JP2006508553A - 速度感応出力制御 - Google Patents

Abstract

【課題】速度感応出力制御。
【解決手段】ワイアレス通信装置（ＷＣＤ）（１０６）の速度が、推定される。この推定値に応じて、出力制御コマンドレートが決定される。ＷＣＤ１０６は、出力制御コマンドレートにしたがって基地局（１０２）へ出力制御信号を送信する。出力制御コマンドレートは、速度範囲へ推定された速度をマッピングすることによって、そして出力制御コマンドレートとして速度範囲に対応するレートを選択することによって決定される可能性がある。速度は、マルチパス信号のレベル交差レートを測定することによって推定される。

Description

本発明は、一般にワイアレス通信装置に係る。特に、本発明は、モービル通信環境における使用に対する出力制御アルゴリズムに関係する。

ワイアレス電話のようなモービル通信装置は、乗り物若しくは比較的高い速度で移動する他の移動プラットフォームにおいてしばしば採用される。例えば、モービル通信装置は、時速数１００キロメートルの速さで移動する自動車、列車、及び飛行機においてしばしば使用される。

ワイアレス通信環境において、信号は、フェーディングチャネルをわたって送信機と受信機との間でしばしば送信される。送信機と受信機が互いに相対速度を有する場合には、そのようなフェーディングチャネルから受信された信号は、強度及び位相においてゆらぎを示す。

多くのワイアレス通信システムは、出力制御アルゴリズムを採用して、高周波（ＲＦ）エネルギーの効率的な使用に努める。モービル通信環境において、出力制御アルゴリズムは、通信装置から基地局への出力制御コマンドの送信を含む。特定の装置が出力制御コマンドを送る場合に、その特定の装置に対して宛てられた送信の出力を調節することを基地局に指示する。このようにして、基地局は、出力増加を指示するコマンド若しくは出力減少を指示するコマンドを一般に受信する。

従来のワイアレス通信システムは、出力制御コマンドが、固定レートで送信されるアルゴリズムを採用する。運悪く、これらの固定コマンドレートシステムに対して、強度及び位相ゆらぎのレートが変化するので、これらのコマンドの有効性も変化する。

それゆえ、固定レートで出力制御コマンドの送信を採用する従来のシステムは、全ての速度範囲において出力レベルを最適に制御することができない。それゆえ、そのような固定レートシステムに対して、通信装置は、サービス要求の指定された品質を満足させるために必要なものより高い出力レベルを有する信号を受信する。その結果、固定レート出力制御コマンドを受信する基地局は、過剰な出力を有する信号を送信する。この過剰な出力は、そうでなければより多くの通信装置をサポートするために使用されるはずである。したがって、システム能力が無駄になる。

したがって、要求されるものは、装置の速度に応じて出力制御オペレーションをダイナミックに調節する方法及び装置である。

［サマリー］
本発明は、基地局から信号を受信するワイアレス通信装置（ＷＣＤ）における速度感応出力制御を提供する方法及び装置に向けられる。この方法及び装置は、装置の速度を推定する；推定した速度に応じて出力制御コマンドレートを決定する；及び出力制御コマンドレートにしたがって基地局へ出力制御信号を送信する。

出力制御コマンドレートは、速度範囲へ推定した速度をマッピングすることによって、そして出力制御コマンドレートとして速度範囲に対応するレートを選択することによって決定される。

装置の速度は、マルチパス信号のレベル交差レートを測定することによって推定される。あるいは、この速度は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）のようなサービスを通して装置の位置の規則的なモニタリングを介して推定される可能性がある。

本発明は、利用可能な送信出力の効率的な使用を有利に促進し、そして基地局がサポートできる通信装置の数を最大にする。

本発明は、添付した図面を参照して説明される。図面では、同様の参照番号は、一般に同一の、機能的に同様な、及び／若しくは構造的に同様な構成要素を示す。その構成要素が最初に現れる図面は、参照番号の左端の（複数の）桁によって示される。

Ｉ．通信環境
詳細に本発明を説明する前に、発明が実行される可能性がある環境の一例を説明することは、役に立つ。本発明は、モービル通信環境において特に有効である。図１は、そのような環境を図示する。

図１は、イグゼンプラリなモービル通信環境１００のブロック図である。通信環境１００は、基地局１０２，システムコントローラ１０８，ワイアレス通信装置（ＷＣＤ）１０６，及びモービルプラットフォーム１１０を含む。

基地局１０２は、システムコントローラ１０８に接続される。基地局１０２及びシステムコントローラ１０８はともに、ワイアレス通信システム（ＷＣＳ）１２０の一部である。ＷＣＳ１２０は、ＷＣＤ１０６と情報を交換する。この情報交換は、セルラ電話のようなサービス、及びパーソナル通信システム（ＰＳＣ）アプリケーションを提供する。

ＷＣＳ１２０とＷＣＤ１０６との間の情報のこの交換は、種々の通信チャネルをわたって発生する。種々の通信チャネルの内で、パイロットチャネル１１４及びトラフィックチャネル１１６が図１に示される。これらのチャネルは、基地局１０２からＷＣＤ１０６への情報の転送を可能にする。

トラフィックチャネル１１６は、情報、例えばディジタルにエンコードされた音声及びデータ、を伝達するトラフィック信号を搬送する。パイロットチャネル１１４は、基地局１０２からＷＣＤ１０６へパイロット信号を搬送する。パイロット信号は、ＷＣＤ１０６がトラフィックチャネル１１６をわたって送信されたトラフィック信号のタイミングを決定することを可能にする。このタイミング決定は、ＷＣＤ１０６がトラフィック信号に含まれた情報を受信し、処理することを可能にする。

これらのトラフィック信号及びパイロット信号は、ＣＤＭＡ信号である。ＣＤＭＡ信号は、チャネライジング及びスプレッディングプロセスを通してシンボルシーケンスから発生される。スプレッディングは、シンボルシーケンスを拡散シーケンス、例えば、擬似ノイズ（ＰＮ）シーケンス、で増倍することを含む。チャネライジングは、直交チャネライジングコード、例えば、ウォルシュコード、の使用を含む。このようなコードは、干渉なしに高周波（ＲＦ）スペクトルの共有部分へ一斉に多元送信を可能にする。

イグゼンプラリなＣＤＭＡ信号発生プロセスは、バイナリビットのストリームのようなシンボルシーケンスをウォルシュコードを使用してチャネライジングすること、そしてその後、ＰＮシーケンスのカドラチャペアを使用して“チャネライズされた”シーケンスをスプレッディングすることを含む。このスプレッディング機能は、イン−フェーズ（Ｉ）ＣＤＭＡシーケンス、及びカドラチャ（Ｑ）ＣＤＭＡシーケンスを生成する。これらのイン−フェーズ及びカドラチャシーケンス（図示せず）は、その後カドラチャ位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）を通して変調され、ＲＦ信号としてＷＣＤ１０６へ送信される。

上記したように、パイロットチャネル１１４をわたって送信されたパイロット信号は、トラフィックチャネル１１６をわたって送信されたトラフィック信号に対するタイミング参照を与える。これらのタイミング参照は、ＷＣＤ１０６が自身のデモジュレータを基地局１０２によって実施されたスプレッディング及びチャネライゼーション機能に同期させることを可能にし、その結果、基地局１０２によって送信されたトラフィックシンボルがコヒーレントに復調されることができる。さらに、この位相参照は、ＷＣＤ１０６が基地局１０２によって送信されたトラフィック信号をコヒーレントに復調することを可能にする。

トラフィックチャネル１１６をわたって送信されたトラフィック信号は、情報シーケンスを搬送する。上記のチャネライジング及びスプレッディングオペレーションを実施する前に、基地局１０２は、ここではフレームとして呼ばれるブロックに情報シーケンスをエンコードし、そしてインターリーブする。

逆方向出力制御チャネル１１８は、ＷＣＤ１０６から基地局１０２へ情報を転送する。この情報は、出力制御アルゴリズムにしたがって発生された出力制御コマンドを含む。この出力制御アルゴリズムは、ＷＣＤ１０６によってなされた信号−対−ノイズ比（ＳＮＲ）計算によって導出される。これらのＳＮＲ計算は、ＷＣＤ１０６がトラフィックチャネル１１６から受信する信号の品質を測定する。各出力制御コマンドは、基地局１０２がトラフィックチャネル１１６をわたって自身の送信の出力を調節することを管理する。

ＷＣＤ１０６は、携帯電話のような通信装置である。図１に示されたように、ＷＣＤ１０６は、モービルプラットフォーム１１０に取り付けられる。モービルプラットフォーム１１０は、速度ベクトル１１２によって規定される動きを有する。この動きは、ＷＣＤ１０６が基地局１０２から受信するＲＦ信号においてドップラー周波数シフトを引き起こす。モービルプラットフォーム１１０は、自動車、列車、飛行機、若しく任意の他のプラットフォームである可能性がある。他のプラットフォームは、チャネル１１４及び１１６を介して受信されるＲＦ信号のフェーディング特性に影響を与える速度でＷＣＤ１０６を輸送することが可能である。

