JP5185387B2 - 周波数ホッピングパターン及びこれを用いたアップリンク信号伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信に関するもので、具体的に、周波数ホッピングを効率的に設定する方法及びこれを用いたアップリンク信号伝送方法に関するものである。

マルチキャリアセルラ移動通信システムにおいて、ユーザ機器（ＵＥ）からアップリンクに伝送されるパケットに対する基地局での受信性能を改善するために、周波数ダイバーシティを得る方式として、周波数ホッピング方式がある。周波数ホッピング方式は、情報信号によって変調された搬送波（ｃａｒｒｉｅｒ）のスペクトルを広い一定の周波数帯域内でホッピングする方式である。

この方式は、意図的であるにしろ、そうでないにしろ、通信システムの性能を低下させる妨害信号であるジャミング（ｊａｍｍｉｎｇ）の影響を阻止するためのアンチジャミング（ａｎｔｉ―ｊａｍｍｉｎｇ）システムや、多くのユーザが共通のチャンネルを共有する通信システムで主に使用される。周波数ホッピングは、遅いフェージングに対する感度改善を提供し、セルラ無線電話システムにおける搬送波対干渉（ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：Ｃ／Ｉ）マージンを改善させるのに使用される。

このようにアップリンク信号を伝送するのに用いられる周波数ホッピングは、次のような条件を満足させることが望ましい。

第一に、周波数ダイバーシティが保障されなければならない。

第二に、干渉ランダム化（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｎｄｏｍｉｚａｔｉｏｎ）が保障されなければならない。

このような要求条件は、周波数ホッピングの基本的な要求条件と見ることができる。

また、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムを含むマルチキャリアを用いた無線通信システムにおいて、アップリンク信号伝送はＳＣ―ＦＤＭＡ方式を採択している。すなわち、アップリンク伝送において、ＰＡＰＲなどの問題を解決するために伝送信号にＤＦＴを行うことによって、シングルキャリア伝送と類似した特性を得ることができる。

したがって、第三に、周波数ホッピングパターンにおいては、このようなアップリンク伝送のためのシングルキャリア特性が保障されなければならない。このために、伝送されるアップリンク信号は、連続した周波数領域に配置されることが望ましい。

一方、特定ＵＥのアップリンク伝送は、基地局の周波数選択的スケジューリングによって特定周波数領域を通して行われ、周波数ホッピングを用いるＵＥのアップリンク伝送は、このような周波数選択的スケジューリングにしたがうＵＥの信号と衝突しないように設定されることが望ましい。したがって、周波数ホッピングパターンは、周波数選択的スケジューリングを考慮して設定しなければならない。

従って、本発明は、周波数ホッピングパターンを効率的に設定するための方法、及びこれを用いてアップリンク信号を伝送するための方法に向けられ、これは、関連する技術の制限、及び不都合に起因する１つ以上の問題を実質的に取り除く。

本発明の目的は、上述したような要件を満足させる周波数ホッピングパターンを規定し、これを用いて効率的にアップリンク信号を伝送する方法を提供することである。

本発明の一実施形態では、所定大きさの時間領域伝送単位でアップリンク信号を伝送する方法であって、前記アップリンク信号を所定周波数ホッピングパターンによって特定リソースブロックインデックスにマッピングし、前記アップリンク信号を前記マッピングされたリソースブロックインデックスに対応するリソースブロックを通して伝送することを含み、前記所定周波数ホッピングパターンは、前記アップリンク信号伝送のためのシステム帯域を一つ以上のサブバンドに分割し、前記一つ以上のサブバンドにわたって行われるサブバンドホッピングを含むように規定され、前記サブバンドホッピングは、前記特定時間領域伝送単位で前記アップリンク信号伝送に用いられるリソースブロックインデックスが、所定基準インデックスを前記周波数ホッピングが適用可能なリソースブロック領域範囲内で前記一つのサブバンドに含まれたリソースブロック個数の特定整数倍だけ循環的にシフトさせたインデックスになるように規定するアップリンク信号伝送方法を提案する。

このとき、前記サブバンドホッピングは、セル内の全てのユーザ機器（ＵＥ）のアップリンク信号伝送に対して同一に適用されることが望ましい。

また、前記所定基準インデックスは、前記特定時間領域伝送単位に先行する時間領域伝送単位で前記アップリンク信号伝送に用いられるリソースブロックインデックス又は基地局からスケジューリングされたリソースブロックインデックスである。

