(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アップリンク（ＵＬ）高速フィードバックチャネルを一次ＵＬ高速フィードバックチャネルと二次ＵＬ高速フィードバックチャネルとに分離する２レベルに適応可能な高速フィードバックチャネルフレームワークを含む高速フィードバックチャネル設計を利用する無線ネットワークでの利用に適応させられたトランシーバを備え、
前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルは、より大きなダイバーシティオーダを利用するべく最適化された性能で、６情報ビットまでをサポートする１２の長さの半直交シーケンスを利用するよう適応されている装置。
【請求項２】
イベント駆動型の送信による前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネル上へのリンク適応を利用してオーバヘッドを減らしつつ前記送信の効率を高めることをさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルは、固定されたロバストレートでワイドバンドチャネル品質インジケータレポート（ワイドバンドＣＱＩレポート）を提供し、前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルは、前記固定されたロバストレートよりも多くの量のデータを通信できる適応可能なレートでサブバンドＣＱＩレポートを提供する請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
簡単な設計且つ低減された複雑性で、様々なタイルサイズに適合するよう実装可能な最適化されたＢＣＨ符号を前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルおよび前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルの両方に対して利用することをさらに含む請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項５】
前記半直交シーケンスは、６４シーケンスを有する請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の装置。
【請求項６】
前記トランシーバは、非コヒーレント検知を伴う高速フィードバックチャネル送信をサポートする高度な非コヒーレントレシーバを含む請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の装置。
【請求項７】
無線システムのチャネル品質データの送信方法であって、
アップリンク（ＵＬ）高速フィードバックチャネルを一次ＵＬ高速フィードバックチャネルと二次ＵＬ高速フィードバックチャネルとに分離する２レベルに適応可能な高速フィードバックチャネルフレームワークを含む高速フィードバックチャネルを利用し、
前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルを、より大きなダイバーシティオーダを利用するべく最適化された性能で、６情報ビットまでをサポートする１２の長さの半直交シーケンスを利用するよう適応させることを含む方法。
【請求項８】
イベント駆動型の送信による前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネル上へのリンク適応を利用してオーバヘッドを減らしつつ前記送信の効率を高めることをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルが、固定されたロバストレートでワイドバンドチャネル品質インジケータレポート（ワイドバンドＣＱＩレポート）を提供し、前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルが、前記固定されたロバストレートよりも多くの量のデータを通信できる適応可能なレートでサブバンドＣＱＩレポートを提供することをさらに含む請求項７または請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
簡単な設計且つ低減された複雑性で、様々なタイルサイズに適合するよう実装可能な最適化されたＢＣＨ符号を前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルおよび前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルの両方に対して利用することをさらに含む請求項７から請求項９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルにおけるチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）よりも頻繁に前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルにおけるＣＱＩを通信することをさらに含む請求項７から請求項１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
非コヒーレント検知を伴う高速フィードバックチャネル送信をサポートする高度な非コヒーレントレシーバをトランシーバに実装することをさらに含む請求項７から請求項１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータに、
