JP2009089190A - 信号系列生成方法、制御情報生成装置及びユーザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各セルにＣＡＺＡＣ系列を効率的に割り当てることを目的とする。
【解決手段】移動通信システムにおいてユーザ装置で使用される信号系列を生成する信号系列生成方法は：基地局が、所定のホッピングパターンを生成するホッピングパターン生成ステップ（Ｓ１０１）；基地局が、所定のホッピングパターンにオフセットを与えてホッピング系列を生成するホッピング系列生成ステップ（Ｓ１０３）；基地局が、ホッピング系列をユーザ装置に送信する送信ステップ；ユーザ装置が、ホッピング系列に従って信号系列を生成する信号系列生成ステップ（Ｓ１０７〜Ｓ１１１）；を有する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、信号系列生成方法、制御情報生成装置及びユーザ装置に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）やＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）の後継となる通信方式、すなわち、ＬＴＥ（Long Term Evolution）が標準化団体３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）により検討されている。この中で、上りリンクについては、シングルキャリア方式（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

この上りリンク通信チャネルには、制御チャネル及びデータチャネルが多重される。また、上りリンク通信チャネルでデータ復調用リファレンス信号（Demodulation Reference Signal）及びサウンディング用リファレンス信号（Sounding Reference Signal）が送信される。

制御チャネル、データ復調用リファレンス信号及びサウンディング用リファレンス信号には、自己相関特性の優れたＣＡＺＡＣ（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation）系列のような信号系列又はＣＡＺＡＣ系列のグループのような信号系列グループを用いることが検討されている。ＣＡＺＡＣ系列には、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列及びＣＧ−ＣＡＺＡＣ系列が含まれる。
3GPP TR25.814(V7.0.0),"Physical Layer Aspects for Evolved UTRA", June 2006

ＣＡＺＡＣ系列を各セルに割り当てる場合に、図１に示すように、隣接するセルで同じＣＡＺＡＣ系列又はＣＡＺＡＣ系列グループが用いられないように設計される。セル間で異なるＣＡＺＡＣ系列又はＣＡＺＡＣ系列グループを用いることにより、セル間干渉を低減することができる。

図１では、７種類のＣＡＺＡＣ系列（G1〜G7）を用いて、隣接するセルに互いに異なるＣＡＺＡＣ系列が割り当てられている。このように設計することで、隣接するセルの間で干渉が生じなくなるが、セル構成の変更に伴ってＣＡＺＡＣ系列をセルに割り当て直す必要が生じてくる。

本発明は、各セルにＣＡＺＡＣ系列を効率的に割り当てることを目的とする。

本発明の信号系列生成方法は、
移動通信システムにおいてユーザ装置で使用される信号系列を生成する信号系列生成方法であって：
基地局が、所定のホッピングパターンを生成するホッピングパターン生成ステップ；
前記基地局が、前記所定のホッピングパターンにオフセットを与えてホッピング系列を生成するホッピング系列生成ステップ；
前記基地局が、前記ホッピング系列を前記ユーザ装置に送信する送信ステップ；及び
前記ユーザ装置が、前記ホッピング系列に従って前記信号系列を生成する信号系列生成ステップ；
を有することを特徴の１つとする。

本発明の制御情報生成装置は、
移動通信システムにおいてユーザ装置で使用される信号系列を生成するための制御情報を生成する制御情報生成装置であって：
所定のホッピングパターンを生成するホッピングパターン生成部；
前記所定のホッピングパターンにオフセットを与えてホッピング系列を生成するホッピング系列生成部；及び
前記ホッピング系列を前記制御情報として前記ユーザ装置に送信する送信部；
を有することを特徴の１つとする。

本発明のユーザ装置は、
移動通信システムにおいて制御チャネル用の信号系列とデータ復調用リファレンス信号用の信号系列とサウンディング用リファレンス信号用の信号系列とを生成するユーザ装置であって：
所定のホッピングパターンにオフセットを与えることで生成されたホッピング系列に従って前記制御チャネル用の信号系列を生成する制御チャネル用信号系列生成部；
前記ホッピング系列を間引いた系列に従って前記データ復調用リファレンス信号用の信号系列を生成するデータ復調用リファレンス信号系列生成部；及び
前記ホッピング系列を間引いた系列に従って前記サウンディング用リファレンス信号用の信号系列を生成するサウンディング用リファレンス信号系列生成部；
を有することを特徴の１つとする。

