JP3798381B2 - 高速順方向パケット接続方式を用いる通信システムでチャネル品質指示子情報の符号化及び復号化方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速順方向接続方式を用いる通信システムにおける符号化/復号化装置及び方法に関し、特に、高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように高速順方向共通チャネルにパイロットビットを挿入して伝送するためのチャネル指示子情報の符号化/復号化装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高速の順方向データ伝送のための技術に基づいたHSDPA(High Speed Downlink Packet Access)は、3GPP(Third Generation Partnership Project)で標準化作業が盛んに行われている。まず、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)構造について述べる。
【0003】
図1にUMTS通信システムの概略構造を示す。UMTS通信システムは、コアネットワーク(Core Network)100と、複数個の無線ネットワークサブシステム(Radio Network Subsystem、以下“RNS”という)110、120と、UE(以下、発明の便宜のために“端末”または“使用者”と混用する)130とで構成される。前記RNS110、120は、無線ネットワーク制御器(Radio Network Controller;以下、“RNC”という)及び複数個の基地局(以下、発明の便宜のために“Node B”または“セル”とも呼ぶ)113、114、115、116で構成される。例えば、前記RNS110はRNC111と複数個の基地局113、115で構成される。前記RNCは、その変数によってServing RNC(以下、“SRNC”という)、Drift RNC(以下、“DRNC”と混用する)またはControlling RNC(以下、“CRNC”という)と呼ばれる。前記SRNCと前記DRNCはそれぞれの端末機の変数によって分類される。
【0004】
前記RNCをより具体的に説明すれば、下記のようになる。各端末機の情報を管理し、コアネットワーク100とのデータ伝送を担当するRNCをその端末機のSRNCと称する。そして、端末のデータが前記SRNCでない他のRNCを経てSRNCに送受信される場合、前記RNCをその端末機のDRNCと称する。前記CRNCは、それぞれのNode Bを制御するRNCを各Node BのCRNCと称する。
【0005】
このようなRNCを図1に基づいて説明する。UE130の情報をRNC111が管理していると、前記RNC111がSRNCとなり、前記UE130が移動し、UE130のデータがRNC112を通じて送受信されると、該RNC112がDRNCとなる。そして、基地局113を制御するRNC111が基地局113のCRNCとなる。
【0006】
高速の順方向データ伝送のための技術に基づいた前記高速順方向パケット接続(HSDPA;High Speed Downlink Packet Access)の標準化作業は、前述のように、3GPPで盛んに行われている。なお、前記高速順方向パケット接続について未だ多くの部分が議論中にある。したがって、以下の発明中、未だ決定されていない事項については今までの論議結果に基づいてHSDPAを説明するものとする。高速順方向データ伝送は、具体的に多数のOVSFコード使用、適応的チャネルコーディング及び速い再伝送とソフトコンバイニング(soft combining)方式を用いるハイブリッドARQ(HARQ;Hybrid Automatic Retransmission Request)で具現される。HSDPAで一人の使用者に印加できるOVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor)コードの最大数は15個であり、変調方式はチャネル状況によってQPSK、16QAM、64QAMが適応的に選択される。また、エラーの発生したデータに対して、使用者端末(UE:User Equipment)と基地局(Node B)との間で再伝送が行われ、再伝送されたデータをソフトコンバイニング(soft combining)することによって全体的な通信効率を向上させる。このとき、前記再伝送は、n-channel SAW HARQ(Stop And Wait Hybrid Automatic Retransmission Request)方式による。
【0007】
以下、n-channel SAW HARQについて詳述する。前記HSDPAにおいてn-channel SAW HARQ方式は、通常のSAW ARQ(Stop And Wait Automatic Retransmission Request)方式の効率を上げるために次の二つの方案を新しく導入した方式である。
【0008】
その一つは、受信側がエラーの発生したデータを一時的に貯蔵し、それを該当データの再伝送分と結合してエラー発生確率を下げる。該過程をソフトコンバイニング(soft combining)という。ソフトコンバイニングにはチェースコンバイニング(Chase Combining;CC)と重複分増加(Incremental Redundancy;IR)という二つの手法が存在する。前記チェースコンバイニングにおいて、送信側は最初伝送と再伝送に同じフォーマットを用いる。もし、最初伝送に際してm個のシンボルが一つのコーディングされたブロックとして伝送された場合は、再伝送に際してもm個のシンボルが伝送される。すなわち、最初伝送と再伝送の際、同じコーディングレート(coding rate)が適用される。したがって、受信側は最初伝送されたコーディングされたブロックと再伝送されたコーディングされたブロックとを結合し、結合されたコーディングされたブロックを利用してCRC演算をし、エラー発生有無を確認する。
【0009】
