JP4679644B2 - Wireless terminal device - Google Patents
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Description
本発明は無線端末装置に関し、特に基地局との通信を行う際に、アップリンク信号の周波数補正を行う無線端末装置に関する。 The present invention relates to a wireless terminal device, and more particularly to a wireless terminal device that performs frequency correction of an uplink signal when performing communication with a base station.
3GPP(3rd Generation Partnership Project)において、次世代システムとして現在検討が行われているEUTRAN(Evolved UTRAN)では、UL(Up Link)信号の変調方式としてSC−FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)が採用されている(例えば、非特許文献1参照)。複数の端末が異なる周波数や時間を用いて信号を送信することによりユーザ多重を行い、基地局では、FFT(Fast Fourier Transform)を用いて、空間で多重された複数の端末からの信号を一括して復調する。 In 3GPP (3rd Generation Partnership Project), EUTRAN (Evolved UTRAN), which is currently being studied as a next generation system, has SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) as a modulation method for UL (Up Link) signals. (For example, refer nonpatent literature 1). Multiple terminals perform user multiplexing by transmitting signals using different frequencies and times, and the base station uses FFT (Fast Fourier Transform) to collectively collect signals from multiple terminals multiplexed in space. Demodulate.
高速に移動する端末は、ドップラシフトを受けて基地局から周波数オフセットを有するDL(Down Link)信号を受信する。端末は、UL信号のキャリア周波数をこれに同期させて送信するため、高速に移動する端末のUL信号には、送信時にすでに周波数オフセットが含まれており、基地局の受信するUL信号には、これにさらにULにおけるドップラシフトが加算される。 A terminal that moves at high speed receives a Doppler shift and receives a DL (Down Link) signal having a frequency offset from the base station. Since the terminal transmits in synchronization with the carrier frequency of the UL signal, the UL signal of the terminal moving at high speed already includes a frequency offset at the time of transmission, and the UL signal received by the base station is Further, a Doppler shift in the UL is added to this.
図10は、ドップラシフトにおける周波数オフセットを説明する図である。図には、基地局121と、移動している端末122とが示してある。ここで、基地局121が送信するDL信号のキャリア周波数をfcとする。基地局121のキャリア周波数fcを生成する発振器の周波数偏差をΔfBS1とする。基地局121の送信するDL信号の周波数は、次の式(1)に示すようになる。FIG. 10 is a diagram for explaining the frequency offset in the Doppler shift. In the figure, a
fc+ΔfBS1 …(1)
移動する端末122は、ドップラシフトを受けて基地局121から周波数オフセットを有するDL信号を受信する。従って、端末122が受信するDL信号の周波数は、最大ドップラ周波数をfDとすると、次の式(2)に示すようになる。なお、ΔfUEは、端末122の有する発振器の周波数偏差を示す。f c + Δf BS1 (1)
The
fc+ΔfBS1+ΔfUE+fD …(2)
端末122は、式(2)に示した周波数に同期させてUL信号を基地局121に送信する。このため、基地局121では、式(2)にさらにドップラシフトが加算されてUL信号が受信される。よって、基地局121の受信するUL信号のキャリア周波数は、次の式(3)に示すようになる。f c + Δf BS1 + Δf UE + f D (2)
The
fc+ΔfBS1+ΔfUE+2fD …(3)
以上より、基地局121での周波数オフセットは、式(3)からキャリア周波数fcを除いた次の式(4)のようになる。f c + Δf BS1 + Δf UE + 2f D (3)
Thus, the frequency offset in the
fOS=ΔfBS1+ΔfUE+2fD …(4)
式(4)に示すように基地局121の周波数オフセットには、基地局121と端末122の周波数偏差のほかに2倍のドップラシフトが含まれる。f OS = Δf BS1 + Δf UE + 2f D (4)
As shown in Expression (4), the frequency offset of the
ところで、基地局においては、異なる周波数オフセットを有する複数のUL信号を受信する場合、キャリア間の直交性がくずれることによりキャリア間干渉が発生し、受信品質が劣化する。 By the way, in the base station, when receiving a plurality of UL signals having different frequency offsets, inter-carrier interference occurs due to a loss of orthogonality between carriers, and reception quality deteriorates.
そこで、端末の送信キャリア周波数を基地局からの制御で補正することにより、基地局での周波数オフセット量が小さくなるようにする方法が提案されている(例えば、非特許文献2参照)。この方法では、基地局が各端末からのUL信号に基づいて周波数オフセット量を推定する。そして、基地局は、周波数オフセット量が小さくなるように各端末に対し、UL信号の周波数の補正量を、DLの制御信号として端末へ通知する。各端末は、この制御情報を基にUL信号の周波数補正を行う。これにより、基地局では、UL信号のドップラシフトの影響を除去でき、受信品質の劣化を抑制できる。 Therefore, a method has been proposed in which the frequency offset amount at the base station is reduced by correcting the transmission carrier frequency of the terminal by control from the base station (see, for example, Non-Patent Document 2). In this method, the base station estimates the frequency offset amount based on the UL signal from each terminal. Then, the base station notifies each terminal of the correction amount of the frequency of the UL signal as a DL control signal to each terminal so that the frequency offset amount becomes small. Each terminal performs frequency correction of the UL signal based on this control information. Thereby, in the base station, the influence of the Doppler shift of the UL signal can be removed, and deterioration of the reception quality can be suppressed.
