(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信装置から第２の無線通信装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定装置であって、
受信した無線信号を復調する復調手段と、
上記無線信号の電圧の分散を算出し、その算出された分散に基づいて予め決められた所定の誤検出確率を保証する第１の閾値を生成する第１の閾値生成手段と、
上記無線信号の受信電力または受信振幅に基づいて、上記第１の情報を伝搬する信号の電圧の中心値と上記第２の情報を伝搬する信号の電圧の中心値との差を推定し、その推定値に基づいて予め決められた所定の検出もれ確率を保証する第２の閾値を生成する第２の閾値生成手段と、
通信環境に基づいて、上記第１の閾値生成手段により得られた第１の閾値および上記第２の閾値生成手段により得られた第２の閾値の中から、使用すべき閾値を１つ選択する選択手段と、
上記復調手段の出力と上記選択手段により選択された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する判定手段と、
を有する信号判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号判定装置であって、
上記無線信号は、パイロット信号および上記第１の情報又は第２の情報を表す通知信号を含むことを前提とし、
上記第２の閾値生成手段は、上記パイロット信号の受信電力または受信振幅に基づいて上記通知信号の受信電力または受信振幅を推定し、その推定値を利用して上記第２の閾値を生成する。
【請求項３】
第１の無線通信装置から第２の無線通信装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定装置であって、
受信した無線信号を復調する復調手段と、
上記無線信号の電圧の分散を算出し、その算出された分散に基づいて予め決められた所定の誤検出確率を保証する第１の閾値を生成する第１の閾値生成手段と、
上記無線信号の受信電力または受信振幅に基づいて、上記第１の情報を伝搬する信号の電圧の中心値と上記第２の情報を伝搬する信号の電圧の中心値との差を推定し、その推定値に基づいて予め決められた所定の検出もれ確率を保証する第２の閾値を生成する第２の閾値生成手段と、
上記第１の閾値と第２の閾値との比較結果に応じていずれか一方の閾値を選択する選択手段と、
上記復調手段の出力と上記選択手段により選択された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する判定手段と、
を有する信号判定装置。
【請求項４】
移動端末から基地局へその移動端末を識別する識別情報を含む接続要求を送信し、その接続要求に対応する通信が許可されたときに上記基地局から上記移動端末へ所定のタイミングで上記識別情報が返送される通信システムにおいて使用される移動端末であって、
上記所定のタイミングで受信信号に上記識別情報を乗算する乗算器と、
上記乗算器の出力を積分する積分器と、
上記受信信号の電圧の分散を算出し、その算出された分散に基づいて予め決められた所定の誤検出確率を保証する第１の閾値を生成する第１の閾値生成手段と、
上記受信信号の受信電力または受信振幅に基づいて、通信が許可されたことを表す情報を伝搬する信号の電圧の中心値と通信が拒絶されたことを表す情報を伝搬する信号の電圧の中心値との差を推定し、その推定値に基づいて予め決められた所定の検出もれ確率を保証する第２の閾値を生成する第２の閾値生成手段と、
上記第１の閾値生成手段により得られた第１の閾値および上記第２の閾値生成手段により得られた第２の閾値の中から、使用すべき閾値を１つ選択する選択手段と、
上記積分器の出力と上記選択手段により選択された閾値との比較結果に基づいて、上記接続要求に対応する通信が許可されたのか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記通信が許可されたと判定されたときに、通信を開始する制御手段と、
を有する移動端末。
【請求項５】
第１の無線通信装置から第２の無線通信装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定方法であって、
受信した無線信号を復調し、
上記無線信号の電圧の分散を算出し、その算出された分散に基づいて予め決められた所定の誤検出確率を保証する第１の閾値を生成し、
上記無線信号の受信電力または受信振幅に基づいて、上記第１の情報を伝搬する信号の電圧の中心値と上記第２の情報を伝搬する信号の電圧の中心値との差を推定し、その推定値に基づいて予め決められた所定の検出もれ確率を保証する第２の閾値を生成し、
通信環境に基づいて、上記第１の閾値および上記第２の閾値の中から、使用すべき閾値を１つ選択し、
上記復調信号と上記選択された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する
ことを特徴とする信号判定方法。
【請求項６】
第１の無線通信装置から第２の無線通信装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定方法であって、
受信した無線信号を復調し、
上記無線信号の電圧の分散を算出し、その算出された分散に基づいて予め決められた所定の誤検出確率を保証する第１の閾値を生成し、
上記無線信号の受信電力または受信振幅に基づいて、上記第１の情報を伝搬する信号の電圧の中心値と上記第２の情報を伝搬する信号の電圧の中心値との差を推定し、その推定値に基づいて予め決められた所定の検出もれ確率を保証する第２の閾値を生成し、
上記第１の閾値と第２の閾値との比較結果に応じていずれか一方の閾値を選択し、
上記復調信号と上記選択された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する
ことを特徴とする信号判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線信号を利用して伝送される情報を判定する装置および方法に係わり、特に、移動通信システムにおいて基地局から通知される情報を判定する装置および方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、移動通信システムにおいて通信を開始する際の手順として幾つかの方法が提案または開発されている。例えば、ＩＭＴ−２０００（InternationalMobile Telecommunication 2000 ）のＷ−ＣＤＭＡ（Wideband CDMA ）では、ランダムアクセス制御方式が採用されている。
【０００３】
ランダムアクセス制御方式では、基地局からその基地局の通信エリア内の各移動端末に対して報知情報が放送される。そして、この報知情報を受信した移動端末は、通信を開始したいときは、その基地局に対して接続要求を送信する。ここで、この接続要求は、「シグネチャ（signature ）」と呼ばれる所定ビット長の端末識別子を含んでいる。また、送信すべき「シグネチャ」は、予め決められている複数のコードの中から当該移動端末によりランダムに選択され、その送信タイミングは、予め決められている複数の候補タイミングの中から当該移動端末によりランダムに選択される。
【０００４】
基地局は、「シグネチャ」を含む接続要求を受信すると、要求された通信を許可するか否かを判断し、その判断結果を移動端末に通知する。このとき、判断結果は、ＡＩＣＨ（AcquisitionIndicator Channel ）と呼ばれるチャネルを利用して移動端末に通知される。具体的には、基地局は、要求された通信を許可する場合は、ＡＩＣＨ内の所定のスロット（以下、「通知スロット」と呼ぶ。）を利用して、受信した「シグネチャ」をそのまま移動端末へ返送する。一方、要求された通信を拒絶する場合は、上記通知スロットを無信号状態とする。
【０００５】
移動端末は、ＡＩＣＨを復調し、通知スロットに「シグネチャ」が設定されているか否かを判定する。そして、ＡＩＣＨの通知スロットに「シグネチャ」が設定されていれば、移動端末は、要求した通信が許可されたものと判定し、通信を開始する。一方、「シグネチャ」が存在しなければ、移動端末は、要求した通信が拒絶されたものと判定し、後続する処理を停止する。
【０００６】
上記判定手順は、ＡＩＣＨの通知スロットに格納されているコードに「シグネチャ」を乗算する処理、その乗算結果を積分する処理、及びその積分値に基づいて通信が許可されたか否かを判定する処理を含む。ここで、通信が許可されたときは、上記積分値は、受信信号の電力または振幅に対応する「所定値Ｓc 」になる。一方、通信が拒絶されたときは、上記積分値は「０」になる。そして、移動端末は、この積分値に基づいて通信が許可されたか否かを検出する。
