JP2009525662A - 等化器係数のシンボル−レベル適応方法、メモリ、等化器、および該方法を実施する受信器 - Google Patents

Abstract

等化器の少なくとも１つの係数を適応させるシンボル−レベル適応方法が、ａ）等化器係数の値を計算する適応アルゴリズムを実行するステップであって、適応アルゴリズムは、計算された係数値がいかに最適の解に近いか（？）を決定する微調整可能なパラメータを有する、実行するステップと、ｂ）厳密に２つの連続的な時点ｔ_Ａとｔ_Ｂとの間における中間時点ｔ_Δで、計算された係数値にしたがって等化器係数の値を変更するステップであって、時点ｔ_Ａおよびｔ_Ｂは、パイロット・シンボル期間の始めおよび終わりにそれぞれ対応する、変更するステップと、ｃ）時点ｔ_Ｂ前のこれから受信されるべきまたは時点ｔ_Ａ以来既に受信されたチップの数を表す数Δにしたがって、微調整可能なパラメータの値を調整するステップとを含む。

Description

本発明は、等化器係数のシンボル−レベル適応方法、メモリ、等化器、および該方法を実施する受信器に関する。

本明細書の全体を通じて使用される用語は、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動電気通信システム）のようなＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）通信システムに関する３ＧＰＰ（第３世代パートナーシップ・プロジェクト）標準規格で定義されたものに対応する。

ＣＤＭＡ通信システムでは、拡散が、データ・シンボルを発信器から受信器へ伝送するために使用される物理的チャネルに施されることに留意される。拡散は、あらゆるデータ・シンボルを複数のチップから構成されたチップ・シーケンスに変換し、よって伝送された信号の帯域幅を広げる少なくともチャネル化演算を含む。チップは最小継続時間キーイング要素である。１データ・シンボル当たりのチップの数は拡散率と呼ばれる。

チャネル化演算時に、１つのチャネルからの各データ・シンボルにチャネル化符号が乗じられる。一般には、複数のチャネルが発信器から受信器へ同時に伝送される。各チャネルは、それ自体のチャネル化符号に関連付けられる。直交ＣＤＭＡシステムでは、チャネル化符号は直交する。例えば、ＯＶＳＦ（直交可変拡散率）符号が使用される。

ＣＤＭＡ通信システムでは、発信器から受信器への伝送が、少なくとも１つのパイロット・チャネルと複数のトラフィック・チャネルとを含む。パイロット・チャネルは、各受信器によって知られた所定のデータ・シンボルを伝送するために使用される。これらの所定のデータ・シンボルは、パイロット・シンボルと呼ばれる。パイロット・チャネルは、すべての受信器によって逆拡散されうる。

各トラフィック・チャネルは、単一の受信器によって逆拡散されるように企図されている。したがって、各トラフィック・チャネルは、発信器およびこの単一の受信器の両方のみによって知られたチャネル化符号を使用して拡散される。一方で、パイロット・チャネルは、発信器およびすべての受信器によって知られたチャネル化符号を使用して拡散される。

受信器において受信されたチャネルを等化し、したがって受信されたチップ・シーケンス間の直交性をほぼ復元しかつチップ間干渉（ＩＣＩ）を低減するために、等化器が直交ＣＤＭＡ受信器で使用される。換言すれば、等化器は、チップ・レベルでチャネルの歪みを補正する。

チャネルの歪みは時間的に変化する。したがって、チャネル変化を追跡するために等化器係数を適応させることが必要である。このような目的で、チャネルの歪みにしたがって等化器係数を適応させる方法が存在する。既存の方法は、
− 逆拡散器によって出力されたパイロット・シンボル推定値と、その対応する予期されたパイロット・シンボルとの間の誤差を最小化する等化器係数の値を計算する適応アルゴリズムを実行するステップ（以後ステップａと呼ばれる）を含むが、この適応アルゴリズムは、計算された係数値がいかに最適の解に近いかを決定する微調整可能なパラメータを有する。

これらの既存の方法は、最小化されるべき誤差が、逆拡散されたパイロット・シンボルと、その対応する予期されたパイロット・シンボルとの間の誤差であるので、「シンボル−レベル適応」として知られている。一方、最小化されるべき誤差が、パイロット・シンボルのチップと、その予期されたパイロット・シンボルの対応するチップとの間の誤差である場合に、この適応方法は「チップ−レベル適応」として知られている。シンボル−レベル適応とチップ−レベル適応との違いは、論文Ｄ１、すなわち、
コリン・ディー・フランク（Colin D.Frank）、ユージン・ビソツキー（Eugene Visotsky）、およびウパマニュー・マドハウ（Upamanyu Madhow）の「長い拡散シーケンスを有する直接シーケンスＣＤＭＡシステムのダウンリンクのための適応干渉抑制（"Adaptive interference suppression for the downlink of a direct sequence CDMA system with long spreading sequence"）」、ＶＬＳＩ信号処理ジャーナル、第３０巻、第１部（Journal of VLSI Signal Processing, vol.30, no.1）頁２７３〜２９１、２００２年３月、においてさらに詳細に説明されている。

