JP5379791B2 - 時分割二重システムに基づくｃｄｍａシステムにおける適応結合チャネル推定方法およびシステム - Google Patents

Description

（技術分野）
本発明はＴＤＤ（時分割複信）に基づくＣＤＭＡ（符号分割多元接続）に関し、特に、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおける適応ジョイント・チャネル推定方法およびシステムに関し、ミッドアンブル（ｍｉｄａｍｂｌｅ）は実際のアクティブ・ユーザのみに送信されジョイント・チャネル推定はＴＤＤに基づく移動通信システムにおける、音声の場合のように、データ伝送がオン／オフされるＤＴＸ（非連続伝送）モードのアクティブ・ユーザのみに対して行われる。

（背景技術）
今日、ワイヤレス通信産業の成長により、移動通信システムは、音声サービスだけでなく、パケット・データおよびマルチメディア・データ等の比較的大容量データを送受信するマルチメディア通信を移動端末に提供することができるシステムへと発展している。

さらに、マルチメディア通信では、データ／信号が移動端末から基地局へ送信されるアップリンクよりもデータ／信号が基地局から移動端末へ送信されるダウンリンクにおいてより高いトラフィック増加へ向かう傾向がある。

マルチメディア通信に対するサポート・システムにおいて、アップリンクおよびダウンリンクがタイムスロットにより分割される時分割複信（以後ＴＤＤと呼ぶ）方式はアップリンクおよびダウンリンクが周波数により分割される周波数分割複信（以後ＦＤＤと呼ぶ）方式よりも効率的である。

ＦＤＤ方式の典型的な例は符号分割多元接続（以後ＣＤＭＡと呼ぶ）を使用するＩＳ−９５ＡシステムまたはＩＳ−９５Ｂシステムであり、ＴＤＤ方式の典型的な例は時分割多元接続（以後ＴＤＭＡと呼ぶ）を使用するＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）通信システムである。

これらの第２世代移動通信システムに基づいて、第３世代移動通信システムを開発する試みが世界中でなされている。その結果、ＣＤＭＡに基づく広帯域符号分割多元接続システムおよびｃｄｍａ２０００システムがＦＤＤ方式に対する国際標準として採用されている。

また、複数のコードチャネルがタイムスロット内に割り当てられるように既存のＴＤＭＡが拡張される時分割符号分割多元接続（以後ＴＤ−ＣＤＭＡと呼ぶ）システムがＴＤＤ方式に対する国際標準として採用されている。

ＴＤ−ＣＤＭＡシステムはチップレートが３．８４Ｍｃｐｓ（ｃｐｓ＝チップ／秒）のＨＣＲ−ＴＤＤ（高チップレートＴＤＤ）およびチップレートが１．２８ＭｃｐｓのＬＣＲ−ＴＤＤ（低チップレートＴＤＤ）を含む。

ＴＤ−ＣＤＭＡシステムは各タイムスロットに対して最大１６のチャネル化コード（ｃｈａｎｎｅｌｉｓａｔｉｏｎ ｃｏｄｅｓ）を使用することができる。ＴＤ−ＣＤＭＡシステムにおいて、最大１６のチャネル化コードは１タイムスロット内の拡散利得が１６である時に使用され、拡散利得が１６よりも小さければ１６よりも少ないチャネル化コードが使用される。

ＴＤＤに基づく既存のＣＤＭＡシステム、たとえば、ＴＤ−ＳＣＤＭＡでは、ジョイント・チャネル推定およびジョイント検出と呼ばれる一種のマルチユーザ検出方式を使用して信号検出性能が強化されている。

特に、音声の場合のように、オンおよびオフ間隔が繰り返される時はＤＴＸ（不連続伝送）が使用され、これに関して、実際にデータを送信するユーザのデータに対してのみジョイント検出が使用される方法が提案されている。この方法では、チャネル推定に対するミッドアンブル部は受信機がオンかオフかに無関係に常に送信され、データ伝送部を送信するかどうかだけが受信機のオン／オフ状態に従って決定される。

したがって、データ伝送部に関する干渉を低減することができるが、受信機がオフとされてもミッドアンブル部は送信されるため、チャネル推定はまだミッドアンブル部に関する干渉による影響を受けるという問題がある。

