JP5597701B2 - 同期信号に基づく信号測定 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、より具体的には、そのようなシステムにおける受信信号パラメータ推定値の測定に関するものである。

ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）及び高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）のようなセルラ無線通信システム標準の来るべき発展では、最大データ速度は以前のシステムより確かに高くなるであろう。より高速なデータ速度は、典型的には、より大きなシステム・チャネル帯域幅を要求する。ＩＭＴ高度システム（即ち、“第四世代”（４Ｇ）移動通信システム）に対しては、１００メガヘルツ（ＭＨｚ）以上の帯域幅が考慮されている。

ＬＴＥ及びＨＳＰＡは、時々、“第三世代”通信システムと呼ばれており、現在、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）により標準化されている。ＬＴＥ仕様は、現在の広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）仕様が発展したものと見なすことができる。ＩＭＴ高度通信システムは、ＬＴＥ、ＨＳＰＡのインターネット・プロトコル（ＩＰ）マルチメディア・サブシステム、又はＩＭＴマルチメディア電話（ＩＭＴ）のためのその他の通信システムを使用する。３ＧＰＰは、ＬＴＥ、ＨＳＤＰＡ、ＷＣＤＭＡ及びＩＭＴ仕様、及び、その他の種類のセルラ無線通信システムを標準化する仕様を公表している。

ＬＴＥシステムは、システム・ノードからユーザ装置（ＵＥ）への下りリンク（ＤＬ）において、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を多重アクセス技術（ＯＦＤＭＡと呼称）として使用する。ＬＴＥシステムは、約１ＭＨｚから２０ＭＨｚにおよぶチャネル帯域幅を持ち、最大帯域幅チャネルでは毎秒１００メガビット（Ｍｂ／ｓ）に至るデータ速度をサポートする。ＬＴＥ下りリンクのために定められた１つの形式の物理チャネルは、物理下り共用チャネル（ＰＤＳＣＨ）であり、これは、ＬＴＥプロトコル・スタックにおけるより高次のレイアから情報を運び、１つ以上の特定のトランスポート・チャネルにマッピングされる。ＰＤＳＣＨ及びその他のＬＴＥチャネルについては、その他の仕様と共に「非特許文献１」で説明されている。

ＬＴＥのようなＯＦＤＭＡ通信システムでは、送信されるデータ・ストリームは、並列に送信される多数の狭帯域サブキャリアに分割される。一般的に、特定のＵＥに割かれるリソース・ブロックは特定の時間帯に使用される特定数の特定サブキャリアである。リソース・ブロックはリソース要素（ＲＥ）から成り、その各々はより小さな時間帯で使用される特定のサブキャリアである。異なるグループのサブキャリアは、異なるユーザのために異なる時間で使用できる。各々のサブキャリアは狭帯域であるため、各々のサブキャリアは主として平坦フェージングを経験し、このことは、ＵＥが各々のサブキャリアを復調するのを容易にする。多くの現代の通信システムと同様に、ＬＴＥシステムにおけるＤＬ送信は、１０ミリ秒（ｍｓ）の継続時間のフレームに編成され、各々のフレームは、典型的には、２０個の連続するタイム・スロットを含む。ＯＦＤＭＡ通信システムについては、例えば、「特許文献１」で説明されている。

図１は典型的なセルラ通信システム１０を示す。無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）１２、１４は、例えば無線アクセス・ベアラ設定、ダイバーシティ・ハンドオーバ等を含む各種の無線ネットワーク機能を制御する。一般的には、各々のＲＮＣは、適当な基地局（ＢＳ）を介して、ＤＬ（即ち前方）及び上りリンク（ＵＬ、又は後方）チャネルを通して互に通信する、移動局（ＭＳ）、携帯電話機、又はその他の遠隔端末のようなＵＥへの、及びＵＥからの呼を指示する。図１では、ＲＮＣ１２はＢＳ１６、１８、２０に連結して示され、ＲＮＣ１４はＢＳ２２、２４、２６に連結して示されている。

各ＢＳ、即ちＬＴＥ用語ではｅノードＢは、１つ以上のセルに分割された地理的エリアをサービスする。あるＢＳからの信号がサービスするセクタ又はその他のエリアもまたセルと呼ぶことができるが、図１では、ＢＳ２６は、ＢＳ２６のセルを形成すると言うことが可能な５個のアンテナ・セクタＳ１−Ｓ５を持つように示されている。加えて、ＢＳは、ＵＥに信号を送信するため、１つ以上のアンテナを使用してもよい。ＢＳは、典型的には、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り、それらの対応するＲＮＣに連結される。ＲＮＣ１２、１３は、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・ノードを通して、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）、インターネット等のような外部ネットワークと接続される。

