JP5133986B2 - 電気通信システムにおける高速移動の検出 - Google Patents

Description

本発明は、移動電気通信システムに関し、更に具体的には、電気通信システムにおいて送信器と受信器との間の高速相対移動を判定する方法及び装置に関する。

デジタル通信システムは、ＧＳＭ電気通信規格及びＧＳＭ／ＥＤＧＥのようなその拡張版に準拠するセル式無線電話システム等の時分割多元接続（ＴＤＭＡ：time-division multiple access）システム、ならびに、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、及び広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）電話通信規格に準拠するセル式無線電話システム等の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code-Division Multiple Access）システムを含む。また、デジタル通信システムは、国際電気通信連合（ＩＴＵ）のＩＭＴ−２０００の枠内の欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）によって開発された第３世代（３Ｇ）のモバイル・システムを規定するユニバーサル・モバイル電気通信システム（ＵＭＴＳ）規格に準拠するセル式無線電話システム等の「混合型（blended）」ＴＤＭＡ及びＣＤＭＡシステムを含む。第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）は、ＵＭＴＳ規格を発表している。本出願は、説明を効率良くするためにＷＣＤＭＡシステムに焦点を当てるが、本出願において記載される原理は他のデジタル通信システムにおいても実施可能であることは理解されよう。

ＷＣＤＭＡは、直接スペクトル拡散（direct-sequence spread-spectrum）技法に基づいており、ダウンリンク（基地局からユーザへの設備）方向において、擬似雑音スクランブリング・コード及び直交チャネル化コードが、基地局及び物理チャネル（ユーザ設備又はユーザ）をそれぞれ分離する。ユーザ設備（ＵＥ）は、例えば、それぞれの専用物理チャネル（ＤＰＣＨ）によって、システムと通信を行う。ここではＷＣＤＭＡの専門用語を用いるが、他のシステムも対応する専門用語を有することは認められよう。スクランブリング及びチャネル化コード及び送信電力制御は、当技術分野において周知である。

図１は、移動無線セル式電気通信システム１００を示す。これは、例えばＣＤＭＡ又はＷＣＤＭＡ通信システムとすることができる。無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）１１２、１１４は、例えば無線アクセス伝送の設定、ダイバーシチ・ハンドオーバ等を含む様々な無線ネットワーク機能を制御する。更に一般的には、各ＲＮＣは、適切な基地局（複数の基地局）（ＢＳ）を介してＵＥの呼を送出する。ＵＥ及びＢＳは、ダウンリンク（すなわち基地局からＵＥへ又は順方向）及びアップリンク（すなわちＵＥから基地局へ又は逆方向）のチャネルによって、相互に通信を行う。ＲＮＣ１１２は、ＢＳ１１６、１１８、１２０に結合していると図示され、ＲＮＣ１１４は、ＢＳ１２２、１２４、１２６に結合していると図示されている。各ＢＳは、１つ以上のセル（複数のセル）に分割可能な地理的領域を対象とする。ＢＳ１２６は、５つのアンテナ・セクタＳ１−Ｓ５を有するものとして示され、これらがＢＳ１２６のセルを構成すると言うことができる。ＢＳは、専用の電話線、光ファイバ・リンク、マイクロ波リンク等によって、対応するＲＮＣに結合されている。ＲＮＣ１１２、１１４は双方とも、移動交換局（図示せず）及び／又はパケット無線サービス・ノード（図示せず）のような１つ以上のコア・ネットワーク・ノードを介して、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、インターネット等の外部ネットワークに接続されている。図１において、ＵＥ１２８はＢＳ１１８と通信していると図示されている。ＵＥ１３０は、複数の基地局すなわちＢＳ１２０及び１２２と通信していると図示されている。ＲＮＣ１１２、１１４間の制御リンクによって、ＢＳ１２０、１２２を介したＵＥ１３０への／ＵＥ１３０からのダイバーシチ通信を可能とする。

ＵＥでは、変調されたキャリア信号（層１）を処理して、受信器用の元の情報データ・ストリームの推定値を生成する。複合受信ベースバンド拡散信号は、一般に、多数の「フィンガ（fingers）」すなわちデスプレッダ（de-spreaders）を含むＲＡＫＥプロセッサに提供される。フィンガは各々、受信信号中の、異なる基地局からのマルチパス・エコー又はストリーム等、選択された成分の各１つに割り当てられる。各フィンガは、受信成分をスクランブリング・シーケンス及び適切なチャネル化コードに結合して、受信複合信号の成分を逆拡散（despread）するようになっている。ＲＡＫＥプロセッサは通常、複合信号に含まれる送信された情報データ及びパイロット又はトレーニング・シンボルの双方を逆拡散する。

典型的な無線通信システムにおいて、各デバイス（例えばＵＥ、ＢＳ）は、時間基準を定義するそれ自身のローカル・オシレータ（局部発信器）を有する。互いに通信を行うデバイスのローカル・オシレータをできる限り正確に整合させることは、極めて重大である。そうでなければ、それらの時間基準が互いに対してドリフトする恐れがある。このドリフトによって、デバイスは互いから適正に情報を受信することができなくなり、このために受信器の性能が劣化してしまう。最終的には、ＵＥとＢＳとの間の同期が取れなくなることによって、接続が失われる恐れがある。

これは特に、ＷＣＤＭＡ等の無線電気通信システムに当てはまる。かかるシステムにおいては、ＵＥは、自動周波数制御（ＡＦＣ）機構を適用してそのローカル・オシレータを調節することで、接続されている基地局（複数の基地局）のローカル・オシレータと充分に整合を保つようにする。

ＡＦＣの典型的な動作は、経時的に特徴（例えば複合チャネル推定値）を分析し、複素平面においてチャネル推定値の回転（rotation）が検出されないようにローカル・オシレータを調節しようとすることを含む。このアルゴリズムは、回転が相対的な周波数ドリフトに相当し、このドリフトが相対的な時間基準ドリフトに相当するという事実に基づいている。

図２は、ＡＦＣ動作に関与するＵＥの部品のブロック図である。この考察に特に関連するのは、ローカル・オシレータ（ＶＣＸＯ）２０１であり、これは、フロント・エンド受信器（ＲＸ Ｆｅ）２０３及びフロント・エンド送信器（図示せず）セクションを動作させるのに必要な周波数を発生する。ＡＦＣ２０５は、デジタル制御信号（ｆ_err）を発生し、これは、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２０７によってアナログ制御電圧に変換された後、ローカル・オシレータ２０１の出力周波数を調節する。

ＡＦＣ２０５は、複数の異なる速度モードの１つで選択的に動作することができる。速度モードは、ドップラー推定器２０９によって設定すれば良い。

２つの異なる速度モードが存在する例について考える。例示的な低速モードにおいては、各スロットでフィンガ当たり１つのチャネル推定値が収集され、例示的な高速モードにおいては、各スロットでフィンガ当たり５つのチャネル推定値が収集される。以下の値
（ここで、「＊」は複素共役を示す）を計算し、次いで、以下に従ってフィルタを通過させる。
ここで、λはフィルタ・パラメータであり、ｆはＡＦＣ動作に関与するフィンガを示し、
及び
は、それぞれ、フィンガｆについての現在及び以前のチャネル推定値であり、それぞれチャネル推定器２１１によって発生される。ＵＥ周波数基準（ｆ_UE）の更新又は速度モードの変更が行われるといつでも、フィルタ状態は適宜リセットされる。報告された周波数エラーｆ_errは、以下のように計算される。
ここで、Δｔは、ＡＦＣの連続する２回の更新（すなわち連続して収集された２つのチャネル推定値）間の時間間隔であり、例えば、低速モードでは１／１５００秒であり、高速モードでは１／７５００秒である。