（発明の開示）
（技術的問題点）
したがって、本発明は従来技術で生じる少なくとも前記問題点を解決するようにされており、本発明の目的はＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定する方法およびシステムを提供することであり、ミッドアンブルは実際のアクティブ・ユーザだけに送信され、ジョイント・チャネル推定はＴＤＤに基づく移動通信システムにおける、音声の場合のように、データ伝送がオン／オフされるＤＴＸ（不連続伝送）モードのアクティブ・ユーザに対してのみ行われる。

本発明のさらなる目的はＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定する方法およびシステムを提供することであり、内部に受信機が搭載された移動端末がＴＤＤに基づく移動通信網内でオフとされる時に、不要なデータ部だけでなくミッドアンブル系列も送信しないことにより送信電力を低減することができる。

本発明のさらなる目的はＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定する方法およびシステムを提供することであり、それはＴＤＤに基づく移動通信システム内の移動端末のオン／オフ状態に従ってミッドアンブル系列を送信するか否かを決定することにより不要な干渉を解消してチャネル推定の精度を改善することができる。

（技術的解決）
本発明の一側面に従って、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおける適応ジョイント・チャネル推定方法が提供され、この方法はａ）移動端末のアクティビティ情報を受信するステップと、ｂ）アクティビティ情報を解析して、移動端末がオン状態であることを解析の結果が示す場合にミッドアンブル系列を移動端末へ送信するステップと、ｃ）移動端末内のミッドアンブル系列を使用して適応ジョイント・チャネル推定を行うステップと、ｄ）適応ジョイント・チャネル推定を行った結果得られた、移動端末のチャネル・インパルス応答を使用して適応ジョイント検出を行うステップと、を含んでいる。

好ましくは、この方法は、さらに、ｅ）移動端末がオフ状態であることを解析の結果が示す場合にミッドアンブル系列を送信しないで、更新されたアクティビティ情報を解析するステップを含んでいる。

好ましくは、ミッドアンブル系列は送信機から移動端末へ送信されるデータを拡散するために割り当てられるタイムスロットおよびコード内に発生される。

より好ましくは、ステップｄ）において、移動端末はミッドアンブル系列応答を使用して発生される。

また、好ましくは、ステップｄ）においてチャネル・インパルス応答によりチャネル情報が提供される。

本発明のもう１つの側面に従って、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおける適応ジョイント・チャネル推定システムが提供され、このシステムは受信機から受信したアクティビティ情報を解析して受信機がオン状態であるかどうかを決定し、受信機がオン状態であればミッドアンブル系列を送信する送信機と、ミッドアンブル系列を使用して適応ジョイント・チャネル推定を行う受信機とを含んでいる。

好ましくは、受信機がオフ状態であることを解析の結果が示す場合に送信機はミッドアンブル系列を送信しない。

好ましくは、受信機はミッドアンブル系列を使用してチャネル・インパルス応答を発生する。

より好ましくは、ミッドアンブル系列は送信機から移動端末へ送信されるデータを拡散するために割り当てられるタイムスロットおよびコード内に発生される。

（有利な効果）
前記したように、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定する独創的方法およびシステムは、ミッドアンブル系列を実際のアクティブ・ユーザにだけ送信し、ＴＤＤに基づく移動通信システムにおける、音声の場合のように、データ伝送がオン／オフされるＤＴＸモードのアクティブ・ユーザにだけジョイント・チャネル推定を行うことにより送信電力の消費を低減し、不要な干渉を解消し、その結果チャネル推定の精度が向上しシステム性能が改善される。

（図面の簡単な説明）
本発明の好ましい実施例に従って、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定するシステムを略示するブロック図である。 本発明の好ましい実施例に従って、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定する方法を説明するフロー図である。 既存の単一セルの性能と比べた、本発明の好ましい実施例を応用した単一セルの性能を示すグラフである。 既存のマルチセルの性能と比べた、本発明の好ましい実施例を応用したマルチセルの性能を示すグラフである。

（発明を実施するための最良モード）
本発明の前記および他の目的、特徴および利点は添付図と共に下記の詳細な説明を読めばより明白となる。以下に、本発明の好ましい実施例を添付図を参照して説明する。

