JP5419973B2 - チャネル品質推定値を生成する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、概して、無線ネットワークにおけるチャネル品質推定に関するものであり、特に、先の期間に移動端末から受信したフィードバックに基いて、後の期間におけるチャネル品質推定値を生成する方法に関するものである。

下りリンク高速パケットアクセス（ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access）は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ：Wideband Code Division Multiple Access）ネットワークにおいて提供されるパケットデータサービスである。ＨＳＤＰＡは、高い次数の変調、物理レイヤのハイブリッド自動再送要求、マルチコード伝送、高速リンク・アダプテーション、高速スケジューリング、及び空間多重化等の、高度な特徴を使用して高いデータレートを提供する。

ＨＳＤＰＡ用の物理チャネルは、複数の移動端末によって共有される時間及び符号多重化チャネルである。移動端末は、基地局にチャネル品質情報（ＣＱＩ：channel quality indication）報告を定期的に送信する。ＣＱＩ報告は、受信機によって観察される瞬時のチャンネル状態を示す。移動端末からのＣＱＩ報告に基づいて、基地局のスケジューラは、移動端末への下りリンク送信をスケジューリングし、下りリンク送信用の送信フォーマットを決定する。当該送信フォーマットは、例えば、転送ブロックサイズ、変調、及び符号化を含み、これらは所望の誤り特性を達成するために選択される。所与の期間にデータを受信するようにスケジューリングされた移動端末の識別子は、共有下りリンク制御チャネルを介して移動端末に送信される。

ＨＳＤＰＡネットワークにおいて、チャネル品質報告は、チャネル品質情報（ＣＱＩ）報告として知られている。ＣＱＩ報告は、移動端末の復調器によって感知された実効的なチャネル品質を記述するチャネル品質情報を含む。ＣＱＩ報告は、基本的に、復調後の受信信号の規格化されたＳＩＲの測度（measure）を伝達する。ＣＱＩ報告は、移動端末がその時点で共有下りリンクチャネルでデータを受信中ではない場合にも、ＨＳＤＰＡコネクションがアクティブである間に、当該移動端末によって定期的に送信される。

ＣＱＩ報告は、移動端末への送信のスケジューリング及び適切な送信フォーマットの選択に有用である一方で、移動端末が基地局にＣＱＩ報告を送信する時間と、下りリンクで送信を受信するよう当該移動端末がスケジューリングされる時間との間で、受信機によって観察される干渉状態が変化する可能性がある。自セル干渉及び他セル干渉の両方の量が変化する可能性がある。例えば、ＣＱＩ報告が行われる期間内に存在する干渉源が、下りリンク送信を受信するよう移動端末がスケジューリングされる期間内にはもはや存在しない可能性がある。さらに、下りリンク送信を受信するように移動端末がスケジューリングされる期間内に存在する干渉源が、基地局にＣＱＩが報告された期間内には存在しなかった可能性がある。干渉源のこれら変動は、選択される送信フォーマットと、下りリンク送信が行われる時点のチャネル状態との間に、不整合を生じさせ得る。

瞬時の干渉パターンの変動による影響を受けた過去のＣＱＩ報告をそれでも使用可能にするために、時間的に変動している干渉パターンを平均化するために平滑化を適用してもよい。平滑化を使用することはどのような高速なチャネル変動をも不鮮明にしてしまい、それにより、最適なリソース割り当てのために瞬時チャネルフェージングに追従するスケジューラの機能（ability）が著しく阻害されるおそれがあることを意味する。

関連する問題は、推定されたＳＩＲを対応するＣＱＩにマッピングする前に、移動端末自体が、ＣＱＩ報告を生成するために使用するＳＩＲ推定値に対してある程度の平滑化を適用する可能性があることである。ＳＩＲ推定値の平滑化は、当該ＳＩＲ推定値の変動を低減するために使用される。チャネル変動の平均化を避けるためには、平滑化は、数スロット又はわずかな期間に限定されるべきであり、本質的には、ＳＩＲ測定についてのチャネルに関連した要素の処理のために十分であるべきである。しかし、さらなる干渉が存在する場合には、ＣＱＩ報告の変動を低減するために、より大幅な平滑化が必要となる。また、これにより、高速スケジューリングと有効なリソース割当てとのためのＣＱＩ報告値の有用性を減少させてしまう。

従って、移動端末への下りリンク送信が行われる期間内における当該移動端末のチャネル品質について、より良好な推定値をスケジューラが得られるようにするＣＱＩ報告方法が、依然として必要とされる。

本発明は、概して、共有下りリンクチャネルにおける送信を受信する複数の移動端末のスケジューリングに関するものである。移動端末は、サービング（serving）基地局に対してチャネル品質報告を定期的に提供する。チャネル品質報告は、第１の期間における、受信信号の信号電力と、当該受信信号の全障害（total impairment）に寄与する１つ以上の干渉パラメータとを含む。基地局は、チャネル品質報告内で移動端末によって報告された信号電力及び干渉パラメータに基づいて、後続する期間についてのチャネル品質情報を計算する。第２の期間について計算されたチャネル品質情報は、移動端末のスケジューリングを行い、かつ、送信フォーマットを決定するために、基地局のスケジューラによって使用される。

