JP2016517242A - 発見チャネルホッピング方式に関するデバイス及び方法 - Google Patents

Abstract

機器及び方法は、無線ネットワークの移動局のホッピング方式を生成する。本方法には、無線ネットワークのチャネル数Ｎを受信するステップが含まれる。本方法には、チャネル数Ｎの関数としてシャッフル行列を生成するステップであって、シャッフル行列の各行は、移動局のうちそれぞれ１つを示し、シャッフル行列の各列は、ホッピング方式における発見信号の各ブロードキャスト時間を示す、チャネル数Ｎの関数としてシャッフル行列を生成するステップが含まれる。本方法には、シャッフル行列の関数として、チャネルにおける移動局のホッピング方式を生成するステップが含まれる。本ホッピング方式は、任意の２つの移動局が、隣接したチャネル上で発見信号を送信するために割り当てられる、２つの連続するブロードキャスト時間の間の間隔を最大にする。

Description

無線のネットワークにおいて、発見（discovery）とは、１つ以上の移動局が１つ以上の近隣のデバイスに関する情報を発見するプロセスである。例えば、移動局は近隣のデバイスの識別情報、位置情報その他を発見することができる。

発見プロセス（discovery process）を実行することができるさまざまな方法がある。１つの例示的な方法では、発見プロセスとして、移動局の発見リソース（discovery resource）を用いて、発見信号（discovery signal）を定期的にブロードキャストすることが挙げられる。発見信号には、発見情報（discovery information）を含むことができる。したがって、第１の移動局が第２の移動局から発見信号のブロードキャストを受信すると、第１の移動局は、近隣のデバイスとして第２の移動局の存在を発見し、更に、それに関する発見情報を知ることができる。

移動局による発見信号のブロードキャストは、移動局が動作するシステムの種類の関数として、送信することができる。第１の例では、移動局は、時間の関数として、発見信号をブロードキャストすることができる。したがって、異なるタイムスロットがブロードキャストに関して指定されている時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムを利用することができる。第２の例では、移動局は、符号の関数として、発見信号をブロードキャストすることができる。したがって、各ブロードキャストに関して符号が使用される符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムを利用することができる。第３の例では、移動局は、周波数時間リソース（例えば、特定の時間フレームにおける１組のサブキャリヤ）の関数として、発見信号をブロードキャストすることができる。したがって、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）又は直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）システムを利用することができる。これらのシステムでは、周波数帯域又は周波数帯域の一部（すなわち、チャネル）が用いられる。

ＦＤＭＡ又はＯＦＤＭＡシステムでは、物理的時間周波数（physical timefrequency）リソース（発見リソース）への発見チャネル（discovery channel）の動的マッピングは、チャネルホッピングと呼ばれる。チャネルホッピングは、周波数ダイバーシティを達成して、隣接チャネル干渉を最小化するために必要である。周波数ダイバーシティは、周波数選択の影響を克服するか、又は、発見信号がブロードキャストされる発見チャネルによる、隣接するセルからの干渉を平均化するために、必要である。ＯＦＤＭＡシステムでは、受信機が同時に２以上の発見信号を受信するので、隣接干渉を軽減することが必要である。異なるユーザからの信号は、隣接チャネルへリークする恐れがある。特に、異なるユーザからの電力レベルのバランスがとれていないと、マルチユーザ干渉又は隣接チャネル干渉を引き起こす。したがって、発見信号が無線ネットワークの各移動局からブロードキャストされるチャネルは、かかる干渉を避けるか、又は最小にするために、物理リソース（physical resource）の位置で、十分に多様（diverse）でなければならない。

周波数（そして、チャネル）に基づいて発見情報を送信する従来の方法として、同期、リソース直交化、チャネルホッピング、その他が挙げられる。この場合、発見情報は、リソース効率的で、高速な及び信頼性の高い方法で、ほとんど協調することなく、複数のノードにわたって送信される。周波数ドメインチャネルホッピングは、多数の利用できる周波数リソースの中で、異なる周波数リソースを選択することにより、広帯域システムの信号を送信する方法である。従来は、送信機及び受信機の双方に知られている擬似ランダムシーケンスが使用されるので、意図された受信機は、正しいチャネルを受信する。しかし、この擬似ランダムシーケンスには、欠点が含まれる。例えば、それらは、同じ時間及び周波数リソースで、任意の２チャネルを衝突させる恐れがある。それらは、周波数ダイバーシティを欠く恐れがある。また、それらは、任意の２チャネルを、他のチャネルよりも比較的高い頻度で隣接させる恐れ、その他がある。発見信号に関する周波数ダイバーシティの要件を考慮すると、周波数ドメインホッピング方式は、任意の発見リソースを、全ての帯域幅にわたって、できる限り等しい頻度で、ホップさせなければならない。更に、周波数ドメインホッピング方式は、周波数ドメインでの近隣の発見チャネルを、任意の２つの発見チャネルの互いに隣接する周期ができるだけ大きくなるように、ランダム化しなければならない。

したがって、従来の周波数ホッピングの上記で注目した欠点に対処する必要がある。また、周波数ダイバーシティの達成を求めて、潜在的な隣接チャネル干渉を軽減するために、発見チャネルと発見リソースとの間のマッピングをランダム化するホッピング方式を提供する必要がある。

