JP2013503503A - Cdmaシステムにおけるpciおよびcqi推定の方法 - Google Patents

Cdmaシステムにおけるpciおよびcqi推定の方法 Download PDF

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Abstract

方法は、1つまたは複数のアンテナから複数のシンボルを受け取ること、測定期間にわたる複数のシンボルの平均チャネル推定値を計算すること、平均チャネル推定値からチャネルマトリックスを形成すること、チャネルマトリックスを用いて各PCIの閉ループモードと開ループモードとの間の電力比を計算すること、1つまたは複数のアンテナに対応する1つまたは複数のRSCP値および1つまたは複数のISCP値を計算すること、1つまたは複数のアンテナの1つまたは複数のRSCP値および1つまたは複数のISCP値を平均化し、平均化されたRSCPおよびISCPを提供すること、平均化されたRSCPおよびISCPから開ループSINRを計算すること、電力比と開ループSINRとから各PCIの1つまたは複数のストリームのSINRを計算すること、計算されたSINRを用いてシングルストリームCQI表からシングルストリームのTBSを決定すること、計算されたSINRを用いてデュアルストリームCQI表からすべてのストリームのTBSを決定すること、シングルストリームのTBSとデュアルストリームのTBSを比較して、シングルストリームまたはデュアルストリームを選択するかどうかを判定すること、1つまたは複数のストリームのPCIおよびCQIを決定すること、を含む。

Description

[関連出願の相互参照]
本出願は2009年8月25日に出願されたオーストラリの仮特許出願番号第2009904046号に基づいており、該特許からその優先権の利益を主張し、その開示内容は全体として参照によりここに組み込まれている。
本発明は無線通信システムに関し、より詳細には、符号分割多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access)システム、特に多入力多出力(MIMO:Multiple Input Multiple Output)CDMAシステムにおけるプリコーディング制御インジケータ(PCI:Precoding Control Indicator)およびチャネル品質インジケータ(CQI:Channel Quality Indicator)推定の方法に関する。
MIMO CDMAシステムでは、PCIおよびCQIといったパラメータはシステムのスループットに影響を与えるので、該PCIおよびCQIを推定することが望ましい。
したがって、SINR、PCI、およびCQIを推定する簡単で有効な方法を提供することが望ましい。すべての伝送モード(例えばMIMO、SISOなど)に使用することができるSINR計算方法を提供することはさらに望ましい。
なお、先行技術として与えられるあらゆる事項に対するここでの言及は、本明細書の一部を構成する特許請求の範囲の優先日の時点で、この事はオーストラリアまたは他の国々で既に知られていた、またはそれが含んでいる情報は共通の一般知識の一部であったということの承認として解釈されるべきでないことが理解されよう。
この点を考慮して、本発明の1つの態様は、各々が複数のシンボルを含んだ1つまたは2つ以上のデータストリームのPCIおよびCQIを推定する方法を提供し、該方法は、
(a)1つまたは2つ以上のアンテナから複数のシンボルを受け取ること、
(b)測定期間にわたる複数のシンボルの平均チャネル推定値を計算すること、
(c)平均化されたチャネル推定値からチャネルマトリックスを形成すること、
(d)チャネルマトリックスに基づいて各PCIの閉ループモードと開ループモードとの間の電力比を計算すること、
(e)1つまたは2つ以上の送信アンテナに対応する1つまたは2つ以上の受信信号コード電力(RSCP:Received Signal Code Power)値および1つまたは2つ以上の干渉信号コード電力(ISCP:Interference Signal Code Power)値を計算すること、
(f)1つまたは2つ以上のアンテナのRSCP値およびISCP値の両方を平均化し、平均化されたRSCP値および平均化されたISCP値を提供すること、
(g)平均化されたRSCPおよびISCPから開ループSINRを計算すること、
(h)電力比と開ループSINRとから各PCIの1つまたは2つ以上のストリームのSINRを計算すること、
(i)計算されたSINRを用いてシングルストリームCQI表からシングルストリームのトランスポートブロックサイズ(TBS:Transport Block Size)を決定すること、
