JPWO2008155903A1 - 巡回シフト系列生成方法、無線通信端末装置及び無線通信基地局装置 - Google Patents
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Abstract
異なる帯域幅で高い相互相関を有する巡回シフト系列であっても、干渉波が所望波の検出窓に入ることを防止し、基地局におけるチャネル推定精度を向上させることができる巡回シフト系列生成方法。この方法において、予めセルに割り当てる巡回シフト系列番号を決めておき、また、セル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト量をΔ1とし、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト量をΔ2としたとき、Δ1とΔ2を異ならせ、巡回シフト系列を生成する。
Description
本発明は、参照信号に用いるZadoff-Chu系列などのCAZAC(Constant Amplitude and Zero Auto-correlation Code)系列から巡回シフト系列を生成する巡回シフト系列生成方法、無線通信端末装置及び無線通信基地局装置に関する。
3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long-term Evolution)システムに代表される無線通信システムにおいて、チャネル推定用参照信号として系列間相関が低く、低PAPR特性、及び、フラットな周波数応答特性を有するZadoff-Chu系列(以下、「ZC系列」という)の適用が検討されている。このZC系列はCAZAC系列の一種であり、時間領域で表記すると以下の式(1)で表される。
ここで、Nは系列長、rは時間領域でのZC系列番号であり、Nとrは互いに素である。また、pは任意の整数(一般的には、p=0)を表す。以下では、系列長Nが奇数の場合を用いて説明するが、偶数の場合も同様に適用できる。
式(1)のZC系列を時間領域で巡回シフトすることにより得られる巡回シフトZC系列、あるいはZC-ZCZ(Zadoff-Chu Zero Correlation Zone)系列は、次の式(2)で表される。
ここで、mは巡回シフト系列番号、Δは巡回シフト間隔を表す。±の符号はいずれであってもよい。さらに、式(1)の時間領域ZC系列をフーリエ変換により周波数領域に変換した系列もZC系列となるため、ZC系列の周波数領域表記は、次の式(3)で表される。
ここで、Nは系列長、uは周波数領域でのZC系列番号であり、Nとuは互いに素である。また、qは任意の整数(一般的には、q=0)を表す。同様に式(2)の時間領域でのZC-ZCZ系列を周波数領域で表記すると巡回シフトと位相回転がフーリエ変換対の関係にあることから、次の式(4)で表される。
ここで、Nは系列長、uは周波数領域でのZC系列番号であり、Nとuは互いに素である。また、mは巡回シフト系列番号、Δは巡回シフト間隔、qは任意の整数(一般的には、q=0)を表す。
式(4)で表されるZC系列では、系列番号(u)の異なる系列、巡回シフト系列番号(m)の異なる系列の2種類を参照信号に利用することができる(図1参照)。これら系列番号(u)の異なる系列間は準直交(相関が低く、ほぼ直交)の関係が成り立ち、巡回シフト系列番号(m)の異なる系列間は巡回シフト間隔(Δ)の区間において直交の関係が成り立つため、系列間の相互相関特性がよい。なお、巡回シフト量(mΔ)の異なる系列は、CAZAC系列の性質上、フレーム同期が確立したセル間で直交の関係を成立させることが容易である。
非特許文献1及び非特許文献2には、系列のリユースファクタを増加させることを目的として、図2に示すように、フレーム同期が確立しているセル間(例えば、同一基地局に属するセル)に同一系列番号(u)の異なる巡回シフト系列番号(m)を割り当てることが提案されている(方法1)。例えば、フレーム間同期が確立したセルでは、同一系列番号(u)のZC系列を利用し、セル#1では巡回シフト系列番号m=0,1を、セル#2では巡回シフト系列番号m=2,3を利用する。すなわち、巡回シフト間隔Δを3とする場合、セル#1では、ZC系列(m=0)を0及び3サンプルだけ巡回シフトさせた系列を、セル#2では、ZC系列(m=0)を6及び9サンプルだけ巡回シフトさせた系列を利用する。
受信側では、割り当てられた巡回シフト系列番号に応じた検出範囲(検出窓)を備え、検出窓から外れた信号を除去することにより、図3に示すように、自セルの参照信号を受信信号から分離することができる。例えば、セル#1では、巡回シフト系列番号m=0、1の検出窓のみを取り出すことによって、自セルの信号を受信信号から分離する。なお、この分離を行う前提として、各端末から送信される参照信号が同一送信周波数帯域及び同一時間に送信され、各参照信号に異なる巡回シフト系列番号(m)が設定されている必要がある。
また、各セルには、図4に示すように、各RB(Resource Block)数(周波数帯域幅)で共通の巡回シフト系列番号mが割り当てられる。例えば、RB数にかかわらず、セル#1には巡回シフト系列番号m=0,1が、セル#2には巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられる。
ZC系列は、上述したように、系列番号(u)の異なるZC系列間は準直交の関係が成り立つものの、系列長(N)が異なるZC系列において、相互相関の最大値が大きい系列番号の組み合わせが存在することが知られている。例えば、系列番号(u)と系列長(N)の比(u/N)が近い系列の相互相関値が大きい。このような関係にあるZC系列が隣接セルで利用されると、自セルの検出範囲内に大きな相互相関値(干渉ピーク)が発生する可能性がある。検出範囲内に含まれた希望波及び干渉波を含む相関結果は、基地局ではいずれのセルに属する端末から送信された参照信号であるか区別することができないため、チャネル推定結果に誤りが生じる。そこで、非特許文献3及び非特許文献4には、隣接セルからの干渉を軽減することを目的として、図5に示すように、相互相関が高い系列を同一セルに割り当てるグルーピング方法が提案されている(方法2)。この相互相関が高い系列番号を1つのグループとして同じセルに割り当てることにより、隣接セルで相互相関の高い系列番号の利用を避けることができる。
Motorola, R1-062610, "Uplink Reference Signal Multiplexing Structures for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #46bis, Soul, Korea, Oct.9-13, 2006 Panasonic, R1-063183, "Narrow band uplink reference signal sequences and allocation for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga, Latcia, November.6-10, 2006 Huawei, R1-063356, "Sequence Assignment for Uplink Reference Signal", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga. Latvia, Nov.6-10, 2006 LGE, R1-070911, "Binding method for UL RS sequence with different lengths", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #48, St. Louis, USA, Feb.12-16, 2007
Motorola, R1-062610, "Uplink Reference Signal Multiplexing Structures for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #46bis, Soul, Korea, Oct.9-13, 2006 Panasonic, R1-063183, "Narrow band uplink reference signal sequences and allocation for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga, Latcia, November.6-10, 2006 Huawei, R1-063356, "Sequence Assignment for Uplink Reference Signal", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga. Latvia, Nov.6-10, 2006 LGE, R1-070911, "Binding method for UL RS sequence with different lengths", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #48, St. Louis, USA, Feb.12-16, 2007
しかしながら、上述した方法1及び方法2を同時に適用すると、同期が確立したセル間において、異なる帯域幅の系列間で相互相関の高い干渉が生じ、チャネル推定精度が劣化することがある。以下、この理由について説明する。
同期が確立したセル(例えば、同一基地局に属する複数のセル)に同じ系列番号uの異なる巡回シフト系列番号mを割り当てる(方法1)と共に、同一セル内におけるZC系列の各帯域幅では相互相関の高い系列番号を割り当てる(方法2)ことを想定する。このとき、各セルに割り当てるZC系列が同一系列長で同一周波数帯域に割り当てられた場合、系列間で直交の関係が成立するため、干渉波の相関値ピーク(遅延プロファイルにおいて電力値が所定値を越えるタイミング)は予め設定された巡回シフト系列番号mの検出窓内(干渉波の検出窓内)に発生する。
ところが、異なる帯域幅(異なる系列長)で高い相互相関を有する系列間では直交性が完全には成立していないため、干渉波の相関値ピークが広がりを生じたり、相関値ピークの発生位置がずれたりする。その結果、干渉波ピークが希望波の検出窓枠内で検出され、希望波と干渉波の相関値ピークを分離することができなくなるため、これらの系列間の異なる巡回シフト系列間において希望波に対する干渉の影響が増加する(図6)。
本発明の目的は、異なる帯域幅で高い相互相関を有する巡回シフト系列であっても、干渉波が希望波の検出窓に入ることを防止し、基地局におけるチャネル推定精度を向上させる巡回シフト系列生成方法、無線通信端末装置及び無線通信基地局装置を提供することである。
本発明の巡回シフト系列生成方法は、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とを異ならなせて巡回シフト系列を生成するようにした。
