JP2000500950A - 信号有用性の判定において歪み効果を軽減するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 通信システム１００は、受信機における歪み効果の軽減と信号有用性判定の強化を行う方法および装置を採用する。受信機は情報符号のストリームを含む離散情報信号を受信する。ストリームの各情報符号１２４は、２つの成分、すなわち所望成分と、干渉および歪みを含む非所望成分とを含む。受信機は、情報符号の所望成分の推定値１２６を決定し、情報符号そのものとその所望成分推定値とに基づいて情報符号の非所望成分の推定値１３０を決定する。次に、非所望成分推定値は、所望成分推定値に基づいて導かれた計数逓減率１３２によってスケーリングされる。被受信符号に関する信号有用性１３６の決定の強化は、最終的に、スケーリングされた非所望成分推定値１３４に基づいて決定される。このようにして、強化された信号有用性決定は、実質的に歪みを排除して、干渉のみの関数に近づく。

Description

【発明の詳細な説明】 信号有用性の判定において歪み効果を軽減するための 方法および装置 技術分野 本発明は、一般に通信システムに関し、特に通信資源の地域的再利用を伴う通 信システムに関する。 発明の背景 通信資源を地域的に再利用する通信システムは、当技術では周知である。これ らのシステムは、通信資源の所定の集合を１つの地域に割振り、同一集合の通信 資源を１つ以上の地域で再利用する。この再利用技術により、複数の小さな地域 で構成される大きな地域において通信サービスを提供するために必要な通信資源 の数を最小限に抑えることによって通信容量が改善される。 通信資源を地域的に再利用する通信システムのうち最も一般的な２つのシステ ムは、セルラおよび中継移動通信システムである。いずれの通信システムにおい ても、通信ユニットが通信サービスを要求すると、通信資源の割振りが開始され る。資源の使用可能性と信号の有用性とに基づき、 資源コントローラが、周波数チャネルまたは時間スロットなどの通信資源を通信 ユニットに割り当てる。会話やファクシミリ送信などの通信は、通信ユニットと 他の通信ユニットとの間、または通信ユニットと公衆サービス電話網の加入者と の間で行われる。通信は、終了までか、あるいはサービスが中断されるまで継続 する。通信が終了すると、資源コントローラは通信資源を回収し、それによって その通信資源を他の通信のために使用することができる。 許容できる通信資源を識別する場合の重要なパラメータは信号有用性である。 ワイヤレス通信システムにおいては、通信資源は、所定の帯域幅を占有する無線 周波数（ＲＦ：radio frequency）チャネルであるのが普通である。情報信号が ＲＦチャネル（通信資源）上に送信されると、干渉やノイズなどの望ましくない チャネル効果および送信機と受信機の歪みが送受信中に情報信号を改変する。従 って、通信ユニット内の受信機または基地局により受信される情報信号は、干渉 チャネルおよび歪み効果により変造される。使用可能な通信資源上の干渉および ノイズの標識を確認することにより、最も信頼性の高い通信資源を通信のために 選択することができる。この標識が信号有用性と呼ばれる。 地域再利用通信システムにおいては、信号有用性は、ＲＦチャネル上に存在す る共チャネル干渉量によって制約を受けるのが普通である。共チャネル干渉は、 所望のＲＦチャネルと同じチャネル上に送信する近隣の通信ユニットまたは 基地局から受信機が欲しない情報信号を受信する場合に起こる。所望の信号（Ｃ ）の共チャネル干渉（Ｉ）およびノイズ（Ｎ）の総量に対する比に基づいて信号 有用性を決定する方法の詳細については、モトローラ社に譲渡された米国特許第 ５，４４０，５８２号「Ａ Ｍethod Ａnd Ａpparatus Ｆor Ｄetermining Ｓig nal Ｕsability」を参照されたい。この方法は多くの利点を持つが、判定された 信号有用性に対して送信機および受信機の歪み効果が与えるダイナミック・レン ジの制限については技術的に言及しない。 歪み効果にはいくつかの原因があるが、結果は共通して１つである。すなわち 達成可能な最大信号有用性標識（Ｃ/(Ｉ＋Ｎ)）を制限する傾向がある。歪み効 果は、搬送波対干渉＋ノイズ比の分母に干渉項を加え、信号有用性の新しい標識 Ｃ/(Ｉ＋Ｎ＋Ｄ)を生成する。ただし、Ｄは受信機と送信機の両方により生まれ る歪み効果を表す。通常、共チャネル干渉は歪み効果よりはるかに大きいので、 歪み効果を無視して、搬送波対干渉＋ノイズ比を評価することにより、信号有用 性の標識を得ることができる。