JP6308600B2 - 同期信号を伝送するシステムおよび方法 - Google Patents

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Description

本願は、「System and Method for Transmitting a Synchronization Signal」と題された2013年11月1日に出願された米国仮特許出願第61／898，973号および「System and Method for Transmitting a Synchronization Signal」と題された2014年10月31日に出願された米国非仮特許出願第14／530，322号の利益を主張するものであり、これらの特許の内容を参照によって本願明細書に引用したものとする。
本発明は、無線通信に関し、特定の実施形態では、同期信号を伝送するシステムおよび方法に関する。
デバイスツーデバイス（D2D）技術は、新しいサービスを提供し、システムのスループットを向上させ、より充実したユーザ体験を提供することができることから、大きく注目されている。D2Dのさまざまな使用可能な事例が確認されている。
D2D通信を確実に成功させるために、同期が極めて重要である。つまり、D2D送受信ユーザ装置（UE）は、同期元（単数または複数）から同一の時間および／または周波数同期を得なければならない。これらの同期元は、確実にD2D UEが時間および／または周波数同期を得ることができるように、少なくともD2D同期信号（D2DSS）を周期的に伝送する必要がある。同期元は、基地局、（従来のThird Generation Partnership Project（3GPP） Long Term Evolution（LTE）ネットワークのような）evolved NodeB（eNodeB）、またはeNodeBからのダウンリンク（DL）同期チャネルを中継するD2D UEとすることができる。
本開示の実施形態例は、同期信号を伝送するシステムおよび方法を提供する。
本開示の一実施形態例によれば、デバイスツーデバイス通信方法が提供される。該方法は、同期元によって、Evolved NodeB（eNodeB）によって送信される一次同期信号（PSS）およびデバイスツーデバイス通信装置によって送信される既存のアップリンク（UL）信号とは異なる一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するステップと、同期元によって、シングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で一次デバイスツーデバイス同期信号を伝送するステップとを含む。
本開示の別の実施形態例によれば、デバイスツーデバイス通信装置の操作方法が提供される。該方法は、デバイスツーデバイス通信装置によって、Evolved NodeB（eNodeB）によって送信される一次同期信号（PSS）およびデバイスツーデバイス通信装置によって送信される既存のアップリンク（UL）信号とは異なる一次デバイスツーデバイス同期信号を含む複数の物理リソースブロック（PRB）を受信するステップを含み、一次デバイスツーデバイス同期信号は、デバイスツーデバイス通信装置によって、シングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で伝送される。該方法はさらに、デバイスツーデバイス通信装置によって、複数のPRB内の一次デバイスツーデバイス同期信号を検出するステップと、一次デバイスツーデバイス同期信号に従って、デバイスツーデバイス通信装置によって同期するステップとを含む。
本開示の別の実施形態例によれば、同期元が提供される。同期元は、プロセッサと、プロセッサに動作可能に結合される伝送器とを含む。プロセッサは、Evolved NodeB（eNodeB）によって送信される一次同期信号（PSS）およびデバイスツーデバイス通信装置によって送信される既存のアップリンク（UL）信号とは異なる一次デバイスツーデバイス同期信号を生成する。伝送器は、シングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で一次デバイスツーデバイス同期信号を伝送する。
本開示の別の実施形態例によれば、デバイスツーデバイス通信方法が提供される。該方法は、同期元によって、
に従って、一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するステップを含み、一次デバイスツーデバイス同期シーケンスはH［］の最大Nのフーリエ係数にマッピングされる。この場合、Tsはサンプリング周期であり、Δfはサブキャリア間隔であり、uは第1のルートインデックスであり、Nは整数値であり、δ＝1／2である。該方法はさらに、同期元によって、シングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で一次デバイスツーデバイス同期信号を伝送するステップを含む。
一実施形態の1つの利点は、中心対称の信号を使用することで復号の複雑性が単純化されるという点である。
本開示および本開示の利点をさらに完全に理解するために、以下に添付図面を参照しながら説明する。
本明細書に示されている実施形態例の通信システムの一例を示した図である。 本明細書に示されている実施形態例のサブフレーム例を示した図である。 本明細書に示されている実施形態例に従ってD2D UE内で発生する動作例のフロー図である。 本明細書に示されている実施形態例に従って、D2D UEがD2DSSを生成する際に、D2D UE内で発生する動作例のフロー図である。 本明細書に示されている実施形態例に従って、D2D UEが異なるルートインデックスを有するZCシーケンスに沿ってD2DSSを生成する際にD2D UE内で発生する動作例のフロー図である。 本明細書に示されている実施形態例に従って、例えば、本明細書に示されている装置および方法を実装するのに使用することができるコンピューティングプラットフォームの一例を示した図である。 本明細書に示されている実施形態例に従って、D2D通信装置がD2DSSを使用して同期する際にD2D通信装置内で発生する動作例のフロー図である。 本明細書に示されている実施形態例の通信装置の一例を示した図である。
本開示の実施形態例の動作および構造について以下で詳細に説明する。しかし、本開示は、さまざまな特定の状況で具現化することができる多くの適用可能な発明概念を提供するものであることは理解されたい。説明されている特定の実施形態は、本開示の特定の構造および本開示の操作方法の単なる例に過ぎず、本開示を限定するものではない。
