WO2007108452A1 - 符号評価装置、符号評価方法、無線通信システム、基地局および移動局 - Google Patents

符号評価装置、符号評価方法、無線通信システム、基地局および移動局 Download PDF

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Kenichi Higuchi
Teruo Kawamura
Mamoru Sawahashi
Xiaoming Dai
Yong Bai
Lan Chen
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    • H04J13/16—Code allocation

Definitions

  • Code evaluation apparatus Code evaluation method, wireless communication system, base station, and mobile station
  • the present invention uses a code evaluation apparatus, a code evaluation method, and a code sequence selected based on a code evaluation method for evaluating a code used for data transmission, synchronization, and channel estimation in a mobile station or a base station.
  • the present invention relates to a wireless communication system, a base station, and a mobile station. Background art
  • FIG. 1 An example of a propagation delay profile in a broadband wireless communication system is shown in FIG.
  • the horizontal axis represents time (Time (ns)) and the vertical axis represents amplitude (Amplitude).
  • Fig. 1 it can be seen that a multipath with large received power is observed from 50ns to 60ns.
  • the channel estimation accuracy and data demodulation accuracy deteriorate due to the effects of multipath interference in which multipaths with large received power interfere with each other.
  • the autocorrelation characteristics be flat. That is, it is desirable that the function be a constant value when the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents autocorrelation value.
  • the autocorrelation value fluctuates greatly with respect to frequency, it is easily affected by noise. In other words, there is a frequency domain where only a high channel estimation accuracy can be obtained and a low channel estimation accuracy, and there is a low frequency channel estimation accuracy. Susceptible to,.
  • Golay's Merit Factor (MF) force is generally used as an evaluation value for evaluating a code.
  • This autocorrelation function calculates a complex conjugate value that is shifted in time by ⁇ for a given sequence u. In such an autocorrelation function, it is desirable that a peak is detected when the peak is 0 and the deviation increases, but no peak appears.
  • MF is a standard evaluation standard for evaluating the characteristics of codes. This function calculates the sum of autocorrelation values for each propagation delay. In this case, the autocorrelation value for each propagation delay amount is calculated with the same weighting.
  • Patent Document 2 Cohen. MN, Fox, MR, and Banden, M, "Minimum peak sidelobe pulse compression codes”. Proc. IEEE Int. Radar Conf, 1990, pp. 633-638.
  • Non-Patent Document 3 Electronic Information IEICE Technical Report Vol. 125, No. 623 pp. 223— 229 Disclosure of the Invention Problems to be solved by the invention
  • the power of each path of a multipath is smaller when the propagation delay time is large than when the propagation delay time is small.
  • the autocorrelation value of code 1 (code 1) is 0 to 8 when the chip shift (off-peak chip index) when calculating the autocorrelation value of the code is 0 to 8. , 9, 0, 0, 0, 0, 4, 3, 2, 1, respectively.
  • the autocorrelation values of code 2 are 9, 4, 3, 2, 1, 0, 0, respectively. , 0, 0.
  • the autocorrelation value is 9 for both codes.
  • the autocorrelation value of code 1 When there is a deviation of 6 chips, the autocorrelation value of code 1 is 3, and the autocorrelation value of code 2 is 0. When there is a deviation of 7 chips, the autocorrelation value of code 1 is 2, and the autocorrelation value of code 2 is 0. When there is a deviation of 8 chips, the autocorrelation value of code 1 is 1, and the autocorrelation value of code 2 is 0.
  • Another object of the present invention is to provide a radio communication system, a base station, and a mobile station that use a code sequence selected based on a code evaluation method.
  • the code evaluation apparatus of the present invention provides:
  • An evaluation reference value calculating means for calculating an evaluation reference value for judging the quality of the code based on the weighting coefficient determined according to the propagation delay time
  • Judging means for judging the quality of the code based on the evaluation reference value
  • One of the features is to have
  • the code evaluation method of the present invention includes:
  • an evaluation reference value calculating step for calculating an evaluation reference value for judging the quality of the code, and on the basis of the evaluation reference value, A determination step for determining whether the code is good or bad;
  • the wireless communication system of the present invention includes:
  • One of the features is that a code sequence selected based on the code evaluation method described above is used as a pilot channel pattern.
  • the code sequence selected based on the above-described evaluation reference value can be used as a pilot channel pattern.
  • the base station of the present invention includes: The code sequence selected based on the code evaluation method described above is divided into a plurality of sequences, the divided sequences are shifted to generate a plurality of pilot channel patterns, and the plurality of pilot channels are assigned to each mobile station.
  • One of the features is that it is provided with a pilot channel assignment means to assign to.
  • the code sequence selected based on the evaluation reference value described above is divided into a plurality of sequences, the divided sequences are shifted, and a plurality of pilot channels are divided. A pattern can be generated and the multiple pilot channels can be assigned to each mobile station.
  • Pilot channel generating means for generating a pilot channel pattern by dividing a code sequence selected based on the above-described code evaluation method into a plurality of sequences and shifting the divided sequences
  • the pilot channel generation means selects the shift amount according to a control signal transmitted from the base station or information indicating the shift amount stored in advance.
  • the code sequence selected based on the above-described evaluation reference value is divided into a plurality of sequences, and the divided sequences are shifted, so that a plurality of pilot channels are divided. A pattern can be generated.
