系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラム
【課題】直交変換が必要な所定の系列生成を簡単な処理で行えること。
【解決手段】信号系列生成部１１０は、系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）のリファレンス系列（周波数の軸方向）の直交変換を行う。系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する漸化式初期値テーブル２０１と、入力された前記系列番号ｕに対応する初期値を漸化式初期値テーブル２０１から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部２０２と、漸化式更新部２０２により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換するｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３とを備える。
【解決手段】信号系列生成部１１０は、系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）のリファレンス系列（周波数の軸方向）の直交変換を行う。系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する漸化式初期値テーブル２０１と、入力された前記系列番号ｕに対応する初期値を漸化式初期値テーブル２０１から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部２０２と、漸化式更新部２０２により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換するｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体通信システムにおいて（基地局、および端末で）使用されるＰＲＡＣＨの系列生成処理を行う系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の移動体通信システム（Ｗ−ＣＤＭＡ）では、リンク通信時の無線アクセス方法としてランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）が用いられている。端末は、ＲＡＣＨを用いてプリアンブルと呼ばれる信号を基地局に送信し、基地局側で端末を検知して通信が開始される。そして、他の端末との衝突等で基地局が端末を検知できない場合、端末側がプリアンブルの送信を繰り返すようになっている。
【０００３】
また、現在の３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の通信規格では、ＲＡＣＨにＭポイントのＦＦＴ（高速フーリエ変換：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて時間・周波数変換し、サブキャリアにマッピングするＤＦＴスプレッドＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式がある（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ＦＦＴにおける位相角を漸化式により計算してテーブルに格納し、このテーブルを用いてフーリエ変換し、周波数方向のデータを得るフーリエ変換プログラムが開示されている（例えば、下記特許文献２参照。）。
【０００５】
現在、携帯電話等の移動体通信システムでは３ＧＰＰのＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の仕様に基づき、基地局および端末では、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）の系列生成処理を行っている。
【０００６】
図７は、従来の系列生成を行う基地局装置の構成を示すブロック図である。基地局１０００の受信部は、端末からの無線信号をアンテナで受信した後、変換されたベースバンド信号が順次ＤＦＴ１００１に入力され、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）されたＩ，Ｑデータがレプリカ乗算部１００２に出力される。一方、定義を時間の軸としたリファレンス系列を発生させる信号系列生成部１００３を有し、このリファレンス系列側においても、系列番号ｕがＤＦＴ１００４、レプリカ乗算部１００２に入力される。レプリカ乗算部１００２は、リファレンス系列の入力によりベースバンド信号の系列除去を行う。この後、ＩＤＦＴ１００５による逆離散フーリエ変換が施されて信号出力され、ピーク検出部１００６により信号に含まれるピーク値の波長が検出される。
【０００７】
図８は、図７におけるＤＦＴの内部構成を示すブロック図である。リファレンス系列における信号系列生成部１００３の後段には、リファレンス系列側のＤＦＴ１００４として、第１メモリ１１００、Ｎｚｃ点ＤＦＴ１１０１、第２メモリ１１０２、順次読み出し部１１０３を備えている。
【０００８】
信号系列生成部１００３では周波数偏差推定のために、系列番号ｕを入力とし、系列番号ｕのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列ｘｕ（ｎ）を生成する。ｘｕ（ｎ）は下式（１）に従って生成される。
【０００９】
【数１】
【００１０】
Ｎｚｃは系列の要素数であり、ｎは系列の要素のゼロ始まりの要素番号である。ｘｕは系列番号ｕの系列、ｘｕ（ｎ）は系列番号ｕの系列のｎ番目の要素である。また、系列番号ｕのとり得る値の範囲は、１以上Ｎｚｃ−１以下の整数値である。
【００１１】
第１メモリ１１００は、信号系列生成部１００３で生成した系列ｘｕ（ｎ）を格納するためのメモリであり、Ｎｚｃ個の要素を格納する。
【００１２】
Ｎｚｃ点ＤＦＴ１１０１は、下式（２）に従い系列ｘｕ（ｎ）に離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を施して周波数軸方向に直交変換された系列ｙｕ（ｋ）を生成する。
【００１３】
【数２】
【００１４】
第２メモリ１１０２は、ＤＦＴの結果を格納するためのメモリであり、Ｎｚｃ個の結果を格納する。順次読み出し部１１０３は、第２メモリ１１０２から順次読み出し制御を行い、Ｉ，Ｑデータを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−１２４４９３号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のような構成では、周波数の軸方向に直交変換した系列を生成するために、例えば、Ｎｚｃ＝８３９の場合、８３９＾２≒７０万ＭＡＣ程度の膨大な積和能力が要求される。特に、組込用途でこのような処理をリアルタイムで実現する場合、装置に相応の演算能力が要求され、回路規模およびコストが増大する。
【００１７】
また、組込向けに、必要十分なＤＦＴ計算精度を得ようとする場合、計算処理部分の調整や検証のために膨大な開発工数を要する。また、リアルタイム処理や計算精度の問題を避けるために、あらかじめ、全系列番号分の変換後の系列をメモリ上に用意しておく構成とした場合、Ｎｚｃ×（Ｎｚｃ−１）≒７０万ワード分という、多大なメモリ領域が必要になり、コスト増大を招いた。
