JPWO2007145357A1 - データ構造および基地局 - Google Patents

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Abstract

【課題】送受信装置の負担を増加させることなく、セクタ同定を含むセルサーチのプロセスを短縮する。【解決手段】マルチキャリア移動体通信システムのダウンリンクに含まれる同期チャネル（ＳＣＨ）に、セクタ固有符号とセル固有符号を乗算して（ステップＳ１）、周波数軸上のサブキャリアに割り当て（ステップＳ２）、拡散処理、ＩＦＦＴ処理を実施し（ステップＳ３、Ｓ４）、さらに、ＧＩの挿入、Ｄ／Ａ変換処理を経て（ステップＳ５、Ｓ６）、各セクタの指向性アンテナからマルチキャリアを送信する（ステップＳ７）。受信側では、自己相関法または相互相関法によってＳＣＨ位置を特定し、ＦＦＴを実施した後、セクタ固有符号の検出によるセクタの同定と、セル固有符号の復調によるセル固有情報の取得とを並行して実施する。【選択図】図１

Description

本発明は、マルチキャリア通信方式を採用したＥ−ＵＴＲＡ（Evolved-UTRA)規格の移動体通信に関し、特に、ダウンリンク（下り伝送）信号に含まれる同期チャネル（ＳＣＨ：Synchronization Channel）のデータを作成するデータ作成装置、データ作成方法、基地局、移動局、同期検出方法、セクタ同定方法、情報検出方法、および移動通信システムに関する。
近年、Ｗ−ＣＤＭＡ方式をはじめとする第３世代移動体通信（３Ｇ）が世界的に普及している。現在、さらに、ダウンリンクにおいて１００Mb/s〜１Gb/sの通信速度を実現する第４世代移動体通信（４Ｇ）が検討されている。しかし、３Ｇから４Ｇへの完全な移行は容易ではない。このため、３Ｇの周波数帯を使いつつ、４Ｇの新技術を導入して通信の高速化を行なうＥ−ＵＴＲＡ（Evolved-UTRA)が注目されている。３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）においても、活発な提案がなされている。
移動体通信システムでは、移動局は、初期同期確立、またはハンドオーバーのために、自機が接続しようとするセルおよびセクタを同定する必要がある。つまり、通信対象の基地局および基地局のアンテナを検出する必要がある。第３世代移動体通信では、高速なセルサーチを行なうために、いわゆる３段階セルサーチ方法が採用されている。なお、「セルサーチ」は、「セクタサーチ」も含む概念である。
第３世代移動体通信における３段階セルサーチは、一般に、同期チャネル（ＳＣＨ：Synchronization Channel）と共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）とを使用する。まず、ＳＣＨの受信タイミングを検出し（第１ステップ）、次に、ＳＣＨコードの相関検出によってフレームタイミングとスクランブルコードグループの同定を実施する（第２ステップ）。そして、ＣＰＩＣＨを用いた相関検出によって、スクランブルコードを同定する（第３ステップ）。
次世代移動体通信規格であるＥ−ＵＴＲＡでは、変調方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）が用いられるが、セルサーチに関しては、上記の３段階セルサーチの考え方を踏襲した技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１ならびに非特許文献２参照）。
特許文献１では、ＯＦＤＭを採用したマルチキャリア通信方式における３段階セルサーチで、スクランブルコードグループ同定用の第２同期コード（Ｓ−ＳＣＨ信号）を複数のサブキャリアに周波数多重する技術が開示されている。
特許文献２では、ＯＦＤＭを採用したマルチキャリア通信方式における３段階セルサーチで、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）にセル識別用コードを多重する技術が開示されている。
また、非特許文献１では、ＯＦＤＭを採用した１セル繰り返し通信方式の規格化が提案されている。さらに、１つのセルを３つのセクタに分割し、セクタ毎に配置された基地局が、セル内の複数の移動局と同時に通信を行なうことを考慮した標準化案が提案されている。この技術では、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）に、セル固有の拡散符号と、セクタ固有の拡散符号とが二重に乗算されている。従って、移動局は、各拡散符号レプリカによる逆拡散と相関検出を行なうことによって、セル（およびセクタ）の同定が可能である。
また、非特許文献２では、ＯＦＤＭを採用したマルチキャリア通信方式において、第３世代の技術に類似する３段階セルサーチによって、セル（およびセクタ）の同定を行なう技術が開示されている。この技術は、非特許文献１に開示されている技術と同様に、一つのセルが３つのセクタに分割され、各セクタ間で同一の同期チャネルコード（ＳＣＨコード）を使用する。また、ＳＣＨコードの送信に関して、各セクタ間で時間的な同期が取られており、セクタ毎のＳＣＨの送信は同時に行なわれる。そして、セルおよびセクタの同定、すなわち、最大の受信電力を与えるセルおよびセクタの選択は、第３ステップにおけるパイロットチャネルを使用した拡散符号のレプリカによる相関検出によって行なわれる。
このように、次世代の通信規格であるＥ−ＵＴＲＡにおいても、ＳＣＨとＣＰＩＣＨを利用した、３Ｇの３段階セルサーチを踏襲した技術を採用しようとする提案がなされている。特に、セクタ同定に関しては、非特許文献１および非特許文献２に開示されているように、共通パイロットチャネルにセクタ固有の拡散符号を乗算し、第３ステップにおける逆拡散と相関検出処理によって、受信電力が最大となるセクタを検出している。
特開２００３−１７９５２２号公報 特開２００５−１９８２３２号公報 3GPP "TR 25.814 , "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA (Release 7) v.0.3.1"2005/10/18 3GPP "R1-060042 , "SCH Structure and Cell Search Method in E-UTRA Downlink"2006/1/19
上記のとおり、次世代の通信規格であるＥ−ＵＴＲＡにおいても、ＳＣＨとＣＰＩＣＨを利用し、３Ｇの３段階セルサーチを踏襲した技術を採用しようとする提案がなされている。この場合、セクタ同定は、第３ステップにおけるＣＰＩＣＨ（共通パイロットチャネル）を用いた逆拡散と相関検出処理によって行なわれる。つまり、従来の技術では、３段階の処理を経ないとセクタとセルの同定ができない。従って、３段階セルサーチでは、セルおよびセクタの同定処理に要するプロセスの短縮には限界がある。
また、第３ステップでは、ＣＰＩＣＨを用いたセル同定のための逆拡散と相関検出処理に加えて、さらに、セクタ同定のための同様の処理を実施する必要がある。すなわち、３段階セルサーチにおける最終段階では、レプリカ符号を用いた逆拡散によって、セルＩＤの検出を行なうと共に、同一セル内のどのセクタからの信号強度が強いのかを判定する必要がある。このため、結果的に、（セルＩＤグループに含まれるセルＩＤ数）×（セクタＩＤ数）分のレプリカ信号を用いた相関検出を行なう必要がある。このため、第３ステップにおける相関検出に要する時間は、一つのセルに含まれるセクタ数に比例して長くなる。