本発明の無線通信端末装置は、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、前記巡回シフト間隔Δ1とは異なり、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とに基づいて、割り当てられた巡回シフト系列と、基準となる巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数を算出する巡回シフト総数算出手段と、算出された前記巡回シフト総数を用いて、基準となる前記巡回シフト系列から割り当てられた前記巡回シフト系列を参照信号として生成する参照信号生成手段と、生成された前記参照信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線通信基地局装置は、Zadoff-Chu系列を用いて、受信信号に含まれる参照信号を除算して相関値を算出する除算手段と、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、前記巡回シフト間隔Δ1とは異なり、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とに基づいて、割り当てた巡回シフト系列と基準となる巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数を決定する巡回シフト総数決定手段と、決定された巡回シフト総数に基づいて、所望の系列の相関値が存在する区間の相関値を抽出する抽出手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、異なる帯域幅で高い相互相関を有する巡回シフト系列であっても、干渉波が希望波の検出窓に入ることを防止し、基地局におけるチャネル推定精度を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る端末100の構成について、図7を用いて説明する。受信RF102部は、アンテナ101を介して受信した信号にダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を復調部103に出力する。復調部103は、受信RF部102から出力された信号に等化処理、復調処理を施し、これらの処理を施した信号を復号部104に出力する。復号部104は、復調部103から出力された信号に復号処理を施し、データ信号及び制御情報を抽出する。また、抽出された制御情報のうち、巡回シフト系列番号が巡回シフト総数算出部105に出力され、RB割当情報がマッピング部109に出力される。
本発明の実施の形態1に係る端末100の構成について、図7を用いて説明する。受信RF102部は、アンテナ101を介して受信した信号にダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を復調部103に出力する。復調部103は、受信RF部102から出力された信号に等化処理、復調処理を施し、これらの処理を施した信号を復号部104に出力する。復号部104は、復調部103から出力された信号に復号処理を施し、データ信号及び制御情報を抽出する。また、抽出された制御情報のうち、巡回シフト系列番号が巡回シフト総数算出部105に出力され、RB割当情報がマッピング部109に出力される。
巡回シフト総数算出部105は、復号部104から出力された巡回シフト系列番号と、フレーム同期が確立した異なるセル(セル間)及び同一セル(セル内)に割り当てられた巡回シフト間隔とに基づいて巡回シフト総数を算出し、算出した巡回シフト総数を参照信号生成部106内の巡回シフト部107に出力する。
ここでは、予めセル内及びセル間に割り当てられる巡回シフト系列番号が決められている。例えば、図8に示すように、セル#1に巡回シフト系列番号m=0,1が割り当てられ、セル#2に巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられるとする。また、セル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ1とし、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ2(≠Δ1)とする。図8に示す例では、セル#1に割り当てられた巡回シフト系列(m=0,1)の系列間及びセル#2に割り当てられた巡回シフト系列(m=2,3)の系列間の巡回シフト間隔Δ1を3サンプルとし、セル#1とセル#2のセル間に割り当てられた巡回シフト系列(m=1,2)の系列間の巡回シフト間隔Δ2を4サンプルとしている。このとき、基地局が端末100にm=2を通知したとすると、端末100の巡回シフト総数算出部105では、基準となるm=0の巡回シフト系列からの巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数がΔ1+Δ2=7サンプルであると算出される。
なお、予めセルに割り当てられる巡回シフト系列番号が決められているとしたが、セル間に割り当てられる巡回シフト系列番号とセル内に割り当てられる巡回シフト系列番号の関係を基地局及び端末で共有できる方法であればよい。例えば、基地局が端末にセル間に割り当てられる巡回シフト系列番号とセル内に割り当てられる巡回シフト系列番号の関係を通知するなどでもよい。
また、巡回シフト系列番号mを通知する場合を例に説明したが、端末毎に巡回シフトしないZC系列に対する巡回シフト間隔の絶対値を通知(つまり、基地局が端末100に対して(Δ1+Δ2)を通知)してもよく、この場合は、巡回シフト総数算出部は不要であり、通知された巡回シフト間隔の絶対値(例えばΔ1+Δ2)を巡回シフト部107に入力する構成となる。
参照信号生成部106は、巡回シフト部107、DFT部108、マッピング部109、IDFT部110を備えており、巡回シフト総数算出部105から出力された巡回シフト総数に基づいて、ZC系列から参照信号を生成し、生成した参照信号を多重化部114に出力する。以下、参照信号生成部106の内部構成について説明する。
巡回シフト部107は、ZC系列を生成するZC系列生成部から出力されたZC系列に巡回シフト総数算出部105から出力された巡回シフト総数分の巡回シフトを施し、巡回シフトしたZC系列をDFT部108に出力する。
なお、ZC系列生成部は、復号部104において抽出された制御情報のうち、RB割当情報を用いてZC系列の送信帯域幅を特定し、特定した送信帯域幅に対応するZC系列長を特定する。また、復号部104において抽出された制御情報のうち、所属するセルに割り当てられた系列番号を表す情報を用いて系列番号を特定する。ZC系列生成部は、これらの系列長及び系列番号を用いてZC系列を生成し、巡回シフト部107に出力する。
DFT部108は、巡回シフト部107から出力されたZC系列にDFT(Discrete Fourier transform)処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換し、周波数領域に変換したZC系列をマッピング部109に出力する。
マッピング部109は、復号部104から出力されたRB割当情報に基づいて、DFT部108から出力されたZC系列を端末100の送信帯域に対応した帯域にマッピングし、マッピングしたZC系列をIDFT部110に出力する。IDFT部110は、マッピング部109から出力されたZC系列にIDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)処理を施し、IDFT処理を施したZC系列を多重化部114に出力する。
符号化部111は、送信データを符号化し、符号化データを変調部112に出力する。変調部112は、符号化部111から出力された符号化データを変調し、変調信号をRB割当部113に出力する。RB割当部113は、変調部112から出力された変調信号をRBに割り当て、RBに割り当てた変調信号を多重化部114に出力する。
多重化部114は、RB割当部113から出力された送信データ(変調信号)とIDFT部110から出力されたZC系列(参照信号)とを時間多重し、多重信号を送信RF部115に出力する。なお、多重化部114における多重化方法は、時間多重に限らず、周波数多重、符号多重、複素空間上のIQ多重であってもよい。
送信RF部115は、多重化部114から出力された多重信号にD/A変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理を施した信号をアンテナ101から無線送信する。
次に、本発明の実施の形態1に係る基地局150の構成について、図9を用いて説明する。符号化部151は、送信データ及び制御信号を符号化し、符号化データを変調部152に出力する。なお、制御信号には、セルに割り当てる巡回シフト系列番号が含まれる。変調部152は、符号化データを変調し、変調信号を送信RF部153に出力する。送信RF部153は、変調信号にD/A変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理を施した信号をアンテナ154から無線送信する。
受信RF部155は、アンテナ154を介して受信した信号にダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を分離部156に出力する。分離部156は、受信RF部155から出力された信号を参照信号と、データ信号及び制御信号とに分離し、分離した参照信号をDFT(Discrete Fourier Transform)部157に出力し、データ信号及び制御信号をDFT部165に出力する。
DFT部157は、分離部156から出力された参照信号にDFT処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換し、周波数領域に変換した参照信号を伝搬路推定部158のデマッピング部159に出力する。
伝搬路推定部158は、デマッピング部159、除算部160、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)部161、マスク処理部162、DFT部163を備え、DFT部157から出力された参照信号に基づいて、伝搬路を推定する。以下、伝搬路推定部158の内部構成について具体的に説明する。
デマッピング部159は、DFT部157から出力された信号から各端末の送信帯域に対応した部分を抽出し、抽出した各信号を除算部160に出力する。除算部160は、デマッピング部159から出力された信号を上記基準となるZC系列(巡回シフト系列番号m=0のZC系列)で除算し、除算結果(相関値)をIDFT部161に出力する。IDFT部161は、除算部160から出力された信号にIDFT処理を施し、IDFT処理を施した信号をマスク処理部162に出力する。
抽出手段としてのマスク処理部162は、後述する巡回シフト総数決定部164から出力された巡回シフト総数に基づいて、IDFT部161から出力された信号にマスク処理を施すことにより、所望の巡回シフト系列の相関値が存在する区間(検出窓)の相関値を抽出し、抽出した相関値をDFT部163に出力する。
DFT部163は、マスク処理部162から出力された相関値にDFT処理を施し、DFT処理を施した相関値を周波数領域等化部167に出力する。なお、DFT部163から出力された信号は、伝搬路の周波数変動を表すものである。
