JP2012522405A

JP2012522405A - Ｈａｒｑインジケーターの決定方法

Info

Publication number: JP2012522405A
Application number: JP2011533472A
Authority: JP
Inventors: グエン，クワン
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: CN102365836A; US20120020241A1; WO2010110494A1; US8737249B2; JP5610162B2; CN102365836B; EP2422476A1

Abstract

ユーザー機器（ＵＥ）によって基地局から受信されたハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）インジケーターが肯定応答（ＡＣＫ）であるか又は否定応答（ＮＡＣＫ）であるかを判断するために、ＵＥによってＨＡＲＱインジケーターを表す信号が受信されると、受信信号内に符号化された複数のシンボルの振幅が求められ、各シンボルの同相成分と直交成分とを合算することによって、該シンボルのそれぞれについてソフトビットが得られる。その後、ソフトビットを合算してシンボルの振幅と比較し、ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断する。

Description

本発明は、基地局からユーザー機器（ＵＥ）によって受信されたハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ：hybrid automatic repeat request）インジケーターが肯定応答（ＡＣＫ）であるか又は否定応答（ＮＡＣＫ）であるかを判断するための方法及び装置に関する。

本出願は、２００９年３月２７日に出願された豪州仮特許出願第２００９９０１３３８号に基づくと共に、該仮特許出願からの優先権の利益を主張し、該仮特許出願の開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。

ＨＡＲＱインジケーターは、移動通信において、対応するパケットの受信及び復号に基づいてパケット応答状態（ＡＣＫ又はＮＡＣＫ）を示すのに用いられる。ＡＣＫは、送信側（ＵＥ又は基地局）に、再送信が不要であることを通知し、ＮＡＣＫは、再送信が必要であることを示す。これによって、喪失したパケット又は破損したパケットが再送信されることを確実にすることにより、送信データの完全性が改善される。

通常、ＨＡＲＱインジケーターがＵＥによって受信されると、受信信号の同相成分及び直交成分の和に基づいてＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかが判断される。和が検出閾値を上回る場合、ＨＡＲＱインジケーターはＮＡＣＫであり、和が検出閾値を下回る場合、ＨＡＲＱインジケーターはＡＣＫである。

ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを検出する際にエラーが生じ得る２つの状況が存在する。すなわち、ＡＣＫがＮＡＣＫとして誤って認識される場合、又はＮＡＣＫがＡＣＫとして誤って認識される場合である。第１の事例の場合、不要な再送信が生じ、少ない無線リソースが無駄に使用されることになる。一方、第２の事例はより重大であり、パケットが再送信されないので、結果としてパケットの損失が生じる。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：3^rd-Generation Partnership Project）は、ＡＣＫ→ＮＡＣＫの場合の誤り検出率の目標値をＰ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）＝０．１％に設定し、ＮＡＣＫ→ＡＣＫの場合の誤り検出率の目標値をＰ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）＝１％に設定している。

これらの目標値は、ＨＡＲＱチャネル上で電力レベルの変化があるとき、達成するのが困難である場合がある。電力レベルは基地局とＵＥとの間の距離の変化、異なる基地局への切り換わり、又は基地局とＵＥとの間のパス上の外乱に起因して変化するためである。

この電力レベルの変化は、ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断するのに用いられる検出閾値の変化にもつながる。ＵＥはこれらの変化を通知されず、したがって、ＨＡＲＱインジケーターを正確に復号できないことがある。

ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断する、ＨＡＲＱチャネルの電力レベルに依存しない方法を提供することが望ましい。

１つの態様によれば、本発明は、ユーザー機器（ＵＥ）によって基地局から受信されたハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）インジケーターが肯定応答（ＡＣＫ）であるか又は否定応答（ＮＡＣＫ）であるかを判断するための方法であって、
前記基地局から前記ＵＥに送信された前記ＨＡＲＱインジケーターを表す信号を受信するステップと、
前記受信信号内に符号化された複数のシンボルの振幅を求めるステップと、
前記シンボルの同相成分と直交成分との和であるソフトビットを前記シンボルのそれぞれに対して決定するステップと、
前記ソフトビットを加算し、前記ソフトビットの和を決定するステップと、
前記シンボルの前記振幅を前記ソフトビットの前記和と比較して、前記ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断するステップと、
を含む、方法を提供する。

本方法は、前記ＨＡＲＱチャネルの電力レベルに関する事前の知識を必要としない。したがって、電力レベルの変動が判断に影響を与えないので、本方法は、前記ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断するのに、より信頼性のある方法を提供する。これによって、３ＧＰＰの目標が満たされることを可能にすることができる。