  • a code evaluation apparatus a code evaluation method, and a code selected based on a code evaluation method that can perform code evaluation in consideration of general radio propagation path conditions
  • a wireless communication system, a base station, and a mobile station that use a sequence can be realized.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a relationship between a background and a signal profile in a broadband wireless communication system.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing codes suitable for the no-lot channel.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between delay time and average received power.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of evaluation criteria.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a code evaluation apparatus that works on an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a code evaluation method that works on one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a comparison between an AGA code related to ACF and a Golay code.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing a comparison between an AGA code related to ACF and a CAZAC code.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing Uncoded BER for E / N in TU.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing Uncoded BER for E / N in HT.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing code sequence allocation to mobile stations.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a radio communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the code evaluation apparatus 100 receives a code generation unit 102, an evaluation value calculation unit 104 to which an output signal of the code generation unit 102 is input, and an output signal of the evaluation value calculation unit 104. Determination unit 106.
  • the code generation unit 102 generates a code to be evaluated.
  • the code generation unit 102 may use a CAZAC code (for example, see Non-Patent Document 1), a Golay code (for example, see Non-Patent Document 2), an AGA code (for example, a non-patent document) as codes to be evaluated. (See Table 3). Let's generate other codes.
  • Evaluation value calculation unit 104 calculates an evaluation reference value using a code to be evaluated. .
  • the evaluation value calculation unit 104 calculates the evaluation reference value using Expression (3).
  • L is a value dependent on parameters unique to the radio communication system, such as chip rate and carrier frequency.
  • L is ⁇ or less.
  • the maximum delay spread length is shorter than the pilot code length.
  • ratio ( ⁇ ) is a weighting coefficient.
  • ⁇ is the propagation delay time.
  • the weighting coefficient (indicated by the vector r) can be realized by weighting that attenuates linearly or by applying a negative value. The weighting factor depends on the system, chip rate, and carrier frequency.
  • the evaluation reference value is calculated for the above-described code 1 and code 2. That is, as described with reference to FIG. 4, the off-peak chip index is 0 to 8, and the self-interest value of the code 1 is 9, 0, 0, 0, 0, 4, 3, 2 , 1, and the self-interest value of code 2 is ⁇ , 9, 4, 3, 2, 1, 0, 0, 0, 0.
  • Equation (4) is defined as a weighting coefficient.
  • determination unit 106 determines whether or not a code corresponding to the evaluation reference value can be used in the wireless communication system.
  • the determination unit 106 sets a threshold value of an evaluation reference value in advance based on evaluation indexes such as multipath delay spread, propagation environment, and delay spread. Further, the determination unit 106 determines whether or not the evaluation reference value calculated by the evaluation value calculation unit 104 is greater than or equal to a threshold value. When it is equal to or greater than the threshold value, the determination unit 106 determines that the code can be used. On the other hand, if it is equal to or less than the threshold value, the determination unit 106 determines that the code cannot be used.
  • the code generation unit 102 generates a code to be evaluated. For example, the code generation unit 102 generates a Kazak code, Golay code, and AGA code as codes to be evaluated (step S602).
  • the evaluation value calculation unit 104 calculates the evaluation reference value using the code to be evaluated (step S 604). For example, when the code sequence length is N, the radio communication system-specific parameter is L, the weighting coefficient is ratio (t), and the propagation delay time is, the evaluation reference value calculation unit 104 calculates the formula ( The autocorrelation function is calculated by 1), and the evaluation standard value is calculated by equation (3).
  • the determination unit 106 determines whether or not the evaluation reference value calculated by the evaluation value calculation unit 104 is greater than or equal to a predetermined threshold value (step S606).
  • step S606 If it is determined that the evaluation reference value is equal to or greater than the threshold (step S606: YES), it is determined that it can be used as a code (step S608).
  • step S606 If it is not determined that the evaluation reference value is equal to or greater than the threshold value (step S606: NO), it is determined that it cannot be used as a code (step S610).
  • FIG. 7 the horizontal axis indicates the off-peak chip index, and the vertical axis indicates the determination reference value.
  • Fig. 7 shows the case where AGA code and Golay code are used as the codes to be evaluated, and when Expression (2) is used as the evaluation function and when Expression (3) is used. .
  • the delay spread of the multipath is about 23 chips, and the multipath has a size of about 6 ⁇ s. Therefore, the comparison is made in the range of about 23 chips. In this range, the AGA code is generally smaller.
  • Equation (2) which is a conventional evaluation function
  • the evaluation value of the AGA code is 3.5.
  • the evaluation value of 324dB and Golay code is 3.7281dB, and the value does not change much.
  • Equation (3) which is an evaluation function that works on this embodiment
  • the evaluation reference value of the AGA code is 6.7113 dB
  • the evaluation reference value of the Golay code is 3.5206 dB.
  • the characteristics of the AGA code are much better.
  • the autocorrelation peak is suppressed more than the Golay code in the multipath delay spread interval, that is, in the interval of about 23 chips. For this reason, the AGA code is better.
  • Equation (2) which is a conventional evaluation function
  • the evaluation value of the AGA code is 4.2 578 dB
  • the evaluation value of the CAZAC code is 12.5327 dB
  • the CAZAC code is better Is obtained.
  • Equation (3) is an evaluation function that works on the present embodiment
  • the evaluation reference value of the AGA code is 10.1082 dB
  • the evaluation reference value of the CAZAC code is 8.3657 dB.
  • the characteristics of the AGA code are better.
  • the code can be selected with more characteristics.
  • the evaluation is performed by comparing the bit error rates.
  • FIG. 9 and FIG. 10 show a comparison between CAZAC code and AGA code. 9 and 10, the horizontal axis is E / N (dB), and the vertical axis is the bit error rate (Unicoded BER) b 0
  • the AGA code is b 0 more than the CAZAC code at the same E / N.
  • the error rate can be reduced. In other words, it is clear that better characteristics can be obtained by using the AGA code.
  • Radio communication system 400 includes base station 300 and mobile station 200, and uses a code sequence selected based on the above-described code evaluation method as a pilot channel pattern.
  • the base station divides the selected code sequence into a plurality of sequences, shifts the divided sequences to generate a plurality of pilot channel patterns, and the plurality of pilot channel patterns. Is assigned to each mobile station.
