JP4105687B2 - 仮想デコーディングを基にした送信電力制御 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システムの外部ループ電力制御に一般的に関係し、特に関連する第２チャネルを通して受信した信号を基に問題の第１チャネルのフレームエラーレート（ＦＥＲ）を推測することを基にした電力制御に関係する。

送信器電力制御は、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）を基にした無線通信網を含む、多数の無線通信システムの一体部分である。ＣＤＭＡを基にした網基準の例は、以下には限定されないが、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００（ｃｄｍａ２０００）、ワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を含む。このようなシステムでは、全体のネットワーク容量は、送信移動局とネットワーク基地局がその送信電力を基本的に信頼できる通信に必要な最小限度の電力レベルに制限することを必要としている。

送信器電力制御の標準的な方式は、「内部ループ」と「外部ループ」電力制御の両方を採用している。前記方式の内部ループ部分では、目標受信信号品質で第２無線送受信器から送信された問題の信号を受信するように、第１無線送受信器が第２無線送受信器の送信器電力を上下に制御する。また、より遅い、電力制御方式の外部ループ部分は、受信したデータ・エラーを基に計算された、一般的にフレームエラーレート（ＦＥＲ）である、測定された品質メトリックを基に内部ループ目標を調節する。

上述した送信電力制御は、基本の電力制御決定に対する適切なチャネルの存在を基にしている。すなわち、従来の電力制御は、データ・トラヒックを搬送する基本のチャネルまたは制御及び他の信号化情報を搬送する専用の制御チャネルのどちらかを基にしている。どちらの場合でも、問題のチャネルは受信したデータ・エラーをデコードし評価するコード化データを含む。外部電力制御機構の一部として目標受信信号品質を上下に調節することに関する合理的な決定を行う基本を提供するのは、この受信データ・エラー評価である。

音声呼のようなある種の呼と対照的に、パケットデータ呼は不連続送信（ＤＴＸ）を使用して送信されてもよい。すなわち、無線網と移動局との間でパケットデータを搬送するために使用されるトラヒック・チャネルは、断続的に非動作となる。トラヒック・チャネルまたは専用制御チャネル上の連続して受信するデータフレームなしでは、目標受信信号品質に対して調節を行う基本が断続的にのみ利用可能であるため、外部ループ電力制御の従来方式は問題となる。ＤＴＸ時の外部ループ電力制御の現在の方式の１つは、ＤＴＸ期間の間に内部ループ目標を次第に増加することであるが、この方式はＤＴＸ期間の終了時、特に長いＤＴＸ期間の終了時に、必要以上の大きな送信電力を発生することがある。

本発明は、連続か高デューティサイクルの関連チャネル上で得られた既知のまたは決定可能な信号情報を使用することにより不連続か低デューティサイクルの問題のチャネルのフレームエラーレート（ＦＥＲ）を評価する方法と装置に関係する。従って、本発明による送受信器は、信号情報が先験的(a priori)に既知であるか、または帰納的(a posteriori)に決定可能である、関連チャネルを通して受信した信号情報を処理することにより、当該チャネル上でたとえ信号情報が連続的に受信されなくとも、問題のチャネルのＦＥＲ評価を推測する。このような操作は、不連続的に送信される（ＤＴＸ）トラヒックまたは制御チャネル上でＦＥＲベースの送信電力制御を、例えば保持する際に特に有用である。

例示実施例では、その他の場合は問題のチャネルの信号情報に使用されるデコーダを介して、または前記デコーダと等価のデコーダを介して問題のチャネルと関連する第１チャネル上で受信した信号情報を送受信器は通過させる。すなわち、送受信器は、問題のチャネルに使用されるデコーダと適合する仮想的にコード化された形式に既知の受信信号情報を処理するか、そうでなければマップする。信号情報の処理またはマッピングは、フレーム長及び／または送信電力相違に対する信号情報の補償を含み、また雑音評価を含んでもよい。次いで、仮想コード化値を基に、送受信器はデコーダからのデコードされたデータ出力を評価して第１チャネルのＦＥＲ評価を決定する。問題のチャネルに使用するデコード過程により、評価されたＦＥＲは、これが利用可能な場合に第１チャネル信号情報で測定されるであろうＦＥＲをより緊密に近似する。

デコーダの入力に対して受信信号情報をフォーマットするのに要する処理の程度は、関連第1チャネルの性質に依存する。例えば、第1チャネルは、ＩＳ−９５またはＩＳ−２０００無線網で使用するパイロット・チャネルのような、パイロット・チャネルかもしれない。この例では、受信した信号情報は、仮想的にコード化された全てゼロのコードワードに対応するものとして想定される、無変調の、既知シンボル波形を一般的に含む。パイロット波形の処理はフレーム長及び／または送信電力相違の補償を含み、また雑音評価を含んでもよいが、第１チャネルのデコーダを通してパイロット・シンボルを通過させることと、想定した全てゼロのコードワードとのデコード・データの対応を評価することを少なくとも含む。

その他のシナリオでは、第１チャネルは、ワイドバンドＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）無線網で使用する１次または２次「同期」チャネルのような、同期チャネルを含んでもよい。通常、このような同期信号は送受信器に既知のある特徴的なシンボル極性パターンを有する一連の送信シンボルの信号を含む。このように、送受信器処理は、受信信号情報がデコーダのコードセットに適合するように受信シンボル極性を変更するか、そうでなければ調整することを一般に含む。例示実施例では、受信したパイロット信号と関連する仮想的にコード化した全てゼロの上記のコードワードと同様に、受信信号をデコーダへの入力用の全てゼロのコードワードにマップする。

さらに他のシナリオでは、第１チャネルは、第１チャネル上で受信した信号情報と関連して送信されるトラヒックまたは制御信号を搬送するような、コード化チャネルを含んでもよい。ここでは、受信信号情報は受信パイロット／同期信号のように先験的には知られていないが、受信信号情報に含まれる巡回冗長検査（ＣＲＣ）またはその他のエラーコーディングを基に帰納的に決定可能である。すなわち、送受信器は、問題のチャネル用に意図したデコーダを使用して受信信号情報をデコードし、実際の受信信号情報を決定し、これをあたかも問題のチャネルで受信したかのように受信信号のコピーをデコード用に処理する。再び、送受信器は受信シンボルを全てゼロのコードワードにマップするか、またはデコーダのコードセットに適合するその他のマッピング方式を採用してもよい。

