JP2010200329A - 移動局において受信ダイバーシティを決定するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信ダイバーシティの効果的な使用を決定し、電力消費を低減する。
【解決手段】制御システム２１０は通信資源の使用についてのデマンドレベルを決定する。送信器は決定されたデマンドレベルに基づいて移動局での受信ダイバーシティの使用を示すメッセージを通信する。もう１つの観点では、受信器２００は１チャネルを受信して、下限または上限送信パワーレベルにあるためのそのチャネルの送信パワーレベルを決定する。制御システム２１０は決定された送信パワーレベルに基づいて受信器チェーン２９０の数を選択することによって受信ダイバーシティを制御する。もう１つの観点では、受信器２００は１チャネルを受信して、そのチャネルの１チャネル・コンディションとそのチャネル・コンディションの持続期間とを決定する。制御システム２１０は決定されたチャネル・コンディションとその持続期間とに基づいて受信器チェーン２９０の数を選択する。
【選択図】図２

Description

分野

本発明は一般に通信分野に関し、そして特に、受信ダイバーシティを使用している通信に関する。

背景

送信器と受信器との間の通信チャネルは雑音、干渉およびマルチパスに影響されやすい。受信された信号を高めるために受端(receiving destination)で多重アンテナが使用されてもよい。各アンテナで受信された信号のための受信器チェーンが必要になる。それ故、多重受信器チェーンは多重受信アンテナで受信された信号を活用することが必要になる。多重受信器チェーンの使用はパワーの消費を増加させる。通信システム内の移動局は大いに受信ダイバーシティの恩恵を受けることができるが、しかしながら、移動局は一般に限られた電池電源を有している。

もう１つの観点では、移動局のための目標化信号(signal targeted)の送信パワーレベルはその移動局が受信ダイバーシティを使用している時はより低いレベルにある。受信チャネルを処理することは受信信号を結合することによって受信ダイバーシティを使用して達成される。信号が受信器で結合される時は、そのチャネルの有効な搬送波対ノイズレシオはそのチャネルを処理するために必要な最小レベルより上のレベル(a level above)に増加されてもよい。結果として、送信器は受信処理を実施すること(effecting)無しに、より低いパワーレベルで信号を送信することができる。そのように、送信器はより多数の移動局に送信することができる。移動局での受信器ダイバーシティの使用はこのように通信システムの容量を増加させる、しかしながら、受信器ダイバーシティの使用は移動局での電力消費を増加させる。

少なくとも１つの観点では、移動局の性能は電池電源を再充電すること無く動作する時間長について測定される。受信ダイバーシティの恩恵を受けるために、受信器は多重受信信号を処理すべく多重受信器チェーンをターンオンしなければならない。結果として、受信器は実質的な量の電池パワーを消費する。したがって、受信チャネルを復号するためのいかなるルールも無い受信ダイバーシティの使用は移動局の電池寿命に逆効果をもたらす。

他は勿論のことこの目的達成のために、通信システムにおいて種々のチャネルを復号するために受信器ダイバーシティの効果的な使用が必要である。

移動局において受信ダイバーシティの使用を決定するための方法及び装置が開示される。１つの観点では、制御システムは通信システム内の通信資源の使用についてのデマンドレベルを決定する。送信器は決定されたデマンドレベルに基づいて移動局での受信ダイバーシティの使用を示すメッセージを通信する。もう１つの観点では、受信器は１チャネルを受信して、下限または上限送信パワーレベルにあるためのそのチャネルの送信パワーレベルを決定する。制御システムは決定された送信パワーレベルに基づいて複数の受信器チェーンの数を選択することによって受信器の受信ダイバーシティを制御する。もう１つの観点では、受信器は１チャネルを受信して、そのチャネルのチャネル・コンディションとそのチャネル・コンディションの持続期間とを決定する。制御システムはその決定されたチャネル・コンディションとその持続期間とに基づいて複数の受信器チェーンの数を選択することによって受信器の受信ダイバーシティを制御する。そのチャネル・コンディションとそれの持続期間とを決定することは、基地局によって移動局に通信されるような、種々の閾値の比較に基づいてもよい。閾値はディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値、受信−ダイバーシティ−ディスエーブル期間閾値、イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値、受信−ダイバーシティ−イネーブル期間閾値を含んでもよい。

本発明の特徴、対象、および長所は、ここでおよび全体を通して付記される参照符号を有する図面と関連して、下に述べる詳細説明からさらに明白になるであろう。

本発明の種々の実施形態に従って動作できる通信システムを示す図である。 本発明の種々の観点に従って受信してその受信データを復号するための通信システム受信器を示す図である。 本発明の種々の観点に従ってデータ・パケットを送信するための通信システム送信器を示す図である。 本発明の種々の実施形態に従って動作できるトランシーバ・システムを示す図である。 本発明の種々の実施形態に従って送信器パワーレベルの上限および下限との比較を示す図である。 本発明の種々の実施形態に従って受信されたチャネルの総新パワーの種々の閾値との比較のためのチャートを示す図である。 本発明の種々の実施形態に従って受信チャネルの種々の閾値との比較を示す図である。 本発明の種々の実施形態に従って受信チャネルの種々の閾値との比較のためのチャートを示す図である。

