JP2009532951A - 通信ネットワークにおけるmcsを選択する方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
搬送波チャネルに対するMCSの選択方法を提供する。該方法は、較正パラメータを有する搬送波チャネルの有効SINRの変動を表す第1の関数の特性パラメータの1セットを取得すること(202)と、基準較正パラメータ値にとって有効SINRとバンド平均SINRのうちの少なくとも1つを取得すること(204、304)と、一実施形態では、基準較正パラメータ値の有効SINRを、第2の関数に基づき、較正パラメータ値にとっての変換された有効SINRに変換すること(206)と、別の実施形態では、バンド平均SINRが得られる場合、バンド平均SINRを、第3の関数に基づき較正パラメータ値の変換された有効SINRに変換すること(306)と、少なくとも変換された有効SINRに基づき、搬送波チャネルの少なくとも一部に関する所定のMCSセットからMCSを選択すること(208、308)と、を含む。
Description
本発明は、概して通信ネットワークの分野、特に、マルチ搬送波システムにおける変調及び符号化法(MCS)選択に関する。
マルチ搬送波通信システムは、マルチ搬送波通信用の通信チャネルを含む。通信チャネルは、複数の副搬送波に分割される。マルチ搬送波システムの例は、限定はされないが、直交周波数分割多重(OFDM)システム、直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムなどである。
マルチ搬送波システムにおけるデータの有効な送信のためには、適切なMCSの選択が必須である。下位のMCS値を選択するとデータ送信のエラーが低減されるが、同時に、データ送信の諸経費とコストが増加する。上位のMCSを選択すると、データ送信のエラーを招く場合がある。
マルチ搬送波システムにとってのMCS値は、通信チャネルの信号対雑音干渉比(SINR)と、チャネルを構成する個々の副搬送波のSINR値とに依存する。個々の副搬送波のSINR値を利用するMCS選択方法の1つは、指数関数的有効SIRマッピング(EESM)方法である。マッピング方法では、有効SINRが、個々の副搬送波のSINR値と較正パラメータとの関数として算出される。
ただし、最適なMCSを選択するには、加入者局(SS)と基地局(BS)間で大量の情報交換を行わなければならず、結果的に諸経費が増大する。
同じ参照番号が異なる図面全体で同一または機能上類似の構成要素を指し、以下の詳細な説明と共に明細書に組み込まれ、明細書の一部をなす添付図面は、各種実施形態をさらに示し、本発明に係るすべての様々な原則と利点を説明する役割を果たす。
当業者であれば、図面内の構成要素は簡潔性と明瞭性を得るために示されており、必ずしも等縮尺されていないことを認識するであろう。たとえば、図面の構成要素のいくつかの寸法は、本発明の実施形態の理解を深めるために他の構成要素よりも誇張して描かれているかもしれない。
本発明に係る搬送波チャネルの少なくとも一部のための変調及び符号化法(MCS)を選択する特定の方法およびシステムを詳細に説明する前に、本発明は主に、搬送波チャネルの少なくとも一部のMCS選択に関連する方法ステップとシステム要素との組み合わせにあることに注意すべきである。
したがって、システム要素と方法ステップは、本文書の記載の恩恵を得る当業者にとって容易に明白になる詳細を備えた開示を曖昧にしないように、本発明の理解に関連する具体的な細部のみを示す、図面内の従来の符号によって適宜表わされる。
本文書では、「第1の」や「第2の」のような相対的な用語は、実体または行為の実際の関係または順番を要求する、あるいは示唆することなく、ある実体または行為と別の実体または行為とを区別するためだけに使用することができる。「備える」「備えている」という用語またはその用語の他の変形は、非限定的な包括を対象とすることを目的とするので、構成要素のリストを備えるプロセス、方法、品物、または装置はそれらの構成要素のみを含むのではなく、明確にリストアップされない、あるいは上記プロセス、方法、品物、または装置に内在する構成要素を含むことができる。それ以上の限定語なしに「備える」によって始まる構成要素は、その構成要素を備えるプロセス、方法、品物、または装置において追加の同一の構成要素の存在を除外するものではない。「信号対干渉雑音比(SINR)」、「搬送波対干渉雑音比(CINR)」、および「信号対雑音比(SNR)」という用語は同義語である。
本発明は、複数の副搬送波を含む搬送波チャネルの少なくとも一部に対する通信ユニットでの変調及び符号化法(MCS)を選択する方法およびシステムについて説明する。該方法は、較正パラメータ(β)を有する搬送波チャネルの有効な信号対雑音干渉比(SINR)の変動を示す第1の関数の特性(またはモデル)パラメータのセットを取得することを含む。特性パラメータのセットは、搬送波チャネルの予め定義されたおよび測定された特性のうちの少なくとも1つに基づく。該方法は、基準較正パラメータ値にとって有効SINR(SINReff)を取得することを含む。該方法はさらに、基準較正パラメータ値にとっての有効SINRを、第2の関数に基づき、基準較正パラメータ値とは異なる較正パラメータ値にとっての変換された有効SINRに変換することを含む。対数領域で見られる場合、第2の関数は第1の関数の二次元シフトされたバージョンと等価である。さらに、該方法は、少なくとも変換された有効SINRに基づき、搬送波チャネルの少なくとも一部の所定のMCSセットからMCSを選択することを含む。
本発明は、複数の副搬送波を含む搬送波チャネルの少なくとも一部の通信ユニットで変調及び符号化法(MCS)を選択する方法およびシステムの追加の実施形態についても記載する。該方法は、較正パラメータ(β)の搬送波チャネルの有効信号対雑音干渉比(SINR)の変動を表す第1の関数の特性(またはモデル)パラメータのセットを取得することを含む。特性パラメータのセットは、搬送波チャネルの予め定義されたおよび測定された特性のうちの少なくとも1つに基づく。該方法は、バンド平均SINR(SINRband)を取得することを含む。SINRbandは、搬送波チャネル内の複数の副搬送波にとってのSINR値の平均を表す。該方法は、バンド平均SINRを、少なくともバンド平均SINRと特性パラメータの第3の関数に基づき、特定の較正パラメータ値にとっての変換された有効SINRに変換することを含む。さらに、該方法は、少なくとも変換された有効SINRに基づき、搬送波チャネルの少なくとも一部にとっての所定のMCSセットからMCSを選択することを含む。
