(57)【要約】【課題】SNRの低い環境でも無線装置のモビリティを高精度に推定すること。【解決手段】少なくとも２つの通信装置を有する無線通信システムで使用する無線送信方法であって、通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、ソース装置は宛先装置に情報を送信し、当該無線送信方法は、ソース装置及び宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得するステップと、少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算するステップと、  ソース装置及び宛先装置間の相対的な運動の推定値として相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定するステップと判定された送信パラメータを用いて、ソース装置から宛先装置へ送信信号を送信するステップとを有する方法。【選択図】図３
2008048424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの通信装置を有する無線通信システムで使用する無線送信方法であって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該無線送信方法は、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得するステップと、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算するステップと、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定するステップと、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信するステップと、
を有する無線伝送方法。
【請求項２】
前記チャネル特性の指標が、チャネルゲイン指標である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記チャネルゲイン指標が、周波数領域ベクトルである請求項２記載の方法。
【請求項４】
プリアンブル及び／又は周波数領域の他の所定のシーケンスを利用して、前記チャネルゲイン指標が計算される請求項３記載の方法。
【請求項５】
相関因子の時系列を生成するステップ及び前記相関因子の時系列を相対的なモビリティの推定値として使用するステップを更に有する請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記時系列の相関因子各々が、期待値及び偏差を利用して生成される請求項５記載の方法。
【請求項７】
ノイズの影響を減らすために、前記時系列中の連続的な相関因子を平均化するステップを含む請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
平均化法を利用して前記時系列中の個々の相関因子を計算し、ノイズの影響を減らすステップを含む請求項５、６又は７に記載の方法。
【請求項９】
相対的な運動の推定値としての値が、前記時系列の勾配を計算することで相関因子のシーケンスから導出される請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１０】
相対的な運動の推定値としての値が、前記時系列の偏差を計算することで相関因子のシーケンスから導出される請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１１】
相対的な運動の推定値としての値が、前記時系列の期待値を計算することで相関因子のシーケンスから導出される請求項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記相関因子が、良いSNRでの相対運動を推定するのに使用される請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記送信パラメータが、少なくとも２つの利用可能なモードから選択された送信モードを表し、当該方法は、前記相関因子又は該相関因子から導出される値に応じて、第1モードでの送信を第２モードでの送信に変えるステップを含む請求項１乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第1モードから前記第２モードへ及び前記第２モードから前記第１モードへ変更する際にヒステリシスマージンを与えるための分離閾値が規定される請求項８記載の方法。
【請求項１５】
判定された送信パラメータは、OFDM又はOFDMAシステムの加入者割当モードを表す請求項１乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも２つの通信装置を有するOFDM通信システムで使用する無線送信方法であって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該無線送信方法は、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の周波数領域瞬時チャネルゲインベクトルを取得するステップと、
