JP4885225B2 - マルチキャリア送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリア送信装置に関し、特に受信側にて同期確立に用いられる同期チャネルを含めたフレームを送信するマルチキャリア送信装置に関する。

標準化団体３ＧＰＰでは、現在の第３世代携帯電話のさらなる改良システムの実現を目的として、３ＧＰＰ ＲＡＮ ＬＴＥ(Long Term Evolution)の検討が進められている。

現在ＬＴＥ標準化会議では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の同期検出を行うための同期チャネル(ＳＣＨ：Synchronization Channel)の送信方法が議論されており、Ｐｒｉｍａｒｙ ＳＣＨ(Ｐ−ＳＣＨ)とＳｅｃｏｎｄａｒｙ ＳＣＨ(Ｓ−ＳＣＨ)を多重する方法が種々提案されている。

Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨの多重方法の一例として、非特許文献１に開示される方法がある。同文献では、Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨを周波数分割多重する方法において、ＤＣサブキャリアを基準として下側の周波数を持つサブキャリアにＰ−ＳＣＨを多重し、上側のサブキャリアにＳ−ＳＣＨを多重する方法が提案されている(図１参照)。このような多重方法において形成されたフレームの受信側でレプリカ相関法によってタイミング同期処理を行う場合には、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）によってＰ−ＳＣＨのみ抜き出してからＰ−ＳＣＨレプリカとの相関演算を行い、ピークの現れるタイミングからシンボルタイミングおよびフレームタイミングなどを検出することになる。
NTT DoCoMo, et al, "SCH Structure and Cell Search Method for E-UTRA Downlink," 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #44 R1-060311

ところで上述のとおり、レプリカ相関法によってタイミング同期処理を行う場合には、Ｐ−ＳＣＨを抜き出す必要があるが、従来技術のようなＰ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨの多重方法の場合（図１参照）には、Ｐ−ＳＣＨを抜き出す方法として次の２つが考えられる。

第１は、図２に示すように正負非対称の通過域を持つＢＰＦを通過させる方法である。第２は、図３に示すように周波数シフトした後にローパスフィルタ（ＬＰＦ）を通過させる方法である。

しかしながら、上記第１の方法では、ＢＰＦのフィルタ係数が複素数となるため、フィルタ処理が実数のフィルタ係数に比べて約２倍の処理量となり、受信側の処理量が増加してしまう。また、上記第２の方法では、Ｐ−ＳＣＨを中心に持ってきた後にフィルタ処理を行うので、フィルタ係数は実数となるが、周波数シフト処理が必要となるため、そのための乗算処理等が必要となることにより、受信側の処理量が増加してしまう。つまり、いずれの方法においても、受信側の処理量が増加するので、セルサーチにかかる時間が長期化してしまう。

本発明の目的は、高速なセルサーチを実現するマルチキャリア送信装置を提供することである。

本発明のマルチキャリア送信装置は、タイミング検出用の第１の同期系列および当該第１の同期系列と異なる第２の同期系列を配置したフレームを形成するマルチキャリア送信装置であって、帯域の中心から対称位置の複数のサブキャリアに前記第１の同期系列が配置され、帯域の中心から対称位置の複数のサブキャリアに前記第２の同期系列が配置されたフレームを形成するフレーム形成手段と、前記フレームに所定の処理が施された信号を送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明によれば、高速なセルサーチを実現するマルチキャリア送信装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図４に示すように本実施の形態のマルチキャリア通信システムは、マルチキャリア送信装置としての基地局装置１００と、マルチキャリア受信装置としての移動端末装置２００とを有する。

基地局装置１００は、Ｐ−ＳＣＨ生成部１１０と、Ｓ−ＳＣＨ生成部１２０と、フレーム形成部１３０と、高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１４０と、ＣＰ（Cyclic Prefix）挿入部１５０と、ＲＦ送信部１６０とを有する。

Ｐ−ＳＣＨ生成部１１０は、受信側においてシンボルタイミング、フレームタイミングなどのタイミング検出に用いるＰ−ＳＣＨ系列を生成する。

Ｓ−ＳＣＨ生成部１２０は、自装置の基地局スクランブリングコード（各基地局に固有）が含まれるスクランブリングコードグループの受信側における特定に用いられるＳ−ＳＣＨ系列を生成する。

フレーム形成部１３０は、Ｐ−ＳＣＨ生成部１１０からのＰ−ＳＣＨ系列、Ｓ−ＳＣＨ生成部１２０からのＳ−ＳＣＨ系列、およびデータチャネルなどの同期系列以外のチャネルで送信される送信データ（図示せず）を入力し、入力信号を用いてフレームを形成する。フレーム形成部１３０は、図５の左図に示すような構成を持つフレームを形成する。すなわち、フレーム形成部１３０は、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称にＰ−ＳＣＨ系列を配置し、さらに周波数方向で両外側にＳ−ＳＣＨ系列を配置したフレームを形成する。

