JP2006509478A - チャネル品質表示（ｃｑｉ）の信頼性検出およびアウターループ送信電力制御への応用 - Google Patents

Abstract

無線通信ネットワークでのチャネル品質表示（ＣＱＩ）（図３の１０２、１０６）のメッセージの信頼性を改善する方法は、ＣＱＩのメッセージの受信から開始する。次いでＣＱＩメッセージをデコードし、およびＣＱＩメッセージ中の各シンボルについての決定メトリック値を計算する。ＣＱＩメッセージについての最大の決定メトリック値および２番目に大きい決定メトリック値を求める。最大の２つの決定メトリック値を比較することによってＣＱＩのメッセージの信頼性を決定することができる。この方法は、時分割複信、周波数分割複信、または他の伝送のモードでの高速なダウンリンクのパケットアクセスに適用可能である。

Description

本発明は、一般には、無線通信のチャネル品質の測定に関し、より詳細には、チャネル品質の確実な検出およびアウターループ送信電力制御への応用を行う方法および装置に関する。

現在、第３世代（３Ｇ）移動通信システムは、効率的および高スループットのダウンリンク（ＤＬ）パケットのデータ転送機構を実装するために標準化が進んでいる。ＵＭＴＳ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｓｙｓｔｅｍ）の広帯域符号分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）ベースの３Ｇシステムという状況では、こうしたパケット転送技術は、一般に高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）と呼ばれる。ＨＳＰＤＡは、周波数分割複信（ＦＤＤ）と時分割複信（ＴＤＤ）との両方のモードに対して可能であり、ならびに１．２８Ｍｃｐｓおよび３．８４Ｍｃｐｓのチップレートについて実装される。

以下の特有の特徴は、ＨＳＤＰＡの認識された効率および達成可能なデータスループットの源である。すなわち、ＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）の技術、高速のハイブリッドＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）、即時的なＤＬのチャネル品質のアップリンク（ＵＬ）での報告に関する高速なフィードバック機構、ならびに無線資源の効率の良いパケットスケジューリング機構および高速で短期間なＤＬのチャネル割当てである。

ＨＳＤＰＡのさらに別の目印となる特徴は、ＨＳＤＰＡの基地局によって無線送受信装置（ＷＴＲＵ）に割り当てられるデータレートおよびＤＬの送信（Ｔｘ）電力の総電力量が、ＷＴＲＵの即時的なチャネル状態の関数であることである。例えば、基地局に近いユーザは、低送信電力で確実にＨＳＤＰＡの高速データレートを受信することができる。基地局から離れたユーザ、または好ましくないチャネル状態に直面するユーザは、割り当てられたＤＬの送信電力と同一またはより大きい電力量に対して、低減したデータレートしかサポートしないことになる。

特定のユーザが確実にサポートすることのできる即時的なＨＳＤＰＡのデータレートは、一般に、１）サービスを提供する基地局までの距離に基づく経路損失、２）シャドーイング、３）即時的な高速フェージングの条件、４）システム内に存在する他のユーザによって引き起こされるユーザの受信機での干渉、および５）速度や伝播環境などのユーザのチャネル状態に依存する。言い換えれば、ＨＳＤＰＡのデータレートは、こうした因子のすべてに基づき、およびユーザがサポートすることのできるＤＬのデータレートを表す、ユーザが受けるＤＬの信号対干渉比（ＳＩＲ）の関数である。ユーザのＤＬのＳＩＲは、一般に、こうした因子に応じて時間変化する。

ユーザの受けるＤＬのＳＩＲ、またはこの機能に伴う何らかの類似した典型的な測定、例えばＢＬＥＲ、ＢＥＲもしくは受信されるＤＬの干渉波と組み合わされた受信信号出力の知識は、ＨＳＤＰＡの基地局が高効率のＨＳＤＰＡの動作を保証するのに不可欠である。したがって、ＨＳＤＰＡを使用するＣＤＭＡシステムは、高速なＵＬのチャネル品質表示（ＣＱＩ）を使用して、ＷＴＲＵが基地局にＤＬのＳＩＲを周期的に報告することを可能にする高速なＵＬのレイヤ１（Ｌ１）のシグナリング機構を採用している。現在のＦＤＤの仕様は、ＵＬでの周期的なＣＱＩのフィードバックの構成を０（ＣＱＩの報告がオフの場合）、２、４、８、１０、２０、４０、８０、または１６０ｍｓごとに送信することを可能にする。しかし、ＴＤＤでは、周期的なＣＱＩのフィードバックがなく、したがって代わりにＣＱＩが、ＨＳ−ＤＳＣＨ（ＨＳＤＰＡ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）上のＤＬのデータブロックがＷＴＲＵによって受信されるときにはいつでも、ＡＣＫ／ＮＡＣＫと共にＨＳ−ＳＩＣＨ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）上で送信される。Ｗ−ＣＤＭＡのＦＤＤおよびＴＤＤモードでは、この機構は一般にＣＱＩの報告と呼ばれる。