前記周波数領域瞬時チャネルゲインベクトルからチャネルゲインベクトル相関因子を計算するステップと、
前記チャネルゲインベクトル相関因子に基づいて、前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動を推定するステップと、
前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号で情報を送信するステップと、
を有し、前記送信信号は、推定された相対的な運動で決定される少なくとも１つの送信パラメータを有する方法。
【請求項１７】
前記ソース装置が中継局であり、前記宛先装置が移動局であり、当該方法は前記中継局及び前記移動局間のモビリティを推定する請求項１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
相対的に運動する少なくとも２つの通信装置を有する無線伝送システムであって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該無線伝送システムは、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得する取得手段と、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算する計算手段と、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定する判定手段と、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信する送信手段と、
を有する無線伝送システム。
【請求項１９】
相対的に運動する少なくとも２つの通信装置を有する無線伝送システムのソース装置であって、前記通信装置の一方は当該ソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該ソース装置は、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得する取得手段と、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算する計算手段と、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定する判定手段と、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信する送信手段と、
を有するソース装置。
【請求項２０】
少なくとも２つの通信装置を有する無線通信システムのソース装置のコンピュータ装置で実行されるコンピュータプログラムであって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該コンピュータプログラムは、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得するステップと、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算するステップと、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定するステップと、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信するステップと、
を有する方法を前記ソース装置に実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチホップ及びシングルホップの技法に関連する。
【背景技術】
【０００２】
現在、パケットベースの無線その他の通信システムでマルチホップ技術を利用することに多くの関心が寄せられている。そのような技術では、カバレッジ範囲の拡張及びシステム容量(スループット)の増加双方を可能にすることが意図されている。
【０００３】
マルチホップ通信システムでは、通信信号は或る通信経路(C)に沿う通信方向でソース装置から宛先装置へ１以上の中間装置(中継装置)を介して送信される。図４は基地局BS（３Ｇ通信システムでは「ノードＢ」（ＮＢ）とも呼ばれる）、中継ノードＲＮ（中継局ＲＳとも呼ばれる）及びユーザ装置ＵＥ（移動局ＭＳとも呼ばれる）を有するシングルセル２ホップ無線通信システムを示す。信号がダウンリンク（ＤＬ）で基地局から宛先ユーザ装置（ＵＥ）へ中継ノード（ＲＮ）を介して伝送される場合には、基地局はソース装置（Ｓ）を構成し、ユーザ装置は宛先装置（Ｄ）を構成する。通信信号がアップリンク（ＵＬ）でユーザ装置（ＵＥ）から中継ノードを経て基地局に伝送される場合には、ユーザ装置がソース装置を構成し、基地局が宛先装置を構成する。中継ノードは中間装置（Ｉ）の一例であり：ソース装置からの信号を受信する受信機と；そのデータを又はそれから導出したものを宛先装置へ送信する送信機を有する。
【０００４】