従って、本発明は、第１チャネル上で受信した信号情報を使用して問題のチャネルのＦＥＲ評価を推測するように、問題のチャネルと関連するデコード過程を使用して第１チャネル上で受信した情報の一般化仮想デコーディングを提供する。本明細書で使用するように、問題のチャネルは「不連続な」チャネルとして参照されるが、このような用語は、所要のＦＥＲ評価更新速度をサポートする速度で当該チャネルを通して信号情報が受信されないような、不連続な送信または低デューティサイクル送信を使用する任意の通信チャネルを広く表す、と理解されるべきである。

同様に、第１チャネルは「連続な」チャネルとして参照してもよいが、このような用語は、連続信号または相対的に高いデューティサイクルの信号を与える任意の通信チャネルを広く表わす、と理解されるべきである。一般に、第１チャネルは所要のＦＥＲ評価更新速度をサポートする速度で信号情報を提供すべきである。

このように、本発明は無線通信網のＦＥＲベースの送信電力制御に有効に適用され、順方向または逆方向リンク電力制御に使用してもよい。どちらの場合でも、不連続チャネルの電力制御に使用される内部ループ受信信号品質目標は、関連の連続チャネル、例えばパイロット、同期、トラヒックまたは制御チャネル上で受信した信号情報をデコードすることにより得られた推測ＦＥＲ評価を使用して調節される。すなわち、不連続チャネルに対して、遠隔の送信器がその送信電力を増加すべきかまたは減少すべきかを決定するために使用される内部ループ電力制御目標は、連続チャネルから推測されたＦＥＲを基に調節される。このように、本発明は、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００，及びＷＣＤＭＳ基準を基にしたものを含む、広範囲の無線通信ネットワークタイプにわたって広い応用性を見出せる。

本発明は、特定の通信チャネルでのフレームエラーレート（ＦＥＲ）が必要であって当該チャネルを介して受信した信号情報が不連続的にのみ利用可能であるか、または所要のＦＥＲ評価速度をサポートするためにはデューティサイクルが低すぎるような、無線通信網に適用可能である。本発明で実施された一般的な方式は、関連チャネルを介して受信した信号情報を使用して問題のチャネルのＦＥＲを推測することを含む。第１チャネルと参照される、関連チャネル上で受信した信号情報は、所要のＦＥＲ評価速度をサポートする連続的または十分に高いデューティサイクルで受信される。

従って、第１チャネル上で受信した信号情報を使用して問題のチャネル上で受信したデータに期待されるＦＥＲを評価する。この説明で、「関連」チャネルとは、関連チャネル上で受信した信号が問題のチャネル上で受信した信号の代用物または置換えとしての役割を果たすように処理できるよう、問題のチャネルと関連して送信されるチャネルであり、例えば、問題のチャネルを送信するものと同じ無線送信器により送信されるチャネルである。

本発明の各種の実施例は広範囲の無線通信ネットワークタイプに適応する。このように、本発明は時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技術を基にした無線ネットワーク、コード分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）技術を基にした無線ネットワーク、ＴＤＭＡとＣＤＭＡ技術を組合わせたハイブリッドネットワークで応用性を見出す。従って、本発明はＴＭＤＡベースのＩＳ−１３６及びＧＳＭネットワークと、ＣＤＭＡベースのＩＳ−９５、ＩＳ−２０００及びＷＣＤＭＡネットワークの範囲に広範に応用可能である。

さらに、本発明は網送信の順方向リンク上、及び移動器送信の逆方向リンク上でのＦＥＲ評価に適用できる。従って、以下で説明する例示実施例は、特定の網アーキテクチャまたはエアー・インターフェース基準に固有の専門用語を使用しているが、当業者は、この説明が他の網型式やエアー・インターフェース基準での同類のまたは同様なシステム、エンティティ及び機能を暗示的に含むものと理解すべきである。

上記を念頭において、図１は例示無線通信網１０の図である。網１０は、移動局（ＭＳ）１２を公衆回線電話網（ＰＳＴＮ）１４とインターネット１６、またはその他の公衆データ網（ＰＤＮ）に通信可能に接続する。本例示実施例では、網１０は、無線周波数（ＲＦ）送受信器リソース２２と関連アンテナ２４とを含む基地局（ＢＳ）２０と、基地局制御器２６と、移動交換センター（ＭＳＣ）２８と、パケット・コア網（ＰＣＮ）３０とを含み、このパケット・コア網（ＰＣＮ）３０はパケット・データ・サービング・ノード（ＰＤＳＮ）３２と、ホーム・エージェント（ＨＡ）３４と、証明、認証、及び会計サーバー（ＡＡＡ）３６とを含む。図示のように、網１０はパケット交換及び回線交換サービスの両方を提供するが、この組合わせた機能性は本発明を実施するのには必要ないことに注意すべきである。

動作時に、ＭＳＣ２８はＰＳＴＮ１４とＭＳ１２との間の回線交換音声及びデータ呼の設定とルーティングを一般的に管理するが、一方ＰＤＳＮ３２はインターネット１６とＭＳ１２との間のパケットデータ呼を一般的に管理する。どちらの場合でも、ＢＳＣ２６がＢＳ２０への、及びそこからの無線トラヒックをルートする。逆に、ＢＳ２０のＲＦ送受信器リソース２２が、1つ以上の順方向リンクチャネル上のＭＳ１２へのトラヒック及び制御信号の送信と共に、1つ以上の逆方向リンクチャネル上のＭＳ１２からのトラヒック及び制御信号の受信をサポートする。

網１０は順方向及び逆方向リンクの一方または両方上で送信電力制御を通常使用する。すなわち、ＢＳ２０からＭＳ１２への送信電力及び／またはＭＳ１２からＢＳ２０への送信電力は、過大電力での送信を避けるため通常制限される。このような電力制御は、ＣＭＤＡベースの網のような干渉制限無線通信網では広範囲に実施されている。順方向リンク電力制御に対して、ＭＳ１２は、ＭＳ１２が問題の順方向リンク信号を所要の受信信号品質で受信するよう、逆方向リンク上で網１０に電力制御指令を送信し、ここで受信品質は目標受信信号対雑音比（目標ＳＮＲ）をしばしば基にしている。逆方向リンクの同様な電力制御技術では、網１０は、網１０が問題の逆方向リンク信号を所要の信号品質で受信できるように、順方向リンク上でＭＳ１２へ電力制御指令を送信して移動器の送信電力を制御する。

