JP4852724B2 - 信号対干渉＋雑音比推定器および方法、この推定器を有する移動体端末 - Google Patents

Description

本発明は、信号対干渉＋雑音比推定に関する。

信号対干渉＋雑音比（ＳＩＮＲ）は、通信リンクの質の重要な測定基準である。ＳＩＮＲ推定は、特に、リソースがユーザ間で動的に共有されるワイヤレスデータシステムにとって重要である。ＳＩＮＲ推定のいくつかの利用分野は、ａ）レシーバがＳＩＮＲを推定し、これを対象と比較し、トランスミッタに、その送信電力を増加／減少させるように命令する、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）システムにおける電力制御、およびｂ）ユーザに割り当てられた情報ビットレートを、そのリンクの質およびシステム負荷に基づいて動的に変化させることが可能なレート適合、である。このような適合は、音声システムにおいては、使用に制限があるのに対し、ワイヤレスデータシステムにとっては、非常に有用である。その結果、不正確なＳＩＮＲ推定は、性能およびリソースの活用を著しく低下させ得る。

典型的には、第ｋのタイムスロットにおける、第ｊの復調送信パイロットシンボルに対応する受信信号は、次のように定義される。

ここで、μ_ｋは、受信した信号振幅（送信振幅およびチャンネル利得の積）を表し、Ｅ_ｋｊは、雑音＋干渉を表す確率変数であり、ａ_ｋｊは、復調パイロットシンボル値を表し、Ｎ_Ｐは、タイムスロット間に受信したパイロットシンボルの数である。パイロットシンボル値は、（ＢＰＳＫ―Binary Phase Shift Keyingにおいては）＋１または−１とすることができ、一方、復調パイロットシンボル値は、常に＋１であると仮定される（どのような一般性も失わない）。また、雑音＋干渉を特徴付ける分布は、ゼロ平均および分散σ^２を有するガウスである、と仮定される。第ｋのタイムスロットにおけるＳＩＮＲは、次いで、

と定義され、推定されるべきパラメータである。

発明の概要

よって、本発明の目的は、より高精度のＳＩＮＲ推定器を提供することである。

−ローパスフィルタは、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタである。
−コントローラは、ワイヤレス電気通信システムのワイヤレス送信器から、パイロットシンボルの数Ｎ_Ｐを受信することが可能である。

上述の方法の実施形態は、ワイヤレス電気通信システムのワイヤレス送信器から、パイロットシンボルの数Ｎ_Ｐを受信するステップを備えてもよい。

発明を実施するための形態

本発明のこれらおよび他の態様は、以下の説明、図面および特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

記述される推定器の説明および理解を簡素化するために、以下の実施形態の説明では、以下のことを仮定している。
−以下の開示および関連する分析は、他の通信方式（signaling scheme）にも拡張可能であるが、ここでは、バイナリ位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying）変調だけが考慮されている。
−雑音および干渉は、加算ホワイトガウス雑音（ＡＷＧＮ：Additive White Gaussian Noise）と共にモデル化されるが、これは、以下の開示から明らかとなるように、以下の推定方法の適用を制限するべきものではない。
−送信は、固定された持続時間のタイムスロットに構成されており、各タイムスロットは、既知のパイロットシンボルおよびデータシンボルを含む。
−チャンネル減衰および位相シフトは、タイムスロット全体で固定されていると仮定し、確率変数としてというよりも、既知の定数として扱われる（フェージング仮定（fading assumption）はない）。

図１は、ワイヤレス通信システム２の一部を示している。例えば、システム２は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）システムまたはＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）システムである。例示を目的として、システム２は、ＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）であると仮定する。

