(57)【要約】この発明は端末間の通信に関連する。通信が理想的なチャンネル上にあるところでは、高いスループット変調方式を使用することができる。端末が干渉または雑音を受けるところでは、送信はより丈夫な変調方式に変更することができる。端末から送信されるべき信号の変調方式は、通常端末によって受信される信号でなされる測定に基づいて選択される。しかしながら、２つの端末間のアップリンクとダウンリンクは同じ干渉と雑音を経験していないかもしれない。例えば、干渉源は他よりも１つの端末に一層影響をおよぼすかもしれない。これらの情況の下では、端末はそれが送信に従事しているチャンネルまたはリンクの状態の良好な様子が分からないであろう。したがって、発明は、最も適切な変調方式を決定することを助けるために、信号を受信している端末から信号を送った端末に品質情報が渡されるシステムを提供する。
2005518712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端末からの信号を受信する受信器と、
受信された信号の１つ以上の品質パラメタを決定するための信号分析器と、
前記信号品質パラメタに基づいて適合情報を生成する適合情報発生器と、
データを送信する送信器とを含み、前記データが適合情報を含む通信端末。
【請求項２】
端末からのデータの送信の変調方式を決定するために、前記受信された信号に含まれる受信された適合情報に応答する変調方式アダプターと、
送信の前に決定された変調方式に従って前記データを変調する変調手段とをさらに含む請求項１による通信端末。
【請求項３】
前記発生された適合情報が、送信されるべきデータの各パケットのヘッダーに含まれる１ビット以上のデータを使用してデータとして送信される請求項１または２による通信端末。
【請求項４】
各ヘッダーが１ビットの前記適合情報を含む請求項３による通信端末。
【請求項５】
前記品質パラメタが、受信された信号の自動再送要求(ARQ)データ; 受信された信号のセグメントエラー率(SER); 受信された信号の強度(RSSI); 受信された信号の搬送波対推論比(C/I); 受信された信号の搬送波信号強度および受信された信号の干渉信号強度(ISSI)の１つ以上を含む請求項１乃至４のいずれか１項による通信端末。
【請求項６】
前記品質パラメタが少なくとも受信された信号のセグメントエラー率(SER)および受信された信号の強度(RSSI)を含む請求項５による通信端末。
【請求項７】
送信端末からの信号を受信する受信器と、
端末からのデータの送信の変調方式を決定するため、前記受信された信号に含まれる受信された適合情報に応答する変調方式アダプターと、
決定された変調方式に従って、前記データを変調する変調手段と、
前記変調されたデータを送信する送信器とを含む通信端末。
【請求項８】
前記受信された適合情報がデータの受信されたパケットのヘッダーから導出された１ビット以上のデータを含む請求項２乃至７のいずれか１項による通信端末。
【請求項９】
各ヘッダーが１ビットの前記受信された適合情報を含む請求項８による通信端末。
【請求項１０】
前記１ビットがヘッダーの未使用のスロットに置かれる請求項４または９による通信端末。
【請求項１１】
前記変調方式が少なくとも２つのDBPSK、DQPSK、および８DPSKを含む請求項１乃至１０のいずれか１項による通信端末。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項による２つの端末を含む通信システム。
【請求項１３】
信号を受信し、
受信された信号の１つ以上の品質パラメタを決定し、
前記信号品質パラメタに基づいて適合情報を発生し、
信号データを送信することを含む通信の方法。
【請求項１４】
前記受信された信号に含まれる受信された適合情報に応答して前記信号データの送信の変調方式を決定し、
送信の前に決定された変調方式にしたがって前記信号データを変調することをさらに含む請求項１３による方法。
【請求項１５】
前記発生された適合情報が、送信されるべき信号データの各パケットのヘッダーに含まれるデータの１つ以上のビットを使用しているデータとして送信される請求項１３または１４による方法。
【請求項１６】
各ヘッダーが１ビットの前記適合情報を含む請求項１５による方法。
【請求項１７】
前記品質パラメタが、受信された信号の自動再送要求(ARQ)データ; 受信された信号のセグメントエラー率(SER); 受信された信号強度(RSSI); 受信された信号の搬送波対推論比(C/I); 受信された信号の搬送波信号強度および受信された信号の干渉信号強度(ISSI)の１つ以上を含む請求項１３乃至１６のいずれか１項による方法。
【請求項１８】
前記品質パラメタが少なくとも受信された信号のセグメントエラー率(SER)および受信された信号強度(RSSI)を含んでいる請求項１７による方法。
【請求項１９】
信号を受信し、
前記受信された信号に含まれる受信された適合情報に対応して前記信号データの送信の変調方式を決定し、
送信の前に決定された変調方式にしたがって前記信号データを変調し、
前記信号データを送信することを含む通信の方法。
【請求項２０】
前記受信された適合情報がデータの受信されたパケットのヘッダーから導出されたデータの１つ以上のビットを含む請求項１４乃至１９のいずれか１項による方法。
【請求項２１】
各ヘッダーが前記受信された適合情報の１ビットを含む請求項２０による方法。
【請求項２２】
前記１ビットがヘッダーの未使用のスロットに置かれる請求項１６または１９による方法。
【請求項２３】
前記変調方式がDBPSK、DQPSK、および８DPSKの少なくとも２つを含む請求項１３乃至２２のいずれか１項による方法。
【請求項２４】
