TWI245523B - Method for channel quality prediction for wireless communication systems - Google Patents

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TWI245523B TW092130627A TW92130627A TWI245523B TW I245523 B TWI245523 B TW I245523B TW 092130627 A TW092130627 A TW 092130627A TW 92130627 A TW92130627 A TW 92130627A TW I245523 B TWI245523 B TW I245523B
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Description

1245523 五 發 被 、發明說明（1) 明領域 本發明大致有關無線通信系統。 無線通信系統運用來改善動態鏈路C号 本發明係為 背景 目刚各種演算係被本無線通信系統 之頻道品質。例如，這些演算係被二估計無線接收象 計劃（3GPP)高晶片速率分時雙工（TD 使用第三代夥令 計劃低晶片速率分時雙工模 < 果式’第三代夥伴 (FDD)模式，分時-同步分碼多重存取叶劃分頻雙〕 =矛…充之冋速下連封包存取（HSDPA)延伸。。^丁 + 被用於傳輸功率控制1步化決定之進：貝估计 ^定，及支援動態鏈路調適（如可適調變及編碼線m、 頻逭品質指標（CQIs)技術。 、、馬（AMC)) 古分時雙工模式中，被使用者設備（u ;==，上之俗卿之頻道品質：=“ 人、、牛:^ =貝源組合（TFRC)。通常，推薦傳輸格式資源每 ;可能尺寸’調變方案及任何其他可用鏈路謂 備m 。義傳輸格式資源組合通常被建立在被使用者教 =ΐ 之訊號基礎上。 標S Γ 2系統是否為第三代夥伴計劃系統，頻道品質指 _ ^ ^ 傳輪塊尺寸，調變格式，碼數，功率偏移戒任 收=Ϊ I同類型鏈路調適參數。這些頻道品質指標係被接 為出且被發送訊號至發送器以設定接續傳輸之傳輸參
__ ίϊή 第7頁 1245523 五、發明說明（2) 數。 頻道品質指標通常提供如用於可適調變及編碼功能之建 議編碼及調變方案之特定鏈路調適資訊，或提供一個或更 多被隨後用來建立適當傳輸訊號選擇之一般品質指標。 若頻道品質指標不正確，被選擇調變及編碼方案（或其 他傳輸參數）將為次佳。當接收品質太差而不能證實其是 否可繼續使用時，高估頻道品質可使使用者設備及節點-B 連續嘗試使用調變及編碼方案。頻道品質低估可導致超額 傳輸功率及無效使用無線資源，或同步處理入及出例子 中，最後是無線鏈路失敗之預先宣告及釋出無線資源。因 此，呼叫被無原因地斷絕。因為其他胞元中之干擾會不必 要地增加，所以超額傳輸功率依序導致系統位準輸通量損 失。於是，不正確頻道品質估計會降低輸通量，浪費傳輸 功率及增加對其他胞元之干擾。 先前技術頻道估計技術之缺點係因該技術估計接收器處 之頻道品質，所以其無法充分提供接續傳輸時之發送器處 之頻道品質正確估計。參考第1圖，使用者設備及節點-B 間之先前技術頻道品質指標產生及報告程序1 0 0係被顯 示。節點-B傳輸訊息於下連（D L )控制頻道（步驟1 0 2 )，通 知使用者設備其資源已被分配至使用者設備以便下一個相 關下連資料傳輸。使用者設備可接收有關資源分配之控制 資訊並等待下連資料傳輸之接收（步驟1 0 4 )。 ^ 節點-B可傳輸相關下連資料傳輸（步驟1 0 6 )。使用者設 備讀取下連資料傳輸（步驟1 0 8 )及選擇性品質量測（步驟
第8頁 1245523 五、發明說明（3) 1 1 0 )。使用來自步驟1 1 0之量測，使用者設備導出估計可 提供最高輸通量知頻道品質指標，而仍可滿足如塊錯誤率 (BLER)之其他可能特定量測。 使用者設備接著可報告最新被導出之頻道品質指標至下 一個可用上連控制頻道中之節點-B (步驟1 1 4 )。