例示的な無線通信ネットワークを示す図である。 移動端末における例示的なＧＲＡＫＥ受信機を示す図である。 パラメトリックＧＲＡＫＥ受信機に関する例示的なＧＲＡＫＥプロセッサを示す図である。 サービング基地局にチャネル品質フィードバックを提供する移動端末によって実行される例示的な方法を示す図である。 共有下りリンクチャネルにおける移動端末のスケジューリングを行うサービング基地局によって実行される例示的な方法を示す図である。

図１は、例示的な無線通信ネットワーク１０を概略的に示す図である。本明細書に記載した例示的な実施形態において、無線通信ネットワーク１０は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）ネットワークを含む。しかし、本発明が、第３世代パートナシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：3rd Generation Partnership Project）によって現在開発中のロングターム・エボリューション（ＬＴＥ：Long-Term Evolution）等の、他のアクセス技術を使用する他のタイプのネットワークにおいても使用され得ることは、理解されるべきである。従って、本明細書に記載の例示的な実施形態は、限定するものと解釈されるべきではない。

無線通信ネットワーク１０は、複数の移動端末２００と通信する少なくとも１つの基地局１００を含む。ＷＣＤＭＡ／ＬＴＥ標準規格において、基地局１００は、ノードＢ（ＮＢ：node B）又は高度化ノードＢ（ｅＮＢ：enhanced node B）と称される。しかし、本願では汎用的な「基地局」１００という用語を使用する。移動端末２００は、例えば、無線ネットワーク１０を介して通信する、セルラ電話機、パーソナル・ディジタル・アシスタント、ラップトップ・コンピュータ、又は他の任意のデバイスを含んでもよい。

下りリンク高速パケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）の場合、基地局１００は、共有下りリンクチャネルを介して移動端末２００にデータを送信する送受信機１１０を含む。下りリンクチャネルは、送信時間間隔（ＴＴＩ：transmission time interval）と称される複数の時間間隔（期間）に分割される。基地局１００のスケジューラ１２０は、移動端末２００からのチャネル品質フィードバックに基づいて、各ＴＴＩの期間内にデータを受信する１つ以上の移動端末２００を選択する。各移動端末２００は、基地局１００と通信する送受信機２１０と、移動端末２００が送受信する信号を処理するベースバンド・プロセッサ２２０とを含む。

移動端末２００は、基地局１００によって送信されるパイロット信号に基づいて、その時点のチャネル状態を推定するとともに、当該チャネル状態を基地局１００に報告する。例えば、移動端末２００は、下りリンクチャネルの信号対干渉比（ＳＩＲ：signal-to-interference ratio）を推定し、推定したＳＩＲを対応するチャネル品質情報（ＣＱＩ）にマッピングし、計算した当該ＣＱＩを含むＣＱＩ報告を基地局１００に送信してもよい。ＣＱＩ報告は、移動端末２００の受信機によって観察された瞬時のチャネル状態を示す。基地局１００内のスケジューラ１２０は、移動端末２００からのＣＱＩ報告に基づいて、移動端末２００への下りリンク送信のスケジューリングを行うとともに、当該下りリンク送信の送信フォーマットを決定する。送信フォーマットは、例えば、チャネル状態報告に基づいて所望の誤り特性を達成するために選択される、転送ブロックサイズ、変調、及び符号化を含む。所与の期間にデータを受信するようにスケジューリングされた移動端末２００の識別子と、送信フォーマットとは、共有下りリンク制御チャネルを介して移動端末２００に送信される。

移動端末２００によって基地局１００に送信されるＣＱＩ報告は、移動端末２００によってＳＩＲ測定が行われる時間に存在する干渉パターンを反映する。ＣＱＩ報告に伴う１つの問題は、ＣＱＩが、その時点のチャネル状態についての簡略化された測度（condensed measure）を表し、当該測定値は、チャネル強度、チャネル分散、他セル干渉、移動端末の受信機の障害及び雑音レベル、移動端末の受信機のタイプ、並びに、干渉抑圧能力（interference suppression capability）を含む、多くの要因による影響を受けている。干渉パターンによって、ＣＱＩ報告が送信される時間と、下りリンク・トラフィックチャネルにおいて下りリンク送信を受信するように移動端末２００がスケジューリングされる時間との間で変化する可能性がある。干渉パターンの変動は、選択された送信フォーマットと、下りリンク送信が後続するＴＴＩにおいて移動端末２００に送信される時点のチャネル状態との間に、不整合が生じる可能性がある。干渉状態が劣化すると、移動端末２００の受信機は、誤り率の急激な増大を観察するであろう。他方では、干渉状態が改善すると、基地局１００は、チャネルによりサポートされ得るレートよりも低いレートでデータを送信する可能性があり、その結果、帯域幅の浪費につながる。

本発明の種々の実施形態によれば、移動端末２００は、受信機における全障害に寄与する個々の障害成分（impairment component）に関する情報を、基地局１００に提供する。移動端末２００は、移動端末２００の受信機のタイプ及び干渉抑圧能力を示す情報も、基地局１００に提供してもよい。いくつかの実施形態においては、個々の障害成分及び受信機のタイプに関する情報は、ＣＱＩ報告における従来のＣＱＩ推定値とともに送信されてもよい。他の実施形態においては、ＣＱＩ報告は、個々の干渉成分に関する情報を含んでもよい。基地局１００は、障害及び受信機のタイプに関する追加的な情報を用いて、下りリンクチャネルで送信を受信するように移動端末２００をスケジューリングしたＴＴＩにおけるチャネルをより高精度に推定することが可能である。即ち、基地局１００は、第１のＴＴＩにおいて存在する干渉に関する情報を使用して、送信を受信するように移動端末２００をスケジューリングした後続する対象ＴＴＩにおけるチャネル状態の推定値を合成することが可能である。