請求項１３乃至２３のいずれか１項の方法を実行するためにコンピュータを制御するコンピュータ可読命令を担持するキャリヤー媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２つの端末間の通信チャネルで使用される変調方式の選択と制御に関連する。
【背景技術】
【０００２】
２つの端末が互いに通信しているとき、通信チャネルに使用される変調方式の選択は、それが無線であるかないかに拘わらず、リンク上の雑音を除くためそのチャンネルのスループットおよびチャンネルの能力にもかなり影響することができる。特に、チャンネルの品質が良いときに高いスループット率を有するがほとんどエラー修正のない変調方式、対照的に、チャンネルの品質が悪いときに低いスループットにもかかわらず雑音に良好な抵抗を有する変調方式を使用することは有利であるかもしれない。一例において雑音が非常に低いが、別の例では非常に高いような環境が変化するところに関して、適切な変調方式を選択することに困難がある。これらの情況の下で、最も信頼できかつ雑音抵抗力がある変調技術が使用されなければならない。しかしながら、これは雑音が低く、スループットが不必要に低いそれらの例における変調技術を意味する。
【０００３】
したがって、チャンネルの現在の特性に従って変調技術を変える能力を提供することが望ましい。このように、チャンネルが雑音と干渉から比較的自由であるように決定されるならば、高いスループットを有する変調方式を使用することができる。次に、現在の変調方式が信頼できるデータ転送を維持することができないように、チャンネルにおける雑音または干渉が増加するならば、変調方式はより雑音抵抗力がある変調方式に適合させることができる。
【０００４】
しかしながら、このアプローチは、雑音のような同様の干渉または他の要素を受けている２つの端末間のアップリンクおよびダウンリンクとここに呼ばれるそれぞれ送信および受信リンクを当てにする。アップリンクとダウンリンクによって受信された干渉に重要な違いがあるならば、スループットのかなりの低下が起こることができる。例えば、図１において、２つの端末AとBがそれらの間で形成された通信リンクを有する。干渉の源IはAとBによって受信される信号に影響するであろう。そうすると、図１に示されるように、干渉源IはAとBによって受信される信号に影響するであろう。図１に示されるように、干渉源Iが２つの端末の間の中心に位置しているならば、干渉は両方の端末で受信される信号に同様の影響を与えるであろう。しかしながら、干渉源が移動し(図２参照)、端末の１つ、この場合Bによって受信される干渉が他方の端末で受信される干渉よりも大きいと、干渉信号はダウンリンクよりもアップリンクにより大きく影響するであろう。その結果、変調方式がそれほど丈夫でないと、端末Bによって受信される信号はより多くのエラーを含むであろう。これは通信路がかなり劣化しより丈夫な変調方式に切り換えることを端末Bに決定させるかもしれない。しかしながら、ダウンリンク、即ち端末Aに対しては前の変調方式をサポートすることがまだ完全に可能である。事実上、干渉源が端末Aから遠のいたので、干渉信号はAにより受信される信号へより少ない影響を与え、したがってより高いスループットを有する異なった変調方式に切り換えることが可能でさえあるかもしれない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在使用されているアプローチの主な欠点は、アップおよびダウンリンクによって構成されるリンク上で適応型変調を適用する場合、システムの応答が、リンク間に起こりうる違いを考慮しないとき非常に悪化する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明によると、送信端末から信号を受信する受信器; 受信された信号の１つ以上の品質パラメタを決定する信号分析器; 信号品質パラメタに基づいて適合情報を生成する適合情報発生器;およびデータを送信する送信器を備え、データに適合情報を含む通信端末が提供される。
【０００７】
望ましくは、本発明は、端末からのデータの送信の変調方式を決定するために、受信された信号に含まれている受信された適合情報に応答する変調方式アダプター;および送信の前に決定された変調方式にしたがってデータを変調する変調手段を含む。
本発明はさらに、送信端末からの信号を受信する受信器; 送信端末から送信されたデータの変調方式を決定するため、受信された信号に含まれる適合情報に応答する変調方式アダプター; 決定された変調方式にしたがってデータを変調する変調手段;および変調されたデータを送信する送信器を備えた通信端末を提供する。
本発明はさらに、信号を受信し; 受信された信号の１つ以上の品質パラメタを決定し; 信号品質パラメタに基づいた適合情報を発生し; 信号データを送信することを含む通信の方法を提供する。
【０００８】
個々のチャンネルの知識を使用している送信器での適合は自動再送要求(ARQ)によって提供された情報を使用することによって実施されることができるが、適合する前に十分な情報を集めるのに必要である時間は非常に長くなる可能性がある。
望ましくは、本発明は、１つの端末から他方へ最も適切な変調方式を決定するために、適合情報を送るのに簡単な通信方法を利用する。この方法において、データオーバーヘッドは最少量であり、既存の未使用のヘッダービットに挿入されるかもしれない。したがって、情報が急速に他方の端末に移されるので応答時間は最大にされる。
【０００９】
本発明では、チャンネルが相互的な特性を提示しないとき、異なった変調方式が同時に各端末について使用されることができる。適合の過程は速くかつ遅れを負うことなく、または複雑な計算を伴わないであろう。サービスの特定の品質に従った適合のための閾値の変更は上位レイヤで実行することができる。これはそれが必要とするスループットを達成するためにフィードバック情報を操作する機会を制御アプリケーションに与える。
