(57)【要約】  高速モードおよび低速モードのためのＲＡＣＨプリアンブルシーケンス選択方法を提供する。特に、高い移動性を持つエリア内の特定端末が用いるシーケンスタイプ情報を獲得する場合、一般巡回シフト条件の下におけるシグナリングを再解析する方法および制限巡回シフト条件によって構成されたシーケンスセットを用いたシグナリングを通じてシーケンスタイプ情報を獲得する方法を提供する。なお、そのためのシーケンスセット構成方法を提供する。
2010526472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末がランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンスを選択する方法であって、
ランダムアクセスのための少なくとも１つのパラメータ情報を獲得することと、
前記獲得したパラメータ情報を用いて、前記端末がランダムアクセスに用いる前記ランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンスを選択することと、
を含み、
前記パラメータ情報は、基準値以上の高い移動性モードと前記基準値未満の低い移動性モードとの間で異なる値として解析される、ランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス選択方法。
【請求項２】
前記パラメータ情報は、巡回シフト値関連情報を含む、請求項１に記載のランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス選択方法。
【請求項３】
前記パラメータ情報は、４ビット長を有する、請求項１に記載のランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス選択方法。
【請求項４】
前記基準値以上の高い移動性モードは、制限モードと呼ばれ、前記基準値未満の低い移動性モードは、非制限モードと呼ばれる、請求項１に記載のランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス選択方法。
【請求項５】
端末がランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンスを生成する方法であって、
ランダムアクセスのための少なくとも１つのパラメータ情報を獲得することと、
あらかじめ規定されたシーケンス構成パラメータのうち、前記獲得したパラメータ情報に対応する少なくとも１つのパラメータを選択し、前記選択したパラメータを用いて前記ランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンスを生成することと、
を含み、
前記あらかじめ規定されたシーケンス構成パラメータは、基準値以上の高い移動性モードのための第１タイプセットと、前記基準値未満の低い移動性モードのための第２タイプセットと、として別々に規定されている、ランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス生成方法。
【請求項６】
前記パラメータ情報は、巡回シフト値関連情報を含む、請求項５に記載のランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス生成方法。
【請求項７】
前記端末は、
前記端末が前記第１タイプセットまたは前記第２タイプセットのいずれに対応するかにしたがって、前記あらかじめ規定されたシーケンス構成パラメータのうち、前記獲得したパラメータ情報に対応する前記少なくとも１つのパラメータを選択する、請求項５に記載のランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス生成方法。
【請求項８】
前記第１タイプセットは、制限セットと呼ばれ、前記第２タイプセットは、非制限セットと呼ばれる、請求項５に記載のランダムアクセスチャネルプリアンブルシーケンス生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおけるランダムアクセス（Random Access）に係り、より具体的には、無線通信システムにおいて高速モード端末がランダムアクセスのためのシーケンスタイプ情報を獲得する方法、高速モードおよび低速モードのためのＲＡＣＨプリアンブルシーケンスの選択方法、ならびにこれらの方法のためのシーケンスセットの構成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel；ＲＡＣＨ）は、端末（すなわち、ＵＥ）が初期アップリンク同期を獲得するために使用するチャネルである。端末に初めて電源が入った時、または、長時間のアイドル（idle）モードから再びアクティブ（active）状態に切り替わったとき、アップリンク同期を再確立しなければならない。ＲＡＣＨは、一般に、アップリンク同期を確立するのに利用され、時間同期や周波数同期を確立する必要がない。
【０００３】
ランダムアクセスチャネルは、基本的に、複数のユーザ（マルチユーザともいう）を支援する。各端末は、ランダムアクセスチャネルにアクセスするときに特定のプリアンブルシーケンス（preamble sequence）を伝送する。基地局（以降、ノードＢという）が該プリアンブルシーケンスを認識し、該認識したプリアンブルシーケンスを伝送すると、端末は、上記プリアンブルシーケンスの情報を用いて自身の時間同期情報を更新（Update）する。この場合、周波数同期情報を一緒に伝送すると、この周波数同期情報も端末の補正に用いられることがある。
【０００４】
このランダムアクセスチャネルに用いられうるシーケンスには様々なものがあり、現在３ＧＰＰ ＬＴＥでは、定振幅ゼロ自己相関（Constant Amplitude Zero Auto-Correlation；ＣＡＺＡＣ）シーケンスが集中的に議論されている。
【０００５】
このＣＡＺＡＣシーケンスは、このシーケンスを用いて各種ＩＤや情報を抽出するチャネルに使用することができる。このチャネルには、ダウンリンクの同期化のための同期チャネル（例えば、第１同期チャネル（primary-SCH）、第２同期チャネル（secondary-SCH）、ＢＣＨ）、アップリンクの同期のための同期チャネル（例えば、ＲＡＣＨ）、パイロットチャネル（例えば、データパイロット、チャネル品質パイロット）などがある。また、上述したＣＡＺＡＣシーケンスは、スクランブリング（scrambling）にも用いることができる。