本開示は、特定の状況の実施形態例に関して、すなわち同期信号を使用してD2D通信を促進する通信システムに関して説明する。本開示は、標準準拠の通信システム、例えば、Third Generation Partnership Project（3GPP）、IEEE 802.11などの技術基準に準拠した通信システムおよび同期信号を使用してD2D通信を促進する非標準通信システムに適用可能である。
図1は、通信システム100の一例を示した図である。通信システム100は、D2D通信をサポートしており、したがって、D2Dシステムと呼ばれる場合がある。D2DシステムにおけるD2D同期は、図1に強調して示されている。図1に示されているように、D2DUE1 105、D2DUE2 110、およびD2DUE3 115は、eNodeB 120によって送信される一次同期信号（PSS）および二次同期信号（SSS）、またはeNodeB 120によって送信される他の同期信号のようなレガシーLTE DL同期チャネルに基づいて、時間および／または周波数同期を得ることができる。同時に、D2DUE3 115およびD2DUE5 125はそれぞれ、D2DUE4 130およびD2DUE6 135の同期元（すなわち、D2D同期元）としての役割も果たす。eNodeBは、一般に、NodeB、コントローラ、基地局、アクセスポイント、端末局などと呼ばれる場合もある。同様に、UEは、一般に、移動局、携帯電話、端末、ユーザ、ステーション、加入者などと呼ばれる場合もある。通信システムは多数のUEと通信可能な複数のeNodeBを使用することができると理解されるが、簡単にするために、1つのeNodeBのみと多数のUEが示されている。
ディスカバリは、隣接するUEを発見する機能を含むD2D技術である。ディスカバリは、eNodeB支援のディスカバリまたはオープンディスカバリとすることができる。eNodeB支援のディスカバリの場合、第1のUEは信号（例えば、サウンディング参照信号（SRS））を伝送する目的に向けられ、第2のUEは信号品質を聞き取ってeNodeBに信号品質を報告する必要がある。eNodeBは、この報告された信号品質に基づいて、ProSeがこれらの2つのUEに対して利用可能であるか否かを決定することができる。オープンディスカバリの場合、いずれのUEも信号（例えば、無線標識信号）を伝送して、他のUEに自身の存在を通知することができる。このプロセスは待機UEを巻き込む可能性があることに留意されたい。
オープンディスカバリが待機UEを巻き込む可能性がある場合、オープンディスカバリは、一般的に、非常に限られた利用可能な情報によって実行される。特に、UEは、一般的に、eNodeBによってブロードキャストされた情報に頼らなければならない。多くの場合、これらのUEをウェイクアップさせて、無線リソース制御（RRC）信号をこれらのUEに伝送するのはコストがかかり過ぎる場合がある。さらに、待機UEの位置はおおよそであり、これらのUEが位置する正確なセルが通信システムによって認識されない。
また、D2D通信の場合、帯域幅のアップリンク（UL）では干渉によるセルラーUEへの悪影響が少ないので、一般に、D2DはUL部分で発生すると想定される。ULでは、伝送D2D UEは、eNodeBを干渉する。したがって、D2D UEがeNodeBから十分な距離にある限り、D2D UEによって生じる干渉はほとんど影響を及ぼさない。逆に、DLにおいて、D2Dの干渉は隣接UEに悪影響を及ぼし、潜在的に、同期チャネルおよびPDCCHを受信する隣接UEの機能は影響を受け、その結果、D2D UEがULで伝送した場合に比べて大幅に大きな影響につながる可能性がある。
D2D通信がULで生じる場合、D2DディスカバリもULで発生すると想定するのが妥当である。オープンディスカバリの場合、所定数のサブフレーム（例えば、1％）がディスカバリ用に確保される。これらのサブフレームの間で、通常は、セルラー通信は全く生じない。UEディスカバリ信号のみが伝送される。図2は、サブフレーム200の例を示した図である。サブフレーム200の一部は、ディスカバリサブフレーム（斜線付きボックスで示されている）として使用されるが、他のサブフレームはセルラーサブフレーム（斜線無しのボックスで示されている）として使用される。
一実施形態例によれば、D2D同期信号の例が提供される。D2DSSの設計原理は、
‐従来のPSS（例えば、ZCシーケンスに基づく）などの優れた自己相関および相互相関特性、
‐D2D UEに対して曖昧さを生じさせず、セルラーUEのみを有効にするのを防ぐために従来のPSSとは異なること、
‐D2D信号はULスペクトル／サブフレームで伝送されるので、アップリンク復調参照信号（DMRS）のようなアップリンク信号とのオーバーラップに関する優れた相互相関特性、
‐D2D UEがD2D構成情報を迅速に取得できるようにするためにD2D動作パラメータを表示できること、
‐LTEシステムでは、PSSおよび／またはSSSは大まかな時間および／または周波数同期をサポートするのみであるが、D2DSSに基づいたきめ細やかな時間および／または周波数同期をサポートできること、
のうちの1つまたは複数の特性を含んでよい。
さらに、レガシーUEはD2DSSを検出することができないので、後方互換性が保証され、このことにより、D2D UE（D2DSSの元）がeNodeBであるとレガシーUEが誤って想定するのを防ぐことになる。本明細書に記載されている実施形態例を組み合わせることができることに留意されたい。
さらに、D2DSSの検出は、一般的に、受信器における何らかの形式の整合フィルタリング、例えば、受信信号とD2DSSの間の相関関係の決定を含む。これは大量の複素数値乗算の実行を伴うので、検出の複雑性を低減するのに使用することができる信号特性を示すことができるようにD2DSSを設計することが目的である。
図3は、D2D UEで生じる動作300の例のフロー図である。動作300は、D2D UEで生じる動作を示すことができる。
動作300は、D2D UEがD2DSSを生成することから開始されてよい（ブロック305）。D2D UEは、D2DSSのシーケンス（例えば、PD2DSSおよび／またはSD2DSS）を生成することができる。D2DSSの実施形態例の詳細は、以下に示す。D2D UEは、D2DSSのシーケンスをマッピングして、マッピングD2DSSを生成する（ブロック310）。D2D UEは、例えば、D2DSSが中心対称になるように、D2DSSのシーケンスをサブキャリアにマッピングすることができる。D2D UEは、マッピングD2DSSを伝送することができる（ブロック315）。上述したように、マッピングD2DSSは、ULリソースまたはサブフレームで伝送されてよい。
