JPWO2006068023A1 - 無線通信方法、通信端末装置及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

ＯＦＤＭ信号の周波数帯域毎に伝搬路特性が異なる環境下でも、その全周波数帯域についての誤り率を低下させて、通信速度を改善する通信端末装置等を開示する。この装置では、接続先決定部（２２１）は、相関値算出部（２１３−１、２１３−２、２１３−３）から入力されてくるセルＡ〜Ｄそれぞれについてのサブバンド毎の相関値を比較して、各サブバンドにおいて最高の相関値となったサブバンドＩＤを特定する。そして、特定したサブバンドＩＤに対応する基地局装置（１００）をそのサブバンドでの接続先と決定し、決定したサブバンド毎の基地局装置（１００）をアクセス要求信号生成部（２２２）と受信データ生成部（２３１）とにそれぞれ通知する。

Description

本発明は、直交周波数（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）方式で複数の基地局装置と同時に無線通信を行う通信端末装置等に関する。

従来、ＯＦＤＭ方式を適用した通信端末装置が、複数の基地局装置から共通パイロットチャネル（Ｃｏｍｍｏｎ ＰＩｌｏｔ ＣＨａｎｎｅｌ：ＣＰＩＣＨ）で送信されてくる共通パイロット信号を受信し、受信したそれらの共通パイロット信号を用いて、前記複数の基地局装置の中から接続する基地局装置を決定する方法が提案されている（例えば非特許文献１参照）。

非特許文献１に記載された方法では、各基地局装置にそれぞれ固有の符号系列が割り当てられており、各基地局装置が、割り当てられた符号系列をＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号における全周波数帯域に渡って配置して共通パイロット信号を生成し、生成した共通パイロット信号をＣＰＩＣＨで携帯電話等の通信端末装置に送信する。そして、通信端末装置は、複数の基地局装置から送信されてくるこれらの共通パイロット信号を受信すると、これらの共通パイロット信号と各基地局装置に割り当てられた符号系列との相関値をそれぞれ算出し、それらの算出値の中から相関値が最大となった共通パイロット信号を送信した基地局装置を接続先として決定する。通信端末装置は、決定した基地局装置に対してランダムアクセスチャネル（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ＣＨａｎｎｅｌ：ＲＡＣＨ）でアクセス要求信号を送信し、ＯＦＤＭ方式での無線通信を開始する。

即ち、非特許文献１に記載された方法では、通信端末装置が、全周波数帯域に渡る合計受信電力が最大である共通パイロット信号を送信した基地局装置を選択して、選択した１つの基地局装置とのみ無線通信を行う。そして、非特許文献１に記載の方法によれば、通信端末装置は、その相関値が最大となった共通パイロット信号を送信した基地局装置を選択して通信を開始することにより、送受信信号の誤り率を低下させて通信速度を改善することができる。
丹野元博、新博行、樋口健一、佐和橋衛，「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」，信学技報，２００２年７月，ＲＣＳ２００２−１３５

しかしながら、非特許文献１に記載の方法では、通信端末装置が１つの基地局装置と通信することを前提としているため、たとえ全周波数帯域に渡る合計受信電力が最高の共通パイロット信号を送信した基地局装置と通信する場合でも、周波数帯域毎に見ればその受信電力にばらつきが生じていることから、受信電力の低い周波数帯域については、送受信信号の誤り率が却って高くなる問題がある。

本発明の目的は、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域毎に伝搬路特性が異なる環境下でも、その全周波数帯域についての誤り率を低下させて、通信速度を改善する通信端末装置等を提供することである。

本発明に係る無線通信方法は、通信端末装置が複数の基地局装置から同時にＯＦＤＭ信号を受信する方法であって、通信端末装置が各基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信ステップと、通信端末装置が受信した各パイロット信号の受信品質をサブバンド毎に測定する測定ステップと、通信端末装置が、サブバンド毎に前記受信品質の測定結果が最良のパイロット信号を送信した基地局装置を決定する決定ステップと、通信端末装置が、サブバンド毎に決定した基地局装置に対して、決定に係るサブバンドでの通信開始を要求するアクセス要求信号を送信するアクセス要求ステップと、を具備するようにした。

