JP2013009222A - 受信装置および受信方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より安定して受信する。
【解決手段】間欠受信判定部２７は、予め算出されたSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値を記憶し、受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する。CQI推定部２６は、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、間欠受信判定部２７に記憶されているオフセット値とチャネル推定行列により得られたSNRとからCQIを推定する。本発明は受信装置に適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は受信装置および受信方法、並びにプログラムに関する。

次世代の通信方式として、３GPP（3rd Generation Partnership Project）で標準化されているLTE（Long Term Evolution）などのOFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）方式が注目されている。LTEなどの通信方式では、3GPPのTS36.213及びTS36.101に規定されているように、受信機は伝搬路推定を精度良く行い上位レイヤーに報告する必要がある。受信機における伝搬路推定の報告結果により、AMC（Adaptive Modulation and Coding）と称される基地局からの適応制御が行われる。

すなわち、LTEなどの無線通信システムでは、移動機にてCQI（Channel Quality Indicator）と称される受信品質指標の推定が行われ、その受信品質指標が伝搬路の状態として基地局に報告される。CQI推定の一つの手法として、Reference Signal（以下、RSと称する。）と称される既知の基準信号からSNR（Signal to Noise Power Ratio）の推定を行い、SNRに対応したCQI値に変換するものがある。また、SNRの推定精度をあげる一つの手法として、例えば以前に受信したサブフレームと平均をとるというものがある。

LTEにおいては、通信速度が高いためCQI報告値が適切でなくなるとスループット性能が劣化する。このため、SNR推定精度向上など様々な改善手法が検討されている。

TDDシステムの場合には移動機が上り送信している間は移動機にRSが送信されないため、特に上り送信直後ではそれ以前に受信したサブフレームとの平均ができずにSNR推定精度をあげるのが難しい。その結果、CQI報告が最適値に対して変動し、特にCQI報告が最適値に対して高い場合には基地局からの送信レートが高くなり、移動機では受信に失敗してしまう。

従来、CQIに、受信帯域を所定数に分割して生成された複数のサブバンド毎のSNRを受信帯域の全帯域にわたって平均化した情報を含ませ、この平均化を計算する際の冪根演算に代えて所定の近似手法を用いるときに、SNRの値が高いときには、この近似手法における初期値をそのまま近似手法による近似演算結果として用いるようにしているものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１３５９１５号公報

このように、TDDにおいては移動機が上り送信している間は移動機にRSが送信されないため、特に上り送信直後では以前に受信したサブフレームとの平均ができずにSNR推定精度が劣化し、その結果CQI報告が最適値に対して変動するという課題があった。特にCQI報告が最適値に対して高くなると基地局は報告されたCQIに応じてレートを上げて送信することになるが、移動機では実際受信可能なレートより高いレートの信号を受信することになるため受信に失敗する。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、より安定して受信できる受信装置および受信方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の受信装置の一側面は、SNRからCQIを推定する推定手段と、予め算出されたSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値を記憶する記憶手段と、受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する判定手段とを有し、推定手段が、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、記憶手段に記憶されているオフセット値とチャネル推定行列により得られたSNRとからCQIを推定するものとされている。

また、本発明の受信装置の一側面は、上述の構成に加えて、推定手段が、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものでない場合、受信したサブフレームである現サブフレームのSNRと現サブフレームの前のサブフレームである前サブフレームのSNRとの平均値からCQIを推定するものとされている。

さらに、本発明の受信装置の一側面は、上述の構成に加えて、推定手段が、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、受信したサブフレームより以前に受信したサブフレームである重み付け対象サブフレームのRSに、重み付け対象サブフレームの数に応じた重み付けして得られたSNRとオフセット値とからCQIを推定するものとされている。

また、本発明の受信方法の一側面は、SNRからCQIを推定する推定ステップと、予め算出されたSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値を記憶手段に記憶する記憶ステップと、受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する判定ステップとを含み、推定ステップにおいて、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、記憶手段に記憶されているオフセット値とチャネル推定行列により得られたSNRとからCQIが推定されるものとされている。

