JP2005532733A

JP2005532733A - 通信システムにおいてアクイジション・インジケータ・ビットを決定する方法

Info

Publication number: JP2005532733A
Application number: JP2004519538A
Authority: JP
Inventors: ホワァチュン，ヨーン
Original assignee: サンドブリッジテクノロジーズインコーポレーテッド
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US20040008799A1; EP1520440A1; US6944205B2; MY135096A; WO2004006612A1; CN100405867C; KR100814556B1; CN1656841A; TW200407015A; AU2003234455A1; KR20050016430A

Abstract

通信システムにおいて受信機でアクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓを決定する方法。本発明の方法は、多重化されたアクイジション・インジケータ・ビットｙ＝Ｂ×ＡＩ＋ｎの受信を含む。ただし、Ｂは、基地局と受信機の両方で知られているシグニチャ行列、ＡＩは、すべてのアクイジション・インジケータ・ビットであり、ｎは、雑音を表す。次に、アクイジション・インジケータ・ビットの推定値
【数３２】

が、式（Ｉ）の関数として計算される。ただし、Ｂ^Ｔ（ｓ，・）は、アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓに対応する、転置行列Ｂ^Ｔの第ｓ行の行ベクトルである。最終的に、アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓは、次のように定められる。
【数３３】

の場合、ＡＩ_ｓ＝−１、
【数３４】

の場合、ＡＩ_ｓ＝０、
【数３５】

の場合、ＡＩ_ｓ＝１。ただし、ＲおよびＵは、判定閾値である。

Description

本発明は一般に、符号化データの通信システムに関し、より詳細には、通信システムにおいて、受信機でアクイジション・インジケータ・ビット（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒｂｉｔ）を決定する方法の改良に関する。

第３世代広帯域符号分割多元接続（３ＧＷＣＤＭＡ）に関して、本発明を説明するが、その他の通信システムにおいて、受信機でアクイジション・ビットＡＩ_ｓを決定するためにも、同じ方法を用いることができる。また、３ＧＷＣＤＭＡ規格である、３ＧＰＰＴＳ２５．２１１、「Ｐｈｙｓｉｃａｌｃｈａｎｎｅｌｓａｎｄｍａｐｐｉｎｇｏｆｔｒａｎｓｐｏｒｔｃｈａｎｎｅｌｓｏｎｔｏｐｈｙｓｉｃａｌｃｈａｎｎｅｌｓ（ＦＤＤ）」（Ｒｅｌｅａｓｅ４）、および３ＧＰＰＴＳ２５．２１３、「Ｓｐｒｅａｄｉｎｇａｎｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＦＤＤ）」（Ｒｅｌｅａｓｅ４）を、全般的および特定的に参照する。

第３世代ＣＤＭＡシステムでは、ユーザ機器（ＵＥ）と基地局との間の物理コネクションは、物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ：ＰｈｙｓｉｃａｌＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ）およびアクイジション・インジケータ・チャネル（ＡＩＣＨ：ＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＩｎｄｉｃａｔｏｒＣｈａｎｎｅｌ）によって確立される。ＵＥは、コネクションを要求するため、ＲＡＣＨプリアンブルを伝送するＰＲＡＣＨ信号とメッセージを、基地局に送信する。基地局は、ＰＲＡＣＨプリアンブルを認識すると、コネクション要求が認可されたかどうかを示すため、ＡＩＣＨによって、ＵＥに応答を返す。３ＧＰＰＴＳ２５．２１１に記載があるＡＩＣＨの一例を、図１に示す。

ＡＩＣＨ受信に関して、ＡＩＣＨを介して受信した実数値のシンボルａ_０，ａ_１，…，ａ_３１に基づいて、ＡＩ_ｓを推定することが問題となる。ただし、ＡＩ_ｓ∈｛−１，０，１｝、ｓ＝０，１，…，１５である。ＡＩ_ｓが０の場合は、シグニチャｓが有効なシグニチャの集合の要素ではないことを意味する。ＡＩ_ｓが１の場合は、肯定応答を、ＡＩ_ｓが−１の場合は、否定応答を示す。基地局において、ＡＩ_ｓは、その他のアクイジション・ビット、｛ＡＩ_ｎ：ｎ≠ｓ｝と共に、以下の式によって符号多重化される。

