JP2009212872A

JP2009212872A - パターン検出回路及びそれを用いた基地局並びに移動通信システム及びパターン検出方法

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Publication number: JP2009212872A
Application number: JP2008054237A
Authority: JP
Inventors: Kyoichiro Masuda; 恭一郎増田; Motoya Iwasaki; 玄弥岩崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2009-09-17
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Abstract

【課題】受信信号系列のパターン検出処理の効率化を図って処理量を減らす。
【解決手段】通信端末からの入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出回路において、入力信号系列を周波数領域信号に変換する周波数領域変換部１０と、この周波数領域信号を入力として当該入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出部１１と、この抽出された周波数成分を入力として、所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出部２０とを含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はパターン検出回路及びそれを用いた基地局並びに移動通信システム及びパターン検出方法に関し、特に移動通信システムにおいて移動端末がランダムアクセス開始時に基地局へ送信するプリアンブル信号系列のパターン検出方式に関するものである。

近年、移動通信システムとして、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）ＬＴＥ（Long Term Evolution ）移動通信システムがある。図９は、この様なＬＴＥ移動通信システムの一般的なシステム構成例を示している。図９を参照すると、基地局１００のサービスエリアであるセル（図示せず）に、移動端末１０１が在圏している。

図１０に示す如く、移動端末１０１は、発呼に際して（ランダムアクセス通信を開始するに際して）、メッセージの送信に先立って、基地局１００に対して、ランダムアクセス通信開始を希望することを通知するＰＲＡＣＨプリアンブルを、アップリンク１０２により送信する。ここで、移動端末１０１は、複数種類のプリアンブルパターンのなかからランダムに１つを選んで、この選択したプリアンブルパターンに従ってプリアンブルを生成する。

基地局１００は、このプリアンブルを受信して所定のプリアンブルパターンとの相互相関を求めて受信プリアンブルの信号系列パターンを検出し、検出したプリアンブルパターンに対しメッセージ送信可否を判断する。送信を許可する場合は、基地局１００は、移動端末１０１に対してＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）を通じ、ＡＣＫ（Acknowledge ）を送信する。非許可とする場合は、何も送信しない。また、基地局１００は、全ての種類のプリアンブルパターンをサーチし、１つも検出できなかった場合には、何も送信しない。

移動端末１０１は、プリアンブルを送信してから一定時間内にＡＣＫを受信した場合、アップリンク１０２を介して、基地局に対して、メッセージを送信するが、基地局１００からの応答がないことを検出した場合は、上述の動作を繰返すことになる。

この様な移動通信システムにおける基地局でのプリアンブルパターン検出回路の一例を図１１に示している。図１１を参照すると、このプリアンブルパターン検出回路は、周波数変換部１とＦＩＲ（Finite Impulse Response ）デジタルフィルタ２と、２０４８ポイントのＦＦＴ（Fast Fourier Transformer）３と、相関検出部４と、ピーク検出部５とを備えている。

周波数変換部１は、移動端末からのアップリンクによる信号系列を入力として周波数シフトを行うものである。ＦＩＲフィルタ２は、周波数変換出力に対して低域通過フィルタリング処理を行って帯域制限を行い、サンプリング周波数を減少させるものである。２０４８ポイントのＦＦＴ３は、帯域制限された信号に対して、２０４８ポイントのＦＦＴ処理を行うことにより、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するものである。

相関検出部４は、周波数領域の信号と、予め定められた複数のプリアンブルパターンの各々との相互相関値を求めて、その結果を時間領域の信号に変換するものである。そのために、この相関検出部４は、周波数領域の入力信号と、予め定められた所定の各プリアンブルパターンとの乗算をなす乗算器４１と、各乗算出力を時間領域に変換する２０４８ポイントのＩＦＦＴ（Inverse FFT ）４２とを有している。

ピーク検出部５は、相関検出部４からの各相関値のピークを検出して、検出したピークに対応するプリアンブルパターンの番号と、ピーク検出タイミングとをプリアンブル検出出力として導出するものである。この様な回路の例は、特許文献１に示されている。