しかし、共チャネル干渉が小さくなると、歪み効 果が信号有用性標識に影響を与え、実際の信号有用性と搬送波対干渉＋ノイズ比 の線形の相関関係を損なう。従って、歪み効果を認めないと、搬送波対干渉＋ノ イズ比を評価することにより決定される正確な信号有用性標識の範囲は、歪み効 果との関わりによる最大値に制限される。対数表現で表すと、搬送波対干渉 ＋ノイズ比の計測可能な最大値は、本技術による固有の歪みにより通常は２５ｄ Ｂ未満である。しかし、周波数再使用通信システムでは、最適なシステム動作の ためには３０ｄＢ超の最大信号有用性標識を必要とするものがある。このような ダイナミック・レンジの広いシステムにおいては、歪み効果を推定することが、 正確な信号有用性標識を得て、システムの機能性を高めるために重要である。 送信機および受信機に起こりやすい歪み効果は、デジタル受信機におけるタイ ミング・エラー，搬送波のフィードスルー，フィルタの歪みおよび増輻器の非線 形性である。タイミング・エラーは、被受信信号のサンプリングが不適切なため に起こり、符号間干渉を大きくする。搬送波のフィードスルーは、ＲＦ搬送波エ ネルギの一部を被変調情報信号内に変位させることにより所望の信号を劣化させ る。フィルタの歪みは、それらに固有の可変強度およびグループ遅延周波数応答 により所望の信号の強度と位相とを改変する。相互変調歪みなどの増幅器の非線 形性は、望ましくないＲＦエネルギを所望の信号の帯域幅内に招く。 信号有用性の判定において歪み効果を補正する一方法は、モトローラ社に譲渡 された米国特許第５，４０６，５８８号「Ｍethod Ａnd Ａpparatus Ｆor Ｍiti gating Ｄistortion Ｅffects Ｉn Ｔhe Ｄetermination ＯfＳignal Ｕsabilit y」に開示される。この方法においては、信号有用性判定を実行する受信機は、 送信機および受信機 により導入される歪みに関して予め設定された情報を用いて、受信された情報符 号の望ましくない成分（すなわち干渉，ノイズおよび歪みを含む成分）を濾波お よび除去し、それによって信号有用性判定における歪み効果を軽減する。しかし 、この方法は送信機および受信機内に生成される一般的な歪み効果は補償するが 、情報信号に含まれる特定のデータ毎に情報信号に影響を与える歪みの可変レベ ルを完全には補償しない。たとえば、情報信号が１６要素からなる直交振幅変調 （ＱＡＭ： quadrature amplitude modulation）符号配座における１つ以上の符 号位置に対応する情報符号を含む場合は、特定の符号に関して受信機および送信 機により導入される歪みのレベルは、その符号の所望の成分（すなわちデータか ら干渉，ノイズおよび歪みを除いたもの）の強度に基づいて可変する。その結果 、米国特許第５，４０６，５８８号の一般的な歪み軽減方法は、所望の信号有用 性のダイナミック・レンジを得るために充分な程には、被受信符号の歪みを軽減 しない。既存の技術が不充分なことは、被受信符号の所望成分の強度が大きく、 そのために送信および受信プロセスの間により大きなレベルの歪みが起こる場合 に、特に顕著である。 従って、送信される情報符号のデータ内容に基づいて送信機および受信機によ り導入される歪み効果を軽減し、信号有用性判定のダイナミック・レンジをさら に強化する方法および装置が必要である。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による無線送信機および無線受信機を備える通信システムの ブロック図である。 第２図は、第１図の無線送信機により送信される情報符号の１６要素直交振幅 変調配座の図である。 第３図は、本発明による情報符号のストリームを含む被受信信号サブチャネル を示す。 第４図は、本発明による格納装置に格納される第３図のサブチャネルに受信さ れる情報符号の所望成分の推定値を示す。 第５図は、第２図の配座における所望成分の推定値位置の関数としての好適な 計数逓減率のルックアップ・テーブルである。 第６図は、本発明の好適な実施例により信号有用性判定において歪み効果を軽 減するために実行される段階の論理的流れ図である。 第７図は、本発明の代替の実施例により信号有用性判定において歪み効果を軽 減するために実行される段階の論理的流れ図である。 好適な実施例の説明 一般に、本発明は受信機において歪み効果を軽減し信号有用性判定を強化する 方法および装置を包含する。受信機は、情報符号のストリームを含む個別の情報 信号を受信する。ストリームの各情報符号は２つの成分を備える：すなわち所望 成分と、干渉および歪みを含む非所望成分である。受信機は、情報符号の所望成 分の推定値を判定し、情報符号そのものとその所望成分の推定値とに基づき、情 報符号の非所望成分の推定値を判定する。