(57)【要約】多元接続通信システムにおいて、受信器で受信される所望の信号のＳＮ比を改良するための装置、システム及び方法が開示される。該装置、システム及び方法は、識別された又は識別できる信号を、受信器で受信する全信号から差し引き、差し引きの結果より所望の信号を決定する。識別された又は識別できる信号は、送信器（例えば無線ネットワーク内の受信器等の受信器にサービス提供を行っている無線ネットワーク基地局）によって送信される同期化信号や他の干渉チャネル信号であってもよく、及び／又は隣接する基地局、又は多数のセクターを有するシステムでは隣接するセクター等の、別の送信器によって送信される信号であってもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
多元接続通信システムにおける受信改良方法であって、
（ｉ）送信器から送信される少なくとも１つの干渉信号を決定するステップと、
（ｉｉ）前記少なくとも１つの決定された干渉信号の、受信器における受信電力レベルを決定するステップと、
（ｉｉｉ）前記少なくとも１つの決定された干渉信号を、前記受信器で受信される全信号から前記受信電力レベルで差し引くステップと、
（ｉｖ）前記差し引くステップの結果から所望の信号を決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの干渉信号は同期化信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記送信器によって少なくとも２つの干渉信号が送信され、前記受信器が前記少なくとも２つの干渉信号の各々と該干渉信号の各々の各受信電力レベルとを決定し、決定された該干渉信号を、前記全受信信号から前記各受信電力レベルで差し引く、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも２つの干渉信号は、前記送信器から送信される信号のスロットタイミングを決定する第一の同期化信号と、前記送信器から送信される信号のフレームタイミングを決定する第二の同期化信号と、を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの干渉信号は通信システム制御信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
（ａ）別の送信器から送信される少なくとも１つの干渉信号を決定するステップと、
（ｂ）前記別の送信器から送信される決定された前記少なくとも１つの干渉信号の、前記受信器における受信電力レベルを決定するステップと、
（ｃ）ステップ（ａ）で決定された干渉信号を、前記受信器で受信される全信号から、ステップ（ｂ）で決定された電力レベルで更に差し引くためにステップ（ｉｉｉ）を実行するステップと、
（ｄ）前記差し引きの結果から所望の信号を決定するためにステップ（ｉｖ）を実行するステップと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ａ）で決定される前記干渉信号は、少なくとも１つの別の受信器に関しては干渉信号でない、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ａ）で決定される前記干渉信号はパイロット信号である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記別の送信器は隣接する基地局である、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記別の送信器は、多数のセクターを有する基地局の隣接するセクターである、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
ステップ（ｂ）で決定される受信電力レベルと所定の閾値レベルとを比較し、閾値を上回っていなければステップ（ｃ）及び（ｄ）を省略するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記比較するステップを所定の間隔で実行する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも２つの別の送信器のうち、ステップ（ｂ）で受信電力レベルが最も高い送信器を選択するためにステップ（ａ）及びステップ（ｂ）を所定の間隔で実行し、前記選択された別の送信器についてステップ（ｃ）及びステップ（ｄ）を実行する、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
受信電力レベルが最も高い送信器を選択するためにステップ（ａ）及びステップ（ｂ）を所定の間隔で実行し、前記選択された別の送信器についてステップ（ｃ）及びステップ（ｄ）を実行する請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
複数の加入者端末と、前記加入者端末に信号を送信する少なくとも１つの基地局とを含む多元接続通信システムであって、
前記加入者端末は、
前記少なくとも１つの基地局によって送信される前記信号を受信する手段と、
前記基地局によって送信される少なくとも１つの干渉信号と、前記少なくとも１つの干渉信号の受信電力レベルと、を決定する手段と、
前記少なくとも１つの決定された干渉信号を、前記受信信号から前記受信電力レベルで差し引く手段と、
前記差し引きの結果から所望の信号を決定する手段と、
を含む、
システム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの干渉信号は通信システム制御信号である、請求項１５に記載の多元接続通信システム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの干渉信号は同期化信号である、請求項１５に記載の多元接続通信システム。
【請求項１８】