例示的な実施形態に係るチャネルホッピングを用いて近隣のデバイスを発見するシステムを示す。 例示的な実施形態に係るホッピング方式を決定する方法を示す。 例示的な実施形態に係るシャッフル行列を生成する第１の方法を示す。 例示的な実施形態に係るシャッフル行列を生成する第２の方法を示す。 例示的な実施形態に係る１次元の発見リソースセットを示す。 例示的な実施形態に係る２次元の発見リソースセットを示す。 例示的な実施形態に係るシャッフル行列の列の並べ替えを示す。 例示的な実施形態に係るシャッフル行列を生成するための混交を示す。 例示的な実施形態に係るシャッフル行列の第１の使用を示す。 例示的な実施形態に係るシャッフル行列の第２の使用を示す。 例示的な実施形態に係るシャッフル行列の第３の使用を示す。 Ｎ×Ｎ行列の列の後半に対するミラーリング演算の例を示す。

本発明の例示的な実施形態は、以下の動作を含むデバイス及び方法に関する。以下の動作とは、無線ネットワークのチャネル数Ｎを受信する動作と、チャネル数Ｎの関数としてシャッフル行列を生成する動作であって、シャッフル行列の各行は、複数の移動局のうちそれぞれ１つを示し、シャッフル行列の各列は、ホッピング方式における発見信号の各ブロードキャスト時間を示す、チャネル数Ｎの関数としてシャッフル行列を生成する動作と、シャッフル行列の関数として、チャネルにおける移動局のホッピング方式を生成する動作、のことである。ここで、ホッピング方式は、移動局の物理リソースをチャネルの１つに動的にマップする。また、同方式は、各チャネルが実質的に等しい頻度で物理リソースの全てにわたってホップするように生成される。更に、同方式は、任意の２つの移動局が、隣接したチャネル上で発見信号を送信するために割り当てられる、２つの連続するブロードキャスト時間の間の間隔を最大にする。

例示的な実施形態を、以下の説明及び関連した添付図面を参照して更に理解することができ、同様の要素は、同じ参照番号が付されている。例示的な実施形態は、無線ネットワークの複数の移動局に関する発見プロセスにおけるホッピング方式を決定するデバイス及び方法に関係する。ホッピング方式は、シャッフル行列の、及び選択的にシャッフル行列の更なる修正の、関数として生成される。シャッフル行列は、特定の時間において、移動局の１つの特定の発見リソースにより、使用される発見チャネルを示す。シャッフル行列は、異なるシャッフルアルゴリズムの関数として生成してもよく、そのうち、２つの例示的なシャッフルアルゴリズムについて、説明する。以下により詳細に説明するように、例示的な実施形態に係るホッピング方式は、任意の２つの送信ノードが周波数ドメインで隣接する周期を最大にしながら、周波数ダイバーシティを最大にするために、ホッピングパターンを全ての周波数帯域上に分散させる。無線ネットワーク、発見プロセス、移動局、ホッピング方式、シャッフル行列、更なる修正、シャッフルアルゴリズム、及び、シャッフル行列、及び、ホッピング方式を生成するための関連する方法について、以下でより詳細に説明する。

図１は、例示的な実施形態に係るチャネルホッピングを用いて、近隣のデバイスを発見するシステム１００を示す。システム１００は、１つ以上のセルを含む無線ネットワークに関するものである。例えば、セル１０５が図１に示されている。セル１０５の中に、１つ以上のアンテナを有する基地局１１０が、配置されている。基地局１１０は、データ（例えば、信号）を、セル１０５内に配置されるデバイスと送受信するように、構成することができる。図１に例示するように、４つの移動局１１５〜１３０をセル１０５の中に配置することができる。本明細書で説明するために、チャネルホッピング方式について、これらの４つの移動局１１５〜１３０に関して説明する。しかし、当業者であれば、任意の数の移動局を所定のセルの中に配置することができ、更なるネットワーク構成要素（例えば、増幅器）をセルの中に配置することができる、その他のことを理解するであろう。

移動局１１５〜１３０は、無線機能を実行するように構成されている任意の電子デバイスを表すことができる。例えば、移動局１１５〜１３０は電話、スマートフォン、タブレット、ファブレット、ラップトップ、その他、などの携帯デバイスとしてもよい。移動局１１５〜１３０は、以下のものを搭載することができる。プロセッサ、メモリ構成、表示装置、入出力（Ｉ／Ｏ）デバイス、送受信機、ベースバンドプロセッサ、及び、オーディオ入力装置及びオーディオ出力装置、バッテリー、データ取得装置、局１００を他の電子デバイスその他に電気的に接続するポート、その他などの他の構成要素、である。

無線ネットワークは、任意の数のセルを含むことができる点に留意すべきである。セルは、移動局が、１つのセルから別のセルに移動して、無線ネットワークに接続された状態を維持することができるように、お互いに隣接して配置してもよい。各セルは、それぞれの基地局を含むことができる。移動局１１５〜１３０と基地局１１０との間で、データを送受信することができるように、移動局１１５〜１３０は送受信機を含んでもよいことに、更に留意しなければならない。移動局１１５〜１３０の送受信機は、移動局１１５〜１３０の間で、データを送受信するように、更に構成することができる。具体的には、送受信機は、発見信号をブロードキャストし、受信するために、使用することができる。以下でより詳細に説明するように、送受信機は、所定の、チャネル、発見リソース（物理的時間周波数リソース）及び、ホッピング方式において動作するように、構成することができる。