図11は、周波数オフセット制御を説明する図である。図には、基地局131と、移動している端末132とが示してある。基地局131の送信するDL信号の周波数は、図10の式(1)と同様に次の式(5)に示すようになる。
FIG. 11 is a diagram for explaining the frequency offset control. In the figure, a
fc+ΔfBS1 …(5)
また、端末132が受信するDL信号の周波数は、式(2)と同様に次の式(6)に示すようになる。f c + Δf BS1 (5)
Further, the frequency of the DL signal received by the
fc+ΔfBS1+ΔfUE+fD …(6)
基地局131は、DL信号の制御信号に、周波数オフセット量を小さくするようにする補正量fCNTを含めて送信する。端末132は、式(6)に示した周波数に同期させてUL信号を基地局131に送信するが、基地局131から送信された補正量fCNTを減算した周波数に同期させて送信する。すなわち、式(6)から補正量fCNTを減算した次の式(7)に示す周波数に同期してUL信号を送信する。f c + Δf BS1 + Δf UE + f D (6)
The
(fc+ΔfBS1+ΔfUE+fD)−fCNT …(7)
ここで、基地局131が送信する補正量fCNTの値は、ΔfUE+2fDである。補正量fCNTは、周波数オフセットの式(4)から、基地局131自身の周波数偏差ΔfBS1を減算することにより求めることができる。従って、式(7)は、次の式(8)に示すようになる。(F c + Δf BS1 + Δf UE + f D ) −f CNT (7)
Here, the value of the correction amount f CNT transmitted by the
(fc+ΔfBS1+ΔfUE+fD)−(ΔfUE+2fD)
=fc+ΔfBS1−fD …(8)
式(7)に示す周波数は、さらにULの際にドップラシフトを受ける。従って、基地局131の受信するUL信号のキャリア周波数は、次の式(9)に示すようになる。(F c + Δf BS1 + Δf UE + f D ) − (Δf UE + 2f D )
= F c + Δf BS1 −f D (8)
The frequency shown in equation (7) is further subjected to Doppler shift during UL. Therefore, the carrier frequency of the UL signal received by the
fc+ΔfBS1 …(9)
式(9)に示すように、基地局131が受信するUL信号の周波数には、ドップラシフトの影響が除去される。このように、基地局131は、ドップラシフトによる周波数オフセットを補正することにより、各端末間でのキャリア干渉を抑止し、受信品質劣化を抑制する。f c + Δf BS1 (9)
As shown in Expression (9), the influence of Doppler shift is removed from the frequency of the UL signal received by the
端末がオーバラップした複数のセルの領域を移動する場合、端末が受信するそれぞれの基地局からのDL信号は、異なる周波数オフセットを有する。また、それぞれの基地局で受信される端末からのUL信号も異なる周波数オフセットを有する。従って、ハンドオーバ後の周波数オフセット制御は、ハンドオーバ先の基地局が行う必要がある。
しかし、ハンドオーバ時に端末がハンドオーバ先セルで最初に送信するランダムアクセス信号は、ハンドオーバ先基地局から周波数オフセット制御をすることができない。ハンドオーバ先の基地局は、端末からランダムアクセス信号を受信するまでは、その端末の周波数オフセット量の補正量を知り得ないからである。そのため、ランダムアクセス信号は、大きな周波数オフセット(ドップラシフト)を有し、基地局での受信品質が劣化するという問題点があった。 However, the random access signal that the terminal first transmits in the handover destination cell during handover cannot be subjected to frequency offset control from the handover destination base station. This is because the handover destination base station cannot know the correction amount of the frequency offset amount of the terminal until it receives a random access signal from the terminal. Therefore, the random access signal has a large frequency offset (Doppler shift), and there is a problem that the reception quality at the base station deteriorates.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、基地局の受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑え、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制できる無線端末装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and provides a wireless terminal device capable of suppressing the frequency offset amount of a random access signal received by a base station to be small and suppressing deterioration in reception quality of the random access signal. With the goal.
本発明では上記問題を解決するために、図1に示すような基地局と無線通信を行う無線端末装置1において、ハンドオーバ元基地局2のダウンリンク周波数と、ハンドオーバ元基地局2から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局3のダウンリンク周波数とからハンドオーバ先基地局3におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段1aと、ドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局3に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段1bと、を有することを特徴とする無線端末装置1が提供される。
In the present invention, in order to solve the above problem, in the wireless terminal device 1 that performs wireless communication with the base station as shown in FIG. 1, the downlink frequency of the handover
このような無線端末装置1によれば、ハンドオーバ元基地局2のダウンリンク周波数と、ハンドオーバ元基地局2から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局3のダウンリンク周波数とからハンドオーバ先基地局3におけるドップラ周波数を算出し、算出したドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局3に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する。
According to such a wireless terminal device 1, the downlink frequency of the handover
これにより、ハンドオーバ先基地局3が受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができる。 Thereby, the frequency offset amount of the random access signal received by the handover destination base station 3 can be suppressed small.
