JP4789077B2

JP4789077B2 - 信号品質パラメータの決定方法

Info

Publication number: JP4789077B2
Application number: JP2007539393A
Authority: JP
Inventors: ポール・イサック; シンファ・ワン
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-02-21
Also published as: CN101138170A; CN101138170B; JP2008530826A

Description

本発明は、無線通信ネットワークにおける受信信号の品質の計測に関し、特に、無線通信ネットワークにおける希望信号対干渉波電力比（ＳＩＲ：signal
to interference ratio）を決定する方法に関する。

受信信号の品質あるいは強度は、無線通信ネットワークにおけるモバイル端末のシステム性能にとって重要である。特に、信号品質または強さの正確な計測は、ネットワークからモバイル端末へ送信された信号の電力を制御するために閉ループ電力制御（あるいは内ループ電力制御として知られている）を実施する、広帯域符号分割多重接合（ＷＣＤＭＡ）システムのようなシステムにおいて重要である。

本明細書の好ましい実施の形態の説明において、希望波受信電力（ＲＳＣＰ）及び干渉波電力（ＩＳＣＰ）の語は、受信シンボル（符号）から計算されたＲＳＣＰとＩＳＣＰの値を示すために使用される。

図１は、モバイル端末１２と通信中の基地局１０を示している。この例において、基地局１０は、モバイル端末１２のダウンリンク方向に信号１４を送信している。ダウンリンク物理チャネルは、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）及びダウンリンクＤＣＨ転送用物理チャネル（ＤＬＤＰＣＨ）を含んでいる。基地局１０とモバイル端末１２間における無線リンク１４の信号対混信比（ＳＩＲ）は、ＩＳＣＰによるＲＳＣＰによる除算として計算することが可能である。しかしながら、大部分のシステムにおいては、ＩＳＣＰ計測は一般的に非常に大きな変動を有している。このことは、不十分な電源制御能力に起因する可能性がある。この変動の最大の原因は、一般的に各計算に利用される少数のシンボルに起因するサンプリング誤差である。計測されたＩＳＣＰの変動のうち、正しく調整されるものは非常に少ない。

モバイル端末におけるＳＩＲを算出する場合、サンプリング誤差によって引き起こされたＩＳＣＰの変動を減少させ、かつそれによりＳＩＲ計測の精度を改善するため、通常、ＩＳＣＰは、例えば、無限インパルス応答（ＩＩＲ）、あるいは他のローパス・フィルタで平滑化される。この平滑化されたＩＳＣＰ（Ｓｍｏｏｔｈｅｄ＿ＩＳＣＰｔ）は以下のように計算される。

従って、信号対混信比（ＳＩＲ）は以下のように表すことができる。

ここで、λは、どれだけ平滑化が適用されるかを決める係数である。
これらの関連技術としては、例えば、特開２００６−０６７００２号公報（特許文献１）が存在する。
特開２００６−０６７００２号公報

しかしながら、計測されたＲＳＣＰとＩＳＣＰ間に共通変動の多くの成分が存在する場合、ある問題が発生する。この問題は、平滑化されたＩＳＣＰは実際のＩＳＣＰより遅延するが、ＲＳＣＰは即座に調節されるために発生し、それによって計測されたＳＩＲにオフセット（残留誤差）を引き起こす。従って、ＩＳＣＰを平滑化する利点と、ＳＩＲ計測にオフセットを引き込む欠点との間のトレードオフとなる。このトレードオフは、ＲＳＣＰとＩＳＣＰが速やかに変化する場合（例えば、高速のフェージング状態）や内部のループ電力制御の性能が不十分である可能性がある状況では、制御することが特に難しい。

本願発明の発明者は、ＲＳＣＰとＩＳＣＰ間における共通の変動の量を減らすことにより、これらの問題を解決することが可能であることを見出した。特に、本願発明の発明者は、あるシステムにおいて、計測されたＲＳＣＰとＩＳＣＰの共通の変動を調整し、あるいは取り除くために使用することができる基準値があることを見出した。この場合、ＳＩＲは以下のように計算することができる。