本発明は、複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部にとっての変調及び符号化法(MCS)選択を支援する方法についても記載する。該方法は、較正パラメータでの搬送波チャネルの有効SINRの変動を表す第1の関数にとっての特性パラメータのセットを判定することを含む。特性パラメータのセットは、異なる時間例で搬送波チャネルの複数の測定値に基づき算出される。該方法は、特性パラメータのセットを第2の通信ユニットに送信することを含む。該方法はさらに、基準較正パラメータ値にとっての有効SINRとバンド平均SINRのうち少なくとも1つを第2の通信ユニットに送信して、第2の通信ユニットによりMCS選択を支援することを含む。
図1は、各種本発明の実施形態を実現可能な例示の環境を示す。環境は、マルチ搬送波システム内に通信ユニット102、104、106、および108を含む。当業者にとっては、通信ユニットが基地局(BS)と加入者局(SS)の組み合わせであってもよいことは明白であろう。説明のために、通信ユニット102がBSで、通信ユニット104、106、および108がSSである。マルチ搬送波システムの例は、直交周波数分割多重(OFDM)システムと直交周波数分割多元接続(OFDMA)システムを含む。マルチ搬送波システムは、搬送波チャネルを構成する複数の副搬送波を有し、BS102とSS104、106、および108との間のデータ送信を可能にする。副搬送波はデータ記号と任意で散発的なパイロット記号とを担持して、データのコヒーレントチャネル推定、SINR推定、およびコヒーレント検出をサポートするために使用される。例示を目的として、環境は3つのSS104、106、および108と1つのBS102を備えるように図示されるが、当業者にとっては、本発明が1つまたはそれ以上のSSおよび1つまたはそれ以上のBSで実行可能であることは明白であろう。さらに、当業者にとっては、本発明は、必ずしもピアツーピアまたはポイントツーポイント通信などを実行する通信ユニットなどのBSまたはSSではない通信ユニットで実行可能なことは明白であろう。
BS102とSS間、たとえば、搬送波チャネルを通ってSS104bにデータを送信するには、MCSは、データ送信に使用される搬送波チャネル内の副搬送波のために選択される必要がある。例示のMCS値は、レート1/2符号化QPSK、非符号化64QAM、およびレート3/4符号化16−QAMであってもよい。マルチ搬送波システムにとってのMCSは、搬送波チャネルの有効な信号対雑音干渉比(SINReff)に依存し、次に、搬送波チャネルの副搬送波の個々のSINRに依存する。本文書で使用されるSINRという用語は、上述の信号対雑音干渉比などの様々な既知の信号品質指標、または信号対雑音比、信号対歪比、所望の信号レベル、チャネルゲイン、受信信号強度、受信ログ可能性比などの類似の品質指標を包括することを目的とする。SINReffは、対応するMCSがフレームエラーレート(FER)を有する等価な静的チャネルSINRで、搬送波チャネルのFERに等しいか略等しい。指数関数有効SIRマッピング(EESM)方法(SIRは信号対干渉比を指す)によると、SINReffは、
図2は、本発明の実施形態に係る、MCSの選択方法を示すフローチャートである。ステップ202では、特性パラメータのセットは第1の関数に関して得られる。第1の関数は、βでの搬送波チャネルのSINReffの変動を表す。特性パラメータのセットは、搬送波チャネルの所定の条件および測定条件のうちの少なくとも1つに基づく。本発明の実施形態では、第1の関数の形(一次関数、二次関数、多項式関数、指数関数など)は、BS102およびSS104には(たとえば、通信プロトコル仕様に基づき)予め既知である。本発明の別の実施形態では、第1の関数の形は、BS102またはSS104のいずれかのみに既知であってもよい。さらに別の実施形態では、第1の関数は、時間の経過とともに変動する場合がある。第1の関数は、一次関数や二次関数などの任意の既知の関数であってもよく、特性パラメータのセットは、第1の関数の係数またはパラメータを特定する。たとえば、第1の関数は以下の二次関数である。
取得される特性パラメータのセットは、搬送波チャネルの測定されたおよび/または所定の条件に基づく。実施形態では、SS104は、1つまたはそれ以上の時刻で搬送波チャネルの複数の副搬送波のそれぞれのSINRを評価することによって搬送波チャネルの条件を測定し(たとえば、1つまたはそれ以上の測定値に基づき)、第1の関数がβでのSINReffの変動を概算するように、特性パラメータを判定する。様々なβにとってのSINReffの値は式(1)を用いて取得することができ、これらの値は、第1の関数が一致するまたは近似するように試みる(たとえば、標準曲線適合法を用いて)基準値として用いることができる。
搬送波チャネルの測定条件は好ましくは、搬送波チャネル内の複数の副搬送波にとってのSINR値を備える。搬送波チャネルの複数の副搬送波のSINR値は好ましくは複数のパイロット搬送副搬送波の複数のSINR値に基づき判定されるが、判定支援または受信信号強度方法などの他の方法も使用することができる。副搬送波のSINR値を判定できる様々な方法がある。たとえば、副搬送波のうちの1つまたはそれ以上のチャネルの大きさを推定して、搬送波チャネルの推定雑音や干渉パワーによってチャネルの大きさをそれぞれ分割すること、副搬送波の1つまたはそれ以上のチャネルの大きさを推定して、対応する副搬送波の対応する推定雑音や干渉パワーによってチャネルの大きさをそれぞれ分割すること、および、副搬送波の1つまたはそれ以上のチャネルの大きさを推定して、想定された基準雑音と干渉パワーによってチャネルの大きさをそれぞれ分割することなどがあるが、これらには限定はされない。別のケースでは、基準雑音は1つとして考えられ、分割は必要ない。