一実施形態例によれば、D2DSSは、通信システムで使用される他のZCシーケンスの長さとは異なる長さを有するZCシーケンスに基づいている。同期元は、どのD2D UE群（D2D群を構成する）が時間および／または周波数同期を得るのかに基づいて、D2DSSを伝送する。D2DSSは、少なくとも一次D2DSS（PD2DSS）を含むことができる。PD2DSSは、第1のZCシーケンスから生成され、第1のZCシーケンスの長さは、eNodeBによって送信されるレガシーLTE PSSを生成するのに使用される第2のZCシーケンスの長さ（レガシーLTE PSSを生成するのに使用されるZCシーケンスは長さ63シーケンスであり、その主要な要素は長さ62シーケンスを生成するためにパンクチャされる）、およびUEによって送信される既存のUL参照信号（DMRSおよびSRSを含む）を生成するのに使用される任意の可能なZCシーケンスの長さとは異なる。
第1の例では、同期元（eNodeBまたはD2D UEのいずれか）は、どのD2D UE群（D2D群を構成する）が時間および／または周波数同期を得るのかに基づいて、D2DSSを伝送する。D2DSSは、少なくとも一次D2DSS（PD2DSS）を含むべきである。PD2DSSは、第1のZCシーケンスから生成され、第1のZCシーケンスの長さは、レガシーLTE PSSを生成するのに使用される第2のZCシーケンスの長さとは異なる。異なる長さのZCシーケンスを使用することにより、D2D UEをeNodeBとして誤検出することがなくなる。すなわち、PD2DSSは、PSSと誤認されなくなる。さらに、ZCシーケンスの長さは、UEによって送信される既存のUL参照信号（DMRSおよびSRSを含む）を生成するのに使用されるZCシーケンスの任意の可能な長さとも異なる。
さらに、第1のZCシーケンスの長さは、素数または2番目に小さい正の約数が3より大きい数とする必要がある。
図4は、D2D UEがD2DSSを生成する際にD2D UE内で発生する動作例400のフロー図である。動作400は、D2D UEがD2DSSを生成する際にD2D UE内で発生する動作を示すことができる。
動作400は、D2D UEが、レガシーLTE PSSを生成するのに使用される第2のZCシーケンスの長さとは異なる長さを有する第1のZCシーケンスを選択することから開始されてよい（ブロック405）。さらに、第1のZCシーケンスの長さは、D2D UEによって伝送される既存の信号、例えば、UL参照信号（DMRSおよびSRSを含む）を生成するのに使用される他のZCシーケンスの長さとも異なる。さらに、第1のZCシーケンスの長さは、素数または2番目に小さい正の約数が2より大きい数とする必要がある。D2D UEは、第1のZCシーケンスを使用してD2DSSを生成することができる（ブロック410）。
動作400は、本明細書で示されているように、D2D UEがD2DSSを生成することに重点を置いている。しかし、通信システム内の異なるエンティティがD2D UE用のD2DSSを生成して、D2D UEにD2DSSを提供することも可能である。動作400は、通信システム内の任意のエンティティで実行されてよい。したがって、D2D UEが動作400を実行することに関する説明は、実施形態例の範囲または精神のいずれかを制限するものであると解釈すべきでない。
この説明に基づいて、同期元が周波数領域において6個の物理リソースブロック（PRB）（レガシーLTE PSSと同じように、72サブキャリア）内でPD2DSSを伝送すると仮定すると、D2DSS（例えば、PD2DSS）に使用されるZCシーケンスの長さを導き出すことができる。ZCシーケンスの長さは、以下の原理に基づいて決定されてよい。
‐素数または2番目に小さい正の約数が3より大きい数、
‐63（レガシーLTE PSSに使用されるZCシーケンスの長さ）とは異なる、
‐71、31、または47（この場合、71、31、または47は、UL DMRSに使用されるZCシーケンスの可能な長さとは異なる。
全ての原理が満たされた場合、第1のZCシーケンスの長さは、61、65、または67とすることができる。67は、72より大きくなく、上記の原理を満たした最大値であるが、61は、64より大きくなく、上記原理を満たした最大値であり、65は、2番目に小さい正の約数が5であり、上記原理を満たした値であることに留意されたい。典型的な受信器では、サンプリングレートは、一定の値のみ、例えば、2のべき乗とすることができる。図示されている例では、シーケンスの長さが最大で64である場合、64個のサンプルの受信ウィンドウを利用することが可能であり、同様に、シーケンスの長さが64より大きいが128より小さい場合、128個のサンプルの受信ウィンドウを利用することが可能である。受信器ウィンドウの長さは、PD2DSSを検出するのに必要な複素値乗算の量に関連している。61と67を可能な長さ値として比較すると、第1のZCシーケンスの長さが61である場合、64個の複合サンプルのみが1つのPD2DSSに対して必要であり、その結果、複雑性がより低くなる。第1のZCシーケンスの長さが67である場合、128個の複合サンプルが1つのPD2DSSに対して必要であり、その結果、複雑性がより高くなる。一方で、第1のZCシーケンスの長さが67である場合、より低い相互相関特性が得られる。したがって、この長さも、性能を大幅に向上させる場合には考慮に入れるべきである。
奇数の長さ（例えば、N＝61）のZCシーケンスは、以下のように定義することができる。
この場合、uはルートインデックスであり、0＜u≦N−1である。
PD2DSS用の候補ルートインデックスは、レガシーPSSとの相互相関性が出来る限り低くなるように選択されなければならない。すなわち、候補インデックスは、｛4、7、9、11、13、15、16、17、18、19、23、29、32、38、42、43、44、45、46、48、50、52、54、57｝の中から選択されなければならない。
同期元は、少なくともD2DSSを含むことができる。D2DSSはまた、二次D2DSS（SD2DSS）をさらに含まなければならず、SD2DSSは、第1のmシーケンスによって生成され、SD2DSSの長さは、eNodeBによって送信されるレガシーSSSの長さと異なり、および／または第1のZCシーケンスの長さと異なる必要がある。このことにより、より十分な同期が保証され、伝送ノードが追加情報（例えば、フレームインデックスまたは受信範囲外である場合には同等の情報）を伝送することが可能になる。さらに、SD2DSSは、PD2DSSのシーケンス長さおよび帯域幅以上のシーケンス長さおよび帯域幅を有する必要がある。
