JP2007512751A - Ｔｄｄｃｄｍａシステムにおけるダウンリンクジョイント検出を支援する方法及び装置 - Google Patents

Ｔｄｄｃｄｍａシステムにおけるダウンリンクジョイント検出を支援する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

TDD CDMA通信ネットワークシステムにおけるダウンリンクJD（ジョイント検出）を支援する方法を提案する。この方法は：ダウンリンクのタイムスロットにおけるCAI（符号割り当て情報）が次のTTI（伝送時間間隔）にて変化するかどうかを判断するステップと；CAIが変化する場合に、この変更CAIを特有の制御情報として、現在のTTIに対応するダウンリンクのタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入するステップと；この特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストをダウンリンクチャネルによってダウンリンクのタイムスロットの各UE（ユーザ機器）に送信するステップと；を具えている。

Description

本発明は、概して通信方法及び装置、特にTD-SCDMAシステムのようなTDD CDMA通信システムにおけるダウンリンクJD（ジョイント検出：joint detection）を支援する方法に関する。
TDD CDMAに基づくワイヤレス通信システムには主として２つのセル間干渉があり、その１つは、同じ周波数帯を異なるユーザが共有することと、マルチパスチャネルの影響のせいで異なるユーザに割り当てられる拡散符号(spreading codes)間の直交性が失われることとによって生じるMAI（多重アクセ干渉）であり；他の1つは同じユーザの異なる経路間にマルチパス伝搬によって生じるISI（シンボル間干渉）である。
MAI及びISIを有効に軽減するために、JD（ジョイント検出）が慣例のTDD CDMA通信システムに導入されている。JDは拡散符号、チャネルフェージング、信号遅延、及びユーザ信号についての他の情報を十分に利用して、セル内の信号伝送品質を向上させ、且つTDDワイヤレス通信システムの容量を増大させることができる。さらに、JDは、既存のHCR（HCR：High Chip Rate, 3.84Mchip/s）及びLCR(LCR: Low Chip Rate, 1.28Mchip/s)のTDDシステム、及び現在３GPPにより議論されて提案されている7.68Mchip/sのようなさらに高いチップレートのものにも好適である。従って、JD技法が現行のTDD-CDMAシステムにおける主要な技法の1つとなっていることは明らかである。
TD-SCDMA方式の携帯電話ソルーションデザインを開発するためにDatang，Philips及びSumsang社が結成した共同事業体のT3G社は、最初の３G（第３世代）携帯電話製品にZF-BLE（ZF-BLE：zero forcing block linear equalizer）及びMMSE-BLE(minimum mean square error block linear equalizer)のJDアルゴリズムを採用した。
しかしながら、ZF-BLE及びMMSE-BLEアルゴリズムを実行するには、前提条件として全ての稼動中のUE（ユーザ機器）の拡散符号を知る必要がある。このことは基地局にとっては問題にならない。その理由は、基地局はリソースの割り当てに関与し、従って全てのユーザの拡散符号を極めて簡単に知ることができるからである。しかし、UEにとっては、その固有の拡散符号しか分からず、同じタイムスロットを共有している他のUEの拡散符号を知っているわけではない。従って、UEにJDアルゴリズムを実行させることは容易なことではない。
UEにJDアルゴリズムを実行させる1つのソルーションは、TD-SCDMA方式の携帯電話の受話器に追加の“アクティブ-符号検出”モジュールを追加して、他のUEの拡散符号についての情報を単一のUEにて再生し得るようにすることであり、これについては、IEEE Inter. Symposium on circuit and system (ISCS), Vol. 1, 2002, pp. 613-616に、Kang Shao-li外によって発表された“Performance of active codes detection algorithms for the downlink of TD-SCDMA system”、及びIEEE 2000 Inter. Conf. On 3G Mobile communication technologies, pp. 89-93に、S. Kourist 外によって発表された“Technology requirements of the 3GPP-TDD terminal”を参照することができる。しかし、この“アクティブ-符号検出”モジュールを用いるソルーションは残念なことに、場合によっては、特に、車両速度が遅くて、マルチパスフェージングを来たす環境では動作特性が極めて劣り、これは深刻なシステム容量損失をまねくことになる。
MMSE-BLE-SDと称される等化した単一ユーザ検出JDアルゴリズムを採用する他のオプショナルソルーションもあり、これについては、IEEE International Conf. on Vehicle Technology (VTC), Vol. 1, 1997年5月，PP.203-207に、A. Klein により発表された“Data detection algorithm specially designed for the downlink of CDMA mobile radio systems”を参照することができる。ZF-BLE/MMSE-BLEを比較するに、MMSE-BLE-SDの方が性能は多少劣るが、その利点は、UEの拡散符号を知るだけで済むことにある。しかしながら、MMSE-BLE-SDアルゴリズムも、UEと同じタイムスロットに割り当てられているACN（アクティブ符号の数）を前もって知っておく必要がある。ACNは何等かの特定なアルゴリズムによってUEにて推定することができるが、追加される莫大な計算負荷のために、単一ユーザの受信機の複雑性及び電力消費量がかなり増大することになる。
実際上、上記２つの問題は、拡散符号又はACNの必須情報を基地局により幾つかのダウンリンクチャネルを介して各UEに送信することによっていずれも簡単に克服することができる。
