JP5421992B2 - Ｃｑｉ推定の妨害キャンセルのための方法、システムおよび装置 - Google Patents

Description

本発明は、受信信号の品質を決定する方法に関するものである。本発明はさらに、対応する装置およびシステムに関するものである。

第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）のロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク等のセルラ・ネットワークにおいて、ネットワーク内の各セルには、各セル内に位置するセルラ携帯電話、ラップトップ、またはＰＤＡ等のユーザ装置（ＵＥ）と通信する、ｅノードＢ等の基地局が採用されうる。

３ＧＰＰ ＬＴＥネットワーク等のパケットベースの無線ネットワークの性能は、チャネル依存の効率的なスケジューリングに依存しうる。ＵＥによってセルに報告されるチャネル品質指標（ＣＱＩ：channel quality index）が正確であることが、そのような無線ネットワークを首尾よく運用するための必要条件となりうる。

ＣＱＩは、いくつかの粒度（granularity）を用いてユーザ装置から報告されうる。また、ＣＱＩは、広帯域ベース、またはサブバンド・ベースで報告されうる。広帯域ＣＱＩ報告は、ネットワークの帯域幅全体を通じて行われうるとともに、１６個の異なるＣＱＩ値にマッピングされうる。サブバンドＣＱＩ報告は、広帯域ＣＱＩとは差別化して報告されうる。

ＵＥによって報告されるＣＱＩパラメータは、ネットワーク／セルによって決定されうる。例えば、ネットワークは、広帯域ＣＱＩがユーザ装置によって報告されるべきか、あるいは、１つ以上のリソース・ブロック（ＲＢ）のレベルに至るまでサブバンドＣＱＩがユーザ装置によって報告されるべきか、を決定しうる。

３ＧＰＰ ＬＴＥでは、ＣＱＩは、以下のような数多くの要素を含みうる。

変調および符号化方式：
種々の変調方式および符号化方式を含むテーブルへのインデックス。当該インデックスは、例えば、ＵＥが推定した信号対雑音干渉比（ＳＩＮＲ）に基づきうる。

プリコーディング行列インデックス：
多入力・多出力（ＭＩＭＯ）では、ネットワークからＵＥへのデータ・ストリームに対して最適なプリコーディングをネットワークが実行できるように、プリコーディング行列テーブルへのインデックスが供給されうる。

ランク：
ＵＥは、ネットワークがデータを送信する際の所望のストリーム数を報告しうる。

ＣＱＩ報告は、例えば、ＵＥにおける２つの推定量、即ち、チャネル推定値

（以下では「^Ｈ」と記載する）と、雑音干渉電力推定値

（以下では「^σ²」と記載する）とに基づきうる。上記の推定量の各々は、ＯＦＤＭの時間‐周波数グリッドにおけるリソース・エレメント単位で定義されうる。

雑音干渉電力推定値は、

として計算されうる。ここで、Ｙは、基準シンボル等の、既知の受信ＯＦＤＭシンボルであり、Ｋ_biasは、分散の推定値にバイアスがかかっていないことを保証する定数である。期待値Ｅ(.)は、一定数のシンボルにわたる平均値として推定されうる。

３ＧＰＰ ＬＴＥでは、基準シンボルは、特定のパターンのＯＦＤＭ時間‐周波数グリッドで送信される。同期ネットワークでは、例えば、いくつかのｅノードＢの無線フレーム構造が、例えばＬＴＥ時分割複信（ＴＤＤ）ネットワークのように、時間的に同期化されている場合、複数のセル／ｅノードＢの基準シンボル・パターンが重複し、ＵＥへの干渉を引き起こす可能性がある。例えば、２つ以上のセル／ｅノードＢ間のエッジにある携帯電話が、複数のセル／ｅノードＢから複数の基準シンボルを受信する可能性がある。基準シンボルの重複を回避するために、３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格では、２つの測度が採用している。

第一に、基準シンボルは、セルＩＤ固有の系列によってスクランブリングさうるとともに、その結果、隣接セルからの基準シンボルの干渉は、受信機においては白色雑音として見えうる。

第二に、基準シンボルのパターンは、周波数における６つの異なるシフト（基準シンボル周波数ホッピング）によって定義されうる。このため、送信機（アンテナ・ポート）にダイバーシチが存在する場合、例えば、セル／ｅノードＢで２つ以上のアンテナ・ポートが存在する場合、重複しないシフトの数は、３つに減少しうる。

このようにして、最適なセル設計を用いて、周波数シフトは、最も近い隣接セルの基準シンボルが、ＵＥにサービングするサービングセル（serving cell）に実質的に干渉しないように選択することができる。

しかし、例えば都市のような高密度のネットワークにおいては、（例えばスクランブリング系列および周波数シフトの観点から）最適なセル設計を用いても、当該ネットワークにおけるいくつかの隣接セルからの基準シンボルは、重複し、かつ、サービングセルの基準シンボルと干渉するに干渉する可能性がある。

一例として、低負荷のネットワーク内のセルは、通常、制御データおよび基準シンボルを送信するのみであり、それ故に、データ・シンボルのリソース・ブロックにおいて隣接セルからの干渉は非常に低い。従って、サービングセルは、データ・シンボル干渉が少ないために、非常に高いデータレートでＵＥに送信できる。

しかし、低負荷のネットワークにおける隣接セルが基準シンボルを送信する場合、雑音干渉電力の推定値^σ²は、通常、ＵＥにおいて基準シンボルから推定されるので、低負荷のネットワークにおける当該隣接セルが実質的に送信しない場合、基準シンボルに基づく雑音干渉電力の推定値^σ²は、データ・シンボルの雑音干渉電力よりも遥かに高い可能性がある。従って、ＵＥは非常に悲観的なＣＱＩ値を報告する場合があり、即ち、実際のＣＱＩ値が、低雑音レベルを示す高い値である一方で、ＵＥが、高い雑音レベルを示す低いＣＱＩ値を報告する場合がある。ネットワーク・シミュレーションでは、この影響に起因して、低負荷シナリオにおいて総ネットワーク・スループットの４０％もの損失を示している。