前記ＨＡＲＱインジケーターを表す前記信号は、任意の数のシンボルを含むことができる。その振幅が求められ、ソフトビットが加算された複数のシンボルは、受信シンボル全体のサブセットとすることができ、連続したシンボルである必要はない。

前記複数のシンボルの前記振幅は数１

に従って計算することができるか、又は数２

に従って近似的に計算することができ、ここで、
Ａｍｐは前記振幅であり、
Ｎはシンボル数であり、
Ｉはデスクランブルされた信号の同相成分であり、
Ｑはデスクランブルされた信号の直交成分である。

前記シンボルの前記振幅は、前記ソフトビットの和と比較される前に固定の閾値と乗算することができる。この閾値は、シミュレーションによって求めることができる。たとえば、該シミュレーションは、所定の信号対雑音比（ＳＮＲ）を下回るＳＮＲでＰ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）≦０．１％及びＰ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）≦１％を達成するのに必要とされる閾値を求めることができる。前記ソフトビットの和が前記シンボルの前記振幅と前記固定の閾値とを乗算したものよりも小さいことによってＡＣＫを示すことができ、前記ソフトビットの和が前記シンボルの前記振幅と前記固定の閾値とを乗算したもの以上であることによってＮＡＣＫを示すことができる。

前記信号は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）移動通信システムの物理ハイブリッド自動再送要求インジケーターチャネル（ＰＨＩＣＨ）上、又は前記ＨＡＲＱインジケーターが前記ＵＥに送信される任意の他のチャネル上に、送信することができる。

次に、添付の図面を参照して例示としてのみ本発明の実施形態を説明する。図面の詳細は、本発明の上記の説明の一般性に取って代わるものではないことを理解されたい。

ＬＴＥ移動通信システムの構成を示す図である。ＨＡＲＱプロセスを示す図である。ＵＥの構成要素を示すブロック図である。本発明の一実施形態による方法を示すブロック図である。様々な固定閾値についてのＰ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）対ＳＮＲのグラフである。様々な固定閾値についてのＰ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）対ＳＮＲのグラフである。

図１は、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）移動通信システム１０の構成を示している。ＬＴＥは、３ＧＰＰ標準規格に基づく移動ネットワーク技術の標準規格である。移動無線ユーザーのデータレートを増大させ、ユーザースループットを改善し、かつ無線周波数スペクトルをより効率的に利用することが期待されている。

ＬＴＥシステム１０において、発展型ノードＢ（ｅＮｏｄｅＢ）としても知られる基地局１２、１４、及び１６は、複数のＵＥ１８、２０、及び２２、たとえば移動電話、ラップトップ、携帯情報端末の通信をサポートする。基地局１２、１４、及び１６は固定され、それぞれが特定の地理的エリアの通信カバレッジを提供する。移動管理エンティティ２４及び２６が基地局１２、１４、及び１６に連結され、基地局１２、１４、及び１６の連携関係及び制御を提供する。

基地局１２、１４、及び１６からＵＥ１８、２０、及び２２へのダウンリンクチャネルにおいて、ＬＴＥ標準規格は直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を用いる。ＯＦＤＭは、多数の近接配置された直交サブキャリアを用いてデータを搬送するデジタルマルチキャリア変調方法である。

各サブキャリアは、互いに９０度位相がずれ、たとえば直交振幅変調（ＱＡＭ）を用いて別個に変調された２つのキャリア信号（同相信号Ｉ及び直交信号Ｑ）を有する。

ＬＴＥプロトコルの下では、たとえばＵＥ１８から基地局１２へのアップリンク送信において送信されたデータパケットの品位を保証するために、パケットは、基地局１２が誤った送信を検出することを可能にする誤り検出情報を含む。パケットは、パケットがそれほど破損していない場合に基地局１２が該パケットを訂正することを可能にする順方向誤り訂正ビットも含む。それ自体が誤っている再送信パケットを以前の誤ったパケットと組み合わせて正しいパケットを得ることができる。

基地局１２は、アップリンクでパケットを受信した後、物理ハイブリッド自動再送要求インジケーターチャネル（ＰＨＩＣＨ）上でＨＡＲＱインジケーターをＵＥ１８に送信し、パケットの送信が成功したか否か（ＡＣＫ又はＮＡＣＫ）、及び再送信が要求されているか否かを示す。肯定応答の場合、ＨＡＲＱインジケーター＝１であり、否定応答の場合、ＨＡＲＱインジケーター＝０である。通常、ＨＡＲＱインジケーターを表す信号内に３つのシンボルが符号化される。

