JP4554774B2 - テレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法、及びマルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機 - Google Patents
テレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法、及びマルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、MC−CDMAネットワークという名称のほうがよく知られているマルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのようなテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法、及びマルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
異なるユーザ間の多数の通信を同時に且つ一つの同じ周波数帯で管理することを可能にする新しい通信システムの中では、マルチキャリア符号分割多元接続送信技術が知られている。この技術は、MC−CDMA技術という名称のほうがよく知られている。この送信技術は、OFDMという名称で知られている直交周波数分割多重送信の原理と符号分割多元接続(CDMA)技術とを組み合わせている。
【0003】
図3は、MC−CDMA送信技術を使用している送信機の動作例を描いたブロック図を示している。この例は、発信側ルート(outgoing route)の送信、すなわち基地局から移動局への送信を示している。k番目のユーザからのn番目のデータアイテムd(k)[n]は、乗算器10〜1N−1にそれぞれ供給されて、そこで拡散系列と呼ばれる系列の要素cm (k)(mは0からN−1までの間の数)と乗算され、それから乗算器20〜2N−1にそれぞれ供給されて、周波数(fc+mF/Tb)にてサブキャリア上でそれぞれ変調される。ここで、fcは送信信号のオリジナルの周波数であり、F/Tbは2つの連続するサブキャリアの間の間隔であり、Fは整数であり、Tbは、ガード間隔を除いたデータアイテムのd(k)[n]の継続時間である。全てのサブキャリアが加算器30で合計され、送信信号s(k)(n,t)を形成する。したがって、送信信号s(k)(n,t)は、以下のように表現される。
【0004】
【数9】
【0005】
この特定の例では、変調器20〜2N−1のアセンブリおよび加算器30のアセンブリは、逆フーリエ変換によって実現されることができることに留意されたい。
【0006】
明瞭化のために、各拡散系列の長さNが変調サブキャリアの数Mに等しくなっていると考えるものとするが、これは全てのMC−CDMAシステムで必要になるわけではないことに留意すべきである。
【0007】
また、明瞭化のために、各ユーザに単一の拡散系列が割り当てられると考えているが、必ずしもそうである必要はない。
【0008】
伝搬チャネルが、送信機と受信機との間に位置する家やその他の障害物で遮られる可能性があることが知られている。そこで送信信号は複数の経路を通って伝搬され、各経路は異なった割合で遅延され減衰される。その場合に伝搬チャネルがフィルタとして作用し、その伝達関数h(f,t)が時間と共に変化することが理解されるべきである。
【0009】
K人のユーザ向けのデータアイテムdの各キャリアmの送信信号s(n,t)に対する寄与分smは、以下のように表現されることができる。
【0010】
【数10】
【0011】
ランクpのユーザの受信機にて送信チャネルによって引き起こされる複素減衰hm (p)を考慮すると、同期している場合の発信ルートにおけるランクmの各サブキャリア上の受信信号は、以下のように表現されることができる。
【0012】
【数11】
【0013】
ここで、nm (p)はランクmのキャリア上の付加的な白色ガウシアンノイズのサンプルを示している。
【0014】
MC−CDMA送信システムがネットワークの異なるユーザの信号間に直交性をもたらす能力(および、したがって、これらの信号間の干渉を防ぐ能力)は、ネットワークのユーザに割り当てられる拡散系列の相互相関特性に依存している。
【0015】
典型的には、基地局から1セットの移動局への移動無線チャネル上での送信の場合、各ユーザにあてた信号は同期して送信される。これらの条件下では、チャネルが周波数選択的ではない場合は、ワルシュ・アダマール(Walsh-Hadamard)拡散系列を使用してユーザ間の直交性を保証することができる。
【0016】
既知のMC−CDMAシステムでは、拡散系列の割り当ては、一つの同じ拡散系列ファミリー(長さNのワルシュ・アダマール系列、ゴールド(Gold)系列、など)に対して、チャネルの周波数選択性に関連する干渉を最小にするために、正確な規則には従わない。
【0017】
しかし、実際には本発明は、MC−CDMAシステムの受信者によって受信された信号は、他のユーザとの干渉に関連した成分を有しており、この干渉は、一般に認められていることとは逆に、その送信システムによって使用されている同じ系列ファミリーの中でこれらのユーザに割り当てられている系列に依存するという考えに基づいている。
【0018】
これは、逆拡散(unspreading)の後には、ユーザpが受信した信号ν(p)が以下のように表現できるからである。
【0019】
【数12】
【0020】
