JP4557982B2

JP4557982B2 - 代替スクランブルコードを用いた、ｃｄｍａシステムにおける干渉推定

Info

Publication number: JP4557982B2
Application number: JP2006537203A
Authority: JP
Inventors: ニルソン，ヨハン; パレニウス，トールギニ; リンドフ，ベンクト
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-11-01
Also published as: US20050094816A1; JP2007510341A; WO2005046073A1; US7822155B2; EP1680868B1; EP1680868A1; ATE545208T1

Description

背景
本発明は、電気通信システムに関し、特に、専用チャネルが第２のスクランブルコードを用いることが可能な広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）システムなどの無線システムにおいて信号対干渉推定を改善するための方法および装置に関する。

デジタル通信システムには、ＧＳＭ電気通信標準およびＧＳＭ／ＥＤＧＥのようなその拡張版に準拠するセルラー無線電話システムなどの時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、ならびにＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００およびＷＣＤＭＡ電気通信標準に準拠するセルラー無線電話システムなどの符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムが含まれる。デジタル通信システムにはまた、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（ＵＭＴＳ）標準に準拠するセルラー無線電話システムなど、ＴＤＭＡおよびＣＤＭＡの「混合」システムが含まれるが、このＵＭＴＳ標準は、国際電気通信連合（ＩＴＵ）ＩＭＴ−２０００フレームワーク内の欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）によって開発されている第３世代（３Ｇ）モバイルシステムを規定する。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、ＵＭＴＳ標準を普及させている。本出願は、簡略化のためにＷＣＤＭＡシステムに焦点を当てているが、本出願で説明する原理を他のデジタル通信システムでも実現できることが、理解されるであろう。

ＷＣＤＭＡは、直接シーケンススペクトル拡散技術に基づいている。２つの異なるコードが、ダウンリンク（基地局から端末）方向において基地局および物理チャネルを分離するために用いられる。スクランブルコードは、基地局またはセルを互いに分離するために主として用いられる擬似ノイズ（ｐｎ）シーケンスである。チャネライゼーションコードは、各セルにおいてまたは各スクランブルコード下で、異なる物理チャネル（端末またはユーザ）を分離するために用いられる直交シーケンスである。ＣＤＭＡシステムでは全てのユーザが同じ無線資源を共有するので、各物理チャネルが、必要以上のパワーを用いないことが重要である。これは、高速送信パワー制御機構（fast transmit powercontrol mechanism）によって達成されるが、この機構において、端末は、その専用物理チャネル（ＤＰＣＨ）の信号対干渉比（ＳＩＲ）を推定し、推定ＳＩＲを基準値と比較し、基地局の送信ＤＰＣＨパワーを適正値に調節するように基地局に通知する。本明細書では用語ＷＣＤＭＡが用いられているが、他のシステムが対応する用語を有することが理解されるであろう。スクランブルおよびチャネライゼーションコードならびに送信パワー制御は、当該技術分野において周知である。

図１は、ダウンリンク（すなわち基地局から移動局、または順方向）およびアップリンク（すなわち移動局から基地局、または逆方向）チャネルをそれぞれが用いる４つの移動局（ＭＳ）１、２、３、４との接続を処理する基地局（ＢＳ）１００を含むＷＣＤＭＡシステムなどの通信システムを示す。ダウンリンクにおいて、ＢＳ１００は、各移動局にそれぞれのパワーレベルで送信し、またＢＳ１００によって送信される信号は、直交コードワードを用いて拡散される。アップリンクにおいて、ＭＳ１〜ＭＳ４は、それぞれのパワーレベルでＢＳ１００に送信する。図示しなかったが、ＢＳ１００はまた、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と通信し、今度は、このコントローラが、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）と通信する。

図１に示す例示的なＷＣＤＭＡシステムにおける送信信号は、次のように形成できる。最初に、送信される情報データストリームにチャネライゼーションコードを乗算し、次に、その結果にスクランブルコードを乗算する。乗算は、通常、排他的論理和演算によって実行され、情報データストリームおよびスクランブルコードは、同一または異なるビットレートを有することができる。各情報データストリームまたはチャネルは、一意のチャネライゼーションコードを割り当てられ、また複数のコード化された情報信号が、同時に無線周波数キャリア信号を変調する。

数学的な観点から見ると、ダウンリンク（Ｄ／Ａ変換およびフロントエンド送信機の前の）における送信信号ｔ_ｋは、

によって与えられる。ここでＭは、基地局によって送信される物理チャネルの数であり、

は、チャネルｉにおけるチップ当たりのエネルギーであり、ｓ_ｋはスクランブルコード（ＱＰＳＫ）であり、

は、チャネルｉのためのチャネライゼーションコード（ＢＰＳＫ）であり、ｕ^ｉは、チャネルｉにおける送信シンボルである。式１によって与えられる信号は、無線周波数にアップ変換され、無線チャネルを通して変調キャリア信号によって送信され、受信機のフロントエンドにおいて受信されてベースバンド信号にダウン変換される。

移動局または他の受信機において、変調キャリア信号を処理して、その受信機用に意図された元の情報データストリームの推定値を生成する。このプロセスは、復調として知られている。合成受信ベースバンド拡散信号は、一般にＲＡＫＥプロセッサに供給されるが、このプロセッサには、受信信号における、マルチパスエコーまたは画像などの選択された成分のそれぞれに各々割り当てられる多数の「フィンガ」または逆拡散器が含まれる。各フィンガは、受信成分をスクランブルシーケンスおよびチャネライゼーションコードと組み合わせ、受信合成信号を逆拡散する。ＲＡＫＥプロセッサは、典型的には、合成信号に含まれる送信情報データおよび、パイロットまたはトレーニングシンボルの両方を、逆拡散する。

