JP4818271B2 - 無線通信端末装置及びcqi選択方法 - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信端末装置及びCQI(Channel Quality Indicator)選択方法に関する。
無線通信システムでは、高速パケット伝送の伝送方式として、伝搬環境の変動に応じて、変調方式や符号化率を適応的に変更するAMC(Adaptive Modulation and Coding)技術が適用されている。
ここでAMC技術について簡単に説明する。まず、通信端末装置(以下、「UE(User
Equipment)」という)において下り回線品質を随時測定し、測定結果(下り回線品質情報)を上り回線によって基地局装置(以下、「Node B」という)に送信する。Node Bでは、下り回線品質情報に基づいて、変調方式及び符号化率の組合せであるMCS(Modulation and Coding Scheme)を選択し、選択したMCSを用いて下りパケットを送信する。
このようなAMCを改善した技術が特許文献1に開示されている。特許文献1には、伝送方式(変調方式)を複数のグループに分け、選択された伝送方式がいずれのグループ情報に含まれるかを判断し、グループ情報が変更される場合にグループ情報を送信し、グループの中から伝送方式を特定する情報を定期的に送信する技術が開示されている。
また、AMCを改善した他の技術が特許文献2に開示されている。特許文献2には、下り回線品質情報をTTI(Transmission Time Interval)よりも長い周期(長周期)で報告させ、その報告に基づいて通信端末を予備選択し、予備選択した通信端末に対してさらに下り回線品質情報を短周期で報告させる技術が開示されている。
上述した特許文献1に開示の技術と特許文献2に開示の技術とを組み合わせた技術として、以下のような方法が考えられる。ここでは、UEからNode Bに送信する下り回線品質情報としてCQIを用いるものとする。
図1はCQIテーブルを示す図である。この図では、CQIを24レベルとし、この24レベルを4レベルごとに6つにグループ分けし、このグループを上位CQIの6レベルによって表し、各グループ内の4つのレベルを下位CQIの4レベルによって特定することを示している。例えば、CQIがレベル7の場合、上位CQIはレベル2となり、下位CQIはレベル3となる。このとき、対応する変調方式はQPSK(繰り返し数4)、符号化率R=7/16、情報ビット数700となる。
ちなみに、情報ビット数とは、符号化前の実際に送信されるデータのビット数を示しており、例えば、CQIがレベル1とレベル2とでは、符号化後のビット数は800ビットで同じであるが、符号化前のビット数はそれぞれ100ビットと200ビットで異なっている。さらに、ここでは、上位CQIを長周期で通知し、下位CQIを短周期で通知するものとする。
次に、図1に示したCQIテーブルを用いてCQIをNode Bに報告する場合について図2A及び図2Bを用いて説明する。図2Aでは、UEでの受信SIR(Signal to Interference Ratio)の時間変化を表しており、縦軸がSIRを、横軸が時刻をそれぞれ表している。時刻t0では、SIRが5.5dBであり、CQIはレベル6となり、上位
CQI=2、下位CQI=2がそれぞれ報告される。また、時刻t1では、SIRが4.5dBであり、CQIはレベル5となり、下位CQI=1が報告される。
特開2002−261851号公報 特開2002−320262号公報
しかしながら、図2Aにおいて、さらに、時刻t2では、SIRが3dBであり、CQIはレベル4となり、上位CQI=1、下位CQI=4となるが、上位CQIの報告周期ではないことから、下位CQI=4のみが報告されるため、Node Bでは、上位CQI=2、下位CQI=4となり、CQIがレベル8として認識されるため、図2Bに示すように、UEとNode BとでCQIの誤認識が発生する。すなわち、長周期期間内において、上位CQIレベルを超えるSIRの変動があった場合でも、上位CQIを変更することができないという問題がある。
本発明の目的は、CQIをレベル毎にグループ分けし、グループを示す上位CQIを長周期で報告し、グループ内のCQIを特定する下位CQIを短周期で報告する際、CQIを正確に選択する無線通信端末装置及びCQI選択方法を提供することである。
