JP2012522443A - 適応変調システムにおけるチャネルの推定 - Google Patents

Abstract

【課題】適応変調通信システム用のデバイス（２０）を提供する。
【解決手段】デバイス（２０）は、ＦＥＣ符号を介して符号化されたデータを通信チャネルから受信するように適合された入力デバイス（２１）を備える。受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号のため、及びＦＥＣ復号によって決定された誤り情報を提供するために、入力デバイス（２１）のダウンストリームに接続されたＦＥＣ復号器（２３）も提供される。本発明に従ったデバイスは、受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号前に符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するための手段と、ＦＥＣ復号器（２３）によって決定された第２の誤り情報を測定するための手段とを、さらに備える。第１の誤り情報及び第２の誤り情報の両方に基づいて、通信チャネルの状態を推定するための手段（２５）も提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、適応変調システムにおけるチャネルの推定に関する。より具体的には、本発明は、無線リンクの品質を向上させるために送信機によって変調及びチャネル符号化が使用される、無線通信システムに適応する。

適応変調は、その可用性に影響を与えることなく通信システムの容量を最大にするために使用される技法である。最も一般的な形では、適応変調を採用している通信システムは、トラフィック容量を最大化する目的で、変調順位（modulation order）及び前方誤り訂正（ＦＥＣ）オーバヘッドなどの伝送パラメータを制御するために受信器側で導出される、チャネルの推定を使用する。

適応変調システムは図１に示されており、送信器側１及び受信器側２を含む。送信器側１は、情報源からロー・データ・ビットを受信するため、及びそのビットを送信用にスケジューリングするための、メディア・アクセス・コントローラ３ａ（ＭＡＣ）を備え、選択される変調レベルＭに応じてデータ・レートが増加又は減少する。ＦＥＣ符号器４ａは、ＭＡＣ ３からのビットを符号化し、この符号化動作は、スクランブル（scrambling）、インタリーブ（interleaving）、ブロック・レベルに基づく外部及び内部符号の符号化、又は他の従来の符号化方法を含んでもよい。

次に、ＱＡＭの配置を定義するＭ点の数に基づく、使用中の変調モードに従ってＦＥＣ符号器４ａからの符号化ビットストリームをマッピングするための、Ｍ点直交振幅変調（Ｍ−ＱＡＭ）変調器５ａが提供される。無線伝送の前に、Ｍ−ＱＡＭ変調器５ａからシンボルを無線伝送するための処理及び準備のために、ＴＸフィルタ・セクション６ａが使用される。

システムの受信器側２は、受信された無線信号上で第１のフィルタリング動作を実行するためのＲＸフィルタ・セクション６ｂと、たとえば定モジュラス（CM：Constant Modulus）及び判定指向型（DD：Decision Directed）の両方の更新方法を採用することなどにより、残余シンボル間干渉を除去することによって信号品質を復元する、適応等化器セクション７とを含む。受信器側２には、受信したシンボルをマッピング解除（demapping）するための軟判定（soft-decision）Ｍ−ＱＡＭ復調器５ｂも提供され、ＦＥＣ復号器４ｂは、復調器のダウンストリームで、軟情報（soft information）を使用して復調器５ｂからのマッピング解除されたビットストリームにＦＥＣ誤り訂正を適用する。最後に、第２のＭＡＣ３ｂが可変レート・データストリームを再パッケージングする。

送信器側１は、検出された無線伝搬条件に基づいて、受信器側２からコマンドを受信すると変調レベルＭを切り換える機能を有する。たとえば、無線チャネル内の気象条件が晴れから大雨などへと悪化した場合、チャネルの容量低下により、ＱＡＭ変調レベルＭは２５６−ＱＡＭから６４−ＱＡＭへと変更される可能性がある。

シンボルのマッピング解除とＦＥＣの復号の両方の前に使用可能な様々なタイプの情報がチャネル推定量（estimator）として使用されるシステムが知られている。特に、受信器側で測定された信号の平均二乗誤差（ＭＳＥ）レベルを、信号対雑音比（ＳＮＲ）又は信号対雑音及び干渉比（ＳＮＩＲ）の推定量として使用することが知られている。通常、ＭＳＥは、特定用途に応じて５００ミリ秒から３ミリ秒までをカバーすることが可能な、受信した無線通信信号の時間枠全体にわたって測定及び平均化される。次に、平均化されたＭＳＥが、変調又は物理層（ＰＨＹ）モードのシフト・レベルに対応するしきい値と比較される。シフト中のビット誤りを避けるために、シフト・レベルにマージンがさらに追加され、このマージンは１０^−６のビット誤り率（ＢＥＲ）での基準ＳＮＩＲを考慮に入れて算出される。

代わって、国際公開第ＷＯ００／７６１０９号は、変調モードを決定するために誤り訂正後の信号強度及びＢＥＲの両方を考慮する方法を開示している。

国際公開第ＷＯ９９／１２３０２号では、ＢＥＲは、品質レベルを示すための可能な手段のうちの１つとして開示されている。

既知のシステムに影響を与える欠点は、ＳＮＩＲの信頼できる推定量を取得するために、無線枠全体などの比較的長い期間が必要なことである。

さらに、シンボルのマッピング解除前の受信器情報の使用は、受信器側で使用可能な変調情報のみを考慮に入れるため、符号化されていない信号のＢＥＲの挙動及びＦＥＣ符号化利得曲線形状は追跡されない。

他の欠点は、適応変調の目的でＢＥＲが考慮される場合、誤り後に使用可能なＢＥＲ、たとえばＦＥＣ復号器のダウンストリームで測定されるＢＥＲが訂正されていることであり、これは無線チャネルにおける高速変動に対する反応が非常に遅いことを示唆する。