  • the multipath signal of each mobile station power is orthogonal when W is larger than the maximum delay time of the multipath, and can therefore be identified with high accuracy. By doing so, it is possible to increase the number of pilot channel patterns allocated to the mobile station.
  • the base station may notify the mobile station of the shift amount, or both the base station and the mobile station may share a common shift amount.
  • a mobile station may have a look-up table, and the mobile station may select and transmit the shift amount.
  • base station 300 includes control signal generation section 302 and signal demodulation section 304 to which the output signal of control signal generation section 302 is input.
  • Base station 300 divides the selected code sequence into a plurality of sequences, shifts the divided sequences to generate a plurality of pilot channel patterns, and moves each of the plurality of pilot channels to each of the mobile stations. Assign to a station.
  • Control signal generation section 302 generates a control signal related to the shift amount, and notifies mobile station 200 of the shift amount to be used. For example, the control signal generation unit 302 notifies the mobile station 200 using a downlink control signal. Further, the control signal generation unit 302 inputs information regarding the shift amount to the signal demodulation unit 304. Signal demodulating section 304 demodulates the signal transmitted from mobile station 200 based on the notified shift amount.
  • Mobile station 200 includes control signal demodulation section 202 and pilot signal generation section 204 to which the output signal of control signal demodulation section 202 is input.
  • Control signal demodulation section 202 demodulates a control signal related to the shift amount transmitted by base station 100. Control signal demodulating section 202 also inputs information on the shift amount to pilot signal generating section 204 from the control signal on the demodulated shift amount.
  • the no-lot signal generation unit 204 includes a code shift unit and is based on the notified shift amount! / Turn to generate a pilot signal. For example, pilot signal generation section 204 divides the selected code sequence into a plurality of sequences, shifts the divided sequences by the demodulated shift amount, and generates a pilot channel pattern. Pilot signal generation section 204 transmits the generated pilot signal in the uplink.
  • base station 100 includes common table 106 and signal demodulation section 104 connected to common table 106.
  • the common table 106 regarding the shift amount stores information on the shift amount.
  • Signal demodulating section 104 refers to common table 106, searches for the shift amount selected by mobile station 200, and demodulates the pilot signal from mobile station 200 based on the shift amount.
  • the signal demodulator 104 refers to the common table 106 based on the identifier indicating the shift amount stored in the pilot signal and identifies the shift amount.
  • Mobile station 200 includes common table 206 and pilot signal generation section 204 connected to common table 206.
  • the common table 206 stores shift amount information.
