JP2004531114A - ワイアレス通信におけるリンク品質フィードバックのための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
リンク品質フィードバックを送信機(32,34)に供給する方法及び装置。ある実施例では、定期的なリンク品質メッセージは、ゲートで制御されたチャネルにおいて送信される、一方で、連続的に差分インディケータが送信される。品質メッセージの間で、差分インディケータは、リンクの品質を追跡する。定期的な品質メッセージは、送信機及び受信機(36,38)を同期させる。コーデングは、送信機を認識するフィードバック情報に適用される。ある実施例では、遠隔局は、連続するチャネル品質メッセージにおける変化を決定するために差分分析器(212)を含む。代わりの実施例では、リンク品質フィードバック情報は、チャネルの状態にしたがってゲートで制御する。
【選択図】図9
Description
【0001】
本方法及び装置は、一般に通信に係わる、さらに詳しくは、ワイアレス通信システムにおいてリンク品質フィードバックを供給するものである。
【背景技術】
【0002】
ワイアレスデータ送信に対して増加する要求及びワイアレス通信技術を介して利用できるサービスの拡大は、音声及びデータを取り扱うことができるシステムを開発に導いた。これら2つのサービスの種々の要求を取り扱うために設計された1つの拡散スペクトルシステムは、cdma2000と称される符号分割多元接続、CDMA、システムであり、“cdma2000拡散スペクトルシステムに関するTIA/EIA/IS−2000標準”に明記されている。cdma2000の強化は、これに代わる種類の音声及びデータシステムと同様に、開発中である。
【0003】
送信されたデータの量及び送信の回数が増加するにつれ、高周波送信に対して利用可能な限定されているバンド幅が、決定的なリソースになる。それゆえ、利用可能なバンド幅の使用を最適化する通信システムにおいて、情報を送信する効率的かつ正確な方法に対する要求がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0004】
ここに開示された実施例は、通信リンクのリンク品質を繰り返し観測するための品質観測ユニット、及び観測されたリンク品質における変化を決定するための差分分析器を有する遠隔局装置を与えることにより、上記の要求に向けられたものである。
【0005】
一つの観点では、音声通信及びパケットスイッチされた通信を処理するワイアレス通信システムにおいて、トランシーバは、データレート制御メッセージ及び関連した送信情報を表にするデータレート制御テーブル、データレート制御テーブルに接続されたデータレート計算ユニット、データレート計算ユニットはトランシーバにおいて受信された信号に応じてデータレート制御メッセージを選択する働きをする、及びデータレート制御テーブル中の次の記載事項を指す差分インディケータを生成する働きをするデータレート計算ユニットに接続された差分分析器、を含む。
【0006】
他の観点では、ワイアレス通信システムにおいて、ある方法は、第1の周波数において品質メッセージ(quality message)を生成し、品質メッセージが通信リンクの品質に関する情報を与える、及び第2の周波数において差分インディケータ(differential indicator)を生成し、差分インディケータが通信リンクの品質の変化を指示する、ここで、第2の周波数が第1の周波数より大きい、を含む。
【発明の効果】
【0007】
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
用語“イグゼンプラリ(exemplary)”は、ここでは“例、実例、若しくは例証として使われる”という意味で広く使用される。“イグゼンプラリ”としてここで説明されるいかなる実施例も、他の実施例に対して好ましい若しくは優位であると解釈される必要性はない。
【0009】
cdma2000システムのような、拡散スペクトルワイアレス通信システムにおいて、複数のユーザが、同時に同一のバンド幅においてトランシーバに、しばしば基地局に、送信する。基地局は、ワイアレスチャネルを介して、若しくは有線チャネル、例えば、光ファイバー若しくは同軸ケーブルを使用する、を介して通信する、いずれかのデータ装置である。ユーザは、以下に記すいずれかの種々の移動及び/若しくは固定装置であり、PCカード、コンパクトフラッシュ、外付け若しくは内蔵モデム、あるいはワイアレス若しくは有線電話を含むが、これらに限定されることはない。ユーザは、遠隔局とも言われる。代わりの拡散スペクトルシステムは、パケットスイッチされたデータサービス、ワイドバンド−CDMA、W−CDMAのシステム、第三世代パートナーシッププロジェクト、3GPP、により明記されたようなシステム、第三世代パートナーシッププロジェクトツー、3GPP2、により明記されたような音声及びデータシステムを、含むことに注意する。
【0010】
それを介してユーザが信号をトランシーバに送信する通信リンクは、逆方向リンク、RL、と呼ばれる。それを介してトランシーバが信号をユーザに送る通信リンクは、順方向リンク、FL、と呼ばれる。各ユーザが基地局に送信し、そこから受信するように、他のユーザは、基地局と同時に通信している。FL及び/若しくはRLにおける各ユーザの送信は、他のユーザに干渉を引き起こす。受信信号の干渉を克服するために、デモジュレータは、許容されるエラー発生率で信号をデモジュレートするために、ビットエネルギー対干渉出力スペクトル密度の十分な比、Eb/N0、を維持しようとする。出力制御、PC、は、所定のエラー基準を満足させるために、順方向リンク、FL、及び逆方向リンク、RL、の一方若しくは両方の送信機出力を調整するプロセスである。理想的には、出力制御プロセスは、指定された受信機において、少なくとも最小の要求されるEb/N0を達成するための送信機出力を調整する。さらに、最小のEb/N0より大きい出力を使用する送信機がないことが望ましい。出力制御プロセスを通して達成した1のユーザに対するいかなる利点も、他のいかなるユーザの不必要な犠牲がないことを、確かにする。
【0011】