特定のＷＴＲＵ実装でＣＱＩを測定する方法は標準化されておらず、ベンダの実装方法に開放されている。しかし、報告されるＣＱＩ値を導出する方法は標準化されている。ＦＤＤの標準では、次第に高くなるデータレートにほぼ対応し、したがって高くなるＤＬのＳＩＲに比例する３０個ほどのＣＱＩ値を列挙する表（例えば、非特許文献１参照。）が存在する。ＦＤＤで報告されるＣＱＩは、以下のように導出される（例えば、非特許文献２参照。）。すなわち、「ＵＥは、作成した表のうち最高のＣＱＩ値を報告し、そのＣＱＩ値に関して、転送ブロックのサイズ、ＨＳ−ＰＤＳＣＨコードの個数、および報告されるＣＱＩ値またはそれより小さいＣＱＩ値に対応する変調でフォーマットされた単一のＨＳ−ＤＳＣＨサブフレームを、報告されるＣＱＩ値が送信される第１スロットの開始より１スロット前に終了する３スロットの参照の周期で受信することができ、転送のブロックエラーの確率が０．１を超えない」。ＴＤＤでは、報告は異なる。すなわち、転送ブロックのサイズが最後に受信した送信間隔（最後のＨＳ−ＤＳＣＨが受信されたタイムスロット数）中に送信され、かつその送信よってブロック誤り率が０．１をもたらすはずである場合、転送ブロックのサイズが報告される。

一例を挙げると、新しいＷ−ＣＤＭＡのＦＤＤのリリース５では、ＣＱＩは、（２０，５）リード・ミュラー符号（Ｒｅｅｄ−Ｍｕｌｌｅｒ ｃｏｄｅ）によってエンコードされる５ビット長の情報ビットのシーケンスである。得られる２０ビット長の符号化シーケンスが、ＵＬにおけるＨＳ−ＤＰＣＣＨ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）上で送信される。すべてのユーザは調節可能なＣＱＩの報告の周期（フィードバックレート）を有する別個のＨＳ−ＤＰＣＣＨを有する。ユーザは、ＨＳ−ＤＳＣＨ上でデータを受信しない場合であってもＨＳ−ＤＰＣＣＨ上でＣＱＩを報告することができる。

別の例を挙げると、新しいＷ−ＣＤＭＡのＴＤＤのリリース（３．８４ＭｃｐｓまたはＨＣＲ（ｈｉｇｈ ｃｈｉｐ ｒａｔｅ）のＴＤＤ）では、ＣＱＩは、（３２，１０）リード・ミュラー符号によってエンコードされる１０ビット長の情報ビットのシーケンスである。得られる３２ビット長の符号化シーケンスが、ＨＳ−ＳＩＣＨの一部としてＵＬで送信される。新しいＴＤＤでは、ＣＱＩの送信だけを、ユーザがフレームでＨＳ−ＤＳＣＨ上で以前にデータを受信した場合に行うことができる。

ＷＴＲＵのＣＱＩの報告の信頼性がＨＳＤＰＡの動作に影響を及ぼすので、ＣＱＩを誤って受信したかどうかを決定する手段をＨＳＤＰＡの基地局が有することは重要である。誤って受信したどんなＣＱＩでも廃棄することにより、ＨＳＤＰＡの基地局は、ユーザの受けるＤＬのチャネル状態に適合しない、ユーザに関するＤＬのデータレートおよび対応する送信電力を選んでしまう状況を回避することができる。誤りのあるＣＱＩは、ユーザに対するＨＳＤＰＡのデータスループットを低下させ、およびシステム中のその他のユーザに対する高いレベルの干渉を生み出し、結果として、Ｗ−ＣＤＭＡシステム中のＨＳＤＰＡのサービスの効率が低下する。

さらに、特定のユーザからの誤って受信される過剰なＣＱＩは、ユーザのＵＬの送信電力の設定が正確ではなく、および基地局または無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）などの別のアクセスネットワークノードが適切な措置を取ることになることを示す。一例を挙げると、ＲＮＣは、ユーザのＵＬの送信電力を増大させ、および（ＦＤＤでの）ＨＳ−ＤＰＣＣＨまたは（ＴＤＤでの）ＨＳ−ＳＩＣＨ上の誤り率を低下させるために、より高い目標のＵＬのＳＩＲをユーザに信号で伝えることができる。この種類のＲＮＣ機能は、一般に、アウターループ送信電力制御と呼ばれる。

Ｗ−ＣＤＭＡのＦＤＤおよびＴＤＤモードでの受信したＵＬの伝送の誤り検出は、通常、周期的冗長検査（ＣＲＣ）、すなわち、基地局で誤ってデコードされた場合に、信頼できるデコードの誤りの表示であるデータから計算されおよびそのデータに付随するビットシーケンスを使用することによって実施される。誤り検出でＣＲＣが効果的であるためには、ＣＲＣの長さが十分長くなければならない。しかし、非効率な処理を有することを回避するために、実際のデータ長に対するＣＲＣ長の比を小さくしなければならない。典型的な応用例では、データは数百ビット程度とすることができ、一方ＣＲＣフィールドは８〜２４ビット程度とすることができる。