【００１８】
上述した従来技術による問題点を解消するため、所定の系列生成をＤＦＴを用いずに簡単な処理でメモリ量を取らずに行える系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成装置であって、系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する記憶部と、入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部と、
前記漸化式更新部により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換する変換部と、を備えたことを要件とする。
【発明の効果】
【００２０】
開示の系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムによれば、直交変換を行う所定の系列生成を簡単な処理で行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】系列生成を行う基地局装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の信号系列生成部の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】系列生成の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図４】漸化式初期値テーブルの内容の一例を示す図表である。
【図５】ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部のテーブル内容の一例を示す図表である。
【図６】端末における信号系列生成部の内部構成例を示すブロック図である。
【図７】従来の系列生成を行う基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７におけるＤＦＴの内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施の形態）
以下に添付図面を参照して、この系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、系列生成を行う基地局装置の構成例を示すブロック図である。この図に示す基地局装置１００の受信部の構成のうち、ＤＦＴ１０１、レプリカ乗算部１０２、ＩＤＦＴ１０５、ピーク検出部１０６については、上述した従来の基地局装置の構成（図７参照）と同じある。図１における信号系列生成部１１０では、要素番号ｎ（後述する系列番号ｕに該当）、系列がｅ-j・(ｎの２次式）である系列の直交変換をＤＦＴを用いずに実現する。すなわち、
【００２４】
【数３】
【００２５】
（ｎは系列の要素のゼロ始まりの要素番号、Ｎは系列の要素数（サンプル数）、ｋは受信信号のＤＦＴ後の要素番号）になることから、周波数の軸方向のリファレンス系列をＤＦＴを行わずに直接生成する。ｋの２次式で求められる系列の位相角は漸化式を用いて順次計算し、位相角ｗ（ｋ）からＩ，Ｑデータを求めるｓｉｎ，ｃｏｓ変換には、テーブルまたはＣＯＲＤＩＣ法を用いる。これらの構成により、ＰＲＡＣＨの系列全体を保持するための膨大な記憶容量のメモリや乗算器を不要とし、ＤＦＴ同等の処理を簡易に実現する。
【００２６】
図２は、図１の信号系列生成部の内部構成を示すブロック図である。信号系列生成部１１０は、漸化式初期値テーブル２０１と、漸化式更新部２０２と、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３の３つのブロックを備えている。漸化式初期値テーブル２０１と、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３は、それぞれテーブルを構成するデータを記憶する所定容量のメモリを備えている。漸化式更新部２０２は、ＣＰＵ等により構成でき、漸化式による系列生成の処理を実行する。
【００２７】
漸化式初期値テーブル２０１には、系列番号ｕが入力され、位相角の初期値、位相角の一次微分値の初期値、位相角の二次微分値を漸化式更新部２０２へ出力する。漸化式更新部２０２は、漸化式初期値テーブル２０１に格納された位相角の初期値、位相角の１次微分の初期値、位相角の２次微分値を基に、漸化式の更新処理を行う。ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３は、漸化式更新部２０２における漸化式の演算によって出力された位相角のｓｉｎ，ｃｏｓ変換を行う。
【００２８】
図３は、系列生成の処理内容の一例を示すフローチャートである。図３には漸化式更新部２０２および２０３が行う処理を記載してある。漸化式更新部２０２は、周波数の軸方向に直交変換した系列
【００２９】
【数４】
【００３０】
の要素を、ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１の順に順次計算する。以下、ｗ（ｋ）が整数値＋１／２の場合について説明する。
【００３１】
各端末に相当する系列番号ｕが入力されると（ステップＳ３０１）、漸化式処理部２０２は、漸化式初期値テーブル２０１から、所望のｕに対応する初期値をテーブル引きする（ステップＳ３０２）。ここでは、入力された系列番号ｕを基に位相角ｗの初期値と、位相角の１次微分の初期値ｄｗと、位相角の２次微分値ａを取り出す。
【００３２】
漸化式の処理では、まずｗ，ｄｗの初期値を０とし、
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
とする（ステップＳ３０３）。
【００３３】
以後、順次、ｋが１〜Ｎｚｃに至るまでの間、漸化式の更新処理を繰り返す（ステップＳ３０４）。具体的には、ｋ＝１，２，…，Ｎｚｃ−１の間（ステップＳ３０７：Ｎｏのループの間）、位相角ｗ（ｋ）の１次微分および２次微分を導出する。
ｗ（ｋ）＝ｗ（ｋ−１）＋ｄｗ（ｋ−１）
ｄｗ（ｋ）＝ｄｗ（ｋ−１）＋ａ
ｉｆ（ｗ（ｋ）＞＝２・Ｎｚｃ）ｔｈｅｎ
ｗ（ｋ）＝ｗ（ｋ）−２・Ｎｚｃ …（ｍｏｄ処理１）
ｉｆ（ｄｗ（ｋ）＞＝２・Ｎｚｃ）ｔｈｅｎ
ｄｗ（ｋ）＝ｄｗ（ｋ）−２・Ｎｚｃ …（ｍｏｄ処理２）の計算を行う（ステップＳ３０５）。
【００３４】
この後、漸化式の演算結果を基に、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３により、出力された位相角ｗ（ｋ）のｓｉｎ，ｃｏｓ値変換を行い（ステップＳ３０６）、ｋがＮｚｃ−１となれば（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００３５】
上記の処理では、ｗ（ｋ−１），ｄｗ（ｋ−１），ａがいずれも０以上２Ｎｚｃ−１以下の値であるため、ｗ（ｋ−１）＋ｄｗ（ｋ−１），ｄｗ（ｋ−１）＋ａは、いずれも、０以上４Ｎｚｃ−２以下の値になり、ぞれぞれ、ｍｏｄ処理１とするかあるいはｍｏｄ処理２とするかの条件判定と、１回の減算処理だけで２Ｎｚｃでモジュロをとる処理の代用ができる。さらに、２・Ｎｚｃは、あらかじめ定数として計算して用意しておくことができ、上記の条件判定や減算時には、２×Ｎｚｃの計算は行わずに済む。ｗ（ｋ）が整数値の場合も同様の処理になる。
