JP2010200232A - 移動局、セルサーチ方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】相関演算部55は、復調部54により得られたSSC信号と、各セルIDに対応するSSC符号との間で相関値演算を行ない、第1相関値を算出する。ピーク検索部57は、各セルIDに対する第1相関値の中から最も相関値が大きいセルIDを検出する。レプリカ生成部58は、ピーク検索部57により検出されたセルIDに対応するSSCレプリカを生成する。相関演算部59は、SSCレプリカと、各セルIDに対応するSSC符号との間で相関値演算を行ない、各セルIDに対する相関値(第2相関値)を算出する。減算部56は、第1相関値から第2相関値をセルID毎に減算し、第3相関値を生成する。
【選択図】図3
Description
E−UTRAでは、M系列の符号長(31ビット)よりも多い種類のセルID(168種類)を検出するために、31ビット長のM系列の符号を2つ組合せて、62ビットの符号長としている(理論的には、312種類のセルIDを検出可能)。
なお、E−UTRAについての仕様は、非特許文献1〜4に開示されている。
u(a,k):系列番号aの符号のk番目のビットの値、
u(b,k):系列番号bの符号のk番目のビットの値、
とすると、u(a,k)とu(b,k)の間の符号間相関値C(a,b)は、以下の数式1で表される。
先ず、
m:セルID(m1,m2:それぞれ基地局BS1,BS2のセルID)
k:OFDM変調におけるサブキャリア位置
Rin(k):SSC受信信号
Rd(k):復調後のSSC受信信号
C(m):セルID=mに対する相関値
とすると、Rin(k)、Rd(k)及びC(m)はそれぞれ、以下の数式で表現される。
H1(k),H2(k):k番目のサブキャリアにおける基地局BS1,BS2から移動局へのチャネル(伝播路を複素数でモデル化したもの)、
N(k):k番目のサブキャリアにおける雑音成分、
P(m,k): セルID=mに対応する符号のk番目のサブキャリアに対応するビット値(但し、P(m,k)={1,−1})、
G(k):複素数で表されるチャネル推定値(アッパーライン付きのG(k)は、G(k)の共役複素数である。)、
である。
ここで、例えば、移動局が基地局BS1と通信中であるときに、基地局BS1に隣接する基地局BS2のセルIDを検出しようとする場合(周辺セルサーチ)を想定する。この場合、一般的に考えられる状況としては、移動局において、基地局BS1からの受信信号レベルが基地局BS2からのレベルよりも大きく、かつSSC受信信号と、各セルに対応する既知の符号との間で相関をとったときに基地局BS1のセルIDが第1に検出される(すなわち、基地局BS1のセルIDの相関値C(m1)が最も大きい)という状況である。
上記数式4に示すように、相関値の式のΣの中には、基地局BS1からのSSC信号に基づく成分(G(k)H1(k)P(m1,k)P(m,k))が含まれるため、SSC受信信号と、各セルに対応する既知の符号との間で相関をとったときには、基地局BS2のセルIDに対する相関値は、基地局BS1から移動局へ到来するSSC信号の信号レベルに影響を受ける。例えば、基地局BS2から移動局へ到来するSSC信号の信号レベルが小さい場合には、そのSSC信号に基づく数式4上の成分(G(k)H2(k)P(m2,k)P(m,k))も小さくなるため、算出される相関値が小さくなる場合がある。この場合、数式4によって算出される相関値が理想的な相関値と乖離し、基地局BS2のセルIDを検出することができない。
例えば、基地局BS2のセルIDに対応する符号と、基地局BS1のセルIDに対応する符号との相関値が負の値であって、かつその絶対値が大きい場合には、基地局BS2のセルIDにおける全体の相関値を大きく低下させることになる。この場合、数式4によって算出される相関値が理想的な相関値と乖離し、基地局BS2のセルIDを検出することができない。
また、基地局BS2のセルIDに対応する符号と、基地局BS1のセルIDに対応する符号との相関値が正の値であって、かつその絶対値が大きい場合には、基地局BS2のセルIDにおける全体の相関値を大きく増加させることになる。この場合、数式4によって算出される相関値が理想的な相関値と乖離し、本来検出されるべきでない場合まで基地局BS2のセルIDが誤って検出されてしまうことになる。
この移動局は、
(A)受信した第1参照信号と、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記参照信号と各セル固有情報との間の第1相関値を算出する第1相関演算部と、
(B)セル固有情報ごとの前記第1相関値の内、最も相関の高い値を示す第1セル固有情報を決定する第1決定部と、
