JP2011181981A

JP2011181981A - 中継送受信機と通信方式

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Publication number: JP2011181981A
Application number: JP2010041219A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fukunaga; 進一福永; Tomoichi Hamada; 倫一濱田; Ryoji Hirai; 亮次平井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Willcom Inc
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Willcom Inc
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】複雑な回路構成を要することなく同期捕捉や中継可否の判断、あるいはＲＳＳＩの測定を行う事が出来る中継送受信機と、これに使用される通信方式の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の中継送受信機は、通信方式にＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動体通信システムにおいて、基地局と移動局を中継する中継送受信機である。中継送受信機は、基地局から通常の下り方向制御チャネルとは別に追加された追加制御チャネルを受信して、追加制御チャネルに基づきフレーム同期を行う同期捕捉手段と、追加制御チャネルに基づき中継可否を判断する中継可否判断手段と、追加制御チャネルのＲＳＳＩを測定し、これを基に下り方向の受信信号の利得制御を行う利得制御手段の少なくとも一つを備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、通信方式にＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｅｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）／ＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式を採用するＸＧＰ（ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙＰｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）システムの屋外基地局と移動局の間に配置される中継送受信機と、その通信方式に関する。

移動体通信において、移動局を屋内で使用している場合、屋外基地局の電波が建物の壁で減衰して十分な受信電界強度を得られず、安定した通信が出来ない不感地帯が発生する。これを解消するために、屋外基地局の電波を受けられる建物の窓際などに中継送受信機を置いて、中継送受信機で下り方向と上り方向の電波を受信し、この受信波を増幅、再送信することで不感地帯を解消することが出来る。

ＴＤＤ方式を採用する通信システムでは、下り方向と上り方向で同一周波数を使用しており、下り方向と上り方向を時分割多重している。従って、中継送受信機は下り方向と上り方向のフレームを認識して分離する必要があり、フレーム同期が必要となる。

例えば、ＸＧＰシステムと同じ通信方式を採用するモバイルＷｉＭＡＸ（ＷｏｒｌｄＷｉｄｅＩｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｃｃｅｓｓ）システムでは、下り方向のフレームの先頭シンボルに既知のデータパターンを持つプリアンブルが配置されている（非特許文献２参照）。中継送受信機はこのプリアンブルを相関器で検出することによってフレーム構造を理解し、下り方向と上り方向の通信信号を中継することが出来る。

ＸＧＰシステムでは、下り方向と上り方向のフレームをそれぞれ４つのタイムスロットに分割しており、夫々のタイムスロットに配置される通信チャネルには、先頭のシンボルに既知のデータパターンを持つトレーニングシンボルが配置されている（非特許文献１参照）。モバイルＷｉＭＡＸ同様、中継送受信機はこのトレーニングシンボルを相関器で検出することでタイムスロットの先頭を認識できる。しかしながら、この方法ではどのタイムスロットに配置された通信チャネルでトレーニングシンボルを検出したか認識できないため、下り方向と上り方向のフレーム構造は検出できない。

通信方式にＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）／ＴＤＤ方式を採用するＰＨＳシステムは、ＸＧＰシステムと同様に下り方向と上り方向のフレームをそれぞれ４つのタイムスロットに分割している（非特許文献３参照）。このタイムスロットの絶対スロット番号を認識する方法として、例えば特許文献１に記載の方法によれば、下り方向の制御チャネルを受信、復調して、このチャネルに含まれる絶対スロット番号を取得することによって、フレーム同期を行う。

また、移動体通信には規格の異なる複数のシステムが存在し、中継送受信機は自システムの電波を判断して、自システムの電波のみ中継する必要がある。例えば、ＰＨＳシステムでは通信チャネル内に識別符号が埋め込まれている。特許文献２に記載の方法によれば、自システムを識別するための情報を中継送受信機内のメモリに記憶して、この記憶した自システムを識別するための情報と、下り制御チャネルに埋め込まれた識別符号を照合して、一致していた場合に中継を行うようにする。

