JP5386513B2

JP5386513B2 - 通信装置及び受信品質の報告方法

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Publication number: JP5386513B2
Application number: JP2010550425A
Authority: JP
Inventors: 継峰李
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2030-01-08
Also published as: US8570894B2; WO2010092738A1; EP2398174A1; CN102273112A; US20110267973A1; CN102273112B; EP2398174A4; JPWO2010092738A1; EP2398174B1

Description

本発明は、通信装置及び受信品質の報告方法に関し、例えば下り無線チャネルの受信品質の測定結果であるＣＱＩ（channel quality indicator）をフィードバックする通信装置及び受信品質の報告方法に関する。

従来、下り回線のリンクアダプテーション（送信電力制御、適応変調、適応復調及び適応符号化等）、または各ユーザ宛に送信するパケットのスケジューリングを行うために、下り無線チャネルの受信品質の状態を測定した結果をＣＱＩとして、携帯電話等の通信端末装置から基地局へ報告する移動体通信システムが知られている（例えば、特許文献１）。ここで、ＣＱＩは、共通パイロットチャネルのＥｃ／Ｉ０（受信チップエネルギ対干渉電力比）に相当するが、本出願においては、Ｅｃ／Ｉ０に限らず、伝搬損失、受信電力、または信号対干渉電力比等の、無線チャネルの受信品質の状態を表す指標またはフィードバック情報を意味するものとする。

また、従来、移動体通信システムの広帯域化に伴って周波数選択性フェージングが生じるので、複数のユーザ間で各々状態のよい周波数帯を使い分けることにより、データを効率良く伝送する移動体通信システムが知られている。この移動体通信システムによれば、使用する全周波数帯域を複数のサブバンドに分割し、サブバンド毎にＣＱＩを測定して報告する。

また、近年、ディジタル無線通信システムにおいては、高速伝送が行われるようになってきている。また、今後の移動体通信システムでは、高伝送レート、低遅延及び大容量を実現するために、さらに広帯域化されることが予想される。

特開２００８−２３６４３１号公報

しかしながら、従来の移動体通信システムにおいては、広帯域になるにつれてＣＱＩの報告に伴う情報量が増大するとともに、サブバンドの位置情報の情報量も増大するので、伝送効率が低下するという問題がある。

本発明の目的は、サブバンド毎に測定した受信品質を報告する場合において、広帯域化されても伝送効率の低下を抑制することができる通信装置及び受信品質の報告方法を提供することである。

本発明の通信装置は、所定の帯域内の複数のサブバンドに重畳された既知信号を受信する受信手段と、受信した前記既知信号により前記サブバンド毎の受信品質を測定する受信品質測定手段と、複数の報告値のうち、測定した前記受信品質に対応する前記報告値を前記サブバンド毎に選択する選択手段と、選択した前記報告値の第１の平均値を算出し、前記第１の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値の第２の平均値を算出するとともに、前記第２の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値と前記第２の平均値との差分値を算出する算出手段と、前記第１の平均値と前記第２の平均値と前
記差分値とをフィードバック情報として通信相手に送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の受信品質の報告方法は、第１の通信装置から第２の通信装置へ受信品質を報告する前記第１の通信装置における受信品質の報告方法であって、所定の帯域内の複数のサブバンドに重畳された既知信号を受信するステップと、受信した前記既知信号により前記サブバンド毎の受信品質を測定するステップと、複数の報告値のうち、測定した前記受信品質に対応する前記報告値を前記サブバンド毎に選択するステップと、選択した前記報告値の第１の平均値を算出し、前記第１の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値の第２の平均値を算出するとともに、前記第２の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値と前記第２の平均値との差分値を算出するステップと、前記第１の平均値と前記第２の平均値と前記差分値とをフィードバック情報として前記第２の通信装置に送信するステップと、を具備するようにした。

本発明によれば、サブバンド毎に測定した受信品質を報告する場合において、広帯域化されても伝送効率の低下を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る通信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態１に係る第１の平均値と各サブバンドのＣＱＩ値との関係を示す図本発明の実施の形態１に係る第１の平均値よりも良好な受信品質を示す各サブバンドのＣＱＩ値と第２の平均値との関係を示す図本発明の実施の形態１に係る差分値を示す図本発明の実施の形態１に係るＣＱＩテーブルを示す図本発明の実施の形態２に係る第１の平均値よりも良好な受信品質を示す各サブバンドのＣＱＩ値を示す図本発明の実施の形態２に係る差分値を示す図