上述したような構成においては、ある状況において、ＡＦＣラップアラウンド（wrap-around）の危険が高い。ラップアラウンドは、以下の場合に発生する。
ここで、Δｆは、ドップラー・シフトと共に、ＢＳ送信周波数基準とＵＥ受信周波数基準との間の差によって起こる周波数エラーである。Δｔは、ＡＦＣの連続する２回の更新（すなわち連続して収集された２つのチャネル推定値）間の時間間隔である。数式（４）に表した不等式は、ＡＦＣによって収集された連続する２つのチャネル推定値間で、チャネル推定値が±πよりも大きく回転するという状況に相当し、この結果、ＡＦＣによって報告される周波数エラーｆ_errが、１／ΔｔＨｚの倍数だけ誤ることになる。一例として、ＵＥは、低速モードにおいてスロットごとに１度ＡＦＣが更新されるように設計することができ、これによって１／２Δｔ＝７５０Ｈｚとなる。例示的な高速モードにおいては、ＵＥのＡＦＣをスロットごとに５回更新することができ、これによって１／２Δｔ＝３７５０Ｈｚとなる。ＡＦＣは、低速モードよりも高速モードにおいての方が、周波数エラーに対する耐性が大きいことがわかる。スロット当たりに必要とするチャネル推定値の数が異なる他の実施形態においては、異なる値のΔｔが得られることに留意すべきである。更に、先に述べたように、速度モードの数は３以上であっても良い。

現在のＷＣＤＭＡの適用においては、約５０から１５０スロット内で正しい周波数基準が復元されない場合、ＵＥは同期を外れる。

ＵＥが高い相対速度で移動している（ＡＦＣが低速モードで動作していると仮定する）場合にＡＦＣラップアラウンドに対して特に弱いケースは、ＵＥが基地局の近く（約１０ｍ未満）を通過することである。

このようなケースでは、Δｔ＝１／１５００である実施形態について、約１８５ｋｍ／ｈ及びそれ以上の相対速度（すなわち基地局に対するＵＥ速度）において、ラップアラウンド・イベントが発生する可能性がある。

図３（ａ）から図３（ｃ）ないし図５（ａ）から図５（ｃ）は、上述のケースをシミュレーションし、フェージングも干渉もない１タップ（one-tap）視野方向（ＬＯＳ：line-of-sight）チャネルを用いることによって取得した例示的な結果を示すグラフである。

このシミュレーションにおいては、ＵＥは２ｍの距離で基地局を通過することが想定される。ＵＥ周波数基準は、キャリア周波数成分なしで図示している。本明細書に示す全てのシミュレーションについて、これと同じ設定が当てはまる。

図３ａから図３ｃは、ＡＦＣ２０５が１５０ｋｍ／ｈの相対速度で低速モード（速度モードがゼロに等しく、図３ｃのグラフに示すように全スロットについて低速モードを意味する）に維持される場合の、ＡＦＣ２０５の追跡機能を示すグラフである。図３ａでは、真のドップラー・シフト（グラフ３０１）とＵＥ周波数のシフト（グラフ３０３）との間で比較を行うことができる。図３ｂでは、真の周波数エラー（グラフ３０５）とＡＦＣ２０５が発生した報告された周波数エラー（グラフ３０７）との間で比較を行うことができる。この相対速度において、ＡＦＣ更新率が低い場合であっても、ＵＥが、ドップラー・シフトによって生じた周波数変化に追従することが可能であることがわかる。

図４ａから図４ｃは、ＡＦＣ２０５が低速モードを維持する（速度モードがゼロに等しく、図４ｃのグラフに示すように全スロットについて低速モードを意味する）が相対速度が３５０ｋｍ／ｈに上がる場合の、ＡＦＣ２０５の追跡機能を示すグラフである。図４ａでは、真のドップラー・シフト（グラフ４０１）とＵＥ周波数のシフト（グラフ４０３）との間で比較を行うことができる。図４ｂでは、真の周波数エラー（グラフ４０５）とＡＦＣ２０５が発生した報告された周波数エラー（グラフ４０７）との間で比較を行うことができる。見てわかるように、この相対速度において、ＡＦＣが低率で更新される場合、ＡＦＣ２０５はドップラー・シフトによって生じた周波数変化を追跡することができない。

図５ａから図５ｃは、ＡＦＣ２０５が高低速モードで動作し（速度モードが１に等しく、図５ｃのグラフに示すように全スロットについて高速モードを意味する）、相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣ２０５の追跡機能を示すグラフである。図５ａでは、真のドップラー・シフト（グラフ５０１）とＵＥ周波数のシフト（グラフ５０３）との間で比較を行うことができる。図５ｂでは、真の周波数エラー（グラフ５０５）とＡＦＣ２０５が発生した報告された周波数エラー（グラフ５０７）との間で比較を行うことができる。見てわかるように、この相対速度においてさえ、ＡＦＣが高率で更新される場合、ＡＦＣ２０５はドップラー・シフトによって生じた周波数変化を追跡することができる。

例示的なＵＥにおいて、ＡＦＣ２０５が高速モードで動作しているとすると、Δｆ＞３７５０Ｈｚの場合にラップアラウンドが発生する。従って、上述のケースでは、ラップアラウンドは約９３５ｋｍ／ｈ及びそれ以上において発生する。これが示すことは、ＡＦＣが適切な時に高速モードにあれば、現在実際的なあらゆる速度についてラップアラウンドの問題が解決されるということである。しかしながら、ＡＦＣを常に高速モードで動作させることは望ましくない場合がある。なぜなら、ＡＦＣが雑音に対していっそう敏感になり、この結果、高速モードでＵＥ周波数補償において不必要なトグリングが生じる恐れがあるからである。これは、図２に示す例示的なＵＥにおいてドップラー推定器２０９を用いる１つの理由である。すなわち、ドップラー推定器２０９は速度モードの状態を判定し、これによってＡＦＣ更新率が高いか又は低いかを決定する。（また、ドップラー推定器２０９は、例えばチャネル推定、ＳＩＲ推定等のためのフィルタ用のパラメータ設定、及び、例えば低速モードにおけるＧＲＡＫＥ及び高速モードにおけるＲＡＫＥのようなアルゴリズムのターンオン及びターンオフ等、受信器チェーンにおいて他の目的のために用いられる場合もある。）この目的のために、レベル交差アルゴリズム（level crossing algorithm）及び引数（又はゼロ）交差アルゴリズム（argument crossing algorithm）等、異なるドップラー推定アルゴリズムを考えることができる。しかしながら、後に説明するように、これらのアルゴリズムは双方とも、視野方向（ＬＯＳ）条件のもとで高速状況を検出することに伴う問題を有する。なぜなら、これらのアルゴリズムは、速度そのものでなく、フェージング特性（これらはドップラー拡散に関連する）を測定するからである。ドップラー推定値は、チャネルのフェージング特徴に関連し、デバイスの相対速度にほぼ比例すると想定され、これはレイリー（Rayleigh）・フェージング・チャネルについて当てはまるが、フェージングがほとんどない（例えばライス（Ricean））又は全くないチャネル（例えば加算性ホワイト・ガウス・ノイズすなわち「ＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise）」）については当てはまらない。