第1のZCシーケンスのルートインデックスは、以下のうちの少なくとも1つに従って決定することができる。
‐SD2DSSの帯域幅、および
‐第1のZCシーケンスおよび／または第1のmシーケンスのルートインデックスは、以下の特徴のうちの少なくとも1つに従って決定されること、
‐D2D動作帯域幅
‐同期元のID（例えば、同期元がD2D UEである場合、UE-ID）、
‐同期元のタイプ（eNodeBまたはD2D UEを含む）、
‐同期元の優先順位、
‐D2DUE群のID、
‐D2DUE群のタイプ、および
‐D2DUE群の優先順位。
PD2DSS用のZCシーケンスのルートインデックス（上述した全ての候補の中で）はさらに、対応するSD2DSSの位置および／または帯域幅、さらにこのD2D群のD2D動作帯域幅に関する情報を伝達することができ、候補帯域幅は、1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、または20MHz（6RB、15RB、25RB、50RB、75RB、または100RB、ここで、RBはLTEシステムにおいて定義されたリソースブロック）を含む。この表示の一使用例は、以下の表1に示されている。
この状況において、SD2DSSの長さおよび帯域幅は、それぞれPD2DSSの長さおよび帯域幅と異なる場合がある。SD2DSSの帯域幅が（PD2DSSの帯域幅より）広いことで、D2D群内のD2D UEがきめ細やかな時間および／または周波数同期を得るのを助けることができ、この点は、LTE通信システム内のPSSおよび／またはSSSの設計目標とは異なることに留意されたい。
一実施形態例によれば、D2DSSは、ZCシーケンス用の異なるルートインデックスを有するZCシーケンスに基づいている。一般に、1つのシーケンスから生成されるが異なるルートインデックスを有する2つのシーケンスは、異なるシーケンスになる。同期元が周波数領域の6個のPRB（レガシーLTE PSSのように、72サブキャリア）の範囲内のPD2DSSを伝送すると仮定すると、別のソリューションを導き出すことができる。PD2DSS用の第1のZCシーケンスは、以下の原理に基づいて決定することができる。
‐素数または2番目に小さい正の約数が3より大きい数、
‐長さは、71としなければならない（71は、6個のPRB伝送用のUL DMRSの可能な長さである）、
‐ルートインデックスは、6個のPRB伝送用のUL DMRSによって使用されるルートインデックスと異なる必要がある、
‐全ての原理が満たされた場合、第1のZCシーケンスの長さは71とすることができる。第1のZCシーケンスの候補ルートインデックスは、｛0、1、8、15、24、31、40、47、56、63｝の組の中から選択しなければならない。
図５は、D2D UEが異なるルートインデックスを有するZCシーケンスに従ってD2DSSを生成する際にD2D UE内で発生する動作例500のフロー図である。動作500は、D2D UEが異なるルートインデックスを有するZCシーケンスに従ってD2DSSを生成する際にD2D UE内で発生する動作を示すことができる。
動作500は、D2D UEが、レガシーLTE PSSを生成するのに使用される第2のZCシーケンスのルートインデックスとは異なるルートインデックスを有する第1のZCシーケンスを選択することから開始されてよい（ブロック505）。さらに、第1のZCシーケンスのルートインデックスは、D2D UEによって伝送される既存の信号、例えば、UL参照信号（DMRSおよびSRSを含む）を生成するのに使用される他のZCシーケンスのルートインデックスとも異なる。さらに、第1のZCシーケンスの長さは、UL DMRSを生成するのに使用されるシーケンスの長さとすることができる。D2D UEは、第1のZCシーケンスを使用してD2DSSを生成することができる（ブロック510）。
動作500は、本明細書に示されているように、D2D UEがD2DSSを生成することに重点を置いている。しかし、通信システム内の異なるエンティティがD2D UE用のD2DSSを生成して、D2D UEにD2DSSを提供することも可能である。動作500は、通信システム内の任意のエンティティで実行されてよい。したがって、D2D UEが動作500を実行することに関する説明は、実施形態例の範囲または精神のいずれかを制限するものであると解釈すべきでない。
また、D2DSSは、二次D2DSS（SD2DSS）をさらに含むことができる。SD2DSSは、mシーケンスによって生成され、SD2DSSの長さおよび占有帯域幅は、eNodeBによって送信されるレガシーSSSの長さおよび占有帯域幅とは異なる。
PD2DSS用のZCシーケンスのルートインデックス（上述した全ての候補の中で）はさらに、対応するSD2DSSの位置および／または帯域幅、さらにこのD2D群のD2D動作帯域幅に関する情報を伝達することができ、候補帯域幅は、1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz、または20MHz（6RB、15RB、25RB、50RB、75RB、100RB、ここで、RBはLTEシステムにおいて定義されたリソースブロック）を含む。この表示の一使用例は、以下の表２に示されている。
この状況において、SD2DSSの長さおよび帯域幅は、PD2DSSの長さおよび帯域幅と異なる場合がある。SD2DSSの帯域幅が（PD2DSSの帯域幅より）広いことで、D2D群内のD2D UEがきめ細やかな時間および／または周波数同期を得るのを助けることができ、この点は、LTE通信システム内のPSSおよび／またはSSSの設計目標とは異なることに留意されたい。
PD2DSS信号マッピングに関して、PD2DSSは、周波数領域（フーリエ）係数の組の変換として得られてよい。非限定的な例として、離散時間領域ベースバンド信号が、フーリエ周波数係数の組Hu［l］，l＝0，1，...，N−1に対して、以下の式として得られるものとする。
および
