JP2010538569A - 無線通信システムにおけるリファレンス信号生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおけるリファレンス信号生成方法を提供する。
【解決手段】リファレンス信号生成方法は、基本シーケンスを獲得する段階と、前記基本シーケンスから長さがＮであるリファレンス信号シーケンスを獲得する段階と、を有する。データ復調とアップリンクスケジューリングの性能を向上させるためにリファレンス信号の良好なＰＡＰＲ/ＣＭ特性を維持することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、無線通信に関し、無線通信システムにおいてリファレンス信号を生成する方法に関する。

一般に、シーケンスは、無線通信システムにおいて複数のチャネル及び信号などに使われる。無線通信システムにおいて使われるシーケンスが一般に満たすべき特性は、次の通りである。
(１)高い検出性能を提供するための良好な相関特性。
(２)パワーアンプ(Power amplifier)の効率を上げるための低いキュービックメトリック(cubic metric；ＣＭ)。
(３)大量の情報伝送またはセル設計を容易にするための多数のシーケンス生成。
(４)シーケンスのメモリ容量を減らすために閉形式(closed-form)で生成することができなければならない。

ダウンリンク同期チャネル(downlink synchronization channel)は、基地局と端末との間で時間及び周波数同期を遂行してセル探索(cell search)を遂行するために使われる。ダウンリンク同期信号(downlink synchronization signal)、即ち、シーケンスがダウンリンク同期チャネル上に伝送され、受信された同期信号との相関(correlation)演算を介して同期化が遂行される。また、ダウンリンク同期チャネルを介して物理セルＩＤ(physical cell ID)が識別される。一意のセルＩＤを識別しなければならないため、使用可能なシーケンスの数が多いほどセル設計(cell planning)の側面で有利である。

アップリンク同期チャネル(uplink synchronization channel)は、時間及び周波数同期を遂行して、ネットワーク登録(network registration)のための接続(access)やスケジューリング要求(scheduling request)などを遂行するチャネルである。アップリンク同期チャネルを介してシーケンスが伝送され、該当シーケンスの各々は、一つの機会(opportunity)として認識される。基地局は、シーケンスを検出してどんな機会により端末がアップリンク同期チャネルを伝送するか否かが分かる。また、検出されたシーケンスを介してタイミングトラッキング(timing tracking)や残留周波数オフセット(residual frequency offset)などを推定することもできる。機会の数が多いほど端末間の衝突(collision)を減らすことができるため、シーケンスの個数は多い方が有利で、セル設計の側面でも有利である。アップリンク同期チャネルは、システムに応じてＲＡＣＨ(Random Access Channel)またはレンジングチャネル(Ranging channel)などとも呼ばれる。

制御チャネル(Control channel)を介して伝送される制御情報としてシーケンスを利用することができる。これは、確認応答(Acknowledgement；ＡＣＫ)/否定応答(Negative-Acknowledgement；ＮＡＣＫ)信号、チャネル品質インジケータ(Channel Quality Indicator；ＣＱＩ)などに該当する情報をシーケンスにマッピングして伝送することを意味する。多様な制御情報の伝送のためには使用可能なシーケンスの個数が多い方が有利である。

スクランブルコード(scrambling code)は、ランダム化(Randomization)やピーク電力対平均電力比(Peak-to-Average Power Ratio；ＰＡＰＲ)を減少させるためなどに使用する。セル設計の観点ではスクランブルコードに使用することができるシーケンスの個数は多い方が有利である。

一つのチャネルに複数名のユーザを符号分割多重(code division multiplexing；ＣＤＭ)によって多重化する場合、ユーザ間の直交性を保証するためにシーケンスを利用することができる。多重化可能な容量(capacity)は、シーケンスの個数と関連がある。

リファレンス信号(reference signal)は、受信機が伝送信号の経るフェージング(fading)チャネルを推定するために使われる。また、リファレンス信号は、現在のセル或いは他のセルに対するチャネル品質の測定にも使われる。さらに、リファレンス信号は、時間／周波数トラッキングまたはスリープモード(sleep mode)で動作した端末が再びアウェイク状態に戻る時に同期を獲得するために使われる等、多様に利用される。リファレンス信号はシーケンスを利用し、シーケンスの個数が多い方がセル設計の観点では有利である。リファレンス信号はパイロット(pilot)ともいう。

アップリンクリファレンス信号には復調リファレンス信号(demodulation reference signal)とサウンディングリファレンス信号(sounding reference signal)との二つのタイプがある。復調リファレンス信号は、データ復調のためのチャネル推定に使われて、サウンディングリファレンス信号は、ユーザのスケジューリングに使われる。特に、アップリンクリファレンス信号は、バッテリ容量に制約を受ける端末により伝送されるため、アップリンクリファレンス信号に使われるシーケンスはＰＡＰＲまたはＣＭ特性が重要である。また、端末の原価を下げるためにはシーケンスの生成に必要なメモリ容量を減らすことが必要である。

アップリンクリファレンス信号に適したシーケンスを生成する方法が提供される。

アップリンクリファレンス信号を伝送する方法が提供される。

請求項１のアップリンクリファレンス信号に適したシーケンスを生成する方法が提供される。

より具体的には、本発明は、無線通信システムにおけるリファレンス信号生成方法と関連する。前記方法は、基本シーケンスｘ_u(ｎ)を獲得する段階と、前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)から長さがＮであるリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)を獲得する段階(Ｓ２２０)と、を有し、前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)は、

で表され、Ｎ＝１２のとき、位相パラメータｐ(ｎ)の値として、下記の表

から提供される値の少なくとも一つを使用することができる。

また、Ｎ＝２４のとき、位相パラメータｐ(ｎ)の値として、下記の表

から提供される値の少なくとも一つを使用することができる。

前記リファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)の巡回シフトαにより

で獲得することができる。

請求項４のアップリンクリファレンス信号を伝送する方法が提供される。

より具体的には、本発明は、無線通信システムにおけるリファレンス信号伝送方法と関連する。前記方法は、基本シーケンスｘ_u(ｎ)から長さがＮであるリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)を獲得する段階と、前記リファレンス信号シーケンスをＮ個のサブキャリアにマッピングする段階と、前記マッピングされたリファレンス信号シーケンスをアップリンクチャネルで伝送する段階と、を有し、前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)は、

で表され、Ｎ＝１２のとき、位相パラメータｐ(ｎ)の値として、下記の表

から提供される値の少なくとも一つを使用する。

他の態様において、無線通信システムにおけるリファレンス信号伝送方法は、基本シーケンスｘ_u(ｎ)から長さＮを有するリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)を獲得して、前記リファレンス信号シーケンスをＮ個のサブキャリアにマッピングし、アップリンクチャネルを介して前記マッピングされたリファレンス信号シーケンスを伝送することを有する。

閉形式(closed-form)の生成式から生成されたシーケンスのうち比較シーケンスと対比して相関特性とＣＭ特性が良好なシーケンスを選択してアップリンクリファレンス信号として使用する。相関特性とＣＭ特性の良好なシーケンスが比較シーケンスと共にアップリンクリファレンス信号として使われるとしても、所望のシーケンス特性が維持され、データ復調性能を高めて正確なアップリンクスケジューリングが可能である。