  • the pilot signal generation unit 204 includes a code shift unit, selects one of the shift amounts stored in the common table 206, and generates a pilot signal. For example, the pilot signal generation unit 204 divides the selected code sequence into a plurality of sequences, and the divided system The column is shifted by the selected shift amount to generate a pilot channel pattern. In addition, pilot signal generation section 204 transmits a pilot signal generated based on the selected shift amount on the uplink.
  • the common table 206 stores a shift amount and an identifier corresponding to the shift amount in association with each other, and the pilot signal generation unit 204 uses the identifier corresponding to the selected shift amount as a pilot signal. Store and send.
  • a radio communication system Based on the code evaluation apparatus, code evaluation method, and code evaluation method according to the present invention, a radio communication system, a base station, and a mobile station that use a selected code sequence are applied to the radio communication system. it can.

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Abstract

　生成した符号から自己相関関数を算出するステップと、前記自己相関関数と、伝搬遅延時間に応じて決定される重み付け係数とに基づいて、符号の良否を判断するための評価基準値を算出するステップと、前記評価基準値に基づいて、符号の良否を判断するステップにより符号の評価を行うことにより達成される。

Description

明 細 書
符号評価装置、符号評価方法、無線通信システム、基地局および移動局 技術分野
[0001] 本発明は、移動局や基地局において、データ伝送、同期、チャネル推定に使用さ れる符号を評価する符号評価装置、符号評価方法、符号評価方法に基づいて選択 された符号系列を使用する無線通信システム、基地局および移動局に関する。 背景技術
[0002] 広帯域無線通信システムにおける伝搬遅延プロファイルの一例を図 1に示す。図 1 にお 、て、横軸は時間（Time (ns) )、縦軸は振幅 (Amplitude)である。
[0003] 図 1によれば、 50nsから 60nsに受信電力の大きいマルチパスが観測されているの が分かる。この受信電力の大きいマルチパスがお互いに干渉するマルチパス干渉の 影響により、チャネル推定精度や、データ復調精度が低下する。
[0004] 次に、パイロットチャネルに好適な符号について、図 2を参照して説明する。
[0005] 時間領域では、受信したパイロット信号の自己相関特性を求めた場合、タイミング がそろつた時にピークが検出され、ずれたときにピークがでない符号が望ましい。この ような符号として、例えば自己相関特性を有する符号が挙げられる。
[0006] また、周波数領域では、自己相関特性がフラットとなるのが望ましい。すなわち、横 軸に周波数、縦軸に自己相関値をとつた場合に、一定の値となる関数が望ましい。 周波数に対して自己相関値の変動が大きい場合、雑音などの影響を受けやすい。 すなわち、高いチャネル推定精度が得られる周波数領域と、低いチャネル推定精度 しか得られな 、周波数領域が存在することになり、低 、チャネル推定精度し力得られ な 、周波数領域では、雑音や干渉などの影響を受けやす 、。
[0007] 以下、時間領域において符号の評価を行う場合について説明する。
[0008] 符号を評価するための評価値として、 Golayの Merit Factor (MF)力 一般的に 使用されている。
[0009] MFについて説明する。
[0010] 複素系列 u= (u , u , · · · , u )を定義する。 Nは系列 uの長さ（または周期）であ る。ここで、系列 uの自己相関関数 (ACF : auto -correlation function)は式（ 1 )により定義される。
[数 1]
Ν-1-τ
Cu,u(r) = (t + τ)
(=0
この自己相関関数では、ある受信した系列 uに対して、 τだけ時間をずらした複素 共役値を計算する。このような自己相関関数においては、 てが 0の場合にピークが検 出され、ずれが大きくなるにしたが 、ピークが出な 、ことが望ま 、。
[0012] また、系列 uに対する MFは、式（2)により定義される。
[0013] [数 2]
Figure imgf000004_0001
MFは、符号の特性を評価するための標準的な評価基準である。この関数では、各 伝搬遅延量に対する自己相関値の和が計算される。この場合、各伝搬遅延量に対 する自己相関値は、同様の重み付けで計算される。
特 §午文献 1 : D.し. Chu Polyphase Codes With uooa Periodic correlation Properti es," IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT- 18, no.l, pp. 531-533, July.1972
特許文献 2 : Cohen. M.N, Fox, M.R, and Banden, M, "Minimum peak sidel obe pulse compression codes " . Proc. IEEE Int. Radar Conf, 1990, pp. 633-638. 非特許文献 3 :電子情報通信学会信学技報 Vol. 125, No. 623 pp. 223— 229 発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0014] し力しながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
[0015] 実際の環境では、一般には、マルチパスの各パスの電力の大きさは、伝搬遅延時 間が小さい場合より、大きい場合の方が、小さくなる。
[0016] すなわち、図 3に示すように、横軸に遅延時間、縦軸に平均受信電力をとつた場合
、遅延時間の増加とともに、平均受信電力は小さくなる。