例示的な実施形態は、発見プロセスにおいて、移動局１１５〜１３０に関するホッピング方式の決定に関するものである。例えば、ホッピング方式は、移動局１１５〜１３０間の発見信号の送信に関係する。各移動局は、それぞれの発見チャネルを介して、発見信号を送信するための互いに異なる発見チャネルを、割り当てられる。発見リソースとチャネルとの間の動的マッピングは、ホッピング方式により決定される。ホッピング方式は、少なくとも２つの観点に従って、達成されるように設計される。それは、周波数ダイバーシティ及び隣接チャネルダイバーシティである。

チャネルが送信されるたびに等しい頻度で全ての利用可能な周波数リソース上をホップするように、チャネルが別の周波数リソースにホップする場合に、チャネルの周波数ダイバーシティは達成される。あらゆるチャネルがこの目的を達成するように、ホッピング方式を設計することが望ましい。隣接チャネルダイバーシティは、任意の２つのチャネルが隣接する時間周期を最大にする場合に、達成される。なお、周波数リソースの限定された数のせいで、任意の２つのチャネルは、何度も隣接することが想定される。

本明細書で記載する例示的なホッピング方式は、例示的な実施形態に係る特殊なシャッフル行列を利用することにより、周波数ダイバーシティ及び隣接チャネルダイバーシティを満足する。

ホッピング方式は、システム１００のさまざまな構成要素により、決定することができる。例えば、基地局１１０は、移動局１１５〜１３０のホッピング方式を決定するプロセッサ及びメモリ構成を搭載してもよい。別の例では、移動局１１５〜１３０の１つは、ホッピング方式を決定する各プロセッサ及び各メモリ構成を搭載することができる。例示的な実施形態を説明するために、移動局１１５〜１３０（具体的には移動局１１５）の１つに関して、ホッピング方式を決定する方法を記載する。各移動局１１５〜１３０が、セル１０５と、したがって、基地局１１０とも関連付けられているので、ホッピング方式が知られているか、又は、基地局１１０から移動局１１５〜１３０により用いられる特定のホッピングチャネルを信号で伝えるためのデータパケットを移動局１１５〜１３０のそれぞれに送信することができる場合に、データパケットを各移動局１１５〜１３０の間で送信することができる。

ホッピング方式は、移動局１１５〜１３０のそれぞれの発見チャネルに、発見信号を既知の時間にブロードキャストするよう指定することに関係づけることができる。したがって、発見チャネルは論理チャネルとすることができ、それは移動局１１５〜１３０の各１つにマップされる。既知の時間において、発見チャネルは、物理リソースである発見リソースにマップされる。マッピングは動的に変化し、ホッピング方式により指令される。連続する発見リソースのセットは、発見リソースセットと呼ばれる。特定の数のサブフレーム（タイムスロット）は、発見リソースセットとして確保することができる。図５Ａは、例示的な実施形態に係る１次元の発見リソースセットを示す。一方、図５Ｂは、例示的な実施形態に係る２次元の発見リソースセットを示す。具体的には、図８Ａ及び図８Ｂは、発見リソースセット、発見リソース及び発見チャネルへのマッピング、の２つの例を示す。図５Ａで、４つの発見チャネル３、４、１及び２は、１つのサブフレームの間に、発見リソースａ、ｂ、ｃ、及び、ｄに、それぞれマップされる。図５Ｂにおいて、移動局の間で発見信号伝送のために確保された５つの連続するサブフレームの間に、２０個の発見チャネルと２０個の発見リソースとの間の２次元のマッピングが示されている。以下でより詳細に説明するように、ホッピング方式は所定の発見リソースセットに関するものである。

図２は、例示的な実施形態に係るホッピング方式を決定する方法２００を示す。方法２００は、シャッフル行列の関数としてホッピング方式を決定することに関するものである。例示的な実施形態によれば、シャッフル行列は、図３及び４を参照して、以下でより詳細に説明するシャッフルアルゴリズムを用いて、定義することができる。方法２００は、図１のシステム１００に関して説明する。具体的には、方法２００は、ホッピング方式を決定する移動局１１５に関して説明される。

ステップ２０５で、移動局１１５は、基地局１１０に接続する。移動局１１５は、任意の既知の方法を用いて、基地局１１０に接続することができる。例えば、従来のハンドシェイク手続きを用いることができる。また、認証手続きを用いることができる。ローミング手続きを用いることができる（移動局１１５が、より遠いセルからセル１０５に移動するとき）等である。一旦基地局１１０に接続すると、移動局１１５は、その時点で、セル１０５に関連付けられる。

ステップ２１０で、移動局１１５は、基地局１１０から、発見チャネルの数を受信する。例えば、基地局１１０は、利用可能なチャネルの数を示すデータパケットを送信してもよい。チャネルの数は、さまざまな要因の関数として、予め決定することができる。最初の例では、チャネルの数は、セル１０５に関連する移動局の現在の数か、又は、セル１０５を含む複数の近隣のセルと関連する移動局の数に基づいてもよい。第２の例では、チャネルの数は、１組の周波数に関する帯域幅の分割（例えば、総周波数範囲に関する帯域幅が、それぞれ単一のチャネルを表す複数の連続する周波数範囲に均一に分割される）に基づいてもよい。第３の例では、利用可能なチャネルの数は、予め決定されてもよいが、予約チャネルを利用する基準に適合するまで、予約チャネルを用いることは妨げることができる。

