JP2005244967A - 移動通信システムにおける制御情報を伝送する装置及び方法 - Google Patents

移動通信システムにおける制御情報を伝送する装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 パケットデータに対する制御情報を別途のチャンネルを使用せず伝送する装置及び方法を提供する。
【解決手段】 移動通信システムにおいて制御情報を伝送する装置及び方法は、データが受信されたか否かとデータがエラーを含むか否かとに従って、所定の相互に異なるパイロットパターンを有するパイロット信号を選択し、選択されたパイロット信号を制御情報として専用物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに挿入して伝送する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、移動通信システムにおいて、アップリンクパケットデータが受信されたか否かを示す制御情報を伝送する装置及び方法に関し、特に、別途のチャンネル又はコードを使用せず制御情報を伝送する装置及び方法に関する。
符号分割多重接続（Code Division Multiple Access；以下、ＣＤＭＡと称する）移動通信システムは、音声信号を主に送受信するＩＳ−９５の規格から発展して、現在、音声及び高速データの伝送が可能なＩＭＴ（International Mobile Telecommunication）−２０００の規格が実現されている。ＩＭＴ−２０００規格では、高品質の音声、動画像、インターネット検索のサービスを目標としている。
上述したように、移動通信システムは、音声、データなどのような情報を提供するための多様な方案が実現されているが、その代表的な例がＵＭＴＳ（Universal Mobile Terrestrial System）通信システムでの高速順方向パケット接続（High Speed Downlink Packet Access；ＨＳＤＰＡ）方式である。
一般に、高速順方向パケット接続方式は、順方向高速パケットデータ伝送を支援するための順方向データチャンネルである高速順方向共通チャンネル（High Speed Downlink Shared Channel；ＨＳ−ＤＳＣＨ）とこれに関連する制御チャンネルとを使用するデータ伝送方式を総称する。高速順方向パケットデータサービスを支援するために、適応的変調方式及びコーディング方式（Adaptive Modulation and Coding；以下、“ＡＭＣ”と称する）、複合再伝送方式（Hybrid Automatic Retransmission Request；以下、“ＨＡＲＱ”と称する）、及び速いセル選択（Fast Cell Select；以下、“ＦＣＳ”と称する）方式が提案された。以下、ＨＡＲＱ方式、特に、多チャンネル停止-待機ハイブリッド自動再伝送方式（n-channel Stop And Wait Hybrid Automatic Retransmission Request；以下、“ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ＳＡＷ ＨＡＲＱ”と称する）を説明する。
ＨＡＲＱ方式は、ＡＲＱ（Automatic Retransmission Request）方式の伝送効率を増加させるために、下記のような２種類の方法を新しく適用したものである。一番目の方法は、使用者端末（User Equipment；ＵＥ）とＮｏｄｅ Ｂとの間での再伝送要求及び応答を遂行するものであり、二番目の方法は、ＵＥがエラーが発生したデータを一時的に貯蔵し、この貯蔵されたデータを該当データ（エラーが発生したデータ）の再伝送データと結合（Combining）してデコーディングを遂行することである。単チャンネル（single channel）ＳＡＷ ＡＲＱ方式の場合、以前のパケットデータに対するＡＣＫを受信した後のみに、次のパケットデータを伝送する。しかしながら、このように、以前のパケットデータに対するＡＣＫを受信した後のみに、次のパケットデータを伝送するので、以前のパケットデータに対するＡＣＫを受信する前に、現在のパケットデータを伝送しない場合が発生することがある。
ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ＳＡＷ ＨＡＲＱ方式では、以前のパケットデータに対するＡＣＫを受信しない状態で複数のパケットデータを連続的に伝送し、これによって、チャンネルの使用効率を高めることができる。すなわち、ＵＥとＮｏｄｅ Ｂとの間に特定の時間又はチャンネル番号によって識別可能なｎ個の論理チャンネル（Logical Channel）を設定する。パケットデータを受信するＵＥは、受信したパケットデータがどんなチャンネルを通して伝送されたパケットデータであるかを識別し、受信したパケットデータに対する必要な過程を遂行する。受信されるべき手順通りにパケットデータを再構成するか、又は、このパケットデータのソフトコンバイニング（soft combining）を遂行する。
下記表１及び表２は、移動通信システムのダウンリンク及びアップリンクで使用される物理チャンネルを示す。
Figure 2005244967
Figure 2005244967
ダウンリンク物理チャンネルは、直交可変拡散係数（orthogonal variable spreading factor；ＯＶＳＦ）コードを用いて区分する。
移動通信システムにおいて、アップリンクを通してパケットデータサービスを支援するためには、ダウンリンクを通してパケットデータサービスを支援する方式と類似した方式が導入されることができる。すなわち、ダウンリンクと同様に、停止-待機自動再伝送（Stop and Wait ＡＲＱ；ＳＡＷ ＡＲＱ）方式及びｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ＳＡＷ ＨＡＲＱ方式が導入されることができる。
ＡＲＱ方式及びｎ−ｃｈａｎｎｅｌ ＳＡＷ ＨＡＲＱ方式を使用するアップリンクパケットデータサービスにおいて、ダウンリンクを用いてパケットデータをエラーなく受信したか否かに関する制御情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報）を伝送する方案について説明する。ダウンリンクを用いてＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送する方案は、時間多重化(time multiplexing)方案とコード多重（code multiplexing）方案とに区分される。以下、図１を参照して、時間多重化方案について説明した後、図２を参照して、コード多重化方案について説明する。
図１は、ダウンリンク物理チャンネルを示す。このダウンリンク物理チャンネルの種類及び機能については、表１に記載されている通りである。図１を参照すると、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、物理チャンネルのデータをパンクチャーリングして生成された空間に時間多重化された後に伝送される。すなわち、上記物理チャンネルは、データを伝送しない所定の区間に含まれた上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送する。
図２は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をコード多重化してダウンリンク物理チャンネルを介して伝送するステップを示す。図２を参照すると、データを伝送する従来の物理チャンネルの以外にＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送するための別途の物理チャンネルを生成し、この生成された物理チャンネルを介してＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送する。従来の物理チャンネルとＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送するための物理チャンネルは、上述したように、ＯＶＳＦコードを用いて識別される。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送するための物理チャンネルは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報伝送チャンネルを示す制御情報を含むことができる。
図１に示す方案は、従来の物理チャンネルの所定の区間にＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を挿入しなければならないので、従来の物理チャンネルを介して伝送されるデータの一部が損失されることがある。また、図２に示す方案は、従来の物理チャンネルを介して伝送されるデータは損失されないが、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送するために生成された物理チャンネルのための電力と追加のＯＶＳＦコードが使用されなければならない、という問題点がある。
