JP2011514707A - 信号電力測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

受信器において、受信器に既知であるパターンを有する少なくとも１つの信号の受信電力を測定する方法及び装置であって、信号は、少なくとも１つのアンテナによって送信されている。方法は、パターンに基づいて受信電力を測定し第１の電力推定値の第１のシーケンスを生成する第１の方法を用いる工程と；予め決定された第１のイベントが発生しているか否かを判定する工程と；第１のイベントが発生している場合に、受信電力を測定し第２の電力推定値の第２のシーケンスを生成する、第１の方法とは異なる第２の方法へと変更する工程と；を含む。

Description

本発明は無線通信システムに関し、より詳しくはこのようなシステムにおいて用いられる受信信号強度の測定に関する。

ＧＳＭ及び広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）のようなモバイルセルラ無線規格の継続的な進化において、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）のような新しい送信技術が、新しいセルラ通信システムにおいて用いられるだろう。さらに、既存の無線スペクトラムにおいて、既存のセルラシステムから新しい高容量、高データレートシステムへとスムースに移るためには、新しいシステムは柔軟な通信チャネル帯域幅で動作することが可能でなければならない。

このような新しい柔軟なセルラ通信システムは、第３世代ロング・ターム・エボリューション（３Ｇ ＬＴＥ）と呼ばれ、現在第３世代パートナーシップ・プロジェクトによって規格化されている。３Ｇ ＬＴＥ仕様は、同様に３ＧＰＰによって公表された現在のＷＣＤＭＡ仕様の発展として考えられうる。３Ｇ ＬＴＥシステムは、多元アクセス技術として、システムノードからユーザ装置（ＵＥ）へのダウンリンク（ＤＬ）においてはＯＦＤＭを用い（ＯＦＤＭＡと呼ばれる）、１．２５メガヘルツ（ＭＨｚ）から２０ＭＨｚにわたる帯域幅のチャネルで動作し、最も大きい帯域幅のチャネルでは１００メガビット毎秒（Ｍｂ／ｓ）に上るデータレートをサポートする。高データレートサービスの他に、３Ｇ ＬＴＥシステムは、会話のような低データレートサービスを提供することが期待される。よく知られているトランスミッション・コントロール・プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）に従って、３Ｇ ＬＴＥシステムはパケットデータ向けに設計されているために、会話を運ぶサービスはボイス・オーバ・ＩＰ（ＶｏＩＰ）を用いるだろうことが予想される。

ＯＦＤＭＡ通信システムにおいては、送信されるデータストリームは、並列に送信される複数のナローバンドサブキャリアに分割される。一般的には、特定のＵＥに当てられるリソースブロックは、特定の時間期間に用いられる、特定の数の特定のサブキャリアである。サブキャリアの異なるグループが、異なるユーザに対して、異なる時刻に用いられうる。それぞれのサブキャリアはナローバンドであるために、それぞれのキャリアは主にフラットフェージングを経験し、このことはＵＥがそれぞれのサブキャリアを復調することを容易とする。ＯＦＤＭＡ通信システムは、例えばＢ．Ｌｉｎｄｏｆｆらによる米国特許出願公開２００８／００３１３６８Ａ１のような文献で説明されている。

図１は、典型的なセルラ通信システム１０を描写する。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セットアップ、ダイバーシティハンドオーバなどを含む様々な無線ネットワーク機能を制御する。一般的に、それぞれのＲＮＣは適切な基地局（ＢＳ）を介して、移動機（ＭＳ）、モバイル電話、又は他のリモート端末のようなＵＥから、及びＵＥへと、呼を向ける。これらＵＥは、ＤＬ（又はフォワード）及びアップリンク（ＵＬ又はリバース）チャネルを介して互いに通信する。図１において、ＲＮＣ１２はＢＳ１６，１８，２０とつながって示され、ＲＮＣ１４はＢＳ２２，２４，２６とつながって示される。

それぞれのＢＳ、すなわち３Ｇの用語におけるＮｏｄｅＢは、１以上のセルへと分割された地理的な区域のために働く。図１において、ＢＳ２６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、この５つのアンテナセクタはＢＳ２６のセルを構成するものと言われることができる。もっとも、ＢＳからの信号が働くセクタ又は他の区域もまたセルと呼ばれうる。さらに、ＢＳはＵＥへと信号を送信するために１以上のアンテナを用いてもよい。ＢＳは典型的には、自身に対応するＲＮＣへと、専用の電話線、光ファイバ接続、マイクロ波接続、などによってつながれる。ＲＮＣ１２，１４は、モバイル交換局（不図示）とパケット無線サービスノード（不図示）との少なくとも一方であるような１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のネットワークと接続される。

図１に描かれる機能の構成は、３Ｇ ＬＴＥ及び他の通信システムにおいて変更されうることが、理解されるべきである。例えば、ＲＮＣ１２，１４の機能はＮｏｄｅＢ２２，２４，２６へ移動されることができ、他の機能はネットワーク内の他のノードへと移動されることができる。基地局は、セル／セクタ／区域へと情報を送信するために複数の送信アンテナを用いることができ、こ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ることもまた理解されうるだろう。