本発明の無線通信端末装置は、レベル毎にグループ分けされたCQIのグループを示す上位CQIと、前記上位CQIが示すグループ内のCQIを特定すると共に、前記上位CQIが示すグループに隣接するグループ内のCQIの一部を特定する下位CQIとが設定されたCQI情報を記憶する記憶手段と、前記CQI情報に基づいて、第1周期で上位CQI信号を生成し、前記第1周期より短い第2周期で下位CQI信号を生成するCQI信号生成手段と、生成された前記上位CQI信号及び前記下位CQI信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、CQIをレベル毎にグループ分けし、グループを示す上位CQIを長周期で報告し、グループ内のCQIを特定する下位CQIを短周期で報告する際、CQIを正確に選択することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の実施の形態では、CQIをレベル毎にグループ分けし、グループを示す上位CQIを通信端末装置(以下、「UE」という)が長周期で基地局装置(以下、「Node B」とい
う)に報告し、グループ内のCQIを特定する下位CQIをUEが短周期でNode Bに報告することを前提に説明する。ただし、短周期及び長周期とは、例えば、送信データを割り当てる時間単位であるTTI(Transmission Time Interval)に対してそれぞれ短い周期及び長い周期とする。
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1に係るNode B100の構成を示すブロック図である。この図において、上位CQI信号復号部101は、UEによって送信され、アンテナにおいて受信された信号から全てのサブバンドの上位CQI信号を復号し、復号した上位CQIをサブバンドスケジューリング部102に出力する。
サブバンドスケジューリング部102は、上位CQI信号復号部101から出力された全てのサブバンドの上位CQIに基づいて、サブバンド毎に割り当てるUEを決定し、決定したUE及びこのUEに割り当てるサブバンドの番号(以下、これらを総称して「スケジューリング情報」という)を上位MCS決定部104、上位MCS割当信号生成部108及びデータ信号生成部110にそれぞれ出力する。
CQIテーブル記憶部103には、CQIがレベル毎にグループ分けされ、グループを示す上位CQIと、グループに関連するCQIを特定する下位CQIとが対応付けられている。また、上位CQIには上位MCSが、下位CQIには下位MCSがそれぞれ対応付けられている。さらに、下位CQIに対応付けられたSIRは、下位CQIに対応する上位CQIの隣接するレベルのSIRにオーバーラップするように設定されている。なお、CQIテーブルの詳細については後述する。
上位MCS決定部104は、サブバンドスケジューリング部102から出力されたスケジューリング情報からサブバンドに割り当てられるUEを認識し、このUEの上位CQIに対応する上位MCSをCQIテーブル記憶部103から検索し、検索した上位MCSをUEに割り当てることを決定する。決定された上位MCSはMCS決定部107及び上位MCS割当信号生成部108に出力される。
下位CQI信号復号部105は、UEによって送信され、アンテナにおいて受信された信号から下位CQI信号を復号し、復号した下位CQIを下位MCS決定部106に出力する。
下位MCS決定部106は、下位CQI信号復号部105から出力された下位CQIに対応する下位MCSをCQIテーブル記憶部103から検索し、検索した下位MCSをUEに割り当てることを決定する。決定された下位MCSはMCS決定部107及び下位MCS割当信号生成部109に出力される。
MCS決定部107は、上位MCS決定部104から出力された上位MCSと、下位MCS決定部106から出力された下位MCSとを用いてMCSを決定し、決定したMCSをデータ信号生成部110に出力する。
上位MCS割当信号生成部108は、サブバンドスケジューリング部102から出力されたスケジューリング情報と、上位MCS決定部104から出力された上位MCSとに基づいて、サブバンドを割り当てるUE ID、UEに割り当てるサブバンド番号及び上位MCSを含む上位MCS割当信号を生成し、生成した上位MCS割当信号を多重化部112に出力する。
下位MCS割当信号生成部109は、下位MCS決定部106から出力されたMCSに