本発明によれば、ＯＦＤＭ方式による無線通信システムにおいて、通信端末装置が、複数の基地局装置から送信されてくるパイロット信号の受信品質をサブバンド毎に測定し、その測定結果に応じて、サブバンド毎に受信品質が最良のパイロット信号を送信した基地局装置をそのサブバンドにおける接続先として決定するため、サブバンド毎に伝搬路状態が最良の基地局装置からＯＦＤＭ信号が送信されてくることになるので、ＯＦＤＭ信号の全周波数帯域における誤り率を低下させることができる。その結果、本発明によれば、この通信端末装置と複数の基地局装置とを含む無線通信システムにおけるスループットを効果的に改善することができる。

本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるセルＡのパイロット信号の構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるセルＡのＯＦＤＭ信号のフレーム構成を示す図 本発明の実施の形態１に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る通信端末装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る無線通信方法を説明するフロー図 本発明の実施の形態１におけるＦＦＴタイミングの一例を示す図 本発明の実施の形態１におけるパイロット信号のサブキャリア毎の受信品質の一例を示す図 本発明の実施の形態２におけるセルＡのパイロット信号の構成を示す図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る通信端末装置の主要な構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る無線通信方法を説明するフロー図 本発明の実施の形態２の変形例におけるＯＦＤＭ信号のフレーム構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図を参照しつつ詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＯＦＣＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数・符号分割多重）／ＦＤＤ（Ｐｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割双方向伝送方式）方式による無線通信システムの構成を示す模式図である。本実施の形態に係る無線通信システムは、基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−Ｃと、通信端末装置２００と、を具備する。また、図１に示すように、通信端末装置２００は、基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−Ｃからの距離がそれぞれ異なる地点に位置する。なお、基地局装置１００−Ａは「セルＡ」の基地局であり、同様に基地局装置１００−Ｂは「セルＢ」の基地局であり、基地局装置１００−Ｃは「セルＣ」の基地局である。

図２に、本実施の形態において基地局装置１００−ＡからＣＰＩＣＨで送信されるセルＡのパイロット信号の構成を示す。図２に示すように、本実施の形態では、パイロット信号は、１６のサブキャリアからなるＯＦＤＭ信号の１シンボルとして送信される。また、パイロット信号における隣接する４つのサブキャリアで１つのサブバンドが構成される。また、本実施の形態では、１つのパイロット信号におけるサブバンド１〜４に同一の直交符号系列が割り当てられる。具体的には、セルＡのパイロット信号は、図２に示すように、サブバンド１〜４にそれぞれ同一の直交符号系列「１１−１−１」が割り当てられた構成からなる。

なお、本実施の形態では、サブバンド１〜４それぞれの直交符号系列を「サブバンドＩＤ」と、またサブバンドＩＤを４回繰り返した構成即ちパイロット信号の構成を「セルＩＤ」と、称する。また、本実施の形態では、パイロット信号を含むＯＦＤＭ信号は、基地局装置１００においてサブキャリア毎にＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式で変調されてＣＰＩＣＨで無線送信されるものとする。

図３に、本実施の形態におけるＯＦＤＭ信号のフレーム構成を示す。本実施の形態では、図３に示すように、ＯＦＤＭ信号はパイロット信号とデータ信号とが時間多重された構成からなり、その１フレームは４シンボルのデータ信号の前後にパイロット信号を１シンボルずつ配置した１単位が２回繰り返された構成である。

ここで、下記「表１」に、本実施の形態におけるセルＡ、セルＢ、セルＣ及び図示しないセルＤについてのサブバンドＩＤとセルＩＤとをそれぞれ示す。なお、本実施の形態では、サブバンドＩＤは、ウオルシュ・アダマール符号で構成されるものとし、４ビットの直交符号系列であるから４種存在することになる。なお、セルＢ〜Ｄについてのフレーム構成は、図３と同様である。

図４は、本実施の形態における基地局装置１００の主要な構成を示すブロック図である。基地局装置１００は、データ生成部１０１、変調部１０２、１０４、パイロット生成部１０３、割当部１０５、ＩＦＦＴ（ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：逆高速フーリエ変換）部１０６、ＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ：ガードインターバル）部１０７、送信ＲＦ部１０８及びアンテナ素子１０９を具備する。なお、基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−Ｃはいずれも同一の構成を有するため、これらを総括して基地局装置１００と表記する。