次に非所望成分推定値を、所望成分推 定値に基づく計数逓減率によりスケーリングする。被受信符号の強化された信号 有用性判定は、最終的にスケーリングされた非所望成分推定値に基づいて決定さ れる。信号有用性判定の強化は、符号の所望成分推定値の特性（たとえば強度） に基づき被受信符号の非所望成分推定値に現れる歪み効果を最小限に抑えること により実行される。このようにして、各被受信情報符号に関する強化された信号 有用性判定は、非所望成分推定値に現れる歪みが少なくなるために、干渉のみの 関数に近づき、そのために既存の信号有用性判定法と比べて広いダイナミック・ レンジ通信システムに対する適応性が大きくなる。 本発明は、第１図ないし第７図を参照してさらに詳しく説明することができる 。第１図は、通信システム１００内で無線受信機１０２に対して無線周波数（Ｒ Ｆ）チャネル１２２上に符号ストリームを送信する無線送信機１０１を図示する 。符号ストリームは、ＲＦチャネル２２内の固有の送 信機歪み，ノイズおよび干渉と固有の受信機歪みとにより、送信機１０１から受 信機１０２までの経路全体で改変される。かくして、受信機の信号受信機１０４ に対する入力において結果的に得られる改変された符号ストリームの各符号は、 所望成分および非所望成分を含み、所望成分は元の改変されない符号を含み、非 所望成分はチャネル干渉およびノイズと、送信機１０１および受信機１０２それ ぞれからの歪みとを含む。 第２図は、送信機１０１により送信される可能性のある符号の集合を好ましく は形成する、複素符号空間２００内の所定の符号位置２０１〜２１６の集合の一 例を示す。特に第２図は、送信機１０１により送信される情報符号の１６要素直 交振幅変調（ＱＡＭ）配座を示す。この配座の各情報符号または符号位置２０１ 〜２１６は二次元であり、複素符号空間２００内のその位置によって定義される 値を有する。 当技術では周知の如く、離散情報符号のストリームを含む信号は、ＲＦ送信チ ャネル１２２などの通信資源上に送信され、受信機１０２によって受信すること ができる。送信機１０１および受信機１０２上の歪みの存在，干渉，ノイズおよ び送信チャネル１２２内の更なる歪みによって、各情報符号２０１〜２１６の被 受信値が改変されることが多い。送信チャネル１２２内の更なる歪みを除くと、 この改変は通常、被送信ストリームの各情報符号２０１〜２１６ 上に重ねられたほぼゼロの平均値乱数プロセスからなる。そのため、各情報符号 ２０１〜２１６の被受信値は対応する被送信情報符号の値を中心とした値の範囲 内に入るように見える。 しかし、送信機１０１および受信機１０２内の種々の歪みのために、符号スト リームの各符号２０１〜２１６には、異なるレベルの歪みが起こることがある。 たとえばモトローラ社に譲渡された米国特許第５，５１９，７３０号「Ｃommuni cation Ｓignal Ｈaving Ａ Ｔime Ｄomain Ｐilot Ｃomponent」に開示され、 第３図に示される多重無線サブチャネル・システムにおいては、搬送周波数（ｆ_c ）を中心とする４つの無線サブチャネル３０１〜３０４のうち１つ以上のサブ チャネル内に伝えられる情報符号は、他の無線サブチャネルにより伝えられる情 報符号と比べて変造が少ない。さらに、送信機および受信機の歪みは、複素符号 空間２００内のその位置によって、ある情報符号位置を他のものよりも変造する ことがある。すなわち、複素符号空間２００内の符号位置２０１〜２１６は、複 素符号空間２００内の各位置により歪みのレベルが変動する。第２図に示される １６要素ＱＡＭ配座においては、１０の二乗の強度を有する符号位置２０５〜２ １２を参照して、基準符号位置２０５〜２１２よりも大きな強度を有する符号位 置２１３〜２１６は、送信機１０１および受信機１０２による歪みのレベルが大 きくなる。一方で、基準符号位置２０ ５〜２１２よりも小さい強度を有する符号位置２０１〜２０４はこのような歪み のレベルが小さくなる。従って、受信機１０２の歪み最小化プロセスを強化する ために、本発明は被送信符号の符号位置の推定値（所望成分）に基づいて歪み（ 非所望成分）を含む符号成分に可変重みづけを行う。 所望符号判定装置１０６，データ・バッファ１０８，チャネル推定装置１１０ ，乗算器１１２，非所望成分判定装置１１４，データベース１１６，スケーラ１ １８および信号有用性判定装置１２０を具備する受信機１０２を用いて、改変さ れた符号ストリームを処理し、符号ストリーム有用性の標示を行う。信号受信機 １０４は、改変された符号ストリームを受信，増幅，濾波して、所望成分判定装 置１０６，非所望成分判定装置１１４およびチャネル推定装置１１０によって処 理することのできるベースバンド符号ストリームに変換する。