本発明の一実施例に係る送信機を示したブロック図である。 ＳＣ-ＦＤＭＡ方式による信号生成器を示したブロック図である。 無線フレームの構造を示す図である。 一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッドを例示した図である。 アップリンクサブフレームの構造を示す図である。 巡回拡張方法を示した概念図である。 トランケーション方法を示した概念図である。 本発明の一実施例に係るリファレンス信号伝送方法を示したフローチャートである。

以下、ダウンリンク(downlink)は、基地局(Base Station；ＢＳ)から端末(User Equipment（ユーザ装置）；ＵＥ)への通信を意味し、アップリンク(uplink)は、端末から基地局への通信を意味する。ダウンリンクにおいて、送信機は基地局の一部分であり、受信機は端末の一部分である。アップリンクにおいて、送信機は端末の一部分であり、受信機は基地局の一部分である。端末は、固定されてもよく、或いは移動性を有してもよく、移動局(Mobile Station；ＭＳ)、ユーザ端末(User Terminal；ＵＴ)、加入者局(Subscriber Station；ＳＳ)、無線機器(wireless device)等、他の用語で呼ばれることもある。基地局は、一般に端末と通信する固定された固定局(fixed station)をいい、ノードＢ(Node-B)、無線基地システム(Base Transceiver System；ＢＴＳ)、アクセスポイント(Access Point)等、他の用語で呼ばれることもある。一つの基地局には一つまたは複数のセルが存在することがある。

Ｉ．システム
図１は、本発明の一実施例に係る送信機を示したブロック図である。

図１を参照すると、送信機(１００)は、リファレンス信号生成器(reference signal generator、１１０)、データ処理器(data processor、１２０)、物理リソースマッパ(physical resource mapper、１３０)及び信号生成器(signal generator、１４０)を有する。

リファレンス信号生成器(１１０)は、リファレンス信号のためのシーケンスを生成する。リファレンス信号には復調リファレンス信号(demodulation reference signal)とサウンディングリファレンス信号(sounding reference signal)の二つのタイプがある。復調リファレンス信号は、データ復調のためのチャネル推定に使われて、サウンディングリファレンス信号は、アップリンクスケジューリングに使われる。復調リファレンス信号とサウンディングリファレンス信号のために同じリファレンス信号シーケンスが使われてもよい。

データ処理部(１２０)は、ユーザデータに関する処理を遂行して、複素シンボル(complex-valued symbols)を生成する。物理リソースマッパ(１３０)は、リファレンス信号シーケンス及び／またはユーザデータに対する複素シンボルを物理リソースにマッピングする。リファレンス信号とユーザデータに対する複素シンボルはお互いに排他的な物理リソースにマッピングされてもよい。物理リソースは、リソースエレメント(resource element)またはサブキャリアでもよい。

信号生成器(１４０)は、送信アンテナ(１９０)を介して伝送される時間領域信号(time domain signal)を生成する。信号生成器(１４０)は、シングルキャリア周波数分割多元接続(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access；ＳＣ-ＦＤＭＡ)方式で時間領域信号を生成することができて、この場合、信号生成器(１４０)で出力される時間領域信号をＳＣ-ＦＤＭＡシンボルまたは直交周波数分割多元接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access；ＯＦＤＭＡ)シンボルという。

以下、信号生成器(１４０)がＳＣ-ＦＤＭＡ方式を使用する場合を例示のため記述するが、本発明が適用される多重接続方式には制限がない。例えば、ＯＦＤＭＡ、符号分割多元接続方式(Code Division Multiple Access；ＣＤＭＡ)、時間分割多元接続方式(Time Division Multiple Access；ＴＤＭＡ)及び周波数分割多元接続方式(Frequency Division Multiple Access；ＦＤＭＡ)など、その他の多様な多重接続方式に適用されてもよい。

図２は、ＳＣ-ＦＤＭＡ方式による信号生成器を示したブロック図である。

図２を参照すると、信号生成器(２００)は、離散フーリエ変換(Discrete Fourier Transform；ＤＦＴ)を遂行するＤＦＴ部(２１０)、サブキャリアマッパ(subcarrier mapper、２３０)及び逆高速フーリエ変換(Inverse Fast Fourier Transform；ＩＦＦＴ)を遂行するＩＦＦＴ部(２４０)を有する。ＤＦＴ部(２１０)は、入力されるデータにＤＦＴを遂行して周波数領域シンボルを出力する。サブキャリアマッパ(２３０)は、周波数領域シンボルを各サブキャリアにマッピングし、ＩＦＦＴ部(２４０)は、入力されるシンボルに対してＩＦＦＴを遂行して時間領域信号を出力する。

リファレンス信号生成器(１１０)によるリファレンス信号は、時間領域で生成されてＤＦＴ部(２１０)に入力されてもよい。または、リファレンス信号生成器(１１０)によるリファレンス信号は、周波数領域で生成されてサブキャリアに直接マッピングされてもよい。

図３は、無線フレームの構造を示す。

図３を参照すると、無線フレーム(radio frame)は、１０個のサブフレーム(subframe)で構成され、一つのサブフレームは、２個のスロット(slot)を含む。一つのサブフレームの伝送にかかる時間を送信時間間隔(transmission time interval；ＴＴＩ)といい、例えば、一つのサブフレームの長さは１ｍｓであり、一つのスロットの長さは０.５ｍｓである。一つのスロットは、時間領域(time domain)で複数のＳＣ-ＦＤＭＡシンボルを含み、周波数領域で複数のリソースブロック(resource block)を含む。

無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数またはサブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるＳＣ-ＦＤＭＡシンボルの数は多様に変更することができる。

図４は、一つのアップリンクスロットに対するリソースグリッド(resource grid)を例示した図である。

図４を参照すると、アップリンクスロットは、時間領域で複数のＳＣ-ＦＤＭＡシンボルを含み、周波数領域で複数のリソースブロックを含む。ここでは、一つのアップリンクスロットは、７個のＳＣ-ＦＤＭＡシンボルを含み、一つのリソースブロックは、１２サブキャリアを含む場合を例示として記述するが、これに制限するものではない。

リソースグリッド上の各エレメント(element)をリソースエレメント(resource element)といい、一つのリソースブロックは、１２×７リソースエレメントを含む。アップリンクスロットに含まれるリソースブロックの数Ｎ^ULは、セルで設定されるアップリンク伝送帯域幅(bandwidth)に依存する。

図５は、アップリンクサブフレームの構造を示す。

図５を参照すると、アップリンクサブフレームは、制御領域(control region)とデータ領域(data region)の２つの部分に分けられる。サブフレームの中間部分がデータ領域に割り当てられ、データ領域の両側の部分が制御領域に割り当てられる。制御領域は、制御信号だけを伝送する領域であり、一般に制御チャネルに割り当てられる。データ領域は、データを伝送する領域であり、一般にデータチャネルに割り当てられる。制御領域に割り当てられるチャネルを物理アップリンク制御チャネル(Physical uplink control channel；ＰＵＣＣＨ)といい、データ領域に割り当てられるチャネルを物理アップリンク共有チャネル(Physical uplink shared channel；ＰＵＳＣＨ)という。一つの端末は、同時にＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨを伝送することができない。

制御信号は、ダウンリンクデータに対するハイブリッド自動再送要求(Hybrid Automatic Repeat Request；ＨＡＲＱ)のフィードバックである確認応答(Acknowledgement；ＡＣＫ)／否定応答(Negative-Acknowledgement；ＮＡＣＫ)信号、ダウンリンクチャネル状態を表すチャネル品質インジケータ(Channel Quality Indicator；ＣＱＩ)、アップリンク無線リソース割当要求であるスケジューリング要求信号などを含む。