従来のＷＣＤＭＡシステムでは、移動端末２００によって報告されるＣＱＩは、移動端末２００によって観察されたＳＩＲの推定値といくつかの受信機モードパラメータとの関数である。一般に、移動端末２００は、ＳＩＲを推定し、推定したＳＩＲを、ＣＱＩ報告において基地局１００に送信される、対応するＣＱＩ値にマッピングする。推定されるＳＩＲは、所望の信号Ｓの相対的な強度と、干渉として作用する障害信号Ｉ_kとの関数である。当該ＳＩＲは、次式により与えられ得る。

移動端末２００によって観察される全障害に寄与する障害成分が含まれる非網羅的な（non-exhaustive）リストには、自セル干渉Ｉ_own、他セル干渉Ｉ_other、移動端末２００の不完全な処理に起因した受信機障害Ｉ_rx、受信機の雑音障害Ｉ_noise、及び非直交同期チャネルに起因した障害Ｉ_syncが含まれる。これらの種々の障害成分は、次のようにモデル化され得る。

式２〜６において、Ｐ_BS,nは、全ての干渉に寄与するｎ番目の隣接基地局１００に対する電力割当てであり、変数ρ₀、ρ_n、λ及びνは、異なる複数の干渉信号に対するチャネル推定の感度を反映するスケーリング・パラメータである。

移動端末２００が式２〜６の障害成分を個別に報告した場合、基地局１００のスケジューラ１２０は、複数の障害成分における予想される変動を考慮する対象となるＴＴＩにおいて予想されるＳＩＲを、推定することが可能である。例えば、基地局１００は隣接基地局１００からスケジューリング情報を受信できる。サービング基地局１００は、隣接基地局１００から受信されるスケジューリング情報に基づいて、移動端末２００によってＣＱＩの報告を受けた際に存在した障害ソースが、変化するであろうということを判断できる。移動端末２００によって観察された障害に関するモデルを使用して、サービング基地局１００は、干渉の状態の予想される変化に基づき、対象とするＴＴＩにおいて予想されるＳＩＲを推定することが可能である。基地局１００が移動端末２００の干渉抑制能力を知っていれば、推定処理を改善することができる。従って、対象とする期間におけるＳＩＲを推定するために基地局１００によって使用されるモデルには、移動端末２００に含まれる受信機のタイプに関する情報が組み込まれてもよい。

本発明のいくつかの実施形態において、移動端末２００は、複数の障害成分についての個々の成分電力Ｉ_kを、基地局１００にフィードバックしてもよい。種々の障害成分についての成分電力Ｉ_kが既知である場合、基地局１００は、各障害成分に関連するスケーリング・パラメータを推測（deduce）するとともに、対象とするＴＴＩの期間において予想される、障害成分の電力の変動を、考慮に入れてもよい。本発明の他の実施形態において、サービング基地局１００は、隣接セルの電力割り当てＰ_BS,nに関する情報を受信してもよい。この場合、基地局１００は、移動端末２００からフィードバックされるスケーリング・パラメータρ₀、ρ_n、λ及びνから、対象とするＴＴＩにおけるＳＩＲの推定値を計算してもよい。当該スケーリング・パラメータは、種々の障害成分の相対的な電力に関する情報を、基地局１００に提供する。基地局１００は、移動端末２００からフィードバックされる障害のモデル及びスケーリング・パラメータを使用して、対象とする期間におけるＳＩＲの推定値を計算することができる。

これまでに言及したように、基地局１００が対象とするＴＴＩについてのＳＩＲを計算するために使用する複数の障害のモデルには、異なる複数のタイプの干渉を抑制する受信機の能力が考慮されていてもよい。例えば、ＧＲＡＫＥ受信機は、典型的には自セル干渉を抑制し、ＧＲＡＫＥ２＋受信機は、自セル干渉に加えて他セル干渉を抑制できる。従って、本発明のいくつかの実施形態では、基地局１００は、移動端末２００において使用される受信機のタイプに関する情報及び当該受信機の干渉抑圧能力に関する情報のうち、少なくとも何れかを提供されてもよい。対象とするＴＴＩについてのＳＩＲの推定に受信機タイプの知識を使用することによって、ＳＩＲ推定値の精度が改善される。

受信機タイプ情報は、移動端末２００から基地局１００に送信されるＣＱＩ報告に含まれていてもよい。通信セッションの過程で受信機のタイプは変化しないため、不定期に、又は移動端末２００との通信の設定時等に１回だけ、受信機タイプ情報を送信すれば十分であろう。

本発明のいくつかの実施形態では、種々の障害成分に関する情報は、移動端末２００によって、異なる複数の更新レートで基地局１００に報告されてもよい。例えば、移動端末２００は、自セル干渉Ｉ₁及び他セル干渉Ｉ₂を、報告区間（reporting interval）毎に報告してもよい。より緩やかに又はより少ない頻度で変化する他の障害成分は、より少ない頻度で報告されてもよい。さらに、上記で言及したように、受信機タイプは、一度だけ又は極めて不定期に報告されてもよい。

