JP2004517552A - 適応アンテナシステムのための干渉電力推定 - Google Patents
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Abstract
適応アンテナ技術を利用する通信システムの受信器において干渉電力の推定値を決定する技術が提案される。この技術は、アンテナ信号及びビーム信号において送信される情報を使用して、干渉電力の推定値を決定する。
Description
【０００１】
【技術分野】
本発明は、適応アンテナシステムの受信器において干渉電力を推定する技術に係り、より詳細には、移動通信システムの移動ステーション受信器における高速電力制御に係るが、これに限定されるものではない。
【０００２】
【背景技術】
ワイドバンドコード分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムでは、正確な電力制御が高いシステム容量に対する基本的要件の１つである。ダウンリンクの送信電力は、干渉を最小にするためにできるだけ低く保たねばならないが、必要なサービスクオリティを確保するために充分高くなければならない。更に、ダウンリンクでは、セルの縁に位置する移動ステーションに最低限の量の追加電力を供給するのが望ましい。というのは、それらは、多のセルからの大きな干渉を受けるからである。
【０００３】
比較的低速の電力制御アルゴリズムで大規模な減衰、距離に伴う減衰及びシャドーフェージングを補償できたとしても、低速で移動する移動ステーションに対し多経路フェージングの場合には高速の電力制御アルゴリズムが必要とされる。
ワイドバンドコード分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムの順方向リンク即ちダウンリンクでは、内部ループ電力制御が、（移動ステーションにおいて）受信したダウンリンクの信号対干渉比（ＳＩＲ）を所与のターゲットレベルに保持するようにベースステーションの送信電力を調整する。ＳＩＲターゲットは、クオリティ要求に基づいて定義される。信頼性のあるＳＩＲ推定のためには、狭帯域推定（拡散解除後に）を使用しなければならない。これは、特に、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのダウンリンク方向では、直交チャンネル化コードを使用するために重要である。電力制御の厳密な遅延要求は、ＳＩＲ推定をスロットごとに得なければならないことを必要とする。
【０００４】
ＳＩＲ推定は、ａ）信号電力推定、及びｂ）干渉電力推定に分割される。
ワイドバンドコード分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムの順方向リンクでは、一次共通パイロットチャンネル（Ｐ−ＣＰＩＣＨ）が全セル又はセクタを経てブロードキャストされる。又、Ｐ−ＣＰＩＣＨは、マルチビーム構成（セクタ当り多数のビーム）及びユーザ特有のビーム成形の場合にもブロードキャストされる。それ故、適用される送信構成に関わらずセクタ当り１つのこのようなチャンネルが常に存在する。
【０００５】
単一アンテナ送信の場合、干渉電力推定は、現在、一次共通パイロットチャンネルに基づいて実行される。しかしながら、適応アンテナ技術を使用するときには、専用チャンネルが通常細いビームを経て送信され、これは、Ｐ−ＣＰＩＣＨ及びダウンリンク物理的チャンネル（ＤＬ−ＤＰＣＨ）が移動ステーションアンテナへの送信において異なるチャンネル特性を経験することを意味する。そのため、ＤＬ−ＤＰＣＨのフェージングは、Ｐ−ＣＰＩＣＨのフェージングに比してほとんど非相関となる。相関は、無線チャンネルの拡散角度（ベーストランシーバステーションから見た）に依存する。
【０００６】
現在の既知のシステムでは、ダウンリンク専用物理的制御チャンネル（ＤＬ−ＤＰＣＣＨ）が適応アンテナシステムにおいてＤＬ−ＤＰＣＨ（ビーム信号）に対する電力干渉推定に使用される。というのは、Ｐ−ＣＰＩＣＨ（アンテナ信号）は、通常、移動ステーションアンテナへの送信において同じチャンネル特性を経験しないからである。
本発明の目的は、適応アンテナシステムの受信器において干渉電力を推定するための改良された技術を提供することである。
【０００７】
【発明の開示】
本発明の１つの特徴によれば、適応アンテナ送信器を有する通信システムの受信器において干渉電力を推定する方法であって、ビーム信号を受信し、アンテナ信号を受信し、そしてその受信したアンテナ信号において受信された情報に基づきその受信したビーム信号の干渉電力を推定するという段階を備えた方法が提供される。
【０００８】