各送信機は他のユーザに最低量の干渉を引き起こすだけであり、それゆえ処理利得を増加させることを確実にすることによって、出力制御は、システムの能力に影響を与える。処理利得は、送信バンド幅、W、のデータレート、R、に対する比である。Eb/N0のW/Rに対する比は、信号対ノイズ比、SNRに対応する。処理利得は、他のユーザからの有限な量の干渉、即ち全ノイズ、を克服する。それゆえ、システム能力は、処理利得及びSNRに比例する。データに関して、フィードバック情報は、リンク品質観測として受信機から送信機に供給される。フィードバックは、理想的には低待機時間の高速送信である。
【0012】
出力制御は、ある環境の中でコンディションの変化に順応するためのシステムを容認する。変化するコンディションが、通信リンクの品質に影響するので、送信パラメータは、変化に適応するために調整する。このプロセスは、リンク順応と言われる。リンク順応にとって、システムのコンディションを可能な限り正確に、かつ迅速に追跡することが好ましい。
【0013】
ある実施例にしたがって、リンク順応は、通信リンクの品質により制御される。ここで、リンクのSNRは、リンクを評価するための品質メトリック(quality metric)を与える。リンクのSNRは、受信機において、キャリア対干渉、C/I、の関数として観測できる。音声通信に関して、出力を増加させる若しくは減少させるのいずれかを、送信機に指示する出力制御命令を与えるために、品質メトリックC/Iは、使用できる。“TIA−856 cdma2000高レートパケットデータ空間インターフェース仕様”に明記されたようにHDRシステムのようなパケットデータ通信に対して、3GPP,及び3GPP2データ通信は、複数のユーザ間で計画される。ここで、いずれの所定時間においても、ただ一人のユーザがアクセスネットワーク若しくは基地局からデータを受信する。パケットスイッチされたデータシステムでは、SNR及び/若しくはC/Iのような、品質メトリック観測は、適正なデータレート、エンコーデング、変調、及びデータ通信のスケジューリングの決定に、基地局若しくはアクセスネットワーク送信機に価値のある情報を供給する。それゆえ、遠隔局から基地局に品質メトリックを効率的に供給することは利点がある。
【0014】
図1は、ワイアレス通信システム20の一実施例を図示する。ここで、システム20は、音声及びデータ送信ができる拡散スペクトルCDMAシステムである。システム20は、2つの部分、有線サブシステム及びワイアレスサブシステム、を含む。有線サブシステムは、パブリックスイッチトテレホンネットワーク(Public Switched Telephone Network), PSTN26、及びインターネット22である。有線サブシステムのインターネット22部分は、インターワーキングファンクションインターネット(Inter-Working Function Internet)、IWF24、を介してワイアレスサブシステムとインターフェースする。データ通信に対して増加し続ける要求は、代表的にはインターネット及びそれにより利用できるデータに簡単にアクセスできることに関係する。しかしながら、ビデオ及びオーディオの応用が発達するにつれ、送信バンド幅に対する要求が増加する。
【0015】
有線サブシステムは、インスツルメンテーションユニット(instrumentation unit)、ビデオユニット、等のような他のモジュールを含むことができるが、これに限定されることはない。ワイアレスサブシステムは、基地局サブシステムを含む。基地局サブシステムは、モービルスイッチングセンタ(Mobile Switching Center)、MSC28、基地局コントローラ、BSC30、基地トランシーバ局、BTS32,34、及び移動局、MS36,38を含む。MSC28は、ワイアレスサブシステムと有線サブシステムとの間のインターフェースである。それは、種々のワイアレス機器と会話をするスイッチである。BSC30は、1若しくはそれ以上のBTS32,34に対する制御及び管理システムである。BSC30は、BTS32,34及びMSC28とメッセージを交換する。BTS32,34のそれぞれは、単一の場所に設置された1若しくはそれ以上のトランシーバからなる。BTS32,34のそれぞれは、ネットワーク側の高周波経路を終わりにする。BTS32,34は、BSC30と同じ場所に位置できる、若しくは個別に位置できる。
【0016】
システム20は、BTS32,34とMS36,38との間の高周波空間インターフェース物理チャネル(radio air interface physical channel)40,42を含む。物理チャネル40,42は、デジタルコーディング及びRF特性の観点から述べられた通信経路である。
【0017】
上記で議論されたように、FLは、BTS32,34の一つからMS36,38の一つへ送信のための通信リンクとして定義される。RLは、MS36,38の一つからBTS32,34の一つへ送信のための通信リンクとして定義される。ある実施例によれば、システム20中の出力制御は、RL及びFLの両者に対する送信出力を制御することを含む。多重出力制御メカニズムは、逆方向開ループ出力制御、逆方向閉ループ出力制御、順方向閉ループ出力制御、等を含む、システム20の中のFL及びRLに適用できる。逆方向開ループ出力制御は、MS36,38の初期アクセスチャネル送信出力を調整し、RLの経路損失減衰におけるバラツキを補償する。RLは、2種類のコードチャネル、トラヒックチャネル(traffic channel)及びアクセスチャネル、を使用する。
【0018】
図2は、一実施例にしたがった図1のシステム20のRLの構造を図示する。RL即ち逆方向チャネルは、2種類の論理チャネル、アクセス及びトラヒック、から構成される。各論理チャネルは、BTS32,34若しくはMS36,38のいずれかのプロトコルレイヤ(protocol layer)中の通信経路である。情報は、ユーザの数、送信タイプ、送信の方向、等のような基準に基づいて論理チャネル上にグループ化される。論理チャネルの情報は、最終的には1若しくはそれ以上の物理チャネル上で搬送される。マッピングは、論理及び物理チャネル間で決められる。このマッピングは、恒久的であって良いし、若しくは所定の通信の期間だけ決められて良い。
【0019】
