JP5480989B2 - シーケンス生成方法及びそのための装置 - Google Patents

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Description

本発明は、無線通信システムに係り、特に、無線通信システムにおいてシーケンスを送受信する方法及びそのための装置に関するものである。
図1には、無線通信システムを例示する。図1を参照すると、無線通信システム100は、複数の基地局110及び複数の端末120を含む。無線通信システム100は、同種ネットワーク(homogeneous network)または異種ネットワーク(heterogeneous network)を含むことができる。ここで、異種ネットワークとは、マクロセル、フェムトセル、ピコセル、中継器などのような互いに異なるネットワークエンティティが相互共存するネットワークのことを指す。基地局は、一般に、端末と通信する固定局であり、各基地局110a、110b及び110cは、特定の地理的領域102a、102b及び102cにサービスを提供する。システム性能を改善するために、特定の地理的領域は複数のより小さい領域104a、104b及び104cに区画されることができる。それぞれのより小さい領域は、セル、セクターまたはセグメントと呼ぶことができる。IEEE 802.16システムの場合、セル識別子(Cell Identifier;IDCell)は全体システムを基準に与えられる。一方、セクターまたはセグメント識別子(Sector or Segment Identifier)は、それぞれの基地局がサービスを提供する特定領域を基準に与えられ、0乃至2の値を有する。端末120は、主に、無線通信システムに分布し、固定または移動することができる。各端末は、任意の瞬間にアップリンク及びダウンリンクを通じて一つ以上の基地局と通信することができる。基地局と端末は、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、TDMA(Time Division Multiple Access)、CDMA(Code Division Multiple Access)、SC−FDMA(Single Carrier−FDMA)、MC−FDMA(Multi Carrier−FDMA)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)またはこれらの組み合わせを用いて通信を行うことができる。本明細書で、アップリンクは端末から基地局への通信リンクを指し、ダウンリンクは基地局から端末への通信リンクを指す。
図2は、IEEE 802.16eシステムのダウンリンクサブフレーム構造を示す図である。同図のたサブフレーム構造は、TDD(Time Division Duplex)モードのための構造である。
図2を参照すると、ダウンリンクサブフレーム構造は、複数のOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)シンボルで構成される。ダウンリンクサブフレーム構造は、構造的に、プリアンブル、FCH(Frame Control Header)、DL−MAP(DownLink−MAP)、UL−MAP(UpLink−MAP)及びDL−バースト(Burst)からなる。プリアンブルは、最初のOFDMシンボルで構成され、ダウンリンクフレームごとに先行する。プリアンブルは、時間及び周波数同期、セル探索及びチャネル推定などのために用いられる。
図3は、IEEE 802.16eシステムにおいて、1024 FFTモード(10MHz bandwidth)でプリアンブルがマッピングされる副搬送波を示す図である。
図3を参照すると、与えられた帯域幅において両側の一部領域は保護帯域として用いられるので、この保護帯域以外の残り領域にプリアンブルがマッピングされる。保護帯域以外の残り周波数領域は、3セクターを考慮して3個の領域に区分する。プリアンブルは、3個の副搬送波間隔で挿入され、それ以外の区間には0が挿入される。第0のセグメントのプリアンブルは、周波数インデックス0,3,6,9,…,843,846,849の副搬送波に挿入される。参考として、第1のセグメントのプリアンブルは、周波数インデックス1,4,7,10,…,844,847,850の副搬送波に挿入され、第2のセグメントのプリアンブルは、周波数インデックス2,5,8,11,…,845,848,851の副搬送波に挿入される。
IEEE 802.16eシステムにおいて、プリアンブルに用いられるシーケンスは、周波数領域に挿入される2進コードで構成される。これはRuncom社で提案した方式であり、2進コードで構成可能なシーケンスの種類のうち、相関関係特性をある程度維持しながら、時間領域への変換時にPAPR(Peak−to−Average Power Ratio)が低いものが、コンピュータ探索から見出された。表1は、プリアンブルシーケンスの一部を表すものである。
表1を参照すると、プリアンブルに用いられるシーケンスは、セグメント番号とIDcellパラメータ値によって決定される。各シーケンスは、昇順で2進信号に変換された後、BPSK(Binary Phase Shift Keying)変調によって副搬送波にマッピングされる。すなわち、16進数の数列は、2進数の数列(W)に変換された後、MSB(Most Significant Bit)からLSB(Least Significant Bit)の順にBPSKによって変調される(0⇒+1;1⇒−1)。具体的に、インデックスが0である16進数シーケンスは、W[110000010010…]に変換された後、[−1−1+1+1+1+1+1−1+1+1−1+1…]に変調される。
図2及び図3は、シーケンスを信号伝送に使用する一例で、無線通信システムは、プリアンブルの他にも、様々なチャネル及び信号伝送にシーケンスを使用する。例えば、無線通信システムにおいて、シーケンスは、同期チャネル、ミッドアンブル、基準信号、制御チャネル、スクランブリングコード、多重化などに多様に使用される。一方、無線通信システムで使用されるシーケンスは、一般に、下記の特性を満たすと好ましい。
− 優れた検出性能を提供するための優れた相関(correlation)特性
− 電力増幅器(Power amplifier)の効率を極大化するための低いCM(Cubic Metric)またはPAPR(Peak−to−Average Power to Ratio)
− 多量の情報伝送またはセル−プランニング(cell−planning)を容易にするために多数のシーケンスを生成
− シーケンスを保存するためのメモリーサイズ(memory size)の減少
− 受信端でのシーケンス利用時に低い複雑度(low complexity)を提供
特に、受信端での複雑度の問題は、端末のバッテリー寿命と直結するから非常に重要であり、よって、複雑度をより減少させ、メモリーサイズをより減らしうるシーケンス生成方法が要求される。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、無線通信システムにおいてシーケンスを生成する方法及びそのための装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、優れた相関特性及び低いPAPRまたはCMを有するシーケンスの生成方法及びそのための装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、可用の個数を最大化できるシーケンスの生成方法及びそのための装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、保存に必要なメモリーが小さく、受信端で低い複雑度で検出または推定できるシーケンスの生成方法及びそのための装置を提供することにある。
本発明で達成しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していない別の技術的課題は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解できるであろう。
本発明の一様相は、無線通信システムで送信機がシーケンスを伝送する方法であって、第1シーケンスに複素共役演算(complex conjugate operation)及び逆演算(reverse operation)のうち少なくとも一つを行って第2シーケンスを生成する段階と、前記第2シーケンスをOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)シンボル内の複数の副搬送波にマッピングする段階と、前記OFDMAシンボルを受信機に伝送する段階と、を含むシーケンス伝送方法を提供する。
前記方法は、前記第1シーケンスをシーケンスタイプによって複素シーケンスに変調する段階をさらに含むことができる。
好適には、前記第1シーケンスは、前記送信機に保存されたシーケンスセットに属する少なくとも一つのシーケンスである。
好適には、前記第1シーケンスは、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)タイプシーケンスである。
ここで、前記第2シーケンスは、同期チャネルを通じて伝送されることもでき、レンジングチャネルを通じて伝送されることもできる。
好適には、前記第1シーケンスは、下記の表11乃至表13を構成するシーケンスのうちの少なくとも一つである。
本発明の他の様相は、無線通信システムでシーケンスを伝送するように構成された送信機であって、第1シーケンスに複素共役演算及び逆演算のうち少なくとも一つを行って第2シーケンスを生成するように構成された第2シーケンス生成器と、前記第2シーケンスをOFDMAシンボル内の複数の副搬送波にマッピングするように構成された副搬送波マッピングモジュールと、前記OFDMAシンボルをアップリンクで伝送するように構成された無線周波数(Radio Frequency;RF)モジュールと、を含む送信機を提供する。
前記送信機は、前記第1シーケンスをシーケンスタイプによって複素シーケンスに変調するように構成されたコンステレーションマッピング(constellation mapping)モジュールをさらに含むことができる。
本発明のさらに他の様相は、無線通信システムで送信機がシーケンスを伝送する方法であって、第1シーケンスをシーケンスタイプによって複素シーケンスに変調する段階と、前記複素シーケンスをOFDMAシンボル内の複数の副搬送波にマッピングする段階と、前記OFDMAシンボルを受信機に伝送する段階と、を含み、前記第1シーケンスは、下記の表11乃至表13を構成するシーケンスのうちの少なくとも一つであるシーケンス伝送方法を提供する。
好適には、前記第1シーケンスはQPSKタイプである。この場合、前記第1シーケンスのW (p)は、下記の数学式によってQPSKシンボルであるw2i (p)及びw2i+1 (p)に変調することができる:
ここで、
であり、iは、0乃至107の整数を表す。
ここで、前記第1シーケンスはFFTサイズによって循環的に拡張されることができる。
