JP2007195169A - 無線通信システムでのコントロールチャンネルのデコーディング方法とその装置 - Google Patents

無線通信システムでのコントロールチャンネルのデコーディング方法とその装置 Download PDF

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Abstract

【課題】無線通信システムでのデコーディング方法と、前記方法を実行する端末機を提供する。
【解決手段】デコーディング方法を実行する端末機は、最初のバーストと二番目のバーストとのうちから少なくとも一つのバーストに対するSNRとドップラ周波数とのうちから少なくとも一つに基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算し、計算されたサブバーストの個数と基準値とを比較して、計算されたサブバーストの個数が基準値より大きい場合、端末機はこれ以上のバーストまたはサブバーストを受信せずにスリープ状態に進入し、計算されたサブバーストの個数が基準値より小さいか同じである場合、計算された位置のサブバーストのみを受信してデコーディングする。
【選択図】図１

Description

本発明は、デコーディング方法と装置に係り、より詳細には、少なくとも一つのサブバースト(sub-burst)を用いてコントロールチャンネルに対するデコーディングを実行できる方法と装置に関する。
一般的に無線通信システム(例えば、移動通信システム)の端末機は、アクティブモードまたはアイドルモードのような種々のモードの中から何れか一つのモードを実行できるようにデザインされる。
アクティブモードで、端末機(terminal)は、無線通信システム内の少なくとも一つの基地局(base stations)とデータ、例えば音声、データ、または映像を送受信する。待機モード(standby mode)とも呼ばれるアイドルモードで、端末機はメッセージを得るためにページングチャンネル(paging channel)を周期的にモニタリングする。また、端末機は、メッセージを得るためにブロードキャストコントロールチャンネルをモニタして自身のシステムパラメータをアップデートする。
アイドルモードで、端末機は、無線通信システム、例えばGSM(Global System for Mobile Communications)システム内の基地局から出力された信号をモニタするために必要な回路を維持するために電力を持続的に消費する。
移動通信端末機とともに携帯できる端末機は、内部バッテリ (internal battery)によって電源を供給される。アイドルモードでの端末機による電力消費は、利用可能な内部バッテリ電源を減少させる。
アイドルモードでの電力消費を減らすための一つの方法として、メッセージはページングチャンネルを介して端末機に伝送される。例えば、GSMシステムで、各端末機は自身のページングチャンネルのために特別なTDMA(Time Division Multiple Access)フレームに割り当てされる。そして、メッセージは、このようなTDMAフレームを用いて端末機に伝送される。GSMでページングメッセージとは、ページングチャンネルを介して伝送されるメッセージを言う。
GSMシステムで、端末機は、基地局から出力されたメッセージを得るためにページングチャンネルを周期的にモニタする。端末機は、ページングチャンネルのために一番目に指定されたTDMAフレームを受信する前に"スリープ状態"(sleep state)から"アウェイク状態"(awake state)に進入してページングメッセージとして伝送されたすべての4個のバーストを受信し、ページングメッセージを復元(recover)するために4個のバーストを処理する。そして、端末機は、他の付加的な通信が必要ではない場合、"スリープ状態"に戻る。
したがって、スリープ状態とアウェイク状態で端末機が消費する電力を減らすことが望ましい。特に、端末機でアウェイク状態を維持する時間よりスリープ状態を維持する時間がずっと長いために、端末機の内部バッテリ寿命を延ばすためにはアイドルモード、特にスリープ状態の間に端末機の電力消費を最小化することが望ましい。
本発明が解決しようとする技術的な課題は、アイドルモードで端末機の電力消費を最小化できる方法と装置とを提供することである。
前記技術的課題を果たすための無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法は、多数のバーストのうちから少なくとも一つのバーストに対するSNRとドップラ周波数とのうちから少なくとも一つに基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算する段階と、計算されたサブバーストの個数と基準値とを比較する段階と、前記比較結果に基づいて前記計算された個数だけのサブバーストを受信してデコーディングするか、又はスリープ状態に進入する段階と、を備える。
