JP2013207355A - Receiving device and radio communication control method in ofdm transmission system - Google Patents

Receiving device and radio communication control method in ofdm transmission system Download PDF

Info

Publication number
JP2013207355A
JP2013207355A JP2012071281A JP2012071281A JP2013207355A JP 2013207355 A JP2013207355 A JP 2013207355A JP 2012071281 A JP2012071281 A JP 2012071281A JP 2012071281 A JP2012071281 A JP 2012071281A JP 2013207355 A JP2013207355 A JP 2013207355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mcs
sinr
transmission
cqi
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012071281A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5642102B2 (en
Inventor
Manabu Mikami
学 三上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SoftBank Corp
Original Assignee
SoftBank Mobile Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SoftBank Mobile Corp filed Critical SoftBank Mobile Corp
Priority to JP2012071281A priority Critical patent/JP5642102B2/en
Publication of JP2013207355A publication Critical patent/JP2013207355A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5642102B2 publication Critical patent/JP5642102B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for generating an optimal CQI in an OFDM radio transmission system.SOLUTION: A signal including a data signal and a reference signal is received from a transmission device, channel quality and noise power density are estimated on the basis of the reference signal, and an instantaneous SINR per OFDM subcarrier is calculated from the estimated channel quality and noise power density. The instantaneous SINR is converted into a mutual information quantity (MIB) per encoded bit, and communication quality metric (LQM) based on a mean value in a transport block of the MIB is calculated. A combination of a modulation scheme and a coding rate (MCS) which makes expected throughput the largest is obtained, and an index indicating the obtained MCS is transmitted to the transmission device as a channel quality indicator (CQI). A reference table indicates relation between an LQM and transmission quality of each MCS, or relation between an LQM and the MCS which can obtain the maximum throughput at the LQM.

Description

本発明は、OFDM伝送システムの受信装置及び無線通信制御方法に関し、特に、適応変調・符号化率制御(AMC)を行うOFDM伝送システムにおいてチャネル品質指標(CQI)を生成する受信装置及び無線通信制御方法に関する。   The present invention relates to a receiving apparatus and radio communication control method for an OFDM transmission system, and more particularly to a receiving apparatus and radio communication control for generating a channel quality indicator (CQI) in an OFDM transmission system that performs adaptive modulation and coding rate control (AMC). Regarding the method.

近年のインターネットの発展、普及により、各種のサイトにアクセスして、様々な情報や、音楽、動画などのデータを簡単に取得することができるようになった。このような状況は、無線通信においても同様であり、携帯電話などの移動無線通信においても、インターネットにアクセスして、様々なマルチメディアコンテンツをダウンロードしたり、ストリーミング再生を行うことが手軽にできるようになった。   With the recent development and spread of the Internet, it has become possible to easily obtain various information, data such as music and moving images by accessing various sites. This situation is the same in wireless communication, and it is easy to access the Internet and download various multimedia contents and perform streaming playback in mobile wireless communication such as mobile phones. Became.

特に、昨今のスマートフォンの普及により、無線からのインターネットアクセスが増加し、データトラフィック量は急激な増加を見せている。これに伴い、ネットワーク回線が逼迫するなどの問題も生じている。このために、携帯電話事業者は、無線通信の高速化や周波数利用効率の向上など、無線容量を増加させるための様々な試みに取り組んでいる。   In particular, with the recent spread of smartphones, wireless Internet access has increased, and the amount of data traffic has increased rapidly. Along with this, problems such as tight network lines have arisen. To this end, mobile phone operators are working on various attempts to increase wireless capacity, such as speeding up wireless communication and improving frequency utilization efficiency.

携帯電話におけるデータ通信の高速化の1つとして、第3世代移動通信システムの長期発展システムLTE(Long Term Evolution)のサービスが開始されている。LTEでは、例えば、下りリンクにおいて、20MHz帯域幅でピークレート100Mbps以上の通信を想定している。このLTEにおいては、高速データ通信を実現するために、各種の技術が採用されている。   As one of speeding up of data communication in a mobile phone, a long term evolution (LTE) service of a third generation mobile communication system has been started. In LTE, for example, in the downlink, communication with a 20 MHz bandwidth and a peak rate of 100 Mbps or more is assumed. In LTE, various technologies are employed to realize high-speed data communication.

LTEでは特に下りリンクの通信において、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)伝送方式を用いている。このOFDM伝送方式は、マルチパス伝送に伴う符号間干渉やフェージングに強く、周波数利用効率が高いなどの利点を有している。   LTE uses an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) transmission method, particularly in downlink communication. This OFDM transmission scheme has advantages such as being strong against intersymbol interference and fading accompanying multipath transmission and having high frequency utilization efficiency.

更に、上記のOFDM伝送にMIMO(multiple-input multiple-output)伝送を組み合わせたMIMO−ODFM伝送においては、周波数領域と空間領域の複合領域において信号処理が行われるため、通信品質及び通信容量を一層向上させることが可能となる。LTEでは、送信アンテナ数を最大4としたMIMO−ODFM伝送が想定されている。   Further, in the MIMO-ODFM transmission in which the above-mentioned OFDM transmission is combined with multiple-input multiple-output (MIMO) transmission, signal processing is performed in a composite region of a frequency domain and a spatial domain, so communication quality and communication capacity are further improved. It becomes possible to improve. In LTE, MIMO-ODFM transmission with a maximum of four transmission antennas is assumed.

更に、LTEでは、基地局と移動局間のリンク状態に応じて、送信信号の送信レートを適応的に変更する適応変調・符号化率制御(AMC: Adaptive Modulation and Coding)技術が適用される。AMCは、一般的には、基地局を送信装置とし、移動局を受信装置とする下りリンクでのデータ伝送に用いられている。   Further, in LTE, an adaptive modulation and coding rate control (AMC) technique that adaptively changes a transmission rate of a transmission signal according to a link state between a base station and a mobile station is applied. AMC is generally used for data transmission in the downlink with a base station as a transmission device and a mobile station as a reception device.

AMCでは、受信装置が、信号が送られてくる無線伝搬路の伝送状態を測定して、送信装置に報告する。送信装置では、報告された伝送状態に適した送信レートでデータ信号を送信する。例えば、伝送状態が悪い場合には、低い送信レートを選択して、受信装置での受信誤りを一定の誤り率以下となるようにする。伝送状態が良い場合には、高い送信レートを選択して、スループットを向上させる。このように、時間と共に変化する無線伝搬路に対して、最も適した送信レートを適宜選択することで、効率的なデータ伝送を行い、スループットを向上させる。なお、ここで無線伝搬路は、対象となる送信装置と受信装置間の無線接続の経路を意味し、例えば、伝送路、リンク、チャネル等で表すことができる。   In AMC, a receiving apparatus measures a transmission state of a radio propagation path through which a signal is transmitted, and reports it to the transmitting apparatus. The transmission apparatus transmits a data signal at a transmission rate suitable for the reported transmission state. For example, when the transmission state is bad, a low transmission rate is selected so that the reception error at the receiving apparatus is less than or equal to a certain error rate. When the transmission state is good, a high transmission rate is selected to improve the throughput. Thus, by appropriately selecting the most suitable transmission rate for the radio propagation path that changes with time, efficient data transmission is performed and throughput is improved. Here, the wireless propagation path means a wireless connection path between the target transmission apparatus and reception apparatus, and can be represented by a transmission path, a link, a channel, or the like, for example.

AMCにおける送信レートは、変調方式と符号化率との組み合わせ(MCS: Modulation and Coding rate Set)で決定される。受信装置では、伝送路品質の測定値として、受信側における希望信号対干渉信号電力比(SIR: Signal-to-Interference power ratio)、又は希望信号対干渉信号雑音電力比(SINR: Signal-to-Interference plus Noise power ratio)などが用いられる。また、受信装置では、測定したSIR又はSINR値を送信装置に報告する代わりに、これらの測定値から伝送に適したMCSを選択して、この適切なMCSを表すインデックスをチャネル品質指標(CQI: Channel Quality Indicator)として送信装置にフィードバックする。   The transmission rate in AMC is determined by a combination of a modulation scheme and a coding rate (MCS: Modulation and Coding rate Set). In the receiving apparatus, as a measurement value of the transmission path quality, a signal-to-interference power ratio (SIR) or a signal-to-interference signal power ratio (SINR) on the receiving side is used. Interference plus Noise power ratio) is used. In addition, instead of reporting the measured SIR or SINR value to the transmitting apparatus, the receiving apparatus selects an MCS suitable for transmission from these measured values, and sets an index representing the appropriate MCS as a channel quality indicator (CQI: Channel Quality Indicator) is fed back to the transmitter.

この送信装置は受信装置からCQIを受信し、CQIに相当するMCSを選択し、新たに選択したMCSを用いて送信用データを符号化及び変調して、受信装置に送信する。ここでは、簡単のため、MCSを表すインデックスとCQIの値は完全に1対1に対応させて説明している。しかし、現実のシステム、例えばLTEのようにシステムの仕様あるいは実装の関係で選択できる情報ビットのブロックサイズ(トランスポートブロックサイズ)の制約上、CQIが示す最適なMCSと実際の送信可能なMCSが完全に一致しない場合がある。このようなシステムでは、送信装置で使用できるMCSの全パターン数は、CQIの全パターン数より多くなるので、MCSインデックスとCQIを必ずしも1対1に対応させる必要はない。従って、送信装置は、実際に使用したMCSのインデックス情報を制御チャネルを用いて、受信装置へ通知するといった方法を用いてもよい。   The transmitting apparatus receives the CQI from the receiving apparatus, selects an MCS corresponding to the CQI, encodes and modulates transmission data using the newly selected MCS, and transmits the encoded data to the receiving apparatus. Here, for the sake of simplicity, the index representing the MCS and the value of the CQI are described in a completely one-to-one correspondence. However, the optimum MCS indicated by the CQI and the actual MCS that can be transmitted are limited due to restrictions on the block size (transport block size) of information bits that can be selected depending on the specification or implementation of the system as in an actual system such as LTE. May not match exactly. In such a system, since the total number of MCS patterns that can be used in the transmission apparatus is larger than the total number of CQI patterns, it is not always necessary to have a one-to-one correspondence between the MCS index and the CQI. Therefore, the transmitting apparatus may use a method of notifying index information of the actually used MCS to the receiving apparatus using the control channel.

受信装置では、伝搬路のSINRと最大スループットが得られるMCSとの関係を、参照テーブルの形で備えている。この参照テーブルにより、測定されたSINRから、容易に最適なMCSを選択することができる。   The receiving apparatus has a relationship between the SINR of the propagation path and the MCS that can obtain the maximum throughput in the form of a reference table. With this reference table, the optimum MCS can be easily selected from the measured SINR.

上記の参照テーブルを作成する際に必要となる、SINRに対するスループット特性、あるいはブロック誤り率特性は、通常、典型的な、あるいは特定の伝搬環境を想定した計算機シミュレーション、実際の基地局装置と移動局装置を用いた実測等により得られる。しかし、実際に携帯電話が使用される伝搬環境は、参照テーブル作成時に用いた伝搬環境とは異なるものである。伝搬環境が異なると、伝搬路における平均のSINRが同じであったとしても、得られるスループットが異なる可能性がある。例えば、周波数選択性フェージングが大きい場合、OFDMのサブキャリア間のSINRの分散も大きく、平均のブロック誤り率が増加する。   The throughput characteristics or block error rate characteristics with respect to SINR, which are required when creating the above reference table, are typically computer simulations assuming typical or specific propagation environments, actual base station apparatuses and mobile stations. Obtained by actual measurement using an apparatus. However, the propagation environment in which the mobile phone is actually used is different from the propagation environment used when creating the reference table. If the propagation environment is different, the obtained throughput may be different even if the average SINR in the propagation path is the same. For example, when frequency selective fading is large, SINR variance between OFDM subcarriers is also large, and the average block error rate is increased.