デッドスポットでのカバレッジを改善又は提供するために簡易なアナログリピータ又はディジタルリピータがリレーとして使用されている。これらはソース局とは異なる伝送周波数帯域で動作し、ソースの伝送及びリピータの伝送間の干渉を防ぐ、或いはソース局から何も送信されていない時にリピータが一度に動作してもよい。
【０００５】
図５は中継局の様々な適用例を示す。固定されたインフラストラクチャに関し、ある中継局により提供されるカバレッジは、ある移動局に通信ネットワークへのアクセスを許可するように補充(in-fill)されてもよい。その移動局は他の障害物の影になっているかもしれないし、或いは基地局から通常の距離の範囲内であるにもかかわらず基地局から十分な信号強度を受信できないかもしれない。「レンジ拡張(Range  extension)」も示されており、レンジ拡張では、移動局が基地局の通常のデータ伝送範囲外になった場合、中継局がアクセスを許可する。図５右上に示される補充(インフィル)の一例は、移動可能な(nomadic)中継局の設置例を示し、地上より高い、低い又は同じレベルにあってよい建物内部でのカバレッジ拡張を可能にする。
【０００６】
他の例の移動可能な中継局(ノマディック中継局)は、一時的なカバレッジを用意し、イベントや緊急事態／災害の際にアクセスをもたらす。図５の右下に示される最後の例は、乗物に設けられたリレーを用いてネットワークへのアクセスをもたらす。
【０００７】
リレーは伝送技術の進歩とともに以下に説明されるように通信システムのゲインを強化するために使用される。
【０００８】
無線通信信号が空間を伝搬する際の散乱又は吸収に起因して、伝搬損失又は「パスロス」が生じ、信号強度の減少を引き起こすことが知られている。送信機及び受信機間のパスロスに影響する要因は：送信機のアンテナの高さ、受信機のアンテナの高さ、キャリア周波数、散乱タイプ（都市、都市近郊、田舎）、形態の詳細（高度、密度、隔たり、地勢（丘上、平坦））等を含む。送信機及び受信機間のパスロスＬ（ｄＢ）は次のようにモデル化できるかもしれない：
L=b+10nlogd    （Ａ）
ここでｄ（メートル）は送信機−受信機間の隔たりであり、ｂ（ｄＢ）及びｎはパスロスパラメータであり、絶対パスロスはl=10(L/10)で与えられる。
【０００９】
間接的なリンクで受ける絶対パスロスの合計ＳＩ＋ＩＤは直接的なリンクＳＤで受けるパスロスより少ないかもしれない。言い換えればそれは次のように書ける：
L(SI)+L(ID)<L(SD)      （Ｂ）
従って単一の伝送リンクを２つの短い伝送セグメントに分割することは、パスロス及び距離の間の非線形性を活用することになる。数式（Ａ）を用いたパスロスの簡易な理論分析により、ソース装置から宛先装置へ直接的に伝送されるのではなく、中間装置（例えば、中継ノード）を介してソース装置から宛先装置へ信号が伝送される場合に、全体的なパスロスの減少（及び信号強度及びデータスループットにおける改善又は利益）を達成できることが理解できる。適切に実現されるならば、マルチホップ通信システムは送信機の送信電力を削減し、無線送信を促し、これは、電磁放射に晒されることを減らすだけでなく干渉レベルの低減効果をももたらす。或いは、全体的なパスロスの低減は、信号を搬送するに必要な放射される全送信電力を増やさずに、受信機での受信信号品質を改善することに資する。
【００１０】
マルチホップシステムはマルチキャリア伝送とともに使用するのに適している。ＦＤＭ（周波数分割多重化）、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）又はＤＭＴ（ディスクリートマルチトーン）のようなマルチキャリア伝送システムでは、１つのデータストリームがＮ個の並列的なサブキャリア上に変調され、各サブキャリア信号は自身の周波数範囲を有する。これは全体域（即ち、所与の期間内に送信される或る量のデータ）を複数のサブキャリアにわたって分割し、データシンボル各々の期間を増やすことを可能にする。各サブキャリアは低い情報レートを有するので、マルチキャリアシステムは、シングルキャリアシステムと比較して、導入されるチャネル歪に対する耐性を強化できる利点を有する。これは、伝送レート即ち各サブキャリアの帯域がチャネルのコヒーレンス帯域より狭いことを保証することで可能になる。その結果、サブキャリア信号で受けるチャネル歪は周波数に依存し、従ってシンプルな位相及び振幅補正因子で補正可能である。従って、システム帯域がチャネルのコヒーレンス帯域より広い場合には、マルチキャリア受信機内のチャネル歪補償エンティティは、シングルキャリア受信機内でのものより複雑さをかなり低くすることができる。
【００１１】