データサービスに関して、遠隔局はアクセスターミナル、AT、と言われることに注意する。ここで、ATは、ユーザにデータの接続性を与える装置である。ATは、ラップトップパーソナルコンピュータのような計算機器に接続されてもよいし、若しくはパーソナルデジタルアシスタント(personal digital assistant)のような内蔵型のデータ機器であってもよい。さらに、基地局は、アクセスネットワーク、AN、と言われる。ここで、ANは、インターネットのようなパケットスイッチされたデータネットワークと少なくとも1のATとの間のデータ接続性を与えるネットワーク装置である。逆方向アクセスチャネルは、トラヒックチャネルが割り当てられない場合、ANと通信するためにATにより使用される。ある実施例では、ANの各セクタに対して別々の逆方向アクセスチャネルがある。
【0020】
図2を続けると、トラヒックチャネルは、3つの論理チャネル、差分インディケータ(differential indicator)、リンク品質インディケータ(link quality indicator)、及びデータ、から構成される。リンク品質インディケータは、FLパイロットチャネルの品質の測定を与える。ある実施例は、リンク品質メトリックとしてキャリア対干渉、C/I、を使用する。ここで、遠隔局は、所定の期間を有する複数の時間に渡ってFLパイロットチャネルのC/Iを観測する。リンク品質インディケータは、RLにおける基地局への定期的な送信のためにエンコードされる。エンコーディングは、カバーの応用を含むことができる。ここで、特定のカバーが、観測されたパイロット信号のセクタに対応して適用される。エンコードされたリンク品質インディケータは、“品質メッセージ”と言われる。代わりの実施例は、リンク品質インディケータを決定する他の手段を実施でき、リンク品質に対応する他のメトリックを実施できる。さらに、品質メトリック観測は、他の受信信号に適用される。C/I観測は、しばしばdB単位で表される。
【0021】
イグゼンプラリ実施例では、リンク品質メッセージは、RLにおける利用可能なバンド幅に与える影響を小さくするために、比較的低い待機時間で定期的に決定され、送信される。ある実施例では、リンク品質メッセージは、20ミリ秒に1回送信される。さらに、リンク品質インディケータが送信されなかった場合、差分インディケータは、RLにおいて基地局に送信される。ある実施例では、差分インディケータは、1.25ミリ秒毎に送られる。図2に図示されたように、トラヒックチャネルは、差分インディケータサブチャネルをさらに含む。リンク品質インディケータ及び品質メッセージとは対照的に、差分インディケータは、FLパイロットチャネルの品質の相対的な変化の指標であり、それは、より頻繁に送られる。差分インディケータを決定するために、比較は、FLパイロット信号の連続するC/I観測から作られる。比較の結果は、変化の方向を指示する1ビット若しくは複数ビットとして送信される。例えば、ある実施例にしたがえば、連続するC/I観測における増加に対して、差分インディケータは正であり、連続するC/I観測における減少に対して、差分インディケータは負である。差分インディケータは、わずかなコーディング若しくはコーディングなしで送信される。それゆえ、早い、効率的な、低待機時間のフィードバック方法を与える。差分インディケータは、FLの状態について基地局に継続して早いフィードバックを供給する。フィードバックは、RLを介して送られる。代表的には、C/I観測とは反対の極性を有する出力制御命令とは対照的に、品質メッセージ及び差分インディケータがC/I観測を追跡することに注意する。
【0022】
差分インディケータの使用は、C/I全体を送信することの必要性を取り除く。ここで、差分インディケータは、最後に予想した値に対する増加分の比較を与える。ある実施例にしたがった差分インディケータは、UP(+1dB)若しくはDOWN(−1dB)インディケータである。代わりの実施例にしたがえば、同一方向にある連続するステップは、第1のUP(+1dB)、第2のUP(+2dB)等のような、増加する値を有する。さらに他の実施例では、差分インディケータは、複数ビットを含む。ここで、そのビットは、変化の方向及び量を認識するために重要性を有する。フェージングチャネル(fading channel)は、継続するプロセスであるため、C/Iは、継続するプロセスであり、それゆえ、そのような位相差信号化技術(differential signaling technique)で追跡できる。このディファレンシャルメッセージ(differential message)が全C/Iメッセージよりはるかに小さいので、エンコード、送信、及びデコードするために時間がかからないばかりでなく、逆方向リンクにおけるエネルギーも少ない。これは、FL性能が改善されるだけでなく、RL負荷も減少することを意味する。品質メッセージの定期的な送信は、基地局と遠隔局との間の同期問題を防止する及び/若しくは訂正する。例えば、遠隔局が、0dBのC/I観測に対応する初期品質メッセージを有すると考える。遠隔局は、リンク品質を継続的に観測し、各々が1dBの増加分に対応する3つの差分インディケータを送信することを続行する。このようにして、遠隔局は、予想したC/Iを3dBと計算する。基地局は、2つの差分インディケータを正確にデコードでき、3番目にデコードエラーを有する。それゆえ、基地局は、予想したC/Iを2dBと計算する。この時点で、遠隔局及び基地局は、同期していない。エンコードされた品質メッセージの次の送信は、信頼できる方法で送信され、同期の不一致を修正する。このようにして、品質メッセージは、基地局及び遠隔局で再び同期する。ある実施例では、品質メッセージは、非常に強力な(5,24)ブロックコードを使用してエンコードされ、インターリーブされ、20ms以上にわたり送信される。品質メッセージが、いずれかの同期エラーを修正するために使用されることに注意する。同期エラーは、差分インディケータをフィードバックする時に起きる可能性があり、そしてそれゆえ、品質メッセージは、20msのような比較的大きな待機時間を許容できる。
【0023】
差分インディケータは、高速リンク順応技術を使用するワイアレス通信システムに適用可能である。高速リンク順応技術は、受信機が最新のチャネルの状態を送信機に定常的にフィードバックすることを必要とする。差分インディケータは、RLチャネルの状態をFLでフィードバックするためにも適用できる一方で、データサービスにおいて、リンク順応は、代表的には順方向リンクで生ずる。それゆえ、イグゼンプラリ実施例は、RLにおいて差分インディケータを使用してFLの状態について基地局に情報を供給する遠隔局を示す。理想的には、リンク品質フィードバックは、FLシステム性能を最大にするために、最小の遅延でしばしば生ずる。差分インディケータの使用は、RLにおける負荷を減少し、それにより、データトラヒックに利用可能なRLの能力を増加する。
