(57)【要約】【課題】チャネル・インパルス応答が時間変動する通信システムで長期平均データ伝送レートを増大するためには、より迅速にデータ伝送レートを適合可能にする必要がある。これは、信頼できる評価が迅速に得られるメトリックを必要とする。【解決手段】本通信システム（１００）はパケットの前提部分のみを利用してチャネル品質メトリックを決定するチャネル品質評価モジュール（１３４）を含む。本システムは、少なくとも１個のアンテナ（１０６）と、無線周波数（ＲＦ）プロセッサ（１０９）と、ベースバンド・プロセッサ（１１６）と、デインターリーバ（１２１）と、チャネル・デコーダとを有する受信器を含む。特に、ベースバンド・プロセッサ（１１６）は各サブチャネルの利得評価を計算し、各パケットのビット誤り率に比例する各サブチャネルのチャネル品質メトリックを発生し、ここでビット誤り率は、利得評価値の列をデインターリーブし、利得評価値のデインターリーブ列を短い窓指標と畳み込み、畳み込みが所定の閾値以下に落ちた回数を検出することにより導出される。【選択図】図１
2004180309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット伝送時にデータチャネルを通して送信されるパケットの形式で送信されたデータを復調する受信器において、前記各データチャネルは複数のサブチャネルを有し、各パケットは前提部分と、ヘッダとデータ・ペイロードとを含み、前記受信器は、
無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、対応するアンテナ信号を与える少なくとも１個のアンテナ要素を有し、
少なくとも１個のアンテナ要素に結合されて、アンテナ信号を処理して複数のベースバンド・サンプル信号を与えるＲＦプロセッサを有し、前記複数のサブチャネルの１つに対応する各ベースバンド・サンプル信号はそれぞれキャリア周波数を有し、
ＲＦプロセッサに結合されて、複数のベースバンド・サンプル信号を処理して各サブチャネルの利得評価（ｈi）を計算するベースバンド・プロセッサを有し、該ベースバンド・プロセッサは各パケットのビット誤り率に比例するチャネル品質評価メトリック（Ｍ２）を発生し、前記ビット誤り率は、利得評価値の列（｜ｈi｜）をデインターリーブし、利得評価値のデインターリーブ列（｜ｈi｜）を短い窓指標と畳み込み、かつ前記畳み込みが所定の閾値以下に落ちる回数を検出することにより得られ、
前記ベースバンド・プロセッサに結合されて、処理された複数のベースバンド・サンプル信号をデインターリーブしてデインターリーブ信号列を与えるデインターリーバを有し、
前記デインターリーブ信号列を受信して前記列をデコードするように結合されたチャネル・デコーダを有する、
受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は汎用情報伝送用の通信システムと関し、特に物理層がチャネル品質メトリック（ｍｅｔｒｉｃ）を有する複数キャリア変調を基にしたパケット・ベースの通信システムと関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数スペクトルの効率がよい通信システムの全世界的な成長とその性能の強化は、これらのシステムの個々のユーザー数とデータ通信速度を増大している。物理層が複数キャリア変調通信を基にしているパケット・ベースの通信システムは一般的にＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）またはＤＭＴ（離散複数トーン）システムと呼ばれる。ＯＦＤＭシステム内の利用可能な通信チャネル帯域は多数の離散チャネルまたはキャリアに分割される。これらのチャネルは重なり合い、かつ互いに直交している。データは、所定長を有し、いくつかの数のキャリア周波数を包含するシンボルの形式で送信される。ＩＥＥＥ８０２．１１ａや８０２．１１ｇ無線ＬＡＮ基準に従うシステムはこのようなシステムの公知の例である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１に示すように、パケット・ベースのデータ伝送システムにおけるパケットの従来構造は、前提部分（ｐｒｅａｍｂｌｅ）と、ヘッダと、データ・ペイロードとを含む。前提部分は通常、チャネル・インパルス応答を評価し、自動利得制御回路の設定を得て、キャリア周波数オフセット訂正を実行するために使用される。これはまた、同期やその他の物理層機能に使用される。ヘッダは、通常データ・ペイロードのサイズや特定のパケットに使用されている変調型式のような可変物理層パラメータに関する情報を運ぶために使用される。
【０００４】
無線通信チャネルの、一般に伝送特性と、特にインパルス応答は時間変動の統計量である。チャネル条件でのこれらの変動は、以下には限定されないが、送信器と受信器間の相互移動、及び送信器、受信器のどちらか、または両方の近傍での自動車、人、携帯用オフィス家具等のような物体の移動を含むいくつかの要因により発生する。例として、自動車内の無線通信システム内の加入者端末の使用を含めてよい。加入者端末はシステム内の基地局のアンテナへ直接の可視接続を有しているため接続の品質は非常に高い。次いで、トラックが自動車の前を横切り、アンテナへの直接可視接続をブロックする。結果として、無線接続の品質が劣化し、これはチャネル評価と関連して基地局システムにより検出される。それ故、送受信アンテナが両方とも空間的に固定されていたとしても、これらの間のチャネルは依然として時間と共に変動する。
