(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
セルが所属するネットワーク側装置と、少なくとも前記ネットワーク側装置と通信するユーザ装置(UE)とを含む通信システムにおける信号処理のための無線通信装置であって、前記無線通信装置が前記ネットワーク側装置又は前記UEであり、前記無線通信装置が、
複数の系列グループの第一の系列グループを決定するよう構成され、前記第一の系列グループが前記セルに割り当てられた複数の系列を含み、前記第一の系列グループ内の前記複数の系列が、前記通信システムにおいてサポートされる時間/周波数リソースの占有モードに対応する、セル系列決定ユニットと、
前記第一の系列グループの中から、前記ネットワーク側装置又は前記UEの時間/周波数リソースの占有モードに従って、処理する系列を決定するよう構成された時間/周波数リソース系列決定ユニットと、
前記系列を生成するよう構成された系列生成ユニットと、
生成された前記系列に対して系列処理を実行するよう構成された処理ユニットと
を備え、
前記第一の系列グループ内の第一の占有モードに対応する系列は、前記複数の系列グル
ープの第二の系列グループ内の第二の占有モードに対応する系列よりも、前記第一の系列グループ内の第二の占有モードに対応する別の系列と、高い相関を有し、
前記第一の占有モード及び前記第二の占有モードは、前記通信システムにおいてサポートされる時間/周波数リソースの占有モードのうち、異なる二つの占有モードである、
無線通信装置。
前記セル系列決定ユニットが、前記セルの識別情報および前記第一の系列グループの識別情報の少なくとも一方に従って前記セルに割り当てられた第一の系列グループを決定するよう更に構成された、請求項11に記載の装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下で本発明の各実施形態を図面と併せて説明する。
【0015】
本発明を実施する過程で発明者は、従来技術には少なくとも以下の2つの問題があることを見出している。
【0016】
1.多数の無線ネットワークリソースが占有される。CAZAC系列を割り当てる既存の方法では、CAZAC系列処理が行われることになっているときに、セルのためのCAZAC系列の割り当てが時間/周波数リソースの各占有モードに関する信号伝送によって実施される必要があり、セルへのCAZAC系列割り当ての信号伝達が多数の無線ネットワークリソースを占有する。
【0017】
2.異なるセルにおけるCAZAC系列の時間/周波数リソースの占有モードが相互に部分的に重なり合うときに、セル間に比較的強い信号が干渉し得ることが考慮されない場合。CAZAC系列割り当ての既存の手順では、異なるセルにおいて割り当てられることになるCAZAC系列の時間/周波数リソースの占有モードが完全に同じでないとき、セル間には強い信号干渉が生じないとみなされる。したがって、CAZAC系列割り当て時に、異なるセルに割り当てられた時間/周波数リソースの異なる占有モードに対応するCAZAC系列間の相関は考慮されない。例えば、
図2および
図3に示すように、セルAとセルBにおける系列の時間/周波数リソースの占有モードが相互に部分的に重なり合う場合、セルAとセルBに割り当てられたCAZAC系列の相関値が比較的高いとき、セルAとセルBとの間には比較的強い信号干渉が生じる。
【0018】
本発明の実施形態では、システムが系列グループをセルに割り当て、各系列グループ内の系列は複数の下位グループに分割される。各下位グループは時間/周波数リソースの占有モードに対応する。通信システムにおいて下位グループの数は時間/周波数リソースの占有モードの数と同じである。各下位グループ内の系列は、その下位グループに対応する候補系列の集合の中から選択することによって取得される。ユーザまたは通信路(チャネル)は、割り当てられた系列グループおよび用いられる特定の伝送信号の時間/周波数リソースの占有モードに従って、送信または受信するために対応する系列下位グループ内の系列を選択する。1つの下位グループには1つ以上の系列がある。
【0019】
図4は本発明の一実施形態による通信システムにおける系列割り当ておよび処理方法の流れを示す概略図である。
【0020】
図4に示すように、ステップ401で、複数の系列を含む系列グループが生成され、複数の系列を含む1つ以上の系列グループがセルに割り当てられる。系列グループ内の系列は、システムによってサポートされる系列の時間/周波数リソースの占有モードに従って決定される。系列の時間/周波数リソースの占有モードは、その系列を搬送する時間/周波数リソースのモード、すなわち、系列と時間/周波数リソースとの間の対応関係である。複数の系列を含む系列グループをセルに割り当てることにより、割り当てられた系列グループが、セルの識別情報または系列グループの識別情報を介して通知され、そのため、セルのための系列の割り当てが、時間/周波数リソースの異なる占有モードに関する信号伝送によって実施されることが必要とされる現象が回避され、系列割り当ての過程で占有される無線ネットワーク転送リソースが節約される。
【0021】
送信対象の系列によって占有され得る異なる時間/周波数リソースについて、本発明の解決手段によって提供される系列グループ内の複数の系列の構成方法は、これらの系列が確実に以下の特性、即ち、これらの系列が対応する時間/周波数リソースを占有するときには、これらの系列間の相関が比較的高いという特性を有するようにすることを含む。
【0022】
言い換えると、対応する時間/周波数リソースを占有しているときには、相互間の相関が比較的高い系列がグループを構成する。
【0023】
上記原理に従って異なるグループが構成されると、対応する時間/周波数リソースを占有した後、異なるグループの系列の相互間の相関を確実に比較的小さくすることができる。
【0024】
次いでフローはステップ402に進む。セルに系列グループを割り当てる機能は、セル内のユーザまたは通信路に系列グループを割り当てることを含む。
【0025】