以下の説明において、当業者に周知の機能または構成は、詳細には述べないものとする。

システム２は、基地局４（ノードＢとしても知られる）と、携帯電話などの移動体端末６と、を有する。

基地局４は、無線信号１０を送信するワイヤレス送信器８を有する。

端末６は、無線信号１０を受信して、これをベースバンド信号に変換する、アンテナ１４に接続された無線周波数レシーバ１２を有する。

端末６は、また、レシーバ１２に接続され、ベースバンド信号を処理するベースバンドプロセッサ１６を有する。

ＳＩＮＲ推定器１８は、例えば、ベースバンドプロセッサ１６の一部として実現される。

例えば、無線信号１０は、１０ｍｓのフレームに分割され、各フレームは、１５個のタイムスロットに分割され、各タイムスロットは、１０／１５ｍｓの持続時間を有する。このようなタイムスロットは、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）またはＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）規格で定義されている。各タイムスロット中に、Ｎ_Ｐ個のパイロットシンボルが送信される。Ｎ_Ｐは、送信条件に従って変化し得る。例えば、Ｎ_Ｐは、｛２；４；８；１６；３２｝の数の群から選択される。

パイロットシンボルは、所定のシンボルであり、その値は、受信される前から端末６に知られている。より正確には、端末６は、各パイロットシンボルの期待値を、このパイロットシンボルを受信する前に知っている。

図２は、推定器１８を、より詳細に示している。

推定器１８は、復調パイロットシンボルを受信する入力３０を有する。例えば、各復調パイロットシンボルは、乗算器３２によって計算され、乗算器３２は、パイロットシンボルの期待値を、このパイロットシンボルに対する受信値で乗算する。

例えば、平均化モジュール４４は、第ｋのタイムスロットの間に受信した全ての受信復調パイロットシンボルの振幅Ｙ_ｋｊを合計する加算器４８と、この合計を、数Ｎ_Ｐにより除算する除算器５０と、を含む。

計算器５２は、以下の関係に従って、復調パイロットシンボルのエネルギーを計算することが可能である。

下方分岐４２は、また、適合性ＩＩＲローパスフィルタ６６と、除算器６８とを有する。

フィルタ６６は、少なくとも１つの調整可能な係数と、調整可能な係数の値を調整する命令を受信する入力７０とを有する。

フィルタ６６の出力は、推定器１８の出力３８に接続されている。

フィルタ６６は、図３においてより詳細に説明される。

推定器１８は、また、フィルタ６６の調整可能係数の値を、数Ｎ_Ｐの値に従って調整することが可能な、電子コントローラ７８を有する。コントローラ７８は、入力７０に接続された出力を有する。

ここで、推定器１８の動作を、図４を参照して説明する。

最初に、初期化フェーズ１００の間に、基地局４は、ステップ１０２において、数Ｎ_Ｐの値を端末６に送信する。例えば、この送信は、端末６と基地局４の間で通信リンクを確立する間に行われる。

ステップ１０４において、コントローラ７８は、数Ｎ_Ｐの値を受信し、関係（７）に従って、係数ｂの値を自動的に調整する。

フェーズ１０６の最初に、乗算器３２は、ステップ１０８において、受信したパイロットシンボルを復調し、復調パイロットシンボルＹ_ｋｊを、入力３０に出力する。

多くの追加の実施形態が、可能である。例えば、ローパスフィルタ６６を、適合型ＩＩＲフィルタではないが、コントローラ７８によって調整できる、少なくとも１つの調整可能な係数を有するローパスフィルタと置き換えてもよい。

本明細書および特許請求の範囲において、要素に先行する単語“１つの（aまたはan）”は、このような要素の複数の存在を除外しない。さらに、単語“備える（comprising）”は、列記されたもの以外の要素またはステップの存在を除外しない。

特許請求の範囲において、カッコ内に参照符号を含めることは、理解を助けることを意図しており、限定することを意図していない。

図１は、ワイヤレス通信システムの一部の概略図である。 図２は、図１のシステムで使用されるＳＩＮＲ推定器の概略図である。 図３は、図２の推定器で使用されるローパスフィルタの概略図である。 図４は、ＳＩＮＲを推定する方法のフローチャートである。

Claims (7)

1. 
2. 
3. 前記ローパスフィルタは、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタである、ことを特徴とする請求項１に記載の推定器。
4. 前記コントローラは、ワイヤレス電気通信システムのワイヤレス送信器から、パイロットシンボルの数Ｎ_Ｐを受信することが可能である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の推定器。
5. 信号処理で使用されるＳＩＮＲを推定する、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の推定器を備える移動体端末。
6. 
7. ワイヤレス電気通信システムのワイヤレス送信器から、パイロットシンボルの数Ｎ_Ｐを受信するステップを備える、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。

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