一般に、電力制御への上記方式は、内部及び外部ループ電力制御の両方を含む。このような方式により、第１送受信器、例えばＢＳ２０またはＭＳ１２は第２送受信器から問題の信号を受信し、第１送受信器が目標の受信信号品質の上または下で問題の信号を受信したか、を基に第２送受信器がその送信電力を増減するようにコマンドを送る。一般に、目標の受信信号品質は目標信号対雑音比（ＳＮＲ）として表現される。受信信号品質の評価を基に電力上下指令を発生することは「内部ループ」電力制御として表わされ、一方内部ループ目標信号品質の調節は「外部ループ」電力制御として表わされる。

連続的に送信されるトラヒックまたは制御チャネルに適用される上記内部／外部ループ電力制御方式は、信号を受信し、受信信号をデコードしてこれからコード化されたデータフレームを復元し、デコードされたデータを評価して受信データ・エラーを識別するステップを通常含む。トラヒック及び／または制御チャネルを介して受信した信号は、送信情報が受信端で検証可能なように一般にエラー・コード化(error encoded)されている。このようなエラー・コーディングは、畳み込みコーディング、「ターボ」コーディング、及び／または巡回冗長検査（ＣＲＣ）値のようなブロック・コーディングの使用を通常含む。受信データの検出されたエラーは受信信号のフレームエラーレート（ＦＥＲ）を評価する基となる。

一般に、ＭＳ１２またはＢＳ２６のどちらであれ、外部ループ電力制御機構は、評価ＦＥＲが規定の閾値を越えた場合に内部ループ目標信号品質を上方に調節し、評価ＦＥＲが規定の閾値より下に落ちた場合に内部ループ目標信号品質を下方に調節する。従って、遠隔送受信器の送信電力は、送信データの所要ＦＥＲを達成するために必要な最小送信電力に基本的に保持される。

外部ループ電力制御への上記方式は、問題の受信チャネルが不連続である、または低デューティサイクルを有している場合はうまく動作しない、何故なら、信号情報が特定の瞬間に利用可能ではない、または適切な時間のＦＥＲ評価をサポートするために十分な高デューティサイクルで利用可能でないからである。本発明によると、第１チャネルを介して受信した信号情報は、第２チャネルを介して受信した信号情報の置換えまたは代用として使用され、ここで第２チャネルはＦＥＲ評価と関連して問題のチャネルを表す。すなわち、第１チャネル上で受信した信号は、これが第２チャネル上で受信した信号を近似するように必要に応じて処理され、第２チャネルのＦＥＲ評価を推測する基礎として使用される。

一例として、第１チャネルは網１０からＭＳ１２へ送信されたパイロットまたは同期信号を搬送する順方向リンク・パイロットまたは同期チャネルを含み、一方第２チャネルは不連続トラヒックまたは制御チャネルを含んでもよい。または、第１及び第２チャネルはＭＳ１２から網１０へ送信された信号を搬送する逆方向リンクチャネルを含んでもよい。一般に、順方向または逆方向リンクのどちらで送信されても、第１チャネル上で受信した信号は、第２チャネルのＦＥＲ評価に関して第２チャネル上で受信した信号の代用として使用可能な何らかの信号を含む。

図２は送受信器４０の例示図であり、ＢＳ２０及びＭＳ１２のどちらかまたは両方で実装されてもよい送受信器リソースを一般的に表す。この例示実施例では、送受信器４０は受信器４２、送信器４４、ベースバンド・プロセッサ４６、及び送受信器４０がＢＳ２０の送受信器リソース２２の一部として実装された場合にＢＳアンテナ２４を含んでもよいアンテナアセンブリ４８を含む。

受信器４２は、第１チャネル上の第１信号と問題のチャネル上の問題の信号のような、遠隔送信の信号を受信する受信器フロントエンド５０を含む。それでも、フロントエンド５０は一般に、フィルタ、増幅、ディジタル化、及びオプションとしてダウンサンプリングを提供する。フロントエンド５０からのディジタル化された受信信号出力は復調器５２へ渡され、この復調器は受信したシンボル情報を復調してデコーダ５４によりデコードするデータビットを得る。デコーダ５４は、前記データがコード化された受信データからチャネル及びエラー・コード化を除去するよう動作する。デコーダ５４からのデコードされたデータはＦＥＲ評価器５６に渡され、この評価器は本実施例ではデコードされたデータを評価してエラーを識別する。デコードされたデータとＦＥＲ評価器５６からのＦＥＲ評価は本明細書で以下に詳細に記述するような以後の操作用にベースバンド・プロセッサ４６に渡される。

送信器４４は変調器６０とＲＦ増幅器６２を含み、この増幅器はＲＦ電力増幅器に先行する前置増幅器のような1つ以上の増幅段を含んでもよい。いずれの場合でも、ベースバンド・プロセッサ４６からのベースバンド・データは、多分直角位相差(in quadrature)で、ＲＦ搬送波を変調し、次いで変調された搬送波は、アンテナアセンブリ６８による送信に適するような電力増幅用に増幅器６２に渡される。

動作時に、送受信器４０は第１及び第２関連チャネル上で信号を受信する。送受信器４０は第２チャネルのＦＥＲを評価する基礎として第１チャネル上で受信した信号を使用する。上述したように、ＦＥＲ評価の基礎として使用する受信信号は、問題のチャネル上の信号の代用としての役割を果たし、パイロット信号、同期信号、または送受信器４０で既知の基本的には任意の他の信号の型式を含んでよい。すなわち、ＦＥＲ評価に使用すべき受信信号は先験的に既知であるか、または送受信器４０で帰納的に決定可能である。