特開２００７−２５９３２６号公報

ＬＴＥ移動通信システムにおけるアップリンクの信号は、次の４種類の信号が定義されている。すなわち、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）と、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel ）と、ＳｏｕｎｄｉｎｇＲＳ（Reference Signal）と、先述したＰＲＡＣＨの４種類である。これら各信号は、互いに異なるＲｅｓｏｕｒｃｅＥｌｅｍｅｎｔにそれぞれ割当てられている。ＲｅｓｏｕｒｃｅＥｌｅｍｅｎｔは、サブキャリアと呼ばれる狭帯域の搬送波のインデックス、時間シンボルのインデックスの２つによって一意に定義される情報要素である。

基地局は、アップリンクによる移動端末からの受信信号にＦＦＴ処理を施すことによって、周波数領域の信号に変換して周波数領域で各サブキャリア毎のデータ（上述した４種類の各信号情報）パターンを検出するようになっている。

図１２は、ＰＲＡＣＨプリアンブルの１サブフレーム分の信号フォーマットを示し、図１３は、ＰＲＡＣＨプリアンブル以外のアップリンク信号の１サブフレーム分の信号フォーマットの一例を示している。ＰＲＡＣＨプリアンブルは、ＣＰ（Cyclic prefix ）と呼ばれる部分と、２４５７６サンプルのプリアンブル部と、Ｇｕａｒｄｉｎｔｅｒｖａｌと呼ばれる部分とからなっている。また、プリアンブルを除く他のアップリンクの信号は、＃０〜＃６のシンボルからなり、各シンボルは、ＣＰと２０４８サンプルのデータとからなっている。

従って、通常、基地局で行うＦＦＴ処理のポイント数は、２０４８サンプルとなっており、よって、図１１に示したプリアンブルパターン検出回路でも、２０４８ポイントＦＦＴ３を用いている。しかし、上述したランダムアクセス時におけるＰＲＡＣＨプリアンブルは、他のアップリンクの２０４８サンプル信号に比較して、シンボル長が２４５７６サンプルと長いので、２０４８ポイントＦＦＴ３による処理を、２４５７６／２０４８＝１２回繰り返して行うようになっている。その結果、プリアンブルパターン検出回路におけるＦＦＴ処理時のポイント数は、それだけ増大することになり、処理量も増大することになる。

この処理量を減らすためには、ＦＦＴのポイント数を減らすことが考えられる。その一つの方法として、図１１に示したように、初段のＦＦＴ３の前段に、ＦＩＲフィルタ２を挿入して、信号に対して低域通過フィルタリング処理を行うことにより、帯域制限を施して、サンプリング周波数を減らした後で、ＦＦＴ処理を行うようになっているのである。この方法は、時間領域でのダウンサンプリングの手法である。

しかしながら、この方法では、プリアンブルのサブキャリアを正確に抽出するために、ＦＩＲフィルタに急峻な周波数特性が要求されることになる。この急峻な周波数特性を実現するには、ＦＩＲフィルタのタップ数を多くすることが必要となり、結果として、ＦＩＲフィルタ処理での計算量がそれだけ増加するという欠点がある。

上記を要約すると、以下の如くである。ＬＴＥ移動通信システムでは、システムの周波数帯域を狭帯域のサブキャリアに分割して各信号を伝送するようになっており、基地局での受信信号のパターン検出処理は、周波数領域での処理であるために、計算量の多いＦＦＴ及びＩＦＦＴ処理をベースにしている。同時に処理すべき移動端末の数が増大すると、基地局でのパターン検出処理も、それに伴って増大するので、処理遅延が生じて通信速度の低下を招来するという欠点がある。

そこで、本発明はこの様な欠点を解決すべくなされたものであって、その目的とするところは、受信信号系列のパターン検出処理の効率化を図って処理量を減らすことが可能なパターン検出回路及びそれを用いた基地局並びに移動通信システム及びパターン検出方法を提供することにある。

