JP5714059B2 - ダウンリンクリソースをアロケートするためのcq測定 - Google Patents

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Description

本発明は、ワイヤレスデジタル通信システムに関するものであり、より詳細には、ダウンリンクリソースアロケーションを効率よく決定するための測定手法を利用するCDMA(code-division multiple access)技術を採用している通信局に関するものである。
現代のワイヤレス通信システムにおいては、通信トラフィックの占有主体が、主に音声トラフィックからデータトラフィックに代って、例えば、インターネットアプリケーションがデータトラフィックを占める割合が絶えず増大していき、このため、このようなシステムの容量も増大した。そこで、DL(down link)伝送の容量を最大にする手法を提供することが、非常に望まれる。
トランスミッタとレシーバの間の伝搬損失は、一定でなく変動している。伝搬損失は、距離に依存するから、トランスミッタとレシーバの間のパス(または、マルチパス)に障害があると、これにより変動し、同様に、パス間のインタラクションにより変動する。このような変動をフェーディングという。加えて、このフェーディングは時間とともに変化する。
通信システムの中には、伝送時に最良の伝送状態を享受できる特定の1つのユーザか、または複数のユーザのうちのいくつかのユーザに、インスタンスを伝送するようになっている通信システムがある。これらのシステムにあっては、最適な時点で各ユーザに伝送するため、推定されるCQ(channel quality)を、ユーザごとに、時々、定義する必要がある。最適な時点を選択することは、フェーディングの観点からは、必須のことではないが、瞬間パス損失(instantaneous path loss)は、最適な時点の選択にあたって考慮すべきファクタの1つにするべきである。
CQを低下させる1つのファクタとしては、瞬間パス損失がある。CQは、瞬間パス損失が低減されるほど、向上し、瞬間パス損失が最小のときに最大になる。
CQを低下させるもう1つのファクタとしては、ユーザから見える干渉がある。なぜなら、一般的に、干渉が大きくなるほど、大きな伝送パワーが必要になるからである。伝送パワーが制限されると、これによりシステムの容量が減少する。そうすると、CQは、基地局の固定レベルによる伝送において受信された伝送パワーの、受信した干渉に対する比として定義することができる。この比は、基地局がユーザデータを伝送するのに必要な伝送パワーに反比例する。任意の時点においてCQが最高となる(したがって、パス損失および/または干渉が最低となる)ユーザを、連続して選択して、この比を最大にすると、システム容量が、経過時間全体から見て、増大していく。
当該パス損失を決定し、当該比を計算するため、測定される特定の信号は、重要ではない。例えば、この特定の信号は、パイロット信号、ビーコン、またはデータ搬送号であって、一定のパワーか、知られているパワーで伝送されるものとすることができる。システムによっては、受信パワーを、RSCP(received signal code power)といい、受信干渉パワーを、ISCP(interference signal code power)ということがある。例えば、UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)のFDD(frequency division duplex)標準にあっては、CPICH(common pilot channel)が測定され、CQがCPICH_RSCP/ISCPと定義される。UMTS TDD(time division duplex)標準にあっては、ビーコンチャネル(PCCPCH)が測定され、CQがPCCPCH_RSCP/ISCPと定義される。チャネル状態は急激に変化するから、それぞれの伝送においては、ショートタイムアロケーション(short time allocation)(つまり、小さなタイムスロット)を用いるのが好ましい。そうすると、このアロケーションに使用される測定情報も、タイムリーでなければならない。通信システムの中には、ユーザへの伝送を時分割したり、あるいは、ユーザが選択した伝送を、他方の伝送、例えば通常の音声サービスおよびデータサービスから、時間的に分離したりするようになっている通信システムがある。このように時分割は種々の方法で行うことができる。例えば、繰り返しフレームを、複数のタイムスロットに分割することができる。各タイムスロットを、それぞれ、一度に1人以上のユーザにアロケートすることができる。加えて、複数のタイムスロットを、それらが隣接してもしていなくても、1人以上のユーザにアロケートすることができる。仮に1つ以上のタイムスロットの集まりをまとめてアロケートする場合には、このまとまったものをサブチャネルということができる。