このため、例えば、より正確なＣＱＩ推定値と、より正確な雑音干渉電力推定値と、の少なくとも何れかを決定可能であることが有益であろう。

代替的には、または、追加的には、例えば、無線ネットワークに対するセル設計の要求条件を緩和可能であることが有益であろう。
国際公開第２００７／０２１１５９号は、ＯＦＤＭシステムにおいて、プリアンブル・サブキャリヤまたはパイロット・サブキャリヤの送信電力が、データ・サブキャリヤの送信電力と異なる場合にＣＩＮＲ（搬送波対干渉および雑音比）が推定される、当該ＯＦＤＭシステムの方法および装置を示している。当該プリアンブルのＣＩＮＲ値と非送信サブキャリヤの雑音電力とを用いて、ＣＩＮＲの平均値が算出される。

上記および他の利点は、受信信号の品質を決定する方法によって得られ、本方法は、第１の部分および第２の部分を含む信号を受信するステップであって、当該受信信号の少なくとも第２の部分がスクランブリング系列期間を含む、ステップと、受信信号に含まれる第２の部分についての第２の雑音干渉電力を、スクランブリング系列期間を利用して除去することによって、受信信号の第１の部分についての第１の雑音干渉電力を決定するステップとを含む。

それにより、本発明は、異なる複数のセル（例えばサービングセルおよび隣接セル）からの複数の基準シンボルが重複／干渉しうる、例えば、ＬＴＥ ＴＤＤまたはＬＴＥ ＦＤＤ等のような同期ネットワークにおいて、スクランブリング系列の周期性に関する情報を利用することによって、干渉を実質的に低減できる。ＬＴＥでは、例えば、スクランブリング系列は、すべてのセル／送信機の基準シンボルに適用され、スクランブリング系列は、標準規格の構成において１０ｍｓの周期で周期的である。

このようにして、本発明は、スクランブリング系列が周期的であるという事実を用いて隣接セル干渉を除去することによって、受信信号の雑音干渉電力を推定できる。

また、本発明は、例えば密度の低いネットワークにおいて、同期基準シンボル干渉が存在しない場合には、正しい雑音干渉電力を提供できる。

このようにして、本発明は、より正確な雑音干渉電力推定値を提供可能であり、それにより、より正確なＣＱＩ推定値を提供可能であり、当該ＣＱＩ推定値は、例えば、雑音干渉推定値をインデックスとして用いるテーブルによって雑音干渉推定値と関連付けられうる。

さらに、本発明は、より正確なＣＱＩ推定値を提供できるため、無線ネットワークについてのセル設計の要求条件を緩和することが可能であり、その結果、無線ネットワークにおけるセルは、より少ない制約で設置可能である。

一実施形態において、第１の雑音干渉電力を決定するステップは、第１の時間および第２の時間におけるチャネル推定値と受信信号との差分のエルミート共役について、第１の周波数区間および第１の時間区間の範囲にわたる総和を求めるステップを含み、エルミート共役には、第１の時間および第２の時間におけるチャネル推定値と受信信号との差分が乗算され、第１の時間と第２の時間との間の差分は、スクランブリング系列期間の倍数に等しい。

それにより、本発明は、第１の雑音干渉電力を

として決定することができ、ここで、ｅ_κ,λは、サブキャリア周波数κおよび時間インスタンスλにおける瞬時の雑音干渉推定値であり、ｄは、スクランブリング系列期間の長さである。ｅ_κ,λは、例えば、

によって、チャネル推定値^Ｈ_k,lおよび受信信号Ｙ_k,lと関連しうる。

一実施形態において、第１の雑音干渉電力を決定するステップは、

に従って実行され、Ｋ_bias／２は定数であり、

は、サブキャリヤ周波数κおよび時刻λにおける瞬時の雑音干渉電力の推定値の集合Ｓ(k, l)に含まれる値の、インデックスκ，λにわたる総和であり、ｅ_κ,λおよびＨは、エルミート共役を表し、ｄは、スクランブリング系列期間の長さを含む。

それにより、本発明は、第１の雑音干渉電力を

として決定することができ、ここで、ｅ_κ,λは、サブキャリア周波数κおよび時間インスタンスλにおける瞬時の雑音干渉推定値であり、ｄは、スクランブリング系列期間の長さである。ｅ_κ,λは、例えば、

によって、チャネル推定値^Ｈ_k,lおよび受信信号Ｙ_k,lと関連しうる。

一実施形態において、本方法は、チャネル推定値と受信信号との差分のエルミート共役の、第１の周波数区間および第１の時間区間にわたる総和を求めることによって、第２の雑音干渉電力を決定するステップをさらに含み、エルミート共役には、第１の周波数区間および第１の時間区間にわたってチャネル推定値と受信信号との差分が乗算されており、本方法は、さらに、第１の雑音干渉電力および第２の雑音干渉電力のうちの最小値を決定するステップを含む。

それにより、本発明は、雑音干渉電力の２つの推定値のうちの最小値（即ち、第１の雑音干渉電力および第２の雑音干渉電力のうちの最小値）を決定できるため、本発明は、任意の速度で移動しているユーザ装置において雑音干渉電力を正確に推定できる。

一実施形態において、本方法は、第１の雑音干渉電力を第２の雑音干渉電力と比較するステップと、第１の雑音干渉電力が第２の雑音干渉電力と実質的に等しい場合には、受信信号に含まれる第１の部分と第２の部分との間の干渉は他のリソースに起因していると判定し、それ以外の場合には、当該干渉は隣接干渉に起因していると判定するステップとをさらに含む。

それにより、本発明は、受信信号において観測される干渉が隣接の基準シンボル干渉に起因するかどうか、あるいは、当該干渉が、例えば熱雑音または隣接セルからのデータからの雑音に起因するかどうか、を決定できる。例えば、雑音干渉電力の第１の推定値および第２の推定値が実質的に等しい場合には、干渉が隣接基準シンボル干渉以外のソースに起因すると結論付けられうる。これは、それ以外の場合に、隣接基準シンボル干渉をを含む第２の雑音干渉電力推定値が、隣接基準シンボル干渉を含まない第１の雑音干渉電力推定値よりも大きくなるはずだからである。