本発明の目的は、上記欠点のうちの少なくともいくつかを回避すること、及び特に適応変調システムに好適な方法及びデバイスを提供することである。

以下でより明らかとなるこの目的及び他の目的は、適応変調通信システムのための方法によって解決され、ここで前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号を通じて符号化されたデータは通信チャネルを通じて受信される。次に、受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号前に使用可能な符号化済みデータの第１の誤り情報が測定される。符号化済みデータのＦＥＣ復号によって使用可能となった、第２の誤り情報も測定される。最後に、第１の誤り情報及び第２の誤り情報の両方に基づいて、通信チャネルを介した伝送が制御される。

好ましくは、符号化済みデータのＦＥＣ復号は、通信チャネルを介して受信された変調済みデータ信号を復調すること、及び、その後、復調済みデータ信号に前方誤り訂正を適用することを含む。

変調済みデータ信号は直交振幅変調（ＱＡＭ）データ信号であってよく、上記復調ステップは変調済みデータ信号に含まれるシンボルのＱＡＭマッピング解除を含んでよい。

第１の誤り情報は、好ましくは受信した符号化済みデータの平均二乗誤差（ＭＳＥ）レベルであり、より好ましくは、復調ステップ前の符号化済みデータの信号対雑音及び干渉比（ＳＮＩＲ）の推定である。

代わって第２の誤り情報は、ＦＥＣ復号中に検出される誤り数の時間的平均を含むことができる。こうした時間的平均は、有利なことに、通信チャネル内の無線枠の持続時間よりも短い積分時間にわたって算出することができる。

第１の誤り情報は、事前に定義された率よりも速い通信チャネル状態の変動を検出するために使用することができる。さらにこの場合、第１の誤り情報を変調シフト・レベルに対応するしきい値と比較することができる。

伝送を制御するために、好ましくは第１及び第２の誤り情報の重み付けされた組み合わせが、通信チャネルを介した伝送モードの決定のために提供される。組み合わせの重みは、通信チャネル状態の変動率に依存するものであってよい。

ＦＥＣ復号ステップは、単一パリティ・チェック（ＳＰＣ）復号及びリード・ソロモン（ＲＳ）復号を含むことができる。この場合、第２の誤り情報は、ＳＰＣ復号によって検出されたブロック誤り数とすることができる。

可能な代替として、ＦＥＣ復号ステップは、低密度パリティ・チェック（ＬＤＰＣ）反復復号を含むことができる。この場合、第２の誤り情報は、第１の復号反復で失敗したパリティ・チェック数、又は第１の反復とは異なる復号反復で失敗したパリティ・チェック数とすることができる。

本発明に従って、適応変調通信システム用のデバイスも提供される。このデバイスは、ＦＥＣ符号を通じて符号化されたデータを通信チャネルから受信するように適合された入力デバイスを備える。受信した符号化済みデータのＦＥＣ復号、及びＦＥＣ復号によって決定された誤り情報の提供のために、入力デバイスのダウンストリームに接続されたＦＥＣ復号器も提供される。さらに本発明に従ったデバイスは、受信した符号化済みデータのＦＥＣ復号前の符号化済みデータの第１の誤り情報を測定する手段と、ＦＥＣ復号器によって決定された第２の誤り情報を測定するための手段とを備える。第１の誤り情報及び第２の誤り情報の両方に基づいて、通信チャネルの状態を推定するための手段も提供される。

本発明の好ましい実施形態に従ったデバイスは、入力デバイスとＦＥＣ復号器との間に接続された復調器を備える。この場合、第１の誤り情報を測定するための手段は、復調器と入力デバイスとの間で符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するように適合される。復調器はＱＡＭ復調器とすることができる。

適応変調通信システム用のデバイスにおいて、第１の誤り情報は、受信した符号化済みデータの平均二乗誤差レベルとすることができる。より具体的に言えば、第１の誤り情報は、復調器のアップストリームの符号化済みデータの、信号対雑音及び干渉比の推定とすることができる。

第２の誤り情報は、ＦＥＣ復号中にＦＥＣ復号器によって検出された誤り数の時間的平均を含むことができる。こうした時間的平均は、好ましくは、通信チャネル内の無線枠の持続時間よりも短い積分時間にわたって算出される。

通信チャネル状態を推定するための手段は、好ましくは、通信チャネル状態の変動が事前に定義された率よりも速い場合、第２の誤り情報よりも第１の誤り情報に対してより大きな重みを与えるように適合される。

さらに、通信チャネル状態を推定するための手段は、第１の誤り情報を変調シフト・レベルに対応するしきい値と比較するように適合することもできる。

有利なことに、通信チャネル状態を推定するための手段は、通信チャネルを介した伝送モードを決定するために、第１及び第２の誤り情報の重み付けされた組み合わせを提供するように適合され、この場合、組み合わせの重みは通信チャネル状態の変動率に依存する。

ＦＥＣ復号器は、単一パリティ・チェック復号器及びリード・ソロモン復号器を含むことが可能であり、この場合、第２の誤り情報は、単一パリティ・チェック復号器によって検出されたブロック誤り数であるか、又はこれを含む。

代替として、ＦＥＣ復号器は低密度パリティ・チェック反復復号器を含むことが可能であり、この場合、第２の誤り情報は、第１の復号反復で失敗したパリティ・チェックの数、又は第１の復号反復とは異なる復号反復で失敗したパリティ・チェックの数である。

