(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した合成信号についての信号対雑音レベルを推定するステップと、
前記信号対雑音レベルに対応して変化するしきい係数を設定するステップと、
前記信号対雑音レベルにおける雑音レベルと前記しきい係数とを乗じて経路選択しきい値を求めるステップと、
伝播経路の特性と前記経路選択しきい値とを比較するステップと、
前記伝播経路の特性が前記経路選択しきい値を超える場合に、該伝播経路を選択するステップと、
を含むことを特徴とするスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項２】
前記信号対雑音レベルを推定するステップは、
前記受信した合成信号に対して相互相関演算を行い、複数のピークをもつ相関信号を生成するステップと、
前記相関信号から第１の数の前記ピークを除去して第１の残差信号を生成するステップと、
前記第１の残差信号に基づいて前記雑音レベルについての第１の推定値を決定するステップと、
前記第１の推定値に基づいて前記第１の数のピークを検証するステップと、
前記相関信号から、前記検証ステップでの検証により得られた第２の数のピークを除去して、第２の残差信号を生成するステップと、
前記第２の残差信号の雑音レベルについての第２の推定値を求めるステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項３】
前記第１の数のピークを検証するステップは、
前記信号の総電力に対する前記第１の数のピークの各電力の増加率を求めるステップと、
所定の増加率よりも電力の増加したピークを検証するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項４】
前記所定の増加率は、５％であることを特徴とする請求項３に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項５】
前記雑音レベルについての第１の推定値を求めるステップは、
前記相関信号から、前記第１の数のピークと前記第１の数のピークのそれぞれについてその周辺に生じるパルス広がりを除去するステップと、
前記第１の残差信号に残っているサンプルの信号電力の総和を求めるステップと、
前記総和を前記第１の残差信号に残っている前記サンプルの総数で割るステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路選択方法。
【請求項６】
前記雑音レベルについての第２の推定値を求めるステップは、
前記相関信号から前記第２の数のピークと前記第２の数のピークのそれぞれについてその周辺に生じるパルス広がりを除去するステップと、
前記第２の残差信号に残っているサンプルの信号電力の総和を求めるステップと、
前記総和を前記第２の残差信号に残っている前記サンプルの総数で割るステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項７】
前記しきい係数を設定するステップは、
前記推定された信号対雑音レベルが第１の値よりも小さければ第１の関数によって前記しきい係数を選択し、そうでなければ、第２の関数によって前記しきい係数を選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項８】
前記第１の関数は、一定のしきい係数を出力することを特徴とする請求項７に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項９】
前記第２の関数は、一定のしきい係数を出力することを特徴とする請求項８に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項１０】
前記第２の関数は、前記信号対雑音レベルの関数として線形的に前記しきい係数を変化させることを特徴とする請求項８に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項１１】
前記第２の関数は、前記信号対雑音レベルの関数として非線形的に前記しきい係数を変化させることを特徴とする請求項８に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項１２】
前記しきい係数は、前記信号対雑音レベルの関数として線形的に変化することを特徴とする請求項１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項１３】
前記しきい係数は、前記信号対雑音レベルの関数として非線形的に変化することを特徴とする請求項１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項１４】
受信した合成信号と関わる信号対雑音レベルを推定する手段と、
前記信号対雑音レベルに基づいて変化するしきい係数を設定する手段と、
前記信号対雑音レベルについての雑音レベルと前記しきい係数とを乗じて、経路選択しきい値を求める手段と、
