JP2010528557A - Ｓｃ−ｆｄｍａ通信システムにおけるチャネル品質指示子及び応答信号の送信のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

単一キャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）通信システムにおけるチャネル品質指示子（ＣＱＩ）送信時間間隔（ＴＴＩ）の間にＵＥからサービング基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）に肯定又は否定応答信号（ＡＣＫ又はＮＡＣＫ、各々）及びＣＱＩ信号を多重化するための装置及び方法である。ＵＥは、同時にデータを送信しない。応答信号の多重化は、ＵＥがＡＣＫ又はＮＡＣＫを送信するか否かに基づいて、ＣＱＩ ＴＴＩで送信された基準信号（ＲＳ）シンボルに相互に異なる直交カバーを適用するＵＥにより暗黙的に達成される。Ｎｏｄｅ Ｂ受信器において、ＵＥ送信器に適用されたそれぞれの可能な直交カバーを除去した後に、ＡＣＫ又はＮＡＣＫの検出は、蓄積されたＲＳエネルギーに基づく。ロバストなシステム実行のために、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＮＡＣＫの不在は、同一の直交カバーにマッピングされる。

Description

一般的に、本発明は、無線通信システムに関し、特に、単一キャリア周波数分割多元接続（Single Carrier-Frequency division Multiple Access：以下、“ＳＣ-ＦＤＭＡ”と称する。）通信システムに関し、ひいては、第３世代パートナーシッププロジェクト（3-rd Generation Partnership Project：以下、“３ＧＰＰ”と称する。）Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）ロングタームエボルーション（Long Term Evolution：以下、“ＬＴＥ”と称する。）の開発が考慮される。

特に、本発明は、ＳＣ−ＦＤＭＡ通信システムにおいて、同一の送信時間間隔の間における肯定又は否定応答信号（ＡＣＫｓ又はＮＡＣＫｓ、それぞれ）及びチャネル品質指示子（ＣＱＩ）信号の送信に関する。

信号の幾つかの種類は、通信システムの適切な相関関係により支援される。通信の情報コンテンツを伝達するデータ信号に加えて、データ信号の適切な送信を可能にするために、制御信号も通信システムのアップリンク（ＵＬ）の際にユーザ端末（User Equipment：以下、“ＵＥ”と称する）からこれらのサービング基地局（ＢＳ又はＮｏｄｅ Ｂ）に送信され、通信システムのダウンリンク（ＤＬ）の際にサービングＮｏｄｅ ＢからＵＥに送信される必要がある。

本発明は、ＵＬ通信を考慮し、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）を介してＵＥからデータコンテンツ情報を運搬する信号の送信を仮定すると同時に、データ情報がない場合に、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）を介してＵＥからの制御信号の送信を仮定する。また、一般的に、端末又は移動局と呼ばれるＵＥは、固定されるか又は移動されることができ、無線装置、セルラーフォン、個人用コンピュータ装置、及び無線モデムカードなどであることができる。Ｎｏｄｅ Ｂは、一般的に固定された基地局であり、送受信基地局（ＢＴＳ）、アクセスポイント、又は幾つの他の用語として呼ばれてもよい。

ＡＣＫ／ＮＡＣＫは、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）のアプリケーションと関連した制御信号であり、通信システム（ＨＡＲＱ−ＡＣＫとも知られている）のＤＬでのデータパケット受信が正確であるか又は不正確であるかに対する応答である。データパケットは、ＮＡＣＫの受信の後に再送信され、新たなデータパケットは、ＡＣＫの受信の後に送信されることができる。

ＣＱＩは、ＤＬ動作帯域幅の一部又はＤＬ動作帯域幅の全体にわたって経験した信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）のようなチャネル状態についてサービングＮｏｄｅ Ｂに情報を提供する他の制御信号である。本発明は、基準ＵＥから何のデータ送信がない場合にもＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩ送信をさらに考慮する。

ＵＥは、本発明の実施形態のサブフレームに対応する送信時間間隔（ＴＴＩ）でデータを送信するか又は制御信号を送信すると仮定する。

図１は、本発明の実施形態で仮定されたサブフレーム構成１１０のブロック図を示す。サブフレームは、２つのスロットを含む。第１のスロット１２０は、データ及び／又は制御信号の送信のために使用された７つのシンボルをさらに含む。各シンボル１３０は、チャネル伝播効果による干渉を緩和するためのサイクリックプレフィックス（ＣＰ）をさらに含む。１つのスロットでの信号送信は、他のスロットでの信号送信より動作帯域幅の同一の部分又は異なる部分でなされることができる。データ又は制御情報を伝達するシンボルに加えて、幾つかのシンボルは、パイロットとも知られている基準信号（ＲＳ）の送信のために使用されてもよく、チャネル推定を提供し、受信された信号のコヒーレント復調を可能にするために使用されてもよい。これは、ＴＴＩが１つのスロット又は１つ以上のサブフレームを含むようにすることができる。