ここでは|cm (p)|2=1と推定され、zm (p)=nm (p)×cm (p)という表記が使用される。
【0021】
これより、ユーザpが受信した信号の表現中に、所望の信号(第1項)、他のユーザの存在に関連した干渉(第2項)、およびノイズ(第3項)の3つの寄与分が示されていることに留意すべきである。
【0022】
上記の関係は、以下のように表現することもできる。
【0023】
【数13】
【0024】
ここで、I(h,p,k)項は、インデックスpの系列のユーザの受信機におけるチャネルの周波数選択性を考慮した、インデックスpおよびkの2つの系列間に誘導される全干渉を示す干渉項であり、したがって、
【0025】
【数14】
【0026】
に等しくなる。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
他のユーザとのこの干渉の効果を補正するために、受信機にて等化ステップを実施することが知られている。その等化係数gmとしてランクmの各キャリアに影響を与える複素数値を用いて、受信機から見た送信チャネルのみかけの伝達関数h’m (p)が以下のかたちに表現されるようにする。
【0028】
【数15】
【0029】
送信チャネルによってもたらされたひずみの結果として得られる改変された干渉項I’(h,p,k)は、以下のように表現される。
【0030】
【数16】
【0031】
第一の単純化された等化のアプローチでは、直交性を完全に復元するために、みかけの伝達関数h’m (p)を1に等しくする。しかし、このアプローチは、ノイズが大きくなり過ぎて送信システムの性能を劣化させてしまうために使用されない。実際には、この等化は、直交性の復元すなわちユーザ間干渉の削減とノイズの影響の最小化との間で、妥協点を見出すものである。したがって、干渉が完全に除去されることはない。
【0032】
したがって、本発明の目的は、考慮されている送信システムの性能に対する干渉項の影響(先の等式の中の第2項)を減衰させることができる方法を提案することである。すなわち、本発明の目的は、考慮されている送信システムの性能に対する干渉項の影響を減衰させることができるテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法及びマルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機を提案することである。
【0033】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法は、
マルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのユーザに一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てる方法であって、
前記系列の各要素は、前記ネットワークの送信機において、送信されるデータアイテムと掛け合わされ、それから対応するサブキャリア上に送信されるものであり、
既に割り当てられている所定のセットの拡散系列を考慮して、全てのアクティブなユーザに前記一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てるステップを有する。
【0034】
また、前記所定のセットの拡散系列は、前記割り当ての瞬間に前記ネットワークによって使用されている系列のセットを有する。
【0035】
また、前記所定のセットの拡散系列は、前記割り当てる瞬間の後に潜在的に使用可能である系列のセットを有する。
【0036】
また、前記所定のセットの拡散系列は、ユーザが望む送信品質に応じた系列のセットを有する。
【0037】
また、前記割り当ての瞬間に使用可能な全ての拡散系列の中から、拡散系列c(i)と、前記所定のまたは所与のセットの拡散系列との間の干渉を示す関数J(j, Ω k)を最小にする拡散系列c(i)を割り当て、これより、ランクiが以下の関係、
【0038】
【数17】
【0039】
(ここで、Ωkは、前記所定のまたは所与のセットの系列のインデックスのセットであり、Ωjは、使用可能な系列のインデックスのセットである)を満たすならば、ランクiの系列が割り当てられるステップを有する。
【0040】
また、一つまたは複数の系列に示される送信品質を考慮して、各ユーザに対して少なくとも一つの拡散系列を割り当てるステップを有する。
【0041】
また、優れた相対送信品質を希望するユーザに対しては、セットΩkに属するインデックスkの所定のまたは所与の系列セットの拡散系列c(k)に対してコスト関数J(j, Ω k)を最小にするような拡散系列c(i)を割り当て、
平均的な送信品質を希望するユーザに対しては、セットΩkに属するインデックスkの所定のまたは所与の系列セットの拡散系列c(k)にコスト関数J(j, Ω k)に平均値を与えるような拡散系列c(i)を割り当て、
その送信品質が最も低いものでよいユーザに対しては、この系列におけるひずみを気にすること無く拡散系列c(i)を割り当てるステップを有する。
【0042】
また、拡散系列c(j)とセットΩkに属するインデックスkの系列c(k)との間の干渉を示すコスト関数J(j, Ω k)は、拡散系列c(j)と拡散系列c(k)との間の干渉の結果として発生した送信の劣化を示す関数D(j,k)がとる最大値に等しいと規定され、前記系列c(k)は、
【0043】
【数18】
【0044】
である。
【0045】
