(57)【要約】  畳込みエンコーダ及び該畳込みエンコーダのエンコード方法であって、前記エンコード方法は、前記畳込みエンコーダの予め規定されている畳込みエンコードレート及び拘束長を参照して、予め規定されている基準に従って畳込み符号を生成するステップと、前記畳込み符号を使用することにより送信されるべきデータを、符号化された前記データがレイリーフェージングを有するマルチパスフェージングチャネルにおける伝搬に適したものになるように処理するステップとを有し、前記予め規定されている基準とは、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、前記正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大にするものであり、前記最短エラーイベント経路とは、正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、畳込みエンコーダ及び該畳込みエンコーダのエンコード方法。
2007531372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  予め規定されている基準に従って、かつ、エンコーダの予め規定されている畳込みエンコードレート及び拘束長を参照して、畳込み符号を生成するステップと、
−  前記畳込み符号を使用することにより伝送されるべきデータを、符号化された前記データが、レイリーフェージングを有するマルチパスフェージングチャネルにおける伝搬に適したものになるように処理するステップと、
を有するエンコード方法。
【請求項２】
前記のような畳込みのエンコードレート及び前記拘束長を、通信プロトコルにおける仕様に従って設定するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記予め規定されている基準とは、最短エラーイベント経路に沿った規定数のブランチと、正常なデコード経路に沿った前記規定数の対応するブランチとの間のユークリッド距離の総和を最大にするものであり、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較されて非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記規定数の前記ブランチとは、前記最短エラーイベント経路を構成する全てのブランチと、前記正常なデコード経路を構成する全てのブランチとである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ユークリッド距離の前記総和は、ＱＰＳＫ変調方式が通信プロトコルに採用されている場合、ユークリッド距離の統計和である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記符号化されたデータは、ガウスノイズを有するＡＷＧＮチャネルにおける伝搬にも適している、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記畳込み符号は、
2007531372.tif 000032
のうちのいずれであっても良い、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
−  予め規定された基準に従って生成された畳込み符号によって処理されているデータを、マルチパスフェージングチャネルを介して受け取るステップと、
−  受け取られた前記データを、前記畳込み符号に対応する畳込みデコードを使用することによりデコードし、この結果、デコードされた前記データは、前記マルチパスフェージングチャネルを介する伝搬の間のレイリーフェージングを取り除かれることができるステップと、
を有する畳込みデコード方法。
【請求項９】
前記予め規定されている基準は、最短エラーイベント経路に沿った規定数のブランチと、正常なデコード経路に沿った前記規定数の対応するブランチとの間のユークリッド距離の総和を最大化するものであり、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記規定数の前記ブランチは、前記最短エラーイベント経路を構成する全てのブランチと、前記正常なデコード経路を構成する全てのブランチとである、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ユークリッド距離の前記総和は、前記受け取られたデータがＱＰＳＫ変調方式を採用している場合、ユークリッド距離の統計和である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記デコードされたデータは、ＡＷＧＮチャネルを介する伝搬の間のガウスノイズを取り除かれることができる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記デコードは、
2007531372.tif 000033
のいずれかである、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
