JP4316620B2

JP4316620B2 - ＨＳ−ＳＣＣＨ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳｈａｒｅｄＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ：高速共有制御チャンネル）の迅速な検出を提供する方法および装置

Info

Publication number: JP4316620B2
Application number: JP2006553148A
Authority: JP
Inventors: エス．スターンバーググレゴリー; ツァイインミン; ジェイ．ピエトラスキフィリップ
Original assignee: インターデイジタルテクノロジーコーポレーション
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2009-08-19
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: EP1719263A4; KR20060107589A; TWI390867B; TWI263415B; JP2007522765A; US7639644B2; US20060126548A1; KR20070086462A; TW201347441A; KR100770235B1; US20050180344A1; TW200629764A; WO2005079221A2; TW200539592A; CA2555781A1; KR100955835B1; NO20064095L; KR100955833B1; TW200943766A; US7054288B2

Description

本発明は無線通信に関する。より詳細には、本発明はＨＳ−ＳＣＣＨ（High Speed Shared Control Channel：高速共有制御チャンネル）の迅速な検出を提供する方法および装置に関する。

第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：３rd Generation Partnership Project）規格のリリース５にて高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ：High speed downlink packet access）が紹介されている。ＨＳＤＰＡは、ハイブリッド自動再送（Ｈ−ＡＲＱ：Hybrid Automatic Repeat request）、および適応変調符号化（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）を支援するためにアップリンクおよびダウンリンクを制御する追加的信号方式を必要とする。ＡＭＣはリンク適応化の一形態であり、ＱＰＳＫまたは１６−ＱＡＭのいずれかの変調タイプ、および符号化速度がＷＴＲＵ（Wireless Transmit/Receive Unit：無線送受信ユニット）により報告されたチャンネル品質推定値に基づいて選択される。

ＡＭＣおよびＨ−ＡＲＱ技法の動作において経験される問題の１つがフィードバックループにおける遅延である。遅延の問題を解決するために、ＨＳ−ＳＣＣＨ上で伝送されるダウンリンク制御信号方式は、データの大半を伝送するＨＳ−ＤＳＣＨ（High Speed Downlink Shared Channel：高速ダウンリンク共有チャンネル）に対して、時間的にずらされる。図１はＨＳ−ＳＣＣＨとＨＳ−ＤＳＣＨとの間の従来技術の時間関係を示す。ＨＳ−ＳＣＣＨおよびＨＳ−ＤＳＣＨは共に、約２ミリ秒のタイムスロット・フレームを３つ含む。ＨＳ−ＳＣＣＨとＨＳ−ＤＳＣＨとの間で１つのタイムスロットは重畳している。

ＨＳ−ＳＣＣＨは以下の情報を伝送する。すなわち、１）チャンネル化符号集合情報、２）変調方式情報、３）トランスポートブロックの大きさ情報、４）Ｈ−ＡＲＱ処理情報、５）冗長性および配置の種類、６）新規データ表示子、および７）ＷＴＲＵ識別標識、である。チャンネル化符号集合情報および変調方式情報は、ＨＳ−ＤＳＣＨを通して受信したデータを復調するために受信機を構成する際において時間制限が厳しい。この情報は、ＨＳ−ＤＳＣＨを介してデータを完全に受信し終わる前に復調されまたはバッファリングされねばならない。

ＷＴＲＵがＨＳ−ＤＳＣＨダウンリンクに対して予定されているかどうかを決定するに際して、高度の信頼性を得るためにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）が採用される。しかしながら、ＣＲＣが２ミリ秒のＨＳ−ＳＣＣＨサブフレームの全体に基づいて計算されるため、ＷＴＲＵがＨＳ−ＤＳＣＨを通して既にデータを受信し始めていても、そのＷＴＲＵがそのＨＳ−ＳＣＣＨサブフレーム全体を受信し終わるまで、ＣＲＣを使用することができない。

ＨＳ−ＤＳＣＨを通して受信されたデータは、ＣＲＣが確認できるまであらゆるＨＳ−ＳＣＣＨサブフレームの間、単にバッファリングされ、そしてそのＨＳ−ＳＣＣＨが特定のＷＴＲＵに向けられていないとなった場合には、それを廃棄することができる。しかしながら、この対応方法には２つの重大な欠点がある。第１に、起こり得る復調に対するチップ速度にて受信データをバッファリングするために消費される電力は無視できない。そのＷＴＲＵに対していずれのＨＳ−ＤＳＣＨも予定されていなくとも、ＷＴＲＵはすべてのサブフレームに際して、電力を消費せねばならない。第２に、ＷＴＲＵにおけるＨＳ−ＤＳＣＨの復号化に際しては、確認応答または否定的応答を迅速に生成することを必要とする、厳格な時間的要求がある。ＨＳ−ＤＳＣＨを復号化するために割り当てられた時間予算は、ＨＳ−ＤＳＣＨ復調器を構成する際にＨＳ−ＳＣＣＨのＣＲＣを利用するために必要とされる追加的バッファリングにより減少する。