伝播経路の特性と前記経路選択しきい値とを比較する手段と、
前記伝播経路の特性が前記経路選択しきい値を超える場合に、該伝播経路を選択する手段と、
を含むことを特徴とするスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項１５】
前記信号対雑音レベルを推定する手段は、
前記受信した合成信号に対して相互相関演算を行い、複数のピークをもつ相関信号を生成する手段と、
前記相関信号から第１の数の前記ピークを除去して第１の残差信号を生成する手段と、
前記第１の残差信号に基づいて前記雑音レベルについての第１の推定値を決定する手段と、
前記第１の推定値に基づいて前記第１の数のピークを検証する手段と、
前記相関信号から、前記検証手段での検証により得られた第２の数のピークを除去して、第２の残差信号を生成する手段と、
前記第２の残差信号の雑音レベルについての第２の推定値を求める手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項１６】
前記第１の数のピークを検証する手段は、
前記第１の数のピークの各々について前記信号の総電力に対する電力の増加率を求める手段と、
所定の増加率よりも電力が増加したピークを検証する手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項１７】
前記所定の増加率は、５％であることを特徴とする請求項１６に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項１８】
前記雑音レベルについての第１の推定値を求める手段は、
前記相関信号から、前記第１の数のピークと前記第１の数のピークのそれぞれについてその周辺に生じるパルス広がりを除去する手段と、
前記第１の残差信号に残っているサンプルの信号電力の総和を求める手段と、
前記総和を前記第１の残差信号に残っている前記サンプルの総数で割る手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項１９】
前記雑音レベルについての第２の推定値を求める手段は、前記相関信号から、前記第２の数のピークと前記第２の数のピークのそれぞれについてその周辺に生じるパルス広がりをを除去する手段と、
前記第２の残差信号に残っているサンプルの信号電力の総和を求める手段と、
前記総和を前記第２の残差信号に残っている前記サンプルの総数で割る手段と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２０】
前記しきい係数を設定する手段は、
前記推定された信号対雑音レベルが第１の値よりも小さければ第１の関数によって前記しきい係数を選択し、そうでなければ、第２の関数によって前記しきい係数を選択する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２１】
前記第１の関数は、一定のしきい係数を出力することを特徴とする請求項２０に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２２】
前記第２の関数は、一定のしきい係数を出力することを特徴とする請求項２１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２３】
前記第２の関数は、前記信号対雑音レベルの関数として線形的に前記しきい係数を変化させることを特徴とする請求項２１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２４】
前記第２の関数は、前記信号対雑音レベルの関数として非線形的に前記しきい係数を変化させることを特徴とする請求項２１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２５】
前記しきい係数は、前記信号対雑音レベルの関数として線形的に変化することを特徴とする請求項１４に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２６】
前記しきい係数は、前記信号対雑音レベルの関数として非線形的に変化することを特徴とする請求項１４に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択装置。
【請求項２７】
受信した合成信号における雑音の第１の推定値を決定し（３０１、３０３；４０１、４０３、４０４、４０５、４０６）、前記受信した合成信号に対して相互相関演算を行い、複数のピークをもつ相関信号を求め、前記相関信号から第１の数の前記ピークを除去して第１の残差信号を生成し、前記第１の残差信号を用いて第１の推定値を計算するステップと、
前記第１の推定値を細部調整して細部調整された推定値を生成し（３０１、３０３、３０５；４０７、４０８、４０９、４１１、４１３）、前記第１の推定値に基づいて前記第１の数のピークを検証し、前記相関信号から、前記検証ステップで検証された第２の数の前記ピークを除去して第２の残差信号を生成し、前記第２の残差信号の雑音レベルについて第２の推定値を求めるステップと、