巡回シフト総数決定部164には、予め端末100の巡回シフト総数算出部105に設定された内容と同一の内容が設定されている。すなわち、図8に示した例のように、セル#1に巡回シフト系列番号m=0,1が割り当てられ、セル#2に巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられることが設定されている。また、セル#1に割り当てられた巡回シフト系列(m=0,1)の系列間及びセル#2に割り当てられた巡回シフト系列(m=2,3)の系列間の巡回シフト間隔Δ1を3サンプルとし、セル#1とセル#2のセル間に割り当てられた巡回シフト系列(m=1,2)の系列間の巡回シフト間隔Δ2を4サンプルとしている。
ここで、基地局150が端末100にm=2でZC系列を送信することを通知したとすると、基地局150は巡回シフト総数が7サンプルであるZC系列が端末100から送信されることが分かるため、マスク処理部162では上記のZC系列に対応した区間(検出窓)のみを抽出する。なお、検出窓幅は複数の異なる巡回シフト間隔で共通としてもよい。すなわち、セル間及びセル内の巡回シフト間隔に対応して変更させる必要はない。ただし、検出窓幅はセル間及びセル内の巡回シフト間隔に対応して変更させてもよい。
DFT部165は、分離部156から出力されたデータ信号及び制御信号にDFT処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換し、周波数領域に変換したデータ信号及び制御信号をデマッピング部166に出力する。
デマッピング部166は、DFT部165から出力された信号から各端末の送信帯域に対応した部分のデータ信号及び制御信号が抽出され、抽出された各信号を周波数領域等化部167に出力する。
周波数領域等化部167は、伝搬路推定部158内のDFT部163から出力された信号(伝搬路の周波数応答)を用いて、デマッピング部166から出力されたデータ信号及び制御信号に等化処理を施し、等化処理を施した信号をIDFT部168に出力する。
IDFT部168は、周波数領域等化部167から出力されたデータ信号及び制御信号にIDFT処理を施し、IDFT処理を施した信号を復調部169に出力する。復調部169は、IDFT処理が施された信号に復調処理を施し、復調処理を施した信号を復号部170に出力する。復号部170は、復調処理が施された信号に復号処理を施し、受信データを抽出する。
次に、上述した基地局150のマスク処理部162における相関値の抽出について図10を用いて説明する。図10では、実線で示した相関値は希望波の相関値を表し、点線で示した相関値は干渉波の相関値を表している。また、実線で示した検出窓は希望波の検出窓である。また、ここでは、希望波をセル#1の信号とする。この図に示すように、干渉波の相関値は希望波の検出窓の範囲外(検出窓外)に生じることが分かる。これは、巡回シフト間隔の変化に伴って干渉波の相関が発生する位置もずれるためである。これにより、隣接セル間干渉を軽減することができ、チャネル推定精度を向上させることができる。
このように実施の形態1によれば、予めセルに割り当てる巡回シフト系列番号を決めておき、また、セル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ1とし、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ2としたとき、Δ1<Δ2とすることにより、干渉波の相関値を希望波の検出窓の範囲外に生じさせ、隣接セル間干渉を軽減することができるので、チャネル推定精度を向上させることができる。
なお、基地局150の処理方法は上記に限定するものではなく、希望波と干渉波を分離できる方法であればよい。例えば、巡回シフト総数決定部164から出力された巡回シフト総数に基づいて、基準となるm=0のZC系列を巡回シフトさせたZC系列を除算部160に出力する。除算部160は、デマッピング部159から出力された信号を、入力された巡回シフト総数だけ巡回シフトしたZC系列(送信側で送信された巡回シフトZC系列と同じ系列)で除算し、除算結果(相関値)をIDFT部161に出力する。マスク処理部162は、IDFT部161から出力された信号にマスク処理を施すことにより、所望の巡回シフト系列の相関値が存在する区間(巡回シフト総数だけ巡回シフトしたZC系列で除算処理した場合は1番目の検出窓)の相関値を抽出し、抽出した相関値をDFT部163に出力する。これらの処理によっても、受信波から希望波と干渉波を分離することができる。
なお、本実施の形態では、端末100における参照信号生成部106を図7に示すものとして説明したが、図11A及びBに示すような構成でもよい。図11Aに示す参照信号生成部106は、巡回シフト部をIDFT部後段に備えた。この巡回シフト部は、オーバーサンプリングを考慮した巡回シフト総数を用いて巡回シフトを施す必要がある。
また、図11Bに示す参照信号生成部106は、位相回転部をDFT部の後段に備えた。この位相回転部は、巡回シフトを時間領域で実施する代わりに、その等価な処理としての位相回転を周波数領域で実施するものである。すなわち、巡回シフト総数に対応する位相回転量を各サブキャリアに割り当てるものである。なお、時間領域の巡回シフトが周波数領域の位相回転と等価であることは、式(5)のフーリエ変換対の関係から得られる。
図11A及びBに示した参照信号生成部106では、時間領域においてZC系列(式(2))を生成しているが、ZC系列のフーリエ変換対は同じ系列長のZC系列に写像される関係があるため、周波数領域においてZC系列を生成してもよい。つまり、ZC系列を時間領域で生成してDFT処理するのではなく、DFT部を用いずにZC系列(式(4))を周波数領域で直接生成してもよい。
また、本実施の形態では、セル間の巡回シフト間隔Δ2をセル内の巡回シフト間隔Δ1より大きくした(Δ1<Δ2)場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、異なるセル間で相互相関が高い系列が使用されないと予めわかっている場合等はΔ2をΔ1より小さく(Δ1>Δ2)してもよい。また、Δ1<Δ2とΔ1>Δ2を組み合わせてもよいし、Δ1<Δ2とΔ1>Δ2を一方のみで利用してもよい。さらに、Δ1<Δ2とΔ1=Δ2、Δ1>Δ2とΔ1=Δ2の組み合わせで利用してもよい。例えば、Δ1<Δ2で割り当てる基地局とΔ1=Δ2で割り当てる基地局が存在してもよい。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2では、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とを、隣接セルからの干渉に応じて制御する場合について説明する。ここでは、各基地局に対して複数の系列グループの中から1つの系列グループを割り当てるものとし、各系列グループには各送信帯域幅のZC系列に割り当てられるZC系列の系列番号が示されているものとする。
本発明の実施の形態2では、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とを、隣接セルからの干渉に応じて制御する場合について説明する。ここでは、各基地局に対して複数の系列グループの中から1つの系列グループを割り当てるものとし、各系列グループには各送信帯域幅のZC系列に割り当てられるZC系列の系列番号が示されているものとする。
本発明の実施の形態2に係る端末の構成について説明する。ただし、本実施の形態に係る端末の構成は、実施の形態1の図7に示した構成と同様であり、端末が基地局から巡回シフト系列番号及び系列グループ番号を含む制御情報を受信する点と、巡回シフト総数算出部105の機能が一部異なるだけなので、巡回シフト総数算出部105について図7を援用して説明する。
巡回シフト総数算出部105は、復号部104から出力された巡回シフト系列番号と系列グループ番号とを用いて巡回シフト総数を算出する。具体的には、系列グループ番号から自基地局に割り当てられた系列グループを推定し、推定した系列グループが相互相関の高い系列の組で構成されるか相互相関の低い系列の組で構成されるか判定する。次に、これらの判定結果から導かれるセル内の系列間の巡回シフト間隔Δ1及びセル間の系列間の巡回シフト間隔Δ2の関係(後述する)と、復号部104から出力された巡回シフト系列番号を用いて、巡回シフト総数を決定する。
相互相関の高低を判定する方法としては、2つのZC系列を系列番号(u1,u2)、系列長(N1,N2)とする場合、これらの比である(u1/N1)と(u2/N2)の差が所定の閾値以内であれば相互相関が高いと判定し、(u1/N1)と(u2/N2)の差が所定の閾値を超える系列を相互相関が低いと判定する方法などがある。
次に、相互相関の判定結果に基づいたセル内の系列間の巡回シフト間隔Δ1及びセル間の系列間の巡回シフト間隔Δ2の関係を説明する。相互相関の高い系列グループには、セル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2に対して、図8に示したように、セル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を予め対応付けておく。また、相互相関の低い系列グループには、セル間の巡回シフト間隔をセル内の巡回シフト間隔と同一または小さいとするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。
このとき、相互相関の高い系列グループは隣接セル干渉が大きくなるので、この系列グループにセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付けることにより、隣接セル干渉を低減することができる。一方、相互相関の低い系列グループは隣接セル干渉が小さいので、この系列グループにセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けることにより、各巡回シフト系列の巡回シフト間隔を短くできるため、巡回シフト系列数を増加させることができる。
なお、系列グループ情報は、系列グループを間接的に推定可能な情報であってもよい。例えば、各セルに1系列グループが割り当てられるため、セルIDから系列グループ情報を推定できるようにしてもよい。
次に、本発明の実施の形態2に係る基地局の構成について説明する。ただし、本実施の形態に係る基地局の構成は、実施の形態1の図9に示した構成と同様であり、巡回シフト総数決定部164の機能が一部異なるだけなので、巡回シフト総数決定部164について図9を援用して説明する。
巡回シフト総数決定部164には、予め端末の巡回シフト総数算出部105に設定された内容と同一の内容が設定されている。すなわち、相互相関の高い系列グループには、Δ1<Δ2となる関係を対応付けておき、また、相互相関の低い系列グループには、Δ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。例えば、セル#1に巡回シフト系列番号m=0,1が割り当てられ、セル#2に巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられることが設定されている。さらに、相互相関が高い系列グループではΔ1=3、Δ2=4であり、相互相関が低い系列グループではΔ1=3、Δ2=3とする。
このとき、基地局が端末にm=2でZC系列を送信することを通知したとすると、相互相関が高い系列グループが割り当てられた基地局は巡回シフト総数が7サンプルであるZC系列が端末から送信されることが分かり、一方、相互相関が低い系列グループが割り当てられた基地局は巡回シフト総数が6サンプルであるZC系列が端末から送信されたことが分かる。マスク処理部162は、この巡回シフト総数のサンプル分に相当する区間(検出窓)のみを抽出する。
