JP4633542B2

JP4633542B2 - 基地局装置、移動局装置、および無線送信方法

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Publication number: JP4633542B2
Application number: JP2005154007A
Authority: JP
Inventors: 宏貴芳賀; 勝義中; 英範松尾
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2025-05-26
Also published as: JP2006333088A

Description

本発明は、基地局装置、移動局装置、および無線送信方法に関し、特に下り回線の信号が複数の送信アンテナから送信される無線通信システムにおける基地局装置、移動局装置、および無線送信方法に関する。

近年、無線通信システムにおいて、移動局装置が属するセルの同定を行うセルサーチ方法が検討されている。特に、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access：広帯域符号分割多元接続）およびマルチキャリアＣＤＭＡのセルサーチ方法に関しては、３ＧＰＰによって標準化が進められており、基地局装置ごとに固有のスクランブルコードを用いた３段階セルサーチが検討されている。このうちマルチキャリアＣＤＭＡに関する３段階セルサーチでは、次のような３段階の動作が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。

すなわち、まず第１段階において、ガードインターバルを用いたシンボルタイミングの検出を行う。次に第２段階において、連続する２シンボルを用いたフレームタイミングの検出およびスクランブルコードグループの検出を行う。そして第３段階において、検出されたコードグループ内におけるスクランブルコードの検出を行う。

このようなセルサーチ方法においては、図６に示すようなフレームフォーマットの信号が用いられている。すなわち、フレームの先頭と末尾にスクランブルコードによるスクランブル処理が施された、既知かつ同一のＣＰＩＣＨ（Common PIlot CHannel：共通パイロットチャネル）のシンボル（以下「パイロットシンボル」という）が配置され、この先頭と末尾のパイロットシンボルの間にＴＣＨ（Traffic CHannel：トラフィックチャネル）のシンボルが配置される。

そして、３段階セルサーチ方法の第２段階においては、連続する２シンボルの相関値が演算されるため、あるフレームの末尾のパイロットシンボルと次フレームの先頭のパイロットシンボルとの相関値が求められる時に最大となり、フレームタイミングが検出される。さらに、３段階セルサーチ方法の第３段階においては、パイロットシンボルとコードグループ内のすべてのスクランブルコードとの相関値が演算され、スクランブルコードが同定される。

なお、図６では省略したが、各シンボルの先頭にはシンボルの末尾部分を複製したガードインターバルが付加されており、３段階セルサーチ方法の第１段階においては、相関演算によりガードインターバルの位置が検出され、シンボルタイミングが検出される。
"下りリンクブロードバンドOFCDMにおける共通パイロットチャネルを用いた３段階高速セルサーチ法の特性"，2002年7月，NTT DoCoMo，RCS2002-135

ところで、マルチキャリアＣＤＭＡにおいては、伝送効率をさらに向上するために、基地局装置に複数の送信アンテナを設け、送信ダイバーシチやＭＩＭＯ（Multi Input Multi Output）通信を行うことが考えられる。このような場合には、上述の３段階セルサーチ方法において、各送信アンテナから送信された信号（以下「ストリーム」という）ごとにスクランブルコードを用いた相関演算を行い、得られた相関値を合成してスクランブルコードを同定するのが好ましい。

しかしながら、無線通信システム内のすべての基地局装置に同数の送信アンテナが設けられているとは限らず、例えば移動局装置がハンドオーバをした場合などは、この移動局装置は、ハンドオーバ先の基地局装置に設けられている送信アンテナ数をセルサーチ中に把握することができない。そして、送信アンテナ数が不明なままでは、ストリームごとの相関演算結果を合成することができず、スクランブルコードの同定の精度改善に一定の限界があるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、無線通信システム内の基地局装置の送信アンテナ数が異なっていても、ストリームごとの相関演算結果を合成することができ、セルサーチの精度を向上することができる基地局装置、移動局装置、および無線送信方法を提供することを目的とする。

本発明に係る基地局装置は、送信アンテナと同数のストリームを生成する生成手段と、生成された少なくとも１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入する挿入手段と、パイロットシンボル挿入後のストリームを前記送信アンテナから送信する送信手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、少なくとも１つのストリームのフレームの先頭と末尾に、送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入して送信するため、移動局装置は、パイロットシンボルの位相差から基地局装置に設けられた送信アンテナ数を把握し、無線通信システム内の基地局装置の送信アンテナ数が異なっていても、ストリームごとの相関演算結果を合成することができ、セルサーチの精度を向上することができる。

