本発明の移動体通信システム、移動体通信システムにおけるスクランブルコードの割り当て方法、並びに移動体通信システムに用いられる基地局装置及び移動局装置の実施の形態について、図面とともに説明する。
説明に当たって用いるサブキャリア数Nは、W−CDMAで使用しているようなコード数分のスクランブルコードSCを確保が可能なサブキャリア数Nよりも少ないものとして説明する。
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態による移動体通信システム,移動体通信システムにおけるスクランブルコードの割り当て方法、並びに移動体通信システムに用いられる無線基地局(基地局装置)及び移動体通信端末(無線移動局装置)について、図1〜図11に基づいて説明する。
図1は、本実施の形態による無線基地局の構成図である。
無線基地局1は、符号化部11,データ変調部12,S/P変換部13,コピー部14,拡散部15,ショートコード生成部16,DTCH多重部17,PLCH多重部18,スクランブリング部19,IFFT部20,GI挿入部21,スクランブルコード生成部22,及びコード配置制御部23を備えている。
その上で、無線基地局1では、符号化部11,データ変調部12,S/P変換部13,コピー部14,拡散部15,ショートコード生成部16からなるデータチャネル生成部10が、通信相手に対応して複数組10−1,10−2,…,10−m設けられている。
符号化部11は、図示省略した送信データ生成部で生成された送信データDTが供給され、この送信データDTのデータシンボルに対して畳み込み符号化やターボ符号化等の符号化処理を行い、符号化送信データを生成する。
データ変調部12は、符号化部11から供給される符号化送信データに、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying、4位相偏移変調),16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)等といったデータ変調を施し、変調送信データを生成する。
S/P変換部(直列/並列変換部)13は、周波数−時間の2次元座標レベルで展開できるように、データ変調部12から供給される変調送信データを直列/並列変換し、並列送信データを生成する。
コピー部14は、S/P変換部13から供給される並列送信データのデータシンボルを、ショートコード長分だけ周波数−時間の2次元座標レベルの周波数方向にコピーし、ショートコードによる被拡散用送信データを生成する。
なお、この生成された被拡散用送信データは、周波数−時間の2次元座標レベルの周波数方向に、サブキャリア数Nと同じ数のデータシンボルを有したデータになっている。
拡散部15は、コピー部14から供給される被拡散用送信データのショートコード長分のデータシンボル毎にショートコード生成部16で生成されたショートコードのデータシンボルを乗算し、ショートコードによる拡散送信データを生成する。
ショートコード生成部16は、無線基地局1においてリンクされた各通信者の後述する移動体通信端末2の識別を行うために、通信者すなわち移動体通信端末2毎に割り当てる拡散符号としてのショートコードを生成する。
DTCH(Dedicated Traffic Channel)多重部17は、データチャネル生成部10−1,10−2,…,10−m毎に拡散部15により異なるショートコードで拡散された複数の拡散送信データすなわち個別トラフィックチャネルデータ(DTCHデータ)を時間多重し、サブキャリア数分のN個のデータシンボルが周波数方向に並んだ多重化拡散送信データを生成する。
PLCH(Common Pilot Channel)多重部18は、DTCH多重部17から供給される多重化拡散送信データのフレーム先頭とフレーム末尾とに、予めスクランブルコードグループに対応して複数種類(例えば64種類)準備されたパイロットチャネルPLCHの中から、当該無線基地局1のスクランブルコードが属するスクランブルコードグループに対応するパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEを時間多重して、送信情報系列ISを生成する。
なお、このPLCH(Common Pilot Channel)多重部18が多重化拡散送信データのフレーム先頭とフレーム末尾に時間多重するパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEの具体例については、追って詳述する。
スクランブリング部19は、PLCH多重部18から供給される送信情報系列ISの周波数及び時間軸方向に、後述のコード配置制御部23から供給されるスクランブルコードSCのデータシンボルを、周波数方向に並んだ送信情報系列ISのサブキャリア数N分のデータシンボルに乗算し、スクランブル送信情報系列IS’を生成する。
IFFT部20は、スクランブリング部19から供給されるスクランブル送信情報系列IS’にIFFT(Inverse Fast Fourier Transform、逆高速フーリエ変換)処理を施し、周波数領域のスクランブル送信情報系列IS’のデータを時間領域のデータに変換し、マルチキャリア送信データを生成する。
GI(Guard Interval)挿入部21は、OFDMシンボル間の干渉を受けにくくするために、マルチキャリア送信データにガードインターバルを挿入し、ガードインターバルが付加されたOFDMシンボルを生成する。そして、無線基地局1からは、このガードインターバルが付加されたOFDMシンボルを、図示省略した直交変調部によって直交変調を施し,送信部で高周波数信号にアップコンバージョンして送信する構成になっている。
スクランブルコード生成部22は、使用する周波数帯域幅が100MHz(サブキャリア数は768本)という広い帯域へ移行した場合における対応や、W−CDMAで使用しているスクランブルコードSCのコード長Lを考慮して、使用周波数帯域幅が例えば1.25,2.5,5,10,15,20,25MHzのように狭い帯域幅でサブキャリア数Nが制限されている場合であっても、その制限されたサブキャリア数Nよりもコード長Lが長いロングコードのスクランブルコードSCを生成する。
本実施の形態では、スクランブルコード生成部22は、例えば、式(1)で表されるように規定されたデータシンボル系列Zを有するスクランブルコードSCを生成するものとする。
Z=[z1,z2,z3,…,zL] 式(1)
なお、式(1)において、コード長Lは、帯域幅が制限されたサブキャリア数Nよりも十分に大きな値で、例えば、後述する図2の場合では、L=6×Nになっている。また、データシンボル系列Zには、擬似ランダム系列であるPN系列又はゴールド系列等の長い符号系列が用いられる。
そして、スクランブルコード生成部22で生成されたスクランブルコードSCは、コード配置制御部23に供給されるようになっている。
又、スクランブルコード生成部22は、生成したスクランブルコードSCの属するスクランブルコードグループを示す式(2)で表されるように規定されたデータシンボル系列Ckを、PLCH多重部18に供給するようにもなっている。
Ck=[ck1,ck2,ck3,…,ckN] 式(2)
ここで、データシンボル系列Ckは、移動体通信端末2にとっても既知のものであり、式(2)において、kはそのグループ番号を示している。
コード配置制御部23は、スクランブルコード生成部22から供給されるスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zのシンボル配置を、サブキャリア数Nに応じて、周波数軸上及び時間軸上に対応させて配置制御し、スクランブリング部19に供給する。
コード配置制御部23は、スクランブリング部19に供給するスクランブルコードSCのデータシンボルの配置を、送信情報系列ISのサブキャリア毎のフレーム先頭に対応する周波数方向に並んだN個のデータシンボルに乗算する場合と、サブキャリア毎のフレーム末尾に対応する周波数方向に並んだN個のデータシンボルに乗算する場合とで、スクランブリング部19に供給するスクランブルコードSCのN個のデータシンボルzが同じになるように、サブキャリア数Nよりもコード長Lが長いスクランブルコードSCのデータシンボルzの配置を変更して供給する。
本実施の形態の場合は、コード配置制御部23は、送信情報系列ISの時間位置tiに対応したスクランブルコードSCのコード部分について、そのサブキャリア数分(N個)のデータシンボルzの周波数方向の配置順自体は変更しないで、スクランブルコードSCのそれぞれ時間位置tiに対応したコード部分の時間配置を、送信情報系列ISの時間方向で順番を入れ替える等して供給できる構成になっている。