基地局から複数のUEに（BCHのような）共通の制御チャネルを介して関連する拡散符号の情報を伝送する方法は、コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ社から2003年1月13日に出願した欧州特許出願第03075075.6号のタイトル“Mobile station enabled for use of an advanced detection algorithm”に記載されている。この特許出願にて開示されているような方法によれば、ミッドアンブル（midamble）に関連する拡散符号は、ミッドアンブル割り当て情報から得ることができる。しかしながら、それはミッドアンブルとチャネル化符号との間の関連関係を知っている場合、即ち、所謂“デフォルトミッドアンブル”の場合に限定される。３GPP TDD規格には２つの他のミッドアンブル割り当てケースがある。即ち、(i)同じタイムスロットを共有している全てのユーザが同じミッドアンブルを使用する“共通ミッドアンブル”と；割り当てられた拡散符号とミッドアンブルとの間に一定の関係がない“高レイヤからのシグナリングによるミッドアンブルの割り当て”とがあり、これについては、３GPP Technical Specification 25.221における“Physical Channels and mapping of transport channels onto physical channels (TDD)”, (Release 4), Mar. 2001を参照することができる。これら２つのケースでは、前記特許出願に開示されているような方法はいくらか制限を受けることになる。
CAI（コード割り当て情報）を直接（BCHのような）ダウンリンクの共通の制御チャネルで放送する方法は、コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ社が出願した欧州特許出願第03110415.0号のタイトル“Method and apparatus for supporting P2P communication in TDD CDMA system”に提案されている。この特許出願に開示されているような方法によれば、共通の制御チャネルは無線フレーム又はサブフレーム内に固定の位置を有する（例えば、BCHはTS0内にある）ため、すべてのUEはCAIを受け取り、このCAIを用いることによりJDを行うことができる。しかし、このようにBCHを用いて情報を転送する場合には問題が生じる。BCHの繰り返し周期は少なくとも80ms（８無線フレーム）か、それよりもずっと長い（160,320又は640ms、これらは高次レイヤで決定される）。CAIが急速に変化すると、情報を更新するのに手遅れになりがちである。さらに、大量のCAIをBCHによって各繰り返し周期にて伝送しなければならない場合に、BCHに連続過負荷が必然的に発生することになる。
実際上、CAIのみの変化は次の３通りの状況にて起こり：その第１の状況は、早期に通信回線を確率したい場合に、基地局が拡散符号を新規のUEに割り当てる場合であり；第２の状況は、通信途中で同じタイムスロットのユーザが変化し、例えば他のユーザがそのタイムスロットに入ったり、退いたりし、従って拡散符号の割り当てがそれに応じて変化する場合であり；第３の状況は、通信しているUSが他のセルに引渡して、前のセルにおける拡散符号を釈放する場合である。こうした３つの状況から、CAIのみの変化は所定の期間内にて生じることは明らかである。システムが極めて安定している場合には、CAIをBHCで反復期間ごとに送信する必要はない。さらに、CAIだけの変化は、同じタイムスロットに関連するUEに影響を及ぼすが、他のタイムスロットで稼働している他のUEには何ら影響を及ぼさない。
従って、複数のUEがCAIを用いることによりJDアルゴリズムを実行し得るようなCAIを提供するもっと有効な方法が必要とされている。
上記分析は、CAIがTDD CDMA通信システムにて変化する場合に、関連するダウンリンクのタイムスロットにおける変化したCAIをもっと理にかなったやり方で再送信することができることを示している。
本発明の目的の１つは、TDD CDMA通信システムにおけるダウンリンクのJDを支援する方法及び装置を提供することにある。このような方法及び装置では、CAIが変化する際にこのCAIを関連するUEに送るだけとし、CAIを受信する各UEが、このCAIを用いることによってZF-BLE/MMSE-BLE JDアルゴリズムを実行し得るようにするため、各UEに対する通信品質を向上させることができる。
本発明の他の目的は、TDD CDMA通信システムにてUEが行うべきダウンリンクのJDを支援する方法及び装置を提供することにある。このような方法及び装置では、ACNが変化する際にのみこのCANを関連するUEに送るだけとして、ACNを受信する各UEが、このACNを用いることによってZF-BLE/MMSE-BLE JDアルゴリズムを実行し得るようにするため、各UEに対する通信品質を向上させることができる。
本発明では、TDD CDMA通信ネットワークシステムによって行うべきダウンリンクJD（ジョイント検出）を支援する方法であって、（ａ）ダウンリンクのタイムスロットにおけるCAI（符号割り当て情報）が次のTTI（伝送時間間隔）にて変化するかどうかを判断するステップと；（ｂ） CAIが変化する場合に、この変化したCAIを特有の制御情報として、現在のTTIに対応するダウンリンクのタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入するステップと；（ｃ）前記特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストをダウンリンクのチャネルによってダウンリンクのタイムスロットで各UE（ユーザ機器）に送信するステップと；を具えている、ダウンリンクジョイント検出支援方法を提案する。ここで、初期のCAIは、ネットワークシステムがUEとの回線を確立する際に、ネットワークシステムによってUEに送信される。
さらに本発明では、TDD CDMA通信ネットワークシステムにてUEが行うべきダウンリンクJDを支援する方法であって、（i）ダウンリンクのタイムスロットにて、ネットワークシステムによってダウンリンクのチャネルを介して転送されるトラフィックバーストを受信するステップと；(ii)トラフィックバーストがダウンリンクのタイムスロットにおける次のTTIにCAIを含んでいるかどうかを検出するステップと；（iii）トラフィックバーストがCAIを含んでいる場合に、このCAIを抽出するステップと；（iv）CAIを用いることによって干渉を減らすべく次の段階のJDアルゴリズムを実行するステップと；を具えているダウンリンクJDの支援方法を提案する。
