JP5268826B2 - 信号品質推定装置、信号品質推定方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、信号品質推定装置、信号品質推定方法及びコンピュータプログラムに関する。

近年、各標準化団体（例えば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）、３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project 2）、ＩＥＥＥ８０２．１６標準化団体など）で新しい無線通信システムの標準規格が検討されている。例えば、第３世代（３Ｇ）セルラシステムの後継システムとして、ＬＴＥ（Long Term Evolution：正式名称は「Evolved Universal Terrestrial Radio Access（Ｅ−ＵＴＲＡ）」である。非特許文献１、２参照）やＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）といった、次世代のセルラシステム（３．９Ｇセルラシステムとも呼ばれる）が検討されている。さらには、３．９Ｇセルラシステムの進化系である、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステム（４Ｇセルラシステムとも呼ばれる）が検討されている。

それらの検討されている無線通信システムの中には、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）方式を採用するものがある。例えば、ＬＴＥ、ＵＭＢ、ＷｉＭＡＸ、さらには現在、４Ｇセルラシステム向けに検討されている、ＬＴＥ−ＡｄｖａｎｃｅｄやＩＥＥＥ８０２．１６ｍなどである。

ＯＦＤＭＡ方式を使用する無線通信システム（以下、ＯＦＤＭＡシステムと称する）では、利用可能な周波数帯域（以下、システム帯域と称する）内の複数のサブキャリアを無線端末に割り当てることができる。また、その割当内容は時間とともに変更することができる。したがって、一般的に、ＯＦＤＭＡシステムでは、周波数成分と時間成分から成る二次元的な無線リソースを用いて、柔軟に、無線リソースの割当を行うことができる。

その無線リソース割当では、適応変調符号化（Adaptive Modulation and Coding：ＡＭＣ）において、信号品質に適した変調方式と符号化率が選択される。信号品質には、例えばＳＩＮＲ（Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio）が利用される。ＡＭＣが適切に動作することでスループットの最大化が図られるので、ＡＭＣは無線システムの周波数利用効率を左右する重要な機能の一つである。

ＡＭＣで利用される信号品質の推定方法は、無線通信システムの種類によって異なるが、ＬＴＥに準拠したＯＦＤＭＡシステム（以下、ＬＴＥシステムと称する）では、下りリンク（基地局から端末へ向かう方向のリンク）の信号品質の推定においても、上りリンク（端末から基地局へ向かう方向のリンク）の信号品質の推定においても、リファレンス信号（参照信号）を用いる方法が一般的である。ＬＴＥシステムの場合、下りリンクのリファレンス信号は、セル固有リファレンス信号（Cell Specific Reference Signal）である（例えば非特許文献１参照）。

一方、上りリンクのリファレンス信号は、データ復調用リファレンス信号（DeModulation Reference Signal：ＤＭ−ＲＳ）及びサウンディング・リファレンス信号（Sounding Reference Signal：ＳＲＳ）である（例えば非特許文献１参照）。上りリンクでは、無線端末から送信されたリファレンス信号を基地局で受信し、この受信信号に基づいて信号品質を推定することが可能である。

3GPP TS 36.211，"Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)" 3GPP TS 36.213，"Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures (Release 8)" 桂川浩、"LTEの上り参照信号"、2008年電子情報通信学会ソサイエティ大会、BS-4-6、2008年9月

上述したようにＬＴＥシステムの上りリンクでは、リファレンス信号としてＤＭ−ＲＳ及びＳＲＳがあり、これらリファレンス信号が基地局で受信された受信リファレンス信号に基づいて信号品質を推定することができる。しかしながら、無線端末が移動することによって電波伝搬路の状態が変化する場合、電波伝搬路状態の変化を考慮せずに受信リファレンス信号に基づいて信号品質を推定すると、信号品質推定結果が電波伝搬路状態の変化に追随できない恐れがある。又、無線端末が移動することによって生じる電波伝搬路状態の変化の頻度や大小によって、信号品質推定精度に大きなバラツキが生じる恐れがある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、無線端末が移動することによって生じる電波伝搬路状態の変化を考慮して、受信参照信号に基づいた信号品質推定を行うことのできる信号品質推定装置、信号品質推定方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る信号品質推定装置は、無線端末から基地局への上りリンクの信号品質を推定する信号品質推定装置において、上りリンクの周波数帯域の区分毎に前記無線端末から送信される参照信号を前記基地局で受信した受信参照信号に基づいて、前記無線端末に係る上りリンクの周波数特性を周波数帯域区分毎に推定する周波数特性推定部と、前記無線端末のコヒーレンス時間と前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻とに基づいて、前記受信参照信号の使用を周波数帯域区分毎に判定する判定部と、前記基地局で受信する前記無線端末からの受信信号の平均レベルを推定する受信信号平均レベル推定部と、使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対しては該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性と前記受信信号平均レベルとに基づいて受信信号レベルを推定し、使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対しては前記周波数特性を使用しないで前記受信信号平均レベルに基づいて受信信号レベルを推定する受信信号レベル推定部と、前記受信信号レベルに基づいて前記信号品質を算出する信号品質算出部と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置において、前記受信信号レベル推定部は、使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対して、該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性の瞬時値を前記受信信号平均レベルに加算して受信信号レベルを算出することを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置において、前記受信信号レベル推定部は、使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対して、前記受信信号平均レベルを受信信号レベルとすることを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置において、前記判定部は、前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻から、前記信号品質算出部で算出される信号品質を用いて無線リソース割当てが行われる上りリンク無線リソース割当対象フレームの送信予定時刻まで、の時間がコヒーレンス時間内である場合に、当該受信参照信号を使用すると判定することを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置において、前記周波数特性推定部は、前記判定部で使用と判定された受信参照信号の周波数帯域区分に対してのみ前記周波数特性を推定することを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置において、前記参照信号は、前記上りリンクの周波数帯域の所定数の連続する区分毎に巡回して前記無線端末から送信される第１の参照信号、又は、前記無線端末に割り当てられたデータ信号送信用の前記上りリンクの周波数帯域の区分で前記無線端末から送信される第２の参照信号、であることを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置において、前記受信信号レベル推定部は、前記第１の受信参照信号に基づいた前記周波数特性を前記第２の受信参照信号に基づいた前記周波数特性よりも優先して使用することを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置においては、前記無線端末のコヒーレンス時間を推定するコヒーレンス時間推定部を備えたことを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定装置においては、前記基地局で受信した干渉信号のレベルを推定する干渉信号レベル推定部を備え、前記信号品質算出部は、前記受信信号レベルと前記干渉信号レベルに基づいて前記信号品質を算出することを特徴とする。