畳込み符号を使用することによって伝送されるべきデータを、符号化された前記データがレイリーフェージングを有するマルチパスフェージングチャネルにおける伝搬に適したものになるように処理するエンコードモジュールであって、前記畳込み符号は、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大にする基準に従って生成され、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、エンコードモジュールを有する、エンコーダ。
【請求項１５】
前記ユークリッド距離の前記総和は、ＱＰＳＫ変調方式が通信プロトコルに採用されている場合のユークリッド距離の統計和である、請求項１４に記載のエンコーダ。
【請求項１６】
前記畳込み符号は、
2007531372.tif 000034
のいずれであっても良い、請求項１５に記載のエンコーダ。
【請求項１７】
畳込み符号によって処理されている受け取られたデータを、畳込みデコードを使用することによりデコードし、この結果、デコードされた前記データは、マルチパスフェージングチャネルを介した伝搬の間のレイリーフェージングを取り除かれることができるデコードモジュールであって、前記畳込みデコードは前記畳込み符号に対応しており、該畳込み符号は、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大化する基準に従って生成されており、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、デコードモジュールを有する、デコーダ。
【請求項１８】
ユークリッド距離の前記総和は、ＱＰＳＫ変調方式が通信プロトコル内で採用されている場合のユークリッド距離の統計和である、請求項１７に記載のデコーダ。
【請求項１９】
前記デコードは、
2007531372.tif 000035
のいずれかである、請求項１８に記載のデコーダ。
【請求項２０】
−  畳込み符号を使用することにより送信されるべきデータを、符号化された前記データがレイリーフェージングを有するマルチパスフェージングチャネルにおける伝搬に適したものになるように処理するエンコーダであって、前記畳込み符号は、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大化する基準に従って生成されており、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、エンコーダと、
−  前記符号化されたデータを送信する、送信ユニットと、
を有するＵＥ（ユーザ機器）。
【請求項２１】
前記畳込み符号は、
2007531372.tif 000036
のいずれかである、請求項２０に記載のＵＥ。
【請求項２２】
−  畳込み符号によって処理されているデータをネットワークシステムから受け取る、受信ユニットと、
−  前記ネットワークシステムの前記畳込み符号に対応する畳込みデコードを使用することによって、受け取られた前記データをデコードし、この結果、デコードされた前記データは、マルチパスフェージングチャネルを介する伝搬の間のレイリーフェージングを取り除かれることができる、デコーダであって、前記畳込み符号は、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大化する基準に従って生成され、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、デコーダと、
を更に有する、請求項２１に記載のＵＥ。
【請求項２３】
前記デコードは、
2007531372.tif 000037
のいずれかである、請求項２２に記載のＵＥ。
【請求項２４】
−  畳込み符号を使用することにより伝送されるべきデータを、符号化された前記データがレイリーフェージングを有するマルチパスフェージングチャネルにおける伝搬に適したものになるように処理するエンコーダであって、前記畳込み符号は、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大化する基準に従って生成されており、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、エンコーダと、
−  前記符号化されたデータを送信する送信ユニットと、
を有するネットワークシステム。
【請求項２５】
前記畳込み符号は、
2007531372.tif 000038
のいずれかである、請求項２４に記載のネットワークシステム。
【請求項２６】
−  畳込み符号によって処理されているデータをＵＥから受け取る受信ユニットと、
−  受け取られた前記データを、前記ＵＥの前記畳込み符号に対応している畳込みデコードを使用することによってデコードし、この結果、デコードされた前記データは、マルチパスフェージングチャネルを介した伝搬の間のレイリーフェージングを取り除かれることができるデコーダであって、該畳込み符号は、前記最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大化する基準に従って生成されており、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である、デコーダと、
を更に有する、請求項２５に記載のネットワークシステム。
【請求項２７】
前記デコードは、
