JP2005510125A - Cdma通信ネットワーク容量を増加させる方法及び通信端末装置 - Google Patents
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Abstract
ネットワークインフラと複数の移動端末装置とを備えた符号分割多元接続通信システムにおける方法であって、同期信号と別の非直交信号とで構成されたコンポジット信号をネットワークインフラから送信する工程(210)と、コンポジット信号を符号分割多元接続通信システムの複数の移動端末装置で受信する工程(220)と、複数の移動端末装置の少なくとも一部からの同期信号をキャンセルする(230)ことで符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成る方法。
Description
本発明は一般に符号分割多元接続(CDMA)通信システムに関し、特に、CDMA通信システムの容量を増加させる方法及び通信端末装置に関する。
符号分割多元接続(CMDA)通信システムの上りリンク容量をパイロット信号のキャンセル処理を用いて増加させることが提案されてきた。非特許文献1、非特許文献2、非特許文献3。
例えば、特許文献1及び特許文献2に開示されているように、RAKE受信機の収集及び集積化に先立ち復元パイロット信号を減算することは既知である。更に、例えば、特許文献1、特許文献3、特許文献4、特許文献5に開示されているように、パイロットチャネル干渉をシンボルレートでRAKE受信機の出力から減算することも既知である。
同期チャネルとページングチャネルとの間の移動オフセットを用いることで、同期チャネルに起因するページングチャネル干渉を改良するという3GPP提案がある。しかし移動オフセットは干渉を低減はせず、むしろ時間的にユーザ機器(UE)の中で均一に分割する。更に移動オフセットは、同期チャネルにより引き起こされた、音声トラフィックを含むデータなど他のチャネルへの干渉も除去しない。
本発明の様々な態様、特徴、利点が、添付の図面と共に以下に説明する下記の発明を実施するための最良の形態を注意深く検討することで、当業者には更に完全に明らかとなるであろう。
米国特許第6,009,089号「コヒーレント無線符号分割多元接続受信機のパイロット干渉キャンセル(Pilot Interference Cancellation For A Coherent Wireless Code Division Multiple Access Receiver)」
米国特許第5978413号「複数の多元接続伝送を処理する方法及びシステム(Method And System For Processing A Plurality of Multiple Access Transmissions)」
国際公開公報01/05052号「CDMA受信機の干渉抑制(Interference Suppression In A CDMA Receiver)」
米国特許第5,323,418号「インバウンドメッセージを回復するために干渉キャンセルを利用した符号分割多元接続インバウンドメッセージ通信システム(Code Division Multiple Access Inbound Messaging System Utilizing Interference Cancellation to Recover Inbound Messages)」
国際公開公報98/43362号「スペクトラム拡散雑音を低減するための方法及び装置(Method And Apparatus For Reducing Spread−Spectrum Noise)」
Intel Corporation「ダウンリンク容量を増加させる手段としてのCPICH干渉キャンセル(CPICH Interference Cancellation as a Means for Increasing Downlink Capacity)」3GPP TSG−RAN作業委員会、TSGR1−00−1371、2000年11月
Intel Corporation「DL容量を増加させる手段としてのCPICH干渉キャンセルの更なる結果(Further Results on CPICH Interference Cancellation as A Means for Increasing DL Capacity)」3GPP TSG−RAN作業委員会、TSGR1−01−0030、2001年1月
