JP2008524946A

JP2008524946A - 無線通信におけるａｃｋ／ｎａｃｋ検知方法及び装置

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Publication number: JP2008524946A
Application number: JP2007547314A
Authority: JP
Inventors: リンドフ，ベンクト; ニルソン，ヨハン; マルム，ピーター
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2008-07-10
Also published as: KR20070097537A; WO2006066861A1; CN101124761A; EP1829265A1; US20060133290A1; EP1829265B1

Abstract

無線通信システムのモバイル端末における改良されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ検知方法及びシステムを開示する。
前記検知方法及びシステムにおいては、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力及びＤＴＸの発生確率を認識することにより、ＡＣＫ信号が正確に検知される確率を向上させる。ＤＴＸの発生確率は、モバイル端末に向けて発行されたＴＰＣコマンドを監視することにより判定される。電力下降コマンド数と比較して電力上昇コマンド数が大きいことは、アップリンクの品質が悪いことを示し、それはＤＴＸが発生し易いことを意味する。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、一般的に、最新の無線通信システムに係わり、特に、その無線通信システムが行う伝送における肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）の検知方法及び装置の改良に関する。

無線通信システムにおいて、ＡＣＫ信号及びＮＡＣＫ信号は、伝送されたデータパケットが正常に受信されたかどうかを通知するために用いられる。もし正常に受信していれば、受信側は新たなデータブロックを伝送してもらうためにＡＣＫ信号を送信側に向けて発信し、正常に受信していなければ、受信側は前回のデータブロックを再送してもらうためにＮＡＣＫ信号を送信側に向けて発信する。一般的に、ＮＡＣＫ信号を検知できなかった場合は結果がエラーとなるが、ＡＣＫ信号を検知できなくても単純に再送信が行われるだけであるため、ＡＣＫ信号よりもＮＡＣＫ信号を正確に検知することがより重要とされる。しかしながら、無線インタフェース（ａｉｒ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）における再送信は遅延につながり、所与の接続に対して、通常はデータブロックごとに所定の時間内に所定の再送信回数のみが許可される。

ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の検知は、現在３ＧＰＰ（ｔｈｅ３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）において検討されている強化アップリンク（Ｅ−ＵＬ；ＥｎｈａｎｃｅｄＵｐｌｉｎｋ）の標準規格の中の重要な部分である。無線通信に関する標準化団体である３ＧＰＰの目標は、世界的に適用可能な技術仕様を第三世代無線通信システムのために産み出すことであった。これらのシステムにおける要求として挙げられるのは、強化アップリンクによる無線インタフェースの遅延の大幅な低減、高いビットレートの利用性向上、及び通信容量の増加であり、対話型のサービス、バックグラウンドサービス（例としては、電子メール、テキストメッセージサービスなど）、ストリーミングサービスに重点が置かれている。

強化アップリンクの標準規格において、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を発信するかどうかの決定は、データパケットごとに基地局によってなされる。その後、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を正確に検知することは、モバイル端末（ｍｏｂｉｌｅｔｅｒｍｉｎａｌ）に任される。例えば実際はＮＡＣＫ信号が発信された場合にＡＣＫ信号を検知してしまうと、より上位のレイヤにおいてパケットエラーが発生する。その結果、１つのデータパケットの再送信（即ち、ＡＣＫ信号をＮＡＣＫ信号と誤認した場合）ではなく、データパケットのセット全体を再送信することが必要になり、それにより、無線インタフェースの遅延が増大し、アップリンクの通信容量が減少する。この理由により、強化アップリンクのセッションにおいて、ＡＣＫ信号を正確に検知することよりも、ＮＡＣＫ信号を正確に検知することの方がより重要とされるのである。

強化アップリンクは、モバイル端末が複数の基地局に接続しているソフトハンドオーバの状況において使用してもよい。ソフトハンドオーバが行われている間にモバイル端末が接続している基地局のセットは、アクティブセット（ａｃｔｉｖｅｓｅｔ）と呼ばれる。ソフトハンドオーバの間、アクティブセットの各基地局は、他の基地局からは独立してモバイル端末に自身のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を発信する。これは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に関して有すべきソフトハンドオーバ時の利得（ｇａｉｎ）が得られないことを意味する（ダウンリンクデータ信号の場合とは異なる）。それ故、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の信号対干渉の強度比（ＳＩＲ）は、平均的には、ｎ_bsを係数として減少する。ここでｎ_bsは、アクティブセット内の基地局の数のことである。さらに、ＷＣＤＭＡ（ｗｉｄｅｂａｎｄｃｏｄｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ）システムには、ダウンリンクのまとまりに対して、電力制御機能が実装される。その結果、特定のダウンリンクについて独立したフェーディング（ｆａｄｉｎｇ）が発生し、ＳＩＲが非常に低い値となることがある。このことは、ソフトハンドオーバにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の検知の信頼性が低くなるという大きなリスクを生じさせる。