【0024】
システム20における使用に関する遠隔局200の一部分が、図3に示されている。遠隔局200は、受信回路202を含む。受信回路202は、アンテナ、及び予備処理フィルタリングを含むが、これに限定されることはない。受信回路202は、FLにおいて遠隔局200で受信した信号を処理する。信号は、パイロット信号を含むが、これに限定されることはない。受信回路202は、品質観測ユニット204に接続される。品質観測ユニット204は、パイロット信号の品質メトリック観測を決定する。イグゼンプラリ実施例では、品質観測ユニット204は、受信したFLパイロット信号のC/Iを観測する。品質メトリック観測、cur_C_I、は、差分分析器206に与えられる。差分分析器206は、所定の品質メッセージ期間、TMESSAGE、応答する。各品質メッセージ期間の間、差分分析器206は、品質メッセージを形成するために、さらに処理するためにリンク品質インディケータとして、1つの予想したC/I観測、proj_C_I、を供給する。さらなる処理は、リンク品質インディケータをエンコードすること、観測されたパイロット信号の送信セクタを認識するカバーの適用を含むことを、含む。残りの期間に関して、品質観測ユニット204は、差分分析器206に連続するC/I観測を供給する。
【0025】
引き続き図3で、各時間の期間TMESSAGEの間、品質メッセージは、1回生成され、複数の差分インディケータが生成される。ここで、各々の生成された差分インディケータは、“diff”と参照される。品質メッセージ及び差分インディケータは、異なるレートで生成されることに注意する。図3に示されたように、差分分析器206は、差分インディケータ生成のレートを制御する入力信号、TDIFF、も受信する。
【0026】
一実施例にしたがった遠隔局における差分分析器206の動作は、図4に詳細に示されている。図4に示された一実施例にしたがえば、遠隔局において、差分分析器206プロセスは、品質観測ユニット204からC/I観測を受信することにより始まる。ここで、cur_C_Iは、受信信号のリンク品質観測である。そのプロセスは、ステップ302において可変“proj_C_I”中に予想した観測として、cur_C_I値も記憶する。ステップ302は、初期化ステップであり、セッションにつき1回だけ実行される。この時点で、古いC/I観測は、比較に利用できない。
【0027】
ステップ304において、proj_C_I値は、品質メッセージとして送信される。ステップ306において、C/Iは観測され、増加分の差分比較のために使用される、可変“cur_C_I”に現在の観測として記憶される。ステップ308において、差分分析器206は、cur_C_Iをproj_C_Iと比較し、その結果としてDIFFを生成する。さらに、可変proj_C_Iは、ステップ310における比較にしたがって調整される。調整は、リンク品質の変化を追跡する。それゆえ、cur_C_Iがproj_C_Iより大きいならば、proj_C_Iの値は増加され、その逆も同様に行われる。差分インディケータ、DIFF、は、ステップ312において送信される。ここで、DIFFは、cur_C_Iとproj_C_Iとの比較により決定されてきている。DIFFが、リンク品質における変化の方向の指示を与えることに注意する。ある実施例では、DIFFは、単一ビットである。ここで、正の値が増加に対応し、負の値が減少に対応する。代わりの極性スキームは、DIFFを表わすために複数ビットとして同様に実施できる。これは、変化の方向に加えて、変化の量の指示を与える。
【0028】
ステップ314において、品質メッセージの時間の期間が終了したかを、プロセスは決定する。各品質メッセージ時間の期間の中で、1の品質メッセージが送信され、一方で、複数の差分インディケータが送信される。品質メッセージ時間の期間が終了することで、プロセスはステップ304に戻る。品質メッセージ時間の期間が終了するまで、プロセスはステップ306に戻る。このようにして、遠隔局は、全体の予想したC/I情報、即ち、proj_C_I、とともに品質メッセージを与え、連続する差分インディケータが予想したC/Iに対する変化を追跡する。ある実施例では、各差分インディケータは、所定のステップサイズに対応すると見なされることに、注意する。代わりの実施例では、差分インディケータは、いくつかの所定のステップサイズの内の一つに対応すると見なされる。他の実施例では、差分インディケータの振幅は、ステップサイズを決定する。他の実施例では、差分インディケータは、複数の情報ビットを含む。ここで、ビットは、所定のステップサイズのセットの中からステップサイズの方向及び振幅を選択するために重要性を有する。さらに他の代わりの実施例では、ステップサイズは、動的に変化できる。
【0029】
図5は、基地局において品質メッセージ及び差分インディケータを処理する方法350を図示する。変数“QUALITY1”は、ステップ352において、第1の受信された品質メッセージでデフォールト値に初期化される。デフォールト値は、初期に受信された品質メッセージに基づくことができる。そして、ステップ354において品質メッセージが受信されるかを、プロセスは決定する。品質メッセージを受信すると、QUALITY1は、ステップ360で受信された品質メッセージに基づいてアップデートされる。そして、プロセスはステップ354に戻る。品質メッセージが受信されずに、ステップ356においてDIFFが受信された場合、プロセスは、QUALITY1がDIFFに基づいて調整されるステップ358まで継続する。そして、プロセスはステップ354に戻る。
【0030】
ある実施例にしたがえば、品質メッセージは、ゲートで制御するチャネルに送信される。ここで、送信は、各時間の期間Tmessageに1回行われる。差分インディケータは、継続したチャネルにおいて、より高い頻度で送信される。図6に示されたように、品質メッセージ及び差分インディケータの信号強度の線図は、時間の関数としてプロットされる。品質メッセージは、時間t1,t2,t3等において送信される。ここで、品質メッセージは、各期間Tmessageの中の他の時間では送信されない。差分インディケータは、継続して送信される。イグゼンプラリ実施例では、品質メッセージは、所定の時間の区間T1の間中、送信される。差分インディケータは、時間の区間T2により分割される。理想的には、T2はT1より大きい。ここで、差分インディケータは、品質メッセージの送信のための時間の区間T1の間には送信されない。このようにして、基地局は、差分インディケータ及び品質メッセージを同一の所定の時間に受信しない。実際には、差分インディケータが、時間において品質メッセージとオーバーラップするならば、基地局は、品質メッセージを使用する。
