JP2005518136A - Ｈｓ−ｄｐｃｃｈのためのｃｑｉコーディング方法 - Google Patents

Abstract

本発明に係るチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法では、３２ビットのサブコードを発生するための第１基底数列が設けられ、２０ビットのコードワードを発生するための第２基底数列が前記第１基底数列を利用して設けられ、前記第２基底数列は、５個の情報ビットが前記第２基底数列を使用するＣＱＩコードにコーディングされるようにシステム性能を最大化する。また、ＨＳＤＰＡシステムは、システム性能を増加させるために考案されたので、模擬実験で最上のシステム性能を示す本発明に係るＣＱＩコーディング方法は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨのための最適のＣＱＩコーディング方法になる。

Description

本発明は、無線通信システムに係るもので、詳しくは、３ＧＰＰ ＨＳＤＰＡシステムにおけるＨＳ−ＤＰＣＣＨのための信頼性あるアップリンクチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法に関するものである。

最近、アップリンクの高速化の要求によって、無線移動通信システムでは、 Ｅ−ＤＣＨ （Ｅｎｈａｎｃｅｄ ｕｐｌｉｎｋ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）の適用に対する議論が活発に行われている。そのうち、特に、Ｎｏｄｅ Ｂ基盤のアップリンクスケジューリングは、Ｅ−ＤＣＨの重要なイシューとなっている。前記Ｅ−ＤＣＨは、特定の端末が高速のアップリンクデータを伝送する時に使用する伝送チャネルであって、現在、標準化が進行されているが、詳しい事項はまだ決定されていない。

ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）は、欧州式移動通信標準であるＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）システムから進化した第３世代移動通信システムであって、ＧＳＭ核心網（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）とＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）無線接続技術に基づいて、より向上した移動通信サービスの提供を目標にする。

前記ＵＭＴＳの国際標準化作業のために、１９９８年１２月に欧州のＥＴＳＩ、日本のＡＲＩＢ／ＴＴＣ、米国のＴ１及び韓国のＴＴＡは、第３世代共同プロジェクト（Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ：３ＧＰＰ）というプロジェクトを構成し、この３ＧＰＰを通してＵＭＴＳの細部的な標準明細書（Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を規定している。

このような３ＧＰＰでは、ＵＭＴＳの迅速且つ効率的な技術開発のために、各網構成要素とこれらの動作に対する独立性を考慮して、ＵＭＴＳの標準化作業を５個の技術規格グループ（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐｓ：ＴＳＧ）に分けて進行している。各ＴＳＧは、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｏｍｅｎｔ）に関連した領域内で標準規格の開発、承認及び管理を担当するが、これら中、無線接続網（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；以下ＲＡＮと略称する）グループ（ＴＳＧ−ＲＡＮ）は、ＵＭＴＳでＷＣＤＭＡ接続技術（非同期ＣＤＭＡともいう）を支援するための新しい無線接続網であるＵＭＴＳ地上無線接続網（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ；以下、ＵＴＲＡＮと略称する）の機能、要求事項及びインターフェースに対する規格を開発する。

前記ＴＳＧ−ＲＡＮグループは、再び全体会議（Ｐｌｅｎａｒｙ）グループと４個の運営グループ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ）とに構成される。第１運営グループ（ＷＧ１：Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ１）では、物理階層（第１階層）に対する規格を開発し、第２運営グループ（ＷＧ２：Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ２）では、データリンク階層（第２階層）及びネットワーク階層（第３階層）の役割を規定する。また、第３運営グループでは、ＵＴＲＡＮ内の基地局、無線網制御器（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＲＮＣ）及び核心網（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）間のインターフェースに対する規格を定め、第４運営グループでは、無線リンク性能に関する要求条件及び無線資源管理に対する要求事項などを議論する。

図１は、３ＧＰＰで定義されたＵＴＲＡＮの構造を示した図である。

図１を参照すると、ＵＴＲＡＮ１１０は、一つ以上の無線網副システム（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｕｂ−ｓｙｓｔｅｍｓ：ＲＮＳ）１２０、１３０により構成され、各ＲＮＳ１２０、１３０は、一つのＲＮＣ１２１、１３１と、一つ以上の基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）１２２、１２３、１３２、１３３とから構成される。例えば、基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）１２２は、ＲＮＣ１２１、１３１によって管理され、アップリンクチャネルを通してＵＥ１５０の物理階層から伝送された情報を受信し、ダウンリンクチャネルを通して前記ＵＥ１５０にデータを伝送する。従って、基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）は、ＵＥに対するＵＴＲＡＮの接続点（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）の役割を行う。 前記ＲＮＣ１２１、１３１は、ＵＭＴＳの無線資源の割当及び管理機能を行い、使用者に提供されたサービスの種類によって適切な核心網要素に連結される。例えば、前記ＲＮＣ１２１、１３１は、音声呼サービスのような回線交換通信のために移動交換機（ＭＳＣ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ）１４１に連結され、無線インターネットサービスのようなパケット交換通信のためにＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）１４２に接続される。