Intel Corporation「DL容量を増加させる手段としてのCPICH干渉キャンセル(CPICH Interference Cancellation as A Means for Increasing DL Capacity)」3GPP TSG−RAN作業委員会、TSGR4−01−0238、2001年2月
図1では、CDMA通信システム10がネットワークインフラで構成されており、このネットワークインフラは、複数の基地局12及び対応する制御装置14と、当業者に既知のCDMA通信システムに特有な他のインフラとを備え、このCDMA通信システム10は複数の移動端末装置16の通信を可能にしている。通信システムにはW−CDMA通信システムがある。
図2のブロック210では、基地局12が、符号分割多元接続通信システムの第1の非直交信号と第2の非直交信号とで構成されたコンポジット信号を送信する。ある実施形態では、特に、コンポジット信号は同期信号と他の信号とで構成され、例えば、他の信号は互いに直交するパイロット信号及びデータ信号である場合がある。しかしパイロット信号及びデータ信号は同期信号に対しては非直交である。
3GPP W−CDMA通信システムでは、同期信号は1次信号と2次信号とで構成された周期性の「集中的な(bursty)」信号であり、1次信号及び2次信号は両方とも他の信号に対し非直交である。しかし、他の実施形態では、同期信号は集中的でなくてもよく、単一の成分のみないしは多数の成分で構成されてもよい。
図2のブロック220では、第1の非直交信号及び第2の非直交信号が移動端末装置で受信される。代表的な実施形態では、第1の信号及び第2の信号には、同期(synchronization、sync)信号が含まれ、この同期信号はコンポジット信号の他方の信号に対し非直交である。
図3は、受信機のベースバンド処理部320に接続されている無線周波数及びディジタル−アナログ変換部310から一般に構成された代表的な端末装置である。代表的な実施形態では、受信機のベースバンド処理部には、信号探索部322と、RAKE前部324、RAKE部326、およびRAKE後部328を備えたRAKE処理部と、補助部330とがある。
図4において、図3のRAKE部326に対応して、RAKE処理部には、出力が合計される複数のN個のRAKEフィンガがあり、このRAKEフィンガはN個の対応する信号光線を当業者に一般に既知の通りに処理するためのものである。代表的な実施形態では、信号探索部322は、当該分野で周知のように、タイミング、制御、他の情報を同期信号から得る。
通信システム、例えば3GPP W−CDMAシステムなどでは、同期信号は、ダウンリンク無線受信機、即ち、ユーザ機器(UE)ないしは移動端末装置の性能を劣化させてシステム容量を減少させる傾向がある。同期信号はコンポジット信号の他の成分に対し非
直交であるため、受信機のRAKE処理部は同期信号干渉を除去しない。平坦フェージングないしは見通し距離の条件下では、同期信号干渉は1〜2dBの大幅な性能劣化を引き起こす恐れがあり、特に、同期チャネル信号が最も強い基地局の近くではその恐れがある。
直交であるため、受信機のRAKE処理部は同期信号干渉を除去しない。平坦フェージングないしは見通し距離の条件下では、同期信号干渉は1〜2dBの大幅な性能劣化を引き起こす恐れがあり、特に、同期チャネル信号が最も強い基地局の近くではその恐れがある。
図2のブロック230では、第1の非直交信号及び第2の非直交信号のうち一方が移動端末装置でキャンセルされることで、通信システムの上りリンク容量が増加される。代表的な実施形態では、推定干渉の項を端末装置のRAKE処理部から減算することにより、同期信号は端末装置のRAKE処理部でキャンセルされる。
実施形態によっては、同期信号が所定の閾値を上回る場合のみ同期信号が端末装置のRAKE処理部からキャンセルされる。場合によっては、閾値は非常に低くないしはゼロに設定され、これにより受信された同期信号がすべてキャンセルされる。別の応用例では、閾値は高く設定され、その結果、同期信号の一部だけ、例えば特定の信号強度を備えた同期信号だけキャンセルされるか、あるいは選択された基地局から同期信号をキャンセルすることで同期信号が一部だけキャンセルされる。
図5は、RAKEフィンガ及び代表的な同期チャネルキャンセル部510のより詳細な図である。図5において、一般に、キャンセル部510は、対応する同期信号干渉の項から減算するための、推定同期信号干渉の項を生成する。キャンセル、よって減算は、チップレート加算器520で行われてもよいしシンボルレート加算器530で行われてもよい。シンボルレート減算は、以下に説明するようにRAKEフィンガで行われてもよいし、図4のRAKEフィンガの加算410の出力で行われてもよい。これは、これら2つの技術は数学的に同等の操作に相当するためである。
