(57)【要約】【解決手段】通信システムにおいて受信機内の合成方式を切替えるための単純かつ確実な方法および装置であって、レイヤ１の処理オーバヘッドおよび電力消費を最小化する方法および装置が開示される。通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択する方法が提供される。本方法は、受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップと、選択閾値を決定するステップと、時間オフセットを選択閾値と比較するステップと、比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップと、を含む。通信システムが広域符号分割多元接続システムであり、レプリカがマルチメディア配信／マルチキャストサービスに含まれる。
2007536842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択する方法であって、
受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップと、
選択閾値を決定するステップと、
前記時間オフセットを前記選択閾値と比較するステップと、
前記比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップと、
を含むことを特徴とする、合成方式を選択する方法。
【請求項２】
前記選択閾値が、前記レプリカを伝送するリンクの数、送信時間間隔、およびフレーム時間に基づくことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の合成方式がソフト合成および選択合成を含み、前記時間オフセットが前記選択閾値より小さいまたは略同一であれば、前記ソフト合成が選択されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記選択閾値Ｔｄｉｆｆが数式Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）により与えられ、ここで、Ｎｌｉｎｋが前記レプリカを伝送するリンクの数、ＴＴＴＩが前記送信時間間隔、およびＴｆｒａｍｅが前記フレーム時間であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
通信システムの受信機内の装置であって、前記受信機により受信された情報ビットストリームのレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するための前記装置であって、
受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定し、選択閾値を決定し、決定された時間オフセットを決定された選択閾値と比較し、かつ前記比較に基づいて複数の合成方式の一つを選択するように適応されたプロセッサを備えることを特徴とする、合成方式を選択するための装置。
【請求項６】
前記プロセッサが、前記レプリカを伝送するリンクの数、送信時間間隔、およびフレーム時間に基づいて前記選択閾値を決定するように適応されたことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記選択閾値Ｔｄｉｆｆが数式Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）により与えられ、ここで、Ｎｌｉｎｋが前記レプリカを伝送するリンクの数、ＴＴＴＩが前記送信時間間隔、およびＴｆｒａｍｅが前記フレーム時間であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の合成方式がソフト合成および選択合成を含み、前記時間オフセットが前記選択閾値より小さいまたは略同一であれば、前記ソフト合成が選択されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記通信システムが広域符号分割多元接続システムであり、前記レプリカがマルチメディア配信／マルチキャストサービスに含まれることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータ読取可能な媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、
受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップと、
選択閾値を決定するステップと、
前記時間オフセットを前記選択閾値と比較するステップと、
前記比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップと、
を実行することを特徴とする、コンピュータ読取可能な媒体。
【請求項１１】
前記選択閾値が、前記レプリカを伝送するリンクの数、送信時間間隔、およびフレーム時間に基づくことを特徴とする、請求項１０に記載の媒体。
【請求項１２】
前記選択閾値Ｔｄｉｆｆが数式Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）により与えられ、ここで、Ｎｌｉｎｋが前記レプリカを伝送するリンクの数、ＴＴＴＩが前記送信時間間隔、およびＴｆｒａｍｅが前記フレーム時間であることを特徴とする、請求項１１に記載の媒体。
【請求項１３】
前記複数の合成方式がソフト合成および選択合成を含み、前記時間オフセットが前記選択閾値より小さいまたは略同一であれば、前記ソフト合成が選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に係り、より詳細には、同一の情報について異なる送信機から送信された複数のレプリカを受信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル通信システムは、ＧＳＭ電気通信標準規格やその拡張版であるＧＳＭ／ＥＤＧＥ等に準拠したセルラー方式無線電話システムのような時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、およびＩＳ−９５、ＣＤＭＡ２０００や広域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）電気通信標準規格に準拠したセルラー方式無線電話システムのような符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムを含む。デジタル通信システムは、国際電気通信連合（ＩＴＵ）のＩＭＴ−２０００フレームワーク内の欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ）により開発中の第３世代（３Ｇ）移動電話システムの仕様を定める、統合無線通信システム（ＵＭＴＳ）標準規格に準拠したセルラー方式無線電話システムのようなＴＤＭＡとＣＤＭＡとの“融合”システムも含む。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、ＵＭＴＳ標準規格を推奨する。説明の便宜上、本願はＷＣＤＭＡシステムに焦点を合わせるが、本願中に記載される原理は、他のデジタル通信システムでも実施可能であることが理解される。
【０００３】
ＷＣＤＭＡは、ダウンリンク方向（基地局から端末）において、複数の基地局を区別する擬似ノイズスクランブリングコードと複数の物理チャネル（端末またはユーザー）を区別する直交チャネラザイゼーションコードとを伴う、直接シーケンス・スペクトラム拡散技術に基づく。ユーザー端末は、例えば各々に個別の物理チャネル（ＤＰＣＨｓ）を介してシステムと通信する。ここでは、ＷＣＤＭＡの用語が用いられるが、他のシステムが対応する用語を有することが理解される。スクランブリングコード、チェネライゼーションコードおよび送信電力制御は、当該技術分野で既知のものである。
【０００４】