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、パケットデータに対する制御情報を別途のチャンネルを使用せず伝送する装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、パケットデータに対する制御情報をデータの損失なく伝送する装置及び方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、別途のチャンネル又はコードを使用せず制御情報を伝送することによってシステムの伝送性能の低下を防止する装置及び方法を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明の実施形態による移動通信システムにおいて、伝送したデータの受信に関する制御情報を伝送する方法であって、上記データが受信されたか否かと上記データがエラーを含むか否かとに従って、所定の相互に異なるパイロットパターンのうちの１つを有するパイロット信号を生成するステップと、この生成されたパイロット信号を上記制御情報として物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに挿入して伝送するステップと、を備えることを特徴とする。
また、本発明の実施形態による移動通信システムにおいて、伝送したデータの受信に関する制御情報を受信する方法であって、物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに挿入されたパイロット信号を上記伝送したデータに対する制御情報として検出するステップと、この検出されたパイロット信号のパイロットパターンに基づいて、上記データが受信されたか否かと上記データがエラーを含むか否かとを確認し、この確認の結果に基づいて、上記データが再伝送されたか否かを決定するステップと、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明の実施形態による移動通信システムにおいて、データの受信に関する制御情報を伝送する装置であって、上記データが受信されたか否かと上記データがエラーを含むか否かとに従って、所定の相互に異なるパイロットパターンのうちの１つを有するパイロット信号を生成するパイロットパターン生成部と、この生成されたパイロット信号を物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに上記制御情報として挿入するパイロットパターン挿入部と、上記物理チャンネルフレームを変調して伝送する変調部と、を備えることを特徴とする。
なお、本発明の実施形態による移動通信システムにおいて、伝送したデータの受信に関する制御情報を受信する装置であって、物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに挿入されたパイロット信号を上記伝送したデータに対する制御情報として検出するチャンネル推定器と、この検出されたパイロット信号のパイロットパターンによって、上記データが受信されたか否かと上記データがエラーを含むか否かとを確認し、この確認の結果によって、上記データが再伝送されたか否を決定するパケットチャンネル調整器と、を含むことを特徴とする。
本発明は、基地局がアップリンクパケットチャンネルに対する処理結果をダウンリンクＤＰＣＨパイロットフィールドを用いて送信し、ＵＥがＤＰＣＨパイロットフィールドを抽出してアップリンクパケットチャンネルに対する処理結果を判断し、アップリンクパケットチャンネルのＡＲＱ又はＨＡＲＱを動作する方法を開示している。従って、本発明の実施形態では、アップリンクパケットチャンネルに対する処理結果（制御情報）を伝送するために、別途の物理チャンネルを使用しないことによって、追加的な電力及び直交可変拡散係数（ＯＶＳＦ）コードを消費しない。また、アップリンクパケットチャンネルに対する処理結果（制御情報）を既存の物理チャンネルのデータの損失なく伝送することによって、物理チャンネルの性能低下を防止する。さらに、他の情報の伝送のために、一本の物理チャンネルをダウンリンクに追加する場合、これを通して伝送する情報の量を減らすことができる、という長所がある。
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
本発明は、別途のコード又は時間を使用して制御情報を伝送せず、通常的なパイロットチャンネルのシンボル／ビットパターンを用いて制御情報を送受信する方式を提案する。本発明は、３つの実施形態を開示する。第１の実施形態は、専用物理チャンネル（Dedicated Physical Channel；以下、‘ＤＰＣＨ’と称する。）のパイロットフィールドを通して制御情報としてＡＣＫ／ＮＡＣＫを伝送する方式を提案する。第２の実施形態は、ＤＰＣＨのパイロットフィールドをビームフォーミング（beam forming）を支援するための基準（reference）として使用すると同時に、上記パイロットフィールドを通して制御情報としてＡＣＫ／ＮＡＣＫを伝送する方式を提案する。第３の実施形態は、直交パターンセットの生成に従って、制御情報としてＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＭＩＳＳを伝送する方式を提案する。第３の実施形態では、理解を助けるために、制御情報としてＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＭＩＳＳを伝送する方法のみについて説明する。また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＭＩＳＳの以外に、他の制御情報も本発明が提案する装置及び方法によって伝送されることができる。
第１の実施形態
以下、添付図面を参照して本発明の第１の実施形態について具体的に説明すると、下記の通りである。
本発明が提案する第１の実施形態は、既存のダウンリンクＤＰＣＨのパイロットフィールドに対する位相変調を通じてＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送する方法に関する。第１の実施形態において、専用（dedicated）チャンネルの位相基準（phase reference）が共通制御チャンネル（ＣＰＩＣＨ）である場合を仮定している。専用チャンネルであるダウンリンク専用物理チャンネル（ＤＰＣＨ）は、制御チャンネルである専用物理制御チャンネル（ＤＰＣＣＨ）及びデータチャンネルである専用物理データチャンネル（ＤＰＤＣＨ）が時間多重化された後に伝送される。また、ＤＰＣＣＨを通して専用チャンネルの位相基準、すなわち、チャンネル補償のための専用チャンネル推定（dedicated channel estimation）及びビームフォーミングを支援するための基準（reference）として使用されることができるパイロットフィールドを伝送した。本発明の第１の実施形態では、ＣＰＩＣＨは、上記パイロットフィールドに代わる。
図３は、本発明の第１の実施形態によるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送するための送信器の構造を示すブロック図である。
以下、図３を参照して、本発明の第１の実施形態によるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送する送信器の構造について説明する。送信器は、ＤＰＤＣＨ生成部３００、ＤＰＣＣＨ生成部３０２、多重化部３０４、パイロットビット挿入部３０６、変調部３０８、パイロットビット生成部３１２、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４、及び乗算器３１０を含む。
端末機（ＵＥ）のアップリンクパケットデータを受信した基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）は、上記受信したデータを復調する。上記復調の結果、基地局は、受信したデータがエラーを含むか否かを分析してＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を生成する。上記受信したデータに対してエラーが発生すると、基地局は、パケットデータの再伝送を要請するＮＡＣＫ情報を生成し、上記受信したデータに対してエラーが発生しなければ、基地局は、パケットデータの再伝送を要請しないＡＣＫ情報を生成する。この生成されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４に伝達される。
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４は、受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に従って、特定のＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を生成する。すなわち、上記受信した情報がＡＣＫ情報である場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４は、＋１の値を有する信号を生成し、上記受信した情報がＮＡＣＫ情報である場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４は、−１の値を有する信号を生成する。上記受信した情報に従って生成されるＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は、ユーザーの選択に従って異なる値を有することができる。すなわち、他の実施形態において、上記受信した情報がＡＣＫ情報である場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４は、−１を発生し、上記受信した情報がＮＡＣＫ情報である場合、＋１を発生することができる。しかしながら、一般的に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４は、基本値として＋１を出力し、上記受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報がＡＣＫ情報である場合、−１を発生する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４の基本値を＋１として設定する理由は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報が伝達されない場合、従来の標準案で提案した条件を満足するためである。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４は、上記生成されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を乗算器３１０に出力する。