ステップ２１５では、移動局１１５は、ステップ２２０でシャッフル行列を生成するのに適用されるシャッフルアルゴリズムを決定する。使用すべきシャッフルアルゴリズムは、予め決定されてもよいし、又は、基地局１１０により、移動局に送信してもよい。ステップ２１５及び２２０は、図３及び図４を参照して、以下でより詳細に説明する。ここで、図３は、第１の例示的なシャッフルアルゴリズムに関するものであり、図４は、第２の例示的なシャッフルアルゴリズムに関するものである。ステップ２２０で生成されるシャッフル行列は、ホッピング方式で利用されるホッピングパターンを表す。シャッフル行列は、［ｈ×サイクル］の次元を有する。ここで、ｈの値は、周波数ドメインでの発見リソースの数であり、サイクルは、シャッフルラウンドの数、又は行列の列の数である。シャッフル行列の列のそれぞれは、チャネルの全リストを含んでいる。発見リソースが図５Ａに示すように、周波数ドメインだけで確保される場合には、行列の各列のチャネルは、ステップ２１０で受信するチャネルに該当する。しかし、発見リソースが、図５Ｂに示すように、周波数及び時間ドメインの双方で確保される場合には、同じ行のチャネルは、ホッピングが適用される単一のスーパーチャネルとみなすことができる。即ち、図５Ｂで、発見リソースセットが生じるときはいつでも、行は、シャッフル行列に従って、シャッフルされる。より具体的には、シャッフル行列のｉ番目の行及びｊ番目の列の要素は、ｊ番目のシャッフルラウンドで、発見リソース（ｉ）にマップされる発見チャネルの番号である。特定の、例示的なシャッフル行列について、以下に詳細に述べる。発見リソースを表す行、及びシャッフルラウンドを表す列の使用は、ただ例示のためだけであることに留意しなければならない。行と列の表現は、入れ換えてもよい。

シャッフル行列の上述した説明を例示するために、以下の例示的なシャッフル行列が考慮される。ここで、発見リソース（ＤＲ）の数は４であり、サイクルの数もまた４である。

上述したシャッフル行列は、シャッフルラウンド１（列１）において、ＤＲ（１）は、発見チャネル１にマップされることを示す。シャッフルラウンド２（列２）では、ＤＲ（２）は発見チャネル３にマップされる。シャッフルラウンド４では、ＤＲ（４）は発見チャネル３にマップされる。シャッフル行列を生成する方法は、以下で更に詳しく説明する。

シャッフル行列は、予め生成して、移動局にロードできることに、更に留意しなければならない。例えば、ステップ２１５及び２２０は移動局の導入の前に実行してもよい。そして、チャネルの異なる数に関するさまざまなシャッフル行列は、移動局のメモリ構成に記憶してもよい。

ステップ２２５では、ステップ２２０で生成されたシャッフル行列を修正するかどうかの決定がされる。つまり、修正は、シャッフル行列の追加の形態を更に提供するために、用いることができる。ステップ２２０で決定される最初のシャッフル行列もまた、ホッピング方式を決定するために、更なる修正なしで、用いることができることに留意されたい。

例示的な実施形態として、適用することができる修正は、列の並べ替えである。シャッフル行列を生成する場合、列を並べ替えることによって、順序によって決まる１つ以上の異なる行列を生むことができる。列の並べ替えに関して、所定のシャッフル行列をＫ列と想定すると、列の並べ替えから追加して生成することができるシャッフル行列の総数は、Ｋ！−１である。例えば、上述の例において、４列であれば、列の並べ替えにより、シャッフル行列について、２３個の別の順列を更に生成することができる。

図６は、例示的な実施形態に係る、最初のシャッフル行列６００が４列を有する例示的な列の並べ替えを示す。矢印６０５により示されるように、最初のシャッフル行列６００の列３及び４は、シャッフル行列６１０を生じるように、並べ替えてもよい。別の行列６２０〜６７０もまた、同様な列の並べ替えを用いて、生成することができる。

ステップ２３０では、修正されたシャッフル行列を用いる場合には、修正がシャッフル行列に適用される。こうして、ステップ２３５で、更新されたシャッフル行列が生成される。ステップ２４０で、シャッフル行列の関数として、ホッピング方式を決定する。上述のように、ホッピング方式は、移動局１１５の発見リソースが、サブフレームの所定の時間周期で、さまざまなチャネルにホップするような方法とすることができる。

なお、移動局１１５〜１３０は個別にシャッフル行列を決定することができる。例えば、移動局１１５〜１３０は、使用されるシャッフルアルゴリズム及びチャネルの数を指示する基地局１１０からの信号を受信してもよい。アルゴリズムは、移動局の他の構成要素に予めプログラムされてもよく、ただチャネルの数だけが通知されてもよい。したがって、移動局１１５〜１３０は同一のシャッフル行列を決定することができる。なお、基地局１１０もまた、ホッピング方式に用いるシャッフル行列を決定することができる。このような例示的な実施形態では、基地局１１０は、移動局１１５〜１３０のそれぞれにホッピング方式を送信してもよい。基地局１１０はまた、種（seed）チャネルが、移動局１１５〜１３０のそれぞれにより受信されると、移動局１１５〜１３０を同期させてもよい。これによって、ホッピング方式が開始されると、移動局１１５〜１３０のそれぞれが、サブフレーム内の所定時間において、所定の発見チャネル上で、発見信号を正確にブロードキャストするようになる。