アップリンク（ＵＬ）高速フィードバックチャネルを一次ＵＬ高速フィードバックチャネルと二次ＵＬ高速フィードバックチャネルとに分離する２レベルに適応可能な高速フィードバックチャネルフレームワークを含む高速フィードバックチャネルを制御すること、および前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルを、より大きなダイバーシティオーダを利用するべく最適化された性能で、６情報ビットまでをサポートする１２の長さの半直交シーケンスを利用するよう適応させる処理を制御させることを含む動作を行わせるためのプログラム。
【請求項１４】
さらに、イベント駆動型の送信による前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネル上へのリンク適応を利用してオーバヘッドを減らしつつ送信の効率を高める処理を制御させるための請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
さらに、前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルが、固定されたロバストレートでワイドバンドチャネル品質インジケータレポート（ワイドバンドＣＱＩレポート）を提供し、前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルが、前記固定されたロバストレートよりも多くの量のデータを通信できる適応可能なレートでサブバンドＣＱＩレポートを提供する処理を制御させるための請求項１３または請求項１４に記載のプログラム。
【請求項１６】
さらに、簡単な設計且つ低減された複雑性で、様々なタイルサイズに適合するよう実装可能な最適化されたＢＣＨ符号を前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルおよび前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルの両方に対して利用する処理を制御させるための請求項１３から請求項１５のいずれか１つに記載のプログラム。
【請求項１７】
さらに、前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルにおけるチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）よりも頻繁に前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルにおけるＣＱＩを通信するための請求項１３から請求項１６のいずれか１つに記載のプログラム。
【請求項１８】
さらに、トランシーバに、非コヒーレント検知を伴う高速フィードバックチャネル送信をサポートする高度な非コヒーレントレシーバを実装する処理を制御させるための請求項１７に記載のプログラム。
【請求項１９】
基地局（ＢＳ）と、
前記基地局と通信する移動局（ＭＳ）とを備え、
前記ＢＳおよび前記ＭＳは、アップリンク（ＵＬ）高速フィードバックチャネルを一次ＵＬ高速フィードバックチャネルと二次ＵＬ高速フィードバックチャネルとに分離する２レベルに適応可能な高速フィードバックチャネルフレームワークを含む高速フィードバックチャネル設計を利用し、
前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルは、より大きなダイバーシティオーダを利用するべく最適化された性能で、６情報ビットまでをサポートする１２の長さの半直交シーケンスを利用するよう適応されているシステム。
【請求項２０】
前記ＭＳおよび前記ＢＳが、イベント駆動型の送信による前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネル上へのリンク適応を利用してオーバヘッドを減らしつつ前記送信の効率を高める請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルは、固定されたロバストレートでワイドバンドチャネル品質インジケータレポート（ワイドバンドＣＱＩレポート）を提供し、前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルは、適応可能なレートでサブバンドＣＱＩレポートを提供する請求項１９または請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ＭＳおよび前記ＢＳが、簡単な設計且つ低減された複雑性で、様々なタイルサイズに適合するよう実装可能な最適化されたＢＣＨ符号を前記一次ＵＬ高速フィードバックチャネルおよび前記二次ＵＬ高速フィードバックチャネルの両方に対して利用する請求項１９から請求項２１のいずれか１つに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
無線通信システムでは、ダウンリンク（ＤＬ）ＤＬ送信が多くのモードをサポートしている。ＤＬ性能を最適化して必要な目標容量を達成するためには、移動局（ＭＳ）チャネルおよびトラフィック状況に応じて送信モード間を適応させつつスイッチする機能は非常に重要である。高速フィードバックチャネルを利用して、チャネル品質インジケータのデータおよびＭＩＭＯ（多数入力多数出力）関連のフィードバックをフィードバックして、ＤＬの適応をサポートしている。全体的な性能を最適化させるには、高速フィードバックチャネルが、１）ＤＬ適応に適したメトリックをフィードバックすること、２）フィードバック待ち時間を低減させて、より高速でロバスト処理を行うこと、３）フィードバックのオーバヘッドを制御して、ＵＬの効率性を管理すること、および４）フィードバックの信頼性を制御して、ＤＬ最適化を行うこと、が必要となる。
