JP2012507903A - Ｈｓｄｐａについてのルート拡散符号での割当て - Google Patents

Abstract

ルート拡散符号での符号割当てを使用して移動局に信号を送信する基地局が、ここで説明される。そして、移動局は、同時検出技術または非線形等化技術を効率的に使用して、送信されたシンボルを検出することにより、ブロック内干渉を抑制することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、概して、無線通信分野に関し、とりわけ、ルート拡散符号での符号割当てを使用して移動局に信号を送信する基地局に関する。そして、移動局は、同時検出技術または非線形等化技術を効果的に使用して送信されたシンボルを検出することにより、ブロック内干渉を抑えることができる。

以下の略語がここに定義される。そのうち少なくともいくつかは、従来技術および本発明の以下の説明の中で言及される。

ＢＤＦＥ ブロック判定帰還型等化器
ＢＥＲ ビットエラーレート
ＣＤＭＡ 符号分割多元接続
ＣＲＣ 巡回冗長検査
ＦＥＣ 前方誤り訂正
Ｇ−Ｒａｋｅ Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｒａｋｅ受信機
ＨＳＤＰＡ 高速ダウンリンクパケットアクセス
ＨＳ−ＳＣＣＨ 高速共有制御チャネル
ＩＳＩ シンボル間干渉
ＪＤ 同時検出
ＭＭＳＥ 最小平均二乗誤差
ＭＩＭＯ マルチ入力マルチ出力
ＯＶＳＦ 直交可変拡散率
ＱＡＭ 直交振幅変調
ＳＦ 拡散率
ＳＩＣ 逐次干渉除去
ＴＤＭ 時分割多重
ＴＴＩ 送信時間間隔
ＵＥ ユーザ機器
WCDMA 広帯域符号分割多元接続

今日、ＷＣＤＭＡ標準のＨＳＤＰＡの条件を実装する第３世代のセルラーシステム構成される移動局の受信性能を向上させることに高いレベルの関心がある。これらの移動局は、通常、例えばＧ−ＲａｋｅおよびＭＭＳＥチップ等化等の線形等化を使用して、受信性能を向上させる。当該アプローチでは、移動局は、干渉を有色雑音としてモデル化し、干渉の抑制は、干渉の空間的なおよび時間的な相関を利用することを通じて達成される。干渉を抑制するための線形等化の移動局の使用は、ＨＳＤＰＡとともにこれまで良好に機能している。

しかしながら、ＨＳＤＰＡは、その導入から進化し、ますます高い次数の変調およびＭＩＭＯをサポートするように進化し続けている。例えば、最新の技術仕様である"3^rd Generation Partnership Project: Technical Specification Group Radio Access Network; Spreading and Modulation (FDD) (Release 7)" 3GPP TS 25.213 version 7.3, Sept., 2007は、単一ストリームの（ＭＩＭＯではない）送信について６４ＱＡＭを標準化している。その上、リリース８では、６４ＱＡＭがＭＩＭＯの送信についても同様に標準化されることが、予想される。したがって、標準がますます高いビットレートへと向かうため、移動局の線形等化の使用は、徐々に性能のボトルネックに達し、いわゆる整合フィルタ限界（matched filter bound）からのますます大きいギャップをもたらす。整合フィルタ限界は、超えることができない理論的な性能の上限（またはビットエラーレートの下限）である。したがって、この問題および現在のまたは将来のＨＳＤＰＡのより高いビットレートに関連付けられる他の問題を解決する必要がある。この問題および他の問題は、本発明により満たされる。

ある形態では、本発明は、（ａ）より低い拡散率（ＳＦ）のルート符号が上記移動局に割当てられているより高い拡散率の子孫の全てを有するかをチェックし、（ｂ）チェックが偽であれば、上記より高い拡散率の子孫を使用して、上記移動局へシンボルを送信し、（ｃ）チェックが真であれば、上記ルート符号を使用して、上記移動局へ上記シンボルを送信する、基地局および方法を提供する。移動局にサービス提供するための、基地局のルート符号の使用は、非線形等化または同時検出（joint detection）を使用して送信シンボルを検出することをモバイル局に可能とするため、望ましい。

別の形態では、本発明は、（ａ）制御チャネル上の信号であって、基地局と交信するために使用されるべき符号割当てを示す当該信号を、上記基地局から受信し、（ｂ）上記基地局によって生成されるベースバンドサンプルを受信し、（ｃ）ルート符号の全ての子孫の符号が上記制御チャネルに従って割当てられる場合に、上記ルート符号を使用して上記基地局から受信される上記ベースバンドサンプルを検出する、移動局および方法を提供する。基地局は、送信の中でルート符号を使用して、送信シンボルを検出することを移動局での非線形等化または同時検出に可能とするために、これは可能である。

さらに別の形態では、本発明は、移動局および基地局を含む通信ネットワークを提供する。当該基地局は、（ａ）より低い拡散率（ＳＦ）のルート符号が上記移動局に割当てられているより高い拡散率の子孫の全てを有するか否かをチェックし、（ｂ）検出が偽であれば、上記より高い拡散率の子孫を使用して、上記移動局へシンボルを送信し、（ｃ）検出が真であれば、上記ルート符号を使用して、上記移動局へ上記シンボルを送信する。移動局にサービス提供するための、基地局のルート符号の使用は、非線形等化または同時検出を使用して送信シンボルを検出することを移動局に可能とするため、望ましい。

本発明のさらなる形態は、詳細な説明、図面、および後続のいずれかの請求項の中で、一部説明され、詳細な説明から一部導き出され、または本発明の実施により習得されることが可能である。当然のことながら、上記概要説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的で説明のためだけのものであり、開示されるように本発明を限定するものではない。

