JP2003032146A - 信号受信方法 - Google Patents

信号受信方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３ＧＰＰ標準による構造の特定の性質を活用
することによって、パイロットに基づくチャネル推定を
改善する。 【解決手段】 ３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ標準によ
り符号化された信号の受信のための追加的パイロットシ
ンボルとして、符号化された制御シンボルを使用するこ
とによって、パイロットシンボルとして使用されるシン
ボルの量が増大するため、チャネル推定が改善される。
その結果、通信システム全体の容量が増大し、送信に必
要なエネルギーを低減することが可能となり、移動端末
の電池寿命が長くなる。実施例では、３ＧＰＰワイドバ
ンドＣＤＭＡ伝送チャネルの専用物理制御チャネル（Ｄ
ＰＣＣＨ）で伝送される符号化制御シンボルを使用す
る。符号化制御シンボルは、専用物理制御チャネル（Ｄ
ＰＣＣＨ）のトランスポートフォーマットコンビネーシ
ョンインジケータ（ＴＦＣＩ）からのデータを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３ＧＰＰ ＣＤＭ
Ａ標準による信号の受信のための方法と、３ＧＰＰ Ｃ
ＤＭＡ標準による信号の受信のための受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】知られているように、多元接続通信シス
テムでは、複数の異なる送信元（ソース）と、１つまた
は複数の異なる宛先との間に複数の個別のリンク（すな
わち、情報（例えばデータ）の交換のために２つのデバ
イス間にそれぞれ設けられる何らかの媒体（例えば電磁
波）を介しての専用のコネクション）が共存することが
可能である。したがって、このような通信システムは、
個々のリンクの送信情報が受信機側で取得することがで
きるように、リンク間の干渉を最小限に抑えるように設
計されなければならない。ワイヤレス通信システムのた
めのいくつかの多元接続技術が、例えば、重なり合わな
いタイムスロットを各リンクに割り当てることにより
（時分割多元接続）、あるいは、重なり合わない周波数
バンドを各リンクに割り当てることにより（周波数分割
多元接続）、リンクを分離する技術として、この数十年
の間に考案されている。
【０００３】第３世代のシステム、特に、３ＧＰＰ(3rd
Generation Partnership Project)標準に従う移動通信
システムは、データ伝送のためにワイドバンドＣＤＭＡ
（符号分割多元接続）技術を使用する。送信機側では、
ユーザデータが伝送誤り保護のために情報源符号化され
る。通常、送信機と受信機の間の伝送チャネルは、送信
信号の相当の歪みと、加法性雑音による信号劣化を引き
起こす。そこで、受信機側での復号後のビット誤り率を
最小にするため、受信機でチャネル特性を推定し補償し
てその影響を最小にする必要がある。
【０００４】伝送チャネルは時変であるため、チャネル
推定は連続的に実行されなければならない。チャネル推
定を容易にするため、パイロットブロック、すなわち、
受信機により事前に既知のデータシンボルのブロック
を、特定の制御チャネルで、あるリンク内で規則的な間
隔で送信することがある。これは、例えば、３ＧＰＰ標
準に従う移動通信システムの移動局から基地局へ向かう
アップリンク方向のデータストリームで行われる。
【０００５】一般に、このような制御チャネルにおいて
パイロットシンボルの非パイロットシンボルに対する比
が大きくなるほど、良好なチャネル推定値が得られる。
これにより、ビット誤り率（ＢＥＲ）は小さくなり、こ
のことは、再送する必要のあるデータブロックが少なく
なること、あるいは、送信パワーを低減することができ
ることを意味する。
【０００６】しかし、３ＧＰＰ標準によれば、パイロッ
トビットの個数はこの標準によって固定され、アップリ
ンクモードまたはダウンリンクモードのようなリンクモ
ードに依存する。例えば、システムの２つの異なるデバ
イス間で物理層制御情報を伝送するいわゆるＤＰＣＣＨ
（専用物理制御チャネル：Dedicated Physical Control
Channel）の構造がそれぞれのアップリンクモードで変
わることがあり、しかも、それに埋め込まれたパイロッ
トシンボルの個数は最小数と最大数の間で変わる可能性
があるため、パイロット支援チャネルエスティメータで
得られるチャネル推定値の品質は、システムのそれぞれ
のアップリンクモードにも依存する。最大数より少ない
パイロットシンボルが送信される場合のチャネル推定値
の品質の低下を補償するため、送信信号のパワーを増大
させる必要がある。しかし、ＣＤＭＡシステムでは各リ
