(57)【要約】  信号対干渉比（ＳＩＲ）にバイアスをかけてチャネル品質指標（ＣＱＩ）を生成する方法であって、受信された信号のパケット誤り率（ＰＥＲ）を測定するステップ、およびＰＥＲを目標のＰＥＲと比較して修正項を生成するステップとを含む。この修正項は、参照チャネルのＳＩＲ推定と結合されて、ＣＱＩが生成される。ＣＱＩは、符号化率、変調方式、符号数、パワーオフセットなど、信号設定を調整するために送信機に伝えられる。
2007521750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と受信機との間の通信チャネルのチャネル品質指標を生成する方法であって、
（ａ）受信されたデータパケットから信号対干渉比を測定するステップと、
（ｂ）前記受信されたデータパケットのエラー検出処理からチャネル品質修正項を生成するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ａ）および（ｂ）の結果を結合することによってチャネル品質指標を計算するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
ドップラースプレッドの修正項を生成するステップと、
前記ドップラー修正項を前記ステップ（ａ）および（ｂ）の結果と結合して、前記ステップ（ｃ）で前記チャネル品質指標を計算するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
遅延スプレッドの修正項を生成するステップと、
前記遅延修正項を前記ステップ（ａ）および（ｂ）の結果と結合して、前記ステップ（ｃ）で前記チャネル品質指標を計算するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記エラー検出処理は巡回冗長検査であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｂ）は、
前記受信されたデータパケットのエラーを検出するステップと、
前記エラー検出結果に従ってＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を生成するステップと、
目標のＰＥＲを前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号から引くことによってエラー信号を生成するステップと、
前記エラー信号から前記修正項を生成するステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
送信機と受信機との間のチャネル状態に基づく送信信号設定の適応的制御のためのシステムであって、前記送信機はチャネル品質指標（ＣＱＩ）に従って信号設定を調整するものであり、かつ前記受信機は、
受信されたデータパケットの信号対干渉比（ＳＩＲ）を計算する信号対干渉比（ＳＩＲ）推定器と、
前記受信されたデータパケットから修正項を生成するエラー検出ユニットと、
ＳＩＲ推定値を前記修正項と結合して修正済みＳＩＲを生成するコンバイナーと、
前記ＣＱＩを生成するマッピングユニットと
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
エラー検出ユニットの結果をフィルタリングするフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記エラー検出ユニットは巡回冗長検査を行うことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記コンバイナーに入力するためのチャネル品質修正項を生成するチャネル品質修正項発生器をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記チャネル品質修正項はドップラースプレッドに基づくことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記チャネル品質修正項は遅延スプレッドに基づくことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
チャネル品質指標に応じて信号設定を適応性があるように調整する方法であって、
（ａ）受信されたデータパケットの信号対干渉比を測定するステップと、
（ｂ）前記受信されたデータパケットのエラー検出処理からチャネル品質修正項を生成するステップと、
（ｃ）前記ステップ（ａ）および（ｂ）の結果を結合することによってチャネル品質指標を計算するステップと、
（ｄ）前記チャネル品質指標に従って前記信号設定を調整するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記信号設定は、符号化率、変調方式、符号数、およびパワーオフセットを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ドップラースプレッドからチャネル品質修正項を生成して前記ステップ（ｃ）の結果と結合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