好ましい実施形態の詳細な説明

この発明の種々の実施形態は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）技術に従って動作する無線通信システムに組み込まれることができ、ＣＤＭＡ技術は開示され、そして電気通信工業協会(ＴＩＡ)および他の標準類協会から発行された種々の標準類に記述されていた。そのような標準類はＴＩＡ／ＥＩＡ−９５標準、ＴＩＡ／ＥＩＡ−ＩＳ−２０００標準、ＩＭＴ−２０００標準、ＵＭＴＳおよびＷＣＤＭＡ標準を含み、すべてが引用されてこの中に組み込まれる。データ通信用のシステムもまた、引用されてこの中に組み込まれている、「ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６ ｃｄｍａ２０００高速パケットデータ・エア・インターフェイス仕様（ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８５６ ｃｄｍａ２０００ Ｈｉｇｈ Ｒａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」に詳述される。この標準類のコピーは、ワールド・ワイド・ウェブをアドレス：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ２．ｏｒｇでアクセスすることにより、またはＴＩＡ、標準類および技術部、２５００ウイルソン ブルバール、アーリントン、ＶＡ２２２０１、米国(ＴＩＡ，Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，２５００ Ｗｉｌｓｏｎ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ，Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＶＡ２２２０１，ＵＳＡ)に手紙を書くことにより得られることができる。引用されてこの中に組み込まれ、通常ＵＭＴＳ標準として識別される標準は、３ＧＰＰ支援局、ルシオレ・ソフィア アンティポリの６５０ルート、バルボンヌ フランス（３ＧＰＰ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｏｆｆｉｃｅ，６５０ Ｒｏｕｔｅ ｄｅｓ Ｌｕｃｉｏｌｅｓ−Ｓｏｐｈｉａ Ａｎｔｉｐｏｌｉｓ，Ｖａｌｂｏｎｎｅ Ｆｒａｎｃｅ）と連絡をとることにより得られることができる。

一般的に言って、この発明の種々の観点は、ＣＤＭＡ通信システム内の通信資源の有効な使用を提供する。この発明の少なくとも１つの観点に従って、受信ダイバーシティを使用することに関して種々の条件が決定される。おそらく、受信ダイバーシティの使用は、より多くのユーザを収容するための、そして移動局の電池寿命への影響を最小にすると同時に、受信されたデータの誤った復号を防ぐ、システム容量のような、その有益な特徴を作り出す条件として決定される。

この中に記述された１つまたは複数の例示的な実施形態はディジタル無線通信システムのコンテキスト(context)で述べられる。このコンテキストでの使用が有利である一方で、この発明の種々の実施形態は種々の環境または構成に組み込まれることができる。一般に、この中に記述された種々のシステムはソフトウェア制御プロセッサ、集積回路、またはデスクリート論理を使用して構成されることができる。この出願の全体を通して参照される可能性があるデータ、指示、命令、情報、信号、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光学界または粒子、あるいはその組合せによって好都合に表されることができる。さらに、各ブロック図内に示されるブロックはハードウェアまたは方法のステップを表すことができる。

図１はこの発明の種々の実施形態を組み込むと同時にいずれかの符号分割多重アクセス(ＣＤＭＡ)通信システム標準に従って動作することができる通信システム１００の一般的なブロック図を示す。通信システム１００は音声、データまたは両者の通信用であることができる。通常、通信システム１００は移動局１０２−１０４のような、多数の移動局間の、および移動局１０２−１０４と公衆電話交換およびデータ・ネットワーク１０５との間の通信リンクを提供する基地局１０１を含む。図１で移動局はデータ・アクセス端末（ＡＴ）と呼ばれ、そして基地局はこの発明の主要な範囲と種々の利点から離脱することのないデータ・アクセス・ネットワーク（ＡＮ）と呼ばれる。基地局１０１は、基地局コントローラおよび基地トランシーバ・システムのような、多数のコンポーネントを含んでもよい。簡単のために、そのようなコンポーネントは示されない。基地局１０１は、例えば、基地局１６０のような、他の基地局と通信していてもよい。移動交換局(図示せず)は通信システム１００の種々の動作状況を制御し、そしてネットワーク１０５と基地局１０１および１６０との間の迂回中継(back-haul)１９９に関して制御することができる。

基地局１０１は基地局１０１から送信された順方向リンク信号によって、そのカバレッジ・エリア内にある各移動局と通信する。移動局１０２−１０４を目標とした順方向リンク信号は合計されて順方向リンク信号１０６を形成してもよい。順方向リンク信号１０６を受信している移動局１０２−１０４の各々は、そのユーザを目標とした情報を抽出するために順方向リンク信号１０６を復号する。基地局１６０もまた基地局１６０から送信された順方向リンク信号によって、そのカバレッジ・エリア内にある各移動局と通信する。移動局１０２−１０４は対応する逆方向リンクによって、基地局１０１および１６０と通信する。各逆方向リンクはそれぞれ移動局１０２−１０４のための逆方向リンク信号１０７−１０９のような、逆方向リンク信号により維持される。逆方向リンク信号１０７−１０９は、１基地局を目標としてもよいが、他の基地局で受信されてもよい。

基地局１０１および１６０は共通の移動局に同時に通信している可能性がある。例えば、移動局１０２は両基地局１０１および１６０との通信を維持することができる基地局１０１および１６０にきわめて接近している可能性がある。順方向リンクでは、基地局１０１は順方向リンク信号１０６を、基地局１６０は順方向リンク信号１６１を送信する。逆方向リンクでは、移動局１０２は両基地局１０１および１６０によって受信されるように逆方向リンク信号１０７を送信する。移動局１０２にパケットのデータを送信するために、基地局１０１および１６０の１つが選択されてそのデータのパケットを移動局１０２に送信する。逆方向リンクでは、両基地局１０１および１６０は移動局１０２からのトラフィック・データ伝送を復号することを試みる可能性がある。