本発明によれば、適応変調通信システムも提供され、前方誤り訂正符号を介して符号化されたデータを、通信チャネル状態に従って変調された符号化済みデータと共に、通信チャネルを介して伝送するための送信器ステージを備える。システムは、通信チャネルから符号化済みデータを受信するように適合された入力デバイスと、受信した符号化済みデータをＦＥＣ復号し、ＦＥＣ復号によって決定された誤り情報を提供するために、入力デバイスのダウンストリームに接続されたＦＥＣ復号器とを含む、受信器ステージを備える。さらに受信器ステージは、受信した符号化済みデータのＦＥＣ復号前に符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するための手段と、ＦＥＣ復号器によって決定された第２の誤り情報を測定するための手段とを備える。受信器ステージは、第１の誤り情報及び第２の誤り情報の両方に基づいて通信チャネルの状態を推定するための手段をさらに含むか、又はこれに接続される。

受信器ステージは、好ましくは、入力デバイスとＦＥＣ復号器との間に接続された復調器を備え、この場合、第１の誤り情報を測定するための手段は、復調器と入力デバイスとの間の符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するように適合される。

有利なことに、復調器は直交振幅変調復調器とすることができる。

第１の誤り情報に関しては、復調器のアップストリームの符号化済みデータの信号対雑音及び干渉比の推定などの、受信した符号化済みデータの平均二乗誤差レベルとすることができる。

第２の誤り情報は、ＦＥＣ復号中にＦＥＣ復号器によって検出された誤り数の時間的平均を含むことができる。こうした時間的平均は、通信チャネル内の無線枠の持続時間よりも短い積分時間にわたって算出することができる。

通信チャネル状態を推定するための手段は、好ましくは、通信チャネル状態の変動が事前に定義された率よりも速い場合、第２の誤り情報よりも第１の誤り情報に対してより大きな重みを与えるように適合される。

さらに、通信チャネル状態を推定するための手段は、第１の誤り情報を変調シフト・レベルに対応するしきい値と比較するように適合することができる。

通信チャネルを介して伝送モードを決定するために通信チャネル状態を推定するための手段によって、第１及び第２の誤り情報の重み付けされた組み合わせを提供することが可能であり、この場合、組み合わせの重みは通信チャネル状態の変動率に依存することができる。

特定の実施形態では、ＦＥＣ復号器は、単一パリティ・チェック復号器及びリード・ソロモン復号器を含む。第２の誤り情報は、単一パリティ・チェック復号器によって検出されたブロック誤り数とすることができる。

他の諸実施形態では、ＦＥＣ復号器は低密度パリティ・チェック反復復号器を含み、第２の誤り情報は、第１の復号反復で失敗したパリティ・チェック数、又は第１の復号反復とは異なる復号反復で失敗したパリティ・チェック数である。

本発明に従った方法、システム、及びデバイスを用いると、従来技術によれば最後のＢＥＲが測定されるが、受信器の最後のＭＡＣブロック前にいくつかの機能ブロックが検出されるため、天候の急激な変化に対するクイック・レスポンスを適応変調システムに与えることが可能である。

ＳＮＩＲなどの第１の誤り情報を、従来技術の変調シフト・レベルに対応するが、従来技術の追加のシフト・マージンを考慮することなく、しきい値と比較することができる。これは、第１の誤り情報がＦＥＣ復号器からシンボル決定前に測定されるためである。

さらに、シンボルのマッピング解除前後の誤り情報の組み合わせは、適用されているＦＥＣのタイプに関係なく実行することができる。

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面において非制限的な例によって示された特定であるが排他的ではない実施形態の詳細な説明から、より明らかになろう。

従来技術に従った適応変調システムを示す図である。 本発明に従った適応変調システムのための受信器を示す図である。 図２の受信器に好適なチャネル推定手段を示す図である。 本発明の第１の好ましい実施形態に従った適応変調システムの送信器を示す図である。 図４の送信器のための対応する受信器を示す図である。 本発明の第２の好ましい実施形態に従った適応変調システムの送信器を示す図である。 図６の送信器のための対応する受信器を示す図である。 本発明に従ったチャネル推定方法を示す図である。

本発明の好ましい諸実施形態に従った受信器デバイス２０が、図２に示される。このデバイスは、天候状態における変化の影響下にある無線チャネルなどの通信チャネルから、ＦＥＣ符号を介して符号化されたデータを受信するように適合された、入力デバイス２１を備える。こうしたデータは、図１の送信器１などの送信器によって生成された可能性がある。

入力デバイス２１は、従来技術におけるように、無線チャネルから受信した無線信号において第１のフィルタリング動作を実行するため、及び、符号化済みデータを搬送するための、ＲＸフィルタ・セクション２１ａを含むことができる。さらに入力デバイス２１は、残余シンボル間干渉を除去することによって信号品質を復元するように適合された、適応等化器セクション２１ｂも備えることが可能であり、このために、定モジュラス（ＣＭ）及び判定指向型（ＤＤ）の両方の更新方法を採用することができる。

ＦＥＣ復号器２３は、入力デバイス２１のダウンストリームに接続され、受信した符号化済みデータを前方誤り訂正方法に従って復号するように、及び、ＦＥＣ復号動作によって、又はその動作中に決定された誤り情報を提供するように、適合される。

本発明に従ったデバイスは、受信した符号化済みデータのＦＥＣ復号前に、符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するための手段と、ＦＥＣ復号器によって決定された第２の誤り情報を測定するための手段とをさらに備える。こうした手段は、第１及び第２の両方の誤り情報を取り出すように、ＦＥＣ復号器２３のアップストリーム及びＦＥＣ復号器のダウンストリームの両方で受信器デバイス２０に接続された単一のデバイスによって提供可能である。図３を参照しながら説明するように、両方の誤り情報を交換するように適合された別々のデバイスを、代替に提供することができる。