[0017] しかし、 MFでは各伝搬遅延量に対する自己相関値は、同様の重み付けで計算さ れるため、上述した遅延時間の増大によりマルチノスの影響が小さくなることは反映 されていない。
[0018] 一例として、系列長 9の 2つの符号、符号 1および符号 2を仮定し、説明する。
[0019] 図 4に示すように、符号の自己相関値の計算を行う際のチップずれ (オフピークチッ プインデックス）が 0〜8の場合に対して、符号 1 (code 1)の自己相関値は、それぞ れ 9、 0、 0、 0、 0、 4、 3、 2、 1であり、符号 2 (code 2)の自己相関値は、それぞれ 9、 4、 3、 2、 1、 0、 0、 0、 0である。
[0020] すなわち、チップずれがない場合には、両符号とも自己相関値は 9となる。
1チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 0、符号 2の自己相関値は 4となる。 2チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 0、符号 2の自己相関値は 3となる。 3チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 0、符号 2の自己相関値は 2となる。 4チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 0、符号 2の自己相関値は 1となる。 5チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 4、符号 2の自己相関値は 0となる。 6チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 3、符号 2の自己相関値は 0となる。 7チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 2、符号 2の自己相関値は 0となる。 8チップずれた場合には、符号 1の自己相関値は 1、符号 2の自己相関値は 0となる。
[0021] この場合、両符号の MFを、式（2)を用いて算出すると、 MF = 9 X 9/ (2 X (4 X 4
+ 3 X 3 + 2 X 2+ 1) ) = 1. 35となり、同じ値となる。
[0022] し力し、耐マルチパス特性の点からは、チップずれの値が小さ 、条件での自己相関 値の小さい符号 1の方が好ましぐ MFの比較力 では、符号の良否を判断できない [0023] そこで、本発明は、上述した問題点を鑑みてなされたものであり、一般的な無線伝 搬路の状況を考慮して符号の評価を行うことができる符号評価装置、符号評価方法 、符号評価方法に基づいて選択された符号系列を使用する無線通信システム、基地 局および移動局を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0024] 上記課題を解決するため、本発明の符号評価装置は、
生成した符号力 算出された自己相関関数と、
伝搬遅延時間に応じて決定される重み付け係数とに基づいて、符号の良否を判断 するための評価基準値を算出する評価基準値算出手段と、
前記評価基準値に基づいて、符号の良否を判断する判断手段と
を備えることを特徴の 1つとする。
[0025] このように構成することにより、伝搬遅延時間に応じて異なる重み付けを行い、符号 の良否を判断するための評価基準値を算出することができる。
[0026] また、本発明の符号評価方法は、
生成した符号力 自己相関関数を算出するステップと、
前記自己相関関数と、伝搬遅延時間に応じて決定される重み付け係数とに基づい て、符号の良否を判断するための評価基準値を算出する評価基準値算出ステップと 前記評価基準値に基づいて、符号の良否を判断する判断ステップと
を有することを特徴の 1つする。
[0027] このようにすることにより、伝搬遅延時間に応じて異なる重み付けを行い、符号の良 否を判断するための評価基準値を算出することができる。
[0028] また、本発明の無線通信システムは、
上述した符号評価方法に基づいて選択された符号系列をパイロットチャネルのバタ ーンとして使用することを特徴の 1つとする。
[0029] このように構成することにより、上述した評価基準値に基づいて選択された符号系 列をパイロットチャネルのパターンとして使用することができる。
[0030] また、本発明の基地局は、 上述した符号評価方法に基づいて選択された符号系列を複数の系列に分割し、 該分割された系列をシフトさせて、複数のパイロットチャネルのパターンを生成し、該 複数のパイロットチャネルを各移動局に割り当てるパイロットチャネル割り当て手段 を備えることを特徴の 1つとする。
[0031] このように構成することにより、上述した評価基準値に基づいて選択された符号系 列を複数の系列に分割し、該分割された系列をシフトさせて、複数のパイロットチヤネ ルのパターンを生成し、該複数のパイロットチャネルを各移動局に割り当てることがで きる。
[0032] また、本発明の移動局は、
上述した符号評価方法に基づいて選択された符号系列を複数の系列に分割し、 該分割された系列をシフトさせて、パイロットチャネルのパターンを生成するパイロット チャネル生成手段
を備え、
前記パイロットチャネル生成手段は、基地局により送信された制御信号あるいは予 め記憶されたシフト量を示す情報にしたがって、前記シフト量の選択を行うことを特徴 の 1つとする。
[0033] このように構成することにより、上述した評価基準値に基づいて選択された符号系 列を複数の系列に分割し、該分割された系列をシフトさせて、複数のパイロットチヤネ ルのパターンを生成することができる。
発明の効果
[0034] 本発明の実施例によれば、一般的な無線伝搬路の状況を考慮して符号の評価を 行うことができる符号評価装置、符号評価方法、符号評価方法に基づいて選択され た符号系列を使用する無線通信システム、基地局および移動局を実現できる。 図面の簡単な説明
[0035] [図 1]広帯域無線通信システムにおけるバックグラウンドと信号プロファイルとの関係 を示す説明図である。
[図 2]ノ ィロットチャネルに好適な符号を示す説明図である。
[図 3]遅延時間と平均受信電力との関係を示す説明図である。 [図 4]評価基準の一例を示す説明図である。
[図 5]本発明の一実施例に力かる符号評価装置を示すブロック図である。
[図 6]本発明の一実施例に力かる符号評価方法を示すフロー図である。
[図 7]ACFに関する AGAコードと Golayコードとの比較を示す説明図である。
[図 8]ACFに関する AGAコードと CAZACコードとの比較を示す説明図である。
[図 9]TUにおける E /Nに対する Uncoded BERを示す説明図である。
b 0
[図 10]HTにおける E /Nに対する Uncoded BERを示す説明図である。
b 0
[図 11]移動局への符号系列の割り当てを示す説明図である。
[図 12]本発明の一実施例にカゝかる無線通信システムを示す説明図である。
[図 13]本発明の一実施例にカゝかる無線通信システムを示す説明図である。
符号の説明
[0036] 100 符号評価装置
200 移動局
300 基地局
400 無線通信システム
発明を実施するための最良の形態