一実施形態において、本方法は、上記の最小値をテーブルへのインデックスとして使用した、当該テーブルの検索に基づいて、ＣＱＩ値を決定するステップと、当該ＣＱＩ値をネットワークに送信するステップをさらに含む。

それにより、本方法は、例えば、本方法によりデータ（受信信号）を受信するチャネルの品質に従ってデータ転送を調整するために、ＣＱＩ値をネットワークに報告できる。

一実施形態において、受信信号の品質は、ユーザ装置の速度が１０Ｈｚ以下のドップラー周波数の範囲内である場合には、第１の雑音干渉電力として決定され、それ以外の場合には、第１の雑音干渉電力および第２の雑音干渉電力のうちの最小値として決定される。

それにより、本発明は、ユーザ装置の速度に関係なく、受信信号の品質を正確に推定できる。

上述のように、本発明はまた、受信信号の品質を決定する装置に関し、本装置は、第１の部分および第２の部分を含む信号を受信する少なくとも１つの受信機であって、当該受信信号の少なくとも第２の部分がスクランブリング系列期間を含む、少なくとも１つの受信機と、受信信号に含まれる第２の部分についての第２の雑音干渉電力を、スクランブリング系列期間を利用して除去することによって、受信信号の第１の部分についての第１の雑音干渉電力を決定する少なくとも１つの推定器とを備える。

本発明の装置およびその実施形態は、本発明の方法およびその実施形態に対応し、同一の理由によって同一の利点を有する。

本発明の実施形態はまた、受信信号の品質を決定するシステムに関し、本システムは、一実施形態に係る装置と、サービングセルと、少なくとも１つの隣接セルとを備える。

本発明のシステムおよびその実施形態は、本発明の装置およびその実施形態に対応し、同一の理由によって同一の利点を有する。

以下では、図面を参照しながら、本発明についてより十分に説明する。
ＦＤＤの場合に、３ＧＰＰ ＬＴＥ送信のための時間領域の構造を示す図である。 ＴＤＤの場合に、３ＧＰＰ ＬＴＥ送信のための対応する時間領域構造を示す図である。 ３ＧＰＰ ＬＴＥのリソース・ブロックおよびリソース・エレメントと、基準シンボルとを示す図である。 多数のセルからの多数の基準シンボルを含む３ＧＰＰ ＬＴＥリソース・エレメントを示す図である。 移動通信装置等のユーザ装置（ＵＥ）３０１と、多数のセルを含む無線ネットワークとを備えるシステム３００を示す図である。 受信信号の品質を決定する一実施形態のフローチャートを示す図である。 受信信号の品質を決定する一実施形態のフローチャートを示す図である。 受信信号の品質を決定するための装置の一実施形態を示す図である。 ＣＱＩを決定するために一実施形態を利用する利点の一例について示す図である。

直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムでは、送信機から受信機に送信される元のデータ・ストリームが相応に低いシンボルレートを有する多数の並列データ・ストリームに多重化される、マルチキャリア・アプローチが、データレートを減少させることなくシンボルレートを減少させることによってシンボル間干渉（ＩＳＩ）を減少させるために用いられる。シンボル間干渉は、信号が送信されるマルチパス・チャネルについてのチャネル・インパルス応答の遅延スプレッドによって引き起こされる。当該並列データ・ストリームの各々は、異なるサブキャリヤ周波数で変調され、それにより得られた信号は、送信機から受信機に、例えば、セルからＵＥに、同一の帯域内で一緒に送信される。通常、多数の異なるサブキャリヤ周波数、即ち、数百または数千もの周波数が用いられ、これらの周波数は、相互に非常に近接している。受信機では、並列データ・ストリームを分離して、元のデータ・ストリームを復元するために、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が用いられる。

３ＧＰＰ ＬＴＥは、下りリンクにおける多重アクセス技術としてＯＦＤＭを用いる、適応性のある新しい移動セルラ・システムについての提案である。以下の説明では、一例として３ＧＰＰ ＬＴＥを用いるが、他のシステムも同様に用いることができることに留意されたい。

３ＧＰＰ ＬＴＥは、周波数分割ベースの複信および時分割分割ベースの複信の双方をサポートすることに留意されたい。周波数分割複信（ＦＤＤ）は、下りリンク送信および上りリンク送信が、異なる周波数帯域で行われることを意味する一方で、時分割複信（ＴＤＤ）は、下りリンク送信および上りリンク送信が、異なる重複しないタイムスロットで行われることを意味する。

図１ａは、ＦＤＤの場合における３ＧＰＰ ＬＴＥ送信のための時間領域構造を示しており、当該時間領域構造は、大きさが等しい長さ１ｍｓの１０個のサブフレームで構成されている１０ｍｓの長さのフレームを定義している。１ｍｓの各サブフレームは、大きさが等しい長さ０．５ｍｓの２つのスロットで構成され、各スロットは多数の（通常のサイクリック・プレフィックスでは７個のシンボルの、拡張サイクリック・プレフィックスでは６個のシンボルの）ＯＦＤＭシンボルで構成される。各フレームの第１サブフレームおよび第６サブフレームには同期信号が含まれ、それらはセルサーチ手順で用いるために各セルの下りリンクで送信される。１次同期信号（Ｐ−ＳＣＨ）および２次同期信号（Ｓ−ＳＣＨ）が提供され、それらの同期信号は、第１サブフレームおよび第６サブフレームの各第１スロット内の最後の２つのＯＦＤＭシンボルに挿入される、固有の系列である。

図１ｂは、ＴＤＤの場合における３ＧＰＰ ＬＴＥ送信のための、対応する時間領域構造を示しており、２次同期信号は、第１サブフレームの最後のシンボルおよび第６サブフレームの最後のシンボルで送信され、１次同期信号は、ＤｗＰＴＳスロットとも呼ばれる、次のスロットの第３シンボルで送信される。このスロットでは、下りリンク送信と上りリンク送信との間で切り替えが生じる。