また、屋内で移動局が中継送受信機の再送信する電波を安定して受信するために、中継送受信機は、屋外基地局の送信する電波を受けて、この電波のＲＳＳＩ（ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）を測定し、ＲＳＳＩに基づいて再送信の利得制御を行い、下り方向の送信電力を一定に保っている。

例えば特許文献３に記載されている方法によれば、モバイルＷｉＭＡＸシステムの中継送受信機はこのプリアンブルの時間領域で送信電力を検波して、検波電圧を元に送信電力制御を行っている。

特開２０００−７８０６５号公報特開２００５−７９９４４号公報特開２００９−１７１３９２号公報

ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ９５Ｖｅｒｓｉｏｎ１．２ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１６ｅ−２００５ＲＣＲＳＴＤ−２８５．３

ＸＧＰシステムでは、ＰＨＳシステムと同様に、下り方向制御チャネルのＣＣＩ（ＣｏｍｍｏｎＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に絶対スロット番号情報が含まれている。中継送受信機は、この下り方向制御チャネルを受信・復調してＣＣＩを解析すれば、絶対スロット番号情報を取得してフレーム同期することが出来る。

また、ＸＧＰシステムでは、ＰＨＳシステムと同様に、下り方向制御チャネルのＢＳ−Ｉｎｆｏ（ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に基地局を識別する符号が埋め込まれている。中継送受信機は、この下り方向制御チャネルを受信・復調してＢＳ−Ｉｎｆｏを解析することにより基地局識別符号を取得し、特許文献２の方法で所望の電波のみを中継することが出来る。

しかしながら、ＸＧＰシステムの通信方式はＯＦＤＭＡ／ＴＤＤであり、これは時間軸方向に下り方向と上り方向をそれぞれ４つのタイムスロットで分割して、更に周波数軸方向にサブキャリアを幾つかのＳＣＨ（Ｓｕｂｃｈａｎｎｎｅｌ）で分割したＰＲＵ（ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｓｏｒｃｅＵｎｉｔ）という単位で通信チャネルを配置している。また、通信チャネルの符号化方式には畳み込み符号を採用している。したがって、通信チャネルを復調するには、ＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）回路とビタビ復号器が必要になる。これらの回路は回路規模が大きく、特に非再生方式の中継送受信機には本来必要のない回路である。

また、ＸＧＰシステムの通信チャネルには、先頭のシンボルにＷｉＭＡＸのプリアンブルに相当するトレーニングシンボルが配置されている。しかしながら、トレーニングシンボルの時間領域で検出される検波電圧は、周波数軸方向の通信チャネルの多重数によって変動する。そのため、特定の通信チャネル、例えば、下り方向の制御チャネルを復調して、その制御チャネルのトレーニングシンボル領域のＲＳＳＩを測定する必要がある。

よって、下り方向の制御チャネルから所望の電波を判断し、且つフレーム同期、ＲＳＳＩ測定を行うために、中継送受信機にＦＦＴ回路とビタビ復号器を実装する必要があり、装置のコストが高くなり、且つ消費電力が増大するという問題がある。

そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、複雑な回路構成を要することなく同期捕捉や中継可否の判断、あるいはＲＳＳＩの測定を行う事が出来る中継送受信機と、これに使用される通信方式の提供を目的とする。

本発明の中継送受信機は、通信方式にＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動体通信システムにおいて、基地局と移動局を中継する中継送受信機であって、基地局から通常の下り方向制御チャネルとは別に追加された追加制御チャネルを受信して、追加制御チャネルに基づきフレーム同期を行う同期捕捉手段と、追加制御チャネルに基づき中継可否を判断する中継可否判断手段と、追加制御チャネルのＲＳＳＩを測定し、これを基に下り方向の受信信号の利得制御を行う利得制御手段の少なくとも一つを備える。

また、本発明の中継送受信機で使用される通信方式では、追加制御チャネルのＰＲＵ構造は通常の下り方向制御チャネルのＰＲＵ構造と同一であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボルは通常の下り方向制御チャネルのトレーニングシンボルと同一形式であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボル以外のシンボルにトレーニングシンボルと同じＯＦＤＭデータを載せることを特徴とする。