次いで、重複分増加について説明する。 前記重複分増加において送信側は、最初伝送と再伝送に異なるフォーマットを使用する。nビット(bit)の使用者データがチャネルコーディングを経てm個のシンボルとなった場合は、送信側は最初伝送に際して前記mシンボル(symbol)の一部だけを伝送し、再伝送時に順次的に残り部分を伝送する。すなわち、最初伝送と再伝送に際して伝送されるビットが異なってくる。したがって、受信側は、最初伝送時に受信したビットを再伝送時に受信した重複されないビットに追加してコーディングレートの高いコーディングブロックを構成した後、エラー訂正 (error correction)を実行する。前記重複分増加において前記最初伝送とそれぞれの再伝送を重複分バージョン(Redundancy Version;以下、“RV”という)値で区分する。したがって、最初伝送はバージョン1、次の再伝送はバージョン2、その次の再伝送はバージョン3と命名される。これらバージョン情報を用いて、受信側は最初伝送されたコーディングされたブロックと再伝送されたコーディングされたブロックを結合する。高速-共通制御チャネル(HS−SCCH:High Speed-Shared Control CHannel)のpart2に含まれる重複分バージョン(RV)は前記バージョン情報を意味する。
【0010】
通常のSAW ARQ方式の効率を上げるために導入されたもう一つの方式は、次の通りとなる。通常のSAW ARQ方式では以前パケットのACKを受けないと次のパケットを伝送できないが、n-channel SAW HARQではACKを受けない状態で多数のパケットを連続的に伝送して無線リンクの使用効率を上げることができるようにする。n-channel SAW HARQでは使用者端末と基地局間にn個の論理的なチャネルを設定し、明示的なチャネル番号でそのチャネルを識別するなら、受信側の使用者端末は任意の時点で受信したパケットがどのチャネルに属したパケットか確認でき、受信されるべき順序にパケットを再構成したり、該当パケットをソフトコンバイニング(soft combining)したりするなど、必要な処理を行うことができる。
【0011】
次いで、n-channel SAW HARQの動作を前記図1を参照して具体的に発明する。任意の端末130と任意の基地局113間に4-channel SAW HARQが進行されており、各チャネルは1から4までの論理的識別子を与えられたと仮定する。前記端末130と基地局113間の物理階層には各チャネルに対応するHARQプロセッサー(processor)を備える。前記基地局113は最初伝送するコーディングされたブロック(coded block;一つのTTI(Transmission Time Interval)に伝送される使用者データを意味する)に“1”のチャネル識別子を与え、前記端末130に伝送する。仮に、該当コーディングされたブロック(coded block)にエラーが発生したら、使用者端末130は前記チャネル識別子を通じてチャネル1に対応する第1HARQプロセッサー(processor 1)にコーディングされたブロック(coded block)を伝達し、チャネル1に対する否定的認知信号(NACK)を伝送する。一方、前記基地局113はチャネル1のコーディングされたブロックに対する認知信号の到着に関わらず後続コーディングされたブロックをチャネル2を通じて伝送できる。もし後続コーディングされたブロックにもエラーが発生した場合は、そのコーディングされたブロックも対応するHARQプロセッサー(processor)に伝達される。前記基地局113はチャネル1のコーディングされたブロックに対する否定的認知信号を前記端末130から受信すると、チャネル1に該当コーディングされたブロックを再伝送する。したがって、使用者端末130は前記コーディングされたブロックのチャネル識別子を用いて、第1HARQプロセッサー(processor 1)に前記コーディングされたブロックを伝達する。使用者端末130の第1HARQプロセッサー(processor1)は既貯蔵していたコーディングされたブロックと再伝送されたコーディングされたブロックとをソフトコンバイニングする。このようにn-channel SAW HARQではチャネル識別子とHARQプロセッサー(processor)を1対1対応させ、認知信号が受信されるまで使用者データ伝送を遅延させることなく、最初伝送・コーディングされたブロックと再伝送されたコーディングされたブロックを適宜対応させることができる。
【0012】
また、前記HSDPAで使用可能な多数個のOVSFコードを同一時間に多数のUEが同時使用するのが可能である。すなわち、同一時間に多数のUEどうしのOVSFコード多重化が可能であり、これを図2を参照して説明する。
図2は通常のHSDPAシステムでOVSFコードを割り当てた一例を示す図である。図2では拡散係数が16の場合(SF=16)を上げて説明する。
【0013】
前記図2を参照すれば、各OVSFコードはコードツリー(code tree)の位置によってC(i、j)で表示されることができる。前記C(i、j)において、前記変数iは前記拡散係数値を表し、前記変数jは前記OVSFコードツリーで一番左側から存在する順序を表す。例えば、前記C(16、0)は、前記拡散係数が16で、OVSFコードツリーで前記拡散係数が16の場合左側から最初の位置に存在するということを表す。前記図2は、前記拡散係数が16の場合、前記OVSFコードツリーで1番目から16番目まで、すなわちC(16、0)からC(16、14)まで15個のOVSFコードをHSDPA通信システムに割り当てる場合を示している。前記15個のOVSFコードは多数のUEに多重化され得るが、例えば、下記の表1のようにOVSFコードが多重化され得る。
【0014】
【表1】
【0015】
前記表1で、前記A、B、Cは前記HSDPA通信システムを使用している任意の使用者、すなわち任意のUEである。前記<表1>に表すように、任意の時点T0、T1、T2で前記使用者A、B、Cは前記HSDPA通信システムに割り当てられたOVSFコードを利用してコード多重化される。各UEに割り当てるOVSFコードの数とOVSFコードツリー上の位置は前記Node Bが決定し、これは前記Node Bに貯蔵されているUEそれぞれの使用者データ(user data)量と、前記Node BとUEそれぞれに設定されているチャネル状況などを考慮して決定する。
【0016】