【０００２】
このように、無線システムにおいてチャネル品質データを送信する技術の向上が強く望まれている次第である。
【０００３】
本発明の主題とみなすものは、本明細書の最後の部分で特に指摘して、明確に請求する。しかし本発明は、その仕組みおよび動作方法、ひいては、その目的、特徴、および利点について、以下の詳細な記載を添付図面とともに読むことで理解が深まる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】時間領域における一次および二次高速フィードバックチャネルの周期および周波数の一例を示す。
【図２Ａ】本発明の一実施形態における３ｘ６ＦＭＴのＰＣＱＩＣＨを示す。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態における３ｘ６ＦＭＴのＰＣＱＩＣＨを示す。
【図３】本発明の一実施形態におけるＵＬ一次フィードバックチャネルのチャネル構造を示す。
【図４】本発明の一実施形態におけるＰＣＱＩＣＨのタイル構造（３ｘ６）を示す。
【図５】本発明の一実施形態におけるＳＣＱＩＣＨの制御タイル構造を示す。
【図６】本発明の一実施形態におけるタイル構造および符号化されたブロックからタイル構造２ｘ６へのマッピングを示す。
【図７】本発明の一実施形態におけるアップリンク二次高速フィードバックチャネルのチャネル構造を示す。
【図８】本発明の一実施形態における、タイルサイズ３ｘ６／６ｘ６の４ビットＰＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈおよびＰＡ−３ｋｍｐｈ）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線を示す。
【図９】本発明の一実施形態における、タイルサイズ２ｘ６の４／５／６ビットＰＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈおよびＶＡ−３５０ｋｍｐｈ）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線を示す。
【図１０】本発明の一実施形態における、１１ビットＳＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈ、１ｘ２および１ｘ４）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線を示す。
【図１１】本発明の一実施形態における、２２ビットＳＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈ、ＰＡ−３ｋｍｐｈ、１ｘ２）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線を示す。
【図１２】本発明の一実施形態における、１２／２４ビットＳＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈ、１ｘ２、１ｘ４）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
記載を簡潔および明瞭に行うべく、図面に示す部材は必ずしも実寸に即した縮尺で示されていない。例えば、部材の一部は他の部材より大きく示すことで明瞭性を期している場合がある。さらに、適切と思われる場合には参照番号を図面間で繰り返して利用することで、対応するまたは類似した部材であることを示している場合もある。
【０００６】
以下の詳細な説明では、多くの特定の詳細を述べて、本発明の完全な理解を促している。しかし、当業者であれば容易に理解するように、本発明はこれらの特定の詳細なしに実行することができる。他方では、公知の方法、手順、部材、および回路を詳細に示さないことで、本発明を曖昧にしないように配慮した箇所もある。
【０００７】
本発明の実施形態はこの点に限定はされないが、例えば「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定／判断」、「構築」、「分析」、「チェック」等の用語を用いた説明は、プロセッサまたは処理回路、あるいはこれに類似した電子処理デバイスを備えるコンピュータまたはコンピューティングシステムの動作および／または処理に係るものであってよく、コンピュータシステムのレジスタおよび／またはメモリの電子量等の物理量で表されるデータを、コンピューティングシステムのメモリ、レジスタ、または他の同様の情報格納、送信、または表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータへと操作および／または変換するもののことであってよい。
【０００８】
本発明の実施形態はこの点に限定はされないが、「複数」という用語は、例えば「多数」または「２以上」を含んでよい。「複数」という用語は、本明細書において、２以上の部材、デバイス、エレメント、ユニット、パラメータ等を表すために利用されている。例えば、「複数の局」といえば、２以上の局を含んでよい。
【０００９】
本発明の実施形態は、２つの２レベルに適応可能な一次／二次高速フィードバックチャネルフレームワークを含みうる無線システムの新規な高速フィードバックチャネル設計を提供する。一次／二次高速フィードバックチャネルフレームワークはさらに、ＵＬ高速フィードバックチャネルを一次（固定されたロバストなレートのワイドバンドＣＱＩレポート）と二次（適応可能なレートのサブバンドＣＱＩレポート）ＵＬ高速フィードバックチャネルとに分離させること、および、イベント駆動型の送信で二次ＵＬ高速フィードバックチャネル上へリンク適応させることを含んでよく、これにより、オーバヘッドを減らしつつ送信効率を大幅に向上させることができる。これによりさらに、独立した高速フィードバックチャネル設計も達成され、各チャネル性能を最適化することができる（例えば、２つのチャネルがそれぞれ異なる置き換えモードで最適な性能を達成する）。