ここで、

また、

は、ＲＳＣＰとＩＳＣＰ間の共通変動の成分に対する基準値である。好ましくは、この基準値は、同じチャネルのＲＳＣＰあるいはＩＳＣＰから抽出されない。

本発明の目的は、ＲＳＣＰとＩＳＣＰ間における共通の変動の量を減らすことにより、ＳＩＲにオフセット（残留誤差）を引き起こすという問題を解決する信号品質パラメータの決定方法を提供することにある。

本発明の信号品質パラメータを決定する方法は、無線通信ネットワークにおいて動作する装置によって受信される複数の物理チャネルを含む信号の信号品質パラメータを決定する方法であって、複数の物理チャンネルの少なくとも１つでなされた計測に基づいて、少なくとも２つの信号パラメータを決定するステップと、信号パラメータに共通の変動を示すキャリブレーション・パラメータを決定するステップと、信号パラメータとキャリブレーション・パラメータの少なくとも１つに基づいて、信号品質パラメータを決定するステップとを含む。

好ましくは、キャリブレーション・パラメータは、信号パラメータが決定された複数の物理チャネルと異なるチャネルから決定される。

本発明の信号品質パラメータを決定する方法は、複数の物理チャネルの１つに基づいて、受信信号強度に関する値と、干渉波強度に関する値を計測するステップを含む。また、本発明の信号品質パラメータを決定する方法は、複数の物理チャネルの１つに基づいて受信信号強度に関する値を計測し、複数の物理チャネルの他の１つに基づいて干渉波強度に関する値を計測するステップを含む。

好ましくは、キャリブレーション・パラメータは、受信信号強度あるいは干渉波強度の何れかの計測に利用されない複数の物理チャネルのうちの１つのチャネルにおける信号強度又は干渉波強度の計測に基づいて決定される。

また、本発明の信号品質パラメータを決定する方法は、広帯域ＣＤＭＡネットワークのダウンリンクの希望信号対干渉波電力比（ＳＩＲ）を決定するために利用される。信号品質パラメータを決定する方法は、さらに、ＤＣＨ転送用物理チャネル（ＤＰＣＨ）から干渉波電力（ＩＳＣＰ）を計測するステップと、ＤＣＨ転送用物理チャネルから希望波受信電力（ＲＳＣＰ）を計測するステップと、ダウンリンクの共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）における計測からキャリブレーション・パラメータを決定するステップとを含む。

好ましくは、キャリブレーション・パラメータが、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）から計測された希望波受信電力（ＲＳＣＰ）である。

本発明の信号品質パラメータの決定方法は、ＲＳＣＰとＩＳＣＰ間における共通の変動の量を減らすことにより、ＳＩＲにオフセット（残留誤差）を引き起こすという問題を解決する。

図２は、無線通信ネットワークで動作する装置において実行される、受信信号の品質パラメータを決定する方法１００を説明するフローチャートを示している。受信信号は、参照符号１０２、１０４及び１０６がそれぞれ付された物理チャネルＡ、Ｂ及びＸを有する複数の物理チャネルを含む。

本実施の形態による方法１００は、ステップ１０８において、受信されるダウンリンク物理チャネルから少なくとも２つの信号パラメータを計測する処理から開始する。この実施の形態において、信号パラメータは、全て同一の物理チャネル（例えば、物理チャネルＡ１０２）上で計測することが可能である。あるいは、それらの信号パラメータは複数の物理チャネルを介して計測することも可能である。例えば、あるパラメータは、チャンネルＡ１０２（共通パイロットチャネル（図１のＣＰＩＣＨ）のようなチャネル）上で計測することが可能である。また、あるパラメータは、チャンネルＢ１０４（ダウンリンクＤＣＨ転送用物理チャネル（図１のＤＬＤＰＣＨ）のようなチャネル）上で計測することが可能である。

ステップ１１０において、キャリブレーション・パラメータもまた物理チャネルの計測から確定される。キャリブレーション・パラメータを取得する物理チャネルは、可能であれば、ステップ１０８において信号パラメータを計測する物理チャネルのうちの１つではないことが好ましい。例えば、本実施の形態おいては、キャリブレーション・パラメータは物理チャネルＸに基づいて決定される。