添付の図面と併せて用いられる場合に、以下の詳細な説明を参照することにより、本発明のより完全な理解が得られ得る。
（従来技術）従来のＨＳＤＰＡ信号を利用して従来型の移動局と通信する従来型の基地局を含む通信ネットワークの図である。 （従来技術）図１の従来型の基地局が、従来型の移動局に送信される従来のＨＳＤＰＡ信号をどのように生成するかを、さらに詳細に説明する図である。 （従来技術）図１の従来型の移動局が、どのように線形等化技術を使用して、従来型の基地局から受信された従来のＨＳＤＰＡ信号の中のシンボルを検出するかを、さらに詳細に説明する図である。 ルート拡散符号での符号割当て技術を利用して、本発明の実施形態に従って移動局にサービス提供する、基地局を含む通信ネットワークを説明する図である。 本発明の実施形態に従って例示的なＨＳＤＰＡ信号を利用して移動局と通信する基地局を含む通信ネットワークを説明する図である。 図５に示される移動局であって、本発明の実施形態に従って例示的なＨＳＤＰＡ送信信号内で受信されるシンボルブロック内でシンボルを同時に検出することによりブロック内干渉を抑制するＢＤＦＥ−ＪＤ受信機を有する移動局を、より詳細に説明する図である。 本発明の実施形態に従って、基地局にルート拡散符号での符号割当て技術を実装させ、移動局に同時検出技術を実装させる、ことの便益を確かめるために行われたシミュレーションテストの結果を示すグラフである。 本発明の実施形態に従って、基地局にルート拡散符号での符号割当て技術を実装させ、移動局に同時検出技術を実装させる、ことの便益を確かめるために行われたシミュレーションテストの結果を示すグラフである。 基地局が、本発明の別の実施形態に従って、移動局に送信される例示的なＨＳＤＰＡ信号の中で３つのＳＦ４の符号と３つのＳＦ１６の符号とを使用する、通信ネットワークの図である。 基地局が、本発明の別の実施形態に従って、短いシンボル（ＳＦ４）に符号語１を形成させ、長いシンボル（ＳＦ１６）に符号語２を形成させることにより別々の符号語を形成し、これらの符号語は移動局に送信される例示的なＨＳＤＰＡ信号の一部である、通信ネットワークの図である。

以下の説明では、まず、従来型のＨＳＤＰＡ基地局および従来型のＨＳＤＰＡ移動局についての簡潔な解説が提供され、次に、本発明の基地局（および対応する方法）並びに移動局（および対応する方法）の様々な例示的な実施形態についての完全な理解を可能にする詳細を説明するために、詳細な解説が提供される。しかしながら、ここで開示される具体的な詳細から逸脱する他の実施形態の中で本発明が実施されてもよいということは、当業者および本開示の便益を有する者にとって明らかであろう。さらに、（通信ネットワークの中に任意の数で存在し得る）新しい基地局および新しい移動局の説明は、本発明の説明を不明りょうにしないために周知のコンポーネントを省略する、とういことは、当業者にとって明らかであろう。

図１（従来技術）を参照すると、従来のＨＳＤＰＡ信号１０６を利用して従来型の移動局１０４と通信する従来型の基地局１０２を含む通信ネットワーク１００が説明される。示されるように、従来のＨＳＤＰＡ信号１０６は、高いデータレートでの複数のシンボル１０８の送信を可能にする、ＳＦ１６で最大１５個のチャネライゼーション符号を有する。ＳＦ１６で利用可能な１６個の符号があったとしても、符号ツリーの最初の１つの１／１６のブランチである部分が使用されてＣＰＩＣＨおよび他の共有制御チャネルがシグナリングされるため、基地局１０２は、通常１６個の符号全てを使用するわけではない。その結果、ＨＳＤＰＡは、ＳＦ１６での最大１５個の符号の使用に制限される。回線交換のトラフィックは、より多くの符号ブランチをさらに消費してもよい。それにより、いくつかの場合にＨＳＤＰＡの通信について利用可能な１５個未満のＳＦ１６の符号が残される。図２（従来技術）の中の例によりさらに説明されるように、基地局１０２は、１５個の拡散符号の候補のうちの１２個が移動局１０４に割当てられている場合に１２個のシンボルｓ（１）、ｓ（２）．．．ｓ（１２）を受け取り１６チップを出力する拡散演算部２００を有する。この場合、基地局１０２は、各シンボルが長さ１６の拡散系列により拡散されるように、１２個のシンボルｓ（１）、ｓ（２）．．．ｓ（１２）を拡散する。そして、シンボルｓ（１）、ｓ（２）．．．ｓ（１２）の全ては、ＨＳＤＰＡ信号１０６を形成する符号分割多重を利用して並行して送信される。この特定の種類の通信方式の結果として、移動局１０４は、ＨＳＤＰＡ信号１０６の中に位置するシンボル１０８を検出するために、典型的には、以下に説明されるように線形等化受信機を用いる。

図３（従来技術）を参照すると、ＨＳＤＰＡ信号１０６の中に位置するシンボル１０８を検出するために使用可能な例示的な線形等化受信機３０２を有する移動局１０４を説明するブロック図が示されている。線系等化受信機３０２は、Ｇ−Ｒａｋｅプロセッサ３１０により供給されるフィンガ遅延３０８のセットを使用して（ＨＳＤＰＡ信号１０６に対応する）受信ベースバンドサンプル３０６と拡散符号とを関連付けるマルチコード逆拡散部３０４を有する。これは、フィンガ遅延毎および拡散符号毎に１つの逆拡散値を生成する。そして、当該逆拡散値は、Ｇ−Ｒａｋｅプロセッサ３１０により供給される合成重み３１４を使用して合成部３１２内で合成される。特に、各拡散符号について、逆拡散値のセットは、符号毎のシンボル期間毎の合成値を生成するために、合成部３１２により合成される。したがって、ＨＳＤＰＡ信号１０６内で１２個のシンボルが並行して送信される場合に、合成部３１２は、１２個の合成値ｚ（１）、ｚ（２）．．．ｚ（１２）３１６を生成する。次に、シンボル別検出部３１８は、１２個の合成値ｚ（１）、ｚ（２）．．．ｚ（１２）３１６の各々をシンボル別ベースで検出し、検出されたシンボルまたは関連する情報（例えば、ソフトビット値）３２０を出力する。上記のように、（ＨＳＤＰＡ信号１０６を利用する）基地局１０２および（線形等化方式を利用する）移動局１０４は、比較的低いビットレートを用いて良好に機能する。しかし、それらは、例えば６４ＱＡＭのＭＩＭＯ信号、または移動局１０４が自己干渉（すなわち、シンボル１０８のブロック内の干渉）により制限される場合等、高いビットレートを用いて良好に機能しない。

