JP4249190B2 - 信頼性のあるパス検出を用いてレイクフィンガを設定する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤＭＡレイク受信機におけるレイクフィンガの設定方法に関する。本発明はさらに、ＣＤＭＡレイク受信機におけるレイクフィンガの設定のための、対応する装置に関する。

第三世代の移動無線発生Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）システム、特にＵＭＴＳ（ユニバーサル移動電話システム）システムにおいて、多元接続方法としてＣＤＭＡ（符号分割多元接続）が利用されている。ＣＤＭＡでは、複数の加入者が同じ周波数帯を占め、無線信号は、加入者毎に異なって符号化されたり、あるいは、加入者毎に符号化されたりする。様々なＣＤＭＡ符号化によって、加入者を区別することができる。ＣＤＭＡ符号化では、送信機から送信されるデジタルデータ信号の各データシンボルに、加入者独自のＣＤＭＡ拡散符号が付加される。この目的のために使用されるＣＤＭＡ拡散符号シーケンスの要素はチップと呼ばれ、記号間隔はチップ間隔の倍数となる。

ＣＤＭＡ符号化された伝送信号は、放射された後、一般的に多重伝搬される。送信された無線信号は、伝搬路における様々な障害物によって反射・分散・回折され、複数の伝搬パスを介して受信機に到達する。互いに時間的なズレをもち、別々に減衰した多くの受信信号は、伝搬パスの数に応じて、受信機において干渉し合う。多数の伝搬パスの干渉を伴う信号エネルギーの一時的拡散は、マルチパス拡散とも称される。

レイク受信機は、ＣＤＭＡ受信機として頻繁に使用されているものである。ＣＤＭＡレイク受信機は、いわゆるレイクフィンガを複数備えている。１つのレイクフィンガは、１つの伝搬パスに割り当てられる。従って理想的なケースでは、１つのレイクフィンガは１つの受信信号に割り当てられる。各レイクフィンガにおいて、受信信号はまず、チップクロック速度において、拡散符号を用いて逆拡散される。この処理において、各レイクフィンガについて、受信信号あるいは拡散符号が、そのレイクフィンガに割り当てられた伝搬パスの遅延に応じて、時間的にずらされる。次に、個々のレイクフィンガにて逆拡散された信号は、信号クロック速度において、いわゆる最大比合成（ＭＲＣ）によって、その伝搬パスの減衰に応じた重み付けがなされた上で合成される。レイクフィンガの出力信号の合成によって生じる利得は、マルチパスダイバーシティ利得とも称される。

いわゆるレイクフィンガ設定、すなわち、個々のレイクフィンガ対する適切な遅延時間の決定および調節は、特に困難な技術的課題を呈している。遅延時間を設定することにより、各レイクフィンガの伝搬パスに割り当てが決められる。レイクフィンガ設定は、一般的には、以下の３工程からなる手法に基づいている：
１．第一の工程において、伝送チャネルの、いわゆる電力遅延プロファイル（ＰＤＰ）が決定される。ＰＤＰは、遅延および減衰が異なる個々の伝搬パスへの受信電力の分布を特定するものである。この処理において、入力信号の個々の電力成分が、パス遅延の関数として決定される。入力信号は、受信機において検知されるパイロット信号である。例えば、ＵＭＴＳ受信機の場合では、チップを備えたＰ−ＣＰＩＣＨ（プライリマリ共通パイロットチャネル）のパイロット信号列（パイロット・シーケンス）が受信側において検知される。ＰＤＰの決定は、受信したパイロット信号と、受信機に記憶されているパイロット信号列との相関に基づいて行われる。この相関に対して、フィルタ係数がパイロット信号列に複素共役なサンプル値に対応する、フィルタが使用される。フィルタ出力信号を平方した後、得られたＰＤＰに電力ピークが現れる。この電力ピークは、伝送チャネルの各パス成分の遅延に一致する時間間隔で現れる。

２．例えばフェージングなどにより、個々のパス成分に関する電力変動が起こる。このため、第二の工程において、多数回のＰＤＰ評価を行うことにより、移動平均の形成が行われる。さらに、不規則な高電力を有するノイズ成分は、この平均化によって低減される。移動平均は、例えば移動ウィンドウなどを利用して形成することができる。

３．最後に、第三の工程において、実際のフィンガ設定（ＦＰ）が行われる。フィンガ設定では、フィンガ設定の基礎を形成するＦＰアルゴリズムにおいて、信号検出に必須である受信信号のパス成分が識別され、そしてパス成分の各遅延にフィンガが割り当てられる。フィンガの個数が限られているため、必須パス成分を制限する必要がある。