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信装置１００の構成を示すブロック図である。通信装置１００は、例えば携帯電話等の通信端末装置である。

通信装置１００は、受信部１５０と送信部１６０とから主に構成される。また、受信部１５０は、アンテナ１０１と、無線処理部１０２と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部１０３と、復調部１０４と、復号部１０５と、伝送路応答推定部１０６と、品質レベル計算部１０７と、ＣＱＩテーブル部１０８と、ＣＱＩ選択部１０９と、フィードバック情報生成部１１０とから主に構成される。また、送信部１６０は、符号化部１１１と、変調部１１２と、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１１３と、無線処理部１１４と、アンテナ１１５とから主に構成される。次に、各構成について、詳細に説明する。

アンテナ１０１は、図示しない基地局等の通信相手から送信された、所定の帯域内の複数のサブバンドに重畳されたデータと既知信号であるパイロット信号とを含む受信信号を受信して無線処理部１０２へ出力する。

無線処理部１０２は、アンテナ１０１から入力した受信信号を無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートしてＦＦＴ部１０３へ出力する。

ＦＦＴ部１０３は、無線処理部１０２から入力した受信信号をＦＦＴ処理して、周波数領域信号から時間領域信号に変換する。また、ＦＦＴ部１０３は、変換後の受信信号に含まれるデータを復調部１０４へ出力するとともにパイロット信号を伝送路応答推定部１０６へ出力する。

復調部１０４は、ＦＦＴ部１０３から入力したデータを復調し、復調信号を復号部１０５へ出力する。

復号部１０５は、復調部１０４から入力した復調信号を復号し、受信データとして出力する。

伝送路応答推定部１０６は、ＦＦＴ部１０３から入力したパイロット信号よりサブバンド毎に伝送路応答を推定する。そして、伝送路応答推定部１０６は、推定結果を品質レベル計算部１０７へ出力する。

品質レベル計算部１０７は、伝送路応答推定部１０６から入力した推定結果であるサブバンド毎の伝送路の周波数応答に基づいて、各サブバンドの受信品質の平均値を求めてＣＱＩ選択部１０９へ出力する。例えば、品質レベル計算部１０７は、受信品質としてＳＩＮＲ（希望波対干渉波比）を求めるとともに、各サブバンドの受信品質の平均値として各サブバンドの平均ＳＩＮＲを求める。

ＣＱＩテーブル部１０８は、ＣＱＩのインデックス（Ｉｎｄｅｘ：ＩＤ）と、受信品質と、変調方式及び符号化率等の各パラメータとが対応付けられたＣＱＩテーブルを保持している。ＣＱＩテーブルは、ＲＯＭ（Read Only Memory）に保持される。ここで、ＣＱＩのインデックスは、ＣＱＩ値に対応する。

ＣＱＩ選択部１０９は、ＣＱＩテーブル部１０８に保持されているＣＱＩテーブルを参照し、品質レベル計算部１０７から入力した受信品質の平均値に対応するＣＱＩのインデックスをサブバンド毎に選択する。具体的には、ＣＱＩ選択部１０９は、ＣＱＩテーブル部１０８に格納されているＣＱＩテーブルを参照し、品質レベル計算部１０７から入力した受信品質の平均値に対応するＣＱＩのインデックスをサブバンド毎に選択する。そして、ＣＱＩ選択部１０９は、選択したＣＱＩのインデックスとＣＱＩ値（報告値）とを結合し、結合したＣＱＩのインデックスとＣＱＩ値とをフィードバック情報生成部１１０へ出力する。

フィードバック情報生成部１１０は、ＣＱＩ選択部１０９から入力した全帯域の各サブバンドのＣＱＩ値を用いて、全帯域のＣＱＩ値の平均値（以下「第１の平均値」と記載する）を求める。また、フィードバック情報生成部１１０は、各サブバンドのＣＱＩ値の中で、第１の平均値よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値のサブバンドを選択する。また、フィードバック情報生成部１１０は、選択したサブバンドのＣＱＩ値を用いてＣＱＩの平均値（以下「第２の平均値」と記載する）を求める。さらに、フィードバック情報生成部１１０は、求めた第２の平均値よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値のサブバンドを選択し、選択したサブバンドのＣＱＩ値と第２の平均値との差分値を求める。そして、フィードバック情報生成部１１０は、求めた第１の平均値と第２の平均値と差分値とをフィードバック情報として符号化部１１１へ出力する。なお、フィードバック情報を生成する具体的な方法については後述する。