さらに、1つまたはそれ以上の時刻を、搬送波チャネルの複数の副搬送波のそれぞれのSINRを評価する際に使用することができる。たとえば、1つのみの時刻が使用される場合、時刻は、現在受信されている信号(たとえば、現在受信されているOFDM記号)、最近受信された信号(たとえば、最近受信されたOFDM記号)、または、最近受信されなかった信号(たとえば、先に、いくつかのフレームを受信したOFDM記号)のいずれかに対応することができる。複数の時刻(異なる時刻)が使用されるとき、それらは現在のおよび/または過去の時刻の任意の組み合わせに対応することができる。複数の時刻が使用されるとき、SS104が特性パラメータを判定するのに使用する様々な方法がある。実施形態では、副搬送波の平均SINRは、たとえば、SINReffの算出の際に平均SINRを使用する前に、複数の時刻にわたる副搬送波のSINRの平均を取ることによって判定される。別の実施形態では、異なる時刻での異なる副搬送波からのSINR値は曲線平均などのSINReffの算出によって使用され、SINReff対β曲線は、(たとえば、各時刻での式1に基づき、あるいは各時刻のそれぞれに対して判定される特性パラメータのセットに基づき)複数の時刻のそれぞれで判定され、曲線は平均を取られて、平均SINReff対β曲線を提供する。次に、特性パラメータのセットは、平均SINReff対β曲線に基づく。平均化は好ましくは、dB単位で表わされる曲線のSINReffで実行される。別の実施形態では、βの検討された値毎に、各曲線からそのβ値でのSINReff値が平均を取られて、β値のそれぞれに対して平均SINReff値を提供することによって、平均d曲線を提供する。曲線ではなく特性パラメータのセットの平均化、あるいは、各曲線を表す関数の平均化など、別の種類の平均化も利用することができる。さらに、平均化される曲線の数、および平均化プロセスにおいて各曲線に対して与えられる重みは任意で、チャネルのドップラーおよび/または遅延拡散に基づき(たとえば、非常に低いドップラーでは、より多くの重みが直近の時刻から曲線に与えられ、あるいは、低い遅延拡散では、より均一な重みおよび/またはより多数の曲線を使用することができる)。複数の測定値にわたる平均化に基づく方法は、平均特性または特性パラメータのアンサンブル平均セットの判定として記載することができる。
さらに別の実施形態では、特性パラメータのセットは、前の時刻での複数の測定値から選択される。たとえば、SINReff対β曲線は、(たとえば、各時刻での式1に基づき、あるいは各時刻で判定された特性パラメータのセットに基づき)複数の時刻のそれぞれに関して判定することができる。好ましくはすべての曲線の真ん中近くにある曲線が選択され、特性パラメータのセットが選択された曲線に基づく。さらに、特性パラメータを判定するために使用される時刻の選択は、搬送波チャネルの遅延拡散および/またはドップラー測定値に任意で依存することがある。たとえば、ドップラー測定が非常に低い場合、最も近い時刻に対応する曲線が、すべての曲線の真ん中近くにある曲線よりも高い性能を提供することができる。別の例では、遅延拡散が非常に低い場合、すべての曲線の真ん中に近い曲線を選択し、選択された曲線に基づき特性パラメータを判定することが有益であろう。
一実施形態では、特性パラメータのセットは、SS104などの第2の通信ユニットから特性パラメータのセットを受信することによって、BS102により取得される。本実施形態では、SS104は、第1の関数に関する特性パラメータのセットを判定し、特性パラメータのセットをBS102に送信する。
得られる特性パラメータのセットが搬送波チャネルの所定の条件に基づく場合、BS102は、チャネルの1つまたはそれ以上の所定の条件に対応する第1の関数に関する特性パラメータの1つまたはそれ以上の所定のセットを有する。実施形態では、単独の特性パラメータのセットがBS102に記憶され、特性パラメータのセットは、それらをメモリから検索することによって取得される。この場合、記憶された特性パラメータのセットは好ましくは、典型的なまたは予測されたチャネル条件のβでのSINReffの変動に妥当に近似するように設計された。別の例では、精度を向上させるため、低遅延拡散、中遅延拡散、および高遅延拡散などの複数の所定のチャネル条件があるかもしれない。BS102は、搬送波チャネルの現在の条件に最も近い(このチャネル分類プロセスは任意で、分類判定を支援する副搬送波の測定されたSINR値を使用することができる)所定のチャネル特性を判定し、その所定のチャネル条件に対応する特性パラメータのセットを選択または取得することができる。この場合、特性パラメータのセットの取得は、メモリから適切な特性パラメータを検索すること、あるいは、SS104から特性パラメータのセットの表示を受信することをそなえることができる。
ステップ204では、基準較正パラメータ値(βref)にとっての有効SINRが得られる。一実施形態では、この有効SINRはSS104によって送信され、BS102によって受信および取得される。本発明の実施形態では、βrefの値はSS104によって選択される。βref値は、特性パラメータのセットを計算するための好適な基準点に対応する。βref値は、所定の値、たとえば、システム仕様で定義された値であってもよい。βref値は、動的に決定および/または変更することもでき、あるいは、データ送信の精度/性能を高める所定の値を選択することができる。たとえば、基準較正パラメータ値は、所定のMCSセットの第1のMCSに対応付けられる第1の較正パラメータ値と、所定のMCSセットの第2のMCSに対応付けられる第2の較正パラメータ値との間に来るように選択することができる。βref値は、所定のMCSセットとそれに対応するβ値を含む所定の表から選択することができる。例示の本発明の実施形態では、所定のMCSセットは、すべての適用可能なMCS値を含む。あるケースでは、選択されたβrefの値は、所定のMCSセットの中間にある値に対応する。別の例示の本発明の実施形態では、βref値は、較正パラメータのセットから選択される。較正パラメータのセットは、いくつかの前のフレームのデータ送信のために使用されたMCS値に対応する。あるケースでは、選択されたβrefの値は、較正パラメータのセットの中間にある値に対応する。一実施形態では、一度βref値が選択されれば、SS104は特性パラメータのセット、βref値のSINReff、および選択されていたβref値をBS102に送信する。本発明の別の実施形態では、βrefの値は、BS102とSS104の両者に既知である。すなわち、βrefは所定の値を有する。この場合、SS104は、βref値にとってのSINReffを送信する。
本発明の実施形態では、SINReffが、短期リンク適合のためにフレーム毎に、または各フレームに対して得られる(たとえば、BS102によって判定される、あるいはSS104によって送信される)。ただし、特性パラメータのセットは、たとえば、チャネル条件が相当に変動するときだけ獲得される。たとえば、通信セッションの開始時、特性パラメータおよびおそらくはSINReffを獲得することができ、その後、SINReffを新たな特性パラメータのセットを獲得せずに得ることができる。たとえば、特性パラメータのセットは、搬送波チャネルのパワー遅延プロファイルが大幅に変動しない限り、再び取得される必要はない。
