JP2007515850A - ワイヤレス通信デバイスおよび方法におけるダイバシティ制御 - Google Patents

Abstract

ワイヤレス通信デバイス（１００）は、主無線周波数ブランチ（１３４）とダイバシティ・ブランチ（１３６）とを含む。ダイバシティ・ブランチ（１３４）は、性能および電力消費の均衡を取るために動作可能または動作不能にされる。例えば、デバイスのダイバシティ・モード動作は、特に、推定チャネル品質指標、データ受信、データ・レート、局の状態またはモード、パイロット信号の推定信号対ノイズ比、バッテリ電力レベル、担当セルからの距離のうちの１つ以上に基づいて制御される。

Description

本発明は、ワイヤレス通信に関し、より詳細には、ワイヤレス通信デバイス、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ系ユーザ機器において、データ・レートを高め、実施形態によっては、ワイヤレス受信機においてダイバシティ・ブランチを動作可能にすることに伴う電力消費を低減するためのダイバシティ制御、およびそのための方法に関する。

信号のフェーディングを低減するために、ワイヤレス通信デバイスにダイバシティ・アーキテクチャを実装することは一般に知られている。例えば、「アンテナ・ダイバシティ制御（Controlled Antenna Diversity）」と題されたＷＯ０１／０５０８８Ａ１は、レベル差比較技法に基づいて空間的に分離されたアンテナを有するワイヤレス・トランシーバにおけるポスト選択ダイバシティ方式を開示している。信号フェーディング環境では、ＷＯ０１／０５０８８Ａ１におけるワイヤレス・トランシーバは、例えば、割り当てられたＴＤＭＡタイム・スロット直前における受信信号強度（ＲＳＳ：Received Signal Strength）レベルの比較に基づいて、１つの受信信号を他の受信信号より優先して選択する。静止環境では、ＷＯ０１／０５０８８Ａ１におけるワイヤレス・トランシーバは、位相誤差推定値の比較に基づいて、１つの受信信号を他の受信信号より優先して選択する。

他のダイバシティ・アーキテクチャでは、対応する受信アンテナが受信する２つの信号を同時に処理する。これらのダイバシティ・アーキテクチャでは、並列ダイバシティ・ブランチによって受信した信号をダウンコンバートし、ベース・バンド処理するために、余分な電力が必要となる。ある分析では、ワイヤレス受信機において受信ダイバシティ・ブランチを追加すると、電力消費が１５％以上増加することが示唆されている。

一般に、ダイバシティ受信機において、ダイバシティ・ブランチを選択的に動作可能にすることによって、受信機の電力消費を低減することは知られている。例えば、「アンテナ・ダイバシティ制御」と題されたＷＯ０１／０５０８８Ａ１は、ダイバシティ・モード動作から得られる性能の向上が、ダイバシティ・モード動作に伴う電力消費の対応する増加を凌駕するときにのみ、ローカルまたはグローバル基準に基づいてワイヤレス受信機においてダイバシティ・ブランチを動作可能にすることを開示している。ＷＯ０１／０５０８８Ａ１において開示されているローカル基準には、測定した信号対干渉比（ＳＩＲ：Signal to Interference Ratio）、推定したビット・エラー・レート（ＢＥＲ：Bit Error Rate）またはフレーム・エラー・レート（ＦＥＲ：Frame Error Rate）、および再送信回数が含まれる。ＷＯ０１／０５０８８Ａ１におけるグローバル基準は、通信ネットワークにおける種々のセルにかかる負荷を監視し、過剰容量を発見することに基づいている。過剰容量を有するセルは、移動局にダイバシティを用いずに動作して、ワイヤレス受信機における電力消費を低減するように指令することができる。ＷＯ０１／０５０８８Ａ１では、過剰容量を有するネットワークでは、ダイバシティを用いずに動作するように指令された移動局による性能低下を、当該移動局への送信電力を増加させることによって、相殺することができる。

本開示の種々の態様、特徴および利点は、以下の詳細な説明および以下に説明する添付図面を注意深く検討することにより、当業者には一層明白となろう。

本開示は、ユーザの要件に応じて、ダイバシティ・ブランチを動作可能にする際に伴うデータ・レート増大および／または電力消費低減を実現するための、ワイヤレス通信デバイスまたは通信局、例えば、高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access ）サービスを備えたユニバーサル・モバイル・テレフォニー・スタンダード（ＵＭＴＳ：Universal Mobile Telephony Standard ）のＷ−ＣＤＭＡネットワークにおいて動作する移動ユーザ機器におけるダイバシティ動作の制御に関する。