本発明の実施例によれば、各セルにＣＡＺＡＣ系列を効率的に割り当てることができる。

本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。

本発明では、図２に示すように、各セルで用いるＣＡＺＡＣ系列は、F(1)〜F(21)のホッピング系列に従って選択される。

例えば、ホッピング系列は以下のようにランダムな値の系列として定義される。
F(1)={1, 3, 2, 6, 4, 1, 4, 5, 2, ...}
F(2)={3, 4, 1, 5, 6, 2, 5, 3, 2, ...}
F(1)のホッピング系列を適用するセルでは、第１のＣＡＺＡＣ系列、第３のＣＡＺＡＣ系列、第２のＣＡＺＡＣ系列、第６のＣＡＺＡＣ系列、第４のＣＡＺＡＣ系列の順にＣＡＺＡＣ系列を使用する。F(2)のホッピング系列を適用するセルでは、第３のＣＡＺＡＣ系列、第４のＣＡＺＡＣ系列、第１のＣＡＺＡＣ系列、第５のＣＡＺＡＣ系列、第６のＣＡＺＡＣ系列の順にＣＡＺＡＣ系列を使用する。

このように、６種類のＣＡＺＡＣ系列をホッピングさせることで、様々なセルに異なるホッピング系列を割り当てることが可能になる。例えば、F(1)を適用するセルとF(2)を適用するセルとの間では、共に９番目のタイミングで第２のＣＡＺＡＣ系列を選択して干渉を生じる可能性があるが、異なるホッピングパターンを採用しているため、１番目〜８番目のタイミングでは干渉を生じない。ここでは、F(1)、F(2)のように、ＣＡＺＡＣ系列のホッピングパターンを表したものをホッピング系列と呼ぶ。

このように、ホッピング系列に従ってＣＡＺＡＣ系列を選択することにより、各セルにＣＡＺＡＣ系列を効率的に割り当てることが可能になる。

＜ホッピング系列の生成方法＞
図３及び４を参照して、ホッピング系列の生成方法について詳細に説明する。

ホッピング系列は、任意のホッピングパターンH(y)を生成し、ホッピングパターンH(y)にオフセット（シフト量）xを与えることで生成される。

ホッピングパターンH(y)は以下のように定義される。
H(y)={h_y,1, h_y,2, h_y,3, ..., h_y,N}
ただし、yはホッピングパターンのインデックスを表し、Nはホッピング系列の長さを表す。h_y,1, h_y,2, h_y,3, ..., h_y,Nは、利用可能なＣＡＺＡＣ系列の種類に相当する数の範囲内で任意に選択される。例えば、３０種類のＣＡＺＡＣ系列が利用可能である場合に、h_y,1, h_y,2, h_y,3, ..., h_y,Nは、0〜29の整数から任意に選択される。このホッピングパターンには、常に同じＣＡＺＡＣ系列が使用されるパターン（ホッピングしないパターン）H(1)={1,1,1,...,1}も含まれる。

このホッピングパターンH(y)にオフセットxを与えることにより、ホッピング系列F(x,y)は以下のように定義される。
F(x,y)={(h_y,1+x)mod(X), (h_y,2+x)mod(X), (h_y,3+x)mod(X), ..., (h_y,N+x)mod(X)}
ただし、xはオフセットを表し、Xは利用可能なＣＡＺＡＣ系列の種類の数を表す。例えば３０種類のＣＡＺＡＣ系列が利用可能である場合に、X=30であり、xは1〜30の中から任意に選択される。

例えば、３０種類のＣＡＺＡＣ系列が利用可能である場合に、１７種類のホッピングパターンH(1)〜H(17)を定義しておくと、セルＩＤ数と等しい３０×１７＝５１０種類のホッピング系列F(1,1)〜F(30,17)を生成することができる。これにより、多数のホッピング系列が使用できることにより、ホッピング系列のセル割り当てを簡易化することができる。特に、これらをセルＩＤに関連付けて、各セルにＣＡＺＡＣ系列を容易に割り当てることも可能になる。

このように生成されたホッピング系列の例を図４に示す。

例えば３０種類のＣＡＺＡＣ系列が利用可能である場合に、0〜29の中から任意に選択した値でホッピングパターンを生成する。
H(1)={7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7}
H(2)={22,19,24,25,26,17,20,21,18,25,12,21,17,14,15,12,13}
H(3)={13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29}
ホッピング系列F(1,1)〜F(30,1)は、ホッピングパターンH(1)にオフセット1〜30を与えることで生成される。
F(1,1)={8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8}
F(2,1)={9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9,9}
同様に、F(3,1)〜F(30,1)を生成することができる。モジュロ演算のため、F(23,1)= {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}になる。