通信システム１００はまた種々のチャネルの正確な復号のためにパイロット・チャネルを使用することができる。パイロット・チャネルは一連の所定のデータを含む。受信器は伝播チャネルの種々の特性を決定するためにパイロット・チャネルを受信する。特性の１つはパイロット・チャネルの搬送波対妨害波比（Ｅｃ／Ｉｏ）であってもよい。パイロット・チャネルは他の受信チャネルを復号するために使用されてもよい。順方向および逆方向リンクはパイロット・チャネルを有してもよい。順方向リンク上に、基地局はそれのカバレッジ・エリア内のすべての移動局のためのパイロット・チャネルを送信することができる。逆方向リンク上では、各移動局は逆方向リンク・チャネルを１パイロット・チャネルと結合することができる。

図２はこの発明の種々の観点に従って受信されたＣＤＭＡ信号を処理および復調するために使用される受信器２００のブロック図を示す。受信器２００は逆方向および順方向リンク信号上の情報を復号するために使用されることができる。受信された（Ｒｘ）サンプルはＲＡＭ２０４に蓄積されることができる。受信サンプルは無線周波数／中間周波数（ＲＦ／ＩＦ）システム２９０とアンテナ・システム２９２とにより発生される。ＲＦ／ＩＦシステム２９０とアンテナ・システム２９２とは受信ダイバーシティ利得を利用するために多重信号を受信し、この受信された信号のＲＦ／ＩＦ処理のための１つまたは複数のコンポーネントを含んでもよい。例えば、ＲＦ／ＩＦシステム２９０は、各々が１つの受信器チェーンを考慮されている、ＲＦ／ＩＦシステム２９０Ａと２９０Ｂとを含んでもよい。２つよりも多くのの受信器チェーンが使用されてもよい。アンテナ・システム２９２の各エレメントはＲＦ信号を受信し、そして受信されたＲＦ信号をＲＦ／ＩＦシステム２９０内の受信器チェーンにパスする。ＲＦ／ＩＦシステム２９０は従前のＲＦ／ＩＦ受信器のいずれかであってもよい。ＲＦ／ＩＦシステム２９０は「ゼロ」中間周波数（ＺＩＦ）受信器であってもよい。受信されたＲＦ信号はフィルタされ、ダウンコンバートされ、そしてベースバンド周波数でＲＸサンプルを形成するようにディジタル化される。サンプルはデマルチプレクサ（ｄｅｍｕｘ）２０２に供給される。デマルチプレクサ２０２の出力はサーチャ・ユニット２０６とフィンガ・エレメント２０８とに供給される。制御システム２１０はそれに連結される。結合器２１２は復号器２１４をフィンガ・エレメント２０８に連結する。制御システム２１０はソフトウェアにより制御されるマイクロプロセッサであってもよく、そして同じ集積回路上または別の集積回路上に設置されてもよい。復号器２１４内の復号機能はターボ・デコーダまたはいずれか他の適当な復号アルゴリズムに従うものであってもよい。

動作中、受信されたサンプルはデマルチプレクサ２０２に供給される。デマルチプレクサ２０２はサーチャ・ユニット２０６とフィンガ・エレメント２０８とにサンプルを供給する。制御システム２１０はサーチャ・ユニット２０６からのサーチ結果に基づいて種々のタイム・オフセットで受信された信号の復号と逆拡散とを行うためにフィンガ・エレメント２０８を構成する。チャネルの逆拡散は受信されたサンプルをＰＮシーケンスおよび割り当てられたウォルシュ関数の単一タイミング仮説(single timing hypothesis)での複素共役(the complex conjugate)と掛け合わせ、そしてしばしば積分およびダンプ・アキュムレータ回路（図示せず）で、結果としてのサンプルをディジタル的にフィルタすることにより行われる。そのような技術は一般に当分野では知られている。サーチャ２０６はＥｃ／Ｉｏを決定するような、チャネル・コンディションを決定するためにパイロット・チャネルを復号してもよい。もしも送信源のパイロット・チャネルのＥｃ／Ｉｏが閾値より上(above a threshold)であれば、制御システム２１０は同じ送信源からの他の受信されたチャネルを処理するためにフィンガ・エレメント２０８を割り当てるように決定することができる。移動局では、適当なパイロット・チャネルＥｃ／Ｉｏを有する基地局の種々のリストが維持される。リストは基地局のアクティブ・リスト、基地局の候補リスト、基地局の近隣リストおよび基地局の残存リストを含んでもよい。基地局のリストは受信されたＥｃ／Ｉｏレベルに従って配列されてもよい。アクティブ・リスト内の基地局は最強の受信Ｅｃ／Ｉｏを有する。

この発明の種々の観点に従って、制御システム２１０は、受信されたチャネル・コンディション、フレーム・エラーレートまたはパケット・エラーレート、送信基地局でのチャネルの送信パワーレベル、通信システム１００内の通信資源の使用についてのデマンドレベル、あるいはそれのいずれかの組合せに基づいて受信チャネルを処理するために使用された受信器チェーンの数を制御する。制御システム２１０はＲＦ／ＩＦシステム２９０内で使用された受信器チェーンの数を制御する。受信ダイバーシティのスケールは選択された受信器チェーンの数に関連がある可能性がある。大きいスケールの受信ダイバーシティは多数の受信器チェーンを使用することを指すことができる。どの受信ダイバーシティも使用されない時には、１つの受信器チェーンのみが使用されることができる。例えば、４受信器チェーンが使用可能である時には、受信ダイバーシティ・スケールは使用している１から４受信器チェーンに及ぶことができる。したがって、受信器２００は受信されたチャネル・コンディション、フレーム・エラーレートまたはパケット・エラーレート、送信基地局でのチャネルの送信パワーレベル、通信システム１００内の通信資源の使用についてのデマンドレベル、およびそれのいずれかの組合せの少なくとも１つに基づいてそれの受信ダイバーシティを動作させる。受信器２００は移動局内に組み込まれ、そして通信システム１００内での使用のために構成されてもよい。