直交周波数分割多重化(ＯＦＤＭ)はＦＤＭに基づく変調技術である。ＯＦＤＭシステムは複数のサブキャリアを使用し、各サブキャリアは数学的な意味で直交しており、サブキャリアは互いに独立であることに起因して、サブキャリアのスペクトルは干渉せずに重なっている。ＯＦＤＭシステムの直交性は、ガードバンド周波数の必要性を排除し、それ故にシステムのスペクトル利用効率を増やす。ＯＦＤＭは多くの無線システムで提案及び採用されている。それは現在のところ、非対称ディジタル加入者回線(ＡＤＳＬ)コネクションで、（IEEE802.11a/g標準規格に基づくWiFiデバイスのような）何らかの無線ＬＡＮアプリケーションで、及び（IEEE802.16標準規格に基づく）ＷｉＭＡＸのような無線ＭＡＮアプリケーションで使用されている。ＯＦＤＭはしばしばチャネル符号化、誤り訂正技術とともに使用され、符号化された直交ＦＤＭ又はＣＯＦＤＭをもたらす。ＣＯＦＤＭはディジタル電気通信システムで現在広く使用され、マルチパス環境下でのＯＦＤＭベースのシステムのパフォーマンスを改善している。そのような環境ではチャネル歪の変動が、周波数領域のサブキャリア及び時間領域のシンボル双方にわたって生じ得る。あるタイプのコンピュータネットワーク技術だけでなく、ＤＶＢ及びＤＡＢのようなビデオ及びオーディオブロードキャストでもそのようなシステムが見受けられる。
【００１２】
ＯＦＤＭシステムでは、逆離散又は高速フーリエ変換アルゴリズム(ＩＤＦＴ／ＩＦＦＴ)を用いることで、変調されたＮ個の並列的なデータソース信号のブロックが、Ｎ個の直交する並列的なサブキャリアにマッピングされ、「ＯＦＤＭシンボル」と呼ばれる信号を送信機の時間領域で形成する。従って「ＯＦＤＭシンボル」はＮ個のサブキャリア信号全ての合成信号である。ＯＦＤＭシンボルは数学的には次のように表現できる：
【数１】
2008048424.tif 000003
ここで、Δfはサブキャリア間隔(Hz)であり、Ts=1/Δfはシンボル期間(秒)であり、cnは変調されたソース信号である。数式(１)のサブキャリアベクトルc=(c0,c1,...,cN-1),c∈Cn,（ソース信号の各々はサブキャリア信号成分に変調される）は、ある有限のコンステレーションによるN個のコンステレーションシンボルの或るベクトルである。受信機では、受信された時間領域信号は、離散フーリエ(DFT)又は高速フーリエ変換（FFT）アルゴリズムを適用することで、周波数領域に逆変換される。
【００１３】
ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）はＯＦＤＭの多重アクセス変形例である。これは、サブキャリアの部分集合を個々のユーザに割り当てるように動作する。これは、いくつものユーザからの同時送信を、より良いスペクトル利用効率になるようにする。しかしながら、アップリンク及びダウンロード方向で干渉なしに双方向通信を可能する問題がまだ残る。
【００１４】
２つのノード間で双方向通信を可能にする際に、ある装置が同じリソース媒体で同時には送信及び受信できないという物理的制約を克服するために、２つの（フォワード又はダウンロード及びリバース又はアップリンク）通信リンクを多重する周知の２つの別個のアプローチがある。第１に、周波数分割二重化(ＦＤＤ)は、一方をフォワードリンクの通信用に及び他方をリバースリンク通信用に、送信媒体を２つの別個の帯域に分割することで、同時ではあるが別個の周波数帯域で２つのリンクを使用することを含む。第２に、時分割二重化(ＴＤＤ)は、同じ周波数帯域上であるが、媒体へのアクセスを時間的に分割することを含み、時間的にどの時点ででもフォワード又はリバースのリンクのみが媒体を使用しているようにする。何れのアプローチ（ＴＤＤ及びＦＤＤ）も各自のメリットを有し、シングルホップの有線及び無線通信システムにかなり使用されている。例えばIEEE802.16規格はFDD及びTDDモード双方を組み込んでいる。
【００１５】
一例として、図６はIEEE802.16規格(WiMAX)のOFDMA物理レイヤで使用されるシングルホップTDDフレーム構造を示す。
【００１６】
各フレームはDL及びULサブフレームに分割され、その各々は別個の伝送期間になる。各サブフレームは送信／受信及び受信／送信伝送ガードインターバール（それぞれTTG及びRTGと呼ばれる）で分割される。DLサブフレーム各々は、フレーム制御ヘッダ(FCH)、DL-MAP及びUL-MAPが後に続くプリアンブルとともに始まる。
【００１７】
FCHはDLフレームプレフィックス(DLFP)を含み、バーストプロファイル及びDL-MAP長を指定する。DLFPは、各フレームの始めに伝送されるデータ構造であり、現在のフレームに関する情報を含む；それはFCHにマッピングされる。
【００１８】
同時DL割り当てがブロードキャスト、マルチキャスト及びユニキャストされてもよく、それらはサービングBS以外の他のBSに対する割り当てを含んでもよい。同時ULはデータ割当及び測距又は帯域リクエストでもよい。
【００１９】
本願は次の代理人管理番号とともに同一出願人により同日に出願された一群の英国特許出願（P106752GB00,P106753GB00,P106754GB00,P106772GB00,P106773GB00,P106795GB00,P106796GB00,P106797GB00,P106798GB00,P106799GB00）の１つに関連し、これらは通信技術に関する本発明と相互に関連する発明を記述している。他の９つの出願各々の内容全体は、本願のリファレンスに組み入れられ、他の９つの出願各々の謄本は原出願とともに提出されている。
【００２０】
モビリティ(又は、送信装置及び対応する受信装置間の相対的な運動)は、移動局（MS）、中継局（RS）及び他の無線通信装置の重要な特徴になる。それは主に無線チャネルコヒーレント時間のような無線チャネル属性を決定する。従って無線装置は動的に変化する無線チャネル状態に適合するのにモビリティ推定を当てにする。