図３は、例示的な実施形態に係るシャッフル行列を生成する第１の方法を示す。具体的には、図３は、方法２００のステップ２１５で決定され使用されるシャッフルアルゴリズム３００である。以下でより詳細に説明するように、シャッフルアルゴリズム３００によって生成されるシャッフル行列は、方法２００のステップ２２０で生成されるシャッフル行列に該当する。上記の図２の方法２００のステップ２１０で説明したように、シャッフルアルゴリズム３００は、チャネルの数を受信することで始まる。即ち、シャッフルアルゴリズム３００は、周波数ドメインで利用可能なチャネルの数に、直接関係する。

ステップ３０５で、チャネル数Ｎ足す１が素数であるかどうかの決定がされる。Ｎ＋１が素数である場合には、シャッフルアルゴリズム３００はステップ３１０に進行する。ステップ３１０で、Ｎ×Ｎシャッフル行列が生成される。例えば、Ｎ×Ｎシャッフル行列は、以下のように生成することができる。

ＤＣ（ｉ，ｔ）＝ｍｏｄ（ｉ＊ｔ，Ｎ＋１）
ここで、Ｎは、チャネルの総数、ｉは、リソース指標（１≦ｉ≦Ｎ）、及び、ｔはシャッフルラウンド指標（１≦ｔ≦Ｎ）であり、ｍｏｄ（ｘ，Ｎ＋１）は、モジュラ演算のｘ ｍｏｄ Ｎ＋１を意味する。上述したＤＣ（ｉ，ｔ）は、シャッフルラウンドｔでリソース指標ｉにマップされたチャネル指標を示す。したがって、Ｎ×Ｎシャッフル行列を生成することができる。Ｎ×Ｎ行列を生成したあと、ミラーリング演算を実行するが、これについては、以下で説明する。

Ｎ＋１が素数である場合には、Ｎ×Ｎシャッフル行列は「良い」行列と考えられる。具体的には、Ｎ×Ｎシャッフル行列が２つの特性を満足する場合には、良い行列と考えられる。（１）各々の要素は、列方向で全ての他の要素と、１サイクルにつき２回隣接し、かつ、（２）各々の要素は、全ての可能な行の位置にわたってホップする。本方法は、後半（second half）の列のミラーリングが適用されるステップ３３５に、続いて進行する。このステップは、Ｎ＋１が素数であるかどうかにかかわらず、実行され、後で更に詳しく説明する。

ステップ３０５に戻って、チャネル数Ｎ足す１が素数でない場合には、シャッフルアルゴリズム３００は、ステップ３１５に進む。ステップ３１５では、素数に達するまで、ダミーチャネルの数ＤがＮ＋１に加算される。例えば、チャネル数Ｎが１４の場合には、Ｎ＋１の値は、１５であり、それによって、必要とされるダミーチャネル数Ｄは２であり、Ｎ＋Ｄ＋１は１７、即ち素数となる。

ステップ３２０では、（Ｎ＋Ｄ）×（Ｎ＋Ｄ）の次元を有する暫定的なシャッフル行列が生成される。したがって、あたかもＮ＋１の値が素数であるかのように、実質的に同様なシャッフル行列が生成される。ステップ３２５で、Ｄ個のダミーチャネルが、各列から除去され、ステップ３３０で、Ｎ×（Ｎ＋Ｄ）シャッフル行列が生成される。それ自体では「よい」シャッフル行列ではないが、このようなシャッフル行列は、Ｎ＋１が素数ではない場合に、用いることができる。

図３に示すように、Ｎ×Ｎシャッフル行列が、ステップ３１０で生成されるか、又は、Ｎ×（Ｎ＋Ｄ）シャッフル行列が、ステップ３３０で生成されるか、を問わず、これらの行列のそれぞれは、続いて、後半の列のミラーリングステップ３３５に従ってもよい。行列の後半の列に対するステップ３３５のミラーリング演算は、以下の通り実行される。Ｎ×Ｎ行列が与えられる場合には、続いて、行列の後半の列（Ｎ／２＋１番目の列からＮ番目の列まで）が、ミラーリングされる。より具体的には、最初の行列のｋ番目の列は、（３＊Ｎ／２）−ｋ＋１番目の列に移動する（ここで、Ｎ／２＜＝ｋ＜＝Ｎ）。図１１は、Ｎ＝２０の場合のミラーリングの例を示す。

したがって、ステップ３３０で生成されたＮ×（Ｎ＋Ｄ）シャッフル行列は、方法２００のステップ２２０で生成されたシャッフル行列に該当する。

したがって、シャッフルアルゴリズム３００の完了時に、移動局１１５〜１３０に利用可能なチャネル数に関して、シャッフル行列が生成される。例示的なシャッフルアルゴリズム３００がシステムで使用するために選択されると想定すると、このシャフリング行列は、方法２００のステップ２２０で生成された行列である。

