JP2012529815A

JP2012529815A - ３元アルファベットに基づく送信シンボルを検出するための方法及び対応する受信機

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Publication number: JP2012529815A
Application number: JP2012514387A
Authority: JP
Inventors: ロドルフォヴェルゼグナッシ，; ジャンリャンシ，
Original assignee: ST Ericsson France SAS
Current assignee: STMicroelectronics Grand Ouest SAS
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: EP2262194B1; IN2012DN00232A; JP5615912B2; EP2262194A1; US8315580B2; WO2010142449A1; US20120157104A1

Abstract

３元アルファベットに基づく通信チャネルの検出方法を提供する。当該チャネルは、１つの送信時間間隔（ＴＴＩ）内でＮ個の連続するスロットにわたって同一のシンボルを運ぶ信号を伝送する。本方法は、シンボル寄与を除去し、かつ、雑音寄与を分離するために、受信されたシンボル（ｋ）を、受信されたシンボル（ｋ＋１）から減算するステップ（21）と、雑音の分散ｖを推定するステップ（22）と、ある程度の残留雑音が加わった、送信された信号の寄与を分離するために、同一のＴＴＩに含まれる、受信された連続する全ての信号の総和を求めるステップ（23）と、送信された信号が０であった場合は中心分布であり、送信された信号が＋１または−１であった場合は非心分布である、カイ二乗分布値を得るために、当該変数を２乗するステップ（24）と、上記の分散に比例する閾値を決定するステップ（25）と、上記の閾値を使用して、通信チャネルの検出を実行するステップ（26）とを含む。

Description

本発明は、無線通信の分野に関するものであり、より具体的には、３元アルファベット（ternary alphabet）に基づくシンボルを送信しているチャネルの検出方法、及び、当該検出を行うための受信機に関するものである。

高速上りリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ：High Speed Uplink Packet Access）は、高速上りリンク伝送をもたらす３Ｇ携帯電話通信プロトコルである。

３ＧＰＰリリース６（ＨＳＵＰＡ）標準規格では、ＵＥの送信電力を制御するために使用され、かつ、３元アルファベットの使用に基づいている、２つの下りリンクチャネル、即ち、Ｅ−ＲＧＣＨ及びＥ−ＨＩＣＨがある。それらの２つのチャネルは、３つの異なる信号（Ｅ−ＲＧＣＨではＵＰ、ＤＯＷＮまたはＨＯＬＤ、Ｅ−ＨＩＣＨではＡＣＫ、ＮＡＣＫまたはＤＴＸ）のうちの１つを、ユーザ装置（ＵＥ）に送信する。これらの信号は、＋１、−１または０として送信されるにすぎず、また、場合によっては雑音が加わって、＋Ｓ、−Ｓまたは０として受信される。

当業者には知られているように、ある程度の雑音Ｎが加わった、＋Ｓ、−Ｓまたは０となりうる受信信号をＵＥが検出しなければならず、かつ、何の信号が送信されたのかについて判定がなされなければならない場合には、２つの閾値、即ち、
＋１または０を検出するための、０と＋Ｓとの間の第１の閾値、及び
０または−１を検出するための、０と−Ｓとの間の第２の閾値
を設定する必要がある。通常、２つの閾値は対称となるため、この問題は、実際には１つの閾値の設定に帰着する。

ここで、図１に示すように、３元アルファベットの使用により、１１、１２及び１３としてい参照される、３つのガウス分布の存在がもたらされ、これは、フォルス・アラーム（false alarms）だけでなく誤検出（misdetection）を最小限にするための２つの閾値を決定する必要性を生じさせる。

ここで、問題は、ＨＳＵＰＡにおける２つのチャネルＥ−ＲＧＣＨ及びＥ−ＨＩＣＨの場合には、ただしそれらに限られないが、Ｓの値についての情報も雑音Ｎについての情報も残念ながら存在しないことであり、３つの値−１、０及び＋１に近い信号の分布が得られる。

その結果として、３個の可能性、即ち、雑音Ｎのみ、または＋Ｓ＋Ｎ、または少なくとも−Ｓ＋Ｎの間の区別が、信号Ｙ単独で可能になることはない。

したがって、３元アルファベットに基づくシンボルを送信しているチャネルの検出方法において使用されるべき適切な閾値を決定することを可能にする具体的な仕組みが必要である。

