JP2007520164A - 無線通信システムにおける干渉推定 - Google Patents

Abstract

【解決手段】干渉は、送信電力を、選択的にブランクする（ｂｌａｎｋｉｎｇ）か、低減することにより制御される。無線通信システムにおける送信エンティティによって引き起こされる干渉を推定する方法は、干渉推定値における所望レベルの精度を決定することと、前記所望レベルの精度を達成するために、サブバンドセット毎に必要なブランク数を決定することと、前記サブバンドセット毎に必要な数のブランクを、周波数ホッピング（ＦＨ）系列へ挿入することと、前記ＦＨ系列に従って送信することとを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、一般に、無線通信に関し、特に、無線通信システムにおける干渉推定に関する。

直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムは、システム帯域幅全体を、多数の（ＮＦ個の）直交サブバンドへ効果的に分割するマルチキャリア変調技術である。これらサブバンドは、トーン、サブキャリア、ビン、および周波数チャネルとも呼ばれる。ＯＦＤＭでは、サブバンドはそれぞれ、データで変調されうるサブキャリアに関係している。各ＯＦＤＭシンボル期間内のＮＦ個のサブバンド上で、ＮＦ個までの変調シンボルが送信される。送信前に、これらの変調シンボルは、ＮＦ点逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を用いて時間領域へ変換され、ＮＦ個のチップを含む「変換」シンボルが得られる。

周波数ホッピング（ＦＨ）通信システムでは、データは、「ホップ周期」と呼ばれる異なる時間間隔中の異なる周波数サブバンド上で送信される。これらサブバンドは、ＯＦＤＭ、他のマルチキャリア変調技術、またはその他の構成によって提供されうる。周波数ホッピングを用いて、データ伝送は、準ランダムに、サブバンドからサブバンドへホップする。このホッピングは、周波数ダイバーシチを提供し、データ伝送が狭帯域干渉、妨害、フェージング等の有害なパス効果によりよく耐えることを可能にする。

ブロックホッピングによって、データ伝送のブロックは、サブバンドのブロックから、サブバンドの別のブロックへとホップする。各ブロックは、隣接するサブバンドを含む。

直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムは、ＯＦＤＭを利用し、多数のユーザをサポートすることができる。周波数ホッピングＯＦＤＭＡ（ＦＨ−ＯＦＤＭＡ）システムの場合、ユーザはそれぞれ、各ホップ周期内のデータ伝送に使用するための具体的なサブバンドを示す具体的なＦＨ系列が割り当てられる。多数のユーザのための多数のデータ伝送は、互いに直交する異なるＦＨ系列を同時に使用して送信されうる。その結果、１つのデータ伝送だけが、各ホップ周期内の各サブバンドを使用する。直交ＦＨ系列を使用して、多数のデータ伝送は、周波数ダイバーシチの利点を享受している間、互いに干渉しない。

ＦＨ−ＯＦＤＭＡシステムは典型的には多くのセクターを含む。ここで用語「セクター」は、用語が使用される文脈に依存して、基地トランシーバー・サブシステム（ＢＴＳ）及び／又はＢＴＳの受信可能領域を称することができる。上述したように、同じセクターと通信するユーザのためのデータ伝送は、「セクター内」干渉を回避するために、直交ＦＨ系列を用いて送信される。しかしながら、異なるセクター内のユーザのためのデータ伝送は一般に直交しない。従って、ユーザはそれぞれ、他のセクター内のユーザからの「セクター」間干渉を観察する。セクター間干渉の有害な効果は、各セクターが、近くのセクターのＦＨ系列に関して準ランダムかあるいは独立するようにＦＨ系列を定義することにより弱められる。ユーザがそれぞれ他のセクターのユーザからの平均干渉を観察することができるように、準ランダムなＦＨ系列を使用することにより、セクター間干渉はランダム化される。しかしながら、ランダム化されたセクター間干渉は、高レベルの干渉を観察している運の悪いユーザに対しては、未だに著しく性能を下げる。

ランダム化されたセクター間干渉に加えて、チャネルは送信された信号を歪める。無線通信システムでは、送信機は、データの変調シンボルであるデータ・シンボルを得るために、一般に、トラフィック・データを符号化し、インタリーブし、変調（すなわち、シンボルマップ）する。コヒーレントなシステムでは、送信機は、データ・シンボルとともにパイロット・シンボルを多重化し、多重化されたパイロット・シンボル及びデータ・シンボルを処理して変調信号を生成し、無線チャネル経由でこの信号を送信する。チャネルは、この送信された信号を、チャネル応答で歪め、更に、ノイズと干渉でこの信号を劣化させる。

受信機は、送信された信号を受信し、受信した信号を処理して、受信シンボルを得る。コヒーレントなシステムの場合、受信機は、典型的には受信パイロット・シンボルを用いてチャネル応答を推定し、このチャネル応答推定値を用いて、受信データ・シンボルのコヒーレントな復調／検出を実行し、復元されたデータ・シンボルを得る。これは、送信機によって送信されたデータ・シンボルの推定値である。受信機は、その後、復元されたデータ・シンボルを、シンボル逆マップし、逆インタリーブし、デコードして、デコードデータを得る。これは、送信機によって送られたトラッフィック・データの推定値である。