本発明に係る信号品質推定方法は、無線端末から基地局への上りリンクの信号品質を推定する信号品質推定方法であって、上りリンクの周波数帯域の区分毎に前記無線端末から送信される参照信号を前記基地局で受信した受信参照信号に基づいて、前記無線端末に係る上りリンクの周波数特性を周波数帯域区分毎に推定するステップと、前記無線端末のコヒーレンス時間と前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻とに基づいて、前記受信参照信号の使用を周波数帯域区分毎に判定するステップと、前記基地局で受信する前記無線端末からの受信信号の平均レベルを推定するステップと、使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対して、該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性と前記受信信号平均レベルとに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対して、前記周波数特性を使用しないで前記受信信号平均レベルに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、前記受信信号レベルに基づいて前記信号品質を算出するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係るコンピュータプログラムは、無線端末から基地局への上りリンクの信号品質を推定する信号品質推定処理を行うためのコンピュータプログラムであって、上りリンクの周波数帯域の区分毎に前記無線端末から送信される参照信号を前記基地局で受信した受信参照信号に基づいて、前記無線端末に係る上りリンクの周波数特性を周波数帯域区分毎に推定するステップと、前記無線端末のコヒーレンス時間と前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻とに基づいて、前記受信参照信号の使用を周波数帯域区分毎に判定するステップと、前記基地局で受信する前記無線端末からの受信信号の平均レベルを推定するステップと、使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対して、該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性と前記受信信号平均レベルとに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対して、前記周波数特性を使用しないで前記受信信号平均レベルに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、前記受信信号レベルに基づいて前記信号品質を算出するステップと、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであることを特徴とする。
これにより、前述の信号品質推定装置がコンピュータを利用して実現できるようになる。

本発明によれば、無線端末が移動することによって生じる電波伝搬路状態の変化を考慮して、受信参照信号に基づいた信号品質推定を行うことができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係るＬＴＥシステムの構成を示す概念図である。 同実施形態に係るＬＴＥシステムの上りリンクの無線フレームの構成を示す図である。 図２に示す一サブフレームにおける無線リソースの構成を示す概念図である。 図１に示す信号品質推定部１の実施例１に係る構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る信号品質推定方法の手順を示すフローチャートである。 図１に示す信号品質推定部１の実施例２に係る構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２に係る信号品質推定方法の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＬＴＥシステムの構成を示す概念図である。図１において、基地局１００と無線端末２００は、上りリンクと下りリンクとでそれぞれに無線通信を行う。

図２は、本実施形態に係るＬＴＥシステムの上りリンクの無線フレームの構成を示す図である。図２において一無線フレーム（一フレーム長は１０ミリ秒）は、１０個のサブフレーム（一サブフレーム長は１ミリ秒）から構成される。図３は、図２に示す一サブフレームにおける無線リソースの構成を示す概念図である。図３に示されるように、一サブフレームにおける無線リソースは、一定の周波数帯域幅（サブキャリア数：Ｎ＿ＳＣ個）と一定の時間幅（ＯＦＤＭシンボル数：Ｎ＿ＯＦＤＭ個）を有するリソースブロック（ＲＢ）が、周波数方向にＮ＿ＲＢ個だけ連結されている。Ｎ＿ＲＢ個のＲＢ分の周波数帯域幅はシステム帯域幅に相当する。一ＲＢは、上りリンクのシステム帯域の一区分に相当する。

ＳＲＳは、所定数の連続するＲＢ（ＳＲＳ帯域幅）毎に巡回して無線端末２００から送信される。ＳＲＳ帯域幅に含まれるＲＢがＳＲＳ送信対象のＲＢとなる。ＳＲＳ送信対象のＲＢにおいて、ＳＲＳは、図３に示されるようにサブフレーム内の時間的に最後のＯＦＤＭシンボルで送信される。