基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）の直接的な管理を担当するＲＮＣを制御ＲＮＣ（ＣＲＮＣ：Ｃｏｎｔｒｏｌ ＲＮＣ）といい、前記ＣＲＮＣは共用無線資源を管理する。その反面、各ＵＥに割り当てられた専用無線資源（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）を管理するＲＮＣを担当ＲＮＣ（ＳＲＮＣ：Ｓｅｒｖｉｎｇ ＲＮＣ）という。基本的に、前記制御ＲＮＣと担当ＲＮＣとは同一の物理ノード内に位置されるが、ＵＥが担当ＲＮＣの領域から脱して他のＲＮＣの領域に移動する場合、前記制御ＲＮＣと担当ＲＮＣとは物理的に異なる場所に位置される。

ＵＭＴＳ網内の多様な構成要素はその位置が異なるため、これらを連結させるインターフェースが必要である。前記基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）とＲＮＣとはＩｕｂインターフェースで連結され、各ＲＮＣの間はＩｕｒインターフェースで連結される。そして、前記ＲＮＣと核心網との間のインターフェースはＩｕという。

高速データパケット接続（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ：ＨＳＤＰＡ）は、高速、高品質の無線データパケットサービスを実現するための３ＧＰＰ内の標準化作業である。前記ＨＳＤＰＡを支援するために、適応変調及びコーディング（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ：ＡＭＣ）、複合自動再伝送要求（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ＨＡＲＱ）、高速セル選択（Ｆａｓｔ Ｃｅｌｌ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ：ＦＣＳ）、多重入出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ：ＭＩＭＯ）などの多様な向上技術が導入された。

無線システムで伝送パラメータを変化するチャネル条件に適応させて得る利点はよく知られている。チャネル条件の変化を補償するために各伝送パラメータを修正する処理をリンク適応（Ｌｉｎｋ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ、ＬＡ）といい、前記ＡＭＣは、このようなリンク適応（ＬＡ）技術の中の一つである。

前記ＡＭＣの原理は、システム資源が限定された状況で、チャネル条件の変化によって変調及びコーディング技法を変えることである。前記チャネル条件は、ＵＥからのフィードバックに基づいて推定される。前記ＡＭＣを採用したシステムで、有利な位置（例えば、セルの近隣）にある各ＵＥは、おおよそ高いコード率（例えば、Ｒ＝３／４ターボコードである６４ＱＡＭ）を有する高度の変調方法の割り当てを受ける。その反面、不利な位置（例えば、セル境界の近隣）にある各ＵＥは、低いコード率（例えば、Ｒ＝１／２ターボコードであるＱＰＳＫ）を有する低度の変調方法の割り当てを受ける。

ＡＭＣの最も著しい利点は、有利な位置にある各ＵＥが使用できる高いデータ伝送率である。このような高いデータ伝送率は、伝送電力の変化の代りに、変調／コーディング技法の変化に基づくリンク適応によって、セルの平均処理量（Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）と減少された干渉変化を順に増加させる。

従来のＡＲＱでのＡＲＱ過程はＵＥと基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）の上位階層で行われるべきであるが、ＨＳＤＰＡでのＡＲＱ過程は物理階層で行われる。前記ＨＡＲＱの最も大きな特徴は、受信者からＮＡＣＫ（Ｎｏ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）が受信された時にコード化されたブロックの非伝送部分を伝送し、受信者は、より多くのコーディング利得を得るために、受信されたコードワードの各部分を、低いコーディング率を有する新しいコードワードに結合させる。

前記ｎ−チャネルＨＳＤＰＡの他の特徴は、ノードＢが受信機からＡＣＫ信号の受信時のみに次のパケットを伝送するか、またはＮＡＣＫ信号の伝送時に以前のパケットを再伝送する停止及び待機（Ｓｔｏｐ ａｎｄ Ｗａｉｔ）ＡＲＱとは異なって、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ／Ｎｏ ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）が受信されない場合も、複数のパケットが各ｎチャネルに伝送されるという点にある。即ち、ＨＳＤＰＡのノードＢは、以前に伝送された各パケットに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫが受信されない場合も、連続的に複数の次のパケットを伝送することができ、チャネル使用効率を増加させる。

ＡＭＣとＨＡＲＱとの結合は、伝送効率を最大化させる。ＨＡＲＱは概略的なデータ伝送率の選択を提供する反面、ＨＡＲＱはチャネル条件に基づいて精密なデータ伝送率の調整を提供する。