さらに本発明では、TDD CDMA通信システムにて、ネットワークシステムによって行うべきダウンリンクの単一ユーザJDを支援する方法であって、（ａ）ダウンリンクのタイムスロットにおけるACN（アクティブ符号数）が次のTTIにて変化するかどうかを判断するステップと；（ｂ）ACNが変化する場合に、この変化したACNを特有の制御情報として、現在のTTIに対応するダウンリンクのタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入するステップと；（ｃ）前記特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストをダウンリンクのチャネルによってダウンリンクのタイムスロットの各UEに送信するステップと；を具えている、TDD CDMA通信ネットワークシステムにおける単一ユーザJD支援方法を提案する。ここで、ネットワークシステムは、ネットワークシステムがUEとの回線を確立する際に、初期のACNをUEに送信する。
さらに本発明では、TDD CDMA通信システムにて、UEが行うべきダウンリンクの単一ユーザJDを支援する方法であって、（i）ネットワークシステムによってダウンリンクのチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットにて転送されるトラフィックバーストを受信するステップと；(ii)トラフィックバーストがダウンリンクのタイムスロットにおける次のTTIにACNを含んでいるかどうかを検出するステップと；（iii）トラフィックバーストがACNを含んでいる場合に、このACNを抽出するステップと；（iv）ACNを用いることによって干渉を減らすべく次の段階の単一ユーザJDアルゴリズムを実行するステップと；を具えているダウンリンクJD支援方法を提案する。
本発明の好適な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
以下、TD-SCDMAシステムを例示して、本発明を添付図面につき説明する。本発明の技術的スキームに言及するに、上記CAI/ACN情報が変化すると、基地局はこの変化したCAI/ACN情報を、送信すべきトラフィックバーストに挿入して、ダウンリンクのタイムスロットにてトラフィックバーストをDPCH（専用の物理チャネル）を介してダウンリンクのタイムスロットに割り当てられている各UEに送信する。各UEは検出したCAIに従って次のフェーズのZF-BLE/MMSE-BLE又はMMSE-BLE-SD JDアルゴリズムを実行する。
本発明の上記スキーム、特に、基地局が、送信すべきトラフィックバーストに変化したCAI/ACN情報を如何にして挿入するかについての詳細な処理手順は、３GPP規格におけるTD-SCDMAシステムに用いられるサブフレーム及びトラフィックバースト（即ち、タイムスロット）の構成についての図１〜図３についての説明から十分に理解されるであろう。
TD-SCDMAシステムでは、無線フレームの期間は１０msであり、各無線フレームは２つのサブフレームに分割され、各サブフレームの期間は５msで、６４００のチップからなる。図1に示すように、各サブフレームは７つのトラフィックタイムスロットTS0-TS6と、３つの特殊なパイロットタイムスロットからなり、各トラフィックタイムスロットは864のチップからなり、TS0は常にダウンリンクのデータを搬送するのに使用され、TS1は常にアップリンクのデータを搬送するのに使用され、また、TS2-TS6はアップリンク又はダウンリンクのデータを搬送するのにそれぞれ用いることができる。３つの特殊なパイロットタイムスロットに関し、DwPTSはダウンリンクのパイロットタイムスロット（９６チップ）であり、UpPTSはアップリンクのパイロットタイムスロット（１６０チップ）であり、GPはガード期間（９６チップ）である。各トラフィックタイムスロットは４つのフィールドに分けられ、各トラフィックタイムスロットは、データフィールド１（３５２チップ）と、ミッドアンンブル（midamble）フィールド（１４４チップ）と、データフィールド２（３５２チップ）と、タイムスロットガード用の空のフィールドGP（１６チップ）を含み、２つのデータフィールド１及び２で搬送されるトラフィックデータシンボルのほかに、TPC（送信機の電力制御）、SSC（同期シフト）及びTFCI(送信機のフォーマット合成インジケータ)の如き幾つかのUE特有の制御シンボルもあり得る。基地局は、これらUE特有の制御シンボルを用いることにより何等かの制御情報を各UEに提供することができる。
図２はUE特有の制御シンボルをロードしたサブフレーム及びタイムスロットの構成を示す。UE特有の制御シンボルは、ミッドアンブル（即ち、パイロットシンボル）の両側に位置付けられ、SS及びTPC用の制御シンボルのそれぞれは、各サブフレームの１タイムスロット内のデータフィールド２における幾つかのデータシンボルの位置を占める。これに対し、TFCIに対する制御シンボルは４つの部分に分けられ、その第１及び第２部分は、無線フレームにおけるサブフレームの１タイムスロット内のデータフィールド１とデータフィールド２における幾つかのデータシンボルの位置をそれぞれ占め（これは、SS及びTPCと同じである）、また、第３及び第４部分はそれぞれ、無線フレームにおける別のサブフレームの対応するタイムスロット内のデータフィールド１とデータフィールド２における幾つかのデータシンボルの位置を占める。TPC,SS及びTFCIに対する制御シンボルは、トラフィックタイムスロット内のデータフィールドに位置付けられるため、これらの制御シンボルは、他のデータシンボルと同様に、符号化して拡散した後にだけ各UEに送ることができる。各UEは、基地局から上記制御情報を含むデータを受信した後に、何等かの基本ベースバンド処理によってこれらの制御シンボルに含まれている情報を再生しなければならない。
TD-SCDMAシステムにおけるフレーム及びタイムスロットの構成につき以上簡単に説明した。タイムスロットにおけるトラフィックバーストの構成、即ちトラフィックデータ及びUE特有の制御シンボルの割り当ては、そのタイムスロットをアップリンク又はダウンリンクや、拡散係数等に用いるような、多くの状況に依存する。例えば、慣例のTD-SCDMAプロトコルの規格によると、アップリンクの拡散係数（SF）は１，２，４，８又は１６とすることができるも、ダウンリンクのSFは１か、１６にしかできない。データフィールド内に収容されるデータシンボルの数と、上記プロトコルにて普及されている、S×SF＝３５２チップのようなSFとの関係によると、アップリンクのタイムスロットは、７０４，３５２，１７６,８８又は４４のデータシンボルを収容することができる（各タイムスロット内には２つのデータフィールドが含まれる）。１つのシンボルに２ビットを加えるQPSK変調によると、アップリンクのタイムスロットは種々のSFに対応する１４０８，７０４，３５２，１７６又は８８ビットを有することができる。これに対し、ダウンリンクのSFは、１又は１６とすることができることからして、ダウンリンクのタイムスロットは７０４又は４４のデータシンボルを収容することができる。各シンボルに２ビットを加えるQPSK変調によると、ダウンリンクタイムスロットは、SF=1のときには１４０８ビットを、SF=１６のときには８８ビットを有することができる。