高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）は、Ｗ−ＣＤＭＡダウンリンクにおけるパケットに基づくデータ・サービスであり、ＷＣＤＭＡダウンリンクにおける５ＭＨｚ帯域幅で１４Ｍｂｐｓまでのデータ送信を行う。ＨＳＤＰＡの特徴には、適応変調および符号化（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）、ハイブリッド自動要求（ＨＡＲＱ、ノード−Ｂにおける高速スケジューリング、および高次変調への対応が含まれる。第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：3^rd Generation Partnership Project）規格、公開５仕様書には、パケットに基づくマルチメディア・サービスに対応するＨＳＤＰＡが含まれている。多重入力多重出力（ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output）システムは、公開６仕様プロセスにおける３ＧＰＰの成果の１項目であり、更に高いデータ送信レートにも対応することができる。ＨＳＤＰＡは、公開９９ＷＣＤＭＡシステムから発展し、これと下位互換性がある。本開示の装置、システム、サブシステム、および方法は、より一般的に、他の通信環境、例えば、ＨＳＤＰＡ、および、例えば、通信環境の中でもとりわけチャネル品質指標（ＣＱＩ：Channel Quality Indicator ）を使用する同様のサービスまたは態様に向かって進展するか、あるいはこれらを受け入れる既存の通信プロトコルおよび将来の通信プロトコルにも同様に実施されてもよい。

図１の移動ワイヤレス通信デバイスの一例１００は、概略的に、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭなどのようなメモリ１２０に結合されているプロセッサ１１０、無線周波数（ＲＦ：Radio Frequency ）トランシーバ１３０、ディスプレイ１４０、ユーザ入力１５０、出力１６０、および衛星測地システム受信機、例えば、ＧＰＳ受信機１７０を含む。トランシーバ１３０は、一例のＧＳＰ受信機と共有することができるベース・バンド・プロセッサ１３２、第１ＲＦプロセッサ１３２、および少なくとも１つの別のダイバシティＲＦプロセッサ・ブランチ１３４を含む。ダイバシティＲＦプロセッサ・ブランチ１３４は、少なくともダイバシティ受信のために、選択可能に動作可能および動作不能にすることができるが、他の実施形態では、より一般的に、受信機のダイバシティ・ブランチを、ダイバシティ送信、例えば、ＭＩＭＯの用途に用いることができる。

本開示の一態様によれば、ダイバシティ受信ブランチを有するワイヤレス通信局は、チャネル品質指標（ＣＱＩ）に基づく情報の報告に対応する通信ネットワーク、例えば、ＨＳＤＰＡサービスを提供するＵＭＴＳネットワークにおいて動作する。

３ＧＰＰ、技術仕様書グループ無線アクセス・ネットワーク（Technical Specification Group Radio Access Network）、物理層手順（Physical Layer Procedure）、仕様書、公開５、ＴＳ２５．２１４では、例えば、チャネル品質指標は６Ａ．２において定義されており、制約のない観察間隔に基づいて得られ、ＵＥが最も高い表ＣＱＩ値(tabulated CQI value) を報告し、トランスポート・ブロック・サイズ、ＨＳ−ＰＤＳＣＨ符号の数、および報告されたＣＱＩ値以下に対応する変調でフォーマットされた単一のＨＳ−ＤＳＣＨサブフレームを、最初のスロットの開始よりも１スロット前に終了する３−スロット基準期間において受信することができる。最初のスロットでは、ＣＱＩ報告値が送信され、そのトランスポート・ブロック・エラーの確率は０．１を超えないこととする。ＣＱＩ報告の目的上、ＵＥは総受信ＨＳ−ＰＤＳＣＨ電力を、ｄＢ単位でＰ_{ＨＳＰＤＳＣＨ}＝Ｐ_{ＣＰＩＣＨ}＋Γ＋Δと仮定する。ここで、全受信電力は均等にＣＱＩ報告値のＨＳ−ＰＤＳＣＨ符号間で分配され、測定電力オフセットΓは、より高いレイヤで通知され、基準電力調節値Δは、ＵＥカテゴリに依存する。３ＧＰＰ仕様書によれば、ＵＥは仮想増分冗長（ＩＲ：Incremental Redundancy）バッファ（ＮＩＲ）において使用可能なソフト・ビット数、冗長度、およびコンステレーション・バージョン・パラメータ（ＸＲＶ）を想定する。これらはＵＥカテゴリに依存する。上位レイヤ・シグナリングが、ＵＥに、担当ＨＳ−ＤＳＣＨセルからの無線リンクに対して、Ｓ−ＣＰＩＣＨを位相基準として使用してもよく、Ｐ−ＣＰＩＣＨは有効な位相基準でないことを知らせると、Ｐ_{ＣＰＩＣＨ}がＵＥによって用いられるＳ−ＣＰＩＣＨの受信電力となり、それ以外の場合、Ｐ_{ＣＰＩＣＨ}はＰ−ＣＰＩＣＨの受信電力となる。担当ＨＳ−ＤＳＣＨセルからの無線リンクに閉ループ送信ダイバシティを用いる場合、Ｐ_{ＣＰＩＣＨ}は、誤差のない送信機重みをＣＰＩＣＨに適用したかのように判定した、送信アンテナ双方からの受信ＣＰＩＣＨを纏めた電力を示し、これらの重みは、副条項７．２に記載されているように決定する。開ループ送信ダイバシティ（「ＳＴＴＤ」と呼ぶ場合もある）を用いる実施形態では、Ｐ_{ＣＰＩＣＨ}は、各送信アンテナから受信したＣＰＩＣＨ電力を纏めて示し、送信ダイバシティを用いない場合、Ｐ_{ＣＰＩＣＨ}は、非ダイバシティ・アンテナから受信した電力を示す。３ＧＰＰ仕様書におけるＣＱＩの定義は、一例であり、ＣＱＩが３ＧＰＰ形式であることを具体的に示さない限り、限定する意図はない。他の通信プロトコルは、チャネル品質指標（ＣＱＩ）の他の定義を有するか、あるいは将来他の定義を採用する可能性があるが、これは、例示した３ＧＰＰの定義よりも多少広い。ここで「チャネル品質」という用語を用いる場合、より広義のチャネル品質指標の解釈も包含することを意図している。