【００３６】
図４は、漸化式初期値テーブルの内容を示す図表である。図中上から下の順に系列番号ｕ（０〜Ｎｚｃ）であり、各列に上記のｗ０，ｄｗ０，ａがそれぞれ格納される。
【００３７】
ｅ-j・(ｎの２次式）のＤＦＴは、
【００３８】
【数５】
【００３９】
がｅ-j・(kノ2次式)になることから、
【００４０】
【数６】
【００４１】
で表すことにする。ここで、
【００４２】
【数７】
【００４３】
であることから、ｗ（ｋ）はＮｚｃ，ｕで一意に決まり、０≦ｗ（ｋ）≦２・Ｎｚｃの範囲を巡回する下式（３）で表すことができる。
【００４４】
ｗ（ｋ）＝（ｋの２次式）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ） …（３）
【００４５】
次に、ｗ（ｋ）の計算を漸化式更新部２０２による加減算のみで簡単に実施するために、下記の漸化式
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
ｄｗ（ｋ）＝（ｄｗ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ（ｋ）＝（ｗ（ｋ）−１）＋ｄｗ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
【００４６】
を用い、ｗ（ｋ），ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１を順次処理で計算する。なお、この漸化式から、ｗ（ｋ）は、
【００４７】
【数８】
【００４８】
となる。初期値ｗ０，ｄｗ０，ａは、Ｎｚｃ，ｕで一意に決まることから、あらかじめ、ｕ＝１，２，…，Ｎｚｃ−１について初期値を求めて漸化式初期値テーブル２０１に格納しておく。初期値は、関係式、
【００４９】
【数９】
【００５０】
より、
ｗ（ｋ）＝（（Ｎｚｃ／π）・Ａｒｇ（ｙｕ（ｋ）））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ０＝ｗ（０）
ｄｗ０＝（ｗ（１））−ｗ（０））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ａ＝（（ｗ（２）−ｗ（１））−（ｗ（１）−ｗ（０）））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）＝（ｗ（２）＋ｗ（０））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
を用いて求めることができる。
【００５１】
図４には、Ｎｚｃ＝８３９の場合の初期値を例示している。Ｎｚｃ＝８３９の場合、ｄｗ０，ａは整数値になり、ｗ０は整数値＋１／２になることから、
【００５２】
【数１０】
【００５３】
として、ｗ０，ｄｗ０，ａの代わりに、Ｗ０，ｄＷ０，ａのセットを初期値としている。
また、Ｗ（ｋ）の漸化式は、上記のｗ（ｋ）の漸化式と同様に、
Ｗ（０）＝Ｗ０
ｄＷ（０）＝ｄＷ０
ｄＷ（ｋ）＝（ｄＷ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
Ｗ（ｋ）＝（Ｗ（ｋ）−１）＋ｄＷ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
となる。
【００５４】
そして、Ｎｚｃが少なくとも７から１００９の間の素数の場合、初期値ｗ０は整数値、または、整数値＋１／２となり、ｄｗ０，ａは整数値となる。また、初期値ｗ０が整数値の場合、ｗ（ｋ）は常に整数値になり、初期値ｗ０が整数値＋１／２の場合、ｗ（ｋ）は常に整数値＋１／２になる。よって、Ｎｚｃの値に従って、
【００５５】
【数１１】
【００５６】
のｗ（ｋ）またはＷ（ｋ）のいずれかを適切に選ぶことで、漸化式を整数値のみで計算することができる。これに限らず、
【００５７】
【数１２】
【００５８】
なるｖ（ｋ）を使用することにより、漸化式を整数値のみで計算することもできる。
【００５９】
次に、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３では、
【００６０】
【数１３】
【００６１】
の算出を、ｓｉｎ，ｃｏｓテーブルを用いて行う。これに限らず、汎用のＣＯＲＤＩＣ法を使用してもよく、いずれにおいても単純なテーブル引きと加減算とシフトのみで実現できる。
【００６２】
ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３のテーブルは、ｗ（ｋ）が常に整数値の場合は、
【００６３】
【数１４】
【００６４】
に従って、オフセットゼロ、２π／２Ｎｚｃステップのテーブルを用意し、
ｗ（ｋ）が常に整数値＋１／２の場合は、
【００６５】
【数１５】
【００６６】
に従って、２π／４Ｎｚｃのオフセットで、２π／２Ｎｚｃステップのテーブルを用意すればよい。
【００６７】
図５は、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部のテーブル内容を示す図表である。この図には、Ｎｚｃ＝８３９の場合のテーブルの一部を図示してある。
【００６８】
【数１６】
【００６９】
に示されるように、Ｉ，Ｑについて、値を２＾１５倍し、−（２＾１５−１）から＋（２＾１５−１）の範囲を有して、値を丸め、飽和を行って整数化した値を、Ｉ［０］，Ｑ［０］，Ｉ［１］，Ｑ［１］，…の順で一つのテーブル上にテーブル化している。上記のテーブルは、位相角からＩ，Ｑを取り出す構成であるが、ＣＯＤＥＣ法によるデータのシフト、ラダーを行う構成でも実現可能である。いずれのテーブルであっても乗算は不要であり、演算を簡素化できる。
【００７０】
以上の説明では、基地局装置におけるＰＲＡＣＨの系列生成について説明したが、基地局に限らず、端末の送信部における系列生成にも同様に適用することができる。図６は、端末の送信部における信号系列生成部の内部構成を示すブロック図である。端末６００の送信部には、系列番号ｕの入力に基づき上述したＰＲＡＣＨの信号系列生成を行う信号系列生成部６０１を備えればよい。この出力は、周波数リソースマッピング部６０２に入力され、その後ＩＤＦＴ６０３を介して送信ベースバンド信号が出力される。この構成によれば、周波数リソースマッピング部６０２の前段にＤＦＴを設けなくともよい。
【００７１】
以上説明した構成によれば、ＤＦＴを行わずにＰＲＡＣＨの系列生成を行うことができるため、計算量やメモリを大幅に削減でき、回路規模、消費電力および開発工数を削減できる。例えば、本実施例によれば、比較や加減算を６×８３９≒５千回程度で周波数軸方向の系列生成が行える。例えば、１フレーム１０ｍｓｅｃ、ＰＲＡＣＨの期間が先頭の１ｍｓｅｃであるが、図３に示す簡易な処理により、能力が小さなＣＰＵであっても十分に処理が可能である。また、系列全体を保持せずに、系列１サンプルごとの順次計算で周波数の軸方向の系列を生成できるため、ＰＲＡＣＨの系列生成に限らず、他の系列生成の装置に対しても容易に適用できる。
【００７２】
そして、上記の構成によれば、下記の利点を有している。