本発明の無線端末装置では、ハンドオーバ元基地局のダウンリンク周波数と、ハンドオーバ元基地局から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数とからハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出し、算出したドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正するようにした。 In the radio terminal apparatus of the present invention, the Doppler in the handover destination base station is calculated from the downlink frequency of the handover source base station, the correction amount of the uplink frequency notified from the handover source base station, and the downlink frequency of the handover destination base station. The frequency is calculated, and the frequency of the random access signal transmitted to the handover destination base station is corrected based on the calculated Doppler frequency.
これによって、ハンドオーバ先基地局が受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ハンドオーバ先基地局でのランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制できる。 As a result, the amount of frequency offset of the random access signal received by the handover destination base station can be kept small, and deterioration of the reception quality of the random access signal at the handover destination base station can be suppressed.
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。 These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments by way of example of the present invention.
以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、無線端末装置の概要を示した図である。図に示すように無線端末装置1は、周波数算出手段1aおよび周波数補正手段1bを有している。無線端末装置1は、ハンドオーバ元基地局2からハンドオーバ先基地局3のセルへと移動し、ハンドオーバを行うとする。Hereinafter, the principle of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a wireless terminal device. As shown in the figure, the wireless terminal device 1 has a frequency calculation means 1a and a frequency correction means 1b. It is assumed that the wireless terminal device 1 moves from the handover
無線端末装置1は、ハンドオーバ元基地局2からDL信号を受信し、その周波数に同期してUL信号を送信するので、ハンドオーバ元基地局2のDL周波数を認識することができる。また、ハンドオーバ元基地局2は、DL信号の制御信号にULの際の補正量(fCNT)を含めて送信するので、無線端末装置1は、UL周波数の補正量を認識することができる。また、無線端末装置1は、ハンドオーバ時、ハンドオーバ先基地局3とDLの同期をとるので、ハンドオーバ先基地局3のDL周波数を認識することができる。Since the wireless terminal device 1 receives the DL signal from the handover
周波数算出手段1aは、これらハンドオーバ元基地局2のDL周波数と、ハンドオーバ元基地局2から通知されるUL周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局3のDL周波数とから、ハンドオーバ先基地局3におけるドップラ周波数を算出する。
The frequency calculation means 1a uses the DL frequency of the handover
具体的には、周波数算出手段1aは、ハンドオーバ元基地局2のDL周波数から、ハンドオーバ先基地局3のDL周波数を減算し、さらに、ハンドオーバ元基地局2から通知されるUL周波数の補正量を減算することによって、ハンドオーバ先基地局3におけるドップラ周波数を算出することができる。
Specifically, the frequency calculation means 1a subtracts the DL frequency of the handover destination base station 3 from the DL frequency of the handover
周波数補正手段1bは、周波数算出手段1aが算出したハンドオーバ先基地局3におけるドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局3に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する。
The frequency correction unit 1b corrects the frequency of the random access signal transmitted to the handover destination base station 3 based on the Doppler frequency in the handover destination base station 3 calculated by the
このように、無線端末装置1は、ハンドオーバ先基地局3におけるドップラ周波数を算出する。これにより、ハンドオーバ先基地局3に送信するランダムアクセス信号のドップラシフトを軽減でき、ハンドオーバ先基地局3でのランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制できる。 Thus, the wireless terminal device 1 calculates the Doppler frequency in the handover destination base station 3. Thereby, the Doppler shift of the random access signal transmitted to the handover destination base station 3 can be reduced, and deterioration of the reception quality of the random access signal at the handover destination base station 3 can be suppressed.
次に、本発明の第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図2は、第1の実施の形態に係る端末の通信システムを示した図である。図には、基地局11,12と端末21とが示してある。端末21は、例えば、携帯電話機などの無線端末である。端末21は、基地局11のセルから基地局12のセルへと移動し、ハンドオーバを行うとする。Next, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram illustrating a communication system of a terminal according to the first embodiment. In the figure,
端末21は、ハンドオーバ時にランダムアクセス信号をハンドオーバ先の基地局12に送信する。このとき、端末21は、ハンドオーバ先基地局12が受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を推定し、この推定値を基に、送信するランダムアクセス信号に対して周波数オフセットの制御を行う。ランダムアクセス信号に引き続く、これ以降のUL信号の周波数オフセット制御は、図11で説明したのと同様に、ハンドオーバ先基地局12からフィードバックされる制御信号に基づいて行う。
The terminal 21 transmits a random access signal to the handover
端末21は、ハンドオーバの際、ハンドオーバ先基地局12のDL信号に周波数同期を行う。端末21は、ハンドオーバ元基地局11から受信するDL信号の周波数と、ハンドオーバ先基地局12からのDL信号の周波数との差を算出する。
The terminal 21 performs frequency synchronization with the DL signal of the handover
ハンドオーバ元基地局11から受信するDL信号の周波数は、式(2)で説明したように、次の式(10)で示される。
fc+ΔfBS1+ΔfUE+fD1 …(10)
また、ハンドオーバ先基地局12から受信するDL信号の周波数は、次の式(11)で示される。The frequency of the DL signal received from the handover source base station 11 is expressed by the following equation (10) as described in equation (2).
