JP5140728B2 - ダウンリンクフレーム生成方法及びセル探索方法 - Google Patents

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本発明はダウンリンクフレーム生成方法及びセル探索方法、特に、直交周波数分割多重（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）方式基盤のセルラーシステムにおいて、ダウンリンクフレーム生成方法及び前記ダウンリンクフレームを利用してセルを探索する方法に関する。
ＤＳ-ＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムでは、セル同期とセル固有認識情報を得るために、パイロットチャネルにシーケンスホッピング法を適用した。シーケンスホッピング法は、パイロットチャネルにシーケンスホッピング技術を導入して、別途の同期チャネルなしで移動局にセル探索を容易に行わせる方法である。しかし、ＯＦＤＭシステムは、１つの時間領域のシンボル区間内ＣＤＭＡ拡散により区別できるチャネル数より、そのシンボル区間内の周波数領域により区別できるチャネル数がはるかに高く、時間領域のみ使用する場合、容量面で資源を無駄に使うことになる。このように、シーケンスホッピング方法は、ＯＦＤＭ基盤システムのパイロットチャネル時間領域にそのまま適用することは非効率的であり、時間領域と周波数領域受信信号を効率的に利用してセル探索を行うことが好ましい。
ＯＦＤＭシステムでセル探索のための既存の技術として、１つのフレームを４つの時間ブロックに分けて同期情報及びセル情報を割り当てる方法がある。この方法は２種類のフレーム構造が提案された。第１のフレーム構造は、４つの時間ブロックに同期認識情報、セルグループ認識情報、セル固有認識情報が各々割り当てられる。また、第２のフレーム構造は、第１時間ブロックと第３時間ブロックには同期認識情報及びセル固有認識情報が割り当てられ、第２時間ブロックと第４時間ブロックには同期認識情報及びセルグループ認識情報が割り当てられる。
上の第１フレーム構造によれば、第１時間ブロックでのみシンボル同期が取れるので、移動局の電源がついた時や異種網間のハンドオーバー時に、規定された５ｍｓ内の速い同期取得が不可能である。また、速い同期取得のために、同期認識情報の累積によるダイバーシティ利得を得ることが難しい。
また、上の第２フレーム構造によれば、フレーム同期を取得するために同期取得と同時にセル固有認識情報やセルグループ認識情報を相関させる必要があり、セル探索過程が複雑で、速やかなセル探索が難しい。
セル探索のための他の技術として、別のプリアンブルを使用して同期を取得し、セルを探索する方法が提案されているが、この方法は、プリアンブルが存在しないシステムには適用が不可能である。また、プリアンブルは、フレームの前部分に配置されており、移動局がフレームの初めではない時間位置で同期を取ろうとする場合は、次のフレームを待たなければならない問題がある。特に、移動局がＧＳＭモード、ＷＣＤＭＡモード、３ＧＰＰ ＬＴＥモード間にハンドオーバを行う際に５ｍｓｅｃ内に初期シンボル同期を取る必要があるが、フレーム単位で同期を取ることができるので、５ｍｓｅｃ内に初期シンボル同期を取ることができない場合も発生する。
セル探索のための他の技術として、２次同期チャネルに２つのショートシーケンスを割り当て、２つのショートシーケンスの組み合わせでセルＩＤ情報をマッピングさせてセルを探索する方法がある。この方法によれば、隣接したセクタで割り当てられたショートシーケンスが同一である場合、セル間干渉が生じてセル探索性能を低下させる問題点がある。
そこで、本発明が目的とする技術的課題は、セクタ間干渉を平準化できるダウンリンクフレーム生成方法及び前記ダウンリンクフレームを受信して効率的にセルを探索する方法を提供することである。
上記課題を達成するためになされた本発明の一特徴によるダウンリンクフレーム生成方法は、セルグループ情報を示す第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンスを生成し、第１同期信号により決定される第１スクランブリングシーケンス及び第２スクランブリングシーケンスを生成し、前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは、複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定される第３スクランブリングシーケンスを生成し、前記第１ショートシーケンスは前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第２ショートシーケンスは前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記スクランブリングされた第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンスを含む第２同期信号を周波数領域にマッピングする。
前記課題を達成するために、本発明の他の特徴によるダウンリンクフレーム生成方法は、セルグループ情報を示す第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンスを生成し、前記第１同期信号により決定される第１スクランブリングシーケンス及び第２スクランブリングシーケンスを生成し、前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは、複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定される第３スクランブリングシーケンス及び前記第２ショートシーケンスが属したグループにより決定される第４スクランブリングシーケンスを生成し、前記第１ショートシーケンスは前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第２ショートシーケンスは前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第２ショートシーケンスは前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第１ショートシーケンスは前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンス、前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンス、前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンス、前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスを含む第２同期信号を周波数領域にマッピングする。