本発明によるパターン検出回路は、通信端末からの入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出回路であって、前記入力信号系列を周波数領域信号に変換する周波数領域変換手段と、前記周波数領域信号を入力として前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、この抽出された周波数成分を入力として、所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記パターン検出をなす検出手段とを含むことを特徴とする。

本発明による他のパターン検出回路は、通信端末からの第一の入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出回路であって、前記第一の入力信号系列を周波数領域信号に変換する第一の周波数領域変換手段と、前記周波数領域信号を入力として、前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、この抽出された周波数成分を入力として、前記第一の周波数領域変換手段の処理ポイント数の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数）のポイント数で時間領域信号に変換する第一の時間領域変換手段と、前記時間領域信号を再度周波数領域信号に変換する第二の周波数領域変換手段と、この第二の周波数領域変換手段の出力と所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記入力信号系列のパターン検出をなす検出手段とを含み、前記第一の周波数領域変換手段の処理ポイント数は、前記第一の入力信号系列のサンプル数の１／ｍ（ｍは２以上の整数）に設定されており、前記第一の周波数領域変換手段による変換処理を、前記ｍ回繰返し行うことを特徴とする。

本発明による基地局は、上記のパターン検出回路を有することを特徴とし、また本発明による移動通信システムは、当該基地局を含むことを特徴とする。

本発明によるパターン検出方法は、通信端末からの入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出方法であって、前記入力信号系列を周波数領域信号に変換する周波数領域変換ステップと、前記周波数領域信号を入力として前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出ステップと、この抽出された周波数成分を入力として、所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記パターン検出をなす検出ステップとを含むことを特徴とする。

本発明による他のパターン検出方法は、通信端末からの第一の入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出方法であって、前記第一の入力信号系列を周波数領域信号に変換する第一の周波数領域変換ステップと、前記周波数領域信号を入力として前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出ステップと、この抽出された周波数成分を入力として、前記第一の周波数領域変換ステップの処理ポイント数の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数）のポイント数で時間領域信号に変換する第一の時間領域変換ステップと、前記時間領域信号を再度周波数領域信号に変換する第二の周波数領域変換ステップと、この第二の周波数領域変換ステップの出力と所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記入力信号系列のパターン検出をなす検出ステップとを含み、前記第一の周波数領域変換ステップの処理ポイント数は前記第一の入力信号系列のサンプル数の１／ｍ（ｍは２以上の整数）に設定されており、前記第一の周波数領域変換ステップによる変換処理を、前記ｍ回繰返し行うことを特徴とする。

本発明によれば、周波数領域においてＢＰＦ（Band Pass Filter）処理を行うことにより、周波数領域でのダウンサンプリングを行って処理するサンプル数を削減しているので、プリアンブルなどの受信信号系列の周波数領域でのパターン検出のために要する処理量を減らすことができるという効果がある。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態を示す概略機能ブロック図であり、図２は、図１に示した構成による周波数領域でのダウンサンプリングの概念図である。なお、図２（ａ）〜（ｃ）は、図１の信号ａ〜ｃにそれぞれ対応しているものとする。

図１を参照すると、本実施の形態によるパターン検出回路は、周波数領域変換部（ＦＦＴ）１０と、周波数抽出部（ＢＰＦ）１１と、パターン検出部２０とを有している。

周波数領域変換部１０は、通信端末からの受信入力信号系列ａを、高速フーリエ変換処理により、時間領域信号から周波数領域信号ｂへ変換する（図２（ａ），（ｂ）参照）。この場合において、入力信号系列ａのサンプル数はＮ（２のべき乗の整数）であり、所定の周波数Ｆが割当てられているものとする。よって、この周波数領域変換部１０は、ＮポイントのＦＦＴである。なお、Ｎが２のべき乗の整数であるのは、高速フーリエ変換であるＦＦＴ処理には、２のべき乗の整数のポイント数が必要だからである。

周波数抽出部１１は、周波数領域変換部１０の出力ｂの周波数成分ｃを選択的に抽出するものであり、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）である。この抽出処理により、周波数領域信号ｂのポイント数Ｎが減少可能となる。一般的には、ＢＰＦ処理前のポイント数に対して、１／Ｍ（Ｍは２以上の整数）のポイント数に減少させることが可能となる（図２（ｃ）参照）。