図２は、３Ｇ ＬＴＥシステムのようなＯＦＤＭ通信システムにおけるＤＬサブキャリアの構成を示す、周波数対時間プロットである。図２に示されるように、１つのリソースブロックは、１５キロヘルツ（ｋＨｚ）の間隔を置かれた１２個のサブキャリアを含み、合わせて約１８０ｋＨｚの周波数と０．５ミリ秒（ｍｓ）の時間、すなわち１つの時間スロットを占有する。図２は、７つのＯＦＤＭシンボルすなわちリソース要素（ＲＥＭ）を含むそれぞれの時間スロットを示し、ＯＦＤＭシンボルのそれぞれは短い（通常の）サイクリックプレフィックスを有する。もっとも、長い（拡張）サイクリックプレフィックスを有する６つのＯＦＤＭシンボルを１つの時間スロットで用いることもできる。リソースブロックが異なる時間期間に対して異なる数のサブキャリアを含んでもよいことが、理解されるだろう。

３Ｇ ＬＴＥシステムにおける重要な側面はＵＥの移動性であり、したがって速く効率的なセル探索及び受信信号電力測定が、ＵＥにとって、「サービングセル」と呼ばれうる適切なセルに接続され接続を維持するため、そしてあるサービングセルから別のサービングセルへとハンドオーバされるために、重要である。現在の３Ｇ ＬＴＥ仕様においては、ハンドオーバの決定は、Ｎｏｄｅ Ｂによって送信される基準シンボル又は基準信号（ＲＳ）の平均受信信号電力として定義されうる、基準信号シンボル受信電力（ＲＳＲＰ）に基づく。ＵＥはＲＳＲＰをそのサービングセルについて、また同様に、ＵＥが規格化されたセル探索手順の結果として検出した近隣セルについて測定する。

ＲＳ又はパイロットは、それぞれのＮｏｄｅ Ｂから既知の周波数で及び既知の時刻に送信され、ＵＥによってハンドオーバの他に同期及び他の目的で用いられる。このような基準信号及び基準シンボルは、例えば３ＧＰＰ技術報告書（ＴＲ） ２５．８１４ Ｖ７．０．０ Physical Layer Aspects for Evolved Universal Terrestrial Radio Access（ＵＴＲＡ）（エボルブド・ユニバーサル・地上無線アクセスについての物理層面）（Ｒｅｌｅａｓｅ ７）、２００６年６月、のセクション７．１．１．２．２、及び３ＧＰＰ技術仕様（ＴＳ） ３６．２１１ Ｖ８．１．０、Physical Channels and Modulation（物理チャネル及び変調）（Ｒｅｌｅａｓｅ ８）、２００７年１１月、のセクション６．１０及び６．１１で説明されている。

ＲＳは、特定のＲＥ上で、Ｎｏｄｅ Ｂの１つ、２つ、又は４つあるかもしれない送信アンテナのそれぞれから送信され、このＲＥは図３に描かれる周波数−時間平面上で便利に表現されることができる。図３の構成は１つの例に過ぎず、他の構成が用いられうることが理解されるだろう。

図３は、垂直の実線で示される２つの連続する時間スロットを示し、これはサブフレームと呼ばれる。図３に描かれる周波数帯は、約２５個のサブキャリアを含み、そのうち９個のみが明示的に示されている。ＮｏｄｅＢの第１の送信（ＴＸ）アンテナから送信されたＲＳはＲと表示され、このノードにありうる第２のＴＸアンテナから送信されたＲＳはＳと表示される。図３において、ＲＳはそれぞれのスロットにおいて、ＯＦＤＭシンボル０と、ＯＦＤＭシンボル３又は４（シンボルが長いサイクリックプレフィックスを有するのか、短いサイクルプレフィックスを有するのか、に依存する）とにおいて、６つ目のサブキャリアごとに送信されるものとして描かれている。また図３において、シンボル３又は４のＲＳは、ＯＦＤＭシンボル０、すなわちスロット内の最初のＯＦＤＭシンボルに対して、３サブキャリアだけオフセットしている。

当業者ならば、ＵＥにとって、そのＲＳＲＰ測定を、セルについてノードに用いられる全てのＴＸアンテナから送信されたＲＳに基づかせることが望ましいことを、理解するだろう。それにも関わらず、セル探索手順において検出されるが現在ＵＥへと接続されていないセル（これは、「検出された隣接セル」と呼ばれうる）によって用いられるＴＸアンテナの数は、典型的にはＵＥには前もって知られていない。結果として、ＵＥは「ブラインドで」、すなわちＴＸアンテナの数をＵＥに知らせる特別のメッセージを受信することなく、ＴＸアンテナの数を判定する必要がある。セルによって送信される信号がＵＥによって低い信号対干渉比（ＳＩＲ）で受信される場合、間違ったＴＸアンテナの数をブラインド検出するリスクはかなり大きい。ＵＥにおける検出された隣接セルの信号電力レベルは、サービングセルの受信電力レベルよりも低いことが普通であるから、低いＳＩＲというのは、検出された隣接セルについてはよくある状況である。ブラインド検出エラーの可能性が高くなるために、低いＳＩＲ条件下で仮定された第２のＴＸアンテナに基づくＲＳＲＰ測定は信頼できず、潜在的に大きなバイアスを有しうる。