[0037] 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号 を用い、繰り返しの説明は省略する。
[0038] 本発明の実施例に力かる符号評価装置について、図 5を参照して説明する。
[0039] 本実施例にかかる符号評価装置 100は、符号生成部 102と、符号生成部 102の出 力信号が入力される評価値計算部 104と、評価値計算部 104の出力信号が入力さ れる判断部 106とを備える。
[0040] 符号生成部 102は、評価対象となる符号を生成する。例えば符号生成部 102は、 評価対象となる符号として、カザックコード (CAZAC code) (例えば、非特許文献 1 参照）、 Golay コード (例えば、非特許文献 2参照）、 AGAコード (例えば、非特許文 献 3参照）を生成する。その他の符号を生成するようにしてもょ 、。
[0041] 評価値計算部 104は、評価対象となる符号を用いて、その評価基準値を計算する 。例えば、評価値計算部 104は、式 (3)を用いて、その評価基準値を計算する。
[0042] [数 3]
Figure imgf000009_0001
式（3)において、 Lは無線通信システム固有のパラメータ、例えばチップレート、キ ャリア周波数に依存する値である。一般的には、無線通信システムにおいて、マルチ パス信号の遅延スプレッドが長くなるほど、考慮する Lは長くなる。
[0043] 一般的には、 Lは Ν以下である。一般的には、最大の遅延スプレッドの長さは、パイ ロット符号の長さより短い。
[0044] 式（3)にお 、て、 ratio ( τ )は、重み付け係数である。また、 τは伝搬遅延時間で ある。自己相関関数への重み付けを選択するには様々な方法がある。無線伝搬環境 で伝搬遅延時間の大き 、マルチパス信号は、伝搬遅延時間の小さ 、マルチパス信 号よりも、受信電力が低いため、伝搬遅延時間の小さいマルチパス信号には高い重 み付けを行い、伝搬遅延時間の大きいマルチパス信号には、低い重み付けを行う。 例えば、重み付け係数 (ベクトル rで示す）として、線形的または負値をかけて減衰す る重み付けにより実現できる。重み付け係数は、システム、チップレート、キャリア周波 数に依存する。
[0045] ここで、評価基準値の計算の一例について説明する。
[0046] ここでは、上述した符号 1、符号 2について評価基準値の計算を行う。すなわち、図 4を参照して説明したように、オフピークチップインデックスが 0〜8に対して、符号 1の 自己ネ目関値 ίま、 9、 0、 0、 0、 0、 4、 3、 2、 1であり、符号 2の自己ネ目関値 ίま、 9、 4、 3、 2、 1、 0、 0、 0、 0である。
[0047] この場合、系列長 Ν = 9となる。
[0048] ここで、重み付け係数として、式 (4)を定義する。
[0049] ベクトル r=ratio (l : N—l) = (ratio (1) , ratio (2) , · · · , ratio (N—l) ) (4) = (N— 1, N-2, ···, 2, 1) - (l/mean(N-l, N— 2, ···, 2, 1)) ί列えば、、 ratioを、 8、 7、 6、 5、 4、 3、 2、 1とした場合につ！/、て説明する。
[0050] ベクトル r= (8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1) · (l/mean(8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1))
= (1.7778, 1.5556, 1.3333, 1.1111, 0.8889, 0.6667, 0.4444, 0. 2222)
ここで、 L = N— 1と仮定する。
[0051] この場合、符号 1の評価基準値を式 (5)に示す。
[0052] 符号 1の評価基準値 =(9X9Z2X (0 + 0 + 0 + 0 + 0.889X4X4 + 0.6667 X
3X3 + 0.4444X2X2 + 0. 2222X1X1))
=4.6335 (5)
また、符号 2の評価基準値を式 (6)に示す。
[0053] 符号 2の評価基準値 =(9X9Z2X (1.7778X4X4+1.5556X3X3 + 1.33
33X2X2+1. 1111X1X1 + 0 + 0 + 0 + 0))
=1.0038
判断部 106は、評価値計算部 104において計算された評価基準値に基づいて、該 評価基準値に対応する符号が無線通信システムで使用できるか否かを判断する。
[0054] 例えば、判断部 106は、マルチパスの遅延広がり、伝搬環境、遅延スプレッドなど の評価指標に基づいて、予め評価基準値の閾値を設定する。また、判断部 106は、 評価値計算部 104において計算された評価基準値が、閾値以上であるか否かを判 断する。閾値以上である場合、判断部 106は、その符号を使用することができると判 断する。一方、閾値以下である場合、判断部 106は、その符号を使用することができ ないと判断する。
[0055] 次に、本実施例に力かる符号評価方法について、図 6を参照して説明する。
[0056] 符号生成部 102は、評価対象となる符号を生成する。例えば符号生成部 102は、 評価対象となる符号として、カザックコード、 Golayコード、 AGAコードを生成する (ス テツプ S602)。
[0057] 次に、評価値計算部 104は、評価対象となる符号を用いて、その評価基準値を計 算する（ステップ S 604)。 [0058] 例えば、符号の系列長を N、無線通信システム固有のパラメータを L、重み付け係 数を ratio (て）、 てを伝搬遅延時間とした場合に、評価基準値算出部 104は、式（1) により自己相関関数を算出し、式 (3)により評価基準値を算出する。
[0059] 次に、判断部 106は、評価値計算部 104において計算された評価基準値が予め 決定された閾値以上である力否かを判断する (ステップ S606)。
[0060] 評価基準値が閾値以上であると判断された場合 (ステップ S606： YES)、符号とし て用いることが可能であると決定する（ステップ S608)。
[0061] 評価基準値が閾値以上であると判断されない場合 (ステップ S606 : NO)、符号とし て用いることができな 、決定する (ステップ S610)。
[0062] 次に、チップずれと、評価基準値との関係について、図 7を参照して説明する。
[0063] 図 7にお 、て、横軸はオフピークチップインデックス、縦軸は判断基準値を示す。ま た、図 7には、評価対象となる符号として、 AGAコードおよび Golayコードを用い、評 価関数として式（2)を用いた場合と、式（3)を用いた場合にっ ヽて示す。
[0064] マルチパスの遅延広がりは 23チップずれ程度であり、 6 μ s程度の大きさにマルチ パスが入っていると仮定する。したがって、 23チップ程度の範囲で比較する。この範 囲においては、 AGAコードの方が全体的に小さな値となる。
[0065] 従来の評価関数である式（2)を用いて計算した場合、 AGAコードの評価値は 3. 5
324dB、 Golayコードの評価値は 3. 7281dBとなり、値としてはあまり変わらない。