レベル交差アルゴリズムは、例えば複合チャネル推定値の絶対値又は推定信号対干渉比（ＳＩＲ）値が所与のレベルと交差する回数を数え、記録されたレベル交差の数をドップラー推定値に変換する。

レベル交差アルゴリズムは、相対速度が高くなればなるほどフェージングが急速になり、従って、時間単位当たりのレベル交差の数が相対速度に対応するはずであるという想定に基づいている。これは、関与する経路が全てレイリー分布である限り、極めて正確である。しかしながら、ＬＯＳ条件において、最大の経路（strongest path）は一般的に極めて支配的であり、ライス分布を有する（従ってフェージングは極めて弱いか又はほとんど全くない場合がある）。かかる状況においてレベル交差ドップラー推定値を用いると、結果として、高い相対速度の状況は検出されず、ＡＦＣは低速モードに維持されることになる。

その変形の１つにおいて、引数交差アルゴリズムは、複合チャネル推定値が想像上の又は実際の軸のいずれかと交差する回数を数え、記録された軸の数をドップラー推定値に変換する。

引数交差アルゴリズムは、相対速度が上がれば上がるほど位相変動が急速になり、従って時間単位当たりの交差の数が相対速度に対応するはずであると想定している。また、これは、関与する経路が全てレイリー・フェージングである限り、極めて正確である。しかしながら、ＬＯＳ条件において、最大の経路は通常、ドップラー・シフトによる回転を経験し、この回転は一般的に、ランダムな位相変動よりも支配的である。そして、引数交差ドップラー推定値は、ドップラー・シフトの変化による回転を主に記録する。これによって、相対速度の重大な危険性が過小評価されてしまい、結果として、例えばＡＦＣが高速モードに切り換わらなければならない場合に低速モードに維持されることがある。

従来のドップラー推定アルゴリズムはどれもＬＯＳ環境において高速状況を検出しないので、これらをドップラー推定器２０９において用いると、ＡＦＣ２０５は高速モードでなければならない場合に低速モードに維持される可能性があり、このため、これらの状況においてＡＦＣラップアラウンドの危険性が高くなる。

上述の適用に加えて、ドップラー推定は、無線通信デバイス（例えばＵＥ）において、チャネル推定、ＳＩＲ推定等のことについて他の動作（例えばフィルタ定数）を定義するために用いられる。

従って、ＬＯＳ状況において高速移動を検出することができる方法及び装置に対する要望がある。

本明細書において用いる場合、「備える（comprises）」及び「備えている（comprising）」という言葉は、明記するフィーチャ、整数、ステップ、又は構成要素の存在を指定するために用いるが、これらの言葉を用いることは、１つ以上の他のフィーチャ、整数、ステップ、構成要素、又はそのグループの存在又は追加を排除するものではないことを強調しておく。

本発明の一態様によれば、前述及び他の目的は、セル式電気通信システムにおける送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いか否かを検出する方法及び装置において達成される。一態様において、これは、ドップラー推定技法を用いて、受信信号に基づいて、ドップラー拡散の推定値：
を発生することと、代替的な速度推定技法を用いて、受信信号に基づいて、速度の推定値：
を発生することと、を含む。代替的な速度推定技法は、ドップラー推定技法とは異なる。そして、複数の推定値を用いて、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いか否かを検出する。複数の推定値は、少なくともドップラー拡散推定値及び速度推定値を含む。

いくつかの実施形態において、ドップラー推定技法が第１のドップラー推定技法であり、ドップラー拡散の推定値ｆ＾_Ｄ ⁽¹⁾がドップラー拡散の第１の推定値であり、代替的な速度推定技法が、第１のドップラー推定技法とは異なる第２のドップラー推定技法であり、速度推定値がドップラー拡散の第２の推定値：
である。

かかる実施形態においては、第１のドップラー推定技法が、送信器と受信器との間の最大の経路に関連した受信信号の部分に関する情報を利用することを備える。更に、第２のドップラー推定技法が、送信器と受信器との間の最大の経路に関連した受信信号の部分に関する情報を排除することと、送信器と受信器との間の補助的な経路に関連した受信信号の部分に関する情報を利用することと、を備える。

更に別の態様においては、複数の推定値を用いて、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いか否かを検出するステップが、
である場合、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いと結論付けることと、
である場合、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも低いと結論付けることと、
を備え、ここで、ｒ(ｆ＾_Ｄ ⁽²⁾)は、ｆ＾_Ｄ ⁽²⁾の信頼性を示すパラメータであり、τ_highは、所定量よりも高い送信器と受信器との間の相対速度に関連した最小ドップラー値を表す閾値であり、τ_lowは、所定量よりも低い送信器と受信器との間の相対速度に関連した最大ドップラー値を表す閾値であり、τ_rは、必要な最小の信頼性の値を表す閾値である。

別の態様においては、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いか否か否かの検出は、所定の期間（period of time）にわたってチャネル推定値の連続的な回転が存在するか否かを検出するステップと、所定の時間期間にわたってチャネル推定値の連続的な回転が存在することの検出に応答して、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いと結論付けるステップと、を含む。

更に別の態様においては、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことの検出に応答して、高い更新率で自動周波数制御器を動作させる。自動周波数制御器が発生する周波数エラーの大きさが所定の期間にわたって連続的に所定の閾値未満にとどまっていることの判定に応答して、自動周波数制御器の動作を低い更新率に変更する。

更に別の態様においては、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いか否か否かの検出は、残留周波数オフセット値：
を求めるステップであって、ここでＦは自動周波数制御動作に関与する１組のＲＡＫＥ受信器フィンガを表す、ステップと、残留周波数オフセット値の関数ζ(ｆ_{err, f} ^(res))を求めるステップと、残留周波数オフセット値の関数：
が所定の閾値よりも大きいことの判定に応答して、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いと結論付けるステップと、を含む。

更に別の態様においては、複数の推定値の中に、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことを示すものが全くない場合にのみ、複数の推定値を用いるステップが、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高くないと結論付けることを備える。

様々な実施形態において、送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いか否かの検出結果を用いて、自動周波数制御パラメータ等の受信器パラメータを設定することができる。

様々な態様を、ユーザ機器において、及び、例えば電気通信システムの基地局において、実施することができる。電気通信システムは、例えば、広帯域符号分割多元接続（WＣＤＭＡ）電気通信システムとすることができる。