ＦＣＳは、概念的にＳＳＤＴ（Ｓｉｔｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）と類似している。ＦＣＳを使用するとき、ＵＥは、アップリンクシグナリングを通して最も良いセルを示す。従って、多数のセルが活性セット（ａｃｔｉｖｅ ｓｅｔ）の一員になれるが、潜在的に干渉を減少させてシステム容量（ｃａｐａｃｉｔｙ）を増加させる一つのセルのみが所定時間にデータを伝送する。前記最も良いセルは、無線電波条件だけでなく、活性セットにある各セルのための電力及びコード空間などの可用資源に基づいて決定される。

ＭＩＭＯは、多重ダウンリンク送信機／受信機アンテナを使用するダイバーシティ技法のうちの一つである。ＭＩＭＯ処理は、基地局送信機及び端末受信機モードで多重アンテナを使用し、送信機のみで多重アンテナを有するダイバーシティ技法と従来の単一アンテナシステムに比べて多様な利点を提供する。

このような新しい技法の導入によって、新しい制御信号が、ＨＳＤＰＡでＵＥとノードＢとの間で構成された。ＨＳ−ＤＰＣＣＨは、ＨＳＤＰＡを支援するためのＵＬ ＤＰＣＣＨへの修正である。

図２は、ＨＳ−ＤＳＣＨ伝送と関連したアップリンクＨＳ−ＤＰＣＣＨのフレーム構造を示している。前記ＨＳ−ＤＰＣＣＨは、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫとチャネル品質指示子（ＣＱＩ）とから構成されたアップリンクフィードバックシグナリングを運搬する。２ｍｓ（３×２５６０ｃｈｉｐｓ）の各サブフレームは３個のスロットにより構成され、各スロットは２５６０ｃｈｉｐｓの長さを有する。前記ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ＨＳ−ＤＰＣＣＨサブフレームの最初のスロットに運搬され、前記ＣＱＩは、前記ＨＳ−ＤＰＣＣＨサブフレームの２番目及び３番目のスロットに運搬される。各無線リンクにはおおよそ一つのＨＳ−ＤＰＣＣＨがあり、前記ＨＳ−ＤＰＣＣＨは、ただアップリンクＤＰＣＣＨと共に存在する。

高速リンク適応を支援するために、ＵＥは、ダウンリンクチャネル品質（ｉ．ｅ．，ＣＱＩ）に対する情報をノードＢに提供する。ＨＳ−ＤＰＣＣＨ ＣＱＩのためのチャネルコーディングに対し、多数のアップリンクＣＱＩコーディング方法が提案されており、ほとんどの提案は、前記ＣＱＩが２０チャネルビットでコーディングされたと仮定する。前記ＣＱＩコーディング方法は、３ＧＰＰ標準の伝送フォーマット組合指示子（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｆｏｒｍａｔ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：ＴＦＣＩ）コーディング方法に基づく。図３ａは、（１６，５）ＴＦＣＩエンコーダを示し、その（１６，５）ＴＦＣＩエンコーダは、５個の情報ビットが（１６，５）ＴＦＣＩコードワードを発生するために使用されたことを除くと、図３ｂの（３２，１０）ＴＦＣＩエンコーダと類似している。前記（１６，５）ＴＦＣＩコードの基底数列（ｂａｓｉｃ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ）は表１ａに示されており、前記（３２，１０）ＴＦＣＩコードの基底数列は表１ｂに示されている。

以下、ＴＦＣＩコードワードの発生方法を説明する。

まず、（１６，５）ＴＦＣＩエンコーディング方法を説明する。表１ａで、ＴＦＣＩ情報ビットがａ_０〜ａ_４で、Ｍ_ｉ，ｎはｎ番目のＴＦＣＩ情報ビットの基底数列を示す場合、出力コードワードビット（ｂ_ｉ）は、次のように与えられる。

類似した方法で、（３２，１０）ＴＦＣＩコードワードの生成が定義される。表１ｂで、ＴＦＣＩ情報ビットがａ_０〜ａ_９で、Ｍ_ｉ，ｎはｎ番目のＴＦＣＩ情報ビットの基底数列を示す場合、出力コードワードビット（ｂ_ｉ）は、次のように与えられる。