さらに、本発明のプログラムの一側面は、コンピュータに、受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する判定ステップと、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、予め算出され記憶されているSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値とチャネル推定行列により得られたSNRとからCQIを推定する推定ステップとを含む処理を行わせるものとされている。

本発明の一側面によれば、より安定して受信できる受信装置および受信方法、並びにプログラムを提供することができる。

LTE受信部１０の構成の一例を示すブロック図である。 間欠受信判定部２７の構成の例を表すブロック図である。 CQIの推定の処理を説明するフローチャートである。 コンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態の受信装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。以下、3GPPにおいて標準化されているLTEを例として説明する。但し、本発明はこのシステムにのみ限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施の形態の受信装置のLTE受信部１０の構成の一例を示すブロック図である。受信装置は、例えば、携帯電話機である。LTE受信部１０は、RF（Radio Frequency）部２１、FFT（Fast Fourier Transform）部２２、チャネル推定部２３、復調／復号部２４、SNR推定部２５、CQI推定部２６、および間欠受信判定部２７を具備する。

受信アンテナ（図示せず）で受信した信号（以下、受信信号と称する）は、LTE受信部１０のRF部２１に供給される。RF部２１は、受信信号をA/D（Analog/Digital）変換し、A/D変換の結果得られたデジタル信号をFFT部２２に供給する。FFT部２２は、デジタル信号を、フーリエ変換により周波数成分のデータに分ける。FFT部２２は、周波数成分のデータをチャネル推定部２３に供給する。

チャネル推定部２３は、周波数成分のデータのうち、周波数リソース上に予めマッピングされていた既知信号（Reference Signal）を用いて、伝播路状態を表すチャネル推定行列を推定する。チャネル推定部２３は、チャネル推定行列を復調／復号部２４およびSNR推定部２５に供給する。

復調／復号部２４は、受信信号及びチャネル推定部２３で推定したチャネル推定行列より、復調／復号処理を行う。

SNR推定部２５は、チャネル推定部２３で推定したチャネル推定行列よりSNRを推定する。SNR推定部２５は、推定されたSNRをCQI推定部２６に供給する。CQI推定部２６は、SNRと間欠受信判定部２７から供給されるSNRオフセット値とにより、予め内部に持っているSNR-CQI変換テーブルを参照することによりCQIを推定する。CQI推定部２６は、推定されたCQIを示すCQI推定値を出力する。すなわち、CQI推定部２６は、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、SNRオフセット値とチャネル推定行列により得られたSNRとからCQIを推定する。また、CQI推定部２６は、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものでない場合、受信したサブフレームである現サブフレームのSNRと現サブフレームの前のサブフレームである前サブフレームのSNRとの平均値からCQIを推定する。

間欠受信判定部２７は、図示せぬ制御部から通知されたサブフレーム構成情報（後述する動作モードおよび送受動作パターン）より、CQI推定のベースとなるSNRオフセット値の算出を行う。間欠受信判定部２７は、算出されたSNRオフセット値をCQI推定部２６に供給する。また、間欠受信判定部２７は、サブフレーム構成情報である動作モードおよび送受動作パターンの情報を参照して、受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する。

このようにして推定されたCQI推定値は上位レイヤーに対して報告される。

図２は、間欠受信判定部２７の構成の例を表すブロック図である。間欠受信判定部２７は、SNRオフセット算出部４１およびSNRオフセットテーブル４２を具備する。

SNRオフセット算出部４１は、動作モードが例えばTDDのように間欠受信動作である場合に現在のサブフレームが間欠直後かの判定を行い、間欠直後のサブフレームの場合には予め設定されるSNRオフセットテーブル４２を参照してSNRオフセット値を出力する。SNRオフセットテーブル４２には、実装アルゴリズム等に依存するパラメータとなるため、例えばシミュレーション等により最適な値がSNRオフセット値として設定される。すなわち、SNRオフセットテーブル４２は、予め算出されたSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値を記憶する。