データ生成部１０１は、音声データや画像データ等の送信データを生成し、生成した送信データを変調部１０２に入力する。

変調部１０２は、データ生成部１０１から入力されてくる送信データをＢＰＳＫ方式で変調し、変調後の送信データを割当部１０５に入力する。

パイロット生成部１０３は、自装置に割り当てられた固有のセルＩＤで構成されるパイロット信号を生成し、生成したパイロット信号を変調部１０４に入力する。

変調部１０４は、パイロット生成部１０３から入力されてくるパイロット信号をＢＰＳＫ方式で変調し、変調後のパイロット信号を割当部１０５に入力する。

割当部１０５は、シリアル／パラレル変換器等を含んで構成され、変調部１０２から入力されてくる送信データと、変調部１０４から送信されてくるパイロット信号と、をそれぞれパラレル信号に変換した後に、それらのパラレル信号を図３に示すフレーム構成となるように時間分割多重する。そして、割当部１０５は、時間多重後のパラレル信号をＩＦＦＴ部１０６に入力する。

ＩＦＦＴ部１０６は、割当部１０５から入力されてくるパラレル信号にＩＦＦＴ処理を施し、ＩＦＦＴ処理されたパラレル信号をシリアル信号に変換することによってＯＦＤＭ信号を生成し、生成したＯＦＤＭ信号をＧＩ部１０７に入力する。

ＧＩ部１０７は、ＩＦＦＴ部１０６から入力されてくるＯＦＤＭ信号にガードインターバルを挿入し、ガードインターバル挿入後のＯＦＤＭ信号を送信ＲＦ部１０８に入力する。

送信ＲＦ部１０８は、周波数変換器や低雑音アンプ等を具備し、ＧＩ部１０７から入力されてくるＯＦＤＭ信号に所定の送信処理を施し、送信処理後のＯＦＤＭ信号をアンテナ素子１０９を介して通信端末装置２００に向けて無線送信する。なお、本実施の形態では、基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−ＣそれぞれからＯＦＤＭ信号が同一出力で送信されるものとする。

図５は、本実施の形態に係る通信端末装置２００の主要な構成を示すブロック図である。通信端末装置２００は、アンテナ素子２０１、受信ＲＦ部２０２、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）タイミングサーチ部２０３、チャネル判定部２１０−１、２１０−２、２１０−３、接続先決定部２２１、アクセス要求信号生成部２２２、送信ＲＦ部２２３及び受信データ生成部２３１を具備する。

また、チャネル判定部２１０−１、２１０−２、２１０−３はそれぞれ、ＦＦＴ部２１１、フレームタイミングサーチ部２１２及び相関値算出部２１３を具備する。なお、本実施の形態では、チャネル判定部２１０−１、２１０−２、２１０−３について、並びにこれらの具備する各構成要素について、その機能や動作を総括的に説明する場合には、枝番号を省略する。

受信ＲＦ部２０２は、基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−Ｃから無線送信されてくるＯＦＤＭ信号をアンテナ素子２０１を介してそれぞれ受信し、受信したこれら３つのＯＦＤＭ信号に対して所定の受信処理を施した後に、受信処理後の３つのＯＦＤＭ信号をＦＦＴタイミングサーチ部２０３、ＦＦＴ部２１１及び受信データ生成部２３１にそれぞれ入力する。

ＦＦＴタイミングサーチ部２０３は、受信ＲＦ部２０２から入力されてくる３つのＯＦＤＭ信号について、各ＯＦＤＭ信号に挿入されているガードインターバルを利用してＦＦＴ処理を開始するタイミング即ちＦＦＴタイミングを探索する。

具体的には、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３は、受信ＲＦ部２０２から入力されてくるＯＦＤＭ信号を１フレーム遅延させる遅延器を有しており、この遅延器からの出力と受信ＲＦ部２０２から入力されてくるＯＦＤＭ信号との相関値を監視して、その相関値にピークが現れるタイミングをＦＦＴタイミングであると判定する。

ここで、本実施の形態では、通信端末装置２００は基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−Ｃと同時通信を行うため、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３は、１フレームにおいて相関値のピークの上位３つのタイミングをＦＦＴタイミングであると判定する。そして、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３は、その判定結果について、相関値が最大のＦＦＴタイミング＃１をＦＦＴ部２１１−１に通知し、同様に相関値の大きさが第２位のＦＦＴタイミング＃２をＦＦＴ部２１１−２に、相関値の大きさが第３位のＦＦＴタイミング＃３をＦＦＴ部２１１−３にそれぞれ通知する。

なお、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３によってＦＦＴタイミング＃１〜＃３が検出されても、検出されたＦＦＴタイミング＃１〜＃３とセルＡ〜Ｃとの個別の対応関係は依然として不明である。

