JP2008515254A - ソフトハンドオーバー中の最適アンテナ重みの導出 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般的には、無線通信における送信ダイバーシチの適用例に関し、特には、閉ループモード送信ダイバーシチにおける最適アンテナ重みの導出を改善する方法およびシステムに関する。
無線通信において、マルチパスフェージングの影響はダイバーシチ技術を採用することにより減少させることができる。このような一つの技術は、個別にフェージングするいくつかの信号を基地局から受信する複数のアンテナを移動端末において使用するアンテナダイバーシチである。送信ダイバーシチと呼ばれる別の技術は、基地局において信号を時間シフトすることと、次にその信号を複数のアンテナ上で移動端末に送信することとを含む。当該信号の時間シフトされたものは周波数選択性フェージングを生成し、次にこの周波数選択性フェージングは受信機においてイコライズされてダイバーシチ利得を与えることができる。
本発明は、ソフトハンドオーバー中の送信ダイバーシチモードにおける最適アンテナ重み導出を改善する方法とシステムに関する。本発明の方法とシステムは、アップリンク上のFBI検出の信頼度に依存するスケール係数を使用する。このスケール係数は、次に、当該FBI検出に対するダウンリンクチャネル応答推定値に適用される。いくつかの実施形態では、FBI検出性能は、ダウンリンクのアンテナ検証(verification)、ダウンリンク送信電力制御命令「アップ/ダウン」の比率、またはその両方に基づく。アンテナ検証の悪さ、またはダウンリンク上の「電力アップ」命令の多さは、信頼性の低いFBI検出を表すであろう。大きなスケール係数を、信頼できるFBI検出に対応するダウンリンクチャネル応答に適用することにより、ソフトハンドオーバー中のより良好な閉ループ送信ダイバーシチ性能を実現することができる。
上述のように、本発明の実施形態は、送信ダイバーシチを実現するシステムと方法を提供する。本発明の実施形態はWCDMAシステムにおけるソフトハンドオーバーに関して説明されるが、当業者は、ここでの原理と教示が他の無線通信システムおよび動作モードに対し同じように適用可能であることを認識するであろう。
がDPCH信号に適用される、重み係数混合器118、120に供給される。重み付けられたDPCH信号は、その後、加算ノード122、124を介して共通パイロットチャネル(CPICH1、CPICH2)および他のチャネルと合成され、アンテナ126、128を介してダウンリンク上に送信される。
は、移動端末により確定され、FBIとしてアップリンクDPCHを介し基地局に供給される。FBI確定プロセッサ130は、その後、アップリンクDPCHからFBIを確定し、該FBIを重み係数プロセッサ132に転送する。重み係数プロセッサ132は、移動端末から受信されたFBIに基づいて重み係数
(これらは閉ループモード1用の位相調整、閉ループモード2用の位相/振幅調整に形を変える)を生成する。本質的には、移動端末は、重み係数
について次の電力Pを最大にするように基地局に指示する。
ここで、
は、アンテナ126、128に対する共通パイロットチャネルCPICHを使用することにより取得された推定チャネル応答を表す。次に、重みは、送信ダイバーシチモードに基づいて量子化され、アップリンクFBI上にマッピングされる。単一のダウンリンクの場合の重み最適化とFBI導出は、当該技術分野ではよく知られている。
に関して異なる。しかし、重み係数
は前に送信されたFBIに依存するので、FBI検出が間違った場合、その後に生成される重み係数
もまた間違っているかもしれない。この問題を克服するために、3GGPにおける移動端末は、送信されたアンテナ重み
を推定するために、送信されたFBIに係わる共通パイロットチャネルCPICHと個別物理チャネルDPCHについての情報を使用する。この処理も「アンテナ検証」として知られており、当該技術分野では十分に理解されている。
ここでHiはi番目の基地局に対するダウンリンクチャネル応答である。したがって、ソフトハンドオーバーの場合の送信ダイバーシチモードは、複数の経路を有する単独基地局の場合の送信ダイバーシチモードに非常に似ている。