基づいて、下位MCS割当信号を生成し、生成した下位MCS割当信号を多重化部112に出力する。
データ信号生成部110は、サブバンドスケジューリング部102から出力されたスケジューリング情報に基づいて、サブバンドが割り当てられたUEに送信するデータに、MCS決定部107から出力されたMCSを用いて変調及び符号化を施し、変調及び符号化を施したデータ信号を多重化部112に出力する。
パイロット信号生成部111は、パイロット信号を生成し、生成したパイロット信号を多重化部112に出力する。
多重化部112は、上位MCS割当信号、下位MCS割当信号、データ信号及びパイロット信号を多重し、多重信号をIFFT部113に出力し、IFFT部113は、多重信号に逆高速フーリエ変換を施すことにより、周波数領域の信号から時間領域の信号に変換する。すなわち、多重信号を複数の直交するサブバンドに周波数多重する。周波数多重された多重信号はGI挿入部114に出力される。
GI挿入部114は、IFFT部113から出力された信号にガードインターバル(GI: Guard Interval)を挿入し、GIを挿入した信号をアンテナを介してUEに送信する。
ここで、CQIテーブル記憶部103が備えるCQIテーブルについて図4を用いて説明する。図4に示すように、CQIテーブルは、CQIを24レベルとし、この24レベルを4レベルごとに6つにグループ分けし、このグループを上位CQのI6レベルによって表し、各グループ内の4つのレベルを下位CQIの4レベルによって特定することを示している。
また、このCQIテーブルでは、UEにおける受信SIRが0〜4dBに上位CQIのレベル1が対応し、4〜8dBに上位CQIのレベル2が対応し、SIRが4dB毎に24dBまで順に上位CQIに対応している。一方、上位CQIのレベル1に対応する下位CQIのレベル1〜4にSIR−1〜5dBが対応し、上位CQIのレベル2に対応する下位CQIのレベル1〜4にSIR2〜9dBが対応するというように、下位CQIに対応付けられたSIRは、下位CQIに対応する上位CQIの隣接するレベルのSIRにオーバーラップするように設定されている。
また、上位CQIは上位MCSとして変調方式に対応し、下位CQIは下位MCSとして符号化率及び情報ビット数に対応している。例えば、上位CQIのレベル1が上位MCSレベル1(QPSK(繰り返し数8))に対応し、下位CQIのレベル1が下位MCSのレベル1、符号化率R=1/4に対応する。ただし、情報ビット数は、上位MCS及び下位MCSによって特定される。
図5は、本発明の実施の形態1に係るUE200の構成を示すブロック図である。この図において、GI除去部201は、アンテナにおいて受信された信号からGIを除去し、GIを除去した信号をFFT部202に出力する。FFT部202は、GI除去部201から出力された信号に高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)を施すことにより、時間領域の信号から周波数領域の信号に変換し、FFT後の信号を分離部203に出力する。
分離部203は、FFT部202から出力された信号を上位MCS割当信号、下位MCS割当信号、データ信号及びパイロット信号に分離し、上位MCS割当信号を上位MCS割当信号復号部204に、下位MCS割当信号を下位MCS割当信号復号部205に、デ
ータ信号をデータ信号復号部206に、パイロット信号をパイロット信号復号部207にそれぞれ出力する。
上位MCS割当信号復号部204は、分離部203から出力された上位MCS割当信号を復号し、復号結果に基づいて、自装置がNode Bによってサブバンドに割り当てられたか否かを判定する。この判定結果は下位MCS割当信号復号部205に出力される。
下位MCS割当信号復号部205は、上位MCS割当信号復号部204からの判定結果が自装置にサブバンドが割り当てられていることを示す場合に限り、分離部203から出力された下位MCS割当信号を復号する。復号された下位MCS割当信号はデータ信号復号部206に出力される。
データ信号復号部206は、下位MCS割当信号復号部205から出力された下位MCS割当信号に基づいて、分離部203から出力されたデータ信号を復号する。
パイロット信号復号部207は、分離部203から出力されたパイロット信号を復号し、上位MCS割当信号復号部204からの判定結果が自装置にサブバンドが割り当てられていることを示す場合、復号したパイロット信号を上位CQI信号生成部209及び下位CQI信号生成部210に出力し、上位MCS割当信号復号部204からの判定結果が自装置にサブバンドが割り当てられていないことを示す場合、復号したパイロット信号を上位CQI信号生成部209にのみ出力する。
