JP2005510125A

JP2005510125A - Ｃｄｍａ通信ネットワーク容量を増加させる方法及び通信端末装置

Info

Publication number: JP2005510125A
Application number: JP2003544949A
Authority: JP
Inventors: オリバー、ジョン; マレット、アレクサンドル; グエン、ミミ
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2005-04-14
Also published as: TW200300635A; AR037381A1; EP1446903A1; RU2272359C2; KR20050058237A; RU2004117854A; US20030091018A1; KR100661029B1; US6661809B2; EP1446903A4; WO2003043239A1; CN1611025A; BR0214028A; TW591908B

Abstract

ネットワークインフラと複数の移動端末装置とを備えた符号分割多元接続通信システムにおける方法であって、同期信号と別の非直交信号とで構成されたコンポジット信号をネットワークインフラから送信する工程（２１０）と、コンポジット信号を符号分割多元接続通信システムの複数の移動端末装置で受信する工程（２２０）と、複数の移動端末装置の少なくとも一部からの同期信号をキャンセルする（２３０）ことで符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成る方法。

Description

本発明は一般に符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムに関し、特に、ＣＤＭＡ通信システムの容量を増加させる方法及び通信端末装置に関する。

符号分割多元接続（ＣＭＤＡ）通信システムの上りリンク容量をパイロット信号のキャンセル処理を用いて増加させることが提案されてきた。非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３。

例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されているように、ＲＡＫＥ受信機の収集及び集積化に先立ち復元パイロット信号を減算することは既知である。更に、例えば、特許文献１、特許文献３、特許文献４、特許文献５に開示されているように、パイロットチャネル干渉をシンボルレートでＲＡＫＥ受信機の出力から減算することも既知である。

同期チャネルとページングチャネルとの間の移動オフセットを用いることで、同期チャネルに起因するページングチャネル干渉を改良するという３ＧＰＰ提案がある。しかし移動オフセットは干渉を低減はせず、むしろ時間的にユーザ機器（ＵＥ）の中で均一に分割する。更に移動オフセットは、同期チャネルにより引き起こされた、音声トラフィックを含むデータなど他のチャネルへの干渉も除去しない。

本発明の様々な態様、特徴、利点が、添付の図面と共に以下に説明する下記の発明を実施するための最良の形態を注意深く検討することで、当業者には更に完全に明らかとなるであろう。
米国特許第６，００９，０８９号「コヒーレント無線符号分割多元接続受信機のパイロット干渉キャンセル（ＰｉｌｏｔＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎＦｏｒＡＣｏｈｅｒｅｎｔＷｉｒｅｌｅｓｓＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓＲｅｃｅｉｖｅｒ）」米国特許第５９７８４１３号「複数の多元接続伝送を処理する方法及びシステム（ＭｅｔｈｏｄＡｎｄＳｙｓｔｅｍＦｏｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＡＰｌｕｒａｌｉｔｙｏｆＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）」国際公開公報０１／０５０５２号「ＣＤＭＡ受信機の干渉抑制（ＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎＩｎＡＣＤＭＡＲｅｃｅｉｖｅｒ）」米国特許第５，３２３，４１８号「インバウンドメッセージを回復するために干渉キャンセルを利用した符号分割多元接続インバウンドメッセージ通信システム（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓＩｎｂｏｕｎｄＭｅｓｓａｇｉｎｇＳｙｓｔｅｍＵｔｉｌｉｚｉｎｇＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎｔｏＲｅｃｏｖｅｒＩｎｂｏｕｎｄＭｅｓｓａｇｅｓ）」国際公開公報９８／４３３６２号「スペクトラム拡散雑音を低減するための方法及び装置（ＭｅｔｈｏｄＡｎｄＡｐｐａｒａｔｕｓＦｏｒＲｅｄｕｃｉｎｇＳｐｒｅａｄ−ＳｐｅｃｔｒｕｍＮｏｉｓｅ）」ＩｎｔｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ「ダウンリンク容量を増加させる手段としてのＣＰＩＣＨ干渉キャンセル（ＣＰＩＣＨＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎａｓａＭｅａｎｓｆｏｒＩｎｃｒｅａｓｉｎｇＤｏｗｎｌｉｎｋＣａｐａｃｉｔｙ）」３ＧＰＰＴＳＧ−ＲＡＮ作業委員会、ＴＳＧＲ１−００−１３７１、２０００年１１月ＩｎｔｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ「ＤＬ容量を増加させる手段としてのＣＰＩＣＨ干渉キャンセルの更なる結果（ＦｕｒｔｈｅｒＲｅｓｕｌｔｓｏｎＣＰＩＣＨＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎａｓＡＭｅａｎｓｆｏｒＩｎｃｒｅａｓｉｎｇＤＬＣａｐａｃｉｔｙ）」３ＧＰＰＴＳＧ−ＲＡＮ作業委員会、ＴＳＧＲ１−０１−００３０、２００１年１月ＩｎｔｅｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ「ＤＬ容量を増加させる手段としてのＣＰＩＣＨ干渉キャンセル（ＣＰＩＣＨＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＣａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎａｓＡＭｅａｎｓｆｏｒＩｎｃｒｅａｓｉｎｇＤＬＣａｐａｃｉｔｙ）」３ＧＰＰＴＳＧ−ＲＡＮ作業委員会、ＴＳＧＲ４−０１−０２３８、２００１年２月