シンボル−レベル適応方法が効率的であることは実証済みである。しかし、シンボル−レベル適応は、パイロット・シンボル速度でしか行われえない。実際には、パイロット・シンボルの信頼性のある推定値を求め、その推定値から誤差が計算されうるためには、パイロット・シンボルのあらゆるチップの受信を待つことが（このパイロット・チップ・シーケンスの逆拡散を開始する前に）必要である。例えば、パイロット・チャネル化符号が２５６の拡散率を有するならば、シンボル適応は２５６のチップ間隔毎にしか実行されえない。したがって、シンボル−レベル適応方法は、高速で変化するチャネルを追跡するには速度が遅い。

この問題に対する方策がビソツキー（Visotsky）等の名前で発効された米国特許第６，１７５，５８８号で既に提案されている。より厳密には、米国特許第６，１７５，５８８号は、パイロット・シンボル推定値をパイロット・シンボル速度よりも高い速度で生成するように、完全なパイロット・チャネル化符号よりも短いチャネル化符号を使用してパイロット・シンボルを逆拡散する仕方を開示する。しかし、このより短いパイロット・チャネル化符号は、他の同時に使用されたチャネル化符号に直交しない。その結果として、求められたパイロット・シンボル推定値は、他のチャネルで同時に受信される他のシンボルによって強く妨害を受ける。この方法は信頼性が乏しい。

したがって、本発明の目的は、高速で変化するチャネルをより適切に追跡できるシンボル−レベル適応方法を提供することである。

本発明は、
− 厳密に２つの連続的な時点ｔ_Ａとｔ_Ｂとの間における中間時点ｔ_Δで、計算された係数値にしたがって等化器係数の値を変更するステップであって、時点ｔ_Ａおよびｔ_Ｂは、パイロット・シンボル期間の始まりおよび終わりにそれぞれ対応する、変更するステップ（以後ステップｂと呼ばれる）と、
− 時点ｔ_Ｂ前のこれから受信されるべきまたは時点ｔ_Ａ以来既に受信されたチップの数を表す数Δにしたがって、微調整可能なパラメータの値を調整するステップ（以後ステップｃと呼ばれる）と、
を含むシンボル−レベル適応方法を提供する。

時点ｔ_Ａとｔ_Ｂとの間で等化器係数を適応することによって、適応がより頻繁に実行されるので、高速で変化するチャネルのより適切な追跡を可能とする。しかし、時点ｔ_Ａと時点ｔ_Ｂとの間の時点ｔ_Δでは、パイロット・シンボルを逆拡散するために使用されたチャネル化符号は、他の同時に使用されたチャネル化符号に完全には直交しない。よって、時点ｔ_Δでは、パイロット・シンボル推定値が、時点ｔ_Ａまたはｔ_Ｂで求められたパイロット・シンボル推定値ほどの信頼性はない。さらに、数Δの絶対値が増大するとき、パイロット・シンボル推定値の信頼性が低下することに本出願人は留意した。数Δにしたがって微調整可能なパラメータを調整することによって、信頼性のこのような低下の補償を可能とする。例えば、数Δが増大するとき、微調整可能なパラメータは、数Δがゼロであるときよりも最適の解により近い計算された係数値を求めるために調整される。その結果として、パイロット・シンボル推定値の信頼性は、ほぼ一定に維持可能である一方で、例えば適応アルゴリズムの実行時間は、数Δの絶対値が減少するにつれて減少する。よって、数Δにしたがって微調整可能なパラメータを調整することによって、パイロット・シンボルの逆拡散が、他の同時に使用されたチャネル化符号に完全には直交しないチャネル化符号を使用して行われることによる否定的な結果の少なくとも一部を補償することが可能である。

上記方法の実施形態は、以降の特徴、すなわち、
− 微調整可能なパラメータは、数Δの絶対値が増大するにつれて最適の解により近くなる計算された係数値を求めるために調整され、
− ステップｂ）は、数Δの絶対値が閾値Δ_ｍａｘよりも大きければ実行されず、Δ_ｍａｘは最小の使用された拡散率の厳密に半分よりも小さい正の整数であり、
− 適応アルゴリズムはＭＭＳＥ（最小化平均二乗誤差）アルゴリズムであり、微調整可能なパラメータは刻み幅μであり、この刻み幅μは数Δの絶対値が増大するにつれて低減され、
− 逆拡散器は、完全なパイロット・チャネル化符号を使用して、ステップａ）で使用されたパイロット・シンボル推定値を求め、
− ステップｃ）の間に、微調整可能なパラメータの値も、信号対干渉比の推定値にしたがって、または直交ＣＤＭＡ受信器速度の推定値にしたがって調整される、
という特徴の１つまたは幾つかを備えてもよい。