本発明の中継送受信機は、基地局から通常の下り方向制御チャネルとは別に追加された追加制御チャネルを受信して、追加制御チャネルに基づきフレーム同期を行う同期捕捉手段と、追加制御チャネルに基づき中継可否を判断する中継可否判断手段と、追加制御チャネルのＲＳＳＩを測定し、これを基に下り方向の受信信号の利得制御を行う利得制御手段の少なくとも一つを備える。追加制御チャネルの各スロットにおけるＯＦＤＭデータの有無に基づきフレーム同期や中継可否の判断を行えば、チャネルの復調を行うことなく同期捕捉や中継可否判断が行える。また、追加制御チャネルのサブキャリアの振幅検波出力からＲＳＳＩを測定すれば、チャネルの復調を行う必要がない。よって、チャネルの復調のためのＦＦＴ回路やビタビ復号回路といった大規模な回路構成が不要である。

また、本発明の中継送受信機が使用する通信方式では、追加制御チャネルのＰＲＵ構造は通常の下り方向制御チャネルのＰＲＵ構造と同一であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボルは通常の下り方向制御チャネルのトレーニングシンボルと同一形式であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボル以外のシンボルにトレーニングシンボルと同じＯＦＤＭデータを載せる。これにより、基地局の既存のハードウェアを利用して追加制御チャネルの送信機能を実装することが出来る。

実施の形態１の追加制御チャネルのＰＲＵ構造を示す図である。実施の形態１の追加制御チャネルのシンボル構成を示す図である。実施の形態１の追加制御チャネルで絶対スロット番号を報知する原理を示す図である。実施の形態１の追加制御チャネルで絶対スロット番号を報知する原理を示す図である。実施の形態１の追加制御チャネルで絶対スロット番号を報知する原理を示す図である。実施の形態１の追加制御チャネルで絶対スロット番号を報知する原理を示す図である。実施の形態１の中継送受信機の構成図である。実施の形態１の中継送受信機が備える振幅検波器の構成を示す図である。実施の形態２の中継送受信機が備える振幅検波器の構成を示す図である。

（実施の形態１）
＜追加制御チャネル＞
本実施の形態の中継送受信機は、基地局と移動局との中継を行うものである。基地局は、下り方向に制御チャネルを送信する。ここで制御チャネルとは、通信用のチャネルを割り当てるために使用される基本チャネルのことである。本実施の形態では、基地局は通常の制御チャネル（以下、通常制御チャネルと称す）とは別に、図１に示すＰＲＵ構造の制御チャネル（以下、追加制御チャネルと称す）を下り方向に送信する。例えば、追加制御チャネルは、通常制御チャネルと同一ＳＣＨ、同一スロットで、且つ通常制御チャネルの５０ｍｓｅｃ後に送信される。

図１において、縦軸はサブキャリアＦ１〜Ｆ２４を示しており、横軸はシンボルＳ１〜Ｓ１９を示している。追加制御チャネルのサブキャリアＦ１とＦ１３はＤＣキャリアあるいはガードキャリアであり、振幅を０とする。ＯＦＤＭデータが載るのはサブキャリアＦ２〜Ｆ１２、そしてＦ１４〜Ｆ２４である。

以下、追加制御チャネルの各シンボルについて説明する。図２（ａ）は、シンボルＳ１，Ｓ２の構造を示しており、ＧＩ（ＧｕａｒｄＩｎｔｅｖａｌ）と連続した２つのＯＦＤＭデータ（第１ＯＦＤＭデータ、第２ＯＦＤＭデータ）で構成される。これは通常制御チャネルのトレーニングシンボルと同一の構造である。ただし、追加制御チャネルのトレーニングシンボルのトレーニングインデックスは、通常制御チャネルのトレーニングインデックスと異なる値をとるものとする。

図２（ｂ）は、シンボルＳ３〜Ｓ１９の構造を示している。シンボルＳ３〜Ｓ１９は、ＧＩとＯＦＤＭデータから構成される、図に示すようにシンボルＳ３〜Ｓ１９のＧＩとＯＦＤＭデータは、シンボルＳ１，Ｓ２のＧＩの一部と第１ＯＦＤＭデータと同一のデータである。

