JP2004505498A - Ofdm伝送システムにおける伝送リンクのリンク品質測定 - Google Patents
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Abstract
Description
発明が属する技術分野
本発明はOFDM伝送システムのOFDM送信機及びOFDM受信機間の伝送リンクのリンク品質判定ユニット及びリンク品質判定方法に関する。本発明はまた、このようなリンク品質判定ユニットを含む伝送リンク特性セレクタに関する。
【0002】
任意の伝送システム、特にOFDMシステムにおいて、伝送リンク上の伝送の伝送特性(properties or characteristics)を選択及び調整可能とするため、伝送リンク品質指標(measure)が決定されるべきである。伝送リンク品質指標を得る目的で、パラメータを得るためにOFDM伝送信号を評価することが可能であり、このパラメータに基づいて適切なリンク品質指標が決定される。本発明は、特に、どのようにしてこのようなリンク品質指標をOFDM(直交周波数分割多重:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)システムにおいて高精度に得ることができるか、という問題を解決する。本発明はさらに、品質指標を構成することが可能な必須パラメータを提供可能な処理装置に関する。
【0003】
発明の背景
直交周波数分割多重(OFDM)はビット期間よりもずっと大きな時間分散を呈する伝送システムで一般的に用いられる変調方式である。OFDMは既にディジタルオーディオ放送(DAB)及びディジタルビデオ放送(DAV)に定められている。現在、OFDMは欧州、米国及び日本で定められるように、5GHz帯での無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)への使用が検討されている。欧州規格は所謂高性能無線ローカルエリアネットワークタイプ2(HIPERLAN/2:HIgh Performance Radio Local Area Network)である。この規格は現在ETSI(欧州電気通信標準化機構)プロジェクトBRAN(Broadband Radio Access Network)によって策定されている。さらに、OFDMシステムのための北アメリカ及び日本の規格が、上述のHIPERLAN/2規格と非常に似通った物理層を有する点に気づくであろう。
【0004】
図1aに、本発明に関連するブロックを表す一般的なOFDM伝送システムSYSの概要を示す。一般に、OFDM送信TR及びOFDM受信器RC、例えば移動端末(MT)は、伝送リンクTL上で通信する。送信器TRはいくつかのソース情報を複数のサブキャリア上の複数のOFDMシンボルへ変調するため、従前の変調回路MODCRTを有する。当業者には周知であるように、これは基本的に符号化器及び逆離散フーリエ変換処理を用いて実行される。
【0005】
受信器RCは、複数のサブキャリア上のOFDMシンボルをソース情報へ復調するため、従前の復調回路DEMCRTをいくつか有する。当業者には周知であるように、このような復調回路DEMCRTは主要構成として復号化器及び離散フーリエ変換を有する。
【0006】
伝送システムSYSは、固定網であっても、また受信器RC、例えば移動端末MTにアクセスを提供するために例えばアクセスポイントAPが用いられる移動無線通信網であってよい。しかし、原則としてこのシステムアーキテクチャは、移動無線通信網に加え、他の形式の伝送システムにも適用される。
【0007】
全てのODFMシステムにおいて、OFDM変調が送信器TRで行われ、OFDM復調が受信器RCで行われることは共通しているが、伝送リンク上で伝送が発生する具体的な方法はデータ交換に用いられるプロトコルに依存する。図1aはHIPERLAN/2規格に基づくデータ伝送の例を示し、この規格ではMAC(Multiple Access Control)フレームFRに関し、例えば2msの期間を有する伝送が発生する。HIPERLAN/2規格に従って、各伝送フレームFRは報知制御チャネルBCCH情報と、それに続くフレーム制御チャネルFCC情報、さらに個々のダウンリンクトラフィック及びアップリンクトラフィック及び、ランダムアクセスチャネルRACの情報とを含む。実際のOFDMシンボルは個々のバーストBSTに含まれる。各バーストBSTはプリアンブル部PRE及びいくつかのプロトコルデータユニットPDUを含む。プリアンブル部PREは誤り訂正及び受信器のトレーニングのため、各バーストに必要である。
【0008】
図1bに示すように、一般に各プリアンブル部PREは2つのトレーニングシンボルTS及びサイクリックプリフィックス(CP)から構成される。ダウンリンク、アップリンク及びランダムアクセスのための異なるバーストタイプ用に、いくつかの異なるプリアンブルが存在する。しかし、全てのプリアンブルはチャネル推定を可能とするためにサイクリックプリフィックスCP及びトレーニングシンボルTSの同一部分を含む。サンプリング周波数20MHz、サイクリックプリフィックスCPの期間1.6μs及びトレーニングシンボルTSの期間3.2μsにおいて、各プリアンブル部PREはサイクリックプリフィックスCPに32サンプル、各トレーニングシンボルTSに64サンプルを含む。
【0009】
言うまでもなく、伝送リンクTL(無線又は有線)を介した伝送は、受信器RCが想定される送信OFDM情報に関して誤った判断をしうるような雑音、歪み又は他の干渉の影響を受ける。それぞれのプリアンブル部に既知のトレーニングシンボル(すなわち、受信器側においても既知である)を含ませる理由の1つは、受信器トレーニングを可能とするため、つまり、例えば誤った判断をできる限り避けるために受信器RCにおいてチャネル係数を推定するため、受信トレーニングシンボルを既知のトレーニングシンボルと比較するためである。
【0010】
干渉、雑音又は歪みの程度は動的であるため、すなわち干渉するユーザの数、受信信号電力、伝送状況等に依存しうるため、送信器TRは通常、伝送リンク上の通信の伝送特性を動的に適合もしくは調整することができる、伝送リンク特性調整装置ADPを備えている。従って、調整装置ADPは、通常リンク適合(link adaptation:LA)と呼ばれる機能、すなわち、伝送リンク品質を向上させると思われる、予め定められた伝送特性をセッティングする機能を実行する。例えば、HIPERLAN/2規格によれば、様々な物理層モードを調整装置ADPによって設定することができる。図2aはHIPERLAN/2物理層モードの主要パラメータを示す。図2bはHIPERLAN/2物理層の主要パラメータの表を示す。ここで、物理層モード設定は、図2aに示されるように、利用可能な物理層モードに基づいて実行される点に留意すべきである。LAは、伝送パラメータを選択するための方法についての一般的な用語として理解されるべきである。これは、例えば、電力制御とも呼ばれる出力電力の設定を含む。例えば、従来の送信器において、送信電力は受信器における受信電力及び/又は測定されたSNRに基づいて制御されるであろう。
【0011】
図2aに示すように、HIPERLAN/2は6,9,12,18,27,36Mbpsのビットレートを有する6つの必須モードと、54Mbpsのビットレートを有する1つのオプションモードを提供する。異なる物理層モード間を切り替えることにより、伝送リンクTL上の伝送品質は一般的な伝送状況に対して動的に適応可能である。
【0012】
しかし、調整装置ADPは、どの物理層モードを選択する必要があるのかを知るため、伝送リンク品質セレクタTL−SELからの指示を必要とする。一般に、伝送リンク品質セレクタTL−SELは、伝送リンク上でリンク品質測定(LQM)を実行し、リンク品質指標Qを伝送品質決定器TR−DECへ出力するリンク品質測定装置LQ−DETによって形成される。リンク品質測定装置LQ−DETによって実施されたリンク品質測定に基づいて、伝送品質決定器TR−DECは物理層モードを決定し、選択された物理層モードに関する指示を調整装置ADPに与える。そして調整装置ADPは、選択された物理層モードを設定する。
【0013】
リンク品質測定は原則的にリンク品質測定装置LQ−DETによって、送信機TRもしくはアクセスポイントAPサイト内のどこか別の場所(送信機はアクセスポイントAPの一部である)、受信器RCサイト又は、どこか別の場所、すなわちアクセスポイントAPでも送信機TRでも受信器RCでもない場所に配置されている、その通信に関与する伝送システムSYSの別の装置AU内ででも実施することが可能である。同様に、伝送特性決定器TR−DECは、送信機TR又は、アクセスポイントAP内、受信器RC内又は他の任意の装置AUのどこか別の場所に設けられ得る。伝送品質決定器及びリンク品質測定装置が送信機TRの外部に設けられる場合、外部に設けられた送信機TR及びリンク品質測定装置LQ−DETからの対応する信号は調整装置ADPが最終的に受信する。詳細な配置はシステムの実現に依存するため、伝送品質決定器TR−DEC及びリンク品質測定装置LQ−DETによって構成される伝送リンク品質セレクタTL−SELは送信機TR又は受信器RCのみ位置するものとしては示されていない。一般的な見地はLQMの実行が必須であり、選択された物理層モードに関して対応する選択信号が調整装置ADPへ供給されねばならない。リンク適合(LA)手法はデータリンク制御(DLC)層又は物理層のいずれかにおいて得られる様々なリンク品質測定を利用するであろう。
【0014】
リンク品質指標は適切な伝送モードを選択するための判断基準として用いられるまさに基準であるため、どのようにリンク品質が測定が実行されるか、またどのようにリンク品質指標が決定されるかは言うまでもなく非常に重要である。例えば、リンク品質指標が正確でないとすると、過剰な補償、すなわち、実際に予定されるよりも低いビットレートが選択されるであろう。同様に、リンク品質指標が誤っている、すなわち、実際に起こっているよりも良い伝送品質を予測とすると、本来適切であると思われるよりも高すぎるビットレートが選択されるであろう。従って、リンク品質指標の決定、すなわち、どのようにリンク品質測定が実行され、リンク品質指標を導き出すためにどのパラメータが使用されるかは、正確なリンク適合にとって本質的に重要である。
【0015】
従来技術の説明
データリンク層(DLC)上で利用可能なリンク品質指標は、CRC(巡回冗長チェック)から得られるPDU(プロトコルデータユニット)誤り率(Protocol Data Unit Error Rate:PER)推定に基づいている。
【0016】
他の周知のリンク品質指標は受信信号強度(RSS)推定、信号対雑音比(SNR)推定又はビット誤り率(raw bit error rate)推定に基づいている。後者は物理層上で計算可能であろうデータの復号又は再符号化に基づくことが可能である。
【0017】
推定値、すなわちリンク品質測定値に基づいて、品質指標又は品質基準が得られ、これらは上述のようにリンク適合に用いられる。例えばHIPERLAN/2においてパケット伝送に遅延制約条件が無いと仮定すると、好適な品質指標はMbpsで規定されるデータの最大リンクスループットである。理想的な選択式−再送(selective−repeat)ARQ(自動再送要求)手法のリンクスループットは(ビットレート)*(1−PER)で簡単に概算できる。明らかに、PERは興味ある指標であろう。しかし、PERの信頼するに足る直接測定は時間がかかりすぎ、そのため例えばSNR推定を通じたPERの間接的な推定が容易な測定である。
【0018】
しかし、フェージングの影響を受ける多くのシステムにおいて、SNRの関数としてのPERは他のチャネルパラメータに依存する。例えば、SNR又は搬送波対干渉電力比の関数としての誤り率は、遅延拡散(delay spread)のようなチャネル特性の違いによって大幅に異なるであろう。従って、他の測定を考慮に入れる必要がある。
【0019】