ＦＦＴ部２１１は、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３から通知されるＦＦＴタイミング＃１〜＃３のいずれかに基づいて受信ＲＦ部２０２から入力されてくるＯＦＤＭ信号のガードインターバルを除去した後に、そのＯＦＤＭ信号にＦＦＴ処理を施す。そして、ＦＦＴ部２１１は、ＦＦＴ処理後のＯＦＤＭ信号をフレームタイミングサーチ部２１２と相関値算出部２１３とにそれぞれ入力する。

フレームタイミングサーチ部２１２は、ＯＦＤＭ信号を１シンボル遅延させる遅延器を有しており、この遅延器からの出力とＦＦＴ部２１１から入力されてくるＯＦＤＭ信号との相関値を監視して、その相関値にピークが現れるタイミングをフレームの先頭と判定する。そして、フレームタイミングサーチ部２１２は、その判定結果を相関値算出部２１３と受信データ生成部２３１とにそれぞれ通知する。

なお、本実施の形態では、ＦＦＴ部２１１からフレームタイミングサーチ部２１２に、図３に示すフレーム構成のＯＦＤＭ信号が入力されるため、フレームタイミングサーチ部２１２は、１フレームにおいて相関値のピークを２回検出することになる。そこで、本実施の形態では、フレームタイミングサーチ部２１２は、相関値のピークを２回目に検出したタイミングをフレームの先頭であると判定するように設定される。

相関値算出部２１３は、セルＡ〜ＤのそれぞれのサブバンドＩＤと、ＦＦＴ部２１１から入力されてくるＯＦＤＭ信号におけるパイロット信号（セルＩＤ）と、の相関値をサブバンド毎に算出し、算出したセルＡ〜Ｄそれぞれについての相関値をサブバンド毎に接続先決定部２２１に入力する。なお、相関値算出部２１３は、Ｎシンボル分のパイロット信号の平均値を予め算出して、算出した平均値を用いて相関値を算出する。

接続先決定部２２１は、相関値算出部２１３−１、２１３−２、２１３−３から入力されてくるセルＡ〜Ｄそれぞれについてのサブバンド毎の相関値を比較して、各サブバンドにおいて最高の相関値となったサブバンドＩＤを特定し、特定したサブバンドＩＤに対応する基地局装置１００をそのサブバンドでの接続先と決定し、決定したサブバンド毎の基地局装置１００をアクセス要求信号生成部２２２と受信データ生成部２３１とにそれぞれ通知する。

アクセス要求信号生成部２２２は、接続先決定部２２１からサブバンド毎に通知された基地局装置１００に対してそれぞれ、その通知に係るサブバンドでＯＦＣＤＭ方式による無線通信の開始を要求するアクセス要求信号を生成し、生成したサブバンド毎のアクセス要求信号を送信ＲＦ部２２３に入力する。

送信ＲＦ部２２３は、アクセス要求信号生成部２２２から入力されてくるアクセス要求信号に所定の送信処理を施して、送信処理後のアクセス要求信号をアンテナ素子２０１を介して基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−ＣそれぞれにＲＡＣＨで無線送信する。

受信データ生成部２３１は、フレームタイミングサーチ部２１２から通知される各セルについてのフレームの先頭のタイミングに基づいて、受信ＲＦ部２０２から入力されてくるＯＦＤＭ信号に対してガードインターバルの除去とＦＦＴ処理とを行う。続いて、受信データ生成部２３１は、ＦＦＴ処理後のＯＦＤＭ信号における接続先決定部２２１から通知される基地局装置１００に対応するサブバンドを抽出して受信データを生成する。そして、受信データ生成部２３１は、生成した受信データを図示しない制御部等に入力する。

次いで、本実施の形態に係る通信端末装置２００の動作について、図６〜図８を参照しつつ説明する。

図６は、本実施の形態に係る無線通信方法を説明するフロー図である。

先ず、ステップＳＴ６１０では、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３が、受信したＯＦＤＭ信号と１フレーム遅延させた遅延ＯＦＤＭ信号との相関値を監視して、その相関値のピークの上位３つのタイミングを検出する。ここで、図７に、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３が監視する相関値の時間方向の変化とその相関値のピークの上位３つのタイミングとを示す。

なお、本実施の形態では、図７に示すように、相関値が最大のピークのタイミングをＦＦＴタイミング＃１（○）、相関値の大きさが第２位のピークのタイミングをＦＦＴタイミング＃２（☆）、相関値の大きさが第３位のピークのタイミングをＦＦＴタイミング＃３（□）、とする。また、図７に示すように、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３において相関値に３つのピークが検出されるのは、図１に示すように、通信端末装置２００が基地局装置１００−Ａ、１００−Ｂ、１００−Ｃからの距離が異なる地点に位置するからである。