f c + Δf BS1 + Δf UE + f D1 (10)
Further, the frequency of the DL signal received from the handover
fc+ΔfBS2+fD2 …(11)
式(10),(11)のΔfBS1,ΔfBS2は、基地局11,12の周波数偏差を示す。fD1は、基地局11におけるドップラ周波数、fD2は、基地局12におけるドップラ周波数を示す。基地局11,12のキャリア周波数は、fcで同じであるとする。f c + Δf BS2 + f D2 (11)
Δf BS1 and Δf BS2 in the equations (10) and (11) indicate the frequency deviations of the
従って、ハンドオーバ元基地局11から受信するDL信号の周波数と、ハンドオーバ先基地局12からのDL信号の周波数との差は、次の式(12)に示すようになる。
(fc+ΔfBS1+ΔfUE+fD1)−(fc+ΔfBS2+fD2)
=(ΔfBS1−ΔfBS2)+(fD1−fD2)+ΔfUE …(12)
式(12)に示すように、式(10)から式(11)を減算することにより、キャリア周波数fcが消去される。Therefore, the difference between the frequency of the DL signal received from the handover source base station 11 and the frequency of the DL signal from the handover
(F c + Δf BS1 + Δf UE + f D1 ) − (f c + Δf BS2 + f D2 )
= (Δf BS1 −Δf BS2 ) + (f D1 −f D2 ) + Δf UE (12)
As shown in equation (12), by subtracting the expression (11) from equation (10), the carrier frequency f c is erased.
図11で説明したように、基地局で周波数オフセット補正の制御を行うシステムでは、端末は、ハンドオーバ元基地局から周波数オフセットの補正量をDL信号の制御信号により受信している。端末21は、ハンドオーバ元基地局11から受信する補正量fCNTと式(12)とにより、以下の式(13)の演算を行って、ドップラ周波数fD2を推定できる。端末21がハンドオーバ先基地局12におけるドップラ周波数fD2を推定できれば、ランダムアクセス信号の周波数にfD2の補正量を含めることにより、ハンドオーバ先基地局12で、ドップラシフトの影響を除去することができるからである。As described with reference to FIG. 11, in a system that controls frequency offset correction in a base station, a terminal receives a frequency offset correction amount from a handover source base station using a DL signal control signal.
{(ΔfBS1−ΔfBS2)+(fD1−fD2)+ΔfUE}−fCNT/2 …(13)
fCNTは、図11で説明したようにΔfUE+2fD1であるので、式(13)は、次の式(14)に示すようになる。{(Δf BS1 −Δf BS2 ) + (f D1 −f D2 ) + Δf UE } −f CNT / 2 (13)
Since f CNT is Δf UE + 2f D1 as described with reference to FIG. 11, Equation (13) is represented by the following Equation (14).
(ΔfBS1−ΔfBS2)+(fD1−fD2)+ΔfUE−{fD1+(ΔfUE/2)}
=(ΔfBS1−ΔfBS2)−fD2+ΔfUE/2 …(14)
式(12)には、fD1−fD2の項が残っている。これから、式(13)に示したように、fD1を含む補正量fCNT/2を減算することによって、式(14)に示すように、ハンドオーバ元基地局11のドップラ周波数fD1が消去され、ハンドオーバ先基地局12におけるドップラ周波数fD2が残る。(Δf BS1 −Δf BS2 ) + (f D1 −f D2 ) + Δf UE − {f D1 + (Δf UE / 2)}
= (Δf BS1 −Δf BS2 ) −f D2 + Δf UE / 2 (14)
In the expression (12), the term f D1 −f D2 remains. From this, as shown in Expression (13), by subtracting the correction amount f CNT / 2 including f D1 , the Doppler frequency f D1 of the handover source base station 11 is erased as shown in Expression (14). The Doppler frequency f D2 at the handover
基地局の周波数偏差は通常0.05ppm以下であり、端末の周波数引き込み後の周波数偏差は通常0.1ppm以下である。キャリア周波数を2GHzとすると、式(14)のΔfBS1−ΔfBS2の項による最大偏差は、200Hzとなる。また、ΔfUE/2の項による最大偏差は、100Hzとなる。従って、式(14)によるドップラ周波数fD2の誤差は、±300Hz以下となる。The frequency deviation of the base station is usually 0.05 ppm or less, and the frequency deviation after the terminal pulls in the frequency is usually 0.1 ppm or less. When the carrier frequency is 2 GHz, the maximum deviation according to the term of Δf BS1 −Δf BS2 in Expression (14) is 200 Hz. In addition, the maximum deviation according to the term Δf UE / 2 is 100 Hz. Therefore, the error of the Doppler frequency f D2 according to formula (14) is equal to or less than ± 300 Hz.
すなわち、式(12),(13)の演算により、式(14)が求まり、ドップラ周波数fD2を推定することができる。
端末21は、上述のように、ハンドオーバ先基地局12が受信するアクセスランダム信号の周波数オフセット量(ドップラ周波数fD2)を推定し、この推定値を基に、送信するランダムアクセス信号に対して周波数オフセットの補正を行う。基地局12のDLのキャリア周波数fDLと、ULのキャリア周波数fULは、周波数が異なるので、端末21は、ランダムアクセス信号に対する周波数オフセットにさらに、DLとULのキャリア周波数の違いによる補正を行う。端末21が送信するランダムアクセス信号のキャリア周波数は、次の式(15)に示すようになる。That is, Expression (14) is obtained by the calculations of Expressions (12) and (13), and the Doppler frequency f D2 can be estimated.