第１の誤り情報及び第２の誤り情報の両方に基づいて、通信チャネルの状態を推定し、リモート送信器１に送るための手段２５も、受信器２０自体に、又はこれと通信している状態で、提供される。こうした手段２５は、好ましくは、チャネル状態又は変調レベルの変更を受信器から送信器へと通信するために既知の適応変調システムで使用される任意の既知の方法で、チャネル推定器２５から決定を取り出し、これを送信器１に送信するように適合された、好適な制御論理２６と結合される。

好ましくは、受信器デバイス２０は、受信した符号化済みデータをマッピング解除し、ＦＥＣ復号器に対応する符号化済みビットストリームを提供するために、入力デバイス２１とＦＥＣ復号器２３との間に接続されたＭ−ＱＡＭ復調器２２を備える。この場合、第１の誤り情報は、Ｍ−ＱＡＭ復調器２２と入力デバイス２１との間で使用可能な符号化済みデータの誤り情報であり、本明細書では「決定前誤り情報」又は「シンボルのマッピング解除前誤り情報」としても示される。

より具体的には、第１の誤り情報は、復調器２２のアップストリームで使用可能な符号化済みデータの信号対雑音及び干渉比の推定などの、Ｍ−ＱＡＭ復調器２２によって受信されたシンボルの平均二乗誤差（ＭＳＥ）レベルとすることができる。加えて、又は別の方法として、第１の誤り情報は、ＲＸ等化器セクション２１ｂから推定されたシンボル間干渉のレベルを含むものとすることができる。

本明細書では「決定後誤り情報」とも呼ばれる第２の誤り情報は、ＦＥＣ復号動作中にＦＥＣ復号器２３によって検出された、いくつかの誤りの時間的平均を含むものとすることができる。以下でより良く説明されるように、こうした時間的平均は、通信チャネル内の無線枠の持続時間よりも短い、たとえばその半分などの、積分時間にわたって算出される。

通信チャネル状態を推定及び通信するための手段２５は、図３でより詳細に示されている。

こうした手段２５は、好ましくは、ＦＥＣ復号器からの決定前及び決定後に使用可能な誤り情報に関する別々の時間フィルタのカスケードと、重み付け及び組み合わせ論理とに基づく。

時間フィルタリング・ブロックは、各分岐において、選択可能時間ウィンドウを伴う第１及び第２の平均化フィルタ３４ａ及び３４ｂと、第１及び第２の誤り情報の、それぞれ第１及び第２の変化率検出器３２ａ及び３２ｂとを含む。

平均化フィルタ３４ａ及び３４ｂは、それぞれ、着信する誤り情報の特徴に従って調整される時間ウィンドウと共に、第１及び第２の誤り情報の平滑値（smoothed value）を取得するように適合される。

変化率検出器３２ａ及び３２ｂは、時間変形伝搬状態を検出及び追跡するように適合され、それぞれのフィルタ３４ａ及び３４ｂによって適用される時間ウィンドウに関して、一般的には短い、異なる時間ウィンドウ内で、着信する誤り情報の平均値を決定するために、それぞれ時間フィルタ３１ａ及び３１ｂが先行することが可能である。代替として、変化率検出器３２ａ及び３２ｂは、いずれのアップストリーム時間フィルタ３１ａ及び３１ｂもなしに、直接誤り情報を受信することができる。

重み付け及び組み合わせ論理３５は、第１及び第２の両方の誤り情報の平均値と、第１及び第２の両方の誤り情報の変化率とを、別々のしきい値比較器３３ａ／３９ａ及び３３ｂ／３９ｂで、それぞれ事前に定義されたしきい値と比較された後、前のブロックから受信するように適合される。

具体的には、第１及び第２の変化率しきい値比較器３３ａ及び３３ｂは、それぞれ、検出器３２ａ及び３２ｂからの第１及び第２の誤り情報の変化率を受信し、これを複数の変化率しきい値と比較するために好適である。これに代わって、第１及び第２の平均しきい値比較器３９ａ及び３９ｂは、時間平均化された第１及び第２の誤り情報をフィルタ３４ａ及び３４ｂからそれぞれ受信するため、ならびに、これを事前に定義された平均誤りしきい値と比較するために好適である。

論理３５は、平均量に関する別々の重みを設定するために、ブロック３３ａ、３９ａ、３３ｂ、及び３９ｂで比較の結果を使用するように適合された、重み付け手段３６ａ及び３６ｂをさらに備える。

最後に、これらの重み付けされた量を合計して、最終的な推定量関数値を取得するために、論理３５内に加算器手段３７が含められ、その後この関数値が、変調シフト・レベルなどの推定量しきい値の所定のセットと比較するために、しきい値比較器３８に送られる。

本発明の第１の好ましい実施形態に従った適応変調システムが、図４及び図５に示されている。システムの送信側４０は、リード・ソロモン（ＲＳ）外部符号及び単一パリティ・チェック（ＳＰＣ）内部符号を備える、連結方式に基づくＭＡＣコントローラ４１及びＦＥＣ符号器を含む。このため、ＦＥＣ符号器は、ＲＸ符号器４２及びＳＰＣ符号器４３を含み、これらは、図１を参照しながら前述したような従来のＭ−ＱＡＭ変調器４４及びＴＸフィルタ４５のアップストリームに提供される。

第１の好ましい実施形態に従ったシステムの受信器側５０は、前述のデバイス２１に対応する、すなわち従来技術に従ったＲＸフィルタ５１ａ及びＲＸ等化器５１ｂを備える、入力デバイス５１を備える。