信号受信機１０４ は、通常、ＲＦフロントエンドと、フィルタと、周波数下方変換器と、アナログ −デジタル変換器と、被受信符号ストリーム内の符号の推定値を確実の得るため に必要とされるデジタル信号処理とを備える。多くの場合、信号受信機１０４の フィルタとその他の構成部品とが、前述の受信機歪みの源となる。 ベースバンド符号ストリームの各符号（ｄ）１２４は、所望成分および非所望 成分のベースバンド表現を含む。チャネル推定装置１１０は、ベースバンド符号 ストリームの各 符号と、ＲＦチャネルにより各被送信符号上に導入された利得および位相の推定 値とを受け取り、利得および位相推定値を反映するチャネル・フェーディング信 号（ｈ）１２８を生成する。所望成分判定装置１０６も、ベースバンド符号スト リームの各符号を受け取り、それぞれの所望成分を推定する。任意の特定の被受 信情報符号の所望成分推定値（Ｄ）１２６は、好ましくは複素符号空間２００内 に当初送信された符号の符号位置である。ＲＦチャネル効果の推定および所望成 分推定値１２６の決定方法に関する詳細は、いずれも本明細書に参考文献として 含まれる米国特許第５，５１９，７３０号および第５，４４０，５８２号に記述 される。 好適な実施例においては、複数の被受信情報符号の所望成分推定値１２６はデ ータ・バッファ１０８に格納される。データ・バッファ１０８は、ランダム・ア クセス・メモリ（ＲＡＭ）などの格納装置によって構成される。データ・バッフ ァ１０８の格納事項の例４０１〜４０４を第４図に示す。格納事項４０１〜４０ ４は、所定の時間的期間（たとえば１ミリ秒）の間に第３図に示される４つのサ ブチャネル３０１〜３０４の各々に受信される４つの情報符号の所望成分推定値 １２６によって構成される。データ・バッファ１０８に格納される所望の成分推 定値１２６はＤijと示される。ただし、iはサブチャネル基準指標で、jは情報符 号指標である。 各所望成分推定値１２６はデータ・バッファ１０８から 乗算器１１２に送られ、ここで所望成分推定値１２６には、その特定の所望成分 推定値１２６が生成されたベースバンド情報符号（ｄ）に対応するチャネル・フ ェーディング信号１２８が乗算される。非所望成分判定装置１１４は、ベースバ ンド情報符号と乗算器１１２の出力とを受信して、好ましくは、ベースバンド符 号（ｄ）からチャネル変調所望成分推定値（Ｄh）を減ずることによりベースバ ンド符号の非所望成分を推定する。ここで、ＲＦチャネルからの干渉およびノイ ズと、受信機および送信機の歪みとを含む非所望成分推定値１３０が、スケーラ １１８に供給される。 スケーラ１１８は、データベース１１６に格納される計数逓減率１３２に基づ き非所望成分推定値１３０をスケーリングして、スケーリングされた非所望成分 推定値１３４を生成する。好適な実施例においては、データベース１１６は、第 ５図に示されるルックアップ・テーブル５００によって構成される。ルックアッ プ・テーブル５００は、第２図の複素符号空間の例２００における３つのカテゴ リの符号位置のそれぞれについて１つずつ、３つの計数逓減率５０１〜５０３を 含む。第１の計数逓減率５０１（すなわち１．１９）は、集合内の符号位置２０ １〜２１６の最小強度を有する符号位置２０１〜２０４（+/-1，+/-j）に対応す るので、送信機および受信機の歪みのレベルは最低になる。第２計数逓減率５０ ２（すなわち１．０）は、集合内の符号位置２０１〜２１６の中間強度を有する 符号位 置２０５〜２１２（+/-1，+/-3jおよび+/-3，+/-j）に対応するので、送信機お よび受信機の歪みのレベルは中間値になる。第３計数逓減率５０３（すなわち０ ．３７５）は、集合内の符号位置２０１〜２１６の最大強度を有する符号位置２ １３〜２１６（+/-3，+/-3j）に対応するので、送信機および受信機の歪みのレ ベルは最大になる。 計数逓減率５０１〜５０３は、好ましくは以下の方法で決定される。中間レベ ルの送信機および受信機歪みを受ける符号位置２０５〜２１２が基準位置として 選択される。従って、基準符号位置２０５〜２１２の任意の１つの強度が（すべ ての強度が等しいので）決定され、基準値として選択される。次にこの基準値を 、符号位置の他のすべてのカテゴリに関わる強度で除算し、基準計数逓減率を求 める。たとえば、第１カテゴリの符号位置に関する基準計数逓減率は、この場合 は１０の平方根（たとえば｜1+j3｜）である基準値の、この場合は２の平方根（ たとえば｜1+j｜）である第１カテゴリ内の１つの符号位置２０１〜２０４の強 度に対する比率を形成することにより決定される。この比率の結果が基準計数逓 減率となる。かくして、第１カテゴリの符号位置２０１〜２０４（すなわち内側 の符号位置）の基準計数逓減率は、５の平方根すなわち約２．