CN101371478A - 无线通信基站装置及无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

公开了基站，该基站在适用OFDM方式等多载波通信方式的可扩展带宽通信系统中，能够使可进行通信的带宽互不相同的多个移动台都能够进行小区搜索。在该基站中，调制单元(102)对编码后的SCH数据进行调制，副载波设定单元(105)将构成OFDM码元的多个副载波中的任意一个设定为用于发送SCH数据的副载波(SCH副载波)，IFFT单元(106)将SCH数据映射在所述多个副载波中由副载波设定单元(105)设定的副载波上而进行IFFT，从而生成OFDM码元。副载波设定单元(105)在上述多个副载波中，将任意一个副载波设定为SCH副载波，所述任意一个副载波具有副载波间隔和小区搜索间隔的公倍数的频率。

Description

无线通信基站装置及无线通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信基站装置及无线通信方法。
背景技术
在移动通信系统中，电源投入时以及越区切换时，无线通信移动台装置(以下简称为“移动台”)进行小区搜索。该小区搜索是使用SCH(SynchronizationChannel：同步信道)而进行的。SCH为下行方向的共用信道，由P-SCH(PrimarySynchronization Channel：主同步信道)和S-SCH(Secondary SynchronizationChannel：次同步信道)构成。在P-SCH数据中包含对所有小区共同的序列，该序列用于小区搜索时的定时同步。另外，在S-SCH数据中包含扰频代码信息等各个小区特有的发送参数。在电源投入时以及越区切换时的小区搜索中，各个移动台通过接收P-SCH数据来取得定时同步，继而，通过接收S-SCH数据来获取对每个小区不同的发送参数。由此，各个移动台能够开始与无线通信基站装置(以下简称为“基站”)之间的通信。因此，各个移动台需要在电源投入时以及越区切换时检测SCH。
另外，根据3GPP(3rd Generation Partnership Project：第三代合作伙伴计划)所提出的FDD(Frequency Division Duplex：频分双工)方式的标准中，对于能够设定载波的频率而言，以200kHz的频率间隔被配置在60MHz的带宽中(参见专利文献1)。因此，在该标准中，移动台进行小区搜索的频率间隔(以下称为“小区搜索间隔”)也为200kHz，移动台每200kHz进行小区搜索。
再者，SCH一般被设定在移动台可进行通信的带宽的中心频率上，以便简化通信系统的设计。
另一方面，近年来，在移动通信中，除了语音以外，图像和数据等各种信息也成为传输的对象。随此，对高可靠性且高速的传输的要求在进一步提高。然而，当在移动通信中进行高速传输时，不能忽视因多路径引起的延迟波的影响，频率选择性衰落会使传输特性恶化。
作为抗频率选择性衰落的对策技术之一，以OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing：正交频分复用)为代表的多载波通信备受关注。多载波通信是一种使用传输速度被抑制到不会发生频率选择性衰落的程度的多个副载波来传输数据，由此进行高速传输的技术。尤其是，由于配置数据的多个副载波的频率互相正交，所以OFDM方式的频率利用效率在多载波通信中也属最高，而且能够以比较简单的硬件结构来实现。因此，OFDM方式作为在蜂窝方式移动通信中所采用的通信方法备受关注，而人们正在对它进行各种各样的探讨。在采用OFDM方式的通信系统中，根据该通信系统中的相干(coherent)带宽(信道变动为恒定的带宽)而设定在多个副载波中相邻接的副载波间的间隔(副载波间隔)。
另外，在3GPP的LTE(Long Term Evolution：长期演进)标准化中，正在探讨在OFDM方式的移动通信系统中如何做到可以使用多个移动台，其可进行通信的带宽互不相同。这样的移动通信系统有时被称为“可扩展(scalable)带宽通信系统”。
例如，当设想具有20MHz的使用带宽的可扩展带宽通信系统时，如果将20MHz的使用带宽按互相相等的带宽即每5MHz均等地分割成四个频带FB1、FB2、FB3和FB4，则能够做到可以同时使用具有5MHz、10MHz和20MHz的任意一种通信能力的移动台。以下，将在可以使用的多种移动台中具有最低通信能力的移动台称为“最低能力移动台”，而将具有最高通信能力的移动台称为“最高能力移动台”。因此，这里，具有5MHz的通信能力的移动台为最低能力移动台，而具有20MHz的通信能力的移动台为最高能力移动台。