図2は、本実施形態に係るMC−CDMA方式の移動体通信システムの無線基地局において、無線基地局のスクランブリング部が、パイロットチャネルPLCHが時間多重化された送信情報系列ISに、スクランブルコードSCを乗算する方法の一実施例を示した図である。
図2に示す例では、フレーム長Mを“12”とし、パイロットチャネルPLCHが時間多重化され、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISに対して、サブキャリア数Nの6倍のコード長Lを有するスクランブルコードSCを使用する場合を例に、コード配置制御部23によるコード配置制御を示したものである。なお、図中において、矢印はスクランブルコードSCを表し、その矢印の向きは、周波数方向に対するスクランブルコードSCのデータシンボルzの並び順の方向を示し、矢印の長さはスクランブルコードSCのコード長(系列長)L(=6×N)を表している。
本実施例では、コード配置制御部23は、スクランブリング部19がフレーム先頭の時間位置t1において周波数方向にN個並んだ送信情報系列ISのパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPTにスクランブルコードSCを乗算する場合は、スクランブルコードSCのコード先頭からN番目までのデータシンボルz1〜zNからなるコード部分をスクランブリング部19に供給する構成になっている。
そして、コード配置制御部23は、スクランブリング部19が次の時間位置t2において周波数方向にN個並んだ送信情報系列ISのデータシンボルにスクランブルコードSCを乗算する場合は、スクランブルコードSCの次の(N+1)番目から(2N)番目までのデータシンボルzN+1〜z2Nからなるコード部分をスクランブリング部19に供給する構成になっている。
すなわち、コード配置制御部23は、スクランブリング部19がフレーム先頭からi番目(ただし、1≦i≦6の整数)の時間位置tiにおいて周波数方向にN個並んだ送信情報系列ISのデータシンボルにスクランブルコードSCを乗算する場合は、スクランブルコードSCの先頭から(N×i−N+1)番目から(N×i)番目までのデータシンボルzN×i−N+1〜zN×iからなるコード部分をスクランブリング部19に供給する構成になっている。
また、コード配置制御部23は、スクランブルコードSCのコード先頭からコード末尾の(6×N)個のデータシンボルをN個ずつ一通りスクランブリング部19に供給し終えた後は、このスクランブルコードSCの (6×N)個のデータシンボルzを、コード末尾側からN個ずつ、スクランブリング部19に供給する構成になっている。
図2に示した例では、フレーム先頭からi番目(ただし、iは(L/N)<i≦Mの整数で、本実施例の場合、(L/N)=6で、M=12)の時間位置tiにおいて、コード配置制御部23は、フレーム先頭からi番目(ただし、6<i≦12の整数)の時間位置tiにおいては、スクランブルコードSCの先頭から(N×(2×(L/N)−i)+1)番目から(N×(2×((L/N)−i)+1)番目までのデータシンボルzN×(2×(L/N)−i)+1〜zN×(2×((L/N)−i)+1からなるコード部分をスクランブリング部19に供給する構成になっている。
この結果、コード配置制御部23は、スクランブリング部19がフレーム末尾のM番目すなわち12番目の時間位置tM(=t12)において周波数方向にN個並んだ送信情報系列ISのパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPEにスクランブルコードSCを乗算する場合は、フレーム先頭の時間位置t1において周波数方向にN個並んだ送信情報系列ISのパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPTにスクランブルコードSCを乗算する場合と同様に、スクランブルコードSCのコード先頭からN番目までのデータシンボルz1〜zNからなるコード部分をスクランブリング部19に供給する構成になっている。
したがって、図2に示した例の場合では、送信情報系列ISのフレーム長Mが、スクランブルコードSCのコード長Lをサブキャリア数Nで除算した値の偶数倍になっているため、コード配置制御部23は、スクランブルコードSCの(L/N)個に分けたコード部分のデータシンボルを、スクランブルコードSCにおけるコード部分の順番に従ってスクランブリング部19に一通り供給し、次はスクランブルコードSCにおけるコード部分の順番を時間方向で逆にしてスクランブリング部19に供給することを繰り返し行う構成になっている。
これにより、フレーム境界の時間方向に隣接し、周波数方向に並んだパイロットチャネルPLCHそれぞれのデータシンボルPE,PTにスクランブリング部19が乗算するスクランブルコードSCのコード部分のN個のデータシンボルzは、互いに同じになるようになっている。
一方、スクランブルコード生成部22から生成されたスクランブルコードSCが供給されたPLCH多重部18は、パイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEを例えば次のように生成して、DTCH多重部17から供給される多重化拡散送信データのフレーム先頭とフレーム末尾に時間多重化し、送信情報系列ISを生成する。
PLCH多重部18では、パイロットチャネルPLCHの基本データシンボル系列Pを、予め次式(3)のように規定しているものとする。
P=[p1,p2,p3,…,pN] 式(3)
この式(3)において、pnは、基本データシンボル系列Pのn番目のサブキャリアに対応するデータシンボルを示している。
その上で、PLCH多重部18は、多重化拡散送信データのフレーム先頭とフレーム末尾とに次式のようなパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEを時間多重化し、送信情報系列ISを生成する。
PT=[z1 *p1 *ck1,z2 *p2 *ck2,z3 *p3 *ck3,…,zN *pN *ckN] 式(4)
PE=[z1p1,z2p2,z3p3,…,zNpN] 式(5)
なお、上記式(4),式(5)に関して、データシンボルzn *,pn *は、データシンボルzn,pnと複素共役の関係になっている。
したがって、このPLCH多重部18によって生成した送信情報系列ISでは、多重化拡散送信データの時間方向のフレーム先頭とフレーム末尾とに、当該無線基地局1が使用するスクランブルコードSCが属するスクランブルコードグループを示したパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEが周波数方向に配置されている。
次に、図1で説明した無線基地局1とともに移動体移動体通信システムを構成する移動体通信端末2について説明する。
図3は、本実施の形態による移動体通信端末の構成図である。
無線移動局である移動体通信端末2は、GI除去部31,FFT部32,デスクランブリング部33,逆拡散部34,加算部35,P/S変換部36,データ復調部37,復号化部38,セルサーチ検出部39,スクランブルコード生成部40,コード配置制御部41,及びショートコード生成部42を備えている。
GI除去部31は、受信したOFDM信号のガードインターバルGIが付加されたOFDMシンボルから、ガードインターバル区間を除去し、マルチキャリア受信データを取得する。その際、OFDMシンボルのガードインターバル区間の相関特性を利用して、セルサーチの第1段階としてシンボル同期をはかる。
FFT部32は、GI除去部31から供給されるマルチキャリア受信データにFFT(Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換)処理を行ってN個のサブキャリア成分に分離し、無線基地局1のスクランブルコードSCで拡散されたスクランブル受信情報系列IR’を抽出する。
デスクランブリング部33は、FFT部32によって抽出されたスクランブル受信情報系列IR’の周波数方向にN個並んだサブキャリア毎のデータシンボルに、後述のコード配置制御部41から供給されるコード配置制御された、所定のスクランブルコードグループに属するスクランブルコードSCのデータシンボルを乗算してデスクランブリング処理を行い、パイロットチャネルPLCHが時間多重化された受信情報系列IRの抽出を行うとともに、さらにこの受信情報系列IRから時間多重化されたパイロットチャネルPLCHを取り除いて、多重化拡散受信データを抽出する。
