JP2004514318A - 通信システムにおける信号パワーレベルを制御する方法および装置 - Google Patents
通信システムにおける信号パワーレベルを制御する方法および装置 Download PDFInfo
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Abstract
通信システム100の信号パワーレベルを制御するための新規かつ改良された方法および装置は、それぞれ干渉消去の前および後に、受信された信号の干渉比率に対する第1および第2の信号を決定し、干渉比率に対する第1および第2の信号間の差を決定し、差に基づいて、受信された信号のソースから送信された信号のパワーレベルを制御するための信号対干渉の閾値を決定することにより提供される。
Description
【0001】
分野
開示された実施例は通信の分野に関連する。なお特に、開示された実施例は干渉を抑えるための信号パワーレベル、および受信器において信号干渉を打ち消すための効率的な信号処理の制御に関連する。
【0002】
背景
符号分割多重接続(CDMA)通信システムは何年間も商業的に稼働中である。CDMA通信システムでは、同じ地理的な領域の多くのユーザが、共通の搬送周波数で作動するように選択されるかもしれない。各ユーザからの信号は唯一割り当てられたコードに従ってコード化される。共通の搬送周波数でユーザから信号を受信する受信器は割り当てられたコードに従って各信号をデコードする。信号がデコードされている間、他のすべてのユーザから送信される信号は干渉として扱われるかもしれない。干渉レベルを制御するためにCDMAシステムを作動させるための基本的な原則の1つは、システムの異なるユーザによって送信される信号のパワーレベルを制御する方法および装置に基づく。CDMAシステムの信号のパワーレベルを制御するために、バッテリーパワーを保存するような他の理由は、関連技術で普通の技能者によりよく知られている。
【0003】
一般に、干渉の影響に反抗するために、ユーザはその信号パワーレベル、または通信データレート、あるいは両方を増加させるかもしれない。より多くのユーザが信号パワーレベルか通信データレートを増加させるので、他のユーザによって経験される干渉のレベルも増加する。したがって、各ユーザによって送信される各信号のパワーレベルを制御する必要があり、それにより各ユーザによって経験される干渉レベルは最小にされる。その上、受信器において信号干渉を打ち消すための効率的な信号処理の必要がある。
【0004】
概要
通信システムにおける信号パワーレベルを制御する新規かつ改良された方法および装置は、それぞれ干渉消去の前および後に、受信された信号の第1および第2の信号対干渉比率を決定し、第1および第2の信号対干渉比率間の差を決定し、差に基づいて、受信された信号のソースから送信される信号のパワーレベルを制御するための信号対干渉の閾値を決定することにより提供される。
【0005】
開示された実施例の特徴、目的、および利点は、同様な参照符号が通して対応的に同一視される図面と関連して取られた以下に示された詳細な記述からより明らかになるであろう。
【0006】
好ましい実施例の詳細な記述
図1は符号分割多重接続通信システム標準の何れかに従って作動できる通信システム100の一般的なブロックダイアグラムを示す。そのような標準はTIA/EIA−IS−95標準、TIA/EIA−IS−2000標準、IMT−2000標準、およびWCDMA標準を含み、すべてここに引用文献として組み込まれる。標準のコピーはアドレスhttp://www. cdg. org、で全世界ウェブにアクセスすることによって、或はアメリカ合衆国、2500 Wilson Boulevard,Arlington,VA 22201、TIA,Standards and Technology Departmentに手紙を書くことにより得られる。一般に、通信システム100は移動局102−104などの多くの移動局の間、および移動局102−104と有線ネットワーク105の間に通信リンクを提供する基地局(BS)101を含む。BS 101は移動局コントローラ、基地局コントローラ、および無線周波数トランシーバーなどの多くのコンポーネントを含むかもしれない。また、BS 101は他の基地局(簡単さのために、示されない)との通信にあるかもしれない。BS 101は順方向リンクを通してそれぞれの移動局(MS)と通信する。順方向リンクはBS 101から送信される順方向リンク信号106によって維持される。いくつかの移動局102−104のための目標とされる信号は信号106を形成するために合計されるかもしれない。信号106を受信するそれぞれのMS 102−104は、受信された信号106をデコードし、受信MS 102−104のユーザのために目標とされる情報を抽出する。各受信MS 102−104は、他の受信移動局の目標とされる受信信号の部分を干渉として処理するかもしれない。各MS102−104は、それぞれMS 102−104に関する逆方向リンク信号107−109のような逆方向リンク信号を通してBS 101と通信する。
【0007】
また、BS101はすべての移動局へ順方向リンクを通してパイロットチャンネルのデータビットの事前に定義されたシリーズを送信し、順方向リンク信号106をデコードすることにおいて各移動局を援助するかもしれない。各MSはパイロットチャンネルをBS101に送信するかもしれない。MSから送られるパイロットチャンネルは、MSから送信される逆方向リンク信号によって運ばれる情報をデコードするのに使用されるかもしれない。パイロットチャンネルの使用と作動はよく知られている。順方向および逆方向リンクを通して通信するための送信器と受信器は各移動局102−104とBS 101に含まれている。
【0008】
一実施例によると、図2はBS101と移動局102−104で使用するための送信器200の一般的なブロックダイアグラムを示す。送信器200はIS−2000標準に従って作動するCDMAシステムで使用されるかもしれない。チャンネルデータビットは、コード化されたチャンネルデータ符号を生成するためにチャンネルエンコーダ201に入力される。チャンネルエンコーダ201での機能は、フレーム品質ビットを加えること、畳込みおよび/又はターボコード化を実行することを含むかもしれない。1ブロックのデータが各時間のフレームで送信される。コード化レートは1/2、1/4、または他の任意のコード化レートであるかもしれない。コード化の後に、データ符号のR数がコード化されたデータビット毎に生成される。結果として、データのブロックのR数はエンコーダ201の入力ですべてのデータのブロックのために生成される。レート1/2でのコード化の場合に、データの2つのブロックが各入力ブロックのためにエンコーダ201の出力で生成される。エンコーダ201はインターリービング機能のためブロックインターリーバ 202へチャンネルコード化符号を渡す。ブロックインターリーバ202はRAMブロック(示されない)にデータを書込む間に、インターリービング機能に従ってデータの各ブロックにデータ符号の位置を再配列し、RAMブロックからデータの再配列されたブロックを出力する。インターリーブされたデータ符号は、各チャンネルのデータ符号が長いコードマスクでスクランブルされる長いコードスクランブリング/変調器ブロック203に入力される。長いコードマスクは各ユーザに割当てられる。また、パワー制御符号パンクチャリングのような他の機能が、長いコードスクランブリング/変調器ブロック203で行われるかもしれない。それぞれのパワー制御符号は、ユーザがその逆方向リンク信号のパワーレベルを増加するか、または減少するように命令する。デマルチプレクサ204は長いコードスクランブリング/変調器ブロック203の出力をデマルチプレックスし、ウォルシュカバーとBPSKまたはQPSK PN拡散のために同位相データ符号211と直角位相データ符号212を生成する。QPSK PN拡散が使用されるかもしれないので、2つのデータ符号がデマルチプレクサ204から同時に出力されるかもしれない。ウォルシュカバー/拡散ブロック205は、後の増幅とアンテナシステム(示されない)からの送信のため入力データ符号を変調しかつ拡散する。
【0009】
図3は一実施例によるウォルシュカバー/拡散ブロック205のブロックダイアグラムを示す。示されるようにブロック205の動作は、ウォルシュカバー演算、移動局のために目標とされる順方向リンク信号を合計する合計演算、基本帯域フィルタリング動作、およびBS 101からカバー領域にある移動局へ増幅および送信のために信号313を生成するキャリヤー変調動作を含む。また、ブロック205は逆方向リンク信号の送信のため移動局によって使用されるかもしれない。ブロック205は構成の多様性でより多いまたはより少ない動作を含むかもしれない。通常、ウォルシュコードはそれぞれの順方向および逆方向リンクで各チャンネルに割当てられる。長いコードのスクランブリングの後に、結果として起こるIおよびQ信号211、212がウォルシュカバー演算を通過する。チャンネルのためのウォルシュカバー演算はウォルシュカバーブロック310で示される。ブロック310におけるウォルシュカバー演算は、割り当てられたウォルシュ関数により入力IおよびQ信号211、212を乗算し、ウォルシュカバーされたIおよびQ信号306、307を生成することを含んでいる。
【0010】
順方向リンク信号はそれぞれ移動局のために目標とされるいくつかの信号の結合した信号であるかもしれない。順方向リンク信号を形成するために結合されるべき他の信号があるならば、それぞれのウォルシュコードでウォルシュカバーされた後、ウォルシュカバーブロック310におけるウォルシュカバー演算と同様に、他のチャンネルのIおよびQ信号341、342は合計ブロック343と344に入力される。ウォルシュカバー演算の前に、I信号341とQ信号は、I 信号211およびQ 信号212で示され演算と同様に、342コード化、ブロックインターリービング演算、および長いコードスクランブリング演算を通過される。ウォルシュカバー演算の後に、I信号306および341は合計ブロック343で合計され、Q信号307および342は合計ブロック344で合計される。結果は結合されたI−信号345および結合されたQ−信号346である。合計器343と344で合計する信号がないとき、信号306と307は信号345と346として通過する。
【0011】
ブロック205における次の動作は、PNI系列347とPNQ系列348を通して複素乗法演算370を含んでいる。PNIとPNQ系列347および348は、IとQ チャネルPN系列である。信号345と346はPNIとPNQ系列347および348によって複素乗算される。複素乗算370の演算は信号345と346を拡散しIおよびQ信号371と372を生成することを許容する。基本帯域フィルタ373と374はIおよびQ信号371と372を濾波するために使用されるかもしれない。濾波の後にIおよびQ信号371と372をキャリヤー変調するために乗算器375と376が使用される。結果として生じる信号は、結合した信号313を生成するために結合器 377で結合される。信号313はアンテナシステム(示されない)から送信のために増幅されるかもしれない。
【0012】
図4はCDMA信号を処理するために使用される受信器400のブロックダイアグラムを示す。受信器400は受信された信号によって搬送された情報を抽出するために受信された信号を復調する。受信(Rx)サンプルはRAM404に格納される。受信サンプルは無線周波数/中間周波数(RF/IF)システム490とアンテナシステム492により発生される。アンテナシステム492はRF信号を受信して、RF信号をRF/IFシステム490に通す。RF/IFシステム490は任意の従来のRF/IF受信器であるかもしれない。受信されたRF信号はフィルタにかけられ、下方変換され、一実施例によると基本帯域周波数でRXサンプルを形成するためデジタル化される。サンプルはデマルチプレクサ(demux)402に供給される。demux 402の出力は探索器ユニット406、およびフィンガー要素408に供給される。制御装置410はそれらに接続される。結合器 412はデコーダ414をフィンガー要素408に結合する。一実施例では、制御装置410はソフトウェアによって制御されるマイクロプロセッサであり、同じ集積回路の上、または別々の集積回路の上に位置するかもしれない。
【0013】
動作の間、受信されたサンプルはdemux 402に適用される。Demux 402はサンプルを探索器ユニット406、およびフィンガー要素408に供給する。制御装置410は、探索器ユニット406からの探索結果に基づいて異なる時間オフセットで受信された信号の復調を実行するためにフィンガー要素408を形成する。復調の結果は結合され、デコーダ414に渡される。デコーダ414はデータをデコードして、デコードされたデータを出力する。
【0014】