一方、前記UEとNode Bが取り交わす制御情報には、任意のUEが使用するOVSFコードの数とコードツリー上の位置を指定する前記コード情報、変調方式をチャネル状況に適応的に決定するために必要なチャネル品質情報と変調方式情報、n-channel SAW HARQを支援するために必要なチャネル番号情報とACK/NACK情報などがある。以下、前記制御情報と使用者データを伝送するために使用されるチャネルについて発明する。
【0017】
既存広帯域符号分割多重接続システムに存在するチャネルの他に、前記HSDPAで使われるチャネルの種類を順方向と逆方向に区分すると、下記の通りである。まず、順方向チャネルには順方向共通制御情報チャネル(HS−SCCH;High Speed-Shared Control CHannel)、関連順方向専用チャネル(Associated DPCH;Associated Dedicated Physical CHannel)、高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH;High Speed-Physical Downlink Shared CHannel)があり、逆方向チャネルには逆方向高速専用物理チャネル(HS−DPCCH;High Speed-Dedicated Physical Control CHannel)がある。
【0018】
前記各チャネルの時間関係を図3に示す。まず、UEはPCPICH(Primary Common Pilot CHannel)などを利用して、自分とNode B間のチャネル品質を測定し、その結果をチャネル品質指示子(CQI;Channel Quality Indicator)を利用してNode Bに通報する。前記チャネル品質指示子(CQI)は前記HS−DPCCHを通じて伝送される。前記Node Bは前記CQI情報を利用してスケジューリングを行う。前記スケジューリングは、同じセルでHSDPAサービスを受けている多数のUEのうち、次のTTI(Transmission Time Interval)に実際データを受信するUEを決定し、そのデータ伝送に用いられる変調方式と割り当てられるコードの数などを決定する過程をいう。任意のUEに対するデータ伝送が決定されると、基地局はそのデータ受信に必要な制御情報をHS−SCCHを通じて伝送する。この時、端末機はUE IDを利用して受信しなければならないHS−SCCHを識別できる。また、端末機は複雑度を考慮して最大4個のHS−SCCHだけを受信する必要があるのに対し、一つのセルは4個以上のHS−SCCHを運営してパケットデータのスケジュールリングを容易にし得る。ある一つのUEに割り当てられたHS−SCCHの集合をServing HS−SCCH setという。前記Serving HS−SCCH setはUE別にそれぞれ指定されることができる。その他の詳細な事項は後述する。
【0019】
前記HS−SCCHに含まれる制御情報は下記の通りである。前記制御情報は、HS−PDSCHに使用されるOVSFコードに対する情報(以下、code情報)7bit、HS−PDSCHに適用される変調方式1bit、HS−PDSCHを通じて伝送されるデータの大きさ6bit、およびHARQ関連情報がある。そして、HARQ関連情報には、HS−PDSCHを通じて伝送されるデータが新規のデータか否かを表す新規データ指示子(new data indicator)1bitと、HS−PDSCHを通じて伝送されるデータの重複分バージョン(redundancy version)3bitと、HS−PDSCHを通じて伝送されるデータのn-channel SAW HARQ上でのチャネル番号3bitがあり、総7bitでHARQ情報を構成する。図4にHS−SCCHの構造を示す。
【0020】
図4に示すように、前記HS−SCCHは拡散係数128のOVSFコードを用いて伝送され、part-1、part-2、CRCという三つの部分に分けられる。8Part-1情報ビットはHS−SCCHフレームの一番目のスロットで40ビットに符号化され、13part-2情報ビットと16CRC情報ビットはHS−SCCHフレームの2番目と3番目のスロットで80ビットに符号化される。このようにpart-1情報とpart-2情報を個別的にチャネル符号化することによって端末機はpart-1情報を伝送する一番目のスロットだけを受信した場合にも4個のHS−SCCHチャネルの中でどのHS−SCCHチャネルがHS−PDSCH受信のための制御情報を伝送するか識別することができる。
【0021】
Part-1には、該当UEが使用するOVSFコードのコードツリー上での位置とコードの数を表すコード情報と変調方式が含まれる。図5には、part-1情報のチャネルコーディング及びpart-1受信後UE識別のためのUE IDによるスクランブリング装置を示している。Part-1情報は符号率が1/2の畳み込み符号により符号化された後、1スロットに該当する40ビットでレートマッチングがなされる。10ビットUE IDはRel'99規格でTFCI符号化のために使われる(32,10)ブロックコードにより32ビットに符号化された後、反復により40ビットに拡張されて1番目のスロットの40ビットとXORすることでUE IDによるスクランブリングがなされる。
【0022】
Part2にはHS−PDSCHを通じて伝送されるデータの大きさを意味する伝送ブロック(TB;Transport Block)大きさ情報と、n-channel SAW HARQのチャネル番号と、該当データが新規のデータか再伝送されるデータか知らせるNew data indicatorと、該当データが重複分増加(IR)上で何番目のversionなのかを表す重複分バージョン(Redundancy Version)が含まれる。
【0023】
CRC情報にはpart1の情報とUEの識別子に対するCRC演算結果が含まれる。前記UE識別子は10bitが使用されると予想され、実際には伝送されないが、伝送側でCRCを計算するにあたりUE識別子を共に計算し、受信側でもCRCを計算するにあたりUE識別子を共に計算する用途に使用される。これにより、UEは任意のHS−SCCHに含まれている情報が自分の情報か否か判断できる。例えば、任意のUE AにHS−SCCHを利用して制御情報を伝送する場合、Node Bはpart-1、part-2とUE Aの識別子を利用してCRCを算出する。UE Aは自分のUE識別子とpart-1、part-2を共に利用して計算した時、CRCに対してエラーが発生しないと、HS−SCCHチャネルが自分に対する制御情報を伝送すると判断する。