ステップ402でユーザ端末が、系列を送信するなどの系列処理を実行する必要があるとき、ユーザ端末は、現在のセルに割り当てられた系列グループを決定(特定)し、送信される必要がある系列の時間/周波数リソースの占有モードに従って現在のセルの系列グループ内の送信対象の系列の情報を決定し、次いで送信される必要がある系列の情報に従って対応する系列を生成する。例えばユーザ端末は、送信される必要がある系列の識別情報を決定し、前記識別情報に従って対応する系列を生成する。このステップでユーザ端末は、セルID情報などのセル情報に従って現在のセルに割り当てられた系列グループを決定してもよい。代替的にはユーザ端末は、現在のセルに割り当てられた系列グループのID情報に従って現在のセルに割り当てられた系列グループを決定してもよい。次いでフローはステップ403に進む。ステップ403でユーザ端末は生成された系列を信号変調に使用し、変調された信号を送信する。
【0026】
ネットワークが系列を受信するなどの系列処理を実行する必要があるとき、ステップ402で、ネットワークは対応するセルに割り当てられた系列グループを決定し、受信される必要がある系列の時間/周波数リソースの占有モードに従って現在のセルの系列グループ内の受信対象の系列の情報を決定し、次いで、受信される必要がある系列の情報に従って対応する系列を生成する。例えばネットワークは、受信される必要がある系列の識別情報を決定し、前記識別情報に従って対応する系列を生成する。このステップでは、ネットワークは、セルID情報などのセル情報に従ってセルに割り当てられた系列グループを決定してもよい。代替的にはネットワークは、現在のセルに割り当てられた系列グループのID情報に従って現在のセルに割り当てられた系列グループを決定してもよい。次いでフローはステップ403に進む。ステップ403でネットワークは、生成された系列を系列受信に使用する。例えばネットワークは、生成された系列と受信信号を使って相関計算を行う。
【0027】
上記実施形態の説明では、セルに1つの系列グループが割り当てられてもよく、セルに複数の系列グループが割り当てられてもよい。割り当てられた系列グループはセル特定のものである。すなわち異なるセルには異なる系列グループが割り当てられてもよい。
【0028】
系列グループ内の系列は、それらの系列の時間/周波数リソースの占有モードに従って決定される。系列グループは、対応する時間/周波数リソースを占有する系列間の相関に従って構成されてもよい。言い換えると、相互間の相関値が比較的大きい系列が系列グループに構成されることができる。相関値が互いに比較的大きい系列は、最大相関値を有する候補系列中のn系列を指し、nは候補系列の総数より小さい。例えば、候補系列は相関値に関して大きいものから小さいものへと順に配列され、1番目に大きい相関値、2番目に大きい相関値、…、n番目に大きい相関値を有する各系列が最大相関値を有するn系列であり、nは1であってもよい。このようにして取得される系列グループでは、異なる系列グループの系列間の相関値を確実に比較的小さくすることができる。このため、異なるセルにおける系列の時間/周波数リソースの占有モードが相互に部分的に重なり合う場合でも、セル間の信号干渉を確実に比較的小さくすることができる。
【0029】
本発明の実施形態における系列グループ内の系列は、CAZAC系列であってよい。CAZAC系列は、Zadoff−Chu系列であってもよく、GCL(General chirp−like)系列などであってもよい。
【0030】
Zadoff−Chu系列を生成する式は、以下の式(1)に示すようなものであってもよい。
a
r,N(n)=W
Nn(n+N mod2)/2+qn,n=0,1,…,N−1
・・・式(1)
【0031】
式中、a
r,N(n)は、指数rを用いて生成された系列を表し、nは系列のn番目の要
素を表し、Nは系列の長さを表し、W
N=exp(−j2πr/N)であり、rとNとは
相対的に素な数であり、qは任意の整数である。
【0032】
式(1)から、系列の長さがパラメータNを使って制御されることができ、同じ長さを有する異なる系列の生成が指数rを使って制御されることができ、qがZadoff−Chu系列の巡回シフトに対応しうる、或いは異なるqが異なる系列に対応するとみなしてもよいことが分かる。
【0033】
本発明の実施形態では、系列の時間/周波数リソースの占有モードを用いて系列グループ内の系列が決定されるとき、系列グループ内の系列は、異なる系列に対応する異なる帯域幅の時間/周波数リソースに従って決定されてもよく、周波数領域において異なるサンプリング間隔を有し、サンプリング後に同じ帯域幅を有する異なる系列に対応する時間/周波数リソースに従って決定されてもよく、異なる系列に対応する異なる時間/周波数リソースブロックの位置に従って決定されてもよい。当然ながら、系列グループ内の系列は、時間/周波数リソースの他の占有モードに従って決定されてもよい。例えば系列グループ内の系列は、周波数領域において異なるサンプリング間隔を有し、サンプリング後に異なる帯域幅を有する時間/周波数リソースに従って決定されてもよい。本発明の実施形態は、系列の時間/周波数リソースの占有モードの特定の形を限定するものではない。
【0034】
以下では、系列グループを生成し、系列グループ内の系列を決定し、系列をユーザ/通信路に割り当てる方法の具体的な実施プロセスを示す。
【0036】
図2に示すように、異なる系列が異なる帯域幅を有する時間/周波数リソースに対応する場合、系列グループを生成し、系列グループ内の系列を決定する方法は以下のとおりであってもよい。
【0037】
5MHzの帯域幅を有する時間/周波数リソースにおいて利用可能な副搬送波が合計150あるものと想定する。システムによってサポートされる系列の時間/周波数リソースの占有モードには2つのモードが含まれる。1つのモードでは、5MHzの帯域幅を有する時間/周波数リソースが、それぞれ1.25MHzの帯域幅を有する4つの時間/周波数リソースに分割され、その場合CAZAC系列の時間/周波数リソースの占有モードは、1.25MHzの帯域幅を有する時間/周波数リソースの占有モードであり、すなわち、伝送帯域幅は1.25MHzである。別のモードでは、CAZAC系列の時間/周波数リソースの占有モードは5MHzの帯域幅を有する時間/周波数リソースの占有モードであり、すなわち、伝送帯域幅は5MHzである。