こうして、周波数領域でのダウンサンプリングが可能となるので、次段のパターン検出回路２０では、より少ないポイント数で、周波数領域でのパターン検出が可能となるのである。なお、パターン検出回路２０の構成は図１１に示した相関検出部４及びピーク検出部５と同一構成である。

以上のように、周波数領域でのＢＰＦ処理を行って、処理すべきサンプル数を削減することにより、信号系列のパターン検出に要する処理量を減らすことが可能となる。

図３は本発明の第二の実施の形態を示す概略機能ブロック図であり、図４は図３に示した構成による周波数領域でのダウンサンプリングの概念図である。なお、図４（ａ）〜（ｄ）は、図３の信号ａ〜ｄにそれぞれ対応しているものとする。また、図３において、図１と同等部分には同一符号により示している。

本実施の形態は、入力信号系列ａのサンプル数Ｎが大きい場合に適用されるものであり、この入力信号系列ａを複数に分割して、例えば、ｍ（ｍは２以上の整数）に分割して、Ｎ／ｍサンプル毎に、ｍ回繰返してＦＦＴ処理を行う様にしたものである。但し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理のためには、前述した様に、Ｎ／ｍの値が、２のべき乗であることが必要である。

図３を参照すると、本実施の形態は、第一の周波数領域変換部（ＦＦＴ）１０と、周波数抽出部（ＢＰＦ）１１と、時間領域変換部（ＩＦＦＴ）１２と、第二の周波数領域変換部（ＦＦＴ）１３と、パターン検出部２０とを有している。

第一の周波数領域変換部１０は、通信端末からの受信入力信号系列ａを、高速フーリエ変換処理により、時間領域信号から周波数領域信号ｂへ変換する（図４（ａ），（ｂ）参照）。この場合、第一の周波数領域変換部１０はＮ／ｍポイントのＦＦＴを用い、入力信号系列ａのＮサンプルをｍ分割して、ｍ回連続してＦＦＴ処理をなすことになる。そして、Ｎ／ｍポイント毎のＦＦＴ出力に対して、それぞれＢＰＦ処理を行って、（Ｎ／ｍ）／Ｍのポイント数にそれぞれ減少させる（図４（ｃ）参照）。

それぞれダウンサンプリングされたｍ組の信号を、時系列の連続した信号とする必要があるので、時間領域変換部１２において、ＩＦＦＴ処理を行って、ダウンサンプリングされたＮ／Ｍサンプルの時間領域の信号に変換することになる（図４（ｄ）参照）。この時間領域信号は、第二の周波数領域変換部１３において、再度周波数領域の信号に変換されて、パターン検出回路２０へ入力され、周波数領域でのパターン検出が行われることになる。

なお、第二の周波数領域変換部１３では、ＦＦＴの代わりにＤＦＴ（Discrete Fourier Transformer）を用いる場合もある。その理由は、上述した様に、変換すべき信号のサンプル数が２のべき乗の場合には、ＦＦＴ処理による高速化が可能であるが、サンプル数が２のべき乗ではない場合には、ＦＦＴ処理はできず、ＤＦＴ処理となるためである。なお、この場合は、パターン検出回路２０における相関検出後のＩＦＦＴ処理（図１１のＩＦＦＴ４２参照）も、同様に、ＩＤＦＴ処理となる。従って、サンプル数であるＮ／Ｍが２のべき乗になるように、Ｍを選定すれば、高速なＩＦＦＴ処理が可能となる。

図５は本発明の第三の実施の形態を示す構成図であり、図６は図５に示した構成による周波数領域でのダウンサンプリングの概念図である。なお、図６（ａ）〜（ｄ）は、図５の信号ａ〜ｄにそれぞれ対応しているものとし、図５において、図１，３と同等部分には、同一符号により示している。