原理的には、リンク品質測定LQMはGPRS(汎用パケット無線システム)及びEDGE(Enhanced Data Rates for Global Evolution)のような他のシステムについて既に考慮されている。このようなシステムにおけるリンク品質指標は基本的にビット誤り率測定、信号対雑音推定又は受信信号強度推定に基づいている。しかし、このようなリンク品質指標はHIPERLAN/2のようなOFDMシステムにおいて簡単に使用することができない。
【0020】
特に、OFDMシステムにおいて、遅延拡散のようなチャネルパラメータはリンク品質に影響を与え、そのため所望のリンク適合動作及び切替基準に影響を与える。このような影響は従来のリンク品質指標によっては考慮されていなかった。
【0021】
発明の概要
上述のように、GPRS及びEDGE並びに従来の他の通信システムは、SNR、PER及びRSSといったリンク品質指標を用いるが、このようなリンク品質指標は瞬間的なチャネルリアライゼーション(channel realization)の特性を考慮していない。特に、それらは遅延拡散のような特性を考慮しておらず、結果としてOFDMシステムにおけるこのようなリンク品質指標の利用は正確なリンク適合をもたらさない。
【0022】
従って、本発明の目的は、OFDM伝送システムにおける伝送リンクの正確なリンク品質指標を提供することのできるリンク品質測定装置、リンク品質測定方法及びこのようなリンク品質測定装置を含む伝送リンク品質セレクタを提供することである。
【0023】
本発明はまた、改良されたリンク品質指標を得るために必要な、適切なパラメータを提供することのできる処理装置を提供することを目的とする。
【0024】
この目的は、OFDM伝送システムのOFDM送信器及びOFDM受信器間の伝送リンクを測定するためのリンク品質測定装置であって、前記リンク品質測定装置が、受信器における受信信号の信号電力変動を測定するように適合された信号電力変動測定装置と、サブキャリア信号電力の変動を表す第1のリンク品質指標を信号電力変動測定装置が測定する信号電力変動に基づいてを測定するように適合された少なくとも第1のリンク品質指標測定装置とを有することを特徴とするリンク品質測定装置(請求項1)によって解決される。
【0025】
この目的は更に、OFDM伝送システムのOFDM送信器及びOFDM受信器間の伝送リンクを測定するためのリンク品質測定装置であって、前記リンク品質測定装置が、受信器における受信信号の信号対雑音比変動を測定するように適合された信号対雑音比変動測定装置と、信号対雑音比変動の変動を、信号対雑音比変動測定装置が測定するように信号対雑音比変動に基づいて表す第1のリンク品質指標を測定するように適合された少なくとも第1のリンク品質測定装置(請求項4)によっても解決される。
【0026】
この目的はまた、伝送リンク品質指標に依存してOFDMリンクの伝送特性を選択するための伝送リンク特性決定器を含む伝送リンク特性セレクタであって、前記伝送リンク特性セレクタが前記リンク品質指標を出良くするための、上で定義したようなリンク品質測定装置を有し、前記伝送リンク特性決定器が前記伝送リンクの伝送特性を前記リンク品質決定装置が出力するリンク品質指標に基づいて決定するように適合されていることを特徴とする伝送リンク特性セレクタ(請求項18)によっても解決される。
【0027】
この目的は、OFDM伝送システムのOFDM送信器及びOFDM受信器の間の伝送リンクのリンク品質を測定するためのリンク品質測定方法であって、信号電力変動を測定するステップと、前記測定された信号電力変動に基づいて第1のリンク品質指標を測定するステップをと含むことを特徴とするリンク品質測定方法(請求項22)によっても解決される。
【0028】
この目的は、OFDM伝送システムのOFDM送信器及びOFDM受信器の間の伝送リンクのリンク品質を測定するためのリンク品質測定方法であって、信号対雑音比変動を測定するステップと、前記測定された信号対雑音比変動に基づいて第1のリンク品質指標を測定するステップをと含むことを特徴とするリンク品質測定方法(請求項27)によっても解決される。
【0029】
この目的は、OFDMシステム内で受信された信号の雑音電力を測定するように適合された雑音電力測定装置を有する、OFDMシステムの処理装置であって、前記雑音電力測定装置が、各OFDMシンボルにおける各サブキャリアに対して、雑音サンプル推定値を決定するように適合された雑音サンプル推定値測定装置及び前記雑音サンプル推定値の電力を複数のサブキャリアに渡って平均することで、前記雑音電力を測定するように適合された雑音サンプル平均装置を含み、前記雑音電力測定装置がさらに、複数のOFDMシンボルに渡っても前記雑音サンプル推定値の電力を平均することで、前記雑音を決定するように適合されており、前記雑音サンプル推定値測定装置が各OFDMシンボル内の各サブキャリアに対する前記雑音サンプル推定値を、前記各OFDMシンボル内の各サブキャリア上で受信した各信号サンプル、各OFDMシンボル内の各サブキャリア上で伝送されるサブキャリアシンボルに関するサブキャリアシンボル情報及び、各サブキャリア上でのチャネル係数推定値に基づいて決定するように適合されることを特徴とする処理装置(請求項32)によっても解決される。このような処理装置によって与えられるパラメータは、OFDMシステムにおけるより正確なリンク品質指標を得るために用いることが可能である。
【0030】
上述したように、本発明によれば、適切なリンク品質指標の導出において、周波数選択式チャネルに帰因する影響、すなわち瞬間的な誤り率に大きく影響する瞬時チャネル周波数応答の影響を含ませるため、信号電力及び信号対雑音比といった伝送のためのクリティカルな値のいくつかについて、その変動が測定される。このように、例えば遅延分散はチャネルパラメータの1つとしてリンク品質指標に含めることが可能であり、従ってリンク適合動作(behavior)及び切替基準に含めることが可能である。
【0031】
好ましくは、リンク品質測定装置が、各サブキャリアについてのチャネル係数の推定値を求めるように適合されるチャネル係数推定器を有する(請求項2)。測定された信号電力の変動は、簡単な方法で正確な信号電力変動を推定することを可能にする。
【0032】
好ましくは、第1のリンク品質指標測定装置が、信号電力変動と信号電力の2乗との比を求めることによって第1のリンク品質指標を得るように適合されている(請求項3)。これにより、都合の良い方法で受信器連鎖における定数ファクタを取り除くためにリンク品質指標を正規化することが可能になる。
【0033】
好ましくは、雑音サンプル推定値測定装置が、各OFDMシンボル内の各サブキャリアについての雑音サンプル推定値を求めるために設けられても良く、信号対雑音比変動測定装置が、チャネル推定係数の電力及び雑音サンプルの電力を複数のサブキャリアに渡ってそれぞれ加算し、それらの比を形成することによりSNR平均値を求め、また、各サブキャリアについての各チャネル係数推定値の電力と、各サブキャリアについての各雑音サンプル推定値との比を求め、この比からSNR平均値を減算し、減算結果の絶対値を求め、絶対値を二乗し得られた絶対値を複数のサブキャリアに渡って平均することにより、信号対雑音変動を信号対雑音比変動として求めるように適合される(請求項5)。
【0034】
従って、信号対雑音比の変動も信号対雑音電力の変動の正確な反映として用いることができる。
【0035】
好ましくは、各サブキャリアについての各チャネル係数推定値の電力と、各サブキャリアについての各雑音サンプル推定値の電力との比を求め、得られた比を複数のサブキャリアに渡って平均することによって、信号対雑音比変動として信号対雑音比分散を求めるように適合された変動測定装置をリンク品質測定装置が有する(請求項6)。
【0036】
2つの、異なる、より正確なリンク品質指標、すなわち第1及び第2のリンク品質指標が提供されうるため、全部のリンク品質指標測定装置は、第1及び第2のリンク品質指標を結合することによって全部のリンク品質指標を都合良く求めることができる(請求項17)。従って、リンク適合を、第1のリンク品質指標、第2のリンク品質指標又はそれらの組み合わせ、すなわち全てのリンク品質指標に都合良く基づくことが可能である(請求項18)。
【0037】
好ましくは、リンク品質測定装置は、各サブキャリアについてのチャネル死刑数推定値を求めるように適合されたチャネル係数推定器と、推定されたチャネル係数の電力を複数のサブキャリアに渡って平均して信号電力をもとめるように提供された信号電力測定装置と、各OFDMシンボル内の各サブキャリアについて雑音サンプル推定値を求めるように適合された雑音サンプル推定値測定装置を含む雑音電力測定装置と、雑音サンプル推定値を複数のサブキャリアに渡って平均して雑音電力を求めるように適合された雑音サンプル平均装置を有し、第2のリンク品質指標測定装置が、求められた信号電力と求められた雑音電力との比を求めることで第2のリンク品質指標を得るように適合されていることを特徴とする(請求項7)。
【0038】
好ましくは、前記雑音サンプル平均装置が、さらに、前記雑音サンプル推定値を複数のOFDMシンボルに渡っても平均することにより、前記雑音電力を算出するように適合されることを特徴とする(請求項8)。これにより、平均サブキャリア信号対雑音電力費を表す、更に精度の高い第2のリンク品質指標の提供が可能になる。
【0039】
好ましくは、前記雑音サンプル推定値測定装置が各OFDMシンボル中の各サブキャリアについての前記雑音サンプル推定値を、各OFDMシンボル内の各サブキャリア上の各受信信号サンプル、各OFDMシンボル内の各サブキャリア上で伝送されるサブキャリアシンボルに関するサブキャリアシンボル情報及び、各サブキャリア上のチャネル係数推定値に基づいて算出するように適合されていることを特徴とする(請求項9)。雑音サンプル推定値のこの算出は、OFDMシステムにおける等価通信チャネルの適切なモデルに基づくため、特に好都合である。
【0040】
好ましくは、前記雑音サンプル推定値測定装置が、各サブキャリア上のチャネル係数推定値をサブキャリアシンボル情報と乗算する乗算器と、この乗算結果を各受信信号サンプルから減算する減算器を有し、減算器の出力が各OFDMシンボル内の各サブキャリアについての前記雑音サンプル推定値を構成することを特徴とする(請求項10)。
【0041】
好ましくは、雑音サンプル推定値の算出に用いられるサブキャリアシンボル情報が、バーストのプリアンブル部に含まれる1つ又は複数のOFDMトレーニングシンボルのサブキャリアシンボル情報であることを特徴とする(請求項12)。従って、既知のトレーニングシンボルを雑音サンプル推定値の算出に利用することができる。
【0042】
好ましくは、サブキャリアシンボル情報がバースト内のプロトコルデータユニット内の、データを有する(data−bearing)サブキャリアシンボルのサブキャリアシンボル推定情報であってよいことを特徴とする(請求項13)。
【0043】
好ましくは、バースト内のプロトコルデータユニット内のデータを有するサブキャリアシンボルのサブキャリアシンボル推定情報が、復調器の出力するOFDMシンボル判定を再変調するように適合された再変調装置によって生成されることを特徴とする(請求項14)。
【0044】
好ましくは、バースト内のプロトコルデータユニット内のデータを有するサブキャリアシンボルのサブキャリアシンボル推定情報が、復号化器による出力を再符号化/再変調するように適合された再符号化/再変調装置によって生成されることを特徴とする(請求項15)。
【0045】
好ましくは、前記第2のリンク品質指標測定装置が、前記第2のリンク品質指標を、フレーム期間中又はバースト期間中におけるいくつかの時点で算出し、修正された第1のリンク指標を累積密度関数として計算することを特徴とする(請求項16)。これにより、顕著な干渉を有する伝送条件においてフレーム間、又はフレーム内でさえも急速に変動しうる干渉電力を考慮することが可能になる。
【0046】
好ましくは、雑音サンプル推定値測定装置及び雑音電力計算用のサブキャリアシンボル情報を算出する方法を、上述の処理装置において利用可能であることを特徴とする(請求項33−38、40−45)。
【0047】
本発明の有益な実施形態及び改良点は、添付の特許請求の範囲から理解されるであろう。さらに、本発明はここで開示される特別な実施形態及び実施例に制限されず、ここでの説明は単に発明者が本発明の最良の形態であると見なしていることを反映しているに過ぎないことに留意すべきである。