ＨＳＤＰＡサービスでは、ユーザ機器が周期的に、例えば、２ｍｓ毎に、測定したチャネル品質指標を、ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態の間に、担当ノード−Ｂに返信する必要がある。チャネル品質指標を測定し、それをダイバシティ動作に反映させるには、ダイバシティ・ブランチがアクティブである必要がある。しかしながら、ユーザ機器は非ダイバシティ・モードで動作し、得られたチャネル品質測定値を３ｄＢずらして報告する可能性があり、すると、ＨＳ−ＳＣＣＨの最初の部分を検出したときでなければダイバシティ・ブランチを動作可能にすることができず、その後ユーザ機器またはノード−Ｂのインアクティビティ・タイマが終了するまで動作可能に維持する。あるいは、ダイバシティ・ブランチは、チャネル品質指標参照期間の間だけ動作可能とされ（ダイバシティ・ブランチを動作不能にしてチャネル品質指標をずらす代わりに）、ＨＳ−ＳＣＣＨの最初の部分を検出した後にダイバシティ・ブランチを動作可能とし、インアクティビティ・タイマが終了した後に動作不能とする。これについては、以下で更に説明することにする。

図２のプロセス図２００において、ブロック２１０では、ユーザ機器が、ダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に、例えば、図１におけるＲＦ受信プロセッサ・ブランチ１３６を動作可能にしているときに、チャネル品質指標（ＣＱＩ）を判定する。ブロック２２０において、ブロック２１０でダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に判定したチャネル品質指標を用いて、閾値と比較する。ブロック２３０において、ダイバシティ受信ブランチ、例えば、図１におけるＲＦプロセッサ１３６を、ブロック２２０におけるチャネル品質指標の閾値との比較に基づいて制御する、例えば、動作可能または動作不能とする。

一実施形態では、図２のブロック２１０においてダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に判定したチャネル品質指標を用いた第１閾値との比較は、ブロック２２０において、ダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に判定したチャネル品質指標を、閾値と比較することによって行われる。このような比較は絶対的である。別の実施形態では、ブロック２２０における比較は相対的な比較である。この実施形態によれば、ダイバシティ受信ブランチを動作可能にして判定したチャネル品質指標と、ダイバシティ受信ブランチを動作不能にして判定したチャネル品質指標との間の差に基づいて、差分チャネル品質指標を決定する。相対比較の実施形態では、閾値は第１差分閾値である。つまり、チャネル品質指標の差を、差分閾値と比較する。

一実施形態では、ダイバシティ受信ブランチを動作可能にするのは、チャネル品質指標に基づく比較が閾値を満たすか、これを超過するときであり、ダイバシティ受信ブランチを動作不能にするのは、チャネル品質指標に基づく比較が閾値を超過しないときである。例えば、比較が絶対的である場合、ダイバシティ受信ブランチを動作させるのは、チャネル品質指標が閾値を超過するときであり、ダイバシティ受信ブランチを動作させないのは、チャネル品質指標が閾値を超過しないときである。比較が相対的である実施形態では、ダイバシティ受信ブランチを動作させるのは、チャネル品質指標の差が差分閾値を超過するときであり、ダイバシティ受信ブランチを動作させないのは、チャネル品質指標の差が差分閾値を超過しないときである。ヒステリシスを呈するシステムでは、ダイバシティ受信ブランチを動作可能および動作不能にするための閾値は異なるのが一般的である。

図３に示す代替トランシーバ３００では、主受信ブランチ３１０およびダイバシティ受信ブランチ３２０が双方共、単一の共通アンテナ・サブシステム３３０およびベース・バンド・プロセッサ３４０に結合されている。ベース・バンド・プロセッサ３４０は、ダイバシティ受信ブランチ３２０を制御することができる。アンテナ・サブシステムは、２つの空間的に分離したアンテナを備える必要はなく、例えば、一方の出力信号は入射(impinging )Ｅ−場に関係し、第２出力信号は入射Ｈ−場に関係する位相ダイバシティ、または偏波ダイバシティ(polarization diversity)に応じた分離に基づいて２つの別個の受信信号を合成することができるような単一の物理的装置を備えていればよい。図２の方法即ちプロセスは、したがって、図１および図３に示した形式のダイバシティ・アーキテクチャに適用可能である。