【0031】
品質メッセージ及び差分インディケータは、基地局にフィードバックを与える。図6は、品質メッセージ及び差分インディケータが個別に独立して発生するように示しているが、品質メッセージは、長時間に渡り送られ、送信間でオーバーラップを生ずる。
【0032】
ある実施例では、品質メッセージは、エンコードされ、送信される。ここで、C/Iメッセージは、非常にゆっくりと処理される。そして、品質メッセージは受信され、基地局においてさらに後でデコードされるはずである。基地局は、差分インディケータを効率的に次々に送り込み、計算経路の他の経路で送り返すことができる。そして、メッセージが遠隔局によりエンコードされ送信される時に、予想した観測を見つけるために戻ることができる。品質メッセージが誤った計算、即ち、差分インディケータを適用した後の結果、を示したことを、基地局が見つければ、結果は、品質メッセージにしたがって調整される。例えば、予想した観測が、+2dBだけずれていた場合、現在の予想した観測は、2dBだけ増加される。
【0033】
一つのシナリオが、図8(a)に示されており、後で議論する。図7は、基地局において、受信した品質メッセージ及び差分インディケータを処理する代わりの方法400を図示する。ここで、品質メッセージと差分インディケータとの間で、オーバーラップが生ずる。2つの変数、QUALITY1及びQUALITY2、は、ステップ402において第1の受信された品質メッセージで初期化される。品質メッセージを受信の間、移動局においてリンク品質観測の開始時にQUALITY1に記憶された値は、品質メッセージが完全に受信されるまで変化せずに維持される。これが、品質メッセージの間に受信されたいかなるDIFFに対して調整できるようにする。プロセス400は、ステップ404においてリンク品質観測の受信が開始されたかを決定する。基地局は、遠隔局においてリンク品質観測のスケジューリングのプリオリ(priori)知識を有する。品質メッセージが開始されないならば、プロセスは、DIFFが受信されたかを決定するために、ステップ406まで続く。DIFFが受信されないならば、処理はステップ404に戻る。そうでなければ、QUALITY1及びQUALITY2は、ステップ408においてDIFFに基づいて調整され、そして、処理はステップ404に戻る。さらに、ステップ408において、QULITY2の値は、送信の予定を実施するためにスケジューラに与えられる。ステップ404から品質メッセージが開始されるならば、DIFFが品質メッセージの間受信されたか、即ち、DIFFと品質メッセージが両方同時に基地局により受信されたかを、ステップ410は決定する。品質メッセージの間DIFFが受信されないならば、品質メッセージが終了したかを決定するためにステップ414まで続く。品質メッセージの間にDIFFが受信されたならば、QUALITY2は、ステップ412におけるDIFFに基づいて調整される。さらにステップ412において、QUALITY2の値は、送信の予定を実施するためにスケジューラに供給される。ステップ414において品質メッセージが終了していなければ、処理はステップ410に戻る。そうでなければ、受信した品質メッセージとQUALITY1との違いは、ステップ416におけるDELTA、Δ、に等しく設定される。DELTAは、基地局においてリンク品質計算を訂正するために使用される。基地局において品質メッセージの受信の間に、DIFF値を受信する前に、品質メッセージが遠隔局から送信されにつれて、DELTAは、訂正された値にこれらのDIFF値の適用を認める。QUALITY2は、品質メッセージの受信の間に受信された、DIFF処理の結果を訂正するために、ステップ418においてDELTAにより調整される。さらにステップ418において、QUALITY2値は、送信の予定を実施するためにスケジューラに与えられる。ステップ420において、QUALITY1は、QUALITY2に等しく設定され、同期が完了する。そして、処理は、ステップ404に戻る。
【0034】
図8(a)及び(b)は、品質メッセージ及びDIFFの基地局における受信を、タイミング線図の形式で図示したものである。図示されたように、時刻t1の直前では、QUALITY1及びQUALITY2の値は、Aに等しい。品質メッセージ受信は、時刻t1において始まる。それから、DIFFは、時刻t2からt6において図8(b)の表に示された値で受信される。各受信されたDIFFに対して、QUALITY2値は、それに応じて調整されるが、QUALITY1は、変化せずに残ることに注意する。時刻t7において、品質メッセージは終了し、QUALITY1をBに等しく設定する。値Bは、時刻t1において若しくはその前に遠隔局から送信された品質メッセージの値である。変数QUALITY2は、その後、差(B−A)にしたがって調整される。差は、時刻t8においてQUALITY2の値に加えられる。このようにして、基地局は、QUALITY2の訂正された値を有する。
【0035】
図9は、基地局においてフィードバック情報を処理する、ある実施例で使用された方法600を図示する。ステップ602において、基地局は、移動局から品質メッセージを受信する。ここで、品質メッセージは、FLパイロット信号強度に関係する。受信された品質メッセージは、ステップ604においてメモリ記憶装置に記憶される。基地局は、ステップ606において、受信した品質メッセージをスケジューラに供給する。データ通信に関して、スケジューラは、送信及び/若しくは受信するデータを有する全てのアクセスターミナルから基地局に良好で調和したアクセスを与える責任がある。アクセスターミナルのスケジューリングは、種々の方法のいずれかで実行できる。そして、スケジューラは、ステップ608において予定を実施する。品質メッセージに加えて、基地局は、ステップ610において差分インディケータ、DIFF、を受信する。基地局は、FLチャネルの品質を追跡するために、ステップ612において、記憶された品質メッセージに差分インディケータを適用する。このようにして、基地局は、アクセスターミナルの受信機において見られるようなFLチャネルの状態及び品質を知らせられる。このプロセスは、ステップ614において予定を実施するために、スケジューラに品質メッセージを供給する。プロセスは、ステップ616において品質メッセージが受信されたかを決定する。