このように実施の形態2によれば、相互相関の高い系列グループは隣接セル干渉が大きくなるので、この系列グループにΔ1<Δ2となる関係を対応付けることにより、隣接セル干渉を低減することができる。また、相互相関の低い系列グループは隣接セル干渉が小さいので、この系列グループにΔ1≧Δ2となる関係を対応付けることにより、各巡回シフト系列の巡回シフト間隔を短くできるため、巡回シフト系列数を増加させることができる。
なお、本実施の形態2では、系列グループを基地局に割り当てる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、相互相関が低い系列グループを系列長が長いZC系列、相互相関が高い系列グループを系列長が短いZC系列に割り当てる場合にも同様に適用できる。例えば、系列長が長いZC系列(例えば、ZC系列の送信帯域幅が10RB以上)には相互相関が低いグループを割り当て、系列長が短いZC系列(例えばZC系列の送信帯域幅が10RB未満)には相互相関が高いグループを割り当てる。このとき、相互相関が高い系列グループには、セル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付け、相互相関が低い系列グループには、セル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付ける。また、系列グループの相互相関に基づいて判断するとしたが、系列グループでなくても隣接セルの相互相関が判断できれば別の方法でもよい。
また、本実施の形態では、同期が確立されたセルに割り当てられる系列グループの相互相関に基づいて、巡回シフト間隔Δ1及びΔ2を制御する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、基地局が希望波(ZC系列)に対する隣接セルからの干渉電力を測定し、その干渉電力の大きさに基づいて、巡回シフト間隔Δ1及びΔ2を制御するようにしてもよい。以下、この場合の端末及び基地局の構成について説明する。
本発明の実施の形態2に係る端末の他の構成は、実施の形態1の図7に示した構成と同様であり、端末が基地局から巡回シフト系列番号及び隣接セルの干渉電力を示す干渉電力情報を含む制御情報を受信する点と、巡回シフト総数算出部105の機能が一部異なるだけなので、巡回シフト総数算出部105について図7を援用して説明する。
巡回シフト総数算出部105は、復号部104から出力された巡回シフト系列番号と干渉電力情報とを用いて巡回シフト総数を算出する。ここで、巡回シフト総数算出部105には、大きい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付けておき、また、小さい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。そして、巡回シフト総数算出部105は、干渉電力の大小に基づいて判定されるΔ1とΔ2の値と、巡回シフト系列番号とから巡回シフト総数を算出する。
次に、本発明の実施の形態2に係る基地局の他の構成について、図12を用いて説明する。ただし、図12が図9と異なる点は、干渉電力測定部201を追加した点である。
干渉電力測定部201は、IDFT部161から出力された信号を用いて干渉電力を測定する。例えば、干渉電力測定部201は、IDFT部161から出力された信号のうち、自局のZC系列に対応した区間(検出窓)以外の信号の電力を測定することにより、干渉電力を測定する。測定された干渉電力は巡回シフト総数決定部164と図示せぬ信号線を介して符号化部151とに出力される。なお、巡回シフト総数決定部164には、端末の巡回シフト総数算出部105に設定された内容と同一の内容が設定されている。すなわち、大きい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付けておき、また、小さい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。そして、巡回シフト総数決定部164は、干渉電力の大小に基づいて判定されるΔ1とΔ2の値と、巡回シフト系列番号とから巡回シフト総数を決定する。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3では、希望波に対する隣接セル干渉の増減に応じて、Δ2−Δ1を増減させる場合について説明する。このとき、Δ2−Δ1=f(1/セル間干渉)となる関数fを定義し、この関係に基づいてΔ1及びΔ2を変更する。例えば、Δ1を固定し、Δ2を可変として、以下のように4つのタイプを定義する。
本発明の実施の形態3では、希望波に対する隣接セル干渉の増減に応じて、Δ2−Δ1を増減させる場合について説明する。このとき、Δ2−Δ1=f(1/セル間干渉)となる関数fを定義し、この関係に基づいてΔ1及びΔ2を変更する。例えば、Δ1を固定し、Δ2を可変として、以下のように4つのタイプを定義する。
まず、1つ目のタイプを図13Aに示す。この図に示すように、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。また、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。
次に、2つ目のタイプを図13Bに示す。この図に示すように、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。また、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。ただし、1/干渉電力には閾値を設けておき、1/干渉電力が閾値以下では巡回シフト間隔Δ2を最大値で一定とする。
次に、3つ目のタイプを図13Cに示す。この図に示すように、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。また、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。ただし、1/干渉電力には閾値を設けておき、1/干渉電力が閾値を超えると巡回シフト間隔Δ2を最小値で一定とする。
最後に4つ目のタイプを図13Dに示す。この図に示すように、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。また、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。ただし、1/干渉電力には閾値1及び閾値2(>閾値1)を設けておき、1/干渉電力が閾値1以下では、巡回シフト間隔Δ2を最大値で一定とし、1/干渉電力が閾値2を超えると巡回シフト間隔Δ2を最小値で一定とする。
なお、ここではΔ1を固定してΔ2を可変としたが、Δ2を固定してΔ1を可変としてもよい。また、Δ1とΔ2の両方を可変又は固定としてもよい。
このように実施の形態3によれば、隣接セル干渉の増減に応じて、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とセル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1とを増減することにより、隣接セル干渉を柔軟に軽減することができる。
上記各実施の形態では、系列長が奇数のZC系列を例に説明したが、系列長が偶数となるZC系列にも適用可能である。また、ZC系列を内包するGCL(Generalized Chirp Like)系列にも適用可能である。さらに、符号系列に対して巡回シフト系列又はZCZ系列を用いる他のCAZAC系列やバイナリ系列に対しても同様に適用可能である。例えば、Frank系列、その他のCAZAC系列(計算機により生成した系列を含む)、M系列及びゴールド系列などのPN系列が挙げられる。
また、実施の形態では、Zadoff-Chu系列を例に説明したが、Zadoff-Chu系列を巡回拡張(Cyclic extension)又はトランケーション(Truncation)したModified Zadoff-Chu系列が適用されてもよい。一般に、系列長Nが素数であるZC系列では、送信帯域のサブキャリア数に合わせることができない。そのため、系列長Nが素数であるZC系列を送信帯域のサブキャリア数に合わせるため、素数長のZC系列を巡回拡張することにより送信帯域のサブキャリア数の参照信号を生成する方法、及び、素数長のZC系列を切り詰める、つまり、トランケーションする方法により送信帯域のサブキャリア数に合わせてZadoff-Chu系列を生成する方法が検討されている。これらの巡回拡張又はトランケーションしたModified ZC系列が適用されてもよい。
なお、CAZAC系列及びその巡回シフト系列を上り回線の参照信号として利用する場合について説明したが、一例でありこれに限定されるものではない。上り回線のチャネル品質推定用参照信号、ランダムアクセス用プリアンブル系列、下り回線の同期チャネル用参照信号など、巡回シフトを用い、セル間で異なる送信帯域で送信される場合に対しても同様に適用可能である。
さらに、CAZAC系列を符号分割多重(CDM)あるいは符号分割多元接続(CDMA)の拡散符号として用いる場合にも同様に適用可能である。
また、上記各実施の形態では、移動局から基地局に対してデータ及び参照信号を送信する例を挙げたが、基地局から移動局への送信の場合でも同様に適用できる。
また、上記各実施の形態では、異なる帯域幅のZC系列で発生する課題として説明したが、同一帯域幅の異なる送信帯域(一部の送信帯域は重なる)においても同様な課題は発生する。これに関しても各実施の形態において解決することが可能である。
また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
2007年6月18日出願の特願2007−160347の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる巡回シフト系列生成方法、無線通信端末装置及び無線通信基地局装置は、異なる帯域幅で高い相互相関を有する巡回シフト系列であっても、干渉波が希望波の検出窓に入ることを防止し、基地局におけるチャネル推定精度を向上させることができ、移動通信システム等に適用できる。
本発明は、参照信号に用いるZadoff-Chu系列などのCAZAC(Constant Amplitude and Zero Auto-correlation Code)系列から巡回シフト系列を生成する巡回シフト系列生成方法、無線通信端末装置及び無線通信基地局装置に関する。
3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long-term Evolution)システムに代表される無線通信システムにおいて、チャネル推定用参照信号として系列間相関が低く、低PAPR特性、及び、フラットな周波数応答特性を有するZadoff-Chu系列(以下、「ZC系列」という)の適用が検討されている。このZC系列はCAZAC系列の一種であり、時間領域で表記すると以下の式(1)で表される。
ここで、Nは系列長、rは時間領域でのZC系列番号であり、Nとrは互いに素である。また、pは任意の整数(一般的には、p=0)を表す。以下では、系列長Nが奇数の場合を用いて説明するが、偶数の場合も同様に適用できる。