また、各レプリカ信号に対応する相関値を比較するためには、各レプリカ信号による相関演算結果を蓄積するだけの容量をもつメモリが必要である。つまり、（セルＩＤグループに含まれるセルＩＤ数×セクタＩＤ数）分の相関演算結果を蓄積するメモリが必要となり、メモリ容量の増大を招く。
また、上記の非特許文献２に開示されているように、同一セル内の各セクタに関しては、同一のＳＣＨデータが同時に送信される。このため、セクタ境界付近の移動局では、複数のセクタからの信号の相互干渉、または伝搬環境に起因するフェージングによって、受信電力が低下する周波数帯が生じる可能性がある。この場合には、セルおよびセクタの同定確率が低下することもあり得る。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、セクタ同定を含むセルサーチ処理に要する時間を短縮し、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減することである。また、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性または耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より簡易かつ高精度にセクタ同定を含むセルサーチを実現することである。
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明のデータ作成装置は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局により送信される同期チャネルのデータを作成するデータ作成装置であって、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて、セクタ毎の同期チャネルのデータを作成することを特徴としている。
この構成により、セクタ共通符号にセクタ固有符号を乗算することでパイロットチャネルを用いることなく、同期チャネルを用いてセクタ同定を行なうことが可能となる。
（２）また、本発明のデータ作成装置において、前記セクタ固有符号は、相互に直交関係にあることを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定または同期検出を行なうことが可能となる。
（３）また、本発明のデータ作成装置において、前記セクタ固有符号は、隣接セル間で共通であることを特徴としている。
この構成により、効率の良いセクタ同定または同期検出を行なうことが可能となる。
（４）また、本発明のデータ作成装置は、前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて、セクタ毎のパイロットチャネルのデータを作成することを特徴としている。
この構成により、セクタ同定を含むセルサーチプロセスに要する時間を短縮すると共に、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減し、さらには、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性あるいは耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より高速かつ高精度のセクタ同定を含むセルサーチを実現することができる。
（５）また、本発明のデータ作成方法は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局により送信される同期チャネルのデータを作成するデータ作成方法であって、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて、セクタ毎の同期チャネルのデータを作成することを特徴としている。
この構成により、セクタ共通符号にセクタ固有符号を乗算することでパイロットチャネルを用いることなく、同期チャネルを用いてセクタ同定を行なうことが可能となる。
（６）また、本発明のデータ作成方法は、前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて、セクタ毎のパイロットチャネルのデータを作成することを特徴としている。
この構成により、セクタ同定を含むセルサーチプロセスに要する時間を短縮すると共に、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減し、さらには、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性あるいは耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より高速かつ高精度のセクタ同定を含むセルサーチを実現することができる。
（７）また、本発明の基地局は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局であって、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いたセクタ毎の同期チャネルのデータを記憶する記憶部と、前記セクタに対応する前記同期チャネルのデータを、各セクタに対して送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
この構成により、セクタ共通符号にセクタ固有符号を乗算することでパイロットチャネルを用いることなく、同期チャネルを用いてセクタ同定を行なうことが可能となる。
（８）また、本発明の基地局は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局であって、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて、セクタ毎の同期チャネルのデータを作成する同期チャネルデータ作成部と、前記セクタに対応する前記同期チャネルのデータを、各セクタに対して送信する送信部と、を備えることを特徴としている。
この構成により、セクタ共通符号にセクタ固有符号を乗算することでパイロットチャネルを用いることなく、同期チャネルを用いてセクタ同定を行なうことが可能となる。
（９）また、本発明の基地局において、前記同期チャネルデータ作成部は、前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて、セクタ毎のパイロットチャネルのデータを作成し、前記送信部は、前記セクタに対応するパイロットチャネルのデータを、各セクタに対して送信することを特徴としている。
この構成により、セクタ同定を含むセルサーチプロセスに要する時間を短縮すると共に、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減し、さらには、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性あるいは耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より高速かつ高精度のセクタ同定を含むセルサーチを実現することができる。
（１０）また、本発明の移動局は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局と通信を行なう移動局であって、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いた同期チャネルを含む信号を、前記基地局から受信することを特徴としている。