発明者は、この問題を解決するにあたり、例えば６４ＱＡＭ信号、または移動局１０４が自己干渉により制限される場合等、高いビットレートで良好に機能する基地局および移動局のいくつかの例示的な実施形態を提案する。特に、発明者は、判定帰還型等化および／または同時検出等の移動局における非線形処理技術によりさらなる性能強化を達成できると信じる。しかしながら、同時検出の複雑性は、シンボルブロックの中に多数のシンボルがある場合に膨大である。図２の例を用いて、移動局１０４での同時検出は、１６ＱＡＭおよび６４ＱＡＭ等のより高い次数の変調について、実質的に不可能である。例えば、１６ＱＡＭを用いると、１６１２の同時仮説がある。これは、今日の移動局の中で利用可能なものをはるかに超えた計算リソースを必要とする。したがって、さらに性能を向上させるために、基地局は、受信信号を検出する際に同時検出等の非線形処理技術を効率的に使用することを移動局に可能とする、ルート拡散符号での符号割当て技術を使用すべきである。これは、無線チャネルが少し分散的であり、同一のシンボル期間に送信されるシンボルを重ね合わせることにより移動局の受信機の性能が非常に制限される、移動局が基地局に近い場合等の、高いビットレートの多数のシナリオにおいて望ましい。したがって、移動局は、同一のシンボル期間の中で並行のチャネライゼーション符号により搬送される複数のシンボルを同時に検出することにより、従来の線形等化を超えて著しい改善を有することができる。提案される発明は、ルート拡散符号での符号割当て技術を使用して、移動局に送信される信号の中で搬送される重ね合わせられるシンボルの数を減らすことを、基地局に要求する。この全てをどのように達成し可能とするかを説明するための詳細な解説は、図４から１０に関して次に提供される。

図４を参照すると、本発明の実施形態に従って移動局４０６と通信する際にルート拡散符号での符号割当て方法４０４を利用する基地局４０２を含む、通信ネットワーク４００が説明される。この実施形態では、基地局４０２は、移動局４０６にサービス提供するために利用可能な最大１５個のＳＦ１６の符号のプールを有する。また、基地局４０２は、１つ以上のプロセッサ４０８、および、場合により、プロセッサにより実行可能な命令を含み得るメモリ４１０（記憶装置４１０）を有する。１つ以上のプロセッサ４０８は、メモリ４１０とインターフェースし、ハードウェアを使用し、または、ルート拡散符号での符号割当て方法４０４を実装するためのプロセッサにより実行可能な命令を実行するように、適合される（１つ以上のプロセッサ４０８およびあり得るメモリ４１０は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはハードコードされたロジックのある組合せとして、少なくとも部分的に実装される、ということに留意する）。ルート拡散符号での符号割当て方法４０４は、単一のＳＦのルート符号のみが可能である例について以下のように機能する。基地局４０２は、ルート符号が、移動局４０６に割当てられているＳＦ１６の子孫（より高い拡散率の子孫）の全てを有するか否、をチェックする（ステップ４１２）。チェックが偽であれば、基地局４０２は、ＳＦ１６の子孫を使用して、移動局４０６にシンボルを送信する（ステップ４１４）。チェックが真であれば、基地局４０２は、ＳＦ１６の子孫を使用する代わりに、ルート符号を使用して、移動局４０６にシンボルを送信する（ステップ４１６）。例えば、ＳＦ４のルート符号は、４つのＳＦ１６の子孫を有する。これらのＳＦ１６の符号のうちの４つ全てが移動局４０６に割当てられる場合に、基地局４０２は、代わりにＳＦ４のルート符号を使用する。したがって、４つの符号のＣＤＭを用いて４つのシンボルを送信する代わりに、４つのシンボルは、ＴＤＭを用いて送信される。処理は、各ルート符号について繰り返される。方法４０４は、重なり合うシンボルの数を減らし、したがって非線形等化または同時検出を使用して受信シンボルを検出することを移動局４０６に可能とするため、望ましい。

基地局４０２は、移動局４０６（例えば、ＵＥ４０６）の特定のケイパビリティに基づき、第１の場所の中でルート符号を使用することが可能であるか否かを判定できる。例えば、移動局４０６は、非線形等化器４２０、同時検出部４２２を有する受信機４１８を有し、および／または本発明がサポートされる新しいＨＳＤＰＡのリリースに準拠する場合に、基地局４０２は、ステップ４１２から４１４の間に、ＳＦ１６を伴う複数の符号をとり、それらを、移動局４０６に信号４２４を送信するためのより低いＳＦを伴う単一のルート符号へ減らす。より高いＳＦを伴う複数の符号をより低いＳＦの単一の符号へ減らすことができる手法を説明するために、以下の例を考える。