【0024】
HS−SCCHチャネルを受信するための端末機動作は下記のようである。端末機は貯蔵されたUE IDを利用してスクランブリング数列を発生させて4個のHS−SCCHチャネルの一番目のスロットに対してデスクランブリングを行った後、畳み込み符号に対するビタビデコーディング(Viterbi decoding)を行いながら自分に割り当てられたHS−SCCHチャネルを識別してHS−PDSCH受信のために必要な制御情報を受信する。HS−SCCHチャネルの制御情報受信後、端末機はpart-1、part-2情報と自分のUE IDを利用してCRCを計算し、エラーが発生しなかった場合は自分に対する制御情報がエラーなく受信されたと判断し、HS−PDSCH情報の復号化を続いて行い、CRCでエラーが発生した場合は、HS−PDSCH情報に対する復号化を中断する。
【0025】
UEはHS−SCCHを通じて受信した前記情報に基づいてHS−PDSCHを通じて受信したデータの復調などの必要な処理を行う。この時、code情報に基づいて、どのOVSFコードを通じて伝送されるHS−PDSCHを受信するか決定し、変調情報を通じてどのように復調するか決定する。また、前記UEはHS−PDSCHを通じて受信されたデータをデコーディングする。前記過程を完了した後CRC演算を通じて該当データのエラー発生有無を判断し、これに対するACK/NACK情報を送信する。すなわち、エラーが発生しなかった場合はACKを、発生した場合はNACKを伝送する。
【0026】
端末機はパケットデータに対するACK/NACK情報及び順方向リンクチャネル状態に関するチャネル品質指示子(CQI)情報をHS−DPCCHを通じて伝送する。HS−DPCCHの構造は図6に示している。HS−DPCCHチャネルの拡散率は256(SF=256)であり、HS−DPCCH副フレームは3スロットからなっている。HS−DPCCH副フレームの1番目のスロットにはACK/NACK情報が伝送され、2番目と3番目のスロットにはCQI情報が伝送される。1ビットACK/NACK情報は10回繰り返されて10ビットで伝送されると、5ビットCQI情報は(20,5)チャネル符号化されて20ビットで伝送される。
【0027】
要するに、CQIは順方向チャネルの状態を把握するための情報であって、チャネルの状態を表す上で必須のものではあるが、これによって端末機またはシステムの具現に際してその複雑度が増加してしまう問題があった。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、高速順方向パケット接続通信システムにおいて、端末機が基地局に制御情報を伝送するHS−DPCCHにパイロットを伝送するか否かによって変わるCQI情報に対して複雑度を増加させることなくチャネル符号化及び復号化を行う装置及び方法を提供することにある。
【0029】
本発明の他の目的は、HSDPAサービスを受ける端末機が基地局から受信する高速パケットデータのエラー有無を表すACK/NACK信号と、前記基地局から受信するチャネルの品質を測定し、基地局にチャネル品質表示情報及びパイロット信号を伝送する高速専用物理制御チャネル(HS−DPCCH)の信号伝送装置及び方法を提供する。
【0030】
本発明のさらに他の目的は、HSDPAサービスを受ける端末機がソフトハンドオーバー領域に位置する時、HS−DPCCHに対するチャネル補償及び電力制御のためにHS−DPCCHを通じて伝送されたパイロットビットが存在するか否かによって変わるCQI情報のチャネル符号化方法を效率よく具現することにある。
【0031】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の端末装置は、前記端末機に伝達される基地局信号の品質を表すチャネル品質指示子情報5ビットを入力して20ビットの符号化ビットを出力するチャネル品質指示子符号化器と、前記20ビットの符号化ビットのうち最後の5ビットを除いた15ビットを出力したり、前記20ビットの符号化ビットをそのまま出力するように制御する制御器と、前記15ビットの符号化されたビットを出力すると、前記5ビットのパイロットビットと多重化して二つのスロット区間で伝送し、前記20ビットの符号化ビットを出力すると、前記20ビットの符号化ビットを二つのスロット区間で伝送する伝送装置と、を含むことを特徴とする。
【0032】
前記目的を達成するために、本発明の基地局装置は、二つのスロット区間で、チャネル品質指示子情報5ビットを符号化した20ビットの符号化ビットのうち最後の5ビットを除いた15ビットの符号化ビットと5ビットのパイロットビットを受信したり、チャネル品質指示子情報5ビットを符号化した20ビットを前記端末機から受信する受信器と、前記パイロットビットを受信する場合、前記パイロットビットを使用して受信されたデータをチャネル補償するチャネル補償部と、前記パイロットビットを受信する場合、前記15ビットの符号化ビットを使用してデコーディングを行って5ビットのチャネル品質指示子情報を出力する復号器と、を含むことを特徴とする。
【0033】
前記目的を達成するために、本発明の端末装置における送信方法は、チャネル品質指示子情報5ビットを20ビットの符号化ビットとして出力するチャネル品質指示子符号化過程と、前記20ビットの符号化ビットのうち最後の5ビットを除いた15ビットを出力する過程と、前記15ビットの符号化されたビットと5ビットのパイロットビットを多重化して二つのスロット区間で伝送する過程と、を含むことを特徴とする。
【0034】
前記目的を達成するために、本発明の端末装置は、15ビットの符号化ビットまたは20ビットの符号化ビットを生成するか否か決定する制御器と、前記制御器の制御に応じて予め決定された長さ20の基底符号を組み合わせて長さ20の符号化ビットを出力したり、前記長さ20の基底符号から最後の5ビットを除いた長さ15の基底符号を組み合わせて長さ15の符号化ビットを生成する符号器と、前記20ビットの符号化ビットを受信すると前記20ビットの符号化ビットを二つのスロット区間で伝送し、前記15ビットの符号化されたビットを受信すると、前記5ビットのパイロットビットと前記15ビットの符号化ビットを多重化して二つのスロット区間で伝送する伝送装置と、を含むことを特徴とする。