ＤＭ−ＲＳは、無線端末２００に割り当てられたデータ信号送信用（上りリンクの物理層のデータチャネル（Physical Uplink Shared Channel：ＰＵＳＣＨ）用）のＲＢ（ＤＭ−ＲＳ送信ＲＢ）で無線端末２００から送信される。ＤＭ−ＲＳ送信対象のＲＢ（ＤＭ−ＲＳ送信ＲＢ）において、ＤＭ−ＲＳは、図３に示されるようにサブフレーム内の時間的に規定されたＯＦＤＭシンボルで送信される。

説明を図１に戻す。図１において、基地局１００は、信号品質推定部１と端末情報取得部２と無線スケジューラ３とＳＲＳスケジューラ４と無線部５を有する。信号品質推定部１は、無線端末２００毎に、上りリンクの信号品質を推定する。端末情報取得部２は、各種情報を取得する。

無線スケジューラ３は、無線端末２００が上りリンクでデータ信号を送信する際に使用するＲＢの割当てをサブフレーム毎に行う。無線スケジューラ３による割当結果のＲＢは、ＤＭ−ＲＳ送信対象のＲＢ（ＤＭ−ＲＳ送信ＲＢ）となる。サブフレーム送信時刻はＤＭ−ＲＳ送信時刻となる。

ＳＲＳスケジューラ４は、無線端末２００が上りリンクでＳＲＳを送信する際の規則（ＳＲＳ送信情報）を決定する。ＳＲＳ送信情報によって、無線端末２００が送信するＳＲＳに関するＳＲＳ帯域幅及びＳＲＳ送信時刻を特定することができる。

無線部５は、無線端末２００との間で、下りリンクの無線信号を送信し、上りリンクの無線信号を受信する。又、無線部５は、自基地局１００以外の他基地局配下の無線端末から送信された上りリンクの無線信号を受信する。他基地局配下の無線端末から送信された上りリンクの無線信号は干渉信号となる。

以下、本実施形態に係る信号品質推定部１について実施例を挙げて説明する。

図４は、図１に示す信号品質推定部１の実施例１に係る構成を示すブロック図である。図４において、信号品質推定部１は、入力情報取得部１１とコヒーレンス時間推定部１２と判定部１３とＳＲＳ周波数特性推定部１４とＤＭＲＳ周波数特性推定部１５と受信信号平均レベル推定部１６と干渉信号レベル推定部１７と受信信号レベル推定部１８と信号品質算出部１９を有する。以下、図５を参照して、図４に示す信号品質推定部１の動作を詳細に説明する。

図５は、本発明の実施例１に係る信号品質推定方法の手順を示すフローチャートである。信号品質推定部１は、信号品質推定タイミングになると、図５の信号品質推定処理を開始する。なお、信号品質推定部１は無線スケジューラ３の処理対象となる各無線端末２００を対象にして信号品質推定処理を行うが、説明の便宜上、以下では、１つの無線端末２００を対象として説明を行う。

図５において、ステップＳ１では、入力情報取得部１１が入力情報を取得する。入力情報の詳細は後述の各ステップで説明する。

次いで、ステップＳ２では、コヒーレンス時間推定部１２が、無線端末２００のコヒーレンス時間を推定する。コヒーレンス時間は、無線端末２００の最大ドップラー周波数から推定することができる。コヒーレンス時間推定部１２は、無線端末２００の最大ドップラー周波数の逆数（最小ドップラー周期）にコヒーレンス時間算出用係数を乗じてコヒーレンス時間を算出する。無線端末２００の最大ドップラー周波数又は最小ドップラー周期は、端末情報取得部２によって取得されたものが端末情報取得部２から入力情報取得部１１を介してコヒーレンス時間推定部１２へ供給される。端末情報取得部２は、無線部５で受信された無線端末２００からの上りリンクの受信信号に基づいて、無線端末２００の最大ドップラー周波数又は最小ドップラー周期を推定する。コヒーレンス時間算出用係数は、１以下の正の実数であり、事前に設定される。なお、コヒーレンス時間算出用係数は、オペレータから変更することができるようにしてもよい。

次いで、ステップＳ３では、ＳＲＳ周波数特性推定部１４とＤＭＲＳ周波数特性推定部１５が、それぞれに無線端末２００に係る上りリンクの周波数特性を推定する。

ＳＲＳ周波数特性推定部１４は、無線端末２００からの各ＲＢのＳＲＳ受信信号に基づいて、無線端末２００に係る上りリンクの周波数特性をＲＢ毎に推定する。この推定の結果、ＲＢ毎に、周波数特性の瞬時値が得られる。ＳＲＳ受信信号は、端末情報取得部２によって取得されたものが端末情報取得部２から入力情報取得部１１を介してＳＲＳ周波数特性推定部１４へ供給される。端末情報取得部２は、無線部５で受信された無線端末２００からの上りリンクの受信信号から、ＳＲＳ受信信号を取得する。ＳＲＳは、ＳＲＳ帯域幅毎に巡回しながらシステム帯域の全帯域に渡って無線端末２００から送信される。このため、端末情報取得部２は、システム帯域の全帯域分についての最新のＳＲＳ受信信号をＳＲＳ周波数特性推定部１４へ供給する。