また、拡散系列c(j)とセットΩkに属するインデックスkのK個の系列c(k)との間の干渉を示すコスト関数J(j, Ω k)は、拡散系列c(j)と拡散系列c(k)との間の干渉の結果として発生した送信の劣化を示す関数D(j,k)がとる値の平均に等しいと規定され、前記系列c(k)は、
【0046】
【数19】
【0047】
である。
【0048】
また、前記劣化関数D(j,k)は、
【0049】
【数20】
【0050】
として規定される(ここで、Eは数学的な期待値、Mは前記MC−CDMA送信システムで使用されるサブキャリアの数、hm (j)は、受信機で実現されている等化プロセス、ランクmのサブキャリアの周波数、およびランクjの系列のユーザの受信機に対する応答を考慮した送信チャネルの見かけの応答である)。
【0051】
また、前記劣化関数D(j,k) は、系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ(j,k)の高周波数成分のサイズが小さいものとして選択される。
【0052】
また、前記劣化関数D(j,k)の値が、前記系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ(j,k)に対するフーリエ変換の適用により与えられたものである。
【0053】
また、前記劣化関数D(j,k)の値が、前記系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ(j,k)に現れる{+1、−1}および{−1、+1}遷移の数により与えられたものである。
【0054】
また、動的に実行され、したがって、送信中の所定の瞬間に、異なる送信のために依然として必要とされるK−Q個の系列を再割り当てするステップを有する(ここで、Kは、K個の系列の中のQ個の系列(Q<K)が使用可能になる前に既に使用されていた拡散系列の数)。
【0055】
また、使用可能とされた系列のインデックスのセットΩQに属するjに対して、任意の拡散系列c(j)に対するコスト関数J(j, Ω k)を計算するステップと、
依然として使用されている系列のインデックスのセットΩK-Qに属するkに対して、任意の拡散系列c(k)に対するコスト関数J(j, Ω k)を計算するステップと、
j0∈ΩQであるインデックスj0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在し、且つJ(j0, Ω k)<J(k0, Ω k)であるようなk0∈ΩK-Qであるインデックスk0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在する限り、
【0056】
【数21】
【0057】
として規定される系列c(kM)を割り当て解除し、且つ、代わりに、
【0058】
【数22】
【0059】
として規定される系列c(km)を割り当てるステップと
を有する。
【0060】
また、jが使用可能とされた系列のインデックスのセットΩQに属する任意の拡散系列c(j)に対するコスト関数J(j,i0)を計算するステップと、
kが依然として使用されている系列のインデックスのΩK-Qに属する任意の拡散系列c(k)に対するコスト関数J(k,i0)を計算するステップと、
j0∈ΩQであるインデックスj0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在し、且つJ(j0,i0)<J(k0,i0)であるようなk0∈ΩK-Qであるインデックスk0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在する限り、
【0061】
【数23】
【0062】
として規定される系列c(kM)を割当解除し、且つ、代わりに、
【0063】
【数24】
【0064】
として規定される系列c(km)を割り当てるステップと
を有する。
【0065】
また、この発明に係るマルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機は、マルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機であって、
ユーザデータアイテムに少なくとも一つの拡散系列の要素の各々を掛け合わせる乗算手段と、
前記乗算手段から発せられる信号の各々を、サブキャリアの上で変調する変調手段とを備え、
請求項1から16のいずれか一項に記載の方法を実行して、ユーザに対して、少なくとも一つの拡散系列を割り当てる手段を有する。
【0066】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
本発明の特徴は、例示的な実施形態の以下の説明を添付の図面を参照しながら読むことによって、より明らかになるであろう。
【0067】
MC−CDMA送信システムでは、ユーザは、呼の開始時か通信中のいずれかに、一つまたはそれ以上の拡散系列に割り当てられる。本発明のイントロダクションにおいてすでに述べたように、この拡散系列の各要素は、システムの送信機において送信対象のデータアイテムと掛け合わされて、対応するサブキャリア上で動作する変調器を制御する。
【0068】
本発明では、この一つまたは複数の拡散系列を、例えば考慮しているある瞬間に他のユーザによって既に使用されている系列セット、および/または将来において潜在的に使用可能な系列セットのような所定の系列セットを考慮して、割り当てるステップを含む。
【0069】
