JP4971303B2 - Ｒａｋｅ受信機のための遅延値の選定方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークの伝送チャンネルを通して送信機から送信されるデジタルデータシンボルの受信方法に関する。この受信方法では、送信されるデータシンボルのそれぞれのマルチパス成分が、それぞれ異なった遅延量で受信され、受信された信号は、いくつかのフィンガーを持つＲＡＫＥユニットによって処理される。さらにこの方法は、受信した一組のパイロット信号から遅延プロファイルを計算する工程と、その遅延プロファイルのなかで検出されたピーク値に対する遅延値を決定する工程を備える。本発明は、さらに、コード化されたデジタルデータシンボルの受信機と、それに対応するコンピュータプログラムとコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に関する。

無線通信システムにおいては、送信機と受信機との間の物理チャンネルは、典型的には、無線リンクにより形成される。例えば、送信機は基地局であってよいし、受信機は移動局であってよいであろう。または、その逆であってもよいであろう。多くの場合は、送信アンテナは受信アンテナに向かって鋭い指向性になってはいない。このことは、送信された信号は複数の伝搬路で伝搬し得ることを意味する。送信機から受信機に、直接に届く伝搬路があり得て、その他に、周辺の物体による反射波によって引き起こされる、多くの伝搬路（マルチパス）が存在する。このように、受信機は、複数の同じ信号を異なった時刻に、すなわち、異なった遅延で、受信することがある。これは、建造物、動いている乗り物または地形の詳細など、種々の物体によって、信号の異なった部分の反射波が受信機に同時に届くからである。

信号の、これら異なった部分が同時に受信されることは、受信機において干渉の原因になる。伝送システムの時間分解能と瞬時の位相関係により、同様な伝搬距離を持つ信号部分が受信機で合成されて、いくつかのマルチパス成分を形成する。合成の効果は、搬送波の波長の瞬時における関係と伝搬距離の相違に依存し、従って、あるマルチパス成分では、互いに強めあうか、または、弱めあうことになるであろう。互いに弱めあう干渉の場合には、合成されることにより、その伝搬路の伝搬路利得が大幅に減少してしまう、または、フェーディングが生ずることになる。このように、実際の伝搬路の利得は、フェーディングによって、一時的に大幅に減少することになる。

多くの伝送システムでは、すべてのマルチパス成分からのデータシンボルのエネルギーを合成する受信機を用いることにより、マルチパス伝搬とフェーディングの影響を軽減する試みがなされている。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）および広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムでは、ＲＡＫＥ受信機と呼ばれる受信機を受信装置の中に用いることにより、受信信号の異なった部分のエネルギーを集めて利用することが可能である。

これらのシステムでは、拡散と逆拡散の技術が用いられている。データは送信機側からスペクトラム拡散変調技術を用いて送信される。スペクトラム拡散変調技術では、データは広い周波数範囲に拡散される。それぞれのチャンネルには、データをその周波数範囲に拡散するのに用いられる独自の拡散コードが割り当てられる。拡散コードは疑似ランダム雑音コードであり、「チップ」と呼ばれる、例えば、１と０の２進系列で作られる。チップは疑似ランダムに分布をしており、雑音に似た性質を持つ。１つのデータビットの拡散に用いるチップの数、すなわち、チップ／ビットは、いろいろな値をとることができ、それは、チャンネルのデータレートとシステムのチップレートに、少なくとも部分的には、依存している。

受信機において、送信されたデータを元のデータに戻すためには、受信信号は、送信時と同じチップレートを用いた同じ拡散コードによって逆拡散と復調が行われなければならない。さらに、復調のタイミングは同期していなければならない。すなわち、拡散コードは、正しい瞬時の時刻に送信信号に与えられなければならない。しかし、これは、上記に説明したマルチパス効果によって、一般的には、難しい。ＣＤＭＡ受信機の動作は、ＲＡＫＥ受信機を用いることにより改善される。ＲＡＫＥ受信機では、それぞれのマルチパス成分が、そのマルチパス成分に対応した伝搬路遅延に等しい遅延を持つ拡散コードを参照コピーとして持つ逆拡散器に割り当てられる。逆拡散器の出力、すなわち、ＲＡＫＥ受信機のフィンガーは、同位相で合成されてシンボルの推定値が算出される。

このように、ＲＡＫＥ受信機では、すべての伝搬路に対するマルチパス遅延と、チャンネルインパルス応答に関する情報が必要である。ＲＡＫＥ合成器における出力について可能な限り最良の信号対雑音比（ＳＮＲ）を得るためには、できるだけ多くの数の物理伝搬路からの信号エネルギーを集めなければならない。また、現在わかっているすべてのマルチパス成分の遅延の変化を追尾しなければならないし、新しい伝搬路が現れると、それを極力早く発見しなければならない。これは、典型的には、全サーチ領域より短い観測窓を有する伝搬路検索器ユニットを用いることにより達成される。実際の遅延推定システムでは、伝搬路検索器ユニットは、新しい伝搬路を検出するために、遅延領域のスキャンを定期的に繰り返し行うのに用いられる。