遅延スプレッドからチャネル品質修正項を生成して前記ステップ（ｃ）の結果と結合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信におけるチャネル品質指標（ＣＱＩ）の生成に関し、より詳細には、ＣＱＩ生成の信号対干渉比（ＳＩＲ）の適応バイアス（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｂｉａｓｉｎｇ）の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣＭ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：適応符号化および変調）は、アップリンク（ＵＬ）通信およびダウンリンク（ＤＬ）通信におけるリンク適応を提供するのに有効な技術である。ＡＣＭは、一般に、アルゴリズムが受信機および送信機において共働することによって達成される。受信機は、送信機からの１つまたは複数の送信のＳＩＲを測定することによってチャネル品質を推定する。次いで測定されたＳＩＲは、ＣＱＩの計算に使用される。
【０００３】
各ＣＱＩは、符号化率や変調方式など、特定の設定の無線リソースに対応し得る。各ＳＩＲ測定が行われた後、ＣＱＩが計算される。例えば、ＳＩＲは、ＳＩＲ−ＣＱＩ対のテーブルと比較され、例えばパケット誤り率（ＰＥＲ）やスループットなどに関して最適な性能をもたらすＣＱＩ値が選択されて、送信機に戻される。次いで送信機は、受信されたＣＱＩ値によって示されるものと同様アグレッシブ（無謀）でない無線設定を選択する。さもなければ、空きセル（ｕｎｐｏｐｕｌａｔｅｄ ｃｅｌｌ）において、送信機は、ただ単に、ＣＱＩによって示されるチャネル品質と一致する設定を使用していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＳＩＲだけでは、チャネルの品質についての情報を完全には提供しない。例えば、データスループットを最大化するためには、大きい遅延スプレッドおよび／または大きいドップラースプレッドを伴うチャネルが、高いＣＱＩ値のものとして割り当てられるべきではない。さらに、ＣＱＩは、受信機の設計に依存している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、データスループットを最大にするメカニズムとして、一定の指定されたパケット誤り率（ＰＥＲ）を維持するために、ＣＱＩ生成に使用されるＳＩＲ値にバイアスをかけるシステムおよび方法を提供する。このようにして、伝搬チャネルのタイプに関係なく、適切なＣＱＩ値が選択される。さらに、スループットの性能をさらに向上させるために、必須ではないが、ドップラー推定器（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）や他のフィードフォワード修正項（ｆｅｅｄ  ｆｏｒｗａｒｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｔｅｒｍ）などの追加のアルゴリズムが本発明と共に使用されていてよい。
【０００６】
周波数分割双方向高速ダウンリンクパケットアクセス（ＦＤＤ−ＨＳＤＰＡ）に関する好ましい実施形態において、ＣＱＩテーブルは、テーブル内の各エントリが、必要な共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）ＳＩＲにおいて目標のＰＥＲと１ｄＢだけ異なる符号化率、変調方式、符号数、およびパワーオフセットに対応するように指定される。ＣＱＩ値は、推定されたＣＰＩＣＨ  ＳＩＲにバイアスを加えることによって導出される。
【０００７】
従来の技術では、バイアスは、固定されており、主にテーブルの設計、パイロット信号およびデータ信号の送信出力比（ｓｉｇｎａｌｅｄ  ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｏ）、および大規模なクラスのチャネルタイプにわたる求められる性能によって割り出されていた。本発明を使用することによって、妥協させられていた固定バイアスを選択する必要性が排除される。これは、ＰＥＲに関して性能を監視し、ＳＩＲバイアスを調整して、所望の長期平均ＰＥＲ性能を維持することによって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、全体にわたって同等の番号が同等の要素を表している図面を参照して説明される。
【０００９】
本発明は一般に、時分割双方向（ＴＤＤ）、周波数分割双方向（ＦＤＤ）、時分割同期符号分割多重アクセス（ＴＤＳＣＭＡ）、および符号分割多重アクセス２０００（ＣＤＭＡ２０００）のシナリオを含めて、第３世代（３Ｇ）標準のすべてのモードに適用可能であるが、他のシナリオにも適用可能であると考えられる。
【００１０】
図１は、本発明による信号処理のためのシステム８を示すブロック図である。送信機（図示せず）から送信されたデータパケットは、図１にほんの一部分だけが示されている受信機によって受信される。ＳＩＲ推定器２０は、従来の方法によって受信されたデータパケットに基づいて参照チャネル（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｈａｎｎｅｌ）のＳＩＲ推定値を計算する。また、受信されたデータパケットは、修正項発生器１０に入力され、エラー検出のために処理される。ＳＩＲ推定値にバイアスをかける修正項を生成するために、エラー検出処理から生成されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号が使用される。ＳＩＲ推定値および修正項は、コンバイナー２１で結合されて、修正済みＳＩＲが生成される。
