JP2005253096A - ダウンリンクにおけるマルチユーザ検出のサポート - Google Patents

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Abstract

【課題】 スペクトラム拡散CDMA利用の時分割二重送受信システムにおけるユーザ装置であって活性状態にあるチャネライゼーション符号を判定できるユーザ装置を提供する。
【解決方法】 符号分割多元接続利用の無線時分割二重送受信システムは基地局およびユーザ装置を備える。このシステムは、各々特有のチャネライゼーション符号およびミドアンブル符号を有する通信信号バーストの形で信号の送受信を行う。基地局から一つの時間スロットで伝送すべき通信信号バーストの各々につき、そのバーストのチャネライゼーション符号にマップしたミドアンブル符号を定める。それらバーストの各々はそのバーストのチャネライゼーション符号について定まったミドアンブル符号を有する。ユーザ装置はバーストを受けて各受信ミドアンブル符号を判定し、その判定結果に一部基づき、伝送されてきた通信信号バーストのチャネライゼーション符号を算定する。
【選択図】 図３

Description

この発明は概括的には符号分割多元接続を用いた時分割二重（TDD/CDMA）無線通信システムに関する。より詳細にいうと、この発明はTDD/CDMAシステムのダウンリンクにおけるマルチユーザ検出用のチャネライゼーション符号を判定することに関する。
TDD/CDMA通信システムを図１に示す。このシステム10は複数の基地局12１乃至12５を有する。各基地局12１はそれに伴う稼働範囲を有する。一つの基地局の稼動範囲内のユーザ装置（UE）14１乃至14３はその基地局12１と交信する。基地局12１からUE14１に送信される通信信号はダウンリンク通信信号と呼び、UE14１から基地局12１に送信される通信信号はアップリンク通信信号と呼ぶ。
無線TDD/CDMA通信システムにおいては、複数の通信信号が共用周波数スペクトラムを通じて送られる。この種のシステムの一つが第三世代広帯域CDMA（W-CDMA）標準に提案されている。CDMAシステムでは、複数の通信信号が上記共用周波数スペクトラムで送られ、それら信号はチャネライゼーション符号により互いに区別される。TDD/CDMAシステムでは、例えば15個の固定数の時間スロットを備える繰返しフレームを用いて、上記共用スペクトラムを時分割する。各時間スロットをアップリンク通信信号またはダウンリンク通信信号の送信に用いる。したがって、通信信号はチャネライゼーション符号および時間スロットの両方によって互いに区別される。単一の時間スロットに用いられる単一のチャネライゼーション符号をリソース単位と呼ぶ。通信信号帯域幅に基づき、通信信号は一つまたは複数のリソース単位を要する。TDD/CDMAシステムに用いられる通常のデータ変調手法は、直角位相偏移変調（QPSK）、２進位相偏移変調（BPSK）、Ｎ直角振幅変調（QAM）である。ここでＮ＝８、16または64である。
この種のシステムでは、データは通信信号バースト16を用いて送信する。通信信号バースト16は単一のチャネライゼーション符号を用いて単一の時間スロットで（一つのリソースユニットで）データを搬送する。通常の通信信号バースト16は、図２に示すとおり、ミドアンブル20、ガード期間18および二つのデータバースト22および24を備える。ミドアンブル20で、二つの送信機から送信されてきたバースト16の着信時点の差を許容するように、通信信号バースト16を互いに分離している。二つのデータバースト22および24は通信信号バーストのデータを含む。ミドアンブル20は受信機と送信機との間のチャネル応答の推算のためのミドアンブル符号を含む。
複数の通信信号バーストが単一の時間スロット内に送信されることがあるので、受信機はデータバーストを複数バーストから区別できなければならない。受信データの再生のための一つの手法がマルチユーザ検出（MUD）である。
MUDにおいては、受信機は一つの時間スロット内のすべての通信信号バースト、すなわち自局以外のユーザに送信されてきたバーストも含むすべての通信信号バーストのデータを再生する。すべてのバーストのデータを再生するためには、MUD受信機はバースト送信に用いられるチャネライゼーション符号全部を把握していなければならない。W-CDMAについての上記提案のTDDモードでは、UE14１乃至14３の各々は自局あての情報の搬送にどのチャネライゼーション符号およびミドアンブル符号が用いられているか把握しているだけである。チャネライゼーション符号およびミドアンブル符号全部を判定するためには、可能性あるチャネライゼーション符号／ミドアンブル符号組合せ全部の検出に整合フィルタ群を用いる。これら整合フィルタの各々からの出力電力を閾値と比較して特定のチャネライゼーション符号／ミドアンブル符号組合せの使用の有無を判定する。整合フィルタの所要数が大きいので、この手法は高度に複雑である。また、チャネライゼーション符号相互間に高度の相関がある場合は、この手法の性能は低下する。
ＷＯ ９９ ４０６９８
したがって、実際に使用中のチャネライゼーション符号の判定をUE14１乃至14３ができるようにする手法が必要になっている。
符号分割多元接続を用いた無線時分割二重通信システムは基地局と複数のユーザ装置とを有する。このシステムは通信信号バーストを用いて交信する。通信信号バーストの各々は特有のチャネライゼーション符号およびミドアンブル符号を有する。ミドアンブル符号の各々を少なくとも一つのチャネライゼーション符号の組にマップする。基地局から一つの時間スロットで送信すべき通信信号バーストの各々について、そのバーストのチャネライゼーション符号にマップされたミドアンブル符号を判定する。通信信号バーストをその時間スロット内で発生し送信する。バーストの各々はそれ自身のチャネライゼーション符号について決めたミドアンブル符号を有する。ユーザ装置はそれらバーストを受信して各受信ミドアンブルを判定する。各受信ミドアンブル符号の判定の結果に一部基づいて、ユーザ装置は送信されてきた通信信号バーストのチャネライゼーション符号を判定する。
ハードウェア／ソフトウェア構成を過度に複雑化することなくチャネライゼーション符号を判定する手法を提供できる。
図３は簡略化した基地局送信機26とマルチユーザ検出（MUD）を用いたUE受信機28とを示す。作動中のUE14１乃至14３に伝達すべきデータはデータ発生器32１乃至32Ｋで生ずる。これらデータ発生器32１乃至32Ｋの各々は特定の通信信号バーストで送るべきデータを生ずる。各通信信号バーストの中の上記発生データをスペクトラム拡散および変調装置34１乃至34Ｋで通信信号バーストにフォーマットする。これらスペクトラム拡散および変調装置34１乃至34Ｋはミドアンブルを加え、上記発生データを上記通信信号バーストに伴うチャネライゼーション符号でスペクトラム拡散する。さらにスペクトラム拡散ずみのデータを適切な時間スロットに導いて時間多重化する。通信信号バーストはすべてコンバイナ52で合成する。合成ずみの通信信号バーストをミキサ36などで変調ずみ無線周波数信号に変換し、アンテナ38から放射して無線チャネル30を伝送する。基地局14１で送信ダイバーシティを用いる場合は、無線周波数信号は複数のアンテナから送信する。