【0048】
従って、本発明のさらなる変形物及び派生物を、ここに含まれる教示に基づいて実施することが可能である。特に、本発明は、詳細な説明及び特許請求の範囲で別々に説明及び規定されている特徴及び/又はステップからなる実施形態を含みうる。
本発明の他の目的、利点及び特徴は、以下の説明を添付図面とともに見ることによって明らかになるであろう。
【0049】
以下、本発明の原理及び実施形態を添付図面を参照して説明する。さらに、本発明は以下に説明される特定の値、例えばサブキャリアの数又はパイロットサブキャリアの数に制限されないことに留意すべきである。また、以下においてはHIPERLAN/2システムについて説明されるが、本発明はHIPERLAN/2システムでの使用に限定されず、OFDM変調及びOFDM復調が送信器及び受信器でそれぞれ実行され、好ましくはリンク品質基準に基づいてリンク適合が可能であるという一般的な機能を有する、他のいかなる無線又は有線OFDM通信システムにおいても利用可能である。
【0050】
さらに、本発明が一般に図1に示されるOFDM通信システムSYS、すなわち、それぞれがリンク品質指標測定装置LQ−DET及び伝送品質決定器TR−DECを含む送信器TR及び受信器RCを含むOFDM通信システムSYSに適に適用可能である点に留意すべきである。
【0051】
発明の原理
本発明に従ってより正確なリンク品質指標を得るためには、まずOFDM通信システムにおける伝送リンクの周波数選択式(frequency−selective)のチャネルで生じるであろう、可能性のある減衰及び歪みの適切なモデルを選択する必要がある。
【0052】
OFDMは様々なサブキャリア上の等価通信チャネルのセットと見なすことができる。等価チャネルはサブキャリア間干渉がなければ独立している。サブキャリア上の等価通信チャネルのモデルを図3に示す。以下のパラメータが図3で定義される。
【0053】
【0054】
もちろん、受信器側又はリンク品質測定及びリンク品質基準の決定が実行されるアクセスポイントサイトにおいては、サブキャリアn上のチャネル係数のみならず、送信器TRによってOFDMシンボルk中のサブキャリアm上で伝送される実際のサブキャリアシンボルも不明である。しかし、伝送されたサブキャリアシンボルの推定値及びチャネル係数推定値は得ることは可能である。これらの推定値は以下のように表記される。
【0055】
【0056】
図3に示すように、チャネル及び雑音の影響に関し、サブキャリア上の等価通信モデルは、各サブキャリアmについて、チャネル係数Hmが伝送されたサブキャリアシンボルAm[k]と乗算器MULTによって乗算されること、また加算器ADDによって加算される追加雑音又は干渉サンプルZm[k]が存在することを基本的に仮定している。乗算及び加算の結果はOFDMシンボルk内のサブキャリアm上の受信信号サンプルである。
【0057】
本発明の根本的な思想は、送信及び受信の間、周波数選択性チャネルによりOFDM信号は減衰及び歪まされ、未知のレベルを有する雑音及び/又は干渉が各サブキャリア上での加算ADDによって加えられるというものである。図3に示すように、本発明の原理によれば、これら2つの影響を分離することができる。瞬間的なチャネル周波数応答は瞬間的な誤り率に大きく影響するため、本発明によれば、複数のサブキャリアに渡る信号電力変動を考慮する必要がある。
【0058】
第1の実施形態(信号電力変動)
図4aに示すように、OFDM伝送システムSYSのOFDM送信器TRとOFDM受信器RCの間の伝送リンクTLの品質LQを測定するための、本発明によるリンク品質測定装置LQ−DETは、受信器RCにおけるOFDM受信信号RSの信号電力変動Vsを求めるように適合されている信号電力変動測定装置VS−DETを有している。さらに、信号電力変動測定装置VS−DETによって求められた信号電力変動Vsに基づいて、サブキャリア信号電力の変動を表す第1のリンク品質指標Q1を求めるように適合された少なくとも1つの第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETが設けられる。
【0059】
信号電力変動は瞬間的なチャネルインパルス応答を特徴付け、また、より具体的には、誤り率性能上のインパクトを特徴づける。この点で、SNR推定値のみによって得られる誤り率の推定値の精度向上を行うものとして見ることができる。信号電力変動は、瞬間的なチャネルインパルス応答の「瞬間的な」遅延の広がりに厳密につながっているため、好適な指標である。さらに、符号化は周波数領域においてサブキャリアシンボルに対して効果的に実施されるため、複数のサブキャリアに渡って求められた信号電力変動は時間領域インパルス応答の特性よりも良好な指標である。
【0060】
図3におけるサブキャリア上の等価通信モデルからすると、ある瞬間的な時間における総信号電力は個々のサブキャリアの電力の寄与によって形成されることが理解されるであろう。本発明による信号電力変動の測定は、まず第1に予め定められた電力費各レベルに関する各サブキャリアの電力寄与の変動を求めることそして全てのサブキャリア電力変動を1つの共通信号電力変動値に合成することを意味する。しかしながら、時間に依存する信号電力変動測定もまた本発明によって考慮されている。
【0061】
例えば、サブキャリア電力変動を個々に時間に渡って(時間的にいくつかの事例(several instances)に渡って)平均又は積算し、積算されたサブキャリア電力変動を総信号電力変動値へ合成することも可能である。
【0062】
代わりに、個々のサブキャリア電力をまず複数回積算(平均)し、平均された個々のサブキャリア電力を電力閾値と比較し、得られた電力変動値を総信号電力変動値へ合成することも考えられる。
【0063】
代わりに、単純にいくつかの事例において総信号電力変動値を計算し、この総信号電力変動値をいくつかの事例に渡って積算(平均)することも可能である。
【0064】
このように、1つの事例における瞬時的なサブキャリア電力変動を考慮するのみ成らず、適切な信号電力変動値を形成するために時間的に統合することもまた可能である。
【0065】
以下、図4bを参照して、1つの電力変動についての信号電力変動値測定の一例を説明する。図13aは図12にしめすステップS1のフローチャートを示す。図12は少なくとも2つの異なるリンク品質測定基準を決定するための全体的なフローチャートを示す。
【0066】
上述したように、1つの電力変動を測定するために、各サブキャリア電力の変動が評価される電力比較値を決定しなければならない。1つの電力変動Vsを計算するため、好ましくは平均信号電力を電力比較値として見積もることができる。平均信号電力Psは単純に以下のように推定できる。
【0067】
【0068】
コヒーレントOFDM受信器において、チャネル係数推定器HM−EST(図8も参照)が通常用いられ、mのサブキャリアの各々について、チャネル係数の推定値H^mを求めるように適合される。従って、チャネル係数の推定値H^mがステップS11で求められる。すなわち、チャネル係数推定値は通常コヒーレント復調のために適用されるチャネル推定から得ることができる。
【0069】
ステップS12において、信号電力測定装置PS−DETが推定されたチャネル係数H^mの電力を複数NSTのサブキャリアに渡って平均することで、信号電力Psを求める。ここで述べた全ての平均プロセスが例えば52の使用されるサブキャリアから計算されうることは注目に値する。代わりに、大幅に精度を落とすことなく48のデータキャリアに基づいて計算を行っても良い。これは例えばパイロットサブキャリアが他のいかなる目的のためにも評価されず、データを有するサブキャリアのみが評価されるような場合に好適である。
【0070】
ステップS13において、信号電力の変動Vsが以下の式に従って計算されうる。
【0071】
【0072】
すなわち、図4bにおける信号電力変動測定装置は、入力信号としてチャネル推定値H^m及び求められた信号電力Psをまた受信する。そして、信号電力変動測定装置VS−DETは、mのサブキャリアの各々において推定されたチャネル係数H^mの電力と、信号電力Psとの差を求め、差の絶対値を求め、差の絶対値を二乗し、二乗された絶対値をサブキャリアの複数NSTに渡って平均することにより、信号電力変動を信号電力変動Vsとして求める。
【0073】
代わりに、式(2)の右手側で示されるように、この計算はチャネル推定値H^mの電力の4乗を求め、信号電力の二乗値Ps 2を減算し、その結果をNSTのサブキャリアに渡って平均することと等価である。
【0074】
図4a及び図2のステップS2に示されるように、第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETは、求められた信号電力変動Vsに基づいて第1のリンク品質指標Q1を求める。一例は第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETが信号電力変動をセレクタ及び調整装置が物理層モードを再調整するために利用する品質基準として信号電力変動を単純に出力する。
【0075】
代わりに、図4aにも示されるように、図4bにおいて、第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETもまた、以下の式に従って、信号電力Psに対する信号電力変動Vsの比を求めることによって、前記第1のリンク品質指標Q1を求めるように適合される。
【0076】
【0077】
すなわち、好ましくは第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETは受信器チェインにおける恒常的要因(constant factor)を除去するため、信号電力の変動Vsを正規化する。等式(3)において、二乗された平均信号電力はこの目的で用いられる。
【0078】
等式(3)はどのようにして第1のリンク品質指標Q1を計算することが可能であるかの一例を与えるが、第1のリンク品質指標の他の効率的な実現を、求められた信号電力変動Vsに基づいて導出可能であること、すなわち別の第1のリンク品質指標Q1を得るために若干異なる式を用い得ることに留意されたい。例えば、除算回数を減らすため、Q1の代わりに、Q1=10log10(Q1/NST)を用いることがより適切であるかもしれない。従って、上述の等式(3)は求められた信号電力変動又は信号電力分散Vsに基づいて第1のリンク品質指標Q1を求めるためにどのように第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETを用い得るかの単なる一例である。
【0079】
もちろん、信号電力の分散Vsは近接する信号間の依存状態を考慮していないということは留意すべきである。すなわち、図3における通信モデルによれば、個々のサブキャリアは独立である。一般的なOFDM受信器RCは、復号化前に各々の相関を理想的に除去するためにデインタリーバを用いるので、この仮定は合理的である。従って、サブキャリア電力又は推定チャネル係数は互いに独立であると見なすことができる。
【0080】
上述のように、図3の通信モデルに基づいて、本発明の思想は、全てのサブキャリアにおいて信号電力変動の変動を評価することによって遅延の広がりを計上して、リンク品質指標を提供することにある。しかし、図5aに示すように、瞬時チャネル周波数応答の周波数選択性を計上するために変動を評価可能な他の好適なパラメータが存在する。
【0081】
第2の実施形態(SNR変動)
図5aにおいて、リンク品質指標測定装置LQ−DETは、受信器RC内の受信信号の信号対雑音比変動SNRVを測定するように適合された信号対雑音比変動測定装置SNRV−DETを有する。さらに、図4aと同様に、信号対雑音比変動測定装置SNRV−DETによって測定されるような信号対雑音比変動SNRVに基づいて、信号対雑音比の変動を表す第1のリンク品質指標Q1を求めるためのリンク品質指標測定装置Q1−DETが設けられる。
【0082】
信号電力変動と同様、SNR変動は、誤り率についての瞬間的な干渉電力スペクトルのみならずチャネルインパルス応答のインパクトを特徴付ける。