(j)計算されたSINRを用いてデュアルストリームCQI表からすべてのストリームのTBSを決定すること、
(k)シングルストリームのTBSとデュアルストリームの総TBSを比較して、PCIがシングルストリームなのかまたはデュアルストリームなのかを判定すること、
(l)複数のストリームのPCIおよびCQIを決定すること、
を含む。
好都合に、SINR推定の簡単で有効な方法は、閉ループと開ループとの間の電力比の推定に基づいて提供される。さらなる利点は、SINR計算はすべての伝送モードに使用することができる。
PCIは重みw2(k)のインデックスkであり、3GPP標準は重みw1、w2(k)、w3、w4(k)を次式のように定義している。
Figure 2013503503
好ましくは、1つまたは2つ以上の送信アンテナに対応する3つのRSCP値および3つのISCP値が生成される。
好ましくは、ステップ(b)で、測定期間は、N=20+2Aとなるような、2つのスロットの10個のシンボルと該スロットの両端の他のスロットのA個のシンボルとを含んだN個のシンボルの期間で決定される。
好ましくは、ステップ(b)で、平均チャネル推定値を計算することは次式で求められる。
Figure 2013503503
ここで、
Figure 2013503503
は、l番目の経路のa番目の受信アンテナ、b番目の送信アンテナのi番目のチャネル推定値であり、Mは測定期間のシンボル数である。
好ましくは、ステップ(c)で、チャネルマトリックスは次式で与えられる。
Figure 2013503503
好ましくは、ステップ(d)で、電力比は次式で計算される。
Figure 2013503503
好ましくは、ステップ(h)で、各PCIの1つまたは2つ以上のストリームに対するSINRは次式で計算される。
Figure 2013503503
好ましくは、ステップ(i)で、TBSは次式で求められる。
Figure 2013503503
好ましくは、ステップ(j)で、TBSは次式で求められる。
Figure 2013503503
好ましくは、ステップ(k)で、PCIがシングルストリームかデュアルストリームかは次式で判定される。
Figure 2013503503
の場合、デュアルストリーム。
Figure 2013503503
の場合、シングルストリーム。
好ましくは、ステップ(l)で、PCIがシングルストリームと判定された場合、
Figure 2013503503
となる。
あるいは、ステップ(l)で、PCIがデュアルストリームと判定された場合、
Figure 2013503503
となる。
好ましくは、3つのRSCP値が次式で計算される。
Figure 2013503503
ここで、fb(m,n)は、b番目の送信アンテナのn番目のスロットのm番目のシンボルを表し、pb(m,n)は、fb(m,n)のパターンを表し、
b=1,2、
λはRSCPb(1)およびRSCPb(3)の計算に使用されるシンボル数であり、
θはRSCPb(2)の計算に使用されるシンボル数であり、
Figure 2013503503
pb(m,n)は、送信機の元のCPICHであり、fb(m,n)は、受信機で受け取られるCPICHである。
好ましくは、3つのISCP値が次式で計算される。
Figure 2013503503
ここで、fb(m,n)は、b番目の送信アンテナのn番目のスロットのm番目のシンボルを表し、pb(m,n)は、fb(m,n)のパターンを表し、
b=l,2、
λはRSCPb(1)およびRSCPb(3)の計算に使用されるシンボル数であり、
θはRSCPb(2)の計算に使用されるシンボル数であり、
Figure 2013503503
好ましくは、測定期間は、(n−1)番目のスロットの最後のA個のシンボルと、n番目のスロットと、(n+1)番目のスロットと、(n+2)番目のスロットの最初のA個のシンボルとから成る。
好ましくは、A=5である。
好ましくは、ステップ(f)で、RSCPおよびISCPの値は次式で平均化される。
Figure 2013503503
ここで、gRSCP(k)およびgISCP(k)は重み付け係数である。
好ましくは、重み付け係数は次式で与えられる。
Figure 2013503503
代替の方法において、測定期間がスロット番号n=0から始まる場合、RSCPおよびISCPは、式、
Figure 2013503503
で求められる。
好ましくは、ステップ(h)で、SINRは、式、
Figure 2013503503
で計算される。
あるいは、ステップ(h)で、SINRは、式、
Figure 2013503503
で計算され、
ここで、RSCPcurrentおよびRSCPpreviousは、それぞれ当測定期間中および前測定期間中に計算されたRSCPを表し、ISCPcurrentおよびISCPpreviousは、それぞれ当測定期間中および前測定期間中に計算されたISCPを表す。