一般に、探索のために、探索器406は様々な送信ソースと多パスに対応するタイミング仮定と位相オフセットを試験するためにパイロットチャンネルの非コヒーレント復調を使用する。フィンガー要素408によって実行される復調は、制御とトラヒックチャンネルなどの他のチャンネルのコヒーレント復調を通して実行される。探索器406によって抽出された情報は他のチャンネルの復調のためにフィンガー要素408で使用される。探索器406とフィンガー要素408は、パイロットチャンネル探索と制御およびトラヒックチャンネルの復調との両方を提供するかもしれない。復調と探索は様々な時間オフセットで実行することができる。復調の結果は各チャンネルに関するデータをデコードする前に、結合器 412で結合されるかもしれない。チャンネルの逆拡散は、PN系列の複素共役および単一タイミング仮定で割り当てられたウォルシュ関数で受信されたサンプルを乗算し、結果として生じるサンプルを、しばしば積分およびダンプ累算器回路(示されない)でデジタル的に濾波することにより実行される。そのようなテクニックは技術で一般的に知られている。受信器400はそれぞれ逆および順方向信号の情報をデコードするためにBS101と移動局102−104で使用されるかもしれない。BS 101は、同時にいくつかの移動局から送信された情報をデコードするために数個の受信器400を使うかもしれない。
【0015】
図5はチャンネルデータビットをコード化するターボチャンネルエンコーダ201で使用されるかもしれない例示的ターボエンコーダ500のブロックダイアグラムを示す。ターボエンコーダ500は第1および第2のエンコーダブロック501と502、およびインターリーバブロック503を含んでいる。データ符号Xiはエンコーダ501の入力510でターボコーダ500に入力される。エンコーダ501は畳込みコード化演算に従ったコード化の後にデータ符号Yiを生成する。畳込みコード化演算は畳み込み符号伝達関数に従ってコード化することを含むかもしれない。そのような関数は伝達関数F(D)=(1+D+D**2)/(1+D)によって定義されるかもしれず、ここにDは遅延ステップを表し、プラス符号(+)は排他的OR演算を表す。そのような関数の実現は関連技術において普通の技能の者によりよく知られている。コード化ブロック502はデータ符号Wiを出力する。データ符号Xiはインターリービング演算のためインターリーバ 503に入力され、データ符号Ziを生成する。インターリーバ 503でのインターリービング演算は知られているインターリーバ演算のいずれかに従ってもよい。データ符号Ziはインターリービングマッピング関数に従った順序で再配列されたデータ符号Xiから成る。エンコーダ502はデータ符号Ziをコード化し、エンコーダ502で使用したコード化関数に従ったデータ符号Wiを出力する。エンコーダ501と502で使用されるコード化関数は同じでもよく、または異なっていてもよい。
【0016】
データ符号Xi、YiおよびWiはパンクチャリングブロック520に通される。パンクチャリングブロック520は、入力510でデータ符号Xiを受け、入力511でエンコーダ501で生成したデータ符号Yiを受け、入力512でエンコーダ502によって生成されたデータ符号Wiを受ける。パンクチャリングブロック520はパンクチャリングパターンにしたがって、データ符号Xi、Yi、およびWiからデータ符号を選択する。選択されたデータ符号はデータブロックインターリービング演算のためにブロックインターリーバ 202に通過される。そのようにして、送信されたデータ符号は主にデータ符号Xi、YiおよびWiから成る。
【0017】
データ符号Xi、YiおよびWiの送信は信号処理、適切な周波数への上方変換および信号増幅を含むかもしれない。そのような送信器は技術で普通の技能の者によりよく知られている。送信の全体のプロセス、伝播および目的地受信器による受信はデータ符号Xi、YiおよびWiに雑音と干渉を加えることを含むかもしれない。受信器400のデコーダ414はデータ符号Xi、YiおよびWiの雑音バージョンを受ける。
【0018】
図6はデータ符号Xiの推定値を生成するためにデータ符号Xi、YiおよびWiをデコードする通常のターボデコーダ600のブロックダイアグラムを示す。デコーダ600は受信器400のデコーダブロック414で使用されるかもしれない。データ符号Xi、YiおよびWiは、入力642でデコーダブロック601に転送するためにデータ符号XiとYiを選択するように作動するデータ符号選択ブロック620を通る。データ符号Xiはデータ符号Ziを局所的に再生するように内部的にインターリーバ 699を通る。データ符号ZiとWiは入力640でデコーダブロック602に通される。デコーダ601はエンコーダブロック501で使用されたコード化関数に従ってデータ符号XiとYiをデコードする。デコーダ601は出力650にデータ符号Xiの推定値を生成する。デコーダ602はエンコーダブロック502で使用されたコード化関数に従ってデータ符号ZiとWiをデコードする。デコーダ602はデータ符号Ziの推定値を出力660に生成する。
【0019】
データ符号Xiの推定値のための信頼レベルを増加させるために、出力650のデータ符号Xiの推定値はデコーダ602の入力632でデータ符号Ziの推定値を生成するようにインターリーバ630を通される。デコーダ602は入力640のデータ符号の推定値とともに入力632のデータ符号Ziの推定値を使用して、データ符号Ziの新しい推定値を出力660に生成する。出力660におけるデータ符号Ziの推定値は、ターボエンコーダ500でのインターリーバ 530のインターリービング関数の処理を逆にするため、逆−インターリーバ631に通され、入力641にデータ符号Xiの推定値を生成する。入力641におけるデータ符号Xiの推定値は、入力642のデータ符号の推定値と共に使用され、出力650にデータ符号Xiの推定値を生成する。処理はデータ符号Xiの推定値の信頼が許容レベルに達するまで繰り返されるかもしれない。ターボデコード処理が完成するいくつかの段階をとるとき、入力641は1つの段階から次の段階へデータ符号Xiの推定値を入力するために使用されているかもしれない。前の段階からのデータ符号Xiの推定値は次の段階のデコード処理を改良する助けになるかもしれない。
【0020】
図7は一実施例による受信器400などのような受信器で干渉消去のための動作フローチャート700を示す。受信されたサンプルはRAM404から読み出された後に、移動局から受信された各信号のための相関ステップ701で相関関係の処理に通される。相関関係の処理は探索器406、フィンガー要素408、および結合器 412の動作としてまとめて記述される。受信されたサンプルが1つ以上の移動局から送信された信号(例えば、M個の移動局からのM個の信号)からのサンプルを含んでいるので、相関関係の処理は信号1−Mについて相関ステップ701でそれぞれの受信された信号のために繰り返されるかもしれない。各受信された信号のための相関関係の処理は、各信号が探索器406、フィンガー要素408、および結合器 412の動作のために見出されたパラメタのような異なる相関関係パラメタを必要とするので、唯一であるかもしれない。各信号はトラヒックチャンネルとパイロットチャンネルを含むかもしれない。各信号によって運ばれるトラヒックチャンネルとパイロットチャンネルに割当てられるPN系列は異なっているかもしれない。相関関係の処理は、パイロットチャンネルと相関する結果に基づくチャンネルフェディング特性を推定することを含むチャンネル推定値を含むかもしれない。チャンネル推定値情報は、トラヒックチャンネルと相関するために使用される。そして、それぞれのトラヒックチャンネルはデコードされる。
【0021】
それぞれの相関関係の処理の結果はデコードステップ702を通る。デコーダ414はデコードステップを実行する。送信されたチャンネルが畳込みコード化処理を通してコード化されるならば、デコードステップ414は利用された畳み込み符号によって実行される。送信されたチャンネルがターボコード化処理を通してコード化されるなら、デコードステップ414は利用されたターボコードによって実行される。デコーダ600に示されるターボデコード演算はデコーダ414で使用される。したがって、各信号は、経路指示器がそれぞれのデータの送信されたフレームと関連する各周期冗長検査(CRC)のために生成されるかどうかに関する十分な情報を提供するためにデコードされる。通信システムにおけるCRCの動作と使用はよく知られている。
【0022】
CRCチェックは干渉消去の一時的な決定部分である。CRCが通されるなら、通されたCRCに関連づけられるチャンネルのデコードされた結果は、再コード化および再拡散されたサンプルを生成するためにステップ703で再コード化および再拡散される。例えば、デコードされたチャンネルがユーザに関連づけられるトラヒックチャンネルであるならば、トラヒックチャンネルを送信するためにユーザによって使用された同じPN符号が再拡散の過程で使われる。同様に、チャンネルを送信するために使用された同じコード化過程が再コード化過程で使われる。再コード化と再拡散の過程は、各チャンネルのためのチャンネル推定値を決定することを含むかもしれない。各チャンネルのチャンネル推定値は関連するパイロットチャンネルフェーディング特性に基づいて決定される。それぞれのトラヒックチャンネルのために決定されたチャンネル推定値の結果は、消去の過程のRXサンプルを形成するために再拡散と再コード化の過程で使用される。各チャンネルが再コード化および再拡散された後、チャンネル推定値の結果が再コード化および再拡散されたトラヒックチャンネル信号により乗算される。そして、結果はステップ705で消去の過程に使用される。このような再コード化と再拡散はディジタル信号プロセッサかソフトウェアで制御されたマイクロプロセッサによって実行されるかもしれない。
【0023】
元のサンプルはメモリからステップ704で読み出されるかもしれない。再コード化および再拡散されたサンプルは、消去の過程のためそれらを使用する前に、関連するパイロットチャンネルをデコードすることの結果として生成されたチャンネル推定値パラメタによりステップ705で乗算される。ステップ705において、チャンネル変更された再コード化および再拡散されたサンプルは受信されたサンプルから引算される。RAM404は処理が完了するまで結果として起こるサンプルを格納するかもしれない。結果は相関ステップ706に通される。信号1からMの相関関係の処理はステップ705で生成されたサンプルのためにステップ706で繰り返される。相関ステップ706の結果はデコードステップ707でデコードされる。ステップ705で実行された消去の過程のために、この点におけるデコードステップ707の結果はデコードステップ702の結果より誤りが少ない。処理はステップ707でデコードされた結果のCRCをチェックすることにより、およびステップ705で実行された処理と同様なサンプルの一層の消去を実行することにより繰り返される。そのような反復処理は望まれるなら何回も繰り返されるかもしれない。各消去の後に、結果として起こる受信されたサンプルはメモリに格納される。他の消去ステップが必要になるならば、新たに格納されたサンプルが使用される。
【0024】
ターボエンコーダがシステムで使用されるならば、ステップ702と707でのデコード処理は、図6で示される例示的実施例のように、ターボデコード処理に従っている必要がある。ターボデコード処理は反復処理を含むかもしれない。また、1ステップで決定されるXiの推定値は、データ符号Xiをデコードする次の反復ステップにフィードバックとして使用されるかもしれない。説明されたような反復処理はデータ符号Xiの真の推定値と関連する信頼レベルを改良する。そのようにして、ターボデコード処理に従ってステップ702でデコードする場合、デコードステップ702からもたらされる推定結果は、ステップ707でデコード処理を改良するためにデコードステップ707で使用されるかもしれない。例えば、ステップ702で異なるチャンネル(“AないしQ”として示される)と関連するデータ符号Xiの推定値がデコードステップ707で入力される。例えば、第1チャンネル(“A”として示される)に関連づけられるデータ符号Xiは同じチャンネルと関連するデコードステップ707で使用される。
【0025】
再コード化と再拡散の処理は、少なくとも1つの消去ステップがあったならば、チャンネルパラメタを再推定することを含むかもしれない。そのようなパラメタは、パイロットチャンネルに関連づけられたフェーディングパラメタを含んでいる。各消去処理の後、チャンネルは各ユーザに関連づけられた各パイロットチャンネルのために再推定される。同じユーザのためのチャンネル推定パラメタは、RXサンプルからのサンプルの消去により各消去ステップの後に異なるかもしれない。そのとき、次の消去処理のために再拡散と再コード化された信号を再構成するために再推定チャンネルが使用される。このようなチャンネル再推定と再コード化および再拡散サンプル発生のためのその使用は、異なる段階における各消去処理の正確なサンプルを提供するために必要であるかもしれない。結果として、消去ステップのために使用され、および消去処理により生成されたサンプルはより正確である。消去処理が受信されたサンプルから振幅と位相の不正確な消去を伴うとき、後者の段階でのデコードの処理は低下されるかもしれない。そのように、各消去処理のために使用されるサンプルは、ともに共通のユーザと関連するトラヒックおよびパイロットチャンネルを形成している信号の正確に複製されたサンプルでなければならないかもしれない。
【0026】