ＰＵＣＣＨでは、サブフレームの２つのスロットの各々が相違する周波数を占める一つのリソースブロックを使用する。ＰＵＣＣＨに割り当てられる２個のリソースブロックは、スロット境界(slot boundary)で周波数ホッピング(frequency hopping)が行われる。ここでは、ｍ＝０であるＰＵＣＣＨとｍ＝１であるＰＵＣＣＨの２個のＰＵＣＣＨがサブフレームに割り当てられる場合を表しているが、サブフレームには複数のＰＵＣＣＨが割り当てられてもよい。

II．Ｚａｄｏｆｆ-Ｃｈｕ(ＺＣ)シーケンス
無線通信システムにおいてＣＭ特性及び相関特性が良好なシーケンスとしてザァドフチュウ(Ｚａｄｏｆｆ-Ｃｈｕ；ＺＣ)シーケンスが多く使われている。ＺＣシーケンスは、定振幅ゼロ自己相関(Constant Amplitude and Zero Auto Correlation；ＣＡＺＡＣ)に基づくシーケンスである。ＣＡＺＡＣシーケンスは、ＤＦＴ(またはＩＤＦＴ)変換を介した時間領域と周波数領域の両方で一定の大きさ(constant amplitude)を有し、周期自己相関(periodic auto-correlation)がインパルス(impulse)の形態を有する理想的な特性を有する。従って、ＺＣシーケンスをＤＦＴに基づいたＳＣ-ＦＤＭＡやＯＦＤＭＡに適用する場合、相当良好なＰＡＰＲ(或いはＣＭ)特性を表す。

長さがＮ_ZCであるＺＣシーケンスの生成式は、次の通りである。

［式１］

ここで、０≦ｍ≦Ｎ_ZC−１であり、ｕは、Ｎ_ZC以下の自然数であるルートインデックス(root index)である。ルートインデックスｕは、Ｎ_ZCと互いに素(relatively prime)である。これはＮ_ZCが決まるとルートインデックスの数が使用可能なルートＺＣシーケンスの個数であることを意味する。従って、Ｎ_ZCが素数(prime number)のとき、最も多い個数のルートＺＣシーケンスを得ることができる。例えば、合成数(composite number)であるＮ_ZC＝１２のとき、使用可能ルートＺＣシーケンスの数は、４個(ｕ＝１,５,７,１１)であるが、素数であるＮ_ZC＝１３のときには使用可能ルートＺＣシーケンスの数は１２個(ｕ＝１,２,…,１２)である。

一般に長さが素数のＺＣシーケンスは、長さが合成数のＺＣシーケンスに比べてＣＭや相関特性が一層良好である。この事実に着眼して、生成しようとするＺＣシーケンスの長さが素数でない場合、ＺＣシーケンスの個数を増加させる二つの方法がある。一つは、巡回拡張(cyclic extension)に基づいた方法であり、他の一つは、トランケーション(truncation)に基づいた方法である。

図６は、巡回拡張方法を示した概念図である。巡回拡張方法は、(１)所望のＺＣシーケンスの長さをＮとするとき、(２)所望の長さＮより小さい素数をＮ_ZCとして選択してＺＣシーケンスを生成して、(３)生成されたＺＣシーケンスを残る部分(Ｎ−Ｎ_ZC)で巡回拡張して、長さＮのＺＣシーケンスを生成する方法をいう。例えば、Ｎ＝１２の場合、Ｎ_ZC＝１１が選択されて巡回拡張されたＺＣシーケンスを全部で１０個得ることができる。

式１のＺＣシーケンスｘ_u(ｍ)を利用するとき、巡回拡張されて生成されたシーケンスｒ_CE(ｎ)は、次のように表すことができる。

［式２］
ｒ_CE（ｎ）＝ｘ_u（ｎ ｍｏｄ Ｎ_ZC） （２）

ここで、０≦ｎ≦Ｎ−１であり、‘ａ ｍｏｄ ｂ’は、モジュロ(modulo)演算であって、ａをｂで割った余りを意味する。Ｎ_ZCは、Ｎ以下の自然数のうち最も大きい素数である。

図７は、トランケーション方法を示した概念図である。トランケーション方法は、(１)所望のＺＣのシーケンスの長さをＮとするとき、(２)所望の長さＮより大きい素数をＮ_ZCとして選択してＺＣシーケンスを生成して、(３)残る部分(Ｎ_ZC−Ｎ)をトランケーションして、長さＮのＺＣシーケンスを生成する方法をいう。例えば、Ｎ＝１２の場合、Ｎ_ZC＝１３が選択されてトランケーションされたＺＣシーケンスを全部で１２個得ることができる。

式１のＺＣシーケンスｘ_u(ｍ)を利用するとき、トランケーションされて生成されたシーケンスｒ_TR(ｎ)は、次のように表すことができる。

［式３］
ｒ_TR（ｎ）＝ｘ_u（ｎ） （３）

ここで、０≦ｎ≦Ｎ−１であり、Ｎ_ZCは、Ｎ以上の自然数のうち最も小さい素数である。

前記開示されたＺＣシーケンスを利用してシーケンスを生成する場合、使用可能(available)シーケンスの数は、Ｎ_ZCが素数であるときが最大である。例えば、所望のシーケンスの長さＮ＝１１の場合、Ｎ_ZC＝１１のＺＣシーケンスを生成すれば、使用可能シーケンスの数は、１０が最大である。要求される情報量或いは使われるシーケンスの個数が１０個より多くなければならない場合には前記のＺＣシーケンスを使用することができない。

所望のシーケンスの長さがＮ＝１２の場合、Ｎ_ZC＝１１を選択して巡回拡張を遂行したり、或いはＮ_ZC＝１３を選択してトランケーションを遂行したりすることによって、巡回拡張の場合は１０個、トランケーションの場合は１２個のＺＣシーケンスを生成することができるが、これ以上(例えば、３０個)のシーケンスが必要な場合には満足できる良好な特性のＺＣシーケンスを生成することができない。

特に、良好なＣＭ特性のシーケンスを必要とする場合、使用可能シーケンスの個数が深刻に減ることがある。例えば、リファレンス信号に使われるシーケンスは、パワーブースティング(power boosting)を考慮するとき、４位相変調(Quadrature Phase Shift Keying；ＱＰＳＫ)伝送時のＣＭ値より低いことが望ましい。ＳＣ-ＦＤＭＡ方式を使用すると、ＱＰＳＫ伝送時のＣＭ値は１.２ｄＢである。使用可能ＺＣシーケンスのうちＱＰＳＫ要求を満たすシーケンスを選択すると、リファレンス信号に使われる使用可能シーケンスの数は減ってしまう。より具体的に、下記の表は、所望のシーケンスの長さＮ＝１２の場合、Ｎ_ZC＝１１を選択して巡回拡張されて生成されたシーケンスのＣＭ値を示す。

［表１］

前記表から分かるように、ＱＰＳＫ ＣＭ要求条件である１.２ｄＢを閾値(threshold)とすると、使用可能シーケンスの個数は、１０個から６個(ｕ＝０,４,５,６,７,１０)に減る。