この問題に対する１つの解決策は、ＵＥがＮｏｄｅ Ｂ ＴＸアンテナの数を間違って判定する確率を減らそうとするために、計算的により徹底したブラインド検知アルゴリズムを、ＵＥに実行させることかもしれない。このようなアルゴリズムは、典型的には隣接セルデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理することを必要とする。ＦＦＴ処理は、多くのＵＥにおいて限られている、時間、電力、ハードウェアリソースの少なくとも１つを消費し、ＵＥにおける信号強度推定処理の複雑性を向上させる。これらの双方が、この解決策を望ましくないものとする。

さらに、ＵＥは典型的には、複数のサブキャリアについてＤＬチャネルの特性は一定であり（すなわちチャネルは周波数に関して一定であり）、複数のＯＦＤＭシンボルについて一定である（すなわちチャネルは時間に関して一定である）ことを仮定する。この仮定に基づいて、ＵＥは、サブキャリアｉについてのチャネル推定値Ｈ_ｉを得るために、このような「一定の」グループを介して受信されたシンボルをコヒーレントに平均し、シンボルの「一定の」グループを介する受信された信号電力推定値を得るためにチャネル推定値Ｈ_ｉの絶対値の平方｜Ｈ_ｉ｜^２を計算し、ＲＳＲＰ測定値（推定値）を決定するためにいくつかのグループ、例えば全てのチャネル帯域幅、についてのこのような信号強度推定値のコヒーレントでない平均を計算することによって、ＲＳＲＰを推定する。２つのこのような仮定された「一定の」グループは、図３において破線で示されている。

図３に描かれる構成において、ＲＳＲＰを推定するためのこのようなコヒーレントな平均は、以下のように行われうる。ＴＸアンテナ１からのＲＳに対応するＵＥのベースバンド信号Ｙ_ｉは次のように記述され、
Ｙ_ｉ ＝ Ｈ_ｉ ^１Ｒ_ｉ ＋ Ｅ_ｉ Ｅｑ．１
ありうるＴＸアンテナ２からのＲＳに対応するＵＥのベースバンド信号は同様に次のように記述されうる。
Ｙ_ｉ ＝ Ｈ_ｉ ^２Ｓ_ｉ ＋ Ｅ_ｉ Ｅｑ．２
受信されたＭ個の基準シンボルのコヒーレントな平均を取り、続けてＮ個のコヒーレントな平均のコヒーレントでない平均を取ることは、次のように記述されることができる。

ここで、Ｓ^ｅｓｔはＲＳＲＰ測定値（推定値）であり、ＲＳ^ｅｓｔは推定されたＲＳシンボルである。

低いＳＩＲ条件において仮定された第２のＴＸアンテナに基づくＲＳＲＰ測定値に信頼性がないこととＲＳＲＰ測定値の潜在的な大きいバイアスとは、ホワイトガウスノイズが追加される例示的な場合、すなわち静的チャネルが一様なスペクトル濃度を有する広帯域ノイズの追加のみによって損なわれる場合について、ここで理解されうる。式３（Ｅｑ．３）によって表される受信された信号推定電力Ｓは、次式によって近似されうる。
Ｓ^ｅｓｔ ＝ Ｓ ＋ １／Ｍ Ｅｑ．４
ここで、Ｓは受信信号電力である。もしＳが大きいならば、式４（Ｅｑ．４）においてＳ^ｅｓｔ＝Ｓであり、もしＳが小さいならばＳ^ｅｓｔ＝１／Ｍであって、すなわちＳ^ｅｓｔはバイアスを有する。例えば、Ｌ．Ｗｉｌｈｅｌｍｓｓｏｎらによる、「Robust and Low-Complexity Combined Signal Power Estimation（頑強で複雑性の低い結合信号電力推定）」についての米国特許出願公開２００８／０１０１４８８Ａ１号明細書において説明されているように、数Ｎは変動のみに影響を与え、推定のバイアスには影響を与えない。

さらに、ＤＬチャネルは通常、遅延拡散及びドップラーシフトの影響を被り、したがってこのチャネルは典型的に仮定されるように一定ではなく、このことは偏ったＲＳＲＰ測定値である確率が上がることにさらにつながる。変化するＤＬチャネルというこの問題に対する既知の解決策が、より高等なチャネル及び信号電力の推定方法（例えばウィーナーフィルタリングに基づく方法）を用いることである。上述のＦＦＴ処理と同様、このようなより高等な方法は計算的に徹底しており、かつそれぞれの検出された隣接セルにおいて行われることが必要であって、このことはこの解決策を望ましくないものとする。

したがって、測定の複雑さを著しく増やすことなく、セルの信号電力を測定するための、向上した方法及び装置に対する要求が存在する。

本発明の１つの態様によれば、受信器において、当該受信器に既知であるパターンを有する少なくとも１つの信号の受信電力を測定する方法であって、前記信号は、少なくとも１つのアンテナによって送信されている方法が提供される。前記方法は、前記パターンに基づいて前記受信電力を測定し第１の電力推定値の第１のシーケンスを生成する第１の方法を用いる工程と、予め決定された第１のイベントが発生しているか否かを判定する工程と、前記第１のイベントが発生している場合に、前記受信電力を測定し第２の電力推定値の第２のシーケンスを生成する、前記第１の方法とは異なる第２の方法へと変更する工程と、を含む。