パイロットビット生成部３１２は、所定のパイロットパターンを有するパイロット信号を生成する。この生成されたパイロットパターンについては、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規格ＴＳ２５．２１１に定義されている。しかしながら、本発明の実施形態が他のパイロットパターンに対しても容易に適用されることができることは自明である。上記生成されたパイロット信号は、乗算器３１０に伝送された。乗算器３１０は、上記受信したパイロット信号及びＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４から伝送されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に対する乗算を遂行する。下記式(1)は、乗算器３１０で遂行する動作を示す。
Figure 2005244967
ここで、Ｓｉ（ｎ）は、乗算器３１０の出力信号である。Ａ（ｉ）は、ｉ番目のスロットに該当するＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部３１４から伝送されたＡＣＫ信号又はＮＡＣＫ信号、すなわち、“＋１”又は“−１”である。Ｐｉ（ｎ）は、ｉ番目のスロットに該当するダウンリンクＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）のパイロット信号である。また、ｎは、物理チャンネルのタイムスロットを示すスロットインデックスであって、パイロット信号が存在するスロットを示すパイロットフィールドと残りのフィールドとに区分される。上記式(1)によると、ｎがパイロットフィールドに属していない場合には、乗算器３１０は、“０”を出力する。乗算器３１０の出力であるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を含むパイロット信号は、パイロットビット挿入部３０６に伝送される。
一方、ＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）生成部３００は、受信したＤＣＨ（Dedicated Channel）データを用いてＤＰＤＣＨデータを生成し、この生成されたＤＰＤＣＨデータを多重化部３０４に伝送する。ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）生成部３０２は、ＤＰＤＣＨの伝送電力制御（Transmit Power Control；ＴＰＣ）情報と伝送フォーマット結合指示子（Transport Format Combination Indicator；ＴＦＣＩ）とを用いてＤＰＣＣＨデータを生成し、この生成されたＤＰＣＣＨデータを多重化部３０４へ伝送する。多重化部３０４は、上記受信したＤＰＤＣＨデータ及びＤＰＣＣＨデータを多重化して生成したＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）データをパイロットビット挿入部３０６へ伝送する。
パイロットビット挿入部３０６は、乗算器３１０から伝送された信号を上記ＤＰＣＨデータと時間多重化してＤＰＣＨフレームを出力する。上記時間多重化されたＤＰＣＨフレームは、変調部３０８で変調された後に送信アンテナを介して伝送される。
図４は、本発明の第１の実施形態による受信器の構成を示すブロック図である。ＤＰＤＣＨを通して伝送されたデータ及びＤＰＣＣＨを通して伝送された制御信号は、それぞれの別途の経路を通して復調されることができる。しかしながら、本発明の実施形態では、発明の要旨を明確にするために関心対象であるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を処理する処理経路のみについて説明する。
図４に示す受信器において、送信器で伝送したＤＰＣＨ信号は、復調過程を経てチャンネル補償器４００へ伝送される。チャンネル補償器４００でチャンネル補償過程を経た受信信号は、復調部４０２で復調過程を遂行する。また、チャンネル補償器４００でチャンネル補償過程を経た上記受信信号は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ抽出器４０４に伝送される。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ抽出器４０４は、上記受信信号に含まれたパイロット信号からＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を抽出する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ抽出器４０４の詳細な構造については、図５を参照して説明する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ抽出器４０４で抽出されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、パケットチャンネル調節器４０６に伝達される。パケットチャンネル調節器４０６は、上記受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に従って、以前に伝送したアップリンクパケットデータが再伝送されるか否かを決定する。
図４では、パイロット信号がチャンネル補償器４００の以後に抽出される。しかしながら、他の実施形態の場合、チャンネル補償器４００の以前にチャンネル推定を遂行するために抽出されたパイロット信号を用いることもできる。すなわち、本発明の実施形態において、ＡＣＫ／ＮＡＣＫの判断のために用いられるパイロット信号は、チャンネル補償過程と関係なく、どこでも抽出されることができる。当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、パイロット信号の抽出位置に関係なく受信器を容易に構成することができる。
図５は、本発明の第１の実施形態によるＡＣＫ／ＮＡＣＫ抽出器４０４の構成を示すブロック図である。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ抽出器４０４は、ＤＰＣＨ受信判断器５０２、ＤＰＣＨパイロット抽出器５００、ＤＰＣＨパイロットフィールドパターン検出器５０４、及びＡＣＫ／ＮＡＣＫ判別器５０６を含む。以下、図５を参照して、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ抽出器４０４の構成について詳細に説明する。
ＤＰＣＨ受信判断器５０２は、現在受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであるか否かを判断する。現在受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであり、現在の時間（タイムスロット）がアップリンクパケットチャンネルのチャンネル復号に対する処理結果（すなわち、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報）を受信すべき時間であれば、図５の残りの構成５００、５０４、及び５０６が動作する。
ＤＰＣＨ受信判断器５０２が上記受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであり、受信器で上記チャンネル復号結果に関する情報を受信しなければならない時間であると判断すると、ＤＰＣＨパイロット抽出器５００は、チャンネル補償器４００の出力である受信信号からＤＰＣＨ信号のパイロットフィールド成分のみを抽出し、上記抽出されたパイロットフィールド成分をＤＰＣＨパイロットフィールドパターン検出器５０４に出力する。下記式(2)は、ＤＰＣＨパイロットフィールドパターン検出器５０４へ伝送される信号を示す。
Figure 2005244967
ここで、ｒｉ（ｎ）は、ｉ番目のスロットのｎ番目のパイロット信号を示し、上記ｈ（ｉ，ｎ）は、ｉ番目のスロットのｎ番目のパイロット信号が経験したチャンネル環境を示すフェージング応答信号である。上記ＤＰＣＨパイロットフィールドパターン検出器５０４は、ＤＰＣＨのスロットフォーマット及び現在復調中であるＤＰＣＨの１つのフレーム内のスロット番号を用いて、式(2)のようなＤＰＣＨ信号のパイロットフィールドパターンを検出する。１つのフレーム内のスロット番号とこれに該当するパイロットパターンは、３ＧＰＰ規格ＴＳ２５．２１１に定義されている。しかしながら、本発明の実施形態がこれと異なるパイロットパターンに対しても容易に適用されることができることは明らかである。下記式(3)は、上記ＤＰＣＨパイロットフィールドパターン検出器５０４から出力される信号を示す。
