JP4269186B2 - タイムスロットｃｄｍａシステムにおいて干渉パワーを測定する方法 - Google Patents

Description

本発明は移動通信技術分野に関連し、さらに具体的にはタイムスロットＣＤＭＡシステムにおいて干渉信号パワーを測定する方法に関連する。

３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ＴＤＤ（時間分割複信）システムにおいて、受信者はチャンネル推定コード（ｍｉｄａｂｌｅコード）を利用し、チャンネル推定ウィンドウからのチャンネル推定コードに応答し、ＩＳＣＰ（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ）を測定する。チャンネル推定ウィンドウからの応答結果は、信号応答成分を有するタップと、信号応答成分を有さないタップを含み、ここで、信号応答成分を有さないタップは干渉への応答を表し、干渉応答タップと呼ばれる。干渉信号パワー（または干渉信号コードパワーと呼ばれる）は、測定およびこれらの干渉応答タップの統計量を通して得られる。

実際の適用においては、次の２つの方法のいずれかが用いられ、干渉応答およびＩＳＣＰが得られることが多い。

第１の方法は、アイドルチャンネル推定ウィンドウを用いることによって、干渉パワーを測定するのに使用される。チャンネル推定の間、基本的なｍｉｄａｂｌｅコードをシフトすることで得られるそれぞれのチャンネル推定コードはそれぞれのチャンネル推定ウィンドウに対応する。チャンネル推定ウィンドウＰの総長は一定（たとえば、Ｐ＝１２８）のままである。タイムスロットにおいて、１つ以上のチャンネル推定コードが信号を送信するために用いられない場合、チャンネル推定コードに対応するチャンネル推定ウィンドウはアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウと呼ばれる。元のチャンネル応答結果において、アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウは干渉信号の応答に対応する。干渉パワーσ^２ _ｎは、アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウからのこれらの応答を用いて測定され得る：

ここで、Ｗはチャンネル推定ウィンドウの長さを表す。最初に、ウィンドウｋ_ｍの総パワー（Ｗ個のタップのパワーの合計）がチャンネル推定結果

を用いて計算され、次に、すべてのアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウの総パワー（すべてのアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウの総パワーの合計）が得られ（ここで、ｋ_ｍは特定のアイドル状態のウィンドウ（すべてのｋ_ｍは用いられない）を表す）、次に、すべてのアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウ、つまり干渉パワーからのすべてのタップの平均が、結果値とＰを掛けて、ＤとＷとすべてのアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウの数（すべてのｋ_ｍのナンバーは用いられない）で割ることによって得られる。ここで、Ｄはノイズ低下係数であって１より大きく、基本的なｍｉｄａｂｌｅコード（複素数列

）に対応し、次の式を用いて得られ得る：

式（１）および（２）に表される方法を用いて干渉パワー推定を行うことは、パフォーマンスにおいてある利点を有するが、前提として、アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウが必要とされ、アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウの位置が利用可能でなければならない。アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウは存在することが多いが、アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウの位置を得る際にいくつか難点がある。

アップリンクに関しては、チャンネル推定ウィンドウが基地局によって割り当てられるので、この基地局はアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウの位置を知っている。それゆえ、上記の方法は、アップリンクの干渉パワーの推定において利点がある。

しかしながら、ダウンリンクに関しては、ユーザー端末は推定ウィンドウの位置を次の３つの方法のいずれかにおいて得ることができる。
１）それぞれのタイムスロットにおいて特定のチャネル推定ウィンドウを定義し、アイドル状態において永久に維持するかまたは一定のフレームサイクルの位置で維持する。
２）基地局放送または信号伝達によってアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウ情報をユーザー端末に送る。
３）アクティブタイムスロットに関しては、特定のフレームにおけるアイドル状態においてユーザーのチャンネル推定ウィンドウを維持する。

ダウンリンクのアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウ情報を得る上記の方法は、システム資源の浪費、実行の複雑さ、実時間パフォーマンスを引き起こす。現在の状況から見て、既存の移動通信基準がユーザー端末を支援してアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウ情報を得ることは不可能である。ゆえに、ユーザー端末適用のために、アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウ方法を用いて、干渉パワーの測定を行うことは不可能である。