ＣＤＭＡ受信機の動作は、マルチパス遅延検出ユニットの品質に大きく依存している。もし、検出されたマルチパスの遅延が正しい値からずれていれば、伝搬路によって運ばれる送信電力は、少なくとも一部が失われ、雑音レベルが上昇し、受信機の性能が低下してしまうであろう。マルチパスの遅延を正確に見いだす通常の方法は、受信したパイロット信号の電力プロファイルを十分に長い時間積算し、フェーディングの影響が軽減されるように、多くの無線フレームにわたる遅延プロファイルにフィルタをかけることである。そのようにして得られた電力プロファイルは相当に安定しており、検出された遅延は、さらに、ユーザデータの復調のために、ＲＡＫＥとチャンネル推定器に送られる。

そのような正確な遅延検出に対する基本的な要求条件は、明らかに、パイロットシンボルを十分に長い時間積算することと、電力プロファイルのフィルタリングを行うことである。しかしながら、ＣＤＭＡシステムでは、時間が決定的な要因になり、これらの条件が十分に確保されない工程があり、この場合にはフィルタ技術は用いることができない。ページング（呼び出し）、すなわち、例えば基地局からユーザ装置や移動電話機を探す工程は、このカテゴリーに属する。ページングでは、ユーザ装置の電力を節約するために、ユーザ装置の無線周波数ユニットがときどき休眠状態から活性状態になるように、不連続に動作を行う必要がある。短い活性時間の間に、受信機は伝搬路の遅延を見いだし、例えば、周波数の自動修正やページングインディケータ検出を遂行しなければならない。もし、ページングインディケーションが受信機によって検出されれば、受信機はそれに関連した情報を復号しようとするであろう。そのような場合は、検出時間が決定的な要因となり、従って、遅延の検出はできたとしても、それは一般的には、かなり大雑把なものになる。この結果は、もし、さらなる動作をとらなければ、ページングインディケーションの検出誤りやページングメッセージに復号誤りを生ずることになる。

接続モードにおける情報の復調のような、時間が決定的な要因にならない通常の場合には、パスサーチ（伝搬路の検索）は、時間に関して平均化された安定したピークについての遅延値を得るために、遅延プロファイルの計算とフィルタリングを繰り返し行うことにより実行される。しかし、時間が決定的な要因になる場合には、長い時間のフィルタリングで得られる遅延プロファイルを得ることができないので、ＲＡＫＥとチャンネル推定器に対する遅延値は、瞬時の遅延プロファイルから決定されなければならない。

時間が決定的な要因にならない場合で、遅延プロファイルのフィルタリングから得られた遅延値が平均的に最もよい値であるような場合においても、得られた遅延値は、いくつかのスロットでは最適な値からずれている可能性があり、この場合には、それらの区間では受信機の性能が劣化してしまう。しかし、全体としての劣化はある程度限られたものになり、特に、逆インターリーブと復号の後では、劣化は小さくなる。

反対に、時間が決定的な要因になる場合には、不正確な遅延検出による受信機の性能劣化は、多くのスロットまたはフレームで平均化、または修正されることがないので、問題はずっと厳しくなる。このように、例えば、ページングインディケーションの検出について考えると、ページングがあるかないかの判定に、ほんのわずかな数のインディケーションシンボルが積算されるだけである。もし、誤った判定をするならば、受信機はページングインディケーションの検出誤りやページングメッセージの誤りを被ることになる。

従って本発明の目的は、遅延プロファイルのフィルタリングが数フレームにわたって行うことのできないような、時間が決定的な要因になる工程においても、正しく正確な伝搬路遅延を選択する能力を改善できる、マルチパス成分の検出方法を提供することにある。しかし、本発明の原理は、数フレームにわたるフィルタリングが可能ではあるが望ましくはないといった、その他の場合においても適用可能であると理解されるであろう。

本発明に従えば、発明の目的は、遅延プロファイルに対して決定されたピーク遅延値の中から、いくつかの最大のピーク遅延値を事前に選択する工程、事前に選択されたそれぞれのピーク遅延値に対して、ピーク遅延値の周辺（近傍）の区間における遅延に関する信号対干渉比を計算する工程と、それぞれの区間において信号対干渉比が最大となる遅延値を選定する工程と、その選定した遅延値をＲＡＫＥユニットに供給し、選定したそれぞれの遅延値をＲＡＫＥユニットのそれぞれのフィンガーに割り当てる工程と、をさらに備える方法によって達成される。

ページングのような時間が決定的な要因である場合には、伝搬路検索器で得られた遅延の近傍で信号対干渉比を監視し、信号対干渉比の最大値に対応する遅延値にしたがってＲＡＫＥのフィンガーを再設定（再割当）することによって、受信機の性能が飛躍的に改善される。これは、受信機が活性状態になってから非常に短い時間内に、きわめて正確な遅延値を得ることができるからである。同時に、信号対干渉比は、それぞれのピークの近傍における、ほんのわずかな数の遅延値に対してだけを計算すればよいので、計算に関与するリソース（資源）は低く抑えることができる。