式(1)のZC系列を時間領域で巡回シフトすることにより得られる巡回シフトZC系列、あるいはZC-ZCZ(Zadoff-Chu Zero Correlation Zone)系列は、次の式(2)で表される。
ここで、mは巡回シフト系列番号、Δは巡回シフト間隔を表す。±の符号はいずれであってもよい。さらに、式(1)の時間領域ZC系列をフーリエ変換により周波数領域に変換した系列もZC系列となるため、ZC系列の周波数領域表記は、次の式(3)で表される。
ここで、Nは系列長、uは周波数領域でのZC系列番号であり、Nとuは互いに素である。また、qは任意の整数(一般的には、q=0)を表す。同様に式(2)の時間領域でのZC-ZCZ系列を周波数領域で表記すると巡回シフトと位相回転がフーリエ変換対の関係にあることから、次の式(4)で表される。
ここで、Nは系列長、uは周波数領域でのZC系列番号であり、Nとuは互いに素である。また、mは巡回シフト系列番号、Δは巡回シフト間隔、qは任意の整数(一般的には、q=0)を表す。
式(4)で表されるZC系列では、系列番号(u)の異なる系列、巡回シフト系列番号(m)の異なる系列の2種類を参照信号に利用することができる(図1参照)。これら系列番号(u)の異なる系列間は準直交(相関が低く、ほぼ直交)の関係が成り立ち、巡回シフト系列番号(m)の異なる系列間は巡回シフト間隔(Δ)の区間において直交の関係が成り立つため、系列間の相互相関特性がよい。なお、巡回シフト量(mΔ)の異なる系列は、CAZAC系列の性質上、フレーム同期が確立したセル間で直交の関係を成立させることが容易である。
非特許文献1及び非特許文献2には、系列のリユースファクタを増加させることを目的として、図2に示すように、フレーム同期が確立しているセル間(例えば、同一基地局に属するセル)に同一系列番号(u)の異なる巡回シフト系列番号(m)を割り当てることが提案されている(方法1)。例えば、フレーム間同期が確立したセルでは、同一系列番号(u)のZC系列を利用し、セル#1では巡回シフト系列番号m=0,1を、セル#2では巡回シフト系列番号m=2,3を利用する。すなわち、巡回シフト間隔Δを3とする場合、セル#1では、ZC系列(m=0)を0及び3サンプルだけ巡回シフトさせた系列を、セル#2では、ZC系列(m=0)を6及び9サンプルだけ巡回シフトさせた系列を利用する。
受信側では、割り当てられた巡回シフト系列番号に応じた検出範囲(検出窓)を備え、検出窓から外れた信号を除去することにより、図3に示すように、自セルの参照信号を受信信号から分離することができる。例えば、セル#1では、巡回シフト系列番号m=0、1の検出窓のみを取り出すことによって、自セルの信号を受信信号から分離する。なお、この分離を行う前提として、各端末から送信される参照信号が同一送信周波数帯域及び同一時間に送信され、各参照信号に異なる巡回シフト系列番号(m)が設定されている必要がある。
また、各セルには、図4に示すように、各RB(Resource Block)数(周波数帯域幅)で共通の巡回シフト系列番号mが割り当てられる。例えば、RB数にかかわらず、セル#1には巡回シフト系列番号m=0,1が、セル#2には巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられる。
ZC系列は、上述したように、系列番号(u)の異なるZC系列間は準直交の関係が成り立つものの、系列長(N)が異なるZC系列において、相互相関の最大値が大きい系列番号の組み合わせが存在することが知られている。例えば、系列番号(u)と系列長(N)の比(u/N)が近い系列の相互相関値が大きい。このような関係にあるZC系列が隣接セルで利用されると、自セルの検出範囲内に大きな相互相関値(干渉ピーク)が発生する可能性がある。検出範囲内に含まれた希望波及び干渉波を含む相関結果は、基地局ではいずれのセルに属する端末から送信された参照信号であるか区別することができないため、チャネル推定結果に誤りが生じる。そこで、非特許文献3及び非特許文献4には、隣接セルからの干渉を軽減することを目的として、図5に示すように、相互相関が高い系列を同一セルに割り当てるグルーピング方法が提案されている(方法2)。この相互相関が高い系列番号を1つのグループとして同じセルに割り当てることにより、隣接セルで相互相関の高い系列番号の利用を避けることができる。
Motorola, R1-062610, "Uplink Reference Signal Multiplexing Structures for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #46bis, Soul, Korea, Oct.9-13, 2006 Panasonic, R1-063183, "Narrow band uplink reference signal sequences and allocation for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga, Latcia, November.6-10, 2006 Huawei, R1-063356, "Sequence Assignment for Uplink Reference Signal", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga. Latvia, Nov.6-10, 2006 LGE, R1-070911, "Binding method for UL RS sequence with different lengths", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #48, St. Louis, USA, Feb.12-16, 2007
Motorola, R1-062610, "Uplink Reference Signal Multiplexing Structures for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #46bis, Soul, Korea, Oct.9-13, 2006 Panasonic, R1-063183, "Narrow band uplink reference signal sequences and allocation for E-UTRA", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga, Latcia, November.6-10, 2006 Huawei, R1-063356, "Sequence Assignment for Uplink Reference Signal", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #47, Riga. Latvia, Nov.6-10, 2006 LGE, R1-070911, "Binding method for UL RS sequence with different lengths", 3GPP TSG RAN WG1Meeting #48, St. Louis, USA, Feb.12-16, 2007
しかしながら、上述した方法1及び方法2を同時に適用すると、同期が確立したセル間において、異なる帯域幅の系列間で相互相関の高い干渉が生じ、チャネル推定精度が劣化することがある。以下、この理由について説明する。
同期が確立したセル(例えば、同一基地局に属する複数のセル)に同じ系列番号uの異なる巡回シフト系列番号mを割り当てる(方法1)と共に、同一セル内におけるZC系列の各帯域幅では相互相関の高い系列番号を割り当てる(方法2)ことを想定する。このとき、各セルに割り当てるZC系列が同一系列長で同一周波数帯域に割り当てられた場合、系列間で直交の関係が成立するため、干渉波の相関値ピーク(遅延プロファイルにおいて電力値が所定値を越えるタイミング)は予め設定された巡回シフト系列番号mの検出窓内(干渉波の検出窓内)に発生する。
ところが、異なる帯域幅(異なる系列長)で高い相互相関を有する系列間では直交性が完全には成立していないため、干渉波の相関値ピークが広がりを生じたり、相関値ピークの発生位置がずれたりする。その結果、干渉波ピークが希望波の検出窓枠内で検出され、希望波と干渉波の相関値ピークを分離することができなくなるため、これらの系列間の異なる巡回シフト系列間において希望波に対する干渉の影響が増加する(図6)。
本発明の目的は、異なる帯域幅で高い相互相関を有する巡回シフト系列であっても、干渉波が希望波の検出窓に入ることを防止し、基地局におけるチャネル推定精度を向上させる巡回シフト系列生成方法、無線通信端末装置及び無線通信基地局装置を提供することである。
本発明の巡回シフト系列生成方法は、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とを異ならなせて巡回シフト系列を生成するようにした。
本発明の無線通信端末装置は、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、前記巡回シフト間隔Δ1とは異なり、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とに基づいて、割り当てられた巡回シフト系列と、基準となる巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数を算出する巡回シフト総数算出手段と、算出された前記巡回シフト総数を用いて、基準となる前記巡回シフト系列から割り当てられた前記巡回シフト系列を参照信号として生成する参照信号生成手段と、生成された前記参照信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線通信基地局装置は、Zadoff-Chu系列を用いて、受信信号に含まれる参照信号を除算して相関値を算出する除算手段と、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、前記巡回シフト間隔Δ1とは異なり、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とに基づいて、割り当てた巡回シフト系列と基準となる巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数を決定する巡回シフト総数決定手段と、決定された巡回シフト総数に基づいて、所望の系列の相関値が存在する区間の相関値を抽出する抽出手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、異なる帯域幅で高い相互相関を有する巡回シフト系列であっても、干渉波が希望波の検出窓に入ることを防止し、基地局におけるチャネル推定精度を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、実施の形態において、同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る端末100の構成について、図7を用いて説明する。受信RF102部は、アンテナ101を介して受信した信号にダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を復調部103に出力する。復調部103は、受信RF部102から出力された信号に等化処理、復調処理を施し、これらの処理を施した信号を復号部104に出力する。復号部104は、復調部103から出力された信号に復号処理を施し、データ信号及び制御情報を抽出する。また、抽出された制御情報のうち、巡回シフト系列番号が巡回シフト総数算出部105に出力され、RB割当情報がマッピング部109に出力される。