以下には、単純化された例によって、本発明にしたがった系列の割り当てによって送信システムの性能を最適化することができることが示される。
【0070】
この例では、2人のアクティブなユーザを考える。受信信号ν(p)は、等化が行われないときには、
【0071】
【数25】
【0072】
と表現され、等化が行われるときには、
【0073】
【数26】
【0074】
と表現される。ここで、z’m (1)は、実現された等化プロセスで処理されたランクmのキャリア上でのノイズを示す。
【0075】
図1は、サブキャリアf1〜f8の数が8であるMC−CDMA送信システムにおける送信チャネルのスペクトル振幅応答の例を示している。これらの周波数f1〜f8に対する受信信号の振幅は、それぞれα、α、γ、γ、β、β、δ、およびδである。
【0076】
ユーザ1の拡散系列は、以下のような長さ8のワルシュ・アダマール系列である。
【0077】
【数27】
【0078】
ここで、チャネル通過に伴う寄与が実数成分のみに限定されると推定する(位相ひずみの完全な等化を考慮することを含む)と、チャネル通過後には、ユーザ1の系列に対するインパクトは、以下のように表現される。
【0079】
【数28】
【0080】
系列c(l)が使用され、これらの系列の長さは8、7であり、系列c(l)に直交する他の系列は使用可能なままである。
【0081】
もし、第2のユーザに割り当てられた系列が系列c(2)=(+1、−1、+1、−1、+1、−1、+1、−1)であるならば、第1のユーザが受信する信号は、以下のようになる。
【0082】
【数29】
【0083】
ユーザ1のデータd(l)の推定値が第2のユーザのデータには依存していないことに注目してもよい。
【0084】
一方、第2のユーザに割り当てられた系列が系列c(3)=(+1、+1、−1、−1、+1、+1、−1、−1)であるならば、第1のユーザが受信する信号は、以下のようになる。
【0085】
【数30】
【0086】
今回は、ユーザ1のデータd(l)の推定値が第2のユーザのデータに依存していることに留意すべきである。
【0087】
このように、伝搬チャネルと、同一の相互相関特性を有するがチャネル劣化を伴わない拡散系列のファミリーとが与えられると、信号の複数の経路上での伝搬に関連したユーザ間干渉は、このファミリーの中から、どの拡散系列を選択したか否かに依存することが示されている。
【0088】
このように、既に割り当てられている系列に依存して特定の系列を選択することで、送信システムの性能を最適化することが可能になる。しかし、この選択は、後で使用する可能性がある系列を考慮して行うこともでき、これより、この送信システムの性能を将来において最適化することが可能になる。
【0089】
拡散系列の割り当ては、全ユーザに対して一様であることができる。この場合には、全てのアクティブなユーザに対する送信性能の平均的な品質を最適化することが可能になる。
【0090】
反対に、拡散系列の割り当ては非一様であることもできる。この場合には、ある系列の送信を他のものに対して最適化することが可能であり、これにより、例えば、サービスの質やいくつかの他の基準に関して、これらの系列を区別することができる。
【0091】
一様な割り当ての場合には、本発明の一つの特徴にしたがって、ユーザには、この割り当ての瞬間に使用可能な全ての拡散系列の中から、コスト関数と呼ばれる関数J(j, Ω k)を最小化する拡散系列c(i)が割り当てられる。このコスト関数は、拡散系列c(i)と、インデックスΩkのセットに属するインデックスを有する所定のまたは所与の系列のセットである拡散系列c(k)との間の干渉を示している。これより、ランクiが以下の関係を満たすならば、ランクiの系列が割り当てられる。
【0092】
【数31】
【0093】
ここで、Ωkは、使用可能な系列のインデックスのセットである。
【0094】
例えば、以下に示すように、セットΩkに属するインデックスkに対して、拡散系列c(j)と、セットΩkに属するインデックスを有する系列との間の干渉を示すコスト関数J(j, Ω k)は、インデックスjの拡散系列とインデックスkの拡散系列c(k)との間の干渉の結果として発生した送信の劣化を示す関数D(j,k)がとる最大値に等しくなるように規定することができる。
【0095】
【数32】
【0096】
以下に示すように、コスト関数は、この劣化関数がとる値の平均値に等しくすることもできる。
【0097】
【数33】
【0098】
ここで、Kは所定のセットΩkの中のインデックスの数である。
【0099】
例えば、劣化関数D(j,k)は以下のように規定される。
【0100】
【数34】
【0101】
ここで、Eは数学的な期待値である。
【0102】
ここで、Mは、MC−CDMA送信システムで使用されるサブキャリアの数であり、h’m (j)は、送信チャネルの応答(本明細書のイントロダクションにおいてはhm (j)とされた)、または、受信機で実現されている等化プロセス、ランクmのサブキャリアの周波数およびランクjの系列のユーザの受信機に対する応答を考慮した送信チャネルの見かけの応答のいずれかである。
【0103】
もう一つの可能性として、D(j,k)を、系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ(j,k)の高周波数成分のサイズが小さいものとして選択することが考えられる。特に、この系列χ(j,kj)の高周波数成分が多いほど、劣化関数D(j,k)は小さくなる。
【0104】