遺憾ながら、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（ＦＤＤ）およびＨＳ−ＳＩＣＨ（ＴＤＤ）は、ＵＬのデータも、ＣＲＣを効率的に使用するのに十分な数のＬ１シグナリングビットも含まない高速なＬ１のＵＬのシグナリングチャネルである。十分な誤り検出の機能を提供するために、ＣＲＣは名目上、検証中のデータフィールドと少なくとも同一のサイズでなければならない。こうした点を考慮して、現在のＨＳＤＰＡの標準は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（ＦＤＤ）およびＨＳ−ＳＩＣＨ（ＴＤＤ）上でＣＲＣを使用しない。

したがって、既存の技術に基づくネットワーク（基地局またはＲＮＣ）は、ＣＱＩが誤って受信されたか否かを確実に決定する手段を持たない。ネットワークは、誤りの可能性が十分低く、ＨＳＰＤＡシステムの動作にとって有害とならないように、ＵＬの目標のＳＩＲを用いておよびシミュレーションからの「経験」によって十分高いＵＬの送信電力を使用するようにＷＴＲＵを構成することができるだけである。したがって、受信したＣＱＩ値の正確さを確実に検出および報告する方法を提供することが有利である。

３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３２１、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ、５．４．０（２００３−０３） ３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２１４、Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（ＦＤＤ）、ｖ５．４．０（２００３−０３）、ｓｅｃｔｉｏｎ ６Ａ．２

本発明の方法は、基地局がＣＱＩの信頼度を決定することを可能にする。本発明は、ＷＴＲＵからＨＳＤＰＡの基地局によって受信されたＣＱＩの報告に関する有用な信頼性検出機構を提供し、ＷＴＲＵのＵＬの送信出力の設定を追跡および調整するために、ＨＳＤＰＡの基地局からＲＮＣへの、受信したＣＱＩの品質の報告機構を提供する。

無線通信ネットワークでのチャネル品質表示（ＣＱＩ）のメッセージの信頼性を改善する方法は、ＣＱＩのメッセージを受信およびデコードすることから始まる。ＣＱＩのメッセージ中の各シンボルについての決定メトリック値（ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍｅｔｒｉｃ ｖａｌｕｅ）が計算される。最大の決定メトリック値および２番目に大きい決定メトリック値が決定される。最大の決定メトリック値と２番目に大きい決定メトリック値とを比較することにより、ＣＱＩメッセージの信頼性が決定される。

無線通信システムでの伝送チャネルの品質を表す受信メッセージの信頼性を改善する方法は、無線送受信装置からチャネル品質表示（ＣＱＩ）のメッセージを受信することによって開始する。次いでＣＱＩのメッセージがデコードされ、およびデコードされたＣＱＩのメッセージを表す少なくとも２つの異なる値が得られる。少なくとも２つの値を比較することにより、ＣＱＩのメッセージの信頼性が決定される。

無線通信システムでの伝送チャネルの品質を決定するシステムは、少なくとも１つの無線送受信装置（ＷＴＲＵ）および基地局を含む。ＷＴＲＵは、チャネル品質表示（ＣＱＩ）を生成する生成手段を含む。基地局は、ＣＱＩを受信する受信手段、ＣＱＩをデコードするデコード手段、デコードしたＣＱＩの第１の決定メトリック（ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｍｅｔｒｉｃ）および第２の決定メトリックを計算する計算手段、第１の決定メトリックと第２の決定メトリックとを比較してＣＱＩが誤りを含むかどうかを決定する比較手段を含む。

本発明に従って構築される集積回路は、チャネル品質表示（ＣＱＩ）のメッセージを受信するように構成された入力と、ＣＱＩのメッセージをデコードするデコード手段と、デコードしたＣＱＩメッセージの第１の決定メトリックおよび第２の決定メトリックを計算する計算手段と、第１の決定メトリックと第２の決定メトリックとを比較してＣＱＩメッセージが誤りを含むかどうかを決定する比較手段とを含む。

例示によって与えられ、および添付の図面を参照しながら理解すべきである、以下の好ましい実施形態の説明から本発明のより詳細な理解を得ることができる。

以下に本明細書で使用しおよび説明する、ＷＴＲＵは、限定はしないが、ユーザ装置、移動局、固定または移動加入者装置、ページャ、または無線環境で動作することのできるあらゆる他の種類の装置を含む。以下に本明細書で引用する場合には、基地局は、限定はしないが、Ｎｏｄｅ Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境内の他の種類のインターフェース装置を含む。

図１に、本発明によるＣＱＩの信頼性を決定する方法１００、およびアウターループ送信電力制御への応用を例示する。方法１００は、時間間隔クロックならびに、受信した全ＨＳ−ＳＩＣＨ、受信したＨＳ−ＳＩＣＨの誤り数および欠落したＨＳ−ＳＩＣＨの数などのいくつかのカウンタを初期化することによって開始する（ステップ１０２）。ＣＱＩを受信し（ステップ１０４）、およびデコードする（ステップ１０６）。ＣＱＩ中の各シンボルについて、決定メトリック値を計算する（ステップ１０８）。最大の２つの（ｔｗｏ ｌａｒｇｅｓｔ）決定メトリック値を選択し（ステップ１１０）、および最大の２つの値の差を決定する（ステップ１１２）。最大の２つの決定メトリックの間の差を評価して、それがしきい値未満かどうかを決定する（ステップ１１４）。差がしきい値未満である場合、ＣＱＩは誤りである可能性が高く、したがってＣＱＩを廃棄する（ステップ１１６）。