ＦＰアルゴリズムの実行は、信頼性のあるフィンガ設定に関して特に重要である。このアルゴリズムの目的は、複数のパス成分に渡って分布する受信信号電力を、ＭＲＣにより最大比率で合成するために、ひとつひとつのレイクフィンガを、それぞれ最大電力成分を有するパス成分に割り当てることにある。この処理では、レイクフィンガは、電力がノイズレベルより顕著に高いパス成分にのみ割り当てられるべきである。なぜならば、レイクフィンガが、ノイズの多いパス成分や単なるノイズを処理すると、マルチパスダイバーシティ利得、およびＭＲＣの出力に照らしたビット誤り率（ＢＥＲ）の劣化を招くからである。このようなフィンガ設定は、利得を引き出しえる得るレイクフィンガを無駄に使用していることになる。これに関して、一般的に、複数のパス成分を含ませる努力と、ノイズの大きいパス成分を処理しないようにする努力とを折衷しなければならない。レイク受信機の全てのパス成分を使用することも可能であるが、この場合、一部のレイクフィンガは、主にノイズの処理をしていることになる可能性がある。また、ノイズ処理をなくすことも可能であるが、この場合は、必須のパス成分が考慮される確率が低下する。

ＦＰアルゴリズムは、通常、ＰＤＰの電力値に基づくものであり、必須のパス成分を検出するために、ＰＤＰの電力値を閾値τと比較するものである。この比較によって、閾値τを超える電力を有する高電力の必須パス成分と、ノイズの顕著な影響を含まない、閾値τ未満の電力を有する低電力のパス成分と、の区別が可能になる。ほとんどの場合、閾値τは、ＰＤＰのノイズ成分に依存して決められる。例えば、閾値τは、ノイズの期待値μおよび標準偏差σから、以下の式に従って算出することができる：
τ≒μ＋ｘ・σ
ここで、数量ｘは、選択可能なパラメータを表している。

ＰＤＰの必須パス成分を検出するための、上述した閾値τの使用について図１に示す。図１の左側のダイアグラムはＰＤＰを示し、受信した全電力の電力成分Ｐ（ｋ）が、遅延ｋに対して表されている。図１の右側のダイアグラムでは、ノイズ成分およびパス成分について、電力の確率分布が離れて示されている。正方形の印が付けられた電力Ｐ（ｋ）は、特定のパス成分に割り当てられている。一方、丸印が付けられた電力Ｐ（ｋ）はノイズのみを表す。図１に示す閾値τ（τ≒μ＋１，５σ）がＦＰアルゴリズムにおける基準として使用されると、閾値τを超える電力値Ｐ（ｋ）を有する、ｋ＝２およびｋ＝９のパス成分が検出される。しかし同様に、ｋ＝５のノイズに関する電力値もまた検出されてしまう。

閾値に基づいた手法を用いた高電力パス成分の検出には不都合な点がある。それは、必須パス成分を見落とす確率ｐｎｐ（非検出確率）、および、パス成分を誤検出する確率ｐｆａ（誤警報確率）を同時に最小限に抑えることができない点である。上記ｐｆａ（誤警報確率）は、誤警報率とも称される。ＢＥＲを低減するために、より低い閾値τを使用する傾向がある。これによって、確率ｐｎｐの値が低くなる、即ち、検出されるべきパス成分は検出される。しかし同時に、誤警報率ｐｆａの値が相対的に高くなってしまう。上記のような検出結果に基づいてレイクフィンガ設定が行われると、レイクフィンガの個数が多くなり過ぎる傾向がある。これによって、新たなチップ面積が求められ、また損失電力（dissipated power）の消費が高まる。

閾値に基づいた手法を用いると、ノイズに基づく電力成分の誤検出以外に、伝搬パスの２次ピークもまた同様に誤検出される可能性がある。伝搬パスの２次ピークは、送信および受信フィルタによる信号変換によって生じる。ＰＤＰにおいて、あるパス成分に対する電力変化は、その伝搬パスのインパルス応答の結果である。つまり、あるパス成分に対する電力変化は、ＰＤＰを決定するためのユニットの入力に到るまでの、送信側での信号変換のインパルス応答の畳み込み、伝搬パスでの減衰、および、受信側での信号変換のインパルス応答の結果である。このような状況において、受信側での信号変換のインパルス応答は特に、伝搬パスのインパルス応答に多大な影響を与える。ＵＭＴＳでは、いわゆるルート累乗コサインフィルタ（ＲＲＣ）が受信フィルタおよび送信フィルタとして一般的に使用されており、このＲＲＣフィルタが、送信側および受信側における信号変換を主に決定する。

図２は、任意の伝搬パスに対するインパルス応答の二乗（square）の典型的な変化を示す。ｙの値は、電力に関する数量Ｐ（ｋ）である。上記変化は、Ｐ（０）＝１によって正規化されている。ｘの値である遅延ｋは、二つ折りのオーバーサンプリングで示されている。即ち、ｋの２の時間増分が、１のチップ間隔と一致する。曲線変化は、遅延ｋ＝０に電力が最大になるメインピークを有し、遅延ｋ＝±３、±５、±７に、電力値が低い複数の２次ピーク２ａ・ｂ、３ａ・ｂ、４ａ・ｂを有している。ｋ＝±３のときの２次ピーク２ａ・ｂは位数１の２次ピークと称され、一方ｋ＝±５のときの２次ピーク３ａ・ｂは位数２の２次ピークと称される。