另外，例如，当设想具有4.2MHz的使用带宽的可扩展带宽通信系统时，如果将4.2MHz的使用带宽按互相相等的带宽即每2.1MHz均等地分割成两个频带FB1和FB2，则能够做到可以同时使用具有2.1MHz的通信能力的移动台和具有4.2MHz的通信能力的移动台。因此，这里，具有2.1MHz的通信能力的移动台为最低能力移动台，而具有4.2MHz的通信能力的移动台为最高能力移动台。以下，将具有2.1MHz的通信能力的移动台称为“2.1MHz移动台”，而将具有4.2MHz的通信能力的移动台称为“4.2MHz移动台”。在这样的可扩展带宽通信系统中，对2.1MHz移动台分配4.2MHz带宽中的2.1MHz带宽而进行通信。也就是说，对于2.1MHz移动台，分配FB1或FB2的任意一个频带而进行通信。另外，4.2MHz移动台能够使用整个4.2MHz的使用带宽进行通信，因此能够进行更高速的通信。另外，在一般的情况下，如上所述，最高能力移动台可进行通信的带宽会与使用可扩展带宽通信系统的带宽(这里为4.2MHz)一致。
专利文献1：日本专利申请特开2003-60551号公报
发明内容
发明要解决的问题
这里，当如图1所示那样设想将OFDM方式适用于可扩展带宽通信系统中时，如果将SCH设定在移动台可进行通信的带宽的中心频率上，则如上所述的以规定的小区搜索间隔进行小区搜索的移动台有时将无法进行小区搜索。例如，将4.2MHz移动台用的SCH设定在4.2MHz的中心频率fc1，而将2.1MHz移动台用的SCH设定在2.1MHz的中心频率fc2。又，设根据在该通信系统中的相干带宽，将副载波间隔设定为150kHz。进而，小区搜索间隔为与上述同样的200kHz。此时，如果将中心频率fc1设定为小区搜索间隔即200kHz的整数倍的频率，则虽然4.2MHz移动台能够检测SCH，但是由于副载波间隔为150kHz，2.1MHz移动台无法检测SCH，从而无法进行小区搜索。另一方面，如果将中心频率fc2设定为小区搜索间隔即200kHz的整数倍的频率，虽然2.1MHz移动台能够检测SCH，但是由于副载波间隔同样为150kHz，4.2MHz移动台无法检测SCH，从而无法进行小区搜索。这样，如果将OFDM方式适用于可扩展带宽通信系统中，根据副载波间隔与小区搜索间隔之间的关系，有时出现无法进行小区搜索的移动台，所述可扩展带宽通信系统中混合存在多个移动台，其可进行通信的带宽互不相同。
为解决该问题，可以考虑根据小区搜索间隔决定副载波间隔。具体而言，可以考虑将副载波间隔设为小区搜索间隔的约数。但是，这并不一定能够设定与相干带宽对应的最佳副载波间隔，所以有时会导致系统吞吐量的降低以及差错率特性的恶化。
本发明的目的在于提供基站以及无线通信方法，在适用OFDM方式等多载波通信方式的可扩展带宽通信系统中，使可进行通信的带宽互不相同的多个移动台都能够进行小区搜索。
解决问题的方案
本发明的基站为发送由多个副载波构成的多载波信号的基站，该基站所采用的结构具备：设定单元，将所述多个副载波的任意一个设定为第一副载波，所述第一副载波用于发送同步信道信号；生成单元，通过将所述同步信道信号映射在所述第一副载波上，来生成所述多载波信号；以及发送单元，发送所述多载波信号，其中，所述设定单元将所述多个副载波中的任意一个副载波设定为所述第一副载波，该任意一个副载波具有所述多个副载波的副载波间隔与移动台进行小区搜索的频率间隔的公倍数的频率。
发明效果
根据本发明，在适用OFDM方式等多载波通信方式的可扩展带宽通信系统中，可进行通信的带宽互不相同的多个移动台都能够进行小区搜索。
附图说明
图1表示适用了OFDM方式的可扩展带宽通信系统；
图2是表示本发明实施方式的基站的结构的方框图；
图3表示本发明的实施方式的SCH设定例(设定例1)；
图4表示本发明的实施方式的SCH设定例(设定例2)；以及
图5表示本发明的实施方式的SCH设定例(设定例3)。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，虽然在以下的说明中将OFDM方式作为多载波通信方式的一例进行说明，但是本发明并不限于OFDM方式。
图2表示本实施方式的基站100的结构。
编码单元101对SCH数据进行编码。
调制单元102对编码后的SCH数据进行调制。
编码单元103对用户数据进行编码。
调制单元104对编码后的用户数据进行调制。
副载波设定单元105将在多个副载波中的任意一个设定为用于发送SCH数据的副载波(SCH副载波)，所述多个副载波构成多载波信号即OFDM码元。将在后面叙述该副载波设定的细节。