このとき、前記特定整数倍に対応する整数値は、セル固有乱数値（Ｃｅｌｌ―ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒａｎｄｏｍ ｖａｌｕｅ）として生成された値であって、具体的に、前記セル固有乱数値は、セル固有情報を初期値として用いるｍシーケンス生成器によって与えられる。また、前記特定整数倍は、前記ｍシーケンス生成器のシフトレジスタの状態値に対し、前記サブバンドの個数から１を減算した整数でモジュラ演算を行い、前記モジュラ演算値に１を加算することを含む演算を通して与えられることが望ましい。

さらに、一つのユーザ機器（ＵＥ）のアップリンク信号伝送に用いられるリソースブロックは、同一のサブバンドに位置するように設定することが望ましい。

また、前記周波数ホッピング適用可否に対するアップリンクスケジューリング承認情報を受信することをさらに含むことができる。また、前記所定大きさの時間領域伝送単位は、スロット又はサブフレームであって、前記所定周波数領域ホッピングパターンによる周波数領域ホッピングは、ＨＡＲＱプロセスが動作するインターレース単位で適用される。

さらに、前記所定周波数ホッピングパターンは、一つのサブバンド内の各リソースブロックがサブバンドの中心を基準にして互いに反対に配置されるミラーリング（ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ）をさらに含むように規定される。

すなわち、本発明の一実施形態では、所定大きさの時間領域伝送単位でアップリンク信号を伝送する方法において、前記アップリンク信号を所定周波数ホッピングパターンによって特定リソースブロックインデックスにマッピングし、前記アップリンク信号を前記マッピングされたリソースブロックインデックスに対応するリソースブロックを通して伝送することを含み、前記所定周波数ホッピングパターンは、前記アップリンク信号伝送のためのシステム帯域を一つ以上のサブバンドに分割し、前記一つ以上のサブバンドにわたって行われるサブバンドホッピング及び一つのサブバンド内の各リソースブロックがサブバンドの中心を基準にして互いに反対に配置されるミラーリングの組み合わせによって規定され、前記サブバンドホッピングは、前記特定時間領域伝送単位で前記アップリンク信号伝送に用いられるリソースブロックインデックスが、所定基準インデックスを前記周波数ホッピングが適用可能なリソースブロック領域範囲内で前記一つのサブバンドに含まれたリソースブロック個数の特定整数倍だけ循環的にシフトさせたインデックスになるように規定するアップリンク信号伝送方法を提供する。

上述したような周波数ホッピングパターン及びこれを用いたアップリンク信号伝送方法を用いることによって、周波数ダイバーシティ及び干渉ランダム化が保障されるように容易に周波数ホッピングパターンを規定することができる。

また、一つのＵＥのアップリンク伝送が一つのサブバンド内で行われるように設定される限り、アップリンク伝送のシングルキャリア特性が維持される。

さらに、スケジューリングＲＢインデックス、サブバンドホッピング及びミラーリングなどのインデックス関係の設定によって、周波数ホッピングはスケジューリングＵＥと容易に共存することができる。

本発明の一実施形態に係るミラーリング概念を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るサブバンドホッピングの概念を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るサブバンドホッピングを具体的に適用する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態によってサブバンドホッピングを行う場合、一つのＵＥのアップリンク伝送が一つのサブバンド内で行われないときに発生しうる問題を説明するための図である。 サブフレーム間ホッピング及びスロット間ホッピングの性能について説明するために、これらが組み合わされる四つの場合の性能を比較したグラフである。 本発明の一実施形態によってサブバンドベースのミラーリングの概念を説明するための図である。 本発明の一実施形態によってサブバンドホッピングとサブバンドベースのミラーリングとを組み合わせて適用する例を示した図である。 本発明の一実施形態によってＨＡＲＱプロセスにおいて各インターレースに対し行われる周波数ホッピングの概念を説明するための図である。

以下、本発明の好適な各実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下で開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのもので、本発明が実施される唯一の実施形態を示すものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を促進するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者であれば、本発明がこのような具体的な細部事項なしにも実施可能であることを理解するであろう。例えば、以下で、本発明は、一定の用語を中心にして説明するが、これら用語に限定されることはなく、他の任意の用語が同一の意味を表すこともある。

いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略され、あるいは、各構造及び装置の主機能に基づくブロック図及び／又はフローチャートの形式で示される。また、本明細書全般における同一の構成要素については、可能な限り、同一の図面符号を使用して説明する。

周波数ホッピング方式で、一つのユーザ機器（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）は、一つのデータパケットが伝送される時間領域伝送単位、例えば、送信時間間隔（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ：ＴＴＩ）内でデータパケットを伝送する周波数帯域を異なるように使用することができる。このとき、時間領域伝送単位は、システムの要求条件によってスロット又はサブフレームになる。また、一つのＵＥは、同一のデータに対するパケットの再伝送ごとにデータパケットを伝送する周波数帯域を異なるように使用することができる。このように一つのデータパケットに対して二つ以上の互いに異なる周波数帯域を使用したり、再伝送されるデータパケットに対して互いに異なる周波数帯域を使用すれば、受信端では、一つのデータパケット又は同一のデータの再伝送パケットを受信するときに周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。

以下では、上述したような周波数ホッピングパターンとして、ミラーリングとサブバンドホッピングという二つのモードを説明する。

第一に、本発明の一実施形態に係るミラーリングにおいては、全体のアップリンク信号伝送帯域にわたって時間領域伝送単位ごとにミラーリングされて伝送されることを提案する。ここで、「ミラーリング」とは、ミラーリングが行われる周波数帯域内のリソースブロックが特定の基準周波数領域を基準にして反対に配置された状態で周波数ホッピングが行われることを意味し、以下、図面を参照してより詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るミラーリング概念を説明するための図である。

図１において、横軸は時間領域を示し、縦軸は周波数領域を示す。時間領域において、一つの伝送単位は、周波数ホッピングが行われる単位によって一つのスロット又は一つのサブフレームになる。図１の例において、時間領域伝送単位は所定大きさnsを有するスロットで、伝送されるアップリンク信号は３ＧＰＰ ＬＴＥシステムの物理アップリンク共有チャンネル（ＰＵＳＣＨ）信号である。

３ＧＰＰ ＬＴＥシステムにおいて、システム帯域の両端部は、物理アップリンク制御チャンネル（ＰＵＣＣＨ）伝送用に割り当てられている。したがって、周波数ホッピングが適用されるシステム帯域は、このようにＰＵＣＣＨ信号伝送領域を除いた帯域になる。

まず、スロット０で伝送される４個のパケットデータは、スロット１でシステム帯域の中心を基準にして互いに交換され、４個のパケットデータは、再びスロット２においてシステム帯域の中心を基準にして互いに変換され、スロット３と同一の位置に伝送される。

このような方式で周波数ホッピングを規定する場合、非常に簡単に周波数ホッピングを規定できるという長所がある。また、周波数選択的スケジューリングのための各リソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ：ＲＢ）がいずれも連続的に割り当てられるという長所がある。

ただし、図１に示すようにミラーリングのみを用いる場合、干渉ランダム化効果を得ることが難しくなる。また、周波数ダイバーシティは、二つのタイプの周波数ホッピングパターンのみによって獲得される。また、周波数ホッピングを通した周波数ダイバーシティは、特定のアップリンクパケット伝送に割り当てられたＲＢによって異なるようになる。さらに、周波数選択的スケジューリング帯域上の周波数選択性は、周波数ホッピングＲＢの量によって非常に小さくすることができる。

これによって、上述したミラーリングは、相対的に小さいシステム帯域を用いる場合や、周波数ホッピングに用いられる各ＲＢが小さい場合に用いられることが望ましい。したがって、以下で説明する本発明の好適な各実施形態では、周波数ホッピングが行われるシステム帯域を一つ以上のサブバンドに分割して用いることを提案する。また、本発明の一実施形態では、このようなサブバンド概念を用いて、他の周波数ホッピングパターンとしてのサブバンドホッピングを説明する。さらに、上述したミラーリングがサブバンドを基準にして行われる概念について説明した後、サブバンドホッピングとサブバンドベースのミラーリングとを結合して用いる方法について説明する。

まず、本発明の一実施形態に係るサブバンドホッピングについて説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係るサブバンドホッピング概念を説明するための図である。