１）乗算や剰余算を必要とせず、加減算や比較等の簡単な計算で実現できる。
２）１サンプル点あたりの計算回数も従来方式と比べて、サンプル数分の１程度で実現できる。
３）１サンプル点ごとの順次処理で系列生成できる。
４）位相角を誤差の発生しない方法で直接求めていることから、計算精度の確保が容易である。
【００７３】
以上説明したように、系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムによれば、漸化式を用いて簡易な処理で系列生成することができる。この際、系列番号に対応した位相角の初期値、位相角の１次微分の初期値、位相角の２次微分値が格納された漸化式初期値テーブル２０１を用意しておき、系列番号ごとにこのテーブルを読み出すことで、漸化式を用いて系列を生成することができる。系列の生成は、漸化式更新部２０２により、漸化式を用いた処理を順次繰り返し値を更新するだけで容易に得ることができる。また、漸化式で得られる位相角は、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３によりｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態で説明した系列生成方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【００７５】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７６】
（付記１）系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成装置であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する記憶部と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部と、
前記漸化式更新部により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換部と、
を備えたことを特徴とする系列生成装置。
【００７７】
（付記２）前記漸化式更新部は、前記漸化式による一度の計算結果を次の要素の計算に用いることを加減算のみで当該要素数分繰り返し行い、前記直交変換値を算出することを特徴とする付記１に記載の系列生成装置。
【００７８】
（付記３）前記漸化式更新部は、
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
ｄｗ（ｋ）＝（ｄｗ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ（ｋ）＝（ｗ（ｋ）−１）＋ｄｗ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
（ただし、ｗ：位相角、ｄｗ：位相角の１次微分値、ａ：位相角の２次微分値、Ｎｚｃ：要素数、ｗ（ｋ）：要素別の位相角）
を用い、ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１の要素数だけ前回値を用いたシフトおよび加減算を順次行うことにより、位相角を２π／２・Ｎｚｃステップで表現する整数インデックス値として得ることを特徴とする付記２に記載の系列生成装置。
【００７９】
（付記４）前記変換部は、
前記漸化式更新部により算出された位相角に対応する直交変換値のｓｉｎ、ｃｏｓ値が予め前記記憶部に格納されていることを特徴とする付記３に記載の系列生成装置。
【００８０】
（付記５）付記１〜４のいずれか一つに記載の系列生成装置を、基地局装置における受信信号の周波数の軸方向の物理ランダムアクセスチャネルの系列生成を行うリファレンス系列に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【００８１】
（付記６）付記１〜４のいずれか一つに記載の系列生成装置を、端末装置における送信信号の周波数の軸方向の物理ランダムアクセスチャネルの系列生成に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【００８２】
（付記７）系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成方法であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を含むことを特徴とする系列生成方法。
【００８３】
（付記８）系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成プログラムであって、
コンピュータに、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を実行させることを特徴とする系列生成プログラム。
【符号の説明】
【００８４】
１０２ レプリカ乗算部
１０６ ピーク検出部
１１０ 信号系列生成部
２０１ 漸化式初期値テーブル
２０２ 漸化式更新部
２０３ ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動体通信システムにおいて（基地局、および端末で）使用されるＰＲＡＣＨの系列生成処理を行う系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話等の移動体通信システム（Ｗ−ＣＤＭＡ）では、リンク通信時の無線アクセス方法としてランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）が用いられている。端末は、ＲＡＣＨを用いてプリアンブルと呼ばれる信号を基地局に送信し、基地局側で端末を検知して通信が開始される。そして、他の端末との衝突等で基地局が端末を検知できない場合、端末側がプリアンブルの送信を繰り返すようになっている。
【０００３】
また、現在の３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）の通信規格では、ＲＡＣＨにＭポイントのＦＦＴ（高速フーリエ変換：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いて時間・周波数変換し、サブキャリアにマッピングするＤＦＴスプレッドＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式がある（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ＦＦＴにおける位相角を漸化式により計算してテーブルに格納し、このテーブルを用いてフーリエ変換し、周波数方向のデータを得るフーリエ変換プログラムが開示されている（例えば、下記特許文献２参照。）。
【０００５】
現在、携帯電話等の移動体通信システムでは３ＧＰＰのＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の仕様に基づき、基地局および端末では、物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌ）の系列生成処理を行っている。
【０００６】