さらに、様々なＣＤＭＡシステム（例えばＷＣＤＭＡ，ＣＤＭＡ−２０００など）においてアップリンクについても電力制御が行われていて、これは必要最小限の電力しか用いられないことを意味し、かつアクティブセットの中の１つの基地局のみがモバイル端末と接続されていれば十分であるため、いくつかの基地局について、一時的にモバイル端末との間の接続が切れるという大きなリスクも存在する。この現象が発生すると、これらの基地局はいくつかのデータパケットを全く受信しない可能性があり、それによりＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が発信すらされないことになる。この場合、モバイル端末は、ＡＣＫ信号の欠損を不連続送信（ＤＴＸ）と解釈する。ＤＴＸはリンクが１つだけの場合でも発生し得るが、ＤＴＸが発生する可能性は、ソフトハンドオーバの状況下の方が一層大きいのである。

本発明は、無線通信システムのモバイル端末におけるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の検知方法及びシステムを対象とする。本発明に係る方法とシステムは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力及びＤＴＸの発生確率を認識することにより、ＡＣＫ信号が正確に検知される確率を向上させる。ＤＴＸの発生確率は、モバイル端末に向けて発行される送信電力制御コマンド（ｔｒａｎｓｍｉｔｐｏｗｅｒｃｏｍｍａｎｄｓ）を監視することにより決定される。電力下降コマンド数と比較して電力上昇コマンド数が大きいことは、アップリンクの品質が悪いことを示し、それはＤＴＸが発生し易いという意味でもある。

一般的に、本発明の１つの特徴は、モバイル端末におけるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の検知方法を対象としていることである。その方法は、モバイル端末と接続した基地局からの、普通はＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の両方を含む無線信号を受信するステップと、ＤＴＸの発生確率を推定するステップを有する。さらに、その方法は、モバイル端末が正確にＡＣＫ信号を検知するように、ＤＴＸの発生確率を用いてＡＣＫ信号の最小閾値を計算するステップ、及びＡＣＫ信号の最小閾値を使って、ＡＣＫ信号を受信したのかＮＡＣＫ信号を受信したのかを判定するステップも有する。

一般的に、本発明の他の特徴の１つは、無線通信システムのモバイル端末に関して、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の検知に係る受信機を対象とすることである。その受信機は、モバイル端末が接続した基地局からの無線信号を受信する受信部を有し、その無線信号は、普通はＡＣＫ信号とＮＡＣＫ信号のいずれか一方を含む。その受信機はさらに、ＤＴＸの発生確率を推定する制御装置と、モバイル端末がＡＣＫ信号を正確に検知するためのＡＣＫ信号の最小閾値をＤＴＸの発生確率を用いて計算する計算装置を有する。検知装置は、ＡＣＫ信号を受信したのかＮＡＣＫ信号を受信したのかを、ＡＣＫ信号の最小閾値を用いて検知する。

一般的に、本発明の他の特徴のもう１つは、複数の基地局に同時に接続したモバイル端末内の、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の検知方法を対象とすることである。その方法は、複数の基地局からの無線信号をモバイル端末において受信するステップを有し、その無線信号はそれぞれ、普通はＡＣＫ信号とＮＡＣＫ信号のいずれか一方を含む。その方法はさらに、各基地局についてＤＴＸの発生確率を推定するステップと、各基地局についてモバイル端末がＡＣＫ信号を正確に検知するためのＡＣＫ信号の最小閾値を、基地局それぞれのＤＴＸの発生確率を用いて計算するステップを有する。そして、各基地局について、ＡＣＫ信号を受信したのかＮＡＣＫ信号を受信したのかが、基地局ごとのＡＣＫ信号の最小閾値を用いて検知される。

ここで強調しておくべきこととして、“有する”または“含む”（Ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）という用語は、本明細書で用いられる場合において、記述された特徴、数、ステップまたはコンポーネントが存在することを明示するものであり、他の特徴、数、ステップ、コンポーネントまたはそれらの集合が追加されることを排除するものではない。

本発明に係る前述の利点または他の利点は、以下の詳細な説明及び図を参照することにより明らかとなる。

前述した通り、本発明に係る実施形態は、モバイル端末における改良されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知システム及び方法を提供する。図１は、本発明に係る実施形態に基づく典型的な無線通信システムの一例としての無線通信システム１００を示している。この無線通信システム１００は、モバイル端末と複数のＷＣＤＭＡ基地局を含んでおり、基地局として１０４、１０６、１０８及び１１０の４つがここに示されている。モバイル端末１０２が場所Ａにあるとき、モバイル端末１０２は最初の基地局１０４からの信号しか受信できず、そのため基地局１０４に接続される。しかしながら、モバイル端末１０２が場所Ｂに移動すると、さらに基地局１０６、１０８及び１１０を含む複数の基地局から信号を受信できることになる。そうすると、モバイル端末１０２は、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０の中でどれが最大強度の信号を有するかを判定し、基地局をそこに切り替えなければならない。そうしたプロセスは一般にソフトハンドオーバと呼ばれ、モバイル端末１０２が、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０に同時に接続している状況を指す。