差がしきい値以上である場合、ＣＱＩは有効とみなされる（ステップ１１８）。次に、カウンタをインクリメントし（ステップ１２０）、および時間間隔の終わりに達したかどうかを決定する（ステップ１２２）。さらに、フローはステップ１０４に戻り、カウンタの値または時間間隔が満了したかどうかにかかわらず、ステップ１０４〜１２０のループを連続して繰り返す。

時間間隔が満了した場合（ステップ１２２）、カウンタがしきい値以上であるかどうか決定する（ステップ１２４）。カウンタがしきい値以上である場合、ＲＮＣに信号で知らせ（ステップ１２６）、次いでＲＮＣは、ＵＬの送信電力を調整するようにＷＴＲＵに信号で知らせ（ステップ１２８）、および方法は終了する（ステップ１３０）。時間間隔の終わりに達していない場合（ステップ１２２）、またはカウンタがしきい値未満である場合（ステップ１２４）、方法は終了する（ステップ１３０）。

ステップ１１２で決定した差は、メトリックが対数関数である場合に、すなわちｄＢ単位である場合に適用可能であることに留意されたい。メトリックが純粋な数である場合、ステップ１１２および１１４を以下のように修正することができる。最大の決定メトリックと２番目に大きい決定メトリックとの比率を計算し（ステップ１１２）、および比率をしきい値と比較する（ステップ１１４）。

追加のＩｕｂシグナリングを含む類似の代替方法は、受信したＨＳ−ＳＩＣＨの合計数、受信したＨＳ−ＳＩＣＨの誤り数、および固定の時間周期に欠落したＨＳ−ＳＩＣＨの数を単純に周期的に報告すること、ならびにこうした数を誤りのしきい値に関わらず報告することを伴う。この種類の周期的な報告は、より多くのＩｕｂシグナリングを追加することになるが、Ｎｏｄｅ Ｂでの実装がより単純になる。

図２に、本発明によるＣＱＩの信頼性を決定する代替方法２００、およびアウターループ送信電力制御への応用を例示する。方法２００は、受信した全ＨＳ−ＳＩＣＨ、受信したＨＳ−ＳＩＣＨの誤り数、欠落したＨＳ−ＳＩＣＨの数などのいくつかのカウンタを初期化することによって開始する（ステップ２０２）。ＣＱＩを受信し（ステップ２０４）、およびデコードする（ステップ２０６）。ＣＱＩ中の各シンボルについて、決定メトリック値を計算する（ステップ２０８）。最大の２つの決定メトリック値を選択し（ステップ２１０）、および最大の２つの値の間の差を決定する（ステップ２１２）。最大の２つの決定メトリックの間の差を評価して、それがしきい値未満かどうかを決定する（ステップ２１４）。差がしきい値未満である場合、ＣＱＩは誤りである可能性が高く、したがってＣＱＩを廃棄する（ステップ２１６）。

差がしきい値以上である場合、ＣＱＩは有効とみなされる（ステップ２１８）。次に、カウンタをインクリメントし（ステップ２２０）、およびカウンタがしきい値以上であるかどうかを決定する（ステップ２２２）。さらに、フローはステップ２０４に戻り、カウンタの値に関わらず、ステップ２０４〜２２０のループを連続して繰り返す。

カウンタがしきい値以上である場合、ＲＮＣに信号で知らせ（ステップ２２４）、次いでＲＮＣは、ＵＬの送信電力を調整するようにＷＴＲＵに信号で知らせ（ステップ２２６）、および方法は終了する（ステップ２２８）。カウンタがしきい値未満である場合（ステップ２２２）、方法は終了する（ステップ２２８）。

基地局が、受信した３２ビット符号のワードをデコードした場合（ステップ１０６、２０６）、デコード処理の出力をＮ個の別個の仮説の１つと見ることができる。ただし、情報ビット数ｎはＭ＝２^ｎによってＭと関係付けられる（ＴＤＤでは、ｎ＝１０）。言い換えれば、Ｍ個のシンボルの中から１つがＷＴＲＵから基地局に送信される。基地局での仮説検定により、Ｍ個のシンボルアルファベットのうち最も可能性の高いメンバが選択され、およびそれが変換されて、シンボルすなわちエンコードされた符号のワードが表すｎ個の情報ビットに戻される。

何が最も可能性の高い受信したシンボルを表すかを決定するのに異なる決定アルゴリズムが存在し、多くの場合、シンボルについて何が既知であるかに応じて変化する。例えば、特定のシンボルが送信された可能性がより高い場合、この知識を決定アルゴリズムに組み込むことにより、すべてのシンボルが等しく頻繁に送信されることを仮定するアルゴリズムより有利である。さらに例示すると、ＦＤＤの状況では、デコーダが、各シンボルに対して１つのフィルタを有し、各シンボルが特定の波形（チップ／ビットシーケンス）を有する、３２個の整合フィルタのように動作することができる。各整合フィルタは、受信した波形を、特定のシンボルに対応する波形と相互に関係付ける。３２個の整合フィルタの各々からの相関出力は、基本的には、エネルギーに対応するピークである。大きいピークは、「これが送られたシンボルであった可能性が非常に高い」（符号のワードはチップシーケンスと同等である）ことを意味し、および相関の小さいピークは、「これが正しいシンボルであった可能性が低い」ことを意味する。次いで、３２個の得られたピークの中から最大のピークを選択し、および送信されたシンボルであることを決定する。これは統計的な仮説検定であるので、平均すると、決定したシンボルは、行うことのできる最良の決定である。この処理の一例を図３に示す。基地局でのデコード処理は、受信したチャネルビットの続発を、Ｍ個のＣＱＩのシンボルの中からすべての可能なものごとにソフトな決定メトリックに変換する。ＣＱＩの品質の検出器を、単一の集積回路でまたは離散的な構成要素として実装することができる。