従って、ＣＭ及び相関特性が良好であり、使用可能シーケンスの生成または格納に必要なメモリを小さくすることができるシーケンス生成方法が必要である。

III．シーケンス生成式
ＣＭ及び相関特性が良好なシーケンスを生成するための閉形式(closed form)の生成式は、大きさが一定であり、位相成分がｋ次多項式である。

シーケンスｒ(ｎ)に対する閉形式生成式は、次の通りである。

［式４］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_kは、任意の実数である。ｘ_u(ｍ)は、シーケンスｒ(ｎ)を生成するための基本シーケンス(base sequence)という。また、ｕは、シーケンスインデックスを代表する値であって、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_kの組合せと一対一対応の関係にある。

ここで、ｕ_kは、シーケンス全体の位相をシフトする成分であるため、シーケンスの生成に影響を与えない。従って、前記式４は、下記の形式でも表すことができる。

［式５］

他の例として、式４のシーケンスで位相値を近似または量子化したシーケンスｒ(ｎ)に対する閉形式生成式は、次の通りである。

［式６］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_kは、任意の実数である。ｑｕａｎ(.)は、量子化(quantization)関数であり、特定値への近似または量子化を意味する。

前記式６のシーケンスの結果から実数値(real value)と虚数値(imaginary value)を各々近似／量子化するとき、次のように表すことができる。

［式７］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、ｐ_nは、生成されたシーケンスの大きさ(amplitude)を調整する正規化係数(normalization factor)である。

式６ではｅ^-jθ値を有することがある複素単位円(complex unit circle)上の値をＮｑ個に量子化して全ての値を近似する。量子化された(quantized)値をＱＰＳＫの座標である｛０.７０７１＋ｊ０.７０７１,０.７０７１−ｊ０.７０７１,−０.７０７１＋ｊ０.７０７１, −０.７０７１−ｊ０.７０７１｝に近似することができる。或いは、８−ＰＳＫの形式で｛ｅｘｐ(−ｊ*２*π*０/８),ｅｘｐ(−ｊ*２*π*１/８),ｅｘｐ(−ｊ*２*π*２/８),ｅｘｐ(−ｊ*２*π*３/８),ｅｘｐ(−ｊ*２*π*４/８),ｅｘｐ(−ｊ*２*π*５/８),ｅｘｐ(−ｊ*２*π*６/８),ｅｘｐ(−ｊ*２*π*７/８)｝に近似することができる。

この場合、近似する方法としては、最も近い値に近似したり、同じかもしくは最も近い小さい値に近似したり、または、同じかもしくは最も近い大きい値に近似したりすることができる。

式７において、ｅｘｐ(.)の値から生成された実数値と虚数値は、最も近い特定信号点配置(constellation)に近似される。例えば、Ｍ−ＰＳＫに近似したり、或いはＭ−ＱＡＭに近似したりすることをいう。また、該当値の符号だけを取るｓｉｇｎ(.)関数を介して｛＋１,−１,０｝に近似することもできる。

式６と式７において、最も近いＱＰＳＫに近似するためにｕ_k値をπ*１/４に設定することができる。また、関数ｑｕａｎ(.)の特定の形式として四捨五入を意味するｒｏｕｎｄ(.)関数を使用することができる。ｑｕａｎ(.)関数は、指数(exponential)関数の位相(phase)部分に使用してもよく、或いは指数(exponential)関数の全体に使用してもよい。

前記生成式からシーケンスを生成するために特定基準(criterion)に従って変数を設定することができる。前記基準は、ＣＭや相関特性を考慮することができる。例えば、ＣＭ値と相互相関(cross-correlation)の閾値(threshold)を設定してシーケンスを生成することができる。

以下、前述した一般的な生成式からシーケンスを生成するための具体的な生成式を開示する。

第１実施例：単純多項式形式(ｋ＝３)
下記の生成式を選択することができる。

［式８］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、任意の実数である。

第２実施例：修正された(modified)ＺＣシーケンス
下記の生成式を選択することができる。

［式９］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の実数である。

この生成式は、次のような長所がある。第一に、長さＮで作ることができる良好な特性を有するＺＣシーケンスを使用可能シーケンス集合内に含めることができる。例えば、ｋ＝２、ｕ₁＝０、ｕ₀が整数であれば、式１のＮが偶数のときのＺＣシーケンスと等価である。ｋ＝２、ｕ₁とｕ₀が整数であり、ｕ₁＝ｕ₀であると、式１のＮが奇数であるときのＺＣシーケンスと等価である。第二に、元の最適化された(Original optimized)ＺＣシーケンスのユークリッド距離(Euclidean distance)に近い程度に特性が良好なシーケンスを取得することができる。

第３実施例：巡回拡張されて修正されたＺＣシーケンス
下記の生成式を選択することができる。

［式１０］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の実数である。Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。この生成式は、既存のＺＣシーケンスを使用可能シーケンス集合内に含めることができるという長所がある。例えば、ｋ＝２、ｕ₁とｕ₀が整数であり、ｕ₁＝ｕ₀であれば、ＺＣシーケンスを巡回拡張したものと等価である。

第４実施例：トランケーションされて修正されたＺＣシーケンス
下記の生成式を選択することができる。

［式１１］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の実数である。Ｎ_ZCは、Ｎより大きい自然数のうち最も小さい素数である。この生成式は、既存のＺＣシーケンスを使用可能シーケンス集合内に含めることができるという長所がある。例えば、ｋ＝２、ｕ₁とｕ₀が整数であれば、ＺＣシーケンスをトランケーションしたものと等価である。

第５実施例：一つの制限を有する修正されたＺＣシーケンス
下記の生成式を選択することができる。

［式１２］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数である。ａは変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量(granularity；粒度)に制限(restriction)を加える役割をする。この制限を介して変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量を整数単位に変更するため、シーケンス情報格納のために必要なメモリを小さくすることができる。

第６実施例：二つの制限を有する修正されたＺＣシーケンス
下記の生成式を選択することができる。

［式１３］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀,ｂ₁,...,ｂ_k-1は、任意の実数である。ａは変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量(granularity)に制限(restriction)を加える役割をする。ｂ₀,ｂ₁,...,ｂ_k-1を介して変数別に制限が相違するようにすることができる。２つの制限を介して変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量を整数単位に変更してシーケンス情報格納のために必要なメモリを小さくすることができるだけでなく、各変数別に変化量を調整して一層良好な特性のシーケンスを取得することができる。

第７実施例：二つの制限を有する修正されたＺＣシーケンス(ｋ＝３)
下記の生成式を選択することができる。

［式１４］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀、ｂ₁、ｂ₂は、任意の整数である。ａは変数ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の変化量(granularity)に制限を加える役割をする。ｂ₀、ｂ₁、ｂ₂を介して変数別に制限が相違するようにすることができる。

第８実施例：一つの制限を有する修正されたＺＣシーケンスと巡回拡張
下記の生成式を選択することができる。

［式１５］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ａは、変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量(granularity)に制限(restriction)を加える役割をする。この制限を介して変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量を整数単位に変更するため、シーケンス情報格納のために必要なメモリを小さくすることができる。

第９実施例：二つの制限を有する修正されたＺＣシーケンスと巡回拡張
下記の生成式を選択することができる。

［式１６］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀,ｂ₁,...,ｂ_k-1は、任意の整数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ａは、変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量(granularity)に制限(restriction)を加える役割をする。ｂ₀,ｂ₁,...,ｂ_k-1を介して変数別に制限が相違するようにすることができる。２個の制限を介して変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量を整数単位に変更してシーケンス情報格納のために必要なメモリを小さくすることができるだけでなく、各変数別に変化量を調整して一層良好な特性のシーケンスを取得することができる。