好適には、前記第1シーケンスはダウンリンク同期のためのSA−プリアンブル(Second Advanced Preamble)である。この場合、前記SA−プリアンブルは、下記の数学式によって副搬送波にマッピングされることができる:
ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットインデックスとして0、1または2の値を有し、セグメントIDを表し、NSAPは、SA−プリアンブルの長さを表し、kは、0乃至NSAP−1の整数を表す。
ここで、前記第1シーケンスは、下記の数学式によってセル識別子(IDcell)に関する情報を指示することができる:
IDcell = 256×n + Idx
ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットインデックスとして0、1または2の値を有し、セグメントIDを表し、Idxは、0乃至255の整数を表す。
ここで、前記方法は、複素共役演算及び逆演算のうち少なくとも一つを前記第1シーケンスに適用する段階をさらに含むことができる。
ここで、前記第1シーケンスに、下記の表に記載されたブロックカバーシーケンスのうちのいずれか一つがサブブロック単位で適用されることができる。下記の表で2進シーケンス{0,1}に変換されたブロックカバーシーケンスは、{+1,−1}としてマッピングされる。
ここで、前記第1シーケンスの送信電力は、下記の表に記載されたブースティングレベルのうちのいずれか一つを用いてブースティングされることができる。
ここで、前記第1シーケンスは、多重アンテナを通じて伝送されることができる。この場合、前記第1シーケンスは、前記多重アンテナに対してブロック単位でインタリーブ(interleaved)されることができる。
本発明のさらに他の様相は、無線通信システムでシーケンスを伝送するように構成された送信機であって、下記の表11乃至表13を構成するシーケンスのうち少なくとも一部を保存するメモリーと、前記メモリーから選択された第1シーケンスをシーケンスタイプによって複素シーケンスに変調するコンステレーションマッピングモジュールと、前記複素シーケンスをOFDMAシンボル内の複数の副搬送波にマッピングするように構成された副搬送波マッピングモジュールと、前記OFDMAシンボルを受信機に伝送するように構成された無線周波数(RF)モジュールと、を含む送信機を提供する。
本発明のさらに他の様相は、無線通信システムで受信機がシーケンスを検出する方法であって、OFDMAシンボル内の複数の副搬送波にマッピングされたシーケンスを送信機から受信する段階と、前記シーケンスに対して第1シーケンスを用いて相関演算(correlation operation)を行う段階と、相関演算値に基づいて前記受信されたシーケンスを確認する段階と、を含み、前記第1シーケンスは、下記の表11乃至表13を構成するシーケンスのうちのいずれか一つであるシーケンス検出方法を提供する。
ここで、前記受信されたシーケンスに対して相関演算を行う段階は、前記受信されたシーケンスの実数部及び虚数部と前記少なくとも一つの第1シーケンスの実数部及び虚数部間の組み合わせに対して予備相関演算を行うことを含むことができる。この場合、前記受信されたシーケンスに対する前記少なくとも一つの第1シーケンス及びその複素共役シーケンスに対する相関値は、複数の予備相関値を組み合わせて得られることができる。
好適には、前記シーケンスはダウンリンク同期のためのSA−プリアンブルでありうる。この場合、前記SA−プリアンブルは、下記の数学式によって副搬送波にマッピングされることができる:
ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットインデックスとして0、1または2の値を有し、セグメントIDを表し、NSAPは、SA−プリアンブルの長さを表し、kは、0乃至NSAP−1の整数を表す。
ここで、前記方法は、前記受信されたシーケンスから、自身の位置しているセルの識別子を獲得する段階をさらに含むことができる。
本発明のさらに他の様相は、無線通信システムでシーケンスを検出するように構成された受信機であって、OFDMAシンボル内の複数の副搬送波にマッピングされたシーケンスを送信機から受信するように構成された無線周波数(RF)モジュールと、下記の表11乃至表13を構成するシーケンスのうち少なくとも一部を保存するメモリーと、前記メモリーに保存された少なくとも一つの第1シーケンスを用いて前記受信されたシーケンスに対して相関演算を行うように構成され、相関値に基づいて前記受信されたシーケンスを検出するように構成されたプロセッサーと、を含む受信機を提供する。
ここで、前記プロセッサーは、前記受信されたシーケンスの実数部及び虚数部と前記少なくとも一つの第1シーケンスの実数部及び虚数部間の組み合わせに対して予備相関演算を行い、複数の予備相関値を用いて前記受信されたシーケンスに対する前記少なくとも一つの第1シーケンス及びその複素共役シーケンスに対する相関値を計算するように構成されることができる。
ここで、前記プロセッサーは、前記受信されたシーケンスから、セル識別子に関する情報を得るように構成されることができる。
ここで、受信機は、シーケンスの実数部を臨時に保存するためのバッファー及び前記シーケンスの虚数部を臨時に保存するためのバッファーをさらに含むことができる。
ここで、受信機は、前記受信されたシーケンスの実数部を臨時に保存する第1バッファー、前記受信されたシーケンスの虚数部を臨時に保存する第2バッファー、前記少なくとも一つの第1シーケンスに対する実数部を臨時に保存する第3バッファー、及び前記少なくとも一つの第1シーケンスに対する虚数部を臨時に保存する第4バッファーをさらに含むことができる。
本発明の実施例によれば、次のような効果が得られる。
第一に、各種のチャネル、信号などに使用されるシーケンスを提供することができる。
第二に、相関特性に優れているとともに、PAPRまたはCMが低いシーケンスを提供することができる。
第三に、シーケンスの可用の個数を最大化することができる。
第四に、シーケンス保存に必要なメモリーを減らすことができ、受信端は、低い複雑度でシーケンスを検出または推定することができる。
本発明から得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない別の効果は、下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明らかになるであろう。
本発明の理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明の実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的思想を説明する。
無線通信システムを例示する図である。 IEEE 802.16eシステムのダウンリンクサブフレーム構造を示す図である。 IEEE 802.16eシステムにおいて1024 FFTモード(10MHz bandwidth)でプリアンブルのマッピングされる副搬送波を示す図である。 本発明の一実施例によってPAPR(またはCM)が低く、基本特性(例えば、自己/相互相関、ディファレンシャル(differential)自己/相互相関)に優れたシーケンスを生成するフローチャートを示す図である。 本発明の一実施例によって送信端で複素共役演算を用いてシーケンスを拡張するように構成されたブロック図である。 本発明の一実施例によって受信端でシーケンスを検出するように構成されたブロック図である。 本発明の一実施例によって生成したシーケンスの特性を示す図である。 本発明の一実施例によって生成したシーケンスの特性を示す図である。 本発明の一実施例によって生成したシーケンスの特性を示す図である。 本発明の一実施例によって生成したシーケンスの特性を示す図である。 本発明の一実施例によって生成したシーケンスの特性を示す図である。 IEEE 802.16mシステムの無線フレーム構造を示す図である。 IEEE 802.16mシステムで同期チャネルを伝送する例を示す図である。 PA−プリアンブルがマッピングされる副搬送波を示す図である。 SA−プリアンブルを周波数領域にマッピングする例を示す図である。 512−FFTのための周波数領域におけるSA−プリアンブル構造を示す図である。 多重アンテナシステムにおけるSA−プリアンブル構造を示す図である。 多重アンテナシステムにおけるSA−プリアンブル構造を示す図である。 多重アンテナシステムにおけるSA−プリアンブル構造を示す図である。 IEEE 802.16mシステムでレンジングチャネル構造の例を示す図である。 本発明に一実施例に係る送信機及び受信機を示すブロック図である。
添付の図面を参照しつつ説明される本発明の好ましい実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易にわかるであろう。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴が適用された例である。便宜上、本発明は、IEEE 802.16システムを用いて説明するが、これは例示に過ぎず、本発明は、シーケンスを使用するいずれの無線通信システムにも適用されることができる。例えば、本発明は、3GPP(3rd Generation Partnership Project)システムに適用されることができる。
無線通信システムにおいてシーケンスが使用される例は、次の通りであるが、次の例は例示に過ぎないもので、シーケンスは様々なチャネル及び信号などに使用されることができる。
ダウンリンク同期チャネル(DL Sync channel)
− ダウンリンクに対する時間及び周波数同期を行い、セル探索(cell search)を行うためのチャネルである。このチャネルを通じて受信されたシーケンスとの相関(correlation)演算によって同期を行い、物理セル識別子(physical cell ID)を識別する。セルIDを識別しなければならないから、シーケンスの個数が多いほどセルプランニング側面では有利である。
− システムによってSS(Synchronization Signal;3GPP LTE)、プリアンブル(Preamble;IEEE 802.16e)、アドバンスドプリアンブル(Advanced Preamble;IEEE 802.16m)などとも呼ばれる。
− 受信端が端末であるから、受信端における複雑度の問題が重要である。
アップリンク同期チャネル(UL Sync channel)
− アップリンクに対する時間及び周波数同期を行い、ネットワーク登録(network registration)のための接続(access)、スケジューリング要請(scheduling request)、帯域幅要請(bandwidth request)などを行うためのチャネルである。このチャネルを通じて伝送されたシーケンスのそれぞれが一つの機会(opportunity)として認識される。基地局は、シーケンスを検出して、いかなる機会(opportunity)で端末が伝送したかがわかる。また、検出されたシーケンスから、タイミング追跡(timing tracking)や残存周波数オフセット(residual frequency offset)などを推定することができる。機会(opportunity)が多いほど衝突(collision)が減るので、シーケンス個数は多い方が有利である。また、セルプランニング側面でもシーケンス個数は多い方が有利である。