他の成分と比較した高周波数成分のサイズは、フーリエ変換を使用して測定することができる。
【0105】
あるいは、この高周波数成分のサイズは、系列χ(j,k)に現れる{+1、−1}および{−1、+1}遷移の数を考慮することによっても、測定することができる。これにより、例えば以下の関係が得られる。
【0106】
【数35】
【0107】
ここで、T(χ(j,k))は、系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られる系列χ(j,k)における遷移の数である。
【0108】
χ(i,j)のm番目の要素とm+1番目の要素との間の遷移が存在するのは、以下の関係が満たされる場合である。
【0109】
【数36】
【0110】
積系列χ(j,k)における遷移の数は、一般に前もって知られており、ワルシュ・アダマール系列、ゴールド系列、カサミ(Kasami)系列などの送信システムにより使用されている系列ファミリーに依存することに留意されたい。この数は、前もって計算することができて、各系列およびこの系列の全ての積系列に対して、メモリテーブルに記憶しておくことができる。
【0111】
以下で説明される本発明の方法の実施形態では、コスト関数J(j, Ω k)は劣化関数がとり得る最大値に等しく(すなわち、以下の関係
【0112】
【数37】
【0113】
が成立し)、この劣化関数は、系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られる系列χ(j,k)における遷移の数の逆数に等しい。
【0114】
図2に示される表は、x軸およびy軸に沿ってそれぞれワルシュ・アダマール系列のランクを示し、線とコラムとの交差点では、その線およびコラムにそれぞれ割り当てられた2つの系列の要素間の積である系列中の遷移の数を示している。
【0115】
ランク1および6の系列のみが使用される瞬間を考える。次のユーザに割り当てられるべき系列の決定は、既に使用された系列のセットに等しい所定のセットを考慮することによって、実行される。したがって、jの値は1および6に等しい。i=2に対して、T(χ(2、1))の遷移の数およびT(χ(2、6))の遷移の数は、それぞれ7および1に等しい。劣化の最大値は、したがって1である。
【0116】
i=3に対しては、T(χ(3、1))の遷移の数およびT(χ(3、6))の遷移の数は、それぞれ3および5に等しい。劣化の最大値は、したがって1/3である。
【0117】
i=4に対しては、T(χ(4、1))の遷移の数およびT(χ(4、6))の遷移の数は、それぞれ4および2に等しい。劣化の最大値は、したがって1/2である。
【0118】
同じ手順が、iの他の値に対しても実行される。劣化(またはコスト)の最大値のリストは、したがって以下のようになる。
【0119】
【表1】
【0120】
コストJ(j, Ω k)の値が最小である拡散系列が、これにより選択される。ここでは、3および8の2つの系列を選択することができる。この2つの間での選択は、任意であってもよく、そうではなくでもよい。
【0121】
本発明によれば、一つまたは複数の系列に示される送信品質を考慮するために、各ユーザに対して少なくとも一つの拡散系列が割り当てられる。したがって、この割り当ては非一様と称される。
【0122】
例えば、優れた相対送信品質を希望するユーザに対しては、セットΩkに属するインデックスkの所定のまたは所与の系列セットの拡散系列c(k)に対してコスト関数J(j, Ω k)を最小にするような拡散系列c(i)が割り当てられる。平均的な送信品質を希望するユーザには、セットΩkに属するインデックスkの所定のまたは所与の系列セットの拡散系列c(k)に対するコスト関数J(j, Ω k)に平均値を与えるような拡散系列c(i)が割り当てられる。その送信品質が最小であり得るようなユーザに対しては、この系列におけるひずみを気にすること無く、拡散系列c(i)が割り当てられる。
【0123】
本発明によれば、所定のセットの系列に属する系列に示される送信品質を考慮するために、各ユーザに対して少なくとも一つの拡散系列が割り当てられる。
【0124】
この場合、系列の割り当ての瞬間において考慮しているセットΩkに属するインデックスkの拡散系列c(k)の所定のセットは、この割り当ての瞬間に既に使用されている拡散系列から構成されることができる。
【0125】
この場合、既に使用された拡散系列の数Kが与えられれば、新しい系列を割り当てるためのルールは、使用可能な拡散系列の中から、拡散系列c(i)と、セットΩkに属するインデックスkの既に使用された拡散系列c(k)との間の干渉を示すコスト関数J(j, Ω k)を最小にするような拡散系列c(i)を割り当てるステップを含む。
【0126】
【数38】
【0127】
所定のセットの系列c(k)は、将来において、単独でまたは先行する系列と組み合わされて潜在的に使用可能である拡散系列から構成されることもできる。これは任意の瞬間だけでなく、最初の拡散系列の割り当て時にも成立する。
【0128】
最初の拡散系列の割り当てるためのルールは、使用可能な拡散系列の中から、拡散系列iと、セットΩkに属するインデックスkの将来において潜在的に使用可能な拡散系列c(k)との間の干渉を示すコスト関数J(j, Ω k)を最小にするような拡散系列c(i)を割り当てるステップを含む。以下の関係が満たされるならば、i番目の拡散系列c(i)が割り当てられる。
【0129】
【数39】
【0130】