無線通信システム１００及び他の同様のシステム向けに、強化アップリンクにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫ検知について、ある要求が提案されてきている。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の特定の実装（例えば振幅など）は各システム運用者が独立して決定するため、信号に関する要求は、ここでは確率の問題として論ずる。強化アップリンクを実装するにあたっての１つの要求は、ＮＡＣＫ信号が伝送された場合においてモバイル端末がＡＣＫ信号を検知する確率であり、その確率であるＰ（ＡＣＫ｜ＮＡＣＫ）の値は、例えばＰ（ＡＣＫ｜ＮＡＣＫ）＝１ｘ１０^-4といったように、所定の最小値以下でなければならない。それ故、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの実装として、Ｐ（ＡＣＫ｜ＮＡＣＫ）＝１ｘ１０^-4が与えられた場合には、モバイル端末１０２が真のＡＣＫ信号を検知する確率であるＰ（ＡＣＫ｜ＡＣＫ）を最大化させる実装を行うのが望ましい。また、モバイル端末１０２と基地局１０４、１０６、１０８または１１０とのアップリンクは切断する可能性があり、結果としてＡＣＫ信号もＮＡＣＫ信号も伝送されずむしろＤＴＸとなる確率を、実装において考慮すべきである。この場合、モバイル端末１０２はＤＴＸをＮＡＣＫ信号と見なすはずであり、一方でＰ（ＡＣＫ｜ＮＡＣＫ）＝１ｘ１０^-4は、ＤＴＸの発生確率（即ち、Ｐ（ＡＣＫ｜ＤＴＸ）＝１ｘ１０^-4）に基づいて決まることになる。さらに、システムの観点からすると、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０の送信電力量が有限であることから、平均的なＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力レベルはできるだけ低くすることが重要である。

ＡＣＫ、ＮＡＣＫ及びＤＴＸの従前の典型的な実装図を、水平線の線形目盛（例えば信号振幅を指す）を表した図２Ａに示している。理想的には、ＡＣＫ信号のエネルギーは相当に高く、一方ＮＡＣＫ信号のエネルギーは相当に低くすべきである。ＤＴＸは定義上信号の欠損であるため、線形目盛上ではＡＣＫ信号及びＮＡＣＫ信号に比してゼロとなるべきで、かつＡＣＫ信号よりもＮＡＣＫ信号がＤＴＸに近い形となる。従って、この典型的な実装例においては、ＡＣＫ信号を線形目盛上の点Ｘに、ＤＴＸをゼロ点に、そしてＮＡＣＫ信号を点Ｙに置いている。

前述の実装の１つの欠点は、ＡＣＫ信号とＮＡＣＫ信号がしばしばノイズに埋もれてしまうことである。もしノイズが一定以上に大きければ、モバイル端末１０２は、ＮＡＣＫ信号が伝送されたのかＤＴＸが存在したのかを検知できない可能性がある。この問題を解決するために、確率Ｐ（ＡＣＫ｜ＮＡＣＫ）についてＮＡＣＫ信号の代わりにＤＴＸを用いて、Ｐ（ＡＣＫ｜ＤＴＸ）＝１ｘ１０^-4かつＰ（ＡＣＫ｜ＮＡＣＫ）＜１ｘ１０^-4とするいくつかの実装案がある。そういった設計を選択することのトレードオフは、確率Ｐ（ＡＣＫ｜ＡＣＫ）の最小閾値が低下することであり、不必要な再送信の回数が増加し、通信容量とアップリンクのスループットが悪化することである。

前述の悪化の例を図２Ｂに示しており、ここでは横軸を、ＤＰＣＨ（個別物理チャネル）のエネルギーレベルよりも６ｄＢ高いエネルギーレベルを持つＡＣＫ信号のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）としている。言い換えれば、Ｅ_C ^ACKをＡＣＫ信号のチップ当りのエネルギーレベル、Ｅ_C ^DPCHをＤＰＣＨ信号のチップ当りのエネルギーレベルとすると、Ｅ_C ^ACK ＝Ｅ_C ^DPCH＋６ｄＢである。縦軸は、モバイル端末１０２の、実際にＡＣＫ信号が発行されたときにＡＣＫ信号を検知する確率Ｐ（ＡＣＫ｜ＡＣＫ）を示している。実線の曲線２００は、ＤＴＸを考慮に入れない（ＮＡＣＫ信号がＤＰＣＨ信号のエネルギーレベルよりも６ｄＢ低いとする）場合の、各リンクが正確にＡＣＫ信号を検知する確率である。破線２０２は、ＤＴＸを考慮に入れた場合の各リンクが正確にＡＣＫ信号を検知する確率である。図から分かる通り、ＡＣＫ信号のＳＮＲは、同じＰ（ＡＣＫ｜ＡＣＫ）に関して第二の曲線２０２の方が約２ｄＢ高くなる。つまり、ＡＣＫ信号のＳＮＲは、モバイル端末１０２がＤＴＸを考慮に入れない場合よりもＤＴＸを考慮に入れた場合に、より高くなるのである。それ故、ＡＣＫ信号の閾値をできる限り第一の曲線２００に近づけて構成できるようにした上で、ＮＡＣＫ信号とＤＴＸを区別する方法が提供されることが望ましい。

本発明に係る実施形態において、ＮＡＣＫ信号は、送信電力制御コマンド（ＴＰＣコマンド）を監視することによりＤＴＸから区別される。ＴＰＣコマンドは、端末の出力電力を設定するために、基地局１０４、１０６、１０８または１１０からダウンリンクによってモバイル端末１０２に発行される。そうしたダウンリンクのＴＰＣコマンドは、システム１００のようなＷＣＤＭＡシステムの電力制御の仕組みの一部として、モバイル端末１０２の送信電力を管理するために定期的に発行されるが、これはそうしたシステムにおいて必要最小限の電力のみが伝送されることが重要であるためである。発行された電力上昇コマンドと電力下降コマンドを比較判定することにより、モバイル端末と基地局１０４、１０６、１０８及び１１０の間のアップリンクが同期しているかどうかの推定が可能となる。そして、その推定値は、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０におけるＤＴＸの発生する確率をモバイル端末１０２が確定するために用いることができる。

