JP4903782B2 - Ｓｉｒの推定方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して無線受信機に関し、特に無線受信機内での信号品質メトリック、すなわち信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ：ｓｉｇｎａｌ‐ｔｏ‐ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ‐ｒａｔｉｏ）の推定に関する。

無線ネットワーク内の受信機は、受信データの処理、チャネル状態の推定、および／または現在のチャネル状態に関する制御信号の生成を行うために、典型的に１以上の信号品質メトリックを推定する。無線受信機にとって特に関連の深い信号品質メトリックの１つが、受信信号に関する信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ）である。従来の受信機は、典型的に受信信号のＳＩＲを算出し、例えば電力制御コマンドやチャネル品質指標（ＣＱＩ：ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を生成するために、算出されたＳＩＲを用いる。例えば、ダウンリンク通信チャネル上で基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）が伝送する電力を制御するために、移動局（ｍｏｂｉｌｅ ｓｔａｔｉｏｎ）が、推定されたＳＩＲに基づいて決定された電力制御コマンドを基地局に伝送してもよい。同様に、移動局が、推定されたＳＩＲに基づくチャネル品質指標（ＣＱＩ）を基地局に提供してもよい。基地局は、ＣＱＩをリンクアダプテーション（ｌｉｎｋ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）やレート制御（ｒａｔｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）に用いることがある。
チャネルフィードバックの精度は、ＳＩＲ推定の精度に依存する。また、ＳＩＲ推定の精度は、計算に費やすことができる時間、受信機のアーキテクチャの複雑さ、および／または存在するアーキテクチャの制約に依存する。

本発明は、信号品質メトリックの複数の推定値の生成に関する信号品質メトリックの推定方法と受信回路とから成り、それぞれの推定値は、受信機に関する異なる操作に用いられる。異なる推定値がそれぞれ異なる時間において利用可能なため、タイムインタバル内で早い時間に生成されたある推定値は、電力制御コマンドやＣＱＩなどのようなチャネルフィードバックを基地局に正確に提供するために用いられ、一方、遅い時間に生成された推定値は、受信信号を処理するために用いられる。

特に、本発明の一実施形態は、受信信号に対応するチャネル推定値に基づいて信号品質メトリックの第１推定値を決定する。第１推定値へのオフセットの適用によって、信号品質メトリックの第２推定値が生成される。この実施形態では、第１推定値は、ＲＡＫＥ受信機（ＲＡＫＥ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）のような第１の受信機に関する信号品質メトリックを表しており、一方、第２推定値は汎用ＲＡＫＥ受信機（Ｇ−ＲＡＫＥ ｒｅｃｅｉｖｅｒ：ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ＲＡＫＥ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）のような第２の受信機に関する信号品質メトリックを表している。実施形態の一例によれば、第１推定値と第２推定値とは現在のタイムインタバルの期間において決定され、一方、第２推定値を生成するために用いられるオフセットは、先行のタイムインタバルの期間において減損相関（ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）から決定される信号品質メトリックの最終推定値から算出される。さらに、本発明は、現在のタイムインタバル内で受信された信号に対応する減損相関に基づいて、現在のタイムインタバルの期間において信号品質メトリックの新しい最終推定値を決定する。この新しい最終推定値に基づいて、受信機は後続のタイムインタバルに対するオフセットを生成する。その結果、受信信号に関連付けられたそれぞれのタイムインタバルの期間において、信号品質メトリック推定器が、先行のタイムインタバル内で決定されたオフセットを用いて第１推定値を変更して第２推定値を生成し、後続のタイムインタバルに対するオフセットを生成する。

本発明の別の実施形態の一例では、第１処理部が、現在のタイムインタバルの期間において、１以上の信号に基づいて信号品質メトリックの第１推定値を生成する。第２処理部が、先行のタイムインタバルの期間において生成されたフィルタを用いて第１推定値をフィルタリングすることによって、後続のタイムインタバルに対する信号品質メトリックの第２推定値を生成する。その後続けて、フィルタアダプタが、後続のタイムインタバルに対するフィルタを生成するために、第１推定値と第２推定値とに基づいてフィルタを適応する。

どちらの実施形態でも、減損相関から最終推定値が決定される前であれば、現在のタイムインタバル内のどの時点でも第２推定値が利用可能であるという理由と、第２推定値が最終推定値の近似を表しているという理由とから、第２推定値は、通常、最終推定処理に関する時間遅延を含むことなく、要求されたチャネルフィードバックを基地局に正確に提供するために用いられる。このように、最終推定値が受信信号の処理に用いられる一方、第２推定値はタイミングよくチャネルフィードバックを提供するために用いられる。

図１は、無線通信ネットワーク１０を例示している。本書でさらに議論されるように、無線通信ネットワーク１０は、スペクトル拡散無線通信ネットワーク（ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ）から構成されていてもよい。しかし、当業者であれば理解できるように、本発明は、他の種類の無線通信ネットワークにも適応させることができる。

