説明

基地局装置および移動局装置

【課題】OFDM方式等のマルチキャリア通信方式が適用されるスケーラブル帯域幅通信システムにおいて、通信可能な周波数帯域幅が互いに異なる複数の移動局すべてのセルサーチを可能とすること。
【解決手段】変調部102は符号化後のSCHデータを変調し、サブキャリア設定部105は、OFDMシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかをSCHデータ送信用のサブキャリア(SCHサブキャリア)に設定し、IFFT部106は、上記複数のサブキャリアのうちサブキャリア設定部105によって設定されたサブキャリアにSCHデータをマッピングしてIFFTを行ってOFDMシンボルを生成する。サブキャリア設定部105は、上記複数のサブキャリアにおいて、サブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の周波数を有するいずれかのサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基地局装置および移動局装置に関する。
【背景技術】
【0002】
移動体通信システムにおいて、無線通信移動局装置(以下、移動局と省略する)は、電源投入時およびハンドオーバ時にセルサーチを行う。このセルサーチは、SCH(Synchronization Channel:同期チャネル)を用いて行われる。SCHは下り方向の共通チャネルで、P−SCH(Primary Synchronization Channel)とS−SCH(Secondary Synchronization Channel)とからなる。P−SCHデータには全セル共通の系列が含まれ、この系列はセルサーチ時のタイミング同期に用いられる。また、S−SCHデータにはスクランブリングコード情報等、各セル固有の送信パラメータが含まれる。各移動局は、電源投入時およびハンドオーバ時のセルサーチにおいて、P−SCHデータを受信することによりタイミング同期をとり、続いて、S−SCHデータを受信することによりセル毎に異なる送信パラメータを取得する。これにより各移動局は無線通信基地局装置(以下、基地局と省略する)との通信を開始することができる。よって、各移動局は、電源投入時およびハンドオーバ時にSCHを検出する必要がある。
【0003】
また、3GPPにて提案されたFDD方式の規格では、キャリアを設定できる周波数は、60MHzの周波数帯域幅の中に200kHzの周波数間隔で配置されることとなっている(特許文献1参照)。よって、この規格においては、移動局がセルサーチを行う周波数間隔(以下、セルサーチ間隔という)も200kHzとなり、移動局は200kHz毎にセルサーチを行う。
【0004】
さらに、通信システムの設計を簡単にするために、一般にSCHは移動局が通信可能な周波数帯域幅の中心周波数に設定される。
【0005】
一方、最近、移動体通信においては、音声以外に画像やデータ等の様々な情報が伝送の対象になっている。これに伴って、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まっている。しかし、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。
【0006】
周波数選択性フェージング対策技術の1つとして、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式に代表されるマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数のサブキャリアを用いてデータを伝送することにより、高速伝送を行う技術である。特に、OFDM方式は、データが配置される複数のサブキャリアの周波数が互いに直交しているため、マルチキャリア通信の中でも最も周波数利用効率が高く、また、比較的簡単なハードウェア構成で実現できる。このため、OFDM方式は、セルラ方式移動体通信に採用される通信方法として注目されており、様々な検討が加えられている。OFDM方式が用いられる通信システムでは、複数のサブキャリアにおいて互いに隣接するサブキャリア間の間隔(サブキャリア間隔)は、その通信システムでのコヒーレント帯域幅(チャネル変動が一定になる周波数帯域幅)に応じて設定される。
【0007】
また、現在、3GPPのLTE標準化では、OFDM方式の移動体通信システムにおいて、通信可能な周波数帯域幅が互いに異なる複数の移動局を使用可能とすることが検討されている。このような移動体通信システムはスケーラブル帯域幅通信システムと呼ばれることがある。
【0008】
例えば、20MHzの運用周波数帯域幅を有するスケーラブル帯域幅通信システムを想定した場合、20MHzの運用周波数帯域幅を互いに等しい周波数帯域幅5MHz毎に4つの周波数帯域FB1,FB2,FB3,FB4に均等に4分割すると、5MHz,10MHz,20MHzのいずれかの通信能力を持つ移動局を同時に使用可能とすることができる。以下、使用可能な複数種類の移動局のうち最低の通信能力を持つ移動局を最低能力移動局といい、最高の通信能力を持つ移動局を最高能力移動局という。よって、ここでは、5MHzの通信能力を持つ移動局が最低能力移動局となり、20MHzの通信能力を持つ移動局が最高能力移動局となる。
