JP2010514295A - 受信ダイバーシチに関する効果的な遅延プロファイルの計算 - Google Patents

Abstract

変数の信号サンプルのそれぞれに対して、二つ以上のアンテナからの信号を動的に切り替えることによって、瞬時電力密度プロファイル（ＰＤＰ）が生成される。変数ＮＣ個のサンプルが、既知のチップ符号で相関がとられ、相関値が位相コヒーレントに累積され、このようなＮＮＣ個のコヒーレント累積値が複数の遅延値のそれぞれに対してノンコヒーレントに累積される。動的切替パターンを判定するのに考慮されるパラメータは、ＮＣ及びＮＮＣの値、ＰＤＰ生成処理においてどれくらいの頻度でいつアンテナが切り替わるか、又は送信機の速度のようなその他の要因を含んでもよい。各アンテナからのコヒーレント累積値はそれぞれのアンテナの信号品質に応じて重み付けされてもよく、重み付けされたコヒーレント累積値はノンコヒーレントに累積される。
【選択図】なし

Description

無線通信システムは広範囲にわたって展開されており、移動体加入者に様々なデータ及び音声通信サービスを提供する。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ベースのシステム、例えばＷＣＤＭＡでは、個々のチャネルは、直交符号または近似直交符号で個々の通信信号を周波数拡散することによって形成され、同一の広周波数帯に複数の拡散信号を同時に送信する。その後、受信機は対応する通信信号を回復するために特定の拡散符号で受信信号の相関をとり、帯域内のその他のすべての信号を雑音として扱う。

無線システムでは、端末間の物理チャネルは無線リンクによって形成される。ほとんどの場合、環境内の反射に起因して、端末間には多くの異なる伝播パスが存在する。複数の伝播パスは、いくつかの解決可能な成分（ｒｅｓｏｌｖａｂｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を運ぶマルチパス・チャネルを生じさせる。既知の拡散符号で受信信号の相関をとることによって受信機でＣＤＭＡチャネルが抽出されるため、受信機の性能は多くのマルチパス成分によって運ばれる信号エネルギーを利用することにより改善される。このことは従来よりＲＡＫＥ受信機を用いることによって達成される。

ＲＡＫＥ受信機は熊手（ｒａｋｅ）のような見かけからその名前が由来し、複数の平行な受信機のフィンガがそれぞれマルチパス信号を受信する。各フィンガには拡散符号の参照用コピー（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｐｙ）が提供され、これは対応するマルチパス成分のパス遅延と等しく遅延される。フィンガの出力はその後にコヒーレントに結合されてシンボル推定値を生成する。このように、ＲＡＫＥ受信機は受信マルチパス信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するためにマルチパス受信を利用する。ＲＡＫＥ受信機の性能は、すべてのパスからの信号エネルギーが利用される場合に最適化される。適切な性能を提供することは、すべてのパスからの信号エネルギーが利用される場合に最適化される。適切な性能を提供することは、すべてのパスからの信号エネルギーが利用される場合に最適化される。適切に遅延した拡散符号を各フィンガに提供するために、ＲＡＫＥ受信機はすべてのパスに対するマルチパス遅延の知識とチャネル・インパルス応答の値とを要求する。

無線チャネルのマルチパス遅延は複数の異なる方法で発見されうる。従来からある効率的な解決策では、マルチパス・チャネルの電力遅延プロファイル（ＰＤＰ）に基づく。ＰＤＰは対象の遅延それぞれに対して一連の相関演算を実行することにより産出され、各遅延における検出された信号エネルギーを示す。その後に、場合によっては追加の処理の後に、物理パスの正確な遅延を判定するためにＰＤＰが検査され、その結果これらの遅延がＲＡＫＥのフィンガに提供されてもよい。ＰＤＰを生成する既知の方法では、受信サンプル列を、適切に遅延された基準パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）のチップ列で相関をとる。各相関結果は所与の遅延に対するＰＤＰ値を産出する。

マルチパス信号成分間の弱め合い干渉はファースト・フェージングとして知られる現象を生じさせる。例えば、二つの信号成分が半波長（またはその倍数）だけ長さの異なるパスでアンテナに到達した場合、これらは１８０度の位相のずれとなり、互いに打ち消しあう。フェージングに起因して、瞬時ＰＤＰ（単一の活動（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）期間又はＰＤＰ測定期間に生成されたもの）はすべての物理伝播パスの存在を示すのではなく、一部の物理伝播パスの存在だけを示すかもしれない。追加の処理を行わずにＲＡＫＥフィンガ配置で瞬時ＰＤＰが使用されると、信号エネルギーを含んでいるいくつかの位置又は遅延領域が考慮されないかもしれず、ＲＡＫＥ受信機の性能は劣化する。