第２の方法はＳＮ比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）閾値に対するポストプロセッシングによって干渉パワーの測定を行うために用いられる。ＳＮ比閾値に対するチャンネル応答推定結果を処理することで、干渉応答からの信号応答を分離し得る。詳細には、ＳＮ比閾値に対するポストプロセッシングは次を含む：元のチャンネル推定結果におけるそれぞれのタップのＳＮ比が特定の閾値より大きいか否かを決定する；特定の閾値より大きい場合、タップにおけるチャンネル推定値は信号応答とみなされる；特定の閾値より小さな場合、タップにおけるチャンネル推定値は干渉応答とみなされる。特定のＳＮ比閾値がε_ＣＨＥで、干渉パワーの基準閾値がσ^２ _ｎと仮定すると、対応するパワー閾値は：
Γ_ＣＨＥ＝σ^２ _ｎε_ＣＨＥ／Ｐ （３）
ポストプロセッシングの後、干渉応答は：

上記の式は次のことを示す：チャネル応答は干渉パワー閾値より小さい場合には維持され；さもなければ廃棄される（つまり、ゼロ）。ポストプロセッシングの後の干渉応答のタップ数をＷ_ｎと仮定すると、干渉パワーσ^２ _ｎは次の式を用いて計算され得る：

ここで、Ｄは、対応する基本的なｍｉｄａｍｂｌｅコードのノイズ低下係数であって、式（２）を用いて計算される。

この方法を用いて干渉パワー推定を行うことはパフォーマンスにおいて利点があるが、前提として、干渉パワーの基準閾値、つまり式（３）におけるσ^２ _ｎが利用可能でなければならない。しかし、式（５）において解決されているのは、干渉パワーσ^２ _ｎだけである。推測値（ｐｒｉｏｒｉ ｖａｌｕｅ）が利用可能でない場合または推測値のエラーが高い場合、この方法を用いて干渉パワーの推定を行うことは意味がない。それゆえ、アイドル状態のチャンネル推定ウィンドウ方法と協働でアイドル状態のチャンネル推定ウィンドウのない状況で用いられない場合、干渉パワーの実際の測定において、この方法は別々に用いられ得ない。

総括すると、３ＧＰＰ ＴＤＤシステムにおいては、既存のＩＳＣＰ測定方法はダウンリンク端末適用において必要条件を満たし得ない。しかしながら、通常のシステム動作に大しては、アクティブタイムスロットおよびダウンリンクにおける非アクティブタイムスロットにおいてユーザー端末はＩＳＣＰを測定し得る必要がある。それゆえ、ダウンリンクにおけるユーザー端末のＩＳＣＰを測定するための効果的な方法が必要とされる。

本発明の目的は、タイムスロットＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｓｅｓｓｓ）システムにおいて干渉パワーを測定する方法を提供して、ユーザー端末が、干渉信号コードパワーの測定を達成することを可能にすることであり、ダウンリンク中のアクティブタイムスロットおよび非アクティブタイムスロットにおける干渉信号コードパワーの測定を含む。

本発明の目的は、次の技術的解決により得られ、それは、
Ａ．チャネル推定コードを有する受信信号のチャネル推定を達成して、元のチャネル応答推定結果

を得ることであって、該Ｐは、該チャネルの推定ウィンドウの全長であることを含むタイムスロットＣＤＭＡシステムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、
Ｂ．タップ数Ｗ_１の閾値を規定して、該干渉パワーのおおよその推定結果としてのタップ数Ｗ_１の閾値にしたがって、該元のチャネル応答推定結果

から、より低いパワーを有するＷ_１個のタップに対応するチャネル応答推定結果を選択することと、
Ｃ．該干渉パワーの該おおよその推定結果および規定のＳＮ比の閾値を使用することによって、ＳＮ比の閾値のポストプロセッシング法を用いた元のチャネル応答推定結果に基づいて閾値処理を達成して、該干渉パワーの正確な測定結果を得ることと
をさらに含む、タイムスロットＣＤＭＡシステムにおいて干渉パワーを測定する方法である。

本発明により干渉パワーを測定する方法は、主に以下の２つのステップを含む：それは、干渉パワーのおおよその推定を達成することと、ついで、干渉パワーのおおよその推定結果により干渉パワーの正確な推定結果を得ることである。おおよその推定は、タップ数の規定の閾値に従うタップの選択によって達成され、正確な推定がＳＮ比の閾値と得られたおおよその干渉パワーの推定結果による処理により達成されるので、アイドル状態のチャネル推定ウィンドウの位置を知ること、または干渉パワーの基準閾値の優先値に依存することは必要なくして、処理の２つのステップにより干渉パワーの正確な測定値を得る。

さらに、干渉パワーの正確な測定では、本発明は、干渉パワーのおおよその推定予測可能な誤差の補償し（例えば、補償パワーの閾値は、規定のＳＮ比の閾値により得られる）、干渉信号の応答を得るためにパワーの閾値を使用することによって、元のチャネル推定結果に基づいて閾値処理を達成し、ついで干渉信号の応答によりＩＳＣＰを推定する。