【０００５】
このような無線データ通信システムでは、チャネル応答でのこれらの変動はチャネルによりサポート可能な短期データレートの対応する変動を生じる。このように、多くのデータ通信システムの設計は異なるデータレートでの無線チャネル上の通信を可能とする。特定のチャネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）が高い時、チャネル品質は良好な性能を有しているものと認められる。これにより、この特定のチャネル上でより高速のデータレートが使用される。しかしながら、ＳＮＲが低い時、チャネル条件は悪く、結果として、その特定のチャネルには低速のデータレートが選択される。ＳＮＲに関連してここで定義される「雑音」は、受信器熱雑音と共に通信システムの通過帯域の無線周波数干渉（ＲＦＩ）も含むものと理解できる。各チャネルのこれらの可変データレートがユーザーにより手動でまたはシステムにより自動的に選択される。いずれの場合でも、チャネル品質を評価する何らかの方法と装置が必要である。
【０００６】
チャネル品質メトリックを使用してチャネル品質を評価し、これによりデータレートを可変とする。多くのチャネル品質メトリックは、各チャネルのデータ伝送レートを設定しようと努力して受信器で測定されたＳＮＲから得られるまたはこれと関係する。従来の方式は各チャネルの平均ＳＮＲを使用してチャネル品質メトリックを計算している。結果として、信頼できる平均ＳＮＲを与えるためには、多数の短いパケットまたは少量の長いパケットのどちらかを得なければならない。従って、大部分の無線データ通信システムでは、短期間で受信したＳＮＲの正確な測定は実行するのは困難である。
【０００７】
さらに、ＳＮＲの導出の複雑性を増加するのは、ＯＦＤＭベースのシステム内では、チャネル内の複数のサブチャネルに対応する複数のＳＮＲがある点である。特定のチャネルの１つの品質メトリックに到達するため、各サブチャネルに対応する全てのＳＮＲの組み合わせと平均化に向けた多数の方式が存在する。いくつかの方式は特定のチャネル内の全てのＳＮＲの算術平均の代わりに各ＳＮＲの最小値または最大値のどちらかを使用する。
【０００８】
理想的な状況下では、チャネル・インパルス応答は少なくとも２つのパケット伝送期間の間で定数に留まる。この場合、チャネルは２つのパケットの持続時間を越えるコヒーレンス時間を有するものと理解される。従って、受信局は受信パケットからチャネル品質を評価し、パケットを送信した局へ戻す次の送信用の適切な送信レートを選択可能である。しかしながら、このシナリオは送信器と受信器間のチャネル条件の対称性に依存している。
【０００９】
ＳＮＲの導出の既知の方式は、パケット誤り率（ＰＥＲ）のような別のメトリックを使用することで、ＳＮＲはＰＥＲに比例するものと仮定される。通常、現代の無線データ通信システムでの動作ＰＥＲは１％である。従って、動作ＰＥＲを精度よく測定するためには大量のパケットが必要である。このように、ＳＮＲを導出するこの方法もまた時間を浪費する。
【００１０】
他の方式はＩＥＥＥ８０２．１１型式ＯＦＤＭ物理層で平均ＳＮＲを評価するためビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）デコーダ路メトリックを使用する。しかしながら、この評価は各チャネルのＳＮＲの信頼できる値を得るためには長い時間を必要とする。従って、これらのＳＮＲ評価に対するデータレートの適合は遅い。
【００１１】
従って、チャネル・インパルス応答が時間変動する通信システムで長期平均データ伝送レートを増大するためには、変化するチャネル条件に対してより迅速にデータ伝送レートを適合可能である必要がある。これは、信頼できる評価が迅速に得られるメトリックを必要とする。多くの現代のパケット・ベースの無線データ通信システムは可変長のパケットをサポートしているため、計算されたメトリックの信頼度はパケット長と大体独立であることが望ましい。または、信頼度が最小の期待されるパケットに対して保証されることが望ましい。
【００１２】
本発明は上記した問題の１つ以上の効果を克服する、または少なくとも減少することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