【００１０】
本発明の一実施形態では、簡単な設計且つ低減された複雑性で、最適化されたＢＣＨ符号を、一次（ＰＣＱＩＣＨ）および二次（ＳＣＱＩＣＨ）高速フィードバックチャネル両方に利用することができる（もっとも本発明はこの点に限定はされない）。これにより、異なるタイルサイズへの適合が容易となる。
【００１１】
本発明の実施形態は、より大きなダイバーシティオーダを利用可能に最適化された性能で、６情報ビットまでをサポートするＰＣＱＩＣＨに１２の長さの半直交シーケンスを利用するという利点を有する。本発明の実施形態はさらに、高速フィードバックチャネル設計のために詳細なタイルサイズ、パイロットパターン、およびレシーバ検知方法を提供し、符号化利得と周波数ダイバーシティ両方を達成することができる。さらに、一部の実施形態では、超高速の（例えば３５０ｋｍｐｈ）非コヒーレントな検知を伴う高速フィードバックチャネル送信をサポートする高度な非コヒーレントなレシーバが提供されている。
【００１２】
本発明の一部の実施形態が提供する５つの主要なコンポーネントは、２レベルに適応可能な一次／二次高速フィードバックチャネルフレームワーク、ＳＣＱＩＣＨへのリンク適応、ここで提案する高速フィードバックチャネル設計のチャネル構造、ＰＣＱＩＣＨおよびＳＣＱＩＣＨ用の高度な非コヒーレントなレシーバおよび符号である。
【００１３】
＜２レベルに適応可能な一次／二次ＣＱＩＣＨフレームワークおよびプロトコル＞
ここで提案する２レベルに適応可能な一次／二次高速フィードバックチャネルフレームワークにおいて、ＵＬ高速フィードバックチャネルは、一次高速フィードバックチャネル（ＰＣＱＩＣＨ）および二次高速フィードバックチャネル（ＳＣＱＩＣＨ）という２つのチャネルに分類され、各々が１以上の種類の高速フィードバック情報を含んでよい。一次ＣＱＩチャネルは、低速、低周波数の、周期性のＣＱＩフィードバック送信をサポートしており、一義的には、平均的なＣＱＩおよびＭＩＭＯフィードバック情報を送信し、信頼性のある基本的な接続を提供するよう設計されている。ＰＣＱＩＣＨは、ＣＱＩをＵＬにフィードバックする必要のある全てのユーザが利用可能である。基地局（ＢＳ）は、一次高速フィードバックチャネルのリソースを分配して、各ユーザ個々のチャネル変分特徴に基づいてフィードバック周波数を特定する。この情報は、サブスクライバステーション（ＳＳ）に送られ、ＣＱＩフィードバックに関する振る舞いを調節される。二次高速フィードバックチャネルは、より高度なフィーチャ（例えばＭＩＭＯ、ＦＦＲ、周波数選択スケジューリング（ＦＳＳ））を、より効率性よくサポートするために設計されており、送信データがある場合に利用され、ＣＱＩフィードバックをより頻繁に、およびより細かい粒度で行うことができる。つまり、ＳＣＱＩＣＨは、狭帯域のＣＱＩおよびＭＩＭＯフィードバック情報（コードワード、送信ランク、およびＰＭＩ等ごとにＭＩＭＯで有効なＳＩＮＲを含む）の高いペイロードフィードバックを、要求時のみにサポートしており、送信はイベント駆動型であってよい。
【００１４】
ロバスト送信を保証しつつ、一方で二次高速フィードバックチャネルのスループットを最大化させるには、リンク適応をサポートする必要があり、これは、ユーザ位置／チャネル条件に基づいてフィードバック効率を高める目的で行われる。この設計においては、センターユーザは、自身の信号対干渉ノイズ率（ＳＩＮＲ）が高い利点を利用して、ＣＱＩを高速で高効率で送ることができる。従って、ＳＣＱＩＣＨは、ＦＦＳ、ＭＩＭＯ等のフィーチャをサポートするのにより多くのＣＱＩをフィードバックする必要があるダウンリンクにおいて、ローカルにリソースを割り当てられたユーザをカバーすることを目指している。ユーザのチャネル品質が非常に低いと、二次高速フィードバックチャネルでより多くのＣＱＩを供給したとしても、意味のある利得を達成することができない。ＳＳからの要求を受け取るたびに、ＢＳは、二次高速フィードバックチャネルを分配するか否か、いつ分配するか、および、リソース量および対応するインデックス、送信周波数、レート、およびこれらの情報のＳＳへのリレーに関する判断を行う。図１に示すように、通常は１００で示される一次高速フィードバックチャネル１２０は、各ユーザがＣＱＩを複数のフレームで定期的にフィードバックする際のサポートを行う。二次高速フィードバック制御チャネルにおけるユーザのＣＱＩフィードバックは、一次高速フィードバック制御チャネル上で行われるものよりも頻繁になりうる。
【００１５】
二次高速フィードバックチャネルの分配は、ユーザのトラフィック状況およびチャネル変分に従ってイベント駆動型でありうる。ＵＬＳＦＢＣＨは、バッファ１１０にトラフィックがある場合のみ、または次のｎ個のフレームで到着が予期されている場合のみに分配され、バッファ１３０にトラフィックがない場合、または、次のｍ個のフレームで到着が予期されていない場合にはＯＦＦにされる。加えて、一次高速フィードバックチャネルは、電力制御のための基準を提供することができる。この基準は、データチャネルおよび二次高速フィードバックチャネルの両方を制御する電力のために利用することができる。二次高速フィードバックチャネルは、ＵＥが最小ＳＩＮＲを達成して最低のＭＣＳレベルをサポートするためのＵＬ電力制御を必要とする。
【００１６】
＜ＳＣＱＩＣＨへのリンク適応＞
