JP5080625B2 - 通信システムにおいて逆方向リンク伝送に確認応答するための方法および装置 - Google Patents
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Description
本特許出願は、2003年9月8日に出願された仮出願第60/501,555号(“Method and Apparatus for Acknowledging Reverse Link Transmissions in a Communication System”)に対して優先権を主張しており、仮出願第60/501,555号は、本発明の譲受人に譲渡され、これにより、本明細書において参照によって明らかに取り入れられている。
本発明は、概ね、通信システム、とくに、通信システムにおける逆方向リンク伝送に確認応答するための方法および装置に関する。
Sは、フレーム長であり、
Mは、1スロット当りの符号シンボル数であり、
Nは、1フレーム当りのスロット数であり、
Rは、符号反復因数であることと、
電力制御伝送に対して利得を設定することと、結果のフレームを変調することと、指定チャネル上のフレームを、直角拡散を使用して拡散することと、その結果を確認応答として伝送することとを含む。
Sは、フレーム長であり、
Mは、1スロット当りの符号シンボル数であり、
Nは、1フレーム当りのスロット数であり、
Rは、符号反復因数であり、
電力制御伝送に対して利得を設定し、結果のフレームを変調し、指定チャネル上の結果のフレームを、直角拡散を使用して拡散し、その結果を確認応答として伝送するプロセッサを含む。
Sは、フレーム長であり、
Mは、1スロット当りの符号シンボル数であり、
Nは、1フレーム当りのスロット数であり、
Rは、符号反復因数であり、
電力制御伝送に対して利得を設定し、結果のフレームを変調し、指定チャネル上の結果のフレームを、直角拡散を使用して拡散し、その結果を確認応答として伝送するプロセッサを含む。
Mを、1フレームスロット当りのACKチャネル符号シンボル数とする;
Nを、1フレーム当りの独立スロット数とする;
Rを、符号反復因数とする;
Sを、ACKチャネルシンボル数として表現される、ACKチャネルフレームの長さとする。
上述の変数の各々は、ACKチャネルの性能を向上するように選択され得る。符号干渉を最小にし、一方でピークの性能を維持する値が選択されるべきである。例示的な符号を次に記載する。
この符号は、48ユーザまでを支援することができ、5ミリ秒のフレームになる。1スロット当りのACK符号シンボル数は、行列によって表される。この符号において、符号は、W8の反復によって生成され、なお、反復は48シンボル離れている。
この符号も、48ユーザまでを支援することができ、5ミリ秒のフレームになる。符号は、M16、すなわち長さ16のm系列構成符号の反復によって生成され、なお、反復は48シンボル離れている。
この符号は、64ユーザまでを支援することができ、6.67ミリ秒のフレームになる。この符号は、M64、すなわち長さ64のm系列構成符号の反復であり、なお、反復は64シンボル離れている。
可能なチャネル構造は、TDMのみ、CDMのみ、およびハイブリッドTDM/CDMとして分類されることができる。各潜在的なチャネル構造は、異なる長所および制限をもつ。
確認応答チャネル構造を生成する際の問題は、厳格な復号誤り性能要件によって表される。目標誤り率は低く、偽警報(false alarm)に対して0.1%、失敗検出(missed detection)に対して1%程度である。本明細書では全ての記載されているチャネル構造において、5ミリ秒のフレーム長、W64のチャネル化符号、および48までの支援されるユーザが仮定されている。W64では、1PCG当りに24の使用可能な符号シンボルがあるので、4PCGのフレーム長では、理論上では、96ユーザ(または、IおよびQの両者で192ユーザ)が支援される。反復因数2が、TDMおよびハイブリッドのTDM/CDMの場合に時間ダイバーシティを達成し、CDMのみの場合はクロストークを低減することを可能にすると、48ユーザが支援されることになる。後者は、確認応答チャネルフレーム内で符号語を反復することによって達成される。確認応答チャネル(ACK)におけるオン/オフの符号化、すなわちACKは‘+1’にマップされ、一方で(否定の確認応答である)NAKは‘0’にマップされると仮定する。
AWGNにおける要求ピーク確認応答チャネル電力の単純な推定は、次のように計算され得る。NAKとACKとの間の距離(distance)、dは、閾値から信号点への要求最短距離(各々は、雑音に対して正規化されている)の和として計算される。
なお、位相推定が完璧であると仮定すると、コヒーレントなBPSKの復号のために、分母に2の因数が必要である。目標の復号誤り率の確率を代入すると、Eb/Nt=11.7デシベルが得られる。上述の仮定を使用すると、処理利得は、