当然のことであるが、図１に示した機能の装置は、ＬＴＥ及びその他の通信システムでは変更できる。例えば、ＲＮＣ１２、１４の機能はｅノードＢ２２、２、２６に移動可能であり、その他の機能はネットワークのその他のノードに移動可能である。また、当然のことであるが、基地局は、セル／セクタ／エリアに情報を送信するため多数の送信アンテナを使用でき、それらの異なる送信アンテナは、それぞれ異なるパイロット信号を送信する。

移動性は、ＬＴＥシステムのようなセルラ通信システムでは重要な機能である。高速で効率的なセル探索及び受信信号測定は、ＵＥが、“サービング・セル”と呼びことのできる適切なセルへ接続され、それを維持し、１つのサービング・セルからもう１つのサービング・セルにハンドオーバされるのに重要である。定期的に、ＵＥは、サービング・セルを含めて、各検出セルのその受信信号強度と信号品質を測定し、新規セルへのハンドオーバが必要かどうかを決定する。本新規セルはサービング・セルと同じ周波数に、又は異なる周波数にあることができる。

ＬＴＥシステムでは、ハンドオーバ決定は、ｅノードＢが送信する基準シンボル（ＲＳ）の平均ＵＥ受信信号電力として定義することができる、基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）の測定結果に基づく。ＵＥは、例えば「非特許文献２」のセクション５．２で規定されるように、そのサービング・セル、同じく、ＵＥがセル探索手順の結果として検出した隣接セルのＲＳＲＰを測定する。

ＲＳ、即ちパイロットは、既知の周波数及び時間インスタンスで各ノードＢから送信され、同期化及びハンドオーバを含むその他の目的のために、ＵＥによって使用される。そのような基準信号及びシンボルについては、例えば、上記で引用した「非特許文献１」のセクション６．１０及び６．１１で説明されている。ＲＳは、図２に示すように、周波数対時間平面に便利に表わすことができる特定のＲＥで、ｅノードＢの可能性のある１、２又は４の送信アンテナの各々から送信される。当然のことであるが、図２の配列は単に例であり、その他の配列を使用できる。

図２は、ＬＴＥシステムにおいて、サブフレームと呼ぶことができる、二つの連続するタイム・スロットのリソース・ブロックにおけるサブキャリアの配列を示す。図２に示す周波数範囲には、２７個のサブキャリアを含むが、そのうちの９個のみを明示的に示す。図２では、点線で示すリソース・ブロックは、各々が１２個のサブキャリアを含むが、１５キロヘルツ離れて配置され、それらは全体で、周波数で１８０ｋＨｚ及び時間で０．５ｍｓ、即ち１個のタイム・スロットを占有する。図２は７個のＯＦＤＭシンボル、即ちＲＥを含む各タイム・スロットを示し、それらの各々は短い（通常の）サイクリック・プレフィックスを持つが、長い（拡張した）サイクリック・プレフィックスを持つ６個のＯＦＤＭシンボルはタイム・スロットで代わりに使用できる。当然のことであるが、リソース・ブロックには、各種の時間帯で種々の数のサブキャリアを含むことができる。

ノードＢの第１の送信（ＴＸ）アンテナが送信するＲＳはＲと表示され、ノードの可能性のある第２のＴＸアンテナによるものはＳと表示される。図２で、ＲＳは、いずれのスロットにおいてもＯＦＤＭシンボル０及びＯＦＤＭシンボル４（本シンボルは短いサイクリック・プレフィックスを持つため）で、６個のサブキャリア毎に送信されるものとして示されている。また図２では、シンボル４のＲＳは、ＯＦＤＭシンボル０、即ちスロットの第１のＯＦＤＭシンボルに比較して、３個のサブキャリア分オフセットしている。

基準信号に加えて、セル探索の間、予め定められた同期信号が必要である。ＬＴＥは、ＷＣＤＭＡに類似して、階層的セル探索方式を使用し、そこでは、異なる同期チャネル（ＳＣＨ）信号から同期捕捉とセル・グループ識別子を獲得する。このようにして、第１の同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ）信号及び第２の同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）信号が、「非特許文献１」のセクション６．１１の事前に規定された構造で定められる。例えば、特定のスロットの特定のサブキャリアでＰ−ＳＣＨ及びＳ−ＳＣＨ信号を送信できる。ＬＴＥシステムでは、ｅノードＢは二つの異なる同期信号：即ち、第１の同期信号（ＰＳＳ）及び第２の同期信号（ＳＳＳ）を送信する。第１及び第２の同期信号については、「特許文献２」で説明されている。

