JPWO2005002271A1

JPWO2005002271A1 - 受信装置

Info

Publication number: JPWO2005002271A1
Application number: JP2005511109A
Authority: JP
Inventors: 矢野　安宏; 安宏矢野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-08-10
Also published as: CN100568998C; CN1813485A; WO2005002271A1; EP1641305A1

Abstract

本発明の受信装置（移動機）は、制御用共通チャネルを用いて移動機固有の移動機ＩＤが送信データに重畳された状態で送信される場合に、当該移動機ＩＤを検出する構成として、受信信号から移動機ＩＤによる変調を除去する移動機ＩＤ変調除去部（２）と、前記変調除去後の受信信号を復号し、当該復号結果を再符号化し、その後、当該再符号化結果を用いて前記変調除去後の受信信号からさらに送信データによる変調を除去する情報判定／変調除去部（３）と、移動機ＩＤおよび送信データによる変調を除去した受信信号の品質測定を行い、当該品質測定結果に基づいて自移動機ＩＤが前記制御用共通チャネルに含まれているかどうかを判定する自己移動機ＩＤ送信有無判定部（４）と、を備える。

Description

本発明は、システムを構成する各装置に個別に割り当てられた識別子（ＩＤ）を検出することによって、受信信号に自装置宛ての信号が含まれているかどうかを判断する受信装置に関するものであり、特に、伝送路環境が大きく変動する状況であっても、前記識別子を検出可能な受信装置に関するものである。