II．通信装置
図２は、ＷＣＤ１０６の受信機部分２００の図である。受信機部分２００は、アンテナセグメント２０２、ＲＦフロントエンド２０４、自動利得制御（ＡＧＣ）モジュール２０６、複数のデモジュレーションフィンガ２０８ａから２０８ｎ、コンバイナ２１０、速度推定器２１２、デインターリーバ／エンコーダモジュール２１４、目標信号対ノイズ比（ＳＮＲ）演算モジュール２１６、出力制御判断モジュール２１８、及びコンバイナ２１０内にあるＳＮＲ推定器２１９を含む。

アンテナセグメント２０２は、1若しくはそれ以上の基地局、例えば、基地局１０２から高周波（ＲＦ）送信を受信する。アンテナセグメント２０２は、ＲＦフロントエンド２０４へ電子信号としてこれらの送信を転送する。

アンテナセグメント２０２によって受信されたＲＦ送信は、それぞれパイロットチャネル１１４及びトラフィックチャネル１１６をわたって送信されたパイロット信号及びトラフィック信号を含む。これらの受信された信号の各々は、複数のマルチパス成分を含む合成信号である可能性がある。マルチパス成分は、同じＲＦ送信機によって送られた個々のＲＦウェーブフロントであるが、受信アンテナに異なる経路で到達する。これらの異なる経路は、ＷＣＤ１０６を取り巻く物理的な地域及び構造によって生じるウェーブフロント反射の結果であり、同様にＲＦ送信環境における他の物理的な出来事の結果である。特定のＲＦ信号のマルチパス成分は、はっきりとした時間シフト、出力レベル、及びキャリア位相を除いて、実質的に同一である。

図１に示された通信環境に関して、パイロットチャネル１１４及びトラフィックチャネル１１６をわたって送られたパイロット信号及びトラフィック信号は、各々が複数のマルチパス成分を有する可能性がある。これらのマルチパス成分は、信号ペアリングにグループ分けされる。信号ペアリングは、パイロット信号マルチパス成分及びトラフィック信号マルチパス成分を含む。これらのペアにされたマルチパス成分は、実質的に同一の伝播遅延及び出力属性を有するはずである。以下に述べられるように、ＷＣＤ１０６は、ここではデモジュレーションフィンガとして呼ばれる機能的な成分中のこれらの信号ペアリングを認識し、そして処理する。これらの成分は、図３を参照してさらに詳細に以下に説明される。

１若しくはそれ以上の基地局からＲＦ信号を受信することに加えて、アンテナセグメント２０２は、ＷＣＤ１０６中の送信出力増幅器（図示せず）からワイアレス送信に関する電子信号を受信する可能性がある。さらに、アンテナセグメント２０２内の単一のアンテナを介してＲＦ信号の同時送信及び受信を可能にするために、アンテナセグメント２０２は、ダイプレクサ（図示せず）も含む可能性がある。

ＲＦフロントエンド２０４は、ＲＦ周波数バンド内でアンテナセグメント２０２から電子信号を受信する。ＲＦ周波数バンドの例は、８００ＭＨｚに中心があるセルラ周波数バンド、及び１．９ＧＨｚに中心があるパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）通信バンドを含む。受信すると、ＲＦフロントエンド２０４は、これらの電子信号をＲＦ周波数バンドからベースバンドへダウンコンバートする。さらに、ＲＦフロントエンド２０４は、所定のバンド幅にしたがってアンテナセグメント２０２から受信した電子信号をフィルタする可能性がある。

ＲＦフロントエンド２０４は、増幅コンポーネント（図示せず）も含む。増幅コンポーネントは、アンテナセグメント２０２によって受信されたＲＦ信号、例えば、パイロット及びトラフィック信号、の出力を増加する。イグゼンプラリな増幅コンポーネントは、アンテナセグメント２０２により受信するとともに信号を最初に増幅するためのローノイズ増幅器（ＬＮＡ）、及び上記のダウンコンバージョンプロセスの間に中間周波数（ＩＦ）へミックスダウンされた後で、これらの信号を増幅するための可変利得増幅器（ＶＧＡ）を含む。1若しくはそれ以上のこれらの増幅コンポーネントは、ＡＧＣモジュール２０６によって制御される可変利得を有する。

ベースバンドへダウンコンバージョンの後で、ＲＦフロントエンド２０４はアナログ−ツー−ディジタルコンバータを経由してアナログベースバンド信号を渡して、アナログベースバンド信号をディジタルベースバンド信号セット２２０に変換する。ベースバンド信号セット２２０は、イン−フェーズ（Ｉ）信号成分２２２及びカドラチャ（Ｑ）信号成分２２４を含む。ＡＧＣモジュール２０６は、ＲＦフロントエンド２０４内で増幅コンポーネントの利得を調節する。これらの調節は、実質的に一定の出力レベルで信号セット２２０を維持する。ＡＧＣモジュール２０６は、信号セット２２０から受信したフィードバックに応じてこれらの調節を実施する。このフィードバックは、信号セット２２０のエネルギーを測定するために使用される。

ＡＧＣモジュール２０６によって実施されたこれらの調節は、ＲＦフロントエンド２０４へ利得制御信号２４０を送ることを含む。利得制御信号２４０は、複数の成分信号を含む可能性がある。ここで、これらの成分信号の各々は、ＲＦフロントエンド２０４内の固有の増幅コンポーネントに対応する。これらの制御信号は、アナログ若しくはディジタルである可能性があり、そして対応する増幅コンポーネントに対する利得セッティングを搬送する。

ＡＧＣモジュール２０６は、ＲＦフロントエンド２０４から自身が受信する信号に対するイン−バンドエネルギーも決定する。そして、この決定した値をＩｏ信号２４８としてＳＮＲ推定器２１９へ送る。

速度推定器２１２は、ＡＧＣモジュール２０６から電圧推定値２４４を受信し、デモジュレーションフィンガ２０８の中の１からベースバンドパイロットシーケンスセット２４６を受信する。電圧推定値２４４は、速度推定器２１２によって処理されて、速度推定信号２４２を与える。速度推定信号２４２は、出力制御判断モジュール２１８へ送られる。速度推定信号２４２は、速度ベクトル１１２の強度を示す。出力制御判断モジュール２１８は、この速度情報を利用して、出力制御コマンドが逆方向出力制御チャネル１１８をわたって基地局１０２へ送られるレートを制御する。速度推定器２１２の種々のインプリメンテーションは、図１２及び１３を参照して以下に説明される。

説明は、ここでベースバンド信号セット２２０へ戻る。アンテナセグメント２０２によって受信された入力ＲＦ信号のように、ベースバンド信号セット２２０は、複数の成分信号を含む。これらの成分信号は、1若しくはそれ以上のパイロットチャネル１１４及びトラフィックチャネル１１６に関連する複数のマルチパス送信成分を含む可能性がある。

ＲＦフロントエンド２０４は、デモジュレーションフィンガ２０８ａ−ｎの各々にベースバンド信号セット２２０を渡す。順番に、各デモジュレーションフィンガ２０８は、ベースバンド信号セット２２０からはっきりとした信号ペアリングを識別し、そしてトラックする。上記したように、これらの信号ペアリングは、パイロット信号成分及び時間−配列されたトラフィック信号成分をそれぞれ含む。このようにして、デモジュレーションフィンガ２０８ａ−ｎは、同一のマルチパス遅延を共有するパイロット信号成分及びトラフィック信号成分を個々にトラックし、そして受信する可能性がある。

デモジュレーションフィンガ２０８は、時間のある期間にわたって受信したパイロット信号を統合することによってマルチパス成分をトラックして、全体の受信した出力から１つのマルチパス成分中の出力を分離する。この時間の期間は、ＲＦフェーディング特性に基づく。

デモジュレーションフィンガ２０８の各々は、それぞれの信号ペアリングを処理し、そして対応するシンボルシーケンス２３０を出力する。これらのシンボルシーケンスは、コンバイナ２１０へ送られる。シンボルシーケンス２３０は、対応するシンボルシーケンスに適合する。このシンボルシーケンスは、拡散され、エンコードされ、変調され、基地局１０２によってトラフィックチャネル１１６をわたって送信される。

フィンガ２０８の各々から出力すると、シンボルシーケンス２３０は、コンバイナ２１０によって合計され、それによって、単一のシンボルシーケンス２５０を生成する。合計の前に、各個々のシーケンス２３０は、統合されたシンボルシーケンス２５０の品質を最適化する方法で重み付けられ及び／若しくは処理される可能性がある。これは、関連技術に知識のある者に明らかであるはずである。コンバイナ２１０は、統合されたシンボルシーケンス２５０をデインターリーバ／エンコーダモジュール２１４へ送る。

コンバイナ２１０は、ＳＮＲ推定器２１９を含む。ＳＮＲ推定器２１９は、トラフィックチャネル１１６を介して受信したトラフィック信号のＳＮＲを推定する。この推定値は、トラフィックＳＮＲインディケータ２６０として出力制御判断モジュール２１８へ送られる。トラフィックＳＮＲインディケータ２６０を発生することにおいて、ＳＮＲ推定器２１９は、種々のＳＮＲ推定技術を採用する可能性がある。イグゼンプラリなＳＮＲ推定技術が、以下に詳細に説明される。