このプロセスの例が図２を参照して説明される。図２では、パケット２８がＵＥ１８から基地局１２に送信され、基地局１２がパケット２８を正常に受信している。基地局１２はＡＣＫ３０をＵＥ１８に送信し、パケットの正常受信を確認する。これによって、ＵＥ１８は次のパケット３２を連続して送信するように促される。この例では、次のパケット３２は正しく送信されず、基地局１２は代わりに破損したパケット３４を受信する。基地局１２はパケット３４が誤りであると判断し、ＮＡＣＫ３６をＵＥ１８に送信する。次に、ＵＥ１８はパケット３２を基地局１２に再送信する。別の破損したパケット３８が基地局１２によって受信されるが、この例では、基地局１２は受信パケット３４及び３８からパケット３２を再構築できる。したがって、基地局１２はＡＣＫ４０をＵＥ１８に送信する。ＵＥ１８は、ＡＣＫ４０を受信すると、次のパケット４２を基地局１２に送信する。

基地局１２は、ＡＣＫを指示するために、ＰＨＩＣＨ上に負値のシンボルをＵＥ１８に送信する。基地局１２は、ＮＡＣＫを指示するために、ＰＨＩＣＨ上に正値のシンボルをＵＥ１８に送信する。チャネル符号化及び変調が行われる。ＡＣＫを示すために

がサブミットされ、ＮＡＣＫを示すために

がサブミットされる。

ＵＥ１８の構成部分が図３に示されている。ＵＥ１８は基地局１２から送信された信号を受信し、逆拡散し、デスクランブルするための受信機５０と、逆拡散され、デスクランブルされた信号を復調するための復調器５２とを有する。コントローラー／プロセッサ５４は、復調信号を解釈し、任意の必要な処理ステップを実行する。コントローラー／プロセッサ５４によって必要とされるデータはメモリ５６内に格納される。ＵＥ１８はまた、基地局１２に送信される信号を変調する変調器５８と、信号をスクランブルし、拡散し、アップリンクで送信する送信機６０とを備える。

本発明の一実施形態によれば、図４に示すように、基地局１２からＵＥ１８に送信されたＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断する方法がＵＥ１８において実行される。

受信機５０は基地局１２から送信されたＨＡＲＱインジケーターを表す信号を受信する。上述したように、信号は同相成分Ｉ及び直交成分Ｑを有する。受信機５０はステップ６２において信号を逆拡散及びデスクランブルし、信号内に符号化されたシンボルを復号する。シンボルは、Ｉ成分及びＱ成分を有し、形式（Ｉ＋ｊＱ）であり、たとえば、
（−１．２＋ｊ３．４）、
（−０．５−ｊ２．１）、及び
（１．４＋ｊ２．６）、
とすることができる。

次に、コントローラー／プロセッサ５４は、ステップ６４においてシンボルの振幅を決定する。振幅は、数５

を用いて計算することができる。ここで、
Ａｍｐは振幅であり、
Ｎはシンボル数であり、
Ｉはデスクランブルされた信号の同相成分であり、
Ｑはデスクランブルされた信号の直交成分である。

したがって、上記に与えられた例の場合、振幅は８．７２となる。

Ａｍｐ＝３．６１＋２．１６＋２．９５＝８．７２

計算を単純化するために、振幅は数７

を用いて近似的に計算することもできる。ここで、
Ａｍｐは振幅であり、
Ｎはシンボル数であり、
Ｉはデスクランブルされた信号の同相成分であり、
Ｑはデスクランブルされた信号の直交成分である。

したがって、上記に与えられた例の場合、近似振幅は９．６５となる。
Ａｍｐ＝ｍａｘ（｜−１．２｜，｜３．４｜）＋０．５ｍｉｎ（｜−１．２｜，｜３．４｜）＋ｍａｘ（｜−０．５｜，｜−２．１｜）＋０．５ｍｉｎ（｜−０．５｜，｜−２．１｜）＋ｍａｘ（｜１．４｜，｜２．６｜）＋０．５ｍｉｎ（｜１．４｜，｜２．６｜）
Ａｍｐ＝（３．４＋０．５×１．２）＋（２．１＋０．５×０．５）＋（２．６＋０．５×１．４）＝９．６５