符号化部１１１は、フィードバック情報生成部１１０から入力したフィードバック情報と送信データとを含む送信信号を符号化し、符号化信号を変調部１１２へ出力する。

変調部１１２は、符号化部１１１から入力した符号化信号を変調し、変調信号をＩＦＦＴ部１１３へ出力する。

ＩＦＦＴ部１１３は、変調部１１２から入力した変調信号をＩＦＦＴ処理して、時間領域信号から周波数領域信号に変換する。そして、ＩＦＦＴ部１１３は、変換後の信号を無線処理部１１４へ出力する。

無線処理部１１４は、ＩＦＦＴ部１１３から入力した信号をベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバートしてアンテナ１１５へ出力する。

アンテナ１１５は、無線処理部１１４から入力した信号を図示しない基地局等の通信相手に送信する。

次に、フィードバック情報を生成する方法について、図２〜図５を用いて説明する。図２は、第１の平均値と各サブバンドのＣＱＩ値との関係を示す図である。また、図３は、第１の平均値よりも良好な受信品質を示す各サブバンドのＣＱＩ値と第２の平均値との関係を示す図である。また、図４は、差分値を示す図である。また、図５は、ＣＱＩテーブルを示す図である。なお、図５において、ＣＱＩテーブルには、ＣＱＩのインデックスと対応付けられた受信品質も格納されるが、図５ではその記載を省略する。

最初に、フィードバック情報生成部１１０は、全帯域のＣＱＩ値の第１の平均値＃２０１を求める。即ち、第１の平均値＃２０１は、サブバンドｎ１〜ｎ１３を含む全帯域のサブバンドのＣＱＩ値を加算した加算値を求め、求めた加算値を全帯域のサブバンド数で除算することにより求める（図２参照）。

また、フィードバック情報生成部１１０は、第１の平均値＃２０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値のサブバンド、即ち第１の平均値＃２０１よりも大きな値のＣＱＩ値のサブバンドを選択する。図２においては、フィードバック情報生成部１１０は、第１の平均値＃２０１よりも大きな値のＣＱＩ値の６つのサブバンドｎ３、ｎ４、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２を選択する（図２参照）。

また、フィードバック情報生成部１１０は、選択したサブバンドｎ３、ｎ４、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２の各ＣＱＩ値の平均値である第２の平均値＃３０１を求める。即ち、第２の平均値＃３０１は、サブバンドｎ３、ｎ４、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２のＣＱＩ値を加算して加算値を求め、求めた加算値をサブバンド数の６で除算することにより求めることができる（図３参照）。

また、フィードバック情報生成部１１０は、第２の平均値＃３０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値のサブバンド、即ち第２の平均値＃３０１よりも大きな値のＣＱＩ値のサブバンドｎ３、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２を選択する（図３参照）。

また、フィードバック情報生成部１１０は、選択したサブバンドｎ３、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２のＣＱＩ値と第２の平均値＃３０１との差分値を求める（図４参照）。即ち、差分値は、各サブバンドｎ３、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２のＣＱＩ値から第２の平均値＃３０１を減算することにより求めることができる。

ここで、フィードバック情報において、第１の平均値＃２０１には５ビットが割り当て
られる。また、第１の平均値＃２０１には、５ビットが割り当てられるので、ＣＱＩのインデックス０〜３１の３２種類のＣＱＩ値の何れか１つのＣＱＩ値により第１の平均値＃２０１を特定することができる（図５参照）。

また、フィードバック情報においては、第２の平均値＃３０１には２ビットが割り当てられる。また、第２の平均値＃３０１には、第１の平均値＃２０１よりも少ない２ビットしか割り当てられないので、ＣＱＩのインデックス０〜３１の内、４種類のＣＱＩ値の何れか１つのＣＱＩ値により第２の平均値＃３０１を特定せざるを得ない。しかし、第２の平均値＃３０１を求める際に用いたＣＱＩ値は、第１の平均値＃２０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値であるため、４種類のＣＱＩ値により第２の平均値＃３０１を特定することが可能である。

また、フィードバック情報において、差分値には、サブバンド毎に１ビットが割り当てられる。また、差分値には、第１の平均値＃２０１及び第２の平均値＃３０１より少ない１ビットしか割り当てられないので、ＣＱＩのインデックス０〜３１の内、２種類のＣＱＩ値の何れか１つのＣＱＩ値により差分値を特定せざるを得ない。しかし、差分値は、第２の平均値＃３０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値と第２の平均値＃３０１との差分であるため、２種類のＣＱＩ値により特定することが可能である。