時分割伝送においては、恐らく、全てのタイムスロットまたはサブチャネルにおける干渉は、等しくない。全てのタイムスロットに対して単一の値が通知されると、これにより、アロケーションが最適でなくなり、幾つかのタイムスロットの情報が失われる、ことがよくある。したがって、タイムスロットごとに個々の測定結果を通知するのが望ましい。
本発明は、CQを適正なタイミングで測定し、その情報を基地局に適宜伝送することを目的とする。
本発明は、タイムスロットまたはサブチャネルごとに、CQを測定して、UEから基地局へシグナル(signal)する、複数の実施形態を提示する。測定は、関連する全てのタイムスロットまたはサブチャネルについて、高速度で行うか、あるいは、このような測定を行う速度を選択的に下げて、より低速で行うことができる。
UMTSアーキテクチャを示すブロック図である。 本発明に係るダウンリンクリソースアロケーションのため、CQ測定をインプリメントした、UEおよび基地局を簡略化して示すブロック図である。 本発明に係るダウンリンクリソースアロケーションのため、CQ測定をUEにおいて行い、その測定結果を基地局に通知する好ましい方法の一例を示す流れ図である。
本発明の目的は、付属の詳細な説明および図面を検討することで明白になるであろう。
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。これら図面において、同様の番号は同様の要素を示すものとする。
図1を説明する。UMTSネットワークアーキテクチャには、CN(Core Network)と、UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)と、UE(User Equipment)とが含まれる。2つの一般的なインタフェースのうち、一方は、UTRANとCNの間にあるIuインタフェースであり、他方は、無線インタフェースUuであって、UTRANとUEとの間にある。UTRANは、Iurインタフェースによって相互接続することができる複数のRNS(radio network subsystem)により構成されている。この相互接続により、異なるRNSの間においては、CN独立のプロシージャを許可することができる。したがって、無線アクセス技術特有の機能を、CN外から維持することができる。RNSは、さらに、RNC(radio network controller)と複数の基地局(複数のノードB)に分割されている。複数のノードBは、IubインタフェースによりRNCに接続されている。1つのノードBは、1つ以上のセルをサーブすることができ、通常は、複数のUEから使用される。UTRANは、無線インタフェース上で、FDDモードおよびTDDモードの両方をサポートしている。これらFDDモードおよびTDDモードに、同一のネットワークアーキテクチャが使用され、同一のプロトコルが使用される。
図2を説明する。好ましい通信システム10は、本発明の原理によりダウンリンクリソースアロケーションのために行ったCQ測定の結果を取得するプロセスを実行する。通信システム10は、UE12と、基地局/ノードB 30(以下、単に「基地局30」という。)とを備え、UE12と基地局30とは、ワイヤレス無線インタフェース14を介して接続されている。
UE12には、アンテナ16と、アイソレータ/スイッチ18と、マッチドフィルタ20と、基準チャネル符号ジェネレータ21と、パワー測定デバイス22と、タイムスロット干渉測定デバイス24と、CQトランスミッタ26と、CQ判定デバイス28とが含まれている。アンテナ16は、アイソレータ/スイッチ18を介してマッチドフィルタ20に結合してあり、ダウンリンク信号を受信し、出力をパワー測定デバイス22に供給する。基準チャネル符号ジェネレータ21は、マッチドフィルタ20に供給される基準チャネル符号を生成する。パワー測定デバイス22は、マッチドフィルタ20の出力を分析し、ダウンリンク信号のパワーレベルを決定し、このパワーレベルをCQ判定デバイス28に出力する。