シンボルＳ３〜Ｓ６は、追加制御チャネルを送信している絶対スロット番号情報を報知するためのシンボルである。また、これらのシンボルは自システムを識別する固有パターンを兼ねる。例えば、追加制御チャネルが下り方向の第１スロットで送信されている場合は、図３に示すようにシンボルＳ３にＯＦＤＭデータを載せ、シンボルＳ４〜Ｓ６にはＯＦＤＭデータを載せず振幅を０とする。なお、図３ではサブキャリアＦ２４についてのみ記載しているが、サブキャリアＦ２〜Ｆ１２，Ｆ１４〜Ｆ２３についても同様である。

また、追加制御チャネルが下り方向の第２スロットで送信されている場合は、図４に示すようにシンボルＳ４にＯＦＤＭデータを載せ、シンボルＳ３，Ｓ５，Ｓ６にＯＦＤＭデータを載せず振幅を０とする。追加制御チャネルが下り方向の第３スロットで送信されている場合は、図５に示すようにシンボルＳ５にＯＦＤＭデータを載せ、シンボルＳ３，Ｓ４，Ｓ６にＯＦＤＭデータを載せず振幅を０とする。追加制御チャネルが下り方向の第４スロットで送信されている場合は、図６に示すようにシンボルＳ６にＯＦＤＭデータを載せ、シンボルＳ２〜Ｓ５にＯＦＤＭデータを載せず振幅を０とする。

シンボルＳ７は、中継可否情報を示すためのシンボルとする。すなわち、中継可を報知する場合にはシンボルＳ７にＯＦＤＭデータを載せ、中継不可を報知する場合にはＯＦＤＭデータを載せず振幅を０とする。

シンボルＳ８〜Ｓ１９には、ＯＦＤＭデータを載せる。これは、他の基地局が制御チャネル送信前のキャリアセンスにおいて追加制御チャネルの送信スロットを未使用スロットと判断しないよう、追加制御チャネルのスロット内平均電力を上げるためである。

本実施の形態の中継送受信機で用いられる通信方式において、追加制御チャネルのＰＲＵ構造は通常の下り方向制御チャネルのＰＲＵ構造と同一であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボルは通常の下り方向制御チャネルのトレーニングシンボルと同一形式であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボル以外のシンボルはトレーニングシンボルと同じＯＦＤＭデータである。これにより、基地局の既存のハードウェアを使用して追加制御チャネルの送信機能を実装することが出来る。

また、追加制御チャネルのトレーニングシンボルのトレーニングインデックスは、通常の下り方向制御チャネルのトレーニングシンボルのトレーニングインデックスとは異なる値を持つ。よって、移動局は追加制御チャネルと通常の下り方向制御チャネルとを区別でき、移動局の動作に悪影響を及ぼさない。

＜中継送受信機＞
図７は、本実施の形態の中継送受信機の構成の一例を示す図である。中継送受信機は、基地局との電波の送受信を行う基地局側アンテナ１０１と、移動局と電波の送受信を行う移動局側アンテナ１０５と、基地局から受信した下り方向の電波を増幅する下り方向増幅器１０６と、移動局から受信した上り方向の電波を増幅する上り方向増幅器１０３と、を備える。

さらに、中継送受信機は、基地局側アンテナ１０１の入出力を、上り方向増幅器１０３と下り方向増幅器１０６のいずれかに切り替える基地局側切替器１０２と、移動局側アンテナ１０５の入出力を、上り方向増幅器１０３と下り方向増幅器１０６のいずれかに切り替える移動局側切替器１０４と、を備える。

また、中継送受信機は、受信電波の自己相関値を出力する相関器１０７と、振幅検波を行う振幅検波器１０８と、振幅検波器１０８の出力から信号解析を行い絶対スロット番号を検出する信号解析器１０９と、絶対スロット番号の検出結果と自己相関値出力によって自システムの電波か否かを判断する制御部１１０と、絶対スロット番号の検出結果と自己相関値出力と振幅検波出力に基づいて追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域のＲＳＳＩを求めるＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）１１１と、を備える。

