JP2002528992A - Cdma方式における信号抽出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
複数の妨害信号から抽出する方法に関する。
RA)方式は、多重アクセスのために符号分割多重アクセス(CDMA)法を用
いる。アップリンク(移動端末から基地局の方向)では、非直交符号が電力制御
との組合せで用いられる。しかしながら、これらの符号は直交符号でないため、
アップリンクの容量が多重アクセス妨害信号により制限される。UTRAの仕様
によると、短い符号をオプションとして用いることにより、多重アクセス妨害信
号は雑音でなくて実際は他の信号であるという事実を利用する種々の受信方式の
基地局での使用が可能となる。このように作動する受信方式は、一般的に、妨害
除去(interference cancellation)及び結合検波(joint detection)として知られ
ている。
が復調されてそのデータの予想値が形成される。データのこれらの予想値とチャ
ンネルの予想値とは共にわかっているため、各移動端末からの受信信号の遅延さ
れた近似レプリカを発生することができる。所望の各信号については、それ以外
の信号のレプリカを加算した後、受信複合信号の遅延レプリカから減算する。従
って、その信号については、この段階で妨害信号はほぼ相殺されている。復調(
逆拡散(despreading)を含む)を行う際、ビット誤り率(BER)を減少する必
要がある。全体のプロセスを、各回で受信信号の改善予想値により近似レプリカ
を構成しながら数回繰り返すことができる。
分を有し、通信路を介して送られてきた複合信号として処理する。この通信路は
、全ての信号について全てのデータを復調できるように線形的にあるいは非線形
的に等化されている。
数)を知る必要がある。UTRA周波数分割デュープレックス(FDD)方式で
は、信号フォーマットは10ミリ秒の持続時間を有する複数のフレームより成る
。各信号について2つのチャンネル、即ち、専用の物理的制御チャンネル(DP
CCH)と、専用の物理的データチャンネル(DPDCH)がある。
パイロット記号と、前方誤り補正(FEC)符号化伝達フォーマット指示(TF
I)データと、送信電力制御(TPC)データとより成る16個の時間スロット
より成る。DPDCHは、時間的にインターリービングされたFEC符号化デー
タより成るチャンネルであり、そのビットレートはフレーム間で可変である。そ
のビットレートは、同一フレームのDPCCHのTFIデータにより運ばれる。
アップリンクにおいて、単一拡散符号伝送方式では、DPDCHは最初に拡散さ
れて同相(I)チャンネルになり、DPCCHは拡散されて直交(Q)チャンネ
ルとなる。組み合わされた信号には全体的スクランブリングが施される。
まで高信頼性での復号は不可能である。従って、各信号のビットレート情報は、
現在のフレーム全体が受信されるまでは得られない。これにより、2つの問題が
生じる。
能な値よりも低い信号対雑音プラス妨害比で信号受信を可能にすることによりシ
ステム容量を増加できることである。これは、妨害除去を行う前はTFIビット
の復調が不可能であり、デッドロックとなることを意味する。このことは、DP
CCH及びDPDCHが名目上直交するチャンネル(I及びQ)上で送信される
のであっても同じである。その理由は、マルチパスがこの直交性を著しく劣化さ
せ、また異なる信号が任意の相互キャリア相を有する基地局で受信されるからで
ある。
対雑音プラス妨害比の測定を行うことにより発生される。従って、妨害除去また
は結合検波がフレームの終期まで実施できない場合、これらの測定値を信号対雑
音プラス妨害(SNI)比に基づかせる必要があり、妨害除去または結合検波の
利点が得られない。この段階で、電力制御測定しきい値が適当なSNI比に基づ
く場合、妨害除去または結合検波の作動後に得られるSNI比は必要な値よりも
高くなる。一方、妨害除去または結合検波後に適当なSNI比を得て電力制御測
定を行おうとすると問題がある。その理由は、a)測定段階におけるSNI比は
非常に小さく、おそらく小さすぎて測定できない、またb)任意所与のスロット