本実施形態に係るサブバンドホッピングにおいて、アップリンク信号伝送のためのシステム帯域は、一つ以上のサブバンドに分割される。すなわち、アップリンク信号伝送のためのシステム帯域がN_RB ^UL個のＲＢを含み、このシステム帯域を、一つのサブバンドにN_RB ^sb個のＲＢを含むN_sb個のサブバンドに分割すると仮定する。このようにシステム帯域を一つ以上のサブバンドに分割した後、サブバンドホッピングがサブバンド単位で行われるように設定することができる。

図２の例では、N_sb = 4、N_RB ^sb = 6 RBで、２個のＲＢが周波数ホッピングに用いられない。すなわち、本実施形態において、サブバンドホッピングは、システム帯域全体ではない周波数領域上で行われ、周波数領域はサブバンドに分割され、周波数領域は、N_RB ^FH（= N_sb * N_RB ^sb）個のＲＢを含む。ただし、図２の例は、例示的なものに過ぎず、本実施形態に係るサブバンドホッピングは、このような具体的なサブバンド構造に限定されるものでない。

本実施形態において、ＵＥは、特定スロットでアップリンク伝送に用いられるＲＢインデックスが、所定の基準インデックスをサブバンド単位で循環的にシフトさせたインデックスになるように設定する。すなわち、基準インデックスを移動させる量は、一つのサブバンドに含まれたＲＢ個数の特定整数倍になるように設定し、特定整数倍は任意の乱数に設定することができる。

具体的な実施形態において、基準インデックスを以前のスロットで用いられたインデックスに設定する場合、本実施形態に係るサブバンドホッピングパターンは、次のように表すことができる。

前記等式１において、RB(t)は、ｔ番目のスロット（又はサブフレーム）でアップリンク伝送に用いられるＲＢインデックス（N_RB ^FH RB個内で与えられたＲＢインデックス）を表す。したがって、最初のスロット（又はサブフレーム）の場合、基地局からスケジューリングされたＲＢインデックスを用いてアップリンク信号を伝送するようになる。

a(t)は、1 〜 N_sb-1の範囲内で生成されたセル固有乱数（ｃｅｌｌ―ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｒａｎｄｏｍ ｎｕｍｂｅｒ）である。ここで、特定時間でのa(t)値は、同一セル内の全てのＵＥに共通的に適用されることが望ましい。これによって、ＰＵＳＣＨ伝送において他のＵＥ間に生じる衝突を防止することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係るサブバンドホッピングを具体的に適用する方法を説明するための図である。

本実施形態に係るサブバンドホッピングは、a(t) = 1に設定して簡単に具現することもできる。図３（ａ）は、このようにa(t) = 1に設定され、伝送スロット（サブフレーム）ごとに一つのサブバンドが移動するように設定された例を示している。一方、図３（ｂ）は、a(t)がセル固有乱数として任意に設定されて適用される場合を示している。

上述したように、本実施形態において、サブバンドホッピングは、セル内の全てのＵＥのアップリンク信号伝送に共通的に適用されるので、アップリンク信号伝送のための互いに異なる各ＵＥ間の衝突を防止することができる。

一方、図２及び図３と関連して上述したようなサブバンドホッピングを適用する場合、一つのＵＥのアップリンク信号伝送は同一のサブバンドを通して行われることが望ましい。

図４は、本発明の一実施形態によってサブバンドホッピングを行う場合、一つのＵＥのアップリンク伝送が一つのサブバンド内で行われないときに発生しうる問題を説明するための図である。

図４に示すように、一つのＵＥのアップリンク信号伝送が二つのサブバンドにわたって行われる場合、サブバンドホッピングパターンによって一つのＵＥのアップリンク信号伝送が連続的でない周波数帯域を通して行われる。図４は、スロット０でＵＥ１のＰＵＳＣＨ信号が二つのサブバンドにわたって伝送される場合、サブバンドホッピングパターンによってスロット１でＵＥ１のＰＵＳＣＨ伝送が連続的でない周波数帯域を通して行われ、アップリンク伝送においてシングルキャリア特性が崩れる場合を示した図である。したがって、本実施形態では、一つのＵＥのアップリンク信号伝送が同一のサブバンドを通して行われるように設定することを提案する。