前記課題を達成するために、本発明のまた他の特徴によるダウンリンクフレーム生成装置は、セルグループ情報を示す第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンス、前記第１同期信号により決定される第１スクランブリングシーケンス及び第２スクランブリングシーケンス、前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定される第３スクランブリングシーケンスを生成するシーケンス生成部と、前記第１ショートシーケンスは前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第２ショートシーケンスは前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングした後、前記スクランブリングされた第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンスを含む第２同期信号を生成する同期信号生成部とを有する。
前記課題を達成するために、本発明のまた他の特徴によるセル探索方法は、第１同期信号及び第２同期信号を含むダウンリンクフレームを受信し、前記第１同期信号及び第２同期信号を利用してセルを識別し、前記ダウンリンクフレームは第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスと、第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスが複数個の副搬送波に交互に配置されており、前記第１ショートシーケンス及び前記第２ショートシーケンスはセルグループ情報を示し、前記第１スクランブリングシーケンス及び前記第２スクランブリングシーケンスは前記第１同期信号により決定され、前記第３スクランブリングシーケンスは前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定される。
前記課題を達成するために、本発明のまた他の特徴によるセル探索装置は、第１同期信号及び第２同期信号を含むダウンリンクフレームを受信する受信部と、前記第１同期信号及び第２同期信号を利用して前記セルグループ内の前記セルを識別するセルＩＤ推定部とを有し、前記ダウンリンクフレームは第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスと、第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスが複数個の副搬送波に交互に配置されており、前記第１ショートシーケンス及び前記第２ショートシーケンスはセルグループ情報を示し、前記第１スクランブリングシーケンス及び前記第２スクランブリングシーケンスは前記第１同期信号により決定され、前記第３スクランブリングシーケンスは前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定される。
上記のように本発明によれば、ショートシーケンスをスクランブリングシーケンスでスクランブルしてセクタ間干渉を低減させることにより、セル探索性能を向上させることができる。
本発明の実施例によるＯＦＤＭシステムのダウンリンクフレームを示す図である。 ２つのシーケンスが集中的に周波数領域にマッピングされた場合の２次同期チャネルを示す同期チャネルの構造図である。 ２つのシーケンスが分散的に周波数領域にマッピングされた場合の２次同期チャネルを示す同期チャネルの構造図である。 本発明の実施例によるダウンリンクフレーム生成装置のブロック図である。 本発明の実施例によるダウンリンクフレーム生成方法のフローチャートである。 本発明の実施例による２次同期信号を生成する第１方法を示す図である。 本発明の実施例による２次同期信号を生成する第２方法を示す図である。 本発明の実施例による２次同期信号を生成する第３方法を示す図である。 本発明の実施例によるセル探索装置のブロック図である。 本発明の第１実施例によるセル探索方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施例によるセル探索方法を示すフローチャートである。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面は、本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体を通じて類似した部分については類似する図面番号を付けている。明細書全体において、ある部分が何れか構成要素を含むとするとき、これは特に断らない限り他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、「部」、「機（器）」などは、少なくとも１つの機能や動作を処理する単位を意味し、これはハードウェアやソフトウェア又はハードウェア及びソフトウェアの結合により実現することができる。
まず、図１〜図３を参照して本発明の実施形態によるＯＦＤＭシステムのダウンリンクフレーム及び同期チャンネルの構造について説明する。
図１は本発明の実施形態によるＯＦＤＭシステムのダウンリンクフレームを示す図である。図１において、横軸は時間軸、縦軸は周波数軸又は副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）軸である。
