチャートである。
【図４】図３において概説される雑音推定処理の一つまたは複数の実施形態の処理ロジック詳細のフローチャートである。
【図１】
2008503124.tif 000026
【図２】
2008503124.tif 000027
【図３】
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【図４】
2008503124.tif 000029
【国際調査報告】
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2008503124.tif 000031