上記より、フィードバック情報生成部１１０は、５ビットの第１の平均値＃２０１と、２ビットの第２の平均値＃３０１と、差分値を算出したサブバンド毎の１ビットの差分値とをフィードバック情報として生成する。図２〜図４の場合、フィードバック情報生成部１１０は、「第１の平均値＃２０１（５ビット）＋第２の平均値＃３０１（２ビット）＋差分値（１ビット）×差分値を求めたサブバンド数（５）＝１２ビット」より、１２ビットのフィードバック情報を生成する。なお、フィードバック情報には、差分値を求めたサブバンドの位置情報を含む。

このように、本実施の形態によれば、第１の平均値と第２の平均値を通信相手に報告するとともに、サブバンド数分だけ送信する必要がある差分値には各サブバンドに１ビットの情報量を割り当てるだけで良いことより、フィードバック情報量を抑制することができるので、広帯域化されても伝送効率の低下を抑制することができる。

なお、本実施の形態において、第１の平均値と第２の平均値と差分値とからフィードバック情報を構成したが、本実施の形態はこれに限らず、フィードバック情報は、少なくとも第１の平均値と第２の平均値と差分値とを含んでいれば、他のパラメータも含んでいても良い。また、本実施の形態において、第１の平均値を５ビット、第２の平均値を２ビット及び差分値を１ビットにしたが、本実施の形態はこれに限らず、第１の平均値、第２の平均値または差分値を任意のビット数にすることができる。

（実施の形態２）
図６は、第１の平均値よりも良好な受信品質を示す各サブバンドのＣＱＩ値を示す図である。また、図７は、差分値を示す図である。

本実施の形態に係る通信装置は、図１と同一構成を有するとともに、フィードバック情報生成部１１０における処理が上記の実施の形態１と異なるだけであるので、本実施の形態においては通信装置の各構成についての説明を省略する。また、本実施の形態における以下の説明では、図１の符号を用いて説明する。

以下に、本実施の形態におけるフィードバック情報を生成する方法について、図６及び図７を用いて説明する。なお、本実施の形態において、第１の平均値を用いてサブバンド
を選択するまでの方法は、上記の実施の形態１と同様であるので、その説明については図２を用いる。また、本実施の形態においては、図５のＣＱＩテーブルを用いるものとする。

最初に、フィードバック情報生成部１１０は、全帯域のＣＱＩ値の第１の平均値＃２０１を求める。即ち、第１の平均値＃２０１は、サブバンドｎ１〜ｎ１３を含む全帯域のサブバンドのＣＱＩ値を加算した加算値を求め、求めた加算値を全帯域のサブバンド数で除算することにより求めることができる（図２参照）。

また、フィードバック情報生成部１１０は、第１の平均値＃２０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値のサブバンド、即ち第１の平均値＃２０１よりも大きな値のＣＱＩ値のサブバンドを選択する。図２においては、フィードバック情報生成部１１０は、第１の平均値＃２０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値の６つのサブバンドｎ３、ｎ４、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２を選択する（図２参照）。

また、フィードバック情報生成部１１０は、選択したサブバンドｎ３、ｎ４、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２の各ＣＱＩ値の内、最も値が小さいＣＱＩ値を選択する。図２の場合には、サブバンドｎ４のＣＱＩ値が最も小さいので、フィードバック情報生成部１１０は、サブバンドｎ４のＣＱＩ値を最小ＣＱＩとして選択する。

また、フィードバック情報生成部１１０は、最小ＣＱＩと、サブバンドｎ４を除く各サブバンドｎ３、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２のＣＱＩ値との差分値（ｒ１〜ｒ５）を求める（図６参照）。即ち、差分値（ｒ１〜ｒ５）は、サブバンドｎ４を除いた各サブバンドｎ３、ｎ９、ｎ１０、ｎ１１、ｎ１２のＣＱＩ値から最小ＣＱＩを減算することにより求めることができる。

ここで、フィードバック情報において、第１の平均値＃２０１には５ビットが割り当てられる。また、第１の平均値＃２０１には、５ビットが割り当てられるので、ＣＱＩのインデックス０〜３１の３２種類のＣＱＩ値の何れか１つのＣＱＩ値により第１の平均値＃２０１を特定することができる（図５参照）。