図6は、推定干渉の項を生成する代表的な同期キャンセルアーキテクチャの詳細な図である。同期信号がバーストモードで送信される場合、同期信号バーストと同期して端末装置のRAKE処理部から推定同期信号干渉の項の減算が行われる。
キャンセルアーキテクチャはコード相互相関器610を備え、コード相互相関器610の出力は乗算器630で整合フィルタ自己相関器620の信号を掛けられ、乗算器630の出力は加算器640でL−1個の他のシンボル間干渉(ISI)の項と合計され、加算器640の出力は乗算器660でチャネル推定器650の信号を掛けられ、乗算器660の出力は加算器670で他のN−1個のマルチパス光線によるN−1個の同類項と合計される。パラメータL及びNは、性能と設計の複雑さとの間のコスト的な相殺を最も良好にもたらすよう設計者により選択可能である。当業者には推定同期干渉の項が代替の方式でも生成されることが認識されるはずである。
同期信号の端末装置でのキャンセルにより、リンクレベルバジェット、例えばSIR対BER、ないしは同様な測定値が大幅に改善される。図7は、同期チャネルキャンセルをパラメータとしセル形状でリンクレベル性能を示す一群の曲線であり、この一群の曲線は端末装置での同期チャネルキャンセルの有効性を実証している。各曲線は、このシミュレーションが移動端末装置の付加的な白色ガウス雑音としてモデル化されるよう他のセル干渉Iocで割った必要な基地局送信電力(Tx_Eb)のTx_Eb/Ioc対サービスフレーム誤り率(SFER)のグラフである。各曲線に関係するパラメータは、同期キャンセル状態(オンないしはオフ)及びI^or/Ioc値である。I^or/Iocは基地局から端末装置までの相対的な近さの量である。I^or/Ioc値が大きくなるに従い、端末装置は基地局に近接する。図7では、移動端末装置が0dBのI^or/Ioc値で作動しているときは、リンクバジェットの改善はごくわずか(0.1dB未満)である。しかし、I^or/Iocが約12dBに相当する場合は、SFERが10−2の際にリンクバ
ジェットは約2.3dB改善され、この改善は性能の実質的なゲインである。
ジェットは約2.3dB改善され、この改善は性能の実質的なゲインである。
本発明及び本発明の最良の形態であると考えられるものを、発明者による本発明の所有を確立し、かつ当業者が本発明を製造及び使用できるように説明したが、本願で開示された代表的な実施形態と同等なものが多数あり、代表的な実施形態によってではなく添付の請求項により限定される本発明の範囲及び精神から逸れることなくこの実施形態に無数の修正及び変形をなし得ることが理解され認識されるだろう。
なお、国際出願の英文明細書では、I^orの「I^」は、Iの真上に^の記号が付いていたが、この翻訳文では便宜上I^と表した。
Claims (20)
- 符号分割多元接続移動通信端末装置における方法であって、
前記端末装置で第1の信号を受信する工程と、
前記端末装置で第2の信号を受信する工程と、前記第1の信号は前記第2の信号に対し非直交であることと、
符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成り、前記第1の非直交信号及び前記第2の非直交信号は前記符号分割多元接続通信システムから受信され、前記上りリンク容量を増加させる工程は、前記第1の信号及び前記第2の信号のうち一方を前記端末装置のRAKE処理部でキャンセルすることで行われる方法。 - 前記第1の信号が同期信号であり、上りリンク容量を増加させる前記工程が、前記同期信号を前記端末装置の前記RAKE処理部でキャンセルすることで行われる請求項1に記載の方法。
- 前記同期信号の強度が所定の閾値を上回る場合のみ、前記端末装置の前記RAKE処理部で前記同期信号をキャンセルする請求項2に記載の方法。
- 前記同期信号が1次成分と2次成分とで構成されたコンポジット信号であり、リンク容量を増加させる前記工程が、前記同期信号の前記1次成分及び前記2次成分をキャンセルすることで行われる請求項2に記載の方法。
- 前記端末装置の前記RAKE処理部のRAKEフィンガから第1の信号推定干渉の項を減算することで前記第1の信号をキャンセルする請求項1に記載の方法。