図３は本発明によるＦＥＲ評価への一般的方式の例示処理論理を図示する。送受信器４０はチャネルＡの信号を受信し、これは一般的に1つ以上の送信シンボルを受信することを含む（ステップ１００）。チャネルＢが問題のチャネルである場合に、チャネルＡとＢとの間の相違に依存して、送受信器４０は受信信号を処理してチャネル相違を補償する（ステップ１０２）。すなわち、送受信器４０はチャネルＡを介して受信した信号を補償してこれをチャネルＢを介して受信したものに、より近似させる。このような補償は本明細書で以下に詳細に説明するが、一例として、以下には限定されないが、送信電力相違、コーディング相違、ＳＮＲ相違、フレーム当たりのシンボル相違、等の1つ以上を含むチャネルＡ／Ｂ相違に対して受信信号のＳＮＲが調節される。

さらに、送受信器４０は、受信信号の性質に依存して、チャネルＢのコーディング規約に適合するように、受信信号を調節または「マップ」する。すなわち、チャネルＢを介して受信した信号は、チャネルＡを介して受信したものとは異なる適用コーディングを有してもよい。従って、チャネルＡの信号はチャネルＢ上で受信した信号をデコードするために使用されるコードセットへのマッピングを必要としてもよい。

特定の処理／マッピングに係らず、例示実施例の送受信器４０は、受信信号への評価雑音を加算し（ステップ１０６）、問題のチャネル上でそれが受信されたかのように受信信号をデコードする、例えば、チャネルＢ上でそれが受信されたかのようにチャネルＡの信号をデコードする（ステップ１０８）。次いで送受信器４０は生成されたデコード・データのエラーを評価し、このエラーをチャネルＢの評価ＦＥＲを推論する基礎として使用する。ここで、データ・エラーはデコードされている信号の送受信器の知識を基にした期待値からずれているデコードされた出力値であることに注意されたい。

図４は上記一般過程の図で、チャネルＡ信号でのシンボルの受信と、あたかもチャネルＢ上でこれらを受信したかのようにこれらをデコードするためにこれらの受信信号を処理する／マップすることを図示する。最初に、既知のまたは決定可能なシンボル・パターンをチャネルＡ上の雑音と組合わせて受信する。組合わせたシンボルプラス雑音は、受信サンプルとして考えられる。図４はＳＮＲまたはフレーム長補償を明確に示していないことに注意されたい、受信サンプルがこのような相違に対して補償されているかもしれないことを理解すべきである。

いずれの場合でも、受信したサンプルは、必要に応じて、チャネルＢに対して通常使用されるデコーディングが受信されたサンプルに適用可能となるように、チャネルＢと関連したコードセットに変換されるか、そうでなければマップされる。最も簡単な例では、交番極性シンボルから構成される受信サンプル・セットを−１と選択的に乗算させて、チャネルＢコードセットの全てゼロのコードワードに対応する一定極性サンプルを発生してもよい。

一旦必要なマッピングが実行されると、受信サンプルは、例示実施例では、対応する雑音評価と組み合わされ、次いでチャネルＢのデコーディングに従ってデコードされる。雑音を加算することにより、送受信器４０はチャネルＢ上で受信する信号と予測されるような実際のＦＥＲをより緊密に近似する。この意味で、送受信器は実際の受信雑音と同じまたは同様な統計的特性を有する雑音評価を一般的に加算する。

上記の説明は、ＦＥＲを評価する基礎として使用される信号は既知であるかまたは決定可能であることを指摘している。従って、受信信号は、エラーをデコードし検査可能である、エラー・コード化信号、例えばトラヒックまたは制御を含む。受信信号のデコード内容が既知であれば、送受信器４０はデコードされたデータが既知である受信シンボルを既知のシンボル・セットとして取扱うことが可能である。このように、送受信器４０は、第１チャネル上のエラー・コード化信号を一連の受信シンボル値として受信し、当該第１チャネルと通常関連する復調／デコード処理を使用して受信シンボルをデコードする。次いでデコードされたデータはエラーを検査され、受信データが識別される。

データのデコードは、送受信器４０が、問題のチャネルのコードセットまたはコード領域へ受信信号列のコピーをマップすることを基に代用信号を形成するよう、送受信器４０に各受信シンボルの値を知る基礎を提供する。この再マップにより、受信シンボル列は、第１チャネルではなくあたかも問題のチャネル上で受信したかのようにデコードされる。次いで問題のチャネルのＦＥＲがデコードされたデータの測定エラーから推測される。ある意味で、上記した過程は、受信信号を処理し、問題のチャネル上で通常送信された信号に適用されるコード化方式に適合する、仮想データフレームとしての代用信号を形成することに等しい。

受信信号が既知のシンボル列を含むパイロットまたは同期であるように、受信信号がコード化データ信号でない場合には、上記過程は幾分簡略化される。例えば、ＩＳ−２０００無線網のパイロット信号は全てゼロのコード化波形と考えてもよい無変調拡散波形を含む。同様に、ＷＣＤＭＡシステムで使用するような同期信号は、既知のシンボル・パターンまたは列を含む。従って、第１チャネル上で受信した信号を使用して、たとえ受信信号が実際のデータを搬送していなくとも、関連トラヒックまたは制御チャネル上で受信したデータのＦＥＲを推測してもよい。

このような評価を実施する際に、送受信器４０は受信信号を「仮想的にコード化された」データ信号として処理する。例として無変調パイロット信号を使用すると、送受信器４０はパイロット信号を全てゼロまたは全て１の信号として処理する。これを基に、パイロット信号は送受信器４０の観点からは既知のシンボル情報を表現する。従って、パイロット信号が仮想的にコード化されたデータを表し、受信パイロット信号情報、例えば受信したパイロット・シンボルを、問題のチャネルに使用されるデコード過程、または問題のチャネル上で受信した信号に使用されるデコード過程と等価のデコード過程を介して通過させるよう、送受信器４０は基本的には「装う」ことが可能である。

送受信器４０はパイロット信号の先験的な知識を有しているため、パイロット信号をデコードすることからどのような出力データが予測されるかを知っており、それ故デコードされた出力のエラーをＦＥＲ評価用の受信データ・エラーとして処理可能である。すなわち、パイロット・シンボルから得られたデコード出力中のエラーは、問題のチャネル上で受信したコード化データで測定されるデータ・エラーと等価である。基本的に同様な仮想デコードの考えがＷＣＤＭＡ同期信号や、ＴＤＭＡベースの無線ネットワークに使用されるような信号のようなその他の型式の既知の信号にも適用される。

