(57)【要約】  ＴＤＤを用いる移動体通信において、最適なチャネル品質指標推定処理を行うことのできる移動体通信装置およびチャネル品質指標推定方法を提供する。時間軸上でスロット単位、周波数軸上では連続した一定の周波数帯域幅であるサブバンド単位で含まれる既知信号を用いて、受信信号の雑音電力および信号電力の推定値を求め、推定値のうちスロット単位に推定された複数ｎ個の推定値を、サブバンドごとに時間平均処理し、既知信号の時間方向の誤差をスロット単位で算出し、あらかじめ定められた閾値と、時間方向の誤差のうち隣接するスロットの誤差の差分とから、時間平均電力算出手段の時間平均処理におけるｎ個の推定値のそれぞれの重み付け係数を設定する。
2012093675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間軸上でスロット単位、周波数軸上では連続した一定の周波数帯域幅であるサブバンド単位で含まれる既知信号を用いて、受信信号の雑音電力および信号電力の推定値を求める電力推定手段と、
前記推定値のうちスロット単位に推定された複数ｎ個の推定値を、サブバンドごとに時間平均処理する時間平均電力算出手段と、
前記既知信号の時間方向の誤差をスロット単位で算出し、あらかじめ定められた閾値と、前記時間方向の誤差のうち隣接するスロットの誤差の差分とから、前記時間平均電力算出手段の時間平均処理における前記ｎ個の推定値のそれぞれの重み付け係数を設定する手段と、
を備えることを特徴とする移動体通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の移動体通信装置において、前記重み付け係数を設定する手段は、前記ｎ個の推定値のうち、前記誤差の差分が前記閾値より大きいスロットの推定値については小さい重み付け係数を設定し、前記誤差の差分が前記閾値より小さいスロットの推定値については大きい重み付け係数を設定することを特徴とする移動体通信装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の移動体通信装置において、前記受信信号には既知信号の少ないサブフレームが含まれ、前記重み付け係数を設定する手段は、前記既知信号の少ないサブフレームに対して、他のサブフレームとは異なる重み付け係数を設定することを特徴とする移動体通信装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の移動体通信装置において、前記受信信号は、時分割複信方式により受信される信号であることを特徴とする移動体通信装置。
【請求項５】
時間軸上でスロット単位、周波数軸上では連続した一定の周波数帯域幅であるサブバンド単位で含まれる既知信号を用いて、受信信号の雑音電力および信号電力の推定値を求め、
前記推定値のうちスロット単位に推定された複数ｎ個の推定値を、サブバンドごとに時間平均処理し、
時間平均処理された推定値から、前記受信信号に対するチャネル品質指標を推定する
チャネル品質指標推定方法において、
前記既知信号の時間方向の誤差をスロット単位で算出し、あらかじめ定められた閾値と、前記時間方向の誤差のうち隣接するスロットの誤差の差分とから、前記時間平均処理における前記ｎ個の推定値のそれぞれの重み付け係数を設定する
ことを特徴とするチャネル品質指標推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１１年１月５日出願の特願２０１１−０００６４６に基づく出願であり、優先権の利益を受けることを主張する。上記出願の開示は、その全体が、参照によりここに組み込まれる。
本発明は、移動体通信装置およびチャネル品質指標推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の移動体通信システムにおいては、限られた無線リソースを効率的に活用するため、移動局が推定したチャネル品質指標に基づいて基地局が適応的に符号化率、変調方式などの伝送フォーマットを変更する適応リンク制御が用いられている（たとえば、特許文献１〜３参照）。【０００３】
移動体通信システムにおいて適応リンク制御を実現するには、次のような処理を行うのが一般的である。すなわち、移動局は、ある一定の周波数軸、時間軸上のリソース内に含まれる既知信号である基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を用いて信号対雑音比ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を推定し、そのＳＮＲを、あらかじめ用意しておいたテーブルを用いてチャネル品質指標を表すＣＳＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｓｔａｔｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに変換し、上りの通信チャネルを用いて、基地局に下りのチャネル品質指標を報告する。ＣＳＩは、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｅｘ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｅｘ）の総称である。基地局は、セル内の複数の移動局からの報告を受け、相対的にチャネル品質が良好と判断される移動局に無線リソースを割当てるようにリンク制御を行う。【０００４】