複数のパス成分がある場合、ＰＤＰは、図２に示す個々の変化の重ね合わせとして得られる。この個々の変化は、パス遅延およびパス減衰に伴って遅延または重み付けされる。図３は、３つのパス成分ａ、ｂ、ｃを有するＰＤＰの重ね合わせの結果を示す。パス成分ａ、ｂ、ｃのエネルギーは、パス遅延の周囲に分布している。つまり、ｋ＝０、２０、４０にある、送信フィルタおよび受信フィルタによる３つのパス成分のメインピーク１１、２１、３１の遅延の周囲に分布している。また上記ＰＤＰは、付加的なノイズも示している。

図３に示す閾値τに基づくＦＰアルゴリズムをパス成分検出のために使用すると、閾値τを越えるこれら局所的なピークに対する遅延が検出される。この場合、例えば、ｋ＝−３、０、３、７、１７、２０、２３、４０、および、７７にあるピークが選択される。ｋ＝０、２０、４０のメインピーク１１、２１、３１に対する選択された遅延は、上記３つのパス成分のパス遅延と一致している。しかし、ｋ＝−３、０、３、７、１７、２３、４０、７７の残りの選択された遅延は、２次ピーク１２ａ、１２ｂ、１３ｂ、２２ａ、２２ｂ、またはノイズに対応する。従って、全てのパス成分の遅延が検出される（ｐｄｐ＝０）。しかし、ｐｆａ＝２／３である現在の検出結果は高い誤警報率を示している。なぜなら、選択された遅延９つの内の６つは、パス成分のメインピークに割り当てられていないからである。

しかしながら、ＦＰアルゴリズムの目的は、ｋ＝０、２０、４０のメインピーク１１、２１、３１に対して検出された遅延にのみレイクフィンガを調節することである。フィンガが、２次ピークの遅延に調節されると、多くのフィンガ（この場合、３フィンガまで）が同じパス成分に合わされることになる。これは一般的に、マルチパスダイバーシティ利得の低下、ひいてはＭＲＣの出力に照らしたビット誤り率の劣化につながる。

図３に関して注目しておくべきことがある。それは、パス成分の電力は信号フェージングが生じた場合に際立って低くなり得るので、誤警報ｐｆａの割合を減少させるために閾値τをより高く選択することができないという点である。もし閾値τを上げるのであれば、例えば、ｋ＝４のパス成分はＦＰアルゴリズムによってもはや検出されなくなり得る。この場合、マルチパスダイバーシティ利得は減少する。

本発明は、上記の問題に基づくものであり、その目的は、複数の伝搬パスを有するＣＤＭＡレイク受信機においてレイクフィンガを設定するための方法であって、送信側および／または受信側での信号変換によって生じた個々のパス成分の受信信号強度の拡散を用い、高い信頼性で機能する方法を特定することである。具体的には、本方法は、遅延プロファイルに２次ピークが存在する場合において、２次ピークの遅延間隔にレイクフィンガが調節されることを回避することを目的としている。さらに、上記に従って動作するデバイスを特定することもまた、本発明の目的である。

本発明の礎となる目的は、独立請求項に記載の特徴によって達成される。

ＣＤＭＡレイク受信機において、レイクフィンガを設定するための本発明による方法は、複数の工程を含んでいる。第一の工程では、無線伝送の基礎となるマルチパス伝送チャネルの遅延プロファイル（典型的には電力に関するＰＤＰ）が決定される。この遅延プロファイルは、複数の伝搬パスに渡る受信信号強度、特に受信電力強度の分布を特定するものである。遅延プロファイルは、電力値の代わりに振幅値に基づくものであってもよい。上記遅延プロファイルは少なくとも１つのパス成分を有しており、このパス成分の信号強度は、複数の遅延時間に渡り分布している。第二の工程においては、上記遅延プロファイルにおける、少なくとも１つのパス成分の少なくとも１つの部分が実質的に除去される。すなわち、少なくとも１つのパス成分の当該部分の信号強度が顕著に低減される。これは、当該パス成分の特性を示す仮定されたインパルス応答、あるいは、そのようなインパルス応答の一部分を使用することによって行われる。第三の工程において、レイク受信機の少なくとも１つのレイクフィンガの遅延時間は、上記少なくとも１つのパス成分において上記除去された部分の１つの遅延時間以外（上記除去された部分が１つのサンプル値のみを含む場合）、あるいは、上記少なくとも１つのパス成分において上記除去された部分の複数の遅延時間以外に設定される。この理由は、上記実質的に除去された部分は、信号強度が顕著に低減されているため、もはや検出され得ないことによる。