典型的なコヒーレントな無線システムでは、受信機は、チャネル応答推定値を得るために、受信パイロット・シンボルを一度処理し、復元されたデータ・シンボルを得るために、受信データ・シンボル上でさらに一度コヒーレントな復調を実行する。その後、受信機は、トラッフィック・データに使用された符号化スキーム及び変調スキームに従って復元されたシンボルについてシンボル逆マップ、逆インタリーブ、及びデコードを実行する。ノイズと干渉は、復元されたデータ・シンボルの品質を下げ、デコードされたデータの信頼性に悪影響を与える。

干渉を推定することは、シンボルを復元することを可能にし、デコードされたデータの信頼性を助ける。従って、無線通信システムにおける干渉推定を支援する技術を求めるニーズが当該技術において存在する。
米国特許出願１０／８４８，０２３号

本特許出願は、２００４年１月２８日に出願され、本譲受人に譲渡され、明らかに参照によって本書に組込まれる"PILOT DESIGN FOR INTERFERENCE ESTIMATION IN OFDMA "と題された仮出願６０／５４０，３１１番の優先権を主張する。

パイロット送信および干渉推定用の技術は、様々な無線通信システム、および順方向リンクと同様に逆方向リンクにも使用されうる。干渉は、ユーザを妨害する送信電力を落とす（すなわち、ブランクにする）か、低減する（すなわち、弱める）ことによって推定される。

ある局面では、無線通信システムにおける送信エンティティによって引き起こされた干渉を推定する方法は、干渉推定値における所望レベルの精度を決定することと、前記所望レベルの精度を達成するために、サブバンドセット毎に必要なブランク数を決定することとを含む。ある局面では、この方法は更に、前記サブバンドセット毎に必要な数のブランクを、周波数ホッピング（ＦＨ）系列へ挿入することを含む。また、別の局面では、この方法は更に、 前記ＦＨ系列に従って送信することを含む。

ある局面では、無線通信システムにおける干渉を推定するよう実施可能な装置は、サブバンドセット毎に必要なブランク数を含む高速ホッピング（ＦＨ）系列を生成するよう実施可能なコントローラーと、前記ＦＨ系列にしたがって、複数の伝送スパン上で送られた送信のための送信電力を落とすか、又は低減するよう実施可能なユニットとを備える。

別の局面では、無線通信システムにおいて干渉を推定するのに実施可能な装置は、干渉推定値における所望レベルの精度を決定する手段と、前記所望レベルの精度を達成するために、サブバンドセット毎に必要なブランク数を決定する手段とを備える。また別の局面では、前記装置は、ＦＨ系列にしたがって送信する手段を更に含む。

ある局面では、無線通信システムにおける送信エンティティによって引き起こされた干渉を推定する方法を具体化するコンピュータ読取可能媒体であって、前記方法は、干渉推定値における所望レベルの精度を決定することと、前記所望レベルの精度を達成するために、サブバンドセット毎に必要なブランク数を決定することとを含む。

また別の局面では、無線通信システムにおいて干渉を推定する方法を実行するようにプログラムされたプロセッサであって、干渉推定値における所望レベルの精度を決定することと、前記所望レベルの精度を達成するために、サブバンドセット毎に必要なブランク数を決定することとを含む。

本発明の種々の局面および実施例は、以下に詳細に記載される。

本発明の特徴および本質は、同一の符番キャラクタが、全体にわたって一致して示している図面と共に用いられた場合、以下に述べられた詳細な説明からより明白になるだろう。

用語「典型的な」は、一例、インスタンス、あるいは実例として役立つことを意味するために使用される。ここで「典型的な」と記載されたいかなる実施例あるいは設計も、他の実施例あるいは設計より好適又は有利であると必ずしも解釈される必要はない。

図１は無線多元接続通信システム１００を示す。システム１００は、多くの無線端末１２０のための通信をサポートする多くの基地局１１０を含んでいる。基地局は、端末と通信するために使用される固定局であり、アクセス・ポイント、ノードＢあるいはその他の専門用語で称されうる。端末１２０は、一般に、システム全体にわたって分散している。また、各端末は固定式又はモバイルでありうる。端末は、移動局、ユーザ機器（ＵＥ）、無線通信デバイス、あるいはその他の専門用語でも称されうる。端末はそれぞれ、所定の瞬間において、順方向リンクおよび逆方向リンク上で、一つ又は恐らくは複数の基地局と通信する。順方向リンク（あるいはダウンリンク）は、基地局から端末への通信リンクを称する。また、逆方向リンク（あるいはアップリンク）は、端末から基地局への通信リンクを称する。システムコントローラ１３０は、基地局１１０に接続し、これら基地局のための調整および制御を行う。更に、これら基地局によってサービスされる端末のためのデータのルーティングを制御する。

