JP2003037581A - Ｃｄｍａ受信機の受信を改善する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力制御を有するＣＤＭＡシステムにおい
て、高い品質の推定値を保証すると同時に、システム実
装の複雑さの実質的増大を回避する。 【解決手段】 ＣＤＭＡ伝送の場合にチャネルパルス応
答を推定する目的で、複数の受信ブロックの相異なる電
力レベルをパラメータ推定値について等化するための補
正ファクタを推定する。これにより、パラメータ推定値
の受信信号における不連続な変動は、電力制御ファクタ
を推定し補償することによって回避することができる。
例えばＵＭＴＳシステムの場合、電力制御情報は、比較
的低い信頼性でのみ伝送されるため、実施例では、電力
制御ファクタを推定するために統計的仮説検定法を使用
する。これにより、移動無線における伝送チャネルの減
衰と、重畳されるノイズとの、複素ガウス過程としての
記述に基づいて、この方法に対する解析的表現が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル伝送、
例えば、ＵＭＴＳ(Universal Mobile Telecommunicatio
ns System)のようなディジタル移動無線システムに関
し、特に、データを取得するために必要なパラメータの
受信端推定を改善する方法と、その方法を実行するのに
適応したＣＤＭＡ（符号分割多元接続）方式の受信機と
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この分野の当業者にはよく知られている
ように、パラメータ推定法の例には、変調器と復調器の
間の周波数オフセット（これは後で補償される）を推定
する方法や、例えばチャネル歪みを除去するようにＲＡ
ＫＥ受信機の係数を設定するために必要なチャネル推定
法がある。ＲＡＫＥ受信機をよりよく理解するために
は、特に、A. J. Viterbi, "CDMA", Addison-Wesley, R
eading, Mass., 1995、を参照。この刊行物の内容はす
べて、本願明細書の内容の一部とみなされるべきであ
る。

【０００３】具体的には、例えば移動無線チャネルによ
る分散性チャネルを通じてのディジタル伝送の場合、送
信信号はノイズによって歪みおよび擾乱を受ける。チャ
ネル歪みは、送信データを取得するための特殊な考え方
を必要とする。例えば、ＧＳＭシステムで用いられてい
るように、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）伝送では、ビタ
ビアルゴリズムを利用した受信端系列推定が実行され
る。第３世代移動無線システム（例えば、ＵＭＴＳシス
テム）で行われるように、伝送がＣＤＭＡ（符号分割多
元接続）法を用いて行われる場合、取得は例えばＲＡＫ
Ｅ受信機によって可能である。より複雑ではあるが、よ
り強力でもある方法は、具体的には、マルチユーザ検出
に基づくものである。この点に関して補足的な文献とし
て、S. Verdu, "Multiuser Detection", Cambridge Uni
versity Press, Cambridge, 1998、を参照。

【０００４】受信方法は通常、チャネルパルス応答の推
定値を必要とする。ほとんどのＣＤＭＡシステムでは、
この目的のために、既知のパイロットシンボル（これに
対応する受信値が、推定を実行するために使用可能であ
る）が受信機へ送信される。文献における多くのチャネ
ル推定法はこの考え方に基づいている。

【０００５】ＲＡＫＥ受信機やマルチユーザ検出の電力
効率は、チャネル推定値の品質によって大きく影響され
る。その結果、ＣＤＭＡシステムは、システム全体の所
要容量と伝送品質を達成するために、適応的電力制御の
利用に強く依存する。この場合における「電力制御」と
いう用語は、フェージングに反応するための高速な電力
制御と、例えばデータレートの変更の場合に必要とされ
る送信電力の長期的適応との両方を包含する。

【０００６】現存のすべてのＣＤＭＡシステムでは、こ
のような電力制御をブロックごとに行うのが通常であ
り、送信電力がそれぞれの場合に個々のシンボルブロッ
クでは一定に保持され、ブロックどうしの間では不連続
に変化するようにしている。

【０００７】これにより、各チャネル推定値は相異なる
ブロックからの受信値によって一般に影響され、電力制
御を有するシステムでは相異なる電力レベルがブロック
ごとに割り当てられるため、異なる送信電力レベルを有
するシンボルを組み合わせる必要が生じる。これらの相
異なる送信電力レベルが明示的に考慮されない場合、チ
ャネル推定結果の品質の低下につながりうる。しかし、
この問題点は、従来技術のシステムでは無視されるか、
あるいは、この不連続性により引き起こされるチャネル
推定の明白な劣化が容認されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の上記の問題点、特に上記の劣化を回避することで
ある。