シーケンスxu（l）、0≦l≦L−1（L≦N）が、Hu［l］＝Hu［N−l］，l＝1，...，N−1となるように、フーリエ周波数係数の組にマッピングされる場合、信号は、例えば、｜su［k］｜＝｜su［N−k］｜，k＝1，…，N−1のように中心対称となることが分かる。すなわち、フーリエ係数は、DCサブキャリアに対して対称となるようにマッピングされなければならない。PSSは、対称シーケンス、すなわち、パンクチャされた長さ63のZCシーケンスから得られ、その結果、su［k］＝su［N−k］，k＝1，…，N−1に従った中心対称になる。中心対称特性は、受信信号とPD2DSSとの相関を実行する際に複素数値乗算の量を低減するのに受信器内で利用することができるので、有利である。例えば、相関値を決定する際に、D2DSSの複製サンプルを使用して乗算を実行する前に、受信器内で対称サンプルを追加することができ、そのことにより、複素数値乗算の量を約50％低減することができる。さらに、複素共役対を構成する2つのシーケンス、すなわち、
がある場合、また信号が中心対称である場合、
となることが分かる。この特性は、これらの信号の両方を同時に検出する際に複素数値乗算の数を低減するために受信器でさらに利用されてよい。
図示されている例のように、対応する連続ベースバンドOFDM信号（サイクリックプレフィックスを除く）は、（離散フーリエ変換Hu［l］＝Hu［N＋l］，l＝0，1，...，N−1の周期を利用して）生成される。
この場合、Tsはサンプリング周期であり、Δfはサブキャリア間隔であり、N＝1／TsΔfである。同じように、NはOFDM信号のサブキャリアの数である。表記を簡略化するために、Nは偶数とすることができ、表現は、奇数Nに一般化することができる。先行技術のLTE通信システムでは、Δf＝15kHzに対してN＝2048である。多くの実際のOFDM通信システムでは、DCサブキャリアは変調されない、すなわち、Hu［0］＝0であり、合計値の上限およびインデキシングは適切に変更されてよい。
一実施形態例によれば、PD2DSSは、中心対称の信号を取得するために、Hu［l］＝Hu［N−l］，l＝1，...，N−1となるようにフーリエ係数にマッピングされる。
別の例示的な実施例では、対応する連続ベースバンドOFDM信号（サイクリックプレフィックスを除く）は、（離散フーリエ変換Hu［l］＝Hu［N＋l］，l＝0，1，...，N−1の周期を利用して）生成される。
この場合、Tsはサンプリング周期であり、Δfはサブキャリア間隔であり、N＝1／TsΔfであり、−1＜δ＜1である。一実施形態例によれば、δ≠0の時のこの信号波形の同期信号が設計される。この信号生成の形態は、δ＝1／2のLTE通信システムのUL内で使用されており、この場合、DCサブキャリアは変調されてよく、これはSC-FDMA信号波形と呼ばれる。DCサブキャリアの変調による受信器内の歪曲の影響を最小限に抑えるためにオフセットδを導入することができる。例えば、δ＝1／2であり、フーリエ係数がDCサブキャリアに対して対称である（k＝0）場合に、中心対称の信号、su［k］＝−su［N−k］，k＝1，…N−1が得られることが分かる。これは、対称シーケンスを使用して得られることができ、この場合、Lは偶数の整数である。上記波形は、DCサブキャリアを中心としてフーリエ係数に対称マッピングされるシーケンスの中心対称を得るために、t＝n・Tsにおいてサンプリングされてよい。この中心対称は、PSSの中心対称とは負の符号が異なる。しかし、この形態の中心対称でも、受信器の複雑性を低減することができる。さらに、隣接するサブキャリアの組は変調されてよいが、PSSの場合、DCサブキャリアは変調されないままであるために、同期シーケンスのマッピングはPSSの同期シーケンスのマッピングと異なることが分かる。この実施形態例の利点は、PD2DSS用のUE内の受信の複雑性が低減されると同時に、シングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）信号に基づいた既存の送受信機構を使用することができるということである。
一実施形態例によれば、時間領域対称PD2DSS SC-FDMA信号が生成される。
一実施形態例では、シーケンスd（n），0≦n＜L−1（この場合、Lは偶数の整数値でありd（n）＝d（L−1−n）である）は、フーリエ係数の組Hu［l］，l＝0，1，...，N−1に断続的にマッピングされることにより、su(t)のフーリエスペクトルは、整数値k（例えば、
）の組に対する周波数（k＋δ）Δfで対称となる。この場合、δ≠0である。一例として、周波数δΔf（この場合、δ＝1／2である）において、対応するフーリエ係数Hu［0］は、周波数−δΔfにおけるフーリエ係数Hu［−1］に等しくなければならず、周波数
において、対応するフーリエ係数Hu［1］は、周波数
におけるフーリエ係数Hu［−2］に等しくなければならないなどという形になる。
一実施形態例では、シーケンスd（n）は、PD2DSSに使用され、以下の式に従って、周波数領域Zadoff-Chuシーケンスから生成される。
そして、以下の式に従って、長さ62シーケンスdu（ｎ）をマッピングすることができる。
シーケンスd（n）は、長さ63のZCシーケンスから得られる長さ62のパンクチャされたZCシーケンスである。
一実施形態例によれば、ディスカバリシーケンスは、PSSの同じ位置で使用されるが、レガシーUEがeNodeBではなくUEと同期するのを避けるために異なる長さおよび／またはルートインデックスを有する。一実施形態例は、PSSの位置マッピングを提供する。一実施形態例は、ハードウェア設計、標準化活動などを簡素化するために既存のLTE同期設計で動作する。また、一実施形態により、レガシーUEは、依然としてD2D UEが使用されるネットワークで動作することができる。
図6は、本明細書で開示されている装置および方法を実装するために使用することができる処理システム600のブロック図である。特定の装置は、図示されているコンポーネントの全て、またはコンポーネントの一部を使用することができ、統合のレベルは装置ごとに異なる場合がある。さらに、装置は、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、伝送器、受信器などの複数のコンポーネントインスタンスを含んでよい。処理システムは、1つまたは複数の入出力装置（例えば、スピーカ、マイクロホン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイなど）が装備された処理ユニットを備えてよい。処理ユニットは、中央処理ユニット（CPU）、メモリ、大容量記憶装置、ビデオアダプタ、およびバスに接続されるI／Oインターフェースを含んでよい。