送信帯域幅（ＢＷ）は、リソースブロック（ＲＢｓ）と呼ばれる周波数リソースユニットを含むと仮定する。本発明の実施形態は、各ＲＢが１２個のサブキャリアを含み、ＵＥは、ＰＵＳＣＨ送信のために複数の連続的なＲＢ１４０が割り当てられ、ＰＵＣＣＨ送信のために１個のＲＢが割り当てられたと仮定する。それにもかかわらず、上記の値は、一例として例示されているだけであり、上述した本発明の実施形態に限定されないことに留意しなければならない。

図２は、ＳＣ−ＦＤＭＡ通信システムにおける１つのスロット２１０の間のＣＱＩ送信のための構成の一例を示す図である。ＣＱＩ情報ビット２２０は、変調器２３０を介してＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）シーケンス２４０を、例えば、ＱＰＳＫ又は１６ＱＡＭ変調で変調し、この後にさらに説明されるように、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）動作を実行した後にＵＥにより送信される。ＣＱＩに加えて、ＲＳは、ＣＱＩ信号のＮｏｄｅ Ｂ受信器でコヒーレント復調することができるように送信される。一実施形態において、各スロットでの２番目及び６番目のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、ＲＳ送信２５０を実行する。

上述したように、ＣＱＩ及びＲＳ信号は、ＣＡＺＡＣシーケスから構成されると仮定する。このようなシーケンスの例は、下記の式（１）により定義される。

上述した式（１）において、Ｌは、ＣＡＺＡＣシーケンスの長さであり、ｎは、ｎ＝｛０、１、２、．．．、Ｌ−１｝のようなシーケンスのエレメントのインデックスであり、ｋは、シーケンス自体のインデックスである。与えられた長さがＬである場合に、Ｌが素数である場合に、これは、Ｌ−１の固有のシーケンス（distinct sequence）である。したがって、ＣＡＺＡＣシーケンスの全体集合は、｛１、２、．．．、Ｌ−１｝でｋの範囲として定義される。しかしながら、ＣＱＩ及びＲＳ生成のために使用されるＣＡＺＡＣシーケンスは、以下でさらに説明されるようにこの正確な表現を用いて生成される必要がないことに注目しなければならない。

素数長さＬのＣＡＺＡＣシーケンスに対して、シーケンスの個数は、Ｌ−１である。１つのＲＢに１２個のサブキャリアが含まれる偶数個のサブキャリアがＲＢに含まれると仮定したため、シーケンス結果がＣＡＺＡＣシーケンスの定義を実行しなくても、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＲＳを送信するために使用されたシーケンスは、終わり（周期拡張）でその１番目のエレメントを反復することによりさらに長い素数長さ（例えば、長さ１３）ＣＡＺＡＣシーケンスを減少させるか、又はさらに短い素数長さ（例えば、長さ１１）ＣＡＺＡＣシーケンスを増加させることにより、周波数又は時間領域で生成されることができる。あるいは、ＣＡＺＡＣシーケンスは、ＣＡＺＡＣ特性を満足するシーケンスに対するコンピュータ検索を介して直接に生成されることができる。

図３は、時間領域でＳＣ−ＦＤＭＡシグナリングを介してＣＡＺＡＣシーケンスの送信のための代表的なブロック図を示す。図３に示す構成は、ＰＵＣＣＨでＣＱＩ送信のための例として使用されることができる。

図３を参照すると、ＣＡＺＡＣシーケンス３１０は、上述した方法（ＣＱＩビットの送信に対して変調され、ＲＳ送信に対して変調されない）の中の１つを介して生成された後に、以下で説明するようにサイクリックシフト３２０が行われる。このような結果により生成されたシーケンスは、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）３３０が行われ、割り当てられた送信帯域幅に対応するサブキャリア３４０の選択３５０がなされ、ＩＦＦＴの実行３６０がなされ、最後に、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）３７０及びフィルタリング３８０は、送信された信号に適用される。ゼロパッディングは、ガードサブキャリア（図示せず）及び他のＵＥによる信号送信のために使用されるサブキャリアでこの基準ＵＥにより挿入されることを仮定する。

さらに、簡潔のために、当該技術分野で知られているデジタル／アナログコンバータ、アナログフィルター、増幅器、及び送信器アンテナのような追加の送信器回路は、図３に図示していない。同様に、ブロック符号化及びＱＰＳＫ変調のような、当業者にはよく知られているようなＣＱＩビットに対する符号化過程及び変調過程は、簡潔のために省略する。

受信器において、逆（相補的）送信器機能が実行される。これは、図３での逆動作を適用した図４に概念的に図示する。

当技術分野で周知のように（簡潔のために図示していないが）、アンテナは、ＲＦアナログ信号を受信し、ユニット（フィルター、増幅器、周波数ダウンコンバータ、及びアナログ／デジタルコンバータのような）を処理した後に、デジタル受信信号４１０は、タイムウィンドウイングユニット４２０を通過し、ＣＰ除去４３０がなされる。次いで、受信器ユニットは、ＦＦＴ４４０を適用し、送信器により使用されたサブキャリア４６０の選択４５０を行い、逆ＤＦＴ（ＩＤＦＴ）４７０を適用し、ＲＳ及びＣＱＩ信号の逆多重化（時間内に）４８０を行い、ＲＳ（図示せず）に基づいてチャネル推定を取得し、ＣＱＩビット４９０を抽出する。

