JP4614849B2 - 基地局装置、移動体通信網及び移動局 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャリアCDMAを用いる基地局装置、移動体通信網及び移動局に関する。

従来より、移動体通信網において、移動局のセルサーチ、着信制御、発信制御、ハンドオーバ等に必要な制御情報のやり取りは、共通制御チャネルを用いて行われている。すなわち、移動体通信網において、基地局と移動局間の通信制御を行うためには、移動局において在圏セルの共通制御チャネルを検出し、その受信信号を読み出す必要がある。IMT-2000（International MobileTelecommunications 2000）における移動体通信網に採用されている直接拡散符号分割多重方式（DS-CDMA）は、拡散符号により送信信号をスペクトル拡散するとともに、互いに直交する異なる拡散符号（コード）をチャネル毎に用いることによりチャネルの多重化を行っている。DS-CDMA方式では、共通制御チャネルと通信チャネルは、基地局毎に異なるロングコードとチャネル毎に異なるショートコードとを用いて同一の周波数帯に拡散されたチャネル構成をとっている。

このため、通信制御の基本となる共通制御チャネルの復調に際しては、在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードを特定する必要があり、基地局毎に異なるロングコードで拡散されている受信信号を逆拡散して、タイミングの検出及び受信電力の測定を行う必要がある。

このような受信処理を全ての基地局のロングコードに対して行い、測定された受信電力を比較した結果、最大受信電力となるロングコードを在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードとして判定している。一般にDS-CDMA方式では予め移動局でテーブル化されている複数のロングコードの中から、受信信号が拡散されているロングコードを探索し、共通制御チャネルの復調を行う。

また、W-CDMA（Wideband CDMA）方式では、処理時間を短縮する方法として、3段階セルサーチ法（3GPP RAN 3G TS 25.211 V3.2.0, March.2000）が標準化されている。また、ロングコードが同定された後、待ち受け時の共通制御チャネルの読み出し処理は、通信チャネルに比べ少ない情報伝送レートにもかかわらず、共通制御チャネルが通信チャネルと同一の周波数帯に拡散されたチャネル構成になっているため、通信チャネルと同様に広帯域信号の復調を行う必要があった。

このように、DS-CDMA方式では移動局にテーブル化されているロングコードから在圏セルのロングコードを探索し、共通制御チャネルの検出を行うようにしている。しかし、ロングコード探索における信号処理は複雑であり3段階セルサーチ法により効率化されているものの、テーブル化されているロングコードの数に応じて大きな処理量が必要とされる。

さらに、ロングコードの同定後、待ち受け時のように常時または一定時間間隔（バッテリセーブモードのときなど）で共通制御チャネル信号の受信を行う場合、通信チャネルに対しわずかな情報量しか送信されていないにもかかわらず、同一周波数帯に拡散されて広帯域信号となっているため、受信信号の復調に必要な信号処理効率がきわめて低くなってしまっていた。

また、広帯域信号を符号分割多重する無線伝送方式として複数の搬送波を用いるマルチキャリアCDMA（MC-CDMA）方式の検討がなされている。ここで、MC-CDMAを移動体通信網に適用した際の基地局における従来の送信部の構成の一例を図7に示す。

図7に示す基地局の送信部において、共通制御チャネルは、例えば1チャネルとされており通信チャネルはmチャネルとされている。共通制御チャネル及び通信チャネルの構成はほぼ同様とされており、共通制御チャネルの構成について説明する。共通制御チャネルCHaの制御データは、共通制御チャネル処理部120aに供給され、そこで、先ず制御データに拡散符号Caの並列配置された各チップが乗算される。その並列の拡散シンボルのチップは、後述するようにそれぞれチップ毎に異なるサブキャリアにより伝送されるため、結果的に、制御データは周波数軸上で拡散されることになる。

その後、このチップが並列配置された拡散シンボルには、基地局固有のロングコードが乗算される。そして、共通制御チャネル処理部120aから出力される拡散シンボルの並列配置された1番目からp番目のチップは、信号合成部123に供給される。また、この信号合成部123には、通信チャネル1〜通信チャネルmにおける各通信チャネル処理部120a〜120nから出力される拡散シンボルの並列配置されたチップがそれぞれ供給されている。このように、信号合成部123では、各通信チャネル処理部120a〜120nから出力される拡散シンボルのうちの1番目のチップからp番目のチップがそれぞれ合成されるようになる。

信号合成部123から並列に出力される合成シンボルのチップは、逆高速フーリエ変換（IFFT）部112において逆フーリエ変換されて送信信号とされる。すなわち、IFFT部112においては、直交されているサブキャリアのそれぞれが、合成シンボルのそれぞれのチップで変調され、変調されたサブキャリアが合成されて送信信号とされる。なお、通信チャネル1（CHb）〜通信チャネルm（CHn）については、通信チャネル処理部120b〜120nおいてそれぞれ異なる拡散符号Cb〜Cnにより周波数軸上において拡散されている。これら拡散符号Ca〜Cnは互いに直交するショートコードとされている。