ここで、Ωjは、使用可能な系列のインデックスのセットである。
【0131】
新しい拡散系列を割り当てるためのルールは、既に割り当てられた系列i0の送信に有利である。そのときには、所定のセットの拡散系列は、この単一の系列から構成される。
【0132】
このようにして、系列c(i0)を含む既に割り当てられた拡散系列の数Kが与えられれば、新しい系列を割り当てるためのルールは、使用可能な系列の中から、拡散系列iと、その送信に有利となる必要がある拡散系列c(i0)との間の干渉を示すコスト関数J(j,i0)を最小にするような拡散系列c(i)を割り当てるステップを含む。以下の関係が満たされるならば、i番目の拡散系列c(i)が割り当てられる。
【0133】
【数40】
【0134】
本発明の他の特徴によれば、本発明の方法は、送信中の所与の瞬間に、異なる送信のために依然として必要とされるK−Q個の系列を再割り当てするステップを含む。ここで、Kは、K個の系列の中のQ個の系列(Q<K)が(例えばユーザがアクティブでなくなった後に)使用可能になる前に既に使用されていた拡散系列の数である。
【0135】
再割り当てプロセスを行うためのルールは、ユーザが通信を開始する瞬間にユーザへの割り当てを行うためのプロセスルールと同じである。
【0136】
具体的には、このプロセスは以下のようになることができる。K−Q>1であるならば、性能の一様な最適化を達成する拡散系列の再割り当てを満足するために、この動的な再割り当ては、
使用可能とされた系列のインデックスのセットΩQに属するjを含む、任意の拡散系列c(j)に対するコスト関数J(j, Ω k)を計算するステップと、
依然として使用されている系列のインデックスのセットΩK-Qに属するkを含む任意の拡散系列c(k)に対するコスト関数J(j, Ω k)を計算するステップと、
j0∈ΩQであるインデックスの一つまたはそれ以上の拡散系列が存在し、且つJ(j0, Ω k)<J(k0, Ω k)であるようなk0∈ΩK-Qであるインデックスの一つまたはそれ以上の拡散系列が存在する限り、
【0137】
【数41】
【0138】
として規定される系列c(kM)を割り当て解除し、代わりに、
【0139】
【数42】
【0140】
として規定される系列c(km)を割り当てるステップと、
を含む。
【0141】
他の例によれば、K−Q>1であるならば、既に割り当てられた系列i0の送信を有利にする拡散系列の再割り当てを満足するために、この動的な再割り当ては、
使用可能とされた系列のインデックスのセットΩQに属するjを含む任意の拡散系列c(j)に対するコスト関数J(j,i0)を計算するステップと、
依然として使用されている系列のインデックスのセットΩK-Qに属するkを含む任意の拡散系列c(k)に対するコスト関数J(k,i0)を計算するステップと、
j0∈ΩQであるインデックスj0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在し、且つJ(j0,i0)<J(k0,i0)であるようなk0∈ΩK-Qであるインデックスk0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在する限り、
【0142】
【数43】
【0143】
として規定される系列c(kM)を割り当て解除し、且つ、代わりに、
【0144】
【数44】
【0145】
として規定される系列c(km)を割り当てるステップと、
を含む。
【0146】
このように本実施の形態においては、本発明は、一つまたはそれ以上の拡散系列をマルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのユーザに割り当てる方法に関している。この方法は、可能な系列のセットの中からの所定の拡散系列のセットを考慮して、前記ユーザに前記一つまたは複数の拡散系列を割り当てるステップを有することを特徴とする。
【0147】
【発明の効果】
このように、本発明は、一つまたはそれ以上の拡散系列をマルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのユーザに割り当てる方法において、可能な系列のセットの中からの所定の拡散系列のセットを考慮して、前記ユーザに前記一つまたは複数の拡散系列を割り当てるステップを有する。そのため、考慮されている送信システムの性能に対する干渉項の影響を減衰させることができるテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 MC−CDMAシステムの受信機の振幅応答を示すグラフの例である。
【図2】 長さ8の2つのワルシュ・アダマール系列の要素間の積の遷移の数を示し、本発明の方法を描写する表である。
【図3】 MC−CDMA送信システムの送信機の一例のブロック図である。
【符号の説明】
10,20 乗算器、 30 加算機。
Claims (15)
- マルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのユーザに一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てる方法であって、
前記系列の各要素は、前記ネットワークの送信機において、送信されるデータアイテムと掛け合わされ、それから対応するサブキャリア上に送信されるものであり、
すでに割り当てられている所定のセットの拡散系列を考慮して、全てのアクティブなユーザに前記一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てるステップを有し、