以下の説明は、本発明の種々の特徴およびステップについてより詳細に言及している。本発明についての理解を容易にするために、本発明が好ましい実施形態で例証される添付の図面ついて本明細書で説明する。しかしながら、本発明が図面に例証しているような好ましい実施形態に限定されないことは当然理解されるであろう。
本発明の方法のフローチャートである。 測定期間のタイミングの概略図である。 測定期間の概略図である。
ここで図1を参照して、1つまたは2つ以上のデータストリームのPCIおよびCQIを推定する方法が示されている。該方法は、閉ループと開ループとの間の信号電力の比の推定に基づいている。方法100は、チャネル推定値の入力を得てステップ105〜115で電力比を計算し、非拡散共通パイロットチャネル(de−spreaded CPICH:de−spreaded Common Pilot Channel)の入力を得て、ステップ130からステップ140に示すように開ループSINRを計算する。1つの例として、測定期間が、0,...,99のインデックスを付けられたL=100個のシンボルの場合、95、96、97、98、99とインデックスを付けられた最後のM=5個のシンボルが用いられてもよい。測定期間に関してより詳細に以下に説明する。
次に、制御は、チャネルマトリックスがステップ105の平均チャネル推定値から形成されるステップ110に移る。測定期間の最後のM個のシンボルのチャネル推定値の平均は次式で計算される。
Figure 2013503503
ここで、
Figure 2013503503
は、l番目の経路のa番目の受信アンテナ、b番目の送信アンテナのi番目のチャネル推定値である。チャネルマトリックスは次式で与えられる。
Figure 2013503503
いったんチャネルマトリックスが決定されると、制御は、各PCIに対して(すなわち各w2(k)に対して)、閉ループモードと開ループモードとの間の電力比が次式に従って計算されるステップ115に移る。
Figure 2013503503
ステップ120は、ステップ115で計算された電力比とステップ140で計算された開ループSINRとから、各PCIの1つのストリーム当たりのSINRを次式に従って計算する。
Figure 2013503503
ステップ130で、1つまたは2つ以上の送信アンテナに対応する1つまたは2つ以上の受信信号コード電力(RSCP:Received Signal Code Power)値および1つまたは2つ以上の干渉信号コード電力(ISCP:Interference Signal Code Power)値が計算される。好ましくは、3つのRSCPおよび3つのISCPが各送信アンテナに対して生成される。実際には、3つのRSCPおよび3つのISCPが好結果を提供することは分かっているが、3つ以上または以下のRSCP、およびISCPを使用することができる。
各送信機に対する3つのRSCP値および3つのISCP値が次式で求められる。
Figure 2013503503
ここで、fb(m,n)は、b番目のTX(CPICHデスプレッダーの出力)のn番目のスロットのm番目のCPICHシンボルを表し、pb(m,n)は、fb(m,n)のパターンを表し、pb(m,n)は、送信機の元のCPICHであり、fb(m,n)は、受信機で受け取られるCPICHである。
測定期間は、(n−1)番目のスロットの最後のA個のシンボルと、n番目のスロットと、(n+1)番目のスロットと、(n+2)番目のスロットの最初のA個のシンボルとから成るという推定を行い、ここで、λはRSCPb(1)およびRSCPb(3)の計算に使用されるCPICHシンボル数であり、θはRSCPb(2)の計算に使用されるCPICHシンボル数であり、
Figure 2013503503
好ましくは、簡単化のために、経験的にA=5が好結果を提供することが分かっているので、該値が推奨される。
ステップ120での他の選択肢では、測定期間がスロット番号n=0から始まる場合、RSCPおよびISCPは次式で求められる。
Figure 2013503503
次に、制御は、1つまたは2つ以上のアンテナのRSCP値およびISCP値の両方が平均化され、平均化されたRSCP値および平均化されたISCP値を提供するステップ135に移る。平均化は次式で求められる。
Figure 2013503503
ここで、gRSCP(k)およびgISCP(k)は重み付け係数である。好ましくは、重み付け係数の値は次式のとおりである。
Figure 2013503503