送信器については、チャネル推定、復調、及び復号のようなよく知られている受信器機能は、簡潔のために図示されておらず、これらは、本発明に重要でない。

図５は、周波数領域で送信されたＣＡＺＡＣシーケンスのもう１つの生成方法を示す図である。

図５を参照すると、周波数領域で送信されたＣＡＺＡＣシーケンスの生成は、２種類を除いた時間領域におけるステップと同一のステップに従う。ＣＡＺＡＣシーケンスの周波数領域バージョンの使用５１０がなされ（すなわち、ＣＡＺＡＣシーケンスのＤＦＴが予め計算され、送信チェーンに含まれない。）、サイクリックシフト５５０は、ＩＦＦＴ５４０の後に適用される。割り当てられた送信帯域幅に対応するサブキャリア５３０の選択５２０と、送信信号５８０のためのＣＰ５６０のアプリケーション及びフィルタリング５７０とは、他の従来の機能（図示せず）と同様に、図３についての上述した記載と同一である。

図５で説明したように、送信されたＣＡＺＡＣ基盤シーケンスの受信のために逆機能がさらに実行される。図６に示すように、受信信号６１０は、タイムウィンドウイングユニット６２０を通過し、ＣＰの除去６３０が行われる。この後に、サイクリックシフトの復元６４０がなされ、ＦＦＴ６５０が適用され、送信されたサブキャリア６６０の選択６６５がなされる。また、図６は、ＣＡＺＡＣ基盤シーケンスのレプリカ６８０で連続的な相関６７０を示す。最後に、出力６９０が取得され、これは、ＲＳの場合に、時間周波数補間器のようなチャネル推定ユニットに通過されるか、またはＣＡＺＡＣ基盤シーケンスがＣＱＩ情報ビットにより変調される場合には、送信された情報を検出するために使用されることができる。

上述したように、図３又は図５に示した送信されたＣＡＺＡＣ基盤シーケンスが任意の情報（データ又は制御）により変調されないと、これは、後でＲＳとして機能することができる。ＣＱＩ送信において、ＣＡＺＡＣ基盤シーケンスは、ＣＱＩビットにより明白に変調される（例えば、ＱＰＳＫ変調を使用して）。図３及び図５は、その後に生成されたＣＡＺＡＣシーケンスとＣＱＩ情報シンボルの実数乗算又は複素数乗算を含むものとして直接的に変更される。図２は、ＣＡＺＡＣシーケンスの変調を示す。

同一のＣＡＺＡＣシーケンスの異なるサイクリックシフトは、直交ＣＡＺＡＣシーケンスを提供する。したがって、同一のＣＡＺＡＣシーケンスの異なるサイクリックシフトは、これらのＲＳ又はＣＱＩ送信のために同一のＲＢで相互に異なるＵＥに割り当てられることができ、直交ＵＥ多重化を実行する。このような原理を図７に示す。

図７を参照すると、同一のルートＣＡＺＡＣシーケンスの多重サイクリックシフト７２０、７４０、７６０及び７８０から対応するように生成された複数のＣＡＺＡＣシーケンス７１０、７３０、７５０、及び７７０が直交するために、サイクリックシフト値Δ７９０は、チャネル伝播遅延拡散Ｄ（時間不確実エラー及びフィルター過剰効果を含む）を超過しなければならない。Ｔ_Ｓが１つのシンボルの期間である場合に、サイクリックシフトの個数は、Ｔ_Ｓ／Ｄ比率の数学的フロアーと同一である。１２個のサイクリックシフトの間及び約６６マイクロ秒（１ミリ秒のサブフレーム当たりの１４個のシンボル）のシンボル期間の間に、連続的なサイクリックシフトの時分割は、約５．５μｓである。あるいは、多重経路伝播に備えてより良い保護を提供するために、ただ６個のサイクリックシフトは、約１１μｓの提供時間分割が使用されることができる。

本発明の第１の実施形態の設定は、サブフレームの各２つのスロットの１ＲＢで５ＣＱＩ及び２ＲＳシンボルを含むＣＱＩ送信のためのＵＬスロット構成を仮定する（１つのスロットでの構成は、図２に示し、同一であるか又は類似した構成は、２番目のスロットの間に反復される。）。サブフレームの１番目のスロットの間に、この送信は、動作帯域幅の一部分に近づき、２番目のスロット間には、典型的に動作帯域幅の他の部分に近づく（動作帯域幅の１番目又は最後のＲＢである必要はない。）。それにもかかわらず、送信は、１つのスロットのみで行われることができる。