パスの一部を無視することを避けるために、瞬時ＰＤＰは、ファースト・フェージングの影響を軽減するために、以前に計算されたＰＤＰで平均化されてもよい。フィルタされたＰＤＰを用いることによって、最も直近の瞬時ＰＤＰを算出する活動期間の間にたまたま不可視であってとしても、物理的に存在するすべての信号バスがＲＡＫＥ受信機によって考慮されるだろう。平均時間定数は、効果的にファースト・フェージングを軽減することと、基礎をなすパス遅延の変化を追跡する能力との間の妥協点として選択されなければならない。遅過ぎるフィルタリングは、移動中の移動体端末が角を曲がったり送信信号が異なる反射環境に出くわしたりしたような場合に、パス・プロファイルの変化に反応できないかもしれない。一方、速過ぎるフィルタリングはフェージングの影響を十分に軽減できないかもしれない。

パス探索に加えて、ＰＤＰはまた、ハンドオーバの決定のような移動性管理においてネットワークを支援するために、ネットワークに報告される信号電力の測定値にも用いられる。希望波受信電力（ＲＳＣＰ）及び受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）の測定基準はＰＤＰに基づいて計算される。報告には瞬時ＰＤＰが用いられる。なぜなら、報告は、平均遅延プロファイル特性ではなく、瞬時のフェージング状態を反映する必要があるからである。同様のＰＤＰの計算がまた、移動体端末の近隣にある他のセルの存在と信号強度とを検出する際に、セル・サーチ処理で要求される。

様々な高度な受信機の種類がＲＡＫＥ受信機の性能を向上するために開発されてきた。このような高度な受信機の種類の一つはデュアル・アンテナ受信機であり、信号は二つの個別のアンテナで受信され、それぞれのアンテナは個別のＲＦ及び受信機フロントエンド処理ブランチ（例えば、ＤＡＣ、フィルタ、および同様のもの）を有する。二つのアンテナ及び受信機ブランチが（空間的及び電気的に）十分に分離されている場合、ＲＡＫＥ受信機で見られるような、フェージングの影響、雑音、及び二つのブランチの干渉信号成分は実質的に無相関となる。デュアル・アンテナのＲＡＫＥ受信機はアレイ利得に起因して向上した性能（より多くの信号エネルギーを受信）とダイバーシチ利得に起因して向上した性能（深いフェードの確率の減少）とを示す。結果として、受信機のブロックエラー率に関する性能が向上する。

シングル・アンテナの受信機と同様に、デュアル・アンテナのＲＡＫＥ受信機はマルチパス遅延の知識を要求する。移動体端末では、受信機アンテナの分離間隔は十分に小さいので、送信アンテナから両方の受信機アンテナへの基礎をなす遅延プロファイルは同一となる。従って、ＰＤＰを産出するのに一つのアンテナ入力信号だけが使用されるシングル・アンテナの受信機に適する動作と同じパス探索動作を原理上は利用できる。このＰＤＰを長期間で平均した又はフィルタしたバージョンは、両方のアンテナ・ブランチに適用できるだろう。その一方で、二つの受信アンテナからの二つの（ほとんど）独立に弱まった入力信号の利用可能性は、パスについての深いフェードの可能性を効果的に減少することを可能とする。つまり、所与の瞬間において不可視である所与のパスに対して、両方のアンテナにおいて同時に弱まるにちがいない。結果として、一つのアンテナだけにおけるフェードよりも十分に低くなる可能性を有する。従って、両方のアンテナが利用される場合、瞬時ＰＤＰの強いフィルタリングは必要なく、パス遅延の動的トラッキングが向上するかもしれない。

いくつかの受信機構成と動作方法とがデュアル・アンテナ受信機に対して遅延プロファイルを生成するのに知られている。上述のように、一つのアンテナだけからの信号はＰＤＰを生成するのに使用され、このＰＤＰはデュアル・アンテナＲＡＫＥ受信機の両方のアンテナからの信号のために使用され、フェージングの影響を軽減するためにＰＤＰをフィルタリングする。このアプローチは一つのＰＤＰ生成回路だけを要求する点で有利であるが、フェージングに独立な平均ＰＤＰを生み出すために長時間の平均を必要とする。さらに、第２のアンテナからの瞬時ＰＤＰは電力測定値の報告のために利用できない。

代替の構成は、同時に動作する二つの並行するＰＤＰ生成回路を利用し、それぞれは異なるアンテナにおいて受信した信号から瞬時ＰＤＰを生成する。二つの瞬時ＰＤＰはその後に統合ＰＤＰを生成するように結合されてもよい。この構成では、瞬時ＰＤＰは電力測定値を報告するために両方のアンテナで利用可能であり、瞬間の深いフェージングを軽減する可能性に起因して、フィルタされたＰＤＰのためにより短い平均期間が要求される。しかしながら、この構成は二つの個別のＰＤＰ生成回路か、２倍の処理速度を有する単一のＰＤＰ処理回路かのいずれかを要求する。

