無線品質推定システム、基地局、移動局、及び、無線品質推定方法
【課題】フェージングの影響があっても、より正確に無線品質を推定する無線品質推定システム、基地局、移動局、及び無線品質推定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】干渉電力算出部２０２が、所定の推定区間の一部である局所推定区間における干渉信号電力を算出し、ＳＩＲ算出部２０５が、干渉電力算出部２０２によって算出された干渉信号電力に基づいて、所定の推定区間におけるＳＩＲを算出する。
【解決手段】干渉電力算出部２０２が、所定の推定区間の一部である局所推定区間における干渉信号電力を算出し、ＳＩＲ算出部２０５が、干渉電力算出部２０２によって算出された干渉信号電力に基づいて、所定の推定区間におけるＳＩＲを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の時間間隔における無線品質を推定する無線品質推定システム、基地局、移動局、及び、無線品質推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいては、フェージングの影響により伝搬環境が著しく変動することから、伝搬環境の変動に追従して送信電力を制御する送信電力制御や、フェージングによる伝搬環境の変動に追従して変調方式や符号化率等の送信フォーマットを制御する適応変調・符号化等の技術が用いられている。送信電力制御及び適応変調・符号化等の技術においては、伝搬環境の変動を推定するために、受信装置側或いは送信装置側で、伝搬環境の無線品質を推定することが必要である。ここで、無線品質とは、信号対干渉比（Signal-to-Interference ratio；SIR）、キャリア対干渉比（Carrier-to-Interference ratio；CIR）、チャンネル品質指標（Channel Quality Indicator ；CQI）等である。
【０００３】
又、いわゆるＩＭＴ−２０００と呼ばれる第3世代移動通信システムの標準化については、地域標準化機関等により組織された３ＧＰＰ（Third-Generation Partnership Project）によってＷ−ＣＤＭＡ方式、３ＧＰＰ２（Third-Generation Partnership Project2）によってｃｄｍａ２０００の標準仕様がそれぞれ策定されている。近年のインターネットの急速な普及に伴い、特に下りリンクにおいてデータベースやWebサイトからのダウンロード等による高速・大容量のトラヒックが増加すると予測されている。このため、３ＧＰＰにおいては下り方向の高速パケット伝送方式である「ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）」の標準化が行われている（例えば、非特許文献1参照。）。又、３ＧＰＰ２においては下り方向の高速データ専用の伝送方式である「１ｘＥＶ−ＤＯ」の標準化が行われている（例えば、非特許文献2参照。）。尚、１ｘＥＶ−ＤＯにおいて、ＤＯは「データのみ（Data Only）」を意味する。
【０００４】
例えば、ＨＳＤＰＡでは、移動局が、下りリンクの無線状態を通知するための制御情報として、ＣＱＩが用いられている。ＣＱＩは、下りリンクの共有パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の信号、即ちパイロット信号から求められるＳＩＲに基づいて移動局によって算出される。又、例えば、３ＧＰＰにおけるＨＳＤＰＡ以外の通信方式や、３ＧＰＰ２におけるｃｄｍａ２０００方式、ＴＤＤ方式等の他の通信方式においてもＳＩＲが用いられる。従って、これらの通信方式において、ＳＩＲを推定する時間間隔として仕様上規定されている時間間隔におけるＳＩＲが正確に推定されることが望ましい。
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＲ２５．８４８ Ｖ４．０．０
【非特許文献２】３ＧＰＰ２ Ｃ．Ｓ００２４ Ｒｅｖ．１．０．０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、無線品質もフェージングの影響により著しく変動するため、無線品質を正確に推定することは困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、フェージングの影響があっても、より正確に無線品質を推定する無線品質推定システム、基地局、移動局、及び、無線品質推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定システムであって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを要旨とする。
【０００８】
第１の特徴にかかる無線品質推定システムによれば、第２品質算出部が第１無線品質を推定しようとする所定の推定時間間隔より短く、かつ、複数の一部時間間隔毎において、第２無線品質を算出する。又、第２品質算出部によって算出された一部時間間隔毎における第２無線品質に基づいて、推定時間間隔における第１無線品質が算出される。従って、推定しようとする第１無線品質の算出に用いられる第２無線品質が、フェージングの影響により、大きな推定時間間隔においては正確に算出されない場合であっても、より正確に第１無線品質を推定できる。即ち、第１の特徴にかかる無線品質推定システムによれば、フェージングの影響があっても、より正確に無線品質を推定することが可能になる。尚、第１無線品質と第２無線品質は同じであってもよい。
【０００９】
又、第１の特徴に係る無線品質推定システムにおいて、フェージング周波数を推定するフェージング周波数推定部と、前記フェージング周波数推定部によって推定された前記フェージング周波数に基づいて、前記一部時間間隔を設定する時間間隔設定部とを更に備えるように構成されていてもよい。
【００１０】
第１の特徴に係る移動通信システムにおいて、前記無線品質推定システムによって推定される前記第１無線品質は、信号対干渉比であってもよい。
【００１１】
第１の特徴に係る移動通信システムは、前記推定時間間隔における受信信号の電力を示す受信信号電力を算出する第３品質算出部を更に備え、前記第２品質算出部は、前記一部時間間隔における干渉信号の電力を示す干渉信号電力を算出し、前記第１品質算出部は、前記第３品質算出部によって算出された前記受信信号電力と、前記第２品質算出部によって算出された前記干渉信号電力とに基づいて前記信号対干渉比を算出するように構成されていてもよい。
【００１２】
第１の特徴に係る移動通信システムにおいて、前記第３品質算出部は、前記推定時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記受信信号電力を算出し、前記第２品質算出部は、前記一部時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記干渉信号電力を算出してもよい。
【００１３】
第１の特徴に係る移動通信システムにおいて、Ｎ，ｍ，ｎを１以上の整数、ｎ番目の前記パイロット信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目の前記パイロット信号のＱ成分をSn,q、として、前記推定時間間隔において１番目からＮ番目の前記パイロット信号が受信され、ｍ番目の前記一部時間間隔においてkm番目からKm番目の前記パイロット信号が受信されるとして、前記第３品質算出部は、前記受信信号電力Ｓを
【数３】
【００１４】
として算出し、前記第２品質算出部は、ｍ番目の前記一部時間間隔における前記干渉信号電力Imを
【数４】
但し
として算出してもよい。
【００１５】
本発明の第２の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する基地局であって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第３の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する移動局であって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定方法であって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出するステップと、前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出するステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、フェージングの影響があっても、より正確に無線品質を推定する無線品質推定システム、基地局、移動局、及び、無線品質推定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（品質推定装置）