図１に示すように、本発明の実施形態による１つのダウンリンクフレーム１１０は、１０ｍｓｅｃの時間間隔を有して１０個のサブフレーム１２０を含む。そして１つのサブフレーム１２０は、１ｍｓｅｃの時間間隔を有して２個のスロット１３０を含み、１つのスロット１３０は、６個又は７個のＯＦＤＭシンボルを含む。１つのスロットが６個のシンボルを含む場合、１つのスロットが７個のシンボルを含む場合に比べてサイクリックプレフィックスの長さが長い。
図１に示すように、本発明の実施形態による１つのダウンリンクフレーム１１０は、０番スロットと１０番スロットにそれぞれ１つの同期区間１４０を含んでおり、全部で２個の同期区間１４０を含む。しかし、必ずしもこれに限定されるものではない。即ち、１つのダウンリンクフレーム１１０は、任意のスロットに同期区間を含むことができ、１つ又は３つ以上の同期区間を含むことができる。また、スロットごとにサイクリックプレフィックスの長さが異なることもあって、同期区間がスロットの最終端に位置することが好ましい。
なお、各スロットはパイロット区間を含む。
本発明の実施形態による同期区間は、１次同期チャンネルと２次同期チャンネルを含み、１次同期チャンネルと２次同期チャンネルが時間的に隣接するように配置される。図１に示すように、１次同期チャンネルはスロットの最終端に位置し、２次同期チャンネルは１次同期チャンネルのすぐ前に位置する。
１次同期チャンネルは、シンボル同期及び周波数同期を識別するための情報と、一部のセルＩＤ（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）情報を有する１次同期信号を含み、２次同期チャンネルは、残りのセルＩＤ情報とフレーム同期を識別するための情報を有する２次同期信号を含む。移動局は、前記１次及び２次同期チャンネルのセルＩＤ情報の組み合わせによりセルＩＤを識別するようになる。
例えば、全部でセルＩＤが５１０個である場合、１次同期チャンネルに３個の識別シーケンスを割り当てて全部で５１０個のセルＩＤを３つの大きいグループに分類し、２次同期チャンネルに１７０個のシーケンスを割り当てると、全部で５１０個のセルＩＤ情報を表すことができる（３×１７０＝５１０）。
一方、他の方法としては、２次同期チャンネルに割り当てられた１７０個の２次同期信号により５１０個のセルＩＤを１７０個のグループに分類し、１次同期チャンネルに割り当てられた３個の１次同期信号によりセルグループ内のセルＩＤ情報を表すこともできる。
そして、２次同期チャンネルは、セルＩＤ情報だけでなくフレーム同期を識別するための情報を含んでおり、１つのフレームに含まれた２つの２次同期チャンネルが互いに異なる。
図２は２つのシーケンスが集中的に周波数領域にマッピングされる場合の２次同期チャンネルを示す同期チャンネルの構造図である。図３は２つのシーケンスが分散的に周波数領域にマッピングされた場合の２次同期チャンネルを示す同期チャンネルの構造図である。
図２〜図３に示すように、本発明の実施形態による２次同期チャンネルに挿入される２次同期信号は、２つのシーケンスの組み合わせにより形成される。前記２つのシーケンスにはセルグループ情報及びフレーム同期情報がマッピングされる。
図２のように、第１シーケンスを副搬送波に順に先に割り当て、第２シーケンスを残りの副搬送波に順に割り当てることもでき、図３のように、第１シーケンスを偶数番目の副搬送波（ｎ＝０、２、４、…６０）に割り当て、第２シーケンスを奇数番目の副搬送波（ｎ＝１、３、５、…６１）に割り当てることもできる。
シーケンスの長さは、２次同期チャンネルに割り当てられた副搬送波の個数の半分である。即ち、シーケンスの要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の個数は、２次同期チャンネルに割り当てられた副搬送波の個数の半分まで生成することができる。例えば、２次同期チャンネルに割り当てられた副搬送波の個数が６２個である場合、シーケンスの長さは３１であり、シーケンスの要素を３１個まで発生することができる。
従って、１つの２次同期チャンネルに２個のシーケンスが割り当てられ、全部で９６１（＝３１×３１）個の２次同期信号を生成することができる。しかし、２次同期チャンネルが含むべき情報は、セルグループ情報及びフレーム境界情報であるので、２次同期信号は１７０個又は３４０個（＝１７０×２）が必要である。このように、９６１個は、１７０個や３４０個に比べて充分に大きい値である。
次に、本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム生成装置について図４を参照して説明する。図４は本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム生成装置のブロック図である。
図４に示すように、本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム生成装置は、シーケンス生成部４１０、同期信号生成部４２０、周波数マッピング部４３０及びＯＦＤＭ送信部４４０を有する。
シーケンス生成部４１０は、時間及び周波数同期取得用シーケンス、セル識別シーケンス、複数のショートシーケンス、隣接セル干渉減少用スクランブリングシーケンスをそれぞれ生成して、同期信号生成部４２０に伝送する。
同期信号生成部４２０は、シーケンス生成部４１０から受信したシーケンスを利用して１次同期信号、２次同期信号及びパイロットパターンを生成する。
同期信号生成部４２０は、時間及び周波数同期取得用シーケンス、セル識別シーケンスを利用して１次同期信号を生成する。さらに、同期信号生成部４２０は、複数のショートシーケンス、隣接セル干渉減少用スクランブリングシーケンスを利用して、２次同期信号を生成する。
また、同期信号生成部４２０は、セルラーシステムの共通パイロットシンボル及びデータシンボルのエンコーディングのために、各セル別に割り当てられる固有のスクランブリングシーケンスをパイロットチャンネルに割り当ててダウンリンク信号のパイロットパターンを生成する。
周波数マッピング部４３０は、同期信号生成部４２０により生成された１次同期信号、２次同期信号及びパイロットパターンと、外部から伝送されたフレーム制御情報及び伝送トラフィックデータを時間及び周波数領域にマッピングして、ダウンリンクフレームを生成する。
ＯＦＤＭ送信部４４０は、周波数マッピング部４３０からダウンリンクフレームを受信し、送信アンテナを介して送信する。