一方、前記等式１では、基準インデックスとして、以前のスロット（又はサブフレーム）で用いられたＲＢインデックスを用いる場合を仮定しているが、上述したように、基準インデックスとしては、その他の基準インデックスを用いることもできる。一例として、基準ＲＢインデックスとしては、永続的スケジューリング命令によって初期に割り当てられたＲＢインデックス又は動的スケジューリング命令によって初期伝送又は任意の再伝送に対して割り当てられたＲＢインデックスを用いることができる。このとき、a(t) * N_sbは、このようにスケジューリングされたＲＢインデックスから特定時点にアップリンク伝送に用いられるＲＢインデックスの移動を示すようになる。

上述したような本実施形態に係るサブバンドホッピングは、セル固有乱数a(t)を適用することによって干渉ランダム化を容易に達成することができる。また、N_sb個のホッピングを用いて周波数ダイバーシティ利得を獲得することができる。さらに、上述したような一つのＵＥが伝送するアップリンク信号を一つのサブバンドに割り当てることによって、アップリンク伝送におけるシングルキャリア特性を維持することができる。

上述したような周波数ホッピングを用いるために、本実施形態では、次のようなシグナリング情報を用いることを提案する。

まず、周波数ホッピングモードを特定するために、すなわち、ミラーリング又はサブバンドホッピングの適用可否を知らせるために、ブロードキャスト又は１ビットのＲＲＣシグナリング情報が受信されることが望ましい。また、アップリンクスケジューリング承認のためのシグナリング情報が受信されることが望ましい。このスケジューリング承認は、１ビットの長さを有して周波数ホッピングのオン／オフシグナリングのために用いられ、物理ダウンリンク制御チャンネル（ＰＤＣＣＨ）を通して受信される。

また、システム帯域内のサブバンドの個数N_sb及びサブバンドに含まれるＲＢの個数N_RB ^sbに対するシグナリングが受信されることが望ましい。両者のうちいずれか一つを知っている場合、他の一つも知ることができるので、N_sb及びN_RB ^sbのうちいずれか一つのシグナリングのみが行われるように設定することがより効率的である。本実施形態では、N_RB ^sbが10〜50 RBの範囲を有するように設定され、６ビットの長さを有するシグナリング情報として受信されることを提案するが、これに制限されることはない。

前記等式１において、a(t)は、ｍシーケンス生成器によって生成される。また、異なる各ＵＥ間の同期化は、ｍシーケンス生成器の状態に対するＲＲＣシグナリング又はｍシーケンス生成器の状態とシステムフレーム番号との間の関係に対するＲＲＣシグナリングを通して行われる。

一方、上述したような周波数ホッピングは、サブフレーム間ホッピング（ｉｎｔｅｒ―ｓｕｂｆｒａｍｅ ｈｏｐｐｉｎｇ）、スロット間ホッピング（ｉｎｔｅｒ―ｓｌｏｔ ｈｏｐｐｉｎｇ）又はこれらの組み合わせで行われる。

図５は、サブフレーム間ホッピング及びスロット間ホッピングの性能を説明するために、これらが組み合わせられる四つの場合の性能を比較したグラフである。

具体的に、図５は、周波数ホッピングが行われない場合、サブフレーム間周波数ホッピングのみが行われる場合、スロット間周波数ホッピングのみが行われる場合、及び両者がいずれも行われる場合に対するリンクレベルの処理率（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｒａｔｅ）を示している。

図５に示した結果を見れば、サブフレーム間ホッピングは低いＳＮＲ領域で相対的に高い処理率を示し、サブフレーム間ホッピング及びスロット間ホッピングの組み合わせは高いＳＮＲ領域で相対的に高い処理率を示している。

したがって、本発明の好適な一実施形態では、サブフレーム間ホッピングモードを基本的なホッピングモードとし、スロット間ホッピングを半静的（ｓｅｍｉ―ｓｔａｔｉｃ）にオン／オフにして用いることを提案する。

一方、本発明の一実施形態では、上述したようなサブバンドホッピングに、サブバンドベースのミラーリングを追加的に適用する方式を提案する。すなわち、本実施形態では、セル固有循環シフトによってホッピングパターンにセル固有ミラーリングを追加し、各サブバンド内の各ＲＢに対するセル固有ミラーリングを定義して周波数ホッピングを行うことを提案する。