チャネル品質評価の上述した欠点を解決するため、本発明はパケットの前提部分のみを利用してチャネル品質メトリックを決定するチャネル品質評価モジュールを有する通信システムを教示する。このような通信システムでは、データはパケット通信時にデータチャネル上のパケットの形式で送信され、各データチャネルはいくつかのサブチャネルを含む。このような通信システムの受信器は受信したデータ信号をさらに処理するために復調する。受信器は、少なくとも１個のアンテナと、無線周波数（ＲＦ）プロセッサと、ベースバンド・プロセッサと、デインターリーバと、チャネル・デコーダとを含む。動作時に、アンテナはＲＦ信号を受信し、対応するアンテナ信号をＲＦプロセッサに与える。ＲＦプロセッサはアンテナ信号から複数のベースバンド・サンプル信号を与え、各ベースバンド・サンプル信号は各サブチャネルに対応する。ベースバンド・プロセッサはＲＦプロセッサに結合して、各ベースバンド・サンプル信号を処理する。ベースバンド・プロセッサは各サブチャネルの利得評価ｈiを計算し、各パケットのビット誤り率に比例する各サブチャネルのチャネル品質メトリックＭ2を発生し、ここでビット誤り率は、利得評価値（｜ｈi｜）の列をデインターリーブし、利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列を短いウィンドウ指標と畳み込み、畳み込みが所定の閾値以下に落ちた回数を検出することにより導出される。
【００１４】
他の実施例では、ベースバンド・プロセッサは、各パケットのビット誤り率に比例する各サブチャネルのチャネル品質メトリックＭ2を発生し、ここでビット誤り率は、利得評価値（｜ｈi｜）の列をデインターリーブし、利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列の短い所定区間を平均し、平均が所定の閾値以下に落ちた回数を検出することにより導出される。
【００１５】
さらに他の実施例では、ベースバンド・プロセッサは、各パケットのビット誤り率に比例する各サブチャネルのチャネル品質メトリックＭ2を発生し、ここでビット誤り率は、所定の期間の間に中位の振幅の利得評価値（｜ｈi｜）に隣接する低振幅の利得評価値（｜ｈi｜）の列の検出から導出される。
【００１６】
本設計の利点は、以下には限定されないが、パケットの前提部分のみを使用してチャネル品質メトリックを計算するチャネル品質評価モジュールを含むデータチャネル上のパケットの形式でデータを送信する通信システムを含む。これはパケット前提条件の情報を使用して計算されるため、計算はデータ・ペイロードとは独立である。これは計算されたメトリックに矛盾のない分散を生じ、かつ非常に短いパケットに対してもメトリックの品質を保証する。さらに、このようなチャネル品質メトリック・モジュールを有する通信システムは時間変動チャネルのチャネル品質の適切な評価を与える。従って、チャネル評価を行う信頼性が増加する。さらに、チャネル品質メトリックは簡単に計算でき、それ故受信器設計の複雑度を増大しない。
【００１７】
本発明のこれらの及びその他の特徴は以下の本発明の詳細な説明と添付図面を参照して理解される。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施例を図示する添付図面を参照して以下に本発明をより詳細に記載する。しかしながら、本発明は多数の異なる形式で実施可能であり、本明細書で記載した実施例に限定されるものと認めるべきではない。そうではなく、これらの実施例は本開示が完全であるように提供され、当業者に本発明の範囲を完全に伝えるためのものである。
【００１９】
図１は本発明の教示を利用可能である無線通信システム１００の高レベルなブロック線図を図示する。図示のように、無線システム１００は送信アンテナ１０４を有する無線送信器１０２と無線受信器１０８を含む。無線受信器１０８は受信アンテナ１０６と、無線周波数（ＲＦ）プロセッサ１０９と、ベースバンド・プロセッサ１１６と、デインターリーバ１３６と、チャネル・デコーダ１３８とを含む。これらのモジュールの各々は従来の回路設計習慣に従って構成されてよい。
【００２０】
特に、無線送信器１０２は送信アンテナ１０４に接続されて、情報信号を受信器１０８に送信する。受信アンテナ１０６はフロントエンド装置１１０に接続して処理済みアンテナ信号ｘ（ｔ）を与える。図示のように、ＲＦプロセッサ１０９はフロントエンド装置１１０と、可変利得装置１１２と、デモジュレータ１１４とを含み、可変利得装置１１２はフロントエンド装置１１０とデモジュレータ１１４との間を結合する。さらに、ベースバンド・プロセッサ１１６はアナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）１１８と、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）装置１２０と、シーケンス評価器１２２と、前提部分処理装置１２４と、チャネル品質評価モジュール１３４とを含む。特に、ＡＤＣ１１８はＦＦＴ装置１２０と、前提部分処理装置１２４とチャネル品質評価モジュール１３４とに接続する。ＦＦＴ装置１２０はシーケンス評価器１２２に接続してディジタル・サンプル信号ｙiのＦＦＴ列Ｚiを供給する。一般に、ＦＦＴ装置１２０はモジュール１２２、１２８、１３０及び１３２の１つまたは全てに与えられるべき各前提部分からサブチャネル・シンボルを抽出し復調する。前提部分処理装置１２４はＦＦＴ装置１２０に接続して制御信号を与える。特に、前提部分処理装置１２４はパケット及び前提部分検出モジュール１２６と、エネルギ測定利得設定モジュール１２８と、周波数オフセット評価モジュール１３０とサブチャネル利得評価モジュール１３２とを含む。特に、パケット及び前提部分検出モジュール１２６は、パケットの開始を検出した時と前提部分の終わりを検出した時に信号することによりＦＦＴ装置１２０を制御するよう接続する。エネルギ測定／利得設定モジュール１２８は信号ｙ（ｔ）のエネルギ測定を行う。シーケンス評価器１２２は、周波数オフセット評価モジュール１３０から周波数オフセットを受信するよう接続する。さらに、サブチャネル利得評価モジュール１３２はシーケンス評価器１２２とチャネル品質評価モジュール１３４とに接続して利得評価ｈiを与える。シーケンス評価域１２２は、チャネル・デコーダ１３８に接続するデインターリーバ１３６に結合する。