本発明による方法の基本的概念は、個々の伝搬パスのインパルス応答に関する知識（電送機および受信機の本質的な影響を含む）を用いて、伝搬パスにおける信号変換によって生じる複数の時間間隔におけるパス成分の拡大を、遅延プロファイルから算出することである。上記方法によって訂正された遅延プロファイルに基づいて実際のフィンガ設定が行われると、パス成分のピークは高い信頼性を持って検出され、またレイクフィンガは、ピークに関連した遅延に正確に調節される。

パス成分は、典型的には、そのパスに特有のメインピークと、そのパスに特有の２次ピークとを有している。２次ピークは、メインピークを取り囲むように、メインピークとは異なる遅延時間に現れる。この場合、上記第二の工程において、遅延プロファイルにおけるパス成分の少なくとも１つの２次ピークが除去されることが好ましい。この手段によって、実際のフィンガ設定において、レイクフィンガが２次ピークの遅延に誤って調節されることが回避される。既に説明したように、レイクフィンガが２次ピークに誤って調節されることは、受信機にとって不都合である。具体的には、マルチパスダイバーシティ利得が減少する。

本発明の有利な一実施形態によれば、パス成分全体（即ち、メインピークと２次ピークとの両方）が、上記第二の工程において遅延プロファイルから実質的に除去される。遅延プロファイルからのパス成分の算出は、該パス成分の特性を示すインパルス応答に関する知識を用いて行う。得られる遅延プロファイルは、その後の工程のための出発点となる。

上記パス成分全体を除去するために、遅延プロファイルにおいて、最初にパス成分が検出されることが好ましい。次に、上記パス成分の特性を示すインパルス応答から得られる信号強度値を減算することにより、該パス成分の信号強度値が低下される。減算されるこの信号強度値を得るために、全てのパス成分と同一視される、あるインパルス応答の信号強度値が、検出された上記パス成分の最大信号強度に従ってスケールされる。信号強度値をスケールする方法は、一般的には次の通りである。つまり、全てのパス成分と同一視されるインパルス応答のスケールされた信号強度値のピーク（図２における、ｋ＝０）と、上記パス成分のメインピークの最大信号強度値とが、一致するようにスケールする。

遅延プロファイルから複数のパス成分が実質的に除去されることが好ましい。この場合、パス成分をその都度除去してからレイクフィンガをその都度配置すること、あるいは、まず複数のパス成分を除去してから複数のレイクフィンガを配置すること、のいずれかが考えられる。個々のパス成分の反復検出において、最大信号強度と対応するパス遅延とは、遅延プロファイルにおいてその都度検出されることが好ましい。

従って、最大電力を有するメインピークが検出され、検出の度に、対応するパス成分が遅延プロファイルから除去される。これに続き、メインピークの電力が順に小さくなっていくパス成分が順次検出され、除去される。ある反復において、最大電力を有するあるパス成分が対応する２次ピークとともに検出・除去されていれば、次の反復においては、前の反復にて除去されたパス成分の２次ピークが、より低電力な次のメインピークの検索を阻害することはないであろう。このことは、メインピークの最大電力が、前の反復において除去された２次ピークの最大電力より低い場合にも当てはまる。

本発明の有利な一実施形態によれば、パス成分の検出中に、遅延プロファイルにおける最大信号強度が特定の閾値未満になったとき、パス成分の反復的な検出および除去が中止される。この場合、この信号強度値は一般的に、ノイズに対応するべきものである。上記閾値は、遅延プロファイルのノイズ成分に従って、ノイズに関する閾値として決定され得る。あるいは／さらに、ある特定の数のパス成分を除去し終えたとき、パス成分の反復的な検出および除去を中止する構成としてもよい。この特定のパス成分数は、本方法を用いて設定されるレイクフィンガの数と一致させると有効である。

各パス成分のインパルス応答特性は、伝送側および／または受信側における信号変換の伝送特性、特にＦＰ回路ブロックの入力に到るまでの伝送特性を表していることが好ましい。受信側での信号変換に関して、アナログフロントエンドおよびデジタルフロントエンド双方の影響（デジタル／アナログフィルタ後のフィルタ段）を考慮した方が有利である。

また、各パス成分の特性を示すインパルス応答は、その長さが制限されていることが好ましい。この長さは次のような方法によって選択される。つまり、最長で位数１の２次ピークが実質的に除去されるように選択される。あるいは、位数１の２次ピークが実質的に除去され、さらに最長で位数２の２次ピークが実質的に除去されるように選択される。図２を参照すると、制限されたインパルス応答の長さは、一般的には３〜４チップ間隔（即ち、２つ折りのオーバーサンプリングを用いた６〜８の時間増分）、あるいは、それぞれ、５〜６チップ間隔（即ち、２つ折りのオーバーサンプリングを用いた１０〜１２の時間増分）であることを意味している。