ンクは同じセル内の他のすべてのリンクにおける干渉を
生じるため、送信パワーが高くなると、残念ながら、全
体的な干渉レベルが増大し、それにより、システムの全
容量に悪影響を生じる。
【０００７】チャネル推定値の改善は、いわゆるデータ
支援チャネル推定法を適用することによって実現される
可能性がある。知られているように、この総称的クラス
のアルゴリズムは、受信機側でチャネル情報を必要とす
るような伝送システムに適用可能である。しかし、デー
タ支援チャネルエスティメータは反復的手続きである。
まず、チャネル推定値を概算する。次に、これらの推定
値に基づいて、受信信号に含まれるデータが補償され、
送信データシンボルストリームが推定される。これらの
推定シンボルは通常、誤りを含むが、それらは、２回目
の反復でパイロットビットとして用いられるには正しい
と仮定される。
【０００８】このように、誤りの個数が十分に少ない場
合、新たに計算されるチャネル推定値は改善され、その
結果、送信データの新たな推定は、より少ないビット誤
りしか含まないことになる。これらの反復は、チャネル
推定値および推定されたデータ系列がある最終的な推定
値に収束するまで繰り返すことができる。このように、
推定の品質に関しては、データ支援法は、純粋パイロッ
ト支援（パイロットのみを利用した）エスティメータよ
りも優れている可能性がある。理想的には、信号全体が
パイロットシンボルとして作用するからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、他方、初期推
定値にあまりに多くのビット誤りが含まれる場合には、
反復が発散する可能性がある。
【００１０】さらに、実装に関して、データ支援推定法
は、少なくとも以下の欠点を有する。
【００１１】各反復は、システムに追加的な遅延を導入
するため、全遅延制約の厳しい通信システムでは問題が
ある。
【００１２】さらに、追加遅延は追加的なバッファを要
求し、これは通常、高いデータレートで動作し多数のユ
ーザに同時にサービスするシステムでは、重大な欠点と
なる。
【００１３】さらに、データ支援法の計算の複雑さ（計
算量）は、純粋パイロット支援エスティメータよりも相
当に高くなる傾向がある。通常、計算量は、反復数とと
もに少なくとも線形に増大する。しかし、計算量が増大
すると、必要なハードウェアおよびファームウェアの複
雑さに直接影響し、その結果、製品のコストに影響す
る。
【００１４】これに対して、特に３ＧＰＰ標準に従うワ
イヤレス通信システムの基地局や移動局に組み込まれる
受信機のハードウェアおよびファームウェアの設計にお
いて、主要な制約の１つは、チャネル推定アルゴリズム
の計算量が小さいことである。
【００１５】したがって、高度なデータ支援法は選択の
余地がなく、純粋パイロット支援法が、上記のような問
題点に関連して使用される。
【００１６】本発明の目的は、ＣＤＭＡシステム、特に
３ＧＰＰ標準に従うシステムのチャネル推定の品質を向
上させるための改善されたメカニズムを、同時に低い複
雑さを保証することによって、提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の解決法は、請求
項１、１０および１４の特徴的構成をそれぞれ有する方
法、受信機および実装ソフトウェアによって実現され
る。有利な、あるいは、好ましい実施例が、それぞれの
従属請求項の内容である。
【００１８】すなわち、本発明は、３ＧＰＰ標準による
構造の特定の性質を活用することによって、パイロット
に基づくチャネル推定を改善するための技術を提供・利
用し、特に、制御シンボルを使用するモードに関係す
る。
【００１９】３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ標準により
符号化された信号の受信のための追加的パイロットシン
ボルとして、符号化された制御シンボルを使用すること
によって、パイロットシンボルとして使用されるシンボ
ルの量が増大するため、チャネル推定が改善される。そ
の結果、通信システム全体の容量が増大し、送信に必要
なエネルギーを低減することが可能となり、移動端末の
電池寿命が長くなる。
【００２０】好ましい実施例によれば、３ＧＰＰワイド
バンドＣＤＭＡ伝送チャネルの専用物理制御チャネル
（ＤＰＣＣＨ）で伝送される符号化制御シンボルを使用
することが提案される。
【００２１】有利な点であるが、符号化制御シンボル
は、専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）のトランスポ
ートフォーマットコンビネーションインジケータ（ＴＦ
ＣＩ：transport format combination indicator）から
のデータを含む。その理由は、ＴＦＣＩから、対応する
ＴＦＣＩビットへの一意的なマッピングが存在するから