図１は、例えばＣＤＭＡまたはＷＣＤＭＡ通信システム等のセルラー方式無線移動電話システム１０を示す。無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣｓ）１２、１４は、例えば無線接続ベアラの設定、ダイバーシチハンドオーバー等を含む様々な無線ネットワーク機能を制御する。より一般的には、各ＲＮＣは、移動局（ＭＳ）またはリモート端末に命令し、ダウンリンク（ＢＳからＭＳ、または順方向）およびアップリンク（ＭＳからＢＳ、または逆方向）のチャネルを介して互に通信する、適切な基地局（ＢＳ）を介して呼び出す。ＲＮＣ１２がＢＳ１６、１８、２０に連結されて示され、ＲＮＣ１４がＢＳ２２、２４、２６に連結されて示される。各ＢＳは、１つ以上のセルに分割可能な地理的エリアを扱う。ＢＳ２６は、ＢＳ２６のセルを構成するといえる５つのアンテナセクタＳ１〜Ｓ５を有して示される。ＢＳは、個別の電話線、光ファイバリンク、マイクロ波リンク等により対応するＲＮＣに連結される。ＲＮＣ１２、１４の双方は、移動交換局（不図示）および／またはパケット無線サービスノード（不図示）のような１つ以上のコアネットワークノードを介して、公衆電話網（ＰＳＴＮ）、インターネット等のような外部ネットワークに接続される。図１には、ＭＳ２８がＢＳ１６、１８、２０と通信し、ＭＳ３０がＢＳ２０、２２と通信するように、複数のＢＳと通信するＭＳ２８、３０が示される。ＲＮＣ１２、１４間の制御リンクは、ＢＳ２０、２２を介してＭＳ３０への／からのダイバーシチ通信を可能にする。
【０００５】
移動機（ＵＥ）では、変調されたキャリア信号（レイヤ１）が処理され、受信機を対象としたオリジナルの情報データストリームの推定値を生成する。受信されたベースバンド拡散信号の合成（composite received baseband signal）は、一般的に、異なるＢＳからのマルチパスエコーやストリームのような、受信信号中の選択されたコンポーネントの各々に割当てられる複数の“フィンガー”または逆拡散器（de-spreader）を含むレイクプロセッサに供給される。各フィンガーは、受信された合成信号を逆拡散するように、受信されたコンポーネントをスクランブリングシーケンスおよび適切なチャネライゼーションコードと合成する。レイクプロセッサは、通常、送信された情報データおよび合成信号に含まれるパイロットシンボルまたはトレイニングシンボルの双方を逆拡散する。
【０００６】
図２は、アンテナ２０２を介して無線信号を受信し、ダウンコンバートし、受信信号をフロントエンド受信機（ＦｅＲＸ）２０４内でサンプリングする、ＷＣＤＭＡ通信システムの移動端末のような受信機２００のブロック図である。出力サンプルは、パイロットチャネルを逆拡散し、無線チャネルのインパルス応答を推定し、受信データおよび制御シンボルの受信エコーを逆拡散および合成する、レイク合成器およびチャネル推定器２０６にＦｅＲＸ２０４から入力される。合成器／推定器２０６の出力は、特定の通信システムに適応するようにさらに処理される情報を生成する、シンボル検出器２０８に供給される。レイク合成およびチャネル推定は、当該技術分野で既知のものである。
【０００７】
セルラー方式無線電話、セルラー方式無線電話−情報端末（ＰＤＡ）の複合機、および無線機器対応のパーソナルコンピュータのような無線ＵＥにおいて、高速データレートの需要に対応するために、高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）がＷＣＤＭＡに導入された。ＨＳ−ＤＳＣＨは、４相位相変調（ＱＰＳＫ）または１６値振幅位相変調（１６ＱＡＭ）のいずれかの変調により、１６の拡散因子を伴い、様々なチャネライゼーションコードを同時に使用可能である。各送信時間間隔（ＴＴＩ）は、１つの伝送ブロックを含み、ＴＴＩの長さが３スロットである。エンコーディング、インターリービングおよびレートマッチングの後に、送信されるべきビットが１つ以上のチャネライゼーションコードに分配される。これは、例えば“マルチプレキシングおよびチャネルコーディング（ＦＤＤ）”、３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）２５．２１２  ５．６．０版（２００３年９月）に記載されている。直接シーケンスＣＤＭＡシステムのチップレートは、通常一定であるので、より高い拡散因子は、一般的により低い情報ビットレートに対応する。
【０００８】
ＷＣＤＭＡシステムの周波数分割複信方式（ＦＤＤ）の側面に関するマルチメディア配信（broadcast）およびマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）は、３ＧＰＰにより標準化されつつある。ＭＢＭＳは、３ＧＰＰ技術仕様書ＴＳ２３．２４６  ６．２．０版の技術仕様グループサービスおよびシステム側面；マルチメディア配信／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）；アーキテクチャおよび機能記述（リリース６）（２００３年４月）および技術報告書ＴＲ２３．８４６  ６．１．０版の技術仕様グループサービスおよびシステム側面；マルチメディア配信／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）；アーキテクチャおよび機能記述（リリース６）（２００２年１２月）他に記載されている。
【０００９】
ＭＢＭＳは、高速および高品質の配信、またはマルチキャストの送信をＭＳ（ＵＥ）に提供することを目的とする。ＭＢＭＳ送信の品質およびビットレートを向上するために、大きなインターリービング深度、すなわち長いＴＴＩを用いること、インターリービングゲインを得ること、かつレイヤ１上でマルチキャストを用いること、すなわち、ＵＥは、各々が３ＧＰＰ用語上のノードＢである異なるＢＳから、同一のビットストリームの複数のレプリカを受信可能であるべきであることが３ＧＰＰで合意された。ＵＥは、１２８キロビット／秒（ｋｂｐｓ）および２５６ｋｂｐｓのビットストリームを受信可能である必要があることも合意された。長いＴＴＩ、レイヤ１上のマルチキャスト、および１２８ｋｂｐｓおよび２５６ｋｂｐｓの高速ビットレートの組合せは、ＵＥ内でのレイヤ１処理のために非常に大きなバッファメモリサイズをもたらす。
【００１０】
さらに、ＵＥは、無線リンク制御（ＲＬＣ）のレベル（レイヤ２）上で選択合成（selective combining）を実行可能であるべきであることも合意された。これは、異なるビットストリームがレイヤ１上で個別に処理され、ＲＬＣエンティティが伝送ブロックを選択し、異なるビットストリームが巡回冗長検査（ＣＲＣ）に合格したか否かに基づいてＲＬＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）が異なるストリームから呼び出されることを意味する。ＲＬＣ  ＰＤＵを用いる代わりに、複数のアンテナ、偏向角等の間での選択合成も実行可能である。レイヤ１上のビットストリームに関するこの種の個別処理は、全ての受信されたビットストリームが別々にバッファされる必要があるので、非常に大きなバッファサイズをもたらす。選択合成は、当該技術分野で既知のものである。
【００１１】
選択合成以外の他の合成技術としては、ソフト合成（soft combining）または最大比合成（maximum ratio combining）が既知である。ＵＥがレイヤ１上で実行しているソフト合成は、受信機連鎖の初期にビットストリームが合成され、かつソフト合成されたビットストリームが複数ではなく１つのストリームとして処理されるので、バッファ領域および処理時間の双方を低減可能である。ソフト合成は、当該技術分野で既知のものであり、３Ｇ無線通信システムにおいて、ある種のターボデコーダにより、および高速ダウンリンクパッケト接続（ＨＳＤＰＡ）のハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）により用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般的に、ソフト合成に必要とされるバッファサイズは、配信またはマルチキャストに関与する送信リンク間の時間差に対して線形的に増加する。一方、選択合成に必要とされるレイヤ１のバッファサイズは、時間差に対して実質的に一定である。選択合成とソフト合成との間のこの種のまたは他の相違点は、双方の合成方式の設計を同時に最適化できないＵＥ設計者にとって問題となる。
【００１３】
本発明は、ソフト合成と選択合成とを切替えるための単純かつ確実な方法および装置を提供する。ＵＥがソフト合成および選択合成の双方を処理可能である必要があるので、選択合成により生じるレイヤ１の処理オーバヘッドを最小化し、電力消費を最小化することが有益な目標となる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のある観点によれば、通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択する方法が提供される。本方法は、受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップと、選択閾値を決定するステップと、時間オフセットを選択閾値と比較するステップと、比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップと、を含む。