前記計算されたサブバーストの個数が前記基準値より小さいか同じである場合、コントロールチャンネルを介して受信されたメッセージを復元するために前記計算された位置のサブバーストを受信してデコーディングし、前記デコーディングが成功的である場合、前記スリープ状態に進入する。前記計算されたサブバーストの個数が前記基準値より大きい場合、これ以上のサブバーストを受信せずに前記スリープ状態に進入する。
前記技術的課題を果たすための無線通信端末機は、制御信号に応答して、コントロールチャンネルを介して伝送されたメッセージを受信して復調し、該復調されたメッセージと指示信号とを出力する復調器と、前記復調器の出力信号を受信してディインターリーブするデインターリーバと、前記デインターリーバの出力信号をデコーディングし、該デコードされた信号を出力するデコーダと、 前記デコーダから出力されたデコードされた信号をデコーディングし、復元されたページングメッセージと前記復元されたページングメッセージとの状態を出力するブロックデコーダと、 前記指示信号に基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算し、前記計算結果に基づいて前記復調器のイネーブル/ディセーブルを制御するための前記制御信号を前記復調器に出力するか、又は前記無線通信端末機をスリープ状態に進入させる動作を実行するコントローラと、を備える。
前記コントローラは、計算されたバーストの個数が所定の基準値と同じか小さな場合、前記計算された位置のサブバーストを前記メッセージとして受信できるように前記復調器をイネーブルさせるための前記制御信号を前記復調器に出力する。前記コントローラは、計算されたバーストの個数が所定の基準値より大きい場合、前記復調器をディセーブルさせるための前記制御信号を前記復調器に出力する。
前記コントローラは、計算されたバーストの個数が所定の基準値より大きい場合、前記通信端末機をスリープ状態に進入させる。前記指示信号は、前記復調されたメッセージの SNR又はドップラ周波数とのうちから少なくとも一つである。前記メッセージが4個のバーストの中から最初のバーストと二番目のバーストである場合、前記指示信号は前記最初のバーストと前記二番目のバーストの各々のSNRとドップラ周波数とである。
前述したように、本発明による端末機とデコーディング方法は、アイドルモードでサブバースト単位でデコーディングを実行できるので、アイドルモード、特にスリープ状態で消費される電流の量をかなり減らすことができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による端末機のブロック図を表わし、図２は、本発明の実施形態によるサブバーストの概念を説明するための図である。図１と図２を参照すれば、無線通信システムの端末機(例えば、受信器)は、アンテナ１０１、復調器１１０、スィッチ１２０、デインターリーバ１３０、デコーダ１４０、ブロックデコーダ１５０、及びコントローラ１６０を備える。
アンテナ１０１は、基地局からコントロールチャンネルを介して出力されたメッセージを受信し、該受信されたメッセージを復調器１１０に出力する。コントロールチャンネルは、GSMのページングチャンネル、共通コントロールチャンネル、またはブロードキャストコントロールチャンネルであり得る。
復調器１１０は、制御信号DCSに応答してアンテナ１０１から出力されたメッセージを受信し、これを復調し、該復調されたメッセージをスィッチ１２０に出力する。復調器１１０は、コントロールチャンネルの状態を指示するための指示信号IIFをコントローラ１６０に出力する。復調器１１０は、等化機能(equalization function)を実行することもある。したがって、復調器１１０は、復調された信号を等化し、該等化された信号をスィッチ１２０に出力することもある。復調器１１０は、コントローラ１６０から出力される制御信号DCSに応答して4個のバーストの各々をバースト単位で受信することもでき、コントローラ１６０によって計算された位置のサブバーストのみをサブバースト単位で選択的に受信することもある。
一般的に一つの正規バースト(normal burst)は、148ビット+8.25ビット=156.25ビットで構成される。すなわち、一つの正規バーストは、テールビット(tail bits;3bits)、データビット(data bits;57bits)、スチーリングビット(stealing bits;1bit)、トレーニングシーケンスビット(training sequence bits;26bits)、スチーリングビット(1bit)、データビット(57bits)、テールビット(3bits)、及びガードビット(guard bits;8.25bits)で構成される。