本発明に係る移動局装置は、基地局装置に設けられた送信アンテナから送信された信号を受信する受信手段と、受信信号に含まれる連続する２シンボルごとの相関演算を行って、フレームの境界において連続する２シンボルを検出する検出手段と、検出された２シンボルの位相差を算出する算出手段と、算出された位相差に基づいて前記送信アンテナの数を判定する判定手段と、判定された送信アンテナ数を用いて前記基地局装置を判別する判別手段と、を有する構成を採る。

この構成によれば、フレームの境界において連続する２シンボルを検出し、これらの２シンボルの位相差に基づいて基地局装置における送信アンテナ数を判定するため、３段階セルサーチ方法の第２段階においてフレームタイミングを検出するとともに、基地局装置の送信アンテナ数を把握することができ、無線通信システム内の基地局装置の送信アンテナ数が異なっていても、第３段階において複数のストリームとスクランブルコードとの相関演算結果を合成することができ、セルサーチの精度を向上することができる。

本発明に係る無線送信方法は、送信アンテナを備えた基地局装置における無線送信方法であって、前記送信アンテナと同数のストリームを生成するステップと、生成された少なくとも１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入するステップと、パイロットシンボル挿入後のストリームを前記送信アンテナから送信するステップと、を有するようにした。

この方法によれば、基地局装置は、少なくとも１つのストリームのフレームの先頭と末尾に、送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入して送信するため、移動局装置は、パイロットシンボルの位相差から基地局装置に設けられた送信アンテナ数を把握し、無線通信システム内の基地局装置の送信アンテナ数が異なっていても、ストリームごとの相関演算結果を合成することができ、セルサーチの精度を向上することができる。

本発明によれば、無線通信システム内の基地局装置の送信アンテナ数が異なっていても、ストリームごとの相関演算結果を合成することができ、セルサーチの精度を向上することができる。

本発明の骨子は、基地局装置がフレームの先頭と末尾のパイロットシンボルに送信アンテナ数に応じた角度位相差を付加して送信し、移動局装置は、角度位相差を検出することにより、基地局装置に設けられた送信アンテナ数を把握することである。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す基地局装置は、誤り訂正符号化部１０１、変調部１０２、空間多重部１０３、位相回転量指示部１０４、パイロット挿入部１０５−１〜１０５−４、スクランブル処理部１０６−１〜１０６−４、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１０７−１〜１０７−４、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）挿入部１０８−１〜１０８−４、およびＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）送信部１０９−１〜１０９−４を有している。

誤り訂正符号化部１０１は、送信データを誤り訂正符号化して、得られた符号化データを変調部１０２へ出力する。

変調部１０２は、符号化データを変調して、得られたデータシンボル列を空間多重部１０３へ出力する。

空間多重部１０３は、データシンボル列を空間多重して、４本の送信アンテナに対応する４つのストリームを生成し、それぞれのストリームをパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４へ出力する。なお、図１に示す基地局装置は、送信ダイバーシチまたはＭＩＭＯ通信などの空間多重を行う。そこで、空間多重部１０３は、送信ダイバーシチを行う場合は、データシンボル列を複製して、同一のストリームをパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４へ出力し、ＭＩＭＯ通信を行う場合は、データシンボル列を例えばシリアル／パラレル変換して、異なるストリームをパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４へ出力する。

位相回転量指示部１０４は、フレームの先頭のパイロットシンボルと末尾のパイロットシンボルとの間に付加する、送信アンテナ数に応じた位相回転量を指示する。すなわち、位相回転量指示部１０４は、例えば送信アンテナが１本であれば０°の位相回転量を、送信アンテナが２本であれば９０°の位相回転量を、送信アンテナが３本であれば１８０°の位相回転量を、送信アンテナが４本であれば２７０°の位相回転量を、それぞれ２つのパイロットシンボルの間に付加することをパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４へ指示する。

ここでは、送信アンテナが４本であるので、位相回転量指示部１０４は、フレームの先頭のパイロットシンボルと末尾のパイロットシンボルとの間に２７０°の位相回転量を指示する。なお、位相回転量指示部１０４が指示する位相回転量は、上述のものに限定されず、無線通信システム内における送信アンテナ数の最大値に応じて適宜送信アンテナ数と位相回転量との対応関係を変更しても良い。すなわち、例えば無線通信システム内において、送信アンテナ数の最大値が８本である場合は、４５°刻みの位相回転量と送信アンテナ数とを対応づければ良い。