少なくとも第一及び第二の基地局を含み、各基地局は前記複数の加入者端末のうちの異なる加入者端末に信号を送信し、前記第一の基地局からサービス提供を受けている加入者端末の前記決定する手段は、前記第二の基地局によって送信される少なくとも１つの干渉信号と前記干渉信号の受信電力レベルとを更に決定するよう動作可能であり、前記加入者端末において前記差し引きを行う手段が、前記第一及び第二の基地局の各々から前記電力レベルでそれぞれ受信された前記決定された少なくとも１つの干渉信号を前記受信された信号から差し引くよう動作可能であり、前記決定する手段が前記差し引きの結果から所定の信号を決定する、請求項１５に記載の多元接続通信システム。
【請求項１９】
前記第二の基地局によって送信される前記干渉信号は、前記複数の加入者端末のうち少なくとも１つの別の加入者端末に関しては干渉信号でない、請求項１８に記載の多元接続通信システム。
【請求項２０】
前記基地局は少なくとも第一及び第二のセクターを含み、前記第一及び第二のセクターはそれぞれ前記複数の加入者端末のうちの異なる加入者端末に信号を送信し、前記第一のセクターからサービス提供を受けている加入者端末の前記決定する手段は、前記第二のセクターによって送信される少なくとも１つの干渉信号と前記干渉信号の受信電力レベルとを更に決定するよう動作可能であり、前記加入者端末において前記差し引きを行う手段が、前記第一及び第二のセクターの各々から前記電力レベルでそれぞれ受信された前記決定された少なくとも１つの干渉信号を、前記受信された信号から差し引くよう動作可能であり、前記決定する手段が前記差し引きの結果から所定の信号を決定する、請求項１５に記載の多元接続通信システム。
【請求項２１】
前記第二のセクターによって送信される前記干渉信号は、前記複数の加入者端末のうち少なくとも１つの別の加入者端末に関しては干渉信号でない、請求項２０に記載の多元接続通信システム。
【請求項２２】
多元接続通信システムにおいて、所望の信号を前記加入者端末にブロードキャストし、少なくとも１つの信号が前記所望の信号に対して干渉として作用している加入者端末であって、
所望の信号と、干渉として作用する前記少なくとも１つの信号と、を受信する受信器と、
少なくとも１つの干渉として作用する信号を決定する手段と、
前記所望の信号を得るため、干渉として作用する少なくとも１つの信号を受信信号から差し引く手段と、
を含む、加入者端末。
【請求項２３】
干渉として作用する前記少なくとも１つの信号は通信システム制御信号である、請求項２２に記載の加入者端末。
【請求項２４】
干渉として作用する前記少なくとも１つの信号は一次同期化制御チャネルである、請求項２３に記載の加入者端末。
【請求項２５】
干渉として作用する前記少なくとも１つの信号は二次同期化制御チャネルである、請求項２３に記載の加入者端末。
【請求項２６】
干渉として作用する前記少なくとも１つの信号はパイロット制御チャネルである、請求項２３に記載の加入者端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多元接続通信システムにおける受信を改良する方法、装置及びシステムに関する。より詳細には、本発明は、識別された又は識別できる受信した干渉信号を全受信信号から差し引くことで、多元接続通信システムにおける受信を改良する方法、装置及びシステムを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
多元接続通信技術は、無線チャネル等の１つのリソースを複数のユーザで共有できるようにする技術であり、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、ベクトル直交周波数分割多重（ＶＯＦＤＭ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、ＧＳＭのようなハイブリッド方式等、多くの種類が知られている。無線チャネルを利用する多元接続システムは、複数のハンドセットで基地局の無線リソースを共有する移動体通信システムで広く利用されている。
【０００３】
多元接続技術を利用する無線受信器では、送信された信号を正確に受信する能力は、受信時の信号対雑音比（ＳＮ比）によって制限されることが多い。ＳＮ比とは、他の全てのノイズ源（熱ノイズや、モータ等の電気機器から発せられる無線ノイズ）、隣接する送信器（移動体通信システムでは隣接セルや隣接セクター等）からの送信、及び受信器が受信しようとする送信器から送信される他の非直交信号に対する、所望の受信信号の比率をいう。
【０００４】
本明細書において、「直交信号」は、送信時に理想的にはゼロもしくは非常に小さい相互相関関係を有するべく設定された全ての信号（例えば、ウォルシュコード（Ｗａｌｓｈ Ｃｏｄｅ）を適用することで直交とされるＣＤＭＡ信号、タイムスロットを割り当てることで直交とされるＴＤＭＡ信号等）を含むものとする。なお、受信器による受信時には、マルチパスや他の影響から、直交信号の直交性が多少低下していることがある。
【０００５】
詳細は後述するが、受信器においてＳＮ比が高いと、受信器の正確な信号受信能力が高まり、理論上のシステム処理能力が向上することは明らかである。
【０００６】
広く利用されている多元接続技術の一例としてＣＤＭＡ、具体的にはＣＤＭＡの直接シーケンスによる実施が挙げられる。ＣＤＭＡは、近年、移動体通信システムや無線ローカルループシステムといった最新型無線通信システムにおける最適な多元接続技術として大きな支持を得ている。周知のように、ＣＤＭＡは、他の多くの多元接続技術に対し、ＦＤＭＡやＴＤＭＡシステム等で概ね必要とされる保護帯域や保護時間を不要とし、また高頻度での再利用を比較的容易にすることで、ネットワークの計画や管理を全般的に簡略化できるという利点を有する。
【０００７】