端末の上記実施形態は、以降の利点、すなわち、
− 数Δが増大するにつれて最適の解により近くなる計算された係数を求めるために微調整可能なパラメータを調整することによって、数Δの絶対値の関数としてパイロット・シンボル推定値の信頼性が低下するという結果を補償することを可能とし、
− 数Δの絶対値が閾値Δ_ｍａｘよりも大きければ等化器係数の値を変更しないことによって、パイロット・シンボル推定値の信頼性が小さすぎれば等化器係数の適応を回避し、
− ＭＭＳＥアルゴリズムを使用することによって、雑音およびチップ間干渉を同時に抑制することを可能とし、
− 完全なパイロット・チャネル化符号を使用してパイロット・シンボル推定値を求めることによって、パイロット・シンボル推定値の信頼性を向上させ、
− 信号対干渉比にしたがって、または受信器速度にしたがって微調整可能なパラメータを調整することによって、求められたパイロット・シンボル推定値の信頼性をさらに向上させることを可能とする、
利点を呈示する。

本発明はまた、上記シンボル−レベル適応方法を実行するための命令を有するメモリに関する。

本発明はまた、チップ・レベルでチャネルの歪みを補正するために直交ＣＤＭＡ受信器で使用されるべき適応等化器に関する。この等化器は、少なくとも１つの微調整可能な係数と、上記シンボル−レベル適応方法を実行できる計算器とを有する。

本発明はまた、上記適応等化器を備える直交ＣＤＭＡ受信器に関する。

本発明のこれらおよび他の態様は、以降の説明、図面、および特許請求の範囲から明白になろう。

図１は、直交ＣＤＭＡ通信システム２を示す。以降の説明では、当業者によく知られた機能および構造体が詳細に説明されることはない。

例えば、システム２はＵＭＴＳシステムのような無線電気通信ネットワークである。

簡略化のために、１つのみの基地局４と、１つのみの使用者用装置とが示されている。例えば、使用者用装置は移動電話のような無線受信器６である。

基地局４は、データ・シンボルをセル以内の多くの使用者用装置へ伝送するために、無線直交ＣＤＭＡ発信器１０を有する。

例えば、発信器１０は、拡散および変調に関する３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１３標準規格の仕様に準拠する。したがって、本発明の理解に必要な発信器１０の詳細のみが本明細書に説明される。

発信器１０は、Ｋデータ・シンボルａ_１，ｎ、ａ_２，ｎ、…、ａ_ｉ，ｎ、…、ａ_ｋ，ｎを同時に伝送するように設計されるが、ここで添字ｉはチャネルを識別し、添字ｎはチャネルｉを通じて伝送されたシンボルのオーダ・ナンバ（order number）を識別する。例示目的のみのために、本明細書において、シンボルａ_１，ｎは、ＰＣＰＩＣＨ（一次共通パイロット・チャネル）として知られるチャネルの中で伝送されるべきパイロット・シンボルであると想定する。またシンボルａ_２，ｎは、ＰＣＣＰＣＨ（一次共通制御物理的チャネル）を通じて伝送されるべきシンボルであると想定する。その他のシンボルａ_３，ｎからａ_Ｋ，ｎは、例えば、トラフィック・チャネルのような、ＵＭＴＳ標準規格で定義された他のチャネルの中で伝送されることになる。

各シンボルａ_ｉ，ｎが、チャネル化演算を実行するそれぞれのモジュールＳ_ｐｉに伝送される。より厳密には、各モジュールＳ_ｐｉは、受信されたシンボルａ_ｉ，ｎに、他のチャネルに関して同時に使用された他の任意のチャネル化符号に直交するチャネル化符号Ｃ_ｉを乗ずる。

チャネル化符号Ｃ_ｉは、例えば、図２のＯＶＳＦ符号ツリーの中で選択される。図２では、表記Ｃ_{ｃｈ，ＳＦ，ｎ}は、拡散率ＳＦを有する第ｎ次のチャネル化符号を示す。

図２の符号ツリーと、それぞれのチャネルへの各符号の割当てとが、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１３標準規格で説明されている。

図２では、符号ツリー・レベルＩ、ＩＩ、およびＩＩＩのみが完全に表示されており、符号ツリー・レベルＶＩＩ、ＶＩＩＩ、およびＩＸは一部しか示されていない。符号ツリー・レベルＩＶからＶＩは図２に示されていない。

レベルＩは、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，１，０}に対応する根ノード２０のみを含む。

レベルＩＩは、根ノード２０の２つの子ノード２２および２４を含む。ノード２２および２４は、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２，０}およびＣ_{ｃｈ，２，１}にそれぞれ対応する。これらの２つのチャネル化符号は直交する。レベルＩＩでは、各チャネル化符号が２に等しい拡散率を有する。

ノード２２および２４はまた、子ノード２６、２８および３０、３２のそれぞれの親ノードでもある。ノード２６、２８、３０、および３２は、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，４，０}、Ｃ_{ｃｈ，４，１}、Ｃ_{ｃｈ，４，２}、およびＣ_{ｃｈ，４，３}に対応する。レベルＩＩＩのチャネル化符号は４に等しい拡散率を有しかつ相互に直交する。