において妨害除去または結合検波をいかに効果的に行うかを最初から予想できな
いからである。
することにある。
望の信号を抽出する方法であって、a)少なくとも1つの妨害信号についてフレ
ームのビットレートを求め、b)少なくとも1つの妨害信号につき求めたフレー
ムのビットレートを少なくとも1つの妨害信号につき引き続き受信されるフレー
ムに割り当て、c)割り当てられたビットレートを用いて少なくとも1つの妨害
信号につき引き続き受信されるフレームを操作することにより所望の信号の抽出
を支援するステップより成る信号抽出方法を提供する。
ムを割り当てられたビットレートを用いて復調することにより、少なくとも1つ
の妨害信号をそれ以外の妨害信号から隔離するステップをさらに含むと有利であ
る。
れら複数の制御信号は、伝達フォーマット指示信号、送信電力制御信号、信号対
雑音プラス妨害信号より成る。
別の実施例では、ステップd)は結合検波により実行される。
れるフレームの実際のビットレートを求め、f)少なくとも1つの妨害信号につ
き引き続き受信されるフレームを実際のビットレートを用いて復調することによ
り、所望の信号を抽出するステップを含む。
信機により実行される。所望の信号を抽出するために複数の制御信号を発生させ
が、これら複数の制御信号は、伝達フォーマット指示信号、送信電力制御信号、
信号対雑音プラス妨害信号より成る。
、該伝達フォーマット指示信号を用いて該フレームの実際のビットレートを求め
るステップより成る。
検波を行うことができる点にあり、TFIデータの復調及び電力制御のための測
定にとって有利である。
ートと同じであるということを前提に、入来信号について妨害除去または結合検
波の最初の繰り返しが実施される。この前提は全ての信号について正しくないか
もしれないが、多数の信号が存在する時は必ず非常に多くの信号につき正しい筈
である。フレームレートが例えば90%の信号について正しければ、妨害信号の
名目上の90%は相殺可能である。残り10%の妨害信号の相殺が不首尾に終わ
っても、さらに10%加算され、理想的な場合20%の妨害信号が残る。これに
より妨害信号が7dB減少するが、これは非常に有利なスタートである。 能動信号の数が小さい場合、妨害除去または結合検波を施す必要がないことがわ
かるであろう。
トレートを求める必要がある。しかしながら、他の同一チャンネルの信号により
生じる妨害により、ビットレートを求める前にその信号から妨害信号を相殺しな
ければならない。上述したように、その妨害信号の影響をなくすには2つの主要
な方法、即ち、妨害除去ち結合検波がある。本発明は、図1及び2を参照してこ
れらの方式をそれぞれ以下に説明する。
300及び受信信号を下方変換し且つ信号を送信のために上方変換する処理回路
より成るものとして示す。アンテナ100は、基地局を含む通信セル内の複数の
移動端末(図示せず)からの複数の無線信号を受信する。受信信号はアンテナ1
00からミキサー102へ送られ、そこで局部発振器104からの出力を用いて
下方変換される。CDMAの場合と同様に、各無線信号は同時に受信される他の
無線信号と識別できるように特異な符号を有している。下方変換された信号はフ
ィルタ106へ送られ、ろ波済みの出力100がレイク受信器のバンク110へ
送られる。図示の実施例は、4つのレイク受信器112、114、116、11
8を備えているが、基地局の受信容量に応じて任意の数のレイク受信器を使用で
きることがわかるであろう。各レイク受信器112、114、116、118は
、各受信信号を個々に処理できるように異なる符号で作動する。この例では、レ
イク受信器112は符号1で、レイク受信器114は符号2で、レイク受信器1
16は符号3で、またレイク受信器118は符号4で作動する。
受信するが、符号がその受信器と関連がある信号だけを復調し逆拡散して、復調
または逆拡散に応じて決定変数信号を出力する。各レイク受信器112、114
、116、118からの決定変数信号は、制限装置であるそれぞれ1つの決定装
置122、124、126、128へ送られる。制限済みの出力はその後、それ
ぞれの再変調/再拡散ユニット132、134、136、138へ送られ、そこ