ＦＥＣ復号器は、前述のＭ−ＱＡＭ復調器２２に対応するＭ−ＱＡＭ復調器５２のダウンストリームに提供された、ＳＰＣ復号器５３及びＲＳ復号器５４を含む。

第２の誤り情報は、ＳＰＣ復号器によって検出されたブロック誤り数であるか、又はこれを含むが、第１の誤り情報は、復調器５２のアップストリームで使用可能なＳＮＩＲである。加えて、又は別の方法として、第１の誤り情報は、ＲＸ等化器セクション５１ｂからの推定されたシンボル間干渉レベルを含むことができる。

本発明の第２の好ましい実施形態に従った適応変調システムが、図６及び図７に示されている。システムの送信側６０は、図１を参照しながら前述したような従来のＭ−ＱＡＭ変調器６３及びＴＸフィルタ６４のアップストリームに提供された、ＭＡＣコントローラ６１及び低密度パリティ・チェック（ＬＤＰＣ）符号器６２を含む。

ＬＤＰＣ符号は、反復的に復号されるブロック符号であり、すべてのパリティ・チェックが満足されるか又は最大反復回数に達するまで、所定の最大反復回数の間、入力ビット値の推定を精緻化する。例として、最大反復回数は２０に固定される。

本発明の第１の好ましい実施形態に従ったシステムの受信器側７０は、前述のデバイス２１に対応する、すなわち従来技術に従ったＲＸフィルタ７１ａ及びＲＸ等化器７１ｂを備える、入力デバイス７１を備える。

ＦＥＣ復号器はＬＤＰＣ復号器７３であり、その後に従来のＭＡＣ ７４が続く。この実施形態では、第２の誤り情報は、第１の復号反復で失敗したパリティ・チェックの数、又は第１の復号反復とは異なる復号反復で失敗したパリティ・チェックの数である。こうした２種類の誤り情報について、以下で別々に対処する。

上記説明に基づいて、本発明の動作（２００）はほぼ以下の通りである（図８）ことに留意されたい。前方誤り訂正、ＦＥＣ符号を介して符号化されたデータを、無線通信チャネルを介して受信した後、ステップ２０１で、受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号前に使用可能な符号化済みデータの第１の誤り情報が測定される。次に、ステップ２０２で、ＦＥＣ復号器によって使用可能となった第２の誤り情報も測定される。最後に、ステップ２０４で、第１の誤り情報及び第２の誤り情報の両方に基づいて、通信チャネルを介した伝送が制御される。

ステップ２０４で使用される第１の誤り情報及び第２の誤り情報の組み合わせは、チャネル状態を推定し、その結果最も適切な伝送変調を選択するために、重み付けされた組み合わせであり、重みは、第１の誤り情報によって決定されたチャネル状態の変化率に依存して、ゼロまで変化する可能性もある。

図４及び図５に示された本発明の第１の好ましい実施形態の動作は、以下の通りである。

ＳＮＩＲ値は、時間フィルタ３４ａによって１つの無線枠にわたって積分され、ブロック３２ａで検出されたその変化率がブロック３３ａで２つのしきい値のセットと比較され、最高のしきい値は高速反応しきい値とみなされ、最低のしきい値は標準しきい値とみなされる。

ＳＰＣ復号器５３によって検出された誤り数は、無線枠の半分の期間にわたって時間フィルタ３４ｂで積分される。

論理３５での重みは、上位２ビットで表される小数と想定され、以下のように設定可能である。

ＳＮＩＲが減少し、その変化率が高速反応しきい値を超えた場合、ＳＮＩＲ値の重みはブロック３６ａで１に設定され、復号器５３から検出された誤りの重みはブロック３６ｂで０に設定されるため、結果として切り換えモードの指示は、チャネル伝搬状態の高速変化率に反応する。

ＳＮＩＲが減少し、その変化率が高速反応しきい値を下回る場合、ＳＮＩＲ値の重みはブロック３６ａで０．５に設定され、復号器５３から検出された誤りの重みはブロック３６ｂで０．５に設定されるため、結果としてどちらの指示も最終的なＰＨＹモード切り換え決定において等しい重みが与えられる。

ＳＮＩＲの変化率が標準しきい値を下回る場合、ＳＮＩＲ値の重みはブロック３６ａで０に設定され、復号器５３から検出された誤りの重みはブロック３６ｂで１に設定されるため、結果として最終的なＰＨＹモード切り換え決定は、最も正確に検出された誤り情報に依存する。

代替として、ＳＰＣ復号器５３での誤り数の変化率は論理３５によって考慮されることも可能である。特に、ＳＮＩＲ値は１つの無線枠にわたりフィルタ３４ａによって積分され、その変化率は前述のようにブロック３３ａで２つのしきい値と比較される。

ＳＰＣ復号器５３から検出された誤り数は、ブロック３４ｂで無線枠の半分の期間にわたって積分され、検出器３２ｂで検出されたその変化率はブロック３３ｂで２つのしきい値のセットと比較され、最高の値が高速反応しきい値である。重みは、上位２ビットで表される小数であるものと想定される。

組み合わせ論理における重みは、以下のように設定される。

ＳＮＩＲが減少し、ＳＮＩＲ変化率及び検出された誤りの変化率の両方がそれぞれの高速反応しきい値を超える場合、ＳＮＩＲ値の重みは０．７５に設定され、検出された誤りの重みは０．２５に設定されるため、結果としてチャネル伝搬状態の最速情報に優先権が与えられる。