ただし、｛ｂ_ｓ，ｊ：ｊ＝０，１，…，３１｝は、３ＧＰＰＴＳ２５．２１１の表２１で与えられ、以下でＢ^Ｔの例に示される。
３ＧＰＰＴＳ２５．２１１、「Ｐｈｙｓｉｃａｌｃｈａｎｎｅｌｓａｎｄｍａｐｐｉｎｇｏｆｔｒａｎｓｐｏｒｔｃｈａｎｎｅｌｓｏｎｔｏｐｈｙｓｉｃａｌｃｈａｎｎｅｌｓ（ＦＤＤ）」（Ｒｅｌｅａｓｅ４）３ＧＰＰＴＳ２５．２１３、「Ｓｐｒｅａｄｉｎｇａｎｄｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ（ＦＤＤ）」（Ｒｅｌｅａｓｅ４）Ｓ．Ｍ．Ｋａｙ、「ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｆＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ）」、ＰｒｅｎｔｉｃｅＨａｌｌＳ．Ｍ．Ｋａｙ、「ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｆＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ）」、ＰｒｅｎｔｉｃｅＨａｌｌ

本発明は、通信システムにおいて受信機でアクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓを決定する方法に関する。

本発明の方法は、多重化されたアクイジション・インジケータ・ビットｙ＝Ｂ×ＡＩ＋ｎの受信を含む。ただし、Ｂは、基地局と受信機の両方で知られているシグニチャ行列、ＡＩは、すべてのアクイジション・インジケータ・ビットからなる集合、ｎは、例えば、ＡＷＧＮ（加法的白色ガウス雑音）などの雑音である。次に、アクイジション・インジケータ・ビットの推定値

が、

の関数として計算される。ただし、Ｂ^Ｔ（ｓ，・）は、アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓに対応する、転置行列Ｂ^Ｔの第ｓ行の行ベクトルである。最終的に、アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓは、次のように定められる。

の場合、ＡＩ_ｓ＝−１

の場合、ＡＩ_ｓ＝０

の場合、ＡＩ_ｓ＝１
ただし、ＲおよびＵは、判定閾値である。

定数ＲおよびＵは、絶対値が等しくても、例えば、Ｒが−０．５、Ｕが０．５であってもよい。推定値

は、

によって計算される。本発明の方法は、行列ＢまたはＢ^Ｔを形成せずに実行され、またソフトウェアで実行される。

本発明の上記およびその他の態様は、以下に示す本発明の詳細な説明を、添付の図面と併せて考察することにより明らかとなるであろう。

図２に、通信システムの受信機で実行される、本発明の方法を示す。入力信号ｙが、１０で受信される。この入力信号ｙから、推定アクイジション・インジケータ

が、計算される。シグニチャ・インデックスｓに対応する、計算結果の推定アクイジション・インジケータ

は、−１、０、１のいずれか一つの値をとる、アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓを決定するために使用される。決定されたアクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓが、１６から出力される。本発明の方法の詳細を以下で説明する。
式（１）は、行列形式で、
ａ＝Ｂ×ＡＩ（２）
と表現される。ただし、

ＡＩ＝［ＡＩ_０，ＡＩ_１，…，ＡＩ_１５］^Ｔ
である。

レイク受信機からの受信ソフト・ビットは、
ｙ＝ａ＋ｎ
または
ｙ＝Ｂ×ＡＩ＋ｎ（３）
のようにモデル化することができる。ただし、ｎは、ＡＷＧＮなどの雑音を表す。
式（３）の未知のアクイジション・インジケータ

についての最尤推定法は、よく知られており（Ｓ．Ｍ．Ｋａｙ、「ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｆＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ）」、ＰｒｅｎｔｉｃｅＨａｌｌを参照されたい）、

によって与えられる。直交性のため（３ＧＰＰＴＳ２５．２１１の表２１を参照されたい）、
Ｂ×Ｂ^Ｔ＝３２×Ｉ_{１６×１６} （５）
となる。ただし、Ｉ_{１６×１６}は、１６次の単位行列である。
したがって、式（４）は、

のように変形することができる。

ＡＩＣＨのシグニチャ・パターンのテーブル・インデックスｓは、３ＧＰＰＴＳ２５．２１３の表３に記載のＲＡＣＨプリアンブル・シグニチャのインデックスに等しいと仮定する。言い換えれば、ユーザ機器ＵＥでは、インデックスｓが分かっており、そのため、式（６）のｓに対応する部分だけが対象とされる。

Ｔ^ｓ（ｙ）を、インデックスｓに対応する統計量とし、ｙが与えられると、

となる。ただし、Ｂ^Ｔ（ｓ，・）は、転置行列Ｂ^Ｔの第ｓ行の行ベクトルである。
以下の推測、
Ｈ_−１：ＡＩ_ｓ＝−１
Ｈ_０：ＡＩ_ｓ＝０
Ｈ_１：ＡＩ_ｓ＝１、ｓ＝０，１，…，１５
のため、一様事前分布（ｕｎｉｆｏｒｍｐｒｉｏｒ）を仮定し、３−ａｒｙＭＡＰ判定規則（３−ａｒｙＭＡＰｄｅｃｉｓｉｏｎｒｕｌｅ）（Ｓ．Ｍ．Ｋａｙ、「ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｏｆＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ）」、ＰｒｅｎｔｉｃｅＨａｌｌ参照）が、
Ｔ^ｓ（ｙ）＜Ｒの場合、ＡＩ_ｓ＝−１
Ｒ≦Ｔ^ｓ（ｙ）＜Ｕの場合、ＡＩ_ｓ＝０
Ｔ^ｓ（ｙ）≧Ｕの場合、ＡＩ_ｓ＝１
であることを決定するものとする。ただし、ＲおよびＵは、定数である。｛Ｈ_ｉ，ｉ＝−１，０，１｝は、アクイジション・インジケータ・ビットがｉであるという推測を表す。完全チャネルを仮定し、定数ＲおよびＵは、例えば、Ｒが−０．５、Ｕが０．５のように、絶対値が等しくてもよい。