図７は、従来の系列生成を行う基地局装置の構成を示すブロック図である。基地局１０００の受信部は、端末からの無線信号をアンテナで受信した後、変換されたベースバンド信号が順次ＤＦＴ１００１に入力され、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）されたＩ，Ｑデータがレプリカ乗算部１００２に出力される。一方、定義を時間の軸としたリファレンス系列を発生させる信号系列生成部１００３を有し、このリファレンス系列側においても、系列番号ｕがＤＦＴ１００４、レプリカ乗算部１００２に入力される。レプリカ乗算部１００２は、リファレンス系列の入力によりベースバンド信号の系列除去を行う。この後、ＩＤＦＴ１００５による逆離散フーリエ変換が施されて信号出力され、ピーク検出部１００６により信号に含まれるピーク値の波長が検出される。
【０００７】
図８は、図７におけるＤＦＴの内部構成を示すブロック図である。リファレンス系列における信号系列生成部１００３の後段には、リファレンス系列側のＤＦＴ１００４として、第１メモリ１１００、Ｎｚｃ点ＤＦＴ１１０１、第２メモリ１１０２、順次読み出し部１１０３を備えている。
【０００８】
信号系列生成部１００３では周波数偏差推定のために、系列番号ｕを入力とし、系列番号ｕのＺａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列ｘｕ（ｎ）を生成する。ｘｕ（ｎ）は下式（１）に従って生成される。
【０００９】
【数１】
【００１０】
Ｎｚｃは系列の要素数であり、ｎは系列の要素のゼロ始まりの要素番号である。ｘｕは系列番号ｕの系列、ｘｕ（ｎ）は系列番号ｕの系列のｎ番目の要素である。また、系列番号ｕのとり得る値の範囲は、１以上Ｎｚｃ−１以下の整数値である。
【００１１】
第１メモリ１１００は、信号系列生成部１００３で生成した系列ｘｕ（ｎ）を格納するためのメモリであり、Ｎｚｃ個の要素を格納する。
【００１２】
Ｎｚｃ点ＤＦＴ１１０１は、下式（２）に従い系列ｘｕ（ｎ）に離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を施して周波数軸方向に直交変換された系列ｙｕ（ｋ）を生成する。
【００１３】
【数２】
【００１４】
第２メモリ１１０２は、ＤＦＴの結果を格納するためのメモリであり、Ｎｚｃ個の結果を格納する。順次読み出し部１１０３は、第２メモリ１１０２から順次読み出し制御を行い、Ｉ，Ｑデータを出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−１２４４９３号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記のような構成では、周波数の軸方向に直交変換した系列を生成するために、例えば、Ｎｚｃ＝８３９の場合、８３９＾２≒７０万ＭＡＣ程度の膨大な積和能力が要求される。特に、組込用途でこのような処理をリアルタイムで実現する場合、装置に相応の演算能力が要求され、回路規模およびコストが増大する。
【００１７】
また、組込向けに、必要十分なＤＦＴ計算精度を得ようとする場合、計算処理部分の調整や検証のために膨大な開発工数を要する。また、リアルタイム処理や計算精度の問題を避けるために、あらかじめ、全系列番号分の変換後の系列をメモリ上に用意しておく構成とした場合、Ｎｚｃ×（Ｎｚｃ−１）≒７０万ワード分という、多大なメモリ領域が必要になり、コスト増大を招いた。
【００１８】
上述した従来技術による問題点を解消するため、所定の系列生成をＤＦＴを用いずに簡単な処理でメモリ量を取らずに行える系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成装置であって、系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する記憶部と、入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部と、
前記漸化式更新部により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換する変換部と、を備えたことを要件とする。
【発明の効果】
【００２０】
開示の系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムによれば、直交変換を行う所定の系列生成を簡単な処理で行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】系列生成を行う基地局装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の信号系列生成部の内部構成例を示すブロック図である。
【図３】系列生成の処理内容の一例を示すフローチャートである。
【図４】漸化式初期値テーブルの内容の一例を示す図表である。
【図５】ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部のテーブル内容の一例を示す図表である。
【図６】端末における信号系列生成部の内部構成例を示すブロック図である。
【図７】従来の系列生成を行う基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７におけるＤＦＴの内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（実施の形態）
以下に添付図面を参照して、この系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、系列生成を行う基地局装置の構成例を示すブロック図である。この図に示す基地局装置１００の受信部の構成のうち、ＤＦＴ１０１、レプリカ乗算部１０２、ＩＤＦＴ１０５、ピーク検出部１０６については、上述した従来の基地局装置の構成（図７参照）と同じある。図１における信号系列生成部１１０では、要素番号ｎ（後述する系列番号ｕに該当）、系列がｅ-j・(ｎの２次式）である系列の直交変換をＤＦＴを用いずに実現する。すなわち、
【００２４】
【数３】
【００２５】
（ｎは系列の要素のゼロ始まりの要素番号、Ｎは系列の要素数（サンプル数）、ｋは受信信号のＤＦＴ後の要素番号）になることから、周波数の軸方向のリファレンス系列をＤＦＴを行わずに直接生成する。ｋの２次式で求められる系列の位相角は漸化式を用いて順次計算し、位相角ｗ（ｋ）からＩ，Ｑデータを求めるｓｉｎ，ｃｏｓ変換には、テーブルまたはＣＯＲＤＩＣ法を用いる。これらの構成により、ＰＲＡＣＨの系列全体を保持するための膨大な記憶容量のメモリや乗算器を不要とし、ＤＦＴ同等の処理を簡易に実現する。
【００２６】
図２は、図１の信号系列生成部の内部構成を示すブロック図である。信号系列生成部１１０は、漸化式初期値テーブル２０１と、漸化式更新部２０２と、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３の３つのブロックを備えている。漸化式初期値テーブル２０１と、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３は、それぞれテーブルを構成するデータを記憶する所定容量のメモリを備えている。漸化式更新部２０２は、ＣＰＵ等により構成でき、漸化式による系列生成の処理を実行する。
【００２７】
