JP2006005948A - 移動通信システムにおける基地局および移動局 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い同期化が可能な基地局および移動局を提供すること。
【解決手段】本発明の基地局は、移動局に第１同期化信号と第２同期化信号とを送信する手段を有しており、また第１デュプレクスモードでは、第２同期化信号を、複数の符号集合に分割される第２同期化信号の集合から取り出す手段が設けられており、ここでこの集合は、第２ディプレクスモードにおける同期化のために設けられている集合である。さらに上記の第１同期化信号と送信される第２同期化信号を１符号集合によって決定する手段、上記の複数の符号集合を、利用する符号集合と、利用しない符号集合とにグループ分けする手段、および第２同期化信号の集合を複数の符号集合に分割して、利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数のピーク値の最大値が最も小さくなるようにする手段が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信システムにおける基地局および移動局に関する。

移動通信の分野における急速な技術的発展により、近年、第３世代の新しい移動無線システムが開発されている。ここでは少なくとも部分的にＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）に基づくいわゆるＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）が重要な役割を演じている。このシステムのエアインタフェース、すなわちＵＴＲＡ（ＵＭＴＳ Terrestrial Radio Access）によって、このシステムの中心的な要素が形成される。このエアインタフェースは、従来技術によれば相異なる２つのデュプレックス方式、ＴＤＤ（Time Division Duplex）ないしはＦＤＤ（Frequency Division Duplex）によって実現される。

受信器（移動局、加入者局）と送信器（基地局）とを同期化するために公知であるのは、セルないしは基地局を検出するための第１同期化信号（同期化列、同期化シーケンス、同期化符号、符号語）ＰＳＣ（Primary Synchronisation Code）と、検出されたセルないしは基地局の種々のパラメタを識別するための第２同期化信号（同期化列、同期化シーケンス、同期化符号、符号語）ＳＳＣ（Secondary Synchronisation Code）とを送信器（基地局）から受信器（移動局）に送信することである。このような同期化はセルサーチとも称される。

この際に非特許文献１および非特許文献３から公知であるのは、ＵＴＲＡ ＦＤＤおよびＵＴＲＡ ＴＤＤに対して同じＰＳＣおよび同じＳＳＣを使用することである。

しかしながらこの際につぎのような状況が発生する。すなわち、ＵＴＲＡ ＦＤＤに対しては加入者局との同期化のために相異なる１６個のＳＳＣを使用する必要があり、これに対してＵＴＲＡ ＴＤＤに対しては加入者局との同期化のために相異なる１２個のＳＳＣだけしか使用する必要がないという状況が発生するのである。

１６個のＳＳＣからなる集合は、ＵＴＲＡ ＴＤＤにおいて５つの符号集合にグループ分けされ、このうちの３つずつのＳＳＣを含む４つの符号集合をＵＴＲＡ ＴＤＤにおいて同期化に利用し、４つのＳＳＣを含む符号集合をＵＴＲＡ ＴＤＤにおいて同期化に利用しないのである。符号集合の３つのＳＳＣは、ＰＳＣと並行して同期化のためにタイムスロットで送信され、ここでこれらのタイムスロットには、ＰＳＣＨ（Primary Synchronisation Channel）が対応付けられている。

ＰＳＣは、良好な非周期的な自己相関特性を有するいわゆる「一般階層Golay列」（Generalised Hierarchical Golay Sequence）であり、これは非特許文献２からそれ自体公知である。

これによるとＰＳＣは、例えばつぎの構成規則によって定義される。すなわち、
− ａ ＝ ＜ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，…，ｘ_１６＞
＝ ＜1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1＞
を１６個の要素の列とする、
− つぎに「ａ」を相補Golay列（Komplemetaere Golay Sequenz）によって変調することによってＰＳＣを形成する。すなわち列ａは反復され、それぞれの反復の際に列ａのすべての要素と、この反復に相応する、相補Golay列の値とが乗算される。引き続きすべての要素と、複素数（１＋ｊ）とが乗算される。これによって複素数値の列が生成され、これは同じ実数部および虚数部を有する。

− ＰＳＣ Ｃ_ｐはしたがってつぎのように定められる：
Ｃ_ｐ ＝ ＜y(0), y(1), y(2), …, y(255)＞ ，ここで
ｙ ＝ (1+j)×＜a, a, a, -a, -a, a, -a, -a, a, a, a, -a, a, -a, a, a＞が成り立ち；最小のインデックスを有する値ｙ(０)は、タイムスロットにおいて送信する第１のシンボルまたはチップに相応する。

同様に非特許文献３から公知である１６個のＳＳＣ｛Ｃ_０，…，Ｃ_１５｝はアダマール列（Hadamard Folge）に基づいており、これは、位置がスクランブルされたアダマール行列Ｈ_８の、第０行からはじめて１６番目毎の行によって形成される。これも同様に複素数値の列であり、この列は同じ実数部および虚数部を有する。