図7に示す基地局から送信される送信信号は、共通制御チャネルCHaと通信チャネル（1〜m）CHb〜CHnの合成信号とされ、例えば図8に示すようにサブキャリアf1〜fpからなる周波数帯域とされる。この場合、サブキャリアf1〜fpのサブキャリア数pと、信号合成部123での合成数とは同数とされる。共通制御チャネルCHaと通信チャネルCHb〜CHnとは、それぞれ共通制御チャネル処理部120a，通信チャネル処理部120b〜120nにおいて周波軸上で互いに異なる拡散符号Ca〜Cnにより拡散されていることから、拡散符号（CODE）-周波数（f）-時間（t）の3次元空間で示すと、共通制御チャネルCHaと通信チャネルCHb〜CHnからなる送信信号は、図9に示すように拡散符号軸上に配列されたチャネル毎に異なる拡散符号Ca〜Cnにより周波数軸上で拡散されているものとして示すことができる。

また、基地局を複数備える移動体通信網においては、各基地局に割り当てられる共通制御チャネルの周波数を、少なくとも隣接する基地局の周波数とは異なるように割り当てる必要がある。

そこで、図7に示す構成の基地局を複数備える移動体通信網における各基地局に割り当てる共通制御チャネルの周波数割当の一例を図10に示す。

図10に示すように、セル1においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアの周波数はf1とされ、残るサブキャリア（f2〜fp）が通信チャネル用のサブキャリアとされる。同様に、セル2〜セル8においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアの周波数はf2〜f8の1つとされ、各セルにおいて残るサブキャリアが通信チャネル用のサブキャリアとされる。なお、この例は8セル繰り返しの周波数割当の例とされている。

ところで、このようなMC-CDMAを用いる移動体通信網においては、動画等の高速伝送の実現が想定されているため、使用される周波数帯域は数十MHzもの広帯域が想定されている。すると、MC-CDMAを用いる移動体通信網においては、共通制御チャネルをサーチするためにさらに広帯域とされている周波数帯域の信号処理を行わなければならないという問題点があった。この場合、例えば時間多重された1MC-CDMA信号や符号多重された1MC-CDMAなどのように従来と同様のチャネル構成を用いたり、非特許文献1のようにW-CDMA方式で標準化された3段階セルサーチ法をMC-CDMAに適用するようにしても、共通制御チャネル信号処理量の大幅な増大、消費電力の増加、処理遅延の増加を引き起こし、通信品質に大きな影響を与えるおそれがある。

このため、特開2003-264524号の公開特許公報（特許文献1）には、移動体通信網にMC-CDMAを適用した際に共通制御チャネル信号処理量の大幅な増大や、消費電力の増加、処理遅延の増加を引き起こすことがない移動局、基地局装置及び移動体通信網が開示されている。

ここで、特開2003-264524号公報に記載の移動体通信網の基地局装置は、複数のサブキャリアを用いるMC-CDMAを採用している。この複数のサブキャリアは、共通制御チャネル専用のサブキャリアと通信チャネル専用のサブキャリアとに分離されて構成されている。例えば、図11に示すように共通制御チャネル専用のサブキャリアとしてf1，f2，f3，f4の4つの共通制御チャネルサブキャリアが用意されており、通信チャネル専用のサブキャリアとしてfa，fb，・・・・，fkのS個の通信チャネルサブキャリアが別々に用意されている。すなわち、図11に示す例では総サブキャリア数は（4＋S）個とされている。

この例におけるマルチキャリアCDMA（MC-CDMA）を適用した基地局装置の送信部の一構成例を図12に示す。

図12に示す基地局装置の送信部は、例えば1チャネルの共通制御チャネルCHccが供給される共通制御チャネル部210と、通信チャネル1〜通信チャネルmのmチャネルの通信チャネルが供給される通信チャネル部211と、逆高速フーリエ変換（IFFT）部212とを備えている。共通制御チャネル部210には、共通制御チャネル専用の共通制御チャネルサブキャリアf1〜f4のうちの1つのサブキャリアが割り当てられている。

通信チャネル部211においては、通信チャネル1〜通信チャネルmのデータがそれぞれチャネル固有の拡散符号により拡散されて合成され、並列数Sの合成シンボルとして出力される。共通制御チャネル部210から制御データレートで出力されるシンボルと、通信チャネル部211から合成シンボルレートで並列に出力されるS個の合成シンボルとは、逆高速フーリエ変換（IFFT）部212に供給されて逆フーリエ変換されることにより送信信号とされている。すなわち、IFFT部212においては、共通制御チャネル部210から出力されるシンボルによりf1〜f4のうちの基地局に割り当てられている1つのサブキャリアが変調され、通信チャネル部211から並列されて出力されるS個の各々のシンボルによりfa〜fkのS個の互いに直交する通信チャネルサブキャリアのそれぞれが変調され、変調された（1＋S）個のサブキャリアが合成されて送信信号とされている。

図11に示したようにサブキャリアの総数をMとすると、M＝（4＋S）となり、f1〜f4の共通制御チャネルサブキャリアのサブキャリア数をNccとすると、fa〜fkの通信チャネルサブキャリアのサブキャリア数Sは、S＝（M-Ncc）となる。ここで、通信チャネル部211において通信チャネル1〜通信チャネルmにおけるチャネル固有の拡散符号を拡散符号Ca〜Cnとすると、この通信チャネル部211では、拡散符号Ca〜Cnのそれぞれの拡散符号により通信チャネル1〜通信チャネルmのそれぞれの入力データが拡散されるようになる。この場合、拡散符号Ca〜Cnは互いに直交する符号とされていると共に、拡散符号Ca〜Cnにより周波数軸上で拡散されるものとする。