本開示の別の態様によれば、データを受信したか否かに基づいて、ダイバシティを制御する。例えば、ダイバシティを動作可能にするのは、データを受信したときであり、それ以外の場合、ダイバシティを動作不能にする。一実施形態では、例えば、ダイバシティ受信機能を有する移動通信局は、パケット情報の受信時に、ワイヤレス通信局においてダイバシティ受信を動作可能にする。図４のプロセス４００において、ブロック４１０では、通信デバイスは、データ、例えば、パケット・データを受信する。ブロック４２０において、データを受信した場合、ダイバシティを動作可能にする。そして、ブロック４３０において、パケット情報を受信しない場合、例えば、パケット情報を受信した後に、指定の時間期間または間隔以内に別のパケット情報を受信しない場合、ダイバシティ受信を動作不能にする。一実施形態では、タイマ期間は、データのフレーム・レートに関係付けて設定されてもよいし、あるいは他の何らかのデータ特性、またはデータを受信する際、もしくは以前に受信した際のレートまたはパターンに応じて設定されてもよい。

図５は、高速共有制御チャネル（ＨＳ−ＳＣＣＨ：High-Speed Shared Control Channel ）パケット５１０および対応する高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ：High-Speed Downlink Shared Channel）５２０を含む３ＧＰＰパケット送信の一例を示す。一例のＨＳ−ＳＣＣＨパケットは、単一のタイム・スロット即ちサブフレームＴ０において第１部分５１２、および２つ以上のタイム・スロット即ちサブフレームＴ１、Ｔ２にわたる第２部分５１４を備えている。ＨＳ−ＳＣＣＨパケットの一例５２０は、タイム・スロットＴ２、Ｔ３、Ｔ４にわたるデータ・パケットを備えている。

一実施形態では、概略的に、制御チャネル、例えば、パケット・データに付随する図５のＨＳ−ＳＣＣＨを検出したときに、ダイバシティ受信ブランチを動作可能にする。特定的な一実施態様では、制御チャネル・メッセージの一部、例えば、図５のＨＳ−ＳＣＣＨの第１部分５１２を検出したときに、ダイバシティ受信ブランチを動作可能にする。更に特定的な実施態様の別の実施形態では、制御チャネル・メッセージの第２部分、例えば、図５のＨＳ−ＳＣＣＨの第２部分５１４を検出したときに、ダイバシティ受信ブランチを動作可能にする。制御チャネル・メッセージの第２部分を検出したときにダイバシティを動作可能にする実施形態では、パケット・データ・ブロックの第１部分の受信中は、ダイバシティを動作可能にしなくてもよい。図５において、例えば、データ・パケット５２０の一部は、制御チャネル・メッセージ５１０の第２部分５１４の受信と重複するタイム・スロットの間に受信される。関係する実施形態では、第２部分５１４が巡回冗長性チェック（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check ）またはその他の健全性チェックでない場合に、ダイバシティ・モードを動作不能にする。また、受信情報を復調するときにも、ダイバシティ受信を動作不能にしてもよい。

本開示に関係する一態様によれば、データ、またはパケット情報を受信したときにタイマをセットし、タイマが終了した場合にダイバシティを動作不能にする。一実施形態では、次のパケット情報を受信したとき、例えば、次のデータ・パケットに付随する次の制御チャネル・メッセージを検出したときに、タイマをリセットする。例えば、図６では、データは、専用チャネル、例えば、専用物理チャネル（ＤＰＣＨ：Dedicated Physical Channel）上で受信する。図６において、フレームＲＦ１内にある最初のデータ（Ｔｘ）を受信したときにタイマをセットし、フレームＲＦ３内にある次のデータ（Ｔｘ）を受信したときにタイマをリセットする。時間期間を、データがないときのダイバシティ受信に伴う電気量消費をユーザが許容できるようなフレーム数に応じて、フレーム期間に関係付けて設定してもよい。実施形態の一例では、例えば、時間期間を１または２フレーム期間としてもよい。

本開示の別の態様によれば、通信デバイスの動作モードに基づいてダイバシティを制御する。多くのデバイスが、アクティブ、アイドル即ち休止、および中間モードで動作する。図７は、ＵＴＭＳワイヤレス通信デバイスについての状態図の一例７００である。この図は、アイドル・モード状態７１０を示し、ここでは、デバイスは、ユニバーサル・テレストリアル無線アクセス・ネットワーク（ＵＴＲＡＮ：Universal Terrestrial Radio Access Network）セル、または総合パケット無線サービス（General Packet Radio Service）を備えた汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ：Global System for Mobile）の通信ネットワーク（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）７１４上に停留(camp)することができる。ＧＳＭ／ＧＰＲＳ７１４は、ＧＰＲＳパケット・アイドル・モード７１５を含む。また、この図は、ユニバーサル・テレストリアル無線アクセス・ネットワーク（ＵＴＲＡＮ）無線資源接続（ＲＲＣ：Radio Resource Connected）モード、およびその異なる状態も示す。異なる状態には、ユニバーサル無線アクセス・ページング・チャネル状態（ＵＲＡ＿ＰＣＨ：Universal Radio Access Paging Channel ）７２２、セル・ページング・チャネル状態（ＣＥＬＬ＿ＰＣＨ：Cell Paging Channel ）７２４、セル専用チャネル（ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ：Cell Dedicated Channel）状態７２６、およびセル転送アクセス・チャネル（ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ：Cell Forward Access Channel ）状態７２８が含まれる。例示のＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態７２８は、アクティブ・モードとアイドル・モードとの中間状態である。ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態７２８は、ＵＴＲＡＮ停留アイドル・モード７１２とＵＴＲＡ ＲＲＣ接続モードの他の状態との間で遷移する。