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
【００２０】
図1は、本発明の実施の一形態に係る品質推定方法が適用される無線品質推定装置１００の構成例を示す図である。無線品質推定装置１００は、アンテナから受信された受信信号を処理することによって無線品質の一つである信号対電力比、即ちＳＩＲを推定する。又、無線品質推定装置１００は、符号化されている受信信号を復号化する。
【００２１】
図１に示すように、無線品質推定装置１００には、低雑音増幅部１０１と、周波数変換部１０２と、自動利得制御増幅部１０３と、直交検波部１０４と、Ａ／Ｄ変換部１０５と、ルートナイキストフィルタ部１０６と、パスサーチ部１０７と、ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８と、チャネル推定部１０９と、データチャネル用逆拡散部１１０と、ＲＡＫＥ合成部１１１と、ＳＩＲ推定部１１２と、チャネル復号部１１３が備えられる。
【００２２】
低雑音増幅部１０１は、無線品質推定装置１００のアンテナから受信された受信信号を増幅する。周波数変換部１０２は、低雑音増幅部１０１によって増幅された受信信号を中間周波数に周波数変換する。自動利得制御（Automatic Gain Control）増幅部１０３は、周波数変換部１０２によって中間周波数に周波数変換された受信信号を線形増幅する。直交検波部１０４は、線形増幅された受信信号を直交検波し、Ｉ成分及びＱ成分に分解する。Ａ／Ｄ変換部１０５は、Ｉ成分及びＱ成分に分解されたアナログ信号である受信信号をデジタル信号に変換する。ルートナイキストフィルタ部１０６は、デジタル信号に変換されたＩ成分及びＱ成分を帯域制限する。パスサーチ部１０７は、帯域制限後の信号を用いて、パスサーチを行う。
【００２３】
ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８は、共通パイロットチャネルであるＣＰＩＣＨに関して、帯域制限された信号を逆拡散する。ここで、ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８は、パスサーチ部１０７によってサーチされた伝搬遅延時間の異なるパス毎に逆拡散を行う。チャネル推定部１０９は、ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８によって逆拡散された信号を用いてチャネル推定を行う。
【００２４】
データチャネル用逆拡散部１１０は、データチャネルに関して、帯域制限された信号を逆拡散する。ここで、データチャネル用逆拡散部１１０は、パスサーチ部１０７によってサーチされた伝搬遅延時間の異なるパス毎に逆拡散を行う。尚、データチャネルとは、例えば、ＨＳＤＰＡにおいては、共有制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ、共有データチャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ、上記共有チャネルに付随する個別チャネルＡ−ＤＰＣＨ等である。
【００２５】
ＲＡＫＥ合成部１１１は、逆拡散されたＣＰＩＣＨの信号を、伝搬遅延時間の異なる1つ以上のパスに関してＲＡＫＥ合成し、合成された信号を後述するＳＩＲ推定部１１２に入力する。又、ＲＡＫＥ合成部１１１は、逆拡散されたデータチャネルの信号を、伝搬遅延時間の異なる1つ以上のパスに関してＲＡＫＥ合成し、合成された信号を後述するチャネル復号部１１３に入力する。
【００２６】
ＳＩＲ推定部１１２は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得した信号を用いて信号対干渉比ＳＩＲを推定する。ＳＩＲ推定部１１２の詳細については後述する。
【００２７】
チャネル復号部１１３は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得した信号を用いてチャネル復号する。
【００２８】
以下、図２を参照して、ＳＩＲ推定部１１２について詳細に説明する。ＳＩＲ推定部１１２は、所定の推定区間におけるＳＩＲを推定する。尚、所定の推定区間とは、推定時間間隔である。ＳＩＲ推定部１１２は、信号電力算出部２０１と、干渉電力算出部２０２と、局所推定区間設定部２０３と、フェージング周波数推定部２０４と、ＳＩＲ算出部２０５とを備える。
【００２９】
信号電力算出部２０１は、所定の推定区間における受信信号の電力を示す受信信号電力を算出する第３品質算出部である。信号電力算出部２０１は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得された、合成後のＣＰＩＣＨの信号、即ちパイロット信号を用いて受信信号電力を算出する。信号電力算出部２０１は、所定の推定区間に、無線品質推定装置１００によって受信されたＣＰＩＣＨの信号を用いて受信信号電力を算出する。
具体的には、信号電力算出部２０１は、受信信号電力Ｓを以下に示す（１）式に従って算出する。尚、ｎ，Ｎを１以上の整数、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＱ成分をSn,qとし、又、所定の推定区間において１番目からＮ番目のＣＰＩＣＨの信号が受信されたものとする。
【数５】
（１）式
干渉電力算出部２０２は、複数の局所推定区間毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部である。但し、干渉電力算出部２０２は、後述する局所設定区間２０３によって１つの局所設定区間が設定された場合には、１つの局所推定区間における第２無線品質を算出する。尚、本実施の形態において干渉電力算出部２０２によって算出される第２無線品質は干渉信号電力である。ここで、局所推定区間は、後述する局所推定区間設定部２０３によって設定された所定の推定区間の一部、即ち、一部時間間隔である。本実施の形態においては、干渉電力算出部２０２は局所推定区間における干渉信号の電力を示す干渉信号電力を算出する。干渉電力算出部２０２は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得した、合成後のＣＰＩＣＨの信号、即ちパイロット信号を用いて干渉信号電力を算出する。干渉電力算出部２０２は、局所推定区間に受信されたＣＰＩＣＨの信号を用いて、干渉信号電力を算出する。
【００３０】
具体的には、干渉電力算出部２０２は、ｍ番目の局所推定区間における干渉信号電力Imを以下に示す（２）式に従って算出する。尚、ｍ，Ｍを１以上の整数とし、ｍ番目の局所推定区間においてkm番目からKm番目のＣＰＩＣＨの信号が受信さたものとする。
【数６】
但し
【００３１】
更に、局所推定区間設定部２０３に入力によって均等な大きさのＭ個の局所推定区間に分割された場合には、以下に示す（３）式が成立する。
【数７】
従って、この場合、上述した（２）式は、以下に示す（２−１）式に書き換えられる。
【数８】
但し
【００３２】
更に、干渉電力算出部２０２は、局所推定区間における干渉信号電力Imに基づいて、所定の推定区間における干渉信号電力Ｉを算出する第４品質算出部としても機能する。具体的には、干渉電力算出部２０２は、以下に示す（４）式に従って算出する。
【数９】
局所推定区間設定部２０３は、後述するフェージング周波数推定部２０４によって推定されたフェージング周波数に基づいて、局所推定区間を設定する時間間隔設定部である。尚、フェージング周波数とは、フェージングが変動する速さを表す。
【００３３】
局所推定区間設定部２０３は、所定の推定区間を複数の局所推定区間に分割するか、若しくは、分割しないことを定める。例えば、局所推定区間設定部２０３は、フェージング周波数の推定値が大きいほど、局所推定区間の数を大きく決定することができる。その際、局所推定区間設定部２０３は、フェージング周波数の推定値を閾値と比較した比較結果に基づいて局所推定区間の数を定めてもよい。更に、局所推定区間設定部２０３は、所定の推定区間の大きさを考慮して局所推定区間を設定してもよい。尚、局所推定区間設定部２０３は、異なる大きさの複数の局所推定区間を設定してもよい。
【００３４】