本発明の他の態様によれば、受信器における、当該受信器に既知であるパターンを有する少なくとも１つの信号の受信電力を測定する装置であって、前記信号は、少なくとも１つのアンテナによって送信されている装置が提供される。前記装置は、前記少なくとも１つの信号中の前記パターンに基づいて、チャネル推定を生成するように構成されたチャネル推定器と、前記チャネル推定に基づいて、受信信号電力推定値を生成するように構成された電力推定器と、前記チャネル推定器と前記電力推定器との少なくとも一方によって、第１の方法と第２の推定方法との何れが用いられるのかを決定するように構成された制御器とを備える。前記第１の方法と前記第２の方法とは異なり、それぞれ第１の電力推定値のシーケンスと第２の電力推定値のシーケンスとを生成する。

本発明の他の態様によれば、コンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータによって実行された時に、受信器において当該受信器に既知であるパターンを有する少なくとも１つの信号の受信電力を測定する方法を当該コンピュータに実行させる命令を含み、前記信号は、少なくとも１つのアンテナによって送信されている、コンピュータ読み取り可能な媒体が提供される。前記方法は、前記パターンに基づいて前記受信電力を測定し第１の電力推定値の第１のシーケンスを生成する第１の方法を用いる工程と、予め決定された第１のイベントが発生しているか否かを判定する工程と、前記第１のイベントが発生している場合に、前記受信電力を測定し第２の電力推定値の第２のシーケンスを生成する、前記第１の方法とは異なる第２の方法へと変更する工程と、を含む。

本発明のいくつかの特徴、目的、及び利点が、図面と組み合わせて本明細書を読むことによって理解されるだろう。

セルラ通信システムを描写する。 直交周波数分割多元接続を用いる通信システムにおける、サブキャリア及び時間間隔を描写する。 直交周波数分割多元接続を用いる通信システムにおける、基準信号を描写する。 改善された測定方法のフローチャートである。 受信される部分のブロック図である。

以下に詳細に説明されるように、３Ｇ ＬＴＥ及び類似の通信システムにおけるハンドオーバ測定のための受信信号電力の測定（例えばＲＳＲＰ測定及び類似の測定）のための方法及び装置は、計算的に徹底したチャネル及び信号電力の推定方法が必要な時にのみ用いられるように、推定された（測定された）信号電力レベルに基づいて適応される。こうして、信号電力測定の複雑さと信号電力測定の性能との間の、良好なトレードオフが達成される。

例えば、測定（例えばＲＳＲＰ測定及びチャネル推定）は、受信信号電力（又はＳＩＲ）が低い場合には、Ｎｏｄｅ Ｂの１つのみのＴＸアンテナから送信された基準（パイロット）シンボルに基づく。受信信号電力（又はＳＩＲ）が高い場合には、この測定は少なくとも２つのＮｏｄｅ Ｂ ＴＸアンテナから送信された基準信号の平均（又は合計）に基づく。

代わりとしてこの測定方法は、測定された（推定された）信号電力（又はＳＩＲ）レベルに従って、変更されうる。推定電力レベルが低い場合には、例えば上記のＥｑ．３（式３）に従う単純な平均化に基づくチャネル推定方法のような、単純な測定方法が用いられる。推定電力レベルが高い場合には、より複雑な測定方法が用いられる。このようなより複雑な測定方法は、１以上の推定されたチャネル特性、例えばドップラーシフト及び遅延拡散、に基づくチャネル推定を含むことができ、以下のように表されうる。

上式において、ａ_ｍ，ｎはドップラーシフト、遅延拡散、又は他のサブキャリアチャネル特性に依存する適切な係数であり、ｌ及びｋはそれぞれ時間及び周波数のインデックスであり、ｍは受信基準シンボル（ＲＳ）の時間位置のインデックスであり、及びｎは受信基準シンボル（ＲＳ）の周波数位置のインデックスであり、図３に示されるように、合計でＭ個の時間位置があり、及びＮ個の周波数位置がある。

Ｅｑ．５（式５）に従うと、受信信号推定値Ｓ_ｎ，ｍ ^ｅｓｔは受信基準シンボルＲＳ_ｎ，ｍのそれぞれについて生成され、このような受信信号推定値のそれぞれは、ドップラーシフト、遅延拡散などの関数であるフィルタ係数ａ_{ｌ−ｍ，ｋ−ｎ}を用いた隣接ＲＳの線形フィルタリングによって生成される。例として、ドップラーシフトが大きくなると、｜ｌ−ｍ｜が増加するに従って｜ａ｜はより速く減衰し、遅延拡散が大きくなると、｜ｋ−ｎ｜が増加するに従って｜ａ｜はより速く減衰する。

より高等な測定方法への変更は、絶対信号レベル／閾値に基づくことができる。また代わりに、相対信号レベル／閾値に基づくこともでき、ここで、特定の隣接セルについての特定の測定方法を開始させるためのリレーションは、隣接セルの電力（又はＳＩＲ）と、サービングセルの電力（又はＳＩＲ）との相対的な差に基づく。他の代替案としては、特定の数よりも少ない数のセルの受信電力（又はＳＩＲ）がより高等な方法を用いて測定された場合にのみ変更が引き起こされてもよく、この場合、この判断は第２の方法を用いた測定に基づきうる。