アンテナ信号とは、ここでは、多数のユーザに対して共通にブロードキャストされる（全セクタを経て送信される）信号であり、一方、ビーム信号は、ユーザ特有の送信（マルチビームシステムの場合には、ユーザグループ特有の送信）である。又、アンテナ信号は、アンテナアレーの全素子から送信することによって発生することもできる。ビーム信号は、一般に、セクタの一部分を経て送信される。適応アンテナ送信構成の場合、いわゆるアンテナ及びビーム信号は、移動ステーションアンテナへの送信において異なるチャンネル特性を経験し得る。干渉電力を推定する上記段階は、更に、受信したビーム信号に基づく。アンテナ信号は、共通のパイロットチャンネルを含み、干渉電力を推定する上記段階は、この共通のパイロットチャンネルにおいて受信された信号に基づいて行われる。ビーム信号は、専用のチャンネルを含み、干渉電力を推定する上記段階は、更に、この専用のチャンネルにおいて受信された信号に基づいて行われる。上記通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムである。アンテナ信号は、一次共通パイロットチャンネルを含む。ビーム信号は、二次共通パイロットチャンネルを含む。干渉電力を推定する上記段階は、一次共通パイロットチャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用することができる。又、干渉電力を推定する上記段階は、二次共通パイロットチャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用することができる。ビーム信号は、専用の物理的チャンネルを含む。干渉電力を推定する上記段階は、この専用の物理的チャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用することができる。干渉電力は、等利得合成を使用して推定される。
【０００９】
干渉電力は、次の式を使用して推定され、
但し、
Ｎｃ ＝ Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルにおけるタイムスロット当りのパイロット記号の数
である。
【００１０】
干渉電力は、最大比合成を使用して推定される。
干渉電力は、次の式を使用して推定され、
但し、
Ｎｄ ＝ タイムスロットにおける専用パイロット記号の数、
である。
【００１１】
本発明は、更に、適応アンテナ送信器を有するＷ−ＣＤＭＡ通信システムの受信器において干渉電力を推定する方法であって、専用の物理的制御チャンネルを有するビーム信号を受信し、一次共通パイロットチャンネルを有するアンテナ信号を受信し、そして上記一次共通パイロットチャンネルにおいて受信したパイロット信号に基づいて上記受信したビーム信号の干渉電力を推定するという段階を備えた方法を提供する。
【００１２】
上記干渉電力推定は、更に、上記専用の物理的チャンネルにおいて受信された専用の記号に基づく。又、上記干渉電力推定は、更に、上記二次共通パイロットチャンネルにおいて受信されたパイロット信号に基づく。本発明の更に別の特徴によれば、適応アンテナ送信器を有する通信システムの受信器において、ビーム信号を受信するための第１入力手段と、アンテナ信号を受信するための第２入力手段と、該第２入力手段に接続され、そのアンテナ信号において受信された情報に基づいてその受信したビーム信号の干渉電力を推定するための推定手段とを備えた受信器が提供される。
【００１３】
上記推定手段は、更に、第１入力手段に接続されて、ビーム信号において更に受信された情報に基づいてパラメータを推定する。アンテナ信号は、共通パイロットチャンネルを含み、上記情報は、この共通パイロットチャンネルにおいて受信される。ビーム信号は、専用チャンネルを含み、上記情報は、更に、この専用チャンネルにおいて受信される。Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、このような受信器を含む。又、Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、このような受信器を含む少なくとも１つの移動ステーションを備えている。アンテナ信号は、一次共通パイロットチャンネルを含む。ビーム信号は、二次共通パイロットチャンネルを含む。上記干渉電力の推定は、一次共通パイロットチャンネルにおいて送信されるパイロット信号を使用する。又、上記干渉電力の推定は、二次共通パイロットチャンネルにおいて送信されるパイロット信号を使用する。ビーム信号は、専用の物理的チャンネルを含む。上記干渉電力の推定は、この専用の物理的チャンネルにおいて送信される信号を使用する。
【００１４】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を一例として説明する。
図１にはマルチセクタのＷ−ＣＤＭＡセルの一例が示されており、これを参照して本発明を説明する。しかしながら、本発明は、このような特定例に限定されない。
複数の移動ステーション又はユーザ装置がセル内をローミングする。例えば、図１に示すように、移動ステーション１３０は、セル１０６に接続され、移動ステーション１３２は、セル１０４に接続され、そして移動ステーション１３４は、セル１０４及び１０８に接続される。
ベースステーションセル１０２は、Ｎ個のセクタに分割され、図１の例ではＮ＝３である。
【００１５】
図１のセクタ１０６で例示されたように、各セクタは、ベーストランシーバステーション１１２を使用してＫ個の固定ビーム又は操向可能な（ユーザ特有の）ビームに分割することができる。ビーム１１６は、二次共通パイロットチャンネルを表わし、ビーム１２０は、ダウンリンク専用物理的チャンネルを表わし、そしてビーム１１８は、一次共通パイロットチャンネルを表わす。
図１のセクタ１０４は、ベーストランシーバステーション１１０を使用する従来の単一アンテナ送信構成を示す。ビーム１２０は、ダウンリンクの専用物理的チャンネルであり、そしてビーム１１８は、一次共通パイロットチャンネルである。
【００１６】
図１のセクタ１０８は、ベーストランシーバステーション１１４を使用するユーザ特有のビーム成形を示す。ビーム１２０は、ダウンリンク専用物理的チャンネルであり、そしてビーム１１８は、一次共通パイロットチャンネルである。