時には、ＵＥがＰＵＣＣＨで自身のＣＱＩを送信する同一のサブフレームの間に、通信システムのＤＬで前に受信したデータパケットに応じて、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を送信する必要がある（すなわち、ＵＥは、ＰＵＳＣＨで送信するための情報データを有していない。）。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩ信号の多重化容量に影響せずこのような送信を達成するためには、従来の技術は、ＵＥがＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を送信するために１つ又はそれ以上のシンボルに対するＣＱＩ送信を中止することを考慮する。これについては、図８に示す。

スロット８１０内のいずれのＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信も有しない図２に相当する構成と比較すると、ＣＱＩ送信のために使用された１つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボルは、ＲＳ送信シンボル８４０の個数が変わらないようにすると同時に、ＣＱＩ送信シンボル８３０及び８３５の個数が減少されるようにＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信８２０により置き換えられる。ＣＱＩビットと同様に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットは、ＣＡＺＡＣ基盤シーケンス８６０の変調８５０を行う。この送信がサブフレームにわたって送信されると、同一の概念は、サブフレームのスロットのすべてを適用することができる。したがって、ＣＱＩ及びＲＳ送信のための場合と同様に、ＡＣＫ／ＮＡＣＫもＣＡＺＡＣシーケンスを変調することにより送信される。

図８に示すようなＣＱＩ送信として同一のスロット又はサブフレームでＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信を多重化する場合に、ＣＱＩ送信の信頼度の減少を避けるために、さらに少ない個数のＣＱＩ情報ビットが送信されなければならない。あるいは、より高いコードレートが使用されなければならない同一の個数のＣＱＩ情報ビットを送信するためには、受信されたコードワード及び異なる符号化及び復号化過程に対する信頼性が減少されるようにする（また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫが送信されるか否かに基づく。）。

ＣＱＩ受信信頼性の低下又はＣＱＩ送信ペイロードの減少に加えて、図８に示す構成は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビット（ＣＱＩビットではない）のみがスロットで（もしあれば、ＲＳ送信を有するシンボルで除外する。）送信される場合を例示したもので、スロット当たりの複数のシンボルの代りに、スロット当たりの１つのシンボルのみがＡＣＫ／ＮＡＣＫのために使用されるため、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ実行をひどく制限する。

したがって、ＰＵＣＣＨでＡＣＫ／ＮＡＣＫシンボルを挿入するためにＣＱＩシンボルをパンクチャーリングすることは、これらの制御信号の送信に対する相当な性能損失と関連する。

したがって、ＣＱＩ又はＡＣＫ／ＮＡＣＫ実行を困難にすることなく、ＣＱＩ送信サブフレームでＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報ビットを多重化する必要がある。

また、ＣＱＩ情報ビットの個数を減少させることなくＣＱＩ送信サブフレームでＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報ビットの送信を多重化する必要もある。

終わりに、このような２つの制御信号のいずれか１つのための個々の送信ケースに関連している送信器又は受信器構成の実際の変更なしにＣＱＩ送信サブフレームでＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報ビットの送信を多重化する必要もある。

したがって、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、ＵＥからのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号及びＣＱＩ信号の送信を多重化するための装置及び方法を提供することにある。

付加的に、本発明は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ多重化が行われる際のＣＱＩ送信の性能をＡＣＫ／ＮＡＣＫ多重化が行われない際のＣＱＩ送信の性能と同等にする。

付加的に、本発明は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ多重化が行われない際のＣＱＩ情報ビット数と同数のＣＱＩ情報ビットでＡＣＫ／ＮＡＣＫ多重化を可能にする。

付加的に、本発明は、信頼性を有するＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信を可能にする。

付加的に、本発明は、実際に同一の送信器及び受信器構成でＣＱＩ送信及びＡＣＫ／ＮＡＣＫの多重化を可能にする。

付加的に、本発明は、サービングＮｏｄｅ Ｂがこのような送信が小さな動作損失だけを引き起こすと予想する場合に、ＵＥからのＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信がない場合と同様にＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩ多重化のためのロバストなシステム動作を提供する。

上記のような目的を達成するために、本発明の実施形態の一態様によれば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩ信号を多重化するためにサービングＮｏｄｅ Ｂにより送信されるデータ信号に応じてＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の送信を実行し、同一の送信時間間隔の間にＣＱＩ信号の送信を実行するＵＥのための装置及び方法が提供される。

本発明の実施形態の他の態様によれば、否定応答及び応答がない場合を同一の決定仮説にマッピングするための装置及び方法が提供される。

本発明のさらに他の態様によれば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩ信号を送信するためにサービングＮｏｄｅ Ｂにより送信されたデータ信号に応じてＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号の送信を実行し、同一の送信時間間隔の間にＣＱＩ信号の送信を実行するＵＥのための送信器装置が提供される。