以下、従来の受信装置について説明する。現在、インターネット等で行われているパケット伝送を、移動体通信の下り回線で行うことが検討されている。パケット通信は、従来型の回線交換通信と比較して、たとえば、ユーザからの要求に応じて伝送速度を変更でき、適応的な通信リソースの配分が可能となる。また、アクセス制御を用いて通信を行っていないユーザとは一時的に通信を停止することによって、通信回線を効率的に利用できる。ただし、上記移動体通信の下り回線において、これらを実現するためには、基地局が宛先の移動機（受信装置に相当）に対して、通信リソースに関する情報や、パケットをどの移動機宛てに送信したのかを示す移動機固有の識別子（移動機ＩＤ）に関する情報、を伝える仕組みが必要となる。
現在、第３世代移動通信方式の標準化団体３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）にて標準化が進められているＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）方式における下りパケット伝送においては、パケット伝送専用の物理チャネルとして、パケット伝送を実際に行うパケット伝送用物理チャネルと、制御情報を伝送する制御用物理チャネルと、の２つが用意され、両者とも複数の移動機によって共用されている。そのため、各移動機が自装置宛てのパケットを認識できるように、基地局からは、どの移動機宛ての送信であるかを示す情報（移動機ＩＤ）や、各移動機宛てに送信されるパケットの大きさ等を示す通信リソースに関する情報が、制御用物理チャネルを用いて送信される。すなわち、移動機は、まず、この制御用物理チャネル上の信号に自移動機ＩＤが含まれているかどうかを判断し、その結果に応じてパケット伝送用チャネル上の信号を復調するかどうかを判断する。
ここで、移動機による上記移動機ＩＤの有無の判定方法の一例について説明する。なお、ここでは、送信側の基地局が、誤り訂正符号化処理およびレートマッチング処理後の送信データを、宛先の移動機ＩＤによりスクランブルしている場合を想定する。
移動機では、まず、事前に自装置に割り当てられている移動機ＩＤから送信データのスクランブルに用いられている自移動機ＩＤコードを生成する。そして、この移動機ＩＤコードを用いて、たとえば、無線復調部によって検波処理された判定対象となるデータ列に対して移動機ＩＤコードの変調除去処理を行い、その後、誤り訂正復号処理およびレートデマッチング処理（レートマッチングの逆処理）を行う。このとき、移動機では、復号結果を得る過程で生成した情報量、たとえば、パスメトリック値を用いて、上記判定対象のデータ列に自移動機ＩＤが含まれているかどうかを判定する。
上記パスメトリック値を用いた判定の具体例としては、たとえば、「ＶｉｔｅｒｂｉＰａｔｈＭｅｔｒｉｃＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ（ＶＰＭＤ）Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」がある（非特許文献１参照）。この例では、誤り訂正符号の復号に広く用いられるＶｉｔｅｒｂｉ復号を行う場合に、最終の生き残りパスを選択する際の、２つのパスメトリック値の差を算出し、その差の値が所定のしきい値より大きければ、自移動機ＩＤが送信されている、と判断する。
上記従来技術によれば、たとえば、複数の移動機によって共有される制御用共通チャネルを用いて移動機ＩＤが送信され、当該移動機ＩＤの送信にあたって誤り訂正符号化が適用される場合、誤り訂正復号時に得られるパスメトリック値を用いて自移動機ＩＤが含まれているかどうかを判定する。これにより、一般的に考えられる、「１サブフレーム分の全ての送信データを復調した後にＣＲＣビットを用いた誤り検出を行い、その後、移動機ＩＤが正しく復調されているかを確認する方法」と比較して、すなわち、「１サブフレームの全てのデータ復調を完了してから移動機ＩＤの有無を判定する方法」と比較して、移動機ＩＤの有無の判定にかかる処理時間を大幅に低減できる。
Ｌｕｃｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，"ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＨＳ−ＳＣＣＨ"，ＴｄｏｃＲ１−０２−０６４９，３ＧＰＰＴＳＧ−ＲＡＭＷＧ１＃２５，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ，Ａｐｒｉｌ９−１２，２００２．しかしながら、上記、従来の受信装置（移動機）においては、上記のように復号の過程で得られるパスメトリック値が伝送路環境に依存するため、すなわち、そのパスメトリック値が伝送路環境によって大きく変動するため、正確に移動機ＩＤを判定できない可能性がある、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送路環境の良し悪しにかかわらず、複数ユーザにて共用される制御用物理チャネル上の信号に自移動機ＩＤが含まれているかどうかを、確実に判定可能な受信装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる受信装置にあっては、装置固有の識別子が割り当てられ、かつ、複数の装置が共通に使用する共通チャネルにおいて当該識別子が送信データに重畳された状態で送信される場合に、当該自識別子を検出する受信装置であって、受信信号から前記識別子による変調を除去する識別子変調除去手段（後述する実施の形態の移動機ＩＤ変調除去部２に相当）と、前記変調除去後の受信信号を復号し、当該復号結果を再符号化し、その後、当該再符号化結果を用いて前記変調除去後の受信信号からさらに送信データによる変調を除去する送信データ変調除去手段（情報判定／変調除去部３に相当）と、前記識別子および送信データによる変調を除去した受信信号の品質測定を行い、当該品質測定結果に基づいて自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定する識別子送信有無判定手段（自己移動機ＩＤ送信有無判定部４に相当）と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、制御用物理チャネルによって、たとえば、各移動機用の移動機ＩＤ（装置固有の識別子）が送信されている場合に、移動機（受信装置）が、受信信号の品質測定結果に基づいて自移動機ＩＤの有無を判定する。

第１図は、本発明にかかる受信装置の構成を示す図であり、第２図は、伝送フォーマット生成処理を示す図であり、第３図は、実施の形態１の自己移動機ＩＤ送信有無判定部の構成を示す図であり、第４図は、実施の形態２の自己移動機ＩＤ送信有無判定部の構成を示す図である。