【０００７】
ところで、位相変調を利用した無線通信システムでは、情報は、一般に、位相平面上の所定の信号点を利用して伝送される。そして、受信装置は、受信波の信号点を検出することによりその情報を再生する。
【０００８】
しかし、位相平面上における信号点の位置は、雑音により揺らぐ。このため、受信装置において検出される信号点の位置は、送信装置において設定された信号点の位置に対してランダムに揺らぐことになり、ガウス分布に従う。そして、受信信号の信号点の位置がガウス分布に従うと、上記判定処理における積分値もガウス分布に従うことになる。このため、要求した通信が許可されたときは、上記積分値は、図２３(a) に示すように、「Ｓc 」を中心としたガウス分布になる。すなわち、要求した通信が許可されたときは、上記積分値は、「Ｓc」になる確率が最も高いが、「Ｌs 」〜「Ｈs 」の範囲内の任意の値をとることができる。一方、要求した通信が拒絶されたきは、上記積分値は、ゼロを中心としたガウス分布になる。すなわち、要求した通信が拒絶されたきは、上記積分値は、ゼロになる確率が最も高いが、「Ｌo」〜「Ｈo 」の範囲内の任意の値をとることができる。
【０００９】
従って、移動端末は、図２３(a) に示すように、算出した積分値と所定の閾値とを比較することにより、要求した通信が許可されたか否かを判定することができる。具体的には、移動端末は、上記積分値が閾値よりも大きければ、要求した通信が許可されたと判定する。一方、上記積分値が閾値よりも小さければ、要求した通信が拒絶されたと判定する。
【００１０】
ところが、基地局と移動端末との間の通信環境が悪く、雑音が大きいと、図２３(b) に示すように、上記積分値の分布が広がり、それらが互いに重なり合うことになる。また、基地局と移動端末との間の距離が大きく、受信電力が小さいときは、図２３(c)に示すように、通信が許可されたときの積分値が小さくなるので、上記積分値の分布が互いに重なり合うことになる。したがって、要求した通信が許可されたのか否かを判断するための閾値が適切に設定されていないと、移動端末は、基地局により通信が許可されたにもかかわらず、それが拒絶されたものと判断してしまったり、基地局により通信が拒絶されたにもかかわらず、それが許可されたものと判断してしまうことがある。
【００１１】
例えば、図２４(a) に示す分布が得られる通信環境において、閾値ＴＨ１が設定されたものとする。この場合、もし、要求した通信が拒絶されたにもかかわらず、算出された積分値が閾値ＴＨ１よりも大きかったとすると、「通信が許可された」と判定されてしまう。このとき、この移動端末は、要求した通信が拒絶されたにもかかわらず、その通信が許可されたものとみなして対応する処理を実行してしまう。そして、この処理によりこの移動端末から送信される無線信号は、他のチャネルに対する干渉信号となってしまう。なお、以下では、要求した通信が拒絶されたにもかかわらず「通信が許可された」と判定されてしまうことを、「誤検出」と呼ぶことにする。また、要求した通信が拒絶されたにもかかわらず「通信が許可された」と判定されてしまう確率を、「誤検出確率」と呼ぶことにする。ここで、この誤検出確率は、図２４(a)においては、ガウス分布曲線により囲まれる面積に対する斜線領域の面積の比率により表される。
【００１２】
或いは、図２４(b) に示す分布が得られる通信環境において、閾値ＴＨ２が設定されたものとする。この場合、もし、要求した通信が許可されたにもかかわらず、算出された積分値が閾値ＴＨ２よりも小さかったとすると、「通信が拒絶された」と判定されてしまう。このとき、移動端末は、要求した通信が許可されたにもかかわらずその通信が拒絶されたものとみなして、対応する処理を停止してしまう。すなわち、本来であれば基地局に接続できたにもかかわらず、そのチャンスを自ら捨ててしまうことになる。なお、以下では、要求した通信が許可されたにもかかわらず「通信が拒絶された」と判定されてしまうことを「検出もれ」と呼ぶことにする。また、要求した通信が許可されたにもかかわらず「通信が拒絶された」と判断されてしまう確率を、「検出もれ確率」と呼ぶことにする。ここで、検出もれ確率は、図２４(b)においては、ガウス分布曲線により囲まれる面積に対する斜線領域の面積の比率により表される。一方、要求した通信が許可されたときに「通信が許可された」と正しく判定される確率を、「正検出確率」と呼ぶことにする。ここで、正検出確率は、「１−検出もれ確率」により表される。
【００１３】
既存のシステムにおいては、要求した通信が許可されたか否かを判定するための閾値は、一義的ではないが、上述した誤検出確率が一定の値に保持されるように設定されている。具体的には、上記閾値として、受信信号の分散の平方根に比例する値が使用されていると考えられる。そして、この閾値により、許可されない通信が誤って開始されてしまう確率が、所定値以下に抑えられている。なお、上記閾値については、たとえば、TSG-RANWorking Group 4(Radio)のR4-010593 "Correction of AICHperformance"に記載されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のようにして閾値が決定されると、以下の問題が生じる。
（１）通信環境が良好なときは、要求した通信が許可されたときの積分値の分布と、それが拒絶されたときの積分値の分布とは、互いに重なり合わないか、重なり合ったとしても僅かである。したがって、この場合、図２３(a) に示すようにして適切に閾値が設定されれば、誤検出確率および検出もれ確率は、共にゼロまたは実質的にゼロにすることができる。しかし、誤検出確率が一定の値に保持されるような閾値が設定されると、誤検出を回避できるにもかかわらず、一定の割合で誤検出の発生を招いてしまう。
【００１５】
（２）通信環境が良好でないときは、要求した通信が許可されたときの積分値の分布と、それが拒絶されたときの積分値の分布とは、互いに大きく重なり合うことになる。この場合、誤検出確率を一定の値に保持しようとすると、その分だけ検出もれ確率が高くなってしまう。すなわち、通信の開始が許可されているにもかかわらず、基地局と接続する機会を失ってしまうケースが増加する。
【００１６】
（３）受信信号の分散が正確に算出されないと、誤検出確率が劣化することがある。ここで、誤検出が発生すると、基地局により許可されていない通信が開始されることがある。よって、この場合、通信中のパスにおいて雑音が増加することになる。
【００１７】
このように、従来のシステムでは、要求した通信が許可されたのか否かを判定するための閾値は、必ずしも最適な方法で決定されていなかった。このため、通信が許可されているにもかかわらず基地局に接続できないケース、あるいは通信が許可されていないにもかかわらず通信を開始しまうケースが発生していた。
【００１８】
なお、この問題は、ＡＩＣＨに限定されるものではなく、基地局から移動端末へ伝送される他の制御信号についても同様に起こり得る。
本発明の目的は、移動通信システムにおいて伝送される制御信号の判定誤りを減少させることである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号判定装置は、第１の無線通信装置から第２の無線通信装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する。そして、この信号判定装置は、受信した無線信号を復調する復調手段と、上記無線信号の電圧の分散を算出し、その算出された分散に基づいて予め決められた所定の誤検出確率を保証する第１の閾値を生成する第１の閾値生成手段と、上記無線信号の受信電力または受信振幅に基づいて、上記第１の情報を伝搬する信号の電圧の中心値と上記第２の情報を伝搬する信号の電圧の中心値との差を推定し、その推定値に基づいて予め決められた所定の検出もれ確率を保証する第２の閾値を生成する第２の閾値生成手段と、通信環境に基づいて、上記第１の閾値生成手段により得られた第１の閾値および上記第２の閾値生成手段により得られた第２の閾値の中から、使用すべき閾値を１つ選択する選択手段と、上記復調手段の出力と上記選択手段により選択された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する判定手段と、を有する。
【００２０】