図１では、ＣＤＭＡ通信システム１０がネットワークインフラで構成されており、このネットワークインフラは、複数の基地局１２及び対応する制御装置１４と、当業者に既知のＣＤＭＡ通信システムに特有な他のインフラとを備え、このＣＤＭＡ通信システム１０は複数の移動端末装置１６の通信を可能にしている。通信システムにはＷ−ＣＤＭＡ通信システムがある。

図２のブロック２１０では、基地局１２が、符号分割多元接続通信システムの第１の非直交信号と第２の非直交信号とで構成されたコンポジット信号を送信する。ある実施形態では、特に、コンポジット信号は同期信号と他の信号とで構成され、例えば、他の信号は互いに直交するパイロット信号及びデータ信号である場合がある。しかしパイロット信号及びデータ信号は同期信号に対しては非直交である。

３ＧＰＰＷ−ＣＤＭＡ通信システムでは、同期信号は１次信号と２次信号とで構成された周期性の「集中的な（ｂｕｒｓｔｙ）」信号であり、１次信号及び２次信号は両方とも他の信号に対し非直交である。しかし、他の実施形態では、同期信号は集中的でなくてもよく、単一の成分のみないしは多数の成分で構成されてもよい。

図２のブロック２２０では、第１の非直交信号及び第２の非直交信号が移動端末装置で受信される。代表的な実施形態では、第１の信号及び第２の信号には、同期（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ、ｓｙｎｃ）信号が含まれ、この同期信号はコンポジット信号の他方の信号に対し非直交である。

図３は、受信機のベースバンド処理部３２０に接続されている無線周波数及びディジタル−アナログ変換部３１０から一般に構成された代表的な端末装置である。代表的な実施形態では、受信機のベースバンド処理部には、信号探索部３２２と、ＲＡＫＥ前部３２４、ＲＡＫＥ部３２６、およびＲＡＫＥ後部３２８を備えたＲＡＫＥ処理部と、補助部３３０とがある。

図４において、図３のＲＡＫＥ部３２６に対応して、ＲＡＫＥ処理部には、出力が合計される複数のＮ個のＲＡＫＥフィンガがあり、このＲＡＫＥフィンガはＮ個の対応する信号光線を当業者に一般に既知の通りに処理するためのものである。代表的な実施形態では、信号探索部３２２は、当該分野で周知のように、タイミング、制御、他の情報を同期信号から得る。

通信システム、例えば３ＧＰＰＷ−ＣＤＭＡシステムなどでは、同期信号は、ダウンリンク無線受信機、即ち、ユーザ機器（ＵＥ）ないしは移動端末装置の性能を劣化させてシステム容量を減少させる傾向がある。同期信号はコンポジット信号の他の成分に対し非
直交であるため、受信機のＲＡＫＥ処理部は同期信号干渉を除去しない。平坦フェージングないしは見通し距離の条件下では、同期信号干渉は１〜２ｄＢの大幅な性能劣化を引き起こす恐れがあり、特に、同期チャネル信号が最も強い基地局の近くではその恐れがある。

図２のブロック２３０では、第１の非直交信号及び第２の非直交信号のうち一方が移動端末装置でキャンセルされることで、通信システムの上りリンク容量が増加される。代表的な実施形態では、推定干渉の項を端末装置のＲＡＫＥ処理部から減算することにより、同期信号は端末装置のＲＡＫＥ処理部でキャンセルされる。