ここで、"サブバースト"とは、図２に図示されたようにデータビット(57 bits)、スチーリングビット(1bit)、及びトレーニングシーケンスビット(26bits)で構成されるデータブロックを言う。したがって、各バーストは、2個のサブバーストに分けられる。各データブロック(Di1、Di2、iは1ないし4)は、データビット(57bits)とスチーリングビート(1bit)との和で構成される。復調器１１０は、最初のバースト(バースト0)と二番目のバースト(バースト1)のうちから少なくとも一つのバーストの信号対ノイズ比率(Signal-to-noise ratio;SNR)とドップラ周波数(Doppler frequency)とのうちから少なくとも一つを指示信号IIFとしてコントローラ１６０に出力する。
コントローラ１６０は、最初のバースト(バースト0)と二番目のバースト(バースト1)とのうちから少なくとも一つのバーストのSNRとドップラ周波数とのうちから少なくとも一つに基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算する。計算されたバーストの個数は、1ないし4の中から何れか一つになりうる。
例えば、コントローラ１６０は、次回のデコーディングに使われる2個のサブバーストとして最初のサブバースト(すなわち、データビットD31(58)とトレーニングシーケンスビットTS(26)と二番目のサブバースト(すなわち、トレーニングシーケンスビットTS(26)とデータビットD32(58)、最初のサブバーストと三番目のサブバースト(すなわち、データビットD41(58)とトレーニングシーケンスビットTS(26)、または最初のサブバーストと四番目のサブバースト(すなわち、トレーニングシーケンスビットTS(26)とデータビットD42(58)とを選択できる。また、コントローラ１６０は、次回のデコーディングに使われる3個のサブバーストとして最初のサブバーストないし三番目のサブバースト、または最初のサブバーストと三番目のサブバーストと四番目のサブバーストとを選択できる。
復調器１１０は、コントローラ１６０から出力された制御信号DCSに応答してイネーブルされて計算された位置のバーストのみを受信できる。
スィッチ１２０は、1×n(nは自然数、例えば、n=4)のスイッチとして実現することができ、コントローラ１６０から出力されたスイッチング制御信号SCSに応答して復調器１１０によって復調されたメッセージを対応するバッファ１３１ないし１３７に出力する。
例えば、スィッチ１２０は、スイッチング制御信号SCSに応答して最初のバースト(バースト0)をバッファ１３１に伝送し、二番目のバースト(バースト1)をバッファ１３３に伝送し、最初のサブバーストと二番目のサブバーストとのうちから少なくとも一つをバッファ１３５に伝送し、三番目のサブバーストと四番目のサブバーストとのうちから少なくとも一つをバッファ１３７に伝送する。バッファ１３５が最初のサブバーストまたは二番目のサブバーストのみ受信する場合、バッファ１３５の残りの部分は"0"で満たされる。また、バッファ１３７が三番目のサブバーストまたは四番目のサブバーストのみ受信する場合、バッファ１３７の残りの部分は"0"で満たされる。
スイッチ１２０は、スイッチング制御信号SCSに応答して三番目のバースト(バースト2)をバッファ１３５に伝送し、四番目のバースト(バースト3)をバッファ１３７に伝送することもある。各バッファ１３１ないし１３７に保存されたデータは、コントローラ１６０から出力された削除制御信号ECSに応答してバースト単位またはサブバースト単位で削除されうる。各バッファ１３１と１３３は、最初のバースト(burst0)を受信する前に削除されることが望ましい。各バッファ１３１ないし１３７は、スィッチ１２０から伝送されたバーストまたはサブバーストを保存してバッファリングする。選択回路(selection circuit)１３９は、コントローラ１６０から出力された選択信号SELに応答して対応するバッファ１３１ないし１３７の出力信号を選択的に出力する。選択回路１３９は、マックス(MUX)として実現可能である。
デコーダ１４０は、デコーディング制御信号CSDに応答して選択回路１３９から出力された信号をデコーディングし、デコードされた信号を出力する。デコーダ１４０がビタビデコーダ (Viterbi decoder)として実現される場合、ビタビデコーダ１４０は選択回路１３９から出力された信号をコンボリューションにデコーディング(convolutional decoding)してコンボリューションにデコードされた信号を出力する。