である。ＴＦＣＩは、ＤＰＤＣＨのチャネル推定のため
の追加パイロットシンボルとして使用される送信ＴＦＣ
Ｉビットを得るために、受信機サイトで再符号化される
ことが可能である。
【００２２】好ましくは、本発明は、ＲＡＫＥ受信機内
で実現され、復号された制御シンボルを再符号化し、そ
の再符号化された制御シンボルを追加パイロットシンボ
ルとして使用する手段を有し、この手段はＴＦＣＩ符号
器を含む。
【００２３】さらに、復号された制御シンボルを再符号
化する前記手段は、チャネル推定ユニットに関連づけら
れることが提案される。
【００２４】さらに、ＴＦＣＩビットが各ＤＰＣＣＨフ
レームの最後に復号され、最尤送信（送信された可能性
の最も高い）ＴＦＣＩが決定され、追加パイロットシン
ボルとして使用するために再符号化されることが提案さ
れる。
【００２５】さらに、３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ伝
送チャネルの特性の推定は、送信されたパイロットシン
ボルおよび前記追加パイロットシンボルに基づき、前記
特性の推定は、好ましくは、専用物理データチャネル
（ＤＰＤＣＨ：dedicated physical data channel）の
特性の推定である。
【００２６】もう１つの好ましい実施例によれば、推定
は、送信されたパイロットシンボルおよび前記追加パイ
ロットシンボルに基づく、パイロットおよびデータ支援
チャネル推定を用いた推定、あるいは、送信機（例え
ば、基地送信局の送信機）と受信機（例えば、移動局の
受信機）の間の周波数オフセットの推定である。
【００２７】このように、パイロット支援チャネル推定
のための追加パイロットシンボルを生成するために３Ｇ
ＰＰアップリンクまたはダウンリンクにおける制御チャ
ネルの特定の構造を活用することによって、追加パイロ
ットビットを用いて、システム内のチャネルを補償する
ためのチャネル推定値を改善することができる。
【００２８】さらに、本発明は反復アルゴリズムを含ま
ないため、システムに導入される追加遅延や追加的な不
確定性はほとんどなく、追加的な計算量は非常に小さ
い。
【００２９】したがって、全体的なパフォーマンスは予
測可能となり、チャネル推定値の品質は、２つの追加パ
イロットビットで得られるものと同等になる。
【００３０】
【発明の実施の形態】本発明をより容易に理解するた
め、まず図２を参照する。図２は、例示のために、デー
タ伝送にＣＤＭＡ技術、特にＷＣＤＭＡ(ワイドバンド
符号分割多元接続）を用いた３ＧＰＰ標準に従う移動通
信システムのアップリンクにおける専用物理チャネルの
ための変調器のみを示す概略図である。
【００３１】当業者には知られているように、特に３Ｇ
ＰＰ標準に従う多元接続通信システムで使用されるＣＤ
ＭＡ技術は、重なり合わないタイムスロットや周波数バ
ンドを各リンクに割り当てることによってではなく、送
信信号を理想的な場合には相互に直交させる冗長性を導
入することによって、相異なるリンクのそれぞれの情報
の分離可能性を達成するように設計される。したがっ
て、１つのリンクの送信情報は、このリンクに対応する
基底関数の集合に受信信号を射影することによって、他
のすべてのリンクの送信情報から分離することができ
る。
【００３２】冗長性を導入する操作は拡散と呼ばれる。
この操作において、論理伝送チャネルの各シンボルは、
いわゆるチャネル化符号で変調される。チャネル化符号
は、このデータストリームに対して一意的であり、受信
機には既知である。すべてのチャネル化符号は互いに直
交する。検波（検出）および分離の操作は逆拡散と呼ば
れる。この操作では、受信信号と、注目するリンクに対
応するチャネル化符号との相関がとられる。チャネル化
符号の直交性により、他のすべてのリンクの送信信号は
ほとんど抑圧されて雑音フロアを生じる。これは干渉雑
音と呼ばれる。
【００３３】図１に示した、３ＧＰＰ標準による例示的
なアップリンクでは、アップリンク専用物理データチャ
ネルＤＰＤＣＨおよびアップリンク専用物理制御チャネ
ルＤＰＣＣＨという２種類のアップリンク専用物理チャ
ネルがある。以下の記述では、これらの２つのチャネル
のビットストリームをそれぞれｘＤＰＤＣＨ（ｍ）およ
びｘＤＰＣＣＨ（ｍ）で表すことにする。これらはＢＰ
ＳＫ（２元位相シフトキーイング）ストリームであり、
そのインデックスｍは特定の離散時間領域に基づく。Ｄ
ＰＣＣＨにおけるデータレートは３ＧＰＰ標準により固
定されているが、ＤＰＤＣＨにおけるデータレートはリ
ンク設定時に決定され、いくつかのアップリンクモード
では伝送中に動的に変化しうる。図２に示すように、Ｄ
ＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨは、拡散器１および２によっ