また、フィードバック情報においては、最小ＣＱＩには２ビットが割り当てられる。また、最小ＣＱＩには、第１の平均値＃２０１よりも少ない２ビットしか割り当てられないので、ＣＱＩのインデックス０〜３１の内、４種類のＣＱＩ値の何れか１つのＣＱＩ値により最小ＣＱＩを特定せざるを得ない。しかし、最小ＣＱＩを求める際に用いたＣＱＩ値は、第１の平均値＃２０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値であるため、４種類のＣＱＩ値により最小ＣＱＩを特定することが可能である。

また、フィードバック情報において、差分値には、サブバンド毎に１ビットが割り当てられる。また、差分値には、第１の平均値＃２０１及び最小ＣＱＩより少ない１ビットしか割り当てられないので、ＣＱＩのインデックス０〜３１の内、２種類のＣＱＩ値の何れか１つのＣＱＩ値により差分値を特定せざるを得ない。しかし、差分値は、第１の平均値＃２０１よりも良好な受信品質を示す最小ＣＱＩと、最小ＣＱＩ以外の第１の平均値＃２０１よりも良好な受信品質を示すＣＱＩ値との差分であるため、２種類のＣＱＩ値により特定することが可能である。

上記より、フィードバック情報生成部１１０は、５ビットの第１の平均値＃２０１と、２ビットの最小ＣＱＩと、差分値を算出したサブバンド毎の１ビットの差分値とをフィードバック情報として生成する。例えば、フィードバック情報生成部１１０は、「第１の平均値＃２０１（５ビット）＋最小ＣＱＩ（２ビット）＋差分値（１ビット）×差分値を求
めたサブバンド数（５）＝１２ビット」より、１２ビットのフィードバック情報を生成する。なお、フィードバック情報には、差分値を求めたサブバンドの位置情報を含む。

このように、本実施の形態によれば、第１の平均値と最小ＣＱＩを通信相手に報告するとともに、サブバンド数分だけ送信する必要がある差分値には各サブバンドに１ビットの情報量を割り当てるだけで良いことより、フィードバック情報量を抑制することができるので、広帯域化されても伝送効率の低下を抑制することができる。

なお、本実施の形態において、第１の平均値と最小ＣＱＩと差分値とからフィードバック情報を構成したが、本実施の形態はこれに限らず、フィードバック情報は、少なくとも第１の平均値と最小ＣＱＩと差分値とを含んでいれば、他のパラメータも含んでいても良い。また、本実施の形態において、第１の平均値を５ビット、最小ＣＱＩを２ビット及び差分値を１ビットにしたが、本実施の形態はこれに限らず、第１の平均値、最小ＣＱＩまたは差分値を任意のビット数にすることができる。

上記実施の形態１及び実施の形態２において、受信品質をＣＱＩにより報告したが、本発明これに限らず、受信品質を示すパラメータであればＣＱＩ以外の任意のパラメータを用いて報告することができる。また、上記実施の形態１及び実施の形態２において、パイロット信号を用いて受信品質を測定したが、本発明はこれに限らず、任意の既知信号を用いて受信品質を測定することができる。

２００９年２月１０日出願の特願２００９−２８４３２の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明にかかる通信装置及び受信品質の報告方法は、例えば下り無線チャネルの受信品質の測定結果であるＣＱＩをフィードバックするのに好適である。

Claims

所定の帯域内の複数のサブバンドに重畳された既知信号を受信する受信手段と、
受信した前記既知信号により前記サブバンド毎の受信品質を測定する受信品質測定手段と、
複数の報告値のうち、測定した前記受信品質に対応する前記報告値を前記サブバンド毎に選択する選択手段と、
選択した前記報告値の第１の平均値を算出し、前記第１の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値の第２の平均値を算出するとともに、前記第２の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値と前記第２の平均値との差分値を算出する算出手段と、
前記第１の平均値と前記第２の平均値と前記差分値とをフィードバック情報として通信相手に送信する送信手段と、
を具備する通信装置。
第１の通信装置から第２の通信装置へ受信品質を報告する前記第１の通信装置における受信品質の報告方法であって、
所定の帯域内の複数のサブバンドに重畳された既知信号を受信するステップと、
受信した前記既知信号により前記サブバンド毎の受信品質を測定するステップと、
複数の報告値のうち、測定した前記受信品質に対応する前記報告値を前記サブバンド毎に選択するステップと、
選択した前記報告値の第１の平均値を算出し、前記第１の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値の第２の平均値を算出するとともに、前記第２の平均値よりも良好な受信品質を示す選択した前記報告値と前記第２の平均値との差分値を算出するステップと、
前記第１の平均値と前記第２の平均値と前記差分値とをフィードバック情報として前記第２の通信装置に送信するステップと、
を具備する受信品質の報告方法。