上記の重み付け係数は最後に計算されたRSCP値を使用したい要望に基づいて選択されたので、[0,0,1/2]が使用される。1/2という値は2つのアンテナのRSCPの和から導き出される、したがってそれを平均化することはこの値を2で割る必要がある。さらに、該重み付け係数は計算されたISCPをすべて使用したい要望に基づいて選択されたので、[1/6,1/6,1/6]が使用される。1/6の値は、2つのアンテナと3つのスロット(k=1,2,3)のISCPの和から来る、すなわち該和は6つの値の総和である。したがって、平均化するには、この値を6で割る必要がある。
次に、制御は、開ループSINRがステップ135で決定された平均化されたRSCPおよびISCPから計算される、ステップ140に移る。SINRは次式で計算される。
Figure 2013503503
あるいは、SINRは次式で計算されてもよい。
Figure 2013503503
ここで、RSCPcurrentおよびRSCPpreviousは、それぞれ当測定期間中および前測定期間中に計算されたRSCPを表し、ISCPcurrentおよびISCPpreviousは、それぞれ当測定期間中および前測定期間中に計算されたISCPを表す。好都合に、チャネルが速く変化しない場合、第2の方法が計算結果を改善する可能性がある。
次に、制御は、ステップ115で決定されたような電力比とステップ140で決定されたような開ループSINRとを必要とするステップ120に移る。ステップ120で、SINRは、電力比と開ループSINR(SINRx(k)、SINRy(k))とから各PCIの各ストリームに対して計算される。これは次式で求められる。
Figure 2013503503
次に、制御は、ステップ120で決定されたような計算されたSINRを用いて、シングルストリームCQI表を介して閉ループモードの転送ブロックサイズ(TBS:Transport Block Size)がシングルストリームに対して決定される、ステップ125に移る。TBSx(k)はシングルストリームマッピングスキームのCQI表から見つかり、次式が得られる。
Figure 2013503503
さらに、ステップ120から、制御は、ステップ120で決定されたような計算されたSINRを用いて、デュアルストリームCQI表から各ストリームに対する閉ループモードの転送ブロックサイズ(TBS:Transport Block Size)が計算される、ステップ145にも移る。TBSx(k)およびTBSy(k)はデュアルストリームマッピングスキームのCQI表から見つかり、次式が得られる。
Figure 2013503503
次に、ステップ125およびステップ145の出力は、シングルストリームのTBS(ステップ125)とデュアルストリームの総TBS(ステップ145)との比較が行われて、シングルストリームまたはデュアルストリームが選択されるのを判定するステップ150に入力される。特に、これは次式で判定される。
TBSx(kxy,max)+TBSy(kxy,max)>TBSx(kx,max)の場合、デュアルストリーム。
TBSx(kxy,max)+TBSy(kxy,max)≤TBSx(kx,max)の場合、シングルストリーム。
このステップ150のイベントで、PCIがシングルストリームであると判定された場合、ステップ155で次式が得られる。
Figure 2013503503
あるいは、ステップ150で、PCIがデュアルストリームであると分かった場合、ステップ155での出力は次式のようになる。
Figure 2013503503
最後に、ステップ155で、方法は、ストリームの数、各ストリームに対して推定されたCQI、およびPCIを出力する。好都合に、閉ループPCIおよびCQI計算を決定する方法が数学的に導き出される。さらに、開ループSINR計算の方法はすべての伝送モードに使用することができる。
図2は、本発明の方法のダイアグラム100に詳述しているような測定期間に関連した測定タイミング、特に、測定期間とCQI参照期間とCQI期間との間のタイミング調整をより詳細に示している。
図2は、共通パイロットチャネル(CPICH:common pilot channel)と、高速物理ダウンリンク共有チャネル(HS−PDSCH:high speed physical downlink shared channel)と、高速物理ダウンリンク共有チャネルアップリンク(HS−PDSCH(アップリンク))とを含んだタイミング図200を示している。CPICH、HS−PDSCH、およびHSDPCCH(アップリンク)の各々は、いくつかの測定期間205、210、215、および220を含む。参照しやすいように、測定期間220のみを詳細に説明する。CPICHの測定期間220は、測定期間220の終わりとアップリンクCQI送信スロット(HSDPCCHアップリンク)との間の差であるオフセットtを持っている。測定期間220は、N=20+2Aとなるように、中央の2つのスロットの10個のシンボルと2つの端部の他のスロットのA個のシンボルとを含んだN個のシンボルを含む。