【0038】
セルによって送信される変調信号は、CAZAC系列の断片またはCAZAC系列の巡回拡張を用いてもよい。一般的には、様々な系列断片の様々な組み合わせが用いられ得る。特にセル内でCAZAC系列を搬送する副搬送波の数が素数でないとき、またはセルラーシステム内のセルが、より多くの異なるCAZAC系列を取得するために、より長いCAZAC系列を使用する必要があるとき、送信対象の系列は、系列断片または断片の組み合わせを使って形成されてもよい。
【0039】
5MHzの伝送帯域幅では、利用可能な150の副搬送波に対応するCAZAC系列の長さは素数N=151であってよく、CAZAC系列の長さは150として切り取られてもよい。
【0040】
1.25MHzの伝送帯域幅では、利用可能な副搬送波の数は素数37であってもよく、その場合、1.25MHzの伝送帯域幅内の利用可能な37の副搬送波に対応するCAZAC系列の長さは素数N=37であってもよい。
【0041】
系列の時間/周波数リソースの占有モードが2つのモード、すなわち1.25MHzの伝送帯域幅と5MHzの伝送帯域幅とを含み、1つの系列グループが2つのZadoff−Chu系列を含む場合、Zadoff−Chu系列を使って系列グループおよび系列グループ内の系列を生成する過程は以下のとおりである。
【0042】
長さ37を有するZadoff−Chu系列では、系列指数はr=b
1・kであり、式
中、b
1=1、k=1,2,3,…,34,35,36である。長さ150を有するZa
doff−Chu系列、すなわち長さ151を有するZadoff−Chu系列の断片では、系列指数はr=b
2・kであり、式中、b
2=4、k=1,2,3,…,150である。長さ37を有するZadoff−Chu系列は、長さ150を有するZadoff−Chu系列に対して短い系列であり、長さ150を有するZadoff−Chu系列は、長さ37を有するZadoff−Chu系列に対して長い系列である。
【0043】
長い系列は150のZadoff−Chu系列を含んでもよく、短い系列は36のZadoff−Chu系列を含んでもよい。同じkを有する2つのZadoff−Chu系列が系列グループを構成し、異なるkを有する他2つのZadoff−Chu系列が異なる系列グループを構成する。したがって、短い系列を繰り返し使用することが許可されないときには、上記長い系列と短い系列の積集合を求めることによって36の系列グループが生成されてもよい。短い系列を繰り返し使用することが許可されるときには、150の系列グループが生成されてもよい。実際の計算時には、Nに関してrのモジュール(剰余)演算が行われてもよく、NはZadoff−Chu系列の長さである。k=±37,±74のとき、r=(k・b
1) mod 37=0であり、一方、r=0のとき、これはZ
adoff−Chu系列に対応しない。したがって、k=±37,±74は廃棄されてもよい。このため、146の系列グループが生成されてもよい。
【0044】
一般に、異なる系列が異なる帯域幅の時間/周波数リソースを占有するとき、すなわち、異なる系列の時間/周波数リソースの占有モードが異なるとき、2つの異なる帯域幅の時間/周波数リソースに対応する長い系列と短い系列の指数は、r
i=b
i・k+δ
i,i
=1,2という関係を満たすはずである。式中、同じkは同じ系列グループを示し、b
i
,δ
iはその系列によって占有される時間/周波数リソースによって決定され、特殊な事
例がδ
i=0であり、i=1,2は異なる時間/周波数リソースを区別するのに使用され
る。b
1,b
2は系列によって占有される時間/周波数リソースの比によって決定される。具体的には、b
1,b
2は、系列によって占有される副搬送波の数によって決定される。複数の選択肢が利用できる。1つの好ましい選択肢は、式b
1・N
2−b
2・N
1=1に従ってb
1,b
2を決定するものである。言い換えると、任意の系列について、まず、N
1・b
m−N
m・b
1=1を得るためにb
m,b
1が決定され、次いで任意のr
1=k・b
1について、r
m=k・b
m,−N
1/2<k<N
1/2となる。このため、グループ内の系列間の対応関係が与えられる。下位グループm内の複数の系列が決定されるとき、その関係はr=k・b
m±δであり、式中δは小さい整数である。
【0045】
具体的には、それぞれ長さ11、23および37を有するZadoff−Chu系列であり、3つのリソース占有モードに対応する合計3つの下位グループがあるものと想定する。N
1=11のときには、合計10の系列グループが生じる。以下の表が得られる。
【表1】
【0046】
実際の計算後に、表中の各系列間の相関が実際にかなり高いことが判明する。
【0047】
1.25MHzの帯域幅では、系列によって占有される副搬送波の数はN
1=37であ
る。5MHzの帯域幅では、切り取られない系列によって占有される副搬送波の数はN
2
=151である。b
1とb
2の決定時に、b
1とb
2は37/151に近い値に従って決定され、式b
1・N
2−b
2・N
1=1に従って決定され、例えば、b
1=25、b
2=102とされる。また、k=−L,−L+1,…,−1,1,2,…,L−1,L、L=(N
1−1
)/2=(37−1)/2=18、δ
1=0、δ
2=±1,±2が選択される。代替的には、δ
1=δ
2=0、k=−L,−L+1,…,−1,1,2,…,L−1,L、L=(N
2
−1)/2=(151−1)/2=75、およびk≠m・37、mは整数m=0,±1,±2が選択されてもよい。kおよびk+m・37の系列グループに含まれる長さ37を有する系列は同じであるが、これらの系列グループに含まれる長さ151を有する系列は同じでない。
【0048】