スケール係数αiは、より高い信頼度のFBI検出を有する基地局の影響力を増すことにより、アップリンク上の低品質または信頼できないFBI検出を補正するのに役立ち、全体として高品質なリンクをもたらす。しかしながら、FBI検出は基地局において行われるので、移動端末はその信頼度を直接確認することができない。したがって、本発明の実施形態に基づき、移動端末はFBI検出の信頼度の推定値を取得する。一実施形態では、移動端末は、ソフトハンドオーバーに関与する各基地局に対しそのダウンリンク上でアンテナ検証を行う。このアンテナ検証は、特定の基地局が適切な重み係数
を当該基地局のアンテナに適用しているかどうかを示す。
が取得され、データ検出のために使用される。
は、共通パイロットチャネルCPICH応答推定値
に対して
位相シフトされる。2つのチャネル応答推定値
は、次に、チャネル応答推定値を検証するために、アンテナ重み係数
を推定するアンテナ検証ユニット212に供給される。アンテナ検証ユニット212は、すべてのダウンリンクについてのアンテナ重み係数
の推定値を与えるために、2つのチャネル応答推定値
に加え、前のタイムスロットで取得された最適アンテナ重み
を使用することにより、位相シフト量を確定する。上記に基づき、アンテナ重みは、理想的には次のように表される。
(4)
ここで、
は前のタイムスロットで導出された最適アンテナ重みであり、
は、現スロットにおけるi番目のダウンリンクに対し基地局により使用された実際のアンテナ重みである。
の量子化により、常に成立するとは限らない。したがって、実際のアンテナ重みの推定値は、通常、検証目的のためにアンテナ検証ユニット212を介し移動端末で取得される。共通パイロットチャネルCPICH応答推定値
だけでなく、アンテナ検証ユニット212の結果
も、データ検出のためにレーキ受信機206に供給される。同情報は、また、電力命令(PC:power command)情報を復号化する送信電力制御(TPC:transmit power control)検出ユニット214に供給される。このことは無線通信技術分野の当業者にはよく知られており、したがってここでは簡潔に記すのみとする。
は、また、各タイムスロットに対し最適アンテナ重み
を推定するアンテナ重み最適化ユニット216に供給される。次に、制御ユニット218は、すべてのダウンリンクについて、ダウンリンク毎にスケール係数α1、αNを確定するために、アンテナ検証ユニット212からのアンテナ重み
の推定値と共に、前のタイムスロットの最適アンテナ重み
を使用する。次に、アンテナ重み最適化ユニット216は、スケール係数α1、αNを使用して、現タイムスロットの最適アンテナ重み
を推定する。上記に基づき、最適アンテナ重み
は次のように表される。
ここで、Pは上式(3)により定義される。次に、最適アンテナ重み
はFBIビットプロセッサ220に供給され、FBIビットプロセッサ220はアップリンク上で基地局(BS)にFBIビットを送信する。
αi=f(i番目のアップリンクに対し推定されたアップリンクFBI検出性能)(6) (6)
ここで、nは50〜200のタイムスロットでよい。正しくないアンテナ重みは、当業者に知られた任意の好適な技術を使用して確定することができる。例えば、3GPP仕様TS 25.214 V5.8.0(2004年3月)では、アンテナ重みに対し多くの位相状態が定義されている。前のタイムスロットで移動端末により特定された最適アンテナ重みの状態と比較し、現タイムスロットで推定されたアンテナ重みの状態に差がある場合に、正しくないアンテナ重みが生じる。
ここで、指標関数
(200のタイムスロットと50のタイムスロットにそれぞれ対応する)。
と共に、送信電力制御検出ユニット214の結果
を使用してもよい。これらの実施形態では、制御ユニット218は、まず、最後のnタイムスロット期間に渡る、i番目のリンクについての電力ダウン命令に対する電力アップ命令の比率Riを確定する。ここで、nはまた、例えば50〜200のタイムスロットでよい。比率Riは、また、電力ダウン命令数に対する電力アップ命令数の平均であってもよいし、あるいは、所定の期間にわたる最大値/最小値比率であってもよい。一実施形態では、比率Riの特定形式が決定された後、基準スケール係数は、例えば、様々なアップリンクの最も厳格なQoSを使用して計算された最も小さな比率Rminに基づいて設定することができる(例えば、αi=1)。次に、他のスケール係数は、例えば、上記基準スケール係数にしたがって設定することができる。