受信ダイバーシティについて、多重の受信信号は、最大比コンバイニング（ＭＲＣ）および最小平均二乗エラー（ＭＭＳＥ）のような、一般に知られるコンバイニング処理のいずれかに従って結合されることができる。時間コンバイニング、空間コンバイニング、または両者の組合せがコンバイニング処理として使用されてもよい。時間コンバイニングでは、種々の伝播経路を介して受信された信号が結合される。空間コンバイニングでは、種々のアンテナで受信され同じ経路を介して伝播された信号が結合される。受信器２００では、復調の結果は受信ダイバーシティ処理に従って結合され、そして結合された結果を復号器２１４にパスする。復号器２１４はデータを復号し、そして復号されたデータを出力する。受信器２００は移動局から受信された逆方向リンク信号を処理するための基地局１０１および１６０の受信器部内で、および受信された順方向リンク信号を処理するためのいずれかの移動局の受信器部内で使用されることができる。フレームまたはパケット・エラーレートのような、受信チャネルの性能は、この発明の種々の観点に従って、復号器２１４から受信器２００内で受信ダイバーシティを制御するための制御システム２１０に通信されることができる。

図３は逆方向および順方向リンク信号を送信するための送信器３００のブロック図を示す。送信器用のチャネル・データは変調用の変調器３０１に入力される。変調はＱＡＭ、ＰＳＫまたはＢＰＳＫのような一般に知られるいずれかの変調技術に従ってもよい。データは変調器３０１内のデータ速度(data rate)で符号化される。データ速度はデータ速度／パワーレベル・セレクタ３０３によって選択されることができる。データ速度選択は受端から受信されたフィードバック情報に基づいてもよい。受端は移動局または基地局であってもよい。フィードバック情報は最大許容データ速度を含んでもよい。最大許容データ速度は種々の一般に知られるアルゴリズムに従って決定されることができる。最大許容データ速度は、非常にしばしば、他の考慮ファクタの中では、チャネル・コンディションに基づく。よって、データ速度／パワーレベル・セレクタ３０３は変調器３０１内のデータ速度を選択する。変調器３０１の出力は信号拡散動作を通ってアンテナ３０４からの送信用のブロック３０２において増幅される。データ速度／パワーレベル・セレクタ３０３はまたフィードバック情報に従って送信された信号の増幅レベルについてのパワーレベルを選択する。選択されたデータ速度とパワーレベルとの組合せは、受端での送信されたデータの固有の復号を可能にする。送信パワーレベルは所定のレンジ内に限定されてもよい。送信パワーレンジは下限と上限とを有してもよい。下限送信パワーレンジは、もしもそのチャネルが急に悪化したならば、フィードバック情報はそのパワーを増加させることができる速度に基づいてもよい。上限送信パワーは、送信器が自発的に単一の受信器に割り当てる最大量の電力源に基づいてもよい。

パイロット信号はまたブロック３０７内で発生される。パイロット信号はブロック３０７内で適当なレベルに増幅される。パイロット信号パワーレベルは受端でのチャネル・コンディションに従ってもよい。パイロット信号は結合器３０８内でチャネル信号と結合される。結合された信号は増幅器３０９内で増幅され、そしてアンテナ３０４から送信されることができる。アンテナ３０４はアンテナ・アレイおよび多重入力、多重出力構成を含むかなり多数の組合せであってもよい。

図４は通報受端(destination)を有する通信リンクを維持するための受信器２００と送信器３００とを組み込むためのトランシーバ・システム４００の一般的なブロック図を図示する。トランシーバ４００は移動局または基地局に組み込まれてもよい。プロセッサ４０１は受信および送信データを処理するために受信器２００および送信器３００に連結されてもよい。たとえ受信器２００と送信器３００とが別々に示されているとしても、受信器２００および送信器３００の種々の観点は共通であってもよい。１つの観点では、受信器２００および送信器３００はＲＦ／ＩＦ受信および送信用に共通の局部発振器および共通のアンテナ・システムを共有してもよい。

送信側では、送信データ処理ブロック４０３は送信チャネル上に送信用のデータを準備する。送信器３００は入力４０５上に送信用データを受信し、そしてアンテナ・システムからそのデータを送信する。受信側では、受信データは復号された後、復号されたデータはプロセッサ４０１での入力４０４で受信される。受信されたデータはプロセッサ４０１内の受信データ処理ブロック４０２で処理される。プロセッサ４０１の種々の動作は単一または多重の処理ユニットに統合されてもよい。トランシーバ４００は他の装置に接続されてもよい。トランシーバ４００はその装置の不可分の一部である可能性がある。装置はコンピュータであるか、またはコンピュータと同様に動作してもよい。装置は、インターネットのような、データ・ネットワークに接続されてもよい。トランシーバ４００を基地局内に組み込む場合には、いくつかの接続を通した基地局は、インターネットのような、ネットワークに接続されてもよい。