メインピーク、あるいは、メインピークの一部であって、そのメインピークの最大値を有する部分は、各パス成分について、遅延プロファイルに補完されることが好ましい。この場合、実際のフィンガ設定は、適切に補完された遅延プロファイルを用いて行われる。この遅延プロファイルはメインピークを示すのみであるか、あるいは、それぞれに、ノイズ以外のパス成分のメインピークの最大値を示す。従って、２次ピークの遅延にレイクフィンガを設定してしまうことは起こり得ない。

別の方法として、上記第二の工程において検出されたピークに対する遅延は、フィンガ設定に対して直接用いることも可能である。

レイクフィンガ設定のための本発明による方法は、Ｗ−ＣＤＭＡ受信機、具体的にはＵＭＴＳ受信機に使用されることが好ましい。

ＣＤＭＡレイク受信機においてレイクフィンガを設定するための、本発明による装置は、遅延プロファイルを決定する手段を備えている。この遅延プロファイルは、少なくとも１つの伝搬パスのパス成分を含んでいる。このパス成分の信号強度は、複数の遅延時間に渡って分布している。さらに、本発明による装置は、少なくとも１つのパス成分の、少なくとも１つの部分を除去する手段を備えている。この手段は、当該パス成分の特性を示す仮定されたインパルス応答、または、そのようなインパルス応答の一部分を利用している。さらに、本発明による装置は、レイク受信機のレイクフィンガを実際に設定する手段を備えている。この手段を用いて、フィンガの遅延時間は、上記少なくとも１つのパス成分において実質的に除去された部分の遅延時間以外に設定される。なぜなら、対応する信号強度値は実質的に遅延プロファイルから除去されているため、もはや検出されないからである。

上述の、本方法の有利な実施形態は、本発明に係る装置へもまた同様に移し換えることができる。

本発明の方法によれば、複数の伝搬パスを有するＣＤＭＡレイク受信機においてレイクフィンガを設定するための方法であって、送信側および／または受信側での信号変換によって生じた個々のパス成分の受信信号強度の拡散を用い、高い信頼性で機能する方法を実現することができる。

以下の項では、２つの実施形態を参照しながら、図に照らして、本発明についてさらに詳しく説明する。図は以下の通りである：
図１は、ＰＤＰ（左側のダイアグラム）、および電力の確立分布（右側のダイアグラム）を示す図である。

図２は、任意の伝搬パスに対するインパルス応答の二乗の例示的変化を示す図である。

図３は、図２に示すインパルス応答の二乗の変化の推定を表すＰＤＰを示す図である。

図４は、本発明による方法の第一の実施形態のための信号フローダイアグラムを示す図である。

図５は、本発明による方法の第二の実施形態のための信号フローダイアグラムを示す図である。

図１〜図３に関しては、本明細書の序文における記述の中でも触れられている。

図４は、本発明による方法の第一の実施形態のための信号フロー図を示す。受信側においてフィルタがかけられ、またパイロット信号列を有するデジタルパイロット信号４０は、まずＰＤＰ評価４１を受ける。ＰＤＰ評価４１に関するより正確な情報は、本明細書の序文で触れられている。次に、得られたＰＤＰ４２は、パス検出４３に対する入力変数として使用される。パス検出４３は、仕事は、ＰＤＰ４２における、（１）高電力のパス成分と、（２）ノイズピーク、弱いパス成分、あるいは、２次ピークと、を区別する。パス検出４３に対して、３つの工程による手法が選択される。まず、ピーク値検出４４を用いて、可能なパス遅延の事前選択が行われる（工程１）。上記処理において、高電力を有するサンプル値が検出される。その結果、次の信号処理工程のためにサンプル値の数が減らされる。サンプリング点の数が減らされたＰＤＰ４５は、移動平均を形成する４６ための入力変数として使用される（工程２）。移動平均形成４６は、複数のＰＤＰ評価４１に対してＰＤＰ４５を処理する。この結果、電力変動が補償される。移動平均形成４６は、移動ヒストグラムと同様に機能する。