長さ８の系列ｘおよびｙは、ｚ＝［１ １ −１ −１］である基本的な長さ４のパターンを共有するアダマール系列である。したがって、ｘ＝［ｚ ｚ］およびｙ＝［ｚ −ｚ］である。系列ｚは、系列ｘおよびｙのＳＦ４でのルートと呼ばれる。符号分割多重を通じてシンボルを各々ｘおよびｙで変調する代わりに、基地局４０２は、第１の４チップ間隔の中でｚでシンボルを変調し、第３の４チップ間隔の中でｚで別のシンボルを変調することができる（すなわち、時分割多重である）。後者のアプローチは、送信信号４２４の中の重なり合うシンボルの数を減らす。これは、受信されるＨＳＤＰＡ信号４２４を検出する場合に同時検出等の非線形処理技術を効率的に使用することを、移動局４０６に可能とする。後者のアプローチは、ピーク対平均比も減らす。これは、送信の重要な実用上の特徴である。基地局４０２がルート符号を使用して移動局４０６にＨＳＤＰＡ信号４２４を送信する手法の別の例は、図５から８について次に詳細に解説される。

図５を参照すると、本発明の実施形態に従って例示的なＨＳＤＰＡ信号４２４を利用する、移動局４０６と通信する基地局４０２を含む、通信ネットワーク４００が説明される。この例では、基地局４０２は、１２個の符号が同一のＳＦ４のルートからである場合に、移動局４０６にサービス提供するために使用される従来型の１２個のＳＦ１６の符号の信号１０６を、３つのＳＦ４の符号の信号４２４に置き換え、３つのＳＦ４の信号４２４を移動局４０６に送信する（図４を参照）。特に、基地局４０２は、１２個のシンボルｓ（１）、ｓ（２）．．．ｓ（１２）５０４を受け取り、３つのＳＦ４のルート符号を使用して、４つの異なる４チップ間隔の各々の中に３つのＣＤＭＡシンボルを置く、拡散演算部５０２を有する。上記ＣＤＭＡシンボルは、移動局４０６に送信される３つのＳＦ４の信号４２４を形成する。見ることができるように、基地局４０２は、単一の１６チップ間隔の中で、移動局４０６に１２個のシンボル５０４を送信することができる。これは、図２の中で示されたものと類似するが、この方式では、重なり合うブロック内のシンボルの数が減らされる。これは、同時検出またはいくつかの他の非線形等化技術を使用して、各シンボルブロックの中の３つの重なり合うシンボルを検出することを、移動局４０６に可能とする。

ある実施形態では、ＷＣＤＭＡの中のＯＶＳＦ符号の定義によると４つのＳＦ４のチャネライゼーションルート符号を以下のように表すことができるため、本発明はそもそも可能である。

上記表記法では、第１の下付き文字はＳＦを示し、第２の下付き文字は符号のインデックスを示す（上記技術仕様"3^rd Generation Partnership Project: Technical Specification Group Radio Access Network; Spreading and Modulation (FDD) (Release 7)" 3GPP TS 25.213 version 7.3, Sept, 2007のセクション４．３．１．１を参照）。

これらのルート符号の各々は、より高いＳＦの複数のより子孫符号（descendant code）へ分割可能である。例えば、ルート符号Ｃｈ_４，３は、以下のような２つのＳＦ８の子孫符号へ分割可能である。

同様に、ＳＦ８の符号の各々は、以下のような２つのＳＦ１６の子孫符号へさらに分割可能である。

これは、従来のＨＳＤＰＡ信号１０６の中のＳＦ１６の子孫符号がＨＳＤＰＡ信号４２４の中のＳＦ４またはＳＦ８のルート符号と関連する手法である。一例として、基地局４０２は、移動局４０６にサービス提供するために利用可能なＣｈ_１６，４、Ｃｈ_１６，５、Ｃｈ_１６，６、．．．、Ｃｈ_{１６，１５}を有してもよい。しかしながら、Ｃｈ_１６，４、Ｃｈ_１６，５、Ｃｈ_１６，６、．．．、Ｃｈ_{１６，１５}の符号は、Ｃｈ_４，１、Ｃｈ_４，２、およびＣｈ_４，３の完全な子孫符号であるため、これは、基地局４０２が、ステップ４１６を実行し、３つのＳＦ４のルート符号を使用して移動局４０６にＨＳＤＰＡ送信信号４２４を送信することができる、ということを意味する。当然ながら、基地局４０２は、移動局４０６にＨＳＤＰＡ送信信号４２４を送信する（ステップ４１６）前に、移動局４０６がＨＳＤＰＡ送信信号４２４を受信し検出できるかをまず判定する必要がある。例えば、当該情報は、移動局４０６により基地局４０２へシグナリングされることが可能である。

図５の中で示されるように、（ステップ４１４の間に）１２個のＳＦ１６の符号を使用し、または（ステップ４１６の間に）３つのＳＦ４の符号を使用する基地局４０２は、ＴＴＩの中で同数のシンボルをもたらす（図２も参照）。また、他の物理チャネルへの影響に関する限り、両方式は直交性の構造を維持する。しかしながら、３つのＳＦ４のルート符号を使用することは、図５の中で説明されたようにより少数のブロック内シンボルをもたらし、したがって移動局４０６による同時検出の使用を容易にする。したがって、基地局４０２が、ステップ４１６を実装し、３つのＳＦ４のルート符号を使用する場合に、移動局４０６は、１６チップの各ブロックの間に１２個の１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭのシンボルを同時に検出する代わりに、ここでは４チップの各ブロックの間に３つの１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭのシンボルを同時に検出することのみ必要である。ＨＳＤＰＡ送信信号４２４を同時に検出できる例示的な移動局４０６は、図６について次に説明される。