表１ａで、（１６，５）ＴＦＣＩの基底数列は、情報ビットが最初の５ビットに制限され、１６個の出力ビットが３２個の出力ビットから選択される場合、表１ｂにある（３２，１０）ＴＦＣＩの基底数列に含まれる。前記二つの基底数列間の共通部分は、表１ｂで陰影（ｓｈａｄｏｗ）により強調された。前記ＣＱＩコーディング方法は、従来のＴＦＣＩコーディング方法に基づく。前記ＣＱＩは、５個の情報ビットと２０個のコードビット、即ち、（２０，５）ＣＱＩコードが必要である。従って、（１６，５）ＴＦＣＩコード及び（３２，１０）ＴＦＣＩコーディング方法は、ＣＱＩコーディングのために要求ビット数を合せるように修正されるべきである。前記（１６，５）ＴＦＣＩコードは、４ビットの各基底数列を追加して（２０，５）ＣＱＩコードに拡張される。前記（３２，１０）ＴＦＣＩコードは、二つの段階を通して（２０，５）ＣＱＩコードを発生するために使用される。第１に、前記（３２，１０）ＴＦＣＩコードは、最後の５個の基底数列が削除されて（３２，５）ＴＦＣＩコードに修正されるが、その後、前記修正された（３２，５）ＴＦＣＩコードは、（３２，５）訂正（ｅｘｐｕｒｇａｔｅｄ）ＴＦＣＩコードとして言及される。第２に、前記（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードは、（２０，５）ＣＱＩコードに合せるためにパンクチャリングされて反復されるべきである。

前記（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードのための基底数列は、次の表１ｃのとおりである。（１６，５）ＴＦＣＩコードと（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードとの間の基底数列の共通部分は、陰影により示されている。また、前記表１ｃは、（１６，５）ＴＦＣＩコード、即ち表１ａのための基底数列を含むが、これは、前記（３２，１０）ＴＦＣＩコードに基づく発生方法が、前記（１６，５）ＴＦＣＩコードに基づく発生方法の他の形態として表現されることを示す。

（表１ａ）

（表１ｂ）

（表１ｃ）

図４は、拡張された（１６，５）ＴＦＣＩコードを発生するためのエンコーダを示している。

図４で、（１６，５）コードは、（２０，５）ＣＱＩコードのための４個の情報ビットに拡張された各コードワードと共に再び使用される。このＣＱＩコーディング技法は、最適の最小距離を有するために考案された。

図５は、パンクチャリングされた（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードを発生するためのエンコーダを示している。このＣＱＩコーディング技法で、（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードは、１２個のシンボルとパンクチャリングされるが、この場合、パンクチャリングパターンと使用される基底数列は、図５ｂに示されている。

然し、図４の拡張された（１６，５）ＴＦＣＩコードを使用する（２０，５）ＣＱＩコーディング技法と図５のパンクチャリングされた（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードとは、互いに同一である。即ち、（１６，５）ＴＦＣＩコードに基づく基底数列は、パンクチャリング後、前記（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードに基づくパンクチャリングされた基底数列と同一であって、唯一の差異点は、コードワードビットの順序である。然し、ビット位置の差は、コーディング性能及び特性には影響を及ぼさないため、図４及び図５ａのコーディング技法は互いに同一である。

前記（１６，５）ＴＦＣＩコードに基づく（２０，５）ＣＱＩコーディング技法は、（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードに基づくコーディング技法として示すことができるため、前記拡張された（１６，５）ＴＦＣＩコードと前記パンクチャリングされた（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードとは、共通的に表２の基底数列に表現される。これは、前記（１６，５）ＴＦＣＩと（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードに基づく（２０，５）ＣＱＩコーディング技法が、表２でどの基底数列パターンが空欄（ｂｌａｎｋ）であるかを決定するためである。その後、３ＧＰＰ技術標準と同一な基底数列部分は、便宜上省略する。

（表２）

図６は、拡張された（１６，５）ＴＦＣＩコードを発生するための他のエンコーダを示している。（１６，５）から（２０，５）に拡張させるために基底数列が拡張され、その拡張された各部分は、表３のように埋められている。

（表３）

ここで、Ｍｉ，４は、最上位ビット（ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｂｉｔ：ＭＳＢ）である。このような配列は、前記ＭＳＢに相当な余分の保護（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を提供し、次のＭＳＢに更に良いエラー訂正能力を与える。

前記従来のＣＱＩコーディング方法（技法）及びその性能は、基底数列表の拡張された部分によって変化される。このような接近で、最適のＣＱＩコーディング方法を選択することは、まさに基底数列表の最適の拡張された部分を探すことである。

前記ＣＱＩコーディング方法は、システム性能（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）でなく、ビットエラー率（ＢＥＲ）性能及び非均等エラー保護（ＲＭＳ ｅｒｒｏｒ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）を考慮して開発された。然し、前記コーディング方法は、ＢＥＲと非均等エラー保護との間にｔｒａｄｅ−ｏｆｆを有する。即ち、前記ＢＥＲ性能側面では、第１及び第２ＣＱＩコーディング方法が第３ＣＱＩコーディング方法より優秀であるが、非均等エラー保護側面では、前記第３ＣＱＩコーディング方法が前記第１及び第２ＣＱＩコーディング方法より優秀である。