各基地局１１０は、それぞれの地理的なエリアに通信範囲を与える。基地局および／またはその通信範囲は、使用される文脈に依存して「セル」と呼ばれる場合がある。容量を増加させるために、各基地局の通信範囲は、複数（例えば３つ）のセクター１１２へ分割されうる。各セクターは、ＢＴＳによってサービスされる。セクター化されたセルでは、そのセルのための基地局は一般に、そのセルのすべてのセクターのためのＢＴＳを含んでいる。簡略のために、以下の説明では、用語「基地局」は、セルのためにサービスする固定局、およびセクターのためにサービスする固定局の両方について総称的に使用される。「サービスしている」基地局、あるいは「サービスしている」セクターは、端末が通信するものである。用語「ユーザ」および「端末」は、ここでは相互に置換可能に使用される。

ここに記載された干渉推定技術は、様々な無線通信システムに使用されうる。例えば、これらの技術は、ＯＦＤＭＡシステム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システムなどに使用されうる。ＴＤＭＡシステムは、時分割多重化（ＴＤＭ）を使用する。また、異なる端末のための送信は、異なる時間間隔の中で送信することにより直交化される。ＦＤＭＡシステムは、周波数分割多重化（ＦＤＭ）を使用する。また、異なる端末のための送信は、異なる周波数サブバンドで送信することにより直交化される。ＯＦＤＭＡシステムは、ＯＦＤＭを利用する。それは多くの（Ｎ個の）の直交周波数サブバンドへ、システム帯域幅全体を効果的に分割する。これらのサブバンドは、トーン、副搬送波、ビン、周波数チャネルなどとも呼ばれる。各サブバンドは、データで変調されうるそれぞれの副搬送波に関係している。ＯＦＤＭＡシステムは、時間、周波数、及び／又は符号分割多重化によるあらゆる組み合わせを使用して良い。

干渉推定技術は、逆方向リンク同様、順方向リンクにも使用される。明確化のために、これらの技術は、ＦＨ−ＯＦＤＭＡシステムにおける順方向リンクについて以下に記載される。ＦＨ−ＯＦＤＭＡシステムの場合、複数の「トラッフィック」チャネルが定義される。これによって（１）各サブバンドが所定のホップ周期内の唯一のトラッフィック・チャネルのために使用され、（２）各トラッフィック・チャネルが各ホップ周期内の０、１、あるいは複数のサブバンドを割り当てられる。

図２は、実施例に従ったＦＨ−ＯＦＤＭＡシステム用の時間−周波数平面２００における周波数ホッピングを示す。水平軸２０２は時間である。垂直軸２０４はサブバンドである。トラッフィック・チャネル１ ２０６、およびトラッフィック・チャネル３ ２０８のためのホッピングが示されている。

周波数ホッピングによって、各トラフィック・チャネルは、特定のサブバンドを、各ホップ周期内のトラフィック・チャネルのために使用するように示す具体的なＦＨシーケンスに関連付けられる。２つのトラフィック・チャネルが、所定のホップ周期内に同じサブバンドを使用しないように、各セクター内の異なるトラフィック・チャネルのためのＦＨ系列は、互いに直交する。更に、各セクターのＦＨ系列は、近くのセクターのためのＦＨ系列に関して準ランダムでもある。これらの特性は、セクター内干渉を最小化し、セクター間干渉をランダム化する。これらのトラフィック・チャネルが、同じホップ周期内の同じサブバンドを使用する場合は常に、２つのセクター内の２つのトラフィック・チャネル間の干渉が生じる。しかしながら、セクター間干渉は、異なるセクターのために使用されるＦＨ系列の準ランダムな性質によりランダム化される。

周波数ホッピングはデータ伝送にわたってセクター間干渉をランダム化することができるが、干渉はまだ高いかもしれず、何人かのユーザに対しては性能を著しく下げるかもしれない。例えば、ユーザは、サービス基地局から遠く離れているので、セクターの端に位置したユーザ（例えば、図１における端末１２０ａ，１２０ｂ，及び１２０ｅ）は、一般には、低い電力レベルでデータ伝送を受信する。更に、ユーザは、干渉基地局に接近して位置するので、これらのセクター端のユーザは、高レベルの干渉をも受けるかもしれない。その干渉はバースト的かもしれない。また、セクター端のユーザのＦＨ系列と、近隣セクターのユーザのＦＨ系列が衝突する場合は常に、大規模な干渉が生じるかもしれない。

ここに記述された技術は、他のセクター内の干渉ユーザにより、目標ユーザのための干渉を制御することができる。一般に、目標ユーザは、低減されたセクター間干渉が求められる。干渉ユーザは、目標ユーザと干渉すると考えられるユーザである。目標ユーザおよび干渉ユーザは、上述された周波数ホッピングを持つ異なるセクター内に存在する。以下に述べるように、干渉セクターと同様に、干渉ユーザおよび目標ユーザも識別されうる。干渉は様々な方法で制御されうる。

言いかえれば、推定された干渉は、分布

を持つカイ２乗確率変数である。ここで、平均は、真の分散

に等しく、分散は

に等しい。

この推定量は、誤差分布

の標準偏差が、受信信号エネルギーと独立しているという特性を持ち、干渉（例えば対数正規分布）およびチャネル推定誤差の分布の基本となっている。

表１は、実施例に従い、干渉推定値における所望レベルの精度を達成するために必要なブランク数を示す。表１は、誤差分布の標準偏差と、ブランク数とを示す。基本分布は、６．１５ｄＢの標準偏差を持つ対数正規分布である。