【００１０】
本発明のシステムでは、その前のもの(以前のビットは適合の後またはパケット受信の後にひとつずつ捨てることができる)と関連して最後に受信されたパケットからのビットだけを分析することが可能であり、その結果、チャンネルの速いフェディング特性を利用する。
【００１１】
提案されたシステムは、適合の過程が連続したパケットの選ばれた数に対応する時間で決められるので、従来のシステムの問題を克服することができる。受信された情報は他方の端末のスループット性能の推定を含み、速いフィードバックアプローチで両方向にリンクの最良の可能な判断を与えるであろう。
【００１２】
本発明はハードウェアまたはプログラマブルプロセッサかコンピュータのソフトウェアで実施することができる。さらに、本発明はハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実施することができる。本発明はまた単一の処理装置か処理装置の分配されたネットワークにより実施することができる。
【００１３】
ソフトウェアで本発明を実施することができるので、本発明は任意の適当なキャリヤー媒体上でプログラマブルプロセッサかコンピュータに提供されるコンピュータコードを包含する。キャリヤー媒体はフロッピー（登録商標）ディスク、CD-ROM、磁気装置、またはプログラマブルか読み出し専用メモリ装置のような任意の記憶媒体、または任意の信号、例えば、電気、光またはマイクロ波信号のような任意の一時的な媒体を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の特定の実施例について説明する。
本発明のこの実施例は、ここにアップリンクおよびダウンリンクと呼ばれる２つの通信リンク上で互いに通信している２つの端末、端末AとBに関連して説明される。一貫性のために、端末Aから端末Bへのデータの送信はアップリンクにあり、端末Bから端末Aへのデータの送信はダウンリンクにあるであろう。
【００１５】
図３は異なる雑音と干渉状態の下で２つの端末間のリンクにおけるデータのスループットの表現を示す。図１に示される配列において、端末AとBはそれらの間のリンクに影響している干渉源を有して互いに通信する。また、雑音はチャンネルに影響するであろう。図３は干渉のレベル、即ち、チャンネル対干渉比(CIR)、および以後エネルギー対雑音比と呼ばれるビットエネルギー対雑音密度比(Eb/No)に依存しているこれらのリンクの１つのスループットへの影響を示す。
【００１６】
この例において、受信器端末からの情報のフィードバックはなく、したがって、次の送信に使用する変調方式の決定は受信された信号強度指示(RSSI)、およびまた他の端末から受信された最後の送信のセグメントエラー率(SER)に基づいている。この方法において、干渉が低いなら、エラー率は主としてRSSIによって測定されるエネルギー対雑音比に依存している。この方法において、雑音が増加するとき、システムはより丈夫な変調方式に次第に切り換わるであろう。
【００１７】
比較的小さいチャンネル干渉があるようなCIRが高く、ビットエネルギー対雑音比が高いところでは、リンク品質もまた高く、スループットは良好であるであろう。この状況は図３に示されるグラフの底部右手の隅によって表される。これらの条件のもとでは、チャンネル品質が良いので、変調方式は非常に丈夫なものよりむしろ高いスループットを有するものとして選定することができる。エネルギー対雑音比が減少するとき、高いレートの変調方式は維持することができなくて、システムはいつもより丈夫な変調方式へ次第に切り換わらなくてはならない。これはグラフの底部に沿って右から左へ移動することを表す。
【００１８】
上の議論はチャンネル対干渉比CIRが比較的大きく、即ち、比較的小さい干渉であると仮定する。その結果、入って来る信号を監視することによって、各端末はそれが送信されているチャンネルの品質の良い指示を提供される。受信されたチャンネルの検出された品質は送信チャンネルに最も適した変調方式の良い指示を提供する。干渉が小さくかつ両方のチャンネルに等しく影響する間、受信チャンネル(アップリンク)の品質を決定するために使用される測定基準が送信チャンネル(ダウンリンク)の品質の良い指示、つまり、最も適切な変調方式を提供するので、このシステムは良好に動作するであろう。
【００１９】
しかしながら、チャンネル干渉が増加するとき、それはスループットに一層重要な影響を有し、恐らく干渉源が１つの端末に一層接近し、他からさらに離れるようになり、２つのチャンネルへの干渉の影響が異なるので、他のものよりも１つのチャンネルに一層影響し始めるとき、それはより重要になる。これらの情況の下で、アップリンクから得られる測定基準を使用することは、ダウンリンクの品質の良い指示を提供するのをやめて、したがって、適切な変調方式の不十分な指示を提供する。
【００２０】
最も難しいシナリオはリンクが所望の信号に比例して周波数の０Hzシフトを有する干渉に露出される時である。ここに与えられた例は干渉のこのタイプに基づく。
図３では、グラフの頂部の左隅は低エネルギー対雑音比、および低チャンネル対干渉比を有するチャンネルを表す。その結果、最も丈夫な変調方式を有するときでさえ、データは正しく受信されることができないので、このポイントでスループットは無視してよい。エネルギー対雑音比が増加するとき（グラフの頂部に沿って左から右へ移動することによって表される）、データは首尾よく受信され始め、スループットは増加し始める。エネルギー対雑音比が増加するのに従って、スループットは次第に増加する。しかしながら、エネルギー対雑音比がより良くなるのに従って、RSSIは増加し、SERは減少し始める。このポイントで、現在の変調方式の丈夫さが必要でないので、端末はより高いスループットによる方式に変調方式を変えることを決定する。