アイソレータ/スイッチ18の出力は、さらに、タイムスロット干渉測定デバイス24に結合され、タイムスロット干渉測定デバイス24は、ダウンリンクチャネルを測定し、出力をCQ判定デバイス28の第2入力に供給する。CQ判定デバイス28は、パワー測定デバイス22から出力されたパワーレベルと、タイムスロット干渉測定デバイス24からの干渉レベルとを分析し、CQ測定結果をCQトランスミッタ26に供給する。CQトランスミッタ26は、ワイヤレス無線インタフェース14を介して基地局30へワイヤレスRF伝送を行うため、アイソレータ/スイッチ18を介してアンテナ16に結合してある。
基地局30は、基準チャネルトランスミッタ36と、アイソレータ/スイッチ34と、アンテナ32と、CQレシーバ38と、CQストレージデバイス40とを備えている。アンテナ32は、UEから、無線インタフェース14を介して、CQ測定結果を含む無線RF伝送を受信し、受信した信号を、アイソレータ/スイッチ34を介して、CQレシーバ38に結合している。受信したCQ測定結果は、CQストレージデバイス40にストアされる。基準チャネルトランスミッタ36は、基準信号を供給するが、この基準信号は、ダウンリンクで、アイソレータ/スイッチ34およびアンテナ32を介して、UE12に伝送される。トランスミッタ36からの基準ダウンリンク信号は、UE12により、ダウンリンクCQ測定結果を出力するため、利用される。
図3の本発明に係る好ましい方法50は、図1および図2に示したタイプ以外の通信システムにより実行することができるが、本発明は、これに限定されるものではないから、このことに留意されたい。
図3を参照するに、方法50は、図1および2を参照して説明したように、基地局30と通信するUE12を備えたデジタル通信システム10によって実行することができる。
品質評価をタイムスロットまたはサブチャネルごとに高速に行う技術は、本発明が、ダウンリンク(DL)アロケーションをベストに行うために採用したCQ測定にとって、1つの好ましい技術である。なぜなら、基地局30は、変調および符号化を選択し、ベストの1つ以上のユーザを選択し、しかも、選択された1つ以上のユーザに、ベストのタイムスロットまたはサブチャネルをアロケートする、のに必要な情報は全て保持しているからである。本発明は、UMTS FDD(frequency division duplexing)と、TDD(time division duplex)の両方の標準に適用することができるが、本明細書においては、一方の例のみを説明する。例えば、FDD標準においては、CPICH(common pilot channel)を、関連する全てのタイムスロットで行われる、タイムスロットまたはサブチャネルISCP(interference signal code power)測定別に測定し、分割することができる。TDD標準においては、PCCPCH(physical common pilot channel)は、測定できるチャネルの一例である。
基地局30は、固定レベルの伝送で、例えば、パイロットビーコンまたはデータ搬伝送号を、PCCPCHを介して伝送する(ステップ52)。以下、このPCCPCHを基準チャネルという。この基準チャネルは、コントロールチャネルであろうとデータチャネルであろうと、任意のタイプの固定レベルの(または、知られている)基地局伝送とすることができる、ことは当然のことである。必要なことは、基準チャネルパワーが、測定時に、UE12に知られていることである。UE12は、RSCPを測定する(ステップ54)。そして、UE12は、ISCPを測定する(ステップ56)。RSCPおよび/またはISCPは、連続して測定することができるが(つまり、全てのフレームおよびタイムスロットについて)、後述するように、低頻度で測定することもできる。