実施形態によっては、同期信号が所定の閾値を上回る場合のみ同期信号が端末装置のＲＡＫＥ処理部からキャンセルされる。場合によっては、閾値は非常に低くないしはゼロに設定され、これにより受信された同期信号がすべてキャンセルされる。別の応用例では、閾値は高く設定され、その結果、同期信号の一部だけ、例えば特定の信号強度を備えた同期信号だけキャンセルされるか、あるいは選択された基地局から同期信号をキャンセルすることで同期信号が一部だけキャンセルされる。

図５は、ＲＡＫＥフィンガ及び代表的な同期チャネルキャンセル部５１０のより詳細な図である。図５において、一般に、キャンセル部５１０は、対応する同期信号干渉の項から減算するための、推定同期信号干渉の項を生成する。キャンセル、よって減算は、チップレート加算器５２０で行われてもよいしシンボルレート加算器５３０で行われてもよい。シンボルレート減算は、以下に説明するようにＲＡＫＥフィンガで行われてもよいし、図４のＲＡＫＥフィンガの加算４１０の出力で行われてもよい。これは、これら２つの技術は数学的に同等の操作に相当するためである。

図６は、推定干渉の項を生成する代表的な同期キャンセルアーキテクチャの詳細な図である。同期信号がバーストモードで送信される場合、同期信号バーストと同期して端末装置のＲＡＫＥ処理部から推定同期信号干渉の項の減算が行われる。

キャンセルアーキテクチャはコード相互相関器６１０を備え、コード相互相関器６１０の出力は乗算器６３０で整合フィルタ自己相関器６２０の信号を掛けられ、乗算器６３０の出力は加算器６４０でＬ−１個の他のシンボル間干渉（ＩＳＩ）の項と合計され、加算器６４０の出力は乗算器６６０でチャネル推定器６５０の信号を掛けられ、乗算器６６０の出力は加算器６７０で他のＮ−１個のマルチパス光線によるＮ−１個の同類項と合計される。パラメータＬ及びＮは、性能と設計の複雑さとの間のコスト的な相殺を最も良好にもたらすよう設計者により選択可能である。当業者には推定同期干渉の項が代替の方式でも生成されることが認識されるはずである。

同期信号の端末装置でのキャンセルにより、リンクレベルバジェット、例えばＳＩＲ対ＢＥＲ、ないしは同様な測定値が大幅に改善される。図７は、同期チャネルキャンセルをパラメータとしセル形状でリンクレベル性能を示す一群の曲線であり、この一群の曲線は端末装置での同期チャネルキャンセルの有効性を実証している。各曲線は、このシミュレーションが移動端末装置の付加的な白色ガウス雑音としてモデル化されるよう他のセル干渉Ｉ_ｏｃで割った必要な基地局送信電力（Ｔｘ＿Ｅ_ｂ）のＴｘ＿Ｅ_ｂ／Ｉ_ｏｃ対サービスフレーム誤り率（ＳＦＥＲ）のグラフである。各曲線に関係するパラメータは、同期キャンセル状態（オンないしはオフ）及びI^_ｏｒ／Ｉ_ｏｃ値である。I^_ｏｒ／Ｉ_ｏｃは基地局から端末装置までの相対的な近さの量である。I^_ｏｒ／Ｉ_ｏｃ値が大きくなるに従い、端末装置は基地局に近接する。図７では、移動端末装置が０ｄＢのI^_ｏｒ／Ｉ_ｏｃ値で作動しているときは、リンクバジェットの改善はごくわずか（０．１ｄＢ未満）である。しかし、I^_ｏｒ／Ｉ_ｏｃが約１２ｄＢに相当する場合は、ＳＦＥＲが１０^−２の際にリンクバ
ジェットは約２．３ｄＢ改善され、この改善は性能の実質的なゲインである。

本発明及び本発明の最良の形態であると考えられるものを、発明者による本発明の所有を確立し、かつ当業者が本発明を製造及び使用できるように説明したが、本願で開示された代表的な実施形態と同等なものが多数あり、代表的な実施形態によってではなく添付の請求項により限定される本発明の範囲及び精神から逸れることなくこの実施形態に無数の修正及び変形をなし得ることが理解され認識されるだろう。

なお、国際出願の英文明細書では、I^_ｏｒの「I^」は、Iの真上に^の記号が付いていたが、この翻訳文では便宜上I^と表した。

代表的なＣＤＭＡ通信システムの図。本発明の代表的な実施形態に係るプロセスフローチャート。ＲＡＫＥ処理部を備えた代表的な移動端末装置の図。図３のＲＡＫＥ処理部の、より詳細な図。回路のＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガの、より詳細な図。代表的な同期キャンセルアーキテクチャの図。システム性能に対する同期信号キャンセルの効果のグラフ。