従って、図１は、異なる送信構成に必要なＣＰＩＣＨと、単一ユーザのＤＬ−ＣＰＣＨとを示す。
【００１７】
本発明の説明上、図１の例の３つのベーストランシーバステーションの２つは、セルの種々のセクタ内の移動ステーションと通信するための適応アンテナ技術を使用する。適応アンテナ技術を使用する２つのセクタは、セクタ１０６及び１０８である。適応アンテナ技術は、公知であり、本発明は、このような技術の特定の実施細部に直接関係するものではない。当業者に明らかなように、適応アンテナ技術を使用するときには、ベーストランシーバステーション１００は、細いビームにより移動ステーションへ移動特有のデータを送信する。
【００１８】
Ｗ−ＣＤＭＡ仕様は、適応アンテナシステムに対し順方向リンクに３つの異なる形式のパイロットチャンネルを規定している。これらのパイロットチャンネルは、次の通りである。
１．Ｐ−ＣＰＩＣＨ（一次共通パイロットチャンネル）；
２．Ｓ−ＣＰＩＣＨ（二次共通パイロットチャンネル）；及び
３．ＤＰＣＣＨ（専用物理的制御チャンネル）における専用パイロット記号。
【００１９】
Ｐ−ＣＰＩＣＨは、マルチセクタ構成体の全セクタを経てブロードキャストされ、そして各セクタに対してこのようなチャンネルは１つしかない。Ｐ−ＣＰＩＣＨは、ハンドオーバー測定及びセル選択／再選択手順に有用である。Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルの別の機能は、共通チャンネルが専用チャンネルに関連していないか又は適応アンテナ技術に含まれないときに、専用チャンネルについて移動ステーションにおけるチャンネル推定を助成し、そして共通チャンネルについてチャンネル推定基準を与えることである。
【００２０】
Ｓ−ＣＩＰＣＨは、セル全体を経て又はセルの一部分のみを経て送信される。Ｓ−ＣＩＰＣＨは、セル又はセクタ当り０でもよいし、１でもよいし又は多数でもよい。Ｓ−ＣＩＰＣＨを使用する１つの典型的な領域は、セクタ当り多数の（固定）ビームを有するベースステーションとのオペレーションである。Ｓ−ＣＩＰＣＨは、移動ステーションにおいて異なるビームを識別するのに使用される。
【００２１】
専用のパイロット記号は、ダウンリンクの専用物理的チャンネル（ＤＰＣＨ）へとマルチプレクスされる。それらは、信号対干渉比（ＳＩＲ）の推定に使用され、そしてチャンネル推定にも使用される。Ｐ−ＣＰＩＣＨが位相基準ではなくそしてＳ−ＣＩＰＣＨが使用できないことが移動ステーション又はユーザ装置に通知された場合には、ＤＬ−ＤＰＣＣＨにおける専用のパイロットビットがＤＬ−ＤＰＣＣＨに対する位相基準となる。これは、例えば、ユーザ特有のビーム成形の場合に起こり得る。
【００２２】
本発明によれば、一次共通パイロットチャンネルＰ−ＣＰＩＣＨを使用して、適応アンテナシステムの受信器において移動ステーション又はユーザ装置の干渉電力を推定することが提案される。
たとえユーザ特有のビーム成形が適応アンテナシステムに適用されても、Ｐ−ＣＰＩＣＨをブロードキャストしなければならない。
本発明による干渉電力推定技術のここに提案する実施形態を以下に説明する。
【００２３】
干渉が加算的ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）形式であると考えられ、そしてチャンネルが推定周期中に一定に維持される場合に、未知のバリアンスを推定するための最適な選択は、最小バリアンス非バイアス（ＭＶＵ）である。以下、本発明によるＭＶＵ干渉推定方法について説明する。
受信信号は、Ｘで示され、そして次のように定義される。
ｘ（ｎ）＝Ａ＋ｗ（ｎ） （１）
但し、Ａは、信号の振幅であり、そしてｗ（ｎ）は、電力σ２のゼロ平均ホワイトノイズである。ノイズ電力に対するＭＶＵ推定器は、次の通りである。
これは、次のように変換して示すことができる。
【００２４】
（２）の予想値は、次のように示される。
但し、ｐは、推定に使用されるサンプルの数である。
（２）のバリアンスは、次の通りである。
【００２５】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいてＭＶＵ推定器を実施するときの考え方は、レーキ受信器の各一時的レーキフィンガー（ＤＬ−ＤＰＣＨフィンガー位置）に対して干渉電力を別々に計算することである。全干渉電力推定（レーキ合成後の）は、フィンガー特有の推定を合成することにより与えられる。これは、例えば、フィンガー特有の推定の平均を取る（等利得合成）か、又は専用チャンネルの推定を重み付けに使用する（最大比合成）ことにより、行うことができる。
【００２６】
等利得合成を使用する第１の実施形態は、次のように示される。
但し、
Ｎｃ ＝ Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルにおけるタイムスロット当りのパイロット記号の数
である。
【００２７】
第２の実施形態における最大比合成の例は、次のように表わされる。
但し、
Ｎｄ ＝ タイムスロットにおける専用パイロット記号の数、
である。
【００２８】
図２は、例示的なＷ−ＣＤＭＡシステムにおいて本発明を実施するのに適した受信器の主たる要素を示すブロック図である。
図２を参照すれば、相関バンク２０２、ＭＶＵ推定器２０４、合成器２０６及びフィルタ２０８が設けられる。