本発明の目的及び利点は、添付図面と関連付けて以下の詳細な説明を読むことによって、理解されよう。

例えばＣＤＭＡ又はＷＣＤＭＡ通信システムとすることができる移動無線セル式電気通信システム１００を示す。 ＡＦＣ動作に関与するＵＥの部品のブロック図である。 ＡＦＣが低速動作モードにあり、シミュレーションした送信器と受信器との間の相対速度が比較的低い（１５０ｋｍ／ｈ）場合の、ＡＦＣの追跡機能をシミュレーションした結果を示すグラフである。 ＡＦＣが低速動作モードにあり、シミュレーションした送信器と受信器との間の相対速度が比較的低い（１５０ｋｍ／ｈ）場合の、ＡＦＣの追跡機能をシミュレーションした結果を示すグラフである。 ＡＦＣが低速動作モードにあり、シミュレーションした送信器と受信器との間の相対速度が比較的低い（１５０ｋｍ／ｈ）場合の、ＡＦＣの追跡機能をシミュレーションした結果を示すグラフである。 ＡＦＣが低速動作モードにあるが、相対速度が３５０ｋｍ／ｈに上がった場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 ＡＦＣが低速動作モードにあるが、相対速度が３５０ｋｍ／ｈに上がった場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 ＡＦＣが低速動作モードにあるが、相対速度が３５０ｋｍ／ｈに上がった場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 ＡＦＣが高速動作モードにあり、相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 ＡＦＣが高速動作モードにあり、相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 ＡＦＣが高速動作モードにあり、相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 最大のＲＡＫＥフィンガからの信号を排除した例示的な実施形態において実行されるステップ／プロセスのフローチャートである。 最大のＲＡＫＥフィンガからの信号を排除して速度モード・パラメータを設定するためのドップラー推定値を求める代替的な例示的実施形態において実行されるステップ／プロセスのフローチャートである。 位相回転をＬＯＳ検出器として用いる実施形態に従った、ＡＦＣ動作及びＬＯＳ検出に関与するＵＥの部品のブロック図である。 ＡＦＣの動作を低速モードから高速モードに変更するか否かを判定するために例示的なＬＯＳ検出器が実行するステップ／プロセスを示すフローチャートである。 ＡＦＣの動作を高速モードから低速モードに変更するか否かを判定するために例示的なＬＯＳ検出器が実行するステップ／プロセスを示すフローチャートである。 本発明において記載したＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、送信器と受信器との間の相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 本発明において記載したＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、送信器と受信器との間の相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 本発明において記載したＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、送信器と受信器との間の相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 本発明において記載したＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、送信器と受信器との間の相対速度が４５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 本発明において記載したＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、送信器と受信器との間の相対速度が４５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。 本発明において記載したＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、送信器と受信器との間の相対速度が４５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣの追跡機能を示すグラフである。

これより、本発明の様々な特徴について、図面を参照して説明する。図面において、同様の部品は同一の参照記号を用いて識別する。

これより、本発明の様々な態様について、多数の例示的な実施形態に関連付けて更に詳細に説明する。本発明の理解を容易にするため、プログラミングされた命令を実行可能なコンピュータ・システム又は他のハードウェアの要素によって実行されるアクションのシーケンスに関して、本発明の多くの態様を説明する。実施形態の各々において、専用の回路（例えば専用の機能を実行するように相互接続された離散論理ゲート）によって、１つ以上のプロセッサにより実行されるプログラム命令によって、又はそれら双方の組み合わせによって、様々なアクションを実行可能であることは認められよう。更に、本発明は、本発明に記載された技法をプロセッサに実行させる適切なコンピュータ命令セットを含む固体メモリ、磁気ディスク、光ディスク又は搬送波（無線周波数、オーディオ周波数、又は光周波数搬送波等）等、いずれかの形態のコンピュータ読み取り可能搬送機器内で全体的に具現化されると考えることができる。従って、本発明の様々な態様は多くの異なる形態で具現化することができ、全てのかかる形態は本発明の範囲内にあると考えられる。本発明の様々な態様の各々について、かかる実施形態のいかなる形態も、本発明において、記載されたアクションを実行するように「構成された論理」、又は、記載されたアクションを実行する「論理」と称することができる。

１つの態様において、ＬＯＳ条件における相対速度推定値の信頼性を向上させるために、ドップラー推定から受信信号に関連した最大の経路を排除する。なぜなら、他の経路は常にレイリー分布である可能性が高いからである。かかるドップラー推定の結果は、単独で用いることができるが、好都合なのは、標準的なドップラー推定技法によって生成した結果と（例えば論理ＯＲによって）組み合わせることである。

他の実施形態は、最大経路のフェージングがほとんどないか又は全くないＬＯＳ状況におけるチャネル推定値の挙動に基づいている。かかる状況においては、位相変動はランダムな重畳成分を有するが、ＡＦＣが完全に整合されない限り（又はｋ／Δｔの量だけ離れている（ここでｋは整数である））、完全に支配的である決定的な位相回転がある。これらの他の実施形態は、かかる回転状況の検出を含み、この検出を、ＡＦＣラップアラウンドの危険性が上がる高い相対速度のＬＯＳ状況の指標として用いる。

これより、これら及び他の態様について更に詳しく説明する。図６ａは、最大のＲＡＫＥフィンガからの信号を排除する例示的な実施形態において、ＵＥで論理が実行するステップ／プロセスのフローチャートである。ＵＥにおけるＲＡＫＥ受信器の様々なフィンガからの信号を評価し、最大の信号を発生するフィンガを識別する（ステップ６０１）。次いで、最大の信号を有すると識別されたＲＡＫＥフィンガを除いたＲＡＫＥフィンガの１つ以上からの信号を用いて、ドップラー推定を実行する（ステップ６０３）。ドップラー推定は、限定ではないが、レベル交差アルゴリズム及び引数交差アルゴリズム等の多数の技法のいずれかを用いて実行することができる。いくつかの実施形態においては、２番目に最大のＲＡＫＥフィンガからの信号等、１つのみのＲＡＫＥフィンガからの信号を用いる。代替的な実施形態においては、多数のＲＡＫＥフィンガについて交差の数を平均化することができ、この計算において最大のＲＡＫＥフィンガからの信号を排除する。

補助的な経路（すなわち、最大の経路を排除した後に残っている１つ以上の信号経路）は、最大の経路よりもはるかに弱いことがあり、いくつかの状況においては弱すぎて有用なドップラー推定値ｆ＾_Ｄ ⁽²⁾を与えることができない場合があることに留意すべきである。かかる状況では、不必要な又は正当な理由のない速度モード切り換えが生じることがある。従って、代替的な実施形態においては、複数の技法によって複数のドップラー推定値を発生させることができ、それらの技法の少なくとも１つにおいて上述したように最大ＲＡＫＥフィンガからの信号を排除し、その結果を特定の用途に有用な方法で組み合わせる。例えば、図２のＵＥにおけるＡＦＣ２０５を制御するための速度モード・パラメータは、図６ｂのフローチャートに示す例示的なステップ／プロセス等のステップを実行するドップラー推定器２０９によって決定することができる。１つの態様において、ＵＥにおけるＲＡＫＥ受信器の様々なフィンガからの信号を評価し、最大の信号を発生するフィンガを識別する（ステップ６５１）。最大の信号を有すると識別されたＲＡＫＥフィンガからの信号を含むドップラー推定技法を利用して、第１のドップラー推定値ｆ＾_Ｄ ⁽¹⁾を発生する（ステップ６５３）。更に、最大の信号を有すると識別されたＲＡＫＥフィンガを排除したＲＡＫＥフィンガの１つ以上からの信号を利用するドップラー推定技法によって、第２のドップラー推定値ｆ＾_Ｄ ⁽²⁾を発生する（ステップ６５５）。それぞれの場合において、限定ではないが、レベル交差アルゴリズム及び引数交差アルゴリズム等、いかなるドップラー推定技法も使用可能である。