この結果、時間平均されたＰＤＰ信号４７が得られ、このＰＤＰ信号４７は、シャドーパス除去４８に対する入力変数になる。シャドーパス除去４８は、ＰＤＰ信号４７の２次ピークを抑制するために使用される。従来技術では、シャドーパス除去は、最大電力を有するメインピークに応じて選択される閾値を用いて行われる。本発明の方法によると、シャドーパス除去４８は反復して行われる。この目的のため、ＰＤＰ４７におけるピークは、ピーク探索４９を用いて検出される。このピークは、ＰＤＰ４７の最大電力を有するメインピークである。もし、メインピークの遅延および電力値、ならびに、パス成分に対する一般的なインパルス応答が分かっている場合、検出されたメインピークに対応するパス成分は、パス成分除去５０において、ＰＤＰ４７から算出される。この目的のため、インパルス応答の電力値はピークの電力値に応じてスケールされ、そしてＰＤＰ４７から減算される。得られたＰＤＰ５１において、検出されたパス成分はもはや存在しない。その後、得られたＰＤＰ５１は、新たなピーク探索４９および新たなパス成分除去５０を反復的に受ける。その結果、順に電力が小さくなっていくパス成分が、ＰＤＰから順次除去される。全体では、最大電力を有するＮ個のパス成分が、ＰＤＰから反復的に除去される。数Ｎは定数であって、無線ゾーンにおけるパス成分数として仮定される最大数と一致している。次に、メインピークに対応する蓄積されていたピーク５２が、ＰＤＰ５１の除去された各パス成分に対して再度補完される。従って、得られたＰＤＰ５３においては、最大電力を有するＮ個のパス成分の２次ピークは除去されている。従来技術において知られている、閾値を用いたシャドーパス除去とは対照的に、本発明においては、低電力を有する完全なパス成分は、シャドーパス除去４８によって除去されない。フィンガ設定を妨害する周囲の２次ピークが除去されたＰＤＰ５３は、次に、実際のフィンガ設定５４に供給される。フィンガ設定５４は、ＰＤＰ５３を用いてレイク受信機のフィンガの遅延を設定する。この目的のため、得られたＰＤＰ５３のパス成分は、ＰＤＰ５３のノイズに応じた閾値との比較によって、フィンガ設定において検出される。

図４に示す方法は、一部は専用ハードウェアを用いて実行され、一部は汎用プロセッサ（ＧＰＰ）を用いて実行される。図４に示すように、ＰＤＰ評価４１およびピーク値検出４４は、専用ハードウェアを用いて行われる。これら工程は複雑であるため、次の工程、すなわち移動平均形成４６、シャドーパス除去４８、および、実際のフィンガ設定５４は、例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）またはマイクロコントローラなどのＧＰＰにおいて実行される。

図５は、本発明による方法の第二の実施形態のための信号フロー図を示す。図４および図５において同一の符号が与えられている信号および工程は、互いに対応している。図４に示す信号フロー図とは異なり、図５のパス検出４３’に含まれている工程は２つのみである。即ち、ピーク値検出４４および移動平均形成４６である。パス検出４３’によって生成されたＰＤＰ４７は、ピーク値検出４４において検出された全てのパス成分のメインピークおよび２次ピークの双方を含んでいる。ＰＤＰ４７は、フィンガ設定５４’に供給される。フィンガ設定５４’は、パス探索６１とフィンガ割り当て６２とに分割することができる。パス探索６１において、ＰＤＰ４７に対してピーク探索６０がまず実行される。ピーク探索６０は、ＰＤＰのノイズに応じた閾値を超えたものだけを検索する。。このようにして決定されたピークは、ＰＤＰ４７の、最大電力を有するメインピークに対応する。メインピークの遅延および電力値、ならびにパス成分のインパルス応答が分かっている場合、検出されたメインピークに割り当てられたパス成分は、図４と同様に、パス成分除去５０においてＰＤＰ４７から算出される。次に、得られたＰＤＰ５１は、新たなピーク探索６０およびパス成分除去５０を受ける。この処理中、次に電力が低いパス成分のメインピークが、より高い電力を有する２次ピークの代わりに検出される確率が非常に高い。従って、電力が低いパス成分は、複数回の反復過程においてＰＤＰから除去される。

得られたＰＤＰ５１の残りの電力値がＰＤＰのノイズに応じた閾値よりも低いとき、あるいは最大数であるＮ個のパス成分をＰＤＰから算出し終えたとき、のいずれかにおいて、反復ループは終了する。ピーク検索６０にて決定されたパス成分の遅延６３は、フィンガ割り当て６２において、遅延６３の各々に対してレイクフィンガを１つずつ割り当てるために使用される。

図５に示すように、ＰＤＰ評価４１およびピーク値検出４４は、専用ハードウェアを用いて行われる。これら工程が複雑であるため、次の工程、即ち移動平均形成４６、および、実際のフィンガ設定５４’は、ＧＰＰにおいて実行される。

図４および図５に示す２つの実施形態は、ＰＤＰからパス成分を順次算出する独創的な反復方法に基づいているため、非常に類似している。第一の実施形態と第二の実施形態との本質的な相違は次の通りである。つまり、図４に示す第一の実施形態では、一定数Ｎ個のパス成分がＰＤＰから算出されるのに対し、第二の実施形態では、実際に存在する必須パス成分の個数がＰＤＰから算出される、という点である。実際のパス成分の個数が、０〜Ｎの間に統計的に一様に分布する確率変数であるとすると、第二の実施形態において必要とされる反復は、第一の実施形態における反復の、平均してわずか半分のみである。フィンガ設定の実行は上記２つの実施形態においてほぼ同一であるため、第二の実施形態にとって反復回数は少ない方が好ましい。