相関バンク２０２は、アンテナによりライン２１０に受け取られる一次共通パイロットチャンネルに対する受信器への入力手段として働く。相関バンク２０２は、ＭＶＵ推定器２０４へ出力を与える。このＭＶＵ推定器は、ＤＬ−ＤＰＣＨレーキフィンガーの遅延位置（即ちＤＬ−ＤＰＣＨのフィンガー割り当て）を、ライン２１２を経て受け取る。ＭＶＵ推定器の出力は、合成器２０６への入力を与える。合成器２０６の出力は、フィルタ２０８により任意にフィルタされる。フィルタ２０８の出力は、ｉ番目のタイムスロットの狭帯域干渉電力推定を与える。
【００２９】
ユーザ特有のビーム成形の場合に干渉電力推定の性能を調査するためにリンクレベルシミュレーションが実行されている。主たるシミュレーション及び無線環境関連パラメータを以下のテーブルＩにリストする。ビーム信号（ＤＬ−ＤＰＣＨ）は、８個のアンテナ素子を有する均一な直線アンテナアレーを使用することにより送信される。Ｐ−ＣＰＩＣＨは、アンテナアレーの第１素子を使用することにより送信される。
【００３０】
テーブル１
ユーザ特有ビーム成形（スロットごと）の場合におけるＤＬ−ＤＰＣＣＨ
及びＰ−ＣＰＩＣＨベースの干渉電力推定器（ＭＶＵ）の比較
【００３１】
シミュレーションの結果が図３に示されている。図３は、角度拡散が大きい（即ち、アンテナ信号とビーム信号がほとんど非相関である）ときでも、Ｐ−ＣＰＩＣＨをＤＬ−ＤＰＣＨの干渉電力推定に使用できることを示している。Ｐ−ＣＰＩＣＨから得られる干渉電力推定、即ち図３の中央の太い線は、ＤＬ−ＤＰＣＨの直交干渉の変化に従うことが明らかである。又、図３に示すように、Ｐ−ＣＰＩＣＨから得られるＩ−ｅｓｔｉｍａｔｅのバリアンスは、それが図３の周囲の細い線で示されたＤＬ−ＤＰＣＣＨから推定される場合よりも相当に小さい。これは、次の２つの理由によるものである。
１．Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルでは、ＭＶＵ推定を計算するために、より多くのサンプル（拡散解除記号）がある（式５を参照）。
２．Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルでは、推定されるべきノイズバリアンスは、拡散ファクタが大きいために（式５を参照）、ＤＰＣＣＨチャンネルより少ない。
【００３２】
従って、本発明は、好ましい実施形態において、ダウンリンク物理チャンネルのＳＩＲ推定の一部分である干渉電力推定に一次共通パイロットチャンネルを使用する技術を提供する。この技術は、Ｐ−ＣＰＩＣＨとＤＬ−ＤＰＣＨとの間の相関関係に関わらず、ビーム成形が使用されるアンテナ構成体に使用することができる。ここに提案する干渉電力推定器の性能は、Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルの送信電力に依存しない。
ここに開示するＰ−ＣＰＩＣＨベースの干渉電力推定方法は、たとえ２つのチャンネルが完全に相関されなくても、ＤＬ−ＤＰＣＣＨの直交干渉を推定することができる。ここに開示するＰ−ＣＰＩＣＨベースの干渉電力推定の唯一の制約は、一時的レーキフィンガーの遅延位置がＰ−ＣＰＩＣＨ（アンテナ信号）及びＤＬ−ＤＰＣＣＨ（ビーム信号）の両方において同じでなければならないことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
各セル（３セクタ構成）に異なる送信構成を使用するＷ−ＣＤＭＡベースステーションセルの一例を示す図である。
【図２】
本発明を実施するのに必要な受信器の要素をブロック形態で示す図である。
【図３】
本発明の技術と公知技術とを比較するシミュレーション結果を示す図である。
【技術分野】
本発明は、適応アンテナシステムの受信器において干渉電力を推定する技術に係り、より詳細には、移動通信システムの移動ステーション受信器における高速電力制御に係るが、これに限定されるものではない。
【０００２】
【背景技術】
ワイドバンドコード分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムでは、正確な電力制御が高いシステム容量に対する基本的要件の１つである。ダウンリンクの送信電力は、干渉を最小にするためにできるだけ低く保たねばならないが、必要なサービスクオリティを確保するために充分高くなければならない。更に、ダウンリンクでは、セルの縁に位置する移動ステーションに最低限の量の追加電力を供給するのが望ましい。というのは、それらは、多のセルからの大きな干渉を受けるからである。
【０００３】
比較的低速の電力制御アルゴリズムで大規模な減衰、距離に伴う減衰及びシャドーフェージングを補償できたとしても、低速で移動する移動ステーションに対し多経路フェージングの場合には高速の電力制御アルゴリズムが必要とされる。
ワイドバンドコード分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムの順方向リンク即ちダウンリンクでは、内部ループ電力制御が、（移動ステーションにおいて）受信したダウンリンクの信号対干渉比（ＳＩＲ）を所与のターゲットレベルに保持するようにベースステーションの送信電力を調整する。ＳＩＲターゲットは、クオリティ要求に基づいて定義される。信頼性のあるＳＩＲ推定のためには、狭帯域推定（拡散解除後に）を使用しなければならない。これは、特に、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのダウンリンク方向では、直交チャンネル化コードを使用するために重要である。電力制御の厳密な遅延要求は、ＳＩＲ推定をスロットごとに得なければならないことを必要とする。