上記信号判定装置においては、無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定するための閾値が、通信環境に基づいて決まる規則に従って生成される。したがって、通信環境が変わった場合であっても、無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかが正しく判定される。
【００２１】
上記無線信号がパイロット信号および上記第１の情報又は第２の情報を表す通知信号を含む場合は、上記閾値生成手段は、上記パイロット信号の受信電力または受信振幅に基づいて上記通知信号の受信電力または受信振幅を推定し、その推定値を利用して上記第２の規則の閾値を生成するようにしてもよい。この場合、上記閾値は、無線信号の分散を算出することなく決定される。したがって、算出された分散の不正確さに起因する判定誤りが抑えられる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、移動通信システムにおいて通信を開始する際の手順に係わる。そして、以下の実施形態では、移動通信システムにおいて通信を開始する際の手順として、ＩＭＴ−２０００のＷ−ＣＤＭＡにおいて採用されているランダムアクセス制御方式が使用されるものとする。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係わる移動通信システムを示す図である。図１において、基地局１は、通信エリア内の移動端末との間で無線信号を送受信する機能を備える。また、基地局１は、通信エリア内の各移動端末に対して、定期的に報知情報を放送する。一方、各移動端末（ＭＳ：MobileStation）２は、それぞれ、基地局１との間で無線信号を送受信する機能を備える。そして、移動端末２は、他の端末と通信する際には、基地局１を介してデータを送受信する。
【００２４】
移動端末２は、他の端末と通信をする場合には、まず、基地局１に対して接続要求を送信する。基地局１は、接続要求を受信すると、要求された通信を開始できるか否かを判断し、その判断結果を移動端末２に返送する。そして、移動端末２は、基地局１により通信の開始が許可された場合は、通信を開始する（あるいは、通信の開始を要求する手順の中の次の処理に進む）。
【００２５】
図２は、移動端末２のブロック図である。制御部１１は、他の端末との通信を開始するときは、接続要求を生成する。そして、この接続要求は、変調器１２により変調されて基地局１へ送信される。また、基地局１からの通知（接続要求に対応する通知）は、復調器１３により復調された後、判定器１４に送られる。そして、判定器１４は、復調信号に基づいて通信の開始が許可されたか否かを判定し、その結果を制御部１１へ通知する。
【００２６】
基地局１により通信の開始が許可されたときは、他の端末へ送信すべきデータは、符号器１５により符号化され、さらに変調器１２により変調された後、基地局１へ送信される。また、基地局１から無線信号を受信すると、その信号は復調器１３により復調され、さらに復号器１６により復号化された後に制御部１１に渡される。なお、基地局１により通信の開始が許可されなかったときは、後続する処理を中止または保留する。
【００２７】
上記構成の移動端末において、本発明は、特に、判定器１４の構成および動作に係わる。
次に、ＩＭＴ−２０００のリリース４におけるランダムアクセス制御方式について説明する。ＩＭＴ−２０００のリリース４では、ランダムアクセス制御に係わる制御チャネルとして、ＲＡＣＨ（RandomAccess Channel ）およびＡＩＣＨ（Acquisition Indicator Channel ）が規定されている。ここで、ＲＡＣＨは、移動端末２から基地局１へ接続要求を送信するための制御チャネルであり、プリアンブルパート及びメッセージパートから構成されている。一方、ＡＩＣＨは、基地局１から移動端末２へ許可通知を送信するための制御チャネルである。
【００２８】
ＲＡＣＨおよびＡＩＣＨは、１５アクセススロットを周期として構成されており、各アクセススロットは、２０シンボルから構成されている。そして、１５アクセススロットの中の所定のアクセススロットのうちの１６シンボルが、接続要求または許可通知のために使用される。
【００２９】
基地局１は、図３に示すように、通信エリア内の各移動端末２（２ａ〜２ｃ）に対して、定期的に報知情報を放送する。そして、この報知情報を受信した移動端末２は、通信を開始したいときは、ＲＡＣＨを利用して基地局１へ接続要求を送信する。図３では、移動端末２ａが接続要求を送信している。
【００３０】
接続要求は、「シグネチャ（signature ）」と呼ばれる端末識別子を含んでいる。ここで、「シグネチャ」は、１６ビットのWaish-Hadamard直交コードにより実現されている。そして、移動端末２は、報知情報により制限されている範囲内において、１６通りの直交コードの中から任意のコードをランダムに選択し、その選択したコードを「シグネチャ」として基地局１へ送信する。このとき「シグネチャ」は、図４(a)に示すように、移動端末２によりランダムに選択された任意のアクセススロットを利用して送信される。
【００３１】
基地局１は、移動端末２から「シグネチャ」を含む接続要求を受信すると、要求された通信を許可するか否かを判断する。このとき、基地局１は、例えば、未使用チャネルの数に基づいて要求された通信を許可するか否かを判断する。そして、基地局１は、要求された通信を許可する場合は、図４(b) に示すように、移動端末２から受信した「シグネチャ」を、ＡＩＣＨを利用してそのまま移動端末２に返送する。なお、ＡＩＣＨ内で「シグネチャ」が設定されるスロット（通知スロット）は、ＲＡＣＨ内で「シグネチャ」が設定されていた位置に対応して決められる。
【００３２】
一方、要求された通信を許可しない場合は、図４(c) に示すように、ＡＣＩＨの通知スロットは無信号状態にされる。なお、移動端末２に対して「待機」を通知する場合は、図４(d)に示すように、ＡＩＣＨの通知スロットには、「逆符号のシグネチャ」が設定される。ここで、「逆符号のシグネチャ」とは、「シグネチャ」を構成する各ビット又は各シンボルの符号がそれぞれ反転させられたコードを意味する。
【００３３】
基地局１は、ＱＰＳＫ方式に従って、位相平面上の所定の信号点を利用して移動端末２へ情報を伝送する。この実施形態では、基地局１からＡＩＣＨを介して移動端末２へ情報を伝送するために、３つの信号点（点Ａ、点Ｂ、原点）が利用される。具体的には、例えば、「０」を伝送する場合には信号点Ａが使用され、「１」を伝送する場合には信号点Ｂが使用される。したがって、基地局１から移動端末２へ「シグネチャ（又は、逆符号のシグネチャ）」が返送されるときは、これらの信号点Ａ、Ｂが利用される。すなわち、例えば、伝送すべき「シグネチャ」の先頭ビットが「０」であり、２ビット目が「１」であったとすると、まず信号点Ａに対応する変調信号が１シンボル時間だけ送信され、続いて、信号点Ｂに対応する変調信号が１シンボル時間だけ送信される。なお、「無信号状態」は位相平面上の原点に相当する。
【００３４】
信号点ＡのＩ成分およびＱ成分は、互いに同じである。すなわち、Ｉa ＝Ｑa である。したがって、あるシンボルが信号点Ａに配置されると、そのシンボルを伝送する信号の位相ψは、「４５度」になり、また、その信号の送信電力は、原点から信号点Ａまでの距離の二乗に比例する。同様に、信号点ＢのＩ成分およびＱ成分も、互いに同じである。すなわち、Ｉb＝Ｑb である。そして、信号点Ａおよび信号点Ｂは、原点を基準点として対称位置に配置されている。すなわち、「Ｉb＝−Ｉa 」および「Ｑb ＝−Ｑa」である。したがって、あるシンボルが信号点Ｂに配置されると、そのシンボルを伝送する信号の位相ψは、「４５＋１８０度」になり、また、その信号の送信電力は、原点から信号点Ｂまでの距離の二乗に比例する。ここで、原点から信号点Ａまでの距離と、原点から信号点Ｂまでの距離は互いに同じである。よって、信号点Ａ、Ｂを利用して情報が伝送されているときの無線信号の電力または振幅は、基本的に、一定である。
【００３５】
図６は、基地局１から移動端末２へ伝送される無線信号を示す図である。基地局１から移動端末２へＡＩＣＨを介して「シグネチャ（または、逆符号のシグネチャ）」が伝送されるときは、図６(a) に示すように、無線信号の振幅は、図５に示した位相平面上の原点から対応する信号点までの距離に比例する。一方、ＡＩＣＨが無信号状態のときは、図６(b)に示すように、受信信号の振幅はゼロになる。
【００３６】