【０００９】本発明のもう１つの目的は、特に電力制御
を有するＣＤＭＡシステムの場合において、従来技術に
よる方法を利用するときよりも高い品質の推定値を保証
し、同時に、システム実装の複雑さの実質的増大をおお
むね回避する、効率的な方法を示すことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による解決法は、
請求項１、１４および１８の特徴的構成をそれぞれ有す
る方法、ＣＤＭＡ受信機および実装プログラムによって
提供される。

【００１１】有利な、あるいは、好ましい実施例が、そ
れぞれの従属請求項の内容である。

【００１２】できる限り効率的なパラメータ推定法の目
的のため、特にＣＤＭＡ伝送の場合にチャネルパルス応
答を推定する目的のため、本発明は、複数の受信ブロッ
クの相異なる電力レベルをパラメータ推定値について等
化することができるための補正ファクタを推定する。こ
れにより、パラメータ推定値の受信信号における不連続
な変動は、電力制御ファクタを推定し補償することによ
って回避することができる。

【００１３】例えばＵＭＴＳシステムの場合、電力制御
情報は、比較的低い信頼性でのみ伝送されるため、好ま
しい実施例では、電力制御ファクタを推定するために統
計的仮説検定法を使用する。このことの利点は、移動無
線における伝送チャネルの減衰と、重畳されるノイズと
の、複素ガウス過程としての記述に基づいて、この方法
に対する解析的表現を指定することができることであ
る。さらに、電力制御ファクタの推定値は、好ましく
は、最大事後アプローチに基づくものであり、規定可能
な観測変数の測定に関して生起確率が最大になるような
判定が電力制御ファクタに対して行われる。本発明によ
れば、個々の好ましい推定法に対して異なる観測変数が
指定されるため、パイロットシンボルに割り当てられる
受信値を利用するとともに、未知データに割り当てられ
る受信値を利用して、有効に推定を行うことが可能とな
る。さらに、本発明による方法は、例えば、送信機と受
信機の間の周波数オフセットのような、別のパラメータ
を推定する際の有益な応用にも適している。

【００１４】したがって、本発明による方法と、本発明
によりこの方法を実行するように適応した受信機は、特
に、電力制御を有するＣＤＭＡシステムにおけるチャネ
ル推定のような、受信端でのパラメータ推定の品質の向
上を保証する。特に送信データを再構成するためにＲＡ
ＫＥ受信機を使用する場合には、検出は、チャネル推定
値や、例えば周波数オフセットのような他のパラメータ
の推定値に実質的に基づくため、パラメータ推定におけ
る改善は伝送システムのビット誤り率の低減につなが
り、そのため、必要な送信電力の節減、したがって、全
容量の増大が可能となる。他方、実際の実装において、
これによる余分の出費はわずかしか生じない。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明によるアプローチと、以下
の記述が基礎とするシステムモデルとをよりよく理解す
るため、まず図２を参照する。図２は、線形歪みチャネ
ルに対するＤＳ−ＣＤＭＡ（直接拡散符号分割多元接
続）による伝送のためのＲＡＫＥ受信機の概略ブロック
図である。それ自体は当業者に知られているように、ア
ンテナから来る入力信号は、受信フィルタ１を通過後、
この目的のために、ＲＡＫＥ受信機のいわゆるフィンガ
Ｆ_０、Ｆ_ｉ、Ｆ_Ｌ−１という経路ごとに処理される。フ
ィンガは、複数のデバイス、特に、遅延２、逆拡散３お
よびチャネル推定４のためのデバイスを有する。