て、異なるチャネル化符号で拡散された後、ユニット３
によって、１つの物理ストリームへとＩ／Ｑ（同相／直
交）符号多重化される。（知られているように、同相／
直交とは、バンドパス信号のベースバンド表現の実部お
よび虚部を表す。）さらに、パラメータβｄおよびβｃ
が、ＤＰＤＣＨとＤＰＣＣＨの間の相対パワーを調整す
る。
【００３４】アップリンクでは、上位層（レイヤ）で生
成される専用データ（例えば、電話会話のデータ）は、
いわゆるトランスポートチャネルを通じてレイヤ１、す
なわち、物理層に渡される。知られているように、トラ
ンスポートチャネルは、３ＧＰＰ標準における特殊なタ
イプの論理チャネルである。その後、いくつかのトラン
スポートチャネルがアップリンクＤＰＤＣＨ上にともに
時間多重化される。システムのモードに依存して、各ト
ランスポートチャネルのデータレートおよびその他のパ
ラメータは、１つのアップリンクの継続時間中に変化し
うる。以下の記述では、それぞれのＤＰＤＣＨの特性、
すなわち、その現在のデータレート、それぞれの多重化
されたトランスポートチャネルのレートなどを一般にＤ
ＰＤＣＨ状態という。
【００３５】特定のＤＰＤＣＨのすべての許容されるＤ
ＰＤＣＨ状態のセットは、システムに割り当てられた２
つのデバイス間で、上位層機能によって交渉される。す
なわち、好ましい実施例では、移動端末（例えばセルラ
電話機）と基地局の間で、それらの間にリンクが確立さ
れるとき、および、新たなトランスポートチャネルが追
加されるときに、この交渉が行われる。このセットは、
トランスポートフォーマットコンビネーション（ＴＦ
Ｃ：Transport Format Combination）と呼ばれ、各エン
トリが１つのＤＰＤＣＨ状態を表すようなルックアップ
テーブルとして理解することができる。
【００３６】アップリンクＤＰＣＣＨは、レイヤ１で生
成される制御情報を伝送するために用いられる。この制
御情報は通常、コヒーレント検波のためのチャネル推定
をサポートする既知のパイロットビットと、送信パワー
制御コマンドＴＰＣ(transmit power-control)、フィー
ドバック情報ＦＢＩ(feedback information)、およびオ
プションのトランスポートフォーマットコンビネーショ
ンインジケータＴＦＣＩからなる。
【００３７】Ｉ／Ｑ多重化されたＤＰＤＣＨおよびＤＰ
ＣＣＨの連続データストリームは、等しい期間１０ｍｓ
のフレームにフォーマットされる。ＤＰＤＣＨ状態は各
フレーム内では一定であるが、フレーム間では変化しう
る。図３に、アップリンク専用物理チャネルのこのよう
なフレーム構造を示す。
【００３８】この例示的なフレーム構造を用いて、本発
明のアプローチは、ＤＰＣＣＨにおいてオプションとし
て送信されるＴＦＣＩビットの特定の性質を活用して、
パイロットビットの個数を増大させる（詳細は後述）。
【００３９】図３からわかるように、固定長の１ブロッ
ク内のデータフォーマットを規定し、基本伝送単位とし
て作用する各フレームは、１５個のスロットにさらに分
割される。各ＤＰＣＣＨスロットには１０個のシンボル
がある。スロットあたりのＤＰＤＣＨシンボルの個数
は、ＤＰＤＣＨ状態に依存する。それぞれのアップリン
クＤＰＣＣＨフィールドのシンボルの個数（Ｎ
ｐｉｌｏｔ、ＮＴＰＣ、ＮＦＢＩ、およびＮＴＦＣＩ）
は、アップリンクモードに依存し、１つのアップリンク
の継続時間中は固定される。例示的なモードとして、可
能な組合せが、図４に示すテーブルに列挙されている。
明らかに、パイロットブロックの長さＮｐｉｌｏｔは、
スロットあたり５〜８ビットの間で変化しうる。
【００４０】さらに、前述のように、ＴＦＣは、各エン
トリが１つのＤＰＤＣＨ状態を表すようなルックアップ
テーブルとして理解される。これに基づいて、トランス
ポートフォーマットコンビネーションインジケータＴＦ
ＣＩは、そのＴＦＣルックアップテーブルへのポインタ
として理解することができる。したがって、これは、同
じフレームにおけるＤＰＤＣＨ状態について受信機に通
知する。ＴＦＣルックアップテーブル内の各エントリご
とに、１つのＴＦＣＩが存在する。ルックアップテーブ
ルの長さに依存して、ＴＦＣＩは、高々１０ビットで表
現することができる。ロバストな伝送を保証するため、
ＴＦＣＩは、好ましくは、送信前にパンクチャド・リー
ド・マラー符号でブロック符号化される。すなわち、当
業者に知られているように、各ＴＦＣＩは、長さ３０ビ
ットの１個の符号語にマッピングされる。これらのＴＦ
ＣＩ符号語のビットをＴＦＣＩビットという。図４のテ
ーブルからわかるように、３０個の符号化されたＴＦＣ
Ｉビットは、各フレームの１５個のタイムスロット間で
均等に、すなわち、スロットあたり２ビットずつに、分
割される。リード・マラー符号で導入される冗長性によ
り、いくつかのＴＦＣＩビットが誤って受信されたとし