ステップ56および54においてインプリメントすることができる代替形態は、数多く存在する。第1の代替形態においては、UE12は、特定のタイムスロットで、特定の順序で、ISCPおよび/またはRSCPを測定する。第2の代替形態においては、UE12は、全てのタイムスロットで、予め定めた順序またはランダムな順序で、ISCPおよび/またはRSCPを測定する。第3の代替形態においては、UE12は、ランダムに識別した数のタイムスロットで、ランダムな順序で、ISCPおよび/またはRSCPを測定する。第4の代替形態においては、UE12は、タイムスロット測定のローテーションを行う。例えば、第1のフレームについて、タイムスロット1〜4で、ISCPおよび/またはRSCPを測定し、ついで、後続のフレームについて、タイムスロット5〜8で、測定し、さらに後続のフレームについて、タイムスロット9〜12で、測定し、というように続ける。このように特有の柔軟性があるから、本発明に係る方法50は、システムオペレータと特定のアプリケーションとの特定の要求に適合させることができる。
上述したように、同一のタイミングスキームを同一速度で使用して、パス損失および干渉の両方を測定させる必要はない。そこで、ISCPの測定頻度は、RSCPの測定頻度に比べて非常に低くすることができる。例えば、ISCPは、表1の第4の代替形態に従って、測定することができ、RSCPは、表1の第2の代替形態に従って測定することができる。
表1は、UEの測定のための種々の形態を要約したものである。ただし、本発明の精神および範囲を逸脱しない限り、タイムスロットおよび/またはタイムスロットの順序を予め定めた通り選択するか動的に選択するかを任意に組み合わせることができることに留意されたい。
Figure 0005714059
図3を説明する。タイムスロット、または選択され測定されたタイムスロットの順番に関係なく、ステップ58において、UE12は、行った測定からダウンリンクCQを判定し、ダウンリンクCQを基地局30に通知する。CQ測定においては、(ステップ56からの)ISCPと、(ステップ54からの)RSCPとを、個別に伝送することができるか、UE12により計算されたISCP/RSCP比を伝送することができるか、あるいは、次に詳細に説明する他の多数の代替形態のうちの1つを備えることができる。
ステップ58でUE12により生成され伝送されたダウンリンクCQ測定の通知は、ステップ60において、基地局30に受信され、ついで、ステップ62において、UE12に伝送するのに必要なアクティビティを決定するため、分析され、当該ダウンリンクCQ測定結果が考慮される。
UE12がその測定結果を収集しその測定データを伝送する方法は、典型的には、供給されるデータの量と、その測定データを基地局30に伝送するのに必要なオーバーヘッドと、のトレードオフである。例えば、選択された全てのタイムスロットに対するISCPとRSCPの両方の全てのデータを測定し伝送することにより、その大部分の情報が得られる。しかし、この欠点は、伝送する必要のあるデータが大量になる点であり、データを伝送する上でオーバーヘッドがある点である。
本発明の目標とするところは、タイムリーで正確なCQ情報を返し、しかも、ダウンリンクチャネルに使用するための適正な変調と符号化を決定する、ことにある。そうであるから、UE12がこの情報を測定し基地局30に伝送するために使用できる代替形態としては、種々の形態がある。表2は、RSCPおよびISCPを基地局30に伝送する種々の代替形態を示す。
Figure 0005714059
これら9つの代替形態の順序は、一般的には、ダウンリンクCQ情報をUE12から基地局30に伝送するために必要なビット数を最大数から最小数に並べた順序になっている。当然、このリストには全てが含まれておらず、本発明は、表1に列挙した代替形態に限定されるものではない。
代替形態1においては、UE12は、全てのタイムスロットについてのRSCPおよびISCPを、基地局30に伝送する。
代替形態2においては、UE12は、RSCPをフレームごとに1回伝送し、指定された全てのタイムスロットについてのISCPを、基地局30に伝送する。
代替形態3においては、UE12は、全ての指定されたタイムスロットについてのRSCP/ISCP比を、基地局30に伝送する。
代替形態4においては、UE12は、全ての指定されたタイムスロットについてのRSCP/ISCP比を、符号化して基地局30に伝送する。この比を符号化することにより、情報を伝送するのに必要なビット数が減少する。
代替形態5においては、UE12は、UE12によって検出されたソフトシンボルエラーの数を、基地局30に伝送する。ソフトシンボルエラーは、当業者にとっては、ダウンリンクCQの指示として知られている。