ネットワーク１０は少なくとも１つの基地局１２と少なくとも１つの移動局２０とを含んでいる。移動局と基地局とは、本書の中では総称して無線通信デバイスと記載されている。本書で用いられているように、「移動局」という用語は、マルチラインディスプレイを有するあるいは有さないセルラー無線電話（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｒａｄｉｏｔｅｌｅｐｈｏｎｅ）を含んでいてもよい。「移動局」という用語は、データ処理とファクシミリとデータ通信能力とをセルラー無線電話と一体化させたＰＣＳ端末（ＰＣＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）を含んでいてもよい。「移動局」という用語は、無線電話、ポケットベル、インターネット／イントラネット接続、ウェブブラウザ、スケジュール管理（ｏｒｇａｎｉｚｅｒ）、カレンダ、および／またはＧＰＳ受信機（ＧＰＳ：ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）の機能を含むＰＤＡ（ＰＤＡ：ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄａｔａ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）を含んでいてもよい。「移動局」という用語は、従来のラップトップ受信機および／またはパルムトップ受信機あるいは無線トランシーバを含む他の電化製品を含んでいてもよい。移動局は「パーベイシブコンピューティング（ｐｅｒｖａｓｉｖｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」デバイスとも呼ばれることもある。

基地局１２は、１以上のシンボルを有する信号を１以上のダウンリンクチャネル上で移動局２０に伝送する。移動局２０は、伝送信号を直接受信してもよいし、あるいは（図示されていない）１以上の干渉オブジェクトからの干渉によって生じる遅延伝送信号（ｄｅｌａｙｅｄ ｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｓｉｇｎａｌｓ）を受信してもよい。移動局２０は、伝送情報を再構成するために受信信号を処理する。さらに、基地局１２は、移動局２０によって１以上のアップリンクチャネル上で伝送された信号を受信してもよい。これらのアップリンクチャネル信号は、トラフィック信号やチャネルフィードバック、すなわち電力制御コマンドやチャネル品質指標などから構成されてもよい。

図２は、移動局２０の例に関するさらに詳細な受信回路を示している。図２に示されたように、移動局２０内の受信回路は受信機２４と制御処理部３６とを含んでいる。受信機２４は、受信シンボルの推定値を生成するために受信信号を受信し処理する。受信機２４の例は、受信フロントエンド２６とベースバンド処理部３０とを含んでいる。受信フロントエンド２６は、受信信号に対応する一連のデジタル化されたベースバンド信号サンプルｒ（ｔ）を生成するために、典型的にフィルタ、ミキサ、および／またはアナログデジタルコンバータのようなコンバージョン回路を含んでいる。ベースバンド処理部３０は、ベースバンド信号ｒ（ｔ）を復調およびデコードし、元の伝送情報シーケンスの推定値を生成する。

ベースバンド処理部３０は、ＳＩＲ推定器４０のような従来の信号品質メトリック推定器を含んでおり、信号品質メトリック推定器は、受信信号に基づいてＳＩＲのような信号品質メトリックを推定する。前述から理解できるように、ベースバンド処理部は、受信信号を処理するためにＳＩＲ推定値を用いてもよい。さらに、ベースバンド処理部３０は、１以上のチャネルフィードバック処理部を用いて１以上の制御パラメータを生成するために、制御処理部３６にＳＩＲ推定値を提供してもよい。例えば、推定されたＳＩＲに基づいて電力制御コマンドおよび／またはＣＱＩ信号をそれぞれ生成するために、制御処理部３６が電力制御処理部３６ａとＣＱＩ処理部３６ｂとを含んでもよい。

前述で記載されたように、正確なＳＩＲ推定値は、無線通信において重要な役割を果たす。したがって、本発明の理解を容易にするために、以下にＲＡＫＥ受信機またはＧ−ＲＡＫＥ受信機のような従来の逆拡散（ｄｅｓｐｒｅａｄ）および結合タイプ受信機に関してＳＩＲを算出する従来の手順を簡潔に記載する。この種の受信機では、図３に示されるようにベースバンド処理部３０は、さらにＳＩＲ推定器４０に効果的に接続されたチャネル推定器３４と逆拡散ユニット３２とを含んでもよい。逆拡散ユニット３２は、受信信号を逆拡散し、以下の式（１）に従って逆拡散されたシンボルまたは値ｙのベクトルを生成する。

ここで、ｓは、受信シンボルを表す。ｈは、伝送及び受信フィルタを含む無線システムに関する合成チャネル（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｈａｎｎｅｌ）を表す。ｕは、熱雑音（ｔｈｅｒｍａｌ ｎｏｉｓｅ）とシンボル間干渉（ｉｎｔｅｒ−ｓｙｍｂｏｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）と多重アクセス干渉（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）とを含む干渉ベクトルを表している。

逆拡散されたシンボルｙに基づいて、チャネル推定器３４が、技術的に知られているあらゆる手段に従って、チャネル推定値ｃのベクトルを生成する。例えば、チャネル推定値ｃは、以下の式（２）に従って得られてもよい。

ここで、Ｋは、受信機２４によって処理されるパイロットシンボルの数を表している。ｂ（ｉ）は、ｉ番目のシンボル期間に関する既知のパイロットシンボルを表している。ｂ^＊（ｉ）は、ｂ(ｉ)の複素共役（ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）を表している。ｙ（ｉ）は、ｉ番目のシンボル期間に関する異なる遅延経路からの逆拡散されたシンボルまたは値のベクトルを表している。

チャネル推定値ｃに基づいて、ＳＩＲ推定器４０はあらゆる既知の方法に従って、結合重み係数（ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｅｉｇｈｔ）ｗを算出する。ＲＡＫＥ受信機に関しては、式（３）に示されるように、結合重み係数ｗは、単純にｃに等しい。