さらに別の構成では、二つのアンテナと二つの受信機フロントエンド処理回路と一つのＰＤＰ生成回路とを利用する。ＰＤＰ生成回路は、（活動期間単位とサンプルベース単位とのいずれかで）各アンテナから二者択一的にサンプルを検討し、結果を平均する。この構成は一つのＰＤＰ生成回路だけを要求し、フィルタされたＰＤＰ平均時間を減少する。しかしながら、信号が活動期間ベースで切り替わる場合に、二つのアンテナにおける瞬間パス・プロファイルと信号品質とは異なるかも知れず、ＰＤＰ平均への入力は滑らかに変化するわけではない。その結果、平均ＰＤＰの揺らぎにつながる。さらに、一つのアンテナに対する瞬時ＰＤＰは常に最新でないだろう。信号がサンプルベース単位に切り替わる場合に、非零遅延拡散に起因して各切り替え動作で一部のデータが失われるため、過度のデータ損失が生じるかもしれない。

本発明の一つ以上の実施形態では、変数の個数の信号サンプルのそれぞれに対して、二つ以上のアンテナからの信号を動的に切り替えることによって瞬時ＰＤＰが生成される。動的切替パターンを判定するのに考慮されるパラメータは、位相コヒーレントに累積されるパイロット・シンボルの相関値の個数Ｎ_Ｃ、ノンコヒーレントに累積されるこれらのコヒーレント累積値の個数Ｎ_ＮＣ、ＰＤＰ生成処理においてどれくらいの頻度でいつアンテナを切り替えるか、及び送信器の速度のようなその他の要因を含んでもよい。各アンテナからのコヒーレント累積値は、それぞれのアンテナの信号品質に応じて重み付けされてもよく、重み付けされたコヒーレント累積値はノンコヒーレントに累積される。本発明の実施形態は、電力測定報告における各アンテナの信号及び瞬時ＰＤＰを考慮し、フェージングの影響を軽減するためにより短いＰＤＰ平均期間を可能とし、単一のＰＤＰ生成回路を利用して、滑らかにフィルタされた出力パターンを産出してもよい。

ある実施形態では、本発明は電力密度プロファイル（ＰＤＰ）を計算する方法に関する。既知のシンボル列を備えるパイロット信号が第１のアンテナ及び第２のアンテナで受信される。同一の活動期間内の変数Ｎ_ＮＣの回数について、処理するために第１のアンテナ又は第２のアンテナの何れかから変数Ｎ_Ｃ個のパイロット信号のサンプルが動的に選択され、選択されたサンプルについて相関結果のコヒーレント累積値が計算される。Ｎ_ＮＣ個のコヒーレント累積値をノンコヒーレントに累積することによって瞬時ＰＤＰが計算される。

別の実施形態では、本発明は受信機に関する。受信機は、第１のアンテナ及び第１の受信機フロントエンド回路を含む第１の信号受信パスと、第２のアンテナ及び第２の受信機フロントエンド回路を含む第２の信号受信パスとを含む。受信機はまた、受信パイロット信号に基づいて複数の遅延値に対して瞬時ＰＤＰを計算するように動作する電力密度プロファイル（ＰＤＰ）生成回路を含む。受信機はさらに、第１の信号受信パス又は第２の信号受信パスの何れかからＰＤＰ計算回路に信号のサンプルを導くように動作する切替回路と、第１の信号受信パス又は第２の信号受信パスの何れかから変数Ｎ_Ｃ個のサンプルを動的に選択するように切替回路に命令する切替制御ロジックとを含む。

さらに別の実施形態では、本発明は無線通信システムの移動体端末に関する。移動体端末は、第１の受信機フロントエンド回路に接続して動作する第１のアンテナと、第２の受信機フロントエンド回路に接続して動作する第２のアンテナとを含む。移動体端末はまた、受信パイロット信号に基づいて複数の遅延値に対して瞬時ＰＤＰを計算するように動作する電力密度プロファイル（ＰＤＰ）生成回路を含む。移動体端末はさらに、第１の受信機フロントエンド回路又は第２の受信機フロントエンド回路の何れかからＰＤＰ計算回路に信号のサンプルを導くように動作する切替回路と、第１の信号受信パス又は第２の信号受信パスの何れかから変数Ｎ_Ｃ個のサンプルを動的に選択するように切替回路に命令する切替制御ロジックとを含む。