然し、ＨＳＤＰＡシステムがシステム性能（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を増加させるために開発されたので、最適のＣＱＩコーディング方法を選択するための一つの基準（ｃｒｉｔｅｒｉａ）として前記システム性能を使用することが好ましい。

従って、本発明の目的は、システム性能を最大化できるＣＱＩコーディングのための基底数列の発生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、本発明の一側面で、チャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法は、（３２，１０）ＴＦＣＩコードから（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードを発生するための第１基底数列を発生する段階（ａ）と、システム性能を最大化するために、所定のビットパターンで各（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードをパンクチャリングする段階（ｂ）と、システム性能を最大化するために、所定時間の間各（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードの所定ビットを反復する段階（ｃ）と、５ビット情報を、前記（ｂ）と（ｃ）段階を通して発生した第２基底数列を使用するＣＱＩコードにエンコーディングする段階と、を含む。

各（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５及び３０番目のビット順に１６ビットパンクチャリングされ、（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードの３１番目のビットは４回反復される。
前記第１基底数列は表１ｃに示されており、前記第２基底数列は次の表に示されている。

（ここで、ｉ＝０、…、１９である。）
本発明の他の側面で、チャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法は、５個の情報ビットを入力する段階と、基底数列を使用する前記情報ビットで３２ビットサブコードを発生する段階と、所定のビットパターンで各サブコードから１６ビットをパンクチャリングして２０ビットコードワードを発生する段階と、前記サブコードの所定ビットを反復する段階と、を含む。

前記サブコードは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビット順に１６ビットがパンクチャリングされ、３１番目のビットは４回反復される。

前記基底数列は、Ｍ_ｉ，０＝１０１０１０１０１０１０１０１０００００（ｉ＝０、…、１９）、Ｍ_ｉ，１＝０１１００１１００１１００１１０００００、Ｍ_ｉ，２＝０００１１１１００００１１１１０００００、Ｍ_ｉ，３＝０００００００１１１１１１１１０００００及びＭ_ｉ，４＝１１１１１１１１１１１１１１１１１１１１に表現される。

本発明の他の側面で、チャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法は、（１６，５）ＴＦＣＩコードから第１基底数列を獲得する段階（ａ）と、システム性能を最大化するために、基底数列を所定のビットパターンで各（２０，５）ＣＱＩコードに拡張させる段階（ｂ）と、５個の情報ビットを、前記（ａ）及び（ｂ）段階で発生した第２基底数列を使用するＣＱＩコードにエンコーディングする段階と、を含む。前記第２の拡張された基底数列は、上の表と同一である。

本発明の他の側面で、チャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法は、５個の情報ビットを、（１６，５）ＴＦＣＩ基底数列を使用する（１６，５）ＴＦＣＩコードにエンコーディングする段階と、システム性能を最大化するために、情報ビットのＭＳＢを４回反復する段階と、を含む。

以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。

図７ａは、本発明の第１実施形態によって（２０，５）コードを発生するためのエンコーダを示したブロック図で、図７ｂは、図７ａのエンコーダがどのように（２０，５）コードを発生するかを示した表である。

図７ａ及び図７ｂを参照すると、一旦、５個の情報ビットが入力されると、エンコーダは、（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードを発生するために情報ビットを基底数列と線形的に結合する。前記３２ビット長さの削除されたＴＦＣＩコードは、パンクチャリングパターン（０、２、４、５、６、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビット）で１３ビットずつパンクチャリングされ、前記３１番目のビットは、２０ビット長さのコードワードが得られるように一回反復される。前記各基底数列は、Ｍｉ，０、Ｍｉ，１、Ｍｉ，２、Ｍｉ，３、Ｍｉ，４である。本発明の第１実施形態によって発生した各基底数列は、表４に示されている。前記第１実施形態の他の側面では、（１６，５）ＴＦＣＩコードから表４の基底数列に拡張して基底数列を生成する
（表４）

前記第１実施形態に係る各基底数列は、次のように表現される。

Ｍ_ｉ，０＝１０１０１０１０１０１０１０１０００００
Ｍ_ｉ，１＝０１１００１１００１１００１１００００１
Ｍ_ｉ，２＝０００１１１１００００１１１１０００１０
Ｍ_ｉ，３＝０００００００１１１１１１１１００１００
Ｍ_ｉ，４＝１１１１１１１１１１１１１１１１１０００
図８ａは、本発明の第２実施形態によって（２０，５）コードを発生するためのエンコーダを示したブロック図で、図８ｂは、図８ａのエンコーダがどのように（２０，５）コードを発生するかを示した表である。