− システムによってRACH(Random Access CHannel;3GPP LTE)、レンジングチャネル(Ranging channel;IEEE 802.16e/m)などとも呼ばれる。
− 受信端における複雑度の問題がある。
ダウンリンク/アップリンク基準信号(DL/UL reference signal)
−コヒーレント変調(例、Phase Shift Keying(PSK)、Quadrature Amplitude Modulation(QAM))を用いて信号が伝送された場合、受信端は、信号の復調のために、当該信号が経験したフェーディングチャネルを推定して補償しなければならない。一般に、フェーディングチャネルの推定のために基準信号(Reference Signal;RS)を共に伝送する。また、基準信号は、自身の属するセルまたは他のセルに対するチャネル品質(channel quality)を測定するのに使用されることができる。また、基準信号は、タイミング/周波数追跡(timing/frequency tracking)に使用されることができる。また、基準信号は、スリープモード(sleep mode)から覚めた端末が同期を行うのに使用されることができる。このように、基準信号は様々な分野に使用されることができる。一般に、基準信号は、シーケンスを用いて伝送され、セルプランニング側面でシーケンス個数が多い方が有利である。
− システムによってRS(Reference Signal;3GPP LTE)、パイロット(Pilot;IEEE 802.16e/m)などとも呼ばれる。
− 受信端における複雑度の問題がある。
ダウンリンク/アップリンク制御チャネル(DL/UL control channel)
制御チャネルを通じて搬送される情報をシーケンスを用いて伝送することができる。例えば、CQI(Channel Quality Indicator)、ACK/NAK(Acknowledgement/Negative Acknowledgement)の場合、該当の情報をシーケンスに変えて伝送することができる。多い情報を伝送するにはシーケンスの個数が多い方が有利である。
− 受信端における複雑度の問題がある。
スクランブリング(Scrambling)
スクランブリングは様々な用途に使用される。例えば、スクランブリングは、ランダム化(Randomization)を提供したりPAPR(またはCM)を減少させるために使用されることができる。スクランブリングは、信号とシーケンスをエレメント対エレメント(element−by−element)で掛けることによって行うことができる。また、スクランブリングは、信号とシーケンスをエレメント対エレメントで足した後にモジューロ(modulo)演算をすることによって行うことができる。スクランブリングの適用例は、特定チャネルに限定されない。セルプランニング観点でシーケンスの個数は多い方が有利である。
− 受信端における複雑度の問題がある。
ユーザーまたはチャネルの多重化(Multiplexing for User or Channel)
− 一つのチャネルに複数のユーザーをCDM(Code Division Multiplexing)で多重化する場合にシーケンスを用いることができる。また、複数のチャネルをCDMで多重化する場合にシーケンスを用いることができる。多重化可能な容量(capability)は、シーケンスの個数と関連する。
− 受信端における複雑度の問題がある。
ミッドアンブル(Midamble)
− ミッドアンブルは、フレームのうち、共通パイロット(common pilot)として使用される一部領域である。ミッドアンブルを通じて伝送されるシーケンスは、チャネル推定、MIMO(Multiple Input Multiple Output)チャネル推定、CQI推定などの用途に使用することができる。
− 受信端における複雑度の問題がある。
以下に説明する本発明の実施例は、上記のいずれのチャネル(例えば、パイロット、制御チャネル、アップリンク同期チャネル等)にも単純適用されることができる。したがって、特に言及しない限り、説明の便宜のために、ダウンリンク同期チャネル(例えば、プリアンブル、SCH)を中心に本発明の実施例について具体的に説明する。
第1実施例:シーケンス生成
ダウンリンク同期チャネルのための好ましいシーケンス特性は、下記の通りである。
A.低いPAPR(またはCM):カバレッジ拡張のためのチャネルブースティング(boosting)のために。
B.低い複雑度:端末での相関演算量の減少を通じてバッテリー消耗を節約するために。
C.小さいメモリーサイズ:シーケンス保存に必要なメモリー量の減少のために。
D.相関特性(Correlation properties)
− 低い相互相関(cross−correlation):セルIDの検出時の誤警報(false alarm)を減少させる。チャネル推定時に隣接セル成分と区別するためである。
− 低いディファレンシャル相互相関(differential cross−correlation):ワイドバンド上にシーケンスが伝送される場合に、実際の周波数選択的フェーディング(frequency selective fading)上で検出できるノンコヒーレント検出に対する相互相関特性。
− 周波数領域における低い自己相関サイドピーク(auto−correlation side peak):整数周波数オフセット(integer frequency offset)を補正するために。
− 周波数領域における低いディファレンシャル自己相関サイドピーク:周波数領域で具現可能なようにディファレンシャル自己相関を通じて整数周波数オフセットを補正するためである。
− 時間領域における低い相互相関:時間領域における相互相関と周波数領域における相互相関は等価であるから、周波数領域における相互相関に代替可能である。
− 時間領域における低い自己相関サイドピーク:正確なシンボルタイミングのために重要である。この場合、知っているシーケンスを用いて相互相関方法でタイミング同期を行う場合には、非周期的な自己相関特性が重要である(例、3GPP系列)。一方、波形(waveform)の特性(例、反復構造)によって粗い(coarse)タイミング同期を行い、セルID検出後にCP区間内で微細(fine)タイミング同期を行う場合には、時間領域で周期的な自己相関特性が重要である(例、IEEE 802.16e/m、IEEE 802.20等)。周波数領域でフラットスペクトル(flat spectrum)を有するシーケンスの場合、時間領域における周期的な自己相関は、サイドピークがゼロ−自己相関を有する(すなわち、デルタ関数)。したがって、周波数フラット強度(frequency flat amplitude)を有するシーケンスに対してはこの特性の調査を省略しても良い。
図4は、本発明の一実施例によってPAPR(またはCM)が低く、基本特性(例、自己/相互相関、ディファレンシャル自己/相互相関)に優れたシーケンスを生成するフローチャートである。シーケンス生成段階は、三段階に大別することができる。
段階1:ランダムに生成したシーケンスの中から低いPAPRを有するシーケンスを選択する。まず、シーケンスの目的に応じて適合なシーケンス生成基準を設定する(402)。その後、長さNのシーケンスを生成するが、この場合、各エレメントは、大きさが一定であり、位相がランダムフェーズ(random phase)を有するようにする(404及び406)。ランダムフェーズは、ユニフォーム(uniform)またはガウス(Gaussian)分布を有するランダム変数(random variable)を用いて生成されることができ、この方法は当業界において公知のものである。シーケンスの伝送されるチャネルを考慮して、長さNのシーケンスを周波数領域の副搬送波にマッピングする(408)。例えば、シーケンスは、副搬送波に連続的にまたは不連続的にマッピングされることができる。具体的に、シーケンスは、2個の副搬送波間隔で挿入されたり(2xマッピング)、3個の副搬送波間隔で挿入されることができる(3xマッピング)。また、シーケンスは、小さいブロック単位で副搬送波にマッピングされることができる。また、シーケンスは、擬似ランダム(random like)マッピング方式によって副搬送波に挿入されることができる。その後、オーバーサンプリングまたはガード搬送波を考慮して、ヌル(null)副搬送波を挿入することによって長さNdftのエレメント列を生成する(410)。Ndft−ポイントIDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)によって副搬送波にマッピングされたシーケンスを、時間領域信号に変換する(412)。その後、生成された時間領域信号に対してPAPR(またはCM)を計算する(414)。計算されたPAPR値が以前の反復(iteration)のPAPR値よりも小さいと、DFT変換を用いて上述の反復(iteration)を続ける(416、418a、418b、422、424及び426)。計算されたPAPR値が以前の反復におけるPAPR値よりも大きいと、ループ(loop)から抜け出る(416、418b、420、422、424及び426)。その後、DFT(Discrete Fourier Transform)によって得たシーケンスを種類(例、BPSKタイプ、QPSKタイプ、8PSKタイプ、ポリフェーズタイプ等)に応じて量子化(quantization)を行って最終シーケンスを獲得する(428及び430)。例えば、DFTから得たシーケンスは、タイプによって下記のように両者化することができる。
ここで、BPSKタイプシーケンスとQPSKタイプシーケンスは同じ演算量を要求するが、通常、QPSKタイプシーケンス(エレメント当たり2ビット)がBPSKタイプシーケンス(エレメント当たり1ビット)に比べて2倍のメモリーを必要とする。
段階2:段階1で生成された母集団のシーケンスから、PAPR<PAPR_THRESHOLD(または、CM<CM_THRESHOLD)を満たすシーケンスセットを選択する。ここで、PAPR_THRESHOLDまたはCM_THRESHOLDは、シーケンスが使用されるチャネルで許容される最大値を意味する。
段階3:段階2で選択されたシーケンスセットから、CORR<CORR_THRESHOLDのシーケンスセットを最終的に選択する。ここで、CORR_THRESHOLDは、シーケンスが使用されるチャネルに最適化された自己/相互相関値及び/またはディファレンシャル自己/相互相関値になりうる。段階2及び3は順序を取り替えてもよい。また、段階2及び3で用いた基準に限定されず、他の基準を用いて該当するシーケンスセットをさらに選択することもできる。
第2実施例:逆演算(reverse operation)を用いたシーケンス拡張