干渉を推定するための実施例では、送信電力が、選択的にブランクされる（ｂｌａｎｋｅｄ）か、低減される。近隣セクター内の各ユーザは、送信を全く受信しないか、又は、そのセクターのためのブランクパターンで、低減された電力を各サブバンド上に持つ送信を受信するかのいずれかであろう。ブランク化が実行されると、近隣ユーザはそれぞれ、ブランクパターンによって、各サブバンド上で送信されないデータ・シンボルのランダム化されたパンクチャを経験するだろう。パンクチャ率は、干渉ユーザのＦＨ系列が、目標ユーザのＦＨ系列と衝突する割合によって決定される。近隣ユーザが、性能上無視できる低下を経験するように、このパンクチャ率は、比較的低いに違いない。減衰が行なわれれば、これらのサブバンドのためのより低い送信電力の使用により、近隣ユーザはそれぞれ、ブランクパターンによって、サブバンド上でより低いエネルギー・シンボルを受信だろう。しかしながら、これら受信シンボルは、まだ有用な情報を含んでおり、デコードに有用である。

実施例では、各ユーザは、ユーザのために役立つ候補であるセクターをすべて含む「アクティブセット」を保持する。各ユーザは、それぞれ様々なセクターからパイロットを受信し、各セクターの受信パイロット電力を測定し、セクターの受信パイロット電力が、予め定めた加算閾値を超える場合には、アクティブセット内にセクターを加える。

実施例では、各ユーザは、あらゆる所定の時間において、アクティブセット内の唯一のセクターと通信する。これは、サービングセクターと呼ばれる。代替実施例では、ユーザは、あらゆる所定の時間において、アクティブセット内の１つより多いセクターと通信することができる。

実施例では、各ユーザは、アクティブセット内のセクターからのパイロットを（例えば、連続的又は定期的に）測定し、このパイロット測定値に基づいて、サービングセクターとして指定するために１つのセクターを選択する。各ユーザはまた、他のセクターから（例えば定期的に）パイロットを捜索し、これらのパイロットを測定し、アクティブセット内のセクターの更新／変更をすべきか否かを決定する。各ユーザは、例えば、呼び出し開始時や、アクティブセットが変化したときにはいつでも、アクティブセットをサービングセクターに提供する。その後、各セクターは、そのセクターと通信している各ユーザのアクティブセット情報を持つ。

図１に戻って示すように、端末１２０ａ乃至１２０ｈの８人のユーザａ乃至ｈが、セクター１及び２にわたって分布している。各ユーザのアクティブセットは括弧内に示される。また、サービングセクターは、太字とアンダーラインテキストで示され、非サービングセクター（もしあれば）は、通常のテキストで示されている。セクター１は、ユーザａ、ｂ、ｃおよびｄのためのサービングセクターである。また、セクター２は、ユーザｅ、ｆ、ｇおよびｈのためのサービングセクターである。

時間スロット及び周波数範囲をブランクにするシステム、および方法の一例は、２００４年５月１７日に出願され、"Interference Control Via Selective Blanking/Attenuation Of Interfering Transmissions"と題された米国特許出願１０／８４８，０２３号（特許文献１）で見受けられる。これは、本譲受人に譲渡され、参照によって明らかにここに組み込まれる。

順方向リンク内に搬送波を関連させることは、搬送波がグループ内でホップすることを示唆する。これらのグループがすべて隣接している場合、関連する搬送波はすべて、ホップ内の同じ干渉分散を経験する。ホップあたりの関連する搬送波のセットごとのブランクパイロットのある数（Ｎ_Ｂ個）が、良好な干渉推定のために必要であり、ブランクパイロットを導入することが、帯域幅非効率を増加するのであれば、副搬送波の関連性を増加させることは帯域幅ロスを低減する。このスキームの不都合は、もちろん、特に少ない数の搬送波を備えたパケットフォーマットの場合、周波数ダイバーシチを低減することである。このロスは、送信数の増加とともに減少すると予想される。

図３および図４は、実施例に従った干渉推定のためのブランク／ヌルパイロットの使用を示す。図３は、実施例に従った専用パイロットを用いたブロックホッピングを示す。図４は、実施例に従った共通パイロットを用いたブロックホッピングを示す。

図３は、多くの隣接副搬送波がユーザに割り当てられた場合のブロックホッピングを示す。水平軸３０２は周波数である。垂直軸３０４は時間である。３人のユーザが示される。ユーザ１ ３０６、ユーザ２ ３０８およびユーザ３ ３１０である。

チャネル推定は、専用パイロット３１２を使用して行なわれる、つまり、割り当てられたシンボルのうちのいくつかがパイロット・シンボルとして利用される。特定のユーザに対応するパイロットは、別のユーザによって利用されることができないと仮定されている。干渉推定も専用パイロットを使用して行なわれうる。専用パイロットが不適当ならば、追加のブランク／ヌルパイロット３１４が、干渉推定を助けるために導入されうる。

図４は、共通（ブロードキャスト）パイロット４１２を用いたブロックホッピングが、チャネル推定のためにすべてのユーザによって使用されることを示している。水平軸４０２は周波数である。垂直軸４０４は時間である。３人のユーザが示される。ユーザ１ ４０６、ユーザ２ ４０８およびユーザ３ ４１０である。