【０００６】
ＣＡＺＡＣシーケンスの種類には、ＧＣＬ ＣＡＺＡＣとＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ ＣＡＺＡＣの２種類が主に使用されており、両者は互いに共役複素数の関係にあり、ＧＣＬ ＣＡＺＡＣは、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕの共役複素数を取ることによって取得することができる。Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ ＣＡＺＡＣは、下記のように与えられる。
【０００７】
［式１］
【数１】
2010526472.tif 000003
【０００８】
［式２］
【数２】
2010526472.tif 000004
【０００９】
ここで、ｋはシーケンスインデックスを、Ｎは、生成されるＣＡＺＡＣシーケンスの長さを、ＭはシーケンスＩＤを表す。
【００１０】
上記の式１および式２のように与えられるＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ ＣＡＺＡＣシーケンスおよびこれと共役複素数の関係にあるＧＣＬ ＣＡＺＡＣシーケンスをｃ（ｋ;Ｎ，Ｍ）で表すと、下記の式３、４および５が得られる。
【００１１】
［式３］
【数３】
2010526472.tif 000005
【００１２】
［式４］
【数４】
2010526472.tif 000006
【００１３】
［式５］
【数５】
2010526472.tif 000007
【００１４】
上記の式３は、ＣＡＺＡＣシーケンスがいつもその大きさが１であることを意味し、式４は、ＣＡＺＡＣシーケンスの自己相関（Auto-Correlation）関数がデルタ関数で表されることを表す。ここで、自己相関は、周期相関（circular correlation）に基づく。また、式５は、交差相関関数（Cross-Correlation）がいつも定数であることを表す。
【００１５】
このＣＡＺＡＣシーケンスは、現在、３ＧＰＰ ＬＴＥでその活用について活発に議論されているシーケンスの一つである。そして、その利用方法は、シーケンスの種類、すなわち、シーケンスのルートインデックス（root index）を変えて使用する方法と、一つのルートインデックスに該当するシーケンスを巡回シフトして使用する方法などの２種類が主に議論されている。
【００１６】
ＣＡＺＡＣシーケンスに巡回シフト（Circular Shift；ＣＳ）を適用する方式には、次のようにシーケンス自体を巡回シフトする方式と、時間領域または周波数領域シーケンスに他の領域の指数関数を乗じて巡回シフトする方式がある。
【００１７】
シーケンス自体を巡回シフトする方式は、下記の通りである。
【００１８】
［式６］
【数６】
2010526472.tif 000008
【００１９】
ここで、ｄは、適用する巡回シフトの量を表し、‘ｍｏｄ’は、モジュロ演算子を表す。
【００２０】
また、シーケンスに指数関数を乗じて巡回シフトを適用する方式は、下記の通りである。
【００２１】
［式７］
【数７】
2010526472.tif 000009
【００２２】
このＣＡＺＡＣシーケンスは、ルートインデックスが異なる場合、若干の交差相関値（cross-correlation value）が存在するが、シーケンスの使用法を設計する祭の制約とはならない。
【００２３】
しかし、巡回シフトを適用したＣＡＺＡＣシーケンスは、相互間の交差相関値が０であるという特徴を有しており、相互間で高い除去率（rejection ratio）を要求する場合に使われる。特に、巡回シフトを適用したＣＡＺＡＣシーケンスは、同一セル内で同一の時間−周波数リソースを共有し、データ／制御信号を伝送するとき、互いに異なる信号／ＵＥを区別する用途に使うことができる。
【００２４】
以下の説明では、便宜上、上述したＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ ＣＡＺＡＣシーケンスを“ＺＣシーケンス”と、ＺＣシーケンスにおいて巡回シフトを考慮せずにルートインデックスのみによって区別されるシーケンスを“ルートインデックスシーケンス”、または略して“ルートシーケンス”と呼び、特定のルートインデックスシーケンスに巡回シフトを適用して区分されるシーケンスを“巡回シフトシーケンス”または“ＺＣＺシーケンス”と呼ぶ。ここで、“ゼロ相関ゾーン（Zero Correlation Zone；ＺＣＺ）”は、特定のルートインデックスシーケンスに巡回シフトを適用しても、互いに異なる巡回シフトを適用したシーケンス間を区別できる区間を意味する。
【００２５】
一方、移動通信システムで特定シーケンスの様々な巡回シフト量を支援しなければならない場合がありうる。例えば、上述のランダムアクセスチャネルでは、各セルの大きさによってＺＣ−ＺＣＺシーケンスに適用する巡回シフト量が異なる。
【００２６】
例えば、ＺＣシーケンスの長さをＮサンプルとし、１セル当たり常にＭ個の同時に支援可能なランダムアクセス信号（以下、“Ｍ個のランダムアクセス機会”という。）を提供しなければならないとする。すると、セルの大きさが小さく１個のルートインデックスのみを使用するセルでは、１つのルートインデックスシーケンス当たりＭ／１個の巡回シフトによるシーケンス（すなわち、巡回シフトシーケンス）を提供しなければならない。また、Ｋ個のルートインデックスを使用するセルでは、１つのルートインデックス当たり
【数８】
2010526472.tif 000010
個の巡回シフトシーケンスを提供しなければならない。このように、セルの大きさによって、あるいは、各セルで使用するルートインデックスの数によって様々な巡回シフトシーケンスを提供しなければならない。
【００２７】