この場合には、拡散符号（CODE）-周波数（f）-時間（t）で示す3次元空間は、図13に示すように表される。すなわち、図13では、周波数f軸上においてf1〜f4の共通制御チャネルサブキャリアと、fa〜fkの通信チャネルサブキャリアとに分けて配置されており、拡散符号Ca〜Cnのチップが周波数軸上に配置されて周波数軸上で拡散されていることが示されている。また、図13では、拡散符号軸上に通信チャネル1〜通信チャネルmをチャネル毎に拡散している拡散符号Ca〜Cnが並んでおり、時間軸上に制御データレート及び合成シンボルレートで、制御データ及び合成シンボルが並んでいることが示されている。なお、図13に示す例では、共通制御チャネルCHccには、共通制御チャネルサブキャリアf1が割り当てられている。

そして、この例においては、共通制御チャネル専用の共通制御チャネルサブキャリアを設定するようにしている。移動体通信網における複数の基地局（セル）にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルの割当態様は、例えば図14に示すようになる。すなわち、セル1においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf1を割り当て、サブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル2においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf2を割り当て、サブキャリアf1，f3，f4は使用しない。さらに、セル3においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf3を割り当て、サブキャリアf1，f2，f4は使用しない。

さらにまた、セル4においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf4を割り当て、サブキャリアf1〜f3は使用しない。なお、セル1乃至セル4において通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが通信チャネル用の共通のサブキャリアとされる。このように、共通制御チャネル用サブキャリアとして4波設定した際には、図14に示す4セル繰り返しの周波数割り当てとすることができる。

上記したように、基地局から送信される共通制御チャネルの制御データは、共通制御チャネル専用のサブキャリアのいずれを用いて送信されるようになる。このため、移動局がセルサーチ等を行う場合には共通制御チャネル専用のサブキャリアだけを受信して、その受信信号の信号処理を行えばよいことになる。現実的には、サブキャリアの総数Mは1000乃至2000のオーダとされるものと考えられ、この場合には共通制御チャネル専用のサブキャリア数Nccは数十とされると考えられるため、全てのサブキャリアにおける信号処理を行う場合に比較して信号処理量を大幅に低減することができる。

以下、図12に示した基地局装置の送信部について詳細に説明する。図12に示した基地局の送信部において、共通制御チャネルCHccは、例えば1チャネルとされており通信チャネルは通信チャネル1〜通信チャネルmのmチャネルとされている。共通制御チャネル部210は、例えば、制御データの操作を行うことなくそのまま逆高速フーリエ変換（IFFT）部212に制御データを出力する。

通信チャネル部211における通信チャネル1〜通信チャネルmの構成は同様とされており、通信チャネル1（CHa）の構成について説明する。

通信チャネル1の通信データは通信チャネル処理部220aに供給され、先ずシリアル-パラレル変換処理により並列数rの通信データとされる。この場合、通信チャネルサブキャリア数をSとして、チャネル固有の拡散符号のコード長（処理利得）をPGchとすると、並列数rはr＝S/PGchとなる。これら並列数rの通信データには、それぞれ通信チャネル1固有の拡散符号Caの並列配置された各チップが乗算される。拡散符号Caのコード長をPGchとすると、この乗算によりrの並列数とされた拡散シンボルが出力され、それぞれの拡散シンボルはPGchの並列配置されたチップから構成される。それら並列の拡散シンボルのチップは、後述するようにそれぞれ拡散シンボル及びチップ毎に異なるサブキャリアにより伝送されるため、結果的に、拡散シンボルは拡散符号Caにより周波数軸上で拡散されている拡散シンボルとなる。

次に、それらr個並列の拡散シンボルには、Sチップずつ切り出されて並列とされている基地局固有のロングコードが乗算される。そして、通信チャネル処理部220aから出力される拡散シンボルのうちの1番目から最後のk番目のチップは信号合成部223に供給される。信号合成部223には、通信チャネル1〜通信チャネルmにおける各通信チャネル処理部220a〜220nから出力される拡散シンボルのチップがそれぞれ供給される。このように、信号合成部223では、各通信チャネル処理部220a〜220nから出力される拡散シンボルの1番目〜k番目のチップがそれぞれ合成されるようになる。

信号合成部223から並列に出力されるS個のチップが並列配置されている合成シンボルは、共通制御チャネルCHccの制御データと共に逆高速フーリエ変換（IFFT）部212において逆フーリエ変換されて送信信号とされる。この場合、IFFT部212においては、共通制御チャネルCHccの制御データには、例えば共通制御チャネルサブキャリアf1が割り当てられ、S個のチップが並列配置されている合成シンボルにはS個の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが割り当てられる。

これにより、制御データにより共通制御チャネルサブキャリアf1が変調され、並列配置されているS個のチップにより互いに直交するS個のサブキャリアのそれぞれが変調され、変調された（1＋S）個のサブキャリアがIFFT部212において合成されて送信信号とされる。図12に示す送信部においては、共通制御チャネルCHccから送信される制御データはロングコードで拡散されていないため、その受信信号処理は簡易な処理とすることができる。

そして、図12に示した基地局の送信部から送信される送信信号は、共通制御チャネルCHccと通信チャネル（1〜m）CHa〜CHnの合成信号とされ、前述の図11に示したようにサブキャリアf1〜fkの周波数帯域とされる。

次に、この例の移動体通信網における複数の基地局（セル）に共通制御チャネルサブキャリアとロングコードとを割り当てる態様を、図15示す。図15に示す割当態様は、図12に示した基地局の送信部において4セル繰り返しの割当態様とされ、セル1においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf1とロングコードf（c1）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル2においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf2とロングコードf（c2）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf1，f3，f4は使用しない。さらに、セル3においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf3とロングコードf（c3）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf1，f2，f4は使用しない。さらにまた、セル4においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf4とロングコードf（c4）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf1〜f3は使用しない。