共通パイロットは、データと同じ干渉を経験しないので、追加パイロットは、干渉推定の目的のために必要である。ブランク／ヌルパイロット４１４は、干渉推定の目的で導入される。

実施例では、ブランクパイロットが、干渉推定の目的で順方向リンク上で送信される。ユーザが、干渉分散を推定するためにブランクシンボルについての観測結果を使用できるように、「ブランク」シンボルが順方向リンク送信に導入される。そのようなブランクは、帯域幅ロスにつながるが、必ずしも電力ロスになるとはかぎらない。なぜなら、電力は、残りのデータ・シンボルによって再配信することができるからである。ブランクパイロットを導入した後でさえ、符号レートがブランクパイロットがないときと同じになるように、情報ビットの数が調節される。ロスの合計は、帯域幅非効率として説明することができる。

干渉推定のためにブランクパイロットを挿入することは、少なくとも誤り分布の観点から、チャネル推定誤差、ＳＮＲ、および基本干渉分布のような効果に対して強い。

関連する搬送波（それら全ては同じ干渉分散を経験する）の所定のセットのための１つの任意のホップでは、干渉を推定するためにＮ_Ｂ個のブランクパイロットが利用可能であると仮定する。これらのブランクパイロット上で送信された信号は存在しないので、干渉は、

として直接推定されうる。

ここで、

は干渉推定値、Ｎ_Ｂはブランクパイロットの数、ｎ_ｉはｉ番目のブランクパイロットについての観測結果である。

言いかえれば、この推定された干渉は、分布

を持つカイ２乗確率変数である。

ここで、平均は真の分散

と等しく、分散は

と等しい。

推定部は、誤差分布

の標準偏差が、受信信号エネルギー、干渉の基本分布（例えば、対数正規分布）、及びチャネル推定誤差と独立した特性を持つ。

表２は、実施例に従い、干渉推定値において所望レベルの精度を達成するために必要なブランク数を示す。表２は、誤差分布の標準偏差と、ブランク数とを示す。基本分布は、６．１５ｄＢの標準偏差を持つ対数正規分布である。

実施例では、挿入されるブランク数は、誤差分布の所望の標準偏差に基づく。ブランク数が多いほど、誤差分布の標準偏差は小さくなる。

どの時間スロットと周波数範囲とがブランクとされるのかを決定するために、多くのアルゴリズムが存在することは、当該技術分野における熟練者に明らかになるであろう。どの時間スロットと周波数範囲とがブランクとされるのかを決定するために、当該技術分野で知られた任意のアルゴリズムを使用することができる。

一つの実施例では、ブランクが、送信系列（周波数ホッピング・システムの場合、ＦＨ系列とも称される）へパンクチャされる一方、別の実施例では、ブランクは、送信系列へパンクチャされないもしれないことが当該技術分野における熟練者には明らかであろう。ブランクが、送信系列へパンクチャされるか否かは、トランシーバー設計および／またはアプリケーションに依存する。

時間スロット及び周波数範囲をブランクにするシステム、および方法の一例は、２００４年５月１７日に出願され、"Interference Control Via Selective Blanking/Attenuation Of Interfering Transmissions"と題された米国特許出願１０／８４８，０２３号（特許文献１）で見受けられる。これは、本譲受人に譲渡され、参照によって明らかにここに組み込まれる。

図１に戻って示すように、セクター１は、ユーザａ及びユーザｂに送信するのに苦労する。この例では、目標ユーザのアクティブセット内の全ての非サービングセクターは、干渉セクターであると考えられる。ユーザａ及びユーザｂともに、そのアクティブセット内に、セクター２を、非サービングセクターとして持っているので、セクター１は、セクター２に、ユーザａ及びユーザｂに送信することは困難であることを通知し、ユーザａ及びユーザｂのためのＦＨ系列を与える。その後、これらの送信がユーザａ及びユーザｂと干渉する場合は常に、セクター２は、４人のユーザｅ〜ｈのための送信をブランクにするであろう。同様に、セクター２は、ユーザｅに送信することが困難であるかもしれない。ユーザｅは、そのアクティブセット内に、セクター１を、唯一の非サービングセクターとして持つので、セクター２は、ユーザｅに送信することが困難であることをセクター１に通知し、ユーザｅのためのＦＨ系列を与える。その後、セクター１は、これらの送信がユーザｅと干渉する場合には常に、４人のユーザのための送信をブランクにするだろう。

図５は、セクター１内の端末のためのサービング基地局１１０ａと、干渉基地局１１０ｂとの実施例のブロック図を示す。単純化のために、基地局１１０ａ，１１０ｂの送信機部分のみが図５中で示される。

基地局１１０ａ内では、エンコーダ／変調器６１４ａは、基地局１１０ａによってサービスされているＬ人のユーザ（Ｌ≧１）についてデータソース６１２ａからトラフィック／パケットデータを受け取り、コントローラー６３０ａから制御／オーバヘッドデータを受け取る。エンコーダ／変調器６１４ａは、そのユーザのために選択された符号化スキーム及び変調スキームに基づいて、各ユーザのためにトラフィック／パケットデータを処理（例えば、フォーマット、符号化、インタリーブ、及び変調）し、データのための変調シンボルであるデータ・シンボルを提供する。各変調シンボルは、その変調シンボルに使用された変調スキームに対応する信号コンステレーション内の特定のポイントに対する複素数値である。