図４は、本発明に従う向上した測定方法のフローチャートである。図４について、ＵＥは、図１に描かれるような３Ｇ ＬＴＥ通信システムにおいてサービングセルに接続されている（又は等価的に、アイドルモードにあるセルにキャンプしている）ことが仮定されるが、しかしながら、本発明は他の通信システムにおいても実装されうることが理解されるだろう。ときおりＬＥは、例えば潜在的なハンドオーバ候補として用いられうる隣接セルを決定するために、および他の目的のために、規格化されたセル探索手順を実行する。このような新しいセルが検出された場合（ステップ４０２）、ＵＥは第１の測定方法を用いて受信信号電力（例えばＲＳＲＰ）測定を行う（ステップ４０４）。

図４においてイベントＡと呼ばれる、測定された信号電力が１以上の特定の条件に適合しない場合（ステップ４０６におけるＮｏ）、処理フローは戻り、検出されたセルの第１の測定方法を用いた電力測定が続けられる。通信システムの仕様に従って、ステップ４０４は繰り返し実行されうることが理解されるだろう。ＵＥがイベントＡが発生したと判断した場合（ステップ４０６におけるＹｅｓ）、ＵＥは第２の測定方法に従って、検出された隣接セルの信号電力測定の実行を開始する（ステップ４０８）。

図４において点線で示されるオプションとして、図４においてイベントＢと呼ばれる、第２の方法に従う測定が１以上のさらなる条件に適合する場合（ステップ４１０におけるＹｅｓ）、ＵＥは再び第１の測定方法に従う測定を行う。そうでなければ（ステップ４１０におけるＮｏ）、ＵＥは第２の信号測定方法の使用を継続する。

図４のフローチャートは検出された１つの新しいセルのみを想定しているが、一般的にＵＥは、同時に検出された、ＲＳＲＰ測定が同時に又は続けてなされる複数の隣接セルを有することができることを、当業者ならば理解するだろう。第１又は第２の測定方法の使用は、それぞれのセルについて独立に選択されることができ、あるいは、第１又は第２の測定方法の使用は、第１又は第２の方法が選択可能な数の他の検出された隣接セルについて既に選択されているか否かに従って選択されることができる。この選択可能な数は、ＵＥが負う処理負荷に対応しうる。さらに、図４に示される方法は、サービングセルにおける測定にも適用されうる。

図５は、上述の方法を実装できるＵＥの一部５００のブロック図である。図５に描写される機能ブロックは、様々な等価な方法によって、組み合わせられること及び再構成されることができ、この機能の多くは適切にプログラムされた１以上のデジタル信号プロセッサによって実行されうることが、理解されるだろう。

図５に描写されるように、ＵＥはアンテナ５０２を介してＤＬ無線信号を受信し、典型的には、フロントエンド受信器（Ｆｅ Ｒｘ）５０４においてこの受信無線信号をアナログベースバンド信号へとダウンコンバートする。ベースバンド信号は、バンド幅ＢＷ_０を有するアナログフィルタ５０６によってスペクトル的に成形され、フィルタ５０６によって生成された成形されたベースバンド信号は、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）５０８によってアナログ形式からデジタル形式へと変換される。

デジタル化されたベースバンド信号はさらに、ＤＬ信号に含まれる同期信号又は同期シンボルのバンド幅に相当するバンド幅ＢＷ_ｓｙｎｃを有するデジタルフィルタ５１０によってスペクトル的に成形される。フィルタ５１０によって生成された成形された信号は、例えば３Ｇ ＬＴＥのような特定の通信システムについて規格化された１以上のセル探索方法を実行するセル探索部５１２へと与えられる。典型的にはこのような方法には、受信信号における、プライマリ同期チャネル及び／又はセカンダリ同期チャネル（Ｐ／Ｓ−ＳＣＨ）信号の検出を含む。

デジタル化されたベースバンド信号はまた、ＡＤＣ５０８によって、バンド幅ＢＷ_０を有するデジタルフィルタ５１４へも与えられ、フィルタされたデジタルベースバンド信号は、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又は他の適切なアルゴリズムを実行するプロセッサ５１６へと与えられる。セル探索部５１２は、それぞれの候補セル、すなわち信号電力（例えばＲＳＲＰ）が測定されるそれぞれのセルについて、プロセッサ５１６と、適切なタイミング信号を交換する。

セル探索部５１２はまた、それぞれの候補セルについての、セル識別子とＲＳに対応するＲＥとをチャネル推定部５１８へと与える。チャネル推定部５１８もまた、プロセッサ５１６からタイミング信号を受信し、いくつかのサブキャリアｉ及びセルｊのそれぞれについてのチャネル推定値Ｈ_ｉ，ｊを生成する。例えばチャネル推定部５１８は、制御部５２０によって与えられる制御信号に基づいて、上述のように第１又は第２の推定方法の何れかに従ってチャネル推定値を生成することができる。

推定部５１８は、チャネル推定値Ｈ_ｉをシンボル検出器５２２に与え、さらにＵＥ内の処理（不図示）へと与え、また受信信号電力測定値（例えばＲＳＲＰの推定値、受信サブキャリア電力Ｓ_ｉ、ＳＩＲなど）を生成する信号電力推定部５２４へと与える。推定部５２４は、様々な方法で、例えば上述のＥｑ．３（式３）又はＥｑ．５（式５）に基づいて、このような推定値を生成することができる。

推定部５２４による受信信号強度測定値に基づいて、制御部５２０は、推定部５１８と推定部５２４との少なくとも一方によって、検出されたセルについての測定値のために用いられる推定方法を決定する。制御部５２０による決定は、上述のように絶対信号強度値に基づくこともできるし、同様に（他の検出されたセル／サービングセルに対する）相対信号強度値に基づくこともできる。推定部５２４によって生成された電力推定値は、典型的にはＵＥにおけるさらなる信号処理においても用いられる。