前記細部調整された推定値としきい係数とを乗じて（３０９）経路選択しきい値を求めるステップと、
伝播経路の特性と前記経路選択しきい値とを比較するステップと（３１１）、
前記伝播経路の特性が前記経路選択しきい値を超える場合に、前記伝播経路を選択するステップと、
を含むことを特徴とするスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項２８】
前記しきい係数は、定数であることを特徴とする請求項２７に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項２９】
前記しきい係数は、信号対雑音比の関数として変化することを特徴とする請求項２７に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項３０】
前記第１の数のピークを検証するステップは、
前記第１の数のピークの各々の電力について前記信号の総電力に対する増加率を求めるステップと、
所定の増加率よりも大きくなったピークを検証するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項３１】
前記雑音レベルについての第１の推定値を計算するステップは、
前記相関信号から、前記第１の数のピークと前記第１の数のピークのそれぞれについてその周辺に生じるパルス広がりを除去するステップと、
前記第１の残差信号に残っているサンプルの信号電力の総和を求めるステップと、
前記総和を前記第１の残差信号に残っている前記サンプルの総数で割るステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【請求項３２】
前記雑音レベルについての第２の推定値を計算するステップは、
前記相関信号から、前記第２の数のピークと前記第２の数のピークのそれぞれについてその周辺に生じるパルス広がりをを除去するステップと、
前記第２の残差信号に残っているサンプルの信号電力の総和を求めるステップと、
前記総和を前記第２の残差信号に残っている前記サンプルの総数で割るステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載のスペクトル拡散受信機における伝播経路の選択方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技 術 分 野
セルラ無線システムにおいて、レイク（ＲＡＫＥ）受信機構造は直接拡散符号分割多元接続（ＤＳ-ＣＤＭＡ）システムでのマルチパス伝播を扱うのに用いられる。ＲＡＫＥ受信機は多数の並列復調器（本技術ではＲＡＫＥ"フィンガー"と呼ぶことにする。）を、受信されたマルチパス信号の中から選択された最も強い成分に割り当てることにより、受信された信号エネルギーのほとんどを獲得せんとするものである。成分ごとに適切な遅延を補償した後に、全てのフィンガー出力が結合される。フィンガーの割当てと時間同期は推定されたチャンネル応答に基づいて行われる。マルチパスの遅延検索プロセッサー（本技術で"検索器"として共通して参照する。）はチャンネル遅延プロファイルを推定し、遅延プロファイルの中から経路を識別し、変化する伝播条件に基づき遅延変化を追跡する。
【０００２】
ＤＳ-ＣＤＭＡを用いた無線システムにおいて伝送されたデータの復調を容易にするためには、受信側は伝送された信号の受信レプリカについて正確な符号位相を把握していなければならない。正確な符号位相は、一般に受信機によって受信された信号を、送信機で用いられた拡散シーケンスと同一の、または少なくとも一部が同一の拡散シーケンスと相関させることにより検出される。この演算により得られた相互相関パターンは、パターンの中で発見された最大値の相対遅延を考慮して評価される。
【０００３】
受信機により計算された相互相関パターンは、複数の異なる経路遅延に対応する所望の相互相関値と好ましくない他の信号エネルギーとを含む信号からなる。このような好ましくない信号エネルギーは、用いられた拡散シーケンスに固有の非理想的な相互相関特性だけでなく、伝送チャンネルでの雑音及びフェーディングに起因する。これらの環境はピーク検出器に誤った相関の最大値を発見させてしまい（ここでは、"フォールスアラム"と呼ぶことにする。）、或いは本来の相互相関の最大値を見逃させる（ここでは、"非検出"と呼ぶことにする。）ため、相互相関ピークの検出処理を難しくする。
【０００４】