しかし、Ｇ−ＲＡＫＥ受信機に関しては、結合重み係数は式（４）に従って算出されうる。

ここで、ＲはＧ−ＲＡＫＥフィンガー（ｆｉｎｇｅｒ：フィンガーあるいは復調器）に関する減損共分散行列（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ ｍａｔｒｉｘ）を表している。減損共分散Ｒは、複数の受信フィンガーにおける減損の相関または２次統計量（ｓｅｃｏｎｄ ｏｒｄｅｒ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ）のようなノイズを含む干渉統計量ｕを表している。
当業者であれば、「共分散」がゼロ平均（ｚｅｒｏ ｍｅａｎ）を有する「相互相関（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）」の特別な場合であることが理解できるため、本書で用いられているように、「相関（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）」と「共分散（ｃｏｖａｒｉａｎｃｅ）」という用語は、２つの用語間の区別を明確にする特別な一節の文脈が無い限り、互いに交換可能であると理解されるべきである。

一度、結合重み係数ｗと減損共分散行列Ｒとが算出されると、従来のＳＩＲ推定器４０は、式（５）に従ってＳＩＲを算出することができる。

結合重み係数ｗと減損共分散行列Ｒとを用いてＳＩＲが算出されることによって、Ｇ−ＲＡＫＥ受信機は、算出されたＳＩＲによって干渉抑制要素（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）を提供する。

式（５）に示されたように、現在のタイムスロットあるいはタイムインタバル内でＧ−ＲＡＫＥ受信機によって提供される干渉抑制要素を利用するためには、ＳＩＲが算出されうる前に結合重み係数ｗと減損共分散行列Ｒが算出される必要がある。しかし、結合重み係数ｗおよび／または減損共分散は、ＳＩＲが推定されるときに利用可能でない可能性がある。このように、一般的に、従来のＳＩＲ推定器は、Ｇ−ＲＡＫＥ受信機と典型的に関連付けられる干渉抑制要素を含むＳＩＲ推定値を提供することができない。

このことを示すために、与えられたタイムインタバルに関する以下の従来のＧ−ＲＡＫＥ処理シーケンスについて考察する。
１．アクティブな（結合された）フィンガーに対するチャネル推定値ｃが決定される。
２．アクティブなフィンガーに対するＳＩＲ推定値が生成される。
３．第２段階（２．）で推定されたＳＩＲに基づいて、電力制御コマンドが生成される。
４．アクティブなフィンガーに対する結合重み係数ｗと減損共分散Ｒとが算出される。
５．以上を踏まえた後段処理が続く。
前述の処理シーケンスに示されたように、電力制御コマンドが生成され、タイミングよく基地局に搬送されるように、従来のＧ−ＲＡＫＥ受信機は、第２段階（前述の処理シーケンス ２．）でＳＩＲを推定する。しかし、結合重み係数ｗと減損共分散Ｒとは、第４段階（前述の処理シーケンス ４．）の完了後まで利用可能とならない。このように、電力制御コマンドを生成するために用いられるＳＩＲは、従来のＧ−ＲＡＫＥによって提供される干渉抑制要素を考慮しないのである。

また、受信機では、メッセージを渡すことによって通信する処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）内に、操作がカプセル化（または、グループ化あるいは機能分割）されてもよい。例えば、チャネルの制御またはパイロットに関する操作（チャネル推定、ＣＱＩ推定、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号伝達）が１つの処理要素内にグループ化されてもよいし、一方、Ｇ−ＲＡＫＥ算出に関する操作が別の処理要素内にグループ化されてもよいし、トラフィックチャネル操作が第３の処理要素にグループ化される等が行われてもよい。このような機能分割を行うと、結合重み係数ｗおよび／または減損共分散行列Ｒを算出するために、Ｇ−ＲＡＫＥ処理要素は、パイロット逆拡散値やチャネル推定値のような制御／パイロット処理要素からの情報を必要とする。Ｇ−ＲＡＫＥ処理要素が制御／パイロット処理要素の出力に依存するため、制御／パイロット処理要素から通知されるＣＱＩは、現在のＧ−ＲＡＫＥ結合重み係数を反映しない。このように、通知されたＣＱＩは正確ではないのである。

前述の例で示された問題は、結合重み係数ｗおよび／または減損共分散行列Ｒの算出の後にＳＩＲの推定を遅らせるように、ソフトウェアアーキテクチャを変更することによって、解決方法を検討することができる。しかし、このような変更は、高速フェージング環境内の受信機の性能を低下させる場合があり、加えて／または、他の特定の理由により望ましくない場合がある。

さらに、結合重み係数ｗおよび／または減損共分散ＲはＳＩＲ推定値を生成するために利用することができるとしても、式（５）に関連付けられる計算は、いくつかの受信機にとっては些細なことではなく、算出に望ましくないほど多くの時間を要する。この問題を解決するために、従来の受信機は、式（６）に従ってＳＩＲを近似する。

ここで、ｌ_ｆはフィンガーｆに関する減損信号分散（ｓｉｇｎａｌ ｖａｒｉａｎｃｅ）である。式（６）は、異なる複数のＲＡＫＥフィンガーの減損信号が相関を持たなければ、従来のＲＡＫＥ受信機に関する正確なＳＩＲ推定値を提供する。しかし、Ｇ−ＲＡＫＥの重みのようなＲＡＫＥの重み以外の重みが、ＲＡＫＥ受信機の結合段階で用いられる場合、および／または、異なる複数のフィンガーの減損信号によって、減損共分散行列Ｒの大きな非対角要素が発生する場合は、式（６）から算出されるＳＩＲ推定値は非常に不正確なものとなる。