ＲＡＫＥ受信機の様々な面が、Ｇ．トリノ（Ｇ．Ｔｕｒｉｎ）の「ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏＳｐｒｅａｄ−ＳｐｅｃｔｒｕｍＡｎｔｉｍｕｌｔｉｐａｔｈＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏＵｒｂａｎＤｉｇｉｔａｌＲａｄｉｏ」（Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ、第６８巻、３２８〜３５３ページ、１９８０年３月）、デント（Ｄｅｎｔ）に付与された米国特許第５，３０５，３４９号明細書「量子化されたコヒーレントＲＡＫＥ受信機（ＱｕａｎｔｉｚｅｄＣｏｈｅｒｅｎｔＲａｋｅＲｅｃｅｉｖｅｒ）」、ワン（Ｗａｎｇ）らによる米国特許出願公開第２００１／００２８６７７号明細書「レイク受信機における相関タイミングを選択する装置及び方法（ＡｐｐａｒａｔｕｓａｎｄＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＦｉｎｇｅｒＤｅｌａｙＳｅｌｅｃｔｉｏｎｉｎＲａｋｅＲｅｃｅｉｖｅｒｓ）」、Ｇ．ボトムリイ（Ｇ．Ｂｏｔｔｏｍｌｅｙ）によって１９９８年１０月２日に出願された米国特許出願第０９／１６５，６４７号明細書「ＲＡＫＥ受信機の混信除去方法およびその装置（ＭｅｔｈｏｄａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎｉｎａＲａｋｅＲｅｃｅｉｖｅｒ）」、およびワン（Ｗａｎｇ）らによって１９９９年６月２５日に出願された米国特許出願第０９／３４４，８９８号明細書「多段ＲＡＫＥ結合方法および装置（Ｍｕｌｔｉ−ＳｔａｇｅＲａｋｅＣｏｍｂｉｎｉｎｇＭｅｔｈｏｄｓａｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓ）」に説明されている。

１つのＲＡＫＥフィンガを考えると、受信信号ｒ_ｋは、

によって与えられる。ここでｈは無線チャネルを表わし、ｅ_ｋはノイズである。たとえばチャネルｊのチャネルで送信された情報を取り出すために、式２に記載された受信信号ｒ_ｋは、

という事実を用いて、逆拡散される。逆拡散された受信信号ｄは、

によって与えられる。なぜなら、チャネライゼーションコードｃが相互に直交している、すなわち

だからであり、ここで、^＊は複素共役を示し、ＳＦは、チャネルｊのために用いられる拡散率である。チャネル別の拡散コードが互いに直交している場合には、特定の拡散コードと関連する所望の信号だけが強化され、他方で、所望の信号に直交する他の全てのユーザ（チャネル）のための他の信号は強化されないように、受信信号は、特定のチャネル（ユーザ）拡散コードと相関することができる。

うまくパワーを制御するために、ＤＰＣＨにおけるＳＩＲを推定する必要がある。信号パワーＳ、すなわち式３における

は、通常、ＤＰＣＨパイロットシンボル、すなわちＤＰＣＨで送信される周知のシンボルを用いて推定される。しかしながら、干渉Ｉは、典型的には、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）、すなわち大きな信号強度を備えたチャネルで送信されるパイロットシンボルを用いて推定され、次に、ＤＰＣＨ干渉にスケール変更される。ＣＰＩＣＨにおける干渉Ｉ_{ＣＰＩＣＨ}は、

によって推定される。ここでＮは、推定において用いられるシンボル数であり、

は、チャネルｘ用のスクランブルおよびチャネライゼーションコードに関連して逆拡散されるｋ番目のシンボルであり、

は、チャネルｘでｋ番目に送信されるシンボルである。ＣＰＩＣＨにおける推定干渉

は、推定ＤＰＣＨ干渉

へと、

に従ってスケール変更される。ここで

は、添え字によって識別されるチャネルにおける推定干渉パワーであり、ＳＦ_{ＣＰＩＣＨ}＝２５６は、ＣＰＩＣＨの拡散率である。このように干渉を推定する理由は、ＣＰＩＣＨに基づく干渉推定値が、ＤＰＣＨパイロットシンボルに基づくＩ推定値より、たとえばノイズが少なくてよりよいということである。ＳＩＲにおけるＳおよびＩを推定する方法は、当該技術分野において周知である。

ＷＣＤＭＡ標準によれば、ＢＳは１つ（第１の）を超えるスクランブルコード、すなわち、いわゆる第２または代替スクランブルコードを用いてもよい。たとえば、第１のスクランブルコード用のチャネライゼーションコードツリーが一杯で、ＢＳに能力（すなわち送信機パワー）が残されている場合に、ＢＳは、ＤＰＣＨのために第２のスクランブルコードを用いることができる。別の例として、端末（たとえば移動局）が、圧縮フレームにおける拡散率の低減を伴う圧縮モードに入った場合に、端末は、それがより小さな拡散率を必要とすることからコードツリーにおける全てのコードを再割り当てするのを回避するために、圧縮フレームにおいて代替スクランブルコードを用いることができる。これは、３ＧＰＰＴＳ２５．２１３、セクション５．２．１および５．２．２に説明されている。

たとえば、異なるユーザデータレートに適合しながらリンクの直交性を維持するために、直交可変拡散率（ＯＶＳＦ）コードが用いられる。ＯＶＳＦ方式は一種のコードツリーであり、その一例が図２に示されている。この例は、２値アルファベットおよび「１」のマザーコードを仮定しているが、読者は、この概念を一般化できることを理解されるであろう。ツリーの各レベルは、相互に直交するコードセットである。たとえば、第３のレベルは、４つの長さ４のコード「１１１１」、「１１００」、「１０１０」および「１００１」のセットであり、したがって、このコードツリーを用いるＣＤＭＡシステムは、ＳＦ＝４のコードを用いる４人の同時直交ユーザを支援できる。代替として、システムは、ＳＦ＝８（コードツリーにおける第４のレベル）の８人の同時直交ユーザを支援可能である、等である。直接シーケンスＣＤＭＡシステムにおけるチップレートは典型的には一定であるので、より高いＳＦが、一般により低い情報ビットレートに対応する。