相互相関の最大値を検出することによる符号位相情報の探索と、抽出の問題が研究されてきた。フォールスアラム率を求めるために一般に用いられる手法を、ここではフォールスアラム率（ＣＦＡＲ）検出器と呼ぶことにする。ＣＦＡＲ検出器の原理では、経路の推定に使用される経路選択しきい値を用い、経路選択しきい値以上の相互相関パターンの値が経路候補として識別され、経路選択しきい値以下になると、信号は拒否され雑音として考慮される。しきい値として割り当てられた値に基づいて、フォールス経路の検出確率、すなわち、フォールスアラム率が得られる。所定のしきい値を現在測定された雑音レベルと乗じることにより、経路選択ユニットで利用できる経路選択しきい値が求められ、既知の理想的なフォールスアラム率が得られる。このような従来の検出器で用いられた一定のしきい値は、与えられたシステム動作パラメータと条件の組合せによって最適化される。
【０００５】
相互相関の真の最大値を検出しない確率、すなわち、非検出率はしきい値の選択と対応するフォールスアラムの検出確率とに密接に関連する。経路選択しきい値が比較的高いレベルに設定されると、フォールスアラムの数は減少するが、非検出の数は増加する。逆に、経路選択しきい値が比較的低いレベルに設定されると、フォールスアラムの数は増加するが、非検出の数は減少する。非検出確立とフォールスアラム率を最小化することが、受信機全体としての性能としては好ましい。また、これらの確率の最小化は、検出器の経路選択しきい値の設定に関する矛盾した要求を生じさせるため、経路選択しきい値を注意深く設定することは、このような経路検索方法を適用する任意のシステムにおいて重要である。
【０００６】
図１Ａ及び図１Ｂは、フォールスアラムと非検出を最小化するための経路選択しきい値の設定が、いかに矛盾した要求を生じさせるかを示した実例であり、理解の手助けになると思われる。図１Ａは、信号対雑音比（ＳＮＲ）高い場合における、フォールス経路の検出確率と有効な経路の非検出確率を例示したものである。図１Ａから分かるように、フォールスアラム率の経路選択しきい値ｔｈＣＦＡＲはピーク検出のために用いられる。なお、非検出の確率は０であり、ＣＦＡＲ検出ユニットがある固定された、一定のフォールスアラム率をもつとしても、さらに、図１Ａは、これらのＳＮＲ条件下で、しきい値をｔｈａｄａｐｔｉｖｅで例示された地点に移動したとしても、フォールス経路を検出せず、有効経路の非検出も生じない。
【０００７】
図１Ｂは、低いＳＮＲの場合における、フォールス経路の検出確率と有効経路の非検出確率を例示する。この図を参照すると、低い信号対雑音比の区間中において一定の経路選択しきい値を利用すると、非検出の確率が高くなる一方で、フォールスアラムの確率を実質的に維持しているが分かる。さらに、図１Ｂは、これらのＳＮＲ条件下で、しきい値を左側の適応型しきい値として示されたｔｈａｄａｐｔｉｖｅに移動すると、増加されたフォールスアラム率を犠牲にして、非検出を最小化することを表わしている。適応型しきい値として示されたｔｈａｄａｐｔｉｖｅは、非検出とフォールスアラム間のトレードオフであり、以下に説明する。
【０００８】
図１Ａ及び図１Ｂに例示されたグラフは単に概念的であり、平均雑音レベルを一定のしきい値と乗じることでピーク検出器において用いられる経路選択しきい値を適応させるという伝統的なアルゴリズムでは、受信機の全体としての性能の最適化を導かないことを、出願人が発見したことを指摘するのに用いている。経路選択しきい値を決定するのに用いられた一定のしきい値が、与えられた動作パラメータ及び条件の組合せに対して最適であるとしても、この一定のしきい値は他のパラメータ及び条件に対して最適でない。したがって、良好な伝送条件（例えば、高い信号対雑音比（ＳＮＲ））に対して、従来のアルゴリズムは全体性能の低下を招くような、フォールス相関ピークを検出するおそれがあった。不良な伝送条件（例えば、低いＳＮＲ）に対して、従来のアルゴリズムは保守的であり（すなわち、しきい値が高すぎ）、潜在的な相関ピークを拒否してしまい、全体の受信機性能を低下させてしまうおそれがある。したがって、この考察は任意の選択された一定のしきい値が受信機の全体性能を最適化させず、これにより、システムの容量を最適化できないことを表している。
【０００９】
概    要
スペクトル拡散無線受信機において、有効な経路を決定するシステム及び方法を説明する。本発明の実施形態によれば、経路選択ユニットは遅延パ電力プロファイル（ＤＰＰ）信号の中から有効なピークを決定するのに用いられる。本発明は、しきい値テーブルまたはマッピング関数を用いてマッピングされる正確なＳＮＲの推定値を求めるべく、ＤＰＰ信号に存在する雑音レベルを正確に推定して、ＤＰＰ信号内の雑音から有効なピークを分離するための経路選択しきい値を適応的に設定する。正確な雑音レベル推定値及び適応型経路選択しきい値を用いて、非検出及びフォールスアラムの確率を最適化する。
【００１０】
本発明の実施形態により、システムは連続的にチャンネルＳＮＲを推定して経路選択しきい値を設定する。ＳＮＲは信号に存在する雑音レベルを決定する反復処理を用いて推定される。反復処理には、所定数のピークを除去し、除去後に残された信号を評価することにより雑音レベルの生の推定値を決定するステップが含まれている。その後、雑音レベルを計算する前に除去されるべきピークの数を細かく調整するために、雑音レベルの生の推定値を用いて、改善された雑音の推定値が決定される。しきい値のマッピングユニットは、測定されたＳＮＲに基づき、ＤＰＰでの雑音から有効なピークを分離するための経路選択しきい値を設定するのに用いられる。システムの以前のシミュレーションと、フォールスアラムと非検出間の望ましいトレードオフの決定とにより、しきい値マッピング関数は決定できる。