漸化式初期値テーブル２０１には、系列番号ｕが入力され、位相角の初期値、位相角の一次微分値の初期値、位相角の二次微分値を漸化式更新部２０２へ出力する。漸化式更新部２０２は、漸化式初期値テーブル２０１に格納された位相角の初期値、位相角の１次微分の初期値、位相角の２次微分値を基に、漸化式の更新処理を行う。ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３は、漸化式更新部２０２における漸化式の演算によって出力された位相角のｓｉｎ，ｃｏｓ変換を行う。
【００２８】
図３は、系列生成の処理内容の一例を示すフローチャートである。図３には漸化式更新部２０２および２０３が行う処理を記載してある。漸化式更新部２０２は、周波数の軸方向に直交変換した系列
【００２９】
【数４】
【００３０】
の要素を、ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１の順に順次計算する。以下、ｗ（ｋ）が整数値＋１／２の場合について説明する。
【００３１】
各端末に相当する系列番号ｕが入力されると（ステップＳ３０１）、漸化式処理部２０２は、漸化式初期値テーブル２０１から、所望のｕに対応する初期値をテーブル引きする（ステップＳ３０２）。ここでは、入力された系列番号ｕを基に位相角ｗの初期値と、位相角の１次微分の初期値ｄｗと、位相角の２次微分値ａを取り出す。
【００３２】
漸化式の処理では、まずｗ，ｄｗの初期値を０とし、
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
とする（ステップＳ３０３）。
【００３３】
以後、順次、ｋが１〜Ｎｚｃに至るまでの間、漸化式の更新処理を繰り返す（ステップＳ３０４）。具体的には、ｋ＝１，２，…，Ｎｚｃ−１の間（ステップＳ３０７：Ｎｏのループの間）、位相角ｗ（ｋ）の１次微分および２次微分を導出する。
ｗ（ｋ）＝ｗ（ｋ−１）＋ｄｗ（ｋ−１）
ｄｗ（ｋ）＝ｄｗ（ｋ−１）＋ａ
ｉｆ（ｗ（ｋ）＞＝２・Ｎｚｃ）ｔｈｅｎ
ｗ（ｋ）＝ｗ（ｋ）−２・Ｎｚｃ …（ｍｏｄ処理１）
ｉｆ（ｄｗ（ｋ）＞＝２・Ｎｚｃ）ｔｈｅｎ
ｄｗ（ｋ）＝ｄｗ（ｋ）−２・Ｎｚｃ …（ｍｏｄ処理２）の計算を行う（ステップＳ３０５）。
【００３４】
この後、漸化式の演算結果を基に、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３により、出力された位相角ｗ（ｋ）のｓｉｎ，ｃｏｓ値変換を行い（ステップＳ３０６）、ｋがＮｚｃ−１となれば（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００３５】
上記の処理では、ｗ（ｋ−１），ｄｗ（ｋ−１），ａがいずれも０以上２Ｎｚｃ−１以下の値であるため、ｗ（ｋ−１）＋ｄｗ（ｋ−１），ｄｗ（ｋ−１）＋ａは、いずれも、０以上４Ｎｚｃ−２以下の値になり、ぞれぞれ、ｍｏｄ処理１とするかあるいはｍｏｄ処理２とするかの条件判定と、１回の減算処理だけで２Ｎｚｃでモジュロをとる処理の代用ができる。さらに、２・Ｎｚｃは、あらかじめ定数として計算して用意しておくことができ、上記の条件判定や減算時には、２×Ｎｚｃの計算は行わずに済む。ｗ（ｋ）が整数値の場合も同様の処理になる。
【００３６】
図４は、漸化式初期値テーブルの内容を示す図表である。図中上から下の順に系列番号ｕ（０〜Ｎｚｃ）であり、各列に上記のｗ０，ｄｗ０，ａがそれぞれ格納される。
【００３７】
ｅ-j・(ｎの２次式）のＤＦＴは、
【００３８】
【数５】
【００３９】
がｅ-j・(kノ2次式)になることから、
【００４０】
【数６】
【００４１】
で表すことにする。ここで、
【００４２】
【数７】
【００４３】
であることから、ｗ（ｋ）はＮｚｃ，ｕで一意に決まり、０≦ｗ（ｋ）≦２・Ｎｚｃの範囲を巡回する下式（３）で表すことができる。
【００４４】
ｗ（ｋ）＝（ｋの２次式）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ） …（３）
【００４５】
次に、ｗ（ｋ）の計算を漸化式更新部２０２による加減算のみで簡単に実施するために、下記の漸化式
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
ｄｗ（ｋ）＝（ｄｗ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ（ｋ）＝（ｗ（ｋ）−１）＋ｄｗ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
【００４６】
を用い、ｗ（ｋ），ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１を順次処理で計算する。なお、この漸化式から、ｗ（ｋ）は、
【００４７】
【数８】
【００４８】
となる。初期値ｗ０，ｄｗ０，ａは、Ｎｚｃ，ｕで一意に決まることから、あらかじめ、ｕ＝１，２，…，Ｎｚｃ−１について初期値を求めて漸化式初期値テーブル２０１に格納しておく。初期値は、関係式、
【００４９】
【数９】
【００５０】
より、
ｗ（ｋ）＝（（Ｎｚｃ／π）・Ａｒｇ（ｙｕ（ｋ）））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ０＝ｗ（０）
ｄｗ０＝（ｗ（１））−ｗ（０））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ａ＝（（ｗ（２）−ｗ（１））−（ｗ（１）−ｗ（０）））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）＝（ｗ（２）＋ｗ（０））ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
を用いて求めることができる。
【００５１】
図４には、Ｎｚｃ＝８３９の場合の初期値を例示している。Ｎｚｃ＝８３９の場合、ｄｗ０，ａは整数値になり、ｗ０は整数値＋１／２になることから、
【００５２】
【数１０】
【００５３】
として、ｗ０，ｄｗ０，ａの代わりに、Ｗ０，ｄＷ０，ａのセットを初期値としている。
また、Ｗ（ｋ）の漸化式は、上記のｗ（ｋ）の漸化式と同様に、
Ｗ（０）＝Ｗ０
ｄＷ（０）＝ｄＷ０
ｄＷ（ｋ）＝（ｄＷ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
Ｗ（ｋ）＝（Ｗ（ｋ）−１）＋ｄＷ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
となる。
【００５４】
そして、Ｎｚｃが少なくとも７から１００９の間の素数の場合、初期値ｗ０は整数値、または、整数値＋１／２となり、ｄｗ０，ａは整数値となる。また、初期値ｗ０が整数値の場合、ｗ（ｋ）は常に整数値になり、初期値ｗ０が整数値＋１／２の場合、ｗ（ｋ）は常に整数値＋１／２になる。よって、Ｎｚｃの値に従って、
【００５５】
【数１１】
【００５６】
のｗ（ｋ）またはＷ（ｋ）のいずれかを適切に選ぶことで、漸化式を整数値のみで計算することができる。これに限らず、
【００５７】
【数１２】
【００５８】
なるｖ（ｋ）を使用することにより、漸化式を整数値のみで計算することもできる。
【００５９】