さらに、場合によっては、個々のセルによって、または、個々のエリアによって、互いに異なるシーケンスを使用する必要がありうる。したがって、上述したように制限された巡回シフトを使用するセルまたは特定エリアの端末がランダムアクセスのために利用できるシーケンスタイプ情報を知るには、追加シグナリングが必要とされるという不具合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
したがって、本発明は、当分野の制約や欠点に起因する一つまたは複数の問題を実質的に防止する高速モードおよび低速モードのためのＲＡＣＨプリアンブルシーケンスを選択する方法を対象とする。
【００２９】
本発明の目的は、追加シグナリングによるオーバーヘッドを伴わずに、制限された巡回シフトを用いるエリア内の端末が利用可能なシーケンスのタイプ情報を獲得できる方法、およびこの方法を用いてＲＡＣＨプリアンブルシーケンスを選択する方法を提供することである。
【００３０】
本発明の他の目的は、制限された巡回シフトを用いるエリアと一般的な巡回シフトを用いるエリアとの両方において同じ構成を持つシーケンスセットを利用したシグナリング情報を利用しながらも、新しく提案された方式によって再解析することによって、追加シグナリング情報を用いずに利用可能シーケンスタイプ情報を獲得することによって、ＲＡＣＨプリアンブルシーケンスを選択できる方法を提供することである。
【００３１】
また、本発明の他の目的は、制限された巡回シフトを用いるエリアに対して新しくシーケンスセットを構成する方法を提供することである。この場合、該当するシーケンスセットに含まれる制限された巡回シフトの条件を満たしながらも最大数のランダムアクセス機会を提供するシーケンスセットを效率的に構成し、この構成されたシーケンスセットを用いて利用可能シーケンスタイプ情報を獲得する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記の課題を解決するための本発明の一実施形態では、端末がランダムアクセスチャネル（Random Access Channel；ＲＡＣＨ）プリアンブルシーケンスを選択する方法を提供する。この方法は、ランダムアクセスのための少なくとも１つのパラメータ情報を獲得するステップと、該獲得したパラメータ情報を用いて、前記端末が、ランダムアクセスに用いるＲＡＣＨプリアンブルシーケンスを選択するステップと、を含み、前記パラメータ情報は、基準値以上の高い移動性モードと基準値未満の低い移動性モードとの間で異なる値として解析されることを特徴とする。
【００３３】
好適には、前記パラメータ情報は、巡回シフト値関連情報を含むことができる。
【００３４】
好適には、このパラメータ情報は、４ビット長を有することができる。
【００３５】
また、好適には、前記基準値以上の高い移動性モードは、制限モード（Restricted Mode）と呼び、前記基準値未満の低い移動性モードは、非制限モード（Unrestricted Mode）と呼ぶことができる。
【００３６】
一方、上記の課題を解決するための本発明の他の実施形態では、端末がランダムアクセスチャネル（Random Access Channel；ＲＡＣＨ）プリアンブルシーケンスを生成する方法を提供する。この方法は、ランダムアクセスのための少なくとも１つのパラメータ情報を獲得するステップと、あらかじめ規定されたシーケンス構成パラメータのうち、前記獲得したパラメータ情報に対応する少なくとも１つの残りのパラメータを選択し、前記ＲＡＣＨプリアンブルシーケンスを生成するステップと、を含み、前記あらかじめ規定されたシーケンス構成パラメータは、基準値以上の高い移動性モードのための第１タイプセットと、前記基準値未満の低い移動性モードのための第２タイプセットと、として規定されていることを特徴とする。
【００３７】
好適には、前記パラメータ情報はシーケンスセットタイプ情報を含んでもよく、前記シーケンスセットタイプ情報は、前記第１タイプセットおよび前記第２タイプセットのうち、前記端末が利用可能なシーケンス構成パラメータセットを表してもよい。
【００３８】
また、好適には、前記パラメータ情報は、巡回シフト値関連情報をさらに含んでもよく、この巡回シフト値関連情報は、前記第１タイプセットと前記第２タイプセットに対してそれぞれ解析されることが好ましい。
【００３９】
好適には、前記ＲＡＣＨプリアンブル生成ステップで、前記端末は、第１タイプセットと第２タイプセットのうちの利用可能なセットタイプに従って、前記あらかじめ規定されたシーケンス構成パラメータのうち、前記獲得されたパラメータ情報に対応する前記少なくとも１つの残りのパラメータを別々に選択することができる。
【００４０】
好適には、前記第１タイプセットは、制限セット（Restricted Set）と呼び、前記第２タイプセットは、非制限セット（Unrestricted Set）と呼ぶことができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によると、追加シグナリングによるオーバーヘッドを伴わずに、制限された巡回シフトを用いるエリア内の端末が利用可能シーケンスタイプ情報を容易に獲得することができる。
【００４２】
本発明によるＲＡＣＨプリアンブルシーケンス選択方法では、制限された巡回シフトを用いるエリアおよび一般的な巡回シフトを用いるエリアにおいて同じシーケンスセットシグナリング情報を利用しながらも、これを新規の方法によって再解析することによって、追加シグナリング情報を用いずに、端末が利用可能なシーケンスのタイプ情報を容易に獲得することができる。
【００４３】
また、制限された巡回シフトを用いるエリアに対して新しくシーケンスセットを構成し、端末が利用可能なシーケンスのタイプ情報を容易に獲得できるようにする方法を提供し、制限された巡回シフトを用いるエリアにおけるシーケンスセットを效率的に構成する方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ＣＡＺＡＣシーケンスの構成を概念的に示す図である。
【図２】本発明による周波数オフセットにより受信シーケンスの時間領域チャネル応答において発生するエイリアスを概念的に示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態によって、制限巡回シフト条件の下で、ランダムアクセスを行う端末が、利用可能シーケンスタイプ情報を獲得する方法を説明するための図である。