バスは、メモリバスもしくはメモリコントローラ、周辺機器用バス、ビデオバスなどを含む任意のタイプの複数のバスアーキテクチャのうちの1つまたは複数のバスアーキテクチャとしてよい。CPUは、任意のタイプの電子データプロセッサを備えてよい。メモリは、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（SRAM）、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（DRAM）、同期DRAM（SDRAM）、リードオンリメモリ（ROM）、これらの組み合わせなどを含む任意のタイプのシステムメモリを備えてよい。一実施形態では、メモリは、起動時に使用するためにROM、およびプログラム実行時に使用するためにプログラムおよびデータ記憶用のDRAMを含んでよい。
大容量記憶装置は、データ、プログラム、および他の情報を記憶して、バス経由でアクセス可能なデータ、プログラム、および他の情報を生成するように構成された任意のタイプの記憶装置を備えてよい。大容量記憶装置は、例えば、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブなどのうちの1つまたは複数を備えてよい。
ビデオアダプタおよびI／Oインターフェースは、外部入出力装置を処理ユニットに結合するインターフェースを提供する。図示されているように、入出力装置の例として、ビデオアダプタに結合されるディスプレイ、I／Oインターフェースに結合されるマウス／キーボード／プリンタを含む。他の装置は、処理ユニットに結合されてよく、追加のインターフェースカードまたはより少ない数のインターフェースカードが使用されてよい。例えば、プリンタ用のインターフェースを提供するために、ユニバーサル・シリアル・バス（USB）（図示せず）のようなシリアルインターフェースが使用されてよい。
処理ユニットはさらに、1つまたは複数のネットワークインターフェースを含む。ネットワークインターフェースは、ノードまたは異なるネットワークにアクセスするための有線リンク（イーサネット（登録商標）ケーブルなど）および／または無線リンクを含んでよい。ネットワークインターフェースにより、処理ユニットは、ネットワーク経由で遠隔装置と通信することができる。例えば、ネットワークインターフェースは、1つまたは複数の伝送器／伝送アンテナおよび1つまたは複数の受信器／受信アンテナを介して無線通信を提供することができる。一実施形態では、処理ユニットは、データ処理および遠隔装置（例えば、他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶装置など）との通信のためにローカルエリアネットワークまたは広域ネットワークに結合される。
図７は、D2D通信装置がD2DSSを使用して同期する際に発生する動作700の例のフロー図である。動作700は、D2D通信装置がD2DSSを使用して同期する際に装置内で発生する動作を示すことができる。
動作700は、D2D通信装置が複数のPRBを受信するステップから開始されてよい（ブロック705）。複数のPRBには、PD2DSSが含まれてよい。PD2DSSは、本明細書で上述した技術を使用して生成されてよい。P2DSSは、SC-FDM波形で伝送されてよい。複数のPRBはさらに、SD2DSSを含んでよい。SD2DSSは、本明細書で上述した技術を使用して生成されてよい。D2D通信装置は、PD2DSSを検出することができる（710）。D2D通信装置はさらに、SD2DSSを検出することができる。D2D通信装置は、PD2DSS（SD2DSSを使用することも可能である）を使用して同期することができる（ブロック715）。
図8は、通信装置800の一例を示した図である。通信装置800は、D2D UEのようなD2D同期元として動作する装置を実装した装置とすることができる。通信装置800は、本明細書に説明されている実施形態のうちの種々の実施形態を実行するのに使用されてよい。図8に示されているように、伝送器805は、パケット、D2DSS、PD2DSS、SD2DSSなどを伝送するように構成される。通信装置800はさらに、パケットなどを受信するように構成された受信器810を含む。
シーケンス選択ユニット820は、D2DSSを得るのに使用されるシーケンスを選択するように構成される。シーケンス選択ユニット820は、ZCシーケンスを選択するように構成される。シーケンス選択ユニット820は、LTE PSSを生成するのに使用される別のZCシーケンスの長さ、および通信装置800のアップリンクで伝送される他の信号（DMRS、SRSなど）を生成するのに使用されるシーケンスの長さとは異なる長さを有するZCシーケンスを選択するように構成される。シーケンス選択ユニット820は、LTE PSSを生成するのに使用される別のZCシーケンスのルートインデックス、および通信装置800のアップリンクで伝送される他の信号（DMRS、SRSなど）を生成するのに使用されるシーケンスのルートインデックスとは異なるZCシーケンスのルートインデックスを選択するように構成される。信号生成ユニット822は、シーケンス選択ユニット820によって選択されたシーケンスに従って、D2DSS、PD2DSS、SD2DSSなどを生成するように構成される。メモリ830は、シーケンス、ZCシーケンス、長さ、ルートインデックス、信号などを記憶するように構成される。
通信装置800の要素は、固有ハードウェアロジックブロックとして実装されてよい。代替形態では、通信装置800の要素は、プロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路などで実行するソフトウェアとして実装されてよい。さらに別の代替形態では、通信装置800の要素は、ソフトウェアおよび／またはハードウェアの組み合わせとして実装されてよい。
一例として、受信器810および伝送器805は、固有ハードウェアブロックとして実装されてよいが、シーケンス選択ユニット820および信号生成ユニット822は、マイクロプロセッサ（例えば、プロセッサ815）、またはカスタム回路、またはフィールドプログラマブル論理アレイのカスタムコンパイル済み論理アレイ内で実行するソフトウェアモジュールとしてよい。シーケンス選択ユニット820および信号生成ユニット822は、メモリ830内に記憶されたモジュールとしてよい。
本開示および本開示の利点について詳細に説明したが、添付の請求項によって定義された本開示の精神および範囲から逸脱せずに、種々の変更、置換、および修正を加えることができることは理解されたい。
100 通信システム
105 D2DUE1
110 D2DUE2
115 D2DUE3
120 ENODEB
125 D2DUE5
130 D2DUE4
135 D2DUE6
200 サブフレーム
300 動作
400 動作
500 動作
600 処理システム