【００２１】
動作時に、送信器１０２は送信アンテナ１０４から情報信号（キャリア周波数ｆ1で変調）を送信する。送信された信号は伝播媒体（例えば、移動無線チャネル）を介して通過した後無線受信器に到達する。データはパケット送信時にデータチャネルを介して送信されるパケットの形式で送信される。各データチャネルは複数のサブチャネルを含む。パケットは３つの異なる部分、すなわち前提部分と、ヘッダ及びデータ・ペイロード部分とを含む。各送信された信号と共に雑音が受信器アンテナ１０６で受信変調ＲＦ信号ｗ（ｔ）として受信される。受信された信号はＲＦプロセッサ１０９により処理されて、複数の部分的復調のベースバンド信号ｙ（ｔ）を発生する。
【００２２】
特に、ＲＦプロセッサ１０９は、キャリア周波数ｆ1に対応する部分的復調のベースバンド信号ｙ（ｔ）を抽出するため信号を増幅し、混合し、フィルタし、サンプルし、量子化する。受信器フロントエンド装置１１０はＲＦ信号をフィルタし増幅し、これを中間周波数（ＩＦ）信号ｘ（ｔ）に変換する。可変利得装置１１２は信号ｘ（ｔ）を増幅して一定エネルギの信号をベースバンド・プロセッサ１１６に与える。復調器１１４は信号を部分的に復調して、受信した変調ＲＦ信号ｗ（ｔ）をさらに復調するため部部的復調ベースバンド信号ｙ（ｔ）をベースバンド・プロセッサ１１６に与える。図解の都合上特定の無線周波数プロセッサ・アーキテクチャを与えてあるが、当業者はこの他の既知のアーキテクチャ（例えば、広帯域ディジタル化に続くディジタルチャネル化）も使用可能であることを認める。
【００２３】
送信したパケットの前提部分、ヘッダ、及びデータ・ペイロード部分の処理中に、ベースバンド・プロセッサ１１６は、各種のその他の機能の中で、受信した信号のエネルギ／電力を測定し、利得評価を計算し、チャネル品質メトリックを計算する。特に、部分的復調ベースバンド信号ｙ（ｔ）はＡＤＣ１１８によりアナログからディジタルへ変換される。この中で、部分復調ベースバンド信号ｙ（ｔ）はサンプルされ量子化されて離散時間信号ｙiを生じる。システム初期化時に、前提部分プロセッサ１２４は、プロセッサ１２４内の各モジュール１２６−１３２が離散時間信号ｙiを処理するように、前提部分プロセッサ１２４が離散時間信号ｙiを受取るよう結合する。パケット・ベースの伝送では、パケットの開始時にパケットの異なる部分が参照されるため、適切なタイミングを確立するためパケットの開始時を知ることがしばしば必要となる。前提部分はしばしばこの目的のために使用される−これは受信器１０８が認知している変調シンボルの特定パターンを通常含む。従って、パケット及び前提部分検出モジュール１２６はこのパターンを常時監視し、これを見つけた時にパケットの開始を宣言する。次いで残りのパケット持続時間に対してタイミング情報が確立される。
【００２４】
パケットの開始の検出時に、前提部分プロセッサ１２４は、前提部分を受信した通告の形式として制御信号をＦＦＴ装置１２０に送信する。上述したように、ＦＦＴ装置１２０は前提部分からサブチャネル・シンボルを抽出し復調し、この情報はさらに処理するためにモジュール１２２、１２８、１３０及び１３２の全てまたはそのうちの１つに与えられる。このようにして、パケットを検出した後、前提部分が最初に処理されて、パケットの残りの部分（ヘッダとペイロード）を処理するのに必要な全ての情報を得る。システム初期化後、前提部分プロセッサ１２４により前提部分の終わりが検出されると、前提部分プロセッサ１２４は他の制御信号をＦＦＴ装置１２０に送信して、信号ｙiのヘッダとデータ・ペイロード部分を処理する。従って、ＦＦＴ装置１２０は離散時間信号ｙiを対応するＦＦＴ列Ｚiに変換する。シーケンス評価器１２２は当業者に既知の更なる処理のため列Ｚiを処理する。さらに、シーケンス評価器１２２は、以後詳細に説明する前提部分プロセッサ１２４のいくつかの処理変数も利用する。
【００２５】
特に、前提部分プロセッサ１２４内で、エネルギ測定及び利得設定モジュール１２８は離散時間信号ｙiの電力を測定する。周波数オフセット評価モジュール１３０は離散時間信号ｙｉの周波数オフセットを評価し、この情報をシーケンス評価器１２２へ伝達する。サブチャネル利得評価モジュール１３２は各サブチャネルの利得評価ｈiを評価し、利得評価ｈiをシーケンス評価器１２２とチャネル品質評価モジュール１３４の両方に伝達し、列ｙiの以後の処理で、各々、無線チャネルの特定の損傷が補償されることを保証し、かつチャネル品質メトリックＭ2を計算する。前提部分はこれらの特定のチャネル損傷の評価を容易にする特定のシンボル・パターンをしばしば含む。ビタビ・アリゴリズムを使用して、離散ＦＦＴ列Ｚiから２進情報を抽出する際に前提部分処理装置１２４により与えられる情報を必要とするシーケンス評価器１２２を実装する。