信号電力変動測定の場合と同様、信号対雑音比変動測定もまた固定時刻(fixed instance in time)に実行することや、時間に渡って平均及び積算することによって実行することが可能である。
【0083】
第1の例によれば、固定の時刻において、信号対雑音比変動測定手段がまず各サブキャリアに対する信号対雑音比の計算及び、個々のサブキャリアのSNRに渡るある種の平均処理として複数NSTのサブキャリアに対する個々のSNRの総信号対雑音比変動値への結合を実行する。
【0084】
時間に渡る積算が用いられる際、他の例は、いくつかの時刻におけるサブキャリアSNRの個々の測定及び、個々のSNRの時間に渡る平均(積算)並びに引き続く複数NSTのサブキャリアに渡る平均(積算)を有しうる。
【0085】
第3の例では個々の結合(複数のサブキャリアNSTに渡って平均)されたSNR値、すなわち総信号対雑音比値が、いくつかの時刻(serveral instances of time)に渡って積算(平均)される。
【0086】
信号対雑音比変動に基づいて第1のリンク品質指標測定装置Q1を求めるリンク品質指標測定装置LQ−DETの実施形態を図5bに示す。図4bと同様、チャネル推定器CH−ESTは、雑音サンプル推定値測定装置ZM−DET及び信号対雑音比変動測定装置SNRV−DETに供給される、チャネル係数の推定値H^mを与える。
【0087】
以下により詳細に説明するように、雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETはkのOFDMの各々のシンボル内のmのサブキャリアの各々に対する雑音サンプル推定値Z^mを算出するように適合される。
【0088】
信号電力変動測定の場合と同様、信号対雑音比変動測定装置SNRV−DETは信号対雑音変動をとして信号対雑音比分散を求めることができる。特に、測定装置SNRV−DETは分散SNRVを以下の等式に従って求める。
【0089】
【0090】
すなわち、図13bのフローチャートに示すように、信号対雑音比分散測定の場合、チャネル推定器がまずステップS11でチャネル係数の推定値H^mを計算するとともに、ステップS12では雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETがkのOFDMシンボルの各々のmのサブキャリアの各々について、雑音サンプル推定値Z^mを求める。
【0091】
ステップS13では、測定装置SNRV−DETが、チャネル推定係数の電力|H^m|2及び雑音サンプルの電力|Z^m|2を、それぞれ複数NSTのサブキャリアに渡って加算し、その比を形成する(等式4.2参照)ことにより、SNR平均値SNRMを求める。そして、測定装置SNRV−DETはmのサブキャリアの各々に対する各チャネル係数推定値の電力|H^m|2の、mのサブキャリアの各々に対する各雑音サンプル推定値の電力|Z^m|2に対する比を求め、この比からSNR平均値SNRMを減算して、減算結果の絶対値を求め、さらにこの絶対値を自乗し、得られた絶対値を複数NSTのサブキャリアに渡って平均する(等式4.1を参照)。
【0092】
図4bを参照して説明したように、信号対雑音比の変動測定に関しても、第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETは信号対雑音比分散を第1のリンク品質指標Q1として出力可能である。繰り返すが、信号電力分散としての信号電力変動の測定及び、信号対雑音比分散としての信号対雑音比変動の測定は、各変動をどのようにして計算可能であるかという一例に過ぎないことに留意されたい。変動に対する他の実装は、本明細書で開示される教示に基づいて実行可能である。
【0093】
上述したように、信号対雑音比変動及び/又は信号電力変動は、リンク品質に影響を与え、従ってOFDM通信システムにおける所望のリンク適合に影響を与える遅延拡散を補償するために用いられる。また、改良された変動値(信号電力又はSNR変動)を計算するため、いくつかのバーストに渡る時間評価(time evaluation)を行うことが可能である。
【0094】
第3の実施形態(雑音電力品質指標)
以下、雑音電力が測定される、本発明の他の実施形態について説明する。なお、第3の実施形態における雑音電力の計算のために用いられる雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETは、上述した信号対雑音比変動に対しても使用可能である(雑音サンプルの推定値Z^mが必要な上述の等式(6.2)を参照)。
【0095】
図6に示すように、信号電力変動測定装置VS−DET及び第1のリンク品質指標測定装置Q1−DETに加え、雑音電力Pzを求めるよう適合された雑音電力測定装置PZ−DET及び、雑音電力測定装置PZ−DETによって求められるような雑音電力Pzに基づいて平均サブキャリア信号対雑音電力比SNRを求めるように適合された第2のリンク品質指標測定装置Q2−DETが設けられている。第1及び第2のリンク品質指標Q1、Q2を結合して総リンク品質指標Qを求めるための総信号品質指標測定装置Q−DETが設けられている。
【0096】
図6においては、図4a、4bに関して先に述べた信号電力変動測定装置VS−DETが示されているが、図6において(図5a、5bに関して上述したような)信号対雑音比変動測定装置SNRV−DETを設けてもよいことに留意されたい。
【0097】
図6に示すように、本発明の第2の見地は、第2のリンク品質指標Q2が平均サブキャリア信号対雑音電力比SNRに基づいて求められるという事実に基づいている。この平均サブキャリア信号対雑音電力比SNRは第2の実施形態に関連して説明された信号対雑音比変動値とは区別されるべきものである。
【0098】
誤り率、すなわちスループットは、SNRに大きく影響される。そのため、SNR推定値はリンク品質を推定するための直接的な指標である。
【0099】
第2のリンク品質指標Q1として平均サブキャリア信号対雑音電力比を計算するためには様々な実現性が存在する。図6は、信号電力Psを例えばチャネル係数推定値H^mを複数NSTのサブキャリアに渡って平均することにより求めるように適合された信号電力測定装置PS−DET
【0100】
が設けられる一例を示している。第2の実施形態い関して上述したような信号対雑音比変動値とは対照的に、追加された第2の伝送リンク品質指標Q1は雑音電力Pzに、より一般的には平均雑音電力に対する平均信号電力に基づいている。すなわち、第2のリンク品質指標Q2は好ましくは以下の等式に従って求められる。
【0101】
【0102】
図6において参照数字PS−DETとともに模式的に示されるように、信号電力測定装置は上述の等式(1)に従って平均電力Psを計算する。すなわち、受信器RCのチャネル係数推定器HM−ESTがmのサブキャリアの各々についてのチャネル係数推定値H^mを求め、チャネル係数の推定値の電力が複数NSTのサブキャリアに渡って平均される。このようにして、等式(5)の分子(nominator)Psが求められる。
【0103】
以下、分母Pzについて説明する。雑音電力測定装置PZ−DETの実施形態を用いて雑音電力Pzを計算する好ましい方法を図7に示す。ここで、図7に示されるような処理装置PRDによる雑音電力測定は、第2のリンク品質指標Q1の計算に加え、他の目的にも有用であることに留意されたい。従って、雑音電力測定装置PZ−DETを含む処理装置PRDを個別に説明する。このような雑音電力測定はリンク品質指標測定及びリンク適合とは無関係に都合良く利用することが可能である。
【0104】
雑音電力測定装置PZ−DETは、kの各OFDMシンボル内のmの各サブキャリアについての雑音サンプル推定値Z^mを測定するように適合された雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETを含む。このような雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETはまた、第2の実施形態の図5bにおける信号対雑音比変動測定装置に必要な雑音サンプル推定値Z^mを提供するためにも利用することができる。
【0105】
さらに、処理装置PRDの雑音電力測定装置PZ−DETは、雑音サンプル推定値Z^mを複数NSTのサブキャリアに渡って平均して雑音電力Pzを求めるように適合された雑音サンプル平均装置ZM−AVを有する。上述したように、第2のリンク品質指標測定装置Q2−DETは求められた信号電力Psの、求められた雑音電力Psに対するひを求めることで第2のリンク品質指標Q2を求めるように適合されている。
【0106】
雑音電力は信号対雑音電力比の推定値を得るために推定される必要があり、またOFDMシステムの任意の処理装置PRDにおいて独立して使用されうる。図7に示されるように、以下の雑音電力推定方法は周波数領域(frequency domain)で動作するため、典型的にOFDMシステムで利用可能である。一方、以下の説明は本発明の好適な実施形態ではあるが、他の雑音電力推定手法も利用可能である。提案する方法は伝送されるサブキャリアシンボルの情報を必要とし、例えば、HIPERLAN/2プリアンブルのチャネル推定部における(トレーニングシンボルTSを用いる)パイロット支援型(pilot−assisted)、又はバースト中の任意の位置における判定志向型(decision−directed)のいずれにおいても機能しうる。
【0107】
図3に示すような当初の等価通信モデルに基づいて、雑音モデルもまた得ることが可能である(図9に示す)。すなわち、図12のステップS3に示すように、雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETは、各kのOFDMシンボル内の各mのサブキャリア上における、各受信信号サンプルRm[k]、▲1▼、各kのOFDMシンボル内の各mのサブキャリア上で伝送されるサブキャリアシンボルに関するサブキャリアシンボル情報Am[k]、A^m[k]、▲2▼、及び各サブキャリア上でのチャネル係数推定値H^m、▲3▼に基づいて、各kのOFDMシンボル内の各mのサブキャリアについての雑音サンプル推定値Z^mを求めるように適合される。
【0108】
好ましくは、図7に示されるように、雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETは以下の等式に従って雑音サンプル推定値H^mZ^m[k]を求める。
【0109】
【0110】
雑音サンプル推定値に対するこのモデルは図3に示される等価サブキャリア通信モデルに基づいて容易に得ることができる。図13cに示すように、最初のステップS31において、チャネル係数推定値H^m[k]がチャネル推定器CH−ESTによって求められる。ステップS32で、雑音サンプル推定値測定装置ZM−DETの乗算器MULTが、各サブキャリア上のチャネル係数推定値H^m、▲3▼と、サブキャリアシンボル情報Am[k]、A^m[k]、▲2▼を乗算し、さらに減算器SUBが乗算結果を各受信信号サンプルRm[k]、▲1▼から減算する。減算器SUBの出力は各kのOFDMシンボル内の各mのサブキャリアに対する雑音サンプル推定値Z^m[k]を構成する。
【0111】
ステップS34において、NSTのサブキャリア及びおそらくはLのOFDMシンボルに渡る平均処理が実行される。この処理はさらなる詳細とともに以下に説明する。まず、雑音サンプル推定値Z^mについての測定ステップS31−S33に関し、図9における雑音モデルは、少なくとも伝送されるサブキャリアシンボルの直接的な知見Am[k]又は、少なくとも伝送されるサブキャリアシンボルの推定値A^m[k]を必要とすることを理解すべきである。雑音電力Pzについての以下の等式に示されるように、伝送されるシンボルの直接的な知見または推定値A^m[k]を得る必要がある。
【0112】
【0113】
図1bに関して既に説明したように、OFDM通信システムにおいてOFDMシンボルはフレームFRのバーストBST内で伝送される。また、各バーストBSTはプリアンブル部PRE及び1つ以上のプロトコルデータユニットPDUを有する。各バーストBSTの各プリアンブル部PREは1つ以上のOFDMトレーニングシンボルTSを有する。トレーニングシンボルTSはチャネル推定のためのチャネル係数推定器HM−ESTによって用いられる。