基地局がパケット番号4にCQI値を適用するために、CQIはCQI4期間230中にアップリンクを通して送られる必要がある。この期間中に送るために、CQI値はCQI参照期間225の間に計算される必要がある。その結果、CQI計算は、測定期間4(220)中に測定されたSINRを使用する必要がある。
図3は、本発明の方法のステップ135で使用される32個のシンボルの測定期間を含んだもう1つのタイミング図を示している。特に、図3は、測定期間中の受信信号がRSCPおよびISCPの計算においてどのように使用されるかを示している。測定期間は32個のシンボルから成る。該測定期間は、スロットn−1の中間から始まり、スロットn+2の中間で終わる。該シンボルは3つの重複したグループに分割される。最初のグループと最後のグループは同じ数のシンボルを有する。第2のグループは異なる数のシンボルを有していてもよい。
方法100は、1つまたは2つ以上の送信アンテナから複数のシンボルを受け取るシステムで、例えばCDMAベースのシステム100で行われる。
本発明の典型的な実施形態を説明のために開示したが、当業者には本発明の範囲から逸脱することなく種々の修正、追加、および置換が可能であることが理解されよう。したがって、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。
100 CDMAベースのシステム

Claims (21)

  1. 各々が複数のシンボルを含んだ1つまたは2つ以上のデータストリームのPCIおよびCQIを推定する方法であって、
    (a)1つまたは2つ以上の送信アンテナから複数のシンボルを受け取ること、
    (b)測定期間にわたる前記複数のシンボルの平均チャネル推定値を計算すること、
    (c)前記平均化されたチャネル推定値からチャネルマトリックスを形成すること、
    (d)前記チャネルマトリックスに基づいて各PCIの閉ループモードと開ループモードとの間の電力比を計算すること、
    (e)前記1つまたは2つ以上の送信アンテナに対応する1つまたは2つ以上の受信信号コード電力(RSCP:Received Signal Code Power)値および1つまたは2つ以上の干渉信号コード電力(ISCP:Interference Signal Code Power)値を計算すること、
    (f)前記1つまたは2つ以上のアンテナの前記RSCP値およびISCP値の両方を平均化し、平均化されたRSCP値および平均化されたISCP値を提供すること、
    (g)前記平均化されたRSCPおよびISCPから開ループSINRを計算すること、
    (h)前記電力比と前記開ループSINRとから各PCIの1つまたは2つ以上のストリームのSINRを計算すること、
    (i)前記計算されたSINRを用いてシングルストリームCQI表からシングルストリームのトランスポートブロックサイズ(TBS:Transport Block Size)を決定すること、
    (j)前記計算されたSINRを用いてデュアルストリームCQI表からすべてのストリームのTBSを決定すること、
    (k)前記シングルストリームのTBSと前記デュアルストリームの総TBSを比較して、シングルストリームまたはデュアルストリームが選択されるべきかどうかを判定すること、
    (l)前記1つまたは複数のストリームのPCIおよびCQIを決定すること、
    を含む方法。
  2. 前記1つまたは2つ以上の送信アンテナに対応する3つのRSCP値および3つのISCP値が生成される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記平均チャネル推定値の計算で、前記測定期間は、N=20+2Aとなるような、2つのスロットの10個のシンボルと該スロットの両端の他のスロットのA個のシンボルとを含んだN個のシンボルの期間で決定される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記平均チャネル推定値の計算で、該平均チャネル推定値の計算は次式で求められ、
    Figure 2013503503
    ここで、
    Figure 2013503503
    は、l番目の経路のa番目の受信アンテナ、b番目の送信アンテナのi番目のチャネル推定値であり、Mは測定期間のシンボル数である、請求項1に記載の方法。
  5. 前記チャネルマトリックスの形成で、該チャネルマトリックスは次式で形成される、