【図４】固定巡回シフト区間を用いる場合に獲得される第２巡回シフトシーケンスの個数に対する、可変巡回シフト区間を用いてシーケンスセットを構成する場合に獲得される第１巡回シフトシーケンスの個数の割合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下の本発明に関する概略説明とそれに続く詳細説明は、実施例とその説明であり、特許請求の範囲に記載された本発明をさらに説明するためのものであることを理解されたい。
【００４６】
また、本発明をさらに理解するために添付された図面は、本発明の実施形態を例示し、明細書の記載と併せて本明細書の主旨を説明するためのものである。
【００４７】
以下、添付の図面に図示された本発明の好適な実施例を参照しながら詳細に説明する。可能な限り、全図面を通して同様又は類似の部分には同一の参照符号を使用する。
【００４８】
本発明を説明する前に、本発明で開示されるほとんどの用語は、当分野において周知の一般用語に対応しているが、一部の用語については、必要に応じて出願人が選定し、本発明の以下の説明で開示するものであることに留意されたい。したがって、出願人が定義した用語に関しては、本発明における意味に基づいて理解するのが望ましい。
【００４９】
記載の都合上、また、本発明をより良く理解するために、当分野において公知の一般的な構造および装置については、説明を省略したり、ブロック図またはフローチャートにおいて従来の意味で使用したりしている。可能な限り、全図面を通して同様又は類似の部分には同一の参照符号を使用する。
【００５０】
場合によっては、個々のセルまたはエリアによって、それぞれ異なるシーケンスを使用することがある。特に、本発明では、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおいて、高い移動性（high mobility）を持つセルで周波数オフセット（Frequency Offset）などの事項を考慮して制限された巡回シフトセット（restricted cyclic shift set）を使用することができる方法を提案する。このように、制限された巡回シフトを使用するセルまたは特定エリアの端末が、ランダムアクセスのために利用できるシーケンスのタイプ情報を知るためには、一般に別のシグナリングが必要とされるという短所がある。
【００５１】
そこで、本発明では、上述した通り、制限された巡回シフトを用いるセルまたは特定エリア内の端末が、利用可能シーケンスタイプ情報を、追加シグナリングによるオーバーヘッドを伴わずに效率的に獲得できる方法を提供する。このために、まず、以下では、一般的な無制限巡回シフトセット（unrestricted cyclic shift set）を用いる場合、すなわち、巡回シフトに対する制限がない場合、特定端末が利用できるシーケンスセットについてまず説明する。そして、制限巡回シフト条件の下で、端末が、追加シグナリングによるオーバーヘッドを伴わずにシーケンスタイプ情報を獲得する方法について説明する。
【００５２】
無線通信システムのランダムアクセスにおける多様な条件を考慮して多様な巡回シフトシーケンスを規定したシーケンスセットが提案される。まず、シーケンスセットを特定セルで利用可能なルートインデックスシーケンスの個数、各ルートインデックスシーケンスに適用できる巡回シフトシーケンスの個数および巡回シフト値の組み合わせの形態で構成されるシーケンスセットを構成する。このシーケンスセットに含まれる組み合わせの個数を４つに制限した例を下記の表１に示す。
【００５３】
【表１】
2010526472.tif 000011
【００５４】
上記の表１において、ＺＣシーケンスの長さは８６３サンプルであると仮定した。また、３ＧＰＰ ＬＴＥの仮定（working assumption）によってセル当たり６４個のランダムアクセス機会を支援できるように設定した。
【００５５】
ただし、上述したように、少数の組み合わせしかないシーケンスセットを用いる場合、支援可能なセル半径に弾力的に適用できないという短所がある。
【００５６】
そこで、本発明者により発明され、本出願人により出願された“シーケンスセット構成方法およびこれを用いたランダムアクセス方法”（韓国特許出願第２００７−０１１７３６３号明細書；以下、“１１７３６３出願発明”という）では、支援可能なセル半径、シグナリングオーバーヘッドなどを全て考慮し、合理的な基準によってシーケンスセットを構成する方法を提供した。
【００５７】
この１１７３６３出願発明の一実施形態によるシーケンスセットは、適用可能な全てのルートインデックスの個数によってセル内で同時に支援しなければならないランダムアクセス信号の個数、すなわち、ランダムアクセス機会の数（Ｍ）を満たすための巡回シフトの個数に対する全ての組み合わせを候補組み合わせとして算定した後、ルートインデックス当たり適用可能な巡回シフトの個数が重なる組み合わせがある場合、巡回シフトの個数が最も小さい組み合わせを選択する方式、または支援可能なセル半径を最大とする組み合わせを選択する方式によりシーケンスセットを構成する方法を開示している。この方法によって構成されるシーケンスセットは、下記表２の通りである。
【００５８】
【表２】
2010526472.tif 000012
【００５９】
すなわち、巡回シフトに制約がない場合、端末は、上記の表２のシーケンスセットのうち、利用可能な組み合わせを表すシグナリング情報を受信し、これにより、該当の組み合わせにおけるルートインデックスの個数、ルートインデックス当たりの巡回シフトの個数および巡回シフト値を用いて利用可能シーケンスタイプ情報を獲得することができる。特に、基地局は、４ビットのシグナリングを通じて各端末が利用できるシーケンスタイプ情報を知らせる。これにより、特定端末は、このシグナリング情報を受信して、自身が使用できるルートインデックスの個数、ルートインデックス当たりの巡回シフトの個数および巡回シフト値（サンプル数）がわかる。
【００６０】