前記の方法が、最小間隔条件を満足すべく選択された遅延値を再設定する工程をさらに備える場合には、異なったＲＡＫＥフィンガーで異なったマルチパス遅延信号の追尾が実際に行われるという動作が保証される。

本発明の１つの実施形態においては、前記の方法が、パイロットシンボルとユーザデータシンボルを同時並行的に得るために、受信信号を処理する工程と、前記の信号対干渉比の計算に、前記のパイロットシンボルを用いる工程、をさらに備える。ユーザデータシンボルはそれらが必要になるとすぐ用意されるであろうから、パイロット信号とユーザデータ信号を同時に処理することにより、速く解に到達することができる。前記の方法は、前記の選択されたそれぞれの遅延値に対してチャンネル推定を計算する工程と、前記の選択された遅延値に対応したユーザデータシンボルを供給する工程と、前記のチャンネル推定と前記の供給されたユーザデータシンボルを合成する工程、をさらに備えてもよい。代替として、前記の方法は、前記の選択されたそれぞれの遅延値に対してチャンネル推定を計算する工程と、残りの遅延値に対してはチャンネル推定を零に設定する工程と、すべての遅延値に対応したユーザデータシンボルを供給する工程と、前記のチャンネル推定と前記の供給されたユーザデータシンボルを合成する工程、をさらに備えてもよい。

もう一つの実施形態では、前記の方法は、受信信号を記憶する工程と、パイロットシンボルを得るために受信信号を処理する工程と、前記の信号対干渉比の計算に前記のパイロット信号を用いる工程と、前記の選択された遅延値に対応したユーザデータシンボルを得るために記憶された信号を処理する工程と、前記の選択されたそれぞれの遅延値に対してチャンネル推定を計算する工程と、前記のチャンネル推定を前記の得られたユーザデータシンボルと合成する工程、をさらに備える。受信信号を記憶することにより、そしてまた、ユーザデータの処理が、ＲＡＫＥフィンガーに対する遅延値が選択されてから選択された遅延に対してのみ行われるので、計算に関わる資源を節約することができる。

これまで述べたように、本発明は、さらに、通信ネットワークの伝送チャンネルを通して送信機から送信されるデジタルデータシンボルに対する受信機に関する。ここにおいて、送信されたデータシンボルのそれぞれ異なったマルチパス成分が、それぞれ異なった遅延で受信され、受信機は、受信信号を処理するためのいくつかのフィンガーを持つＲＡＫＥユニットを備える。受信機は、また、受信した一連のパイロット信号から遅延プロファイルを計算し、遅延プロファイルの中に検出されるピークに対して遅延値を決定するように構成される。受信機が、さらに、遅延プロファイルに対して決定されたピーク遅延値のうち、最も大きな幾つかのピーク遅延値を事前選択し、事前選択されたそれぞれのピーク遅延値に対して、遅延値の近傍の区間における遅延値に対する信号対干渉比を計算し、それぞれの区間において信号対干渉比の最大値を与える遅延値を選択し、ＲＡＫＥユニットにその選択した遅延値を供給し、選択したそれぞれの遅延値をＲＡＫＥユニットのフィンガーに割り当てる、ように設定されている場合には、遅延プロファイルのフィルタリングが数フレームにわたって行うことのできないような、時間が決定的な要因になる工程においても、正しく正確な伝搬路遅延を検出する能力を改善できる受信機を提供することができる。

受信機が、最小間隔条件を満足すべく選択された遅延値を再設定するように構成されている場合には、異なったＲＡＫＥフィンガーで異なったマルチパス遅延信号の追尾が実際に行われるという動作が保証される。

本発明の１つの実施形態においては、受信機は、さらに、パイロットシンボルとユーザデータシンボルを同時に得るために、受信信号を処理し、前記の信号対干渉比の計算に、前記のパイロットシンボルを用いるように構成される。ユーザデータシンボルはそれらが必要になるとすぐ用意されるであろうから、パイロット信号とユーザデータ信号を同時に処理することにより、速く解に到達することができる。受信機は、さらに、前記の選択されたそれぞれの遅延値に対してチャンネル推定を計算し、選択された遅延値に対応したユーザデータシンボルを供給し、前記のチャンネル推定と前記の供給されたユーザデータシンボルを合成するように構成されてもよい。代替として、受信機は、前記の選択されたそれぞれの遅延値に対してチャンネル推定を計算し、残りの遅延値に対してはチャンネル推定を零に設定し、すべての遅延値に対応したユーザデータシンボルを供給し、前記のチャンネル推定と前記の供給されたユーザデータシンボルを合成するように設定されてもよい。