一般的に、アップリンクが適切な品質を有している場合、電力上昇と下降のコマンド数の比はほぼ１となる（即ち、“上昇”と“下降”のコマンド数が等しくなる）。一方、アップリンクの品質が悪い場合は、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０が、リンクの品質を向上させ、またはリンクの再接続を試みようとすることにより、上昇コマンドの数が下降コマンドの数よりも通常大きくなる。それ故、電力上昇と下降のコマンド数の比は、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０がデータパケットを逸してＡＣＫ信号もＮＡＣＫ信号も発行せず、代わりにＤＴＸが発生する可能性を示す指標として使うことができる。上昇コマンドの数がより大きくなるほど、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０においてＤＴＸが発生するリスクが高くなる。

そして、ＡＣＫ信号の最小閾値は、個別のリンクごとに（またはソフトハンドオーバの状況下でのアクティブセット中の各リンクごとに）、そのリンクのＤＴＸの発生確率に応じて、またＡＣＫ信号とＮＡＣＫ信号の電力の関数として調整することができる。１つの実施形態としては、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力は、例えば制御されたＤＰＣＨ信号の標準電力とのオフセットとして、基地局１０４、１０６、１０８及び１１０より通知してもよい（即ち、伝送されるコントロールビットのいくつかをＡＣＫ及びＮＡＣＫのオフセットを示すために使用してもよい）。また、モバイル端末１０２のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力を推定することも可能である。どちらの場合においても、ＡＣＫ信号の閾値をＤＴＸの発生確率に応じて調整することにより、確率Ｐ（ＡＣＫ｜ＮＡＣＫ）を要求される値に維持しつつ、確率Ｐ（ＡＣＫ｜ＡＣＫ）を高めることができる。結果として、不必要な再送信を低減し、全体として通信容量とリンクのスループットを向上させることができる。

図３を参照すると、モバイル端末が基地局に強化アップリンクのセッションとして接続した際に、ＤＴＸの発生確率を推定し、ＡＣＫ信号の閾値をそれに応じて調整することのできるモバイル端末の受信部３００のブロック図が示されている。受信部３００は、無線信号を受信するアンテナ３０２と、続けて無線信号の周波数をベースバンドの低い周波数に変換する先端受信部３０４を含む、機能的な複数のコンポーネントを有する。さらに受信部３００は、無線信号の中のデータを逆拡散するためのレイク受信部３０６、チャネルの受信状態と信号のＳＮＲを推定するチャネル推定部／ＳＩＲ推定部３０８を有する。また、無線信号中のＴＰＣコマンドを検知するＴＰＣ検知部３１０、及び電力上昇と下降のコマンド数の比を元にＤＴＸの発生確率を判定する制御装置３１２も有する。閾値計算装置３１４は、リンクごとにＡＣＫ信号を検知するための最小閾値を計算する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６は、検知されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が信頼できるかどうかを判定する。最後に、ブロックスケジューラ３１８が、新しいデータパケットか前回伝送されたデータパケットかを判断した上でデータパケットの伝送のスケジューリングを行い、先端送信部３２０が、アンテナ３０２を介してデータパケットを伝送する。その他のここでは特に指定していない機能的なコンポーネントは、本発明の特定の実施形態から外れることなく、受信部３００の中に現れてもよい。

ダウンリンクの信号は、１つの基地局から、またはソフトハンドオーバの状況であれば複数の基地局からの無線信号を含む場合があり、ダウンリンク上に存在し得るノイズと共にアンテナ３０２を通して受信される。そうすると、無線信号は先端受信部３０４においてベースバンドの低い周波数に変換され、チャネル推定部／ＳＩＲ推定部３０８に送られる。

チャネル推定部／ＳＩＲ推定部３０８は、各基地局について、ＤＰＣＨパイロットを用いて、ＤＰＣＨのチャネルのフィルタのタップ係数Ｈ＾i…Ｈ＾n_bs（本明細書において“Ｘ＾”は、任意の文字Ｘの上にハット記号“＾”が付されていることを意味するものとする。）とＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅｒａｔｉｏ） SIR_DPCHを推定する。ソフトハンドオーバの場合において、チャネルのフィルタのタップ係数は

と表される。ここでｈはダウンリンクｉにおけるレイク受信のフィンガｋを、Ｌはダウンリンクｉにおけるレイク受信のフィンガ数を表す。基地局が１つの場合はもちろん、ダウンリンクは１つしかない（即ち、ｉ＝１）。ＤＰＣＨのＳＮＲは

と表される。ここでＥ＾_c ^DPCH はＤＰＣＨのチップ当りのエネルギーを、Ｉ＾_DPCH はＤＰＣＨにおける干渉を表す。これらの情報は、レイク受信部３０６に送られる。

レイク受信部３０６は、チャネルのフィルタのタップ係数とＤＰＣＨのＳＮＲの情報を用いて、無線信号内のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を含むデータの逆拡散を行う。レイク受信部３０６から出力されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は、レイク受信部３０６から出力された他の全てのデータ（例えば音声、画像データ、ウェブブラウジングのデータなど）と共に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６に送られる。