64*4=128=21.1デシベル
として簡単に計算できる。0デシベルのFLの幾何学的配置では、要求される正規化されたピークのF−ACKCHの電力は、11.7デシベル−21.1デシベル=−9.4デシベルであり、すなわち、1ユーザ当りに総BS電力の11%である。−5デシベルのFLの幾何学的配置では、要求ピーク電力は、1ユーザ当りに総BS電力の33%になるであろう。フェージングチャネルの場合では、要求ピーク電力は、より一層高い。基地局はこのピーク電力要求を支援できそうにないと考えられ、したがって、TDMのみのアプローチは実際的ではない。
CDMのみのアプローチは、ハイブリッドTDM/CDMのアプローチの副次的な場合であると考えられるので、これらの2つのアプローチは、一緒に検討される。1フレーム当りの時間スロットの正確な数は、別途記載される折り合いの最適化によって決定されるべきである。
周知の二値直交行列構成は、2の冪であるMにおいて、m系列構成である。構成は、2段階の処理として、最も簡単に説明することができる。
2.全て‘+’の行および全て‘+’の列を加えることによって、サブマトリックスをM×Mの次元に拡張する。
チャネル化符号を使用すると、異なる符号語の対の性能間に若干(ウォルシュ構成ではより多く、m系列構成ではより少ない)の変化が予測される。CDM方式の何れかにおける最悪の符号語の対の性能を向上することができ、その結果、ユーザの符号語の割り当てが、符号語の反復間で置換されると、相互相関の問題が低減される。これは、高い電力のACKチャネルが、特定のCDMスロットにおいて、低い電力の確認応答チャネルを強く干渉するとき、反復スロットにおいて、同じ状態が生じ難くなることを保証するであろう。時間にしたがって変化する‘擬似ランダム’置換も使用され得るが、適切な規則正しい置換は、‘擬似ランダム’置換よりも、より良く働くと予測される。適切な規則正しい置換を検出することは、一般的な場合には、自明ではないが、これは、m系列構成またはウォルシュ構成の場合の何れにおいても、比較的に簡単である。
2,4,4,8,4,8,4であり、
一方で、置換のあるW8の結果は、
5,4,6,5,4,6,4である。
チャネル化符号選択の別の重要な態様は、受信信号を復号するとき、信号を相関させ易いことである。2つの場合が区別され得る。
AWGNチャネルおよび完璧なチャネル推定を仮定して、次の基本的な比較を行うことができる。約0.1%の偽警報率(false alarm rate, Pfa)では、決定閾値(threshhold, Th)は、Th=±21/2*erf−1(1−Pfa)*σ=3.29*σに設定されるべきであり、一方で約1%の失敗検出率(missed detection, Pmd)では、信号振幅(signal amplitude, As)は、As=(Th+21/2*erf−1(1−2*Pfa))*σ=(Th+2.33)*σ=5.62*σである。したがって、5.622/2=15.79(=12デシベル)の確認応答チャネルのEb/Noになる。なお、2の因数は、コヒーレントな復調による。
符号長の低減
1つの実施形態では、基本拡散ウォルシュ関数は、W128ではなく、W64である。ACKシンボルは、2.5ミリ秒、すなわち、提案された5ミリ秒の確認応答チャネルスロットの半分に及ぶ。残りの半分において、ACKシンボルは反復されるであろう。
長さ4の高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた、置換されたH12が使用される。MSにおけるメモリ要求を最小化するために、受信機は、次に記載される単純なアルゴリズムにしたがうことによって、実行中に行列要素を生成することができる。
および、k=32・k5+16・k4+8・k3+4・k2+2・k1+k0 (14)
したがって、符号シンボルは、式(15)のように与えられ得る。
各ユーザへの順方向確認応答チャネルの利得は、逆方向チャネルの品質表示チャネルのフィードバックに基づいて設定される。シミュレーションでは、完全なC/Iのフィードバックが仮定された。移動局におけるC/Iの平均をとることは、フィードバック遅延およびC/I量子化誤差の影響を弱めるので、これは、少なくとも、相当なクロストークのある最悪の場合のチャネルのチャネルに対して正当化され得る。
既に記載したように、理想的な受信機における決定閾値は、3.29*σに設定される。なお、σは、推定同相雑音分散である。シミュレーションでは、雑音推定誤差は、3デシベルの分散で、相関のない対数正規変数としてモデル化された。受信機がこれを補償するために、決定閾値は、
受信機においてクロストークの存在を検出するやり方がある。ユーザj1への相関器の出力が、ユーザj2に送られている確認応答チャネル信号によって影響を受けるかどうかを決定したいと仮定する。この場合に、クロストーク、Cj1,j2は、式(17)のように表現されることができる。