基地局から移動体端末へのマルチパス信号伝播の図の一例である。 デュアル・アンテナの移動体端末の機能ブロック図の一例である。 デュアル・アンテナ受信機の機能ブロック図の一例である。 瞬時ＰＤＰを生成する方法を表現するフロー図の一例である。

図１は、無線通信システムの送信リンクにおけるマルチパス信号伝播、すなわち無線基地局（ＲＢＳ）としても知られる基地局送受信機（ＢＴＳ）１０から移動体端末１２への送信を表現する。直接の送信パス１４に加えて、図１は、建物１８で反射されたマルチパス成分１６と大気又は温度境界で反射されたマルチパス成分２０とを表現する。当該技術で知られているように、さらなるマルチパス成分が地形やその他の物体で反射された後に移動体端末１２に到達してもよい。異なるパスの長さに起因して、マルチパス成分１４、１６、２０は移動体端末１２のアンテナ２２、２４に異なる遅延で到達する。

ＢＴＳ／ＲＢＳ１０は、当該技術でセル又はセクタとして知られている領域内の移動体加入者に無線通信をもたらすために必要な無線送受信機を含む。ＢＴＳ／ＲＢＳ１０は基地局制御装置（ＢＳＣ）２６により制御され、基地局制御装置２６は複数の他のＢＴＳ／ＲＢＳ（不図示）を制御してもよい。ＢＳＣ２６とＢＴＳ／ＲＢＳ１０との組合せを以下では基地局と呼ぶ。ＢＳＣ２６はコア・ネットワーク（ＣＮ）２８を通じて、公衆交換電話網（ＰＴＳＮ）又はインターネットのような一つ以上の外部ネットワーク３０に接続される。

図２は本発明の一つの実施形態による移動体端末１２の機能ブロック図である。移動体端末１２はメモリ３４に機能的に結合されたコントローラ３２を含み、コントローラ３２は移動体端末１２の全体の動作を制御する。従って、図２には表現されていないが、コントローラ３２は動作可能なようにすべての機能ブロックに接続される。コントローラ３２は、当該技術で知られているマイクロプロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、状態機械、又はその他の計算的及び／又は論理的な処理回路の一つ以上を備えてもよい。コントローラ３２は、当該技術で知られているＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、フラッシュ、光学メディア又は磁気メディア、若しくは同様のもの、若しくはこれらの組合せを含んでもよいメモリ３４に記憶されたプログラム命令を実行するように動作する。当業者は、任意の機能ブロック関して表現された機能、又は“回路”として特徴付けられる本明細書に記載された機能の一部又は全部は、メモリ３４に記憶されコントローラ３２により実行されるソフトウェアとして実装されてもよいことを直ちに認識するだろう。

移動体端末１２はユーザ・インタフェース３６を含み、ユーザ・インタフェース３６は様々な実施形態において、キーパッド又はキーボード、英数字とグラフィックとの少なくとも何れかのディスプレイ、マイク、スピーカ、及び同様のもののような入出力要素を備える。ユーザ・インタフェース３６は付加的に、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送受信機、または同様のもののような、他の装置への及び他の装置からの音声とデータとの少なくとも何れかの転送を可能とする更なるインタフェースを含んでもよい。ユーザ・インタフェース３６は様々なコーデック及びアプリケーション５３と相互作用する。コーデック及びアプリケーション５３は移動体端末１２により送信される音声とデータとの少なくとも何れかを表す電気信号を送信機３８に提供する。送信機３８は関連する無線インタフェースに適した十分に機能的な送信機である。特に、送信機３８はユーザ・インタフェース３６又はコントローラ３２から受信した信号を送信するためにエンコードし、拡散し、変調し、そして増幅するロジック及び回路を含んでもよい。送信機３８は送受切替機４０を通じて少なくとも一つのアンテナ（図２に表現されるような２４）に接続される。

アンテナ２２、２４はそれぞれ受信機フロントエンド回路４２、４４に接続され、受信機フロントエンド回路４２、４４は受信した信号をＲＦダウンコンバートし、ディジタル化し、ディジタル・フィルタリングをする回路及びロジックを含む。ディジタル化されたサンプルは回路４６を切り替えることによって一つのアンテナ２２、２４から選択され、受信機処理回路４８に提供される。切替回路４６は切替制御ロジック５０の制御の下で動作する。受信機処理回路４８は受信信号をさらに処理し、処理済の受信信号と、これらから抽出した情報、例えばマルチパス遅延とを、復調するためにＲＡＫＥ受信機５２に提供する。その後、受信データは処理のためにコーデック及びアプリケーション５３に転送され、例えばユーザ・インタフェース３６のスピーカとディスプレイとの少なくとも何れかを介してユーザに出力される。