ＬＴＥシステムでは、ＲＳを含むＯＦＤＭシンボルでＲＳＲＰを推定し、また、ＲＳＲＰ測定に使用するＯＦＤＭシンボルで、受信信号強度表示信号（ＲＳＳＩ）を測定すべきである。図２は、（短いサイクリック・プレフィックス及び周波数分割複信（ＦＤＤ）での動作を仮定して）ＯＦＤＭ５、６としてのＳＳＳ及びＰＳＳを示す。現在のＬＴＥシステムは、サブフレーム０及び５の中間の６個のリソース・ブロックで送信されたＰＳＳ及びＳＳＳシンボルを持つ。

また、図２は、時間軸の４つの垂直矢印で、ＲＳＲＰ及びＲＳＳＩ測定に使用するＯＦＤＭシンボルを表示する。

ＲＳＲＰは受信信号強度を表示するが、基準信号受信品質（ＲＳＲＱ）は、ＵＥが見る、セルの負荷の潜在的測定値であり、そうであるから、ＲＳＲＱは、良好なハンドオーバ決定を行う際に使用するための、ネットワークの重要な測定値であることができる。ＲＳＲＱは、測定ＲＳＳＩに対する測定ＲＳＲＰの比として定義できる。一般的に、ＲＳＳＩは、信号品質測定に使用する予め定められたリソース・ブロック数の全受信信号電力である。

近年、基地局（ネットワーク）のエネルギ効率の改善が注目を受けた。通信事業者に対してコストを削減するために、特に低負荷条件での、基地局の電力消費量を削減することは有益である。それを行う１つの方法は、ｅノードＢで間欠送信制御（ＤＴＸ）を使用することであり、それはつまり、セルに負荷が全くないか、低負荷である場合、ｅノードＢは、あるデューティ・サイクルの低電力“スリープ”モードで、その時間の幾らかを過ごす、ということである。

それにもかかわらず、ｅノードＢは全ての時間を“スリープ”できないが、それは、ＵＥがそれを見受けだし、それに自分自身を同期させることを可能にする信号と、同じくハンドオーバ測定目的に使用する信号とを送信する必要があるからである。ＤＴＸ可能性を増加し、同時に良好なハンドオーバ性能を提供する１つの方法は、例えば「特許文献３」で説明しているように、ハンドオーバ測定にも同期信号を使用することである。ＬＴＥシステムでは、図２に示すように、リソース・ブロック毎に、少なくとも４個のＯＦＤＭシンボルで送信される基準信号を、ＲＳＲＰに基づくハンドオーバ測定に使用する。

米国特許出願公開第２００８／００３１３６８号明細書 米国特許出願公開第２００８／０２６７３０３号明細書 米国特許出願公開第２００７／０２９７３２４号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１０５６４７号明細書

３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）３６．２１１ Ｖ８．４．０、物理チャネル及び変調，リリース８，２００８年９月 ３ＧＰＰ ＴＳ ３６．３０４ Ｖ８．４．０、アイドル・モードにおけるユーザ装置（ＵＥ）手順，リリース８，２００８年１２月

従って、ハンドオーバ及びその他の目的に受信信号測定を実行する際に同期信号を使用する、改善された方法と装置の必要性がある。

本発明の側面に従って、ＯＦＤＭ通信システムの受信機における負荷推定値を決定する方法を提供する。本方法には、少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、検出した少なくとも１つの同期シンボルに基づき信号強度測定値を決定するステップと、通信チャネル特性が少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルの通信チャネル特性と実質的に同じである、前記少なくとも１つの予め定められた同期信号のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、検出した少なくとも１つの近接ＯＦＤＭシンボルに基づき総信号電力測定値を決定するステップと、信号強度測定値及び総信号電力測定値に基づき負荷推定値を決定するステップとを含む。

また、本発明の側面に従って、ＯＦＤＭ通信システムの負荷推定値を決定するため、受信機内に装置を提供する。本装置には、少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルと少なくとも１つの予め定められた同期信号のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルとを回復するよう構成した検出器と、ここで近接ＯＦＤＭシンボルの通信チャネル特性が、少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルの通信チャネル特性と実質的に同じである、検出した少なくとも１つの同期シンボルに基づき信号強度測定値を決定するよう、検出した少なくとも１つの近接ＯＦＤＭシンボルに基づき総信号電力測定値を決定するよう、そして信号強度測定値及び総信号電力測定値に基づき負荷推定値を決定するよう構成した信号推定器とを含む。