また、異なる情報ビットレート、すなわち異なるＳＦ値を有する複数の同時直交ユーザをサポートすることが望ましく、これは、ツリーのルートに至るパスのコードもまた用いられていない場合かつその場合に限って、コードツリーの所定の「ブランチ」におけるコードを用いて行うことができる。ツリーからのコード選択に対するこの制限によって、セルで用いられる選択されたコード間の直交性が維持される。図３は、３つの情報ストリームを拡散するために用いられる３つの異なるチャネライゼーションコード（「１０」、「１１００」および「１１１１１１１１」）を示すが、これらの情報ストリームは、図１に示す移動局の３つから発生したものでもよい。これらの３つの異なるチャネライゼーションコードは、３つの異なる拡散率を提供し、これらの拡散率は、３つの異なるユーザ情報ビットレートに対応する。これらの３つのレートのどれが、受信機、たとえば基地局の受信機で検出（逆拡散）されても、他の２つは、それらが同時に送信されると仮定すると、常に直交する。たとえば、最遅シンボルレート信号（「１１１１１１１１」）を逆拡散する場合に、各シンボルの８チップは単に累積され、８チップの間の他の２信号からの累積寄与は、ゼロに等しくなる（「ｌ」／「０」ビットのＢＰＳＫ変調に対応する、「＋１」／「−１」表示において）。

第１および第２のスクランブルコードが用いられる場合に、送信信号ｔ_ｋは、

として書くことができる。ここでｓ^ｐおよびｓ^ｓは、それぞれ第１および第２のスクランブルコードであり、Ｍ_ｐおよびＭ_ｓは、それぞれのスクランブルコード下の物理チャネル数である（典型的にはＭ_ｓ＜＜Ｍ_ｐ）。次に、ＲＡＫＥ受信機の一フィンガにおける受信信号ｒ_ｋは、

としてモデル化できる。所望のＤＰＣＨが第２のスクランブルコード（チャネルコード１）を用いると仮定すると、次の逆拡散された受信信号ｄが得られる。

式７から分かるように、第１のスクランブルコード下のチャネルは、第２のスクランブルコード下のチャネルでは白色ノイズに変形される。なぜなら、スクランブルコードはｐｎシーケンスであり、直交コードではないからである。したがって、所望のコード１に影響する干渉（ノイズ）ｎ_１は、

によって与えられ、干渉パワー（ノイズパワー）Ｉ_１は、

によって与えられる。ここで、

は、ノイズｅ_ｋの分散である。ＣＰＩＣＨ（第１のスクランブルコード下で常に選び出されるチャネルであり、チャネライゼーションコード０）から得られるＩ推定値を用いると、干渉（ノイズ）ｎ_２は、

によって与えられ、干渉パワー（ノイズパワー）Ｉ_２は、

によって与えられる。

式８および９が式１０および１１と等しくないことは、容易に分かる。さらに、コンピュータシミュレーションが示すところでは、ＤＰＣＨが別のスクランブルコードを用いる一方で、あるスクランブルコードを用いるＣＰＩＣＨから得られるＩ推定値を用いたパワー制御環境における損失は、ＤＰＣＨにおける平均必要ＢＳパワーに換算して数ｄＢになり得る。したがって、代替スクランブルコードを用いる場合には、従来のＣＰＩＣＨのＩ推定アプローチより、干渉を推定するよりよい方法が必要である。

この問題に対する１つの簡単な周知の解決策は、信号パワー（Ｓ）推定および干渉パワー（Ｉ）推定の両方にＤＰＣＨパイロットシンボルを用いることであるが、しかしこの解決策には問題がある。たとえば、ＤＰＣＨパイロットシンボルの数が少ないので、Ｉ推定値はノイズがあり、またＤＰＣＨがパワー制御されているので、ＤＰＣＨの全体的な信号パワーは小さい。ノイズのあるＩ推定値はノイズのあるＳＩＲ推定値を生じ、またＳＩＲ推定値は平均必要ＢＳ・ＤＰＣＨパワーに直接影響するので、ノイズのあるＳＩＲ推定値による平均パワーの誤った決定は、システム能力を低減させる可能性がある。

したがって、第１のスクランブルコード、すなわちＣＰＩＣＨが選び出されたスクランブルコード下でＤＰＣＨが選び出された場合と、性能が、ＳＩＲ推定値における正確さの点で類似するように、代替スクランブルコードがＷＣＤＭＡにおいて用いられるような場合における干渉パワーをよりよく推定できる方法および装置の必要がある。

概要
本出願は、ＣＰＩＣＨなどのチャネルのスクランブルコードと異なるスクランブルコード下でＤＰＣＨが選び出されるＣＤＭＡシステムにおいて、干渉推定を改善する方法および装置を提供する。かかるシステムにおいて、ＣＰＩＣＨにおいて測定し、ＤＰＣＨに変形することによってＤＰＣＨのＩ推定を行うことは、２つのチャネルの異なる干渉状況ゆえにできない。代わりに、ＤＰＣＨ干渉は、Ｉ推定に利用できる代替または第２のスクランブルコードにおいて、空白チャネライゼーションコードの知識を用いるか、ＤＰＣＨにおいてシンボル（たとえばＤＰＣＣＨにおける制御シンボル）を用いるか、または空白チャネライゼーションコードを探索し、見つかった空白コードをＩ推定に用いることによって推定される。これらの技術は、先行技術と比較してＳＩＲ推定値を改善し、したがってまた、パワー制御の性能を改善し、それによって、システムの能力を向上させる。

本発明の一態様において、干渉を推定する方法には、代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードを決定するステップと、空白チャネライゼーションコードが決定された場合には、干渉を推定するために空白チャネライゼーションコードを用いるステップと、そうでなければ、専用チャネルの少なくとも１つの部分におけるシンボルの分散を決定することによって、干渉を推定するステップと、が含まれる。