BS101によって受信された信号は受信器400に入力されるかもしれない。アンテナシステム492とRF/IFシステム490は移動局からの信号を受信して受信された信号のサンプルを生成する。受信されたサンプルはRAM404に格納されるかもしれない。受信器400は、701および706の相関ステップと異なる移動局から受信されたすべての信号のための702と707のデコードステップを同時に実行するため、多くの探索器406、多くのフィンガー要素408、多くの結合器412、および多くのデコーダ414を組み込むかもしれない。しかし、1つのアンテナシステム492とRF/IFシステム490のみが必要であるかもしれない。送信された信号が送信器でターボコード化処理を通過させられるなら、デコーダ414によって実行されるデコードステップ702と707は図6で示されたターボデコーダ600の動作に従うかもしれない。
【0027】
一般に通信システム100において、RF/IFシステム490はコード化されかつスペクトル拡散された受信信号を受信されたサンプルに変換する。受信されたサンプルはRAM404に格納されるかもしれない。フィンガー要素408と組み合わせた探索器406はパイロット信号サンプルの第1のセットに基づいた第1のチャンネル推定値を決定する。パイロット信号サンプルの第1のセットは受信されたサンプルに含まれている。フィンガー要素408、結合器 412、およびデコーダ414は、第1のチャンネル推定値に従って受信されたサンプルを相関させかつデコードして、デコードされた受信されたサンプルを生成する。RAM404のような他のブロックと結合しているコントローラ410は、デコードされた受信されたサンプルを再コード化および再拡散して、再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。その上、コントローラ410は、第1のチャンネル推定値に基づく再コード化されかつ再拡散されたサンプルを変更し、チャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。変更ステップは、第1のチャンネル推定値によって再コード化されかつ再拡散されたサンプルを乗算することを含み、チャンネルが変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。コントローラ410は、チャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを使用することによって受信されたサンプルの干渉消去を実行し、受信されたサンプルの新しいセットを生成する。受信されたサンプルの新しいセットはRAM404に格納されるかもしれない。サンプルからの消去成分が変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルに基づくので、結果としての受信されたサンプルの新しいセットは、その後の信号処理を正確で効率的に調整される。変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルは、消去処理のために振幅と位相に関して正確なサンプルを表す。そのような精度は、変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプル発生の過程においてチャンネル推定値情報を含んでいることにより達成される。
【0028】
反復処理の一部として受信された信号のその後の信号処理のために、フィンガー要素408と組み合わせた探索器406はパイロット信号サンプルの第2のセットに基づいた第2のチャンネル推定値を決定する。パイロットサンプルの第2のセットは受信されたサンプルの新しいセットに含まれる。受信されたサンプルの新しいセットがオリジナルの受信されたサンプルから少なくとも1つの消去されたコンポーネントを有するので、第2のチャンネル推定値を決定することは必要であるかもしれない。組み合わせにおけるフィンガー要素408、結合器 412およびデコーダ414は、第2のチャンネル推定値に従って、新しい受信されたサンプルを相関およびデコードし、新しいデコードされた受信サンプルを生成する。コントローラ410は新しいデコードされた受信サンプルを再コード化および再拡散して、新しい再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。コントローラ410は第2のチャンネル推定値に基づく新しい再コード化および再拡散されたサンプルを変更して、新しいチャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。変更の処理は新しい再コード化されかつ再拡散されたサンプルを第2のチャンネル推定値により乗算し、新しいチャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成するこよを含む。コントローラ410は、新しいチャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを使用して、受信されたサンプルの新しいセットの干渉消去を実行し、受信されたサンプルの他の新しいセットを生成する。サンプルから消去されたコンポーネントが新しい変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルに基づくので、結果として新たに発生された受信されたサンプルのセットはその後の信号処理を正確かつ効率的にするため調整される。新しい変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルは、消去処理のために振幅と位相に関して正確なサンプルを表す。そのような精度は、新しい変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを発生させる過程で第2のチャンネル推定値情報を含むことにより達成される。反復の処理はそれが必要である回数だけ繰り返されるかもしれない。
【0029】
デコード処理はターボデコード処理または畳込みデコード処理に従っているかもしれない。デコード処理がチャンネル上に起る都度、コントローラ410はデコード処理の結果に基づいた周期冗長検査が予定された評価基準を通過するか否かを決定するかもしれない。消去処理は周期冗長検査が通るか否かにより調整される。周期冗長検査が通らないなら、デコード結果は再コード化および再拡散、および消去処理のその後の使用のために適していないかもしれない。ターボデコード処理に従ってデコードする場合、1回の反復でデコードする結果は、消去処理の後に続くステップでデコード処理を補助することに使用されるかもしれない。
【0030】
相関関係の処理が実行される都度、探索器406およびフィンガー要素408は、パイロットチャンネルの非コヒーレント復調を決定するために改めて始動し、タイミング仮定と位相オフセットをテストする。探索器406、またはフィンガー要素408、あるいは組み合わせにおける探索器406およびフィンガー要素408は各受信信号のために信号対干渉比率(S/I)を決定するかもしれない。各信号の干渉レベルは、いくつかのサンプルがステップ705で受信されたサンプルから引算されるたびに減少するかもしれない。そのようにして、S/Iは干渉消去処理700が1回の反復を通過する毎に異なるかもしれない。比率Eb/Iは比率S/Iと同義であるかもしれない。比率Eb/Iはデータ符号またはデータビットの単位あたりの干渉上の信号エネルギーの測定値である。したがって、S/IとEb/Iはある点で交換可能であるかもしれない。
【0031】
MSがBSから通信サービスを受けるために、MSはいくつかの論理的な状態を通らなければならない。第1の状態は、通信リンクを設定するためにBSに登録するための初期のアクセス状態であるかもしれない。次の状態は、MSが初期の登録を終了しBSとプロトコル交換するアイドル状態であるかもしれない。アイドル状態では、MSはMSのユーザまたはBSのいずれかによりBSと通信リンクを立ち上げかつ開始するかもしれない。次の状態において、MSは接続状態にあるかもしれない。接続状態では、MSはデータを受け取るか、またはデータを受け取るために待機している。MSとBSとの間で周期的な順方向および逆方向リンク通信がある。
【0032】
干渉を制御するために、システムは各MSから送信される信号レベル、または通信データレート、或は両方を制御する。一般に、各MSはトラヒックチャンネルとパイロットチャンネルの両方を支持するために必要な逆方向リンクパワーレベルを決定する。通信システムでMSから送信される信号のパワーレベルを制御する種々のパワー制御計画は知られている。1つ以上の例が、TIA/EIA−IS−95とTIA/EIA−IS−2000標準として別の方法で知られている、広帯域スペクトル拡散セルラシステムのための移動局−基地局互換性標準で説明され、ここに引用文献として組み込まれる。MSの出力パワーレベルは2つの独立している制御ループ、開ループおよび閉ループによって制御される。開ループパワー制御はBSと適切な通信リンクを維持するため各MSの必要性に基づく。したがって、BSに近いMSはより遠いMSより少ないパワーを必要とする。MSでの強い受信信号はMSとBSの間の伝播損失が少ないことを示し、その結果、弱い逆方向リンク送信パワーレベルを必要とする。開ループパワー制御において、パイロット、ページング、同期、およびトラヒックチャンネルのような少なくとも1つの受信チャンネルのS/Iの独立した測定値に基づいて、MSは逆方向リンクの送信パワーレベルを設定する。MSは逆方向リンクのパワーレベル設定に先立って独立した測定を行うかもしれない。
【0033】
図8は実施例による例示的閉ループパワー制御方法のフローチャート800を示す。閉ループパワー制御方法800の動作は通信システム100のMSがいったん順方向リンクトラヒックチャンネルを捕らえることで始まる。MSによる最初のアクセス試みの後に、MSは最初の逆方向チャンネルパワーレベルを設定する。逆方向リンクの最初のパワーレベル設定は閉ループパワーレベル制御800を経て通信リンクの間に調整される。閉ループパワー制御800は開ループ制御より速い応答時間で作動する。閉ループパワー制御800は開ループパワー制御に修正を提供する。一実施例では、閉ループパワー制御800は、トラヒックチャンネル通信リンクの間、開ループ制御と関連して作動し、大きいダイナミック範囲を有する逆方向リンクパワー制御を提供する。
【0034】
閉ループ800を通して移動局の逆方向リンク信号のパワーレベルを制御するために、BS 101はステップ801で移動局から送信される逆方向リンク信号の信号対干渉比率(S/I)を測定する。測定されたS/Iがステップ802で設定点S/Iと比較される。測定されたS/Iが干渉上のビットエネルギーの比率であるEb/Iの形であるかもしれず、その結果設定点は同じ形であるかもしれない。設定点は移動局のために選択される。設定点は初めに移動局によって開ループパワー設定に基づいているかもしれない。
【0035】
測定されたS/Iが設定点よりも高いなら、ステップ803で、BS 101は移動局に例えば1dBの量だけその逆方向リンク信号のパワーレベルをパワーダウンするように命令する。測定されたS/Iが設定点よりも高いとき、それは移動局が適切な逆方向リンク通信を維持するのに必要であるよりも高い信号パワーレベルで逆方向リンクに送信していることを示す。その結果、移動局は全体のシステム干渉を抑えるためにその逆方向リンクの信号パワーレベルを下げように命令する。測定されたS/Iが設定点よりも低いならば、ステップ804で、BS 101は例えば1dBの量だけその逆方向リンク信号のパワーレベルをパワーアップするように移動局に命令する。測定されたS/Iが設定点よりも低いとき、それは移動局が適切な逆方向リンク通信を維持するのに必要であるよりも低い信号パワーレベルで逆方向リンクに送信していることを示す。パワーレベルを増加させる結果として、移動局は干渉レベルに打ち勝って、適切な逆方向リンク通信を提供することができる。
【0036】
ステップ802−804で実行される動作は内側ループのパワー制御と呼ばれるかもしれない。内側ループのパワー制御はBS101における逆方向リンク(S/I)を設定点によって提供される目標閾値にできるだけ近づくように保つ。目標S/Iは移動局のために選択される設定点に基づく。パワーアップまたはパワーダウンは時間フレームの間、数回実行されるかもしれない。一実施例では、1つの時間フレームが16のパワー制御グループに分割されるかもしれない。各パワー制御グループはいくつかのデータ符号から成る。パワーアップまたはパワーダウンの命令はフレーム毎に16回送信されるかもしれない。データの1つのフレームがステップ805に受け取られなかったならば、パワー制御ループ800はステップ801で次のパワー制御グループの間逆方向リンク信号のS/Iを測定し続ける。処理はステップ802−804で繰り返される。
【0037】