図８ａ及び図８ｂを参照すると、エンコーダは、（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードを発生するために５個の入力された情報ビットを基底数列と線形的に結合する。前記３２ビット長さの訂正されたＴＦＣＩコードは、パンクチャリングパターン（０、１、２、４、５、６、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビット）で１４ビットずつパンクチャリングされ、前記３１番目のビットは、２０ビット長さのコードワードが得られるように二回反復される。本発明の第１実施形態によって発生した各基底数列は、表５に示されている。前記第２実施形態の他の側面では、（１６，５）ＴＦＣＩコードから表４の基底数列に拡張して基底数列を生成する。

（表５）

前記第２実施形態に係る各基底数列は、次のように表現される。

Ｍ_ｉ，０＝１０１０１０１０１０１０１０１０００００
Ｍ_ｉ，１＝０１１００１１００１１００１１０００００
Ｍ_ｉ，２＝０００１１１１００００１１１１００００１
Ｍ_ｉ，３＝０００００００１１１１１１１１０００１０
Ｍ_ｉ，４＝１１１１１１１１１１１１１１１１１１００
図９ａは、本発明の第３実施形態によって（２０，５）コードを発生するためのエンコーダを示したブロック図で、図９ｂは、図９ａのエンコーダがどのように（２０，５）コードを発生するかを示した表である。

図９ａ及び図９ｂを参照すると、エンコーダは、（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードを発生するために５個の入力された情報ビットを基底数列と線形的に結合する。前記３２ビット長さの訂正ＴＦＣＩコードは、システム性能を最大化するためにパンクチャリングパターン（０、１、２、３、４、５、６、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビット）で１６ビットずつパンクチャリングされ、前記３１番目のビットは、２０ビット長さのコードワードが得られるように、システム性能を最大化するために４回反復される。本発明の第３実施形態によって発生した各基底数列は、表６に示されている。

（表６）

前記第３実施形態に係る各基底数列は、次のように表現される。

Ｍ_ｉ，０＝１０１０１０１０１０１０１０１０００００
Ｍ_ｉ，１＝０１１００１１００１１００１１０００００
Ｍ_ｉ，２＝０００１１１１００００１１１１０００００
Ｍ_ｉ，３＝０００００００１１１１１１１１０００００
Ｍ_ｉ，４＝１１１１１１１１１１１１１１１１１１１１
前記第３実施形態の他の側面で、チャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法は、（１６，５）ＴＦＣＩコードから第１基底数列を獲得する段階（ａ）と、システム性能を最大化するために、基底数列を所定のビットパターンで各（２０，５）ＣＱＩコードに拡張させる段階（ｂ）と、５個の情報ビットを、前記（ａ）及び（ｂ）段階で発生した第２基底数列を使用するＣＱＩコードにエンコーディングする段階と、を含む。前記第２拡張された基底数列は、表６と同一である。

前記第３実施形態の他の側面で、チャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法は、５個の情報ビットを、（１６，５）ＴＦＣＩ基底数列を使用する（１６，５）ＴＦＣＩコードにエンコーディングする段階と、情報ビットのＬＳＢを４回反復する段階と、を含む。

従来のＣＱＩコーディング方法に対する本発明のＣＱＩコーディング方法の優秀性を支援するために、従来及び本発明のＣＱＩコーディング方法が模擬実験（ｓｉｍｕｌａｔｅｄ）され、最適のＣＱＩコーディング方法を選択するためにＢＥＲ、ＲＭＳエラー及びシステム性能に対して比較された。前記ＢＥＲとＲＭＳエラーとはｔｒａｄｅ−ｏｆｆ関係にあるため、システム性能は一つの基準として考慮された。簡略化のために、表２及び表３に記述された従来のＣＱＩコーディング方法をＣ１及びＣ２として参照する。

模擬実験の結果によるＢＥＲ性能の順は、次のようである。

Ｃ１＞第１実施形態＞第２実施形態＞Ｃ２＞第３実施形態
（←良い………悪い→）
このとき、最上及び最悪の性能間の差（ｇａｐ）は、ＢＥＲ １０^−５で約０．５ｄＢ程度である。

非均等エラー保護特性を測定するために、基準としてＲＭＣ（Ｒｏｏｔ−ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅ）エラーが導入された。前記ＲＭＳエラーは、伝送されたコードワードと受信されたコードワードとの間の差のルート値であり、前記ＲＭＳエラー減少性能の順は、次のようである。