次に、中継送受信機の動作を説明する。基地局側切替器１０２は、中継送受信機のフレーム同期が確立していない状態で、接続を下り方向増幅器１０６側に切り替える。移動局側切替器１０４は、接続を下り方向増幅器１０６と上り方向増幅器１０３のどちらにも切り換えずＯＦＦの状態にする。この状態で、追加制御チャネルを載せた電波を基地局側アンテナ１０１が受信する。

基地局側アンテナ１０１が受信した追加制御チャネルを載せた電波は、基地局側切替器１０２を介して相関器１０７に入力される。相関器１０７は下に示す式（１）で求められる受信電波の自己相関値ＡＣＦを出力する。相関器１０７の出力する自己相関値のピークは追加制御チャネルのシンボルＳ２の後半に検出されることを利用して、中継送受信機は基地局が送信する追加制御チャネルのタイムスロットに対して同期できる。

ここで、ｆ_RXは下り方向受信複素信号、ｆ_RX ^*はｆ_RXの共役複素数、ＴはＯＦＤＭ周期を示している。

また、受信電波は振幅検波器１０８にも入力され、振幅検波器１０８は任意のサブキャリアの振幅検波を行う。振幅検波器１０８の構成の一例を図８に示す。振幅検波器１０８は、発振器２０３、ミキサ２０１、低域通過フィルタ２０２を備えている。発振器２０３は追加制御チャネルのサブキャリアＦ２〜Ｆ１２，Ｆ１４〜Ｆ２４のうち一つのサブキャリアと同一の周波数を発振する。例えば、発振器２０３の発振周波数をサブキャリアＦ７と同一の周波数であるとすると、ミキサ２０１は、この発振器２０３が出力する正弦波を用いて受信電波をダウンコンバートする。ミキサ２０１でダウンコンバートされた信号を低域通過フィルタ２０２に通して、受信電波のサブキャリアＦ７を振幅検波した出力信号が得られる。

振幅検波器１０８の出力信号の包絡線から、追加制御チャネルのシンボル単位でＯＦＤＭデータの有無が判断できる。振幅検波器１０８の出力信号と相関器１０７の自己相関値出力は信号解析器１０９に入力される。信号解析器１０９は、追加制御チャネルのシンボルＳ３〜Ｓ６毎の振幅検波出力から、絶対スロット番号情報を取得する。

絶対スロット番号情報の取得は、図３〜図６を用いて既に説明したとおり、どこのシンボルにＯＦＤＭデータが載っているかを検出して行われる。ＯＦＤＭデータの存在有無の判断は、例えば、予め設定した閾値と振幅検波出力を比較することにより行う。振幅検波出力が閾値を超えていれば、追加制御チャネルの該当するシンボルにＯＦＤＭデータがあると判断し、振幅検波出力が閾値を超えていなければ、追加制御チャネルの該当するシンボルにＯＦＤＭデータはないと判断する。

また、信号解析器１０９は追加制御チャネルのシンボルＳ７の振幅検波出力から中継可否情報を取得する。既に説明したとおり、シンボルＳ７にＯＦＤＭデータが存在すれば中継可、存在しなければ中継不可である。ＯＦＤＭデータの有無を判断する手法は、絶対スロット番号情報の取得の際と同様に、予め設定した閾値との比較により行う事が出来る。

信号解析器１０９が出力する絶対スロット番号情報と中継可否情報は、相関器１０７の自己相関値出力と共に制御部１１０に入力される。絶対スロット番号情報が未検出であれば、制御部１１０は当該受信電波が自システムの電波ではないと判断し、中継送受信機の状態を維持する。すなわち、中継を行わない。また、中継可否情報が中継不可を示す場合も同様に中継を行わない。絶対スロット番号情報が有効で、且つ中継可否情報が中継可を示していれば、当該受信電波は自システムの電波であり、且つ中継可能であると判断し、更にフレーム同期が確立したとして、この絶対スロット番号と相関器１０７の自己相関値出力のピークを元に下り方向と上り方向のＴＤＤフレームを生成する。

信号解析器１０９の絶対スロット番号情報と相関器１０７の自己相関値出力は、振幅検波器１０８の出力信号と共にＡＧＣ１１１に入力される。有効な絶対スロット番号が検出されていれば、ＡＧＣ１１１は追加制御チャネルを受信したと判断して、追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域のＲＳＳＩを測定する。