レベルＩＩＩの各ノードは、レベルＩＶにおける２つの子ノードの親ノードであり、以下同様に続く。

図２は、
− レベルＶＩＩにおけるチャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，６４，０}に対応するノード３４、
− レベルＶＩＩＩにおけるチャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，１２８，０}およびＣ_{ｃｈ，１２８，１}のそれぞれに対応する２つの子ノード３６および３８、ならびに
− レベルＩＸにおけるチャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２５６，０}、Ｃ_{ｃｈ，２５６，１}、Ｃ_{ｃｈ，２５６，２}、およびＣ_{ｃｈ，２５６，３}のそれぞれに対応する４つのノード４０、４２、４４、および４６
のみを示す。

図２におけるＯＶＳＦ符号ツリーの１つのノードに対応するチャネル化符号は、同じレベルにおけるノードに関連付けられたチャネル化符号のいずれにも直交することに留意すべきである。このチャネル化符号はまた、同じレベルにおける他のノードの１つのノードの子ノードに関連付けられたチャネル化符号のいずれにも直交する。例えば、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２，１}は、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２，０}ばかりでなく、ノード２２の子ノードに関連付けられたチャネル化符号のいずれにも直交する。その結果として、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２，１}はチャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２５６，０}またはＣ_{ｃｈ，２５６，１}に直交する。

以上と異なり、親ノードに関連付けられたチャネル化符号はその子ノードに関連付けられたチャネル化符号には直交しない。例えば、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，１２８，０}はチャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２５６，０}またはＣ_{ｃｈ，２５６，１}に直交することはなく、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２５６，２}に直交する。

例示された目的では、上で定義されたチャネル化符号Ｃ_１およびＣ_２は、チャネル化符号Ｃ_{ｃｈ，２５６，０}およびＣ_{ｃｈ，２５６，１}にそれぞれ等しい。

各モジュールＳ_ｐｉの出力は、加算器５０に接続される。加算器５０は、各拡散シンボルａ_ｉ，ｎに対応するチップ・シーケンスを加算する。

加算器５０は、得られる大域チップ・シーケンスをスクランブラ５２に出力する。スクランブラ５２は大域チップ・シーケンスをスクランブル処理する。より厳密には、スクランブラ５２はスクランブル処理された大域チップ・シーケンスｂ［ｌ］を求めるために、大域チップ・シーケンスにスクランブル符号Ｓ［１］を乗ずる。シーケンスｂ［１］は、無線信号５８としてアンテナ５６によって空中に放射される前に、異なるモジュール（図示せず）を通じて伝送される。無線信号５８は、ＣＤＭＡ通信システムでは「ダウンリンク信号」として知られている。

受信器６は、無線信号５８を受信するためのアンテナ６０と、受信された無線信号を基底帯域のスクランブル処理された大域チップ・シーケンスｙ［ｌ］に変換するための無線周波数受信器６２とを有する。

シーケンスｙ［ｌ］は以降の関係にしたがって推定可能であり、すなわち、
ｙ［ｌ］＝ｂ［ｌ］^＊ｈ［ｌ］＋ｖ［ｌ］ （１）
上式で、
− ｂ［ｌ］はスクランブル処理された大域チップ・シーケンスであり、
− ｈ［ｌ］は時間で変化するチップ速度離散時間系であり、
− ｖ［ｌ］は、他の基地局に由来する平均ガウス雑音および干渉をモデル化する摂動項であり、かつ
− 記号^「＊」は畳込み演算である。

シーケンスｙ［ｌ］は、スクランブル処理を受けた推定された大域チップ・シーケンス

を出力する適応等化器６４に入る。シーケンスｙ［ｌ］の等化はｌ_ｄに等しい遅延を導入する。

推定された大域チップ・シーケンス

は、推定されたチップ・シーケンスを逆スクランブル処理するデスクランブラ（ｄｅｓｃｒａｍｂｌｅｒ）６６によって受信される。実際には、デスクランブラ６６は、シーケンス

に、時点ｌ−ｌ_ｄにおいて発信器１０で使用されたスクランブル符号Ｓ［ｌ−ｌ_ｄ］の複素共役数Ｓ^＊［ｌ−ｌ_ｄ］を乗ずる。

次いで、逆スクランブル処理された大域チップ・シーケンスは、逆拡散器Ｄ_ｓｌおよび逆拡散器Ｄ_ｓｊに伝送される。

逆拡散器Ｄ_Ｓｌは、パイロット・シンボル推定値

を求めるために、逆スクランブル処理された大域チップ・シーケンスを逆拡散する。そうするために、逆拡散器Ｄ_Ｓｌは、逆スクランブル処理された大域チップ・シーケンスにチャネル化符号Ｃ_１を乗ずる。

パイロット・シンボル推定値

は、誤差ｅを求めるために、対応する予期されたパイロット・シンボルａ_１，ｎをパイロット・シンボル推定値

から減ずる減算器７０に伝送される。パイロット・シンボルは、受信器６によって受信される前から知られている所定のパイロットであることをここで重ねて述べる。減算器７０は誤差ｅを等化器６４に伝送し、等化器６４は、この誤差ｅを最小化するために、それ自体の係数を適応させうるようになっている。等化器６４の特定の実施形態が、図３を参照してさらに詳細に説明される。