送信がＯＦＤＭに基づいているので、基本的なＬＴＥ下りリンク物理リソースは、時間‐周波数リソース・グリッドとして考えることができ、各リソース・エレメントは、１つのＯＦＤＭシンボル区間中の１つのＯＦＤＭサブキャリヤに対応する。複数のサブキャリヤが複数のリソース・ブロックにグループ化され、各リソース・ブロックは、０．５ｍｓのスロット内の連続した１２個のサブキャリヤで構成され、即ち、各リソース・ブロックは、通常のサイクリック・プレフィックスの場合には１２・７＝８４（個）のリソース・エレメントで構成される。このことが図２ａに示されており、同図ではまた、第１基準シンボルＲ₁および第２基準シンボルＲ₂を示している。

チャネル推定を可能にするために、既知の基準シンボル（例えばＲ₁およびＲ₂）が、ＯＦＤＭ時間‐周波数グリッド内に挿入される。それらの基準シンボルは、各スロットの１番目のＯＦＤＭシンボルおよび最後から３番目のＯＦＤＭシンボル内に、周波数領域で６サブキャリヤごとに挿入され、第１基準シンボルと第２基準シンボルとの間には周波数領域で３つのサブキャリヤのずれがある。このため、図２ａにも示すように、各リソース・ブロック内には４つの基準シンボルが存在する。基準シンボルは、ＣＱＩ（チャネル品質表示、Channel Quaity Indicator）パイロットとも呼ばれる。

チャネル推定は、例えば、基準シンボル位置の周りの周波数‐チャネルを推定するために、ＯＦＤＭ時間‐周波数グリッド内の基準シンボルの位置に関する知識を用いることによって実行されうる。周波数‐チャネルの推定は、例えば、チャネルの時間／周波数領域特性に関する知識に基づいて、最小平均２乗誤差推定を用いて行われうる。

基準シンボルの複素数値は、異なる基準シンボル位置間および異なるセル間で変化する。ＬＴＥの基準信号系列は、セル識別子（ＩＤ）の表示と考えることができる。各基準信号系列は、２次元擬似ランダム系列と２次元直交系列との積と考えることができる。ＬＴＥ仕様では、全体で１６８個の異なる擬似ランダム系列を定義しており、各系列は、１６８個のセルＩＤグループのうちの１つに対応する。それぞれが各セルＩＤグループ内の固有のセルＩＤに対応する、３つの直交系列が定義されている。

上述したように、送信された基準シンボルの系列のために使用された直交系列は、セルサーチ手順の第３のステップにおいて新しいセルまたは別のセルのセルＩＤを検出するための受信機において、決定される。これは、基準シンボルの受信系列を、既知の直交系列の候補のそれぞれと相関処理し、受信系列を、相関結果の最大値を与える既知の系列と特定することによって、行われる。

基準シンボルは、異なるセルグループに含まれるセルを区別するために、擬似ランダム系列を用いてスクランブリングされることがあり、このため、セルグループ内で直交性が存在する直交系列が基準シンボルに適用される。

例えば、ＬＴＥでは、すべての基準シンボルのＲＳが（サービングセルのＲＳでさえも）スクランブリングされうる。ＲＳがＵＥに含まれているスクランブリング系列によってスクランブリング解除をいったん行われると、サービングセルのＲＳは、ＵＥによって「はっきりと」見える（即ち、ＵＥによって読取可能である）一方で、他のすべてのＲＳは、スクランブリングされたままである。

図３は、移動セルラ電話等の移動通信装置のようなユーザ装置（ＵＥ）３０１と、多数のセル３０２、３０３、３０４を含む無線ネットワーク３０６とを備えるシステム３００を示す。セルは、例えばｅノードＢのような基地局を採用してもよい。

セル３０２、３０３、３０４のうちの１つ以上は、例えば、ＬＴＥ ＴＤＤセルであってもよい。代替的には、または、追加的には、セル３０２、３０３、３０４の多くは、例えば、ＬＴＥ ＦＤＤセルであってもよい。

複数のセルのうちの１つ、例えばセル３０３は、ＵＥ３０１に対するサービングセルであってもよく、それにより、ＵＥ３０１はサービングセル３０３に接続されてもよく、また、ＵＥ３０１は、例えば、サービングセル３０３を介して、例えば、電話呼を示すデータと、ＳＭＳ等を示すデータと、の少なくとも何れかを受信しうる。追加的には、または、代替的には、サービングセル３０３は、例えば、サービングセル３０３に接続されたＵＥ３０１に対して、基準シンボルを送信してもよい。

他のセル３０２、３０４は、例えば、サービングセル３０３に隣接するセルであってもよい。他のセル３０２、３０４は、例えば、他のセル３０２、３０４のそれぞれに接続されたＵＥに対して、例えば、電話呼を示すデータと、ＳＭＳ等を示すデータと、の少なくとも何れかを送信しうる。追加的には、または、代替的には、当該他のセルは、例えば、当該他のセルのそれぞれに接続されたＵＥに対して、基準シンボルを送信してもよい。

点線３０５は、例えば、セル３０２、３０３および３０４がそれぞれのサービングセルである、エリアＡ、ＢおよびＣのそれぞれを画定するセルエッジを表しうる。

１つの例では、ネットワーク３０６は、例えば都市内のような高密度のネットワークである場合があり、この場合、ネットワーク３０６内のいくつかの隣接するセル３０２、３０４からの基準シンボルが、サービングセル３０３の基準シンボルと、部分的にまたは全体的に干渉する可能性がある。

例えば、ＬＴＥ ＴＤＤ等のような同期ネットワークでは、セル３０２、３０３、３０４からの基準シンボルが干渉する可能性がある。例えば、ＬＴＥ ＦＤＤでも、セル３０２、３０３、３０４からの基準シンボルが干渉する可能性がある。

１つの例では、ネットワーク３０６は、例えば地方エリアのネットワークのような、低密度のネットワークである場合があり、この場合、ネットワーク３０６内のいくつかの隣接するセル３０２、３０４からの基準シンボルが、サービングセル３０３の基準シンボルと、実質的に干渉しないか、または部分的に干渉する。ネットワーク３０６は、例えば、低密度のＬＴＥ ＴＤＤネットワークまたはＬＴＥ ＦＤＤネットワークである場合がある。