一実施形態では、ダイバシティ受信モード機能を制御するのは、中間状態への遷移および中間状態からの遷移、例えば、図７のアーキテクチャ例では、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態７２８への遷移およびＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態７２８からの遷移の時である。一実施形態では、中間状態においてダイバシティ・モードを動作不能にする。別の実施形態では、ダイバシティ・モード動作を動作可能または動作不能にするかは、中間状態に遷移する前の状態によって決まる。例えば、アクティブ・モードから中間モードへの遷移の場合、ダイバシティ・モードを動作不能にすることができ、アイドル・モードから中間モードへの遷移の場合、ダイバシティ・モードを動作可能にすることができる。

関係する実施形態では、ダイバシティ受信モード機能を制御する、即ち、動作可能または動作不能にするのは、遷移が直ちに起こる指示があるような用途、および／または遷移がいつ起きるかについて予測を行うことができるような用途では、中間状態への遷移および中間状態からの遷移の前と後である。このように中間状態への遷移および中間状態からの遷移のときにダイバシティ受信モード機能を制御することには、中間状態への遷移および中間状態からの遷移のとき、遷移の前、および遷移の後にダイバシティ・モード動作を動作可能および動作不能にすることが含まれる。

図７に示すＵＭＴＳ通信アーキテクチャの一例では、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態において一旦ダイバシティ受信モードを動作不能にして電力消費を節約し、バッテリの寿命を改善する。ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態では、最後に受信したデータ送信の終了時にインアクティビティ・タイマをセットするとよく、新たなデータ送信の受信毎に、例えば、図５におけるＨＳＤＰＡ高速共有制御チャネル即ちＨＳ−ＳＣＣＨの部分２ ５１０の受信に成功したときに、インアクティブ・タイマをリセットする。タイマが終了した場合、ダイバシティ・ブランチをオフにする。ＨＳＤＰＡでは、ＨＳ−ＳＣＣＨの最初の部分を検出した後、あるいは偽警報の確率を低下させることが望ましい場合には、部分２の受信に成功した後に、ダイバシティ・ブランチを動作可能にすることができるが、用途によっては、これは単一のサブフレーム送信の受信を多少損なう場合があり得る。あるいは、非ＨＳＤＰＡデータでは、最初のフレームを受信し（ＨＳＤＰＡの場合、これはＨＳ−ＳＣＣＨまたはＨＳ−ＤＳＣＨとなり得る）、このときに先に説明たようにインアクティビティ・タイマをリセットした後、ダイバシティ・ブランチを動作可能にすることもできる。

本開示の別の態様によれば、ワイヤレス移動通信デバイスがソフト・ハンドオフ状態にあるか否かに応じて、ダイバシティ受信モード動作を制御する。例えば、ソフト・ハンドオフ期間中、即ち、移動局が同時に１箇所よりも多い基地局からの送信を受信している間では、ワイヤレス移動通信局をダイバシティ受信モードで動作させ、それ以外の期間ではワイヤレス移動通信局をダイバシティ・モードで動作させない。

一実施形態では、ダイバシティ受信モードを動作可能にするのは、ワイヤレス移動通信局を担当する基地局のアクティブ集合が増加した場合である。あるいは、ダイバシティ受信モードを動作可能にするのは、ワイヤレス移動通信局を担当する基地局のアクティブ集合が増加した後に復調資源を割り当てる場合である。

本開示の別の態様によれば、受信信号の復調の前の、即ち、復調されていない受信信号の推定信号対ノイズ比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio ）に応じて、ダイバシティ受信モード動作を制御する。一実施形態では、推定信号対ノイズ比が指定した閾値未満であるとき、ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能とする。

図８において、ブロック８１０では、移動ワイヤレス通信デバイスがパイロット信号を受信し、ブロック８２０では、デバイスがパイロット信号の信号対ノイズ比を推定する。ブロック８３０では、パイロットの推定信号対ノイズ比が指定した閾値未満である場合、ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にする。ＵＭＴＳワイヤレス通信に応用する一例では、移動ワイヤレス通信デバイスが受信信号の信号対ノイズ比を推定する際、Ｅｃ／Ｉｏを推定する。これは、干渉とノイズ電力スペクトル密度との和に対する受信したパイロット・チップ・エネルギーの比率である。この応用例では、Ｅｃ／Ｉｏが指定した閾値未満であるときに、ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にする。