【0009】
また、例えば、4.2MHzの運用周波数帯域幅を有するスケーラブル帯域幅通信システムを想定した場合、4.2MHzの運用周波数帯域幅を互いに等しい周波数帯域幅2.1MHz毎に2つの周波数帯域FB1,FB2に均等に2分割すると、2.1MHzの通信能力を持つ移動局と4.2MHzの通信能力を持つ移動局とを同時に使用可能とすることができる。よって、ここでは、2.1MHzの通信能力を持つ移動局が最低能力移動局となり、4.2MHzの通信能力を持つ移動局が最高能力移動局となる。以下、2.1MHzの通信能力を持つ移動局を2.1MHz移動局、4.2MHzの通信能力を持つ移動局を4.2MHz移動局という。このようなスケーラブル帯域幅通信システムでは、2.1MHz移動局に対しては4.2MHzの周波数帯域幅のうちの2.1MHzの周波数帯域幅が割り当てられて通信が行われる。つまり、2.1MHz移動局に対しては、FB1またはFB2のいずれか1つの周波数帯域が割り当てられて通信が行われる。また、4.2MHz移動局は、4.2MHzの運用周波数帯域幅全体を使った通信が可能であり、より高速に通信を行うことができる。なお、通常は、上記のように、最高能力移動局が通信可能な周波数帯域幅はスケーラブル帯域幅通信システムが運用される周波数帯域幅(ここでは4.2MHz)と一致する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2003−60551号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ここで、図1に示すようにスケーラブル帯域幅通信システムにOFDM方式を適用することを想定した場合、移動局が通信可能な周波数帯域幅の中心周波数にSCHを設定すると、上記のような所定のセルサーチ間隔でセルサーチを行う移動局はセルサーチを行えなくなってしまうことがある。例えば、4.2MHz移動局用のSCHを4.2MHzの中心周波数fc1に設定し、2.1MHz移動局用のSCHを2.1MHzの中心周波数fc2に設定したとする。また、サブキャリア間隔はその通信システムでのコヒーレント帯域幅に応じて150kHzに設定したとする。さらに、セルサーチ間隔が上記同様200kHzであったとする。このとき、中心周波数fc1をセルサーチ間隔200kHzの整数倍の周波数に設定すると、4.2MHz移動局はSCHを検出することができるが、サブキャリア間隔が150kHzであるため2.1MHz移動局はSCHを検出することができずセルサーチを行えなくなってしまう。一方、中心周波数fc2をセルサーチ間隔200kHzの整数倍の周波数に設定すると、2.1MHz移動局はSCHを検出することができるが、同様に、サブキャリア間隔が150kHzであるため4.2MHz移動局はSCHを検出することができずセルサーチを行えなくなってしまう。このように、通信可能な周波数帯域幅が互いに異なる複数の移動局が混在するスケーラブル帯域幅通信システムにOFDM方式が適用されると、サブキャリア間隔とセルサーチ間隔との関係によっては、セルサーチが行えない移動局が生じてしまう。
【0012】
この課題を解決するために、サブキャリア間隔をセルサーチ間隔に応じて決定することが考えられる。具体的には、サブキャリア間隔をセルサーチ間隔の約数とすることが考えられる。しかし、これでは、必ずしもコヒーレント帯域幅に応じた最適なサブキャリア間隔を設定することができるとは限らないため、システムスループットの低下および誤り率特性の劣化を招くことがある。
【0013】
本発明の目的は、OFDM方式等のマルチキャリア通信方式が適用されるスケーラブル帯域幅通信システムにおいて、通信可能な周波数帯域幅が互いに異なる複数の移動局すべてがセルサーチ可能な基地局および移動局を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の態様の一つに係る基地局は、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送信する基地局であって、前記複数のサブキャリアのいずれかを同期チャネル信号の送信用の第1サブキャリアに設定する設定手段と、前記第1サブキャリアに前記同期チャネル信号をマッピングして前記マルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記マルチキャリア信号を送信する送信手段と、を具備し、前記設定手段は、前記複数のサブキャリアのうち、前記複数のサブキャリアのサブキャリア間隔と移動局がセルサーチを行う周波数間隔との公倍数の周波数を有するいずれかのサブキャリアを前記第1サブキャリアに設定する構成を採る。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、OFDM方式等のマルチキャリア通信方式が適用されるスケーラブル帯域幅通信システムにおいて、通信可能な周波数帯域幅が互いに異なる複数の移動局すべてがセルサーチを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】OFDM方式を適用したスケーラブル帯域幅通信システム