本発明の別の態様において、空白チャネライゼーションコードを探索する方法には、最初のＩ推定値（initial I-estimate）を生成するステップと、最初のＩ推定値に基づいて閾値を設定するステップと、候補の空白コードを選択するステップと、候補の空白コードに対してＩ推定値を形成するステップと、形成されたＩ推定値を閾値と比較するステップと、形成されたＩ推定値が閾値を超える場合には、別の候補の空白コードを選択して、形成および比較ステップを繰り返すステップと、そうでなければ、候補の空白コードを空白チャネライゼーションコードとして識別するステップと、が含まれる。

本発明の別の態様では、パイロットチャネルがスクランブルコードを用い、かつ端末が、チャネライゼーションコードによって決定された専用チャネルで代替スクランブルコードを用いる符号分割多元接続通信システムにおいて、端末での干渉を推定するための装置には、コントローラおよび干渉推定器が含まれる。コントローラは、代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードｍを決定し、またコントローラが空白チャネライゼーションコードｍを決定した場合には、干渉推定器は、空白チャネライゼーションコードｍに基づいて干渉の推定値を生成する。そうでなければ、干渉推定器は、専用チャネルの少なくとも１つの部分におけるシンボルの分散に基づいて干渉の推定値を生成する。

本発明のさらに別の態様では、コンピュータ可読媒体には、パイロットチャネルがスクランブルコードを用い、かつ端末が、チャネライゼーションコードによって決定された専用チャネルで代替スクランブルコードを用いる符号分割多元接続通信システムにおける、端末での干渉を推定するためのコンピュータプログラムが含まれる。コンピュータプログラムは、代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードｍを決定するステップと、空白チャネライゼーションコードｍが決定された場合には、干渉を推定するために空白チャネライゼーションコードｍを用いるステップと、そうでなければ、専用チャネルの少なくとも１つの部分におけるシンボルの分散を決定することによって干渉を推定するステップと、を実行する。

本発明の目的および利点は、図面と共にこの説明を読むことによって明らかとなるであろう。

詳細な説明
干渉パワーＩを推定する１つの方法は、たとえば、Ｔ．パレニウス（Ｔ．Ｐａｌｅｎｉｕｓ）によって２０００年３月１５日に出願された米国特許出願第０９／５２５，８９８号明細書「ＣＤＭＡ無線通信システムにおける干渉測定のための符号予約（ＣｏｄｅＲｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｆｏｒＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎａＣＤＭＡＲａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）」（この出願を、参照によって本明細書に明示的に援用する）に説明されているように、空白チャネライゼーションコード、すなわち現在用いられていないかまたはこの目的のために取っておかれたコードを用いる。コードｍが空白であると仮定すると、コードｍにおける干渉パワーは、

によって与えられる。
ここで、Ｎは、推定に用いられるシンボル数であり、

は、スクランブルおよびチャネライゼーションコードに関連して逆拡散されるｋ番目のシンボルを意味する。式９におけるＩ_１が推定値Ｉ_ｍの分散を示すことが注目されるであろう。再び式７を見て、コードｍが空白であると仮定すると、逆拡散された受信信号ｄは、

によって与えられる。式１３における干渉パワー（ノイズパワー）Ｉ_１は、

によって与えられる。見て取れる式は、式９によって与えられたノイズパワーと等しい。必要なことは、以下により詳細に説明するように、受信機が空白チャネライゼーションコードを識別するか、またはそれを通知されることだけである。

干渉パワーＩを推定する別の方法は、ＤＰＣＨにおける逆拡散された受信信号の分散を決定することを伴う。逆拡散された受信信号ｄが式７によって与えられると仮定すると、逆拡散された受信信号ｄ_ｋのｋ番目のサンプルの複素振幅ａ_ｄ（ｋ）が、

によって与えられること、およびこれらの複素振幅の数Ｎの平均ｍ_ｄが、

によって与えられることを確認できる。ＤＰＣＨのための干渉推定値

は、サンプルの分散として識別でき、

によって与えられる。もし通信チャネルの特性がサンプル収集期間中にしかるべく安定したままならば、推定された分散の正確さは、当然、サンプル数の増加につれて改善する。

ＤＰＣＨが主に２つのタイプの情報を含むことが理解されるであろう。それらは、情報データすなわち専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）、およびレイヤ１制御データすなわち専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）であり、これらは、ＷＣＤＭＡダウンリンクのスロットで共に時間多重通信される。ＤＰＣＣＨは、パイロットシンボル、パワー制御情報およびスロットフォーマット情報を含み、全てのスロットにおいて常に送信される。ＤＰＤＣＨは、送信される情報データがある場合にだけ送信され、したがって、ＤＰＤＣＨで何も送信されないときもある。これは、不連続送信（ＤＴＸ）と呼ばれる。ＤＰＣＣＨのスロットフォーマット情報は、ＤＰＤＣＨにデータがあるかどうかを示すが、しかしこの情報は、ＲＡＫＥ結合器およびＳＩＲ推定器の後で検出されるので、この情報は、Ｉ推定が実行されるときには知られていない。したがって、ＤＴＸが、ＤＰＤＣＨまたは同様のチャネルで可能な場合には、ＤＰＤＣＨは、一般に、Ｉ推定のために信頼して用いることができない。しかしながら、常に送信が行なわれるＤＰＣＣＨおよび同様のチャネルは、式１５〜１７に従ってＩ推定のために常に用いることができる。なぜなら、Ｉ推定値が、ＤＰＣＨにおける受信シンボルの振幅の分散として得られるからである（ＤＰＣＣＨだけ−−ＤＴＸおよび非ＤＴＸに対して可能−−、またはＤＰＣＣＨおよびＤＰＤＣＨの両方−−非ＤＴＸに対してのみ可能）。したがって、受信機は、何が送信されたかを知る必要はなく、むしろ受信機は、ただ何かが送信されたことを知るだけで十分である。