本発明の実施形態によれば、36の系列グループが生成されてもよく、各系列グループには長さ151を有する1つ以上の系列が生じてもよい。36の系列グループが生成されようと、146の系列グループが生成されようと、系列グループが生成された後には、異なる系列グループが異なるセルに割り当てられることができる。
【0049】
具体的には、CAZAC系列の断片やCAZAC系列の巡回拡張などの系列グループ内の系列が周波数領域などの領域で搬送されるとき、巡回シフト処理は系列グループ内の系列の別の領域で行われてもよい。巡回シフト後に生成される新しい系列は、この系列グループ内の系列として使用されてもよく、前記別の系列グループ内の系列として使用されてもよい。例えば、系列グループ内のCAZAC系列の断片が周波数領域で搬送される場合、系列グループ内のCAZAC系列のこの断片に対して離散逆フーリエ変換が行われてもよく、時間波形、すなわち、時間領域の系列が取得される。次いで時間領域の系列が巡回シフトされて前記時間領域に1つ以上の系列が生成され、前記時間領域のこれらの系列は、この系列グループまたは他の系列グループ内の系列として使用される。
【0050】
巡回シフトによって生成された系列が異なる系列グループに割り当てられるとき、巡回シフト後に生成された系列は複数の系列であるとみなされる。このため、系列グループ内の系列が異なる方法で巡回シフトされるときには、異なる系列グループが取得されうる。
【0051】
前述の巡回シフトは、系列の後部セグメントが系列の前の部分に複写されることを意味する。例えば、元のCAZAC系列の断片が時間領域に変換され、長さsを有する時間波形、すなわち、系列a
0,a
1,…,a
s-1を形成するとき、巡回シフト後にこれは、a
p+1,a
p+2,…,a
s-1,…,a
0,a
1,…,a
pに変換されてもよく、pは0,1,2,…
,s−1の中から選択される整数であってもよい。
【0052】
異なる系列に対応する時間/周波数リソースブロックの位置が異なる場合には、系列グループを構成し、系列グループ内の系列を決定する方法は以下のとおりであってもよい。
【0053】
本発明の実施形態では、1.25MHzの伝送帯域幅を有する上記4つの時間/周波数リソースブロックの位置は異なる。言い換えると、時間/周波数リソースの4つの異なる占有モードがある。1.25MHzの伝送帯域幅では、利用可能な副搬送波の数が素数37であってもよいため、1.25MHzの伝送帯域幅において利用可能な37の副搬送波に対応するCAZAC系列の長さは素数N=37であってもよい。そのため36の系列グループが生成されてもよい。36の系列グループを構成する具体的プロセスは上記第1の実施形態に説明したとおりである。各系列グループはCAZAC系列を含み得る。系列グループ内のCAZAC系列が基礎系列として使用される場合、基礎系列に対して巡回シフトが行われ、巡回シフト後の系列が、依然として対応する基礎系列が存在する系列グループ内の系列とみなされる場合には、系列グループ内に複数の系列が含まれ得る。例えば、基礎系列に対して4つの異なる巡回シフトが行われ、巡回シフト後に4つの系列が取得される。巡回シフト後の4つの系列と基礎系列は、同じ系列グループ内の系列として使用される。このため、1つの系列グループが5つの系列を含みうる。
【0054】
本発明の実施形態では、同じ系列が、異なる位置を有する1.25MHzの伝送帯域幅の上記4つの時間/周波数リソースブロックに使用される場合、すなわち、系列グループ内の系列の決定時に、系列の時間/周波数リソースブロックの異なる位置が考慮されない場合が除外されない。この場合、系列グループ内には2つのCAZAC系列が生じ得る。
【0055】
異なる系列が、
図3に示す例のように、異なるサンプリング間隔を有し、サンプリング後に同じ帯域幅を有する時間/周波数リソースに対応する場合、系列グループを構成し、系列グループ内の系列を決定する方法は以下のとおりである。
【0056】
図3に示す事例では、システムによってサポートされる系列の時間/周波数リソースの占有モードは以下の2つのモードを含む。
【0057】
モード1:10MHzの帯域幅を有する時間/周波数リソースが5MHzの帯域幅を有する2つの時間/周波数リソースに分割される。
【0058】
モードI2:サンプリング間隔2の間に、5MHzの帯域幅を有する時間/周波数リソースが、10MHzの帯域幅を有する時間/周波数リソースからのサンプリングによって取得される。
【0059】
以下では、のにZadoff−Chu系列を例にとり、同じ系列グループ内で生成されるZadoff−Chu系列を説明する。
【0060】
N=151であり、r=kであり、長さ150を有する系列が切り取りによって取得され、5MHzの帯域幅に対応するZadoff−Chu系列の断片が生成されるものと想定する。
【0061】
N=151であり、r=4・kであり、長さ150を有する系列が切り取りによって取得され、サンプリング間隔2を有する10MHzの帯域幅に対応するZadoff−Chu系列の断片が生成されるものと想定する。
【0062】
前述のkは1から150までの間の自然数である。言い換えると、伝送5MHzの帯域幅と、サンプリング間隔2を有する10MHzの帯域幅には、150の系列グループが生成され得る。同じ系列グループ内の異なるサンプリング間隔を有する時間/周波数リソースに対応するZadoff−Chu系列の指数は、サンプリング間隔の二乗に正比例する。
【0063】
本実施形態では、異なるkが異なる系列グループに対応する。1系列グループ内に2つのCAZAC系列があってもよく、巡回シフトにより2つのCAZAC系列を用いてより多くのCAZAC系列が生成されてもよい。kが同じであるとき、巡回シフトによって取得される系列は、値kを有する系列グループ内の系列とみなされ得る。巡回シフト後に取得されるCAZAC系列は基礎系列の系列グループと同じ系列グループ内にあってもよい。代替的には、巡回シフト後に取得されるCAZAC系列は、基礎系列の系列グループと異なる系列グループ内にあってもよい。
【0064】
一般に、CAZAC系列理論によれば、長さMを有するCAZAC系列a
i、i=0,