次に、本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム生成方法について図５〜図８を参照して説明する。図５は本発明の実施形態によるダウンリンクフレーム生成方法のフローチャートである。
図５に示すように、シーケンス生成部４１０は、複数のショートシーケンス、複数の隣接セル干渉減少用スクランブリングシーケンスを生成して、同期信号生成部４２０に伝送する（Ｓ５１０）。
同期信号生成部４２０は、シーケンス生成部４１０から受信したショートシーケンス及び複数の隣接セル干渉減少用スクランブリングシーケンスを利用して２次同期信号を生成する（Ｓ５２０）。本発明の実施形態では、１つのフレームが２つの２次同期チャンネルを含む場合について説明したが、これに限定されるわけではない。
本発明の実施形態による３つの２次同期信号生成方法について図６〜図８を参照して説明する。図６は本発明の実施形態による２次同期信号を生成する第１方法を示す図であり、図７は本発明の実施形態による２次同期信号を生成する第２方法を示す図であり、図８は本発明の実施形態による２次同期信号を生成する第３方法を示す図である。
ショートシーケンス（ｗｎ）は、セルグループ情報を示す２進シーケンス（ｂｉｎａｒｙ ｃｏｄｅ）である。即ち、ショートシーケンス（ｗｎ）は、セルグループ番号及びフレーム同期に対して割り当てられた２進シーケンスとして、長さは２次同期チャンネルに割り当てられた副搬送波の個数の半分である。本発明の実施形態では、２次同期チャンネルシンボルに割り当てられた副搬送波の個数が６２個である場合について説明したが、これに限定されるわけではない。よって、本発明の実施形態では、ショートシーケンスの長さは３１である。
第１ショートシーケンス（ｗ０）は、第１番目の２次同期チャンネルの偶数番目副搬送波に割り当てられるシーケンスであって、式１で表される。
Figure 0005140728
ここで、ｋは同期チャンネル用として使用される偶数番目副搬送波のインデックスを意味する。
第２ショートシーケンス（ｗ１）は、第１番目（ｓｌｏｔ０）２次同期チャンネルの奇数番目副搬送波に割り当てられるシーケンスであって、式２で表される。
Figure 0005140728
ここで、ｍは同期チャンネル用として使用される奇数番目副搬送波のインデックスを意味する。
第３ショートシーケンス（ｗ２）は、第２番目の２次同期チャンネルの偶数番目副搬送波に割り当てられるシーケンスであって、式３で表される。
Figure 0005140728
第４ショートシーケンス（ｗ３）は、第２番目の２次同期チャンネルの奇数番目副搬送波に割り当てられるシーケンスであって、式４で表される。
Figure 0005140728
ｗ０、ｗ１、ｗ２、ｗ３は互いに異なるシーケンスであることもでき、ｗ０＝ｗ３、ｗ１＝ｗ２であることもでき、ｗ０＝ｗ２、ｗ１＝ｗ３であることもできる。ｗ０＝ｗ３、ｗ１＝ｗ２である場合、第１番目の２次同期チャンネルに割り当てられたショートシーケンスでのみ第２番目の２次同期チャンネルのショートシーケンスを割り当てることができ、移動局は、第１番目の２次同期チャンネルに割り当てられた１７０個のショートシーケンスのみメモリすればよいので、複雑度（ｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ）を低減することができる。
２次同期信号を生成する第１方法は、図６のように第１ショートシーケンスを第１番目の２次同期チャンネルの偶数番目副搬送波に割り当て、第２ショートシーケンスを第１番目の２次同期チャンネルの奇数番目副搬送波に割り当てる。そして、第３ショートシーケンスを第２番目の２次同期チャンネルの偶数番目副搬送波に割り当て、第４ショートシーケンスを第２番目の２次同期チャンネルの奇数番目副搬送波に割り当てる。
２次同期信号を生成する第１方法によれば、２次同期信号は長さが３１である２つのショートシーケンスの組み合わせにより構築されるので、２次同期信号は９６１個になり、必要とする１７０個又は３４０個に比べて充分に大きい値である。
２次同期信号を生成する第２方法は、図７のように、式５により決定される第１シーケンスを第１番目（ｓｌｏｔ０）２次同期チャンネルの偶数番目副搬送波に割り当て、式６により決定される第２シーケンスを第１番目（ｓｌｏｔ０）２次同期チャンネルの奇数番目副搬送波に割り当てる。そして、式７により決定される第３シーケンスを第２番目（ｓｌｏｔ１０）２次同期チャンネルの偶数番目副搬送波に割り当て、式８により決定される第４シーケンスを第２番目（ｓｌｏｔ１０）２次同期チャンネルの奇数番目副搬送波に割り当てる。
第１ショートシーケンス（ｗ０）をスクランブルするスクランブリングシーケンス（Ｐj、0、1）は、Ｐj、0、1＝［Ｐj、0、1（０）、Ｐj、0、1（１）、…Ｐj、0、1（ｋ）…Ｐj、0、1（３０）］であり、ｊ（ｊ＝０、１、２）は１次同期チャンネルに割り当てられたセル識別シーケンスの番号である。よって、Ｐj、0、1は１次同期信号により決定される。さらに、Ｐj、0、1は移動局でセルＩＤグループとフレームの境界を知るためにシーケンスをジマッピングするときには既に知られている値である。
式５のように、２次同期信号を生成する第２方法による第１シーケンス（ｃ0）の各要素は、第１ショートシーケンス（ｗ０）の各要素とこれに対応するＰj、0、1の各要素の積である。
Figure 0005140728
ここで、ｋは同期チャンネル用として使用される偶数番目副搬送波のインデックスを意味する。
第２ショートシーケンス（ｗ１）をスクランブルするスクランブリングシーケンスはＰj、1、1とＳw0である。
Ｐj、1、1＝［Ｐj、1、1（０）、Ｐj、1、1（１）、…、Ｐj、1、1（ｍ）、…Ｐj、1、1（３０）］であり、ｊ（ｊ＝０、１、２）は１次同期チャネルに割り当てられたセル識別シーケンスの番号である。よって、Ｐj、1、1は１次同期信号により決定される。そして、Ｐj、1、1はＰj、0、1と同一であることも、異なることもできる。Ｐj、1、1とＰj、0、1が異なる場合は、干渉を抑えることができる。
そしてＰj、1、1は、移動局でセルＩＤグループとフレームの境界を知るためにシーケンスをジマッピングするときには既に知られている値である。