ＴＤＭＡベースの処理の例として、図５は時分割多重化（ＴＤＭ）パイロット・シンボルを図示する。グラフでは、破線の部分は、例えば、ＤＴＸトラヒック・チャネル・シンボルを表し、またはより一般的には、不連続チャネル上の問題の信号を表す。また、ハッチされた要素はパイロット・シンボルを表し、またはより一般的には、パイロット信号またはその他の既知の同期及び／またはチャネル評価信号を表す。受信パイロット信号の輪郭に続く実線はパイロット信号を使用してある精度まで復元可能なチャネル変動を表す。最後に、一番下の波形は受信雑音を表す。

ここで、ＴＤＭパイロット信号を使用してＤＴＸチャネルのＦＥＲ評価を推測する。送受信器４０は、ＤＴＸチャネル上で受信した基本的には模倣のシンボルであるようにパイロット・シンボルを処理する。従って、ＤＴＸチャネルがトラヒック・チャネルである場合、送受信器４０は、これが「復元された」トラヒック・シンボルを表すようにパイロット・シンボルを処理する。この意味で、処理されたパイロット・シンボルは、ＤＴＸチャネル上で受信した実際のトラヒック・チャネル・シンボルに通常適用されるデコード過程を使用してデコードするのに適切な代用のトラヒック・チャネル・シンボルを表す。

さらに、トラヒック・チャネルのＤＴＸ部分に現れる雑音をこれらの復元されたトラヒック・シンボルに加算してもよい。雑音＋復元シンボルが、ＤＴＸトラヒック・チャネルと関連するデコード過程を使用して仮想データフレームとしてデコードされる。デコードされた出力のエラーは実際のトラヒック・チャネル・エラーとして処理され、ＤＴＸトラヒック・チャネルのＦＥＲを評価する基礎を与える。言い換えると、全てゼロのデコード・エラーをカウントすることは、問題の、不連続なトラヒックまたは制御チャネル上で、実際に送信された他のコードワードのデコード・エラーをカウントすることと等価である。

上記過程は、パイロット信号を「仮想コード化」データ信号として処理することを含むため、図６は、送信前にパイロット信号に印加されるものとして想定可能な従来のハーフレート・エンコーダを図示する。従って、パイロット信号が全てゼロの入力として想定される場合、エンコーダは全てゼロの出力コードワードを発生する。送受信器４０により受信パイロット信号に印加されるデコード過程は、想定したコード化過程の逆を表すため、全てゼロのパイロット・コードワードのデコードは全てゼロのデコードされたデータを生じなければならない。それ故、この特定の例では、パイロット信号デコード過程からの非ゼロ出力は受信したデータ・エラーを表す。従って、例示実施例では、送受信器４０はパイロット信号を逆拡散または復調してパイロット・シンボルを得て、デコーダ５４を使用してパイロット・シンボルを「仮想データフレーム」としてデコードしてデコード・データを得る。次いでＦＥＲ評価器はデコード・データのエラーの識別を基に評価ＦＥＲを発生する。

図７はパイロット・ベースのＦＥＲ評価の例示流れ論理図を図示する。処理は、パイロット・チャネル上で送信されたパイロット信号を受信し、逆拡散または復調する送受信器４０から開始する。送受信器４０は、パイロット・チャネルと関連する不連続チャネル上の問題の信号も受信する（ステップ１２０）。送受信器４０のチャネル評価器５８は受信したパイロット信号を使用してチャネル評価を実施する（ステップ１２２）。チャネル評価器５８は、パイロット信号と問題の信号を受信する伝播チャネルを特徴付けるチャネル評価を発生し、この評価を使用して受信したシンボル復調を改良してもよい。

送受信器４０は次いで、受信したパイロット・シンボルをデインターリーブして、送信時に印加されたインターリーブのような、何らかのチャネル・コード化を元に戻し、必要に応じて、パイロット・チャネルと不連続チャネルとの間の1つ以上の相違に対してパイロット信号から得られたパイロット・シンボルを補償する（ステップ１２４）。あり得るチャネル相違は、パイロットとトラヒック・チャネルの送信電力レベル間の相違と、不連続チャネルに1つ以上のコード・チャネルが使用された場合には特に、同じ時間スロットに対して受信されたトラヒックまたは制御シンボルの数と比較した、時間スロット上のパイロット・シンボルの数との間の相違を含む。パイロット及び不連続チャネルのフレーム長及び／または送信電力との間に顕著な相違が有る場合には、パイロット・シンボルの補償は特に望ましいものである。

次いでパイロット・シンボルが上述したように仮想データフレームとしてデコードされる（ステップ１２６）。すなわち、送受信器４０は、パイロット・チャネルではなく不連続チャネル上で受信したかのようにパイロット・シンボルをデコードする。前記デコードは、デコーダ５４を介して補償／デインターリーブしたパイロット・シンボルを渡し、ＦＥＲ評価器５６を使用してデコード・データの相違を評価する（ステップ１２８）。例示実施例では、評価ＦＥＲは、送受信器４０の内部／外部ループ電力制御操作の一部として内部ループ目標の当該プロセッサの調整の基礎としてベースバンド・プロセッサ４６に渡される（ステップ１３０）。

パイロット・ベースのＦＥＲ評価の一部として送受信器４０により実行された場合、パイロット・シンボル補償は、不連続チャネルを直接評価したものを基として得られたものにより緊密に適合するパイロット信号に対してＦＥＲ評価が得られるように一般的に試行する。従って、ある汎用的な技術は、パイロット信号のＳＮＲが不連続チャネルのものに等しいかまたは少なくとも近づくようにパイロット・シンボルを補償することを含む。

一般に、不連続チャネルは、上記したように、パイロット信号と比較して限定された電力比で送信される不連続トラヒックまたは制御チャネルである。従って、不連続チャネル信号はしばしばパイロット信号より高い信号レベルで受信される。パイロットのＳＮＲを増加する１つの方策は、拡散利得を調節することを含み、ここでパイロット・シンボルのシンボル時間はパイロット信号の実効ＳＮＲを増加するように調節される。