第１及び第２の信号電力測定方法のさらなる例が、以下に説明される。

１つ若しくは２つ（又はそれ以上の）ＴＸアンテナに基づくＲＳＲＰ測定
３Ｇ ＬＴＥ通信システムにおいて、第１のＴＸアンテナからのＲＳは常に送信され（図３を参照）、したがってＵＥがセルを検出した後では、この１つのＴＸアンテナに基づくＲＳＲＰ測定が行われうる。１つのＴＸアンテナに基づくＲＳＲＰ測定は、図４のフローチャートにおける第１の測定方法と考えることができる。

上述のように、セル内のＴＸアンテナの数はＵＥにとって未知であり、ブラインド検知される必要がある。セルの受信信号電力が他のセルの受信信号電力及びノイズの合計（例えば、サービングセルであるかもしれない、最も強い検出されたセルについてのＲＳＲＰ値に対して−３ｄｂであるＲＳＲＰ値）と比べて低い場合には、ブラインド検知の精度は悪い。最も強い検出されたセルに対して−３ｄＢよりも大きいＲＳＲＰ値については、ＴＸアンテナの検出精度は良い。悪い精度とは一般的に、正しい検出の確率、すなわち２つのアンテナが用いられている場合には２つのＴＸアンテナが検出され、１つのアンテナが用いられている場合には１つのＴＸアンテナが検出される確率が、０．８を下回るかそのくらいであることを意味し、良い精度とは、正しい検出の確率が少なくともおおよそ０．９はあることを意味する。それゆえ、ＵＥが第２のＴＸアンテナを検出した後（図４のイベントＡを参照）、ＵＥは双方のＴＸアンテナに基づくＲＳＲＰ測定の実行を開始する。２つ（又はそれ以上）のＴＸアンテナに基づくＲＳＲＰ測定は、図４における第２の測定方法と考えることができる。

ＵＥがセルについて少なくとも１つの第２のＴＸアンテナを検出し、最も強い検出されたセルについて測定されたＲＳＲＰに対して特定量よりも大きい、例えば−３ｄＢよりも大きいそのセルのＲＳＲＰを測定したことをイベントＡが示すように、イベントＡは構成されうることが理解されるだろう。ＵＥが１以上のＴＸアンテナからのＲＳＲＰ推定のためにＲＳを検出し用いた後で、セルについてのＲＳＲＰが、最も強い検出されたセルについて測定されたＲＳＲＰに対して所定の値、例えば−３ｄＢ、よりも低くなった後であっても、ＵＥは第２のＴＸアンテナ（又はさらに多くのＴＸアンテナ）からのＲＳを用いることを継続することができる。この場合、図４における任意的なステップ４１０は省略される。

チャネル推定（と、信号電力推定との少なくとも一方）の方法の適応
最も強い検出されたセルのＲＳＲＰ値に対して低いＲＳＲＰ値を有する検出された隣接セルについて、（バイアス又は変動の点での）性能と測定の複雑さとの良好なトレードオフは、図３に関連して上述されたのと同様のチャネル推定方法を用いることである。このことは、第１の信号測定方法と考えられうる。

最も強い検出されたセルのＲＳＲＰ値に近いＲＳＲＰ値、例えば最も強いセルの値に対して−４ｄＢよりも悪くない値、を有する（図４におけるイベントＡ）検出されたセルについて、より高等なＲＳＲＰ測定又はチャネル推定方法が用いられることもできる。任意のこのようなより高等な方法は、第２の測定方法であると考えることができる。

ＲＳＲＰ測定について、より高等な方法とは、よりよい（例えば小さなバイアス／変動の）ＲＳＲＰ測定値を与えるために、例えばドップラーシフトと遅延拡散との少なくとも一方を考慮に入れる方法である。他のより高等なＲＳＲＰ測定方法は、上で引用した米国特許出願公開２００８／０１０１４８８Ａ１号明細書に記載されており、これは参照のために本明細書に組み込まれる。チャネル推定について、より高等な方法は、ウィーナーフィルタリングに基づく推定器を含む。

セルについて測定されたＲＳＲＰが低くなった場合、例えば最も強いセルのＲＳＲＰに対して−４ｄＢの場合（図４のイベントＢ）、ＵＥは測定方法を第１の方法へと変更することができる。この場合、図４における任意的なステップ４１０は実行される。

当業者なら、最も強いセルの測定値とセルの測定値との比較に基づいて電力推定方法とチャネル推定方法との少なくとも一方を変更することに加えて、又はこの代わりに、変更は、測定における計算された傾向に基づきうることを理解するだろう。例えば、ＵＥが検出された隣接セルについて単純な測定方法を用いているならば、ＲＳＲＰが増加することを「予測」しようとする（及びイベントＡを引き起こそうとする）ために、ＵＥは格納された（過去の）測定値を検討することができる。このようなＵＥは、その予測に基づいてイベントＡを「早く」引き起こすことができ、又は、例えば関連するプロセッサを初期化することにより、方法の変更を単に準備することもできる。これは、ＵＥが検出された隣接セルに向かって移動している状況に当たりうる。例えばＵＥが検出された隣接セルから遠ざかっている場合に、逆方向の傾向を計算するために、類似の計算が実行されうる。