本発明を理解する際に役立つように、以下ではいくつかの例を示す。これらの例では、対象とするＴＴＩのＳＩＲが、基地局１００によって式１〜６に示すようにモデル化されているものと仮定する。

例 ＃１
移動端末２００は、受信信号強度Ｓ、自セル干渉Ｉ₁、及び他セル干渉Ｉ₂を、レイヤ１（Ｌ１）シグナリングを使用してＴＴＩ毎に報告する。受信機の障害Ｉ₃又はそれに対応するスケーリング・パラメータλ、及び受信機の雑音障害Ｉ₄は、受信機タイプと共に、コネクションの設定時に又はより高いレイヤのシグナリングを使用して不定期に、移動端末２００から基地局１００に送信される。基地局１００が干渉成分Ｉ_kのうち１つの変化を予想する場合、基地局１００は、対象とする期間のＳＩＲの計算に、この変化を考慮することが可能である。

例 ＃２
この実施形態では、移動端末２００は、受信信号強度Ｓを、自セル干渉Ｉ₁と共に、レイヤ１シグナリングを使用してＴＴＩ毎に報告する。移動端末２００は、同様に、他セル干渉Ｉ_2,nも、各隣接基地局ｎについて個別に報告する。他セル干渉Ｉ_2,nは、レイヤ１シグナリングによってＴＴＩ毎に報告される。受信機の障害Ｉ₃及び受信機の雑音障害Ｉ₄は、受信機タイプと共に、コネクション設定時に報告されてもよいし、又は、より高いレイヤのシグナリングによって不定期に報告されてもよい。この例において、基地局１００は、より正確なＳＩＲ推定値を生成するために、他セル干渉を各隣接基地局について個別にモデル化する。

例 ＃３
この実施形態では、移動端末２００は、先行技術において行われているようにＣＱＩ値を計算して報告する。さらに、移動端末２００は、種々の障害成分の相対的な電力Ｉ_k、又はそれらに対応する複数のスケーリング・パラメータを、可変の更新レートで報告する。複数の障害成分の相対的な電力Ｉ_k又はそれらに対応する複数のスケーリング・パラメータは、Ｌ１シグナリングによって報告され得る。基地局１００は、対象とするＴＴＩのＳＩＲを計算し、計算したＳＩＲを対応するＣＱＩにマッピングし、計算した当該ＣＱＩを、移動端末２００によって報告されたＣＱＩと比較する。基地局１００は、送信フォーマットを決定するために、計算したＣＱＩと報告されたＣＱＩとの何れかを使用することにより、移動端末２００をスケジューリングし、かつ、送信フォーマットを選択し得る。計算したＣＱＩと報告されたＣＱＩとの選択は、計算したＣＱＩと報告されたＣＱＩとの間の比較に基づいて行われ得る。例えば、基地局１００は、その時点における報告されたＣＱＩと、計算したＣＱＩとの差分を、所定の閾値と比較してもよい。その変動量が当該閾値より大きく、モデルの誤差を示す場合には、基地局１００は、それ以前のＴＴＩに報告されたＣＱＩを使用してもよい。他方で、当該差分が当該閾値よりも小さく、小さな変動量を示す場合には、基地局１００は、計算したＣＱＩを使用してよく、その場合、当該ＣＱＩ値は、それ以前の干渉状態と、基地局１００が知っている当該状態からの変化とに基づいて、合成される。

複数の干渉パラメータの種々の組み合わせの報告に基づく多くの代替的な実施形態を考えることが可能である。また、受信機によって観察される障害についての種々のモデルを使用できる。従って、上記で示した例は例示的であり、限定するものではないと考えるべきである。

パラメトリックＧＲＡＫＥ受信機等の一部のタイプの受信機では、信号電力値及び干渉電力値と、対象とする他の複数のスケーリング・パラメータとの少なくとも何れかが既に利用可能である。これは、これらのパラメータと同一のパラメータが合成重みの計算に使用されているためである。パラメトリック・アプローチを使用しないＧＲＡＫＥ受信機では、簡略化したＧＲＡＫＥパラメータ・フィッティング処理を使用して、種々の障害成分の相対的な電力が導出されてもよい。

図２は、ＷＣＤＭＡ通信ネットワーク用の例示的なＧＲＡＫＥ受信機２２２を示しており、この受信機は移動端末２００のベースバンド・プロセッサ２２０内に実装されてもよい。ＧＲＡＫＥ受信機２２２は、複数のＧＲＡＫＥフィンガ２２４と、ＧＲＡＫＥ合成器２２６と、ＧＲＡＫＥプロセッサ２３０とを備える。複数のＧＲＡＫＥフィンガ２２４は、受信信号ｒを逆拡散して、ベクトル形式ｙで表される、対象シンボルの複数の逆拡散値を生成する。同様に、パイロットシンボルについて、ベクトル形式ｙ_pで表される複数の逆拡散値が生成される。ＧＲＡＫＥ合成器２２６は、ＧＲＡＫＥフィンガ２２４の複数の逆拡散値ｙを合成して、ＧＲＡＫＥ合成値ｚを生成する。ＧＲＡＫＥプロセッサ２３０は、ＧＲＡＫＥフィンガ２２４用のフィンガ遅延τを決定するとともに、ＧＲＡＫＥ合成器２２６によって、複数の逆拡散シンボル値ｙの合成に使用される合成重みベクトルｗを計算する。合成重みベクトルｗの計算において、ＧＲＡＫＥプロセッサ２３０は、ＧＲＡＫＥ合成値ｚに含まれる干渉を抑制するために、障害共分散を使用する。