ＳＮＩＲが減少し、その変化率が高速反応しきい値を下回り、検出された誤りの変化率が高速反応しきい値を超える場合、ＳＮＩＲ値の重みは０に設定され、検出された誤りの重みは１に設定されるため、結果として最終的なＰＨＹモード切り換え決定は、最も信頼できる検出された誤り情報に基づいて実行される。

ＳＮＩＲの変化方向に関係なく、ＳＮＩＲ変化率及び検出された誤りの変化率の両方が標準から高速までの反応しきい値間にある場合、ＳＮＩＲの重みは０．２５に設定され、検出された誤り平均の重みは０．７５に設定されるため、結果として最も信頼できる情報は、最終的なＰＨＹモード決定でより多くの重みを有することになる。

ＳＮＩＲの変化方向に関係なく、ＳＮＩＲ変化率が標準しきい値を下回る場合、ＳＮＩＲの重みは０に設定され、検出された誤り平均の重みは１に設定されるため、結果として最も信頼できる情報が最終的なＰＨＹモード決定で使用されることになる。

図６及び図７に示された第２の好ましい実施形態の動作は、以下の通りとすることができる。

第１の実施形態の場合と同様に、ＳＮＩＲ値は、フィルタ３４ａで１つの無線枠にわたって積分され、その変化率がブロック３３ａで２つのしきい値のセットと比較され、最高のしきい値が高速反応しきい値とみなされる。

ＬＤＰＣ復号器７３の第１の反復で算出された失敗したパリティ・チェックの数は、無線枠の半分の期間に対応するＬＤＰＣブロック数にわたって平均化される（以下の説明ではＦＥＣインジケータと呼ばれる）。重みは、上位２ビットで表される小数であるものと想定される。

組み合わせ論理２５における重みは、以下のように設定される。

ＳＮＩＲが減少し、その変化率が高速反応しきい値を超える場合、ＳＮＩＲ値の重みはブロック３６ａで１に設定され、ＦＥＣインジケータの重みはブロック３６ｂで０に設定されるため、結果として切り換えモードの指示は、チャネル伝搬状態の高速変化率に反応する。

ＳＮＩＲが減少し、その変化率が高速反応しきい値を下回り、ＦＥＣインジケータの変化率が高速反応しきい値を超える場合、
平均化されたＳＮＩＲ値の重みはブロック３６ａで０に設定され、検出された誤り平均の重みはブロック３６ｂで１に設定されるため、結果として最終的なＰＨＹモード切り換え決定は、最も信頼できる検出された誤り情報に基づいて実行される。

ＳＮＩＲの変化方向に関係なく、ＳＮＩＲ変化率及びＦＥＣインジケータの変化率の両方が標準から高速までの反応しきい値間にある場合、ＳＮＩＲの重みはブロック３６ａで０．２５に設定され、検出された誤り平均の重みはブロック３６ｂで０．７５に設定されるため、結果として最も信頼できる情報は、最終的なＰＨＹモード決定でより多くの重みを有することになる。

ＳＮＩＲの変化方向に関係なく、ＳＮＩＲ変化率が標準しきい値を下回る場合、ＳＮＩＲの重みは０に設定され、ＦＥＣインジケータの重みは１に設定されるため、結果として最も信頼できる情報が最終的なＰＨＹモード決定で使用されることになる。

誤り情報が第１回とは異なる反復、たとえば４回目の反復で失敗したパリティ・チェックの数である場合、以下のように与えられる。

ＳＮＩＲ値はブロック３４ａで１つの無線枠にわたって積分され、ブロック３２ａからのその変化率は、ブロック３３ａで前述のように２つのしきい値のセットと比較される。

ＬＤＰＣ復号器７３の４回目の反復で算出された失敗したパリティ・チェックの数は、無線枠の半分の期間に対応するＬＤＰＣブロック数にわたって平均化され（以下の説明では「ＦＥＣインジケータ」と呼ばれる）、検出器３２ｂからのその変化率は２つのしきい値のセットと比較され、最高のしきい値が高速反応しきい値である。重みは、上位２ビットで表される小数であるものと想定される。

この場合、組み合わせ論理３５内の重みは以下のように設定される。

ＳＮＩＲが減少し、ＳＮＩＲの変化率及びＦＥＣインジケータの変化率の両方が高速反応しきい値を超える場合、高速反応情報及び最も信頼できる情報の両方に重みを与えるために、ＳＮＩＲ値の重みはブロック３６ａで０．５０に設定され、検出された誤りの重みはブロック３６ｂで０．５０に設定される。

ＳＮＩＲが減少し、その変化率が高速反応しきい値を下回り、ＦＥＣインジケータの変化率が高速反応しきい値を超える場合、ＳＮＩＲ値の重みはブロック３６ａで０に設定され、ＦＥＣインジケータの重みはブロック３６ｂで１に設定されるため、結果として最終的なＰＨＹモード切り換え決定は、最も信頼できる情報に基づいて実行される。

ＳＮＩＲの変化方向に関係なく、ＳＮＩＲ変化率及びＦＥＣインジケータの変化率の両方が標準から高速までの反応しきい値間にある場合、平均化されたＳＮＩＲの重みはブロック３６ａで０．２５に設定され、ＦＥＣインジケータの重みはブロック３６ｂで０．７５に設定されるため、結果として最も信頼できる情報は、最終的なＰＨＹモード決定でより多くの重みを有することになる。

ＳＮＩＲの変化方向に関係なく、ＳＮＩＲ変化率が標準しきい値を下回る場合、平均化されたＳＮＩＲの重みはブロック３６ａで０に設定され、ＦＥＣインジケータの重みはブロック３６ｂで１に設定されるため、結果として最も信頼できる情報が最終的なＰＨＹモード決定で使用されることになる。