ＳＣＱＩＣＨ上へのリンク適応をサポートするには複数の方法がある。設計オプション１は、リンク適応を、長期チャネル統計（例えば、基地局で長期的に計測されたＵＬ幾何学的ＳＩＮＲ）に基づいて行うものである。設計オプション２では、ＳＳが最低変調を利用して送信を開始する。ＢＳは、ＳＳの分配が始まり、ＳＣＱＩＣＨ上でＣＱＩのフィードバックが開始されると、ＳＣＱＩＣＨのＵＬ専用パイロットを利用してチャネル計測に基づいてレートを調節する。設計オプション３では、ＰＣＱＩＣＨが、専用パイロットを提供して、各ユーザのチャネル計測を助ける。ＳＣＱＩＣＨを利用するユーザにとって、初期ＭＣＳレベルは、ＰＣＱＩＣＨが計測するチャネル品質に基づいて選択されたものであり、各ユーザのレートは設計オプション２と同様の方法で調節することができる。設計オプション４は、候補となる（打診）サブチャネルの専用パイロットに基づいて適合されたレートのためのものである。
【００１７】
ＢＳは、ＳＣＱＩＣＨでＣＱＩの送信を要求しているユーザに対して候補チャネルを分配する。各ユーザに対するこれら候補サブチャネルのチャネル品質は、専用パイロットにより計測される。品質面を考慮した場合、選択されたユーザについて指定されたサブチャネルにおけるＳＣＱＩＣＨの対応するＭＣＳが分配される。後続するフレームでは、分配されたサブチャネルでＣＱＩデータが送信される。
【００１８】
上述した全ての設計オプションにおいてリンク適応は、ＵＬでは不確定のチャネル変分を補償のために一定量のマージンを維持する必要があるという点で、粗いものとならざるを得ない。
【００１９】
本発明の実施形態で提案するブロック符号ベースの統一された符号化は、１つの特定のタイル構造（３ｘ６、６ｘ６、または２ｘ６）に基づいて以下で詳述する１２／２４までの情報ビットをサポートすることができるが、この設計は、他のリソースブロックサイズ（またはタイル構造）に対しても容易に適応させることが可能であり、本発明はこの点に限定されない。
【００２０】
加えて、ユーザごと、ＣＱＩごとの全ビットは、例えば選択されるＭＩＭＯモードに応じて変わることを考慮に入れると、１または複数のリソースブロックにおいて混合レート／ＭＣＳレベルをサポートしてリソースを最大に有効利用することで、より細かい粒度レベルが提供される。
【００２１】
＜ＰＣＱＩＣＨのチャネル構造および検知＞
ＰＣＱＩＣＨ設計には、ＵＬフィードバックチャネルの置き換えモードをローカルにするか、分配型にするか、ホッピングローカルなものにするかに応じて３つの方法があるが、最後の２つは同じタイル構造およびパイロットパターンを共有している。ローカルなモードでは、ＰＣＱＩＣＨ論理チャネルが６つの連続サブキャリア掛ける６つＯＦＤＭシンボル（つまり６ｘ６）の１つのタイルサイズを占有し、これは様々なＵＬにローカルな制御リソースユニットから選択され、より多くの拡散利得を得ることができるが、他の２つの置き換えモードでは、２つの方法がある。１つ目の方法では、ＰＣＱＩＣＨ論理チャネルが２個のＵＬフィードバックミニタイル（ＵＬ  ＦＭＴ）を占有しており、これは異なるＵＬ分散制御リソースユニットから、周波数ダイバーシティを達成するために選択される。ここでは各ＵＬ  ＦＭＴは、３つの連続サブキャリア掛ける６つのＯＦＤＭシンボル（つまり３ｘ６）として定義される（概して図２Ａ、図２Ｂの２００で示されている）。ＰＣＩＱＣＨ論理チャネルは３つのＵＬフィードバックミニタイル（ＵＬ  ＦＭＴ）を占有し、これらは異なるＵＬ分散制御リソースユニットから、周波数ダイバーシティを達成するために選択される。ここでは各ＵＬ  ＦＭＴは、３ｘ６に類似した、２つの連続サブキャリア掛ける６つのＯＦＤＭシンボル（つまり２ｘ６）として定義される。これら３つ場合全てにおいて、６ｘ６という同じブロックサイズが利用されている。分配型は２１０で示されており、ホッピングローカル型は２２０で示されている。
【００２２】
図３の３００は、３ｘ６および２ｘ６の５つのタイルサイズにおけるＰＣＱＩＣＨチャネルシンボル生成手順を示す。４ビットのペイロード３１０を一例として示すが、本発明はこの点に限定はされない。シーケンス選択を３２０で示す。先ず４ビットのペイロード３１０を、以下の表３に示すブロック符号により１６ビットに符号化して、繰り返し２  ３３０で適用する。サイズ２ｘ６を利用する際には、４ビットのペイロード３１０を、表１に示す半直交シーケンスで１２ビットに符号化して、繰り返し３で適用する。この後に、繰り返された符号化ビットをＢＰＳＫ変調して（３４０）、１つのＵＬ  ＦＭＴ３５０にマッピングして、フィードバックチャネルシンボル３６０を出力する。ＰＣＱＩＣＨの各3ｘ６タイルについて、２つのトーンがヌルであり（図４の４００参照）、タイルサイズ２ｘ６については、全てのトーンがデータ送信に利用される。
【００２３】
本発明の一実施形態では、６ｘ６のタイル構造を図１に示すものと同様の方法で、あるいは、統一パイロットパターンでは設計の複雑性を低減させるためにＳＣＱＩＣＨの構造を利用して（図５を参照して後述する）導出することができる。これにより性能の差異が生じない。さらに、６ｘ６のタイルサイズを利用するときのチャネルシンボル生成手順も同様であるが、この場合には４ビットのペイロードを３２ビットへと直接符号化することでより多い拡散利得を得る点のみが異なる。この場合には、２回の繰り返しは省略する。
【００２４】
非コヒーレントな検知は、以下のようにしてＰＣＱＩＣＨ検知に利用することができる。
１）ローカルモードにおける６ｘ６のタイルサイズ
ｊ番目のレシーバアンテナにおいて、受信信号は（１）のように表され、ここでＲｊ（ｎ，ｋ）は、ｊ番目のアンテナにおける受信信号を表し、Ｈｊ（ｎ，ｋ）はチャネル応答を表し、Ｐｔ（ｎ，ｋ）は、符号化されたビットを表し、Ｎｊ（ｎ，ｋ）はホワイトノイズを表す。
Ｒｊ（ｎ，ｋ）＝Ｈｊ（ｎ，ｋ）Ｐｔ（ｎ，ｋ）＋Ｎｊ（ｎ，ｋ）      （１）