図４および図５に示す信号フロー図は、レイクフィンガ設定のための、本発明による装置の実施形態としても同様に解釈できることについて注目すべきである。本発明による方法の実施形態に関する上記説明はまた、本発明による装置の、対応する実施形態へも同様に移し換えることができる。

ＰＤＰからパス成分を正確に除去するためには、パス成分のインパルス応答を十分に正しく推定することが必要である。これに関連して、インパルス応答は、信号送信からフィンガ設定の入力信号４０に至るまでを記述しているべきである。受信側での信号変換は、この点において、インパルス応答への多大な影響を示している。その結果、アナログおよびデジタル受信機のフロントエンドは、信号伝送特性に関して可能な限り正確に特徴付けられなければならない。パス成分のインパルス応答は、測定によって決定することができる。この目的のため、非常に高い電力を有し、かつノイズが可能な限りで最小となる１つのパス成分が、受信側にて生成されなければならない。これは、例えば、基地局または測定用送信機を直接隣接させて配置することによって実行することができる。その結果、測定は、ソフトウェアルーチンにより、受信機のＧＰＰを介して制御可能となる。測定されたＰＤＰの電力値は、図２に示すような種々の遅延値において正規化され、テーブル形式で蓄積される。表１は、そのようなテーブルの一例を示す。

ＰＤＰ（左側のダイアグラム）、および電力の確立分布（右側のダイアグラム）を示す図である。 任意の伝搬パスに対するインパルス応答の二乗の例示的変化を示す図である。 図２に示すインパルス応答の二乗の変化の推定を表すＰＤＰを示す図である。 本発明による方法の第一の実施形態のための信号フローダイアグラムを示す図である。 本発明による方法の第二の実施形態のための信号フローダイアグラムを示す図である。

符号の説明

４１ ＰＤＰ評価
４３、４３’ パス検出
４４ ピーク検出
４６ 移動平均形成
４８ シャドーパス除去
４９、６０ ピーク探索
５０ パス成分除去
５４ フィンガ設定
６１ パス検索
６２ フィンガ割り当て

Claims (12)

1. ＣＤＭＡレイク受信機におけるレイクフィンガの設定方法であって、
   （ａ）無線伝送の基礎となるマルチパス伝送チャネルの、複数の伝搬パスに渡る受信信号強度の分布を特定する第１の遅延プロファイル（４２；４７）であって、少なくとも１つの伝搬パスに対して、複数の遅延時間に渡って分布する信号強度をもつ少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）を有している第１の遅延プロファイル（４２；４７）を決定する工程（４１；４１および４３；４１および４３’）と、
   （ｂ）上記第１の遅延プロファイル（４２；４７）において、上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）の少なくとも１つの部分を、該パス成分の特性を示す仮定されたインパルス応答、あるいは、そのようなインパルス応答の一部分を利用して、実質的に除去する工程（４８；６１）と、
   （ｃ）上記レイク受信機の少なくとも１つのレイクフィンガの遅延時間を設定する工程（５４；６３）と、を含み、
   上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）は、該伝搬パスに特有のメインピーク（１１；２１）と、該メインピークを取り囲むように該メインピークとは異なる遅延時間に現れる該伝搬パスに特有の２次ピーク（１２ａ／ｂ；２２ａ／ｂ）と、を有するものであり、
   上記工程（ｂ）（４８；６１）は、上記第１の遅延プロファイル（４２；４７）における上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）に含まれる上記２次ピーク（１２ａ／ｂ；２２ａ／ｂ）の少なくとも１つを実質的に除去する工程であり、
   上記工程（ｂ）（４８；６１）は、（ｂ１）上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）を、該パス成分の特性を示す上記インパルス応答に基づいて、上記第１の遅延プロファイル（４２；４７）から実質的に除去することによって、上記工程（ｃ）において用いる第２の遅延プロファイル（５１）を得る工程を含み、
   上記第２の遅延プロファイル（５１）において、上記工程（ｂ１）にて除去された各パス成分（ａ；ｂ）について、上記メインピーク（１１；２１）、または、上記メインピークの一部であって、そのメインピークの最大値を有する部分を補完することによって、補完された第２の遅延プロファイル（５３）を得る工程が上記工程（ｃ）の前に行われ、
   上記工程（ｃ）において、上記補完された第２の遅延プロファイル（５３）を用いて、レイクフィンガの遅延時間の設定が行われる、方法。
   