また、本発明の側面に従って、コンピュータが実行した場合、ＯＦＤＭ通信システムの受信機内で負荷推定値を決定する方法をコンピュータに実行させる、ストアした命令を持つコンピュータ読取り可能媒体を提供する。本方法には、少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、検出した少なくとも１つの同期シンボルに基づき信号強度測定値を決定するステップと、通信チャネル特性が、少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルの通信チャネル特性と実質的に同じである、少なくとも１つの予め定められた同期信号のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つのＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、検出した少なくとも１つの近接ＯＦＤＭシンボルに基づき総信号電力測定値を決定するステップと、信号強度測定値及び総信号電力測定値に基づき負荷推定値を決定ステップとを含む。

以下の図面と共に本説明を読むことにより、本発明の幾つかの特徴、目的及び利点が理解されるであろう。

セルラ通信システムを示す図である。 直交周波数分割多元接続を使用する通信システムにおける基準、第１の同期及び第２の同期シンボルを示す図である。 直交周波数分割多元接続を使用する通信システムにおける改善した測定方法に対する基準、第１の同期及び第２の同期シンボルを示す図である。 成分キャリア・セル識別情報を生成し、通知する方法のフローチャートである。 セルラ通信システムの受信機の一部のブロック図である。

この説明は効率的な説明のためにＬＴＥ通信システムに焦点を当てるが、当技術者には当然のことであるが、本発明は、一般的には、その他の通信システムに実装可能である。

本発明者は認識したことであるが、もしＰＳＳ及びＳＳＳをハンドオーバ測定に使用するなら、ｅノードＢは、どのＵＥもデータを受信していないようなサブフレームでＲＳを送信する必要は無く、それ故に、ｅノードＢのＤＴＸデューティ・サイクル及びエネルギ効率は増加することが可能であろう。特に、同期信号をＲＳＲＱ測定に使用することが可能である。

ＰＳＳ及びＳＳＳのどちらか又は両方に基づく信号強度（即ち、ＲＳＲＰ）の推測値は、ＬＴＥ又は同等の通信システムにおけるセル負荷（即ち、ＲＳＲＱ）の推測値より低い複雑度である。ＬＴＥはＦＤＤ及び時分割複信（ＴＤＤ）通信をサポートしており、同期化し時間整列したセルはＴＤＤには必須（及びＦＤＤには選択的）であろう。従って、ＰＳＳ及びＳＳＳでＲＳＲＰとして同じＯＦＤＭシンボルのＲＳＳＩを測定することは、セル負荷を正しく表示しない。もっと正確には、そのようなＲＳＳＩ測定は、全てのセルからのＰＳＳ及びＳＳＳは常に衝突し、常に送信されるので、同期化し時間整列したセルの場合に対しては常に全負荷を意味する。それ故、実際のセル負荷はＰＳＳ又はＳＳＳからは決定することができない。

以下に更に詳細に説明するように、ＵＥは、ＬＴＥにおいて受信信号品質及び潜在的セル負荷（即ち、ＲＳＲＱ）を推定し、ハンドオーバ目的に本推定値を使用できる。簡単に述べると、ＰＳＳ及びＳＳＳのどちらか又は両方を含むＯＦＤＭシンボルを使用して信号強度（即ち、ＲＳＲＰ）を推定し、ＰＳＳ及びＳＳＳを含むそれらのＯＦＤＭに隣接する、又は少なくとも近接ＯＦＤＭシンボルを使用して、セル負荷（典型的には、ＲＳＳＩ）を推定する。使用する近接シンボル数は、望ましくは、ＲＳＲＱに対して有用なダイナミック・レンジ、例えば無負荷から全負荷までで１０ｄＢを提供するのに十分大きいことである。

このことは図３に示されており、図２のように、ＰＳＳ、ＳＳＳ及びＲＳを有する２個の連続するタイム・スロットのＯＦＤＭサブフレームと、ＬＴＥ通信システムにおけるサブキャリア周波数範囲の一部を示している。本発明に従い、ＵＥがＲＳＲＰを測定するために使用できるＯＦＤＭシンボルは、ＰＳＳ及びＳＳＳのどちらか又は両方におけるシンボルであり、それらは、ＵＥが当該セルを検出した時点でＵＥに知られている。時間軸に沿った垂直の矢印Ａ−Ｈは、ＵＥがＲＳＳＩ（及びＲＳＲＱ）を測定するために使用できる近接ＯＦＤＭシンボルの幾つかを表示する。