例示的な一実施形態において、図３に示すように、ＧＲＡＫＥプロセッサ２３０は、ＧＲＡＫＥ合成重みベクトルｗを計算するために、全障害の共分散についてパラメトリック・モデルを使用する。障害共分散行列Ｒは、成分共分散行列Ｒ_kと雑音共分散行列Ｒ_nとの重み付け和として、以下に示すようにモデル化される。

上記のモデルにおいて、Ｒ_kは、ｋ番目の障害の項に関する共分散行列であり、ρ_kは、ｋ番目の障害の項のフィッティング・パラメータである。共通パイロットチャネルにおける障害共分散Ｒの測定と、当該測定された障害共分散Ｒに、式７により与えられるパラメトリック・モデルをフィッティングさせるフィッティング・パラメータρ_kの調整とによって、フィッティング・パラメータρ_kが推定され得る。フィッティング・パラメータρ_kを推定するためには、最少二乗（ＬＳ：least squares）フィッティング処理が使用されてもよい。

ＧＲＡＫＥ受信機２２２用の合成重みベクトルｗは、次式により計算され得る。

ここで、ｈはパイロットチャネルに対応するチャネル応答ベクトルである。チャネルのＳＩＲは、合成重みｗに基づいて、次式によって計算され得る。

ここで、

であり、

である。式１１は全障害の電力を与えることに留意されたい。全障害に寄与する障害成分の個々の成分電力は、次式によって計算され得る。

ここで、α_kは、移動端末２００によって観察される全障害に対する障害成分の相対的な寄与を反映するスケーリング・パラメータである。

図３は、例示的なパラメトリックＧＲＡＫＥ受信機２２２におけるＧＲＡＫＥプロセッサ２３０によって実行される処理を、より詳細に示す図である。ＧＲＡＫＥプロセッサ２３０は、共分散推定器２３２、遅延推定器２３４、チャネル推定器２３６、及び、重み計算ユニット２３８を含む。共分散推定器２３２は、共通パイロットチャネルにおいて行われる測定に基づいて、全障害の共分散Ｒの粗推定値（rough estimate）

を生成する。遅延推定器２３４は、本技術分野において既知のＧＲＡＫＥフィンガ２２４のそれぞれに対するフィンガ遅延τを決定する。チャネル推定器２３６は、基地局１００から送信されたパイロット信号に基づいて、基地局１００と移動端末２００との間のチャネルのチャネル推定値ｈを決定する。共分散の粗推定値

と、フィンガ遅延τと、チャネル推定値ｈとは、重み計算ユニット２３８に入力される。重み計算ユニット２３８は、パラメトリック・フィッティング処理を使用して、雑音を含む共分散推定値

から、全障害の共分散の最終的な推定値Ｒを計算する。最終的な共分散の推定値Ｒは、その後、ＧＲＡＫＥ合成器２２６用の合成重みｗを計算するために使用される。

重み計算ユニット２３８は、複数の障害モデル化器２４０、フィッティング・パラメータ推定器２４２、スケーリング・ユニット２４４、加算器２４６、及び、重み計算器２４８を含む。障害モデル化器２４０は、遅延推定器２３４及びチャネル推定器２３６からそれぞれ得られるフィンガ遅延及びチャネル推定値ｈに基づいて、移動端末２００によって観察される全障害に寄与する種々の障害成分をモデル化する。障害モデル化器２４０は、個々の障害成分についてモデル化した共分散推定値

を、フィッティング・パラメータ推定器２４２に出力する。フィッティング・パラメータ推定器２４２は、障害モデル化器２４０からのモデル化された共分散推定値

と、共分散推定器２３２からの雑音を含む共分散推定値

とを使用して、モデル化された各障害の項に対するフィッティング・パラメータρ_kを決定する。スケーリング・ユニット２４４は、フィッティング・パラメータ推定器２４２によって生成された対応するフィッティング・パラメータρ_kで、障害モデル化器２４０から出力される、モデル化された障害の項のそれぞれをスケーリングすることによって、各障害成分についての重み付けされた共分散推定値

を生成する。合成器２４６は、重み付けされた障害の項

を合成することによって、最終的な全ての共分散推定値Ｒを生成し、当該推定値は重み計算器２４８に供給される。重み計算器２４８は、その後、全障害の共分散Ｒ及びチャネル推定値ｈに基づいて、式８に従って合成重みｗを計算する。これら合成重みｗは、ＧＲＡＫＥ合成器２２６に供給される。

ＧＲＡＫＥプロセッサ２３０は、１つ以上の干渉電力推定器２５２と、信号電力推定器２５０とを含んでいてもよい。干渉電力推定器２５２は、スケーリングユニット２４４から出力される重み付けされた共分散推定値