以下に、本発明にかかる受信装置（受信側の通信装置）の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
第１図は、本発明にかかる受信装置（移動機）の構成を示す図であり、この受信装置は、移動機ＩＤコード生成部１と、移動機ＩＤの変調除去部２と、情報判定／変調除去部３と、自己移動機ＩＤ送信有無判定部４と、を備える。また、上記情報判定／変調除去部３は、誤り訂正復号部３１と、再符号化部３２と、情報変調除去部３３から構成される。本実施の形態では、３ＧＰＰにおける標準化規格「ＴＳ２５．２１２Ｖｅｒｓｉｏｎ５．４．０」により規定された伝送フォーマット生成処理を実行し、この処理によって生成された制御情報を、制御用物理チャネルを用いて伝送する場合について説明する。
ここで、本実施の形態の受信装置の特徴的な動作を説明する前に、上記標準化規格「ＴＳ２５．２１２Ｖｅｒｓｉｏｎ５．４．０」により規定された伝送フォーマット生成処理（送信側装置の処理）を簡単に説明する。
第２図は、上記伝送フォーマット生成処理を示す図であり、ここでは、基地局における送信データが最上段に示され、最下段には、基地局が最終的に送信する時点における伝送フォーマットが示されている。なお、移動機は、受信時、第２図と逆の処理を行って元の送信データを再生する。また、制御用物理チャネルによる制御情報の送信単位は、３ＧＰＰにおける３スロット（３×０．６６７ｍｓ）が一つの単位とされ、この単位をサブフレームと呼ぶ。また、図中、各データの内部の数値は情報ビット数を表している。また、最上段の送信データは、拡散符号に関する７ビットの情報Ｘｃｃｓ等、複数の情報によって構成され、その中には送信対象となる移動機の識別情報である１６ビットの移動機ＩＤ１００が含まれている。
たとえば、送信データは、第１のグループ１０１と移動機ＩＤ１００と第２のグループ１０２に分けられる。まず、送信側装置では、第１のグループ１０１に対して誤り訂正符号化処理およびレートマッチング処理（送信するデータ量を伝送フォーマット上で伝送可能な情報量に合わせるための処理）等を施し、その結果として４０ビットの情報１０３を生成する。また、同様に、移動機ＩＤ１００に対しても誤り訂正符号化処理およびレートマッチング処理等を施し、その結果として４０ビットの移動機ＩＤコード１０４を生成する。その後、送信側装置では、情報１０３に対して移動機ＩＤコード１０４によるスクランブル処理を施し、その結果として生成されるコーディング後のデータ１０５を、制御用物理チャネルにおけるサブフレームの第１スロット１０６にマッピングする。なお、レートマッチング後の情報１０３および移動機ＩＤ１０４はバイナリのため、スクランブルは、法２加算（Ｅｘｃｌｕｓｉｖｅ−ＯＲ演算）にて実現できる。
一方で、送信側装置では、第１のグループ１０１と第２のグループ１０２とを用いて生成したＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）ビット１０７に対して、移動機ＩＤ１００によるスクランブル処理を施し、その結果として情報１０８を生成する。その後、第２のグループ１０２の後端に情報１０８を付加して、情報１０９を生成する、最後に、送信側装置は、情報１０８に対して誤り訂正符号化処理およびレートマッチング処理を施し、その結果として得られる情報１１０を、制御用物理チャネルにおけるサブフレームの第２スロット１１１と第３スロット１１２にマッピングする。
つづいて、第１図に示す移動機の動作について説明する。まず、事前に自移動機に割り当てられている移動機ＩＤを受け取った移動機ＩＤコード生成部１では、送信データに重畳されている自移動機の移動機ＩＤコードを出力する。移動機ＩＤ変調除去部２では、上記移動機ＩＤコードを用いて、たとえば、無線復調部によって検波された判定対象のデータ列に対して移動機ＩＤコードの変調除去処理（デスクランブル）を行う。この変調除去処理は、一般的に、法２加算により実現できる。なお、各移動機に割り当てられる移動機ＩＤがコーディングされずにそのまま送信データに重畳される場合には、移動機ＩＤコード生成部２による生成処理を省略できる。
上記変調除去後の判定対象のデータ列を受け取った情報判定／変調除去部３では、まず、誤り訂正復号部３１が、送信側にて誤り訂正符号化された当該判定対象のデータ列を復号し、その復号結果に含まれる送信データを判定する。つぎに、再符号化部３２では、上記判定結果に対して再度誤り訂正符号化を行い、上記判定対象のデータ列のレプリカを作成する。最後に、情報変調除去部３３では、当該レプリカを用いて、上記変調除去後の判定対象のデータ列に対してさらに送信データによる変調の除去処理を行う。この変調除去処理も、一般的に、法２加算にて実現できる。
自己移動機ＩＤ送信有無判定部４では、上記情報判定／変調除去部３の出力の品質を測定し、その測定結果に基づいて、元の判定対象のデータ列に自移動機に割り当てられた移動機ＩＤ（自移動機ＩＤ）が含まれているかどうかを判定する。たとえば、情報判定／変調除去部３の出力は、上記の処理によって、自移動機ＩＤおよび送信データによる変調成分が除去されているので、判定対象のデータ列に自移動機ＩＤおよび送信データが含まれ、かつ、伝送路による伝送誤りが含まれていない場合には、無変調の（全データの極性や値が揃った）データが出力される。そのため、自移動機ＩＤが送信されていない場合の品質測定の結果と比較して、自己移動機ＩＤ送信有無判定部４における品質測定結果が良好となる。