で信号が再変調及び再拡散され、それぞれのチャンネルの再構成フィルタ142
、144、146、148へ送られる。
CEを出力する(レイク受信器112からのチャンネル予想信号CE1だけを示
す)。各チャンネル予想信号CEは、チャンネル再構成フィルタ142、144
、146、148のそれぞれ1つに入力され、それにより復調済み及び逆拡散さ
れた信号をそれぞれ再構成できるようにする。わかりやすくするためにチャンネ
ル予想信号CE1だけを示したが、レイク受信器114、116、118はチャ
ンネル予想信号CE2、CE3、CE4(図示せず)をそれぞれ発生し、これら
の信号は対応の再構成フィルタ144、146、148へ送られる。
なる。この信号155は、上述したように、レイク受信器のバンク110へ入力
されたろ波済み信号108の遅延レプリカを予想したものである。その後、信号
155は減算器162、164、166、168のバンクへ送られる。減算すべ
き各信号に減算器を設けたが、図示の実施例で述べるように、4個以上の信号を
減算しなければならない場合はさらに多くの減算器が必要となることが明らかで
あろう。減算器162、164、166、168へは、信号入力加算器150か
ら取り出した信号172、174、176、178がそれぞれ送られるが、これ
らの信号はそれぞれ個々の再構成された信号に対応するものである。減算器16
2、164、166、168は、信号155から信号172、174、176、
178を減算することにより、それ以外の信号により生じる妨害を表わす出力信
号182、184、186、188を与える。例えば、出力信号182は、入来
信号108(上述した信号155と同一)から信号172(即ち、符号1を有す
る信号)を差し引いたものに対応する。同様に、出力力信号184は信号108
から信号174(符号2)を差し引いたものに、出力信号186は信号108か
ら信号176(符号3)を差し引いたものに、また出力信号188は信号108
から178(符号4)を差し引いたものに対応する。
、186、188も同様に処理されることが明らかであろう。
遅延レプリカから差し引かれる。図示のように、信号108は遅延回路196へ
送られ、遅延信号198を得る。遅延回路196により導入される遅延は、信号
108がレイク受信器110、決定装置122、124、126、128、再変
調/再拡散ユニット132、134、136、138、チャンネル再構成フィル
タ142、144、146、148、加算器150及び減算器162、164、
166、168のバンクにより処理される時間と等価である。減算器190は、
符号1を有する信号を表わす出力信号192を発生する。同様に、出力信号18
4、186、188もまた減算器(図示せず)へ送られ、そこで遅延信号198
から差し引かれて、符号2、3及び4を有する信号を表わす出力信号が得られる
。
せず)へ送られて、同じような処理を施され、符号1につき以下に説明する出力
信号を与える。
調され且つ逆拡散されて、出力信号212、222、232、242となる。出
力信号212は、DPDCHバッファ252へ送られる暫定的なDPDCH信号
に対応する。この暫定的なDPDCH信号は、現在得られる最も低い拡散係数に
応じて逆拡散することにより得られた軟判定変数より成る。バッファ252から
の出力は回路262へ送られ、そこでビットレートが調整され、DPDCHが復
号されて、出力データ信号280が得られる。しかしながら、回路262は、ビ
ットレートを知らずに、ビットレートを調整し且つ出力データ信号282を与え
ることはできない。出力信号222は、TFIバッファ254へ送られるTFI
信号より成る。バッファ254からの出力は回路264へ送られ、そこでTFI
信号が復号され、ビットレートが求められる。回路264からの出力信号274
は、ビットレートを調整しデータ信号280を出力できるようにするため、回路
262へ送られる。出力信号274もラッチ190へ送られるが、このラッチは
最後のフレームから求めたビットレートを入力するためにレイク受信器112に
接続されている。このビットレートはその後、次のフレームの予想値として使用
される。
るために使用されるTPC信号より成る。