現在信じられていることであるが、４個のＯＦＤＭシンボルの時間ウインドウ内にあるシンボルに基づき、ＵＥがＲＳＲＰ及びＲＳＲＱを推定することが望ましく、だから図３では、例えば、ＯＦＤＭシンボル対（Ｃ、Ｄ）、（Ｄ、Ｅ）又は（Ｅ、Ｆ）をＲＳＳＩ及びＲＳＲＱ推定に使用することが望ましい。注意すべきであるが、図３では、矢印ＣでＯＦＤＭシンボル３を表示し、矢印ＤでＯＦＤＭシンボル４を表示し、矢印ＥでＯＦＤＭシンボル０（連続しているフレームの）を表示し、そして矢印ＦでＯＦＤＭシンボル２（連続しているフレームの）を表示す。４個のシンボル時間ウインドウに含まれるシンボルは、時間的に及びスペクトル的に“近接”していると考えることができ、つまり、通信チャネル特性、特にチャネルのインパルス応答は本シンボルに対して実質的に同じである。たとえそうであっても、その他のシンボル対、例えば対（Ｂ、Ｄ）、（Ａ、Ｄ）、（Ｃ、Ｅ）、（Ｅ、Ｇ）又は（Ｅ、Ｈ）もまた、“近接”していることができる。通常の実装では、ＰＳＳ又はＳＳＳに隣接するＯＦＤＭシンボル、又はＰＳＳかＳＳＳからの予め定められたシンボル数（例えば２個、３個等）が推定のために使用される。典型的な通信システムは、予め定められた最大ドップラ・シフトに対して設計され、その結果、容易に“近接”シンボルを決定することができる。

図４は、図３に示した予め定められた基準及び同期信号を含むＯＦＤＭ通信システムにおいて、ＲＳＲＱのような負荷推定を含む信号測定値を決定する受信機における方法のフローチャートである。ステップ４０２で、１つ以上の予め定められた同期信号の１つ以上のシンボルに基づき、本受信機は、ＲＳＲＰのような信号強度測定値を決定する。これは、ＲＳを含むＯＦＤＭシンボルに基づいてＲＳＲＰを推定する、従来の受信機の動作とは異なる。

本受信機は、ＲＳＳ又はＳＳＳのような予め定められた同期信号を含む第１のＯＦＤＭシンボルを検出することにより、ステップ４０２で本決定を実行することができる。例えば、ＬＴＥシステムでは、ＵＥは、その受信信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を計算することにより、ＯＦＤＭシンボル検出を実行できる。次に、本受信機は、全ＰＳＳ／ＳＳＳサブキャリア（ＬＴＥシステムでは合計６２個がある）にわたって検出シンボルのコヒーレント及び非コヒーレント平均により、検出シンボルからＲＳＲＰを決定できる。

ＲＳＲＰを計算する方法は技術的に周知である。例えば、ＴＸアンテナ１からのＰＳＳシンボルＰ_ｉに相当するＵＥのベースバンド信号Ｙ_ｉは次のように表現できる。

Ｔ_ｉ ^１＝Ｈ_ｉ ^１Ｐ_ｉ＋Ｅ_ｉ 式１
これから、既知のＰＳＳシンボルＰ_ｉを使用して通信チャネルのインパルス応答Ｈ_ｉを推定できる。式１には雑音Ｅ_ｉを含む。同様の式がＳＳＳシンボルに対して表現できる。Ｎ個のコヒーレント平均の非コヒーレント平均（即ち、Ｎ個のリソース・ブロックにわたる非コヒーレント平均）の後のＭ個の受信同期シンボルのコヒーレント平均は次式で表現できる。

ここで、Ｓ^ｅｓｔはＲＳＲＰ測定値（推定値）であり、Ｐ^ｅｓｔは同期シンボルＰ_ｉに基づくチャネル応答推定値である。

多くのＯＦＤＭ通信システムでは、数Ｍは、典型的には、おおよそ１２又は１３であり、数Ｎは、典型的には、おおよそ５であり、つまり、本平均は、１つのリソース・ブロックにまたがる１つのサブキャリアでのコヒーレントであり、残りでは非コヒーレントである。ＳＳＳは、例えば、典型的には６２個のサブキャリアを備えるということを思い起こすと、それは、Ｍ＝１３，１２，１２、１２及び１３個のサブキャリアのコヒーレント平均のＮ＝５個の非コヒーレント平均を計算するということを意味することができる。当技術者には当然のことであるが、ＰＳＳ及び／又はＳＳＳに基づいてＲＳＲＰを計算する、その他の方法を使用できる。