フィンガーの相関によって起こる推定値内のエラーを減少するために、強い相関を持つフィンガーの影響を減じるため、重みファクタ（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）ｃ_ｆが、式（６）のそれぞれの項（ｓｕｍｍｅｄ ｔｅｒｍ）に加えられる。しかし、この種の補正は、正確でない結合重み係数によって生成するエラーに関する解決策は提供しない。

前記で認識された問題を解決するために、本発明の一実施形態では、Ｇ−ＲＡＫＥ受信機に関するＳＩＲの第２推定値を生成するために、ＲＡＫＥ受信機に関する第１推定値を生成し、ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値にオフセットを適用する。第２推定値が、従来のＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲを単純に近似するため、本発明の一実施形態は、典型的にＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値を生成するために必要とされる結合重み係数ｗおよび／または減損共分散行列Ｒに依存せずに、現在のタイムインタバルの期間において生成されたチャネル推定値ｃに基づいて、第２推定値を生成することができる。

以下の議論では、ＲＡＫＥ受信機およびＧ−ＲＡＫＥ受信機に関する信号品質メトリックの推定に焦点が置かれるが、当業者であれば、本発明が、第２の受信機に関する信号品質メトリックの第２推定値を生成するために、第１の受信機に関する信号品質推定基準の第１推定値を補う（ｏｆｆｓｅｔ）あらゆる信号品質メトリックの推定処理にも適用できることが理解できるだろう。本発明は、チップ等化受信機(ｃｈｉｐ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｃｅｉｖｅｒ)や判定帰還型等化受信機（ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）などにも適用される。

図４は、本発明の実施形態に基づいてＳＩＲを推定するための方法の一例を示すフローチャート２００を示している。図４に示されるように、ＳＩＲ推定器４０は、ＲＡＫＥ受信機に関するＳＩＲの第１推定値を表すＳＩＲ_Ｒ（ｎ）を算出する（ブロック２１０）。ＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ）に基づいて、ＳＩＲ推定器４０が、以下の式（７）に従ってＧ−ＲＡＫＥ受信機に関する第２ＳＩＲ推定を表すＳＩＲ_Ｇ’（ｎ）を生成する（ブロック２２０）。

さらに後述で議論されるように、ＳＩＲ推定器４０は、現在のタイムインタバルの期間においてＳＩＲ_Ｒ（ｎ）を算出するのに対し、先行のタイムインタバルの期間において現在のタイムインタバルに対するΔ_ＳＩＲ（ｎ）を算出する。さらに、図４に示されるように、ＳＩＲ推定器４０が、後続のタイムインタバルに対するオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）を生成するために、現在のタイムインタバルの期間において追加的な計算を行ってもよい。特に、ＳＩＲ推定器４０は、あらゆる従来の手段に従って現在のタイムインタバルの期間において、Ｇ−ＲＡＫＥ受信機に関するＳＩＲの最終推定値を表すＳＩＲ_Ｇ（ｎ）を算出する（ブロック２３０）。例えば、ＳＩＲ_Ｇ（ｎ）が、式（５）に従って算出されてもよい。さらに後述で議論されるように、ＳＩＲ_Ｇ（ｎ）に基づいて、ＳＩＲ推定器４０が、後続のタイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）を算出する（ブロック２４０）。本発明によれば、現在のタイムインタバルの期間において従来の手段に従って算出されたＧ−ＲＡＫＥ受信機に関する最終的なＳＩＲ、すなわちＳＩＲ_Ｇ（ｎ）に基づいて、ＳＩＲ推定器４０は、後続のタイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）を予測する。

一実施形態によれば、後続のタイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）の算出には平滑化フィルタ（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）が用いられてもよい。この実施形態では、式（８）に示されるようにＲＡＫＥ ＳＩＲと最終的なＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲとの差に基づいて、ＳＩＲ推定器４０が、ＳＩＲエラーΔ_ｉｎｓｔを算出する。

式（９）に示されるように、平滑化フィルタを現在のオフセットとＳＩＲエラーとに適用することによって、ＳＩＲ推定器４０は、後続のタイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）を算出する。

式（９）では、λが、チャネル変動比率（ｃｈａｎｎｅｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｒａｔｅ）に基づいて選択されうる０〜１の間の値をとる平滑化パラメータを表している。例えば、移動局が移動中の車両の中にあるときのように、チャネル状態が急速に変化するときには、小さなλが用いられることがある。実施形態の一例によれば、第１タイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＝０）は、ゼロに初期化されうる。一方、第１タイムインタバルに対する第２ＳＩＲ推定値の結果は、Ｇ−ＲＡＫＥ受信機ではなくＲＡＫＥ受信機のＳＩＲを反映し、この短期間の相違（ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ）は、受信機２４の全体的な定常状態性能には影響を与えない。

本発明の実施形態の別の一例によれば、ＳＩＲ推定器４０は、後続のタイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）を生成するために、適応可能なフィルタを用いてもよい。この実施形態の例では、ＳＩＲエラーΔ_ｅ（ｎ）が、式（８）に従って生成される。その後、ＳＩＲエラー内に存在しているＤＣ構成要素Δ_ＤＣが、式（１０）を用いて決定される。