また、MIMO伝送を用いるシステムでは、送信方式(例えば、送受ダイバーシチ方式、空間多重方式、プリコーディング方式等)や送受信に用いるアンテナ数によって、ある所要伝送レートを達成する所要SINRの値が異なる。さらに、送信方式として複数送信局が連携して1つの受信局とMIMO伝送を行う協調MIMOが適用されるシステムでは、単一送信局MIMO伝送時と協調MIMO伝送時のアンテナ数が異なる(使用される送信アンテナ数が増加する)ため、受信アンテナ当りの平均SINRが同じであっても、送信方式によって得られるスループットが異なる。   Also, in a system using MIMO transmission, the required SINR value for achieving a certain required transmission rate differs depending on the transmission scheme (for example, transmission / reception diversity scheme, spatial multiplexing scheme, precoding scheme, etc.) and the number of antennas used for transmission and reception. Further, in a system to which cooperative MIMO in which a plurality of transmitting stations cooperate to perform MIMO transmission as a transmission method is applied, the number of antennas at the time of single transmitting station MIMO transmission and cooperative MIMO transmission is different (used). Therefore, even if the average SINR per receiving antenna is the same, the throughput obtained depends on the transmission method.

受信装置におけるSINRの測定精度も、伝搬環境の影響を受ける。例えば、受信装置が移動車内にある場合、移動速度が速くなるほど、その測定精度が劣化することが予想される。   The measurement accuracy of SINR in the receiving apparatus is also affected by the propagation environment. For example, when the receiving device is in a moving vehicle, the measurement accuracy is expected to deteriorate as the moving speed increases.

上記のことから、受信装置側で測定されるSINRを単純に用いたMCSの選択基準方法において、最適なAMCを実現するためには、実際に適用される環境毎にMCS選択に用いる参照テーブルが必要になってくる。実際の伝搬環境と、MCS選択に用いる参照テーブルにおいて仮定された伝搬環境とが異なる場合や、複数の送信方式を切り替えるシステムの場合を想定し、MCS選択に用いる参照テーブルは、伝搬環境の影響、MIMO伝送における送信方式およびアンテナ構成の影響を原理的に受けないMCSの選択基準を用いることが望ましい。   From the above, in order to realize the optimum AMC in the MCS selection criterion method that simply uses the SINR measured on the receiving device side, there is a reference table used for MCS selection for each actually applied environment. It becomes necessary. Assuming the case where the actual propagation environment and the propagation environment assumed in the reference table used for MCS selection are different, or in the case of a system that switches a plurality of transmission methods, the reference table used for MCS selection is the influence of the propagation environment, It is desirable to use an MCS selection criterion that is not influenced in principle by the transmission scheme and antenna configuration in MIMO transmission.

さらに、測定されるSINRが誤差を含むことを考慮すると、測定されたSINR値に基づいて参照テーブルからMCSを選択した時、そのMCSは必ずしも最適でない可能性がある。選択されたMCSの送信レートが適切なMCSの送信レートより大きい場合、ブロック誤り率が大きくなることが予測される。一方、選択されたMCSの送信レートが小さい場合、ブロック誤り率はほぼ0となるが、高いスループットが得られない。これらのケースでは、AMCの特性が劣化するため、その対策が望まれる。   Further, considering that the measured SINR includes an error, when an MCS is selected from a lookup table based on the measured SINR value, the MCS may not necessarily be optimal. If the selected MCS transmission rate is greater than the appropriate MCS transmission rate, the block error rate is expected to increase. On the other hand, when the transmission rate of the selected MCS is small, the block error rate is almost zero, but high throughput cannot be obtained. In these cases, since the characteristics of AMC deteriorate, a countermeasure is desired.

AMC特性の劣化の対策法として、ブロック誤り率に応じて、CQI値を補正する方法が知られている(例えば、特許文献1)。上記では、ブロック誤り率の目標値と実際に測定されたブロック誤り率を比較し、実際のブロック誤り率が目標値より悪い場合には、例えば、CQI値を1減じて、より低いMCSを選択するようにしている。逆に、実際のブロック誤り率が目標値より高い場合には、CQI値を1増やして、より高いMCSを選択している。即ち、ブロック誤り率を目標値に近接させるように制御することで、より最適なMCSが選択されるようにしている。   As a countermeasure against degradation of AMC characteristics, a method of correcting the CQI value according to the block error rate is known (for example, Patent Document 1). In the above, the target value of the block error rate is compared with the actually measured block error rate. If the actual block error rate is worse than the target value, for example, the CQI value is reduced by 1 and a lower MCS is selected. Like to do. Conversely, when the actual block error rate is higher than the target value, the CQI value is increased by 1, and a higher MCS is selected. That is, a more optimal MCS is selected by controlling the block error rate to be close to the target value.

特開2009−267441号公報JP 2009-267441 A

しかし、特許文献1の方法では、実際の伝搬環境と、MCS選択に用いる参照テーブルで仮定された伝搬環境とが異なる状況に対処する、根本的な解決策とはなっていない。また、ブロック誤り率を測定する場合、ある程度の測定区間を必要とするが、その間に伝搬状況が変動する可能性がある。   However, the method of Patent Document 1 is not a fundamental solution for dealing with a situation where the actual propagation environment is different from the propagation environment assumed in the reference table used for MCS selection. In addition, when measuring the block error rate, a certain amount of measurement interval is required, but the propagation state may vary during that time.

更に、CQIは離散的な値であり、同一のCQIでも、伝搬路状態の良い場合と悪い場合を含む。このため、CQIを直接補正すると、補正する必要がない状態でも補正される可能性が生じる。   Further, the CQI is a discrete value, and includes cases where the propagation path state is good and bad even with the same CQI. For this reason, if the CQI is directly corrected, there is a possibility that the CQI is corrected even if it is not necessary to be corrected.

本発明は、適応変調・符号化率制御を用いるOFDM無線伝送システムにおいて、様々なアンテナ構成や伝搬環境において、スループット特性を最適化するためのCQI生成方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a CQI generation method for optimizing throughput characteristics in various antenna configurations and propagation environments in an OFDM wireless transmission system using adaptive modulation / coding rate control.

更に、本発明は、伝搬路の推定誤差に伴う特性劣化を低減させるためのCQI調整方法を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a CQI adjustment method for reducing characteristic deterioration due to propagation path estimation error.

本発明は、OFDM伝送システムの受信装置における無線通信制御方法であって、送信装置からデータ信号及び参照信号を含む信号を受信するステップと、前記参照信号に基づいて、チャネル品質及び雑音電力密度を推定するステップと、前記推定されたチャネル品質及び雑音電力密度から、OFDMサブキャリア毎の瞬時SINRを算出するステップと、前記瞬時SINRから符号化ビット当りの相互情報量(MIB)に変換し、前記符号化ビット当りの相互情報量のトランスポートブロック内の平均値に基づく通信品質メトリック(LQM)を算出するステップと、参照テーブルと算出した前記通信品質メトリックとに基づいて、予測スループットが最大となる変調方式・符号化率の組み合わせ(MCS)を取得するステップと、取得した前記MCSを示すインデックスをチャネル品質指標(CQI)として前記送信装置に送信するステップと、を有し、前記参照テーブルには、通信品質メトリックと各MCSの伝送品質の関係、または通信品質メトリックと該通信品質メトリックにおいて最大スループットが得られるMCSとの関係が示されていることを特徴とする。   The present invention is a wireless communication control method in a receiving apparatus of an OFDM transmission system, the step of receiving a signal including a data signal and a reference signal from a transmitting apparatus, and channel quality and noise power density based on the reference signal. Estimating the instantaneous SINR for each OFDM subcarrier from the estimated channel quality and noise power density, converting the instantaneous SINR into mutual information (MIB) per coded bit, and Based on the step of calculating the communication quality metric (LQM) based on the average value of the mutual information amount per coded bit within the transport block, and the reference table and the calculated communication quality metric, the predicted throughput is maximized. Acquiring a combination of modulation scheme and coding rate (MCS); Transmitting an index indicating the MCS as a channel quality indicator (CQI) to the transmission device, and the reference table includes a relationship between a communication quality metric and a transmission quality of each MCS, or a communication quality metric and The communication quality metric shows the relationship with the MCS that provides the maximum throughput.

また、本発明は、前記データ信号のトランスポートブロック毎に、ブロック誤りが生じているか否かを検査するステップと、前記検査ステップにおいて、ブロック誤りがない場合SINRオフセット値を第1の補正値により増加させ、ブロック誤りがある場合SINRオフセット値を第2の補正値により減少させるステップと、前記SINRオフセット値により、前記瞬時SINRを補正するステップとを更に有する。   Further, the present invention provides a step of checking whether or not a block error has occurred for each transport block of the data signal, and if there is no block error in the checking step, the SINR offset value is determined by the first correction value. When there is a block error, the method further includes a step of decreasing the SINR offset value by a second correction value, and a step of correcting the instantaneous SINR by the SINR offset value.

更にまた、本発明は、OFDM伝送システムの受信装置であって、送信装置からデータ信号及び参照信号を含む信号を受信する受信部と、前記参照信号に基づいて、チャネル品質及び雑音電力密度を推定するチャネル推定部と、前記推定されたチャネル品質及び雑音電力密度から、OFDMサブキャリア毎の瞬時SINRを算出するSINR算出部と、前記瞬時SINRから符号化ビット当りの相互情報量(MIB)に変換し、前記符号化ビット当りの相互情報量のトランスポートブロック内の平均値に基づき、通信品質メトリック(LQM)を算出する通信品質メトリック算出部と、参照テーブルと算出した前記通信品質メトリックとに基づいて、予測スループットが最大となる変調方式・符号化率の組み合わせ(MCS)を取得するMCS決定部と、取得した前記MCSを示すインデックスをチャネル品質指標(CQI)として前記送信装置に送信するCQI生成部と、を有し、前記参照テーブルには、通信品質メトリックと各MCSの伝送品質の関係、または通信品質メトリックと該通信品質メトリックにおいて最大スループットが得られるMCSとの関係が示されていることを特徴とする。   Furthermore, the present invention is a receiver for an OFDM transmission system, a receiver that receives a signal including a data signal and a reference signal from a transmitter, and estimates channel quality and noise power density based on the reference signal. Channel estimator, SINR calculator for calculating instantaneous SINR for each OFDM subcarrier from the estimated channel quality and noise power density, and converting the instantaneous SINR into mutual information (MIB) per coded bit A communication quality metric calculation unit that calculates a communication quality metric (LQM) based on an average value of the mutual information amount per coded bit in the transport block, a reference table, and the calculated communication quality metric. MC that obtains the combination of modulation scheme and coding rate (MCS) that maximizes the predicted throughput A determination unit, and a CQI generation unit that transmits an index indicating the acquired MCS as a channel quality indicator (CQI) to the transmission device, and the reference table includes a communication quality metric and transmission quality of each MCS. The relationship or the relationship between the communication quality metric and the MCS that can obtain the maximum throughput in the communication quality metric is shown.