第１０実施例：二つの制限を有する修正されたＺＣシーケンス(ｋ＝３)と巡回拡張
下記の生成式を選択することができる。

［式１７］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀、ｂ₁、ｂ₂は、任意の整数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ａは、変数ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の変化量(granularity)に制限を加える役割をする。ｂ₀、ｂ₁、ｂ₂を介して変数別に制限が相違するようにすることができる。

第１１実施例：一つの制限を有する修正されたＺＣシーケンスとトランケーション
下記の生成式を選択することができる。

［式１８］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、Ｎ_ZCは、Ｎより大きい自然数のうち最も小さい素数である。ａは、変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量(granularity)に制限(restriction)を加える役割をする。この制限を介して変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量を整数単位に変更するため、シーケンス情報格納のために必要なメモリを小さくすることができる。

第１２実施例：二つの制限を有する修正されたＺＣシーケンスとトランケーション
下記の生成式を選択することができる。

［式１９］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀,ｂ₁,...,ｂ_k-1は、任意の整数、Ｎ_ZCは、Ｎより大きい自然数のうち最も小さい素数である。ａは、変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量(granularity)に制限(restriction)を加える役割をする。ｂ₀,ｂ₁,...,ｂ_k-1を介して変数別に制限が相違するようにすることができる。２個の制限を介して変数ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1の変化量を整数単位に変更してシーケンス情報格納のために必要なメモリを小さくすることができるだけでなく、各変数別に変化量を調整して一層良好な特性のシーケンスを取得することができる。

第１３実施例：二つの制限を有する修正されたＺＣシーケンス(ｋ＝３)とトランケーション
下記の生成式を選択することができる。

［式２０］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀、ｂ₁、ｂ₂は、任意の整数、Ｎ_ZCは、Ｎより大きい自然数のうち最も小さい素数である。ａは、変数ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の変化量(granularity)に制限を加える役割をする。ｂ₀、ｂ₁、ｂ₂を介して変数別に制限が相違するようにすることができる。

第１４実施例：時間領域における巡回シフトを考慮した巡回拡張
ＯＦＤＭやＳＣ-ＦＤＭＡなどのシステムにおいて、シーケンスを周波数領域(frequency domain)で挿入する場合、時間領域巡回シフト値(time domain cyclic shift value)を利用して使用可能シーケンスの数を増やすことができる。前記巡回シフトの他にシーケンスの生成開始点を特定周波数インデックス(frequency index)と組み合わせて定義することができる。これは周波数領域で異なるシーケンスが重複している(overlap)開始点を強制的に調整する制限であって、一つまたは複数の制限を有する修正ＺＣシーケンスの相関特性をそのまま活かすことができるという長所がある。

一例として、下記のシーケンス生成式を選択することができる。

［式２１］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ｅ^jαnは、時間領域でαだけ巡回シフト(cyclic shift)を遂行することの周波数領域における表現である。θは、シフトオフセット値(shift offset value)であり、θだけシフトした後、巡回拡張を遂行することを表す。式２１を周波数領域で表現する場合、θは、周波数インデックスのシフト値を表す。

他の例として、下記のシーケンス生成式を選択することができる。

［式２２］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀,ｂ₁,...,ｂ_k-1は、任意の整数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ｅ^jαnは、時間領域でαだけ巡回シフト(cyclic shift)を遂行することの周波数領域における表現である。θは、シフトオフセット値(shift offset value)であり、θだけシフトした後、巡回拡張を遂行することを表す。

また、他の例として、下記のシーケンス生成式を選択することができる。

［式２３］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、任意の整数、ａは、任意の実数、ｂ₀、ｂ₁、ｂ₂は、任意の整数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ｅ^jαnは、時間領域でαだけ巡回シフト(cyclic shift)を遂行することの周波数領域における表現である。θは、シフトオフセット値(shift offset value)である。

第１５実施例：時間領域における巡回シフトを考慮したトランケーション
一例として、下記のシーケンス生成式を選択することができる。

［式２４］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ｅ^jαnは、時間領域でαだけ巡回シフト(cyclic shift)を遂行することの周波数領域における表現である。

他の例として、下記のシーケンス生成式を選択することができる。

［式２５］

また、他の例として、下記のシーケンス生成式を選択することができる。

［式２６］

前記式２６で、ｋ＝３、ａ＝０.１２５、ｂ₀＝２、ｂ₁＝ｂ₂＝１とすると、次の通りである。

［式２７］

IV．シーケンス生成
具体的にシーケンスを生成する一例を開示するために、下記のシーケンス生成式を考慮する。

［式２８］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、任意の整数、θは、シフトオフセット値(shift offset value)、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。前記式は、α＝０、ｋ＝３、ａ＝０.１２５、ｂ₀＝２、ｂ₁＝ｂ₂＝１と定義したものである。ａ＝０.１２５にしたのは、０.１２５は１/８であって、３ビットのビットシフト演算により具現されるため、演算量を減少させるからである。

変数ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、ＣＭと相互相関の閾値を利用してその値を決定する。

まず、シーケンス長さＮ＝１２であるシーケンス生成について記述する。

ＣＭ基準を１.２ｄＢ、相互相関の閾値を０.６に設定したとき、前記生成式から求められる変数ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の値と該当するシーケンスのＣＭは、下記の表の通りである。

［表２］

前記表でシーケンスインデックス０〜５のシーケンスは、従来の巡回拡張を適用したＺＣシーケンスのうちＣＭ基準を満たすシーケンスの集合をいう。

表３は、前記表２から生成されるシーケンスの実数値を示し、表４は、生成されるシーケンスの虚数値を示す。

［表３］

［表４］

Ｎ＝１２のとき、提案された生成式により生成されたシーケンスと従来の巡回拡張を適用したＺＣシーケンスを比較した場合、ＱＰＳＫのＣＭ基準１.２ｄＢを満たす６個のシーケンスが含まれる。

表５は、従来の巡回拡張を適用したＺＣシーケンスと提案したシーケンスを比較したものである。

［表５］

提案した方法によりシーケンスを生成すると、使用可能シーケンスの数が増加して相互相関特性はほぼ同一であることを確認することができる。実際の環境における周波数ホッピング(frequency hopping)を考慮すると、ブロック誤り率(Block Error Rate；ＢＬＥＲ)性能は平均相関値が低いほどよい。両シーケンスの平均相関が同一であるため、ＢＬＥＲ性能は同一である。

次に、長さＮ＝２４であるシーケンス生成について記述する。

ＣＭ基準を１.２ｄＢ、相互相関の閾値を０.３９に設定して、前記生成式から求められる変数ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の値と該当するシーケンスのＣＭは、下記の表の通りである。

［表６］

前記表でシーケンスインデックス０〜１１のシーケンスは、従来の巡回拡張を適用したＺＣシーケンスのうちＣＭ基準を満たすシーケンスの集合をいう。

表７は、前記表６から生成されるシーケンスの実数値を示し、表８は、生成されるシーケンスの虚数値を示す。

［表７］

［表８］

Ｎ＝２４のとき、提案された生成式により生成されたシーケンスと従来の巡回拡張を適用したＺＣシーケンスを比較すると、下記の表９の通りである。

［表９］

提案された方法によりシーケンスを生成すると、使用可能シーケンスの数が増加して相互相関特性も一層良好であることを確認することができる。実際の環境で周波数ホッピング(frequency hopping)を考慮すると、ブロック誤り率 (Block Error Rate；ＢＬＥＲ)性能は平均相関値が低いほど良いため、提案したシーケンスのＢＬＥＲ性能の方がより良い。