本発明による方法は、タイムスロットＣＤＭＡ移動通信システムにおける干渉パワーの測定のために使用され得る。この方法を用いて、タイムスロットＣＤＭＡ移動通信システムにおけるダウンリンク中のＩＳＣＰが確実に測定され得、アイドル状態のチャネル推定ウィンドウの位置を知るか、または干渉パワーの基準の閾値の優先値に依存する必要がない。それゆえ、本発明による方法は、タイムスロットＣＤＭＡシステムにおけるダウンリンク中の干渉パワーの測定に特に適用可能である。もちろん、本方法の性質からして、タイムスロットＣＤＭＡシステムにおけるアップリンク中の干渉パワーの測定にも適用可能である。

添付の図面を参照して、以下に本発明を詳細に説明する。

タイムスロットＣＤＭＡ移動通信システム（特にユーザ端末用途）における干渉パワーを測定する方法を提供する。一実施形態では、３ＧＰＰ ＴＤＤシステムにおけるユーザ端末における干渉パワーを測定する方法をさらに説明する。

図１に示されるように、本発明による干渉信号コードのパワーを測定する方法は、大まかな推定から正確な推定へと実行される。

工程１１では、チャネル推定コードを用いて、受信した信号に対してチャネル推定を実行し、現セルにおける全てのユーザのチャネル応答結果（換言すると、元のチャネル推定結果

）を得る。

工程１２では、タップ数Ｗ_１の所定の閾値に従って、元のチャネル推定結果

を処理し、干渉信号のパワーの大まかな推定の結果を得る。

具体的には、干渉応答のＷ_１個のタップを用いた干渉パワーの大まかな推定は以下のとおりである。タップ数Ｗ_１の所定の閾値に従って、元のチャネル推定結果

の全てからより小さなパワーを有するＷ_１個のタップを選択し（より小さなパワーを有するＷ_１個のタップは、最も小さなパワーを有するタップから始まり、小さい順に、二番目に小さなタップが選択され得、Ｗ_１個のタップが選択されるか、または別の順に選択され得る）、（６）式に示されるように、Ｗ_１個のタップに対応するチャネル推定結果

を、干渉信号パワーの大まかに推定した干渉応答結果

として保持し、残りのタップを捨てる。

ここで、タップ数Ｗ_１の閾値は、実際に利用可能な干渉応答のタップ数よりも小さくあるべきである。もしくは、タップ数Ｗ_１の閾値は、チャネル環境およびシステム構成に従ってあらかじめ決定され得る。タップ数Ｗ_１の閾値は、５０〜９０の範囲内であり得、この実施形態では、タップ数Ｗ_１の閾値は、８０である。

次に、（７）式に示されるように、干渉応答結果

を用いて、干渉パワーの大まかに推定された結果σ_ｎ１ ^２が得られる。

（７）式は（５）式と類似し、タップ数Ｗ_ｎがＷ_１に置き換わっており、σ_ｎ ^２がσ_ｎ１ ^２に置き換わっているという違いがある。３ＧＰＰ ＴＤＤシステムに対しては、チャネル推定コードのサイクル（総ウィンドウ長）Ｐは１２８である。

工程１３では、干渉パワーの大まかな推定値σ_ｎ１ ^２と所定のＳＮ比閾値ε_ＣＨＥとを用いることによって、ＳＮ比閾値ε_ＣＨＥに従って元のチャネル推定結果

を処理し、干渉パワーの正確な測定値を得る。ＳＮ比閾値を用いる方法はこの工程において用いられるので、ＳＮ比閾値ε_ＣＨＬは、あらかじめ決定されている必要があり、干渉パワーの基準閾値が提供される必要がある。前の工程における大まかに推定された干渉パワーは、通常、実際の干渉パワーよりも小さく、誤差が環境およびシステム動作状態とともに変化するという事実に起因して、起こり得る誤差に対する特定の補償をこの工程で行い、ＳＮ比閾値に従う処理から得られた結果が干渉パワーの主成分をカバーすることが確保される。本発明の一実施形態では、補償後の大まかに推定されたパワーσ_ｎ１ ^２から得られた結果の値は干渉パワーの基準閾値として取られ、所定のＳＮ比閾値ε_ＣＨＥに従って処理することによって、干渉パワーの正確に測定された結果が得られる。

工程１２において得られた結果がノイズ応答のタップを用いた干渉パワーの大まかな推定結果であるので、この結果中で生じ得る誤差に対する特定の補償が必要である。補償した後において、パワー閾値は、