【００１５】
本発明の他の観点によれば、通信システムの受信機内の装置であって、受信機により受信された情報ビットストリームのレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するための装置が提供される。本装置は、受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定し、選択閾値を決定し、決定された時間オフセットを決定された選択閾値と比較し、かつ比較に基づいて複数の合成方式の一つを選択するように適応されたプロセッサを備える。
【００１６】
本発明のさらに他の観点によれば、通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータ読取可能な媒体が提供される。本コンピュータプログラムは、受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップと、選択閾値を決定するステップと、時間オフセットを選択閾値と比較するステップと、比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップと、を実行する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ＷＣＤＭＡ通信システムにおいてＭＢＭＳを処理するような多くの受信機は、送信された情報について受信された異なるレプリカ（ビットストリーム）を処理するために少なくとも２つの選択肢を有する。例えば、２つの選択肢は、（１）受信されたビットストリームの選択合成（selective combining）、および（２）受信されたビットストリームのソフト合成（soft combining）でありえる。２つの選択肢に必要とされるバッファサイズは、異なるビットストリーム間の時間差に依存する。本発明は、時間差に応じて選択合成またはソフト合成を選択することにより、受信機のメモリおよび処理能力をいかに効率的に使用するかを記載するものである。
【００１８】
選択合成とソフト合成との間でのみ常に選択が必要とされるものではないことが理解される。ソフト合成に関しては、異なる伝送チャネルからのソフト値がソフト合成される、伝送チャネル合成（transport channel combining）のような変形例も考えられる。変形例は、伝送毎のチャネル合成を可能にするためにソフト値を単に並び替えるものであるので、この種の変形例と記載されるソフト合成との間には、現実的な相違は存在しない。さらに、合成方式の選択が有益となるＷＣＤＭＡでは、ＭＢＭＳ以外の他の環境も考えられる。
【００１９】
図３は、異なるＢＳからの２つの通信リンクを伴うＭＢＭＳマルチキャストの単純化されたタイミングモデルを示す。図３では、フレームシーケンスがリンク１およびリンク２について示されており、各フレームは、１０ミリ秒（ｍｓ）のような期間を有し、かつ通常、情報が送信される複数の連続するタイムスロットまたはバーストを含む。Ｔ１２は、リンク１およびリンク２からの同一のＴＴＩの始端と終端との間の時間オフセットであり、Ｔｄｉｆｆは、リンク１およびリンク２からｋ番目のＴＴＩであるＴＴＩｋである。図３に見られるように、無線リンクが無線フレームレベルまたはＴＴＩレベルのいずれかに同調されていることを保証する必要はない。
【００２０】
図４は、ベースバンドアーキテクチャの一般モデルを含むＵＥの部分ブロック図を示す。図４に示すように、ＵＥ内のベースバンド処理は、無線フレームプロセッサ４０２、ＴＴＩプロセッサ４０４、および媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ処理４０６の３つの処理エンティティを含む。エンティティ４０２、４０４、４０６間の通信は、共有メモリ４０８を介して有利に行われる。ここで、着信するマルチキャスト情報を処理し、それをベースバンドに適切な方法で周波数シフトする、アンテナおよび受信機フロントエンド４１０は、受信ビット、すなわちソフト値をスロットに関して（slot-wise）共有メモリ４０８に書き込み、無線フレームのシーケンスを形成する。フレームプロセッサ４０２は、メモリ４０８から無線フレームを読取り、その処理の後にフレームを共有メモリ４０８にライトバックする。そして、ＴＴＩプロセッサ４０４は、共有メモリ４０８から一度に１つのＴＴＩを読取り、データがＭＡＣレイヤ処理４０６に転送されて後続処理される前に、処理されたデータをＴＴＩに関して（TTI-wise）共有メモリ４０８にライトバックする。このアーキテクチャが単なる一例であって、多くの他のアーキテクチャが適応可能であることが理解される。さらに、図２に示す構成は、通常、図４に示す受信機フロントエンド４１０に備えられることが確認される。
【００２１】
共有メモリ４０８は、フレーム処理が行われている期間中、フレームのコンテンツを記憶可能である。この種の動作は、必ずしも必要とはされないが、説明の目的として悲観的に見れば、大きなバッファ要求をもたらす。共有メモリ４０８は、複数のソフト値を読取り、処理し、共有メモリ４０８にライトバックする、フレームプロセッサ４０２のためのフレームバッファとして動作することがより効率的である。フレームプロセッサによりソフト値が共有メモリにライトバックされた後に、値は、通常、ＴＴＩバッファとして動作する共有メモリとともに、ＴＴＩプロセッサに属するものと考えられる。いかなる場合でも、フレームバッファ（共有メモリ４０８）は、フレーム処理エンティティ４０２によりフレームが完全に処理されるまで、フレーム全体を記憶可能である。
【００２２】
図４に示すアーキテクチャにおいてＴ１２＝０の場合には、選択合成に必要とされるバッファサイズが最大となることが容易に理解される。この場合、他のリンクからの情報が処理されている間には、あるリンクからの情報が記憶される必要がある。他の場合、他のリンクからの情報が着信する前に、あるフレーム処理を完了するための時間が存在する。ＵＥ内にフレーム／ＴＴＩ／ＭＡＣ処理エンティティの複数のセットを備えることにより、選択合成のための最大バッファサイズを低減可能であることも理解される。
【００２３】
フレーム処理時間をＴｐｆｒａｍｅで示し、ＴＴＩ処理時間をＴｐＴＴＩで示し、かつ、ＭＡＣ処理時間をＴｐＭＡＣで示せば、Ｎｌｉｎｋ＝２の無線リンクの選択合成に必要とされる総バッファサイズＭＳＣｍａｘが数式１より得られる。
ＭＳＣｍａｘ＝ｎ・2（2560/ＳＦ）Ｎｌｉｎｋ（15＋Ｔｐｆｒａｍｅ/Ｔｓｌｏｔ）
＋（ｎ・2/Ｔｓｌｏｔ）（2560/ＳＦ）（ＴＴＴＩ＋Ｔｐｆｒａｍｅ）＋Ｒ（ＴＴＴＩ＋ＴｐＭＡＣ）．．．．（数式１）
ここで、ｎが各ソフト値の幅（ビット）、Ｔｓｌｏｔが１スロットの時間間隔（ｍｓ）、ＳＦが拡散因子、ＴＴＴＩが１ＴＴＩの期間（ｍｓ）、ＲがＭＢＭＳデータレート（ｂｐｓ）である。
【００２４】
スロットレベルで、すなわち受信機連鎖の可能な限り早期にソフト合成が行われれば、２つのリンクのソフト合成のための総バッファサイズＭｓｏｆｔｍａｘが数式２より得られる。
Ｍｓｏｆｔｍａｘ＝ｎ・2（2560/ＳＦ）（Ｔｄｉｆｆ/Ｔｓｌｏｔ＋15＋Ｔｐｆｒａｍｅ/Ｔｓｌｏｔ）
＋（ｎ・2/Ｔｓｌｏｔ）（2560/ＳＦ）（ＴＴＴＩ＋Ｔｐｆｒａｍｅ）＋Ｒ（ＴＴＴＩ＋ＴｐＭＡＣ）．．．．（数式２）
【００２５】
数式２より、ソフト合成のバッファ要求Ｍｓｏｆｔｍａｘは、時間オフセットＴｄｉｆｆに対して線形的に増加することがわかる。数式１より、この線形挙動は、最大値、すなわちＴ１２＝０の場合を考える必要性より、選択合成では見られないことがわかる。さらに、出願人は、Ｔｄｉｆｆ＝０の場合には、ＭｓｏｆｔｍａｘがＭＳＣｍａｘよりも小さいので、時間オフセットのブレイクポイント、すなわち選択合成に比してソフト合成がより小さなバッファサイズ要求を有するブレイクポイントが存在することを確認した。ソフト合成は、選択合成に比して、すでに非常に低い処理要求および電力消費を伴うので、ソフト合成または選択合成を使用する場合を決定可能なＵＥは、他のＵＥに比して様々な利点を有する。
【００２６】
時間オフセットのブレイクポイントを見出すために、出願人は、Ｍｓｏｆｔｍａｘ＜ＭＳＣｍａｘという条件を設定する。この条件が数式３より得られる。
Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）・
（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ＋Ｔｐｆｒａｍｅ＋ＴｐＴＴＩ＋（Ｔｓｌｏｔ・ＳＦ/2ｎ・2560）Ｒ（ＴＴＴＩ＋ＴｐＭＡＣ））
．．．．．（数式３）