第１及び第２のドップラー推定値（ｆ＾_Ｄ ⁽¹⁾及びｆ＾_Ｄ ⁽²⁾）のいずれかが、ＵＥにおける受信器と受信信号の送信器との間の相対的に高い速度を示す場合（決定ブロック６５７からの「イエス」経路）、速度モード・パラメータは「高速」モードに等しく設定される（ステップ６５９）。他の場合（決定ブロック６５７からの「ノー」経路）、速度モード・パラメータは「低速」モードを示す値に設定される（ステップ６６１）。

第１及び第２のドップラー推定値（ｆ＾_Ｄ ⁽¹⁾及びｆ＾_Ｄ ⁽²⁾）のいずれかが、ＵＥにおける受信器と受信信号の送信器との間の相対的に高い速度を示すか否かの試験は、多数の方法のいずれかで実行することができる。１つの例示的な実施形態においては、試験及びその結果としての速度パラメータの設定は、以下に従って行われる。
ここで、ｒ(ｆ＾_Ｄ ⁽²⁾（ｎ）)は、ｆ＾_Ｄ ⁽²⁾（ｎ）の信頼性を示すパラメータであり、τ_highは、高速モードに関連した最小ドップラー値を表す閾値であり、τ_lowは、低速モードに関連した最大ドップラー値を表す閾値であり、τ_rは、必要な最小の信頼性の値を表す閾値である。パラメータｒ(ｆ＾_Ｄ ⁽²⁾（ｎ）)は、多数の方法のいずれかで定義することができ、限定ではないが、第２の最大フィンガのフィルタを通過させたＳＩＲ値、第２の最大フィンガの出力レベル、及び最大フィンガを除いた平均ＳＩＲ又は出力レベル値を含む。信頼性の閾値τ_rは、絶対値（すなわち定数）の閾値とすることができ、又は、最大フィンガのフィルタを通過させたＳＩＲ値の関数とする等、動的に決定することができる。

上述の実施形態は、補助的な経路が存在しないか又は極めて弱いＬＯＳ状況を除いた全ての状況において、高い相対速度を検出することができなければならない。最大の経路がＬＯＳ経路でなくレイリー分布である状況は、この方法に否定的な影響を与えてはならない。例えば不完全なチャネル推定値に対するロバスト性は、標準的なドップラー推定値に対してと同一でなければならない。追加の実施コストは基本的に、ドップラー推定値と同じか、及びこれよりわずかに複雑な比較（例えば式（５）におけるような）である。

これより、位相回転を検出すること、及びこのような検出を高い相対速度のＬＯＳ状況の指標として用いることを含む他の実施形態に焦点を当てて考察を行う。ＬＯＳ状況において、最大経路についてのチャネル推定値の包絡線は、かなり一定である。位相変動について調べると、一定、増大、又は低減する位相回転があり、この回転は通常、フェージングによって生じるランダムな位相変動よりも支配的である。回転が一定であるのは、例えば、ＵＥが基地局にまっすぐに向かっているか又は基地局から離れて移動している場合であり、回転が増大又は低減するのは、ＵＥが例えば基地局を通過し、加速し、又はウォーム・アップしている場合である。

従って、ＬＯＳ状況を検出するための１つの判断基準は、最大経路のチャネル推定値間の角度（ＵＥ周波数基準更新を考慮に入れる）が経時的に同じ符号を有するか否かを評価することであり、これは、チャネル推定値が回転していることを意味する。

チャネル推定値の連続的な回転が検出されることはＬＯＳ状況を示すが、これだけでは、送信器と受信器との間の相対速度が高いことを必ずしも意味するわけではない。このため、低い相対速度のＬＯＳ状況によって高速モードＡＦＣ動作がトリガされることを防ぐために、追加の判断基準が役立つ。例えば、回転角度が何らかの閾値よりも大きい場合にのみ高速モード動作を可能とするように、実施形態を構成することができる。

図７は、位相回転をＬＯＳ検出器として用いる実施形態に従った、ＡＦＣ動作及びＬＯＳ検出に関与するＵＥの部品のブロック図である。ローカル・オシレータ（ＶＣＸＯ）２０１は、フロント・エンド受信器（ＲＸ Ｆｅ）２０３及びフロント・エンド送信器（図示せず）セクションを動作させるために必要な周波数を発生する。ＡＦＣ２０５はデジタル制御信号（ｆ_err）を発生し、これは、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２０７によってアナログに変換された後、ローカル・オシレータ２０１の出力周波数を調節する。

ＵＥは更に検出器７０１を含み、これは、チャネル推定器２１１からのチャネル推定値ｈ＾_ｆ、及び、ＡＦＣ２０５からの周波数エラー信号ｆ_errを受信する。ＬＯＳ検出器７０１は、ＡＦＣ２０５を制御するための速度モード・パラメータを発生する。ＬＯＳ検出器７０１の例示的な動作は、図８及び図９のフローチャートに図示したステップ／プロセスによって例示されている。図８は、ＵＥの速度モード・パラメータが、ＡＦＣ２０５の動作の低速モードの指示から高速モードの指示に変更されるべきか否かを判定するためのステップ／プロセスを示すフローチャートである。この戦略は、チャネル推定値が所定の期間にわたって位相回転を経験しているか否かを判定する。この例示的な実施形態においては、カウンタをゼロに初期化する（ステップ８０１）。次いで、ＵＥにおける論理は、最も新しいチャネル推定値と前回のチャネル推定値との間で位相回転が検出されたか否か、及び、その回転が以前に検出された回転と同じ符号であるか否かを判定する（決定ブロック８０３）。位相回転が検出されない場合（決定ブロック８０３からの「ノー」経路）、カウンタをゼロにリセットする（ステップ８０１）。

位相回転が検出された場合（決定ブロック８０３からの「イエス」経路）、カウンタ値を（例えば「１」だけ増分することによって）調節し（ステップ８０５）、この結果として得られるカウンタ値を閾値τ_{min_for_HS}と比較する。この値は、ＡＦＣ動作を「低」から「高」の速度モードに変更する前に位相回転が連続して検出される所定の最小期間に対応する（決定ブロック８０７）。カウンタがτ_{min_for_HS}以上である場合（決定ブロック８０７からの「イエス」経路）、速度モード・パラメータを、「高」動作モードを示すように設定する（ステップ８０９）。他の場合は（決定ブロック８０７からの「ノー」経路）、位相回転は、充分な期間だけ検出されておらず、試験は続けて決定ブロック８０３に戻る。

図８に関連付けて上述した原理を具体的に実施する際に、以下の擬似コードに従うものとすることができる。
である場合、Counter = Counter+1、
その他の場合はCounter=０
終了
である場合、speedmode=high
終了
ここで、ｆ_err,momは、最大フィンガの瞬間的な（すなわちフィルタを通過させていない）周波数エラーを表し、ｆ_err,mom ^(tot)は、累積ＵＥ周波数基準更新Δｆ_UE ^(tot)を考慮に入れた、最大フィンガの瞬間的な（すなわちフィルタを通過させていない）周波数エラーを表す。すなわち、ｆ_err,mom ^(tot)＝ｆ_err,mom−Δｆ_UE ^(tot)である。従って、ｆ_err,momは、ｆ_err,mom＝φ_mom／２πΔｔとして、回転角度φ_mom＝arg(ｈ＾(ｈ＾^(previous))*)に依存し、ｈ＾及びｈ＾^(previous)は、それぞれ、現在及び前回のスロットの最大経路についてのチャネル推定値であり、Δｔは、ＡＦＣ２０５の２つの連続的な更新間の低速モード時間間隔であり、例えばΔｔ＝１／１５００ｓである。