(C)前記第1参照信号のうち前記第1セル固有情報に対応する成分のレプリカと、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記レプリカと各セル固有情報との間の第2相関値を算出する第2相関演算部と、
(D)前記第1相関値から前記第2相関値を減算し、各セル固有情報に対する第3相関値を生成する減算部と、
(E)セル固有情報ごとの前記第3相関値の内、最も相関の高い値を示す第2セル固有情報を決定する第2決定部と、
を備える。
また、この移動局と同様の処理を行うセルサーチ方法が提供される。
図1は、実施形態に係る移動局(UE:User Equipment)が含まれる無線通信システムの一例を示す図である。図1に示す無線通信システムには、移動局10と、その移動局10の周辺に位置する基地局(eNodeB)20−1〜20−3とが含まれる。図1に示す無線通信システムはセル間同期がなされており、移動局10は、自局の周辺の基地局20−1〜20−3からの下り無線フレーム(以下、単に「フレーム」という。)をほぼ同一のタイミングで受信する。
この無線通信システムにおいて、SSC信号の符号は、各セルIDに対応して168種類設けられている。以下では、PSC信号が示す符号(後述する「PSC符号」)と区別して、SSC信号が示す符号を「SSC符号」という。移動局10において168種類のSSC符号は既知である。
この実施形態において、PSC信号は、Zadoff-Chu系列に基づき3種類の符号が用いられる。以下では、前述のSSC符号と区別して、PSC信号が示す符号を「PSC符号」という。移動局10において、3種類のPSC符号は既知である。
以下、本実施形態の移動局10で適用されるセルサーチ方法、特に復調されたSSC信号からセルIDを検出する方法の原理について、数式を用いて説明する。
m:セルID(m1,m2:それぞれ基地局20−1,20−2のセルID)、
k:OFDM変調におけるサブキャリア位置、
C(m):セルID=mに対する相関値、
とすると、C(m)は、上記数式4を展開することで、以下の数式5により表現される。
H1(k),H2(k):基地局20−1,20−2から移動局へのチャネル(伝播路を複素数でモデル化したもの)
N(k):雑音成分、
P(m,k): セルID=mに対応する符号のk番目のサブキャリアに対応するビット値(但し、P(m,k)={1,−1})、
G(k):複素数で表されるチャネル推定値(アッパーライン付きのG(k)は、G(k)の共役複素数である。)、
である。
同様にして、3番目以降に相関値が大きいセルIDを順に検出していく。
次に、移動局10で適用されるセルサーチ方法をステップ毎に説明する。
この方法の第1ステップでは、SSC受信信号と、各セルIDに対応するSSC符号との間で相関値演算が行われ、これにより、各セルIDに対する相関値(以下、第1相関値)が算出され、最も相関値が大きいセルID(第1セル固有情報)が検出される。この検出されたセルIDは例えば、移動局10と通信中の基地局20−1のセルIDであると想定する。
次に、この方法の第2ステップでは、移動局10が、基地局20−1のセルIDの次に相関値が大きいセルIDを検出するに当たって、既にセルIDが検出された基地局20−1からの受信信号レベルによる影響を除去するために、基地局20−1からのSSC信号のレプリカ(SSCレプリカ)が生成される。そして、この基地局20−1のSSCレプリカと、各セルIDに対応するSSC符号との間で相関値演算を行うことで、各セルIDに対する相関値(以下、第2相関値)が算出される。
次に、この方法の第3ステップでは、セルIDごとに第1相関値から第2相関値が減算される。この減算により得られる第3相関値は、既に検出された基地局20−1からの受信信号レベル、及び/又は、基地局20−1と他の基地局との間のSSC符号間の相関値による影響が除外されたものとなっている。なお、この減算は、上記数式5のC(m)から第1項を消去することと等価である。
最後に、この方法の第4ステップでは、各セルIDに対する第3相関値の中で、最も相関値の大きいセルID(第2セル固有情報)が検出される。
以下、移動局10の構成の要部について図3を参照して説明する。図3は、移動局10の構成の要部を示すブロック図である。
図3に示すように、実施形態に係る移動局10は、フィルタ50、タイミング検出部51、FFT部52、チャネル推定部53、復調部54、相関演算部55(第1相関演算部)、減算部56、ピーク検索部57(第1決定部、第2決定部)、レプリカ生成部58、相関演算部59(第2相関演算部)を備える。
ピーク検索部57は、各セルIDに対する第1相関値又は第3相関値の中から最も相関値が大きいセルIDを検出する。
実施形態の移動局10の動作について、特に相関演算部55の出力後における動作例に注目し、図4〜8を参照して説明する。