逆拡散部34は、デスクランブリング部33から供給される多重化拡散受信データのデータシンボルに、ショートコード生成部42で生成されたショートコードのデータシンボルを乗算して拡散受信データを抽出する。
加算部35は、拡散受信データのショートコード長分に周波数−時間の2次元方向にコピーされたデータを加算して並列受信データを抽出する。
P/S変換部(並列/直列変換部)36は、周波数−時間の2次元座標レベルで展開されている並列受信データを並列/直列変換し、データ変調されている変調受信データを受信する。
データ復調部37は、P/S変換部36から供給される変調受信データに復調を施し、符号化受信データを抽出する。
復号化部38は、畳み込み符号化やターボ符号化等の符号化が施されている符号化受信データを復号化し、受信データDRを抽出する。
そして、本実施の形態の移動体通信端末2では、上述したようにして受信データDRの抽出が行えるように、セルサーチ検出部39,スクランブルコード生成部40,コード配置制御部41,及びショートコード生成部42の各部は、次のような構成になっている。
セルサーチ検出部39は、無線基地局1のスクランブルコードSCが乗算されているスクランブル受信情報系列IR’の時間方向に互いに隣接して配置され、周波数方向にN個並んだサブキャリア毎のデータシンボル同士の相関をとり、その相関ピークを検出することによって、無線基地局1のスクランブルコードが乗算されている受信情報系列IRのフレーム境界検出を行う。
すなわち、前述した図2に示すように、無線基地局1では、そのPLCH多重部18が、前述したように、多重化拡散送信データの時間方向のフレーム先頭及びフレーム末尾に、当該無線基地局1が使用するスクランブルコードSCが属するスクランブルコードグループを示したパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEを周波数方向に配置し、データシンボルPT,PEは、式(4) ,式(5)に示した関係になっている。
そのため、セルサーチ検出部39では、スクランブル受信情報系列IR’のフレーム境界検出は、受信情報系列IRの時間方向に互いに隣接して配置され、周波数方向にN個並んだサブキャリア毎のデータシンボル同士について、同じサブキャリアのデータシンボル同士を乗算することによって算出された値と、スクランブリング部19が予め所持しているスクランブルコードグループを示す前述の式(2)で規定されたデータシンボル系列Ckのデータシンボルcnの相関をとることによって行われ、その相関値のピークが現れるところをフレーム境界と判断する構成になっている。
具体的には、スクランブル受信情報系列IR’の時間方向に互いに隣接して配置された時間位置tiに対応したサブキャリア数分(N個)のデータシンボルと、時間位置ti−1に対応したサブキャリア数分(N個)のデータシンボルとのサブキャリア毎のデータシンボル同士を乗算することによって算出された値に、スクランブリング部19が予め所持しているスクランブルコードグループそれぞれのデータシンボル系列Ckのデータシンボルcknを乗算することによって行われる。
本実施の形態の場合、フレーム境界部分に対応する時間位置tiに対応したサブキャリア数分(N個)のデータシンボルとしてはデータシンボルPTが配置され、同じく隣接する時間位置ti−1に対応したサブキャリア数分(N個)のデータシンボルとしてはデータシンボルPEが配置されていることになっているので、スクランブリング部19が予め所持しているスクランブルコードグループCkの中から、無線基地局1側でスクランブリング部19が時間多重したスクランブルコードSCが含まれるスクランブルコードグループCkのデータシンボルcknを、データシンボルPT,PEの上述した乗算値に対してさらに乗算した場合には、その相関ピークは最大になる。
これにより、セルサーチ検出部39は、スクランブル受信情報系列IR’のフレーム境界の検出と、スクランブルコードグループCkの同定とを行える構成になっている。
そして、セルサーチ検出部39は、今度はこのようにして同定したスクランブルコードグループCkに属する複数のスクランブルコードSCの供給をスクランブルコード生成部40から受け、検出したフレーム境界を基にして無線基地局1側で使用しているスクランブルコードSCの同定を行う。
その上で、セルサーチ検出部39は、そのスクランブルコードSCを同定した結果と、フレーム境界の検出結果とを、スクランブルコード生成部40及びショートコード生成部42に供給する。
スクランブルコード生成部40は、上述のセルサーチ検出部39からスクランブルコードSCの同定結果とフレーム境界の検出結果とが供給されると、同定されたスクランブルコードSCを、同じくセルサーチ検出部39によって検出されたフレーム境界タイミングとともに、コード配置制御部41に供給する。
コード配置制御部41は、スクランブルコード生成部40から供給されたフレーム境界タイミングに基づいて、前述した無線基地局1に設けられたコード配置制御部23と同様な手順で、スクランブルコード生成部22から供給されるスクランブルコードSCのデータシンボルの配置をサブキャリア数Nに応じて配置制御して、デスクランブリング部33に供給する。
これにより、デスクランブリング部33は、スクランブル受信情報系列IR’を、スクランブコードSCが乗算されていない受信情報系列IRに復調し、その受信情報系列IRからそのフレーム先頭とフレーム末尾とに時間多重化されているパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEを取り除いて、多重化拡散受信データを抽出できる構成になっている。
また、逆拡散部34は、このセルサーチ検出部39によって検出されたフレーム境界タイミングを基にして、デスクランブリング部33から供給される多重化拡散受信データのデータシンボルに、ショートコード生成部42で生成されたショートコードのデータシンボルを乗算して拡散受信データを抽出する。
本実施の形態は、上述したように構成され、そのコード配置制御部23,41は、スクランブリング部19又はデスクランブリング部33に供給するスクランブルコードSCのデータシンボルの配置を、送信情報系列IS,スクランブル受信情報系列IR’のサブキャリア毎のフレーム先頭に対応する周波数方向に並んだN個のデータシンボルに乗算する場合と、送信情報系列IS,スクランブル受信情報系列IR’のサブキャリア毎のフレーム末尾に対応する周波数方向に並んだN個のデータシンボルに乗算する場合とで、供給するスクランブルコードSCのN個のデータシンボルznが同じになるようにする。そのためのコード配置制御部23,41によるスクランブルコードSCのデータシンボルznの配置制御構成、すなわち送信情報系列IS,スクランブル受信情報系列IR’に対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法は、上述した図2に示したスクランブルコードSCの例に限られるものではなく種々の変形例が可能である。
また、上記説明した実施の形態では、無線基地局1におけるコード配置制御部23とスクランブリング部19、移動体通信端末2におけるコード配置制御部41とデスクランブリング部33とは互いに独立構成として説明したが、スクランブリング部19がコード配置制御部23の機能を一体的に備えていたり、デスクランブリング部33がコード配置制御部41の機能を一体的に備えていたりしても構わない。
そこで、無線基地局1におけるコード配置制御部23と移動体通信端末2におけるコード配置制御部41とは同様な対応構成であるので、説明簡便のため、無線基地局1におけるコード配置制御部23の構成、及び送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法を例に、本実施の形態における変形例について説明し、対応する移動体通信端末2におけるコード配置制御部41の構成、及びスクランブル受信情報系列IR’に対する乗算方法についての説明は省略する。
図4は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法についての第1の変形例の説明図である。
図4では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのフレーム長Mを“12”とし、スクランブルコード生成部22からはコード長L=2NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zが生成される場合を例に説明する。