第３図は、実施の形態１の自己移動機ＩＤ送信有無判定部４の構成を示す図であり、品質測定部４１と判定器４２から構成される。また、品質測定部４１は、平均化部４１１，４１４と、二乗器４１２，４１３と、減算器４１５と、除算器４１６と、から構成される。
たとえば、自移動機ＩＤおよび送信データによる変調を除去された判定対象のデータ列が品質測定部４１に入力された場合、まず、平均化部４１１と二乗器４１２では、平均値の二乗値（信号電力Ｓに相当）を求める。同時に、二乗器４１３と平均化部４１４では、二乗結果の平均値を求める。減算器４１５では、信号電力Ｓから上記二乗結果の平均値を減ずることで、判定対象のデータ列の分散（干渉および雑音電力Ｉに相当）を求める。そして、除算器４１６では、上記平均値の二乗値と分散の二つの比を求めることで、判定対象のデータ列の品質（ＳＩＲに相当）を求める。その後、判定器４２では、当該品質を別途与えられる判定用しきい値と比較し、当該品質がしきい値以上であれば、自移動機ＩＤが受信データ中に含まれている、と判定する。なお、ここで求められた品質は、元の判定対象のデータ列と、自移動機ＩＤおよび移動機にて判定した送信データを用いて生成したデータ列と、の間で、両者のレベルを揃えて求めたユークリッド距離を表しており、この値を用いた判定を行っている。
このように、本実施の形態においては、制御用物理チャネルによって各移動機用の移動機ＩＤが送信されている場合であっても、受信データの品質測定結果に基づいて自移動機ＩＤの有無を判定しているので、伝送路環境の良し悪しにかかわらず、当該判定をより確実に行うことができる。
実施の形態２．
実施の形態２では、実施の形態１にて説明した品質測定部４１の構成をより簡略化し、回路規模の削減を実現する。
第４図は、実施の形態２の自己移動機ＩＤ送信有無判定部４の構成を示す図であり、品質測定部４１ａと判定器４２から構成される。また、品質測定部４１ａは、対数演算器４１７，４１８と、減算器４１９と、を備える。品質測定部４１ａと実施の形態１の品質測定部４１とを比較すると、除算器４１６のかわりに、品質測定を行うための対数演算器４１７，４１８および減算器４１９が具備されている点が異なっている。なお、受信装置（移動機）の全体構成については、先に説明した実施の形態１の第１図と同様のため、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、先に説明した実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。
実施の形態２では、判定対象のデータ列の品質を求めるための除算器４１６による除算処理を、対数演算（対数演算器４１７および４１８の処理）後の減算処理（減算器４１９の処理）に置き換えている。これらの処理は、機能的に同義であるが、乗除算処理を実現するための回路は、加減算処理を実現するための回路と比較して規模が大きくなるため、このような構成により回路規模を削減する。なお、対数演算器４１７と４１８は、メモリを使用したテーブル引きで実現してもよいし、近似計算を行う回路で実現してもよい。また、対数演算器４１７，４１８で用いられる対数の底の値には、別途与えられる判定用しきい値を適宜変更することによって、自然対数の底や１０や２等の任意の数値を用いることができる。
このように、本実施の形態においては、判定対象のデータ列の品質を求める場合に、回路規模の大きい除算器を用いずに、回路規模の小さい対数演算器と減算器を用いることとした。これにより、回路規模を削減しつつ同一の機能を実現することができる。
なお、上記実施の形態１および２においては、１つのデータ列を用いて自移動機ＩＤの有無を判定する場合について説明したが、実際には、３ＧＰＰの標準化規格ＴＳ２５．２１２Ｖｅｒｓｉｏｎ５．４．０やＴＳ２５．２１１Ｖｅｒｓｉｏｎ５．３．０に記されているように、複数の拡散用符号を用いて並列に（同時かつ複数の）移動機ＩＤが送信される場合がある。その場合には、判定対象のデータ列も複数用意する必要がある。
このような場合には、上記の実施の形態１および２における品質測定部４１や４１ａを判定対象のデータ列数分だけ用意するか、または、品質測定部４１や４１ａを時分割で使用する。そして、判定対象データ列毎の品質測定結果を求め、それらを比較して最も測定品質が良好なデータ列を選択し、その後、判定器４２による品質の絶対判定を行う。また、品質測定結果の比較を行う場合は、たとえば、相対的なしきい値を用いて、一定以上の差がない場合には自移動機ＩＤが送信されていないと判定する等、さらに判定性能の向上させることとしてもよい。これにより、制御用物理チャネルに並列に移動機ＩＤが送信された場合であっても、自移動機ＩＤの有無の判定を、確実に、回路規模を削減しつつ実現できる。