本発明の目的は、３元アルファベットに基づくシンボルを送信しているチャネルの検出方法において使用される適切な閾値の決定を達成する新たな方法を提供することである。

本発明の更なる目的は、受信信号の振幅／電力についての情報がない場合に、Ｅ−ＲＧＣＨ及びＥ−ＨＩＣＨチャネルの検出のために使用される適切な閾値を決定するための方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、誤検出及びフォルス・アラームのパーセンテージの制御を更にもたらしうる、Ｅ−ＲＧＣＨ及びＥ−ＨＩＣＨチャネルの検出方法を提供することである。

本発明についてのこれらの及びその他の目的は、通信チャネルを介して送信された信号の検出方法によって達成され、当該信号は、１つの送信時間間隔（ＴＴＩ）内のＮ個の連続するスロットにわたって繰り返される、同一のシンボルの系列から成り、当該シンボルは、３元アルファベットから抽出され、本方法は、受信信号ごとに個別に（即ち、Ｎシンボルから成る系列に）実行される以下のステップ、即ち、
‐シンボル寄与を除去し、かつ、雑音寄与を分離するために、特定の時刻ｋにおいて受信されたシンボルを、次の時刻ｋ＋１において受信された次のシンボルから減算するステップと、
‐前のステップを、即ち、受信された信号に含まれるＮ個の全てのシンボルにわたってＮ−１回実行し、それによってＮ−１個の雑音寄与を分離することによって、雑音の分散ｖを推定するステップと、
‐ある程度の残留雑音が加わった、送信された信号の寄与を分離するために、同一のＴＴＩに含まれる、受信された連続する全ての信号の総和を求めることで、３元アルファベットのいずれの要素がもともと送信されたのかを判定することを目的とした所与の閾値と後に比較されることになる総和を生成するステップと、
‐送信された信号が０であった場合は中心分布であり、送信された信号が＋１または−１であった場合は非心分布である、カイ二乗分布値を得るために、上記の総和を２乗するステップと、
‐上記の分散に比例する閾値を決定するステップと、
‐上記の閾値を使用して、通信チャネルの検出を実行するステップと
を含む。

特定の一実施形態では、推定された分散を、閾値を決定するために使用される前に、当該推定された分散に対して、ローパスフィルタリング等のフィルタリングが適用される。

本方法は、特に、逆拡散及びシグニチャの相関処理の後に複合される、Ｅ−ＨＩＣＨ通信チャネル及びＥ−ＲＧＣＨ通信チャネルを検出するのに適している。

特定の一実施形態では、本検出プロセスの精密な制御を提供するために、分散の推定値に対して乗算される特定の１つの係数を提供することを目的として、ルックアップテーブルが使用される。したがって、ルックアップテーブルは、種々のシナリオに対応する、即ち、誤検出（＋Ｓまたは−Ｓが０として検出される）、及びフォルス検出（０が＋Ｓまたは−Ｓとして検出される）についての種々の所要のパーセンテージに対応する、種々の閾値を提供する。

第１のシナリオは、単一のリンクにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況に対応し、ルックアップテーブルは、当該シナリオに整合する適切な係数を提供する。

あるいは、ルックアップテーブルは、ＲＬＳ（無線リンクセット）がサービングＥ−ＤＣＨセルを含まない場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供する。

更に、ルックアップテーブルは、ＲＬＳ（無線リンクセット）がサービングＥ−ＤＣＨセルを含む場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供する。

一実施形態では、ルックアップテーブルは、単一のリンクにおけるＥ−ＲＧＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供する。

更なる一実施形態では、ルックアップテーブルは、Ｅ−ＲＧＣＨが非サービング無線リンク（ＲＬ）に属する場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＲＧＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供する。

本発明は、更に、通信チャネルを介して送信された信号を受信するための受信機を実現し、当該信号は、１つの送信時間間隔内のＮ個の連続するスロットにわたって繰り返される、同一のシンボルの系列から成り、当該シンボルは、３元アルファベットから抽出される。

本受信機は、
‐シンボル寄与を除去し、かつ、雑音寄与を分離するために、特定の時刻ｋにおいて受信されたシンボルを、次の時刻ｋ＋１において受信された次のシンボルから減算する手段と、
‐ある程度の残留雑音が加わった、送信された信号の寄与を分離するために、同一のＴＴＩに含まれる、受信された連続する全ての信号の総和であって、３元アルファベットのいずれの要素がもともと送信されたのかを判定するために、後に所与の閾値と比較される総和を生成する手段と、
‐送信された信号が０であった場合は中心分布であり、送信された信号が＋１または−１であった場合は非心分布である、カイ二乗分布値を得るために、上記の総和を２乗する手段と、
‐上記の分散に比例する閾値を決定する手段と、
‐上記の閾値を使用して、通信チャネルの検出を実行する手段と
を備える。