本実施の形態では、図１２に示したＰＲＡＣＨプリアンブル信号のパターン検出を行う場合の、基地局における回路構成を示す図である。プリアンブル信号は、図１２に示した様に、２４５７６サンプルとサンプル数が大であるために、基地局では、２４５７６サンプルを１／１２として、２０４８ポイントのＦＦＴを用いて、ＦＦＴ処理を１２回繰返して行うのが一般的である。

そこで、本実施の形態は、２０４８ポイントＦＦＴ１０と、ＢＰＦ１１と、ＩＦＦＴ１２と、ＤＦＴ１３と、パターン検出部２０とを有して構成されている。ＦＦＴ１０は、入力信号系列ａの２４５７６サンプルを１２分割して、２０４８サンプル毎に、１２回連続してＦＦＴ処理をなすことになる（図６（ａ），（ｂ）参照）。そして、２０４８ポイント毎のＦＦＴ出力に対して、それぞれＢＰＦ処理を行う。このＢＰＦ処理では、周波数領域において１／１６にポイント数を減少させて、１２８のポイント数とすることにより、周波数領域でのダウンサンプリングを行っている（図６（ｃ）参照）。

これら各ダウンサンプリングされた１２組の信号を、時系列の連続した信号とする必要があるので、ＩＦＦＴ１２において、ＩＦＦＴ処理を行って、ダウンサンプリングされた１２８サンプル×１２（＝１５３６サンプル）の時間領域の信号に変換することになる（図６（ｄ）参照）。この１５３６サンプルの時間領域信号は、１５３６ポイントのＤＦＴ１３において、再度周波数領域の信号に変換されて、パターン検出部２０へ入力され、周波数領域でのパターン検出が行われることになる。

なお、パターン検出部２０の相関部検出部１４においては、乗算器１４１において、複数種類のプリアンブルパターンとの乗算が行われ、これら乗算結果は、それぞれ１５３６ポイントのＩＤＦＴ１４２により、再度時間領域の信号に変換され、ピーク検出部１５にて、ピークとその発生タイミングとが検出されるのである。

図７は、本発明の第四の実施の形態の構成を示す図であり、図５の実施の形態と同様に、基地局におけるＰＲＡＣＨプリアンブルパターン検出回路の構成図である。図７において、図５と同等部分には、図７のそれと同一符号により示している。本実施の形態においては、ＰＲＡＣＨプリアンブルパターン検出のためにＦＦＴ処理を行う際に、ＰＵＳＣＨ，ＰＵＣＣＨ，ＳｏｕｎｄｉｎｇＲＳ等の他のアップリンクの信号処理回路と同じＦＦＴを使用し、基地局の回路規模の削減を図る様にしたものである。

図７において、図５と異なる部分について説明する。先ず、図５のＦＦＴ１０の前段に周波数変換部９が設けられている。この周波数変換部９は移動端末からのアップリンクによるＰＲＡＣＨプリアンブルや上述した他の信号系列の周波数変換をなすものであり、例えば、７．５ＫＨｚの周波数シフトを行うものである。

この周波数変換部９の出力に対して５１２ポイントのＦＦＴ処理をなすＦＦＴ１００と、このＦＦＴ出力に対してＢＰＦ処理をなすＢＰＦ１１０と、このＢＰＦ出力に対して１２０ポイントのＩＦＦＴ処理をなすＩＦＦＴ１２０とが、図１のＦＦＴ１０、ＢＰＦ１１及びＩＦＦＴ１２に並列に設けられている。そして、ＩＦＦＴ１２とＩＦＦＴ１２０との両出力が、ＤＦＴ１３へ入力される様になっている。他の構成は図１のそれと同一である。なお、制御部１６が設けられており、ＦＦＴ１０，１００及ＩＦＦＴ１２，１２０などの動作を制御する。

先述した様に、ＰＲＡＣＨプリアンブル以外の他のアップリンクの信号、すなわち、ＰＵＳＣＨ，ＰＵＣＣＨ，ＳｏｕｎｄｉｎｇＲＳは、１シンボルのデータが２０４８サンプルであるので、周波数変換部９と２０４８ポイントのＦＦＴ１０とは、ＰＲＡＣＨプリアンブル以外のアップリンクの信号の処理回路（図示せず）と共通に使用可能となる。なお、図７では、この部分を共通回路９０として示している。