図３は、受信機フロントエンド回路４２、４４と受信機処理回路４８とをさらに詳細に表現する。図２はこれらの機能ブロックを移動体端末１２の文脈で表現するものの、当業者は発明に係る受信機はこの用途に限定されないことを認識するだろう。従って、図３の回路とこれらに付随する機能とは有利には、ＢＳＴ／ＲＢＳ１０（図１参照）に配置されるもののような任意の無線通信受信機に配置されてもよい。

受信機フロントエンド回路４２、４４はそれぞれ、受信信号をベースバンドに変換するように動作可能なＲＦダウンコンバート回路５４、ベースバンド信号を離散サンプルにディジタル化するように動作可能なディジタル‐アナログ変換機（ＤＡＣ）、及びディジタル化されたサンプルをさらに処理するように動作可能なディジタルフィルタ回路５８のような複数の機能ブロックを備える。当業者は受信機フロントエンド回路４２、４４が図３に表現されない付加的な機能及び回路を含んでもよいことを認識するだろう。

上述のように、切替回路４６は、切替制御ロジック５０の制御の下で、受信機フロントエンド回路４２、４４の一つから一つ以上のサンプルを動的に選択し、選択したサンプルを瞬時電力遅延プロファイル（ＰＤＰ）生成回路６０に提供する。本明細書でさらに詳細に説明されるように、瞬時ＰＤＰ生成回路６０は、既知の拡散／スクランブル符号と受信機フロントエンド４２又は４４から動的に選択された受信信号サンプルとの間の相関値の（場合によっては重み付けされた）コヒーレント累積値についてノンコヒーレント累積値を計算する。

瞬時ＰＤＰはフェージングの影響を軽減するために平均ＰＤＰ計算回路６２においてフィルタされ、分析とパス遅延の検出及び計算とのためにパス探索機回路６４に提供される。パス探索機６４は、ＲＡＫＥ受信機５２にパス遅延を提供し、ＲＡＫＥ受信機５２は、改善された受信機の性能のために成分をコヒーレントに組み合わせることによって、マルチパス信号成分を復調しデコードする。

瞬時ＰＤＰはまた、移動性管理とネットワーク動作及び保守の他の側面とにおいて支援するために、無線通信ネットワークへの符号電力（ＲＳＣＰ）と信号強度（ＲＳＳＩ）との測定値を提供するように、ユーザ装置（ＵＥ）測定及び報告回路６６によって利用される。

瞬時ＰＤＰ生成回路６０及び切替制御ロジック５０の機能に戻って、一般に、ｎ番目の活動期間又は測定期間に対するシングル・アンテナ受信機の瞬時ＰＤＰは以下の式となる。

図４は瞬時ＰＤＰを計算する方法を表現する。活動期間が始まり（ブロック７０）、信号が第１のアンテナで受信され（ブロック７２）、フロントエンドで処理される（ブロック７４）。信号はまた、第２のアンテナで受信され（ブロック７６）、フロントエンドで処理される（ブロック７８）。別々のステップとして表現したが、当業者はブロック７２−７８で説明された作用は連続した処理であることを認識するだろう。切替制御ロジック５０の指示の下、切替回路４６は第１のアンテナパス又は第２のアンテナパスのいずれか一方から変数Ｎ_ｃ個のサンプルを選択する（ブロック８０）。ＰＤＰにおける所与の遅延ｄの電力値は以下の式で生成される。

ここで、

は相関値であり、アンテナａに対する受信サンプル列ｙと、拡散符号及びスクランブル符号の両方を含む適切に遅延されたＣＰＩＣＨチップ列ｃとから以下の式で計算される。

式（１）に見られるように、（複素数である）受信信号サンプルと適切に遅延された拡散符号との間の相関値が計算され（ブロック８２）、相関値が位相コヒーレントに累積され（ブロック８４）、これらがサンプルの数Ｎ_ｃの回数（内側の和）行われる（ブロック８６）。位相コヒーレンスは弱め合い位相干渉を避けるために必要となる。しかしながら、チャネル状況の急速な変化に起因して、相関値は短い期間にコヒーレント累積されるだけとなりうる。その後、連続したコヒーレント累積値は、それぞれの遅延の電力値を生成するために、数Ｎ_ＮＣの回数（外側の和）をノンコヒーレントに累積される（ブロック８８）。この処理は瞬時電力プロファイルを構築するために、対象の遅延値のすべてに対して繰り返され（ブロック９２）、この時点で活動期間が終了する（ブロック９４）。

本発明によれば、切替制御ロジック５０は瞬時ＰＤＰ生成回路６０の相関値のコヒーレント累積のために受信機フロントエンド回路４２、４４のどちらか一方からサンプルを選択するように切替回路に動的に命令する。数学的にこれが意味するところは、マルチパス・アンテナのＰＤＰを計算する場合に、式（１）のアンテナ・インデックスはノンコヒーレント項のインデックスｉの以下の関数であるということである。