ても、再構成、すなわち、送信されたＴＦＣＩの復号が
可能となる。
【００４１】本発明で使用可能なリード・マラー符号化
および復号の具体的な詳細は場合により異なり、一般に
当業者に周知であるため、リード・マラー符号について
は以下の記述では詳細には説明しない。さらに、注意す
べき点であるが、図４のテーブルに示される組合せは最
終的ではなく、すでに現在でも他の可能なモードが存在
する。例えば、Ｎｐｉｌｏｔが、スロットあたり最小数
で３ビットの長さであり、ＮＴＦＣＩが、スロットあた
り４ビットまでの長さであるようなモードがある。
【００４２】図４に基づいて、本発明は、ＴＦＣＩが送
信される場合に、パイロットビットの個数Ｎｐｉｌｏｔ
を２ビット増大させて、スロットあたり最小で７個のパ
イロットビットにする。
【００４３】しかし、受信機は通常、送信された各ＴＦ
ＣＩビットが受信されるときにそのバイナリ情報を知ら
ないため、ＴＦＣＩビット自体をパイロットビットとし
て使用することはできない。そのため、ＴＦＣＩビット
の以下の２つの性質が活用される。
【００４４】第１に、フレームあたり３０個（すなわ
ち、フレームあたり１５個のスロットでスロットあたり
２個）のＴＦＣＩビットが、パンクチャド・リード・マ
ラー符号の１符号語を構成する。
【００４５】第２に、ＤＰＤＣＨの１フレームは、対応
するＤＰＣＣＨフレームのＴＦＣＩ符号語が復号され、
ＤＰＤＣＨフレームの性質がＴＦＣルックアップテーブ
ルから決定された後にのみ、逆拡散され処理されること
が可能である。
【００４６】ＴＦＣＩ符号語の復号により１つの符号語
が得られるが、その復号は正しいか誤っているかのいず
れかである。
【００４７】ＴＦＣＩ符号語が誤って復号された場合、
そのＴＦＣＩ符号語に埋め込まれた情報を回復すること
はできない。しかし、ＴＦＣＩ復号アルゴリズムは、復
号されたＴＦＣＩに誤りがないかどうかを判断すること
はできないため、システムは、得られたＴＦＣＩがこの
フレームの正しいＤＰＤＣＨ状態を示しているかのよう
に進行する。このため、誤ったチャネル化符号、レート
マッチングあるいは多重化パラメータが、現在のＤＰＤ
ＣＨフレームに適用され、このＤＰＤＣＨフレームの全
データはその結果として失われることになる。この障害
は、後続の巡回冗長検査（ＣＲＣ）で検出される。その
後、上位層機能が、このフレームが再送されるよう要求
することになる。このような情報の損失は、実質的に、
ＤＰＤＣＨのチャネル推定値の品質とは無関係に起こ
る。
【００４８】これに対して、ＴＦＣＩ符号語が正しく復
号された場合、埋め込まれているＴＦＣＩ情報が知ら
れ、このフレームのＤＰＤＣＨ状態を正しく判定するこ
とができる。この場合、ＤＰＤＣＨのチャネル推定値が
良くなると、ＢＥＲ（ビット誤り率）は低くなる。ＴＦ
ＣＩから対応するＴＦＣＩビットへの一意的なマッピン
グが存在するため、ＴＦＣＩを受信機側で再符号化して
このフレームで送信されたＴＦＣＩビットを得ることが
できる。その結果、この場合は、各ＴＦＣＩビットを、
ＤＰＤＣＨのチャネル推定のための追加パイロットシン
ボルとして使用することができる。
【００４９】本発明のアプローチは、好ましくは、ＲＡ
ＫＥフィンガと呼ばれるＬ個の並列処理ユニットを含
み、最大比合成ＭＲＣ(maximal ratio combining)を適
用する手段を有する例示的なＲＡＫＥ受信機で実現され
る。本発明のアプローチを用いたＲＡＫＥ受信機の１つ
のこのようなＲＡＫＥフィンガの概略図を図１に示す。
これに対して、図５は、本発明のアプローチを用いてい
ない従来技術によるＲＡＫＥフィンガを示す。
【００５０】ＲＡＫＥ受信機を使用するのが好ましいの
は、ＷＣＤＭＡシステムに適用可能な通常のチャネルモ
デルは離散的な広義定常無相関散乱（ＷＳＳＵＳ：wide
sense stationary uncorrelated scattering）チャネ
ルモデルであり、その場合、受信信号は、入力信号の遅
延レプリカに、独立のゼロ平均複素ガウス時変過程で重
みづけしたものの和によって表現されるからである。
【００５１】具体的には、ｘ（ｔ）およびｙ（ｔ）でそ
れぞれチャネル入力および出力の等価な複素ベースバン
ド表現を表す場合、次式のようになる。
【数１】 ただし、＾ｈｌ（ｔ）は、ｌ番目のレプリカに重みづけ
する複素ガウス過程である。＾ｈｌ（ｔ）のパワースペ
クトラム（ｌ番目のパスのドップラースペクトラムと呼
ばれる）は、ｌ番目のパスのフェージングのレートを制
御する。ドップラースペクトラムは、フェージング環境
に依存する。そのバンド幅は、最大ドップラー拡散ｆＤ
によって決定される。項＾ｎ（ｔ）は、ゼロ平均白色ガ
ウス雑音を表し、これは、他のユーザによる干渉および
受信機における追加的な熱雑音をモデル化する。
【００５２】ＲＡＫＥ受信機に基づく受信フィルタを適