第３の例では、ネットワーク３０６は、任意のタイプのネットワークである場合があり、即ち、高密度のネットワークである場合、低密度のネットワークである場合、または、隣接するセル３０２、３０４からの基準シンボルがサービングセル３０３からの基準シンボルと、部分的にもしくは全体的に、干渉しうるか、もしくは干渉しえないようなネットワークであって、高いセル密度のネットワークと低いセル密度のネットワークとの間の範囲内の何れかのセル密度を有するネットワークである場合、がある。

その結果、サービングセル３０３に接続されたＵＥ３０１は、図２ｂに示すように、ＬＴＥリソース・エレメント内で多数の基準シンボル（例えば、４つの基準シンボルＲ_SC, Ｒ_NC1, Ｒ_NC2, Ｒ_NCn）を受信しうる。この場合、ＬＴＥリソース・エレメント内の基準シンボルＲ_SCである第１の部分２００１は、サービングセル３０３から送信されてもよく、基準シンボルＲ_NC1, Ｒ_NC2, ..., Ｒ_NCnである第２の部分２００２は、隣接セル３０２、３０４から送信されてもよい。

サービングセル３０３からの基準シンボルＲ_SCに対する、隣接セル３０２、３０４からの（例えば空でない第２の部分２００２からの）基準シンボルの干渉を仮定すると、例えばＬＴＥリソース・エレメント２００３で、サブキャリアｋおよび時間ｌにおいてＵＥ３０１で受信される基準シンボルＹ_k,lは、

として決定されうる。

上式（１）では、サービングセルの基準シンボルは１であると仮定している。さらに、Ｈ_k,lは、サービングセル３０３とＵＥ３０１との間の、時間ｌにおけるサブキャリアｋについてのチャネルを表す。Ｇ_k,lは、隣接セル３０２、３０４とＵＥ３０１との間のチャネルの合計値を表しうる。この場合、隣接セルの基準シンボルは、ＵＥ３０１で受信されたサービングセル３０３の基準シンボルと干渉しうる。ｃ_k,lは、隣接セル３０２、３０４によって送信された基準シンボルの、サブキャリアｋおよび時間ｌにおけるスクランブリング系列を表しうる。ε_k,lは、分散が

で平均ゼロの加法性白色雑音を表しうる。

ＵＥ３０１は、チャネル推定値^Ｈ_k,lを、例えば上記で開示したように決定しうるとともに、チャネル推定値^Ｈ_k,lと受信した基準シンボルＹ_k,lとに基づいて、ＵＥ３０１は、瞬時の雑音干渉推定値ｅ_k,lを、チャネル推定値^Ｈ_k,lと受信した基準シンボルＹ_k,lとの差分として、次式のように決定しうる。

瞬時の雑音干渉推定値ｅ_k,lに基づいて、ＵＥ３０１は、第１の雑音干渉電力推定値

と、第２の雑音干渉電力推定値

と、の少なくとも何れかを決定しうる。ここで、

および

である。Ｋ_biasは、定数であってもよく、その定数の値は、例えば、チャネル推定値^Ｈ_k,lを得るために適用されるフィルタリングと、平均化を行う集合Ｓ(k, l)の大きさと、の少なくとも何れかに依存しうる。

は、インデックスκ, λにわたる、集合Ｓ(k, l)に含まれる値の総和である。Ｓ(k, l)は、例えば、ネットワーク３０６の帯域内のすべてのサブキャリアと、１０個のサブフレームから成る１つの無線フレームとを含みうる。上付き文字Ｈは、エルミート共役、即ち、エルミート共役が行われるベクトルまたは行列の複素共役転置を示す。

ｄは、基準シンボル・スクランブリング系列期間の長さに対応するシンボル数であってもよい。例えば、ＬＴＥでは、スクランブリング系列は、１０ｍｓの周期で周期的であってもよい。１０ｍｓは、１０個のサブフレームに等しい１つの無線フレームに等しい。１つのサブフレームは、通常のサイクリック・プレフィックス長では７シンボル／スロット（拡張サイクリック・プレフィックス長では６シンボル／スロット）のうちの２スロットを含んでいてもよく、これにより、スクランブリング系列期間の長さは、ｄ＝７（シンボル／スロット）＊２（スロット／サブフレーム）＊１０（サブフレーム／無線フレーム）＊１（無線フレーム）＝１４０（シンボル）であると決定されうる。

一実施形態において、雑音干渉電力の推定値は、ＵＥ３０１で

として決定される。その結果、雑音干渉電力の推定値の期待値は、ＵＥ３０１で

として決定されうる。ここで、ｃ_k,l＝ｃ_k,l-dであり、Ｅ{..}は、数学的な期待値を表す。σ_k,l ²は、サービングセル３０３からＵＥ３０１によって受信される基準シンボルの実際の雑音干渉電力を表す。

サービングセルに対する隣接セル・チャネルにおける変化が小さい場合、即ち、例えばＵＥ３０１が低速（例えば１０Ｈｚ以下のドップラー周波数）で移動する場合、

であり、その結果、式（６）の右辺第２項はゼロに近似される。

例えば、２．６ＧＨｚの搬送波周波数および１０Ｈｚのドップラー周波数は、ＵＥの速度

に対応する。ここで、νは例えばｋｍ／ｈ単位でのＵＥの速度、ΔｆはＨｚ単位でのドップラー周波数、ｃはｍ／ｓ単位での真空中の光速、ｆはＨｚ単位での搬送波周波数である。

例えば、７００ＭＨｚの搬送波周波数および１０Ｈｚのドップラー周波数は、ＵＥの速度

に対応する。ここで、νは例えばｋｍ／ｈ単位でのＵＥの速度、Δｆはドップラー周波数、ｃは真空中の光速、ｆは搬送波周波数である。

その結果、サービングセル３０３からＵＥ３０１によって受信される基準シンボルの実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値は、例えば、ＵＥの移動速度が低い場合、即ち、ドップラー周波数でおおよそ１０Ｈｚ以下である場合、ＵＥ３０１において、雑音干渉電力の推定値