が経験中の信号対雑音比の大きさを与える。信号242はコンパレータ272に
おいてしきい値と比較されて、関連の端末に対してその電力を減少させるかまた
は増加させるかを指示する一連のダウンリンクTPCビットが発生される。コン
パレータ272からの出力は変調器274で変調され、マルチプレクサ286に
おいて他のデータと混合され、拡散器288において拡散を受け、局部発振器2
94から信号を受けるミキサー292において上方変換され、増幅器296によ
り増幅されて、アンテナ300により送信される。
応するその他のレイク受信器(図示せず)により同様に処理されたSNI信号を
含む。
を参照して説明したコンポーネントには、同一の符号が付してある。
ンテナ300、及び受信信号を下方変換し信号を送信のために上方変換する処理
回路より成るものとして示す。アンテナ100は、基地局を含む通信セル内の複
数の移動端末(図示せず)からの複数の無線信号を受信する。説明を分かり易く
するために、受信信号の処理を各々が特異な符号、例えば、符号1、符号2、符
号3及び符号4を有する4つの信号に関連して説明する。受信信号はアンテナ1
00からミキサー102へ送られ、そこで局部発振器104からの出力により下
方変換される。CDMAの場合と同様に、各無線信号は同時に受信される他の無
線信号から識別するために特異な符号を有する。下方変換済みの信号はフィルタ
106へ送られ、ろ波済みの出力108は結合検波装置400へ送られる。この
装置400は、ろ波済み出力108を処理して各符号についてTFI信号、TP
C信号及びSNI信号を発生させるが、図示を簡単にするため、符号1及び4だ
けを示す。しかしながら、符号2及び3についても同じであることがわかるであ
ろう。
SNI信号406を発生するものとして示す。同様に、符号4については、TF
I信号412、TPC信号414及びSNI信号416を示す。TFI信号40
2、412はそれぞれの回路420、430へ送られ、そこでバッファに通され
て復号される。回路420、430からの出力信号422、432は、第2の結
合検波装置500へ送られる。信号422、432はまたそれぞれのフレームラ
ッチ装置440、450へ送られ、それらの装置からの出力442、452は符
号1及び4を有するそれぞれの信号の次のフレームについて結合検波装置400
のためのビットレート情報の入力に使用される。
電力を制御するための情報が与えられる。SNI信号406、416は、経験中
の妨害につき移動端末へ指示するために使用される。
信号406はコンパレータ272においてしきい値と比較され、信号406がし
きい値よりも高い場合、出力信号がスイッチ182を通って変調器284で変調
され、マルチプレクサ286で他のデータと混合され、拡散器288で拡散を受
け、局部発振器294からの信号を受けるミキサー292により上方変換され、
増幅器296で増幅された後、アンテナ300により送信される。
応するその他のレイク受信器(図示せず)からの同様に処理されたSNI信号を
含む。
は、装置400における結合検波及び回路420、430におけるバッファリン
グ及び復号の際に導入される遅延を補償するように選択される。遅延信号198
は、図示のように結合検波装置500への入力となる。上述したように、信号4
22、432によりビットレート情報が得られ、この情報により装置500から
DPDCH信号510、520、530、540が得られる。
116、118の第1バンク110を結合検波装置400で置きかえることによ
りビットレートを求め、それにより信号を上述したようにさらに別のレイク受信
器で復号することが可能である。
図である。
くの他のオーバーラッピング信号に埋め込まれた符号化系を最適復号する減法復
調システムを提供する。ラジオ受信機は、復号すべき所望の信号に対応する特異
な符号を複合信号と相関する。WO96/24206(Nokia)は、幾つかのユー
ザーが同一周波数帯で同時に通信し、各ユーザーが固有の拡散符号を有するCD
MAシステムを提供する。信号を受信するため、信号相関器は種々のタイプの波
形との同期を行って復号を支援する。 従って、本発明の目的は、上述の問題を解消する、改良式信号抽出方法を提供