この場合は、コード配置制御部23は、前述の図2で説明した場合と同様に、スクランブルコード生成部22から供給されたコード長L=2NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zについて、
Z=[z1,z2,z3,…,zL] 式(1)
スクランブルコードSCのデータシンボルznの並び順に、サブキャリア数Nの個数ずつスクランブルコードSCのデータシンボルznをL/N個のコード部分に分ける。これにより、本実施例の場合は、
ZG1=[z1,z2,z3,…,zN]
ZG2=[zN+1,zN+2,zN+3,…,z2N]
といった2つの、スクランブルコードSCのデータシンボルznのコード部分ZG1,ZG2を生成されることになる。
その上で、コード配置制御部23は、このスクランブルコードSCのコード部分ZG1,ZG2をスクランブリング部19に供給して、次のように送信情報系列ISの周波数方向並びに時間方向に拡散されたデータシンボルに、スクランブルコードSCのデータシンボル系列Zのデータシンボルznを乗算する。
送信情報系列ISのフレーム先頭の時間位置t1では、送信情報系列ISの周波数方向に並んだN個のデータシンボルに、スクランブルコードSCのデータシンボルznのコード部分ZG1のデータシンボルz1,z2,z3,…,zNを順番にサブキャリア毎に対応させて乗算し、次の時間位置t2では、送信情報系列ISの同じく周波数方向に並んだN個のデータシンボルに、スクランブルコードSCのデータシンボルznのコード部分Z G2 のデータシンボルzN+1,zN+2,zN+3,…,z2Nを順番にサブキャリア毎に対応させて乗算して、送信情報系列ISのフレーム先頭のデータシンボルから周波数方向並びに時間方向にスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zのデータシンボルznをまず一通り乗算するようになっている。
その後、次に、送信情報系列ISの残りのデータシンボルにスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zのデータシンボルznを繰り返し乗算する場合には、前回にスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zのデータシンボルznを一通り乗算した場合とスクランブルコードSCのデータシンボルznのコード部分ZG1,ZG2の時間方向の並び順を逆にして、時間位置ti毎の送信情報系列ISの周波数方向にN個並んだデータシンボルに対応するスクランブルコードSCのコード部分ZGjのデータシンボルz(N−1)j+1,z(N−1)j+2,…,zNjを順番にサブキャリア毎に対応させて乗算する構成になっている。
図5は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法についての第2の変形例の説明図である。
図5では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのフレーム長Mを“12”とし、スクランブルコード生成部22からはコード長L=3NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zが生成される場合を例に説明する。
この場合は、コード配置制御部23は、前述の図2で説明した場合と同様に、スクランブルコード生成部22から供給されたコード長L=3NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zについて、スクランブルコードSCのデータシンボルznの並び順に、サブキャリア数Nの個数ずつスクランブルコードSCのデータシンボルznをL/N個のコード部分ZG1〜ZG3に分ける。
ZG1=[z1,z2,z3,…,zN]
ZG2=[zN+1,zN+2,zN+3,…,z2N]
ZG3=[z2N+1,z2N+2,z2N+3,…,z3N]
そして、この中の時間方向の並び順が偶数番目のコード部分ZG、すなわちコード部分ZG2についてのみ、コード部分ZG2内におけるスクランブルコードSCのデータシンボルznの配置を周波数方向に逆にし、
ZG2=[z2N,…,zN+3,zN+2,zN+1]
に変換する。
その上で、コード配置制御部23は、このスクランブルコードSCのコード部分ZG1〜ZG3をスクランブリング部19に供給して、スクランブルコードSCのデータシンボルznの配置を周波数方向に逆に変換した偶数番目のコード部分ZG2を含むコード部分ZG1,ZG2,ZG3を、前述した実施例と同様にして、送信情報系列ISのデータシンボルと乗算する構成になっている。
図6は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルzの乗算方法についての第3の変形例の説明図である。
図6では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのフレーム長Mを“10”とし、スクランブルコード生成部22からはコード長L=5NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zが生成される場合を例に説明する。
この場合、コード配置制御部23は、スクランブルコードSCのデータシンボル系列Z
Z=[z1,z2,z3,…,zN,zN+1,…,z2N,z2N+1,…,zL]
から、そのデータシンボルznの並び順を逆にしたデータシンボル系列ZR1と、
ZR1=[zL,…,z2N+1,z2N,…,zN+1,zN,…,z3,z2,z1]
データシンボル系列Zのデータシンボルznを、そのデータシンボルznの並び順に、サブキャリア数Nの個数ずつL/N個のコード部分に分け、さらにそのコード部分内におけるデータシンボルznの配置のみを周波数方向に逆にしたデータシンボル系列ZR2と、
ZR2=[zN,zN−1,…,z2,z1,z2N,z2N−1,…,zN+1,z3N,…,zL,zL−1,…,zL−N+1]
データシンボル系列Zのデータシンボルznを、そのデータシンボルznの並び順に、サブキャリア数Nの個数ずつL/N個のコード部分に分け、今度はそのコード部分内におけるデータシンボルznの周波数方向の配置はそのままに、L/N個のコード部分の時間配置を時間方向に逆にしたデータシンボル系列ZR3、
ZR3=[zL−N+1,…,zL,zL−2N+1,…,zL−N,…,z1,z2,…,zN]
との3つの変形データシンボル系列ZRを生成する。
その上で、コード配置制御部23は、送信情報系列ISのフレーム先頭の時間位置t1から、送信情報系列ISの周波数方向並びに時間方向に配置されたデータシンボルに、このスクランブルコードSCのオリジナルのデータシンボル系列Z並びに変形データシンボル系列ZR1を送信情報系列ISの周波数方向並びに時間方向に合わせて乗算し、送信情報系列ISの次のフレームでは、そのフレーム先頭の時間位置t1から、送信情報系列ISの周波数方向並びに時間方向に配置されたデータシンボルに、この変形データシンボル系列ZR2並びに変形データシンボル系列ZR3を送信情報系列ISの周波数方向並びに時間方向に合わせて乗算する構成になっている。すなわち、送信情報系列ISの2フレーム周期で、送信情報系列ISの周波数方向並びに時間方向に配置されたデータシンボルに、オリジナルのデータシンボル系列Z,変形データシンボル系列ZR1,変形データシンボル系列ZR2,変形データシンボル系列ZR3それぞれのデータシンボルznの乗算が繰り返し行われる構成になっている。
図7は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルzの乗算方法についての第4の変形例の説明図である。
図7では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのフレーム長Mを“10”とし、スクランブルコード生成部22からはコード長L=2.5NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zが生成される場合を例に説明する。