の期待値として、

のように近似的に決定されうる。

このようにして、ＵＥ３０１は、上記の式（７）を用いて、サービングセル３０３からＵＥ３０１によって受信される基準シンボルの実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を、第２の雑音干渉電力推定値

を用いて正確に決定しうる。例えば、ＵＥ３０１は、ＵＥ３０１の速度がドップラー周波数で１０Ｈｚ以下である場合、実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を決定するために、式（７）を利用しうる。

ＵＥ３０１が、サービングセル３０３からＵＥ３０１によって受信された基準シンボルの実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を、第１の雑音干渉電力推定値

を用いて決定する場合、即ち、

であると決定する場合、ＵＥ３０１は、基準シンボルの実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を、

と決定しうる。この推定値は、サービングセル３０３からＵＥ３０１によって受信された基準シンボルの実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の、

だけ過大な評価値である可能性がある。

一実施形態において、ＵＥ３０１は、サービングセル３０３からＵＥ３０１によって受信された基準シンボルの、雑音干渉電力の推定値を、

として決定しうる。ここで、minは、２つの値

と

のうちの最小値をとり、かつ、

である場合には、

,

の何れか１つをとる数学的な関数である。

その結果、ＵＥ３０１は、サービングセル３０３からＵＥ３０１によって受信された基準シンボルの実際の雑音干渉電力の推定値を

として決定しうる。低速（例えば、１０Ｈｚ以下のドップラー周波数）で移動しているＵＥ３０１においては、実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値は、式（１０）で与えられるように決定されうるとともに、この場合、

であるので、式（１０）は式（７）を近似する。

追加的に、または、代替的に、高速（例えば１０Ｈｚを超えるドップラー周波数）で移動しているＵＥ３０１においては、実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値は、式（１０）で与えられるように決定されうる。この場合、

または

が、最小項となりうる。あるいは、

である。

図４ａは、受信信号の品質を決定する一実施形態のフローチャートを示す。

本方法はステップ４００において開始する。

ステップ４０５で、ＵＥ３０１は、セル３０３等のサービングセルに接続することによって、ネットワーク３０６に接続しうる。

ステップ４１０で、ＵＥ３０１は、サービングセル３０３および隣接セル３０２、３０４から受信される基準シンボルのスクランブリング系列期間長ｄを決定しうる。

ステップ４１５で、ＵＥ３０１は、チャネル電力、例えばＵＥ３０１とサービングセル３０３との間のチャネルを推定しうる。

ステップ４２０で、ＵＥ３０１は、第１の雑音干渉電力推定値

および第２の雑音干渉電力推定値

を決定するために、例えば、上記の式（３）および式（４）を用いるように適応されたプロセッサにおいて、第１の雑音干渉電力推定値

および第２の雑音干渉電力推定値

を決定しうる。

ステップ４２５で、ＵＥ３０１は、例えば、雑音干渉電力の推定値^σ_k,l ²を決定し、かつ、それにより実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を決定するために、上記の式（３）、式（４）および式（９）を用いるように適応されたプロセッサにおいて、雑音干渉電力の推定値を決定しうる。

ステップ４３０で、ＵＥ３０１は、ＣＱＩ値を決定するために、例えば、σ_k,l ²をテーブルにおけるインデックスとして用いることによって、σ_k,l ²をＣＱＩ値に関連付けているテーブルからＣＱＩ値を決定しうる。当該テーブルは、例えば、ＵＥ３０１のメモリに格納されていてもよい。当該ＣＱＩ値は、ＵＥ３０１からネットワーク３０６に、例えば、サービングセル３０３を介して送信されてもよい。

ステッ４３５で、本方法は終了する。

図４ｂは、受信信号の品質を決定する一実施形態のフローチャートを示す。

本方法はステップ４０００において開始する。ステップ４００５〜ステップ４０１５は、図４ａのステップ４０５〜ステップ４１５と同一である。

ステップ４０２０で、ＵＥ３０１は、第２の雑音干渉電力推定値

を決定するために、例えば、上記の式（４）を用いるように適応されたプロセッサにおいて、第２の雑音干渉電力推定値

を決定しうる。

ステップ４０３０で、ＵＥ３０１は、ＣＱＩ値を決定するために、例えば、

をテーブルにおけるインデックスとして用いることによって、

をＣＱＩ値に関連付けているテーブルから、ＣＱＩ値を決定しうる。当該テーブルは、例えば、ＵＥ３０１のメモリに格納されていてもよい。当該ＣＱＩ値は、ＵＥ３０１からネットワーク３０６に、例えばサービングセル３０３を介して送信されてもよい。

ステップ４０３５で、本方法は終わる。

図５は、受信信号の品質を決定するための装置の実施形態を示す。当該装置５００は、例えば、移動通信装置３０１の一部であってもよい。

装置５００は、アンテナ５０１を備えうる。例えば、装置５００は、移動通信装置３０１のアンテナ５０１に接続されうる。アンテナ５０１は、ネットワーク３０６から、例えば、サービングセル３０３を介して信号５１０を受信しうる。

受信信号５１０は、例えば、１つ以上の基準シンボルに関するデータと、周期的なスクランブリング系列と、例えば電話呼およびＳＭＳ等の少なくとも何れかを示すデータと、の少なくとも何れかを含みうる。

受信信号５１０は、フロントエンド受信機５０２においてベースバンド信号にダウンコンバートされうる。ベースバンド信号は、アナログ・フィルタ５０３においてアナログ・フィルタリングされうるとともに、アナログ・フィルタリングされた信号は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）５０４のおいてデジタル信号に変換されうる。デジタル信号は、デジタル・フィルタ５０５においてデジタル・フィルタリングされうる。