フェージング周波数推定部２０４は、フェージング周波数を推定し、推定値を局所推定区間設定部２０３に入力する。ここで、フェージング周波数を推定する方法としては、例えば、パイロット信号の時間相関値を用いる方法、パイロット信号によって求められるチャネル推定値の時間相関値を用いる方法、ＧＰＳからの位置情報から算出される移動速度を用いる方法が知られている。フェージング周波数推定部２０４は、いずれの方法によってフェージング周波数を推定してもよい。又、フェージング周波数推定部２０４は、車のスピードメーター等の移動速度を計測する他の機器によって測定される移動速度を用いてフェージング周波数を推定してもよい。
【００３５】
ＳＩＲ算出部２０５は、干渉電力算出部２０２によって算出された干渉信号電力に基づいて、所定の推定区間におけるＳＩＲを算出する第１品質算出部である。ＳＩＲ算出部２０５は、信号電力算出部２０１によって算出された受信信号電力と、干渉電力算出部２０２によって算出された所定の推定区間における干渉信号電力とに基づいてＳＩＲを算出する。尚、所定の推定区間における干渉信号電力は局所推定区間における干渉信号電力に基づいて算出される。従って、ＳＩＲ算出部２０５は、干渉電力算出部２０２によって算出された局所推定区間における干渉信号電力に基づいてＳＩＲを算出する。
【００３６】
具体的には、ＳＩＲ算出部２０５は、信号電力算出部２０１から受信信号電力Ｓを取得し、干渉電力算出部２０２から所定の推定区間における干渉信号電力Ｉを取得する。ＳＩＲ算出部２０５は、取得された受信信号電力Ｓと、干渉信号電力Ｉとを用いて、以下に示す（５）式に従ってＳＩＲを算出する。
【数１０】
【００３７】
更に、ＳＩＲ算出部２０５は、算出されたＳＩＲを用いてＣＱＩを算出してもよい。例えば、ＳＩＲ算出部２０５は、図３に示されるような参照テーブル３００を保持し、参照テーブル３００を参照することによって、ＣＱＩを算出してもよい。尚、ＨＳＤＰＡにおいては、ＣＱＩはそのＣＱＩから求められる送信フォーマットの信号を受信した際に誤り率が１０％となるように算出される。
【００３８】
このように、無線品質推定装置１００は、単独で所定の推定区間における無線品質を推定する無線品質推定システムとして機能する。又、ＳＩＲ推定部１１２のみでも所定の推定区間における無線品質を推定する無線品質推定システムとして機能し得る。
【００３９】
（品質推定方法）
次に、品質推定方法について、図４を用いて説明する。又、一例として、２ｍｓの所定の推定区間におけるＳＩＲを、１番目から３０番目までの３０個のＣＰＩＣＨの信号を用いて無線品質推定装置１００が推定する方法について説明する。
【００４０】
ステップＳ１０１において、フェージング周波数推定部２０４が、フェージング周波数を推定する。
【００４１】
ステップＳ１０２において、局所推定区間設定部２０３が、推定されたフェージング周波数に基づいて、干渉成分の電力推定のための局所的な推定区間を設定する。
【００４２】
例えば、局所推定区間設定部２０３は、推定されたフェージング周波数を閾値１００Ｈｚと比較し、フェージング周波数が１００Ｈｚ以上であれば３つ均等な大きさの局所推定区間を設定し、フェージング周波数が１００Ｈｚ未満であれば１つの局所推定区間を設定する。
【００４３】
ステップＳ１０３において、干渉電力算出部２０２が、局所推定区間における干渉信号電力を算出する。
【００４４】
例えば、ステップＳ１０２において、３つの均等な大きさの局所推定区間が設定されたとする。この場合、各局所推定区間の大きさは０．６７ｍｓであり、各局所推定区間に受信されるＣＰＩＣＨの信号の数は１０個である。従って、（２−１）式におけるＮは３０、Ｍは３となるため、各局所推定区間の干渉信号電力は以下に示す（２−１）’式に従って算出される。
【数１１】
但し
【００４５】
又、所定の推定区間の干渉信号電力は以下に示す（３）’式に従って算出される。
【数１２】
【００４６】
ステップＳ１０４において、信号電力算出部２０１が、受信信号電力を算出する。
【００４７】
尚、（１）式におけるＮは３０となるため、受信信号電力は、以下に示す（１）’式に従って算出される。
【数１３】
ステップＳ１０５において、ＳＩＲ算出部２０５がＳＩＲを算出する。
【００４８】
（効果）
一般的に、ＳＩＲはパイロット信号を用いて算出される。例えば、図５に示されるＮ個のパイロット信号Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＮからＳＩＲを推定する場合には、受信信号電力Ｓは、ｎ番目のパイロット信号のＩ成分、Ｑ成分をそれぞれSn,i, Sn,qとして以下に示す（６）式に従って算出される。
【数１４】
又、干渉信号電力 Iは以下に示す（７）式に従って算出される。
【数１５】
ここで、
はそれぞれパイロット信号のＩ成分の平均値及びＱ成分の平均値であり、以下に示す（８）式に従って算出される。
【数１６】
即ち、干渉信号電力はパイロット信号電力の分散として求められる。尚、図５に示される
はパイロット信号電力の平均値を示し、Inは、ｎ番目のパイロット信号電力Snのパイロット信号の信号電力の分散を示している。
【００４９】
但し、パイロット信号の個数Nが大きく、かつ、フェージング変動による伝搬環境の変動が急激である場合に、上記パイロット信号電力の平均値が、ＳＩＲを推定する所定の推定区間、即ち、N個のパイロット信号を受信する時間間隔の間で大きく変動する。ＳＩＲを推定する所定の推定区間において、パイロット信号電力の平均値が大きく変動する様子を図６に模式的に示す。図６においてはパイロット信号がａで示される方向に大きく変動し、従って、パイロット信号電力の平均値はｂで示される方向に変動する。
【００５０】
例えば、３０個のパイロット信号を用いて２ｍｓの所定の推定区間におけるＳＩＲを算出する場合について検討する。この場合、伝搬環境のフェージング周波数が２００Ｈｚであると仮定すると、変動の１周期が５ｍｓであり、所定の推定区間である２ｍｓの間にも、伝搬環境は大きく変動する。このため、（８）式に従って、３０個のパイロット信号を用いて算出された平均値を用い、（７）式に従って算出された干渉電力は不正確なものとなる。従って、ＳＩＲは正確に算出されない。
【００５１】
本実施の形態に係る無線品質推定装置１００によれば、干渉電力算出部２０２が、ＳＩＲを推定しようとする所定の推定区間より短い複数の局所推定区間毎において、干渉信号電力を算出する。又、干渉電力算出部２０２によって算出された局所推定区間毎における干渉信号電力に基づいて、所定の推定区間におけるＳＩＲが算出される。従って、推定しようとするＳＩＲの算出に用いられる干渉信号電力が、フェージングの影響により、大きな推定区間においては正確に算出されない場合であっても、より正確にＳＩＲを推定できる。即ち、フェージングの影響があっても、より正確にＳＩＲを推定することが可能になる。尚、例えばＨＳＤＰＡにおいてＣＱＩを算出する際に用いられるＳＩＲが推定される時間間隔（Measurement period）は、仕様上２ｍｓ（ＣＰＩＣＨの信号３０個に対応）と規定されている。同様に、他の通信方式や、他の標準化仕様においても、ＳＩＲが推定される時間間隔が規定されているため、ＳＩＲを算出しようとする所定の推定区間の大きさを変更することは困難である。
【００５２】
更に、ＳＩＲ算出部２０５は、推定されたＳＩＲからＣＱＩを算出するため、フェージングにより高速に伝搬環境が変動する場合であっても、ＣＱＩをより正確に推定することが可能となる。尚、ＣＱＩは例えばＨＳＤＰＡの適応変調・符号化に用いられる。
【００５３】
又、フェージング周波数推定部２０４によって推定されたフェージング周波数に基づいて、局所推定区間設定部２０３が局所推定区間を設定するため、フェージング周波数の大きさに応じて適切な局所推定区間が設定される。従って、フェージング周波数が大きい場合には多くの局所推定区間毎に干渉信号電力を算出することによって正確にＳＩＲを算出し、フェージング周波数が小さい場合には少ない局所推定区間において干渉信号電力を算出することによって、無線品質推定装置１００の計算による負荷を抑制することが可能となる。更に、フェージング周波数が小さい場合には、例えば１の局所推定区間のように少ない局所推定区間を設定することにより、多くの局所推定区間を設定するよりも正確に干渉信号電力を算出することができる。
【００５４】
又、本実施の形態においては、無線品質推定装置１００は、ＨＳＤＰＡ、３ＧＰＰにおけるそのＨＳＤＰＡ以外の通信方式、３ＧＰＰ２におけるＣＤＭＡ２０００方式、ＴＤＤ方式等の多くの通信方式において用いられるＳＩＲをより正確に推定することができる。
【００５５】
（その他の実施の形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５６】