非コヒーレントレシーバでは、受信信号は、（２）に示すように全ての可能性あるシーケンスと相関付けられる。
【数２】
0005265017.tif 000002
Ｈｊ（ｎ，ｋ）は、タイル６ｘ６の３２サブキャリアでまとめられるように、ＣＱＩＣＨと略同じと仮定する。
【数３】
0005265017.tif 000003
アント数をＡｎｔＮｕｍとすると、全ての受信アンテナの結果を（４）に示すように組み合わせることができる。
【数４】
0005265017.tif 000004
∧＝最大｛∧ｔ，ｔ＝０，１………３１｝は、検知された符号化ビットＰｔとしてみなされるので、４ビットのペイロードを検出することができる。
【００２５】
２）分配／ホッピング分配モードにおけるタイルサイズ３ｘ６
レシーバにおいて、非コヒーレント検知を以下のように利用することができる。
タイル１および２におけるｊ番目のレシーバアンテナについて、受信信号は（５）のように表すことができる。
レシーバにおいて、非コヒーレント検知を以下のように利用することができる。
タイル１および２におけるｊ番目のレシーバアンテナについて、受信信号は（５）のように表すことができる。
【数５】
0005265017.tif 000005
ここでｍはタイルインデックスを表し、１または２に等しい。
非コヒーレントレシーバでは、受信信号が（５）に示す全ての種類のシーケンスと相関付けられている。
【数６】
0005265017.tif 000006
0005265017.tif 000007
が３ｘ６の各タイルにおいて大体同じであることを仮定すると、１６個のサブキャリアでまとめると、以下のようになる。
【数７】
0005265017.tif 000008
２つのタイルのＣＱＩデータは（８）に示すようにまとめられる。
【数８】
0005265017.tif 000009
全体として、４つのアンテナが（９）に示すようにまとめられる。
【数９】
0005265017.tif 000010
【００２６】
３）分散／ホッピング分散モードにおけるタイルサイズ２ｘ６  タイルサイズ３ｘ６同様に、唯一の差異はシーケンス長が１２であることなので、３回の繰り返しを行う。
【００２７】
ここで４ビットのペイロードを一例として利用して、ＰＣＱＩＣＨのチャネル構造の説明を行う。４ビットが効果的なＳＩＮＲに必要であり１から２ビットが異なるＭＩＭＯモードにおけるランク適応に必要であることから、基本的に４から６ビットがＰＣＱＩＣＨにおける平均的なフィードバック情報として合理的な範囲である。ＰＣＱＩＣＨとして正確なビット数は個々の無線システムに応じて異なり、本設計は、以下に提案する１２／２４ビットまでをサポートするブロック符号ベースの統一されたチャネル符号化により、異なるペイロードビットに容易に拡張可能である。
【００２８】
＜非コヒーレントな検知のための高度なレシーバ＞
トランスミッタは、隣接するサブキャリアおよび隣接するＯＦＤＭシンボルで所定のシーケンスのうちの１つを送信する。シーケンスの各エントリは１つのサブキャリアを変調する。チャネル相関性をレシーバが知っている場合には、このセクションに高度なレシーバを適用することができる。異なるサブキャリアについてのチャネル相関性は、チャネル遅延拡散から推定することができる。異なるＯＦＤＭシンボル用のチャネル相関性はドップラーから推定することができる。２つのサブキャリアが異なる周波数にあり、時間が低くなる場合（例えば、高速の場合）に直接相互相関が適用される場合にエラーフロアを克服するためには、高度なレシーバが特に有用である。
【００２９】
１）信号モデル  トランスミッタは、所定のシーケンスのうちの１つを、隣接する周波数サブキャリアおよび隣接するＯＦＤＭシンボルで送信する。シーケンスの各エントリは１つのサブキャリアを変調する。レシーバは、所定のシーケンスのいずれが送信されたかを、チャネル応答を推定することなく行うことを希望する。所定のシーケンスを以下のように記述することとする。
【数１０】
0005265017.tif 000011
ここで、Ｎｆはシーケンス長であり、Ｎｃは所定のシーケンスの数である。受信信号は以下のように表される。
【数１１】
0005265017.tif 000012
ここで、ｉ０は、送信されたシーケンスのインデックスであり、ｊはフィードバックチャネルのサブキャリアのインデックスであり、ｈ（ｊ）はｊ番目のサブキャリアのチャネル応答であり、ｎ（ｊ）は、ｊ番目のサブキャリアのＡＷＧＮである。さらに、ｈ（ｊ）およびｎ（ｊ）の平均がゼロ（zero mean）と仮定され、分散１およびσ２でガウス分布する（つまり、ｈ（ｊ）〜ＣＮ（０，１）およびｎ（ｊ）〜ＣＮ（０，σ２））。レシーバはチャネル応答を知らないが、チャネル応答のサブキャリアにおける相関性が既知であることを前提としている。つまり以下となる。
【数１２】
0005265017.tif 000013
ここで、Ｒ＝Ｅ（ｈｈＨ）である。
【００３０】
２）シーケンス検知
【数１３】
0005265017.tif 000014
【００３１】
ｎ（ｊ）およびｃｉ（ｊ）は独立しており、‖ｃｉ（ｊ）‖＝１であるので、ｎ（ｊ）およびη（ｊ）は同じ分布を有する。さらに、候補のシーケンスｃｉが送信されたシーケンスｃｉ０である場合、ｌｃｉ（ｊ）の定数は、１に等しい。ｌｃｉ（ｊ）が独立しており、ｊ＝１，…，Ｎｆにおいてランダムな位相回転である場合には、（５）の第一項は、独立したガウスランダム変数となる。
【００３２】
各シーケンスは同様に起こりうるので、最大の後方検知（posterior detection）は最大尤度検知（maximum likelihood detection）と同じになる。送信されたシーケンスｃｉ０の最大尤度検知は、以下のように与えられる。