図４は、本発明に従って干渉を推定する方法のフローチャートである。ＷＣＤＭＡシステムにおいて、端末またはユーザ設備（ＵＥ）は、最初は接続モードにあり（ステップ４０１）、ＵＥは、ＤＰＣＨで代替または第２のスクランブルコードを用いる命令および情報をネットワークから受信する（ステップ４０３）。ＵＥによって用いられる代替スクランブルコードおよび代替スクランブルコード下のＤＰＣＨチャネライゼーションコードが、第１のスクランブルコードおよび元のチャネライゼーションコードの関数として、ＷＣＤＭＡ標準において定義されていることが理解されるであろう。

この時点で、ＵＥは、代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードについて、かかる空白コードを通知されたかまたは図５に関連して以下で説明するようにかかる空白コードを識別したので、知っているかどうかを決定する（ステップ４０５）。受信機が、代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードについて知っている場合には、ＵＥは、式１２に従って干渉を推定するためにかかる空白チャネライゼーションコードを用い（ステップ４０７）、そしてＩ推定値は、ＵＥにおける他の構成要素に送られ、これらの構成要素は、ＳＩＲを推定し（ステップ４０９）、かつＳＩＲ推定値を、送信パワー制御ループ（ステップ４１１）などのさらに別の構成要素に提供する。これらの受信構成要素は、図６に関連して以下でより詳細に説明される。

代替スクランブルコードが用いられるケースによっては、３ＧＰＰ標準により、受信機が空白チャネライゼーションコードを識別するために利用できる情報が与えられる。かかるケースの１つは、圧縮モードを伴う場合であり、基地局が圧縮フレーム用に代替スクランブルコードを利用するときである。３ＧＰＰＴＳ２５．２１３、セクション５．２．１〜５．２．２は、この場合に用いるチャネライゼーションコードと同様に代替スクランブルコードを規定している。これらの規定はまた、共通制御チャネルおよびそれらのチャネライゼーションコードにも当てはまるが、しかしこれらのチャネルは圧縮モードでないので、代替スクランブルコード下のそれらの対応する圧縮モードチャネライゼーションコードは用いられない。すなわち、それらは空白である。したがって、これらの空白コードは、上記のようにＤＰＣＨ干渉を推定するために用いることができる。端末は、第１のスクランブルコードにおける共通チャネルに対応する、代替スクランブルコード下のコードがあるかどうかを容易に決定し、かつ共通チャネルのチャネライゼーションコードについてのその知識および該当する標準に定義されたコード割り当て規則から、これらの空白コードを識別できる。

ステップ４０５において、ＵＥが、代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードについて知らないと決定した場合には、ＵＥは、システムがＤＴＸを用いているかどうかを決定でき（ステップ４１３）、ＤＴＸモードが使用可能な場合には、ＵＥは、式１５〜１７に従って、ＤＰＣＨのＤＰＣＣＨ部分におけるシンボルの分散を決定することによって干渉を推定する（ステップ４１５）。Ｉ推定値は、ＵＥにおける構成要素に送られ、そこで、ＳＩＲを推定し（ステップ４０９）、送信パワー制御ループ（ステップ４１１）などの他の構成要素にＳＩＲ推定値を提供する。

ステップ４１３において、ＵＥが、システムがＤＴＸモードではないと決定した場合には、ＵＥは、式１５〜１７に従って、ＤＰＣＨのＤＰＣＣＨ部分およびＤＰＤＣＨ部分の両方、またはＤＰＣＨのＤＰＣＣＨ部分だけにおいて、シンボルの分散を決定することによって、干渉を推定する（ステップ４１７）。実際、上記のように、ＤＰＣＨ、および送信シンボルを常に含む少なくとも１つの部分を有する同様のチャネルは、式１５〜１７に従って、Ｉ推定のために常に用いることができ、したがって、システムがＤＴＸモードであるかどうかの決定（ステップ４１３）は、必ずしも必要ではなく、省略することができる。どちらの場合でも、Ｉ推定値は、ＵＥにおける構成要素に送られ、そこで、ＳＩＲを推定し（ステップ４０９）、送信パワー制御ループ（ステップ４１１）などの他の構成要素にＳＩＲ推定値を提供する。

上記のように、端末は、Ｉ推定に利用できる空白チャネライゼーションコードを識別したかも知れず、その場合には、端末は、Ｉ推定のためにそれらの空白コードを優先的に用いる。受信機は、システムの特定の特性についての知識から空白コードを識別したか、またはもちろん、単に、送信機からのしかるべきシグナリングメッセージによって、空白チャネライゼーションコードをシステムから通知されたかも知れない。端末が空白コードを何も識別しなかった場合には、端末は、ＤＰＣＨなどの専用チャネルにおけるシンボルの分散から干渉を推定する。

空白コードが識別されず、ＤＰＣＨを用いて得たものよりもよいＩ推定値が必要な場合には、端末は、空白チャネライゼーションコードを探索できる。少なくとも１つの空白コードが見つかった場合には、端末は、Ｉ推定値を得るためにそのコードを用いる。空白チャネライゼーションコードを探索する方法を以下で説明し、図５に示す。

ステップ５０１において、最初のＩ推定値が、上記のステップ４１３、４１５、４１７の方法を用いて形成される。最初のＩ推定値から閾値が導き出され、下記のさらなる処理ステップで用いられる。閾値は、最初のＩ推定値であっても、または連続的な最初のＩ推定値をフィルタリング、もしくは平滑化たとえば適切に時間平均することによって、最初のＩ推定値から導き出してもよいことが理解されるであろう。閾値はまた、最初のＩ推定値をスケール変更するか、正または負の定数を最初のＩ推定値に加算するか、または別の方法によって導き出してもよい。閾値が導き出される最初のＩ推定値、すなわち