図６は、本発明の一実施形態によってサブバンドベースのミラーリングの概念を説明するための図である。

具体的に、図６（ａ）は、一つのサブバンドが６個のＲＢを含むと仮定した上で、サブバンドベースのミラーリングが行われる場合とサブバンドベースのミラーリングが行われない場合を示している。すなわち、図６（ａ）において、各ＲＢ内の数がＲＢインデックスであると仮定すれば、サブバンド内でミラーリングが行われる場合、サブバンド内のＲＢで、中心周波数を基準にして逆順にＲＢインデックスが配置されると考えることができる。一方、図６（ｂ）は、特定サブバンド内に多重化された互いに異なるＵＥの伝送パケットが、次の伝送時間単位でミラーリングされる場合とミラーリングされない場合を示している。

本実施形態では、前記サブバンド単位のセル固有循環シフト方式のホッピングと各サブバンド内でのセル固有ミラーリングのオン／オフとを組み合わせ、周波数ダイバーシティ利得とセル間干渉ランダム化を向上させる方式を提案する。より特徴的に、本実施形態では、周波数ホッピングパターンを単純化するために、セル固有ミラーリングのオン／オフパターンが特定セルの特定ＴＴＩの全てのサブバンドに同一に適用される方式を提案する。

図７は、本発明の一実施形態によってサブバンドホッピングとサブバンドベースのミラーリングとを組み合わせて適用する例を示した図である。

図７の例において、ＰＵＳＣＨ伝送帯域は、４個のサブバンドに区分される。ミラーリングパターンは、任意の伝送スロット（又はサブフレーム）で以前の伝送スロット（又はサブフレーム）に対して以前のサブバンドに対するミラーリングを適用するかどうかを表す。また、サブバンドホッピングパターンは、任意の伝送スロット（又はサブフレーム）で以前の伝送スロット（又はサブフレーム）に対していくつのサブフレームだけの循環シフトを適用するかを表す。ただし、サブバンドホッピングは、上述したように、以前のスロット（又はサブフレーム）でない、初期伝送又は任意の再伝送に対してスケジューリングを通して割り当てられたＲＢインデックスを基準にして循環シフトさせるＲＢインデックスを規定する方式で用いられる。

以下では、説明の便宜のために、このように基準インデックスを基準にしてサブバンドホッピングによって循環シフトさせるインデックスの量（a(t) * N_RB ^sb）をｍと表し、サブバンドの個数N_sbをＭと表す。

以下では、このような仮定下で、ｍ値シーケンスとミラーリングオン／オフシーケンスを具体的に規定する方法について説明する。

まず、上述したｍ値シーケンスとミラーリングオン／オフシーケンスを別途に定義する方法について説明する。

本実施形態では、各セル内のＵＥと基地局との間にセル固有ｍ値シーケンス生成方法とセル固有ミラーリングオン／オフシーケンス生成方法を別個に定義した後、ＵＥと基地局がこれら二つのシーケンスの組み合わせで周波数ホッピング送受信を行うことを提案する。より具体的な例として、二つのシーケンスは、異なる最大長のシーケンス（ｍａｘｉｍｕｍ ｌｅｎｇｔｈ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を用いて生成することができる。

例えば、全体がｍ個のサブバンドに対する循環シフトパターンは、特定長さのｍシーケンス生成器のクロックを伝送時点ごとに増加させながら、ｍシーケンス生成器のシフトレジスタ状態値ａに次のような演算を行うことによって得ることができる。

等式２
0 ≦ m ≦ M - 1と定義する場合、m = a mod M

ただし、前記等式２によって生成されるｍ値が０になる場合、すなわち、以前のＲＢインデックス（又は基準ＲＢインデックス）と同一のインデックスが用いられる場合が含まれる。本発明の一実施形態では、特定時点でアップリンク信号伝送に用いられるＲＢインデックスが以前の伝送で用いられたＲＢインデックス（又は基準ＲＢインデックス）と同一になる場合を防止するために、次のような演算を用いることを提案する。

等式３
1 ≦ m ≦ M - 1と定義する場合、m = (a mod (M-1)) + 1

すなわち、ｍシーケンス生成器のシフトレジスタの状態値ａに対し、サブバンドの個数Ｍから１を減算した整数でモジュラ演算を行い、このモジュラ演算値に１を加算する演算を行ってm=0にならないように設定することができ、本実施形態では、このような演算自体又はこれを含む演算を通してｍ値を規定することを提案する。