さらに、セル5においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf1とロングコードf（c5）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル6においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf2とロングコードf（c6）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf1，f3，f4は使用しない。

さらに、セル7においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf3とロングコードf（c7）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf1，f2，f4は使用しない。さらにまた、セル8においては共通制御チャネルに使用する共通制御チャネルサブキャリアf4とロングコードf（c8）が割り当てられ、共通制御チャネルサブキャリアf1〜f3は使用しない。なお、セル1乃至セル4において通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが通信チャネル用の共通のサブキャリアとされる。このように、共通制御チャネル用サブキャリアとして4波設定した際には、図15に示す4セル繰り返しで共通制御チャネルサブキャリアとロングコードとを割り当てることができる。

次に、複数のサブキャリアが、共通制御チャネル専用のサブキャリアと通信チャネル専用のサブキャリアとに分離されて構成されている上述した移動通信網において、移動局が行うセルサーチ処理について説明する。このセルサーチ処理により、少なくとも在圏する基地局と通信チャネルにおいて使用されるロングコード情報とを移動局は得ることができる。

先ず第1の処理として、セルサーチ処理を行う際には、移動局は基地局から送信されている信号f（tn）を受信する。この信号f（tn）には、移動局が受信可能な複数の基地局から送信されている信号が混在しており、共通制御チャネルの信号及び通信チャネルの信号とがMC-CDMAされている信号とされている。

次いで第2の処理として、予め既知である共通制御チャネルの全てのサブキャリア、図15に示す例ではf1，f2，f3，f4についてのみNサンプルずつ複数回にわたりDFT処理を行う。すなわち、次に示す（1）〜（4）式の演算を複数回ずつ繰り返し行う。

次に第3の処理として、（1）〜（4）式で算出されたC（1），C（2），C（3），C（4）は、それぞれのサブキャリアが割り当てられている基地局から送信された信号成分であり、その複素シンボルの電力のアンサンブル平均「｜C（1）｜の2乗」，「｜C（2）｜の2乗」，「｜C（3）｜の2乗」，「｜C（4）｜の2乗」を求めて、アンサンブル平均が最大値となるサブキャリアを検出する。ここで、アンサンブル平均「｜C（2）｜の2乗」が最大値であるならば、サブキャリアf2が割り当てられている基地局のセルに移動局が在圏していると検出される。すなわち、サブキャリアf2が移動局が在圏するセルの共通制御チャネルとなる。

次に第4の処理として、検出された共通制御チャネルのサブキャリアの復調を行い、制御情報を読み出す。この場合、予め移動通信網から共通制御チャネルに割り当てられているサブキャリアが拡散処理されていると報知されている場合は、予め共通制御チャネル用に用意されている複数の拡散符号を使用して、受信された共通制御チャネルのサブキャリアにそれぞれ逆拡散処理を行い、その中から相関値が高い拡散符号を探索する。次いで、探索された拡散符号を用いて逆拡散したサブキャリアの復調を行うことにより制御情報を読み出す。

その後第5の処理として、共通制御チャネルで報知された通信チャネルで用いられているロングコード情報を検出する。

このように、セルサーチ処理を行って在圏するセルの共通制御情報の読み出しを可能とすることにより、ロングコードの探索を行うことなく、通信チャネルのロングコードを知ることができるようになる。
花田他 信学会ソサイエティ大会 B-5-49 2001年9月 特開2003-264524号公報（第2図）

上述したように、特開2003-264524号公報に記載の移動局、基地局装置及び移動体通信網においては、MC-CDMAにおけるサブキャリアとして、共通制御チャネル専用の共通制御チャネルサブキャリアと通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアとを分離して設け、その共通制御チャネルサブキャリアを基地局に割り当てるようにしている。また、通信チャネルの拡散処理に用いるロングコードは制御チャネルにてデータとして通知される。そのため、移動局が待受け処理を行う際には、通信チャネルの受信処理を行うことなく制御チャネルの受信処理だけを行えばよく、信号処理量を大幅に低減することができる。

このため、消費電力を削減することができ携帯移動局の電池動作時間を長時間にすることができると共に処理遅延を極力なくすことができるようになる。この場合、制御データをロングコードを用いない制御チャネル用の拡散符号により時間軸上で拡散することもできる。このようにすると、共通制御チャネルサブキャリアの周波数と制御用の拡散符号との組み合わせを、基地局毎に異ならせることができ、基地局相互間の干渉量を低減することができる。

しかしながら、上述した移動局、基地局装置及び移動体通信網に記載された技術の場合、通信チャネルサブキャリアの周波数帯域外となる、共通制御チャネル専用の共通制御チャネルサブキャリアを使用するため、周波数利用効率が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明は上記問題を解決すべくなされたものであり、信号処理量の低減と処理時間の短時間化、及び、携帯移動局の消費電力の低減を図りつつ、周波数利用効率を改善することを可能とした基地局装置、移動体通信網及び移動局を提供することをその目的とする。

本願に係る発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、本発明は、基地局装置に割当てられたロングコードを共通制御チャネルを利用して通知するマルチキャリアCDMAを用いる基地局装置、移動体通信網、移動局であり、基地局装置は、少なくとも隣接する他の基地局装置に割り当てられていない周波数の共通制御チャネルサブキャリアが、1又は複数割り当てられ、複数割り当てられている通信チャネルサブキャリアを使用して通信データの通信を行い、複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に前記共通制御チャネルサブキャリアの信号を多重化して送信する。