【００２１】
エネルギー対雑音密度が次第に増加するとき、端末Aは次のより良い変調方式に切り換えるであろう。しかしながら、チャンネルはまだ比較的高い干渉(低いCIR)を有しているので、その変調方式をサポートするためにまだ十分でない。SERによって測定されたエラー率は信号の受信器端末(B)ではるかに高くなるであろう。したがって、端末Bはより丈夫な変調方式が使用されるべきであることを決定するであろう。この結果として、より高いスループットを有している変調方式でAから送信される信号は、エラーのために潜在的により高いスループットを達成しない。さらに、端末Bは事実上スループットの一層の減少をもたらす必要よりも、一層丈夫であるより丈夫な変調方式を使用して送信するかもしれない。
【００２２】
そして端末Bがより丈夫な送信方式を使用して送信し、既存の状態のため、データがわずかなエラーで送信されるので、AにおけるSERは高い。したがって、端末Aはチャンネルがほとんど劣化を受けていないことを決定し、したがって、より高いスループット変調方式を使用し続ける。このサイクルは状態が同じままである間続く。その結果、状態に関して全く十分ではない変調方式と状態に関して控え目過ぎる方式の間で切り換えるため、全体のスループットは、エネルギー対雑音密度比が小さいところで達成されるよりも実際に悪い。
【００２３】
CIRが増加するとき(図３のグラフの頂部に沿って右へさらに移動する)、状態はより高いスループットで変調方式をサポートすることが適切になるので、改良されたスループットが実現される。CIRが向上し続けるのに従って、上に説明された状態が再び起り始める。システム測定基準は、潜在的により良い変調方式を使用することができ、端末の１つがそのより高いスループットの変調方式に切り換えることを示し始める。しかしながら、状態がまだその変調方式をサポートするのに十分でなく、データは伝送中に劣化される。その結果、その信号を受信している端末はスループットをさらに減らしながらより丈夫な変調方式を使用して送信し、そのため再び大きなCIRであるにもかかわらず減少されたスループットの領域がある。
【００２４】
上の例は干渉が両方のチャンネルに同じである状況を考える。しかしながら、
干渉レベルが変化するならば、例えば、干渉源が他の端末よりも１つの端末により近く移動するなら、他の端末で干渉がより少なくなる間、その端末では干渉がより大きくなるであろう。また、経験される干渉のレベルの違いは、例えば端末がビルによって遮蔽されることにより、異なった理由で起こるかもしれない。
【００２５】
図４（ａ）と４（ｂ）は図２に示される条件、即ち、異なった干渉のもとで２つの端末、AとBの間のスループットを示す。図は干渉が端末Bによって受信される信号で増加し、端末Aによって受信される信号で減少するとき、スループットがいかに変化するかを示す。CIRが両方のリンクについて初めに１９であるが、１つのリンクにおいて次第に減少し、一方他のリンクにおいて対応する量だけ増加すると仮定する。したがって、図４（ａ）と４（ｂ）は２つのチャンネルについて別々にスループットを示すが、上で説明されたようにCIRがリンクされると仮定する(例えば、１つの端末でCIR=２２、他の端末で１６)。
【００２６】
図４（ａ）は端末A、即ち、干渉が減少しているチャンネルに対するスループットを表す。頂部の右手の隅において、干渉が両方のチャンネルで実質的に同じであり、エネルギー対雑音比が高いので、使用されている変調方式は端末Aに全体の高いスループットを許容する高いスループット方式である。対応するチャンネルの状況は図４（ｂ）に示され、底部右手の隅に表される。期待されているように、同じ状態のチャンネルに関してスループットは同様である。CIRが２つのチャンネルにおいて異なるようになり始めるのに従って、スループットは両方のチャンネルで低下し始める。
【００２７】
図４（ａ）を見ると、CIRが増加するのに従って、スループットは実際に減少する。端末Aによって受信される干渉の量が減少しているので、受信された信号にはより少ないエラーがあるが、端末Bによって経験される増加された干渉のため、端末Bがよりエラーの多いデータパケットを受信するので、変調方式(端末Bによって決定される)はより丈夫な方式に切り換えられる。したがって、端末Bは２つの端末間のチャンネルが増加された干渉を受けていることを決定する。
【００２８】
図４（ｂ）を参照すると、端末Bによって受信される信号において干渉が増加するとき、パケットエラーの数が増加する。しかしながら、端末のAはより少ない干渉を受けているので、チャンネル品質が良く、したがって高いスループット変調方式を使用してデータを送り続けることを決定する。そのような変調方式が端末Bで受信された干渉の量を扱うのに十分に丈夫でないので、パケットを回復されることができない。これはチャンネルのスループットの急速な減少をもたらすので、スループットが非常にすばやくゼロに低下する(図４（ｂ）の頂部の右隅参照)。干渉のこれ以上の増加は簡単に状況を悪くする。図４（ａ）から、雑音の量が増加するのに従ってエネルギー対雑音比が減少することが明らかであるであろう。図４（ａ）では、これはスループットが次第に減少する(右から左へ)結果をもたらす。変調方式の決定はパケットエラー率(SER)とRSSIに基づく。したがって、干渉が非常に低いところでは、端末Aで変調方式を決定することにおける主な制御要素はエネルギー対雑音比に基づくRSSIの値である。
【００２９】