を更新する。次に、スケール係数αiが、FBI検出誤り率
に基づいて移動端末により選択される(工程408)。工程410では、移動端末は、スケール係数αiを使用することによりチャネル応答推定値
をスケーリングする。次に、移動端末は、工程412において、スケーリングされたチャネル応答推定値
を使用して、最適アンテナ重み
を確定する。次に、最適アンテナ重み
はFBIビットにマッピングされ、基地局に送信される(工程414)。
Claims (24)
- 閉ループ送信ダイバーシチを使用した基地局間のソフトハンドオーバー中に使用される最適アンテナ重みを推定するための無線通信システムの移動端末における方法であって、
前記ソフトハンドオーバーに関与する各基地局のダウンリンクのアンテナ重みを、前記ダウンリンクのチャネル応答に基づいて推定する工程と、
各基地局においてフィードバック情報検出の信頼度を推定する工程と、
各基地局における前記フィードバック情報検出の前記信頼度に基づいて確定される前記チャネル応答のスケール係数を取得する工程と、
前記スケール係数を前記チャネル応答に適用する工程と、
前記スケール係数が適用された前記チャネル応答に基づいて最適アンテナ重みを計算する工程と、
前記ソフトハンドオーバーに関与するすべての基地局に対し、前記最適アンテナ重みをフィードバック情報としてアップリンク上で送信する工程と、を含む方法。 - 前記フィードバック情報検出の信頼度を推定する前記工程は、各基地局の所定数のタイムスロットに対する前記所定数のタイムスロット中に受信された正しくないアンテナ重みの比率に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記正しくないアンテナ重みは、前記推定されたアンテナ重みと前に送信された最適アンテナ重みとの間の差に基づいて確定される、請求項2に記載の方法。
- 前記フィードバック情報検出の信頼度を確定する前記工程は、各基地局により発行される送信電力ダウン命令に対する送信電力アップ命令の比率に基づく、請求項1に記載の方法。
- スケール係数を取得する前記工程は、前記比率の所定の導出に基づいて基準スケール係数を取得することを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記フィードバック情報検出の信頼度を確定する前記工程は、各基地局の所定数のタイムスロットに対する前記所定数のタイムスロット中に受信された正しくないアンテナ重みの比率に基づき、かつ、各基地局により発行される送信電力ダウン命令に対する送信電力アップ命令の比率に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記正しくないアンテナ重みは前記推定されたアンテナ重みと前に送信された最適アンテナ重みとの間の差に基づいて確定され、スケール係数を取得する前記工程は前記比率の所定の導出に基づいて基準スケール係数を取得することを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記スケール係数を取得する前記工程は、前記フィードバック情報検出の前記信頼度に基づいて、ルックアップテーブルにおいて前記スケール係数を参照することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記無線通信システムは広帯域符号分割多重接続(WCDMA)システムである、請求項1に記載の方法。
- 前記フィードバック情報を送信する前記工程は、閉ループ送信ダイバーシチモード1または2のいずれかで実行される、請求項9に記載の方法。
- 前記ダウンリンクにおける共通パイロットチャネルと個別物理チャネルパイロットとから各ダウンリンクのチャネル応答を推定する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 無線通信システムにおける移動端末用の受信機であって、前記受信機は、閉ループ送信ダイバーシチを使用した基地局間のソフトハンドオーバー中に使用される最適アンテナ重みを推定することができ、