したがって、ＨＳ−ＤＳＣＨを介してデータを受信する前にＨＳ−ＳＣＣＨをより迅速に検出することを提供する方法および装置が必要である。

本発明は、ＨＳ−ＳＣＣＨの迅速な検出を提供する方法および装置に関する。ＨＳ−ＳＣＣＨは、ＨＳ−ＤＳＣＨを介してデータを受信するために必要な情報を伝送する。本装置は、複数のＨＳ−ＳＣＣＨを介して送信されたメッセージを受信する。本装置は、それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨを介して受信されたメッセージの、チャンネル品質、望ましくはビット誤り率および累積ソフト判定値を測定する。本装置は、そのチャンネル品質を予め定められた閾値と比較することにより、閾値試験を実行する。本装置は、引き続く処理のために、測定されたチャンネル品質に基づきＨＳ−ＳＣＣＨの内の１つを選択する。２つ以上のソフト判定値がソフト判定値の閾値を超えかつ値が接近している場合には、それらソフト判定値の１つが以前に最後に受信されたメッセージで使用されていたならば、それを選択することができる。本装置は、ＷＴＲＵ、基地局、またはその中のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）とすることができる。

本発明のより詳細な理解は、例として与えれた以下の好適な例の記述から得ることができ、かつ添付された図面に関連して理解されるであろう。

本発明は、全体を通して同様な数字が同様な要素を表す図面を参照して記述される。

これ以後、用語「ＷＴＲＵ」には、限定するものではないが、ユーザ設備（ＵＥ：User Equipment）、移動体端末局（mobile station）、固定または移動体の加入者ユニット、ページャ、または無線環境で動作する能力のある他の任意の種類の装置もが含まれる。これ以後言及される用語「基地局（base station）」には、限定するものではないが、ノード−Ｂ（Node-B）、サイト制御装置、アクセスポイント（ＡＰ：Access Point）、または無線環境における他の任意の種類のインタフェース装置もが含まれる。

本発明は、一般に統合無線通信システム（ＵＭＴＳ：Universal Mobile Telecommunications System）、ＣＤＭＡ２０００、およびＣＤＭＡに適用されて、時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）、周波数分割複信（ＦＤＤ：Frequency Division Duplex）、および時分割同期ＣＤＭＡ（ＴＤＳＣＤＭＡ：Time Division Synchronous Code Division Multiple Access）に適用可能であり、また他の無線システムにも適切に適用可能であるべく想定されている。

本発明の特徴は、ＩＣに組み込まれ、または多数の内部接続された構成要素を含む回路の状態に構成することができる。

図２は、本発明によるＨＳ−ＳＣＣＨの迅速な検出を提供する装置１００のブロック図である。本システムは、複数のＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２、閾値比較器１０４、および選択器１０６を含む。現在の３ＧＰＰ規格の下では、ＷＴＲＵが最大４つのＨＳ−ＳＣＣＨを監視する必要があるため、４つのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器が使用されることが望ましい。しかしながら、４つの代わりに任意の数のＨＳ−ＳＣＣＨ復号器をも利用することができることは理解されるべきであり、以下、本発明では、限定のためではなく１つの例証として、４つのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器と言及して記述する。

それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２は、個別の入力１１２を通してそれぞれのＨＳ−ＳＣＣＨのサブフレームの第１のタイムスロットにてメッセージを受信する。それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２は、ビタビ（Viterbi）復号器３０５およびＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）計算ユニット３１０を含み、図３を参照し以下に詳細に記述する。それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２はＢＥＲを生成し、かつ随意的に、ＨＳ−ＳＣＣＨサブフレームの第１のタイムスロットにて受信されたメッセージにつき累積ソフト判定値をさらに生成することができる。ＢＥＲまたは累積ソフト判定値は、チャンネル品質の表示の単なる一例として用いられるものであり、かつ伝送されたデータを誤りなく正しく受信した程度を表示することが可能な他のいずれのパラメータも、ＢＥＲまたは累積ソフト判定値の代わりに使用することができることが理解されるべきである。

それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２は、ＷＴＲＵのメモリ１０８に格納される指定されたＷＴＲＵの識別標識（identity：ＩＤ）を受け取る。現在の３ＧＰＰ規格の下では、ＨＳ−ＳＣＣＨのサブフレームの第１のフィールドは、ＷＴＲＵのＩＤによりマスクをかけられ、ＷＴＲＵ毎に特有のマスク化動作をもたらす。ＷＴＲＵのＩＤは、メッセージが特定のＷＴＲＵに向けられているか否かを検出する際に使用される。それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２は、ＨＳ−ＳＣＣＨの第１のタイムスロットにて受信されたメッセージを復号化する際にＷＴＲＵのＩＤを利用する。

閾値比較器１０４は、それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２からＢＥＲおよび／または累積ソフト判定値を含むパラメータを受け取り、閾値メモリ１１０に格納される個々の予め定められたＢＥＲ閾値および／またはソフト判定値の閾値と、そのパラメータとを比較することにより閾値試験を実行する。それぞれの閾値はオペレータの選択に依り構成可能なパラメータである。次に、閾値比較器１０４は、閾値試験を通過したＨＳ−ＳＣＣＨの内で最も低いＢＥＲまたは累積ソフト判定値を有するＨＳ−ＳＣＣＨを示すインデックスを出力する。

閾値比較器１０４は、いずれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器も閾値試験を通過していないことを示す「ＮＡ」を含む５つの可能な値の１つを出力することができる。閾値比較器１０４の出力は、ＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２の１つが、目的とするＷＴＲＵにむけてそのＨＳ−ＳＣＣＨが指定されるだけの高い信頼性を有するに十分な低いチャンネルＢＥＲまたは代替えとして低い累積ソフト判定値を有するか否かに基づいている。選択器１０６は、それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２から復号器出力を受け取り、引き続く処理に対して、最も低いＢＥＲまたは累積ソフト判定値を有する復号器出力を選択する。

図３は本発明による装置１００において使用されるＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２のブロック図である。ＨＳ−ＳＣＣＨ復号器１０２は、ビタビ復号器３０５およびＢＥＲ計算ユニット３１０を含む。ビタビ復号器３０５は、ビタビアルゴリズムを使用して初めに伝送されたビットストリームを検出するソフト判定復号器である。ビタビ復号器３０５は、送信ビットストリームの推定値である出力系列を生成する。ビタビ復号器３０５は、最後に受信されたビットが処理されるまで、残存している経路を選択してそれぞれのステップにおいて累積ソフト判定値を計算する。復号処理が完了すると、復号されたビットストリームと共に最終累積ソフト判定値が決定される。それぞれのビタビ復号器３０５は、選択器１０６に復号されたビットストリームを出力し、そして選択器１０６は、引き続く処理のためにそれらの内の１つを選択することができる。

ＢＥＲ計算ユニット３１０は、受信された信号におけるＢＥＲを計算する。任意の従来の方法を使用して、ＢＥＲ計算ユニット３１０でＢＥＲを計算することができる。例えば、追加的畳み込み符号器（convolutional encoder）を利用することができる。ビタビ復号器３０５の１つにより生成された復号されたビットストリームの出力は、再び符号化され、その符号化されたビットストリームが、受信されたビットストリームとビット毎に比較され、ビット誤り件数を生成する。受信されたビットストリームは、再符号化されたビットストリームと比較される前にバッファに格納される。ＢＥＲは、ビタビ復号器３０５の仕組みを使用して計算されることが望ましい。図４は、本発明の好適な実施形態によるＨＳ−ＳＣＣＨの迅速な検出を提供するためにビット誤り率を推定する際に、ビタビ復号器の仕組みを利用する装置４００である。装置４００は、処理のための信号４０５を受信し、受信した信号４０５を修正されたビタビ復号器４１０に転送し、そこから復号されたビット４１５、および符号化されたビット系列の推定値４２０を出力する。ハード判定ユニット４２５はまた、信号４０５を受け取り、符号化されたビット系列推定値４２０を出力信号４３０と比較しそしてチャンネルＢＥＲ推定値４４０を出力する、チャンネルＢＥＲ推定器４３５へ、信号４３０を出力する。ソフト判定値累積器４４５はまた、符号化されたビット系列推定値４２０を受け取り、順に累積ソフト判定値４５５を出力するソフト判定ユニット４５０に出力を提供する。