例えば１６個のＳＳＣはつぎのように形成される：
− １６個のＳＳＣ（ＳＳＣ符号語）｛Ｃ_０，…，Ｃ_１５｝は、アダマール列と、列ｚとの位置的な乗算（positionsweise Multiplikation）によって得られ、ここで列ｚは、
ｚ ＝ ＜b, b, b, -b, b, b, -b, -b, b, -b, b, -b, -b, -b, -b, -b＞として定義され、ここで
ｂ ＝ ＜ｘ_１，…，ｘ_８，−ｘ_９，…，−ｘ_１６＞
＝ ＜1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1,-1, 1, -1, 1, -1, 1, 1, -1＞
が成り立ち、
− アダマール列は行列Ｈ_８の行として定義され、ここでＨ_８はつぎの帰納的な定義によって決定される：

− 行には上から通し番号が付され、第１行（１だけしか含まない行）において番号０で開始し、
− ｎ番目のアダマール列は、Ｈ_８の第ｎ行として定義され、ここで行には上から順番にｎ＝０，１，２，…，２５５で通し番号が付され、
− ｈ_ｍ(ｉ)ないしはｚ(ｉ)は、列ｈ_ｍないしはｚのｉ番目のシンボルとし、ここでｉ＝０，１，２，…，２５５であり、またｉ＝０は最も左側に記されるシンボルに関連する。

− つぎにｉ番目のＳＣＨ符号語、Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ}（ｉ＝０，…，１５）が
Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ} ＝ (1+j)×＜ｈ_ｍ(0)×ｚ(０)，ｈ_ｍ(1)×ｚ(1)，
ｈ_ｍ(2)×ｚ(2)，…，ｈ_ｍ(255)×ｚ(255)，＞
として定義され、ここでｍ＝(１６×ｉ)であり、最も左に記されるシンボルは、最初に送出されるシンボルまたはチップに相応し、
− このようなＳＣＨ符号語が行列Ｈ_８の１６番目の行毎に定められ、これにより全体で１６個の相異なるＳＣＨ符号語を得られ、
− ＳＳＣ，｛Ｃ_０，…，Ｃ_１５｝が、これらのＳＣＨ符号語、Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ}によってＣ_ｉ ＝ Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ}，ｉ＝０，…，１５として定義される。

１． 以下では第２同期化列をＳＳＣｉまたはＳＳＣ_ｉとも記し、ここではつぎが成り立つ：
ＳＳＣｉ ＝ ＳＳＣ_ｉ ＝ Ｃ_ｉ ＝ Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ}，ｉ＝０，…，１５。

同期化のために１符号語の３つのＳＳＣと、１つのＰＳＣとが並行して送出され、また受信側で相関計算が実行されて同期化が行われるため、ＳＳＣの集合の符号集合へのグループ分けは、この相関計算のコストおよび品質に影響を及ぼし、ひいては同期化ないしはセルサーチのそれに影響を及ぼすのである。

非特許文献３には、利用する符号集合にＳＳＣがグループ分けする、改善されたグループ分けが提案されており、ここでこれは単純にＳＳＣの順番に基づいて決定される：
符号集合１：ＳＳＣ_０，ＳＳＣ_１，ＳＳＣ_２
符号集合２：ＳＳＣ_３，ＳＳＣ_４，ＳＳＣ_５
符号集合３：ＳＳＣ_６，ＳＳＣ_７，ＳＳＣ_８
符号集合４：ＳＳＣ_９，ＳＳＣ_１０，ＳＳＣ_１１。

非特許文献１には、利用する符号集合にＳＳＣをつぎのようにグループ分けすることが提案されており、ここでこのグループ分けはつぎの規則にしたがって行われる：
ａ） 利用されるＳＳＣとして、考えられ得る１６個のＳＳＣから１２個のＳＳＣを選択する。ここでこれらは、ＰＳＣに対する相互相関のＲＭＳ値（Root Mean Square Value）が最も小さいＳＳＣである。このＲＭＳ値は、ＳＳＣとＰＳＣとのＣＣＦ（相互相関関数）の２乗平均の平方根である。この規則はつぎのような知識に基づくものである。すなわちＳＳＣとＰＳＣとの間に大きな相互相関が存在する場合、ＰＳＣをサーチする際に移動局により誤って、ＳＳＣとのこのような大きな相互相関がＰＳＣとして宣言され得ることがあるという知識に基づくのである。ここで上記のサーチは、通例、受信信号とＰＳＣとの相関によって実行される。

ｂ） これらの１２個のＳＳＣは符号集合にグループ分けされ、これによって符号集合の３つのすべてのＳＳＣの平均ＲＭＳ値が、最も悪いグループに対しても最も小さくなるようにする。