続いて、ステップＳＴ６２０−１ではフレームタイミングサーチ部２１２−１が、またステップＳＴ６２０−２ではフレームタイミングサーチ部２１２−２が、またステップＳＴ６２０−３ではフレームタイミングサーチ部２１２−３がそれぞれ、対応するＦＦＴ部２１１から入力されてくるＯＦＤＭ信号と１シンボル遅延させた遅延ＯＦＤＭ信号との相関値を監視して、各セルについてのフレームの先頭のタイミングを検出する。なお、本実施の形態では、図３に示すように同一のパイロット信号が２シンボル連続して送信され、かつ、データ信号同士又はパイロット信号とデータ信号との相関は低いことから、フレームタイミングサーチ部２１２は、フレームの先頭のタイミングを精度良く検出することができる。

続いて、ステップＳＴ６３０−１では相関値算出部２１３−１が、またステップＳＴ６３０−２では相関値算出部２１３−２が、またステップＳＴ６３０−３では相関値算出部２１３−３がそれぞれ、対応するＦＦＴ部２１１から入力されてくるＯＦＤＭ信号の各サブバンドとセルＡ〜ＤのサブバンドＩＤとの相関値を算出し、算出した相関値を全て接続先決定部２２１に入力する。

ここで、図８に、本実施の形態において通信端末装置２００の受信したパイロット信号のサブキャリア毎の信号対干渉波・雑音比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＩＮＲ）をセルＡ〜Ｃ別にそれぞれ示す。なお、本実施の形態では、パイロット信号におけるサブバンド毎の受信品質は相関値算出部２１３において算出される相関値の大きさに基づいて判定されるが、この相関値とＳＩＮＲとは密接に連関し、かつ、良く対応するため、パイロット信号の受信品質は例えばこのようなサブキャリア毎のＳＩＮＲの値に基づいて判定されても良い。

また、通信端末装置２００の受信したパイロット信号のＳＩＮＲが図８に示す態様である場合において、ステップＳＴ６１０で検出されたＦＦＴタイミング＃１でＦＦＴ処理されたＯＦＤＭ信号について、相関値算出部２１３−１がサブバンド毎に算出した相関値を下記「表２」に示す。同様に、ステップＳＴ６１０で検出されたＦＦＴタイミング＃２でＦＦＴ処理されたＯＦＤＭ信号について、相関値算出部２１３−２がサブバンド毎に算出した相関値を下記「表３」に、またステップＳＴ６１０で検出されたＦＦＴタイミング＃３でＦＦＴ処理されたＯＦＤＭ信号について、相関値算出部２１３−３がサブバンド毎に算出した相関値を下記「表４」に、それぞれ示す。

続いて、ステップＳＴ６４０では、接続先決定部２２１が、相関値算出部２１３−１、２１３−２、２１３−３から入力されてくる全ての相関値について、サブバンド毎に相関値が最大となるサブバンドＩＤを特定して、特定したサブバンドＩＤに対応する基地局装置１００をそのサブバンドにおける接続先と決定する。

具体的には、ステップＳＴ６４０では、接続先決定部２２１に入力される相関値が表２〜表４に示す態様である場合において、接続先決定部２２１は、サブバンド１について最大相関値５．９を示す表２のサブバンドＩＤ「１１−１−１」を特定し、特定したサブバンドＩＤ「１１−１−１」に対応する基地局装置１００−Ａをサブバンド１における接続先と決定する。

同様にして、接続先決定部２２１は、サブバンド２について最大相関値４．８を示す表２のサブバンドＩＤ「１１−１−１」に対応する基地局装置１００−Ａをサブバンド２における接続先と決定し、またサブバンド３について最大相関値４．３を示す表４のサブバンドＩＤ「１１１１」に対応する基地局装置１００−Ｃをサブバンド３における接続先と決定し、またサブバンド４について最大相関値５．５を示す表３のサブバンドＩＤ「１−１１−１」に対応する基地局装置１００−Ｂをサブバンド３における接続先と決定する。つまり、接続先決定部２２１に入力される相関値が表２〜表４に示す態様である場合に、ステップＳＴ６４０で接続先決定部２２１によって特定されるサブバンドＩＤと決定されるセルとをまとめると、下記「表５」のようになる。

続いて、ステップＳＴ６５０では、アクセス要求信号生成部２２２がステップＳＴ６４０でサブバンド毎に決定された基地局装置１００に対するアクセス要求信号を生成し、送信ＲＦ部２２３がその生成されたアクセス要求信号をアンテナ素子２０１を介してＲＡＣＨで基地局装置１００に無線送信する。