本開示の更に別の態様によれば、ワイヤレス移動通信局のダウンリンク・データ・レートまたは予測ダウンリンク・データ・レートに応じて、ダイバシティ受信モード動作を制御する。図９において、ブロック９１０では、データまたは予測データ・レートを判定し、ブロック９２０では、そのデータ・レートに基づいてダイバシティ・モード動作を制御する。例えば、データ・レートまたは予測データ・レートが指定した閾値を超過する場合、ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にする。例えば、応用の１つでは、ワイヤレス通信デバイスが受信した無線リンク構成情報、例えば、ネットワークがワイヤレス通信デバイスに割り当てたリンク・アクセス・レートおよび／または無線アクセス伝達定義(Radio Access Bearer definition)に基づいて、予測ダウンリンク・データ・レートを推定する。

別の実施形態では、ワイヤレス移動通信局に対する予測ダウンリンク・データ・レートを、アプリケーション・レイヤにおいて決定し、予測データ要件が閾値を超過する場合、Ｊａｖａ（登録商標） ＡＰＩコマンドに応答してダイバシティ受信をワイヤレス移動通信局において動作可能にする。

本開示の実施形態によれば、担当セルからのワイヤレス移動通信局までの距離、ワイヤレス移動通信局の推定バッテリ・レベル、および／またはワイヤレス移動通信局におけるセル干渉元(cell interferer )の逆拡散信号電力に対する逆拡散電力の比のうちの１つ以上に基づいて、ダイバシティ受信動作モードを制御する。これら、およびダイバシティを制御するために本明細書において開示したその他の基礎を、単独に用いても、組み合わせて用いてもよい。

一般に、電力制御を変更するのは、ワイヤレス移動通信局をダイバシティ受信モードで動作させる前、あるいは動作させない前とするとよい。一実施形態では、電力制御を変更する際、電力制御コマンドを決定する際の電力制御計量の比較のための内部ループ設定点を変更する。別の実施形態では、電力制御コマンドを決定する際に、内部ループ設定点と比較するために用いる電力制御計量を変更する。

電力制御計量は、ダイバシティ受信モードを動作可能および動作不能にすることによって影響を受け、かつ基地局のアクティブ集合にアップリンク上で送られる電力制御コマンド（またはビット）を決定するために、設定点と比較されるので、ダイバシティ動作モードを動作可能または動作不能にすることを見越して、内部ループ設定点として用いられ、かつワイヤレス移動通信局によって制御される電力制御閾値を調節して、ダイバシティ受信モードを動作可能または動作不能にすることによって生ずる変化を大きく反映させ、これによって内部ループ電力制御を混乱させるのを回避することができる。あるいは、ダイバシティ受信モードの動作可能および動作不能にするのを見越して、電力制御計量自体を調節することもできる。電力制御計量は、ＷＣＤＭＡのダウンリンク専用パイロット・シンボルから、あるいはＣＤＭＡ（ＩＳ９５、ＩＳ２０００、１×ＥＶＤＶ）の順方向リンク基本または専用制御シャネル上で破壊された(puncture)電力制御ビット・シンボルから計算される。

図１０において、表２は、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ中間モードに移行することを指示されたときにダイバシティ・モードを動作不能にすることによって、データ・ユーザに平均で１１〜１２％の電流漏れの低減が得られることを示す。この例では、約４秒後に移行が生ずる。あるいは、データ・ユーザは、それ自体のインアクティビティ・タイマを用い、ノード−Ｂのインアクティビティ・タイマがまだ終了しておらず、ユーザ機器がなおもＣＥＬＬ＿ＤＣＨ（アクティブ）状態にいるにもかかわらず、１秒後にダイバシティ・ブランチをオフにすることができる。この場合、電流漏れの低減は、約１４〜１６％である。

音声ユーザの場合は、ユーザが表２に示すようなソフト・ハンドオフのいずれの種類でもない場合にダイバシティ・ブランチをオフにすれば、平均９％の電流漏れの低減が得られる。高いパイロットＥｃ／Ｉｏが測定された場合に音声ユーザのダイバシティを動作不能にするという別の手法では、約６％の電流漏れが低減される。ソフト・ハンドオフ方式では、音声ユーザに対する電流漏れの効果により、異なるハンドオフ状態において費やした時間が、ハンドオフ状態の地域網羅率(percentage area coverage)に等しくなると推定される。ユーザがあるハンドオフ状態に他よりも長く留まる場合、有効性は変動する。この制約は、パイロットＥｃ／Ｉｏ方式にも当てはまる。

前述の分析は、電力増幅器の電流漏れを考慮に入れておらず、ベース・バンド、受信および送信回路だけを考慮に入れている。電力増幅器を考慮すると、得られる電流漏れ率の低下は、多少低くなる。電力増幅器が１００ｍＡ引き出す場合、０ｍＡの場合と比較すると、得られる電流漏れ率低下の変化は、０．５％未満である。音声ユーザの場合は、得られる電流漏れ率の低減の変化は、約１％である。

図１１において、表３は、ソフト・ハンドオフ／パイロットＥｃ／Ｉｏおよびユーザ機器インアクティビティ・タイマ方式（ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ）双方を用いることによる、ユーザ・データに対する電流漏れの低下を示す。この結果、ユーザ機器インアクティビティ・タイマ方式のみを用いる場合に対して、１％余分に低下が得られる。これらの方式を組み合わせることが適していると考えられるのは、所与の製造業者のユーザ機器がネットワーク内に配備されているｒｘダイバシティを備えたもののみのうちの１つであり、競合と同等であるものの感じ取れる程の性能上の有効性を発揮するように、製造業者がユーザ機器の電池寿命を保存することを望んでいる場合である。