なお、上記の組み合わせが持つ３つの情報（ルートインデックスの個数、ルートインデックス当たりの巡回シフトの個数、巡回シフト値）のうち少なくとも１つの情報のみをシグナリング情報として受信し、他の情報は、受信した情報から計算することができる。例えば、端末は、該当のシグナリング情報によって利用可能なルートインデックスの個数（Ｋ）のみわかると、セル当たりの支援すべきランダムアクセス機会の数（Ｍ）情報を用いて、各ルートインデックス当たりの適用可能な巡回シフトの個数を獲得できる。
【００６１】
例えば、特定端末が、基地局からのシグナリング情報から、利用可能なルートインデックスの個数（Ｋ）が１０個であることを確認する場合、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの仮定によってセル当たり６４個のランダムアクセス機会を提供するためには、
【数９】
2010526472.tif 000013
個の巡回シフトが適用可能でなければならず、ルートインデックス当たりの適用可能な巡回シフトの個数が、
【数１０】
2010526472.tif 000014
であることがわかる。さらに、上述した過程を通じて巡回シフトの個数情報を獲得する場合、該当のシーケンスの長さ（Ｎ）を用いて、下記の式８により巡回シフト値（ＮCS）情報を獲得できる。
【００６２】
［式８］
【数１１】
2010526472.tif 000015
【００６３】
すなわち、上述の例において、シーケンス長（Ｎ）が８３９サンプルの場合、巡回シフト値（ＮCS）は、
【数１２】
2010526472.tif 000016
サンプルであることがわかる。したがって、上述のルートインデックスの個数、ルートインデックス当たりの巡回シフトの個数および巡回シフト値情報は、ランダムアクセスのためのパラメータ情報と総称することができ、上述したように、巡回シフト値を抽出する側面から“巡回シフト値関連情報”と称してもよい。
【００６４】
ただし、制限された巡回シフトを使用する場合には、上述したように、ルートインデックスごとに利用可能な巡回シフトの個数が異なる場合がある。また、場合によっては、周波数オフセットなどの影響を最小化するために使用禁止と設定されたルートインデックス（forbidden index）が存在する場合もありうる。
【００６５】
以下では、上記の“制限巡回シフト条件”についてより具体的に説明する。以下の説明では、ＣＡＺＡＣシーケンス、特に、ＺＣシーケンスが周波数領域で定義されて用いられる場合を中心に説明するが、ＺＣシーケンスが時間領域で定義されて用いられる場合にも同一の原理を適用可能である。
【００６６】
ランダムアクセスに用いられるシーケンスがＣＡＺＡＣシーケンスである場合、それぞれのルートインデックスによるシーケンス（それぞれのルートインデックスシーケンス）だけでなく、ルートインデックスシーケンスにそれぞれの巡回シフトを適用したシーケンス（それぞれの巡回シフトシーケンス）の周波数オフセット特性が互いに異なることがありうる。
【００６７】
図１は、ＣＡＺＡＣシーケンスの構成を概念的に示す図である。
【００６８】
ＣＡＺＡＣシーケンスは、上述したように、ルートインデックスのそれぞれによるルートシーケンスおよび各ルートシーケンスに相異なる巡回シフトを適用したゼロ相関ゾーン（Zero Correlation Zone；ＺＣＺ）シーケンスを含むことがある。特に、図１は、Ｎｔ個のルートインデックスのそれぞれによるルートインデックスシーケンスと、このそれぞれのルートインデックスシーケンスにＬ個の相異なる巡回シフトを適用したＺＣＺシーケンスセットが規定されることを示している。
【００６９】
一方、周波数オフセットがある状況でＣＡＺＡＣシーケンスを使用する場合、周波数オフセットによってＺＣＺシーケンス間の区別が難しくなるという問題が生じうる。したがって、特定システムでは、周波数オフセットが所定レベル以上とあらかじめ決定されたセル（すなわち、移動性が所定レベル以上であるセル）で用いられるシーケンスとしてはＺＣＺシーケンスを用いないように設定されてもよい。ただし、このように、周波数オフセットが所定レベル以上と決定されたセル内でＺＣＺシーケンスを使用しないように設定する場合には、図１に示すように、ＣＡＺＡＣルートインデックスによるＮｔ個のインデックスしか使用できず、使用可能なシーケンスの数が減少する問題がある。これにより、シーケンス再使用係数が小さくなる場合、セル設計によってシーケンスを割り当てなければならない。これは、各セルにシーケンスを割り当てる処理を複雑にする可能性がある。したがって、使用可能なシーケンスの個数に問題があるという条件下では、他の解決法を追加しなければならない場合がある。
【００７０】
一方、上述したように、周波数オフセットによってＺＣＺシーケンス間の区別が困難になる問題は、ルートインデックスが非常に大きい、または、極めて小さくない場合に深刻化する。
【００７１】
特に、ｋが周波数軸インデックスを、ＮがＣＡＺＡＣシーケンス長を、ＭがＣＡＺＡＣルートインデックスを表し、送信信号をｃ(ｋ，Ｎ，Ｍ)とする場合、受信信号Ｒ(ｋ，Ｎ，Ｍ)は、下記の式９で示される。
【００７２】
［式９］
【数１３】
2010526472.tif 000017
【００７３】
ここで、ｄは、周波数オフセットによる周波数軸の遅延量を表す。
【００７４】
上記の式９からわかるように、万一、ＣＡＺＡＣルートインデックスＭが非常に小さい値を有する、または、全Ｎｔ個のシーケンスインデックスのうち最も大きい値を有する場合には、周波数オフセットによる指数関数の項の影響が小さくなり、受信信号において周波数オフセットによる影響が減少する。
【００７５】
したがって、特定システムでは、周波数オフセットが所定レベル以上と決定されたセルでもＺＣＺシーケンスを用いることができるが、この場合、ルートインデックスが全インデックスにおいて最初の所定範囲以内または最後の所定範囲以内にあるシーケンスを用いるように設定されてもよい。ここでの所定範囲は、システムの検出性能にしたがってそれぞれ設定されてもよい。
【００７６】
特に、特定システムでは、図１のように、全ルートインデックスがＮｔまで存在する状況で、周波数オフセットの高いセルで使用するシーケンスとしてルートインデックス０、１、２、Ｎｔ−２、Nｔ−１およびＮｔのみを用いるように設定することができる。
【００７７】
要するに、周波数オフセットが所定レベル以上のセルまたはエリアに位置している端末または移動性の大きい端末では、特定のルートインデックスの使用が制限されてもよい。