【図2】本発明の実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図
【図3】本発明の実施の形態に係るSCH設定例(設定例1)
【図4】本発明の実施の形態に係るSCH設定例(設定例2)
【図5】本発明の実施の形態に係るSCH設定例(設定例3)
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、OFDM方式をマルチキャリア通信方式の一例として説明するが、本発明はOFDM方式に限定されるものではない。
【0018】
本実施の形態に係る基地局100の構成を図2に示す。
【0019】
符号化部101は、SCHデータを符号化する。
【0020】
変調部102は、符号化後のSCHデータを変調する。
【0021】
符号化部103は、ユーザデータを符号化する。
【0022】
変調部104は、符号化後のユーザデータを変調する。
【0023】
サブキャリア設定部105は、マルチキャリア信号であるOFDMシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかをSCHデータ送信用のサブキャリア(SCHサブキャリア)に設定する。このサブキャリア設定の詳細は後述する。
【0024】
IFFT部106は、サブキャリア設定部105での設定に従って、SCHデータおよびユーザデータを上記複数のサブキャリアの各々にマッピングしてIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)を行ってOFDMシンボルを生成する。この際、IFFT部106は、上記複数のサブキャリアのうちサブキャリア設定部105によって設定されたサブキャリアにSCHデータをマッピングする。
【0025】
このようにして生成されたOFDMシンボルは、CP付加部107でサイクリック・プリフィクス(CP)を付加された後、無線送信部108でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ109から移動局へ無線送信される。
【0026】
なお、OFDM方式では、符号間干渉(ISI:IntersymbolInterference)を防止するために、各OFDMシンボルの先頭にそのOFDMシンボルの後端部分をCPとして付加する。これにより、受信側である移動局では、遅延波の遅延時間がCPの時間長以内に収まる限りISIを防止することができる。
【0027】
次いで、サブキャリア設定部105でのサブキャリア設定の詳細について説明する。以下、設定例1〜3(図3〜図5)を挙げる。ここでは、上記同様、運用周波数帯域幅が4.2MHzであり、2.1MHz移動局と4.2MHz移動局とが混在するスケーラブル帯域幅通信システムを想定する。また、サブキャリア間隔が上記同様150kHzに設定されているものとする。さらに、セルサーチ間隔は上記同様200kHzであったとする。
【0028】
<設定例1(図3)>
サブキャリア設定部105は、上記複数のサブキャリアにおいて、サブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の周波数を有するいずれかのサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。つまり、サブキャリア設定部105は、サブキャリア間隔150kHzとセルサーチ間隔200kHzとの公倍数600kHz×n(nは自然数)の周波数を有するいずれかのサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。具体的には、例えば、サブキャリア設定部105は、図3に示すように、4.2MHzの中心周波数fc1から1.8MHz大きい周波数を有するサブキャリアf12をSCHサブキャリアに設定する。よって、例えば、中心周波数fc1が2GHzに設定されている場合、サブキャリアf12の周波数は2001.8MHzとなり、セルサーチ間隔200kHzの整数倍となる。
【0029】
このように、本設定例によれば、所定のサブキャリア間隔を有する複数のサブキャリアのうちセルサーチ間隔の整数倍の周波数を有するサブキャリアにSCHを設定することができるため、互いに等しいセルサーチ間隔を有する2.1MHz移動局および4.2MHz移動局の双方がSCHを検出することができ、セルサーチを行うことができる。
【0030】
また、本設定例によれば、2.1MHz移動局は、図3に示すように、セルサーチ時とそれ以外の通常受信時とで通信周波数帯域を変更する必要がないため、通常受信時に受信可能なユーザデータのすべてをセルサーチ時にも受信することができ、通信周波数帯域の変更に伴うスループットの低下を防止することができる。また、2.1MHz移動局では、セルサーチ時と通常受信時とで通信周波数帯域を変更する必要がない、すなわち、セルサーチ時と通常受信時とで無線受信における中心周波数を切り替える必要がないため、セルサーチ時の制御を簡易にすることができるとともに、移動局の消費電力を少なくすることができる。