Figure 2005244967
ここで、上記ＮＰＩＬＯＴは、パイロットフィールドに含まれるパイロットシンボルの数を示し、上記ＮＳＴＡＲＴは、パイロットフィールドの開始シンボルインデックスを示し、上記ＮＥＮＤは、パイロットフィールドの最後シンボルインデックスを示す。式(4)は、パイロットシンボルの電力を示す。式(3)において、符号を有することができる成分は、Ａ（ｉ）である。従って、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判別器５０６は、ＤＰＣＨパイロットフィールドパターン検出器５０４から伝送されたＹｉの符号成分Ａ（ｉ）を用いて以前に伝送されたアップリンクパケットデータが再伝送されるか否かを決定する。このとき、Ｙｉが（＋）の符号を有すると、以前に伝送されたデータの再伝送が要請されたものと決定する。
図６は、本発明の第１の実施形態に従う送信器及び受信器の動作を示す。以下、図６を用いて本発明の第１の実施形態に従う送信器及び受信器での動作について詳細に説明する。
ステップ６００で、送信器は、現在のタイミングがパケットデータに対する応答（Acknowledgement）タイミングであるか否かを判断する。ステップ６００では、受信されたパケットデータに対するエラーがあるか否か及び再伝送されたか否かを判断する。この判断の結果、応答タイミングであれば、ステップ６０２を遂行し、応答タイミングでなければ、ステップ６０４うを遂行する。ここで、現在のタイミングが応答タイミングではないということは、基地局は、端末機が伝送したアップリンクパケットデータを受信しなかった場合を示すことができる。
ステップ６０２で、送信器は、アップリンクパケットチャンネルの処理結果を二進ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に変換する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号は、“＋１”又は“−１”の値を有する。“＋１”の値は、受信されたパケットデータに対してエラーが発生した（すなわち、ＮＡＣＫ）ことを意味し、“−１”の値は、受信されたパケットデータに対してエラーが発生しなかった（すなわち、ＡＣＫ）ことを意味する。ステップ６０４で、“＋１”の値を基本値として有するＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を生成する。ステップ６０６で、送信器は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号をパイロット信号に乗じてＤＰＣＨフレームに挿入した後、ステップ６０８で、ＤＰＣＨフレームに対して変調ステップを遂行した後受信器に伝送する。ステップ６０８からステップ６１０への進行は、無線チャンネル上の伝送に相当する。
ステップ６１０で、受信器は、送信器から送信されたＤＰＣＨ信号を受信して逆拡散した後、ステップ６１２に移動してチャンネル補償過程を遂行する。ステップ６１４で、受信器は、チャンネル補償ステップを経た受信信号に対する復調過程及びチャンネル復号化過程を遂行する。
一方、ステップ６１６で、受信器は、チャンネル補償ステップを経た受信信号からＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を抽出する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を抽出するステップについては、図５で説明した通りである。
ステップ６１８で、受信器は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に基づいてアップリンクパケットデータが再伝送されたか否かを決定する。すなわち、ＮＡＣＫである場合、以前に伝送されたパケットデータを再伝送し、ＡＣＫである場合、新しいパケットデータを再伝送する。ステップ６２０で、送信器は、アップリンクパケットデータに対する復調及び復号化過程を遂行し、アップリンクパケットデータにエラーがあるか否かを判断し、アップリンクパケットチャンネルに対する処理結果をステップ６０２へ伝送する。
一般的に、システムにビームフォーミング（beam forming）技術を使用する場合、ＤＰＣＣＨを通して伝送されるパイロットフィールドは、ＵＥ別に正確なビームを生成するために遂行されるチャンネル推定過程で位相基準（phase reference）として使用される。この場合、第１の実施形態で説明した方法を使用すると、ＡＣＫ又はＮＡＣＫに従って、専用（dedicated）パイロットの位相が反転し、基地局及びＵＥが予め知っているパイロットパターンとは異なるパイロットパターンが伝送される。これによって、チャンネル推定を遂行することができないという問題が発生することができる。従って、後述される第２の実施形態は、上記専用パイロットを使用したチャンネル推定に対して何らの影響を及ぼすことなく、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をパイロット信号に含ませて伝送する方案を提案する。
第２の実施形態
以下、添付図面を参照して、本発明の第２の実施形態について具体的に説明する。
上述した第１の実施形態では、ＣＰＩＣＨが専用チャンネルの位相基準であると仮定する。このような場合、ＡＣＫ又はＮＡＣＫに従って、専用パイロット信号の位相が反転し、その結果、チャンネル推定を遂行することができない。従って、第２の実施形態では、専用パイロット信号を使用したチャンネル推定に影響せず、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をパイロットフィールドに挿入する方案を提案する。第２の実施形態では、ビームフォーミングを使用する場合、ＣＰＩＣＨの代わりにＤＰＣＨのパイロットフィールドがチャンネル推定のための位相基準として使用される。
図７は、本発明の第２の実施形態に従うＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送するための送信器の構造を示すブロック図である。第２の実施形態は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を従来のダウンリンクＤＰＣＨのパイロットフィールドを用いて伝送する方案を提案する。送信器は、ＤＰＤＣＨ生成部７００、ＤＰＣＣＨ生成部７０２、多重化部７０４、パイロットパターン挿入部７０６、変調部７０８、及びパイロットパターン選択部７１０を含む。
端末機からアップリンクパケットデータを受信した基地局は、上記受信されたデータを復調する。この復調の結果、基地局は、受信されたデータにエラーがあるか否かを分析してＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を生成する。このとき、上記受信されたデータに対してエラーが発生すると、基地局は、パケットデータの再伝送を要請するＮＡＣＫ情報を生成し、上記受信されたデータに対してエラーが発生しなければ、パケットデータの再伝送を要請しないＡＣＫ情報を生成する。上記生成されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、パイロットパターン選択部７１０に伝送される。
パイロットパターン選択部７１０は、上記受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に従って、特定ＡＣＫ／ＮＡＣＫパイロット信号を発生する。上記受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報がＡＣＫ情報であれば、所定のｐｉ１（ｎ）を発生し、上記受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報がＮＡＣＫ情報であれば、所定のｐｉ０（ｎ）を発生する。ｐｉ０（ｎ）は、従来のｉ番目のスロットのためのパイロットパターンと同一であり、ｐｉ１（ｎ）は、ｐｉ０（ｎ）に直交するように定義された新たなパイロットパターンを意味する。Ｎｐｉｌｏｔ≧２であるすべてのｐｉ０（ｎ）に対して直交性を有するｐｉ１（ｎ）の定義が可能である。パイロットパターン選択部７１０の出力であるＡＣＫ／ＮＡＣＫパイロット信号は、パイロットパターン挿入部７０６に伝送される。
一方、ＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）生成部７００は、受信したＤＣＨを用いてＤＰＤＣＨデータを生成し、この生成されたＤＰＤＣＨデータを多重化部７０４へ伝送する。ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）生成部７０２は、受信した伝送電力制御（Transmit Power Control；ＴＰＣ）情報及び伝送フォーマット結合指示子（Transport Format Combination Indicator；ＴＦＣＩ）を用いてＤＰＣＣＨデータを生成し、この生成されたＤＰＣＣＨデータを多重化部７０４に伝送する。多重化部７０４は、上記受信したＤＰＤＣＨデータ及びＤＰＣＣＨデータを多重化して生成したＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）データをパイロットパターン挿入部７０６へ伝送する。