この発明の種々の観点に従って、通信システムにおける受信ダイバーシティは、受信器チェーン２９０のような複数の受信器チェーンを含み、受信器２００のような受信器について決定されてもよい。受信器２００は１つのチャネルを受信し、そして図５に示されるように、下限送信パワーレベル５０１または上限送信パワーレベル５０２にあることについてそのチャネルの送信パワーレベルを決定する。送信パワーレベルの決定は送信器から受信器に送られた信号パワーレベルを示しているメッセージに基づいてもよい。交互に、送信器は受信器にメッセージを送ることによってその受信器により使用されるダイバーシティのスケールを明白に制御できる。送信パワーレベルの決定はまた受信器によって経験されたＦＥＲに基づいてもよい。例えば、もしもＦＥＲが目標のＦＥＲより良ければ、受信器は現在の送信パワーレベルが下限にあると仮定することができる。これに反して、もしもＦＥＲが目標のＦＥＲより悪ければ、受信器は送信パワーが上限にあると仮定することができる。制御システム２１０またはプロセッサ４０１のような制御システムは、受信データ処理ユニット４０２の動作を通して、決定された送信パワーレベルに基づいて複数の受信器チェーン２９０の数を選択することにより受信器２００の受信ダイバーシティを制御する。制御システムは、決定された送信パワーレベルが下限送信パワーレベル５０１であるかまたはそれより下である時は、選択された受信器チェーンの数を減少させるために構成される。送信パワーレベルが下限５０１より下である時は、チャネル・コンディションは非常に有利であり、したがって、受信ダイバーシティを使用することは必要がないかもしれない。もしも受信ダイバーシティがこの条件下で使用されれば、処理パワーとパワー消費量は不必要に使用される。さらに、制御システムは決定された送信パワーレベルが上限送信パワーレベル５０２であるかまたはそれより上である時は、選択された受信器チェーンの数を増加させるために構成される。送信パワーレベルがそれの上限に達している時は、チャネル・コンディションは非常に有利ではなく、したがって、受信ダイバーシティの使用はそのような条件下で非常に有益である。送信パワーレベルが下限５０１より下であるか上限５０２であるかまたはそれより上であるかの決定は送信パワーレベルのそれぞれの送信パワー限度への接近度に基づいてもよい。例えば、もしも送信パワーレベルが下限送信パワー５０１の１−３ｄＢ以内であれば、送信パワーレベルの決定は送信パワーレベルが下限送信パワー５０１より下であることを確立する。同様に、例えば、もしも送信パワーレベルが上限送信パワー５０２の１−３ｄＢ以内であれば、送信パワーレベルの決定は送信パワーレベルが上限送信パワー５０２より上であることを確立する。上限送信パワー５０２は、この発明の種々の観点に従って、下限送信パワー５０１に対応する送信パワーレベルより高い許容送信パワーレベルに対応する。

図６を参照すると、この発明の種々の観点に従って、送信パワーレベルに基づいて受信ダイバーシティを決定するためのフローチャートが示される。ステップ６５１で、制御システム２１０またはプロセッサ４０１は受信器２００で受信された信号の送信パワーレベルを決定することができる。ステップ６５２で、決定された送信パワーレベルは下限および上限送信パワーレベル閾値、それぞれ５０１および５０２と比較される。ステップ６５３で、もしも送信パワーレベルが下限送信パワーレベル５０１のマージンであるかまたはそれ以内であれば、制御システム２１０またはプロセッサ４０１は受信器２００で受信ダイバーシティをターンオフするかスケールバック(scale back)することができる。ステップ６５４で、もしも送信パワーレベルが上限送信パワーレベル５０２のマージンであるかまたはそれ以内であれば、制御システム２１０またはプロセッサ４０１は受信器２００でターンオンするか受信ダイバーシティのスケールを増加させることができる。

さらに、この発明の種々の観点に従って、通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するために、受信器チェーン２９０のような複数の受信器チェーンを含む、受信器２００のような受信器は１チャネルを受信し、そしてそのチャネルの１チャネル・コンディションとそのチャネル・コンディションの持続期間とを決定する。制御システム２１０またはプロセッサ４０１のような制御システムは、決定されたチャネル・コンディションと決定されたそのチャネル・コンディションの持続期間とに基づいて複数の受信器チェーンの数を選択することによってその受信器の受信ダイバーシティを制御する。制御システムは、図７に示されるように、決定されたチャネル・コンディションがディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０１より上でありそして決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−ディスエーブル周期閾値６０２より長い時は、選択された受信器チェーンの数を減少させるために構成される。制御システムは、決定されたチャネル・コンディションがイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０３より下でありそして決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−イネーブル周期閾値６０４より長い時には、選択された受信器チェーンの数を増加させるために構成される。ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０１はイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０３に対応するチャネル・コンディションより強いチャネル・コンディションに対応する。結果として、受信器２００は移動局に組み込まれていると同時に、受信ダイバーシティの使用についての条件が有利である時には受信ダイバーシティの使用の恩恵を受ける。システム資源は保護される。ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値、イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値、受信−ダイバーシティ−イネーブル周期、および受信−ダイバーシティ−ディスエーブル周期は受信器によって選択されてもよく、あるいは送信器によって受信器に伝えられてもよい。受信−ダイバーシティ−イネーブル周期および受信−ダイバーシティ−ディスエーブル周期の持続期間は、種々の受信器ダイバーシティ次数(degree)の間の頻繁な切替えが望ましくない時には頻繁な切替えを避けるために適切に選ばれる。

図８を参照すると、この発明の種々の観点に従って、受信器における受信ダイバーシティを決定するためのフローチャートが示される。ステップ８０１で、受信器での受信信号のチャネル・コンディションが決定される。チャネル・コンディションを決定するためのパラメータはＥｃ／Ｉｏであるかまたは受信された信号に関連するいずれか他の関連パラメータであってもよい。ステップ８０２で、決定されたチャネル・コンディションはディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０１およびイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０３と比較される。ステップ８０３で、もしも決定されたチャネル・コンディションがイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０３より下であれば、制御システム２１０またはプロセッサ４０１は受信−ダイバーシティ−イネーブル時間周期６０４より長い持続期間の間、そのチャネル・コンディションが閾値６０３より下であるかどうかを決定することができる。もしもチャネル・コンディションがイネーブル時間周期６０４より長い閾値６０３より下であれば、制御システム２１０またはプロセッサ４０１はターンオンするかまたは受信器２００で受信ダイバーシティのスケールを増加することができる。ステップ８０４で、もしも決定されたチャネル・コンディションがディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０１より上であれば、制御システム２１０またはプロセッサ４０１は受信−ダイバーシティ−ディスエーブル時間周期６０２より長い持続期間の間、そのチャネル・コンディションが閾値６０１より上であるかどうかを決定することができる。もしもチャネル・コンディションがディスエーブル時間周期６０２より長い閾値６０１より上であれば、制御システム２１０またはプロセッサ４０１は受信器２００でターンオフするかまたは受信ダイバーシティのスケールを減少することができる。