【0035】
前記目的を達成するために、本発明の端末装置における伝送方法は、15ビットの符号化ビットを生成するか20ビットの符号化ビットを生成するか決定する過程と、前記制御器の決定にしたがって予め決定された長さ20の基底符号を組み合わせて長さ20の符号化ビットを出力したり、前記長さ20の基底符号から最後の5ビットを除いた長さ15の基底符号を組み合せて長さ15の符号化ビットを生成する過程と、前記過程で20ビットの符号化ビットを生成すると前記20ビットの符号化ビットを二つのスロット区間で伝送し、前記過程で15ビットの符号化されたビットを生成すると、前記5ビットのパイロットビットと前記15ビットの符号化ビットを多重化して二つのスロット区間で伝送する過程と、を含むことを特徴とする。
【0036】
前記目的を達成するために、本発明の端末装置の高速専用物理チャネル信号の伝送装置は、前記端末装置に受信される基地局信号の品質を表すチャネル品質指示子情報5ビットを入力して前記チャネル品質指示子に基づいて長さ15の予め決定された基底符号の組み合せで15ビットの符号化ビットを生成する符号器と、前記基地局から前記端末装置に受信される高速順方向パケットデータのエラー有無を表す情報を第1スロット区間で伝送し、前記符号化ビットと5ビットの予め決定されたパイロットビットを多重化して第2及び第3スロット区間で伝送する伝送装置と、を含むことを特徴とする。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には同一符号または番号を共通使用するものとする。
なお、下記の説明では、具体的なメッセージまたは信号などのような多くの特定事項が表されるが、これらは、本発明のより全般的な理解を助けるために提供されただけで、それら特定事項に限定されることなく本発明が実施できることは当該技術分野で通常の知識を持つ者にとっては自明である。また、本発明の明確な説明のために、 周知技術については適宜説明を省略するものとする。
【0038】
基地局は、前記HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)端末機がソフトハンドオーバー領域にある時、端末機に順方向リンクを通じてHS−PDSCH(High Speed Physical Downlink Shared CHannel)を送信する。そして、端末機からHS−DPCCHを受信した基地局は、HS−DPCCHのためのチャネル補償及び電力制御が效率よく行われるようにするために、図8に示すように、端末機がソフトハンドオーバー領域に位置する時、基地局に伝送するHS−DPCCHにパイロット(HS-pilot)を挿入するようにシグナルリングすることができる。基地局は前記HS-pilotを利用して既存のUL_DPCCHとは独立的にHS−DPCCHに対するチャネル推定とチャネル補償及び電力制御を行うことができる。前記HS-pilotを利用したチャネル推定とチャネル補償及び電力制御に関する内容は、本願出願人が先出願した大韓民国出願特許P2001-0072135に詳細に説明されている。
【0039】
本発明では、図6のようにHS−DPCCHにHS-pilotが挿入されなかった場合と、図8のようにHS−DPCCH副フレームの2番目のスロットにHS-pilot(例えば、5ビットHS-pilot)を挿入する場合の二つの場合に対して適用できる有効なチャネルコーディング方法を提案する。
【0040】
前記図6に示すように、5ビットHS-pilotを挿入しなかった場合、5ビットCQI情報を伝送するために20ビットが割り当てられる。この場合、CQIのためのチャネルコーディング方法として、図7に示した長さ20の5個の基底ベクターの線形組み合せによる最適の(20,5)チャネルコーディングが、下記の数式1のように適用されることができる。
【0041】
【数1】
【0042】
ここで、anはCQI情報ビットであり、biはCQIに対するチャネルコーディング部の出力ビットである。
前記図8のように5ビットHS-pilotを挿入する場合、5ビットCQI情報を伝送するために15ビットが割り当てられる。この場合、CQIのためのチャネルコーディング方法として、図9に示した長さ15の5個の基底ベクターの線形組み合せによる最適の(15,5)チャネルコーディングが、下記の数式2のように適用されることができる。
【0043】
【数2】
【0044】
ここで、anはCQI情報ビットであり、biはCQIに対するチャネルコーディング部の出力ビットである。
HS−DPCCHに5ビットCQI情報を伝送する時、HS−DPCCHにHS-pilotが伝送されるか否かによって前記図7に示している長さ20の基底ベクターを利用した(20,5)コーディングが適用されるか、前記図9に示している長さ15の基底ベクターを利用した(15,5)コーディングが適用される。前記二つのチャネルコーディング方法はそれぞれ独立した装置によって具現されてもいいが、この場合、CQI情報のチャネルコーディングのために二つのチャネルコーディング装置を具現することから複雑度が増加する問題点がある。そこで、本発明では5ビットCQI情報のための前記(20,5)コーディングと(15,5)コーディングを、複雑度を増加させることなく有効に具現できる装置及び方法を提案する。
【0045】
前記図7に示している基底ベクターと前記図9に示している基底ベクターとを比較すると、前記図9の基底ベクターは、前記図7の20ビット長の基底ベクターの後側5ビットを除いた残り15ビットであることが分かる。したがって、前記CQI情報の(20,5)及び(15,5)チャネルコーディングは、図10の装置によって複雑度の増加なく具現できる。前記図10では、端末機が逆方向リンクに送信するDPCCH、DPDCH、HS−DPCCHなどのチャネルのうち、本発明と直接的な関連のあるHS−DPCCHのための装置だけを示した。HS−DPCCHはIチャネルあるいはQチャネルを通じて伝送されることができる。前記図10に示した装置の動作は下記の通りである。
【0046】