本発明に係わるチャネル品質指標(CQI)を生成する受信装置及び無線通信制御方法では、適応変調・符号化率制御を用いるOFDM無線伝送システムにおいて、ビット当りの平均相互情報量(MMIB)を用いることにより、特定の伝搬環境における伝送特性に基づいて、様々な伝搬環境および様々な送受信のアンテナ構成に適したチャネル品質指標を容易に生成することが可能となった。更に、本発明によるチャネル品質指標の調整により、チャネル推定に誤差が含まれる場合でも、理想的なスループット特性からの劣化を抑制することを可能にする。   In the receiving apparatus and the radio communication control method for generating the channel quality indicator (CQI) according to the present invention, the average mutual information per bit (MMIB) is used in the OFDM radio transmission system using adaptive modulation / coding rate control. Thus, it is possible to easily generate channel quality indicators suitable for various propagation environments and various antenna configurations for transmission and reception based on transmission characteristics in a specific propagation environment. Furthermore, the adjustment of the channel quality index according to the present invention makes it possible to suppress degradation from the ideal throughput characteristics even when an error is included in the channel estimation.

AMCの原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of AMC. MIMO伝送システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a MIMO transmission system. 基地局間協調MIMO伝送システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the cooperation MIMO transmission system between base stations. 基地局間協調MIMO伝送システムでのマスター基地局の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the master base station in the cooperation MIMO transmission system between base stations. 基地局間協調MIMO伝送システムでのスレーブ基地局の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the slave base station in the cooperation MIMO transmission system between base stations. マスター基地局から送信される無線フレームのリソース要素マッピングを示す図である。It is a figure which shows the resource element mapping of the radio | wireless frame transmitted from a master base station. スレーブ基地局から送信される無線フレームのリソース要素マッピングを示す図である。It is a figure which shows the resource element mapping of the radio | wireless frame transmitted from a slave base station. 基地局間協調MIMO伝送システムでの移動局の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the mobile station in the cooperation MIMO transmission system between base stations. 受信SINRとビット当りの相互情報量の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between reception SINR and the mutual information amount per bit. QPSKにおける瞬時平均相互情報量とブロック誤り率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the instantaneous average mutual information content and block error rate in QPSK. 16QAMにおける瞬時平均相互情報量とブロック誤り率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the instantaneous average mutual information content in 16QAM, and a block error rate. 64QAMにおける瞬時平均相互情報量とブロック誤り率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the instantaneous average mutual information content and block error rate in 64QAM. AMCにおける受信SINRとスループットとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the reception SINR and throughput in AMC. 本発明によるCQI調整方法を適用した場合のブロック誤り率特性を示す図である。It is a figure which shows the block error rate characteristic at the time of applying the CQI adjustment method by this invention. 本発明によるCQI調整方法を適用した場合のスループット特性を示す図である。It is a figure which shows the throughput characteristic at the time of applying the CQI adjustment method by this invention.

以下図面を参照して、チャネル品質指標を生成する受信装置及び無線通信制御方法について説明する。しかしながら、本発明が、図面又は以下に記載される実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。   Hereinafter, a reception apparatus and a radio communication control method for generating a channel quality indicator will be described with reference to the drawings. However, it should be understood that the invention is not limited to the drawings or the embodiments described below.

まず、本発明の基礎となる適応変調・符号化率制御(AMC)について説明する。   First, adaptive modulation / coding rate control (AMC), which is the basis of the present invention, will be described.

図1は、受信装置におけるMCS選択の概要を示す。図1の横軸は、受信装置で測定される伝搬路のSINRを示す。縦軸は、伝搬路のSINRに対し、各MCSで予測されるスループットを示す。MCS 1〜3を仮定して、それぞれのスループット特性を示している。各MCSにおいて、SINRが低くなるほど、スループットは低下する。一方、MCSの番号が高くなるほど、送信時の送信レートが高くなるため、スループットが高く、同時に、伝搬路で必要となるSINRも高くなる。   FIG. 1 shows an overview of MCS selection in the receiving apparatus. The horizontal axis in FIG. 1 indicates the SINR of the propagation path measured by the receiving apparatus. The vertical axis indicates the throughput predicted by each MCS with respect to the SINR of the propagation path. Assuming MCS 1-3, the respective throughput characteristics are shown. In each MCS, the lower the SINR, the lower the throughput. On the other hand, the higher the MCS number, the higher the transmission rate at the time of transmission, and thus the higher the throughput and, at the same time, the higher the SINR required in the propagation path.

MCS 1における送信レート(又は、最大スループット)をMax_tp(MCS 1)とする。一方、伝搬路のSINRをSINR(k)とし、SINR(k)におけるMCS 1の平均ブロック誤り率をBLER(k)MCS 1とする。すると、MCS 1の予測スループットtp(k)MCS 1は、Max_tp(MCS 1)×(1−BLER(k)MCS 1)で求めることができる。即ち、ブロック誤り率が0であれば、スループットは、MCS 1において得られる最大スループットとなり、これは送信レートに一致する。ブロック誤り率が1の場合、スループットは0となる。 The transmission rate (or maximum throughput) in MCS 1 is assumed to be Max_tp (MCS 1). On the other hand, the SINR of the propagation path is SINR (k), and the average block error rate of MCS 1 in SINR (k) is BLER (k) MCS 1 . Then, the predicted throughput tp (k) MCS 1 of MCS 1 can be obtained by Max_tp (MCS 1) × (1−BLER (k) MCS 1 ). That is, if the block error rate is 0, the throughput is the maximum throughput obtained in MCS 1, which matches the transmission rate. When the block error rate is 1, the throughput is 0.

図1に示されるように、伝搬路のSINRが低い場合には、送信レートが最も低いMCS 1が選択される。伝搬路状態が良くなり、SINRが高くなった場合、MCS間の予測スループット特性が交差する位置において、番号が1つ高いMCSに変更する(例えば、SINR(t1)において、MCS 1からMCS 2に)。このように、伝搬路のSINRに応じて、より高いスループットが得られるMCSを選択することによって、図1の点線Aで示されるように、より効率的な無線データ伝送が可能となる。現在使用されている伝搬路のSINRがSINR(t1)より低い場合は、MCS 1が選択される。また、SINRがSINR(t1)とSINR(t2)の間にある場合には、MCS 2を選択することで、MCS 1を選択するよりも、高いスループットが得られる。しかし、この範囲において、MCS 3を選択すると、ブロック誤り率が増大し、スループットは逆に劣化する。   As shown in FIG. 1, when the SINR of the propagation path is low, MCS 1 having the lowest transmission rate is selected. When the propagation path state is improved and the SINR becomes high, the MCS is changed to one higher in the number at the position where the predicted throughput characteristics between the MCSs intersect (for example, in SINR (t1), from MCS 1 to MCS 2). ). As described above, by selecting an MCS that provides higher throughput in accordance with the SINR of the propagation path, more efficient wireless data transmission can be performed as indicated by the dotted line A in FIG. If the SINR of the currently used channel is lower than SINR (t1), MCS 1 is selected. Further, when the SINR is between SINR (t1) and SINR (t2), selecting MCS 2 can provide a higher throughput than selecting MCS 1. However, if MCS 3 is selected in this range, the block error rate increases and the throughput deteriorates conversely.

受信装置では、現在のSINRに対して、例えば、MCS 1が最適であると判断した場合、MCS 1を表すインデックス、例えば、1をCQIとして、送信装置にフィードバックする。送信装置では、受信装置より伝送されるCQIに基づき、現在のMCSと、受信したCQIに相当するMCSとが異なる場合、MCSを変更する。   In the receiving apparatus, for example, when it is determined that MCS 1 is optimal with respect to the current SINR, an index representing MCS 1, for example, 1 is fed back to the transmitting apparatus as CQI. In the transmitting apparatus, based on the CQI transmitted from the receiving apparatus, if the current MCS and the MCS corresponding to the received CQI are different, the MCS is changed.

SINRがかなり低い場合には、最小のMCSであるMCS 1を選択しても、ブロック誤り率が大きくなり、良好なスループットが得られない可能性がある。このような状況では、データを繰返し送信して、符号化利得を向上させるリピティションなどの技術を適用できるが、ここでは考慮しないものとする。   If the SINR is very low, even if MCS 1 that is the minimum MCS is selected, the block error rate may increase and good throughput may not be obtained. In such a situation, a technique such as repetition for improving the coding gain by repeatedly transmitting data can be applied, but it is not considered here.

次に、本発明が適用されるシステムについて説明する。ただし、ここで説明するシステムは1つの例である。   Next, a system to which the present invention is applied will be described. However, the system described here is one example.

無線通信システムにおいて、セル全体のスループットを向上させるために、送受信装置間の伝送に複数のアンテナを用いるMIMO(Multiple Input Multiple Output)伝送方式がある。このMIMO伝送方式では、送信側の複数のアンテナから異なるデータを送信することにより空間多重を行うことができる。受信側のアンテナ数を送信側のアンテナ数以上とすれば、送信側のアンテナ数分の空間多重が可能となる。   In a wireless communication system, there is a MIMO (Multiple Input Multiple Output) transmission system that uses a plurality of antennas for transmission between transmitting and receiving apparatuses in order to improve the throughput of the entire cell. In this MIMO transmission method, spatial multiplexing can be performed by transmitting different data from a plurality of antennas on the transmission side. If the number of antennas on the receiving side is greater than or equal to the number of antennas on the transmitting side, spatial multiplexing for the number of antennas on the transmitting side is possible.

また、セル境界(一般的には、セル内の基地局から最も離れた地点)に存在する移動局において、スループットを向上させる、あるいは通信品質を改善させるための技術の1つとして、複数基地局間マクロダイバーシチ技術がある。これは、複数の基地局がセル境界の移動局に対して同一の信号を同期させて送信することで、複数基地局にまたがる送信ダイバーシチを行うものである。   As a technique for improving throughput or improving communication quality in a mobile station existing at a cell boundary (generally, a point farthest from the base station in the cell), a plurality of base stations There is inter-macro diversity technology. In this method, a plurality of base stations transmit the same signal to a mobile station at a cell boundary in synchronization, thereby performing transmission diversity across the plurality of base stations.

上記の複数基地局間マクロダイバーシチ技術をMIMO伝送に応用した技術として、複数の基地局が互いに同期して協調して無線伝送を行う複数基地局協調MIMO伝送がある。複数基地局協調MIMOでは、互いに協調する複数の基地局における送信アンテナとセル境界近傍の移動局の受信アンテナとの間の伝搬路を、1つの統合されたMIMO無線伝搬路チャネルとみなすことができ、このようなMIMO無線伝搬路を用いることにより、下りリンクのチャネル容量を向上させることができる。   As a technology in which the above-described macro diversity technology between multiple base stations is applied to MIMO transmission, there is multiple base station cooperative MIMO transmission in which a plurality of base stations perform radio transmission in synchronization with each other. In multi-base station cooperative MIMO, a propagation path between a transmission antenna in a plurality of cooperating base stations and a reception antenna of a mobile station near a cell boundary can be regarded as one integrated MIMO radio propagation channel. By using such a MIMO radio propagation path, it is possible to improve downlink channel capacity.

ここでは、OFDM伝送を前提として、複数基地局協調MIMO伝送を行う複数基地局協調MIMO−OFDM伝送システムについて考える。   Here, on the premise of OFDM transmission, consider a multi-base station cooperative MIMO-OFDM transmission system that performs multi-base station cooperative MIMO transmission.

まず、図2を用いて、一般的なMIMO伝送について説明する。図2の参照番号11は送信局となる基地局、12は基地局の送受信装置、13は基地局アンテナ、14は受信局となる移動局、15は移動局の送受信装置、16は移動局アンテナを示す。また、17は移動通信ネットワーク、18はコアネットワーク装置(CNE: core network equipment)、19及び20はネットワークの中継ノードを示す。CNE18から中継ノード20を介して、基地局11に下りリンク送信用データが送られる。   First, general MIMO transmission will be described with reference to FIG. Reference numeral 11 in FIG. 2 is a base station that is a transmitting station, 12 is a transmitting / receiving device of the base station, 13 is a base station antenna, 14 is a mobile station that is a receiving station, 15 is a transmitting / receiving device of the mobile station, 16 is a mobile station antenna Indicates. Reference numeral 17 denotes a mobile communication network, 18 denotes a core network equipment (CNE), and 19 and 20 denote network relay nodes. Data for downlink transmission is sent from the CNE 18 to the base station 11 via the relay node 20.