２４となる。同様 にして、他の２つのカテゴリの符号位置２０５〜２１６（すなわち中間と外側の 符号位置）に関する基準計数逓減率は、基準値の、各カテゴリ内の符号位置の１ つの 強度に対する比率を形成することにより決定される。かくして、この場合は中間 符号位置２０５〜２１２に関する基準計数逓減率は１．０であり、外側の符号位 置２１３〜２１６に関する基準計数逓減率は５／９の平方根すなわち０．７４で ある。上述のように、各基準計数逓減率は、そのそれぞれの符号位置の強度（す なわち所望成分推定値）に反比例することに注目されたい。 好適な実施例においては、中間符号位置２０５〜２１２の基準計数逓減率は、 ルックアップ・テーブル５００に記憶される中間符号位置２０５〜２１２に関す る最終的な計数逓減率５０２を構成する。しかし、他の符号位置２０１〜２０４ ，２１３〜２１６に関する基準計数逓減率は、ルックアップ・テーブル５００に 格納される符号位置２０１〜２０４，２１３〜２１６に関する最終的な計数逓減 率５０１，５０３とはならない。むしろ、内側および外側の符号位置に関する好 適な計数逓減率５０１，５０３は、対応する基準計数逓減率よりも小さい値によ って構成される。基準計数逓減率よりも小さい計数逓減率５０３を用いることが 、所望成分推定値が外側の符号位置２１３〜２１６によって構成される場合に現 れる歪みを軽減するために重要である。これは、外側の符号位置２１３〜２１６ には、第１図に示される符号位置２０１〜２１６のうち最大レベルの歪みがある ためである。基準計数逓減率よりも小さい計数逓減率を用いることによって、本 発明は、特に外側の 符号位置２１３〜２１６として推定される所望成分を有する被受信情報符号に関 して、信号有用性の判定における歪みの影響を最小限に抑えようとする。外側の 符号位置２１３〜２１６に関する計数逓減率５０３は、分母を大きくする（たと えば外側符号位置２１３〜２１６の強度よりも大きな値で基準値を除算する）か 、あるいは基準計数逓減率を生成するために形成される比率において分子（すな わち基準値）を小さくすることによって、対応する基準計数逓減率よりも小さく する。 代替の実施例においては、計数逓減率５０１〜５０３は、各カテゴリの符号位 置（所望成分推定値）に関する基準計数逓減率によって構成されてもよい。この 実施例により、より大きな割合の非所望成分推定値１３０を、特に外側の符号位 置２１３〜２１６に関して信号有用性判定に用いることができる。かくして、本 発明は好適な実施例よりも小さい信号有用性判定のダイナミック・レンジを必要 とするシステムにおいて採用することができる。 さらに別の実施例において、計数逓減率５０１〜５０３は、データ・バッファ １０８に格納される１つ以上の所望成分推定値１２６にさらに基づいて決定され る。たとえば、第４図の所望成分推定値Ｄ１１に対応する非所望成分推定値１３ ０の計数逓減率は、Ｄ１１により表される符号位置の強度だけでなく、バッファ １０８に格納される他の１つ以上の所望成分推定値の強度に基づいて決定される 場合もある。 かくして、ある非所望成分推定値１３０に適応される計数逓減率が、２つ以上の サブチャネル３０１〜３０４からの所望成分推定値の強度によって決まることも ある。このサブチャネルは、非所望成分の推定値の対応する所望成分と少なくと も１つの他のサブチャネルを含む。この方法で計数逓減率を求めることにより、 サブチャネル３０１〜３０４にまたがる歪みの変動を補償し、信号有用性判定に おいて軽減することができる。 好適な実施例においては、スケーラ１１８の要求があると、データベース１１ ６は、スケーリングされる特定の所望成分推定値１３０を生成するために用いら れる情報符号の所望成分推定値１２６を受信し、所望成分推定値に対応する適切 な計数逓減率を選択し、その計数逓減率１３２をスケーラ１１８に提供する。た とえば、スケーリングされる非所望成分推定値１３０に対応する所望成分推定値 １２６が外側符号位置２１３〜２１６の１つ（たとえば-3,j3）の場合は、デー タベース１１６は、その要求に応答して計数逓減率０．３７５をスケーラ１１８ に与える。 計数逓減率１３２を受信すると、スケーラ１１８は、計数逓減率１３２によっ て非所望成分推定値１３０をスケーリング（すなわち乗算）して、スケーリング され非所望成分推定値１３４を信号有用性判定装置１２０に送る。信号有用性判 定装置１２０は、情報符号のスケーリングされた非所望成分推定値１３４と、好 ましくは米国特許第５，４ ４０，５８２号に開示される方法によるチャネル・フェーディング信号１２８と に基づき、被受信情報符号１２４の信号有用性１３６の標示（たとえばＣ/(Ｉ＋ Ｎ)）を決定する。