この場合は、送信情報系列ISの周波数方向並びに時間方向に配置されたデータシンボルに対するスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zのそれぞれデータシンボルznの乗算方法は、図7で説明した第3の変形例場合と同様で、データシンボル系列Zの周波数方向に並んだN個のデータシンボルの途中で乗算するスクランブルコードSCのオリジナルのデータシンボル系列Z,変形データシンボル系列ZR1,変形データシンボル系列ZR2,変形データシンボル系列ZR3が変更になる点と、一連のオリジナルのデータシンボル系列Z,変形データシンボル系列ZR1,変形データシンボル系列ZR2,変形データシンボル系列ZR3それぞれのデータシンボルznの乗算繰り返し周期が異なる点が、相違した構成になっている。
図8は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法についての第5の変形例の説明図である。
図8では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのフレーム長Mを“10”とし、スクランブルコード生成部22からはコード長L=5NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zが生成される場合の例に示したものである。
この場合、コード配置制御部23は、図5で説明したスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法と、図6で説明したスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法とを複合させた乗算方法で、スクランブリング部19により送信情報系列ISのデータシンボルにスクランブルコードSCのデータシンボルznを乗算させるように、スクランブルコードSCのデータシンボルznを配置制御する。
図9,図10,図11は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法についての第6,7,8の変形例の説明図である。
図9,図10,図11では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのフレーム長Mを、図9の場合は“10”、図10,図11の場合は“9”とし、スクランブルコード生成部22からは、図9の場合はコード長L=5N、図10,図11の場合はL=3Nとして、スクランブルコードSCのデータシンボル系列Zが生成される場合を例に説明したものである。
図9,図10,図11では、スクランブルコードSCのオリジナルのデータシンボル系列Z、又はその変形データシンボル系列ZRについて、周波数方向にデータシンボルznがN個並んだコード部分それぞれのデータシンボルznの配置は変えないで、各コード部分の時間方向の時間位置tiに対する対応配置のみを変更して、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのデータシンボルに乗算した場合の例を説明したものである。
以上、図4〜図11でそれぞれ説明した第6〜第8いずれの変形例においても、フレーム境界の時間方向に隣接し、周波数方向に並んだパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPE,PTそれぞれに、スクランブリング部19又はデスクランブリング部33が乗算するスクランブルコードSCのコード部分におけるN個のデータシンボルznは、互いに同じになるようになっている。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態による移動体通信システム,移動体通信システムにおけるスクランブルコードの割り当て方法、並びに移動体通信システムに用いられる無線基地局(基地局装置)及び移動体通信端末(無線移動局装置)について、図12に基づいて説明する。
なお、本実施の形態の説明にあたっては、移動体通信システムの無線基地局1及び移動体通信端末2の構成については、図1及び図3に図示した構成と同様であるので図示省略し、各部における機能構成の相違する部分についてのみ、図1及び図3を参照して説明する。また、その説明にあたって、機能構成のみ異なる同様構成については、同じ名称を用いて説明する。
本実施の形態では、まず無線基地局1において、DTCH多重部17から供給される多重化拡散送信データのフレーム先頭とフレーム末尾にパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEを時間多重化し、送信情報系列ISを生成するPLCH多重部18の機能構成が、まず第1の実施の形態の場合と異なっている。
PLCH多重部18では、多重化拡散送信データのフレーム先頭とフレーム末尾に時間多重するパイロットチャネルPLCHのデータシンボルをPT,PE とし、例えば、パイロットチャネルPLCHのデータシンボルPTの配列を、式(3)に示したパイロットチャネルPLCHの基本データシンボル系列Pのままだとすると、
P=PT=[p1,p2,p3,…,pN] 式(3)
パイロットチャネルPLCHのデータシンボルPEの配列は、スクランブルコードSCのコードグループに対応させたチップ分だけ、パイロットチャネルPLCHの基本データシンボル系列Pの位相をシフトして生成する。例えば、式(6)は、1チップ分だけ位相をシフトして生成したパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPEを示す。
PE=[pN,p1,p2,p3,…,pN−2,pN−1] 式(6)
そして、本実施の形態の場合では、PLCH多重部18は、このように構成されたパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPTと、スクランブルコードSCのコードグループに対応させたチップ分だけ位相をシフトしたデータシンボルPEとを、多重化拡散送信データのフレーム先頭とフレーム末尾に時間多重する構成になっている。
また、このPLCH多重部18の機能構成の相違に伴い、コード配置制御部23及びスクランブリング部19は、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISに、図12に示すようにしてスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zのデータシンボルznを乗算する。
図12は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法についての実施例の説明図である。
図12では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用して周波数方向並びに時間方向に拡散して生成された送信情報系列ISのフレーム長Mを“12”とし、スクランブルコード生成部22からはコード長L=6NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zが生成される場合の例に示したものである。
本実施の形態の場合も、コード配置制御部23は、前述の実施の形態で例えば図2で説明した場合と同様にして、フレーム境界の時間方向に隣接し、周波数方向に並んだパイロットチャネルPLCHそれぞれのデータシンボルPE,PTにスクランブリング部19が乗算するスクランブルコードSCのコード部分のN個のデータシンボルznは、互いに同じになるように、スクランブルコードSCのデータシンボル系列Zを配置制御する。
さらに、送信情報系列ISの時間方向末尾の時間位置tM、すなわち時間位置t12に配置されるコード部分のデータシンボルzL−N+1,zL−N+2,…,zL−1,zLについては、このコード部分内において、スクランブルコードSCのコードグループに対応させたチップ分だけ位相がシフトされたデータシンボルPEに対応させて位相をシフトし、データシンボルzL,zL−N+1,zL−N+2,…,zL−2,zL−1に変換する配置制御構成になっている。
これに対して、移動体通信端末2は、上述した基地局1におけるコード配置制御部23及びスクランブリング部19の機能構成の相違に合わせて、そのコード配置制御部41及びデスクランブリング部33の機能構成も、前述した第1の実施の形態の場合に対して変更されたものになっている。