本発明のさらなる他の態様によれば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩ信号を受信するためにＮｏｄｅ Ｂにより送信されたデータ信号に応じてＵＥへのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号のポテンシャルな受信を実行し、同一の送信時間間隔の間にＣＱＩ信号の受信を実行するＮｏｄｅ Ｂ受信器装置が提供される。

ＳＣ−ＦＤＭＡ通信システムのための典型的なスロット構成を示す図である。 ＣＱＩビットの送信のための第１のスロット構成の典型的な部分の一例を示す図である。 時間領域でＣＡＺＡＣ基盤シーケンスを用いてＣＱＩ信号又は基準信号を送信するための１番目の実施形態によるＳＣ−ＦＤＭＡ送信器を示すブロック図である。 時間領域でＣＡＺＡＣ基盤シーケンスを用いてＣＱＩ信号又は基準信号を受信するための１番目の実施形態によるＳＣ−ＦＤＭＡ受信器を示すブロック図である。 周波数領域でＣＡＺＡＣ基盤シーケンスを用いてＣＱＩ信号又は基準信号を送信するための２番目の実施形態によるＳＣ−ＦＤＭＡ送信器を示すブロック図である。 周波数領域でＣＡＺＡＣ基盤シーケンスを用いてＣＱＩ信号又は基準信号を受信するための２番目の実施形態によるＳＣ−ＦＤＭＡ受信器を示すブロック図である。 ルートＣＡＺＡＣ基盤シーケンスで相互に異なるサイクリックシフトのアプリケーションを介した直交ＣＡＺＡＣ基盤シーケンスの構成の一例を示すブロック図である。 ＣＱＩビットの一部をパンクチャーリングし、これをＡＣＫ／ＮＡＣＫビットに置き換えることによりＣＱＩビット及びＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを多重化する従来方法の一例を示す図である。 基準信号を送信するスロットでのシンボルに直交カバーを適用することによりＣＱＩ送信スロットでＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを暗黙的に多重化する一例であり、直交カバーは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットの値に基づくことを示す図である。 基準信号を送信するスロットでシンボルに直交カバーを適用することにより、ＣＱＩ送信スロットでＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを暗黙的に多重化する一例であり、直交カバーは、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットの値に基づいており、同一の直交カバーは、ＮＡＣＫが多重化され、ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットが存在しない場合に使用されることを示す図である。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。しかしながら、本発明は、様々な形態で具体化することができ、本明細書に記載された実施形態に限定されるものと解釈されてはいけない。より具体的に、このような一例となる実施形態が提供され、その結果、本明細書は、完全であり完璧となるものであり、当業者に発明の範囲を十分に伝達するのであろう。

付加的に、本発明がＳＣ−ＦＤＭＡ通信システムを参照して説明されたが、これは、一般的にすべてのＦＤＭシステムにも適用され、特に、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、ＯＦＤＭ、ＦＤＭＡ、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）−拡散ＯＦＤＭ、ＤＦＴ−拡散ＯＦＤＭＡ、単一キャリア（ＳＣ）−ＯＦＤＭＡ、及びＳＣ ＯＦＤＭにも適用される。

本発明の実施形態は、情報データ信号の不在の際にＵＥにより送信されたチャネル品質指示子（ＣＱＩ）信号及び応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）信号の送信を多重化し、このような信号のすべてのための信頼性ある受信を可能にし、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ及びＣＱＩ信号を多重化した結果のようなロバストなシステム動作を提供し、前の２つの信号を多重化する際に、ＣＱＩシグナリングのみの支援のための対応する構成について最小の変更を介して実際に同一の送信器及び受信器構成の使用を容易にするための必要性に関連した問題を解決する。

この背景技術で記載された通りに、事実上一般的に周期的な物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）でのＵＥからのＣＱＩ送信は、通信システムのダウンリンクの際にＵＥによる前のデータ受信に応じてハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）を支援するためのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号送信のように同一のサブフレームで発生する。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号送信が一般的に延期されることができないために、これをＣＱＩ信号送信に多重化することが有利である。そうでなければ、関連したＣＱＩの不在により通信システムのダウンリンクの際にスケジューリング非効率を引き起こすことがあるために、ＣＱＩ信号の送信は、ドロップされなければならない。

本発明は、各スロット（相互に異なるＳＣ−ＦＤＭＡシンボル）でＣＱＩ信号とともに送信された基準信号（ＲＳ）にＡＣＫ／ＮＡＣＫビットを挿入することを考慮する。これは、ＵＥが送信されたＡＣＫ／ＮＡＣＫビットに基づいて直交カバーリングをＲＳに適用することにより達成される。