接続要求を送信した移動端末２は、基地局１からＡＩＣＨを介して受信する無線信号を復調する。そして、その復調信号に基づいて、要求した通信が許可されたのか否かを検出する。
【００３７】
図７は、ＡＩＣＨを復調して解析する機能を提供する回路部分のブロック図である。なお、この回路部分は、主に、図２に示した復調器１３および判定器１４により実現される。
【００３８】
シグネチャ選択部２１は、予め用意されている１６個の直交コードの中の１つを選択し、それを「シグネチャ」として送信回路２２へ送る。そして、送信回路２２は、シグネチャ選択部２１により選択された「シグネチャ」を含む接続要求を基地局１へ送信する。このとき、この「シグネチャ」は、シグネチャ保持部２３に保持される。なお、シグネチャ選択部２１は、例えば、図２に示した制御部１１の中に設けられている。また、送信回路２２は、図２に示した変調器１２を含む。
【００３９】
基地局１は、上述したように、要求された通信を許可できるか否かを判断し、その結果をＡＩＣＨを利用して移動端末２へ通知する。このとき、通信を許可するときは、「シグネチャ」がそのまま返送され、通信を拒絶するときは、「無信号状態」が返送され、通信の開始を保留するときは、「逆符号のシグネチャ」が返送される。
【００４０】
復調器１３は、ＡＩＣＨを復調する。具体的には、復調器１３は、受信波の振幅および位相をモニタすることにより、ＡＩＣＨの通知スロットを利用して伝送される各シンボルについてそのＩ成分およびＱ成分を検出する。乗算器２４は、復調器１３により検出された各シンボル毎のＩ成分およびＱ成分に対して、シグネチャ保持部２３に保持されている「シグネチャ」の対応するビットをそれぞれ乗算する。
【００４１】
電圧算出部２５は、乗算器２４から出力されるシンボル毎のＩ成分およびＱ成分に基づいて、それぞれその電圧を算出する。積分器２６は、電圧算出部２５により算出された各シンボル毎の電圧を累積的に加算する。
【００４２】
閾値生成部２７は、通信環境等に基づいて、積分器２６の出力を判定するための閾値を生成する。比較部２８は、積分器２６の出力と閾値生成部２７により生成された閾値とを比較し、その結果を出力する。なお、比較部２８の出力は、ＡＩＣＨの判定結果であって、要求した通信が基地局１により許可されたか否かを表す。
【００４３】
具体例を示す。以下では、説明を簡単にするために、「シグネチャ」のデータ長が４ビットであるものとする。そして、移動端末２は、「シグネチャ」として「０１０１」を選択し、そのシグネチャを含む接続要求を基地局１へ送信したものとする。
（１）通信が許可された場合
この場合、基地局１は、接続要求として受信した「シグネチャ＝０１０１」をそのまま移動端末２へ返送する。ここで、図５を参照しながら説明したように、「０」は信号点Ａに配置され、「１」は信号点Ｂに配置される。従って、「シグネチャ＝０１０１」を移動端末２へ返送するときは、ＡＩＣＨの通知スロットの第１、第２、第３、第４シンボルは、それぞれ信号点Ａ、信号点Ｂ、信号点Ａ、信号点Ｂに配置される。
【００４４】
復調器１３は、ＡＩＣＨを復調することにより、通知スロットの第１〜第４シンボルのＩ成分およびＱ成分をそれぞれ検出する。ここでは、第１〜第４シンボルについて、図８に示す結果が得られたものとする。但し、伝送路上での位相回転は、公知の技術により補正されているものとする。なお、Ｉ1 、Ｉ3 、Ｑ1 、Ｑ3 は、それぞれ正の値であり、Ｉ2 、Ｉ4 、Ｑ2、Ｑ4 は、それぞれ負の値である。
【００４５】
乗算器２４は、通知スロットの第１〜第４シンボルのＩ成分およびＱ成分に対して、シグネチャ保持部２３に保持されている「シグネチャ」の対応するビットを乗算する。なお、「シグネチャ」の対応するビットが「０」であったときは、乗算器２４は、図９(a) に示すように、入力されたＩ成分データおよびＱ成分データをそのまま出力する。一方、「シグネチャ」の対応するビットが「１」であったときは、乗算器２４は、図９(b)に示すように、入力されたＩ成分データおよびＱ成分データの符号を反転させる。ここで、「シグネチャ」の第１ビットおよび第３ビットは「０」であり、第２ビットおよび第４ビットは「１」である。したがって、通知スロットの第１、第３シンボルのＩ成分およびＱ成分はそのままであり、第２、第４シンボルのＩ成分およびＱ成分はその符号が変転する。この結果、第１〜第４シンボルの信号点は、図１０に示すように、すべてＩ−Ｑ座標の第１象限の位置することになる。
【００４６】
電圧算出部２５は、乗算器２４から出力されるＩ成分データおよびＱ成分データに対応する電圧をシンボル毎に算出する。ここで、この電圧は、位相平面上の原点から各信号点までの距離により表される。また、この電圧の符号は、図１０に示すように、位相平面上の「４５度」の方向を正方向とする。そうすると、第１〜第４シンボルの電圧は以下のようにして算出される。なお、下式において、「Ｇ1 」〜「Ｇ4 」は、「シグネチャ」の第１ビット〜第４ビットがそれぞれマッピングされる信号点（（＋１，＋１）または（−１，−１））を表している。第１シンボル：Ｖ1 ＝（１／√２）Ｇ1 ＊（Ｉ1＋Ｑ1 ）
第２シンボル：Ｖ2 ＝（１／√２）Ｇ2 ＊（Ｉ2＋Ｑ2 ）
第３シンボル：Ｖ3 ＝（１／√２）Ｇ3 ＊（Ｉ3＋Ｑ3 ）
第４シンボル：Ｖ4 ＝（１／√２）Ｇ4 ＊（Ｉ4＋Ｑ4 ）
積分器２６は、電圧算出部２５により算出されたシンボル毎の電圧値を累積的に加算する。すなわち、以下の演算を行う。
積分値Ｓ＝Ｖ1 ＋Ｖ2 ＋Ｖ3 ＋Ｖ4
この後、この積分値Ｓは、閾値生成部２７により生成される閾値と比較されるが、その比較処理については後で説明する。
（２）通信が拒絶された場合
この場合、基地局１は、ＡＩＣＨの通知スロットを「無信号状態」にする。ここで、「無信号状態」とは、位相平面上においては、「原点」を意味する。したがって、移動端末２において無信号状態の通知スロットを復調すると、第１〜第４シンボルに対応する信号点は、それぞれ原点の近傍に位置している。即ち、これらのＩ成分およびＱ成分は、それぞれゼロまたはゼロに近い値になる。
【００４７】
このように、検出される信号点が原点の近傍に位置していると、対応する電圧は、ほぼゼロになる。したがって、それらの電圧を累積的に加算した値も、ほぼゼロになる。
（３）通信の開始が保留された場合
この場合、基地局１は、「逆符号のシグネチャ」を移動端末２へ返送する。即ち、基地局１は、ＡＩＣＨを利用して「１０１０」を移動端末２へ送信する。このとき、ＡＩＣＨの通知スロットの第１、第２、第３、第４シンボルは、それぞれ信号点Ｂ、信号点Ａ、信号点Ｂ、信号点Ａに配置される。
【００４８】
復調器１３は、ＡＩＣＨを復調することにより、通知スロットの第１〜第４シンボルのＩ成分およびＱ成分をそれぞれ検出する。ここでは、第１〜第４シンボルについて、図１１(a) に示す結果が得られたものとする。
【００４９】
乗算器２４は、通知スロットの第１〜第４シンボルのＩ成分およびＱ成分に対して、シグネチャ保持部２３に保持されている「シグネチャ」の対応するビットを乗算する。ここで、乗算器２４の動作は、図９(a) および図９(b) を参照しながら説明した通りである。したがって、通知スロットの第１、第３シンボルのＩ成分およびＱ成分はそのままであり、第２、第４シンボルのＩ成分およびＱ成分はその符号が変転する。この結果、第１〜第４シンボルの信号点は、図１１(b)に示すように、すべてＩ−Ｑ座標の第３象限の位置することになる。
【００５０】
電圧算出部２５は、乗算器２４から出力されるＩ成分データおよびＱ成分データに対応する電圧をシンボル毎に算出する。ここで、この電圧の符号は、上述したように、位相平面上の「４５度」の方向が正方向である。したがって、第１〜第４シンボルの電圧は、通信が許可された場合と同様に、以下のようにして算出される。
第１シンボル：Ｖ1 ＝（１／√２）Ｇ1 ＊（Ｉ1＋Ｑ1 ）
第２シンボル：Ｖ2 ＝（１／√２）Ｇ2 ＊（Ｉ2＋Ｑ2 ）
第３シンボル：Ｖ3 ＝（１／√２）Ｇ3 ＊（Ｉ3＋Ｑ3 ）
第４シンボル：Ｖ4 ＝（１／√２）Ｇ4 ＊（Ｉ4＋Ｑ4 ）
積分器２６は、上述したように、電圧算出部２５により算出されたシンボル毎の電圧値を累積的に加算する。
【００５１】
図１２は、積分器２６の出力の分布を模式的に示す図である。すなわち、この図１２は、ＡＩＣＨ内の対応するシンボルの各電圧についての積分値の分布を表している。なお、以下では、この積分値のことを、「積分値Ｓ」と呼ぶことがある。
【００５２】
通信が許可されたときは、積分値Ｓ(+) が得られる。また、通信が拒絶されたときは、積分値はゼロになる。さらに、通信の開始が保留されたときは、積分値Ｓ(-)が得られる。ここで、Ｓ(+) ＝−Ｓ(-) である。
【００５３】