ステップ206では、基準較正パラメータ値に関して得られる有効SINRは、基準較正パラメータ値と異なる較正パラメータ(β)値にとっての変換された有効SINRに変換される。変換は第2の関数に基づく。本発明に可能な動作上のシナリオは、有効SINRがSS104によってBS102に頻繁に、たとえば、1フレームに1回送信されるが、特性パラメータのセットは、たとえば数フレームに1回のようにあまり頻繁には更新および取得されない。このシナリオでは、第1の関数に関する特性パラメータは、βrefおよびSINReffがそれぞれ基準β値と有効SINR値で、現在使用されている特性パラメータに対応する場合の点(βref,SINReff)を通過するSINReff対β曲線を提供するのに使用することができる。ただし、新たなSINReffが特性パラメータを更新せずにSS104によって報告されれば、SINReff対β曲線は、基準β値で新たなSINReff値を通過する、あるいは近づくように変換される必要がある。有効SINRは、βの特定の値にとって既知であり、EESM式(1)において各SINR値に印加されている正のスケール因数aの作用を検討する必要がある。aによってスケーリングする前に、SINRベクトルは{γ1,...,γN}として表わされる。a(線形領域で)によるスケーリング後、SINRベクトルは線形領域で{aγ1,...,aγN}になる。その後、スケーリングされたベクトルに対するβでのSINReffの変動が、スケーリングされたベクトルを式(1)の最初のベクトルに置き換えることによって取得される。スケーリングされたベクトルに対するβでのSINReffの変動は、以下のように最初のベクトルに対するβでのSINReffの変動に関連する。
ただし、adB=10log10a、およびEESMdBはβdBの関数として表わされる。式(3)に基づき、SINReff対β曲線は、dBまたは対数領域で見られたとき、非密封SINRベクトルのためにSINReff対β曲線の二次元の平行移動を実行することによって、スケーリングされたSINRベクトルに対して取得することができる。二次元の平行移動は好ましくは、同じ値adBはEESM式(3)で両方の次元で現れるため、βとSINReffの両軸上の同様の大きさによる。新たな有効SINR値が得られるが、特性パラメータのセットと基準β値が変更されないとき、新たな有効SINR値と、特性パラメータのセットに対応付けられる有効SINR値との間の差(dBで)は、adBの値を判定するのに使用することができる。その後、各次元のシフトの値と共に第1の関数に関する特性パラメータのセットは、基準較正パラメータ値にとっての新たに取得されたSINReffをβの任意の他の値にとっての変換されたSINReff値に変換する第2の関数として使用することができる。その結果、第2の関数は、対数領域で見られたときの第1の関数の2次元シフトバージョンによって特徴づけられ、第2の関数の出力は、第2の関数への入力が基準較正パラメータ値であるとき、基準較正パラメータ値にとっての有効SINRにほぼ近い。
図10は、SNReff対βdB曲線をスケーリングしシフトする作用を示す。図10では、GSM標準都市(TU)チャネルの実現は、EESMdB({γ1,...,γN},βdB)対βdBからEESMdB({aγ1,...,aγN},βdB)対βdB曲線を得るための単純な曲線シフトアプローチを用いるエラーを示す例として使用される。図10では、EESMdB曲線は、チャネルEs/N0=3dBと10dBに関して示される。Es/N0=3dB曲線の平行シフト(すなわち、単純曲線シフト方法)も示される。平行シフトされた曲線とEs/N0=10dB曲線を比較すると、もし平行にシフトされたEs/N0=3dB曲線がEs/N0=10dB曲線に近似するのに使用されると、重大なエラーが起こることが明らかである。
図11では、図4のEs/N0=3dBと10dBの曲線が含まれる。第3の曲線は、Es/N0=3dB曲線の多項近似と共に式(3)の関係を用いて取得される。これは、その式(3)の関係が、EESMdB({γ1,...,γN},βdB)対βdB曲線からのEESMdB({aγ1,...,aγN},βdB)対βdB曲線の正確な曲線を得るのに使用できることを示す。
ステップ208では、MCS値が、変換された有効SINRに基づき、BS102で搬送波チャネルの少なくとも一部に対して選択される。MCSはMCS値の所定のセットから選択される。たとえば、MCSは、許容可能なフレームエラーレート(FER)が得られそうなように選択することができる。実施形態では、変換された有効SINRにおいてFERがターゲットFERより小さい、較正パラメータ値に対応するMCSが選択される。一実施形態では、選択されるMCS値は好ましくは、ターゲットFERより低い(もしくは近い)FERを有する。さらに、FERがターゲットFERより小さい2つ以上のMCS値がある場合、ターゲットFERより小さい(もしくは、近い)対応するFERを有するMCS値の中の最大MCS値が好ましくは選択される。最善のMCSを選択するため、利用可能なMCSに対応する各β値にとっての変換された有効SINR値など、複数の変換された有効SINR値を生成することが好ましい。各MCSは、特定のターゲットFERに対して、対応する較正パラメータ値と対応する変換されたSINReff値を有することができる。別の実施形態では、MCSを選択する際、期間内に予測される量のチャネル変動、ドップラー、システムで可能な再送信数(たとえば、ハイブリッドARQ方式で)、エラーおよび/または遅延、干渉、雑音、または信号レベルの予測された変化、チャネル条件などに対するアプリケーションの頑健性など、追加の要因を考慮に入れなければならない。一実施形態では、MCSの選択後、データが変調され、選択されたMSCに基づき符号化され、次に送信される。
図3は、本発明の別の実施形態に係る、MCSの選択方法を示すフローチャートである。ステップ302では、特性パラメータのセットが、図2に併せて詳細に説明されたように第1の関数に関して取得される。
ステップ304では、バンド平均SINR(SINRband)が得られる。バンド平均SINRは、搬送波チャネル内の複数の副搬送波にとってのSINR値の平均を表す。実施形態では、SINRbandはBS102によってSS104から受信される(SS104はSINRbandの値を送信し、BS102がそれを受信する)。別の実施形態では、SINRbandはBS102によって判定される。複数またはセットの副搬送波は、搬送波チャネルの副搬送波すべてを含んでもいいし、必ずしもすべてを含まなくてもよい。たとえば、SINRbandは、