ステップ４０４で、ＲＳＲＰが基づく、つまり、同期信号シンボルには基づかないＯＦＤＭシンボルの近接又は隣接する１つ以上のシンボルに基づき、本受信機は、ＲＳＳＩ又は全受信信号電力の等価な推定値のような、総信号電力測定値を決定する。これは、ＲＳＲＰ測定に使用されるＯＦＤＭシンボルに基づいてＲＳＳＩを推定する、従来の受信機の動作とは異なる。

ステップ４０４で、本受信機は、その受信信号のＦＦＴを計算して近接ＯＦＤＭシンボルを検出することにより、本決定を実行することができる。通信チャネル特性、特にチャネルのインパルス応答が、シンボルに対するものと実質的に同じであれば、ＯＦＤＭシンボルは“近接”している。次に本受信機は、任意の適当な方法で、検出した非同期信号からＲＳＳＩを決定できる。当技術者には周知であるが、予め定められた期間で受信信号の分散を計算することにより、ＲＳＳＩを推定できる。

例えば、ＵＥは、多数のリソース・ブロック（例えば、６個のリソース・ブロック、合計７２個のサブキャリアに対して、）にまたがるシンボルのサブキャリアの二乗した大きさを平均することにより、ＲＳＳＩを計算できる。ＲＳＳＩは以下のように表現できる。

ここで、｜Ｙ_Ｉ｜は（ＲＳＳＩに使用したＯＦＤＭシンボルの）サブキャリアの受信信号レベルであり、Ｌは（そのＯＦＤＭシンボルの）全サブキャリア数である。式４が与えるＲＳＳＩ値は、サブキャリア数で割算することにより、サブキャリア当たりのＲＳＳＩにスケーリングできる。

ステップ４０６で、それらの比を計算することにより決定したＲＳＲＰ及びＲＳＳＩに基づき、本受信機は、ＲＳＲＱ又は等価な測定値のようなセル負荷測定値を決定するが、その比は、上記で注意したようにＲＳＳＩが基づく全サブキャリア数の逆数のような適当なスケール・ファクタをそれに乗算することにより、スケーリングされてもよい。次に、結果として得られるＲＳＲＱを、例えばハンドオーバ及びその他の測定のために更に処理する場合に、要望通り使用できる。

当然のことであるが、ＵＥが、当技術者に周知の従来のセル探索手順により、そのサービング・セル、キャンピング・セル、又は隣接セルのようなセルを検出した後、本方法を実行することができる。ＵＥが、例えばおおよそ４０ｍｓ毎に、規則正しいＲＳＲＰ及びＲＳＲＱ測定を行うことは望ましいことであると現在は信じられている。加えて、ＨＳＰＡ／ＷＣＤＭＡ及びＬＴＥでそのようなメッセージのために使用する周知の手順により、無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージとしてネットワークに送ることができる測定報告に、ＵＥは、ＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ及び／又はＲＳＲＱについての情報を選択的に含めることができる。ＵＥは、それぞれのＲＲＣメッセージで、又は複数のサブキャリアの順序配列した測定値として、ＲＳＲＰ、ＲＳＳＩ及び／又はＲＳＲＱを各々のサブキャリアに報告できる。
ＲＳＳＩ及びＲＳＲＱを測定するため、ＰＳＳ／ＳＳＳ ＯＦＤＭシンボルに近接又は隣接するＯＦＤＭシンボルを使用する１つの利点は、例えば、上記で説明した４個のみのＯＦＤＭシンボル広さのウインドウのような小さい時間ウインドウ内で、ＵＥがＲＳＲＱ及びＲＳＲＰ測定を行うことができる、ということである。このようにして、間欠受信制御（ＤＲＸ）のためにそれが構成されているなら、ＵＥはそのスリープ期間を最大にでき、ＲＳＲＰ及びＲＳＳＩ推定値間のチャネル変動の影響は最小化され、ＤＴＸのためにそれが構成されているなら、ｅノードＢはそのスリープ期間を最大にできる。

図５は、上記で説明した方法を実装できるＵＥの一部５００のブロック図である。当然のことであるが、図５に示した機能ブロックは、各種の等価な方法で合成又は再構成でき、機能の多くは、１つ以上の適当にプログラムされたデジタル信号プロセッサ又はその他の既知の電子回路により実行できる。

図５に示すように、ＵＥはアンテナ５０２を通してＤＬ無線信号を受信し、典型的には、フロント・エンド受信機（Ｆｅ ＲＸ）５０４で受信無線信号をアナログ・ベースバンド信号に低周波数変換する。本ベースバンド信号は、帯域幅ＢＷ０を持つアナログ・フィルタ５０６によりスペクトル的に整形され、フィルタ５０６が生成した整形ベースバンド信号は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）５０８によりアナログからデジタル形式に変換される。