本発明の実施の形態1に係る端末100の構成について、図7を用いて説明する。受信RF102部は、アンテナ101を介して受信した信号にダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を復調部103に出力する。復調部103は、受信RF部102から出力された信号に等化処理、復調処理を施し、これらの処理を施した信号を復号部104に出力する。復号部104は、復調部103から出力された信号に復号処理を施し、データ信号及び制御情報を抽出する。また、抽出された制御情報のうち、巡回シフト系列番号が巡回シフト総数算出部105に出力され、RB割当情報がマッピング部109に出力される。
巡回シフト総数算出部105は、復号部104から出力された巡回シフト系列番号と、フレーム同期が確立した異なるセル(セル間)及び同一セル(セル内)に割り当てられた巡回シフト間隔とに基づいて巡回シフト総数を算出し、算出した巡回シフト総数を参照信号生成部106内の巡回シフト部107に出力する。
ここでは、予めセル内及びセル間に割り当てられる巡回シフト系列番号が決められている。例えば、図8に示すように、セル#1に巡回シフト系列番号m=0,1が割り当てられ、セル#2に巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられるとする。また、セル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ1とし、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ2(≠Δ1)とする。図8に示す例では、セル#1に割り当てられた巡回シフト系列(m=0,1)の系列間及びセル#2に割り当てられた巡回シフト系列(m=2,3)の系列間の巡回シフト間隔Δ1を3サンプルとし、セル#1とセル#2のセル間に割り当てられた巡回シフト系列(m=1,2)の系列間の巡回シフト間隔Δ2を4サンプルとしている。このとき、基地局が端末100にm=2を通知したとすると、端末100の巡回シフト総数算出部105では、基準となるm=0の巡回シフト系列からの巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数がΔ1+Δ2=7サンプルであると算出される。
なお、予めセルに割り当てられる巡回シフト系列番号が決められているとしたが、セル間に割り当てられる巡回シフト系列番号とセル内に割り当てられる巡回シフト系列番号の関係を基地局及び端末で共有できる方法であればよい。例えば、基地局が端末にセル間に割り当てられる巡回シフト系列番号とセル内に割り当てられる巡回シフト系列番号の関係を通知するなどでもよい。
また、巡回シフト系列番号mを通知する場合を例に説明したが、端末毎に巡回シフトしないZC系列に対する巡回シフト間隔の絶対値を通知(つまり、基地局が端末100に対して(Δ1+Δ2)を通知)してもよく、この場合は、巡回シフト総数算出部は不要であり、通知された巡回シフト間隔の絶対値(例えばΔ1+Δ2)を巡回シフト部107に入力する構成となる。
参照信号生成部106は、巡回シフト部107、DFT部108、マッピング部109、IDFT部110を備えており、巡回シフト総数算出部105から出力された巡回シフト総数に基づいて、ZC系列から参照信号を生成し、生成した参照信号を多重化部114に出力する。以下、参照信号生成部106の内部構成について説明する。
巡回シフト部107は、ZC系列を生成するZC系列生成部から出力されたZC系列に巡回シフト総数算出部105から出力された巡回シフト総数分の巡回シフトを施し、巡回シフトしたZC系列をDFT部108に出力する。
なお、ZC系列生成部は、復号部104において抽出された制御情報のうち、RB割当情報を用いてZC系列の送信帯域幅を特定し、特定した送信帯域幅に対応するZC系列長を特定する。また、復号部104において抽出された制御情報のうち、所属するセルに割り当てられた系列番号を表す情報を用いて系列番号を特定する。ZC系列生成部は、これらの系列長及び系列番号を用いてZC系列を生成し、巡回シフト部107に出力する。
DFT部108は、巡回シフト部107から出力されたZC系列にDFT(Discrete Fourier transform)処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換し、周波数領域に変換したZC系列をマッピング部109に出力する。
マッピング部109は、復号部104から出力されたRB割当情報に基づいて、DFT部108から出力されたZC系列を端末100の送信帯域に対応した帯域にマッピングし、マッピングしたZC系列をIDFT部110に出力する。IDFT部110は、マッピング部109から出力されたZC系列にIDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)処理を施し、IDFT処理を施したZC系列を多重化部114に出力する。
符号化部111は、送信データを符号化し、符号化データを変調部112に出力する。変調部112は、符号化部111から出力された符号化データを変調し、変調信号をRB割当部113に出力する。RB割当部113は、変調部112から出力された変調信号をRBに割り当て、RBに割り当てた変調信号を多重化部114に出力する。
多重化部114は、RB割当部113から出力された送信データ(変調信号)とIDFT部110から出力されたZC系列(参照信号)とを時間多重し、多重信号を送信RF部115に出力する。なお、多重化部114における多重化方法は、時間多重に限らず、周波数多重、符号多重、複素空間上のIQ多重であってもよい。
送信RF部115は、多重化部114から出力された多重信号にD/A変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理を施した信号をアンテナ101から無線送信する。
次に、本発明の実施の形態1に係る基地局150の構成について、図9を用いて説明する。符号化部151は、送信データ及び制御信号を符号化し、符号化データを変調部152に出力する。なお、制御信号には、セルに割り当てる巡回シフト系列番号が含まれる。変調部152は、符号化データを変調し、変調信号を送信RF部153に出力する。送信RF部153は、変調信号にD/A変換、アップコンバート、増幅等の送信処理を施し、送信処理を施した信号をアンテナ154から無線送信する。
受信RF部155は、アンテナ154を介して受信した信号にダウンコンバート、A/D変換等の受信処理を施し、受信処理を施した信号を分離部156に出力する。分離部156は、受信RF部155から出力された信号を参照信号と、データ信号及び制御信号とに分離し、分離した参照信号をDFT(Discrete Fourier Transform)部157に出力し、データ信号及び制御信号をDFT部165に出力する。
DFT部157は、分離部156から出力された参照信号にDFT処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換し、周波数領域に変換した参照信号を伝搬路推定部158のデマッピング部159に出力する。
伝搬路推定部158は、デマッピング部159、除算部160、IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)部161、マスク処理部162、DFT部163を備え、DFT部157から出力された参照信号に基づいて、伝搬路を推定する。以下、伝搬路推定部158の内部構成について具体的に説明する。
デマッピング部159は、DFT部157から出力された信号から各端末の送信帯域に対応した部分を抽出し、抽出した各信号を除算部160に出力する。除算部160は、デマッピング部159から出力された信号を上記基準となるZC系列(巡回シフト系列番号m=0のZC系列)で除算し、除算結果(相関値)をIDFT部161に出力する。IDFT部161は、除算部160から出力された信号にIDFT処理を施し、IDFT処理を施した信号をマスク処理部162に出力する。
抽出手段としてのマスク処理部162は、後述する巡回シフト総数決定部164から出力された巡回シフト総数に基づいて、IDFT部161から出力された信号にマスク処理を施すことにより、所望の巡回シフト系列の相関値が存在する区間(検出窓)の相関値を抽出し、抽出した相関値をDFT部163に出力する。
DFT部163は、マスク処理部162から出力された相関値にDFT処理を施し、DFT処理を施した相関値を周波数領域等化部167に出力する。なお、DFT部163から出力された信号は、伝搬路の周波数変動を表すものである。
巡回シフト総数決定部164には、予め端末100の巡回シフト総数算出部105に設定された内容と同一の内容が設定されている。すなわち、図8に示した例のように、セル#1に巡回シフト系列番号m=0,1が割り当てられ、セル#2に巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられることが設定されている。また、セル#1に割り当てられた巡回シフト系列(m=0,1)の系列間及びセル#2に割り当てられた巡回シフト系列(m=2,3)の系列間の巡回シフト間隔Δ1を3サンプルとし、セル#1とセル#2のセル間に割り当てられた巡回シフト系列(m=1,2)の系列間の巡回シフト間隔Δ2を4サンプルとしている。
ここで、基地局150が端末100にm=2でZC系列を送信することを通知したとすると、基地局150は巡回シフト総数が7サンプルであるZC系列が端末100から送信されることが分かるため、マスク処理部162では上記のZC系列に対応した区間(検出窓)のみを抽出する。なお、検出窓幅は複数の異なる巡回シフト間隔で共通としてもよい。すなわち、セル間及びセル内の巡回シフト間隔に対応して変更させる必要はない。ただし、検出窓幅はセル間及びセル内の巡回シフト間隔に対応して変更させてもよい。
DFT部165は、分離部156から出力されたデータ信号及び制御信号にDFT処理を施し、時間領域から周波数領域の信号に変換し、周波数領域に変換したデータ信号及び制御信号をデマッピング部166に出力する。
デマッピング部166は、DFT部165から出力された信号から各端末の送信帯域に対応した部分のデータ信号及び制御信号が抽出され、抽出された各信号を周波数領域等化部167に出力する。
周波数領域等化部167は、伝搬路推定部158内のDFT部163から出力された信号(伝搬路の周波数応答)を用いて、デマッピング部166から出力されたデータ信号及び制御信号に等化処理を施し、等化処理を施した信号をIDFT部168に出力する。
IDFT部168は、周波数領域等化部167から出力されたデータ信号及び制御信号にIDFT処理を施し、IDFT処理を施した信号を復調部169に出力する。復調部169は、IDFT処理が施された信号に復調処理を施し、復調処理を施した信号を復号部170に出力する。復号部170は、復調処理が施された信号に復号処理を施し、受信データを抽出する。