- 前記第1の信号及び前記2の信号を受信する前記工程が、前記第1の信号と前記第2の信号とで構成されたコンポジット信号を受信することで行われる請求項1に記載の方法。
- 前記第1の信号が同期信号であり、上りリンク容量を増加させる前記工程が、前記端末装置の前記RAKE処理部から推定同期信号干渉の項を減算することにより前記同期信号をキャンセルすることで行われる請求項6に記載の方法。
- 前記端末装置の前記RAKE処理部のRAKEフィンガのうち全部ではないRAKEフィンガから同期信号干渉の項を減算することで前記同期信号をキャンセルする請求項7に記載の方法。
- 前記端末装置の前記RAKE処理部のRAKEフィンガの全部から対応する同期信号干渉の項を減算することで前記同期信号をキャンセルする請求項7に記載の方法。
- 基地局のネットワークを有する符号分割多元接続通信システムにおける方法であって、
第1の非直交信号と第2の非直交信号とで構成されたコンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの基地局から送信する工程と、
前記コンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの移動端末装置で受信する工程と、
前記移動端末装置で第1の非直交信号及び第2の非直交信号のうち一方をキャンセルすることで前記符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成る方法。 - 前記第1の信号及び前記第2の信号のうちの一方が、前記第1の信号及び前記第2の信号のうちの他方に対し非直交な同期信号であり、上りリンク容量を増加させる前記工程が、
前記移動端末装置のRAKE処理部から推定同期信号干渉の項を減算することにより前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルすることで行われる請求項10に記載の方法。 - 前記符号分割多元接続通信システムの前記基地局から前記同期信号をバーストモードで送信し、前記同期信号バーストと同期して前記移動端末装置の前記RAKE処理部から推定同期信号干渉の項を減算することにより前記同期信号バーストを前記移動端末装置でキャンセルする請求項11に記載の方法。
- 前記移動端末装置の前記RAKE処理部のRAKEフィンガの全部から同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項11に記載の方法。
- 前記移動端末装置の前記RAKE処理部のRAKEフィンガのうち全部ではないRAKEフィンガから同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項11に記載の方法。
- 前記同期信号の特性が所定の閾値を上回る場合のみ、前記移動端末装置の前記RAKE処理部から前記同期信号をキャンセルする請求項11に記載の方法。
- ネットワークインフラと複数の移動端末装置とで構成された符号分割多元接続通信システムの方法であって、
同期信号と別の非直交信号とで構成されたコンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの前記ネットワークインフラから送信する工程と、
前記コンポジット信号を前記符号分割多元接続通信システムの前記複数の移動端末装置で受信する工程と、
前記複数の移動端末装置の少なくとも一部から前記同期信号をキャンセルすることで前記符号分割多元接続通信システムの上りリンク容量を増加させる工程とから成る方法。 - 前記移動端末装置のRAKEフィンガ出力から推定同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置のRAKE処理部から前記同期信号をキャンセルする請求項16に記載の方法。
- 前記同期信号が所定の閾値を上回る場合のみ、前記移動端末装置のRAKE処理部から前記同期信号をキャンセルする請求項16に記載の方法。
- 前記移動端末装置の前記RAKE処理部のRAKEフィンガのうち全部ではないRAKEフィンガについて同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項16に記載の方法。
- 前記移動端末装置の前記RAKE処理部のRAKEフィンガの全部について同期信号干渉の項を減算することで前記移動端末装置で前記同期信号をキャンセルする請求項16に記載の方法。
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