この判定基準を適用することによって、非特許文献１では、つぎのような利用する符号集合へのＳＳＣのグループ分けが得られる：
符号集合１：ＳＳＣ_５，ＳＳＣ_８，ＳＳＣ_１１
符号集合２：ＳＳＣ_０，ＳＳＣ_１，ＳＳＣ_１５
符号集合３：ＳＳＣ_１２，ＳＳＣ_１３，ＳＳＣ_１４
符号集合４：ＳＳＣ_４，ＳＳＣ_６，ＳＳＣ_１０
しかしながら以下に説明するようにこの選択は最適ではないのである。
Mitsubishi Electric, "Optimised code sets for PSCH in UTRA TDD", 3GPP TSG RAN WG1#13 Tdoc R1-00-0626, Tokyo, Japan, May 22nd - 25th, 2000 Siemens, Texas Instruments, "Generalized Hierachical Golay Sequence for PSC with low complexity correlation using pruned efficient Golay correlators", TSG-RAN Working Group 1 (Layer 1) Meeting #5, Tdoc 567/99, Cheju Island, Korea, 01.-04.06.1999. 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; "Spreading and modulation (TDD)"; 3G TS 25.223 V3.2.0 (2000-03)

本発明の課題は、移動通信システムにおいて信頼性の高い同期化が可能な基地局および移動局を提供することである。

上記課題は、本発明の請求項１により、移動通信システムにおける基地局において、この基地局が、移動局に第１同期化信号および多数の第２同期化信号を送信する手段を有しており、第１のデュプレクスモードでは、上記の第２同期化信号を、複数の符号集合に分割される第２同期化信号の集合から取り出す手段が設けられており、ここでこの第２同期化信号の集合は、第２ディプレクスモードにおける同期化のために設けられている集合であり、さらに、上記の第１同期化信号と一緒に送信される多数の第２同期化信号を１符号集合によって決定する手段が設けられており、上記の複数の符号集合を、利用する符号集合と、少なくとも１つの利用しない符号集合とにグループ分けする手段が設けられており、また上記の第２同期化信号の集合を複数の符号集合に分割して、上記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と、第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにする手段が設けられている、移動通信システムにおける基地局によって解決される。

さらに基地局についての課題は、本発明の請求項２により、移動通信システムにおける基地局において、この基地局は、移動局に第１同期化信号および多数の第２同期化信号を送信する手段を有しており、第１デュプレクスモードでは、第２デュプレクスモードにおける同期化のために設けられている第２同期化信号の集合から、第２同期化信号を複数の符号集合にグループ分けすることによって、上記の一緒に送信することのできる多数の第２同期化信号を決定する手段が設けられており、また複数の符号集合を構成して、上記の第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにする手段が設けられていることを特徴とする、移動通信システムにおける基地局によっても解決される。

上記の移動局についての課題は、本発明の請求項１３により、移動通信システムにおける移動局において、この移動局は手段を含んでおり、この手段によって、第１同期化信号と多数の第２同期化信号とを一緒に基地局から受信し、第１デュプレクスモードでは、上記の第２同期化信号を、複数の符号集合に分割される第２同期化信号の集合から取り出し、ここでこの第２同期化信号の集合は、第２デュプレクスモードにおける同期化のために設けられた集合であり、上記の第１同期化信号と一緒に受信される多数の第２同期化信号を符号集合によって決定し、上記の複数の符号集合を、利用する符号集合と、少なくとも１つの利用しない符号集合とにグループ分けし、上記の第２同期化信号の集合を複数の符号集合に分割して、上記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにし、さらに、上記移動局には、第１同期化信号列の時間位置および多数の第２同期化信号の時間位置を相関計算によって計算する手段が設けられており、またこの移動局には、第１同期化信号列をタイムスロット同期化のために使用するに対し、上記の多数の第２同期化信号列をフレーム同期化および別のシステムパラメタの検出に使用する手段が設けられているようにすることによって解決される。

また上記の移動局についての課題は、本発明の請求項１４により、移動通信システムにおける移動局において、この移動局が手段を含んでおり、この手段によって第１同期化信号と多数の第２同期化信号とを一緒に基地局から受信し、第１デュプレクスモードでは、上記の第２同期化信号を、複数の符号集合に分割される第２同期化信号の集合から取り出し、ここでこの第２同期化信号の集合は、第２デュプレクスモードにおける同期化のために設けられた集合であり、第２同期化信号を複数の符号集合にグループ分けすることによって、上記の第１同期化信号と一緒に受信可能な多数の第２同期化信号を決定し、上記の複数の符号集合を構成して、上記の第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにし、さらに上記移動局には、第１同期化信号列の時間位置および多数の第２同期化信号の時間位置を相関計算によって決定する手段が設けられており、またこの移動局には、第１同期化信号列をタイムスロット同期化のために使用するのに対し、上記の多数の第２同期化信号列をフレーム同期化および別のシステムパラメタの検出に使用する手段が設けられているようにすることによっても解決される。