図4は、相関演算部55の出力(第1相関値)の一例を示す図である。図5は、1回目のループにおける相関演算部59の出力(第2相関値)の一例を示す図である。図6は、1回目のループ後の減算部56の出力(第3相関値)の一例を示す図である。図7は、2回目のループにおける相関演算部59の出力(第2相関値)の一例を示す図である。図8は、2回目のループ後の減算部56の出力(第3相関値)の一例を示す図である。
この図4に示す相関値(第1相関値)は、複数の基地局からのSSC信号が重畳したSSC受信信号に基づいて算出されているため、検出対象のセルIDに対応するSSC信号の信号レベルが低い場合や、相関値が最大となるピークp1のセルIDとの間の符号間相関値によっては、図4に基づく相関値の大きさの順序と、理想的な相関値の大きさの順序とが乖離することがある。例えば、図4では、相関演算部55により算出された相関値がピークp4>ピークp3となっているため、この相関値の結果が示すピーク値の順序をもって検出したとすれば、誤ってピークp4のセルIDをピークp3のセルIDよりも先に検出してしまうことになる。
したがって、検出済みのセルIDとの間の符号間相関値が大きいセルIDが誤って検出されてしまうことが少なくなり、誤検出の可能性を低減することができる。また、この誤検出は、検出済みのセルIDのSSC信号の信号レベルが大きい場合に顕著であるが、その信号レベルの影響を無くすることができるので、検出済みのセルID以外のセルIDを検出可能な、SSC信号の最低信号レベルを低下させる。例えば図4、図6、図8に示した例では、順に、ピーク以外の相関値の絶対値の変動が小さくなっており、最終的にピークp3の検出が容易になっていることが分かる。よって、移動局と基地局との伝播路の影響により、移動局における受信信号レベルが小さい場合でも、その基地局のセルIDを検出できる可能性が高くなる。
以下、第2相関値を算出する場合の処理負荷を軽減するための、第2相関値算出の一変形例について説明する。
例えばE−UTRAでは、同期信号(PSC信号、SSC信号)が割り当てられるサブキャリア群の帯域が狭いため(62サブキャリア)、周波数選択性フェージングによる影響が少ない。すなわち、サブチャネルごとのチャネル推定値の変動が少ない。したがって、E−UTRA等の、同期信号が割り当てられるサブキャリア群の帯域が狭いシステムでは、上記数式9のI(m)は、以下の数式10のとおり近似してもよい。
なお、この場合、SSCレプリカは、理想的なP(m1,k)であると考えることができる。
なお、複数のセルIDの各々に対応する符号同士の符号間相関値をLUT(Look Up Table)に予め記憶させておき、符号間相関値の演算では、このLUTを参照することが好ましい。これにより、さらに演算量を削減することができる。
以下、第2相関値を算出する場合の処理負荷を軽減するための、第2相関値算出の他の変形例について説明する。
先ず、上記数式5に基づき、セルID=m1に対する相関値C(m1)(第1相関値)は、数式11のとおりである。ここで、セルID=m1に対応する基地局20−1からの受信信号レベルが、基地局20−1以外の基地局からのそれよりも大きいという前提の下では、数式11において第1項が支配的となり、第2項以下を無視してよい。その場合、数式11は、数式12のとおり近似できる。なお、P(m,k)={1,-1}であるので、数式12においては、P(m1,k)P(m1,k)=1である。
なお、この場合も、SSCレプリカは、理想的なP(m1,k)であると考えることができる。また、符号間相関値の演算においてLUTを参照して行うことが好ましい点は、第2相関値算出の変形例1と同様である。
基地局のアンテナごとに予め対応付けられている複数のセル固有情報のいずれかを含む参照信号を周辺の基地局から受信し、当該参照信号から少なくとも2以上のセル固有情報を検出する移動局であって、
受信した第1参照信号と、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記参照信号と各セル固有情報との間の第1相関値を算出する第1相関演算部と、
セル固有情報ごとの前記第1相関値の内、最も相関の高い値を示す第1セル固有情報を決定する第1決定部と、
前記第1参照信号のうち前記第1セル固有情報に対応する成分のレプリカと、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記レプリカと各セル固有情報との間の第2相関値を算出する第2相関演算部と、
前記第1相関値から前記第2相関値を減算し、各セル固有情報に対する第3相関値を生成する減算部と、
セル固有情報ごとの前記第3相関値の内、最も相関の高い値を示す第2セル固有情報を決定する第2決定部と、
を備えた、移動局。(1)
前記参照信号は、複数のサブキャリアによって基地局から送信され、
前記セル固有情報は、所定の系列を巡回シフトした符号であって、符号の各ビット値が前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられている、