一般には、情報ビットのシーケンス（ＣＱＩのワード）はｎビット長である。ＣＱＩのワードは、Ｍ（＝２＾ｎ）個のＮビット長のエンコードされたビットシーケンスからなる（Ｎ，ｎ）リード・ミュラー符号にエンコードされる。例えば、ＴＤＤでは、ｎ＝１０の情報ビットが存在し、結果として、１０２４（Ｍ＝２＾１０）個の各々の長さがＮ＝３２ビットの可能なエンコードされたワードを得る。ＣＱＩをＨＳ−ＳＩＣＨ上でエンコードする処理は、いくつかの反復を与え、結果として、Ｎ個の符号化されたビットの各々がＮ＊４＝Ｌ個のチャネルビットにマッピングされる。すべてのチャネルビットは、拡散率が１６（すなわち、１６チップ長の拡散するシーケンス）で拡散され、結果として、Ｌ＊１６＝Ｃ個のチップが得られる。ＴＤＤでは、一般に、ＣＱＩのワードは、（３２，１０）リード・ミュラー符号、およびｎ＝１０、Ｎ＝３２、Ｌ＝１２８、Ｃ＝２０４８を使用してエンコードされる。一般性を失うことなく、方法の同一の原理は、（１６，５）符号を使用するＦＤＤに対しても有効である。

当事業者は理解するであろうが、他のあらゆる種類のエンコードの構成を使用することができ、および本発明は、本明細書で説明する構成に限定されない。チャネル符号化の理論によって知られ、およびパラメータｎとＮとの選択について存在し、情報ビットと符号化されたチャネルビットとの比率を決定する、任意の（Ｎ，ｎ）符号の構成が本発明と共に動作するであろう。例えば、リード・ミュラーの１次もしくは２次符号またはリード・ソロモン符号を使用することができる。チャネルで送信することのできる各シンボルおよびすべてのシンボルについて離散的な決定メトリックをデコーダが計算することができる限り、（Ｎ，ｎ）ビットの特定の符号化の構成は重要ではない。

図１のステップ１１０および１１２、ならびに図２のステップ２１０および２１２は、ＣＱＩの信頼性を決定する１つの可能な方法を表す。ＣＱＩの信頼性を決定する他の多数の方法も可能である。例えば、最大の決定メトリックと２番目に大きいものとの比率、またはｄＢ単位（１０ｌｏｇ（比））のこれらの２つのメトリックの間の差を使用することができる。少しの単純な式によって例示するために、Ｐ_ｍａｘが観測した最大のピーク値を表し、Ｐ_{ｓｅｃｏｎｄ}が観測した２番目に大きいピーク値を表す場合、比率（Ｒ）は、Ｒ＝Ｐ_ｍａｘ／Ｐ_{ｓｅｃｏｎｄ}もしくはｌｏｇ（Ｐ_ｍａｘ）／ｌｏｇ（Ｐ_{ｓｅｃｏｎｄ}）またはより一般的にはｆ（Ｐ_ｍａｘ／Ｐ_{ｓｅｃｏｎｄ}）と表すことができる。ＣＱＩの信頼性を決定するために提案される別の方法は、最大の決定メトリックのエネルギーと、Ｍ−１個の他の決定メトリックの集合のエネルギーの和または重み付けられた和との比率である。例えば、Ｐ_ｉ（ｉ＝１．．．３２）は、リード・ミュラーのデコーダの出力で観測されたピーク値である。Ｐ_ｍａｘは最大のＰ_ｉの値である。尺度Ｒは、Ｒ＝Ｐ_ｍａｘ／（ΣＰ_ｉ−Ｐ_ｍａｘ）と表される。

デコードされたＣＱＩのシンボルのソフトな決定メトリックを比較することにより、基地局は、受信したＣＱＩのシンボルが誤りである可能性が高いか否かを決定するために（ステップ１１４、２１４）、しきい値に基づく単純な決定機構を使用することができる。一例を挙げると、最大のメトリックと２番目に大きいメトリックとの差が１ｄＢ未満である場合、ＣＱＩが誤りであり、およびＣＱＩを廃棄すべきである確率が非常に高い（通常、９５％超）。ＣＱＩが誤りである対応する確率が小さい、他の差の値も使用することができる。ＣＱＩが誤りである確率が十分高くするために、差の範囲は０〜２ｄＢの間であることが好ましい。