【0036】
図9を続けて、次の品質メッセージが受信されなければ、即ち、現在システムが図9の時刻t1とt2との間の時間にあるならば、処理は、次の差分インディケータをステップ610において受信するために戻る。しかし、品質メッセージがステップ616において受信されるならば、プロセスは、品質メッセージをメモリに記憶するためにステップ604に戻る。記憶された品質メッセージは、各々の差分インディケータの発生で調整される。記憶された品質メッセージは、品質メッセージの発生で置き換えられる。
【0037】
リンク品質フィードバック方法は、データ及び音声システムのようなパケットスイッチされた通信システムに適用できる。パケットスイッチされたシステムでは、データは決められた構造及び長さを有するパケットで送信される。送信の増幅を調整するために出力制御を使用することよりむしろ、これらのシステムは、リンクの品質に応じてデータレート及び変調スキームを調整する。例えば、音声及びデータシステムでは、データ送信に利用可能な送信出力は、決められていない若しくは制御されていない。むしろ、音声送信を満足させた後で残されている利用可能な出力として動的に計算される。図10に図示された逆方向リンクを有するイグゼンプラリシステムは、品質メッセージ及び差分インディケータをそれぞれ送信するためにデータレート制御及び付加的なサブチャネルを使用する。図示されたように、逆方向リンク、若しくは逆方向チャネルは、2種類の論理チャネル、アクセス及びトラヒック、を有する。アクセスチャネルは、パイロット及びデータのためのサブチャネルを含む。ここで、アクセスチャネルは、トラヒックチャネルが稼動していない間に使用される。トラヒックチャネルは、パイロット、メディアムアクセス制御(Medium Access Control)、MAC、アクノレッジ(Acknowledge)、ACK、及びデータのサブチャネルを含む。MCAは、さらに逆方向レートインディケータ及びデータレート制御、DRC、を送信するためのサブチャネルを含む。DRC情報は、FLの品質を観測すること、及び保留中のデータ送信の受信に関して対応するデータレートを要求することによって、遠隔局若しくはアクセスターミナルにより計算される。リンクの品質を計算する方法、及び対応するデータレートを決定する方法は、いくつかある。
【0038】
ある実施例にしたがえば、差分インディケータは、逆方向レートインディケータチャネルで継続的に送信される、一方で、品質メッセージがDRCチャネルで送信される。対応するデータレートは、代表的には表により決定される。表は、利用可能な及び/若しくは適切なデータレート、変調及びエンコーディング、パケット構造、及び再送信ポリシーを認識する。DRCメッセージは、仕様の適切な組み合わせを認識するインデックス(index)である。リンク品質観測に応じて、利用可能なデータレートの増加は、インデックスの増加である。利用可能なデータレートの減少は、インデックスの減少分である。DRCメッセージは、送信の前にエンコードされる。DRCカバーは、観測されたFL信号、代表的にはFLパイロット、のセクタを認識するために適用される。
【0039】
種々のタイミングシナリオが、図11に図示されている。第1のシナリオでは、DRC情報は、継続的に送信される。ここで、1つのDRCメッセージは、受信の精度を上げるために繰り返し送信できる。図示されたように、DRC(i)は4スロットメッセージである。ここで、メッセージDRC(i)は、時間スロットA,B,C及びDで送信される。4スロットメッセージは、時間の期間TDRCの間に送信される。時間スロットDに引き続き、次のメッセージ、DRC(i+1)が送信される。時間スロットAの前に、DRC(i−1)が送信された。このシナリオでは、品質メッセージは、DRCメッセージに内在されており、継続的に送信される。このシナリオは、バンド幅を浪費し、その結果、逆方向リンクの能力を減少する。第2のシナリオでは、DRCメッセージは、TDRCの間に1回ゲートで制御するチャネル、DRCチャネル、に送信される。差分インディケータは、Tdiffの期間を有する継続的なサブチャネルに送信される。差分インディケータは、DRCメッセージのインデックスの増加若しくは減少である。このようにして、差分インディケータがコード化されないビット若しくは複数ビットであるように迅速に、アクセスネットワークは、利用可能なデータレート等を、正確に追跡できる。品質メッセージ及び差分インディケータは、FLに関してここで述べてきたが、それぞれ、RLにも同様に適用できる。
【0040】
図12は、一実施例にしたがったデータレート制御テーブルを示す。示されたように、左端の列は、DRCメッセージを表にしたものである。DRCメッセージは、送信パラメータの組み合わせを認識する実効的なコードである。中央の列は、kbpsで表わしたデータレートに対応する。最後の列は、時間スロットで表わしたパケット長を表にしたものである。各DRCメッセージは、これらの送信パラメータの組み合わせに対応し、変調手法、エンコーディングタイプ、パケット構造、及び/若しくは再送信ポリシーを含むが、これらに限定されることはない。図12に示された実施例において、第1のDRCメッセージは、ゼロデータレートを選択することに注意する。ゼロデータレートは、システム中の他のプロセスで使用される。さらに、いくつかのDRCメッセージは、利用できない若しくは無効である送信パラメータセットに対応する。これらのセットは、後で開発されたシステムに割り当てられる、若しくはシステム中の他の機能で使用できる。
【0041】
代わりの実施例では、品質メッセージは、各送信のプリアンブル(preamble)に含まれる。差分インディケータは、継続するサブチャネルで送信される。差分インディケータは、送信された通信により経験されたチャネル品質を正確に追跡することで送信機を助けるためにある頻度で与えられる。
【0042】