本発明において第１同期化信号と第２同期化信号とを上記のように「一緒に」送信することには、第１同期化信号の送信中に符号集合の第２同期化信号を個々に（例えば順次に）送信すること、多数個送信すること、またはすべて送信することも含まれる。

本発明は、殊にＵＴＲＡ ＴＤＤモードに関係する。このことによって除外されないのは、ＵＴＲＡ ＦＤＤモードにおいて、利用しない符号集合の第２同期化信号を利用することであり、ＰＳＣの送信中も利用することである。本発明には、利用しない第２同期化信号を、符号集合とみなさない場合も含まれる。

ここで本発明はつぎのような知識に基づいている。すなわち、相互相関関数ＣＣＦのＲＭＳ（Root Mean Square Value）は、ＣＣＦのピーク値よりも関連が小さいという知識に基づいているのである。

このことは第一に高速ないしは短時間のＰＳＣサーチに対する要求に基づいており、このＰＳＣサーチはつぎの３つの理由から、できる限り高速に実行しなければならない：
− ＰＳＣ相関により、移動局のベースバンド部の連続的な高い計算能力および無線部の連続的な活性化が要求される。したがってエネルギー節約のために迅速なＰＳＣサーチが必要である。
− 最初のセルサーチ中、局部発振器の周波数は、基地局の信号によってまだ較正されておらず、通例大きな周波数誤差を有する。しかしながら周波数誤差がある場合、移動局のタイムベースと基地局のタイムベースとはずれる。したがってＰＳＣの相関を長い時間にわたって累積して、例えば平均値を形成することによって比較的確実な結果を得ることはできないのである。
− ＰＳＣサーチに使用される相関の最大値、すなわちＰＳＣサーチに対して考えられ得る候補は、つぎのようにすることによって直接検証される。すなわち、この最大値から導き出した時間パターンに対する仮定によって、セルサーチの第２の段階が実行され、また最終的には第３の段階も実行されることによって直接検証されるのである。最初に比較的長くＰＳＣ相関および累積を行うよりも効率的である。

したがってＰＳＣサーチ（ＰＳＣ相関の最大値のサーチ）における、このような短いＰＳＣサーチという固有の周辺条件の下では、重畳されるノイズの成分はまだ比較的大きい。しかしながらＰＳＣとＳＳＣとの相互相関は、ＳＳＣが通例高いこのノイズレベルを下回る場合には重要ではなく、また検出の重大な悪化に結びつくのは、これがこのレベルを上回る場合である。誤り検出の確率は、ＣＣＦ最大値の大きさに伴って指数関数的に増大する。したがって最大のＣＣＦ極大値だけが誤り検出に大きく寄与するのである。

本発明によって達成されるのは、同期化の第１の段階、すなわちＰＣＳに基づくセルないしは基地局の検出が、高い信頼性で、殊に従来技術よりも高い信頼性で行われることである。

したがって本発明の基礎にある重要な知識は、非特許文献１における提案の基礎にあるコンセプトとは異なり、利用するＳＳＣとＰＳＣとの相互相関関数ＣＣＦの平均ＲＭＳ値を、ＳＳＣの符号集合内で最も小さくすることが重要なのではなく、利用するＳＳＣとＰＳＣとの相互相関関数のピーク値の最大値を最も小さくすることが重要であるということである。

本発明の１実施形態では、ＳＳＣを第１の符号集合に対応付けて、第１の符号集合に対応付けられたＳＳＣと、ＰＳＣとのＣＣＦのピーク値の最大値をできる限り小さくなるようにし、つぎに以降の符号集合に対して同じ判定基準を使用して、まだ符号集合に対応付けられていないＳＳＣから選択が行なわれるようにする。

この実施形態はつぎのような知識に基づいている。すなわち非特許文献１において選択されたグループ分け、つまり符号集合内のＲＭＳが最悪の符号集合に対してもできるかぎり小さくなるようにする符号集合のＳＳＣへのグループ分けは、つぎのような同期化よりも信頼性が低くなるという知識に基づいているのであり、ここでこの同期化では、第１の符号集合に対してＣＣＦのピーク値の最大値ができるだけ小さく、つぎに別の符号集合に対して同じ判定基準を使用して、まだ符号集合に対応付けられていないＳＳＣから選択することに着目されるのである。

本発明の有利な発展形態では、第２同期化列のグループ分けをつぎのように行う：
符号集合１：ＳＳＣ_１，ＳＳＣ_３，ＳＳＣ_５；
符号集合２：ＳＳＣ_１０，ＳＳＣ_１３，ＳＳＣ_１４；
符号集合３：ＳＳＣ_０，ＳＳＣ_６，ＳＳＣ_１２；
符号集合４：ＳＳＣ_４，ＳＳＣ_８，ＳＳＣ_１５。