本発明は、特に、３ＧＰＰリリース６（ＨＳＵＰＡ）についてのＥ−ＨＩＣＨチャネル及びＥ−ＲＧＣＨチャネルの検出を達成する受信機が内蔵された携帯電話を実現するために有用である。

本発明の１つ以上の実施形態に含まれる他の特徴は、添付の図面とともに解釈した場合に、以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解されよう。

３元アルファベットを形成する３つの値の近辺の、受信信号の（ガウシアン・タイプの）分布を示す図である。Ｅ−ＨＩＣＨチャネル及びＥ−ＲＧＣＨチャネルを検出するための方法の一実施形態を示す図である。Ｅ−ＨＩＣＨチャネル及びＥ−ＲＧＣＨチャネルを検出する方法のためのブロック図についての一実施形態を示す図である。

以下では、３ＧＰＰリリース６（ＨＳＵＰＡ）についてのＥ−ＨＩＣＨチャネル及びＥ−ＲＧＣＨチャネルの検出を達成する、本発明の一実施形態について説明する。

簡潔に言えば、本原理は、（Ｅ−ＲＧＣＨまたはＥ−ＨＩＣＨでありうる）信号が、ＴＴＩ（送信時間間隔）の長さに依存するＮ個の連続するスロットについて同一の送信シンボルを運ぶ一方で、各受信信号に対する雑音の寄与は異なるという事実をうまく利用する。したがって、受信信号（ｋ）を、信号（ｋ＋１）から減算することによって、（同一のＴＴＩの範囲内で行われる場合において、当該同一のＴＴＩの範囲内ではチャネル状況がそれほど変化しないものとすると）信号の寄与を除去することができ、雑音の寄与が分離される。雑音の寄与から当該雑音の分散ｖを推定できる。一方で、結果として生じる、同一のＴＴＩの全ての受信信号の総和を求めた場合、ある程度の残留雑音が加わった、送信信号の寄与を分離することができる。この変数は、平均値が未知の送信信号であり、かつ、分散が推定されるものである、正規分布に従う。当該変数を２乗することによってカイ二乗分布値が得られ、送信信号が０であった場合、中心分布（central）であり、送信信号が＋１または−１であって場合、非心分布（non-central）である。累積分布関数は、分散に比例する。このため、閾値を満たす（pass）値のパーセンテージ（％）を固定するために、当該分散に比例する閾値を設定できる。このようにして、誤検出またはフォルス検出のパーセンテージ（％）を制御することができる。

図２に関して、以下では、Ｅ−ＨＩＣＨチャネル及びＥ−ＲＧＣＨチャネル等の、３元アルファベットに基づく通信チャネルの検出を達成するための１つの方法についての基本的なステップを、より詳細に説明する。

本方法は、検出されるべき通信チャネルの抽出と、雑音の寄与を分離するための、２つの連続する受信信号についての減算とから成るステップ２１から始まる。

当業者には既知のように、（特定の一実施形態である）３ＧＰＰＴＳ２５．２１１についてのＥ−ＨＩＣＨ及びＥ−ＲＧＣＨ通信チャネルの場合、定義されたシグニチャ系列を用いて変調されるごとに、インジケータをＮ（３、１２または１５）回繰り返し送信する必要がある。同一のＯＶＳＦ符号を共有する、Ｅ−ＨＩＣＨ及びＥ−ＲＧＣＨチャネル上の送信信号が互いに干渉しないように、異なるシグニチャ系列は互いに直交している。受信信号を、送信に使用された系列と同一のローカル・シグニチャ系列と相関処理した後の、送信繰り返し時間ｉにおける相関出力は、
Ｒ_i＝ｈ_i×Ｓ_i＋Ｎ_i
のように表すことができる。ここで、ｈ_iは、チャネル係数であり、Ｓ_iは、ローカル・シグニチャと相関処理される送信信号であり、第１項ｈ_i×Ｓ_iは、インジケータの検出のために有効な成分であり、第２項Ｎ_iは、背景雑音に起因している。

その両方の成分は、同期復調がスレーブ・レイク（Slave Rake）において適用されるため、信号伝送の伝搬特性に依存する。しかし、雑音成分はガウシアンであるものと想定される。信号成分は、チャネル係数に比例するチャネル推定値に依存する。