図12のDRCテーブルを利用するパケットスイッチされたシステムの一実施例が、図13に図示されている。アクセスターミナルの一部分500は、DRC計算ユニット504に接続されたDRCテーブル502を含む。DRC計算ユニット504は、パケットスイッチされたシステム中でFL信号を受信する。DRC計算ユニット504は、チャネル品質メトリックを決定するために受信信号を分析する。品質メトリックは、データレートである。DRC計算ユニット504は、DRCテーブル502から送信パラメータセットを選択する。ここで、セットは、FLに関する利用可能な計算されたデータレートに対応する。そのセットは、対応するDRCメッセージにより認識される。
【0043】
DRC計算ユニット504は、観測されたDRCを差分分析器506に与える。差分分析器506は、各DRC時間の期間、TDRC,毎に1回、全送信に対する予想したDRCメッセージを生成する。予想したDRCメッセージ送信の全体は、TDRCにしたがってゲートで制御される。さらに、差分分析器506は、差分インディケータを生成するために使用される、差分時間期間信号、TDiff、を受信する。
【0044】
連続する現在のDRC値は、DRCテーブル502のインデックスに関して予想したDRC値に比較される。差分分析器506は、比較に応じて差分インディケータを出力する。差分インディケータは、DRCテーブル502中の隣接する記載事項を指す増加ポインタである。連続するDRCメッセージが、所定方向に以前のDRCメッセージからの増加であるならば、差分インディケータは、その方向を指す。それゆえ、差分インディケータは、DRCテーブル502中の動きを追跡する。このようにして、FL送信機は、FLチャネル品質の継続的な情報を受信する。それにより、送信パラメータは、評価される及び/若しくは調整される。フィードバック情報は、システムにおいてパケットスイッチされた通信のスケジューリングに適用できる。定期的なDRCメッセージ送信は、FL送信機と受信機との間で同期させ、間違って受信された差分インディケータによって生成された誤りの情報を与える。
【0045】
さらに、パケットスイッチされたシステムにおける差分インディケータは、単に遠隔局がフィードバックを生成するより以上の効果を及ぼすフィードバックを与える。アクセスネットワークは、複数のユーザに対して、ポリシーを実施することと同様に、スケジューリングポリシーを決定するために、フィードバック情報を使用できる。このようにして、フィードバック情報は、送信システム全体を最適化するために使用できる。
【0046】
ここまでに述べたように、品質メッセージの定期的な送信は、遠隔局と基地局を同期させる。代わりの実施例では、基地局は、FLにおける基地局において計算された、予想したC/Iを送信する。遠隔局は、基地局から予想したC/Iを受信し、基地局と再同期させる。送信は、コード化されたメッセージ、若しくは所定の出力レベルで送信された信号である。例えば、送信は、専用のパイロット若しくはPCビットである。
【0047】
リンク品質フィードバックを供給することに加えて、遠隔局は、セクタを指示できる。セクタは、カバー若しくはスクランブリングコードを、品質メッセージ及び/若しくは差分インディケータに適用することにより、現在モニタされている。カバーは、観測されたパイロット信号のセクタを認識する。ある実施例では、システム中の各セクタは、スクランブリングコードを割り当てられる。スクランブリングコードは、基地局及び遠隔局のプリオリ知識である。
【0048】
情報及び信号が、種々の異なる技術及び手法のいずれかを使用して表わされることを、本技術分野に知識のある者は、理解するであろう。例えば、前記の記述を通して示される、データ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁力粒子、光場若しくは光粒子、若しくはこれらの任意の組み合わせによって表わされる。
【0049】
各種の解説的な論理ブロック、モジュール、回路、及びここに開示された実施例に関連して記述されたアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、若しくは両者の組み合わせとして実施できることを、知識のある者は、さらに価値を認めるであろう。ハードウェア及びソフトウェアのこの互換性をはっきりと説明するために、各種の解説的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、一般的に機能性の面からこれまでに記述されてきた。そのような機能性が、ハードウェア若しくはソフトウェアとして実行されるか否かは、個々の応用及びシステム全体に課せられた設計の制約に依存する。熟練した職人は、述べられた機能性を各個人の応用に対して違ったやり方で実施する。しかし、そのような実施の決定は、本発明の範囲から離れては説明されない。
【0050】
ここに開示された実施例に関連して述べられた、各種の解説的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、アプリケーションスペシフィック集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)若しくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲート若しくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア素子、若しくはここに記述した機能を実行するために設計されたこれらのいかなる組み合わせを、実施若しくは実行できる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサでよく、しかし代わりとして、プロセッサは、いかなる従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、若しくはステートマシン(state machine)であってもよい。プロセッサは、演算デバイスの組み合わせとして実施できる。例えば、DSPとマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと結合した1若しくはそれ以上のマイクロプロセッサ、若しくはそのようないかなる他の構成であってもよい。
【0051】