【００１６】図２によるＲＡＫＥ受信機の離散時間出力
信号ｙ［ｋ］は、この場合、次式で与えられる。

【数１】 ＬはＲＡＫＥ受信機のフィンガＦ_０、Ｆ_ｉ、Ｆ_Ｌ−１の
個数を表す。表現を単純化するために、生じる伝搬時間
を無視する場合、図２によるｉ番目のフィンガＦ _ｉの出
力信号ｙ_ｉ［ｋ］は次式で与えられる。 ｙ_ｉ［ｋ］＝ｈ_ｉ［ｋ］・ａ［ｋ］・ｓ＋ｎ_ｉ［ｋ］， ｉ∈｛０，１，.. .，Ｌ−１｝ （２） この場合における系列ａ［ｋ］は送信シンボルを含む。
送信シンボルは、使用される変調方法に依存して、純粋
に実数であることも、複素数であることも可能である。
パラメータｈ_ｉ［ｋ］は、ｉ番目のＲＡＫＥフィンガＦ
_ｉに関連する時間依存重みファクタであり、これはチャ
ネルパルス応答によって与えられる。式（１）における
パラメータ＾ｈ_ｉ［ｋ］は、ｉ番目のＲＡＫＥフィンガ
Ｆ_ｉに関連する推定される時間依存重みファクタを表
し、これは、図２のチャネル推定デバイス４によって決
定される。パラメータｎ_ｉ［ｋ］は、ｉ番目のＲＡＫＥ
フィンガＦ_ｉの干渉信号を表し、これは通常さまざまな
成分（例えばホワイトノイズやＭＡＩ（多元接続干渉：
Multiple Access Interference））からなる。ファクタ
ｓは、受信信号の電力に影響を及ぼす、すなわち、電力
制御（高速電力制御または長期電力マッチング）を引き
起こす重みファクタであり、期間Ｋの受信ブロックに対
して一定である。

【００１７】さらに、この分野の当業者には知られてい
るように、＾ｈ_ｉ［ｋ］およびｎ_ｉ［ｋ］はいずれも、
多くの移動無線アプリケーションにおいて、平均ゼロの
複素ガウス過程が良好な近似であると仮定することがで
きる。この仮定は、以下の記述の基礎をなす。

【００１８】例えば、ＵＭＴＳシステムの場合、電力制
御ファクタｓは、突然に受信機に通信されるが、対応す
る受信シンボルには、高い信頼性はない。その理由は、
遅延を短くすることが要求されるために、これらのシン
ボルに対する強力なチャネル符号化が不可能なためであ
る。したがって、一般に受信機は、ファクタｓの正確な
知識を有しないため、ｓについてのすべての可能性を考
慮することが必要、あるいはむしろ本質的である。それ
らの（事前）確率は、電力制御情報を含む受信シンボル
と、対応するシンボル誤り確率とを利用して決定するこ
とができる。

【００１９】簡単のため、各ブロックのシンボルは、一
定の電力制御ファクタｓを有し、離散時間ｋ∈｛０，
１，...，Ｋ−１｝で数え上げられるとする。さらに、
各ブロックＫ_ｐは、位置ｋ_０，ｋ_１，...，ｋ_Ｋｐ−１
において、受信機に既知のパイロットシンボルを有する
と仮定する。ファクタｈ_ｉ［ｋ］を決定するためのチャ
ネル推定は、受信値ｙ_ｉ［ｋ_０］，ｙ
_ｉ［ｋ_１］，...，ｙ_ｉ［ｋ_Ｋｐ−１］を利用して行う
ことができる。この場合、この点に関しては、例えばフ
ィルタリングや補間に基づくさまざまな方法が文献から
知られる。そのような文献の例としては以下のものがあ
る。 ・J. K. Cavers, "An Analysis of Pilot Symbol Assis
ted Modulation for Rayleigh Fading Channels", Tran
sactions on Vehicular Technology, VT-40:686-693, N
ov. 1991. ・G. Auer et al., "Adaptive Mobile Channel Predict
ion for Decision Directed Rake Receivers", IEEE Co
lloquium on Adaptive Signal Processing forMobile C
ommunications Systems, pages 13/1-13/5, Oct. 1997. ・H. Andoh et al., "Channel Estimation Filter Usin
g Time-Multiplexed Pilot Channel for Coherent Rake
Combining in DS-CDMA Mobile Radio", IEICETrans. C
ommun., E81-B(7):1517-1526, July 1998.