    Figure 2013503503
    請求項1に記載の方法。
  6. 前記電力比の計算で、該電力比は次式で計算される、
    Figure 2013503503
    請求項1に記載の方法。
  7. 前記SINRの計算で、各PCIの前記1つまたは2つ以上のストリームに対するSINRは次式で計算される、
    Figure 2013503503
    請求項1に記載の方法。
  8. 前記シングルストリームのTBSの決定で、該TBSは、式、
    Figure 2013503503
    で決定される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記すべてのストリームのTBSの決定で、該TBSは、式、
    Figure 2013503503
    で決定される、請求項1に記載の方法。
  10. 前記TBSの比較で、シングルストリームかデュアルストリームかは次式で判定される、
    TBSx(kxy,max)+TBSy(kxy,max)>TBSx(kx,max)の場合、デュアルストリーム
    TBSx(kxy,max)+TBSy(kxy,max)TBSx(kx,max)の場合、シングルストリーム、
    請求項1に記載の方法。
  11. 前記PCIおよびCQIの決定で、シングルストリームと判定された場合、PCI=kx,max、およびCQI=TBSx(kx,max)に対応するCQIとなる、請求項1に記載の方法。
  12. 前記PCIおよびCQIの決定で、デュアルストリームと判定された場合、
    PCI=kxy,max
    CQI−x=TBSx(kxy,max)に対応するCQI
    CQI−y=TBSy(kxy,max)に対応するCQI
    となる、請求項1に記載の方法。
  13. 前記3つのRSCP値が次式で計算され、
    Figure 2013503503
    ここで、
    fb(m,n)は、b番目の送信アンテナのn番目のスロットのm番目のシンボルを表し、
    pb(m,n)は、fb(m,n)のパターンを表し、
    b=1,2、
    λはRSCPb(1)およびRSCPb(3)の計算に使用されるシンボル数であり、
    θはRSCPb(2)の計算に使用されるシンボル数であり、
    Figure 2013503503
    請求項2に記載の方法。
  14. 前記3つのISCP値は次式で計算され、
    Figure 2013503503
    ここで、
    fb(m,n)は、b番目の送信アンテナのn番目のスロットのm番目のシンボルを表し、
    pb(m,n)は、fb(m,n)のパターンを表し、
    b=1,2、
    λはRSCPb(1)およびRSCPb(3)の計算に使用されるシンボル数であり、
    θはRSCPb(2)の計算に使用されるシンボル数であり、
    Figure 2013503503
    請求項2に記載の方法。
  15. 前記測定期間は、(n−1)番目のスロットの最後のA個のシンボルと、n番目のスロットと、(n+1)番目のスロットと、(n+2)番目のスロットの最初のA個のシンボルとから成る、請求項12または13に記載の方法。
  16. A=5である請求項15に記載の方法。
  17. 前記平均化で、RSCPおよびISCPの値は次式で平均化され、
    Figure 2013503503

    ここで、gRSCP(k)およびgISCP(k)は重み付け係数である、
    請求項1に記載の方法。
  18. 前記重み付け係数は、
    gRSCP(k)=[0,0,1/2]
    gISCP(k)=[1/6,1/6,1/6]
    で与えられる、
    請求項16に記載の方法。
  19. 前記測定期間がスロット番号n=0で始まる場合、RSCPおよびISCPは、式、
    Figure 2013503503
    で求められる、請求項13または14に記載の方法。
  20. 前記開ループSINRの計算で、SINRは、式、
    Figure 2013503503
    で計算される、請求項1に記載の方法。
  21. 前記開ループSINRの計算で、SINRは、式、
    Figure 2013503503
    で計算され、ここで、RSCPcurrentおよびRSCPpreviousは、それぞれ当測定期間中および前測定期間中に計算されたRSCPを表し、ISCPcurrentおよびISCPpreviousは、それぞれ当測定期間中および前測定期間中に計算されたISCPを表す、請求項1に記載の方法。
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