図５に示した先の実施の形態と同様に、ＦＦＴ１０において、２０４８ポイントのＦＦＴ処理をプリアンブル長だけ繰り返し（１２回）行うことにより、プリアンブル全体の周波数領域信号を得る。ここで、図１３に示した様に、ＰＲＡＣＨプリアンブル以外の通常の上り信号は、シンボル毎にＣＰが付加されているので、ＦＦＴ１０における２０４８ポイントＦＦＴ処理は、図８の２行目に示す様に、ＣＰ部分に間隔を空けて行うことになる。プリアンブルは２４５７６サンプル連続しているので、この間隔の空いたＣＰ部分を補完する必要がある。

この補完のために、プリアンブル検出回路では、独自に５１２ポイントＦＦＴ１００を設けている。図８の３行目に示す様に、２０４８ポイントＦＦＴ処理が行われなかった部分の信号を、並列に設けた５１２ポイントＦＦＴ１００でＦＦＴ処理を、ＣＰの数に相当する１１回繰返して行う様になっている。

そして、２０４８ポイントＦＦＴ１０によるＦＦＴ処理の結果、周波数領域に変換されたプリアンブル信号に対し、ＢＰＦ１１による帯域通過フィルタリング処理を適用し、プリアンブルが割当てられているサブキャリア部分の周波数成分のみを抽出する。この抽出出力に対して、１２８ポイントＩＦＦＴ１２によりＩＦＦＴ処理を行うことによって、１／１６ダウンサンプリングした時間領域の信号を得ることは、先の実施の形態と同様である。

また、５１２ポイントＦＦＴ１１０によるＦＦＴ処理の結果、周波数領域に変換されたプリアンブル信号に対しても、同様にＢＰＦ１１０により帯域通過フィルタリング処理を行って、プリアンブルが割当てられているサブキャリア部分の周波数成分のみを抽出する。そして、３２ポイントＩＦＦＴ１２０によりＩＦＦＴ処理を行い、同様に、１／１６ダウンサンプリングした時間領域の信号を得る。

次に、１２８ポイントＩＦＦＴ１２によるＩＦＦＴ処理の出力の中央１１６サンプルと、３２ポイントＩＦＦＴ１２０によるＩＦＦＴ処理の出力の中央２１サンプルを足し合わせて、図８の４行目に示す様に、時間領域で連続した１５３６（＝２４５７６／１６）サンプルの信号を生成するのである。

ここで、ＩＦＦＴ結果の中央の値のみを用いるのは、ＢＰＦ１１及び１１０によるフィルタリング処理の影響によって、ＩＦＦＴ処理結果の両端の部分に劣化が生じているためである。このように、中央の値のみを使用することにより、両端部分の劣化した情報を用いないようにすることができる。

上述した各ＦＦＴ１０，１００や各ＩＦＦＴ１２，１２０などの動作タイミングは、制御部１６により制御されるものとする。

この図８の４行目に示す信号に対し、１５３６サンプルＤＦＴ１３によりＤＦＴ処理を行い、周波数領域信号に変換する。次に、変換した信号に対して、相関検出部１４により、予め定められた周波数領域の複数のプリアンブルパターンを乗算する。この乗算は、時間領域における相互相関を求めることと等価である。そして、これら所定のプリアンブルパターンの各々との乗算結果に対して、１５３６ポイントＩＤＦＴ処理をそれぞれ行って、ピーク検出部１５により、移動端末がどのタイミングでどの番号のプリアンブルを送信したかを知ることができる。

本実施の形態によれば、先の実施の形態による効果の他に、初段のＦＦＴ１０を他のアップリンク信号のＦＦＴ処理と共用することができるので、回路規模を縮小することが可能であるという効果がある。

上記の各実施の形態における数値例である周波数や、ポイント数、更にはサンプル数などは、単に一例を示すものであって、これに限定されるものではなく、種々の変形例が可能であることは明白である。