このような適応リンク制御では、基地局は、移動局から報告されたチャネル品質指標に基づいて適応リンク制御を行う。このため、報告された品質情報の推定精度が悪いと、適応リンク制御の効果が薄れ、システムスループットの向上が期待できなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９７４１６号公報
【特許文献２】特開２００８−１４１３１３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６１６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）で標準化されているＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のＴＤＤ（時分割複信：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）の場合、無線フレームには、チャネル品質指標を推定するために利用できるサブフレーム（ダウンリンクサブフレーム）の他に、アップリンクサブフレーム（ｕｐｌｉｎｋ  ｓｕｂｆｒａｍｅ）やスペシャルサブフレーム（ｓｐｅｃｉａｌ  ｓｕｂｆｒａｍｅ）を含んでいる。【０００７】
アップリンクサブフレームは上り通信用であり、チャネル品質指標推定に利用することはできない。スペシャルサブフレームには、その一部に、既知信号の割合が少ないものがある。無線フレーム中にこのようなサブフレームが含まれることから、電力推定について、ＣＱＩ報告タイミングを基準に直近の複数ｎスロットの時間平均による処理を行うものとし、ｎの値を時間平均のためにある程度大きくとろうとすると、時間軸上で離れた結果を利用する必要が生じてしまう。このため、チャネル品質指標推定タイミングでの伝搬路の状態を反映したチャネル品質指標の生成に、悪影響を及ぼす可能性がある。一方、ｎの値が小さくしたり、時間平均を行わなければ、電力推定に利用する無線リソースが限定されることになり、伝搬路状態を正確に表すことが難しくなる。【０００８】
本発明は、このような課題を解決し、ＴＤＤを用いるＬＴＥにおいて、最適なチャネル品質指標推定処理を行うことのできる移動体通信装置およびチャネル品質指標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】
【０００９】
本発明の第１の観点によると、時間軸上でスロット単位、周波数軸上では連続した一定の周波数帯域幅であるサブバンド単位で含まれる既知信号を用いて、受信信号の雑音電力および信号電力の推定値を求める電力推定手段と、推定値のうちスロット単位に推定された複数ｎ個の推定値を、サブバンドごとに時間平均処理する時間平均電力算出手段と、既知信号の時間方向の誤差をスロット単位で算出し、あらかじめ定められた閾値と、時間方向の誤差のうち隣接するスロットの誤差の差分とから、時間平均電力算出手段の時間平均処理におけるｎ個の推定値のそれぞれの重み付け係数を設定する手段と、を備えることを特徴とする移動体通信装置が提供される。【００１０】
本発明の第２の観点によると、時間軸上でスロット単位、周波数軸上では連続した一定の周波数帯域幅であるサブバンド単位で含まれる既知信号を用いて、受信信号の雑音電力および信号電力の推定値を求め、スロット単位に推定された複数ｎ個の推定値を、サブバンドごとに時間平均処理し、この時間平均処理された推定値から、受信信号に対するチャネル品質指標を推定するチャネル品質指標推定方法において、既知信号の時間方向の誤差をスロット単位で算出し、あらかじめ定められた閾値と、時間方向の誤差のうち隣接するスロットの誤差の差分とから、時間平均処理におけるｎ個の推定値のそれぞれの重み付け係数を設定することを特徴とするチャネル品質指標推定方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、既知信号を用いて時間軸上の変動量（時間変動量）を推定し、この時間変動量を考慮した時間平均処理を、チャネル品質指標生成のための電力推定に適用する。これにより、時間的に離れた受信信号を用いて平均する必要があるＴＤＤにおいても、ＦＤＤ（周波数分割複信：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）と同程度の電力の推定精度を確保でき、伝搬路に応じた最適なチャネル品質指標推定処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る移動体通信装置のブロック構成図である。
【図２】チャネル品質指標を生成する動作のフローチャートである。
【図３】下り信号フォーマットの一例を示す。