以上のように、本発明にかかる受信装置は、３ＧＰＰ標準化規格により規定された通信システムにおいて有用であり、特に、伝送路環境が大きく変動する状況が想定される無線通信システムに適している。

Claims

装置固有の識別子が割り当てられ、かつ、複数の装置が共通に使用する共通チャネルを用いて当該識別子が送信データに重畳された状態で送信される場合に、当該自識別子を検出する受信装置において、
受信信号から前記識別子による変調を除去する識別子変調除去手段と、
前記変調除去後の受信信号を復号し、当該復号結果を再符号化し、その後、当該再符号化結果を用いて前記変調除去後の受信信号からさらに送信データによる変調を除去する送信データ変調除去手段と、
前記識別子および送信データによる変調を除去した受信信号の品質測定を行い、当該品質測定結果に基づいて自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定する識別子送信有無判定手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。
前記識別子送信有無判定手段は、ユークリッド距離を用いた品質測定を行うことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の受信装置。
前記識別子送信有無判定手段は、さらに、自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定する際に、特定のしきい値を用いて判定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の受信装置。
前記識別子送信有無判定手段は、さらに、自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定する際に、特定のしきい値を用いて判定することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の受信装置。
複数の送信用符号を用いて前記共通チャネルに複数の識別子が同時に送信される場合、
前記識別子送信有無判定手段は、送信用符号毎に品質測定を行い、それらを比較して品質が最良の送信用符号を選択し、当該選択結果を用いて自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の受信装置。
複数の送信用符号を用いて前記共通チャネルに複数の識別子が同時に送信される場合、
前記識別子送信有無判定手段は、送信用符号毎に品質測定を行い、それらを比較して品質が最良の送信用符号を選択し、当該選択結果を用いて自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の受信装置。
複数の送信用符号を用いて前記共通チャネルに複数の識別子が同時に送信される場合、
前記識別子送信有無判定手段は、送信用符号毎に品質測定を行い、それらを比較して品質が最良の送信用符号を選択し、当該選択結果を用いて自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の受信装置。
複数の送信用符号を用いて前記共通チャネルに複数の識別子が同時に送信される場合、
前記識別子送信有無判定手段は、送信用符号毎に品質測定を行い、それらを比較して品質が最良の送信用符号を選択し、当該選択結果を用いて自識別子が前記共通チャネルに含まれているかどうかを判定することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の受信装置。
前記識別子送信有無判定手段は、相対しきい値を用いて前記品質測定の比較を行うことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の受信装置。
前記識別子送信有無判定手段は、相対しきい値を用いて前記品質測定の比較を行うことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の受信装置。
前記識別子送信有無判定手段は、相対しきい値を用いて前記品質測定の比較を行うことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の受信装置。
前記識別子送信有無判定手段は、相対しきい値を用いて前記品質測定の比較を行うことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の受信装置。