は、式１５〜１７から得られ、理想的には式１４のＩ_ｌと等しいが、しかし不可避な推定誤差のために、最初のＩ推定値は、

として表現することができる。ここでｅ_１は推定誤差である。

ステップ５０３において、候補の空白コードがあるかどうかが決定され、ステップ５０４において、候補コードが選択される。ステップ５０５において、式１２を用いて、選択された候補の空白コードに対して干渉を推定する。選択された候補コードが空白の場合には、式１２によって実際の干渉の推定値、すなわちＩ_{ｍ，ｅｍｐｔｙ}＝Ｉ_１＋ｅ_２が与えられる。ここでｅ_２は、推定誤差である。選択された候補コードが空白でない場合には、式１２によって受信パワーの推定値、すなわち

が与えられる。ここでｅ_３は、推定誤差である。理想的には、

および

であるが、しかし推定誤差のために、検出しそこなう可能性がゼロではない（すなわち、実際の空白コードが検出されない）。したがって、

および／またはＩ_ｍをフィルタリングして推定誤差を低減することは有益であり得る。閾値は、フィルタパラメータ、検出しそこなう恐れ等に基づいて選択できる。選択された閾値は、オフラインで計算（たとえば、実験室で定義する）し、ＵＥに格納できる。

ステップ５０４において候補の空白コードを選択する際に、選択されたＳＦ長さ（典型的に１２８または２５６）の全てのコードを体系的な方法で探索するのが有利である。探索順序を決定するために、端末は、該当する標準に規定されたコード割り当てに関する規則を考慮するのが有利である。典型的なＷＣＤＭＡシステムにおいて、基地局は、周知のコードツリーの一側から開始してコードを割り当てる。したがって、開始点として、端末は、ＤＰＣＨがどのチャネライゼーションコードを用いているかを決定し、コードツリーにおいて使用コードの位置を決定し、次に、コードツリーにおいて、このＤＰＣＨチャネライゼーションコードからできる限り遠く離れた候補の空白コードを選択する。図２は、「コードツリーにおいて遠く離れた」が何を意味するかをよく示す。ＷＣＤＭＡシステムにおいて、ＣＰＩＣＨは、コード１１１１１１１１．．．．１１１１１（すなわち２５６の「１」）を常に用い、ブロードキャストチャネルは、コード１１．．．１１−１−１．．．−１−１（すなわち、１２８の「１」に１２８の「−１」が続く）を用いる。これは、図２における上部コードツリーに対応する。コード割り当てが、ブランチを満たしてから新しいブランチを用いることによって行われることが多いので、第１のユーザ（ＤＰＣＨ）は、ＣＰＩＣＨおよびブロードキャストコードに近いコード（単複）を有する。したがって、「遠く離れた」は、図２に示すようなコードツリーの下端を典型的には意味する。ＳＦ＝８の場合において、１００１０１１０から開始し、次に１００１１００１、等である。これにより、結果として空白コードを見つける大きな可能性をもたらすことができ、候補の空白コードが選択された場合には（ステップ５０４）、プロセスはステップ５０５に移る。

ステップ５０５において、干渉は、上記のように選択された候補の空白コードに対して推定され、ステップ５０７において、Ｉ推定値が、閾値、すなわちステップ５０１で得られた大ざっぱなＩ推定値に基づく値と比較される。Ｉ推定値が閾値よりはるかに大きい場合には、それは信号パワーに対応するものと思われ、したがってそのコードは使用中であり、その場合には探索が次のコードで続き、ステップ５０３〜５０７が繰り返される。

しかしながら、コードたとえばコードｃ_ｓのＩ推定値が閾値より下である場合には、コードは恐らく空白であり、探索を停止することができ、処理がステップ５０９に移る。ステップ５０９において、ｃ_ｓに関して逆拡散が実行され、ステップ５０５で導き出された推定値が用いられ、プロセスはステップ４０９に移る。

候補の空白コードがなくて（ステップ５０３）、ステップ５０４で空白コードが選択されない場合には、ステップ５０１からの、すなわち上記のステップ４１３、４１５、４１７の方法を用いた最初のＩ推定に依存しなければならない（ステップ５１１）。

セルにおいて用いられるコードの数は時間と共に変化するので、端末は、Ｉ推定のために用いられるコードが別のユーザによって占有されたかどうかを絶えず検出しなければならない。占有された場合には、新しい空白チャネライゼーションコードの探索が、上記に従って再び始まる。

図６は、これらの方法を実行する移動局などの例示的な受信機６００のブロック図である。携帯電話などの移動局には、送信、受信、ならびに信号およびデータの処理を支援する追加回路（図示せず）が典型的には含まれることを、当業者は理解されるであろう。

受信機６００には、無線信号などの送信信号を受信するためのアンテナ６０５が含まれる。アンテナは、受信信号をフロントエンドプロセッサ６１０に供給し、プロセッサ６１０が、受信信号をベースバンド信号に変形し（たとえばダウンコンバートし、逆拡散し、かき集める（ｒａｋｅ））、このベースバンド信号が、復号器６１５および推定器６３０、６３５に供給される。復号器６１５によって生成された復号信号はプロセッサ６２０に供給され、プロセッサ６２０が、復号信号によって受信機６００の他の構成要素（図示せず）へ搬送される上位レイヤシグナリングメッセージを決定する。これらのシグナリングメッセージの中には、通信システムが代替スクランブルコードおよび圧縮モードを用いているかどうかを示すもの、ならびに受信機がＣＰＩＣＨコードおよびＤＰＣＨコードを識別できるようにするメッセージがある。図６に示すように、この情報は、制御ユニット６２５およびチャネル推定器６３０に送られる。当該技術分野においては典型的だが、チャネル推定器６３０は、受信信号におけるデータに基づいて、通信チャネルのインパルス応答