節點-B可 接收頻道品質指標（步驟1 1 6 )且接著使用該頻道品質指標 來設定下一個資料傳輸之傳輸參數（步驟1 1 8 )。 現行提供頻道品質指標回授之方法係具有缺點。例如， 現行第三代夥伴計劃說明書並不設定使用者設備需耗費多 少時間來被導出頻道品質指標之特定時間限制。此可耗費 非常長時間。然而，其需（及期待）一旦頻道品質指標從被 給定資料傳輸被導出，則其被報告於下一個可用上連控制 頻道。此最小化可獲得至節點-B之頻道品質指標資訊之延 遲。然而，即使獲得從使用者設備至節點-B之頻道品質指 標資訊之延遲被最小化，延遲並不會被消除。 如第2圖之時序圖例所示，一個或更多下連傳輸具有使 用者設備可選-性量測下連傳輸之頻道品質指標量測期 間。如圖，可量測下連資料頻道，下連引導頻道，或下連 資料及引導頻道之組合。量測後，頻道品質指標係被計 算；此被顯示於時間t i。雖然延遲係藉由報告頻道品質指 標至下一個可用上連傳輸處之節點-B (被顯示於時間12)被 最小化，但仍有額外延遲直到被頻道品質指標之節點 - B (被顯示於時間13)隨後用來設定下一個下連資料傳輸之 參數為止。 1245523 五、發明說明（4) 頻道品負指標被建立基礎之罝測完成（時間t 1)間之延遲 (被圖示為A )及到被節點-B隨後用來設定時間t處之相關傳 輸參數係產生被節點-B使用時之錯誤頻道品質指標。當頻 道品質指標變得較不正確時，因為傳輸參數被建立在不正 確反應真實頻道情況之頻道品質指標基礎上，所以最終下 連頻道品質將受損。本質上，先前技術頻道品質指標決定 方法係可反應過去的頻道狀況。 預期將提供無已知先前技術系統缺點之頻道品質決定方 法。 摘要 本發明提供運用鏈路調適技術來改善通信系統之頻道品 質預測效能之方法。接收器可選擇性量測下連傳輸並接著 儲存一個或更多量測或從其產生之頻道品質指標。接收器 接著可檢索一個或更多過去量測（或過去頻道品質估計本 身），並將其與最新量測（或最新頻道品質估計）結合，以 預測何頻道品質將於某未來時點來導出預測性指標品質指 標（CQI )。此被導自最新頻道估計及至少一過去頻道估計 之預測性指標品質指標係接著被傳送至發送器用來更新傳 輸參數。 較佳實施例之詳細說明 本發明提供一種運用鏈路調適技術來改善通信系統之頻 道品質預測效能而無先前技術缺點之方法。
第10頁 1245523 五、發明說明（5) 此後，此後無線 使用者設備，行動 何可操作於無線環 交換使用。此後被 傳輸 站， 境中 稱為 控制 此可 應用 分碼 遍是 道品 統， 台，節 介裝置 應注 步分碼 模式及 頻道品 方案之 鏈路調 依據 指標。 後本發 然本發 但接收 品質指 等地應 此後被 反。 所繪 中之干 槽對槽 點-B ’位址 。這些項在 意本發明可 多重存取， 類型。更普 質及調適頻 任何通信系 適。 本發明，頻 節點-B或無 明將被說明 明將被說明 器仍均等地 標之發送器 用至上連或 說明之無線 糸統中，傳 擾位準可劇 實際改變。 /接收單元（WTRU)係包括但不受限 固定或行動用戶單元，呼叫器或任 之其他類型裝置。這些項在此可被 節點-B者，係包括但不受限基地 器，存取點或無線環境中之其他接 被交換使用。 至分時雙工，分頻雙工，分時-同 多重存取2 〇 〇 〇，及其他無例外傳輸 ’本發明可應用至任何運用可監控 質為基礎之接續傳輸之傳輸參數之 如可適調變及編碼或其他型式無線 t °口貝‘標為未來頻道情況品質之預測 線傳輸/接收單元均可執行該預測，此 執订於無線傳輪/接收單元。另外，雖 接收器執行量測及導出頻道品質指標， 執，里測及傳輸該量測至接著導出頻道 '、、束技術人士亦應了解本發明亦可均 下連傳輸’如上連中之鏈路調適例子， 傳輸/接收單元及節點-B之角色將相 輸從發可祐^ + 烈變化跨越若干時間槽，這些時間槽 21,。本發明認知頻道衰落情況可從 猎由促成、 取不需要）槽基礎上之頻道品