図４は、例示的な実施形態に係るシャッフル行列を生成する第２の方法を示す。具体的には、図４は、方法２００のステップ２１５で決定され使用されるシャッフルアルゴリズム４００である。以下でより詳細に説明するように、シャッフルアルゴリズム４００によって生成されるシャッフル行列は、方法２００のステップ２２０で生成されるシャッフル行列に該当する。上記の図２の方法２００のステップ２１０で説明したように、シャッフルアルゴリズム４００は、チャネルの数を受信することで始まる。即ち、シャッフルアルゴリズム４００は、チャネルの数に直接関係する。

ステップ４１０では、値Ｍは、最初に１に設定される。したがって、ステップ４１５で、Ｎ×Ｍの次元を有する暫定的なシャッフル行列が、生成される。Ｍの値が１に設定されるので、ステップ４１５で生成される最初の暫定的なシャッフル行列は、Ｎ×１の次元を有する。

ステップ４２０で、Ｎ×Ｍの暫定的なシャッフル行列の最後の列（列チャネルデッキ（column channel deck）を表す）を半分に分割する。再びこの場合に、ただ単一の列だけがあるので、したがって、単一の列は、Ｎ×Ｍの暫定的なシャッフル行列の最後の列を表す。ステップ４２５で、デッキの各半分は新しい別の列に混交（interweave）される。例示的な実施形態によれば、混交プロセスとして、列の前半（firsthalf）から次の列の異なる位置へチャネルを移動すること、後半から次の列の異なる位置にチャネルを移動すること、その他、が挙げられる。

より具体的には、列の前半のｎ番目の位置は、次の列の２＊ｎ番目の位置に移動する。列の後半のｎ番目の位置は、次の列の２＊ｎ−１番目の位置に移動する。例えば、列のチャネルデッキのチャネルの数が４である場合には、前半の第１位置（１×１位置）における第１チャネルは、その後の列の第２位置（２×２位置）に移動する。前半の第２位置（２×１位置）における第２チャネルは、その後の列の第４位置（４×２位置）に移動する。後半の第１位置（３×１位置）における第１チャネルは、その後の列の第１位置（１×２位置）に移動する。後半の第２位置（４×１位置）における第２チャネルは、その後の列の第３位置（３×２位置）に移動する。こうして、ステップ４３０で新しい列が生成される。

ステップ４３５で、新しい列が暫定的なシャッフル行列の最初の列（例えば、Ｍ＝１）と同じであるかどうかの決定がされる。新しい列が異なる場合には、シャッフルアルゴリズム４００は、ステップ４４０に進む。ここで、新しい列は、最後の列として暫定的なシャッフル行列に追加される。ステップ４４５で、Ｍの値は、Ｍ＋１に置き換えられる。このように、Ｎ×Ｍ（Ｍは列の数）の次元を有する新しい暫定的なシャッフル行列が、生成される。

ステップ４３５に戻って、新しい列が最初の列と同じである場合には、シャッフルアルゴリズム４００は、ステップ４５０に進む。ステップ４５０では、新しい列は破棄される。こうして、ステップ４５５で、Ｎ×Ｍシャッフル行列が生成される。図７は例示的な実施形態に係るシャッフル行列を生成するための例示的な混交を示す。

一旦シャッフル行列が生成されると、シャッフル行列は２つの異なる方法で使用することができる。１）行のシャフリングだけ、又は、２）行のシフティングを伴う行のシャフリング。それぞれの方法は、以下でより詳細に説明する。

図８は、例示的な実施形態に係るシャッフル行列の第１の使用を示す。具体的には、同じ行の１つの発見チャネル又は発見チャネルのセットは、発見リソースセットが生じるたびに、シャッフル行列に従ってシャッフルされる。図８は、時間上周期的に生じる２０個の発見リソースセットを示す。各発見リソースセットは、最大２０個の移動局をサポートする２０の発見リソースを有する。同じ行の５つの発見リソースは、ホッピングで共にシャッフルされるので、１つにグループ化され、それに従って網掛けされる。行の網掛けは、チャネルの異なるセットを識別する。

ｔ＝０において、シャッフルラウンド１（ＳＲ１）が適用される。白色のチャネルグループは、周波数ドメインで第１の発見リソース位置（即ち、第１の行）にマップされている。薄い灰色のチャネルグループは、周波数ドメインで第２の発見リソース位置（即ち、第２の行）にマップされている。濃い灰色のチャネルグループは、周波数ドメインで第３の発見リソース位置（即ち、第３の行）にマップされている。黒色のチャネルグループは、周波数ドメインで第４の発見リソース位置（即ち、第４の行）にマップされている。時間ｔ＝１において、白色のチャネルグループは、周波数ドメインで第３の発見リソース位置（即ち、第３の行）にマップされている。薄い灰色のチャネルグループは、周波数ドメインで第１の発見リソース位置（即ち、第１の行）にマップされている。濃い灰色のチャネルグループは、周波数ドメインで第４の発見リソース位置（即ち、第４の行）にマップされている。そして、黒いチャネルは、第２の発見リソース位置（即ち、第２の行）にマップされている。この方法では、ＤＲＳが生じるときはいつでも、行はシャッフル行列に従ってシャッフルされる。この手法を用いて、周波数ダイバーシティと隣接チャネルダイバーシティの双方が達成される。

図９は、例示的な実施形態に係るシャッフル行列の第２の使用を示す。具体的には、図９は、行がただシフトするだけの方法を例示している。行シフティングは、ＤＲＳの周期ごとに起こる周期的な行シフティングである。あらゆるチャネルグループの行位置は１つ上（か下）にシフトして循環する。このシフティングは、発見リソースセット繰り返し期間（ＤＲＳＲＰ）と呼ばれる特定の周期内で繰り返す。このシフティングにより、周波数ダイバーシティは達成される。