…,M−1について、サンプリング間隔がsであり、Mとsが相対的に互いに素である場合、a
(si) mod M、i=0,1,…,M−1はCAZAC系列である。サンプリング間隔s
1およびs
2では、2つの系列、
【数1】
は同じグループ内にあり、それぞれ時間/周波数リソースの異なるサンプリング間隔に対応する。上記Zadoff−Chu系列は一例にすぎない。
【0065】
ある時点において、システムによってサポートされる系列の時間/周波数リソースには2つ以上の占有モードが生じることもある。例えば、系列の時間/周波数リソースの占有モードは、
図2および
図3に示すように、それぞれ、1.25MHzの帯域幅を占有する副搬送波、5MHzの帯域幅を占有する副搬送波、および10MHzの帯域幅とサンプリング間隔2を有する取得される副搬送波であってもよい。このとき、系列グループが各セルに割り当てられるとき、系列の指数rの値は以下のとおりである。
【0066】
時間/周波数リソースの異なる占有モードに対応する指数r
iおよびr
jは、関係式
【数2】
を満たし、式中、g
iとg
jは、2つのリソース占有モードで、周波数領域の副搬送波g
i
および副搬送波g
jごとに1つの副搬送波を占有することを表し、b
i/b
jは2つのリソ
ース占有モードの実際に占有される帯域幅の比によって決定される値を表す。一般に、b
i/b
jは、具体的には、系列を搬送する副搬送波の数の比によって決定される値であってもよい。
【0067】
1.25MHzの帯域幅をカバーする占有副搬送波のモードにおいて、N=37では、r
1=a
1・k、a
1=1であり、可能な最大のkは36である。他の2つのリソース占有
モードと比べてこのモードでは、
【数2】
が満たされるという条件下でa
m、m=2,3の選択が行われるとき、b
1=36、b
2=
150、b
3=150が選択され、その場合、以下が取得され得る。すなわち、5MHz
の帯域幅をカバーする占有副搬送波を有するセルではr
2=a
2・k、a
2=4に設定する
必要があり、最大のkは150である。1つの副搬送波が2つの副搬送波ごとに占有され、これらの副搬送波が10MHzの帯域幅をカバーするモードと比べる場合、r
3=a
3・k、a
3=16であることが必要とされ、最大のkは150である。しかしいずれの場合
にも、最終的には繰り返されない36のr/Nの値だけが取得される。したがって、これら3つの場合において干渉が比較的小さいことを満足させるべきである場合、割り当てに利用できる系列グループは36しかない。一般に、割り当てに利用できる系列グループの数は、最短の系列から取得される系列の数に関連する。
【0068】
シミュレーションにより、本発明の実施形態に従って設計された異なる系列グループ内の系列に対応する時間/周波数リソースが相互に部分的に重なり合うとき、系列が対応する時間/周波数リソースにおいて変調されると、変調された系列間の相関は比較的小さく、同じ系列グループ内の系列間の相関は比較的大きくなることが判明している。したがって、セルラーシステムの計画では、異なる系列グループが異なるセルに割り当てられると、異なるセルの系列間の相関が小さくなることが保証されうるので、セル間の信号干渉が小さくなる。
【0069】
ある1つのセルについて、本発明の実施形態によれば、このセルには1つ以上の系列グループが割り当てられてもよい。セルに割り当てられる系列グループの数は、ネットワークの実際の状況に従って決定されてもよい。
【0070】
図5に、2つの系列グループの系列間の相関を示す。
図5の(37,1)、(37,2)などは、長さNを有する系列内のr番目の系列を示す(N,r)を表す。
図5から、N=37の系列では、自己相関の値(ゼロシフト位置における自己相関値37を除き、他のシフト位置では自己相関値は0である)および相互相関(相互相関値はいかなるシフト位置でも√37である)は非常に小さいことが分かる。一方、N=37の系列の断片とN=151の系列の断片との間の相関は、系列を決定するrの値に関連する。N=37、r=1の系列とN=151、r=4の系列との間には比較的高い相互相関値があり、最大相互相関値は約28であることが分かる。これら2つの系列は同じ系列グループに属する。一方、N=37、r=1の系列とN=151、r=2の系列との間には比較的小さい相互相関値があり、最大相互相関値は約11である。これら2つの系列は異なる系列グループに属する。
【0071】
同様に
図6にも2つの系列グループの系列間の相関を示す。
図6の(151,1),(151,2)などは、長さNを有する系列内のr番目の系列を示す(N,r)を表す。
図6から、N=151の系列では、自己相関の値(ゼロシフト位置における自己相関値151を除き、自己相関値は他のシフト位置では0である)および相互相関(相互相関値はいかなるシフト位置でも√151である)は非常に小さいことが分かる。一方、N=151の系列内の長さ75を有する断片とサンプリング後に組み合わされた断片との間の相関は、系列を決定するrの値に関連する。N=151、r=1の系列とN=151、r=4の系列との間には比較的高い相互相関値があり、2つのシフト位置において相互相関ピーク値約50が生じることが分かる。一方、N=151、r=1の系列とN=151、r=2の系列との間には比較的小さい相互相関値があり、相互相関値はあらゆるシフト位置において√151より小さく、これは異なる系列グループの系列間の相関が比較的小さいことを示している。
【0073】
システムに異なる帯域幅を有する複数の伝送信号があるとき、すなわち、システムにおいてサポートされる系列の時間/周波数リソースの占有モードが複数の異なる帯域幅であるとき、系列グループ内の2つの系列は以下の方法で構成され得る。
【0074】
時間/周波数リソースの占有モードがN(個の)副搬送波を占有するモードであり、依然として時間/周波数リソースの別の占有モードがM副搬送波を占有するモードであるとき、長さM×Nを有するCAZAC系列c
i=a
i mod M・b
i mod N、i=0,1,…,
MN−1は、長さMを有するa
0,a
1,…,a
M-1、すなわち系列a