【０００４】
ＳＩＲ推定は、ａ）信号電力推定、及びｂ）干渉電力推定に分割される。
ワイドバンドコード分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムの順方向リンクでは、一次共通パイロットチャンネル（Ｐ−ＣＰＩＣＨ）が全セル又はセクタを経てブロードキャストされる。又、Ｐ−ＣＰＩＣＨは、マルチビーム構成（セクタ当り多数のビーム）及びユーザ特有のビーム成形の場合にもブロードキャストされる。それ故、適用される送信構成に関わらずセクタ当り１つのこのようなチャンネルが常に存在する。
【０００５】
単一アンテナ送信の場合、干渉電力推定は、現在、一次共通パイロットチャンネルに基づいて実行される。しかしながら、適応アンテナ技術を使用するときには、専用チャンネルが通常細いビームを経て送信され、これは、Ｐ−ＣＰＩＣＨ及びダウンリンク物理的チャンネル（ＤＬ−ＤＰＣＨ）が移動ステーションアンテナへの送信において異なるチャンネル特性を経験することを意味する。そのため、ＤＬ−ＤＰＣＨのフェージングは、Ｐ−ＣＰＩＣＨのフェージングに比してほとんど非相関となる。相関は、無線チャンネルの拡散角度（ベーストランシーバステーションから見た）に依存する。
【０００６】
現在の既知のシステムでは、ダウンリンク専用物理的制御チャンネル（ＤＬ−ＤＰＣＣＨ）が適応アンテナシステムにおいてＤＬ−ＤＰＣＨ（ビーム信号）に対する電力干渉推定に使用される。というのは、Ｐ−ＣＰＩＣＨ（アンテナ信号）は、通常、移動ステーションアンテナへの送信において同じチャンネル特性を経験しないからである。
本発明の目的は、適応アンテナシステムの受信器において干渉電力を推定するための改良された技術を提供することである。
【０００７】
【発明の開示】
本発明の１つの特徴によれば、適応アンテナ送信器を有する通信システムの受信器において干渉電力を推定する方法であって、ビーム信号を受信し、アンテナ信号を受信し、そしてその受信したアンテナ信号において受信された情報に基づきその受信したビーム信号の干渉電力を推定するという段階を備えた方法が提供される。
【０００８】
アンテナ信号とは、ここでは、多数のユーザに対して共通にブロードキャストされる（全セクタを経て送信される）信号であり、一方、ビーム信号は、ユーザ特有の送信（マルチビームシステムの場合には、ユーザグループ特有の送信）である。又、アンテナ信号は、アンテナアレーの全素子から送信することによって発生することもできる。ビーム信号は、一般に、セクタの一部分を経て送信される。適応アンテナ送信構成の場合、いわゆるアンテナ及びビーム信号は、移動ステーションアンテナへの送信において異なるチャンネル特性を経験し得る。干渉電力を推定する上記段階は、更に、受信したビーム信号に基づく。アンテナ信号は、共通のパイロットチャンネルを含み、干渉電力を推定する上記段階は、この共通のパイロットチャンネルにおいて受信された信号に基づいて行われる。ビーム信号は、専用のチャンネルを含み、干渉電力を推定する上記段階は、更に、この専用のチャンネルにおいて受信された信号に基づいて行われる。上記通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムである。アンテナ信号は、一次共通パイロットチャンネルを含む。ビーム信号は、二次共通パイロットチャンネルを含む。干渉電力を推定する上記段階は、一次共通パイロットチャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用することができる。又、干渉電力を推定する上記段階は、二次共通パイロットチャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用することができる。ビーム信号は、専用の物理的チャンネルを含む。干渉電力を推定する上記段階は、この専用の物理的チャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用することができる。干渉電力は、等利得合成を使用して推定される。
【０００９】
干渉電力は、次の式を使用して推定され、
【００１０】
干渉電力は、最大比合成を使用して推定される。
干渉電力は、次の式を使用して推定され、
【００１１】
本発明は、更に、適応アンテナ送信器を有するＷ−ＣＤＭＡ通信システムの受信器において干渉電力を推定する方法であって、専用の物理的制御チャンネルを有するビーム信号を受信し、一次共通パイロットチャンネルを有するアンテナ信号を受信し、そして上記一次共通パイロットチャンネルにおいて受信したパイロット信号に基づいて上記受信したビーム信号の干渉電力を推定するという段階を備えた方法を提供する。
【００１２】
上記干渉電力推定は、更に、上記専用の物理的チャンネルにおいて受信された専用の記号に基づく。又、上記干渉電力推定は、更に、上記二次共通パイロットチャンネルにおいて受信されたパイロット信号に基づく。本発明の更に別の特徴によれば、適応アンテナ送信器を有する通信システムの受信器において、ビーム信号を受信するための第１入力手段と、アンテナ信号を受信するための第２入力手段と、該第２入力手段に接続され、そのアンテナ信号において受信された情報に基づいてその受信したビーム信号の干渉電力を推定するための推定手段とを備えた受信器が提供される。
【００１３】