以上、本発明が所期の目標及び目的を達成することが示されてきた。特に、従来技術によれば最後のＢＥＲが測定されるが、受信器の最後のＭＡＣブロック前にいくつかの機能ブロックが検出されるため、天候の急激な変化に対するクイック・レスポンスを適応変調システムに与えることが可能である。

ＳＮＩＲなどの第１の誤り情報を、従来技術の変調シフト・レベルに対応するしきい値と比較することが可能であるが、従来技術の追加のシフト・マージンを考慮に入れる必要はない。

さらに、適用されているＦＥＣのタイプに関係なく、シンボルのマッピング解除前後の誤り情報の組み合わせが実行可能である。

明らかなことに、当業者であれば本発明の範囲を逸脱することなくいくつかの修正が明らかとなり、容易に実行できるであろう。したがって特許請求の範囲は、例示の形で説明した図面又は好ましい実施形態によって限定されるものではなく、むしろ、当業者によって等価として取り扱われるすべての特徴を含む、本発明の範囲内にある特許の新規性のすべての特徴を包含するものとする。

いずれかの請求項に記載された技術的特徴には参照符号が付けられているが、これらの参照符号は単に請求項の了解度を上げる目的で含められているものであるため、こうした参照符号は、例えばこうした参照符号によって識別された各要素の解釈にいかなる限定的な影響も与えるものではない。

Claims (40)