と、重み計算器２４８から出力される合成重みｗとから、式１１に従って、各障害成分の干渉電力Ｉ_kを計算する。信号電力推定器２５０は、重み計算器２４８から出力される合成重みｗと、チャネル推定器２３６からのチャネル推定値ｈとから、式１０に従って受信信号電力Ｓを計算する。

図２及び図３に示すように、ＧＲＡＫＥ受信機によって生成された情報は、ＣＱＩの報告の際に使用される。異なる干渉ソースに対応する干渉電力を１つずつ評価することによって、種々の障害成分についての等化後の残留干渉電力が推定されてもよい。個々の障害成分のそれぞれについての成分電力は、式１１に従って計算され得る。その後、これらの値は、信号強度Ｓと共に、ＣＱＩ報告の一部として基地局１００に報告されてもよい。

下記の事項は、ＣＱＩ報告及びスケジューリングにおいて干渉パラメータがどのように使用され得るのかに関するより詳細な例である。この例では、干渉源として作用する単一の隣接セルを有するサービング基地局１００を想定する。移動端末２００は、図２及び図３に示すように、ＧＲＡＫＥ受信機２２２を使用する。時間ｔにおける自セル干渉の共分散をＲ₁と表記し、隣接セルからの干渉の共分散をＲ₂と表記する。これらの共分散は、上述のように、パラメトリック・モデリングによって推定され得る。説明の簡略化のために、Ｎ₀＝０（即ち、無視可能）であると仮定する。移動端末２００が第１の期間ｔに以下の量を報告することも想定する。

・その時点における実際の干渉状況を記述した従来のＣＱＩ値。従来のＣＱＩ値は、ＳＩＲを推定し、当該推定したＳＩＲを対応するＣＱＩ値にマッピングすることによって、計算される。
・他セル干渉Ｉ₂が存在しない状態で干渉抑圧を適用した場合の信号電力Ｓ及び自セル干渉の電力Ｉ₁。信号電力Ｓ及び自セル干渉の電力Ｉ₁は、式１０及び式１１に従って計算され得る。
・干渉抑圧を行わない場合の瞬時の他セル干渉電力対自セル干渉電力比Ｑ。当該他セル干渉電力対自セル干渉電力比は、次式によって与えられ得る。

これらのパラメータは、移動端末２００によって、レイヤ１シグナリングを使用して、ＴＴＩ毎にＣＱＩ報告で基地局１００に送信される。

基地局１００は、移動端末２００から定期的なＣＱＩ報告を受信する。基地局１００は、移動端末２００によって提供される干渉パラメータに基づいて、典型的には数ＴＴＩ後である後の期間ｔ＋ＴにおけるＳＩＲを計算してもよい。例えば、基地局１００は、時間ｔ＋ＴのＳＩＲ^t+Tを計算するとともに、マッピング関数ＳＩＲ^t+T→ＣＱＩ^t+Tに従って、計算したＳＩＲ^t+Tを対応するＣＱＩ^t+Tにマッピングしてもよい。時間ｔ＋ＴにおけるＳＩＲ^t+Tは、次式に従って計算され得る。

式１３において、Ｐ₁ ^uは、時間ｕにおいてサービング基地局１００によって送信された（又は、送信される予定の）電力であり、Ｐ₂ ^uは、干渉源の基地局１００によって送信された（又は、送信される予定の）電力であり、ここでＰ₂ ^uはスケジューラ１２０には既知であると仮定する。関数Ｆ_lは、移動端末２００の干渉抑圧能力を考慮する関数である。

関数Ｆ_lは、自セル干渉に対する割合として他セル干渉の影響を記述するスカラー係数を提供する。最も単純な場合、例えば、自セル干渉成分と他セル干渉成分との両方が白色である場合には、Ｆ_l（ｘ）＝ｘである。しかし、実際の受信機は、信号エネルギーの収集（collection）と自セル干渉及び他セル干渉の抑圧との間のトレードオフとして、合成重みｗを計算する。従って、合成後の信号電力及び干渉電力は、多数のパラメータの瞬時的な関係によって決定され、変化した干渉シナリオにおいては、それ以前の合成重みから正確な推定値がもたらされないであろう。関数Ｆ_lは、この不整合を補償する。真のＦ_lの形状は、受信機の干渉抑圧能力、チャネル状況（channel realization）等に依存する。しかし、実際には、近接した整合状態（close match）を提供するためには、限られた数のプリ・テーブル作成（pre-tabulated）関数Ｆ_lで十分であろう。適切な関数（テーブル）Ｆ_lは、移動端末２００の受信機タイプの情報と、ＵＬ受信機（例えば、パス探索器）から利用可能なチャネルプロファイル情報とに基づいて、サービング基地局１００によって選択される。移動端末２００によって報告される信号及び自セル干渉電力に基づいてＳＩＲ^tを計算し、ＳＩＲ^tを対応するＣＱＩ^tへマッピングし、ＣＱＩ^tを、時間ｔにおいて移動端末によって報告されたＣＱＩ^repと比較することによって、モデル選択の正確性が検証され得る。ＳＩＲ^tは、次式に従って計算され得る。

本明細書で示した例は、基地局１００におけるより正確なＣＱＩ推定を可能にするための、関連する複数の干渉パラメータを抽出及び適用に関する詳細を示すことを意図している。これまでに言及したように、異なる複数の障害モデルを使用し、かつ、異なる複数の干渉パラメータのフィードバックに依存することで、本発明の多くの実装が可能である。