I245523 發明說明 (6) 五 質指標預、、 〜- 較，被# Γ，頻道品質預捌可被改善。盥先& 參考發送器之頻道品質因此可更ί:技術情況相 序2 〇 〇传Μ回，依據本發明產生及報告頻道u 配之At顯*。程序20 0係被節，點，動ΙτΛ指標之程 呀，資料傳輪之值 牧、貝貝枓傳輸之時 J傳輪/接收單元。節點輸^數/如f周變類型，編碼等）給無 傳輪/接收單 ’’、接著傳送下連資料傳輸至|綠 (步驟。 兀（步驟2 〇 6 )，发姑盎娩扁认…、、線 2〇8)。無線傳輸/接收f被無線傳輸/接收單元接收 :f性量測頻道品質指元可做有關下連資料傳輸之 扣標（步驟212)，接著灰驟以〇)，導出最新頻道品質 2 1 4部分，I @ ^ ，、疋預測性頻道品質指標。如牛w 無線傳輸/接收 ^ 如步驟 ;、道品質指標之一個或 70可儲存稍後用於決定預測性 =貝指標。另外，應;夕頌道品質指標量測及/或頻道 定預測性頻道品 ^ 不需導出最新頻道品質指標以決 ，中之選項。例如f ^去因此，步驟21 2可被視為此實施 ϋσ貝指標量測結合來導’員道品質指標量測可與最新頻道 導Γ則=頻道品質指標係以”品質指標。 ^ 無線傳輸/接收單-σ ’斤里測及至少一過去量測被 貝指標量測（或過去頻、首=:檢索一個或更多過去頻道品 3品質指標量測（或最新』：，標本身），並將其與最新頻 頻道情況品質。 品質指標）結合，以預測未來
1245523 五、發明說明（7) 本發明一實施例中，被用於步驟21 4中導出 品質指標之預測方法係為線性預測方法。此/ 過去資訊為基礎預測未來值之已知數值技術 法可最小化最小平方思考中之預測誤差。較d 以分貝（d B )表示之訊號干擾比（S I R )係為被預 而，其他因子亦可被包含’如分別為訊號功立 之預測。其他預測方法可被使用且可被心中i 簡化。 預測性頻道品質指梯被導出於步驟2 1 4後’ 收單元將該預測性頻道品質指標報告至節點-2 1 6 )，且節點-B於步騨2 1 8處接收預測性頻道 節點-B接著使用預測性頻道品質指標來設定1 傳輸參數（步驟2 2 0 )。 熟練技術人士應了解特定步驟可視此方法#· 結合。例如，如第4圖之本發明方法4 0 0之替千 示，步驟2 1 0，2 1 2及2 1 4可被結合為單一夕鄉 測性頻道品質指標。第4圖中之所有其他步鱗 考第3圖說明之步驟。 另外，如第5圖所示，步驟2 0 2及2 0 4不必為 份’藉此無線傳輸/接收單元可不需先前下連 自動接收下連資料傳輸。 是否決定頻道品質指標之特定處理係被説曰> 所示之各步驟2 1 0 - 2 1 4或第4圖所示之單〆少馬 技術人士應了解，相對於可反應通信頻道過^
預測性頻道 |結合最新及 ，線性預測方 k實施例中， 測量。然 a及雜訊功率 |擇效能及最 無線傳輸/接 .B (步雜 品質指梯。 :/個傳輸之 卜定實施而被 :實施例所 以決定預 係相同於參 程序5〇〇之部 控制訊息而 丨於如第_ M〇8,熟練 淡7之先前 -情況I 1245523 五、發明說明（8) 技術頻道品質指標決定方法，本發明係導出可預測通信頻 道未來情況之預測性頻道品質指標。本發明可做最新量 測，但向節點-B預測及報告可估計未來頻道情況之預測性 頻道品質指標。如前述，此預測性頻道品質指標係被導出 自最新頻道品質指標量測或被導出自之最新頻道品質指標 及至少一過去頻道品質指標量測或被儲存之被導出自之過 去頻道品質指標。預測性頻道品質指標可估計較接近節點 -B準備傳輸時點之頻道情況品質。
雖然頻道品質指標被顯示僅從單資料頻道被導出，使用 者設備可使用下一個資料傳輸（步驟2 0 6 )，任何可用引導 訊號，或結合兩者來導出頻道品質指標。 依據本發明較佳方法2 0 0，預測性頻道品質指標較可能反 應節點-B準備傳送另一傳輸所經歷之實際頻道情況，而非 如第1及2圖所示之反應過去傳輸之頻道品質指標量測。
參考第6圖，雖然無線傳輸/接收單元於相同於先前技術 方案之時點（時間t D做頻道品質指標量測，接著將其與先 前頻道品質指標量測結合於先前技術方案之時點（時間12) 傳輸至節點-B，依據本發明之無線傳輸/接收單元可預測 時間t處為何頻道情況。第6圖所示例中，因為頻道品質指 標被預測及時與下連資料頻道排列，所以π明顯"頻道品質 指標延遲會消失。於是，因為被傳送之預測性頻道品質指 標為被預測於時間t &頻道品質指標，所以當節點-Β準備 傳輸下連貧料時（時間ΐ 3) ’並無延遲（被顯不為B = 0)。 