チャネルフェージングが十分に低速であるものとし、次の繰り返し時間（時間ｉ＋１）において、受信シンボルレベル信号を、対象シグニチャ系列の逆数と相関処理させる場合、
Ｒ_i+1＝ｈ_i+1×Ｓ_i+1＋Ｎ_i+1＋Ｉ_i+1
＿≒−ｈ_i×Ｓ_i＋Ｎ_i+1
となる。ここで、項Ｉ_i+1は、対象シグニチャ系列と、非対象シグニチャ系列との間の干渉に相当する。この項は、ごく小さく無視できる。

適切な通信チャネルがいったん抽出されると、本方法は、ステップ２２に進む。当該ステップは、ＴＴＩと一致する期間内の雑音の分散の推定から成る。

これは、一実施形態において、まずＺＦ（ゼロフォーシング）アルゴリズムを実行することよって、即ち、Ｒ_i及びＲ_i+1を、それぞれｈ_i ²及びｈ_i+1 ²で除算するとともに、Ｒ_i/ｈ_i ²とＲ_i+1/ｈ_i+1 ²との総和を求めることによって達成される。雑音成分が、本質的にシグニチャとは独立であること、及び、シグニチャの逆数を乗算して、Ｒ_i/ｈ_i ²とＲ_i+1/ｈ_i+1 ²との総和を求めることが、Ｒ_i+1/ｈ_i+1 ²からＲ_i/ｈ_i ²を減算することと同一であることに、気が付くであろう。

結果としての生じる雑音シンボルＮ_i+1，Ｎ_i+2等の分散を計算するために、ＴＴＩ全体にわたって処理を繰り返すことによって（Ｒ_i+1/ｈ_i+1 ²−Ｒ_i/ｈ_i ²，Ｒ_i+2/ｈ_i+2 ²−Ｒ_i+1/ｈ_i+1 ²等）、
Var(Λ)＝Var(Ｒ_i＋Ｒ_i+1)
＝Var(Ｎ_i)＋Var(Ｎ_i+1)
＝Ｎ₀
が得られる。

受信機において信号処理の間に適用されるスケーリング係数に起因して、ＲＳＣＰ値（即ち、ｈ_i ²の推定値）にもスケーリングが適用されることに留意されたい。

信号の分散がいったん推定されると、当該信号が、有用な信号（＋１、０または−１）に比例する平均値、及び推定された分散のガウス分布を有するものと考えることができる。

次に、ステップ２３に処理を進め、当該ステップにおいて、Ｎ回の送信にわたって受信された信号の総和を求めるとともに、動的な目的のためのスケーリングを適用（基本的には、Ｋによる除算であり、Ｋは３，５，１２．．．である）することで、受信信号を代表する値（corr_sig）を生成する。

次に、ステップ２４において、受信信号の平均値の２乗処理に処理を進めることで、当該信号のカイ二乗分布値を生成する。

実際には、中心が０にある正規分布の累積分布関数と中心がＳにある正規分布の累積分布関数との差異が、単にＳのシフトであることに気付いたであろう。一方で、カイ二乗分布の累積分布関数と非心（non-central）カイ二乗分布の累積分布関数との差異は、単なるシフトではない。非心カイ二乗分布は、フラッター・プロファイル（flatter profile）を有し、このことは、Ｓのシフトを補償したとしても、高い値ほど、カイ二乗分布よりも確からしい値を有することを意味する。

したがって、図２に示す実施形態は、このような特性を利用しており、２乗処理ステップ２４は、＋／−１に対応する信号が、０に対応する信号よりも統計的に高い値を有する結果をもたらすことになり、このスプレッド（spread）は、正規分布の場合よりも高くなる。

その結果として、受信信号に対して適用される２乗処理ステップ２４は、フォルス・アラームまたは誤検出の確率を低減させることになる。

これは、既に、図２に示す方法から生じる第１の顕著な利点である。

一実施形態において、本検出方法は、推定された分散に比例するように、ステップ２５において決定される閾値に基づいている。

しかし、ＣＤＦの一定値（例えば、９５％）に対して、閾値の値は、カイ二乗分布値を生成した正規分布の分散とともに線形に大きくなる。カイ二乗分布及び非心カイ二乗分布の公式を使用して線形性の係数を計算すると、電力消費が明らかに大きくなりすぎるであろう。