2007531372.tif 000039
のいずれかである、請求項２６に記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、通信方法及び装置に関し、詳細には、畳込みエンコーダ及びエンコード方法に関し、より詳細には、レイリーフェージングチャネルにおける使用のための畳込みエンコーダ及び該畳込みエンコーダのエンコード方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
畳込みエンコーダ及び該畳込みエンコーダのエンコード方法は、フェージング及びノイズ干渉の抑制、並びに現行の３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤシステムにおけるシステムパフォーマンスの改善に、非常に重要である。
【０００３】
図１は、現行の３ＧＰＰ ＴＤＤ仕様において採用されている畳込みエンコーダを示している。この図に示されている前記畳込みエンコーダに関して、拘束長は、３ＧＰＰ
ＴＤＤ仕様において９（即ち、前記エンコーダ内の入力ビットに関する状態を記録するためのビット数）に規定されており、エンコードレートは１／３（即ち、１つの入力信号は３つの出力信号に対応する）であり、対応する生成多項式は、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２：５５７，６６３、７７１であり、５５７，６６３及び７７１は全て８進数である。
【０００４】
図２は、３ＧＰＰ通信システムのシミュレーション環境においてスピーチトラフィックを運ぶＤＣＨ（専用チャネル）のリンク層のモデルであって、ネットワークシステムが送信機側の役割を果たし、移動端末が受信機側の役割を果たし、チャネルエンコーダ１００が図１に示されている畳込みエンコーダを使用することができるリンク層のモデルを示している。
【０００５】
チャネルエンコーダ１００が、ＤＣＨを越えてスピーチトラフィックを伝達する手順の間、チャネルフェージング及びノイズ干渉を抑制するために、他の構成要素とどのように協動作するかの動作原理についての簡単な紹介が、以下で与えられる。
【０００６】
まず、複数のＵＥ又は１つのＵＥによって共有されることができる情報データが、チャネルエンコーダ１００でエンコードされる。生成多項式がＧ０、Ｇ１、Ｇ２：５５７，６６３、７７１である前記畳込みエンコーダによって処理された後、エンコードされた前記情報データは、第１インターリーバ１０２によってインターリーブされ（インターフレーム）、次いでラジオフレーム分割モジュール１０４に送信され、前記情報データは、１つのラジオフレームのうちの２つのサブフレームに分割される。次に、各フレームデータが、レートマッチングモジュール１０６によってパンクチャされ、サービス多重化モジュール１０８によってＤＣＣＨ（専用制御チャネル）情報データを付加された後、インターリーブされた（イントラフレーム）前記情報データが、第２インターリーバ１１０から得られる。ＴＦＣＩ（トランスポートフォーマット組み合わせ指示子）及びＴＰＣ（送信機電源制御）情報を付加された後、インターリーブされた前記データは、シンボルマッパ１１４におけるシンボルにマッピングされる。ついで、ＯＶＳＦスプレッダ１１６によって拡張され、スクランブラ１１８によってスクランブルをかけられた後、拡張データは、ＤＰＣＨ（専用物理チャネル）の要件を満たすことができるタイムスロットを構築するために、ミッドアンブル情報を埋め込まれる。上述の仕方で、前記送信機側で形成される複数のタイムスロット内のシンボルは、変調モジュール１２２によって変調され、結合モジュール１２４によって結合された後、ワイヤレスチャネルに送信され、次いで、複数の伝播経路のワイヤレスチャネルを介して、前記受信機側に到着する。
【０００７】
前記受信機側において、マッチフィルタリング＆オーバーサンプリングモジュール３００によって受け取られた無線信号は、通常、ＡＷＧＮ（加法性白色ガウスノイズ）を持ち、時間変化と周波数選択性とが主なフィーチャであるマルチパスフェージング特性を有している。マッチフィルタリング＆オーバーサンプリングモジュール３００によって生成された離散時間信号は、チャネル推定情報及びＡＣＤ情報を生成するために、チャネル推定ユニット３０２及びＡＣＤ（アクティブ符号検出）モジュール３０４に供給される。前記チャネル推定情報及びＡＣＤ情報を使用することにより、ＪＤモジュール３０６は、前記離散時間信号に対してＪＤ（ジョイント検出）を実施する。次いで、処理された信号は、デマッピングをするシンボルデマッパ３０８、ＴＦＣＩ及びＴＰＣ情報を除去するＴＦＣＩ＆ＴＰＣ除去モジュール３１０、イントラフレームのデインターリーブのための第１デインターリーバ３１２、ＤＣＨの情報データ及びスピーチトラフィックデータを抽出するサービス多重分離モジュール３１４、デパンチするゼロ埋め込みモジュール３１６、２つのサブフレームに分割されている前記スピーチトラフィックデータを結合するラジオフレーム結合モジュール３１８、インターフレームのデインターリーブのための第２デインターリーバ３２０及びチャネルデコーダ３２２に出力され、デコードによって前記送信機側から送られた前記スピーチデータを得る。
【０００８】