あるいはまた、閾値比較器１０４は、複数のＨＳ−ＳＣＣＨ復号器出力の１つを選択する際に、ビタビ復号器３０５により生成された累積ソフト判定値を利用することができる。トレリス経路（Trellis path）における累積ソフト判定値は、それぞれのビタビ復号器３０５において受信されたビットストリームを復号する際に計算される。最終的な累積ソフト判定値が計算され、復号処理が完了した際に最終的に残存している経路が判定される。累積ソフト判定値は閾値比較器１０４へ入力され、ソフト判定値の閾値に対して比較される。閾値比較器１０４は、閾値試験を通過したＨＳ−ＳＣＣＨの内で、最も低い累積ソフト判定値を有するＨＳ−ＳＣＣＨを示すインデックスを出力する。累積ソフト判定値およびＢＥＲのビタビ復号器３０５による結合推定は、ＨＳ−ＳＣＣＨ復号に対する待ち時間を減少させる。

図５は本発明によるＨＳ−ＳＣＣＨの迅速な検出を実施するための方法ステップを含む処理５００に関するフロー図である。ステップ５０２で、ＷＴＲＵは、そのＷＴＲＵが監視するべく割り当てられている４つのＨＳ−ＳＣＣＨのそれぞれの第１のタイムスロットにてダウンリンク制御メッセージを受信する。ステップ５０４では、現在の３ＧＰＰ規格の下では４０個のシンボルとなる受信されたメッセージは、ＨＳ−ＳＣＣＨ復号器により復号される。同時に、受信されたビットストリームはメモリに格納され、ＢＥＲが計算される（ステップ５０６）。随意的に、累積ソフト判定値が復号器により出力される場合がある。ステップ５０８では、ＢＥＲおよび／または累積ソフト判定値は、個別に予め定められた閾値と比較される。閾値試験を通過したＨＳ−ＳＣＣＨが１つでもあれば、ＷＴＲＵは最も低いＢＥＲまたは累積ソフト判定値を有する１つのＨＳ−ＳＣＣＨを選択する（ステップ５１０）。

代替の実施形態においては、複数の累積ソフト判定値が閾値試験を通過しかつ値が接近している場合、以前に最後に受信されたメッセージを送信するために使用されていたＨＳ−ＳＣＣＨを選択することができる。次に、ＷＴＲＵ、ＨＳ−ＳＣＣＨにより示されたＨＳ−ＤＳＣＨを通してダウンリンクメッセージを受信する。

本発明の迅速な検出アルゴリズムにより、ＷＴＲＵはＨＳ−ＤＳＣＨサブフレームをバッファリングし、そして処理するための不必要な電力消費を回避することができる。加えてＨＳ−ＳＣＣＨの迅速な検出は、ＨＳ−ＤＳＣＨの復号に関するタイミング要件を緩和することを可能とする。

好適な実施形態を参照して、本発明は特に示され、記述されてきたが、以上に記述された本発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細において様々な変更をここで行うことができることが当業者によって理解されるであろう。

ＨＳ−ＳＣＣＨとＨＳ−ＤＳＣＨとの間の従来技術の時間関係を示す図である。本発明による、ＨＳ−ＳＣＣＨの迅速な検出を提供する装置のブロック図である。図２の装置において使用される復号器のブロック図である。本発明の１つの好適な実施形態による、ビット誤り率の推定の際にビタビ（Viterbi）復号器の構造を利用する装置のブロック図である。本発明による、ＨＳ−ＳＣＣＨの迅速な検出を提供する方法ステップを含む処理のフロー図である。