デインターリーバ／エンコーダモジュール２１４は、コンバイナ２１０からシンボルシーケンス２５０を受信する。上記したように、情報シーケンスをトラフィック信号の形式でトラフィックチャネル１１６をわたって送信する前に、基地局１０２は、情報シーケンスをエンコードし、そしてインターリーブする。デインターリーバ／エンコーダモジュール２１４は、これらのインターリービング及びエンコーディングプロセスを逆に行う。はじめに、モジュール２１４は、シンボルシーケンス２５０をデインターリーブする。これによって、ここではフレームと呼ばれるブロックに組織化されたシンボルのシーケンスを発生する。

モジュール２１４は、その後、シンボルのフレームをビットにデコードし、フレーム中のビットのいずれかが誤って受信されたかを決定するために周期的な冗長性チェックを計算する。そのようなエラーがフレーム中に存在するのであれば、デインターリーバ／エンコーダモジュールは、フレームを削除箇所（すなわち、不良フレーム）として分類する。

目標ＳＮＲ演算モジュール２１６は、目標ＳＮＲインディケータ２５４を発生する、これは、トラフィックチャネル１１６をわたって受信された不良フレーム（削除箇所）のレートを指定された限界より低く保つことに適応される。目標ＳＮＲ演算モジュール２１６は、この不良フレームレートをフレームエラーレート（ＦＥＲ）として測定する。所定の時間間隔の間に、ＦＥＲは、受信した不良フレームの数を受信した全フレーム数で割ることで計算される。

受信した不良フレームの数は、モジュール２１４によって分類されたフレーム削除箇所の数を数えることによって決定される。この数は、受信したフレームの数と同様に、フレームスタティックス信号２５２として目標ＳＮＲ演算モジュール２１６へ送られる。

目標ＳＮＲ演算モジュール２１６は、ＦＥＲが変化するにつれて目標ＳＮＲインディケータ２５４を調節する。この調節は、ＦＥＲが増加するにつれて目標ＳＮＲインディケータ２５４を増加すること、及びＦＥＲが減少するにつれて目標ＳＮＲインディケータ２５４を減少することを含む。

出力制御判断モジュール２１８は、目標ＳＮＲ演算モジュール２１６から目標ＳＮＲインディケータ２５４を受信し、ＳＮＲ推定器２１９からトラフィックＳＮＲインディケータ２６０を受信する。インディケータ２５４及び２６０の値を比較することによって、出力制御判断モジュール２１８は、出力制御コマンドを発生する。出力制御コマンドは、コマンドストリーム２７０中の逆方向出力制御チャネル２１８をわたって送られる。

この出力制御コマンド発生は、インディケータ２６０がインディケータ２５４より小さい場合に出力増加コマンドを発生すること、及びインディケータ２６０がインディケータ２５４より大きい場合に出力減少コマンドを発生することを含む。

図３は、フィンガ２０８のインプリメンテーションを説明するブロック図である。このインプリメンテーションは、速度推定器２１２へ情報を提供する。図３に示されたように、フィンガ２０８は、ＰＮシーケンス発生器３０２、ＰＮデスプレッダ３０４、トラフィックチャネルデコーダ３０６、パイロットチャネルデコーダ３０８、ローパスフィルタ３１０及びデータデモジュレータ３１２を含む。

ＰＮシーケンス発生器３０２は、ＰＮデスプレッダ３０４へ送られるＰＮシーケンスセット３２０を発生する。ＰＮシーケンスセット３２０は、Ｉ信号成分２２２に調整されたイン−フェーズ（I）ＰＮシーケンス３２２、及びＱ信号成分２２４に調整されたカドラチャ（Ｑ）ＰＮシーケンス３２４を含む。

ＰＮデスプレッダ３０４は、ベースバンド信号セット２２０を受信し、そしてそれをＰＮシーケンスセット３２０を使用して処理して、デスプレッド信号セット３２６を生成する。デスプレッド信号セット３２６は、イン−フェーズ（I）デスプレッド信号３２８及びカドラチャ（Ｑ）デスプレッド信号３３０を含む。ＰＮデスプレッダ３０４は、デコーダ３０６及び３０８へデスプレッド信号セット３２６を送る。

デコーダ３０６は、1若しくはそれ以上のチャネライジングコードを使用してデスプレッド信号セット３２６を対応させて、ベースバンドトラフィックシーケンスセット３３２からアキュミュレートされたデカバされたデータシーケンス値を生成する。このデコーディングプロセスは、デカバリングとして知られる。トラフィック信号をデカバリングすることは、トラフィック信号をエンコードするために基地局１０２によって採用されたウォルシュコードのような直交チャネライジングコードの使用を含む。デコーダ３０６は、アキュムレーションプロセスを経由して適切なチャネライジングコードを決定する。アキュムレーションは、1若しくはそれ以上のチャネライジングコードとデスプレッド信号セット３２６を対応させることを含む。デコーダ３０６は、ベースバンドトラフィックシーケンスセット３３２を生成する。トラフィックシーケンスセット３３２は、イン−フェーズトラフィックシーケンス３３４及びカドラチャトラフィックシーケンス３３６を含む。

デコーダ３０８は、デコーダ３０６に関連して上記されたデカバリング及びアキュムレーション技術を介してデスプレッド信号セット３２６中に含まれたパイロット信号をデコードする。このデコーディングは、ベースバンドパイロットシーケンスセット３３８を生成する。パイロットシーケンスセット３３８は、イン−フェーズパイロットシーケンス３４０及びカドラチャパイロットシーケンス３４２を含む。

デコーダ３０６及び３０８は、ウォルシュコードのような直交チャネライジングコードの使用を含むデコーディングオペレーションを実施する。デコーダ３０６及び３０８によって採用されたチャネライジングコードは、基地局１０２内で機能性のエンコーディングによって採用されたチャネライジングコードに対応する。

パイロット信号は、トラフィック信号のデモジュレーションに対する位相参照として使用される。トラフィック信号をデモジュレートするＷＣＤ１０６の能力は、受信したパイロット信号のＳＮＲによって直接影響される。パイロットフィルタ３１０は、ベースバンドシーケンスセット３３８をフィルタして、パイロットシーケンスセット３３８からノイズを削除する。これによって自身のＳＮＲを増加する。

このフィルタリングプロセスは、データデモジュレータ３１２へ送られるフィルタされたパイロットシーケンスセット３４４を生成する。フィルタされたパイロットシーケンスセット３４４は、イン−フェーズ（Ｉ）フィルタされたパイロットシーケンス３４６及びカドラチャ（Ｑ）フィルタされたパイロットシーケンス３４８を含む。

データデモジュレータ３１２は、シーケンスセット３３２及び３４４を受信する。データデモジュレータ３１２は、フィルタされたパイロットシーケンスセット３４４から位相参照を検索する。この位相参照は、データデモジュレータ３１２がベースバンドトラフィックシーケンスセット３３２をシンボルシーケンス２３０へコヒーレントに復調することを可能にする。出力信号２３０は、コンバイナ２１０へ送られる。

III．速度感応出力制御
ＷＣＤ１０６の出力制御アルゴリズムは、装置の速度の関数としてダイナミックに調節される。このダイナミックな調節特質を通して、ＷＣＤ１０６は、トラフィックチャネル１１６をわたりトラフィック信号を送信するために基地局１０２が過剰な出力を使用することを防止する。この特質は、利用可能な送信出力の効率的な使用を容易にし、そして基地局１０２がサポートできる通信装置の数を最大にする。

ＷＣＤ１０６の出力制御アルゴリズムは、速度推定器２１２によって与えられる速度推定値に応じてダイナミックに調節される。これらの調節は、出力制御コマンドが基地局１０２へ送信されるレートを変更することを含む。

ＷＣＤ１０６が移動している場合に、トラフィックチャネル１１６は、フェーディングチャネルとして特徴付けられる。フェーディングチャネルをわたって受信された信号は、強度及び位相においてゆらぎを示す。そのようなゆらぎはＷＣＤ１０６の速度に比例するレートを有する。

固定レート出力制御コマンドを採用する従来のシステムに関して、強度及び位相ゆらぎのレートが変動するので、これらのコマンドの有効性も変動する。例えば、固定コマンドレートを採用するワイアレス通信装置において、速度しきい値Ｖ_Ｕが存在する。ＷＣＤ１０６の速度がＶ_Ｕを超える場合に、固定コマンドレートは、基地局１０２が過剰な出力で送信することを引き起こす。それゆえ、基地局１０２は、自身の所望のサービスの品質（例えば、１パーセントのＦＥＲ）を維持するために必要なものよりも高い平均出力レベルを使用する。上記したように、過剰な出力を有する信号の送信は、全体のシステム能力を浪費する。