説明のための例として、ＡＩ_０＝−１、ＡＩ_１＝−１、ＡＩ_２＝１、ＡＩ_３＝−１、ＡＩ_４＝−１、ＡＩ_５＝−１、ＡＩ_６＝−１、ＡＩ_７＝−１、ＡＩ_８＝−１、ＡＩ_９＝−１、ＡＩ_１０＝０、ＡＩ_１１＝−１、ＡＩ_１２＝−１、ＡＩ_１３＝−１、ＡＩ_１４＝−１、ＡＩ_１５＝０であるとする。

ＡＩは、
ＡＩ＝［ＡＩ_０ＡＩ_１ＡＩ_２ＡＩ_３ＡＩ_４ＡＩ_５ＡＩ_６ＡＩ_７ＡＩ_８ＡＩ_９ＡＩ_１０ＡＩ_１１ＡＩ_１２ＡＩ_１３ＡＩ_１４ＡＩ_１５］＾Ｔ
によって定義され、Ｔは転置を表すので、

となる。

式（２）の中の（サイズが３２×１６の）行列Ｂは、

で与えられる。

例えば、ｂ_０，０＝１、ｂ_２，１＝−１である。
Ｂの転置は、

となる。
式（３）から、ａ＝Ｂ×ＡＩである。

ｙ、ａ、Ｂ、ＡＩのサイズは、それぞれ、３２×１、３２×１、３２×１６、１６×１であることに留意されたい。

ａを計算すると、

となる。

式（３）から、雑音は、加法的白色ガウス雑音になると仮定する。
雑音値は、

で与えられるとする。

式（３）から、観測されるサンプルｙは、

となる。

ｙは、雑音を考慮した、ＡＩＣＨを介して伝送される受信アクイジション・インジケータ・ビットである。

シグニチャ・インデックスｓが２であると仮定すると、式（３）によって、ＡＩ_２は、

のように推定することができる。これは、２つのベクトル、Ｂ^Ｔの第３行とｙとの乗算である。Ｕ＝０．５を用いるとすると、

は、０．５よりも大きいので、

であると決定することができ、これは、最初に定めたＡＩ_２＝１と一致する。

本発明を詳しく説明し、例示してきたが、それらは単なる例示および例に過ぎず、本発明を限定するものではないことを、明確に理解されたい。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

３ＧＰＰＴＳ２５．２１１で定義される、３ＧＷＣＤＭＡのアクイジション・インジケータ・チャネルＡＩＣＨの構造を示した図である。本発明の原理を具体化した、アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓを決定する方法のフローチャートである。

Claims

通信システムにおいて、受信機でアクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓを決定する方法であって、
多重化されたアクイジション・インジケータ・ビットｙ＝Ｂ×ＡＩ＋ｎを受信する工程であって、Ｂは、基地局と前記受信機の両方で知られているシグニチャ行列であり、ＡＩは、すべての前記アクイジション・インジケータ・ビットであり、ｎは、雑音を表す工程と、
特定のＡＩビットの推定値

を

の関数として計算する工程であって、Ｂ^Ｔ（ｓ，・）は、アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓに対応する、転置行列Ｂ^Ｔの第ｓ行の行ベクトルである工程と、
前記アクイジション・インジケータ・ビットＡＩ_ｓを、

の場合、ＡＩ_ｓ＝−１、

の場合、ＡＩ_ｓ＝０、

の場合、ＡＩ_ｓ＝１
のように定める工程であって、ＲおよびＵは判定閾値である工程とを含む方法。
ＲおよびＵの絶対値が等しい、請求項１に記載の方法。
Ｒが−０．５、Ｕが０．５である、請求項１に記載の方法。
推定値

が、

によって計算される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
行列ＢまたはＢ^Ｔを形成せずに実行される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
ソフトウェアで実行される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
請求項１に記載の方法を実行するインタリーバまたはデインタリーバを含む受信機。
請求項１に記載の方法を実行するためのソフトウェアを含む、請求項７に記載の受信機。
行列ＢまたはＢ^Ｔを形成せずに請求項１に記載の方法が実行される、請求項７または８のいずれか１項に記載の受信機。