図３は慣例のTD-SCDMAシステムにおけるダウンリンクのタイムスロットフォーマットを示し、ここに、符号化した制御シンボルTFCIに対する第４番目の列におけるビット数NTFCIは、TFCI情報の量に従ってそれぞれ０，４，８，１６又は３２ビットとすることができる（これらのビットは無線フレーム、即ち２つのサブフレームに均等に割り当てられる）。第５列目の制御シンボルSS及びTPCについては、SF=16のとき、タイムスロット内にSS及びTPCについての情報が含まれていない場合には、SS及びTPCに対するビット数は共に０であり、また、タイムスロット内にSS及びTPCについての情報が含まれている場合には、SS及びTPCに対するビット数は共に２である。同様に、SF=1のときには、SSに対するビット数NSS及びTPCに対するビット数NTPCは共に１，２又は３２とすることができる。
シーケンスが８のタイムスロットフォーマットの例を図３が示しているように、SF=16のときには、ダウンリンクのタイムスロットに含まれるビット数は上述したように８８である。ダウンリンクのタイムスロットでは、第４列目のNTPCIは１６ビットである。プロトコルによると、これらの１６ビットは４つの部分に分けることができ、そのうちの第１又は第３部分の４ビットはタイムスロットのデータフィールド１における４ビットを占め、また、第２又は第４部分の４ビットは、タイムスロットのデータフィールド２における４ビットを占める。第５列目のNSS及びNTPCは共に２ビットであり、それぞれタイムスロットのデータフィールド２における２ビットを占める。NTFCI,NSS及びNTPCはいずれも転送用のデータフィールドを用いる必要があるため、データ転送サービス用にタイムスロットの８８ビットのうち残存する７６ビット（88-8(NTFCI)-2(NSS)-２(NTPC)=76）があり、ここに、４４ビットのデータフィールド１は、データ転送サービス用に残存する４０ビット（44-4(第1又は第３部分のNTFCI)=40）を有し、また、４４ビットのデータフィールド２はデータ転送サービス用に残存する３６ビット(44-4(第２又は第４部分のNTFCI)-2(NSS)-２(NTPC)=36)を有する。UE特有の制御シンボルを挿入した後、タイムスロットのデータフィールド１及び２におけるタイムスロット内のデータ転送用のビット数はそれぞれ、図３の第７，８及び９列目におけるNdata/Slot，Ndata/field(1)及びNdata/field(2)によって表すことができる。
CAI又はACNが変化するときに、この変化したCAI又はACNを転送するために専用の物理チャネルを用いることによってUEにJDを行わせる前記提案した方法は、UE特有の制御シンボルTFCI,SS及びTPCをトラフィックタイムスロットのデータフィールドに挿入する上記方法に似ている。本発明では、変化したCAI又はACNに対する制御シンボルをトラフィックタイムスロットのデータフィールド１又は２に挿入し、そして、符号化及び拡散処理をした後にダウンリンクチャネルを介してUEに送信する。
図４は、本発明によるTD-SCDMAシステムにおけるCAI/ACN情報を含む改訂トラフィックバーストの構成を示し、CAI/ACN用の制御シンボルは、TFCIの第1又は第３部分に先行しているデータフィールド１におけるデータシンボルの幾つかの位置を占める（CAI/ACNはデータフィールド２におけるTFCIの後方、又はデータフィールド１における他の箇所に割り当てることもできる）。
次に、ZF-BLE/MMSE-BLE及びMMSE-BLE-SDアルゴリズムを採用して、図４に示すようなタイムスロット構成に基づいてJDを実施する際に、CAI及びACN情報をそれぞれトラフィックタイムスロットのデータフィールドに挿入する詳細な処理手順について図５〜図８と共に説明する。
I. ZF-BLE又はMMSE-BLEでのダウンリンクJDの実施
上述したように、TD-SCDMAシステムのダウンリンクでは、SFは１か、１６にしかできない。SFが１のときには、たった一人のユーザがタイムスロットに割り当てられるだけである。この場合には拡散が全くないため、拡散符号の割り当て問題は存在しない。従って、本発明では、SFが１６の場合だけを考慮する。
SF=16のときには、タイムスロットの最大でも１６の拡散符号を１６の符号チャネルに割り当てることができるため、タイムスロットは１６の拡散符号の割り当てを表すのに１６ビット（２バイト）を用いることができる。図５に示したようなCAIのマッピングを参照するに、Bit15からBit0は、１６の符号チャネルによって用いられる拡散符号Code 15〜Code 0にそれぞれ対応し、ここで、Bit i=1の場合には、これに対応する拡散符号Codeiがタイムスロットに割り当てられているユーザによって用いられ、また、Bit i=0の場合には、対応する拡散符号Code iは何れのUEにも割り当てられない。例えば、図５にてBit0及びBit5が１で、他のビットが全て０である場合には、対応する拡散符号Code0とCode5だけがUEによって用いられ、他の拡散符号は割り当てられないことを意味している。
ダウンリンクのトラフィックタイムスロットでは、図５に示した16-ビットのCAI（実際のビット情報はチャネル符号化した後に変化し得るため、転送情報は16-ビットの元のビット情報であるものとする）がデータフィールドを用いて転送されるときに、図３に示したようなトラフィックタイムスロットのフォーマットがそれ相当に変化し、その改訂フォーマットを図6に示してある。比較のために、図６の第1列目におけるタイムスロットフォーマットのシーケンスをそれぞれｎ及びｎ’として示してあり、ここで、ｎに対応する行はCAIを挿入する前のタイムスロットのフォーマットを示し、また、ｎ’に対応する行はCAIを挿入した後のタイムスロットのフォーマットを示し、ｎ’に対応する行には陰影を付してある。何れの場合にも、ｎ及びｎ’によって示したタイムスロットのフォーマットは同時には発生しない。