【００１１】
詳  細  な  説  明
本発明の前記目的及び特徴は添付した図面を参照して次の好ましい実施形態の説明から一層明らかになる。
【００１２】
次の説明において、本発明の全般的な理解を提供するために特定の回路、回路構成要素及び技術など、特定の細部事項が限定のためではなく説明のために開示される。しかし、本発明がこれらの特定の細部事項から免脱した他の実施形態で実行できるのは本技術分野の当業者にとって明らかである。他の実施形態において、公知の方法、デバイス及び回路の詳細な説明は、本発明の説明を明確にするために省かれる。
【００１３】
図２は、本発明を具現する実例的な検索及び追跡ユニット１００のブロック図である。図２に例示された特定の構成、例えば、アンテナ信号とセクターの数は単なる例示であることに注目されたい。セクター１１ないしセクター１６は、受信機に接続されたそれぞれ異なるアンテナセクターを表わす。セクター１１ないしセクター１６上に受信された合成ＤＳ-ＣＤＭＡ信号は、最初に選択器ユニット３において、検索及び追跡ユニット検索及び追跡ユニット１００により処理される。選択器ユニット３はアンテナ信号ごとのパイロット復調器及びバッファ（図示せず）を含む。復調器はデータストリームからパイロットシンボル及び他のサンプルを抽出する。復調されて一時保存された信号は検索器５１ないし５Ｌに選択的に分配される。
【００１４】
検索器５１ないし５Ｌは、選択器ユニット３から伝送された復調／一時保存された信号に対して適宜な符号（例えば、短いゴールド符号及び長いゴールド符号）を用いて複素相関を行い、アンテナセクター１１ないし１６のうちアクティブセクター上で受信された合成信号で所望の信号を検索する。これらの相関は与えられた時間または検索ウィンドウに亘って行われる。結果的に、検索器５１ないし５Ｌは、各々のアンテナ信号のＤＰＰを経路選択ユニット７に伝える。ＤＰＰ計算の細部事項は本説明に特に関係するものではないが、関心のある読者は、１９９８年５月２９日付けで提出されたドイツ出願番号ＤＥ-１９８２４２１８．２の"周期的に挿入されたパイロットシンボルをもつＤＳ-ＣＤＭＡシステムのためのマルチパス検索及び追跡方法"を参照していただきたい。経路選択ユニット７は干渉の推定値を考慮して、検索器から受取ったＤＰＰの中からＮ本の最も強い経路ｄ１'，．．．，ｄＮ'を抽出する。付加的に、経路選択ユニット７は、選択されたアクティブセクター及びアンテナ信号を表わす選択情報ｓ１'，．．．，ｓＮ'を発生する。信号ｄ１'，．．．，ｄＮ'及びｓ１'，．．．，ｓＮ'は追跡及び制御ユニット追跡及び制御ユニット９に入力される。
【００１５】
追跡及び制御ユニット９は、２種の主要な機能を行う。第１機能は、検索器のタイミングを移動局と基地局との距離の変化に適応させることである。第２機能は、検索ウィンドウの調整により、伝達された遅延経路ｄ１'，．．．，ｄＮ'を適応させ、一定数の最後の遅延量及び対応するアンテナ／セクター情報を選択することである。
【００１６】
本説明のために、経路選択ユニット７にフォーカスを戻す。図３は、前述された従来の一定のしきい値技法を用いて遅延ｄ１'，．．．，ｄＮ'及び選択情報ｓ１'，．．．，ｓＮ'を提供するのに利用できる経路選択ユニット７のより詳細なブロック図である。ここで、アクティブセクター１にあるアンテナ１及びアンテナ２からのＤＰＰは加算器２０１に伝達される。加算器２０１は二つのアンテナからのＤＰＰを合する。簡略化のため、一つのセクターと二つのアクティブアンテナの使用が示されているが、本技術の当業者であれば、経路選択ユニット７への入力は一以上のアクティブセクターと各々のアクティブセクターに対応する任意の数のアンテナとを備えてもよいことを理解できよう。加算器２０１からの和は、ピーク検出及び除去ユニット２０３に入力され、そこで、加算信号の全体としての最大値が検索される。最大値と最大値に対応する遅延量が記憶される。このような最大値とその最大値の各サイド（例えば、パルス広がり）についての任意の数（例えば、３）のサンプルは除去されるか、均等に０として設定される。従来、このような過程はＮ回繰り返され、ここでＮはある固定された所定の定数（例えば、８）であるため、遅延量量のＮ個の候補とそれに対応するピーク値の集合が得られる。
【００１７】
ピークとパルス広がりが除去された後に、残りの遅延プロファイルは干渉（雑音）として考慮される。雑音推定ユニット２０７は残りの遅延プロファイルを得て、影響のある雑音レベルとして平均値を計算する。平均値は、ピークの検出と除去後に遅延プロファイルに残されたサンプル信号の電力を加算し、その和を遅延プロファイルに残っているサンプルの全体数で割ることにより決定される。雑音推定ユニット２０７の出力と一定のしきい値２１５は乗算ユニット２０８により乗じられる。前述の一定のしきい値２１５は、固定された値であり、ＤＰＰ計算で固有の値である、相関長、コヒーレント積分の数及び非コヒーレント積分の数などの与えられたパラメータに対して一定のフォールスアラム率を導くものである。