また、図１では位相回転量指示部１０４がすべてのパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４へ位相回転量を指示するものとしたが、例えばパイロット挿入部１０５−１のみに位相回転量を指示しても良い。ただし、位相回転量指示部１０４は、フレームの先頭と末尾にパイロットシンボルを挿入するパイロット挿入部へ位相回転量を指示する。つまり、後述するように、各ストリームのフレームにおけるパイロットシンボルを互いに直交させるため、フレーム内のパイロットシンボルの時間的な位置が調整されることがあるが、このような場合でも、フレームの先頭と末尾にパイロットシンボルが挿入されるストリームに対応するパイロット挿入部へ位相回転量が指示される。したがって、移動局装置では、フレームタイミングの検出と同時に、２つの連続するパイロットシンボルの間の位相回転量を検出して送信アンテナ数を判定することができる。

パイロット挿入部１０５−１〜１０５−４は、空間多重部１０３から出力される各ストリームの所定の位置に既知かつ同一のパイロットシンボルを挿入する。このとき、パイロット挿入部１０５−１〜１０５−４は、フレームの先頭と末尾に挿入されるパイロットシンボル間に、位相回転量指示部１０４から指示された位相回転量だけ位相差を付加する。具体的には、パイロット挿入部１０５−１〜１０５−４は、各ストリームを例えばフレーム単位に区切り、４本の送信アンテナ数に対応する２７０°の位相差があるパイロットシンボルをフレームの先頭と末尾に挿入する。このとき、各ストリームのフレームにおけるパイロットシンボルは、互いに直交しているものとする。

すなわち、例えば各ストリームのパイロットシンボルの時間的な位置が直交していたり、各ストリームのパイロットシンボルの半数のサブキャリアの符号が互いに反転していたりする。したがって、移動局装置は、パイロットシンボルを用いて各ストリームを分離することができる。ただし、本実施の形態においては、先頭と末尾に挿入されるパイロットシンボルの間に送信アンテナ数に応じた位相回転量が付加されるため、少なくともパイロット挿入部１０５−１は、必ずフレームの先頭と末尾にパイロットシンボルを挿入するものとする。

また、図１に示す基地局装置に限らず、本実施の形態においては、フレームの先頭と末尾にパイロットシンボルが挿入され、これらのパイロットシンボル間に上述した位相回転量の位相差が付加されたストリームが必ず１つは存在する。したがって、送信アンテナが１本の基地局装置においては、この送信アンテナから送信されるストリームのフレームの先頭と末尾には位相差が付加されたパイロットシンボルが挿入されている。以下、このようなストリームを位相回転ストリームという。

スクランブル処理部１０６−１〜１０６−４は、基地局装置に固有のスクランブルコードによって、各ストリームをスクランブル処理する。スクランブルコードは、基地局装置に固有であるため、移動局装置は、スクランブルコードを同定することにより、通信相手の基地局装置を識別することができる。

ＩＦＦＴ部１０７−１〜１０７−４は、スクランブル処理後の各ストリームを逆高速フーリエ変換して、周波数が異なる複数のサブキャリアに各ストリームを重畳する。

ＧＩ挿入部１０８−１〜１０８−４は、逆高速フーリエ変換後の各ストリームのフレーム内の各シンボル間にガードインターバルを挿入する。

ＲＦ送信部１０９−１〜１０９−４は、ガードインターバル挿入後の各ストリームに対して所定の無線送信処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、送信アンテナを介して送信する。

図２は、本実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す移動局装置は、ＲＦ受信部２０１、第１段階処理部２０２、ＧＩ除去部２０３、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部２０４、第２段階処理部２０５、第３段階処理部２０６、デスクランブル処理部２０７、復調部２０８、および誤り訂正復号部２０９を有している。また、第１段階処理部２０２は、シンボルタイミング検出部２０２１を有し、第２段階処理部２０５は、パイロット相関演算部２０５１、電力算出部２０５２、フレームタイミング検出部２０５３、位相差算出部２０５４、および送信アンテナ数判定部２０５５を有し、第３段階処理部２０６は、スクランブルコード相関演算部２０６１−１〜２０６１−４、電力合成部２０６２、およびスクランブルコード同定部２０６３を有している。なお、図では省略したが、ＭＩＭＯ通信が行われる場合は、基地局装置に設けられる送信アンテナ数以上の受信アンテナが移動局装置に設けられる。

ＲＦ受信部２０１は、受信アンテナを介して位相回転ストリームを含むマルチキャリア信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換など）を施す。

シンボルタイミング検出部２０２１は、受信信号のシンボル間に挿入されているガードインターバルを検出することにより、シンボルタイミングを検出する。これにより、第１段階処理部２０２において、３段階セルサーチ方法における第１段階の処理が完了する。