上記推定手段は、更に、第１入力手段に接続されて、ビーム信号において更に受信された情報に基づいてパラメータを推定する。アンテナ信号は、共通パイロットチャンネルを含み、上記情報は、この共通パイロットチャンネルにおいて受信される。ビーム信号は、専用チャンネルを含み、上記情報は、更に、この専用チャンネルにおいて受信される。Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、このような受信器を含む。又、Ｗ−ＣＤＭＡシステムは、このような受信器を含む少なくとも１つの移動ステーションを備えている。アンテナ信号は、一次共通パイロットチャンネルを含む。ビーム信号は、二次共通パイロットチャンネルを含む。上記干渉電力の推定は、一次共通パイロットチャンネルにおいて送信されるパイロット信号を使用する。又、上記干渉電力の推定は、二次共通パイロットチャンネルにおいて送信されるパイロット信号を使用する。ビーム信号は、専用の物理的チャンネルを含む。上記干渉電力の推定は、この専用の物理的チャンネルにおいて送信される信号を使用する。
【００１４】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して本発明を一例として説明する。
図１にはマルチセクタのＷ−ＣＤＭＡセルの一例が示されており、これを参照して本発明を説明する。しかしながら、本発明は、このような特定例に限定されない。
複数の移動ステーション又はユーザ装置がセル内をローミングする。例えば、図１に示すように、移動ステーション１３０は、セル１０６に接続され、移動ステーション１３２は、セル１０４に接続され、そして移動ステーション１３４は、セル１０４及び１０８に接続される。
ベースステーションセル１０２は、Ｎ個のセクタに分割され、図１の例ではＮ＝３である。
【００１５】
図１のセクタ１０６で例示されたように、各セクタは、ベーストランシーバステーション１１２を使用してＫ個の固定ビーム又は操向可能な（ユーザ特有の）ビームに分割することができる。ビーム１１６は、二次共通パイロットチャンネルを表わし、ビーム１２０は、ダウンリンク専用物理的チャンネルを表わし、そしてビーム１１８は、一次共通パイロットチャンネルを表わす。
図１のセクタ１０４は、ベーストランシーバステーション１１０を使用する従来の単一アンテナ送信構成を示す。ビーム１２０は、ダウンリンクの専用物理的チャンネルであり、そしてビーム１１８は、一次共通パイロットチャンネルである。
【００１６】
図１のセクタ１０８は、ベーストランシーバステーション１１４を使用するユーザ特有のビーム成形を示す。ビーム１２０は、ダウンリンク専用物理的チャンネルであり、そしてビーム１１８は、一次共通パイロットチャンネルである。
従って、図１は、異なる送信構成に必要なＣＰＩＣＨと、単一ユーザのＤＬ−ＣＰＣＨとを示す。
【００１７】
本発明の説明上、図１の例の３つのベーストランシーバステーションの２つは、セルの種々のセクタ内の移動ステーションと通信するための適応アンテナ技術を使用する。適応アンテナ技術を使用する２つのセクタは、セクタ１０６及び１０８である。適応アンテナ技術は、公知であり、本発明は、このような技術の特定の実施細部に直接関係するものではない。当業者に明らかなように、適応アンテナ技術を使用するときには、ベーストランシーバステーション１００は、細いビームにより移動ステーションへ移動特有のデータを送信する。
【００１８】
Ｗ−ＣＤＭＡ仕様は、適応アンテナシステムに対し順方向リンクに３つの異なる形式のパイロットチャンネルを規定している。これらのパイロットチャンネルは、次の通りである。
１．Ｐ−ＣＰＩＣＨ（一次共通パイロットチャンネル）；
２．Ｓ−ＣＰＩＣＨ（二次共通パイロットチャンネル）；及び
３．ＤＰＣＣＨ（専用物理的制御チャンネル）における専用パイロット記号。
【００１９】
Ｐ−ＣＰＩＣＨは、マルチセクタ構成体の全セクタを経てブロードキャストされ、そして各セクタに対してこのようなチャンネルは１つしかない。Ｐ−ＣＰＩＣＨは、ハンドオーバー測定及びセル選択／再選択手順に有用である。Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルの別の機能は、共通チャンネルが専用チャンネルに関連していないか又は適応アンテナ技術に含まれないときに、専用チャンネルについて移動ステーションにおけるチャンネル推定を助成し、そして共通チャンネルについてチャンネル推定基準を与えることである。
【００２０】
Ｓ−ＣＩＰＣＨは、セル全体を経て又はセルの一部分のみを経て送信される。Ｓ−ＣＩＰＣＨは、セル又はセクタ当り０でもよいし、１でもよいし又は多数でもよい。Ｓ−ＣＩＰＣＨを使用する１つの典型的な領域は、セクタ当り多数の（固定）ビームを有するベースステーションとのオペレーションである。Ｓ−ＣＩＰＣＨは、移動ステーションにおいて異なるビームを識別するのに使用される。
【００２１】
専用のパイロット記号は、ダウンリンクの専用物理的チャンネル（ＤＰＣＨ）へとマルチプレクスされる。それらは、信号対干渉比（ＳＩＲ）の推定に使用され、そしてチャンネル推定にも使用される。Ｐ−ＣＰＩＣＨが位相基準ではなくそしてＳ−ＣＩＰＣＨが使用できないことが移動ステーション又はユーザ装置に通知された場合には、ＤＬ−ＤＰＣＣＨにおける専用のパイロットビットがＤＬ−ＤＰＣＣＨに対する位相基準となる。これは、例えば、ユーザ特有のビーム成形の場合に起こり得る。
【００２２】