単一の設定点か目標ではすべての状態において満足できないかもしれない。したがって、ステップ802で使用される設定点は所望の逆方向リンクフレーム誤り率によって変化するかもしれない。データの1つのフレームがステップ805で受け取られたならば、新しいS/I設定点がステップ806で計算されるかもしれない。新しい設定点は移動局のための新しいS/Iになる。新しい設定点はフレーム誤り率を含む多くの要素に基づくかもしれない。例えば、フレーム誤り率が容認できないフレーム誤り率を示している予定されたレベルを超えているならば、設定点はより高いレベルに上げられるかもしれない。設定点をより高いレベルへ上げることによって、移動局はステップ802での比較とステップ804でのパワーアップ命令を通して、その逆方向リンク送信パワーレベルを結果として増加させる。フレーム誤り率が許容できるフレーム誤り率より上で示される予定されたレベルの下にあるならば、設定点は下側のレベルに下げられるかもしれない。設定点を下側のレベルへ下げることによって、移動局はステップ802での比較およびステップ803でのパワーダウン命令を通して、その逆方向リンク送信パワーレベルを結果として減少させる。ステップ805−806で実行される動作、および新しいフレームのS/Iを測定するためにステップ801にループバックする動作は外側ループ動作として見られるかもしれない。外側ループパワー制御は全てのフレームに一度命令され、閉ループパワー制御は全てのパワー制御グループに一度命令されるかもしれない。1フレームおよび1パワー制御グループは、一実施例によると、それぞれ20および1.25msec長であるかもしれない。
【0038】
システムはまた、干渉を抑えるのに順方向リンクパワー制御計画を採用するかもしれない。MSは音声とデータ品質に関してBSと定期的に通信する。フレーム誤り率と品質の測定値はパワー測定レポートメッセージを通してBSに報告される。メッセージは間隔の間、逆方向リンク上に間違って受け取られたフレームの数を含んでいる。順方向リンク信号のパワーレベルはフレーム誤りの数に基づいて調整される。そのような品質の測定フィードバックがフレーム誤り率に基づいているので、順方向リンクパワー制御は逆方向リンクパワー制御よりはるかに遅い。速い応答のため、逆方向リンク消去ビットは前のフレームが誤りを有して、あるいは誤りなく受け取られたかどうかをBSに知らせるのに使用されるかもしれない。チャンネルパワー利得は、順方向リンクパワーレベルを制御する方法としてメッセージか消去ビットを監視している間、絶え間なく調整されるかもしれない。
【0039】
データの通信に関しては、MSのために目標とされる有効な順方向リンクデータレートを調整している間、順方向リンクはMSに固定パワーレベルで送信されるかもしれない。全体的なシステムとして見られると、順方向リンクにおけるデータレート調整は干渉制御の形である。順方向リンクパワー制御が一般にカバー領域における干渉を制御するものであることに注意を要す。フィードバック品質測定が乏しい受信を示しているとき、データレートはパワーレベルを一定に保っている間に下げられ、干渉の影響を克服するかもしれない。データレートはまた、より高いデータレートで順方向リンク通信を受信するため他の端末を許容するように下げられるかもしれない。
【0040】
ここに引用文献として組み込まれた、少なくとも1つのCDMAスペクトル拡散システム標準にしたがって、開ループおよび閉ループのパワー制御計画の付加において、MSは標準によって指定される符号チャンネルの属性で出力パワーレベルを調整する。CDMA−2000では、MSは高められたアクセスチャンネルヘッダ、高められたアクセスチャンネルデータ、および逆方向パイロットチャンネルの出力パワーレベルに比例して逆方向の共通の制御チャンネルデータの出力パワーを設定する。逆方向パイロットチャンネルの出力パワーレベルは開および閉ループのパワー制御によって設定される。MSは符号チャンネルパワーレベルと逆方向パイロットチャンネルパワーレベルとの間のパワーレベル比率を維持する。比率は符号チャンネルで使用されるデータレートによって定義されるかもしれない。一般に、表が異なるデータレートにおける比率の値を提供する。一般に、比率は高いデータレートのために増加する。また、1に等しい比率も可能であるかもしれない。1に等しい比率では、パワー制御ループ800によって設定されるパイロットチャンネルのパワーレベルは符号チャンネルのパワーレベルと等しいかもしれない。トラヒックチャンネルのデータの送信の間、データレートとトラヒックチャンネルパワーレベルは調整されるかもしれない。パワーレベルは逆方向リンクのパイロットの相対的なパワーに基づいて選択されるかもしれない。いったん許容できるデータレートが選択されると、逆方向リンクパイロットパワーレベルに関する対応するチャンネル利得は、トラヒックチャンネルパワーレベルを設定するのに使用される。
【0041】
データモードにおいて、BSは異なるデータレートで多くのMSに通信リンクを供給しているかもしれない。例えば、順方向リンク接続状態の1つのMSは低いデータレートでデータを受信し、他のMSは高いデータレートで受信するかもしれない。逆方向リンク上では、BSは異なるMSから多くの逆方向リンク信号を受信しているかもしれない。独立した測定に基づくMSはBSから所望のデータレートを決めて、要求するかもしれない。一実施例では、所望の順方向リンクデータレートはデータレート制御(DRC)チャンネルを通してBSに通信される。BSは要求されたデータレートで順方向リンクデータ転送を提供することを試みる。逆方向リンク上では、MSは多くの可能な逆方向リンクデータレートから逆方向リンクデータレートを自主的に選択するかもしれない。一実施例では、選択されたデータレートは逆方向レートインディケータチャンネルを通してBSに通信されるかもしれない。また、各MSは予定されたサービスの程度に制限されるかもしれない。サービスの程度は順方向および/又は逆方向リンクの最大の利用可能なデータレートを制限するかもしれない。
【0042】
高いデータレートでのデータの通信は、低いデータレートよりもより大きな送信/受信信号パワーレベルを取る。順方向および逆方向リンクは音声通信の場合に同様のデータレート活動度を持っているかもしれない。音声情報の周波数スペクトルが制限されるので、順方向および逆方向リンクデータレートは低いデータレートに制限されるかもしれない。可能な音声データレートは一般的に知られており、ここに引用文献として組み込まれたIS−95およびIS−2000のような符号分割多重接続(CDMA)通信システム標準で記述される。しかしながら、データ通信については、順方向および逆方向リンクは同様のデータレートを持たないかもしれない。例えば、MSはデータベースからの大きいデータファイルを検索しているかもしれない。そのような場合では、順方向リンクの通信はデータパケットの送信のために支配的に占有される。順方向リンク上のデータレートは2.5Mbpsに達するかもしれない。一実施例では、順方向リンク上のデータレートはMSによってなされるデータレート要求に基づくかもしれない。一実施例では、逆方向リンク上のデータレートは低く、4.8から153.6Kbpsの範囲にされるかもしれない。
【0043】
一実施例において、閉ループパワー制御800の動作は、ステップ806で新しい設定点を決定することを含む。新しい設定点の決定は逆方向リンク通信のフレーム誤り率に一部基づくかもしれない。図4および7に例証されるように、情報をデコードする、したがってフレーム誤り率を決定する処理は信号の干渉消去を含むかもしれない。例えば、ステップ702でデコードした後、ステップ706および707で相関関係およびデコードが繰り返される前に、ある信号がステップ705で信号のサンプルから消去される。ステップ707でのデコードが満足できるならば、ステップ705で実行される干渉消去を繰り返す必要はない。デコードされたデータは次に各逆方向リンク通信のさらなる処理のために使用される。ステップ707の後にさらなる干渉消去が実行されないならば、各逆方向リンク信号のフレーム誤り率はステップ707のデコード結果に基づいて決定される。各逆方向リンクチャンネルのためのフレーム誤り率は、各対応する逆方向リンク閉ループパワー制御反復の新しい設定点を決定するために図8のステップ806で使用されるかもしれない。
【0044】
図9は一実施例による新しい設定点を決定するためのフローチャート900を示す。フローチャート900によって示される方法は図8の閉ループパワー制御800のステップ806で使用されるかもしれない。ステップ901で方法は、干渉消去が行われたかどうかを決定することを含んでいる。通常、図7の例示的実施例にしたがって示されたデコード処理がステップ705で示された干渉消去を含まないなら、新しい設定点はフレーム誤り率に基づいて決定される。フレーム誤り率が増加しているならば、設定点はステップ902で、例えば、1dBのような予定された量だけ増加される。フレーム誤り率が減少しているならば、設定点はステップ902で、例えば、1dBのような予定された量だけ減少される。図7の例示的実施例に従って示されたデコード処理がステップ705で示されたそれらのような干渉消去を含むならば、新しい設定点は消去処理の前後の信号のフレーム誤り率とS/Iに基づいて決定される。ステップ903では、干渉消去の前の信号のS/Iが測定される。ステップ904では、干渉消去の後の信号のS/Iが測定される。S/I測定は図4で示された受信器400の例示的実施例によって実行されるかもしれない。探索器406、フィンガー要素408、およびことによると結合器 412の動作はステップ705の干渉消去の処理の前後に受信された信号のS/Iを決定するために使用されているかもしれない。デコード演算はデコーダ414によって実行されるかもしれない。デコードステップ702がデコーダ414によって実行された後に、何らかの干渉消去が、例えば、CRC情報に基づいて決められるならば、デコーダ414は制御システム410および関連回路と接続されたサンプルRAM404に信号を出し、干渉消去の処理を実行する。この点において、探索器406、フィンガー要素408、およびことによると結合器 412は消去の処理の前後の信号のS/Iを決定する。干渉消去の処理の後に、デコードステップ707で決定されたS/Iはことによると新しいパラメタに基づく。新しいパラメタは消去ステップの後にS/Iを決定するための探索器406、フィンガー要素408、およびことによると結合器 412によって使用される。ステップ705で実行される干渉消去が信号S/1を変更したかもしれないので、新しいパラメタが使用される。
【0045】
ステップ905では、干渉消去の処理の前後の信号の差(デルタ値) S/Iが決定される。ここに、デルタ値は閉ループのパワー制御のために新しい設定点を決定するため組み込まれるべきステップ902に提供される。新しい設定点は、フレーム誤り率に基づいて計算された設定点からデルタ値を引算することによって計算されるかもしれない。新しい設定点は図8のステップ802に供給され、次のフレームのパワーアップおよびパワーダウン命令を決定するために使用される。干渉消去の処理に基づいたS/Iの使用は、通信システムのユーザによって経験された全体的な干渉を最小にするためのパワーアップおよびパワーダウン命令の信頼性を少なくとも1つの点で向上する。
【0046】
好ましい実施例の前の記述は、技術に熟練したどんな人も本発明を作りまたは使用することを可能にするように提供される。これらの実施例に対する様々な変更は技術に熟練した者に容易に明らかであり、ここに定義された一般的な原理は発明の才能の使用なしに他の実施例に適用されるかもしれない。したがって、本発明はここに示された実施例に限定されることを意図されず、ここに開示された原理と新規な特徴からなる最も広い範囲と一致されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】通信システムの一般的なブロックダイアグラムを示す。
【図2】送信器の一般的なブロックダイアグラムを示す。
【図3】図2の送信器で使用されるかもしれないウォルシュカバー/拡散モジュールのブロックダイアグラムを示す。
【図4】受信器のブロックダイアグラムを示す。
【図5】例示的ターボエンコーダのブロックダイアグラムを示す。
【図6】従来のターボデコーダのブロックダイアグラムを示す。
【図7】受信器で干渉消去の作動フローチャートを示す。
【図8】例示的閉ループのパワー制御に関するフローチャートを示す。
【図9】閉ループのパワー制御で使用されるべき新しい設定点を決定するためのフローチャートを示す。
分野
開示された実施例は通信の分野に関連する。なお特に、開示された実施例は干渉を抑えるための信号パワーレベル、および受信器において信号干渉を打ち消すための効率的な信号処理の制御に関連する。
【0002】
背景
符号分割多重接続(CDMA)通信システムは何年間も商業的に稼働中である。CDMA通信システムでは、同じ地理的な領域の多くのユーザが、共通の搬送周波数で作動するように選択されるかもしれない。各ユーザからの信号は唯一割り当てられたコードに従ってコード化される。共通の搬送周波数でユーザから信号を受信する受信器は割り当てられたコードに従って各信号をデコードする。信号がデコードされている間、他のすべてのユーザから送信される信号は干渉として扱われるかもしれない。干渉レベルを制御するためにCDMAシステムを作動させるための基本的な原則の1つは、システムの異なるユーザによって送信される信号のパワーレベルを制御する方法および装置に基づく。CDMAシステムの信号のパワーレベルを制御するために、バッテリーパワーを保存するような他の理由は、関連技術で普通の技能者によりよく知られている。
【0003】
一般に、干渉の影響に反抗するために、ユーザはその信号パワーレベル、または通信データレート、あるいは両方を増加させるかもしれない。より多くのユーザが信号パワーレベルか通信データレートを増加させるので、他のユーザによって経験される干渉のレベルも増加する。したがって、各ユーザによって送信される各信号のパワーレベルを制御する必要があり、それにより各ユーザによって経験される干渉レベルは最小にされる。その上、受信器において信号干渉を打ち消すための効率的な信号処理の必要がある。