UE受信機28では無線周波数信号をアンテナ40で受信する。受信信号をミキサ42などでベースバンド信号に変換する。送信ミドアンブル符号の利用により通信信号バーストを伝送してきたチャネルの推算にチャネル推算装置44を用いる。マルチユーザ検出（MUD）装置46はチャネル推算情報および活性状態のチャネライゼーション符号を用いてベースバンド信号を信号処理し、ハードシンボルを生ずる。
活性状態のチャネライゼーション符号の特定のしかたを図４の流れ図に示す。UE14１で活性状態のチャネライゼーション符号の特定に役立つ一つの手法は、ミドアンブル符号（ミドアンブル符号系列）54１乃至54Ｎとチャネライゼーション符号56１１乃至56ＮＭとの間のマッピングを提供することである。ミドアンブル系列54１乃至54Ｎの各々は、図５に示すとおり、チャネライゼーション符号56１１乃至56ＮＭの一つの組に関連づけてある。これらの組は、ミドアンブル符号とチャネライゼーション符号との間の１対１のマッピングである単一のチャネライゼーション符号だけを含むものでもよい。一つのミドアンブルの組のチャネライゼーション符号で基地局12１から送信されるバーストをそのミドアンブル符号系列でフォーマット化する（60、62）。チャネライゼーション符号21でバーストを送信した場合は、そのバーストにはミドアンブル符号系列２を用いる。
UE受信機28においては、チャネル推算のあと、ミドアンブル符号系列検出装置48により送信ミドアンブル符号系列を検出する（64）。検出されたミドアンブルに基づき、論理ブロック45が、ミドアンブル符号対チャネライゼーション符号マッピングを用いて、可能性あるチャネライゼーション符号の組を判定する。チャネライゼーション符号検出装置50はこの判定に基づき受信チャネライゼーション符号を判定する（66）。ミドアンブル符号とチャネライゼーション符号との間の１対１マッピングを用いた場合は、論理ブロック45がチャネライゼーション符号を判定する。したがって１対１マッピングについては、チャネライゼーション符号検出装置50は用いない。MUD装置46は判定ずみのチャネライゼーション符号およびそのチャネライゼーション符号と関連したミドアンブル符号系列への応答を用いて、バースト全部からのデータを検出する。
チャネライゼーション符号検出装置50の一例を図６に示す。整合フィルタ82１乃至82Ｍは可能性あるチャネライゼーション符号および論理ブロック45で判定される関連のチャネル応答に整合させてある。上記可能性あるチャネライゼーション符号だけを点検すれば足りるので、整合フィルタ82１乃至82Ｍの数は著しく減少し、構成が単純になり受信機28の性能が改善される。整合フィルタ82１乃至82Ｍの各々の生ずるソフトシンボルの電力を対応の電力測定装置84１乃至84Ｍにより測定する。比較器80は各チャネルについての電力測定値に基づき受信チャネライゼーション符号を判定する。伝送されてきたチャネライゼーション符号の数が既知である場合は、比較器80は電力測定値の最大値でチャネル数を選択する。それ以外の場合は、比較器80は各チャネルの電力レベルを閾値と比較して、伝送されてきたチャネライゼーション符号を判定する。
チャネライゼーション符号の特定に役立てるために、伝送されてきたチャネライゼーション符号やそのチャネライゼーション符号の数などのチャネライゼーション符号情報をUE14１に伝達することもできる。伝達した情報は、チャネライゼーション符号／ミドアンブル符号マッピングと関連して、またはマップ不使用の場合に、利用できる。それら付加的なチャネライゼーション符号情報はUE受信機28における活性状態のチャネライゼーション符号の判定の精度を高める。その種の付加的情報としてレイヤ１信号、すなわちミドアンブル符号またはミドアンブルシフトが関連するレイヤ１の信号が挙げられる。ミドアンブル符号検出装置48は受信したミドアンブル符号を判定し、論理ブロック45はミドアンブル符号の判定結果を用いてチャネライゼーション符号情報を再生する。また、チャネライゼーション符号検出装置50はこの再生された情報を用いてチャネライゼーション符号判定に役立てる。もう一つの手法では、レイヤ２/３信号を用いてチャネライゼーション符号情報を伝達する。その信号は通信網回路で発生する。レイヤ２/３信号はレイヤ１信号またはミドアンブル符号／チャネライゼーション符号マッピングと関連づけて用いることができる。
第３世代広帯域ＣＤＭＡ通信システムなどの大容量無線ＣＤＭＡ通信システムの性能改善、システム容量拡大に利用できる。
時分割二重符号分割多元接続通信システムの概略図。 通信信号バーストの説明図。 簡略化した基地局送信機およびユーザ装置受信機の説明図。 ダウンリンクチャネライゼーション符号特定の流れ図。 ミドアンブル符号系列のチャネライゼーション符号へのマッピングの説明図。 チャネライゼーション符号検出装置のブロック図。
符号の説明
１０ CDMA利用の時分割二重（TDD/CDMA）通信システム
１２ 基地局
１４ ユーザ装置（UE）
１６ 通信信号バースト
１８ ガード期間
２０ ミドアンブル
２２、２４ データバースト
２６ 基地局送信機
２８ ユーザ装置（UE）受信機
３０ 無線周波数チャネル
３２ データ発生器
３４ スペクトラム拡散および変調装置
３６、４２ ミキサ
３８、４０ アンテナ
５２ コンバイナ
４４ チャネル推算器
４５ 論理ブロック
４６ マルチユーザ検出（MUD）装置
４８ ミドアンブル符号系列検出装置
４９ ミドアンブル符号／チャネライゼーション符号マッピング
装置
５０ チャネライゼーション符号検出装置
５４ ミドアンブル符号系列
５６ チャネライゼーション符号
５８ ミドアンブル符号とチャネライゼーション符号との間の
マッピングを形成する
６０ ミドアンブル符号系列をバーストのチャネライゼーション
符号にマッピングして伝送対象の通信信号バーストを時間
スロットにフォーマット化する
６２ フォーマット化ずみのバーストを基地局から送信する
６４ UEにおいて受信ミドアンブル符号を判定する
６６ 受信したミドアンブル符号およびマッピングを用いて活性
状態のチャネライゼーション符号を判定する
６８ 判定ずみのチャネライゼーション符号を用いてバースト
からデータを再生する
８２ 整合フィルタチャネライゼーション符号１乃至Ｍ
８４ 電力測定装置
９０ 比較器