Claims

符号分割多元接続移動通信端末装置における方法であって、
前記端末装置で第１の信号を受信する工程と、
前記端末装置で第２の信号を受信する工程と、前記第１の信号は前記第２の信号に対し非直交であることと、
符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成り、前記第１の非直交信号及び前記第２の非直交信号は前記符号分割多元接続通信システムから受信され、前記上りリンク容量を増加させる工程は、前記第１の信号及び前記第２の信号のうち一方を前記端末装置のＲＡＫＥ処理部でキャンセルすることで行われる方法。
前記第１の信号が同期信号であり、上りリンク容量を増加させる前記工程が、前記同期信号を前記端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部でキャンセルすることで行われる請求項１に記載の方法。
前記同期信号の強度が所定の閾値を上回る場合のみ、前記端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部で前記同期信号をキャンセルする請求項２に記載の方法。
前記同期信号が１次成分と２次成分とで構成されたコンポジット信号であり、リンク容量を増加させる前記工程が、前記同期信号の前記１次成分及び前記２次成分をキャンセルすることで行われる請求項２に記載の方法。
前記端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガから第１の信号推定干渉の項を減算することで前記第１の信号をキャンセルする請求項１に記載の方法。
前記第１の信号及び前記２の信号を受信する前記工程が、前記第１の信号と前記第２の信号とで構成されたコンポジット信号を受信することで行われる請求項１に記載の方法。
前記第１の信号が同期信号であり、上りリンク容量を増加させる前記工程が、前記端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部から推定同期信号干渉の項を減算することにより前記同期信号をキャンセルすることで行われる請求項６に記載の方法。
前記端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガのうち全部ではないＲＡＫＥフィンガから同期信号干渉の項を減算することで前記同期信号をキャンセルする請求項７に記載の方法。
前記端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガの全部から対応する同期信号干渉の項を減算することで前記同期信号をキャンセルする請求項７に記載の方法。
基地局のネットワークを有する符号分割多元接続通信システムにおける方法であって、
第１の非直交信号と第２の非直交信号とで構成されたコンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの基地局から送信する工程と、
前記コンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの移動端末装置で受信する工程と、
前記移動端末装置で第１の非直交信号及び第２の非直交信号のうち一方をキャンセルすることで前記符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成る方法。
前記第１の信号及び前記第２の信号のうちの一方が、前記第１の信号及び前記第２の信号のうちの他方に対し非直交な同期信号であり、上りリンク容量を増加させる前記工程が、
前記移動端末装置のＲＡＫＥ処理部から推定同期信号干渉の項を減算することにより前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルすることで行われる請求項１０に記載の方法。
前記符号分割多元接続通信システムの前記基地局から前記同期信号をバーストモードで送信し、前記同期信号バーストと同期して前記移動端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部から推定同期信号干渉の項を減算することにより前記同期信号バーストを前記移動端末装置でキャンセルする請求項１１に記載の方法。
前記移動端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガの全部から同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項１１に記載の方法。
前記移動端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガのうち全部ではないＲＡＫＥフィンガから同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項１１に記載の方法。
前記同期信号の特性が所定の閾値を上回る場合のみ、前記移動端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部から前記同期信号をキャンセルする請求項１１に記載の方法。
ネットワークインフラと複数の移動端末装置とで構成された符号分割多元接続通信システムの方法であって、
同期信号と別の非直交信号とで構成されたコンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの前記ネットワークインフラから送信する工程と、
前記コンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの前記複数の移動端末装置で受信する工程と、
前記複数の移動端末装置の少なくとも一部から前記同期信号をキャンセルすることで前記符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成る方法。
前記移動端末装置のＲＡＫＥフィンガ出力から推定同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置のＲＡＫＥ処理部から前記同期信号をキャンセルする請求項１６に記載の方法。
前記同期信号が所定の閾値を上回る場合のみ、前記移動端末装置のＲＡＫＥ処理部から前記同期信号をキャンセルする請求項１６に記載の方法。
前記移動端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガのうち全部ではないＲＡＫＥフィンガについて同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項１６に記載の方法。
前記移動端末装置の前記ＲＡＫＥ処理部のＲＡＫＥフィンガの全部について同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項１６に記載の方法。