デジタル化ベースバンド信号は、ＤＬ信号に含まれる同期信号（ＯＦＤＭシンボル）の帯域幅に相当する帯域幅ＢＷｓｙｎｃを持つデジタル・フィルタ５１０により、更にスペクトル的に整形される。フィルタ５１０が生成した整形信号は、特定の通信システム、例えばＬＴＥ用に指定したセルを探索する１つ以上の方法を実行するセル探索ユニット５１２に提供される。典型的には、そのような方法には、受信信号の予め定められたＰＳＳ及び／又はＳＳＳを検出することを含む。

また、デジタル化ベースバンド信号は、ＡＤＣ５０８により、帯域幅ＢＷ０を持つデジタル・フィルタ５１４に提供され、フィルタをかけたデジタル・ベースバンド信号は、その信号測定値（例えば、ＲＳＳＩ、ＲＳＲＰ）が決定される各々のセルのために、ベースバンド信号の周波数領域（スペクトル）表現を生成する、ＦＦＴ又はその他の適当なスペクトル分解アルゴリズムを実装するプロセッサ５１６に提供される。

興味のある各々のセルに対応するＲＥのベースバンド表現は、幾つかのサブキャリアｉ及びセルｊの各々にチャネル推定値Ｈｉ、ｊを生成するチャネル推定ユニット５１８に提供される。例えば、推定器５１８は、制御ユニット５１８により提供され、上記で説明した制御信号に基づき、チャネル推定値を生成する。チャネル推定値は、例えば、「特許文献４」で説明されている、多くの周知の方法の何れにおいても計算可能である。

推定器５１８は、シンボル検出器５２２にチャネル推定値ＨｉとＵＥ（図示せず）における更なる処理とを提供し、受信信号測定値（例えば、ＲＳＳＩ、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱの推定値、受信サブキャリア電力Ｓｉ、信号対干渉電力比（ＳＩＲ）等）を生成する信号測定値推定ユニット５２４にも提供する。推定器５２４は、上記で説明したように、そして制御ユニット５２０が提供する適当な制御信号に応答して、推定値を生成する。推定器５２４が生成した測定推定値は、典型的にはまた、ＵＥにおける更なる信号処理で使用される。

図５に示す装置では、制御ユニット５２０は、プロセッサ５１６、推定ユニット５１８及び推定器５２４を構成するために必要な情報の記録をつける。これには、推定ユニット５１８に対して、ＲＳ抽出及びＲＳのセル固有のスクランブルの情報を含む。探索器５１２と制御ユニット５２０との間の通信には、セル・アイデンティティ及び、例えば、サイクリック・プレフィックス構成を含むことができる。

当然のことであるが、上記で説明した手順は、例えば、送信機及び受信機が交換する通信信号の時間的変化特性に応答するために、必要に応じて繰り返し実行される。

理解を容易にするため、本発明の多くの側面について、例えば、プログラム可能なコンピュータ・システムの要素が実行できる動作のシーケンスの観点で説明している。各種の動作は、特殊回路（例えば、特殊機能を実行するよう相互接続した個別論理ゲート又は特定用途向け集積回路）により、１つ以上のプログラムが実行するプログラム命令により、又は両方の組合せにより実行可能であると認識されるであろう。本発明の実施形態を実装する無線トランシーバは、例えば、携帯電話機、ページャ、ヘッドセット、ラップトップ・コンピュータ及びその他の携帯端末、基地局及び同様のものに含めることできる。

更に、本発明はまた、コンピュータ・ベースのシステム、プロセッサを含むシステム、又は、媒体から命令をフェッチしてその命令を実行できるその他のシステムのような命令実行システム、装置又はデバイスが使用するための、又はそれらと接続した、適当な命令の集合をその中に記憶した任意の形式のコンピュータ読み取り可能記憶媒体内に完全に具体かされると考えることができる。ここで使用するように、“コンピュータ読み取り可能媒体”は、命令実行システム、装置又はデバイスが使用するために、又はそれらと接続して、プログラムを含み、記憶し、又は、輸送できる任意の手段であることができる。コンピュータ読み取り可能媒体は、例えば、しかし限定はしないが、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線の、又は半導体のシステム、装置、又はデバイスである。コンピュータ読み取り可能媒体のもっと特定した例（限定的なリスト）には、１つ以上の金属線、携帯型コンピュータ・ディスケット、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、消去可能・プログラム可能リード・オンリ・メモリ（ＥＰＲＯＭ、又はフラッシュ・メモリ）及び光ファイバを持つ電気的接続を含む。