【0031】
<設定例2(図4)>
サブキャリア設定部105は、上記複数のサブキャリアにおいて、サブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の周波数を有するいずれかのサブキャリアのうち移動局が通信可能な周波数帯域幅の中心周波数に最も近いサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。
【0032】
具体的には、例えば、サブキャリア設定部105は、図4に示すように、600kHz×n(nは自然数)の周波数を有するサブキャリアのうち2.1MHzの中心周波数fc2に最も近いサブキャリアfをSCHサブキャリアに設定する。つまり、本設定例では、600kHz×n(nは自然数)の周波数を有するサブキャリアのうち、スケーラブル帯域幅通信システムの運用周波数帯域幅よりも狭い周波数帯域幅であって、最高能力移動局以外の移動局が通信可能な周波数帯域幅の中心周波数に最も近いサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。特に、本設定例では、通信可能な周波数帯域幅が互いに異なる複数の移動局のすべてにおいてセルサーチ時と通常受信時とで無線受信における中心周波数の切替を不要とするために、最低能力移動局が通信可能な周波数帯域幅の中心周波数に最も近いサブキャリアをSCHサブキャリアに設定するのが好ましい。
【0033】
よって、本設定例によれば、設定例1同様、所定のサブキャリア間隔を有する複数のサブキャリアのうちセルサーチ間隔の整数倍の周波数を有するサブキャリアにSCHを設定することができるため、互いに等しいセルサーチ間隔を有する2.1MHz移動局および4.2MHz移動局の双方がSCHを検出することができ、セルサーチを行うことができる。
【0034】
また、本設定例によれば、2.1MHz移動局は、設定例1同様、セルサーチ時とそれ以外の通常受信時とで通信周波数帯域を変更する必要がないため、通常受信時に受信可能なユーザデータのすべてをセルサーチ時にも受信することができ、通信周波数帯域の変更に伴うスループットの低下を防止することができる。また、2.1MHz移動局では、セルサーチ時と通常受信時とで通信周波数帯域を変更する必要がない、すなわち、セルサーチ時と通常受信時とで無線受信における中心周波数を切り替える必要がないため、セルサーチ時の制御を簡易にすることができるとともに、移動局の消費電力を少なくすることができる。
【0035】
さらに、本設定例によれば、図4に示すように、セルサーチ時は通常受信時よりも通信周波数帯域幅を狭くすることができるため、セルサーチ時のA/D変換のサンプルレートを通常受信時のA/D変換のサンプルレートよりも小さくすることができ、その結果、移動局の消費電力をさらに少なくすることができる。
【0036】
<設定例3(図5)>
サブキャリア設定部105は、上記複数のサブキャリアにおいて、サブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の周波数を有するいずれかのサブキャリアのうち通信システムの運用周波数帯域幅の中心周波数に最も近いサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。
【0037】
具体的には、例えば、サブキャリア設定部105は、図5に示すように、600kHz×n(nは自然数)の周波数を有するサブキャリアのうち4.2MHzの中心周波数fc1に最も近いサブキャリアfをSCHサブキャリアに設定する。つまり、本設定例では、600kHz×n(nは自然数)の周波数を有するサブキャリアのうち、スケーラブル帯域幅通信システムの運用周波数帯域幅の中心周波数に最も近いサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。換言すれば、本設定例では、600kHz×n(nは自然数)の周波数を有するサブキャリアのうち、最高能力移動局が通信可能な周波数帯域幅の中心周波数に最も近いサブキャリアをSCHサブキャリアに設定する。
【0038】
よって、本設定例によれば、設定例1同様、所定のサブキャリア間隔を有する複数のサブキャリアのうちセルサーチ間隔の整数倍の周波数を有するサブキャリアにSCHを設定することができるため、互いに等しいセルサーチ間隔を有する2.1MHz移動局および4.2MHz移動局の双方がSCHを検出することができ、セルサーチを行うことができる。
【0039】
また、本設定例によれば、図5に示すように、セルサーチ時は通常受信時よりも通信周波数帯域幅を狭くすることができるため、セルサーチ時のA/D変換のサンプルレートを通常受信時のA/D変換のサンプルレートよりも小さくすることができ、その結果、移動局の消費電力を少なくすることができる。
【0040】