チャネル推定部／ＳＩＲ推定部３０８からのチャネルのフィルタのタップ係数Ｈ＾i…Ｈ＾n_bsとＤＰＣＨのＳＮＲ SIR_DPCHは、ＴＰＣ検知部３１０にも提供され、モバイル端末の送信電力の設定に用いられる。各リンクｉにおいて、ＴＰＣ検知部３１０は、受信した情報から電力上昇または電力下降コマンドのどちらかを復号化し、それに応じて先端送信部３２０に電力上昇・下降コマンドを提供する。ＴＰＣ検知部３１０は、基地局におけるＤＴＸの発生確率ｐ_DTX ⁱの推定を行うために、電力上昇・下降コマンドを制御装置３１２にも提供する。

制御装置３１２は、事前に決められたタイムスロットｎについて、ＤＴＸの発生確率ｐ_DTX ⁱを、電力上昇と下降のコマンド数の比率の関数として様々な方法で推定できる。１つの実施形態としては、制御装置３１２は、最後の５０〜２００個のタイムスロット（即ちｎ＝５０ｔｏ２００）における電力上昇コマンド数の下降コマンド数に対する比率Ｒ_i を計算する。そして、制御装置３１２は、モバイル端末が最良の品質のアップリンクを持つ基地局における比率Ｒ_i（即ちＲ_iの最小値）を使って確率ｐ_DTX ⁱの基準値を定義する。例えば、基準値となる確率ｐ_DTX ⁱは、最小の比率Ｒ_minを持つ基地局によってｐ_DTX ⁱ ＝ 0.1 と設定され、より高い比率Ｒ_i を持つ他の基地局の確率はそれよりも増大する。ソフトハンドオーバの状況における確率を導くための考え方として典型的な一例は、次式で表される：

数式（１）において選択された確率値は、高品質のアップリンクにおいて、電力上昇コマンドがソフトハンドオーバにおける総電力コマンド数の６０％以下になる一方、低品質のアップリンクでは電力上昇コマンドが１００％に近くなるという要因に基づいている。基地局が１つの場合においては、ＤＴＸの可能性がより低いことから、例えば次式のようないくらか異なる考え方を適用できる：

数式（１）と（２）に示された確率値は単なる例であり、本発明の技術的範囲から外れることなく、他の確率値や値の範囲を用いることは可能である。例えば、ある場合には、システムシミュレーションや実験室試験の結果に基づき最適化された値を用いてもよい。他のパラメータを事前に定義して確率値や値の範囲に用いてもよい。これらの値は、制御装置３１２により毎回比率Ｒ_iを元にして計算してもよいし、モバイル端末の検索テーブルに保存してもよい。モバイル端末がドップラー観測機（図示はしていない）を有している場合には、比率Ｒ_i 及びタイムスロットの数ｎの値を、ドップラー拡散の関数としてもよい。この場合、ドップラー観測機は、モバイル端末の速度に基づき、比率Ｒ_i 及び他のパラメータを調整するために用いることができる。例えば、ゆっくり移動しているモバイル端末に対しては大きい数のタイムスロット（例えば、ｎ＝３００）を用い、早く移動しているモバイル端末に対してはより小さい数のタイムスロット（例えば、ｎ＝５０）を用いるべきである。さらに、速度が速い場合においては、遅い場合に比べて電力上昇・下降の推定の不確実性が高くなるため、比率Ｒ_i の値は高くなるはずである。

ＤＴＸの発生確率ｐ_DTX ⁱは、リンクごとのＡＣＫ信号検知用の最小閾値を決定するために、制御装置３１２によって閾値計算装置３１４に提供される。１つの実施形態としては、計算装置３１４は、各リンクのＡＣＫ信号の最小閾値を決定するために、確率ｐ_DTX ⁱ、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のオフセットの推定値、及びＤＰＣＨのＳＮＲ： SIR_DPCH＝Ｅ＾_c ^DPCH ／Ｉ＾_DPCH を使用する。例えば、各リンクの最小閾値Ｔ_ACKは、次式で計算される：

ここでΦ^-1(・)は正規（ｔｈｅＧａｕｓｓｉａｎ）確率分布関数（ＣＤＦ；ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＦｕｎｃｔｉｏｎ）の逆数（“・”は数式（４）、（５）の括弧の中身に対応）、β_NACK＊Ｅ_c ^DPCHiは、ＮＡＣＫ信号の電力のオフセットとＤＰＣＨの電力レベルの積、Ｉ_ACK/NACKmsgは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に現れる干渉を表す。最後の変数Ｉ_ACK/NACKmsgは、当業者にとって既知の方法によりＤＰＣＨにおける干渉Ｉ＾_DPCH に基づき導かれる。従って、数式（３）を用いることにより、各リンクのＡＣＫ信号の最小閾値Ｔ_ACKは、ＤＴＸの発生確率ｐ_DTX ⁱに基づいて調整することができる。また、その結果として、ｐ_DTX ⁱが低い場合に、各リンクのＡＣＫ信号の最小閾値を、図２の第一の曲線２００に近づけることができる。