ここで、Ｎｌｉｎｋ＝２、３、…である。数式３の最終項は、通常小さく、かつ処理遅延は、通常、無視可能なほど小さいので、簡便な評価が数式４より得られる。
Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）、Ｎｌｉｎｋ＝２、３、…                  ．．．．．（数式４）
この場合、ソフト合成が使用されるべきである。この評価の重要な利点は、数式４がＵＥに既知の値のみを含むことである。リンク数Ｎｌｉｎｋおよび期間ＴＴＴＩは、基地局によりＵＥに信号で伝えられ、フレーム時間Ｔｆｒａｍｅ、例えば１０ｍｓが通信システムの既知のパラメータである。時間オフセットＴｄｉｆｆは、レイク合成器２０６またはＵＥの他の適応可能な部分により決定可能である。
【００２７】
よって、受信機内のプロセッサは、情報ビットストリームの受信されたレプリカのためにソフト合成または選択合成を選択する方法を実施する命令を実行可能である。２つの無線リンク間の時間差は、ＷＣＤＭＡ端末内にすでに存在するハードウェアにより規定される。このことは、出願人の方法を実施するための単一の装置または複数の装置が目下のところＵＭＴＳ内に存在する。この方法を実施するためのプロセッサは、プロセッサ４０２、４０４、４０６のいずれかまたはＵＥ内の他の適応可能なプロセッサであってもよい。例えば、出願人の時間オフセット計算は、図４では破線で示され、受信機フロントエンド４１０および無線フレームプロセッサ４０２に接続されているプロセッサ４１２により行われるようにしてもよい。受信機フロントエンド４１０との接続は、プロセッサが時間差を評価することを可能にし、かつ無線フレームプロセッサ４０２との接続は、２つの無線リンクのソフト値が別々に処理されるべきか、または合成されたソフト値として処理されるべきかをプロセッサが信号で伝えることを可能にする。
【００２８】
図５は、ソフト合成または選択合成を選択する方法を示す。ステップ５０２では、受信されたレプリカ間の時間オフセットＴｄｉｆｆが決定される。ステップ５０４では、数式４により、レプリカを伝送する既知のリンク数Ｎｌｉｎｋ、既知の期間ＴＴＩＩ、および既知のフレーム時間Ｔｆｒａｍｅが合成される。この合成値は、選択閾値ＴＳＥＬとして考慮される。ステップ５０６では、Ｔｄｉｆｆが選択閾値ＴＳＥＬと比較され、ＴｄｉｆｆがＴＳＥＬより小さいまたは略同一であれば、プロセッサは、受信機にソフト合成を使用してレプリカを合成させる（ステップ５０８）。ＴｄｉｆｆがＴＳＥＬより大きければ、プロセッサは、受信機に選択合成を使用してレプリカを合成させる（ステップ５１０）。無線リンク時間（radio link timing）が頻繁に変化しない限り、この方法が２、３のＴＴＩ毎に実行されればよいと考えられる。
【００２９】
図６は、ソフト合成によりバッファサイズがどのように線形的に増加し、数式４より得られる選択閾値に応じて合成方式がどのように選択合成にシフトされるべきであるかを示す。図６では、Ｎｌｉｎｋ＝２、ＴＴＴＩ＝８０ｍｓである。選択合成のための一定の総バッファサイズＭＳＣｍａｘ（数式１）が破線３０で示され、ソフト合成のための線形的に増加する総バッファサイズＭｓｏｆｔｍａｘが実線３２で示される。理想的なブレイクポイントは、破線３０と実践３２とが交差する点３４であり、Ｔｄｉｆｆ＝約０．１０秒、総バッファサイズ＝約１．９５ｘ１０５ビットである。理想的には、ＵＥは、ブレイクポイント３４の左側、すなわち０≦Ｔｄｉｆｆ≦０．１０ｓの場合にはソフト合成（すなわち、実線３２に沿って）を使用するべきであり、ブレイクポイント３４の右側、すなわち０．１０ｓ＜Ｔｄｉｆｆの場合には選択合成（すなわち、破線３０に沿って）を使用するべきである。
【００３０】
図６には、数式４により評価されたブレイクポイントが、Ｔｄｉｆｆ＝約０．０９秒、総バッファサイズ＝約１．９ｘ１０５ビットである、実線３６により示される。図６より、ＵＥが選択合成を使用する（計算的により煩わしい）評価値が使用するべきである評価値より少し大きく（すなわち、０．１０ｓが０．０９ｓより少し大きい）、数式４の単純な評価が少し控えめであることがわかる。しかし、差異は非常に小さく、数式４は、ＵＥがフレーム処理、ＴＴＩ処理、およびＭＡＣ配信のような異なるタスクのために処理期間を計算することを必要としない点で、数式３に比して実施上の顕著な利点を有する。
【００３１】
以上で述べたように、ＵＥのための重要な利点は、ソフト合成により処理負荷が最小化されることにある。この利点は、実質的なものであると理解される。ソフト合成は、フレームタスク、ＴＴＩタスク、およびＭＡＣ配信タスクが合成されたソフト値に関してのみ行われることを必要とする。ＵＥが選択合成を使用するとすぐに、フレームタスク、ＴＴＩタスク、およびＭＡＣ配信タスクがＮｌｉｎｋの無線リンクについて行われる必要がある。ＴＴＩ処理は、例えばレート・デマッチングおよびターボデコーディング等の計算的に集中的かつ時間のかかる様々なタスクを含む。
【００３２】
前述した方法は、例えば送信機−受信機間の通信チャネルの時間変化特性に応答するように、必要に応じて繰返し実行されることが理解される。理解を容易にするために、例えばプログラム可能なコンピュータシステムの要素により実行可能な動作のシーケンスに関して、出願人の発明の多くの側面が記載される。様々な動作は、専用の電子回路（例えば、特殊化された機能を実行するために相互接続された別個の論理ゲートまたはアプリケーションに固有の集積回路）、１つ以上のプロセッサにより実行されるプログラム命令、または双方の組合せにより実行可能であることが確認される。
【００３３】
さらに、出願人の発明は、何らかのコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、媒体から命令を入力して命令を実行する、コンピュータ支援システム、プロセッサ内蔵システム、または他のシステムのような命令実行システム、装置、または機器により使用され、または接続されるために、適切な命令のセットが記憶された記憶媒体によって完全に実現可能であると考えられる。ここで用いられるように、“コンピュータ読取可能な媒体”は、命令実行システム、装置、または機器により使用され、または接続されるために、プログラムを含み、記憶し、通信し、伝播し、または転送する何らかの手段でありうる。コンピュータ読取可能な媒体は、限定されずに例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体のシステム、装置、機器、または伝播媒体でありうる。コンピュータ読取可能な媒体のより具体例（非限定列挙）は、１つ以上の結線を有する電気接続、携帯可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能・プログラム可能なリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、および光ファイバを含む。
【００３４】
よって、本発明は、多くの異なる態様で実現可能であり、実現可能な全ての態様が前述されていないが、かかる態様の全てが本発明の範囲に含まれるものであると考えられる。本発明の様々な側面の各々については、記載された動作を実行するために“形成されたロジック（logic configured to）”として、または代替的に記載された動作を実行する“ロジック”として見なすことができる。
【００３５】
本願において、“構成する（comprises/comprising）”という用語は、記載された特徴、整数（integers）、ステップ、またはコンポーネントの存在を特定し、かつ記述された特徴、整数、ステップ、コンポーネント、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【００３６】
前述した特定の実施形態は、単なる具体例であって、いかなる場合も限定的に解されるべきではない。本発明の範囲は、請求項の記載に基づいて決定され、請求項の範囲に含まれる全ての変形および均等は、本発明の範囲として解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】電気通信システムを示す説明図である。
【図２】電気通信システム内の受信機を示すブロック図である。
【図３】マルチメディア配信およびマルチキャストサービスのタイミングモデルを示す説明図である。
【図４】ベースバンドアーキテクチャを含む移動機を示すブロック図である。
【図５】ソフト合成および選択合成を選択する方法を示すフロー図である。
【図６】ソフト合成および選択合成と総バッファサイズとの関係を示す説明図である。
【図１】
2007536842.tif 000003