上述の擬似コードにおける第１の「ｉｆ」ステートメントの｜ｆ_err,mom ^(present)｜＞τ₁ についての試験の目的は、回転角度が所定の閾値よりも大きい場合にのみ高速モードに入ることを可能とすることであることに留意すべきである。

代替的な実施形態においては、追加の条件をＬＯＳ検出に加えることができる。すなわち、上及び下の閾値に包絡線ｈ＾を比較して、フェージングがほとんどないか又は全くないことを判定する。

別の態様においては、いったん高速モードで動作していると、ＵＥは低速モードにいつ戻るかの判定を行うことができる。図９は、ＵＥの速度モード・パラメータが、ＡＦＣ２０５の動作の高速モードの指示から低速モードの指示に変更されるべきか否かを判定するためのステップ／プロセスを示すフローチャートである。この戦略は、ＡＦＣ２０５によって発生した周波数エラーの大きさが、所定の時間期間にわたって連続的に、ここではτ_{max_FE_for_LS}と示す閾値未満にとどまっているのを判定することである。これは、ＡＦＣ２０５の動作があまりに急速に低速モードへ戻ることを回避する。あまりにも急速に低速モードに戻ると、エイリアシング（aliasing）問題がすぐに発生する恐れがある。代わりに、周波数エラーが増大していないと確認することができるまで、ＡＦＣ２０５の動作は高速モードにとどまることができる。これは、ローカル・オシレータ（ＶＣＸＯ）２０１が正しい値を取り、ドップラー・シフトが静的であることを示す。

従って、図９の例示的な実施形態においては、カウンタをゼロに初期化する（ステップ９０１）。次に、周波数エラー（ＡＦＣ２０５によって発生された）を閾値τ_{max_FE_for_LS}と比較する（決定ブロック９０３）。周波数エラーが閾値τ_{max_FE_for_LS}以上である場合（決定ブロック９０３からの「ノー」経路）、カウンタをゼロにリセットし（ステップ９０１）、試験を継続する。

周波数エラーが閾値τ_{max_FE_for_LS}未満である場合（決定ブロック９０３からの「イエス」経路）、カウンタ値を（例えば「１」だけ増分することによって）調節する（ステップ９０５）。次いで、調節したカウンタ値を閾値τ_{min_for_LS}と比較する。これは、低速モードに戻るために周波数エラーが連続して閾値τ_{max_FE_for_LS}未満でなければならない所定の期間に対応する（決定ブロック９０７）。調節したカウンタ値が閾値τ_{min_for_LS}以下である場合（決定ブロック９０７の「ノー」経路）、試験を繰り返し、決定ブロック９０３から開始する。

しかしながら、調節したカウンタ値が閾値τ_{min_for_LS}よりも大きい場合（決定ブロック９０７からの「イエス」経路）、速度モード・パラメータは低速モードを示すように設定される（ステップ９０９）。

図９に関連付けて上述した原理を具体的に実施する際に、以下の擬似コードに従うものとすることができる。
である場合、Counter = Counter+1、
その他の場合はCounter=０
終了
である場合、speedmode=low
終了

別の態様において、図８及び図９を参照して記載したアルゴリズムを、例えば先に述べたもの等のドップラー推定技法によって発生した結果と組み合わせることによって、実施形態において、最大の経路がフェージングしている場合に適切な速度モード動作を有することができる。組み合わせは、論理ＯＲの方法で達成することができる（すなわち、ＬＯＳ検出及びドップラー推定の結果の少なくとも一方が高速モードを示す場合には、ＡＦＣ２０５は高速モードで動作させなければならず、ＬＯＳ検出及びドップラー推定の結果の双方が低速モードを示す場合かつその場合に限り、ＡＦＣ２０５は低速モードで動作させなければならない）。この構成は、図７において、ドップラー推定器７０３（破線で示して、これが任意の要素であることを示す）を含ませることによって図示する。これは、その結果をＬＯＳ検出器７０１に提供する。ドップラー推定器７０３は、例えば、図６ａ及び図６ｂに関連付けて上述したように、又は、従来の技法を含む他のいずれかのドップラー推定技法に従って、動作することができる。

図８及び図９に関連付けて上述したＬＯＳ検出技法のシミュレーションを実行した。その結果を図１０及び図１１に示す。ドップラー推定値は、シミュレーションのいずれにおいても速度モードに用いない。閾値は以下のように設定した。

τ₁＝６０Ｈｚ
τ_{min_for_HS}＝１６カウント（＝低速モードにおいて１６スロット）
τ_{max_FE_for_LS}＝５０Ｈｚ
τ_{min_for_LS}＝６４カウント（＝高速モードにおいて６４／５スロット）

図１０ａから図１０ｃは、上述のＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、先に説明したケースの条件のもとで送信器と受信器との間の相対速度が３５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣ２０５の追跡能力を示すグラフである。図１０ａでは、真のドップラー・シフト（グラフ１００１）とＵＥ周波数のシフト（グラフ１００３）との間で比較を行うことができる。図１０ｂでは、真の周波数エラー（グラフ１００５）とＡＦＣ２０５が発生した報告された周波数エラー（グラフ１００７）との間で比較を行うことができる。ほぼスロット９２５からスロット１０７５に及ぶ間隔にわたって、大きい周波数変化が生じる。図１０ｃからわかるように、上述のＬＯＳ検出技法によって、ほぼスロット９７５からスロット１１４０に及ぶ間隔の間に、ＡＦＣ２０５は高速動作に切り替わる。この結果、ＡＦＣ２０５は、周波数変化を良好に追跡することができる（図４と比較）。

図１１ａから図１１ｃは、上述のＬＯＳ検出技法に従って速度モード・パラメータを制御し、先に説明したケース１の条件のもとで送信器と受信器との間の相対速度が４５０ｋｍ／ｈである場合の、ＡＦＣ２０５の追跡能力を示すグラフである。図１１ａでは、真のドップラー・シフト（グラフ１１０１）とＵＥ周波数のシフト（グラフ１１０３）との間で比較を行うことができる。図１１ｂでは、真の周波数エラー（グラフ１１０５）とＡＦＣ２０５が発生した報告された周波数エラー（グラフ１１０７）との間で比較を行うことができる。ほぼスロット９２５からスロット１０７５に及ぶ間隔にわたって、大きい周波数変化が生じる。図１１ｃからわかるように、上述のＬＯＳ検出技法によって、ほぼスロット９６０からスロット１１３０に及ぶ間隔の間に、ＡＦＣ２０５は高速動作に切り替わる。この結果、ＡＦＣ２０５は、周波数変化を良好に追跡することができる。