5ビットCQI情報は、前記図7に示した基底ベクターを利用する(20,5)CQIチャネルコーディング部1004により20ビットにチャネルコーディングされてCQIコードワード出力器1003に伝送される。HS-pilot制御器1000はHS−DPCCHにHS-pilotを挿入するか否かを決定し、これによりCQIチャネルコーディング制御器1002はCQIコードワード出力器1003を制御するが、チャネルコーディング制御器1002とコードワード出力器1003の動作は次のようになる。前記図6のようにHS-pilotがHS−DPCCHに挿入されない場合、CQIコードワード出力器1003はチャネルコーディング部1004の出力コードワード20ビットを全て出力する。一方、前記図8のようにHS-pilotがHS−DPCCHに挿入される場合、CQIコードワード出力器1003はチャネルコーディング部1004の出力コードワードビットのうち、b0、b1、…、b14の15ビットだけを出力するように制御される。HS-pilot制御器1000の指示にしたがってスイッチ1006はHS-pilotを多重化器1008に印加したり印加しなかったりする。1ビットACK(positive acknowledgement)/NACK(negative acknowledgement)情報は反復器1005で10回反復されて10ビットが生成される。ACK/NACK情報、CQIコードワード、HS-pilotは多重化器1008によりHS−DPCCHチャネル信号に多重化された後、第1混合器1010によりチャネル利得が加えられ、第2混合器1012により拡散された後、第3混合器1014によりスクランブリングされて変調部1016とRF部(Radio Frequency module)1018を経てアンテナ1020から送信される。
【0047】
前記図10の符号化器1004及びCQIコードワード出力器1003は前記制御器1000の制御に応じて20ビットの符号化ビットまたは15ビットの符号化ビットを出力する。
本発明の他の実施例は、前記符号化器1004が前記制御器1000の制御に応じて前記図7の長さ20の基底符号を用いて長さ20の符号化ビットを生成したり、前記図7の長さ20の基底符号から最後の5ビット(15〜19)を除き、長さ15(0〜14)の新規の基底符号(図9)を使用して長さ15の符号化ビットを生成する。その生成方法は前記数式1及び数式2に表した通りである。
【0048】
前記図10の端末機送信器に対応するHS−DPCCHのための基地局受信器を図11に示す。アンテナ1120から受信した信号はRF部1118、復調部1116、デスクランブラー(descrambler)1114、逆拡散器1112を経てチャネル補償部1110でチャネル歪みが補償される。チャネル補償のためのチャネル推定値は既存のULDPCCHのパイロットビットを利用するか、HS-pilotが送信される場合にはHS-pilotを利用して得られる。チャネル補償部1110、逆多重化器1108、CQIチャネル復号制御器1102の動作はHS-pilotの存在有無によって異なるため、 HS-pilot制御器1110によりその動作が制御される。チャネル補償部1110の出力は逆多重化器1108によりACK/NACKとCQI情報とに分離された後、それぞれACK/NACK復号器(decoder)1106とCQIチャネル復号器1104により復号化され、最終的な1ビットACK/NACK情報及び5ビットCQI情報が出力される。CQIチャネル復号器1104はCQIチャネルデコーディング復号器1102によりその動作が制御されるが、HS-pilotが送信されない場合には(20,5)コードに対する復号化を行うし、HS-pilotが送信される場合には(15,5)コードに対する復号化を行う。
【0049】
図12ではHS-pilot信号が逆方向リンクを通じて送信されるか否かによる端末機でのCQI情報のチャネル符号化過程を示している。1200段階で5ビットのCQI情報に対する(20,5)CQIコーディングを行う。1202段階でHS-pilot信号を伝送するか否か判断する。HS-pilotが伝送されないと、1204段階で(20,5)CQIコーディングの出力20ビットb0、b1、・・・、b19を全て伝送し、HS-pilotが伝送されると、1206段階で(20,5)CQIコーディングの出力20ビットb0、b1、・・・、b19のうち(15,5)CQIコーディング出力に該当する15ビットb0、b1、・・・、b14だけを伝送する。
【0050】
図13では、HS-pilot信号が逆方向リンクを通じて送信されるか否かによる基地局でのCQI情報の復号化過程を示している。1300段階でHS-pilot信号が伝送されたか否か判断する。HS-pilotが伝送されなかったら、1302段階で受信信号のうち20ビットCQIコードワードb0、b1、・・・、b19を抽出した後、1304段階で(20,5)CQIコーディングに対する復号化を行う。HS-pilotが伝送されたら、1306段階で受信信号のうち15ビットのCQIコードワードb0、b1、・・・、b14を抽出した後、1308段階で(15,5)CQIコーディングに対する復号化を行う。
【0051】
前記基地局では前記HS-pilot信号を受信して前記端末機が伝送するHS−DPCCHの信号電力を測定する。前記基地局は前記HS-pilot信号を利用してHS−DPCCHの信号電力を測定した後、前記端末機に前記HS−DPCCHの信号の伝送電力を調整するように命令する。
【0052】
【発明の効果】
上述の如く、本発明は、HS−DPCCHにパイロットビットが伝送されるか否かによって変わるCQI情報に対するチャネル符号化方法を提供する。本発明によれば、パイロットビットがHS−DPCCHに伝送されるか否かによって変わるチャネル符号化及び復号化を複雑度の増加なく効率よく具現できる。
【0053】
以上の説明では、具体的な実施例に上げて説明してきたが、当該技術分野で通常の知識をもつ者にとって本発明の思想を外れない範囲内でさまざまな変形が可能なことは勿論である。したがって、本発明は上述された具体的な実施例によって定められてはいけなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 UMTS通信システムの概略構造を示す図。