逆拡散器Ｄ_Ｓｊは、チャネルｊを通じて伝送されたシンボルのシンボル推定値

を求めるために、別のチャネル化符号の共役数を使用して逆スクランブル処理された大域チップ・シーケンスを逆拡散する。

受信器６はまた、ＳＩＮＲ（信号対干渉プラス雑音比）推定器８０および速度推定器８２を有する。推定器８０は例えば、従来の方法にしたがってＳＩＮＲの推定値を計算し、この推定値を等化器６４に出力する。

推定器８２は、受信器６の速度または速さの推定値を計算し、この推定値を等化器６４に出力する。

図１は受信器６の実施形態を示すが、そこでは等化が、逆スクランブルおよび逆拡散の前に行われる。しかし、図３では、逆スクランブルおよび逆拡散が等化の前に行われる場合における等化器６４が、より詳細に説明される。図３の等化器６４の一般的特性が、以上に述べられた論文Ｄで説明されている。

等化器６４は、シーケンスｙ［ｌ］を受信する入力９０と、パイロット・シンボル推定値

を出力する出力９２とを有する。

等化器６４は、次式、すなわち、

によって定義される適応フィルタ９６を含み、
上式で、
− Ｗ_ｍ（Ｌ_１≦ｍ≦Ｌ_２）は、フィルタ９６のＬ_２−Ｌ_１＋１の係数であり、かつ
− Ｚ^−ｍは、ｍのチップ間隔の遅延を表す。

フィルタ９６は、有限トランスバーサル・フィルタ（finite transversal filter）または他の任意適切な構造体の形態を取りうる。等化器６４は、雑音、干渉、およびチップ間干渉による平均二乗誤差を最小化するために、フィルタ９６の係数を適応させる。適応等化器６４の適応は、データをより精確に表すために、係数が移動されるべき方向を等化器に示す誤差ｅによって駆動される。

したがって、等化器６４は、入力９０に接続されかつＬ_１＋Ｌ_２の遅延ブロックＴ_Ｌ１からＴ_Ｌ２を含むタップ遅延線（tap delay-line）９４を有する。各遅延ブロックは、チップ間隔だけシーケンスｙ［ｌ］を遅延させる。

フィルタ９６は、Ｌ_２−Ｌ_１＋１の平行分岐を有する。各分岐の一方の末端がフィルタ９６の対応する入力に接続される一方で、他方の末端が、平行分岐の各々によって出力された結果を加算する加算器９８に接続される。各平行分岐は、この分岐の一方の末端で入力された信号に、それぞれの係数Ｗ_ｍを乗ずる乗算器を含む。図３で、平行分岐は、一番上の分岐が入力信号にＷ_Ｌ１を乗ずる一方で、一番下の平行分岐が、入力信号に係数Ｗ_Ｌ２を乗ずるように、係数の次数にしたがって配置される。

一番上の平行分岐の入力は、逆拡散器Ｄ_Ｓｌおよびデスクランブラ６６を介して入力９０に接続される。他の平行分岐は、逆拡散器Ｄ_Ｓｌおよびデスクランブラ６６を介して遅延ブロックＴ_Ｌｉのそれぞれの出力に接続される。論文Ｄ１で説明されたように、上記の構造体は、等化の前に最初に逆スクランブルおよび逆拡散を実行する。

等化器６４はまた、チャネル変化にしたがって等化６４を適応させるように、フィルタ９６の各係数Ｗ_ｍの値を変更できる計算器１１０を備える。より厳密には、計算器１１０は、誤差ｅを最小化する係数Ｗ_ｍの値を計算する適応アルゴリズムを実行することができる。この目的では、計算器１１０によって実行されるアルゴリズムが、ＭＭＳＥ（最小化平均二乗誤差）アルゴリズムである。好ましくは、様々なＭＭＳＥアルゴリズムのうちで、本実施形態で使用される適応アルゴリズムは、ＬＭＳ（最小平均二乗）アルゴリズムまたはＮＬＭＳ（正規化最小平均二乗）アルゴリズムである。ＬＭＳおよびＮＬＭＳアルゴリズムが、以降の文書、すなわち、
「適応アルゴリズムのＬＭＳ系統の統計的効率（"On the statistical efficiency of the LMS family of adaptive algorithms"）」に関しては、バーナード・ウィドロ（Bernard Widrow）およびマックス・ケメネツキー（Max Kamenetsky）によりＩＳＬ（ISL）−カリフォルニア州スタンフォードの、スタンフォード大学電気工学部（Department of Electrical Engineering, Stanford University, Stanford CA）においてさらに詳細に説明されている。

任意のＭＭＳＥアルゴリズムと同様に、ＬＭＳおよびＮＬＭＳアルゴリズムは、計算された係数値がいかに最適の解に近いかを決定する微調整可能なパラメータを有する。ＬＭＳおよびＮＬＭＳアルゴリズムの場合では、微調整可能なパラメータは、「比例定数μ」または「刻み幅μ」として知られている。以後「刻み幅μ」という用語を使用する。

低減する刻み幅μによって、最適の解により近い係数が計算されることになるが、係数Ｗ_ｍを計算するのに必要な演算数の増大も生じることに留意される。その結果として、恒久的に非常に小さい刻み幅μを有することは望ましくない。