さらに、制御システムはイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０３とディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０１との間の差に対応するデルタ閾値６０５を調整するために構成される。デルタ閾値６０５の調整は通信システム内の受信器の移動度レベルに基づいてもよい。受信器は通信システム１００内の移動局に組み込まれてもよい。制御システムは増加する移動度レベルに応じてデルタ閾値６０５を増加させ、そして減少する移動度レベルに応じてデルタ閾値６０５を減少させるために構成される。

この発明の種々の観点に従って、イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０３とディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値６０１とは種々のシステム・パラメータに基づいてもよい。チャネル・コンディションは受信器のアクティブ・セット内の送信器によって送信されたパイロットのＥｃ／Ｉｏか、最強のパイロット信号のＥｃ／Ｉｏか、受信器での総受信パワーか、受信器により経験されたＦＥＲ等のいずれかを使用して測定されることができる。チャネル・コンディションの上記尺度の組合せが使用されてもよい。

例えば、もしも最強パイロットのＥｃ／Ｉｏが高く、そして受信されたパワーが高ければ、受信器は受信ダイバーシティの次数をスケールダウンすることを決定することができる。これに反して、もしも受信されたパワーは高いが、最強パイロットのＥｃ／Ｉｏが低ければ、受信器は受信ダイバーシティの次数を増加させることを決定することができる。同様に、もしもＦＥＲが低いならば、受信器は他の尺度の値とは関係ないか、他の尺度の値と協力するかのどちらかで受信器ダイバーシティの次数を減少させることができる。使用すべきチャネル・コンディションの尺度、および受信器ダイバーシティの次数を増加または減少させるための閾値は、それ自身上の受信器によって選ばれることができるか、または送信器により受信器に伝えられてもよい。

システム容量はいくつかのファクタに基づくことができる。例えば、システム容量は基地局が送信することを許す総送信パワーに基づくことができる。トラフィック・チャネル上で使用可能なコード数もまたもう１つの重要なファクタである。システムの使用のためのデマンドが増加される時は、多くの使用可能なコードが使用されてもよく、そして新トラフィック・チャネル用の少数のコードをそのままにする。同様に、システムの使用のためのデマンドが増加される時には、送信パワーは総許容送信パワーの近くに増加する。そのような条件下では、新チャネルは使用可能なパワーがないために加えられないかもしれない。しかしながら、受信器が受信ダイバーシティを使用している時は、必要な送信パワーレベルはダイバーシティを使用しない受信に必要なレベルより低い。

この発明の種々の観点に従って、通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するために、基地局に組み込まれている基地局コントローラのような制御システムは、通信システム(１００)内の通信資源の使用のためのデマンドレベルを決定する。送信器３００のような送信器は、移動局での受信ダイバーシティの使用を示すメッセージを通信する。このメッセージは決定されたデマンドレベルに基づいている。デマンドレベルは使用可能な送信パワーレベル、割当てまたはファクタの組合せのために使用可能なコードの数について測定されてもよい。メッセージは移動局への共通または専用チャネル上に送信されてもよい。メッセージは移動局でスケールを減少させること、ターンオフさせること、ターンオンさせることおよび受信ダイバーシティのスケールを増加させることの少なくとも１つを指示することができる。メッセージは、デマンドレベルが所定のレベルより低い時は、移動局でスケールを減少させることおよび受信ダイバーシティの使用をターンオフすることの少なくとも１つを示すことができる。そのように、送信器は低いデマンドによって、より高いパワーレベルで送信できるので、受信器は電池パワーを保護できる。メッセージは、デマンドレベルが所定のレベルより高い時は、移動局でスケールを増加させることおよび受信ダイバーシティの使用をターンオンすることの少なくとも１つを示すことができる。そのように、ターンオンするかまたは受信ダイバーシティのスケールを増加させた後には、受信器はより低い送信パワーレベルを必要とする可能性がある。結果として、受信器はより低い送信パワーについての要求をフィードバックすることができる。増加されたシステム・デマンドレベルに応じるために追加の使用可能なパワーをそのままにして、総送信パワーはその後減少される。

概して、基地局はそのカバレッジ・エリア内で動作している種々の移動局で受信ダイバーシティの使用について制御を実現するために種々の閾値を移動局に送信するように選択されることができる。したがって、基地局および移動局は、ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値、受信−ダイバーシティ−ディスエーブル周期閾値、イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値および受信−ダイバーシティ−イネーブル周期閾値の少なくとも１つの通信用の種々の方法を組み込んでもよい。さらに、基地局はまた、Ｅｃ／ＩｏまたはＦＥＲのような、チャネル・コンディションの決定用のいずれのパラメータをも選択することができる。