【0114】
サブキャリアシンボル上の情報Ak[k]をどのようにして直接得ることができるかという第1の可能性は、プリアンブルのチャネル推定部分のサブキャリアシンボルの利用である。図8に示すように、従来の復調器回路DEMOD−CRTはプリアンブル除去装置PRE−RV、巡回プリフィックス除去及びFFT装置CP−FV、チャネル推定器CH−EST、サブキャリア復調器SC−DEMOD及び復号化器DECを有する。受信器のトレーニングを可能にするため、復調回路DEMOD−CRTはまた、好ましくはメモリTS−MEMに格納される、いくつかの既知のトレーニングシンボルTS又はパイロットシンボルの知見を有する必要がある。パイロットシンボルは送信器TR及び受信器RCの両方が予め知っている。
【0115】
このように、伝送されるサブキャリアシンボルの必要な情報を与える第1の可能性は、バーストのプリアンブル部PREの1つ以上のOFDMトレーニングシンボルTSのサブキャリアシンボル情報である。すなわち、所定のタイミングにおいて、合意による既知のパイロットトレーニングシンボルを有するプリアンブル部が伝送されるということを受信器RCが仮定できれば、パイロットシンボルに基づいて等式(6)に従った雑音推定を実行することができる。
【0116】
図8にさらに示すように、伝送されるサブキャリアシンボルに関するいくつかの情報を与える別の可能性は、バースト内の、データを有するサブキャリアシンボルの推定値A^m[k]を用いることである。この推定値が等式(6)において用いられるとすると、同様に必要な雑音サンプル推定値Z^m[k]は、測定装置ZM−DETによって提供され得る。
【0117】
図8に示すように、伝送されるサブキャリアシンボルの推定値に関するこの情報をどのようにして得ることができるかという2つの例が存在する。1つの可能性は、復調器DEMODが出力するOFDMシンボル判定出力を再変調するように適合された再変調装置REMODによって、バースト内のプロトコルデータユニット内のデータを有するサブキャリアシンボルの推定情報A^k[k]を生成することである。このような推定されたサブキャリアシンボル情報は参照数字▲2▼”で表記される。このようにして、復調後の(ハード)シンボル判定の再変調は、伝送されるサブキャリアシンボルの推定値を与えるために使用することができる。すなわち、復調回路DEMOD−CRTは、フィルタリング、ダウンサンプリング、周波数訂正及びタイミング修正がなされた受信信号(received signal)である受信信号(reception signal)RSを受信する。巡回プリフィックス除去及びFFT装置CP−RVの出力は、OFDMシンボルk内のサブキャリアm上の受信信号サンプル、すなわち、周波数領域での等式(6)における雑音サンプル推定に必要な雑音サンプル推定値Rm[k]である。
【0118】
さらに、図8に示すように、伝送されるOFDMシンボルの一部の推定は、従来から復調回路DEMOD−CRT内に設けられている復号化器DECの出力を再符号化/再変調することによっても実施することが可能である。この場合はまた伝送されるサブキャリアシンボルの一部の推定情報A^m[k]を雑音サンプル測定装置ZM−DETへ供給することができる。3つの入力情報▲1▼、▲2▼、▲3▼に基づいて、雑音サンプル値測定装置は個々の雑音サンプルZ^m[k]を等式(6)、(7)に従って求める。
【0119】
雑音サンプルを求めるための判定志向型動作の場合、判定誤りが低い信号対雑音電力比に対する推定誤差を増加させるであろうことは明らかである。これは雑音電力推定をプリアンブルシンボルに対して適用することによって簡単に回避することができる。
【0120】
伝送されるシンボルAm[k]についての直接的な情報又は伝送されるシンボルの推定値A^m[k]がわかると、雑音サンプルは処理装置PRDの雑音電力測定装置PZ−DETの装置ZM−DETによって求めることができる。雑音電力の正確な量を得るため、雑音サンプル平均装置ZM−AVは等式(7)に従った雑音サンプルZ^m[k]に基づいて雑音電力の計算を実行する。
【0121】
等式(7)において、Lは雑音電力が平均されるべきOFDMシンボルの数を表す。1つのOFDMシンボル内において、雑音電力は例えば52サンプルに渡って平均することによって得られる。従って、測定の分散はL=1についてはこの因子によって削減され、多くの場合にはそれで十分であろう。
【0122】
すなわち、本発明の好ましい実施形態は複数LのOFDMシンボルに渡っても雑音サンプルを平均しているが、雑音電力は雑音サンプル推定値Z^mの複数NSTのサブキャリアに渡る平均値を単に求めることにより、雑音サンプル平均装置ZM−AVによって算出することができる。
【0123】
話を戻して、一旦雑音電力が求まると、平均サブキャリアSNRを算出するのは容易であり、従って等式(5)による第2のリンク品質指標Q2もまた容易に求められる。
【0124】
個々の雑音サンプルZ^m[k]を平均することによる雑音電力Pzの算出のための等式(7)からわかるであろう通り、上述の測定はあるOFDMシンボル内の平均雑音レベルを与えるに過ぎない。さらに、この計算は実際のパイロットシンボル又はデータを有するOFDMシンボルの推定値のいずれが用いられるかどうかとは無関係に、白色雑音の影響に対応する。その裏にある仮定は、雑音又は同一チャネル干渉がおおよそ一定の電力スペクトル密度を有する(白色雑音)であるというものである。この仮定は熱雑音の場合に満足される。しかし、この仮定が近似に過ぎなかったり、まったく適用できないような場合も存在する。そのような場合に対しては、白色雑音を用いた近似は適用できず、他の雑音推定値を求めうる。これについて以下の第4の実施形態で説明する。
【0125】
第4の実施形態(雑音計算の改良)
上述した信号対雑音比変動計算は、周波数選択式チャネル経由で1つ又は少ない同一チャネル干渉が考えられるような状況に対しては特に都合がよい。すなわち、約7の合理的な再利用ファクタを有する典型的なセルラシステムにおいては、2,3の、あるいは1つの同一チャネル干渉が存在するであろう。それらが周波数選択式チャネルを通じて受信されたものであるとすると、異なるサブキャリア上の干渉レベルは異なるものであろう。従って、等式(7)による雑音/干渉電力測定による情報は不完全なおそれがある。
【0126】
そのような状況においては、平均雑音/干渉電力の推定値を各サブキャリア上の瞬時サブキャリアSNRとして計算し、このサブキャリアSNRの平均及び分散を得るために各サブキャリアのSNRを用いることが有利である。しかし、雑音は原則的に時間方向のみならず周波数方向においてもランダムなプロセスであるため、問題が発生する。
【0127】
従って、上述したように、信号対雑音比分散(変動)を時間方向においてもさらに平均(積算)することが可能である。これにより、さらなる高精度が得られる。従って、別の代替方法として、上述したように、各サブキャリア上の雑音電力を正確にと言うよりは独立して得るため、まず時間方向で平均する。雑音電力又はSNRの平均値又は分散は合理的に正確な測定値を与える。しかし、等式(3)に示されるような信号電力分散のみの計算と比較して複雑さがますという問題が存在する。
【0128】
第5の実施形態(リンク適合)
図12に、第1及び第2の伝送リンク品質指標Q1、Q2の組み合わせによる本発明の本質的なフローチャートを示す。上述したように、ステップS1において、各々の変動が求められ、ステップS2では第1のリンク品質指標Q1が求められる(図4a,4b、図5a,5b)。
【0129】
ステップS3では、雑音電力が計算され(図6,7,8,9)、ステップS4では第2のリンク品質指標Q2が雑音電力、例えば平均SNRに基づいて求められる。
【0130】
ステップS5で、総リンク品質指標測定装置Q−DETが、図6に示すように、総リンク品質指標Qをを求めるために第1及び第2のリンク品質指標Q1、Q2を結合する。総リンク品質指標Qはその後伝送特性決定器TL−DECにより、OFDM伝送リンクのための適切な伝送特性(物理層モード)を選択するために用いられる。伝送特性決定器TR−DECの決定に基づいて、選択された伝送特性(物理層モード)を伝送特性調整装置ADPが設定する。もちろん、代わりに、伝送特性決定及び伝送特性調整が第1及び第2のリンク品質指標Q1、Q2のみに基づいてもよい。
【0131】
いずれにしても、リンク品質指標がQ、Q1又はQ2のどれに基づくかとは関係なく、単純リンク適合LA(リンク品質指標に基づく伝送特性決定及び、伝送特性設定を含む)は、バーストあたり1つのリンク品質指標を用いることができる。例えば、移動端末MTにおいて、フレーム開始時における報知チャネルBCCHはリンク品質指標を得るために評価されうるとともに、物理層モードは移動端末MT内部に存在する伝送特性決定器TR−DECによって決定されうる。この物理層モード提案はランダムアクセスチャネルRAC又はアップリンクチャネルトラフィック内でアクセスポイントAPへ送信されうる。再度、アクセスポイントAPはリンク品質指標をランダムアクセスチャネルRACに基づいて計算することができる。この計算はいかなる場合でも、最もロバストなバーストにおいて行われる可能性が高い。そして、アクセスポイントAPは、移動端末MTによって提案された物理層モード及び、自らがランダムアクセスモードにおける評価に基づいて求めた物理層モードに基づいて、各資源を割り当てることができる。
【0132】
図10は総リンク品質指標測定装置Q−DETが尾のようにして第1及び第2のリンク品質指標Q1、Q2を図12のステップS5で結合するかの一例を示す。図10に示すように、第1のリンク品質指標Q1及び第2のリンク品質指標Q2は、(正規化された)第1のリンク品質指標Q1が縦軸上で均等目盛りを有し、対数に基づく第2のリンク品質指標Q2が横軸で対数目盛りを有する判定面(decision plane)内に配置される。
【0133】
図10から理解されるであろうように、総リンク品質指標QはQ1及びQ2の合成、すなわちQ2及びQ1の横軸及び縦軸に垂直な3番目の軸上に存在するものとして考えることができる。
【0134】
図10は、伝送リンク特性判定器TL−DECの判定線(又は判定面)をも示す。これら判定線(面)は総リンク品質指標Qの値に依存した物理層モードの決定を説明するための例である。1つのリンク品質指標Q1又はQ2のみが伝送特性決定に用いられる場合には、これらの判定線が1つの判定点となることは言うまでもない。
【0135】
図10の結合された判定面において、Q1及びQ2の値は事前に求められ、適切な物理層モードは判定面内の総リンク品質指標Qの判定面位置(decision plane location)に基づいて決定される。
【0136】
図10において矢印で示されるように、総リンク品質指標が2つの別個の時刻において求められ、Q、Q’であった際(例えば同一フレームの2つの異なるバースト又は2つの異なるフレーム内の2つのバーストが評価されうる)、例えばUPの場合には物理層モード切替がビットレートを増加させ、DWNの場合物理層モード切替はビットレートを低下させる。いずれの場合においても、モード切替は、図10における2次元平面の中であっても、図11aに示すように常にディジタル的に実行される。図11aに示すように、1つの品質指標Q1、Q2又は総リンク品質指標Qが閾値Qthを上回るか下回る場合には常に、ヒステリシスを持たないビットレート(物理層モード)のディジタル切替の類が実行される。
【0137】
代わりに、図11bに示すように、ヒステリシスを含ませてモード切替を実行することもできる。すなわち、単独又は総リンク品質指標Q、Q1、Q2が上向き方向に上切替(up−switching)閾値Qthupを超えると、常にこの上向き閾値Qthupで切替が実行される。単独又は総リンク品質指標Q、Q1、Q2がQ’からQへ減少すると、下の閾値Qthdwnでビットレートの下切替(downswitching)が発生する。ヒステリシスの導入は、減少の際よりもやや高いSNRでビットレートが増加するという効果を有する。明らかな利点は、瞬時的な実チャネル特性がしばらくの間判定ラインの近くに存在する場合に起こりうる非常に高頻度のモード切替を回避できることである。