【0004】
概要
通信システムにおける信号パワーレベルを制御する新規かつ改良された方法および装置は、それぞれ干渉消去の前および後に、受信された信号の第1および第2の信号対干渉比率を決定し、第1および第2の信号対干渉比率間の差を決定し、差に基づいて、受信された信号のソースから送信される信号のパワーレベルを制御するための信号対干渉の閾値を決定することにより提供される。
【0005】
開示された実施例の特徴、目的、および利点は、同様な参照符号が通して対応的に同一視される図面と関連して取られた以下に示された詳細な記述からより明らかになるであろう。
【0006】
好ましい実施例の詳細な記述
図1は符号分割多重接続通信システム標準の何れかに従って作動できる通信システム100の一般的なブロックダイアグラムを示す。そのような標準はTIA/EIA−IS−95標準、TIA/EIA−IS−2000標準、IMT−2000標準、およびWCDMA標準を含み、すべてここに引用文献として組み込まれる。標準のコピーはアドレスhttp://www. cdg. org、で全世界ウェブにアクセスすることによって、或はアメリカ合衆国、2500 Wilson Boulevard,Arlington,VA 22201、TIA,Standards and Technology Departmentに手紙を書くことにより得られる。一般に、通信システム100は移動局102−104などの多くの移動局の間、および移動局102−104と有線ネットワーク105の間に通信リンクを提供する基地局(BS)101を含む。BS 101は移動局コントローラ、基地局コントローラ、および無線周波数トランシーバーなどの多くのコンポーネントを含むかもしれない。また、BS 101は他の基地局(簡単さのために、示されない)との通信にあるかもしれない。BS 101は順方向リンクを通してそれぞれの移動局(MS)と通信する。順方向リンクはBS 101から送信される順方向リンク信号106によって維持される。いくつかの移動局102−104のための目標とされる信号は信号106を形成するために合計されるかもしれない。信号106を受信するそれぞれのMS 102−104は、受信された信号106をデコードし、受信MS 102−104のユーザのために目標とされる情報を抽出する。各受信MS 102−104は、他の受信移動局の目標とされる受信信号の部分を干渉として処理するかもしれない。各MS102−104は、それぞれMS 102−104に関する逆方向リンク信号107−109のような逆方向リンク信号を通してBS 101と通信する。
【0007】
また、BS101はすべての移動局へ順方向リンクを通してパイロットチャンネルのデータビットの事前に定義されたシリーズを送信し、順方向リンク信号106をデコードすることにおいて各移動局を援助するかもしれない。各MSはパイロットチャンネルをBS101に送信するかもしれない。MSから送られるパイロットチャンネルは、MSから送信される逆方向リンク信号によって運ばれる情報をデコードするのに使用されるかもしれない。パイロットチャンネルの使用と作動はよく知られている。順方向および逆方向リンクを通して通信するための送信器と受信器は各移動局102−104とBS 101に含まれている。
【0008】
一実施例によると、図2はBS101と移動局102−104で使用するための送信器200の一般的なブロックダイアグラムを示す。送信器200はIS−2000標準に従って作動するCDMAシステムで使用されるかもしれない。チャンネルデータビットは、コード化されたチャンネルデータ符号を生成するためにチャンネルエンコーダ201に入力される。チャンネルエンコーダ201での機能は、フレーム品質ビットを加えること、畳込みおよび/又はターボコード化を実行することを含むかもしれない。1ブロックのデータが各時間のフレームで送信される。コード化レートは1/2、1/4、または他の任意のコード化レートであるかもしれない。コード化の後に、データ符号のR数がコード化されたデータビット毎に生成される。結果として、データのブロックのR数はエンコーダ201の入力ですべてのデータのブロックのために生成される。レート1/2でのコード化の場合に、データの2つのブロックが各入力ブロックのためにエンコーダ201の出力で生成される。エンコーダ201はインターリービング機能のためブロックインターリーバ 202へチャンネルコード化符号を渡す。ブロックインターリーバ202はRAMブロック(示されない)にデータを書込む間に、インターリービング機能に従ってデータの各ブロックにデータ符号の位置を再配列し、RAMブロックからデータの再配列されたブロックを出力する。インターリーブされたデータ符号は、各チャンネルのデータ符号が長いコードマスクでスクランブルされる長いコードスクランブリング/変調器ブロック203に入力される。長いコードマスクは各ユーザに割当てられる。また、パワー制御符号パンクチャリングのような他の機能が、長いコードスクランブリング/変調器ブロック203で行われるかもしれない。それぞれのパワー制御符号は、ユーザがその逆方向リンク信号のパワーレベルを増加するか、または減少するように命令する。デマルチプレクサ204は長いコードスクランブリング/変調器ブロック203の出力をデマルチプレックスし、ウォルシュカバーとBPSKまたはQPSK PN拡散のために同位相データ符号211と直角位相データ符号212を生成する。QPSK PN拡散が使用されるかもしれないので、2つのデータ符号がデマルチプレクサ204から同時に出力されるかもしれない。ウォルシュカバー/拡散ブロック205は、後の増幅とアンテナシステム(示されない)からの送信のため入力データ符号を変調しかつ拡散する。
【0009】
図3は一実施例によるウォルシュカバー/拡散ブロック205のブロックダイアグラムを示す。示されるようにブロック205の動作は、ウォルシュカバー演算、移動局のために目標とされる順方向リンク信号を合計する合計演算、基本帯域フィルタリング動作、およびBS 101からカバー領域にある移動局へ増幅および送信のために信号313を生成するキャリヤー変調動作を含む。また、ブロック205は逆方向リンク信号の送信のため移動局によって使用されるかもしれない。ブロック205は構成の多様性でより多いまたはより少ない動作を含むかもしれない。通常、ウォルシュコードはそれぞれの順方向および逆方向リンクで各チャンネルに割当てられる。長いコードのスクランブリングの後に、結果として起こるIおよびQ信号211、212がウォルシュカバー演算を通過する。チャンネルのためのウォルシュカバー演算はウォルシュカバーブロック310で示される。ブロック310におけるウォルシュカバー演算は、割り当てられたウォルシュ関数により入力IおよびQ信号211、212を乗算し、ウォルシュカバーされたIおよびQ信号306、307を生成することを含んでいる。
【0010】
順方向リンク信号はそれぞれ移動局のために目標とされるいくつかの信号の結合した信号であるかもしれない。順方向リンク信号を形成するために結合されるべき他の信号があるならば、それぞれのウォルシュコードでウォルシュカバーされた後、ウォルシュカバーブロック310におけるウォルシュカバー演算と同様に、他のチャンネルのIおよびQ信号341、342は合計ブロック343と344に入力される。ウォルシュカバー演算の前に、I信号341とQ信号は、I 信号211およびQ 信号212で示され演算と同様に、342コード化、ブロックインターリービング演算、および長いコードスクランブリング演算を通過される。ウォルシュカバー演算の後に、I信号306および341は合計ブロック343で合計され、Q信号307および342は合計ブロック344で合計される。結果は結合されたI−信号345および結合されたQ−信号346である。合計器343と344で合計する信号がないとき、信号306と307は信号345と346として通過する。
【0011】
ブロック205における次の動作は、PNI系列347とPNQ系列348を通して複素乗法演算370を含んでいる。PNIとPNQ系列347および348は、IとQ チャネルPN系列である。信号345と346はPNIとPNQ系列347および348によって複素乗算される。複素乗算370の演算は信号345と346を拡散しIおよびQ信号371と372を生成することを許容する。基本帯域フィルタ373と374はIおよびQ信号371と372を濾波するために使用されるかもしれない。濾波の後にIおよびQ信号371と372をキャリヤー変調するために乗算器375と376が使用される。結果として生じる信号は、結合した信号313を生成するために結合器 377で結合される。信号313はアンテナシステム(示されない)から送信のために増幅されるかもしれない。
【0012】
図4はCDMA信号を処理するために使用される受信器400のブロックダイアグラムを示す。受信器400は受信された信号によって搬送された情報を抽出するために受信された信号を復調する。受信(Rx)サンプルはRAM404に格納される。受信サンプルは無線周波数/中間周波数(RF/IF)システム490とアンテナシステム492により発生される。アンテナシステム492はRF信号を受信して、RF信号をRF/IFシステム490に通す。RF/IFシステム490は任意の従来のRF/IF受信器であるかもしれない。受信されたRF信号はフィルタにかけられ、下方変換され、一実施例によると基本帯域周波数でRXサンプルを形成するためデジタル化される。サンプルはデマルチプレクサ(demux)402に供給される。demux 402の出力は探索器ユニット406、およびフィンガー要素408に供給される。制御装置410はそれらに接続される。結合器 412はデコーダ414をフィンガー要素408に結合する。一実施例では、制御装置410はソフトウェアによって制御されるマイクロプロセッサであり、同じ集積回路の上、または別々の集積回路の上に位置するかもしれない。
【0013】
動作の間、受信されたサンプルはdemux 402に適用される。Demux 402はサンプルを探索器ユニット406、およびフィンガー要素408に供給する。制御装置410は、探索器ユニット406からの探索結果に基づいて異なる時間オフセットで受信された信号の復調を実行するためにフィンガー要素408を形成する。復調の結果は結合され、デコーダ414に渡される。デコーダ414はデータをデコードして、デコードされたデータを出力する。
【0014】
一般に、探索のために、探索器406は様々な送信ソースと多パスに対応するタイミング仮定と位相オフセットを試験するためにパイロットチャンネルの非コヒーレント復調を使用する。フィンガー要素408によって実行される復調は、制御とトラヒックチャンネルなどの他のチャンネルのコヒーレント復調を通して実行される。探索器406によって抽出された情報は他のチャンネルの復調のためにフィンガー要素408で使用される。探索器406とフィンガー要素408は、パイロットチャンネル探索と制御およびトラヒックチャンネルの復調との両方を提供するかもしれない。復調と探索は様々な時間オフセットで実行することができる。復調の結果は各チャンネルに関するデータをデコードする前に、結合器 412で結合されるかもしれない。チャンネルの逆拡散は、PN系列の複素共役および単一タイミング仮定で割り当てられたウォルシュ関数で受信されたサンプルを乗算し、結果として生じるサンプルを、しばしば積分およびダンプ累算器回路(示されない)でデジタル的に濾波することにより実行される。そのようなテクニックは技術で一般的に知られている。受信器400はそれぞれ逆および順方向信号の情報をデコードするためにBS101と移動局102−104で使用されるかもしれない。BS 101は、同時にいくつかの移動局から送信された情報をデコードするために数個の受信器400を使うかもしれない。
【0015】
図5はチャンネルデータビットをコード化するターボチャンネルエンコーダ201で使用されるかもしれない例示的ターボエンコーダ500のブロックダイアグラムを示す。ターボエンコーダ500は第1および第2のエンコーダブロック501と502、およびインターリーバブロック503を含んでいる。データ符号Xiはエンコーダ501の入力510でターボコーダ500に入力される。エンコーダ501は畳込みコード化演算に従ったコード化の後にデータ符号Yiを生成する。畳込みコード化演算は畳み込み符号伝達関数に従ってコード化することを含むかもしれない。そのような関数は伝達関数F(D)=(1+D+D**2)/(1+D)によって定義されるかもしれず、ここにDは遅延ステップを表し、プラス符号(+)は排他的OR演算を表す。そのような関数の実現は関連技術において普通の技能の者によりよく知られている。コード化ブロック502はデータ符号Wiを出力する。データ符号Xiはインターリービング演算のためインターリーバ 503に入力され、データ符号Ziを生成する。インターリーバ 503でのインターリービング演算は知られているインターリーバ演算のいずれかに従ってもよい。データ符号Ziはインターリービングマッピング関数に従った順序で再配列されたデータ符号Xiから成る。エンコーダ502はデータ符号Ziをコード化し、エンコーダ502で使用したコード化関数に従ったデータ符号Wiを出力する。エンコーダ501と502で使用されるコード化関数は同じでもよく、または異なっていてもよい。