図2には、基地局11における送信側アンテナ数を2、移動局14における受信側アンテナ数を2とした2×2MIMOが示されている。ただし、送信側アンテナ数、受信側アンテナ数は2に限定されるものではない。例えば、LTEシステムでは、最大4×4MIMOが想定されている。また、ここでは、基地局から信号を送信する下りリンクを想定しているが、上りリンクにおいてもMIMO伝送を行うことも可能である。   FIG. 2 shows 2 × 2 MIMO in which the number of transmitting antennas in the base station 11 is 2 and the number of receiving antennas in the mobile station 14 is 2. However, the number of transmitting antennas and the number of receiving antennas are not limited to two. For example, in the LTE system, a maximum of 4 × 4 MIMO is assumed. In addition, here, a downlink in which a signal is transmitted from the base station is assumed, but MIMO transmission can also be performed in the uplink.

まず、信号d(k)が基地局アンテナ13から送信され、移動局アンテナ16で受信される。基地局アンテナ13と移動局アンテナ16との間の無線伝搬路のチャネル行列はH(k)で示される。ここで、kはOFDM伝送におけるサブキャリア番号を表す。移動局14は、受信された信号から伝搬路の伝送状態を測定して、その結果をCQIとして基地局11にフィードバックする。   First, the signal d (k) is transmitted from the base station antenna 13 and received by the mobile station antenna 16. The channel matrix of the radio propagation path between the base station antenna 13 and the mobile station antenna 16 is denoted by H (k). Here, k represents a subcarrier number in OFDM transmission. The mobile station 14 measures the transmission state of the propagation path from the received signal, and feeds back the result to the base station 11 as CQI.

次に、複数基地局協調MIMO伝送システムを図3を用いて説明する。図3の参照番号11は基地局BS#1、12は基地局BS#1の送受信装置、13は基地局BS#1の基地局アンテナ、22は基地局BS#2、23は基地局BS#2の送受信装置、24は基地局BS#2の基地局アンテナ、14は移動局、15は移動局の送受信装置、16は移動局アンテナを示す。また、17は基地局間ネットワーク、18はコアネットワーク装置、19、20及び21はネットワークの中継ノードを示す。   Next, a multi-base station cooperative MIMO transmission system will be described with reference to FIG. In FIG. 3, reference numeral 11 is a base station BS # 1, 12 is a transmitting / receiving device of the base station BS # 1, 13 is a base station antenna of the base station BS # 1, 22 is a base station BS # 2, and 23 is a base station BS # 2 is a base station antenna of the base station BS # 2, 14 is a mobile station, 15 is a mobile station transceiver device, and 16 is a mobile station antenna. Reference numeral 17 denotes a network between base stations, 18 denotes a core network device, and 19, 20 and 21 denote network relay nodes.

図3においては、セル境界近傍に位置する移動局14に対し2つの基地局11、22から信号を送信している。ただし、協調MIMOを行う基地局数は2より多くすることも可能である。基地局数が2の場合、一方の基地局はマスター基地局であり、他方がスレーブ基地局となる。ここで、マスター基地局は、移動局が複数基地局協調MIMO通信状態に入る前に、移動局と単独で通信を行っていた基地局である。スレーブ基地局は、移動局が移動している場合には、ハンドオフ先の基地局に相当する。図3においては、基地局BS#1(11)がマスター基地局であり、基地局BS#2(22)がスレーブ基地局となる。   In FIG. 3, signals are transmitted from the two base stations 11 and 22 to the mobile station 14 located in the vicinity of the cell boundary. However, the number of base stations performing cooperative MIMO can be more than two. When the number of base stations is 2, one base station is a master base station and the other is a slave base station. Here, the master base station is a base station that has been communicating with the mobile station alone before the mobile station enters the multi-base station cooperative MIMO communication state. The slave base station corresponds to a handoff destination base station when the mobile station is moving. In FIG. 3, base station BS # 1 (11) is a master base station, and base station BS # 2 (22) is a slave base station.

図3において、2つの基地局11、22と移動局14は、それぞれ2つのアンテナを有する。これら2つの基地局が互いに送信タイミングを同期させて、移動局への無線伝送を協調して行う場合、2つの基地局の2つの基地局アンテナと2つの移動局アンテナとの間の無線伝搬路は、1つに統合された4×2MIMO伝搬路とみなせる。   In FIG. 3, two base stations 11 and 22 and a mobile station 14 each have two antennas. When these two base stations synchronize their transmission timings and perform radio transmission to the mobile station in a coordinated manner, radio propagation paths between the two base station antennas of the two base stations and the two mobile station antennas Can be regarded as one integrated 4 × 2 MIMO propagation path.

基地局BS#1の基地局アンテナ13から信号d(1)(k)が送信され、そして基地局BS#2の基地局アンテナ24から信号d(2)(k)が送信されて、移動局アンテナ16で受信される。この場合、基地局アンテナ13と移動局アンテナ16との間の無線伝搬路のチャネル行列はH(1)(k)で、基地局アンテナ24と移動局アンテナ16の間の無線伝搬路のチャネル行列はH(2)(k)でそれぞれ示される。 A signal d (1) (k) is transmitted from the base station antenna 13 of the base station BS # 1, and a signal d (2) (k) is transmitted from the base station antenna 24 of the base station BS # 2. Received by antenna 16. In this case, the channel matrix of the radio propagation path between the base station antenna 13 and the mobile station antenna 16 is H (1) (k), and the channel matrix of the radio propagation path between the base station antenna 24 and the mobile station antenna 16 Are denoted by H (2) (k), respectively.

移動局14は、受信された信号から伝搬路品質を測定して、その結果をCQIとして基地局に送信する。協調MIMOにおいては、移動局14は、2つの基地局11、22からの信号を別々に測定して、各基地局についてCQIを作成する。移動局14は、2つの基地局に対するCQIをマスター基地局11の方にまとめて伝送する。マスター基地局11では、伝送されたCQI情報からスレーブ基地局用のCQIを取り出して、基地局間ネットワーク17を介して、スレーブ基地局22に伝送する。各基地局は、通知されたCQIに基づいて対応するMCSを選択する。   The mobile station 14 measures the propagation path quality from the received signal and transmits the result as a CQI to the base station. In coordinated MIMO, the mobile station 14 measures signals from the two base stations 11 and 22 separately and creates a CQI for each base station. The mobile station 14 collectively transmits the CQIs for the two base stations to the master base station 11. The master base station 11 extracts the CQI for the slave base station from the transmitted CQI information and transmits it to the slave base station 22 via the inter-base station network 17. Each base station selects a corresponding MCS based on the notified CQI.

図4は、マスター基地局11の送受信装置12のブロックダイアグラムを示す。図4の参照番号31はデータ信号、32は直列−並列変換器(S/P)、33は符号化及び変調器、34は下り制御信号生成器、35は参照信号生成器、36は多重化部、37はRF送信部、38はRF受信部、39はCQI受信部、40はMCS#1選択部、41はMCS#2選択部、42は多重化部を示す。   FIG. 4 shows a block diagram of the transmitter / receiver 12 of the master base station 11. 4, reference numeral 31 is a data signal, 32 is a serial-parallel converter (S / P), 33 is an encoder and modulator, 34 is a downlink control signal generator, 35 is a reference signal generator, and 36 is multiplexed. , 37 is an RF transmitter, 38 is an RF receiver, 39 is a CQI receiver, 40 is an MCS # 1 selector, 41 is an MCS # 2 selector, and 42 is a multiplexer.

マスター基地局11は、セル境界の移動局に対するデータ信号31をコアネットワーク装置18から受信する。データ信号31には、マスター基地局から送信されるデータ信号とスレーブ基地局から送信されるデータ信号が含まれ、直列−並列変換器32において、2つのトランスポートブロック(TB: Transport Block)、TB#1とTB#2に分解される。マスター基地局用データ信号であるTB#1は、符号化及び変調器33に送られる。スレーブ基地局用データ信号であるTB#2は、多重化部42に送られる。   The master base station 11 receives the data signal 31 for the mobile station at the cell boundary from the core network device 18. The data signal 31 includes a data signal transmitted from the master base station and a data signal transmitted from the slave base station. In the serial-parallel converter 32, two transport blocks (TB: Transport Block), TB Disassembled into # 1 and TB # 2. TB # 1, which is a data signal for the master base station, is sent to the encoder / modulator 33. TB # 2, which is the slave base station data signal, is sent to the multiplexing unit.

符号化及び変調器33において、TB#1にはCRC符号が付与される。CRC符号は、移動局の受信装置において、ブロック誤り検出に用いられる。更に、TB#1は、チャネル誤り訂正符号化、変調、プリコーディングが行われる。符号化及び変調は、移動局からフィードバックされたCQIに基づいたMCSにより行われる。   In the encoder / modulator 33, a CRC code is assigned to TB # 1. The CRC code is used for block error detection in the mobile station receiver. Further, TB # 1 is subjected to channel error correction coding, modulation, and precoding. Coding and modulation are performed by MCS based on CQI fed back from the mobile station.

CQI受信部39は、RF受信部38で受信された上りリンク信号からCQIを取り出す。更に、MCS#1選択部40において、マスター基地局(BS#1)用のMCS(MCS#1)が抽出され、MCS#2選択部41において、スレーブ基地局(BS#2)用のMCS(MCS#2)が抽出される。符号化及び変調器33では、MCS#1選択部40から送られるMCS(MCS#1)を用いて、符号化及び変調を行う。   The CQI receiving unit 39 extracts the CQI from the uplink signal received by the RF receiving unit 38. Further, the MCS # 1 selection unit 40 extracts the MCS (MCS # 1) for the master base station (BS # 1), and the MCS # 2 selection unit 41 extracts the MCS (for the slave base station (BS # 2)). MCS # 2) is extracted. The encoder / modulator 33 performs encoding and modulation using the MCS (MCS # 1) sent from the MCS # 1 selector 40.

符号化及び変調器33により信号処理されたデータ信号、参照信号生成器35で生成された参照信号、及び下り制御信号生成器34で生成された下り制御信号は、多重化部36で多重される。下り制御信号には、マスター基地局において使用されるMCS(MCS#1)のインデックス情報に加え、スレーブ基地局において使用されるMCS(MCS#2)のインデックス情報も含まれる。多重化部36で多重された信号は、RF送信部37においてRF信号に変換されて、基地局アンテナ13より送信される。   The data signal processed by the encoder / modulator 33, the reference signal generated by the reference signal generator 35, and the downlink control signal generated by the downlink control signal generator 34 are multiplexed by the multiplexing unit 36. . The downlink control signal includes MCS (MCS # 2) index information used in the slave base station in addition to MCS (MCS # 1) index information used in the master base station. The signal multiplexed by the multiplexing unit 36 is converted into an RF signal by the RF transmission unit 37 and transmitted from the base station antenna 13.

多重化部42は、2つのTBのうちのTB#2、及びそのTB#2の変調に使用されるMCSインデックス情報(MCS#2)を多重する。この多重されたデータ信号TB#2及びTB#2用MCSインデックス情報、更にマスター基地局との基地局間同期のためのタイミング情報が、基地局間ネットワーク17を通じて、スレーブ基地局22に転送される。   The multiplexing unit 42 multiplexes TB # 2 of the two TBs and MCS index information (MCS # 2) used for modulation of the TB # 2. The multiplexed MCS index information for the data signals TB # 2 and TB # 2, and the timing information for inter-base station synchronization with the master base station are transferred to the slave base station 22 through the inter-base station network 17. .