ＡＧＣ１１１は、相関器１０７の自己相関値出力のピークを元にトレーニングシンボルの位置を判断し、その位置で振幅検波器１０８の出力信号から追加制御チャネルのトレーニングシンボルのＲＳＳＩを測定する。ここで求めるＲＳＳＩは、追加制御チャネルのサブキャリアを振幅検波した出力から求めているため、周波数軸方向の通信チャネルの多重数によって変動しないという利点がある。

次に、通常の中継動作について説明する。下り方向を中継する場合、基地局側切替器１０２と移動局側切替器１０４を下り方向増幅器１０６側に切り換えて、基地局側アンテナ１０１で受信した電波を下り方向増幅器１０６で増幅した後、移動局側アンテナ１０５から増幅した信号を送信する。一方、上り方向を中継する場合、基地局側切替器１０２と移動局側切替器１０４を上り方向増幅器１０３側に切り換えて、移動局側アンテナ１０５で受信した電波を上り方向増幅器１０３で増幅した後、基地局側アンテナ１０１から増幅した信号を送信する。

ＡＧＣ１１１は、追加制御チャネルで測定したＲＳＳＩを基に、下り方向の送信電力が一定になるよう下り方向増幅器１０６の利得を制御する。以降、信号解析器１０９で絶対スロット番号情報が未検出となるか、信号解析器１０９の出力の中継可否情報が中継不可となれば、中継を停止して、中継送受信器を初期状態に戻す。

すなわち、本実施の形態の中継送受信機は、通信方式にＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動体通信システムにおいて、基地局と移動局を中継する中継送受信機であって、基地局から通常の下り方向制御チャネルとは別に追加された追加制御チャネルを受信して、追加制御チャネルに基づきフレーム同期を行う同期捕捉手段と、追加制御チャネルに基づき中継可否を判断する中継可否判断手段と、追加制御チャネルのＲＳＳＩを測定し、これを基に下り方向の受信信号の利得制御を行う利得制御手段の少なくとも一つを備える。追加制御チャネルによって簡単な回路構成によって同期捕捉や中継可否判断、利得制御を行う事が可能になる。

また、本実施の形態の中継送受信機において、同期捕捉手段は、追加制御チャネルの第１の所定シンボル群におけるＯＦＤＭデータの有無パターンから絶対スロット番号情報を取得し、これに基づきフレーム同期を行い、中継可否判断手段は、追加制御チャネルの第２の所定シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無から中継可否情報を取得し、これと絶対スロット番号情報の取得状況に基づき中継可否を判断する。これにより、チャネルを復調することなく簡単な回路構成によって同期捕捉や中継可否判断を行う事が出来る。

そして、本実施の形態の中継送受信機は、追加制御チャネルから自己相関値を求める相関器と、追加制御チャネルの所定のサブキャリアについて振幅検波する振幅検波器と、をさらに備え、同期捕捉手段は、振幅検波器の検波出力から第１の所定シンボル群の各シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無を判定し、中継可否判断手段は、振幅検波器の検波出力から第２の所定シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無を判定し、利得制御手段は、相関器が出力する自己相関値から追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域を把握し、絶対スロット番号情報が有効である場合に、振幅検波器の検波出力から追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域のＲＳＳＩを測定する。チャネルを復調するのに必要なＦＦＴ回路やビタビ復号回路に比べて振幅検波器は回路規模が小さいため、中継送受信機の装置コストや消費電力を低減する効果がある。

＜効果＞
本実施の形態の中継送受信機によれば、既に述べた通り以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の中継送受信機は、通信方式にＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動体通信システムにおいて、基地局と移動局を中継する中継送受信機であって、基地局から通常の下り方向制御チャネルとは別に追加された追加制御チャネルを受信して、追加制御チャネルに基づきフレーム同期を行う同期捕捉手段と、追加制御チャネルに基づき中継可否を判断する中継可否判断手段と、追加制御チャネルのＲＳＳＩを測定し、これを基に下り方向の受信信号の利得制御を行う利得制御手段の少なくとも一つを備える。追加制御チャネルによって簡単な回路構成によって同期捕捉や中継可否判断、利得制御を行う事が可能になる。