各リンクのＡＣＫ信号の最小閾値Ｔ_ACKは、その後、ＡＣＫ信号の検知のために、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６に提供される。加えて、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６は、検知されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が信頼できるかどうかを判定する。１つの実施形態としては、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の信頼性を、ＤＰＣＨのＳＮＲ SIR_DPCHを検査することにより判定する。例えば、ＤＰＣＨのＳＮＲが低すぎる場合には、全体の信号の品質も低下して信頼性のあるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の検知が行えないことになる。それ故、所定の閾値より低いＤＰＣＨのＳＮＲを持つリンクについては、ＮＡＣＫ信号を検知したと見なされる。

いくつかの実施形態としては、最小閾値の決定に用いられたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力のオフセットβ_ACK及びβ_NACKを、例えば基地局からのＤＰＣＨの信号の一部として、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６に提供してもよい。他の実施形態としては、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６が、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力オフセットを推定してもよい。後者については、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力オフセットの推定値β＾_ACK ^ij及びβ＾_NACK ^ijは、次式で導かれる：

ここで、β＾_ACK ^ij及びβ＾_NACK ^ijはリンクｉの時刻ｊにおけるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力オフセットの推定値、λはフィルタ係数（通常は0.95〜0.98の間）である。

ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力オフセットの推定値が導かれると、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６は、自分自身のオフセットを新たな推定値 β＾_ACK ^ij及び β＾_NACK ^ijに更新する。一般的に、検知されたＡＣＫ信号の電力オフセットβ＾_ACK ^ijは更新されるが、ＮＡＣＫ信号の電力オフセットβ＾_NACK ^ijは、ＤＴＸの発生確率ｐ_DTX ⁱに依存して更新されない場合がある。例えば、確率ｐ_DTX ⁱが大きすぎる場合には、ＮＡＣＫ信号の電力オフセットの更新は行われない。

その後、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６により、検知したＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号はブロックスケジューラ３１８に転送され、次に伝送するデータパケットのスケジューリングに用いられる。もし前回の伝送の結果としてＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知・電力オフセット推定部３１６がＡＣＫ信号を検知していれば、ブロックスケジューラ３１８は、伝送されるべき新しいデータパケットのスケジューリングを行う。一方、ＮＡＣＫ信号が検知されていれば、ブロックスケジューラ３１８は、前回のデータパケットの再送信のスケジューリングを行う。そして、続けて先端送信部３２０により、当業者にとって既知の方法で伝送が行われる。

本発明に係る実施形態に従ってモバイル端末にＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知を実装する方法に関するフローチャート４００を、図４Ａに示している。同図では基地局が１つだけの場合について示しているが、モバイル端末を複数の基地局に接続するソフトハンドオーバの状況下（図４Ｂに示す）においても、本発明の技術的範囲から外れることなく方法４００を使用可能である。方法４００はステップ４０２において、モバイル端末が現在接続している基地局より信号を受信するところから始まる。モバイル端末はその後、ステップ４０４において、前述した手順により、接続している基地局とのリンクにおける送信電力上昇・下降のコマンド数比率を判定する。モバイル端末がドップラー観測機を備えていれば（図中破線）、ステップ４０６において、モバイル端末におけるドップラー拡散が判定される。ステップ４０８では、モバイル端末は、電力上昇と下降のコマンド数比率を用いて、そのリンクにおけるＤＴＸの発生確率を計算する。もし可能であれば、ここでドップラー拡散に応じてＤＴＸの発生確率を調整してもよい。

モバイル端末はその後、ステップ４１０において、ＤＴＸの発生確率とＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力オフセットを用いて、接続している基地局のＡＣＫ信号の最小閾値を計算する。電力オフセットは、基地局からモバイル端末に提供することもできる一方、前述した手法によりモバイル端末によって推定してもよい。ステップ４１２では、モバイル端末は、接続されているリンクのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を検知し、検知の信頼性を判定する。そのリンクにおける検知の信頼性が低い場合は、ＮＡＣＫ信号だと見なされる。ステップ４１４において、そのリンクにてＡＣＫ信号が検知されたのかどうかの判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、モバイル端末はそのＡＣＫ信号を用いてそのリンクのＡＣＫ信号の電力オフセットを更新し（ステップ４１６）、新たなデータパケットの伝送を行う（ステップ４１８）。判定結果がＮＯであれば、モバイル端末はそのＮＡＣＫ信号を用いてそのリンクのＮＡＣＫ信号の電力オフセットを更新し（ステップ４２０）、前回のデータパケットの再送信を行う（ステップ４２２）。

本発明に係る実施形態に従ってモバイル端末にＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知を実装する方法であって、ソフトハンドオーバの場合に用いられる方法を、フローチャート４００´として図４Ａに示している。方法４００´は、複数のリンクを有することを除いて図４Ａの方法４００と同様である。方法４００´は、ステップ４０２´において、モバイル端末がソフトハンドオーバの全ての基地局（即ちアクティブセット）より信号を受信するところから始まる。モバイル端末はその後、ステップ４０４´において、前述した手順により、接続している各基地局とのリンクにおける送信電力上昇・下降のコマンド数比率を判定する。モバイル端末がドップラー観測機を備えていれば（図中破線）、ステップ４０６´において、モバイル端末におけるドップラー拡散が判定される。ステップ４０８´では、モバイル端末は、電力上昇と下降のコマンド数比率を用いて、各リンクにおけるＤＴＸの発生確率を計算する。もし可能であれば、ここでドップラー拡散に応じて確率ｐ_DTX ⁱを調整してもよい。