As described above, the terminal 21 estimates the frequency offset amount (Doppler frequency f D2 ) of the access random signal received by the handover
fUL−2fD2(fUL/fDL) …(15)
式(15)のfULは、ハンドオーバ先基地局12のULのキャリア周波数を示す。fDLは、ハンドオーバ先基地局12のDLのキャリア周波数を示す。f UL -2f D2 (f UL / f DL ) (15)
F UL in Expression (15) indicates the UL carrier frequency of the handover
ランダムアクセス信号をハンドオーバ先基地局12に送信する場合、fULの周波数で送信するが、式(14)で推定したfD2を補正する。fD2が2倍となっているのは、DLとULの際のドップラシフトを考慮しているからである。また、2fD2にfUL/fDLを乗算しているのは、DLのキャリア周波数fDLと、ULのキャリア周波数fULの周波数が異なっているからである。When the random access signal is transmitted to the handover
このように、端末21は、ハンドオーバ先基地局12のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、ハンドオーバ先基地局12は、受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制することができる。
In this way, the terminal 21 estimates the Doppler frequency of the handover
また、ランダムアクセス信号の送信後、端末21は、図11と同様に、ハンドオーバ先基地局12からフィードバックされる補正量に基づいてUL信号の補正を行うことになる。ハンドオーバ先基地局12が受信するランダムアクセス信号は、端末21によってすでに周波数オフセット量が補正されているため、基地局12は、ランダムアクセス信号に対して相対的な補正量を算出することになる。すなわち、基地局12は、ランダムアクセス信号受信後の周波数オフセット制御において、絶対補正量を端末21に送信する必要がなく、少ないビット数で、補正量を端末21に送信することが可能となる。
Further, after transmitting the random access signal, the terminal 21 corrects the UL signal based on the correction amount fed back from the handover
次に、LTE(Long Term Evolution)におけるハンドオーバ手順について説明する。
図3は、LTEにおけるハンドオーバのシーケンス図である。図には、端末、ハンドオーバ(HO)元基地局、およびハンドオーバ先基地局のシーケンスが示してある。Next, a handover procedure in LTE (Long Term Evolution) will be described.
FIG. 3 is a sequence diagram of handover in LTE. In the figure, a sequence of a terminal, a handover (HO) source base station, and a handover destination base station is shown.
ステップS1において、端末は、周辺セルのレベル測定結果をハンドオーバ元基地局に送信する。
ステップS2において、ハンドオーバ元基地局は、受信したレベル測定結果に基づいて、端末のハンドオーバ先基地局を決定する。ハンドオーバ元基地局は、決定したハンドー場先基地局に対し、ハンドオーバリクエストを行う。In step S1, the terminal transmits the level measurement result of the neighboring cell to the handover source base station.
In step S2, the handover source base station determines the handover destination base station of the terminal based on the received level measurement result. The handover source base station makes a handover request to the determined hand base station.
ステップS3において、ハンドオーバリクエストを受けたハンドオーバ先基地局は、ハンドオーバに問題がなければ、ハンドオーバ元基地局にハンドオーバリクエストの確認を返す。 In step S3, the handover destination base station that has received the handover request returns confirmation of the handover request to the handover source base station if there is no problem with the handover.
ステップS4において、ハンドオーバ元基地局は、ハンドオーバ先基地局からハンドオーバリクエストの確認を受信すると、端末に対してハンドオーバ命令を行う。
ステップS5において、端末は、ハンドオーバ元基地局からハンドオーバ命令を受けると、ハンドオーバ先基地局のDL信号を受信して同期処理を行う。端末は、例えば、同期チャネルや共通リファレンス信号を用いてDLの同期処理を行う。また、端末は、式(10)〜(14)で説明したように、ハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数の推定を行い、式(15)で説明したようにランダムアクセス信号のキャリア周波数を算出する。In step S4, when receiving the confirmation of the handover request from the handover destination base station, the handover source base station issues a handover command to the terminal.
In step S5, when receiving a handover command from the handover source base station, the terminal receives the DL signal of the handover destination base station and performs synchronization processing. For example, the terminal performs DL synchronization processing using a synchronization channel or a common reference signal. Further, the terminal estimates the Doppler frequency in the handover destination base station as described in the equations (10) to (14), and calculates the carrier frequency of the random access signal as described in the equation (15).
ステップS6において、端末は、算出したキャリア周波数に基づいて、ランダムアクセス信号をハンドオーバ先基地局に送信する。
ステップS7において、ハンドオーバ先基地局は、無線リソースのスケジューリング情報やTA(Timing Advance)の情報を端末に送信する。In step S6, the terminal transmits a random access signal to the handover destination base station based on the calculated carrier frequency.
In step S7, the handover destination base station transmits radio resource scheduling information and TA (Timing Advance) information to the terminal.
ステップS8において、端末は、ハンドオーバ先基地局に対し、ハンドオーバ完了を通知する。
次に、ランダムアクセス信号について説明する。ランダムアクセス信号は、端末が基地局と同期がとれていないとき端末が送信する信号である。例えば、端末の電源が投入されたときやハンドオーバするときに送信される。基地局は、ランダムアクセス信号によって端末と同期をとることにより無線通信が可能となる。In step S8, the terminal notifies the handover destination base station of the completion of the handover.
Next, a random access signal will be described. The random access signal is a signal transmitted by the terminal when the terminal is not synchronized with the base station. For example, it is transmitted when the terminal is powered on or handed over. The base station can perform wireless communication by synchronizing with the terminal using a random access signal.