このように、本実施の形態によれば、通信端末装置２００が、受信したパイロット信号のサブバンド毎に受信品質を測定し、その測定結果に応じて、各サブバンドにおいて受信品質が最高であったパイロット信号を送信した基地局装置１００に対してアクセス要求信号を送信するため、サブバンド毎に伝搬路状態が最も良い基地局装置１００との間にチャネルを形成できることから、無線通信システムにおけるスループットを効果的に高めることができる。

なお、本実施の形態に係る無線通信方法等について、以下のように変形したり、応用したりしても良い。

本実施の形態に係る無線通信方法では、周波数方向に隣接する４つのサブキャリアが１つのサブバンドを構成する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば周波数方向に隣接する４つ以外のサブキャリアが１つのサブキャリアを構成するようにしても良い。また、本実施の形態では、周波数方向に隣接しない離散した複数のサブキャリアが１つのサブバンドを構成するようにしても良い。

また、本実施の形態では、通信端末装置２００にチャネル判定部２１０が３つ具備される場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばチャネル判定部２１０は、通信端末装置２００が同時接続可能なセル（基地局装置１００）の最大数と同数具備されても良い。

また、本実施の形態では、通信端末装置２００が、受信したパイロット信号の受信品質として相関値算出部２１３において遅延信号を用いた相関値をシンボル毎に算出する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば通信端末装置２００がその受信品質として受信電力やＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：信号電力対干渉電力比）を測定するようにしても良い。このようにすれば、通信端末装置２００はパイロット信号の受信品質を簡便に測定できるようになる。

また、本実施の形態では、ＦＦＴタイミングサーチ部２０３が受信ＲＦ部２０２から入力されてくるＯＦＤＭ信号とその遅延ＯＦＤＭ信号との相関値の上位３つのピークをＦＦＴタイミングと判定する場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばＦＦＴタイミングサーチ部２０３が、その相関値が所定の閾値以上となるピークを検出した順にＦＦＴタイミングと判定するようにしても良い。

また、本実施の形態では、基地局装置１００と通信端末装置２００とがＯＦＣＤＭ／ＦＤＤ方式で無線通信を行う場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えば基地局装置１００と通信端末装置２００とがＯＦＤＭ／ＦＤＤ方式で無線通信を行うようにしても良い。

また、本実施の形態では、通信端末装置２００がアクセス要求信号をＲＡＣＨで基地局装置１００に無線送信する場合について説明したが、このＲＡＣＨはシングルキャリアで構成されても良い。さらには、本実施の形態において、通信端末装置２００から基地局装置１００への上り回線は、シングルキャリアで構成され、かつ、符号分割多重（Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：ＣＤＭＡ）されるものでも良い。

（実施の形態２）
図９に、本発明に係る実施の形態２において、ＣＰＩＣＨで送信されるセルＡのパイロット信号（セルＩＤ）の構成を示す。本実施の形態では、セルＩＤは、４ビットの直交符号系列からなる４種類のグループＩＤと、実施の形態１で説明した４種類のサブバンドＩＤと、を積算することによって生成される。ここで、図９に示すセルＩＤを生成する態様について、次の乗算式等を用いて具体的に説明する。

Ｃ＝［Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，Ｃ_４］・・・（セルＩＤ）
Ｃ_ｉ＝Ｇ_ｉ×Ｓ［ｉ＝１〜４］
Ｇ＝［Ｇ_１，Ｇ_２，Ｇ_３，Ｇ_４］＝［１１１１］・・・（グループＩＤ）
Ｓ＝［１１１１］・・・（サブバンドＩＤ）

これらの乗算式等により生成されたセルＡ〜ＣのセルＩＤの一例を下記「表６」に示す。

なお、本実施の形態では、４種類のグループＩＤと４種類のサブバンドＩＤとが積算されてセルＩＤが生成されるため、セルＩＤは１６種類存在することになる。ちなみに、実施の形態１におけるセルＩＤは、本実施の形態においてグループＩＤが［１１１１］の場合に生成されるセルＩＤである。

図１０は、本実施の形態における基地局装置３００の主要な構成を示すブロック図である。基地局装置３００は、実施の形態１で説明した基地局装置１００において新たにグループＩＤ部３０１を具備するものである。本実施の形態では、実施の形態１との重複を避けるため、基地局装置３００について、基地局装置１００と相違する点についてのみ説明する。