【００２１】
例えば、OFDMAベースのWiMAXでは、MSのモビリティにより、基地局（BS）は或るサブキャリア割り当てモードを有するサービスコネクションを関連する置換ゾーン(permutation  zone)に構成する。例えば低モビリティのMSはAMC置換ゾーン内で通信するようアレンジされる。更に、モビリティの知識に基づいて、BSはバーストのディメンジョンを調整し、時間領域及び周波数領域双方でダイバーシチゲインを最適化する。
【００２２】
図１は４スロットの固定ペイロードを伴う異なるバーストディメンジョンについてのバーストエラーレートを示す。チャネルモデルは3km/hrの速度で歩くITU歩行者Ｂである。周波数領域でのバーストサイズの増加が、より良いバーストエラーレートパフォーマンスになることが明らかである。
【００２３】
従ってモビリティ推定は無線システムのパフォーマンスを最適化するのに重要である。本発明の実施例は、無線通信システムのモビリティを正確に推定する方法をもたらす。説明される本発明は独立項で規定され、有利な実施例は従属項に関連する。
【００２４】
以下、本発明の好ましい特徴が添付図面を参照しながら単なる具体例とともに説明される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
SNRの低い環境でも無線装置のモビリティを高精度に推定すること。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明では、少なくとも２つの通信装置を有する無線通信システムで使用する無線送信方法が使用される。前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信する。当該無線送信方法は、前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得するステップと、少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算するステップと、前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定するステップと、判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信するステップとを有する方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
従来、モビリティを推定するのにCINR(キャリア干渉雑音比)の標準偏差が使用されている。CINR指標は次式で定義できる：
【数２】
2008048424.tif 000004
ここで、rk,nは、ｋ番目のフレームで測定されたメッセージの中でｎ番目に受信されたサンプルであり、sk,nは、チャネル状態ウエイトの適用された送信機からのパイロットサンプル又は対応するプリアンブルである。
【００２８】
CINRに基づく推定は通信システムにおけるノイズ及び干渉により強く影響を受けることに本発明者等は着目した。例えば、マルチセルシステムでは、干渉は隣接セル内のユーザから影響を受けるであろう。図２はマルチセルOFDMAシステムにおけるパイロット及びデータサブキャリアのSINRと基地局及び無線装置間の距離との関係を示す。明らかに、SINRは隣接セルからの干渉の影響を強く受けている。従ってCINRの標準偏差はモビリティを正確に反映できない。
【００２９】
本発明は例えばSNRの低い環境でも無線装置のモビリティを高精度に推定する方法をもたらす。
【００３０】
以下の好ましい方法は、周波数領域チャネルゲインベクトル相関因子(CGVCF:  Channel-Gain-Vector  Correlation  Factor)に基づき、３つの主要なステップを有する。
【００３１】
＜ステップ１＞：周波数領域瞬時チャネルゲインベクトルHkTsを取得する。
【００３２】
HkTsは次の表に表現できる：
HkTs={HkTs(f0)  HkTs(f1)  ・・・HkTs(fn)}    （２）
ここでTsは時間領域でのサンプリング期間であり、fnは周波数領域でのサンプリングポイントである。HkTs(fn)は周波数ポイントfnにおける瞬時チャネルゲインである。
【００３３】
HkTs(fn)は周波数領域チャネル推定法により得られる。
【００３４】
通常のOFDM又はOFDMAベースのシステムでは、kTsはシンボル期間の整数倍に等しくすることができる。fnは、パイロットやプリアンブルのように周波数領域で予め決められたシーケンスのサブキャリア周波数である。例えば周波数領域瞬時チャネルゲインベクトルHkTsは、周波数領域におけるパイロットから容易に得られ、次式のように書ける：
【数３】
2008048424.tif 000005
ここで、PRX_kはｋ番目のシンボルで周波数領域で受信されたパイロットであり（Tsはシンボル持続時間に等しいものとする）、PTX_kはｋ番目のシンボルで周波数領域で送信されたパイロットである。
【００３５】
このステップの後に、一連の周波数領域チャネルゲインベクトルHは次のように得られる：