本実施例は、時間または周波数領域シーケンスを問わずに適用可能であるが、便宜上、周波数領域シーケンスを中心に説明する。説明のために、長さNを有するM個のシーケンスがあると想定する。便宜上、m(=0,1,…,M−1)番目のシーケンスのn番目のエレメントを
と表示する。逆演算を用いて、数学式1に表示されたM個のシーケンスを、数学式2のように2×M個のシーケンスに拡張することができる。
ここで、逆演算rev(・)は、数学式3のように定義することができる。
逆演算を用いたシーケンス拡張の利点は、下記の通りである。
第一、一般に、本来の複素シーケンスが十分にランダムであれば、逆の関係にあるシーケンス及びそれらのシーケンスセットも十分にランダムである。この場合、逆の関係にあるシーケンスの特性が良好なものを選択することによって、より最適化することも可能である。
第二、本来のシーケンスとそれと逆関係にあるシーケンスは、PAPR(またはCM)特性が同一である。すなわち、本来のシーケンスのPAPR(またはCM)特性が良好であると、それと逆関係にあるシーケンスも、同一のレベルの良好なPAPR(またはCM)を有する。
第三、逆関係により拡張されたシーケンスは、メモリーを必要としない。すなわち、メモリーサイズが半分に減少することができる。
第3実施例:複素共役演算(complex conjugate operation)を用いたシーケンス拡張
本実施例は、時間または周波数領域シーケンスを問わずに適用可能であるが、便宜上、周波数領域シーケンスを中心に説明する。説明のために、長さNを有するM個のシーケンスがあると想定する。便宜上、m(=0,1,…,M−1)番目のシーケンスのn番目のエレメントを
と表示する。複素共役演算を用いて、数学式4に表示されたM個のシーケンスを、数学式5のように2×M個のシーケンスに拡張することができる。
ここで、複素共役演算(・)は、a+jbの複素信号をa−jbの複素信号に変更し、a−jbの複素信号をa+jbの複素信号に変更する。
複素共役演算を用いるシーケンス拡張の利点は、下記の通りである。
第一、通常、本来の複素シーケンスが十分にランダムであれば、複素共役関係にあるシーケンス及びそれらのシーケンスセットも十分にランダムである。この場合、複素共役関係にあるシーケンスの特性が良好なものを選択することによって、より最適化することも可能である。
第二、本来のシーケンスとそれと複素共役関係にあるシーケンスは、PAPR(またはCM)特性が同一である。すなわち、本来のシーケンスのPAPR(またはCM)特性が良いと、それと複素共役関係にあるシーケンスも、同一レベルの良好なPAPR(またはCM)を有する。
第三、本来のシーケンス及び該シーケンスと複素共役関係にあるシーケンスの相互相関は、一回の演算で同時に計算することができる。通常、M個のシーケンスに対する仮定(hypotheses)はM個であって、M回の相互相関演算が必要である。具体的に、長さNを有するM個のQPSKタイプシーケンスのM回の仮定(hypotheses)に対する相関演算量は、M×N回の複素加算を必要とする。これに対し、複素共役演算によってM個のシーケンスを2×M個のシーケンスに拡張すると、情報量は2倍となるが、演算量はM×N回の複素加算であって同一である。これについては、図6を参照して詳細に後述する。
第四、複素共役関係によって拡張されたシーケンスは、メモリーを必要としない。すなわち、メモリーサイズが半分に減少することができる。
表2は、既存のシーケンス及び本発明の一実施例によって拡張されたシーケンスにおける演算複雑度及び必要なメモリーサイズを比較したものである。送受信端で使用可能な総シーケンスの個数はM個であり、各シーケンスの長さはNであるとする。
図5は、本発明の一実施例によって送信端で複素共役演算を用いてシーケンスを拡張するように構成されたブロック図である。アップリンク伝送において送信端は端末の一部とし、ダウンリンク伝送において送信端は基地局の一部とすることができる。
図5を参照すると、第1シーケンス提供器502は、内部設定によって、第1シーケンス(以下、母シーケンス)をコンステレーションマッピング(constellation mapping)モジュール504に提供する。具現例によって、母シーケンスは、メモリーにあらかじめ保存されたシーケンスセットから選択されたり、特定パラメータを用いてシーケンス生成器で生成されることができる。コンステレーションマッピングモジュール504は、シーケンスタイプによってビットストリームを複素値として順次にマッピングさせる。シーケンスタイプは、n−PSKタイプ、n−QAMタイプ、ポリフェーズタイプなどを含むことができる(n:0以上の整数)。より具体的に、シーケンスタイプは、QPSKタイプ、8−PSKタイプ、16−QAM、64−QAM、ポリフェーズタイプなどを含むことができる。特に、QPSKタイプは、演算量がBPSKタイプと同一であるから、より好ましい。一具現例として、母シーケンスが16進数形態のQPSKタイプのシーケンスである場合、コンステレーションマッピングモジュール504は、16進数シーケンスであるW (p)を、2個のQPSKシンボルであるw2i (p)及びw2i+1 (p)にマッピングすることができる。数学式6は、W (p)を2個のQPSKシンボルにマッピングする例を表す。
ここで、
である。この式により、2進数00、01、10及び11はそれぞれ、1、j、−1及び−jに変換される。
コンステレーションマッピングモジュール504は、複素値に変調された母シーケンスを第2シーケンス生成器506及び/または副搬送波マッパー508に提供する。母シーケンスそのものが伝送されるべき場合は、コンステレーションマッピングモジュール504は、複素値に変調された母シーケンスを副搬送波マッパー508に提供することができる。一方、母シーケンスから拡張された第2シーケンス(以下、拡張シーケンス)が伝送されるべき場合、コンステレーションマッピングモジュール504は、複素値に変調された母シーケンスを第2シーケンス生成器506に提供することができる。また、コンステレーションマッピングモジュール504は、母シーケンスを伝送するか否かによらず、QPSKで変調された母シーケンスを第2シーケンス生成器506に提供することもできる。すなわち、母シーケンスと拡張シーケンスの両方が生成された状態で、受信端に伝送するシーケンスを選択することもできる。
第2シーケンス生成器506は、複素値に変調された母シーケンスに対して複素共役演算及び/または逆演算を行って拡張シーケンスを生成することができる。もし、拡張シーケンスを生成することが要求されないとすれば、送信端で第2シーケンス生成器506は省かれて良い。送信端で使用可能な母シーケンスの総個数をM個とすれば、送信端で使用可能な総シーケンスの個数は、複素共役演算及び逆演算によって最大4×M個と拡張される。説明のために、長さNを有するM個の母シーケンスがあるとする。便宜上、m(=0,1,…,M−1)番目のシーケンスのn番目のエレメントを
と表示する。複素共役演算及び逆演算を用いて、数学式7に表示されたM個の母シーケンスを、数学式8のように4×M個のシーケンスに拡張することができる。
ここで、複素共役演算(・)及び逆演算rev(・)は、上に定義した通りである。
副搬送波マッパー508は、変調器504から出力された複素変調値を、周波数領域内の副搬送波にマッピングする。複素変調値は、シーケンスが伝送されるチャネルを考慮して周波数領域内で連続的にまたは不連続的にマッピングされることができる。その後、IFFTモジュール510は、副搬送波にマッピングされたシーケンスを時間領域信号に変換する。以降、時間領域信号に変換されたシーケンスは、CP(Cyclic Prefix)付加、デジタル対アナログ変換、周波数アップコンバージョン、電力増幅などの過程を経て受信端に伝送される。
図6は、本発明の一実施例によって受信端でシーケンスを検出するように構成されたブロック図である。アップリンク伝送において受信端は基地局の一部とし、ダウンリンク伝送において受信端は端末の一部とすることができる。
図6を参照すると、インデックスマッパー602は受信信号を第1加算器604,606,608及び610に分配する。受信信号は、数学式9で表現することができる。
ここで、下付き文字Iは、同相(In−phase)成分を表し、下付き文字Qは、直角位相(Quadrature−phase)成分を表す。下付き文字I及びQは、以下の数学式でも同一に使用される。
第1加算器604、606、608及び610は、全体の母シーケンスから選択された各シーケンス及びその拡張シーケンスに対する相関値を計算するのに必要な予備演算を行う。それぞれの母シーケンスm及びその拡張シーケンスmは、数学式10で表現することができる。
一具現例として、それぞれの第1加算器604、606、608及び610は、数学式11を用いて相関値を計算するのに必要な予備演算を行うことができる。
ここで、dは遅延(delay)値を表し、以下の数式に同一に適用される。数学式10を参照すると、母シーケンスm及び拡張シーケンスmの相関値を計算するのに必要な予備演算は、母シーケンスmのみを用いて行うことができる。
第1加算器604、606、608及び610から出力された予備演算値は、第2加算器612、614、616及び618に入力される。第2加算器612、614、616及び618は、予備演算値を適切に組み合わせて最終相関値を計算する。具体的に、2つの第2加算器612及び616は、母シーケンスmに対する相関値の実数及び虚数を計算し、残り2つの第2加算器614及び618は、拡張シーケンスmに対する相関値の実数及び虚数を計算する。第1加算器604、606、608及び610と第2加算器612、614、616及び618との関係は、数学式12及び13で説明することができる。
数学式12は、受信信号と母シーケンスmの相互相関値を表す。
上記式の最終形態におい、各成分は、第1加算器604、606、608及び610の出力に該当し、実数部及び虚数部は、第2加算器612及び616の出力に該当する。
数学式13は、受信信号と拡張シーケンスmとの相互相関値を表す。
上記式の最終形態において、各成分は、第1加算器604、606、608及び610の出力に該当し、実数部及び虚数部は第2加算器614及び618の出力に該当する。
図6に例示したブロックは、受信信号に対してディファレンシャル相関値を求める時にも使用することができる。各ブロックの機能については詳細に上述したので、数学式を中心にしてディファレンシャル相関値を計算することについて説明する。
ディファレンシャル形態の受信信号は、数学式14のように表現することができる。
ディファレンシャル形態の母シーケンスm及び拡張シーケンスmは、数学式15のように表現される。
この場合、それぞれの第1加算器604、606、608及び610は、数学式16を用いて相関値を計算するのに必要な予備演算を行うことができる。
第1加算器604、606、608及び610で計算された予備演算値は、第2加算器612、614、616及び618に入力される。第1加算器604、606、608及び610と第2加算器612、614、616及び618との関係は、数学式17及び18によって説明される。