モバイル端末はその後、ステップ４１０´において、ＤＴＸの発生確率ｐ_DTX ⁱとＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の電力オフセットを用いて、各リンクのＡＣＫ信号の最小閾値を計算する。電力オフセットは、基地局からモバイル端末に提供することもできる一方、前述した手法によりモバイル端末によって推定してもよい。ステップ４１２´では、モバイル端末は、各リンクのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を検知し、検知の信頼性を判定する。任意のリンクにおいて検知の信頼性が低い場合は、それはＮＡＣＫ信号だと見なされる。ステップ４１４´において、いずれかのリンクにてＡＣＫ信号が検知されたのかどうかの判定が行われる。判定結果がＹＥＳであれば、ステップ４１６´において、モバイル端末はそのＡＣＫ信号を用いてそのリンクのＡＣＫ信号の電力オフセットを更新する。ここで、例えばｐ_DTX ⁱ ＜ 0.3 といったようにＤＴＸの発生確率の低いリンクについては、そのリンクのＮＡＣＫ信号を用いてＮＡＣＫ信号の電力オフセットも更新される。その後、新たなデータパケットの伝送がステップ４１８´において行われる。あるリンクについて判定結果がＮＯであれば、モバイル端末はそのＮＡＣＫ信号を用いてそのリンクのＮＡＣＫ信号の電力オフセットを更新し（ステップ４２０´）、前回のデータパケットの再送信を行う（ステップ４２２´）。

ここまで本発明について１つまたはそれ以上の特別な実施形態に言及しながら説明を行ってきたが、当業者であれば、本発明の思想及び技術的範囲から外れることなく、多くの変更をそこへ加え得ることを認識するだろう。それ故、前述の各実施形態及びそれらから自明な変更等をしたものについては、特許請求の範囲に記載する本発明の思想と技術的範囲に属するものと見なされるべきである。

モバイル端末が１つまたは複数の基地局に接続する、典型的な無線通信システムの一部を描いている。ＡＣＫ，ＮＡＣＫ及びＤＴＸの典型的な実装例（線図）を描いている。ＡＣＫ，ＮＡＣＫ及びＤＴＸの典型的な実装例（グラフ）を描いている。本発明に係る実施形態によって改良されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知の実装に係るシステムのブロック図を描いている。本発明に係る実施形態によって改良されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知の実装に係る方法のフロー図を描いている。本発明に係る実施形態によって改良されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号検知の実装に係る方法のフロー図（複数の基地局の場合）を描いている。