ＡＣＫ／ＮＡＣＫビットの存在及びＡＣＫ／ＮＡＣＫビットの値に基づくＣＱＩスロット構成で直交カバーリングをＲＳに適用するための一実施形態は、図９に示す。図２に比べて、図９において、スロット９１０でのＣＱＩ送信９２０は、同一に維持され、ＣＡＺＡＣ基盤シーケンス９４０に多重化９３０を同一に適用する。また、ＲＳ９５０は、（変調されない）ＣＡＺＡＣ基盤シーケンスから構成される。差異点は、長さ-２直交カバーの各エレメント、Ｗ１ ９６０及びＷ２ ９７０と２つのＲＳのそれぞれの乗算から生じる。相互に異なる直交カバーは、肯定（ＡＣＫ）及び否定（ＮＡＣＫ）応答信号に対応する。したがって、ＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリングがＵＥにより実行されることが明白ではなく、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報は、ＲＳに暗黙的にマッピングされる。

図９のＲＳに適用されたカバーリングが直交（長さ−２ウォルシュ／アダマールコードのような）であるため、Ｎｏｄｅ Ｂ受信器は、ＣＱＩ及びＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信のすべてを予想する場合に、可能なデカバーリング動作の各々を適用した後に、２つのＲＳを簡単に平均することができる。その結果は、正確な部分に対してはチャネル推定されると同時に、不正確なカバーに対しては雑音のみとなるはずである。

その後に、当業者に知られているように、分離符号化動作を実行し、決定メトリック（decision metric）の最大化を選択することにより、ＣＱＩ、ＣＱＩ及びＡＣＫ、ＣＱＩ及びＮＡＣＫのうちのいずれか１つの送信のための選択がなされることができる。不正確な部分が対応するチャネル推定（ＲＳパワーでない）のための雑音だけを有するために、正確な仮説を選択する可能性は、実質的に影響を受けない。不正確なＣＱＩ復号化は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信について正確な設定で仮説によりやはり支配される。

あるいは、Ｎｏｄｅ Ｂは、分割復号化動作の実行を避け、デカバーリング動作の後に、２つのＲＳを平均化した後に蓄積されたエネルギーに依存することができる。平均化した後の結果として生成された複素信号の大きさは、そのエネルギーを取得するために使用される。正確な仮定は、雑音だけを含む不正確な部分より大きい信号エネルギーで生じる。上述したように、可能な直交カバー間でもっとも大きい結果エネルギーに基づいて、送信器で使用されるＲＳ直交カバーに対する決定が作られた後に、受信器は、ＣＱＩ信号のコヒーレント復調のために使用されたチャネル推定を取得するために直交カバーをＲＳに適用する。

本発明の実施形態において、可能な直交カバーの各々のための各スロットで２つのＲＳを平均化することにより得られる蓄積されたエネルギーに基づいて、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ値に関する決定がなされることができる。このような決定の正確度は、一般的に、ＣＱＩについての通常の受信信頼度要件より非常に良い。したがって、ＣＱＩ実行は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ多重化により左右されず保持され、また、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ決定のために所望する正確度が達成される。

実際に、図９のＷ１及びＷ２で乗算することは不要である。ＩＦＦＴの後に生成された信号がＲＳ（１を乗じる）として送信されるか、又はその記号がインバート（−１を乗じる）される。高速のＵＥでは、ＲＳ平均（ＲＳ加算又はＲＳ減算）がさらに高いチャネル変化のために信頼性を有せず、上述した復号化方法の性能は、ＲＳ平均の結果がやはり雑音を有するが、低速のＵＥの場合に比べてさらに高い変化を有するという不正確な仮定のために少し影響を受け、このチャネル変化はさらに小さく、雑音を除いたＲＳ値は、各スロット内の２つの対応するシンボルで大きく変わらない。

ＲＳのための複素スケーリング係数は、検出されることができるＣＱＩ及びＡＣＫ／ＮＡＣＫビットの組合せ可能な個数を増加させるために使用されることもできる。例えば、これは、スロット当たりの２つのＡＣＫ／ＮＡＣＫビット及び２つのＲＳシンボルの場合に適用可能であり、ＱＰＳＫ変調は、２つのＡＣＫ／ＮＡＣＫビットの値に基づいてＲＳに効率的に適用することができる。

本発明の実施形態のスロットで直交カバーを２つのＲＳの各々に適用することにより、ＣＱＩ送信構成でＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報を多重化する一般的な原理に加えて、本発明は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫエラーに対して全システムのロバスト性をさらに考慮する。

特に、本発明は、ＵＥがダウンリンクスケジューリング割当てに失敗したエラーケースを考慮したものであり、これは、サービングＮｏｄｅ ＢがＡＣＫ／ＮＡＣＫが多重化されることを予測する間に、この２つが同一の送信時間間隔で同時に発生する場合に、そのＣＱＩ送信でＡＣＫ／ＮＡＣＫを多重化する必要があることを認識することができない。対応するダウンリンクスケジューリング割当てに失敗したために、ＵＥからのＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信の不在を（ＡＣＫ／ＮＡＣＫの）不連続送信（Discontinuous Transmission：以下、“ＤＴＸ”と称する。）と呼ぶ。