ＧＩ除去部２０３は、検出されたシンボルタイミングに従って、シンボル間に挿入されているガードインターバルを受信信号から除去する。

ＦＦＴ部２０４は、ガードインターバル除去後の受信信号を高速フーリエ変換して、複数のサブキャリアに重畳されているストリームを抽出し、すべてのストリーム（ここでは４ストリーム）をパイロット相関演算部２０５１およびデスクランブル処理部２０７へ出力するとともに、各ストリームをそれぞれスクランブルコード相関演算部２０６１−１〜２０６１−４へ出力する。なお、本実施の形態においては、各ストリームのパイロットシンボルが互いに直交しているため、ＦＦＴ部２０４は、各ストリームを分離することができる。

パイロット相関演算部２０５１は、位相回転ストリームにおける連続する２シンボルの相関演算を１フレーム分ずつ行い、得られた位相回転ストリーム中の各相関値を電力算出部２０５２へ出力する。

電力算出部２０５２は、連続する２シンボルの相関値から電力を算出し、得られた電力値をフレームタイミング検出部２０５３へ通知する。なお、電力算出部２０５２は、複数のフレームについて相関値をフレーム加算した上で電力を算出しても良い。

フレームタイミング検出部２０５３は、電力値が最も大きい連続する２シンボルの境界をフレームの境界と判定し、フレームタイミングを検出する。このとき、図１の基地局装置に固有のスクランブルコードが属するコードグループも同定されているものとする。

位相差算出部２０５４は、フレームの境界に配置されている連続する２つのパイロットシンボル間の位相差を算出する。このとき、位相差算出部２０５４は、２つのパイロットシンボルを用いた相関演算を行って、位相差を算出する。

送信アンテナ数判定部２０５５は、位相差算出部２０５４によって算出されたパイロットシンボル間の位相差から、基地局装置に設けられた送信アンテナ数を判定し、送信アンテナ数を電力合成部２０６２へ通知する。すなわち、送信アンテナ数判定部２０５５は、２つのパイロットシンボル間の位相差が、例えば０°、９０°、１８０°、および２７０°のいずれであるかを判定し、０°であれば送信アンテナ数が１本と判定し、９０°であれば送信アンテナ数が２本と判定し、１８０°であれば送信アンテナ数が３本と判定し、２７０°であれば送信アンテナ数が４本と判定する。ここでは、図１の基地局装置において、２７０°の位相差が付加されているため、送信アンテナ数が４本と判定される。これにより、第２段階処理部２０５において、３段階セルサーチ方法における第２段階の処理が完了する。

スクランブルコード相関演算部２０６１−１〜２０６１−４は、フレームタイミング検出部２０５３によって検出されたフレームタイミングに応じて、第２段階処理部２０５によって同定されたコードグループ内のすべてのスクランブルコードと各ストリームとの相関演算を行い、得られた相関値を電力合成部２０６２へ出力する。

電力合成部２０６２は、コードグループ内のスクランブルコードそれぞれに関する相関値をすべてのストリームについて合成して電力を算出し、コードグループ内のスクランブルコード数分の合成電力値をスクランブルコード同定部２０６３へ出力する。このとき、電力合成部２０６２は、送信アンテナ数判定部２０５５から通知される送信アンテナ数を用いてすべてのストリームの相関値を合成する。

スクランブルコード同定部２０６３は、最も大きい合成電力値を検出し、この合成電力値に対応するスクランブルコードを基地局装置に固有のスクランブルコードと同定する。これにより、第３段階処理部２０６において、３段階セルサーチ方法における第３段階の処理が完了する。そして、スクランブルコード同定部２０６３は、同定されたスクランブルコードをデスクランブル処理部２０７へ通知する。

デスクランブル処理部２０７は、スクランブルコード同定部２０６３から通知されたスクランブルコードを用いて、すべてのストリームに対してデスクランブル処理を施す。

復調部２０８は、デスクランブル処理結果を復調し、得られた復調データを誤り訂正復号部２０９へ出力する。

誤り訂正復号部２０９は、復調データを誤り訂正復号し、受信データを出力する。

次いで、上記のように構成された基地局装置および移動局装置の動作について、図３および図４を参照しながら例を挙げて説明する。

まず、送信データは、誤り訂正符号化部１０１によって誤り訂正符号化され、変調部１０２によって変調され、空間多重部１０３によって空間多重され、４つのストリームが生成されてパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４へ出力される。ここでは、これらのストリームすべてが位相回転ストリームであるものとする。すなわち、すべてのパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４によって、各ストリームのフレームの先頭と末尾にパイロットシンボルが挿入され、これらのパイロットシンボル間に位相回転量指示部１０４から指示された位相回転量の位相差が付加される。