【００１１】
修正済みＳＩＲがＳＩＲ−ＣＱＩマップ３０によってマッピングされて、ＣＱＩ値が生成される。ＣＱＩ値は、次に送信されるデータパケットの構成を調整するために、送信機に伝えられる。ＣＱＩ値は、目標のＰＥＲに近いＰＥＲを維持することによって所望のスループット性能を保証する。目標のＰＥＲに近いＰＥＲを維持する目的は、無線リソースの利用、およびしたがってシステムのデータスループットを最適化することにある。
【００１２】
図２は、本発明による修正済みＳＩＲから修正項およびＣＱＩを生成するシステム５を示すブロック図である。受信されたデータパケットはＳＩＲ推定器２０に入力され、受信されたデータパケットに基づいて、参照チャネルのＳＩＲ推定値が生成される。これは、従来のＳＩＲ生成方法によって達成される。従来のＳＩＲ生成方法については、これ以上説明しない。
【００１３】
受信されたデータパケットは、適応修正項発生器１０にも入力される。適応修正項発生器１０は、受信されたデータパケット内にエラーが存在するかどうかを検出する。エラーの存在は、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ユニット１１によって検出される。ＣＲＣユニット１１は、エラーが検出されなかった場合は肯定応答（ＡＣＫ）信号を、エラーが検出された場合は否定応答（ＮＡＣＫ）信号を生成する。ＣＲＣの演算によってもたらされたこれらのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は、プロセッサ１２によってそれぞれ「０」および「１」にマッピングされる。次いで、現在のチャネルのＰＥＲのより長期の推定を提供するように、この信号がフィルタ１３によってフィルタリングされることが好ましい。しかし、フィルタ１３は必須ではないことを理解されたい。低速減衰指数インパルス応答（ｓｌｏｗｌｙ  ｄｅｃａｙｉｎｇ  ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  ｉｍｐｕｌｓｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の簡単な無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを使用することができるが、他のフィルタが使用されていてもよい。
【００１４】
適応修正項発生器１０は、プログラム可能目標ＰＥＲユニット１６も含む。目標ＰＥＲユニット１６は、スループットを最大にするなど、所望の性能を保証するために、目標のＰＥＲを生成する。必要なＰＥＲは、予め定められた確率でパケットを適切にデコードするのに必要なＰＥＲとして定義される。
【００１５】
プロセッサ１２から生成されたフィルタにかけられたバイナリＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は、加算器（ｓｕｍｍｅｒ）１４によって目標のＰＥＲと結合されて、ＰＥＲに関しての受信機の目標の性能からの受信機の現在の性能の偏差を表すエラー信号が生成される。
【００１６】
比例−積分−微分（ＰＩＤ）ユニット、またはより高次の線形または非線形要素を含む他のユニットがエラー信号を処理する。シミュレーションは、比例項のみでかなりの修正を提供しており、平均ＰＥＲ要件に関してＣＱＩ推定値をほぼ完全に修正するには比例項および積分項の組み合わせで十分であることを示している。
【００１７】
ＰＩＤユニット１５によって出力された値は、加算器３２によってＳＩＲ推定値に追加されて、修正済みＳＩＲ値が生成される。追加の処理が望ましい場合、修正済みＳＩＲがフィルタ３１によってさらにフィルタリングされてもよい。このフィルタ３１は、リミッタやスルーレートリミッタなどの非線形要素を含み得る。この結果は、ＳＩＲ−ＣＱＩマッピングユニット３０を介して適切なＣＱＩ値を生成するように処理される。マッピングユニット３０は、参照テーブルや、あるいは入力された修正済みＳＩＲに従ってＣＱＩの予め定められた値を生成する他のタイプの関数関係（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ）を含み得る。
【００１８】
ＣＱＩ値は、現在のチャネル状態のＰＥＲに関して最適な性能を取得するように信号設定（ＳＩＧＮＡＬ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を調整するために、送信機に送信される。送信機が調整することができる信号設定は、ＣＱＩによる符号化率、変調方式、符号数、およびパワーオフセットを含む。
【００１９】
図３に示した本発明の代替の実施形態は、図２を参照して説明したように生成される修正項に加えて、ＳＩＲ推定値にバイアスをかけ、それを修正するように使用することができる追加の修正項を生成する、チャネルタイプ修正項発生器４０、およびＳＩＲ予測項発生器５０を有するシステム１０２である。これらの項は、遅延スプレッド修正（ｄｅｌａｙ  ｓｐｒｅａｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）４１、ドップラースプレッド修正（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｐｒｅａｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）４２、無線によってもたらされるバッテリ電圧依存損失、または他のチャネルタイプの修正４３を含み得る。上述したように、ＳＩＲだけでは、チャネルの品質を完全には定義しない。大きい遅延スプレッドおよびドップラースプレッドは、受信機の性能を低下させる可能性がある。したがって、これらの量についての知識を使用して、ＳＩＲに適用されるバイアスを向上させる、あるいは目標のＰＥＲを調整することができる。