付記1に記載された移動局。(2)
前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値と、前記第1セル固有情報に対応する符号のうちサブキャリアに割り当てられているビット値、を乗算することにより、各サブキャリアについての乗算値を算出し、この乗算値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで、前記レプリカを生成する、
付記2に記載された移動局。(3)
前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値を算出し、この二乗値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで得られる第1積算値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
付記2に記載された移動局。(4)
前記第1セル固有情報に対する前記第1相関値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
付記2に記載された移動局。(5)
前記複数のセル固有情報の相互の符号間相関値を記憶するルックアップテーブルを備え、前記符号間相関値は、当該ルックアップテーブルを参照して算出される、
付記4又は5に記載された移動局。
基地局のアンテナごとに予め対応付けられている複数のセル固有情報のいずれかを含む参照信号を周辺の基地局から受信し、当該参照信号から少なくとも2以上のセル固有情報を検出するセルサーチ方法であって、
第1参照信号を受信するステップと、
前記第1参照信号と、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記参照信号と各セル固有情報との間の第1相関値を算出するステップと、
セル固有情報ごとの前記第1相関値の内、最も相関の高い値を示す第1セル固有情報を決定するステップと、
前記第1参照信号のうち前記第1セル固有情報に対応する成分のレプリカと、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記レプリカと各セル固有情報との間の第2相関値を算出するステップと、
前記第1相関値から前記第2相関値を減算し、各セル固有情報に対する第3相関値を生成するステップと、
セル固有情報ごとの前記第3相関値の内、最も相関の高い値を示す第2セル固有情報を決定するステップと、
を備えた、セルサーチ方法。(6)
前記参照信号は、複数のサブキャリアによって基地局から送信され、
前記セル固有情報は、所定の系列を巡回シフトした符号であって、符号の各ビット値が前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられている、
付記7に記載されたセルサーチ方法。(7)
前記第2相関値を算出するステップは、
前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値と、前記第1セル固有情報に対応する符号のうちサブキャリアに割り当てられているビット値、を乗算することにより、各サブキャリアについての乗算値を算出し、この乗算値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで、前記レプリカを生成する、
付記8に記載されたセルサーチ方法。(8)
前記第2相関値を算出するステップは、
前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値を算出し、この二乗値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで得られる第1積算値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
付記8に記載されたセルサーチ方法。(9)
前記第2相関値を算出するステップは、
前記第1セル固有情報に対する前記第1相関値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
付記10に記載されたセルサーチ方法。(10)
前記複数のセル固有情報の相互の符号間相関値を記憶するルックアップテーブルを備え、前記符号間相関値は、当該ルックアップテーブルを参照して算出される、
付記10又は11に記載されたセルサーチ方法。
Claims (10)
- 基地局のアンテナごとに予め対応付けられている複数のセル固有情報のいずれかを含む参照信号を周辺の基地局から受信し、当該参照信号から少なくとも2以上のセル固有情報を検出する移動局であって、
受信した第1参照信号と、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記参照信号と各セル固有情報との間の第1相関値を算出する第1相関演算部と、