図３と比較するに、図６の第４列目にはCAIを表すNCAIが加えられている。NCAI=0のときには、CAIが変化しておらず、従って転送する必要がないことを意味しており、NCAI=16のときには、例えば、１つ以上の稼動中のUEがダウンリンクのタイムスロットから退き、UEが釈放した拡散符号リソースを基地局が取り戻す必要があるとき、又は1つ以上のUEがダウンリンクのタイムスロットに加わり、基地局が新規のUEに拡散符号リソースを割り当てる必要があるとき、或いは、基地局がダウンリンクのタイムスロットに拡散符号リソースを再割り当てして、ダウンリンクのタイムスロットにおけるリソースの構成を最適化する必要があるときにCAIが変化することを特徴とする請求項を意味し、従って、16-ビットのCAIは、CAIに対応する図５の各拡散符号の利用示すために転送する必要がある。CAIを挿入した後のダウンリンクタイムスロットのデータフィールド１及び２におけるデータ転送用のビット数は、図６の第８，９及び１０列目に示すように、NData/Slot,Ndata/field(1)及びNdata/field(2)によってそれぞれ表すことができる。
基地局が、ダウンリンクのタイムスロットにおけるCAI は次のTTIにて変化すると判断すると、基地局は、この変化する特有の制御情報としての16-ビットのCAIを、現在のTTIにおけるダウンリンクのタイムスロットに対応するトラフィックバーストのデータフィールドに（図４に示した第１のデータフィールドのように）挿入して、CAIを他のトラフィックデータ、UE特有の制御シンボルTFCI,SS及びTPC（これらがある場合に）と一緒に拡散する。そして、特有の制御情報を含んでいる拡散トラフィックバーストをDPCHのようなダウンリンクのチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットに割り当てられている各UEに送信する。
ダウンリンクタイムのスロットのUEがDPCHを介して基地局からトラフィックバーストを受け取ると、UEは、先ずUE特有の制御シンボルTFCI,SS及びTPCを検出する要領で、CAIがトラフィックバーストに含まれているかどうか検出する。CAIが含まれている場合には、それを抽出し、UEはCAIに対応する図５の拡散符号の割り当て及び利用を知ることができる。次に、UEは、検出したCAIを巧く利用することによって、即ち検出したCAIを次のTTIにおけるダウンリンク用のCAIとすることによって、次のTTIでのJDアルゴリズムを実施する準備をする。CAIがUEによって受信されたトラフィックバースト内に含まれていない場合には、CAIは変化しなかったことを指示し、UEは先のCAIに従って次の段階のJDアルゴリズムを実行することができる。
ここで、他のトラフィックデータと同様に、データフィールドに挿入されたCAIは、伝送する前に拡散させる必要があるため、ユーザ端末は先に受信した（JDのような）アルゴリズムを用いて、情報を受信した後にCAIを有効に検出しなければならないことに留意すべきである。しかし、JDアルゴリズムを実施するには、前もってタイムスロットにおける拡散符号についての情報を知っておく必要があり、従って、提案した方法は、現在のタイムスロットにおけるCAIを用いることによってダウンリンクからのデータを脱拡散（despread）して、復号化するのに用いることはできない。従って、本発明の上記ステップにて検出されるCAIは、UEが次のTTI（TTIは幾つかサブフレームを含むことができ、これはCAIが変化しないインタリービング期間である）にJDアルゴリズムを実行することにしか用いることができない。UEが基地局との通信回線を確立すると、基地局は初期化態様でBCH又は他のDCHによりUEに初期CAIを送信するため、UEはダウンリンクのタイムスロットで転送されるその後のトラフィックバーストを受信する際に、その初期化したCAIを用いて、新たに変化したCAIがUEに送られたかどうかを検出することによってJDアルゴリズムを実行することができる。
基地局はUEとの通信回線を確立する前に、無線リソースの割り当てを操作するから、基地局はダウンリンクのタイムスロットに割り当てられているUEに初期CAIを知らせ、且つ現在のタイムスロットにて、次のTTIにて予測される変更CAIを現行TTIのダウンリンクのタイムスロットに挿入して、それをダウンリンクのタイムスロットの各UEに転送する。これは通信技術で基地局にとってハードな仕事ではない。
上述したように、UEは、CAIが変化する際に、ネットワークシステムがその変更CAIをダウンリンクによって送出することを検出できるため、受信したCAIを用いることによってZF-BLE/MMSE-BLEアルゴリズムを実行することができる。
II. MMSE-BLE-SDでのダウンリンクJDの実施
ZF-BLE/MMSE-BLEアルゴリズムを用いることによるJDの実施とは異なり、MMSE-BLE-SDを採用するときには、UEは現行タイムスロット内のCAIの詳細を知ることなく、そのタイムスロットにおけるACN Kを知るだけで済む。これに基づいて、図７に示すようにタイムスロットにおける１６通りのACNを表すのに４ビットを用いることができる。
図７の４-ビットのACN（実際のビット情報は、符号化した後に変化し得るので、この４-ビットの元の情報を転送するものとする）を、データフィールドを用いることによってダウンリンクのタイムスロットにて送信する際には、図３に示したトラフィックタイムスロットのフォーマットはそれ相当に変更する必要があり、この改訂フォーマットを図８に示してある。比較し易くするために、図８の第１列目のタイムスロットフォーマットシーケンスもそれぞれｎ及びｎ’にて示し、ここで、シーケンスｎに対応する行はACNが挿入されていないタイムスロットフォーマットを示し、シーケンスｎ’に対応する行はACNが挿入された後のタイムスロットフォーマットを示し、ｎ’に対応する行には陰影を付してある。何れの場合にも、ｎ及びｎ’によって示したタイムスロットのフォーマットは同時には発生しない。
図３と比較するに、図８の第４列目には現在のタイムスロットにおけるACNを示すNACが加えられている。NAC=0のときには、現在のタイムスロットにおけるACNが変化しておらず、従って、ACN情報を送る必要がないことを意味し；NAC=４のときには、現在のタイムスロットにおけるACNが変化しており、４-ビットのACN情報を送る必要があることを意味する。ACN情報を挿入した後におけるダウンリンクのタイムスロットのデータフィールド１及び２でのダウンリンクタイムスロットでのトラフィックデータ転送用のビット数は、図８の第８，９及び１０列目にNdata／Slot,Ndata/fied(1)及びNdata/field(2)としてそれぞれ示すことができる。
基地局が、ダウンリンクタイムスロットにおけるACNは次のTTIにて変化すると判断した場合には、４-ビットの変更CAN情報を特有の制御情報として、現在のTTIにおけるダウンリンクのタイムスロットに対応するダウンリンクタイムスロットにおけるトラフィックバーストのデータフィールドに、図４に示したデータフィールド１のように挿入する。そして、ACN情報を他のトラフィックデータ及びUE特有の制御シンボルTFCI,SS及びTPC（UE特有の制御シンボルがある場合に）と一緒に符号化して且つ拡散する。そして、特有の制御情報を含んでいる符号化した拡散トラフィックバーストをDPCHのようなダウンリンクチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットに割り当てられている各UEに送信する。