具体的には、フレーム形成部１３０は、サブキャリアマッピング部１３２と、フレーム
構成部１３４とを有する。

サブキャリアマッピング部１３２は、Ｐ−ＳＣＨ生成部１１０からのＰ−ＳＣＨ系列およびＳ−ＳＣＨ生成部１２０からのＳ−ＳＣＨ系列を入力し、自装置に用意されているサブキャリアのうち、ＤＣサブキャリアを中心に周波数方向で対称であって、周波数方向に連続するサブキャリアにＰ−ＳＣＨ系列をマッピングする。また、サブキャリアマッピング部１３２は、Ｐ−ＳＣＨ系列が配置されたサブキャリアの周波数方向で両外側のサブキャリアにＳ−ＳＣＨ系列をマッピングする。

フレーム構成部１３４は、Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨが配置されたシンボル以外のシンボルに送信データ等の他チャンネルを配置してフレームを構成し、そのフレームをＩＦＦＴ部１４０に出力する。

逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）部１４０は、フレーム形成部１３０にて形成されたフレームに逆高速フーリエ変換を施してＯＦＤＭ信号を形成し、そのＯＦＤＭ信号をＣＰ挿入部１５０に出力する。

ＣＰ挿入部１５０は、ＩＦＦＴ部１４０からのＯＦＤＭ信号にＣＰ（Cyclic Prefix）を挿入し、ＲＦ送信部１６０に出力する。

ＲＦ送信部１６０は、ＣＰ挿入部１５０にてＣＰが挿入されたＯＦＤＭ信号に無線送信処理（ディジタルアナログ変換処理、無線周波数帯域へのアップコンバート処理など）を施して、アンテナを介して送信する。

また、移動端末装置２００は、ＲＦ受信部２１０と、フィルタ処理部２２０と、レプリカ相関処理部２３０と、タイミング検出処理部２４０とを有する。

ＲＦ受信部２１０は、アンテナを介して受信した受信信号に無線受信処理（ベースバンド帯域へのダウンコンバート処理、アナログデジタル変換処理など）を施してフィルタ処理部２２０に出力する。

フィルタ処理部２２０は、ＲＦ受信部２１０からの無線受信処理後の信号を入力し、通過帯域の信号のみを抽出してレプリカ相関処理部２３０に出力する。本実施の形態では、上述のとおりＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称にＰ−ＳＣＨ系列が配置され、さらに周波数方向で両外側にＳ−ＳＣＨ系列が配置されたフレームを受信するので、フィルタ処理部２２０は、Ｐ−ＳＣＨ系列が配置されている帯域のみが通過するように設定されている。

レプリカ相関処理部２３０は、フィルタ処理部２２０からの信号と、Ｐ−ＳＣＨ系列レプリカとの相関演算を行い、相関結果をタイミング検出処理部２４０に出力する。

タイミング検出処理部２４０は、レプリカ相関処理部２３０からの相関結果におけるピーク検出を行い、ピークが現れるタイミングから、シンボルタイミング、フレームタイミングなどを検出する。タイミング検出処理部２４０にて検出されたタイミングに基づいて、後段の処理部では、無線受信処理後の信号に含まれるＳ−ＳＣＨ系列を抽出し、そのＳ−ＳＣＨ系列からコードグループの同定を行い、さらにスクランブリングコードの同定を行う。こうして一連のセルサーチ処理が完了する。

次に、上記構成を有するマルチキャリア通信システムの動作について図５を参照して説明する。

基地局装置１００のフレーム形成部１３０では、同図の左側に示されるような、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称にＰ−ＳＣＨ系列が配置され、さらに周波数方向で両外側にＳ−ＳＣＨ系列が配置されたフレームが形成される。このフレームは、ＩＦＦＴ部１４０、ＣＰ挿入部１５０、ＲＦ送信部１６０にて所定の処理が施され、アンテナを介して送信される。

受信側の移動端末装置２００では、基地局装置１００から送信された信号がアンテナを介して受信され、ＲＦ受信部２１０にて所定の処理が施された後、フィルタ処理部２２０に入力される。