【0138】
ヒステリシスの導入利用を含む切替を、個々の第1及び第2のリンク品質指標Q2,Q1のみならず総リンク品質指標Qについても利用可能である点に気づくかもしれない。1次元の場合(Q1又はQ2)において、モード切替の決定は判定線より判定点において生じるであろう。総リンク品質指標Qが3次元の場合に用いられるとすると、判定面は平面ではなく、Q、Q2、Q1空間内の2次曲面(bend surface)になるであろう。
【0139】
第6の実施形態(改良されたリンク適合)
基本(baseline)リンク適合手法においては、バーストあたり1つのリンク品質指標値のみが計算される。これは例えばダウンリンクにおける報知チャネルBCCHやアップリンクにおけるランダムアクセスチャネルRACにおいて起こりうる。もちろん、他の任意のダウンリンク又はアップリンクチャネルで1つの
【0140】
リンク品質指標を計算することも可能である。
しかし、支配的な干渉(dominating interference)を伴う環境においては、干渉電力がMACフレーム間、あるいは数フレームの内部においてすら急速に変動する。このような状況において、フレーム全体に対する1つ又は2,3の測定は物理層モード切替の誤った判定を導きうる。
【0141】
極端な例は、移動端末(受信器)が報知チャネルBCCHの期間にリンク品質指標を計算することである。この期間、同一チャネル干渉源はMACフレームを使用しないため、全く干渉を受けない。この場合、移動端末MTは最高のビットレートを有するモードを決定するであろう。しかし、フレームの残り大部分が例えば5dBのSNR比を有する深刻な干渉によって妨害されるとすると、ダウンリンクのスループットはゼロに低下する。本来なら、強い干渉の結果として、ほぼ5Mbpsのリンクスループットが選択されるべきであった。すなわち、ステップS6において、フレーム内の異なる位置でより多くのリンク品質指標が計算されるか、より多くのバーストが評価された(ステップS6での”J”)としても、バースト又はフレームあたり1つの測定値の個別利用は誤った物理層モード判定を導きうる。
【0142】
この場合に誤ったリンク適合決定を避けるための1つの可能性のあるアプローチは、1つのMACフレーム、あるいはバーストの期間中に、数回(several instances)リンク品質を推定することである。すなわち、例えば第2のリンク品質指標測定装置Q2−DETが、1フレーム期間又は複数のバースト期間中に数回測定し、修正された第2のリンク品質指標をQ2の累積密度関数c.d.fとしてステップS7で算出することが可能である。そして、測定値の、所望のQ2閾値を超える所定のパーセンテージx%を、上述の物理層モードの決定に用いることができる。この場合、データの(100−x)%の通信は厳しい干渉によって失敗するが、トラフィックのx%は合理的なコンディションのもとで機能する。好ましくは、x=90が好ましい選択である。
【0143】
改善されたリンク適合は以下の2つの見地に基づいて得ることも可能である。上述の各品質指標Q1、Q2、Qは、ある1つの時刻t0における信号電力変動(等式(3))、SNR変動(等式(4.1)及び(4.2))及び信号/雑音電力比(等式(5))、すなわちQ1=Q1(t0)、Q2=Q2(t0)及びQ=Q(t0)に基づいて求められていたが、各指標Q1及びQ2について、また可能性として総リンク品質指標Qについても時間平均することが可能である。すなわち、値が合計される時刻の数をNt、合計ΣがNtの時刻(time instances)に渡って取られるとすると、Q1’=1/NtΣQ1(t)、Q2’=1/NtΣQ2(t)、Q’=1/NtΣQ(t)である。そして、伝送リンク特性決定器TL−DECは時間平均された信号品質指標Q1’、Q2’、Q’に基づいて伝送リンク特性を決定することができる。
【0144】
また、伝送リンク特性決定器TL−DECは物理層モードを伝送特性として決定し、物理層モードが送信器TR内の伝送特性調整装置ADPによって設定されることを説明したが、伝送リンク特性決定器TL−DECもまた、例えば図10の判定線又は面を電力レベル判定線又は面として用いることにより、リンク品質指標Q、Q1、Q2又はQ’、Q1’、Q2’に基づいて、送信器TRが送信に用いる送信電力を伝送特性として決定することができる。
【0145】
産業上の利用可能性
上述したように、本発明の第1及び第2の実施形態によれば、リンク品質指標を求めるためにOFDMシステムにおいて必要な情報(relevant information)の変動が評価される。このような変動は信号電力変動(第1の実施形態)又はSNR変動(第2の実施形態)であってよい。さらに、上述した第1のリンク品質指標に加え、第2のリンク品質指標をOFDMシステム内の雑音電力評価に基づいて計算することができる(第3の実施形態)。本発明の第4の実施形態によれば、より正確なリンク適合を実施するために、第1及び第2のリンク品質指標が結合されうる。本発明の第5の実施形態によれば、リンク適合(物理層モード切替)の精度をさらに改良するため、バースト期間又はフレーム期間もしくはフレーム間のいくつかの時刻において評価されたいくつかのリンク品質指標の累積密度関数が計算される。
【0146】
本発明はさらに、OFDMシステムにおいてどのようにしてSNR推定値を求めることができるかという方法の提案という効果を有する。このようなSNR推定値はしばしば好ましいリンク品質指標である。さらに、本発明は、どのようにしてリンク品質指標を結合し、総リンク品質指標を無線資源管理によって用いることができるかという方法の提案という効果を与える。
【0147】
本発明の特定の効果は、瞬時チャネル周波数応答を明らかにする信号電力又はSNR変動(例えば、それらの分散)を考慮したものであることは言うまでもない。従って、本発明に係るリンク品質指標は、リンク品質に影響を与え、従って所望のリンク適合動作及び切替基準に影響を与える遅延拡散のようなチャネルパラメータを含む。本発明のリンク品質指標はそのような影響を考慮している。
【0148】
従って、本発明はOFDMシステム、特にHIPERLAN/2及びIEEE802.11に利用可能なリンク品質測定に関する新しいコンセプトを与える。
【0149】
さらに、本発明はここで開示された内容に限定されないことに留意すべきである。発明者によって本発明の最良の形態として着想された本発明の開示に基づいて、当業者は本発明のより有利な変更及び派生物を実行可能であろう。さらに、本発明は発明の詳細な説明及び特許請求の範囲に記載された、個別に説明される機能及び/又はステップの組み合わせから構成される、さらに有利な実施形態を含みうる。
【0150】
さらに、特許請求の範囲における参照数字は単に説明を目的としたものであり、各請求項の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1a】
従来技術によるOFDM伝送システムSYSを示す図である。
【図1b】
図1aに示されるバーストBSTのプリアンブル部PREを示す図である。
【図2a】
例示的なHIPERLAN/2 OFDMシステムの物理層モードの主要パラメータを示す図である。
【図2b】
HIPERLAN/2 物理層の主要パラメータを示す図である。
【図3】
OFDMシンボルK内のサブキャリアm上の等価通信チャネルのモデルを示す図である。
【図4a】
信号強度分散に基づくリンク品質指標を算出するための本発明の原理の第1の見地に従ったブロック図である。
【図4b】
信号強度分散算出及びリンク品質指標算出に用いることのできるパラメータの一例を示す図である。
【図5a】
SNR分散によってリンク品質指標を算出するための、図4aと同様のブロック図である。
【図5b】
図5aにおける信号対雑音比分散算出に用いるパラメータを決定するための、図4aと同様のブロック図である。
【図6】
少なくとも、信号対雑音比に基づくリンク品質指標を算出する第2のリンク品質指標測定装置が第1のリンク品質指標測定装置とともに設けられる、本発明の別の見地のブロック図である。
【図7】
処理装置PRDのブロック図、特に図6に示される雑音電力測定装置PC−DETのブロック図である。
【図8】
OFDM受信器の復調回路DEMOD−CRTのブロック図及び、プロトコルデータユニット内部のデータを有するサブキャリアシンボルに基づくサブキャリアシンボル情報の推定値を与えるために用いられる再変調装置REMOD及び再符号化/再変調装置REINC−REMODのブロック図である。
【図9】
雑音電力の算出に用いられる雑音サンプル測定装置ZM−DETのブロック図である。
【図10】
第1及び第2のリンク品質指標Q1、Q2を共同決定マップへ合成するマッピング図である。
【図11】
リンク適合へのヒステリシス利用を示す図である。
【図12】
第1及び第2のリンク品質指標を算出するために実行されるステップの基本的なフローチャートである。
【図13a】
本発明の第1の実施形態による信号電力分散を算出するためのフローチャートである。
【図13b】
本発明の第2の実施形態による信号対雑音比分散を算出するためのフローチャートである。
【図13c】
雑音電力を算出するためのフローチャートである(図12のステップS3)。
Claims (45)
- OFDM伝送システム(SYS)のOFDM送信器(TR)及びOFDM受信器(RC)間の伝送リンク(TL)のリンク品質を測定するリンク品質測定装置(LQ−DET)であって、
前記受信器(RC)における受信信号(RS)の信号電力変動(Vs)を求めるように適合された信号電力変動測定装置(VS−DET)と、
前記信号電力変動測定装置(VS−DET)によって求められた信号電力変動(Vs)に基づいて、サブキャリア信号電力の変動を表す第1のリンク品質指標(Q1)を求める(3)ように適合された第1のリンク品質指標測定装置(Q1−DET)とを有することを特徴とするリンク品質測定装置(LQ−DET)。 - 各(m)サブキャリアに対するチャネル係数の推定値(H^m)を求めるように適合されたチャネル係数推定器(HM−EST)と、
複数(NST、m)のサブキャリアに渡って、前記推定されたチャネル係数(H^m)の電力を平均して信号電力(Ps)を求める(1)ように適合された信号電力測定装置(PS−DET)とを更に有し、
前記信号電力変動測定装置(VS−DET)が、前記各(m)サブキャリア上の前記推定されたチャネル係数(H^m)の電力と、前記信号電力(Ps)との差を求め(2)、この差の絶対値を求め、当該絶対値の自乗値を複数(NST)のサブキャリアに渡って平均(1)することによって、信号電力分散(Vs)を前記信号電力変動(Vs)として求めることを特徴とする請求項1記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。 - 前記第1のリンク品質指標測定装置(Q1−DET)が、前記信号電力変動(Vs)の前記自乗された信号電力(Ps)に対する比(3)を求めることによって第1のリンク品質指標(Q1)を求めるように適合されていることを特徴とする請求項2記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- OFDM伝送システム(SYS)のOFDM送信器(TR)及びOFDM受信器(RC)間の伝送リンク(TL)のリンク品質(LQ)を測定するリンク品質測定装置(LQ−DET)であって、
前記受信器(RC)における受信信号(RS)の信号対雑音比変動(SNRV)を求めるように適合された信号対雑音比変動測定装置(SNRV−DET)と、
前記信号対雑音比変動測定装置(SNRV−DET)によって求められた信号対雑音比変動(SNRV)に基づいて、信号対雑音比の変動を表す第1のリンク品質指標(Q1)を求める(3)ように適合された第1のリンク品質指標測定装置(Q1−DET)とを有することを特徴とするリンク品質測定装置(LQ−DET)。 - 各(m)サブキャリアに対するチャネル係数の推定値(H^m)を求めるように適合されたチャネル係数推定器(HM−EST)と、