図８Ａは拡散利得調節の一般的な方式を図示し、パイロット・シンボル当たり多数のパイロット信号拡散チップが累積される技術を詳細に示す。実質的には、これはパイロット・シンボル時間を延長し、従ってパイロット信号の仮想データフレーム速度を遅くする。逆に、仮想データフレーム速度が減少すると、パイロット・ベースのＦＥＲ評価が遅くなる。これにより、内部ループ目標が調節可能である速度は遅くなり、電力が制御される。従って、拡散利得方式は、内部ループ目標の外部ループ電力制御更新で許容可能な遅延に依存して実用的な限界を有する。

図８Ｂは特定の利得拡散調節シナリオの期待性能を図示する。図は２の送信電力比（Ｔ／Ｐ比）、すなわち不連続チャネルはパイロット・チャネルの電力の２倍で送信されることを想定している。図示のように、パイロット・ベースのＦＥＲ評価は不連続チャネル上の直接のＦＥＲ評価を近似するが、拡散利得調節は観察されるドップラー効果と共にパイロット信号の実効ＳＮＲを増大する。しかしながら、ドップラー効果の適正なレベル内では、前記増加は評価ＦＥＲには顕著なエラーを発生しない。

図９は、パイロット・シンボル補償への別の方式を図示し、ここで受信したパイロット・シンボルはＴ／Ｐ比によりスケールされ、次いで不連続チャネルの対応する雑音評価と組合される。図示のように、Ｔ／Ｐ比を使用してパイロット・シンボルをスケールし、あたかも当該チャネルの高送信電力と関係する高受信信号レベルで不連続チャネルを介して受信されたような、トラヒック・シンボルを表すものと考えられるスケールされたパイロット・シンボルを得る。

この方式はさらに、スケールされたパイロット・シンボルの対応する雑音評価を発生するステップを含み、次いでスケールされたシンボル加える雑音評価は仮想データフレームとしてデコーダ５４を介して渡されて、ＦＥＲ評価に使用するデコード・データを得る。シンボル・スケーリング方式は、Ｔ／Ｐ比による雑音のスケーリングを避けるために雑音評価を加算する前にパイロット・シンボルをスケールするよう操作することに注意されたい。

図１０Ａは、パイロット・チャネルと不連続チャネルとの間、特に不連続チャネルが多重コード化トラヒック・チャネルである場合に存在するであろう多分重要なフレーム長相違を図示する。フレーム長のこのような重要な相違は、拡散利得調節方式よりもシンボル・スケーリング方式の使用を好む、何故なら後者の方式は、実効的な外部ループ電力制御には得られるのが遅すぎる程度までパイロット・シンボルを延長する必要があるからである。

しかしながら、たとえＦＥＲ評価が問題のチャネルに使用されるものより短いフレーム長を基にしている場合でも、1つ以上の型式のフレーム長補償を依然として使用してもよい。例えば、パイロット信号がパイロット・フレーム当たり４８ビットの情報を含んでいて、問題のチャネル上の実際のデータ・フレームが２４０ビットを含んでいる場合、ＦＥＲは以下のように表現される、
ＦＥＲ＝１−Ｐｒｏｂ（正しいフレーム）
これは、以下のように表される、
ＦＥＲ_４８＝１−（１−ＢＥＲ）^４８
ここでＢＥＲ＝ビットエラーレートである、逆に、ＢＥＲは以下のように表される、

それ故、長フレーム調整ＦＥＲは以下のように表現される。
ＦＥＲ_２４０＝１−（１−ＢＥＲ）^２４０

従って、上記の式によると、問題のチャネル上で実際に使用されるものより短い数のフレーム当たりのビットまたはシンボル数を使用して計算されたＦＥＲは、問題のチャネルと関連する長いフレーム長信号のより良い近似を作成するように補償される。言い換えると、短フレーム近似を使用して得られたＦＥＲは長いフレーム長に予測されるＦＥＲをより密接に近似するよう補償される。

図１０Ｂは、パイロット評価のＦＥＲと５ミリ秒受信窓の不連続チャネルを基にして得られたＦＥＲ評価との間の期待される相違を図示する。すなわち、図１０Ｂは短フレーム近似の効果を図示する。図示したフレーム相違では、１つのパイロット・チャネル「フレーム」は４８パイロット・シンボルを含むが、一方１つの不連続チャネル多重コード・フレームは２４０シンボル（５つのコード・チャネル、コード・チャネル当たり４８シンボル）を含む。グラフから分かるように、パイロット・ベースのＦＥＲ評価は不連続チャネルから得られたものとは著しくは異なっていない。

図１１は上記短フレーム近似の別方式を図示する。ここでは、パイロット・シンボルはＴ／Ｐ比によりスケールされ、不連続チャネルに使用される多重コードの数によりコピーされて不連続チャネルの多重コード化シンボルに対応するシンボルの組を作成する。この操作と関連して、送受信器４０はスケールされたパイロット・シンボルの各組に対して対応する雑音評価を発生する。従って、図示の整合フレーム方式では、パイロット・ベースのＦＥＲ評価は、不連続チャネルを基にしたＦＥＲ評価のように、フレーム当たり同じシンボル数を基にしている。

短フレーム近似または整合フレーム技術のどちらを使用するかに係らず、上記のシンボル・スケーリング方式は、上記したように、より正確なＦＥＲ評価を得るためにデコードする前にスケールされたパイロット・シンボルに評価雑音を加算する。しかしながら、上記のように、本技術は評価雑音のスケーリングを避けるためにシンボル・スケーリングの後で雑音評価を加算する。図１２は、送受信器４０で実施されるような、整合された雑音評価、シンボル・スケーリング、組み合わせシンボル−プラス−雑音デコードの例示機線図である。図が機能操作を図示するように、当業者は、各種の機能がハードウェア、ソフトウェア、またはその組み合わせで実装されることを理解すべきである。このように、復調器５２、デコーダ５４、ＦＥＲ評価器５６及びベースバンド・プロセッサ４５を含む、送受信器４０のいくつかの要素が使用される。