このようにして、本発明を多くの異なる形式で具体化されてもよく、それらの全てについては上記で説明していないが、そのような形式の全ては本発明の範囲内にあると考えられる。本発明の各種の側面の各々のために、任意のそのような形式は、上記で説明した動作を実行するよう“構成したロジック”、又は代わりに、説明した動作を実行する“ロジック”と言ってもよい。

強調すべきことであるが、本申請書で使用する場合、用語“備える”及び“備えている”は、述べた特徴、整数、ステップ又は成分の存在を特定し、１つ以上のその他の特徴、整数、ステップ、成分又はそれらのグループの存在又は追加を排除しない。
上記で説明した特別な実施形態は単に説明に役立つものであり、制限的であると決して考えてはならない。本発明の範囲は以下の特許請求範囲で決定され、本特許請求範囲内の全ての変更及び等価物は、本特許請求範囲に包含されることを意図している。

Claims (15)

1. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムにおいて受信機の負荷推定値を決定する方法であって、
   少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、
   検出した前記少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルに基づき、信号強度測定値を決定するステップと、
   検出した少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルとは異なる少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルであって、かつ、該少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルにおける通信チャネル特性が少なくとも１つの予め定められた同期信号の前記少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルの通信チャネル特性と実質的に同じである、前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の前記少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルに近接する前記少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、
   前記検出した少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルに基づき、総信号電力測定値を決定するステップと、
   前記信号強度測定値及び前記総信号電力測定値に基づき、負荷推定値を決定するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つの前記第２のＯＦＤＭシンボルは、前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルへ時間的に近接していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記信号強度測定値は、基準信号受信電力であり、
   前記総信号電力測定値は、受信信号強度表示信号であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記負荷推定値は、前記信号強度測定値と前記総信号電力測定値の割合に対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの予め定められた同期信号は、ロング・ターム・エボリューションにおける第１の同期信号と第２の同期信号との少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムにおいて負荷推定値を決定する受信機における装置であって、
   少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルと、検出した少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルとは異なる少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルであって、かつ、該少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルにおける通信チャネル特性が、少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルの通信チャネル特性と実質的に同じである、少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つの前記第２のＯＦＤＭシンボルとを回復する検出器と、
   前記検出した少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルに基づき信号強度測定値を決定し、前記検出した少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルに基づき、総信号電力測定値を決定し、前記信号強度測定値及び前記総信号電力測定値に基づき、負荷推定値を決定する信号推定器と
   を備えることを特徴とする装置。
7. 前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つの前記第２のＯＦＤＭシンボルは、前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルへ時間的に近接していることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記信号強度測定値は、基準信号受信電力であり、
   前記総信号電力測定値は、受信信号強度表示信号であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
9. 前記負荷推定値は、前記信号強度測定値と前記総信号電力測定値の割合に対応することを特徴とする請求項６に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つの予め定められた同期信号は、ロング・ターム・エボリューションにおける第１の同期信号と第２の同期信号との少なくとも１つであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
11. 直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）通信システムにおいて受信機の負荷推定値を決定する方法をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体であって、前記方法は、
    少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、
    少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルに基づき、信号強度測定値を決定するステップと、
    検出した少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルとは異なる少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルであって、かつ、該少なくとも１つの前記第２のＯＦＤＭシンボルにおける通信チャネル特性が少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルの通信チャネル特性と実質的に同じである、前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの第１のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つの前記第２のＯＦＤＭシンボルを検出するステップと、
    前記検出した少なくとも１つの第２のＯＦＤＭシンボルに基づき、総信号電力測定値を決定するステップと、
    前記信号強度測定値及び前記総信号電力測定値に基づき、負荷推定値を決定するステップと
    を含むことを特徴とする記憶媒体。
12. 前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の第１のＯＦＤＭシンボルに近接する少なくとも１つの前記第２のＯＦＤＭシンボルは、前記少なくとも１つの予め定められた同期信号の少なくとも１つの前記第１のＯＦＤＭシンボルへ時間的に近接していることを特徴とする請求項１１に記載の記憶媒体。
13. 前記信号強度測定値は、基準信号受信電力であり、
    前記総信号電力測定値は、受信信号強度表示信号であることを特徴とする請求項１１に記載の記憶媒体。
14. 前記負荷推定値は、前記信号強度測定値と前記総信号電力測定値の割合に対応することを特徴とする請求項１１に記載の記憶媒体。
15. 前記少なくとも１つの予め定められた同期信号は、ロング・ターム・エボリューションにおける第１の同期信号と第２の同期信号との少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１に記載の記憶媒体。

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