代替形態6においては、UE12は、RSCPおよびISCPの測定から、利用可能なMCS(modulation coding set)を選択し、この選択結果を基地局に伝送し、基地局30においては、これを、伝送するために使用する。UEは、予め定めた数のMCSが利用可能であるのが、典型的であり、例えば、8個のこのようなセットが利用可能である。ひとたびUEがRSCPおよびISCPの測定を行うと、どのMCSであれば現在のCQを与えるのにサポート可能であるか、を計算する。
代替形態7においては、UE12は、全てのタイムスロットについてのCQ情報の符号化を、組み合わせる。全てのタイムスロットまたはサブチャネルの共通品質および品質の差分を別々に符号化すると、伝送ビットを節約することができる。
代替形態8においては、UE12は、全てのタイムスロットのCQの平均値であって、より多い数のビットを使用して符号化されたCQの平均値を測定して伝送し、ついで、これらCQの平均値と、それぞれの残りのタイムスロットとの差分を、より少ない数のビットを有する符号化値を用いて、伝送する。一例を挙げると、4または5ビットは、当該タイムスロットの平均値を識別するのに用いることができ、それぞれのタイムスロットまたはサブチャネルと平均値との差分には、1または2ビットあればよい。
代替形態9においては、タイムスロットまたはサブチャネルのうちの1つが基準点として指定される。このタイムスロットのCQ測定が伝送されるが、残りのタイムスロットについては、この基準点と呼ばれる差分情報を伝送するだけでよい。代替形態8と同様にして、基準タイムスロットは、4または5ビットとすることができ、残りのタイムスロットについては、基準点との差分は、1または2ビットとすることができる。
パワーの要件を軽減し、しかも測定および処理に必要なインプリメンテーションを複雑にしないようにするため、測定回数および処理量を最小限に抑えることが望ましい。UE12が、常に、基地局30からの情報要求を保留にして、測定を行なわなければならないシステムにあっては、このことは、仮にタイムスロットまたはサブチャネルの数が大きい場合には、UE12にとって測定上の負担になる。当該干渉の変化する速度が当該フェーディングの変化の速度と同じでない状況においては、タイムスロットの測定のローテーションは、最近の干渉測定結果が幾つかのタイムスロットのために利用し、古い方の情報は他のスロットに使用するようにすれば、行うことができる。
測定されるタイムスロットの数を減らせば、複雑の度合いが実質的に低下する。測定すべきタイムスロットの数が多ければ、測定結果を頻繁に通知することになり、複雑の度合いが高くなる。タイムスロットの測定回数が少なければ、複雑の度合いが低くなるが、測定結果の通知回数も減り、これにより、パフォーマンスが低下することになる。特定のアプリケーションのニーズおよび/または優先条件に従って、妥協策を講じることができる。
以上、本発明は、一部、好ましい実施形態を詳細に参照して説明したが、このように詳細に説明したからといって、これに限定されるものではなく、これはあくまで説明に過ぎない。当業者にとって当然のことであるが、本明細書の教示で開示されているように、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、オペレーションの構成およびモードを種々に変更することができる。
30 基地局
50 方法

Claims (18)

  1. 数のダウンリンクリソースについて測定を実行し、
    前記複数のダウンリンクリソースと関連付けられたチャネル品質に対応する第1のチャネル品質の表示であって、前記複数のダウンリンクリソースの前記チャネル品質を与えるのにサポート可能であるMCS(modulation and coding set)を示す第1のチャネル品質の表示を取得し、
    複数の差の表示であって、各々の差の表示が、前記第1のチャネル品質の表示と、前記複数のダウンリンクリソースのうちの一つについてのチャネル品質の表示との差の表示である複数の差の表示を取得し、
    少なくとも1つの報告であって、前記第1のチャネル品質の表示および前記複数の差の表示を含む少なくとも1つの報告を、基地局に送信す
    ように構成されたUE(User Equipment)
  2. 前記少なくとも1つの報告において、前記第1のチャネル品質の表示について使用されるビットの数は、前記複数の差の表示のうちのいずれかについて使用されるビットの数よりも大きい、請求項1に記載のUE。