図4は、ランダムアクセスチャネルの配置例を示した図である。図の縦方向は周波数を示し、横方向は時間を示している。端末は、図に示すようにランダムアクセスチャネルの送信間隔ごとにランダムアクセス信号を送信する。端末は、例えば、システム帯域幅の2つのチャネル(RACH1,RACH2)の一方を選択して、ランダムアクセス信号を送信する。 FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement example of random access channels. The vertical direction in the figure indicates frequency, and the horizontal direction indicates time. As shown in the figure, the terminal transmits a random access signal at every transmission interval of the random access channel. For example, the terminal selects one of two channels (RACH1, RACH2) of the system bandwidth and transmits a random access signal.
図5は、ランダムアクセス信号のデータ構成例を示した図である。ランダムアクセス信号は、Cyclic prefix、Preamble sequence、およびGuard timeから構成される。Cyclic prefixとGuard timeは、ランダムアクセス信号の、伝送遅延のばらつきの最大値より大きく設定される。 FIG. 5 is a diagram illustrating a data configuration example of a random access signal. The random access signal is composed of a cyclic prefix, a preamble sequence, and a guard time. The Cyclic prefix and Guard time are set to be larger than the maximum transmission delay variation of the random access signal.
Preamble sequenceは、端末ごとに変えて用いられる。Preamble sequenceには、ランダムアクセス信号が重なって基地局に送信されても、基地局が重なったランダムアクセス信号を識別できるように、自己相関および相互相関特性のよい符号系列を用いる。例えば、CAZAC系列やZadoff-Chu系列などを用いる。 The Preamble sequence is changed for each terminal. For the preamble sequence, a code sequence having good autocorrelation and cross-correlation characteristics is used so that the random access signal can be identified even if the random access signal is transmitted to the base station. For example, a CAZAC sequence or a Zadoff-Chu sequence is used.
図6は、ランダムアクセス信号の別のデータ構成例を示した図である。図6のランダムアクセス信号は、図5のランダムアクセス信号に対し、Preamble sequenceが短くなっている。 FIG. 6 is a diagram illustrating another data configuration example of the random access signal. The random access signal in FIG. 6 has a shorter preamble sequence than the random access signal in FIG.
大きな周波数オフセットを有するランダムアクセス信号でも、受信特性を改善する方法として、図6に示したように短いPreamble sequenceを用いる方法が提案されている(例えば、3GPP TSG-RAN WG1 #47 R1-062387)。Preamble sequence長を短くすることによって、周波数オフセットがある場合における自己相関および相互相関特性がよくなり、受信特性を改善できるからである。
As a method for improving reception characteristics even for a random access signal having a large frequency offset, a method using a short preamble sequence as shown in FIG. 6 has been proposed (for example, 3GPP TSG-
しかし、上記方法だとPreamble sequence長を短くするため、Preamble sequenceに利用可能な系列数が少なくなるという問題がある。
これに対し、図2で説明した端末21では、ハンドオーバ先基地局12のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、Preamble sequence長を短くすることなく、ハンドオーバ先基地局12のランダムアクセス信号の受信特性を改善できる。However, the above method has a problem that the number of sequences that can be used for the preamble sequence is reduced because the preamble sequence length is shortened.
On the other hand, the terminal 21 described with reference to FIG. 2 estimates the Doppler frequency of the handover
次に、基地局と端末の機能について説明する。
図7は、基地局の機能ブロック図である。送信バッファ31には、各ユーザ(端末)に向けて送信される複数のデータ1,2,…が一時的に格納される。Next, functions of the base station and the terminal will be described.
FIG. 7 is a functional block diagram of the base station. The transmission buffer 31 temporarily stores a plurality of
基地局は、すべてのユーザのデータを一度に送信することはできない。DLSC(DLスケジューラ)32は、現時点においてどのユーザのデータを無線フレームで送信するかをスケジューリングする。 The base station cannot transmit all user data at once. The DLSC (DL scheduler) 32 schedules which user data is to be transmitted in a radio frame at the present time.