一方、互いに異なる各セルのｍ値パターンは、ｍシーケンス生成器の位相オフセットをセルごとに異なるように与えることによって得ることができる。

これと同様に、ミラーリングオン／オフパターンは、独立的なｍシーケンスに対して０値と１値をそれぞれオン／オフ又はオフ／オンにマッピングして定義することができる。また、セル固有サブバンドの循環シフトパターンの生成に使用するシフトレジスタ状態値のうち一つのビットをミラーリングオン／オフパターンとして使用し、独立的な二つのランダムシーケンスを生成する負担を減少させることができる。

このとき、上述した実施形態と同様に、ｍ値が以前の伝送に対する循環シフト量でない基準伝送に対する循環シフト量を表す場合、連続した伝送に対して同一のサブバンドを利用しないために、ｍ値は、以前の循環シフト量と同一の循環シフト量と見なされないように伝送ごとに変化させなければならない。すなわち、例えば、０からＭ−１サブバンドまでＭ個の可能な循環シフト量が存在するとき、伝送時点ごとに、例えば、１からＭ−１までのＭ−１個のｍ値を発生させ、このように発生したｍ値は、Ｍ個の循環シフト量のうち以前の伝送時点に発生したｍ値にマッピングされた循環シフト量を除いたＭ−１個の循環シフト量にマッピングする方式を提案する。

これと類似した方式で、ｍ値として、例えば、０からＭ−１までのＭ個の値のうち一つを発生させ、以前の伝送に発生したｍ値と同一のｍ値が発生した場合、その値に特定整数b (b≠0, |b| < M)を加算し、Ｍを用いてモジュラ演算を行い、以前に発生したｍ値と異なる値を得ることもできる。

次に、上述したｍ値シーケンスとミラーリングオン／オフシーケンスとの組み合わせパターンを定義する方法について説明する。

可能なｍ値がＭ−１個であるとしたとき、可能なｍ値とミラーリングオン／オフとの組み合わせの総個数は(M-1)*2個になる。したがって、可能な(M-1)*2個の組み合わせをそれぞれ０から(M-1)*2-1までの値に予めマッピングした後、０から(M-1)*2-1までの値からなるセル固有乱数シーケンスを発生させる方式でセル固有周波数ホッピングパターンを適用することができる。

このときも、０から(M-1)*2-1までの乱数シーケンスは、ｍシーケンス（最大長シーケンス）を用いて生成することができる。すなわち、乱数シーケンスは、特定長さのｍシーケンス生成器のクロックを伝送時点ごとに増加させながら、ｍシーケンス生成器の循環シフト状態値ａに次のような演算を行うことによって得ることができる。

等式４
0 ≦ m ≦ M-1と定義する場合、m = (a mod (M*2))
1 ≦ m ≦ M-1と定義する場合、m = (a mod ((M-1)x2))

このとき、互いに異なる各セルのパターンは、ｍシーケンス生成器の位相オフセットをセルごとに異なるように与えることによって得ることができる。

この場合、(M-1)*2個のｍ値は、同一のサブバンド循環シフト量内でそれぞれミラーリングオンとミラーリングオフにマッピングされるＭ−１個の対に分けられる。ここで、循環シフトが以前の伝送ＲＢインデックスでない基準ＲＢインデックスに対して定義される場合、連続した伝送において同一のサブバンドを通して信号が伝送されることを防止するためには、上述した実施形態で提案した方式と同一の方式で、Ｍ−１個の可能なｍ値の対は、以前の循環シフト量と同一の循環シフト量と見なされないように伝送ごとに変化しなければならない。すなわち、例えば、０からＭ−１サブバンドまでのＭ個の可能な循環シフト量が存在するとき、伝送時点ごとに発生したｍ値が、Ｍ個の循環シフト量のうち以前の伝送時点に発生したｍ値にマッピングされた循環シフト量を除いたＭ−１個の循環シフト量にマッピングされるようにｍ値の対をサブバンド循環シフト量にマッピングする方式を提案する。