例えば、上記実施の形態においては、信号電力算出部２０１と、干渉電力算出部２０２と、局所推定区間設定部２０３と、フェージング周波数推定部２０４と、ＳＩＲ算出部２０５とを一つの無線品質推定装置１００内に備えるとして説明したが、これらが複数の装置に分けられて備えられていてもよい。その際は、それらの複数の装置間でデータのやりとりが行えるようにバス等で装置間を接続しているとする。
【００５７】
又、ＳＩＲ推定部１１２に備えられる各構成部分が移動局に備えられていてもよい。
【００５８】
更に、上記実施の形態においては、下りリンクの無線品質について説明したが、上りリンクの無線品質も同様に推定される。このため、ＳＩＲ推定部１１２に備えられる各構成部分は基地局に備えられていてもよい。
【００５９】
或いは、ＳＩＲ推定部１１２はフェージング周波数推定部２０４を備えなくてもよい。この場合、局所推定区間設定部２０３はフェージング周波数を考慮せずに局所推定区間を設定する。局所推定区間設定部２０３は、例えば、固定的に局所推定区間を設定する。
【００６０】
又、上述した例において、局所推定区間設定部２０３が３つの局所推定区間を設定する例を示したが、局所推定区間設定部２０３は、任意の数、例えば５つの局所推定区間を設定してもよい。或いは、局所推定区間設定部２０３はフェージング周波数を例えば２つの閾値と比較し、比較結果に基づいて、１つ、３つ、或いは、５つの局所推定区間を設定してもよい。
【００６１】
更に、上記実施の形態においては、ＳＩＲ推定部１１２はＲＡＫＥ合成部１１１によって合成された後の信号を用いてＳＩＲを推定しているが、ＲＡＫＥ合成される前の信号を用いてＳＩＲを推定してもよい。
【００６２】
又、上記実施の形態においては、信号電力算出部２０１は、所定の推定区間における受信信号電力を算出したが、局所推定区間設定部２０３によって設定された局所設定区間における受信信号電力を算出してもよい。そして、ＳＩＲ算出部２０５は、局所推定区間毎における受信信号電力と干渉信号電力とを用いて、局所推定区間毎におけるＳＩＲを算出し、更に、局所推定区間毎におけるＳＩＲに基づいて所定の推定区間におけるＳＩＲを算出してもよい。この場合、ＳＩＲ算出部２０５は、複数の局所設定区間毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部として機能し、かつ、第２品質算出部によって算出された第２無線品質に基づいて所定の推定区間における第１無線品質を推定する第１品質算出部としても機能する。尚、この場合の第１無線品質及び第２無線品質は共にＳＩＲである。
【００６３】
又、上記実施の形態においては、干渉電力算出部２０２は、干渉信号電力を一般的な平均を求める方法で算出したが、忘却係数を用いた方法で算出してもよい。干渉信号電力を、忘却係数を用いた方法で算出する方法を以下に示す。
【００６４】
Ｎ，ｍ，ｊを１以上の整数、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＱ成分をSn,qとして、所定の推定区間において１番目からＮ番目のＣＰＩＣＨの信号が受信され、ｍ番目の局所推定区間においてkm番目からKm番目のＣＰＩＣＨの信号が受信されるとして、ｊ番目のＣＰＩＣＨの信号の干渉信号電力
は、以下に示す（９）式に従って算出される。
【数１７】
但し
Ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号の干渉信号電力が、所定の推定区間における干渉電力信号となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本実施の形態に係る無線品質推定装置の構成図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係るＳＩＲ推定部の構成図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る参照テーブルを示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る無線品質推定方法のフローチャートである。
【図５】図５は、ＳＩＲを算出する方法を説明する図である。
【図６】図６は、ＳＩＲを算出する際のフェージングの影響を説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００…無線品質推定装置
１０１…低雑音増幅部
１０２…周波数変換部
１０３…自動利得制御増幅部
１０４…直交検波部
１０５…Ａ／Ｄ変換部
１０６…ルートナイキストフィルタ部
１０７…パスサーチ部
１０８…ＣＰＩＣＨ用逆拡散部
１０９…チャネル推定部
１１０…データチャネル用逆拡散部
１１１…ＲＡＫＥ合成部
１１２…ＳＩＲ推定部
１１３…チャネル復号部
２０１…信号電力算出部
２０２…干渉電力算出部
２０３…局所推定区間設定部
２０４…フェージング周波数推定部
２０５…ＳＩＲ算出部
３００…参照テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の時間間隔における無線品質を推定する無線品質推定システム、基地局、移動局、及び、無線品質推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいては、フェージングの影響により伝搬環境が著しく変動することから、伝搬環境の変動に追従して送信電力を制御する送信電力制御や、フェージングによる伝搬環境の変動に追従して変調方式や符号化率等の送信フォーマットを制御する適応変調・符号化等の技術が用いられている。送信電力制御及び適応変調・符号化等の技術においては、伝搬環境の変動を推定するために、受信装置側或いは送信装置側で、伝搬環境の無線品質を推定することが必要である。ここで、無線品質とは、信号対干渉比（Signal-to-Interference ratio；SIR）、キャリア対干渉比（Carrier-to-Interference ratio；CIR）、チャンネル品質指標（Channel Quality Indicator ；CQI）等である。
【０００３】
又、いわゆるＩＭＴ−２０００と呼ばれる第3世代移動通信システムの標準化については、地域標準化機関等により組織された３ＧＰＰ（Third-Generation Partnership Project）によってＷ−ＣＤＭＡ方式、３ＧＰＰ２（Third-Generation Partnership Project2）によってｃｄｍａ２０００の標準仕様がそれぞれ策定されている。近年のインターネットの急速な普及に伴い、特に下りリンクにおいてデータベースやWebサイトからのダウンロード等による高速・大容量のトラヒックが増加すると予測されている。このため、３ＧＰＰにおいては下り方向の高速パケット伝送方式である「ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）」の標準化が行われている（例えば、非特許文献1参照。）。又、３ＧＰＰ２においては下り方向の高速データ専用の伝送方式である「１ｘＥＶ−ＤＯ」の標準化が行われている（例えば、非特許文献2参照。）。尚、１ｘＥＶ−ＤＯにおいて、ＤＯは「データのみ（Data Only）」を意味する。
【０００４】
例えば、ＨＳＤＰＡでは、移動局が、下りリンクの無線状態を通知するための制御情報として、ＣＱＩが用いられている。ＣＱＩは、下りリンクの共有パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の信号、即ちパイロット信号から求められるＳＩＲに基づいて移動局によって算出される。又、例えば、３ＧＰＰにおけるＨＳＤＰＡ以外の通信方式や、３ＧＰＰ２におけるｃｄｍａ２０００方式、ＴＤＤ方式等の他の通信方式においてもＳＩＲが用いられる。従って、これらの通信方式において、ＳＩＲを推定する時間間隔として仕様上規定されている時間間隔におけるＳＩＲが正確に推定されることが望ましい。
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＲ２５．８４８ Ｖ４．０．０
【非特許文献２】３ＧＰＰ２ Ｃ．Ｓ００２４ Ｒｅｖ．１．０．０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、無線品質もフェージングの影響により著しく変動するため、無線品質を正確に推定することは困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、フェージングの影響があっても、より正確に無線品質を推定する無線品質推定システム、基地局、移動局、及び、無線品質推定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定システムであって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを要旨とする。