次に、上述した基地局150のマスク処理部162における相関値の抽出について図10を用いて説明する。図10では、実線で示した相関値は希望波の相関値を表し、点線で示した相関値は干渉波の相関値を表している。また、実線で示した検出窓は希望波の検出窓である。また、ここでは、希望波をセル#1の信号とする。この図に示すように、干渉波の相関値は希望波の検出窓の範囲外(検出窓外)に生じることが分かる。これは、巡回シフト間隔の変化に伴って干渉波の相関が発生する位置もずれるためである。これにより、隣接セル間干渉を軽減することができ、チャネル推定精度を向上させることができる。
このように実施の形態1によれば、予めセルに割り当てる巡回シフト系列番号を決めておき、また、セル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ1とし、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔をΔ2としたとき、Δ1<Δ2とすることにより、干渉波の相関値を希望波の検出窓の範囲外に生じさせ、隣接セル間干渉を軽減することができるので、チャネル推定精度を向上させることができる。
なお、基地局150の処理方法は上記に限定するものではなく、希望波と干渉波を分離できる方法であればよい。例えば、巡回シフト総数決定部164から出力された巡回シフト総数に基づいて、基準となるm=0のZC系列を巡回シフトさせたZC系列を除算部160に出力する。除算部160は、デマッピング部159から出力された信号を、入力された巡回シフト総数だけ巡回シフトしたZC系列(送信側で送信された巡回シフトZC系列と同じ系列)で除算し、除算結果(相関値)をIDFT部161に出力する。マスク処理部162は、IDFT部161から出力された信号にマスク処理を施すことにより、所望の巡回シフト系列の相関値が存在する区間(巡回シフト総数だけ巡回シフトしたZC系列で除算処理した場合は1番目の検出窓)の相関値を抽出し、抽出した相関値をDFT部163に出力する。これらの処理によっても、受信波から希望波と干渉波を分離することができる。
なお、本実施の形態では、端末100における参照信号生成部106を図7に示すものとして説明したが、図11A及びBに示すような構成でもよい。図11Aに示す参照信号生成部106は、巡回シフト部をIDFT部後段に備えた。この巡回シフト部は、オーバーサンプリングを考慮した巡回シフト総数を用いて巡回シフトを施す必要がある。
また、図11Bに示す参照信号生成部106は、位相回転部をDFT部の後段に備えた。この位相回転部は、巡回シフトを時間領域で実施する代わりに、その等価な処理としての位相回転を周波数領域で実施するものである。すなわち、巡回シフト総数に対応する位相回転量を各サブキャリアに割り当てるものである。なお、時間領域の巡回シフトが周波数領域の位相回転と等価であることは、式(5)のフーリエ変換対の関係から得られる。
図11A及びBに示した参照信号生成部106では、時間領域においてZC系列(式(2))を生成しているが、ZC系列のフーリエ変換対は同じ系列長のZC系列に写像される関係があるため、周波数領域においてZC系列を生成してもよい。つまり、ZC系列を時間領域で生成してDFT処理するのではなく、DFT部を用いずにZC系列(式(4))を周波数領域で直接生成してもよい。
また、本実施の形態では、セル間の巡回シフト間隔Δ2をセル内の巡回シフト間隔Δ1より大きくした(Δ1<Δ2)場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、異なるセル間で相互相関が高い系列が使用されないと予めわかっている場合等はΔ2をΔ1より小さく(Δ1>Δ2)してもよい。また、Δ1<Δ2とΔ1>Δ2を組み合わせてもよいし、Δ1<Δ2とΔ1>Δ2を一方のみで利用してもよい。さらに、Δ1<Δ2とΔ1=Δ2、Δ1>Δ2とΔ1=Δ2の組み合わせで利用してもよい。例えば、Δ1<Δ2で割り当てる基地局とΔ1=Δ2で割り当てる基地局が存在してもよい。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2では、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とを、隣接セルからの干渉に応じて制御する場合について説明する。ここでは、各基地局に対して複数の系列グループの中から1つの系列グループを割り当てるものとし、各系列グループには各送信帯域幅のZC系列に割り当てられるZC系列の系列番号が示されているものとする。
本発明の実施の形態2では、同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とを、隣接セルからの干渉に応じて制御する場合について説明する。ここでは、各基地局に対して複数の系列グループの中から1つの系列グループを割り当てるものとし、各系列グループには各送信帯域幅のZC系列に割り当てられるZC系列の系列番号が示されているものとする。
本発明の実施の形態2に係る端末の構成について説明する。ただし、本実施の形態に係る端末の構成は、実施の形態1の図7に示した構成と同様であり、端末が基地局から巡回シフト系列番号及び系列グループ番号を含む制御情報を受信する点と、巡回シフト総数算出部105の機能が一部異なるだけなので、巡回シフト総数算出部105について図7を援用して説明する。
巡回シフト総数算出部105は、復号部104から出力された巡回シフト系列番号と系列グループ番号とを用いて巡回シフト総数を算出する。具体的には、系列グループ番号から自基地局に割り当てられた系列グループを推定し、推定した系列グループが相互相関の高い系列の組で構成されるか相互相関の低い系列の組で構成されるか判定する。次に、これらの判定結果から導かれるセル内の系列間の巡回シフト間隔Δ1及びセル間の系列間の巡回シフト間隔Δ2の関係(後述する)と、復号部104から出力された巡回シフト系列番号を用いて、巡回シフト総数を決定する。
相互相関の高低を判定する方法としては、2つのZC系列を系列番号(u1,u2)、系列長(N1,N2)とする場合、これらの比である(u1/N1)と(u2/N2)の差が所定の閾値以内であれば相互相関が高いと判定し、(u1/N1)と(u2/N2)の差が所定の閾値を超える系列を相互相関が低いと判定する方法などがある。
次に、相互相関の判定結果に基づいたセル内の系列間の巡回シフト間隔Δ1及びセル間の系列間の巡回シフト間隔Δ2の関係を説明する。相互相関の高い系列グループには、セル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2に対して、図8に示したように、セル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を予め対応付けておく。また、相互相関の低い系列グループには、セル間の巡回シフト間隔をセル内の巡回シフト間隔と同一または小さいとするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。
このとき、相互相関の高い系列グループは隣接セル干渉が大きくなるので、この系列グループにセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付けることにより、隣接セル干渉を低減することができる。一方、相互相関の低い系列グループは隣接セル干渉が小さいので、この系列グループにセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けることにより、各巡回シフト系列の巡回シフト間隔を短くできるため、巡回シフト系列数を増加させることができる。
なお、系列グループ情報は、系列グループを間接的に推定可能な情報であってもよい。例えば、各セルに1系列グループが割り当てられるため、セルIDから系列グループ情報を推定できるようにしてもよい。
次に、本発明の実施の形態2に係る基地局の構成について説明する。ただし、本実施の形態に係る基地局の構成は、実施の形態1の図9に示した構成と同様であり、巡回シフト総数決定部164の機能が一部異なるだけなので、巡回シフト総数決定部164について図9を援用して説明する。
巡回シフト総数決定部164には、予め端末の巡回シフト総数算出部105に設定された内容と同一の内容が設定されている。すなわち、相互相関の高い系列グループには、Δ1<Δ2となる関係を対応付けておき、また、相互相関の低い系列グループには、Δ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。例えば、セル#1に巡回シフト系列番号m=0,1が割り当てられ、セル#2に巡回シフト系列番号m=2,3が割り当てられることが設定されている。さらに、相互相関が高い系列グループではΔ1=3、Δ2=4であり、相互相関が低い系列グループではΔ1=3、Δ2=3とする。
このとき、基地局が端末にm=2でZC系列を送信することを通知したとすると、相互相関が高い系列グループが割り当てられた基地局は巡回シフト総数が7サンプルであるZC系列が端末から送信されることが分かり、一方、相互相関が低い系列グループが割り当てられた基地局は巡回シフト総数が6サンプルであるZC系列が端末から送信されたことが分かる。マスク処理部162は、この巡回シフト総数のサンプル分に相当する区間(検出窓)のみを抽出する。
このように実施の形態2によれば、相互相関の高い系列グループは隣接セル干渉が大きくなるので、この系列グループにΔ1<Δ2となる関係を対応付けることにより、隣接セル干渉を低減することができる。また、相互相関の低い系列グループは隣接セル干渉が小さいので、この系列グループにΔ1≧Δ2となる関係を対応付けることにより、各巡回シフト系列の巡回シフト間隔を短くできるため、巡回シフト系列数を増加させることができる。
なお、本実施の形態2では、系列グループを基地局に割り当てる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、相互相関が低い系列グループを系列長が長いZC系列、相互相関が高い系列グループを系列長が短いZC系列に割り当てる場合にも同様に適用できる。例えば、系列長が長いZC系列(例えば、ZC系列の送信帯域幅が10RB以上)には相互相関が低いグループを割り当て、系列長が短いZC系列(例えばZC系列の送信帯域幅が10RB未満)には相互相関が高いグループを割り当てる。このとき、相互相関が高い系列グループには、セル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付け、相互相関が低い系列グループには、セル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付ける。また、系列グループの相互相関に基づいて判断するとしたが、系列グループでなくても隣接セルの相互相関が判断できれば別の方法でもよい。
また、本実施の形態では、同期が確立されたセルに割り当てられる系列グループの相互相関に基づいて、巡回シフト間隔Δ1及びΔ2を制御する場合について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、基地局が希望波(ZC系列)に対する隣接セルからの干渉電力を測定し、その干渉電力の大きさに基づいて、巡回シフト間隔Δ1及びΔ2を制御するようにしてもよい。以下、この場合の端末及び基地局の構成について説明する。