ブロックデコーダ１５０は、デコーディング制御信号CSDに応答してデコーダ１４０によってデコードされた信号を受信してページングメッセージを復元する。また、ブロックデコーダ１５０は、復元されたページングメッセージの状態(MMS)を提供する。
ページングメッセージの復元が成功的である場合、メッセージの状態は良好(good)であり、ページングメッセージの復元が成功的ではない場合(例えば、エラーが発生した場合)、メッセージの状態は不良(bad)である。復元されたページングメッセージの状態(MMS)は、コントローラ１６０で提供される。デコーダ１４０とブロックデコーダ１５０は、対応する各デコーディング制御信号に応答してイネーブル/ディセーブルされうるが、本明細書では説明の便宜上、一つのデコーディング制御信号CSDに応答して動作するものとして説明する。
メッセージの状態(MMS)が良好の場合、コントローラ１６０は各デコーダ１４０と１５０をディセーブルさせるためのデコーディング制御信号CSDを出力する。コントローラ１６０は、バースト単位またはサブバースト単位でメッセージが復調された後に各デコーダ１４０と１５０をイネーブルさせるためのデコーディング制御信号CSDを出力することが望ましいがこれに限定されるものではない。
図３は、本発明の実施形態によるデコーディング方法を表わすフローチャートである。図１ないし図３を参照して、本発明の実施形態によるデコーディング方法を説明すれば、次の通りである。端末機１００が"スリープ状態"で覚めた場合、すなわちウェークアップされた場合(311)、端末機１００はページングメッセージを得るために最初のバースト(バースト0)と二番目のバースト(バースト1)とを受信し、受信された最初のバースト(バースト0)と二番目のバースト(バースト1)とをデコーディングしてページングメッセージを復元する(313)。
端末機１００は、デコーディングが成功的に実行されたか否かを判断し(315)、デコーディングが成功的である場合、三番目のバーストと四番目のバーストとを受信してデコーディングせずに(317)、スリープ状態に進入する(319)。
デコーディングが成功的ではない場合、コントローラ１６０は、復調器１１０から出力された、最初のバースト(バースト0)と二番目のバースト(バースト1)とのうちから少なくとも一つのバーストのSNRとドップラ周波数とのうちから少なくとも一つに基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算する(321)。
コントローラ１６０は、計算されたサブバーストの個数と基準値(例えば、4)とを比較して(323)、計算されたサブバーストの個数が基準値より大きい場合、コントローラ１６０は復調器１１０の動作をディセーブルさせるための制御信号DCSを復調器１１０に出力する。したがって、復調器１１０は、基地局から出力されたメッセージを受信できない(317)。
また、コントローラ１６０は、各デコーダ１４０，１５０の動作をディセーブルさせるためのデコーディング制御信号CSDを各デコーダ１４０、１５０に出力する。そして、通信端末機１００は、スリープ状態に進入する(319)。
計算されたサブバーストの個数が基準値より小さいか同じである場合、コントローラ１６０は計算された位置のサブバーストを受信するための制御信号DCSを復調器１１０に出力する。したがって、復調器１１０は、制御信号DCSに応答して計算された位置のサブバーストのみを受信して復調する。
コントロールチャンネルの状態が良好な場合、端末機１００は一つのサブバースト(例えば、最初のサブバースト)のみ受信してデコーディングすることができ、そうではない場合、計算された位置の2個のサブバースト、3個のサブバースト、または4個のサブバーストを受信してデコーディングを実行できる。
また、スィッチ１２０は、コントローラ１６０から出力されたスイッチング制御信号SCSに応答して復調器１１０から復調されたメッセージを対応するバッファ１３１ないし１３７に出力する。このとき、選択回路１３９は、コントローラ１６０から出力された選択信号SELに応答して対応するバッファ１３１ないし１３７に保存されたメッセージをデコーダ１４０に出力する。
デコーダ１４０は、デコーディング制御信号CSDに応答してコントロールチャンネルを介して受信されたメッセージを復元するために対応するバッファ１３１ないし１３７ から出力されたメッセージを受信してデコーディングする(325)。
ブロックデコーダ１５０によってページングメッセージが正しく復元された場合、すなわちデコーディングが成功的である場合、通信端末機１００はこれ以上のバーストまたはサブバーストを受信せず(317)、スリープモードに進入する(319)。また、ブロックデコーダ１５０によってページングメッセージが正しく復元されていない場合でも、通信端末機１００はこれ以上のバーストまたはサブバーストを受信せず(317)、スリープモードに進入する(319)。