[0066] しかし、本実施例に力かる評価関数である式（3)を用いて計算した場合、 AGAコー ドの評価基準値は 6. 7113dB、 Golayコードの評価基準値は 3. 5206dBとなり、明 らカに AGAコードの特性の方がょ ヽと 、う結果が得られる。
[0067] AGAコードでは、マルチパスの遅延広がりの区間、すなわち 23チップずれ程度の 区間で、 Golay符号より自己相関のピークが抑えられている。このため、 AGAコード の方がよいことが分かる。
[0068] したがって、本実施例に力かる評価関数を用いて、符号の評価基準値を評価する ことにより、より特性のよい符号を選択することができる。
[0069] 次に、 CAZAC符号と AGAコードとの比較について、図 8を参照して説明する。
[0070] 図 7と同様に、 23チップ程度の範囲で比較する。 [0071] 従来の評価関数である式（2)を用いて計算した場合、 AGAコードの評価値は 4. 2 578dB、 CAZACコードの評価値は 12. 5327dBとなり、 CAZACコードの方がよい という結果が得られる。
[0072] しかし、本実施例に力かる評価関数である式（3)を用いて計算した場合、 AGAコー ドの評価基準値は 10. 1082dB、 CAZACコードの評価基準値は 8. 3657dBとなり 、明らかに AGAコードの特性の方がょ 、と 、う結果が得られる。
[0073] 図 8に示すように、 AGAコードでは、チップずれの大きい領域でピークが出ている 力 マルチパスの遅延広がりの区間、すなわち 23チップずれ程度の区間では、 CAZ AC符号より自己相関のピークが抑えられている。このため、 AGAコードの方がよいこ とが分かる。
[0074] したがって、本実施例に力かる評価関数を用いて、符号を評価することにより、より 特性のょ 、符号を選択することができる。
[0075] 実際には、自己相関の比較だけで、符号の良否の判断は困難である。最終的には
、ビット誤り率の比較による評価を行う。
[0076] 図 9および図 10に、 CAZACコードと AGAコードとの比較を示す。図 9および図 10 において、横軸は E /N (dB)であり、縦軸はビット誤り率 (Unicoded BER)である b 0
。また、図 9では Typical Urban (TU) Channel modelを仮定し、図 10では Hill y Terrain (HT) Channel modelを仮定した。
[0077] 図 9および図 10によれば、同じ E /Nで、 CAZACコードより、 AGAコードの方が b 0
誤り率を減少させることができる。すなわち、 AGAコードを使用した方がよい特性が 得られることが分かる。
[0078] 次に、上述した符号評価方法に基づ!/ヽて選択された符号系列を使用する無線通 信システムおよび基地局にっ 、て説明する。
[0079] 無線通信システム 400は、基地局 300と、移動局 200とを備え、上述した符号評価 方法に基づいて選択された符号系列をパイロットチャネルのパターンとして使用する
[0080] 基地局は、上述した評価関数を用いて選択された符号を、移動局に対して割り当 てる。 [0081] 例えば、基地局は、図 11に示すように、移動局 # 0 (UE # 0)に対して、選択された 128チップの符号を割り当てる。図 11において、 Wはサイクリックシフト量であり、例え ば W= 16である。また、基地局は、移動局 # 1 (UE # 1)に対しては、 UE # 0に対し て割り当てた符号のうち最後尾の W= 16チップの符号を先頭に配置し割り当てる。 また、基地局は、移動局 # 2 (UE # 2)に対して、 UE # 1に対して割り当てた符号の うち最後尾の W= 16チップの符号を先頭に配置し送信する。以下同様にして、基地 局は、移動局 # 7 (UE # 7)に対して、 UE # 6に対して割り当てた符号のうち最後尾 の W= 16チップの符号を先頭に配置して割り当てる。
[0082] すなわち、基地局では、選択された符号系列を複数の系列に分割し、該分割され た系列をシフトさせて、複数のパイロットチャネルのパターンを生成し、該複数のパイ ロットチャネルのパターンを各移動局に割り当てる。
[0083] 各移動局力 のマルチパス信号は、 Wがマルチパスの最大遅延時間より大きい場 合には、直交するため、高精度に識別できる。このようにすることにより、移動局に割 り当てるパイロットチャネルのパターン数を増加させることができる。
[0084] 上述したように、符号を移動局に対して割り当てた場合、基地局から移動局にシフト 量を通知するようにしてもよいし、基地局、移動局の双方がシフト量に関する共通の 参照テーブルを持ち、移動局がシフト量を選択して送信するようにしてもよい。
[0085] 基地局力 移動局にシフト量を通知して使用する場合について、図 12を参照して 説明する。
[0086] この場合、基地局 300は、制御信号生成部 302と、制御信号生成部 302の出力信 号が入力される信号復調部 304とを備える。
[0087] 基地局 300は、選択された符号系列を複数の系列に分割し、該分割された系列を シフトさせて、複数のパイロットチャネルのパターンを生成し、該複数のパイロットチヤ ネルを各移動局に割り当てる。
[0088] 制御信号生成部 302は、シフト量に関する制御信号を生成し、用いるシフト量を移 動局 200に通知する。例えば、制御信号生成部 302は、下りリンクの制御信号を利 用して、移動局 200に通知する。また、制御信号生成部 302は、シフト量に関する情 報を信号復調部 304に入力する。 [0089] 信号復調部 304は、通知されたシフト量に基づ 、て、移動局 200から送信された信 号を復調する。
[0090] 移動局 200は、制御信号復調部 202と、制御信号復調部 202の出力信号が入力さ れるパイロット信号生成部 204とを備える。
[0091] 制御信号復調部 202は、基地局 100により送信されたシフト量に関する制御信号 を復調する。また、制御信号復調部 202は、復調されたシフト量に関する制御信号か らシフト量に関する情報をパイロット信号生成部 204に入力する。
[0092] ノ ィロット信号生成部 204は、符号シフト部を含み、通知されたシフト量に基づ！/ヽて 、パイロット信号を生成する。例えば、パイロット信号生成部 204は、選択された符号 系列を複数の系列に分割し、該分割された系列を、復調されたシフト量だけシフトさ せて、パイロットチャネルのパターンを生成する。また、パイロット信号生成部 204は、 生成したノ ィロット信号を上りリンクで送信する。
[0093] 次に、基地局 300、移動局 200の双方がシフト量に関する共通の参照テーブルを 持ち、移動局がシフト量を選択して送信する場合について、図 13を参照して説明す る。
[0094] この場合、基地局 100は、共通テーブル 106と、共通テーブル 106と接続された信 号復調部 104とを備える。
[0095] シフト量に関する共通テーブル 106は、シフト量の情報を記憶する。
[0096] 信号復調部 104は、共通テーブル 106を参照し、移動局 200が選択したシフト量を サーチし、該シフト量に基づいて、移動局 200からのパイロット信号を復調する。例え ば、信号復調部 104は、パイロット信号に格納されたシフト量を示す識別子に基づい て、共通テーブル 106を参照し、シフト量を特定する。