この問題を解決するために、また、更には種々の状況の場合における本検出方法についてのより精密な制御を提供するために、図２の方法は、更に、雑音の分散の推定値に対して乗算される係数を提供するために読み取られるＬＵＴ（ルックアップテーブル）を含み、それにより、種々の伝送シナリオ及び３ＧＰＰ要求条件のそれぞれに対応した適切な閾値を確定する。

特定の任意的な一実施形態では、フィルタリング・プロセスが、ＬＵＴから読み取られた係数の乗算の前に、分散の推定値の変動を平滑化するように、雑音の分散に対して適用される。

閾値は、いったん決定されると、通信チャネルの適切な検出を達成するために、ステップ２６において本方法によって使用されうる。

上述した方法を実装するブロック図を、図３に具体的に示している。これは、１つの３元アルファベット通信チャネルである、Ｅ−ＲＧＣＨまたはＥ−ＨＩＣＨを検出するために使用されうる。

当該ブロック図の複数の入力は、それぞれ参照番号１及び２として参照され、チャネル電力と、直交系列及び拡散符号を介して他のチャネルから既に分離された受信信号（Ｅ−ＲＧＣＨまたはＥ−ＨＩＣＨ）とについての推定値から成る。

より具体的には、チャネル電力は、パラメータRSCP_int（受信信号コード電力）によって表現されており、受信信号はパラメータaccu_sum_intによって表現されている。

図３は、上述のように、RSCP_intを受け取る入力を有する、６４による除算のブロック３を用いて、ＲＳＣＰ値に対してスケーリングが適用されることを示している。

除算ブロック４は、２つの入力を有し、第１の入力は、信号（accu_sum_int）を受け取り、第２の入力は、ブロック３によって生成された値を受け取る。

ブロック３及び４は、ステップ２２のＺＦ（ゼロフォーシング）プロセスを具体化している。

次に、ブロック４の出力は、２つの特徴的な処理パスの対象となることがわかり、第１のパスでは、上述のように分散の推定を行うように構成されており、第２のパスでは、ＴＴＩ全体にわたって受信信号の平均値の計算を行うように構成されている。

第１のパスは、一連のブロック６、７、８及び１０を、ブロック４の出力及びブロック８の出力に接続された入力をそれぞれ有する２つの遅延パス５及び９とともに含む。

ブロック６は、ブロック４の出力を受け取る第１の入力と、遅延器５の出力を受け取る第２の入力とを有する減算器であり、雑音の寄与の推定に必要となる、２つの連続する受信信号の差分を提供する。

ブロック７は、減算器６の出力の２乗処理を実行する。

ブロック８は、全ての雑音寄与の全体の総和を提供するための、２乗処理ブロック７の出力と遅延器９の出力とをそれぞれ受け取る第１及び第２の入力を有する加算器である。

ブロック１０は、分散の推定値を正規化するために、スカラ（length_tti_int）で除算する除算器である。

第２のパスは、期間ＴＴＩ全体にわたる全ての受信信号の総和（即ち、値corr_sig）を求めることを達成するために、加算器１２に基づいており、加算器１２は、ブロック４の出力を受け取る第１の入力と、加算器１２についての遅延されたバージョンを受け取る第２の入力とを有する。

再び図３について、その後、分散の推定値は、第２の入力がルックアップテーブル１５の出力を受け取る乗算器１４の第１の入力へ送られる前に、任意的なフィルタリング・ブロック１３（基本的には、ローパスフィルタ）に入力される。

一方で、全ての受信信号の総和（即ち、信号corr_sig）は、カイ二乗分布値（分布の変換）を得るために、２乗処理ブロック１６に入力される。

乗算器１４及び２乗処理ブロック１６の２つの出力は、判定ブロック１７に入力され、判定ブロック１７は、更に、２乗処理ブロック１６によって２乗される前のcorr_sigの符号を受け取る。

判定ブロックは、符号の考慮とともに、２乗された受信信号を、ＬＵＴに格納されている内容に従って計算された閾値と比較する処理を実行することで、考慮されている通信チャネル（Ｅ−ＨＩＣＨまたはＥ−ＲＧＣＨ）から受信された信号の判定及び検出を達成する。

以下では、ルックアップテーブルの構成について説明する。

明らかに、閾値の決定のために使用される適切な係数を提供することを目的として、種々のＬＵＴが考慮されうるとともに、そのような係数は、考慮されている特定のアプリケーションに密接に依存し、具体的には検出されるべき通信チャネル（Ｅ−ＨＩＣＨ及びＥ−ＲＧＣＨ）に依存する。