次に、図３を参照して、CQIの推定の処理を説明する。ステップＳ１１において、CQI推定部２６は、SNR推定部２５から供給されたSNRについて、SNR平均化処理を適用する。ステップＳ１２において、CQI推定部２６は、CQI報告タイミングであるか否かを判定し、CQI報告タイミングでないと判定された場合、ステップＳ１１のSNR平均化処理を繰り返す。

ステップＳ１２において、CQI報告タイミングであると判定された場合、手続きはステップＳ１３に進み、間欠受信判定部２７のSNRオフセット算出部４１は、図示せぬ制御部から供給された動作モードの情報を参照して、間欠受信動作であるか否か、すなわち動作モードがTDD（Time Division Duplex）であるか否かを判定する。ステップＳ１３において、間欠受信動作である、すなわち動作モードがTDDであると判定された場合、手続きはステップＳ１４に進み、間欠受信判定部２７のSNRオフセット算出部４１は、図示せぬ制御部から供給された送受動作パターンの情報を参照して、受信したサブフレームが間欠直後のサブフレームであるか否かを判定する。

ステップＳ１４において、受信したサブフレームが間欠直後のサブフレームであると判定された場合、手続きはステップＳ１５に進み、間欠受信判定部２７およびCQI推定部２６は、現サブフレームのSNR算出結果とSNRオフセットテーブル４２とを使用してCQIを算出する。すなわち、この場合、間欠受信判定部２７のSNRオフセット算出部４１は、SNRオフセットテーブル４２から、SNRオフセット値を読み出して、そのSNRオフセット値をCQI推定部２６に供給する。CQI推定部２６は、間欠受信判定部２７から供給されたSNRオフセット値とSNR推定部２５から供給されたチャネル推定行列により得られたSNRとからCQIを推定する。

ステップＳ１６において、LTE受信部１０は、推定されたCQIを上位レイヤーに報告して、CQIの推定の処理は終了する。

ステップＳ１３において、間欠受信動作でない、すなわち動作モードがFDD（Frequency Division Duplex）であると判定された場合、手続きはステップＳ１７に進み、CQI推定部２６は、前サブフレームとのSNR平均化処理を行いCQIを算出する。すなわち、この場合、CQI推定部２６は、受信したサブフレームである現サブフレームのSNRと現サブフレームの前のサブフレームである前サブフレームのSNRとの平均値からCQIを推定する。

ステップＳ１７の後手続きはステップＳ１６に進み、推定されたCQIが上位レイヤーに報告されて、CQIの推定の処理は終了する。

ステップＳ１４において、受信したサブフレームが間欠直後のサブフレームでないと判定された場合、手続きは、ステップＳ１７に進み、前サブフレームとのSNR平均化処理が行われてCQIが算出され、ステップＳ１６において、推定されたCQIが上位レイヤーに報告されて、CQIの推定の処理は終了する。

このように、求めたCQI値は、上位レイヤーに対して報告される。

以上のように、SNRオフセット算出部４１は、動作モードが例えばTDDのように間欠受信動作である場合に現在のサブフレームが間欠直後かの判定を行い、間欠直後のサブフレームの場合にはSNRオフセット値が予め設定されるSNRオフセットテーブル４２を参照してSNRオフセット値を出力する。SNRオフセットテーブル４２には、実装アルゴリズム等に依存するパラメータとなるため、例えばシミュレーション等により最適な値がSNRオフセット値として設定される。

このように、ハードウェア規模や消費電力を増大することなく、BLER（BLock Error Rate）劣化によるスループット低下を抑えて安定した通信を提供することができる。

すなわち、移動機である受信装置のLTE受信部１０には、CQI報告値を推定する際に、例えば上り送信直後のサブフレームの場合にはSNR推定結果に対してCQI報告値を低めに報告する手段が設けられる。これにより、ハードウェア規模や消費電力を増大することなく、BLER劣化によるスループット低下を抑えて安定した通信を提供することができる。