  3. 前記第1のチャネル品質の表示について使用される前記ビットの数は4であり、前記複数の差の表示のそれぞれについて使用される前記ビットの数は2である、請求項に記載のUE。
  4. 前記UEは、前記少なくとも1つの報告においてサポート可能であると示された変調と符号とのセット(modulation and coding set)を使用する前記基地局から、ダウンリンク伝送を受信するようにさらに構成された、請求項1に記載のUE。
  5. 前記複数のダウンリンクリソースは、それぞれ、タイムスロットまたはサブチャネルのうちの少なくとも1つに対応する、請求項1に記載のUE。
  6. 前記測定は、前記基地局から送信される基準信号伝送に基づく、請求項1に記載のUE。
  7. 前記UEは、前記基準信号伝送が固定のパワーレベルで前記基地局から送信される場合に、前記第1のチャネル品質の表示および前記複数の差の表示を取得するように構成された、請求項6に記載のUE。
  8. 前記測定は、RSCP(received signal code power)およびISCP(interference signal code power)測定に対応する請求項7に記載のUE。
  9. 前記複数のダウンリンクリソースの前記チャネル品質を与えるのにサポート可能である前記MCSは、所定の数の利用可能なMCSから選択される、請求項1に記載のUE。
  10. UE(User Equipment)において実施され、基地局にダウンリソースアロケーションについての情報を提供する方法であって、
    前記UEが、複数のダウンリンクリソースについて測定を実行するステップと、
    前記UEが、前記複数のダウンリンクリソースと関連付けられたチャネル品質に対応する第1のチャネル品質の表示であって、前記複数のダウンリンクリソースの前記チャネル品質を与えるのにサポート可能であるMCS(modulation and coding set)を示す第1のチャネル品質の表示を取得するステップと、
    前記UEが、複数の差の表示であって、各々の差の表示が、前記第1のチャネル品質の表示と、前記複数のダウンリンクリソースのうちの一つについてのチャネル品質の表示との差の表示である複数の差の表示を取得するステップと、
    前記UEが、少なくとも1つの報告であって、前記第1のチャネル品質の表示および前記複数の差の表示を含む少なくとも1つの報告を、前記基地局に送信するステップと、
    を含む方法。
  11. 前記少なくとも1つの報告において、前記第1のチャネル品質の表示について使用されるビットの数は、前記複数の差の表示のうちのいずれかについて使用されるビットの数よりも大きい、請求項10に記載の方法。
  12. 前記第1のチャネル品質の表示について使用される前記ビットの数は4であり、前記複数の差の表示のそれぞれについて使用される前記ビットの数は2である、請求項11に記載の方法。
  13. 前記少なくとも1つの報告においてサポート可能であると示された変調と符号とのセット(modulation and coding set)を使用する前記基地局から、ダウンリンク伝送を受信するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
  14. 前記複数のダウンリンクリソースは、それぞれ、タイムスロットまたはサブチャネルのうちの少なくとも1つに対応する、請求項10に記載の方法。
  15. 前記測定は、前記基地局から送信される基準信号伝送に基づく、請求項10に記載の方法。
  16. 前記基準信号伝送が固定のパワーレベルで前記基地局から送信される場合に、前記第1のチャネル品質の表示および前記複数の差の表示を取得することが実行される、請求項15に記載の方法。
  17. 前記測定は、RSCP(received signal code power)およびISCP(interference signal code power)測定に対応する請求項16に記載の方法。
  18. 前記複数のダウンリンクリソースの前記チャネル品質を与えるのにサポート可能である前記MCSは、所定の数の利用可能なMCSから選択される、請求項10に記載の方法。
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