次に、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３では、
【００６０】
【数１３】
【００６１】
の算出を、ｓｉｎ，ｃｏｓテーブルを用いて行う。これに限らず、汎用のＣＯＲＤＩＣ法を使用してもよく、いずれにおいても単純なテーブル引きと加減算とシフトのみで実現できる。
【００６２】
ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３のテーブルは、ｗ（ｋ）が常に整数値の場合は、
【００６３】
【数１４】
【００６４】
に従って、オフセットゼロ、２π／２Ｎｚｃステップのテーブルを用意し、
ｗ（ｋ）が常に整数値＋１／２の場合は、
【００６５】
【数１５】
【００６６】
に従って、２π／４Ｎｚｃのオフセットで、２π／２Ｎｚｃステップのテーブルを用意すればよい。
【００６７】
図５は、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部のテーブル内容を示す図表である。この図には、Ｎｚｃ＝８３９の場合のテーブルの一部を図示してある。
【００６８】
【数１６】
【００６９】
に示されるように、Ｉ，Ｑについて、値を２＾１５倍し、−（２＾１５−１）から＋（２＾１５−１）の範囲を有して、値を丸め、飽和を行って整数化した値を、Ｉ［０］，Ｑ［０］，Ｉ［１］，Ｑ［１］，…の順で一つのテーブル上にテーブル化している。上記のテーブルは、位相角からＩ，Ｑを取り出す構成であるが、ＣＯＤＥＣ法によるデータのシフト、ラダーを行う構成でも実現可能である。いずれのテーブルであっても乗算は不要であり、演算を簡素化できる。
【００７０】
以上の説明では、基地局装置におけるＰＲＡＣＨの系列生成について説明したが、基地局に限らず、端末の送信部における系列生成にも同様に適用することができる。図６は、端末の送信部における信号系列生成部の内部構成を示すブロック図である。端末６００の送信部には、系列番号ｕの入力に基づき上述したＰＲＡＣＨの信号系列生成を行う信号系列生成部６０１を備えればよい。この出力は、周波数リソースマッピング部６０２に入力され、その後ＩＤＦＴ６０３を介して送信ベースバンド信号が出力される。この構成によれば、周波数リソースマッピング部６０２の前段にＤＦＴを設けなくともよい。
【００７１】
以上説明した構成によれば、ＤＦＴを行わずにＰＲＡＣＨの系列生成を行うことができるため、計算量やメモリを大幅に削減でき、回路規模、消費電力および開発工数を削減できる。例えば、本実施例によれば、比較や加減算を６×８３９≒５千回程度で周波数軸方向の系列生成が行える。例えば、１フレーム１０ｍｓｅｃ、ＰＲＡＣＨの期間が先頭の１ｍｓｅｃであるが、図３に示す簡易な処理により、能力が小さなＣＰＵであっても十分に処理が可能である。また、系列全体を保持せずに、系列１サンプルごとの順次計算で周波数の軸方向の系列を生成できるため、ＰＲＡＣＨの系列生成に限らず、他の系列生成の装置に対しても容易に適用できる。
【００７２】
そして、上記の構成によれば、下記の利点を有している。
１）乗算や剰余算を必要とせず、加減算や比較等の簡単な計算で実現できる。
２）１サンプル点あたりの計算回数も従来方式と比べて、サンプル数分の１程度で実現できる。
３）１サンプル点ごとの順次処理で系列生成できる。
４）位相角を誤差の発生しない方法で直接求めていることから、計算精度の確保が容易である。
【００７３】
以上説明したように、系列生成装置、無線通信装置、系列生成方法および系列生成プログラムによれば、漸化式を用いて簡易な処理で系列生成することができる。この際、系列番号に対応した位相角の初期値、位相角の１次微分の初期値、位相角の２次微分値が格納された漸化式初期値テーブル２０１を用意しておき、系列番号ごとにこのテーブルを読み出すことで、漸化式を用いて系列を生成することができる。系列の生成は、漸化式更新部２０２により、漸化式を用いた処理を順次繰り返し値を更新するだけで容易に得ることができる。また、漸化式で得られる位相角は、ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部２０３によりｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換することができる。
【００７４】
なお、本実施の形態で説明した系列生成方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【００７５】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７６】
（付記１）系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成装置であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する記憶部と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部と、
前記漸化式更新部により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換部と、
を備えたことを特徴とする系列生成装置。
【００７７】
（付記２）前記漸化式更新部は、前記漸化式による一度の計算結果を次の要素の計算に用いることを加減算のみで当該要素数分繰り返し行い、前記直交変換値を算出することを特徴とする付記１に記載の系列生成装置。
【００７８】
（付記３）前記漸化式更新部は、
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
ｄｗ（ｋ）＝（ｄｗ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ（ｋ）＝（ｗ（ｋ）−１）＋ｄｗ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
（ただし、ｗ：位相角、ｄｗ：位相角の１次微分値、ａ：位相角の２次微分値、Ｎｚｃ：要素数、ｗ（ｋ）：要素別の位相角）
を用い、ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１の要素数だけ前回値を用いたシフトおよび加減算を順次行うことにより、位相角を２π／２・Ｎｚｃステップで表現する整数インデックス値として得ることを特徴とする付記２に記載の系列生成装置。
【００７９】
（付記４）前記変換部は、
前記漸化式更新部により算出された位相角に対応する直交変換値のｓｉｎ、ｃｏｓ値が予め前記記憶部に格納されていることを特徴とする付記３に記載の系列生成装置。
【００８０】
（付記５）付記１〜４のいずれか一つに記載の系列生成装置を、基地局装置における受信信号の周波数の軸方向の物理ランダムアクセスチャネルの系列生成を行うリファレンス系列に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【００８１】
（付記６）付記１〜４のいずれか一つに記載の系列生成装置を、端末装置における送信信号の周波数の軸方向の物理ランダムアクセスチャネルの系列生成に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【００８２】