ＴＤＤの場合にＣＱＩの誤りを検出する能力に関するＣＱＩの信頼性検出方法の性能についての一例を図４および図５に示す。図４および図５は、ＭＵＤ後のＢＥＲ、ＡＣＫ−＞ＮＡＣＫのＢＥＲ、ＮＡＣＫ−＞ＡＣＫのＢＥＲ、拒絶されたＣＱＩ、拒絶された、良好であったＣＱＩ、および拒絶されなかった、誤りであったＣＱＩについてのグラフを含む。グラフは、１０ビット長のＣＱＩのワードの第１ビットであり、および推奨された変調フォーマット（ＱＰＳＫかＱＡＭかのどちらか）を示すＲＭＦ ＢＥＲも含む。グラフは、この単一ビットについてのＢＥＲを示す。ＲＴＢＳは、ＣＱＩのワード中の他の９情報ビットを含み、およびＷＴＲＵの推奨を送信すべきＨＳ−ＤＳＣＨの伝送ブロック中の情報ビット数である推奨された伝送のブロック集合を表す。グラフは、これらの９ビットのワード誤り率（ＷＥＲ）を示し、９ＲＴＢＳビットのうち少なくとも１つが誤りである確率を示す。

図４および図５から以下の観察を行うことができる。１）ＡＣＫ／ＮＡＣＫのソフトな決定のしきい値が０．１＊信号振幅である。２）ＣＱＩを拒絶する基準が、振幅中の間隔が１ｄＢ未満である、最高の／２番目に最も高い相関ピークを含む。３）誤りのあるＣＱＩを容易に検出することができる。４）「誤って拒絶された正しいＣＱＩ」と「拒絶されなかった誤りのＣＱＩ」との比率を、目標の誤りに適合するように容易にスケーリングすることができる。

したがって、本発明を使用することによって改良されたＣＱＩのフィールド符号化が可能となる。以前の方法の下では、ＡＣＫ／ＮＡＣＫおよびＣＱＩを搬送するＨＳ−ＳＩＣＨが受信された場合、ＣＲＣが存在しなかったため、受信されたＨＳ−ＳＩＣＨのフィールド（ＡＣＫ／ＮＡＣＫかＣＱＩかのどちらか）が誤って受信されたかどうかを知る手段が存在しなかった。ＡＣＫ／ＮＡＣＫが誤って受信され、およびＮｏｄｅ Ｂがこれを認識しない場合、例えば、Ｎｏｄｅ Ｂは、ＷＴＲＵで既に首尾よく受信されたパケットを再送信する可能性があり、または再送信すべきであったパケットを廃棄して（再送信せず）、およびＷＴＲＵが、決して到着することのないパケットのために長期間待機し、結果としてメモリがストールする可能性がある。本発明によるＣＱＩの信頼性検出により、Ｎｏｄｅ Ｂが、受信したＨＳ−ＳＩＣＨのどれが信頼できるかを示すことが可能となり、および再送信など適切な措置を取ることができる。さらに、ＨＳ−ＳＩＣＨが信頼できることを合理的な頻度で（受信した場合の＜１％）保証するために、ＨＳ−ＳＩＣＨを高ＳＮＲで受信する必要がある。これは、ＷＴＲＵがより高い出力で送信しなければならないことを意味する。ＷＴＲＵは高い出力を持たないため、およびカバレッジを最大にすることができるようにするため、ＷＴＲＵの送信電力をＨＳ−ＳＩＣＨの平均ＢＥＲが０．１に十分適合するようにしなければならない。提案するＣＱＩの信頼性検出方法は、ＣＱＩを報告することにより、ＷＴＲＵでの現在の送信電力の設定を追跡する手段および電力設定を調整する手段をＮｏｄｅ Ｂに提供する。

さらに、信頼性の検出方法を使用して、ＨＳ−ＳＩＣＨ／ＨＳ−ＤＰＣＣＨの実行およびＣＱＩの報告の際にＨＳＤＰＡの基地局およびＲＮＣに表示を提供し、ＣＱＩの値に誤りがある可能性があることをＨＳＤＰＡの基地局に警告することもできる。Ｉｕｂ／Ｉｕｒのネットワークインターフェースを介して、ＨＳＤＰＡの基地局からＲＮＣへのメッセージを通じて、伝送されるＳＩＲは不十分である可能性があることを警告することも可能である。特定のＷＴＲＵから受信されたいくつのＨＳ−ＳＩＣＨがＣＱＩメトリックに基づいて誤りと宣言されたか、同一の時間周期に合計でいくつのＨＳ−ＳＩＣＨが受信されたか、いくつのＨＳ−ＳＩＣＨが全く送信されたかったと宣言されたかなどの単純な統計が提供される。これらは、ＣＲＣによって通常は提供される機能であり、およびソフトな決定メトリックに基づくＣＱＩの信頼性の検査によって今や可能である。

本発明の特定の態様によれば、新しいメッセージがＩｕｂ／Ｉｕｒのネットワークインターフェースに追加され、伝送の失敗回数の発生および拒絶されなかった誤りの受信の回数または発生が定義され、すなわち、所与のＷＴＲＵが、失敗が報告されることなく、ＵＬの連続するＸ個のＨＳ−ＳＩＣＨのメッセージを送信したことが報告される。