シンボル−サブバンドマッピング・ユニット６１６ａは、Ｌ人全てのユーザのためのデータ・シンボルを受け取り、これらのユーザに割り当てられたＦＨ系列によって決定される、適切なサブバンド上にこれらのデータ・シンボルを提供する。ＦＨ系列は、ＦＨジェネレーター６４０ａによって生成される。マッピング・ユニット６１６ａは、パイロット又はデータ送信のために使用されていない各サブバンドのために、値ゼロからなる信号と、パイロット送信のために使用されるサブバンド上に、パイロット・シンボルとを与える。各ＯＦＤＭシンボル期間中、マッピング・ユニット６１６ａは、合計Ｎ個のサブバンドにＮ個の送信シンボルを提供する。ここで、各送信シンボルは、データ・シンボル、パイロット・シンボル、あるいは０の信号値かもしれない。ブランク／減衰ユニット６１８ａは、マッピング・ユニット６１６ａから送信シンボルを受け取り、基地局１１０ａのために選択的なブランク／減衰を行なう。

ＯＦＤＭ変調器６２０ａは、各ＯＦＤＭシンボル期間についてＮ個（ブランク／減衰された一つ又は複数）の送信シンボルを受信し、対応するＯＦＤＭシンボルを生成する。ＯＦＤＭ変調器６２０ａは、一般に、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニットと、周期的プレフィクス・ジェネレーターとを含んでいる。各ＯＦＤＭシンボル期間中、ＩＦＦＴユニットは、Ｎ個の送信シンボルを、Ｎポイント逆ＦＦＴを使用して、時間領域へ変換し、Ｎ個の時間領域チップを含む「変換された」シンボルを得る。各チップは、１つのチップ期間内で送信される複素数値である。その後、周期的プレフィクス・ジェネレーターは、（Ｎ＋Ｃ）個のチップを含むＯＦＤＭシンボルを形成するために、変換された各シンボルの部分を繰り返す。ここで、Ｃは、繰り返されるチップの数である。繰り返された部分は、しばしば周期的プレフィクスと呼ばれ、周波数選択フェージングによって引き起こされたシンボル間干渉（ＩＳＩ）と格闘するために使用される。ＯＦＤＭシンボル期間は、１つのＯＦＤＭシンボルの期間に相当する。それは（Ｎ＋Ｃ）個のチップ期間である。ＯＦＤＭ変調器６２０ａは、ＯＦＤＭシンボルのストリームを提供する。送信機ユニット（ＴＭＴＲ）６２２ａは、ＯＦＤＭシンボルストリームを処理（例えば、アナログ変換、フィルタ、増幅、及び周波数アップコンバート）し、変調された信号を生成する。変調された信号は、アンテナ６２４ａからセクター１内の端末に送信される。

基地局１１０ｂは、同様に、基地局１１０ｂによってサービスされているユーザのためのトラッフィック及び制御データを処理する。しかしながら、シンボル−サブバンドマッピング・ユニット６１６ｂは、これらのユーザに割り当てられ、ＦＨジェネレーター６４０ｂによって生成されたＦＨ系列によって決定された適切なサブバンド上に、セクター２内のユーザのためのデータ・シンボルを与える。

コントローラー６３０ａ及び６３０ｂは、基地局１１０ａ及び１１０ｂにそれぞれ動作を指示する。コントローラー６３０ａおよび６３０ｂは各々、順方向リンク上のそれらの基地局によって生成された干渉を低減するために処理５００および５５０を実行する。記憶ユニット６３２ａ及び６３２ｂは、コントローラー６３０ａ及び６３０ｂによってそれぞれ使用される、プログラムコードおよびデータのためのストレージを提供する。

選択的なブランク／減衰のために、基地局１１０ａは、基地局１１０ｂからのセクター間干渉が求められる特定のサブバンドを示す干渉情報を決定する。この干渉情報は、基地局１１０ｂに送られる。基地局１１０ｂは、さらに他の基地局からも干渉情報を受信するかもしれない。基地局１１０ｂ内では、ブランクパターン・ジェネレーター６４２ｂは、すべての近隣基地局から受信した干渉情報に基づいて、基地局１１０ｂのためのブランクパターンを生成する。ジェネレーター６４２ｂは、受信した干渉情報に基づいて、各近隣セクター内の各目標ユーザのＦＨ系列を生成し、基地局１１０ｂのブランクパターンを得るために、全ての近隣セクター内の全ての目標ユーザのためのＦＨ系列を組み合わせる。ブランク／減衰ユニット６１８ｂは、マッピング・ユニット６１６ｂから送信シンボルを受け取り、ジェネレーター６４２ｂによって提供されるブランクパターンに基づいて、選択的なブランク／減衰を行なう。ユニット６１８ｂは、ブランクパターンでサブバンドにマップされ、衝突する送信シンボルをブランク／減衰させる。