上述のワイヤレス通信システムにおいて、畳込みエンコーダは、送信されるべき前記スピーチデータに対する畳込みエンコードを実施するように、前記送信機側のチャネルエンコーダ１００において採用されており、前記受信機側におけるチャネルデコーダ３２２は、受け取られた前記信号から、前記送信機側によって送信された前記スピーチトラフィックデータを回復し、前記受け取られた信号から生成されるエラー符号の確率を効果的に減少するように、チャネルエンコーダ１００によって使用されているエンコード方法に対応するデコード方法を使用することができ、従って、前記通信システムの性能は、大幅に改善されることができる。前記受け取られた信号のＢＥＲ（ビットレートエラーレート）又はＢＬＥＲ（ブロックエラーレート）は、ＢＥＲ／ＢＬＥＲ検出モジュール３２４において、前記送信機側から送られたスピーチトラフィックデータと、前記受信機側における前記チャネルデコーダによって回復された前記スピーチトラフィックデータとを検出することによって得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の通信システムにおいて使用されている畳込みコーダは、特にＢＰＳＫ（二位相偏移変調）変調方式及びＡＷＧＮ伝搬チャネルにおける使用のために設計されており、従って、前記通信システムは、ちょうど、ＢＰＳＫが送信されるべき前記信号を変調するのに使用され、かつ、前記伝搬チャネルにガウスノイズしかない場合に、最良の性能を達成することができる。
【００１０】
実際、ＱＰＳＫ（四位相偏移変調）変調方式が、３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ通信システムにおいて使用されており、マルチパスフェージングチャネルが、しばしば、生じており、各経路のフェージングは、実際の通信環境におけるレイリーフェージングとして見積もられることができる。このように、実際の３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ通信システムにおいて図１の畳込みエンコーダを使用する場合には、最良の性能が達成されることができない。
【００１１】
本発明の目的は、畳込みエンコーダ及び該畳込みエンコーダのためのエンコード方法であって、前記通信システムにおけるマルチパスフェージングチャネルとＱＰＳＫ変調方式との統合の影響を分析することによって、３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ通信システムにおける特定の使用に最適化された畳込みエンコーダ及び該畳込みエンコーダのためのエンコード方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明において、前記エンコーダの畳込みエンコードレート及び拘束長を通信プロトコルにおける関連仕様に従って設定するステップと、前記畳込みエンコードレート及び拘束長の下で、予め規定されている基準に従って畳込み符号を生成するステップと、前記畳込み符号を使用することにより送信されるべきデータを、エンコードされた該データがレイリーフェージングを有するマルチパスフェージングにおける伝送に適したものになるように処理するステップとを有するエンコード方法が、提案される。前記予め規定されている基準とは、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大にするものであり、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である。
【００１３】
本発明において、予め規定されている基準に従って生成され、マルチパスフェージングチャネルを介して伝達される畳込みエンコードされたデータを受け取るステップと、前記デコーダの対応する畳込みデコードレート及び拘束長を、前記畳込み符号に従って設定するステップと、受け取られた前記データを前記畳込みデコードレート及び拘束長の下で、デコードするステップであって、この結果、デコードされた前記データは、マルチパスフェージングチャネルを介した伝搬の間のレイリーフェージングを取り除かれることができるステップとを有する畳込みデコード方法が提案される。前記予め規定されている基準とは、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の総和を最大化するものであり、前記最短エラーイベント経路とは、前記正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のより完全な理解と共に、他の目的及び得られるものは、添付図面に関連して以下の記載及び添付請求項を参照することによって、明らかになり、評価されるであろう。
【００１５】
本発明の好適実施例の詳細な記載について、以下で、添付図面が参照されるが、該添付図面において、同様な符号は、同様の部分を示している。
【００１６】
本発明において提案される畳込みエンコーダは、３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ通信システムにおけるＱＰＳＫ変調方式と、マルチパス伝搬の間の信号に対するレイリーフェージングの効果とに基づいて設計されているので、添付図面に関連して本発明の畳込みエンコーダを記載する前に、提案されている畳込みエンコーダの設計基準を説明することが非常に必要である。