既述の如く、ＣＤＭＡ受信器におけるＳＮ比を高めることが有利である。すなわち、ＣＤＭＡ受信器におけるＳＮ比が高まると、ＣＤＭＡコードスペースを更に効率的に利用できるようになる。すなわち、より上位の変調を利用する（例えばＱＰＳＫからＱＡＭ１６とする）ことができ、及び／又はより高レートの誤り訂正コードを利用できる（例えば、コードレートを１／３から２／３とする）。ＣＤＭＡコードスペースはＣＤＭＡ通信システム処理能力の限定要因であることから、コードスペースの効率的な利用が常に要望されている。
【０００８】
ＣＤＭＡにおいて、許容できる誤り率で受信器が信号を受信するのに必要な最低限のＳＮ比を提供できるだけの、最も低い電力レベルで送信が実行される場合、更に有利である。この最低限の電力レベルもしくはそれに近いレベルで第一の受信器にブロードキャストを行うことで、他の受信器における干渉（ノイズ）を低減することができ、これらの受信器のＳＮ比も改善するため、ＣＤＭＡシステムの効率及び処理能力が向上する。
【０００９】
他の多元接続システムは、ＣＤＭＡの場合と同様にＳＮ比が高まることによって益を得る。一般に、受信器で受信される信号のＳＮ比が高くなると、通信システムの処理能力及び／又は信頼性は向上する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、多元接続通信において、ＳＮ比を改良しない場合に送信器から受信する所望の信号のＳＮ比を受信器が改良することを可能とし、これにより全般的なシステム性能を向上させるシステム、方法及び装置が要望されている。
【００１１】
本発明の目的は、前述の従来技術の欠点の少なくとも一部を取り除き又は緩和する、多元接続通信システムにおける受信を改良する新規なシステム、方法及び装置を提供することにある。本発明の別の目的は、改良された多元接続通信システム、及びかかるシステムの操作方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、識別された又は識別できる干渉信号を決定し、この干渉信号を加入者端末で受信される全信号から差し引いて所望の信号を得ることにより、多元接続通信システムにおける受信を改良する装置、システム及び方法を提供する。受信器に対してサービス提供を行っている送信器から受信される信号のうち、一次及び二次同期化信号のような共通チャネル信号、あるいは所望の信号に対して干渉として作用する識別された又は識別できる任意の他の信号を差し引くことができる。隣接セクター（マルチセクター無線ネットワークシステムの場合）や隣接基地局（無線ネットワークシステムの場合）等の他の送信器から受信され、干渉として作用する識別された又は識別できる信号を差し引くこともできる。また、隣接基地局や隣接セクターの直交チャネルのように、受信器への共通チャネルに事実上干渉している、識別された又は識別できる信号を差し引くことも可能である。
【００１３】
３ＧＰＰ方式のシステムでは、受信器はその受信器に対してサービス提供を行っている送信器の一次及び二次同期化信号と、１つ以上の隣接セクター及び／又は隣接基地局の同一の信号及びパイロットチャネル信号とを差し引くことができる。ＩＳ−９５方式のシステムでは、受信器は隣接基地局及び隣接セクターの共通チャネルを差し引くことができる。この他のシステムでは、受信器は送信器の識別された又は識別できる干渉信号を差し引くことが可能となろう。
【００１４】
識別された又は識別できる信号を差し引くことで、受信器における干渉が低減され、これにより受信器において同等のＳＮ比レベルを維持しながら、その受信器に送信される信号の電力を低減することができる。これに伴い、他の受信器においても干渉レベルが低減されてＳＮ比が向上し、これらの受信器に送信される信号も低い電力レベルで送信することが可能となる。この結果、多元接続通信システムの性能が向上するのである。
【００１５】
本発明の一態様は、多元接続通信システムにおける受信改良方法であって、該方法は、（ｉ）送信器から送信される少なくとも１つの干渉信号を決定するステップと、（ｉｉ）少なくとも１つの決定された干渉信号の、受信器における受信電力レベルを決定するステップと、（ｉｉｉ）少なくとも１つの決定された干渉信号を、受信器で受信される全信号から該受信電力レベルで差し引くステップと、（ｉｖ）差し引くステップの結果から所望の信号を決定するステップと、を含む。
【００１６】
本発明の別の態様は、複数の加入者端末と、加入者端末に信号を送信する少なくとも１つの基地局とを含む多元接続通信システムであって、加入者端末は、少なくとも１つの基地局によって送信される信号を受信する手段と、基地局によって送信される少なくとも１つの干渉信号と、少なくとも１つの干渉信号の受信電力レベルと、を決定する手段と、少なくとも１つの決定された干渉信号を、受信信号から該受信電力レベルで差し引く手段と、差し引きの結果から所望の信号を決定する手段と、を含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を、添付図面を参照しながら例示的に説明する。
【００１８】
以下の論考では、多元接続技術として、直接シーケンスＣＤＭＡ、具体的には提案された３ＧＰＰ実施、ＩＳ−９５スタンダード等に則った直接シーケンスＣＤＭＡに主眼を置いたが、本発明はこれに限定されない。本発明は、受信された所望の信号に干渉する識別された又は識別できる受信信号を全受信信号から差し引いて所望の信号の受信を改良することのできる、多元接続信号を受信する任意の受信器に適用することができる。
【００１９】
多元接続通信システムを図１に参照番号２０で示す。システム２０は、適切なバックホールやゲートウェイ（共に図示せず）等で公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）（図示せず）、他の基地局２４、インターネット（図示せず）及び／又は他の所定のネットワーク等のパケットデータネットワークに接続された基地局２４等の多数のトランシーバを含む。前述のように、システム２０は適切な多元接続技術、この例では具体的にはＤＳ−ＣＤＭＡを利用する。