図４（ｂ）では、エネルギー対雑音比の減少の効果はより複雑である。グラフ(上で説明された)の底部右手の隅における小さなピークの部分から、スループットはエネルギー対雑音比が高いところで実際上ゼロである。エネルギー対雑音比が低下し始めるとき、スループットは突然上昇する(Eb/No１４領域の周りで)。この理由は、干渉がほとんどないときでさえ変調方式をより丈夫な方式に減少させることを正当化するために、受信された信号における雑音が十分高いと端末Aがいま決定するレベルに、雑音レベルが低下したことである。再び、干渉が端末Aで小さいので、この端末はまだ比較的少ないエラーのパケットを受信しているかもしれない（それが以前に高いスループット変調方式を使用した理由である）。いま、変調方式がより丈夫であり、チャンネルが干渉の影響をより扱うことができるので、データは端末Bによりいま回復されることができ、スループットが向上される。エネルギー対雑音比が減少し続けるとき、増加した雑音を扱うために変調方式の無力により再びエラーのパケット数が増加し始めるのに従って、スループットは次第に減少する。干渉が比較的小さい図４（ｂ）のグラフの底部の近くでは、スループットが比較的スムーズに低下する。しかしながら、グラフの頂部の近くの干渉が高いところでは、スループットは再びほとんどゼロに低下するより大きな谷(trough)がある。この谷の理由はグラフの頂部右手部分の大きい谷と同様である。
【００３０】
上で説明されたように、端末Aにおいて雑音が増加され、変調方式はより丈夫な方式に減少された。しかしながら、端末Aが多くの干渉を受信しないので、それはエラーを含むほんのわずかなデータパケットを受信する。したがって、雑音が端末Bで増加するとき端末Aは変調方式をさらに丈夫な方式に減少しないため、変調方式が次第に増加する雑音に対処することができなくなり、影響されるパケットを回復することができない変調方式によりますます多くのパケットを失わせる。結局、雑音レベルが増加するとき、雑音レベルがさらに丈夫な変調方式に切り換えることを必要とする状態にあることを、端末Aがいま決定するので、スループットは再び増加する。したがって前のように、変調方式がいま大量の干渉と端末Bによって経験される雑音を扱うことができるので、データは再び通り抜け始める。これはスループットの増加についてまさしく図４（ｂ）のチャートの頂部の谷の左(１０dBのレベルの周り)で説明する。雑音がさらに増加すると、スループットは、どのチャンネルによっても首尾よくチャンネルにより通過されるデータがないほど雑音が非常に重要であるレベルへ、再び最終的に低下する。
【００３１】
各端末で受信された信号に影響する干渉、雑音などのこの違いを扱うための処理をここで述べる。
上の例は、次の送信の変調方式を決定するために受信信号強度指示(RSSI)と受信された信号のセグメント故障またはセグメントエラー率(SER)に頼っている。これらは内在している尺度であり、即ち、それらは受信されたチャンネルの品質から送信チャンネルの品質を暗示する。本発明は明示的なシステムを提供する。明示的なシステムにおいて、受信されたチャンネルに関する測定基準は、送信器が決定されるべき変調方式を修正することを許容するために送信器にフィードバックされる。
【００３２】
この方法において、信号が端末Aから端末Bにより受信されるとき、信号品質測定基準が決定され、端末Bによる次の送信で端末Aに送り返される。この方法では、端末Aはダウンリンクを形成することを暗示するよりもむしろアップリンクの品質の正確な様子が分かる。
【００３３】
送信チャンネルの品質の指示を提供するために使用することができる他のいくつかの指針または測定基準がある。これらは自動再送要求(ARQ);搬送波対推論(C/I)指示; 搬送波のみの指示；干渉のみの指示；サービス品質のアプリケーションの特定の指針；および上の１つ以上の組み合わせを含む。
【００３４】
ARQは指示している送信されたデータのパケットのヘッダーの数字フィールドにあり、初期のエラー位置が次のセグメントのための２進マップによりあとに続く(lがエラー情報を示し、０が適切に受信されたデータを表す)。これはブルートゥースの高いレートにおけるデータ再送信要求に使用されるメカニズムである。この測定基準を使用するとき、わずかなビットだけがパケット毎に分析されることができるので、データを平均するための長い時間が必要である。この測定基準の別の不便は、すべてのセグメントがいったん正しく受信されたなら、データのこの分野が多くのデータを求める目的でそれに従わされる特定のコード番号で使用されるということである。この情報が適合するのに使用されると、エラーのバーストおよび変調のより低いレベルへの強制および適合のとき、セグメントの位置が解釈されることを避けるためにチェックされなければならないので、システムはデータの余分な分析を要求されるであろう。
【００３５】
データのパケットに含まれる情報はセグメントに分割され、端末により受信されたSERのエラーセグメントの平均された数は送信の前に変調における適合のため測定基準であることができる。入って来る信号のセグメントエラー率(SER)だけを測定することは、入って来るリンクの特性を反映するが、出ていくリンクに関するどんな情報も与えない。言い換えれば、両方のリンクが相互的であると仮定されなければならない。しかしながら、これは品質の良い指針を提供するので、情報が入って来る信号の送信器にフィードバックされることができるなら、良い適合指針が提供される。
【００３６】
入って来る信号のより良い解釈を達成するために、データを送る前(即ち、パケット間のガード期間)と送信中に受信器でRSSIを測定することによって干渉/搬送波パワー測定をすることができる。この情報はISSI(干渉信号強度指示)と呼ぶことができ、送信中に対応する値から前の送信に関するデータを引算することによって得ることができる。例えば、干渉があるとき、情報を受信している端末は期待された送信の前にチャンネルに存在しているエネルギーまたは信号強度の測定を実行する。いったんこの情報が知られて、対応する送信器がデータを送り始めると、受信された信号強度の新しい測定が実行される。これは、適合している変調のために使用される与えられた測定基準に対して比較されるべきより正確なRSSI値を受信器に決定させる。干渉成分が送信のもとで測定された合計パワーから引算されることができるので、適合は状態がそうするために最適でないところで妨げられることができる（即ち、図６の陰影でおおわれた領域での適合の回避）。