図5は、スレーブ基地局22の送受信装置23のブロックダイアグラムを示す。本図の参照番号51は逆多重化部、52は符号化及び変調器、53は参照信号生成器、54は多重化部、55はRF送信部を示す。逆多重化部51は、基地局間ネットワーク17を通して送られるデータ信号と制御信号を分離する。符号化及び変調器52はデータ信号の信号処理を行う。信号処理は、マスター基地局の符号化及び変調器33で行われる処理と同じである。信号処理されたデータ信号は、参照信号を多重して基地局アンテナ24から送信される。   FIG. 5 shows a block diagram of the transmitting / receiving device 23 of the slave base station 22. In this figure, reference numeral 51 denotes a demultiplexer, 52 denotes an encoder / modulator, 53 denotes a reference signal generator, 54 denotes a multiplexer, and 55 denotes an RF transmitter. The demultiplexer 51 separates the data signal and the control signal transmitted through the inter-base station network 17. The encoder / modulator 52 performs signal processing of the data signal. The signal processing is the same as the processing performed by the encoding and modulator 33 of the master base station. The signal signal subjected to signal processing is transmitted from the base station antenna 24 by multiplexing the reference signal.

ここで想定するシステムにおいては、マスター及びスレーブの各基地局において、符号化及び変調された信号は、空間周波数ブロック符号化(SFBC: Space Frequency Block Coding)されて、各基地局の2つのアンテナより送信される。   In the system assumed here, the coded and modulated signals in the master and slave base stations are subjected to space frequency block coding (SFBC) and are transmitted from the two antennas of each base station. Sent.

各基地局からは、データ信号と共に受信側でチャネル推定を行うための参照信号を送信する。図6は、マスター基地局における参照信号へのリソース要素のマッピング方法を図示したものである。受信側における高いチャネル推定精度を確保するために、セル固有及びアンテナ固有の参照信号を用い、参照信号は他の変調シンボルと時間領域および周波数領域でそれぞれ互いに直交している。図7は、スレーブ基地局における参照信号のマッピング方法である。なお、ここで示したマッピング方法は、単なる1つの例である。   Each base station transmits a reference signal for performing channel estimation on the receiving side together with the data signal. FIG. 6 illustrates a method of mapping resource elements to reference signals in the master base station. In order to ensure high channel estimation accuracy on the receiving side, cell-specific and antenna-specific reference signals are used, and the reference signals are orthogonal to each other in the time domain and the frequency domain, respectively. FIG. 7 shows a reference signal mapping method in the slave base station. Note that the mapping method shown here is just one example.

Figure 2013207355
Figure 2013207355

Figure 2013207355
Figure 2013207355

Figure 2013207355
Figure 2013207355

ここで、移動局における信号処理方法を、図8に示される移動局14の送受信装置15のブロックダイアグラムを用いて説明する。図8の参照番号61、62は逆多重化部、63は下り制御信号復号器、64はチャネル推定器、65は空間フィルタ係数生成器、66は信号分離・合成のための空間フィルタ、67はポスト処理SINR算出器、68、69はチャネル対数尤度比生成器、70、71は軟判定誤り訂正復号器、72はMMIB(Mean Mutual Information per coded Bit)算出器、73はCQI算出器、74、75はCRCチェック、76、77は復号データ、78は参照テーブル(ルックアップテーブル)、79は上り制御信号生成器、80は上り送信器、81はデュプレクサを示す。   Here, a signal processing method in the mobile station will be described using a block diagram of the transmission / reception device 15 of the mobile station 14 shown in FIG. 8, reference numerals 61 and 62 are demultiplexing units, 63 is a downlink control signal decoder, 64 is a channel estimator, 65 is a spatial filter coefficient generator, 66 is a spatial filter for signal separation and synthesis, and 67 is Post-processing SINR calculator, 68 and 69 are channel log likelihood ratio generators, 70 and 71 are soft decision error correction decoders, 72 is a MMIB (Mean Mutual Information per coded Bit) calculator, 73 is a CQI calculator, 74 75 is a CRC check, 76 and 77 are decoded data, 78 is a lookup table (lookup table), 79 is an uplink control signal generator, 80 is an uplink transmitter, and 81 is a duplexer.

2つの受信アンテナ16では、マスター基地局及びスレーブ基地局より送信された信号が受信される。受信された信号は、それぞれ逆多重部61、62において、データ信号、制御信号、参照信号に逆多重される。   The two receiving antennas 16 receive signals transmitted from the master base station and the slave base station. The received signals are demultiplexed into data signals, control signals, and reference signals in demultiplexing units 61 and 62, respectively.

制御信号は、制御シンボル復号を行う下り制御信号復号器63において復号されて、MCSインデックスを含む制御信号が得られる。MCSインデックスは、受信信号の分離・合成及び復調のため、空間フィルタ66、及びチャネル対数尤度比生成器68、69に送られる。チャネル推定部64では、参照信号を用いて、チャネルの推定及び雑音電力の測定を行い、上記式(3)で示される伝搬路チャネル行列、及び上記式(5)で示される雑音電力を算出する。図6及び7に示されるように、参照信号は、基地局間及びアンテナ間で直交して配置されているため、受信装置において分離する必要はない。空間フィルタ係数生成器65では、算出されたチャネル推定値から空間フィルタ係数が計算される。データ信号は、空間フィルタ66において、空間フィルタ係数を用いて、平均最小二乗規範(MMSE: Minimum Mean Square Error)の信号分離が行われて、マスター基地局から送信された信号とスレーブ基地局から送信された信号とに分離される。更に、基地局毎に分離された信号は、SFBC(Space Frequency Block Coding)復号される。   The control signal is decoded by a downlink control signal decoder 63 that performs control symbol decoding, and a control signal including an MCS index is obtained. The MCS index is sent to the spatial filter 66 and the channel log likelihood ratio generators 68 and 69 for separation / combination and demodulation of the received signal. The channel estimation unit 64 performs channel estimation and noise power measurement using the reference signal, and calculates the channel channel matrix represented by the above equation (3) and the noise power represented by the above equation (5). . As shown in FIGS. 6 and 7, since the reference signals are arranged orthogonally between base stations and between antennas, it is not necessary to separate them at the receiving apparatus. The spatial filter coefficient generator 65 calculates a spatial filter coefficient from the calculated channel estimation value. The data signal is transmitted from the master base station and the slave base station by the spatial filter 66 using the spatial filter coefficient to perform signal separation of the mean least squares (MMSE) signal. Signal is separated. Further, the signal separated for each base station is subjected to SFBC (Space Frequency Block Coding) decoding.

Figure 2013207355
Figure 2013207355

Figure 2013207355
Figure 2013207355

Figure 2013207355
Figure 2013207355

算出されたチャネルLLR値は、軟判定誤り訂正復号器70、71に送られて、誤り訂正復号される。CRCチェック74、75では、復号されたデータに付加されているCRCをチェックして、データに誤りがあるかを判定する。このようにして、データ信号の復号が行われる。   The calculated channel LLR value is sent to soft decision error correction decoders 70 and 71 for error correction decoding. In CRC checks 74 and 75, the CRC added to the decoded data is checked to determine whether there is an error in the data. In this way, the data signal is decoded.

OFDM伝送システムにおけるシステムレベル評価のために、無線リンク特性を抽象化するためのモデルが幾つか提案されている。システムレベル評価とは、複数のセルと、各セル内の複数の移動局を想定し、無線システム全体としての評価を行うものである。上記のモデルは、受信SINRレベルに対するブロック誤り率(BLER)のマッピング関数を用いて周波数選択性フェージング伝搬路におけるBLERを高精度に推定する手法に基づいている。これらのBLER推定法におけるマッピング関数としては、EESM(Exponential Effective SINR Mapping)や符号化ビット当りの平均相互情報量(MMIB: Mean Mutual Information per coded Bit)に基づくマッピング関数が提案されている。   Several models for abstracting radio link characteristics have been proposed for system level evaluation in OFDM transmission systems. The system level evaluation is an evaluation of the entire wireless system assuming a plurality of cells and a plurality of mobile stations in each cell. The above model is based on a technique for accurately estimating BLER in a frequency selective fading channel using a mapping function of block error rate (BLER) to received SINR level. As mapping functions in these BLER estimation methods, mapping functions based on EESM (Exponential Effective SINR Mapping) and mean mutual information per coded bit (MMIB) have been proposed.

MMIBは、EESMと比べ、マッピング関数におけるパラメータの数が少なく、OFDMシステムにおいてAMCを適用する場合、CQI生成法として適している。本発明においては、AMCのCQI生成法において、MMIBを用いる。   MMIB has fewer parameters in the mapping function than EESM, and is suitable as a CQI generation method when AMC is applied in an OFDM system. In the present invention, MMIB is used in the AMC CQI generation method.

理想的なチャネル推定を仮定した場合、周波数選択性フェージング伝搬路におけるMMIB対BLER特性は、加法性白色ガウス雑音(AWGN: Additional white gaussian noise)伝搬路における特性と殆ど同じ性質を有することが知られている。即ち、MMIB対BLER特性は、伝搬路におけるマルチパス遅延の影響を殆ど受けないことになる。MMIBに基づくBLER推定方法は、この性質を利用するものである。本発明におけるCQI生成法では、AWGN伝搬路において得られたMMIB対BLER特性に基づいて、CQIが生成される。この際、MMIB対BLER特性、あるいは、BLERから算出されるスループット特性が予め記録されている参照テーブル(LUT: Look Up Table)を用いることで、効率的にCQIを作成することができる。CQIを生成するために用いている無線リンクの品質指標となっているMMIBの代わりに、変調シンボル当りの相互情報量の伝送ブロック内平均を表すMMI(Mean Mutual Information)を用いてもよい。変調シンボル当りの符号化後ビット数をQとすると、MMIとMMIBの間には、MMI=MMIB×Q の関係がある。   Assuming ideal channel estimation, it is known that the MMIB vs. BLER characteristics in a frequency selective fading channel have almost the same characteristics as those in an additive white gaussian noise (AWGN) channel. ing. That is, the MMIB vs. BLER characteristic is hardly affected by the multipath delay in the propagation path. The BLER estimation method based on MMIB uses this property. In the CQI generation method according to the present invention, CQI is generated based on the MMIB-to-BLER characteristic obtained in the AWGN propagation path. At this time, the CQI can be efficiently created by using a reference table (LUT: Look Up Table) in which the MMIB-to-BLER characteristic or the throughput characteristic calculated from the BLER is recorded in advance. MMI (Mean Mutual Information) representing the average of mutual information per modulation symbol in the transmission block may be used instead of MMIB which is a quality index of the radio link used for generating CQI. When the number of encoded bits per modulation symbol is Q, there is a relationship of MMI = MMIB × Q between MMI and MMIB.

以下では、MMIBの算出方法について説明する。   Below, the calculation method of MMIB is demonstrated.

Figure 2013207355
Figure 2013207355

Figure 2013207355
Figure 2013207355

図9は、受信SINRとMIBの関係を示したものである。横軸は、変調シンボルの受信SINRを表し、縦軸は符号化ビット当りの相互情報量(MIB)を表す。変調方式をQPSK、16QAM、64QAMとした。各点は、MIB関数IQ(γ)(Q=2, 4, 6)を式(22)を用いて、モンテカルロ法により計算した結果である。また、実線は、式(24)の近似により計算した結果である。図9より、各点で示される結果と実線で示される結果がほぼ同じであり、式(24)は式(22)を非常に良く近似していることがわかる。従って、以下では、近似式(24)を用いて、MIBを計算するものとする。 FIG. 9 shows the relationship between received SINR and MIB. The horizontal axis represents the received SINR of the modulation symbol, and the vertical axis represents the mutual information amount (MIB) per coded bit. The modulation method was QPSK, 16QAM, and 64QAM. Each point is the result of calculating the MIB function I Q (γ) (Q = 2, 4, 6) by the Monte Carlo method using Equation (22). Also, the solid line is the result calculated by approximation of equation (24). From FIG. 9, it can be seen that the result indicated by each point and the result indicated by the solid line are almost the same, and equation (24) approximates equation (22) very well. Therefore, in the following, it is assumed that the MIB is calculated using the approximate expression (24).