【００２０】これらの方法では、判定フィードバックの
原理を適用することによって、データシンボルに対応す
る受信値をチャネル推定値に含めることも可能である。
これにより、推定の品質が向上する。

【００２１】当業者に知られているように、一般に相異
なるブロックからの受信値が現在のチャネル推定値に影
響を及ぼし、その結果、シンボルは、例えば図３ｂから
わかるように、さまざまな電力制御ファクタｓで組み合
わされる。すでに上で言及したように、これは、チャネ
ル推定フィルタの適応の劣化や、チャネル推定の結果の
品質低下を引き起こす可能性がある。さらに、同様の問
題は、例えば、チャネル自己相関系列の推定値で動作す
る周波数オフセット推定法においても起こりうる。この
点に関しては、例えば、W.-Y. Kuo et al., "Frequency
Flat Fading",Transactions on Communications, COM-
45:1412-1416, Nov. 1997、を参照。

【００２２】これらの問題点が無視され、あるいは、生
じる劣化が容認されている従来技術によるパラメータ推
定法とは異なり、本発明による方法のアプローチは、電
力制御ファクタｓを推定した後、特に、図３ｂに示され
るようなパラメータ推定値の入力信号における急激な不
連続性を回避するために電力制御ファクタｓを補償する
というものである。

【００２３】この目的のために実行される推定につい
て、図１および図４を参照して以下で説明する。

【００２４】送信機から受信機に通信されるファクタｓ
を直接利用することは一般に不可能である。その理由
は、この情報を含むシンボルはほとんどの場合、十分に
信頼できないからである。そこで、ファクタｓを推定す
るために、例えば、A. D. Whalen, "Detection of Sign
al in Noise", Academic Press, New York, 1971（この
文献は、本明細書の内容の一部とみなされるべきであ
る）に開示されているような統計的仮説検定の方法を適
用する。図１によれば、デバイス５で実行される、補正
ファクタｓの（すなわち、実質的に、電力制御ファクタ
の）推定の後、パラメータ推定（例えばチャネル推定）
のために、値１／ｓ・ｙ_ｉ［ｋ］（これには電力の急激
な変化はもはや生じない）がデバイス４′に提供され、
これにより、パラメータ推定の結果が改善される。

【００２５】ファクタｓの推定を実行するため、ブロッ
クｎ、ｎ＋１ごとに各ＲＡＫＥフィンガＦ_０、Ｆ_ｉ、Ｆ
_Ｌ−１の最初のＭ個の出力値を考慮することが好まし
い。これらの値は次の受信ベクトルにまとめられる。 ｙ_ｉ＝［ｙ_ｉ［０］ ｙ_ｉ［１］ ... ｙ_ｉ［Ｍ−１］］^Ｔ， ｉ∈｛０ ，１，...，Ｌ−１｝ （３） （・）^Ｔは転置を表す。これに基づいて、次に、特にｙ
_ｉの全密度に注目する。以下では例としてＭ＝２の場合
について説明する。ｈ_ｉ［ｋ］とｎ_ｉ［ｋ］は複素ガウ
ス過程とすることができるため、ｓ、ａ［０］およびａ
［１］（式（２）参照）の与えられた値に対する結果
は、ｙ_ｉに対する条件付き密度として、次の確率密度関
数を有する２次元複素ガウス密度となる。

【数２】 （・）^Ｈは行列のエルミート共役を表し、自己相関行列
Ｍ_ｉは次式で与えられる。

【数３】 ここで、以下の定義が用いられている。 σ_ｉ ^２＝Ｅ｛｜ｈ_ｉ［０］ａ［０］ｓ＋ｎ_ｉ［０］｜^２｝ ＝Ｅ｛｜ｈ_ｉ［１］ａ［１］ｓ＋ｎ_ｉ［１］｜^２｝ ＝σ_ｈ，ｉ ^２ｓ^２＋σ_ｎ，ｉ ^２ （６） ただし、 σ_ｈ，ｉ ^２＝Ｅ｛｜ｈ_ｉ［ｋ］｜^２｝ （７） σ_ｎ，ｉ ^２＝Ｅ｛｜ｎ_ｉ［ｋ］｜^２｝ （８） および

【数４】 であり、σ_ｉ ^２、σ_ｈ，ｉ ^２およびσ_ｎ，ｉ ^２はそれぞ
れ、ｉ番目のＲＡＫＥフィンガＦ_ｉの出力信号の分散、
ｉ番目のＲＡＫＥフィンガＦ_ｉに関連するチャネル重み
ファクタの分散、および、ｉ番目のＲＡＫＥフィンガＦ
_ｉでのノイズ分散を表し、φ_ｈｉｈｉ［κ］およびφ
_ｎｉｎｉ［κ］はそれぞれ、ｈ_ｉ［ｋ］およびｎ
_ｉ［ｋ］の自己相関系列を表し、ここで、φ
_ｈｉｈｉ［κ］＝Ｅ｛ｈ_ｉ［ｋ＋κ］ｈ_ｉ ^＊［κ］｝お
よびφ_ｎｉｎｉ［κ］＝Ｅ｛ｎ_ｉ［ｋ＋κ］ｎ
_ｉ ^＊［κ］｝である。