前記割り当ての瞬間に使用可能な全ての拡散系列の中から、拡散系列c (i) と、前記所定のまたは所与のセットの拡散系列との間の干渉を示す関数J (j, Ω k) を最小にする拡散系列c (i) を割り当て、これより、ランクiが以下の関係、
拡散系列c (j) とセットΩ k に属するインデックスkの系列c (k) との間の干渉を示すコスト関数J (j, Ω k) は、拡散系列c (j) と拡散系列c (k) との間の干渉の結果として発生した送信の劣化を示す関数D (j,k) がとる最大値に等しいと規定され、前記系列c (k) は、
前記劣化関数D (j,k) は、
ことを特徴とするテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - マルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのユーザに一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てる方法であって、
前記系列の各要素は、前記ネットワークの送信機において、送信されるデータアイテムと掛け合わされ、それから対応するサブキャリア上に送信されるものであり、
すでに割り当てられている所定のセットの拡散系列を考慮して、全てのアクティブなユーザに前記一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てるステップを有し、
前記割り当ての瞬間に使用可能な全ての拡散系列の中から、拡散系列c (i) と、前記所定のまたは所与のセットの拡散系列との間の干渉を示す関数J (j, Ω k) を最小にする拡散系列c (i) を割り当て、これより、ランクiが以下の関係、
拡散系列c (j) とセットΩ k に属するインデックスkのK個の系列c (k) との間の干渉を示すコスト関数J (j, Ω k) は、拡散系列c (j) と拡散系列c (k) との間の干渉の結果として発生した送信の劣化を示す関数D (j,k) がとる値の平均に等しいと規定され、前記系列c (k) は、
前記劣化関数D (j,k) は、
ことを特徴とするテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - マルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのユーザに一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てる方法であって、
前記系列の各要素は、前記ネットワークの送信機において、送信されるデータアイテムと掛け合わされ、それから対応するサブキャリア上に送信されるものであり、
すでに割り当てられている所定のセットの拡散系列を考慮して、全てのアクティブなユーザに前記一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てるステップを有し、
前記割り当ての瞬間に使用可能な全ての拡散系列の中から、拡散系列c (i) と、前記所定のまたは所与のセットの拡散系列との間の干渉を示す関数J (j, Ω k) を最小にする拡散系列c (i) を割り当て、これより、ランクiが以下の関係、
拡散系列c (j) とセットΩ k に属するインデックスkの系列c (k) との間の干渉を示すコスト関数J (j, Ω k) は、拡散系列c (j) と拡散系列c (k) との間の干渉の結果として発生した送信の劣化を示す関数D (j,k) がとる最大値に等しいと規定され、前記系列c (k) は、
前記劣化関数D (j,k) は、系列c (j) と系列c (k) との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ (j,k) の高周波数成分のサイズが小さいものとして選択される
ことを特徴とするテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - マルチキャリア符号分割多元接続送信ネットワークのユーザに一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てる方法であって、
前記系列の各要素は、前記ネットワークの送信機において、送信されるデータアイテムと掛け合わされ、それから対応するサブキャリア上に送信されるものであり、
すでに割り当てられている所定のセットの拡散系列を考慮して、全てのアクティブなユーザに前記一つまたはそれ以上の拡散系列を割り当てるステップを有し、
前記割り当ての瞬間に使用可能な全ての拡散系列の中から、拡散系列c (i) と、前記所定のまたは所与のセットの拡散系列との間の干渉を示す関数J (j, Ω k) を最小にする拡散系列c (i) を割り当て、これより、ランクiが以下の関係、
拡散系列c (j) とセットΩ k に属するインデックスkのK個の系列c (k) との間の干渉を示すコスト関数J (j, Ω k) は、拡散系列c (j) と拡散系列c (k) との間の干渉の結果として発生した送信の劣化を示す関数D (j,k) がとる値の平均に等しいと規定され、前記系列c (k) は、
前記劣化関数D (j,k) は、系列c (j) と系列c (k) との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ (j,k) の高周波数成分のサイズが小さいものとして選択される