使用ダイバーシティへのおよびどのスケールかへの決定もまた、他の同種のファクタまたは同種のファクタの組合せに基づくことができる。さらに、パラメータＥｃ／Ｉｏは妨害波上の搬送波強度の表示である。他の同種の表示パラメータもまたダイバーシティのレベルを決定するために使用されることができる。例えば、ファクタ“Ｅｃ”は発明の精神から逸脱することなくＥｃ／Ｉｏの代わりに使用されてもよい。受信器のアクティブ・セット内の全パイロットのＥｃ／Ｉｏの合計は最強パイロットのＥｃ／Ｉｏの代わりに使用されてもよい。交互に、受信器が復調している経路のＥｃ／Ｉｏの合計が代わりに使用されてもよい。パラメータは受信器ダイバーシティを増加または減少させることについて決定を行うために使用される前に、ノイズを減らすためにフィルタされてもよい。受信器が多重アンテナを使用する時は、多重アンテナでのＥｃ／Ｉｏはそれを閾値と比較する前に平均されてもよい。この分野の技術者は、この中に開示された実施形態に関して記述された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム・ステップは電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、または両者の組合せとして実施され得ることをさらに認識するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に説明するために、種々の実例となるコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、一般にそれらの機能性の表現で上述された。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるかどうかはシステム全体に課された特定のアプリケーションと設計の制約とによる。熟練技工は各特定のアプリケーションについて異なる方法で記述された機能性を実施できるが、しかしそのような実施の決定が本発明の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されてはならない。

この中に開示された実施形態に関して記述された種々の実例となる論理ブロック、モジュールおよび回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブルな論理装置、ディスクリート・ゲートかトランジスタ論理、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、あるいはこの中に記述された機能を実行するように設計されたそれのいずれかの組合せで実施または実行されることができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってもよいが、しかし代替案では、プロセッサはいずれか従前のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってもよい。プロセッサはまた計算装置、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアとともに１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいはいずれか他のそのような構成として実施されてもよい。

この中に開示された実施形態に関して記述された方法のステップまたはアルゴリズムはハードウェアで、プロセッサにより実行されるソフトウェア・モジュールで、またはそれらの組合せで直接具体化されることができる。ソフトウェア・モジュールはＲＡＭメモリ、フラッシュ・メモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、着脱可能形ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはこの分野において既知のいずれか他の形式の蓄積媒体に属してもよい。典型的な蓄積媒体はプロセッサに連結され、そのようなプロセッサはこの蓄積媒体から情報を読み取り、それに情報を書き込むことができる。代替案では、蓄積媒体はプロセッサに一体化されることができる。プロセッサと蓄積媒体とは１つのＡＳＩＣ内に存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末内に存在してもよい。代替案では、プロセッサと蓄積媒体とはディスクリート・コンポーネントとして１つのユーザ端末内に存在してもよい。

好ましい実施形態の前の説明は、この分野のいかなる技術者も本発明を製作または使用することを可能とするために提供される。これらの実施形態へのいろいろな変更は、この分野の技術者にはたやすく明白であるだろうし、その中に定義された包括的な原理は発明能力を使用せずに他の実施形態に適用されてもよい。従って、本発明はこの中に示された実施形態に限定されるつもりはなく、しかしむしろこの中に開示された原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲が許容されるべきである。

Claims (30)