ＤＭＲＳ周波数特性推定部１５は、無線端末２００からの各ＲＢのＤＭ−ＲＳ受信信号に基づいて、無線端末２００に係る上りリンクの周波数特性をＲＢ毎に推定する。この推定の結果、ＲＢ毎に、周波数特性の瞬時値が得られる。ＤＭ−ＲＳ受信信号は、端末情報取得部２によって取得されたものが端末情報取得部２から入力情報取得部１１を介してＳＲＳ周波数特性推定部１４へ供給される。端末情報取得部２は、無線部５で受信された無線端末２００からの上りリンクの受信信号から、ＤＭ−ＲＳ受信信号を取得する。ＤＭ−ＲＳは、ＤＭ−ＲＳ送信ＲＢで無線端末２００から送信されるが、必ずしもシステム帯域の全帯域で送信されるとは限らない。このため、端末情報取得部２は、最新の一定期間分のＤＭ−ＲＳ受信信号をＤＭＲＳ周波数特性推定部１５へ供給する。

次いで、ステップＳ４では、受信信号平均レベル推定部１６が、基地局１００で受信する無線端末２００からの受信信号の平均レベルを推定する。

ここで、受信信号平均レベルの推定方法を説明する。
無線端末２００は、電力ヘッドルーム（Power Headroom：ＰＨ）情報を基地局１００へ送信する。ＰＨ情報は、（１）式で定義される（非特許文献２参照）。
ＰＨ（ｉ）＝Ｐ＿ＣＭＡＸ−｛１０ｌｏｇ_１０（Ｍ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ））＋Ｐ＿Ｏ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）＋α（ｊ）・ＰＬ＋Δ＿ＴＦ（ｉ）＋ｆ（ｉ）｝、単位はｄＢ ・・・（１）
但し、ｉはサブフレームの識別番号、ＰＨ（ｉ）はｉ番サブフレームのＰＨ情報である。Ｐ＿ＣＭＡＸは無線端末２００の最大送信可能電力値である。Ｍ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ）はｉ番サブフレームで送信するＲＢ数である。ｊは無線端末２００の識別番号、Ｐ＿Ｏ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）はｊ番無線端末２００のＰＵＳＣＨ送信電力で使用するオフセット電力値である。ＰＬは、無線端末２００と基地局１００（Serving Sector）との間のパスロス値であって、無線端末２００と基地局１００のアンテナ利得を含む値である。α（ｊ）はｊ番無線端末２００のパスロス値の補正係数である。Δ＿ＴＦ（ｉ）はｉ番サブフレームにおける無線端末固有のパラメータである。ｆ（ｉ）はｉ番サブフレームにおけるＰＵＳＣＨの送信電力調整値である。なお、パスロス値の補正係数（α（ｊ））やＰＵＳＣＨ送信電力オフセット値（Ｐ＿Ｏ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ））等のパラメータは、任意に設定可能である。

（１）式を変形することによって、パスロス値（ＰＬ）は（２）式で表される。
ＰＬ＝［Ｐ＿ＣＭＡＸ−ＰＨ（ｉ）−｛１０ｌｏｇ_１０（Ｍ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ））＋Ｐ＿Ｏ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）＋Δ＿ＴＦ（ｉ）＋ｆ（ｉ）｝］／α（ｊ）、単位はｄＢ ・・・（２）

また、ＰＵＳＣＨの送信電力は、（３）式で定義される制御式で制御される（非特許文献２参照）。
Ｐ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ）＝ｍｉｎ｛Ｐ＿ＣＭＡＸ，１０ｌｏｇ_１０（Ｍ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ））＋Ｐ＿Ｏ＿ＰＵＳＣＨ（ｊ）＋α（ｊ）・ＰＬ＋Δ＿ＴＦ（ｉ）＋ｆ（ｉ）｝、単位はｄＢｍ ・・・（３）
但し、ｍｉｎ｛Ａ，Ｂ｝はＡとＢのうち小さい方の値である。Ｐ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ）はｉ番サブフレームで送信するＰＵＳＣＨの送信電力値である。

（２）式を（３）式に代入することにより、無線端末２００のＰＵＳＣＨ送信電力値（Ｐ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ））は（４）式で表される。
Ｐ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ）＝ｍｉｎ｛Ｐ＿ＣＭＡＸ，Ｐ＿ＣＭＡＸ−ＰＨ（ｉ）｝、単位はｄＢｍ ・・・（４）

これにより、受信信号平均レベル推定部１６は、（４）式で無線端末２００のＰＵＳＣＨ送信電力値（Ｐ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ）［ｄＢｍ］）を算出し、（２）式でパスロス値（ＰＬ［ｄＢ］）を算出し、該ＰＵＳＣＨ送信電力値（Ｐ＿ＰＵＳＣＨ（ｉ）［ｄＢｍ］）から該パスロス値（ＰＬ［ｄＢ］）を減算して無線端末２００の受信信号平均レベル［ｄＢｍ］を算出する。