ただし、γiは複数の副搬送波に対応するSINR値である。別の例は、中央値などのγiの統計的側面を使用することである。別の実施形態では、SINRbandは、周波数(たとえば、副搬送波)と期間(たとえば、OFDM記号期間)の両方で任意に平均をとることができるが、これは、コードワードが複数の記号期間を対象とする場合、あるいはEESM方法が低速リンク適合をサポートするのに使用されている場合に、高ドップラーで有効でありうる。低速リンク適合の場合、有意な期間に平均をとった、あるいはろ波されたSINR、多くの時刻でのバンド平均SINRの確率分布関数(PDF)または累積分布関数(CDF)上の特定の地点などの統計的SINR指標としてSINRbandを使用し定義することが有効である。
ステップ306では、バンド平均SINR(SINRband)は、β値にとっての変換された有効SINRに変換される。SINRbandはOFDMシステムの多くの遅延拡散チャネル条件において現在のチャネル条件用に最善のMCSの正確な表示を提供しないので、変換はMCS選択の精度を高めるのに使用される。変換は、少なくともバンド平均SINRおよび特性パラメータのセットの第3の関数に基づく。本発明の一実施形態では、SS104はSINRbandと特性パラメータのセットをBS102に送信する。この目的で、特性パラメータのセットは、基準SINR(SINRref)値を用いて判定される。本発明の実施形態では、SINRrefの値は、BS102およびSS104にとって既に既知である。本実施形態では、SS104は、SINRbandの値がSINRrefの値と等しくなるように、搬送波チャネルの各副搬送波のSINR値を値「q」でスケーリングする。次に、SS104は、第1の関数に関してBS102に送信されるように特性パラメータのセットを判定する。特性パラメータのセットの送信後、SS104は、スケーリングせずに、SINRband値(たとえば、1フレームにつき1回またはいくつかの他のインターバルで)をBS102に送信する。その後、BS102は、第3の関数に基づきSS104から受信された(取得された)各SINRbandにとって任意の所望のβ値で変換された有効SINRを判定する。第3の関数は好ましくは、
および、SINReff(SINRband,β)は変換された有効SINR値である。
すなわち、変換された有効SINR値は、特性パラメータのセットを用いて得られる曲線に第3の関数を適用することによって得られる。一実施形態では、変換のため、SINRbandとSINRrefが使用される。SINRrefは、特性パラメータに対応付けられる、あるいは対応する基準バンド平均SINR値である。
本発明の実施形態では、SINRbandは、副搬送波のパイロットを用いてSS104によって判定される。搬送波チャネルの複数の副搬送波のパイロットおよびデータ搬送副搬送波間には所定のパワーの差がある。SINRbandは、パイロットのSINRをデータ搬送副搬送波にとってのSINRに変換することによって判定される。
ステップ308では、MCS値が、図2と併せて上記したように、(たとえば、BS102で)変換された有効SINRに基づき選択される。一実施形態では、MCSの選択後、データは、選択されたMCSに基づき変調され符号化されてから送信される。
図3および図4に示されるように、SS104は、特性パラメータのセットをBS102に送信することができる。別の実施形態では、特性パラメータのセットは、アップリンクデータ送信のようなアップリンク送信を観察することによって、SS104からBS102によって取得することができる。これは、アップリンクおよびダウンリンク送信の時分割二重化を有するシステムに特に適用可能であるが、アップリンクおよびダウンリンク送信の周波数分割二重化を有するシステムにも適用することができる。マルチパスパワー遅延プロファイル(および、マルチパス遅延拡散とチャネルタイプ)はアップリンクおよびダウンリンクでも略同一であるため、これは周波数分割二重化システムにも適用可能である。
図4は、複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部の変調及び符号化法(MCS)選択を支援する、本発明に係る方法のフローチャートである。ステップ402では、特性パラメータのセットは、較正パラメータでの搬送波チャネルの有効SINRの変動を表す第1の関数に関して判定される。特性パラメータのセットは、好ましくは異なる時間例で、搬送波チャネルの複数の測定値に基づき算出される。ステップ404では、特性パラメータのセットが第2の通信ユニットに送信される。ステップ406では、基準較正パラメータにとっての有効SINRが、第2の通信ユニットに送信されて、第2の通信ユニットによるMCS選択を支援する。
図5は、複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部の変調及び符号化法(MCS)選択を支援する、本発明に係る追加の方法のフローチャートである。ステップ502では、特性パラメータのセットは、較正パラメータでの搬送波チャネルの有効SINRの変動を表す第1の関数に関して判定される。特性パラメータのセットは、好ましくは異なる時間例で、搬送波チャネルの複数の測定値に基づき算出される。ステップ504では、特性パラメータのセットは第2の通信ユニットに送信される。ステップ506では、バンド平均SINRは第2の通信ユニットに送信されて、第2の通信ユニットによるMCS選択を支援する。
図4および図5の方法で特性パラメータのセットを判定することはさらに、異なる時間例で搬送波チャネルの複数の測定値のうちの1つに対応付けられる特性パラメータのセットを選択すること、あるいは、異なる時間例で搬送波チャネルの複数の測定値から特性パラメータのアンサンブル平均セットを算出すること(たとえば、他の実施形態と併せて上述したような)を備えることができる。図4および図5の方法における搬送波チャネルの測定はさらに、搬送波チャネル内の複数の副搬送波にとってのSINR値を判定することを備える。
図5の方法では、特性パラメータのセットはさらに、基準バンド平均SINR値(たとえば、他の実施形態と併せて上述したような)に基づき算出することができる。