[0097] 移動局 200は、共通テーブル 206と、共通テーブル 206と接続されたパイロット信 号生成部 204とを備える。
[0098] 共通テーブル 206は、シフト量の情報を記憶する。
[0099] ノ ィロット信号生成部 204は、符号シフト部を含み、共通テーブル 206に記憶され たシフト量のいずれか 1つを選択して、パイロット信号を生成する。例えば、ノ ィロット 信号生成部 204は、選択された符号系列を複数の系列に分割し、該分割された系 列を、選択したシフト量だけシフトさせて、パイロットチャネルのパターンを生成する。 また、パイロット信号生成部 204は、選択したシフト量に基づいて生成されたノイロッ ト信号を、上りリンクで送信する。
[0100] 例えば、共通テーブル 206には、シフト量と、該シフト量に対応する識別子とが対応 づけて記憶され、パイロット信号生成部 204は、選択したシフト量に対応する識別子 を、パイロット信号に格納し送信する。
[0101] 本国際出願は、 2006年 3月 20日に出願した日本国特許出願 2006— 077815号 に基づく優先権を主張するものであり、 2006-077815号の全内容を本国際出願 に援用する。
産業上の利用可能性
[0102] 本発明にかかる符号評価装置、符号評価方法、符号評価方法に基づ!、て選択さ れた符号系列を使用する無線通信システム、基地局および移動局は、無線通信シス テムに適用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 生成した符号力 算出された自己相関関数と、伝搬遅延時間に応じて決定される 重み付け係数とに基づいて、符号の良否を判断するための評価基準値を算出する 評価基準値算出手段；
前記評価基準値に基づ!/、て、符号の良否を判断する判断手段；
を備えることを特徴とする符号評価装置。
[2] 請求項 1に記載の符号評価装置にお!、て：
前記評価基準算出手段は、伝搬遅延時間の小さいマルチパス信号に対応する自 己相関関数には高 、重み付けを行 、、伝搬遅延時間の大き 、マルチパス信号に対 応する自己相関関数には、低い重み付けを行うことを特徴とする符号評価装置。
[3] 請求項 1に記載の符号評価装置にお!、て：
前記重み付け係数は、チップレートおよびキャリア周波数のうち少なくとも一方に依 存することを特徴とする符号評価装置。
[4] 請求項 1に記載の符号評価装置にお！ヽて：
前記符号の系列長を N、無線通信システム固有のパラメータを L、前記重み付け係 数を ratio ( τ )、 τを伝搬遅延時間とした場合に、
前記評価基準値算出手段は、
[数 1]
Figure imgf000016_0001
により自己相関関数を算出し、
[数 2]
Figure imgf000017_0001
により評価基準値を算出することを特徴とする符号評価装置。
[5] 請求項 1に記載の符号評価装置にお!、て：
前記判断手段は、予め決定された所定の閾値に基づいて、符号の良否を判断する ことを特徴とする符号評価装置。
[6] 生成した符号力も自己相関関数を算出する自己相関関数算出ステップ；
前記自己相関関数と、伝搬遅延時間に応じて決定される重み付け係数とに基づい て、符号の良否を判断するための評価基準値を算出する評価基準値算出ステップ； 前記評価基準値に基づ!ヽて、符号の良否を判断する判断ステップ；
を有することを特徴とする符号評価方法。
[7] 請求項 6に記載の符号評価方法にお!、て：
前記評価基準算出ステップは、伝搬遅延時間の小さいマルチパス信号に対応する 自己相関関数には高い重み付けを行い、伝搬遅延時間の大きいマルチパス信号に 対応する自己相関関数には、低い重み付けを行うことを特徴とする符号評価方法。
[8] 請求項 6に記載の符号評価方法にお!、て：
前記重み付け係数は、チップレートおよびキャリア周波数のうち少なくとも一方に依 存することを特徴とする符号評価方法。
[9] 請求項 6に記載の符号評価方法にお!、て：
前記符号の系列長を N、無線通信システム固有のパラメータを L、前記重み付け係 数を ratio ( τ )、 τを伝搬遅延時間とした場合に、
前記評価基準値算出ステップは、
[数 3] Ν~1—τ
f=0
により自己相関関数を算出し、
[数 4]
Figure imgf000018_0001
により評価基準値を算出することを特徴とする符号評価方法。
[10] 請求項 6に記載の符号評価方法にぉ 、て：
前記判断ステップは、予め決定された所定の閾値に基づいて、符号の良否を判断 することを特徴とする符号評価方法。
[11] 請求項 6に記載の符号評価方法にお!、て：
前記判断ステップにおける判断結果に基づ 、て選択された符号系列を、パイロット チャネルのパターンとして生成するパイロット信号生成ステップ；
を有することを特徴とする符号評価方法。
[12] 請求項 11に記載の符号評価方法にぉ 、て：
前記パイロット信号生成ステップは、前記符号系列を複数の系列に分割し、該分割 された系列をシフトさせて、複数のパイロットチャネルのパターンを生成することを特 徴とする符号評価方法。
[13] 請求項 12に記載の符号評価方法にぉ 、て：
前記シフト量を、基地局から移動局に通知を行うステップ；
を有することを特徴とする符号評価方法。
[14] 請求項 6に記載の符号評価方法に基づいて選択された符号系列をパイロットチヤ ネルのパターンとして使用することを特徴とする無線通信システム。
[15] 請求項 14に記載の無線通信システムにお 、て：
前記符号系列を複数の系列に分割し、該分割された系列をシフトさせて各移動局 に割り当て、
移動局は、
前記シフト量に基づ 、てパイロット信号を生成するパイロット信号生成手段； を備え、
基地局は、
移動局力も送信されたパイロット信号を、前記シフト量に基づ!、て復調する信号復 調手段；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
[16] 請求項 15に記載の無線通信システムにお 、て：
前記基地局は、
前記シフト量を示す制御情報を生成し、該制御信号を移動局に通知する制御信号 生成手段；
を備えることを特徴とする無線通信システム。
[17] 請求項 15に記載の無線通信システムにお 、て：
前記パイロット信号生成手段は、シフト量に関する情報が記憶された共通テーブル 力 シフト量を選択し、選択したシフト量に基づいて、パイロット信号を生成し、 前記信号復調手段は、シフト量に関する情報が記憶された共通テーブルを参照し 、移動局から送信されたパイロット信号を復調することを特徴とする無線通信システム
[18] 請求項 6に記載の符号評価方法に基づいて選択された符号系列を複数の系列に 分割し、該分割された系列をシフトさせて、複数のパイロットチャネルのパターンを生 成し、該複数のパイロットチャネルを各移動局に割り当てるパイロットチャネル割り当 て手段；
を備えることを特徴とする基地局。
[19] 請求項 6に記載の符号評価方法に基づいて選択された符号系列を複数の系列に 分割し、該分割された系列をシフトさせて、パイロットチャネルのパターンを生成する パイロットチャネル生成手段；
を備え、
前記パイロットチャネル生成手段は、基地局により送信されたシフト量に関する制御 信号あるいは予め記憶されたシフト量を示す情報にしたがって、前記シフト量の選択 を行うことを特徴とする移動局。
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