【図４】電力時間平均処理で利用する重み付け係数の算出例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係る移動体通信装置のブロック構成図である。この移動体通信装置は、ＬＴＥ  ＴＤＤに対応する移動局として用いられる。図１では、下りリンクにおけるチャネル品質指標推定に関連する構成のみを示している。すなわち、この移動体通信装置は、信号分離部１０、電力推定部１１、時間方向誤差算出部１２、時間方向誤差差分算出部１３、閾値判定部１４、重み付け係数算出部１５、時間平均電力算出部１６、ＳＩＮＲ算出部１７、およびチャネル品質情報変換部１８を備える。
【００１４】
信号分離部１０は、時間軸上の単位であるスロットごとに、受信信号から既知信号である基準信号（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）とデータ信号とを分離する。
【００１５】
電力推定部１１は、時間軸上でスロット単位、周波数軸上では連続した一定の周波数帯域幅であるサブバンド単位で含まれる既知信号を用いて、受信信号の雑音電力および信号電力の推定値を求める電力推定手段を構成し、信号分離部１０により分離された基準信号を利用して、サブバンド単位で雑音電力および信号電力を推定する。
【００１６】
時間方向誤差算出部１２、時間方向誤差差分算出部１３、閾値判定部１４および重み付け係数算出部１５は、既知信号の時間方向の誤差をスロット単位で算出し、あらかじめ定められた閾値と、時間方向の誤差のうち隣接するスロットの誤差の差分とから、時間平均電力算出部１６の時間平均処理におけるｎ個の推定値のそれぞれの重み付け係数を設定する手段を構成する。時間方向誤差算出部１２は、ＣＱＩ報告タイミングのスロットを基準として、アップリンクサブフレームおよび無効なスペシャルサブフレームを除いた、直近の過去ｎスロットの基準信号とＣＱＩ報告タイミングスロットの基準信号との差分を取り、電力領域にすることで、時間方向誤差を算出する。時間方向誤差差分算出部１３は、有効な隣接スロット間の時間方向誤差の差分を算出する。閾値判定部１４は、あらかじめ用意しておいた閾値Ｘと時間方向誤差差分との比較を行い、判定結果をＲＡＭ（図示せず）に格納する。重み付け係数算出部１５は、閾値判定部１４がＲＡＭに格納した判定結果を元に、重み付け係数を決定する。
【００１７】
時間平均電力算出部１６は、電力推定部１１により得られる推定値のうちスロット単位に推定された複数ｎ個の推定値を、サブバンドごとに時間平均処理する時間平均電力算出手段を構成し、重み付け係数算出部１５が決定した係数と、電力推定部１１が推定したｎスロット分の雑音電力および信号電力を利用して、時間平均されたチャネル品質指標用雑音電力および信号電力を算出する。
【００１８】
ＳＩＮＲ算出部１７は、時間平均電力を利用して、チャネル品質指標用信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｒａｔｉｏ）を算出する。チャネル品質情報変換部１８は、算出されたＳＩＮＲから、テーブルルックアップにより、チャネル品質指標に変換する。
【００１９】
図２および図３を参照して、図１に示す移動体通信装置の動作の具体例を説明する。図２は、移動体通信装置が下り信号を受信してチャネル品質指標を生成する動作のフローチャートを示す。図３は、下り信号フォーマットの一例を示す。ここでは、下り信号フォーマットが、ＬＴＥ  ＴＤＤのｕｐｌｉｎｋ−ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎが１、ｓｐｅｃｉａｌ  ｓｕｂｆｒａｍｅ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎが３、ｎｏｒｍａｌ  ＣＰ、システム帯域幅５ＭＨｚの場合を例に説明する。
【００２０】
移動体通信装置の信号分離部１０は、受信アンテナにより受信した信号から、既知信号である基準信号を分離して取り出す。電力推定部１１は、分離された基準信号を用いて、スロットごとに、ＲＢＧ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ  Ｇｒｏｕｐ）単位で、雑音電力および信号電力の推定値を算出する（ステップＳ１）。このとき、アップリンクサブフレームについては、チャネル品質指標生成のための有効な無線リソースではないから、処理は行われない。
【００２１】
時間方向誤差算出部１２は、スロットごとに分離されたシステム帯域幅全体の基準信号のそれぞれについて、ＣＱＩ報告タイミングスロットの基準信号とのの差分を取り、その差分を電力に変換するなどして、時間変動誤差の推定値を算出する（ステップＳ２）。図３では、ＣＱＩ報告タイミングのスロットＳｌｏｔ＃ｎから遡ってＳｌｏｔ＃ｎ−５までの時間変動誤差の推定値が、それぞれ５１．２，４７．８，５４．１，５６．７，４８．９，４５．２としている。ただし、時間変動誤差の算出方法としては、ここで説明した単純差分による方法には限定されず、その他の方法を用いてもよい。
【００２２】