【００２６】自己相関関数ならびに分散σ_ｈ，ｉ ^２およ
びσ_ｎ，ｉ ^２の決定は、例えばチャネル推定値を利用し
て、受信機で実行することができる。なお、σ_ｉ ^２は、
検定されるべき電力制御ファクタｓの関数であり、相関
係数ρ_ｉは、さらに、ａ［０］およびａ［１］の関数で
ある。

【００２７】さらに、以下では、ホワイトノイズｎ
_ｉ［ｋ］の場合、すなわち、φ_ｈｉｈｉ［κ］＝０、κ
≠０、の場合を考える。この場合は通常、良好な近似で
成り立つ。この場合、次式が得られる。

【数５】

【００２８】電力制御ファクタｓの推定の前に、あるベ
クトル（またはスカラー） ｕ_ｉ＝ｆ（ｙ_ｉ） を求める。一般に、考えている時間ステップ０，
１，...，Ｍ−１にはパイロットシンボルが割り当てら
れないこと、したがって、対応する送信シンボルは推定
にとって未知であることを仮定する必要があることが知
られる。換言すれば、判定されるデータは利用すること
ができない。その理由は、それらを求めるにはチャネル
推定値の知識が必要とされるのに対して、ａは、現在の
ブロックにおけるチャネル推定の上流で推定されるから
である。ベクトルまたはスカラー関数ｆ（・）は、未知
のデータシンボルの影響をできるだけ小さく保つ目的で
用いられ、後述するように、ｆ（・）の適当な定義によ
って、既知のパイロットシンボルの場合に適用すること
も可能である。

【００２９】原理的には、当業者に知られている基準を
用いてファクタｓを推定することも可能であるが、以下
の例示的な説明では最大事後アプローチが用いられる。
その場合、推定されるファクタは次式に従って決定され
る。

【数６】 ｐ（ｓ｜ｕ_０，ｕ_１，，ｕ_Ｌ−１）は、ｕ_０，ｕ_１，，
ｕ_Ｌ−１を既知とした場合のｓの条件付き確率密度関数
を表す。

【００３０】ベイズの定理を用いて、数値的評価が可能
な表式を次式のように得る。

【数７】

【００３１】式（１３）は、この場合、すべての可能
性、すなわち、ファクタｓについての仮説について評価
される。ここで、ｐ（ｕ_０，ｕ_１，，ｕ_Ｌ−１）は、最
尤値を決定するためには重要でないファクタとして無視
することができ、事前確率Ｐｒ（ｓ）の計算は、電力制
御情報を含むシンボルに関連する誤り確率を利用して簡
単に実行することができる。さらに、計算すべき全密度
ｐ（ｕ_０，ｕ_１，，ｕ_{Ｌ −１}｜ｓ）は簡単化することが
できる。それぞれのＲＡＫＥフィンガＦ_０、Ｆ_ｉ、Ｆ
_Ｌ−１に対するチャネル係数ｈ_ｉ［ｋ］は、干渉過程ｎ
_ｉ［ｋ］と同様に、互いに統計的に独立であるようにモ
デル化することができるため、関数ｆ（・）を適当に選
択することにより、次の因子分解が妥当であることを仮
定することができる。 ｐ（ｕ_０，ｕ_１，，ｕ_Ｌ−１｜ｓ）＝ｐ（ｕ_０｜ｓ）・ｐ（ｕ_１｜ｓ）・.. .・ｐ（ｕ_Ｌ−１｜ｓ） （１４） 密度関数ｐ（ｕ_ｉ｜ｓ）を決定するためには、関数ｆ
（・）が既知でなければならない。ｆ（・）を形成する
ための３つの好ましい可能性について以下で説明する。

【００３２】第１の可能性は、受信機側でトレーニング
周波数を知る必要がないものであり、次式のように成分
ごとの絶対値の２乗をとることからなる。 ｆ（ｙ_ｉ）＝［｜ｙ_ｉ［０］｜^２ ｜ｙ_ｉ［１］｜^２ ・・・ ｜ｙ_ｉ［Ｍ −１］｜^２］^Ｔ （１５）