特定の一実施形態では、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）は、それぞれ予め定められた具体的な１つのシナリオに対応する９個の値から成る。

当該９個のシナリオは、３ＧＰＰ規格ＴＳ３４．１２１‐１Ｖ７．５．０（２００７‐０６）のチャプタ１０“特性要求条件（Ｅ−ＤＣＨ）”に完全に整合するように選択されており、各シナリオは、特定の１つの要求条件のセットに対応している。

ＬＵＴに含まれる９個の値のそれぞれは、分散の推定値と乗算され、良好な検出の、そのシナリオに固有の要求条件を満たす判定閾値を与える。

ＬＵＴにおいてコード化されている第１及び第２のシナリオは、当業者には知られている、単一リンクのＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信に対応する。読者は、より具体的にはチャプタ１０．２．１を参照されたい。

・積分長＝１２スロットの場合（なお、「積分長」とは、同一のＥ−ＨＩＣＨまたはＥ−ＲＧＣＨシンボルが繰り返される回数であり、即ち、３、１２または１５である。）
‐ＭＡＣＫ（Missed ACK → 「１」が送信され、かつ、「０」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.2.1.1.5.2
‐ＦＡＣＫ（False ACK → 「０」が送信され、かつ、「１」と解釈される）については、テーブル10.2.1.1.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₁と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

・積分長＝３スロットの場合
‐ＭＡＣＫ（Missed ACK → 「１」が送信され、かつ、「０」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.2.1.2.5.2
‐ＦＡＣＫ（False ACK → 「０」が送信され、かつ、「１」と解釈される）については、テーブル10.2.1.2.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₂と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

ＬＵＴにおいてコード化されている第３及び第４のシナリオは、ＲＬＳ（Radio Link Set、無線リンクセット）が、サービングＥ−ＤＣＨセルを含まない場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信に対応している。これらのシナリオについての要求条件は、より具体的にはチャプタ１０．２．２．１にリストされている。

・積分長＝１２スロットの場合
‐ＭＡＣＫ（Missed ACK → 「１」が送信され、かつ、「０」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.1.1.5.2
‐ＦＡＣＫ（False ACK → 「０」が送信され、かつ、「１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.1.1.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₃と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

・積分長＝３スロットの場合
‐ＭＡＣＫ（Missed ACK → 「１」が送信され、かつ、「０」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.1.2.5.2
‐ＦＡＣＫ（False ACK → 「０」が送信され、かつ、「１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.1.2.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₄と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

第５及び第６のシナリオは、ＲＬＳ（無線リンクセット）が、サービングＥ−ＤＣＨセルを含む場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信に対応している。これらのシナリオについての要求条件は、チャプタ１０．２．２．２にリストされている。

・積分長＝１２スロットの場合
‐ＭＡＣＫ（Missed ACK → 「１」が送信され、かつ、「０」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.2.1.5.2
‐ＦＡＣＫ（False ACK → 「０」が送信され、かつ、「１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.2.1.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₅と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

・積分長＝３スロットの場合
‐ＭＡＣＫ（Missed ACK → 「１」が送信され、かつ、「０」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.2.2.5.2
‐ＦＡＣＫ（False ACK → 「０」が送信され、かつ、「１」と解釈される）については、テーブル10.2.2.2.2.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₆と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

第７及び第８のシナリオは、単一リンクにおけるＥ−ＲＧＣＨの送信に対応している。これらのシナリオについての要求条件は、チャプタ１０．３．１に説明されている。

・積分長＝１２スロットの場合
‐ＭＵＤ（Missed UPまたはDOWN → 「１」が送信され、かつ、「０」若しくは「−１」と解釈されるか、または、「−１」が送信され、かつ、「０」若しくは「１」と解釈される）については、テーブル10.3.1.1.5.2
‐ＭＨＯＬＤ（Missed HOLD → 「０」が送信され、かつ、「１」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.3.1.1.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₇と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

・積分長＝３スロットの場合
‐ＭＵＤ（Missed UPまたはDOWN → 「１」が送信され、かつ、「０」若しくは「−１」と解釈されるか、または、「−１」が送信され、かつ、「０」若しくは「１」と解釈される）については、テーブル10.3.1.2.5.2
‐ＭＨＯＬＤ（Missed HOLD → 「０」が送信され、かつ、「１」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.3.1.2.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₈と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