信号パラメータの計測が全て物理チャネルＡ上でなされる場合、物理チャネルＢに基づいてキャリブレーション・パラメータを決定することが可能である。代わりに、信号パラメータの計測が物理チャネルＡ及びＢ上でなされる場合、全く異なる物理チャネル（つまり、チャンネルＸ）に基づいてキャリブレーション・パラメータが決定されることが望ましい。好ましい実施例では、物理チャネル上で計測されたキャリブレーション・パラメータが、信号パラメータ計測がなされた物理チャネルと共通の変動成分を共有するだろう。

次に、ステップ１１２において、信号品質パラメータが、ステップ１０８で計測された信号パラメータ及びステップ１１０で決定されたキャリブレーション・パラメータのそれぞれ基づいて計算される。

ここで、本発明の実施の形態の詳細について、図３を参照して説明する。

図３は、図１に示すように、３Ｇ広帯域符号分割多重接合（Ｗ−ＣＤＭＡ）ネットワーク上のモバイル端末によって受信されたダウンリンク信号に基づいて信号対混信比（ＳＩＲ）を計算するために使用される方法を示している。

この実施の形態において、ＳＩＲは、ＤＣＨ転送用物理チャネル（ＤＰＣＨ）のパイロットシンボルについてなされた受信電力の計測に基づいて決定される。この方法２００は、ステップ２０４における、受信ＤＰＣＨ信号２０２からのＤＰＣＨパイロットシンボルの受信と復号化から開始する。希望波受信電力（ＲＳＣＰ）は、ステップ２０６で、受信したシンボル（符号）の平均を２乗した大きさとして、算出される。また、ステップ２０８において、干渉波電力（ＩＳＣＰ）が、受信したシンボルの変動として算出される。

ＩＳＣＰがＤＰＣＨパイロットシンボルから計算されるので、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）はキャリブレーション・パラメータを生成するために用いられる。これは、図３において参照数字２１０によって示される。ＣＰＩＣＨパイロットシンボルは、ステップ２１２において復号化され、ステップ２１４でＣＰＩＣＨＲＳＣＰ（受信電力）を計算するために使用される。ＣＰＩＣＨＲＳＣＰは、ＤＰＣＨＲＳＣＰとＤＰＣＨＩＳＣＰ間の共通の変動成分の基準値として使用される。

ＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰは、ステップ２１６とステップ２１８においてそれぞれキャリブレーションされる。キャリブレーションは、共通の変動の大部分を取り除くために、ＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰの両方をＣＰＩＣＨＲＳＣＰで除算することにより実行される。

その後、ステップ２２０において、ＤＰＣＨＩＳＣＰの平滑化が、以下の式を用いて処理される。

ここでＣ_ｔはＣＰＩＣＨＲＳＣＰである。

最後に、ステップ２２２において、上述したように次の式を使用して、ダウンリンク信号のためのＳＩＲを算出する。

各アンテナ・フィンガー毎にＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰが別々に計算される他の実施の形態では、ＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰを、フィンガーを結合する前にＣＰＩＣＨＲＳＣＰで割り、結果として得られたＲＳＣＰ及びＩＳＣＰの値を後の段階でフィンガーにわたって結合することが可能である。一方、ＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰの値が各無線リンク毎に別々に計算される場合には、ＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰを結合前にＣＰＩＣＨＲＳＣＰで割り、結果として得られたＲＳＣＰ及びＩＳＣＰの値を後の段階で各無線リンクにわたって結合することが可能である。また、アクティブ状態のセット（active set）における無線リンクを全て結合した後に、ＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰをＣＰＩＣＨＲＳＣＰで割ることも可能である。