本実施形態では、計算器１１０は、数Δにしたがうばかりでなく、推定器８０および８２によって出力されたＳＩＮＲ推定値および速度推定値にもしたがって刻み幅μを選択する。例えば、計算器１１０は、等化器６４に接続されたメモリ１１６の中に記録されたルックアップ・テーブル１１４を使用する。ルックアップ・テーブル１１４は、数Δ、ＳＩＮＲ推定値、および速度推定値の値にしたがって刻み幅μの値を定義する。例えば、ルックアップ・テーブル１１４は、実験結果にしたがって作成され、次いで等化器６４がそのテーブルを使用できるように、メモリ１１６の中に記録される。

例えば、等化器６４は、メモリ１１６のようなメモリの中に記録された命令を実行するプログラム可能な電子計算器を使用して実現されうる。メモリ１１６は、図６の方法を実行するための命令を有する。

ここで、図４を参照して数Δが定義される。

図４では、横座標が時間を表し、他方で縦座標がパイロット・チップ・シーケンスを表す。

時点ｔ_Ａおよびｔ_Ｂが、パイロット・シンボル期間の境界に対応する。したがって、時点ｔ_Ａおよびｔ_Ｂは、パイロット・シンボル１１８に対応する２５６のチップ間隔だけ離間されている。時点ｔ_Ａおよびｔ_Ｂでは、パイロット・チャネル化符号Ｃ_１は、その他の同時に使用されたチャネル化符号のいずれにも完全に直交する。よって、時点ｔ_Ａとｔ_Ｂとの間のみで受信されたあらゆるチップを使用してパイロット・シンボル１１８を逆拡散することによって、最も信頼性のあるパイロット・シンボル推定値が得られる。

しかしながら、逆拡散はまた、時点ｔ_Ｂ付近で、すなわち、以降のように定義された時点ｔ_Δ、すなわち、
ｔ_Δ＝ｔ_Ｂ＋Δ．Ｔ_ｃ （３）
でも実行可能であり、
上式で、
− ｔ_Ｂは、パイロット・シンボル期間の終了時点であり、
− 数Δは、正または負でありうる整数であり、かつ
− Ｔ_ｃは、チップ間隔である。

図４に例示されたように、逆拡散が時点ｔ_−１で行われると、逆拡散符号は、時点ｔ_Ａの１チップ間隔前から始まり、かつ時点ｔ_Ｂの１チップ間隔前で終わるパイロット・チップ・シーケンス１２０に施される。シーケンス１２０は、パイロット・シンボル１１８に関するＮ−１のチップに加えて、先に受信されたパイロット・シンボルに関する１つのチップ１２２を有する。チップ１２２は、追加的な雑音として見なされうる。よって、２５６のチップの１つしか中断されないので、パイロット・シンボル推定値

を求めるためにシーケンス１２０を使用すると、たとえ逆拡散、逆スクランブル、および等化が時点ｔ_−１で行われても、依然としてかなり信頼性のあるパイロット・シンボル推定値になる。

図４は、逆拡散が時点ｔ_−２およびｔ_−３でも行われうることを示す。

逆拡散は、時点ｔ_１、すなわち、時点ｔ_Ｂの１チップ間隔後でも行われうる。チップ・シーケンス１２０に関する説明と同様の様態で、時点ｔ_１では、逆拡散演算が、時点ｔ_Ａの１チップ間隔後から始まり、かつ時点ｔ_Ｂの１チップ間隔後で終わるパイロット・チップ・シーケンス１２４に施される。シーケンス１２４は、パイロット・シンボル１１８に関するＮ−１のチップに加えて、受信されるべき次のパイロット・シンボルに関する１つの追加的なチップ１２６を有する。よって、時点ｔ_１におけるパイロット・シンボル推定値

を求めるためにシーケンス１２６を使用しても、２５６のチップの１つしか中断されないので、かなり信頼性のある推定値になる。

図４はまた、逆拡散が時点ｔ_２およびｔ_３でも行われうることを示す。

理解できるように、パイロット推定値の信頼性は、数Δの絶対値が増大するにつれて低下する。より厳密には、数Δは、等化器の性能に対する発散効果を回避するために、それぞれ上限および下限Δ_ｍａｘおよびΔ_ｍｉｎによって範囲が定められるべきであることが決定された。制限値Δ_ｍｉｎおよびΔ_ｍａｘの絶対値は、最小の使用された拡散率よりも少なくとも２倍小さくなるべきことが示された。例えば、ＵＭＴＳシステムでは、現在使用されている最小の拡散率が１６であれば、制限値Δ_ｍｉｎおよびΔ_ｍａｘの絶対値は厳密に８未満でなければならない。例えば、この場合では、制限値Δ_ｍｉｎおよびΔ_ｍａｘの絶対値は、５または４に等しいように選択される。