即使頻道品質指標量測完成（時間t D及節點-B使用量測 1245523 五、發明說明（9) 之間具有延遲’但此延遲仍短於第2圖所示之延遲。藉由 使用頻道品貪歷史有關之可用過去資訊，被報告之頻道品 貝指標係可被叶算以反應存在於下一個下連資料傳輸時間 之頻運品$ ’藉此使被選擇碼速率，調變類型及其他鏈路 調適參數更精確。 雖然第6圖顯示頻道品質指標量測被執行於下連資料頻 返及下連引導頻道，但熟練技術人士應了解頻道品質指標 量測僅可被執行於下連資料頻道，下連引導頻道，或被執 行於下連資料及引導頻道之組合。 雖然預測性頰道品質指標中亦有相關誤差（因為其被預 & :且不實際），此誤差可能小於先前技術傳送過去頻道品 貝指標ΐ測之方法。第7圖顯示如何使用依據本發明被使 ^之預測方案係被運用來改善實際傳輸時點處之頻道品質 h况報告精確度，藉此政善任何動態鏈路調適系統之優 ^。第7圖中，被量測訊號干擾比及該訊號干擾比被使用 守”、έ處之號干擾比之間差異係被顯示。此例中，該延遲 係為1 0毫秒。 、有兩個可能分佈曲線被顯示。一個被描繪如曲線Α之以 2去頻道情況為基礎之傳送頻道品質指標量測先前技術方 及被描繪如曲線B之以未來頻道情況為基礎之傳送預 # :性頻道品質指標量測之最新方法。肖先前技術方法之曲 私A相較，有了本發明（曲線B )，有較高可能性相關誤差會 乂小，有較低可能性相關誤差會較大。與先前技術之延遲 訊號相較，依據本發明之預測訊號分佈更集中接近零誤
1245523 五、發明說明（10) 差，使用預測性頻道品質指標時可指出頻道品質指標報告 誤差係較小。 雖然本發明已詳細說明，但應了解本發明並不限於此， 只要不背離附帶申請專利範圍所.界定之本發明範疇，均可 作各種改變。
第16頁 1245523 圖式簡單說明 第1圖為依據先前技術之頻道品質指標產生及報告方法流 程圖。 弟2圖為顯不與弟1圖之先前技術頻道品質指標報告方法相 關之延遲之時序圖。 第3圖為依據本發明較佳實施例之預測性指標品質指標產 生及報告方法。 第4圖為依據本發明第一替代實施例之預測性指標品質指 標產生及報告方法。 第5圖為依據本發明第二替代實施例之預測性指標品質指 標產生及報告方法。 第6圖為顯示與第三及四圖之本發明實施例相關之内存延 遲消除之時序圖。 第7圖為顯示依據先前技術之頻道品質指標產生及報告處 理及依據本發明之預測性指標品質指標產生及報告處理間 之差異分配圖。 元件符號說明 3GPP 第三代夥伴計劃 AMC 可適調變及編碼 CDMA 分碼多重存取 CQI 頻道品質指標 DL 下連 FDD 分頻雙工 HSDPA 高速下連封包存取 HS-DPCCH 分頻雙工之共享資訊頻道 HS-SICH 分時雙工之高速共享資源頻道 SIR 訊號干擾比 TDD 分時雙工 UE 使用者設備 TD-SCDMA 分時-同步分碼多重存取 TFRC 傳輸格式資源組合 UL 上連

Claims (1)

1245523 丨倏 赞换頁 案號92130627 扣年5：月llj 修正在 傳輸於發送器及接收器間之有關通信頻道品 法；該方法包含： 器傳輸控制通信至該接收器，該控制通信係 下連通信之資源分配資訊； 接收該控制通信並等待該下連通信； 於下連頻道上傳輸該下連通信； 接收該下連通信； 對該下連通信執行至少一最新量測以決定該 最新品質； 為基礎導出頻道品質指標（CQ I );及 輸該頻道品質指標至該發送器；藉此該導出 下連頻道之該未來品質以導出該頻道品質指 六、申請專利範圍 1 . 一種提供被 質之回授之方 從該發送 包含有關接續 於該接收器處 從該發送器處 於該接收器處 於該接收器處 下連頻道之該 以該執行步驟 於該接收器傳 步驟可估計該 標。 2.如申請專利範圍第1項之該方法，進一步包含儲存該至 少一最新量測。 範圍第2項之該方法，其中該導出步驟進一 檢索至少一被儲存量測及使用該至少一被儲存量測 少一最新量測來導出該頻道品質指標。 範圍第1項之該方法，進一步包含儲存該頻 3·如申 步包含 及該至 4 ·如申 道品質 5 ·如申 用線性 6 ·如申 至少一 請專利 請專利 指標。 請專利 預測演 請專利 資料通 範圍第1項之該方法，其中該導出步驟係使 算來導出該頻道品質指標。 範圍第1項之該方法，其中該下連通信包含 信0