このような本発明によれば、共通制御チャネルサブキャリアの信号が通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化されるため、共通制御チャネルサブキャリアを通信チャネルサブキャリアの周波数帯域外に配置する場合よりも、使用周波数帯域の広がりが少なくなり、周波数利用効率を高めることができるようになる。

また、本発明においては、基地局装置の共通制御チャネル部には、隣接した複数の共通制御チャネルサブキャリアが割り当てられ、その隣接した複数の共通制御チャネルサブキャリアの同一の信号を、複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化して送信する。このような本発明によれば、1サブキャリアのみで共通制御チャネルを送信する場合と比べて送信電力を低減することができる。

さらに、本発明においては、基地局装置の共通制御チャネル部には一定周波数だけ離れた複数の共通制御チャネルサブキャリアが割り当てられ、その一定周波数だけ離れた複数の共通制御チャネルサブキャリアの信号を、複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化して送信する。このような本発明によれば、一定周波数だけ離した共通制御チャネルサブキャリアを用いること、つまり周波数ダイバーシチを行うことにより、通信品質の劣化を少なくできる。

また、本発明において、前記複数の共通制御チャネルサブキャリアは、少なくとも一定周波数だけ離れた2以上のサブキャリアと、これらのサブキャリアに対してそれぞれ隣接された1または複数のサブキャリアとにより構成してもよい。この場合には、隣接するサブキャリア同士については、同相加算平均により受信品質を改善することができ、一定周波数以上離れた周波数同士については、周波数ダイバーシチを適用することで、通信品質の劣化を防ぐことが可能となる。

上記発明においては、基地局装置は、共通制御チャネルサブキャリアの信号送信電力と通信チャネルサブキャリアの信号送信電力との比を所定の値に設定するため、共通制御チャネルサブキャリアの信号の復調が容易となる。

また、本発明においては、移動局は、複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に共通制御チャネルサブキャリアの信号が多重化された信号を受信し、その受信信号から前記共通制御チャネルサブキャリアの周波数帯域の信号を抽出し、バンドパスフィルタにより抽出された共通制御チャネルサブキャリアの信号を復調する。このような本発明によれば、通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化された共通制御チャネルサブキャリアの信号を抽出でき、これにより共通制御チャネルサブキャリアの信号を復調できる。

また、本発明においては、移動局は、バンドパスフィルタにより抽出された共通制御チャネルサブキャリアの受信信号電力を測定し、複数の受信電力を比較し、最大電力となっている共通制御チャネルサブキャリアを特定し、前記特定された共通制御チャネルサブキャリアの制御信号を復調してロングコードを取得する。

このような本発明によれば、バンドパスフィルタにより抽出された共通制御チャネルサブキャリアの受信信号電力を測定して比較し、最大電力の共通制御チャネルサブキャリアを特定してロングコードを取得することで、最も通信状態のよい基地局を特定できる。

以上説明したように本発明によれば、共通制御チャネルを通信チャネルの周波数帯域に多重化して送信することにより、共通制御チャネル専用のサブキャリアを用意する必要がなくなり、周波数利用効率を改善することが可能である。また、待受け時には狭帯域の信号のみを処理すればよく、さらに、共通制御チャネルを通じてセルサーチ処理を簡単に行うことができるため、広帯域の信号を処理する方式と比較して信号処理量を削減することができる。

次いで、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しつつ説明する。本発明の移動体通信網における本発明の実施形態に係る基地局装置は、複数のサブキャリアを用いるMC-CDMAを採用している。

本実施形態の場合、基地局装置は、図1に示すように、共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネル用のサブキャリアの周波数帯域に多重化し、共通制御チャネルと通信チャネルを同一の周波数帯を使用して送信する。すなわち、基地局装置は、共通制御チャネルの制御信号を各基地局に割当てられたロングコードで拡散せず、少数のサブキャリア（図1の例では一つのサブキャリア）にマッピングし、ロングコードで拡散された通信チャネルの信号と多重化して送信する。但し、共通制御チャネルをショートコードのみにより、ロングコードを用いずに拡散することもできる。

一方、受信側となる携帯移動局では、図2に示すように、バンドパスフィルタ（BPF）を用いて共通制御チャネルのサブキャリアを通過させることにより、通信チャネルと多重化されている共通制御チャネルのサブキャリアの制御信号を分離して復調する。

また、受信側の移動局におけるセルサーチの際には、図3のセル選択アルゴリズムに示すように、先ず、1セル毎に1または複数割当てられた共通制御チャネルサブキャリアの受信電力を計測する（S101）。次に、その受信電力を比較し、最大電力となっているセルを在圏セルと特定（S102）し、当該セルの共通制御チャネルを復調（S103）して、当該セルのロングコード情報を取得する（S104）。

ここで、共通制御チャネル信号を受信側にて復調するためには、送信側において、図1及び図2に示すように、共通制御信号電力とバンドパスフィルタ内の通信チャネルの信号電力との比（「共通制御信号電力対BPF内の通信チャネル信号電力比：SIR」）が所定の値となるように送信電力を決定する。

また、図1及び図2の例のように、共通制御チャネルを1サブキャリアにより送受信した場合には、周波数ダイバーシチ効果が得られないため、通信品質が大きく劣化する場合がある。このため、本実施形態では、図4に示すように、周波数相関の低いサブキャリアを複数用いた周波数ダイバーシチを適用することで、通信品質の劣化を防ぐことも可能となされている。