【００３７】
本発明は、信号が受信器で受信されたとき、送信器が送信した信号の状態に関して送信器に知らせるシステムを提供する。上の測定基準は変調方式を決定するのに有用であるが、測定基準が有用であるように基づかされる信号の源に測定基準が送られなければならない。以下の配列において、測定基準は簡単な適合情報を決定して、適合情報を送信器に送り返すために使用される。言い換えれば、その変調方式を決定するために測定基準のいくつかまたはすべてを送り手に送り返すよりむしろ、受信器が測定基準の分析を実行して、簡単なビットストリームまたは測定基準の減少された部分集合との組み合わせである適合情報の簡易化された集合を送る。
この実施例では、ヘッダーは受信された信号の品質に関する情報を提供するために各ヘッダーに単一ビットを含む。この情報は情報パケットのヘッダーに割り当てられる未使用のビットを使用して送られる。
【００３８】
【表１】
2005518712.tif 000003
ペイロードはセグメントに分割される。各セグメントは１バイト(８ビット)のシーケンス番号SNで付番され、エラーを検出するため３バイト(２４ビット)のCRCを含んでいる。ユーザ情報フィールドセグメントあたり１２８バイト(１０２４ビット)を含んでいる。ペイロードの最後のセグメントは１から１２８バイトに変化するユーザ情報で部分的に満たされることができる。上の例において、適合情報は１４番目のスロットに含まれるが、それはまた今後の使用のために自由である６番目のスロットに含まれる。
【００３９】
送信器では、パケットが受け取られて、適合情報ビットが抽出される。変調方式を変更するか、または端末からの前の送信中に使用された変調方式を維持するか否かの指示を提供するために、このビットの値は２つ以上のパケットについて平均される。
基本的なシステムにおいて、それぞれの２つの連続した送信からの適合情報ビットが合計される。２つの連続したビットの合計が２であるならば、端末はより高い変調方式(即ち、より大きいスループットを有する方式)に変化すべきであることを決定する。２つのビットの合計が１であるならば、端末は前の送信に使用された変調方式を使用して送信することを維持するであろう。最後に、２つのビットの合計がゼロであるならば、端末はより低い変調方式(即ち、より低いスループットを有するがより丈夫である方式)へ転換するべきであることを決定するであろう。
【００４０】
この単純な処理によって、１ビットだけがパケット単位で送信され、最後に受信されたビットとその前のものだけが、異なった変調方式に変化するかどうかを決定するのに使用される。これは環境の変化に非常に敏感であり、特に速いフェディング特性を有するチャンネルで役に立つ非常に単純なシステムを提供する。
【００４１】
図５は受信された適合情報ビットがどのように端末で処理されるかを示す。初期のポイントから、適合情報ビットが'０'であるところでパケット１は受信される。したがって、送信器は以前に使用された変調方式を使用し続ける。適合ビットが'１'であるところでは、それは図５で一般に上向きの矢の指す方向により示される。適合ビットが'０'であるところでは、それは図５で一般に下向きの矢の指す方向により示される。パケット２のビットが'１'であり、このビットと前のビットの合計が１であるので、変調方式は同じに維持される。パケット３はまた'１'である適合ビットを有する。２つの連続したビットの合計が２であるので、送信器は次のより高い変調方式に切り換えることを決定する。切り換わった後に合計値はリセットされる。次のパケット、パケット４は'０'適合ビットを有するが、その後のパケットは'１'の適合ビットを有し、合計を平均ゼロに戻している。その後の２つのパケットは両方とも'０'である適合ビットを有するので、その後の２つのビットの合計がゼロであり、送信器は次のより低い変調方式へ切り換える。再び合計はリセットされ、過程は図５に示されるように持続する。
【００４２】
この方式の利点は、送信のため使用される変調方式がそれ自身維持されるべきであると受信器が考えるならば、送信器がより高いまたはより低い変調方式にさえ切り換わることを防ぐためにビットを操作することができるということである。例えば、図５でパケット４乃至６に示されるように、これはフィードバック適合ビットを交替することによって達成することができる。１ビットだけが情報を受信器に送り返すために使用され、この情報が受信のもとで平均されることを考慮しているので、変調過程における付加的な選択は、状態が実際の変調パラメタを維持するのに十分良い場合のために特定される必要がある。この場合、送信器で適合情報の分析の後に異なった方式への変化が必要でないことを指示しないレベルを維持するために、受信器は値が交替する(即ち、'１'と'０'が連続している)情報ビットを送信器へ送り返すであろう。
【００４３】
本発明の１つの利点は、パケットあたりのフィードバック情報に必要である容量を最少にすることは別として、干渉があるとき理想的な変調方式の正確な推定を提供するということである。本発明は干渉と環境の特定の形に弾力があるように特別に適合させることができる。例えば、干渉源はバースト的であるかもしれない。変調方式の不要な切り換えを避ける高い閾値を有することによってこれを扱うことができる。逆に、急速に変化している環境は、上下に変調方式の切り換えが最適な方式を提供するためにできるだけ速く実行されることを確実にするために、低閾値を必要とするであろう。
【００４４】