Claims

モバイル端末におけるＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の検知方法であって：
前記モバイル端末に接続した基地局から送信されるＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を通常含む無線信号を受信し；
ＤＴＸの発生確率を推定し；
前記ＤＴＸの発生確率を用いて前記ＡＣＫ信号を正確に検知するために前記モバイル端末のＡＣＫ信号の最小閾値を計算し；
前記ＡＣＫ信号の最小閾値を用いて、前記ＡＣＫ信号を受信したかどうかを検知し、またはＮＡＣＫ信号を受信したかどうかを検知する方法。
受信した前記ＡＣＫ信号または前記ＮＡＣＫ信号に対応するデータパケットの前記基地局への伝送ステップを含む、請求項１に記載の方法。
受信した前記ＡＣＫ信号の信頼性が高いと判定された場合にのみ、前記ＡＣＫ信号に対応する前記データパケットを前記基地局へ伝送することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
前記検知したＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の信頼性判定ステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記ＤＴＸの発生確率の前記推定ステップは、前記基地局から受信する送信電力上昇コマンド数と送信電力下降コマンド数の比率の判定ステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記ＤＴＸの発生確率の前記推定ステップは、送信電力上昇コマンド数と送信電力下降コマンド数の前記比率が所定の値よりも大きい場合に所定の確率を前記ＤＴＸの発生確率に割り当てることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
前記ＡＣＫ信号の最小閾値の前記計算ステップは、前記ＡＣＫ信号及び前記ＮＡＣＫ信号の電力オフセットを用いることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記電力オフセットは、前記基地局から前記モバイル端末へと提供されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
前記電力オフセットは、前記モバイル端末において推定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
前記電力オフセット推定値によって前記モバイル端末の電力オフセットを更新することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
前記検知したＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の前記信頼性判定ステップは、前記無線信号のＤＰＣＨのＳＮＲを用いて実行されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
前記検知したＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の前記信頼性判定ステップは、前記ＳＮＲが所定のレベルよりも低い場合には前記無線信号がＮＡＣＫ信号を含むと自動的に見なすことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
ドップラー拡散に応じて前記ＤＴＸの発生確率を調整することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
無線通信システムのモバイル端末におけるＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の検知に係る受信機であって：
ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号のどちらかを通常含む無線信号を、前記モバイル端末と接続した基地局から受信する先端受信部と；
ＤＴＸの発生確率を推定する制御装置と；
前記ＤＴＸの発生確率を用いて、前記ＡＣＫ信号を正確に検知するための前記モバイル端末におけるＡＣＫ信号の最小閾値を計算する閾値計算装置と；
前記ＡＣＫ信号の最小閾値を用いて、前記ＡＣＫ信号を受信したかどうかを検知し、またはＮＡＣＫ信号を受信したかどうかを検知する検知装置を有することを特徴とする受信機。
受信した前記ＡＣＫ信号または前記ＮＡＣＫ信号に対応するデータパケットの伝送をスケジューリングする信号ブロックスケジューラを有することを特徴とする、請求項１４に記載の受信機。
前記信号ブロックスケジューラは、前記受信したＡＣＫ信号の信頼性が高いと判定された場合にのみ、前記ＡＣＫ信号に対応するデータパケットの前記伝送をスケジューリングするように構成されることを特徴とする、請求項１５に記載の受信機。
前記検知装置は、前記検知されたＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の信頼性の判定をも行うことを特徴とする、請求項１４に記載の受信機。
前記制御装置は、前記基地局から受信した送信電力上昇コマンド数と送信電力下降コマンド数の前記比率を判定することにより、前記ＤＴＸの発生確率を推定するよう構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の受信機。
前記制御装置は、送信電力上昇コマンド数と送信電力下降コマンド数の前記比率が所定の値よりも大きい場合に所定の確率を前記ＤＴＸの発生確率に割り当てることを特徴とする、請求項１８に記載の受信機。
前記閾値計算装置は、ＡＣＫ信号及びＮＡＣＫ信号の電力オフセットをも用いてＡＣＫ信号の最小閾値を計算することを特徴とする、請求項１４に記載の受信機。
前記閾値計算装置は、前記基地局から電力オフセットを受信することを特徴とする、請求項２０に記載の受信機。
前記閾値計算装置は、前記電力オフセットを計算するように構成されることを特徴とする、請求項２０に記載の受信機。
前記閾値計算装置は、前記電力オフセット推定値によって前記モバイル端末の電力オフセットを更新するように構成されることを特徴とする、請求項２２に記載の受信機。
前記検知装置は、検知した前記ＡＣＫ信号または前記ＮＡＣＫ信号の信頼性を、無線信号のＤＰＣＨのＳＮＲを用いて判定することを特徴とする、請求項１７に記載の受信機。
前記検知装置は、前記ＳＮＲが所定のレベルよりも低い場合には前記無線信号がＮＡＣＫ信号を含むと自動的に見なすことを特徴とする、請求項２４に記載の受信機。
前記制御装置は、ドップラー拡散に応じて前記ＤＴＸの発生確率を調整するように構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の受信機。
複数の基地局に同時に接続したモバイル端末におけるＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の検知方法であって：
前記モバイル端末に接続した前記複数の基地局から送信される通常ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を含む前記各無線信号を受信し；
前記各基地局のＤＴＸの発生確率を推定し；
前記基地局それぞれの前記ＤＴＸの発生確率を用いて、前記ＡＣＫ信号を正確に検知するための前記モバイル端末のＡＣＫ信号の最小閾値を基地局ごとに計算し；
前記基地局それぞれの前記ＡＣＫ信号の最小閾値を用いて、前記基地局ごとに前記ＡＣＫ信号を受信したかどうかを検知し、または前記基地局ごとにＮＡＣＫ信号を受信したかどうかを検知する方法。
前記いずれかの基地局からＡＣＫ信号を受信した場合には前記ＡＣＫ信号に対応するデータパケットを、前記いずれの基地局からもＡＣＫ信号を受信しなかった場合には前記ＮＡＣＫ信号に対応するデータパケットを前記基地局へ伝送するステップを含む、請求項２７に記載の方法。
前記ＡＣＫ信号に対応するデータパケットを伝送する前記ステップは、前記いずれかの基地局から受信した前記ＡＣＫ信号の信頼性が高いと判定された場合にのみ伝送を実行することを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
前記基地局から受信し検知した各ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号の信頼性判定ステップを含む、請求項２７に記載の方法
前記各基地局の前記ＤＴＸの発生確率を推定するステップは、前記各基地局から受信した送信電力上昇コマンド数と送信電力下降コマンド数の比率を判定し、前記基地局それぞれにおいて送信電力上昇コマンド数と送信電力下降コマンド数の前記比率が所定の値よりも大きい場合に所定の確率を前記各基地局の前記ＤＴＸの発生確率に割り当てるステップを含む、請求項２７に記載の方法。
前記モバイル端末の前記ＡＣＫ信号の最小閾値を前記基地局ごとに計算する前記ステップは、前記モバイル端末へ前記各基地局からそれぞれ提供される、ＡＣＫ信号及びＮＡＣＫ信号の電力オフセットを用いることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
前記モバイル端末のＡＣＫ信号の最小閾値を基地局ごとに計算する前記ステップは、前記ＡＣＫ信号及び前記ＮＡＣＫ信号の前記電力オフセットを使用し、前記電力オフセットは前記モバイル端末により推定され、前記モバイル端末の電力オフセットは前記電力オフセットの推定値により更新されることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
前記基地局ごとに検知した前記ＡＣＫ信号または前記ＮＡＣＫ信号の前記信頼性判定ステップは、前記基地局ごとの前記無線信号のＤＰＣＨの前記ＳＮＲを用いて実行され、また前記基地局ごとに、前記ＳＮＲが所定のレベルよりも低い場合には前記無線信号がＮＡＣＫ信号を含むと自動的に見なすことを特徴とする、請求項３０に記載の方法。