すなわち、この図4（a）に示すように、セル1においては共通制御チャネル用にサブキャリアf1aとf1bを割り当て、また、セル2においては共通制御チャネル用にサブキャリアf2aとf2bを割り当て、同様に、セル3においては共通制御チャネル用にサブキャリアf3aとf3bを割り当て、セル4においては共通制御チャネル用にサブキャリアf4aとf4bを割り当てる。例えば、サブキャリア総数を1024とし、共通制御チャネル用に2つのサブキャリア使用すると仮定した場合、干渉にならない共通制御チャネルは512組（＝1024/2）できることになり、512組もあれば、共通制御チャネル干渉を生じないサブキャリア配置は容易にできる。

なお、図4（a）には、一定周波数離れた複数（図4（a）では2）のサブキャリアにて同一の共通制御チャネルの制御信号を送信することで周波数ダイバーシチを利用する例を挙げたが、例えば、図4（b）に示すように、帯域の一部が重複するように隣接するサブキャリアfnaとfnbにて同一の共通制御チャネルの制御信号を送信し、同相平均を行うようにしてもよい。この場合には、周波数ダイバーシチ効果は小さいものの、同相加算平均により受信品質を改善することができ、また、周波数ダイバーシチを行う場合と比較して受信側に複数のバンドパスフィルタを用意する必要がなく、実装面積の増大を抑えることができる。

また、かかる複数の共通制御チャネルサブキャリアとしては、図4（c）に示すように、一定周波数だけ離れた少なくとも2以上（図4（c）では2）のサブキャリア（fnb及びfnc）と、これらのサブキャリアfnb及びfncに対してそれぞれその帯域の一部が重複するように隣接されたサブキャリア（fna及びfnd）とを割当て、全部で4つとしてもよい。この場合には、隣接するサブキャリア同士（fna及びfnbと、fnc及びfnd）については、同相加算平均により受信品質を改善することができ、一定周波数以上離れた周波数同士（fnaに対するfnc及びfnd、fnbに対するfnc及びfnd）については、周波数ダイバーシチを適用することで、通信品質の劣化を防ぐことが可能となる。

図5には、共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネル用のサブキャリアに多重化し、共通制御チャネルと通信チャネルを同一の周波数帯を使用して送信する実施形態の基地局における送信部の構成の一例を示す。

図5に示す実施形態の基地局装置の送信部は、例えば1チャネルの共通制御チャネルCHccが供給される共通制御チャネル部1と、通信チャネル1〜通信チャネルmのmチャネルの通信チャネルが供給される通信チャネル部2と、逆高速フーリエ変換（IFFT）部3と、ガードインターバル（GI）挿入部4と、アンテナ5とを備えている。

共通制御チャネル部1には、通信チャネル用のサブキャリアに多重化される共通制御チャネル用のサブキャリアが割り当てられている。共通制御チャネル部1は、例えば、制御データに何等操作を行うことなくそのまま逆高速フーリエ変換（IFFT）部3に制御データを出力する。

通信チャネル部2では、通信チャネル1〜通信チャネルmのデータがそれぞれチャネル固有の拡散符号により拡散されて合成され、Sサブキャリア分の合成シンボルを出力する。通信チャネル部2における通信チャネル1〜通信チャネルmの構成は同様とされており、以下、通信チャネル1の構成についてのみ説明する。通信チャネル1の通信データは通信チャネル処理部10aに供給され、チャネル固有で符号長PGである拡散符号により拡散処理が行われる。なお、拡散処理については時間軸方向拡散、周波数軸方向拡散、または、時間軸方向拡散と周波数軸方向拡散の組み合わせのいずれも適用可能である。また、拡散方向に沿ってロングコードが乗算され、各サブキャリアの各シンボルタイミングでの送信シンボルが決定される。次に、信号合成部11にてmチャネル分の信号が合成（加算）され、IFFT部3へ渡される。

IFFT部3では共通制御チャネルのシンボルが、送信されるべき1または複数のサブキャリアにおいて、通信チャネルの合成シンボルとさらに合成（加算）され、共通制御チャネル、通信チャネルが合成されたSサブキャリア分のシンボルを逆フーリエ変換することにより送信信号を生成する。

すなわち、IFFT部3において、共通制御チャネル部1から出力されるシンボルにより、共通制御チャネル用に割り当てられているサブキャリアが変調され、通信チャネル部2から並列されて出力されるS個の各々のシンボルによりfa〜fkのS個の互いに直交する通信チャネルサブキャリアのそれぞれが変調され、それら変調されたS個の通信チャネル用のサブキャリアに1個の共通制御チャネル用のサブキャリアを多重化した送信信号を出力する。

そして、このIFFT部3からの送信信号は、GI挿入部4にてガードインターバルが挿入された後、アンテナ5から送信される。この図5に示す送信部においては、共通制御チャネルCHccから送信される制御データはロングコードで拡散されていないため、その受信信号処理は簡易な処理とすることができる。

次に、共通制御チャネル用のサブキャリアが通信チャネル用のサブキャリアに多重化されている移動通信網において、移動局側の構成の一例を図6に示す。

アンテナ20は、共通制御チャネル用のサブキャリアが通信チャネル用のサブキャリアに多重化されている信号を受信する。このアンテナ20からの受信信号は、GI除去部21とバンドパスフィルタ30に供給される。