これと類似した方式で、ｍ値として、例えば、０から２Ｍ−１までの２Ｍ個の値のうち一つを発生させ、以前の伝送に発生したｍ値と同一の循環シフトにマッピングされるｍ値が発生した場合、その循環シフト値に特定整数b (b≠0, |b| < M)を加算し、Ｍを用いてモジュロ演算を行い、以前に発生したｍ値と異なる値を得ることもできる。

さらに、０シフト、すなわち、ｍ値が０である場合も、ミラーリングがオンであれば、連続する伝送が互いに異なる周波数帯域を通して行われるので、最小限の周波数ダイバーシティと干渉ランダム化を得ることができる。したがって、ｍ値が０〜Ｍ−１で、ミラーリングオン／オフを通して得る2*M個の組み合わせパターンのうち、ｍ＝０で、ｍｉｒｒｏｒｉｎｇ＝ｏｆｆである場合のみを除いた2*M-1個の組み合わせパターンを2*M-1個の数（例えば、0、1、…、2M-2）にマッピングした後、これら数内の乱数シーケンスを発生させる方式でセル固有周波数ホッピングパターンを適用することができる。

また、データ伝送帯域をＭ個のサブバンドに分けるとき、データ伝送帯域のＲＢ個数がＭ値で正確に割れない場合、サブバンド内のＲＢ個数は、互いに異なるサブバンドにおいて異なるようになる。ＳＣ―ＦＤＭＡシステムでサブバンド単位で周波数ホッピングを定義する理由は、一つのＵＥの一つの時点でのパケット伝送が連続した各サブキャリアを通して行われるようにすることによって低いＰＡＰＲ特性を維持するためである。したがって、互いに異なる各サブバンドの帯域幅又はＲＢ個数が異なり、最小帯域幅のサブバンドのＲＢ個数をＲＢ'と定義する場合、サブバンドを用いた周波数ホッピング方式が適用されるパケット伝送については、常にＲＢ'以下のＲＢのみを割り当てるように制限することが望ましい。

一方、上述したような周波数ホッピングパターンは、ＨＡＲＱプロセスが動作するインターレース別に適用されたり、又は、各インターレース内でスロット単位で適用される。

特に、同期式ＨＡＲＱが適用されるシステムで、任意のＵＥの同一パケットに対する再伝送が、固定されたスロット間隔で行われるので、ホッピングパターンシーケンスは、ＨＡＲＱプロセスが動作するインターレース別に動作することが望ましい。

図８は、本発明の一実施形態によって周波数ホッピングがＨＡＲＱプロセスのためのインターレース別に行われる概念を説明するための図である。

具体的に、図８（ａ）は、システムに４個のＨＡＲＱプロセスが定義され、周波数ホッピングがサブフレーム（又はパケット）単位で適用される場合の例を示している。このとき、ホッピングパターンシーケンスは各ＨＡＲＱプロセス別に動作する。また、図８（ｂ）は、一つのパケットが周波数ホッピングのために二つのスロットに分けられる例であり、このとき、ホッピングパターンシーケンスは、各ＨＡＲＱプロセス別にスロット単位で動作する。

より詳細には、任意のセルの周波数ホッピングシーケンスa(n)は、次のように定義することができる。

等式５
a(n) = m(n) modulo N

前記等式５において、m(n)は、任意の０以上の整数を発生させる生成器を用いた出力値である。特に、この生成器はｍシーケンス生成器である。さらに、セルごとに異なる周波数ホッピングシーケンスを得るために、互いに異なるセルは、ｍシーケンス生成器を構成するシフトレジスタの最初値（又は位相）を異なるように有することができる。

本発明の思想及び本質的特性から逸脱することなく、本発明をその他特定の形式において具現化できることは、当業者には明白である。このため、上記の実施例は、あらゆる点において、実例として、ただし制限はされないものとして考慮されるべきである。本発明の範囲は、請求項の道理的な解釈により決定されるべきであり、本発明の同等な範囲から生じる全ての変更は、本発明の範囲に包含される。

上述したような本発明の各実施形態は、３ＧＰＰ ＬＴＥシステムのみならず、周波数ホッピングを通してダイバーシティ利得を試みる多様な無線通信システムに同一の原理によって適用される。

Claims (3)

1. 
2. 前記ランダム整数値a(t)は、セル内の全ユーザ機器のアップリンク信号伝送に等しく適用される、請求項１に記載のアップリンク信号伝送方法。
3. 

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