ホッピング系列F(1,2)〜F(30,2)は、ホッピングパターンH(2)にオフセット1〜30を与えることで生成される。
F(1,2)={23,20,25,26,27,18,21,22,19,26,13,22,18,15,16,13,14}
F(2,2)={24,21,26,27,28,19,22,23,20,27,14,23,19,16,17,14,15}
同様に、F(3,2)〜F(30,2)を生成することができる。

ホッピング系列F(1,3)〜F(30,3)は、ホッピングパターンH(3)にオフセット1〜30を与えることで生成される。
F(1,3)={14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,0}
F(2,3)={15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,0,1}
同様に、F(3,3)〜F(30,3)を生成することができる。

＜各セルへのホッピング系列の適用方法＞
各セルにホッピング系列を適用するときに、図５に示すように、セルをグループ化してもよい。この場合に、同じグループの各セルには、ホッピングパターンは同じであるが、オフセットの異なるホッピング系列を適用する。

例えばF(1,1)を適用したセルとF(2,1)を適用したセルとでは、オフセットが異なるため、常に異なるＣＡＺＡＣ系列が使用されることになる。従って、グループ内での干渉がなくなり、隣接するセルからの干渉を低減することが可能になる。

グループは、トラヒック量に応じて変更されてもよい。例えば、トラヒック量の多いセルが同じグループに属するようにすることで、トラヒック量の多いセル間での干渉を低減することができる。

また、ホッピングが不要な場合は、これをOFFとする方法も考えられる。例えば、基地局から報知情報で１ビットを送信し、これにより全てのグループがホッピングしないパターンに変更できるようにする等の制御が考えられる。

＜データ復調用リファレンス信号、サウンディング用リファレンス信号及び制御チャネル用ＣＡＺＡＣ系列の生成方法＞
データ復調用リファレンス信号、サウンディング用リファレンス信号及び制御チャネルにはＣＡＺＡＣ系列が用いられるが、これらの信号には、図６に示す時間関係がある。図６に示すように、データ復調用リファレンス信号はスロット毎に送信され、サウンディング用リファレンス信号はサブフレーム毎に送信され、制御チャネルはシンボル毎に送信される。すなわち、データ復調用リファレンス信号はスロット毎にホッピングするＣＡＺＡＣ系列を用いればよく、サウンディング用リファレンス信号はサブフレーム毎にホッピングするＣＡＺＡＣ系列を用いればよく、制御チャネルはシンボル毎にホッピングするＣＡＺＡＣ系列を用いればよい。

これらのホッピング系列を効率的に生成するために、図３及び４を参照して説明したホッピング系列を制御チャネルのホッピング系列として使用する。１スロットには７シンボルが含まれるため、制御チャネルのホッピング系列を１／７に間引いたホッピング系列をデータ復調用リファレンス信号のホッピング系列として使用することができる。また、１サブフレームには１４シンボルが含まれるため、制御チャネルのホッピング系列を１／１４に間引いたホッピング系列をサウンディング用リファレンス信号のホッピング系列として使用することができる。このように、ホッピング系列を効率的に生成することができる。

基地局が３セクタ構成の場合について、データ復調用リファレンス信号のホッピング系列を生成した様子を図８に示す。

セル１（セクタ１）の制御チャネル用のホッピング系列F2をF(1,y)とすると、セル１（セクタ１）のデータ復調用リファレンス信号のホッピング系列F1は、F(1,y)を１／７に間引いたホッピング系列F'(1,y)とすることができる。同様に、セル２及び３のデータ復調用リファレンス信号のホッピング系列も生成される。

別法として、ＣＡＺＡＣ系列をサイクリックシフトして直交化を実現する場合には、データ復調用リファレンス信号は、図９に示すように、同一の基地局で同じホッピング系列になるように生成されてもよい。例えば、データ復調用リファレンス信号のホッピング系列F1は、制御チャネル用のホッピング系列F2=F(x,y)を１／７に間引いたホッピング系列F'(x,y)に基づいて以下のように求められる。
F1=F'(int[(x-1)/N]+1,y)
ただし、Nはセクタ数である。

すなわち、セル１で制御チャネル用のホッピングF(1,y)からデータ復調用リファレンス信号のホッピング系列F'(1,y)を生成すると、このホッピング系列F'(1,y)をセル２及び３で使用してもよい。このようにデータ復調用のホッピング系列を同じにしておくことにより、基地局内のデータ復調用リファレンス信号は同じＣＡＺＡＣ系列が用いられることになる。データ復調用リファレンス信号で同じＣＡＺＡＣ系列を使用することにより、セクタ境界でチャネル推定精度を向上させることができる。