ＰＨ情報（ＰＨ（ｉ））は、端末情報取得部２によって取得されたものが端末情報取得部２から入力情報取得部１１を介して受信信号平均レベル推定部１６へ供給される。端末情報取得部２は、無線部５で受信された無線端末２００からの上りリンクの受信信号から、ＰＨ情報（ＰＨ（ｉ））を取得する。無線端末２００の最大送信可能電力値（Ｐ＿ＣＭＡＸ）は、事前に設定されるデフォルト値を使用してもよく、或いは、無線端末２００から通知される値を使用してもよい。無線端末２００から通知される最大送信可能電力値（Ｐ＿ＣＭＡＸ）は、端末情報取得部２によって取得されたものが端末情報取得部２から入力情報取得部１１を介して受信信号平均レベル推定部１６へ供給される。端末情報取得部２は、無線部５で受信された無線端末２００からの上りリンクの受信信号から、最大送信可能電力値（Ｐ＿ＣＭＡＸ）を取得する。なお、最大送信可能電力値（Ｐ＿ＣＭＡＸ）のデフォルト値は、オペレータから変更することができるようにしてもよい。

なお、受信信号平均レベル推定方法は、上述したＰＨ情報を利用するものに限定されない。他の受信信号平均レベル推定方法としては、例えば、無線端末２００から送信されるＤＭ−ＲＳを利用することが挙げられる。具体的には、ＤＭ−ＲＳ送信ＲＢ毎にＤＭ−ＲＳ受信信号の受信レベルを測定し、一定期間内の各ＤＭ−ＲＳ送信ＲＢの受信レベルを時間軸方向と周波数軸方向で平均化を行い、この平均値を受信信号平均レベルとする。

また、受信信号平均レベル推定の際に移動平均化を行う場合、移動平均用の係数は事前に設定される。また、移動平均用の係数は、オペレータから変更することができるようにしてもよい。

以上が受信信号平均レベル推定方法の説明である。

説明を図５に戻す。
次いで、ステップＳ５では、干渉信号レベル推定部１７が、ＤＭ−ＲＳ受信信号に基づいて、ＲＢ毎に干渉信号レベルを推定する。ＤＭ−ＲＳ受信信号は、端末情報取得部２によって取得されたものが端末情報取得部２から入力情報取得部１１を介して干渉信号レベル推定部１７へ供給される。端末情報取得部２は、無線部５で受信された受信信号から、ＤＭ−ＲＳ受信信号を取得する。

ＤＭ−ＲＳに使用されるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列は、基地局毎に、その系列が異なる。これにより、自基地局１００で受信したＤＭ−ＲＳ受信信号に対し、自基地局１００のＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列を用いてＤＭ−ＲＳ受信信号との相関を取って自基地局１００配下の無線端末２００からのＤＭ−ＲＳ受信信号を検出し、この検出信号を取り除いた残りが干渉信号（雑音成分を含む）となる。干渉信号レベル推定部１７は、その干渉信号のレベルをＲＢ毎に算出する。なお、干渉信号レベル推定の際に移動平均化を行う場合、移動平均用の係数は事前に設定される。また、移動平均用の係数は、オペレータから変更することができるようにしてもよい。

次いで、ステップＳ６では、判定部１３が、ＲＢ毎に、無線端末２００のコヒーレンス時間及びＳＲＳ送信時刻に基づいて、無線端末２００からのＳＲＳ受信信号の使用を判定する。無線端末２００のコヒーレンス時間は、コヒーレンス時間推定部１２から供給される。無線端末２００の各ＲＢでのＳＲＳ送信時刻は、無線端末２００のＳＲＳ送信情報から特定することができる。ＳＲＳ送信情報は、ＳＲＳスケジューラ４から入力情報取得部１１を介して判定部１３へ供給される。

判定部１３は、あるＲＢのＳＲＳ送信時刻から次回の無線リソース割当対象サブフレームの送信予定時刻までの時間がコヒーレンス時間内である場合に、当該ＲＢのＳＲＳ受信信号を使用すると判定する。次回の無線リソース割当対象サブフレームの送信予定時刻は、無線スケジューラ３から入力情報取得部１１を介して判定部１３へ供給される。次回の無線リソース割当対象サブフレームは、今回の信号品質推定処理において信号品質算出部１９で算出される信号品質を用いて無線リソース割当てが行われる上りリンク無線リソース割当対象フレームである。

次いで、ステップＳ８では、受信信号レベル推定部１８が、ステップＳ６の判定の結果が使用である（ステップＳ７、ＹＥＳ）ＲＢ（つまり、ＳＲＳ受信信号を使用であるＲＢ）に対して、受信信号レベルを推定する。ステップＳ６の判定の結果として「使用するＳＲＳ受信信号があるＲＢ」は、判定部１３から受信信号レベル推定部１８へ通知される。

受信信号レベル推定部１８は、使用するＳＲＳ受信信号があるＲＢに関して、該ＲＢのＳＲＳ受信信号に基づいた周波数特性の瞬時値を受信信号平均レベルに加算し、この加算結果の値を当該ＲＢの受信信号レベルとする。各ＲＢのＳＲＳ受信信号に基づいた周波数特性の瞬時値は、ＳＲＳ周波数特性推定部１４から受信信号レベル推定部１８へ供給される。受信信号平均レベルは、受信信号平均レベル推定部１６から受信信号レベル推定部１８へ供給される。