図６は、システム１００内の端末のうちの１つである端末１２０ｘの実施例のブロック図を示す。簡略化のために、端末１２０ｘのうちの一つの受信機部分のみが図６に示されている。基地局によって送信された変調信号は、アンテナ７１２によって受信される。また、この受信された信号は、受信機ユニット（ＲＣＶＲ）７１４に提供され、そこで処理され、サンプルが得られる。１つのＯＦＤＭシンボル期間のサンプルのセットは、１つの受信ＯＦＤＭシンボルを表わす。ＯＦＤＭ復調器（ｄｅｍｏｄ）７１６は、サンプルを処理し、受信シンボルを提供する。それは、基地局によって送られた送信シンボルのノイズの多い推定値である。ＯＦＤＭ復調器７１６は、一般に、周期的プレフィクス削除ユニットおよびＦＦＴユニットを含んでいる。周期的プレフィクス削除ユニットは、受け取られた各ＯＦＤＭシンボル内の周期的プレフィックスを削除し、受信変換シンボルを得る。ＦＦＴユニットは、各受信変換シンボルを、ＮポイントＦＦＴを用いて周波数領域に変換し、Ｎ個のサブバンドのためのＮ個の受信シンボルを得る。サブバンド−シンボル逆マッピング・ユニット７１８は、各ＯＦＤＭシンボル期間のためのＮ個の受信シンボルを取得し、端末１２０ｘに割り当てられたサブバンドに受信シンボルを提供する。これらのサブバンドは、端末１２０ｘに割り当てられ、ＦＨジェネレーター７４０によって生成されたＦＨ系列によって決定される。復調器／デコーダ７２０は、パンクチャパターンを受け取り、サービング基地局のブランクパターン内のサブバンドのために、受け取ったシンボルをパンクチャしうる。いずれにせよ、復調器／デコーダ７２０は、端末１２０ｘの受信シンボルを処理（例えば、復調、逆インタリーブ、及びデコード）し、デコードしたデータを、記憶のためにデータシンク７２２に与える。

コントローラー７３０は、端末１２０ｘに動作を命令する。記憶素子７３２は、コントローラー７３０によって使用されるプログラムコードおよびデータのためのストレージを与える。コントローラー７３０は、逆方向リンク上の端末１２０ｘによって生成された干渉を低減するための処理５５０を実行しうる。

明確化のために、干渉制御が、順方向リンクについて具体的に記載された。これらの技術は、逆方向リンク上のセクター間干渉を制御するために使用されてもよい。各ユーザのサービングセクターは、ユーザが逆方向リンク上の過度の干渉を引き起こしているかどうかを判定することもできる。過度の干渉を引き起こすと考えられる各ユーザの場合、サービングセクターは、干渉がそのために低減され、ユーザにこの干渉情報を与えるサブバンドを決定する。各干渉ユーザは、そのサービングセクターから干渉情報を得、干渉情報によって示されたサブバンドについてその送信のブランク／減衰を行なうだろう。

図１を参照して、例えば、セクター１のユーザａ及びｂは、アクティブセット内に複数のセクターを持っており、アクティブセット内にセクター１を非サービングセクターとして持っているユーザｅへの過度の干渉を引き起こすと認められるかもしれない。ユーザａ及びｂは、ユーザｅのＦＨ系列が提供され、ユーザｅのＦＨ系列と衝突するサブバンド上の送信をブランク／減衰するかもしれない。同様に、ユーザｅは、セクター１内のユーザａ及びｂへの過度の干渉を引き起こすと認められるかもしれない。ユーザａ及びｂは何れもアクティブセット内に非サービングセクターとしてセクター２を持っている。ユーザｅは、ユーザａ及びｂのＦＨ系列が提供され、ユーザａ及びｂのＦＨ系列と衝突するサブバンド上の送信をブランク／減衰するかもしれない。

ここに記載された技術は、ＦＤＭＡシステム及びＴＤＭＡシステムのみならず、ＯＦＤＭベースのシステムにも使用されうる。この選択的なブランク／減衰は、送信スパン上で行なわれる。ここでは、送信スパンは、時間および／または周波数次元をカバーしうる。ＦＤＭＡシステムについては、送信スパンは、与えられた期間内の１つ以上の周波数サブバンドに相当するかもしれない。また、過度の干渉を持った周波数サブバンド上の送信は、選択的にブランク／減衰されるかもしれない。ＴＤＭＡシステムについては、送信スパンは与えられた時間間隔に相当するかもしれない。また、過度の干渉を持つ時間間隔上の送信は、選択的にブランク／減衰されるかもしれない。ＯＦＤＭベースの（例えば、ＯＦＤＭＡ）システムについては、送信スパンは、１つ以上のＯＦＤＭシンボル期間の１つ以上のサブバンドの集合に相当するかもしれない。

ＣＤＭＡ、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）、および直接系列ＣＤＭＡ（ＤＳ−ＣＤＭＡ）無線通信システムにおいて、ここに記載された技術が使用されてもよいことは、当該技術の熟練者に明白だろう。