ユーザ多重部33は、DLSC32によって、どのユーザのデータを送信するか決定されると、対応するデータを送信バッファ31から取り出し、多重する。
ULSC34は、UL信号のスケジューリングを行う。When it is determined by the
The
制御チャネル多重部35には、各ユーザに対して共通の共通制御情報、各ユーザに対して個別の個別制御情報、およびULのスケジュール情報が入力される。個別制御情報には、周波数オフセット量を補正するための補正量(fCNT)が含まれている。制御チャネル多重部35は、ユーザ多重部33から出力される多重されたデータに対し、共通制御情報、個別制御情報、およびULのスケジューリング情報を多重する。Common control information common to each user, individual individual control information, and UL schedule information are input to the control
IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)36は、制御チャネル多重部35から出力されるデータをIFFT処理する。基地局は、データをOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)に変調して端末に送信する。
An IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) 36 performs IFFT processing on the data output from the control
CP(Cyclic Prefix)付与部37は、IFFT36から出力されるデータにガードインターバルを付加する。
発振器38は、CP付与部37から出力されるデータをアップコンバージョンするための高周波の信号を出力する。UC(Up Conversion)39は、発振器38から出力される信号に基づき、CP付与部37から出力されるデータをアップコンバージョンする。アンプ40は、アップコンバージョンされた信号を増幅し、アンテナ共用器41に出力する。アンテナ共用器41は、アンプ40によって増幅された信号をアンテナに出力する。A CP (Cyclic Prefix) adding
The
アンテナ共用器41は、アンテナで受信された端末からの信号をアンプ42に出力する。アンプ42は、アンテナ共用器41から出力される信号を増幅する。DC(Down Conversion)43は、発振器38から出力される信号によって、アンプ42から出力される信号をダウンコンバージョンする。
The
CP除去部44は、DC43から出力されるデータのガードインターバルを除去する。FFT45は、CP除去部44から出力される信号をFFT処理する。変換部46は、FFT処理で周波数変換されたデータのサンプリング変換を行う。IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)47は、変換部46から出力されるデータをIDFT処理して時間領域に変換する。
The
復調部48および誤り訂正部49は、IDFT47から出力されるデータを復調し、誤り訂正を行う。これにより、各端末から受信したデータ1,2,…が得られる。
オフセット測定部50は、図10で説明したように周波数オフセットを測定する。オフセット制御部51は、オフセット測定部50によって測定された周波数オフセットから、図11で説明したように補正量fCNTを得る。補正量fCNTは、個別情報制御部52に出力され、前述したように個別制御情報に含められる。The
The offset measuring
図8は、端末の機能ブロック図である。アンテナ共用器61は、アンテナで受信された基地局からのOFDMの信号をアンプ62に出力する。アンプ62は、アンテナ共用器61から出力される信号を増幅する。DC64は、発振器63から出力される信号に基づいて、アンプ62から出力される信号をダウンコンバージョンする。CP除去部65は、DC64から出力されるデータのガードインターバルを除去する。FFT66は、CP除去部65から出力データをFFT処理する。復調部67は、FFTから出力されるデータを復調する。
FIG. 8 is a functional block diagram of the terminal. The
ドップラ推定部68は、図2で説明したように端末のハンドオーバの際、ハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を推定する。制御情報抽出部69は、基地局から送信された制御情報に含まれる補正量fCNTを抽出する。誤り訂正部70は、復調部67から出力されるデータの誤り訂正を行う。As described with reference to FIG. 2, the
符号化部71は、基地局に送信するデータを符号化する。変調部72は、符号化されたデータを変調する。
多重部73は、端末がハンドオーバする際に送信するランダムアクセス信号を変調部72から出力されるデータに多重する。The
The multiplexing unit 73 multiplexes the random access signal transmitted when the terminal is handed over to the data output from the modulation unit 72.
DFT74は、多重部73から出力されるデータをDFT処理する。変換部75は、DFT74の処理で周波数変換されたデータのサンプリング変換を行う。IFFT76は、変換部75から出力されるデータをIFFT処理して時間領域に変換する。
The
補正部77は、IFFT76から出力されるデータの周波数オフセット補正を行う。補正部77は、制御情報抽出部69から出力される補正量fCNTによって、周波数オフセットの補正を行う。また、ハンドオーバ時には、ドップラ推定部68によって推定されたハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数で周波数オフセットの補正を行う。The
CP付与部78は、補正部77から出力される信号にガードインターバルを付加する。UC79は、発振器63から出力される信号に基づいてCP付与部78から出力される信号をアップコンバージョンする。アンプ80は、UC79から出力される信号を増幅する。アンテナ共用器61は、アンプ80から出力される信号をアンテナに出力する。
The
このように、端末21は、ハンドオーバ先基地局12のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、ハンドオーバ先基地局12では、受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を小さくすることができる。
In this way, the terminal 21 estimates the Doppler frequency of the handover
また、ハンドオーバ先基地局12は、ランダムアクセス信号受信後の周波数オフセット制御において、絶対補正量を端末21に送信する必要がなく、少ないビット数で、補正量を端末21に送信することが可能となる。
Further, the handover
次に、本発明の第2の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第1の実施の形態では、ハンドオーバ元基地局とハンドオーバ先基地局のキャリア周波数が同じであった。第2の実施の形態では、ハンドオーバ元基地局とハンドオーバ先基地局のキャリア周波数が異なる場合のドップラ周波数の推定について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment, the carrier frequency of the handover source base station and the handover destination base station are the same. In the second embodiment, estimation of the Doppler frequency when the carrier frequency of the handover source base station and the handover destination base station are different will be described.