一方、ステップＳ９では、判定部１３が、ステップＳ６の判定の結果が使用でない（ステップＳ７、ＮＯ）ＲＢに対して、ＲＢ毎に、無線端末２００のコヒーレンス時間及びＤＭ−ＲＳ送信時刻に基づいて、無線端末２００からのＤＭ−ＲＳ受信信号の使用を判定する。無線端末２００の各ＲＢでのＤＭ−ＲＳ送信時刻は、無線スケジューラ３から入力情報取得部１１を介して判定部１３へ供給される。

判定部１３は、あるＲＢのＤＭ−ＲＳ送信時刻から次回の無線リソース割当対象サブフレームの送信予定時刻までの時間がコヒーレンス時間内である場合に、当該ＲＢのＤＭ−ＲＳ受信信号を使用すると判定する。

次いで、ステップＳ１１では、受信信号レベル推定部１８が、ステップＳ９の判定の結果が使用である（ステップＳ１０、ＹＥＳ）ＲＢ（つまり、ＳＲＳ受信信号は使用でないが、ＤＭ−ＲＳ受信信号は使用であるＲＢ）に対して、受信信号レベルを推定する。ステップＳ９の判定の結果として「使用するＤＭ−ＲＳ受信信号があるＲＢ」は、判定部１３から受信信号レベル推定部１８へ通知される。

受信信号レベル推定部１８は、使用するＤＭ−ＲＳ受信信号があるＲＢに関して、該ＲＢのＤＭ−ＲＳ受信信号に基づいた周波数特性の瞬時値を受信信号平均レベルに加算し、この加算結果の値を当該ＲＢの受信信号レベルとする。各ＲＢのＤＭ−ＲＳ受信信号に基づいた周波数特性の瞬時値は、ＤＭＲＳ周波数特性推定部１５から受信信号レベル推定部１８へ供給される。

一方、ステップＳ１２では、受信信号レベル推定部１８が、ステップＳ９の判定の結果が使用でない（ステップＳ１０、ＮＯ）ＲＢ（つまり、ＳＲＳ受信信号及びＤＭ−ＲＳ受信信号の両方とも使用でないＲＢ）に対して、受信信号レベルを推定する。ステップＳ９の判定の結果として「ＳＲＳ受信信号及びＤＭ−ＲＳ受信信号の両方とも使用でないＲＢ」は、判定部１３から受信信号レベル推定部１８へ通知される。

受信信号レベル推定部１８は、ＳＲＳ受信信号及びＤＭ−ＲＳ受信信号の両方とも使用でないＲＢに関して、該ＲＢの周波数特性の瞬時値を使用しないで、受信信号平均レベルを当該ＲＢの受信信号レベルとする。

ステップＳ８、Ｓ１１、Ｓ１２の結果、上りリンクのシステム帯域の全帯域に渡ってＲＢ毎に、受信信号レベルが得られる。

次いで、ステップＳ１３では、信号品質算出部１９が、受信信号レベルと干渉信号レベルに基づいて信号品質を算出する。本実施形態では、信号品質としてＳＩＮＲを利用する。信号品質算出部１９は、ＲＢ毎にＳＩＮＲを算出する。あるＲＢのＳＩＮＲは、当該ＲＢの受信信号レベルを干渉信号レベルで除算した値である。各ＲＢの受信信号レベルは、受信信号レベル推定部１８から信号品質算出部１９へ供給される。干渉信号レベルは、干渉信号レベル推定部１７から信号品質算出部１９へ供給される。

信号品質推定部１は、無線端末２００の各ＲＢの信号品質を無線スケジューラ３へ供給する。無線スケジューラ３は、次回の無線リソース割当対象サブフレームの無線リソース割当てにおいて、信号品質推定部１から供給された各無線端末２００の各ＲＢの信号品質を使用する。ある無線端末２００の各ＲＢの信号品質は、当該無線端末２００に適したＲＢの選択や、ＡＭＣにおける変調方式と符号化率の選択などに利用される。

本実施例１によれば、無線端末２００のコヒーレンス時間を基にして、受信参照信号（ＳＲＳ受信信号及びＤＭ−ＲＳ受信信号）の使用をＲＢ毎に判定する。そして、各ＲＢの受信信号レベルを推定する際に、受信信号平均レベルを基にして、使用する受信参照信号があるＲＢに対しては該使用する受信参照信号に基づいた周波数特性を加味するが、使用する受信参照信号がないＲＢに対しては受信参照信号に基づいた周波数特性を加味しない。これにより、無線端末２００が移動することによって生じる電波伝搬路状態の変化を考慮して、受信参照信号に基づいた信号品質推定を行うことができるという効果が得られる。また、無線端末が移動することによって生じる電波伝搬路状態の変化の頻度や大小によって、信号品質推定精度に大きなバラツキが生じることを防止することができる。これにより、安定した信号品質推定精度を得ることが期待できる。

また、ＳＲＳ受信信号に基づいた周波数特性をＤＭ−ＲＳ受信信号に基づいた周波数特性よりも優先して使用することにより、信号品質推定精度を安定化させることが可能になる。これは、ＳＲＳが、元々、信号品質測定用に仕組まれたものであり、定常的にシステム帯域の全帯域に渡って無線端末２００から送信されることによる。