【００１８】
加算器２０１はまた、経路推定ユニット２０５に信号を出力する。経路推定ユニット２０５は、経路選択しきい値と、候補ピーク値とを比較することで予備的な経路選択を行う。経路選択しきい値は、乗算ユニット２０８により得られた影響のある雑音レベルと一定のしきい値との積により設定されたものである。経路選択しきい値を超えるピーク値と、これに対応する遅延だけが経路検証ユニット２０９及び２１１に伝達される。
【００１９】
経路検証ユニット２０９及び２１１は各々のアンテナからＤＰＰを得、このＤＰＰ信号と乗算ユニット２０８から得られた経路選択しきい値とを候補となる遅延位置において比較する。このような実例的なシステムは二つのアンテナダイバシティをもつため、乗算ユニットの出力は１／２のダイバシティ係数で乗じられる。もちろん、一のセクターに対して他の数のアンテナが用いられるなら、用いられたアンテナの数に応じてダイバシティ係数の分母は変わる。経路検証ユニット２０９及び２１１は、同一の遅延位置において、加算信号と任意の二つのアンテナ信号とが経路選択しきい値以上でありさえすれば、経路推定ユニット２０５により識別された候補経路を維持する。最大値検出ユニット２１３は生き残った複数の経路を比較し、それらのパワーの降順でＮ個の最も強い経路を選択する。選択された経路の遅延ｄ１'，．．．，ｄＮ'は、追跡及び制御ユニット９の入力信号として生成される。選択されたセクター及びアンテナ信号を表わす選択情報ｓ１'，．．．，ｓＮ'は、ＲＡＫＥ受信機のための制御信号として生成される。経路の数が復調フィンガーの数未満であれば、ＲＡＫＥ受信機は一部のフィンガーをスイッチオフしなければならないと認識する。
【００２０】
本発明の背景に説明され、かつ図１Ａに例示されたように、伝送条件が良好な区間において固定の経路選択しきい値を使用すればフォールス経路検出は最適レベル未満となってしまう。さらに、図１Ｂに例示されたように、伝送条件の不良な区間で、固定の経路選択しきい値を用いれば、有効な経路の非検出は最適レベル未満となってしまう。本発明により、出願人はフォールスアラム率と非検出率とのトレードオフを最適化させるためには、動的な可変しきい値を提供することが好ましいことを見出した。とりわけ、出願人はＳＮＲ条件の変化に応じて、それとは相異なるように変化するしきい値を提供する。しきい値が例えば、ＳＮＲの関数として線形又は非線形に変化するため、その量を正確に推定することが重要である。出願人は正確な数のピークが除去されれば、ＳＮＲの推定と、とりわけ、雑音レベルの推定とがより一層精度を増すことを見出した。
【００２１】
これにより、図４及び図５は、ピークの最適な数を反復的に決定することによる、改善された雑音レベル推定処理を提供する本発明の実施形態を例示する。改善された雑音計算はＳＮＲ推定及び以降の経路選択ユニットのための可変経路選択しきい値を決定するのに用いられる。
【００２２】
図４は、本発明の経路選択処理でのしきい値の適応設定を示したものである。構成要素３０１、３０３及び３０５の機能は、図５のフローチャートと関連付けて説明される。ステップ４０１において、ピーク検出及び除去ユニット３０１はＤＰＰ信号の中で最も強いピークの信号電力を推定する。次に、ステップ４０３において、ピーク検出及び除去ユニット３０１はＤＰＰ信号から最も強いピークとそれに対応するパルス広がりを減じる。ステップ４０４において、検出されたピークの数ｉが検出されるピークの最大数Ｌｍａｘと同一かどうかが判断される。Ｌｍａｘは除去できるピークの最大数、すなわち、ＲＡＫＥフィンガーの数により制限される数である。ｉがＬｍａｘと同一でなければ、ブロック４０５はピークの数を一つずつインクリメントさせ、ステップ４０１及び４０３が繰り返される。ｉがＬｍａｘと同一であれば、処理はステップ４０６へ進む。
【００２３】
ステップ４０６において、ユニット３０３はＬｍａｘ個のピークが除去された後に、ＤＰＰの残余を用いて雑音レベルのための生の推定値Ｎｒａｗを計算する。雑音レベルの生の推定値はＤＰＰの残余でサンプルの信号強度を加算することにより得られる。この和は加算されたサンプルの数で割られる。ステップ４０７において、ピーク検出及び除去ユニット３０１は、以下の数式に示されたように、ｉ=１，２，３，．．．からｉ=Ｌｍａｘ=例えば、１２（またはそれ以上）までのピークを用い、累算された信号パワー を推定する。ここで、パワー値はＳ１≦Ｓ２≦Ｓ３≦．．．≦ＳＬｍａｘから強度の昇順に配列される。
【００２４】
【数１】
0004130532.tif 000002
【００２５】