【0016】
データ符号Xi、YiおよびWiはパンクチャリングブロック520に通される。パンクチャリングブロック520は、入力510でデータ符号Xiを受け、入力511でエンコーダ501で生成したデータ符号Yiを受け、入力512でエンコーダ502によって生成されたデータ符号Wiを受ける。パンクチャリングブロック520はパンクチャリングパターンにしたがって、データ符号Xi、Yi、およびWiからデータ符号を選択する。選択されたデータ符号はデータブロックインターリービング演算のためにブロックインターリーバ 202に通過される。そのようにして、送信されたデータ符号は主にデータ符号Xi、YiおよびWiから成る。
【0017】
データ符号Xi、YiおよびWiの送信は信号処理、適切な周波数への上方変換および信号増幅を含むかもしれない。そのような送信器は技術で普通の技能の者によりよく知られている。送信の全体のプロセス、伝播および目的地受信器による受信はデータ符号Xi、YiおよびWiに雑音と干渉を加えることを含むかもしれない。受信器400のデコーダ414はデータ符号Xi、YiおよびWiの雑音バージョンを受ける。
【0018】
図6はデータ符号Xiの推定値を生成するためにデータ符号Xi、YiおよびWiをデコードする通常のターボデコーダ600のブロックダイアグラムを示す。デコーダ600は受信器400のデコーダブロック414で使用されるかもしれない。データ符号Xi、YiおよびWiは、入力642でデコーダブロック601に転送するためにデータ符号XiとYiを選択するように作動するデータ符号選択ブロック620を通る。データ符号Xiはデータ符号Ziを局所的に再生するように内部的にインターリーバ 699を通る。データ符号ZiとWiは入力640でデコーダブロック602に通される。デコーダ601はエンコーダブロック501で使用されたコード化関数に従ってデータ符号XiとYiをデコードする。デコーダ601は出力650にデータ符号Xiの推定値を生成する。デコーダ602はエンコーダブロック502で使用されたコード化関数に従ってデータ符号ZiとWiをデコードする。デコーダ602はデータ符号Ziの推定値を出力660に生成する。
【0019】
データ符号Xiの推定値のための信頼レベルを増加させるために、出力650のデータ符号Xiの推定値はデコーダ602の入力632でデータ符号Ziの推定値を生成するようにインターリーバ630を通される。デコーダ602は入力640のデータ符号の推定値とともに入力632のデータ符号Ziの推定値を使用して、データ符号Ziの新しい推定値を出力660に生成する。出力660におけるデータ符号Ziの推定値は、ターボエンコーダ500でのインターリーバ 530のインターリービング関数の処理を逆にするため、逆−インターリーバ631に通され、入力641にデータ符号Xiの推定値を生成する。入力641におけるデータ符号Xiの推定値は、入力642のデータ符号の推定値と共に使用され、出力650にデータ符号Xiの推定値を生成する。処理はデータ符号Xiの推定値の信頼が許容レベルに達するまで繰り返されるかもしれない。ターボデコード処理が完成するいくつかの段階をとるとき、入力641は1つの段階から次の段階へデータ符号Xiの推定値を入力するために使用されているかもしれない。前の段階からのデータ符号Xiの推定値は次の段階のデコード処理を改良する助けになるかもしれない。
【0020】
図7は一実施例による受信器400などのような受信器で干渉消去のための動作フローチャート700を示す。受信されたサンプルはRAM404から読み出された後に、移動局から受信された各信号のための相関ステップ701で相関関係の処理に通される。相関関係の処理は探索器406、フィンガー要素408、および結合器 412の動作としてまとめて記述される。受信されたサンプルが1つ以上の移動局から送信された信号(例えば、M個の移動局からのM個の信号)からのサンプルを含んでいるので、相関関係の処理は信号1−Mについて相関ステップ701でそれぞれの受信された信号のために繰り返されるかもしれない。各受信された信号のための相関関係の処理は、各信号が探索器406、フィンガー要素408、および結合器 412の動作のために見出されたパラメタのような異なる相関関係パラメタを必要とするので、唯一であるかもしれない。各信号はトラヒックチャンネルとパイロットチャンネルを含むかもしれない。各信号によって運ばれるトラヒックチャンネルとパイロットチャンネルに割当てられるPN系列は異なっているかもしれない。相関関係の処理は、パイロットチャンネルと相関する結果に基づくチャンネルフェディング特性を推定することを含むチャンネル推定値を含むかもしれない。チャンネル推定値情報は、トラヒックチャンネルと相関するために使用される。そして、それぞれのトラヒックチャンネルはデコードされる。
【0021】
それぞれの相関関係の処理の結果はデコードステップ702を通る。デコーダ414はデコードステップを実行する。送信されたチャンネルが畳込みコード化処理を通してコード化されるならば、デコードステップ414は利用された畳み込み符号によって実行される。送信されたチャンネルがターボコード化処理を通してコード化されるなら、デコードステップ414は利用されたターボコードによって実行される。デコーダ600に示されるターボデコード演算はデコーダ414で使用される。したがって、各信号は、経路指示器がそれぞれのデータの送信されたフレームと関連する各周期冗長検査(CRC)のために生成されるかどうかに関する十分な情報を提供するためにデコードされる。通信システムにおけるCRCの動作と使用はよく知られている。
【0022】
CRCチェックは干渉消去の一時的な決定部分である。CRCが通されるなら、通されたCRCに関連づけられるチャンネルのデコードされた結果は、再コード化および再拡散されたサンプルを生成するためにステップ703で再コード化および再拡散される。例えば、デコードされたチャンネルがユーザに関連づけられるトラヒックチャンネルであるならば、トラヒックチャンネルを送信するためにユーザによって使用された同じPN符号が再拡散の過程で使われる。同様に、チャンネルを送信するために使用された同じコード化過程が再コード化過程で使われる。再コード化と再拡散の過程は、各チャンネルのためのチャンネル推定値を決定することを含むかもしれない。各チャンネルのチャンネル推定値は関連するパイロットチャンネルフェーディング特性に基づいて決定される。それぞれのトラヒックチャンネルのために決定されたチャンネル推定値の結果は、消去の過程のRXサンプルを形成するために再拡散と再コード化の過程で使用される。各チャンネルが再コード化および再拡散された後、チャンネル推定値の結果が再コード化および再拡散されたトラヒックチャンネル信号により乗算される。そして、結果はステップ705で消去の過程に使用される。このような再コード化と再拡散はディジタル信号プロセッサかソフトウェアで制御されたマイクロプロセッサによって実行されるかもしれない。
【0023】
元のサンプルはメモリからステップ704で読み出されるかもしれない。再コード化および再拡散されたサンプルは、消去の過程のためそれらを使用する前に、関連するパイロットチャンネルをデコードすることの結果として生成されたチャンネル推定値パラメタによりステップ705で乗算される。ステップ705において、チャンネル変更された再コード化および再拡散されたサンプルは受信されたサンプルから引算される。RAM404は処理が完了するまで結果として起こるサンプルを格納するかもしれない。結果は相関ステップ706に通される。信号1からMの相関関係の処理はステップ705で生成されたサンプルのためにステップ706で繰り返される。相関ステップ706の結果はデコードステップ707でデコードされる。ステップ705で実行された消去の過程のために、この点におけるデコードステップ707の結果はデコードステップ702の結果より誤りが少ない。処理はステップ707でデコードされた結果のCRCをチェックすることにより、およびステップ705で実行された処理と同様なサンプルの一層の消去を実行することにより繰り返される。そのような反復処理は望まれるなら何回も繰り返されるかもしれない。各消去の後に、結果として起こる受信されたサンプルはメモリに格納される。他の消去ステップが必要になるならば、新たに格納されたサンプルが使用される。
【0024】
ターボエンコーダがシステムで使用されるならば、ステップ702と707でのデコード処理は、図6で示される例示的実施例のように、ターボデコード処理に従っている必要がある。ターボデコード処理は反復処理を含むかもしれない。また、1ステップで決定されるXiの推定値は、データ符号Xiをデコードする次の反復ステップにフィードバックとして使用されるかもしれない。説明されたような反復処理はデータ符号Xiの真の推定値と関連する信頼レベルを改良する。そのようにして、ターボデコード処理に従ってステップ702でデコードする場合、デコードステップ702からもたらされる推定結果は、ステップ707でデコード処理を改良するためにデコードステップ707で使用されるかもしれない。例えば、ステップ702で異なるチャンネル(“AないしQ”として示される)と関連するデータ符号Xiの推定値がデコードステップ707で入力される。例えば、第1チャンネル(“A”として示される)に関連づけられるデータ符号Xiは同じチャンネルと関連するデコードステップ707で使用される。
【0025】
再コード化と再拡散の処理は、少なくとも1つの消去ステップがあったならば、チャンネルパラメタを再推定することを含むかもしれない。そのようなパラメタは、パイロットチャンネルに関連づけられたフェーディングパラメタを含んでいる。各消去処理の後、チャンネルは各ユーザに関連づけられた各パイロットチャンネルのために再推定される。同じユーザのためのチャンネル推定パラメタは、RXサンプルからのサンプルの消去により各消去ステップの後に異なるかもしれない。そのとき、次の消去処理のために再拡散と再コード化された信号を再構成するために再推定チャンネルが使用される。このようなチャンネル再推定と再コード化および再拡散サンプル発生のためのその使用は、異なる段階における各消去処理の正確なサンプルを提供するために必要であるかもしれない。結果として、消去ステップのために使用され、および消去処理により生成されたサンプルはより正確である。消去処理が受信されたサンプルから振幅と位相の不正確な消去を伴うとき、後者の段階でのデコードの処理は低下されるかもしれない。そのように、各消去処理のために使用されるサンプルは、ともに共通のユーザと関連するトラヒックおよびパイロットチャンネルを形成している信号の正確に複製されたサンプルでなければならないかもしれない。
【0026】
BS101によって受信された信号は受信器400に入力されるかもしれない。アンテナシステム492とRF/IFシステム490は移動局からの信号を受信して受信された信号のサンプルを生成する。受信されたサンプルはRAM404に格納されるかもしれない。受信器400は、701および706の相関ステップと異なる移動局から受信されたすべての信号のための702と707のデコードステップを同時に実行するため、多くの探索器406、多くのフィンガー要素408、多くの結合器412、および多くのデコーダ414を組み込むかもしれない。しかし、1つのアンテナシステム492とRF/IFシステム490のみが必要であるかもしれない。送信された信号が送信器でターボコード化処理を通過させられるなら、デコーダ414によって実行されるデコードステップ702と707は図6で示されたターボデコーダ600の動作に従うかもしれない。
【0027】
一般に通信システム100において、RF/IFシステム490はコード化されかつスペクトル拡散された受信信号を受信されたサンプルに変換する。受信されたサンプルはRAM404に格納されるかもしれない。フィンガー要素408と組み合わせた探索器406はパイロット信号サンプルの第1のセットに基づいた第1のチャンネル推定値を決定する。パイロット信号サンプルの第1のセットは受信されたサンプルに含まれている。フィンガー要素408、結合器 412、およびデコーダ414は、第1のチャンネル推定値に従って受信されたサンプルを相関させかつデコードして、デコードされた受信されたサンプルを生成する。RAM404のような他のブロックと結合しているコントローラ410は、デコードされた受信されたサンプルを再コード化および再拡散して、再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。その上、コントローラ410は、第1のチャンネル推定値に基づく再コード化されかつ再拡散されたサンプルを変更し、チャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。変更ステップは、第1のチャンネル推定値によって再コード化されかつ再拡散されたサンプルを乗算することを含み、チャンネルが変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。コントローラ410は、チャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを使用することによって受信されたサンプルの干渉消去を実行し、受信されたサンプルの新しいセットを生成する。受信されたサンプルの新しいセットはRAM404に格納されるかもしれない。サンプルからの消去成分が変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルに基づくので、結果としての受信されたサンプルの新しいセットは、その後の信号処理を正確で効率的に調整される。変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルは、消去処理のために振幅と位相に関して正確なサンプルを表す。そのような精度は、変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプル発生の過程においてチャンネル推定値情報を含んでいることにより達成される。