本発明によれば、一次共通パイロットチャンネルＰ−ＣＰＩＣＨを使用して、適応アンテナシステムの受信器において移動ステーション又はユーザ装置の干渉電力を推定することが提案される。
たとえユーザ特有のビーム成形が適応アンテナシステムに適用されても、Ｐ−ＣＰＩＣＨをブロードキャストしなければならない。
本発明による干渉電力推定技術のここに提案する実施形態を以下に説明する。
【００２３】
干渉が加算的ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）形式であると考えられ、そしてチャンネルが推定周期中に一定に維持される場合に、未知のバリアンスを推定するための最適な選択は、最小バリアンス非バイアス（ＭＶＵ）である。以下、本発明によるＭＶＵ干渉推定方法について説明する。
受信信号は、Ｘで示され、そして次のように定義される。
ｘ（ｎ）＝Ａ＋ｗ（ｎ） （１）
但し、Ａは、信号の振幅であり、そしてｗ（ｎ）は、電力σ２のゼロ平均ホワイトノイズである。ノイズ電力に対するＭＶＵ推定器は、次の通りである。
（２）の予想値は、次のように示される。
（２）のバリアンスは、次の通りである。
Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいてＭＶＵ推定器を実施するときの考え方は、レーキ受信器の各一時的レーキフィンガー（ＤＬ−ＤＰＣＨフィンガー位置）に対して干渉電力を別々に計算することである。全干渉電力推定（レーキ合成後の）は、フィンガー特有の推定を合成することにより与えられる。これは、例えば、フィンガー特有の推定の平均を取る（等利得合成）か、又は専用チャンネルの推定を重み付けに使用する（最大比合成）ことにより、行うことができる。
【００２６】
等利得合成を使用する第１の実施形態は、次のように示される。
【００２７】
第２の実施形態における最大比合成の例は、次のように表わされる。
【００２８】
図２は、例示的なＷ−ＣＤＭＡシステムにおいて本発明を実施するのに適した受信器の主たる要素を示すブロック図である。
図２を参照すれば、相関バンク２０２、ＭＶＵ推定器２０４、合成器２０６及びフィルタ２０８が設けられる。
相関バンク２０２は、アンテナによりライン２１０に受け取られる一次共通パイロットチャンネルに対する受信器への入力手段として働く。相関バンク２０２は、ＭＶＵ推定器２０４へ出力を与える。このＭＶＵ推定器は、ＤＬ−ＤＰＣＨレーキフィンガーの遅延位置（即ちＤＬ−ＤＰＣＨのフィンガー割り当て）を、ライン２１２を経て受け取る。ＭＶＵ推定器の出力は、合成器２０６への入力を与える。合成器２０６の出力は、フィルタ２０８により任意にフィルタされる。フィルタ２０８の出力は、ｉ番目のタイムスロットの狭帯域干渉電力推定を与える。
【００２９】
ユーザ特有のビーム成形の場合に干渉電力推定の性能を調査するためにリンクレベルシミュレーションが実行されている。主たるシミュレーション及び無線環境関連パラメータを以下のテーブルＩにリストする。ビーム信号（ＤＬ−ＤＰＣＨ）は、８個のアンテナ素子を有する均一な直線アンテナアレーを使用することにより送信される。Ｐ−ＣＰＩＣＨは、アンテナアレーの第１素子を使用することにより送信される。
【００３０】
ユーザ特有ビーム成形（スロットごと）の場合におけるＤＬ−ＤＰＣＣＨ
及びＰ−ＣＰＩＣＨベースの干渉電力推定器（ＭＶＵ）の比較
【００３１】
シミュレーションの結果が図３に示されている。図３は、角度拡散が大きい（即ち、アンテナ信号とビーム信号がほとんど非相関である）ときでも、Ｐ−ＣＰＩＣＨをＤＬ−ＤＰＣＨの干渉電力推定に使用できることを示している。Ｐ−ＣＰＩＣＨから得られる干渉電力推定、即ち図３の中央の太い線は、ＤＬ−ＤＰＣＨの直交干渉の変化に従うことが明らかである。又、図３に示すように、Ｐ−ＣＰＩＣＨから得られるＩ−ｅｓｔｉｍａｔｅのバリアンスは、それが図３の周囲の細い線で示されたＤＬ−ＤＰＣＣＨから推定される場合よりも相当に小さい。これは、次の２つの理由によるものである。
１．Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルでは、ＭＶＵ推定を計算するために、より多くのサンプル（拡散解除記号）がある（式５を参照）。
２．Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルでは、推定されるべきノイズバリアンスは、拡散ファクタが大きいために（式５を参照）、ＤＰＣＣＨチャンネルより少ない。
【００３２】
従って、本発明は、好ましい実施形態において、ダウンリンク物理チャンネルのＳＩＲ推定の一部分である干渉電力推定に一次共通パイロットチャンネルを使用する技術を提供する。この技術は、Ｐ−ＣＰＩＣＨとＤＬ−ＤＰＣＨとの間の相関関係に関わらず、ビーム成形が使用されるアンテナ構成体に使用することができる。ここに提案する干渉電力推定器の性能は、Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルの送信電力に依存しない。
ここに開示するＰ−ＣＰＩＣＨベースの干渉電力推定方法は、たとえ２つのチャンネルが完全に相関されなくても、ＤＬ−ＤＰＣＣＨの直交干渉を推定することができる。ここに開示するＰ−ＣＰＩＣＨベースの干渉電力推定の唯一の制約は、一時的レーキフィンガーの遅延位置がＰ−ＣＰＩＣＨ（アンテナ信号）及びＤＬ−ＤＰＣＣＨ（ビーム信号）の両方において同じでなければならないことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