数学式17は、受信信号と母シーケンスmとのディファレンシャル相関値を表す。
上記式の最終形態において、各成分は、第1加算器604、606、608及び610の出力に該当し、実数部及び虚数部は、第2加算器612及び616の出力に該当する。
数学式18は、受信信号と拡張シーケンスmとのディファレンシャル相関値を表す。
上記式の最終形態において、各成分は第1加算器604、606、608及び610の出力に該当し、実数部及び虚数部は、第2加算器614及び618の出力に該当する。
図6に例示した方法を用いることによって、一回の相関演算(またはディファレンシャル相関演算)によって母シーケンスm及びその拡張シーケンスmの両方に対する相関値(または、ディファレンシャル相関値)を共に計算することができる。図6は、母シーケンスと複素共役演算によって拡張されたシーケンスを中心にして説明した。しかし、これは一例に過ぎず、図6に例示した方法は、逆演算によって拡張されたシーケンスの相関値を計算するときにも容易に適用することができる。例えば、インデックスマッパー602は、逆演算の行われた受信信号を第1加算器604、606、608及び610に配分することができる。他の例として、第1加算器604、606、608及び610は、逆演算の行われた母シーケンスを用いて備演算を行うことができる。
シミュレーション:母シーケンス及びその拡張シーケンスに対する特性分析
表3は、本発明の一実施例によって生成した6個の母シーケンスを表すものである。母シーケンスは、インデックスpによって0乃至5として示され、16進数フォーマットで示した。
副搬送波にマッピングされる変調シーケンスは、16進数シーケンスであるW (p)を、2つのQPSKシンボルであるw2i (p)及びw2i+1 (p)に変換することによって得られる。ここで、iは、0乃至107の整数を表す。数学式19は、W (p)を2つのQPSKシンボルに変調する例を表す。
ここで、
である。上記式により、2進数00、01、10及び11はそれぞれ、1、j、−1及び−jに変換される。しかし、これは一例に過ぎず、W (p)は、類似の他の式を用いてQPSKシンボルに変換することもできる。
表3に例示された6個の母シーケンスは、複素共役演算及び逆演算を用いて総24個のシーケンスに拡張されることができる。母シーケンスを除く18個の拡張シーケンスは、インデックスpにより6乃至23で示され、数学式20により得られることができる。
ここで、kは、0乃至215の整数である。
表3及び数学式20を用いて生成した24個のシーケンスの特性を、512 FFTを用いて測定した。IEEE 802.16eシステムで用いられる114個のプリアンブルシーケンスを対照群とした(IEEEStd 802.16E−2005、Table 309b参照)。
シーケンス特性を調べるために相互相関値、ディファレンシャル相互相関値、自己相関値、ディファレンシャル自己相関値及びCM値を測定した(数学式9乃至18参照)。測定結果を、図7及び表4乃至6に示す。
図7及び表4乃至6を参照すると、母シーケンスの他に、母シーケンスから複素共役演算及び逆演算によって拡張されたシーケンスも、実施例1で例示した様々な基準に照らして、優れた特性を有することがわかる。
適用例:母シーケンス及びその拡張シーケンスを用いた信号の伝送
本発明の一実施例によるシーケンスを、ダウンリンク同期チャネル及びレンジングチャネルに使用する場合について具体的に例示する。ただし、これは説明のための一例に過ぎず、本発明の一実施例によるシーケンスは、様々なチャネル及び信号伝送に使用されることができる。例えば、本発明の一実施例によるシーケンスは、時間/周波数同期、チャネル推定(基準信号またはパイロット)、制御チャネル(例、CQI、ACK/NACKなど)、スクランブリング、CDM多重化、ミッドアンブル、受信信号測定(例、RSSI(Received Signal Strength Indication)、SNR(Signal to Noise Ratio)、SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)など)に使用されることもできる。また、この適用例は、便宜上、IEEE 802.16mを取り上げて説明するが、シーケンスを使用するいずれの通信システムにも適用することができる(例、3GPPシステムなど)。
図8は、IEEE 802.16mシステムの無線フレーム構造を示す図である。無線フレーム構造は、FDD(Frequency Division Duplex)、H−FDD(Half Frequency Division Duplex)、TDD(Time Division Duplex)などに適用することができる。
図8を参照すると、無線フレーム構造は、5MHz、8.75MHz、10MHzまたは20MHz帯域幅を支援する20msスーパーフレーム(SU0〜SU3)を含む。それぞれのスーパーフレームは、同じ大きさを有する4個の5msフレーム(F0〜F3)を含み、スーパーフレームヘッダー(Supuer Frame Header;SFH)から始まる。それぞれのフレームは、8個のサブフレーム(SF0〜SF7)を含み、それぞれ一つのダウンリンク同期チャネルを伝送する。サブフレームは、ダウンリンクまたはアップリンク伝送に割り当てられる。CP(Cyclic Prefix)によって3タイプのサブフレームが存在する。具体的に、サブフレームは、5、6または7個のOFDMAシンボルで構成することができる。OFDMAシンボルは、CPと有用シンボル(Useful Symbol)とから構成される。CPは、一般に、有用シンボルの末尾部でコピーされて、有用シンボルの前に付加される。これによって、CPと有用シンボル間に位相が連続する。CP長は、有用シンボルの1/8または1/16に設定することができるが、これに制限されるわけではない。表7は、IEEE 802.16mシステムに定義されたOFDMAパラメータの一部を表すものである。
図9は、IEEE 802.16mシステムで同期チャネルを伝送する例を示す図である。本実施例は、IEEE 802.16m専用モード(only mode)を想定する。
図9を参照すると、IEEE 802.16mシステムにおいて一つのスーパーフレーム(SU1〜SU4)には4個の同期チャネル(Synchronization CHannel;SCH)が伝送される。IEEE 802.16mシステムにおいて、ダウンリンク同期チャネルは主動期チャネル及び副同期チャネルを含み、それぞれはPA−プリアンブル(Primary Advanced Preamble)とSA−プリアンブル(Secondary Advanced Preamble)で構成される。FDDモード及びTDDモードにおいてダウンリンク同期チャネルはフレームの最初のOFDMAシンボルを通じて伝送されることができる。PA−プリアンブルは、通常、時間/周波数同期及び部分セルID、システム情報などのような一部情報を獲得するのに使用される。SA−プリアンブルは、通常、最終物理セルIDを獲得するのに使用され、RSSI(Received Signal Strength Indication)測定などの用途にも使用されることができる。PA−プリアンブルは、第1番目のフレーム(FO)を通じて伝送され、SA−プリアンブルは、第2番目乃至第4番目のフレーム(FO1〜FO3)を通じて伝送されることができる。
図10は、PA−プリアンブルがマッピングされる副搬送波を示す図である。
図10を参照すると、PA−プリアンブルの長さは216であり、FFTサイズとは無関係である。PA−プリアンブルは、2個の副搬送波間隔で挿入され、残りの区間には0が挿入される。例えば、PA−プリアンブルは、41,43,…,469及び471の副搬送波に挿入されることができる。PA−プリアンブルは、基地局タイプに関する情報、システム帯域幅などに関する情報を搬送することができる。副搬送波インデックス256がDCと予約された場合、シーケンスのマッピングされる副搬送波は、数学式21を用いて決定することができる。
ここで、kは0乃至215の整数を表す。
例えば、表3で提示した長さ216のQPSKタイプシーケンスがPA−プリアンブルに使用されることができる。便宜上、表8に、6個の母シーケンスを再び整理した。
上記シーケンスの変換方法及びシーケンスに複素共役演算及び/または逆演算を行ってシーケンスを拡張することに関する詳細な事項は、表3に関する説明を参照すればいい。結論的にいうと、基地局は、表8に提示した6個の母シーケンスに基づいて総24個のPA−プリアンブルを伝送することが可能である。
図11は、SA−プリアンブルを周波数領域にマッピングする例を示す図である。
図11を参照すると、SA−プリアンブルの長さは、FFTサイズによって可変できる。例えば、SA−プリアンブルの長さは、512−FFT、1024−FFT及び2048−FFTに対してそれぞれ144、288及び576とすることができる。512−FFT、1024−FFT及び2048−FFTに対して256、512及び1024番の副搬送波がそれぞれDC成分として予約された場合、SA−プリアンブルのマッピングされる副搬送波は、数学式22によって決定されることができる。
ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットインデックスとして0、1または2の値を有し、セグメントIDを表す。NSAPはSA−プリアンブルの長さを表し、kは0乃至NSAP−1の整数を表す。
それぞれのセルは、0乃至767の整数で表示されるセル識別子(IDCell)を有する。セル識別子は、セグメントインデックスとセグメント別に与えられるインデックスと定義される。セル識別子は、数学式23により決定されることができる。
ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットインデックスとして0、1または2の値を有し、セグメントIDを表す。Idxは、0乃至255の整数を表す。
512−FFTの場合、144長のSA−プリアンブルは、8個のサブブロックに分割され(すなわち、A、B、C、D、E、F、G及びH)、各サブブロックの長さは18である。それぞれのセグメントIDは、互いに異なるシーケンスサブブロックを有する。802.16mシステムで、公知のSA−プリアンブルはBPSKタイプであり、16進数で表現される。各サブブロックに対して定義された16進数シーケンスのうち、LSB(Least Significant Bit)の18ビットが2進シーケンスを表すのに使用される。2進シーケンス{0,1}は、実数値である{+1,−1}としてそれぞれマッピングされる。802.16mシステムに定義されたSA−プリアンブルの詳細は後述される。512−FFTの場合、A、B、C、D、E、F、G及びHは順次に変調された後、セグメントIDに対応するSA−プリアンブル副搬送波セットにマッピングされる。FFTサイズが大きくなる場合、基本ブロック(A、B、C、D、E、F、G、H)は、同一の順序で反復される。例えば、1024−FFTサイズの場合、E、F、G、H、A、B、C、D、E、F、G、H、A、B、C、Dが順次に変調された後、セグメントIDに対応するSA−プリアンブル副搬送波セットにマッピングされる。