iと、長さNを有するb
0,b
1,…,b
N-1、すなわち系列b
iに従って構成され、系列b
iおよびc
iは同じ系列グループに属する。
【0075】
その場合、系列b
iに対応する時間/周波数リソースの占有モードはN副搬送波の占有
であり、系列c
iに対応する時間/周波数リソースの占有モードはM×N副搬送波の占有
である。MとNが互いに素であるとき、上記方法に従って構築された系列は依然としてCAZAC特性を満たす。
【0076】
例えば、上記実施形態は
図2に示す適用シナリオにおいて用いられ得る。あるセルにおける1.25MHzの帯域幅の時間/周波数リソースは、長さ37を有するZadoff−Chu系列b
iに対応し、一方、別のセルにおける時間/周波数リソースに対応するZ
adoff−Chu系列は、長さ37を有する系列b
iと長さ4を有するZadoff−
Chu系列a
iとで構築される長さ148を有するZadoff−Chu系列である。実
際の適用では、副搬送波の数を一致させるために、ある程度の系列の切り取りまたは補完が必要になる。両セルが同じb
iに対応する系列を使用する、すなわち同じ系列グループ
内の系列を使用する場合、系列間の相関値は比較的大きい。両セルが異なるb
iに対応す
る系列を使用する、すなわち異なる系列グループ内の系列を使用する場合、系列間の相関は比較的小さい。
【0077】
Zadoff−Chu系列では、MとNが互いに素である場合、上記操作によりそれぞれ長さMとNとを有する2つのZadoff−Chu系列を用いて取得される系列は、長さMNを有するZadoff−Chu系列であることが判明している。その証明は以下のとおりである。
【数3】
【0078】
上記式は、MとNがどちらも奇数であるときに当てはまる。
【0079】
MとNにおいて一方が奇数、一方が偶数であり、差が1巡回シフトだけであるときにも、上記式は当てはまる。その証明は以下のとおりであり、式中、Mは奇数であり、Nは偶数であるとする。
【数4】
【0080】
r
1とMが互いに素であり、r
2とNが互いに素であるため、Nr
1+Mr
2とM+Nは互
いに素である。したがってこの系列はZadoff−Chu系列である。
【0081】
一般に、長さMを有し、
【数5】
であり、p
iが異なる素数であるZadoff−Chu系列では、この系列は、長さ
【数6】
の複数のZadoff−Chu系列の乗算によって取得される。
【0082】
上記方法は以下のように要約されることができる。時間/周波数リソースの3つの占有モードがあり、1つの時間/周波数リソースの占有モードが短い系列aに対応し、1つの時間/周波数リソースの占有モードが短い系列bに対応し、最後の時間/周波数リソースの占有モードが長い系列cに対応し、長い系列cが短い系列aと短い系列bとの乗算によって取得されるとき、系列グループ内の系列の決定時に以下の方法が使用され得る。
【0083】
長い系列cと短い系列bは同じ系列グループ内の系列として使用され、このとき長い系列cの時間/周波数リソースの占有モードは短い系列bの時間/周波数リソースの占有モードとは異なる。
【0084】
当然ながら、長い系列cと短い系列aが同じ系列グループ内の系列として使用されてもよく、このとき長い系列cの時間/周波数リソースの占有モードは短い系列aの時間/周波数リソースの占有モードとは異なる。
【0086】
本発明の実施形態では、セルへの1つ以上の系列の割り当て時に、ランダム割り当てモードまたは静的計画モードを使ってセルに系列グループが割り当てられてもよい。セルへの系列の割り当てに静的計画モードが使用されるとき、セルに割り当てられる系列グループは、経時的に変化する、または変化しない固定の1つ以上の系列である。
【0087】
動的割り当てモードでセルに系列グループを割り当てる実施プロセスを以下に示す。
【0088】
5MHzの帯域幅をカバーするシステムでは、5MHzの帯域幅を有する周波数帯域が25の基本単位に均一に分割されてよく、系列変調を用いて取得される信号のスケジューリング帯域幅は、1基本単位、2基本単位、…、または25基本単位であってよい。このため、システムでは、これらのスケジュール可能な帯域幅の基本単位の組み合わせに対応する25の異なる長さを有する系列が必要とされる。25の異なる長さを有する各系列の長さがl
1,l
2,…,l
25を使って表され、各長さl
iの系列の数がN
iで表されるとき、異なる長さl
iの各系列には、r
i,0,r
i,1,…,r
i,25と番号が付与される。1つの系
列グループは25系列を含む必要があり、25系列は
【数7】
で表され、kは系列グループの指数であり、modはモジュール演算であり、k mod
N
iは、系列グループの下位グループi内の系列の指数r
i*を決定し、*=k mod
N
iである。
【0089】
本発明の実施形態では、セルの特定の擬似ランダムモードを使って、セルに割り当てられる系列グループが決定されてもよい。例えばこの擬似乱数は、現在の系列が位置するタイムスロットの番号やユーザIDなどの情報に従って生成されてもよく、擬似乱数は系列グループの指数kに対応する。その場合、系列の長さ、すなわちl
iは、系列によって占
有される周波数帯域の幅に従って決定され、kと番号付けされた選択された系列グループ内のこの長さの系列の指数は、
【数8】
によって取得され、式中、modはモジュール演算である。言い換えると、セルに割り当てられる系列グループはモジュール演算法において実現される。ユーザ端末/ネットワークは、系列送信、系列信号受信などの信号処理に系列グループ内の系列を使用し得る。
【0090】
擬似乱数はシフトレジスタにより生成されてもよい。擬似乱数系列は、一般のバイナリフィールドまたはGF(q)におけるM系列やゴールド系列などであってもよい。異なるセルは、擬似乱数系列を発生させるために、異なる初期状態のシフトレジスタを使用してもよく、又は異なるやり方でシフトされた系列を使用してもよい。シフトレジスタのk状態(a
1,a
2,…,a
k)は系列グループの指数に対応する。シフトレジスタが回るたび