バンドパスフィルタ30は、共通制御チャネル用のサブキャリアを通過帯域とするフィルタであり、アンテナ20からの受信信号が当該バンドパスフィルタ30を通過することにより、共通制御チャネル用のサブキャリアの信号のみが出力される。このバンドパスフィルタ30を通過した信号は共通制御部31に供給される。

GI除去部21では、通信チャネル用のサブキャリアの信号からガードインターバルを除去し、その出力信号をFFT部22へ供給する。FFT部22においては、供給された信号に対して高速フーリエ変換処理が行われることにより通信チャネルのシンボルが取り出され、通信チャネル処理部23a〜23nへ供給される。共通制御チャネル部31は、共通制御チャネルの制御データのシンボルをそのまま出力する。

通信チャネル処理部23a〜23nの構成は同様となされており、ここでは通信チャネル処理部23aの構成についてのみ説明する。通信チャネル処理部23aでは、送信側と同様に、先に行われたセルサーチにより取得されたロングコードと通信チャネル1固有の拡散符号Caとが乗算され、その後、パラレル-シリアル変換処理によりシリアルの通信データとなされ、そのシリアル通信データが出力される。

以上説明したように、本発明実施形態の移動体通信網によれば、共通制御チャネルを通信チャネルの周波数帯域に多重化して送信することにより、共通制御チャネル専用のサブキャリアを用意する必要がなくなり、周波数利用効率を改善することが可能である。また、本実施形態によれば、待受け時には狭帯域の信号に対してのみ処理を行えばよいことから、さらに、共通制御チャネルを通じてセルサーチ処理を簡単に行うことができるため、広帯域の信号を処理する方式と比較して信号処理量を削減することができる。さらに、本実施形態において、制御データはロングコードで拡散されていないことから、制御サブチャネルの信号処理量をより低減することができる。

また、本実施形態によれば、セルサーチの際に、例えば3GPPで標準化されている特別なセルサーチ（3段階セルサーチ）は不要であり、セル選択が簡易に実現できる。さらに本実施形態において、共通制御チャネルの情報送信に周波数ダイバーシチを利用した場合には、共通制御チャネルの通信品質の向上、または、各共通制御チャネルサブキャリアの送信電力を低減することにより通信チャネルへの干渉の抑圧を実現できる。また、本実施形態において、隣接するサブキャリアにて同一の共通制御チャネルの信号を送信し、受信側で同相平均を行うようにした場合には、周波数ダイバーシチを利用した場合に比べて小さいものの同様の効果を得ることができ、また、バンドパスフィルタ数の観点から実装面積の増大を抑えることも可能となる。

なお、上述した各実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。

上記の説明においては、通信チャネル用のサブキャリアに多重化される共通制御チャネルのサブキャリア数を1或いは2としたが、本発明はこれに限るものではなくさらに多くの数の共通制御チャネルサブキャリアを多重化することも可能である。また、基地局毎に複数の共通制御チャネルが必要となる場合は、各基地極毎に複数の共通制御チャネルサブキャリアを割り当てるようにすることも可能である。

実施形態に係る移動体通信網の送信側である基地局において、共通制御チャネル用のサブキャリアが通信チャネル用のサブキャリアに多重化された様子を示す図である。 実施形態に係る移動体通信網の受信側である移動局において、通信チャネル用のサブキャリアに多重化された共通制御チャネル用のサブキャリアと、それを抽出するバンドパスフィルタとの関係を示す図である。 受信側の移動局におけるセルサーチの際のセル選択アルゴリズムの説明に用いるフローチャートである。 （a）は、実施形態に係る移動体通信網における複数の基地局（セル）にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルの割当態様を示す図であり、（b）及び（c）は、共通制御チャネルの変更例を示す説明図である。 実施形態において、共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネル用のサブキャリアに多重化し、共通制御チャネルと通信チャネルを同一の周波数帯を使用して送信する実施形態の基地局における送信部の構成の一例を示す図である。 実施形態において、共通制御チャネル用のサブキャリアが通信チャネル用のサブキャリアに多重化されている実施形態の移動通信網における移動局側の構成の一例を示す図である。 MC-CDMAを移動体通信網に適用した際の基地局における従来の送信部の構成の一例を示す図である。 MC-CDMAを移動体通信網に適用した際のサブキャリアの構成例を示す図である。 MC-CDMAを移動体通信網に適用した際の基地局装置における拡散符号、周波数、時間の相互の関係を示す図である。 MC-CDMAを移動体通信網に適用した際の複数の基地局にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルの従来の割当態様を示す図である。 共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネルのサブキャリアの周波数帯域外に設けた従来の移動体通信網におけるサブキャリアの構成例を示す図である。 共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネルのサブキャリアの周波数帯域外に設けた従来の移動体通信網における基地局装置の送信部の構成の概要を示す図である。 共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネルのサブキャリアの周波数帯域外に設けた従来の移動体通信網における拡散符号、周波数、時間の相互の関係を示す図である。 共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネルのサブキャリアの周波数帯域外に設けた従来の移動体通信網における複数の基地局（セル）にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルの割当態様を示す図である。 共通制御チャネル用のサブキャリアを通信チャネルのサブキャリアの周波数帯域外に設けた従来の移動体通信網における複数の基地局にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルとロングコードの割当態様を示す図である。