ここで、設定例2と本設定例とを比較した場合、設定例2では中心周波数fc2により近い周波数のサブキャリアがSCHサブキャリアに設定され、本設定例では中心周波数fc1により近い周波数のサブキャリアがSCHサブキャリアに設定される。このため、本設定例は最高能力移動局がそれ以外の移動局よりも多く存在する場合に特に有効であり、設定例2はその逆の場合に特に有効である。
【0041】
このように、本実施の形態によれば、OFDM方式等のマルチキャリア通信方式が適用されるスケーラブル帯域幅通信システムにおいて、通信可能な周波数帯域幅が互いに異なる複数の移動局すべてのセルサーチを可能とすることができる。
【0042】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【0043】
なお、本発明は、SCH以外の共通チャネルについても上記同様に実施可能である。SCH以外の共通チャネルとしては、例えば、BCH(Broadcast Channel)、SCCH(Shared Control Channel)等が挙げられる。
【0044】
また、基地局はNode B、移動局はUE、サブキャリアはトーン、サイクリック・プリフィクスはガードインターバルと呼ばれることもある。
【0045】
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【0046】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。
【0047】
ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼ばれることもある。
【0048】
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【0049】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【0050】
2006年1月20日出願の特願2006−012436の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明は、OFDM方式の移動体通信システム等に好適である。
【符号の説明】
【0052】
100 基地局
101,103 符号化部
102,104 変調部
105 サブキャリア設定部
106 IFFT部
107 CP付加部
108 無線送信部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定のサブキャリアにマッピングされる同期信号を生成する生成手段と、
前記生成された同期信号を送信する送信手段と、を具備し、
前記所定のサブキャリアは、複数の周波数リソース候補の一つであり、前記周波数リソース候補間はサブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の間隔である、
基地局装置。
【請求項2】
前記所定のサブキャリアは、前記複数の周波数リソース候補の中で中心周波数に最も近いサブキャリアである、
請求項1記載の基地局装置。
【請求項3】
所定のサブキャリアにマッピングされた同期信号を検出する検出手段と、
前記検出された同期信号を用いてセルサーチを行うセルサーチ手段と、を具備し、
前記所定のサブキャリアは、複数の周波数リソース候補の一つであり、前記周波数リソース候補間はサブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の間隔である、
移動局装置。
【請求項4】
前記所定のサブキャリアは、前記複数の周波数リソース候補の中で中心周波数に最も近いサブキャリアである、
請求項3記載の移動局装置。
【請求項5】
所定のサブキャリアにマッピングされる同期信号を生成し、
前記生成された同期信号を送信し、
前記所定のサブキャリアは、複数の周波数リソース候補の一つであり、前記周波数リソース候補間はサブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の間隔である、
送信方法。
【請求項6】
所定のサブキャリアにマッピングされた同期信号を検出し、
前記検出された同期信号を用いてセルサーチを行い、
前記所定のサブキャリアは、複数の周波数リソース候補の一つであり、前記周波数リソース候補間はサブキャリア間隔とセルサーチ間隔との公倍数の間隔である、
受信方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−176862(P2011−176862A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−88795(P2011−88795)
【出願日】平成23年4月13日(2011.4.13)
【分割の表示】特願2007−554986(P2007−554986)の分割
【原出願日】平成19年1月19日(2007.1.19)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】