用し、ＲＡＫＥ受信機の１つのマルチパスに対応する１
つのＲＡＫＥフィンガにおけるＤＰＣＣＨに対するデス
クランブリングおよび逆拡散の後に、得られる離散信号
は、次の形に書くことができる。 ｙｌ，ＤＰＣＣＨ（ｍ）＝ｈｌ（ｍ）ｘＤＰＣＣＨ（ｍ）＋ｎ（ｍ） ｙｌ，ＤＰＤＣＨ（ｍ）＝ｈｌ ＊（ｍ）ｘＤＰＤＣＨ（ｍ）＋ｎ（ｍ） （２） ただし、ｘＤＰＣＣＨ（ｍ）およびｘＤＰＤＣＨ（ｍ）
は、前述のように、それぞれＤＰＣＣＨおよびＤＰＤＣ
ＨのＢＰＳＫシンボルストリームである。信号ｎ（ｍ）
は、等価白色ガウス雑音源を表す。
【００５３】受信機の１つの目的は、受信されたｙ
ＤＰＣＣＨ（ｍ）およびｙＤＰＤＣＨ（ｍ）からｘ
ＤＰＣＣＨ（ｍ）およびｘＤＰＤＣＨ（ｍ）を推定する
ことである。この目的は通常、２つの主要な段階に分割
される。第１段階は、ｈｌ（ｍ）およびｎ（ｍ）の効果
を最小にするために、ｙＤＰＣＣＨ（ｍ）およびｙ
ＤＰＤＣＨ（ｍ）を処理する。この段階を前処理とい
う。第２段階は、誤り訂正復号を利用して、もともと送
信された２元シンボルストリームを推定する。
【００５４】最適な前処理は、次式を計算するものであ
ることが確立されている。
【数２】 このことは、例えば、John G. Proakis, "Digital Comm
unication", McGraw-Hill Book Company, 1989、に記載
されている。
【００５５】この前処理を近似的に行うＲＡＫＥ受信機
の各ＲＡＫＥフィンガは、式（３）の和の項のうちの１
つを計算する。ただし、式（３）は、チャネル伝達関数
ｈｌ（ｍ）がｌ番目のＲＡＫＥフィンガで既知であるこ
とを要求している。ここで、ｈｌ（ｍ）を推定するため
のさまざまな技術がこれまで提案されている。
【００５６】比較のために図５を参照すると、従来技術
によるＲＡＫＥフィンガの可能な実現例が示されてい
る。従来技術の受信機は、パイロット支援法と呼ばれる
最もふつうのクラスのチャネル推定アルゴリズムのうち
の１つを利用する。これは、受信機に事前に既知である
送信されたパイロットシンボルに基づくチャネル推定ア
ルゴリズムである。
【００５７】図５による受信機は、受信データから既知
のパイロットビットを取り出すことが可能である。こう
して受信機は、加法性雑音によって劣化した伝送チャネ
ルの観測値を得る。ＷＣＤＭＡシステムにおけるチャネ
ル伝達関数ｈｌ（ｍ）は、シンボルレートでサンプリン
グされるとき狭帯域信号であるため、チャネル推定値
は、何らかの形のローパスフィルタリングによって改善
することができる。
【００５８】図示のＲＡＫＥフィンガの構造は、例示的
な３ＧＰＰアップリンクの特定の性質、すなわち、パイ
ロットビットがＤＰＣＣＨ内の他の制御情報と多重化さ
れることを考慮に入れている。図５のユニット４によっ
て、パイロットビット位置にある受信データの部分を他
の制御ビット位置にある部分から分離した後、パイロッ
トビット情報は、各スロットに対する既知のパイロット
パターンを用いて、簡単な乗算５によって取り出され
る。結果として得られる信号は、チャネルの実際の観測
値であり、チャネル推定デバイス６に供給される。チャ
ネルエスティメータ６のための具体的なアルゴリズム
は、当業者には知られているように個々のシステム制約
に適応されるが、本発明にとっては重要でない。図５に
示されるように、ＤＰＤＣＨの１フレーム分の遅延は、
フレーム全体が受信された後にしか復号することができ
ないＴＦＣＩビットによるものである。図５による従来
のＲＡＫＥ受信機の構造に基づいて、本発明のアプロー
チを含む改善されたＲＡＫＥ受信機のＲＡＫＥフィンガ
を図１に示す。ここで、図５と類似または同等の作用手
段は同じ参照符号で示される。図１による本発明の受信
機は、図５による従来のＲＡＫＥ受信機と比較して、次
のように作用する。
【００５９】各ＤＰＣＣＨフレームの最後に、フレーム
の３０個のＴＦＣＩビットが復号され、最尤送信ＴＦＣ
Ｉが決定される。修正された復号デバイス７は、ＤＰＤ
ＣＨフレームを処理するためのＤＰＤＣＨ状態パラメー
タのみならず、得られたＴＦＣＩをも出力する。
【００６０】次に、ＴＦＣＩは、ＴＦＣＩ符号器８に供
給される。ＴＦＣＩ符号器８は、送信機側、例えば、移
動局内で使用されるＴＦＣＩ符号器と同一であり、３Ｇ
ＰＰ標準で規定される。ＴＦＣＩ符号器８は、このＴＦ
ＣＩに対応する３０個のＴＦＣＩビットを出力する。
【００６１】次に、得られたＴＦＣＩビットは、乗算９
において、受信データからＴＦＣＩビット情報を取り出
すために使用される。この操作は、前述のパイロットデ
ータの取り出しプロセス５に比せられる。
【００６２】次に、得られたデータは、第２チャネル推
定デバイス１０に供給される。第２チャネル推定デバイ
ス１０への他の入力は、このＤＰＣＣＨフレームのパイ