図４及び５は、本発明の２つの速度感応出力制御インプリメンテーションに対する動作パラメータを説明する図である。これらの動作パラメータは、速度範囲及び対応する出力制御レートである。ＷＣＤ１０６は、これらのパラメータにしたがって動作する可能性があり、トラフィックチャネル１１６にわたって効率的な電力利用を確実にする。

図４は、しきい値速度、Ｖ_Ｔ、によって分離された２つの速度範囲４０２及び４０４を示す。速度範囲４０４は、範囲４０２に含まれる速度より大きい速度を含む。ＷＣＤ１０６が速度範囲４０２内の速度を有する場合に、レート、Ｒ_１、で基地局１０２へ出力制御コマンドを送信する。しかしながら、ＷＣＤ１０６が速度範囲４０４内の速度を有する場合に、レート、Ｒ_２、で基地局１０２へ出力制御コマンドを送信する。図４に示されたように、Ｒ_１はＲ_２より大きい。

図４に示されたインプリメンテーションのように、図５のインプリメンテーションは、２つの出力制御レート、Ｒ_１及びＲ_２、を説明する。しかしながら、図４のインプリメンテーションとは異なって、このインプリメンテーションは、３つの速度範囲、５０２，５０４、及び５０６を採用する。１つの速度しきい値Ｖ_Ｔ２が速度範囲５０４と５０６を区分する。速度範囲５０６は、範囲５０４に含まれる速度より大きい速度を含む。速度しきい値Ｖ_Ｔ１は、速度範囲５０２と５０４を区分する。速度範囲５０４は、範囲５０２に含まれる速度より大きい速度を含む。

図５のインプリメンテーションにしたがって、ＷＣＤ１０６が速度範囲５０２内の速度を有する場合には、レート、Ｒ_２、で基地局１０２へ出力制御コマンドを送信する。しかしながら、ＷＣＤ１０６が速度範囲５０４内の速度を有する場合には、レート、Ｒ_１、で基地局１０２へ出力制御コマンドを送信する。ＷＣＤ１０６が速度範囲５０６内の速度を有する場合には、ＷＣＤ１０６はコマンドレートＲ_２を採用する。

図４及び５のインプリメンテーションでは、Ｒ_１はＲ_２より大きい。しかしながら、他の定量的な関係が、採用される可能性がある。しかも、図５のインプリメンテーションが３つの速度範囲を有するので、ＷＣＤ１０６は、２つの代わりに、３の別々の出力制御レートを使用する可能性がある。

多くの通信システムは、固定出力制御コマンドレートを使用することを強要される。これらの固定−レートシステムで動作する装置は、規則的に発生するタイムスロットで逆方向出力制御チャネル１１８をわたってコマンドを送信する。運悪く、これらの固定−レートシステムは、電力を効率的に利用しない。

本発明は、固定−レートシステム以外において複数の出力制御レートを発生することを可能にする技術を提供する。これらの技術は、固定コマンドレートより少ない1若しくはそれ以上の実効コマンドレートを発生することを含む。このようにして、電力は、固定−レートシステムにおけるよりさらに効果的に利用される。

これらの実効コマンドレートは、互いの効果を相殺するコマンドを発することによって達成される。これらのコマンド（ここではダミーコマンドとして呼ばれる）は、実際の出力制御コマンド（ここではアクティブコマンドとして呼ばれる）でインターリーブされて、固定コマンドレートより少ない実効出力制御コマンドレートを与える。

図６は、イグゼンプラリなコマンドパターンのセットを説明するチャートである。これらのパターンの各々は、固定コマンドレートより小さい実効出力制御レートを生成する。図６において、行６０１は、逆方向出力制御チャネル１１８をわたる送信ストリーム中の一連のタイムスロットをリストする。これらのタイムスロットは、左から右へ図示された連続的な方法で、コマンドを送信する。

列６０２には、レートＲ_ｍａｘを有する固定レートコマンドストリーム２７０が示される。このコマンドストリームは、複数のアクティブ出力制御コマンド、Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３等として表される、を含む。これらのアクティブコマンドは、出力増加コマンド若しくは出力減少コマンドのどちらかである。上記したように、アクティブコマンドは、目標ＳＮＲ信号２５４とトラフィックＳＮＲ信号２６０との比較を通して出力制御判断モジュール２１８によって発生される。

列６０３，６０４、及び６０５は、Ｒ_ｍａｘより小さい実効レートを有するコマンドストリーム２７０の例を与える。これらのコマンドストリームのそれぞれは、複数のダミーコマンドを有する規則的に発生する複数のダミーコマンドパターンを含む。これらのダミーコマンドは、Ｕ若しくはＤのいずれかとして図６に示される。シンボルＵは、出力増加コマンドを示し、一方シンボルＤは、出力減少コマンドを示す。これらのダミーコマンドパターンは、互いにオフセットする交互の出力増加及び減少コマンドを含む。

列６０３−６０５のコマンドストリームのそれぞれに対して、対応する実効コマンドレートが示される。これらの実効コマンドレートは、Ｒ_ｍａｘに関係して定量的に規定される。例えば、列６０３のストリームは、Ｒ_ｍａｘの３３％である実効出力制御レートを有し、列６０４のストリームは、Ｒ_ｍａｘの５０％である実効出力制御レートを有し、そして列６０５のストリームは、Ｒ_ｍａｘの６０％である実効出力制御レートを有する。図６は種々の実効コマンドレートを与えるイグゼンプラリなパターンのセットを示すことに注意することが重要である。他のコマンドレートは、同様のパターンを通して得られる可能性がある。

出力制御判断モジュール２１８は、固有の速度範囲を有する複数のコマンドストリームパターンのそれぞれ、例えば、図６を参照して上記したもの、と関係する可能性がある。このようにして、ＷＣＤ１０６が一定の範囲内である速度を有する場合、所望のコマンドレートを達成するために対応するコマンドストリームパターンを採用する。

図７は、速度感応出力制御を含んでいる動作シーケンスを説明するフローチャートである。この動作シーケンスは、ステップ７０２で始まる。ここでは、ＷＣＤ１０６が、自身の速度を推定する。このステップは、速度推定器２１２によって実施される。次に、ステップ７０４において、出力制御判断モジュール２１８は、ステップ７０２において推定された速度に応じて出力制御コマンドレートを決定する。

ステップ７０４において、出力制御判断モジュール２１８は、異なったストラテジ（strategy）にしたがって出力制御コマンドレートを決定する可能性がある。例えば、推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に、ステップ７０４は、第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを減少することを具備する可能性がある。図４の例を参照して、そのような減少は、ＷＣＤ１０６の速度が図示されたしきい値速度、Ｖ_Ｔ、を超える場合に、発生する。

さらに、ステップ７０４は、推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に、第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを増加することを具備する可能性がある。図５の例を参照して、そのような増加は、ＷＣＤ１０６の速度が図示されたしきい値速度、Ｖ_Ｔ１、を超える場合に、発生する。

ステップ７０６において、ＷＣＤ１０６は、ステップ７０４において決定された出力制御コマンドレートにしたがって基地局１０２へ出力制御信号を送信する。このステップは、ステップ７０４において決定されたコマンドレートにしたがってコマンドストリーム２７０を出力制御判断モジュール２１８が発生するステップを具備する。

ＷＣＤ１０６が固定コマンドレート環境で動作する場合に、ステップ７０６は、1若しくはそれ以上のダミーパターン及び1若しくはそれ以上のコマンドパターンを有するコマンドストリームを発生することを具備する。このステップは、固定コマンドレートより小さい実効コマンドレートを生み出す。図６を参照して上記したように、ダミーパターンは、互いにオフセットしている交互の出力増加及び出力減少コマンドを具備する。

1若しくはそれ以上のダミーパターン及び1若しくはそれ以上のコマンドパターンを有するコマンドストリームを発生するステップは、ステップ７０４において決定された出力制御レートにしたがってルックアップテーブル（例えば、図６に示されテーブル）をアクセスするステップ、及びルックアップテーブルに記憶された対応するコマンドストリームを選択するステップを含む可能性がある。

ステップ７０２から７０６は、規則的に発生する時間増加において実施される可能性がある。このようにして、ステップ７０８において、ＷＣＤ１０６は、オペレーションをステップ７０２に戻す前に、コマンドレート調節インターバルを待機する。

図８は、ステップ７０４をより詳細に説明するフローチャートである。この成果は、ステップ８０２で開始する。ここでは、出力制御判断モジュール２１８がステップ７０２において推定された速度を速度範囲にマップする。図４及び５は、そのような速度範囲の例を与える。

次に、ステップ８０４において、出力制御判断モジュール２１８は、出力制御コマンドレートに速度範囲を関連させるレートを選択する。

出力制御判断モジュール２１８は、ルックアップテーブル（図示せず）中にこれらの速度範囲及び対応するコマンドレートを記憶する可能性がある。

ＩＶ．ＳＮＲ推定
上記したように、ＳＮＲ推定器２１９は、トラフィックチャネル１１６から受信したトラフィック信号のＳＮＲを推定する。このトラフィック信号ＳＮＲは、ここではトラフィックＥ_ｂ／Ｎ_ｔとしても呼ばれる。ＳＮＲ推定器２１９は、以下の式（１）にしたがってトラフィックＥ_ｂ／Ｎ_ｔを計算する。