を連続的に推定し、復号プロセスの性能を改善するために、これらの推定値を復号器６１５へ提供する。

上記のように、制御ユニット６２５は、プロセッサ６２０によって自身に提供された情報に基づいて、どのＩ推定方法を用いるべきかを決定する。この選択は、選択された方法を実行するＩ推定器６３５に送られ、それによってＩ推定値が生成され、この値がＳＩＲ推定器６４０に送られる。当該技術分野においては典型的だが、推定器６４０によって生成されたＳＩＲ推定値は、復号プロセスの性能を改善するために復号器６１５へ、および送信パワー制御を提供する構成要素（図示せず）へ送られる。

送信機と受信機との間におけるチャネルの経時変化する特性に応答する必要に応じて、上記の手順が反復して実行されることが理解されるであろう。理解を容易にするために、本発明の多くの態様が、たとえばプログラム可能コンピュータシステム（programmable computer system）の要素によって実行される動作シーケンスの点から説明されている。様々な動作が、専用回路（たとえば、専門機能を実行するために相互接続された別個の論理ゲートまたは特定用途向け集積回路）によってか、１以上のプロセッサによって実行されるプログラム命令によってか、または両方の組み合わせによって実行可能であることが理解されるであろう。

さらに、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、または媒体から命令を取り出してその命令を実行できる他のシステムなどの、命令実行システム、装置もしくはデバイスによってか、またはそれらに接続して用いるための、しかるべき命令セットを自身に格納したコンピュータ可読記憶媒体の任意の形態内で完全に具体化するように、追加的に本発明を考えることができる。本明細書で用いるように、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、装置またはデバイスが用いるかまたはそれらに接続して用いるためのプログラムを含むか、格納するか、通信するか、伝えるか、または搬送できる任意の手段とすることができる。たとえば、コンピュータ可読媒体は、限定するわけではないが、電子、磁気、光、電磁気、赤外線、または半導体システム、装置、デバイスもしくは伝達媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体のより特定の例（非限定的リスト）には、１以上のワイヤを有する電気接続部、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）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバおよび携帯型コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）が含まれる。

したがって、本発明は、多くの異なる形態（全てを上記で説明したわけではない）で具体化が可能であり、かかる全ての形態は、本発明の範囲内にあるように意図されている。本発明の様々な態様のそれぞれに対して、かかる任意の形態は、説明した動作を実行するように「構成された論理」として、または代替として、説明した動作を実行する「論理」として参照されてもよい。

用語「含む」および「含んでいる」が、本出願において用いられる場合には、言明した特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を明示し、また１以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことを強調したい。

上記の特定の実施形態は、単に例証であり、決して限定的に考えるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定され、また特許請求の範囲内に入る全ての変更および均等物は、そこに含まれるように意図されている。

通信システムを示す。ＯＶＳＦコードツリーを示す。３つの情報ストリームを拡散するために用いられるＯＶＳＦツリーからの３つの異なるチャネライゼーションコードを示す。干渉を推定する方法のフローチャートである。空白チャネライゼーションコードを探索する方法のフローチャートである。移動局の例示的なブロック図である。

Claims

パイロットチャネルがスクランブルコードを用い、かつ端末が、チャネライゼーションコードによって決定された専用チャネルで代替スクランブルコードを用いる符号分割多元接続通信システムにおいて、端末における干渉を推定する方法であって、
前記代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードｍを決定するステップと、
空白チャネライゼーションコードｍが決定された場合には、前記干渉を推定するために前記空白チャネライゼーションコードｍを用いるステップと、
そうでなければ、前記専用チャネルの少なくとも１つの部分におけるシンボルの分散を決定することによって前記干渉を推定するステップと、
を含む方法。
前記シンボルの分散が、前記通信システムが不連続送信（ＤＴＸ）を用いているかどうかを決定することによって決定され、ＤＴＸが用いられていない場合には、前記専用チャネルの少なくとも２つの部分においてシンボルの分散を決定することによって前記干渉を推定する、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも２つの部分が、専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）および専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）を含む、請求項２に記載の方法。
前記専用チャネルが専用物理チャネル（ＤＰＣＨ）であり、前記パイロットチャネルが共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）である、請求項１に記載の方法。
前記空白チャネライゼーションコードｍが、かかる空白コードの情報または前記空白コードの識別に基づいて決定される、請求項１に記載の方法。
前記空白チャネライゼーションコードｍの情報が、前記端末に送信されるメッセージに含まれる、請求項５に記載の方法。
空白チャネライゼーションコードｍの情報が、前記通信システムの仕様に含まれる、請求項５に記載の方法。
空白チャネライゼーションコードの情報が、共通制御チャネルによって用いられるチャネライゼーションコードを含む、請求項７に記載の方法。
前記空白チャネライゼーションコードｍの識別が、
最初のＩ推定値を生成するステップと、
前記最初のＩ推定値に基づいて閾値を設定するステップと、
候補の空白チャネライゼーションコードを選択するステップと、
前記候補の空白チャネライゼーションコードに対して、Ｉ推定値を形成するステップと、
前記形成されたＩ推定値を前記閾値と比較するステップと、
前記形成されたＩ推定値が前記閾値を超える場合には、別の候補の空白コードを選択して、前記形成および比較ステップを繰り返し、そうでなければ、前記候補の空白コードを前記空白チャネライゼーションコードとして識別するステップと、
を含む、請求項５に記載の方法。
前記最初のＩ推定値が、前記端末によって受信された信号におけるシンボルの分散に基づいている、請求項９に記載の方法。
前記閾値が、前記最初のＩ推定値として設定される、請求項９に記載の方法。
前記Ｉ推定値が、