【００７８】
また、上述したように、特定システムでは、ルートインデックス当たりの適用可能な巡回シフトの個数に制限がありうる。
【００７９】
具体的に、周波数オフセットがある場合、受信信号の周波数応答を、下記の式１０で示すことができる。
【００８０】
［式１０］
【数１４】
2010526472.tif 000018
【００８１】
ここで、ｒ(ｋ，ｆoff)は、周波数オフセットがｆoffである場合、ｋ番目のサブキャリア位置における受信周波数応答を表し、ｃ(ｎ)は、ＵＥ側でサブキャリアにマッピングされたＣＡＺＡＣシーケンスを、ｐ(ｆ)は、周波数領域におけるパルス整形関数を、ｗoは、サブキャリア間隔を表す。
【００８２】
もし、ｆoff＝０であれば、上の式の結果値は、通常、ｃ(ｋ)に設定される。しかし、ｆoff≠０であると、隣接サブキャリアの信号が受信周波数応答ｒ(ｋ，ｆoff)で受信され、結果とし性能劣化が生じることがある。
【００８３】
一方、式１０は、周波数オフセットによって隣接した全てのサブキャリアにおける信号値が転送されてくるとしているが、実質的に受信信号のチャネル応答に比較的大きい影響を及ぼす成分は、該当のサブキャリアの両側に直接隣接しているサブキャリアの信号が転送されてくる部分といえる。
【００８４】
したがって、この１次成分のみを考慮する場合（first order case）、上記式１０は、下記の式１１のように、３つの項で表すことができる。
【００８５】
［式１１］
【数１５】
2010526472.tif 000019
【００８６】
一方、受信側では、上記受信信号にシーケンスｃ(ｎ)の共役複素数を適用し、下記の式１２のように表すことができる。
【００８７】
［式１２］
【数１６】
2010526472.tif 000020
【００８８】
ここで、式１１のパルス整形関数は、簡単に、二乗余弦（raised cosine）やシンク（sinc）関数で表すことができる。
【００８９】
説明の便宜のために、このパルス整形関数はそれぞれ、α0、α-1、α1の定数で表した。
【００９０】
上記の式１２で、受信信号のチャネル応答は、時間領域でターゲット位置（target position）ｔ、左側にシフトした位置ｔ−Ｍ、および右側にシフトした位置ｔ＋Ｍを含む３箇所で生じることがわかり、左右にそれぞれＭだけシフトした位置で生成されるチャネル応答は、受信信号のエイリアス（alias）に該当することがわかる。
【００９１】
参考として、ＺＣシーケンスを時間領域において生成して用いる場合、ドップラー周波数の影響がないときに得られた第１ピーク位置とドップラー周波数の影響に起因するエイリアスにより得られた第２ピーク位置との距離は、”Ｍ”の代わりにＣoff,u＝（ｍ・ＮZC−１）／Ｍに変わる点のみが異なる。ここで、ｍは、ｃoff,uを整数（integer）にする最も小さい整数を、Ｍは、ルートインデックスを、Ｎzcは、ＺＣシーケンス長を表す。したがって、エイリアシングによる影響は、ＺＣシーケンスを時間領域において生成して用いる場合、および周波数領域において生成して用いる場合の両方に共通して適用されることがある。
【００９２】
一方、このように周波数オフセットによってチャネル応答にエイリアスが発生する現象は、図２に示されている。
【００９３】
図２は、周波数オフセットにより受信シーケンスの時間領域チャネル応答にエイリアスが発生する現象を示す図である。
【００９４】
周波数オフセットが所定レベル以上であるセルで用いられるシーケンスに巡回シフトを適用する場合、該当のシーケンスの受信チャネル応答には、図２に示すように、ターゲット位置にエイリアスが発生する他に、２個のエイリアスが追加されて発生することがある。
【００９５】
したがって、巡回シフトを適用する区間をこのターゲット位置とエイリアスの位置を考慮せずに設定する場合、チャネル遅延拡散および伝播遅延などによって受信シーケンス自体のチャネル応答とエイリアスとの間に重複が発生し、異なる巡回シフトを適用したシーケンス間でターゲット位置とエイリアス位置との混同が生じうる。
【００９６】
したがって、特定システムでは、ＣＡＺＡＣシーケンスに巡回シフトを適用する区間を設定するとき、上述したように、チャネル応答で発生するエイリアスを考慮し、受信シーケンスのチャネル応答とそのエイリアスとの間で位置が重ならない区間に巡回シフト適用区間を決定するように設定されてもよい。
【００９７】
上記の説明から、以下では、本発明についての説明の統一性のために、上述の“制限巡回シフト条件”または“高速モード”は、上述した通り、特定のルートインデックスを使用できない条件および／またはルートインデックス当たりの適用可能な巡回シフトの個数に制限を加える条件を意味するとする。また、制限巡回シフト条件の下でランダムアクセスを行う端末は、移動性の大きい端末が多いセルまたはエリア内の端末であると仮定する。
【００９８】
ただし、適用可能な巡回シフトに制限を加える方式が、上述のように特定のセル単位またはエリア単位ではなく各端末自体の移動性（例えば、速度）によって分けられる場合、上述のように制限巡回シフト条件の下でランダムアクセスを行う端末は、移動性の大きい端末自体であってもよい。
【００９９】
上述したように、制限巡回シフト条件の下でランダムアクセスを行う端末の場合、特定のルートインデックスを使用できない、および／または、ルートインデックス当たりの適用可能な巡回シフトの個数が可変であるため、表１および／または表２の一般シーケンスセットを用いて全ての情報を表すことができない。したがって、一般的に考慮できる方法として、上述の提案された巡回シフト条件に追加シグナリングを用いて、各端末が利用できるシーケンスのタイプの条件を設定しなければならず、これによりオーバーヘッドが発生することになる。
【０１００】
そこで、本発明では、制限された巡回シフト（ＣＳ）を用いる場合にも、端末が一般巡回シフトを用いる場合のシーケンスセットの組み合わせを再解析したり、別途に構成されたシーケンスセットを用いたりして、追加シグナリングオーバーヘッドを伴わずに、使用するシーケンスタイプ情報を獲得する方法を提供する。
【０１０１】