そして、Ｓw0＝［Ｓw0（０）、Ｓw0（１）、…、Ｓw0（ｍ）、…、Ｓw0（３０）］であり、Ｓw0は第１ショートシーケンス（ｗ０）により決定される。
このとき、ショートシーケンスをグループ化して、第１ショートシーケンスが属したショートシーケンスグループによりＳw0を決定することができる。
例えば、本発明の実施形態では、ショートシーケンスの長さは３１で３１個のショートシーケンスがある。従って、０〜７番ショートシーケンスをグループ０、８〜１５番ショートシーケンスをグループ１、１６〜２３番ショートシーケンスをグループ２、２４〜３０番ショートシーケンスをグループ３と設定し、各グループにスクランブリング符号をマッピングして、第１ショートシーケンスが属したグループにマッピングされたスクランブリング符号をＳw0として決定する。
そして、ショートシーケンスの番号を８で除した際の余りが同値となるショートシーケンス同士を束ねて、３１個のショートシーケンスを８個のグループに分類することもできる。即ち、ショートシーケンスの番号を８で除した際の余りが０のショートシーケンスをグループ０、８で除した際の余りが１のショートシーケンスをグループ１、８で除した際の余りが２のショートシーケンスをグループ２、８で除した際の余りが３のショートシーケンスをグループ３、８で除した際の余りが４のショートシーケンスをグループ４、８で除した際の余りが５のショートシーケンスをグループ５、８で除した際の余りが６のショートシーケンスをグループ６、８で除した際の余りが７のショートシーケンスをグループ７と設定し、各グループにスクランブリング符号をマッピングして、第１ショートシーケンスが属したグループにマッピングされたスクランブリング符号をＳw0として決定する。
式６のように、２次同期信号を生成する第２方法による第２シーケンス（ｃ1）の各要素は、第２ショートシーケンス（ｗ１）の各要素と、これに対応するＰj、1、1とＳw0の各要素の積である。
Figure 0005140728
ここで、ｍは同期チャンネル用として使用される奇数番目副搬送波のインデックスである。
第３ショートシーケンス（ｗ２）をスクランブルするスクランブリングシーケンス（Ｐj、0、2）はＰj、0、2＝［Ｐj、0、2（０）、Ｐj、0、2（１）、…Ｐj、0、2（ｋ）…Ｐj、0、2（３０）］であり、ｊ（ｊ＝０、１、２）は１次同期チャンネルに割り当てられたセル識別シーケンスの番号である。従って、Ｐj、0、2は１次同期信号により決定される。そしてＰj、0、2は、移動局でセルＩＤグループとフレームの境界を知るためにシーケンスをジマッピングするときには既に知られている値である。
式７のように、２次同期信号を生成する第２方法による第３シーケンス（ｃ2）の各要素は、第３ショートシーケンス（ｗ２）の各要素と、これに対応するＰj、0、2の各要素の積である。
Figure 0005140728
ここで、ｋは同期チャンネル用として使用される偶数番目副搬送波のインデックスである。
第４ショートシーケンスをスクランブルするスクランブリングシーケンスはＰj、1、2とＳw2である。
Ｐj、1、2＝［Ｐj、1、2（０）、Ｐj、1、2（１）、…、Ｐj、1、2（ｍ）、…Ｐj、1、2（３０）］であり、ｊ（ｊ＝０、１、２）は１次同期チャネルに割り当てられたセル識別シーケンスの番号である。よって、Ｐj、1、2は１次同期信号により決定される。Ｐj、1、2は移動局でセルＩＤグループとフレームの境界を知るためにシーケンスをジマッピングするときには既に知られている値である。
そして、Ｓw2＝［Ｓw2（０）、Ｓw2（１）、Ｓw2（ｍ）、…Ｓw2（３０）］であり、Ｓw2は第３ショートシーケンス（ｗ２）により決定される。
このとき、ショートシーケンスをグループ化して、第３ショートシーケンスが属したショートシーケンスグループによりＳw2を決定することができる。
例えば、本発明の実施形態ではショートシーケンスの長さが３１で、３１個のショートシーケンスがある。従って、０〜７番ショートシーケンスをグループ０、８〜１５番ショートシーケンスをグループ１、１６〜２３番ショートシーケンスをグループ２、２４〜３０番ショートシーケンスをグループ３と設定し、各グループにスクランブリング符号をマッピングして、第３ショートシーケンスが属したグループにマッピングされたスクランブリング符号をＳw2として決定する。
そして、ショートシーケンスの番号を８で除して余りが同値となるショートシーケンスをグループ化して、３１個のショートシーケンスを８個のグループに分類することもできる。即ち、ショートシーケンスの番号を８で除した際の余りが０のショートシーケンスをグループ０、８で除した際の余りが１のショートシーケンスをグループ１、８で除した際の余りが２のショートシーケンスをグループ２、８で除した際の余りが３のショートシーケンスをグループ３、８で除した際の余りが４のショートシーケンスをグループ４、８で除した際の余りが５のショートシーケンスをグループ５、８で除した際の余りが６のショートシーケンスをグループ６、８で除した際の余りが７のショートシーケンスをグループ７と設定して、各グループにスクランブリング符号をマッピングして、第３ショートシーケンスが属したグループにマッピングされたスクランブリング符号をＳw2として決定する。
式８のように、２次同期信号を生成する第２方法による第４シーケンス（ｃ3）の各要素は、第４ショートシーケンスの各要素と、これに対応するＰj、1,2とＳw2の各要素の積である。
Figure 0005140728
ここで、ｍは同期チャンネル用として使用される奇数番目副搬送波のインデックスである。
ここで、Ｐj、0、1＝Ｐj、0、2、Ｐj、1、1＝Ｐj、1、2であり、Ｐj、0、1≠Ｐj、1、1、Ｐj、0、2≠Ｐj、1、2であり、ｗ０≠ｗ１≠ｗ２≠ｗ３又はｗ０＝ｗ３、ｗ１＝ｗ２と設定することができる。この場合は、セルグループ及びフレーム識別情報が第１〜第４ショートシーケンスの組み合わせにマッピングされ、１次同期チャンネルのセル識別シーケンス番号により決定される２次同期チャンネルのスクランブルに対する移動局のジスクランブル仮定の数が３に減少する。