この構成により、セクタ共通符号にセクタ固有符号を乗算することでパイロットチャネルを用いることなく、同期チャネルを用いてセクタ同定を行なうことが可能となる。
（１１）また、本発明の移動局は、前記同期チャネルに基づいて、セクタ同定を行なうことを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定を行なうことが可能となる。
（１２）また、本発明の移動局は、前記同期チャネルに基づいて、同期検出を行なうことを特徴としている。
この構成により、高精度の同期検出を行なうことが可能となる。
（１３）また、本発明の移動局において、前記セクタ固有符号は、相互に直交関係にあることを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定または同期検出を行なうことが可能となる。
（１４）また、本発明の移動局において、前記セクタ固有符号は、隣接セル間で共通であることを特徴としている。
この構成により、効率の良いセクタ同定または同期検出を行なうことが可能となる。
（１５）また、本発明の移動局は、前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることにより同期検出を行なうことを特徴としている。
この構成により、ＳＣＨの周期性を利用した自己相関法またはセクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を利用した相互相関法による時間軸上のＳＣＨのタイミング検出（第１ステップ）と、周波数軸上の情報に基づくセクタＩＤならびにセルＩＤの同定（第２ステップ）と、によって、セルサーチを完了することも可能である。従って、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。
（１６）また、本発明の移動局は、同期チャネル信号処理部を備え、前記同期チャネル信号処理部は、前記信号と前記セクタ固有符号に対応するレプリカとの相関をとることにより前記同期検出を行なうことを特徴としている。
この構成により、セクタ固有符号のレプリカを用いた相関検出が可能となる。
（１７）また、本発明の移動局は、前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることによりセクタ同定を行なうことを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定を行なうことが可能となる。
（１８）また、本発明の移動局において、前記同期チャネル信号処理部は、前記信号と前記セクタ固有符号に対応するレプリカとの相関をとることにより前記セクタ同定を行なうことを特徴としている。
この構成により、セクタ固有符号のレプリカを用いた相関検出が可能となる。
（１９）また、本発明の移動局は、前記複数のセクタに対応する複数のレプリカを予め記憶することを特徴としている。
この構成により、セクタ固有符号のレプリカを用いた相関検出が可能となる。
（２０）また、本発明の移動局において、前記同期チャネル信号処理部は、前記複数のレプリカのそれぞれと前記信号との相関を並列でとることを特徴としている。
この構成により、相関検出を効率的に行なうことが可能となる。
（２１）また、本発明の移動局において、前記同期チャネル信号処理部は、相関値が最大となる前記セクタ固有符号を特定することにより前記セクタ同定を行なうことを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定を行なうことが可能となる。
（２２）また、本発明の移動局において、前記同期チャネル信号処理部は、前記信号を周波数領域に変換し、前記セクタ固有符号との相関をとることにより前記セクタ同定を行なうことを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定を行なうことが可能となる。
（２３）また、本発明の移動局は、前記複数のセクタに対応する複数のセクタ固有符号を記憶するセクタ固有符号記憶部をさらに備えることを特徴としている。
この構成により、セクタ同定または同期検出を効率良く、迅速に行なうことができると共に、セクタ数の増加に合わせてセクタ固有符号の数を増やすことが容易となる。
（２４）また、本発明の移動局において、前記同期チャネル信号処理部は、前記複数のセクタ固有符号のそれぞれと前記信号を周波数領域に変換したものとの相関を並列でとることを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定または相関検出を効率的に行なうことが可能となる。
（２５）また、本発明の移動局において、前記同期チャネル信号処理部は、前記同期チャネルによりセクタ同定されたセクタに対応する前記パイロットチャネルの直交符号を用いて、前記パイロットチャネルに含まれる情報を検出することを特徴としている。
この構成により、セクタ同定を含むセルサーチプロセスに要する時間を短縮すると共に、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減し、さらには、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性あるいは耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より高速かつ高精度のセクタ同定を含むセルサーチを実現することができる。
（２６）また、本発明の同期検出方法は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から送信される、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて作成された同期チャネルを含む信号を、移動局において受信する際に使用される同期検出方法であって、前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることにより同期検出を行なうことを特徴としている。
この構成により、ＳＣＨの周期性を利用した自己相関法またはセクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を利用した相互相関法による時間軸上のＳＣＨのタイミング検出（第１ステップ）と、周波数軸上の情報に基づくセクタＩＤならびにセルＩＤの同定（第２ステップ）と、によって、セルサーチを完了することも可能である。従って、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。
（２７）また、本発明のセクタ同定方法は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から送信される、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて作成された同期チャネルを含む信号を、移動局において受信する際に使用されるセクタ同定方法であって、前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることによりセクタ同定を行なうことを特徴としている。
この構成により、高精度のセクタ同定を行なうことが可能となる。