ところで、上述したように、電圧算出部２５により算出される各シンボルの電圧は、受信波の信号点の位置によって決まる。ところが、受信波の信号点の位置は、雑音によりランダムに揺らぐ。このため、移動端末２において検出される信号点の位置はガウス分布に従う。従って、積分器２６から出力される積分値もガウス分布に従うことになる。具体的には、通信が許可されたときの積分値は、Ｓ(+) を中心としたガウス分布になる。また、通信が拒絶されたときの積分値は、ゼロを中心としたガウス分布になる。さらに、通信の開始が保留されたときの積分値は、Ｓ(-)を中心としたガウス分布になる。なお、これら３つの分布は、互いに同じカーブである。また、通信が許可されたときの分布、および通信の開始が保留されたときの分布は、ゼロを中心として対称位置の現れる。
【００５４】
閾値生成部２７は、通信環境等に応じて、図１２に示す閾値Ａおよび閾値Ｂを生成する。ここで、これらの閾値は、「閾値Ａ＝−閾値Ｂ」を満たすように設定することができる。
【００５５】
比較部２８は、積分器２６から出力される積分値Ｓと、閾値生成部２７により生成される閾値とを比較する。そして、積分値Ｓが閾値Ａよりも大きかったときは、要求した通信が基地局１により許可されたものと判定する。また、積分値Ｓが閾値Ａと閾値Ｂとの間であれば、要求した通信が基地局１により拒絶されたものと判定する。さらに、積分値Ｓが閾値Ｂよりも小さければ、要求した通信の開始が保留されていると判定する。
【００５６】
上記通信開始時のランダムアクセス制御において、実施形態の判定方法は、特に、閾値の決定方法に特徴がある。以下、閾値の決定方法について説明する。なお、上述したように、通信が許可されたときの分布、および通信の開始が保留されたときの分布は対称位置に現れるので、「通信が許可されたとき」と「通信が拒絶されたとき」とを判定するための閾値（図１２に示す閾値Ａ）、および「通信の開始が保留されたとき」と「通信が拒絶されたとき」とを判定するための閾値（図１２に示す閾値Ｂ）は、同じ方法で決定することができる。したがって、以下では、「通信が許可されたとき」と「通信が拒絶されたとき」とを判定するための閾値（図１２に示す閾値Ａ）を決定する場合を示す。
【００５７】
実施形態の判定装置では、２通り閾値生成規則が定義されている。そして、それらの規則に従って生成された閾値から、通信環境等に応じて好適な閾値が適応的に選択される。
（１）第１の規則
第１の規則においては、閾値は、所定の誤検出確率が保証されるように決定される。すなわち、閾値は、誤検出確率が所定値以下になるように決定される。ここで、「誤検出確率」とは、ＡＩＣＨを介して伝送される信号が「通信が拒絶された」を表しているにもかかわらず、誤って「通信が許可された」と判定されてしまう確率を意味する。そして、この誤検出確率は、図２４(a) を参照しながら説明したように、ガウス分布曲線により囲まれる面積に対する斜線領域の面積の比率により表される。
【００５８】
ところで、上記積分値Ｓは、「シグネチャ」のビット数に相当する個数のシンボルについてそれぞれ信号点を検出し、各信号点に対応する電圧値を累積的に加算することにより得られる。ここで、受信シンボルの信号点の位置は、それぞれ雑音によりランダムに揺らぐ。よって、積分値Ｓの分布の広がりは、複数の受信シンボルに対応する各信号点の位置の分散に依存する。換言すれば、複数の受信シンボルに対応する各信号点の位置の分散を求めれば、積分値Ｓの分布の広がりを推定できる。
【００５９】
受信シンボルの信号点の位置の分散σは、以下のようにして算出される。すなわち、受信信号は雑音を含んでいるので、ｉ番目の受信シンボルの信号点の位置は、下記のように表される。
Ｉi ＝Ｉsi＋Ｉni
Ｑi ＝Ｑsi＋Ｑni
ここで、「Ｉs 」および「Ｑs 」は、信号成分を表す。一方、「Ｉn」および「Ｑn 」は、雑音成分を表す。また、この実施形態では、図５を参照しながら説明したように、使用される信号点（すなわち、信号点Ａおよび信号点Ｂ）のＩ成分およびＱ成分は互いに一致している。すなわち、この実施形態では、「Ｉsi＝Ｑsi」である。よって、ｉ番目の受信シンボルの信号点のＩ成分とＱ成分との差は、下式により表される。
Ｉi −Ｑi ＝（Ｉsi＋Ｉni）−（Ｑsi＋Ｑni）
＝Ｉni−Ｑni
＝Ｎi
そして、この差分値を「ｉ番目の受信シンボルの雑音Ｎi 」と定義すると、受信シンボルの信号点の位置の分散σは、下式により表される。
【００６０】
【数１】
0003850736.tif 000002
【００６１】
ここで、「ｋ」は、基本的には、「シグネチャ」のビット数に相当する。すなわち、この実施形態では、「ｋ＝１６」である。ただし、複数のアクセススロットを利用して分散σを算出するようにしてもよい。すなわち、ＡＩＣＨは、図１３に示すように、複数のアクセススロットを含んでおり、各アクセススロットが対応する移動端末に割り当てられるようになっている。この場合、例えば、アクセススロット１に格納されている「シグネチャ１」を表す１６シンボル、およびアクセススロット２に格納されている「シグネチャ２」を表す１６シンボルからなる３２シンボルについて分散を算出すれば、その精度が向上する。ただし、このようにして複数のアクセススロットを利用して分散を算出する方法は、移動端末２の移動速度が遅く、フェージングが小さいときに有効である。
【００６２】
上述のようにして分散σが算出されれば、所望の存在確率を保証するための閾値は、その分散σに基づいて導出できる。すなわち、ガウス分布においては、その分布の形状又は広がりは、分散値により特徴づけられる。したがって、所望の存在確率を保証するための閾値は、算出された分散値に所定の定数を乗算することにより得られる。
【００６３】
例えば、算出された分散σが「２」であったものとする。また、積分値Ｓの分布として図１４に示すようなガウス分布が得られており、保証すべき誤検出確率が１パーセントであるものとする。この場合、ガウス分布曲線により囲まれる面積に対する斜線領域の面積の比率が「１００：１」になるように閾値が決定される。このとき、このような閾値が「１０」であったものとすると、分散σに乗算すべき定数は、「５」になる。なお、この例において、分散値および閾値を表す数値は、説明のための値である。
【００６４】
このように、第１の規則によれば、閾値は、所定の誤検出確率が保証されるように決定される。ここで、所定の誤検出確率を保証するための閾値は、受信シンボルの信号点の位置の分散に依存し、その分散の大きさは無線信号の雑音量に依存する。したがって、第１の規則による閾値は、無線信号の雑音量に基づいて決定される。
（２）第２の規則
第２の規則においては、閾値は、検出もれ確率又は正検出確率を考慮して決定される。ここで、「検出もれ確率」は、ＡＩＣＨを介して伝送される信号が「通信が許可された」を表しているにもかかわらず、誤って「通信が拒絶された」と判定されてしまう確率を意味する。そして、この検出もれ確率は、図２４(b) を参照しながら説明したように、ガウス分布曲線により囲まれる面積に対する斜線領域の面積の比率により表される。一方、「正検出確率」は、ＡＩＣＨを介して伝送される信号が「通信が許可された」を表していることが正しく検出される確率を意味し、「１−検出もれ確率」により表される。
【００６５】
ところで、検出もれ確率または正検出確率は、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布に依存する。すなわち、図１５(a) 〜図１５(c) に示すように、要求した通信が許可されたときの積分値Ｓの分布が変化すると、それに伴って検出もれ確率も変化する。具体的には、閾値を一定とすると、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値が小さくなると、それに伴って検出もれ確率は大きくなっていく。なお、図１５(a)〜図１５(c) において、斜線領域の面積が検出もれ確率に相当する。したがって、検出もれ確率または正検出確率を考慮して閾値を決定する際には、まず、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値を求める必要がある。
【００６６】
通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値は、上述したように、ＡＩＣＨの通知スロットを構成する各シンボルの電圧の和である。ここで、受信シンボルの電圧は、位相平面上の原点から対応する信号点までの距離により表され、受信信号の振幅を意味する。したがって、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値は、ＡＩＣＨの受信振幅または受信電力を測定することにより得ることができる。