時間方向誤差差分算出部１３、閾値判定部１４および重み付け係数算出部１５は、処理対象サブフレームがＣＱＩ報告タイミングである場合（ステップＳ３でＹｅｓ）に、ＣＱＩ報告タイミングのスロットから有効な過去ｎスロット分（図３の例では、有効スロットとして、Ｓｌｏｔ＃ｎからＳｌｏｔ＃ｎ−５まで）について、以下の処理（ステップＳ４からＳ８）を繰り返す。すなわち、時間方向誤差差分算出部１３は、隣接スロット間で差分を算出する（ステップＳ４）。図３の例では、この差分が、Ｓｌｏｔ＃ｎから遡って、０，３．４，６．３，２．６，７．８，３．７となる。閾値判定部１４は、時間方向誤差差分算出部１３により得られた差分の絶対値と、あらかじめ用意した閾値Ｘ（図３では、Ｘ＝４．０としている）とを比較する（ステップＳ５)。重み付け係数算出部１５は、時間方向の誤差差分が閾値Ｘ以上である場合（ステップＳ５でＹｅｓ）は、時間軸での変化が大きい状態と考えられるから、電力時間平均処理で利用する重み付け係数α（０以上１以下）として小さい値を算出する（ステップＳ６、Ｓ８）。また、重み付け係数算出部１５は、時間方向誤差が閾値Ｘ以下である場合（ステップＳ５でＮｏ）は、時間軸での変化が小さい状態と考えられ、現在の伝搬路状態を反映している可能性が高いと推測できるから、重み付け係数αとして大きい値を算出する（ステップＳ７、Ｓ８）。
【００２３】
サブフレームがスペシャルサブフレームである場合（ステップＳ９でＹｅｓ）には、そのサブフレーム内に含まれる既知信号が少ないことから、ダウンリンクサブフレームにおける電力推定よりも推定精度が劣ると考えられる。そこで、重み付け係数算出部１５は、係数αを補正し（ステップＳ１０）、ダウンリンクサブフレーム向けの重み付け係数とは異なる係数を算出する。たとえば、重み付け係数算出部１５は、ダウンリンクサブフレーム向けの重み付け係数を０．８倍した値を用いることで、時間平均電力算出における補正量をダウンリンクサブフレームよりも小さくし、その減少分を、係数合計値が１になるように、ＣＱＩ報告タイミングの近いダウンリンクサブフレームの重み付け係数に加える。
【００２４】
時間平均電力算出部１６は、ステップＳ４からステップＳ１０の処理で算出された重み付け係数αと、ステップＳ１で得られたスロットごとの雑音電力および信号電力を利用して、時間平均後の雑音電力および信号電力を算出する（ステップＳ１１）。ＳＩＮＲ算出部１７は、雑音電力と信号電力の比（信号対干渉雑音電力比）を算出し、チャネル品質情報変換部１８は、ＳＩＮＲ算出部１７の算出した信号対干渉雑音電力比を、テーブルルックアップにより、チャネル品質指標に変換する（ステップＳ１２）。このチャネル品質指標は、上り通信チャネルであるアップリンクサブフレームを用いて基地局に報告される。
【００２５】
図４は、電力時間平均処理で利用する重み付け係数αの算出例を説明する図である。この例では、各有効スロットの重み付け係数の初期値を、時間平均数ｎスロットを用いて、１／ｎ＝６としている。ＣＱＩ報告タイミングから近いスロットから、隣接スロット間の時間変動誤差差分の絶対値と閾値Ｘ＝４．０が比較される。図４の例の場合、このとき、スロット＃ｎ−１とスロット＃ｎ−２の時間変動誤差の絶対値が６．３で、閾値より大きいから、スロット＃ｎ−２以降の有効スロットは、ＣＱＩ報告タイミングスロットと時間変動が大きいと判断される。そこで、それ以降のスロットの重み付け係数は初期値の半分とされ、スロット＃ｎ、スロット＃ｎ−１の初期値に、減少した割合が付加される。これを時間平均長ｎスロット分繰り返して、重み付け係数αが調整される。なお、重み付け係数αは、全て足し合わせて１となるように調整される。
【００２６】
以上説明したように、本発明の実施形態では、ＴＤＤを用いた無線通信システムの適応リンク制御のチャネル品質指標生成処理について、伝搬路の時間変動量を考慮して時間平均が行われる。これにより、現在の伝搬路状態がより正確に反映され、時間平均による推定誤差の低減化が図られる。その結果、伝搬路に応じた最適な時間平均処理が可能となり、チャネル品質指標の推定精度が向上する。
【００２７】
以上の説明では、閾値、係数の調整値として具体的な値を示したが、本発明は、これらの値に制限されるものではなく、任意の実数を用いることができる。また、誤差差分が閾値よりも大きい場合に、該当スロット以降の係数を常に０．５倍するとしたが、この値は必ずしも固定値である必要はなく、誤差差分と閾値とがある一定値以上であればある程度の割合を減少させるなど、閾値との差分量で割合を動的に変更させることも可能である。また、スペシャルサブフレームについては、その信号構成によらずに重み付け係数が一律に０．８倍されるものとしたが、信号構成によって含まれる既知信号の割合が異なることを利用して、補正係数が動的に適用されることも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  信号分離部
１１  電力推定部（電力推定手段）
１２  時間方向誤差算出部（重み付け係数を設定する手段の一部）
１３  時間方向誤差差分算出部（重み付け係数を設定する手段の一部）
１４  閾値判定部（重み付け係数を設定する手段の一部）
１５  重み付け係数算出部（重み付け係数を設定する手段の一部）
１６  時間平均電力算出部（時間平均電力算出手段）
１７  ＳＩＮＲ算出部
１８  チャネル品質情報変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2012093675.tif 000008
2012093675.tif 000009
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