もう一つの実施形態では、受信機は、さらに、受信信号を記憶し、パイロットシンボルを得るために受信信号を処理し、前記の信号対干渉比の計算に前記のパイロット信号を用い、前記の選択された遅延値に対応したユーザデータシンボルを得るために記憶した信号を処理し、前記の選択されたそれぞれの遅延値に対してチャンネル推定を計算し、前記のチャンネル推定と得られた前記のユーザデータシンボルを合成するように構成される。受信信号を記憶することにより、そしてまた、ユーザデータ信号の処理が、ＲＡＫＥフィンガーに対する遅延値が選択されてからのみ行われるので、計算に関わる資源を節約することができる。

いくつかの実施形態では、受信機はＷＣＤＭＡ受信機でもよい。

本発明はまた、上記に説明した方法を実行するためのプログラムコード手段を持つ、コンピュータプログラムと、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に関する。

本発明は添付の図面を参照して、以下で、より十分に説明されるであろう。

図１は、無線通信システムの基地局１と移動局２が互いに通信を行う状況を示している。一例として、基地局１から送信された信号は、移動局２によって受信される。しかしながら、送信された信号は、複数の伝搬路（パス）を通って基地局から移動局に達する。この場合、障害物の影響を受けずに直接に届く直接伝搬路３があると同時に、この直接伝搬路に加えて、周辺の物体からの反射波が、多くの間接的に届く伝搬路を生じさせる。そのような２つの間接的な伝搬路が図には描かれている。１つの間接伝搬路４は家屋５からの反射で引き起こされ、もう１つの間接伝搬路６は他の建造物７からの反射で引き起こされる。

間接伝搬路４と６を経由して送信される信号は、直接伝搬路３を経由して伝搬する信号と比較して、移動局２に届くのにより長い距離を伝搬しなければならず、移動局２には複数の同じ信号が時刻を異にして届く、すなわち異なった遅延で届くことになる。

このように、もし、パイロット信号が基地局１から送信されると、移動局２において受信される信号の受信電力Ｐは、時間ｔの関数として、図２に示したもののようになるであろう。これは電力遅延プロファイルの一例である。この電力遅延プロファイルは、雑音と干渉波を含めて、移動局で受信するすべての信号を示している。しかし、電力遅延プロファイルのピークだけが送信信号のマルチパス成分に対応している。これらのピークはチャンネルのインパルス応答を形成する。図２において、時刻ｔ３において受信されたピークＰ３は、図１の直接伝搬路３に対応しており、それぞれ時刻ｔ４とｔ６に受信されたピークＰ４とＰ６は、図１の間接伝搬路４と６に対応している。このように、例えば、伝搬路６の遅延（ピークＰ６に対応）は伝搬路３の遅延（ピークＰ３に対応）よりも大きい。

図２に示した遅延プロファイルは瞬時の遅延プロファイルであり、そのようなプロファイルでは、しばしば、真のピークを表すピークに加えて雑音ピークが現れる。さらに、真の伝搬路を表すピークは、例えば、チャンネルの負の干渉によって、ときどきフェーディングが起きることがある。このように、真の伝搬路は、瞬時の遅延プロファイルの中で、最も高いピークと必ずしも一致しない場合がある。しかしながら、雑音ピークはランダムに起こるのに対して、真の伝搬路は、典型的には、しばらくの時間は安定した遅延値を持っている。さらに、真の伝搬路では、時間スロットから時間スロットへ、またはフレームからフレームへと変わっても、遅延の変化は微小である可能性が高い。従って、雑音ピークの影響を低減して正確で安定した遅延値を得るために、通常は、瞬時の遅延プロファイルをいくつかの伝送フレームにわたってフィルタリングを行う手法がとられる。

典型的には、受信信号の遅延プロファイルは、図２に示すような連続した曲線で表されるような形では得られず、その代わり、いくつかのサンプル値で構成されるであろう。これは図３に示されている。図３は、図２の連続遅延プロファイルに対応したサンプル電力遅延プロファイルである。それぞれの遅延値τｉ（ここに、ｉ∈〔１，Ｍ〕、すなわち、すべての可能な遅延範囲）に対して、対応した電力値ｇ（τｉ）が示されている。この場合、電力遅延プロファイルとして得られる推定値は、遅延等間隔（τｉ＝τ０＋ｉΔτ）の連続した系列である。

移動局２と基地局１は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムまたは広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムを用いるために適用されてよい。そして、その場合には、移動局２は、所与のチャンネルの種々のマルチパス信号を特定して追尾できるＲＡＫＥ受信機を用いてよい。この方法により、いくつかのマルチパス成分のエネルギーまたは電力を受信機の中で利用することができる。ＲＡＫＥ受信機の中では、マルチパス成分は、それぞれのマルチパス成分の伝搬路遅延に等しい遅延を設定された拡散コードの参照コピーを持つ逆拡散器に割り当てられる。逆拡散器の出力、すなわち、ＲＡＫＥ受信機のフィンガーの出力は、同位相で合成されてシンボルの推定値を生成する。このようにＲＡＫＥ受信機には、すべての伝搬路に対するマルチパス遅延に関する情報とチャンネルインパルス応答の値が必要である。できるだけ多数の物理伝搬路からの信号エネルギーが集められなければならない。これらの情報は遅延プロファイルから得ることができる。