尚、ウェブ閲覧時のようなバースト・データ・トラフィックのデータ・パケットから成り、ユーザ読み出し時間に対応する不規則な時間間隔で分離されたパケット通話では、パケット通話全体を配信する際の遅延は、ダイバシティ受信モードを動作可能にすることにより、著しく減少させることができ、５０％にもなることを注記しておく。アクティブおよびアイドル・モード間の中間状態の間にダイバシティ受信を動作不能とし（例えば、ＷＣＤＭＡにおけるＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態）、タイマを用いて、パケット情報が受信されないときにダイバシティ受信を動作不能にすることにより、実際にユーザ機器のバッテリ寿命を延長することができ、ダイバシティ受信のために結局はユーザ機器のバッテリ寿命が短縮するのとは反対である。

本開示、および現在本発明の最良の態様と見なされるものについて、本発明者がその所有を確立し、当業者が発明を実施し使用できるように説明したが、本明細書に開示した実施形態例には多くの同等物があり、本発明の範囲や主旨から逸脱することなく、無数の変更や変形も行うことができ、本発明は例示の実施形態によって限定されるのではなく、添付した特許請求の範囲によって限定されることは、理解されかつ認められよう。

ダイバシティ通信デバイスの一例の模式ブロック図。 通信デバイスにおいてダイバシティを制御するためのプロセスの一例。 代替ダイバシティ・トランシーバの模式ブロック図。 通信デバイスにおいてダイバシティを制御するための代替プロセス。 パケット情報の一例。 データのフレーム。 ワイヤレス移動通信デバイスの状態図の一例。 通信デバイスにおいてダイバシティを制御するための別の代替プロセス。 通信デバイスにおいてダイバシティを制御するための更に別のプロセス。 異なる動作モードに対する電力消費を示す表。 異なる動作モードに対する電力消費を示す別の表。

Claims (32)