ロット情報や、第１チャネル推定デバイス６からのチャ
ネル推定値であることが可能である。第２チャネル推定
デバイス１０に供給される新たなチャネル推定値は、Ｄ
ＰＤＣＨデータストリームを補償するために使用され
る。
【００６３】前述のように、ＴＦＣＩが誤って復号され
た場合、ＴＦＣＩビット情報は受信データから正しく取
り出されない。その結果、第２チャネル推定ブロックに
よって生成されるチャネル推定値の品質は劣化し、実際
には、第１チャネルエスティメータからのものより悪く
なる可能性もある。
【００６４】これに対して、ＴＦＣＩが正しく復号され
た場合、パイロットビットから、および、ＴＦＣＩビッ
トから第２チャネルエスティメータ１０への入力と、計
算されるチャネル推定値の品質との間には質的な差はな
く、あたかもシステムにパイロットビットを追加したか
のようになる。
【００６５】この改善されたチャネル推定方式の追加的
な数値的複雑さ（計算量）は小さく抑えることができ
る。ＴＦＣＩ符号化手段８は、簡単なルックアップテー
ブルとして実現可能であるため、数値的複雑さおよび遅
延は無視できる。第２チャネルエスティメータ１０は、
以下のようなさまざまな方法で設計可能である。
【００６６】第１の方法によれば、完全に新たなチャネ
ル推定値を、初期パイロットシンボルと、ＴＦＣＩビッ
トから新たに生成されたチャネル情報とから計算する。
しかし、このアプローチは、計算量が大きい。
【００６７】このため、本発明の図１の好ましい実施例
によれば、第１チャネル推定手段６からのチャネル推定
値は、ＴＦＣＩ処理からの追加データを用いることによ
って改善される。ほとんどのチャネル推定法は線形演算
であるため、更新アルゴリズムは容易に設計することが
できる。さらに、第１および第２のチャネル推定デバイ
ス６および１０は、それらの全体の複雑さが、８個のパ
イロットビットに対する同等のチャネルエスティメータ
より大きくならないように設計することができる。
【００６８】
【発明の効果】このように、本発明によれば、ＤＰＤＣ
Ｈを補償するためのチャネル推定値は、いくつかの重要
な場合に改善される。したがって、ＤＰＣＣＨビットの
エネルギーを同じままに維持しなければならない場合で
も、ある目標ＢＥＲを受信機で得るために、ＤＰＤＣＨ
あたりの送信エネルギーを低減することができる。ＤＰ
ＤＣＨにおける送信エネルギーのこの低減は、送信機側
で、対応して図２のファクタβｄを低減することによっ
て達成される。前に指摘したように、送信エネルギーの
低減は干渉の減少につながり、その結果、システム全体
の容量が増大し、さらに、移動端末の電池寿命が長くな
る。
【００６９】注意すべき点であるが、以上では主にアッ
プリンクについて、好ましい実施例に関して本発明の説
明をしたが、当業者には明らかなように、本発明は、ダ
ウンリンクでも使用可能であり、具体的なシステム制約
に依存した変形が、本発明の保護範囲から離れることな
く可能である。
【００７０】特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で
記載した番号は、本発明の一実施例の対応関係を示すも
ので本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＦＣＩビットを追加パイロットビットとして
使用する３ＧＰＰアップリンクのための受信機のＲＡＫ
Ｅフィンガを示す概略図である。
【図２】アップリンクにおける専用物理チャネルのため
の例示的な変調器を示す概略図である。
【図３】アップリンクにおけるＤＰＤＣＨおよびＤＰＣ
ＣＨのフレーム構造を示す図である。
【図４】ＤＰＣＣＨフィールドの可能な組合せを有する
例示的なモードを示す図である。
【図５】従来技術による、純粋にパイロット支援チャネ
ル推定のみを使用する、３ＧＰＰアップリンクのための
受信機のＲＡＫＥフィンガを示す概略図である。
【符号の説明】
１，２ 拡散器 ６ 第１チャネル推定デバイス（第１チャネルエスティ
メータ） ８ ＴＦＣＩ符号器 １０ 第２チャネル推定デバイス（第２チャネルエステ
ィメータ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ライナー バッハル ドイツ連邦共和国、Ｄ−90425、ニュルン ベルク、カール−マイ ヘグ５ (72)発明者 ヴォルファング ヘルムート ドイツ連邦共和国、ニュルンベルク、ウィ ナー ジール 20 (72)発明者 リチャード ラウ ドイツ連邦共和国、Ｄー90489、ニュルン ベルク、ケスラープラッツ 13エー Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE14 EE35 5K067 AA23 AA42 BB04 CC10 EE02 EE10 JJ13

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ標準によ