例えば、ダウンサンプリングの間引き率を１／１６としているが、１／８とすることもできる。この場合には、図５や図７の回路において、初段のＦＦＴにおけるポイント数は２０４８，５１２のままとし、後段のＩＦＦＴにおけるポイント数を２５６，６４とし、その後のＤＦＴ，ＩＤＦＴを３０７２とすることができる。一般には、１／Ｍのダウンサンプリングとすることが可能である。

図３、図５、図７の回路では、ＰＲＡＣＨプリアンブルのパターン検出回路としているために、ＦＦＴ１０の処理ポイント数を、プリアンブルのサンプル数である２４５７６の１２分の１である２０４８としているが、これに限らず、ＦＦＴ処理が可能な２のべき乗となるようにして、入力信号系列をそれに合致したサンプル数に分割することができる。

また、入力信号系列のパターンを検出するのに広く用いることが可能であり、更には、ＰＲＡＣＨプリアンブルのパターン検出に限らず、一般に、通信端末からの入力信号系列のパターンを検出するのに広く用いることが可能である。

本発明の第一の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１の構成による周波数領域でのダウンサンプリング処理の概念図である。本発明の第二の実施の形態の構成を示すブロック図である。図３の構成によるＦＦＴ処理及びＩＦＦＴ処理の概念図である。本発明の第三の実施の形態の構成を示すブロック図である。図５の構成によるＦＦＴ処理及びＩＦＦＴ処理の概念図である。本発明の第四の実施の形態の構成を示すブロック図である。図７の構成による動作を説明するための図である。本発明の実施の形態が適用されるＬＴＥ移動通信システムの概略システム図である。図９のＬＴＥ移動通信システムにおけるランダムアクセス開始時のＰＲＡＣＨとＡＩＣＨとの関係を説明するための図である。本発明に関連するＲＡＣＨプリアンブルパターン検出回路の例を示す図である。ＬＴＥ移動通信システムにおけるＲＡＣＨプリアンブル信号の構成図である。ＬＴＥ移動通信システムにおけるＲＡＣＨプリアンブル信号を除く他のアップリンク信号の構成図である。

符号の説明

９周波数変換部
１０，１００周波数領域変換部（ＦＦＴ）
１１，１１０周波数抽出部（ＢＰＦ）
１２，１２０時間領域変換部（ＩＦＦＴ）
１３周波数領域変換部（ＤＦＴ）
１４相関検出部
１５ピーク検出部
１６制御部
１４１乗算部
１４２時間領域変換部（ＩＤＦＴ）