巡回シフト(circular shift)は、数学式22による副搬送波マッピングの後に、3個の連続した副搬送波に対して適用されることができる。それぞれのサブブロックは、同じオフセットを有し、それぞれのサブブロックに対する巡回シフトパターンは、[2,1,0,…,2,1,0,…,2,1,0,2,1,0,DC,1,0,2,1,0,2,…,1,0,2,…,1,0,2]のようになる。ここで、シフトは右巡回シフトは含む。512−FFTサイズの場合、ブロック(A、B、C、D、E、F、G、H)はそれぞれ、(0、2、1、0、1、0、2、1)の右巡回シフトは経験することができる。図12に、512−FFTのための周波数領域におけるSA−プリアンブル構造を例示した。
図13乃至図15には、多重アンテナシステムにおけるSA−プリアンブル構造を例示する。図13乃至図15はそれぞれ、512−FFT、1024−FFT及び2048−FFTである場合を例示する。
図13乃至図15を参照すると、SA−プリアンブルは、複数のアンテナ上でインタリーブ(interleave)されることができる。SA−プリアンブルをインタリーブする方法は、特に制されない。例えば、多重アンテナシステムが2個の送信アンテナを有する場合、SA−プリアンブルは、表9に例示した方式でインタリーブされることができる。便宜上、8個の連続したサブブロック{E、F、G、H、A、B、C、D}をブロックと称し、記号を下記のように定義する。
−N:送信アンテナの個数
−N:ブロックの総個数
−N:サブブロックの総個数(8×N
−Nbt:アンテナ別ブロックの個数(N/N
−Nst:アンテナ別サブブロックの個数(N/N
それぞれのフレームで伝送される構造は、送信アンテナ内でローテーション(rotation)されることができる。例えば、4個のアンテナを有する512−FFTシステムを考慮すると、f番目のフレームで、第1アンテナを通じて[A,0,0,0,E,0,0,0]が伝送され、第4アンテナを通じて[0,0,0,D,0,0,0,H]が伝送されることができる。その後、(f+1)番目のフレームで、第1アンテナを通じて[0,0,0,D,0,0,0,H]が伝送され、第4アンテナを通じて[A,0,0,0,E,0,0,0]が伝送されることができる。
既に公知のBPSKタイプSA−プリアンブル
表10は、802.16mシステムで既に公知のSA−プリアンブルを表すものである。表10は、セグメント0に対して定義された256個のBPSKタイプシーケンスを表す。セグメント1及び2に対するシーケンスは、IEEE 802.16m−09/0010r2、Table 658及び659を参照することができる。各サブブロックでLSB 18ビットが2進シーケンスを表すのに使用される。2進シーケンス{0,1}は、実数値である{+1,−1}としてそれぞれマッピングされる。
本発明の一実施例によって提案されたQPSKタイプSA−プリアンブル
表11〜13はそれぞれ、本発明の一実施例によって生成された128個の母シーケンスを例示する。母シーケンスは、インデックスqにより示され、16進数フォーマットで表示された。表11〜13のシーケンスはそれぞれ、セグメント0〜2に対応することができる。表11〜13で、blkは、それぞれのシーケンスを構成するサブブロックを表す(A、B、C、D、E、F、G、H)。
変調シーケンスは、16進数シーケンスであるX (q)(X=A、B、C、D、E、F、G、H)を、2個のQPSKシンボルであるv2i (q)及びv2i+1 (q)に変換することによって得られる。ここで、iは、0乃至8の整数を表し、qは、0乃至127の整数を表す。数学式24は、X (q)を2つのQPSKシンボルに変換する例を表す。
ここで、
である。上記式により、2進数00、01、10及び11はそれぞれ、1、j、−1及び−jに変換される。ただし、これは一例に過ぎず、X (q)は、類似の他の式を用いてQPSKシンボルに変換されることができる。
例えば、q=0の場合、サブブロックAのシーケンスは、314C8648Fであり、このシーケンスは、[+1−j+1+j+j+1−j+1−1+1+j−1+j+1−1+1−j−j]のQPSK信号に変調される。
一方、それぞれの表に例示された128個のシーケンスは、複素共役演算を用いて2倍に拡張されることができる。すなわち、複素共役演算によってさらに128個のシーケンスを生成することができ、生成されたシーケンスには、128乃至255のインデックスを与えることができる。数学式25は、複素共役演算によって母シーケンスから拡張されたシーケンスを表す。
ここで、kは、0乃至NSAP−1の整数を表し、NSAPは、SA−プリアンブルの長さを表し、複素共役演算(・)は、a+jbの複素信号をa−jbの複素信号に変更し、a−jbの複素信号をa+jbの複素信号に変更する。
また、それぞれの表に例示された128個のシーケンスは、逆演算を用いて2倍に拡張することができる。すなわち、逆演算によって128個のさらなるシーケンスを生成することができ、生成されたシーケンスには、128乃至255のインデックスを与えることができる。複素共役演算及び逆演算が共に使用される場合、384個のさらなるシーケンスを生成することができ、生成されたシーケンスには128乃至511のインデックスを与えることができる。
シミュレーション:本発明で提案されたSA−プリアンブルの特性
本発明で提案した表11〜13のシーケンス及び複素共役演算によって拡張されたシーケンスの特性を調べた(セグメント別256個)。対照群としては、IEEE 802.16eシステムで既に公知のプリアンブルシーケンス(114個)及びIEEE 802.16mシステムで既に公知のSA−プリアンブルシーケンス(セグメント別256個;表10及びIEEE 802.16m−09/0010r2、Table 658及び659を参照)を使用した。相互相関値、ディファレンシャル相互相関値(タイプ1)、ディファレンシャル相互相関値(タイプ2)、自己相関値、ディファレンシャル自己相関値及びブースティングレベルを測定した。ディファレンシャル相互相関値(タイプ2)は、数学式26の方法で計算した。ブースティングレベルは、時間領域で最大ピーク値が9dBを超えないようにする最大値を測定した。残りの測定方法は、数学式9乃至18を参照する。
ここで、
であり、Nはシーケンス長を表す。
表14〜19は、本発明で提案されたシーケンス(Ex,seg_0〜Ex,seg_2)及び対照群(16e及び16m、seg_0〜16m、seg_2)に対する特性試験結果を表す。
表14〜16を参照すると、本発明で提案されたQPSKタイプSA−プリアンブルが、最大値の側面において、IEEE 802.16mシステムで既に公知のBPSKタイプSA−プリアンブルよりも常に低い相互相関値を有する。
表17〜18を参照すると、本発明で提案されたQPSKタイプSA−プリアンブルが、最大及び平均値の側面において、IEEE 802.16mシステムで既に公知のBPSKタイプSA−プリアンブルよりも常に低い自己相関値を有する。
表19を参照すると、本発明で提案されたQPSKタイプSA−プリアンブルは、512−FFT及び2048−FFTに対する8つの場合のいずれにおいても、既に公知のBPSKタイプSA−プリアンブルに比べて高いブースティングレベルを有する。特に、512−FFT、4−アンテナ及び8−アンテナの場合、本発明で提案されたQPSKタイプSA−プリアンブルは、既に公知のBPSKタイプSA−プリアンブルに比べて少なくとも2倍高いブースティングレベルを有する。この結果から、本発明で提案されたQPSKタイプSA−プリアンブルは、既に公知のBPSKタイプSA−プリアンブルに比べてより低いPAPRを有するということがわかる。
表20には、FFTサイズ及びアンテナ個数による電力ブースティングを例示する。表20に例示した電力ブースティングは、表11〜13に例示したシーケンスに最適化されたもので、時間領域で最大ピーク値は9dBブースティングを越えない。
上記表で、単一アンテナ及び512−FFTの場合、SA−プリアンブルは、1.87の強度でブースティングされる。この場合、k番目の副搬送波のブースティングされたSA−プリアンブルは、c=1.87bで表現することができ、bは、ブースティング前のSA−プリアンブル(+1,−1,+j,−j)を表す。
表21は、SA−プリアンブル構造でそれぞれのサブブロックに対するブロックカバーシーケンスを表すものである。2進シーケンス{0,1}に変換されたブロックカバーシーケンスは、{+1,−1}としてマッピングされる。
図16は、IEEE 802.16mシステムにおけるレンジングチャネル構造の例を示す図である。レンジング手順は、様々な目的のために用いられる。例えば、レンジング手順は、アップリンク同期、アップリンクリソース要請などに用いられる。
図16を参照すると、レンジングチャネル構造は、時間領域で長さTRCPのレンジングCP(Ranging Cyclic Prefix;RCP)と、長さTRPのレンジングプリアンブル(Ranging Preamble;RP)とを含む。TRPは、レンジング副搬送波スペーシング(△fRP)の逆数に比例する。表22は、レンジングチャネル構造の構成を表すものである。
上記表で、Tは、有効シンボル期間を表し、Tは、CP期間を表し、△fは、副搬送波スペーシングを表す。詳細な事項は、表7及びその説明を参照すればいい。kは、数学式27のように表現することができる。
ここで、Nsymは、サブフレーム内のOFDMAシンボル個数を表し、Tは、OFDMAシンボル期間を表し、Fは、サンプリング周波数を表し、NFFTは、FFTサイズを表す。mは、(Nsym+1)/2を表し、nは(Nsym−4)/2を表す。詳細な事項は、表7及びその説明を参照すればいい。
レンジングチャネルフォーマット0で、反復されたRCP及びRPは、サブフレーム内で一つの時間レンジング機会(opportunity)として使用される。フォーマット2は、サブフレーム内で一つのRCP及び反復されたRPで構成される。フォーマット1は、1個のRCP及び2個のRPで構成される。フォーマット1が使用される場合、サブフレーム内に2個のレンジング機会が存在する。フォーマット4は、フォーマット1と同じ構造を有するが、長さは異なる。フォーマット4のRP1、RP2、RP3及びRP4はそれぞれ、レンジングシーケンスの最初の部分、二つ目の部分、三つ目の部分及び最後の部分で構成される。
図17は、本発明の一実施例による送信機及び受信機の構成を示すブロック図である。ダウンリンクにおいて、送信機1810は基地局の一部であり、受信機1850は端末の一部である。アップリンクにおいて、送信機1810は端末の一部であり、受信機1850は基地局の一部である。