    り符号化された信号を受信する信号受信方法において、 符号化制御シンボル（ＴＦＣＩ）が追加パイロットシン
    ボルとして使用されることを特徴とする信号受信方法。
  2. 【請求項２】 前記符号化制御シンボル（ＴＦＣＩ）
    は、３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ伝送チャネルの専用
    物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）で伝送されることを特
    徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記符号化制御シンボルは、３ＧＰＰワ
    イドバンドＣＤＭＡ伝送チャネルの専用物理制御チャネ
    ル（ＤＰＣＣＨ）のトランスポートフォーマットコンビ
    ネーションインジケータ（ＴＦＣＩ）からのデータを含
    むことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 各トランスポートフォーマットコンビネ
    ーションインジケータ（ＴＦＣＩ）ビットが再符号化さ
    れ追加パイロットシンボルとして使用されることを特徴
    とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 トランスポートフォーマットコンビネー
    ションインジケータ（ＴＦＣＩ）ビットは、それぞれの
    専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）の最後に復号さ
    れ、追加パイロットシンボルとして使用するために、最
    尤送信トランスポートフォーマットコンビネーションイ
    ンジケータ（ＴＦＣＩ）が決定され再符号化されること
    を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 ３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ伝送チャ
    ネルの特性の推定は、送信されたパイロットシンボル
    と、前記追加パイロットシンボルとに基づくことを特徴
    とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 ３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ伝送チャ
    ネルの特性の前記推定は、専用物理データチャネル（Ｄ
    ＰＤＣＨ）の特性の推定であることを特徴とする請求項
    ６記載の方法。
  8. 【請求項８】 基地送信局の送信機と移動局の受信機と
    の間の周波数オフセットの推定が、送信されたパイロッ
    トシンボルと、前記追加パイロットシンボルとに基づく
    ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の
    方法。
  9. 【請求項９】 前記推定は、パイロットおよびデータ支
    援チャネル推定を用いた推定であることを特徴とする請
    求項５ないし７のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ３ＧＰＰワイドバンドＣＤＭＡ標準に
    より符号化された信号を受信する受信機において、 符号化制御シンボルを追加パイロットシンボルとして使
    用する手段（７，８，９，１０）を有することを特徴と
    する受信機。
  11. 【請求項１１】 前記受信機はＲＡＫＥ受信機であるこ
    とを特徴とする請求項１０記載の受信機。
  12. 【請求項１２】 復号された制御シンボルを再符号化
    し、該再符号化された制御シンボルを追加パイロットシ
    ンボルとして使用する手段（８，９，１０）を有し、該
    手段はＴＦＣＩ符号器（８）を有することを特徴とする
    請求項１０または１１記載の受信機。
  13. 【請求項１３】 復号された制御シンボルを再符号化す
    る前記手段（８）は、チャネル推定ユニット（１０）に
    関連づけられることを特徴とする請求項１０、１１また
    は１２記載の受信機。
  14. 【請求項１４】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    方法を、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の受信
    機で実行するための実装ソフトウェア。
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