式（１）において、ｆは特定のデモジュレーションフィンガ２０８を示すために使用された整数の指数であり（以降フィンガｆとして呼ぶ）、Ｔ_ｆは、フィンガｆから受信したシンボルシーケンス２３０を統合することにおいてコンバイナ２５９により使用される加重係数であり、Ｅ_ｂ（ｆ）はフィンガｆによって処理されたトラフィック信号成分のビットエネルギーであり、Ｎ_ｔ（ｆ）は、フィンガｆによって処理されたトラフィック信号成分によって経験された干渉であり、そしてＮは、ＷＣＤ１０６によって採用されたデモジュレーションフィンガ２０８の数である。

コンバイナ２１０が最適な方法でシンボルシーケンス２３０の各々を統合する場合に、ＳＮＲ推定器２１９は、トラフィックＥ_ｂ／Ｎ_ｔの計算を単純化する可能性がある。この単純化されたアプローチにしたがったトラフィックＥ_ｂ／Ｎ_ｔの計算は、デモジュレーションフィンガ２０８の各々に対してＥ_ｂ（ｆ）／Ｎ_ｔ（ｆ）を合計することを含む。

式（１）のアプローチを通して、若しくは単純化された合計アプローチのいずれかを通してトラフィックＥ_ｂ／Ｎ_ｔの計算は、デモジュレーションフィンガ２０８のそれぞれに対するＥ_ｂ（ｆ）及びＮ_ｔ（ｆ）の決定が必要である。これらの値を決定する技術が、以下に説明される。

Ｎ_ｔ（ｆ）（すなわち、フィンガｆにおけるトラフィック信号成分に対する干渉）は、熱的ノイズ、基地局１０２以外の基地局からの干渉、及び基地局１０２から受信された他のマルチパス信号成分からの干渉を含む。Ｎ_ｔ（ｆ）は、全インバンドエネルギーを測定して、そして同じ経路において与えられた干渉しないエネルギーを差し引くことによって計算される。この計算は、以下の式（２）で表される。

Ｎ_ｔ（ｆ）＝Ｉｏ−Ｉ＾ｏｒ（ｆ） （２）

式（２）において、Ｉｏはインバンドエネルギー値であり、これは、周波数バンド内で受信された全エネルギーを表す。Ｉ＾ｏｒ（ｆ）は、干渉しないエネルギー値である。

Ｉ＾ｏｒ（ｆ）は、基地局１０２から発せられる信号の全エネルギー（他のＷＣＤｓ１０６への送信を含む）を表すが、フィンガｆがロックされた経路における到着を除く。ＣＤＭＡ通信システムにおいて、信号経路上に送信された信号は、互いに直交する。それゆえ、Ｉ＾ｏｒ（ｆ）は、受信した信号の劣化に寄与しない干渉しないエネルギーの基準である。

Ｎ_ｔ（ｆ）を計算する２つの技術が、ここに提供される。これらの技術の第１は、基地局１０２とＷＣＤ１０６との間で送られた特別のメッセージを利用する。これらの技術の第２は、基地局１０２がいかなる特別のメッセージを送信することを必要としない。

Ｎ_ｔ（ｆ）を計算する第１の技術は、ここではパイロットフラクション（pilot fraction）方法として呼ばれる。この方法にしたがって、基地局１０２は、ここではパイロットフラクションとして呼ばれるシグナリングデータを送信する。特定のパイロット信号に対して、パイロットフラクションは、基地局１０２によって送信された全エネルギーに対するパイロット信号エネルギーの比を示す。下記の式（３）は、パイロットフラクションの式を与える。

Ｐｉｌｏｔ Ｆｒａｃｔｉｏｎ＝Ｐｉｌｏｔ Ｅｃ／Ｉｏｒ （３）

式（３）において、Ｐｉｌｏｔ Ｅｃは、基地局１０２によって送信されたパイロット信号“チップ”におけるエネルギーを表し、そしてＩｏｒは、基地局１０２によって送信された信号の全エネルギーである。Ｉｏｒは、ＷＣＤ１０６の受信バンド幅によって規格化される。それゆえ、パイロットフラクションは、式（３）に表されたように、無次元である。

基地局１０２は、パイロットフラクションを含んでいるメッセージを発生し、そしてトラフィックチャネル１１６若しくは同期（sync）チャネル（図示せず）のようなチャネルをわたってこのメッセージをＷＣＤ１０６へ送信する。パイロットフラクションがトラフィックチャネル１１６をわたって送信される場合に、各デモジュレーションフィンガ２０８は、それぞれのシンボルシーケンス２３０中に含まれた情報としてコンバイナ２１０へパイロットフラクションを渡す。コンバイナ２１０は、各シンボルシーケンス２３０からパイロットフラクションメッセージを分離する。

パイロットフラクションを受信することに関連して、ＷＣＤ１０６は、受信したパイロットチップのエネルギーを測定する。この測定されたエネルギーは、コンバイナ２１０のＳＮＲ推定器２１９へ渡される。

上記したように、基地局１０２は、パイロットチャネル１１４をわたってパイロット信号を送信する。各デモジュレーションフィンガ２０８は、パイロット信号成分を受信し処理して、対応するフィルタされたパイロットシーケンスセット３４４にする。受信したパイロットチップのエネルギーを測定するために、データデモジュレータ３１２は、シーケンスセット３４４内で個々のシーケンスに対する“二乗和”を計算する。例えば、ＱＰＳＫインプリメンテーションでは、ここではシーケンスセット３４４は、イン−フェーズ（Ｉ）フィルタされたパイロットシーケンス３４６及びカドラチャ（Ｑ）フィルタされたパイロットシーケンス３４８を含み、データデモジュレータ３１２は、式（４）で以下に表される計算を実施する。

Ｐｉｌｏｔ Ｅ_ｃ＝Ｉ^２＋Ｑ^２ （４）

式（４）において、Ｐｉｌｏｔ Ｅ_ｃは、フィルタされたパイロットシーケンスセット３４４のチップのエネルギー推定値を表し、Ｉは、イン−フェーズフィルタされたパイロットシーケンス３４６の値を表し、そしてＱは、カドラチャフィルタされたパイロットシーケンス３４８の値を表す。データデモジュレータ３１２は、コンバイナ２１０内でＳＮＲ推定器２１９へＰｉｌｏｔ Ｅ_ｃを送る。

上記に式（２）で示されたように、Ｉ＾ｏｒ（ｆ）は、Ｎ_ｔ（ｆ）を計算する必要がある。ここで、ｆは、特定のデモジュレーションフィンガ２０８を示す。したがって、Ｐｉｌｏｔ Ｅ_ｃの受信とともに、ＳＮＲ推定器２１９は、フィンガｆによって受信されたＩ＾ｏｒ（ｆ）の推定値を計算する。この計算は、下記の式（５）で表される。

Ｉ＾ｏｒ（ｆ）＝Ｐｉｌｏｔ Ｆｒａｃｔｉｏｎ^−１ｘＰｉｌｏｔ Ｅ_ｃ （５）

式（２）の計算を完成させるために、自動利得制御（ＡＧＣ）モジュール２０６は、Ｉｏ値（すなわち、インバンドエネルギー）を決定し、そしてこの決定された値をＩｏ信号２４８としてＳＮＲ推定器２１９へ送る。Ｉｏ及びＩ＾ｏｒ（ｆ）がフィンガｆに対して決定された後で、コンバイナ２１０は、式（２）を実施することによってＮ_ｔ（ｆ）を計算する。

Ｎ_ｔ（ｆ）を計算するパイロットフラクション方法に代わるものは、ここではパイロットスキャッタ（pilot scatter）方法として呼ばれる。この方法を用いると、ＷＣＤ１０６は、パイロットフラクションを提供されない。その代わりに、ＷＣＤ１０６は、受信したパイロット信号のエネルギーの変化に基づいて情報をコンパイルすることによってノイズＮ_ｔ（ｆ）を推定する。すなわち、ＷＣＤ１０６は、式（６）にしたがってＮ_ｔ（ｆ）の推定値を計算する。

式（６）において、Ｘ_Ｉ（ｉ）は、イン−フェーズフィルタされたパイロットシーケンス３４６であり、Ｘ_Ｑ（ｉ）は、カドラチャフィルタされたパイロットシーケンス３４８であり、そしてＮは、Ｎ_ｔ（ｆ）を計算するために選択された所定のサンプル数である。Ｎのイグゼンプラリな数は、２４である。

Ｎ_ｔ（ｆ）を計算することに加えて、式（１）にしたがったＥ_ｂ／Ｎ_ｔの決定は、各デモジュレーションフィンガ２０８に対するトラフィックデータビットエネルギー（すなわち、Ｅ_ｂ（ｆ））の計算を必要とする。各デモジュレーションフィンガ２０８に対して、対応するデータデモジュレータ３１２は、この計算を実施する。