【００２０】
各基地局２４の送信範囲がセル２８を画定しており、基地局２４はセル２８内で加入者端末３２等の複数のトランシーバと通信することができる。加入者端末３２は移動体通信機器、移動体データ機器、（電話及び／又はデータサービス提供を提供する）無線ローカルループ機器とすることができる。セル２８は１種類の加入者端末３２（移動体音声通信機器等）、あるいは各種加入者端末３２（移動体音声通信、及び固定音声及び／又はデータサービス提供等）を含むことができる。一般に、加入者端末３２は常に最もよいＳＮ比で信号を受信できる基地局２４からサービス提供を受けるようになっている。
【００２１】
基地局２４から加入者端末３２に送信されるデータは、一般的に重畳コード等の誤り訂正コードを用いて符号化され、得られた有効情報伝送レートで記述されることが多い。すなわち、送信は１／３、１／２、２／３、３／４のようにレートとして符号化される（レート１／２では実際の情報１ビットにつき２ビット分のデータが送信され、レート３／４では実際の情報３ビットにつき４ビット分のデータが送信される。）。当業者には周知の如く、「パンクチュアリング（ｐｕｎｃｔｕｒｉｎｇ）（符号化された信号が、追加データビットで置き換えられた所定数の符号ビットを有するようにする処理）」を行うと、符号化レートの細分性が向上する。
【００２２】
加入者端末３２においてＳＮ比が低いことが予測される場合、符号化レートを低下させ（すなわち、１／４とする）、許容可能なビット及び／又はフレーム誤り率で受信できるようにする。加入者端末３２におけるＳＮ比が改良されると、（例えば、レート１／４から１／２へ）符号化レートを高めることができる。この結果、システム２０のリソース（送信容量もしくは帯域幅）の使用効率が高まる。
【００２３】
同様に、加入者端末３２におけるＳＮ比が比較的低い場合、加入者端末３２が送信データを確実に受信できるようにするため、送信データは低位の方式（例えば、四相位相変調（ＱＰＳＫ））で変調されることが多い。加入者端末３２におけるＳＮ比が向上すると、再びより積極的な（より上位の）変調方式（例えば、ＱＡＭ１６、ＱＡＭ６４、ＱＡＭ２５６）を利用できるようになる。この結果、システム２０のリソース（送信容量もしくは帯域幅）の使用効率が高まる。
【００２４】
別の状況で、加入者端末３２で受信される信号のＳＮ比が向上すると、ＳＮ比が所与の符号化レート及び／又は変調順序で信号を確実に受信するのに必要なレベルを超えるまで、この信号の送信時の電力を低下させることができる。これにより、この信号が他の加入者端末３２における信号受信に干渉する度合いが小さくなり、これらの加入者端末３２におけるＳＮ比が改良される。
【００２５】
システム２０のリソースを効率的に使用しながら所望の送信フレーム誤り率の確率を達成するため、使用する誤りコードと変調方式の組み合わせを所与のＳＮ比レベルに応じて選択することができる。受信器におけるＳＮ比が改良されれば、システム効率及び／又は信頼度が向上することは自明である。
【００２６】
最新のＣＤＭＡシステム及び他の多元接続システムでは、基地局２４と加入者端末３２との間における通信の取得、セットアップ及び利用を編成し許可するためにチャネル方式を利用している。一般的に、チャネルには、セル２８内の全加入者端末３２にブロードキャストされる共通チャネルと、直交チャネルがある。後述するが、共通チャネルは、加入者端末３２にブロードキャストされる他の信号に対して干渉として作用する場合があり、また、送信器からの直交信号は、他の送信器から信号を受信している加入者端末３２に対して干渉する場合がある。
【００２７】
システム２０は、現在承認されているＩＳ−９５、ｗＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、提案された３ＧＰＰシステムスタンダード等の基準に従って構成されたシステム、あるいは、識別された又は識別できるデータを送信する１つ以上の共通チャネル又は他の干渉チャネルによるチャネル方式を利用したあらゆるシステムとすることができる。以下の論考では前出の提案された３ＧＰＰスタンダードを取り上げたが、当業者には自明の如く本発明はこのシステムでの利用に限定されず、ＩＳ−９５、ｗＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００等の他の基準や他のチャネル方式にも適用できる。
【００２８】
本明細書において、「識別できる（ｋｎｏｗａｂｌｅ）」信号は、受信側が任意の方法で決定できるあらゆる信号を含むものとする。例として、同期化信号のように予め定められた制御信号、（逆スクランブルコードがわかれば受信側で逆スクランブルできる）スクランブルされた信号、明示的もしくはブラインド的検出オペレーション後に決定される信号等が挙げられる。
【００２９】
提案された３ＧＰＰシステムでは、ダウンリンク方向（すなわち、基地局２４から加入者端末３２へ向かう方向）にブロードキャストされる共通チャネルは、例えば一次同期化チャネル（ＰＳＣＨ）や二次同期化チャネル（ＳＳＣＨ）のような通信システム制御チャネルを含む。３ＧＰＰシステムでは、直交チャネルを含む多くのチャネルは持続時間が１０ｍｓのフレームでブロードキャストされる（各フレームは１５のスロットを含む。）。
【００３０】
３ＧＰＰ組織のウェブサイト ＨＹＰＥＲＬＩＮＫ ”ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ＧＰＰ．ｏｒｇ” を含む数多くの情報源により一般に利用できるようになった３ＧＰＰに関するドキュメンテーションで議論されているように、ＰＳＣＨは同期化チャネルであり、加入者端末３２では、基地局２４から送信されるフレームのスロットタイミングを決定する際にＰＳＣＨを利用している。予め定められ、識別されたデータシーケンスがＰＳＣＨのスロット及びフレームで送信され、加入者端末３２が、基地局３２から送信されるフレーム内のスロットの開始時間を決定することができるよう、このシーケンスが定義され、配列される。