信号有用性１３６は、次に周知の方法によるハンドオフ処理 アルゴリズムに送られる。好適な実施例においては、上記のプロセスが被受信情 報符号の各々について反復され、各被受信情報符号と被受信符号ストリームの信 号有用性を決定する。 上記のように、本発明は、送信されるデータ符号の関数として信号有用性の決 定における歪み効果を軽減する方法を提供する。信号有用性決定の既存の方法は 、送信機および受信機により導入される歪みを補正したり、送信されるデータ符 号とは独立した歪みを削減することはない。後者の方法では、受信機は実際に送 信されるデータ符号に関わらず被受信情報符号のすべての非所望成分に同じ濾波 またはスケーリングを行う。これに対して、本発明は被受信情報符号の非所望成 分を、被受信符号の所望成分の推定値に基づいて異なる方法でスケーリングする 。このようにして、本発明は信号有用性決定中に送信される情報符号の個々に、 あるいは符号群に影響を与える可変レベルの歪みを削減する。被送信データ符号 の推定値（所望成分）に基づいて非所望成分推定値をスケーリングすることによ り、本発明は、被送信データ符号の強度に関わらず、信号有用性決定のより大き なダイナミック・レンジを可能にする。 第６図は、本発明の好適な実施例により信号有用性判定において歪み効果を軽 減するために実行される段階の論理的流れ図６００を示す。論理の流れは、受信 機が情報符号のストリームを受信する（６０３）と開始され（６０１）、このと き各情報符号は、被送信データを含む所望成分と、干渉，ノイズおよび歪みを含 む非所望成分とを備える。次に、受信機は１６要素ＱＡＭ符号配座内の符号位置 として、被受信情報符号の１つの所望成分を推定する（６０５）。受信機は、被 受信情報符号からチャネル補償した所望成分推定値を減ずることにより、被受信 情報符号の非所望成分も推定する（６０７）。 特定の被受信情報符号の所望成分および非所望成分の両方を推定する前あるい は後に、受信機は、中間レベルの歪みにより影響を受ける１６要素ＱＡＭ符号位 置（たとえば符号位置（1，3j））の強度を決定し（６０９）、基準値を生成す る。受信機は、所望成分推定値の強度で基準値を除算し、基準計数逓減率を生成 する。基準計数逓減率の生成は、被受信情報符号のリアルタイム処理中か、ある いは好適な実施例のように、被受信情報符号の処理前に実行することができる。 すなわち、好適な実施例においては、１６要素ＱＡＭ符号配座内の全符号位置に 関する基準計数逓減率は、情報符号のストリームの受信に先立ち、計算されデー タベースに記憶される。 基準計数逓減率，所望成分推定値および非所望成分推定 値がすべて決定されると、受信機は、所望成分推定値が中間レベルの歪みより大 きなレベルの歪みを受ける符号位置を表すか否かを判定する。好適な実施例にお いては、受信機は、所望成分推定値が１６要素ＱＡＭ符号配座内の外側符号位置 にあるか否かを判定する。所望成分推定値が中間レベルの歪みより大きなレベル の歪みを受ける符号位置を表さない場合は、受信機は基準計数逓減率よりも小さ い計数逓減率によって非所望成分推定値をスケーリングする（６１５）。たとえ ば、第１図ないし第５図に関して説明されるように、１６要素ＱＡＭ符号配座内 の外側符号位置に関する基準計数逓減率は０．７４である、外側符号位置に関す る好適な計数逓減率は０．３７５である。 所望成分推定値が、中間レベルの歪みより大きなレベルの歪みを起こす符号位 置を表さない場合は、受信機は、基準計数逓減率より小さい、あるいはそれと等 しい計数逓減率によって非所望成分推定値をスケーリングする（６２１）。たと えば、第１図ないし第５図に関して説明されるように、１６要素ＱＡＭ符号配座 内の中間符号位置に関する基準計数逓減率は１．０であり、中間符号位置に関す る好適な計数逓減率は１．０である。しかし、１６要素符号配座内の内側符号位 置に関する基準計数逓減率は２．２３であり、内側符号位置に関する好適な計数 逓減率は１．１９である。好適な実施例においては、外側符号位置に適応される 計数逓減率をその対応する基準計数逓減率より小さくすること が、内側符号位置に適応される計数逓減率をその対応する基準計数逓減率より小 さくことよりも重要である。これは、受信される外側符号位置の非所望成分内に 現れるより高いレベルの歪みは、受信される内側符号位置の非所望成分に現れる より低いレベルの歪みよりも、信号有用性判定に大きな悪影響を与えるためであ る。 非所望成分推定値をスケーリングすると、受信機は米国特許第５，４４０，５ ８２号に開示されるスケーリングされた非所望成分推知に基づき符号ストリーム の有用性の標示を決定し（６１７）、論理の流れは終了する（６１９）。 