切替関数ｆ（ｉ）は実装固有であり、プログラム可能であってもよく、従って動的であってもよい。関数ｆ（ｉ）は、コヒーレントに累積するためのＣＰＩＣＨシンボルの数Ｎ_Ｃ、ノンコヒーレントに累積するためのコヒーレント累積値の数Ｎ_ＮＣ、アンテナ切替の数及びタイミング、並びに送信速度のような他の要因を含む様々な要因を考慮してもよい。いくつかの経験則が切替関数ｆ（ｉ）に関して観察されるだろう。一般に、同一の総測定期間に対して、Ｎ_Ｃが大きいほど良好なＰＤＰ品質を生み出す。しかしながら、高速送信機（例えば、乗物内の移動体端末）においてＮ_Ｃを非常に大きくすることは出来ない。アンテナ切替は理想的には可能な限り頻繁に行われるべきである。しかしながら、それぞれの切替インスタンスにより生じるデータのわずかな欠損は切替周波数の上限を与える。当業者は、任意の所与の実装に対して、頻繁にアンテナを切り替えることの利益と、切替が招くデータ・ロスとの間の適切なバランスを突き止めることができるだろう。

一つの制限は、アンテナ切替はＮ_Ｃ個のシンボルの倍数において行われなければならないということである。つまり、切替点はコヒーレント結合の境界に調整されなければならず、任意の進行中のコヒーレント結合期間の間には発生しない。さらに、ＰＤＰの計算において十分なダイバーシチ利得を獲得するために、アンテナ切替はパス探索活動ごとに少なくとも一度行われるべきである。本発明の少なくとも一つの実施形態の十分な利点は、切替関数ｆ（ｉ）自体は動的であり、状況を根拠として変わってもよいことである。当業者は、切替制御ロジック５０はコントローラ３２で実行するソフトウェアとして実装されてもよく、従って仮想的に制限のない様々な切替周波数及び切替パターンが可能であることを直ちに認識するだろう。

いくつかの実装では、すべての受信機アンテナが同じ信号品質を提供するわけではない。計算されたＰＤＰにおけるＳＮＲの劣化を避けるために、それぞれの入力項は結果のＳＮＲを最大化するようにアンテナ固有の重み係数ｗ（ａ）により重み付けされてもよい。それぞれのアンテナに対する重み値ｗ（ａ）は固定されてもよいし、動的に判定されてもよい。

フェージングの影響を軽減するために、瞬時ＰＤＰのフィルタリングが当該技術で知られている様々な方法で達成されてもよい。ある実施形態では、フィルタリングは以下の式の指数平滑法により達成されてもよい。

αの値はシングル・アンテナ構成について適切なものよりも十分に低く、それによって遅延値の変化のトラッキングを改良する。

本発明のロジック、回路、及び方法によれば、ＰＤＰの生成はデュアル・アンテナ構成の多くの利益を獲得するが、シングル・アンテナ構成に要求されるハードウェア・リソースしか要求しない。主な利益は受信ダイバーシチ利得である（深いフェージングの可能性が軽減される）。ＲＳＣＰ及びＲＳＳＩについて報告するＵＥ測定に直接的に用いられてもよい瞬時ＰＤＰは、すべてのアンテナ・ブランチからの最新の情報を合併する。フェージングの影響を軽減するのに必要なＰＤＰのフィルタリングがより少なくなり、パス遅延の変化のより良いトラッキングが可能となる。切替関数ｆ（ｉ）は調整可能であり、異なるアンテナ・ブランチが異なる信号品質を有していたとしても最適な組み合わせを維持するように、重みを含んでいてもよい。特に、ｆ（ｉ）はフェージング処理の速度を合わせるように調整されてもよい。

本発明はパス探索の文脈で説明されてきたが、当業者はセル探索機能にも等しく適用可能であることを認識するだろう。これらの間の原理上の違いは、遅延ｄ（ｔ）の範囲とｃ_ｍに組み込まれた基準スクランブル符号とだけである。どちらの場合においてもダイバーシチ利得は等しく適用可能であり、有利である。さらに、発明に係る受信機回路及び機能は移動体端末１２で説明されてきたが、有利には、受信機は、ＢＴＳ／ＲＢＳ１０のようなその他の無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）のエンティティに配置されてもよい。