ここでは移動局のＲＡＫＥ受信機の例が説明されたが、下記に説明されるアルゴリズムは、どのようなＣＤＭＡ受信機、すなわち、移動局における、または、基地局における、そして、伝送方向では、アップリンク、ダウンリンクにおけるＣＤＭＡ受信機、に用いてもよい。

伝搬チャンネルの構成は時間に関して一定ではないので、現在ある伝搬路は変化をする。すなわち、古い伝搬路が消失し、新しい伝搬路が出現する。現在捕捉しているすべてのマルチパス成分の遅延変化が追尾され、新しい伝搬路は、それが現れたらすぐに発見されなければならない。従って、新しい伝搬路を検出するために、ある測定範囲を持ちときどき活性状態になる伝搬路検索器（パスサーチャー）が用いられる。また、いくつかの実施形態では、現在の伝搬路がフェーディングにより一時的に消失してしまった場合の再検出のために、この伝搬路検索器が用いられている。このことは図４に、ＲＡＫＥ受信機の概観ブロック図という形で示されている。

受信機の中では、受信された拡散データ信号は伝搬路検索器１１とＲＡＫＥユニット１２に供給される。伝搬路検索器１１は、伝搬路検索窓と呼ばれる遅延の範囲に対して、瞬時のインパルス応答を一定時間おきに計算して推定（複素数、または電力）する装置である。所与の遅延値に対する複素値または電力は、たとえば、パイロット信号の受信データと拡散系列の適当な遅延コピーとの相関をとることにより、推定されてもよい。伝搬路検索器１１は、主として伝搬路の存在を検出するためだけに使用されるので、ＲＡＫＥユニット１２に要求される分解能と比べて、低い出力分解能でもよい。検出された伝搬路遅延、すなわち、遅延プロファイルの中のピークが示す遅延は、その後、ＲＡＫＥユニット１２とチャンネル推定器１３に供給される。

受信された信号は、ＲＡＫＥユニット１２の中で逆拡散される。ＲＡＫＥユニットの中では、得られたそれぞれの遅延がＲＡＫＥフィンガーに割り当てられて、それぞれのＲＡＫＥフィンガーは複素逆拡散データシンボルを作り出す。チャンネル推定器１３では、それぞれの伝搬路に対するチャンネル推定が、ＲＡＫＥユニット１２により供給される逆拡散データシンボルと伝搬路検索器１１により供給される検出された遅延とから計算される。合成器１５においては、ＲＡＫＥユニット１２から供給される逆拡散データシンボルとチャンネル推定の複素共役値（複素共役ユニット１４により供給される）との積がとられ、その結果は、復号器１６において復号される。

接続モードでは、すなわち、受信機が既にデータ信号を受信する工程にあるときには、マルチパスの遅延を正確に求める通常の方法は、フェーディングの影響を軽減し、時間で平均化した安定なピークが求められるように、パイロット信号の電力遅延プロファイルを長時間積算して、その遅延プロファイルを多くの無線フレームにわたってフィルタリングすることである。

これまで述べてきたように、通常のデータの受信時は、安定で正確な遅延値を確保するために、典型的には、遅延プロファイルの瞬時値が、多くのフレームにわたってフィルタリングされる。しかしながら、ＣＤＭＡシステムの場合には、時間が決定的な要因になる工程もあって、そこではフィルタリング技術が利用できない。ページングはそのような時間が決定的な要因になる工程の一例である。ページングは、例えば、基地局が受動的なユーザ端末と通信を開始しようとして探す工程である。多くの時間、受動的なユーザ端末は休眠モードにあり、自端末に対するページング信号の有無を調べるために時折活性状態になるだけである。装置はこの短い時間の間に、伝送チャンネルの伝搬路遅延を求め、例えば、自動周波数修正やページングインディケータの検出を実行しなければならない。そして、もし、その装置に対するページングインディケータ（ＰＩ）が実際に検出されれば、ページングチャンネル（ＰＣＨ）の上で送信されてきた情報の復号を行うであろう。例えば、３ＧＰＰネットワークにおいては、セカンダリー共通制御物理チャンネル（Ｓ−ＣＣＰＣＨ）の上で行われる。上記に説明したように、活性時間の間に伝搬路検出のために用いることのできる時間では、フィルタリングを行うことができない。そして、活性時間相互の時間間隔は相当長いので、異なった活性時間で測定された遅延プロファイルは、典型的には、フィルタリングが利用できるほど十分に相関のあるものではない。このような状況においては、下記に説明する方法を用いることにより、安定で正確な値を確保することができる。しかし、本発明の実施形態は、フィルタリングはできるが望ましくはないといった、他の場合にも適用できると理解されるであろう。