そして、Ｐj、0、1≠Ｐj、0、2、Ｐj、1、1≠Ｐj、1、2であり、Ｐj、0、1≠Ｐj、1、1、Ｐj、0、2≠Ｐj、1、2であり、ｗ０＝ｗ２、ｗ１＝ｗ３と設定することができる。この場合、セルグループ情報が第１ショートシーケンスと第２ショートシーケンスの組み合わせでマッピングされ、フレーム同期情報は１次同期チャネルのセル識別シーケンス番号により決定される２次同期チャネルのスクランブリングシーケンス（Ｐj、0、1、Ｐj、0、2、Ｐj、1、1、Ｐj、1、2）でマッピングされる。これにより、１次同期チャネルのセル識別シーケンス番号により決定される２次同期チャネルのスクランブルに対する移動局のジスクランブル仮定の数は６に増加するが、セルグループ識別シーケンス組み合わせの数が半分に減少し、第１及び第３ショートシーケンスにより決定されるスクランブルに対する移動局のジスクランブル仮定の数も半分に減少する。
２次同期信号を生成する第３方法は、図８のように、式９により決定される第１シーケンスを第１番目２次同期チャネルの偶数番目副搬送波に割り当て、式１０により決定される第２シーケンスを第１番目２次同期チャネルの奇数番目副搬送波に割り当てる。そして、式１１により決定される第３シーケンスを第２番目２次同期チャネルの偶数番目副搬送波に割り当て、式１２により決定される第４シーケンスを第２番目２次同期チャネルの奇数番目副搬送波に割り当てる。
即ち、２次同期信号を生成する第２方法は、１次同期チャネルに割り当てられたセル識別シーケンスにより決定された長さが３１の第１スクランブリングシーケンスで第１ショートシーケンスをスクランブルし、１次同期チャネルに割り当てられたセル識別シーケンスにより決定された長さが３１の第２スクランブリングシーケンスで第２ショートシーケンスをスクランブルする。しかし、２次同期信号を生成する第３方法は、１次同期チャネルに割り当てられたセル識別シーケンスにより決定された長さが６２のスクランブリングシーケンスで第１ショートシーケンスと第２ショートシーケンスをスクランブルする。
Ｐj、1は第１ショートシーケンスと第２ショートシーケンスをスクランブルするスクランブリングシーケンスであり、Ｐj、2は第３ショートシーケンスと第４ショートシーケンスをスクランブルするスクランブリングシーケンスであって、Ｐj、1＝［Ｐj、1（０）、Ｐj、1（１）、…、Ｐj、1（ｋ）、…、Ｐj、1（６１）]であり、Ｐj、2＝［Ｐj、2（０）、Ｐj、2（１）、…、Ｐj、2（ｋ）、…、Ｐj、2（６１）］である。
ここで、ｊ（ｊ＝０、１、２）は１次同期チャネルに割り当てられたセル識別シーケンスの番号である。従って、Ｐj、1とＰj、2は１次同期チャネルに割り当てられたセル識別シーケンスの番号により決定される。
２次同期信号を生成する第３方法による第１シーケンス（ｃ0）は式９で表され、第２シーケンス（ｃ1）は式１０で表され、第３シーケンス（ｃ2）は式１１で表され、第４シーケンス（ｃ３）は式１２で表される。
Figure 0005140728
Figure 0005140728
Figure 0005140728
Figure 0005140728
式９〜式１２において、ｋは同期チャネル用として使用される偶数番目副搬送波のインデックスを意味し、ｍは同期チャネル用として使用される奇数番目副搬送波のインデックスを意味する。
周波数マッピング部４３０は、同期信号生成部４２０で生成された２次同期信号及び伝送トラフィックデータを時間及び周波数領域にマッピングしてダウンリンクフレームを生成する（Ｓ５３０）。
ＯＦＤＭ送信部４４０は、ダウンリンク信号のフレームが伝達されて、送信アンテナを介して送信する（Ｓ５４０）。
以下、本発明の実施形態により生成されたダウンリンク信号を利用して移動局がセルを探索する方法について図９〜図１１を参照して説明する。
図９は本発明の実施形態によるセル探索装置のブロック図であり、図１０は本発明の第１実施例によるセル探索方法を示すフローチャートであり、図１１は本発明の第２実施例によるセル探索方法を示すフローチャートである。
図９に示すように、本発明の実施形態によるセル探索装置は、受信部７１０、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０、フーリエ変換部７３０、及びセルＩＤ推定部７４０を有する。
まず、本発明の第１実施例によるセル探索方法を図１０を参照して説明する。
図１０に示すように、受信部７１０は基地局から送信されるフレームを受信し、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０は、受信信号を同期チャネルに割り当てられた帯域幅だけフィルタリングした後、フィルタリングされた受信信号を予め知っている複数の１次同期信号の各々と相関させてシンボル同期を取得し、周波数同期を推定して周波数オフセットを補償する（Ｓ８１０）。シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０は、フィルタリングされた受信信号を予め知っている複数の１次同期信号の各々と相関させて、相関値が最も大きな時間をシンボル同期と推定し、相関値が最も大きな１次同期信号の番号をセルＩＤ推定部７４０に伝達する。この場合、周波数オフセット補償は、フーリエ変換後に周波数領域で行うこともできる。
フーリエ変換部７３０は、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０が推定したシンボル同期を基準にして受信信号をフーリエ変換する（Ｓ８２０）。
セルＩＤ推定部７４０は、フーリエ変換された受信信号を予め知っている複数の２次同期信号の各々と相関させて、セルＩＤグループ及びフレーム同期を推定する（Ｓ８３０）。セルＩＤ推定器７４０は、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０から伝達された１次同期信号の番号に対応する１次同期信号により決定されるＰj、0、1、Ｐj、0、2、Ｐj、1、1及びＰj、1、2を式５〜式８に適用して得られる複数の２次同期信号の各々とフーリエ変換された受信信号を相関させて、相関値が最も大きな２次同期信号によりフレーム同期及びセルＩＤグループを推定する。ここで、１フレーム内の同期チャネルシンボルが１つのスロットや１つのＯＦＤＭシンボル内にのみ存在する場合は、シンボル同期自体がフレーム同期となるので別途のフレーム同期を取得する必要がない。