本明細書では、数Δの絶対値が増大するにつれてパイロット・シンボル推定値の信頼性が低下することを補償するために、数Δにしたがって刻み幅μの値を調整することが提案されている。実現可能な方策が図５に示されている。水平軸は等化器係数の逆拡散および適応が行われる時間を表し、垂直軸は刻み幅μの値を表す。例えば、時点ｔ_０が時点ｔ_Ｂに対応する。

図５に示されたように、刻み幅μの値は、数Δの絶対値が増大するにつれて減少する。刻み幅μの値が減少すると、適応アルゴリズムの信頼性が向上するようになる。よって、本実施形態では、数Δにしたがって刻み幅μを調整することを利用して、数Δの絶対値が増大するにつれて生じるパイロット・シンボル推定値の信頼性の低下を補償する。さらには、数Δの絶対値が減少するにつれて刻み幅μを増大させると、例えば、等化器係数値を計算するのに必要な演算数の減少を可能とする。

時点ｔ_ｉにおける最も適切な平均二乗誤差が実現される刻み幅μの値は、所定の速度で移動し、かつ所定のＳＩＮＲを有する基地局と通信する受信器に関して実験的に決定される。この演算を異なる、所定のＳＩＮＲおよび速度の値に関して繰り返すことによって、ルックアップ・テーブル１１４を作成することが可能である。

ここで、図６を参照して受信器６の動作が説明される。

ステップ１４０で、受信器６は新たなチップを受信する。次いで、ステップ１４２で、計算器１１０は、現時点ｔ_ｃｕｒが、等化器係数の適応の実施が可能である時点ｔ_ｉに対応するかどうかを決定する。例えば、ステップ１４２で、計算器１１０は、以降の関係、すなわち、
ｔ_ｃｕｒ＝ｔ_Ａ＋Δ_Ａ．Ｔ_ｃ （４）
ｔ_ｃｕｒ＝ｔ_Ｂ＋Δ_Ｂ．Ｔ_ｃ （５）
にしたがって１つの数Δ_Ａおよび１つの数Δ_Ｂを決定するが、
上式で、
− ｔ_ｃｕｒは、現時点であり、かつ
− ｔ_Ａ、ｔ_Ｂ、およびＴ_ｃは、以上で既に定義済みである。

数Δ_ＡおよびΔ_Ｂが、それぞれ制限値Δ_ｍｉｎおよびΔ_ｍａｘの範囲内になければ、等化器係数の適応は行われず、本方法はステップ１４０に戻る。これは、現在受信されているチップがほぼ時点ｔ_Ａとｔ_Ｂとの間の中途にある状況に対応する。

例えば、ここで現在時間ｔ_ｃｕｒが時点ｔ_−１に等しいと想定する。

よって、ステップ１４２で、計算器１１０は、数Δ_ＢがΔ_ｍｉｎおよびΔ_ｍａｘによって設定された制限値以内にあると決定する。この状況では、数Δ_Ｂは図４で定義された数Δに対応する。後段で、等化器係数の適応が段階１４４で行われる。

段階（phase）１４４の最初で、すなわち、ステップ１４６で、パイロット・チップ・シーケンス１２０が、デスクランブラ６６を使用して逆スクランブル処理される。

後段で、ステップ１４８において、逆拡散器Ｄ_Ｓｌは、受信されたパイロット・チップ・シーケンスを逆拡散するために、逆スクランブル処理されたパイロット・チップ・シーケンスにチャネル化符号Ｃ_１を乗ずる。

ステップ１５０で、その時に逆拡散されたパイロット・チップ・シーケンスが、推定値

を求めるためにフィルタ９６を使用してフィルタに掛けられる。

ステップ１５２で、現在誤差ｅが、現在のパイロット・シンボル推定値

と、予期されたパイロット・シンボルａ_１，ｎとから減算器７０によって計算される。並行して、計算器１１０は、推定器８０および８２によって出力された現在のＳＩＮＲ推定値および現在の速度推定値を読み取る。後で、ステップ１５６において、計算器１１０は、「−１」に等しい数Δと、読み取られたＳＩＮＲ推定値および速度推定値とに対応する刻み幅μの値をルックアップ・テーブル１１４の中で読み取る。

ステップ１５８で、計算器１１０は、現在誤差ｅを最小化する等化器係数の新たな値を計算するために、適応アルゴリズムを実行する。ステップ１５８の間に、適応アルゴリズムによって使用された刻み幅μは、ステップ１５６で読み取られたものである。

一旦係数Ｗ_ｍに関する新たな値が計算されると、ステップ１６０で、計算器１１０はステップ１５８で計算された値にしたがって係数Ｗ_ｍの現在値を変更する。より厳密には、ステップ１６０で、計算器１１０は、係数Ｗ_ｍの現在値を、ステップ１５８で計算されたこれらの係数Ｗ_ｍの新たな値によって置き換える。ステップ１６０が終了すると、本方法は、新たなチップを受信するためにステップ１４０に戻る。よって、等化器係数は、数Δが制限値Δ_ｍｉｎとΔ_ｍａｘとの間にある限り、各チップ間隔で適応される。これは、１つのシンボル期間中に等化器係数が数回適応されることを意味する。したがって、等化器６４は、高速のチャネル変化をより精確に追跡することができる。