復調器５２はステップ６６において信号を復調し、シンボルのソフトビットを決定し、次にコントローラー／プロセッサ５４がステップ６８において、数８

を用いてソフトビットを加算する。ここで、
Ｓｕｍはソフトビットの和、即ち、加算されたソフトビットであり、
Ｎはソフトビット数であり、
Ｓｏｆｔｂｉｔ（ｉ）はｉ番目のシンボルのソフトビットである。

各ソフトビットはその対応するシンボルのＩ成分及びＱ成分の和である。

上記例の場合、復調器５２からのソフトビット出力は、シンボル毎に、
ｓｏｆｔｂｉｔ（１）＝−１．２＋３．４＝２．２
ｓｏｆｔｂｉｔ（２）＝−０．５−２．１＝−２．６
ｓｏｆｔｂｉｔ（３）＝１．４＋２．６＝４．０
である。

したがって、ソフトビットの和は３．６である。
Ｓｕｍ＝２．２−２．６＋４．０＝３．６

ステップ７０において、ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断するために、ソフトビットの和がシンボルの振幅と比較される。

シンボルの振幅はソフトビットの和と比較される前に固定の閾値と乗算される。ソフトビットの和がシンボルの振幅と固定の閾値とを乗算したものよりも小さいことによってＡＣＫが示され、ソフトビットの和がシンボルの振幅と固定の閾値とを乗算したもの以上であることによってＮＡＣＫが示される。

これは以下のアルゴリズムによって表される。
Ｓｕｍ＜Ａｍｐ×Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの場合（if(Sum<Amp×Threshold)）
ＨＡＲＱインジケーター＝ＡＣＫ
そうでない場合（else）
ＨＡＲＱインジケーター＝ＮＡＣＫ
終了（end）

他の通信システムにおいて、肯定応答をＨＡＲＱインジケーター＝０によって示し、否定応答をＨＡＲＱインジケーター＝１によって示すこともできる。これらのシステムにおいて、アルゴリズムは以下のように変更することができる。
Ｓｕｍ＜Ａｍｐ×Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄの場合（if(Sum<Amp×Threshold)）
ＨＡＲＱインジケーター＝ＮＡＣＫ
そうでない場合（else）
ＨＡＲＱインジケーター＝ＡＣＫ
終了（end）

固定の閾値は、ゼロより大きくなるべきであり、その最適値はシミュレーションによって決定される。たとえば、シミュレーションを２段階で実行し、第１段階でＳＮＲ≦ＳＮＲ１でＰ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）≦０．１％の要件を達成し、第２段階でＳＮＲ≦ＳＮＲ２でＰ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）≦１％の要件を達成する最適な固定の閾値を決定することができる。

第１段階において、基地局１２は、ＳＮＲ１付近の値を有するＳＮＲで、かつ３ＧＰＰの仕様書で規定されるチャネル条件下でＡＣＫをＵＥ１８に継続的に送信する。シミュレーションは５つの異なるサンプル固定閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、及びＴＨ５（たとえば０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３）を用いて実行され、ＳＮＲ及びＰ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）が図５に示すようにグラフ化される。これらの５つの閾値は、要件点７２が該閾値のうちのいくつかのＰ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）曲線間にくるように選択される。

図５において、ＴＨ１、ＴＨ２、及びＴＨ３が要件（ＳＮＲ≦ＳＮＲ１でＰ（ＡＣＫ→ＮＡＣＫ）≦０．１％）を満たし、ＴＨ４及びＴＨ５は満たさないことが分かる。したがって、ＴＨ１、ＴＨ２、及びＴＨ３が第２段階で選択される。

第２段階において、基地局１２は、ＳＮＲ２付近の値を有するＳＮＲで、かつ３ＧＰＰの仕様書で規定されるチャネル条件下でＮＡＣＫをＵＥ１８に継続的に送信する。閾値ＴＨ１、ＴＨ２、及びＴＨ３が用いられ、シミュレーションのＳＮＲ及びＰ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）の結果は図６に示すようにグラフ化される。図６から、ＴＨ２及びＴＨ３が要件（ＳＮＲ≦ＳＮＲ２でＰ（ＮＡＣＫ→ＡＣＫ）≦１％）を満たし、ＴＨ１は満たさないことが分かる。要件は要件点７４によって示されている。