パイロットパターン挿入部７０６は、パイロットパターン選択部７１０から受信した上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫパイロット信号を上記ＤＰＣＨデータと時間多重化してＤＰＣＨフレームを生成する。上記時間多重化された上記ＤＰＣＨフレームは、変調部７０８で変調された後、送信アンテナを介して伝送される。
図８は、本発明の第２の実施形態による受信器の構造を示すブロック図である。第２の実施形態は、チャンネル補償の以前のステップでＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を復元する。
図８に示す受信器において、送信器から伝送された受信信号は、復調過程を経てチャンネル推定器８０４及びチャンネル補償器８００へ伝送される。チャンネル推定器８０４は、上記受信信号を用いてチャンネル推定過程を遂行すると同時に、上記受信信号からＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報として使用されるパイロット信号を抽出する。チャンネル推定器８０４については、以下、図９を参照して詳細に説明する。チャンネル推定器８０４によって生成されたチャンネル推定値は、チャンネル補償器８００へ伝送され、上記抽出されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、パケットチャンネル調節器８０６へ伝送される。チャンネル補償器８００でチャンネル補償過程を経た受信信号は、変調部８０２へ伝送される。変調部８０２は、上記受信信号を復調してＤＰＣＨデータを出力する。パケットチャンネル調節器８０６は、上記受信したＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に従って、アップリンクパケットデータが再伝送されたか否かを決定する。
図８では、パイロット信号がチャンネル推定の以前に抽出される。しかしながら、他の実施形態では、チャンネル補償が完了されたデータシンボルからパイロットパターンを抽出して使用することもできる。すなわち、本発明の実施形態において、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報として用いられるパイロット信号は、チャンネル推定器８０４の位置と関係なく、どこでも抽出されることができる。当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、パイロット信号の抽出位置に関係なく受信器を容易に構成することができる。
図９は、本発明の第２の実施形態によるチャンネル推定器８０４の構造を示すブロック図である。チャンネル推定器８０４は、ＤＰＣＨ受信判断器９００、ＤＰＣＨパイロット抽出器９０２、乗算器９０４及び９０６、累算器９０８及び９１０、比較器９１２を含む。以下、図９を参照してチャンネル推定器８０４の構造について詳細に説明する。
ＤＰＣＨ受信判断器９００は、現在の受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであるか否かを判断する。現在受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであり、現在の時間（タイムスロット）が送信器でアップリンクパケットチャンネルのチャンネル復号に対する処理結果（すなわち、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報）を受信しなければならない時間であれば、図９の残りの構成９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、及び９１４が動作する。
ＤＰＣＨ受信判断器９００は、上記受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであり、受信器が上記チャンネル復号結果に関する情報を受信しなければならない時間であると判断すると、ＤＰＣＨパイロット抽出器９０２は、受信信号からＤＰＣＨ信号のパイロットフィールド成分のみを抽出し、この抽出されたパイロットフィールド成分を乗算器９０４及び９０６へ伝達する。乗算器９０４及び９０６は、上記パイロットフィールド成分のパイロットシンボルを受信する。下記式(5)は、乗算器９０４及び９０６へ入力される信号を示す。
Figure 2005244967
ここで、ｐｉｊ（ｎ）（ｊ＝０又は１）は、送信器で使用したパイロットパターンを示し、式(6)は、逆拡散過程を経たチャンネル補償前の受信信号を意味する。ｉは、スロットインデックスである。乗算器９０４は、上記入力されたパイロットシンボル及びｉ番目のスロットに割り当てられたパイロットパターンである式(7)に対する乗算を遂行した後、累算器９０８に伝送する。乗算器９０６は、上記入力されたパイロットシンボルと、式(7)と直交し、ＡＣＫ情報に割り当てられたパイロットパターンである式(8)に対する乗算を遂行した後、累算器９１０に伝送する。累算器９０８及び９１０は、乗算器９０４及び９０６の各々から受信した信号を所定の時間単位で蓄積する。下記式(9)は、累算器９０８及び９１０が遂行する動作に従って、ｋ番目の累算器から出力された信号を示す。
Figure 2005244967
式(9)に示すように、送信器で使用したパイロットパターンと受信器での乗算器のうちのいずれか１つに入力されたパイロットパターンが同一である場合には、該当乗算器の出力は、式(10)の値を有し、送信器で使用したパイロットパターンと受信器での乗算器のうちのいずれか１つに入力されたパイロットパターンが異なる場合、すなわち、２つのパイロットパターンが直交する場合には、該当乗算器の出力は、０の値を有する。
比較器９１２は、累算器９０８及び累算器９１０から受信した信号の大きさを比較する。この比較の結果、累算器９０８が伝達した信号が累算器９１０が伝達した信号よりも大きさが大きい場合、比較器９１２は、累算器９０８の出力をチャンネル推定値として出力する。この比較の結果、累算器９１０が伝達した信号が累算器９０８が伝達した信号よりも大きさが大きい場合、比較器９１２は、累算器９１０の出力をチャンネル推定値として出力する。比較器９１２は、この比較の結果に従って、累算器９０８又は累算器９１０の出力をチャンネル補償器８００へ伝送する。
また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判別器９１４は、この比較の結果に従って、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを判断してパケットチャンネル調節器８０６へ伝送する。具体的に、累算器９０８の出力値が累算器９１０の出力値より大きい場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判別器９１４は、上記受信信号をＡＣＫと判断し、累算器９１０の出力値が累算器９０８の出力値より大きい場合、上記受信信号をＮＡＣＫと判断する。
乗算器９０４及び９０６で使用したパイロットパターンの種類に従って、選択された累算器に基づくＡＣＫ／ＮＡＣＫの検出が遂行される。すなわち、該当スロットの予め設定されたパイロットパターンを乗じる乗算器の値を蓄積する累算器の値が選択されると、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ判別器９１４は、上記受信信号をＡＣＫと判断し、ＡＣＫ情報のパイロットパターンを乗じる乗算器の値を蓄積する累算器の値が選択されると、上記受信信号をＮＡＣＫと判断する。
図１０は、本発明の第２の実施形態による送信器及び受信器の動作を示すフローチャートである。以下、図１０を参照して、本発明の第２の実施形態による送信器及び受信器での動作について詳細に説明する。
ステップ１０００で、送信器は、現在のタイミングがパケットデータに対する応答タイミングであるか否かを判断する。ステップ１０００では、受信したパケットデータにエラーがあるか否かとデータが再伝送されたか否かを判断する。この判断の結果、現在のタイミングが応答タイミングであれば、ステップ１００２を遂行し、現在のタイミングが応答タイミングでなければ、ステップ１００４を遂行する。ステップ１００２で、送信器は、アップリンクパケットチャンネルの処理結果に対応するパイロットパターンを選択する。上記アップリンクパケットチャンネルの処理結果に対応するパイロットパターンは、“ｐｉ０（ｎ）”又は“ｐｉ１（ｎ）”を含む。“ｐｉ０（ｎ）”は、該当ｉ番目のスロットの予め設定されたパイロットパターンであって、受信されたパケットデータにエラーがない（すなわち、ＡＣＫ）ことを意味し、“ｐｉ１（ｎ）”は、上記予め設定されたパイロットパターンと直交するパターンであって、受信されたパケットデータにエラーが発生した（すなわち、ＮＡＣＫ）ことを意味する。ステップ１００４で、パイロットパターンとして“ｐｉ０（ｎ）”を選択する。
ステップ１００２又はステップ１００４から選択されたパイロットパターンは、ステップ１００６に伝送される。ステップ１００６で、送信器は、上記選択されたパイロットパターンを有するパイロット信号をＤＰＣＨフレームに挿入した後、ステップ１００８で、送信器は、上記ＤＰＣＨフレームに対して変調過程を経て受信器へ伝送する。参考に、ステップ１００８からステップ１０１０への進行は、無線チャンネル上の伝送に相当する。