このようにして生成されたストリームの構成を図３に例示する。同図に示すように、ここでは、先頭にパイロットシンボルＰx３０１が挿入され、末尾にパイロットシンボルＰy３０３が挿入され、これらのパイロットシンボルの間にデータ３０２が配置されるフレームからなるストリーム＃１〜＃４が生成される。そして、位相回転量指示部１０４からの指示に従って、パイロットシンボルＰx３０１とパイロットシンボルＰy３０３との間には位相差θが付加されている。

つまり、第ｍ番目のフレームにおける先頭の（第１番目の）パイロットシンボルＰx３０１の第ｎ番目のサブキャリアの位相ｘ_n(m,1)を次式（１）で表すことにすると、この第ｍ番目のフレームにおける末尾の（第Ns番目の）パイロットシンボルＰy３０３の第ｎ番目のサブキャリアの位相ｙ_n(m,Ns)は、次式（２）で表すことができる。

ｘ_n(m,1)＝ｘ_n（|ｘ_n|＝1，ｎ＝1,2,…,Nc）・・・（１）
ｙ_n(m,Ns)＝ｅ^jθ・ｘ_n ・・・（２）
ただし、Ncはサブキャリアの総数、Nsは１フレーム内のシンボル数、jは虚数単位を表している。上式（１）、（２）に示すように、本実施の形態においては、フレーム内の先頭と末尾のパイロットシンボル間において、各サブキャリアの位相が位相差θだけ回転することになる。

位相差θは、例えば図４に示すように、送信アンテナ数と対応しており、ここでは、送信アンテナ数が４本であるため、パイロットシンボル挿入部１０５−１〜１０５−４によって、パイロットシンボルＰx３０１とパイロットシンボルＰy３０３との間に２７０°の位相差が付加される。

なお、図３においては、各ストリームにおけるパイロットシンボルの時間的な位置が同じであるため、それぞれのパイロットシンボルが互いに直交するように、例えば半数のサブキャリアの符号を反転させるなどの処理が必要となる。また、パイロットシンボルの時間的な位置を調整して、各ストリームのパイロットシンボルが直交するようにしても良いが、この場合は、すべてのストリームのフレームの先頭と末尾にパイロットシンボルを挿入することはできない。したがって、パイロット挿入部１０５−１〜１０５−４は、少なくとも１つのストリームのフレームの先頭と末尾にはパイロットシンボルを挿入し、これらのパイロットシンボル間に位相差を付加して位相回転ストリームとする。

このようにして生成された位相回転ストリームを含む４つのストリームは、それぞれスクランブル処理部１０６−１〜１０６−４によって、基地局装置に固有のスクランブルコードを用いたスクランブル処理が施され、ＩＦＦＴ部１０７−１〜１０７−４によって、逆高速フーリエ変換されマルチキャリア信号となる。そして、このマルチキャリア信号は、ＧＩ挿入部１０８−１〜１０８−４によってガードインターバルが挿入され、ＲＦ送信部１０９−１〜１０９−４によって所定の無線送信処理が施され、各送信アンテナを介して送信される。

送信されたマルチキャリア信号は、図２に示す移動局装置の受信アンテナを介してＲＦ受信部２０１によって受信され、所定の無線受信処理が施された後、シンボルタイミング検出部２０２１によってガードインターバルが検出されてシンボルタイミングが検出される。シンボルタイミングはＧＩ除去部２０３へ通知され、ＧＩ除去部２０３によって、受信信号からガードインターバルが除去され、ＦＦＴ部２０４によって、ガードインターバル除去後の受信信号が高速フーリエ変換される。この結果、複数のサブキャリアに重畳されている各ストリームが抽出され、すべてのストリームがパイロット相関演算部２０５１およびデスクランブル処理部２０７へ出力されるとともに、各々のストリームが対応するスクランブルコード相関演算部２０６１−１〜２０６１−４へ出力される。

このとき、上述したように、基地局装置のパイロット挿入部１０５−１〜１０５−４によって挿入される各ストリームのパイロットシンボルが互いに直交しているため、ＦＦＴ部２０４は、各ストリームを分離してパイロット相関演算部２０５１、スクランブルコード相関演算部２０６１−１〜２０６１−４、およびデスクランブル処理部２０７へ出力することができる。

そして、パイロット相関演算部２０５１によって、位相回転ストリームの連続する２シンボルを対象とした相関演算が行われ、位相回転ストリーム中のすべての連続する２シンボルに関する相関値が電力算出部２０５２へ出力される。すなわち、パイロット相関演算部２０５１は、第ｍ番目のフレームにおける第ｋ番目のシンボルの第ｎ番目のサブキャリアに関する相関値Ｓ(m,k)を次式（３）によって算出する。