トラフィックデータビットエネルギー、Ｅ_ｂ（ｆ）は、トラフィックデータシンボルエネルギー、Ｅ_ｓ（ｆ）から導出される。データデモジュレータ３１２は、ベースバンドトラフィックシーケンスセット３３２を処理することによってＥ_ｓ（ｆ）を計算する。

受信したトラフィック信号のエネルギーを測定するために、データデモジュレータ３１２は、シーケンスセット３３２内で個々のシーケンスに対する“二乗和”を計算する。例えば、ＱＰＳＫインプリメンテーションにおいて、ここではシーケンスセット３３２は、イン−フェーズトラフィックシーケンス３３４及びカドラチャトラフィックシーケンス３３６を含み、データデモジュレータ３１２は、以下に式（８）で表された計算を実施する。

Ｅ_ｓ（ｆ）＝Ｉ^２＋Ｑ^２ （８）

式（８）において、Ｉは、イン−フェーズトラフィックシーケンス３３４の値を表し、そしてＱは、カドラチャトラフィックシーケンス３３６の値を表す。式（８）にしたがったＥ_ｓ（ｆ）の計算に加えて、データデモジュレータ３１２は、式（８）の結果をフィルタする可能性があり、これによって平滑化されたＥ_ｓ（ｆ）を生成する。

Ｅ_ｓ（ｆ）の計算の後で、データデモジュレータ３１２は、以下に式（９）で表された関係にしたがってＥ_ｂを導出する。

Ｅ_ｂ（ｆ）＝Ｅ_ｓ（ｆ）・Ｒ_ｓ／Ｒ_ｂ （９）

式（９）において、Ｒ_ｓは、ベースバンドトラフィックシーケンスセット３３２のシンボルレートを表し、そしてＲ_ｂは、ベースバンドトラフィックシーケンスセット３３２の実効ビットレートを表す。

式（９）の実施とともに、各データデモジュレータ３１２は、ＳＮＲ推定器２１９へ対応するＥ_ｂ（ｆ）を渡す。このようにして、各デモジュレーションフィンガ２０８に対するＮ_ｔ（ｆ）及びＥ_ｂ（ｆ）の決定を使用して、ＳＮＲ推定器２１９は、式（１）にしたがって若しくはＥ_ｂ（ｆ）／Ｎ_ｔ（ｆ）の各値を合計することを含む単純化したＥ_ｂ／Ｎ_ｔ計算技術にしたがってＥ_ｂ／Ｎ_ｔを計算する可能性がある。

Ｖ．速度推定器
図２を参照して上記したように、速度推定器２１２は、ＡＧＣモジュール２０６から制御信号２４４を受信し、デモジュレーションフィンガ２０８の１からベースバンドパイロットシーケンスセット２４６を受信する。これらの入力から、速度推定器２１２は、速度推定信号２４２を発生する。これは、出力制御判断モジュール２１８へ送られて、速度感応出力制御を提供する。

速度推定器２１２は、マルチパス送信のフェーディング特性を利用して、ＷＣＤ１０６の速度を推定する。上記したように、ＷＣＤ１０６を取り巻く物理的な地域及び構造は、基地局１０２からＷＣＤ１０６へ複数の信号経路を作り出す。各マルチパス成分は、スローフェーディング成分及びファーストフェーディング成分を有する合成信号としてモデル化できる。

図９Ａは、ＷＣＤ１０６によって受信された合成信号の例を与える。この信号は、図９Ａに示されたように、スローフェード及びファーストフェード成分に起因する受信した信号出力の時間変化を表す。合成の受信した信号の対応するスローフェード成分が、図９Ｂに示される。合成の受信した信号の対応するファーストフェード、すなわち、レイリーフェード、成分が、図９Ｃに示される。ＡＧＣモジュール２０６は、そのようなスローフェーディングの効果のほとんど全てを相殺することができる。さらに、ＡＧＣモジュール２０６は、そのようなレイリーフェーディングの効果の部分に対しても相殺することができる。

速度推定器２１２は、時間にわたり単一のマルチパス成分における出力の測定を実施する。これらの推定は、マルチパス成分の出力が時間の所定期間内に自身のＲＭＳ出力レベルの１／２を横切る回数に基づく。この量は、ここではレベル交差レートとして呼ばれる。

特に、速度推定器２１２は、マルチパス信号成分のファーストフェード部分が時間の所定期間の間にＲＭＳ出力レベルしきい値の１／２を横切る回数に速度推定信号２４２の値を基づかせる。このしきい値は、速度推定に対して使用されるしきい値だけではない。任意の他の割合若しくは複数のＲＭＳ出力レベルが、しきい値レベルとして選択される可能性がある。しかしながら、しきい値としてＲＭＳ出力レベルの１／２を使用することは、所定の速度に対する最大のレベル交差レートに帰結する。

速度推定器２１２が１つのマルチパス成分の出力を推定するので、速度推定器は、分離されたマルチパスパイロット信号を表すデモジュレーションフィンガ２０８の１つからのベースバンドパイロットシーケンスセット２４６を処理する。

ＡＧＣモジュール２０６が実質的に一定の出力レベルで信号セット２２０を維持するので、速度推定器２１２に対して必要な情報を基本的に削除して、アンテナセグメント２０２を通して受信したように、マルチパス成分の出力を推定する。それゆえ、分離されたマルチパス成分の出力を測定するために、ＡＧＣモジュール２０６によって実施された利得調節は、削除されるはずである。

ＡＧＣモジュール２０６の利得調節効果は、ＡＧＣモジュール２０６によって制御された利得の逆による増幅された信号を調節するスケーリング特性によって削除される。図１０は、そのようなスケーリング特性を与えるＡＧＣモジュール２０６のインプリメンテーションを説明するブロック図である。

図１０は、出力推定器１００２、総和ノード１００４、ローパスフィルタ１００６、ディジタルツーアナログ変換器（ＤＡＣ）１００８、及びログツーリニア変換器１０１２を示す。反転ノード１０１０、及びログツーリニア変換器１０１２は、ともにスケーリングモジュール１０１４中に含まれる。

出力推定器１００２は、ベースバンド信号セット２２０（すなわち、信号成分２２２及び２２４）を受信し、そしてその瞬間的な出力を推定する。出力推定器１００２は、出力推定信号１０２０を出力し、これらは総和ノード１００４に送られる。総和ノード１００４において、出力推定信号１０２０は、所定のセットポイント１０２２から差し引かれる。所定のセットポイント１０２２は、ＲＦフロントエンド２０４内で（複数の）アナログ−ツー−ディジタルコンバータ（ＡＤＣｓ）の上側境界近くの出力値を表すために選択される。これは、ベースバンド信号セット２２０を生成するために採用される。出力推定信号１０２０がセットポイント１０２２を超える場合に、総和ノード１００４は、ＲＦフロントエンド２０４内で（複数の）増幅コンポーネントの利得を減少する調節信号１０２４を生成する。しかしながら、出力推定信号１０２０がセットポイント１０２２より小さい場合に、調節信号１０２４は、そのような（複数の）増幅コンポーネントの利得を増加する。

調節信号１０２４は、ローパスフィルタ１００６に送られ、これは、ディジタル制御信号１０２６を生成する。ディジタル制御信号１０２６は、（ＤＡＣ）１００８へ送られて、ＲＦフロントエンド２０４へ送られる利得制御信号２４０を発生する。ＤＡＣ１００８は、ディジタル利得制御信号２４０を受信するＲＦフロントエンド２０４のインプリメンテーションに対して削除される可能性がある。上記したように、ＲＦフロントエンド２０４内の（複数の）増幅コンポーネントは、利得制御信号２４０の値にしたがってそれらの利得を変化する。

ディジタル制御信号１０２６は、スケーリングコンポーネント１０１４へも送られる。そこでは、ディジタル制御信号１０２６は、反転ノード１０１０へ入力される。反転ノード１０１０は、−１の乗算係数を有する乗算器として示される。しかしながら、他の適切なインプリメンテーションが採用される可能性がある。反転ノード１０１０は、反転された制御信号１０２８を発生する。これは、ログツーリニア変換器１０１２へ送られる。ログツーリニア変換器１０１２は、変換関数にしたがって動作する。この変換関数は、利得制御信号２４０値とＲＦフロントエンド２０４の強度利得との間の関係を規定する関数の逆である。この変換関数の結果として、ログツーリニア変換器１０１２は、電圧推定値２４４を生成する。これは、アンテナセグメント２０２を通して受信されたように、成分信号の電圧の推定値である。

スケーリングモジュール１０１４は、十分な信号プロセシングを提供して、受信した信号のＳＮＲが高い場合に、レベル交差レートの正確な決定を可能にする。これは、受信した信号中のノイズ成分が受信した信号出力に比べて重要でなく、そのためにレベル交差レートの決定に不利に寄与しないためである。しかしながら、ノイズ成分が受信した信号の全出力に重大な寄与を示す場合に、ノイズ成分は、単一のしきい値が使用される時にレベル交差レートの決定に不利に寄与する。