第７図は、本発明の代替の実施例により、信号有用性決定において歪み効果を 軽減するために実行される段階の論理的流れ図７００を示す。受信機が情報符号 のストリームを受信する（７０３）と、論理の流れは始まる（７０１）。このと き、各情報符号は、被送信データを含む所望成分と、干渉，ノイズおよび歪みを 含む非所望成分とを備える。次に、受信機は、被受信情報符号（たとえば複素符 号空間内の符号位置）の各々の所望成分を推定する（７０５）。受信機は、被受 信情報符号からチャネル補償した所望成分推定値を減ずることにより、各被受信 情報符号の非所望成分も推定する（７０７）。 各情報符号の所望成分推定値および非所望成分推定値を決定すると、受信機は 、各所望成分推定値に基づき非所望成分推定値の計数逓減率を決定する（７０９ ）。この決定 は、リアルタイム演算により、あるいはデータベースの照会により実行されるが 、これについては両方とも上記に説明された。次に受信機は、各々の計数逓減率 によって非所望成分推定値をスケーリングし（７１１）、スケーリングされた非 所望成分推定値を基にして（たとえば米国特許第５，４４０，５８２号に開示さ れる方法を用いて）符号ストリーム有用性の標示を決定し（７１３）、論理の流 れは終了する（７１５）。 本発明は、受信機において歪み効果を軽減し信号有用性判定を強化する方法お よび装置を包含する。本発明により、被受信符号ストリームに歪みがあることに よる信号有用性判定に対するダイナミック・レンジの制約が大幅に改善されるの で、３０dＢ超の最大信号有用性標識が被送信データに関わらず達成可能になる 。計算の分子（Ｉ+Ｎ+歪み）に現れる歪みを軽減することにより真の信号有用性 Ｃ(Ｉ+Ｎ)を測定および演算するという従来の試みは、その目的を達しなかった 。これは、このような試みが歪みのデータ依存性（すなわち、特定の被送信デー タ符号は、他の被送信データ符号よりも高レベルの歪みを受ける）を考慮しない からである。本発明は、被送信データの関数としての歪み項のべき数を大幅に小 さくして、測定される搬送波対干渉＋ノイズ比のより大きな最大値が全被送信デ ータ符号に関して得られるようにすることによって、全被送信データ符号に関す る信号有用性標識のダイナミック・レンジを広げる。 また、本発明は所望成分強度の関数としての歪み効果を軽減することにより、信 号有用性判定の一貫性または分散を改善する。 本発明は特定の実施例に関して図示および説明されたが、形式と詳細において 、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の変更が可能であることは 当業者には理解頂けよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，Ｂ Ａ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ， ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ (72)発明者 バーチラー、マーク・エイ アメリカ合衆国イリノイ州ロゼル、ディ ー・レーン472

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．歪み効果を軽減して信号有用性判定を強化する方法であって： 情報符号のストリームを受信して符号ストリームを生成する段階であって、前 記符号ストリームの各情報符号が所望成分と、歪みを含む各情報符号の非所望成 分とを含む段階； 前記符号ストリームの第１情報符号の所望成分を推定して所望成分推定値を生 成する段階； 前記第１情報符号および前記所望成分推定値に基づいて、前記第１情報符号の 非所望成分を推定し、非所望成分推定値を生成する段階； 前記所望成分推定値に基づく計数逓減率により前記非所望成分推定値をスケー リングして、スケーリングされた非所望成分推定値を生成する段階；および 前記スケーリングされた非所望成分推定値に基づき、符号ストリーム有用性の 標示を決定する段階； によって構成されることを特徴とする方法。 ２．前記符号ストリームの各情報符号の所望成分が、複素符号空間内の所定の 符号位置の集合の１つの符号位置であり、所定符号位置の前記集合が、前記複素 符号空間内の各位置に基づき可変するレベルの歪みを受けるときに、前記スケー リング段階が： 前記可変レベルの歪みの中間レベルの歪みによって影響を受ける所定の符号位 置の前記集合の符号位置の強度を決定して基準値を生成する段階；および 前記所望成分が前記中間レベルより大きなレベルの歪みを受ける所定の符号位 置の集合の符号位置であるときに、前記基準値を前記所望成分推定値の少なくと も前記強度によって除算し、計数逓減率を生成する段階； によってさらに構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．