第９のシナリオは、Ｅ−ＲＧＣＨが、非サービング無線リンク（ＲＬ）に属する場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＲＧＣＨの送信に対応している。このシナリオについての要求条件は、チャプタ１０．３．２に説明されている。

・積分長＝１５スロットの場合のみ存在
‐ＭＨＯＬＤ（Missed HOLD → 「０」が送信され、かつ、「１」または「−１」と解釈される）については、テーブル10.3.2.5.2
‐ＭＤＯＷＮ（Missed DOWN → 「−１」が送信され、かつ、「０」または「１」と解釈される）については、テーブル10.3.2.5.3
‐これらの要求条件を満たすために、判定閾値は、推定された分散に、Ｌ₉と表記されたＬＵＴに含まれる係数を乗算することによって設定される。

上記で詳細に説明したように、本発明は、雑音の分散の推定と、当該雑音がもともとＡＷＧＮ（加法性白色ガウス雑音）であるという想定とに基づく判定方法において使用されるべき閾値を決定するという問題を解決する。これを達成するために、ガウス分布、及びそれと密接に関係した非心カイ二乗分布の統計的な特性をうまく利用している。これにより、＋Ｓ、−Ｓまたは０のいずれが受信されたのかを検出するための閾値を設定することが可能になる。

本発明は、フォルス・アラーム（「０」が「１」または「−１」として検出される）を適切に最小限にし、更には誤検出（「＋１」または「−１」が「０」として検出される）を適切に最小限にすることを達成する、最適化された検出方法を提供する。これは、信号の振幅Ｓについての情報がないとしても、あるいは雑音の値についての情報がないとしても達成される。閾値の決定は、上述のように、雑音の分散の推定と、ゼロフォーシングと、非心カイ二乗分布の特性とに基づいている。

本アルゴリズムは、３ＧＰＰのＥ−ＨＩＣＨ／Ｅ−ＲＧＣＨ検出の要求条件に対して検証されており、全ての要求条件を、最最低で１．２ｄＢのマージンで満たしている。

したがって、３元アルファベットに基づくシンボルを送信しているチャネルの検出方法において使用されるべき適切な閾値を決定することを可能にする具体的な仕組みが必要である。
国際公開第２００７／０８８４６９号には、チャネルから受信される雑音及び干渉信号に対応する値を、測定期間において測定する方法が開示されている。当該測定期間は、チャネル上で信号が送信されていない期間に一致する。
米国特許出願公開第２００８／２００１３８号明細書には、第１のチャネルを介して受信された第１の信号のレベルを判定する方法が開示されている。また、第１の信号についての複数の判定されたレベルの移動平均を得るとともに、当該移動平均を、判定されたレベルから減算する。更に、減算結果を、第２のチャネルを介して受信された第２の信号の雑音分散を推定するために使用する。
ZHuan Ye他，“PHY 28-1 Energy Detection Using Estimated Noise Variance for Spectrum Sensing in Cognitive Radio Networks（コグニティブ無線ネットワークにおけるスペクトル・センシングのための、推定された雑音分散を用いたエネルギー検出）”，Wireless Communications and Networking Conference，IEEE，2008年3月31日，711〜716ページ，XP031243716，ISBN 978-1-4244-1997-5 には、エネルギー検出に基づくスペクトル・センシングに使用される閾値を計算するための、推定された雑音分散の使用が開示されている。