また、セルサーチ検出部39は、無線基地局1のスクランブルコードSCが乗算されているスクランブル受信情報系列IR’の時間方向に互いに隣接して配置され、周波数方向にN個並んだサブキャリア毎のデータシンボル同士の相関をとり、その相関ピークを検出することによって、フレーム境界の検出を行うとともに、その際の位相のずれによりスクランブルコードグループの同定を行う構成になっている。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態による移動体通信システム,移動体通信システムにおけるスクランブルコードの割り当て方法、並びに移動体通信システムに用いられる無線基地局(基地局装置)及び移動体通信端末(無線移動局装置)について、図13,図14に基づいて説明する。
図13は、本発明の第3の実施の形態による移動体通信システムにおける無線基地局の構成図である。
図14は、本実施の形態による移動体通信端末の構成図である。
なお、本実施の形態の説明にあたっては、前述した図1に示した無線基地局1,図3に示した移動体通信端末2と同じ構成については同一符号を使用し、その説明を省略する。
図13において、本実施の形態による無線基地局1は、図1に示したようにスクランブルコード生成部22で生成されたスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zにおけるデータシンボル配置をコード配置制御部23で配置制御して供給するのではなく、それぞれ配置制御されたデータシンボルからなる対応するデータシンボル系列Zを生成する複数の専用スクランブルコード生成部22−1〜22−mを備えており、供給切替スイッチ部24を介して、スクランブリング部19に選択供給する構成になっている。
例えば、前述した図6で説明した送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法に適用した場合は、データシンボル系列Zが、
Z=[z1,z2,z3,…,zN,zN+1,…,z2N,z2N+1,…,zL]
になっているオリジナルのスクランブルコードSC1を記憶するスクランブルコード生成部22−1と、そのデータシンボルznの並び順を逆にしたデータシンボル系列ZR1からなる
Z=[zL,…,z2N+1,z2N,…,zN+1,zN,…,z3,z2,z1]
第2のスクランブルコードSC2を記憶するスクランブルコード生成部22−2とを有した構成になっている。
図14において、移動体通信端末2は、図3に示したようにスクランブルコード生成部22で生成されたスクランブルコードSCのデータシンボル系列Zにおけるデータシンボル配置をコード配置制御部41で配置制御して供給するのではなく、セルサーチ検出部39によって特定された無線基地局1のスクランブルコードSCを基に、このスクランブルコードSCのデータシンボル系列ZそのままのスクランブルコードSC1を生成する専用スクランブルコード生成部40−1と、このデータシンボル系列Zを基に所定の手順で変換した別のデータシンボル系列ZR1からなるスクランブルコードSC2を生成する専用スクランブルコード生成部40−2と、これらデータシンボル系列Z,ZR1をデスクランブリング部33に選択供給する供給切替スイッチ部43とをさらに有する構成になっている。
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態による移動体通信システム,移動体通信システムにおけるスクランブルコードの割り当て方法、並びに移動体通信システムに用いられる無線基地局(基地局装置)及び移動体通信端末(無線移動局装置)について、図15〜図19に基づいて説明する。
図15は、本実施の形態による移動体通信システムのシステム構成についての説明図である。
本実施の形態では、図15に示すように、全サブキャリアNを複数のブロックBL(ブロックBL−1〜BL−16)に分割し、無線伝搬環境の良好なユーザーに対しては、1つ以上のブロックBLを割当て、伝搬環境の劣悪なユーザーに対しては、符号化率を低く設定し、又は周波数軸の符号拡散を行い、さらに全サブキャリアN0に対してブロックBLを割り当てる構成のシステムになっている。
図15において、ブロックBLaは、周波数方向に全サブキャリアNを4分割し、時間方向には1フレーム長Lを有し、周波数方向に比して時間方向に拡散されたブロックBLを、ブロックBLbは、周波数方向に全サブキャリアNを分割しないで、時間方向に1フレーム長Lを4分割し、時間方向に比して周波数方向に拡散されたブロックBLを、それぞれ表している。
図16は、本実施の形態による移動体通信システムにおける無線基地局の構成図である。なお、その説明に当っては、図1に示した無線基地局1の場合と同一若しくは対応する構成部分については、同じ符号を付して説明する。
無線基地局101は、符号化部11,データ変調部12,S/P変換部13,DTCH多重部17,PLCH多重部18,スクランブリング部19,IFFT部20,GI挿入部21,スクランブルコード生成部22,及びコード配置制御部23を備えている。
本実施の形態の無線基地局101では、図1に示した無線基地局1の場合とは異なり、符号化部11には、各ユーザー宛別のデータパケットが送信データDTとして供給される構成になっている。そのため、符号化部11は、この各ユーザー宛別のデータパケットより構成される送信データDTのデータシンボルに対して畳み込み符号化やターボ符号化等の符号化処理を行い、符号化送信データを生成する。
データ変調部12は、符号化部11から供給される符号化送信データに、QPSK,16QAM等といったデータ変調を施し、変調送信データを生成する。
S/P変換部13は、周波数−時間の2次元座標レベルで展開できるように、データ変調部12から供給される変調送信データを直列/並列変換し、並列送信データを生成する。
DTCH多重部17は、S/P変換部13から供給される、各ユーザー宛別のデータパケットに対応した並列送信データすなわち個別トラフィックチャネルデータ(DTCHデータ)を多重化し、サブキャリア数分のN個のデータシンボルが周波数方向に並んだ多重化拡散送信データを生成する。
DTCH多重部17は、S/P変換部13から供給される各ユーザー宛別の個別トラフィックチャネルデータを、前述した無線伝搬環境等に基づいて、図15で説明したように、サブキャリア数分のN個のチップをそのまま時間方向に比して周波数方向に拡散されたブロックBLaに、又はサブキャリアを適宜分割して形成され周波数方向に比して時間方向に拡散されたブロックBLaのチップに割り当てることによって、サブキャリア数分のN個のデータシンボルが周波数方向又は時間方向に拡散された多重化拡散送信データを生成する。
PLCH多重部18は、DTCH多重部17から供給されるブロック形式での多重化拡散送信データの時間フレーム先頭とフレーム末尾とに、予めスクランブルコードグループに対応して複数種類(例えば64種類)準備されたパイロットチャネルPLCHの中から、当該無線基地局1のスクランブルコードが属するスクランブルコードグループに対応するパイロットチャネルPLCHを、前述した実施の形態の場合と同様にして時間多重して、送信情報系列ISを生成する。
スクランブリング部19は、PLCH多重部18から供給される送信情報系列ISの周波数及び時間軸方向に、後述のコード配置制御部23から供給されるスクランブルコードSCのデータシンボルを、この送信情報系列ISのデータシンボルに乗算し、スクランブル送信情報系列IS’を生成する。
IFFT部20は、スクランブリング部19から供給されるスクランブル送信情報系列IS’にIFFT処理を施し、周波数領域のスクランブル送信情報系列IS’のデータを時間領域のデータに変換し、マルチキャリア送信データを生成する。
GI挿入部21は、OFDMシンボル間の干渉を受けにくくするために、マルチキャリア送信データにガードインターバルを挿入し、ガードインターバルが付加されたOFDMシンボルを生成する。そして、無線基地局101からは、このガードインターバルが付加されたOFDMシンボルを、図示省略した直交変調部によって直交変調を施し,送信部で高周波数信号にアップコンバージョンして送信する構成になっている。
スクランブルコード生成部22は、制限されたサブキャリア数Nよりもコード長Lが長いロングコードのスクランブルコードSCを生成する。
コード配置制御部23は、スクランブリング部19に供給するスクランブルコードSCのデータシンボルznの配置を、送信情報系列ISのフレーム先頭で周波数方向に並んだサブキャリア毎の対応するデータシンボルに乗算する場合と、送信情報系列ISのフレーム末尾で周波数方向に並んだサブキャリア毎のデータシンボルに乗算する場合とで、スクランブリング部19に供給するスクランブルコードSCの周波数方向に並んだデータシンボルznが同じになるように、サブキャリア数Nよりもコード長Lが長いスクランブルコードSCのデータシンボルznの配置を変更して供給する。