図6は、本発明の実施形態に係る通信ユニット600(たとえば、SS104)のブロック図である。通信ユニット600は、受信器602、特性決定子604、送信器606、およびメモリ608を含む。受信器602は、複数の副搬送波にとってのSINR値を判定することができ、基準較正パラメータ値(βref)およびバンド平均SINR(SINRband)にとっての有効SINR(SINReff)のうち少なくとも1つを判定することができる。有効SINRは、図2と併せて上述したように、EESM方法を用いて算出することができる。相互情報有効SINRマッピング(MIESM)または容量有効SINRマッピング(CESM)などの他の周波数選択リンクエラー予想方法を、有効SINRを判定するのに使用することができる。バンド平均SINRは、図2と併せて上述したように、搬送波チャネルの複数の副搬送波のSINR値の平均を表す。特性決定子604は、較正パラメータでの搬送波チャネルの有効SINRの変動に基づき、第1の関数に関して特性パラメータのセットを判定することができる。特性パラメータのセットの選択方法は、図2と併せて詳細に説明する。特性決定子604はさらに、βでのSINReffの変動を算出する。さらに、特性決定子604は、図2に併せて上述したように、βでのSINReffの変動を表す第1の関数に関して特性パラメータのセットを選択する。送信器606は、特性パラメータのセットを別の通信ユニット(たとえば、BS102)に送信することができる。本発明の実施形態では、送信器606は、基準較正パラメータ値(βref)の有効SINR(SINReff)も送信する。本発明の別の実施形態では、送信器606はバンド平均SINR(SINRband)の値を送信する。送信器は、1フレームにつき1回新たなSINReffを、数フレーム毎に1回特性パラメータのセットを送信することができる。送信インターバルは、チャネル条件またはその他の要因に併せて変更することができる。
図6は、本発明の実施形態に係る通信ユニット600(たとえば、SS104)のブロック図である。通信ユニット600は、受信器602、特性決定子604、送信器606、およびメモリ608を含む。受信器602は、複数の副搬送波にとってのSINR値を判定することができ、基準較正パラメータ値(βref)およびバンド平均SINR(SINRband)にとっての有効SINR(SINReff)のうち少なくとも1つを判定することができる。有効SINRは、図2と併せて上述したように、EESM方法を用いて算出することができる。相互情報有効SINRマッピング(MIESM)または容量有効SINRマッピング(CESM)などの他の周波数選択リンクエラー予想方法を、有効SINRを判定するのに使用することができる。バンド平均SINRは、図2と併せて上述したように、搬送波チャネルの複数の副搬送波のSINR値の平均を表す。特性決定子604は、較正パラメータでの搬送波チャネルの有効SINRの変動に基づき、第1の関数に関して特性パラメータのセットを判定することができる。特性パラメータのセットの選択方法は、図2と併せて詳細に説明する。特性決定子604はさらに、βでのSINReffの変動を算出する。さらに、特性決定子604は、図2に併せて上述したように、βでのSINReffの変動を表す第1の関数に関して特性パラメータのセットを選択する。送信器606は、特性パラメータのセットを別の通信ユニット(たとえば、BS102)に送信することができる。本発明の実施形態では、送信器606は、基準較正パラメータ値(βref)の有効SINR(SINReff)も送信する。本発明の別の実施形態では、送信器606はバンド平均SINR(SINRband)の値を送信する。送信器は、1フレームにつき1回新たなSINReffを、数フレーム毎に1回特性パラメータのセットを送信することができる。送信インターバルは、チャネル条件またはその他の要因に併せて変更することができる。
図7は、本発明の実施形態に係る通信ユニット700(たとえば、BS102)の例示のブロック図である。通信ユニットは、パラメータ受信器702、送信器/受信器704、トランスレータ706、MCSセレクタ708、およびメモリ710を含む。パラメータ受信器702は、較正パラメータでの搬送波チャネルの有効SINRの変動を表す第1の関数にとっての特性パラメータのセットを取得するように構成される。実施形態では、特性パラメータのセットは、上述したように、搬送波チャネルの予め定義されたおよび測定された特性のうちの少なくとも1つに基づく。送信器/受信器704は、基準較正パラメータ値にとっての有効SINRを取得することができる。別の実施形態では、送信器/受信器704は、バンド平均SINRを取得することができる。バンド平均SINRは、搬送波チャネル内の複数の副搬送波にとってのSINR値の平均を表す。実施形態では、トランスレータ706は、第2の関数に基づき、基準較正パラメータ値にとっての有効SINRを、基準較正パラメータ値と異なる較正パラメータ値にとっての変換された有効SINRに変換することができる。第2の関数は、対数領域で見られたとき、第1の関数の二次元シフトされたバージョンと等価である(あるいはそれによって特徴づけられる)。第2の関数の出力は、第2の関数への入力が基準較正パラメータ値であるとき、基準較正パラメータ値にとっての有効SINRにほぼ近い。別の実施形態では、トランスレータ706は、少なくともバンド平均SINRおよび特性パラメータの第3の関数に基づき、バンド平均SINRを特定の較正パラメータ値にとっての変換された有効SINRに変換することができる。MCSセレクタ708は、変換された有効SINRに基づき、搬送波チャネルの少なくとも一部にとっての所定のMCSセットからMCSを選択することができる。メモリ710は、一実施形態では1つまたはそれ以上の所定のチャネル条件に関する、別の実施形態では先に取得されていた特性パラメータに関する、というように特性パラメータの1つまたはそれ以上のセットを記憶する。特性パラメータのセットは、メモリ710から送信器/受信器704に送信することができる。一実施形態では、送信器/受信器704は、選択されたMCSに基づくデータを変調および符号化し、選択されたMCSに基づき変調/符号化されたデータを送信することができる。