【図2】 HSDPAに使われるOVSFコードの例をOVSFコードのツリー(tree)構造上で示す図。
【図3】 HSDPAのために運用されるチャネル間の時間関係を示す図。
【図4】 HS−PDSCHチャネルのための制御情報を伝送するHS−SCCHチャネルの構造を示す図。
【図5】 HS−PDSCHチャネルのための制御情報を伝送するHS−SCCHチャネルに端末機識別情報を付加する方法を示す図。
【図6】 HSDPAのための逆方向制御チャネルであるHS−DPCCHにパイロットが挿入されない場合のHS−DPCCHチャネル構造を示す図。
【図7】 HSDPAのための逆方向制御チャネルであるHS−DPCCHにパイロットが挿入されない場合のCQIコーディングのための基底ベクトルを示す図。
【図8】 HSDPAのための逆方向制御チャネルであるHS−DPCCHにパイロットが挿入される場合のHS−DPCCHチャネル構造を示す図。
【図9】 本発明によるHSDPAのための逆方向制御チャネルであるHS−DPCCHにパイロットが挿入される場合のCQIコーディングのため基底ベクトルを示す図。
【図10】 本発明による端末機送信装置構造を示す図。
【図11】 本発明による基地局受信装置の構造を示す図。
【図12】 本発明による端末機の動作流れ図。
【図13】 本発明による基地局の動作流れ図。
【符号の説明】
1000 HS-pilot制御器
1002 チャネルコーディング制御器
1003 CQIコードワード出力器
1004 (20,5)CQIチャネルコーディング部
1005 反復器
1006 スイッチ
1008 多重化器
1010 第1混合器
1012 第2混合器
1014 第3混合器
1016 変調部
1018 RF部
1020 アンテナ
Claims (40)
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表すチャネル品質指示子情報の一部ビットに代わってパイロットビットを伝送する方法において、
(a)前記チャネル品質指示子情報を入力して与えられたビットの符号化シンボルを発生する過程と;
(b)前記符号化シンボルの与えられたビットから予め定められたビットを除去する過程と;
(c)前記除去されたビットを電力制御用の高速パイロットビットに取り替える過程と;を含むことを特徴とする方法。 - 前記チャネル品質指示子情報は5ビット長を有し、前記与えられたビットの符号化シンボルは20ビット長を有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記符号化シンボルから除去される予め定められたビットは、前記符号化シンボルの最後のシンボルから除去されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記符号化シンボルから除去される予め定められたビットは、5ビットであることを特徴とする請求項4記載の方法。
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表す符号化されたチャネル品質指示子情報の一部ビットに代わって伝送されたパイロットビットを受信する方法において、
(a)前記パイロットビットの含まれた符号化されたチャネル品質指示子シンボルを受信し予め定められた位置に付加されたパイロットビットを除去する過程と;
(b)前記チャネル品質指示子シンボルから前記除去された予め定められたビットを予め定められた位置に付加する過程と;
(c)前記予め定められたビットに取り替えられたチャネル品質指示子シンボルをチャネル品質指示子情報として復号化する過程と;を含むことを特徴とする方法。 - 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルは20ビット長を有し、前記復号化されたチャネル品質指示子情報は5ビット長を有することを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記符号化シンボルに付加される予め定められたビットは、前記符号化シンボルの最後のシンボルで付加されることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 前記符号化シンボルのうち取り替えられる予め定められたビットは5ビットであることを特徴とする請求項9記載の方法。
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表すチャネル品質指示子情報にパイロットビットを含ませて伝送する方法において、
(a)前記チャネル品質指示子情報を入力して与えられたビットの符号化シンボルを前記パイロットビットの大きさほど縮めて発生する過程と;
(b)前記符号化シンボルの予め定められた位置に電力制御用の高速パイロットビットを付加する過程と;を含むことを特徴とする方法。 - 前記チャネル品質指示子情報は5ビット長を有し、前記与えられたビットの符号化シンボルは15ビット長を有することを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記符号化シンボルに高速パイロットビットが付加される予め定められた位置は、前記符号化シンボルの次の位置であることを特徴とする請求項11記載の方法。
- 前記符号化シンボルに付加される高速パイロットビットは5ビットであることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表す符号化されたチャネル品質指示子情報の一部ビットに代わって付加されたパイロットビットを受信する方法において、
(a)前記パイロットビットの付加された符号化されたチャネル品質指示子シンボルを受信して前記付加されたパイロットビットを除去する過程と;