逆拡散ＤＰＣＨパイロットシンボルに均等化処理手順（equalisation process）におけるＣＰＩＣＨチャンネル評価の大きさをかけるような実施の形態では、ＲＳＣＰとＩＳＣＰのこの余分な成分については、上述した実施の形態におけるＣＰＩＣＨＲＳＣＰを単純に使用する場合と全く反対に、キャリブレーション・パラメータとして２乗されたＣＰＩＣＨＲＳＣＰを使用して取り除くことが可能である。均等化処理手順がＤＰＣＨパイロットシンボルの大きさを変更せず、単に位相補正を適用する場合には、ＣＰＩＣＨＲＳＣＰはキャリブレーション・パラメータとして使用される。ＣＰＩＣＨＲＳＣＰは、ＲＳＣＰとＩＳＣＰが均等化されていないＤＰＣＨシンボルから計算される場合に、キャリブレーション・パラメータとして使用することが可能である。

ＤＰＣＨＲＳＣＰとＤＰＣＨＩＳＣＰ間の共通の変動成分ための基準値としてＣＰＩＣＨＲＳＣＰを使用することは、特に有効であることが分かる。

ＤＰＣＨＩＳＣＰの多くの成分は、一般的に他のチャンネルとアクティブ状態のセットのパスからの干渉である。従って、フェード中にＣＰＩＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＲＳＣＰが減少する場合、ＤＰＣＨＩＳＣＰが同様に減少すると予想される。しかしながら、ＤＰＣＨＩＳＣＰの多くの成分が別の雑音ならば、ＤＰＣＨＩＳＣＰはそれほどは減少しない。ＣＰＩＣＨＲＳＣＰおよびＤＰＣＨＲＳＣＰの減少における予期されるこの相関関係は、実際の干渉結果を相殺しないと共に、ＣＰＩＣＨＲＳＣＰを、ＤＰＣＨＲＳＣＰとＤＰＣＨＩＳＣＰ間の共通の変動成分を除去するために十分に適合させる。

自動利得制御（ＡＧＣ）は、受信シンボルから計算されるＤＰＣＨＲＳＣＰ、ＤＰＣＨＩＳＣＰおよびＣＰＩＣＨＲＳＣＰ値に影響を与える。ＡＧＣレベルにおける変更は、これらの３つの値の各々に対して比例した変動を引き起こす可能性がある。ＡＧＣによってフェージング状態におけるＤＰＣＨおよびＣＰＩＣＨチャンネル電力の変動を補正することができれば、ＲＳＣＰとＩＳＣＰにおける変動のその原因の多くが取り除かれる。しかしながら、高速のフェージング状態では、ＡＧＣが、全ての受信信号レベルの変動を追跡することができない可能性がある。受信信号強度指標（ＲＳＳＩ）の重要な成分がアクティブ状態のセットにおけるセルによるものでなければ、ＡＧＣはＣＰＩＣＨＲＳＣＰ、ＤＰＣＨＲＳＣＰ及びＤＰＣＨＩＳＣＰの全ての変動を補正しないであろうし、共通の変動成分は大きくなる。

また、フィンガーと無線リンクの追加と削除は、フィンガーと無線リンクを介して結合されたシンボルから計算された、ＤＰＣＨＲＳＣＰ、ＤＰＣＨＩＳＣＰおよびＣＰＩＣＨＲＳＣＰ値に対して突然の類似する変動を引き起こす場合がある。したがって、ＤＰＣＨＲＳＣＰおよびＤＰＣＨＩＳＣＰについての変動は、ＣＰＩＣＨＲＳＣＰを、ＤＰＣＨＲＳＣＰとＤＰＣＨＩＳＣＰの間の変動の共通成分の除去に役立つ好ましいキャリブレーション・パラメータとするＣＰＩＣＨＲＳＣＰに共通となる。

他の実施の形態においては、ＩＳＣＰはＣＰＩＣＨシンボルから計算することが可能である。この場合、ＤＰＣＨＲＳＣＰとＣＰＩＣＨＩＳＣＰとの間の共通する変動にとって、別のキャリブレーション・パラメータが、上述した実施の形態で述べたＣＰＩＣＨＲＳＣＰより適切である可能性がある。

上述した実施の形態による方法の実施は、平滑化されたＩＳＣＰの遅延と対応するＳＩＲ計測誤差の減少をもたらす可能性がある。その結果、ＩＳＣＰの平滑化は、平滑化されたＩＳＣＰに多くの付加的な遅延を取り込むことなく、サンプリング誤差をさらに減じるために増加させることができる。