また、受信信号平均レベルを基にして受信信号レベルを推定するので、使用する受信参照信号が得られないＲＢにおいても、信号品質を推定することが可能である。

また、各無線端末２００のコヒーレンス時間を推定するので、各無線端末２００に係る使用判定精度が向上する効果が得られる。

図６は、図１に示す信号品質推定部１の実施例２に係る構成を示すブロック図である。図７は、本発明の実施例２に係る信号品質推定方法の手順を示すフローチャートである。図６及び図７において、上記実施例１に係る図４及び図５に対応する部分には同一の符号を付している。

図６において、信号品質推定部１の構成は上記実施例１に係る図４とほぼ同じであるが、本実施例２では、ＳＲＳ周波数特性推定部１４及びＤＭＲＳ周波数特性推定部１５が、判定部１３で使用と判定された受信参照信号のＲＢに対してのみ周波数特性を推定する。以下、図７を参照して、図６に示す信号品質推定部１の動作を、上記実施例１との差分を主に説明する。

図７において、まずステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６の順番で各処理が行われる。これらのステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５及びＳ６の処理は、上記実施例１と同じである。

次いで、ステップＳ３ａでは、ＳＲＳ周波数特性推定部１４が、ステップＳ６の判定の結果が使用である（ステップＳ７、ＹＥＳ）ＲＢ（つまり、ＳＲＳ受信信号を使用であるＲＢ）のみを対象にして、無線端末２００に係る上りリンクの周波数特性を推定する。この推定の結果、ＳＲＳ受信信号を使用であるＲＢ毎に、周波数特性の瞬時値が得られる。

次いで、ステップＳ８では、受信信号レベル推定部１８が、ＳＲＳ受信信号を使用であるＲＢに対して、受信信号レベルを推定する。この受信信号レベル推定処理は、上記実施例１と同じである。ＳＲＳ受信信号を使用である各ＲＢのＳＲＳ受信信号に基づいた周波数特性の瞬時値は、ＳＲＳ周波数特性推定部１４から受信信号レベル推定部１８へ供給される。

一方、ステップＳ９では、判定部１３が、ステップＳ６の判定の結果が使用でない（ステップＳ７、ＮＯ）ＲＢに対して、ＲＢ毎に、無線端末２００のコヒーレンス時間及びＤＭ−ＲＳ送信時刻に基づいて、無線端末２００からのＤＭ−ＲＳ受信信号の使用を判定する。この使用判定処理は、上記実施例１と同じである。

次いで、ステップＳ３ｂでは、ＤＭＲＳ周波数特性推定部１５が、ステップＳ９の判定の結果が使用である（ステップＳ１０、ＹＥＳ）ＲＢ（つまり、ＳＲＳ受信信号は使用でないが、ＤＭ−ＲＳ受信信号は使用であるＲＢ）のみを対象にして、無線端末２００に係る上りリンクの周波数特性を推定する。この推定の結果、ＤＭ−ＲＳ受信信号を使用であるＲＢ毎に、周波数特性の瞬時値が得られる。

次いで、ステップＳ１１では、受信信号レベル推定部１８が、ＤＭ−ＲＳ受信信号を使用であるＲＢに対して、受信信号レベルを推定する。この受信信号レベル推定処理は、上記実施例１と同じである。ＤＭ−ＲＳ受信信号を使用である各ＲＢのＤＭ−ＲＳ受信信号に基づいた周波数特性の瞬時値は、ＤＭＲＳ周波数特性推定部１５から受信信号レベル推定部１８へ供給される。

一方、ステップＳ１２では、受信信号レベル推定部１８が、ステップＳ９の判定の結果が使用でない（ステップＳ１０、ＮＯ）ＲＢ（つまり、ＳＲＳ受信信号及びＤＭ−ＲＳ受信信号の両方とも使用でないＲＢ）に対して、受信信号レベルを推定する。この受信信号レベル推定処理は、上記実施例１と同じである。

次いで、ステップＳ１３では、信号品質算出部１９が、受信信号レベルと干渉信号レベルに基づいて信号品質を算出する。この信号品質算出処理は、上記実施例１と同じである。

本実施例２によれば、周波数特性推定対象のＲＢは受信参照信号を使用であるものに限定されるので、周波数特性推定にかかる演算量を削減することができる。

上述したように本実施形態によれば、システム帯域の全帯域に渡って各ＲＢの信号品質を安定した信号品質推定精度で推定可能となることが期待できる。これにより、上りリンクの周波数スケジューリングを適切に行って良好な周波数スケジューリング利得を得ることが期待でき、この結果として、上りリンクにおけるユーザスループットやセルスループットの向上に寄与することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、コヒーレンス時間及び参照信号送信時刻に基づいて受信参照信号の使用を判定したが、参照信号送信時刻の代わりに参照信号受信時刻を使用してもよい。

また、上述した実施形態では、各無線端末のコヒーレンス時間を推定するようにしたが、無線端末間でコヒーレンス時間に差が生じないと想定できる場合には、各無線端末に共通のコヒーレンス時間を設定するようにしてもよい。この場合、コヒーレンス時間推定部は不要となる。

また、上述した実施形態では、信号品質としてＳＩＮＲを用いたが、信号品質はＳＩＮＲに限定されず、受信信号レベルに基づくものであればよい。例えば、干渉信号レベルに基づかない信号品質を用いる場合には、干渉信号レベル推定部は不要となる。