【００３１】
加入者端末３２がＰＳＣＨからスロットタイミングを決定すると、加入者端末３２はスロットのフレームのタイミング、及び基地局２４が使用するスクランブリングコード等の情報を決定するため、別の同期化チャネルであるＳＳＣＨを調査する。ＰＳＣＨチャネル及びＳＳＣＨチャネルの取得及び処理は、システム２０内の加入者端末３２の起動時に行われ、少なくとも移動体システムにおいては、セル２８間でハンドオフが行われるよう、隣接する基地局２４の進行ベースで行われる。
【００３２】
このようなシステムは柔軟でロバストな通信システムであるが、セル２８の加入者端末３２において共通チャネルが他の受信信号に対して干渉として作用し、加入者端末３２におけるＳＮ比を低下させるという欠点がある。
【００３３】
図２は、１ビットの所望の信号「Ｄ１」を加入者端末３２へ送信するところを簡略化して表示している。Ｄ１は加入者端末３２で受信され、ＰＳＣＨ、ＳＳＣＨ等と組み合わされる。分かり易くするため、図２ではＤ１がＰＳＣＨのみと組み合わされた場合を示した。Ｄ１が基地局２４から送信されると、Ｄ１は予め選択されたスプレッドコードの「チップ」ｃ１乃至ｃｉと掛け合わされることにより、スプレッドされる。この結果、増幅器９０によって実施されるある程度の量の利得を有する積「Ｄ１ｃ１、Ｄ１ｃ２、Ｄ１ｃ３、…Ｄ１ｃｉ」が得られる。予め定められた一連のチップｓ１乃至ｓｉを含むＰＳＣＨは、増幅器９４によって実施され、加算器９８によって上述の積に加算されて「Ｄ１ｃ１＋ｓ１、Ｄ１ｃ２＋ｓ２、Ｄ１ｃ３＋ｓ３、…Ｄ１ｃｉ＋ｓｉ」を得る、ある程度の量の利得を有する。この演算結果は、無線リンク１０２を通じて加入者端末３２にブロードキャストされる。無線リンク１０２内の加算器で示されているように、無線ブロードキャスト中に加入者端末３２が受信する演算結果に必然的にある程度の量のノイズ「ｎ」が加えられる。
【００３４】
加入者端末３２の受信器では、信号は「Ｄ１ｃ１＋ｓ１＋ｎ、Ｄ１ｃ２＋ｓ２＋ｎ、Ｄ１ｃ３＋ｓ３＋ｎ、…Ｄ１ｃｉ＋ｓｉ＋ｎ」の形態で受信される。この演算結果について点乗積演算１０６が行われ、「Ｄ１（ｃ１ｃ１＋ｃ２ｃ２＋ｃ３ｃ３＋…＋ｃｉｃｉ）＋（ｃ１ｓ１＋ｃ２ｓ２＋ｃ３ｓ３＋…＋ｃｉｓｉ）＋ｎ」が得られる。ここではノイズｎの影響を一括して扱い、１つの値ｎとして表示している。チップ「ｃ」の値が−１もしくは＋１のみであり、一次同期化チップ「ｓ」の値が−１もしくは＋１のみであることがわかれば、この演算結果は簡約して「４Ｄ１＋（ｃ１ｓ１＋ｃ２ｓ２＋ｃ３ｓ３＋…＋ｃｉｓｉ）＋ｎ」とすることができる。従来の通信システムでは、Ｄ１の値を決定するため、受信器において、ヴィテルビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）デコーダ等の適切な手段によりこの演算結果について推定が行われる。この処理は所望の信号の次のビットであるＤ２についても繰り返し行われる。
【００３５】
このシステムは過去においては好結果を生んだが、本発明者は、この演算結果における「（ｃ１ｓ１＋ｃ２ｓ２＋ｃ３ｓ３＋…＋ｃｉｓｉ）＋ｎ」は、実際には所望の信号Ｄ１に対する干渉であるために受信器におけるＳＮ比を全般的に低下させており、また同様の干渉がＳＳＣＨ信号からも発生することを見出した。ＰＳＣＨのみについて上で定義した干渉は、実際には「（ｃ１ｓｐ１＋ｃ２ｓｐ２＋ｃ３ｓｐ３＋…＋ｃｉｓｐｉ）＋（ｃ１ｓｓ１＋ｃ２ｓｓ２＋ｃ３ｓｓ３＋…＋ｃｉｓｓｉ）＋ｎ」と記述することができる（ｓｐｉはＰＳＣＨ信号を、ｓｓｉはＳＳＣＨ信号を表す。）。
【００３６】
本発明者は、ＰＳＣＨ信号やＳＳＣＨ信号等の識別された通信システム制御信号を加入者端末３２で受信される信号から差し引くことで、加入者端末３２におけるＳＮ比を改良することができると判断した。すなわち、加入者端末３２は、基地局２４から送信されるフレーム及びスロットのタイミングを決定するためにＰＳＣＨ信号及びＳＳＣＨ信号を受信することで、加入者端末３２における受信時のＰＳＣＨ及びＳＳＣＨ信号の電力をも決定する。従って、ＰＳＣＨ信号及びＳＳＣＨ信号が取得され、加入者端末３２が動作できる状態になると、加入者端末３２は受信したＰＳＣＨ及びＳＳＣＨのデータと、その受信時の電力レベルを認識する。本発明では、次いで、図３に示すように、加入者端末３２の受信器が、識別されたこれらの信号を同端末３２で受信された全信号から差し引き、他の受信信号に対するこれらの干渉源を減少させる。従って、受信器においてｓｐｉ（一次同期化）値及びｓｓｉ（二次同期化）値がわかれば、「（ｃ１ｓｐ１＋ｃ２ｓｐ２＋ｃ３ｓｐ３＋…＋ｃｉｓｐｉ）＋（ｃ１ｓｓ１＋ｃ２ｓｓ２＋ｃ３ｓｓ３＋…＋ｃｉｓｓｉ）＋ｎ」は低減して「ｎ」とすることができる。後続の各データビットＤｉは、全受信信号からの差し引きを行う前にＰＳＣＨ及びＳＳＣＨの送信電力レベルを然るべく更新し、同様の方法で処理される。
【００３７】
一般的に、基地局２４によって送信される全電力の実に２０％以上がＰＳＣＨチャネル及びＳＳＣＨチャネルの送信に使用されることが知られている。加入者端末３２における全受信信号からＰＳＣＨ信号及びＳＳＣＨ信号を差し引くことで、その分だけ加入者端末３２におけるＳＮ比が向上することは明らかである。
【００３８】
上記ではシンボルレベルで差し引きを行ったが、場合によってはチップレベルで行うことが望ましい。そのための適切な方法は当業者には明らかである。チップレベルで差し引きを行うことで、異なるシンボルレート、同一のチップレートで送信されるデータ信号ビットＤｉ等を適切に処理できる。
【００３９】