他の多くの実施形態が可能である。例えば、刻み幅μは、速度推定値またはＳＩＮＲ推定値にしたがって選択されなくてもよい。以上の教示は、図３で詳細に説明されたものとは異なる構造体を有する等化器で実施可能である。例えば、等化器６４の構造体は、以降の文書、すなわち、
エフ・ピータ（F. Petre）、エム・ムーネン（M. Moonen）、エム・エンジェルス（M. Engels）、ビー・ジセリンクス（B. Gyselinckx）、およびエイチ・ディー・マン（H.D.Man）の「ｄｓ−ｃｄｍａフォワード・リンクにおける干渉抑制用のパイロット補助適応チップ等化器受信器（"Pilot aided adaptive chip equalizer receiver for interference suppression in ds-cdma forward link"）」、自動車技術会議議事録（Proc. Vehicular Technology Conf.）、頁３０３〜３０８、２０００年９月、において説明されているような、所謂、分数間隔等化方式（fractionally spaced scheme）でありうる。

ＭＭＳＥアルゴリズムの系統は、誤差ｅの二乗を最小化する他の多くの逐次アルゴリズムを含む。例えば、この系統はまた、ＲＬＳ（再帰最小二乗）アルゴリズムを含む。

シンボル−レベル適応方法は、使用者用装置で実施された等化器の特定の場合において説明された。しかし、以上の教示は、例えば、基地局で実施された受信器と同様の任意の直交ＣＤＭＡ受信器に当てはまる。

本明細書および特許請求の範囲では、要素の前に置かれる不定冠詞は、複数のこのような要素の存在を排除するものではない。さらに、「備える」という言葉は、列挙されたもの以外の他の要素またはステップの存在を排除するものではない。

特許請求項の範囲において括弧の中に参照符号を含むのは、理解を助けることが企図されており、限定的であることが企図されているのではない。

直交ＣＤＭＡ通信システムの構造体の模式図である。 図１のシステムで使用されたＯＶＳＦ符号ツリーの例示である。 図１のシステムで使用されうる適応等化器の特定実施形態の模式図である。 図１のシステムにおける受信されたパイロット・チップ・シーケンスを例示するタイミング・チャートである。 数Δにしたがって図３の適応等化器の微調整可能なパラメータの値を示すグラフである。 図１のシステムで実行されたシンボル−レベル適応方法のフローチャートである。

Claims (9)

1. チップ・レベルでチャネルの歪みを補正するために直交ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）受信器で使用される等化器の少なくとも１つの係数を適応させるシンボル−レベル適応方法であって、
   ａ） 逆拡散器によって出力されたパイロット・シンボル推定値と、対応する予期されたパイロット・シンボルとの間の誤差を最小化する前記等化器係数の値を計算する適応アルゴリズムを実行するステップであって、前記適応アルゴリズムは、前記計算された係数値がいかに最適の解に近いかを決定する微調整可能なパラメータを有する、実行するステップと、
   ｂ） 厳密に２つの連続的な時点ｔ_Ａとｔ_Ｂとの間における中間時点ｔ_Δで、前記計算された係数値にしたがって前記等化器係数の前記値を変更するステップであって、前記時点ｔ_Ａおよびｔ_Ｂは、パイロット・シンボル期間の始めおよび終わりにそれぞれ対応する、変更するステップと、
   ｃ） 前記時点ｔ_Ｂ前のこれから受信されるべきまたは前記時点ｔ_Ａ以来既に受信されたチップの数を表す数Δにしたがって、前記微調整可能なパラメータの値を調整するステップと、
   を含む方法。
2. 前記微調整可能なパラメータは、前記数Δの絶対値が増大するにつれて最適の解により近くなる計算された係数値を求めるために調整される、請求項１に記載の方法。
3. ステップｂ）は、前記数Δの絶対値が閾値Δ_ｍａｘよりも大きければ実行されず、前記Δ_ｍａｘは最小の使用された拡散率の厳密に半分よりも小さい正の整数である、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
4. 前記適応アルゴリズムはＭＭＳＥ（最小化平均二乗誤差）アルゴリズムであり、前記微調整可能なパラメータは刻み幅μであり、前記刻み幅μは前記数Δの絶対値が増大するにつれて低減される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記逆拡散器は、完全なパイロット・チャネル化符号を使用して、ステップａ）で使用された前記パイロット・シンボル推定値を求める、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
6. ステップｃ）の間に、前記微調整可能な前記値も、信号対干渉比の推定値にしたがって、または直交ＣＤＭＡ受信器速度の推定値にしたがって調整される、前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
7. 命令を有するメモリであって、前記命令が電子計算器によって実行されるとき、前記請求項のいずれか１項に記載の方法を実行する前記命令を有するメモリ。
8. チップ・レベルでチャネルの歪みを補正するために直交ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）受信器で使用されるべき適応等化器であって、少なくとも１つの微調整可能な係数と、請求項１から６のいずれか１項に記載のシンボル−レベル適応方法を実行できる計算器とを有する適応等化器。
9. 請求項８に記載の適応等化器を備える直交ＣＤＭＡ受信器。

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