Claims

ＨＳ−ＳＣＣＨ（High Speed Shared Control Channel：高速共有制御チャンネル）の迅速な検出を提供する方法であって、
（ａ）複数のＨＳ−ＳＣＣＨを介して送信されたメッセージを受信すること、
（ｂ）前記メッセージを復号化すること、
（ｃ）それぞれの前記ＨＳ−ＳＣＣＨに対して累積ソフト判定値を生成すること、
（ｄ）それぞれの前記累積ソフト判定値をソフト判定値の閾値と比較することにより閾値試験を実行すること、および
（ｅ）前記ソフト判定値の閾値より低い前記累積ソフト判定値を有するそれらのＨＳ−ＳＣＣＨの中で最も低い累積ソフト判定値を有するＨＳ−ＳＣＣＨを選択することであって、複数の前記累積ソフト判定値が前記閾値試験を通過しかつ値が接近している場合、以前に最後に受信されたメッセージを送信するために使用されていた前記ＨＳ−ＳＣＣＨを選択すること
を備えることを特徴とする方法。
前記ＨＳ−ＳＣＣＨが、ＨＳ−ＤＳＣＨ（High Speed Downlink Shared Channel：高速ダウンリンク共有チャンネル）を介するデータを受信するために必要な情報を伝送することを特徴とする請求項１に記載の方法。
それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨのサブフレームの第１のタイムスロットにて前記メッセージを受信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
（ｆ）それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨに対してＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）を生成すること、
（ｇ）それぞれのＢＥＲを予め定められた閾値と比較すること、および
（ｈ）最も低いＢＥＲを有するＨＳ−ＳＣＣＨを判定すること
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
ＨＳ−ＳＣＣＨ（High Speed Shared Control Channel：高速共有制御チャンネル）の迅速な検出を提供するＷＴＲＵ（Wireless Transmit/Receive Unit：無線送受信ユニット）であって、
（ａ）複数のＨＳ−ＳＣＣＨを介して送信されたメッセージを受信する手段、
（ｂ）前記メッセージを復号化する手段、
（ｃ）それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨに対して累積ソフト判定値を生成する手段、
（ｄ）それぞれの前記累積ソフト判定値をソフト判定値の閾値と比較することにより閾値試験を実行する手段、および
（ｅ）前記ソフト判定値の閾値より低い前記累積ソフト判定値を有するそれらのＨＳ−ＳＣＣＨの中で最も低い累積ソフト判定値を有するＨＳ−ＳＣＣＨを選択する手段であって、複数の前記累積ソフト判定値が前記閾値試験を通過しかつ値が接近している場合、以前に最後に受信されたメッセージを送信するために使用されていた前記ＨＳ−ＳＣＣＨの１つを選択する手段
を備えることを特徴とするＷＴＲＵ。
前記ＨＳ−ＳＣＣＨが、ＨＳ−ＤＳＣＨ（High Speed Downlink Shared Channel：高速ダウンリンク共有チャンネル）を介するデータを受信するために必要な情報を伝送することを特徴とする請求項５に記載のＷＴＲＵ。
それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨのサブフレームの第１のタイムスロットにて前記メッセージを受信することを特徴とする請求項５に記載のＷＴＲＵ。
（ｆ）それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨに対してＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）を生成する手段、
（ｇ）それぞれのＢＥＲを予め定められた閾値と比較する手段、および
（ｈ）最も低いＢＥＲを有するＨＳ−ＳＣＣＨを判定する手段
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のＷＴＲＵ。
ＨＳ−ＳＣＣＨ（High Speed Shared Control Channel：高速共有制御チャンネル）の迅速な検出を提供するＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）であって、
（ａ）複数のＨＳ−ＳＣＣＨを介して送信されたメッセージを受信する手段、
（ｂ）前記メッセージを復号化する手段、
（ｃ）それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨに対して累積ソフト判定値を生成する手段、
（ｄ）それぞれの前記累積ソフト判定値をソフト判定値の閾値と比較することにより閾値試験を実行する手段、および
（ｅ）前記ソフト判定値の閾値より低い前記累積ソフト判定値を有するそれらのＨＳ−ＳＣＣＨの中で最も低い累積ソフト判定値を有するＨＳ−ＳＣＣＨを選択する手段であって、複数の前記累積ソフト判定値が前閾値試験を通過しかつ値が接近している場合、以前に最後に受信されたメッセージを送信するために使用されていた前記ＨＳ−ＳＣＣＨを選択する手段
を備えることを特徴とするＩＣ。
前記ＨＳ−ＳＣＣＨが、ＨＳ−ＤＳＣＨ（High Speed Downlink Shared Channel：高速ダウンリンク共有チャンネル）を介するデータを受信するために必要な情報を伝送することを特徴とする請求項９に記載のＩＣ。
それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨのサブフレームの第１のタイムスロットにて前記メッセージを受信することを特徴とする請求項９に記載のＩＣ。
（ｆ）それぞれのＨＳ−ＳＣＣＨに対してＢＥＲ（Bit Error Rate：ビット誤り率）を生成する手段、
（ｇ）それぞれのＢＥＲを予め定められた閾値と比較する手段、および
（ｈ）最も低いＢＥＲを有するＨＳ−ＳＣＣＨを判定する手段
をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のＩＣ。