特定のＷＴＲＵまたはＨＳ−ＳＩＣＨのチャネルに関係付けられたＣＱＩの失敗表示の予め定められた回数受信すると、ＨＳＤＰＡの基地局かＲＮＣかのいずれかは、ＷＴＲＵまたはＨＳ−ＳＩＣＨのチャネルに関する電力制御のパラメータを変更し、またはＣＱＩを廃棄してＤＬのＨＳＤＰＡの伝送のために以前のＣＱＩの報告を使用するなどの適切な措置を取ることができる。（図１に示す）本発明の一実施形態では、２００ｍｓの時間間隔にわたってカウントを数える。各フレーム（長さが１０ｍｓ）では、ＷＴＲＵから受信されるＨＳ−ＳＩＣＨは最大で１つであり、したがって、２００ｍｓでは最大で２０個のＨＳ−ＳＩＣＨが存在する。すべてのカウンタが０から２０までで定義される（受信した全ＨＳ−ＳＩＣＨ、誤ったＨＳ−ＳＩＣＨ、および欠落したＨＳ−ＳＩＣＨ）。

上記で与えた例はＨＳＤＰＡのＴＤＤを対象とするものであるが、本発明は、ＣＱＩの信頼性検出の改善およびアウターループ送信電力制御の改善を得るために、ＨＳＤＰＡのＦＤＤまたは他の伝送のモードにも等しく適用可能である。本発明の特定の実施形態を示しおよび説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、多数の修正形態および変形形態を当事業者は作成することができるであろう。上記の説明は特定の発明を例示するためのものであり、けっして限定するものではない。

ＦＤＤとＴＤＤとの両方に適用可能な、本発明による方法のフローチャートである。 ＦＤＤとＴＤＤとの両方に適用可能な、本発明による方法の代替の実施形態のフローチャートである。 ＦＤＤとＴＤＤとの両方に適用可能な、ＣＱＩの信頼性検出の例を示す図である。 ＴＤＤのシミュレーションによる、加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）のあるチャネルのＨＳ−ＳＩＣＨの性能のグラフである。 ＴＤＤのシミュレーションによる、ＷＧ４のテストケース２の場合のチャネルのＨＳ−ＳＩＣＨの性能のグラフである。

Claims (36)