図8は、高速適応変調符号化(AMC)に関して図3に示されるMCS選択の方法を用いて、通信ユニット102からデータを送信するフローチャートを示し、高速AMCは、送信のための適切なMCSを選択することから成る。論理フローはステップ801で開始され、パラメータ受信器702はSNReff対β曲線を受信し、SNReff対β曲線は第1の関数に関する特性パラメータのセットで、第1の関数は、βでの搬送波チャネルのSINReffの変動を表す。ステップ803では、送信器/受信器704は、現在のSNRを示す通信ユニット104からのSNR値を受信する。SNRはバンド平均SNR値であってもよい。ステップ805では、トランスレータ706は、ステップ801で送信された基準曲線とステップ803で送信されたSNR値とに基づき、式(3)を用いてSNReff対β曲線を算出する。ステップ807では、MCSセレクタ708は、ステップ1205で算出されたSNReff対β曲線を用いる所与のMCSに対応付けられるβ値にとってのSNReffを計算することによって、複数候補のMCS方式に対して、フレームエラーレート(FER)に関するSNReffを算出する。候補のMCS方式は、利用可能なMCS方式のすべてまたはサブセットであってもよい。もしくは、いくつかのMCSに対する予測されたFERを算出するのに、補間技術を使用することができる。利用されるMCSは、予測されたFER値に基づきステップ809で選択される。特に、ターゲット値(通常、10−1)より低い予測されたFERで可能な最も高いスループットを有するMCSが通常選択される。ステップ811では、データストリームが変調および符号化され、データストリームがステップ813で送信される。
図9は、高速AMCのための通信ユニット104の動作を表すフローチャートである。論理フローはステップ901で開始され、そこでSNReff対β曲線が、現在のチャネル例と基準SNR値に関する現在のSNRと共に特性決定子604によって判定される。これは、受信器602でSNR値を分析することによって達成される。ステップ903では、現在のチャネルに関するSNReff対β曲線は、特性決定子604によって、通信ユニット102によって現在使用されている以前に送信されたSNReff対β曲線と比較される。現在のチャネルに関する曲線が、先に送信された曲線と十分に異なる場合(たとえば、最小二乗エラーが、β値の所定の範囲を超えて2dBより大きい場合)、SNR対β曲線を表すパラメータが送信器に報告される。ステップ905では、SNRは、送信器606を介して通信ユニット102に報告される。最後に、ステップ907では、データは受信され、変調され、適切なMCSで符号化される。
マルチ搬送波チャネルのためのMCSを選択する本発明の実施形態は、MCSの正確な判定を可能にする。さらに、マルチ搬送波チャネルのためのMCSの選択方法は、送信の諸経費を節減する。これは、方法を実行するのに少数のパラメータしか送信する必要がないからである。さらに、本発明の実施形態は、搬送波チャネルの個々の副搬送波のSINR値内のスケーリングを説明する、先のフレームの特性からSINReffを判定する簡易な方法を提供する。
本文書に記載のモジュールは、1つまたはそれ以上の従来のプロセッサ、および特定の非プロセッサ回路と併せて、本文書に記載のモジュールの関数の一部、大部分、または全部を実行する1つまたはそれ以上のプロセッサを制御する独自に記憶されたプログラム指示を備えることができると認識される。非プロセッサ回路は、制限はしないが、無線受信器、無線送信器、信号ドライバ、クロック回路、電源回路、およびユーザ入力装置を含むことができる。このように、これらの関数は、マルチ搬送波システムのためのMCSを選択する方法のステップとして解釈することができる。もしくは、一部または全部の関数は、記憶されたプログラム指示を持たない状態機械によって、あるいは1つまたはそれ以上の用途特定集積回路(ASIC)において実現することができ、各関数、または特定の関数の組み合わせは、カスタム論理として実現することができる。当然ながら、2つのアプローチの組み合わせを利用することもできる。よって、これらの関数の方法および手段を本文書に記載した。
当業者であれば、本文書に開示される概念と原則に誘導されれば、おそらく多大な努力と、たとえば、利用可能な時間、現在の技術、および経済的な考慮事項によって動機づけられる多くの設計上の選択肢とにかかわらず、上記ソフトウェアの指示およびプログラムとICを最小限の実験で容易に生成できると予測される。
上記の明細書では、本発明とその恩恵および利点は、特定の実施形態に関して説明されている。ただし、当業者であれば、様々な修正および変更が、下記請求項に記載の本発明の範囲から逸脱せずに実行できると認識している。したがって、明細書と図面は、限定的な意味ではなく説明的な意味に捉えるべきで、上記の修正はすべて本発明の範囲に含まれると意図される。恩恵、利点、課題に対する解決策、およびいかなる恩恵、利点、課題に対する解決策を生じさせることのできる、あるいはより明確にすることができるいかなる要素も、一部またはすべての請求項の極めて重要な、必要な、あるいは必須の特徴とみなすべきではない。本発明は、本願の係属中に行われた補正、および発行されている請求項のすべての等価物を含む添付の請求項によってのみ定義される。
Claims (18)
- 複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部に対して通信ユニットで変調及び符号化法(MCS)を選択する方法であって、
較正パラメータを有する搬送波チャネルの有効な信号対雑音干渉比(SINR)の変動を表す第1の関数に関する特性パラメータのセットを取得するステップであって、前記特性パラメータのセットが、前記搬送波チャネルの所定の条件および測定条件のうちの少なくとも1つに基づくものである、取得するステップと、
基準較正パラメータ値にとっての有効SINRを取得するステップと、
第2の関数に基づき、前記基準較正パラメータ値の前記有効SINRを前記基準較正パラメータ値と異なる較正パラメータ値の変換された有効SINRに変換するステップであって、前記第2の関数が、対数領域で表示したときに前記第1の関数の二次元シフトされたバージョンである、変換するステップと、
少なくとも前記変換された有効SINRに基づき、搬送波チャネルの少なくとも一部に関する所定のMCSセットからMCSを選択するステップと
を備える方法。 - 前記特性パラメータは、前記搬送波チャネルの複数の測定値のうち選択された測定値と、前記搬送波チャネルの複数の測定値に関する平均特性とのうち少なくとも1つに基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記搬送波チャネルの前記測定条件は、 前記搬送波チャネル内の複数の副搬送波にとってのSINR値を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の関数は、対数領域で表示しとき二次元のそれぞれにおける前記第1の関数の実質的に同じ大きさのシフトによってさらに特徴づけられる、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の関数は、前記第2の関数への入力が前記基準較正パラメータ値であるとき、 前記第2の関数の出力が前記基準較正パラメータ値の前記有効SINRに実質的に近いことによってさらに特徴づけられる、請求項1に記載の方法。