図１０は、例示的な実施形態に係るシャッフル行列の第３の使用を示す。図１０は、行シフティング及び行シャフリングが一緒に実行される方法を例示する。行は、発見リソースセットごとに、シフトして循環し、行は、シャッフル行列に従って、ＤＲＳＲＰごと（図１０に示すように５のＤＲＳＲＰ）にシャッフルされる。行シャフリングを更に利用することにより、隣接チャネルダイバーシティが達成される。

例示的な実施形態は、発見プロセスのホッピング方式に関するデバイス及び方法を提供する。具体的には、例示的な実施形態は、ホッピング用のシャッフル行列を生成するシャッフルアルゴリズムを提供する。シャッフル行列の各要素は、発見リソースがサブフレームの既知の時間においてマップされる発見チャネルを表す。したがって、一旦シャッフル行列が決定されると、セルの各移動局は、発見信号がブロードキャストされるか又は、他の移動局が発見信号を送信している、発見チャネルにマップされている所定のリソースを認識する。

例示的な実施形態として、シャッフル行列に適用されるシャッフルアルゴリズムの２つの異なるものが挙げられる。第１の方法では、シャッフルアルゴリズムは、チャネルの数に基づく結果値が、素数であるかどうかを考慮する。チャネルの数が素数である場合には、「良い」シャッフル行列が生じる。したがって、チャネルの数に基づく結果値が合成数（composite number）である場合、包含されて最終的に除去されるダミーチャネルを介してシャッフル行列を生成するために、この数は素数に変換される。第２の方法では、シャッフルアルゴリズムは、チャネルの数が偶数であるという事実を利用する。混交プロセスを用いて、シャッフル行列を生成することができる。

したがって、任意の２つの移動局が、発見信号を送信するために隣接して割り当てられた場合には、シャッフルアルゴリズムから生成するシャッフル行列の関数としてホッピング方式を基礎づけることにより、ホッピング方式は、２つのタイムスロットの間の時間間隔を最大にする。最大にされた間隔は、ホッピング方式に関して、ランダムな又は疑似ランダムなシーケンスを利用する従来のホッピング方式に関係づけることができる。

当業者であれば、上記例示的実施形態が、任意の好適なソフトウェア若しくはハードウェア構成又はこれらの組み合わせで実装され得ることを理解するであろう。例えば、例示的なホッピング方式を決定する実施形態は、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体上に記憶された命令行を収容するプログラムとして表すことができる。このプログラムは、コンパイルされると、プロセッサ上で実行することができる。

本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、さまざまな改変を本発明において行うことができることは、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の修正及び変形が、添付の請求項及びそれらの均等物の範囲内であれば、本発明はそれらを網羅することが意図される。

Claims (20)