【図２】
2007536842.tif 000004
【図３】
2007536842.tif 000005
【図４】
2007536842.tif 000006
【図５】
2007536842.tif 000007
【図６】
2007536842.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択する方法であって、
受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップ（５０２）と、
選択閾値を決定するステップ（５０４）と、
前記時間オフセットを前記選択閾値と比較するステップ（５０６）と、
前記比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップ（５０８、５１０）と、
を含むことを特徴とする、合成方式を選択する方法。
【請求項２】
前記選択閾値が、前記レプリカを伝送するリンクの数、送信時間間隔、およびフレーム時間に基づくことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の合成方式がソフト合成および選択合成を含み、前記時間オフセットが前記選択閾値より小さいまたは略同一であれば、前記ソフト合成が選択されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記選択閾値Ｔｄｉｆｆが数式Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）により与えられ、ここで、Ｎｌｉｎｋが前記レプリカを伝送するリンクの数、ＴＴＴＩが前記送信時間間隔、およびＴｆｒａｍｅが前記フレーム時間であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
通信システムの受信機内の装置であって、前記受信機により受信された情報ビットストリームのレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するための前記装置であって、
受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定し、選択閾値を決定し、決定された時間オフセットを決定された選択閾値と比較し、かつ前記比較に基づいて複数の合成方式の一つを選択するように適応されたプロセッサ（４０２、４０４、４０６、４１２）を備えることを特徴とする、合成方式を選択するための装置。
【請求項６】
前記プロセッサが、前記レプリカを伝送するリンクの数、送信時間間隔、およびフレーム時間に基づいて前記選択閾値を決定するように適応されたことを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記選択閾値Ｔｄｉｆｆが数式Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）により与えられ、ここで、Ｎｌｉｎｋが前記レプリカを伝送するリンクの数、ＴＴＴＩが前記送信時間間隔、およびＴｆｒａｍｅが前記フレーム時間であることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記複数の合成方式がソフト合成および選択合成を含み、前記時間オフセットが前記選択閾値より小さいまたは略同一であれば、前記ソフト合成が選択されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記通信システムが広域符号分割多元接続システムであり、前記レプリカがマルチメディア配信／マルチキャストサービスに含まれることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータ読取可能な媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、
受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップ（５０２）と、
選択閾値を決定するステップ（５０４）と、
前記時間オフセットを前記選択閾値と比較するステップ（５０６）と、
前記比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップ（５０８、５１０）と、
を実行することを特徴とする、コンピュータ読取可能な媒体。
【請求項１１】
前記選択閾値が、前記レプリカを伝送するリンクの数、送信時間間隔、およびフレーム時間に基づくことを特徴とする、請求項１０に記載の媒体。
【請求項１２】
前記選択閾値Ｔｄｉｆｆが数式Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）により与えられ、ここで、Ｎｌｉｎｋが前記レプリカを伝送するリンクの数、ＴＴＴＩが前記送信時間間隔、およびＴｆｒａｍｅが前記フレーム時間であることを特徴とする、請求項１１に記載の媒体。
【請求項１３】
前記複数の合成方式がソフト合成および選択合成を含み、前記時間オフセットが前記選択閾値より小さいまたは略同一であれば、前記ソフト合成が選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に係り、より詳細には、同一の情報について異なる送信機から送信された複数のレプリカを受信する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル通信システムは、ＧＳＭ電気通信標準規格やその拡張版であるＧＳＭ／ＥＤＧＥ等に準拠したセルラー方式無線電話システムのような時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、およびＩＳ−９５、ＣＤＭＡ２０００や広域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）電気通信標準規格に準拠したセルラー方式無線電話システムのような符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムを含む。デジタル通信システムは、国際電気通信連合（ＩＴＵ）のＩＭＴ−２０００フレームワーク内の欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ）により開発中の第３世代（３Ｇ）移動電話システムの仕様を定める、統合無線通信システム（ＵＭＴＳ）標準規格に準拠したセルラー方式無線電話システムのようなＴＤＭＡとＣＤＭＡとの“融合”システムも含む。第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、ＵＭＴＳ標準規格を推奨する。説明の便宜上、本願はＷＣＤＭＡシステムに焦点を合わせるが、本願中に記載される原理は、他のデジタル通信システムでも実施可能であることが理解される。
【０００３】
ＷＣＤＭＡは、ダウンリンク方向（基地局から端末）において、複数の基地局を区別する擬似ノイズスクランブリングコードと複数の物理チャネル（端末またはユーザー）を区別する直交チャネラザイゼーションコードとを伴う、直接シーケンス・スペクトラム拡散技術に基づく。ユーザー端末は、例えば各々に個別の物理チャネル（ＤＰＣＨｓ）を介してシステムと通信する。ここでは、ＷＣＤＭＡの用語が用いられるが、他のシステムが対応する用語を有することが理解される。スクランブリングコード、チェネライゼーションコードおよび送信電力制御は、当該技術分野で既知のものである。
【０００４】
図１は、例えばＣＤＭＡまたはＷＣＤＭＡ通信システム等のセルラー方式無線移動電話システム１０を示す。無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣｓ）１２、１４は、例えば無線接続ベアラの設定、ダイバーシチハンドオーバー等を含む様々な無線ネットワーク機能を制御する。より一般的には、各ＲＮＣは、移動局（ＭＳ）またはリモート端末に命令し、ダウンリンク（ＢＳからＭＳ、または順方向）およびアップリンク（ＭＳからＢＳ、または逆方向）のチャネルを介して互に通信する、適切な基地局（ＢＳ）を介して呼び出す。ＲＮＣ１２がＢＳ１６、１８、２０に連結されて示され、ＲＮＣ１４がＢＳ２２、２４、２６に連結されて示される。各ＢＳは、１つ以上のセルに分割可能な地理的エリアを扱う。ＢＳ２６は、ＢＳ２６のセルを構成するといえる５つのアンテナセクタＳ１〜Ｓ５を有して示される。ＢＳは、個別の電話線、光ファイバリンク、マイクロ波リンク等により対応するＲＮＣに連結される。ＲＮＣ１２、１４の双方は、移動交換局（不図示）および／またはパケット無線サービスノード（不図示）のような１つ以上のコアネットワークノードを介して、公衆電話網（ＰＳＴＮ）、インターネット等のような外部ネットワークに接続される。図１には、ＭＳ２８がＢＳ１６、１８、２０と通信し、ＭＳ３０がＢＳ２０、２２と通信するように、複数のＢＳと通信するＭＳ２８、３０が示される。ＲＮＣ１２、１４間の制御リンクは、ＢＳ２０、２２を介してＭＳ３０への／からのダイバーシチ通信を可能にする。