ただし、ｒ_n(m,k)はＦＦＴ部２０４による高速フーリエ変換後のサンプル値、＊は複素共役を表している。位相回転ストリームにおいては、フレームの境界でパイロットシンボルが連続しているため、連続する２シンボルに関する相関値Ｓ(m,k)が最大となった時、これらの２シンボルの境界がフレームの境界であると判断できる。

そこで、電力算出部２０５２によって、各相関値から電力が算出され、フレームタイミング検出部２０５３によって、電力値が最も大きくなる連続する２シンボルが検出され、これらの２シンボルの境界がフレームタイミングとして検出される。検出されたフレームタイミングは、位相差算出部２０５４およびスクランブルコード相関演算部２０６１−１〜２０６１−４へ出力される。なお、電力算出部２０５２は、複数のフレームにわたって電力値をフレーム加算し、フレームタイミング検出部２０５３は、フレーム加算して得られた電力値を用いてフレームタイミングを検出しても良い。これにより、誤差が平均化され、さらに正確にフレームタイミングを検出することができる。

そして、位相差算出部２０５４によって、フレームの境界に位置する２つのパイロットシンボルの間に付加されている位相差が相関演算により算出される。算出された位相差は、送信アンテナ数判定部２０５５へ通知され、送信アンテナ数判定部２０５５によって位相差に対応する送信アンテナ数が求められ、電力合成部２０６２へ通知される。これにより、本実施の形態に係る電力合成部２０６２は、基地局装置において生成されたストリーム数を把握することができ、ストリーム数に応じた電力合成を行うことができるようになる。

具体的には、スクランブルコード相関演算部２０６１−１〜２０６１−４によって、フレームタイミング検出部２０５３によって検出されたフレームタイミングで、各ストリームとコードグループ内のすべてのスクランブルコードとの相関演算が行われ、得られた相関値が電力合成部２０６２へ出力される。そして、電力合成部２０６２によって、それぞれのスクランブルコードに関する相関値から電力値が算出され、ストリーム数に応じて合成される。すなわち、送信アンテナ数が４本であれば、４つのストリームに関する電力値が合成される。電力値の合成は、コードグループ内のすべてのスクランブルコードについて行われ、得られた合成電力値がスクランブルコード同定部２０６３へ出力される。

そして、スクランブルコード同定部２０６３によって、最も大きい合成電力値に対応するスクランブルコードによって各ストリームがスクランブル処理されていると判定される。換言すれば、スクランブルコード同定部２０６３によって、スクランブルコードの同定が行われる。これにより、移動局装置が通信相手とする基地局装置が同定され、セルサーチが完了する。

セルサーチ後、デスクランブル処理部２０７によって、同定されたスクランブルコードによる各ストリームのデスクランブル処理が行われる。デスクランブル処理結果は、復調部２０８によって復調され、誤り訂正復号部２０９によって誤り訂正復号され、受信データが出力される。

以上のように、本実施の形態によれば、基地局装置は、少なくとも１つのストリームを位相回転ストリームとして、位相回転ストリームのフレームの先頭と末尾にパイロットシンボルを挿入し、これらのパイロットシンボル間に送信アンテナ数（ストリーム数）に応じた位相差を付加する。このため、移動局装置は、３段階セルサーチの第２段階において、位相回転ストリームのパイロットシンボルに付加された位相差を算出し、基地局装置に設けられた送信アンテナ数を把握することができる。結果として、無線通信システム内の基地局装置の送信アンテナ数が異なっていても、ストリームごとの相関演算結果を合成することができ、セルサーチの精度を向上することができる。

なお、図２に示す移動局装置の第２段階処理部２０５を図５のように構成しても良い。同図の第２段階処理部２０５は、図２のパイロット相関演算部２０５１および送信アンテナ数判定部２０５５に代えて、パイロット相関演算部２０５１ａおよび送信アンテナ数判定部２０５５ａを有している。

図５に示す第２段階処理部２０５においては、送信アンテナ数判定部２０５５ａが１つの位相回転ストリームから送信アンテナ数を判定した後、この送信アンテナ数の情報をパイロット相関演算部２０５１ａへフィードバックし、パイロット相関演算部２０５１ａは、他の位相回転ストリームを用いた相関演算を行って、前回の相関演算結果と合成する。すなわち、図５の第２段階処理部２０５は、３段階セルサーチの第２段階の処理においても送信アンテナ数に応じて相関演算結果を合成する。