【００３３】さらに、シンボルの個数はＭ＝２に選び、
例えばＵＭＴＳシステムで用いられるような２元アンチ
ポーダル変調、すなわち、ａ［ｋ］∈｛±１｝が仮定さ
れる。ｐ（ｕ_ｉ｜ｓ）を計算するために、次の表現が選
ばれる。

【数８】

【００３４】２つの相関する複素ガウス確率変数の絶対
値の２乗の全確率密度関数の計算、すなわち、今考えて
いる場合におけるｐ（ｕ_ｉ＝ｆ（ｙ_ｉ）｜ｓ，ａ
［０］，ａ［１］）の計算は、与えられたｓ、ａ［０］
およびａ［１］に対するｙ_ｉの２次元複素ガウス密度の
場合についての標準的な問題であることがわかる。その
解は、文献から既知であり、例えば、M. Schwartz et a
l., "Communications Systems and Techniques", McGra
w-Hill, New York 1966、および、C. W. Helstrom, "Th
e Resolution of Signals in White, Gaussian Noise",
Proceedings of theIRE, 43:1111-1118, Sept. 1955、
に記載されている。式（６）および式（１０）のそれぞ
れによるσ_ｉ ^２およびρ_ｉと、０次の第１種変形ベッセ
ル関数

【数９】 を用いると、結果は次のようになる（例えば、上記のM.
Schwartz et al.を参照）。

【数１０】 式（１０）によれば、２元アンチポーダル変調およびホ
ワイトノイズの場合、ρ _ｉの絶対値はａ［０］およびａ
［１］とは独立である。この結果、式（１６）および
（１７）は次のようになる。

【数１１】 ただし、 σ_ｉ ^２＝σ_ｈ，ｉ ^２ｓ^２＋σ^ｎ _，ｉ ^２ （２０） および

【数１２】 である。

【００３５】信号対ノイズ比が低い場合（これは通常、
個々のＲＡＫＥフィンガＦ_０、Ｆ_ｉ、Ｆ_Ｌ−１の出力に
おいて起こる）には簡単化をすることができる。この場
合、小さい引数に対して妥当な近似 ｌｎ（Ｉ_０（χ））≒χ^２／４ （２２） を利用すると、次式が得られる。

【数１３】 この点に関して補足的な文献として、例えば、D. Rapha
eli, "Noncoherent Coded Modulation", Transactions
on Communications, COM-44:172-183, Feb. 1996、を参
照。最後に、式（１３）および式（１４）を用いて、推
定電力制御ファクタｓは、次式を最大化するその値とし
て得られる。

【数１４】

【００３６】第２の可能性として、次式のように、個々
の受信値の絶対値の２乗の和をとって関数ｆ（・）を作
ることができる。

【数１５】

【００３７】今度も、例としてＭ＝２に選び、２元アン
チポーダル変調の場合を考える。与えられたｓに対する
条件付き密度関数ｕ_ｉ＝ｆ（ｙ_ｉ）は、前掲のM. Schwa
rtzによる文献の記載に基づいて導出することができ
る。今度の場合も、条件付き密度ｐ（ｆ（ｕ_ｉ）｜ｓ，
ａ［０］，ａ［１］）に対して、ａ［０］およびａ
［１］とは独立の表式が得られ、最終的に次式のように
なる。

【数１６】 式（２０）および（２１）がそれぞれ、σ_ｉ ^２およびρ
_ｉについて成り立つ。したがって、式（１３）および
（１４）を用いて、ｓの関数として最大化すべき目標関
数を直接に指定することが可能となり、これは具体的に
は次式のようになる。

【数１７】

【００３８】もう１つの好ましい可能性は、ｙ_ｉを直接
用いてｓを推定することからなる。すなわち、点ｋ∈
｛０，１，...，Ｍ−１｝において、受信端で既知のト
レーニングシンボルが現れた場合にｕ_ｉ＝ｙ_ｉとする。
例として、Ｍ＝２およびａ［０］＝ａ［１］＝１の場合
を考える。この場合に得られる条件付き密度関数は次式
の通りである。