本発明に従って、加入者端末３２において、識別された信号の差し引きを行う際、システム２０は、加入者端末３２で受信される信号を効果的に減少させることで利益を得るように動作される。すなわち、システム２０は所望の信号ビットＤｉを加入者端末３２に送信する際に使われる電力を低減し、Ｄｉを送信する際により高レートの符号化方式を採用し、及び／又はＤｉを送信する際により上位の変調方式を利用することができる。これらのオプションは、システム２０の送信容量を改良すべく、個別に、あるいは適切にもしくは所望により組み合わせて用いることができる。また、セル２８の中で周辺部に位置するために最低限の受信能力しかもたない加入者端末３２については、規制上の制約や送信容量の都合で基地局２４が送信信号に対し電力を追加的に割り当てることができない場合、及び／又はより低い符号化レートが実用上得られない場合、及び／又はより下位の変調が利用できない場合であっても、ＳＮ比を向上させることができるので、誤り率が低下し、受信データレートが高まる。従って、システム２０において基地局２４の全送信能力を改良し、及び／又は基地局２４の送信信号が受信可能な地域（セルサイズ）を拡大することができる。
【００４０】
本発明は同期化チャネルを差し引くことによって干渉を減ずることに限定されず、任意の他の通信システム制御信号や情報信号等の識別された又は識別できる任意の干渉信号を受信器における全受信信号から差し引き、所望の信号の受信を改良することが可能である。
【００４１】
本発明者は、状況によってはシステム２０の性能を更に改良することのできる、本発明の第二実施形態を更に開発した。ＣＤＭＡシステムやその他の多元接続システムの性能を限定的にしている要因の１つに、隣接するセル２８の基地局２４からの干渉がある。図１に示すように、セル２８は基地局２４から確実にサービス提供を受けることのできる地理的エリアと考えることができる。セル２８を図示する際、六辺形や円形のように規則的な形状とすることが多いが（図１参照）、基地局２４からの無線信号が確実に伝播される距離に影響を及ぼす高地、低地、建物、橋梁等、又はその他の条件により、セル２８は規則的な形状とはならないことが多い。
【００４２】
このように不規則な形状を有することから、セル２８は隣接するセル２８と重複する領域３６を含むことが少なくない。また、ハンドオフ（加入者端末３２のセル間移動）を可能としたり、ネットワーク内の「ホットスポット」における容量を増大させる目的でネットワークプランナーが意図的に重複領域３６を形成することもできる。図１のシステム２０の構成では、セル２８ａ、２８ｂ、２８ｃ間に４つの重複領域（３６ａｂ、３６ａｃ、３６ｂｃ、３６ａｂｃ）が形成されている。
【００４３】
加入者端末３２、例えば加入者端末３２１は基地局２４ａ又は基地局２４ｃのいずれからサービス提供を受けることも可能であるが（この例では基地局２４ａ）、加入者端末３２１にとって他方の基地局（この例では基地局２４ｃ）からのダウンリンク送信は、基地局２４ａからのダウンリンク送信に対する干渉であるとみなされる。１つ以上の基地局２４のダウンリンク送信を受信する任意の加入者端末３２、例えば加入者端末３２１では、その時点でサービス提供を受けている基地局２４から受信されるダウンリンク送信に関してＳＮ比が低下する。実際には、別の基地局から確実に受信を行うことのできる重複領域３６から外れた位置にある加入者端末、例えば加入者端末３２２においても、他の基地局２４から低電力ではあるがある程度の干渉が行われ、ＳＮ比が低下する。他の加入者端末、例えば加入者端末３２３や３２４では、このような隣接する基地局２４の有効伝播エリアからの距離が大きいため、他の基地局２４から有効なレベルの干渉を受信しない。しかし、複数のセル２８を有するシステム２０においては、ＳＮ比を低下せしめる測定可能な干渉を隣接する基地局２４から全く受信しない加入者端末３２の数は比較的少ない。
【００４４】
従って、本発明者は１つ以上の隣接する基地局２４から受信する識別された又は識別できるチャネルを差し引くことによっても、加入者端末３２におけるＳＮ比を向上させることができると判断した。すなわち、加入者端末３２が、通常は規則的な所定の間隔で、起動時にＳＮ比に基づいて最も受信状態のよい基地局２４を決定するためのオペレーションシーケンスを実行する。本発明の第二実施形態では、加入者端末、例えば加入者端末３２１は、次に受信状態のよい基地局２４ｃ（通常は受信電力レベルが次に高い基地局受信器）を更に決定するために、このオペレーションの取得オペレーションシーケンスを再度実行してもよい。加入者端末３２１において、次に受信状態のよい基地局である基地局２４ｃから、所定の最小閾値を上回る電力レベルで受信が行われたことが判断されると、加入者端末３２１は、後述のように、その時点においてサービス提供を受けている基地局２４ｃのＳＮ比を向上させるため、加入者端末３２１が受信する全信号から、次に受信状態のよい基地局２４ｃから受信する、加入者端末３２１が識別した信号を差し引く。
【００４５】
次に受信状態のよい基地局２４ｃからの送信が所定の閾値を下回る電力レベルで受信される場合、この基地局２４ｃから受信する信号を差し引くために上記ステップを実行するにはあたらないとみなし、これらの信号については判断や差し引きを行わない。次に受信状態のよい基地局２４の決定を時々行うのは、受信条件が経時に伴い変化する中で、確実に適切な動作を行うためである。
【００４６】