MMIBとBLERの特性について、計算機シミュレーションを行った。シミュレーションにける基本緒元を表1に示す。

Figure 2013207355
Computer simulation was performed on the characteristics of MMIB and BLER. Table 1 shows the basic specifications in the simulation.
Figure 2013207355

また、AMCにおいて適用されるMCSのレベルを表2に示す。

Figure 2013207355
Table 2 shows the MCS levels applied in AMC.
Figure 2013207355

図10〜12は、表2に示した各MCSレベルに対する、瞬時MMIBとBLERのシミュレーション結果を示したものである。図10は変調方式をQPSKとし、図11は16QAM、図12は64QAMとした結果である。   10 to 12 show simulation results of instantaneous MMIB and BLER for each MCS level shown in Table 2. FIG. FIG. 10 shows the result when the modulation method is QPSK, FIG. 11 shows the result of 16QAM, and FIG. 12 shows the result of 64QAM.

図10の各実線は、送信側、受信側のアンテナ数を1とした、SISO (single-input single-output) 伝送におけるAWGN伝搬路でのMMIB対BLER特性を示す。図の左よりMCS 1〜MCS 6の特性である。図11、12においても同様に、各実線がSISO伝送における特性を示す。図11はMCS 7〜MCS 9の結果を示し、図12はMCS 10〜MCS 15の結果を示す。   Each solid line in FIG. 10 represents the MMIB-to-BLER characteristic in the AWGN propagation path in SISO (single-input single-output) transmission, where the number of antennas on the transmission side and the reception side is 1. The characteristics of MCS 1 to MCS 6 are shown from the left in the figure. Similarly in FIGS. 11 and 12, each solid line indicates the characteristic in SISO transmission. FIG. 11 shows the results of MCS 7 to MCS 9, and FIG. 12 shows the results of MCS 10 to MCS 15.

図10〜12の各マークは、複数基地局協調MIMO空間多重伝送時のMMIB対BLER特性を示す。これらは、計算機シミュレーションにより得られた結果である。チャネルモデルは、周波数選択性フェージング伝搬路として、上記表1に示されるように、3GPP ETU(Extended Typical Urban)モデルを用いている。また、マスター基地局BS #1とスレーブ基地局BS #2からの下りリンクの平均伝搬路利得は等しいと仮定している。更に、受信装置におけるチャネル推定は理想としている。   Each mark in FIGS. 10 to 12 indicates the MMIB-to-BLER characteristic at the time of multiple base station cooperative MIMO spatial multiplexing transmission. These are the results obtained by computer simulation. The channel model uses a 3GPP ETU (Extended Typical Urban) model as a frequency selective fading propagation path as shown in Table 1 above. Further, it is assumed that the average channel gain of the downlink from the master base station BS # 1 and the slave base station BS # 2 is equal. Furthermore, the channel estimation in the receiving apparatus is ideal.

Figure 2013207355
Figure 2013207355

SISO−AWGN伝搬路におけるBLER関数BLERAWGN( )は、式(22)、及びSISO−AWGN伝搬路における計算機シミュレーション、又は室内実験により評価された受信SNR対BLERカーブより容易に得ることができる。 The BLER function BLER AWGN () in the SISO-AWGN propagation path can be easily obtained from the equation (22) and the received SNR vs. BLER curve evaluated by the computer simulation in the SISO-AWGN propagation path or the laboratory experiment.

Figure 2013207355
Figure 2013207355

Figure 2013207355
Figure 2013207355

Figure 2013207355
Figure 2013207355

図8に示される移動局の受信装置15において、MMIB算出器72が、ポスト処理SINR算出器67より出力される受信SINRを用いて、MMIBを算出する。CQI算出器73では、計算されたMMIBと参照テーブル78から最適なCQIを算出する。ここでは、マスター基地局、スレーブ基地局のそれぞれに対するCQIが算出される。算出されたCQIは、上り制御信号生成器79において、制御情報として生成されて、上りリンク送信器80を通して、マスター基地局に送信される。   In the mobile station receiver 15 shown in FIG. 8, the MMIB calculator 72 uses the received SINR output from the post-processing SINR calculator 67 to calculate the MMIB. The CQI calculator 73 calculates an optimum CQI from the calculated MMIB and the reference table 78. Here, the CQI for each of the master base station and the slave base station is calculated. The calculated CQI is generated as control information in the uplink control signal generator 79, and transmitted to the master base station through the uplink transmitter 80.

上記した参照テーブル78には、MCS、MMIB、BLER及びスループット等の情報を記録することができ、テーブル形式とすることで処理速度を速めることができる。参照テーブルとしては、幾つかの形式が考えられる。
(1)SISO−AWGN伝搬路における各MCSのMMIB対BLER特性
(2)各MCSのMMIB対スループット特性
(3)MMIBと最大スループットが得られるMCS
(4)最大スループットのMCSが得られるMMIBしきい値
などである。ただし、これらに限定されるものではない。また、BLERやSINRをまとめて、伝搬路における通信品質メトリック(LQM: Link Quality Metric)と表すこともできる。
Information such as MCS, MMIB, BLER, and throughput can be recorded in the reference table 78 described above, and the processing speed can be increased by adopting a table format. There are several possible formats for the lookup table.
(1) MMIB-to-BLER characteristic of each MCS in SISO-AWGN propagation path (2) MMIB-to-throughput characteristic of each MCS (3) MCS capable of obtaining MMIB and maximum throughput
(4) MMIB threshold or the like for obtaining the maximum throughput MCS. However, it is not limited to these. Further, BLER and SINR can be collectively expressed as a communication quality metric (LQM: Link Quality Metric) in the propagation path.

(1)又は(2)のような形式とした場合、記録すべきデータ量が多く、更に最大スループットを算出するための計算手段が必要となる。一方で、シミュレーションで計算されたデータをそのまま使用できるという利点がある。   In the case of the format (1) or (2), the amount of data to be recorded is large, and a calculation means for calculating the maximum throughput is required. On the other hand, there is an advantage that data calculated by simulation can be used as it is.

図13に、AMCを用いる複数基地局協調MIMO空間多重のスループット特性を示す。ここでは、チャネル推定は理想としている。また、CQIのフィードバック遅延、及び制御遅延は無いものとしている。MCS 1〜MCS 15の各MCSについて、AMCを適用しない場合(即ち、そのMCSで固定)の平均スループットを点線で示す。また、MMIBに基づいた、AMCのスループット特性を実線で示す。   FIG. 13 shows throughput characteristics of multi-base station cooperative MIMO spatial multiplexing using AMC. Here, channel estimation is ideal. Further, it is assumed that there is no feedback delay and control delay of CQI. For each MCS of MCS 1 to MCS 15, the average throughput when AMC is not applied (that is, fixed at that MCS) is indicated by a dotted line. In addition, the throughput characteristics of AMC based on MMIB are shown by a solid line.

従来方式のAMCであるSINRに基づいてMCSを選択した場合、スループットは、図13の各MCSのスループット特性(点線)の最高点をトレースする特性となる。しかし、本発明によるMMIBに基づいてMCSを選択した場合(実線)、従来方法より高いスループットが得られている。従来方式では、平均化したSINRを用いて、MCSを選択するのに対し、本発明による方法では、リソース要素の瞬時MMIBを用いることによる。   When the MCS is selected based on SINR, which is a conventional AMC, the throughput is a characteristic of tracing the highest point of the throughput characteristic (dotted line) of each MCS in FIG. However, when MCS is selected based on the MMIB according to the present invention (solid line), a higher throughput than the conventional method is obtained. In the conventional method, the MCS is selected using the averaged SINR, whereas in the method according to the present invention, the instantaneous MMIB of the resource element is used.

以上、説明したように、AMCにおけるCQIの生成において、MMIBを用いることにより、特定の伝搬環境における伝送特性に基づいて、様々なアンテナ構成や伝搬環境に適したCQIを容易に生成することができる。更に、従来のAMCに比べてより高いスループットが得られることがわかった。   As described above, in the generation of CQI in AMC, by using MMIB, CQI suitable for various antenna configurations and propagation environments can be easily generated based on the transmission characteristics in a specific propagation environment. . Furthermore, it has been found that a higher throughput can be obtained compared to the conventional AMC.

AMCにおいて、チャネル推定に誤差が含まれる場合、最適なMCSとは異なるMCSを選択する可能性がある。このため、高精度なチャネル推定が不可欠となる。これは、本発明において、MMIBを用いたAMCを行う場合でも同様である。しかし、実際のチャネル推定においては、時間と共に変化する伝搬路を正確に推定することは困難であり、特に、周波数選択性フェージングや時間選択性フェージングが大きい環境では、推定精度は大きく劣化する。また、図6、7に示すように、参照信号が離散して配置されていることも、チャネル推定精度の劣化の原因となる。チャネル推定精度の劣化は、AMCにおけるスループットを低下させる。   In AMC, when an error is included in channel estimation, there is a possibility of selecting an MCS different from the optimal MCS. For this reason, highly accurate channel estimation is indispensable. This is the same even when AMC using MMIB is performed in the present invention. However, in actual channel estimation, it is difficult to accurately estimate a propagation path that changes with time. In particular, in an environment where frequency selective fading and time selective fading are large, the estimation accuracy is greatly degraded. Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the reference signals are discretely arranged, which causes deterioration in channel estimation accuracy. The deterioration of channel estimation accuracy reduces the throughput in AMC.

従って、実際の環境においてAMCを適用するためには、CQIを調整する方法が望まれるため、本発明では、チャネル推定誤差に伴うAMCの特性劣化を低減するためのCQI調整方法を提案している。   Therefore, in order to apply AMC in an actual environment, a method for adjusting CQI is desired. Therefore, the present invention proposes a CQI adjustment method for reducing AMC characteristic degradation caused by channel estimation error. .

本発明では、CRCチェック結果を用いてCQI値を調整する方法を提案している。ただし、CRCチェック結果を直接的にCQI値に反映させるのではなく、CRCチェック結果に基づいて、MMIBを計算するために必要な各サブストリームのポスト処理SINRを調整することにより、CQI値を間接的に補正する。   The present invention proposes a method of adjusting the CQI value using the CRC check result. However, the CRC check result is not directly reflected in the CQI value, but the CQI value is indirectly determined by adjusting the post-processing SINR of each substream necessary for calculating the MMIB based on the CRC check result. To correct.

Figure 2013207355
Figure 2013207355

上記式(31)によるオフセット値の計算は、1つの例である。例えば、更に任意の係数を式(31)の各々に付けて、変化幅を調整することもできる。また、MCS毎に異なる補正を行うことも可能である。式(31)におけるBLERtargetをMCS毎に設定することや、上記係数をMCS毎に調整することも可能である。また、オフセット値をMCS毎に制御することも可能である。例えば、あるMCS選択時にブロック誤りが生じた場合、そのMCSのオフセット値のみ補正される。 The calculation of the offset value by the above equation (31) is one example. For example, an arbitrary coefficient can be added to each of the equations (31) to adjust the change width. It is also possible to perform different corrections for each MCS. It is also possible to set the BLER target in equation (31) for each MCS, and to adjust the coefficient for each MCS. It is also possible to control the offset value for each MCS. For example, when a block error occurs when a certain MCS is selected, only the offset value of that MCS is corrected.