UEがダウンリンクのタイムスロットで基地局からDPCHを介してトラフィックバーストを受信すると、UEは先ずそのトラフィックバーストにACN情報が含まれているかどうかを、UE特有の制御シンボルTFCI,SS及びTPCを検出する方法の要領で検出する。ACN情報が含まれている場合には、このACN情報が抽出され、UEは次のTTIで単一ユーザJDアルゴリズムを実行する準備をし、即ち、抽出したACN情報を次のTTIにおけるダウンリンクタイムスロットのACNとする。UEが受信したトラフィックバーストにACN情報が含まれていない場合には、ACNは変化しておらず、UEは先のACNに従って、次の段階の単一ユーザJDアルゴリズムを実行することができる。
上述したようなZF-BLE/MMSE-BLEを採用する要領で、ACN情報を検出するステップにて検出したACN情報を、次のTTIにて単一ユーザJDアルゴリズムを実行するのに使用するUEにだけ供給することができる。初期ACN情報は、UEが基地局と通信回線を確立する際に早期に初期化態様で基地局がUEに供給することができる。
上述したように、UEは、ACN情報が変化する際に、ネットワークシステムがその変更ACN情報をダウンリンクにより送信することを検出するから、UEは受信したACN情報を用いることによってMMSE-BLE-SDアルゴリズムを実行することができる。
前述した方法によれば、通信処理手順中にCAI又はACN情報が変化するときに、基地局はこの変更CAI又はACN情報を特有の制御情報の形態で対応するトラフィックバーストに挿入することができるため、このトラフィックバーストを受信するUEはCAI又はACN情報によりJDアルゴリズムを実行することができ、従って、通信処理手順中の干渉を減らすことができる。通信処理手順にないUEにとって、例えば、UEが通信回線を確立するときか、又は通信回線を他のセルに引き渡すときには、初期化したCAI又はACN情報をリソース割り当てメッセージ又は引渡し命令メッセージの一部としてユーザに送ることができるため、UEはリソース割り当てメッセージ又は引渡し命令メッセージにおけるCAI又はACN情報に従ってJDアルゴリズムを実行することができ、従って、呼の確立及び他のセルへの回線引渡し処理中における干渉を減らすことができる。
上記の提案方法は、低チップレートのTD-SCDMAシステムだけでなく、3.84chips/sの高チップレートのシステム及び7.68chips/sのさらに高いチップレートのシステムにも適用することができる。
CAI又はACN情報を特定な制御情報の形でトラフィックバースト内に挿入する方法及び本発明にて提案したような、CAI又はACN情報を検出し、且つ利用する方法は、コンピュータソフトウェア、又はソフトウェア機能を有するハードウェアモジュール、或いはこれら双方を組み合わせたものとして実施することができる。
提案したダウンリンクJD法をハードウェアモジュールとして実施する際のネットワークシステム及びUEの構成を図９に示してあり、ここでは、現在のネットワークシステム及びUEにおけるコンポーネントと同じものは示してない。
稼動中のUEがダウンリンクのタイムスロットから出るか、又は新規のUEがダウンリンクのタイムスロットに加わるか、或いは、ネットワークシステムがダウンリンクのタイムスロットに拡散符号リソースを再割り当てする際に、ネットワークシステム１００における判断ユニット１０１は、CAIが次のTTIで変化するかどうかを判断する。挿入ユニット１０２は、変化したCAIを特有の制御情報として、現在のTTIにおけるダウンリンクのタイムスロットに対応するダウンリンクタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入する。そして、送信ユニット１０３は特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストを、ダウンリンクチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットで各UEに送信する。なお、初期のCAIは、ネットワークシステムがUEと回線を確立している際に、送信ユニット１０３から各UEに送信される。
UE２００おける受信ユニット２０１は、ネットワークシステムによってダウンリンクのチャネル介してダウンリンクのタイムスロットで送信されるトラフィックバーストを受信する。検出ユニット２０２は、トラフィックバーストが次のTTIにおけるダウンリンクのタイムスロットにCAIを含んでいるかどうかを検出する。CAIが含まれている場合には、抽出ユニット２０３がそれをトラフィックバーストから抽出して、そのCAIを実行ユニット２０４に供給し、この実行ユニットに次の段階のZF-BLE/MMSE-BLE JDアルゴリズムを実行させる。なお、初期CAIは、受信ユニット２０１がネットワークシステムとの回線を確立している際に、ネットワークシステムから受信される。
稼動中のUEがダウンリンクのタイムスロットから退くか、又は新規のUEがダウンリンクのタイムスロットに加わると、ネットワークシステム１００における判断ユニット１０１は、ダウンリンクのタイムスロットにおけるACNが次のTTIで変化するかどうかを判断する。挿入ユニット１０２は、ACNを特有の制御メッセージとして、現在のTTIにおけるダウンリンクのタイムスロットに対応するダウンリンクのタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入する。そして、送信ユニット１０３は特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストを、ダウンリンクのチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットの各UEに送信する。なお、初期ACNは、ネットワークシステムがUEと回線を確立している際に、送信ユニット１０３によって各UEに送信する。
UE２００における受信ユニット２０１は、ネットワークシステムによってダウンリンクチャネル介して送られるダウンリンクのタイムスロットにおけるトラフィックバーストを受信する。検出ユニット２０２は、トラフィックバーストが次のTTIにおけるダウンリンクのタイムスロットのACNを含んでいるかどうかを検出する。ACNが含まれている場合には、抽出ユニット２０３がACNをトラフィックバーストから抽出して、そのACNを実行ユニット２０４に供給し、この実行ユニットに次の段階のMMSE-BLE-SD JDアルゴリズムを実行させる。なお、受信ユニット２０１は、ネットワークシステムとの回線を確立している際に、ネットワークシステムから初期ACNを受信する。