【０００５】
移動機（ＵＥ）では、変調されたキャリア信号（レイヤ１）が処理され、受信機を対象としたオリジナルの情報データストリームの推定値を生成する。受信されたベースバンド拡散信号の合成（composite received baseband signal）は、一般的に、異なるＢＳからのマルチパスエコーやストリームのような、受信信号中の選択されたコンポーネントの各々に割当てられる複数の“フィンガー”または逆拡散器（de-spreader）を含むレイクプロセッサに供給される。各フィンガーは、受信された合成信号を逆拡散するように、受信されたコンポーネントをスクランブリングシーケンスおよび適切なチャネライゼーションコードと合成する。レイクプロセッサは、通常、送信された情報データおよび合成信号に含まれるパイロットシンボルまたはトレイニングシンボルの双方を逆拡散する。
【０００６】
図２は、アンテナ２０２を介して無線信号を受信し、ダウンコンバートし、受信信号をフロントエンド受信機（ＦｅＲＸ）２０４内でサンプリングする、ＷＣＤＭＡ通信システムの移動端末のような受信機２００のブロック図である。出力サンプルは、パイロットチャネルを逆拡散し、無線チャネルのインパルス応答を推定し、受信データおよび制御シンボルの受信エコーを逆拡散および合成する、レイク合成器およびチャネル推定器２０６にＦｅＲＸ２０４から入力される。合成器／推定器２０６の出力は、特定の通信システムに適応するようにさらに処理される情報を生成する、シンボル検出器２０８に供給される。レイク合成およびチャネル推定は、当該技術分野で既知のものである。
【０００７】
セルラー方式無線電話、セルラー方式無線電話−情報端末（ＰＤＡ）の複合機、および無線機器対応のパーソナルコンピュータのような無線ＵＥにおいて、高速データレートの需要に対応するために、高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）がＷＣＤＭＡに導入された。ＨＳ−ＤＳＣＨは、４相位相変調（ＱＰＳＫ）または１６値振幅位相変調（１６ＱＡＭ）のいずれかの変調により、１６の拡散因子を伴い、様々なチャネライゼーションコードを同時に使用可能である。各送信時間間隔（ＴＴＩ）は、１つの伝送ブロックを含み、ＴＴＩの長さが３スロットである。エンコーディング、インターリービングおよびレートマッチングの後に、送信されるべきビットが１つ以上のチャネライゼーションコードに分配される。これは、例えば“マルチプレキシングおよびチャネルコーディング（ＦＤＤ）”、３ＧＰＰ技術仕様書（ＴＳ）２５．２１２  ５．６．０版（２００３年９月）に記載されている。直接シーケンスＣＤＭＡシステムのチップレートは、通常一定であるので、より高い拡散因子は、一般的により低い情報ビットレートに対応する。
【０００８】
ＷＣＤＭＡシステムの周波数分割複信方式（ＦＤＤ）の側面に関するマルチメディア配信（broadcast）およびマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）は、３ＧＰＰにより標準化されつつある。ＭＢＭＳは、３ＧＰＰ技術仕様書ＴＳ２３．２４６  ６．２．０版の技術仕様グループサービスおよびシステム側面；マルチメディア配信／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）；アーキテクチャおよび機能記述（リリース６）（２００３年４月）および技術報告書ＴＲ２３．８４６  ６．１．０版の技術仕様グループサービスおよびシステム側面；マルチメディア配信／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）；アーキテクチャおよび機能記述（リリース６）（２００２年１２月）他に記載されている。
【０００９】
ＭＢＭＳは、高速および高品質の配信、またはマルチキャストの送信をＭＳ（ＵＥ）に提供することを目的とする。ＭＢＭＳ送信の品質およびビットレートを向上するために、大きなインターリービング深度、すなわち長いＴＴＩを用いること、インターリービングゲインを得ること、かつレイヤ１上でマルチキャストを用いること、すなわち、ＵＥは、各々が３ＧＰＰ用語上のノードＢである異なるＢＳから、同一のビットストリームの複数のレプリカを受信可能であるべきであることが３ＧＰＰで合意された。ＵＥは、１２８キロビット／秒（ｋｂｐｓ）および２５６ｋｂｐｓのビットストリームを受信可能である必要があることも合意された。長いＴＴＩ、レイヤ１上のマルチキャスト、および１２８ｋｂｐｓおよび２５６ｋｂｐｓの高速ビットレートの組合せは、ＵＥ内でのレイヤ１処理のために非常に大きなバッファメモリサイズをもたらす。
【００１０】
さらに、ＵＥは、無線リンク制御（ＲＬＣ）のレベル（レイヤ２）上で選択合成（selective combining）を実行可能であるべきであることも合意された。これは、異なるビットストリームがレイヤ１上で個別に処理され、ＲＬＣエンティティが伝送ブロックを選択し、異なるビットストリームが巡回冗長検査（ＣＲＣ）に合格したか否かに基づいてＲＬＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）が異なるストリームから呼び出されることを意味する。ＲＬＣ  ＰＤＵを用いる代わりに、複数のアンテナ、偏向角等の間での選択合成も実行可能である。レイヤ１上のビットストリームに関するこの種の個別処理は、全ての受信されたビットストリームが別々にバッファされる必要があるので、非常に大きなバッファサイズをもたらす。選択合成は、当該技術分野で既知のものである。
【００１１】
選択合成以外の他の合成技術としては、ソフト合成（soft combining）または最大比合成（maximum ratio combining）が既知である。ＵＥがレイヤ１上で実行しているソフト合成は、受信機連鎖の初期にビットストリームが合成され、かつソフト合成されたビットストリームが複数ではなく１つのストリームとして処理されるので、バッファ領域および処理時間の双方を低減可能である。ソフト合成は、当該技術分野で既知のものであり、３Ｇ無線通信システムにおいて、ある種のターボデコーダにより、および高速ダウンリンクパッケト接続（ＨＳＤＰＡ）のハイブリッド自動再送（ＨＡＲＱ）により用いられる。
【００１２】
ビレネッガー等による米国特許出願公開第２００３／０２０７６９６号明細書Ａ１（２００３年１１月６日）は、異なる無線リンク時間オフセットのために異なる合成方式（例えばソフト合成および選択合成）が使用可能であることを開示する。セルラー方式無線移動システムにおいて、ソフトハンドオーバー状態情報およびＯｏＳ状態情報に基づいて決定される、固有の同期外れ（Out-of-synchronization；ＯｏＳ）情報および送信電力差を有する送信電力制御（ＴＰＣ）ビットを送信するための方法および装置が記載されている。ここで、ＴＰＣビットがＢＳにより送信され、ＯｏＳ情報がＲＮＣによりＢＳに提供される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一般的に、ソフト合成に必要とされるバッファサイズは、配信またはマルチキャストに関与する送信リンク間の時間差に対して線形的に増加する。一方、選択合成に必要とされるレイヤ１のバッファサイズは、時間差に対して実質的に一定である。選択合成とソフト合成との間のこの種のまたは他の相違点は、双方の合成方式の設計を同時に最適化できないＵＥ設計者にとって問題となる。
【００１４】
本発明は、ソフト合成と選択合成とを切替えるための単純かつ確実な方法および装置を提供する。ＵＥがソフト合成および選択合成の双方を処理可能である必要があるので、選択合成により生じるレイヤ１の処理オーバヘッドを最小化し、電力消費を最小化することが有益な目標となる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のある観点によれば、通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択する方法が提供される。本方法は、受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップと、選択閾値を決定するステップと、時間オフセットを選択閾値と比較するステップと、比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップと、を含む。