【００２６】
さらに、図２に示すように、チャネル品質評価モジュール１３４は利得評価値｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝を受取り、チャネル品質メトリックＭ2のその計算を実行するよう結合する。チャネル品質評価モジュール１３４はデスクランブラ２１２と、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ２１６と、比較器２２２とアキュムレータ２２６とを含む。デスクランブラ２１２は、データ記憶装置２１４に送られたデインターリーブ列Ｄkを含む。明記したように、データ記憶装置２１４は利得評価値｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝の全てを並列に受取るよう結合する。しかしながら、デスクランブラ１２の出力はデインターリーブ列Ｄkにより与えられる所定の順序でデータ記憶装置２１４から読み出される。ＦＩＲフィルタ２１６は単位遅延２１８と加算器２２０を含むものとして図示されているような低域フィルタでもよい。動作時に、デインターリーブされた連続順序で各利得評価値が単位遅延２１８と加算器２２０とで受信される。加算器２２０はデインターリーブ列を遅延デインターリーブ列と加算して（ｍ＋１）ビット和を発生する。比較器２２２は所定の閾値変数Ｔを各和の大きさと比較する。和が所定の閾値変数Ｔより小さい場合、比較器２２２は、アキュムレータへ送られる論理１を発生する。各論理１はアキュムレータ２２６によりカウントされてチャネル品質メトリックＭ2を与える。
【００２７】
動作時に、チャネル品質メトリックＭ2は、サブチャネル利得評価値｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝を３段階で処理することにより計算される。これらの利得を特別の順序で見た時に、低いサブチャネル利得評価値｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝の連なりの発生を列挙することによりチャネル品質を特徴付ける意図である。これは、畳み込みコード用にバタービ・デコーダとインターリーバを用いたパケット・ベースの複数キャリア・システムでは重要である。この場合の前提は、サブチャネル利得評価値｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝をバタービ・デコーダにより使用される順序で見た時に、低利得値の多数の連なりを発生するチャネルはこのような連なりが少ないものよりパケット・エラーをより発生しやすい、ということである。これにより、中位の振幅の利得評価値ｈiにデコーダ列で隣接して低い値の利得評価値ｈiの効果を捕獲する努力の中で、どの効果がデータエラーを発生するのか、短い窓を使用した平均化をＦＩＲフィルタ２１６を使用して実装する。
【００２８】
サブチャネル利得評価｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝は前述したようにまず前提部分から計算される。デスクランブラ２１２は、データを有するサブチャネル数を表すこれらのＮ数をデスクランブルする。特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ基準に適合するシステムでは、Ｎは４８に等しい。デスクランブラ２１２を実装するため、Ｎサブチャネル利得評価｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝はメモリ２１４に並列にロードされる。対照的に、これらのＮサブチャネル利得評価｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝はｎビットデインターリーブ列｛Ｄk｝により指定される順序で直列に読み出される。このように、メモリ内容が読み出される速度と同期してｍビット出力が読み出され、ここでｍはサブチャネル利得の各値を保持するために使用されるビット数である。従って、デインターリーブ列｛Ｄk｝は少なくともｌｏｇ2（Ｎ）でなければならない。デスクランブラ２１２の出力はＦＩＲフィルタ２１６に送られ、ここでＦＩＲフィルタ２１６は［１  １］による畳み込みを表す低域フィルタである。低域フィルタ２１６の帰還回路の実装のため、比較器２２２の入力は少なくとも（ｍ＋１）ビットでなければならない。和が閾値Ｔより大きい場合に比較器２２２は論理１を出力し、それ以外の場合は論理０を出力する。アキュムレータ２２６は各Ｎビット列を加算して、ｒビット・チャネル品質メトリックＭ2を発生する、ここでｒは少なくともｌｏｇ2（Ｎ）である。
【００２９】
本発明によりチャネル品質メトリックを発生する方法は、デインターリーブ列｛ｄi｝を与えるため利得評価｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝の列をデインターリーブする第１段階を含む。この段階に必要なデインターリーバは、データ・ペイロードに対応する変調型式とは独立でなければならない。それ故、ＩＥＥＥ８０２．１１ａと適合するシステムでは、４８サブチャネル利得評価値｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝に４８のブロック寸法を有する２進位相シフト・キード（ＢＰＳＫ）デインターリーバを使用してもよい。