ここで、αは０．９９〜１．０の間の定数を表しており、ＤＣが相殺されたＳＩＲエラーΔ_ｅ’（ｎ）は、式（１１）にしたがって生成される。

第１タイムインタバル（ｎ＝０）内でのＤＣを除去する計算に関しては、Δ_ＤＣ（−１）が０に初期化される。

フィルタの実施形態の例では、後続のタイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）が式（１２）に従って算出されてもよい。

式（１２）では、ａが、線形予測フィルタなどの適応可能なフィルタを示しており、フィルタ係数のベクトルａ_１、ａ_２等から構成されている。Γ（ｎ）は、式（１３）と式（１４）とに示されるように、現在のタイムインタバルと２つの先行のタイムインタバルとからＤＣが相殺されたＳＩＲエラーのベクトルΔ_ｅ’を表している。

ＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）が後続のタイムインタバルに関して算出された後に、ＳＩＲ推定器４０が、後続のタイムインタバルに対する線形予測フィルタのフィルタ係数ａ（ｎ＋１）を生成するために、例えばフィルタ係数のような線形予測フィルタの特性を適応する。実施形態の一例では、係数が式（１５）に従って適応されてもよい。

ここで、μは、適応スピードを制御する小さな正の定数を表している。δは、ａ（ｎ＋１）の分母がゼロになることを防いで、除算の操作の安定性を確実にするための正の定数を表している。第１タイムインタバルに関しては、線形予測フィルタがａ（０）＝［０，０，０]^Ｔに初期化されてもよい。

前述では、現在および２つの先行ＤＣが相殺されたＳＩＲエラー値に基づいてＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲを算出する方法について説明したが、当業者であれば、本発明の実施形態が上記に限定されないことは理解できるだろう。ＳＩＲ推定器４０および／または受信機２４の複雑さと要求される正確さとに基づいて、先行の値がいくつ用いられてもよい。さらに、前述では、線形予測フィルタに関する発明が記載されているが、当業者であれば、他の適応可能なフィルタが用いられてもよいということは理解できるだろう。

図５は、前述されたプロセスを実行するための本発明に基づくＳＩＲ推定器４の一例を示している。図示された実施形態では、ＳＩＲ推定器４０が、ＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４２と結合器４４とオフセット処理部４６とＧ−ＲＡＫＥ処理部４８とを含んでいる。図５に例示された実施形態にはＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４２とＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４８とが明確に図示されているが、本発明は、前述で議論されたような異なる種類の受信機に基づいて、第１ＳＩＲ推定と第２ＳＩＲ推定とをそれぞれ生成するための第１ＳＩＲ処理部と第２ＳＩＲ処理部を用いるあらゆるＳＩＲ推定器４０に適応する。さらに、当業者であれば、図５ではＲＡＫＥ処理部とＧ−ＲＡＫＥ処理部とオフセット処理部とが別々に示されているが、これらの処理部は、１以上の処理部に組み込まれてもよいことは理解できるだろう。

ＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４２は、式（５）に示されたようなあらゆる既知の手段に従って、ＲＡＫＥ受信機に関して現在のタイムインタバルに対するＲＡＫＥ ＳＩＲ、すなわちＳＩＲ_Ｒ（ｎ）を算出する。結合器４４は、式（７）に従って現在のタイムインタバルに対するＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値ＳＩＲ_Ｇ’（ｎ）を生成するために、先行のタイムインタバルの期間において現在のタイムインタバルに関して算出されたＳＩＲオフセットとＳＩＲ_Ｒ（ｎ）を結合する。実施形態の一例では、オフセット処理部４６が、後のタイムインタバルの期間において使うために、既定のタイムインタバルの期間において算出されたＳＩＲオフセットを格納するメモリ４７を含んでいる。図５はオフセット処理部４６内に明確なメモリ４７を示しているが、当業者であれば、ＳＩＲ推定器４０と結合されたあらゆるメモリが１以上のオフセットを格納するために用いられてもよいことが理解できるだろう。

Ｇ−ＲＡＫＥ処理部４８は、式（５）に示された方法のようなあらゆる従来方法に従って、現在のタイムインタバルの期間においてＧ−ＲＡＫＥ受信機に関する最終Ｇ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ ＳＩＲ_Ｇ（ｎ）を算出する。オフセット処理部４６は、ＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４２とＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４８とによって生成されたＳＩＲ_ＲとＳＩＲ_Ｇをそれぞれ受信し、式（８）と式（９）とに従って後続のタイムインタバルに対するＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）を生成する。メモリ４７は、後続のＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値ＳＩＲ_Ｇ’を生成するために後続のタイムインタバルの期間において結合器４４が検索するまで、その結果のＳＩＲオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ＋１）を格納する。

ＳＩＲ推定器４０は、式（１０）〜（１５）に対応する実施形態を実行するために、随意に図５に破線で示されたようなアダプタ５０とアップデート処理部５２とを含んでもよい。このＳＩＲ推定器４０の例では、アップデート処理部５２が、式（１０）と式（１１）とに従って、現在のタイムインタバルに関して生成されたＤＣが相殺されたＳＩＲエラーΔ_ｅ’と、推定されたＤＣ構成要素Δ_ＤＣとオフセットΔ_ＳＩＲとを受信する。これらの値に基づいて、アップデート処理部５２が、現在のタイムインタバルに関する式（１４）と式（１５）とに従って、フィルタ適用情報ｅ（ｎ）とΓ（ｎ）とを生成する。Γ（ｎ）が、後で用いられるためにメモリ５４のようなメモリ内で格納された後、アップデート処理部５２はアダプタ５０にｅ（ｎ）とΓ（ｎ）とを提供する。アダプタ５０は、後続のタイムインタバルに対するフィルタ係数ａ（ｎ＋１）を生成するために式（１５）に従って線形予測フィルタを変更する。アップデートされたフィルタａ（ｎ＋１）は、オフセット処理部４６に提供され、後続のタイムインタバルの期間において用いられるために、オフセット処理部４６でメモリ４７内に格納される。あるいは、ａ（ｎ＋１）が、ＳＩＲ推定器４０に関連付けられたあらゆるメモリ内に格納されてもよい。