ステップ４０８において、ユニット３０３は信号パワーＳｉでの差分、すなわち、Ｓ２-Ｓ１、Ｓ３-Ｓ２、Ｓ４-Ｓ３，．．．，Ｓｉ-Ｓｉ−１を計算する。ユニット３０３はピークの全体数Ｌｍａｘと雑音レベルの生の推定値Ｎｒａｗを乗じ、最も大きい電力値ＳＬｍａｘに対する信号電力からその積を減じる。ユニット３０３は、信号電力での差分Ｓｉ-Ｓｉ−１を前述した差分（ＳＬｍａｘ-Ｌｍａｘ＊Ｎｒａｗ）で割る。ステップ４０８の計算は、下記式で表わされる。
【００２６】
【数２】
0004130532.tif 000003
【００２７】
前記数式の結果は、全電力に対する各ピークの相対的な増加の指標であり、生の雑音レベル決定に先立って、各ピークがＤＰＰから次第に除去されるべき各ピークの指標として利用できる。
改善された雑音レベルの推定値を得るために、雑音レベル計算の他の繰り返しが行われ、ここで除去されるべきであったピークは信号エネルギーに含まれて雑音として考慮される。特に、ステップ４０９において、ピーク検出及び除去ユニット３０１は有効なピークの数ｎｐｅａｋを選択する。ここでｎｐｅａｋはステップ４０７での結果が任意のしきい値よいも大きい、例えば、５％よりも大きい相対的な増加をもつピークだけを代表する。ステップ４１１において、ピーク検出及び除去ユニット３０１は、ＤＰＰ信号から有効なピーク及びその対応するパルス広がりだけを除去する。ステップ４１３でのユニット３０５は、改善された雑音レベルの推定値Ｎｉｍｐを計算する。Ｎｉｍｐは雑音レベルの生の推定値と類似の方法で計算され、ここで、ピークとパルス広がりが除去された後に残っているサンプルが合算され、その和は残りのサンプルの全体数で割られる。最後に、ステップ４１５において、ユニット３０５は、例えば、下記式を用いてチャンネルＳＮＲの推定値を計算する。
【００２８】
【数３】
0004130532.tif 000004
【００２９】
しきい値マッピングユニット３０７は、しきい値を出力する。しきい値は、信号の推定されたＳＮＲに基づいて変化し、ブロック３０９で改善された雑音レベルの推定値と乗じられる。ユニット３０７において実行されるしきい値マッピングは、次のように行われる。
【００３０】
先ず、非検出の確立とフォールスアラムの確率は、異なるＳＮＲの範囲に対してシミュレーティングを行うことができ、また、ＤＰＰの生成においてシステムに固有のパラメータとして、例えば、拡散係数、非コヒーレント累算などの特定の組合せを与えることもできる。しきい値は、与えられた任意のＳＮＲに対する非検出確立とフォールスアラム確率のレベルを最適化するように設定されるので、両方の確率は経時的に変化できる。図６は、Ｅｂｃ／Ｎ０が−１０ないし４ｄＢの範囲において、白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）の付加されたチャンネルにおけるフォールスアラム率及び非検出率の実例的なシミュレーションを示している。ここで、実線は正確なピークの非検出を表わし、破線は任意のピークの非検出を表わし、一点破線はフォールスアラムを表わす。図から明らかなように、Ｅｂｃ／Ｎ０（ＳＮＲ）が大きいほど、フォールスアラム曲線と非検出曲線とのギャップが大きくなる。これは、ＳＮＲが向上するにつれて、水平横座標上に示された経路選択しきい値が、一層アグレッシブに（すなわち、非線形的に）増加することを意味する。しかし、本技術の当業者であれは、ＳＮＲの向上するにつれて経路選択しきい値が線形的に増加してもよいことを認識できよう。さらに、図６は、フォールスアラム曲線の分散が小さいことを示しているが、これはフォールスアラム率が基本的に正規化された雑音のフロアに依存することを表わしている。
【００３１】
シミュレーション値のセットが与えられると、シミュレーション結果に基づいて特定のマッピング関数がユニット３０７において使用される。しかし、これは純粋に例示的なマッピング関数であり、以下にその選択方法を図７及び図８を参照して説明する。
【００３２】
図７は、しきい値対平均ＳＮＲのグラフである。ここでは、しきい値マッピングがいかにして行われるかについてシステム設計者に情報を提供すべく、シミュレーションの結果を用いている。特に、図７において、実質的に重なった下位の二本の曲線は、しきい値が１％の（理想的な）一定のフォールスアラム率を得るように設定できることを示している。この場合の無線チャンネルの伝播環境は、（１）二つの独立した伝播経路（'ｘ'点を通る曲線）と、（２）一つの伝播経路（'＋'点を通る曲線）とである。
【００３３】
（１）ＤＰＰに二つの独立的なピーク（"o"点を通過して描かれた関数として図示）と、（２）ＤＰＰに一つのピークだけ（"*"点を通過して描かれた関数として図示）である無線チャンネル伝播環境に対して、非検出率とフォールスアラム率を最小化することが要求される場合、図７において、実質的に重なった上位二つの曲線は、ユニット３０７において使用可能なマッピングを示している。図７はまた、ユニット３０７におけるしきい値マッピング関数の一つの実現例を（一点破線を用いて）示したものであり、極端な一定のフォールスアラム率と最小化されたフォールスアラム／非検出率との間になるように選択される。しきい値マッピングユニットについての特定の実現例を図７に示したが、本技術の当業者はしきい値が一定のフォールスアラム率と最小化されたフォールスアラム／非検出率との間に置かれるような関数であればいかなる関数であっても、しきい値マッピングユニットにおいて使用できることを認識できよう。