図１は本発明の好ましい実施例に従って、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定するシステムを略示している。

図１において、ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定するシステムは送信機１００および受信機３００を含んでいる。

応用例において、送信機１００は基地局内に設けられ、受信機３００はユーザ装置（ＵＥ）内に設けられ、それは移動端末であるが、本発明の範囲はそれに限定されない。

ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて、ミッドアンブル系列すなわちＣＤＭＡシステム内で使用されるパイロット・チャネルと類似の機能を遂行するトレーニング系列がコヒーレント受信のために使用される。

送信機１００は無線高周波数２００を介して受信機３００へデータを送信する。これに関して、受信機３００へ送信されるデータはＫ通信バーストの形で送信される。

送信機１００内のデータ発生器１１０は受信機３００へ送信されるデータを発生し、変調／拡散系列インサータ１２０（以後、変調器／拡散器と呼ぶ）はデータ発生器１１０内で発生されたデータ拡散し、拡散基準データをデータを拡散するための適切に割り当てられたタイムスロットおよびコード内のミッドアンブル・トレーニング系列と時間多重化させることによりＫ通信バーストを発生する。

通信バーストは結合器１３０により結合され、変調器１４０により無線周波数（ＲＦ）信号へ変調される。アンテナ１５０がＲＦ信号を無線高周波数チャネルを介して受信機３００のアンテナ３１０へ放射する。

通信バーストの送信に使用される変調方式は、２位相偏移変調（ＢＰＳＫ）または４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）等の、任意の１つの周知技術とすることができる。

このような構造を有する送信機１００は受信機３００からアクティビティ情報を受信し、受信したアクティビティ情報を解析して受信機３００がオン状態であるかどうかを決定する。

受信機３００がオン状態であれば、送信機１００は受信機３００へミッドアンブル系列を送信する。

しかしながら、受信機３００がオフ状態であることをアクティビティ情報の解析結果が示せば、送信機１００は受信機３００へミッドアンブル系列を送信しない。

受信機３００はアンテナ３１０、復調器３２０、チャネル推定器３３０、およびデータ検出器３４０を含んでいる。

ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステム内の受信機３００はミッドアンブル系列を使用してチャネル特性（インパルス応答）を推定し、チャネル特性に基づいて、多くのユーザ間でジョイント検出器（以後ＪＤと呼ぶ）により一度に同時通信を行って生じるマルチパス伝播および多元接続干渉（以後ＭＡIと呼ぶ）によるシンボル間干渉を解消する。

より詳細には、受信機３００のアンテナはさまざまなＲＦ信号を受信し、受信機３００により受信された信号は復調器３２０により復調され、その結果ベースバンド信号が形成される。

ベースバンド信号は適切な符号およびタイムスロットへと処理され、チャネル推定器３３０、データ検出器３４０、等により送信された通信バーストへ割り当てられる。

チャネル推定器３３０はベースバンド信号のミッドアンブル・トレーニング系列コンポーネントを使用して、チャネル・インパルス応答等の、チャネル情報を提供する。

データ検出器３４０は、受信した通信バーストの形で運ばれる、データをチャネル推定器３３０により提供されたチャネル情報を使用してハード・シンボルとして推定する。

このような構造を有する受信機３００は受信したミッドアンブル系列を使用して適応チャネル推定を行い、ミッドアンブル系列を使用してチャネル・インパルス応答を発生する。

ミッドアンブル系列は送信機１００から受信機３００、すなわち、移動端末へ送信されるデータを拡散するために割り当てられるタイムスロットおよびコード内に発生される。

次に、本発明に従ってＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおける適応ジョイント・チャネルを推定するように構成されたシステムの動作についてより詳細に参照する。

図２は本発明の好ましい実施例に従ってＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおける適応ジョイント・チャネルを推定する方法を設明するフロー図である。

送信機１００は内部に受信機３００を搭載する移動端末のアクティビティ情報を受信し、アクティビティ情報を解析して移動端末がオン状態である時にミッドアンブル系列を移動端末へ送信する（Ｓ２１０，Ｓ２２０，Ｓ２３０，Ｓ２５０）。