700 動作
800 通信装置
805 伝送器
810 受信器
815 プロセッサ
820 シーケンス選択ユニット
822 信号生成ユニット
830 メモリ

Claims (29)

  1. デバイスツーデバイス通信方法であって、前記方法は、
    同期元によって、Evolved NodeB（eNodeB）によって送信される一次同期信号（PSS）およびデバイスツーデバイス通信装置によって送信される既存のアップリンク（UL）信号とは異なる一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するステップと、
    前記同期元によって、シングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で前記一次デバイスツーデバイス同期信号を伝送するステップと、
    を含み、前記一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するステップは、
    第1のパンクチャされたZadoff-Chu（ZC）シーケンスを含む第1のシーケンスに従って同期シーケンスを生成するステップであって、前記第1のシーケンスの第1のルートインデックスが、前記PSSを生成するのに使用される、第2のパンクチャされたZCシーケンスを含む第2のシーケンスの第2のルートインデックスとは異なる、ステップと、
    前記一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するために、前記同期シーケンスをサブキャリアにマッピングするステップと
    を含む、方法。
  2. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するために、前記同期シーケンスをサブキャリアにマッピングするステップは、前記一次デバイスツーデバイス同期信号が中心対称になるように、前記同期シーケンスを前記サブキャリアにマッピングするステップを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号のN個のサンプルに対して、前記中心対称は、s［k］＝−s［N−k］，k＝1，…，N−1に従い、この場合、Nは整数値である、請求項2に記載の方法。
  4. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号は、
    に従って生成され、前記同期シーケンスは、H［］の最大Nの係数にマッピングされ、この場合、Tsはサンプリング周期であり、Δfはサブキャリア間隔であり、uは前記第1のルートインデックスであり、N＝1／TsΔfであり、δ＝1／2である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記同期シーケンスは、
    として表され、前記同期シーケンスは、
    に従ってマッピングされ、この場合、uは前記第1のルートインデックスである、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記第1のルートインデックスは、前記同期元の識別子に従って選択される、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号は、離散フーリエ変換（DFT）プレコーディングせずに伝送される、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
  8. デバイスツーデバイス通信装置を操作する方法であって、前記方法は、
    前記デバイスツーデバイス通信装置によって、Evolved NodeB（eNodeB）によって送信される一次同期信号（PSS）および前記デバイスツーデバイス通信装置によって送信される既存のアップリンク（UL）信号とは異なる一次デバイスツーデバイス同期信号を含む複数の物理リソースブロック（PRB）を受信するステップであって、前記一次デバイスツーデバイス同期信号がシングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で送信される、ステップであって、前記一次デバイスツーデバイス同期信号は、第1のパンクチャされたZadoff-Chu（ZC）シーケンスを含む第1のシーケンスに従って生成されて、サブキャリアにマッピングされる同期シーケンスによって生成され、前記第1のシーケンスの第1のルートインデックスが、前記PSSを生成するのに使用される、第2のパンクチャされたZCシーケンスを含む第2のシーケンスの第2のルートインデックスとは異なる、ステップと、
    前記デバイスツーデバイス通信装置によって、前記複数のPRB内の前記一次デバイスツーデバイス同期信号を検出するステップと、
    前記デバイスツーデバイス通信装置によって、前記一次デバイスツーデバイス同期信号に従って同期するステップと
    を含む、方法。
  9. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号は中心対称である、請求項8に記載の方法。
  10. Evolved NodeB（eNodeB）によって送信される一次同期信号（PSS）およびデバイスツーデバイス通信装置によって送信される既存のアップリンク（UL）信号とは異なる一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するように構成されたプロセッサであって、前記一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するように構成された前記プロセッサは、
    第1のパンクチャされたZadoff-Chu（ZC）シーケンスを含む第1のシーケンスに従って同期シーケンスを生成し、
    前記一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するために、前記同期シーケンスをサブキャリアにマッピングするように構成され、前記第1のシーケンスの第1のルートインデックスが、前記PSSを生成するのに使用される、第2のパンクチャされたZCシーケンスを含む第2のシーケンスの第2のルートインデックスとは異なる、プロセッサと、
    前記プロセッサに動作可能に結合される伝送器であって、前記一次デバイスツーデバイス同期信号をシングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で送信するように構成された伝送器と
    を備える、同期元。