相対レベル及び絶対レベルを用いることに加えて、この信号測定方法についてのありうるバイアスを推定するために、第１の信号測定方法レベルを用いることが可能であり、イベントＡについての閾値をこのありうるバイアスに基づかせることができる。上述のように、ありうるバイアスはＥｑ．４（式４）に基づいて推定されうる。

上述の手順は、例えば送信器と受信器との間の通信チャネルの時間変動性に応答するために、必要な場合には繰り返し実行されることが、理解されるだろう。さらに、ダウンリンク及びＵＥに関して、本明細書の方法及び装置がＢＳ又は他のアップリンク受信ノードで実装されうることが、理解されるだろう。

理解を容易とするために、本発明の多くの態様が、例えばプログラム可能なコンピュータシステムの要素によって実行されうる動作の連鎖によって説明された。様々な動作が、特別の目的のための回路（例えば、特別の目的の機能を実行するために相互に接続された別々の論理ゲート、又はアプリケーション固有集積回路）によって、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、又は双方の組み合わせによって実行されうることが、認識されるだろう。本発明の実施形態を実装する無線受信器は、例えば、モバイル電話、ページャ、ヘッドセット、ラップトップコンピュータ及び他のモバイル端末、基地局、などに含まれうる。

さらに、本発明は、媒体から命令を取得しその命令を実行しうる、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、又はデバイスによって若しくはこれらと組み合わせて用いられる適切な命令セットを格納している、任意の形式のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体において、完全に実現されるものとして、追加的に考えられることができる。本明細書で用いられる場合、「コンピュータ読み取り可能な媒体」とは、命令実行システム、装置、又はデバイスによって若しくはこれらと組み合わせて用いられるプログラムを、含み、格納し、伝達し、伝搬し、又は運搬することができる任意の手段でありうる。コンピュータ読み取り可能な媒体は例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線、若しくは半導体のシステム、装置、デバイス、又は伝搬媒体でありうるが、これらには限られない。コンピュータ読み取り可能な媒体のより詳細な例（非網羅的なリスト）は、１以上のワイヤを有する電気的結合、可搬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）、消去可能なプログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、及び光ファイバを含む。

このように本発明は、全てが上述されているわけではない多くの様々な形態で実現されることができ、全てのこのような形態は本発明の範囲内にあるものと考えられる。本発明の様々な態様のそれぞれについて、あらゆるこのような形態は説明された動作を実行するように「構成されたロジック」として呼ばれることができ、又は代わりに、説明された動作を実行する「ロジック」として呼ばれることもできる。

「備える」("comprises" and "comprising")との用語は、本願で用いられるとき、述べられた特徴、整数、工程、又は要素の存在を特定するが、１以上の他の特徴、整数、工程、要素、又はこれらからなる群の存在又は追加を排除しないことが、強調される。

上述の特定の実施形態は単に説明的なものであって、どのような方法であれ限定的なものとして考えられるべきではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲によって決定され、請求の範囲の射程に含まれる全ての変形及び均等物は、本発明の範囲に含まれることが意図されている。

Claims (21)

1. 受信器において、当該受信器に既知であるパターンを有する少なくとも１つの信号の受信電力を測定する方法であって、
   前記信号は、少なくとも１つのアンテナによって送信されており、
   前記方法は、
   前記パターンに基づいて前記受信電力を測定し第１の電力推定値の第１のシーケンスを生成する第１の方法を用いる工程と、
   予め決定された第１のイベントが発生しているか否かを判定する工程と、
   前記第１のイベントが発生している場合に、前記受信電力を測定し第２の電力推定値の第２のシーケンスを生成する、前記第１の方法とは異なる第２の方法へと変更する工程と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記第１のイベントが発生しているか否かが、前記第１の電力推定値の第１のシーケンスに基づいて判定されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記判定する工程は、前記信号が少なくとも２つのアンテナによって送信されたことを検出する工程を含み、
   前記受信電力を測定する前記第２の方法は少なくとも、当該第２の方法が前記少なくとも２つのアンテナによって送信された前記パターンに基づいて前記第２のシーケンスを生成する点で、前記第１の方法とは異なることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の方法は、前記第１の電力推定値よりもバイアスが少ない第２の電力推定値を生成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. 前記第２の方法は、次式
   

   