（２８）また、本発明のセクタ同定方法は、前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることにより同期検出を行なうことを特徴としている。
この構成により、ＳＣＨの周期性を利用した自己相関法またはセクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を利用した相互相関法による時間軸上のＳＣＨのタイミング検出（第１ステップ）と、周波数軸上の情報に基づくセクタＩＤならびにセルＩＤの同定（第２ステップ）と、によって、セルサーチを完了することも可能である。従って、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。
（２９）また、本発明の情報検出方法は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から送信される、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて作成された同期チャネルと、前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて作成されたパイロットチャネルとを含む信号を受信する移動局において、前記パイロットチャネルに含まれる情報を検出する情報検出方法であって、前記同期チャネルによりセクタ同定されたセクタに対応する前記パイロットチャネルの直交符号を用いて、前記パイロットチャネルに含まれる情報を検出することを特徴としている。
この構成により、セクタ同定を含むセルサーチプロセスに要する時間を短縮すると共に、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減し、さらには、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性あるいは耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より高速かつ高精度のセクタ同定を含むセルサーチを実現することができる。
（３０）また、本発明の移動局は、複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から信号を受信する受信部と、前記受信した信号により信号の送信元であるセクタを同定するセクタ同定部と、を備え、前記セクタ同定部によるセクタの同定に基づいて、受信特性が良好なセクタを特定してハンドオーバーを行ない、前記受信部は、セクタを識別するセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いたセクタ毎の同期チャネルのデータを受信することを特徴としている。
この構成により、高速かつ高精度のハンドオーバーを行なうことが可能となる。
（３１）また、本発明の移動通信システムは、複数のセクタを含むセルを管轄し、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いたセクタ毎の同期チャネルのデータを各セクタに送信する基地局と、前記基地局から前記データを受信する移動局と、から構成される。
この構成により、セクタ共通符号にセクタ固有符号を乗算することでパイロットチャネルを用いることなく、同期チャネルを用いてセクタ同定を行なうことが可能となる。
（３２）また、本発明の移動通信システムは、前記基地局と移動局との間の通信方式が、マルチキャリア通信方式であることを特徴としている。
この構成により、ダウンリンクにおいて、高速、大容量の伝送が可能となる。また、Ｅ−ＵＴＲＡに準拠した通信方式の実用化に貢献することができる。
（３３）また、本発明の移動通信システムは、前記マルチキャリア通信方式は、ＯＦＤＭを適用することを特徴としている。
この構成により、ダウンリンクにおいて、高速、大容量の伝送が可能となる。また、Ｅ−ＵＴＲＡに準拠した通信方式の実用化に貢献することができる。
本発明によれば、セクタ共通符号にセクタ固有符号が乗算されることによって、パイロットチャネルを用いることなく、ＳＣＨを用いた逆拡散と相関検出のみによってセクタの同定を行なうことができる。従って、セクタ同定に関して、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出処理が不要となり、パイロットチャネルを用いた相関演算に用いられるメモリの容量を削減することができる。
また、ＳＣＨ自体にセクタ固有符号が乗算されていることから、セクタ境界においてもセクタ間の干渉を排除でき、また、符号乗算によるランダム化効果による耐フェージング特性の向上効果も得ることができる。セクタ毎に割り当てられるセクタ固有符号（直交符号）は、セクタ数の増大に合わせて、その数を増やすことが容易であり、セクタ構成に柔軟に対応することができる。
また、ＳＣＨの（セル固有符号を乗算する）サブキャリア数が十分であるのならば、ＳＣＨのみによって、セルＩＤもダイレクトに同定することが可能となる。この場合、セクタ同定を含むセルサーチ処理が、ＳＣＨのみを用いた２段階の処理で済むことになり（２段階セルサーチ）、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチ時間を短縮することができる。
また、ＳＣＨに、乗算されるセル固有符号およびセクタ固有符号の構成や内容、周波数軸上における配置を工夫することによって、セクタ固有情報とセル固有情報が相互に悪影響を与えないようにすることができ、また、情報伝送精度の低下を抑制することもできる。また、各々の情報を独立に（つまり、並行処理によって）復調できる。これによって、セクタサーチを含むセルサーチの処理時間を短縮することができる。
すなわち、ｍチップで直交する符号を２個組み合わせて２ｍチップの符号を形成し、ｍチップをセクタ同定用に使用し、残りのｍチップをセル固有情報の同定用に利用し、しかも、セル固有情報は、同じ値のセクタ固有符号要素が乗算されているサブキャリア同士（周波数軸上で隣接して配置されるのがより望ましい）の位相差情報として伝送することによって、セクタ固有情報とセル固有情報を効率的に伝送することができ、かつ、受信側で、両者を効率よく分離して取り出すことができる。
また、本発明のセルサーチ方法では、ＳＣＨの周期性を利用した自己相関法による、あるいは、セクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を利用した相互相関法による時間軸上のＳＣＨのタイミング検出（第１ステップ）と、周波数軸上の情報に基づくセクタＩＤならびにセルＩＤの同定（第２ステップ）と、によって、セルサーチを完了することも可能である。従って、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。また、パイロットチャネルを用いた相関検出は、データチャネルの復調時に必要となるだけであり、セルサーチでは不要であるため、パイロットチャネルによる相関演算のためのハードウェアの負担を軽減すること（メモリ容量の削減等）を達成することができる。また、ＳＣＨにはセクタ固有符号が重畳されていることから、セクタ同定に関して、セクタ間の干渉やフェージングに強いという効果も得ることができる。ただし、サブキャリア数が十分ではない場合には、ＳＣＨだけでは、セルＩＤの直接の同定ができず、セルＩＤグループ情報の検出にとどまる場合があるが、この場合には、第３ステップの処理として、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出を実施することによって、セルＩＤを同定することができる。