  11. 前記同期シーケンスは、
    として表され、この場合、uは前記第1のルートインデックスである、請求項10に記載の同期元。
  12. 前記プロセッサは、前記一次デバイスツーデバイス同期信号が中心対称になるように、前記同期シーケンスを前記サブキャリアにマッピングするように構成される、請求項10または11に記載の同期元。
  13. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号のN個のサンプルに対して、前記中心対称は、s［k］＝−s［N−k］，k＝1，…，N−1に従い、この場合、Nは整数値である、請求項12に記載の同期元。
  14. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号は、
    に従って生成され、前記同期シーケンスは、H［］の最大Nの係数にマッピングされ、この場合、Tsはサンプリング周期であり、Δfはサブキャリア間隔であり、uは前記第1のルートインデックスであり、N＝1／TsΔfであり、δ＝1／2である、請求項10乃至13のいずれか1項に記載の同期元。
  15. 前記第1のルートインデックスは、前記同期元の識別子に従って選択される、請求項10乃至14のいずれか1項に記載の同期元。
  16. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号は、離散フーリエ変換（DFT）プレコーディングせずに伝送される、請求項10乃至14のいずれか1項に記載の同期元。
  17. デバイスツーデバイス通信方法であって、前記方法は、
    同期元によって、
    に従って、一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するステップであって、同期シーケンスがH［］の最大Nのフーリエ係数にマッピングされ、この場合、Tsはサンプリング周期であり、Δfはサブキャリア間隔であり、uは第1のルートインデックスであり、Nは整数値であり、δ=1／2である、ステップと、
    前記同期元によって、シングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で前記一次デバイスツーデバイス同期信号を伝送するステップと
    を含む、方法。
  18. 前記フーリエ係数は、偶数の長さの対称シーケンスから得られる、請求項17に記載の方法。
  19. su（t）のフーリエスペクトルが整数値kの組に対する周波数（k＋δ）Δf（δ≠0）で対称となるように、前記一次デバイスツーデバイス同期信号を断続的にフーリエ係数の組Hu［l］，l＝0，1，...，N−1にマッピングするステップをさらに含む、請求項17または18に記載の方法。
  20. 周波数δΔfにおいて、対応するフーリエ係数Hu［0］は、周波数−δΔfにおけるフーリエ係数Hu［−1］に等しい、請求項19に記載の方法。
  21. デバイスツーデバイス通信装置であって、前記デバイスツーデバイス通信装置は、
    プロセッサに動作可能に結合された受信器であって、前記受信器は、Evolved NodeB（eNodeB）によって送信される一次同期信号（PSS）および前記デバイスツーデバイス通信装置によって送信される既存のアップリンク（UL）信号とは異なる一次デバイスツーデバイス同期信号を含む複数の物理リソースブロック（PRB）を受信するように構成され、前記一次デバイスツーデバイス同期信号がシングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で送信される、受信器であって、前記一次デバイスツーデバイス同期信号は、第1のパンクチャされたZadoff-Chu（ZC）シーケンスを含む第1のシーケンスに従って生成されて、サブキャリアにマッピングされる同期シーケンスによって生成され、前記第1のシーケンスの第1のルートインデックスが、前記PSSを生成するのに使用される、第2のパンクチャされたZCシーケンスを含む第2のシーケンスの第2のルートインデックスとは異なる、受信器と、
    前記複数のPRB内の前記一次デバイスツーデバイス同期信号を検出し、
    前記一次デバイスツーデバイス同期信号に従って同期するように構成されたプロセッサと
    を含む、デバイスツーデバイス通信装置。
  22. 前記一次デバイスツーデバイス同期信号は中心対称である、請求項21に記載のデバイスツーデバイス通信装置。
  23. 同期元であって、前記同期元は、
    に従って、一次デバイスツーデバイス同期信号を生成するように構成されたプロセッサであって、一次デバイスツーデバイス同期シーケンスがH［］の最大Nのフーリエ係数にマッピングされ、この場合、Tsはサンプリング周期であり、Δfはサブキャリア間隔であり、uは第1のルートインデックスであり、Nは整数値であり、δ=1／2である、プロセッサと、
    前記プロセッサに動作可能に結合される伝送器であって、前記一次デバイスツーデバイス同期信号をシングルキャリア周波数分割多元接続（SC-FDMA）波形で送信するように構成された伝送器と
    を含む、同期元。
  24. 前記フーリエ係数は、偶数の長さの対称シーケンスから得られる、請求項23に記載の同期元。
  25. 前記プロセッサは、su（t）のフーリエスペクトルが整数値kの組に対する周波数（k＋δ）Δf（δ≠0）で対称となるように、前記一次デバイスツーデバイス同期信号を断続的にフーリエ係数の組Hu［l］，l＝0，1，...，N−1にマッピングするように構成される、請求項23または24に記載の同期元。
  26. 周波数δΔfにおいて、対応するフーリエ係数Hu［0］は、周波数−δΔfにおけるフーリエ係数Hu［−1］に等しい、請求項25に記載の同期元。
  27. コンピュータに、請求項1乃至7および17乃至20のいずれか1項に記載の方法を実行させる、その上に記録されるプログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体。
  28. コンピュータに、請求項8または9に記載の方法を実行させる、その上に記録されるプログラムを有するコンピュータ可読記憶媒体。
  29. デバイスツーデバイス通信のためのシステムであって、
    請求項10乃至16および23乃至26のいずれか1項に記載の同期元と、
    請求項21または22に記載のデバイスツーデバイス通信装置と
    を含む、システム。
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