活性時間の間に正しい伝搬路遅延を推定する第１の工程は、瞬時の遅延プロファイルを、例えば１２８チップの遅延範囲にわたり、例えば１チップの遅延分解能で伝搬路検索を行う粗検索を実行することである。図５の上部分には瞬時の遅延プロファイル２１を、遅延範囲を６４チップとし、例として分解能１チップの場合を示したものである。この例においては、伝搬路粗検索で６個のピーク、すなわち、ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５、ＰＡ６を見いだす。この伝搬路粗検索の目的は、最も強い伝搬路の領域を見いだすことである。分解能が低いこと、および、遅延プロファイルはフィルタリングされていないという事実からして、得られた結果は非常に正確ではないが、伝搬路検索器から得られる遅延は、正しい値と比べて、典型的には、それほど異なったものではない。チャンネル推定器、およびＲＡＫＥユニットは、それぞれの伝搬路に対して、最大の電力と最小の雑音を得るために、実際に正確な遅延値を必要とする。この最初の伝搬路粗検索によって得られた遅延値は、正しい値と比べて大幅に外れてはいないので、それぞれの伝搬路に関して伝搬路粗検索によって得られた遅延値の近傍の検索を行うことにより、より正確な値を求めることができる。例えば、まず１スロットを基本としてこれらを行い、次に、その結果に従って、ＲＡＫＥフィンガーとチャンネル推定器の再設定を行うのである。これは、伝搬路粗検索によって与えられたそれぞれの遅延の近傍の短い区間で、遅延に対する信号対干渉比（ＳＩＲ）を算出することにより、行うことができる。図６では、再設定ユニット１７においてこれが実行される。ＳＩＲ値は見いだされたピークの近傍における数少ない遅延値だけに対して計算すればよいので、ＳＩＲ計算に必要な、計算に関わる資源は相当に限定されたものとなり、限られた処理能力しかない受信機でも実行できる解を与えるものである。

１つの実施形態に従えば、ＲＡＫＥフィンガーは伝搬路検索器からの結果により直接に設定されるものではなく、最も大きいいくつかの遅延の近傍の、例えば、強い伝搬路の両側４分の１チップの、または、強い伝搬路の左側右側で４分の１チップと２分の１チップの、ＳＩＲ値が監視され、この伝搬路の遅延の候補として、最も高いＳＩＲ値を持つ遅延が選択される。このことは図５の下部に図示され、図では、上部の図の４つの最強ピーク、ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５の近傍に関して計算されたＳＩＲ値を示している。この例によると、ピークＰＡ１の近傍で最も高いＳＩＲ値は、伝搬路粗検索により与えられた初期の遅延に比べて、４分の１チップ上にある遅延値において見いだされていることが分かる。また、ピークＰＡ３に対しては、初期に与えられた値は、実際にも最も高いＳＩＲ値を与える値であった。ピークＰＡ４については、初期に与えられた遅延と比べて４分の２チップ上で最も高いＳＩＲ値が見いだされ、ピークＰＡ５では初期の遅延に比べて４分の１チップ下にある。

再設定ユニット１７により実行される遅延再設定の原理を表す流れ図１００を図７に示す。最初に、工程１０１においては、伝搬路検索器１１から遅延が得られる。工程１０２において、最も強い伝搬路の遅延の近傍のＳＩＲ値が計算され監視される。ＳＩＲ値の計算方法は図８の流れ図を用いて後に説明されるであろう。次に工程１０３においては、ここに計算されたＳＩＲ値のうち最も高い値を持つ遅延が選択され、この伝搬路を表す遅延として記憶される。そして、今処理された伝搬路はマスクされる。すなわち、工程１０４において考慮されるべき伝搬路のグループから除外される。そして、工程１０５において、さらなる伝搬路が考慮されるべきかどうかが判定される。もし考慮されるべきであれば、現在最も強い伝搬路に対して、工程１０２から１０５までが繰り返される。図５に示された例では、４つの最も強い伝搬路が考慮され、これらは４つのフィンガーを持つＲＡＫＥユニットに対応している。十分な数の伝搬路を処理し終わると、記憶されている遅延は、遅延分解能が隣接伝搬路の間隔より小さくあるべきという最小間隔条件を満足すべく、工程１０６において再設定されてもよい。この最小間隔条件により、異なったＲＡＫＥフィンガーで異なったマルチパス遅延信号の追尾が実際に行われるという動作が保証される。図５の例では、すべての伝搬路が既に最小間隔条件を満足している。得られた遅延は、工程１０７においてユーザデータを復調するために、ＲＡＫＥフィンガーとチャンネル推定器に用いられる。ＲＡＫＥにおける遅延の位置は、１スロットを基本ととして決定することができるので、受信機は送信電力を動的により有効に用いることができる。