以下では、説明の便宜のために、一般巡回シフト条件の下で生成されたシーケンスセットに関する情報を再解析することによってシーケンスタイプ情報を獲得する方法を“第１実施形態”とし、制限巡回シフト条件の下に新しく構成されたシーケンスセットを用いてシーケンスタイプ情報を獲得する方法を“第２実施形態”として説明する。詳細には、従来技術と比較して、第１実施形態は、一般巡回シフト条件の下にシーケンスセットがあらかじめ構成されている場合のシーケンスタイプ情報を獲得する方法に関し、第２実施形態は、制限巡回シフト条件の下で新しくシーケンスセットがあらかじめ構成されている場合のシーケンスタイプ情報を獲得する方法に関する。
【０１０２】
第１実施形態
上述したように、本実施形態では、一般巡回シフト条件の下で生成されたシーケンスセットに関する情報を再解析することによってシーケンスタイプ情報を獲得する方法を提案する。
【０１０３】
図３は、本発明の第１実施形態によって、制限巡回シフト条件の下でランダムアクセスを行う端末が、利用可能シーケンスタイプ情報を獲得する方法を説明するための図である。
【０１０４】
図３を参照すると、まず、制限された巡回シフトの下でランダムアクセスを行う端末も同様に、基地局から利用可能シーケンスタイプ情報に関するシグナリング情報を受信する（Ｓ３０１）。本実施形態では、このように受信されるシグナリング情報は、一般巡回シフト条件の下で構成されたシーケンスセットを用いたシグナリングで、制限巡回シフト条件の下におけるシグナリングと差異がないと仮定する。
【０１０５】
ただし、本実施形態では、基地局から受信したシグナリング情報によって解析されるルートインデックスの個数（Ｋ1）自体を、利用可能なルートインデックスの個数として直接解析しない。すなわち、受信されたシグナリング情報による組み合わせにおけるルートインデックスの個数（Ｋ1）を、利用可能なルートインデックスの個数として直接解析せずに、制限巡回シフト条件の下で利用可能な巡回シフトのサンプル数（ＮＣＳ）を算定するためのパラメータとしてのみ用いることを提案する。同様に、基地局（ＢＳ）から受信したシグナリング情報によるルートインデックス当たりの巡回シフトの個数も、利用可能な巡回シフトの個数として解析しない。
【０１０６】
すなわち、ステップＳ３０１でシグナリング情報を受信した端末は、ステップＳ３０２で、受信したシグナリング情報によるルートインデックス情報（Ｋ1）を用いて、式８のように巡回シフト値（ＮCS）を算定することができる。このために、端末は、用いられるシーケンスの長さ（Ｎ）および該当のセルで支援すべきランダムアクセス機会の数（Ｍ）をあらかじめ知っていることが望ましく、上述した３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの一例では、用いられるシーケンスの長さ（Ｎ）が８３９サンプル、セル当たりの支援すべきランダムアクセス機会の数（Ｍ）が６４とあらかじめ定められている。
【０１０７】
このように基地局から受信したシグナリング情報を用いて、巡回シフト値を算定した端末は、以降、算定された巡回シフト値を用いて、上述したように、制限巡回シフト条件の下でランダムアクセス機会（Ｍ）を支援するための実際のルートインデックスの個数（Ｋ2）を算定できる。すなわち、与えられた制限巡回シフト条件の下で特定のルートインデックスを利用できない場合、該当のルートインデックスを考慮しない。また、ルートインデックス当たりの適用可能な巡回シフトの個数が上述したように周波数オフセットによるエイリアシングなどを考慮して制限される場合、制限された個数内で与えられた個数（Ｍ）のランダムアクセス機会を支援することができるシーケンス構成情報を求めることができる。
【０１０８】
例えば、ステップＳ３０２で算定された巡回シフト値（ＮCS）を用いて可能な巡回シフトの個数を算定した後、一部の巡回シフトを利用できない場合、利用できない巡回シフト以外の巡回シフトの個数を用いて、与えられたランダムアクセス機会を支援可能なルートインデックスの個数（Ｋ2）を選択することができる。
【０１０９】
この過程で、特定のルートインデックスの個数（Ｋ2）を用いて、与えられたランダムアクセス機会（Ｍ）を支援できない場合、ルートインデックスの個数（Ｋ2）を変えることができる。このようにルートインデックスの個数（Ｋ2）を変える方法には様々なものがありうる。例えば、あらかじめ定められた特定の自然数だけルートインデックスの個数を増加させる方法も可能であり、セルＩＤあるいはセクターＩＤなどの他の情報を用いて増加量を決定する方法も可能であり、増加量を直接シグナリングする方法も可能であり、特定規則にしたがって変える方法も可能である。このようにルートインデックスの個数を変える場合、変えたルートインデックスの個数によって提案された巡回シフト条件の下における巡回シフトシーケンスを生成することができる。本実施形態では、このようにセル当たりの支援すべきランダムアクセス機会の個数に到達するまでこの過程を繰り返すことができる。
【０１１０】
上述の本発明の第１実施形態によれば、基地局から一般巡回シフト条件下と同一のシグナリング情報（すなわち、同一のランダムアクセスパラメータ）を利用しながら、追加シグナリングによるオーバーヘッドを伴わずに、受信したシグナリング情報を再解析することによって、利用可能シーケンスタイプ情報を效果的に獲得することができる。
【０１１１】
また、図３と関連して上述した説明では、受信されたシグナリング情報が、ランダムアクセスパラメータのうちルートインデックスの個数（Ｋ1）であり、これを用いて他のパラメータ情報、すなわち、Ｎcs値、およびこれによる制限モード用ルートインデックスの個数（Ｋ2）を算定する例を中心に説明してきた。しかしながら、受信されたシグナリング情報は、ランダムアクセスパラメータのうち、ルートインデックス情報以外の他のパラメータ（例えば、ＮCS値）でありうる。すなわち、本発明では、このように受信されたパラメータ（ＮCS）を、制限モードおよび非制限モードによって異なった方法で解析することによって、ランダムアクセスシーケンスを選択することが可能である。
【０１１２】
第２実施形態
本実施形態では、上述したように、制限巡回シフト条件の下で新しく構成されたシーケンスセットを用いて、シーケンスタイプ情報を獲得する方法を提供する。
【０１１３】