Claims

通信チャネルを介して送信された信号の検出方法であって、
前記信号は、１つの送信時間間隔（ＴＴＩ）内のＮ個の連続するスロットにわたって繰り返される、同一のシンボルの系列から成り、
前記シンボルは、３元アルファベットから抽出され、
前記方法は、
シンボル寄与を除去し、かつ、雑音寄与を分離するために、特定の時刻ｋにおいて受信された前記シンボルを、次の時刻ｋ＋１において受信された次のシンボルから減算するステップ（21）と、
受信された前記信号に含まれるＮ個のシンボルの期間に対応して、前記減算するステップ（21）をＮ−１回実行し、それによってＮ−１個の雑音寄与を分離することによって、雑音の分散ｖを推定するステップ（22）と、
ある程度の残留雑音が加わった前記送信された信号の寄与を分離するために、同一の前記ＴＴＩに含まれる、受信された連続する全ての信号の総和を求めることで、前記３元アルファベットのいずれの要素がもともと送信されたのかを判定するために、予め定められた閾値と比較するステップにおいて使用されることになる総和を生成するステップ（23）と、
カイ二乗分布値を得るために、前記総和（22）を２乗するステップ（24）と、
前記分散に比例する閾値を決定するステップ（25）と、
前記比較のために前記閾値を使用して、前記通信チャネルの検出を実行するステップ（26）と
を含むことを特徴とする検出方法。
前記推定された分散は、前記閾値を決定するために使用される前に、フィルタリングの対象となることを特徴とする請求項１に記載の検出方法。
前記フィルタリングは、前記ＴＴＩの全体における前記分散の変動を平均化するためのローパスフィルタリングであることを特徴とする請求項２に記載の検出方法。
前記通信チャネルは、例えば３ＧＰＰ規格（TS 25.211 V7.2.0 (2007-05)）で規定された、逆拡散及びシグニチャの相関処理の後に復号される、Ｅ−ＨＩＣＨチャネルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検出方法。
前記通信チャネルは、例えば３ＧＰＰ規格（TS 25.211 V7.2.0 (2007-05)）で規定された、逆拡散及びシグニチャの相関処理の後に復号される、Ｅ−ＲＧＣＨチャネルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検出方法。
前記閾値は、前記分散と、ルックアップテーブルによって与えられる係数との乗算から計算されることを特徴とする請求項４または５に記載の検出方法。
前記ルックアップテーブルは、
単一のリンクにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供することを特徴とする請求項４または５に記載の検出方法。
前記ルックアップテーブルは、
無線リンクセット（Ｒ．Ｌ．Ｓ．）がサービングＥ−ＤＣＨセルを含まない場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供することを特徴とする請求項４または５に記載の検出方法。
前記ルックアップテーブルは、
無線リンクセット（Ｒ．Ｌ．Ｓ．）がサービングＥ−ＤＣＨセルを含む場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供することを特徴とする請求項４または５に記載の検出方法。
前記ルックアップテーブルは、
単一のリンクにおけるＥ−ＲＧＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供することを特徴とする請求項４または５に記載の検出方法。
前記ルックアップテーブルは、
Ｅ−ＲＧＣＨが非サービング無線リンク（ＲＬ）に属する場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＲＧＣＨチャネルの送信状況に対応した１つの特定の係数を提供することを特徴とする請求項４または５に記載の検出方法。
通信チャネルを介して送信された信号を受信するための受信機であって、
前記信号は、１つの送信時間間隔（ＴＴＩ）内のＮ個の連続するスロットにわたって繰り返される、同一のシンボルの系列から成り、
前記シンボルは、３元アルファベットから抽出され、
前記受信機は、
シンボル寄与を除去し、かつ、雑音寄与を分離するために、特定の時刻ｋにおいて受信された前記シンボルを、次の時刻ｋ＋１において受信された次のシンボルから減算する手段（21, 5, 6）と、
ある程度の残留雑音が加わった前記送信された信号の寄与を分離するために、同一の前記ＴＴＩに含まれる、受信された連続する全ての信号の総和を求めることで、前記３元アルファベットのいずれの要素がもともと送信されたのかを判定するために、予め定められた閾値と比較されることになる総和を生成する手段（23, 11, 12）と、
カイ二乗分布値を得るために、前記総和を２乗する手段（24, 16）と、
前記分散に比例する閾値を決定する手段（25, 14, 15）と、
前記閾値を使用して、前記通信チャネルの検出を実行する手段（26, 17）と
を備えることを特徴とする受信機。
前記通信チャネルは、逆拡散及びシグニチャの相関処理の後に復号される、Ｅ−ＨＩＣＨチャネルまたはＥ−ＲＧＣＨチャネルであることを特徴とする請求項１２に記載の受信機。
‐単一のリンクにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況、
‐ＲＬＳ（無線リンクセット）がサービングＥ−ＤＣＨセルを含まない場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況、
‐ＲＬＳ（無線リンクセット）がサービングＥ−ＤＣＨセルを含む場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＨＩＣＨチャネルの送信状況、
‐単一のリンクにおけるＥ−ＲＧＣＨチャネルの送信状況、及び、
‐Ｅ−ＲＧＣＨが非サービングＲＬ（無線リンク）に属する場合の、セル間ハンドオーバにおけるＥ−ＲＧＣＨチャネルの送信状況、
のそれぞれにおける１つの係数を生成するためのルックアップテーブル
を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の受信機を備えることを特徴とする携帯電話機。