ステップ１０１０で、受信器は、送信器から送信されたＤＰＣＨ信号を受信して逆拡散した後、ステップ１０１２を遂行する。すなわち、受信器は、チャンネル推定過程を遂行する。ステップ１０１４乃至ステップ１０１６で、受信器は、上記受信されたＤＰＣＨ信号に対するチャンネル補償過程、復調過程、及びチャンネル復号化過程を遂行する。一方、ステップ１０１８で、受信器は、上記チャンネル推定過程を経た受信信号からＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に該当するパイロット信号のパイロットパターンを抽出する。上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を抽出する過程については、図９で説明した通りである。
ステップ１０２０で、受信器は、上記ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に基づいてアップリンクパケットデータが再伝送されるか否を決定する。すなわち、ＮＡＣＫである場合、以前に伝送されたパケットデータを再伝送し、ＡＣＫである場合、新たなパケットデータを再伝送する。
ステップ１０２２で、送信器は、上記受信したアップリンクパケットデータに対する復調過程及び復号化過程を遂行し、復調過程及び復号化過程を通して上記アップリンクパケットデータにエラーがあるか否かを判断し、アップリンクパケットチャンネルに対する処理結果をステップ１００２へ伝送する。
第３の実施形態
以下、添付図面を参照して本発明の第３の実施形態について具体的に説明すると、下記の通りである。
上述した第１及び第２の実施形態では、２個の制御情報、すなわち、ＡＣＫ情報及びＮＡＣＫ情報を伝送する方式に関するものである。しかしながら、第３の実施形態では、直交パターンセットが生成される範囲の内で、２つ又はそれ以上の制御情報を伝送する方式に関する。第３の実施形態では、制御情報がＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報であることを仮定している。また、第３の実施形態では、専用パイロットを使用したチャンネル推定に影響せず、ＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をパイロットフィールドに挿入する方案を提案する。ここで、制御情報としてのＭＩＳＳは、所定の送信時間にパケットデータを伝送したが、受信側は、上記パケットデータの受信を認知しなかったことを意味する。この場合、受信側は、ＡＣＫ情報又はＮＡＣＫ情報の代わりに、通常的なパイロットパターン又は所定のパイロットパターンを用いてＭＩＳＳ情報を伝送する。
図１１は、本発明の第３の実施形態による制御情報を伝送するための送信器の構造を示すブロック図である。第３の実施形態は、従来のダウンリンクＤＰＣＨのパイロットフィールドを用いてＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を伝送する方案を提案する。送信器は、ＤＰＤＣＨ生成部１１００、ＤＰＣＣＨ生成部１１０２、多重化部１１０４、パイロットビット挿入部１１０６、変調部１１０８、及びパイロットパターン選択部１１１０を含む。
端末機（ＵＥ）のアップリンクパケットデータを受信した基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）は、上記受信されたデータを復調する。この復調の結果、基地局は、受信されたデータにエラーがあるか否かを分析して制御情報を生成する。このとき、上記受信されたデータにエラーがあると、基地局は、上記パケットデータの再伝送を要請するＮＡＣＫ情報を生成し、上記受信されたデータにエラーがないと、該当データを正常に受信したことを確認するＡＣＫ情報を生成する。しかしながら、所望の時点で上記パケットデータが受信されないものと判断されると、基地局は、該当データを受信しなかったことを確認するＭＩＳＳ情報を生成する。この生成された制御情報は、パイロットパターン選択部１１１０に伝送される。
パイロットパターン選択部１１１０は、上記受信した制御情報に従って、特定のパイロット信号を生成する。例えば、上記制御情報がＭＩＳＳ情報であれば、パイロットパターン選択部１１１０は、予め定められるｐｉ０（ｎ）を生成し、上記制御情報がＡＣＫ情報であれば、予め定められるｐｉ１（ｎ）を生成する。また、上記制御情報がＮＡＣＫ情報であれば、予め定められるｐｉ，２（ｎ）を生成する。ｐｉ０（ｎ）は、既存のｉ番目のスロットのためのパイロットパターンと同一であり、ｐｉ１（ｎ）及びｐｉ，２（ｎ）は、ｐｉ０（ｎ）に直交し、相互間に直交するように定義された新たなパイロットパターンを意味する。Ｎｐｉｌｏｔ≧２であるすべてのｐｉ０（ｎ）に対して直交性を有するｐｉ１（ｎ）及びｐｉ，２（ｎ）を定義することができる。パイロットパターン選択部１１１０の出力であるＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫパイロット信号は、パイロットビット挿入部１１０６へ伝送される。
ＤＰＤＣＨ生成部１１００は、受信したＤＣＨデータを用いてＤＰＤＣＨデータを生成し、この生成されたＤＰＤＣＨデータを多重化部１１０４へ伝送する。一方、ＤＰＣＣＨ生成部１１０２は、受信した伝送電力制御（ＴＰＣ）ビット及び伝送フォーマット結合指示子（ＴＦＣＩ）ビットを用いてＤＰＣＣＨデータを生成し、この生成されたＤＰＣＣＨデータを多重化部１１０４へ伝送する。多重化部１１０４は、上記受信したＤＰＤＣＨデータとＤＰＣＣＨデータとを多重化して生成したＤＰＣＨデータをパイロットビット挿入部１１０６へ伝送する。
パイロットビット挿入部１１０６は、パイロットパターン選択部１１１０から受信したＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫパイロット信号を上記ＤＰＣＨデータと時間多重化してＤＰＣＨフレームを生成する。この時間多重化されたＤＰＣＨフレームは、変調部１１０８で変調された後、送信アンテナを通して伝送される。
図１２は、本発明の第３の実施形態による受信器の構成を示すブロック図である。第３の実施形態において、チャンネル補償前のステップでＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を抽出する。
図１２に示す受信器において、送信器が伝送した受信信号は、復調過程を経てチャンネル推定器１２０４及びチャンネル補償器１２００へ伝送される。チャンネル推定器１２０４は、上記受信信号を用いてチャンネル推定過程を遂行すると同時に、上記受信信号からＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報として使用されるパイロット信号を抽出する。チャンネル推定器１２０４については、図１３を参照して詳細に説明する。チャンネル推定器１２０４で生成されたチャンネル推定値は、チャンネル補償器１２００に伝達され、上記抽出されたＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、パケットチャンネル調節器１２０６へ伝送される。チャンネル補償器１２００は、チャンネル推定器１２０４で生成されたチャンネル推定値を用いてチャンネル補償過程を遂行する。チャンネル補償器１２００でチャンネル補償過程を経た受信信号は、変調部１２０２へ伝送される。変調部１２０２は、上記受信信号を復調してＤＰＣＨデータを出力する。パケットチャンネル調節器１２０６は、上記受信したＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に従って、アップリンクパケットデータが再伝送されたか否かを決定する。
図１２では、パイロット信号がチャンネル推定の前に抽出されると説明されているが、他の実施形態であって、チャンネル補償が完了したデータシンボルからパイロットパターンを抽出して使用することもできる。すなわち、本発明の実施形態において、ＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報として用いられるパイロット信号は、チャンネル推定器１２０４の位置と関係なく、どこでも抽出されることができる。当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、パイロット信号の抽出位置に関係なく受信器を容易に構成することができる。
図１３は、本発明の第３の実施形態によるチャンネル推定器１２０４の構成を示すブロック図である。チャンネル推定器１２０４は、ＤＰＣＨ受信判断器１３００、ＤＰＣＨパイロット抽出器１３０２、乗算器１３０４，１３０６，１３０８、累算器１３１０，１３１２，１３１４、及び比較器１３１６を含む。以下、図１３を参照して、チャンネル推定器１２０４の構成について詳細に説明する。
ＤＰＣＨ受信判断器１３００は、現在受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであるか否かを判断する。現在受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであり、現在の時間（タイムスロット）が送信器でアップリンクパケットチャンネルのチャンネル復号に対する処理結果（すなわち、ＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報）を受信しなければならない時間であれば、図１３の残りの構成１３０２，１３０４，１３０６，１３０８，１３１０，１３１２，１３１４，１３１６，及び１３１８が動作する。
ＤＰＣＨ受信判断器１３００は、上記受信しようとするチャンネルがＤＰＣＨであり、受信器で上記チャンネル復号結果に関する情報を受信しなければならない時間であると判断すると、ＤＰＣＨパイロット抽出器１３０２は、上記受信信号からＤＰＣＨ信号のパイロットフィールド成分のみを抽出し、この抽出されたパイロットフィールド成分を乗算器１３０４，１３０６，１３０８に伝達する。