図６を参照すると、本発明の実施形態に従ってブロック内干渉を抑制するのを助けるためにＨＳＤＰＡ送信信号４２４内で受信されるシンボルを同時に検出可能なＢＤＦＥ−ＪＤ受信機６０２を有する例示的な移動局４０６のブロック図が説明される。この実施形態では、移動局４０６は、１つ以上のプロセッサ６０４、および、場合により、プロセッサにより実行可能な命令を含み得るメモリ６０６（記憶装置６０６）を含む、ＢＤＦＥ−ＪＤ受信機６０２を有する。１つ以上のプロセッサ６０４は、少なくとも１つのメモリ６０６とインターフェースし、ハードウェア回路を使用し、または、（ａ）基地局４０２と交信するために使用されるべき符号割当てを示す、制御チャネル（例えば、ＨＳ−ＳＣＣＨ）上の信号を、基地局４０２から受信し（ステップ６０８）、（ｂ）基地局４０２によって生成される（ＨＳＤＰＡ信号４２４に対応する）ベースバンドサンプル６０９を受信し（ステップ６１０）、（ｃ）その子孫符号全てが制御チャネル（例えば、ＨＳ−ＳＣＣＨ）に従って割当てられる場合に、ルート符号を使用して、基地局４０２から受信されるベースバンドサンプル６０９を検出する（ステップ６１２）ための、プロセッサにより実行可能な命令を実行するように適合される（１つ以上のプロセッサ４０４およびあり得るメモリ６０６は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはハードコードされたロジックの組合せとして、少なくとも部分的に実装される、ということに留意する）。

ある例では、ＢＤＦＥ−ＪＤ受信機６０２は、フィードフォワードフィルタ６１６、フィードバックフィルタ６１８、および同時検出部６２０を使用して、送信されたシンボルを検出できる。フィードバックフィルタ６１８が使用されて、前回のシンボルブロックの中の検出されたシンボルに従って、ベースバンドサンプルが生成される。当該ベースバンドサンプルは、加算器６１４を使用して受信ベースバンドサンプルから差し引かれる。将来のシンボルブロックからの自己干渉は、線形等化を使用して、および干渉を有色雑音として扱うことにより、フィードフォワードフィルタ６１６を通じて抑制される。最新のシンボルブロック上のブロック内干渉は、同時検出部６２０による同時検出を通じて軽減される。フィードフォワードフィルタ６１６は、符号固有（code-specific）または符号平均（code-averaged）であり得る。（１）２００８年２月２２日および２００８年３月２８日にそれぞれ提出された、係属中の同一出願人による米国特許出願第１２／０３５，８４６号および第１２／０５８，０８２、並びに（２）G.E.Bottomley, "Block equalization and generalized MLSE arbitration for the HSPA WCDMA uplink," in Proceedings IEEE Vehicular Technology Conference Fall 2008の中で、例示的なＢＤＦＥについてのより多くの情報を見つけることができる（これらの文書の内容は参照によりここに取り入れられる）。後者の文書は、より低いＳＦの信号とともに使用可能な同時検出の別の形式である、汎用ＭＬＳＥアービトレーション（generalized MLSE arbitration）も説明する。

発明者は、基地局４０２がルート拡散符号での符号割当て方法４０４を実装し、および対応する移動局４０６が基地局４０２から受信される信号を検出するために同時検出技術を実装する場合の、便益を確かめるために、（シングルアンテナのＢＤＦＥ受信機を有する）移動局４０６および（デュアルアンテナのＢＤＦＥ受信機を有する）移動局４０６を使用してシミュレーションテストを実行した。シミュレーションテストでは、スケジューリングされた移動局にサービス提供する、現在のＨＳＤＰＡ信号１０６（１２個のＳＦ１６の符号）と提案されるＨＳＤＰＡ信号４２４（３つのＳＦ４の符号）との間で、比較が行われた。基地局４０２の総電力の２０％のオーバーヘッド（パイロットチャネル等）も、シミュレーションテストの間仮定された。

シミュレーションテストでは、平均相対電力０ｄＢ、−３ｄＢ、−６ｄＢおよび−９ｄＢを伴う遅延０、１、２および３での４チップ間隔のパスを含む、ケース３のチャネル分布（channel profile）が使用された。１０００個のフェージングの具現が生成され、５０ブロック（各ブロックは１６チップ（古いフォーマット）または４チップ（新しいフォーマット）のいずれか）のミニフレームに適用される間に、無相関なレイリーフェージングが仮定された。移動局４０６では、全てのオーバーヘッドチャネル（パイロットチャネル等）は完全に差し引かれたと仮定した。Ｇ−Ｒａｋｅについて、十分なフィンガの割当てが行われた。チップ間隔のグリッド上でのフィンガ遅延は−８から１０のチップ期間を有し、当該チップ期間が使用されて、１２個のＳＦ１６のＨＳＤＰＡ信号１２６が逆拡散された。３つのＳＦ４のＨＳＤＰＡ信号４２４を逆拡散するＢＤＦＥ−ＪＮＴ受信機について、時間的に変化するチップレベルの符号平均のフィードフォワードフィルタが使用された。使用された処理遅延は、Ｇ−Ｒａｋｅについてと同じであった。フィードバックフィルタについて、過去のブロックＩＳＩ全てが差し引かれた。シミュレーションテストの間に、性能の単純な半分析的な限界がさらに評価された。