図３に示した各ストリームの構成例では、すべてのストリームのフレームの先頭と末尾にパイロットシンボルが挿入されている。このような場合には、すべてのストリームを位相回転ストリームとすることができる。そこで、移動局装置は、最初にいずれかの位相回転ストリームを用いた相関演算により送信アンテナ数を判定し、この判定結果から、さらに他の位相回転ストリームに関する相関演算を行って、最初の相関演算結果と合成する。そして、送信アンテナ数判定部２０５５ａは、最終的にすべての位相回転ストリームに関する相関演算結果から送信アンテナ数を判定することにより、より正確に送信アンテナ数を把握することができる。

本発明の第１の態様に係る基地局装置は、送信アンテナと同数のストリームを生成する生成手段と、生成された少なくとも１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入する挿入手段と、パイロットシンボル挿入後のストリームを前記送信アンテナから送信する送信手段と、を有する構成を採る。

本発明の第２の態様に係る基地局装置は、上記第１の態様において、前記生成手段は、複数の送信アンテナと同数のストリームを生成し、前記挿入手段は、生成されたストリームのうち１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記パイロットシンボルを挿入する構成を採る。

この構成によれば、複数のストリームのうち１つのストリームのフレームの先頭と末尾にパイロットシンボルを挿入するため、各ストリームのパイロットシンボルの時間的な位置を調整して、各ストリームのパイロットシンボルを互いに直交させることができる。

本発明の第３の態様に係る基地局装置は、上記第２の態様において、前記挿入手段は、前記１つのストリーム以外のストリームを構成するフレームの前記１つのストリームにおけるパイロットシンボルと直交する位置にパイロットシンボルを挿入する構成を採る。

この構成によれば、各ストリームのパイロットシンボルの位置が直交するため、移動局装置は、パイロットシンボルの位置から各ストリームを分離することができる。

本発明の第４の態様に係る基地局装置は、上記第１の態様において、前記生成手段は、複数の送信アンテナと同数のストリームを生成し、前記挿入手段は、生成されたすべてのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記パイロットシンボルを挿入する構成を採る。

この構成によれば、複数のストリームすべてのフレームの先頭と末尾にパイロットシンボルを挿入するため、移動局装置は、すべてのストリームにおけるパイロットシンボルの位相差から基地局装置の送信アンテナ数を判定することができ、確実に送信アンテナ数を把握することができる。

本発明の第５の態様に係る基地局装置は、上記第４の態様において、前記送信手段は、各ストリームに挿入されたパイロットシンボルを複数のサブキャリアに重畳し、前記複数のサブキャリアのうち半数のサブキャリアの符号を反転した上で送信する構成を採る。

この構成によれば、パイロットシンボルが重畳された複数のサブキャリアのうち半数のサブキャリアの符号を反転するため、各ストリームのパイロットシンボルを直交させることができる。

本発明の第６の態様に係る移動局装置は、基地局装置に設けられた送信アンテナから送信された信号を受信する受信手段と、受信信号に含まれる連続する２シンボルごとの相関演算を行って、フレームの境界において連続する２シンボルを検出する検出手段と、検出された２シンボルの位相差を算出する算出手段と、算出された位相差に基づいて前記送信アンテナの数を判定する判定手段と、判定された送信アンテナ数を用いて前記基地局装置を判別する判別手段と、を有する構成を採る。

本発明の第７の態様に係る移動局装置は、上記第６の態様において、前記受信手段は、複数の送信アンテナからそれぞれ送信されたストリームを含む信号を受信し、前記判別手段は、各ストリームと複数のスクランブルコードとの相関演算を行う相関演算部と、同一のスクランブルコードに関する各ストリームの相関演算結果を前記送信アンテナ数に従って合成する合成部と、合成された相関演算結果から前記基地局装置に固有のスクランブルコードを同定する同定部と、を有する構成を採る。

この構成によれば、複数のストリームの相関演算結果を同一のスクランブルコードに関するものごとに合成した上で基地局装置に固有のスクランブルコードを同定するため、確実にセルサーチの精度を向上することができる。

本発明の第８の態様に係る移動局装置は、上記第６の態様において、前記受信手段は、複数の送信アンテナからそれぞれ送信されたストリームを含む信号を受信し、前記検出手段は、判定された送信アンテナ数を用いて各ストリームに含まれる連続する２シンボルの相関演算結果を合成し、合成された相関演算結果からフレームの境界において連続する２シンボルを検出する構成を採る。

この構成によれば、送信アンテナ数を用いて複数のストリームに含まれる連続する２シンボルの相関演算結果を合成するため、３段階セルサーチ方法の第２段階におけるフレームタイミングの検出の精度をさらに向上することができ、結果として、送信アンテナ数の判定の精度をさらに向上することができる。

本発明の第９の態様に係る無線送信方法は、送信アンテナを備えた基地局装置における無線送信方法であって、前記送信アンテナと同数のストリームを生成するステップと、生成された少なくとも１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入するステップと、パイロットシンボル挿入後のストリームを前記送信アンテナから送信するステップと、を有するようにした。