例えば、同一シーケンス構成に対して、一般巡回シフトに関するパラメータと制限された巡回シフトに関するパラメータとを別々に設定しておくことも可能である。この場合、端末は、セルのモード（例えば、高い移動性モード／低い移動性モード）にしたがって別々のパラメータを利用することができる。
【０１１４】
特に、特定端末は、基地局からシグナリング情報を受信するが、本実施形態におけるシグナリング情報は、一般巡回シフト条件の下におけるシグナリング情報と異なるパラメータを持つ情報であることを提案する。すなわち、基地局が特定端末に利用可能シーケンスタイプ情報を伝送するために、あらかじめ決定された所定シーケンスセットを用いて、特定端末が用いる組み合わせに関するシグナリングを行う。１つのシーケンスセットを構成するため、本実施形態で用いられるシーケンスセットは、一般巡回シフト条件の下におけるシーケンスセットと別に設定されたシーケンスセットでもよいし、または、一般巡回シフト条件の下におけるシーケンスセットを含んでもよい。
【０１１５】
この制限巡回シフト条件を考慮したシーケンスセットを構成する方法には、多様な方法があり、以下では具体的な例を上げて説明する。
【０１１６】
本実施形態によってシーケンスセットを構成する一例として、制限巡回シフト条件の下で巡回シフトシーケンスの個数を最大にするように設定することができる。この巡回シフトシーケンスの個数を最大にするには、様々な方法が利用可能である。例えば、ルートインデックス当たりの利用可能な制限された巡回シフトの個数がより多い巡回シフト値を選択することが可能である。この選択は、基地局および端末の複雑さ（complexity）を減少させることができる。このように選択された組み合わせを通じて高い移動性を持つセルのために別の組み合わせを構成することによってシーケンスセットを構成することが可能である。また、このように選択された組み合わせを低い移動性／中間程度の移動性を持つセルに拡張して一つのシーケンスセットとして構成することも可能である。
【０１１７】
本実施形態によってシーケンスセットを構成する他の例として、制限巡回シフト条件の下で、周波数オフセットによる受信信号のエイリアシング（aliasing）を考慮して可変に設定された巡回シフト値を用いてシーケンスセットを生成することができる。
【０１１８】
すなわち、周波数オフセットによって受信信号検出時に、図２と関連して上述したようにエイリアシングが発生することがある。本発明では、固定の巡回シフト量の巡回シフトシーケンスのうちエイリアシングのため利用できない巡回シフトシーケンスを除外するのではなく、エイリアシングのため区別できない区間の外側に巡回シフト適用区間を設定することによって、特定のルートインデックスに対してより多くの制限された巡回シフトシーケンスを生成することができる。
【０１１９】
図４は、固定巡回シフト区間を用いる場合に獲得される第２巡回シフトシーケンスの個数に対する、可変巡回シフト区間を用いてシーケンスセットを構成する場合に獲得される第１巡回シフトシーケンスの個数の割合を示すグラフである。
【０１２０】
図４において、横軸は巡回シフト値（サンプル数）を表し、縦軸は、可変巡回シフト区間を用いる場合、固定された巡回シフト区間を用いる場合に比べて巡回シフトシーケンスの個数が増加する割合を示している。また、図４において、シーケンス長は８３９サンプルとする。
【０１２１】
一方、本実施形態によってシーケンスセットを構成するさらに他の例として、固定巡回シフト適用区間を用いて制限された巡回シフトシーケンスセットを生成するが、この場合、上述したようにエイリアシングを考慮して可変に巡回シフト区間を適用した例との差異を最小にするようにシーケンスセットを生成することができる。図４に示すように、巡回シフト適用区間を可変に設定する場合、同一の制限巡回シフト条件の下で利用可能な巡回シフトシーケンスの個数を増加させることができる。ただし、個々のシーケンスのエイリアシング発生位置などの状況によって巡回シフト適用区間を調整する場合、システム構成において複雑さ（Complexity）が増すことがある。そこで、本例では、シーケンスセットを構成する際に固定巡回シフト適用区間を用いるが、この場合、図４に示す結果などを用いて、可変巡回シフト適用区間を用いる場合との差異を最小にする巡回シフト値を求め、これを用いてシーケンスセットを構成する方法を提案する。すなわち、本例では、図４に示すグラフにおいて個数増加率の最も小さい巡回シフト値を選択してシーケンスセットを構成することができる。
【０１２２】
本発明で開示されたほとんどの用語は、本発明の機能を考慮して定義され、当業者の意図または通常の用法と異なる場合があることに留意されたい。したがって、上述した用語は、本発明で開示された全ての内容に基づいて理解されることが望ましい。
【０１２３】
本発明において、本発明の主旨および範囲から逸脱しない限り様々な修正および変形が可能であることは、当業者にとって明白である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びこれと同等の範囲内での本発明の多様な修正及び変形を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
上述の説明から明らかなように、本発明によれば、追加シグナリングによるオーバーヘッドを伴わずに、制限された巡回シフトを用いるエリア内の端末が、利用可能なシーケンスのタイプ情報を容易に獲得することができる。
【０１２５】
このシーケンスタイプ情報獲得方法およびシーケンスセット構成方法は、本発明の説明において、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムを中心に説明したが、巡回シフトを適用できるシーケンスを使用し、周波数オフセットが問題となる状況で巡回シフトに制限を加える任意の通信システムに適用することができることは、当業者にとって自明である。
【図１】
2010526472.tif 000021
【図２】
2010526472.tif 000022
【図３】
2010526472.tif 000023
【図４】
2010526472.tif 000024
【国際調査報告】
2010526472.tif 000025