図17を参照すると、送信機1810において、シーケンスプロセッサー1820は、シーケンス生成、シーケンス選択、シーケンス拡張などと関連した様々な動作を直接行ったり、これらの動作を行うように他のモジュールを制御することができる。シーケンスプロセッサー1820は、メモリーから母シーケンスを選択したり、シーケンス生成器を用いて母シーケンスを生成したりすることができる。また、シーケンスプロセッサー1820は、複素共役演算及び/または逆演算によって母シーケンスから新しいシーケンスを生成することができる。シーケンスプロセッサー1820は、選択/生成/拡張されたシーケンスを変調器1830に伝達することができる。変調器1830は、シーケンスプロセッサー1820から伝達されたシーケンスを、BPSK、QPSK、8−PSKなどのようなシーケンスタイプによって変調させる。変調器1830は、シーケンスプロセッサー1820の制御の下に、変調シーケンスに複素共役演算及び/または逆演算を行うことができる。複素共役演算及び/または逆演算を行う機能は、別のモジュールで行うように構成することもできる。変調シーケンスは、変調器1830または別のモジュールで副搬送波にマッピングされ、伝送しようとするチャネルに応じて副搬送波に連続的または不連続的にマッピングされることができる。無線周波数(RF)モジュール1832は、副搬送波にマッピングされたシーケンスを無線インターフェースに適合するように処理(例、アナログ変換、増幅、フィルタリング及び周波数アップコンバージョン)してRF信号を生成する。RF信号は、アンテナ1834から受信機1850に伝送される。受信機1850は、アンテナ1852を通じて送信機1810から伝送される信号を受信し、受信した信号は、RFモジュール1854に提供される。RFモジュール1854は、受信された信号を処理(例、フィルタリング、増幅、周波数ダウンコンバージョン、デジタル化)して入力サンプルとして提供する。復調器1860は、入力サンプルを復調してシーケンスを提供する。チャネル推定器1880は、受信したパイロット値に基づいてチャネル推定値を誘導する。復調器1860は、チャネル推定値を用いて受信したシーケンスに等化を行い、送信機1810のためのシーケンス推定値を提供する。シーケンス検出器1870は、図6に例示した方法などを用いて、送信機1810から伝送したシーケンスを検出または推定する。
制御器/プロセッサー1840及び1890はそれぞれ、送信機1810及び受信機1850に含まれる種々の処理モジュールの動作を監督及び制御する。メモリー1842及び1892はそれぞれ、送信機1810及び受信機1850のためのプログラムコード及びデータを保存する。
以上の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態として結合したものである。各構成要素または特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮しなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態として実施することもできる。また、一部の構成要素及び/または特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は、他の実施例に含まれることもでき、他の実施例の対応する構成または特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成することもでき、出願後の補正により新しい請求項として含めることもできることは明らかである。
本明細書において、本発明の実施例は、基地局と端末間のデータ送受信関係を中心に説明された。本文書で、基地局により行われると説明された特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード(upper node)により行われることもできる。すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて端末との通信のために行われる種々の動作は、基地局または基地局以外の別のネットワークノードにより行われることができる。‘基地局’は、固定局(fixed station)、Node B、eNode B(eNB)、アクセスポイント(access point)などの用語に代替可能である。また、‘端末’は、UE(User Equipment)、MS(Mobile Station)、MSS(Mobile Subscriber Station)などの用語に代替可能である。
本発明の実施例は様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェアまたはそれらの結合などにより具現することができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つまたはそれ以上のASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、プロセッサー、コントローラー、マイクロコントローラー、マイクロプロセッサーなどにより具現することができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手順または関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードはメモリーユニットに記憶されてプロセッサーにより駆動されることができる。メモリーユニットは、プロセッサーの内部または外部に設けられて、既に公知の様々な手段によりプロセッサーとデータを交換することができる。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
無線通信システムにおいて送信機がシーケンスを伝送する方法であって、
第1シーケンスをシーケンスタイプによって複素シーケンスに変調する段階と、
上記複素シーケンスをOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)シンボル内の複数の副搬送波にマッピングする段階と、
上記OFDMAシンボルを受信機に伝送する段階と、
を含み、
上記第1シーケンスは、下記のシーケンスセット1乃至3を構成するシーケンスのうち少なくとも一つである、シーケンス伝送方法:
ここで、qはシーケンスインデックスを表し、blkはシーケンスを構成するサブブロックを表す。
(項目2)
上記第1シーケンスは、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)タイプであることを特徴とする、項目1に記載のシーケンス伝送方法。
(項目3)
上記第1シーケンスであるW (p) は、下記の数学式によりQPSKシンボルであるw 2i (p) 及びw 2i+1 (p) に変調されることを特徴とする、項目2に記載のシーケンス伝送方法:
ここで、
であり、iは0乃至107の整数を表す。
(項目4)
上記第1シーケンスは、FFTサイズによって巡回的に拡張されることを特徴とする、項目1に記載のシーケンス伝送方法。
(項目5)
上記第1シーケンスは、ダウンリンク同期のためのSA−プリアンブル(Second
Advanced Preamble)であることを特徴とする、項目1に記載のシーケンス伝送方法。
(項目6)
上記SA−プリアンブルは、下記の数学式によって副搬送波にマッピングされることを特徴とする、項目5に記載のシーケンス伝送方法:
ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットインデックスとして0、1または2の値を有し、セグメントIDを表し、N SAP は、SA−プリアンブルの長さを表し、kは、0乃至N SAP −1の整数を表す。
(項目7)
上記第1シーケンスは、下記の数学式によってセル識別子(IDcell)に関する情報を指示することを特徴とする、項目5に記載のシーケンス伝送方法:
IDcell = 256×n + Idx
ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットインデックスとして0、1または2の値を有し、セグメントIDを表し、Idxは、0乃至255の整数を表す。
(項目8)
上記第1シーケンスに、下記の表に記載されたブロックカバーシーケンスのうちのいずれか一つがサブブロック単位で適用されることを特徴とする、項目1に記載のシーケンス伝送方法:
ここで、2進シーケンス{0,1}に変換されたブロックカバーシーケンスは、{+1,−1}としてマッピングされる。
(項目9)
上記第1シーケンスの送信電力は、下記の表に記載されたブースティングレベルのうちのいずれか一つを用いてブースティングされることを特徴とする、項目1に記載のシーケンス伝送方法:
(項目10)
上記第1シーケンスは、多重アンテナを通じて伝送され、上記多重アンテナに対してブロック単位でインタリーブ(interleaved)されることを特徴とする、項目1に記載のシーケンス伝送方法。
(項目11)
無線通信システムにおいてシーケンスを伝送するように構成された送信機であって、
下記のシーケンスセット1乃至3のうち少なくとも一部を保存するメモリーと、
上記メモリーから選択された第1シーケンスをシーケンスタイプによって複素シーケンスに変調するコンステレーションマッピング(constellation mapping)モジュールと、
上記複素シーケンスをOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)シンボル内の複数の副搬送波にマッピングするように構成された副搬送波マッピングモジュールと、
上記OFDMAシンボルを受信機に伝送するように構成された無線周波数(Radio
Frequency;RF)モジュールと、を含む送信機:
ここで、qはシーケンスインデックスを表し、blkはシーケンスを構成するサブブロックを表す。
(項目12)
上記第1シーケンスであるW (p) は、下記の数学式によりQPSKシンボルであるw 2i (p) 及びw 2i+1 (p) に変調されることを特徴とする、項目11に記載のシーケンス伝送方法:
ここで、
であり、iは、0乃至107の整数を表す。
(項目13)
無線通信システムにおいてシーケンスを検出するように構成された受信機であって、
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)シンボル内の複数の副搬送波にマッピングされたシーケンスを送信機から受信するように構成された無線周波数(Radio Frequency;RF)モジュールと、
下記のシーケンスセット1乃至3のうち少なくとも一部を保存するメモリーと、
上記メモリーに保存された少なくとも一つの第1シーケンスを用いて、上記受信されたシーケンスに相関演算を行うように構成され、相関値に基づいて上記受信されたシーケンスを検出するように構成されたプロセッサーと、を含む受信機:
ここで、qは、シーケンスインデックスを表し、blkは、シーケンスを構成するサブブロックを表す。
(項目14)
上記プロセッサーは、上記受信されたシーケンスの実数部及び虚数部と上記少なくとも一つの第1シーケンスの実数部及び虚数部間の組み合わせに対して予備相関演算を行い、複数の予備相関値を用いて上記受信されたシーケンスに対する上記少なくとも一つの第1シーケンス及びその複素共役シーケンスに対する相関値を計算するように構成されたことを特徴とする、項目13に記載の受信機。