また、本発明のマルチキャリア送受信装置によって、ダウンリンクにおいて高速、大容量な伝送が可能となる。
このように、本発明によれば、セクタ同定を含むセルサーチプロセスに要する時間を短縮すると共に、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減し、さらには、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性あるいは耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より高速かつ高精度のセクタ同定を含むセルサーチを実現することができる。
また、本発明は、種々のバリエーション（具体例、変形例、応用例）を含んでおり、これらのバリエーションは、Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved-UTRA)に準拠した通信方式の実用化に貢献する。
例えば、セルサーチの第１ステップの処理（ＳＣＨタイミングの検出処理）では、自己相関法の他、特殊な時間波形に着目した相互相関法を採用することができ、この場合には、相関器の構成を簡略化できるという効果が得られる。また、周波数軸上の位相基準となるサブキャリアの符号を全部、例えば“１”に統一することによって、セクタ固有符号を用いた逆拡散時に、６本のサブキャリアを一組としなければならない、という制限を不要とすることができる。また、移動局にて、基地局から送信される各種のセクタ固有符号が既知であるときは、直近のセクタ検出を、逆拡散によらず、ＦＦＴ前の時間波形による相互相関を用いて検出することもできる。また、セクタ数が増大したときは、「セクタ固有符号」として、「セクタグループ固有符号」を採用することもできる。
まず、本発明で使用されるマルチキャリア通信の基本技術および基礎的な概念について説明する。
（マルチキャリア通信の基本事項）
以下の説明では、デジタル変調方式としてＯＦＤＭを使用する。ＯＦＤＭ通信システムでは、１つのセルを、例えば、３つの通信制御領域（セクタ）として制御する基地局が、セル内の複数の移動局と同時に通信を行なうことを考慮して標準化が進められている。ＯＦＤＭ通信システムでは、以下に説明する無線通信フレーム（以下、「フレーム」と呼ぶ）を複数の移動局で使用できるように小さく分割し（以下、この分割単位を「リソースブロック」と呼ぶ）、それぞれのリソースブロックを通信環境が良好な移動局に割り当てることによって通信速度の向上を図っている。
また、１つの基地局で制御する各セクタでは、同じタイミングでフレームが送信される。すなわち、フレーム送信が同期している。また、同一周波数帯域を使用する。このため、セル境界およびセクタ境界付近では、隣接セルまたは隣接セクタで使用されている信号と、所望の受信信号とが干渉を起こし通信速度（スループット）の低下を招くこととなる。上記の非特許文献１の方式では、セクタ間で同一のサブキャリアに割り当てられた伝搬路推定用のサブキャリアであるパイロットサブキャリアに対し、セクタ固有符号（以下の例では、セクタ固有の３つの符号系列を意味する）を乗算する。そして、符号系列によって決定されるＭ（Ｍは２以上の整数）本のパイロットサブキャリアを逆拡散することにより、隣接セクタの信号による干渉を除去し、より正確な伝搬路推定を行なうことができるように、システム設計がなされている。
一方、隣接セルとの干渉に関しては、セル固有の拡散符号をパイロットチャネルおよびデータチャネルに乗算することにより、隣接セルで使用している信号による干渉信号をランダムにする設計がなされている。すなわち、パイロットチャネルにはセクタ固有の直交符号とセル固有の拡散符号が二重に乗算されていることになる。
（フレームの説明）
図２２は、本発明で使用されるマルチキャリア通信システムのダウンリンクのフレーム構成を示す図である。このフレーム構成は、ＯＦＤＭＡ通信方式で用いられる一般的なフレーム構成と同様である。すなわち、このフレーム構成は、一定時間区間（フレーム区間）が複数に分割され、かつ、周波数領域も複数のサブキャリアから構成される一定の帯域幅に分割されている。これらの分割された１つの領域を、本明細書においてはリソースブロックと呼んでいる。一般的に、時間領域のフレームを分割した単位をサブフレームと呼び、周波数領域での分割された単位をサブチャネルと呼ぶこともある。図２２では、周波数軸方向にはＦ１からＦ６までの６つのサブチャネルと、時間軸方向にはＳＦ１からＳＦ１０の１０個のサブフレームで構成されている。ただし、ブロック分割数およびブロックサイズはこれに限定されるものではない。また、各移動局は、これらのブロックを共用する。特に、通信特性（スループット）の向上を図るために、各ブロックは、伝搬路環境の良い移動局にスケジューリングされる。また、小さいデータ量の通信を行なっている複数の移動局がある場合には、１つのリソースブロックをさらに分割し共用することも可能である。
（セルサーチ）
各移動局は、通信を開始する際に、複数の基地局の中から受信特性の良好な基地局を選択し、基地局と接続した後、無線通信を開始する。受信特性が良好であるとは、受信信号の受信電力が高いことを意味する。このような無線通信の開始時の動作を一般的にセルサーチと呼ぶ。セルサーチには、通信特性の良好な基地局の選択、基地局ＩＤなどの情報を含むセル固有情報の取得、フレーム同期ならびにシンボル同期などが含まれる。なお、シンボル同期は、ＦＦＴ窓同期または窓同期のことを意味する。
図２３は、セルおよびセクタの構成の一例を示す図である。図示されるように、一つのセル（ＣＬ１〜ＣＬ３）の中心に基地局（ＢＳ１〜ＢＳ３）が設置される。また、各セル（ＣＬ１〜ＣＬ３）は、各々、３つのセクタ（ＳＣ１〜ＳＣ３）に分割されている。各セルには複数の移動局（ＵＥ１等）が存在しており、各移動局は、受信品質の最も優れる基地局を選択し、無線通信を行なう。例えば、図２３に示した基地局（ＢＳ１〜ＢＳ３）が同一の送信電力で下り方向無線通信を行なっているとすると、移動局ＵＥ１は最も伝搬損の少ないＢＳ１と接続し、通信を行なう。このように、複数の基地局を検出し、その中から最も通信品質が良好な基地局を選択し、接続するためにセルサーチを行なう必要がある。また、前述した非特許文献１では、セル固有の符号をデータチャネルに乗算するため、セルサーチ時にセル固有の符号の情報を入手する必要がある。
（３段階セルサーチ）
上記のとおり、３段階セルサーチ法と呼ばれる３ステップに分けたセルサーチ方法が提案されている。第１ステップでは、ＳＣＨの時間相関検出を使用して、シンボル同期、周波数オフセット、１／Ｎフレームタイミングの検出を行なう。この１／Ｎフレームタイミングの検出とは、Ｎ個のＳＣＨが時間方向に多重されている場合に行なう検出である。詳細は後述する。
図２４は、フレームにおける同期チャネル（ＳＣＨ）の配置位置の一例を示す図である。図示されるように、ＳＣＨは、第５サブフレーム（ＳＦ５）と第１０サブフレーム（ＳＦ１０）の最後のシンボルに配置されている。前述のように、第１ステップでは、フレーム内の２つのＳＣＨの時間的位置を検出することによってフレーム区間の１／２の周期で同期を行なう。ＳＣＨを、後述する特定のサブキャリアを使用して構成することによって、時間軸領域において特徴的な波形を形成させる。第１ステップでは、この波形特性を使用して時間同期を取る。