グループＩＤ部３０１は、自装置の属するグループに予め割り当てられている４ビットの直交符号系列からなるグループＩＤをパイロット生成部１０３に通知する。この通知を受けたパイロット生成部１０３は、上述の乗算式等を用いて自装置に固有のセルＩＤを生成し、そのセルＩＤからなるパイロット信号を変調部１０４に入力する。

図１１は、本実施の形態に係る通信端末装置４００の主要な構成を示すブロック図である。通信端末装置４００は、通信端末装置２００において、接続先決定部２２１の代わりにグループＩＤ特定・接続先決定部４２１を具備し、また新たにサブバンドＩＤ特定部４０１を具備するものである。通信端末装置４００についても、実施の形態１との重複を避けるため、通信端末装置２００と相違する点についてのみ説明する。

サブバンドＩＤ特定部４０１は、相関値算出部２１３−１、２１３−２、２１３−３から入力されてくるセルＡ〜Ｄそれぞれについてのサブバンド毎の相関値の絶対値を比較して、各サブバンドにおいて最高の相関値となったサブバンドＩＤを特定する。ここで、サブバンドＩＤ特定部４０１が相関値の絶対値を基準とするのは、この相関値にグループＩＤの影響が潜在するからである。そして、サブバンドＩＤ特定部４０１は、特定したサブバンドＩＤをグループＩＤ特定・接続先決定部４２１に通知するとともに、特定したサブバンドＩＤを用いて算出した相関値もグループＩＤ特定・接続先決定部４２１に入力する。

グループＩＤ特定・接続先決定部４２１は、サブバンドＩＤ特定部４０１から入力されてくる特定したサブバンドＩＤを用いた相関値と、４種類のグループＩＤと、の相関値を算出し、算出した相関値が最大となるグループＩＤを特定する。そして、グループＩＤ特定・接続先決定部４２１は、特定したグループＩＤと、サブバンドＩＤ特定部４０１から通知されたサブバンドＩＤと、に基づいて、サブバンド毎に接続先となる基地局装置３００を決定する。

次いで、通信端末装置４００の動作について、図１２を参照しつつ説明する。

図１２は、本実施の形態に係る無線通信方法を説明するフロー図である。図１２から明らかなように、本実施の形態に係る無線通信方法は、実施の形態１に係る無線通信方法において、ステップＳＴ６４０の代わりに、ステップＳＴ１２３５とステップＳＴ１２４０とを具備するものである。従って、本実施の形態に係る無線通信方法についても、実施の形態１との重複を避けるため、実施の形態１に係る無線通信方法と相違する点についてのみ説明する。

ステップＳＴ１２３５では、サブバンドＩＤ特定部４０１が、相関値算出部２１３から入力されてくるセルＡ〜Ｄそれぞれについてのサブバンド毎の相関値の絶対値を比較して、各サブバンドにおいて最高の相関値となったサブバンドＩＤを特定する。ここで、通信端末装置４００の受信したパイロット信号のサブキャリア毎のＳＩＮＲが図８に示す態様である場合において、サブバンドＩＤ特定部４０１が特定したサブバンドＩＤを用いて算出した相関値即ちサブバンドＩＤ特定部４０１がグループＩＤ特定・接続先決定部４２１に入力する相関値の態様を、下記「表７」に示す。

続いて、ステップＳＴ１２４０では、グループＩＤ特定・接続先決定部４２１が、サブバンドＩＤ特定部４０１からの相関値と全グループＩＤとの相関値をそれぞれ算出し、算出した相関値が最大となるグループＩＤを特定することにより、サブバンド毎に接続先となる基地局装置３００を決定する。

このように、本実施の形態によれば、セルＩＤがグループＩＤとサブバンドＩＤとを積算することによって生成されるため、セルＩＤの種類を指数関数的に増やすことができる。従って、本実施の形態によれば、実施の形態１による効果に加えて、通信端末装置４００が同時通信可能な基地局装置３００を効果的に増やすことができるため、無線通信システムにおけるスループットをさらに高めることができる。

なお、本実施の形態に係る無線通信方法等について、以下のように変形したり、応用したりしても良い。

本実施の形態に係る無線通信方法では、通信端末装置４００の受信するＯＦＤＭ信号のフレーム構成が実施の形態１と同様に図３に示す構成である場合について説明したが、本発明はこの場合に限定されるものではなく、例えばそのフレーム構成が図１３に示すような構成であっても良い。ここで、図１３に示すＯＦＤＭ信号のフレーム構成の特徴は、１フレームにおけるパイロット信号のサブバンドを時系列で見ると、そのサブバンドが順にシフトしていることである。