(項目15)
上記プロセッサーは、上記受信されたシーケンスからセル識別子に関する情報を得るように構成されたことを特徴とする、項目13に記載の受信機。
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態として具体化できることは当業者には自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付した請求の範囲の合理的な解釈により決定しなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。
本発明は、無線通信システムに適用されることができる。本発明は、SC−FDMA、MC−FDMA及びOFDMAのうちの少なくとも一つを支援する無線通信システムに適用することができる。特に、本発明は、無線通信システムでシーケンスを送受信する方法及びそのための装置に適用することができる。

Claims (20)

  1. 無線通信システムにおける基地局において信号を伝送する方法であって、
    前記方法は、変調シーケンスを含むプリアンブルを伝送することを含み、
    前記変調シーケンスは、0〜2N−1のうちの1つとしてインデックス付けされており、
    前記変調シーケンスのインデックスは、セル識別子を決定するために用いられ、
    前記変調シーケンスのインデックスが0〜N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、予め定義された16進数シーケンスのうちの1つの16進数シーケンスの変調により取得され、
    前記変調シーケンスのインデックスがN〜2N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、
    を用いて取得され、
    (x) は、イデックスxの変調シーケンスにおけるk番目の変調シンボルであり、kは、0以上の整数であり、記号「*」は、共役演算を表す、方法。
  2. 前記予め定義された16進数シーケンスのうちの前記1つの16進数シーケンスは、以下の式を用いて、対応する16進数シーケンスの各要素X (q) を2つのQuadrature Phase Shift Keying(QPSK)シンボルv (x) 2i 、v (x) 2i+1 に変換することにより変調され、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記プリアンブルは、Secondary Advanced Preamble(SA−プリアンブル)である、請求項1に記載の方法。
  4. 前記SA-プリアンブルは、以下の式によって与えられる副搬送波に位置決定され、
    ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメント識別子(ID)を示し、N SAP は、前記SA−プリアンブルに対して与えられた値であり、kは、0〜N SAP −1の範囲の整数である、請求項3に記載の方法。
  5. 前記セル識別子(ID cell )は、以下の式によって決定され、
    ここで、nは、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメントIDを示し、Idxは、0〜255の範囲の整数であり、Idxは、前記変調シーケンスのインデックスから取得される、請求項4に記載の方法。
  6. 無線通信システムにおける移動局において信号を受信する方法であって、
    前記方法は、変調シーケンスを含むプリアンブルを受信することを含み、
    前記変調シーケンスは、0〜2N−1のうちの1つとしてインデックス付けされており、
    前記変調シーケンスのインデックスは、セル識別子を決定するために用いられ、
    前記変調シーケンスのインデックスが0〜N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、予め定義された16進数シーケンスのうちの1つの16進数シーケンスの変調により取得され、
    前記変調シーケンスのインデックスがN〜2N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、
    を用いて取得され、
    (x) は、イデックスxの変調シーケンスにおけるk番目の変調シンボルであり、kは、0以上の整数であり、記号「*」は、共役演算を表す、方法。
  7. 前記予め定義された16進数シーケンスのうちの前記1つの16進数シーケンスは、以下の式を用いて、対応する16進数シーケンスの各要素X (q) を2つのQuadrature Phase Shift Keying(QPSK)シンボルv (x) 2i 、v (x) 2i+1 に変換することにより変調され、
    請求項6に記載の方法。
  8. 前記プリアンブルは、Secondary Advanced Preamble(SA−プリアンブル)である、請求項6に記載の方法。
  9. 前記SA-プリアンブルは、以下の式によって与えられる副搬送波に位置決定され、
    ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメント識別子(ID)を示し、N SAP は、前記SA−プリアンブルに対して与えられた値であり、kは、0〜N SAP −1の範囲の整数である、請求項8に記載の方法。
  10. 前記セル識別子(ID cell )は、以下の式によって決定され、
    ここで、nは、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメントIDを示し、Idxは、0〜255の範囲の整数であり、Idxは、前記変調シーケンスのインデックスから取得される、請求項9に記載の方法。
  11. 無線通信システムにおいて信号を伝送するために用いられる基地局であって、
    前記基地局は、
    無線周波数(RF)モジュールと、
    プロセッサーと
    を備え、
    前記プロセッサーは、変調シーケンスを含むプリアンブルを伝送するように構成されており、
    前記変調シーケンスは、0〜2N−1のうちの1つとしてインデックス付けされており、
    前記変調シーケンスのインデックスは、セル識別子を決定するために用いられ、
    前記変調シーケンスのインデックスが0〜N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、予め定義された16進数シーケンスのうちの1つの16進数シーケンスの変調により取得され、
    前記変調シーケンスのインデックスがN〜2N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、
    を用いて取得され、
    (x) は、イデックスxの変調シーケンスにおけるk番目の変調シンボルであり、kは、0以上の整数であり、記号「*」は、共役演算を表す、基地局。
  12. 前記予め定義された16進数シーケンスのうちの前記1つの16進数シーケンスは、以下の式を用いて、対応する16進数シーケンスの各要素X (q) を2つのQuadrature Phase Shift Keying(QPSK)シンボルv (x) 2i 、v (x) 2i+1 に変換することにより変調され、
    請求項11に記載の基地局。
  13. 前記プリアンブルは、Secondary Advanced Preamble(SA−プリアンブル)である、請求項11に記載の基地局。
  14. 前記SA-プリアンブルは、以下の式によって与えられる副搬送波に位置決定され、
    ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメント識別子(ID)を示し、N SAP は、前記SA−プリアンブルに対して与えられた値であり、kは、0〜N SAP −1の範囲の整数である、請求項13に記載の基地局。
  15. 前記セル識別子(ID cell )は、以下の式によって決定され、
    ここで、nは、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメントIDを示し、Idxは、0〜255の範囲の整数であり、Idxは、前記変調シーケンスのインデックスから取得される、請求項14に記載の基地局。
  16. 無線通信システムにおいて信号を受信するために用いられる移動局であって、
    前記移動局は、
    無線周波数(RF)モジュールと、
    プロセッサーと
    を備え、
    前記プロセッサーは、変調シーケンスを含むプリアンブルを受信するように構成されており、
    前記変調シーケンスは、0〜2N−1のうちの1つとしてインデックス付けされており、
    前記変調シーケンスのインデックスは、セル識別子を決定するために用いられ、
    前記変調シーケンスのインデックスが0〜N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、予め定義された16進数シーケンスのうちの1つの16進数シーケンスの変調により取得され、
    前記変調シーケンスのインデックスがN〜2N−1の範囲内にある場合には、前記変調シーケンスは、
    を用いて取得され、
    (x) は、イデックスxの変調シーケンスにおけるk番目の変調シンボルであり、kは、0以上の整数であり、記号「*」は、共役演算を表す、移動局。
  17. 前記予め定義された16進数シーケンスのうちの前記1つの16進数シーケンスは、以下の式を用いて、対応する16進数シーケンスの各要素X (q) を2つのQuadrature Phase Shift Keying(QPSK)シンボルv (x) 2i 、v (x) 2i+1 に変換することにより変調され、
    請求項16に記載の移動局。
  18. 前記プリアンブルは、Secondary Advanced Preamble(SA−プリアンブル)である、請求項16に記載の移動局。
  19. 前記SA-プリアンブルは、以下の式によって与えられる副搬送波に位置決定され、
    ここで、nは、SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメント識別子(ID)を示し、N SAP は、前記SA−プリアンブルに対して与えられた値であり、kは、0〜N SAP −1の範囲の整数である、請求項18に記載の移動局。
  20. 前記セル識別子(ID cell )は、以下の式によって決定され、
    ここで、nは、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスであり、前記SA−プリアンブルキャリアセットのインデックスは、0〜2の範囲のセグメントIDを示し、Idxは、0〜255の範囲の整数であり、Idxは、前記変調シーケンスのインデックスから取得される、請求項19に記載の移動局。
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