［発明の効果］
添付図面を参照しての上述した本発明の実施例に関し、TDD CDMA通信システムにおけるダウンリンクJDを支援するための提案した方法及び装置では、タイムスロットにおけるCAI/ACN情報が変化するときにだけ、基地局はこの変化したCAI/ACN情報を特有な制御情報の形でトラフィックバーストに挿入して、このトラフィックバーストをDPCHによってダウンリンクのタイムスロットで各UEに送ることにより、CAI/ACN情報をBCH反復期間毎に送信することで起こりがちなBCHの過負荷現象を回避し、且つCAI/ACN情報が通信制御チャネルによって送信されるときに、他のタイムスロットでもUEがCAI/ACN情報を読取ることによってもたらされる不必要な計算及び電力消費を回避することができる。
その一方で、TDD CDMA通信システムにおけるダウンリンクJDを支援するための提案した方法及び装置に関して、UEは受信したトラフィックバーストに含まれるCAI/ACN情報に従ってZF-BLE/MMSE-BLE 又はMMSE-BLE-SDアルゴリズムを実行することができるため、通信プロシージャ中の干渉を軽減しUEにとっての通信品質を改善することができる。
さらに、TDD CDMA通信システムにおけるダウンリンクJDを支援するための提案した方法及び装置に関して、拡散符号はミッドアンブルの助けを借りて転送するのではないため、ミッドアンブルと拡散符号との間に一定の関係を持たせる必要がなく、従って３GPP規格における様々なミッドアンブル割り当てスキームに適用することができる。
本発明は、上述した例のみに限定されるものでなく、幾多の変更を加え得ることは当業者に明らかである。
従来のTD-SCDMAシステムに用いられているサブフレーム及びタイムスロットの構成を示す図である。 従来のTD-SCDMAシステムにおけるUE特有の制御シンボルを有するサブフレーム及びタイムスロットの構成を示す図である。 従来のTD-SCDMAシステムにおけるダウンリンクのタイムスロットのフォーマットを示す図である。 本発明によるTD-SCDMAシステムにおけるCAI/ACN情報を含んでいる改訂トラフィックバーストの構成を示す図である。 本発明によるTD-SCDMAシステムにおけるCAIのマッピング関係を示す図である。 本発明によるTD-SCDMAシステムにCAIを挿入した後におけるダウンリンクのタイムスロットのフォーマットを示す図である。 本発明によるTD-SCDMAシステムにおけるACN情報によって表されるACNを示す図である。 本発明によるTD-SCDMAシステムにACN情報を挿入した後におけるダウンリンクのタイムスロットのフォーマットを示す図である。 本発明によるTD-SCDMAシステムにおけるダウンリンクJDを支援する方法を実施するハードウェアモジュールを示すブロック図である。

Claims (24)

  1. TDD CDMA通信ネットワークシステムにおけるダウンリンクJD（ジョイント検出）を支援する方法であって：
    （ａ） ダウンリンクのタイムスロットにおけるCAI（符号割り当て情報）が次のTTI（伝送時間間隔）にて変化するかどうかを判断するステップと；
    （ｂ） CAIが変化する場合に、この変更CAIを特有の制御情報として、現在のTTIに対応するダウンリンクのタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入するステップと；
    （ｃ） 前記特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストをダウンリンクのチャネルによってダウンリンクのタイムスロットの各UE（ユーザ機器）に送信するステップと；
    を具えている、TDD CDMA通信ネットワークシステムにおけるダウンリンクジョイント検出支援方法。
  2. UEとの回線を確立しているときに、前記ネットワークシステムが初期CAIをUEに送信するステップも具えている、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ステップ（ａ）がさらに：
    （ａ１） 少なくとも１つの稼動中のUEがダウンリンクタイムスロットから出る場合に、CAIが変化することを判断するステップと；
    （ａ２） UEが釈放した拡散符号リソースを再要求するステップと；
    を具え、前記ステップ（ｂ）での変更CAIを、前記拡散符号リソースを再要求した後のCAIとする、請求項２に記載の方法。
  4. 前記ステップ（ａ）がさらに：
    （ａ１） 少なくとも１つのUEがダウンリンクタイムスロットに加わる場合に、CAIが変化することを判断するステップと；
    （ａ２） 拡散符号リソースをUEに割り当てるステップと；
    を具え、前記ステップ（ｂ）での変更CAIを、前記拡散符号リソースを割り当てた後のCAIとする、請求項２に記載の方法。
  5. 前記ステップ（ａ）がさらに：
    （ａ１） ダウンリンクのタイムスロットにおける拡散符号リソースを、ダウンリンクのタイムスロットにおけるリソースの構成を最適化すべく再割り当てする場合にCAIが変化することを判断するステップ；
    も具え、前記ステップ（ｂ）での変更CAIを、前記拡散符号リソースを再割り当てした後のCAIとする、請求項２に記載の方法。
  6. 前記特有の制御情報によって各UEがダウンリンクのタイムスロットにてZF-BLEとMMSE-BLEとの２つのJD法の一方を行うようにする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. TDD CDMA通信ネットワークシステムにてUEが行うべきダウンリンクJDを支援する方法であって：
    （i） ネットワークシステムによってダウンリンクチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットにて転送されるトラフィックバーストを受信するステップと；
    (ii) トラフィックバーストがダウンリンクタイムスロットにおける次のTTIにCAIを含んでいるかどうかを検出するステップと；
    （iii） トラフィックバーストがCAIを含んでいる場合に、このCAIを抽出するステップと；
    （iv） CAIを用いることによって干渉を減らすべく次の段階のJDアルゴリズムを実行するステップと；
    を具えているダウンリンクJDの支援方法。