そして、セルＩＤ推定部７４０は、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０から伝達された１次同期信号の番号と推定したセルＩＤグループを利用してセルＩＤを推定する（Ｓ８４０）。ここで、セルＩＤ推定部７４０は予め知っている１次同期信号番号及びセルＩＤグループとセルＩＤのマッピング関係を参照してセルＩＤ推定する。
推定されたセルＩＤ情報は、パイロットシンボル区間に含まれているスクランブリングシーケンス情報により検証することができる。
次に、本発明の第２実施例によるセル探索方法を図１１を参照して説明する。
図１１に示すように、受信部７１０は、基地局から送信されるフレームを受信し、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０は、受信信号を同期チャネルに割り当てられた帯域幅だけフィルタリングした後、フィルタリングされた受信信号を予め知っている複数の１次同期信号の各々と相関させてシンボル同期を取得し、周波数同期を推定して、周波数オフセットを補償する（Ｓ９１０）。シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０は、フィルタリングされた受信信号を予め知っている複数の１次同期信号の各々と相関させて、相関値が最も大きな時間をシンボル同期と推定し、予め知っている複数の１次同期信号の各々とフィルタリングされた受信信号を相関させた複数の相関値をセルＩＤ推定部７４０に伝達する。ここで、周波数オフセット補償は、フーリエ変換後に周波数領域で行うこともできる。
フーリエ変換部７３０は、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０が推定したシンボル同期を基準にして受信信号をフーリエ変換する（Ｓ９２０）。
セルＩＤ推定部７４０は、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０から伝達された複数の相関値とフーリエ変換された受信信号と予め知っている複数の２次同期信号の各々との相関値を利用してセルＩＤを推定する（Ｓ９３０）。セルＩＤ推定部７４０は予め知っている複数の１次同期信号の各々に対し、該当１次同期信号により決定されるＰj、0、1、Ｐj、0、2、Ｐj、1、1及びＰj、1、2を式５〜式８に適用して得られる複数の２次同期信号の各々とフーリエ変換された受信信号を相関させて相関値が最も大きな２次同期信号を検索する。
そして、セルＩＤ推定部７４０は、複数の１次同期信号の各々に対し、シンボル同期推定及び周波数オフセット補償部７２０から伝達された該当１次同期信号の相関値と該当１次同期信号により決定されるＰj、0、1、Ｐj、0、2、Ｐj、1、1及びＰj、1、2を式５〜式８に適用して得られる複数の２次同期信号のうちフーリエ変換された受信信号との相関値が最も大きな２次同期信号の相関値を結合する。
セルＩＤ推定部７４０は、１次同期信号の相関値と２次同期信号の相関値を結合した値が最も大きな２次同期信号によりフレーム同期及びセルＩＤグループを推定する。そして、セルＩＤ推定部７４０は、１次同期信号の相関値と２次同期信号の相関値を結合した値が最も大きな１次同期信号と推定したセルＩＤグループを利用してセルＩＤを推定する。ここで、セルＩＤ推定部７４０は予め知っている１次同期信号番号及びセルＩＤグループとセルＩＤのマッピング関係を参照してセルＩＤ推定する。
本発明の実施例は、上記のような装置及び/又は方法によってのみ実現できるわけではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するためのプログラムとそのプログラムが記録された記録媒体等によって実現することができる。また、上記の実施例の説明に基づいて本発明が属する技術分野における当業者は容易に実現することができる。
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は上記の実施例には限定されない。特許請求の範囲で定義されている本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良も本発明の技術的範囲に属する。

Claims (7)

  1. 無線通信システムにおける第１同期信号及び第２同期信号を含むダウンリンクフレーム生成方法において、
    セルグループ情報を示す第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンスを生成する段階と、
    前記第１同期信号により決定される第１スクランブリングシーケンス及び第２スクランブリングシーケンスを生成する段階と、
    前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定される第３スクランブリングシーケンス及び前記第２ショートシーケンスが属したグループにより決定される第４スクランブリングシーケンスを生成する段階と、
    前記第１ショートシーケンスは前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第２ショートシーケンスは前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングする段階と、
    前記第２ショートシーケンスは前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第１ショートシーケンスは前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングする段階と、
    前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンス、前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンス、前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンス、前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスを含む第２同期信号を周波数領域にマッピングする段階であって、前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスと前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスを複数個の副搬送波に交互に配置して、１つの第２同期信号を生成すること、および前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスと前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスを複数の副搬送波に交互に配置して、もう１つの第２同期信号を生成すること、をさらに含む、段階と、