【００２０】
また、送信機が（将来）次のパケットを送信するときのＳＩＲを推定することによってバイアスを向上させるために、ＳＩＲ予測項発生器５０が使用されてもよい。ＳＩＲ（ｄ／ｄｔ）５５の導関数（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）による処理は非常に簡単な形の予測変数を導き出すが、他のより複雑な予測変数（ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）がさらに使用されてもよい。生成された予測項は、クリッピング技術、デッドゾーン技術、または他の任意の非線形処理技術５７によって処理され得る。
【００２１】
ＳＩＲ修正を生成するために、チャネルタイプ修正項発生器４０、およびＳＩＲ予測項発生器５０が単独で、または互いの組み合わせで、または適応修正項発生器１００と共に使用されてもよいことに留意されたい。これらの項は、従来の方法によって生成することができる。したがって、これらの方法については、下記ではこれ以上説明しない。これらの項は、チャネルタイプの短期測定値に基づいてＳＩＲ値を修正するために使用され、また、本発明の適応的ＳＩＲバイアス方式と共に使用されてもよい。チャネルタイプ修正項発生器４０およびＳＩＲ予測項発生器５０からの修正項は、加算器５２を介して合計される。結果として得られた合成のエラー修正項は、加算器３２によって合計されて、修正済みＳＩＲが生成される。「修正済みＳＩＲ」という用語は、全体にわたって、チャネル、およびその様々なパラメータによる純損失、および受信機の損失をよりよく伝える有効なＳＩＲを示すために使用されている。
【００２２】
図４は、様々なレベルのセル間およびセル内干渉下での性能確認のために３ＧＰＰ標準で定義されているいくつかのＩＴＵチャネルの長期ＰＥＲのシミュレーションの結果を示す信号図である。チャネルは、歩行者Ａ３ｋｍｐｈ（ＰＡ３）、歩行者Ｂ３ｋｍｐｈ（ＰＢ３）、および車両Ａ３０ｋｍｐｈ（ＶＡ３０）である。各チャネルは、１０，０００パケットについて、Ｅｃ／Ｉｏｒ＝−３および−６ｄＢとＩｏｒ／Ｉｏｃ＝０．５および１０ｄＢとのすべての組み合わせ（全６点）でシミュレーションされた。図４のシミュレーションにわたるＰＥＲの測定は、平均結果ＰＥＲが、広範なクラスのチャネルタイプ、セル内干渉レベル、およびセル間干渉レベルについて、目標のＰＥＲ付近で維持されることを示している。
【００２３】
図５は、適応バイアス項の収束、およびＩＴＵ  ＰＢ３フェージングチャネルにおける対応するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のシミュレーションの結果を示す信号図である。最初はＮＡＣＫ（ＣＲＣ失敗）のみが観察されることに留意されたい。本発明の適応バイアス修正項がＣＱＩ生成のためにＳＩＲ推定値にバイアスをかけた後、ＡＣＫ（ＣＲＣ成功）がより頻繁になる。平均ＰＥＲは、収束の後、必要と予測されるよりかなり速く、ＦＤＤ−ＨＳＤＰＡにおいて約２００パケットまたは約０．４秒で目標のＰＥＲ付近に維持される。
【００２４】
本発明は、特に、好ましい実施形態を参照して示され、説明されているが、上述した本発明の範囲から逸脱することなく、形態および詳細に様々な変更を加えることができることを当業者であれば理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるＣＱＩを生成するシステムを示すブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態によるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号から作成された修正項でＳＩＲにバイアスをかけることによってＣＱＩ値を生成するシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の代替実施形態によるいくつかのチャネルタイプ修正項およびＳＩＲ予測項によりＣＱＩ値を生成するシステムを示すブロック図である。
【図４】様々なレベルのセル間およびセル内干渉下でのＩＴＵチャネルについての長期ＰＥＲのシミュレーションの結果を示す信号図である。
【図５】本発明に従って生成された、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号および適応バイアス修正信号のシミュレーションの結果を示す信号図である。
【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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【国際調査報告】
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