セル固有情報ごとの前記第1相関値の内、最も相関の高い値を示す第1セル固有情報を決定する第1決定部と、
前記第1参照信号のうち前記第1セル固有情報に対応する成分のレプリカと、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記レプリカと各セル固有情報との間の第2相関値を算出する第2相関演算部と、
前記第1相関値から前記第2相関値を減算し、各セル固有情報に対する第3相関値を生成する減算部と、
セル固有情報ごとの前記第3相関値の内、最も相関の高い値を示す第2セル固有情報を決定する第2決定部と、
を備えた、移動局。 - 前記参照信号は、複数のサブキャリアによって基地局から送信され、
前記セル固有情報は、所定の系列を巡回シフトした符号であって、符号の各ビット値が前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられている、
請求項1に記載された移動局。 - 前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値と、前記第1セル固有情報に対応する符号のうちサブキャリアに割り当てられているビット値、を乗算することにより、各サブキャリアについての乗算値を算出し、この乗算値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで、前記レプリカを生成する、
請求項2に記載された移動局。 - 前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値を算出し、この二乗値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで得られる第1積算値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
請求項2に記載された移動局。 - 前記第1セル固有情報に対する前記第1相関値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
請求項2に記載された移動局。 - 基地局のアンテナごとに予め対応付けられている複数のセル固有情報のいずれかを含む参照信号を周辺の基地局から受信し、当該参照信号から少なくとも2以上のセル固有情報を検出するセルサーチ方法であって、
第1参照信号を受信するステップと、
前記第1参照信号と、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記参照信号と各セル固有情報との間の第1相関値を算出するステップと、
セル固有情報ごとの前記第1相関値の内、最も相関の高い値を示す第1セル固有情報を決定するステップと、
前記第1参照信号のうち前記第1セル固有情報に対応する成分のレプリカと、前記複数のセル固有情報の各々との間で相関をとり、前記レプリカと各セル固有情報との間の第2相関値を算出するステップと、
前記第1相関値から前記第2相関値を減算し、各セル固有情報に対する第3相関値を生成するステップと、
セル固有情報ごとの前記第3相関値の内、最も相関の高い値を示す第2セル固有情報を決定するステップと、
を備えた、セルサーチ方法。 - 前記参照信号は、複数のサブキャリアによって基地局から送信され、
前記セル固有情報は、所定の系列を巡回シフトした符号であって、符号の各ビット値が前記複数のサブキャリアの各々に割り当てられている、
請求項6に記載されたセルサーチ方法。 - 前記第2相関値を算出するステップは、
前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値と、前記第1セル固有情報に対応する符号のうちサブキャリアに割り当てられているビット値、を乗算することにより、各サブキャリアについての乗算値を算出し、この乗算値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで、前記レプリカを生成する、
請求項7に記載されたセルサーチ方法。 - 前記第2相関値を算出するステップは、
前記複数のサブキャリアの各々について、サブキャリアのチャネル推定値の二乗値を算出し、この二乗値を複数のサブキャリアのすべてについて積算することで得られる第1積算値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
請求項7に記載されたセルサーチ方法。 - 前記第2相関値を算出するステップは、
前記第1セル固有情報に対する前記第1相関値と、前記第1セル固有情報に対応する符号と前記複数のセル固有情報の各々に対応する符号との間の符号間相関値、を乗算することで、前記第2相関値を算出する、
請求項9に記載されたセルサーチ方法。
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