Ｖ．位相式の次数制限
シーケンスの位相成分に対する位相式(phase equation)の次数ｋと使用可能シーケンス個数及び相関特性との関係は、次の通りである。

次数ｋが大きくなるほど、使用可能シーケンス個数は多くなるが、相関特性は悪くなる。次数ｋが小さくなるほど、使用可能シーケンス個数は少なくなるが、相関特性は良くなる。ｋ＝２の場合にはＺＣシーケンスを生成することができるため、ｋ＞２の場合、シーケンス生成に対する制限(restriction)が必要である。

シーケンスの位相成分に対して３次以上の多項式が適用される場合、使用可能シーケンス個数及び相関特性を考慮して所望の使用可能シーケンス個数に従って位相式の次数を所望のシーケンス長さに従って制限する方法について記述する。所望の最小使用可能シーケンス個数をＮｓｅｑとすると、所望のシーケンス長さＮに２次位相式を利用して生成することができるシーケンス個数ＮｐｏｓｓがＮｐｏｓｓ≧Ｎｓｅｑである場合、２次位相式を使用する。Ｎｐｏｓｓ＜Ｎｓｅｑである場合、３次以上の位相式を使用する。

これは、次のように段階別に示すことができる。
段階１：所望の最小使用可能シーケンス個数Ｎｓｅｑを決定する。
段階２：所望のシーケンスの長さＮから２次位相式(ｋ＝２)により生成可能な使用可能シーケンスの数Ｎｐｏｓｓを決定する。
段階３：Ｎｐｏｓｓ≧Ｎｓｅｑである場合、２次の位相式を使用してシーケンスを生成して、Ｎｐｏｓｓ＜Ｎｓｅｑである場合、３次の位相式を使用してシーケンスを生成する。

第１実施例
下記のｋ＝３である３次位相式を有するシーケンス生成式を考慮する。

［式２９］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀,ｕ₁,...,ｕ_k-1は、任意の整数、ａは、任意の実数、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。ｅ^jαnは、時間領域でαだけ巡回シフト(cyclic shift)を遂行することの周波数領域における表現である。θは、シフトオフセット値(shift offset value)であり、θだけシフトした後、巡回拡張を遂行することを表す 。

また、所望のシーケンスの長さＮは、次の場合が可能であると仮定する。

Ｎ＝［１２ ２４ ３６ ４８ ６０ ７２ ９６ １０８ １２０ １４４ １８０ １９２ ２１６ ２４０ ２８８ ３００］

段階１において、最小使用可能シーケンス個数Ｎｓｅｑは３０個に設定する。段階２において、２次位相式を前記式２９でａ＝１、ｕ₀＝０、ｕ₁＝ｕ₂＝ｕ、ｂ₀＝０、ｂ₁＝ｂ₂＝１にすると、各Ｎに対して使用可能なＺＣシーケンスの使用可能個数Ｎｐｏｓｓは、次の通りである。

Ｎｐｏｓｓ＝［１０ ２２ ３０ ４６ ５８ ７０ ８８ １０６ １１２ １３８ １７８ １９０ ２１０ ２３８ ２８２ ２９２］

段階３において、２次位相式を使用することができるシーケンス長さは、Ｎ＝［３６ ４８ ６０ ７２ ９６ １０８ １２０ １４４ １８０ １９２ ２１６ ２４０ ２８８ ３００］であり、３次位相式を使用することができるシーケンスの長さは、Ｎ＝［１２ ２４］である。

第２実施例
下記のｋ＝３である３次位相式を有するシーケンス生成式を考慮する。

［式３０］

また、所望のシーケンスの長さＮは、次の場合が可能であると仮定する。

Ｎ＝［１２ ２４ ３６ ４８ ６０ ７２ ９６ １０８ １２０ １４４ １８０ １９２ ２１６ ２４０ ２８８ ３００］

段階１において、最小使用可能シーケンス個数Ｎｓｅｑは３０個にする。段階２において、２次位相式を前記式３０でａ＝１、ｕ₀＝０、ｕ₁＝ｕ₂＝ｕにすると、各Ｎに対して使用可能なＺＣシーケンスの使用可能個数Ｎｐｏｓｓは、次の通りである。

Ｎｐｏｓｓ＝［１０ ２２ ３０ ４６ ５８ ７０ ８８ １０６ １１２ １３８ １７８ １９０ ２１０ ２３８ ２８２ ２９２］

段階３において、２次位相式を使用することができるシーケンス長さは、Ｎ＝［３６ ４８ ６０ ７２ ９６ １０８ １２０ １４４ １８０ １９２ ２１６ ２４０ ２８８ ３００］であり、３次位相式を使用することができるシーケンスの長さは、Ｎ＝［１２ ２４］である。

位相式の次数を制限したシーケンスの生成式は二つのタイプで表現することができる。第１の表現方法では、周波数領域に長さＮのシーケンスがマッピングされると仮定する。これはシーケンスの各エレメントがＮ個のサブキャリアにマッピングされることを意味する。まず、シーケンスｒ(ｎ)が次のように提供されるとする。

［式３１］

第１のタイプのシーケンス生成式によると、シーケンスの長さＮが３６より大きいか、または同じとき、基本シーケンス(base sequence)ｘ_u(ｍ)は、次のように提供される。

［式３２］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１である。

シーケンスの長さＮが３６より小さいとき、基本シーケンスｘ_u(ｍ)は、次のように提供される。

［式３３］

第２のタイプのシーケンス生成式によると、基本シーケンスｘ_u(ｍ)は、次のように提供される。

［式３４］

ここで、シーケンスの長さＮが３６より大きいか、または同じとき、ａ＝１、ｕ₁＝ｕ₂＝ｕであり、シーケンスの長さＮが３６より小さいとき、ａ＝０.１２５、Ｎ＝１２である場合、ｕ₁、ｕ₂が下記の表１０により定義される。

［表１０］

また、Ｎ＝２４である場合、ｕ₁、ｕ₂が下記の表１１により定義される。

［表１１］

VI．リファレンス信号のためのシーケンス生成
下記のシーケンス生成式を考慮する。

［式３５］

ここで、ｍ＝０,１,...,Ｎ_ZC−１、ａ＝０.０６２５、ｕ₃＝１/４、Ｎは、シーケンスｒ(ｎ)の長さ、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂は、任意の整数、θは、シフトオフセット値(shift offset value)、Ｎ_ZCは、Ｎより小さい自然数のうち最も大きい素数である。量子化関数ｑｕａｎ(.)は、最も近い｛０,１/２,１,３/２,２,... ｝に近似する。即ち、量子化関数ｑｕａｎ(ｘ)は、ｘに最も近い整数または整数＋０.５の値に近似する。これはｑｕａｎ(ｘ)＝ｒｏｕｎｄ(２ｘ)/２で表すことができて、ｒｏｕｎｄ(ｘ)はｘ＋０.５少し小さい整数を示す。