    を含むダウンリンクフレーム生成方法。
  2. 無線通信システムにおける第１同期信号及び第２同期信号を含むダウンリンクフレーム生成装置において、
    セルグループ情報を示す第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンス、前記第１同期信号により決定される第１スクランブリングシーケンス及び第２スクランブリングシーケンス、前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定される第３スクランブリングシーケンス、前記第２ショートシーケンスが属したグループにより決定される第４スクランブリングシーケンスを生成するシーケンス生成部と、
    前記第１ショートシーケンスは前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングし、前記第２ショートシーケンスは前記第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングした後、前記スクランブリングされた第１ショートシーケンス及び第２ショートシーケンスを含む第２同期信号を生成する同期信号生成部であって、前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスと前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスを複数の副搬送波に交互に配置して、もう１つの第２同期信号をさらに生成する、同期信号生成部と、
    前記スクランブリングされた第１ショートシーケンスと第２ショートシーケンスを複数の副搬送波に交互に配置する周波数マッピング部と
    を有するダウンリンクフレーム生成装置。
  3. 前記第１スクランブリングシーケンスと前記第２スクランブリングシーケンスは互いに異なる請求項２に記載のダウンリンクフレーム生成装置。
  4. 無線通信システムにおける移動局のセル探索方法において、
    第１同期信号及び第２同期信号を含むダウンリンクフレームを受信する段階と、
    前記第１同期信号及び第２同期信号を利用してセルを識別する段階を含み、
    前記ダウンリンクフレームは第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスと、第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスが複数個の副搬送波に交互に配置されており、
    前記第１ショートシーケンス及び前記第２ショートシーケンスはセルグループ情報を示し、
    前記第１スクランブリングシーケンス及び前記第２スクランブリングシーケンスは前記第１同期信号により決定され、前記第３スクランブリングシーケンスは前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定され、
    前記ダウンリンクフレームはもう１つの第２同期信号をさらに含み、前記もう１つの第２同期信号は、前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスと、前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスが複数の副搬送波に交互に配置され、
    前記第４スクランブリングシーケンスは、前記第２ショートシーケンスが属したグループにより決定される、セル探索方法。
  5. 前記第１スクランブリングシーケンスと前記第２スクランブリングシーケンスは互いに異なる請求項４に記載のセル探索方法。
  6. 無線通信システムにおける移動局のセル探索装置において、
    第１同期信号及び第２同期信号を含むダウンリンクフレームを受信する受信部と、
    前記第１同期信号及び第２同期信号を利用して前記セルグループ内の前記セルを識別するセルＩＤ推定部を含み、
    前記ダウンリンクフレームは、第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスと、第２スクランブリングシーケンス及び第３スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスが複数個の副搬送波に交互に配置されており、
    前記第１ショートシーケンス及び前記第２ショートシーケンスはセルグループ情報を示し、
    前記第１スクランブリングシーケンス及び前記第２スクランブリングシーケンスは前記第１同期信号により決定され、前記第３スクランブリングシーケンスは前記第１ショートシーケンスが属したグループ-前記無線通信システムは複数のショートシーケンスを使用し、前記複数のショートシーケンスは複数のグループに分けられている-により決定され、
    前記ダウンリンクフレームはもう１つの第２同期信号をさらに含み、前記もう１つの第２同期信号は、前記第１スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第２ショートシーケンスと、前記第２スクランブリングシーケンス及び第４スクランブリングシーケンスでスクランブリングされた第１ショートシーケンスが複数の副搬送波に交互に配置され、
    前記第４スクランブリングシーケンスは、前記第２ショートシーケンスが属したグループにより決定される、セル探索装置。
  7. 前記第１スクランブリングシーケンスと前記第２スクランブリングシーケンスは互いに異なる請求項６に記載のセル探索装置。
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