本発明の基地局装置、移動局装置、および無線送信方法は、無線通信システム内の基地局装置の送信アンテナ数が異なっていても、ストリームごとの相関演算結果を合成することができ、セルサーチの精度を向上することができるという効果を有し、例えば下り回線の信号が複数の送信アンテナから送信される無線通信システムにおける基地局装置、移動局装置、および無線送信方法として有用である。

本発明の一実施の形態に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図一実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図一実施の形態に係るストリームの構成例を示す図一実施の形態に係る送信アンテナ数と位相回転量の対応関係の一例を示す図一実施の形態に係る移動局装置の変形例を示すブロック図マルチキャリアＣＤＭＡにおけるフレームフォーマットの一例を示す図

符号の説明

１０１誤り訂正符号化部
１０２変調部
１０３空間多重部
１０４位相回転量指示部
１０５−１〜１０５−４パイロット挿入部
１０６−１〜１０６−４スクランブル処理部
１０７−１〜１０７−４ＩＦＦＴ部
１０８−１〜１０８−４ＧＩ挿入部
１０９−１〜１０９−４ＲＦ送信部
２０１ＲＦ受信部
２０２第１段階処理部
２０２１シンボルタイミング検出部
２０３ＧＩ除去部
２０４ＦＦＴ部
２０５第２段階処理部
２０５１、２０５１ａパイロット相関演算部
２０５２電力算出部
２０５３フレームタイミング検出部
２０５４位相差算出部
２０５５、２０５５ａ送信アンテナ数判定部
２０６第３段階処理部
２０６１−１〜２０６１−４スクランブルコード相関演算部
２０６２電力合成部
２０６３スクランブルコード同定部
２０７デスクランブル処理部
２０８復調部
２０９誤り訂正復号部

Claims

送信アンテナと同数のストリームを生成する生成手段と、
生成された少なくとも１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入する挿入手段と、
パイロットシンボル挿入後のストリームを前記送信アンテナから送信する送信手段と、
を有する基地局装置。
前記生成手段は、
複数の送信アンテナと同数のストリームを生成し、
前記挿入手段は、
生成されたストリームのうち１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記パイロットシンボルを挿入する請求項１記載の基地局装置。
前記挿入手段は、
前記１つのストリーム以外のストリームを構成するフレームの前記１つのストリームにおけるパイロットシンボルと直交する位置にパイロットシンボルを挿入する請求項２記載の基地局装置。
前記生成手段は、
複数の送信アンテナと同数のストリームを生成し、
前記挿入手段は、
生成されたすべてのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記パイロットシンボルを挿入する請求項１記載の基地局装置。
前記送信手段は、
各ストリームに挿入されたパイロットシンボルを複数のサブキャリアに重畳し、前記複数のサブキャリアのうち半数のサブキャリアの符号を反転した上で送信する請求項４記載の基地局装置。
基地局装置に設けられた送信アンテナから送信された信号を受信する受信手段と、
受信信号に含まれる連続する２シンボルごとの相関演算を行って、フレームの境界において連続する２シンボルを検出する検出手段と、
検出された２シンボルの位相差を算出する算出手段と、
算出された位相差に基づいて前記送信アンテナの数を判定する判定手段と、
判定された送信アンテナ数を用いて前記基地局装置を判別する判別手段と、
を有する移動局装置。
前記受信手段は、
複数の送信アンテナからそれぞれ送信されたストリームを含む信号を受信し、
前記判別手段は、
各ストリームと複数のスクランブルコードとの相関演算を行う相関演算部と、
同一のスクランブルコードに関する各ストリームの相関演算結果を前記送信アンテナ数に従って合成する合成部と、
合成された相関演算結果から前記基地局装置に固有のスクランブルコードを同定する同定部と、
を有する請求項６記載の移動局装置。
前記受信手段は、
複数の送信アンテナからそれぞれ送信されたストリームを含む信号を受信し、
前記検出手段は、
判定された送信アンテナ数を用いて各ストリームに含まれる連続する２シンボルの相関演算結果を合成し、合成された相関演算結果からフレームの境界において連続する２シンボルを検出する請求項６記載の移動局装置。
送信アンテナを備えた基地局装置における無線送信方法であって、
前記送信アンテナと同数のストリームを生成するステップと、
生成された少なくとも１つのストリームを構成するフレームの先頭と末尾に前記送信アンテナ数に応じた位相差を有するパイロットシンボルを挿入するステップと、
パイロットシンボル挿入後のストリームを前記送信アンテナから送信するステップと、
を有する無線送信方法。