量子化(quantization)を介してメモリ容量を節約することができる。ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の範囲(range)を拡張して自由度を高めると、より性能の良いシーケンスをさらに多く生成することができる。然しながら、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の範囲が大きくなると、これらの値を格納するためのビット数がより多くなる。従って、ＱＰＳＫ変調に制限すると、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の範囲に関係なく、一値当たり２ビットしか必要としない。また、基本生成式がＣＡＺＡＣシーケンスに基づくため、相関特性が良好なシーケンスの生成が可能である。例えば、長さ１２のシーケンスを生成するために０≦ｕ₀≦１０２４、０≦ｕ₁≦１０２４、０≦ｕ₂≦１０２４の範囲を有するとすると、シーケンス一つ当たり１０ビット＋１０ビット＋１０ビット＝３０ビットのメモリが使われて３０個のシーケンスに対して９００ビット(３０ビット×３０)のメモリ容量が必要である。然しながら、量子化を遂行すると、ｕ₀、ｕ₁、ｕ₂の範囲に関係なしにシーケンス一つ当たり７２０ビット(＝２ビット×１２×３０)のメモリで充分である。

前記生成式は、シーケンスのエレメント(element)をＱＰＳＫ信号点配置(constellation)上に近似したものと等価でもよい。量子化関数を介して位相が有することができる値０から２πの間でＮｑ個の量子化された値にすべての値を近似することができるためである。即ち、ｅ^-jθが有することができる複素単位円(complex unit circle)上の値をＮｑ個に量子化して全ての値を近似することができる。

この場合、近似方法により、最も近い値に近似したり、同じかもしくは最も近い小さい値に近似したり、または、同じかもしくは最も近い大きい値に近似したりすることができる。

シーケンスのエレメントをＱＰＳＫの位相に該当する｛π/４,３π/４,−π/４,−３π/４｝の値に近似することができる。これは量子化された値をＱＰＳＫの座標である｛０.７０７１＋ｊ０.７０７１,０.７０７１−ｊ０.７０７１,−０.７０７１＋ｊ０.７０７１,−０.７０７１−ｊ０.７０７１｝に近似することを意味する。

以下、拡張されたシーケンス生成について記述するが、所望のシーケンスの長さＮとＺＣシーケンスの長さＮ_ZCに従って下記の式のようにトランケーションされたシーケンスを使用することもできる。

［式３６］

或いは、所望のシーケンスの長さＮとＺＣシーケンスの長さＮ_ZCが同一の場合、下記の式のシーケンスを使用することもできる。

［式３７］

以下、リファレンス信号のためのシーケンス生成について具体的な例を挙げて記述する。

アップリンクサブフレームにおいてＰＵＣＣＨまたはＰＵＳＣＨはリソースブロック単位でスケジューリングされて、一つのリソースブロックは１２サブキャリアを含む。従って、一つのリソースブロックのために長さＮ＝１２のシーケンスが必要であり、二つのリソースブロックのために長さＮ＝２４のシーケンスが必要である。Ｎ＝１２のシーケンスは、Ｎ_ZC＝１１のシーケンスを巡回拡張して生成し、Ｎ＝２４のシーケンスは、Ｎ_ZC＝２３のシーケンスを巡回拡張して生成することができる。

(１)Ｎ＝１２に対するリファレンス信号シーケンス

下記の表は、Ｎ＝１２のときのｕ₀、ｕ₁、ｕ₂値である。この表は、ＣＭとして好ましくはサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix；ＣＰ)を考慮して、ＣＭ１.２２ｄＢを超えないシーケンスのうちから３つのリソースブロックに対応する拡張ＺＣシーケンスとの相互相関が高くない３０個のシーケンスの組合せを探し出したものである。

［表１２］

前記表から生成された長さ１２のリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、下記のように表すことができる。

［式３８］

ここで、αは、巡回シフト値、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の位相パラメータｐ(ｎ)の値は、下記の表のように提供される。

［表１３］

(２)Ｎ＝２４のためのリファレンス信号シーケンス
下記の表は、Ｎ＝２４のときのｕ₀、ｕ₁、ｕ₂値である。この表は、ＣＭとして好ましくはサイクリックプレフィックス(Cyclic Prefix；ＣＰ)を考慮して、ＣＭ１.２２ｄＢを超えないシーケンスのうち３つのリソースブロックに対応する拡張ＺＣシーケンスとの相互相関が高くない３０個のシーケンスの組合せを探し出したものである。

［表１４］

前記表から生成された長さ２４のリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、下記のように表すことができる。

［式３９］

ここで、αは、巡回シフト値、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の位相パラメータｐ(ｎ)の値は、下記の表のように提供される。

［表１５］

VII ．リファレンス信号のためのシーケンス選択
前記ではＮ＝１２とＮ＝２４の場合について閉形式の生成式から生成されるシーケンスを開示している。ところが、実際の無線通信システムでは一つの生成式から生成されたシーケンスを使用しないで他のシーケンスと混用して使用することがある。従って、前記のように生成されたシーケンスと他のシーケンスとの間の相関特性やＣＭ特性を考慮する必要がある。

ここでは、Ｎ＝１２のとき、式３８と表１３から生成される３０個のシーケンスを２６個の比較シーケンス(comparative sequences)と比較して相関特性の良好な４個のシーケンスをリファレンス信号シーケンスとして選択する方法について記述する。また、Ｎ＝２４のとき、式３９と表１５から生成される３０個のシーケンスを２５個の比較シーケンス(comparative sequences)と比較して相関特性の良好な５個のシーケンスをリファレンス信号シーケンスとして選択する方法について記述する。

(１)Ｎ＝１２の場合
Ｎ＝１２の場合、シーケンスの生成式は、式３８のように、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の巡回シフトになり、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の位相パラメータｐ(ｎ)の値は表１３に提供されている。ここでは、前記Ｎ＝１２の場合に生成された３０個の基本シーケンスを２６個の比較シーケンス(comparative sequences)と比較して相関特性の良好な４個の基本シーケンスを選択する方法について記述する。３０個のうち４個を選択する場合の数は、₃₀Ｃ₄＝３０*２９*２８*２７/４/３/２/１＝２７４０５になる。場合の数を小さくするために、まず基本シーケンスのＣＭを考慮する。

基本シーケンスをＣＭの大きさの順に並べると、下記の表の通りである。この表は、基本シーケンスの全ての可能な巡回シフトのＣＭ値のうち最も大きい値を代表ＣＭに定めたものである。

［表１６］

Ｎ＝１２、即ち、一つのリソースブロックに対応する基本シーケンスの長さは、比較的短いため、類似の相互相関特性を有するシーケンスが多いので、まず一定値以上のＣＭを有するシーケンスを排除する。ここでは、ＣＭが１.０９より低いシーケンス［２３ ２６ ２９ ２１ １５ １２ １４ ２８ １９ ２５ １ ５ ２２ １１ ２０ １８ １０ ３ ０ １７ ８］を考慮する。

基本シーケンスと共に使うことができる比較シーケンスの位相パラメータｐ^c(ｎ)が下記の表の通りであるとしよう。このとき、比較シーケンスは位相パラメータだけ異なり、その形式は基本シーケンスと同じである。

［表１７］

３０個の基本シーケンスのうち、前記比較シーケンスとの最大相互相関(maximum cross correlation)組合せのうち最も良い２５個の組合せは、次の通りである。