具体的には、時間Ｃ１〜Ｃ４が１フレームであるとして、時間Ｃ１のタイミングで送信されるパイロット信号の構成を基準にすると、時間Ｃ２で送信されるパイロット信号は、時間Ｃ１のパイロット信号におけるサブバンド１〜４が１つずつシフトした構成となっている。つまり、時間Ｃ２で送信されるパイロット信号の構成「時間Ｃ２のサブバンド１、時間Ｃ２のサブバンド２、時間Ｃ２のサブバンド３、時間Ｃ２のサブバンド４」は、「時間Ｃ１のサブバンド４、時間Ｃ１のサブバンド１、時間Ｃ１のサブバンド２、時間Ｃ１のサブバンド３」となっている。

同様に、時間Ｃ３で送信されるパイロット信号の構成は、時間Ｃ２で送信されるパイロット信号の構成がサブバンド単位でさらに１つシフトした構成であり、また時間Ｃ４で送信されるパイロット信号の構成は、時間Ｃ３で送信されるパイロット信号の構成がサブバンド単位で１つシフトした構成となっている。そして、新たなフレームの最初のシンボル送信タイミング時間Ｃ５で送信されるパイロット信号の構成は、時間Ｃ４で送信されるパイロット信号の構成と同一となっている。

従って、ＯＦＤＭ信号のフレーム構成をこのようにすれば、相関値算出部２１３によってシンボル間の相関値のピークが検出されたタイミングが自動的にフレームの先頭のタイミングとなるため、フレームの先頭のタイミングをより容易に、かつ、精確に検出できるようになる。

なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。

ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。

本明細書は、２００４年１２月２２日出願の特願２００４−３７１７４５に基づくものである。この内容は全てここに含めておく。

本発明に係る無線通信方法は、ＯＦＤＭ信号の周波数帯域毎に伝搬路特性が異なる環境下でも、その全周波数帯域についての誤り率を低下させて、通信速度を改善するという効果を有し、高速大容量の下りチャネルを必要とするマルチキャスト送信等を行う次世代の無線通信システムやそのシステムを構成する通信端末装置等にとって有用である。

Claims (5)

1. 通信端末装置が複数の基地局装置から同時にＯＦＤＭ信号を受信する方法であって、
   通信端末装置が各基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信ステップと、
   通信端末装置が受信した各パイロット信号の受信品質をサブバンド毎に測定する測定ステップと、
   通信端末装置が、サブバンド毎に前記受信品質の測定結果が最良のパイロット信号を送信した基地局装置を決定する決定ステップと、
   通信端末装置が、サブバンド毎に決定した基地局装置に対して、決定に係るサブバンドでの通信開始を要求するアクセス要求信号を送信するアクセス要求ステップと、を具備する無線通信方法。
2. 前記パイロット信号は、基地局装置毎に固有の直交符号系列で構成される、請求項１記載の無線通信方法。
3. 前記パイロット信号は、各基地局装置に割り当てられた直交符号系列とこの基地局装置の属するグループに割り当てられた直交符号系列との積算結果である、請求項２記載の無線通信方法。
4. 複数の基地局装置からＯＦＤＭ信号を同時に受信する通信端末装置であって、
   各基地局装置から送信されたパイロット信号を受信する受信手段と、
   受信された各パイロット信号の受信品質をサブバンド毎に測定する測定手段と、
   サブバンド毎に前記受信品質の測定結果が最良のパイロット信号を送信した基地局装置を決定する決定手段と、
   サブバンド毎に決定した基地局装置に対して、決定に係るサブバンドでの通信開始を要求するアクセス要求信号を送信する送信手段と、を具備する通信端末装置。
5. 通信端末装置と複数の基地局装置とを含んで構成される無線通信システムであって、
   各基地局装置は、自局を示す固有のパイロット信号を生成するパイロット生成手段と、生成されたパイロット信号をＯＦＤＭ信号として送信する基地局側送信手段と、を具備し、
   通信端末装置は、複数の前記基地局装置から送信されたパイロット信号をそれぞれ受信する受信手段と、受信された各パイロット信号の受信品質をサブバンド毎に測定する測定手段と、サブバンド毎に前記受信品質の測定結果が最良のパイロット信号を送信した基地局装置を決定する決定手段と、サブバンド毎に決定した基地局装置に対して、決定に係るサブバンドでの通信開始を要求するアクセス要求信号を送信する端末側送信手段と、を具備する、無線通信システム。

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