   で表される、少なくとも１つのチャネル特性に基づくチャネル推定を含み、上式において、Ｓ^ｅｓｔは受信信号電力推定値を表し、ＲＳ^ｅｓｔは推定基準シンボルを表し、ａは前記少なくとも１つのチャネル特性に依存する係数であり、ｌは時間のインデックスであり、ｋは周波数のインデックスであり、ｍは受信基準シンボルＲＳの時間位置のインデックスであり、ｎは受信基準シンボルＲＳの周波数位置のインデックスであり、合計でＭ個の時間位置があり、合計でＮ個の周波数位置があることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記第１の方法は、Ｍ個の受信基準シンボルのコヒーレントな平均化と、続くＮ個のコヒーレント平均のコヒーレントでない平均化と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 前記第２の方法への変更が発生している場合、予め決定された第２のイベントが発生しているか否かを、前記第２の電力推定値の第２のシーケンスに基づいて判定する工程と、
   前記第２のイベントが発生している場合、前記受信電力を測定する前記第１の方法へと戻る変更を行う工程と、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. 受信器において、当該受信器に既知であるパターンを有する少なくとも１つの信号の受信電力を測定する装置であって、
   前記信号は、少なくとも１つのアンテナによって送信されており、
   前記装置は、
   前記少なくとも１つの信号中の前記パターンに基づいて、チャネル推定値を生成するように構成されたチャネル推定器と、
   前記チャネル推定値に基づいて、受信信号電力推定値を生成するように構成された電力推定器と、
   前記チャネル推定器と前記電力推定器との少なくとも一方によって、第１の方法と第２の方法との何れが用いられるのかを決定するように構成された制御器とを備え、
   前記第１の方法と前記第２の方法とは異なり、それぞれ第１の電力推定値のシーケンスと第２の電力推定値のシーケンスとを生成する
   ことを特徴とする装置。
9. 前記制御器は、絶対信号電力値又は相対信号電力値に基づいて、前記第１の方法と前記第２の推定方法との何れが用いられるのかを決定することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 前記制御器は、前記信号が少なくとも２つのアンテナによって送信されたのか否かに従って、前記第１の方法と前記第２の推定方法との何れが用いられるのかを決定し、
    前記第２の方法は少なくとも、当該第２の方法が前記少なくとも２つのアンテナによって送信された前記パターンに基づいて前記第２のシーケンスを生成する点で、前記第１の方法とは異なることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
11. 前記第２の方法は、前記第１の電力推定値よりもバイアスが少ない第２の電力推定値を生成することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
12. 前記第２の方法は、次式
    

    

    で表される、少なくとも１つのチャネル特性に基づくチャネル推定を含み、上式において、Ｓ^ｅｓｔは受信信号電力推定値を表し、ＲＳ^ｅｓｔは推定基準シンボルを表し、ａは前記少なくとも１つのチャネル特性に依存する係数であり、ｌは時間のインデックスであり、ｋは周波数のインデックスであり、ｍは受信基準シンボルＲＳの時間位置のインデックスであり、ｎは受信基準シンボルＲＳの周波数位置のインデックスであり、合計でＭ個の時間位置があり、合計でＮ個の周波数位置があることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記第１の方法は、Ｍ個の受信基準シンボルのコヒーレントな平均化と、続くＮ個のコヒーレント平均のコヒーレントでない平均化と、を含むことを特徴とする、請求項８に記載の装置。
14. 前記制御器は、当該制御器が前記第２の方法が用いられていることを判定したか否かと、前記第２の電力推定値の第２のシーケンスとに基づいて、前記チャネル推定器と前記電力推定器との少なくとも一方に前記第１の方法を用いさせるように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
15. コンピュータ読み取り可能な媒体であって、
    前記コンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータによって実行された時に、受信器において当該受信器に既知であるパターンを有する少なくとも１つの信号の受信電力を測定する方法を当該コンピュータに実行させる命令を含み、
    前記信号は、少なくとも１つのアンテナによって送信されており、
    前記方法は、
    前記パターンに基づいて前記受信電力を測定し第１の電力推定値の第１のシーケンスを生成する第１の方法を用いる工程と、
    予め決定された第１のイベントが発生しているか否かを判定する工程と、
    前記第１のイベントが発生している場合に、前記受信電力を測定し第２の電力推定値の第２のシーケンスを生成する、前記第１の方法とは異なる第２の方法へと変更する工程と、
    を含むことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な媒体。
16. 前記第１のイベントが発生しているか否かが、前記第１の電力推定値の第１のシーケンスに基づいて判定されることを特徴とする、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
17. 前記判定する工程は、前記信号が少なくとも２つのアンテナによって送信されたことを検出する工程を含み、
    前記受信電力を測定する前記第２の方法は少なくとも、当該第２の方法が前記少なくとも２つのアンテナによって送信された前記パターンに基づいて前記第２のシーケンスを生成する点で、前記第１の方法とは異なることを特徴とする、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
18. 前記第２の方法は、前記第１の電力推定値よりもバイアスが少ない第２の電力推定値を生成することを特徴とする、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
19. 前記第２の方法は、次式
    

    

    で表される、少なくとも１つのチャネル特性に基づくチャネル推定を含み、上式において、Ｓ^ｅｓｔは受信信号電力推定値を表し、ＲＳ^ｅｓｔは推定基準シンボルを表し、ａは前記少なくとも１つのチャネル特性に依存する係数であり、ｌは時間のインデックスであり、ｋは周波数のインデックスであり、ｍは受信基準シンボルＲＳの時間位置のインデックスであり、ｎは受信基準シンボルＲＳの周波数位置のインデックスであり、合計でＭ個の時間位置があり、合計でＮ個の周波数位置があることを特徴とする、請求項１８に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
20. 前記第１の方法は、Ｍ個の受信基準シンボルのコヒーレントな平均化と、続くＮ個のコヒーレント平均のコヒーレントでない平均化と、を含むことを特徴とする、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。
21. 前記方法は、
    前記第２の方法への変更が発生している場合、予め決定された第２のイベントが発生しているか否かを、前記第２の電力推定値の第２のシーケンスに基づいて判定する工程と、
    前記第２のイベントが発生している場合、前記受信電力を測定する前記第１の方法へと戻る変更を行う工程と、
    をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。

Images