本発明の実施の形態2に係る端末の他の構成は、実施の形態1の図7に示した構成と同様であり、端末が基地局から巡回シフト系列番号及び隣接セルの干渉電力を示す干渉電力情報を含む制御情報を受信する点と、巡回シフト総数算出部105の機能が一部異なるだけなので、巡回シフト総数算出部105について図7を援用して説明する。
巡回シフト総数算出部105は、復号部104から出力された巡回シフト系列番号と干渉電力情報とを用いて巡回シフト総数を算出する。ここで、巡回シフト総数算出部105には、大きい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付けておき、また、小さい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。そして、巡回シフト総数算出部105は、干渉電力の大小に基づいて判定されるΔ1とΔ2の値と、巡回シフト系列番号とから巡回シフト総数を算出する。
次に、本発明の実施の形態2に係る基地局の他の構成について、図12を用いて説明する。ただし、図12が図9と異なる点は、干渉電力測定部201を追加した点である。
干渉電力測定部201は、IDFT部161から出力された信号を用いて干渉電力を測定する。例えば、干渉電力測定部201は、IDFT部161から出力された信号のうち、自局のZC系列に対応した区間(検出窓)以外の信号の電力を測定することにより、干渉電力を測定する。測定された干渉電力は巡回シフト総数決定部164と図示せぬ信号線を介して符号化部151とに出力される。なお、巡回シフト総数決定部164には、端末の巡回シフト総数算出部105に設定された内容と同一の内容が設定されている。すなわち、大きい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を大きくするΔ1<Δ2となる関係を対応付けておき、また、小さい干渉電力にはセル内の巡回シフト間隔よりもセル間の巡回シフト間隔を小さくするΔ1≧Δ2となる関係を対応付けておく。そして、巡回シフト総数決定部164は、干渉電力の大小に基づいて判定されるΔ1とΔ2の値と、巡回シフト系列番号とから巡回シフト総数を決定する。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3では、希望波に対する隣接セル干渉の増減に応じて、Δ2−Δ1を増減させる場合について説明する。このとき、Δ2−Δ1=f(1/セル間干渉)となる関数fを定義し、この関係に基づいてΔ1及びΔ2を変更する。例えば、Δ1を固定し、Δ2を可変として、以下のように4つのタイプを定義する。
本発明の実施の形態3では、希望波に対する隣接セル干渉の増減に応じて、Δ2−Δ1を増減させる場合について説明する。このとき、Δ2−Δ1=f(1/セル間干渉)となる関数fを定義し、この関係に基づいてΔ1及びΔ2を変更する。例えば、Δ1を固定し、Δ2を可変として、以下のように4つのタイプを定義する。
まず、1つ目のタイプを図13Aに示す。この図に示すように、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。また、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。
次に、2つ目のタイプを図13Bに示す。この図に示すように、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。また、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。ただし、1/干渉電力には閾値を設けておき、1/干渉電力が閾値以下では巡回シフト間隔Δ2を最大値で一定とする。
次に、3つ目のタイプを図13Cに示す。この図に示すように、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。また、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。ただし、1/干渉電力には閾値を設けておき、1/干渉電力が閾値を超えると巡回シフト間隔Δ2を最小値で一定とする。
最後に4つ目のタイプを図13Dに示す。この図に示すように、干渉電力が大きくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を大きくする。また、干渉電力が小さくなるにつれて、巡回シフト間隔Δ2を小さくする。ただし、1/干渉電力には閾値1及び閾値2(>閾値1)を設けておき、1/干渉電力が閾値1以下では、巡回シフト間隔Δ2を最大値で一定とし、1/干渉電力が閾値2を超えると巡回シフト間隔Δ2を最小値で一定とする。
なお、ここではΔ1を固定してΔ2を可変としたが、Δ2を固定してΔ1を可変としてもよい。また、Δ1とΔ2の両方を可変又は固定としてもよい。
このように実施の形態3によれば、隣接セル干渉の増減に応じて、セル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とセル内に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1とを増減することにより、隣接セル干渉を柔軟に軽減することができる。
上記各実施の形態では、系列長が奇数のZC系列を例に説明したが、系列長が偶数となるZC系列にも適用可能である。また、ZC系列を内包するGCL(Generalized Chirp Like)系列にも適用可能である。さらに、符号系列に対して巡回シフト系列又はZCZ系列を用いる他のCAZAC系列やバイナリ系列に対しても同様に適用可能である。例えば、Frank系列、その他のCAZAC系列(計算機により生成した系列を含む)、M系列及びゴールド系列などのPN系列が挙げられる。
また、実施の形態では、Zadoff-Chu系列を例に説明したが、Zadoff-Chu系列を巡回拡張(Cyclic extension)又はトランケーション(Truncation)したModified Zadoff-Chu系列が適用されてもよい。一般に、系列長Nが素数であるZC系列では、送信帯域のサブキャリア数に合わせることができない。そのため、系列長Nが素数であるZC系列を送信帯域のサブキャリア数に合わせるため、素数長のZC系列を巡回拡張することにより送信帯域のサブキャリア数の参照信号を生成する方法、及び、素数長のZC系列を切り詰める、つまり、トランケーションする方法により送信帯域のサブキャリア数に合わせてZadoff-Chu系列を生成する方法が検討されている。これらの巡回拡張又はトランケーションしたModified ZC系列が適用されてもよい。
なお、CAZAC系列及びその巡回シフト系列を上り回線の参照信号として利用する場合について説明したが、一例でありこれに限定されるものではない。上り回線のチャネル品質推定用参照信号、ランダムアクセス用プリアンブル系列、下り回線の同期チャネル用参照信号など、巡回シフトを用い、セル間で異なる送信帯域で送信される場合に対しても同様に適用可能である。
さらに、CAZAC系列を符号分割多重(CDM)あるいは符号分割多元接続(CDMA)の拡散符号として用いる場合にも同様に適用可能である。
また、上記各実施の形態では、移動局から基地局に対してデータ及び参照信号を送信する例を挙げたが、基地局から移動局への送信の場合でも同様に適用できる。
また、上記各実施の形態では、異なる帯域幅のZC系列で発生する課題として説明したが、同一帯域幅の異なる送信帯域(一部の送信帯域は重なる)においても同様な課題は発生する。これに関しても各実施の形態において解決することが可能である。
また、上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
2007年6月18日出願の特願2007−160347の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかる巡回シフト系列生成方法、無線通信端末装置及び無線通信基地局装置は、異なる帯域幅で高い相互相関を有する巡回シフト系列であっても、干渉波が希望波の検出窓に入ることを防止し、基地局におけるチャネル推定精度を向上させることができ、移動通信システム等に適用できる。
Claims (7)
- 同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とを異ならなせて巡回シフト系列を生成する巡回シフト系列生成方法。
- 前記巡回シフト間隔Δ1を前記巡回シフト間隔Δ2より固定的に小さくして巡回シフト系列を生成する請求項1記載の巡回シフト系列生成方法。
- 隣接セルからの干渉が所定値よりも大きい場合、前記巡回シフト間隔Δ1を前記巡回シフト間隔Δ2より小さくし、隣接セルからの干渉が前記所定値よりも小さい場合、前記巡回シフト間隔Δ1を前記巡回シフト間隔Δ2より大きくして巡回シフト系列を生成する請求項1に記載の巡回シフト系列生成方法。
- 帯域幅に対応した巡回シフト系列をグルーピングした系列グループの相互相関が所定値よりも大きい場合、前記巡回シフト間隔Δ1を前記巡回シフト間隔Δ2より小さくし、前記系列グループの相互相関が前記所定値よりも小さい場合、前記巡回シフト間隔Δ1を前記巡回シフト間隔Δ2より大きくして巡回シフト系列を生成する請求項1に記載の巡回シフト系列生成方法。
- 前記巡回シフト間隔Δ1と前記巡回シフト間隔Δ2との関係fをΔ2−Δ1=fと定義して、定義したfに従って巡回シフト系列を生成する請求項1に記載の巡回シフト系列生成方法。
- 同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、前記巡回シフト間隔Δ1とは異なり、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とに基づいて、割り当てられた巡回シフト系列と、基準となる巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数を算出する巡回シフト総数算出手段と、
算出された前記巡回シフト総数を用いて、基準となる前記巡回シフト系列から割り当てられた前記巡回シフト系列を参照信号として生成する参照信号生成手段と、
生成された前記参照信号を送信する送信手段と、
を具備する無線通信端末装置。 - Zadoff-Chu系列を用いて、受信信号に含まれる参照信号を除算して相関値を算出する除算手段と、
同一セル内に割り当てられたZadoff-Chu系列の巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ1と、前記巡回シフト間隔Δ1とは異なり、フレーム同期が確立した異なるセル間に割り当てられた巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔Δ2とに基づいて、割り当てた巡回シフト系列と基準となる巡回シフト系列の系列間の巡回シフト間隔の総数である巡回シフト総数を決定する巡回シフト総数決定手段と、
決定された巡回シフト総数に基づいて、所望の系列の相関値が存在する区間の相関値を抽出する抽出手段と、
を具備する無線通信基地局装置。
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