Claims

通信端末からの入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出回路であって、
前記入力信号系列を周波数領域信号に変換する周波数領域変換手段と、
前記周波数領域信号を入力として前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、
この抽出された周波数成分を入力として、所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記パターン検出をなす検出手段とを含むことを特徴とするパターン検出回路。
通信端末からの第一の入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出回路であって、
前記第一の入力信号系列を周波数領域信号に変換する第一の周波数領域変換手段と、
前記周波数領域信号を入力として、前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出手段と、
この抽出された周波数成分を入力として、前記第一の周波数領域変換手段の処理ポイント数の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数）のポイント数で時間領域信号に変換する第一の時間領域変換手段と、
前記時間領域信号を再度周波数領域信号に変換する第二の周波数領域変換手段と、
この第二の周波数領域変換手段の出力と所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記入力信号系列のパターン検出をなす検出手段とを含み、
前記第一の周波数領域変換手段の処理ポイント数は、前記第一の入力信号系列のサンプル数の１／ｍ（ｍは２以上の整数）に設定されており、
前記第一の周波数領域変換手段による変換処理を、前記ｍ回繰返し行うことを特徴とするパターン検出回路。
前記第一の周波数領域変換手段は、その処理ポイント数に等しい第二の入力信号系列の周波数領域変換にも共用されていることを特徴とする請求項２記載のパターン検出回路。
前記第二の入力信号系列は所定周期で所定の時間間隔を有しており、
前記第一の周波数領域変換手段の入力に接続された入力を有し、前記時間間隔のサンプル数に相当する処理ポイント数の第三の周波数領域変換手段と、
前記第三の周波数領域変換手段の出力を入力として前記第一の入力信号系列の周波数成分を抽出する第二の周波数抽出手段と、
この抽出された周波数成分を入力として、前記第三の周波数領域変換手段の処理ポイント数の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数）のポイント数で時間領域信号に変換する第二の時間領域変換手段とを、更に含み、
前記第二の周波数領域変換手段は、前記第一及び第二の時間領域変換手段の出力を周波数領域信号に変換することを特徴とする請求項３記載のパターン検出回路。
前記検出手段は、
前記検出手段の入力と所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を算出する手段と、
この相互相関値を時間領域に変換してこの変換後のピーク値を基に、入力信号系列のパターン検出をなす手段とを有することを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のパターン検出回路。
前記入力信号系列の一つは、前記通信端末のランダムアクセス開始時におけるランダムアクセスチャネルのプリアンブルであることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のパターン検出回路。
請求項１〜８いずれか記載のパターン検出回路を用いたことを特徴とする基地局。
請求項７記載の基地局を含むことを特徴とする移動通信システム。
通信端末からの入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出方法であって、
前記入力信号系列を周波数領域信号に変換する周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域信号を入力として前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出ステップと、
この抽出された周波数成分を入力として、所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記パターン検出をなす検出ステップとを含むことを特徴とするパターン検出方法。
通信端末からの第一の入力信号系列のパターン検出をなすパターン検出方法であって、
前記第一の入力信号系列を周波数領域信号に変換する第一の周波数領域変換ステップと、
前記周波数領域信号を入力として前記入力信号の周波数成分を抽出する周波数抽出ステップと、
この抽出された周波数成分を入力として、前記第一の周波数領域変換ステップの処理ポイント数の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数）のポイント数で時間領域信号に変換する第一の時間領域変換ステップと、
前記時間領域信号を再度周波数領域信号に変換する第二の周波数領域変換ステップと、
この第二の周波数領域変換ステップの出力と所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を基に前記入力信号系列のパターン検出をなす検出ステップとを含み、
前記第一の周波数領域変換ステップの処理ポイント数は前記第一の入力信号系列のサンプル数の１／ｍ（ｍは２以上の整数）に設定されており、
前記第一の周波数領域変換ステップによる変換処理を、前記ｍ回繰返し行うことを特徴とするパターン検出方法。
前記第一の周波数領域変換ステップは、その処理ポイント数に等しい第二の入力信号系列の周波数領域変換ステップにも共用されていることを特徴とする請求項１０記載のパターン検出方法。
前記第二の入力信号系列は所定周期で所定の時間間隔を有しており、
前記第一の周波数領域変換ステップに並列に動作し、前記時間間隔のサンプル数に相当する処理ポイント数の第三の周波数領域変換ステップと、
前記第三の周波数領域変換ステップの出力を入力として前記第一の入力信号系列の周波数成分を抽出する第二の周波数抽出ステップと、
この抽出された周波数成分を入力として、前記第三の周波数領域変換ステップの処理ポイント数の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数）のポイント数で時間領域信号に変換する第二の時間領域変換ステップとを、更に含み、
前記第二の周波数領域変換ステップは、前記第一及び第二の時間領域変換ステップの出力を周波数領域信号に変換することを特徴とする請求項１１記載のパターン検出方法。
前記検出ステップは、
前記第二の周波数領域変換ステップ段の出力と所定のパターンとの周波数領域における相互相関値を算出するステップと、
この相互相関値を時間領域の相互相関値に変換してこの変換後の相互相関値のピーク値を基に前記入力信号系列のパターン検出をなすステップとを有することを特徴とする請求項９〜１２いずれか記載のパターン検出方法。
前記第一の入力信号系列は、前記通信端末のランダムアクセス開始時におけるランダムアクセスチャネルのプリアンブルであることを特徴とする請求項１０〜１３いずれか記載のパターン検出方法。