［表１８］

前記表から基本シーケンスの生成式が式３６と同じであり、表１３で提供された位相パラメータｐ(ｎ)の値を有する３０個のシーケンスのうち比較シーケンスと比較して平均相互相関特性及び最大相互相関特性が良好であり、所望のＣＭ特性を満たす４個のシーケンスを選択すると、シーケンスインデックスが［３ ８ ２８ ２９］である４個のシーケンスが基本シーケンスとなる。

最終的に長さＮ＝１２であるリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、次の通りである。

［式４０］

ここで、αは、巡回シフト値、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の位相パラメータｐ(ｎ)の値は、下記の表のように提供される。

［表１９］

(２)Ｎ＝２４の場合
Ｎ＝２４の場合、シーケンスの生成式は、式３７のように基本シーケンスｘ_u(ｎ)の巡回シフトになり、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の位相パラメータｐ(ｎ)の値は、表１５に提供されている。ここでは、前記Ｎ＝２４の場合に生成された３０個の基本シーケンスで２５個の比較シーケンスと比較して相関特性の良好な５個の基本シーケンスを選択する方法について記述する。３０個のうち５個を選択する場合の数は、₃₀Ｃ₄＝３０*２９*２８*２７*２６/５/４/３/２/１＝１４２５０６になる。

基本シーケンスと一緒に使うことができる比較シーケンスの位相パラメータｐ^c(ｎ)が下記の表の通りであるとしよう。このとき、比較シーケンスは位相パラメータだけ異なり、その形式は基本シーケンスと同じである。

［表２０］

全ての可能な組合せのうち、相互相関特性の最も良好な２０個の組合せは、次の通りである。

［表２１］

前記組合せのうち、０.１８１より大きい平均相互相関値を有する組合せは、｛７,８,９,１０,１１,１２,１３,１４,１７,１８,１９,２０｝になる。

基本シーケンスをＣＭの大きさの順に並べると、下記の表の通りである。この表は、基本シーケンスの全ての可能な巡回シフトのＣＭ値のうち最も大きい値を代表ＣＭに定めたものである。

［表２２］

選択された組合せに含まれるシーケンスインデックスは、９、１１、１２、１６、２１、２４、２５であるが、このうちインデックス１６の基本シーケンスのＣＭ特性が低いため、これを除く。従って、選択可能な組合せは、次の四つに減る。

［表２３］

前記組合せのうち、比較シーケンスとの相互相関特性とＣＭ特性が良好であり、最小相関値を有する５個のシーケンスを選択すると、シーケンスインデックスが[９ １１ １２ ２１ ２４]であるシーケンスが基本シーケンスとなる。

最終的に、長さＮ＝２４であるリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、次の通りである。

［式４１］

ここで、αは、巡回シフト値、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の位相パラメータｐ(ｎ)の値は、下記の表のように提供される。

［表２４］

表２０で提供される２５個の比較シーケンスの位相パラメータ値を利用すると、３０個の基本シーケンス全てを得ることができる。

図８は、本発明の一実施例に係るリファレンス信号の伝送方法を示したフローチャートである。

図８を参照すると、段階Ｓ２１０において、下記の基本シーケンスｘ_u(ｎ)を獲得する。

［式４２］

ここで、位相パラメータｐ(ｎ)は、基本シーケンスの長さ、即ち、割り当てられるリソースブロックの数に従って決定される。１リソースブロック(Ｎ＝１２)の場合、前記表１７と表１９により提供される３０種類の位相パラメータｐ(ｎ)のうち少なくともいずれか一つを使用することができる。２リソースブロック(Ｎ＝２４)の場合、前記表２０と表２４により提供される３０種類の位相パラメータｐ(ｎ)のうち少なくともいずれか一つを使用することができる。

段階Ｓ２２０において、基本シーケンスｘ_u(ｎ)の巡回シフトαにより次のように定義されるリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)を獲得する。

［式４３］

段階Ｓ２３０において、リファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)を物理リソースにマッピングする。物理リソースは、リソースエレメントまたはサブキャリアでもよい。

段階Ｓ２４０において、物理リソースにマッピングされたリファレンス信号シーケンスをＳＣ-ＦＤＭＡ信号に変換してアップリンク方向に伝送する。

閉形式の生成式から生成されたシーケンスのうち比較シーケンスと比較して相関特性とＣＭ特性の良好なシーケンスを選択してアップリンクリファレンス信号として使用する。比較シーケンスと共にアップリンクリファレンス信号として使われたとしても所望のシーケンス特性を維持することができて、データ復調性能を高めて正確なアップリンクスケジューリングが可能である。

前述した全ての機能は、前記機能を遂行するようにコーディングされたソフトウェアやプログラムコードなどをともなうマイクロプロセッサ、制御器、マイクロ制御器、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit；ＡＳＩＣ)などのプロセッサにより遂行されてもよい。前記コードの設計、開発及び具現は、本発明の説明に基づいて当業者にとって自明である。

以上、本発明について実施例を参照して説明したが、該当技術分野の通常の知識を有した者は、本発明の技術的思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させて実施することができることを理解することができる。従って、前述した実施例に限定することではなく、本発明は、特許請求の範囲内の全ての実施例を含む。

１００ 送信機
１１０ リファレンス信号生成器
１２０ データ処理器
１３０ 物理リソースマッパ
１４０、２００ 信号生成器
２１０ ＤＦＴ部
２３０ サブキャリアマッパ
２４０ ＩＦＦＴ部

Claims (10)

1. 無線通信システムにおけるリファレンス信号生成方法において、
   基本シーケンスｘ_u(ｎ)を獲得する段階と、
   前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)から長さがＮであるリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)を獲得する段階と、を有し、
   前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)は、
   

   

   で表され、Ｎ＝１２のとき、位相パラメータｐ(ｎ)の値として、下記の表
   

   

   から提供される値の少なくとも一つを使用する方法。
2. Ｎ＝２４のとき、前記位相パラメータｐ(ｎ)の値として、下記の表
   

   

   から提供される値の少なくとも一つを使用する請求項１に記載の方法。
3. 前記リファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)の巡回シフトαにより
   

   

   で獲得される請求項１に記載の方法。
4. 無線通信システムにおけるリファレンス信号伝送方法において、
   基本シーケンスｘ_u(ｎ)から長さがＮであるリファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)を獲得する段階と、
   前記リファレンス信号シーケンスをＮ個のサブキャリアにマッピングする段階と、
   前記マッピングされたリファレンス信号シーケンスをアップリンクチャネルで伝送する段階と、を有し、
   前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)は、
   

   

   で表され、Ｎ＝１２のとき、位相パラメータｐ(ｎ)の値として、下記の表
   

   

   から提供される値の少なくとも一つを使用する方法。
5. Ｎ＝２４のとき、前記位相パラメータｐ(ｎ)の値として、下記の表
   

   

   から提供される値の少なくとも一つを使用する請求項４に記載の方法。
6. 前記リファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、前記基本シーケンスｘ_u(ｎ)の巡回シフトαにより
   

   

   で獲得される請求項１に記載の方法。
7. 前記アップリンクチャネルは、ＰＵＣＣＨである請求項４に記載の方法。
8. 前記アップリンクチャネルは、ＰＵＳＣＨである請求項４に記載の方法。
9. 前記リファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、アップリンクデータの復調に使われる復調リファレンス信号である請求項４に記載の方法。
10. 前記リファレンス信号シーケンスｒ(ｎ)は、ユーザのスケジューリングに使われるサウンディングリファレンス信号である請求項４に記載の方法。

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