第３実施形態＞Ｃ２＞第２実施形態＞第１実施形態＞Ｃ１
（←良い………悪い→）
このとき、最上及び最悪の性能間の差（ｇａｐ）は、−３ｄＢ ＥｂＮｏ／Ｓｌｏｔで約１．５である。

前記システムの性能は、単純化されたシステムレベルシミュレーションを使用して計算され、従来のシステムレベルシミュレータ（ｓｉｍｕｌａｔｏｒ）とアップリンクＣＱＩコーディング方法とが結合された。その結合されたシステムレベルシミュレーションとアップリンクＣＱＩコーディングと共に、ＢＥＲ及びＲＭＳエラーが同時に考慮される。

ＢＥＲ性能の順は、次のようである。

第３実施形態＞Ｃ２＞第２実施形態＞第１実施形態＞Ｃ１
（←良い………悪い→）
このとき、最上及び最悪の性能間の差（ｇａｐ）は、３ｄＢで約７９ｋｂｐｓである。

本発明のＣＱＩコーディング方法は、各基底数列テーブルの拡張された部分に対して分類され、ＢＥＲとＲＭＳとは互いにｔｒａｄｅ−ｏｆｆ関係を有するため、システム性能がＣＱＩコーディング方法を評価するための基準として導入された。また、前記システム性能の模擬実験の間、既に前記ＢＥＲ及びＲＭＳエラー効果が共に考慮される。また、ＨＳＤＰＡシステムは、システム性能を増加させるために考案されたので、模擬実験で最上のシステム性能を示す本発明の第３実施形態は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨのための最適のＣＱＩコーディング方法になる。

本発明は、図面に示された実施形態に基づいて説明されたが、これは例示的なものに過ぎなく、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能である。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。

図１は、ＵＭＴＳ無線接続網（ＵＴＲＡＮ）の構造を示した概念図である。 図２は、ＨＳ−ＤＳＣＨ伝送と関連したアップリンクＨＳ−ＤＰＣＣＨのためのフレーム構造を示した図である。 図３ａは、（１６，５）ＴＦＣＩエンコーダを示したブロック図である。 図３ｂは、（３２，１０）ＴＦＣＩエンコーダを示したブロック図である。 図４は、（１６，５）ＴＦＣＩコードに基づいて、従来の（２０，５）ＣＱＩコードを発生するためのエンコーダを示したブロック図である。 図５ａは、削除された（３２，５）ＴＦＣＩコードに基づいて、従来の（２０，５）ＣＱＩコードを発生するためのエンコーダを示したブロック図である。 図５ｂは、図５ａのエンコーダに適用されたパンクチャリングパターンと使用された基底数列を示した表である。 図６は、（１６，５）ＴＦＣＩコードを拡張して（２０，５）ＣＱＩコードを発生するための他のエンコーダを示したブロック図である。 図７ａは、本発明の第１実施形態によって（２０，５）ＣＱＩコードを発生するためのエンコーダを示したブロック図である。 図７ｂは、図７ａのエンコーダに適用されたパンクチャリングパターン、反復パターン及び使用された基底数列を示した表である。 図８ａは、本発明の第２実施形態によって（２０，５）ＣＱＩコードを発生するためのエンコーダを示したブロック図である。 図８ｂは、図８ａのエンコーダに適用されたパンクチャリングパターン、反復パターン及び使用された基底数列を示した表である。 図９ａは、本発明の第３実施形態によって（２０，５）ＣＱＩコードを発生するためのエンコーダを示したブロック図である。 図９ｂは、図９ａのエンコーダに適用されたパンクチャリングパターン、反復パターン及び使用された基底数列を示した表である。

Claims (24)

1. アップリンクチャネルを通して受信したＣＱＩの正確性を向上させて、ダウンリンクチャネル容量を増加させるための無線通信システムにおいて、
   ＣＱＩの情報ビットが異なる重要度で割り当てられる方法によりＣＱＩがエンコーディングされることを特徴とするチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
2. 前記ＣＱＩの情報ビットは、
   ビットエラー率（ＢＥＲ）、ＲＭＳ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎｓ ｑｕａｒｅ）値及びシステム性能を考慮して重要度が割り当てられることを特徴とする請求項１記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
3. ３２ビットのサブコードを生成するための第１基底数列を発生する段階と、
   システム性能を最大化させて、前記第１基底数列を使用する２０ビットのコードワードを発生するための第２基底数列を発生する段階と、
   所定数の情報ビットを、前記第２基底数列を使用するＣＱＩコードにエンコーディングする段階と、を含むことを特徴とするチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
4. 前記情報ビットの数は、
   ５であることを特徴とする請求項３記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
5. 前記第２基底数列を発生する段階は、
   所定ビットパターンで各サブコードをパンクチャリングする段階と、
   各サブコードの所定ビットを所定回数反復する段階と、を含むことを特徴とする請求項３記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
6. 前記各サブコードは、
   ０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビットの順に１６ビットだけパンクチャリングされることを特徴とする請求項５記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
7. 前記サブコードの３１番目のビットは、
   ４回反復されることを特徴とする請求項５記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
8. 前記第２基底数列は、
   次のような表
   