以上好ましい実施の形態と実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施の形態及び実施例に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。

この出願は、２００５年２月２１日に出願されたオーストラリア特許出願２００５９００７９２号及び２００６年２月１６日に出願されたオーストラリア特許出願２００６２００６５１号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明の典型的な実施の形態は、添付図面に関連した例として説明される。
モバイル端末に対してダウンリンク方向に信号を送信する基地局の概略を説明するための図である。本発明の実施の形態よる方法の処理手順を説明するフローチャートである。図２の処理手順の詳細な内容を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０：基地局
１２：モバイル端末
１０２、１０４、１０６：物理チャネル
２０２：受信ＤＰＣＨ信号
２１０：共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）

Claims

無線通信ネットワークにおいて動作する装置によって受信される複数の物理チャネルを含む信号の信号品質パラメータを決定する方法であって、
前記複数の物理チャンネルの少なくとも１つでなされた計測に基づいて、２つの信号パラメータを決定するステップと、
前記信号パラメータに共通の変動を示すキャリブレーション・パラメータを決定するステップと、
前記２つの信号パラメータと前記キャリブレーション・パラメータに基づいて、信号品質パラメータを決定するステップとを含み、
前記２つの信号パラメータは、干渉波電力（ＩＳＣＰ）と、希望波受信電力（ＲＳＣＰ）であり、
前記キャリブレーション・パラメータは、前記２つの信号パラメータが決定された前記複数の物理チャネルと異なるチャネルから決定された希望波受信電力（ＲＳＣＰ）であり、
前記信号品質パラメータを決定するステップで、
共通の変動の大部分を取り除くために、希望波受信電力（ＲＳＣＰ）と干渉波電力（ＩＳＣＰ）の両方をキャリブレーション・パラメータで除算し、
干渉波電力（ＩＳＣＰ）を平滑化し、
次式を用いて、信号品質パラメータを算出し、

（ＳＩＲ）は信号品質パラメータを示し、
Ｓｍｏｏｔｈｅｄ_ＩＳＣＰ _t は平滑化された干渉波電力（ＩＳＣＰ）を示し、
Ｃ _t はキャリブレーション・パラメータを示す
ことを特徴とする信号品質パラメータの決定方法。
前記複数の物理チャネルの１つに基づいて、希望波受信電力（ＲＳＣＰ）と干渉波電力（ＩＳＣＰ）を計測するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の信号品質パラメータの決定方法。
前記複数の物理チャネルの１つに基づいて希望波受信電力（ＲＳＣＰ）を計測し、前記複数の物理チャネルの他の１つに基づいて干渉波電力（ＩＳＣＰ）を計測するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の信号品質パラメータの決定方法。
前記キャリブレーション・パラメータは、希望波受信電力（ＲＳＣＰ）あるいは干渉波電力（ＩＳＣＰ）の何れかの計測に利用されない前記複数の物理チャネルのうちの１つのチャネルにおける希望波受信電力（ＲＳＣＰ）の計測に基づいて決定されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の信号品質パラメータの決定方法。
広帯域ＣＤＭＡネットワークのダウンリンクの希望信号対干渉波電力比（ＳＩＲ）を決定するために利用されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の信号品質パラメータの決定方法。
ＤＣＨ転送用物理チャネル（ＤＰＣＨ）から干渉波電力（ＩＳＣＰ）を計測するステップと、
前記ＤＣＨ転送用物理チャネルから希望波受信電力（ＲＳＣＰ）を計測するステップと、
ダウンリンクの共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）における計測から前記キャリブレーション・パラメータを決定するステップと
を含むことを特徴とする請求項４に記載の信号品質パラメータの決定方法。
前記キャリブレーション・パラメータが、前記共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）から計測された希望波受信電力（ＲＳＣＰ）であることを特徴とする請求項６に記載の信号品質パラメータの決定方法。
無線通信ネットワークからの複数の物理チャンネルを含む信号を受信するよう構成されたモバイル端末であって、
請求項１から請求項７の何れかに記載の方法を用いることにより、受信信号のための信号品質パラメータを決定するよう構成されることを特徴とするモバイル端末。