第２ステップでは、周波数領域における相関検出により、ＳＣＨを構成するデータを復調し、セル固有情報（例えば、セルＩＤもしくはセルＩＤグループ、セル構成、基地局アンテナ数、報知情報通知帯域幅など）を取得する。
第３ステップでは、セルＩＤと対応する基地局固有の拡散符号が乗算されたパイロットチャネルと移動局の生成したパイロットチャネルのレプリカ信号との相関により、セルＩＤを同定する。
図２５は、ＳＣＨの構成例を示す図である。図２５において、縦軸は周波数軸を示しており、横軸は時間軸を示している。図中、小さな四角一つ一つがＳＣＨを構成するサブキャリアであり、１シンボル長のチャネルを構成している。このように、ＳＣＨは、複数のサブキャリアから構成されており、低周波数側から偶数番目のサブキャリアと中心周波数のサブキャリア（ＤＣサブキャリア）をヌルサブキャリアとし、中心周波数サブキャリアを除く奇数番目のサブキャリアにＳＣＨ用の信号が割り当てられている。なお、ヌルサブキャリアとは、信号が割り当てられない電力ゼロのサブキャリアのことである。
以下、データの割り当てられたＳＣＨのサブキャリアを「ＳＣＨサブキャリア」と呼ぶ。このように構成することによって、ＳＣＨが割り当てられたシンボルは、時間領域では１／２のシンボル長を持つ同一の信号が２回繰り返された波形となる。このようなチャネル構成のシンボルをフレームの所定の位置に１つ以上配置し、その繰り返し波形を受信機で検出することにより時間同期を行なう。
図２６は、ＳＣＨの繰り返し波形を検出し、時間同期を行なうための受信機の構成を示すブロック図である。図示されるように、受信機は、受信信号９０を遅延させる遅延部９１と、複素共役算出部９２と、乗算部９３と、平均部９４と、ピーク検出部９５と、を有している。同期タイミング信号９６は、ピーク検出部９５から出力される。
この受信機では、受信した信号と、それ以前に受信して１／２有効シンボル遅延させた信号の複素共役とを乗算する。その結果、前述した構成のＳＣＨタイミングと一致する場合には、相関値が高くなることを利用して同期タイミングの検出を行なう。図２４に示したように、ＳＣＨがフレームをＮ分割した位置に同一時間間隔で配置されているシステムの場合（図２４ではＮ＝２）には、この乗算された信号を１／Ｎフレーム区間で平均化し、ピーク位置を検出することにより、１／Ｎフレームで精度良く同期およびシンボル同期を行なうことができる。ただし、フレーム内のＳＣＨ数Ｎとそれぞれの位置は移動局に既知である。
図２７は、周波数軸上のサブキャリアに割り当てられたＳＣＨの一例を示す図である。図２７では、隣接するＳＣＨサブキャリアの位相差Ｐを算出することにより、ＳＣＨの情報を取得する方式が示されている。これらのＳＣＨサブキャリア間の位相差Ｐによる情報が、セルＩＤグループ、フレーム内の複数のＳＣＨの何番目かを示す情報、セル構成、基地局アンテナ数を示している（第２ステップ）。以上のようにして検出したセルＩＤグループに含まれる各セルＩＤに対応するパイロットシンボルレプリカ信号を作成する。そして、サブフレームに配置されたパイロットシンボルと相関を取ることにより、セルＩＤを検出することができる。
図２８は、３ＧＰＰで検討されているＯＦＤＭ通信方式におけるリソースブロックの構成の一例を示す図である。図２８には、ＳＣＨが含まれる場合の代表的なリソースブロックが示されている。図中、ＳＣＨの他に、パイロットチャネルおよびデータチャネル（制御情報チャネルなどを含む）が配置されている。パイロットシンボルには干渉をランダムにするためのセル固有の拡散符号と、同一セル内のセクタ間でパイロットシンボルを直交させるための直交符号が乗算されている。各セクタにおけるチャネル推定には、フレームの先頭シンボルに配置されているパイロットチャネルを使用する。しかし、セクタ境界付近において、同一セルの異なるセクタからの送信信号を受信することが可能な位置においては、同一シンボルにある隣接セクタからの送信信号が干渉信号として働くため、チャネル推定精度が悪化する。そこで、そのような環境においては、パイロットシンボルに乗算され、セクタ間で直交関係となっている直交符号の特性を利用する。すなわち、パイロットチャネルのサブキャリアに所望のセクタで使用する直交符号の複素共役を乗算し、逆拡散を施すことにより、隣接セクタからの干渉信号を消す伝搬路推定方法が適用される。
従来のセルサーチ方法では、レプリカ信号によるセルＩＤの検出を行なう際に、セルＩＤの検出を行なうと共に同一セル内のどのセクタからの信号強度が強いのかを判定する必要がある。このため、セルＩＤグループに含まれる（セルＩＤ数×セクタＩＤ数）のレプリカ信号との相関検出を行なう必要がある。すなわち、前記第１ステップおよび第２ステップでは、同一セル内のセクタから同時送信されるＳＣＨを使用して各々のセクタからの送信信号の受信電力を判定することができなかった。そのため、３段階セルサーチにおける相関検出に要する処理量は、セルに含まれるセクタ数に比例して増大する。
また、各レプリカ信号に対応する相関値を比較するために、複数のレプリカ信号に対応する結果を記憶する記憶部を設ける場合には、セルＩＤグループに含まれる（セルＩＤ数×セクタＩＤ数）の個数の記憶部を用意する必要がある。さらには、同一セルの各セクタからは同一ＳＣＨデータが同時に送信されるので、セクタ境界付近の移動局では、複数のセクタからの信号の伝搬路の状況によっては、フェージングにより周波数領域で連続して振幅が非常に小さくなるサブキャリアができてしまい、セルＩＤ同定確率を低下させる可能性がある。
そこで、本発明では、同期チャネル（ＳＣＨ）にセクタおよびセルの同定機能をもたせることとした。これにより、パイロットチャネルによる相関検出に頼らないセルサーチを実現し、上記の不都合を克服する。以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、本発明に係るセルサーチ方法について説明する。図１は、本発明に係るマルチキャリア送信処理の主要な手順の一例を示すフローチャートである。図示されるように、ＯＦＤＭ通信方式を採用したマルチキャリア移動体通信システムの基地局は、ダウンリンクに含まれる同期チャネル（ＳＣＨ）を、３種類のコードを乗算して生成する。すなわち、「同一セル内で共通のセクタ共通符号」に、「セクタ固有符号（同一セル内のセクタ毎に異なる直交符号）」と、「セル固有符号（セル固有情報を伝送するためのセル毎に異なる符号）」を乗算する（ステップＳ１）。なお、セクタ共通符号は、複数のセル間で共通の符号とする場合もある。
次に、時間・周波数平面における割り当て（マッピング）によって、ＳＣＨとパイロットチャネルを、リソースブロックのサブキャリアに割り当てる（ステップＳ２）。そして、拡散符号の乗算ならびにＩＦＦＴ処理を実施する（ステップＳ３、Ｓ４）。次に、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル、ＣＰ：Cyclic Prefixともいう）の挿入、Ｄ／Ａ変換処理を実施する（ステップＳ５、Ｓ６）。最後に、周波数変換を行ない、各セクタの指向性アンテナからマルチキャリアを送信する（ステップＳ７）。
図２は、本発明に係るマルチキャリア受信処理の主要な手順の一例を示すフローチャートである。移動局は、基地局からのマルチキャリア信号を受信して、周波数変換ならびにＡ／Ｄ変換を実施する（ステップＳ１０）。なお、移動局には、携帯電話端末、ＰＤＡ端末、携帯可能なパーソナルコンピュータが含まれる。