(b)前記パイロットビットの除去されたチャネル品質指示子シンボルをチャネル品質指示子情報として復号化する過程と;を含むことを特徴とする方法。 - 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルは15ビット長を有し、前記復号化されたチャネル品質指示子情報は5ビット長を有することを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記パイロットビットの付加された符号化されたチャネル品質指示子シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルに高速パイロットビットが付加される予め定められた位置は、前記パイロットビットが除去される前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルの次の位置であることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルに付加される高速パイロットビットは5ビットであることを特徴とする請求項19記載の方法。
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表すチャネル品質指示子情報の一部ビットに代わってパイロットビットを伝送する装置において、
(a)前記チャネル品質指示子情報を入力して与えられたビットの符号化シンボルを発生する符号化器と;
(b)前記符号化シンボルの与えられたビットから予め定められたビットを除去し、前記除去されたビットを電力制御用の高速パイロットビットに取り替えるように制御する制御器と;を含むことを特徴とする装置。 - 前記チャネル品質指示子情報は5ビット長を有し、前記与えられたビットの符号化シンボルは20ビット長を有することを特徴とする請求項21記載の装置。
- 前記シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項21記載の装置。
- 前記符号化シンボルから除去される予め定められたビットは、前記符号化シンボルのうち最後のシンボルであることを特徴とする請求項21記載の装置。
- 前記符号化シンボルから除去される予め定められたビットは5ビットであることを特徴とする請求項24記載の装置。
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表す符号化されたチャネル品質指示子情報の一部ビットに代わって伝送されたパイロットビットを受信する装置において、
(a)前記パイロットビットの含まれた符号化されたチャネル品質指示子シンボルを受信して予め定められた位置に付加されたパイロットビットを除去し、前記パイロットビットをチャネル品質指示子シンボルから前記除去された予め定められたビットに取り替えるように制御する制御器と;
(b)前記予め定められたビットに取り替えられたチャネル品質指示子シンボルをチャネル品質指示子情報として復号化する復号化器と;を含むことを特徴とする装置。 - 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルは20ビット長を有し、前記復号化されたチャネル品質指示子情報は5ビット長を有することを特徴とする請求項26記載の装置。
- 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項26記載の装置。
- 前記符号化シンボルの予め定められたビットは、前記符号化シンボルのうち最後のシンボルであることを特徴とする請求項26記載の装置。
- 前記符号化シンボルの予め定められたビットは5ビットであることを特徴とする請求項29記載の装置。
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表すチャネル品質指示子情報にパイロットビットを含ませて伝送する装置において、
(a)前記チャネル品質指示子情報を入力して与えられたビットの符号化シンボルを前記パイロットビットの大きさほど縮めて発生する符号化器と;
(b)前記符号化シンボルの予め定められた位置に電力制御用の高速パイロットビットを付加して多重化する多重化器と;を含むことを特徴とする装置。 - 前記チャネル品質指示子情報は5ビット長を有し、前記与えられたビットの符号化シンボルは15ビット長を有することを特徴とする請求項31記載の装置。
- 前記シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項31記載の装置。
- 前記符号化シンボルに高速パイロットビットが付加される予め定められた位置は前記符号化シンボルの次の位置であることを特徴とする請求項31記載の装置。
- 前記符号化シンボルに付加される高速パイロットビットは5ビットであることを特徴とする請求項34記載の装置。
- 基地局から移動端末に高速順方向共通チャネル(HS−PDSCH)を通じて高速パケットデータを伝送し、前記基地局と隣接した他の基地局とのハンドオーバー地域に前記移動端末が位置する符号分割多重接続通信システムにおいて、前記基地局が高速逆方向制御チャネルの電力を制御できるように前記高速順方向共通チャネルのチャネル品質を表す符号化されたチャネル品質指示子情報の一部ビットに代わって付加されたパイロットビットを受信する装置において、
(a)前記パイロットビットの付加された符号化されたチャネル品質指示子シンボルを受信して前記付加されたパイロットビットを除去し出力する逆多重化器と;
(b)前記パイロットビットの除去されたチャネル品質指示子シンボルをチャネル品質指示子情報として復号化する復号化器と;を含むことを特徴とする装置。 - 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルは15ビット長を有し、前記復号化されたチャネル品質指示子情報は5ビット長を有することを特徴とする請求項36記載の装置。
- 前記パイロットビットの付加された符号化されたチャネル品質指示子シンボルは二つのタイムスロット区間で伝送されることを特徴とする請求項36記載の装置。
- 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルに高速パイロットビットが付加される予め定められた位置は、前記パイロットヒットが除去される前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルの次の位置であることを特徴とする請求項36記載の装置。
- 前記符号化されたチャネル品質指示子シンボルに付加される高速パイロットビットは5ビットであることを特徴とする請求項39記載の装置。
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