システムは各パケットヘッダーの適合情報の単一ビットに関して上で説明された。しかしながら、ヘッダーまたはオーバーヘッドとして信号データに１ビット以上が含まれてもよい。同様に、各セグメントヘッダーにビットが含まれてもよい。
上で示されたように、本発明は上で説明されたような適合データの１つまたは数ビットを送ることに制限されない。明示的なフィードバックビットの使用なしで暗示的に受信されるARQ情報を解釈するのにあるアプローチを使用することができる。この閾値アプローチは理想的な変調方式の正確な推定を可能にする。しかしながら、上で示されたように、これはARQデータをコンパイルするためにかかる時間のために適合の過程に潜在を導入するかもしれない。これは主として、全体の送信されたパケットの推定を持つために、そのパケットで送信される最後のセグメントの状態が知られるまで(即ち、それが正しいかエラーで受信されたか否かに関係なく)送信を待つ必要があるので、セグメントエラーの分配に従って、最も悪い場合のシナリオでは、問題のパケットに関するARQマッピングがそうするために多数の後のパケットを取ることができるということである。対照的に、本発明はエラーセグメントの数または位置にかかわらず次の送信の準備ができる前のパケットの完全な推定を提供する。
【００４５】
受信器における適合情報ビットを発生させる方法はいま説明されるであろう。受信器では、あらゆるセグメントのためのセグメントエラー率が計算される。エラーがCRCチェックの後のセグメントに見出されると、'１'が一時的な変数として記憶されるであろう。さもなければ、'０'が記憶される。この情報は次に各パケットについて合計され、セグメントkの総数について正規化され、ERRiを与える。
【００４６】
【数１】
2005518712.tif 000004
スループットの所望の閾値がxにより、RSSIがRにより表されて与えられると、フィードバックされるべきビット(ERRr)は直接比較の後に２つの可能な値の１つを持つであろう。
【００４７】
【数２】
2005518712.tif 000005
送信器では、受信された値(ERRr)は合計され、適合するための決定Dを得るために選ばれたパケットl(例えば、上の例では図５で示されたように２)の数によって割られる。
【００４８】
【数３】
2005518712.tif 000006
より高いかより低い変調方式に切り換えるときを決定するために上下の閾値が使用され、例えば、上の例（ここにI＝２）において、変調方式はそれぞれD=０および１のとき次のより高いかより低い方式に切り換えられる。
【００４９】
【表２】
2005518712.tif 000007
以下の表は１つの変調方式から他方への変遷がどのように決定されるかを述べる。
【００５０】
【表３】
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上の表はフィードバックビットが送信器に送り返されるとき、セグメントエラー率とRSSIの両方がフィードバックビットを決定するためにいかにして使用されるかを示す。特定の変調方式を使用して、次にこの値を１に正規化するとき、正規化されたスループットがシステムの最大のスループットを測定することによって決定される。すべての異なった方式のためにこれをした後に、それらの間の直接の関係はそれらの曲線が交差するポイント(図６参照)について特定されることができる。例えば、DQPSKを使用して送信しているとき、最大のスループットのちょうど５０%が達成されるならば、DBPSKへの適合はセグメントにエラーなしで同じスループットを与えるであろう。その結果、再送信の数を減少させて、スループットを増加させる。表から明らかであるように、測定されたRSSI値はすべての変遷で決定要素として使用されないかもしれない。事実上、上の表において、それはRSSIが１４dBより大きいことを確実にすることによってDQPSKから８DPSKに切り換えることが本当に適切であることを確かめるためにチェックとして使用されるだけである。この付加的な安全マージンが導入される理由は図６を参照して以下に説明される。
【００５１】
図６はエネルギー対雑音比に従って、３つの変調方式に関するスループットを示す。エネルギー対雑音比が非常に低い、即ち、略６dBより下では、３つの変調方式すべてについてゼロである。Eb/Noが増加するとき、最も丈夫な方式、DBPSKはグラフに示されるいくらかのスループットを提供し始める。Eb/No値がさらに増加するとき、DBPSKの最大のスループットはその最大(４０００)に達し始めるが、DQPSKの潜在的スループットはDBPSKのために急速にそれを超え始める。
【００５２】
このポイント(即ち、９dBと１０dBの間)に、システムは改良された変調方式(即ち、DQPSK)に切り換えるであろう。Eb/Noがさらに増加するとき、DQPSKに関するスループットはその最大値(８０００)に接近し、すぐに８DPSKに切り換えるのに必要である９０%の閾値を超える。しかしながら、RSSI制限のために、Eb/Noが１４dBを超えるまで、システムは８DPSKに切り換わらない。この理由は図６の陰影をつけられた領域を参照して説明することができる。RSSIが１４dBより大きいという制限が含まれていないならば、システムははるかに低いエネルギー対雑音で、即ち、およそ１０dB以上で８DPSKに切り換えることを決定するであろう。これらの情況の下では、システムは０のスループットを有するEb/No=１０dBで８DPSKに切り換えるであろう。これはスループットにおいて重要な減少をもたらし、DQPSKを使用して達成されるよりもかなり低下するであろう。８DPSK変調方式はDQPSKよりおよそ１３dB低い不十分なスループットを提供する。したがって、陰影をつけられた領域では、入力が実質的に低下するので、システムが次のステップで下方適合を選択しがちであり、DQPSKに切り換える。変調方式が明確に不利である間これは切り換えを繰り返す。これはまた、図３に示されるスループットの谷の原因である。