乗算器１３０４，１３０６，１３０８は、上記パイロットフィールド成分のパイロットシンボルを受信する。下記式(11)は、乗算器１３０４，１３０６，１３０８へ入力されるパイロット信号を示す。
Figure 2005244967
ここで、ｐｉｊ（ｎ）（ｊ＝０、１、又は２）は、送信器で使用したパイロットパターンを示し、式(12)は、逆拡散過程を経たチャンネル補償前の受信信号を意味する。ｉは、スロットインデックスである。乗算器１３０４は、上記入力されたパイロットシンボルとｉ番目のスロットに割り当てられたパイロットパターンである式(13)とに対する乗算を遂行した後、累算器１３１０に伝達する。乗算器１３０６は、上記入力されたパイロットシンボルと、式(13)と直交し、ＡＣＫ情報に割り当てられたパイロットパターンである式(14)に対する乗算を遂行した後、累算器１３１２へ伝達する。乗算器１３０８は、上記入力されたパイロットシンボルと、式(13)及び式(14)と直交し、ＭＩＳＳ情報に割り当てられたパイロットパターンである式(15)に対する乗算を遂行した後、累算器１３１４へ伝達する。累算器１３１０，１３１２，１３１４は、乗算器１３０４，１３０６，１３０８の各々から受信した信号を所定の時間単位に蓄積する。下記式(16)は、累算器１３１０，１３１２，１３１４のうちのｋ番目の累算器から出力された信号を示す。
Figure 2005244967
 式(16)において、ｋは、特定の累算器を指定するインデックスを示す。例えば、累算器１３１０を指定するインデックスは、０であり、累算器１３１２を指定するインデックスは、１であり、累算器１３１４を指定するインデックスは、２である。
式(16)からわかるように、送信器で使用したパイロットパターンが受信器での乗算器のいずれか１つに入力されたパイロットパターンと同一の場合、該当乗算器の出力は、式(17)の値を有する。一方、送信器で使用したパイロットパターンが受信器での乗算器のいずれか１つに入力されたパイロットパターンと同一の場合、すなわち、２つのパイロットパターンが相互に直交する場合、該当乗算器の出力は、０の値を有する。
比較器１３１６は、累算器１３１０、累算器１３１２、及び累算器１３１４から受信した信号の大きさを比較する。この大きさの比較は、各信号の絶対値の比較と置き換えられることができる。この比較の結果、比較器１３１６は、累算器１３１０、１３１２、１３１４からの信号のうちの一番大きい信号を選択して出力する。このとき、この選択された信号に対応したｋの値又はこのｋ値に対応した制御情報を出力する。
上記ｋの値が出力される場合、このｋ値によって制御情報が決定されることができる。例えば、累算器１３１０から伝送された信号が残りの累算器１３１２及び１３１４から伝送された信号よりも大きい場合、比較器１３１６は、累算器１３１０の出力値をチャンネル推定値として出力する。このとき、累算器１３１０を指定するｋの値として０の値を出力する。この比較の結果、累算器１３１２から伝送された信号が残りの累算器１３１０及び１３１４から伝送された信号よりも大きい場合、比較器１３１６は、累算器１３１２の出力値をチャンネル推定値として出力する。このとき、累算器１３１２を指定するｋの値として１の値を出力する。また、累算器１３１４から伝送された信号が残りの累算器１３１０、１３１２から伝送された信号よりも大きい場合、比較器１３１６は、累算器１３１４の出力値をチャンネル推定値として出力する。このとき、累算器１３１４を指定するｋの値として２の値を出力する。
比較器１３１６からｋの値のみが出力される場合、ＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号判別器１３１８は、制御情報を判別する。すなわち、ＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号判別器１３１８は、比較器１３１６から出力されたｋの値がＭＩＳＳ情報、ＡＣＫ情報、又は、ＮＡＣＫ情報である否かを判断してパケットチャンネル調節器１２０６へ通報する。例えば、ｋの値が０である場合、ＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号判別器１３１８は、上記制御情報をＭＩＳＳ情報と判断し、ｋの値が１である場合、上記制御情報をＡＣＫと判断する。そして、ｋの値が２である場合、上記制御情報をＮＡＣＫと判断する。このような判断は、乗算器１３０４、１３０６、及び１３０８で使用したパイロットパターン及びｋの値によって制御情報を判断する所定の基準に従って遂行される。
図１４は、本発明の第３の実施形態による送信器及び受信器の動作を示すフローチャートである。以下、図１４を参照して、本発明の第３の実施形態による送信器及び受信器の動作について詳細に説明する。
ステップ１４００で、送信器は、現在のタイミングがパケットデータに対する応答タイミングであるか否かを判断する。また、ステップ１４００で、送信器は、受信したパケットデータにエラーがあるか否かとデータが再伝送されるか否かとを判断する。この判断の結果、現在のタイミングが応答タイミングであれば、ステップ１４０２を遂行する。一方、現在のタイミングが応答タイミングでなければ、ステップ１４０４を遂行する。
ステップ１４０２で、送信器は、アップリンクパケットチャンネルの処理結果に対応するパイロットパターンを選択する。上記アップリンクパケットチャンネルの処理結果に対応するパイロットパターンは、ｐｉ０（ｎ）、ｐｉ１（ｎ）、又はｐｉ２（ｎ）を含む。ｐｉ０（ｎ）は、該当ｉ番目のスロットの所定のパイロットパターンであり、該当パケットデータを受信しなかったこと（すなわち、ＭＩＳＳ）を意味し、ｐｉ１（ｎ）は、上記所定のパイロットパターンと直交するパターンであり、上記受信されたパケットデータにエラーがないこと（すなわち、ＡＣＫ）を意味する。そして、上記ｐｉ２（ｎ）は、上記所定のパイロットパターンと直交するパターンであり、上記受信されたパケットデータにエラーがあること（すなわち、ＮＡＣＫ）を意味する。ステップ１４０４では、従来のパイロットパターンｐｉ０（ｎ）を選択する。
ステップ１４０２又はステップ１４０４からパイロットパターンが決定されると、ステップ１４０６に進行する。ステップ１４０６で、送信器は、上記選択されたパイロットパターンを有するパイロット信号を時間多重化を通してＤＰＣＨフレームに挿入した後、ステップ１４０８で、送信器は、このＤＰＣＨフレームに対して変調過程を経て受信器へ伝送する。参考に、ステップ１４０８からステップ１４１０への進行は、無線チャンネル上の伝送に相当する。
ステップ１４１０で、受信器は、送信器から送信されたＤＰＣＨ信号を受信して逆拡散した後、ステップ１４１２に移動してチャンネル推定過程を遂行する。ステップ１４１４乃至ステップ１４１６で、受信器は、上記受信されたＤＰＣＨ信号に対するチャンネル補償過程、復調過程、及びチャンネル復号化過程を遂行する。一方、ステップ１４１８で、受信器は、上記チャンネル推定過程を経た受信信号からＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報に該当するパイロット信号のパイロットパターンを抽出することによって送信器からの制御情報を獲得する。
上記パイロットパターンを抽出して制御情報を獲得する過程については、図１３で説明した通りである。すなわち、受信器は、チャンネル推定過程を経た信号の相関値の大きさを比較して送信器からの制御情報を獲得する。例えば、制御情報としてＭＩＳＳ情報が獲得されると、受信器は、送信器が所望のパケットデータを受信しなかったと判断する。制御情報としてＡＣＫ情報が獲得されると、受信器は、送信器が所望のパケットデータを正常に受信したと判断する。そして、制御情報としてＮＡＣＫ情報が獲得されると、受信器は、送信器で受信した所望のパケットデータにエラーがあると判断する。そうすると、ステップ１４２０で、受信器は、以前に伝送したパケットデータを再伝送するか、又は、次のパケットデータを伝送する。
ステップ１４２２で、送信器は、上記受信したアップリンクパケットデータに対する復調及び復号化過程を遂行し、この復調及び復号化過程を通してこのアップリンクパケットデータにエラーがあるか否かを判断し、アップリンクパケットチャンネルに対する処理結果に対応した制御情報を出力する。このとき、この制御情報は、ＭＩＳＳ情報、ＡＣＫ情報、及びＮＡＣＫ情報のうちの１つになる。送信器は、この制御情報によって、上述したステップ１４０２、ステップ１４０４、ステップ１４０６、及びステップ１４０８を遂行する。
上述した本発明の実施形態では、１つのスロットを用いて制御情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ又はＭＩＳＳ／ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を伝送する構成について説明した。しかしながら、さらに高い信頼度が要求される時、複数のスロットを通してパイロット信号を送受信することができることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には自明であろう。また、１つのスロットを通して伝送されるパイロットパターンのビット数、すなわち、Ｎｐｉｌｏｔ≧２である場合、４個の直交パターンが定義されるので、４個の制御情報を伝送することができる。さらに、パイロットパターンのビット数がＮ個である場合、２Ｎ個の直交パターンが定義されるので、２Ｎ個の制御情報を伝送することができることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には、自明であろう。