であろう。

ここで、ＳＮ比閾値ε_ＣＨＥは、通常、３〜５の範囲内にあらかじめ定められており、この実施形態形態では、ε_ＣＨＥ＝４と定められている。βは、大まかに推定された干渉パワーが実際の値よりも小さくあり得るということを考慮して規定された補償係数であり、βは、通常、０．３０〜０．６の範囲内であり、この実施形態では、β＝０．４１と定められている。

干渉パワーの補償後の閾値Γ_ＣＨＥを用いたＳＮ比閾値に従って処理することによって得られた干渉応答

は、以下のとおりである。

（９）式は（４）式と類似し、ここで、干渉パワーの閾値Γ_ＣＨＥよりも小さいチャネル応答が保持され、別のチャネル応答は捨てられる（換言すると、ゼロにする）。二式の違いは、ＳＮ比閾値に従って処理した後において、干渉応答

に対応するタップ数がＷ_２であるということだけである。干渉パワーは、次式を用いて算出され得る。

（１０）式は（５）式と同じである。このようにして、２つの処理工程を介して、干渉パワーの正確に測定された値σ_ｎ ^２が得られる。

本発明による干渉パワーを測定する方法は、タイムスロットＣＤＭＡ移動通信システム、特にダウンリンクにおける受信装置の用途に適用可能である。それは、アイドル状態のチャネル推定ウィンドウの情報が利用可能でない場合において、タイムスロットＣＤＭＡ移動通信システムにおける干渉パワーを確実かつ正確に測定するために用いられ得る。

本発明の一実施形態による干渉信号コードのパワーを測定する方法のフロー図である。

Claims (8)

1. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、
   該方法は、
   Ａ．チャネル推定符号を有する受信信号のチャネル推定を実行して、元のチャネル応答推定結果
   

   

   を得ることを含み、Ｐが該チャネルの推定ウィンドウの全長であり、
   該方法は、
   Ｂ．タップ数Ｗ_１の閾値を規定して、タップ数Ｗ_１の閾値にしたがって、該元のチャネル応答推定結果
   

   

   から、より低いパワーを有するＷ_１個のタップに対応するチャネル応答推定結果を選択し、該選択したチャネル応答推定結果に基づいて該干渉パワーのおおよその推定結果を算出することと、
   Ｃ．該干渉パワーの該おおよその推定結果および規定のＳＮ比の閾値を使用することによって、ＳＮ比の閾値のポストプロセッシング法を用いて該元のチャネル応答推定結果に対して閾値処理を実行して、該干渉パワーの正確な測定結果を得ることと
   をさらに含む、方法。
2. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、前記タップ数Ｗ_１の閾値が、利用可能な実際の干渉応答のタップ数より小さい、請求項１に記載の方法。
3. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、前記タップ数Ｗ_１の閾値が、５０から９０の範囲内にある、請求項２に記載の方法。
4. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、前記タップ数Ｗ_１の閾値が８０である、請求項３に記載の方法。
5. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、
   請求項１に記載の方法におけるＢ．において、前記干渉パワーのおおよその推定結果σ^２ _ｎ１が、式
   

   

   から得られ、
   

   

   がＷ_１個のタップの前記チャネル応答推定結果であり、Ｄが対応するチャネル推定符号のノイズ低下因子である、請求項１に記載の方法。
6. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、
   ＳＮ比の閾値のポストプロセッシング法を用いて前記元のチャネル応答推定結果に対して閾値処理を実行する請求項１に記載の方法におけるＣ．が、
   Ｃ１．規定のＳＮ比の閾値ε_ＣＨＥ、補償値β、および前記干渉パワーのおおよその推定結果σ^２ _ｎ１による式
   

   

   から前記干渉パワーの補償閾値Γ_ＣＨＥを得ることと、
   Ｃ２．該元のチャネル応答推定結果から、該ＳＮ比の閾値のポストプロセッシングの干渉応答結果
   

   

   として、該干渉パワーの閾値Γ_ＣＨＥより小さいパワーを有するＷ_２個のタップに対応するチャネル応答推定結果を選択することと、
   Ｃ３．式
   

   

   から該干渉パワーの正確な測定値σ _ｎ ^２ を得ることであって、Ｄは該対応するチャネル推定符号のノイズ低下因子であることと
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、
   前記規定のＳＮ比の閾値ε_ＣＨＥが３から５の範囲内にあり、前記補償値βが、該干渉パワーのおおよその低い推定結果に対して提供され、該補償値βが０．３０から０．６０の範囲内にある、請求項６に記載の方法。
8. タイムスロット符号分割多重接続システムにおいて干渉パワーを測定する方法であって、
   前記規定のＳＮ比の閾値ε_ＣＨＥが４であり、前記補償値βが０．４１である、請求項７に記載の方法。

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