本明細書で用いられるように、“瞬時ＰＤＰ”という用語はＰＤＰ生成回路６０の一つの活動期間に生成された電力遅延プロファイル（すなわち、相関値のコヒーレント累積値についてのノンコヒーレント累積値）を表し、一つの活動期間の間に利用可能な情報を反映する。ある実施形態では、活動期間は一つ又は少数のＷＣＤＭＡタイムスロットごとであってもよい。本明細書で用いられるように、“平均ＰＤＰ”という用語は平均ＰＤＰ計算回路６２により出力されたフィルタ済みのＰＤＰを表し、より長い間隔にわたって瞬時ＰＤＰを累積する。ある実施形態では、平均ＰＤＰは数個又は数十個のＷＣＤＭＡフレームにわたって計算されてもよい。本明細書で用いられるように、アンテナパスとサンプルの変数との少なくとも何れかを“動的に”選択するという用語は、適用的な選択、すなわち変化する状況及びパラメータに基づく選択を表し、決定は一つの累積値から次の累積値にかけて変化してもよい（し、変化しなくてもよい）。

本発明はもちろん、本発明の不可欠な特徴から逸脱せずに明細書で特定されたもの以外の方法で実行されてもよい。本実施形態はすべての観点で例示的であり制限的ではないとみなされるべきであり、添付の請求の範囲の意義と均等な範囲とから生じるすべての変更はこれに包含されることを意図する。

ＲＡＫＥ受信機は熊手（ｒａｋｅ）のような見かけからその名前が由来し、複数の平行な受信機のフィンガがそれぞれマルチパス信号を受信する。各フィンガには拡散符号の参照用コピー（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｐｙ）が提供され、これは対応するマルチパス成分のパス遅延と等しく遅延される。フィンガの出力はその後にコヒーレントに結合されてシンボル推定値を生成する。このように、ＲＡＫＥ受信機は受信マルチパス信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を改善するためにマルチパス受信を利用する。ＲＡＫＥ受信機の性能は、すべてのパスからの信号エネルギーが利用される場合に最適化される。適切に遅延した拡散符号を各フィンガに提供するために、ＲＡＫＥ受信機はすべてのパスに対するマルチパス遅延の知識とチャネル・インパルス応答の値とを要求する。

シングル・アンテナの受信機と同様に、デュアル・アンテナのＲＡＫＥ受信機はマルチパス遅延の知識を要求する。移動体端末では、受信機アンテナの分離間隔は十分に小さいので、送信アンテナから両方の受信機アンテナへの基礎をなす遅延プロファイルは同一となる。従って、ＰＤＰを産出するのに一つのアンテナ入力信号だけが使用されるシングル・アンテナの受信機に適する動作と同じパス探索動作を原理上は利用できる。このＰＤＰを長期間で平均した又はフィルタしたバージョンは、両方のアンテナ・ブランチに適用できるだろう。その一方で、二つの受信アンテナからの二つの（ほとんど）独立に弱まった入力信号の利用可能性は、パスについての深いフェードの可能性を効果的に減少することを可能とする。つまり、所与の瞬間において不可視である所与のパスに対して、両方のアンテナにおいて同時に弱まるにちがいない。結果として、一つのアンテナだけにおけるフェードよりも十分に低くなる可能性を有する。従って、両方のアンテナが利用される場合、瞬時ＰＤＰの強いフィルタリングは必要なく、パス遅延の動的トラッキングが向上するかもしれない。
ボンホフによる米国特許出願公開第２００４／０２４０４７号明細書はＰＤＰの計算に関する一つのアプローチを開示し、複数のアンテナの文脈を含む。ボンホフによれば、選択的に制御可能なコヒーレント累積ユニットが一つ以上のアンテナに対してＰＤＰを産出する。このような処理は、受信信号パスを判定するために、振幅近似値で分類された閾値と（対応する）ＰＤＰ部分とをＲＡＫＥ受信機のような装置に伝える工程を含み得る。この文脈で、ＰＤＰのそれぞれは振幅近似の後にノンコヒーレントに累積されてもよい。
さらに、フランクらによる米国特許第６，７３１，６２２号明細書はＣＤＭＡ信号送信の電力遅延スペクトラム（ＤＰＳ）の判定に関する示唆を提供する。少なくとも一つの形態で、フランクの発明は、複数の音声チャネルに対する電力遅延プロファイルの生成について、個々の遅延パス選択を改善することを目的とする。上述のボンホフの出願と同様に、フランクの発明はマルチアンテナの電力遅延プロファイル処理を含む示唆を提供する。

Claims (19)