ここに開示された実施例に関連して述べられた方法のステップ若しくはアルゴリズムは、ハードウェアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールにおいて、若しくは、両者の組み合わせにおいて直接実現できる。ソフトウェアモジュールは、RAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、脱着可能なディスク、CD−ROM、若しくは、この分野で知られている他のいかなる記憶媒体の中に存在できる。あるイグゼンプラリ記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み出し、そこに情報を書き込めるようなプロセッサと接続される。その代わりのものでは、記憶媒体は、プロセッサに集積できる。プロセッサ及び記憶媒体は、ASIC中に存在できる。ASICは、ユーザ端末中に存在できる。この代わりのものでは、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末中に単体の構成部品として存在できる。
【0052】
開示された実施例のこれまでの説明は、本技術分野に知識のあるいかなる者でも、本発明を作成し、使用することを可能にする。これらの実施例の各種の変形は、本技術分野に知識のある者に、容易に実現されるであろう。そして、ここで定義された一般的な原理は、本発明の精神及び範囲から逸脱しないで、他の実施例にも適用できる。それゆえ、本発明は、ここに示された実施例に制限することを意図したものではなく、ここに開示した原理及び卓越した特性と整合する広い範囲に適用されるものである。
【0053】
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】図1は、ワイアレス通信システムの線図である。
【図2】図2は、ワイアレス通信システムにおける逆方向チャネル構造の線図である。
【図3】図3は、ワイアレス通信システムにおける遠隔局の線図である。
【図4】図4は、ワイアレスシステムにおいて遠隔局からのリンク品質フィードバックを生成する方法のフロー線図である。
【図5】図5は、ワイアレスシステムにおいて基地局におけるリンク品質フィードバックを処理する方法のフロー線図である。
【図6】図6は、ワイアレスシステムにおけるリンク品質フィードバックを図示するタイミング線図である。
【図7】図7は、ワイアレス通信システムにおいて基地局におけるリンク品質フィードバックの代わりの方法のフロー線図である。
【図8(a)(b)】図8(a)は、ワイアレスシステムにおいてリンク品質フィードバックを図示するタイミング線図である。図8(b)は、ワイアレスシステムにおいてリンク品質フィードバックの間の変数をトラッキングする表である。
【図9】図9は、ワイアレス通信システムにおいて基地局に対するリンク品質フィードバックの方法のフロー線図である。
【図10】図10は、ワイアレス通信システムにおける逆方向リンク構造の線図である。
【図11】図11は、ワイアレス通信システムにおけるリンク品質フィードバックのタイミング線図である。
【図12】図12は、パケットスイッチされた通信に対して適用できるデータレート制御テーブルの線図である。
【図13】図13は、パケットスイッチされた通信システムにおける遠隔局の一部分の線図である。
【符号の説明】
【0055】
20…ワイアレス通信システム,
200…遠隔局,
Claims (13)
- 通信リンクのリンク品質を繰り返し観測する品質観測ユニット、及び
観測されたリンク品質の変化を決定する差分分析器、
を具備する遠隔局装置。 - 請求項1の遠隔局、ここで、リンク品質が受信信号のキャリア対干渉として観測される。
- 請求項2の遠隔局、ここで、品質観測ユニットが品質メトリックを生成する、及びここで、遠隔局がセクタカバーを品質メトリックに適用する。
- ワイアレス通信システムにおいて、
第1の周波数において品質メッセージを生成し、品質メッセージが通信リンクの品質に関する情報を与える、及び
第2の周波数において差分インディケータを生成し、差分インディケータが通信リンクの品質の変化を指示する、ここで、第2の周波数が第1の周波数より大きい、
を具備する方法。 - 請求項4の方法、ここで、各品質メッセージが受信機における受信信号のキャリア対干渉情報を含む。
- 請求項5の方法、ここで、受信信号がパイロット信号である。
- 請求項4の方法、ここで、各差分インディケータが少なくとも1ビットである。
- 請求項4の方法、ここで、差分インディケータを生成することが、
現在のリンク品質観測を予想したリンク品質観測と比較する、
現在のリンク品質観測が予想したリンク品質観測より小さい場合、差分インディケータを減少する、
現在のリンク品質観測が予想したリンク品質観測より大きい若しくは等しい場合、差分インディケータを増加する、及び
差分インディケータを送信する、
をさらに具備する。 - 音声通信及びパケットスイッチされた通信を処理するワイアレス通信システムにおいて、
逆方向リンクにおける信号を受信する働きをする受信回路、品質メッセージ及び差分インディケータを含み、品質メッセージが順方向リンクの品質メトリックを定期的に与える、ここで、差分インディケータが連続する品質メッセージ間の品質メトリックを追跡する、
逆方向リンクにおいて受信された品質メッセージを記憶する働きをするメモリ記憶ユニット、及び
差分インディケータに応じてメモリ記憶ユニット中に記憶された品質メッセージをアップデートするための差分分析器、
を具備する基地局。 - メモリ記憶ユニット中に記憶された品質メッセージに応じてシステム中のパケットスイッチされた通信を予定する働きをするスケジューラユニット、
をさらに具備する請求項9の基地局。 - 請求項10の基地局、ここで、品質メトリックがデータレート制御メッセージである。
- 請求項11の基地局、ここで、
各データレート制御メッセージがデータレート制御テーブル中の1の記載事項に対応する、
各差分インディケータがデータレート制御テーブル中の隣接する記載事項を指す。 - 音声通信及びパケットスイッチされた通信を処理するワイアレス通信システムにおいて、
データレート制御メッセージ及び関連した送信情報を表にするデータレート制御テーブル、
データレート制御テーブルに接続されたデータレート計算ユニット、データレート計算ユニットはトランシーバにおいて受信された信号に応じてデータレート制御メッセージを選択する働きをする、及び
データレート制御テーブル中の次の記載事項を指す差分インディケータを生成する働きをするデータレート計算ユニットに接続された差分分析器、
を具備するトランシーバ。
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