H={HTs  H2Ts  ・・・HkTs  ・・・HNTs}      （４）
ここで、Nはシーケンスの長さである。
【００３６】
＜ステップ２＞：CGVCFの計算
HkTs及びH(k+m)Ts間のCGVCFは次式のように書ける：
【数４】
2008048424.tif 000006
ここで、E{・}は期待値であり、σ{・}は標準偏差である。
【００３７】
ｍTの時間差を有する２つの周波数領域チャネルゲインベクトル間の相関因子をρmとする。数式（５）をシーケンス（４）に適用することで、相関因子のシーケンスは次のように書ける：
ρ={ρ1  ρ2  ・・・  ρm  ・・・ρN-1}      （６）
ρmを計算する際にノイズの影響を減らすために平均化を行うことができる。例えばρmは次式のように計算できる：
【数５】
2008048424.tif 000007
ここで、i,jは、j-i=mの条件を満たす１及びN間の全ての可能な数である。
【００３８】
また、ρを計算する際にノイズの影響を減らすために平均化を行うことができる。例えば、ρa及びρbがHa及びHbからそれぞれ計算される場合、ρのシーケンスは次式のように書ける：
ρ=a・ρa＋(1−α)・ρb    １＞α＞０      （８）
＜ステップ３＞：モビリティの推定
モビリティは以下の選択的な方法により推定することができる：
ｉ．  モビリティはρの勾配(グラディエント)により推定することができる。ρの勾配の値が大きいことは大きな移動度を意味する。
【００３９】
ｉｉ．  ＳＮＲの良い環境では、モビリティはρの偏差(deviation)から推定できる。ρの偏差の値が大きいことは大きな移動度を意味する。
【００４０】
ｉｉｉ．  ＳＮＲの良い環境では、モビリティはρの期待値から推定できる。ρの期待値が大きいことは小さな移動度を意味する。
【００４１】
ｉｖ．  ＳＮＲの良い環境では、モビリティはρmの値から推定できる。ρmの値が大きいことは小さな移動度を意味する。
【００４２】
図３はチャネルゲインベクトルの相関因子の計算例を示す。波線及び実線は、OFDMAベースのWiMAXダウンリンクサブフレームで計算された相関因子曲線である。黒い点線は直線適合によりプロットされたものであり、モビリティの異なる環境で勾配が相違する様子を見えるようにしている。シミュレーションにおけるSNRは１２ｄBである。
【００４３】
通常、低ノイズの環境では、大きな値の相関因子は小さなモビリティを意味する。相関因子及び速度間の関係はノイズにより完全にダメージを受けていることが図３から理解できる。このため、ノイズの多い環境ではCINRはモビリティを正確に推定できないことが予想される。
【００４４】
しかしながらそれでも相関因子の勾配によりモビリティは容易に識別可能である。従ってρの勾配でモビリティを推定すると、SNRの悪い環境でも良いパフォーマンスをもたらすであろう。
【００４５】
＜主要な効果＞
本発明の実施例は、無線通信装置のモビリティを推定する方法をもたらす。本発明による主な利点は以下のとおりである：
１．提案方法は、SNRの低い環境でも無線装置のモビリティを高精度に推定できる効果をもたらす。
【００４６】
２．無線リソース管理アルゴリズム、ルーティング及びチャネル推定等のような広範囲にわたる用途でモビリティは重要なパラメータであるので、提案方法は、無線通信装置内でそれらのアルゴリズムを強化するのに使用可能である。
【００４７】
３．本提案方法で提示されるモビリティ推定アルゴリズムを実行することで、無線通信装置は動的に変化する無線チャネル状態に合わせることができ、パフォーマンスを改善できる。
【００４８】
本発明の実施例はハードウエアで、１以上のプロセッサ上で動作するソフトウエアモジュールとして又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。即ち、実際にはマイクロプロセッサ又はディジタル信号プロセッサ(DSP)が、本発明を利用する送信機の機能の全部又は一部を実現するのに使用されてよいことを当業者は認識するであろう。本発明は本願で説明されたどの方法でもその全部又は一部を実行する１つ以上のデバイス又は装置プログラム（例えば、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムプロダクト）として実現されてよい。本発明を利用するそのようなプログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に格納されてもよいし、例えば１つ以上の信号の形式をとってもよい。そのような信号はインターネットウェブサイトからダウンロード可能なデータ信号でもよいし、或いはキャリア信号で用意されてもよいし、何らかの他の形式をとってもよい。
【００４９】
以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。
【００５０】
（付記１）