Figure 2013207355
Figure 2013207355

本発明によるCQI調整方法を用いたAMCの特性について、計算機シミュレーションにより評価する。シミュレーションにおいては、チャネル推定アルゴリズムとして2次元IFFT/FFTに基づく補間法を適用している。   The characteristics of AMC using the CQI adjustment method according to the present invention are evaluated by computer simulation. In the simulation, an interpolation method based on two-dimensional IFFT / FFT is applied as a channel estimation algorithm.

図14は、3GPP ETUチャネルモデルにおける平均BLERを示す。本発明によるCQI補正を適用した場合(実線)、適用しない場合(W/O CQI adj)、及び理想的にAMCを行った場合(Ideal AMC)の各特性が示されている。本発明によるCQI補正を適用した場合には、AMCの目標BLER、BLERtargetをパラメータとし、BLERtargetの値は、0.005、0.01、0.05、0.1及び0.2とした。 FIG. 14 shows the average BLER in the 3GPP ETU channel model. Each characteristic is shown when the CQI correction according to the present invention is applied (solid line), not applied (W / O CQI adj), and ideally AMC is performed (Ideal AMC). When the CQI correction according to the present invention is applied, the target BLER and BLER target of AMC are used as parameters, and the values of BLER target are 0.005, 0.01, 0.05, 0.1 and 0.2.

図14より、本発明のCQI調整方法を用いた場合、0 dBから25 dBの平均受信SNRの範囲において、所望のBLER特性(BLERtarget)を実現していることがわかる。これに対し、CQI調整を適用しない場合、これらの受信SNR範囲において、BLER特性が大きく劣化している。この劣化は、周波数選択性フェージング伝搬路におけるMMIB対BLER特性と、SISO−AWGN伝搬路でのMMIB対BLERカーブとの不整合により発生する。これは、周波数選択性フェージング伝搬路におけるチャネル推定精度が、劣化したことによる。 FIG. 14 shows that when the CQI adjusting method of the present invention is used, a desired BLER characteristic (BLER target ) is realized in the range of the average received SNR from 0 dB to 25 dB. On the other hand, when the CQI adjustment is not applied, the BLER characteristics are greatly degraded in these received SNR ranges. This degradation occurs due to mismatch between the MMIB-to-BLER characteristic in the frequency selective fading channel and the MMIB-to-BLER curve in the SISO-AWGN channel. This is because the channel estimation accuracy in the frequency selective fading channel has deteriorated.

図15は、図14の結果を用いて計算されたスループット特性を示す。平均受信SNRが25 dB 以下の領域において、本発明によるCQI調整方法を適用すると(実線)、CQI調整を適用しない場合(W/O CQI adj)に比べて、理想的なAMC(Ideal AMC)からのスループット特性の劣化が小さい。BLERtarget = 0.01のとき、スループット特性の劣化が最小となっている。この結果は、本発明により提案するCQI調整方法は、実際の周波数選択性フェージング環境において有効であることを示している。 FIG. 15 shows the throughput characteristics calculated using the results of FIG. When the CQI adjustment method according to the present invention is applied in the region where the average received SNR is 25 dB or less (solid line), compared to the case where CQI adjustment is not applied (W / O CQI adj), the ideal AMC (Ideal AMC) There is little degradation of the throughput characteristics. When BLER target = 0.01, the degradation of throughput characteristics is minimized. This result shows that the CQI adjustment method proposed by the present invention is effective in an actual frequency selective fading environment.

以上説明したように、本発明によるCQI調整を行うことで、CQI調整を行わない場合と比較し、理想的な特性からの劣化が低減されることがわかった。   As described above, it has been found that by performing CQI adjustment according to the present invention, deterioration from ideal characteristics is reduced as compared with the case where CQI adjustment is not performed.

上記では、基地局間協調MIMO伝送システムを想定して説明したが、本発明は、このようなシステムのみに適用可能なものではなく、基地局が1つとなる通常のMIMO伝送システム、又はSISO伝送システムを含めた様々な送受信アンテナ数のアンテナ構成に適用することができる。   In the above description, the cooperative MIMO transmission system between base stations has been described. However, the present invention is not applicable only to such a system, and is a normal MIMO transmission system with one base station, or SISO transmission. The present invention can be applied to antenna configurations with various numbers of transmission / reception antennas including the system.

また、上記では、下りリンクにAMCを適用することを想定して説明したが、上りリンクに対してAMCが適用された場合にも、本発明は有効である。なお、この場合、図4に示される装置が移動局側装置に対応し、図8に示される装置が基地局側装置に対応する。   In the above description, it is assumed that AMC is applied to the downlink. However, the present invention is also effective when AMC is applied to the uplink. In this case, the device shown in FIG. 4 corresponds to the mobile station side device, and the device shown in FIG. 8 corresponds to the base station side device.

更に、本発明をOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)システムに適用することも可能である。OFDMの異なるサブキャリアを複数のユーザ間で割り当てるOFDMAでは、割り当てるサブキャリア数により、誤り訂正符号化におけるトランスポートブロックのビット長が異なってくる。一般的には、符号の長さが大きいほど大きな符号化利得が得られることから、OFDMAでは、割り当てられるサブキャリア数によってMMIB対BLER特性が異なることとなる。そのため、最適なAMCを実現するためには、割り当てられるサブキャリア数の候補毎にMMIB対BLER特性の参照テーブルを受信側に用意する必要がある。   Furthermore, the present invention can be applied to an OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) system. In OFDMA in which subcarriers with different OFDM are assigned among a plurality of users, the bit length of the transport block in error correction coding varies depending on the number of subcarriers to be assigned. In general, the larger the code length, the larger the coding gain is obtained. Therefore, in OFDMA, the MMIB-to-BLER characteristic varies depending on the number of assigned subcarriers. Therefore, in order to realize the optimum AMC, it is necessary to prepare a reference table of MMIB vs. BLER characteristics on the receiving side for each candidate number of subcarriers to be allocated.

しかし、数百から数千本のサブキャリア数が用いられるOFDMAシステムでは、サブキャリア数の候補が多くなるため、大きな記憶領域が必要となる。このような状況でも、本発明によるCQI補正方法を適用することができる。まず、特定の割当サブキャリア数についてのMMIB対BLER特性のみを用意する。実際に使用されるサブキャリア数と異なる場合、実際のBLER特性と参照テーブル上とのBLER特性の不整合が生じる。しかし、本発明のCQI補正方法を適用することにより、実際のBLER特性に合わせるように、CQI値を補正することを可能にする。   However, in an OFDMA system in which hundreds to thousands of subcarriers are used, the number of subcarriers increases, so a large storage area is required. Even in such a situation, the CQI correction method according to the present invention can be applied. First, only the MMIB vs. BLER characteristic for a specific number of assigned subcarriers is prepared. When the number of subcarriers is different from the actual number of used subcarriers, there is a mismatch between the actual BLER characteristics and the BLER characteristics on the lookup table. However, by applying the CQI correction method of the present invention, it is possible to correct the CQI value so as to match the actual BLER characteristic.

11、22 基地局
14 移動局
17 移動通信ネットワーク
33、52 符号化及び変調器
34 下り制御信号生成器
35、53 参照信号生成器
39 CQI受信部
40 MCS#1選択部
41 MCS#2選択部
63 下り制御信号復号器
64 チャネル推定器
65 空間フィルタ係数生成器
66 空間フィルタ
67 ポスト処理SINR算出器
68、69 チャネル対数尤度比生成器
70、71 軟判定誤り訂正復号器
72 MMIB算出器
73 CQI算出器
74、75 CRCチェック
78 ルックアップテーブル
79 上り制御信号生成器
11, 22 Base station 14 Mobile station 17 Mobile communication network 33, 52 Encoding and modulator 34 Downlink control signal generator 35, 53 Reference signal generator 39 CQI receiver 40 MCS # 1 selector 41 MCS # 2 selector 63 Downlink control signal decoder 64 Channel estimator 65 Spatial filter coefficient generator 66 Spatial filter 67 Post processing SINR calculator 68, 69 Channel log likelihood ratio generator 70, 71 Soft decision error correction decoder 72 MMIB calculator 73 CQI calculation 74, 75 CRC check 78 Lookup table 79 Uplink control signal generator

Claims (8)