IFFT单元106根据在副载波设定单元105中的设定，将SCH数据和用户数据映射在所述多个副载波的每一个上并进行IFFT(Inverse Fast FourierTransform：快速傅立叶逆变换)，从而生成OFDM码元。此时，IFFT单元106将SCH数据映射在上述多个副载波中由副载波设定单元105设定的副载波上。
这样生成的OFDM码元由CP附加单元107附加循环冗余(CP：cyclicprefix)之后，在无线发送单元108被实施上变频等规定的无线处理，并通过天线109无线发送给移动台。
另外，在OFDM方式中，在各个OFDM码元的开头附加该OFDM码元的后端部分作为CP，以防码间干扰(ISI：Intersymbol Interference)。由此，在作为接收端的移动台，只要延迟波的延迟时间落在CP的时间长度以内，就能够防止ISI。
接着，说明在副载波设定单元105中的副载波设定的细节。以下举出设定例1至3(图3至5)。这里，与上述同样设想一种可扩展带宽通信系统，其使用带宽为4.2MHz，而且混合存在有2.1MHz移动台和4.2MHz移动台。另外，将副载波间隔设定为与上述同样的150kHz。又，设小区搜索间隔为与上述同样的200kHz。
<设定例1(图3)>
副载波设定单元105在上述多个副载波中，将具有副载波间隔和小区搜索间隔的公倍数的频率的任意一个副载波设定为SCH副载波。也就是说，副载波设定单元105将具有副载波间隔150kHz和小区搜索间隔200kHz的公倍数即600kHz×n(n为自然数)的频率的任意一个副载波设定为SCH副载波。具体而言，例如如图3所示，副载波设定单元105将副载波f12设定为SCH副载波，所述副载波f12具有相对4.2MHz的中心频率fC1大1.8MHz的频率。因此，例如，当将中心频率fC1设为2GHz时，副载波f12的频率是2001.8MHz，是小区搜索间隔200kHz的整数倍。
如上所述，根据本设定例，由于能够在具有规定的副载波间隔的多个副载波中，在具有小区搜索间隔的整数倍的频率的副载波上设定SCH，所以具有互相相等的小区搜索间隔的2.1MHz移动台和4.2MHz移动台的双方都能够检测SCH，从而都能够进行小区搜索。
另外，根据本设定例，如图3所示那样，由于2.1MHz移动台在小区搜索时和除此之外的通常接收时不须变更通信频带，所以在小区搜索时也能够接收在通常接收时可接收的所有的用户数据，从而能够防止源于通信频带的变更的吞吐量的降低。另外，由于2.1MHz移动台在小区搜索时和通常接收时不须变更通信频带，也就是在小区搜索时和通常接收时不须切换无线接收中的中心频率，所以能够简化小区搜索时的控制，而且能够抑制移动台的消耗功率。
<设定例2(图4)>
副载波设定单元105在上述多个副载波中，在具有副载波间隔和小区搜索间隔的公倍数的频率的任意一个副载波中将最接近于移动台可进行通信的带宽的中心频率的副载波，设定为SCH副载波。
具体而言，例如如图4所示，副载波设定单元105将副载波f8设定为SCH副载波，所述副载波f8为在具有600kHz×n(n为自然数)的频率的副载波中最接近于2.1MHz的中心频率fC2的副载波。也就是说，在本设定例中，在具有600kHz×n(n为自然数)的频率的副载波中，将其带宽比可扩展带宽通信系统的使用带宽窄，且最接近于最高能力移动台以外的移动台可进行通信的带宽的中心频率的副载波，设定为SCH副载波。尤其在本设定例中，为了在可进行通信的带宽互不相同的多个移动台中都省去在小区搜索时和通常接收时的无线接收中的中心频率的切换，优选将最近于最低能力移动台可进行通信的带宽的中心频率的副载波设定为SCH副载波。
因此，根据本设定例，由于与设定例1同样地能够在具有规定的副载波间隔的多个副载波中，在具有小区搜索间隔的整数倍的频率的副载波上设定SCH，所以具有互相相等的小区搜索间隔的2.1MHz移动台和4.2MHz移动台的双方都能够检测SCH，从而都能够进行小区搜索。
另外，根据本设定例，由于与设定例1同样地2.1MHz移动台在小区搜索时和除此之外的通常接收时不须变更通信频带，所以在小区搜索时也能够接收在通常接收时可接收的所有的用户数据，从而能够防止源于通信频带的变更的吞吐量的降低。另外，由于2.1MHz移动台在小区搜索时和通常接收时不须变更通信频带，也就是在小区搜索时和通常接收时不须切换无线接收中的中心频率，所以能够简化小区搜索时的控制，而且能够抑制移动台的消耗功率。
另外，根据本设定例，如图4所示那样在小区搜索时能够使通信带宽比通常接收时窄，所以能够使小区搜索时的A/D变换的采样速率小于通常接收时的A/D变换的采样速率，其结果，能够进一步抑制移动台的消耗功率。
<设定例3(图5)>
副载波设定单元105在上述多个副载波中，在具有副载波间隔和小区搜索间隔的公倍数的频率的任意一个副载波中将最接近于通信系统的使用带宽的中心频率的副载波，设定为SCH副载波。