これによって以下の利用しない第２同期化列ないしは以下の利用しない符号集合が得られる：
ＳＳＣ_２，ＳＳＣ_７，ＳＳＣ_９，ＳＳＣ_１１。

この目的のためにわざわざ作成したシミュレーションツールによるコストのかかるシミュレーションにより、本発明の判定基準を適用した場合の第２同期化列の上記の固有のグループ分けが得られる。相応する結果はつぎの表にまとめられている：

表１：本発明の有利な実施形態にしたがい、ＳＳＣの各符号集合のＣＣＦの最大ピーク値を、符号集合へのグループ分けに対して示しており、ここではＰＳＣとのＣＣＦのピーク値が最も小さいＳＳＣが選択され、このように選択されたＳＳＣを符号集合にグループ分けして、各符号集合内のＳＳＣのＣＣＦにおけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにする。

表２：非特許文献１による符号集合のグループ分けに対してＳＳＣの各符号集合のＣＣＦにおけるピーク値の最大値を示している。

表３：非特許文献３による符号集合のグループ分けに対してＳＳＣの各符号集合のＣＣＦにおけるピーク値の最大値を示している。

表４：３つの案に対して符号集合毎のＣＣＦにおけるピーク値の最大値をまとめたものである。

本発明の別の発展形態では、同期化のため、送信される同期化列を受信側において、例えば移動局において殊に相関計算の形態で処理する。

本発明を以下、図１に基づき、例示的にＵＭＴＳ移動無線システムについて説明する。

図１にはセルラ方式の移動無線ネットワークが示されており、これは例えばＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）システムであり、ここでこのシステムは多数の移動交換局ＭＳＣからなる。これらの移動交換局は互いにネットワーク接続されているか、ないしは固定網へのアクセスを形成する。さらにこれらの移動交換局ＭＳＣはそれぞれ少なくとも１つの基地局コントローラＢＳＣに接続されており、これもデータ処理システムによって構成することができる。

各基地局コントローラＢＳＣは少なくとも１つの基地局ＢＳに接続されている。このような基地局ＢＳは無線局であり、これは無線インタフェースを介して、別の無線局、いわゆる移動局ＭＳへの無線コネクションを確立することができる。移動局ＭＳと、この移動局ＭＳに割り当てられている基地局ＢＳとの間で無線信号を用いて情報を伝送することができる。１つの基地局または具体的なケースでは多数の基地局の無線信号の到達範囲により、実質的に無線セルｃｅｌが定められる。

基地局ＢＳと基地局コントローラＢＳＣとは単一の基地局システムにまとめることができる。ここで基地局システムは、無線チャネル管理ないしは分配、データレート適合化、無線伝送区間の監視、ハンドオーバプロシジャ、また使用すべき拡散符号集合の分配を担当し、このために必要なシグナリング情報を移動局ＭＳに伝達する。

ここではＵＭＴＳシステムおよび相応するコンポーネント、すなわち移動局および／または基地局は、ＵＴＲＡ−ＴＤＤ−モードおよび／またはＵＴＲＡ−ＦＤＤ−モードで通信する。

最初のセルサーチまたは基地局と移動局との同期化の最初のステップに対して、基地局ＢＳは、第１同期化信号ＰＳＣを送出する。このＰＳＣと並行してこの基地局により、基地局と移動局との同期化の第２のステップに対して多数の第２同期化信号ＳＳＣが送出される。この際にＵＴＲＡ ＦＤＤおよびＵＴＲＡ ＴＤＤに対して、ＰＳＣと並行して送信される多数の同期化信号ＳＳＣは、あらかじめ設定した１６個の第２の同期列からなる同じセットないしは同じ集合から取り出される。

しかしながらＰＳＣと共に送信される多数の第２同期化信号ＳＳＣは、いずれの１つのモードにおいてないしはいずれの複数のモードにおいて基地局が動作するかに応じて別個の符号集合によって決定され、ここでこれらの符号集合には１６個のＳＳＣがグループ分けされる。

ここで１６個のＳＳＣからなるこの集合は、ＵＴＲＡ ＴＤＤにおいて５つの符号集合にグループ分けされ、そのうちの３つずつのＳＳＣを含む４つの符号集合はＵＴＲＡ ＴＤＤにおいて同期化に利用され、４つのＳＳＣを含む１つの符号集合はＵＴＲＡ ＴＤＤにおいて同期化に利用されない。この場合、１符号集合の３つのＳＳＣは、ＰＳＣと並行して同期化のためにタイムスロットにおいて送信され、ここでこれらのタイムスロットにはＰＳＣＨ（Primary Synchronisation Channel）が対応付けられている。