本発明によるデコーディング方法は、コンピュータで読取り可能な記録媒体にコンピュータで読取り可能なコードとして実現することが可能である。コンピュータで読取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムによって読取れるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。また、コンピュータで読取り可能な記録媒体は、ネットワークで連結されたコンピュータシステムに分散されて、分散方式でコンピュータで読取り可能なコードが保存されて実行されうる。そして、発明を実現するための機能的な(functional)プログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマによって容易に想到しうる。
本発明は、図面に図示された一実施形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるべきである。
無線通信システムでのコントロールチャンネルのデコーディング方法とその装置の関連分野に適用可能である。
本発明の一実施形態による端末機を示すブロック図である。 本発明の実施形態によるサブバーストの概念を説明するための図である。 本発明の実施形態によるデコーディング方法を表わすフローチャートである。
符号の説明
101：アンテナ
110：復調器
120：スィッチ
130：デインターリーバ
140：デコーダ
150：ブロックデコーダ
160：コントローラ

Claims (19)

  1. 端末機が最初のバーストと二番目のバーストとのうちから少なくとも一つのバーストに対するSNR(signal-to-noise ratio)に基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数を計算する段階と、
    前記端末機が前記計算されたサブバーストの個数と基準値とを比較する段階と、
    前記端末機が前記比較結果に基づいて前記計算された個数だけのサブバーストを受信してデコーディングするか、又はスリープ状態に進入する段階と、を備えることを特徴とする無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  2. 前記計算されたサブバーストの個数が前記基準値より大きい場合、前記端末機は前記スリープ状態に進入することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  3. 前記基準値は、4であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  4. 前記計算されたサブバーストの個数が前記基準値より小さいか同じである場合、前記端末機はコントロールチャンネルを介して受信されたメッセージを復元するために前記計算された個数だけのサブバーストを受信してデコーディングする段階と、
    前記デコーディングが成功的である場合、前記端末機は前記スリープ状態に進入することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  5. 前記コントロールチャンネルは、GSMのページングチャンネル、共通コントロールチャンネル、またはブロードキャストコントロールチャンネルであることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  6. 前記サブバーストは、データビットとトレーニングシーケンスビットとを備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  7. 端末機が最初のバーストと二番目のバーストとのうちから少なくとも一つのバーストに対するSNRとドップラ周波数とのうちから少なくとも一つに基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数を計算する段階と、
    前記計算されたサブバーストの個数が基準値より大きい場合、前記端末機はコントロールチャンネルを介して伝送された三番目のバーストを受信せずにスリープ状態に進入する段階と、を備えることを特徴とする無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  8. 前記計算されたサブバーストの個数が前記基準値より小さいか同じである場合、前記端末機はコントロールチャンネルを介して受信されたメッセージを復元するために前記計算された個数だけのサブバーストを受信してデコーディングする段階と、