スケーリング・パラメータρ_m、Ｎ₀は、等化前の干渉成分電力を反映する一方で、ＧＲＡＫＥにより適用される最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：minimum mean square error）基準は、相対的な抑圧を、フィッティング・パラメータα_kに比例するようにおおよそ近似させることが可能である。従って、フィッティング・パラメータ推定器２４２によって計算されるフィッティング・パラメータα_kは、等化後の干渉成分の相対的な電力Ｉ_kを推定するために使用されてもよい。このアプローチは、単位ノルムに規格化された成分共分散行列Ｒ_k及びＲ_nの表現を、好ましくは使用するであろう。

図４は、干渉パラメータを報告するために移動端末２００によって実行される例示的な方法３００を示す図であり、当該干渉パラメータは、ＣＱＩ報告処理の一部として送信され得る。移動端末２００は、基地局１００から信号を受信する（ブロック３０２）。移動端末２００は、所定の報告区間に（例えば、ＴＴＩ毎に１回）、受信信号電力Ｓを推定し（ブロック３０４）、１つ以上の干渉パラメータを推定する（ブロック３０６）。当該１つ以上の干渉パラメータは、全障害に寄与する個々の障害成分の成分電力Ｉ_k、又は、それらに対応するスケーリング・パラメータρ₀、ρ_n、λ、及びν、若しくはそれらの組み合わせを含んでいてもよい。移動端末２００は、その後、受信信号電力Ｓ及び干渉パラメータを含むＣＱＩ報告を、基地局１００に送信する（ブロック３０８）。

図５は、基地局１００によって実行される例示的な方法４００を示す図である。基地局１００は、第１の期間における信号電力及び１つ以上の干渉パラメータを含むチャネル品質フィードバックを、移動端末２００から受信する（ブロック４０２）。いくつかの実施形態では、当該チャネル品質報告は、チャネル品質推定値（例えば、ＣＱＩ）の報告をさらに含んでいてもよい。当該干渉パラメータは、第１の期間に移動端末２００の受信機によって観察された、全障害に寄与する１つ以上の障害成分の電力に関連する。基地局１００は、移動端末２００からフィードバックされた信号電力及び１つ以上の干渉パラメータに基づいて、第１の期間に後続する、対象とする第２の期間についてのチャネル品質推定値を計算する（ブロック４０４）。上記で言及したように、第２の期間は、典型的には、移動端末２００が、下りリンクチャネルにおいてデータを受信するようにスケジューリングされる期間であり、通常、第１の期間に続く数個のＴＴＩである。いくつかの実施形態では、基地局１００は、ユーザ端末２００から受信された、第１の期間について報告されたチャネル品質推定値を、それ以前に第１の期間について計算したチャネル品質推定値と比較してもよい（ブロック４０６）。第１の期間よりも前に基地局１００が受信した信号電力及び１つ以上の干渉パラメータに基づいて、第１の期間についてそれ以前に計算したチャネル品質推定値は、当該比較処理のために、一時的に保存され得る。例えば、基地局１００は、それ以前に第１の期間について計算したチャネル品質推定値と、第１の期間について報告されたチャネル品質推定値との差分を計算してもよい。当該計算されたチャネル品質推定値と当該報告されたチャネル品質推定値との間の変動量（例えば、差分）が、所定の閾値を超えた場合（ブロック４０８）、基地局１００は、第１の期間についての報告されたチャネル品質推定値に基づいて、第２の期間について移動端末２００のスケジューリングを行ってもよい（ブロック４１０）。他方で、報告されたチャネル品質推定値が所定の閾値以内である場合（ブロック４０８）、基地局１００は、第２の期間について計算したチャネル品質推定値に基づいて、第２の期間について移動端末２００のスケジューリングを行ってもよい（ブロック４１２）。他の実施形態では、ブロック４０６〜４１０によって表される動作は省略されてもよく、基地局１００は、計算したチャネル品質推定値を報告されたチャネル品質推定値と比較することなく、当該計算したチャネル品質推定値に基づいて、移動端末２００のスケジューリングを行ってもよい。

本発明によれば、ネットワーク容量、カバレッジ、及びエンドユーザのスループットの増大が可能であり、その結果、ネットワークのリソースの利用性と全体的なユーザ・エクスペリエンスとが改善される。本明細書に記載のように、拡張されたＣＱＩ報告を適用することによって、スケジューラが高速なチャネルフェージングに応答することが可能となる。これは、チャネル変動成分が他の信号品質変動によって見えなくなる（overshadowed）ことがないためである。劣化のない（uncontaminated）信号強度及び干渉測定値を得ることによって、スケジューラ１２０は、所与のＴＴＩにおける自セル干渉及び他セル干渉の少なくとも何れかの影響を、より正確に評価することができるとともに、隣接セルの影響を少なくとも見積もることができる。本発明の明細書では、相対的な複数の干渉電力の正確な推定についての詳細を提供しているが、障害信号についてのおおよその構成を示すことによっても、著しい改善をスケジューラによって実現することが可能になる。即ち、本発明の利点を得るためには、相対的な干渉電力の推定又は報告が、極めて正確である必要はない。