【００６７】
なお、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値は、例えば、パイロット信号を利用して推定することができる。すなわち、基地局１から移動端末２への下り回線信号は、一般に、パイロット信号と呼ばれる基準信号が挿入されている。そして、このパイロット信号の送信電力と、ＡＩＣＨを介して伝送される信号の送信電力との比率は、予め決められている。したがって、パイロット信号の受信電力または受信振幅をモニタすれば、ＡＩＣＨの受信電力または受信振幅を推定できる。そして、このＡＩＣＨの受信電力または受信振幅の推定値に基づいて、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値が推定される。なお、パイロット信号の受信電力または受信振幅をモニタする方法は、公知の技術により実現されている。
【００６８】
図１６は、第２の規則に従って閾値を生成する方法を説明する図である。図１６(a) においては、閾値は、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値と「ゼロ」との中間位置に設定される。すなわち、推定された中心値が「Ｓc」であったものとすると、「閾値＝Ｓc ／２」が得られる。なお、このようにして生成された閾値が比較部２８により使用されると、誤検出確率と検出もれ確率が互いに等しくなる。
【００６９】
図１６(b) においては、閾値は、所定の検出もれ確率が保証されるように決定される。すなわち、閾値は、検出もれ確率が所定値以下に抑えられるように決定される。なお、所定の検出もれ確率が保証されるような閾値を求める方法は、基本的に、所定の誤検出確率が保証されるような閾値を求める方法と同じであり、上述した通りである。すなわち、上述した方法により、通信が許可されたときの積分値の分布の中心値Ｓcを推定すると共に、分散σを算出し、ガウス分布曲線により囲まれる面積に対する斜線領域の面積の比率が保証すべき検出もれ確率になるように閾値が決定される。
【００７０】
このように、第２の規則によれば、閾値は、検出もれ確率又は正検出確率を考慮して決定される。ここで、検出もれ確率または正検出確率を考慮して閾値を決定する際には、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値を求める必要があり、その中心値は、ＡＩＣＨの受信電力または受信振幅に依存する。したがって、第２の規則による閾値は、ＡＩＣＨの受信電力または受信振幅に基づいて決定される。
【００７１】
上述のように、実施形態の判定装置は、第１の規則および第２の規則に基づいてそれぞれ１以上の閾値を決定し、それらの閾値の中から通信環境等に応じて好適な閾値が適応的に選択される。
【００７２】
図１７は、図７に示した閾値生成部２７のブロック図である。閾値生成部２７は、上述したように、通信環境等に応じて、基地局１からの通知内容を判断するための閾値を生成する。
【００７３】
分離部３１は、受信波からＡＩＣＨを取り出して分散算出部３２へ渡すとともに、パイロット信号を取り出してパイロット検出部３４へ渡す。分散算出部３２は、ＡＩＣＨの分散を算出する。なお、分散を算出する方法は上述した通りである。すなわち、例えば、ＡＩＣＨ内の所定の１６シンボルについて上述の演算を実行する。第１の閾値生成部３３は、分散算出部３２により算出された分散値に基づいて第１の閾値を生成する。なお、この分散値から第１の閾値を算出する方法は、例えば、図１４を参照しながら説明した手順に従う。また、第１の閾値生成部３３は、１または複数の第１の閾値を生成する。
【００７４】
パイロット検出部３４は、パイロット信号の受信電力または受信振幅を検出する。なお、これらの電力または振幅を検出する方法は、公知の技術により実現される。推定部３５は、パイロット信号の受信電力または受信振幅に基づいて、要求した通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値Ｓc を推定する。なお、中心値Ｓc を推定する方法は、上述した通りである。第２の閾値生成部３６は、推定部３５により推定された中心値Ｓcに基づいて、第２の閾値を生成する。また、第２の閾値生成部３６は、上記中心値Ｓc および分散算出部３２により算出された分散値に基づいて第２の閾値を生成することもできる。さらに、第２の閾値生成部３６は、１または複数の第２の閾値を生成する。
【００７５】
選択部３７は、第１の閾値生成部３３および第２の閾値生成部３６により生成された閾値を参照し、通信環境等に応じた好適な閾値を決定する。以下、比較部２８により使用される閾値を決定する方法の具体例を示す。
（１）第１の方法
図１８は、第１の方法の概念を説明する図である。なお、「Ｓc 」は、「通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値」を表しており、推定部３５により推定されてもよいし、他の方法により算出されてもよい。
【００７６】
「Ａ1 」は、所定の誤検出確率に対応する閾値であって、上述した第１の規則に従って設定される。ここで、閾値Ａ1に対応する誤検出確率は、例えば、１パーセント程度である。また、この閾値Ａ1 は、ＩＭＴ−２０００のリリース４の"ConformanceTest Point"を満たすように決定されてもよい。
【００７７】
「Ａ2 」は、閾値Ａ1 と同様に、所定の誤検出確率に対応する閾値であって、上述した第１の規則に従って設定される。ただし、閾値Ａ2により保証される誤検出確率は、閾値Ａ1 より保証される誤検出確率よりも劣悪であり、例えば、１０〜３０パーセント程度である。
【００７８】
「Ｂ1 」は、所定の検出もれ確率（または、正検出確率）に対応する閾値であって、上述した第２の規則に従って設定される。なお、ここでは、「Ａ1＞Ｂ1 ≧Ａ2 」が満たされているものとする。この場合、上記３つの閾値により、第１〜第４の領域が定義されることになる。
【００７９】
上記環境の下で、仮閾値ＴＨx が設定される。「仮閾値ＴＨx」は、例えば、中心値Ｓc に基づいて決定される。具体的には、例えば、「仮閾値ＴＨx＝Ｓc −α」または「仮閾値ＴＨx ＝Ｓc×β」である。ここで、「α」は、「０＜α＜Ｓc 」を満たす定数である。また、「β」は、「０＜β＜１」を満たす定数である。いずれにしても、仮閾値ＴＨxは、「０＜仮閾値ＴＨx ＜Ｓc 」を満たすことになる。
【００８０】
選択部３７は、仮閾値ＴＨx と、「Ａ1 」「Ａ2 」「Ｂ1 」とを比較することにより、実際の閾値を決定する。具体的には、「ＴＨx＞Ａ1 」であれば、すなわち仮閾値ＴＨx が第１の領域に属すときは、「閾値＝ＴＨx」が出力される。また、「Ｂ1 ＜ＴＨx ≦Ａ1」であれば、すなわち仮閾値ＴＨx が第２の領域に属すときは、「閾値＝Ａ1 」が出力される。さらに、「Ａ2 ＜ＴＨx ≦Ｂ1」であれば、すなわち仮閾値ＴＨx が第３の領域に属すときは、「閾値＝ＴＨx」が出力される。さらに、「ＴＨx ≦Ａ2 」であれば、すなわち仮閾値ＴＨxが第４の領域に属すときは、「閾値＝Ａ2 」が出力される。
【００８１】
上述にようにして閾値が適応的に決定されると、閾値が「Ａ1 」に固定されていた従来のケースと比較して、以下の効果が得られる。まず、通信環境が良好なときは、「Ａ1」よりも大きな閾値が使用されるので、誤検出確率をゼロまたは非常に小さい値に抑えることができる。よって、許可されていない通信に係わる電波の出力が抑えられ、先に確立されている通信に対する干渉が減少する。
【００８２】
また、通信環境が良好でないとき或いは劣悪なときは、「Ａ1 」よりも小さな閾値が使用されるので、通信が許可されたにもかかわらずそれを見逃してしまう状況が減少する。ここで、通信環境の劣化は、多数の移動端末が近接して存在する場合だけでなく、移動端末が通信エリアの外周近傍領域（セルフリンジ）に位置している場合にも発生する。そして、後者の理由により通信環境が良好でない場合は、誤検出に起因して移動端末から不必要な電波が出力されたとしても、他の移動端末に与える悪影響は比較的小さいはずである。よって、この場合は、誤検出確率を意図的に劣化させることにより検出もれ確率の上昇を回避している。なお、実施形態の方法においては、閾値は、雑音量だけでなく、ＡＩＣＨの受信振幅または受信電力を考慮して決定されてるので、通信環境の劣化の原因を切り分けることができる。
【００８３】