以上のように、LTE（Long Term Evolution）などの無線通信システムにおいて、特にTDDのような間欠受信を行う場合において、間欠直後のサブフレームに対してはCQIを低めに報告するように移動機で制御することにより、BLER劣化によるスループット低下を抑えて安定した通信が提供される。

以上の説明では、現在のサブフレームが間欠直後の場合にはそれ以前のサブフレームのRSはSNR算出に使用されないが、それ以前に遡ったサブフレームのRSを使用し、例えば遡ったサブフレーム数に応じて重み付け平均処理を行ってもよい。

また、以上において、LTEを利用した携帯電話機における通信を例として説明したが、OFDMを利用した携帯電話機や無線LAN（Local Area Network）などの無線通信システムにも適用することが可能である。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。

図４は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、CPU（Central Processing Unit）１０１，ROM（Read Only Memory）１０２，RAM（Random Access Memory）１０３は、バス１０４により相互に接続されている。

バス１０４には、さらに、入出力インタフェース１０５が接続されている。入出力インタフェース１０５には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部１０６、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部１０７、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部１０８、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部１０９、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア１１１を駆動するドライブ１１０が接続されている。

以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１０１が、例えば、記憶部１０８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１０５及びバス１０４を介して、RAM１０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータ（CPU１０１）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア１１１に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。

そして、プログラムは、リムーバブルメディア１１１をドライブ１１０に装着することにより、入出力インタフェース１０５を介して、記憶部１０８に記憶することで、コンピュータにインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部１０９で受信し、記憶部１０８に記憶することで、コンピュータにインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM１０２や記憶部１０８にあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータにあらかじめインストールしておくことができる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１０…LTE受信部、２１…RF部、２２…FFT部、２３…チャネル推定部、２４…復調／復号部、２５…SNR推定部、２６…CQI推定部、２７…間欠受信判定部、４１…SNRオフセット算出部、４２…SNRオフセットテーブル

Claims (5)

1. SNR（Signal to Noise Power Ratio）からCQI（Channel Quality Indicator）を推定する推定手段と、
   予め算出されたSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値を記憶する記憶手段と、
   受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する判定手段と
   を有し、
   上記推定手段は、上記サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、上記記憶手段に記憶されている上記オフセット値とチャネル推定行列により得られた上記SNRとから上記CQIを推定する
   ことを特徴とする受信装置。
2. 請求項１に記載の受信装置において、
   前記推定手段は、前記サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものでない場合、受信したサブフレームである現サブフレームのSNRと前記現サブフレームの前のサブフレームである前サブフレームのSNRとの平均値から前記CQIを推定する
   ことを特徴とする受信装置。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載の受信装置において、
   前記推定手段は、サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、受信したサブフレームより以前に受信したサブフレームである重み付け対象サブフレームのRS（Reference Signal）に、前記重み付け対象サブフレームの数に応じた重み付けして得られた前記SNRと前記オフセット値とから前記CQIを推定する
   ことを特徴とする受信装置。
4. SNRからCQIを推定する推定ステップと、
   予め算出されたSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値を記憶手段に記憶する記憶ステップと、
   受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する判定ステップと
   を含み、
   上記推定ステップにおいて、上記サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、上記記憶手段に記憶されている上記オフセット値とチャネル推定行列により得られた上記SNRとから上記CQIが推定される
   ことを特徴とする受信方法。
5. 受信したサブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものであるか否かを判定する判定ステップと、
   上記サブフレームが間欠受信動作における間欠直後のものである場合、予め算出され記憶されているSNRのオフセット値であって、所定のSNRから推定されるCQIに対してより低いCQIを推定させるオフセット値とチャネル推定行列により得られた上記SNRとから上記CQIを推定する推定ステップと
   を含む処理をコンピュータに行わせるプログラム。
   
   

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