【００１７】
当該提案される畳込みエンコーダの設計基準を明確に記載するために、行列表現
【数１】
2007531372.tif 000003
のようにチップケースにおいて受け取られた信号を表し、ここで、
2007531372.tif 000004
は、１つのデータフィールドにおける全てのアクティブなＵＥに対するデータベクトルであって、Ｎは前記データフィールドにおいて伝送されるシンボル数であり、［.］Ｔは前記行列に対する転置演算を表しており、
2007531372.tif 000005
（ここで、ｎ＝１，２，…，Ｎ）は、同じシンボルラベルに属する全てのアクティブなＵＥのデータベクトルであって、Ｍはアクティブなチャネル符号の数であり、行列
2007531372.tif 000006
は、受け取られた信号を破損させるノイズベクトルである。
【００１８】
生成されたチャネル行列
2007531372.tif 000007
の構造は、
【数２】
2007531372.tif 000008
のように示されることができ、ここで、影付の長方形各々は１つの列ベクトルを表しており、例えば、
2007531372.tif 000009
（１≦ｍ≦Ｍ、１≦ｎ≦Ｎ）は、アクティブ符号ｍのチャネルインパルス応答ベクトル
2007531372.tif 000010
と、その関連ＯＶＳＦ符号チップベクトル
2007531372.tif 000011
との畳込みであって、ここでＱは拡散因数であって、Ｗは前記チップユニットにおける推定された又は実在する伝搬経路の最大時間遅延である。
【００１９】
上述の式（２）における伝搬チャネルパラメータ
2007531372.tif 000012
は、通常、ＴＳ（時間スロット）内に埋め込まれているパイロット系列「ミッドアンブル」から推定される。チャネルインパルス応答の推定は、
【数３】
2007531372.tif 000013
と書かれることができる。
【００２０】
式（３）における
2007531372.tif 000014
は、前記パイロット系列の平方右回転行列（square
right circulated matrix）であり、［.］−１は前記行列に対する逆演算を表している。
【００２１】
推定された伝搬チャネルパラメータ
2007531372.tif 000015
及び検出されたアクティブ符号に基づいて、ＺＦ−ＢＬＥのようなＪＤアルゴリズムが、受け取られた信号
2007531372.tif 000016
に対して実施される。ＪＤアルゴリズムの後、前記データフィールドにおけるデータベクトルは、
【数４】
2007531372.tif 000017
のように表されることができる。
【００２２】
前記信号は、伝搬の間、いくらかのフェージングを有し、ノイズ信号からの干渉影響を受け、検出された前記データベクトルは、ノイズ信号からの干渉を受け、検出されたデータベクトル
2007531372.tif 000018
は、とても誤って判断され易く、即ち検出されたデータベクトル
2007531372.tif 000019
と正常なデータベクトル
2007531372.tif 000020
と間にいくらかの違いがある。
【００２３】
伝送されるべき信号をエンコードする畳込みエンコーダを設計の目的は、ＪＤアルゴリズムが前記受信機側で受け取られた無線信号に対して実施された際の、前記検出されたデータベクトル
2007531372.tif 000021
のエラー確率を最小化することにある。
【００２４】
畳込みエンコードの前記目的を実現するために、畳込みエンコーダに対する設計基準は、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の統計和を最大化するように、本発明において提案されている。この設計基準は、以下の要因を考慮することに基づいて提案される。
【００２５】
１．伝送されるシンボル各々に対する相互インピーダンス
３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤダウンリンクシステムには、２種類のインターリーバ、即ちイントラフレームインターリーバとインターフレームインターリーバーとがあり、これらは、特に、理想的にインターリーブされた後、当該チャネルにおける各データの伝搬が独立である、高速フェードチャネルにおいて、ほぼ理想的なインターリーブを保証することができる。即ち、式（２）におけるチャネルインパルス応答
2007531372.tif 000022
は、伝送されるシンボル各々に対して、ほぼ独立である。
【００２６】
２．マルチパスチャネルにおける各経路は、レイリーフェージングチャネルである
３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤダウンリンクシステムにおいて、信号の伝達のためのワイヤレスチャネルは、通常、マルチパスであり、各経路は、レイリーフェージングである。理想的なインターリーブの後のレイリーフェージングチャネルの場合、図２におけるシミュレーション実験は、最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の積が大きいほど、ＪＤ処理されたデータのエラー確率はより低くなる、即ちＢＥＲ／ＢＬＥＲ検出モジュール３２４から得られるＢＥＲ又はＢＬＥＲがより低くなることを示している。前記最短エラーイベント経路とは、正常なデコード経路と比較された非ゼロユークリッド距離の最小ブランチを有するデコード経路であり、前記正常なデコード経路は、ビタービデコードのような方法によって発見されることができる。更に、計算は、上述の前記ユークリッド距離の積を、前記ユークリッド距離の総和と交換することによって、単純化されることができる。