ここで利用する符号集合への第２同期化信号のグループ分けはつぎのように行われる：
符号集合１：ＳＳＣ_１，ＳＳＣ_３，ＳＳＣ_５；
符号集合２：ＳＳＣ_１０，ＳＳＣ_１３，ＳＳＣ_１４；
符号集合３：ＳＳＣ_０，ＳＳＣ_６，ＳＳＣ_１２；
符号集合４：ＳＳＣ_４，ＳＳＣ_８，ＳＳＣ_１５。

ここでこれらのＰＳＣおよびＳＳＣは上に示した手法によって形成される。

移動局では、第１同期化列ＰＳＣの時間位置の検出と、多数の第２同期化列ＳＳＣの時間位置の検出とが相関計算によって行われる。この際には通例、いわゆるマッチドフィルタ（matched filter 適合されたフィルタ）を使用して、すべてのフレームにわたり、発生し得る各個所においてＰＳＣの同期化列と受信信号とが比較される。この際にＳＳＣとＰＳＣとの起こり得るすべての相互相関も発生する。したがってＳＳＣの最適化の際には相互相関関数全体を調べなければならない。第１同期化列はタイムスロット同期化に使用され、多数の第２同期化列はフレーム同期化および別のシステムパラメタの検出のために使用される。

本発明の別の実施形態では、つぎのＳＳＣがすべて、ＰＳＣとのＣＣＦにおいて同じピーク値を有するようにすることができる：
ＳＳＣ_１３，ＳＳＣ_１２，ＳＳＣ_６。

したがって相異なる３つの選択肢が、符号集合の形成に対して存在する（上に説明した実施例に対して付加的な２つの符号集合）。これらはすべて（近似的に）等しい検出−確率を可能にする。ここでこれらのＳＳＣ（ＳＳＣ_１３，ＳＳＣ_１２，ＳＳＣ_６）のうちの１つはそれぞれ第２の符号集合で使用される。有利な実施形態では、ＳＳＣ_６は第３の符号集合に対して使用され、集合間でＲＭＳ値の差分が比較的小さくなるようにする。上記のようにＲＭＳ値は第１の決定的な判定基準ではないが、このような選択を行うことは従属的な判定基準として有利であり得る。

本発明の別の実施形態では考慮されるのは、最初のセルサーチの間に周波数誤差が生じ得ることであり、ここでこれは通例、約１０ｋＨｚを取り得る。この場合にこの実施形態では、周波数誤差がある場合にＣＣＦにも依存して符号集合を選択する。ここでは上記の選択判定基準を拡張して、周波数誤差のないＣＣＦの値ではなく、周波数誤差を有するＣＣＦの値を使用するか、または周波数誤差のある最良の符号集合と、周波数誤差のない最良の符号集合との間で妥協が計られる。

別の実施形態で考慮されるのは、１グループのＳＳＣを同時に送信できることであるが、ここでは個々のＳＳＣは、集合｛＋１，−１，＋ｊ，−ｊ｝からの１つの値によって変調される。この実施形態においては個々のＳＳＣとＰＳＣとのＣＣＦの特性ではなく、変調されたＳＳＣとＰＳＣとの発生し得る種々の組み合わせにおけるＣＣＦの特性が最適化されるのである。ここで選択は上で説明したのと同様に、例えば上記と同じ判定基準を考慮して行うことができる。

上で説明した本発明の変形実施形態の他に別の多くの変形実施形態が本発明の枠内に存在する。これらについてはここではさらに説明しないが、説明した実施例に基づいて簡単に実施することができる。

本発明による基地局および移動局を含む移動無線通信システムの基本接続図である。

符号の説明

ＭＳＣ 移動交換局
ＢＳＣ 基地局コントローラ
ＢＳ 基地局
ＭＳ 移動局
ｃｅｌ セル
ＰＳＣ 第１同期化信号
ＳＳＣ 第２同期化信号

Claims (22)