次に、周期的に配置されたＳＣＨの繰り返し波形に着目した自己相関法によって、ＳＣＨ位置を検出し、ＳＣＨシンボル同期を確立する（ステップＳ２）。このステップＳ２が、セルサーチの第１ステップ（段階ａ）に該当する。次に、ＧＩの除去（ステップＳ１２）、直列／並列変換ならびにＦＦＴ（高速フーリエ変換処理）を行なう(ステップＳ１３)。
以下、セクタ同定処理とセル同定処理とが同時に実施される（セルサーチの第２ステップ（段階ｂ））。すなわち、セクタ固有符号を用いた逆拡散によって、最大の受信電力を与えるセクタ固有符号を検出して、最適セクタ（通信すべき基地局のアンテナ）を同定する（ステップＳ１４）。また、これと並行して、セル固有符号の復調（必要に応じて、さらに、セル固有符号との相関検出）を実施し、セル固有情報（セルＩＤ等）を取得する（ステップＳ１５）。
サブキャリア数が十分な場合には、この２段階のセルサーチによってセルおよびセクタの同定が完了する。しかし、サブキャリア数が不足する場合は、ステップＳ１５では、セルＩＤを直接に同定できず、セルＩＤグループの同定にとどまる。この場合には、パイロットチャネルを利用した相関検出によるセルＩＤの同定を実施する（ステップＳ１６）。この場合、これが第３ステップのセルサーチ（段階ｃ）となる。
次に、セクタ固有符号（セクタ毎に直交した符号）の生成について説明する。ここでは、セクタ数を“３”とし、互いに直交する３つの符号を生成する場合について説明する。
図３は、直交符号の生成の基礎となる概念を示す図である。図示されるように、複素位相平面上に３本のベクトルが設定されている。複素位相平面は、ＩＱ平面であり、Ｉ軸は実数軸に相当し、Ｑ軸は虚数軸に相当する。この複素位相平面上には、振幅“１”で、互いに１２０度の角度をなす３本のベクトルＰ１、Ｐ２、Ｐ３が設定されている。これら３本のベクトルについてベクトル加算をすると、ベクトルＰ２、Ｐ３の虚数軸成分は打ち消される。また、ベクトルＰ２、Ｐ３の実数軸成分同士が加算された結果（＝−１）とベクトルＰ１（＝＋１）とが打ち消されるため、ベクトル加算の結果は“０”となる。このような関係にある３本のベクトルを用いて３つの直交符号を生成する。
図４は、３つの直交符号（符号１，符号２，符号３）を構成する符号要素の配列と、符号２のみを復調する場合の原理を説明するための図である。図中、横軸は時間軸であり、縦軸は周波数軸である。図４に示されるように、（符号１）＝（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ１）とし、（符号２）＝（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）とし、（符号３）＝（Ｐ１，Ｐ３，Ｐ２）とする。各符号は、図３の３本のベクトルのいずれかを符号要素として用いて構成される。符号２と符号３は、使用される符号要素は同じであるが、周波数軸上における配列が異なる。
ここで、例えば、符号２だけを復調する場合を想定する。この場合、符号２の符号要素Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の各々に、各々の複素共役を乗算する。これにより位相が回転して虚数軸成分はなくなる。そして、各乗算結果を加算すると、実数軸成分（＝１）が３つ加算されるため、相関検出結果は“３”となる。同じ複素共役を、符号１および符号２に同様に乗算して加算する。その結果、いずれの符号についても、各符号要素の位相が回転するが、結局、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のベクトルは消えずに残ることとなる。このため、それらを加算すると、加算結果は“０”となる（図３参照）。このようにして、符号２だけを取り出すことができる。符号１のみを取り出す場合、または符号３だけを取り出す場合も同様である。このように、図４の符号１〜符号３は、３つの符号要素（３チップ）を一組として直交していることになる。
なお、本発明においては、セクタ数は“３”に限定されるわけではない。セクタ数が４以上となる場合もある。この場合にも、上記の考え方を利用すれば、セクタの数に対応した直交符号を容易に生成することができる。すなわち、図３における直交するベクトルの数を増やし、それらのベクトルを図４の手法を用いて、周波数軸上に配置する。これにより、より多くの符号を生成することができる。つまり、周波数軸に配置される一組の符号要素の数が多くなれば、それだけ多くの直交符号を生成することが可能となる。従って、セクタ数が増加した場合にも柔軟に対応することができる。
次に、セル固有情報を、ＳＣＨにどのように重畳するかについて説明する。このセル固有情報には、セルＩＤ、報知チャネル帯域幅、アンテナ配置、ＧＩ長等が含まれる。
図５は、セル固有情報をＳＣＨに重畳する方法を説明するための図である。図５において、横軸は時間軸であり、縦軸は周波数軸である。図５では、位相基準となるサブキャリアには、符号Ａが割り当てられている。そして、その位相基準となるサブキャリアに隣接して、そのサブキャリアとの位相差を示す符号（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・）が割り当てられたサブキャリアが配置されている。位相基準となる符号“Ａ”と、その位相差を示す符号（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３・・・）とによって、セル固有情報を伝送するためのセル固有符号が形成される。つまり、セル固有情報は、サブキャリアの絶対位相ではなく、一対のサブキャリアの相対的な位相差を示す情報として伝送されることになる。図５中、点線で囲んで示されるＫ１、Ｋ２、Ｋ３・・・が、一対のサブキャリアを示している。
次に、ＳＣＨを用いてセクタ固有情報およびセル固有情報を同時に伝送するための符号形式の特徴について説明する。図４に示したように、３セクタの各々を区別するのであれば、互いに直交する３チップ周期の符号があれば十分である。しかし、セル固有情報も同時に伝送しようとすると、図４に示す単純な構成の符号では対応できない。特に、図５に示したようなサブキャリア間の相対的な位相差情報を用いる場合、図４に示す構成の符号でセル固有情報を伝送することは困難である。
すなわち、セクタ固有情報およびセル固有情報は、共に、サブキャリアの位相変調によって伝送されるが、一方の情報が他方の情報に悪影響を与えることがあってはならない。それと共に、受信側では、セルサーチを高速化するために、両情報に関して、同時に復調することができなければならない。そこで、図４に示すように、直交する３チップ（３符号要素）の組を２組用いる。それらを周波数軸上で組み合わせて配置し、その６チップ（６符号要素）を一組として（つまり、その６チップを構成単位として）符号を形成する。
図６（ａ）〜（ｄ）は各々、セクタ固有情報およびセル固有情報を、ＳＣＨに重畳して送信するための符号形式を説明するための図である。図６（ａ）では、図４に示される直交する３チップ（３符号要素）の組を２組用い、それらを周波数軸上で組み合わせて配置している。そして、その６チップ（６符号要素）を一組として符号を形成する場合の各チップの配置の一例を示している。ここでは、その６チップを一つの構成単位としている。