CQIテーブル記憶部208には、Node B100のCQIテーブル記憶部103に記憶されたCQIテーブルと同様のCQIテーブルが記憶されている。
上位CQI信号生成部209は、パイロット信号復号部207から出力されたパイロット信号に基づいて、受信SIRを測定し、受信SIRに対応する上位CQIをCQIテーブル208から検索し、上位CQI信号を生成し、Node B100に送信する。
下位CQI信号生成部210は、パイロット信号復号部207から出力されたパイロット信号に基づいて、受信SIRを測定し、受信SIRに対応する下位CQIをCQIテーブル記憶部208から検索し、下位CQI信号を生成し、Node B100に送信する。
次に、上述したNode B100とUE200との通信手順について図6を用いて説明する。図6において、ステップ(以下、「ST」と省略する)401では、UE200からNode B100に全てのサブバンド毎の受信SIRに応じた上位CQI信号を送信し、ST402では、Node B100が上位CQI信号に基づいて、UEに割り当てるサブバンドと上位MCSを決定する。
ST403では、Node B100からUE200に上位MCS割当信号を送信し、ST404では、UE200からNode B100に上位MCS割当信号によって割り当てられたサブバンドについてのみ下位CQI信号を送信する。
ST405では、ST402において決定された上位MCSと、ST404において送信された下位CQIとに基づいて、Node B100によって送信データとその符号化率が決定され、ST406では、Node B100からUE200に下位MCS割当信号が送信される。
ST407では、Node B100からUE200にデータが送信され、ST408
はST404と同様であり、ST408以降ではST404〜ST407までが2.5msec周期で3回繰り返される。また、ST409はST401と同様であり、ST401の処理が行われてから10msec後に行われる。
次に、図4に示したCQIテーブルを用いてCQIを選択する場合について図7A及び図7Bを用いて説明する。図7Aでは、UE200での受信SIRの時間変化を表しており、縦軸がSIRを、横軸が時刻をそれぞれ表している。時刻t0では、SIRが5.5dBであり、CQIはレベル6となり、上位CQI=2、下位CQI=2がそれぞれ報告される。また、時刻t1では、SIRが4.5dBであり、CQIはレベル5となり、下位CQI=1が報告される。さらに、時刻t2では、SIRが3dBであり、CQIはレベル5となり、上位CQI=2、下位CQI=1となり、長周期期間内においても、上位CQIレベルを超えるSIRの変動に上位CQIを変更することなく、下位CQIで追従することができるので、図7Bに示すように、UE200とNode B100との間でCQIの認識を一致させることができる。
このように実施の形態1によれば、CQIをレベル毎にグループ分けし、グループを示す上位CQIを長周期で報告し、グループ内のCQIを特定する下位CQIを短周期で報告するUEにおいて、下位CQIに対応付けられたSIRは、下位CQIに対応する上位CQIの隣接するレベルのSIRにオーバーラップするように設定されることにより、長周期期間内で上位CQIを変更することができない場合でも、上位CQIレベルを超えるSIRの変動に下位CQIの変更で追従することができるので、CQIを正確に選択することができ、UEとNode Bとの間でCQIの認識を一致させることができる。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るNode Bの構成は図3に示した構成と同様であり、また、本発明の実施の形態2に係るUEの構成は図5に示した構成と同様であることから、これらの詳細な説明は省略する。ただし、CQIテーブル記憶部103、208が備えるCQIテーブルは図4に示したものとは異なるので、このCQIテーブルについて図8及び図9を用いて説明する。