高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）５０６は、デジタル・フィルタリングされた信号の周波数領域表現を決定しうる。デジタル・フィルタリングされた信号の周波数領域表現から、ＦＦＴは、基準シンボルに対応するリソース・エレメントを決定しうるとともに、当該リソース・エレメントは、チャネル・干渉推定器５０８に送信されうる。基準シンボルに対応するリソース・エレメントを決定するために、ＦＦＴは、例えば、ＵＥ３０１に含まれるセルサーチ部からタイミング情報５１２を受信して利用しうる。当該タイミング情報は、例えば１次同期信号および２次同期信号から、セルサーチ部によって決定されうる。

チャネル・干渉推定器５０８は、例えば、実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を、式（７）に基づいて決定しうる。さらに、チャネル・干渉推定器５０８は、例えば、実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を、式（８）に基づいて決定しうる。実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の推定値を式（７）に基づいて決定するために、チャネル・干渉推定器５０８は、基準シンボルの周期性に関する情報５１１を受信しうる。基準シンボルの周期性は、例えば、セル識別に関する情報、およびサイクリック・プレフィックス長（拡張サイクリック・プレフィックス長では６シンボル、通常のサイクリック・プレフィックス長では７シンボル）に基づいて決定されうる。サイクリック・プレフィックス長およびセル識別情報は、例えば、ネットワークからサービングセルを介して受信されうる。チャネル・干渉推定器５０８は、例えば、基準シンボル・スクランブリング系列期間長ｄ（即ち、基準シンボル・スクランブリングの周期性）を、セルサーチ中に多くの間接的な推定から決定しうるか、または、チャネル・干渉推定器５０８は、例えば、サービングセルを介して、隣接セルリストにおいて基準シンボル・スクランブリング系列期間長ｄを受信しうる。

実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の、式（７）および式（８）に基づく推定値は、チャネル・干渉推定器５０８から制御部５０９に送信されうる。制御部５０９は、例えば、実際の雑音干渉電力σ_k,l ²の、式（７）および式（８）を用いて得られた推定値のうちの最小値を決定しうる。制御部５０９は、例えば、ＳＩＮＲ、推定されたプリコーディング行列、およびランクをインデックスとして用いたテーブル内の検索によって、ＳＩＮＲ、プリコーディング行列、およびランクを、ＣＱＩ値にマッピングしうる。一例では、ランクおよびプリコーディング行列は、チャネル推定値および雑音推定値から決定されうる。制御部５０９は、当該ＣＱＩをネットワーク３０６に、例えばサービングセル３０３を介して送信しうる。

一実施形態において、装置５００は検出器５０７を備えうる。検出器５０７は、例えば、チャネル・干渉推定器５０８から受信したチャネル推定値と、ＦＦＴ５０６から受信したシンボルとを利用して、データ復調を実行しうる。

一実施形態において、装置５００は、

を

と比較する比較器を備えうる。当該比較器は、

が

に等しいか、または実質的に等しい、例えば、

が

に５％以内で等しいと決定した場合には、干渉が実際の雑音に起因する、即ち、「近隣によらない雑音（neighbour-free noise）」または実質的に「近隣によらない雑音」に起因する、と結論付けうる。当該比較器は、

が

と、例えば５％を上回るほど異なると決定した場合、近隣から送信された基準シンボルに干渉が起因する、と結論付けうる。当該比較器が達した結論（例えば、近隣によらない雑音、または近隣によって生じた雑音）は、例えばサービングセル３０３を介して、ネットワーク３０６に送信されうる。ネットワーク３０６は、例えば、当該結論を、干渉調整方式等において利用しうる。

一実施形態において、受信機５１３は、フロントエンド受信器５０２と、アナログ・フィルタ５０３と、アナログ・デジタル変換器５０４と、デジタル・フィルタ５０５とを備えうる。

図６は、ＣＱＩを決定するために一実施形態を利用する利点の一例を示す。図６の例ででは、隣接セル３０２、３０４の基準シンボルは、サービングセル３０３の基準シンボルの電力よりも１０ｄＢ低い電力を有すると仮定している。

実際のＳＩＮＲの軸は、ｄＢ単位での実際のＳＩＮＲのレベルを表している。報告されたＳＩＮＲの軸は、５Ｈｚのドップラー周波数で移動しており、かつ、式（７）を用いるＳＩＮＲ推定６０１、および式（８）を用いるＳＩＮＲ推定６０２をそれぞれ実行する移動通信装置によって報告されたＳＩＮＲを表す。

同図からわかるように、式（７）は実際の雑音干渉電力を式（８）よりも正確に近似でき、その結果、例えば低いドップラー周波数で式（７）を用いてＣＱＩを報告するＵＥ３０１は、式（８）を用いてＣＱＩを報告するＵＥよりも高いデータレートを、サービングセル３０３から得ることができる。

一態様において、エンティティの一部（例えば、受信した基準シンボル）は、例えば、当該エンティティの全体（例えば受信した基準シンボルの全体）を備えうるか、あるいは、当該エンティティの一部は、当該エンティティの適切な部分集合を備えうる。受信した基準シンボルの第１の部分と第２の部分との和は、受信した基準シンボルに等しい。

本発明の様々な実施形態について説明し、かつ、示してきたが、本発明はそれらに限定されず、以下の特許請求の範囲で規定されている主題の範囲内で、他の方法においても実施可能である。

一般に、上記および／または下記の技術的特徴および／または実施形態の何れもが、１つの実施形態に組み合わされてもよい。代替的には、または、追加的には、上記および／または下記の技術的特徴および／または実施形態のいずれもが、別個の実施形態であってもよい。代替的には、または、追加的には、任意の数の実施形態を生み出すために、上記および／または下記の技術的特徴および／または実施形態のいずれもが、上記および／または下記の他の技術的特徴および／または他の実施形態と組み合わされてもよい。

いくつかの手段を列挙している装置の請求項では、これらの手段のいくつかが同一品目のハードウェアによって実施できる。ある測度が、相互に異なる従属請求項に記載されている、または種々の実施形態で説明されているという単なる事実は、これらの測度の組み合わせが、利点を得るために使用され得ないということは示していない。

「備える／備えている」という用語は、本明細書で使用される場合、記述した特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を特定すると解釈されるものの、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素、またはそれらの集合の存在または追加を排除しないことが、強調されるべきである。