代替的な実施形態では、ドップラー・シフトが徐々に変化する場合にのみＬＯＳ状況を検出しようとすることを伴う場合がある。これは、最大経路のチャネル推定値の間の角度（ＵＥ周波数基準更新を考慮に入れる）が徐々に増大しているか又は低減しているかを評価することによって達成可能である。

別の態様においては、受信した信号が多数のセルからのマルチパス成分及び／又は信号を備える場合（例えばソフト・ハンドオーバにおいて生じるように）、ＡＦＣ動作にいくつかのＲＡＫＥフィンガが関与し、このような場合、典型的なＡＦＣが報告する周波数エラーｆ_errは、ＲＡＫＥ受信器の各フィンガの周波数エラーの組み合わせに重み付けしたものである。フィンガの周波数エラーの他の組み合わせも可能である。例えば、重み付けしない組み合わせ、中間値、又は単に最大フィンガの周波数エラーを用いることができる。報告された周波数エラーは、ソフト・ハンドオーバにおけるセルの１つのものに等しい場合がある。これは例えば、適用可能な場合はＨＳＤＰＡ対応セルである。いずれの場合であっても、ＡＦＣは単一の周波数エラーを報告し、これを用いてローカル・オシレータ２０１の周波数を設定する。この周波数は、本発明においてはＡＦＣ周波数と称し、フィンガ当たりの残りの周波数エラー（すなわち各フィンガの周波数とＡＦＣ周波数との間の差）は、本発明において、フィンガ当たりの残留周波数オフセットｆ_{err, f} ^(res)と称し、ここでｆはＲＡＫＥ受信器におけるフィンガの特定の１つを示す。

各フィンガの残留周波数オフセットに関する知識を用いて、高い相対速度のケースにおいてＵＥ受信器性能を向上させることができる。すなわち、ｆ_{err, f} ^(res)（ｆ∈Ｆ）の関数（ここでＦはＡＦＣ動作に関与するフィンガ集合を現す）を、受信器アルゴリズムをターンオン及びターンオフするためのスイッチとして用いることができ、又は、これを用いて、ＡＦＣについての速度モード等の受信器アルゴリズムにおけるパラメータを設定することができる。この関数は、例えば、以下とすることができる。
あるいは、この関数は、とりわけ、以下とすることも可能である。

ζ(ｆ_{err, f} ^(res))は、相対速度推定値の形態として解釈可能であることに留意すべきである。なぜなら、大きい残留周波数オフセット値は、高い相対速度の状況においてのみ生じるからである。しかしながら、更に、ζ(ｆ_{err, f} ^(res))の高い値は、単一セルのＬＯＳ状況において等、全ての高い相対速度状況において生じるわけではないことにも留意すべきである。

従って、代替的な実施形態においては、関数ζ(ｆ_{err, f} ^(res))を補足的な相対速度推定値として用いることができ、高い速度が示されるのは、ζ(ｆ_{err, f} ^(res))が規定の閾値よりも大きい場合である。そして、この試験の結果を、ドップラー推定値と、及び／又は先に説明した様々な補足的な方法の１つ又は２つと、組み合わせることができる（例えばＯＲによって）。ドップラー推定値、先に説明した検出アルゴリズム、及びζ(ｆ_{err, f} ^(res))の少なくとも１つが高い速度を示す場合、ＵＥは高速モード動作に入らなければならず、全てのアルゴリズムが低い速度を示す場合にのみ低速モードを適用しなければならない。

本発明について、特定の実施形態を参照して説明した。しかしながら、上述した実施形態のもの以外の具体的な形態で本発明を具現化することが可能であることは、当業者には容易に認められよう。

例えば、例示的な実施形態は、ＵＥにおけるダウンリンク受信に焦点を当てる。しかしながら、本発明において述べた様々な態様は、基地局によるアップリンク受信にも等しく適用可能である。

更に、様々な実施形態は、セル式電気通信の文脈で記載した。しかしながら、本発明はかかる実施形態に限定されず、他の形式の通信システムにおいても適用可能である。他の形式は、限定ではないが、例えばブルートゥース（Ｒ）技術を用いた無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）及びパーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）システム等を含む。かかる実施形態においては、検出された相対速度は、いくつかの通信デバイス間の移動の影響の組み合わせを表すことは認められよう。

更に、様々な実施形態では、相対速度が、例えば「高」及び「低」の２つの状態のうち１つによって特徴付けられると想定される状況を例示している。しかしながら、本発明は、送信器と受信器との間の相対速度が所定の閾値よりも高いか否かを検出するために有用である。このため、いくつかの実施形態においては、いくつかの閾値を定義することができ、これによって相対速度の３つ以上の状態を定義する。例えば、２つの閾値を定義すると、相対速度を「低」、「中」、「高」として特徴付けることができる。当業者は、上述の教示を、いくつかの可能な閾値に対して試験を行う実施形態に容易に適合させることによって、相対速度をもっと高い分解能で特徴付けることができる。

従って、記載した実施形態は単に例示に過ぎず、いかなる点でも限定と見なすべきではない。本発明の範囲は、前出の記載によってではなく特許請求の範囲によって与えられ、特許請求の範囲に該当する全ての変形及び均等物は、本発明に包含されると意図される。

Claims (12)