【０００８】
第１の特徴にかかる無線品質推定システムによれば、第２品質算出部が第１無線品質を推定しようとする所定の推定時間間隔より短く、かつ、複数の一部時間間隔毎において、第２無線品質を算出する。又、第２品質算出部によって算出された一部時間間隔毎における第２無線品質に基づいて、推定時間間隔における第１無線品質が算出される。従って、推定しようとする第１無線品質の算出に用いられる第２無線品質が、フェージングの影響により、大きな推定時間間隔においては正確に算出されない場合であっても、より正確に第１無線品質を推定できる。即ち、第１の特徴にかかる無線品質推定システムによれば、フェージングの影響があっても、より正確に無線品質を推定することが可能になる。尚、第１無線品質と第２無線品質は同じであってもよい。
【０００９】
又、第１の特徴に係る無線品質推定システムにおいて、フェージング周波数を推定するフェージング周波数推定部と、前記フェージング周波数推定部によって推定された前記フェージング周波数に基づいて、前記一部時間間隔を設定する時間間隔設定部とを更に備えるように構成されていてもよい。
【００１０】
第１の特徴に係る移動通信システムにおいて、前記無線品質推定システムによって推定される前記第１無線品質は、信号対干渉比であってもよい。
【００１１】
第１の特徴に係る移動通信システムは、前記推定時間間隔における受信信号の電力を示す受信信号電力を算出する第３品質算出部を更に備え、前記第２品質算出部は、前記一部時間間隔における干渉信号の電力を示す干渉信号電力を算出し、前記第１品質算出部は、前記第３品質算出部によって算出された前記受信信号電力と、前記第２品質算出部によって算出された前記干渉信号電力とに基づいて前記信号対干渉比を算出するように構成されていてもよい。
【００１２】
第１の特徴に係る移動通信システムにおいて、前記第３品質算出部は、前記推定時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記受信信号電力を算出し、前記第２品質算出部は、前記一部時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記干渉信号電力を算出してもよい。
【００１３】
第１の特徴に係る移動通信システムにおいて、Ｎ，ｍ，ｎを１以上の整数、ｎ番目の前記パイロット信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目の前記パイロット信号のＱ成分をSn,q、として、前記推定時間間隔において１番目からＮ番目の前記パイロット信号が受信され、ｍ番目の前記一部時間間隔においてkm番目からKm番目の前記パイロット信号が受信されるとして、前記第３品質算出部は、前記受信信号電力Ｓを
【数３】
【００１４】
として算出し、前記第２品質算出部は、ｍ番目の前記一部時間間隔における前記干渉信号電力Imを
【数４】
但し
として算出してもよい。
【００１５】
本発明の第２の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する基地局であって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第３の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する移動局であって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定方法であって、前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出するステップと、前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出するステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、フェージングの影響があっても、より正確に無線品質を推定する無線品質推定システム、基地局、移動局、及び、無線品質推定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（品質推定装置）
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
【００２０】
図1は、本発明の実施の一形態に係る品質推定方法が適用される無線品質推定装置１００の構成例を示す図である。無線品質推定装置１００は、アンテナから受信された受信信号を処理することによって無線品質の一つである信号対電力比、即ちＳＩＲを推定する。又、無線品質推定装置１００は、符号化されている受信信号を復号化する。
【００２１】
図１に示すように、無線品質推定装置１００には、低雑音増幅部１０１と、周波数変換部１０２と、自動利得制御増幅部１０３と、直交検波部１０４と、Ａ／Ｄ変換部１０５と、ルートナイキストフィルタ部１０６と、パスサーチ部１０７と、ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８と、チャネル推定部１０９と、データチャネル用逆拡散部１１０と、ＲＡＫＥ合成部１１１と、ＳＩＲ推定部１１２と、チャネル復号部１１３が備えられる。
【００２２】
低雑音増幅部１０１は、無線品質推定装置１００のアンテナから受信された受信信号を増幅する。周波数変換部１０２は、低雑音増幅部１０１によって増幅された受信信号を中間周波数に周波数変換する。自動利得制御（Automatic Gain Control）増幅部１０３は、周波数変換部１０２によって中間周波数に周波数変換された受信信号を線形増幅する。直交検波部１０４は、線形増幅された受信信号を直交検波し、Ｉ成分及びＱ成分に分解する。Ａ／Ｄ変換部１０５は、Ｉ成分及びＱ成分に分解されたアナログ信号である受信信号をデジタル信号に変換する。ルートナイキストフィルタ部１０６は、デジタル信号に変換されたＩ成分及びＱ成分を帯域制限する。パスサーチ部１０７は、帯域制限後の信号を用いて、パスサーチを行う。
【００２３】
ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８は、共通パイロットチャネルであるＣＰＩＣＨに関して、帯域制限された信号を逆拡散する。ここで、ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８は、パスサーチ部１０７によってサーチされた伝搬遅延時間の異なるパス毎に逆拡散を行う。チャネル推定部１０９は、ＣＰＩＣＨ用逆拡散部１０８によって逆拡散された信号を用いてチャネル推定を行う。
【００２４】
データチャネル用逆拡散部１１０は、データチャネルに関して、帯域制限された信号を逆拡散する。ここで、データチャネル用逆拡散部１１０は、パスサーチ部１０７によってサーチされた伝搬遅延時間の異なるパス毎に逆拡散を行う。尚、データチャネルとは、例えば、ＨＳＤＰＡにおいては、共有制御チャネルＨＳ−ＳＣＣＨ、共有データチャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ、上記共有チャネルに付随する個別チャネルＡ−ＤＰＣＨ等である。
【００２５】
ＲＡＫＥ合成部１１１は、逆拡散されたＣＰＩＣＨの信号を、伝搬遅延時間の異なる1つ以上のパスに関してＲＡＫＥ合成し、合成された信号を後述するＳＩＲ推定部１１２に入力する。又、ＲＡＫＥ合成部１１１は、逆拡散されたデータチャネルの信号を、伝搬遅延時間の異なる1つ以上のパスに関してＲＡＫＥ合成し、合成された信号を後述するチャネル復号部１１３に入力する。
【００２６】
ＳＩＲ推定部１１２は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得した信号を用いて信号対干渉比ＳＩＲを推定する。ＳＩＲ推定部１１２の詳細については後述する。
【００２７】
チャネル復号部１１３は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得した信号を用いてチャネル復号する。
【００２８】
以下、図２を参照して、ＳＩＲ推定部１１２について詳細に説明する。ＳＩＲ推定部１１２は、所定の推定区間におけるＳＩＲを推定する。尚、所定の推定区間とは、推定時間間隔である。ＳＩＲ推定部１１２は、信号電力算出部２０１と、干渉電力算出部２０２と、局所推定区間設定部２０３と、フェージング周波数推定部２０４と、ＳＩＲ算出部２０５とを備える。