Claims (14)

1. 受信信号（510）の品質を決定する方法であって、
   第１の部分（2001）および第２の部分（2002）を含む信号（510）を受信するステップであって、当該受信信号の少なくとも前記第２の部分がスクランブリング系列期間を含む、ステップと、
   前記受信信号に含まれる前記第２の部分についての干渉を、前記スクランブリング系列期間を利用して除去することによって、前記受信信号の前記第１の部分についての第１の雑音干渉電力を決定するステップ（420; 4020）と
   を含み、
   前記第１の部分（2001）は、サービングセルから送信された基準シンボルを含み、
   前記第２の部分（2002）は、隣接セルから送信された基準シンボルを含む
   ことを特徴とする方法。
2. 第１の雑音干渉電力を決定する前記ステップは、
   第１の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、第２の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、の差分のエルミート共役について、第１の周波数区間および第１の時間区間の範囲にわたる総和を求めるステップを含み、
   前記エルミート共役には、前記第１の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、前記第２の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、の差分が乗算され、
   前記第１の時間と前記第２の時間との間の前記差分は、前記スクランブリング系列期間の倍数に等しい
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 第１の雑音干渉電力を決定する前記ステップは、
   

   

   に従って実行され、
   Ｋ_bias／２は定数であり、
   

   

   は、サブキャリヤ周波数κおよび時刻λにおける瞬時の雑音干渉電力の推定値ｅ _κ,λ の集合Ｓ(k, l)に含まれる値の、インデックスκ，λにわたる総和であり、
   Ｈは、エルミート共役を表し、
   ｄは、スクランブリング系列期間の長さを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. チャネル推定値と受信信号との差分のエルミート共役の、第１の周波数区間および第１の時間区間にわたる総和を求めることによって、第２の雑音干渉電力を決定するステップ（420）をさらに含み、
   前記エルミート共役には、チャネル推定値と受信信号との差分が乗算されており、
   前記方法は、さらに、前記第１の雑音干渉電力および前記第２の雑音干渉電力のうちの最小値を決定するステップ（425）を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
5. 前記第１の雑音干渉電力を前記第２の雑音干渉電力と比較するステップと、
   前記第１の雑音干渉電力が前記第２の雑音干渉電力と実質的に等しい場合には、前記受信信号に含まれる前記第１の部分と前記第２の部分との間の干渉は他のソースに起因していると判定し、それ以外の場合には、当該干渉は隣接干渉に起因していると判定するステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記第１の雑音干渉電力および前記第２の雑音干渉電力のうちの前記最小値をテーブルへのインデックスとして使用した、当該テーブルの検索に基づいて、ＣＱＩ値を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
7. 受信信号の前記品質は、
   ユーザ装置の速度が１０Ｈｚ以下のドップラー周波数の範囲内である場合には、前記第１の雑音干渉電力として決定され、
   それ以外の場合には、前記第１の雑音干渉電力および前記第２の雑音干渉電力のうちの前記最小値として決定される
   ことを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の方法。
8. 受信信号（510）の品質を決定する装置であって、
   第１の部分（2001）および第２の部分（2002）を含む信号（510）を受信する少なくとも１つの受信機（513）であって、当該受信信号の少なくとも前記第２の部分がスクランブリング系列期間を含む、少なくとも１つの受信機と、
   前記受信信号に含まれる前記第２の部分についての干渉を、前記スクランブリング系列期間の長さを利用して除去することによって、前記受信信号の前記第１の部分についての第１の雑音干渉電力を決定する少なくとも１つの推定器（508）と
   を備え、
   前記第１の部分（2001）は、サービングセルから送信された基準シンボルを含み、
   前記第２の部分（2002）は、隣接セルから送信された基準シンボルを含む
   ことを特徴とする装置。
9. 前記少なくとも１つの推定器は、
   第１の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、第２の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、の差分のエルミート共役について、第１の周波数区間および第１の時間区間の範囲にわたる総和を求めることによって、前記第１の雑音干渉電力を決定し、
   前記エルミート共役には、前記第１の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、前記第２の時間におけるチャネル推定値および受信信号の差分と、の差分が乗算され、
   前記第１の時間と前記第２の時間との間の前記差分は、前記スクランブリング系列期間の倍数に等しい
   ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つの推定器（508）は、さらに、チャネル推定値と受信信号との差分のエルミート共役の、第１の周波数区間および第１の時間区間にわたる総和を求めることによって、第２の雑音干渉電力を決定し、
    前記エルミート共役には、チャネル推定値と受信信号との差分が乗算されており、
    前記装置は、さらに、前記第１の雑音干渉電力および前記第２の雑音干渉電力のうちの最小値を決定する
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の装置。
11. 前記少なくとも１つの推定器は、さらに、前記第１の雑音干渉電力を前記第２の雑音干渉電力と比較し、
    前記少なくとも１つの推定器は、
    前記第１の雑音干渉電力が前記第２の雑音干渉電力と実質的に等しい場合には、前記受信信号に含まれる前記第１の部分と前記第２の部分との間の干渉は他のソースに起因していると判定し、それ以外の場合には、当該干渉は隣接セル干渉に起因していると判定する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記少なくとも１つの推定器は、さらに、前記第１の雑音干渉電力および前記第２の雑音干渉電力のうちの前記最小値をテーブルへのインデックスとして使用した、当該テーブルの検索に基づいて、ＣＱＩ値を決定することを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置。
13. 前記装置は、
    ユーザ装置の速度が１０Ｈｚ以下のドップラー周波数の範囲内である場合には、受信信号の前記品質を、前記第１の雑音干渉電力として決定し、
    それ以外の場合には、受信信号の前記品質を、前記第１の雑音干渉電力および前記第２の雑音干渉電力のうちの前記最小値として決定する
    ことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の装置。
14. 受信信号の品質を決定するシステムであって、
    請求項８乃至１３の何れか１項に記載の装置と、
    サービングセルと、
    少なくとも１つの隣接セルと
    を備えることを特徴とするシステム。

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