少なくとも２つの通信装置を有する無線通信システムで使用する無線送信方法であって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該無線送信方法は、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得するステップと、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算するステップと、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定するステップと、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信するステップと、
を有する方法。
【００５１】
（付記２）
前記チャネル特性の指標が、チャネルゲイン指標である付記１記載の方法。
【００５２】
（付記３）
前記チャネルゲイン指標が、周波数領域ベクトルである付記２記載の方法。
【００５３】
（付記４）
プリアンブル及び／又は周波数領域の他の所定のシーケンスを利用して、前記チャネルゲイン指標が計算される付記３記載の方法。
【００５４】
（付記５）
相関因子の時系列を生成するステップ及び前記相関因子の時系列を相対的なモビリティの推定値として使用するステップを更に有する付記１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【００５５】
（付記６）
前記時系列の相関因子各々が、期待値及び偏差を利用して生成される付記５記載の方法。
【００５６】
（付記７）
ノイズの影響を減らすために、前記時系列中の連続的な相関因子を平均化するステップを含む付記５又は６に記載の方法。
【００５７】
（付記８）
平均化法を利用して前記時系列中の個々の相関因子を計算し、ノイズの影響を減らすステップを含む付記５、６又は７に記載の方法。
【００５８】
（付記９）
相対的な運動の推定値としての値が、前記時系列の勾配を計算することで相関因子のシーケンスから導出される付記１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【００５９】
（付記１０）
相対的な運動の推定値としての値が、前記時系列の偏差を計算することで相関因子のシーケンスから導出される付記１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【００６０】
（付記１１）
相対的な運動の推定値としての値が、前記時系列の期待値を計算することで相関因子のシーケンスから導出される付記１乃至８の何れか１項に記載の方法。
【００６１】
（付記１２）
前記相関因子が、良いSNRでの相対運動を推定するのに使用される付記１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【００６２】
（付記１３）
前記送信パラメータが、少なくとも２つの利用可能なモードから選択された送信モードを表し、当該方法は、前記相関因子又は該相関因子から導出される値に応じて、第1モードでの送信を第２モードでの送信に変えるステップを含む付記１乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【００６３】
（付記１４）
前記第1モードから前記第２モードへ及び前記第２モードから前記第１モードへ変更する際にヒステリシスマージンを与えるための分離閾値が規定される付記８記載の方法。
【００６４】
（付記１５）
判定された送信パラメータは、OFDM又はOFDMAシステムの加入者割当モードを表す付記１乃至１４の何れか１項に記載の方法。
【００６５】
（付記１６）
少なくとも２つの通信装置を有するOFDM通信システムで使用する無線送信方法であって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該無線送信方法は、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の周波数領域瞬時チャネルゲインベクトルを取得するステップと、
前記周波数領域瞬時チャネルゲインベクトルからチャネルゲインベクトル相関因子を計算するステップと、
前記チャネルゲインベクトル相関因子に基づいて、前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動を推定するステップと、
前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号で情報を送信するステップと、
を有し、前記送信信号は、推定された相対的な運動で決定される少なくとも１つの送信パラメータを有する方法。
【００６６】
（付記１７）
前記ソース装置が中継局であり、前記宛先装置が移動局であり、当該方法は前記中継局及び前記移動局間のモビリティを推定する付記１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【００６７】
（付記１８）
前記ソース装置が基地局であり、前記宛先装置が中継局であり、当該方法は前記基地局及び前記中継局間のモビリティを推定する付記１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【００６８】
（付記１９）