1. 移動通信システムにおける基地局において、
   該基地局は、移動局に第１同期化信号と多数の第２同期化信号とを一緒に送信する手段を有しており、
   第１のデュプレクスモードでは、前記第２同期化信号を、複数の符号集合に分割される第２同期化信号の集合から取り出す手段が設けられており、ここで当該の第２同期化信号の集合は、第２ディプレクスモードにおける同期化のために設けられている集合であり、さらに
   − 前記の第１同期化信号と一緒に送信される多数の第２同期化信号を１符号集合によって決定する手段が設けられており、
   − 前記の複数の符号集合を、利用する符号集合と、少なくとも１つの利用しない符号集合とにグループ分けする手段が設けられており、また
   − 前記の第２同期化信号の集合を複数の符号集合に分割して、前記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と、第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにする手段が設けられていることを特徴とする、
   移動通信システムにおける基地局。
2. 移動通信システムにおける基地局において、
   該基地局は、移動局に第１同期化信号を多数の第２同期化信号と一緒に送信する手段を有しており、
   第１デュプレクスモードでは、第２デュプレクスモードにおける同期化のために設けられている第２同期化信号の集合から、第２同期化信号を複数の符号集合にグループ分けすることによって、前記の一緒に送信することのできる多数の第２同期化信号を決定する手段が設けられており、また
   − 複数の符号集合を構成して、前記の第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにする手段が設けられていることを特徴とする、
   移動通信システムにおける基地局。
3. 前記第１デュプレクスモードは、ＵＭＴＳシステムのＴＤＤモードである、
   請求項１または２に記載の基地局。
4. 前記第２デュプレクスモードは、ＵＭＴＳシステムのＦＤＤモードである、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の基地局。
5. 前記第１同期化信号は階層的な列であり、
   第２同期化信号はそれぞれ、前記第１同期化信号と、アダマール行列の１つずつ行との位置的な乗算によって得られる、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載の基地局。
6. 前記同期化信号はつぎのようにして形成され、
   前記第１同期化信号Ｃ_ｐは、関係式
   Ｃ_ｐ ＝＜y(0), y(1), y(2),…,y(255)＞によって決定され、ここで
   ｙ ＝ (1+j)×＜a, a, a, -a, -a, a, -a, -a, a, a, a, -a, a, -a, a, a＞
   が成り立ち、
   ａ ＝ ＜ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，…，ｘ_１６＞
   ＝ ＜1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1＞
   が成り立ち、
   １６個の第２同期化信号｛Ｃ_０，…，Ｃ_１５｝はつぎの関係式
   Ｃ_ｉ ＝ Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ}，ｉ＝０，…，１５
   によって決定され、ここで
   Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ} ＝ (1+j)×＜h_ｍ(0)×z(0), h_ｍ(1)×z(1), h_ｍ(2)×z(2),…,
   h_ｍ(255)×z(255)＞
   が成り立ち、また
   ｍ ＝ （16×ｉ）
   が成り立ち、
   ｎ番目のアダマール列ｈ_ｎは、行列Ｈ_８の行であり、該行列はつぎの関係式
   

   