に、すなわちシフト演算が行われるたびに、シフトレジスタの状態が変化して、新しい状態が生成される。この新しい状態は、次の時点で使用される系列グループの指数に対応し得る。
【0091】
本発明の実施形態では、セルグループで特定の擬似ランダムモードが系列グループの割り当てに使用されてもよい。例えば、ノードBの配下の3つのセルが1つのセルグループとみなされてもよく、このセルグループ内の3つのセルは同じ擬似乱数系列を使って割り当てられた系列グループを決定してもよい。異なるセルが、時間領域において選択された系列を異なるやり方でシフトさせることにより、送信対象の直交化信号など、処理される必要がある系列を取得してもよい。代替的には、異なるセルが、処理される必要がある系列を取得するために、同じ時間/周波数リソースの占有モードに対応し、相関の小さい系列グループ内の複数の異なる系列の中から系列を選択してもよい。
【0092】
系列グループの割り当てにセルグループ特定の擬似ランダムモードが使用されるときには、セルグループによって異なる擬似乱数系列を使用してもよい。例えば、異なるノードBの異なるセルグループが異なる擬似乱数系列を使用してもよい。
【0093】
系列グループ内の複数の系列が時間/周波数リソースの占有モードに対応するときには、ランダムモードを使ってユーザに系列が割り当てられてもよい。例えば、時間/周波数リソースの占有モードiが系列グループ内のn系列に対応し、これらのn系列には、指数rの小から大への順序に従って、または他の特定の順序に従って、0、1、2、…、n−1と番号が付与される。系列の処理時に、時間/周波数リソースの占有モードiに対応する系列は、Xが乱数であるモジュール演算(X mod n)によって取得される指数に従って決定される。乱数Xは系列によって占有されるタイムスロットまたはサブフレームの変化と共に変化し得る。乱数Xはこの場合、乱数系列であってもよい。時間/周波数リソースの占有モードに対応する系列は、基礎系列および異なる巡回シフトによって生成される系列の少なくとも一方であってもよい。同様に、本発明の実施形態では、系列グループがモジュール演算法によって複数の下位グループに分割されてもよく、これらの系列下位グループは、擬似ランダム方式で選択され、割り当てられてもよい。
【0094】
本発明の実施形態では、系列グループの構成および割り当てのプロセスは、システムにおける系列の時間/周波数リソースのいくつかの占有モードに関連して実行されてもよい。すなわち、系列グループの構成プロセスは、システムにおける系列の時間/周波数リソースのすべての占有モードについて実行されなくてもよい。例えば、系列の長さに従って、系列の時間/周波数リソースの占有モードは複数のクラスに分類されてもよく、各クラスの系列の時間/周波数リソースの占有モードの集合はある一定の範囲内の長さを有する系列に対応する。系列グループの生成および割り当ての上記処理は、各クラスの集合に対応する系列について実行されてもよい。
【0095】
系列の時間/周波数リソースの異なる占有モードの集合に対応する系列グループでは、セルに異なる系列グループを割り当てるのにそれぞれ、動的または静的割り当てモードが使用され得る。例えば、系列によって占有された無線リソースが比較的少ないときには、セルに系列グループを割り当てるのに動的割り当てモードが使用されてもよい。この場合、系列の長さが比較的小さく、系列グループの指数が比較的小さいため、動的割り当てモードを使ってセルに系列グループが割り当てられるときのセルによる系列使用の要件が満たされ得る。動的割り当てモードでセルに系列グループを割り当てる実施プロセスは以下のとおりである。Zadoff−Chu系列を例にとる実施形態では、擬似ランダムモードのうちの1つが使用される。系列により変調された信号の送信時に、系列グループの指数がランダムに選択され、次いで前述のモードの1つを使って、同じ系列グループ内の対応する長さの下位グループに属する系列指数rを有する系列が計算される。
【0096】
別の例では、系列が多くの無線リソースを占有するときに、セルに系列グループを割り当てるのに静的割り当てモードが使用される。例えば、例としてZadoff−Chu系列が使用される実施形態では、系列グループの数Nが各系列を使用するセルの要件を満たすことができる場合、N系列グループが使用されるために異なるセルに割り当てられる。このとき、セルに割り当てられる系列グループは時間が変化するに従って変更される必要はなく、セル間の信号干渉を平均化する要件も満たすことができる。
【0097】
好ましくは、系列によって占有される無線リソースはシステムにおいて2つのクラスに分類され、系列グループがそれぞれ構成されてもよい。一方のクラスでは、系列は多くの無線リソースを占有し、このクラスのセルに系列グループを割り当てるには静的割り当てモードが使用され得る。他方のクラスでは、系列はわずかな無線リソースしか占有せず、このクラスのセルに系列グループを割り当てるには動的擬似ランダムモードが使用され得る。例えば、系列によって占有される時間/周波数リソースが144の副搬送波を超えるとき、この系列の長さは144以上である。系列によって占有される時間/周波数リソースが144副搬送波を超える場合には、セルに系列グループを割り当てるのに静的割り当てモードが使用され得る。系列によって占有される時間/周波数リソースが144副搬送波より少ないとき、この系列の長さは144より小さい。系列によって占有される時間/周波数リソースが144副搬送波より少ない場合には、セルに系列グループを割り当てるのに動的擬似ランダムモードが使用され得る。
【0098】
上記実施形態では、系列グループを生成し、系列グループ内の系列を構成するプロセスは、システムにおいてサポートされる系列の時間/周波数リソースの異なる占有モード、ならびに静的割り当てや動的割り当てなどの規則に従って実施される。本発明の上記実施形態で説明される、系列グループを生成し、系列グループ内の系列を構成する動作は、システム内のすべてのセルに実施され得る。このとき、系列グループを生成し、系列グループ内の系列を構成するモードを、セルの共通グループ化モードという。しかし、使用のために系列が選択されるとき、系列グループの選択はセル特定の擬似ランダムモードに従って行われうるため、セル特定の乱数系列が、CAZAC系列が搬送される異なるタイムスロットにホップし得るので、ある特定の短い系列が、必ずしも近隣のセルにおけるある長い系列とともに現れるとは限らない。このため、長期的に見れば、セル間の信号干渉はランダムであり、そのため2つのセル間の強い信号干渉が回避され得る。