次に受信状態のよい基地局２４ｃからの送信が所定の閾値を上回る電力レベルで受信されると、加入者端末３２１は、上述したものと同じ技術を用いて基地局２４ｃからの送信のスロット及びフレームのタイミング、及び電力レベルを決定する。そして、基地局２４ｃのＰＳＣＨ及びＳＳＣＨを上述の方法と同一の方法で差し引く。すなわち、加入者端末３２１は信号「４Ｄ１＋（ｃ１１ｓｐ１１＋ｃ１２ｓｐ１２＋ｃ１３ｓｐ１３＋…＋ｃ１ｉｓｐ１ｉ）＋（ｃ１１ｓｓ１１＋ｃ１２ｓｓ１２＋ｃ１３ｓｓ１３＋…＋ｃ１ｉｓｓ１ｉ）＋（ｃ２１ｓｐ２１＋ｃ２２ｓｐ２２＋ｃ２３ｓｐ２３＋…＋ｃ２ｉｓｐ２ｉ）＋（ｃ２１ｓｓ２１＋ｃ２２ｓｓ２２＋ｃ２３ｓｓ２３＋…＋ｃ２ｉｓｓ２ｉ）＋ｎ」を受信する。ｃ１ｉ、ｓｐ１ｉ、ｓｓ１ｉは基地局２４ａのそれぞれチップ、一次、二次同期信号であり、ｃ２ｉ、ｓｐ２ｉ、ｓｓ２ｉは次に受信状態のよい基地局２４ｃのそれぞれチップ、一次、二次同期信号である。この受信信号について点乗積を行い、「（ｃ１１ｓｐ１１＋ｃ１２ｓｐ１２＋ｃ１３ｓｐ１３＋…＋ｃ１ｉｓｐ１ｉ）」、「（ｃ１１ｓｓ１１＋ｃ１２ｓｓ１２＋ｃ１３ｓｓ１３＋…＋ｃ１ｉｓｓ１ｉ）」、「（ｃ２１ｓｐ２１＋ｃ２２ｓｐ２２＋ｃ２３ｓｐ２３＋…＋ｃ２ｉｓｐ２ｉ）」、「（ｃ２１ｓｓ２１＋ｃ２２ｓｓ２２＋ｃ２３ｓｓ２３＋…＋ｃ２ｉｓｓ２ｉ）」を差し引くと、４Ｄ１＋ｎが得られ、この値から所望の信号Ｄ１を決定することができる。他の多元接続システム、例えばＩＳ−９５や、他の無線システムについても、同様のオペレーションを実施することができる。
【００４７】
既知の、干渉する共通チャネルの他に、隣接する基地局２４、例えば基地局２４ｃから直交チャネルとしてブロードキャストされるチャネルも、第一の基地局２４、例えば基地局２４ａからサービス提供を受けている加入者端末３２に対して干渉として作用する。これは、このような直交チャネルが、第一の基地局が利用しているスクランブルコード及び／又はウォルシュコードを利用しているため、またこれらの直交チャネルの送信タイミングが第一の基地局の送信タイミングと同期していないためである。別の基地局２４から直交の干渉チャネルで送信される情報が識別される場合、あるいは加入者端末３２が、その全受信信号から直交チャネルを差し引くことができると判断できる（すなわち、直交チャネルを識別できる）場合、加入者端末３２で受信される所望の信号のＳＮ比が更に向上する。
【００４８】
例えば、提案された３ＧＰＰスタンダードに従ったシステムでは、隣接する基地局の少なくとも１つの直交チャネルが加入者端末３２において識別され、又は識別可能である。具体的には、各基地局２４からパイロットチャネル（ＰＩＣＨ）送信され、加入者端末３２においてキャリアオフセットの決定やその他の目的で利用される。ＰＩＣＨ信号は、送信側である基地局２４のスクランブリングコードに従ってスクランブルされ、予め定められたチャネルで送信される１の数列（ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ １’ｓ）を含む。
【００４９】
従って、加入者端末３２、例えば加入者端末３２１が、隣接する基地局、例えば基地局２４ｃから予め定められたレベルを超える電力レベルの干渉を受信していると判断した後、次に受信状態のよい基地局２４ｃのスクランブリングコードグループを決定し、基地局２４ｃからサービス提供を受けている加入者端末３２がスクランブリングコードを決定する場合と同様の方法で、基地局２４ｃから送信される他の情報から実際のスクランブリングコードを決定し、スクランブルされた１の数列から信号を決定することができる。また、スクランブリングコードは、隣接する全ての基地局２４のスクランブリングコードを送信することができる、当該加入者端末３２にサービス提供を行っている基地局２４ａから送信する方法等、種々の方法により加入者端末３２と直接通信するようにしてもよい。従って、加入者端末ではスクランブリングコード及びデータ（１の数列）、識別可能なＰＩＣＨを識別することができるのである。
【００５０】
ここで、加入者端末３２１は、経時に伴って変化する、ＰＩＣＨの受信時の電力レベルを決定する。現時点では、ＰＩＣＨの送信電力レベルの表示は、送信側である、次に受信状態のよい基地局２４ｃによって、ＢＣＣＨ又は他の適切なチャネル上で提供されるようになっている。当業者には他にも適切な手段、例えば予測手段、基地局２４間におけるバックホールベースの通信等を利用できること、そして隣接する全ての基地局のＰＩＣＨ送信は、基地局２４からサービス提供を受けている加入者回線３２に送信されること等に想到するであろう。また、ＰＩＣＨの電力レベルは、受信時の電力レベルが上述した取得プロセスの一部として加入者ユニット３２によって決定される、次に受信状態のよい基地局２４のＰＳＣＨ及び／又はＳＳＣＨの送信電力と相対的に表される送信電力レベルとして、加入者端末３２に提供されるようになっている。従って、ＰＩＣＨの受信電力レベルは加入者端末３２において決定することができる。ここで、加入者端末３２１は、次に受信状態のよい基地局２４ｃのＰＳＣＨ、ＳＳＣＨ、ＰＩＣＨを「識別し」、これらの信号を加入者端末３２１における全受信信号から差し引くことが可能となる。これにより、加入者端末３２１は、サービス提供を受けている基地局２４ａから受信する信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００５１】
一般的に、基地局２４によって送信される全電力の実に４５％以上が、ＰＳＣＨ、ＳＳＣＨ及びＰＩＣＨの各チャネルの送信に使用されると考えられている。加入者端末３２における全受信信号からこれらの信号を差し引くことで、その分だけ加入者端末３２におけるＳＮ比が向上することは明らかである。
【００５２】
多元接続通信システム２００の別の構成を図４に示す。この構成では、１つ以上の基地局２４０がビーム形成アンテナ（図示せず）又は他の手段を利用してそれぞれのセル２４８をサブセル（通常、セクター２６０で表す）に分割する。基地局２４０の各セクター２６０は、ビームパス内及び範囲内にある加入者端末３２と通信し、各セクター２６０は通信用トランシーバを備えている。図４では、それぞれ６つのセクター２６０ａｘ、２６０ｂｘ、２６０ｃｘを有するセル２４８ａ、２４８ｂ、２４８ｃを示している。当業者には自明であるが、各セル２４８内のセクター２６０の数は同一でなくともよい。また、システム２００は、同数のセクター２６０をそれぞれ含む均質なセル２４８のセット、あるいは異なる数のセクター２６０を含むセル２４８が存在する（例えば、１つのセクター２６０を有するセル２４８と、２つのセクター２６０を有するセル２４８が存在する）非均質なセル２４８のセットのいずれを含んでいてもよい。