前記ソース装置が中継局であり、前記宛先装置が別の中継局であり、当該方法は前記２つの中継局間のモビリティを推定する付記１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【００６９】
（付記２０）
前記ソース装置が基地局であり、前記宛先装置が移動局であり、当該方法は前記基地局及び前記移動局間のモビリティを推定する付記１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【００７０】
（付記２１）
前記ソース装置が移動局であり、前記宛先装置が基地局であり、当該方法は前記移動局及び前記既知局間のモビリティを推定する付記１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【００７１】
（付記２２）
前記ソース装置が中継局であり、前記宛先装置が移動局であり、当該方法は前記中継局及び前記移動局間のモビリティを推定する付記１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【００７２】
（付記２３）
前記ソース装置が移動局であり、前記宛先装置が中継局であり、当該方法は前記移動局及び前記中継局間のモビリティを推定する付記１乃至１６の何れか１項に記載の方法。
【００７３】
（付記２４）
相対的に運動する少なくとも２つの通信装置を有する無線伝送システムであって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該無線伝送システムは、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得する取得手段と、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算する計算手段と、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定する判定手段と、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信する送信手段と、
を有する無線伝送システム。
【００７４】
（付記２５）
相対的に運動する少なくとも２つの通信装置を有する無線伝送システムのソース装置であって、前記通信装置の一方は当該ソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該ソース装置は、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得する取得手段と、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算する計算手段と、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定する判定手段と、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信する送信手段と、
を有するソース装置。
【００７５】
（付記２６）
少なくとも２つの通信装置を有する無線通信システムのソース装置のコンピュータ装置で実行されるコンピュータプログラムであって、前記通信装置の一方はソース装置を構成し、他の通信装置の１つは宛先装置を構成し、前記ソース装置は前記宛先装置に情報を送信し、当該コンピュータプログラムは、
前記ソース装置及び前記宛先装置間のチャネル特性の指標を少なくとも２つの時点で取得するステップと、
少なくとも２つの時間的に連続する指標間の相関因子を計算するステップと、
前記ソース装置及び前記宛先装置間の相対的な運動の推定値として前記相関因子又は該相関因子から導出される値を使用し、送信パラメータを判定するステップと、
判定された送信パラメータを用いて、前記ソース装置から前記宛先装置へ送信信号を送信するステップと、
を有する方法を前記ソース装置に実行させるコンピュータプログラム。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】バーストディメンジョンの相違がバーストエラーレートの相違になる様子を示す図である。
【図２】隣接セルからの干渉によりSINRは大きな影響受けることを示す図である。
【図３】ダウンリンクサブフレームにおける相関因子の曲線を示す図である（IEEE802.16e,SNR=12.5dBにおけるダウンリンクPUSC）。
【図４】シングルセル２ホップ無線通信システムを示す図である。
【図５】中継局の例を示す図である。
【図６】IEEE802.16規格のOFDMA物理レイヤで使用されるシングルホップTDDフレーム構造を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
MS  移動局
RS  中継局
BS  基地局
【図１】
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【図２】
2008048424.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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