【数１４】
0005265017.tif 000015
条件付き確率は、以下のように計算される。
【数１５】
0005265017.tif 000016
ここで、ｃは正規化係数であり、ｃｉに依存していない。（１５）を（１４）に代入すると、以下のようになる。
【数１６】
0005265017.tif 000017
ここで、Ｒｒ＝（Ｒ−１＋σ−２Ｉ）−１
【００３３】
レシーバがレシーバＲを知らない場合、Ｒは、関連付け要求およびＡＣＫ等の前のアップリンク・トラフィックから推定可能である。最大の後方（ＭＡＰ）検知器は、（１４）から、以下のようにもう１つ項を追加することで得られる。
【数１７】
0005265017.tif 000018
【数１８】
0005265017.tif 000019
【００３４】
基地局はＲの分布を推定するためのＲのサンプル（ｐ（Ｒ））を取得して、（１８）を数値的に評価することができる。複雑性が低い場合には、Ｒはドップラー速度によりパラメータ化されてよく、ほんの数個（例えば４個の速度）のみを（１８）の評価用に選択することができる。さらに複雑性を低減させるべく、一定の速度のＲ（例えば１００ｋｍ／ｈまたは３００ｋｍ／ｈといった中間の速度または高速）を、（１７）および（１８）を用いずに利用する。この理由は、Ｒがｒｃｉに対してローパスフィルタとして実行され、ドップラースピードが大まかに最高の通過周波数を制御するからである。正確なＲは、小さな性能損失の様々なローパスフィルタで置き換えることができる。
【００３５】
複雑性の低減については、幾らかの量を予めコンピューティングして格納しておくことができる。例えばＲｒを異なる速度について予めコンピューティングしておくことができる。
【００３６】
＜ＳＣＱＩＣＨのチャネル構造および検知＞
ＰＣＱＩＣＨ同様に、ＳＣＱＩＣＨは、６ｘ６のブロックサイズで設計され、タイルサイズは、分散／ホッピングローカルモードにおいて３ｘ６または２ｘ６であり、ローカル／分散モードで６ｘ６であってよい。
１）タイルサイズ３ｘ６
１つの６ｘ６ブロックは、２つのＵＬ  ＦＭＴで構成され、これは異なるＵＬ  ＤＲＵ（分散リソースユニット）から選択される。ＵＬ  ＦＭＴは３つの連続するサブキャリア掛ける６つのＯＦＤＭシンボルである時間周波数ブロックであり、３つの固定位置パイロットトーンを有する。
２）タイルサイズ２ｘ６
１つの６ｘ６ブロックは、３つのＵＬ  ＦＭＴで構成され、これは異なるＵＬ  ＤＲＵ（分散リソースユニット）から選択される。ＵＬ  ＦＭＴは２つの連続するサブキャリア掛ける６つのＯＦＤＭシンボルである時間周波数ブロックであり、２つの固定位置パイロットトーンを有する。
３）タイルサイズ６ｘ６：４つの固定位置パイロットトーンを有する場合
【００３７】
図５の５００は、３ｘ６  ３１０、６ｘ６  ３２０、２ｘ６  ３３０を含む上述した異なるタイルサイズのタイル構造を示す。
【００３８】
図６の６００はタイル構造、および６１０、６２０、および６３０で示す符号化ブロックからタイル構造２ｘ６へのマッピングを示す。
【００３９】
ＳＣＱＩＣＨを構成するプロセスおよびアップリンク二次高速フィードバックチャネルのチャネル構造は図７の７００で示されている。先ず、各ブロックＵＬ強化されたフィードバックペイロード情報ビット（１〜１１ビット）が、タイルサイズ３ｘ６またはタイルサイズ２ｘ６（最後の２列はパンクチャしている）を利用する場合には３０ビット長に、また、後述する表３および表４が示すブロック符号がタイルサイズ６ｘ６を利用する場合には３２ビット長に符号化される（７１０および７２０）。そして  このシーケンスを２回繰り返し（７３０）、ＱＰＳＫ変調する（７４０）。変調されたシンボルは、アップリンク強化高速フィードバック制御チャネルのデータサブキャリアにマッピングされる（７５０）。二次高速フィードバックチャネルシンボルの結果を７６０に示す。具体的には、図６は符号化されたブロックの２ｘ６のタイル構造へのマッピングを示している。
【００４０】
ＳＣＱＩＣＨの制御データペイロードは、フィードバック情報の組み合わせが与えられているレポートフォーマットに応じた可変サイズを有する。各ＳＣＱＩＣＨは、１〜１２ビットの範囲のフィードバックペイロード情報ビットサイズをサポートすることができる。加えて、レートはそのチャネル条件に基づいて異なるユーザに対して適応させることができる。繰り返しを省くことで、ＳＣＱＩＣＨのより高いレートをサポートすることができる（２４ペイロードビットまでサポート可能である）。ＳＣＱＩＣＨチャネルのレシーバ検知は、ＭＬＤレシーバとコヒーレントである。
【００４１】
＜ＣＱＩＣＨのチャネル符号化＞
１）ＰＣＱＩＣＨについての半直交シーケンス  表１は、タイルサイズ２ｘ６を利用する場合のＰＣＱＩＣＨについての半直交シーケンスを示す。これらシーケンス間の相互相関は６、４、２、０である。これは、６情報ビットまでの送信をサポートすることができ、４ビットを送信する場合には前の１６シーケンスを利用することができ、５ビットを送信する場合には前の３２シーケンスを利用することができる。
【表１】
0005265017.tif 000020
【００４２】
２）第１／ＳＣＱＩＣＨ用のブロック符号ベースの統一チャネル符号化  ＣＱＩＣＨの情報ビットは２つの別個のブロック符号で符号化される。情報ビット数は１から１１ビットであり、ａ０、ａ１、ａ２、...、ａｋ−１で表され、ここでＫ＝１、...１１である。表３および表４には、異なる数の情報ビットについて２つのブロック符号が存在している。コードワードは、表３および表４にＳｉ、ｎで示される６または１２ベースのシーケンスの線形の組み合わせにより得ることができる。
【表３】