   にしたがって帰納的に構成され、ここで番号は０で開始され、ｎ＝０，１，２，…，２５５であり、
   ｈ_ｍ(ｉ)およびｚ(ｉ)は、列ｈ_ｍないしはｚのｉ番目のシンボルであり、
   ｉ＝０，１，２，…，２５５であり、またｉ＝０は最も左のシンボルの相当する、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の基地局。
7. 前記の利用する符号集合を
   符号集合１：ＳＳＣ１，ＳＳＣ３，ＳＳＣ５；
   符号集合２：ＳＳＣ１０，ＳＳＣ１３，ＳＳＣ１４；
   符号集合３：ＳＳＣ０，ＳＳＣ６，ＳＳＣ１２；
   符号集合４：ＳＳＣ４，ＳＳＣ８，ＳＳＣ１５
   にしたがって定める、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の基地局。
8. 受信側で前記の第１同期化列の時間位置および多数の第２同期化列の時間位置を相関計算によって決定する、
   請求項１から７までのいずれか１項に記載の基地局。
9. 受信側で前記第１同期化列をタイムスロット同期化のために使用し、
   前記の多数の第２同期化列をフレーム同期化に使用する、
   請求項１から８までのいずれか１項に記載の基地局。
10. 少なくとも１つの周波数誤差が存在する際に最小化の判定時に、前記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値も考慮する、
    請求項１から９までのいずれか１項に記載の基地局。
11. 前記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が等しい多数の択一的な選択肢が存在する際には、従属的な判定基準として前記相互相関関数のＲＭＳ値を最も小さくする、
    請求項１から１０までのいずれか１項に記載の基地局。
12. 利用される符号集合によって決定される第２同期化信号を変調して重畳したものと、第１同期化信号との相互相関関数のピーク値における最大値を最も小さくする、
    請求項１から１１までのいずれか１項に記載の基地局。
13. 移動通信システムにおける移動局において、
    該移動局は手段を含んでおり、該手段によって、
    第１同期化信号と多数の第２同期化信号とを一緒に基地局から受信し、
    第１デュプレクスモードでは、前記第２同期化信号を、複数の符号集合に分割される第２同期化信号の集合から取り出し、ここで当該の第２同期化信号の集合は、第２デュプレクスモードにおける同期化のために設けられた集合であり、
    前記の第１同期化信号と一緒に受信される多数の第２同期化信号を符号集合によって決定し、
    前記の複数の符号集合を、利用する符号集合と、少なくとも１つの利用しない符号集合とにグループ分けし、
    前記の第２同期化信号の集合を複数の符号集合に分割して、前記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにし、さらに
    − 前記移動局には、第１同期化信号列の時間位置および多数の第２同期化信号の時間位置を相関計算によって計算する手段が設けられており、また
    − 移動局には、第１同期化信号列をタイムスロット同期化のために使用するのに対して、前記の多数の第２同期化信号列をフレーム同期化および別のシステムパラメタの検出に使用する手段が設けられていることを特徴とする、
    移動通信システムにおける移動局。
14. 移動通信システムにおける移動局において、
    該移動局は手段を含んでおり、該手段によって、
    第１同期化信号と多数の第２同期化信号とを一緒に基地局から受信し、
    第１デュプレクスモードでは、前記の第２同期化信号を、複数の符号集合に分割される第２同期化信号の集合から取り出し、ここで当該の第２同期化信号の集合は、第２デュプレクスモードにおける同期化のために設けられた集合であり、
    第２同期化信号を複数の符号集合にグループ分けすることによって、前記の第１同期化信号と一緒に受信可能な多数の第２同期化信号を決定し、
    前記の複数の符号集合を構成して、前記の第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が最も小さくなるようにし、さらに
    前記移動局には、第１同期化信号列の時間位置および多数の第２同期化信号の時間位置を相関計算によって計算する手段が設けられており、また
    移動局には、第１同期化信号列をタイムスロット同期化のために使用するのに対し、前記の多数の第２同期化信号列をフレーム同期化および別のシステムパラメタの検出に使用する手段が設けられていることを特徴とする、
    移動通信システムにおける移動局。
15. 前記第１デュプレクスモードは、ＵＭＴＳシステムのＴＤＤモードである、
    請求項１３または１４に記載の移動局。
16. 前記第２デュプレクスモードは、ＵＭＴＳシステムのＦＤＤモードである、
    請求項１３から１５までのいずれか１項に記載の移動局。
17. 前記第１同期化信号は階層的な列であり、
    第２同期化信号はそれぞれ、前記第１同期化信号と、アダマール行列の１つずつ行との位置的な乗算によって得られる、
    請求項１３から１６までのいずれか１項に記載の移動局。
18. 前記同期化信号はつぎのようにして形成され、
    前記第１同期化信号Ｃ_ｐは、関係式
    Ｃ_ｐ ＝＜y(0), y(1), y(2),…,y(255)＞によって決定され、ここで
    ｙ ＝ (1+j)×＜a, a, a, -a, -a, a, -a, -a, a, a, a, -a, a, -a, a, a＞
    が成り立ち、
    ａ ＝ ＜ｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，…，ｘ_１６＞
    ＝ ＜1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1＞
    が成り立ち、
    １６個の第２同期化信号｛Ｃ_０，…，Ｃ_１５｝はつぎの関係式
    Ｃ_ｉ ＝ Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ}，ｉ＝０，…，１５
    によって決定され、ここで
    Ｃ_{ＳＣＨ，ｉ} ＝ (1+j)×＜h_ｍ(0)×z(0), h_ｍ(1)×z(1), h_ｍ(2)×z(2),…,
    h_ｍ(255)×z(255)＞
    が成り立ち、また
    ｍ ＝ （16×ｉ）
    が成り立ち、
    ｎ番目のアダマール列ｈ_ｎは、行列Ｈ_８の行であり、該行列はつぎの関係式
    

    

    にしたがって帰納的に構成され、ここで番号は０で開始され、ｎ＝０，１，２，…，２５５であり、
    ｈ_ｍ(ｉ)およびｚ(ｉ)は、列ｈ_ｍないしはｚのｉ番目のシンボルであり、
    ｉ＝０，１，２，…，２５５であり、またｉ＝０は最も左のシンボルの相当する、
    請求項１３から１７までのいずれか１項に記載の移動局。
19. 前記の利用する符号集合を
    符号集合１：ＳＳＣ１，ＳＳＣ３，ＳＳＣ５；
    符号集合２：ＳＳＣ１０，ＳＳＣ１３，ＳＳＣ１４；
    符号集合３：ＳＳＣ０，ＳＳＣ６，ＳＳＣ１２；
    符号集合４：ＳＳＣ４，ＳＳＣ８，ＳＳＣ１５
    にしたがって定める、
    請求項１３から１８までのいずれか１項に記載の移動局。
20. 少なくとも１つの周波数誤差が存在する際に最小化の判定時に、前記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値も考慮する、
    請求項１３から１９までのいずれか１項に記載の移動局。
21. 前記の利用する符号集合によって決定される第２同期化信号と第１同期化信号との相互相関関数におけるピーク値の最大値が等しい多数の択一的な選択肢が存在する際には、従属的な判定基準として前記相互相関関数のＲＭＳ値を最も小さくする、
    請求項１３から２０までのいずれか１項に記載の移動局。
22. 利用される符号集合によって決定される第２同期化信号を変調して重畳したものと、第１同期化信号との相互相関関数のピーク値における最大値を最も小さくする、
    請求項１３から２１までのいずれか１項に記載の移動局。

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