具体而言，例如如图5所示，副载波设定单元105将副载波f4设定为SCH副载波，所述副载波f4为在具有600kHz×n(n为自然数)的频率的副载波中最接近于4.2MHz的中心频率fC1的副载波。也就是说，在本设定例中，在具有600kHz×n(n为自然数)的频率的副载波中，将最接近于可扩展带宽通信系统的使用带宽的中心频率的副载波，设定为SCH副载波。换而言之，在本设定例中，在具有600kHz×n(n为自然数)的频率的副载波中，将最接近于最高能力移动台可进行通信的带宽的中心频率的副载波，设定为SCH副载波。
因此，根据本设定例，由于与设定例1同样地能够在具有规定的副载波间隔的多个副载波中，在具有小区搜索间隔的整数倍的频率的副载波上设定SCH，所以具有互相相等的小区搜索间隔的2.1MHz移动台和4.2MHz移动台的双方都能够检测SCH，从而都能够进行小区搜索。
又，根据本设定例，如图5所示那样在小区搜索时能够使通信带宽比通常接收时窄，所以能够使小区搜索时的A/D变换的采样速率小于通常接收时的A/D变换的采样速率，其结果，能够抑制移动台的消耗功率。
这里，如果将本设定例与设定例2进行比较，在设定例2中将更接近于中心频率fc2的频率的副载波设定为SCH副载波，而在本设定例中将更接近于中心频率fc1的频率的副载波设定为SCH副载波。因此，当所存在的最高能力移动台多于除此之外的移动台时，本设定例特别有效，而当与此相反时，设定例2特别有效。
如上所述，根据本实施方式，在适用OFDM方式等多载波通信方式的可扩展带宽通信系统中，能够使可进行通信的带宽互不相同的多个移动台都能够进行小区搜索。
以上说明了本发明的实施方式。
另外，即使对SCH以外的共用信道，本发明也可以与上述同样地实施。作为SCH以外的共用信道，例如有BCH(Broadcast Channel：广播信道)和SCCH(Shared Control Channel：共享控制信道)等。
另外，有时基站被称为“Node B(节点B)”，移动台被称为“UE(用户设备)”，副载波被称为“音调(tone)”，而循环冗余被称为“保护间隔”。
另外，在上述各个实施方式中，以用硬件构成本发明的情况为例进行了说明，但也可以用软件来实现本发明。
另外，用于上述各个实施方式的说明的各功能块典型地由集成电路LSI来实现。它们既可以单独实行单芯片化，也可以包含其中一部分或者是全部而实行单芯片化。
虽然这里称作LSI，但根据集成度的不同，也可以称为IC、系统LSI、超大LSI以及极大LSI。
另外，集成电路化的技术不仅限于LSI，也可以使用专用电路或通用处理器来实现。也可以在LSI制造后利用能够编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程门阵列)，或者可重新配置LSI内部的电路单元的连接或设定的可重构处理器。
再者，如果随着半导体技术的进步或者其他技术的派生，出现了替换LSI集成电路的技术，当然也可以利用该技术来实现功能块的集成化。也有适用生物技术等的可能性。
在2006年1月20日提交的日本专利申请特愿2006-012436中所包含的说明书、附图及说明书摘要所公开的内容都援引在本申请中。
工业实用性
本发明适合于OFDM方式的移动通信系统等。

Claims (4)

1、一种无线通信基站装置，发送由多个副载波构成的多载波信号，该无线通信基站装置具备：
设定单元，将所述多个副载波的任意一个设定为第一副载波，所述第一副载波用于发送同步信道信号；
生成单元，通过将所述同步信道信号映射在所述第一副载波上，来生成所述多载波信号；以及
发送单元，发送所述多载波信号，
其中，所述设定单元将所述多个副载波中的任意一个副载波设定为所述第一副载波，该任意一个副载波具有所述多个副载波的副载波间隔与无线通信移动台装置进行小区搜索的频率间隔的公倍数的频率。
2、如权利要求1所述的无线通信基站装置，其中，所述设定单元在具有所述公倍数的频率的副载波中，将最接近于所述无线通信移动台装置可进行通信的带宽的中心频率的副载波，设定为所述第一副载波。
3、如权利要求1所述的无线通信基站装置，其中，所述设定单元在具有所述公倍数的频率的副载波中，将最接近于通信系统的使用带宽的中心频率的副载波，设定为所述第一副载波。
4、一种无线通信方法，将构成多载波信号的多个副载波中的任意一个设定为第一副载波，所述第一副载波用于发送同步信道信号，其中，
在所述多个副载波中将具有所述多个副载波的副载波间隔与无线通信移动台装置进行小区搜索的频率间隔的公倍数的频率的任意一个副载波设定为所述第一副载波。
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