【００２７】
３．ＱＰＳＫ変調
３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤダウンリンクシステムにおいて、ＱＰＳＫ変調方式は、通常、スピーチトラフィック通信に採用されており、即ち、ビット形式で伝送されるべきデータがトレリス図にマッピングされる度に、前記２つの入力ビットをトレリス図における位相点（位相点とはシンボルである）にマッピングする。畳込みエンコードレートは、３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ仕様において１／３に規定されているので、符号化されたデータが前記トレリス図にマッピングされる際、前記畳込みエンコーダの３ビットの出力が、ＱＰＳＫ変調方式の下での２ビット入力に対応する。従って、全てのデコード経路の出力を考慮に入れるだけで、正常なデコード経路からのユークリッド距離を得ることができ、即ちユークリッド距離の統計和が、考慮に入れられなければならない。
【００２８】
図３Ａは、上述の基準に基づいて設計されている本発明における畳込みエンコーダを示している。図３Ａに示されているように、前記畳込みエンコーダの拘束長及び畳込みエンコードレートは、３ＧＰＰ  ＴＤＤ仕様において、それぞれ９及び１／３であるように規定されている。上述の設計基準に関して、前記畳込みエンコーダの対応する畳込み符号は、Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２：５３５，６５２，７４５であり、５３５，６５２及び７４５は、全て８進数である。前記畳込みエンコーダのアーキテクチャによれば、対応するトレリス図について、図３Ｂを参照することができる。図３Ｂにおいて、０から２５５番目までの状態が、１から２５６行目まで白丸で示されており、時間は、左側の列から右側の列へと増えている。図３Ｂにおいて、ある状態から他の状態へのブランチは、前記入力信号に対応する出力された符号化されている信号によって決定される。例えば、図３Ｂのブランチ１／１１１（１／１１１とは、前記畳込みエンコーダの入力信号／出力信号である）の初期位置が０状態にある場合、このことは、全ての図３Ａにおける全てのシフトレジスタＤが、初期状態においてゼロであることを意味する。図３Ａにおける前記畳込みエンコーダに１が入力された場合、前記畳込みエンコーダの出力信号は１１１であると計算され、このとき、図３Ｂにおけるブランチ１／１１１は、ブランチ１／１１１の矢印によって示されているように、初期状態０から状態１２８に移動する。
【００２９】
図３Ａにおける前記畳込みエンコーダをＱＰＳＫトレリス図に採用することによって生成される前記符号化されている信号をマッピングする場合、前記最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、正常なデコード経路
2007531372.tif 000023
に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の統計和を計算し、得ることができる。ここで、ｄＥとはユークリッド距離を示す。
【００３０】
ユークリッド距離の計算は、図３Ｂにおける前記最短エラーイベント経路に沿った第１ブランチ１／１１１と、前記正常なデコード経路に沿った対応する第１ブランチ１／１１１とを例とすることにより、以下の段落において説明される。
【００３１】
ビットがＱＰＳＫトレリス図にマッピングされる場合、２次元座標点が前記ＱＰＳＫトレリス図における２つのビットに対応する。バイナリ数００は座標点（０，ｊ）に、バイナリ数０１は座標点（１，０）に、バイナリ数１０は座標点（−１，０）に、バイナリ数１１は座標点（０，−ｊ）に対応している場合、ブランチ１／１１１からの出力信号１１１の最初の２つのビット１１は、前記トレリス図における（０，−ｊ）に対応しており、ブランチ０／０００からの出力信号の最初の２つのビット００は、（０，ｊ）に対応しており、２つの座標点（０，−ｊ）と（０，ｊ）との間の距離
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は、２つの前記ブランチ間のユークリッド距離である。ＱＰＳＫトレリス図における１つの座標点は２つのビットに対応するので、前記のような最短イベント経路の各ブランチからの出力信号は、２つのビットが、各グループのユークリッド距離の計算のために、ビットの各グループがマッピングされているトレリス図における位置に従ってグループを形成するような仕方で、正常なデコード経路の各ブランチからの結合された出力信号に対応するように、結合される必要がある。全てのブランチの出力信号が結合され、ビットの各グループのユークリッド距離が計算され、各グループのユークリッド距離が総和される（ユークリッド距離の統計和とも呼ばれる）。上述の方法による計算によって、ユークリッド距離の上述の統計和