図17は、本実施の形態による移動体通信システムにおける移動体通信端末の構成図である。なお、その説明に当っては、図3に示した無線基地局1の場合と同一若しくは対応する構成部分については、同じ符号を付して説明する。
移動体通信端末102は、GI除去部31,FFT部32,デスクランブリング部33,P/S変換部36,データ復調部37,復号化部38,セルサーチ検出部39,スクランブルコード生成部40,及びコード配置制御部41を備えている。
GI除去部31は、受信したOFDM信号のガードインターバルGIが付加されたOFDMシンボルから、ガードインターバル区間を除去し、マルチキャリア受信データを取得する。その際、OFDMシンボルのガードインターバル区間の相関特性を利用して、セルサーチの第1段階としてシンボル同期をはかる。
FFT部32は、GI除去部31から供給されるマルチキャリア受信データにFFT(Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換)処理を行ってN個のサブキャリア成分に分離し、無線基地局1のスクランブルコードSCで拡散されたスクランブル受信情報系列IR’を抽出する。
デスクランブリング部33は、FFT部32によって抽出されたスクランブル受信情報系列IR’の周波数方向にN個並んだサブキャリア毎のデータシンボルに、後述のコード配置制御部41によってコード配置制御された、セルサーチ検出部39によって同定された無線基地局101が使用したスクランブルコードSCのデータシンボルを乗算してデスクランブリング処理を行い、パイロットチャネルPLCHが時間多重化された受信情報系列IRの抽出を行うとともに、さらにこの受信情報系列IRから時間多重化されたパイロットチャネルPLCHを取り除いて、多重化拡散受信データを抽出する。
P/S変換部(並列/直列変換部)36は、周波数−時間の2次元座標レベルで展開されている多重化拡散受信データを並列/直列変換し、データ変調されている変調受信データを受信する。
データ復調部37は、P/S変換部36から供給される変調受信データに復調を施し、符号化受信データを抽出する。
復号化部38は、畳み込み符号化やターボ符号化等の符号化が施されている符号化受信データを復号化し、受信データDRを抽出する。
セルサーチ検出部39は、3段セルサーチ法の第2段階として、無線基地局1のスクランブルコードSCが乗算されているスクランブル受信情報系列IR’の時間方向に互いに隣接して配置されたサブキャリア数分のN個のデータシンボルのうち、当該移動体通信端末102が現在受信することができる受信可能帯域幅のサブキャリア数分の周波数方向に並んだN’個(ただし、N’≦N)のデータシンボル同士の相関をとり、その相関ピークを検出することによって、無線基地局1のスクランブルコードが乗算されている受信情報系列IR’のフレーム境界検出を行うとともに、スクランブルコードグループの同定を行う。
なお、この場合における移動体通信端末102が現在受信することができる受信可能帯域幅は、仮に無線基地局101側で100MHzといった広い周波数帯域幅を使用して送信データDTを送信しているものと仮定した場合の、例えば100MHzといったような広帯域の周波数帯域幅、1.25,2.5,5,10,15,20,25MHzといったような狭帯域の周波数帯域幅であり、移動体通信端末102自体の構成は、これらの中の一の周波数帯域幅にその受信可能帯域幅(受信サブキャリア数)が固定されている構成であっても、これらの中の複数の周波数帯域幅のいずれにも対応可能な構成であっても、どちらでも構わない。
さらに、セルサーチ検出部39は、この同定したスクランブルコードグループに基づいて、無線基地局101が使用するスクランブルコードSCの同定を行い、同定した結果とフレーム境界の検出結果とを、スクランブルコード生成部40に供給する。
スクランブルコード生成部40は、上述のセルサーチ検出部39からスクランブルコードSCの同定結果とフレーム境界の検出結果とが供給されると、同定されたスクランブルコードSCを、同じくセルサーチ検出部39によって検出されたフレーム境界タイミングとともに、コード配置制御部41に供給する。
スクランブルコード生成部40は、上述のセルサーチ検出部39からスクランブルコードSCの同定結果とフレーム境界の検出結果とが供給されると、同定されたスクランブルコードSCを、同じくセルサーチ検出部39によって検出されたフレーム境界タイミングとともに、コード配置制御部41に供給する。
コード配置制御部41は、スクランブルコード生成部40から供給されたフレーム境界タイミングに基づいて、前述した無線基地局101に設けられたコード配置制御部23と同様な手順で、スクランブルコード生成部40から供給されるスクランブルコードSCのデータシンボルの配置をサブキャリア数Nに応じて配置制御して、デスクランブリング部33に供給する。
これにより、デスクランブリング部33は、スクランブル受信情報系列IR’を、スクランブコードSCが乗算されていない受信情報系列IRに復調し、その受信情報系列IRからそのフレーム先頭とフレーム末尾とに時間多重化されているパイロットチャネルPLCHのデータシンボルPT,PEを取り除いて、多重化拡散受信データを抽出できる構成になっている。
次に、本実施の形態の無線基地局101における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法について、図18及び図19により説明する。
図18は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法についての第1の実施例の説明図である。
図18では、無線基地局101は、周波数方向にN個のサブキャリアを使用したフレーム長Mが“8”の送信情報系列ISに、図15で説明したような、ブロックBLa又はブロックBLbを分割形成する。
そして、無線基地局101は、その送信情報系列ISにブロックBLaが形成されているか、又はブロックBLbが形成されているかにかかわらず、そのコード配置制御部23が、サブキャリア数Nよりも長いコード長L=4NのスクランブルコードSCのデータシンボルznを配置制御して、スクランブリング部19にこのスクランブルコードSCの配置制御によって構成されたN個のデータシンボルznからなるコード部分を供給して、送信情報系列ISの周波数方向にサブキャリア数分N個並んだデータシンボルに乗算させる構成になっている。図18に示した例では、送信情報系列ISの周波数方向にサブキャリア数分のN個並んだデータシンボルには、スクランブルコード生成部22から供給されたコード長L=4NのスクランブルコードSCのデータシンボル系列を、図4で説明した乗算方法と同様にして乗算した例を示している。
本実施例の場合は、送信情報系列ISの受信可能帯域幅がサブキャリア数N分の移動体通信端末102aを複数用いて、ブロックBLa,BLb毎に、各移動体通信端末102a宛のデータパケットを割り当てて、送信情報系列ISを状況に応じて周波数分割多重化又は時分割多重化して、各移動体通信端末102aのユーザー宛別のデータパケットをブロックBLa,BLbに割り当てて送信することができる。
図19は、本実施の形態の無線基地局における送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法についての第2の実施例の説明図である。
本実施例は、例えば、無線基地局101から互いに受信可能帯域幅が異なる移動体通信端末102に対しての送信情報系列ISに対するスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算に適用した例を示している。
図19では、周波数方向にN個のサブキャリアを使用したフレーム長Mが“8”の送信情報系列ISを例に、この送信情報系列ISをさらに周波数方向若しくは時間方向に分割して個別ブロックBLa,BLbを規定し、互いに受信可能帯域幅が異なる複数の移動体通信端末102に対して、送信データDtを送信する場合を示している。
ここでは、互いに受信可能帯域幅が異なる複数の移動体通信端末102として、例えば、受信可能帯域幅がサブキャリア数N分の移動体通信端末102a、受信可能帯域幅がサブキャリア数Nの4分の1の移動体通信端末102b、受信可能帯域幅がサブキャリア数N分の移動体通信端末102aであっても例えば無線伝搬環境等の原因によって受信可能帯域幅が制限されている移動体通信端末102a’等を想定し、これら移動体通信端末102a,102b,102a’に送信データDtを送信する場合を示している。