前述では、先行のタイムインタバルの期間において生成されたオフセットΔ_ＳＩＲ（ｎ）を用いて現在のタイムインタバルの期間において生成されたＲＡＫＥ ＳＩＲすなわちＳＩＲ_Ｒ（ｎ）を変更することによって、現在のタイムインタバルの期間においてＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値ＳＩＲ_Ｇ’（ｎ）を予測する方法について記載している。しかし、他の実施形態の例によれば、本発明の実施形態は、前述に類似した適応可能な線形予測フィルタを用いて、直接Ｇ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値ＳＩＲ_Ｇ’（ｎ）を予測することもできる。この実施形態の例は、前述と同じＤＣ除去、予測、およびフィルタ適応概念に少し変更を加えて実行される。この実施形態では、式（１６）に示されるように、ＤＣの相殺処理がＲＡＫＥ ＳＩＲを含まない。その代わりに、ＳＩＲ_ＧのＤＣ構成要素が推定され、その結果、ＤＣが相殺されたＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ、すなわちＳＩＲ_ＤＣが直接算出されうる。

ＤＣが相殺されたＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲに基づいて、ＳＩＲ推定器４０が、式（１７）に従ってＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値を生成してもよい。

ここで、式（１３）は、線形予測フィルタａを定義しており、式（１８）は、Γ（ｎ）を定義している。

前述の実施形態の例と同様に、第１タイムインタバルに対する線形予測フィルタが、例えばａ（０）＝［０，０，０］^Ｔのように、ゼロに初期化されてもよい。さらに、この実施形態に関しては、ＳＩＲ推定器４０は式（１９）に従って線形予測フィルタを適応してもよい。

ここで、μとδとは前述で定義されたものである。

図６は、式（１６）〜（１９）に対応する実施形態の例を実行するＳＩＲ推定器４０の一例を示している。この実施形態によれば、ＳＩＲ推定器４０が、Ｇ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４８と予測処理部６０とアップデート処理部６４とフィルタアダプタ６８とを含む。Ｇ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ処理部４８によって提供されるＳＩＲ_Ｇ（ｎ）と、アップデート処理部６４によって提供されるΓ（ｎ）と、メモリ６２（またはＳＩＲ推定器に関連付けられた他のメモリ）内に格納されているフィルタａ（ｎ）とを用いて、予測処理部６０は、式（１７）に従って後続のタイムインタバルに対するＳＩＲ推定値ＳＩＲ_Ｇ’（ｎ＋１）を生成してもよい。さらに、予測処理部６０は、式（１６）に従ってＤＣが相殺されたＳＩＲ_Ｇ（ｎ）の値すなわちＳＩＲ_ｉｎｓｔ（ｎ）を生成してもよい。アップデート処理部６４が、ＳＩＲ_Ｇ’（ｎ）とＳＩＲ_ｉｎｓｔ（ｎ）とに基づいて、式（１８）と式（１９）とに従ってｅ（ｎ）とΓ（ｎ）とをアップデートし、後で用いるためにΓ（ｎ）をメモリ６６内に格納する。フィルタアダプタ６８は、後続のタイムインタバルに対する予測フィルタ係数ａ（ｎ＋１）を生成するために、式（１９）に従ってｅ（ｎ）とΓ（ｎ）とに基づいて予測フィルタを変更し、アップデートされたフィルタを予測処理部６０に提供する。アップデートされたフィルタは、後続のタイムインタバルの期間において用いられるために、予測処理部６０でメモリ６２内に格納される。

現在のタイムインタバルに対するＳＩＲ推定値を生成するための前述された様々な方法は、１以上の先行のタイムインタバル内で実行されたＳＩＲ計算に基づいている。本発明に従って生成されたＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値は、典型的にＧ−ＲＡＫＥ受信機と関連付けられる干渉抑制要素を含んでいるため、Ｇ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値は、従来の方法で生成されたＳＩＲ推定値より正確である。さらに、本発明に従って生成されたＧ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値は、チャネル推定値が可能となった時にＧ−ＲＡＫＥ結合重み係数のような干渉を抑制する構成要素の算出を待たずに算出されうるため、Ｇ−ＲＡＫＥ ＳＩＲ推定値は、タイミングよくチャネルフィードバックを提供するために用いられうる正確なＳＩＲ値を提供する。同様に、送信機３８を介してネットワークに電力制御コマンドとＣＱＩ推定値とをタイミングよく提供するために、制御処理部３６が、例えば電力制御処理部３６ａとＣＱＩ処理部３６ｂとを含んでもよい（図２）。

前述の例と説明は、ＲＡＫＥ受信機とＧ−ＲＡＫＥ受信機とに関する発明を記載しているが、当業者であれば、本発明が、簡素な種類の受信機に関する信号品質メトリックの推定を即座に決定することができ、一方、さらに複雑で高度な種類の受信機に関する信号品質メトリックの推定を受信データの処理に用いることができるあらゆる受信機システムに適用されることが理解できるだろう。したがって、前述で議論されたように、本発明は、前述された逆拡散および結合タイプの受信機に限定されない。
さらに、前述では、ダウンリンクチャネルに関する発明を記載しているが、当業者であれば、本発明がアップリンクチャネルにも適応されることが理解できるだろう。