以下に本願出願の当初の特許請求の範囲について記載された発明を付記する。
[1]
二値直交行列である第1の行列に基づいて、伝送に確認応答するための第1のチャネルに対応する1組の符号語を生成することを含む方法。
[2]
第1の行列が、サブ行列の行として特定の長さの全ての可能な循環シフトを集めて、全て‘+’の行と全て‘+’の列とを加えることによってサブ行列を所定の次元へ拡張することによって形成されるm系列行列である[1]記載の方法。
[3]
第1の行列が、アダマール行列である[1]記載の方法。
[4]
第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である[1]記載の方法。
[5]
第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた、m系列構成から生成されるH 16 である[2]記載の方法。
[6]
伝送に確認応答するのに使用されるチャネル間のクロストークを低減する方法であって、
二値直交行列である第1の行列に基づいて、伝送に確認応答するための第1のチャネルに対応する1組の符号語を生成することと、
第1の行列を形成することと、
第1の行列より小さい第2の行列を使用して、拡散関数を使用して拡散することとを含む方法。
[7]
第1の行列を形成することが、
サブ行列の行として特定の長さの全ての可能な循環シフトを集めて、全て‘+’の行と全て‘+’の列とを加えることによってサブ行列を所定の次元へ拡張することによって、m系列構成を使用して、第1の行列を形成することを含む[6]記載の方法。
[8]
第1の行列が、アダマール行列である[6]記載の方法。
[9]
第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である[6]記載の方法。
[10]
第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である[7]記載の方法。
[11]
確認応答チャネルにおける符号長を低減する方法であって、
二値直交行列である第1の行列に基づいて、伝送に確認応答するための第1のチャネルに対応する1組の符号語の生成することと、
第1の行列を形成することと、
第1の行列より小さい第2の行列を使用して、拡散関数を使用して拡散することとを含む方法。
[12]
第1の行列を形成することが、
サブ行列の行として特定の長さの全ての可能な循環シフトを集めて、全て‘+’の行と全て‘+’の列とを加えることによってサブ行列を所定の次元へ拡張することによって、m系列構成を使用して、第1の行列を形成することを含む[11]記載の方法。
[13]
第1の行列が、アダマール行列である[11]記載の方法。
[14]
第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である[11]記載の方法。
[15]
第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である[12]記載の方法。
[16]
確認応答チャネルを生成する装置であって、
二値直交行列である第1の行列に基づいて、伝送に確認応答する第1のチャネルに対応する1組の符号語を生成する手段を含む装置。
Claims (3)
- 二値直交行列である第1の行列に基づいて、伝送に確認応答するための第1のチャネルに対応する1組の符号語を生成することを含み、前記第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である、方法。
- 伝送に確認応答するのに使用されるチャネル間のクロストークを低減する方法であって、
二値直交行列である第1の行列に基づいて、伝送に確認応答するための第1のチャネルに対応する1組の符号語を生成することと、
第1の行列を形成することと、なお、前記第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である、
前記第1の行列より小さい第2の行列を使用して、拡散関数を使用して拡散することとを含む方法。 - 確認応答チャネルにおける符号長を低減する方法であって、
二値直交行列である第1の行列に基づいて、伝送に確認応答するための第1のチャネルに対応する1組の符号語の生成することと、
第1の行列を形成することと、なお、前記第1の行列が、特定の長さの高速フーリエ変換の基底ベクトルでインターリーブされた置換されたH 12 行列である、
前記第1の行列より小さい第2の行列を使用して、拡散関数を使用して拡散することとを含む方法。
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