実装の詳細に係らず、受信パイロット信号は、本明細書ではコードＷ_０として記載されている、その割り当てウォルシュ・コードを使用して逆拡散される。ウォルシュ逆拡散操作からの出力は、チャネル評価機能にパイロット成分Ｐ加えることの直交雑音成分Ｎを与える。ここでは、パイロット成分Ｐはパイロット・シンボル・エネルギＥ_ｐに伝送路係数ｃ、すなわちチャネル係数を乗算したものを含む。チャネル評価器は直交雑音を除去し、その出力はパイロット・チャネルに「直交化される」。従って、チャネル評価器によるチャネル評価

出力はＦＥＲ評価に対してデコードされる「パイロット・シンボル」である。

チャネル評価

は、送受信器４０に既知であるＴ／Ｐ比によりこれらをスケーリングすることを基に補償される。従って、スケーリング操作の出力は、チャネル係数とトラヒック・シンボル・エネルギの積と等価である、パイロット・シンボル・エネルギにより乗算されたスケールされたチャネル係数である。

加算機能はこれらのスケールされたパイロット・シンボルを対応する直交雑音評価

と組み合わせ、この直交雑音評価

は不連続チャネルに割り当てた特定のウォルシュ・コードとの間の干渉を基に得られるか、または他のウォルシュ・コードを使用して一般的に得られる。組合わせたスケール・パイロット・シンボル加えることの雑音は、デコード機能により仮想データフレームとしてデコードされ、生成したデコード・データが評価されて不連続チャネルのＦＥＲを評価する。

一般的に、第１チャネル上で受信した信号情報に対して実行された雑音評価は問題のチャネルと関連する雑音と同じ統計的特性を有することが望ましい。本明細書で一般的に「雑音」と名づける、問題のチャネル上で受信した信号の雑音プラス干渉の統計特性は第１チャネル上の雑音と同じまたは同様である。すなわち、第１チャネル上の雑音と問題のチャネル上の雑音は同様な長期平均と分散値を有する。

しかしながら、ある場合には、問題のチャネル上で受信した雑音のシンボル毎の評価は、データを当該チャネル上で送信した場合、チャネル固有の値の使用を必要とする。例えば、ＣＤＭＡシステムでは、関連第１チャネル上で受信したシンボル情報の使用に対して問題のチャネルの雑音サンプルのシンボル毎の再現を再生したい場合、問題のチャネルに使用した拡散コード、例えばウォルシュ・コードを雑音評価に使用しなければならない。

従って、図１２では、問題のチャネルと関連するウォルシュ・コードを使用してシンボル当りの雑音評価を行い、パイロット・チャネル上で受信したスケールされたパイロット・シンボルの各々と組合わせる。さらに一般的には、統計的に正確な雑音評価、すなわち、第１チャネル上で受信した信号が問題のチャネル上の信号情報のより正確な置換えとしての役割を果たすように、問題のチャネルに期待されるであろうものに対応する雑音評価を使用する。

一般的に、ＣＤＭＡシステムの順方向または逆方向リンク上の直交チャネルの雑音の統計特性は同じＰＮスクランブル・コードを使用するチャネルで同じである。従って、問題のチャネルと関連するユニークなまたは特別に割当てたウォルシュ・コードを使用する上記の説明は、特定のウォルシュ・コードを擬似雑音（ＰＮ）チップ・スクランブリングなしのチャネル化に使用する状況にのみ適用される。いずれの場合でも、当業者は特定の必要性と状況に応じて雑音評価を適合できることを認識できる。

最後に、雑音評価に関しては、雑音評価を第１チャネル上で受信した信号情報と整合させることにより上記統計的考慮はＴＤＭＡシステムでは満足されることに注意すべきである。例えば、問題のチャネルが不連続である場合、当該チャネル上の雑音は活動及び非活動（不連続）期間の両方に渡って同じ統計特性を保持する。従って、第１チャネル上の特定のシンボル時間で受信したシンボルは、多分スケーリングまたは何らかのその他の処理後に、対応する時間に行われた不連続チャネルの雑音評価と組合される。

各種の処理詳細は状況に応じて異なるが、本発明は関連チャネル上で受信した他の信号を基にあるチャネル上で受信した問題の信号のＦＥＲを正確に評価する基礎を提供する。このような推論ＦＥＲ評価は、例えば、直接のＦＥＲ評価に使用可能なデータを受信しない間歇期間が存在するような問題の信号を不連続に受信する場合、または問題の信号がＦＥＲ評価の所要速度をサポートするには低すぎるデューティサイクルで受信する場合に適切である。

このような状況では、本発明は、問題のチャネルの置き換えまたは代用としての役割を果たすように、他のチャネル上で受信した信号を処理する基礎を提供する。すなわち、受信信号は、これが問題のチャネルを介して受信した信号を近似し、このようにして、問題のチャネルを介して実際に受信した信号であるかのようにデコードされるようにして処理される。このようなデコードの結果は問題のチャネルのＦＥＲ評価を推論する基礎としての役割を果たす。

特定のチャネルのＦＥＲ評価は特定のチャネルの信号の不連続部分の間も本発明に従って他のチャネルの信号を基にしている。次いで、問題のチャネル上で信号が利用可能な時、ＦＥＲ評価は問題のチャネル上で受信した実際の信号を使用した直接計算に切り換えてもよい。ある場合には、問題の特定のチャネルのＦＥＲ評価は、問題のチャネル上の信号情報の利用可能性に従って推測及び直接ＦＥＲ評価の間で交番されてもよい。

さらに、上記説明に記載したように、パイロット・ベースのＦＥＲ評価を網１０で逆方向リンク電力制御用に使用し、ＭＳ１２で順方向リンク電力制御用に使用してもよい。一般的に、ＢＳ２０からの順方向リンク・パイロット信号は最大順方向リンク送信電力のあるパーセントとして固定されているが、ＭＳ１２は順方向リンク上でＢＳにより使用されているＴ／Ｐ比を知らない。

従って、ＭＳ１２が順方向リンク上のＤＴＸ期間時に順方向リンク電力制御用に本発明を実施する場合、ＭＳ１２は、例えば、関連パイロット・チャネル上で受信する順方向リンク・パイロット信号を使用して不連続チャネルのデータフレームを再構成する。このような再構成を実施するため、ＭＳ１２は不連続チャネルの最後に受信した電力レベルを基に電力調節を模倣する。すなわち、順方向リンク応用には、ＭＳ１２はＭＳ２０へ送信した順方向リンク電力制御指令を使用して、問題の信号の代用としての役割を果たす信号から得られた仮想データフレームを再生成しなければならない。