   

   ここで、ｉ＝０、…、１９
   であることを特徴とする請求項３記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
9. （ａ）３２ビットのサブコードを生成するための第１基底数列を発生する段階と、
   （ｂ）システム性能を最大化するために、所定のビットパターンで各サブコードをパンクチャリングする段階と、
   （ｃ）システム性能を最大化するために、各サブコードの所定ビットを所定回数反復する段階と、
   （ｄ）５個の情報ビットを、前記（ｂ）及び（ｃ）段階で発生した第２基底数列を使用するＣＱＩコードにエンコーディングする段階と、を含むことを特徴とするチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
10. 前記各サブコードは、
    ０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビットの順に１６ビットだけパンクチャリングされることを特徴とする請求項９記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
11. 前記サブコードの３１番目のビットは、
    ４回反復されることを特徴とする請求項１０記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
12. 前記第２基底数列は、次のような表
    

    

    ここで、ｉ＝０、…、１９
    であることを特徴とする請求項１１記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
13. ５個の情報ビットを入力する段階と、
    基底数列を使用する情報ビットで３２ビットサブコードを発生する段階と、
    所定のビットパターンで各サブコードから１６ビットをパンクチャリングすることで２０ビットコードワードを生成し、システム性能を最大化するためにサブコードの所定ビットを反復する段階と、を含むことを特徴とするチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
14. 前記パンクチャリングされた１６ビットは、
    サブコードの０、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビットであることを特徴とする請求項１３記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
15. 前記反復ビットは、
    ３１番目のビットであり、４回反復されることを特徴とする請求項１３記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
16. 前記基底数列は、
    Ｍ_ｉ，０＝１０１０１０１０１０１０１０１０００００（ｉ＝０、…、１９）、Ｍ_ｉ，１＝０１１００１１００１１００１１０００００、Ｍ_ｉ，２＝０００１１１１００００１１１１０００００、Ｍ_ｉ，３＝０００００００１１１１１１１１０００００及びＭ_ｉ，４＝１１１１１１１１１１１１１１１１１１１１であることを特徴とする請求項１３記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
17. （ａ）（３２，１０）ＴＦＣＩコードから（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードを生成するための第１基底数列を発生する段階と、
    （ｂ）システム性能を最大化するために、所定のビットパターンで各（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードをパンクチャリングする段階と、
    （ｃ）システム性能を最大化するために、各（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードの所定ビットを所定回数反復する段階と、
    （ｄ）５個の情報ビットを、前記（ｂ）及び（ｃ）段階で発生した第２基底数列を使用するＣＱＩコードにエンコーディングする段階と、を含むことを特徴とするチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
18. 前記（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードは、
    ０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４及び３０番目のビットの順に１６ビットだけパンクチャリングされることを特徴とする請求項９記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
19. 前記（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードの３１番目のビットは、
    ４回反復されることを特徴とする請求項１７記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
20. 前記（３２，５）訂正ＴＦＣＩコードのための第１基底数列は、
    次のような表
    

    

    

    ここで、ｉ＝０、…、１９
    であることを特徴とする請求項１７記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
21. 前記第２基底数列は、
    次のような表
    

    

    ここで、ｉ＝０、…、１９
    であることを特徴とする請求項１９記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
22. （ａ）（１６，５）ＴＦＣＩコードから第１基底数列を獲得する段階と、
    （ｂ）システム性能を最大化させるために、所定パターンで基底数列を（２０，５）ＣＱＩコードのための第２基底数列に拡張する段階と、
    （ｃ）５個の情報ビットを、前記（ｂ）及び（ｃ）段階で発生した第２基底数列を使用するＣＱＩコードにエンコーディングする段階と、を含むことを特徴とするチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
23. 前記拡張された第２基底数列は、
    次のような表
    

    

    であることを特徴とする請求項２２記載のチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。
24. （ａ）５個の情報ビットを、（１６，５）ＴＦＣＩ基底数列を使用する（１６，５）ＴＦＣＩコードにエンコーディングする段階と、
    （ｂ）システム性能を最大化するために情報ビットのＭＳＢを４回反復する段階と、を含むことを特徴とするチャネル品質情報（ＣＱＩ）コーディング方法。

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