上記で述べたように、図８の流れ図２００は、図７の工程１０２においてＳＩＲ値を計算する方法を示している。最初に、工程２０１において、スロットの中のすべてのパイロットシンボルからパイロットパターンが取り除かれたチャンネル推定値が読み込まれる。伝搬路粗検索から得られたそれぞれの遅延とその近傍の遅延に対しては、パイロットパターンを取り除くために、チャンネル推定値は、ＲＡＫＥからの逆拡散されたパイロットシンボルと、対応した送信パイロットシンボルの複素共役とを乗ずることによって得られることに注意を要する。そして、工程２０２において、電力の推定値を得るために、それぞれの遅延に対して、チャンネル推定値の平均値を求め、その実数部と虚数部の平方（２乗）の和が計算される。工程２０３においては、干渉の推定値を得るために、それぞれの遅延に対して、チャンネル推定の変動の平方が計算される。最後に、工程２０４において、それぞれの遅延に対して、干渉の推定値に対する電力の推定値の比として、スロットごとのＳＩＲが計算される。

ＲＡＫＥユニットとチャンネル推定器の中での、得られた遅延の用い方は、通常の接続モードの場合と異なっている。通常の接続モードの場合は、所与の時間スロットに用いられる遅延は以前に受信されたデータから計算されてよい。しかし、今議論しているものでは、受信されるデータの復調のために、遅延は、同じ時間スロット内で用いる必要があるかも知れない。このことを行う２、３の異なった方法が下記に説明される。個々の場合に選択される方法は、受信機の構成におけるハードウェアとソフトウェアへの機能配分に依存してもよい。以下に述べる構成では、チャンネライゼーションコード（チャネル分離符号）とパイロットパターンは受信機が知っていて、遅延は伝搬路検索器から得られる遅延とそれらの近傍の遅延であり、従って、ＲＡＫＥは、すべての潜在的な遅延の候補に対するチャンネル推定値とＳＩＲ値を得るために、例えば共通パイロットチャンネル（ＣＰＩＣＨ）に対して、伝搬路粗検索の後に直接動作させることができる、と理解される。最もよい遅延値が詳細なＳＩＲプロファイルから選択され、専用物理チャンネル（ＤＰＣＨ）上でユーザデータの合成に用いられる。一方、伝搬路検索器は、強い伝搬路の遅延を求めるために、遅延窓の中のすべてのサンプリング点に対する電力プロファイルを計算する。この場合、伝搬路検索器は、別個のユニットでありＲＡＫＥを必要としない。

ある実施形態では、共通パイロットチャンネル（ＣＰＩＣＨ）からのパイロット信号とユーザデータは、同時に逆拡散され、ＣＰＩＣＨシンボルはＳＩＲ値を計算するのに用いられる。そして、逆拡散されたシンボルとそれに対応したチャンネル推定は、上記に説明したように所在の確認された遅延に対してのみ、合成器に送られる。

代替としての方法は、伝搬路検索器から得られるすべての遅延とそれらの近傍の遅延に対する逆拡散シンボルを合成器に送る方法である。しかしこの場合、配置されない遅延のチャンネル推定値に関しては、それらが合成されるシンボルには事実上含まれないようにするために、零に設定をして合成器に送るのである。

さらに、異なった構成では、ＳＩＲ値を計算するのにＣＰＩＣＨシンボルを用い、受信した信号を記録し、そして、配置された遅延に対してのみ逆拡散を行い、合成器に対するそれらのチャンネル係数を推定する、という構成も可能である。

本発明のいくつかの実施形態が示され説明されたが、本発明はそれらに限定したものではなく、特許請求の範囲において定義する本発明の主題の意図における他の方法による実施形態によっても可能である。

基地局と移動局の間のマルチパスの一例を示した図である。 図１に示すマルチパスに対する電力遅延プロファイルを示した図である。 図２に示す遅延プロファイルに対応するプロファイルのサンプリング値による表現を示した図である。 ＲＡＫＥ受信機の概観的なブロック図である。 低い分解能でサンプリングされた遅延プロファイルと遅延プロファイルのなかのピークの近傍において計算された信号対干渉比を示す図である。 再設定ユニットを内部に持つＲＡＫＥ受信機の概観的なブロック図である。 遅延再設定の原理を示す流れ図である。 信号対干渉比の計算を示す流れ図である。

Claims (15)