第18頁 1245523 ‘ _案號92130627_1伴T月1丨5 修正_ 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第1項之該方法，其中該下連通信包含 至少一引導通信。 8. 如申請專利範圍第1項之該方法，其中該下連頻道包含 該量測被執行於其上之複數個下連頻道。 9 .如申請專利範圍第8項之該方法，其中該複數個下連頻 道包含該量測被執行於其上之至少一資料頻道。 1 0 .如申請專利範圍第8項之該方法，其中該複數個下連頻 道包含該量測被執行於其上之至少一引導頻道。
11.如申請專利範圍第8項之該方法，其中該複數個下連頻 道包含該量測被執行於其上之至少一引導頻道及至少一資 料頻道。 1 2. —種提供頻道品質量測於從接收器被傳輸至發送器之 下連通信頻道之方法；該方法包含： 監控該接收器處之該下連通信頻道； 執行至少一最新量測於該下連通信頻道； 導出該下連通信頻道品質指標；及 傳輸該指標至該發送器； 藉此該導出步驟可預測該下連通信頻道之該未來品質。
1 3 .如申請專利範圍第1 2項之該方法，進一步包含儲存該 至少一最新量測。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之該方法，其中該導出步驟進 一步包含檢索至少一被儲存量測及使用該至少一被儲存量 測及該至少一最新量測來導出該頻道品質指標。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項之該方法，進一步包含儲存該
第19頁 1245523 _案號92130627_vJ一月 丨\日 修正__ 六、申請專利範圍 頻道品質指標。 1 6 .如申請專利範圍第1 2項之該方法，其中該導出步驟係 使用線性預測演算來導出該頻道品質指標。 1 7 .如申請專利範圍第1 2項之該方法，其中該下連通信頻 道包含至少一資料頻道。 1 8 .如申請專利範圍第1 2項之該方法，其中該下連通信頻 道包含至少一引導頻道。 1 9 .如申請專利範圍第1 2項之該方法，其中該下連通信頻 道包含該量測被執行於其上之複數個下連頻道。
2 0 .如申請專利範圍第1 9項之該方法，其中該複數個下連 頻道包含該量測被執行於其上之至少一資料頻道。 2 1如申請專利範圍第1 9項之該方法，其中該複數個下連頻 道包含該量測被執行於其上之至少一引導頻道。 2 2 .如申請專利範圍第1 9項之該方法，其中該複數個下連 頻道包含該量測被執行於其上之至少一引導頻道及至少一 資料頻道。 2 3. —種提供頻道品質量測於從接收器被傳輸至發送器之 下連通信頻道之方法；該方法包含：
監控該接收器處之該通信頻道； 執行至少一最新量測於該通信頻道； 導出該通信頻道品質指標；及 傳輸該指標至該發送器； 藉此該導出步驟可預測該通信頻道之該未來品質。 2 4 ·如申請專利範圍第2 3項之該方法，進一步包含儲存該
第20頁 1245523 案號 92130627 修正 六、申請專利範圍 至少一最新量測。 2 5 .如申請專利範圍第2 3項之該方法，其中該導出步驟進 步包含檢索至少一被儲存量測及使用該至少一被儲存量 測及該至少一最新量測來導出該頻道品質指標。 2 6 .如申請專利範圍第2 3項之該方法，進一步包含儲存該 頻道品質指標。 2 7 .如申請專利範圍第2 3項之該方法，其中該導出步驟係 使用線性預測演算來導出該頻道品質指標。 2 8 .如申請專利範圍第2 3項之該方法，其中該通信頻道包 含該量測被執行於其上之複數個頻道。 2 9 .如申請專利範圍第2 8項之該方法，其中該下連通信頻 道包含該量測被執行於其上之至少一資料頻道。 3 0 .如申請專利範圍第2 8項之該方法，其中該下連通信頻 道包含該量測被執行於其上之至少一引導頻道。 3 1.如申請專利範圍第2 8項之該方法，其中該複數個下連 頻道包含該量測被執行於其上之至少一引導頻道及至少一 資料頻道。
第21頁
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