【００５３】
図７（ａ）と７（ｂ）は、RSSI閾値テストが８DPSKに切り換える前に使用されない、上で説明された方式に関するスループットのチャートを示す。状態は、図２で示された干渉源が端末Bに向かって移動し、端末Aから遠のく図４（ａ）と４（ｂ）で示された配列のそれらに対応している。端末Bで受信される干渉は次第に増加するが、端末Aで受信される干渉は対応して減少する。図７（ａ）と７（ｂ）で示されるスループットを図４（ａ）と４（ｂ）のそれと比較することは、特にビットエネルギー対雑音エネルギー比が範囲のより高い部分にあるところでスループットのかなりの増加を達成することができるとを明らかにする。適切なリンクに従って各端末がそれ自身の変調方式を決定することを許容することによって、各端末のスループットは増加される。図７（ｂ）の底部の右手の隅を見ると、端末Aに対するスループットが８DPSKを使用することによって、図４（ｂ）に示される暗黙の方法よりも非常に多く、かなり増加される。等しく、図７（ａ）の頂部の右手の隅において、端末Aがもはや高過ぎる変調方式を使用するのを試みていないので、スループットがかなり高いことを見ることができる。したがって、より丈夫であって、高いレベルの干渉を扱うことができるより低い変調方式を使用して、端末Aがデータを送っているので、データスループットにおけるかなりの改良が達成される。
【００５４】
図８（ａ）と８（ｂ）は、システムのスループット応答が本発明の方法を使用するが、適合の測定基準としてまたRSSIを利用することを示す。上で説明されたように、RSSIを使用することによって、８DPSKに切り換えるための最も適切なポイントが決定される。この方法において、８DPSKとDQPSK間の繰り返される切り換えは避けられ、非常に多くの効率的な変遷ポイントおよびより高いスループットを提供する。これは、スループットが中間の範囲の雑音地域でかなり増加される図８（ａ）と８（ｂ）のスループットチャートで示される。これは、８DPSKが存在しているビットエネルギー対雑音密度比で十分に丈夫でないときに、システムがDQPSKに再適合するような妥当なスループットを提供するため、DQPSKから８DPSKへ効率の悪い切り換えを避けることによって達成される。RSSIとして測定されたビットエネルギー対雑音密度比が１４dBを超えるとき、８DPSKに切り換えるのを許容するだけで、スループットのこの損失は図８（ａ）と８（ｂ）に示される方式において避けられる。
【００５５】
上で説明された配列は、チャンネルが相互的な特性を提示しないならば、最大のスループットがアップリンクとダウンリンクの状態にそれぞれ適切な変調方式で維持されることができるように、異なった変調方式が同時に各端末に使用されることを許容するシステムを提供する。
【００５６】
また、本発明は、例えば受信器から送られるべきARQを使用して、それがより適切な変調方式に適応する前に、参照情報のかなりの量を待つ必要はないので、環境の急速な変化に適応することができるシステムを提供する。その上、本発明は単純な１ビット指示システムのために実行されなければならない複雑な計算を回避する。さらに、適合情報を送信するための単一ビットシステムを使用することによって、適合情報に関連する専用のパケットまたはセグメントを送ることにより貴重なデータ送信容量を利用する必要がない。単一ビットは現在未使用のビットの１つのヘッダー情報に含ませることができる。
【００５７】
本発明の変調方式適合方法は、アプリケーション実行または望まれるサービスの品質(QoS)により要求される情報の流れを制御するように上位レイヤにより直接アクセスされてもよい。例えば、送信された情報の高信頼性が要求されるときに、ファイル転送の場合のように、丈夫な変調方式が採用されてもよく、リアルタイムのビデオの場合のようにエラーのいくらかの量にかかわらずより高いスループットを必要とするリンクにおいて、時間の期間あたりのビットの大きな数のコード化により確認される変調方式が適合のためのパラメタのソフト変更を行うことによって選択することができる(即ち、xおよび/又はRSSIのために割り当てられた値を増加するか減少する)。
【００５８】
本発明は無線通信に関する文脈で説明されたが、これに制限されることを意図されない。本発明はハード・ワイヤードシステム上または無線周波数よりも他のスペクトルで行われる通信に適用することができる。
本発明は主として変調方式を変えることと関連して説明された。しかしながら、変調方式と同様に、送信パワーとコード化レートなどの他のパラメタを変更することにシステムを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】干渉を受けている２つのトランシーバーの典型的な配列を示す。
【図２】１つの端末により近く移動している干渉源を示す。
【図３】異なるチャンネル状態の下でチャンネルのスループットを示す。
【図４】（ａ）および（ｂ）は干渉が１つのチャンネルで増加し、他のチャンネルで減少するときのそれぞれのチャンネルのスループットを示す。
【図５】適合ポイントがどのように決定されるかを示す。
【図６】種々の例示的変調方式に関するスループットが雑音でいかに変化するかを示す。
【図７】（ａ）および（ｂ）は図４（ａ）および（ｂ）と同様であるが、本発明の適応型の変調方式を使用しているスループットチャートである。
【図８】（ａ）および（ｂ）は図４（ａ）および（ｂ）と同様であるが、本発明の適応型の変調方式を使用し、また測定基準としてRSSIを使用しているスループットチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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