ここに記載された干渉推定技術は、様々な手段によって実施されうる。例えば、これらの技術は、ハードウェア、ソフトウェアあるいはこれらの組み合わせで実施されるかもしれない。ハードウェアで実施する場合、干渉制御を行なうために使用される処理装置が、１つ以上の特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセサ（ＤＳＰ）、ディジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能論理回路（ＰＬＤ）、フィールドプログラム可能なゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラー、マイクロ・コントローラ、マイクロプロセッサー、ここに記載した機能を実行するように設計されたその他の電子ユニット、あるいはこれらの組み合わせで実施されるかもしれない。

ソフトウェアで実施する場合、干渉制御技術は、ここに記載された機能を実行するモジュール（例えば、手順、関数等）とともに実施されるかもしれない。ソフトウェアコードは、記憶素子（例えば、図６内の記憶素子６３２、あるいは図７内の記憶素子７３２）内に格納され、プロセッサ（例えば、図６内のコントローラー６３０、あるいは図７内のコントローラー７３０）によって実行されうる。記憶素子はプロセッサ内、あるいはプロセッサ外部に実装されうる。その場合には、当該技術分野で知られているように、様々な手段によってプロセッサに通信可能に接続される。

順方向リンクに使用された同じブランク技術が、逆方向リンクについても使用可能であることは、当該技術分野における熟練者には明らかであろう。

開示された実施例の説明は、当該技術における何れの当業者もこの発明をするか使用することを可能にするために提供される。これらの実施例への様々な変更は当該技術分野における熟練者に容易に明白になる。また、ここに定義された一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく他の実施例に適用されうる。したがって、本発明は、ここに示した実施例に限定されるように意図されず、ここに開示した原理及び斬新な特徴と一致する最も広い範囲が与えられる。

図１は、無線多元接続通信システムを示す。 図２は、時間−周波数平面における周波数ホッピングを示す。 図３は、実施例に従った専用パイロットを用いたブロックホッピングを示す。 図４は、実施例に従った共通パイロットを用いたブロックホッピングを示す。 図５は、実施例に従ったサービス基地局および干渉基地局を示す。 図６は、実施例に従った無線端末を示す。

Claims (18)

1. 無線通信システムにおける干渉推定方法であって、
   干渉推定値における所望レベルの精度を決定することと、
   前記所望レベルの精度を達成するためにサブバンドセット毎に必要なブランク数を決定することとを含む方法。
2. 前記干渉推定値は、
   

   

   であり、ここで、
   

   

   は前記干渉推定値、Ｎ_Ｂはブランクパイロットの数、ｎ_ｉはｉ番目のブランクパイロットに関する観測結果、
   

   

   は真の分散である請求項１に記載の方法。
3. 周波数ホッピング（ＦＨ）系列に、サブバンドセット毎に必要な数のブランクを挿入することを更に含む請求項１に記載の方法。
4. 前記サブバンド毎に必要な数のブランクは、ランダムな手法で前記ＦＨ系列に挿入される請求項３に記載の方法。
5. 前記ＦＨ系列に従って送信することを更に含む請求項３に記載の方法。
6. 前記ＦＨ系列に従って送信することは、前記ブランクのための送信電力を低減することにより実施される請求項５に記載の方法。
7. 前記無線通信システムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用する請求項６に記載の方法。
8. 無線通信システムにおいて干渉を推定することが可能な装置であって、
   サブバンドセット毎に必要な数のブランクを含む高速ホッピング（ＦＨ）系列を生成するよう動作するコントローラーと、
   前記ＦＨ系列に従って、複数の送信スパン上で送られる送信のための送信電力を落とすか、又は低減するように動作するユニットとを備えた装置。
9. 前記無線通信システムは、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムである請求項８に記載の装置。
10. 無線通信システムにおいて干渉を推定することが可能な装置であって、
    干渉推定値における所望レベルの精度を決定する手段と、
    前記所望レベルの精度を達成するためにサブバンドセット毎に必要なブランク数を決定する手段とを備えた装置。
11. 周波数ホッピング（ＦＨ）系列にサブバンドセット毎に必要な数のブランクを挿入する手段を更に備えた請求項１０の装置。
12. 前記ＦＨ系列に従って送信する手段を更に備えた請求項１１に記載の装置。
13. 前記無線通信システムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用する請求項１２に記載の装置。
14. 無線通信システム内の送信エンティティによって引き起こされる干渉を推定する方法を具体化するコンピュータ読取可能媒体であて、前記方法は、
    干渉推定値における所望レベルの精度を決定することと、
    前記所望レベルの精度を達成するために、サブバンドセット毎に必要なブランク数を決定することとを含むコンピュータ読取可能媒体。
15. 前記方法は、周波数ホッピング（ＦＨ）系列に、サブバンドセット毎に必要な数のブランクを挿入することを更に含む請求項１４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
16. 前記方法は、前記ＦＨ系列に従って送信することを更に含む請求項１５に記載のコンピュータ読取可能媒体。
17. 前記無線通信システムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）を利用する請求項１６に記載のコンピュータ読取可能媒体。
18. 無線通信システムにおいて干渉を推定する方法を実行するようにプログラムされたプロセッサであって、前記方法は、
    干渉推定値における所望レベルの精度を決定することと、
    前記所望レベルの精度を達成するためにサブバンドセット毎に必要なブランク数を決定することとを含むプロセッサ。

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