一般に、ＦＥＲ推論の基礎として使用される受信信号は基本的に、連続であるか、または十分に高いデューティサイクルを有する信号を提供する、任意の型式のチャネルが可能である。さらに、受信信号は、一般に、前もって既知であるか、または、信号を処理する受信器が受信信号からデコードされたデータ中のエラーを識別する基礎を有するような、決定可能なデータを含むべきである。受信信号は問題のチャネル上で受信したかのようにデコードされるが、なんらかのコード化データを搬送する必要はない。例えば、受信信号は、詳細に上記したように、仮想コード化信号として処理されるパイロットまたは同期信号も可能である。

従って、本発明は上記した例示詳細には限定されない。これは、記載したように、ＴＤＭＡ及びＣＤＭＡ網型式の両方に適用可能であり、広範囲の信号型式に適合可能である。このように、本発明は上記の説明と添付の図面には限定されず、以下の請求の範囲とその適切な等価物によってのみ限定される。

本発明を実施する例示無線通信網の図。 図１の網で使用する例示送受信器エンティティの図。 関連チャネル上で受信した既知のまたは決定可能な信号を基にあるチャネルのＦＥＲを推論する例示処理論理の図。 受信した信号サンプルへの図３の論理の適用を図示する図。 従来のエンコーダの図。 推論したＦＥＲ評価の基礎として時分割多重化（ＴＤＭ）信号を使用する例示ＦＥＲ評価の図。 パイロットまたはその他の既知信号からＦＥＲを推論する例示処理論理の図。 ＦＥＲ推論のサポート用にパイロットまたはその他の既知信号の例示信号補償の図。 図８Ａの文脈で期待されるＦＥＲ評価性能のグラフ。 ＦＥＲ推論のサポート用にパイロットまたはその他の既知信号の別の例示信号補償の図。 ＦＥＲ推論のサポートで、例示の短フレーム近似の図。 図１０Ａの文脈で期待されるＦＥＲ評価性能の図。 ＦＥＲ推論のサポートで、例示の長フレーム近似の図。 ＦＥＲ推論のサポートで、既知の信号スケーリングと関係する機能操作の図。

Claims (13)

1. 無線通信網でチャネルのフレームエラーレート（ＦＥＲ）を評価する方法において、
   第１チャネル上で第１信号を受信するステップであって、前記第１チャネルはあるチャネルと関連する、前記第１信号を受信するステップと、
   第１信号を処理し、第１チャネルと前記あるチャネルとの間の送信電力相違とコーディング相違の少なくとも１つを基に仮想データ信号を作成するステップと、
   前記あるチャネル上で受信した信号をデコードするために使用するデコード過程を使用して仮想データ信号をデコードするステップと、
   デコードした仮想データ信号を基に前記あるチャネルのＦＥＲを評価するステップと、
   を含む方法。
2. 請求項１記載の方法において、第１信号を処理して仮想データ信号を作成するステップは、第１信号を前記あるチャネルと関連するコードセットにマップして仮想データ信号を形成するステップを含む方法。
3. 請求項２記載の方法において、前記あるチャネルと関連するコードセットに第１信号をマップするステップは、第１チャネルと前記あるチャネルとの間のフレーム長相違に関して第１信号を補償するステップを含む方法。
4. 請求項２記載の方法において、第１信号は既知のシンボル・パターンを含み、第１信号を前記あるチャネルと関連するコードセットにマップするステップは、既知のシンボル・パターンを調節してコードセット内の限定されたコードワードに整合させるステップを含む方法。
5. 請求項１記載の方法において、第１信号を処理して仮想データ信号を作成するステップは、前記あるチャネルと関連する送信電力と第１チャネルと関連する送信電力との間の相違に関して第１信号を補償するステップを含む方法。
6. 請求項５記載の方法において、第１信号を基に雑音評価を発生することにより前記あるチャネルの雑音評価を発生するステップと、前記あるチャネルと関連する送信電力と第１チャネルと関連する送信電力との間の相違に対して雑音評価を補償するステップとをさらに含む方法。
7. 請求項６記載の方法において、仮想データ信号をデコードするステップは、前記あるチャネル上で受信した信号をデコードするために使用されるデコード過程を使用して、対応する補償雑音評価と組合わせた仮想データ信号をデコードするステップを含む方法。
8. 請求項１記載の方法において、仮想データ信号を作成するため第１信号を処理して第１信号の拡散利得を調節するステップをさらに含む方法。
9. 請求項１記載の方法において、デコードされた仮想データ信号を基に問題のチャネルのＦＥＲを評価するステップは、
   デコードされた仮想データ信号のエラーを識別するステップと、
   前記あるチャネルの仮想データ・エラーとして識別されたエラーを処理するステップと、
   を含む方法。
10. あるチャネルと関連する第１チャネル上で受信した第１信号を使用して前記あるチャネルのフレームエラーレート（ＦＥＲ）を評価する無線送受信器において、
    前記あるチャネル上で受信した信号をデコードするために使用されるデコード過程を使用して仮想データ信号をデコードするデコーダであって、仮想データ信号は、第１チャネルと問題のチャネルとの間の送信電力相違とコーディング相違の少なくとも１つを基にして第１信号を処理することにより作成された信号を含む、前記デコーダと、
    デコードした仮想データ信号を基に前記あるチャネルのＦＥＲを評価するＦＥＲ評価器と、
    を含む無線送受信器。
11. 請求項１０記載の無線送受信器において、前記あるチャネルと第１チャネルとの間の送信電力比を基に第１信号をスケールして仮想データ信号を作成するスケーリング回路をさらに含む無線送受信器。
12. 請求項１１記載の無線送受信器において、前記第１信号を基に前記あるチャネルの雑音評価を発生し、送信電力を使用して雑音評価を補償する雑音発生器をさらに含む無線送受信器。
13. 請求項１２記載の無線送受信器において、デコーダは、前記あるチャネル上で受信した信号をデコードするために使用されるデコード過程を使用して補償した雑音評価と組合わせた仮想データ信号をデコードする、無線送受信器。

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