また、同期捕捉手段は、追加制御チャネルの第１の所定シンボル群におけるＯＦＤＭデータの有無パターンから絶対スロット番号情報を取得し、これに基づきフレーム同期を行い、中継可否判断手段は、追加制御チャネルの第２の所定シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無から中継可否情報を取得し、これと絶対スロット番号情報の取得状況に基づき中継可否を判断する。追加制御チャネルのシンボルＳ３〜Ｓ６におけるＯＦＤＭデータの有無によって絶対スロット番号情報と中継可否情報を中継送受信装置に報知し、さらに絶対スロット番号情報が、自システムを識別する固有パターンともなることにより、中継送受信装置は追加制御チャネルのＯＦＤＭデータの有無パターンから絶対スロット番号情報と中継可否情報を取得し、且つ自システム宛の電波であるか否かを判別できる。よって、チャネルを復調する必要がなく、複雑な回路を必要としない。

そして、中継送受信機は、追加制御チャネルから自己相関値を求める相関器と、追加制御チャネルの所定のサブキャリアについて振幅検波する振幅検波器と、をさらに備え、同期捕捉手段は、振幅検波器の検波出力から第１の所定シンボル群の各シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無を判定し、中継可否判断手段は、振幅検波器の検波出力から第２の所定シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無を判定し、利得制御手段は、相関器が出力する自己相関値から追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域を把握し、絶対スロット番号情報が有効である場合に、振幅検波器の検波出力から追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域のＲＳＳＩを測定する。振幅検波出力を基にＯＦＤＭデータの有無を判定し、さらにＲＳＳＩを測定するため、チャネルを復調する必要がない。振幅検波器は回路規模が小さいため、中継送受信機の装置コストや消費電力を低減する効果がある。

本実施の形態の中継送受信機で用いられる通信方式によれば、既に述べたとおり以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の中継送受信機で用いられる通信方式において、追加制御チャネルのＰＲＵ構造は通常の下り方向制御チャネルのＰＲＵ構造と同一であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボルは通常の下り方向制御チャネルのトレーニングシンボルと同一形式であり、追加制御チャネルのトレーニングシンボル以外のシンボルはトレーニングシンボルと同じＯＦＤＭデータである。これにより、基地局の既存のハードウェアを使用して追加制御チャネルの送信機能を実装することが出来る。

また、追加制御チャネルを一つのＰＲＵで基地局から送信するようにしたので、下り方向のスループットを下げないという効果が得られる。

（実施の形態２）
本実施の形態の中継送受信機は、実施の形態１の中継送受信機と比較して振幅検波器１０８の構成が異なるが、それ以外の構成は同一である。図９に、本実施の形態の振幅検波器１０８の構成を示す。図９中、同一又は対応する構成要素には図８で付したものと同一の参照符号を付している。

本実施の形態の振幅検波器は、発振器２０３と、ミキサ２０１と、低域通過フィルタ２０２と、発振器２０６と、ミキサ２０４と、低域通過フィルタ２０５と、合成器２０７を備える。

発振器２０３は、追加制御チャネルのサブキャリアＦ２〜Ｆ１２，Ｆ１４〜Ｆ２４のいずれかと同一の周波数の信号を発振する。例えば、発振器２０３の発振周波数はサブキャリアＦ７と同一周波数であるとすると、ミキサ２０１は、この発振器２０３が出力する正弦波を用いて受信電波をダウンコンバートする。ミキサ２０１でダウンコンバートされた信号を低域通過フィルタ２０２に通して、受信電波のサブキャリアＦ７を振幅検波した出力信号が得られる。

一方、発振器２０６は、追加制御チャネルのサブキャリアＦ２〜Ｆ１２，Ｆ１４〜Ｆ２４のいずれかと同一の周波数で、且つ発振器２０３の発振周波数とは別の周波数の信号を発振する。例えば、発振器２０６の発振周波数はサブキャリアＦ１９と同一周波数であるとすると、ミキサ２０４は、この発振器２０６が出力する正弦波を用いて受信電波をダウンコンバートする。ミキサ２０４でダウンコンバートされた信号を低域通過フィルタ２０５に通して、受信電波のサブキャリアＦ１９を振幅検波した出力信号が得られる。