符号の説明

1…基地局の共通制御チャネル部
2…基地局の通信チャネル部
3…IFFT部
4…GI挿入部
5…基地局のアンテナ
10a〜10n…通信チャネル処理部
11…信号合成部
20…移動局のアンテナ
21…GI除去部
22…FFT部
23a〜23b…移動局の通信チャネル処理部
30…バンドパスフィルタ
31…移動局の共通制御チャネル部

Claims (10)

1. 基地局装置に割当てられたロングコードを、共通制御チャネルを利用して通知するようになされたマルチキャリアCDMAを用いる基地局装置であって、
   少なくとも隣接する他の基地局装置に割当てられていない周波数の共通制御チャネルサブキャリアが1又は複数割り当てられている共通制御チャネル部と、
   複数割当てられている通信チャネルサブキャリアを使用して通信データの通信を行う通信チャネル部と、
   前記複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に前記共通制御チャネルサブキャリアの信号を多重化して送信する多重化及び送信部とを有し、
   前記基地局装置は、前記共通制御チャネルサブキャリアの信号送信電力と前記通信チャネルサブキャリアの信号送信電力との比を所定の値となるように設定する
   ことを特徴とする基地局装置。
2. 前記共通制御チャネル部には、それぞれ同一の共通制御データが送信される隣接した複数の共通制御チャネルサブキャリアが割り当てられ、
   前記多重化及び送信部は、前記隣接した複数の共通制御チャネルサブキャリアを、前記複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化して送信することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
3. 前記共通制御チャネル部には、一定周波数だけ離れた複数の共通制御チャネルサブキャリアが割り当てられ、
   前記多重化及び送信部は、前記一定周波数だけ離れた複数の共通制御チャネルサブキャリアの同一の信号を、前記複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化して送信することを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
4. 前記複数の共通制御チャネルサブキャリアは、少なくとも一定周波数だけ離れた2以上のサブキャリアと、これらのサブキャリアに対してそれぞれ隣接された1または複数のサブキャリアとにより構成されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の基地局装置。
5. 基地局装置に割り当てられたロングコードを、共通制御チャネルを利用して通知するようになされたマルチキャリアCDMAを用いる移動体通信網であって、
   在圏する移動局の通信制御を行う複数の基地局を備えており、
   当該基地局装置は、少なくとも隣接する他の基地局装置に割り当てられていない周波数の共通制御チャネルサブキャリアが1又は複数割り当てられている共通制御チャネル部と、複数割当てられている通信チャネルサブキャリアを使用して通信データの通信を行う通信チャネル部と、前記複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に前記共通制御チャネルサブキャリアの信号を多重化して送信する多重化及び送信部とを有し、
   前記移動局は、複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に共通制御チャネルサブキャリアの信号が多重化された信号を受信し、その受信信号から前記共通制御チャネルサブキャリアの周波数帯域の信号を1又は複数抽出するバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタにより抽出された1又は複数の前記共通制御チャネルサブキャリアの信号を復調する復調部とを有し、
   前記基地局装置は、前記共通制御チャネルサブキャリアの信号送信電力と前記通信チャネルサブキャリアの信号送信電力との比を所定の値となるように設定し、
   受信側となる前記移動局は、前記基地局装置が設定した共通制御チャネルサブキャリアの信号送信電力と、バンドパスフィルタ内の通信チャネルの信号電力との比に基づいて、前記共通制御チャネル信号を復調する
   ことを特徴とする移動体通信網。
6. 前記基地局の共通制御チャネル部には、それぞれ同一の共通制御データが送信される隣接した複数の共通制御チャネルサブキャリアが割り当てられ、前記多重化及び送信部は前記隣接した複数の共通制御チャネルサブキャリアの信号を前記複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化して送信することを特徴とする請求項5記載の移動体通信網。
7. 前記基地局の共通制御チャネル部には一定周波数だけ離れた複数の共通制御チャネルサブキャリアが割り当てられ、前記多重化及び送信部は前記一定周波数だけ離れた複数の共通制御チャネルサブキャリアの同一の信号を前記複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に多重化して送信することを特徴とする請求項5記載の移動体通信網。
8. 前記複数の共通制御チャネルサブキャリアは、少なくとも一定周波数だけ離れた2以上のサブキャリアと、これらのサブキャリアに対してそれぞれ隣接された1または複数のサブキャリアとにより構成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の移動体通信網。
9. 基地局装置に割り当てられたロングコードを、共通制御チャネルを利用して通知するようになされたマルチキャリアCDMAを用いる移動局であって、
   複数の通信チャネルサブキャリアの周波数帯域に共通制御チャネルサブキャリアの信号が多重化された信号を受信し、その受信信号から前記共通制御チャネルサブキャリアの周波数帯域の信号を1又は複数抽出するバンドパスフィルタと、
   前記バンドパスフィルタにより抽出された1又は複数の前記共通制御チャネルサブキャリアの信号を復調する復調部とを有し、
   前記復調部は、前記基地局装置が設定した共通制御チャネルサブキャリアの信号送信電力と、バンドパスフィルタ内の通信チャネルの信号電力との比に基づいて、前記共通制御チャネル信号を復調する
   ことを特徴とする移動局。
10. 前記バンドパスフィルタにより抽出された1又は複数の共通制御チャネルサブキャリアの受信信号電力を測定する信号電力測定部と、
    それぞれの基地局に割り当てられる共通制御チャネル受信電力を比較し、最大電力となっている共通制御チャネルサブキャリアを特定するサブキャリア特定部とを有し、
    前記復調部は、前記特定された共通制御チャネルサブキャリアの制御信号を復調してロングコードを取得することを特徴とする請求項9記載の移動局。

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