1. 通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するための装置であって、
   前記通信システム内の通信資源の使用についてのデマンドレベルを決定するための制御システムと、
   移動局での受信ダイバーシティの使用を示すメッセージを通信するための送信器と、
   を備え、
   前記メッセージは前記決定されたデマンドレベルに基づいている、
   装置。
2. 前記メッセージは、前記移動局での受信ダイバーシティのスケールを減少させること、ターンオフすること、ターンオンすること、およびスケールを増加させること、の少なくとも１つを示す、請求項１記載の装置。
3. 前記メッセージは、前記デマンドレベルが所定のレベルより低い時に、前記移動局での受信ダイバーシティのスケールを減少させることおよび使用をターンオフすることの少なくとも１つを示す、請求項１記載の装置。
4. 前記メッセージは、前記デマンドレベルが所定のレベルより高い時に、前記移動局での受信ダイバーシティのスケールを増加させることおよび使用をターンオンすることの少なくとも１つを示す、請求項１記載の装置。
5. 通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するための方法であって、
   前記通信システムにおける通信資源の使用についてのデマンドレベルを決定することと、
   前記通信システムにおける移動局での受信ダイバーシティの使用を示すメッセージを通信することと、
   を備え、
   前記メッセージは、前記決定されたデマンドレベルに基づいている、
   方法。
6. 前記メッセージによる指示について、前記移動局で受信ダイバーシティのスケールを減少させること、ターンオフすること、ターンオンすること、およびスケールを増加させること、の少なくとも１つを決定すること、
   をさらに備える請求項５記載の方法。
7. 前記メッセージによる指示について、前記デマンドレベルが所定のレベルより低い時に、前記移動局での受信ダイバーシティのスケールを減少させることおよび使用をターンオフすることの少なくとも１つを決定すること、
   をさらに備える請求項５記載の方法。
8. 前記メッセージによる指示について、前記デマンドレベルが所定のレベルより高い時に、前記移動局での受信ダイバーシティのスケールを増加させることおよび使用をターンオンすることの少なくとも１つを決定すること、
   をさらに備える請求項５記載の方法。
9. 通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するための装置であって、
   １つのチャネルを受信するための、そして、下限または上限送信パワーレベルにあるために前記チャネルの送信パワーレベルを決定するための、複数の受信器チェーンを含む受信器と、
   前記決定された送信パワーレベルに基づいて前記複数の受信器チェーンの数を選択することによって前記受信器の受信ダイバーシティを制御するための制御システムと、
   を備える装置。
10. 前記制御システムは、前記決定された送信パワーレベルが前記下限送信パワーレベルより下である時に、前記選択された受信器チェーンの数を減少させるために構成されている、請求項９記載の装置。
11. 前記制御システムは、前記決定された送信パワーレベルが前記上限送信パワーレベルより上である時に、前記選択された受信器チェーンの数を増加させるために構成されている、請求項９記載の装置。
12. 前記制御システムは、前記決定された送信パワーレベルが前記下限送信パワーレベルより下である時に前記選択された受信器チェーンの数を減少させ、そして、前記決定された送信パワーレベルが前記上限送信パワーレベルより上である時に前記選択された受信器チェーンの数を増加させるために構成されており、前記上限送信パワーは、前記下限送信パワーレベルに対応する送信パワーレベルより高い許容送信パワーレベルに対応する、請求項９記載の装置。
13. 通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するための方法であって、
    下限または上限送信パワーレベルにあるために、複数の受信器チェーンを含む受信器で受信された１つのチャネルの送信パワーレベルを決定することと、
    前記受信器の受信ダイバーシティを制御するために前記決定された送信パワーレベルに基づいて前記複数の受信器チェーンの数を選択することと、
    を備える方法。
14. 前記決定された送信パワーレベルが前記下限送信パワーレベルより下である時に前記選択された受信器チェーンの数を減少させること、
    をさらに備える請求項１３記載の方法。
15. 前記決定された送信パワーレベルが前記上限送信パワーレベルより上である時に前記選択された受信器チェーンの数を増加させること、
    をさらに備える請求項１３記載の方法。
16. 前記決定された送信パワーレベルが前記下限送信パワーレベルより下である時に前記選択された受信器チェーンの数を減少させ、そして、前記決定された送信パワーレベルが前記上限送信パワーレベルより上である時に前記選択された受信器チェーンの数を増加せること、
    をさらに備え、
    前記上限送信パワーは、前記下限送信パワーレベルに対応する送信パワーレベルより高い許容送信パワーレベルに対応する、
    請求項１３記載の方法。
17. 通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するための装置であって、
    チャネルを受信するための、そして、前記チャネルのチャネル・コンディションと前記チャネル・コンディションの持続期間とを決定するための、複数の受信器チェーンを含む、受信器と、
    前記決定されたチャネル・コンディションおよび前記持続期間に基づいて前記複数の受信器チェーンの数を選択することによって前記受信器の受信ダイバーシティを制御するための制御システムと、
    を備える装置。
18. 前記制御システムは、前記決定されたチャネル・コンディションがディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値より上であり、そして、前記決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−ディスエーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を減少させるために構成されている、請求項１７記載の装置。
19. 前記制御システムは、前記決定されたチャネル・コンディションがイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値より下であり、そして、前記決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−イネーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を増加させるために構成されている、請求項１７記載の装置。
20. 前記制御システムは、前記決定されたチャネル・コンディションがディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値より上であり、そして、前記決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−ディスエーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を減少させ、前記決定されたチャネル・コンディションがイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値より下であり、そして、前記決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−イネーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を増加させるために構成されており、前記ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値は、前記イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値に対応するチャネル・コンディションよりも強いチャネル・コンディションに対応する、請求項１７記載の装置。
21. 前記制御システムは、前記通信システム内の前記受信器の移動度レベルに基づいて前記イネーブル−受信−ダイバーシティとディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値との間の差に対応するデルタ閾値を調整するために構成されている、請求項１７記載の装置。
22. 前記制御システムは、増加する移動度レベルに応じて前記デルタ閾値を増加させ、減少する移動度レベルに応じて前記デルタ閾値を減少させるために構成されている、請求項２１記載の装置。
23. 基地局と移動局との間で、前記ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値、前記受信−ダイバーシティ−ディスエーブル期間閾値、前記イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値、および前記受信−ダイバーシティ−イネーブル期間閾値、の少なくとも１つの通信のための手段、をさらに備える、請求項２０記載の装置。
24. 通信システムにおいて受信ダイバーシティを決定するための方法であって、
    複数の受信器チェーンを含む、受信器で受信されたチャネルのチャネル・コンディション、および前記チャネル・コンディションの持続期間、を決定することと、
    前記決定されたチャネル・コンディションおよび前記持続期間に基づいて前記複数の受信器チェーンの数を選択することによって前記受信器の受信ダイバーシティを制御することと、
    を備える方法。
25. 前記決定されたチャネル・コンディションが、ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値より上であり、前記決定された持続期間が、受信−ダイバーシティ−ディスエーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を減少させること、
    をさらに備える請求項２４記載の方法。
26. 前記決定されたチャネル・コンディションが、イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値より下であり、前記決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−イネーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を増加させること、
    をさらに備える請求項２４記載の方法。
27. 前記決定されたチャネル・コンディションが、ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値より上であり、前記決定された持続期間が、受信−ダイバーシティ−ディスエーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を減少させることと、前記決定されたチャネル・コンディションがイネーブル−受信−ダイバーシティ閾値より下であり、前記決定された持続期間が受信−ダイバーシティ−イネーブル期間閾値より長い時に、前記選択された受信器チェーンの数を増加させることと、をさらに備え、前記ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値は、前記イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値に対応するチャネル・コンディションより強いチャネル・コンディションに対応する、請求項２４記載の方法。
28. 前記通信システム内の前記受信器の移動度レベルに基づいて前記イネーブル−受信−ダイバーシティとディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値との間の差に対応するデルタ閾値を調整すること、
    をさらに備える請求項２７記載の方法。
29. 増加する移動度レベルに応じて前記デルタ閾値を増加させることと、減少する移動度レベルに応じて前記デルタ閾値を減少させることと、をさらに備える請求項２８記載の方法。
30. 基地局と移動局との間で、前記ディスエーブル−受信−ダイバーシティ閾値、前記受信−ダイバーシティ−ディスエーブル期間閾値、前記イネーブル−受信−ダイバーシティ閾値、および前記受信−ダイバーシティ−イネーブル期間閾値、の少なくとも１つを通信すること、をさらに備える請求項２７記載の装置。

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