なお、これら移動体通信端末102a,102b,102a’の構成については、受信可能帯域幅が制限されているか否か以外は、図17で説明した移動体通信端末102の構成と同様であるため、個々の図示及び詳細な説明は省略する。
図19において、時間方向に2番目のフレームの送信情報系列ISは、移動体通信端末102a用にサブキャリア数Nはそのままでフレーム長M=8を4分割した4分の1フレーム長のブロックBLaが、時間方向に4つ連設された構成になっている。また、時間方向に1番目,3番目,及び4番目のフレームの送信情報系列ISは、移動体通信端末102b用にサブキャリア数Nを4分割した1フレーム長のブロックBLbが、周波数方向に4つ連設された構成になっている。
この場合、ブロックBLaとブロックBLbとが連接する送信情報系列ISのフレーム境界において、移動体通信端末102a及び移動体通信端末102b,102a’のセルサーチ検出部39が前述した実施の形態で説明した場合と同様にして、フレーム境界の検出とスクランブルコードグループの同定とが行えるように、無線基地局101のコード配置制御部23及びスクランブリング部19は、例えば図19中に記載した矢印で示すようにして、送信情報系列ISのデータシンボルにスクランブルコードSCのデータシンボルznを乗算する。
本実施例では、コード配置制御部23は、ブロックBLaがその時間方向に分割形成された送信情報系列ISの周波数方向にN個並んだデータシンボルに、式(1)で表されるように規定されたデータシンボル系列Zを有するスクランブルコードSCのデータシンボルznを乗算する場合は、送信情報系列ISの周波数方向にN個並んだデータシンボルに、スクランブルコードSCのデータシンボルznをそのままサブキャリア毎に対応させて、スクランブリング部19により乗算させる構成になっている。
これに対して、コード配置制御部23は、ブロックBLbがその周波数方向に分割形成された送信情報系列ISの周波数方向にN個並んだデータシンボルに、式(1)で表されるように規定されたデータシンボル系列Zを有するスクランブルコードSCのデータシンボルznを乗算する場合は、例えばそのフレーム先頭の時間位置t1では、ブロックBLaがその時間方向に分割形成された送信情報系列ISの場合と同様に、送信情報系列ISの周波数方向にN個並んだデータシンボルに、スクランブルコードSCのデータシンボルznをそのままサブキャリア毎に対応させてスクランブリング部19により乗算させる構成になっている。
そして、コード配置制御部23は、フレーム先頭とフレーム末尾との間の時間位置t2〜tM−1では、スクランブルコードSCのデータシンボル系列Zを、送信情報系列ISの移動体通信端末102bによる受信可能帯域幅に対応するサブキャリア数分(図示の例の場合は、N/4チップずつ)、その前の時間位置ti−1に対して一定方向にシフトさせ、その時間位置tiに対応したシフト配置のスクランブルコードSCのデータシンボルznを、情報系列ISの周波数方向にN個並んだデータシンボルに乗算させる構成となっている。
これにより、コード配置制御部23は、フレーム末尾の時間位置tMでは、フレーム先頭の時間位置t1の場合と同様に、送信情報系列ISの周波数方向にN個並んだデータシンボルに、スクランブルコードSCのデータシンボルznをそのままサブキャリア毎に対応させて、スクランブリング部19により乗算させることができるようになっている。
この結果、送信情報系列ISのフレーム先頭とフレーム末尾とに配置されたパイロットチャネルPLCHには、送信情報系列ISがその時間方向にブロックBLaに分割されていようと、その周波数方向にブロックBLbに分割されていようとにかかわらず、スクランブルコードSCのデータシンボルznがサブキャリア毎にフレーム先頭とフレーム末尾とで同じように乗算されることになる。
さらに、その際には、送信情報系列ISを周波数方向に分割して形成されたブロックBLbそれぞれのデータシンボルにも、スクランブルコードSCのデータシンボルznがブロックBLaの場合と同じ所定の配列性を有して乗算されるので、受信可能帯域幅がサブキャリア数Nの4分の1の移動体通信端末102bや、例えば無線伝搬環境等の原因によって受信可能帯域幅が制限されている移動体通信端末102a’に対しても、受信可能帯域幅のサブキャリア数N/4より長い、受信可能帯域幅がサブキャリア数N分の移動体通信端末102aの場合と同じコード長L=Nを有したサンプルスクランブルコードSCを用いて、ブロックBLbのデータシンボルを送信することができる。
そのため、無線基地局101は、受信可能帯域幅が狭い移動体通信端末102b,102a’に対しても、スクランブルコードSCの確保に不足を来たすことはなく、それぞれに情報を送信することができる。
また、上記無線基地局101の構成に呼応して、図17に示した本実施の形態の移動体通信端末102におけるコード配置制御部41の構成は、送信情報系列ISのブロックBLa部分又はブロックBLb部分を選択的に、またフレームを同じくして周波数方向に並んで配置された複数のブロックBLbの中の1つを選択的に受信することができる構成になっている。
そのために、コード配置制御部41は、移動体通信端末102a側で設定した受信可能帯域幅又は無線基地局101からの送信電波の送信帯域幅の検出結果に応じて、セルサーチ検出部39の同定結果に基づいてスクランブルコード生成部40から供給される同定されたスクランブルコードSCの配置制御の切り替えが行える構成になっている。
すなわち、図19に示した送信情報系列ISを例に説明すれば、次に述べるような構成のスクランブルコードSCの切替手段がコード配置制御部41には設けられている。
すなわち、コード配置制御部41は、受信可能帯域幅が全サブキャリア数Nに設定されているか、又は全サブキャリアの受信が可能な状態の場合は、式(1)で表されるように規定されたデータシンボル系列Zを有するスクランブルコードSCのデータシンボルznをそのままの配置でデスクランブリング部33に供給し、送信情報系列ISのブロックBLa部分をデスクランブリングする。
また、コード配置制御部41は、受信可能帯域幅が送信情報系列ISのブロックBLb部分に設定されているか、又は全サブキャリアの受信ができない状態の場合は、当該ブロックBLb部分のフレーム先頭に配置されたパイロットチャネルPLCHのデータシンボルに乗算されるスクランブルコードSCのコード部分を基準にして、当該ブロックBLb部分の時間位置tiに対応させて、その余のスクランブルコードSCのコード部分の配置を予め定められた配置変更方法にしたがって配置変更し、スクランブルコードSCの該当コード部分のデータシンボルznをデスクランブリング部33に供給する。
これにより、本実施例のスクランブルコードSCのデータシンボルznの乗算方法によれば、受信可能帯域がそれぞれ異なる移動体通信端末102a,102b,102a’に対して、同じ1つの送信情報系列ISを使用して、無線基地局101と各移動体通信端末102a,102b,102a’それぞれとの間で、セルサーチを行って、無線基地局101とのリンクを接続することができる。
以上、本発明は上述したように構成されるが、その具体的な方法、例えばコード配置制御部23,41による送信情報系列ISのデータシンボルに乗算するスクランブルコードSCのデータシンボルznの具体的な制御配置については、送信情報系列ISの時間方向に隣接するフレーム同士の、時間方向の前側フレーム末尾及び後側フレーム先頭のそれぞれに周波数方向に並んだデータシンボルに乗算するスクランブルコードSCのコード部分のデータシンボルZnが、サブキャリア毎に両者同じでありさえすれば、上述した本発明の実施の形態で説明した以外の配置であってもよい。
また、本発明の上述した実施の形態では、パイロットチャネルPLCHを用いて,3段セルサーチ法に基づくスクランブルコードSCの割り当て方法を述べたが,パイロットチャネルPLCH以外に,同期チャネルSCH(Synchronization Channel)など既知の情報が含まれるセルサーチ用チャネルにも適用できる。
また、本発明の上述した実施の形態では、送信情報系列ISと言い表した通信フレームをベースに,スクランブルコードSCの割り当て方法を述べたが,この送信情報系列ISと言い表した通信フレームより短いスロット単位,又は送信時間間隔TTI(Transmission Time Interval)単位にも適用できる。または数通信フレームを1つの時間間隔単位としても適用できる。