各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリアに対する雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(6)ように適合された雑音サンプル推定値測定装置(ZM−DET)とを有し、
前記信号対雑音比変動測定装置(SNRV−DET)が、前記チャネル係数の推定値の電力(|H^m|2)と、前記雑音サンプルの電力(|Z^m|2)の各々を、複数のサブキャリア(NST)に渡って加算し、その比を形成し(4.2)てSNR平均値(SNRM)を求め、前記各(m)サブキャリアに対する前記各チャネル係数推定値の電力(|H^m|2)の、前記各(m)サブキャリアに対する前記各雑音サンプル推定値の電力(|Z^m|2)に対する比を求め、この比から前記SNR平均値(SNRM)を減算し、当該減算結果の絶対値を求め、当該絶対値を自乗し、得られた絶対値を複数(NST)のサブキャリアに渡って平均する(4.1)ことによって、前記信号対雑音比分散を前記信号対雑音変動として求めるように適合されることを特徴とする請求項4記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。 - 雑音電力(Pz)を求めるように適合された雑音電力測定装置(PZ−DET)と、
前記雑音電力測定装置(PZ−DET)によって求められた雑音電力(Pz)に基づいて、平均サブキャリア信号対雑音電力比(SNR)を表す第2のリンク品質指標(Q2)を求める(5)ように適合された第2のリンク品質指標測定装置(Q2−DET)を更に有することを特徴とする請求項1又は請求項4記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。 - 各(m)サブキャリアに対するチャネル係数の推定値(H^m)を求めるように適合されたチャネル係数推定器(HM−EST)と、
前記チャネル係数推定値(H^m)の電力を複数(NST、m)のサブキャリアに渡って平均して信号電力を求める(1)ように適合された信号電力測定装置(PS−DET)とを更に有し、
前記雑音電力測定装置(PZ−DET)が、各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリアに対する雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(6)ように適合された雑音サンプル推定値測定装置(ZM−DET)を含み、
また、前記雑音サンプル推定値(Z^m)の絶対値の自乗値を複数(NST、m)のサブキャリアに渡って平均して前記雑音電力(Pz)を求める(7)ように適合された雑音サンプル平均装置(ZM−AV)とを更に有し、
前記第2のリンク品質指標測定装置(Q2−DET)が、前記得られた信号電力(Ps)の前記得られた雑音電力(Pz)の比を求めることにより、前記第2のリンク品質指標(Q2)を求めるように適合されることを特徴とする請求項6記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。 - 前記雑音サンプル平均装置(ZM−AV)が、さらに前記雑音サンプル推定値(Z^m)を複数(L、k)のOFDMシンボルに渡っても平均することにより前記雑音電力(Pz)を求める(7)ように適合されることを特徴とする請求項7記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記雑音サンプル推定値測定装置(ZM−DET)が、各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリア上の各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)のサブキャリア上で伝送されるサブキャリアシンボルに関するサブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)、及び前記各サブキャリア上での前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)に基づいて、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)サブキャリアについての前記雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(6)ように適合されることを特徴とする請求項5又は請求項7記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記雑音サンプル推定値測定装置(ZM−DET)が、
前記各サブキャリア上の前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)と、前記サブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)を乗算する乗算器(MULT)と、
当該乗算結果を前記各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)から減算する減算器(SUB)を有し、前記減算器(SUB)の出力が前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)サブキャリアに対する前記雑音サンプル推定値(Z^m[k])を構成することを特徴とする請求項5又は請求項9記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。 - 前記OFDMシンボルがフレーム(FR)のバースト(BST)内で送信され、前記バースト(BST)の各々がプリアンブル部(PRE)及び1つ以上のプロトコルデータユニット(PDU)を有し、前記各バースト(BST)の前記各プリアンブル部(PRE)が、前記チャネル係数推定器(HM−EST)がチャネル推定に用いる1つ以上のOFDMトレーニングシンボル(TS)を有することを特徴とする請求項1又は請求項4記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記サブキャリアシンボル情報(Ak[k])が、1つの前記バーストの前記プリアンブル部(PRE)の前記1つ以上のOFDMトレーニングシンボル(TS)であることを特徴とする請求項9及び請求項11記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記サブキャリアシンボル情報(Ak[k])が、1つの前記バースト内の前記データパケットユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルのサブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])であることを特徴とする請求項9及び請求項11記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記1つのバースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルの前記サブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])が、復調器(DEMOD)の出力するOFDMシンボル判定を再変調するように適合された再変調装置(REMOD)によって生成されることを特徴とする請求項13記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記1つのバースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルの前記サブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])が、復号化器(DECOD)の出力を再符号化/再変調するように適合された再符号化/再変調装置(RENC−REMOD)によって生成されることを特徴とする請求項12記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記第2のリンク品質指標測定装置(Q2−DET)が、前記第2のリンク品質指標(Q2)を1フレーム又は複数のバースト期間中複数回求め、修正された第2のリンク品質指標(c.d.f)を累積密度関数(c.d.f)として計算することを特徴とする請求項6記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 前記第1及び第2のリンク品質指標(Q1,Q2)を結合して総リンク品質指標(Q)を求めるための総リンク品質指標測定装置(Q−DET)を更に有することを特徴とする請求項1及び請求項4、又は請求項1及び請求項6記載のリンク品質測定装置(LQ−DET)。
- 伝送リンク品質決定器(TL−DEC)を含み、伝送リンク品質(LQ)指標に依存してOFDM伝送リンク(TL)の伝送特性を選択するための伝送リンク特性セレクタ(TL−SEL)であって、
前記リンク品質指標(Q1、Q2、Q)を出力する、請求項1乃至請求項17のいずれか1つ以上に記載されたリンク品質測定装置(LQ−DET)を有し、
前記伝送リンク品質決定器(TL−DEC)が前記リンク品質測定装置(LQ−DET)が出力する前記リンク品質指標(Q1、Q2、Q)に基づいて前記伝送リンク(TL)の伝送特性を決定するように適合されることを特徴とするセレクタ。 - 前記伝送リンク品質決定器(TL−DEC)が、前記リンク品質指標(Q1、Q2、Q)に基づいて、OFDM伝送に用いる物理層モードを前記伝送特性として決定するように適合されることを特徴とする請求項18記載のセレクタ。
- ヒステリシスを用いて複数の異なる物理層モード間で決定を行うように適合されることを特徴とする請求項18記載のセレクタ。
- 前記伝送リンク品質決定器(TL−DEC)が、前記リンク品質指標(Q1、Q2、Q)に基づいて、OFDM伝送に用いる送信電力を前記伝送特性として決定するように適合されることを特徴とする請求項18記載のセレクタ。
- OFDM伝送システム(SYS)のOFDM送信器(TR)及びOFDM受信器(RC)間の伝送リンク(TL)のリンク品質を測定するリンク品質測定方法(LQ−DET)であって、
信号電力変動(Vs)を求める(S1)ステップと、
前記信号電力変動に基づいて、少なくとも第1のリンク品質指標(Q1)を求める(S2;3)ステップとを有することを特徴とするリンク品質測定方法。 - 雑音電力(S3、Pz)を求める(4)ステップと、
平均サブキャリア信号対雑音比(SNR)を表す第2のリンク品質指標(Q2)を求める(S4)ステップとを更に有することを特徴とする請求項22記載のリンク品質測定方法。 - 1フレーム期間又は複数のバースト期間中に複数回第2のリンク品質指標(Q2)を求めるステップと、
累積密度関数(c.d.f)を修正された第2のリンク品質指標(c.d.f)として求めるステップとを更に有することを特徴とする請求項22記載のリンク品質測定方法。 - 各(m)サブキャリアに対するチャネル係数の推定値(H^m)を求める(S11)ステップと、
複数(NST、m)のサブキャリアに渡って、前記推定されたチャネル係数(H^m)の電力を平均して信号電力(Ps)を求める(S12)ステップと、
前記各(m)サブキャリア上の前記推定されたチャネル係数(H^m)の電力と、前記信号電力(Ps)との差を求め(2)、この差の絶対値を求め、当該絶対値の自乗値を複数(NST)のサブキャリアに渡って平均(2)することによって、信号電力分散(Vs)を前記信号電力変動(Vs)として求める(S13)ステップとを更に有することを特徴とする請求項22記載のリンク品質測定方法。 - 前記信号電力変動(Vs)の前記自乗された信号電力(Ps)に対する比(3)を求めることによって第1のリンク品質指標(Q1)を求める(S2)ステップをさらに有することを特徴とする請求項25記載のリンク品質測定方法。
- OFDM伝送システム(SYS)のOFDM送信器(TR)及びOFDM受信器(RC)間の伝送リンク(TL)のリンク品質を測定するリンク品質測定方法(LQ−DET)であって、
信号対雑音比変動(SNRV)を求める(S1,4)ステップと、