（付記７）系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成方法であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を含むことを特徴とする系列生成方法。
【００８３】
（付記８）系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成プログラムであって、
コンピュータに、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を実行させることを特徴とする系列生成プログラム。
【符号の説明】
【００８４】
１０２ レプリカ乗算部
１０６ ピーク検出部
１１０ 信号系列生成部
２０１ 漸化式初期値テーブル
２０２ 漸化式更新部
２０３ ｓｉｎ，ｃｏｓ変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成装置であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する記憶部と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部と、
前記漸化式更新部により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換する変換部と、
を備えたことを特徴とする系列生成装置。
【請求項２】
前記漸化式更新部は、前記漸化式による一度の計算結果を次の要素の計算に用いることを加減算のみで当該要素数分繰り返し行い、前記直交変換値を算出することを特徴とする請求項１に記載の系列生成装置。
【請求項３】
前記漸化式更新部は、
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
ｄｗ（ｋ）＝（ｄｗ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ（ｋ）＝（ｗ（ｋ）−１）＋ｄｗ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
（ただし、ｗ：位相角、ｄｗ：位相角の１次微分値、ａ：位相角の二次微分値、Ｎｚｃ：要素数、ｗ（ｋ）：要素別の位相角）
を用い、ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１の要素数だけ前回値を用いたシフトおよび加減算を順次行うことにより、位相角を２π／２・Ｎｚｃステップで表現する整数インデックス値として得ることを特徴とする請求項２に記載の系列生成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の系列生成装置を、基地局装置における受信信号の周波数の軸方向のＰＲＡＣＨ系列生成を行うリファレンス系列に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の系列生成装置を、端末装置における送信信号の周波数の軸方向のＰＲＡＣＨ系列生成に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成方法であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を含むことを特徴とする系列生成方法。
【請求項７】
系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成プログラムであって、
コンピュータに、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を実行させることを特徴とする系列生成プログラム。
【請求項１】
系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成装置であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数格納する記憶部と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新部と、
前記漸化式更新部により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換する変換部と、
を備えたことを特徴とする系列生成装置。
【請求項２】
前記漸化式更新部は、前記漸化式による一度の計算結果を次の要素の計算に用いることを加減算のみで当該要素数分繰り返し行い、前記直交変換値を算出することを特徴とする請求項１に記載の系列生成装置。
【請求項３】
前記漸化式更新部は、
ｗ（０）＝ｗ０
ｄｗ（０）＝ｄｗ０
ｄｗ（ｋ）＝（ｄｗ（ｋ−１）＋ａ）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
ｗ（ｋ）＝（ｗ（ｋ）−１）＋ｄｗ（ｋ−１）ｍｏｄ（２・Ｎｚｃ）
（ただし、ｗ：位相角、ｄｗ：位相角の１次微分値、ａ：位相角の二次微分値、Ｎｚｃ：要素数、ｗ（ｋ）：要素別の位相角）
を用い、ｋ＝０，１，…，Ｎｚｃ−１の要素数だけ前回値を用いたシフトおよび加減算を順次行うことにより、位相角を２π／２・Ｎｚｃステップで表現する整数インデックス値として得ることを特徴とする請求項２に記載の系列生成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の系列生成装置を、基地局装置における受信信号の周波数の軸方向のＰＲＡＣＨ系列生成を行うリファレンス系列に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の系列生成装置を、端末装置における送信信号の周波数の軸方向のＰＲＡＣＨ系列生成に用いたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成方法であって、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ，ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を含むことを特徴とする系列生成方法。
【請求項７】
系列番号ｕ、系列ｅ-j・(ｎの２次式）の系列の直交変換を行う系列生成プログラムであって、
コンピュータに、
系列生成に使用される初期値として、少なくとも系列番号ｕ毎の１次微分値を系列番号数、記憶部に格納しておく初期値設定工程と、
入力された前記系列番号ｕに対応する前記初期値を前記記憶部から読み出し、系列の要素数分、所定の漸化式を用いた更新処理により、直交変換値を位相角として算出する漸化式更新工程と、
前記漸化式更新工程により算出された直交変換値をｓｉｎ、ｃｏｓ値に変換する変換工程と、
を実行させることを特徴とする系列生成プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１９９４９７（Ｐ２０１１−１９９４９７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２８３８（Ｐ２０１０−６２８３８）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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