【0028】
反復処理の一部として受信された信号のその後の信号処理のために、フィンガー要素408と組み合わせた探索器406はパイロット信号サンプルの第2のセットに基づいた第2のチャンネル推定値を決定する。パイロットサンプルの第2のセットは受信されたサンプルの新しいセットに含まれる。受信されたサンプルの新しいセットがオリジナルの受信されたサンプルから少なくとも1つの消去されたコンポーネントを有するので、第2のチャンネル推定値を決定することは必要であるかもしれない。組み合わせにおけるフィンガー要素408、結合器 412およびデコーダ414は、第2のチャンネル推定値に従って、新しい受信されたサンプルを相関およびデコードし、新しいデコードされた受信サンプルを生成する。コントローラ410は新しいデコードされた受信サンプルを再コード化および再拡散して、新しい再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。コントローラ410は第2のチャンネル推定値に基づく新しい再コード化および再拡散されたサンプルを変更して、新しいチャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成する。変更の処理は新しい再コード化されかつ再拡散されたサンプルを第2のチャンネル推定値により乗算し、新しいチャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを生成するこよを含む。コントローラ410は、新しいチャンネル変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを使用して、受信されたサンプルの新しいセットの干渉消去を実行し、受信されたサンプルの他の新しいセットを生成する。サンプルから消去されたコンポーネントが新しい変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルに基づくので、結果として新たに発生された受信されたサンプルのセットはその後の信号処理を正確かつ効率的にするため調整される。新しい変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルは、消去処理のために振幅と位相に関して正確なサンプルを表す。そのような精度は、新しい変更された再コード化されかつ再拡散されたサンプルを発生させる過程で第2のチャンネル推定値情報を含むことにより達成される。反復の処理はそれが必要である回数だけ繰り返されるかもしれない。
【0029】
デコード処理はターボデコード処理または畳込みデコード処理に従っているかもしれない。デコード処理がチャンネル上に起る都度、コントローラ410はデコード処理の結果に基づいた周期冗長検査が予定された評価基準を通過するか否かを決定するかもしれない。消去処理は周期冗長検査が通るか否かにより調整される。周期冗長検査が通らないなら、デコード結果は再コード化および再拡散、および消去処理のその後の使用のために適していないかもしれない。ターボデコード処理に従ってデコードする場合、1回の反復でデコードする結果は、消去処理の後に続くステップでデコード処理を補助することに使用されるかもしれない。
【0030】
相関関係の処理が実行される都度、探索器406およびフィンガー要素408は、パイロットチャンネルの非コヒーレント復調を決定するために改めて始動し、タイミング仮定と位相オフセットをテストする。探索器406、またはフィンガー要素408、あるいは組み合わせにおける探索器406およびフィンガー要素408は各受信信号のために信号対干渉比率(S/I)を決定するかもしれない。各信号の干渉レベルは、いくつかのサンプルがステップ705で受信されたサンプルから引算されるたびに減少するかもしれない。そのようにして、S/Iは干渉消去処理700が1回の反復を通過する毎に異なるかもしれない。比率Eb/Iは比率S/Iと同義であるかもしれない。比率Eb/Iはデータ符号またはデータビットの単位あたりの干渉上の信号エネルギーの測定値である。したがって、S/IとEb/Iはある点で交換可能であるかもしれない。
【0031】
MSがBSから通信サービスを受けるために、MSはいくつかの論理的な状態を通らなければならない。第1の状態は、通信リンクを設定するためにBSに登録するための初期のアクセス状態であるかもしれない。次の状態は、MSが初期の登録を終了しBSとプロトコル交換するアイドル状態であるかもしれない。アイドル状態では、MSはMSのユーザまたはBSのいずれかによりBSと通信リンクを立ち上げかつ開始するかもしれない。次の状態において、MSは接続状態にあるかもしれない。接続状態では、MSはデータを受け取るか、またはデータを受け取るために待機している。MSとBSとの間で周期的な順方向および逆方向リンク通信がある。
【0032】
干渉を制御するために、システムは各MSから送信される信号レベル、または通信データレート、或は両方を制御する。一般に、各MSはトラヒックチャンネルとパイロットチャンネルの両方を支持するために必要な逆方向リンクパワーレベルを決定する。通信システムでMSから送信される信号のパワーレベルを制御する種々のパワー制御計画は知られている。1つ以上の例が、TIA/EIA−IS−95とTIA/EIA−IS−2000標準として別の方法で知られている、広帯域スペクトル拡散セルラシステムのための移動局−基地局互換性標準で説明され、ここに引用文献として組み込まれる。MSの出力パワーレベルは2つの独立している制御ループ、開ループおよび閉ループによって制御される。開ループパワー制御はBSと適切な通信リンクを維持するため各MSの必要性に基づく。したがって、BSに近いMSはより遠いMSより少ないパワーを必要とする。MSでの強い受信信号はMSとBSの間の伝播損失が少ないことを示し、その結果、弱い逆方向リンク送信パワーレベルを必要とする。開ループパワー制御において、パイロット、ページング、同期、およびトラヒックチャンネルのような少なくとも1つの受信チャンネルのS/Iの独立した測定値に基づいて、MSは逆方向リンクの送信パワーレベルを設定する。MSは逆方向リンクのパワーレベル設定に先立って独立した測定を行うかもしれない。
【0033】
図8は実施例による例示的閉ループパワー制御方法のフローチャート800を示す。閉ループパワー制御方法800の動作は通信システム100のMSがいったん順方向リンクトラヒックチャンネルを捕らえることで始まる。MSによる最初のアクセス試みの後に、MSは最初の逆方向チャンネルパワーレベルを設定する。逆方向リンクの最初のパワーレベル設定は閉ループパワーレベル制御800を経て通信リンクの間に調整される。閉ループパワー制御800は開ループ制御より速い応答時間で作動する。閉ループパワー制御800は開ループパワー制御に修正を提供する。一実施例では、閉ループパワー制御800は、トラヒックチャンネル通信リンクの間、開ループ制御と関連して作動し、大きいダイナミック範囲を有する逆方向リンクパワー制御を提供する。
【0034】
閉ループ800を通して移動局の逆方向リンク信号のパワーレベルを制御するために、BS 101はステップ801で移動局から送信される逆方向リンク信号の信号対干渉比率(S/I)を測定する。測定されたS/Iがステップ802で設定点S/Iと比較される。測定されたS/Iが干渉上のビットエネルギーの比率であるEb/Iの形であるかもしれず、その結果設定点は同じ形であるかもしれない。設定点は移動局のために選択される。設定点は初めに移動局によって開ループパワー設定に基づいているかもしれない。
【0035】
測定されたS/Iが設定点よりも高いなら、ステップ803で、BS 101は移動局に例えば1dBの量だけその逆方向リンク信号のパワーレベルをパワーダウンするように命令する。測定されたS/Iが設定点よりも高いとき、それは移動局が適切な逆方向リンク通信を維持するのに必要であるよりも高い信号パワーレベルで逆方向リンクに送信していることを示す。その結果、移動局は全体のシステム干渉を抑えるためにその逆方向リンクの信号パワーレベルを下げように命令する。測定されたS/Iが設定点よりも低いならば、ステップ804で、BS 101は例えば1dBの量だけその逆方向リンク信号のパワーレベルをパワーアップするように移動局に命令する。測定されたS/Iが設定点よりも低いとき、それは移動局が適切な逆方向リンク通信を維持するのに必要であるよりも低い信号パワーレベルで逆方向リンクに送信していることを示す。パワーレベルを増加させる結果として、移動局は干渉レベルに打ち勝って、適切な逆方向リンク通信を提供することができる。
【0036】
ステップ802−804で実行される動作は内側ループのパワー制御と呼ばれるかもしれない。内側ループのパワー制御はBS101における逆方向リンク(S/I)を設定点によって提供される目標閾値にできるだけ近づくように保つ。目標S/Iは移動局のために選択される設定点に基づく。パワーアップまたはパワーダウンは時間フレームの間、数回実行されるかもしれない。一実施例では、1つの時間フレームが16のパワー制御グループに分割されるかもしれない。各パワー制御グループはいくつかのデータ符号から成る。パワーアップまたはパワーダウンの命令はフレーム毎に16回送信されるかもしれない。データの1つのフレームがステップ805に受け取られなかったならば、パワー制御ループ800はステップ801で次のパワー制御グループの間逆方向リンク信号のS/Iを測定し続ける。処理はステップ802−804で繰り返される。
【0037】
単一の設定点か目標ではすべての状態において満足できないかもしれない。したがって、ステップ802で使用される設定点は所望の逆方向リンクフレーム誤り率によって変化するかもしれない。データの1つのフレームがステップ805で受け取られたならば、新しいS/I設定点がステップ806で計算されるかもしれない。新しい設定点は移動局のための新しいS/Iになる。新しい設定点はフレーム誤り率を含む多くの要素に基づくかもしれない。例えば、フレーム誤り率が容認できないフレーム誤り率を示している予定されたレベルを超えているならば、設定点はより高いレベルに上げられるかもしれない。設定点をより高いレベルへ上げることによって、移動局はステップ802での比較とステップ804でのパワーアップ命令を通して、その逆方向リンク送信パワーレベルを結果として増加させる。フレーム誤り率が許容できるフレーム誤り率より上で示される予定されたレベルの下にあるならば、設定点は下側のレベルに下げられるかもしれない。設定点を下側のレベルへ下げることによって、移動局はステップ802での比較およびステップ803でのパワーダウン命令を通して、その逆方向リンク送信パワーレベルを結果として減少させる。ステップ805−806で実行される動作、および新しいフレームのS/Iを測定するためにステップ801にループバックする動作は外側ループ動作として見られるかもしれない。外側ループパワー制御は全てのフレームに一度命令され、閉ループパワー制御は全てのパワー制御グループに一度命令されるかもしれない。1フレームおよび1パワー制御グループは、一実施例によると、それぞれ20および1.25msec長であるかもしれない。
【0038】
システムはまた、干渉を抑えるのに順方向リンクパワー制御計画を採用するかもしれない。MSは音声とデータ品質に関してBSと定期的に通信する。フレーム誤り率と品質の測定値はパワー測定レポートメッセージを通してBSに報告される。メッセージは間隔の間、逆方向リンク上に間違って受け取られたフレームの数を含んでいる。順方向リンク信号のパワーレベルはフレーム誤りの数に基づいて調整される。そのような品質の測定フィードバックがフレーム誤り率に基づいているので、順方向リンクパワー制御は逆方向リンクパワー制御よりはるかに遅い。速い応答のため、逆方向リンク消去ビットは前のフレームが誤りを有して、あるいは誤りなく受け取られたかどうかをBSに知らせるのに使用されるかもしれない。チャンネルパワー利得は、順方向リンクパワーレベルを制御する方法としてメッセージか消去ビットを監視している間、絶え間なく調整されるかもしれない。
【0039】
データの通信に関しては、MSのために目標とされる有効な順方向リンクデータレートを調整している間、順方向リンクはMSに固定パワーレベルで送信されるかもしれない。全体的なシステムとして見られると、順方向リンクにおけるデータレート調整は干渉制御の形である。順方向リンクパワー制御が一般にカバー領域における干渉を制御するものであることに注意を要す。フィードバック品質測定が乏しい受信を示しているとき、データレートはパワーレベルを一定に保っている間に下げられ、干渉の影響を克服するかもしれない。データレートはまた、より高いデータレートで順方向リンク通信を受信するため他の端末を許容するように下げられるかもしれない。