合成信号のファーストフェーディング成分の周波数は、受信機が経験する期待される速度範囲を使用して推定されることができる。パイロット統合時間は、レベル交差を信頼性良く検出するためにファーストフェードの期間より十分に小さくなければならない。時間のこの量はチャネルがフェーディングを示す場合に有限であるために、測定されたパイロット出力は、それに付随するある量のノイズを有する。このノイズの量は、ＳＮＲ測定値として表される可能性がある。

統合されたパイロット信号の出力のＳＮＲは、下記の式（１０）に表された量に直接比例する。

Ｉｏｒｈａｔ_０＊（Ｅｃｐ／Ｉｏｒ）／（Ｉｏｃ＋Ｎｔ） （１０）

式（１０）において、Ｉｏｒｈａｔ_０は、経路０でＷＣＤ１０６において受信された信号出力の量を表し、（Ｅｃｐ／Ｉｏｒ）は、基地局１０２において送信された全エネルギーに対するパイロット信号エネルギーの比を表し、そして（Ｉｏｃ＋Ｎｔ）は、隣接する基地局及び熱的ノイズに起因する全干渉を表す。

それゆえ、式（１０）に示されたように、パイロット信号の全受信出力が低い場合、若しくはそれに付随した干渉及びノイズのレベルが高い場合に、パイロット信号の出力の測定は、ノイズが多い。このノイズは、パイロット信号の出力の推定値がレベル交差しきい値を複数回横切ることを引き起こす。対照的に、パイロット信号がノイズフリーシステムにおいて受信された場合、その出力は、レベル交差しきい値を１回だけ横切る。

そのレベル交差レートにおけるパイロット信号のＳＮＲの効果を減少させるために、速度推定器２１２は、レベル交差ヒステリシスを採用する。このヒステリシスフィーチャ（feature）は、高いしきい値及び低いしきい値を採用する。このフィーチャにしたがって、信号の強度が下側ヒステリシスしきい値より低く開始して（ＮｄＢを採用されたしきい値レベルより低く設定する）、その後上側ヒステリシスしきい値を横切る（ＭｄＢを採用されたしきい値レベルより高く設定する）、若しくはこの逆以外では、信号の強度は、採用されたしきい値レベルを横切らないと考えられる。

特定の信号に対して、レベル交差の最大数に帰着するしきい値レベルは、信号のＲＭＳ信号出力の１／２である。しかしながら、ＲＭＳ出力レベルに対して任意のレベルが使用される可能性がある。イグゼンプラリなインプリメンテーションにおいて、Ｍ及びＮは、それぞれ３ｄＢに設定される。しかしながら、これらの値は、異なる可能性がある。

それゆえ、速度推定器２１２によって採用されたヒステリシスフィーチャは、レベル交差レート計算において考慮された（Ｎ＋Ｍ）ｄＢより小さい信号強度の測定値における小さな変化を防止する。速度推定器２１２によって採用されたレベルヒステリシスアルゴリズムは、下記の擬似コードによって表されることができる。この擬似コードにおいて、ｓ（ｎ）は、時間ｎにおけるシンボル強度を表し、Ｔ_Ｈは、高ヒステリシスしきい値レベルを表し、そしてＴ_Ｌは、低ヒステリシスしきい値レベルを表す。

（ｓ（ｎ）＜Ｔ_Ｌ）ならば｛
（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄＦｌａｇ＝＝０）ならば｛
ｌｅｖｅｌＣｒｏｓｓｉｎｇＣｏｕｎｔｅｒ＋＋；
｝
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄＦｌａｇ＝１；
｝
さもなければ、（ｓ（ｎ）＞Ｔ_Ｈ）ならば｛
（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄＦｌａｇ＝＝１）ならば
ｌｅｖｅｌＣｒｏｓｓｉｎｇＣｏｕｎｔｅｒ＋＋；
｝
ｔｈｒｅｓｈｏｌｄＦｌａｇ＝０；
｝

図１１は、ノイズの多い環境において時間にわたってマルチパス１１１０へのレベルヒステリシスアルゴリズムのアプリケーションを示す図である。通常は、ファーストフェーディングは、図９Ｃに示されたもののような信号を生成する。しかしながら、ノイズ成分からの寄与は、マルチパス信号のノイズの多い推定値に結果としてなる。この高ヒステリシスしきい値は、Ｔ_Ｈとして示され、そして低ヒステリシスしきい値は、Ｔ_Ｌとして示される。レベル交差を決定するための所定のしきい値レベル（図示せず）は、ヒステリシスしきい値Ｔ_ＨとＴ_Ｌとの間である出力レベルである。ヒステリシスアルゴリズムがこのノイズの多い信号推定に適用される場合、レベル交差は、図１１に“Ｘ”によって示された点においてだけ発生すると考えられる。

図１２は、速度推定器２１２の第１のインプリメンテーションを説明するブロック図である。これは上記したヒステリシスアルゴリズムを採用する。このインプリメンテーションは、乗算ノード１２０２ａ及び１２０２ｂ、ローパスフィルタ１２０４、出力演算モジュール１２０６、シンボルキュー１２０８、ＲＭＳ出力演算モジュール１２１０、しきい値演算モジュール１２１２、カウンタ１２１４、及びルックアップテーブル１２１６を含む。

電圧推定値２４４は、乗算ノード１２０２ａ及び１２０２ｂにおいてＡＧＣモジュール２０６から受信される。これらのノードにおいて、電圧推定値２４４は、パイロットシーケンスセット３３８内の対応するシーケンスで掛け算される。

乗算ノード１２０２ａ及び１２０２ｂは、シーケンスセット１２３０を生成する。シーケンスセット１２３０は、ＡＧＣモジュール２０６の出力安定化効果が削除されたベースバンドシーケンスセット３３８を表す。シーケンスセット１２３０は、イン−フェーズシーケンス１２３２及びカドラチャシーケンス１２３４を含む。

シーケンスセット１２３０は、ローパスフィルタ１２０４へ送られる。ローパスフィルタ１２０４は、イン−フェーズシーケンス１２３５及びカドラチャシーケンス１２３６を含んでいるフィルタされたシーケンスセット１２３４を生成する。出力演算モジュール１２０６は、フィルタされたシーケンスセット１２３４を受信し、そしてその瞬間的な出力を計算する。

瞬間的な出力を計算するために、出力演算モジュール１２０６は、フィルタされたシーケンスセット１２３４中で各シーケンスの二乗和を計算し、そしてこの和の平方根を計算する。出力演算モジュール１２０６は、エネルギーシーケンス１２３７としてこの瞬間的な出力を出力する。出力信号１２３７は、キュー１２０８及びＲＭＳ出力演算モジュール１２１０へ送られる。

ＲＭＳ出力演算モジュール１２１０は、所定の数のエネルギーシーケンス１２３７の連続的な値を使用してＲＭＳ出力シーケンス１２３８を計算する。ＲＭＳ出力シーケンス値は、しきい値演算モジュール１２１２へ送られる。しきい値演算モジュール１２１２は、上側及び下側レベル交差しきい値１２４０及び１２４２を計算するために、上記したように、所定のヒステリシス値（Ｍ及びＮ）を使用する。

キュー１２０８は、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファである。キュー１２０８は、ＲＭＳ出力演算モジュール１２１０によって実施された実行中の計算において使用されたシンボルの数に対応する深さを有する。そのようにして、シンボルキュー１２０８は、エネルギーシーケンス１２３７を遅らせて、そしてカウンタ１２１４へ遅延したエネルギーシーケンス１２４４を送る。

カウンタ１２１４は、しきい値１２４０及び１２４２を使用してエネルギーシーケンス１２４４のレベル交差の数をカウントして、カウンティングにおけるヒステリシスを与える。そのようなカウンティングを実施することで、カウンタ１２１４は、カウント１２４６を出力する。これは、ルックアップテーブル１２１６へ送られる。

ルックアップテーブル１２１６は、推定した速度に対する時間の所定の期間内に発生する（カウント１２４６によって示されるような）レベル交差の数をマップする。速度推定値は、速度推定値２４６として出力される。あるいは、速度推定器２１２は、ルックアップテーブル１２１６なしに実行される可能性がある。そのようなインプリメンテーションでは、カウント１２４６は、速度推定値として直接使用される。

速度推定器２１２の第２のインプリメンテーションが、図１３に示される。このインプリメンテーションは、図１２に示されたインプリメンテーションと同様である。実際に、両者のインプリメンテーションは、電圧推定値２４４の受信からエネルギーシーケンス１２３７の発生まで同一である。しかしながら、第２のインプリメンテーションは、異なる方式でレベル交差を計算する。

第２のインプリメンテーションでは、エネルギーシーケンス１２３７は、第１のインプリメンテーションの場合のように、キュー１２０８及びＲＭＳ出力演算モジュール１２１０へ送られる。しかしながら、第２のインプリメンテーションでは、ＲＭＳ出力演算モジュール１２１０は、規格化係数モジュール１３０２へＲＭＳ出力シーケンス１２３８を送る。規格化係数モジュール１３０２は、２／ｘを計算し出力する。ここで、ｘは、ＲＭＳ出力シーケンス１２３８を表し、そして２／ｘは、規格化係数１３２０である。