【００３０】
他の段階では、ＦＩＲフィルタ２１６により実装される短い窓関数とのサブチャネル利得評価値｛｜ｈ1｜、｜ｈ2｜、…｜ｈN｜｝の畳み込みが導出されて列｛Ｚi｝を得る。窓関数は任意の値と任意の長さを有してよいが、有効な窓関数は相対的に短く、近似的に等しい大きさのサンプルを含む。特に、別の実施例は、［０．５  ０．５］の長さ２の平均化窓を含む。さらに他の実施例は、図３に示すように、長さ３の窓［α  α  α］を含み、ここでαは実数である。特に、ＦＩＲフィルタ２１６は第１単位遅延３１８と、第２単位遅延３２０と加算器３２２とを含む。動作時に、デインターリーブされた連続順序で各利得評価値が単位遅延３１８と加算器３２２で受信される。第２単位遅延３２０は第１遅延のデインターリーブ列を受信するよう結合されて第２遅延デインターリーブ列を発生する。加算器３２２はデインターリーブ列を第１及び第２遅延デインターリーブ列と加算して（ｍ＋１）ビット和を発生する。
【００３１】
第３段階で、アキュムレータ２２６は畳み込み｛Ｚi｝結果が所定の閾値Ｔ以下に落ちる回数をカウントする。パケット毎で異なるデインターリーブ寸法を使用することが必要な場合、チャネル品質メトリックＭ2はデスクランブラ２１２の寸法を使用して正規化してもよい。
【００３２】
チャネル品質メトリックＭ2の計算は上述した３つの明確な段階とは明らかに異なる操作により実装してもよいことに注意すべきである。代わりに｛ｈi｝の関数を演算することによりチャネル品質メトリックＭ2と等価なメトリックを計算することも可能である。例えば、利得評価の２乗値｛｜ｈi｜2｝または利得評価のログ値｛ｌｏｇ（ｈi）｝を使用して開始して等価なメトリックを計算可能である。
【００３３】
本発明はＯＦＤＭシステムに関連して図示してきたが、本発明はチャネル品質評価部分を含む任意の複数キャリア・システムに適用可能であることを当業者は認められる。さらに、本発明は本発明は直接シーケンス・コード分割複数アクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）、周波数ホッピング、ハイブリッド周波数分割多重アクセス／時間分割多重アクセス（ＦＤＴＡ／ＴＤＭＡ）、及びその他の部品を含むシステムで実装可能である。
【００３４】
パケット・ベースの複数キャリア物理層のチャネル品質メトリックを、ＩＥＥＥ８０２．１１ａと８０２．１１ｇと適合するシステムを参照して記載してきた。当業者は、第１及び第２実施例でのチャネル品質メトリックの計算は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａと８０２．１１ｇと適合するシステムのパケット・ベースの複数キャリア物理層を有するシステムに限定するべきではないことを認める。チャネル品質メトリック処理の計算と実装はその他の複数キャリア・システムで実装してもよい。さらに、２つのチャネル品質メトリック実装の新規な実装は有線及び無線通信システムの両方に適用可能である。
【００３５】
当業者は、図１及び図２に図示した要素の物理位置は、上述した機能を保持しつつ移動または再配置可能であることを認める。
【００３６】
本設計の利点は、以下には限定されないが、物理層前提部分内で利用可能な情報から計算されたチャネル品質メトリックを計算するチャネル品質評価モジュールを含むデータチャネルを介してパケットの形式でデータを伝送する通信システムを含む。従って、その計算はパケット長とは独立である。この結果、計算されたメトリックの分散には矛盾がなく、また非常に短いパケットに対してもメトリックの品質を保証する。従って、チャネル・アセスメントを行う信頼性が増大する。それ故、チャネル品質メトリックの実装は単一のパケットの受信を基にした瞬間的なチャネル品質の信頼できるアセスメントを提供する。さらに、チャネル品質メトリックは簡単に計算でき、それ故、受信器設計の複雑度を増加しない。加えて、評価から、シーケンス評価器によりパケット・ペイロードが正確にデコードされる見込みが非常に小さいと決定された場合に、早期のチャネル品質メトリック発生は、現在のパケットの残りに対して通信システムに受信器１０８をパワーダウンさせて電力を節約させる。
【００３７】
読者の注意は、本明細書と同時に提出され本明細書と共に公衆審査に公開された全ての論文と文書に向けられ、全ての前記論文と文書は引用により本明細書に含まれる。
【００３８】
本明細書（添付請求の範囲、要約及び図面を含む）に開示された全ての特徴は、他に明白に記述しない限り、同様の、等価なまたは同等の目的に役立つ別の特徴により置き換えてもよい。従って、他に明白に記述しない限り、開示した各特長は一連の等価物または同様な特徴の一般的な一例に過ぎない。
【００３９】
以上の明細書に使用した用語と表現はここでは限定ではなく説明の用語として使用され、前記用語と表現の使用には図示し記述した特長またはその一部の等価物を排除する意図はなく、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ定義され限定される。