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を得ることができる。
【００３２】
上述の方法によれば、図１の畳込みエンコーダを採用することによって生成されている符号化された信号が、ＱＰＳＫトレリス図にマッピングされる場合、前記最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の前記統計和は、
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のように計算されることができる。
【００３３】
提案されている前記畳込みエンコーダを基準にして計算された、前記最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、前記最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、前記正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の前記統計和は、現行の３ＧＰＰ  ＴＤＤシステムに採用されている前記畳込みエンコーダのものよりも、かなり大きく、従って、前記提案されている畳込みエンコーダのアプリケーションは、より良いシステム性能を達成することができ、このことは、後述のシミュレーション実験において更に実証される。
【００３４】
前記シミュレーション実験は、３ＧＰＰ  ＴＤＤダウンリンクシステムに基づいて達成される。前記シミュレーション実験において使用したパラメータを表１に示す。
【表１】
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【００３５】
表２は、３ＧＰＰによって推奨されている３つのチャネル条件の下でマルチパスフェージング環境を試験するワイヤレス伝搬チャネルパラメータをリストにしている。
【表２】
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【００３６】
前記のような３つの条件の下、図１における現行の３ＧＰＰ畳込みエンコーダと、本発明による図３Ａにおける畳込みエンコーダとが採用されており、当該シミュレーションの結果は、図４に示されている。
【００３７】
図４において、縦座標は、ＢＬＥＲの対数座標を表しており、横座標はｌｏｒ／ｌｏｃを示している。ここでｌｏｒは、ＵＥアンテナにおいて測定された受信電力スベクトル密度であって、ｌｏｃは、ＵＥアンテナにおいて測定された帯域制限ホワイトノイズ源の電力スペクトル密度である。図４は、前記のような３つの伝播条件の下、図３Ａに示されている本発明の畳込みエンコーダと、図１に示されているような現行の３ＧＰＰ畳込みエンコーダとについての、システム性能曲線を示している。図４に示されているように、当該提案されている畳込みエンコーダの場合のシステム性能は、ＵＥが最高速度を有する第３の場合において、ほぼ４ｄＢの改良を達成することができている。
【００３８】
表３は、マルチパスフェージング環境を試験するＩＴＵによって推奨されているワイヤレス伝搬チャネルパラメータをリストにしている。
【表３】
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【００３９】
表３に示されているチャネル条件の下で、図１における現行の３ＧＰＰ畳込みエンコーダと、本発明による図３Ａにおける畳込みエンコーダとが採用され、当該シミュレーションの結果は、図５に示されている。
【００４０】
図５において、縦座標は、ＢＬＥＲの対数座標を表しており、横座標はｌｏｒ／ｌｏｃを示している。ここでｌｏｒは、ＵＥアンテナにおいて測定された受信電力スベクトル密度であって、ｌｏｃは、ＵＥアンテナにおいて測定された帯域制限ホワイトノイズ源の電力スペクトル密度である。図５は、異なる伝播条件の下における、図３Ａに示されている本発明の畳込みエンコーダと、図１に示されているような現行の３ＧＰＰ畳込みエンコーダとについての、システム性能曲線を示している。図５に示されているように、ＢＬＥＲ＝１０−１の場合、当該提案されている畳込みエンコーダについてのシステム性能は、ＶＡ１２０の場合において、ほぼ４ｄＢの改良を達成することができ、ＢＬＥＲ＝１０−２の場合、前記提案されている畳込みエンコーダについてのシステム性能は、ＶＡ３０及びＰＢ３の場合において、それぞれ、ほぼ１.５ｄＢ及び１ｄＢを達成することができている。
【００４１】
図４及び図５に示したシミュレーション結果によれば、更に、本発明の設計基準によって構成されている前記畳込みエンコーダは、現行の３ＧＰＰ  ＴＤＤシステムにおいて使用されている畳込みエンコーダと比較して、レイリーフェージングの抑制及びノイズ干渉の軽減における顕著な改善を獲得している。
【００４２】
前記最短エラーイベント経路に沿ったブランチ各々と、前記正常なデコード経路に沿った対応するブランチ各々との間のユークリッド距離の統計和を最大化するための本発明における前記設計基準によれば、畳込み符号Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２：５３５，６５２、７４５、及び他の畳込み符号を得ることができ、これは、表４で参照されることができる。表４にリスト化されているように、各畳込み符号に対する生成多項式は、８進数であり、ユークリッド距離の計算された統計和は、全てに対して