【００３４】
図８は、他のしきい値対推定された平均ＳＮＲのグラフである。拡散係数、アンテナダイバシティ及び非コヒーレント累算の数のについて、図７とは異なる組合せが用いられるということを除いて、図７に提供された情報と類似している。ここで、具現例は実線で示され、グラフ左上のコーナーで関数の集合として認識されよう。
【００３５】
また図３に戻って、しきい値マッピング関数が前述のように選択されると、前記で計算されたように、ユニット３０７は、ＳＮＲに基づいて可変しきい値係数を計算する。図７に示された実現例において、推定されたＳＮＲが２．５以下であれば、すなわち、≦２．５であれば、しきい値係数は１．９として設定される。しかし、推定されたＳＮＲが２．５よりも大きければ、すなわち、ＳＮＲ＞２．５であれば、しきい値は下記の式により設定される。
【００３６】
しきい値=０．１８２２＊ＳＮＲ＋１．４４４
受信された信号のＳＮＲが１フレームから次フレームにわたって変化するため、しきい値はフレーム単位で調整できる。
【００３７】
乗算ユニット３０９は、ユニット３０７により設定されたしきい値とユニット３０５から得られた雑音レベルの改善された推定値との積を取って、経路選択しきい値を求める。最後に、経路推定ユニット３１１は、ＤＰＰ信号と乗算ユニット３０９からの経路選択しきい値とを用いて、どの経路を選択するかを決定する。経路検証は経路検証ユニット３１３及び３１５を用い、図３に対して前述のような方法で行われ、図４に示された構成から得られた雑音レベルの改善された推定値を考慮する。
【００３８】
より正確に調整された雑音レベルの推定値を求めるために、前述した雑音推定処理に加えて、少なくとも二つの相異なる情報ソースを前述した繰り返し処理の一部として利用できる。これらの二つのソースは図４において、破線３２０及び３２２として概念的に認識できよう。上の破線３２０は、ピーク検出ユニット３０１において使用すべく、最大値検出ユニット３１７からの情報をフィードバックして、Ｎｒａｗ'及びＮｉｍｐ'に対する新しい雑音レベル推定を発生する。下の破線３２２は、データ復調器３１９から得られたソフトの情報値を表わし、新しいＮｒａｗ'及びＮｉｍｐ'値を計算する際の、ピーク検出及び除去ユニット３０１への入力として利用できる。さらに図４のシステムは、より正確に調整された雑音レベルの推定値を得るべく、上位及び下位ダッシュ線により表示されたフィードバックループを実現できる。
さらに、Ｎｒａｗ及びＮｉｍｐの発生について図４の適応型しきい値に関してのみ教示してきたけれども、図４に関して説明した反復的な雑音レベルの推定と共に図３の一定のしきい値を用いることも、本技術の当業者であればその知識の内として実現できよう。図４において、このような実施形態を具現化するために、しきい値マッピングユニット３０７は、除去或いは一定の出力とＮｉｍｐ３０５から出力された雑音信号とを持つことができ、これらは乗算器３０９に直接に伝送される。乗算器３０９は改善された雑音レベルの推定値と一定のしきい値との積を取る。
本発明を前述の実施形態に関連付けて説明してきたけれども、本技術の当業者は本発明を他の方式でも具現化できると評価するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  高い信号対雑音比で伝送する場合において、一定の経路選択しきい値と適応型経路選択しきい値とを用いたフォールスアラム及び非検出の確率を例示する図である。
【図１Ｂ】  低い信号対雑音比で伝送する場合において、一定の経路選択しきい値と適応型経路選択しきい値を用いたフォールスアラム及び非検出の確率を例示する図である。
【図２】  ＤＳ-ＣＤＭＡシステムに用いられる検索及び追跡ユニットを例示する図である。
【図３】  従来の一定のしきい値技術を用いた経路選択ユニットを例示する図である。
【図４】  本発明の実施形態における経路選択ユニットを例示する図である。
【図５】  本発明の実施形態におけるＤＰＰ信号の信号対雑音比を決定する方法を例示する図である。
【図６】  信号対雑音比（Ｅｂｃ／Ｎ０）を範囲としたフォールスアラム及び非検出確率を例示する図である。
【図７】  可変経路選択しきい値の設定を例示する図である。
【図８】  ＳＮＲに対する可変しきい値の依存度を例示する図である。
【図１Ａ】
0004130532.tif 000005
【図１Ｂ】
0004130532.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004130532.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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