図１９は、閾値生成に係わる移動端末２の動作を示すフローチャートである。なお、この処理は、移動端末２から基地局１へ接続要求が送信された後に実行される。
【００８４】
ステップＳ１では、基地局１から移動端末２への下り通知信号が復調される。この処理は、復調器１３により実行される。ステップＳ２では、閾値が生成される。この処理は、閾値生成部２７により実行される。ステップＳ３では、ステップＳ２で生成された閾値を用いて、復調された下り通知信号が、「通信が許可された」を表しているのか否かを判定する。そして、この判定結果に従って、後続する処理が決定される。
【００８５】
図２０は、第１の方法に従って閾値を生成する処理のフローチャートである。なお、この処理は、図１９に示したステップＳ２に相当する。
ステップＳ１１では、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値Ｓc が算出される。ステップＳ１２では、図１８に示す「Ａ1 」「Ａ2 」「Ｂ1 」が設定される。ステップＳ１３では、仮閾値ＴＨx が設定される。ステップＳ１４〜Ｓ１７では、仮閾値ＴＨx と、「Ａ1 」「Ａ2 」「Ｂ1 」とが比較される。ステップＳ１８〜Ｓ２１では、上記比較の結果に基づいて、対応する閾値が決定される。そして、ステップＳ２２において、決定された閾値が出力される。なお、この閾値は、実際に使用される閾値であって、比較部２８に渡される。
（２）第２の方法
第２の方法では、第１の規則に従って生成される２つの閾値Ａ1 、Ａ2 、および第２の規則に従って生成される仮閾値ＴＨx に基づいて実際に使用される閾値が決定される。なお、閾値Ａ1は、所定の誤検出確率に対応する閾値である。閾値Ａ2 は、閾値Ａ1 と同様に所定の誤検出確率に対応する閾値である。ただし、閾値Ａ2 により保証される誤検出確率は、閾値Ａ1より保証される誤検出確率よりも劣悪である。仮閾値ＴＨx は、所定の検出もれ確率（または、正検出確率）に対応する閾値である。なお、第２の方法は、上記第１の方法において、「仮閾値ＴＨx」として、閾値Ｂ1 が使用される場合と同等である。ただし、第２の方法においては、「Ａ1＞ＴＨx ≧Ａ2 」が満たされる必要はない。
【００８６】
図２１(a) は、「ＴＨx ＞Ａ1」である場合の閾値決定方法を示す図である。この場合、選択部３７は、使用すべき閾値として「ＴＨx 」を出力する。なお、このような状況は、通信環境が良好なとき（受信電力が大きいとき、あるいは雑音が小さいとき）に生じ得る。また、このような環境下でこのような閾値が設定されると、より小さな誤検出確率が得られる。すなわち、従来の方法により閾値が設定されると、誤検出確率の最小値は、閾値Ａ1に対応する値（図２１(a) において斜線領域の面積）になるが、この方法で閾値が設定されると、誤検出確率は、さらに小さい値あるいはゼロになる。
【００８７】
図２１(b) は、「Ａ2 ＜ＴＨx≦Ａ1 」である場合の閾値決定方法を示す図である。この場合、選択部３７は、使用すべき閾値として「Ａ1」を出力する。なお、このような状況は、受信電力が比較的小さい場合、或いは雑音が比較的大きい場合に生じ得る。そして、この方法に従って閾値が設定されると、所定の誤検出確率が保証される。
【００８８】
ところで、通信が許可されたときの分布と、通信が拒絶されたときの分布とが互いに重なり合っている場合は、誤検出確率を向上させると、その分だけ検出もれ確率が劣化する。すなわち、誤検出確率と正検出確率とは、トレードオフの関係にある。そして、誤検出確率を保証すべきか、あるいは正検出確率を保証すべきかは、設計ポリシによる。従って、図２１(b) に示す例では、誤検出確率が保証されるように、使用すべき閾値として「Ａ1 」が選択されているが、所定の検出もれ確率を保証する閾値が選択されるようにしてもよい。この場合は、図２１(b)において、使用すべき閾値として「ＴＨx 」が選択される。
【００８９】
図２１(c) は、「ＴＨx ≦Ａ2」である場合の閾値決定方法を示す図である。この場合、選択部３７は、使用すべき閾値として「Ａ2 」を出力する。なお、このような状況は、例えば、受信電力が小さく、且つ、雑音が大きい場合に生じ得る。そして、この方法に従って閾値が設定されると、誤検出確率の最悪値を保証しつつ、検出もれ確率が極端に劣化することを回避できる。すなわち、従来の方法によれば、「閾値Ａ1」が使用されることになるが、この場合、検出もれ確率が極端に劣化し、通信が許可されているにもかかわらず、それを見逃してしまうケースが頻発してしまう。一方、図２１(c)に示す方法によれば、この問題は回避される。
（３）第３の方法
第３の方法では、第１の規則に従って生成される閾値ＴＨ１と第２の規則に従って生成されるＴＨ２とが互いに比較され、その比較結果に基づいて一方の閾値が出力される。
【００９０】
図２２は、第３の方法に従って閾値を生成する処理のフローチャートである。ステップＳ３１では、第１の規則に基づいて閾値ＴＨ１が生成される。なお、閾値ＴＨ１は、例えば、所定の誤検出確率に対応する値である。ステップＳ３２では、第２の規則に基づいて閾値ＴＨ２が生成される。なお、閾値ＴＨ２は、例えば、上述の中心値Ｓc に所定の係数γ（０＜γ＜１）が乗算された値である。そして、ステップＳ３３〜Ｓ３６において閾値ＴＨ１と閾値ＴＨ２とが互いに比較され、ステップＳ３７においてその結果が出力される。具体的には、閾値ＴＨ１が閾値ＴＨ２よりも大きければ、使用すべき閾値として「ＴＨ１」が出力され、そうでない場合は「ＴＨ２」が出力される。
【００９１】
第３の方法によれば、所定の誤検出確率が常に保証されると共に、通信環境が良好な場合は、誤検出確率がより小さくなるように閾値が調整される。
なお、上述の実施形態では、「通信が許可された」と「通信が拒絶された」とを判別するための閾値について説明したが、「通信の開始が保留された」と「通信が拒絶された」とを判別するための閾値についても同様の手順により設定される。
【００９２】
また、分散を算出することなく、通信が許可されたときの積分値Ｓの分布の中心値に基づいて閾値が決定されてもよい。この場合、誤検出確率は、分散値に依存しないので、分散値を正確に算出できない場合であっても、誤検出確率が必要以上に劣化することはない。
【００９３】
さらに、上記実施形態では、ＡＩＣＨについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的思想は、基地局から移動端末へ通知される制御情報を表示する値を判定する際に使用することができる。具体的には、例えば、ＰＩＣＨ（PagingIndicator Channel）、ＴＰＣ、ＴＦＣＩ、ＳＷが表示する値を判定する際に利用可能である。
【００９４】
ＰＩＣＨは、待受け時の移動端末の消費電力を制御するための情報を伝送するチャネルであって、「＋１」または「−１」が伝送される。この場合、閾値は、消費電力及びつながり易さの双方が考慮されて決定される。
【００９５】
ＴＰＣは、下りＤＰＣＣＨ内で設定される電力制御情報であって、たとえば、「＋１：電力上昇」、「−１：電力減少」、または「０：現状維持」が伝送される。
【００９６】
ＴＦＣＩは、下りＤＰＣＣＨの一部であって、パケットとＤＰＣＨの組合せ方を移動端末に通知するための信号である。
ＳＷは、下りＤＰＣＣＨの一部であって、同期検波に用いられる。「＋１」または「０」が伝送される。
【００９７】
（付記１）第１の端末装置から第２の端末装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定装置であって、
受信した無線信号を復調する復調手段と、
通信環境に基づいて、上記無線信号の雑音量に応じて閾値を生成する第１の規則、あるいは上記無線信号の受信電力または受信振幅に基づいて閾値を生成する第２の規則の一方を選択し、選択した規則に従って閾値を生成する閾値生成手段と、
上記復調手段の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する判定手段と、
を有する信号判定装置。
【００９８】
（付記２）付記１に記載の信号判定装置であって、
上記第１の情報および第２の情報は、Ｉ成分およびＱ成分が互いに等しい信号点を利用して位相変調されて上記第１の端末から第２の端末へ送信されることを前提とし、
上記閾値生成手段は、受信した無線信号の各シンボルについてＩ成分とＱ成分との差を算出し、各差分値の分散を上記雑音量として使用する。
【００９９】
（付記３）付記１に記載の信号判定装置であって、
上記無線信号は、パイロット信号および上記第１の情報又は第２の情報を表す通知信号を含むことを前提とし、