【００４０】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）パケット伝送時にデータチャネルを通して送信されるパケットの形式で送信されたデータを復調する受信器において、各データチャネルは複数のサブチャネルを有し、各パケットは前提部分と、ヘッダとデータ・ペイロードとを含み、前記受信器は、
無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、対応するアンテナ信号を与える少なくとも１個のアンテナ要素と、
少なくとも１個のアンテナ要素に結合されて、アンテナ信号を処理して複数のベースバンド・サンプル信号を与えるＲＦプロセッサであって、各ベースバンド・サンプル信号は各々がキャリア周波数を有する複数のサブチャネルの１つに対応する前記ＲＦプロセッサと、
ＲＦプロセッサに結合されて、複数のベースバンド・サンプル信号を処理して各サブチャネルの利得評価（ｈi）を計算するベースバンド・プロセッサであって、該ベースバンド・プロセッサは各パケットのビット誤り率に比例するチャネル品質評価メトリック（Ｍ２）を発生し、ビット誤り率は、利得評価値の列（｜ｈi｜）をデインターリーブし、利得評価値のデインターリーブ列（｜ｈi｜）を短い窓指標と畳み込み、畳み込みが所定の閾値以下に落ちる回数を検出することにより得られる前記ベースバンド・プロセッサと、
ベースバンド・プロセッサに結合されて、処理された複数個のベースバンド・サンプル信号をデインターリーブしてデインターリーブ信号列を与えるデインターリーバと、
デインターリーブ信号列を受信して列をデコードするチャネル・デコーダと、
を含むパケット伝送時にデータチャネルを通して送信されるパケットの形式で送信されたデータを復調する受信器。
（２）（１）の受信器において、パケットはＯＦＤＭシンボル・ブロックである受信器。
（３）（１）の受信器において、ＲＦプロセッサは、
アンテナ信号を受信して信号を処理するよう結合されたフロントエンド・モジュールと、
処理されたアンテナ信号を受取るよう結合された可変利得モジュールと、
増幅された信号を受取り、複数のベースバンド・サンプル信号へ信号を部分的に復調する復調器と、
を含む受信器。
【００４１】
（４）（１）の受信器において、ベースバンド・プロセッサは、
ベースバンド・サンプル信号をディジタル・ベースバンド・サンプル信号に変換するアナログ・ディジタル変換器を有し、前提部分が複数のサブチャネル・シンボルを含み、
前記前提部分から複数のサブチャネル・シンボルを抽出しかつ復調するディジタル・ベースバンド・サンプル信号を受信し、前提部分を処理した後にヘッダとデータ・ペイロードの離散ＦＦＴ列を発生するよう結合された高速フーリエ変換（ＦＦＴ）装置を有し、
前記ＦＦＴ装置に結合され、畳み込みエンコーダを使用してＲＦ信号を送信する時にエラー訂正用にヘッダとデータ・ペイロードの離散ＦＦＴ列を受取るシーケンス評価器を有し、
前記アナログ・ディジタル変換器に結合されて、ディジタル・ベースバンド・サンプル信号を受取る前提部分処理モジュールを有し、該前提部分処理モジュールは、
ディジタル・ベースバンド・サンプル信号を受取り、パケットの開始と前提部分の終わりを検出するよう結合されたパケット及び前提部分検出モジュールと、
ディジタル・ベースバンド・サンプル信号を受取り、ディジタル・ベースバンド・サンプル信号の電力を測定するよう結合されたエネルギ計測及び利得設定モジュールと、
ディジタル・ベースバンド・サンプル信号を受取り、周波数オフセットを評価するよう結合された周波数オフセット評価モジュールと、
ディジタル・ベースバンド・サンプル信号を受取り、各サブチャネルの利得評価（ｈi）を評価するよう結合されたサブチャネル利得評価モジュールと、
を含み、
前記シーケンス評価器は、前提部分処理モジュールに結合されて、ヘッダとデータ・ペイロードの離散ＦＦＴ列のエラー訂正用に周波数オフセットと利得評価を受取り、
前提部分の処理用にパケットの開始を検出した時とヘッダとデータ・ペイロードの処理用に前提部分の終わりを検出した時に、前提部分処理モジュールはＦＦＴ装置送信の制御信号を結合し、
サブチャネル利得評価モジュールに結合されて、各サブチャネルの利得評価（ｈi）を受取り、チャネル品質評価メトリック（Ｍ2）を発生するチャネル品質評価モジュールと、
を含む受信器。
（５）（１）の受信器において、チャネル品質評価モジュールは、
利得評価値（｜ｈi｜）とデインターリーブ列（Ｄk）とを受取るように結合されたデータ記憶装置であって、利得評価値（｜ｈi｜）はデインターリーブ列（Ｄk）により指定された順序でデータ記憶装置から読み出される前記データ記憶装置と、
畳み込み結果を与えるために、所定の短い窓指標と利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列を畳み込むよう順番付けられた利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列を受取るよう結合された有限インパルス応答フィルタと、