図8に示したCQIテーブルは、図1に示したCQIテーブルから図9に示すようにして作成される。具体的には、図1に示したCQIテーブルにおいて、例えば、上位CQIがレベル2であり、下位CQIがレベル1に対応するMCSレベルは、上位CQIがレベル1、下位CQIがレベル4に対応するように変更され、また、上位CQIがレベル2であり、下位CQIがレベル3に対応するMCSレベルは、上位CQIがレベル3、下位CQIがレベル1に対応するように変更される。このような変更が上位CQIの各レベルについて行われる。
このように、情報ビット数のステップ幅(量子化ステップサイズ)を小さくし、細かくすることにより、実施の形態1の図4に示したCQIテーブルに比べ、精度良くCQIを選択することができる。
このように実施の形態2によれば、CQIテーブルにおいて情報ビット数のステップ幅を小さくすることにより、精度良くCQIを選択することができる。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを
含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
本明細書は、2005年8月18日出願の特願2005−238020に基づくものである。この内容は全てここに含めておく。
本発明にかかる無線通信端末装置及びCQI選択方法は、CQIを正確に選択するという効果を有し、OFDM無線通信システムにおける通信端末装置等に適用できる。
CQIテーブルを示す図 上位CQI及び下位CQIの選択方法の説明に供する図 上位CQI及び下位CQIの選択方法の説明に供する図 本発明の実施の形態1に係るNode Bの構成を示すブロック図 図3に示したCQIテーブル記憶部が備えるCQIテーブルを示す図 本発明の実施の形態1に係るUEの構成を示すブロック図 図3に示したNode Bと図5に示したUEとの通信手順を示すシーケンス図 上位CQI及び下位CQIの選択方法の説明に供する図 上位CQI及び下位CQIの選択方法の説明に供する図 本発明の実施の形態2におけるCQIテーブルを示す図 図8に示したCQIテーブルの作成方法を示す図

Claims (5)

  1. レベル毎にグループ分けされたCQIのグループを示す上位CQIと、前記上位CQIが示すグループ内のCQIを特定すると共に、前記上位CQIが示すグループに隣接するグループ内のCQIの一部を特定する下位CQIとが設定されたCQI情報を記憶する記憶手段と、
    前記CQI情報に基づいて、第1周期で上位CQI信号を生成し、前記第1周期より短い第2周期で下位CQI信号を生成するCQI信号生成手段と、
    生成された前記上位CQI信号及び前記下位CQI信号を送信する送信手段と、
    を具備する無線通信端末装置。
  2. 前記記憶手段は、前記下位CQIに対応付けられたSIRが前記下位CQIに対応する上位CQIの隣接するレベルのSIRにオーバーラップするように設定されたCQI情報を記憶する請求項1に記載の無線通信端末装置。
  3. 前記記憶手段は、前記下位CQIに対応付けられた情報ビット数が前記下位CQIに対応する上位CQIの隣接するレベルの情報ビット数にオーバーラップするように設定されたCQI情報を記憶する請求項1に記載の無線通信端末装置。
  4. レベル毎にグループ分けされたCQIのグループを示す上位CQI信号と、前記上位CQI信号が示すグループ内のCQIを特定すると共に、前記上位CQI信号が示すグループに隣接するグループ内のCQIの一部を特定する下位CQI信号とを受信する受信手段と、
    受信された前記上位CQI信号に応じて、レベル毎にグループ分けされたMCSのグループを示す上位MCS信号を割り当てる上位MCS割当手段と、
    受信された前記下位CQI信号に応じて、前記上位MCS信号が示すグループ内のMCSを特定する、または前記上位MCS信号が示すグループに隣接するグループ内のMCSの一部を特定する下位MCS信号を割り当てる下位MCS割当手段と、
    割り当てられた上位MCS割当信号及び下位MCS割当信号を送信する送信手段と、
    を具備する無線通信基地局装置。
  5. レベル毎にグループ分けされたCQIのグループを示す上位CQIと、前記上位CQIが示すグループ内のCQIを特定すると共に、前記上位CQIが示すグループに隣接するグループ内のCQIの一部を特定する下位CQIとが設定されたCQI情報に基づいて、第1周期で上位CQIを選択し、前記第1周期より短い第2周期で下位CQIを選択するCQI選択方法。
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