次に、最適閾値がこれらの２つの閾値の平均（（ＴＨ２＋ＴＨ３）／２）として採用される。

上記例では、固定の閾値は０．２である。したがって、この例（近似振幅計算を用いる）では、Ａｍｐ×Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ＝９．６５×０．２＝１．９３であり、Ｓｕｍよりも小さい。このため、（Ｓｕｍ＜Ａｍｐ×Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）は成立せず、ＨＡＲＱインジケーターはＮＡＣＫであることを示す。

本発明の範囲から逸脱することなく、上述した部分に様々な変形、追加、及び／又は変更を行うことができること、及び上記の教示を鑑みて、本発明を当業者によって理解されるような様々な方法でソフトウェア、ファームウェア、及び／又はハートウェアにおいて実施することができることを理解されたい。

本出願は、１つ又は複数の今後の出願に関する優先権の基礎として用いることができ、任意のそのような今後の出願の特許請求の範囲は、本出願に記載されている特徴の任意の１つの特徴又は特徴の組み合わせを対象とすることができる。任意のそのような今後の出願は以下の特許請求項のうちの１つ又は複数を含むことができ、それらの特許請求項は例として与えられ、今後の出願において特許請求することができるものに関して一切限定するものではない。

Claims

ユーザー機器（ＵＥ）によって基地局から受信されたハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）インジケーターが肯定応答（ＡＣＫ）であるか又は否定応答（ＮＡＣＫ）であるかを判断するための方法であって、
前記基地局から前記ＵＥに送信された前記ＨＡＲＱインジケーターを表す信号を受信するステップと、
前記受信信号内に符号化された複数のシンボルの振幅を求めるステップと、
前記シンボルの同相成分と直交成分との和であるソフトビットを前記シンボルのそれぞれに対して決定するステップと、
前記ソフトビットを加算して前記ソフトビットの和を決定するステップと、
前記シンボルの前記振幅を前記ソフトビットの前記和と比較して、前記ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断するステップと、
を含む、方法。
前記シンボルの前記振幅は前記ソフトビットの前記和と比較される前に固定の閾値と乗算される、請求項１に記載の方法。
前記ソフトビットの前記和が前記シンボルの前記振幅と前記固定の閾値とを乗算したものよりも小さいことによってＡＣＫが示され、前記ソフトビットの前記和が前記シンボルの前記振幅と前記固定の閾値とを乗算したもの以上であることによってＮＡＣＫが示される、請求項２に記載の方法。
前記シンボルの前記振幅は数１

に従って計算され、ここで、
Ａｍｐは前記振幅であり、
Ｎはシンボル数であり、
Ｉはデスクランブルされた信号の同相成分であり、
Ｑはデスクランブルされた信号の直交成分である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
前記シンボルの前記振幅は数２

に従って計算され、ここで、
Ａｍｐは前記振幅であり、
Ｎはシンボル数であり、
Ｉはデスクランブルされた信号の同相成分であり、
Ｑはデスクランブルされた信号の直交成分である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
前記固定の閾値はシミュレーションによって決定される、請求項２に記載の方法。
前記信号は物理ハイブリッド自動再送要求インジケーターチャネル（ＰＨＩＣＨ）上に送信される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）インジケーターを表す信号を受信する受信機と、
前記ＨＡＲＱインジケーターが肯定応答（ＡＣＫ）であるか又は否定応答（ＮＡＣＫ）であるかを判断するプロセッサと、
を備えるユーザー機器であって、
前記プロセッサは、
前記受信信号内に符号化された複数のシンボルの振幅を求める部分と、
前記シンボルの同相成分と直交成分との和であるソフトビットを前記シンボルのそれぞれについて決定する部分と、
前記ソフトビットを加算して前記ソフトビットの和を求める部分と、
前記ＨＡＲＱインジケーターがＡＣＫであるか又はＮＡＣＫであるかを判断するために前記シンボルの前記振幅を前記ソフトビットの前記和と比較する部分と、
を備える、ユーザー機器。
前記シンボルの前記振幅は数３

に従って計算され、ここで、
Ａｍｐは前記振幅であり、
Ｎはシンボル数であり、
Ｉはデスクランブルされた信号の同相成分であり、
Ｑはデスクランブルされた信号の直交成分である、
請求項８に記載のユーザー機器。
前記シンボルの前記振幅は数４

に従って計算され、ここで、
Ａｍｐは前記振幅であり、
Ｎはシンボル数であり、
Ｉはデスクランブルされた信号の同相成分であり、
Ｑはデスクランブルされた信号の直交成分である、
請求項８に記載のユーザー機器。