1. 無線通信ネットワークでチャネル品質表示（ＣＱＩ）のメッセージの信頼性を改善する方法であって、
   ａ）前記ＣＱＩのメッセージを受信するステップと、
   ｂ）前記ＣＱＩのメッセージをデコードするステップと、
   ｃ）前記ＣＱＩのメッセージ中の各シンボルについて決定メトリック値を計算するステップと、
   ｄ）最大の決定メトリック値を決定するステップと、
   ｅ）２番目に大きい決定メトリック値を決定するステップと、
   ｆ）ステップ（ｄ）および（ｅ）で取得した値を比較することによって前記ＣＱＩのメッセージの信頼性を決定するステップと
   を備えたことを特徴とする方法。
2. ｇ）所定の時間間隔中に受信した誤りのＣＱＩのメッセージ数を計数するステップと、
   ｈ）前記所定の時間間隔の終了の際に、前記誤りのＣＱＩのメッセージ数と所定のしきい値とを比較するステップと、
   ｉ）前記誤りのＣＱＩのメッセージ数が前記所定のしきい値以上の場合、前記ＣＱＩのメッセージを送信する無線送受信装置の送信電力を調整するため無線ネットワークコントローラに信号を送るステップと
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ｇ）受信した誤りのＣＱＩのメッセージ数を計数するステップと、
   ｈ）前記誤りのＣＱＩのメッセージ数と所定のしきい値とを比較するステップと、
   ｉ）前記誤りのＣＱＩのメッセージ数が前記所定のしきい値以上の場合、前記ＣＱＩのメッセージを送信する無線送受信装置の送信電力を調整するため無線ネットワークコントローラに信号を送るステップと、
   ｊ）前記誤りのＣＱＩのメッセージ数が前記所定のしきい値未満の場合、次のＣＱＩについて前記方法をステップ（ａ）から開始して反復するステップと
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. ｇ）前記比較が所与の基準を満たさない場合に前記ＣＱＩのメッセージを廃棄するステップ
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. ステップ（ｇ）での前記基準は、最大の決定値と２番目に大きい決定値との差が予め定められた値未満であるかどうかであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記予め定められた値は、０ｄＢと２ｄＢとの間であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記予め定められた値は、１ｄＢ未満であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. ステップ（ｇ）での前記基準は、２番目に大きい決定値と最大決定値との比率が予め定められた値より大きいかどうかであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
9. ｇ）受信したＣＱＩのメッセージの合計数、受信した誤りのＣＱＩのメッセージ数、および固定の時間周期で欠落したＣＱＩのメッセージ数を、Ｉｕｂのメッセージを介して周期的に報告するステップ
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 無線通信システムで伝送チャネルの品質を表す受信メッセージの信頼性を改善する方法であって、
    ａ）無線送受信装置（ＷＴＲＵ）からチャネル品質表示（ＣＱＩ）のメッセージを受信するステップと、
    ｂ）前記ＣＱＩのメッセージをデコードするステップと、
    ｃ）前記デコードしたＣＱＩのメッセージを表す少なくとも２つの異なる値を取得するステップと、
    ｄ）前記少なくとも２つの値を比較して、前記ＣＱＩのメッセージの信頼性を決定するステップと
    を備えたことを特徴とする方法。
11. ｅ）ステップ（ｄ）の結果に基づいて措置を取るステップ
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. ステップ（ｅ）は、アウターループ送信電力制御を提供するステップを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. ステップ（ｃ）は、決定メトリックの最大の大きさおよび前記決定メトリックの２番目の大きさを表すものとして前記少なくとも２つの値を導出するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
14. ステップ（ｄ）は、最大の大きさを有する決定メトリックと、２番目の大きさを有する決定メトリックとの差をデシベル単位で計算するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. ステップ（ｄ）は、最大の大きさを有する決定メトリックのエネルギーと、他のすべての決定メトリックのエネルギーの和との比率を計算するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
16. 無線通信システムでの伝送チャネルの品質を決定するシステムであって、
    チャネル品質表示（ＣＱＩ）を生成する生成手段を含む少なくとも１つの無線送受信装置と、
    前記ＣＱＩを受信する受信手段と、
    前記ＣＱＩをデコードするデコード手段と、
    前記デコードしたＣＱＩの第１の決定メトリックおよび第２の決定メトリックを計算する計算手段と、
    前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとを比較して、前記ＣＱＩが誤りを含むかどうかを決定する比較手段と
    を含む基地局と
    を備えたことを特徴とするシステム。
17. 前記基地局によって受信された所与の数のＣＱＩの誤りに応答して動作を実行する動作手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
18. 前記動作手段は、アウターループ送信電力制御を提供する手段を含むことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
19. 前記生成手段は、ダウンリンクの信号対干渉比を計算する計算手段を含むことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
20. 前記第１の決定メトリックおよび前記第２の決定メトリックは、それぞれ最大の決定メトリックおよび２番目に大きい決定メトリックであることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
21. 前記比較手段は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの比率を計算する手段を含むことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
22. 前記比較手段は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの差を計算する手段を含むことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
23. チャネル品質表示（ＣＱＩ）を生成する生成手段を有する少なくとも１つの無線送受信装置を備えた無線通信システムの伝送チャネルの品質を決定する基地局であって、
    前記ＣＱＩを受信する受信手段と、
    前記ＣＱＩをデコードするデコード手段と、
    前記デコードしたＣＱＩの第１の決定メトリックおよび第２の決定メトリックを計算する計算手段と、
    前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとを比較して、前記ＣＱＩが誤りを含むかどうかを決定する比較手段と
    を備えたことを特徴とする基地局。
24. 前記基地局によって受信された所与の数のＣＱＩの誤りに応答して動作を実行する動作手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
25. 前記動作手段は、アウターループ送信電力制御を提供する手段を含むことを特徴とする請求項２４に記載の基地局。
26. 前記第１の決定メトリックおよび前記第２の決定メトリックは、それぞれ最大の決定メトリックおよび２番目に大きい決定メトリックであることを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
27. 前記比較手段は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの比率を計算する手段を含むことを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
28. 前記比較手段は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの差を計算する手段を含むことを特徴とする請求項２３に記載の基地局。
29. チャネル品質表示（ＣＱＩ）のメッセージを受信するように構成された入力と、
    前記ＣＱＩのメッセージをデコードするデコード手段と、
    前記デコードしたＣＱＩのメッセージの第１の決定メトリックおよび第２の決定メトリックを計算する計算手段と、
    前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとを比較して、前記ＣＱＩのメッセージが誤りを含むかどうかを決定する比較手段と
    を備えたことを特徴とする集積回路。
30. 前記第１の決定メトリックおよび前記第２の決定メトリックは、それぞれ最大の決定メトリックおよび２番目に大きい決定メトリックであることを特徴とする請求項２９に記載の集積回路。
31. 前記比較手段は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの比率を計算する手段を含むことを特徴とする請求項２９に記載の集積回路。
32. 前記比較手段は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの差を計算する手段を含むことを特徴とする請求項２９に記載の集積回路。
33. チャネル品質表示（ＣＱＩ）のメッセージを受信するように構成された入力と、
    前記ＣＱＩのメッセージをデコードするリード・ミュラーのデコーダと、
    前記デコードしたＣＱＩのメッセージの第１の決定メトリックおよび第２の決定メトリックを計算する決定メトリック計算装置と、
    前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとを比較して、前記ＣＱＩのメッセージが誤りを含むかどうかを決定する決定メトリック比較装置と
    を備えたことを特徴とする集積回路。
34. 前記第１の決定メトリックおよび前記第２の決定メトリックは、それぞれ最大の決定メトリックおよび２番目に大きい決定メトリックであることを特徴とする請求項３３に記載の集積回路。
35. 前記決定メトリック比較装置は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの比率を計算することを特徴とする請求項３３に記載の集積回路。
36. 前記決定メトリック比較装置は、前記第１の決定メトリックと前記第２の決定メトリックとの差を計算することを特徴とする請求項３３に記載の集積回路。
    

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