1. 移動局において、
   無線ネットワークのチャネル数Ｎを受信するステップと、
   前記チャネル数Ｎの関数としてシャッフル行列を生成するステップであって、前記シャッフル行列の各行は、複数の移動局のうちそれぞれ１つを示し、前記シャッフル行列の各列は、ホッピング方式における発見信号の各ブロードキャスト時間を示す、シャッフル行列を生成するステップと、
   前記シャッフル行列の関数として、前記チャネルにおける前記移動局の前記ホッピング方式を生成するステップと、を含み、
   前記ホッピング方式は、前記移動局の物理リソースを前記チャネルの１つに動的にマップし、
   前記ホッピング方式は、各チャネルが実質的に等しい頻度で前記物理リソースの全てにわたってホップするように、生成され、
   前記ホッピング方式は、前記移動局のうち任意の２つが、隣接したチャネル上で発見信号を送信するために割り当てられる、２つの連続するブロードキャスト時間の間の間隔を最大にすることを特徴とする、方法。
2. 前記シャッフル行列は、前記チャネル数Ｎの関数として生成される結果値が素数であるかどうかの関数として生成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記結果値が素数である場合の第１のシャッフル行列及び前記結果値が合成数である場合の第２のシャッフル行列のうちの１つとして、前記シャッフル行列を生成するステップを更に含み、
   前記第１のシャッフル行列は、［Ｎ×Ｎ］の次元を有し、
   前記第２のシャッフル行列を生成する前記ステップは、
   前記結果値が素数であるようにダミーチャネルの選択数Ｄを含めるステップと、
   ［（Ｎ＋Ｄ）×（Ｎ＋Ｄ）］の次元を有する暫定的なシャッフル行列を生成するステップと、
   前記第２のシャッフル行列が［Ｎ×（Ｎ＋Ｄ）］の次元を有するように、前記暫定的なシャッフル行列から前記Ｄ個のダミーチャネルを除去するステップと、
   を含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記結果値は、前記チャネル数Ｎに１を加えることにより生成することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記シャッフル行列は、偶数である前記チャネル数Ｎの関数として生成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. １つの列を半分に分割し、前記半分の位置を混交して別の列を生成し、生成される別の列が最初の列と同じになるまで混交を行うことによって、前記シャッフル行列を生成するステップを更に含み、前記シャッフル行列は、［Ｎ×Ｍ］の次元を有することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記シャッフル行列の列の前半のｎ番目の位置は、次の列の２＊ｎ番目の位置に移動し、前記シャッフル行列の列の後半のｎ番目の位置は、次の列の２＊ｎ−１番目の位置に移動することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記シャッフル行列に適用される修正を決定するステップであって、前記修正は前記列の変更を含むステップと、
   前記修正の関数として更新されるシャッフル行列を生成するステップと、
   前記更新されるシャッフル行列の関数として前記ホッピング方式を生成するステップと、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記列の前記変更は、前記列の並べ替えであることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 前記シャッフル行列は、周期的な行シフト及び組み合わせた周期的な行シフト及び行シャッフルのうちの１つを使用して、前記ホッピング方式により利用されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
11. メモリに連結されたプロセッサを備え、前記プロセッサは、
    無線ネットワークのチャネル数Ｎを受信するステップと、
    前記チャネル数Ｎの関数としてシャッフル行列を生成するステップであって、前記シャッフル行列の各行は、複数の移動局のうちそれぞれ１つを示し、前記シャッフル行列の各列は、ホッピング方式における発見信号の各ブロードキャスト時間を示す、シャッフル行列を生成するステップと、
    前記シャッフル行列の関数として、前記チャネルにおける前記移動局の前記ホッピング方式を生成するステップと、
    により、前記ホッピング方式を生成するようにプログラムされ、
    前記ホッピング方式は、前記移動局の物理リソースを前記チャネルの１つに動的にマップし、
    前記ホッピング方式は、各チャネルが実質的に等しい頻度で前記物理リソースの全てにわたってホップするように生成され、
    前記ホッピング方式は、前記移動局のうち任意の２つが、隣接したチャネル上で発見信号を送信するために割り当てられる、２つの連続するブロードキャスト時間の間の間隔を最大にすることを特徴とする、デバイス。
12. 前記プロセッサは、前記チャネル数Ｎの関数として生成される結果値が素数であるかどうかの関数として前記シャッフル行列を生成するように更にプログラムされたことを特徴とする、請求項１１に記載のデバイス。
13. 前記プロセッサは、前記結果値が素数である場合の第１のシャッフル行列及び前記結果値が合成数である場合の第２のシャッフル行列のうちの１つとして、前記シャッフル行列を生成するように、更にプログラムされ、前記第１のシャッフル行列は、［Ｎ×Ｎ］の次元を有し、前記プロセッサは、
    前記結果値が素数であるようにダミーチャネルの選択数Ｄを含めるステップと、
    ［（Ｎ＋Ｄ）×（Ｎ＋Ｄ）］の次元を有する暫定的なシャッフル行列を生成するステップと、
    前記第２のシャッフル行列が［Ｎ×（Ｎ＋Ｄ）］の次元を有するように、前記暫定的なシャッフル行列から前記Ｄ個のダミーチャネルを除去するステップと、
    により、前記第２のシャッフル行列を生成するようにプログラムされたことを特徴とする、請求項１２に記載のデバイス。
14. 前記結果値は、前記チャネル数Ｎに１を加えることにより生成されることを特徴とする、請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記プロセッサは、偶数である前記チャネル数Ｎの関数として前記シャッフル行列を生成するようにプログラムされた、ことを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
16. １つの列を半分に分割し、前記半分の位置を混交して別の列を生成し、別の列が最初の列と同じになるまで混交を行うことによって、前記シャッフル行列を生成するように、前記プロセッサはプログラムされ、前記シャッフル行列は、［Ｎ×Ｍ］の次元を有することを特徴とする、請求項１５に記載のデバイス。
17. 前記プロセッサは、前記シャッフル行列に適用される修正を決定するようにプログラムされ、前記修正は前記列の変更を含み、前記プロセッサは、前記修正の関数として更新されるシャッフル行列を生成するようにプログラムされ、前記プロセッサは、前記更新されるシャッフル行列の関数として前記ホッピング方式を生成するようにプログラムされたことを特徴とする、請求項１１に記載のデバイス。
18. 前記変更は、前記列の並べ替えであることを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス。
19. 前記ホッピング方式により割り当てられた前記チャネルの１つの上で前記発見信号をブロードキャストする送受信機を更に備えることを特徴とする、請求項１１に記載のデバイス。
20. 実行可能なプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムは、マイクロプロセッサに対して、
    無線ネットワークのチャネル数Ｎを受信するステップと、
    前記チャネル数Ｎの関数としてシャッフル行列を生成するステップであって、前記シャッフル行列の各行は複数の移動局のうちそれぞれ１つを示し、前記シャッフル行列の各列はホッピング方式における発見信号の各ブロードキャスト時間を示す、ステップと、
    前記シャッフル行列の関数として前記チャネルにおける前記移動局の前記ホッピング方式を生成するステップと、
    を含む動作を実行するように指示し、
    前記ホッピング方式は、前記移動局の物理リソースを前記チャネルの１つに動的にマップし、
    前記ホッピング方式は、各チャネルが実質的に等しい頻度で前記物理リソースの全てにわたってホップするように生成され、
    前記ホッピング方式は、前記移動局のうち任意の２つが、隣接したチャネル上で発見信号を送信するために割り当てられる、２つの連続するブロードキャスト時間の間の間隔を最大にすることを特徴とする、実行可能なプログラムを記憶したコンピュータ可読記憶媒体。

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