【００１６】
本発明の他の観点によれば、通信システムの受信機内の装置であって、受信機により受信された情報ビットストリームのレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するための装置が提供される。本装置は、受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定し、選択閾値を決定し、決定された時間オフセットを決定された選択閾値と比較し、かつ比較に基づいて複数の合成方式の一つを選択するように適応されたプロセッサを備える。
【００１７】
本発明のさらに他の観点によれば、通信システムにおいて情報ビットストリームの受信されたレプリカのための合成方式を複数の方式から選択するためのコンピュータプログラムを含むコンピュータ読取可能な媒体が提供される。本コンピュータプログラムは、受信されたレプリカ間の時間オフセットを決定するステップと、選択閾値を決定するステップと、時間オフセットを選択閾値と比較するステップと、比較ステップに基づいて複数の合成方式の一つを選択するステップと、を実行する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ＷＣＤＭＡ通信システムにおいてＭＢＭＳを処理するような多くの受信機は、送信された情報について受信された異なるレプリカ（ビットストリーム）を処理するために少なくとも２つの選択肢を有する。例えば、２つの選択肢は、（１）受信されたビットストリームの選択合成（selective combining）、および（２）受信されたビットストリームのソフト合成（soft combining）でありえる。２つの選択肢に必要とされるバッファサイズは、異なるビットストリーム間の時間差に依存する。本発明は、時間差に応じて選択合成またはソフト合成を選択することにより、受信機のメモリおよび処理能力をいかに効率的に使用するかを記載するものである。
【００１９】
選択合成とソフト合成との間でのみ常に選択が必要とされるものではないことが理解される。ソフト合成に関しては、異なる伝送チャネルからのソフト値がソフト合成される、伝送チャネル合成（transport channel combining）のような変形例も考えられる。変形例は、伝送毎のチャネル合成を可能にするためにソフト値を単に並び替えるものであるので、この種の変形例と記載されるソフト合成との間には、現実的な相違は存在しない。さらに、合成方式の選択が有益となるＷＣＤＭＡでは、ＭＢＭＳ以外の他の環境も考えられる。
【００２０】
図３は、異なるＢＳからの２つの通信リンクを伴うＭＢＭＳマルチキャストの単純化されたタイミングモデルを示す。図３では、フレームシーケンスがリンク１およびリンク２について示されており、各フレームは、１０ミリ秒（ｍｓ）のような期間を有し、かつ通常、情報が送信される複数の連続するタイムスロットまたはバーストを含む。Ｔ１２は、リンク１およびリンク２からの同一のＴＴＩの始端と終端との間の時間オフセットであり、Ｔｄｉｆｆは、リンク１およびリンク２からｋ番目のＴＴＩであるＴＴＩｋである。図３に見られるように、無線リンクが無線フレームレベルまたはＴＴＩレベルのいずれかに同調されていることを保証する必要はない。
【００２１】
図４は、ベースバンドアーキテクチャの一般モデルを含むＵＥの部分ブロック図を示す。図４に示すように、ＵＥ内のベースバンド処理は、無線フレームプロセッサ４０２、ＴＴＩプロセッサ４０４、および媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤ処理４０６の３つの処理エンティティを含む。エンティティ４０２、４０４、４０６間の通信は、共有メモリ４０８を介して有利に行われる。ここで、着信するマルチキャスト情報を処理し、それをベースバンドに適切な方法で周波数シフトする、アンテナおよび受信機フロントエンド４１０は、受信ビット、すなわちソフト値をスロットに関して（slot-wise）共有メモリ４０８に書き込み、無線フレームのシーケンスを形成する。フレームプロセッサ４０２は、メモリ４０８から無線フレームを読取り、その処理の後にフレームを共有メモリ４０８にライトバックする。そして、ＴＴＩプロセッサ４０４は、共有メモリ４０８から一度に１つのＴＴＩを読取り、データがＭＡＣレイヤ処理４０６に転送されて後続処理される前に、処理されたデータをＴＴＩに関して（TTI-wise）共有メモリ４０８にライトバックする。このアーキテクチャが単なる一例であって、多くの他のアーキテクチャが適応可能であることが理解される。さらに、図２に示す構成は、通常、図４に示す受信機フロントエンド４１０に備えられることが確認される。
【００２２】
共有メモリ４０８は、フレーム処理が行われている期間中、フレームのコンテンツを記憶可能である。この種の動作は、必ずしも必要とはされないが、説明の目的として悲観的に見れば、大きなバッファ要求をもたらす。共有メモリ４０８は、複数のソフト値を読取り、処理し、共有メモリ４０８にライトバックする、フレームプロセッサ４０２のためのフレームバッファとして動作することがより効率的である。フレームプロセッサによりソフト値が共有メモリにライトバックされた後に、値は、通常、ＴＴＩバッファとして動作する共有メモリとともに、ＴＴＩプロセッサに属するものと考えられる。いかなる場合でも、フレームバッファ（共有メモリ４０８）は、フレーム処理エンティティ４０２によりフレームが完全に処理されるまで、フレーム全体を記憶可能である。
【００２３】
図４に示すアーキテクチャにおいてＴ１２＝０の場合には、選択合成に必要とされるバッファサイズが最大となることが容易に理解される。この場合、他のリンクからの情報が処理されている間には、あるリンクからの情報が記憶される必要がある。他の場合、他のリンクからの情報が着信する前に、あるフレーム処理を完了するための時間が存在する。ＵＥ内にフレーム／ＴＴＩ／ＭＡＣ処理エンティティの複数のセットを備えることにより、選択合成のための最大バッファサイズを低減可能であることも理解される。
【００２４】
フレーム処理時間をＴｐｆｒａｍｅで示し、ＴＴＩ処理時間をＴｐＴＴＩで示し、かつ、ＭＡＣ処理時間をＴｐＭＡＣで示せば、Ｎｌｉｎｋ＝２の無線リンクの選択合成に必要とされる総バッファサイズＭＳＣｍａｘが数式１より得られる。
ＭＳＣｍａｘ＝ｎ・2（2560/ＳＦ）Ｎｌｉｎｋ（15＋Ｔｐｆｒａｍｅ/Ｔｓｌｏｔ）
＋（ｎ・2/Ｔｓｌｏｔ）（2560/ＳＦ）（ＴＴＴＩ＋Ｔｐｆｒａｍｅ）＋Ｒ（ＴＴＴＩ＋ＴｐＭＡＣ）．．．．（数式１）
ここで、ｎが各ソフト値の幅（ビット）、Ｔｓｌｏｔが１スロットの時間間隔（ｍｓ）、ＳＦが拡散因子、ＴＴＴＩが１ＴＴＩの期間（ｍｓ）、ＲがＭＢＭＳデータレート（ｂｐｓ）である。
【００２５】
スロットレベルで、すなわち受信機連鎖の可能な限り早期にソフト合成が行われれば、２つのリンクのソフト合成のための総バッファサイズＭｓｏｆｔｍａｘが数式２より得られる。
Ｍｓｏｆｔｍａｘ＝ｎ・2（2560/ＳＦ）（Ｔｄｉｆｆ/Ｔｓｌｏｔ＋15＋Ｔｐｆｒａｍｅ/Ｔｓｌｏｔ）
＋（ｎ・2/Ｔｓｌｏｔ）（2560/ＳＦ）（ＴＴＴＩ＋Ｔｐｆｒａｍｅ）＋Ｒ（ＴＴＴＩ＋ＴｐＭＡＣ）．．．．（数式２）
【００２６】
数式２より、ソフト合成のバッファ要求Ｍｓｏｆｔｍａｘは、時間オフセットＴｄｉｆｆに対して線形的に増加することがわかる。数式１より、この線形挙動は、最大値、すなわちＴ１２＝０の場合を考える必要性より、選択合成では見られないことがわかる。さらに、出願人は、Ｔｄｉｆｆ＝０の場合には、ＭｓｏｆｔｍａｘがＭＳＣｍａｘよりも小さいので、時間オフセットのブレイクポイント、すなわち選択合成に比してソフト合成がより小さなバッファサイズ要求を有するブレイクポイントが存在することを確認した。ソフト合成は、選択合成に比して、すでに非常に低い処理要求および電力消費を伴うので、ソフト合成または選択合成を使用する場合を決定可能なＵＥは、他のＵＥに比して様々な利点を有する。
【００２７】
時間オフセットのブレイクポイントを見出すために、出願人は、Ｍｓｏｆｔｍａｘ＜ＭＳＣｍａｘという条件を設定する。この条件が数式３より得られる。
Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）・
（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ＋Ｔｐｆｒａｍｅ＋ＴｐＴＴＩ＋（Ｔｓｌｏｔ・ＳＦ/2ｎ・2560）Ｒ（ＴＴＴＩ＋ＴｐＭＡＣ））
．．．．．（数式３）