1. ダイバシティ受信ブランチを有するワイヤレス通信局における方法であって、
   前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に、チャネル品質指標を判定すること、
   前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に判定したチャネル品質指標を用いて、第１閾値と比較すること、
   前記第１閾値との比較に基づいて、前記ダイバシティ受信ブランチの動作を制御すること、
   を備える方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に判定したチャネル品質指標を用いて、第１閾値と比較することは、前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に判定したチャネル品質指標を前記第１閾値と比較することを含む、方法。
3. 請求項３に記載の方法であって、
   前記チャネル品質指標が前記第１閾値を超過する場合、前記ダイバシティ受信ブランチを動作させること、
   前記チャネル品質指標が第２閾値を超過しない場合、前記ダイバシティ受信ブランチを動作させないこと、
   を備え、前記第２閾値が、前記第１閾値と同一であるとは限らない、方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、
   前記ダイバシティ受信ブランチを動作不能にした場合に、チャネル品質指標を判定すること、
   前記ダイバシティ受信ブランチを動作不能にした場合に判定されたチャネル品質指標と、前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にした場合に判定されたチャネル品質指標との差を判定すること、
   前記第１閾値が第１差分閾値であり、前記差を前記第１差分閾値と比較すること、
   を備える方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、
   前記差が前記第１差分閾値を超過する場合、前記ダイバシティ受信ブランチを動作させること、
   前記差が第２差分閾値を超過しない場合、前記ダイバシティ受信ブランチを動作させないこと、
   を備える方法。
6. 請求項４に記載の方法であって、
   移動局は単一のアンテナを含み、主受信ブランチおよびダイバシティ受信ブランチ双方は前記単一アンテナに結合されており、
   前記単一アンテナによって信号を受信すること、
   前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にしているときに、前記単一アンテナによって受信した信号に対するチャネル品質指標を判定すること、
   前記ダイバシティ受信ブランチを動作不能にしているときに、前記単一アンテナによって受信した信号に対するチャネル品質指標を判定すること、
   を備える方法。
7. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
   前記ワイヤレス移動通信局においてパケット情報を受信すること、
   パケット情報を受信したときに、前記ワイヤレス移動通信局をダイバシティ受信モードで動作させること、
   前記パケット情報を受信した後に、指定した時間間隔以内に追加のパケット情報を受信しない場合、前記ワイヤレス移動通信局をダイバシティ受信モードで動作させないこと、
   を備える方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、
   最初に前記パケット情報を受信したときにタイマを始動させること、
   新たなパケット情報を受信した場合に、前記タイマをリセットすること、
   前記タイマが終了した場合に、ダイバシティを動作不能にすること、
   を備える方法。
9. 請求項７に記載の方法であって、
   前記パケット情報を受信することは、前記パケット情報に付随する制御チャネルを検出することを備え、
   前記制御情報を検出した場合に、前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にする、方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    前記制御チャネルは、第１および第２部分を有し、
    前記制御チャネルの第１および第２部分のうちの少なくとも１つが検出された場合、前記ダイバシティ受信ブランチを動作可能にする、方法。
11. 請求項９に記載の方法であって、
    前記パケット情報に付随する前記制御チャネルを検出したときにタイマをセットすることを備え、
    前記タイマが終了した場合に、ダイバシティを動作不能にする、方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、
    後続のパケット情報に付随する後続の制御チャネルを検出したときに、タイマをリセットすること、
    を備える方法。
13. 請求項７に記載の方法であって、
    前記パケット情報に付随する指定時間間隔以内に追加のパケット情報を受信しない場合、ダイバシティを動作不能にすること、
    を備える方法。
14. 請求項７に記載の方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局をダイバシティ受信モードで動作させる前、あるいは動作させない前に、電力制御を変更すること、
    を備える方法。
15. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局を、中間状態とアクティブおよび休止状態との間で遷移させること、
    前記中間状態に遷移させるとき、かつ前記中間状態から遷移させるときに、前記ダイバシティ受信モード機能を制御すること、
    を備える方法。
16. 請求項１５に記載の方法において、前記中間状態に遷移させるとき、かつ前記中間状態から遷移させるときに、前記ダイバシティ受信モード機能を制御することは、前記中間状態へ遷移させる前後、かつ前記中間状態から遷移させる前後を含む、方法。
17. 請求項１５に記載の方法において、
    前記中間状態は、チャネル維持状態であり、
    前記チャネル維持状態において、前記ダイバシティ受信モードを動作させない、方法。
18. 請求項１７に記載の方法であって、
    前記アクティブ状態において、前記ダイバシティ受信モードで動作させること、
    を備える方法。
19. 請求項１５に記載の方法において、前記中間状態は、ＦＡＣＣＨ状態であり、該ＦＡＣＣＨ状態にあるときは、ダイバシティ受信モードを動作不能にする、方法。
20. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
    ソフト・ハンドオフ期間の間にソフト・ハンドオフを実行すること、
    前記ソフト・ハンドオフ期間の間に、前記ワイヤレス移動通信局をダイバシティ受信モードで動作させること、
    を備える方法。
21. 請求項２０に記載の方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局を担当する基地局のアクティブ集合が増加した後に、復調資源を割り当てられた場合、ダイバシティ受信モードを動作可能にすること、
    を備える方法。
22. 請求項２０に記載の方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局を担当する基地局のアクティブ集合が増加した場合、ダイバシティ受信モードを動作可能にすること、
    を備える方法。
23. 請求項２０に記載の方法であって、
    前記ソフト・ハンドオフ期間を除く期間には、ダイバシティ受信モードで動作させないこと、
    を備える方法。
24. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
    信号を受信すること、
    最初に前記受信信号を復調せずに、受信した信号の信号対ノイズ比を推定すること、
    前記推定信号対ノイズ比が、指定した閾値未満である場合に、前記ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にすること、
    を備える方法。
25. 請求項２４に記載の方法において、
    前記信号を受信することは、パイロット信号を受信することを含み、
    前記パイロット信号の信号対ノイズ比を推定することによって、前記受信信号の信号対ノイズ比を推定し、
    前記パイロットの推定信号対ノイズ比が指定した閾値未満である場合、前記ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にする、方法。
26. 請求項２４に記載の方法であって、
    Ｅｃ／Ｉｏを推定することによって、前記受信信号の信号対ノイズ比を推定すること、
    前記Ｅｃ／Ｉｏ推定が指定した閾値未満である場合に、前記ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にすること、
    を備える方法。
27. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局に対する予測ダウンリンク・データ・レートを判定すること、
    前記予測データ・レートが指定した閾値を超過する場合に、前記ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にすること、
    を備える方法。
28. 請求項２７に記載の方法において、
    前記ワイヤレス移動通信局に対する予測ダウンリンク・データ・レートを判定することは、無線リンク構成情報を受信することを含む、方法。
29. 請求項２７に記載の方法において、
    前記ワイヤレス移動通信局に対する予測ダウンリンク・データ・レートを判定することは、アプリケーション・レイヤにおいてデータ要件を判定することを含み、
    前記データ要件が閾値を超過する場合、Ｊａｖａ ＡＰＩコマンドに応答して、前記ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を動作可能にする、方法。
30. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局の担当セルからの推定距離を判定すること、
    前記ワイヤレス移動通信局の前記担当セルからの推定距離に基づいて、前記ワイヤレス移動通信局においてダイバシティ受信を制御すること、
    を備える方法。
31. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局のバッテリの推定レベルを判定すること、
    前記ワイヤレス移動通信局のバッテリの推定レベルに基づいて、前記ワイヤレス移動通信局において、ダイバシティ受信を制御すること、
    を備える方法。
32. ダイバシティ受信モード機能を有するワイヤレス移動通信局における方法であって、
    前記ワイヤレス移動通信局において、セル干渉元の逆拡散電力に対する逆拡散信号電力の比率を判定すること、
    前記ワイヤレス移動通信局において、前記セル干渉元の逆拡散電力に対する逆拡散信号電力の比率に基づいて、前記ワイヤレス移動通信局におけるダイバシティ受信を制御すること、
    を備える方法。

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