【0040】
ここに引用文献として組み込まれた、少なくとも1つのCDMAスペクトル拡散システム標準にしたがって、開ループおよび閉ループのパワー制御計画の付加において、MSは標準によって指定される符号チャンネルの属性で出力パワーレベルを調整する。CDMA−2000では、MSは高められたアクセスチャンネルヘッダ、高められたアクセスチャンネルデータ、および逆方向パイロットチャンネルの出力パワーレベルに比例して逆方向の共通の制御チャンネルデータの出力パワーを設定する。逆方向パイロットチャンネルの出力パワーレベルは開および閉ループのパワー制御によって設定される。MSは符号チャンネルパワーレベルと逆方向パイロットチャンネルパワーレベルとの間のパワーレベル比率を維持する。比率は符号チャンネルで使用されるデータレートによって定義されるかもしれない。一般に、表が異なるデータレートにおける比率の値を提供する。一般に、比率は高いデータレートのために増加する。また、1に等しい比率も可能であるかもしれない。1に等しい比率では、パワー制御ループ800によって設定されるパイロットチャンネルのパワーレベルは符号チャンネルのパワーレベルと等しいかもしれない。トラヒックチャンネルのデータの送信の間、データレートとトラヒックチャンネルパワーレベルは調整されるかもしれない。パワーレベルは逆方向リンクのパイロットの相対的なパワーに基づいて選択されるかもしれない。いったん許容できるデータレートが選択されると、逆方向リンクパイロットパワーレベルに関する対応するチャンネル利得は、トラヒックチャンネルパワーレベルを設定するのに使用される。
【0041】
データモードにおいて、BSは異なるデータレートで多くのMSに通信リンクを供給しているかもしれない。例えば、順方向リンク接続状態の1つのMSは低いデータレートでデータを受信し、他のMSは高いデータレートで受信するかもしれない。逆方向リンク上では、BSは異なるMSから多くの逆方向リンク信号を受信しているかもしれない。独立した測定に基づくMSはBSから所望のデータレートを決めて、要求するかもしれない。一実施例では、所望の順方向リンクデータレートはデータレート制御(DRC)チャンネルを通してBSに通信される。BSは要求されたデータレートで順方向リンクデータ転送を提供することを試みる。逆方向リンク上では、MSは多くの可能な逆方向リンクデータレートから逆方向リンクデータレートを自主的に選択するかもしれない。一実施例では、選択されたデータレートは逆方向レートインディケータチャンネルを通してBSに通信されるかもしれない。また、各MSは予定されたサービスの程度に制限されるかもしれない。サービスの程度は順方向および/又は逆方向リンクの最大の利用可能なデータレートを制限するかもしれない。
【0042】
高いデータレートでのデータの通信は、低いデータレートよりもより大きな送信/受信信号パワーレベルを取る。順方向および逆方向リンクは音声通信の場合に同様のデータレート活動度を持っているかもしれない。音声情報の周波数スペクトルが制限されるので、順方向および逆方向リンクデータレートは低いデータレートに制限されるかもしれない。可能な音声データレートは一般的に知られており、ここに引用文献として組み込まれたIS−95およびIS−2000のような符号分割多重接続(CDMA)通信システム標準で記述される。しかしながら、データ通信については、順方向および逆方向リンクは同様のデータレートを持たないかもしれない。例えば、MSはデータベースからの大きいデータファイルを検索しているかもしれない。そのような場合では、順方向リンクの通信はデータパケットの送信のために支配的に占有される。順方向リンク上のデータレートは2.5Mbpsに達するかもしれない。一実施例では、順方向リンク上のデータレートはMSによってなされるデータレート要求に基づくかもしれない。一実施例では、逆方向リンク上のデータレートは低く、4.8から153.6Kbpsの範囲にされるかもしれない。
【0043】
一実施例において、閉ループパワー制御800の動作は、ステップ806で新しい設定点を決定することを含む。新しい設定点の決定は逆方向リンク通信のフレーム誤り率に一部基づくかもしれない。図4および7に例証されるように、情報をデコードする、したがってフレーム誤り率を決定する処理は信号の干渉消去を含むかもしれない。例えば、ステップ702でデコードした後、ステップ706および707で相関関係およびデコードが繰り返される前に、ある信号がステップ705で信号のサンプルから消去される。ステップ707でのデコードが満足できるならば、ステップ705で実行される干渉消去を繰り返す必要はない。デコードされたデータは次に各逆方向リンク通信のさらなる処理のために使用される。ステップ707の後にさらなる干渉消去が実行されないならば、各逆方向リンク信号のフレーム誤り率はステップ707のデコード結果に基づいて決定される。各逆方向リンクチャンネルのためのフレーム誤り率は、各対応する逆方向リンク閉ループパワー制御反復の新しい設定点を決定するために図8のステップ806で使用されるかもしれない。
【0044】
図9は一実施例による新しい設定点を決定するためのフローチャート900を示す。フローチャート900によって示される方法は図8の閉ループパワー制御800のステップ806で使用されるかもしれない。ステップ901で方法は、干渉消去が行われたかどうかを決定することを含んでいる。通常、図7の例示的実施例にしたがって示されたデコード処理がステップ705で示された干渉消去を含まないなら、新しい設定点はフレーム誤り率に基づいて決定される。フレーム誤り率が増加しているならば、設定点はステップ902で、例えば、1dBのような予定された量だけ増加される。フレーム誤り率が減少しているならば、設定点はステップ902で、例えば、1dBのような予定された量だけ減少される。図7の例示的実施例に従って示されたデコード処理がステップ705で示されたそれらのような干渉消去を含むならば、新しい設定点は消去処理の前後の信号のフレーム誤り率とS/Iに基づいて決定される。ステップ903では、干渉消去の前の信号のS/Iが測定される。ステップ904では、干渉消去の後の信号のS/Iが測定される。S/I測定は図4で示された受信器400の例示的実施例によって実行されるかもしれない。探索器406、フィンガー要素408、およびことによると結合器 412の動作はステップ705の干渉消去の処理の前後に受信された信号のS/Iを決定するために使用されているかもしれない。デコード演算はデコーダ414によって実行されるかもしれない。デコードステップ702がデコーダ414によって実行された後に、何らかの干渉消去が、例えば、CRC情報に基づいて決められるならば、デコーダ414は制御システム410および関連回路と接続されたサンプルRAM404に信号を出し、干渉消去の処理を実行する。この点において、探索器406、フィンガー要素408、およびことによると結合器 412は消去の処理の前後の信号のS/Iを決定する。干渉消去の処理の後に、デコードステップ707で決定されたS/Iはことによると新しいパラメタに基づく。新しいパラメタは消去ステップの後にS/Iを決定するための探索器406、フィンガー要素408、およびことによると結合器 412によって使用される。ステップ705で実行される干渉消去が信号S/1を変更したかもしれないので、新しいパラメタが使用される。
【0045】
ステップ905では、干渉消去の処理の前後の信号の差(デルタ値) S/Iが決定される。ここに、デルタ値は閉ループのパワー制御のために新しい設定点を決定するため組み込まれるべきステップ902に提供される。新しい設定点は、フレーム誤り率に基づいて計算された設定点からデルタ値を引算することによって計算されるかもしれない。新しい設定点は図8のステップ802に供給され、次のフレームのパワーアップおよびパワーダウン命令を決定するために使用される。干渉消去の処理に基づいたS/Iの使用は、通信システムのユーザによって経験された全体的な干渉を最小にするためのパワーアップおよびパワーダウン命令の信頼性を少なくとも1つの点で向上する。
【0046】
好ましい実施例の前の記述は、技術に熟練したどんな人も本発明を作りまたは使用することを可能にするように提供される。これらの実施例に対する様々な変更は技術に熟練した者に容易に明らかであり、ここに定義された一般的な原理は発明の才能の使用なしに他の実施例に適用されるかもしれない。したがって、本発明はここに示された実施例に限定されることを意図されず、ここに開示された原理と新規な特徴からなる最も広い範囲と一致されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】通信システムの一般的なブロックダイアグラムを示す。
【図2】送信器の一般的なブロックダイアグラムを示す。
【図3】図2の送信器で使用されるかもしれないウォルシュカバー/拡散モジュールのブロックダイアグラムを示す。
【図4】受信器のブロックダイアグラムを示す。
【図5】例示的ターボエンコーダのブロックダイアグラムを示す。
【図6】従来のターボデコーダのブロックダイアグラムを示す。
【図7】受信器で干渉消去の作動フローチャートを示す。
【図8】例示的閉ループのパワー制御に関するフローチャートを示す。
【図9】閉ループのパワー制御で使用されるべき新しい設定点を決定するためのフローチャートを示す。
Claims (12)
- 通信システムにおいて、
受信された信号に干渉消去処理を実行し、
前記干渉消去の実行の前後にそれぞれ前記受信された信号の第1および第2の信号対干渉比率を決定し、
前記第1および第2の信号対干渉比率間の差を決定し、
前記差に基づいて、前記受信された信号のソースから送信された信号のパワーレベルを制御するための信号対干渉の閾値を決定することを含む方法。 - 前記受信された信号のフレーム誤り率を決定することをさらに含み、
ここに、前記信号対干渉の閾値の決定は前記差および前記フレーム誤り率に基づいている請求項1による方法。 - データのデコードされたフレームを生成するため前記受信された信号をデコードし、
データの前記デコードされたフレームのための周期冗長検査を実行することをさらに含み、
ここに、前記消去処理を実行することは前記周期冗長検査が通るか否かに基づいている請求項1による方法。 - 前記ソースから送信された前記信号のパワーレベルをパワーアップまたはパワーダウンするために受信された信号の前記ソースに命令することをさらに含む請求項1による方法。
- 通信システムにおいて、
第1の信号を受信し、
前記第1受信信号に干渉消去の処理を実行し、
それぞれ前記干渉消去の実行の前後に、前記第1の受信信号の第1および第2の信号対干渉比率を決定し、
前記第1および第2の信号対干渉比率の差を決定し、
前記差に基づいて、信号のパワーレベルを制御するために信号対干渉の閾値を決定し、
第2の信号を受信し、
前記第2の受信信号の信号対干渉を測定し、
前記第2の受信信号の前記信号対干渉を前記信号対干渉の閾値と比較し、
前記比較に基づいて前記信号のパワーレベルをパワーアップまたはダウンするように前記信号のソースに命令することを含む方法。 - 前記第1の受信信号のフレーム誤り率を決定することをさらに含み、
ここに、前記信号対干渉の閾値を決定することが前記フレーム誤り率の差に基づいている請求項5による方法。 - データのデコードされたフレームを生成するために前記第1の受信信号をデコードし、
データの前記デコードされたフレームのための周期冗長検査を実行することをさらに含み、
ここに、前記消去処理を実行することは前記周期冗長検査が通るか否かに基づいている請求項5による方法。 - 通信システムにおいて、
信号を受信するための受信器と、
受信された信号の干渉消去を実行する信号プロセッサと、
それぞれ前記干渉消去の実行の前後に、第1および第2の信号対干渉比率間の差を生成するように、前記受信信号の第1および第2の信号対干渉比率を決定する相関器と、
前記受信信号のソースから送信された信号のパワーレベルを制御するために前記差に基づいた信号対干渉の閾値を決定するコントローラとを含む装置。 - 前記受信信号のフレーム誤り率を決定するデコーダをさらに含み、
前記コントローラが前記差と前記フレーム誤り率に基づいて前記信号対干渉の閾値を決定する請求項8による装置。 - データのデコードされたフレームを生成するため前記受信信号をデコードするデコーダをさらに含み、
前記コントローラはさらにデータの前記デコードされたフレームの周期冗長検査を実行し、
前記信号プロセッサはさらに前記周期冗長検査が通ったか否かに基づいて前記消去処理を実行する請求項8による装置。 - 前記受信器とともに作動する送信器をさらに含み、前記送信器が前記受信器のための目標とされる信号の送信パワーレベルをパワーアップまたはダウンするため前記受信信号のソースに命令する請求項8による装置。
- 前記干渉消去の前後に前記受信信号のサンプルを格納するためのメモリユニットをさらに含む請求項8による装置。
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