  8. UEがネットワークシステムとの回線を確立する際に、UEがネットワークシステムから初期CAIを受信するステップも具えている、請求項７に記載の方法。
  9. JDアルゴリズムを、ZF-BLE及びMMSE-BLEのうちの１つとする、請求項８に記載の方法。
  10. TDD CDMA通信ネットワークシステムにおけるダウンリンクの単一ユーザJDを支援する方法であって：
    （ａ） ダウンリンクのタイムスロットにおけるACN（アクティブ符号数）が次のTTIにて変化するかどうかを判断するステップと；
    （ｂ） ACNが変化する場合に、この変更ACNを特有の制御情報として、現在のTTIに対応するダウンリンクのタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入するステップと；
    （ｃ） 前記特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストをダウンリンクのチャネルによってダウンリンクのタイムスロットの各UE（ユーザ機器）に送信するステップと；
    を具えている、TDD CDMA通信ネットワークシステムにおける単一ユーザJD支援方法。
  11. ネットワークシステムがUEと回線を確立する際に、ネットワークシステムがUEに初期CAIを送信するステップも具えている、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記特有の制御情報によって各UEがダウンリンクのタイムスロットにてZF-BLEとMMSE-BLE-SD JDアルゴリズムを行うようにする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
  13. TDD CDMA通信ネットワークシステムにおけるダウンリンクの単一ユーザJDを支援するためにUEが行う方法であって：
    （i） ネットワークシステムによってダウンリンクのチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットにて転送されるトラフィックバーストを受信するステップと；
    (ii) トラフィックバーストがダウンリンクのタイムスロットにおける次のTTIにACNを含んでいるかどうかを検出するステップと；
    （iii） トラフィックバーストがACNを含んでいる場合に、このACNを抽出するステップと；
    （iv） ACNを用いることによって干渉を減らすべく次の段階のJDアルゴリズムを実行するステップと；
    を具えているダウンリンク単一ユーザJDの支援方法。
  14. 前記ステップ(i)が、このステップの実行前に：
    UEがネットワークシステムと回線を確立する際に、UEがネットワークシステムから初期CANを受信するステップも具えている、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記JD法がMMSE-BLE-SD法である、請求項１４に記載の方法。
  16. ダウンリンクタイムスロットにおけるCAIが次のTTIにて変化するかどうかを判断する判断ユニットと；
    CAIが変化する場合に、この変更CAIを特有の制御情報として、現在のTTIに対応するダウンリンクタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入する挿入ユニットと；
    前記特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストをダウンリンクチャネルによってダウンリンクのタイムスロットの各UEに送信する送信ユニットと；
    を具えている、ダウンリンクJD支援用ネットワークシステム。
  17. 前記ネットワークシステムがUEと回線を確立する際に、前記送信ユニットが初期CAIをUEに送信する、請求項１６に記載のネットワークシステム。
  18. 少なくとも１つの稼動中のＵＥがダウンリンクのタイムスロットから退くか、少なくとも１つのＵＥがダウンリンクタイムスロットに加わるか、ダウンリンクのタイムスロットにおける拡散符号リソースが再割り当てされる場合に、CAIが変化することを前記判断ユニットが判断する、請求項１６に記載のネットワークシステム。
  19. ネットワークシステムによりダウンリンクチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットで転送されるトラフィックバーストを受信する受信ユニットと；
    トラフィックバーストがダウンリンクのタイムスロットにおける次のTTIにCAIを含んでいるかどうかを検出する検出ユニットと；
    トラフィックバーストがCAIを含んでいる場合に、このCAIを抽出する抽出ユニットと；
    抽出したCAIを用いることにより次の段階のJDアルゴリズムを実行して、干渉を減らすための実行ユニットと；
    を具えている、ダウンリンクJD支援用ユーザ機器。
  20. UEがネットワークシステムとの回線を確立する際に、前記受信ユニットがネットワークシステムから初期CAIを受信する、請求項１９に記載のユーザ機器。
  21. ダウンリンクのタイムスロットにおけるACNが次のTTIにて変化するかどうかを判断する判断ユニットと；
    ACNが変化する場合に、この変更ACNを特有の制御情報として、現在のTTIに対応するダウンリンクタイムスロットにおけるトラフィックバーストの特定フィールドに挿入する挿入ユニットと；
    前記特有の制御情報を含んでいるトラフィックバーストをダウンリンクチャネルによってダウンリンクのタイムスロットの各UEに送信する送信ユニットと；
    を具えている、ダウンリンク単一ユーザJD支援用ネットワークシステム。
  22. UEとの回線を確立する際に、前記送信ユニットが初期ACNをUEに送信する、請求項２１に記載のネットワークシステム。
  23. ネットワークシステムによりダウンリンクチャネルを介してダウンリンクのタイムスロットで転送されるトラフィックバーストを受信する受信ユニットと；
    トラフィックバーストがダウンリンクのタイムスロットにおける次のTTIにACNを含んでいるかどうかを検出する検出ユニットと；
    トラフィックバーストがACNを含んでいる場合に、このACNを抽出する抽出ユニットと；
    抽出したACNを用いることにより次の段階の単一ユーザJDアルゴリズムを実行して、干渉を減らすための実行ユニットと；
    を具えている、ダウンリンク単一ユーザJD支援用ユーザ機器。
  24. 前記受信ユニットがネットワークシステムから初期CANを受信する、請求項２３に記載のユーザ機器。
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