0005265017.tif 000021
【表４】
0005265017.tif 000022
【００４３】
ｂ０、ｂ１、ｂ２、...、ｂＮ−１を符号化されたコードワードの１つと仮定する（Ｎ＝３２）。コンポーネントの１つは
0005265017.tif 000023
で表すことができる。
【００４４】
符号化されたコードワードにパンクチャおよび繰り返しを利用することができる。結果生じるシーケンスｃ０、ｃ１、ｃ２、...、ｃＭ−１は、ｃｊ＝ｂ（ｊｍｏｄＮ）と表すことができる（ｊ＝０，１，２，…，Ｍ−１）。
【００４５】
＜Ｃ  性能評価＞
我々の８０２．１６ｍのＬＬＳ（リンクレベルシミュレータ）のシミュレーションプラットフォームに基づいて、異なる置き換えモードの性能を評価する。チャネルモデルは、ＩＴＵ  ＰＡ  ３ｋｍ／ｈおよびＩＴＵ  ＰＢ  ３ｋｍ／ｈを含み、４ビットのＰＣＱＩＣＨの性能評価に非コヒーレント検知を利用する。ＳＣＱＩＣＨ関連の評価では、ＭＭＳＥベースのチャネル推定を伴うＭＬ検知を利用する。図８の８００は、ＰＣＱＩＣＨの性能結果を、タイルサイズ３ｘ６／６ｘ６の４ビットのＰＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈおよびＰＡ−３ｋｍｐｈ）のＳＮＲ対ＳＰＥＲ曲線として示す。
【００４６】
図９の９００は、タイルサイズ２ｘ６の４／５／６ビットのＰＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈおよびＶＡ−３５０ｋｍｐｈ）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線である。
【００４７】
図８の曲線は、ＰＥＲ＝１０％ではローカル置き換えのタイルサイズ６ｘ６が、分散モードのタイルサイズ３ｘ６より僅かに良好であり、より低いＰＥＲでは、タイルサイズ３ｘ６のほうが６ｘ６よりも良好であることを示している。基本的に３ｘ６のタイルサイズを有する曲線のほうが６ｘ６のものよりも急峻であるが、アンテナ数が増えるとその差異は幾分か減少している。現実的なシステムでは、ＣＱＩＣＨの設計対象に従って適切なものを選択することができる。表５では、対象となるＰＥＲ１％および１０％を達成する異なる場合に必要となるＳＮＲ（ｄＢ）をリストにしている。ここから明らかなように、４個の受信アンテナでは、必要となるＳＮＲは−８．５ｄＢと低くてよく、これは、我々の設計が、システムが信頼性のあるＣＱＩ接続を維持して５ｋｍのセルサイズまでをカバーして非常にロバストであることを意味している。（我々の前の評価では、５ｋｍまでのセルサイズの動作点が−8ｄＢであった。）図９の９００は、４／５／６ペイロードビットに対するサイズ２ｘ６のＰＣＱＩＣＨの結果を示している。スロープは、繰り返し３の結果による周波数ダイバーシティ利得が大きいことにより３ｘ６のものよりも僅かに急峻なものとなっている。加えて、ＶＡ３５０ｋｍｐｈにおける結果からも、非コヒーレントな検知に対する、提案されている高度なレシーバの利点が明らかである。これを利用しない場合には、ＰＥＲ＝０．０１になる前にＥＦがあった。
【表５】
0005265017.tif 000024
【００４８】
２）ＳＣＱＩＣＨの性能結果  図１０の１０００は、１１ビットＳＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈ、１ｘ２および１ｘ４）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線を示しており、１１ビットのペイロードをブロックサイズ６ｘ６で送信するときのＰＢ−３ｋｍｐｈにおける１ｘ２および１ｘ４の性能結果を示している。明らかに、２つの受信アンテナが存在しているときにはタイルサイズ３ｘ６の結果がタイルサイズ６ｘ６の結果よりも、ＰＥＲ＝１０％で約２ｄＢ優れており、ＰＥＲ＝１％で４ｄＢ優れており、４つの受信アンテナの場合にはそれぞれ１ｄＢおよび２．５ｄＢであった。これは周波数ダイバーシティ利得から得られる利点であり（３ｘ６のタイルを２つ利用する場合、ダイバーシティオーダ＝２）、従ってタイルサイズ３ｘ６がこの場合には好適であるということになる。
【００４９】
図１１の１１００は、６ｘ６のブロックサイズを有する２２ビットのペイロードを送信したときのＰＢ−３ｋｍｐｈおよびＰＡ−３ｋｍｐｈにおける１ｘ２の性能結果を示している。明らかに、タイルサイズ６ｘ６の結果がタイルサイズ３ｘ６の結果よりも、ＰＢ−３ｋｍｐｈにおいて〜２ｄＢ優れており、ＰＡ−３ｋｍｐｈにおいて〜１．５ｄＢ優れている。従って繰り返しを行わずに１１ビットを超えるペイロードビットを送信する場合には、６ｘ６のタイルサイズが３ｘ６のタイルサイズよりも好適である、ということになる。図１２の１２００は、本発明の一実施形態におけるタイルサイズ２ｘ６のときの１２／２４ビットＳＣＱＩＣＨ（ＰＢ−３ｋｍｐｈ、１ｘ２および１ｘ４）のＳＮＲ対ＰＥＲ曲線を示す。
【００５０】
本発明の特徴の幾らかを記載、例示してきたが、当業者には数多くの変形例、代替例、変更例、および均等物が明らかである。従って添付請求項にはこれら全ての変形例および変更例が本発明の真の精神に含まれることを意図している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図９】
0005265017.tif 000034
【図１０】
0005265017.tif 000035
【図１１】
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【図１２】
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