前記ソフトハンドオーバーに関与する各基地局に対し、ダウンリンクのアンテナ重みを推定するように構成されたアンテナ検証ユニットであって、前記推定されたアンテナ重みは前記ダウンリンクのそれぞれのチャネル応答に基づく、アンテナ検証ユニットと、
前記基地局のそれぞれにおいて前記フィードバック情報検出の信頼度を確定し、かつ前記フィードバック情報検出の前記信頼度に基づいてスケール係数を取得するように構成された制御ユニットと、
前記チャネル応答に前記スケール係数を適用し、そして前記スケール係数が適用された前記チャネル応答に基づいて最適アンテナ重みを計算するように構成されたアンテナ重み最適化ユニットと、
前記ソフトハンドオーバーに関与するすべての基地局に対し、アップリンク上で、フィードバック情報として前記最適アンテナ重みを送信するように構成されたフィードバック情報ユニットと、を含む受信機。 - 前記制御ユニットは、各基地局の所定数のタイムスロットに対する前記所定数のタイムスロット中に受信された正しくないアンテナ重みの比率に基づいて、フィードバック情報検出の前記信頼度を確定する、請求項12に記載の受信機。
- 前記正しくないアンテナ重みは、前記推定されたアンテナ重みと前に送信された最適アンテナ重みとの差に基づいて確定される、請求項13に記載の受信機。
- 前記制御ユニットは、各基地局により発行される送信電力ダウン命令に対する送信電力アップ命令の比率に基づいて、フィードバック情報検出の前記信頼度を確定する、請求項12に記載の受信機。
- 前記制御ユニットは、前記比率の所定の導出に基づいて基準スケール係数を取得することにより、前記スケール係数を取得する、請求項15に記載の受信機。
- 前記制御ユニットは、各基地局の所定数のタイムスロットに対する前記所定数のタイムスロット中に受信された正しくないアンテナ重みの比率に基づき、かつ、各基地局により発行される送信電力ダウン命令に対する送信電力アップ命令の比率に基づいて、フィードバック情報検出の前記信頼度を確定する、請求項12に記載の受信機。
- 前記正しくないアンテナ重みは、所定数のタイムスロットに対する前記所定数のタイムスロット中に受信された正しくないアンテナ重みの比率に基づいて確定され、スケール係数は、前記比率の所定の導出に基づいて基準スケール係数を取得することにより取得される、請求項17に記載の受信機。
- 前記制御ユニットは、前記フィードバック情報検出の前記信頼度にしたがって、ルックアップテーブルにおいて前記スケール係数を参照することにより前記スケール係数を取得する、請求項12に記載の受信機。
- 前記無線通信システムは広帯域符号分割多重接続(WCDMA)システムである、請求項12に記載の受信機。
- 前記受信機は、閉ループ送信ダイバーシチモード1または2のいずれかで動作する、請求項12に記載の受信機。
- 各ダウンリンクのチャネル応答は、前記ダウンリンクにおける共通パイロットチャネルと個別物理チャネルパイロットとから取得される、請求項12に記載の受信機。
- 無線通信システムの移動端末において、複数の基地局に、それらのアンテナ重みを調整するために通知する方法であって、
前記複数の基地局におけるフィードバック情報検出の信頼度を確定する工程と、
前記基地局に伝達されるアンテナ重みを、前記フィードバック情報検出の前記信頼度に基づいて調整する工程と、
フィードバック情報として前記アンテナ重みを前記基地局に送信する工程と、を含む方法。 - 無線通信システムの移動端末であって、前記移動端末は、複数の基地局にそれらのアンテナ重みを調整するために通知するように構成され、
前記複数の基地局におけるフィードバック情報検出の信頼度を確定する手段と、
前記フィードバック情報検出の前記信頼度に基づいて、前記基地局に伝達されるアンテナ重みを調整する手段と、
フィードバック情報として前記アンテナ重みを前記基地局に送信する手段と、を含む移動端末。
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