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である。良好なシステム性能が、現行の３ＧＰＰ  ＴＤＤシステムにおける畳込み符号を使用するよりも、伝送されるべき信号のエンコードに、表４のいずれかの畳込み符号を使用することによって達成されることができる。
【表４】
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【００４３】
本発明における上述の設計基準に従って各畳込み符号を得る手順において、伝搬の間のレイリーフェージングチャネルからの影響を克服することができる符号化された信号が必要であるという目的と、前記符号化された信号が、ガウスノイズチャネルからの影響をある程度抑制することができなければならないという他の目的とを考慮しなければならない。
【００４４】
伝搬の間のガウスノイズと戦うための無線信号に対する多くの設計基準が存在し、例えば、所定の閾値よりも大きいハミング距離を有する符号化された信号を使用する方法である。
【００４５】
シミュレーション結果は、前記表４に記載されている本発明における各畳込み符号が、レイリーフェージング及びガウスノイズの克服において、良好なシステム性能を達成することができることを示している。
【００４６】
上述の記載は、提案されている畳込み符号の設計基準と該設計基準から得られた各畳込み符号とに関して詳述している。前記提案されている畳込み符号によって処理された無線信号が、マルチパス伝搬の後、受信機側に到達した場合、前記受信機におけるデコーダは、３ＧＰＰ  ＴＤＤシステムの仕様に従って、対応する畳込みデコードレート及び拘束長を設定し、前記送信機の畳込みエンコーダにおけるものに対応するデコード方法及びデコード符号を使用することによって、受け取られたデータをデコードして、マルチパス伝搬の間のレイリーフェージングを克服することができる出力信号を得ることができる。
【００４７】
本発明の有益な結果
添付図面と関連して本発明の好適実施例の上述の詳細な記載を参照し、前記通信システムにおけるマルチパスフェージングチャネルとＱＰＳＫ変調方式との統合の影響を、前記エンコーダ及び前記エンコード方法の設計について考慮に入れることによって、提案されている畳込みエンコーダとエンコード方法とは、効果的に、レイリーフェージングを克服する、ノイズ干渉を軽減する、及び３ＧＰＰ  ３．８４/１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ通信システムに適用された際のシステム性能を改善することができる。
【００４８】
前記送信機側のチャネルエンコードモジュール、又は前記受信機側のチャネルデコードモジュールに適用されているかを問わず、提案されている畳込みエンコード方法及び対応するデコード方法は、現行の機器に対する大幅な変更を必要としない一方で、通信システムの性能は、顕著に向上されることができる。
【００４９】
更に、本発明において提案されている前記畳込みエンコード方法及び対応するデコード方法は、３．８４Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ通信システムと、ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムのような１．２８Ｍｃｐｓ  ＴＤＤ通信システムとに適用可能である。
【００５０】
当業者であれば、本発明において開示されている３ＧＰＰ  ＴＤＤ通信システムにおける使用のための畳込みエンコード方法及び対応するデコード方法は、添付請求項によって規定されている本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更をされることが可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】現行の３ＧＰＰ  ＴＤＤ仕様において採用されている畳込みエンコーダのアーキテクチャを示している。
【図２】現行の３ＧＰＰ  ＴＤＤ通信システムにおけるＤＣＨのリンク層モデルを示している。
【図３Ａ】本発明の実施例による畳込みエンコーダのアーキテクチャを示している。
【図３Ｂ】本発明の実施例による畳込みエンコーダを示しているトレリス図である。
【図４】３ＧＰＰ仕様において推奨されている３つの伝搬条件の下での、本発明の実施例による畳込みエンコーダの性能と、ＴＤ−ＳＣＤＭＡダウンリンクシステムにおける既存の畳込みエンコーダの性能との間の比較を示している。
【図５】ＩＴＵ規格において提案されている伝搬条件の下での、本発明の実施例による畳込みエンコーダの性能と、ＴＤ−ＳＣＤＭＡダウンリンクシステムにおけるの既存の畳込みエンコーダ性能との間の比較を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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