1. 電気通信システムにおいて送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことを検出する方法であって、
   ドップラー推定技法を用いて、受信信号に基づいて、ドップラー拡散の推定値：
   を発生するステップと、
   代替的な速度推定技法を用いて、前記受信信号に基づいて、速度の推定値：
   を発生するステップであって、前記代替的な速度推定技法が前記ドップラー推定技法とは異なる、ステップと、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出するステップであって、前記複数の推定値が少なくとも前記ドップラー拡散推定値及び前記速度推定値を含む、ステップと、
   を備え、
   前記ドップラー推定技法が第１のドップラー推定技法であり、
   前記ドップラー拡散の推定値：
   がドップラー拡散の第１の推定値であり、
   前記代替的な速度推定技法が、前記第１のドップラー推定技法とは異なる第２のドップラー推定技法であり、
   前記速度推定値がドップラー拡散の第２の推定値：
   であり、
   前記第１のドップラー推定技法が、前記送信器と前記受信器との間の最大の経路に関連した前記受信信号の部分に関する情報を利用することを備え、
   前記第２のドップラー推定技法が、
   前記送信器と前記受信器との間の前記最大の経路に関連した前記受信信号の部分に関する情報を排除することと、
   前記送信器と前記受信器との間の補助的な経路に関連した前記受信信号の部分に関する情報を利用することと、を備える、方法。
2. 電気通信システムにおいて送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことを検出する方法であって、
   ドップラー推定技法を用いて、受信信号に基づいて、ドップラー拡散の推定値：
   を発生するステップと、
   代替的な速度推定技法を用いて、前記受信信号に基づいて、速度の推定値：
   を発生するステップであって、前記代替的な速度推定技法が前記ドップラー推定技法とは異なる、ステップと、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出するステップであって、前記複数の推定値が少なくとも前記ドップラー拡散推定値及び前記速度推定値を含む、ステップと、
   を備え、
   前記ドップラー推定技法が第１のドップラー推定技法であり、
   前記ドップラー拡散の推定値：
   がドップラー拡散の第１の推定値であり、
   前記代替的な速度推定技法が、前記第１のドップラー推定技法とは異なる第２のドップラー推定技法であり、
   前記速度推定値がドップラー拡散の第２の推定値：
   であり、
   さらに、チャネル推定値が所定の期間にわたって位相回転を経験しているか否かを検出するステップを含み、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する前記ステップは、
   前記チャネル推定値が位相回転を経験していない場合、及び前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないとドップラー拡散の第１及び第２の推定値が示す場合、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付けるステップ、
   を備える、方法。
3. 前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いことの検出に応答して、高い更新率で自動周波数制御器を動作させるステップと、
   前記自動周波数制御器が発生する周波数エラーの大きさが所定の期間にわたって連続的に所定の閾値未満にとどまっていることの判定に応答して、前記自動周波数制御器の動作を低い更新率に変更するステップと、
   を備える、請求項２に記載の方法。
4. 前記複数の推定値の中に、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いことを示すものが全くない場合にのみ、前記複数の推定値を用いるステップが、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付けることを備える、請求項１に記載の方法。
5. 電気通信システムにおいて送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことを検出する方法であって、
   ドップラー推定技法を用いて、受信信号に基づいて、ドップラー拡散の推定値：
   を発生するステップと、
   代替的な速度推定技法を用いて、前記受信信号に基づいて、速度の推定値：
   を発生するステップであって、前記代替的な速度推定技法が前記ドップラー推定技法とは異なる、ステップと、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出するステップであって、前記複数の推定値が少なくとも前記ドップラー拡散推定値及び前記速度推定値を含む、ステップと、
   を備え、
   前記代替的な速度推定技法が、
   チャネル推定値が所定の期間にわたって位相回転を経験しているか否かを検出することを含み、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する前記ステップは、
   前記チャネル推定値が位相回転を経験していない場合、及び前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないとドップラー拡散の推定値が示す場合、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付けること、
   を備える、方法。
6. 前記代替的な速度推定技法が、
   残留周波数オフセット値：
   を求めることと、Ｆは自動周波数制御動作に関与する１組のＲＡＫＥ受信器フィンガを表すものであって、
   前記残留周波数オフセット値の関数：
   を求めることと、を含み、
   前記関数は、
   または、
   であって、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する前記ステップは、
   前記残留周波数オフセット値の前記関数：
   が所定の閾値よりも小さい場合、及び前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないとドップラー拡散の推定値が示す場合、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付けること、
   を備える、請求項１に記載の方法。
7. 電気通信システムにおいて送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことを検出するための装置であって、
   受信信号に基づいてドップラー拡散の推定値：
   を発生するドップラー推定器と、
   前記受信信号に基づいて速度の推定値：
   を発生する代替的な速度推定器と、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する論理と、を備え、
   前記複数の推定値が少なくとも前記ドップラー拡散推定値及び前記速度推定値を含み、
   前記ドップラー推定器がドップラー推定技法を用い、
   前記代替的な速度推定器が代替的な速度推定技法を用い、
   前記ドップラー推定技法が前記代替的な速度推定技法とは異なり、
   前記ドップラー推定技法が第１のドップラー推定技法であり、
   前記ドップラー拡散の推定値：
   がドップラー拡散の第１の推定値であり、
   前記代替的な速度推定技法が、前記第１のドップラー推定技法とは異なる第２のドップラー推定技法であり、
   前記速度推定値がドップラー拡散の第２の推定値：
   であり、
   前記第１のドップラー推定器が、前記送信器と前記受信器との間の最大の経路に関連した前記受信信号の部分に関する情報を利用する論理を備え、
   前記第２のドップラー推定技法が、
   前記送信器と前記受信器との間の前記最大の経路に関連した前記受信信号の部分に関する情報を排除することと、
   前記送信器と前記受信器との間の補助的な経路に関連した前記受信信号の部分に関する情報を利用することと、を備える、装置。
8. 電気通信システムにおいて送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことを検出するための装置であって、
   受信信号に基づいてドップラー拡散の推定値：
   を発生するドップラー推定器と、
   前記受信信号に基づいて速度の推定値：
   を発生する代替的な速度推定器と、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する論理と、を備え、
   前記複数の推定値が少なくとも前記ドップラー拡散推定値及び前記速度推定値を含み、
   前記ドップラー推定器がドップラー推定技法を用い、
   前記代替的な速度推定器が代替的な速度推定技法を用い、
   前記ドップラー推定技法が前記代替的な速度推定技法とは異なり、
   前記ドップラー推定技法が第１のドップラー推定技法であり、
   前記ドップラー拡散の推定値：
   がドップラー拡散の第１の推定値であり、
   前記代替的な速度推定技法が、前記第１のドップラー推定技法とは異なる第２のドップラー推定技法であり、
   前記速度推定値がドップラー拡散の第２の推定値：
   であり、
   さらに、チャネル推定値が所定の期間にわたって位相回転を経験しているか否かを検出する論理を含み、
   複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する前記論理は、
   前記チャネル推定値が位相回転を経験していない場合、及び前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないとドップラー拡散の第１及び第２の推定値が示す場合、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付ける論理、
   を備える、装置。
9. 前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いことの検出に応答して、高い更新率で自動周波数制御器を動作させる論理と、
   前記自動周波数制御器が発生する周波数エラーの大きさが所定の期間にわたって連続的に所定の閾値未満にとどまっていることの判定に応答して、前記自動周波数制御器の動作を低い更新率に変更する論理と、
   を備える、請求項８に記載の装置。
10. 前記複数の推定値の中に、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いことを示すものが全くない場合にのみ、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付ける論理を、前記複数の推定値を用いる前記論理が備える、請求項７に記載の装置。
11. 電気通信システムにおいて送信器と受信器との間の相対速度が所定量よりも高いことを検出するための装置であって、
    受信信号に基づいてドップラー拡散の推定値：
    を発生するドップラー推定器と、
    前記受信信号に基づいて速度の推定値：
    を発生する代替的な速度推定器と、
    複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する論理と、を備え、
    前記複数の推定値が少なくとも前記ドップラー拡散推定値及び前記速度推定値を含み、
    前記ドップラー推定器がドップラー推定技法を用い、
    前記代替的な速度推定器が代替的な速度推定技法を用い、
    前記ドップラー推定技法が前記代替的な速度推定技法とは異なり、
    前記代替的な速度推定器が、
    チャネル推定値が所定の期間にわたって位相回転を経験しているか否かを検出する論理を含み、
    複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する前記論理は、
    前記チャネル推定値が位相回転を経験していない場合、及び前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないとドップラー拡散の推定値が示す場合、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付ける論理、
    を備える、装置。
12. 前記代替的な速度推定器が、
    残留周波数オフセット値：
    を求める論理であって、Ｆは自動周波数制御動作に関与する１組のＲＡＫＥ受信器フィンガを表す、論理と、
    前記残留周波数オフセット値の関数：
    を求める論理と、を含み、
    前記関数は、
    または、
    であって、
    複数の推定値を用いて、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高いか否かを検出する前記論理は、
    前記残留周波数オフセット値の前記関数：
    が所定の閾値よりも小さい場合、及び前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないとドップラー拡散の推定値が示す場合、前記送信器と前記受信器との間の前記相対速度が前記所定量よりも高くないと結論付ける論理、
    を備える、請求項７に記載の装置。