シングルアンテナのＢＤＦＥ−ＪＤの移動局４０６およびデュアルアンテナのＢＤＦＥ−ＪＤの移動局４０６についてのシミュレーション結果が、それぞれ図７および図８に示されている。シンボル別検出を伴うＢＤＦＥ（ＢＤＦＥ−ＳＳＤ−ＳＦ １６）は、Ｇ−Ｒａｋｅを超えて大きく性能を向上するわけではないが、同時検出を伴うＢＤＦＥ（ＢＤＦＥ−ＪＮＴ−ＳＦ２＆４）は、著しい向上を提供する、ということが分かる（表１を参照）。この場合に１つのルート符号がＳＦ２であるが、他の場合には他のルート符号がＳＦ４である、とういことに留意する。図７および図８において、「ＧＲＡＫＥ」は、汎用の受信機の性能に対応し、「ＡＮ ＭＦＢ」は、整合フィルタ性能限界（matched filter performance bound）に対応する。利得（gain）の一部は、低いＳＦではブロック間干渉がより重大であってそれによりフィードバックフィルタがより大きな利得を提供する、という事実に起因し、利得の残りは、ブロック内の３つの１６ＱＡＭのシンボルの同時検出を実行することからである、と発明者は信じる。これらのシミュレーション結果は１６ＱＡＭについてであり、利得は６４ＱＡＭについてより高いと考えられる。

上記を考慮すると、同じＳＦ４のルート符号からの４つのＳＦ１６の符号の割当ては、基地局４０２がこれらの符号を利用して同一のＨＳＤＰＡ移動局４０６にサービス提供できる場合に、ＳＦ４のルート符号そのものにより置き換えられることが可能である、ということが分かる。さらに、基地局４０２は、必要に応じて、ＳＦ４のルートが利用可能でない場合に、ＳＦ１６の符号のペアをＳＦ８のルートに置き換えることができる。さらに、基地局４０２は、ＳＦ１６の符号のうちの８つが同一のＳＦ２のルートからである場合に、ＳＦ２のルートを使用できる。一般に、様々な拡散率の符号の混合を使用できる。全てのＳＦが可能である場合に、手順は、＋１ −１のＳＦ２のルート符号の全ての子孫が割当てられているかチェックすべきである。チェックが真であれば、これらの８つの符号は、１つのＳＦ２の符号により置き換えられる。そして、１つのＳＦ４のルート符号＋１ ＋１ −１ −１が、次に検討される。チェックが偽であれば、次に３つのＳＦ４のルート符号である＋１ ＋１ −１ −１、＋１ −１ ＋１ −１、および＋１ −１ −１ ＋１が検討される。その後、ＳＦ４、ＳＦ８のルート符号が検討される。これは、使用される符号の数を最小化する。他の状況では、ＳＦ４のルート符号のみが可能であるかもしれない。さらに、当然のことながら、本発明に関連付けられる別の実施形態も存在する。当該別の実施形態のうちのいくつかは、図９から１０について次に解説される。

図９を参照すると、本発明の別の実施形態に従って、移動局４０６に送信されるＨＳＤＰＡ信号９０２内で、（他のユーザへの直交性を失うことなく、１２個のＳＦ１６の符号が３つのＳＦ４の符号により置き換えられることが可能である場合に）３つのＳＦ４の符号および３つのＳＦ１６の符号を使用する、基地局４０２の一例が説明される。例えば、ＨＳＤＰＡ移動局４０６にサービス提供するために利用可能な１２個よりも多いＳＦ１６の符号を基地局４０２が有する、高いデータレートでの受信シナリオにおいて、この実施形態が実装されてもよい。この場合に、これらのシンボルについての推定値を生成するために、移動局の同時検出部をＳＦ４のシンボルに適用することができる。また、ＳＦ１６のシンボルからの干渉を有色雑音として扱い、フィードフォワードフィルタの中で抑制することができる。ＳＦ１６のシンボルを検出する前の減算介して、ＳＦ４のシンボルからこれらのＳＦ１６のシンボルへの干渉を除去することができる。この種類の処理は、一般的に連続干渉除去（ＳＩＣ）として知られる。必要に応じて、多段式のＳＩＣの形でのさらなる繰り返し処理が、移動局４０６により実装されることが可能である。これにより、性能を向上するのをさらに助けることができる。この場合、移動局４０６は、ＳＦ１６のシンボルを検出した後に、ＳＦ４のシンボルの２回目の検出前にそれらの干渉を除去する。

必要に応じて、この特定の実施形態をさらに強化することができる。図１０は、基地局４０２が、本発明の別の実施形態に従って、短いシンボル（ＳＦ４のルート符号）に符号語１を形成させ、長いシンボル（ＳＦ１６の子孫）に符号語２を形成させることにより、別々の符号語を形成する、シナリオを説明する。ここで、これらの符号語は、移動局４０６に送信される例示的なＨＳＤＰＡ信号１００２の一部である。符号語は、ターボ符号等のある種類の前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号化を使用して生成される。ＣＲＣ等の誤り検出符号は、多くの場合に同様に使用される。これは、ＳＩＣが実装される場合に、信号検出の中で符号化利得を含むことが魅力的であるため、望ましい。しかし、この特定の実施形態は、標準への変更も必要とする。この実施形態を実装するために、移動局４０６は、ＢＤＦＥ−ＪＤ受信機を使用して短いシンボルを検出し、ターボ復号器を使用して検出された短いシンボルを復号する。当該ターボ復号器では、ＳＩＣは、再度符号化されたビットに基づいて実行されることが可能である。各符号語についてのＣＲＣがあり、当該ＣＲＣがチェックする場合に、硬判定（hard decision）を使用するＳＩＣが実行される。そうでなければ、ターボ復号器は、さらに軟値（soft value）を生成し、ＳＩＣ処理の間における軟減算（soft subtraction）を容易にする。ＳＩＣ処理の後に、移動局４０６は、Ｇ−Ｒａｋｅ受信機または別のＢＤＦＥ−ＪＤ受信機を使用して、長いシンボルを検出し復号し得る。

本発明は、いくつかの他の便益および利点も有する。それらの一部は、（例えば）以下のとおりである。

１．ここで説明された実施形態に従った拡散率の変更は、移動局４０６がサービス提供されるのと同時に基地局４０２にサービス提供される旧式の移動局に、いかなる影響も与えない。