以上、本発明の詳細について具体的な実施の形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と均等なものにより定められるべきである。
従来技術による制御情報を物理チャンネルに時間多重化する過程を示す図である。 従来技術による制御情報を物理チャンネルにコード多重化する過程を示す図である。 本発明の第１の実施形態による送信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態による受信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態による制御信号抽出器の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態による送受信器で遂行する動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による送信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による受信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態によるチャンネル推定器の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態による送受信器で遂行する動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態による送信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態による受信器の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態によるチャンネル推定器の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態による送受信器で遂行する動作を示すフローチャートである。
符号の説明
３００ ＤＰＤＣＨ生成部
３０２ ＤＰＣＣＨ生成部
３０４ 多重化部
３０６ パイロットビット挿入部
３０８ 変調部
３１０ 乗算器
３１２ パイロットビット生成部
３１４ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報変換部

Claims (19)

  1. 移動通信システムにおいて、伝送したデータの受信に関する制御情報を伝送する方法であって、
    前記データが受信されたか否かと前記データがエラーを含むか否かとに従って、所定の相互に異なるパイロットパターンのうちの１つを有するパイロット信号を生成するステップと、
    前記生成されたパイロット信号を前記制御情報として物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに挿入して伝送するステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
  2. 前記データを受信しなかった場合に生成される第１のパイロットパターンは、前記制御情報を伝送しないときのパイロットパターンと同一であり、前記データがエラーを含むか否かに従って生成されるパイロットパターンは、前記第１のパイロットパターンと直交するだけではなく、相互に直交することを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 前記パイロット信号は、ＭＩＳ、ＡＣＫ、及びＮＡＣＫ信号のうちの１つを備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 前記ＡＣＫ信号は、データがエラーなく正常に受信されたことを示し、前記ＮＡＣＫ信号は、エラーを含むデータが受信されたことを示し、前記ＭＩＳ信号は、データが受信されなかったことを示すことを特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 移動通信システムにおいて、伝送したデータの受信に関する制御情報を受信する方法であって、
    物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに挿入されたパイロット信号を前記伝送したデータに対する制御情報として検出するステップと、
    前記検出されたパイロット信号のパイロットパターンに基づいて、前記データが受信されたか否かと前記データがエラーを含むか否かとを確認し、前記確認の結果に基づいて、前記データが再伝送されたか否かを決定するステップと、を備えることを特徴とする方法。
  6. 前記パイロット信号は、前記データが受信されたか否かと前記データがエラーを含むか否かとに従って相互に直交するパイロットパターンを含み、
    前記データが受信されなかったことを示す第１のパイロットパターンは、前記制御情報が伝送されないときのパイロットパターンと同一であり、前記データがエラーを含むか否かを示すパイロットパターンは、前記第１のパイロットパターンと直交するだけではなく、相互に直交することを特徴とする請求項５記載の方法。
  7. 前記パイロット信号は、ＭＩＳ、ＡＣＫ、及びＮＡＣＫ信号のうちの１つを備えることを特徴とする請求項５記載の方法。
  8. 前記ＡＣＫ信号は、データがエラーなく正常に受信されたことを示し、前記ＮＡＣＫ信号は、エラーを含むデータが受信されたことを示し、前記ＭＩＳ信号は、データが受信されなかったことを示すことを特徴とする請求項７記載の方法。
  9. 移動通信システムにおいて、データの受信に関する制御情報を伝送する装置であって、
    前記データが受信されたか否かと前記データがエラーを含むか否かとに従って、所定の相互に異なるパイロットパターンのうちの１つを有するパイロット信号を生成するパイロットパターン生成部と、
    前記生成されたパイロット信号を物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに前記制御情報として挿入するパイロットパターン挿入部と、
    前記物理チャンネルフレームを変調して伝送する変調部と、
    を備えることを特徴とする装置。
  10. 前記データを受信しなかった場合に生成される第１のパイロットパターンは、前記制御情報を伝送しないときのパイロットパターンと同一であり、前記データがエラーを含むか否かに従って生成されるパイロットパターンは、前記第１のパイロットパターンと直交するだけではなく、相互に直交することを特徴とする請求項９記載の装置。
  11. 受信されたデータに基づいて、専用物理データチャンネル（ＤＰＤＣＨ）データを生成する専用物理データチャンネル生成部をさらに備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
  12. 受信された伝送電力制御（ＴＰＣ）ビット及び伝送フォーマット結合指示子（ＴＦＣＩ）ビットに基づいて、専用物理制御チャンネル（ＤＰＣＣＨ）データを生成する専用物理制御チャンネル生成部をさらに備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
  13. 専用物理データチャンネル（ＤＰＤＣＨ）データ及び専用物理制御チャンネル（ＤＰＣＣＨ）データを多重化する多重化部をさらに備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
  14. 前記パイロット信号は、ＭＩＳ、ＡＣＫ、及びＮＡＣＫ信号のうちの１つを備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
  15. 前記ＡＣＫ信号は、データがエラーなく正常に受信されたことを示し、前記ＮＡＣＫ信号は、エラーを含むデータが受信されたことを示し、前記ＭＩＳ信号は、データが受信されなかったことを示すことを特徴とする請求項１４記載の装置。
  16. 移動通信システムにおいて、伝送したデータの受信に関する制御情報を受信する装置であって、
    物理チャンネルフレームのパイロットフィールドに挿入されたパイロット信号を前記伝送したデータに対する制御情報として検出するチャンネル推定器と、
    前記検出されたパイロット信号のパイロットパターンによって、前記データが受信されたか否かと前記データがエラーを含むか否かとを確認し、前記確認の結果によって、前記データが再伝送されたか否を決定するパケットチャンネル調整器と、
    を含むことを特徴とする装置。
  17. 前記パイロット信号は、前記データが受信されたか否かと前記データがエラーを含むか否かとに従って、相互に直交するパイロットパターンのうちの１つを含み、
    前記データが受信されなかったことを示す第１のパイロットパターンは、前記制御情報が伝送されないときのパイロットパターンと同一であり、前記データがエラーを含むか否かを示すパイロットパターンは、前記第１のパイロットパターンと直交するだけではなく、相互に直交することを特徴とする請求項１６記載の装置。
  18. 前記パイロット信号は、ＭＩＳ、ＡＣＫ、及びＮＡＣＫ信号のうちの１つを備えることを特徴とする請求項１６記載の装置。
  19. 前記ＡＣＫ信号は、データがエラーなく正常に受信されたことを示し、前記ＮＡＣＫ信号は、エラーを含むデータが受信されたことを示し、前記ＭＩＳ信号は、データが受信されなかったことを示すことを特徴とする請求項１８記載の装置。
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