【００２９】
信号電力算出部２０１は、所定の推定区間における受信信号の電力を示す受信信号電力を算出する第３品質算出部である。信号電力算出部２０１は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得された、合成後のＣＰＩＣＨの信号、即ちパイロット信号を用いて受信信号電力を算出する。信号電力算出部２０１は、所定の推定区間に、無線品質推定装置１００によって受信されたＣＰＩＣＨの信号を用いて受信信号電力を算出する。
具体的には、信号電力算出部２０１は、受信信号電力Ｓを以下に示す（１）式に従って算出する。尚、ｎ，Ｎを１以上の整数、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＱ成分をSn,qとし、又、所定の推定区間において１番目からＮ番目のＣＰＩＣＨの信号が受信されたものとする。
【数５】
（１）式
干渉電力算出部２０２は、複数の局所推定区間毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部である。但し、干渉電力算出部２０２は、後述する局所設定区間２０３によって１つの局所設定区間が設定された場合には、１つの局所推定区間における第２無線品質を算出する。尚、本実施の形態において干渉電力算出部２０２によって算出される第２無線品質は干渉信号電力である。ここで、局所推定区間は、後述する局所推定区間設定部２０３によって設定された所定の推定区間の一部、即ち、一部時間間隔である。本実施の形態においては、干渉電力算出部２０２は局所推定区間における干渉信号の電力を示す干渉信号電力を算出する。干渉電力算出部２０２は、ＲＡＫＥ合成部１１１から取得した、合成後のＣＰＩＣＨの信号、即ちパイロット信号を用いて干渉信号電力を算出する。干渉電力算出部２０２は、局所推定区間に受信されたＣＰＩＣＨの信号を用いて、干渉信号電力を算出する。
【００３０】
具体的には、干渉電力算出部２０２は、ｍ番目の局所推定区間における干渉信号電力Imを以下に示す（２）式に従って算出する。尚、ｍ，Ｍを１以上の整数とし、ｍ番目の局所推定区間においてkm番目からKm番目のＣＰＩＣＨの信号が受信さたものとする。
【数６】
但し
【００３１】
更に、局所推定区間設定部２０３に入力によって均等な大きさのＭ個の局所推定区間に分割された場合には、以下に示す（３）式が成立する。
【数７】
従って、この場合、上述した（２）式は、以下に示す（２−１）式に書き換えられる。
【数８】
但し
【００３２】
更に、干渉電力算出部２０２は、局所推定区間における干渉信号電力Imに基づいて、所定の推定区間における干渉信号電力Ｉを算出する第４品質算出部としても機能する。具体的には、干渉電力算出部２０２は、以下に示す（４）式に従って算出する。
【数９】
局所推定区間設定部２０３は、後述するフェージング周波数推定部２０４によって推定されたフェージング周波数に基づいて、局所推定区間を設定する時間間隔設定部である。尚、フェージング周波数とは、フェージングが変動する速さを表す。
【００３３】
局所推定区間設定部２０３は、所定の推定区間を複数の局所推定区間に分割するか、若しくは、分割しないことを定める。例えば、局所推定区間設定部２０３は、フェージング周波数の推定値が大きいほど、局所推定区間の数を大きく決定することができる。その際、局所推定区間設定部２０３は、フェージング周波数の推定値を閾値と比較した比較結果に基づいて局所推定区間の数を定めてもよい。更に、局所推定区間設定部２０３は、所定の推定区間の大きさを考慮して局所推定区間を設定してもよい。尚、局所推定区間設定部２０３は、異なる大きさの複数の局所推定区間を設定してもよい。
【００３４】
フェージング周波数推定部２０４は、フェージング周波数を推定し、推定値を局所推定区間設定部２０３に入力する。ここで、フェージング周波数を推定する方法としては、例えば、パイロット信号の時間相関値を用いる方法、パイロット信号によって求められるチャネル推定値の時間相関値を用いる方法、ＧＰＳからの位置情報から算出される移動速度を用いる方法が知られている。フェージング周波数推定部２０４は、いずれの方法によってフェージング周波数を推定してもよい。又、フェージング周波数推定部２０４は、車のスピードメーター等の移動速度を計測する他の機器によって測定される移動速度を用いてフェージング周波数を推定してもよい。
【００３５】
ＳＩＲ算出部２０５は、干渉電力算出部２０２によって算出された干渉信号電力に基づいて、所定の推定区間におけるＳＩＲを算出する第１品質算出部である。ＳＩＲ算出部２０５は、信号電力算出部２０１によって算出された受信信号電力と、干渉電力算出部２０２によって算出された所定の推定区間における干渉信号電力とに基づいてＳＩＲを算出する。尚、所定の推定区間における干渉信号電力は局所推定区間における干渉信号電力に基づいて算出される。従って、ＳＩＲ算出部２０５は、干渉電力算出部２０２によって算出された局所推定区間における干渉信号電力に基づいてＳＩＲを算出する。
【００３６】
具体的には、ＳＩＲ算出部２０５は、信号電力算出部２０１から受信信号電力Ｓを取得し、干渉電力算出部２０２から所定の推定区間における干渉信号電力Ｉを取得する。ＳＩＲ算出部２０５は、取得された受信信号電力Ｓと、干渉信号電力Ｉとを用いて、以下に示す（５）式に従ってＳＩＲを算出する。
【数１０】
【００３７】
更に、ＳＩＲ算出部２０５は、算出されたＳＩＲを用いてＣＱＩを算出してもよい。例えば、ＳＩＲ算出部２０５は、図３に示されるような参照テーブル３００を保持し、参照テーブル３００を参照することによって、ＣＱＩを算出してもよい。尚、ＨＳＤＰＡにおいては、ＣＱＩはそのＣＱＩから求められる送信フォーマットの信号を受信した際に誤り率が１０％となるように算出される。
【００３８】
このように、無線品質推定装置１００は、単独で所定の推定区間における無線品質を推定する無線品質推定システムとして機能する。又、ＳＩＲ推定部１１２のみでも所定の推定区間における無線品質を推定する無線品質推定システムとして機能し得る。
【００３９】
（品質推定方法）
次に、品質推定方法について、図４を用いて説明する。又、一例として、２ｍｓの所定の推定区間におけるＳＩＲを、１番目から３０番目までの３０個のＣＰＩＣＨの信号を用いて無線品質推定装置１００が推定する方法について説明する。
【００４０】
ステップＳ１０１において、フェージング周波数推定部２０４が、フェージング周波数を推定する。
【００４１】
ステップＳ１０２において、局所推定区間設定部２０３が、推定されたフェージング周波数に基づいて、干渉成分の電力推定のための局所的な推定区間を設定する。
【００４２】
例えば、局所推定区間設定部２０３は、推定されたフェージング周波数を閾値１００Ｈｚと比較し、フェージング周波数が１００Ｈｚ以上であれば３つ均等な大きさの局所推定区間を設定し、フェージング周波数が１００Ｈｚ未満であれば１つの局所推定区間を設定する。
【００４３】
ステップＳ１０３において、干渉電力算出部２０２が、局所推定区間における干渉信号電力を算出する。
【００４４】
例えば、ステップＳ１０２において、３つの均等な大きさの局所推定区間が設定されたとする。この場合、各局所推定区間の大きさは０．６７ｍｓであり、各局所推定区間に受信されるＣＰＩＣＨの信号の数は１０個である。従って、（２−１）式におけるＮは３０、Ｍは３となるため、各局所推定区間の干渉信号電力は以下に示す（２−１）’式に従って算出される。
【数１１】
但し
【００４５】
又、所定の推定区間の干渉信号電力は以下に示す（３）’式に従って算出される。
【数１２】
【００４６】
ステップＳ１０４において、信号電力算出部２０１が、受信信号電力を算出する。
【００４７】
尚、（１）式におけるＮは３０となるため、受信信号電力は、以下に示す（１）’式に従って算出される。
【数１３】
ステップＳ１０５において、ＳＩＲ算出部２０５がＳＩＲを算出する。
【００４８】
（効果）
一般的に、ＳＩＲはパイロット信号を用いて算出される。例えば、図５に示されるＮ個のパイロット信号Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＮからＳＩＲを推定する場合には、受信信号電力Ｓは、ｎ番目のパイロット信号のＩ成分、Ｑ成分をそれぞれSn,i, Sn,qとして以下に示す（６）式に従って算出される。
【数１４】
又、干渉信号電力 Iは以下に示す（７）式に従って算出される。
【数１５】
ここで、
はそれぞれパイロット信号のＩ成分の平均値及びＱ成分の平均値であり、以下に示す（８）式に従って算出される。
