JP5250335B2 - ランダムアクセス信号検出機能を備えた無線通信装置、及び無線通信システム並びにランダムアクセス信号検出方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明の実施の形態を説明するにあたって、本発明で想定する端末から基地局への上りリンクのシステム構成について説明する。図1は、本発明で想定するフェムトセルにおける上りリンク及び下りリンクのイメージ図である。フェムトセルは、出力20mW程度で半径数十メートル程度の小さい範囲の通話エリアを持つ。基地局100に対して、同時接続可能な端末2(A,B,C)の数は4程度である。基地局100は、信号送受信制御の機能を備えたベースバンド部(BB)101、受信系(A/D変換部102、RFフロントエンド部103、及び、同期をとるためのクロック信号の発生源であるSCG104やCLK105)を有している。さらに、送信系としてA/D変換機能を含む送信信号生成部107、送信受信を切り替えるための送信受信切り替スイッチ108、及びアンテナ109を備えている。ベースバンド部101は、送信系及び受信系のそれぞれの一部を構成するものであり、送受信信号の生成、処理に関する各種機能に加えて、端末2等から受信した信号に含まれるランダムアクセス信号の有無を検出するためのランダムアクセス信号検出機能110を備えている。
送信信号である時間領域のデータに対して送信フーリエ変換部31で離散フーリエ変換DFT(Discrete Fourier Transform)により周波数領域の信号に変換した後、サブキャリアマッピング部32に入力する。ここで、システム帯域において、割当てられているサブキャリアにこの周波数信号をマッピングし、割当てられていないサブキャリアにゼロ信号を挿入する。その出力を、送信逆フーリエ変換部33に入力する。送信逆フーリエ変換部33でこの入力した周波数領域の信号を逆高速フーリエ変換IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)により時間領域信号に変換し、その出力の先頭にサイクリックプリフィックスCPを挿入し、送信シンボルSC-FDMAを作成する。連続に出力した複数の送信シンボルが1つの送信サブフレームになる。送信サブフレームはA/D変換機能によりA/D変換され、1つの送信時間間隔の中でアンテナから送信される。
以上の記述の中では、完全な理解を提供するために、上りリンクがSC-FDMA方式を採用する実施形態を説明される。上りリンクが他の周波数分割ベースの方式(例えば、OFDM、OFDMA)を採用するシステムは、図5に示すフォーマットを備えるランダムアクセス信号を生成することができるため、本発明を実行できることは、明確であろう。
本発明は、異なるフェムトセル間での通信にも適用できる。例えば、図10に示すように、2つのフェムトセルが、通信ネットワークを介して、例えばセンタを有する有線のマクロセルを介して相互にアクセス可能に構成されている場合が考えられる。基地局Aを有する1つのフェムトセル内の端末Taと基地局Bを有する他のフェムトセル内の端末Tbとは、図11に示すようにして、通信が確立される。すなわち、各フェムトセル内の通信は、夫々端末が基地局へランダムアクセス信号を送り、基地局が図7に示した方法で、自局宛のランダムアクセス信号を検出する。そして、基地局A、センタ、基地局Bを介して、端末Taと端末Tb間の通信が実現される。
21…受信データ用フーリエ変換部、
22…データ復調処理部、
23…ランダムアクセス帯域電力測定部、
24…ランダムアクセス信号検出判定部、
31…送信フーリエ変換部、
32…サブキャリアマッピング部、
33…送信逆フーリエ変換部、
41…MF(Matched Filter)部、
42…時間領域既知系列保存部、
43…判定部、
51…ランダムアクセス信号用フーリエ変換部、
52…周波数領域既知系列保存部、
53…乗算部、
54…ランダムアクセス信号用逆フーリエ変換部、
100…基地局、
101…ベースバンド部、
102…A/D変換部、
103…RFフロントエンド部、
104…SCG、
105…CLK、
107…送信信号生成部、
108…送信受信切り替スイッチ、
109…アンテナ、
110…ランダムアクセス信号検出機能。
Claims (11)
- 受信系及び送信系を備えてなり、
前記受信系は、全ての受信信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換するフーリエ変換部と、
該フーリエ変換された前記周波数領域信号から前記受信信号を復調する復調処理部と、
該フーリエ変換された前記周波数領域信号の中のランダムアクセス信号の周波数領域の信号を監視し、1つの送信時間間隔における該周波数領域の信号の変化パターンにより、前記ランダムアクセス信号の到来を検出するランダムアクセス検出機能とを備え、
前記受信信号は、情報を伝送するためのデータ信号と、端末が送信要求を基地局に通知するために送信する前記ランダムアクセス信号とを含み、