また、図５又は図７に示す各ステップを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、信号品質推定処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１…信号品質推定部、２…端末情報取得部、３…無線スケジューラ、４…ＳＲＳスケジューラ、５…無線部、１１…入力情報取得部、１２…コヒーレンス時間推定部、１３…判定部、１４…ＳＲＳ周波数特性推定部、１５…ＤＭＲＳ周波数特性推定部、１６…受信信号平均レベル推定部、１７…干渉信号レベル推定部、１８…受信信号レベル推定部、１９…信号品質算出部、１００…基地局、２００…無線端末

Claims (11)

1. 無線端末から基地局への上りリンクの信号品質を推定する信号品質推定装置において、
   上りリンクの周波数帯域の区分毎に前記無線端末から送信される参照信号を前記基地局で受信した受信参照信号に基づいて、前記無線端末に係る上りリンクの周波数特性を周波数帯域区分毎に推定する周波数特性推定部と、
   前記無線端末のコヒーレンス時間と前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻とに基づいて、前記受信参照信号の使用を周波数帯域区分毎に判定する判定部と、
   前記基地局で受信する前記無線端末からの受信信号の平均レベルを推定する受信信号平均レベル推定部と、
   使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対しては該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性と前記受信信号平均レベルとに基づいて受信信号レベルを推定し、使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対しては前記周波数特性を使用しないで前記受信信号平均レベルに基づいて受信信号レベルを推定する受信信号レベル推定部と、
   前記受信信号レベルに基づいて前記信号品質を算出する信号品質算出部と、
   を備えたことを特徴とする信号品質推定装置。
2. 前記受信信号レベル推定部は、使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対して、該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性の瞬時値を前記受信信号平均レベルに加算して受信信号レベルを算出することを特徴とする請求項１に記載の信号品質推定装置。
3. 前記受信信号レベル推定部は、使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対して、前記受信信号平均レベルを受信信号レベルとすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号品質推定装置。
4. 前記判定部は、前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻から、前記信号品質算出部で算出される信号品質を用いて無線リソース割当てが行われる上りリンク無線リソース割当対象フレームの送信予定時刻まで、の時間がコヒーレンス時間内である場合に、当該受信参照信号を使用すると判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の信号品質推定装置。
5. 前記周波数特性推定部は、前記判定部で使用と判定された受信参照信号の周波数帯域区分に対してのみ前記周波数特性を推定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の信号品質推定装置。
6. 前記参照信号は、前記上りリンクの周波数帯域の所定数の連続する区分毎に巡回して前記無線端末から送信される第１の参照信号、又は、前記無線端末に割り当てられたデータ信号送信用の前記上りリンクの周波数帯域の区分で前記無線端末から送信される第２の参照信号、であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の信号品質推定装置。
7. 前記受信信号レベル推定部は、前記第１の受信参照信号に基づいた前記周波数特性を前記第２の受信参照信号に基づいた前記周波数特性よりも優先して使用することを特徴とする請求項６に記載の信号品質推定装置。
8. 前記無線端末のコヒーレンス時間を推定するコヒーレンス時間推定部を備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の信号品質推定装置。
9. 前記基地局で受信した干渉信号のレベルを推定する干渉信号レベル推定部を備え、
   前記信号品質算出部は、前記受信信号レベルと前記干渉信号レベルに基づいて前記信号品質を算出する、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の信号品質推定装置。
10. 無線端末から基地局への上りリンクの信号品質を推定する信号品質推定方法であって、
    上りリンクの周波数帯域の区分毎に前記無線端末から送信される参照信号を前記基地局で受信した受信参照信号に基づいて、前記無線端末に係る上りリンクの周波数特性を周波数帯域区分毎に推定するステップと、
    前記無線端末のコヒーレンス時間と前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻とに基づいて、前記受信参照信号の使用を周波数帯域区分毎に判定するステップと、
    前記基地局で受信する前記無線端末からの受信信号の平均レベルを推定するステップと、
    使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対して、該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性と前記受信信号平均レベルとに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、
    使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対して、前記周波数特性を使用しないで前記受信信号平均レベルに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、
    前記受信信号レベルに基づいて前記信号品質を算出するステップと、
    を含むことを特徴とする信号品質推定方法。
11. 無線端末から基地局への上りリンクの信号品質を推定する信号品質推定処理を行うためのコンピュータプログラムであって、
    上りリンクの周波数帯域の区分毎に前記無線端末から送信される参照信号を前記基地局で受信した受信参照信号に基づいて、前記無線端末に係る上りリンクの周波数特性を周波数帯域区分毎に推定するステップと、
    前記無線端末のコヒーレンス時間と前記受信参照信号に係る前記無線端末からの送信時刻又は前記基地局での受信時刻とに基づいて、前記受信参照信号の使用を周波数帯域区分毎に判定するステップと、
    前記基地局で受信する前記無線端末からの受信信号の平均レベルを推定するステップと、
    使用する受信参照信号がある周波数帯域区分に対して、該使用する受信参照信号に基づいた前記周波数特性と前記受信信号平均レベルとに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、
    使用する受信参照信号がない周波数帯域区分に対して、前記周波数特性を使用しないで前記受信信号平均レベルに基づいて受信信号レベルを推定するステップと、
    前記受信信号レベルに基づいて前記信号品質を算出するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。

Images