上記閾値生成手段は、上記パイロット信号の受信電力または受信振幅に基づいて上記通知信号の受信電力または受信振幅を推定し、その推定値を利用して上記第２の規則の閾値を生成する。
【０１００】
（付記４）第１の端末装置から第２の端末装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定装置であって、
受信した無線信号を復調する復調手段と、
通信環境に基づいて、上記無線信号が第１の情報を表しているにもかかわらず第２の情報を表していると誤って判定してしまう確率が所定値以下になるような閾値を生成する第１の規則、あるいは上記無線信号が第２の情報を表しているにもかかわらず第１の情報を表していると誤って判定してしまう確率が所定値以下になるような閾値を生成する第２の規則の一方を選択し、選択した規則に従って閾値を生成する閾値生成手段と、
上記復調手段の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する判定手段と、
を有する信号判定装置。
【０１０１】
（付記５）第１の端末装置から第２の端末装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定装置であって、
受信した無線信号を復調する復調手段と、
上記無線信号の雑音量および上記無線信号の受信電力に基づいて閾値を生成する閾値生成手段と、
上記復調手段の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する判定手段と、
を有する信号判定装置。
【０１０２】
（付記６）第１の通信装置から第２の通信装置へ上記第１の通信装置を識別する識別情報を含む接続要求を送信し、その接続要求に対応する通信が許可されたときに上記第２の通信装置から上記第１の通信装置へ所定のタイミングで上記識別情報が返送される通信システムにおいて使用される信号判定装置であって、
上記第１の端末において、上記所定のタイミングで受信信号に上記識別情報を乗算する乗算器と、
上記乗算器の出力を積分する積分器と、
通信環境に基づいて、上記受信信号の雑音量に応じて閾値を生成する第１の規則、あるいは上記受信信号の電力または振幅に基づいて閾値を生成する第２の規則の一方を選択し、選択した規則に従って閾値を生成する閾値生成手段と、
上記積分器の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記接続要求に対応する通信が許可されたのか否かを判定する判定手段と、
を有する信号判定装置。
【０１０３】
（付記７）第１の通信装置から第２の通信装置へ上記第１の通信装置を識別する識別情報を含む接続要求を送信し、その接続要求に対応する通信が許可されたときに上記第２の通信装置から上記第１の通信装置へ所定のタイミングで上記識別情報が返送される通信システムにおいて使用される信号判定装置であって、
上記第１の端末において、上記所定のタイミングで受信信号に上記識別情報を乗算する乗算器と、
上記乗算器の出力を積分する積分器と、
上記受信信号の電力または振幅に基づいて上記積分器の出力を推定する推定手段と、
上記推定値に基づいて閾値を生成する閾値生成手段と、
上記積分器の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記接続要求に対応する通信が許可されたのか否かを判定する判定手段と、
を有する信号判定装置。
【０１０４】
（付記８）移動端末から基地局へその移動端末を識別する識別情報を含む接続要求を送信し、その接続要求に対応する通信が許可されたときに上記基地局から上記移動端末へ所定のタイミングで上記識別情報が返送される通信システムにおいて使用される移動端末であって、
上記所定のタイミングで受信信号に上記識別情報を乗算する乗算器と、
上記乗算器の出力を積分する積分器と、
通信環境に基づいて、上記受信信号の雑音量に応じて閾値を生成する第１の規則、あるいは上記受信信号の電力または振幅に基づいて閾値を生成する第２の規則の一方を選択し、選択した規則に従って閾値を生成する閾値生成手段と、
上記積分器の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記接続要求に対応する通信が許可されたのか否かを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記通信が許可されたと判定されたときに、通信を開始する制御手段と、
を有する移動端末。
【０１０５】
（付記９）第１の端末装置から第２の端末装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定方法であって、
受信した無線信号を復調し、
通信環境に基づいて、上記無線信号の雑音量に応じて閾値を生成する第１の規則、あるいは上記無線信号の受信電力または受信振幅に基づいて閾値を生成する第２の規則の一方を選択し、
選択された規則に従って閾値を生成し、
上記復調手段の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する
を特徴とする信号判定方法。
【０１０６】
（付記１０）第１の端末装置から第２の端末装置へ無線信号が伝送される移動通信システムにおいて、上記無線信号が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する信号判定方法であって、
受信した無線信号を復調し、
上記無線信号の雑音量および上記無線信号の受信電力に基づいて閾値を生成し、
上記復調手段の出力と上記閾値生成手段により生成された閾値との比較結果に基づいて、上記制御情報が第１の情報を表しているのか第２の情報を表しているのかを判定する
を特徴とする信号判定方法。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、無線信号が第１の値を表しているのか第２の値を表しているのかを判定するための閾値を決定する方法が通信環境に応じて決定され、その方法に従って決定された閾値を用いて無線信号が判定されるので、移動通信システムにおいて伝送される制御信号の判定誤りが減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる移動通信システムを示す図である。
【図２】移動端末のブロック図である。
【図３】ランダムアクセス制御方式の概略シーケンスを示す図である。
【図４】シグネチャの設定について説明する図である。
【図５】実施形態において使用される信号点を説明する図である。
【図６】基地局から移動端末へＡＩＣＨを介して伝送される信号を示す図である。
【図７】ＡＩＣＨを復調して解析する機能を提供する回路部分のブロック図である。
【図８】移動端末において検出された信号点を示す図である。
【図９】乗算器の動作を説明する図である。
【図１０】乗算器の出力を示す図である。
【図１１】通信の開始が保留されたときの信号点を示す図であって、(a) は、変調器の出力、(b)は、乗算器の出力を示す。
【図１２】積分器の出力の分布を模式的に示す図である。
【図１３】ＡＩＣＨの構成を模式的に示す図である。
【図１４】第１の規則に従って閾値を決定する方法を説明する図である。
【図１５】通信が許可されたときの積分値の分布と、検出もれ確率との関係を示す図である。
【図１６】第２の規則に従って閾値を決定する方法を説明する図である。
【図１７】閾値生成部のブロック図である。
【図１８】第１の方法の概念を説明する図である。
【図１９】閾値生成に係わる移動端末の動作を示すフローチャートである。
【図２０】第１の方法に従って閾値を生成する処理のフローチャートである。
【図２１】第２の方法に従って閾値を生成する方法を説明する図である。
【図２２】第３の方法に従って閾値を生成する処理のフローチャートである。
【図２３】積分値の分布を示す図である。
【図２４】  (a) は「誤検出」を説明する図、(b) は「検出もれ」を説明する図である。
【符号の説明】
１    基地局
２    移動端末
１１  制御部
１３  復調器
１４  判定器
２１  シグネチャ選択部
２３  シグネチャ保持部
２４  乗算器
２５  電圧算出部
２６  積分器
２７  閾値生成部
２８  比較部
３２  分散算出部
３３  第１の閾値生成部
３４  パイロット検出部
３５  推定部
３６  第２の閾値生成部
３７  選択部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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