＜基地局の構成＞
次に、図１０を参照して、本発明の実施例に係る基地局１０の構成について説明する。

基地局１０は、ホッピングパターン生成部１０１と、ホッピング系列生成部１０３と、報知チャネル送信部１０５とを有する。

ホッピングパターン生成部１０１は、任意のホッピングパターンH(y)を生成する。

ホッピング系列生成部１０３は、ホッピングパターンH(y)にオフセットxを与えて、ホッピング系列F(x,y)を生成する。

報知チャネル送信部１０５は、このホッピング系列を示す情報を報知情報として送信する。なお、３０種類のＣＡＺＡＣ系列が利用可能である場合に、１７個のホッピングパターンを定義して５１０種類のホッピング系列が生成される場合、報知チャネル送信部１０５は、この５１０のホッピング系列を表すために９ビットの情報量を送信すればよい。また、報知チャネル送信部１０５は、基地局が複数のセクタから構成される場合に、データ復調用リファレンス信号のホッピング系列を同じにするか否かを示すために１ビットの情報量を更に送信してもよい。

＜ユーザ装置の構成＞
次に、図１１を参照して、本発明の実施例に係るユーザ装置２０の構成について説明する。

ユーザ装置２０は、報知チャネル受信部２０１と、制御チャネル用ＣＡＺＡＣ系列生成部２０３と、データ復調用リファレンス信号生成部２０５と、サウンディング用リファレンス信号生成部２０７と、データ多重部２０９と、多重制御部２１１とを有する。

報知チャネル受信部２０１は、基地局から送信される報知情報により、ホッピング系列を取得する。また、報知チャネル受信部２０１は、基地局から送信される報知情報とセル固有に割り当てられた番号との組み合わせにより、ホッピング系列を取得してもよい。

制御チャネル用ＣＡＺＡＣ系列生成部２０３は、受信したホッピング系列に従って制御チャネル用のＣＡＺＡＣ系列を生成する。

データ復調用リファレンス信号生成部２０５は、受信したホッピング系列を間引いた系列に従ってデータ復調用のＣＡＺＡＣ系列を生成し、データ復調用リファレンス信号を生成する。

サウンディング用リファレンス信号生成部２０７は、受信したホッピング系列を間引いた系列に従ってサウンディング用のＣＡＺＡＣ系列を生成し、サウンディング用リファレンス信号を生成する。

データ復調用リファレンス信号はデータ多重部２０９でユーザデータと多重され、上記の信号が多重制御部２１１で多重されて、基地局に送信される。

＜信号系列生成方法のフローチャート＞
次に、図１０を参照して、本発明の実施例に係る制御情報送信方法のフローチャートについて説明する。

まず、基地局は、所定のホッピングパターンH(y)を生成する（Ｓ１０１）。次に、ホッピングパターンH(y)にオフセットxを与えたホッピング系列F(x,y)を生成する（Ｓ１０３）。基地局が複数のセクタから構成される場合には、データ復調用リファレンス信号のホッピング系列を同じにするか否かを示すために情報を生成してもよい（Ｓ１０５）。ホッピング系列F(x,y)は、データ復調用リファレンス信号のホッピング系列を同じにするか否かを示す情報と共に、報知情報としてユーザ装置に送信される。

ユーザ装置は、ホッピング系列F(x,y)を受信し、ホッピング系列F(x,y)に従って制御チャネル用のＣＡＺＡＣ系列を生成する（Ｓ１０７）。また、ホッピング系列F(x,y)を間引いた系列に従ってデータ復調用リファレンス信号を生成する（Ｓ１０９）。基地局が複数のセクタで構成される場合には、セクタ間で同じデータ復調用リファレンス信号を生成してもよい。更に、ホッピング系列F(x,y)を間引いた系列に従ってサウンディング用リファレンス信号を生成する。

このように、本発明の実施例によれば、各セルにＣＡＺＡＣ系列を効率的に割り当てることが可能になる。なお、上記では本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。例えば、本発明は限られた信号系列の中からセル間で直交する信号系列を選択して使用する如何なる移動通信システムにも適用可能である。更に、信号系列としてＣＡＺＡＣ系列を例に挙げて説明したが、本発明は、他の信号系列にも適用可能である。