【数１８】 ただし、

【数１９】 である。

【００３９】そこで、式（１３）および（１４）を用い
て目標関数を次式のように設定することができ、これ
は、ｓの関数として最大化されるべきものである。

【数２０】

【００４０】上記では、新たな受信ブロックｎ＋１の信
号値のみを考慮してｓを推定する場合、すなわち、電力
制御ファクタｓの変化後のみを考えているが、さらに、
前のブロックｎの受信値を考慮することによって推定値
を形成することも可能である。この点に関して、以下
で、例として、新旧の受信ブロックｎおよびｎ＋１のそ
れぞれからの受信値を使用する場合を考える（図４）。
すなわち、Ｍ＝２の場合、ｉ番目のＲＡＫＥフィンガＦ
_ｉに関連する受信ベクトルは次のように形成される。 ｙ_ｉ＝［ｙ_ｉ［−１］ ｙ_ｉ［０］］^Ｔ さらに、電力制御ファクタｓの補償は、前の受信値に対
してすでに行われていると仮定する。今度の場合も、式
（４）によるガウス密度が、条件付き密度ｐ（ｙ _ｉ｜
ｓ，ａ［−１］，ａ［１］）として得られ、自己相関行
列に対する結果は次式のようになる。

【数２１】 ここで、ｓ_０は前ブロックｎのすでに決定された電力制
御ファクタを表す。こうして、この分野の当業者には認
識されるように、今度の場合も、この結果を用いて、関
数ｆ（・）および２元アンチポーダル変調に基づく上記
の３つの可能性に対してｓを推定するための目標関数を
導出することが可能となる。

【００４１】実際の実装において、特にＣＤＭＡによる
移動無線システムの受信機内では、この方法は、ほんの
わずかな余分の出費しか伴わず、電力制御の機関に関連
して開始される。全部でＬ個のＲＡＫＥフィンガに対す
るサンプルｙ_ｉ［ｋ］の記憶後、これらはさらに、特に
上記の３つの好ましい可能性のうちの１つに基づく関数
ｆ（・）の形成とともに前処理される。

【００４２】したがって、その後、送信された電力制御
コマンドおよび符号化されていない誤り率からそれ自体
知られる電力制御ファクタｓの生起に対する事前確率Ｐ
ｒ（ｓ）を考慮して、すべての可能な電力制御ファクタ
ｓに対する目標関数を設定することが可能となり、この
場合、受信ブロックｎ＋１からのサンプル、あるいは別
法として、相異なるブロックｎ、ｎ＋１からの受信値
（図４）を使用することが可能である。例えば、考慮す
べきシンボルの個数をＭ＝２と選んだ場合、新しい受信
ブロックｎ＋１からのサンプルｙ_ｉ［０］およびｙ
_ｉ［１］、または、相異なる受信ブロックからのサンプ
ルｙ_ｉ［−１］およびｙ_ｉ［０］のいずれかを使用する
ことが可能である。そして、実際に生じた電力制御ファ
クタｓに対する推定値は、目標関数を最大化することが
できるものとして選択されることになる。

【００４３】

【発明の効果】したがって、本発明による、補正ファク
タを推定する方法は、パイロットシンボルに割り当てら
れる受信値を利用するとともに、未知データに割り当て
られる受信値を利用して、実行することができる。

【００４４】本発明による方法は、パラメータ推定の品
質の向上を保証し、したがって、伝送システムのビット
誤り率の低減や、必要な送信電力の可能な節減を保証す
る。

【００４５】特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で
記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関
係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと
解釈すべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】電力制御を明示的に考慮した、最大比結合のＲ
ＡＫＥ受信機の概略ブロック図である。

【図２】図１に対応するが、電力制御を考慮しないブロ
ック図である。

【図３】ａは、電力制御の補償のないパラメータ推定値
に対する入力信号を示す図である。ｂは、電力制御の補
償のあるパラメータ推定値に対する入力信号を示す図で
ある。

【図４】電力制御ファクタを推定するＲＡＫＥフィンガ
の入力信号を示す図である。

【符号の説明】

１ 受信フィルタ ２ 遅延デバイス ３ 逆拡散デバイス ４ チャネル推定デバイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ライナー バッハル ドイツ連邦共和国、Ｄ−90425、ニュルン ベルク、カール−マイ ヘグ５ (72)発明者 ヴォルファング ヘルムート ドイツ連邦共和国、ニュルンベルク、ウィ ナー ジール 20 (72)発明者 リチャード ラウ ドイツ連邦共和国、Ｄー90489、ニュルン ベルク、ケスラープラッツ 13エー Ｆターム(参考） 5K022 EE01 EE11 EE31 5K067 AA01 AA21 BB02 BB21 CC10 DD11 DD41 DD51 EE02 EE10 FF02 FF16 GG08 GG09 JJ00