    前記デコーディングが成功的である場合、前記端末機はスリープ状態に進入する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  9. 少なくとも一つのバーストに対するSNRとドップラ周波数とのうちから少なくとも一つに基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算する段階と、
    コントロールチャンネルを介して受信されたメッセージを復元するために前記計算された位置のサブバーストを受信してデコーディングする段階と、
    前記デコーディングが成功的である場合、端末機はスリープ状態に進入する段階と、を備えることを特徴とする無線通信システムでコントロールチャンネルをデコーディングする方法。
  10. 多数のバーストのうちから少なくとも一つのバーストに対するSNRとドップラ周波数とのうちから少なくとも一つに基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算する段階と、
    計算されたサブバーストの個数と基準値とを比較する段階と、
    前記比較結果に基づいて前記計算された個数だけのサブバーストを受信してデコーディングするか、又はスリープ状態に進入する段階と、を備えることを特徴とする端末機のデコーディング方法。
  11. 前記計算されたサブバーストの個数が前記基準値より小さいか同じである場合、コントロールチャンネルを介して受信されたメッセージを復元するために前記計算された位置のサブバーストを受信してデコーディングする段階と、
    前記デコーディングが成功的である場合、前記スリープ状態に進入する段階と、を備えることを特徴とする請求項１０に記載の端末機のデコーディング方法。
  12. 前記計算されたサブバーストの個数が前記基準値より大きい場合、前記スリープ状態に進入することを特徴とする請求項１０に記載の端末機のデコーディング方法。
  13. 無線通信端末機において、制御信号に応答して、コントロールチャンネルを介して伝送されたメッセージを受信して復調し、該復調されたメッセージと指示信号とを出力する復調器と、
    前記復調器の出力信号を受信してディインターリーブするデインターリーバと、
    前記デインターリーバの出力信号をデコーディングし、該デコードされた信号を出力するデコーダと、
    前記デコーダから出力されたデコードされた信号をデコーディングし、復元されたページングメッセージと前記復元されたページングメッセージの状態を出力するブロックデコーダと、
    前記指示信号に基づいて次回のデコーディングに使われるサブバーストの個数と位置とを計算し、前記計算結果に基づいて前記復調器のイネーブル/ディセーブルを制御するための前記制御信号を前記復調器に出力するか、又は前記無線通信端末機をスリープ状態に進入させる動作を実行するコントローラと、を備えることを特徴とする無線通信端末機。
  14. 前記コントローラは、計算されたバーストの個数が所定の基準値と同じか小さな場合、前記計算された位置のサブバーストを前記メッセージとして受信できるように前記復調器をイネーブルさせるための前記制御信号を前記復調器に出力することを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機。
  15. 前記コントローラは、計算されたバーストの個数が所定の基準値より大きい場合、前記復調器をディセーブルさせるための前記制御信号を前記復調器に出力することを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機。
  16. 前記コントローラは、計算されたバーストの個数が所定の基準値より大きい場合、前記通信端末機をスリープ状態に進入させることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機。
  17. 前記コントローラは、前記復元されたページングメッセージの状態に基づいて前記通信端末機のスリープ状態への進入の如何を決定することを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機。
  18. 前記指示信号は、前記復調されたメッセージのSNR又はドップラ周波数とのうちから少なくとも一つであることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機。
  19. 前記メッセージが4個のバーストの中から最初のバーストと二番目のバーストである場合、前記指示信号は前記最初のバーストと前記二番目のバーストの各々のSNRとドップラ周波数であることを特徴とする請求項１３に記載の無線通信端末機。
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