２．ここで説明された実施形態は、基地局４０２と移動局４０６との間の、いかなる追加的なＴＴＩ毎のシグナリングも必要としない。スケジューリングされる移動局４０６は、ＨＳ−ＳＣＣＨからその符号割当て（例えば、ＳＦ１６）を知得する。当該ＨＳ−ＳＣＣＨは、従来通り全く同じシグナリングフォーマットを使用する。基地局４０２および移動局４０６の両方が、可能であればＳＦ１６の符号のグループがルート符号により置き換えられることを理解するように、いくつかの初期のシグナリングが存在する必要があるのみである。移動局４０６および基地局４０２が、ここで説明された実施形態に準拠する場合に、ＳＦ４の同一のルートから割当てられたＳＦ＝１６である４つの符号があれば、ＳＦ４のルート符号が代わりに使用される。例えば、ＨＳ−ＳＣＣＨは、スケジューリングされる移動局４０６に以下の符号が割当てられることをシグナリングしてもよい。

そして、基地局４０２および移動局４０６は、使用される実際のチャネライゼーション符号が｛Ｃｈ_１６，３，Ｃｈ_４，１，Ｃｈ_４，２，Ｃｈ_４，３｝であることを両者で合意する。

３．将来、ＴＤＭが使用されて、パイロットチャネル、制御チャネルおよびトラフィックチャネルが分離されれば、基地局４０２は、符号ツリー全体を使用して、ＨＳＤＰＡ移動局４０６にサービス提供できる。この場合に、基地局４０２は、４つのＳＦ４の符号、２つのＳＦ２の符号、または（拡散することなく）ＳＦ１の１つの符号を使用して、ＨＳＤＰＡ移動局４０６にＨＳＤＰＡ信号を送信することができる。

本発明のいくつかの実施形態が添付の図面および上記詳細な説明の中で説明されたが、当然のことながら、本発明は、開示された実施形態に限定されない。しかし、本発明は、代わりに、以下の特許請求の範囲により説明され定義される本発明の要旨から逸脱しない多数の再構成、変更および置き換えも可能とする。

しかしながら、ＨＳＤＰＡは、その導入から進化し、ますます高い次数の変調およびＭＩＭＯをサポートするように進化し続けている。例えば、最新の技術仕様である"3^rd Generation Partnership Project: Technical Specification Group Radio Access Network; Spreading and Modulation (FDD) (Release 7)" 3GPP TS 25.213 version 7.3, Sept., 2007は、単一ストリームの（ＭＩＭＯではない）送信について６４ＱＡＭを標準化している。その上、リリース８では、６４ＱＡＭがＭＩＭＯの送信についても同様に標準化されることが、予想される。したがって、標準がますます高いビットレートへと向かうため、移動局の線形等化の使用は、徐々に性能のボトルネックに達し、いわゆる整合フィルタ限界（matched filter bound）からのますます大きいギャップをもたらす。整合フィルタ限界は、超えることができない理論的な性能の上限（またはビットエラーレートの下限）である。したがって、この問題および現在のまたは将来のＨＳＤＰＡのより高いビットレートに関連付けられる他の問題を解決する必要がある。この問題および他の問題は、本発明により満たされる。
Cheng R-G et al.: ”OVSF Code Channel Assignment for IMT-2000” VTC 2000-Spring, 2000 IEEE 51st. Vehicular Technology Conference Proceedings, Tokyo, Japan, May 15-18, 2000; [IEEE Vehicular Technology Conference], New York,NY:IEEE,US,vol.3, 15 May 2000の２１８８ページから２１９２ページは、より少ない複雑さで可能な限り多くのユーザをサポートする符号チャネル割当て方法を実装する基地局を開示する。呼設定要求の受信時の基地局（ＢＳ）は、（様々な拡散率（ＳＦ）を伴う）いずれの符号がユーザ機器（ＵＥ）に割当てられるべきかを決定しなければならない。提案される符号チャネル割当て方法は、ＢＳによりその時点で保持される利用可能な符号およＵＥの要件に基づく。例えば、あるＵＥは、チャネライゼーション符号として、１つの符号（Ｃ _４，１ ）または２つの符号（Ｃ _８，１ およびＣ _８，２ ）のいずれかを使用できる。この状況では、提案される符号チャネル割当て方式は、最も少ない符号すなわち１つの符号（Ｃ _４，１ ）がＢＳによるより望ましい選択であることを求める。（２００６年５月１０日に発行された）ＷＯ２００６／１０５３３３ Ａ１は、基地送受信機局が、ＨＳＤＰＡを使用可能な各ユーザ機器に、ＨＳＤＰＡを使用可能な他のＵＥについてのＨＳＤＰＡの符号の割当ておよび関連付けられている変調技術に関する装置制御情報を送信する、高速データパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）システムを開示する。ある場合には、基地送受信機局は、ＨＳＤＰＡを使用可能なＵＥにダウンリンクのペイロードデータ（無線ネットワークの制御データ以外のデータ）を送信するためにどの符号が使用されるかと、ダウンリンクのペイロードデータの送信について使用され変調と、を示す制御情報を送信する。さらに、基地送受信機局は、同一のセルまたは場所の中のＨＳＤＰＡを使用可能な他のＵＥについての符号割当ておよび割当てられた変調技術に関して、ＨＳＤＰＡを使用可能なＵＥに制御情報を送信する。

基地局、移動局、通信ネットワーク、および様々な方法が、独立請求項の中であげられる。
ある形態では、本発明は、（ａ）より低い拡散率（ＳＦ）のルート符号が上記移動局に割当てられているより高い拡散率の子孫の全てを有するかをチェックし、（ｂ）チェックが偽であれば、上記より高い拡散率の子孫を使用して、上記移動局へシンボルを送信し、（ｃ）チェックが真であれば、上記ルート符号を使用して、上記移動局へ上記シンボルを送信する、基地局および方法を提供する。移動局にサービス提供するための、基地局のルート符号の使用は、非線形等化または同時検出（joint detection）を使用して送信シンボルを検出することをモバイル局に可能とするため、望ましい。