- 前記基準較正パラメータ値は、前記所定のMCSセットの第1のMCSと対応付けられる第1の較正パラメータ値と、前記所定のMCSセットの第2のMCSと対応付けられる第2の較正パラメータ値との間に位置する、請求項1に記載の方法。
- 複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部のために通信ユニットで変調及び符号化法(MCS)を選択する方法であって、
較正パラメータを有する搬送波チャネルの有効な信号対雑音干渉比(SINR)の変動を表す第1の関数に関する特性パラメータのセットを取得するステップであって、前記特性パラメータのセットは、前記搬送波チャネルの所定の条件および測定条件のうちの少なくとも1つに基づくものである、取得するステップと、
バンド平均SINRを取得するステップであって、前記バンド平均SINRが、前記搬送波チャネル内で複数の副搬送波に対するSINR値の平均を表す、取得するステップと、
前記バンド平均SINRを、少なくとも前記バンド平均SINRおよび前記特性パラメータのセットの第3の関数に基づき、較正パラメータ値の変換された有効SINRに変換するステップと、
少なくとも前記変換された有効SINRに基づき、前記搬送波チャネルの少なくとも一部に関する所定のMCSセットからMCSを選択するステップと、
を備える方法。 - 前記特性パラメータが、前記搬送波チャネルの複数の測定値のうち選択された測定値と、前記搬送波チャネルの複数の測定値に関する平均特性とのうち少なくとも1つに基づく、請求項7に記載の方法。
- 前記搬送波チャネルの前記測定条件は、前記搬送波チャネル内の複数の副搬送波のSINR値を含む、請求項7に記載の方法。
- バンド平均SINRを、変換された有効SINRに変換するステップは、さらに前記特性パラメータに対応付けられた基準バンド平均SINR値に基づく、請求項7に記載の方法。
- 複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部のための変調及び符号化法(MCS)選択を支援する方法であって、
較正パラメータを有する前記搬送波チャネルの有効SINRの変動を表す第1の関数の特性パラメータのセットを判定するステップであって、前記特性パラメータのセットが異なる時刻における前記搬送波チャネルの複数の測定値に基づき算出される、判定するステップと、
前記特性パラメータのセットを第2の通信ユニットに送信するステップと、
基準較正パラメータ値にとっての有効SINRとバンド平均SINRとのうちの少なくとも1つを前記第2の通信ユニットに送信して、前記第2の通信ユニットによってMCS選択を支援するステップと、
を備える方法。 - 前記特性パラメータのセットを判定するステップが、異なる時刻における前記搬送波チャネルの前記複数の測定値のうちの1つに対応付けられた特性パラメータのセットを選択することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記特性パラメータのセットを判定するステップが、異なる時刻における前記搬送波チャネルの前記複数の測定値から特性パラメータのアンサンブル平均セットを算出することを備える、請求項11に記載の方法。
- 前記特性パラメータのセットは基準バンド平均SINR値に基づき算出される、請求項11に記載の方法。
- 前記搬送波チャネルの測定が、前記搬送波チャネル内の複数の副搬送波のSINR値を判定することを含む、請求項11に記載の方法。
- 複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部の変調及び符号化法(MCS)を選択する通信ユニットであって、
較正パラメータを有する前記搬送波チャネルの有効SINRの変動を表す第1の関数の特性パラメータのセットを取得することのできるパラメータ受信器であって、前記特性パラメータのセットが、前記搬送波チャネルの予め定義され、かつ測定された特性のうちの少なくとも1つに基づく、パラメータ受信器と、
基準較正パラメータ値の前記有効SINRとバンド平均SINRとのうち少なくとも1つを取得することのできる受信器であって、前記バンド平均SINRが前記搬送波チャネル内の複数の副搬送波のSINR値の平均を表す、受信器と、
変換器であって、
第2の関数に基づき、前記基準較正パラメータ値の前記有効SINRを、前記基準較正パラメータ値と異なる較正パラメータ値の変換された有効SINRに変換することであって、対数領域で表示したとき、前記第2の関数が前記第1の関数の二次元シフトされたバージョンである、変換すること、
少なくとも前記バンド平均SINRおよび前記特性パラメータの第3の関数に基づき、前記バンド平均SINRを、較正パラメータ値の変換された有効SINに変換すること、
の少なくとも1つを実行することのできる変換器と、
少なくとも前記変換された有効SINRに基づき、前記搬送波チャネルの前記少なくとも一部の所定のMCSセットからMCSを選択することのできるMCSセレクタと
を備える通信ユニット。 - さらにメモリを備え、前記メモリが1つまたはそれ以上の所定のチャネル条件に関する前記特性パラメータのセットを記憶する、請求項16に記載の通信ユニット。
- 複数の副搬送波を備える搬送波チャネルの少なくとも一部に関する変調及び符号化法(MCS)選択を支援する情報を送信する通信ユニットであって、
前記搬送波チャネルの複数の副搬送波のSINR値を判定することができ、基準較正パラメータ値の有効SINRとバンド平均SINRとのうち少なくとも1つを判定することができる受信器であって、前記バンド平均SINRが前記搬送波チャネルの複数の副搬送波のSINR値の平均を表す、受信器と、
較正パラメータでの前記搬送波チャネルの有効SINRの変動に基づき、第1の関数に関する特性パラメータのセットを判定することができる特性決定子であって、前記特性パラメータのセットが異なる時刻における前記搬送波チャネルの複数の測定値に基づき算出される、特性決定子と、
前記特性パラメータのセット、および前記基準較正パラメータ値にとっての前記有効SINRと前記バンド平均SINRとのうち少なくとも1つを送信することのできる送信器と、
を備える通信ユニット。
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