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パラメータ推定法に基づくＣＤＭＡ受信
   機の受信を改善する方法において、 推定値は、受信信号の相異なる電力レベルを等化するよ
   うに作用する補正ファクタ（ｓ）とともに提供される受
   信値（ｙ_ｉ［ｋ］）を処理することにより生成されるこ
   とを特徴とするＣＤＭＡ受信機の受信を改善する方法。
2. 【請求項２】 送信電力レベルの不連続性と、それから
   得られる補正ファクタ（ｓ）とは、統計的仮説検定法を
   用いて推定され、受信値（ｙ_ｉ［ｋ］）に割り当てられ
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 受信信号（ｙ_ｉ［ｋ］）の送信電力レベ
   ルの現在の不連続性の推定を改善するために、送信電力
   レベルの特定の不連続性の存在の事前確率（Ｐｒ
   （ｓ））が統計的仮説検定法の場合に使用されることを
   特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】 電力制御ファクタ（ｓ）の推定が、移動
   局の送信電力の現在推定される不連続性を再現するパラ
   メータを提供することを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】 パラメータ推定法は、１つの送信電力に
   割り当てられる２つのブロック（ｎ，ｎ＋１）の間の送
   信電力の不連続性を推定することを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】 補正ファクタを推定するために、パラメ
   ータ推定法は、受信信号（ｙ_ｉ［ｋ］）の絶対値の成分
   ごとの２乗から得られるベクトルを用いて統計的仮説検
   定を実行することを特徴とする請求項１ないし５のいず
   れかに記載の方法。
7. 【請求項７】 絶対値の２乗の和を用いて統計的仮説検
   定を実行することを特徴とする請求項１ないし６のいず
   れかに記載の方法。
8. 【請求項８】 統計的仮説検定が、トレーニングシンボ
   ルに対応する受信値（ｙ_ｉ［ｋ］）の受信中に実行され
   ることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載
   の方法。
9. 【請求項９】 現在推定されるべき電力制御ファクタ
   （ｓ）に属するブロック（ｎ＋１）からの受信値（ｙ_ｉ
   ［ｋ］）のみが、電力レベルを推定するために使用され
   ることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載
   の方法。
10. 【請求項１０】 現在推定されるべき電力制御ファクタ
    （ｓ）に属するブロック（ｎ＋１）からの受信値（ｙ_ｉ
    ［ｋ］）と、前のブロック（ｎ）からの受信値とが、電
    力レベルを推定するために使用されることを特徴とする
    請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
11. 【請求項１１】 不連続性がある場合に、電力制御ファ
    クタ（ｓ）の不連続性の推定は、別の推定法に通知を行
    い、その推定法のための基礎として使用されることを特
    徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記別の推定法は、伝送チャネルの性
    質の推定を含むことを特徴とする請求項１１記載の方
    法。
13. 【請求項１３】 前記別の推定法は、送信されたビット
    ストリームの推定を含むことを特徴とする請求項１２記
    載の方法。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし１３のいずれかに記載
    のパラメータ推定法を実行するパラメータ推定デバイス
    を有することを特徴とするＣＤＭＡ受信機。
15. 【請求項１５】 前記受信機はＲＡＫＥ受信機として設
    計されることを特徴とする請求項１４記載のＣＤＭＡ受
    信機。
16. 【請求項１６】 ＲＡＫＥ受信機の複数のフィンガ（Ｆ
    _０、Ｆ_ｉ、Ｆ_Ｌ−１）に、パラメータ推定デバイス
    （５）が割り当てられることを特徴とする請求項１５記
    載のＣＤＭＡ受信機。
17. 【請求項１７】 ＲＡＫＥ受信機の複数のフィンガ（Ｆ
    _０、Ｆ_ｉ、Ｆ_Ｌ−１）からの信号が、統計的仮説検定を
    実行するために使用されることを特徴とする請求項１５
    または１６記載のＣＤＭＡ受信機。
18. 【請求項１８】 請求項１ないし１３のいずれかに記載
    の方法を、請求項１４ないし１７のいずれかに記載のＣ
    ＤＭＡ受信機内で実行するための実装プログラム。