ことを特徴とするテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 前記劣化関数D(j,k)の値が、前記系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ(j,k)に対するフーリエ変換の適用により与えられたものである
ことを特徴とする請求項3または4に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 前記劣化関数D(j,k)の値が、前記系列c(j)と系列c(k)との間の要素間の積の結果として得られるN個の要素からなる系列χ(j,k)に現れる{+1、−1}および{−1、+1}遷移の数により与えられたものである
ことを特徴とする請求項3または4に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 前記所定のセットの拡散系列は、前記割り当ての瞬間に前記ネットワークによって使用されている系列のセットを有する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 前記所定のセットの拡散系列は、前記割り当てる瞬間の後に潜在的に使用可能である系列のセットを有する
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 前記所定のセットの拡散系列は、ユーザが望む送信品質に応じた系列のセットを有する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 一つまたは複数の系列に示される送信品質を考慮して、各ユーザに対して少なくとも一つの拡散系列を割り当てるステップを有する
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 優れた相対送信品質を希望するユーザに対しては、セットΩkに属するインデックスkの所定のまたは所与の系列セットの拡散系列c(k)に対してコスト関数J(j,Ωk)を最小にするような拡散系列c(i)を割り当て、
平均的な送信品質を希望するユーザに対しては、セットΩkに属するインデックスkの所定のまたは所与の系列セットの拡散系列c(k)にコスト関数J(j,Ωk)に平均値を与えるような拡散系列c(i)を割り当て、
その送信品質が最も低いものでよいユーザに対しては、この系列におけるひずみを気にすること無く拡散系列c(i)を割り当てるステップを有する
ことを特徴とする請求項10に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 動的に実行され、したがって、送信中の所定の瞬間に、異なる送信のために依然として必要とされるK−Q個の系列を再割り当てするステップを有する(ここで、Kは、K個の系列の中のQ個の系列(Q<K)が使用可能になる前に既に使用されていた拡散系列の数)
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - 使用可能とされた系列のインデックスのセットΩQに属するjに対して、任意の拡散系列c(j)に対するコスト関数J(j,Ωk)を計算するステップと、
依然として使用されている系列のインデックスのセットΩK-Qに属するkに対して、任意の拡散系列c(k)に対するコスト関数J(j,Ωk)を計算するステップと、
j0∈ΩQであるインデックスj0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在し、且つJ(j0,Ωk)<J(k0,Ωk)であるようなk0∈ΩK-Qであるインデックスk0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在する限り、
を有する
ことを特徴とする請求項12に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - jが使用可能とされた系列のインデックスのセットΩQに属する任意の拡散系列c(j)に対するコスト関数J(j,i0)を計算するステップと、
kが依然として使用されている系列のインデックスのΩK-Qに属する任意の拡散系列c(k)に対するコスト関数J(k,i0)を計算するステップと、
j0∈ΩQであるインデックスj0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在し、且つJ(j0,i0)<J(k0,i0)であるようなk0∈ΩK-Qであるインデックスk0の一つまたはそれ以上の拡散系列が存在する限り、
を有する
ことを特徴とする請求項12に記載のテレコミュニケーションネットワークのユーザに拡散系列を割り当てる方法。 - マルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機であって、
ユーザデータアイテムに少なくとも一つの拡散系列の要素の各々を掛け合わせる乗算手段と、
前記乗算手段から発せられる信号の各々を、サブキャリアの上で変調する変調手段とを備え、
請求項1から14のいずれか一項に記載の方法を実行して、ユーザに対して、少なくとも一つの拡散系列を割り当てる手段を有する
ことを特徴とするマルチキャリア符号分割多元接続送信システムの送信機。
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