ミッドアンブル系列を受信すると、移動端末はミッドアンブル系列を使用して適応チャネル推定を行う（Ｓ２６０）。

適応チャネル推定の結果得られた、移動端末のチャネル・インパルス応答（ＣＩＲ）を使用して適用ジョイント検出が行われる（Ｓ２７０）。これに関して、移動端末はミッドアンブル系列を使用してＣＩＲを発生し、ＣＩＲによりチャネル情報を提供する。

また、送信機１００は移動端末から受信したアクティビティ情報を解析し、移動端末がオフ状態であればミッドアンブル系列を送信せずに更新されたアクティビティ情報を解析する（Ｓ２４０）。

ミッドアンブル系列は送信機１００から移動端末へ送信されるデータを拡散するために割り当てられるタイムスロットおよびコード内に発生される。

図３は既存の単一セルの性能と比べた、本発明の好ましい実施例を応用した単一セルの性能を示すグラフである。

図３において、参照番号３５はＢＥＲを示し、参照番号３０はＢＬＥＲを示す。図からお判りのように、ジョイント・チャネル推定はセル内の他のユーザとの干渉を解消する能力があるため、単一セルの場合、利得は小さいことに注目することができる。

図４は既存のマルチセルの性能と比べた、本発明の好ましい実施例を応用したマルチセルの性能を示すグラフである。

図４において、単一セルとは異なり、他のセルからの干渉はジョイント・チャネル推定において解消されないため、提案されたジョイント・チャネル推定方式の性能改善に対する効果は数ｄＢとなる。ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムは実際上セルラー環境において操作するため、提案された方式をそれに応用すれば性能が改善される。

図解の目的で本発明の好ましい実施例を詳細に説明してきたが、当業者ならば、添付特許請求の範囲に開示されている本発明の範囲および精神から逸脱することなく、さまざまな修正、追加および置換がお判りであろう。

Claims (7)

1. ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定する方法であって、前記方法は、
   ａ）移動端末のアクティビティ情報を受信するステップと、
   ｂ）前記アクティビティ情報を解析し、前記移動端末がオン状態であることを前記解析の結果が示す時は前記移動端末へミッドアンブル系列を送信するステップと、
   ｃ）前記移動端末内の前記ミッドアンブル系列を使用して適用ジョイント・チャネル推定を行うステップと、
   ｄ）前記適用ジョイント・チャネル推定を行った結果得られた、前記移動端末のチャネル・インパルス応答を使用して適用ジョイント検出を行うステップと、
   ｅ）前記移動端末がオフ状態であることを前記解析の結果が示す時は前記ミッドアンブル系列を送信しないステップと
   を含む方法。
2. 請求項１記載の方法であって、送信機から前記移動端末へ送信されるデータを拡散するために割り当てられるタイムスロットおよびコード内に前記ミッドアンブル系列が発生される方法。
3. 請求項１−２のいずれか一項に記載の方法であって、ステップｄ）において、前記移動端末は前記ミッドアンブル系列を使用して前記チャネル・インパルス応答を発生する方法。
4. 請求項３記載の方法であって、ステップｄ）において前記チャネル・インパルス応答によりチャネル情報が提供される方法。
5. ＴＤＤに基づくＣＤＭＡシステムにおいて適応ジョイント・チャネルを推定するシステムであって、前記システムは、
   受信機から受信したアクティビティ情報を解析して前記受信機がオン状態であるか否かを決定し、前記受信機がオン状態である時はミッドアンブル系列を送信する送信機と、
   前記ミッドアンブル系列を使用して適応ジョイント・チャネル推定を行う前記受信機とを含み、前記受信機がオフ状態であることを前記解析の結果が示す時は、前記送信機は前記ミッドアンブル系列を送信しない
   前記システム。
6. 請求項５記載の前記システムであって、前記受信機は前記ミッドアンブル系列を使用してチャネル・インパルス応答を発生するシステム。
7. 請求項６記載の前記システムであって、前記ミッドアンブル系列は前記送信機から前記受信機へ送信されるデータを拡散するために割り当てられるタイムスロットおよびコード内に発生されるシステム。

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