有限インパルス応答フィルタに結合され、畳み込み結果を所定の閾値と比較し、畳み込み結果が所定の閾値より小さい時に論理値を与える、所定の閾値を有する、比較器と、
を含む受信器。
（６）（５）の受信器において、データ記憶装置は読取り専用メモリ（ＲＯＭ）である受信器。
（７）（５）の受信器において、有限インパルス応答フィルタは低域フィルタで、
利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列を受取り、遅延列を与えるように結合された単位遅延と、
利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列と遅延列とを受取り、比較器へ和を与えるよう結合された加算器と、
を含む受信器。
（８）（５）の受信器において、有限インパルス応答フィルタは低域フィルタで、
利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列を受取り、第１遅延列を与えるように結合された第１単位遅延と、
第１遅延列を受取り、第２遅延列を与えるように結合された第２単位遅延と、
利得評価値（｜ｈi｜）のデインターリーブ列と、第１遅延列と、第２遅延列とを受取り、比較器へ和を与えるよう結合された加算器と、
を含む受信器。
【００４２】
（９）パケット送信時にデータチャネルを通して送信されるパケットの形式で送信されたデータを復調する受信器において、各データチャネルは複数のサブチャネルを有し、各パケットは前提部分と、ヘッダとデータ・ペイロードとを含み、前記受信器は、
無線周波数（ＲＦ）信号を受信し、対応するアンテナ信号を与える少なくとも１個のアンテナ要素と、
少なくとも１個のアンテナ要素に結合されて、アンテナ信号を処理して複数のベースバンド・サンプル信号を与えるＲＦプロセッサであって、各ベースバンド・サンプル信号は各々がキャリア周波数を有する複数のサブチャネルの１つに対応する前記ＲＦプロセッサと、
ＲＦプロセッサに結合されて、複数のベースバンド・サンプル信号を処理して各サブチャネルの利得評価（ｈi）を計算するベースバンド・プロセッサであって、該ベースバンド・プロセッサは各パケットのビット誤り率に比例するチャネル品質評価メトリック（Ｍ2）を発生し、ビット誤り率は、所定間隔の間の中位振幅の利得評価値（｜ｈi｜）に隣接する低振幅の利得評価値（｜ｈi｜）の列の検出から得られる前記ベースバンド・プロセッサと、
ベースバンド・プロセッサに結合されて、処理された複数のベースバンド・サンプル信号をデインターリーブしてデインターリーブ信号列を与えるデインターリーバと、
デインターリーブ信号列を受信して列をデコードするチャネル・デコーダと、
を含むパケット伝送時にデータチャネルを通して送信されるパケットの形式で送信されたデータを復調する受信器。
（１０）（９）の受信器において、パケットはＯＦＤＭシンボル・ブロックである受信器。
（１１）本明細書で開示した通信システム（１００）はパケットの前提部分のみを利用してチャネル品質メトリックを決定するチャネル品質評価モジュール（１３４）を含む。このような通信システム（１００）では、データはパケット伝送時にデータチャネルを介してパケットの形式で伝送され、各データチャネルはいくつかのサブチャネルを含む。本システムは、少なくとも１個のアンテナ（１０６）と、無線周波数（ＲＦ）プロセッサ（１０９）と、ベースバンド・プロセッサ（１１６）と、デインターリーバ（１２１）と、チャネル・デコーダとを有する受信器を含む。ＲＦプロセッサ（１０９）はアンテナ信号を複数のベースバンド・サンプル信号に変換する。ベースバンド・プロセッサ（１１６）は各ベースバンド・サンプル信号を受取るよう結合する。特に、ベースバンド・プロセッサ（１１６）は各サブチャネルの利得評価を計算し、各パケットのビット誤り率に比例する各サブチャネルのチャネル品質メトリックを発生し、ここでビット誤り率は、利得評価値の列をデインターリーブし、利得評価値のデインターリーブ列を短い窓指標と畳み込み、畳み込みが所定の閾値以下に落ちた回数を検出することにより導出される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
本発明とその利点のより完全な理解のため、同様の参照番号は同じ機能を指示している添付の図面と関連して行なう以下の説明を参照されたい。
【図１】本発明による通信システム。
【図２】図１の通信システムのチャネル評価モジュール。
【図３】図２のチャネル評価モジュールの別のＦＩＲフィルタ。
【符号の説明】
【００４４】
１００  通信システム
１０６  アンテナ
１０８  受信器
１０９  ＲＦプロセッサ
１１６  ベースバンド・プロセッサ
１２０  ＦＦＴ装置
１２１  デインターリーバ
１２２  シーケンス評価器
１２４  前提部分処理装置
１２６  パケット及び前提部分検出モジュール
１２８  エネルギ計測利得設定モジュール
１３０  周波数オフセット評価モジュール
１３２  サブチャネル利得評価モジュール
１３４  チャネル品質評価モジュール
【図１】
2004180309.tif 000003
【図２】
2004180309.tif 000004
【図３】
2004180309.tif 000005