1. 適応変調通信システムのための方法（２００）であって、
   −前方誤り訂正、ＦＥＣ符号を通じて符号化されたデータを、通信チャネルを通じて受信するステップと、
   −前記受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号前に使用可能な前記符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するステップ（２０１）と、
   −前記符号化済みデータの前記ＦＥＣ復号によって使用可能となった、第２の誤り情報を測定するステップ（２０２）と、
   −前記第１の誤り情報及び前記第２の誤り情報の両方に基づいて、前記通信チャネルを介した伝送を制御するステップ（２０４）と、
   を含む方法。
2. 前記符号化済みデータの前記ＦＥＣ復号は、前記通信チャネルを介して受信された変調済みデータ信号を復調するステップと、その後、前記復調済みデータ信号に前記前方誤り訂正を適用するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記変調済みデータ信号は直交振幅変調、ＱＡＭデータ信号であり、前記復調ステップは、前記変調済みデータ信号に含まれるシンボルをＱＡＭマッピング解除するステップを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の誤り情報は、前記受信された符号化済みデータの平均二乗誤差レベルである、請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記第１の誤り情報は、前記復調前の前記符号化済みデータの信号対雑音及び干渉比の推定である、請求項２又は４に記載の方法。
6. 前記第２の誤り情報は、前記ＦＥＣ復号中に検出された、いくつかの誤りの時間的平均を含む、請求項１又は２に記載の方法。
7. 前記時間的平均は、前記通信チャネル内の無線枠の持続時間よりも短い積分時間にわたって算出される、請求項６に記載の方法。
8. 事前に定義された率よりも速い通信チャネル状態の変動を検出するために、前記第１の誤り情報を使用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記第１の誤り情報は変調シフト・レベルに対応するしきい値と比較される、請求項１又は８に記載の方法。
10. 前記伝送を制御するステップは、前記通信チャネルを介する伝送モードを決定するために、前記第１及び第２の誤り情報の重み付けされた組み合わせを提供するステップを含み、前記組み合わせの前記重みは前記通信チャネル状態の変動率に依存する、請求項１に記載の方法。
11. 前記ＦＥＣ復号は、単一パリティ・チェック復号及びリード・ソロモン復号を含み、前記第２の誤り情報は、前記単一パリティ・チェック復号によって検出されたブロック誤り数である、請求項１又は２に記載の方法。
12. 前記ＦＥＣ復号は、低密度パリティ・チェック反復復号を含む、請求項１又は２に記載の方法。
13. 前記第２の誤り情報は、前記第１の復号反復で失敗したパリティ・チェックの数である、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第２の誤り情報は、前記第１の反復とは異なる復号反復で失敗したパリティ・チェックの数である、請求項１２に記載の方法。
15. 適応変調通信システムのためのデバイス（２０）であって、
    −前方誤り訂正、ＦＥＣ符号を通じて符号化されたデータを、通信チャネルをから受信するように適合された入力デバイス（２１）と、
    −前記受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号のため、及び前記ＦＥＣ復号によって決定された誤り情報を提供するために、前記入力デバイス（２１）のダウンストリームに接続されたＦＥＣ復号器（２３）と、
    −前記受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号前に、前記符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するための手段（３２ａ、３４ａ）と、
    −前記ＦＥＣ復号器によって決定された第２の誤り情報を測定するための手段（３２ｂ、３４ｂ）と、
    −前記第１の誤り情報及び前記第２の誤り情報の両方に基づいて、前記通信チャネルの状態を推定するための手段（２５）と、
    を備えるデバイス。
16. 前記入力デバイスと前記ＦＥＣ復号器との間に接続された復調器（２２）をさらに備え、前記第１の誤り情報を測定するための前記手段は、前記復調器（２２）と前記入力デバイス（２１）との間の前記符号化済みデータの前記第１の誤り情報を測定するように適合された、請求項１５に記載のデバイス。
17. 前記復調器（２２）は直交振幅変調復調器である、請求項１６に記載のデバイス。
18. 前記第１の誤り情報は、前記受信された符号化済みデータの平均二乗誤差レベルである、請求項１５又は１６に記載のデバイス。
19. 前記第１の誤り情報は、前記復調器（２２）のアップストリームの前記符号化済みデータの信号対雑音及び干渉比の推定である、請求項１６又は１８に記載のデバイス。
20. 前記第２の誤り情報は、前記ＦＥＣ復号中に前記ＦＥＣ復号器（２３）によって検出された、いくつかの誤りの時間的平均を含む、請求項１５又は１６に記載のデバイス。
21. 前記時間的平均は、前記通信チャネル内の無線枠の持続時間よりも短い積分時間にわたって算出される、請求項２０に記載のデバイス。
22. 前記通信チャネル状態を推定するための前記手段（２５）は、前記通信チャネル状態の変動が事前に定義された率よりも速い場合、前記第２の誤り情報よりも前記第１の誤り情報に対してより大きな重みを与えるように適合された、請求項１５に記載のデバイス。
23. 前記通信チャネル状態を推定するための前記手段（３５）は、前記第１の誤り情報を変調シフト・レベルに対応するしきい値と比較するように適合された、請求項１５又は２２に記載のデバイス。
24. 前記通信チャネル状態を推定するための前記手段（２５）は、前記通信チャネルを介する伝送モードを決定するために、前記第１及び第２の誤り情報の重み付けされた組み合わせを提供するように適合され、前記組み合わせの前記重みは前記通信チャネル状態の変動率に依存する、請求項１５に記載のデバイス。
25. 前記ＦＥＣ復号器（２３）は、単一パリティ・チェック復号器（５３）及びリード・ソロモン復号器（５４）を含み、前記第２の誤り情報は、前記単一パリティ・チェック復号器（５３）によって検出されたブロック誤り数である、請求項１５又は１６に記載のデバイス。
26. 前記ＦＥＣ復号器（２３）は、低密度パリティ・チェック反復復号器（７３）を含む、請求項１５又は１６に記載のデバイス。
27. 前記第２の誤り情報は、前記第１の復号反復で失敗したパリティ・チェックの数である、請求項２６に記載のデバイス。
28. 前記第２の誤り情報は、前記第１の復号反復とは異なる復号反復で失敗したパリティ・チェックの数である、請求項２６に記載のデバイス。
29. 前方誤り訂正符号を通じて符号化されたデータを、通信チャネルを介して伝送するための送信器ステージ（４０、６０）を備える、適応変調通信システムであって、前記符号化済みデータは前記通信チャネル状態に従って変調され、
    −前記符号化済みデータを前記通信チャネルから受信するように適合された入力デバイス（２１）と、
    −前記受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号のため、及び前記ＦＥＣ復号によって決定された誤り情報を提供するために、前記入力デバイスのダウンストリームに接続されたＦＥＣ復号器（２３）と、
    −前記受信された符号化済みデータのＦＥＣ復号前に、前記符号化済みデータの第１の誤り情報を測定するための手段（３２ａ、３４ａ）と、
    −前記ＦＥＣ復号器によって決定された第２の誤り情報を測定するための手段（３２ｂ、３４ｂ）と、
    −前記第１の誤り情報及び前記第２の誤り情報の両方に基づいて、前記通信チャネルの状態を推定するための手段（２５）と、
    を含む、受信器ステージ（５０、７０）を備える、システム。
30. 前記受信器ステージは、
    前記入力デバイスと前記ＦＥＣ復号器との間に接続された復調器（２２）を備え、前記第１の誤り情報を測定するための前記手段は、前記復調器と前記入力デバイスとの間の前記符号化済みデータの前記第１の誤り情報を測定するように適合された、請求項２９に記載のシステム。
31. 前記復調器（２２）は直交振幅変調復調器である、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記第１の誤り情報は、前記受信された符号化済みデータの平均二乗誤差レベルである、請求項２９又は３０に記載のシステム。
33. 前記第１の誤り情報は、前記復調器（２２）のアップストリームの前記符号化済みデータの信号対雑音及び干渉比の推定である、請求項３０又は３２に記載のシステム。
34. 前記第２の誤り情報は、前記ＦＥＣ復号中に前記ＦＥＣ復号器（２３）によって検出された、いくつかの誤りの時間的平均を含む、請求項２９又は３０に記載のシステム。
35. 前記時間的平均は、前記通信チャネル内の無線枠の持続時間よりも短い積分時間にわたって算出される、請求項３４に記載のシステム。
36. 前記通信チャネル状態を推定するための前記手段（２５）は、前記通信チャネル状態の変動が事前に定義された率よりも速い場合、前記第２の誤り情報よりも前記第１の誤り情報に対してより大きな重みを与えるように適合された、請求項２９に記載のシステム。
37. 前記通信チャネル状態を推定するための前記手段（２５）は、前記第１の誤り情報を変調シフト・レベルに対応するしきい値と比較するように適合された、請求項２９又は３６に記載のシステム。
38. 前記通信チャネル状態を推定するための前記手段（２５）は、前記通信チャネルを介する伝送モードを決定するために、前記第１及び第２の誤り情報の重み付けされた組み合わせを提供するように適合され、前記組み合わせの前記重みは前記通信チャネル状態の変動率に依存する、請求項２９に記載のシステム。
39. 前記ＦＥＣ復号器（２３）は、単一パリティ・チェック復号器（５３）及びリード・ソロモン復号器（５４）を含み、前記第２の誤り情報は、前記単一パリティ・チェック復号器（５３）によって検出されたブロック誤り数である、請求項２９又は３０に記載のシステム。
40. 前記ＦＥＣ復号器（２３）は低密度パリティ・チェック反復復号器（７３）を含み、前記第２の誤り情報は、前記第１の復号反復で失敗したパリティ・チェックの数であるか、又は前記第１の復号反復とは異なる復号反復で失敗したパリティ・チェックの数である、請求項２９又は３０に記載のシステム。

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