図9は、第2の実施の形態に係る端末の通信システムを示した図である。図には、基地局91,92と端末101とが示してある。基地局91と基地局92のDL信号のキャリア周波数は異なっている。
FIG. 9 is a diagram illustrating a communication system of a terminal according to the second embodiment. In the figure,
端末101は、例えば、携帯電話機などの無線端末である。端末101は、基地局91のセルから基地局92のセルへと移動し、ハンドオーバを行うとする。
端末101は、ハンドオーバ時にランダムアクセス信号をハンドオーバ先の基地局92に送信する。このとき、端末101は、ハンドオーバ元基地局91から受信していた補正量fCNTに基づいて、ハンドオーバ先基地局92におけるドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号の補正を行う。ランダムアクセス信号に引き続く以降のUL信号の周波数オフセット制御は、図11の説明と同様にハンドオーバ先基地局92からフィードバックされる制御信号に基づいて行う。The terminal 101 is a wireless terminal such as a mobile phone, for example. The terminal 101 moves from the cell of the
The terminal 101 transmits a random access signal to the handover
異周波数のハンドオーバの場合、ドップラ周波数を算出するのに第1の実施の形態で示した式(13)を用いることができない。端末のフリーラン状態における発振器の周波数偏差は通常大きな値を持つからである。そこで、端末は、次の式(16)に示すように、ハンドオーバ元基地局91から送信される補正量fCNTを用いてハンドオーバ先基地局92におけるドップラ周波数fD2を推定する。In the case of handover at a different frequency, the equation (13) shown in the first embodiment cannot be used to calculate the Doppler frequency. This is because the frequency deviation of the oscillator in the terminal free-run state usually has a large value. Therefore, the terminal estimates the Doppler frequency f D2 in the handover
fD2=−fCNT/2 …(16)
fCNTは、ΔfUE+2fD1であるから、式(16)は、次の式(17)に示すようになる。f D2 = −f CNT / 2 (16)
Since f CNT is Δf UE + 2f D1 , Equation (16) becomes as shown in the following Equation (17).
fD2=−(ΔfUE+2fD1)/2=−fD1−ΔfUE/2 …(17)
fD1は、ハンドオーバ元基地局91におけるドップラ周波数である。ΔfUEは、端末101の周波数偏差である。f D2 = − (Δf UE + 2f D1 ) / 2 = −f D1 −Δf UE / 2 (17)
f D1 is a Doppler frequency in the handover
端末101の周波数引き込み後の周波数偏差ΔfUEは、通常0.1ppmである。キャリア周波数を2GHzとすると、fD2の誤差は、fD1±100Hz以下となる。
ハンドオーバ時には、端末101は、ハンドオーバ先基地局92に近づいていくと考えられるため、ハンドオーバ元基地局91とハンドオーバ先基地局92におけるドップラ周波数は、通常、極性が逆となる。ドップラ周波数の大きさ(絶対値)は、2つの基地局91,92と端末101の位置関係および端末の移動方向に依存し、常に同じとはならない。The frequency deviation Δf UE after the frequency pull-in of the terminal 101 is usually 0.1 ppm. If the carrier frequency is 2 GHz, the error of f D2 is f D1 ± 100 Hz or less.
At the time of handover, since the terminal 101 is considered to approach the handover
例えば、端末101が基地局91と基地局92の直線上において移動する場合、ドップラ周波数の大きさは同じになると考えられるが、基地局91と基地局92の直線上になく、基地局92の方向に向かって移動(例えば、図9において端末101が右斜め上に移動)している場合には、ドップラ周波数の大きさは同じにはならない。
For example, when the terminal 101 moves on the straight line between the
ハンドオーバ先基地局92におけるドップラ周波数fD2を完全に補正する必要はなく、ある程度以下に抑えればよいと考えられるため、ランダムアクセス信号の補正値として、式(17)の値(fD2≒−fD1)を用いる。端末101は、次の式(18)に示す周波数によってランダムアクセス信号を送信する。Since it is not necessary to completely correct the Doppler frequency f D2 in the handover
fUL−2fD2 …(18)
fULは、ULのキャリア周波数を示す。
なお、基地局91,92は、図7と同様の機能ブロックを有する。端末101は、図8と同様の機能ブロックを有するがドップラ推定部68の機能が異なる。端末101の場合、ドップラ推定部68は、式(16)に基づいてドップラ周波数を推定する。f UL -2f D2 (18)
f UL indicates the UL carrier frequency.
Note that the
このように、端末101は、ハンドオーバ元基地局91から送信される補正量より、ハンドオーバ先基地局92のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、ハンドオーバ先基地局92は、受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制することができる。
Thus, the terminal 101 estimates the Doppler frequency of the handover
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。 The above merely illustrates the principle of the present invention. In addition, many modifications and changes can be made by those skilled in the art, and the present invention is not limited to the precise configuration and application shown and described above, and all corresponding modifications and equivalents may be And the equivalents thereof are considered to be within the scope of the invention.
1 無線端末装置
1a 周波数算出手段
1b 周波数補正手段
2 ハンドオーバ元基地局
3 ハンドオーバ先基地局DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
ハンドオーバ元基地局のダウンリンク周波数と、前記ハンドオーバ元基地局から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数とから前記ハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段と、
前記ドップラ周波数に基づいて、前記ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段と、
を有することを特徴とする無線端末装置。In a wireless terminal device that performs wireless communication with a base station,
Frequency calculation for calculating the Doppler frequency in the handover destination base station from the downlink frequency of the handover source base station, the correction amount of the uplink frequency notified from the handover source base station, and the downlink frequency of the handover destination base station Means,
Frequency correcting means for correcting the frequency of a random access signal to be transmitted to the handover destination base station based on the Doppler frequency;
A wireless terminal device comprising:
ハンドオーバ元基地局から通知される周波数オフセットの補正量からハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段と、 A frequency calculation means for calculating a Doppler frequency in the handover destination base station from a correction amount of the frequency offset notified from the handover source base station;
前記ドップラ周波数に基づいて、前記ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段と、 Frequency correcting means for correcting the frequency of a random access signal to be transmitted to the handover destination base station based on the Doppler frequency;
を有することを特徴とする無線端末装置。 A wireless terminal device comprising:
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