主な目的は、Ｎｏｄｅ Ｂが、ＵＥがデータパケットを受信することを推定し、これを再送信しないはずであるので、物理レイヤーに誤った動作を起こす原因となり、このために、ＡＣＫとしてＤＴＸの判定を避けるＮｏｄｅ Ｂに関するのにある。代りに、追加のパケット送信は、このようなエラーが通信システムのさらに高いレイヤーにより発生する前に行われ、これにより、通信セッションの間に無線リソースが浪費され、待機時間が増加する。

ＮＡＣＫとしてＤＴＸを判定することは、当業者に知られているように、Ｎｏｄｅ ＢがＨＡＲＱ過程の異なるリダンダンシーバージョンで可能であるように常にＮＡＣＫとしてＤＴＸを判定し、パケットを再送信するように選択することもあり、またはＤＴＸとしてＮＡＣＫを判定し、同一のリダンダンシーバージョンでパケットを簡単に再送信するために、いずれの重要な動作実行結果を引き起こさない。

使用されるターボ符号化を推定することは、後者の方法は、再送信でシステマチックビットの存在を確保するように高い符号化率のために使用される一方、前者の方法は、データパケットの低い符号化率又は中間の符号化率のために使用されることができ、システマチックビットは、パケット再送信で現れる。どちらの場合にも、パケット受信の性能が低下すると、通信セッション又はシステム処理量が限定され、通信セッション又はシステム処理量に大きな影響を及ぼさない。

肯定的なトレードオフ（trade-off）は、Ｎｏｄｅ Ｂが３-状態の１つ（ＡＣＫ、ＮＡＣＫ、又はＤＴＸ）の代りに２-状態検出のみを実行する必要があるのである。本発明のこのような側面は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ検出信頼度を向上させ、システム動作及び処理量を改善させる。

本発明は、ＰＵＣＣＨでＣＱＩ送信のスロットで関連したＲＳに適用された直交カバーの選択を詳細に説明して上記で説明した部分に追加したのである。この選択に対して適用された規則は、ＤＴＸ及びＮＡＣＫ状態が同一の状態で１つにまとめられても、Ｎｏｄｅ ＢがＤＴＸ及びＮＡＣＫのうちのいずれか１つとして解析してもよい。

実施形態は、１−ビットＡＣＫ／ＮＡＣＫ送信の場合を考慮したのであり、図１０に示す。図１０において、図９に関連した唯一の差は、ＡＣＫ及びＮＡＣＫに適用された特定の直交カバーである。

図１０を参照すると、ＤＴＸ及びＮＡＣＫが同一の状態１０８０で１つにまとめられるため、これらは、同一のコードに対応する。実施形態において、ＣＱＩ（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ多重化なしに）のみが送信される際に、直交カバーがＲＳに適用されないと推定するために、ＤＴＸ及びＮＡＣＫを示すために使用された直交カバーは、｛１，１｝である。反対に、ＡＣＫは、ＣＱＩ送信スロットで｛１，−１｝直交カバー１０９０をＲＳシンボルに適用することにより組み込まれる。

ＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報がＰＵＣＣＨでＣＱＩ送信に含まれるものと予測される際に、Ｎｏｄｅ Ｂ受信器は、図１０において、２つの仮定のそれぞれに対してバイナリカバーリングを簡素に除去することができ、２つの対応するチャネル推定を取得することができる。追加の動作は、｛１，−１｝（ＡＣＫ）の直交カバーに対応する仮説の場合に、第２のＲＳに対応するＳＣ−ＦＤＭＡシンボルの間に受信された信号は、リバースされる（“−１”を乗じる。）一方、｛１，１｝（ＤＴＸ又はＮＡＣＫ）の直交カバーに対応する仮説の場合には必要でない。したがって、Ｎｏｄｅ Ｂ受信器で直交カバーを除去するための過程は、ＵＥ送信器（図１０）に適用されるものと同一である。

以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。

９１０ スロット
９２０ ＣＱＩ情報ビット
９３０ 多重化
９４０、９５０ ＣＡＺＡＣ

Claims (20)