【数１６】
即ち、干渉信号電力はパイロット信号電力の分散として求められる。尚、図５に示される
はパイロット信号電力の平均値を示し、Inは、ｎ番目のパイロット信号電力Snのパイロット信号の信号電力の分散を示している。
【００４９】
但し、パイロット信号の個数Nが大きく、かつ、フェージング変動による伝搬環境の変動が急激である場合に、上記パイロット信号電力の平均値が、ＳＩＲを推定する所定の推定区間、即ち、N個のパイロット信号を受信する時間間隔の間で大きく変動する。ＳＩＲを推定する所定の推定区間において、パイロット信号電力の平均値が大きく変動する様子を図６に模式的に示す。図６においてはパイロット信号がａで示される方向に大きく変動し、従って、パイロット信号電力の平均値はｂで示される方向に変動する。
【００５０】
例えば、３０個のパイロット信号を用いて２ｍｓの所定の推定区間におけるＳＩＲを算出する場合について検討する。この場合、伝搬環境のフェージング周波数が２００Ｈｚであると仮定すると、変動の１周期が５ｍｓであり、所定の推定区間である２ｍｓの間にも、伝搬環境は大きく変動する。このため、（８）式に従って、３０個のパイロット信号を用いて算出された平均値を用い、（７）式に従って算出された干渉電力は不正確なものとなる。従って、ＳＩＲは正確に算出されない。
【００５１】
本実施の形態に係る無線品質推定装置１００によれば、干渉電力算出部２０２が、ＳＩＲを推定しようとする所定の推定区間より短い複数の局所推定区間毎において、干渉信号電力を算出する。又、干渉電力算出部２０２によって算出された局所推定区間毎における干渉信号電力に基づいて、所定の推定区間におけるＳＩＲが算出される。従って、推定しようとするＳＩＲの算出に用いられる干渉信号電力が、フェージングの影響により、大きな推定区間においては正確に算出されない場合であっても、より正確にＳＩＲを推定できる。即ち、フェージングの影響があっても、より正確にＳＩＲを推定することが可能になる。尚、例えばＨＳＤＰＡにおいてＣＱＩを算出する際に用いられるＳＩＲが推定される時間間隔（Measurement period）は、仕様上２ｍｓ（ＣＰＩＣＨの信号３０個に対応）と規定されている。同様に、他の通信方式や、他の標準化仕様においても、ＳＩＲが推定される時間間隔が規定されているため、ＳＩＲを算出しようとする所定の推定区間の大きさを変更することは困難である。
【００５２】
更に、ＳＩＲ算出部２０５は、推定されたＳＩＲからＣＱＩを算出するため、フェージングにより高速に伝搬環境が変動する場合であっても、ＣＱＩをより正確に推定することが可能となる。尚、ＣＱＩは例えばＨＳＤＰＡの適応変調・符号化に用いられる。
【００５３】
又、フェージング周波数推定部２０４によって推定されたフェージング周波数に基づいて、局所推定区間設定部２０３が局所推定区間を設定するため、フェージング周波数の大きさに応じて適切な局所推定区間が設定される。従って、フェージング周波数が大きい場合には多くの局所推定区間毎に干渉信号電力を算出することによって正確にＳＩＲを算出し、フェージング周波数が小さい場合には少ない局所推定区間において干渉信号電力を算出することによって、無線品質推定装置１００の計算による負荷を抑制することが可能となる。更に、フェージング周波数が小さい場合には、例えば１の局所推定区間のように少ない局所推定区間を設定することにより、多くの局所推定区間を設定するよりも正確に干渉信号電力を算出することができる。
【００５４】
又、本実施の形態においては、無線品質推定装置１００は、ＨＳＤＰＡ、３ＧＰＰにおけるそのＨＳＤＰＡ以外の通信方式、３ＧＰＰ２におけるＣＤＭＡ２０００方式、ＴＤＤ方式等の多くの通信方式において用いられるＳＩＲをより正確に推定することができる。
【００５５】
（その他の実施の形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５６】
例えば、上記実施の形態においては、信号電力算出部２０１と、干渉電力算出部２０２と、局所推定区間設定部２０３と、フェージング周波数推定部２０４と、ＳＩＲ算出部２０５とを一つの無線品質推定装置１００内に備えるとして説明したが、これらが複数の装置に分けられて備えられていてもよい。その際は、それらの複数の装置間でデータのやりとりが行えるようにバス等で装置間を接続しているとする。
【００５７】
又、ＳＩＲ推定部１１２に備えられる各構成部分が移動局に備えられていてもよい。
【００５８】
更に、上記実施の形態においては、下りリンクの無線品質について説明したが、上りリンクの無線品質も同様に推定される。このため、ＳＩＲ推定部１１２に備えられる各構成部分は基地局に備えられていてもよい。
【００５９】
或いは、ＳＩＲ推定部１１２はフェージング周波数推定部２０４を備えなくてもよい。この場合、局所推定区間設定部２０３はフェージング周波数を考慮せずに局所推定区間を設定する。局所推定区間設定部２０３は、例えば、固定的に局所推定区間を設定する。
【００６０】
又、上述した例において、局所推定区間設定部２０３が３つの局所推定区間を設定する例を示したが、局所推定区間設定部２０３は、任意の数、例えば５つの局所推定区間を設定してもよい。或いは、局所推定区間設定部２０３はフェージング周波数を例えば２つの閾値と比較し、比較結果に基づいて、１つ、３つ、或いは、５つの局所推定区間を設定してもよい。
【００６１】
更に、上記実施の形態においては、ＳＩＲ推定部１１２はＲＡＫＥ合成部１１１によって合成された後の信号を用いてＳＩＲを推定しているが、ＲＡＫＥ合成される前の信号を用いてＳＩＲを推定してもよい。
【００６２】
又、上記実施の形態においては、信号電力算出部２０１は、所定の推定区間における受信信号電力を算出したが、局所推定区間設定部２０３によって設定された局所設定区間における受信信号電力を算出してもよい。そして、ＳＩＲ算出部２０５は、局所推定区間毎における受信信号電力と干渉信号電力とを用いて、局所推定区間毎におけるＳＩＲを算出し、更に、局所推定区間毎におけるＳＩＲに基づいて所定の推定区間におけるＳＩＲを算出してもよい。この場合、ＳＩＲ算出部２０５は、複数の局所設定区間毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部として機能し、かつ、第２品質算出部によって算出された第２無線品質に基づいて所定の推定区間における第１無線品質を推定する第１品質算出部としても機能する。尚、この場合の第１無線品質及び第２無線品質は共にＳＩＲである。
【００６３】
又、上記実施の形態においては、干渉電力算出部２０２は、干渉信号電力を一般的な平均を求める方法で算出したが、忘却係数を用いた方法で算出してもよい。干渉信号電力を、忘却係数を用いた方法で算出する方法を以下に示す。
【００６４】
Ｎ，ｍ，ｊを１以上の整数、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号のＱ成分をSn,qとして、所定の推定区間において１番目からＮ番目のＣＰＩＣＨの信号が受信され、ｍ番目の局所推定区間においてkm番目からKm番目のＣＰＩＣＨの信号が受信されるとして、ｊ番目のＣＰＩＣＨの信号の干渉信号電力
は、以下に示す（９）式に従って算出される。
【数１７】
但し
Ｎ番目のＣＰＩＣＨの信号の干渉信号電力が、所定の推定区間における干渉電力信号となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本実施の形態に係る無線品質推定装置の構成図である。
【図２】図２は、本実施の形態に係るＳＩＲ推定部の構成図である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る参照テーブルを示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る無線品質推定方法のフローチャートである。
【図５】図５は、ＳＩＲを算出する方法を説明する図である。
【図６】図６は、ＳＩＲを算出する際のフェージングの影響を説明する図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００…無線品質推定装置
１０１…低雑音増幅部
１０２…周波数変換部
１０３…自動利得制御増幅部
１０４…直交検波部
１０５…Ａ／Ｄ変換部
１０６…ルートナイキストフィルタ部
１０７…パスサーチ部
１０８…ＣＰＩＣＨ用逆拡散部
１０９…チャネル推定部
１１０…データチャネル用逆拡散部
１１１…ＲＡＫＥ合成部
１１２…ＳＩＲ推定部
１１３…チャネル復号部
２０１…信号電力算出部
２０２…干渉電力算出部
２０３…局所推定区間設定部
２０４…フェージング周波数推定部