規格化係数１３２０は、乗算ノード１３０４へ送られる。乗算ノードも、キュー１２０８から遅延したエネルギーシーケンス１２４４を受信する。乗算ノード１３０４は、これらの入力を掛け算し、規格化されたシーケンス１３２２を発生する。規格化されたシーケンス１３２２は、ＲＭＳ出力シーケンス１２３８の１／２によって規格化された遅延したエネルギーシーケンス１２４４を表す。

規格化されたシーケンス１３２２は、カウンタ１２１４に送られる。カウンタは、シーケンス１３２２のレベル交差の数をカウントする。しかしながら、カウンタ１２１４が変化しているヒステリシスしきい値を受信する図１２のインプリメンテーションとは異なって、図１３のインプリメンテーションでは、カウンタ１２１４は、一定値のままであるヒステリシスしきい値を受信する。これらの一定のしきい値は、高しきい値１３２４及び低しきい値１３２６として図１３に示される。このインプリメンテーションは、シーケンス１３２２がＲＭＳ出力シーケンス１２３８に比例する値によって規格化されるため、一定のヒステリシス値を採用する可能性がある。

カウンタ１２１４は、カウント１３２８を出力する。これは、ルックアップテーブル１２１６へ送られて、速度推定値２４６を決定する。第２のインプリメンテーションにおいて、第１のインプリメンテーションのように、ルックアップテーブル１２１６は、オプションである。それゆえ、カウント１３２８は、直接使用される可能性がある、若しくは速度推定値２４６は、それから計算される可能性がある。

ＶＩ．結論
本発明の種々の実施形態が、上記されてきたが、これらは、例としてのみ説明されてきており、制限するものではないことが、理解されるはずである。それゆえ、本発明の精神及び範囲は、上記したイグゼンプラリな実施形態のいずれかによって制限されるべきではなく、請求範囲及びそれらと同等のものだけにしたがって規定されるべきである。

例えば、上記の説明は、イン−フェーズ及びカドラチャ成分を有する信号及びシンボルセットを含む。これらのセットは、ＱＰＳＫ変調に関連付けられる。しかしながら、本発明は、他の変調技術に関連付けられた他のタイプの信号セットを採用する可能性がある。これらのセットは、任意の数の成分を含む可能性がある。例えば、そのようなセットは、バイナリフェーズシフトキーイング（ＢＰＳＫ）に関連付けられる可能性があり、信号成分だけを含む可能性がある。

さらに、上記の速度推定器２１２のインプリメンテーションは、レベル交差測定値を使用して速度推定を実施するが、速度推定器２１２は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）のような、サービスを介して装置の位置の定期的なモニタリングを通してそのような推定を実施する可能性がある。

しかも、時間トラッキングループフィルタ３１８のインプリメンテーションは、複数のフィルタ経路を含む可能性がある。そこでは、各フィルタ経路は、ＷＣＤ１０６の速度に依存する値を有する利得信号を受信する。

さらに、本発明の技術は、ＩＳ−９５若しくはＣＤＭＡを含まない他の通信環境において採用される可能性がある。

図１は、イグゼンプラリなモービル通信環境のブロック図である。 図２は、ワイアレス通信装置の受信機部分の図である。 図３は、デモジュレーションフィンガのインプリメンテーションを説明するブロック図である。 図４は、速度感応出力制御インプリメンテーションに対する動作パラメータを説明する図である。 図５は、速度感応出力制御インプリメンテーションに対する他の動作パラメータを説明する図である。 図６は、イグゼンプラリなコマンドパターンのセットを説明するチャートである、ここで、各パターンは、実効出力制御レートを生成する。 図７は、速度感応出力制御を含む動作シーケンスを説明するフローチャートである。 図８は、説明するフローチャートである。 図９は、マルチパスフェーディング特性を説明するグラフである。 図１０は、自動利得制御モジュールのインプリメンテーションを説明するブロック図である。 図１１は、雑音の多い環境における信号の推定値を示すグラフである。 図１２は、速度推定器インプリメンテーションを示すブロック図である。 図１３は、速度推定器インプリメンテーションを示すブロック図である。

符号の説明

１００…モービル通信環境，１０２…基地局，１０６…ワイアレス通信装置（ＷＣＤ），１１０…モービルプラットフォーム，１１４…パイロットチャネル，１１６…トラフィックチャネル，１１８…逆方向出力制御チャネル，１２０…ワイアレス通信システム（ＷＣＳ），２０２…アンテナセグメント。

Claims (23)

1. 基地局（１０２）から信号を受信するワイアレス通信装置（ＷＣＤ）（１０６）において速度感応出力制御を提供する方法であって、以下の工程を具備する：
   ＷＣＤ（１０６）の速度を推定すること；
   推定した速度に応じて出力制御コマンドレートを決定すること；及び
   出力制御コマンドレートにしたがって基地局（１０２）へ出力制御信号を送信すること。
2. 請求項１の方法、ここで、前記送信する工程は、1若しくはそれ以上のダミーパターン及び1若しくはそれ以上のコマンドパターンを有するコマンドストリームを発生する工程を具備する。
3. 請求項２の方法、ここで、1若しくはそれ以上のダミーパターンの各々は、互いにオフセットする交互の出力増加及び出力減少コマンドを含む。
4. 請求項１の方法、ここで、前記決定する工程は、以下の工程を具備する：
   速度範囲へ推定した速度をマッピングすること；及び
   出力制御コマンドレートとして速度範囲に対応するレートを選択すること。
5. 請求項１の方法、ここで、前記決定する工程は、以下の工程を具備する：
   推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを減少すること。
6. 請求項１の方法、ここで、前記決定する工程は、以下の工程を具備する：
   推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを増加すること。
7. 請求項１の方法、ここで、前記推定する工程は、マルチパス信号のレベル交差レートを測定する工程を具備する。
8. 請求項１の方法、ここで、前記推定する、決定する、及び送信する工程は、規則的に発生する時間増加において実施される。
9. 基地局（１０２）から信号を受信するワイアレス通信装置（ＷＣＤ）（１０６）において速度感応出力制御を提供するシステムであって、以下を具備する：
   ＷＣＤ（１０６）の速度を推定する速度推定器（２１２）；及び
   推定した速度に応じて出力制御コマンドレートを決定し、そして出力制御コマンドレートにしたがって基地局（１０２）へ出力制御信号を送信する出力制御判断モジュール（２１８）。
10. 請求項９のシステム、ここで、前記出力制御判断モジュール（２１８）は、1若しくはそれ以上のダミーパターン及び1若しくはそれ以上のコマンドパターンを有するコマンドストリーム（２７０）を発生する。
11. 請求項１０のシステム、ここで、1若しくはそれ以上のダミーパターンの各々は、互いにオフセットする交互の出力増加及び出力減少コマンドを含む。
12. 請求項９のシステム、ここで、前記出力制御判断モジュール（２１８）は、
    速度範囲へ推定した速度をマップし、そして出力制御コマンドレートとして速度範囲に対応するレートを選択する。
13. 請求項９のシステム、ここで、出力制御判断モジュール（２１８）は、
    推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを減少する。
14. 請求項９のシステム、ここで、出力制御判断モジュール（２１８）は、推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを増加する。
15. 請求項９のシステム、ここで、速度推定器（２１２）は、推定した速度を発生するためにマルチパス信号のレベル交差レートを測定する。
16. 基地局（１０２）から信号を受信するワイアレス通信装置（ＷＣＤ）（１０６）において速度感応出力制御を提供する装置であって：
    ＷＣＤ（１０６）の速度を推定する手段；
    推定した速度に応じて出力制御コマンドレートを決定する手段；及び
    出力制御コマンドレートにしたがって基地局（１０２）へ出力制御信号を送信する手段。
17. 請求項１６の装置、ここで、前記送信する手段は、1若しくはそれ以上のダミーパターン及び1若しくはそれ以上のコマンドパターンを有するコマンドストリームを発生する手段をさらに具備する。
18. 請求項１７の装置、ここで、前記送信する手段は、1若しくはそれ以上のダミーパターンの各々は、互いにオフセットする交互の出力増加及び出力減少コマンドを含む。
19. 請求項１６の装置、ここで、前記決定する手段は、以下をさらに具備する：
    速度範囲へ推定した速度をマッピングする手段；及び
    出力制御コマンドレートとして速度範囲に対応するレートを選択する手段。
20. 請求項１６の装置、ここで、前記決定する手段は、以下をさらに具備する：
    推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを減少する手段。
21. 請求項１６の装置、ここで、前記決定する手段は、以下をさらに具備する：
    推定した速度が速度しきい値、Ｖ_Ｕ、を超える場合に第１のレートから第２のレートへ出力制御コマンドレートを増加する手段。
22. 請求項１６の装置、ここで、前記推定する手段は、マルチパス信号のレベル交差レートを測定する手段をさらに具備する。
23. 請求項１６の装置、ここで、前記推定する、決定する、及び送信する手段は、規則的に発生する時間増加において動作する。

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