OFDM伝送システムの受信装置における無線通信制御方法であって、
送信装置からデータ信号及び参照信号を含む信号を受信するステップと、
前記参照信号に基づいて、チャネル品質及び雑音電力密度を推定するステップと、
前記推定されたチャネル品質及び雑音電力密度から、OFDMサブキャリア毎の瞬時SINRを算出するステップと、
前記瞬時SINRから符号化ビット当りの相互情報量(MIB)に変換し、前記符号化ビット当りの相互情報量のトランスポートブロック内の平均値に基づく通信品質メトリック(LQM)を算出するステップと、
参照テーブルと、算出した前記通信品質メトリックとに基づいて、予測スループットが最大となる変調方式・符号化率の組み合わせ(MCS)を取得するステップと、
取得した前記MCSを示すインデックスをチャネル品質指標(CQI)として前記送信装置に送信するステップと、を有し、
前記参照テーブルには、通信品質メトリックと各MCSの伝送品質の関係、または通信品質メトリックと該通信品質メトリックにおいて最大スループットが得られるMCSとの関係が示されている、
ことを特徴とする無線通信制御方法。
A wireless communication control method in a receiving apparatus of an OFDM transmission system,
Receiving a signal including a data signal and a reference signal from a transmitting device;
Estimating channel quality and noise power density based on the reference signal;
Calculating an instantaneous SINR for each OFDM subcarrier from the estimated channel quality and noise power density;
Converting the instantaneous SINR into mutual information (MIB) per coded bit and calculating a communication quality metric (LQM) based on an average value of the mutual information per coded bit in a transport block;
Based on the reference table and the calculated communication quality metric, obtaining a modulation scheme / coding rate combination (MCS) that maximizes the predicted throughput;
Transmitting the obtained index indicating the MCS as a channel quality indicator (CQI) to the transmitting device,
The reference table shows the relationship between the communication quality metric and the transmission quality of each MCS, or the relationship between the communication quality metric and the MCS that can obtain the maximum throughput in the communication quality metric.
A wireless communication control method.
前記参照テーブルは、特定の無線伝搬環境における各MCSの伝送特性に基づき生成され、前記伝送特性は、計算機シミュレーション又は実測により取得された伝送特性である、請求項1に記載の無線通信制御方法。   The wireless communication control method according to claim 1, wherein the reference table is generated based on transmission characteristics of each MCS in a specific wireless propagation environment, and the transmission characteristics are transmission characteristics acquired by computer simulation or actual measurement. 前記データ信号のトランスポートブロック毎に、ブロック誤りが生じているか否かを検査するステップと、
前記検査ステップにおいて、ブロック誤りがない場合SINRオフセット値を第1の補正値により増加させ、ブロック誤りがある場合SINRオフセット値を第2の補正値により減少させるステップと、
前記SINRオフセット値により、前記瞬時SINRを補正するステップと、
を更に有する、請求項1又は2に記載の無線通信制御方法。
Checking for block errors for each transport block of the data signal; and
In the checking step, when there is no block error, the SINR offset value is increased by a first correction value, and when there is a block error, the SINR offset value is decreased by a second correction value;
Correcting the instantaneous SINR with the SINR offset value;
The wireless communication control method according to claim 1, further comprising:
前記OFDM伝送システムがMIMO伝送システムであって、
前記瞬時SINRは、送信レイヤ毎に分離・合成された信号の瞬時SINRである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の無線通信制御方法。
The OFDM transmission system is a MIMO transmission system;
The wireless communication control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the instantaneous SINR is an instantaneous SINR of a signal separated and combined for each transmission layer.
送信装置を含むOFDM伝送システムにおける受信装置であって、
前記送信装置からデータ信号及び参照信号を含む信号を受信する受信部と、
前記参照信号に基づいて、チャネル品質及び雑音電力密度を推定するチャネル推定部と、
前記推定されたチャネル品質及び雑音電力密度から、OFDMサブキャリア毎の瞬時SINRを算出するSINR算出部と、
前記瞬時SINRから符号化ビット当りの相互情報量(MIB)に変換し、前記符号化ビット当りの相互情報量のトランスポートブロック内の平均値に基づき、通信品質メトリック(LQM)を算出する通信品質メトリック算出部と、
参照テーブルと、算出した前記通信品質メトリックとに基づいて、予測スループットが最大となる変調方式・符号化率の組み合わせ(MCS)を取得するMCS決定部と、
取得した前記MCSを示すインデックスをチャネル品質指標(CQI)として前記送信装置に送信するCQI生成部と、を有し、
前記参照テーブルには、通信品質メトリックと各MCSの伝送品質の関係、または通信品質メトリックと該通信品質メトリックにおいて最大スループットが得られるMCSとの関係が示されている、
ことを特徴とする受信装置。
A receiving apparatus in an OFDM transmission system including a transmitting apparatus,
A receiver for receiving a signal including a data signal and a reference signal from the transmitter;
A channel estimation unit that estimates channel quality and noise power density based on the reference signal;
A SINR calculation unit that calculates an instantaneous SINR for each OFDM subcarrier from the estimated channel quality and noise power density;
Communication quality for converting the instantaneous SINR into mutual information (MIB) per coded bit and calculating a communication quality metric (LQM) based on an average value of the mutual information per coded bit in the transport block A metric calculator,
An MCS determination unit that acquires a modulation scheme / coding rate combination (MCS) that maximizes the predicted throughput based on the reference table and the calculated communication quality metric;
A CQI generating unit that transmits an index indicating the acquired MCS as a channel quality indicator (CQI) to the transmission device;
The reference table shows the relationship between the communication quality metric and the transmission quality of each MCS, or the relationship between the communication quality metric and the MCS that can obtain the maximum throughput in the communication quality metric.
A receiving apparatus.
前記参照テーブルは、特定の無線伝搬環境における各MCSの伝送特性に基づき生成され、前記伝送特性は、計算機シミュレーション又は実測により取得された伝送特性である、請求項5に記載の受信装置。   6. The receiving apparatus according to claim 5, wherein the reference table is generated based on transmission characteristics of each MCS in a specific radio propagation environment, and the transmission characteristics are transmission characteristics acquired by computer simulation or actual measurement. 前記データ信号のトランスポートブロック毎に、ブロック誤りが生じているか否かを検査するブロック誤り検出部と、
前記検査ステップにおいて、ブロック誤りがない場合SINRオフセット値を第1の補正値により増加させ、ブロック誤りがある場合SINRオフセット値を第2の補正値により減少させ、更に、前記SINRオフセット値により、前記瞬時SINRを補正するSINR補正部と、
を更に有する、請求項5又は6に記載の受信装置。
A block error detection unit that checks whether a block error has occurred for each transport block of the data signal;
In the checking step, if there is no block error, the SINR offset value is increased by a first correction value, and if there is a block error, the SINR offset value is decreased by a second correction value, and further, the SINR offset value An SINR correction unit for correcting instantaneous SINR;
The receiving device according to claim 5, further comprising:
前記OFDM伝送システムがMIMO伝送システムであって、
受信された前記信号を送信レイヤ毎の信号に分離・合成する空間フィルタ部を更に有し、
前記瞬時SINRは、送信レイヤ毎に分離・合成された信号の瞬時SINRである、請求項5〜7のいずれか一項に記載の受信装置。
The OFDM transmission system is a MIMO transmission system;
A spatial filter unit that separates and combines the received signals into signals for each transmission layer;
The receiving apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the instantaneous SINR is an instantaneous SINR of a signal separated and combined for each transmission layer.
JP2012071281A 2012-03-27 2012-03-27 Receiving apparatus and radio communication control method in OFDM transmission system Active JP5642102B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012071281A JP5642102B2 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Receiving apparatus and radio communication control method in OFDM transmission system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012071281A JP5642102B2 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Receiving apparatus and radio communication control method in OFDM transmission system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013207355A true JP2013207355A (en) 2013-10-07
JP5642102B2 JP5642102B2 (en) 2014-12-17

Family

ID=49526082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012071281A Active JP5642102B2 (en) 2012-03-27 2012-03-27 Receiving apparatus and radio communication control method in OFDM transmission system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5642102B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104660365A (en) * 2013-11-18 2015-05-27 展讯通信(上海)有限公司 Channel state measuring method, device and user terminal
CN104660364A (en) * 2013-11-18 2015-05-27 展讯通信(上海)有限公司 Channel state measurement method, channel state measurement device and user terminal
WO2016023158A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 华为技术有限公司 Video transmission method and device
US9755709B2 (en) 2014-09-02 2017-09-05 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for measuring channel quality in multiple input multiple output system
US9900637B2 (en) 2013-11-20 2018-02-20 Mitsubishi Electric Corporation Wireless communication system, transmission device, reception device, and communication terminal
WO2019003298A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 三菱電機株式会社 Lower-order radio base station, higher-order radio base station and radio base station system
WO2019170161A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 华为技术有限公司 Method and apparatus for notifying channel quality
CN113866708A (en) * 2021-12-06 2021-12-31 青岛鼎信通讯股份有限公司 Electric energy meter metering error analysis method based on intelligent circuit breaker
JP2022502930A (en) * 2018-09-28 2022-01-11 エイ・ティ・アンド・ティ インテレクチュアル プロパティ アイ,エル.ピー. Identifying channel state information that uses demodulation reference signals in advanced networks
WO2022252914A1 (en) * 2021-05-31 2022-12-08 华为技术有限公司 Communication method, apparatus, and system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152877A (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Sharp Corp Radio communication system, reception device, and reception method
WO2010097455A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for signalling the quality of a transmission channel
JP2011066545A (en) * 2009-09-15 2011-03-31 Ntt Docomo Inc Radio base station and mobile communication method
JP2011530210A (en) * 2008-08-08 2011-12-15 モトローラ モビリティ インコーポレイテッド Method for detection of failure and recovery in a wireless link

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152877A (en) * 2007-12-20 2009-07-09 Sharp Corp Radio communication system, reception device, and reception method
JP2011530210A (en) * 2008-08-08 2011-12-15 モトローラ モビリティ インコーポレイテッド Method for detection of failure and recovery in a wireless link
WO2010097455A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Method for signalling the quality of a transmission channel
JP2011066545A (en) * 2009-09-15 2011-03-31 Ntt Docomo Inc Radio base station and mobile communication method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6014028323; 海老原徹平 et al.: '下りリンクMIMO-OFDMにおける相互情報量に基づく適応変調・チャネル符号化のアウターループ制御の特性' 電子情報通信学会技術研究報告 RCS2011-77, 20110714, 一般社団法人電子情報通信学会 *

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104660365A (en) * 2013-11-18 2015-05-27 展讯通信(上海)有限公司 Channel state measuring method, device and user terminal
CN104660364A (en) * 2013-11-18 2015-05-27 展讯通信(上海)有限公司 Channel state measurement method, channel state measurement device and user terminal
CN104660364B (en) * 2013-11-18 2018-01-26 展讯通信(上海)有限公司 Channel status measuring method, device and user terminal
CN104660365B (en) * 2013-11-18 2018-01-26 展讯通信(上海)有限公司 Channel status measuring method, device and user terminal
US9900637B2 (en) 2013-11-20 2018-02-20 Mitsubishi Electric Corporation Wireless communication system, transmission device, reception device, and communication terminal
WO2016023158A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-18 华为技术有限公司 Video transmission method and device
CN106464981A (en) * 2014-08-11 2017-02-22 华为技术有限公司 Video transmission method and device
US9755709B2 (en) 2014-09-02 2017-09-05 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for measuring channel quality in multiple input multiple output system
WO2019003298A1 (en) * 2017-06-27 2019-01-03 三菱電機株式会社 Lower-order radio base station, higher-order radio base station and radio base station system
JPWO2019003298A1 (en) * 2017-06-27 2019-12-19 三菱電機株式会社 Lower wireless base station, upper wireless base station, and wireless base station system
KR20200003212A (en) * 2017-06-27 2020-01-08 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Lower radio base station, upper radio base station and radio base station system
KR102105298B1 (en) 2017-06-27 2020-04-28 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Lower radio base station, upper radio base station and radio base station system
WO2019170161A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 华为技术有限公司 Method and apparatus for notifying channel quality
CN110247690A (en) * 2018-03-09 2019-09-17 华为技术有限公司 The method and apparatus for notifying channel quality
CN110247690B (en) * 2018-03-09 2021-10-01 华为技术有限公司 Method and device for informing channel quality
JP2022502930A (en) * 2018-09-28 2022-01-11 エイ・ティ・アンド・ティ インテレクチュアル プロパティ アイ,エル.ピー. Identifying channel state information that uses demodulation reference signals in advanced networks
WO2022252914A1 (en) * 2021-05-31 2022-12-08 华为技术有限公司 Communication method, apparatus, and system
CN113866708A (en) * 2021-12-06 2021-12-31 青岛鼎信通讯股份有限公司 Electric energy meter metering error analysis method based on intelligent circuit breaker
CN113866708B (en) * 2021-12-06 2022-03-25 青岛鼎信通讯股份有限公司 Electric energy meter metering error analysis method based on intelligent circuit breaker

Also Published As

Publication number Publication date
JP5642102B2 (en) 2014-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5642102B2 (en) Receiving apparatus and radio communication control method in OFDM transmission system
US9496939B2 (en) Adaptive transmission mode switching
US8798550B2 (en) Methods and arrangements for CSI reporting
KR101057613B1 (en) Robust rank prediction for MIO systems
AU2008211900B2 (en) Method of indicating and determining a modulation and coding scheme (MCS)
KR101978776B1 (en) Method and apparatus for transmitting and receivintg feedback information in mobile communication system based on full dimension mimo
US8160601B2 (en) Method for optimizing spatial modulation in a wireless link and network element thereto
CN110086733B (en) Method and apparatus for CSI reporting
JP4906875B2 (en) Communication apparatus and transmission control method
KR101707700B1 (en) Network-centric link adaptation for coordinated multipoint downlink transmission
US20080240030A1 (en) Transmission adaptation in a wireless network
CN101919192B (en) Reporting channel quality information
KR20060121953A (en) Method and apparatus for multi-carrier communication systems with adaptive transmission and feedback
Li et al. A effective SINR link to system mapping method for CQI feedback in TD-LTE system
CN101641923A (en) Method of estimating signal-to-noise ratio, method of adjusting feedback information transmission, adaptive modulation and coding method using the same, and transceiver thereof
JP5551810B1 (en) Wireless communication apparatus and wireless transmission system
US10128977B2 (en) Transmitting a first and a second channel quality information between two network elements
KR100921473B1 (en) Method And Apparatus For Selecting MCS Index According To Frequency Selectivity, And Communication System For The Same
KR20150029681A (en) Network-centric link adaptation for coordinated multipoint downlink transmission
Krishnamoorthy et al. Enhanced Link Adaptation methods for wireless multi-carrier systems
JP5268821B2 (en) Power control method for parallel channels
Zhang et al. Impact of control channel constraints on downlink performance comparison of MIMO transmission schemes in 3GPP LTE
Yun et al. Enhanced CSI feedback and update for downlink CoMP Joint Transmission

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130823

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140708

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140902

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141028

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5642102

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250