1. 通信ネットワークにおける送信チャネルを介して送信機から送信されたデジタルデータシンボルを受信する方法であって、それぞれ個々の遅延を伴って前記デジタルデータシンボルの各マルチパス成分が受信され、各受信信号は複数のフィンガーを備えたＲＡＫＥユニット（１２）によって処理されるものであり、
   前記方法は、
   ・複数の受信したパイロット信号から遅延プロファイル（２１）を算出するステップと、
   ・前記遅延プロファイルのなかから検出されたピークとなる遅延値を決定するステップと
   を含み、
   前記方法は、さらに、
   ・前記遅延プロファイルにおいて決定されたピークとなる複数の遅延値のなかで、前記遅延プロファイルにおいて最大となる複数のピークを表すいくつかのピーク遅延値（ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５）を事前に選択するステップと、
   ・事前に選択されたいくつかの前記ピーク遅延値（ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５）のそれぞれについて、各ピーク遅延値の周辺の区間に属する遅延値の信号対干渉比を算出するステップと、
   ・各区間に属する遅延値のうち最大の信号対干渉比を有している遅延値を選定するステップと、
   ・選定された前記遅延値を前記ＲＡＫＥユニット（１２）へ供給するとともに、選定された前記遅延値のそれぞれを前記ＲＡＫＥユニット（１２）のフィンガーに割り当てるステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 選定された前記遅延値を、最小間隔制限を満たすように再割当するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ・受信信号を処理してパイロットシンボルとユーザデータシンボルとを同時並行的に取得するステップと、
   ・前記信号対干渉比を算出するステップにおいて前記パイロットシンボルを使用するステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ・前記選定された遅延値のそれぞれについてチャネル推定値を算出するステップと、
   ・前記選定された遅延値に対応したユーザデータシンボルを提供するステップと、
   ・提供された前記ユーザデータシンボルと前記チャネル推定値とを合成するステップと
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. ・前記選定された遅延値のそれぞれについてチャネル推定値を算出するステップと、
   ・残りの遅延値のチャネル推定値をゼロに設定するステップと、
   ・すべての遅延値に対応したユーザデータシンボルを提供するステップと、
   ・提供された前記ユーザデータシンボルと前記チャネル推定値とを合成するステップと
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. ・受信信号を蓄積するステップと、
   ・前記受信信号を処理してパイロットシンボルを取得するステップと、
   ・前記信号対干渉比を算出するステップにおいて前記パイロットシンボルを使用するステップと、
   ・前記蓄積された信号を処理して、前記選定された遅延値に対応したユーザデータシンボルを取得するステップと、
   ・前記選定された遅延値のそれぞれについてチャネル推定値を算出するステップと、
   ・前記ユーザデータシンボルと前記チャネル推定値とを合成するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
7. 通信ネットワークにおける送信チャネルを介して送信機から送信されたデジタルデータシンボルを受信する受信機であって、それぞれ個々の遅延を伴って前記デジタルデータシンボルの各マルチパス成分が受信され、前記受信機は、各受信信号を処理するための複数のフィンガーを備えたＲＡＫＥユニット（１２）を有し、
   前記受信機は、
   ・複数の受信したパイロット信号から遅延プロファイル（２１）を算出し、
   ・前記遅延プロファイルのなかから検出されたピークとなる遅延値を決定する
   よう構成されており、
   前記受信機は、さらに、
   ・前記遅延プロファイルにおいて決定されたピークとなる複数の遅延値のなかで、前記遅延プロファイルにおいて最大となる複数のピークを表すいくつかのピーク遅延値（ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５）を事前に選択し、
   ・事前に選択されたいくつかの前記ピーク遅延値（ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ４、ＰＡ５）のそれぞれについて、各ピーク遅延値の周辺の区間に属する遅延値の信号対干渉比を算出し、
   ・各区間に属する遅延値のうち最大の信号対干渉比を有している遅延値を選定し、
   ・選定された前記遅延値を前記ＲＡＫＥユニット（１２）へ供給するとともに、選定された前記遅延値のそれぞれを前記ＲＡＫＥユニット（１２）のフィンガーに割り当てる
   よう構成されていることを特徴とする受信機。
8. 選定された前記遅延値を、最小間隔制限を満たすように再割当するよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載の受信機。
9. ・受信信号を処理してパイロットシンボルとユーザデータシンボルとを同時並行的に取得し、
   ・前記信号対干渉比を算出するステップにおいて前記パイロットシンボルを使用する
   よう構成されていることを特徴とする請求項７または８に記載の受信機。
10. ・前記選定された遅延値のそれぞれについてチャネル推定値を算出し、
    ・前記選定された遅延値に対応したユーザデータシンボルを提供し、
    ・提供された前記ユーザデータシンボルと前記チャネル推定値とを合成する
    よう構成されていることを特徴とする請求項９に記載の受信機。
11. ・前記選定された遅延値のそれぞれについてチャネル推定値を算出し、
    ・残りの遅延値のチャネル推定値をゼロに設定し、
    ・すべての遅延値に対応したユーザデータシンボルを提供し、
    ・提供された前記ユーザデータシンボルと前記チャネル推定値とを合成する
    よう構成されていることを特徴とする請求項９に記載の受信機。
12. 受信信号を蓄積し、
    ・前記受信信号を処理してパイロットシンボルを取得し、
    ・前記信号対干渉比を算出する際に前記パイロットシンボルを使用し、
    ・前記蓄積された信号を処理して、前記選定された遅延値に対応したユーザデータシンボルを取得し、
    ・前記選定された遅延値のそれぞれについてチャネル推定値を算出し、
    ・前記ユーザデータシンボルと前記チャネル推定値とを合成する
    ことを特徴とする請求項７または８に記載の受信機。
13. 前記受信機は、ＷＣＤＭＡ受信機であることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１項に記載の受信機。
14. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載された前記方法の各ステップを実行するプログラムコード手段を備えたことを特徴とするコンピュータプログラム。
15. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載された前記方法の各ステップを実行するプログラムコード手段を記録していることを特徴とするコンピュータ可読記録媒体。

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