【００５３】
通常実施されるこのようなセクター構成では、セクター２６０ａ２内の加入者端末、例えば加入者端末３２８は、隣接するセクター、例えば２６０ａ３や２６０ａ１に向けた送信を受信することがあり、また受信することが多い。隣接するセクターに向けたこのような送信は、加入者端末３２８において、加入者端末３２８がセクター２６０ａ２から受信しようとしている送信に対し、干渉として作用する。このため、加入者端末３２８は、隣接するセクター２６０からの干渉を減少させるため、隣接する基地局からの干渉を減少させる際に利用した上述のオペレーションと同様のオペレーションを行ってもよい。システム２００の構成によっては、セル２４８内のセクター２６０はフレームとスロットとを同期させて（タイムオフセットを行って、又は行わずに）、あるいは同期させずに、セル２４８の別のセクター２６０に送信できる。
【００５４】
同期させて送信を行う場合、加入者端末３２は、同一セル２４８内の別の各セクター２６０のＰＳＣＨ上の信号を「識別」する。各セクター２６０のＰＳＣＨ上の信号は同一であってもよく、加入者端末３２のセクター２６０におけるＰＳＣＨ上の信号から、加入者端末３２が（通常はフレーム中の１つ又は複数のスロットにより）識別した時間だけ時間的にオフセットされていてもよい。従って、この場合、加入者端末３２は隣接するセクター２６０のＰＳＣＨの差し引きを容易に行うことができる。
【００５５】
提案された３ＧＰＰスタンダードに従って構成されたシステムでは、各セクター２６０は独自のスクランブリングコードを有する。従って、上述した実施形態と同様に、各セクター２６０のＳＳＣＨはそのセクター２６０用のスクランブリングコードグループを送信する。このスクランブリングコードは、ＳＳＣＨと、後述するＰＩＣＨを差し引くことができるよう決定されなければならない。セル２４８内のセクター２６０が１つの基地局２４０内で動作すると、基地局２４０はセル２４８の各セクター２６０内の加入者端末３２に対し、関連するスクランブリングコードグループやスクランブリングコードを、ＢＣＣＨを通じて送信する等、任意の方法で適宜送信する。また、加入者端末３２は、隣接する基地局の場合と同様の方法で、隣接するセクターについて、取得プロセスの実行中にスクランブリングコードグループ及びスクランブリングコードを決定することができる。
【００５６】
同期させずに送信を行う場合、加入者端末３２は隣接するセクター２６０を、次に受信状態のよい隣接する基地局２４の場合と同様の方法で処理し、ＰＳＣＨ及びＳＳＣＨ等からフレーム及びスロットタイミングを発生させることができる。
【００５７】
当業者には明らかであるが、上述した各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、加入者端末３２はＰＳＣＨ信号及びＳＳＣＨ信号を、その加入者端末３２にサービス提供を行っている基地局（又は、セクター）から差し引き、また、隣接するセクター２６０又は隣接する基地局２４が、その加入者端末３２に対しての最も重要な干渉源であるか否かを判断し、このような更なる干渉を減少させるべく、上述した対策を適宜実施することができる。また、当業者には自明の如く、本発明は、次に受信状態のよい隣接する１つの基地局又はセクターからの干渉を相殺する用途に限定されず、加入者端末３２において無線及び計算リソースが利用できる場合には、加入者端末３２にサービス提供を行っている基地局又はセクターからのＰＳＣＨ及びＳＳＣＨを差し引くことに加え、識別された又は識別できる信号を２つ以上の隣接する基地局及び／又はセクターから差し引くことが可能である。
【００５８】
本発明は、ＣＤＭＡ通信システムにおけるダウンリンク方向の性能に関する装置、システム及び方法を提供する。加入者端末が移動端末、固定端末のいずれであっても、また信号が音声、データのいずれか又は両方であっても、識別された又は識別できる信号が決定され、加入者端末で受信される信号から差し引かれる。これらの信号を差し引くことで、加入者端末３２における所望の信号のＳＮ比が向上し、この結果、所望の信号をより効率よく（すなわち、より高い誤り符号化レート（３／４ｖｓ１／２等）、及び／又はより上位の変調（ＱＡＭ６４ｖｓＱＰＳＫ等））送信できるようになり、及び／又は所望の信号を、従来よりも低い電力レベルでブロードキャストすることができ、受信側では同一もしくは同様の誤りレベルで受信できるようになる。
【００５９】
認識できる信号から決定された信号を含む、識別された信号を差し引くことで、加入者端末における干渉が減少し、その結果、当該加入者端末におけるＳＮ比レベルを同等に維持しながら、同加入者端末に対して信号を低電力で送信することが可能となる。これに伴い、他の加入者端末においては干渉のレベルが低下し、ＳＮ比が向上するため、信号を低電力レベル、高い符号化レート、又は上位の変調により送信することが可能となる。従って、多元接続通信システムの性能が向上する。
【００６０】
上述した本発明の実施形態はあくまで本発明の例であって、変更や修正は、当業者により、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲にもとることなく遂行することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
多元接続通信システムを示す図である。
【図２】
ブロードキャストされ、受信器で受信される直交信号及び干渉信号を簡略に示す図である。
【図３】
本発明に従って、受信器で受信された信号から、識別された干渉信号を差し引くことを示す図である。
【図４】
多数のセクターを有する基地局を利用する、多元接続通信システムを示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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