2. 上記工程（ｂ１）は、
   （ｂ１１）上記第１の遅延プロファイルにおいて除去される上記パス成分（ａ；ｂ）を検出する工程（４９；６０）と、
   （ｂ１２）上記パス成分（ａ；ｂ）の特性を示す仮定されたインパルス応答から得られる信号強度値を減算することにより、上記パス成分の信号強度値を低下させる工程（５０）と、
   を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 上記工程（ｂ１）は複数回反復され、反復される工程（ｂ１）の各々において、別のパス成分（ａ；ｂ）が上記第２の遅延プロファイル（５１）から実質的に除去される、
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 上記工程（ｂ１２）（５０）において、全てのパス成分と同一視されるインパルス応答の信号強度値を、検出された上記パス成分の最大信号強度と対応するようにスケールする
   工程が実行され、当該工程により、上記減算する信号強度値を得る、
   ことを特徴とする、請求項２を引用する請求項３に記載の方法。
5. 上記各工程（ｂ１１）（４９；６０）において、１つのパス成分（ａ；ｂ）が上記第１の遅延プロファイルにおける最大信号強度を決定することによって検出される、
   ことを特徴とする、請求項２を引用する請求項３または４に記載の方法。
6. 上記最大信号強度が特定の閾値未満である場合、それ以上パス成分（ａ；ｂ）の実質的な除去を行わない、
   ことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 特定の数のパス成分（ａ；ｂ）を除去した後、それ以上パス成分（ａ；ｂ）の実質的な除去を行わない、
   ことを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
8. 上記各パス成分（ａ；ｂ）の特性を示すインパルス応答は、送信側および／または受信側での信号変換の伝送特性を記述するものである、
   ことを特徴とする、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の方法。
9. 上記各パス成分（ａ；ｂ）の特性を示すインパルス応答は、長さが制限されたものであり、該長さは、上記工程（ｂ）（４８；６１）において、最大でも位数１の２次ピーク（１２ａ／ｂ；２２ａ／ｂ）が実質的に除去されるように、あるいは、位数１の２次ピーク（１２ａ／ｂ；２２ａ／ｂ）が実質的に除去され、最大でも位数２の２次ピーク（１３ｂ）が実質的に除去されるように選択されている、
   ことを特徴とする、請求項２から８のうちいずれか一項に記載の方法。
10. 上記工程（ｃ）（５４；６３）において、上記フィンガの設定は、上記工程（ｂ１１）（４９；６０）にて決定された最大信号強度に対する遅延時間を用いて行われる、
    ことを特徴とする、請求項５を引用する請求項６から９のうちいずれか一項に記載の方法。
11. レイクフィンガを設定のための上記方法は、Ｗ−ＣＤＭＡ受信機、具体的にはＵＭＴＳ受信機において使用される、
    ことを特徴とする、請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の方法。
12. ＣＤＭＡレイク受信機においてレイクフィンガを設定するための装置であって、
    （ａ）無線伝送の基礎となるマルチパス伝送チャネルの、複数の伝搬パスに渡る受信信号強度の分布を特定する第１の遅延プロファイル（４２；４７）であって、少なくとも１つの伝搬パスに対して、複数の遅延時間に渡って分布する信号強度をもつ、少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）を有している第１の遅延プロファイル（４２；４７）を決定する手段（４１；４１および４３；４１および４３’）と、
    （ｂ）上記第１の遅延プロファイル（４２；４７）において、上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）の少なくとも１つの部分を、該パス成分の特性を示す仮定されたインパルス応答、あるいは、そのようなインパルス応答の一部分を利用して、実質的に除去する手段（４８；６１）と、
    （ｃ）上記レイク受信機の少なくとも１つのレイクフィンガの遅延時間を設定する手段（５４；６３）と、
    を備えており、
    上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）は、該伝搬パスに特有のメインピーク（１１；２１）と、該メインピークを取り囲むように該メインピークとは異なる遅延時間に現れる該伝搬パスに特有の２次ピーク（１２ａ／ｂ；２２ａ／ｂ）と、を有するものであり、
    上記手段（ｂ）は、上記第１の遅延プロファイル（４２；４７）における上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）に含まれる上記２次ピーク（１２ａ／ｂ；２２ａ／ｂ）の少なくとも１つを実質的に除去する手段であり、
    上記手段（ｂ）は、（ｂ１）上記少なくとも１つのパス成分（ａ；ｂ）を、該パス成分の特性を示す上記インパルス応答に基づいて、上記第１の遅延プロファイル（４２；４７）から実質的に除去することによって、上記手段（ｃ）が用いる第２の遅延プロファイル（５１）を得る手段を含み、
    上記第２の遅延プロファイル（５１）において、上記手段（ｂ１）によって除去された各パス成分（ａ；ｂ）について、上記メインピーク（１１；２１）、または、上記メインピークの一部であって、そのメインピークの最大値を有する部分を補完することによって、補完された第２の遅延プロファイル（５３）を得る手段を更に備えており、
    上記手段（ｃ）は、上記補完された第２の遅延プロファイル（５３）を用いて、レイクフィンガの遅延時間の設定を行う、装置。

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