Claims (4)

  1. 時分割複信／符号分割多元接続ユーザ装置であって、
    一つの時間スロット内に伝送されてきた複数の通信信号バーストを受信する手段と、
    受信した通信信号バーストに含まれるミドアンブル符号を判定する手段と、
    判定したミドアンブル符号の通信信号のチャネライゼーション符号を判定する手段と
    を含み、
    前記チャネライゼーションとミドアンブル符号との間に、ミドアンブルの各々が少なくとも一つのチャネライゼーション符号にマップされるとともに少なくとも一つのミドアンブル符号が通信信号バーストで同時に受信される少なくとも二つのチャネライゼーション符号にマップされる形のマッピングが存在する
    ユーザ装置。
  2. 前記ミドアンブル符号の各々が基本のミドアンブル符号のシフトと特有の関連づけを示す請求項１記載のユーザ装置。
  3. 時分割複信／符号分割多元接続ユーザ装置において通信信号バーストのチャネライゼーション符号を判定する方法であって、
    一つの時間スロット内に伝送されてきた複数の通信信号バーストを受信する過程と、
    受信した通信信号バーストに含まれるミドアンブルを判定する過程と
    を含み、
    チャネライゼーション符号とミドアンブル符号との間にマッピングがあり、ミドアンブルの各々が少なくとも一つのチャネライゼーション符号にマップされるとともに少なくとも一つのミドアンブル符号が通信信号バーストで同時に受信される少なくとも二つのチャネライゼーション符号にマップされる
    方法。
  4. 前記ミドアンブル符号の各々が基本のミドアンブル符号のシフトと特有の関連づけを示す請求項３記載の方法。
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