【0099】
上記実施形態は、系列グループ内の系列がZadoff−Chu系列から生成されるCAZAC系列であることを例に説明されている。しかし、本発明の実施形態における系列は、また別の系列生成方法によって生成されるCAZAC系列であってもよい。例えばCAZAC系列は、汎用チャープ状系列(GCL系列)を用いて生成されてもよい。GCL系列は以下のように表わすことができる。
c(n)=a(n)b(n mod m)、n=0,1,…,N−1
【0100】
N=sm
2であり、sもmも正の整数である場合、{b(n)}は「変調」系列であり
、この系列内のm要素はすべて、DFT系列などの、モジュール(剰余)1の複素数であり、b
i(n)=W
min、i,n=0,1,…,m−1である。{a(n)}は特殊な「搬送波」系列であり、これはZadoff−Chu系列であってもよい。さらに、{b(n)}はアダマール(Hadarmard)系列であってもよく、すなわち{b(n)}は1行のアダマール行列である。m次のアダマール行列H
mはm×m次の行列である。行列
の各要素は1と−1で構成され、行列Hmは、式、H
mH
mT=mIを満足させ、式中、I
は単位行列であり、Tは行列転置を表す。m=2
nであり、nが正の整数であるとき、ア
ダマール系列は以下のとおりである。
【数9】
【0101】
式中、i
l、n
lは、それぞれ、長さmビットを有するi、nの2進表現の第lビットである。
【0102】
GCL系列を使って生成されるCAZAC系列の場合の、系列グループを生成し、セルに系列を割り当てる具体的な実施プロセスは、基本的に上記実施形態で説明した実施プロセスと同じであり、このため詳細な説明は繰り返さない。
【0103】
特に注目すべき他の点は、上記実施形態におけるCAZAC系列はCAZAC系列に対する切り取りを行うことによって生成される系列であってもよく、或いはCAZAC系列の断片をCAZAC系列と組み合わせることによって生成される系列であってもよい。
【0105】
上記方法の実施形態は、
図7に示す通信システムを用いて実施されてもよく、この通信システムは、系列割り当てユニット701、セル系列決定ユニット702、時間/周波数リソース系列決定ユニット703、系列生成ユニット704、および処理ユニット705を含む。
【0106】
系列割り当てユニット701は、複数の系列を含む系列グループをセルに割り当て、システムにおいてサポートされる系列の時間/周波数リソースの占有モードに従って系列グループ内の系列を決定するよう構成されている。系列グループ、時間/周波数リソースの占有モードなどは、上記方法の実施形態において説明したとおりである。
【0107】
セル系列決定ユニット702は、セルの情報または系列グループの識別情報に従って利用可能な系列グループを決定するなど、利用可能な系列グループを決定するよう構成されている。セル系列決定ユニット702は上記方法の実施形態で説明したように複数のモードを用いて生成される必要がある系列を決定してもよく、この説明はここでは繰り返さない。
【0108】
時間/周波数リソース系列決定ユニット703は、時間/周波数リソースの占有モードに従ってセル系列決定ユニット702によって決定された系列グループの中から、生成される必要がある系列を決定するよう構成されている。時間/周波数リソース系列決定ユニット703は、上記方法の実施形態で説明したような、生成される必要がある系列を決定する複数の方法を用いて生成される必要がある系列を決定してもよく、この説明はここでは繰り返さない。
【0109】
系列生成ユニット704は、時間/周波数リソース系列決定ユニット703によって決定された系列を生成するよう構成されている。
【0110】
処理ユニット705は、系列生成ユニット704によって生成された系列を対応する時間/周波数リソース上で送信するか、または、受信側における相関計算のような、対応する時間/周波数リソース上で受け取られる系列の処理の際に、系列生成ユニット704によって生成された系列を使用するよう構成されている。具体的な実施方法は、上記方法の実施形態で説明したとおりである。
【0111】
上記システムは無線通信系列割り当て装置を含み、この装置は、セルに系列グループを割り当て、システムにおいてサポートされる時間/周波数リソースのモードに従って系列を搬送するのに使用される系列グループ内の系列を決定するよう構成された系列割り当てユニット701を含む。
【0112】
上記システムはさらに、無線通信システム内で系列を決定し、処理する系列処理装置を含む。
図8に示すように、系列処理装置700は、前記セル系列決定ユニット702、前記時間/周波数リソース系列決定ユニット703、前記系列生成ユニット704、および前記処理ユニット705を含む。
【0113】
実施形態において方法を実施するステップの全部または一部が、プログラムを介して関連するハードウェアに命令することによって実施されてもよく、プログラムはコンピュータ可読記憶媒体に格納されてもよいことを、当業者は理解することができる。例えば、プログラムが実行されるときには、システムによってサポートされる系列の時間/周波数リソースの占有モードに従って決定される複数の系列を含む系列グループを生成するステップと、系列グループをセルに割り当てるステップとが含まれてもよい。記憶媒体はROM/RAM、磁気ディスク、光ディスクなどであってもよい。
【0114】
本発明の保護の範囲は特許請求の範囲の保護の範囲によって定義される。本発明の精神および範囲を逸脱することなく当業者によって行われる本発明の様々な変形および改変は、本発明の特許請求の範囲の保護の範囲内に含まれるものである。