に従って形成される、請求項９に記載の方法。
空白チャネライゼーションコードｍのための前記干渉が、

に従って推定される、請求項１に記載の方法。
空白チャネライゼーションコードが決定されない場合には、前記干渉が、

に従ってシンボルの分散を決定することによって推定される、請求項１に記載の方法。
部分が専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）である、請求項１に記載の方法。
前記推定された干渉が、信号対干渉比を推定するために用いられる、請求項１に記載の方法。
符号分割多元接続通信システムにおいて、端末における空白チャネライゼーションコードｍを探索する方法であって、
最初のＩ推定値を生成するステップと、
前記最初のＩ推定値に基づいて閾値を設定するステップと、
候補の空白チャネライゼーションコードｍを選択するステップと、
前記候補の空白チャネライゼーションコードｍに対して、Ｉ推定値を形成するステップと、
前記形成されたＩ推定値を前記閾値と比較するステップと、
前記形成されたＩ推定値が前記閾値を超える場合には、別の候補の空白チャネライゼーションコードを選択して、前記形成および比較ステップを繰り返し、そうでなければ、前記候補の空白チャネライゼーションコードｍを空白チャネライゼーションコードとして識別するステップと、
を含む方法。
前記最初のＩ推定値が、前記端末によって受信された信号におけるシンボルの分散に基づいている、請求項１７に記載の方法。
前記閾値が、前記最初のＩ推定値として設定される、請求項１７に記載の方法。
前記Ｉ推定値が、

に従って形成される、請求項１７に記載の方法。
前記空白チャネライゼーションコードに基づいて干渉を推定するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
閾値が、前記最初のＩ推定値をフィルタリングすることによって、前記最初のＩ推定値から導き出される、請求項１７に記載の方法。
前記候補の空白チャネライゼーションコードｍが、所定のコード割り当て規則に基づいて選択される、請求項１７に記載の方法。
前記候補の空白チャネライゼーションコードｍが、チャネルによって用いられるチャネライゼーションコードを決定することと、コードツリーにおいて前記用いられるチャネライゼーションコードの位置を決定することと、前記コードツリーにおいて前記用いられるチャネライゼーションコードから遠く離れたコードを、前記候補の空白チャネライゼーションコードｍとして選択することと、によって選択される、請求項１７に記載の方法。
パイロットチャネルがスクランブルコードを用い、かつ端末が、チャネライゼーションコードによって決定された専用チャネルで代替スクランブルコードを用いる符号分割多元接続通信システムにおいて、端末における干渉を推定するための装置であって、
前記代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードｍを決定するコントローラと、
干渉推定器であって、前記コントローラが空白チャネライゼーションコードｍを決定した場合には、当該干渉推定器が前記空白チャネライゼーションコードｍに基づいて前記干渉の推定値を生成し、そうでなければ、当該干渉推定器が、専用チャネルの少なくとも１つの部分におけるシンボルの分散に基づいて前記干渉の前記推定値を生成する、干渉推定器と、
を含む装置。
前記コントローラが、前記通信システムが不連続送信（ＤＴＸ）を用いているかどうかを決定し、ＤＴＸが用いられていない場合には、前記干渉推定器が、前記専用チャネルの少なくとも２つの部分におけるシンボルの分散に基づいて前記干渉の前記推定値を生成する、請求項２５に記載の装置。
前記コントローラが、前記空白チャネライゼーションコードｍを、かかる空白コードの情報または前記空白コードの識別に基づいて決定し、コントローラが、前記空白チャネライゼーションコードｍを、
最初のＩ推定値を生成することと、
前記最初のＩ推定値に基づいて閾値を設定することと、
候補の空白チャネライゼーションコードを選択することと、
前記候補の空白チャネライゼーションコードに対して、Ｉ推定値を形成することと、
前記形成されたＩ推定値を前記閾値と比較することと、
前記形成されたＩ推定値が前記閾値を超える場合には、別の候補の空白コードを選択して、前記形成および比較ステップを繰り返し、そうでなければ、前記候補の空白コードを前記空白チャネライゼーションコードとして識別することと、
によって識別する、請求項２５に記載の装置。
前記閾値が、前記最初のＩ推定値をフィルタリングすることによって、前記最初のＩ推定値から導き出される、請求項２７に記載の装置。
前記端末が、ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システムのための標準に従う、請求項２５に記載の装置。
パイロットチャネルがスクランブルコードを用い、かつ端末が、チャネライゼーションコードによって決定された専用チャネルで代替スクランブルコードを用いる符号分割多元接続通信システムにおいて、端末における干渉を推定するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータプログラムが、
前記代替スクランブルコード下の空白チャネライゼーションコードｍを決定するステップと、
空白チャネライゼーションコードｍが決定された場合には、前記干渉を推定するために前記空白チャネライゼーションコードｍを用いるステップと、
そうでなければ、前記専用チャネルの少なくとも１つの部分におけるシンボルの分散を決定することによって前記干渉を推定するステップと、
を実行する、コンピュータ可読媒体。
前記コンピュータプログラムが、前記通信システムが不連続送信（ＤＴＸ）を用いているかどうかを決定することによって、前記シンボルの分散を決定し、ＤＴＸが用いられていない場合には、前記コンピュータプログラムが、前記専用チャネルの少なくとも２つの部分におけるシンボルの分散を決定することによって前記干渉を推定する、請求項３０に記載のコンピュータ可読媒体。
前記コンピュータプログラムが、前記空白チャネライゼーションコードｍを、かかる空白コードの情報または前記空白コードの識別に基づいて決定し、前記コンピュータプログラムが、前記空白チャネライゼーションコードｍを、
最初のＩ推定値を生成するステップと、
前記最初のＩ推定値に基づいて閾値を設定するステップと、
候補の空白チャネライゼーションコードを選択するステップと、
前記候補の空白チャネライゼーションコードに対して、Ｉ推定値を形成するステップと、
前記形成されたＩ推定値を前記閾値と比較するステップと、
前記形成されたＩ推定値が前記閾値を超える場合には、別の候補の空白コードを選択して、前記形成および比較ステップを繰り返し、そうでなければ、前記候補の空白コードを前記空白チャネライゼーションコードとして識別するステップと、
を実行することによって識別する、請求項３０に記載のコンピュータ可読媒体。