求められた前記信号対雑音比変動(SNRV)に基づいて、少なくとも第1のリンク品質指標(Q1)を求める(S2;6.6)ステップとを有することを特徴とするリンク品質測定方法。 - 各(m)サブキャリアに対するチャネル係数の推定値(H^m)を求める(S11)ステップと、
各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリアに対する雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(S12)ステップと、
前記チャネル係数の推定値の電力(|H^m|2)と、前記雑音サンプルの電力(|Z^m|2)の各々を、複数のサブキャリア(NST)に渡って加算し、その比を形成し(4.2)てSNR平均値(SNRM)を求め、前記各(m)サブキャリアに対する前記各チャネル係数推定値の電力(|H^m|2)の、前記各(m)サブキャリアに対する前記各雑音サンプル推定値の電力(|Z^m|2)に対する比を求め、この比から前記SNR平均値(SNRM)を減算し、当該減算結果の絶対値を求め、当該絶対値を自乗し、得られた絶対値を複数(NST)のサブキャリアに渡って平均する(4.1)ことによって、前記信号対雑音比分散を前記信号対雑音変動として求める(S13)ステップとをさらに有することを特徴とする請求項27記載のリンク品質測定方法。 - 各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリア上の各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)のサブキャリア上で伝送されるサブキャリアシンボルに関するサブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)、及び前記各サブキャリア上での前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)に基づいて、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)サブキャリアについての前記雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(6.3)ステップとを更に有することを特徴とする請求項28記載のリンク品質測定方法。
- 前記各サブキャリア上の前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)と、前記サブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)を乗算(S32)して、前記雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(S3)ステップと、
当該乗算結果を前記各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)から減算する(S33)ステップとを更に有することを特徴とする請求項2又は請求項29記載のリンク品質測定方法。 - 前記第1及び第2のリンク品質指標(Q1,Q2)を結合して総リンク品質指標(Q)を求めるステップを更に有することを特徴とする請求項22及び請求項23、又は請求項27及び請求項23記載のリンク品質測定方法。
- OFDMシステム内の受信信号(RS)の雑音電力(Pz)を求めるように適合された雑音電力測定装置(PZ−DET)を有するOFDMシステムの処理装置(PRD)であって、
前記雑音電力測定装置(PZ−DET)が、
各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリアに対する雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(6)ように適合された雑音サンプル推定値測定装置(ZM−DET)と、
また、前記雑音サンプル推定値の電力(Z^m)を1つ以上(NST、m)のサブキャリアに渡って平均して前記雑音電力(Pz)を求める(7)ように適合された雑音サンプル平均装置(ZM−AV)を含み、
前記雑音電力測定装置(PZ−DET)が、さらに前記雑音サンプル推定値(Z^m)を複数(L、k)のOFDMシンボルに渡っても平均することにより前記雑音電力(Pz)を求める(7)ように適合され、
前記雑音サンプル推定値測定装置(ZM−DET)が、各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリア上の各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)のサブキャリア上で伝送されるサブキャリアシンボルに関するサブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)、及び前記各サブキャリア上での前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)に基づいて、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)サブキャリアについての前記雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(6)ように適合されることを特徴とする処理装置。 - 前記雑音サンプル推定値測定装置(ZM−DET)が、
前記各サブキャリア上の前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)と、前記サブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)を乗算する乗算器(MULT)と、
当該乗算結果を前記各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)から減算する減算器(SUB)を有し、前記減算器(SUB)の出力が前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)サブキャリアに対する前記雑音サンプル推定値(Z^m[k])を構成することを特徴とする請求項32記載の処理装置(PRD)。 - 前記OFDMシンボルがフレーム(FR)のバースト(BST)内で送信され、前記バースト(BST)の各々がプリアンブル部(PRE)及び1つ以上のプロトコルデータユニット(PDU)を有し、前記各バースト(BST)の前記各プリアンブル部(PRE)が、前記チャネル係数推定器(HM−EST)がチャネル推定に用いる1つ以上のOFDMトレーニングシンボル(TSYM)を有することを特徴とする請求項32記載の処理装置(PRD)。
- 前記サブキャリアシンボル情報(Ak[k])が、1つの前記バーストの前記プリアンブル部の前記1つ以上のOFDMトレーニングシンボル(TS)であることを特徴とする請求項33及び請求項34記載の処理装置(PRD)。
- 前記サブキャリアシンボル情報(Ak[k])が、1つの前記バースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルのサブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])であることを特徴とする請求項33及び請求項34記載の処理装置(PRD)。
- 前記1つのバースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルの前記サブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])が、復調器(DEMOD)の出力するOFDMシンボル判定を再変調するように適合された再変調装置(REMOD)によって生成されることを特徴とする請求項33及び請求項34記載の処理装置(PRD)。
- 前記1つのバースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルの前記サブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])が、復号化器(DECOD)の出力を再符号化/再変調するように適合された再符号化/再変調装置(REMOD)によって生成されることを特徴とする請求項33及び請求項34記載の処理装置(PRD)。
- OFDMシステム内の雑音電力(Pz)を求める方法であって、
各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリアに対する雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(S3)ステップと、
前記雑音サンプル推定値の電力(Z^m)を複数(NST、m)のサブキャリアに渡って平均して前記雑音電力(Pz)を求める(S3)ステップとを有し、
前記雑音電力(Pz)を求めるステップが、さらに前記雑音サンプル推定値(Z^m)を複数(L、k)のOFDMシンボルに渡っても平均することにより前記雑音電力(Pz)を求める(7)ステップを有し、
前記雑音サンプル推定値を求めるステップが、各(k)OFDMシンボル内の各(m)サブキャリア上の各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)のサブキャリア上で伝送されるサブキャリアシンボルに関するサブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)、及び前記各サブキャリア上での前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)に基づいて、前記各(k)OFDMシンボル内の前記各(m)サブキャリアについての前記雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(6)ステップを有することを特徴とする方法。 - 前記各サブキャリア上の前記チャネル係数推定値(H^m、▲3▼)と、前記サブキャリアシンボル情報(Am[k]、A^m[k]、▲2▼)を乗算して、前記雑音サンプル推定値(Z^m)を求める(S3)ステップと、
当該乗算結果を前記各受信信号サンプル(Rm[k]、▲1▼)から減算する(S33)ステップとを更に有することを特徴とする請求項39記載の方法。 - 前記OFDMシンボルがフレーム(FR)のバースト(BST)内で送信され、前記バースト(BST)の各々がプリアンブル部(PRE)及び1つ以上のプロトコルデータユニット(PDU)を有し、前記各バースト(BST)の前記各プリアンブル部(PRE)が、前記チャネル係数推定器(HM−EST)がチャネル推定に用いる1つ以上のOFDMトレーニングシンボル(TS)を有することを特徴とする請求項39記載の方法。
- 前記サブキャリアシンボル情報(Ak[k])が、1つの前記バーストの前記プリアンブル部の前記1つ以上のOFDMトレーニングシンボル(TSMB)であることを特徴とする請求項39及び請求項41記載の方法。
- 前記サブキャリアシンボル情報(Ak[k])が、1つの前記バースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルのサブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])であることを特徴とする請求項39及び請求項401記載の方法。
- 前記1つのバースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルの前記サブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])が、復調器(DEMOD)の出力するOFDMシンボル判定を再変調することにより生成されることを特徴とする請求項39及び請求項41記載の方法。
- 前記1つのバースト内の前記プロトコルデータユニット(PDU)内のデータを有するサブキャリアシンボルの前記サブキャリアシンボル推定情報(A^k[k])が、復号化器(DECOD)の出力を再符号化/再変調することにより生成されることを特徴とする請求項39及び請求項41記載の方法。
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