1. 電力密度プロファイル（ＰＤＰ）を計算する方法であって、
   第１のアンテナ及び第２のアンテナから既知のシンボル列を含んでいるパイロット信号を受信する工程と、
   同一の活動期間内に変数Ｎ_ＮＣの回数の間、
   処理するために前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナの何れかから変数Ｎ_Ｃ個のパイロット信号のサンプルを動的に選択する工程と、
   前記選択されたサンプルの相関結果のコヒーレント累積値を計算する工程と、
   前記Ｎ_ＮＣ個のコヒーレント累積値をノンコヒーレントに累積することによって瞬時ＰＤＰを計算する工程と
   を含む方法。
2. 相関結果のコヒーレント累積値を計算する工程は、一つ以上の選択されたサンプルにわたる前記受信信号とチップ列との間の複数の相関演算の結果の位相コヒーレント累積値を計算する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記チップ列は拡散符号とスクランブル符号との両方を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 複数の遅延値のそれぞれに対して、前記チップ列は各繰り返しに対応して遅延されながらすべての工程が繰り返されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 各コヒーレント累積値は同一のアンテナからの受信信号のみについて計算されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記Ｎ_ＮＣ個のコヒーレント累積値を動的に累積する工程は、
   前記それぞれのアンテナの信号品質に応じて、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナからのサンプルのコヒーレント累積値に結合される重みを割当てる工程と、
   前記Ｎ_ＮＣ個の重み付けされたコヒーレント累積値をノンコヒーレントに累積する工程と
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. コヒーレントに累積されるサンプルの前記個数Ｎ_Ｃは前記パイロット信号を送信する送信機の速度と逆に変わることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 処理するために前記第１のアンテナ又は前記第２のアンテナの何れかから変数Ｎ_Ｃ個のパイロット信号のサンプルを動的に選択する工程は、同一の活動期間の間に前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナのそれぞれから一つ以上のサンプルを選択する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 平均ＰＤＰを生成するために、前記瞬時ＰＤＰを、以前に計算された一つ以上の瞬時ＰＤＰと平均化することでフィルタリングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記パイロット信号に対する一つ以上のマルチパス遅延値を確定するために前記ＰＤＰを用いる工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
11. 一つ以上の基地局を見つけるために前記ＰＤＰを用いる工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
12. 受信機であって、
    第１のアンテナ及び第１の受信機フロントエンド回路を含む第１の信号受信パスと、
    第２のアンテナ及び第２の受信機フロントエンド回路を含む第２の信号受信パスと、
    受信パイロット信号に基づいて複数の遅延値に対して瞬時ＰＤＰを計算するように動作する電力密度プロファイル（ＰＤＰ）生成回路と、
    前記第１の信号受信パス又は前記第２の信号受信パスの何れかから前記ＰＤＰ計算回路に信号のサンプルを導くように動作する切替回路と、
    前記第１の信号受信パス又は前記第２の信号受信パスの何れかから変数Ｎ_Ｃ個のサンプルを動的に選択するように前記切替回路に命令する切替制御ロジックと
    を備える受信機。
13. 前記ＰＤＰ生成回路に接続され、記憶されたＰＤＰ値と組み合わせることによって前記瞬時ＰＤＰ値を滑らかにするように動作するＰＤＰフィルタ回路をさらに備える請求項１２に記載の受信機。
14. 前記ＰＤＰフィルタ回路に接続され、前記受信信号内のマルチパス信号を識別するように動作するパス探索機回路をさらに備える請求項１３に記載の受信機。
15. 前記パス探索機回路に接続され、受信マルチパス信号を逆拡散するように動作するＲＡＫＥ受信機をさらに備える請求項１４に記載の受信機。
16. 前記ＰＤＰ生成回路に接続された受信信号電力測定及び報告回路をさらに備える請求項１２に記載の受信機。
17. 前記ＰＤＰ生成回路と前記切替制御ロジックとの少なくとも何れかがソフトウェア命令として実行されることを特徴とする請求項１２に記載の受信機。
18. 第３のアンテナ及び第３の受信機フロントエンド回路を含む第３の信号受信パスをさらに備え、
    前記切替回路は前記第１の信号受信パスと前記第２の信号受信パスと前記第３の信号受信パスとから選択するように動作し、
    前記切替制御ロジックは、前記第１の信号受信パスと前記第２の信号受信パスと前記第３の信号受信パスとから変数Ｎ_Ｃ個のサンプルを動的に選択するように前記切替回路に命令するように動作する
    ことを特徴とする請求項１２に記載の受信機。
19. 無線通信システムの移動体端末であって、
    第１の受信機フロントエンド回路に接続して動作する第１のアンテナと、
    第２の受信機フロントエンド回路に接続して動作する第２のアンテナと、
    受信パイロット信号に基づいて複数の遅延値に対して瞬時ＰＤＰを計算するように動作する電力密度プロファイル（ＰＤＰ）生成回路と、
    前記第１の受信機フロントエンド回路又は前記第２の受信機フロントエンド回路の何れかから前記ＰＤＰ計算回路に信号のサンプルを導くように動作する切替回路と、
    前記第１の信号受信パス又は前記第２の信号受信パスの何れかから変数Ｎ_Ｃ個のサンプルを動的に選択するように前記切替回路に命令する切替制御ロジックと
    を備える移動体端末。

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