本発明は、本発明の技術的精神と本質的な特徴から離れることなく、本書で説明された方法以外の個々の方法で実行されることが、当然可能である。したがって、本発明の実施形態は、全て実例としての観点であって、本発明を限定するものではないと考えられたい。添付された特許請求の範囲と同等の範囲内および意図の範疇内の全ての変更は、本発明に含まれるものと考えられる。

無線ネットワークを例示したブロック図である。 図１の無線ネットワーク内で操作する例示された移動局内の受信回路を示したブロック図である。 図２の受信回路のベースバンド処理部を例示したブロック図である。 本発明に基づいてＳＩＲを生成する処理を例示したフローチャートである。 本発明に基づくＳＩＲ推定器の一例を示したブロック図である。 本発明に基づくＳＩＲ推定器の別の一例を示したブロック図である。

Claims (31)

1. 無線受信機に関する信号品質メトリックの複数の推定値を決定する方法であって、
   前記受信機によって受信された１以上の信号から得られるチャネル推定値に基づいて前記信号品質メトリックの第１推定値を決定する段階と、
   減損相関に基づいて先行のタイムインタバルにおいて決定された信号品質メトリックの最終推定値と前記先行のタイムインタバルにおいて決定された第１推定値との差からオフセットを算出する段階と、
   現在のタイムインタバル内で前記信号品質メトリックの第２推定値を決定するために、前記現在のタイムインタバル内で決定された第１推定値に前記オフセットを適用する段階とを含み、
   前記現在のタイムインタバル内で決定された第２推定値は、後続するタイムインタバル内で決定される新しい最終推定値の近似値を表すことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記オフセットが、前記先行のタイムインタバルの期間において決定されたオフセットから成ることを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、さらに、
   減損相関に基づいて、前記現在のタイムインタバルにおいて前記受信機によって受信された１以上の前記信号から得られる前記信号品質メトリックの前記新しい最終推定値を決定する段階と、
   前記新しい最終推定値に基づいて後続のタイムインタバルに対するオフセットが生成される段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、前記後続のタイムインタバルに対するオフセットを生成する段階は、前記現在のタイムインタバルに関連付けられたエラー値とフィルタとに基づいてオフセットを生成する段階を含み、
   前記エラー値は、前記現在のタイムインタバルの期間において決定された新しい最終推定値と第１推定値との差であることを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、さらに、後続のタイムインタバルに対するフィルタを生成するために、前記現在のタイムインタバルに対する前記エラー値に基づいて、前記現在のタイムインタバルの期間においてフィルタを適応させる段階を含むことを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、前記フィルタを適応させる段階は、前記現在のタイムインタバルに対する前記オフセットに基づいて、前記現在のタイムインタバルに関連付けられたフィルタ係数を変更する段階を含むことを特徴とする方法。
7. 請求項５に記載の方法であって、前記フィルタは、線形予測フィルタと平滑化フィルタのいずれか１つを有することを特徴とする方法。
8. 請求項３に記載の方法であって、さらに、前記第２推定値に基づいてチャネルフィードバックを生成する段階と、
   前記最終推定値を用いて受信された信号を処理する段階とを含むことを特徴とする方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、チャネルフィードバックを生成する段階は、前記第２推定値に基づいてダウンリンクチャネルまたはアップリンクチャネルに関する電力制御コマンドを生成する段階を含むことを特徴とする方法。
10. 請求項８に記載の方法であって、チャネルフィードバックを生成する段階は、前記第２推定値に基づいてチャネル品質指標を生成する段階を含むことを特徴とする方法。
11. 請求項１に記載の方法であって、前記第１推定値が第１の受信機に関する信号品質メトリックを表し、前記第２推定値および前記最終推定値が第２の受信機に関する信号品質メトリックを表すことを特徴とする方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、前記第１の受信機がＲＡＫＥ受信機であり、前記第２の受信機が汎用ＲＡＫＥ受信機であることを特徴とする方法。
13. 請求項１に記載の方法であって、前記信号品質メトリックが、信号電力対干渉電力比から成ることを特徴とする方法。
14. 請求項１に記載の方法であって、さらに、前記第２推定値に基づいて、ダウンリンクチャネルまたはアップリンクチャネルに関するチャネル品質指標と電力制御コマンドとのうち少なくとも１つを決定する段階を含むことを特徴とする方法。
15. 無線受信機に関する信号品質メトリックの複数の推定値を決定する推定器であって、
    現在のタイムインタバルにおいて前記受信機によって受信された１以上の信号から得られるチャネル推定値に基づいて信号品質メトリックの第１推定値が決定されるよう構成されており、さらに、減損相関に基づいて先行のタイムインタバルにおいて決定された信号品質メトリックの最終推定値と前記先行のタイムインタバルにおいて決定された第１推定値との差からオフセットを算出するように構成された第１信号品質メトリック処理部と、
    前記信号品質メトリックの第２推定値を生成するために、現在のタイムインタバル内で決定された前記第１推定値に前記オフセットを適用するように構成された結合器と、