所定符号位置の前記集合が１６要素直交振幅変調符号配座内の符号位置を 構成し、前記所望成分が前記１６要素直交振幅変調符号配座内の前記符号位置の うちで最も大きな強度を有する符号位置であることを特徴とする請求項２記載の 方法。 ４．前記符号ストリームの各情報符号の所望成分が複素符号空間内の所定の符 号位置の集合のうち１つの符号位置であり、前記所定符号位置集合が前記複素符 号空間内の各位置に基づいて可変レベルの歪みを受けるとき、前記スケーリング 段階が： 前記可変レベルの歪みのうち中間レベルの歪みによって影響を受ける所定の符 号位置の集合のうちある符号位置の強度を決定して、基準値を生成する段階； 前記所望成分推定値の強度により前記基準値を乗算して、基準計数逓減率を生 成する段階；および 前記非所望成分が、前記中間レベルの歪みより大きなレベルの歪みを受ける所 定の符号位置の集合のうちの符号位置であるときに、前記非所望成分推定値を前 記基準計数逓減率よりも小さい計数逓減率によってスケーリングする段階； によって構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５．所定の時間的期間中に受信される情報符号のストリームの複数の情報符号 の所望成分推定値を格納する段階によってさらに構成され、前記複数の情報符号 が第１情報符号および第２情報符号を含み、前記第１情報符号は複数の無線サブ チャネルのうち第１無線サブチャネルに受信される情報符号であり、前記第２情 報符号は前記複数の無線サブチャネルのうち第２無線サブチャネルに受信される 情報符号であり、前記スケーリング段階が前記非所望成分推定値を、前記所望成 分推定値と前記第１情報符号の所望成分推定値とに基づく計数逓減率によってス ケーリングする段階によって構成されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ６．情報符号のストリームを受信して符号ストリームを生成する信号受信機で あって、前記符号ストリームの各情報符号が所望成分と、歪みを含む各情報符号 の非所望成分とを含む信号受信機； 前記信号受信機に結合され、前記符号ストリームの第１ 情報符号の所望成分を推定し、所望成分推定値を生成する所望成分判定装置； 前記所望成分推定装置および前記信号受信機に結合され、前記第１情報符号と 前記所望成分推定値とに基づく前記第１情報符号の非所望成分を推定し、非所望 成分推定値を生成する非所望成分判定装置； 前記所望成分判定装置および前記非所望成分推定装置に結合され、前記所望成 分推定値に基づく計数逓減率によって前記非所望成分推定値をスケーリングして 、スケーリングされた非所望成分推定値を生成するスケーラ；および 前記スケーラに結合され、前記スケーリングされた非所望成分推定値に基づき 符号ストリームの有用性の標示を決定する信号有用性判定装置； によって構成されることを特徴とする装置。 ７．前記所望成分推定装置と前記スケーラとの間に結合され、前記スケーラに より用いられる少なくとも１つの計数逓減率を格納して、前記非所望成分推定値 をスケーリングするデータベースによってさらに構成されることを特徴とする請 求項６記載の装置。 ８．前記符号ストリームの各情報符号の所望成分が、複素符号空間内の所定の 符号位置の集合のうち１つの符号位置であり、所定符号位置の前記集合が前記複 素符号空間内の各位置に基づく可変レベルの歪みを受け、前記少なくとも１つの 計数逓減率が実数値であって、基準値の前記所望 成分の強度に対する比率の結果を表すことを特徴とする請求項７記載の装置。 ９．前記符号ストリームの各情報符号の所望成分が、複素符号空間内の所定の 符号位置の集合のうちの１つの符号位置であり、所定符号位置の前記集合が前記 複素符号空間内の各位置に基づく可変レベルの歪みを受け、前記所望成分が前記 可変レベルの歪みの中間レベルの歪みよりも大きなレベルの歪みを受ける所定の 符号位置の集合のうちのある符号位置であるときに、前記少なくとも１つの計数 逓減率が、基準値の、少なくとも前記所望成分推定値の強度に対する比率の結果 を表し、前記基準値が前記中間レベルの歪みによって影響を受ける所定の符号位 置の前記集合のうちある符号位置の強度である請求項７記載の装置。 １０．前記所望成分判定装置，前記非所望成分判定装置および前記データベー スに結合され、前記情報符号ストリームの複数の情報符号の所望成分推定値を格 納する格納装置によってさらに構成され、前記複数の情報符号が第１情報符号と 前記少なくとも１つの計数逓減率を生成するために用いられる前記所望成分推定 値とを含むことを特徴とする請求項７記載の装置。