1. 信号は、少なくとも１つのスロットの期間を有し、前記少なくとも１つのスロットは、第１及び第２のシンボルを含み、基準信号は、前記第１のシンボルで送信され、第２のタイプの情報ビットは、前記第２のシンボルで送信される通信システムにおいて前記信号を用いて第１のタイプの情報ビットを送信するための方法であって、
   前記第１のタイプの情報ビットが第１の値を有する場合に、第１の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングするステップと、
   前記第１のタイプの情報ビットが第２の値を有する場合に、第２の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングするステップと、
   前記第１のシンボルを送信するステップと
   を具備することを特徴とする方法。
2. 前記第１のタイプの情報ビットは、データの正確な（ＡＣＫ）又は不正確な（ＮＡＣＫ）受信と関連した応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）ビットであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第２のタイプの情報ビットは、チャネル品質指示子（ＣＱＩ）ビットであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記第１のシンボルは、２つであり、前記第１の直交カバーは、｛１，１｝であり、前記第２の直交カバーは、｛１，−１｝であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 信号は、少なくとも１つのスロットの期間を有し、前記少なくとも１つのスロットは、第１及び第２のシンボルを含み、基準信号は、前記第１のシンボルで受信され、第２のタイプの情報ビットは、前記第２のシンボルで受信される通信システムにおいて前記信号を用いて第１のタイプの情報ビットを受信するための方法であって、
   スケーリングされた第１のシンボルを得るために第１の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングするステップと、
   第１のエネルギー値を得るために前記スケーリングされた第１のシンボルを合わせるステップと、
   スケーリングされた第２のシンボルを得るために第２の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングするステップと、
   第２のエネルギー値を得るために前記スケーリングされた第２のシンボルを合せるステップと、
   前記第１のエネルギー値と前記第２のエネルギー値とを比較するステップと、
   前記第１のエネルギー値が前記第２のエネルギー値より大きい場合に、前記第１のタイプの情報ビットに対する第１の値を決定するステップと、
   前記第２のエネルギー値が前記第１のエネルギー値より大きい場合に、前記第１のタイプの情報ビットに対する第２の値を決定するステップと
   を具備することを特徴とする方法。
6. 前記第１のタイプの情報ビットは、データの正確な（ＡＣＫ）又は不正確な（ＮＡＣＫ）受信と関連した応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）ビットであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記第２のタイプの情報ビットは、チャネル品質指示子（ＣＱＩ）ビットであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記第１のエネルギー値が前記第２のエネルギー値より大きい場合に、前記第１の直交カバーを前記第１のシンボルに適用することによりチャネル推定を決定し、前記第２のエネルギー値が前記第１のエネルギー値より大きい場合に、前記第２の直交カバーを前記第１のシンボルに適用することによりチャネル推定を決定するステップをさらに具備することを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. 前記第１のシンボルは、２つであり、前記第１の直交カバーは、｛１，１｝であり、前記第２の直交カバーは、｛１，−１｝であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
10. 応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）ビットは、データ受信に対する応答であり、信号は、少なくとも１つのスロットの期間を有し、前記少なくとも１つのスロットは、第１及び第２のシンボルを含み、基準信号は、前記第１のシンボルで送信される通信システムにおいて前記信号を用いて肯定及び否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）ビットを送信するための方法であって、
    前記応答ビットが否定（ＮＡＣＫ）である場合に、第１の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングするステップと、
    前記応答ビットが肯定（ＡＣＫ）である場合に、第２の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングするステップと、
    応答ビットが存在しないと、前記第１の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングするステップと、
    前記第１のシンボルを送信するステップと
    を具備することを特徴とする方法。
11. 前記第１のシンボルは、２つであり、前記第１の直交カバーは、｛１，１｝であり、前記第２の直交カバーは、｛１，−１｝であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記通信システムは、単一キャリア周波数領域多重アクセス通信システムであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
13. 信号は、少なくとも１つのスロットの期間を有し、前記少なくとも１つのスロットは、第１及び第２のシンボルを含み、基準信号は、前記第１のシンボルで送信され、第２のタイプの情報ビットは、前記第２のシンボルで送信される通信システムにおいて前記信号を用いて第１のタイプの情報ビットを送信するための装置であって、
    前記第１のタイプの情報ビットが第１の値を有する場合に、第１の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングし、前記第１のタイプの情報ビットが第２の値を有する場合に、第２の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングする乗算器と、
    前記第１のシンボルを送信するための送信器と
    を具備することを特徴とする装置。
14. 前記第１のタイプの情報ビットは、データの正確な（ＡＣＫ）又は不正確な（ＮＡＣＫ）受信と関連した応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）ビットであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記第２のタイプの情報ビットは、チャネル品質指示子（ＣＱＩ）ビットであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
16. 前記第１のシンボルは、２つであり、前記第１の直交カバーは、｛１，１｝であり、前記第２の直交カバーは、｛１，−１｝であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
17. 前記通信システムは、単一キャリア周波数領域多重アクセス通信システムであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
18. 応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）ビットは、データ受信に対する応答であり、信号は、少なくとも１つのスロットの期間を有し、前記少なくとも１つのスロットは、第１及び第２のシンボルを含み、基準信号は、前記第１のシンボルで送信される通信システムにおいて前記信号を用いて肯定及び否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）ビットを送信するための装置であって、
    前記応答ビットが否定（ＮＡＣＫ）である場合又は応答ビットが存在しない場合に、第１の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングし、前記応答ビットが肯定（ＡＣＫ）である場合に、第２の直交カバーにより前記第１のシンボルをスケーリングする乗算器と、
    前記第１のシンボルを送信するための送信器と
    を具備することを特徴とする装置。
19. 前記第１のシンボルは、２つであり、前記第１の直交カバーは、｛１，１｝であり、前記第２の直交カバーは、｛１，−１｝であることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記通信システムは、単一キャリア周波数領域多重アクセス通信システムであることを特徴とする請求項１８に記載の装置。

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