    を備え、
    前記現在のタイムインタバル内での第２推定値は、後続するタイムインタバル内での新しい最終推定値の近似値を表すことを特徴とする、信号品質メトリック推定器。
16. 請求項１５に記載の信号品質メトリック推定器であって、前記オフセットが、前記先行のタイムインタバルの期間において決定されたオフセットから成ることを特徴とする信号品質メトリック推定器。
17. 請求項１６に記載の信号品質メトリック推定器であって、
    前記現在のタイムインタバルの期間において前記受信機によって受信された１以上の信号に従って、減損相関に基づいて前記現在のタイムインタバルの期間において信号品質メトリックの新しい最終推定値が算出されるように構成された第２信号品質メトリック処理部と、
    前記新しい最終推定値に基づいて後続のタイムインタバルに対するオフセットが生成されるように構成されたオフセット処理部と、
    を備えることを特徴とする信号品質メトリック推定器。
18. 請求項１７に記載の信号品質メトリック推定器であって、
    前記オフセット処理部が、前記現在のタイムインタバルに関連付けられたエラー値とフィルタとに基づいて前記次のインタバルに関する前記オフセットを生成し、
    前記エラー値が、前記現在のタイムインタバルの期間において決定された前記新しい最終推定値と前記第１推定値との差であることを特徴とする信号品質メトリック推定器。
19. 請求項１８に記載の信号品質メトリック推定器であって、さらに、
    後続のタイムインタバルに対する前記フィルタを生成するために、前記現在のタイムインタバルに対する前記エラー値に基づいて、前記現在のタイムインタバルの期間において前記フィルタを適応するように構成されたフィルタアダプタを備えることを特徴とする、信号品質メトリック推定器。
20. 請求項１８に記載の信号品質メトリック推定器であって、前記フィルタが、線形予測フィルタと平滑化フィルタのうちいずれか１つから成ることを特徴とする、信号品質メトリック推定器。
21. 請求項１７に記載の信号品質メトリック推定器であって、前記第１信号品質メトリック処理部が第１の受信機に結合され、前記第２信号品質メトリック処理部が第２の受信機に結合されることを特徴とする、信号品質メトリック推定器。
22. 請求項２１に記載の信号品質メトリック推定器であって、前記第１の受信機が、ＲＡＫＥ受信機であり、前記第２の受信機が汎用ＲＡＫＥ受信機であることを特徴とする、信号品質メトリック推定器。
23. 請求項１５に記載の信号品質メトリック推定器であって、前記信号品質メトリックが信号電力対干渉電力比から成ることを特徴とする、信号品質メトリック推定器。
24. 請求項１５に記載の信号品質メトリック推定器であって、さらに、
    前記第２推定値に基づいて、ダウンリンクチャネルまたはアップリンクチャネルに関するチャネル品質指標と電力制御コマンドとのうち少なくとも１つを決定するように構成された制御処理部を備えることを特徴とする、信号品質メトリック推定器。
25. 請求項１５〜２４のいずれかに記載の信号品質メトリック推定器を備える無線通信デバイス。
26. 信号品質メトリックの複数の推定値を生成する信号品質メトリック推定器を備える無線システム内の受信回路であって、
    前記信号品質メトリック推定器が、
    現在のタイムインタバルの期間において前記受信回路によって受信された１以上の信号から得られるチャネル推定値に基づいて前記信号品質メトリックの第１推定値が算出されるよう構成されており、さらに、減損相関に基づいて先行のタイムインタバルにおいて決定された信号品質メトリックの最終推定値と前記先行のタイムインタバルにおいて決定された第１推定値との差からオフセットを算出するように構成された第１信号品質メトリック処理部と、
    前記信号品質メトリックの第２推定値を生成するために、現在のタイムインタバル内で決定された前記第１推定値に前記オフセットを適用するように構成された結合器と、
    を備え、
    前記現在のタイムインタバル内での第２推定値は、後続するタイムインタバル内での新しい最終推定値の近似値を表すことを特徴とする受信回路。
27. 請求項２６に記載の受信回路であって、前記オフセットが、先行のタイムインタバルの期間において決定されたオフセットから成ることを特徴とする受信回路。
28. 請求項２６に記載の受信回路であって、前記信号品質メトリック推定器が、さらに、
    前記現在のタイムインタバルの期間において前記受信回路によって受信された１以上の前記無線信号から得られる減損相関に基づいて、前記現在のタイムインタバルの期間において信号品質メトリックの新しい最終推定値が算出されるように構成された第２信号品質メトリック処理部と、
    前記新しい最終推定値に基づいて後続のタイムインタバルに対するオフセットが生成されるように構成されたオフセット処理部と、
    を備えることを特徴とする受信回路。
29. 請求項２６に記載の受信回路であって、さらに、
    前記第２推定値に基づいてチャネルフィードバックを生成するように構成された制御処理部と、
    前記最終推定値を用いて受信された信号を処理するように構成されたベースバンド処理部と、
    を備えることを特徴とする受信回路。
30. 請求項２９に記載の受信回路であって、前記制御処理部が、
    前記第２推定値に基づいてダウンリンクチャネルまたはアップリンクチャネルに関するチャネル品質指標と電力制御コマンドとのうち少なくとも１つを決定するように構成された電力制御処理部を備えることを特徴とする受信回路。
31. 請求項２６に記載の受信回路であって、前記制御処理部が、前記第２推定値に基づいて、受信された信号に関連付けられたチャネル品質指標を推定するように構成された品質処理部を備えることを特徴とする受信回路。

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