することにある。
の信号及び1またはそれ以上の妨害符号化信号を含む複合信号から所望の符号化
信号を抽出する方法であって、a)複合信号を受信し、b)第1の信号処理器に
おいて、受信信号の各符号について、個々の信号を処理し、c)バッファ及び復
号回路を用いて伝達フォーマット指示(TFI)信号を求めることにより、少な
くとも1つの妨害信号のフレームのビットレートを得、d)TFI信号通路を第
1及び第2の信号通路に分割するステップより成り、e)第1の信号通路におい
て、TFI信号はラッチを通過して、第1の信号処理器にTFI信号を与え、そ
れにより、最後のフレームにつき求めたビットレートを次ぎのフレームに割り当
て、f)第2の信号通路において、TFI信号は別の信号処理器へ送られて出力
信号のビットレートを調整する信号抽出方法を提供する。
信号及び1またはそれ以上の妨害符号化信号を含む複合信号から所望の符号化信
号を抽出できる装置であって、a)信号を受信する受信器手段と、b)受信した
各信号符号につき個々の信号を処理する第1の信号処理器と、c)少なくとも1
つの妨害信号のフレームのビットレートを与えるために伝達フォーマット指示(
TFI)信号を求めるバッファ及び復号回路と、d)TFI信号通路を第1及び
第2の信号通路に分割する通路分割器とより成り、第1の信号通路では、TFI
信号がラッチを介して送られて第1の信号処理器にTFI信号を与え、かくして
最後のフレームにつき求めたビットレートが次のフレームに割り当てられ、第2
の信号通路では、TFI信号がさらに別の信号処理器へ送られて出力信号のビッ
トレートを調整する信号抽出装置を提供する。
Claims (12)
- 【請求項1】 1またはそれ以上の妨害信号の存在下で所望の信号を抽出す
る方法であって、 a)少なくとも1つの妨害信号についてフレームのビットレートを求め、 b)少なくとも1つの妨害信号につき求めたフレームのビットレートを少なく
とも1つの妨害信号につき引き続き受信されるフレームに割り当て、 c)割り当てられたビットレートを用いて少なくとも1つの妨害信号につき引
き続き受信されるフレームを操作することにより所望の信号の抽出を支援するス
テップより成る信号抽出方法。 - 【請求項2】 d)少なくとも1つの妨害信号につき引き続き受信されるフ
レームを割り当てられたビットレートを用いて復調することにより、少なくとも
1つの妨害信号をそれ以外の妨害信号から隔離するステップをさらに含む請求項
1の方法。 - 【請求項3】 ステップd)は、所望の信号を抽出するために複数の制御信
号を発生させる請求項2の方法。 - 【請求項4】 複数の制御信号は、伝達フォーマット指示信号、送信電力制
御信号、信号対雑音プラス妨害信号より成る請求項3の方法。 - 【請求項5】 ステップd)は妨害除去により実行される請求項2乃至4の
うち任意の1項の方法。 - 【請求項6】 ステップd)は結合検波により実行される請求項2の方法。
- 【請求項7】 e)少なくとも1つの妨害信号につき引き続き受信されるフ
レームの実際のビットレートを求め、 f)少なくとも1つの妨害信号につき引き続き受信されるフレームを実際のビ
ットレートを用いて復調することにより、所望の信号を抽出するステップをさら
に含む請求項2乃至6のうち任意の1項の方法。 - 【請求項8】 ステップf)は、結合検波により実行される請求項7の方法
。 - 【請求項9】 ステップf)は、少なくとも1つのレイク受信機により実行
される請求項7の方法。 - 【請求項10】 ステップf)は、所望の信号を抽出するために複数の制御
信号を発生させる請求項7乃至9のうち任意の1項の方法。 - 【請求項11】 複数の制御信号は、伝達フォーマット指示信号、送信電力
制御信号、信号対雑音プラス妨害信号より成る請求項10の方法。 - 【請求項12】 ステップa)は、妨害信号のフレームの伝達フォーマット
に指示信号を隔離し、該伝達フォーマット指示信号を用いて該フレームの実際の
ビットレートを求めるステップより成る請求項4または11の方法。
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