フィルタ処理部２２０では、周波数０を中心として、送信側の基地局装置１００にてＰ−ＳＣＨ系列が配置されている周波数帯域のみを通過させる。このとき、送信側の基地局装置１００から、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称にＰ−ＳＣＨ系列が配置されたフレームが送信されているので、受信側の移動端末装置２００では、正負対称の通過帯域を持つフィルタ処理部２２０を用いることができる（図５の中央参照）。つまり、フィルタ係数としては実数のみとなる。さらに、従来のような周波数シフト処理の必要もない。結局、基地局装置１００から、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称にＰ−ＳＣＨ系列が配置されたフレームが送信されることにより、受信側の処理量が低減され、セルサーチを高速に行うことができる。

レプリカ相関処理部２３０では、フィルタ処理部２２０を通過してきた信号と、Ｐ−ＳＣＨ系列レプリカとの相関演算が行われる（図５の右図参照）。

なお、上記説明においては、送信側の基地局装置１００から、同装置に用意されたサブキャリアのうち、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称であって、周波数方向に連続するサブキャリアにＰ−ＳＣＨ系列が配置されたフレームが送信される場合について説明を行った。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、図６の左側に示すようにＰ−ＳＣＨ系列が配置されるサブキャリアが、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称位置であって、ＤＣサブキャリアを中心とする周波数的な離間を有していてもよい。要は、送信側の基地局装置１００から、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称にＰ−ＳＣＨ系列が配置されたフレームが送信されればよい。

因みに、Ｐ−ＳＣＨ系列が配置されるサブキャリアが、ＤＣサブキャリア（直流成分）を中心として周波数方向で対称位置であって、ＤＣサブキャリアを中心とする周波数的な離間を有している場合には、図６の中央に示しているようにフィルタ処理部２２０は、周波数０を中心に非通過帯域を持ち、その両側に通過させる帯域を持つことになる。そして、フィルタ処理部２２０を通過した帯域の信号と、Ｐ−ＳＣＨ系列レプリカとの相関演算が行われる（図６の右図参照）。

このように本実施の形態によれば、同期チャネル系列としてタイミング検出用の第１の同期系列（Ｐ−ＳＣＨ系列）および当該第１の同期系列と異なる第２の同期系列（Ｓ−ＳＣＨ系列）を配置したフレームを送信するマルチキャリア送信装置としての基地局装置１００に、直流成分のサブキャリア（ＤＣサブキャリア）を中心として周波数方向で対称位置のサブキャリアに前記第１の同期系列（Ｐ−ＳＣＨ系列）が配置されたフレームを形成するフレーム形成部１３０と、前記フレームを送信するＲＦ送信部１６０と、を設けた。

こうすることにより、上述のようにフレーム受信側の処理量が低減され、セルサーチを高速に行うことができる。

本発明のマルチキャリア送信装置は、受信側の高速なセルサーチを実現するものとして有用である。

従来の同期チャネルの配置方法の説明に供する図 図１の方法で同期チャネルが配置されたフレームの受信側におけるフィルタリング方法として考えられる一例の説明に供する図 図１の方法で同期チャネルが配置されたフレームの受信側におけるフィルタリング方法として考えられる他の例の説明に供する図 本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア通信システムの構成を示すブロック図 図４のマルチキャリア通信システムのフレーム構成および動作の説明に供する図 図４のマルチキャリア通信システムの他のフレーム構成および動作の説明に供する図

Claims (6)

1. タイミング検出用の第１の同期系列および当該第１の同期系列と異なる第２の同期系列を配置したフレームを形成するマルチキャリア送信装置であって、
   帯域の中心から対称位置の複数のサブキャリアに前記第１の同期系列が配置され、帯域の中心から対称位置の複数のサブキャリアに前記第２の同期系列が配置されたフレームを形成するフレーム形成手段と、
   前記フレームに所定の処理が施された信号を送信する送信手段と、
   を具備するマルチキャリア送信装置。
2. 前記第１の同期系列は帯域の中心に対して対称となるように配置され、前記第２の同期系列は前記第１の同期系列に対して対称となるように配置される請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
3. 前記フレーム形成手段は、周波数方向に連続するサブキャリアに前記第１の同期系列が配置され、周波数方向に分割されたサブキャリアに前記第２の同期系列が配置されたフレームを形成する請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
4. 前記フレーム形成手段は、自装置に用意されているサブキャリアのうち、周波数方向に連続する一部のサブキャリアに前記第１の同期系列が配置されたフレームを形成する請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
5. 前記フレーム形成手段は、自装置に用意されているサブキャリアのうち、周波数方向に連続する一部のサブキャリアに前記第２の同期系列が配置されたフレームを形成する請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
6. 前記フレーム形成手段は、２つのサブキャリアグループに前記第２の同期系列が配置されたフレームを形成する請求項１記載のマルチキャリア送信装置。

Images