各セルにＣＡＺＡＣ系列を割り当てるときの設計例 本発明の実施例に従って各セルにホッピング系列を割り当てた様子を示す図 本発明の実施例に係るホッピング系列の生成方法を示す図 本発明の実施例に係るホッピング系列の例を示す図 本発明の実施例に従って各セルにホッピング系列を適用する方式を示す図 データ復調用リファレンス信号、サウンディング用リファレンス信号及び制御チャネルの時間関係を示す図 本発明の実施例に係るホッピング系列をデータ復調用リファレンス信号、サウンディング用リファレンス信号及び制御チャネルに適用するときの関係を示す図 ３セクタ構成のときのデータ復調用リファレンス信号のホッピング系列の生成方法を示す図（その１） ３セクタ構成のときのデータ復調用リファレンス信号のホッピング系列の生成方法を示す図（その２） 本発明の実施例に係る基地局の構成を示すブロック図 本発明の実施例に係るユーザ装置の構成を示すブロック図 本発明の実施例に係るホッピングパターン生成方法のフローチャート

符号の説明

１０ 基地局
１０１ ホッピングパターン生成部
１０３ ホッピング系列生成部
１０５ 報知チャネル送信部
２０ ユーザ装置
２０１ 報知チャネル受信部
２０３ 制御チャネル用ＣＡＺＡＣ系列生成部
２０５ データ復調用リファレンス信号生成部
２０７ サウンディング用リファレンス信号生成部
２０９ データ多重部
２１１ 多重制御部

Claims (8)

1. 移動通信システムにおいてユーザ装置で使用される信号系列を生成する信号系列生成方法であって：
   基地局が、所定のホッピングパターンを生成するホッピングパターン生成ステップ；
   前記基地局が、前記所定のホッピングパターンにオフセットを与えてホッピング系列を生成するホッピング系列生成ステップ；
   前記基地局が、前記ホッピング系列を前記ユーザ装置に送信する送信ステップ；及び
   前記ユーザ装置が、前記ホッピング系列に従って前記信号系列を生成する信号系列生成ステップ；
   を有する信号系列生成方法。
2. 所定のホッピングパターンが
   H(y)={h_y,1, h_y,2, h_y,3, ..., h_y,N}
   （ただし、h_y,nは0から(X-1)の範囲の任意の整数とし、yはホッピングパターンのインデックス、Nはホッピング系列の長さ、Xは利用可能な信号系列の種類の数をそれぞれ表す）
   で表されるときに、
   前記ホッピング系列は、
   F(x,y)={(h_y,1+x)mod(X), (h_y,2+x)mod(X), (h_y,3+x)mod(X), ..., (h_y,N+x)mod(X)}
   （ただし、xはオフセットを表す）
   で表される、請求項１に記載の信号系列生成方法。
3. 前記信号系列生成ステップは、前記ホッピング系列に従って制御チャネル用の信号系列を生成し、前記ホッピング系列を間引いた系列に従ってデータ復調用リファレンス信号用の信号系列を生成し、前記ホッピング系列を間引いた系列に従ってサウンディング用リファレンス信号用の信号系列を生成する、請求項１に記載の信号系列生成方法。
4. 前記基地局が複数のセクタから構成される場合に、
   同一の基地局のセクタ間で同一のデータ復調用リファレンス信号用の信号系列を生成する、請求項１に記載の信号系列生成方法。
5. 移動通信システムにおいてユーザ装置で使用される信号系列を生成するための制御情報を生成する制御情報生成装置であって：
   所定のホッピングパターンを生成するホッピングパターン生成部；
   前記所定のホッピングパターンにオフセットを与えてホッピング系列を生成するホッピング系列生成部；及び
   前記ホッピング系列を前記制御情報として前記ユーザ装置に送信する送信部；
   を有する制御情報生成装置。
6. 移動通信システムにおいて制御チャネル用の信号系列とデータ復調用リファレンス信号用の信号系列とサウンディング用リファレンス信号用の信号系列とを生成するユーザ装置であって：
   所定のホッピングパターンにオフセットを与えることで生成されたホッピング系列に従って前記制御チャネル用の信号系列を生成する制御チャネル信号系列生成部；
   前記ホッピング系列を間引いた系列に従って前記データ復調用リファレンス信号用の信号系列を生成するデータ復調用リファレンス信号系列生成部；及び
   前記ホッピング系列を間引いた系列に従って前記サウンディング用リファレンス信号用の信号系列を生成するサウンディング用リファレンス信号系列生成部；
   を有するユーザ装置。
7. 前記ホッピング系列を基地局装置から送信される報知情報により取得する報知情報受信部；
   を更に有する請求項６に記載のユーザ装置。
8. 前記ホッピング系列を基地局装置から送信される報知情報とセル固有に割り当てられた番号との組み合わせにより取得する報知情報受信部；
   を更に有する請求項６に記載のユーザ装置。

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