低域通過フィルタ２０２と低域通過フィルタ２０５でそれぞれ振幅検波した信号は合成器２０７に入力され、合成器２０７からサブキャリアＦ７とサブキャリアＦ１９を振幅検波した合成信号が出力される。この合成した振幅検波信号を用いて、実施の形態１と同様の方法で信号解析器１０９において絶対スロット番号情報を取得し、ＡＧＧ１１１において追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域のＲＳＳＩを測定することが出来る。

＜効果＞
本実施の形態の振幅検波器では、追加制御チャネルのサブキャリアＦ２〜Ｆ１２，Ｆ１４〜Ｆ２４のうち２つの異なるサブキャリアを振幅検波して合成するため、ダイバーシティ効果が得られ、よりノイズ耐性の高い追加制御チャネルの受信が出来るとともに、安定したＲＳＳＩ測定が可能である。

本発明は、通信方式にＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動体通信システムの基地局と移動局の間に配置される中継送受信機に利用可能である。

１０１基地局側アンテナ、１０２基地局側切替器、１０３上り方向増幅器、１０４移動局側切替器、１０５移動局側アンテナ、１０６下り方向増幅器、１０７相関器、１０８振幅検波器、１０９信号解析器、１１０制御部、１１１ＡＧＣ、２０１，２０４ミキサ、２０２，２０５低域通過型フィルタ、２０３，２０６発振器、２０７合成器。

Claims

通信方式にＯＦＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動体通信システムにおいて、基地局と移動局を中継する中継送受信機であって、
前記基地局から通常の下り方向制御チャネルとは別に追加された追加制御チャネルを受信して、
前記追加制御チャネルに基づきフレーム同期を行う同期捕捉手段と、
前記追加制御チャネルに基づき中継可否を判断する中継可否判断手段と、
前記追加制御チャネルのＲＳＳＩを測定し、これを基に下り方向の受信信号の利得制御を行う利得制御手段の少なくとも一つを備えることを特徴とする中継送受信機。
前記同期捕捉手段は、前記追加制御チャネルの第１の所定シンボル群におけるＯＦＤＭデータの有無パターンから絶対スロット番号情報を取得し、これに基づきフレーム同期を行い、
前記中継可否判断手段は、前記追加制御チャネルの第２の所定シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無から中継可否情報を取得し、これと前記絶対スロット番号情報の取得状況に基づき中継可否を判断することを特徴とする、請求項１に記載の中継送受信機。
前記追加制御チャネルから自己相関値を求める相関器と、
前記追加制御チャネルの所定のサブキャリアについて振幅検波する振幅検波器と、をさらに備え、
前記同期捕捉手段は、前記振幅検波器の検波出力から前記第１の所定シンボル群の各シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無を判定し、
前記中継可否判断手段は、前記振幅検波器の検波出力から前記第２の所定シンボルにおけるＯＦＤＭデータの有無を判定し、
前記利得制御手段は、前記相関器が出力する自己相関値から前記追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域を把握し、前記絶対スロット番号情報が有効である場合に、前記振幅検波器の検波出力から前記追加制御チャネルのトレーニングシンボル領域のＲＳＳＩを測定することを特徴とする、請求項２に記載の中継送受信機。
請求項１〜３のいずれかに記載の中継送受信機で使用される通信方式であって、
前記追加制御チャネルのＰＲＵ構造は前記通常の下り方向制御チャネルのＰＲＵ構造と同一であり、
前記追加制御チャネルのトレーニングシンボルは前記通常の下り方向制御チャネルのトレーニングシンボルと同一形式であり、
前記追加制御チャネルの前記トレーニングシンボル以外のシンボルに前記トレーニングシンボルと同じＯＦＤＭデータを載せることを特徴とする、通信方式。
前記追加制御チャネルのトレーニングシンボルのトレーニングインデックスは、前記通常の下り方向制御チャネルのトレーニングシンボルのトレーニングインデックスとは異なる値を持つことを特徴とする、請求項４に記載の通信方式。