ここで、Ｎｌｉｎｋ＝２、３、…である。数式３の最終項は、通常小さく、かつ処理遅延は、通常、無視可能なほど小さいので、簡便な評価が数式４より得られる。
Ｔｄｉｆｆ＜（Ｎｌｉｎｋ−１）（ＴＴＴＩ＋Ｔｆｒａｍｅ）、Ｎｌｉｎｋ＝２、３、…                  ．．．．．（数式４）
この場合、ソフト合成が使用されるべきである。この評価の重要な利点は、数式４がＵＥに既知の値のみを含むことである。リンク数Ｎｌｉｎｋおよび期間ＴＴＴＩは、基地局によりＵＥに信号で伝えられ、フレーム時間Ｔｆｒａｍｅ、例えば１０ｍｓが通信システムの既知のパラメータである。時間オフセットＴｄｉｆｆは、レイク合成器２０６またはＵＥの他の適応可能な部分により決定可能である。
【００２８】
よって、受信機内のプロセッサは、情報ビットストリームの受信されたレプリカのためにソフト合成または選択合成を選択する方法を実施する命令を実行可能である。２つの無線リンク間の時間差は、ＷＣＤＭＡ端末内にすでに存在するハードウェアにより規定される。このことは、出願人の方法を実施するための単一の装置または複数の装置が目下のところＵＭＴＳ内に存在する。この方法を実施するためのプロセッサは、プロセッサ４０２、４０４、４０６のいずれかまたはＵＥ内の他の適応可能なプロセッサであってもよい。例えば、出願人の時間オフセット計算は、図４では破線で示され、受信機フロントエンド４１０および無線フレームプロセッサ４０２に接続されているプロセッサ４１２により行われるようにしてもよい。受信機フロントエンド４１０との接続は、プロセッサが時間差を評価することを可能にし、かつ無線フレームプロセッサ４０２との接続は、２つの無線リンクのソフト値が別々に処理されるべきか、または合成されたソフト値として処理されるべきかをプロセッサが信号で伝えることを可能にする。
【００２９】
図５は、ソフト合成または選択合成を選択する方法を示す。ステップ５０２では、受信されたレプリカ間の時間オフセットＴｄｉｆｆが決定される。ステップ５０４では、数式４により、レプリカを伝送する既知のリンク数Ｎｌｉｎｋ、既知の期間ＴＴＩＩ、および既知のフレーム時間Ｔｆｒａｍｅが合成される。この合成値は、選択閾値ＴＳＥＬとして考慮される。ステップ５０６では、Ｔｄｉｆｆが選択閾値ＴＳＥＬと比較され、ＴｄｉｆｆがＴＳＥＬより小さいまたは略同一であれば、プロセッサは、受信機にソフト合成を使用してレプリカを合成させる（ステップ５０８）。ＴｄｉｆｆがＴＳＥＬより大きければ、プロセッサは、受信機に選択合成を使用してレプリカを合成させる（ステップ５１０）。無線リンク時間（radio link timing）が頻繁に変化しない限り、この方法が２、３のＴＴＩ毎に実行されればよいと考えられる。
【００３０】
図６は、ソフト合成によりバッファサイズがどのように線形的に増加し、数式４より得られる選択閾値に応じて合成方式がどのように選択合成にシフトされるべきであるかを示す。図６では、Ｎｌｉｎｋ＝２、ＴＴＴＩ＝８０ｍｓである。選択合成のための一定の総バッファサイズＭＳＣｍａｘ（数式１）が破線３０で示され、ソフト合成のための線形的に増加する総バッファサイズＭｓｏｆｔｍａｘが実線３２で示される。理想的なブレイクポイントは、破線３０と実践３２とが交差する点３４であり、Ｔｄｉｆｆ＝約０．１０秒、総バッファサイズ＝約１．９５ｘ１０５ビットである。理想的には、ＵＥは、ブレイクポイント３４の左側、すなわち０≦Ｔｄｉｆｆ≦０．１０ｓの場合にはソフト合成（すなわち、実線３２に沿って）を使用するべきであり、ブレイクポイント３４の右側、すなわち０．１０ｓ＜Ｔｄｉｆｆの場合には選択合成（すなわち、破線３０に沿って）を使用するべきである。
【００３１】
図６には、数式４により評価されたブレイクポイントが、Ｔｄｉｆｆ＝約０．０９秒、総バッファサイズ＝約１．９ｘ１０５ビットである、実線３６により示される。図６より、ＵＥが選択合成を使用する（計算的により煩わしい）評価値が使用するべきである評価値より少し大きく（すなわち、０．１０ｓが０．０９ｓより少し大きい）、数式４の単純な評価が少し控えめであることがわかる。しかし、差異は非常に小さく、数式４は、ＵＥがフレーム処理、ＴＴＩ処理、およびＭＡＣ配信のような異なるタスクのために処理期間を計算することを必要としない点で、数式３に比して実施上の顕著な利点を有する。
【００３２】
以上で述べたように、ＵＥのための重要な利点は、ソフト合成により処理負荷が最小化されることにある。この利点は、実質的なものであると理解される。ソフト合成は、フレームタスク、ＴＴＩタスク、およびＭＡＣ配信タスクが合成されたソフト値に関してのみ行われることを必要とする。ＵＥが選択合成を使用するとすぐに、フレームタスク、ＴＴＩタスク、およびＭＡＣ配信タスクがＮｌｉｎｋの無線リンクについて行われる必要がある。ＴＴＩ処理は、例えばレート・デマッチングおよびターボデコーディング等の計算的に集中的かつ時間のかかる様々なタスクを含む。
【００３３】
前述した方法は、例えば送信機−受信機間の通信チャネルの時間変化特性に応答するように、必要に応じて繰返し実行されることが理解される。理解を容易にするために、例えばプログラム可能なコンピュータシステムの要素により実行可能な動作のシーケンスに関して、出願人の発明の多くの側面が記載される。様々な動作は、専用の電子回路（例えば、特殊化された機能を実行するために相互接続された別個の論理ゲートまたはアプリケーションに固有の集積回路）、１つ以上のプロセッサにより実行されるプログラム命令、または双方の組合せにより実行可能であることが確認される。
【００３４】
さらに、出願人の発明は、何らかのコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、媒体から命令を入力して命令を実行する、コンピュータ支援システム、プロセッサ内蔵システム、または他のシステムのような命令実行システム、装置、または機器により使用され、または接続されるために、適切な命令のセットが記憶された記憶媒体によって完全に実現可能であると考えられる。ここで用いられるように、“コンピュータ読取可能な媒体”は、命令実行システム、装置、または機器により使用され、または接続されるために、プログラムを含み、記憶し、通信し、伝播し、または転送する何らかの手段でありうる。コンピュータ読取可能な媒体は、限定されずに例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体のシステム、装置、機器、または伝播媒体でありうる。コンピュータ読取可能な媒体のより具体例（非限定列挙）は、１つ以上の結線を有する電気接続、携帯可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能・プログラム可能なリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、および光ファイバを含む。
【００３５】
よって、本発明は、多くの異なる態様で実現可能であり、実現可能な全ての態様が前述されていないが、かかる態様の全てが本発明の範囲に含まれるものであると考えられる。本発明の様々な側面の各々については、記載された動作を実行するために“形成されたロジック（logic configured to）”として、または代替的に記載された動作を実行する“ロジック”として見なすことができる。
【００３６】
本願において、“構成する（comprises/comprising）”という用語は、記載された特徴、整数（integers）、ステップ、またはコンポーネントの存在を特定し、かつ記述された特徴、整数、ステップ、コンポーネント、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【００３７】
前述した特定の実施形態は、単なる具体例であって、いかなる場合も限定的に解されるべきではない。本発明の範囲は、請求項の記載に基づいて決定され、請求項の範囲に含まれる全ての変形および均等は、本発明の範囲として解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電気通信システムを示す説明図である。
【図２】電気通信システム内の受信機を示すブロック図である。
【図３】マルチメディア配信およびマルチキャストサービスのタイミングモデルを示す説明図である。
【図４】ベースバンドアーキテクチャを含む移動機を示すブロック図である。
【図５】ソフト合成および選択合成を選択する方法を示すフロー図である。
【図６】ソフト合成および選択合成と総バッファサイズとの関係を示す説明図である。
【国際調査報告】
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