各セル（３セクタ構成）に異なる送信構成を使用するＷ−ＣＤＭＡベースステーションセルの一例を示す図である。
【図２】
本発明を実施するのに必要な受信器の要素をブロック形態で示す図である。
【図３】
本発明の技術と公知技術とを比較するシミュレーション結果を示す図である。
Claims (30)
- 適応アンテナ送信器を有する通信システムの受信器において干渉電力を推定する方法であって、ビーム信号を受信し、アンテナ信号を受信し、そしてその受信したアンテナ信号において受信された情報に基づいてその受信したビーム信号の干渉電力を推定するという段階を備えた方法。
- 上記干渉電力を推定する段階は、更に、上記受信したビーム信号に基づく請求項１に記載の方法。
- 上記アンテナ信号は、共通のパイロットチャンネルを含み、上記干渉電力を推定する段階は、その共通のパイロットチャンネルにおいて受信された信号に基づく請求項１又は２に記載の方法。
- 上記ビーム信号は、専用チャンネルを含み、上記干渉電力を推定する段階は、更に、その専用チャンネルにおいて受信された信号に基づく請求項２又は３に記載の方法。
- 上記通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムである請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
- 上記アンテナ信号は、一次共通パイロットチャンネルを含む請求項５に記載の方法。
- 上記ビーム信号は、二次共通パイロットチャンネルを含む請求項５に記載の方法。
- 上記干渉電力を推定する段階は、一次共通パイロットチャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用する請求項６に記載の方法。
- 上記干渉電力を推定する段階は、二次共通パイロットチャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用する請求項７に記載の方法。
- 上記ビーム信号は、専用の物理的チャンネルを含む請求項５ないし９のいずれかに記載の方法。
- 上記干渉電力を推定する段階は、専用の物理的チャンネルにおいて送信されたパイロット信号を使用する請求項１０に記載の方法。
- 上記干渉電力は、等利得合成を使用して推定される請求項１０に記載の方法。
- 上記干渉電力は、次の式を使用して推定され、
但し、
Ｎｃ ＝ Ｐ−ＣＰＩＣＨチャンネルにおけるタイムスロット当りのパイロット記号の数
である請求項１２に記載の方法。 - 上記干渉電力は、最大比合成を使用して推定される請求項１０に記載の方法。
- 上記干渉電力は、次の式を使用して推定され、
但し、
Ｎｄ ＝ タイムスロットにおける専用パイロット記号の数、
である請求項１４に記載の方法。 - 適応アンテナ送信器を有するＷ−ＣＤＭＡ通信システムの受信器において干渉電力を推定する方法であって、専用の物理的制御チャンネルを有するビーム信号を受信し、一次共通パイロットチャンネルを有するアンテナ信号を受信し、そして上記一次共通パイロットチャンネルにおいて受信したパイロット信号に基づいて上記受信したビーム信号の干渉電力を推定するという段階を備えた方法。
- 上記干渉電力推定は、更に、上記専用の物理的チャンネルにおいて受信された専用の記号に基づく請求項１６に記載の方法。
- 上記干渉電力推定は、更に、上記二次共通パイロットチャンネルにおいて受信されたパイロット信号に基づく請求項１６に記載の方法。
- 適応アンテナ送信器を有する通信システムの受信器において、ビーム信号を受信するための第１入力手段と、アンテナ信号を受信するための第２入力手段と、該第２入力手段に接続され、そのアンテナ信号において受信された情報に基づいてその受信したビーム信号の干渉電力を推定するための推定手段とを備えた受信器。
- 上記推定手段は、更に、上記第１入力手段に接続されて、上記ビーム信号において更に受信された情報に基づいてパラメータを推定する請求項１９に記載の受信器。
- 上記アンテナ信号は、共通パイロットチャンネルを含み、上記情報は、この共通パイロットチャンネルにおいて受信される請求項１９又は２０に記載の受信器。
- 上記ビーム信号は、専用チャンネルを含み、上記情報は、更に、この専用チャンネルにおいて受信される請求項１９又は２０に記載の受信器。
- 請求項１９ないし２２のいずれかに記載の受信器を備えたＷ−ＣＤＭＡシステム。
- 請求項１９ないし２２のいずれかに記載の受信器を含む少なくとも１つの移動ステーションを備えたＷ−ＣＤＭＡシステム。
- 上記アンテナ信号は、一次共通パイロットチャンネルを含む請求項２１又は２２に記載の受信器。
- 上記ビーム信号は、二次共通パイロットチャンネルを含む請求項２１又は２２に記載の受信器。
- 上記干渉電力の推定は、一次共通パイロットチャンネルにおいて送信されるパイロット信号を使用する請求項２３に記載の受信器。
- 上記干渉電力の推定は、二次共通パイロットチャンネルにおいて送信されるパイロット信号を使用する請求項２３に記載の受信器。
- 上記ビーム信号は、専用の物理的チャンネルを含む請求項２４ないし２８のいずれかに記載の受信器。
- 上記干渉電力の推定は、上記専用の物理的チャンネルにおいて送信される信号を使用する請求項２９に記載の受信器。
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