前記ランダムアクセス検出機能は、前記ランダムアクセス信号のフォーマットと前記データ信号のフォーマットの差を電力の変化パターンとして抽出し、前記ランダムアクセス信号を検出する
ことを特徴とする無線通信装置。 - 請求項1において、
前記フーリエ変換部はデータ信号用のフーリエ変換部であり、
前記ランダムアクセス検出機能は、前記受信信号を前記データ信号用のフーリエ変換部により周波数領域信号に変換された信号について、前記ランダムアクセス信号の使用帯域の電力を監視し、前記1つの送信時間間隔の中の前記電力の変化パターンを利用して、前記ランダムアクセス信号の到来の有無を検出する
ことを特徴とする無線通信装置。 - 請求項2において、
前記受信信号は周波数分割ベースの方式(例えば、シングルキャリアFDMA、OFDM、OFDMA)の信号であり、
前記ランダムアクセス検出機能は、
前記1つの送信時間間隔を14等分したサブ送信時間間隔毎の比較において、前記ランダムアクセス信号をフーリエ変換して得られる前記フォーマットの最後のサブ送信時間間隔の出力が低である場合、前記ランダムアクセス信号が到来していると判定する
ことを特徴とする無線通信装置。 - 請求項3において、
前記ランダムアクセス信号はフェムトセル内で送受される信号である
ことを特徴とする無線通信装置。 - 基地局と複数の端末とを備えてなり、
前記各端末から前記基地局への上りリンクの通信が周波数分割ベースの方式で行われる無線通信システムであって、
前記基地局は、受信系及び送信系を備え、
前記受信系は、全ての受信信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換する機能と、
前記周波数領域信号の1つの送信時間間隔の時間長における、前記周波数分割ベースの方式で規定されたデータ信号のサブフレームのフォーマットとランダムアクセス信号のフォーマットの差に基づいて、前記ランダムアクセス信号の到来の有無を検出するランダムアクセス検出機能を有する
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項5において、
前記受信系は、全ての受信信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換するフーリエ変換部と、
該フーリエ変換された周波数領域信号から前記受信信号を復調する復調処理部とを備え、
前記ランダムアクセス検出機能は、前記フーリ変換部でフーリエ変換された周波数領域信号の中のランダムアクセス信号の周波数領域の信号を監視し、前記1つの送信時間間隔の中の該周波数領域の前記ランダムアクセス信号のフォーマットと前記データ信号のフォーマットの差を電力の変化パターンとして抽出し該電力の変化パターンにより、前記ランダムアクセス信号の到来を検出するランダムアクセス検出機能とを備えた
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項5において、
前記基地局と前記複数の端末により1つフェムトセルが構成されている
ことを特徴とする無線通信システム。 - 請求項7において、
複数の前記フェムトセルが通信ネットワークで接続されている
ことを特徴とする無線通信システム。 - 端末がデータ信号を送信する要求を基地局に通知するために送信するランダムアクセス信号を、前記基地局が検出する、無線通信システムにおけるランダムアクセス信号検出方法であって、
前記端末から前記基地局への上りリンクの通信が周波数分割ベースの方式で行われ、
前記基地局の受信系において、
全ての受信信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換し、
前記周波数領域信号の1つの送信時間間隔の時間長における、前記データ信号のサブフレームのフォーマットと前記ランダムアクセス信号のフォーマットの差に基づいて、前記ランダムアクセス信号の到来の有無を検出する
ことを特徴とする無線通信システムにおけるランダムアクセス信号検出方法。 - 請求項9において、
前記基地局が受信した信号を全てデータ信号用のフーリエ変換部により周波数領域信号に変換し、該周波数領域信号により前記ランダムアクセス信号が使う帯域の電力を監視し、
1つの送信時間間隔の中、前記ランダムアクセス信号のフォーマットと前記データ信号のフォーマットの差を電力の変化パターンとして抽出し該電力の変化パターンにより、前記ランダムアクセス信号が到来しているかどうかを判断する
ことを特徴とする無線通信システムにおけるランダムアクセス信号検出方法。 - 請求項9において、
前記端末は前記基地局との間でフェムトセルを構成するものであり、
前記端末から前記基地局への上りリンクの通信が周波数分割ベースの方式で行われる
ことを特徴とする無線通信システムにおけるランダムアクセス信号検出方法。
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