２０５…ＳＩＲ算出部
３００…参照テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定システムであって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを特徴とする無線品質推定システム。
【請求項２】
フェージング周波数を推定するフェージング周波数推定部と、
前記フェージング周波数推定部によって推定された前記フェージング周波数に基づいて、前記一部時間間隔を設定する時間間隔設定部とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の無線品質推定システム。
【請求項３】
前記無線品質推定システムによって推定される前記第１無線品質は、信号対干渉比であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線品質推定システム。
【請求項４】
前記推定時間間隔における受信信号の電力を示す受信信号電力を算出する第３品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された、一部時間間隔毎における前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第２無線品質を算出する第４品質算出部とを更に備え、
前記第２無線品質は、干渉信号の電力を示す干渉信号電力であり、
前記第１品質算出部は、前記第３品質算出部によって算出された前記受信信号電力と、前記第４品質算出部によって算出された前記干渉信号電力とに基づいて前記信号対干渉比を算出することを特徴とする請求項３に記載の無線品質推定システム。
【請求項５】
前記第３品質算出部は、前記推定時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記受信信号電力を算出し、
前記第２品質算出部は、前記一部時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記干渉信号電力を算出することを特徴とする請求項４に記載の無線品質推定システム。
【請求項６】
Ｎ，ｍ，ｎを１以上の整数、ｎ番目の前記パイロット信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目の前記パイロット信号のＱ成分を, Sn,qとして、
前記推定時間間隔において１番目からＮ番目の前記パイロット信号が受信され、ｍ番目の前記一部時間間隔においてkm番目からKm番目の前記パイロット信号が受信されるとして、
前記第３品質算出部は、前記受信信号電力Ｓを
【数１】
として算出し、
前記第２品質算出部は、ｍ番目の前記一部時間間隔における前記干渉信号電力Imを
【数２】
但し
として算出することを特徴とする請求項５に記載の無線品質推定システム。
【請求項７】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する基地局であって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを特徴とする基地局。
【請求項８】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する移動局であって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを特徴とする移動局。
【請求項９】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定方法であって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出するステップと、
前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出するステップとを備えることを特徴とする無線品質推定方法。
【請求項１】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定システムであって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを特徴とする無線品質推定システム。
【請求項２】
フェージング周波数を推定するフェージング周波数推定部と、
前記フェージング周波数推定部によって推定された前記フェージング周波数に基づいて、前記一部時間間隔を設定する時間間隔設定部とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の無線品質推定システム。
【請求項３】
前記無線品質推定システムによって推定される前記第１無線品質は、信号対干渉比であることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線品質推定システム。
【請求項４】
前記推定時間間隔における受信信号の電力を示す受信信号電力を算出する第３品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された、一部時間間隔毎における前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第２無線品質を算出する第４品質算出部とを更に備え、
前記第２無線品質は、干渉信号の電力を示す干渉信号電力であり、
前記第１品質算出部は、前記第３品質算出部によって算出された前記受信信号電力と、前記第４品質算出部によって算出された前記干渉信号電力とに基づいて前記信号対干渉比を算出することを特徴とする請求項３に記載の無線品質推定システム。
【請求項５】
前記第３品質算出部は、前記推定時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記受信信号電力を算出し、
前記第２品質算出部は、前記一部時間間隔に受信されたパイロット信号を用いて前記干渉信号電力を算出することを特徴とする請求項４に記載の無線品質推定システム。
【請求項６】
Ｎ，ｍ，ｎを１以上の整数、ｎ番目の前記パイロット信号のＩ成分をSn,i、ｎ番目の前記パイロット信号のＱ成分を, Sn,qとして、
前記推定時間間隔において１番目からＮ番目の前記パイロット信号が受信され、ｍ番目の前記一部時間間隔においてkm番目からKm番目の前記パイロット信号が受信されるとして、
前記第３品質算出部は、前記受信信号電力Ｓを
【数１】
として算出し、
前記第２品質算出部は、ｍ番目の前記一部時間間隔における前記干渉信号電力Imを
【数２】
但し
として算出することを特徴とする請求項５に記載の無線品質推定システム。
【請求項７】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する基地局であって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを特徴とする基地局。
【請求項８】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する移動局であって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出する第２品質算出部と、
前記第２品質算出部によって算出された前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出する第１品質算出部とを備えることを特徴とする移動局。
【請求項９】
所定の推定時間間隔における第１無線品質を推定する無線品質推定方法であって、
前記推定時間間隔の一部である複数の一部時間間隔毎における第２無線品質を算出するステップと、
前記第２無線品質に基づいて、前記推定時間間隔における前記第１無線品質を算出するステップとを備えることを特徴とする無線品質推定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１９７４１６（Ｐ２００６−１９７４１６Ａ）
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８４５６（Ｐ２００５−８４５６）
【出願日】平成１７年１月１４日（２００５．１．１４）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２７日（２００６．７．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１４日（２００５．１．１４）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]