本発明は、ＨＳＤＰＡのコンテキストに限定されることはない。ユーザからのＣＱＩフィードバックに依存する任意のパケットデータシステムは、スケジューリング精度の改善のために、干渉パラメータを含むように拡張されたＣＱＩ報告の概念を適用することができる。さらに、開示した本発明の実施形態では、ＧＲＡＫＥ受信機を使用しているが、本発明の他の実施形態では、チップ等化受信機、又は他のタイプの受信機を使用してもよい。

本発明は、当然ながら、本発明の本質的な特徴から逸脱することなく、本明細書で具体的に記述したものと異なる方法で実行されてもよい。本実施形態はあらゆる点において例示的かつ非限定的であると考えられるべきであり、添付した特許請求の範囲の意味及び均等の範囲に属するあらゆる変更は、本発明に包含されることを意図している。

Claims (10)

1. 共有下りリンクチャネルを介した移動端末への送信をスケジューリングするために、無線ネットワーク内の基地局によって実行される方法であって、
   第１の期間における、移動端末によって受信された信号の信号電力と、当該移動端末によって観察された全障害に寄与する１つ以上の障害成分の電力に関連する１つ以上の干渉パラメータとを、チャネル品質フィードバックとして当該移動端末から受信するステップ（402）と、
   障害ソースについての任意の変化を判定することによって、前記１つ以上の障害成分の電力の予想される変化を判定するステップと、
   前記信号電力と前記１つ以上の障害成分の電力の前記予想される変化とに基づいて、前記第１の期間に後続する第２の期間のチャネル品質推定値を計算するステップ（404）と、
   前記計算されたチャネル品質推定値に基づいて、前記移動端末への送信をスケジューリングするステップ（412）と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記チャネル品質フィードバックは、前記全障害に寄与する１つ以上の障害成分についての成分電力を含み、
   前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算するステップ（404）では、さらに、報告された前記複数の成分電力に基づいて、前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記チャネル品質フィードバックは、他セル干渉に対する自セル干渉の相対的な電力を示す電力比をさらに含み、
   前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算するステップ（404）では、さらに、報告された前記電力比に基づいて、前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算する
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記チャネル品質フィードバックは、１つ以上の障害成分に関連付けられた複数のスケーリング・パラメータを含み、
   前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算するステップ（404）では、さらに、報告された前記複数のスケーリング・パラメータに基づいて、前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 移動端末から前記第１の期間について報告されるチャネル品質推定値を受信するステップと、
   前記第１の期間について報告された前記チャネル品質推定値と、それ以前に前記第１の期間について計算されたチャネル品質推定値との間の変動を判定するステップ（408）と、
   前記変動の量が所定の量を超える場合に、前記第１の期間について報告された前記チャネル品質推定値を使用するステップ（410）と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 無線通信ネットワークにおける基地局（100）であって、
   共有下りリンク・トラフィックチャネルで移動端末（200）にデータを送信し、
   第１の期間における、前記移動端末（200）によって受信された受信信号の信号電力と、当該受信信号の全障害に寄与する１つ以上の障害成分の電力に関連する１つ以上の干渉パラメータとを、チャネル品質フィードバックとして当該移動端末（200）から上りリンク制御チャネルで受信する
   送受信機（110）と、
   前記信号電力と前記１つ以上の障害成分の電力の予想される変化とに基づいて、前記第１の期間に後続する第２の期間のチャネル品質推定値を計算し、
   前記計算されたチャネル品質推定値に基づいて、前記共有下りリンク・トラフィックチャネルにおける前記移動端末（200）への送信をスケジューリングする
   ベースバンド・プロセッサ（120, 130）と
   を備え、
   前記基地局（110）は、障害ソースについての任意の変化を判定することによって、前記１つ以上の障害成分の電力の前記予想される変化を判定する
   ことを特徴とする基地局。
7. 前記チャネル品質フィードバックは、前記全障害に寄与する１つ以上の障害成分についての成分電力を含み、
   前記ベースバンド・プロセッサ（120, 130）は、さらに、報告された前記複数の成分電力に基づいて、前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算する
   ことを特徴とする請求項６に記載の基地局（100）。
8. 前記チャネル品質フィードバックは、他セル干渉に対する自セル干渉の相対的な電力を示す電力比をさらに含み、
   前記ベースバンド・プロセッサ（120, 130）は、さらに、報告された前記電力比に基づいて、前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算する
   ことを特徴とする請求項７に記載の基地局（100）。
9. 前記チャネル品質フィードバックは、１つ以上の障害成分に関連付けられた複数のスケーリング・パラメータを含み、
   前記ベースバンド・プロセッサ（120, 130）は、さらに、報告された前記複数のスケーリング・パラメータに基づいて、前記第２の期間の前記チャネル品質推定値を計算する
   ことを特徴とする請求項６に記載の基地局（100）。
10. 前記ベースバンド・プロセッサは、さらに、
    前記移動端末（200）から前記送受信機を介して受信された、前記第１の期間について報告された前記チャネル品質推定値と、それ以前に前記第１の期間について計算されたチャネル品質推定値との間の変動を判定し、
    前記変動の量が所定の量を超える場合に、前記第１の期間について報告された前記チャネル品質推定値を、前記移動端末をスケジューリングするために使用する
    ことを特徴とする請求項６に記載の基地局（100）。

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