本発明のいくつかの実施形態が添付の図面および上記詳細な説明の中で説明されたが、当然のことながら、本発明は、開示された実施形態に限定されない。しかし、本発明は、代わりに、以下の特許請求の範囲により説明され定義される本発明の範囲から逸脱しない多数の再構成、変更および置き換えも可能とする。

Claims (20)

1. ルート拡散符号での符号割当てを使用して移動局に信号を送信する基地局であって：
   より低い拡散率（ＳＦ）のルート符号が、前記移動局に割当てられているより高い拡散率の子孫の全てを有するか否か、をチェックし；
   チェックが偽であれば、前記より高い拡散率の子孫を使用して、前記移動局にシンボルを送信し；
   チェックが真であれば、前記ルート符号を使用して、前記移動局に前記シンボルを送信する；
   ための１つ以上のプロセッサを備える基地局。
2. 前記ルート符号および前記より高い拡散率の子孫の両方は、直交性の構造を維持する、請求項１の基地局。
3. 前記ルート符号および前記より高い拡散率の子孫は、同数のシンボルが送信時間間隔の中で使用されるという結果をもたらす、請求項１の基地局。
4. 前記ルート符号の前記使用は、前記より高い拡散率の子孫により使用されるブロック内シンボルの数と比べると、より少数のブロック内シンボルが使用される、という結果をもたらす、請求項１の基地局。
5. 前記プロセッサは、前記ルート符号と他のルート符号からの前記より高い拡散率の子孫との両方を利用して前記移動局にサービス提供するための、前記プロセッサにより実行可能な命令をさらに実行する、請求項１の基地局。
6. 前記プロセッサは、ルート符号の第１のセットからの複数のより高い拡散率の子孫を利用して第１の符号語を形成し、ルート符号の第２のセットを利用して第２の符号語を形成して、前記移動局にサービス提供するための、前記プロセッサにより実行可能な命令をさらに実行する、請求項１の基地局。
7. 前記プロセッサは、制御チャネルを使用して前記移動局に符号割当てをシグナリングする、前記プロセッサにより実行可能な命令をさらに実行する、請求項１の基地局。
8. 前記プロセッサは、初期シグナリングを使用して、可能となる場合に前記より高い拡散率の子孫が前記ルート符号により置き換えられる予定であることを前記移動局に通知するための、前記プロセッサにより実行可能な命令をさらに実行する、請求項１の基地局。
9. 移動局にシンボルを送信するための方法であって：
   より低い拡散率（ＳＦ）のルート符号が、移動局に割当てられているより高い拡散率の子孫の全てを有するか否か、をチェックするステップと；
   チェックが偽であれば、前記より高い拡散率の子孫を使用して、前記移動局にシンボルを送信するステップと；
   チェックが真であれば、前記ルート符号を使用して、前記移動局に前記シンボルを送信するステップと；
   を含む方法。
10. 前記ルート符号と他のルート符号からの前記より高い拡散率の子孫との両方を利用して、前記移動局にサービス提供するステップをさらに含む、請求項９の方法。
11. ルート符号の第１のセットからの複数のより高い拡散率の子孫を利用して第１の符号語を形成し、ルート符号の第２のセットを利用して第２の符号語を形成して、前記移動局にサービス提供するステップをさらに含む、請求項９の方法。
12. 制御チャネルを使用して前記移動局に符号割当てをシグナリングするステップをさらに含む、請求項９の方法。
13. 初期シグナリングを使用して、可能である場合に割当てられている符号がルート符号により置き換えられる予定であることを前記移動局に通知するステップをさらに含む、請求項９の方法。
14. 受信されたサンプルの中のブロック内干渉を抑制する移動局において：
    制御チャネル上の信号であって、基地局と交信するために使用されるべき符号割当てを示す当該信号を、前記基地局から受信し；
    前記基地局によって生成されるベースバンドサンプルを受信し；
    ルート符号の全ての子孫の符号が前記制御チャネルに従って割当てられる場合に、前記ルート符号を使用して前記基地局から受信される前記ベースバンドサンプルを検出する；
    ための１つ以上のプロセッサを含む受信機を備える移動局。
15. 前記受信機は、前記ベースバンドサンプルを検出する場合にブロック内干渉を抑制する同時検出部をさらに含む、請求項１４の移動局。
16. 前記受信機は、前記ベースバンドサンプルを検出する場合にブロック内干渉を抑制する非線形等化部をさらに含む、請求項１４の移動局。
17. 移動局でシンボルを検出するための方法であって：
    制御チャネル上の信号であって、基地局と交信するために使用されるべき符号割当てを示す当該信号を、前記基地局から受信するステップと；
    前記基地局によって生成される信号に対応するベースバンドサンプルを受信するステップと；
    ルート符号の全ての子孫の符号が前記制御チャネルに従って割当てられる場合に、前記ルート符号を使用して前記基地局から受信される前記シンボルを検出するステップと；
    を含む方法。
18. 前記シンボルを検出する場合にブロック内干渉を抑制する同時検出を使用するステップをさらに含む、請求項１７の方法。
19. 前記シンボルを検出する場合にブロック内干渉を抑制する非線形等化を使用するステップをさらに含む、請求項１７の方法。
20. 移動局と；
    より低い拡散率（ＳＦ）のルート符号が、前記移動局に割当てられている子孫の全てを有するか否か、を検出し、
    検出が偽であれば、前記子孫を使用して、前記移動局にシンボルを送信し、
    検出が真であれば、前記ルート符号を使用して、前記移動局に前記シンボルを送信する
    ための１つ以上のプロセッサを備える基地局と；
    を含む通信ネットワーク。
    

Images