図６（ａ）は、３チップ（＝Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）と、他の３チップ（＝Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）とを、同じ値の符号要素同士が周波数軸上で隣接するように、交互に入り組ませて配置する様子を示している。これによって、図６（ｂ）に示すような６チップの符号（＝Ｐ１，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ３）が生成される。この６チップの符号のうちの３チップは、セクタ固有符号として使用され、残りの３チップは、セル固有情報を乗算するために使用される。
すなわち、図６（ｃ）に示すように、奇数番目の３チップ（＝Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）は、図４で示した手法による相関検出（セクタ同定）に使用される。一方、偶数番目の３チップ（＝Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）は、セル固有情報としての相対的な位相差情報を示す符号（Ｃ１〜Ｃ３）が乗算される。図５で示したように、「相対的な位相差情報」とは、「同じ値のセル固有符号が乗算されているサブキャリア間の位相差情報」である。図６（ｃ）では、奇数番目の３チップ（＝Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の各々が配置されているサブキャリアが、位相基準となるサブキャリアである。
例えば、(Ｐ１，Ｐ１)という同じ値のセクタ固有符号が割り付けられている２つのサブキャリアをペアとし、高周波数側のＰ１に対して位相差を示すＣ１を乗算し、このＣ１を、セル固有情報を伝えるための符号とするものである。同様に、(Ｐ２，Ｐ２)という同じ値のセクタ固有符号が割り付けられている２つのサブキャリアをペアとし、高周波数側のＰ２に対して位相差を示すＣ２を乗算し、このＣ２を、セル固有情報を伝えるための符号とする。なお、図６（ｃ）において、位相差情報を示す符号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は、点線の丸で囲っている。Ｃｎ＝(Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２・・・)が、セル固有符号となる。
上記の説明では、便宜上、「セクタ固有符号」がサブキャリアに割り当てられた後に、「セル固有符号」がさらに割り当てる、という順番で説明している。しかし、実際は、「セル固有符号」の割り当て（乗算）が、「「セクタ固有符号」の割り当て（乗算）に優先して行なわれる場合もあり得る。どちらの乗算が先でも、その結果は同じである。つまり、結果的に、セクタ共通符号（ｓ０）と、セル固有符号と、セクタ固有符号とが、ＳＣＨに３重に乗算されるのである。このため、セル固有符号の乗算、セクタ固有符号の乗算のどちらが早いかについては、本質的な問題ではない。なお、上述の「セクタ共通符号（ｓ０）」は、同一セル内の複数のセクタに共通の符号であり、本明細書では、単に「セクタ共通符号」という場合がある。
図６（ｃ）のような符号構成の場合、同じ値のセクタ固有符号が割り当てられたサブキャリア同士が周波数軸上で隣接して配置されているため、双方のサブキャリアは、等価な伝搬路を経由して受信側に到達する確率が高い。このため、伝搬路の伝達関数の差による位相回転を無視できるという利点がある。従って、受信側は、セル固有符号に起因した隣接するサブキャリアの位相差のみを精度よく検出することができる。これにより、セル固有情報の復調が可能である。
ただし、セクタ固有符号の構成は、図６（ｂ）のような構成に限定されるものではない。例えば、図６（ｄ）のように、セクタ３チップの（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）同士を、単純に周波数軸上に２段に重ね合わせるような配置であってもよい。セル固有情報の伝送に関しては、例えば、(Ｐ１，Ｐ１)という同じ値のセクタ固有符号が割り付けられている２つのサブキャリアをペアとし、高周波数側のＰ１に対して位相差を示すＣ１を乗算し、このＣ１をセル固有情報とする点は、図６（ｃ）の場合と同様である。
このように、本発明では、同期チャネル（ＳＣＨ）に、セクタ毎に直交するセクタ固有符号を乗算する。すなわち、セクタに関して非直交であったＳＣＨを直交化する。そして、ＳＣＨを用いた受信電力測定によってセクタ同定を可能とし、セクタ境界においても良好な周波数特性によって高品質なセクタ同定が可能とした。さらに、セル固有符号もＳＣＨに乗算して同時に送信することによって、セルＩＤの同定も可能とする。
従って、ＳＣＨとＣＰＩＣＨを併用した従来の３段階セルサーチ方法に代わり、新たな２段階セルサーチ方法を実現することができる。これにより、セクタ同定を含むセルサーチの処理プロセスを短縮することができる。また、セクタの同定とセルの同定を両立させるためには、ＳＣＨに乗算する符号構成に工夫が必要であるが、本発明では、複数チップを単位とする直交符号を対にして用いた。すなわち、同じ値をもつ符号の一方に、さらに、相対的位相差を示す符号を乗算し、その相対的位相差によってセル固有情報を伝送する。これにより、符号が、シンプルかつコンパクトになると共に、セクタおよびセル双方の同定用情報の伝送を行なうことが可能となる。
その結果、マルチキャリア送受信装置において特別な負担が発生することがなくなる。また、マルチキャリア受信装置では、セクタＩＤの同定と、セル固有情報の復調とを、同時に実施することができ、効率的なセルサーチを実施することができる。
（第２の実施形態）
本実施形態では、ＳＣＨをサブフレームの後端に配置する場合を例にとって、ＳＣＨのデータ構造およびセクタ同定を含むセルサーチ方法について説明する。
セルラーシステムとは、複数のセルから構成される移動体通信システムであるが、本実施形態で使用されるセルラーシステムは、各セルが同一の周波数帯を使用し、通信方式にＯＦＤＭＡ通信方式を用いた１セル繰り返し通信システムである。この通信システムは、図２３に示したように、セルを３つの通信領域（セクタ）に分割し、セルの中心部に設置された１つの基地局により複数のセクタに位置する移動局と無線通信を行なう。各セクタでは同一の周波数帯が使用されるが、パイロットチャネルにセクタ固有の直交符号を乗算しておき、逆拡散を用いることによって、セクタ境界付近においても正確な伝搬路推定を行なうことができる。
下り方向の通信方式は、前述と同様のＯＦＤＭ通信方式である。通信フレームおよびリソースブロックの構成は、各々、図２２および図２８に示されるものと同じ形式である。また、フレームをＳｓ等分した（Ｓｓはサブフレーム数Ｓｆ（自然数）の約数）時間期間の後端に、ＳＣＨが配置される構成を採る。これによって、時間軸上で、ＳＣＨは、周期的に配置されることになる。図２４に示した実施形態においては、Ｓｆは１０、Ｓｓは２である。
パイロットチャネルに関しても、本実施形態では、セクタ間で同一シンボルの同一サブキャリアに多重する方式（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式を使用する。ただし、同一シンボルで異なるサブキャリアに多重する方式（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式、または異なるシンボルで同一のサブキャリアに多重する方式（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式など、セクタ間のパイロットチャネルが互いに直交関係となっている方式に適用することができる。
本実施形態では、パイロットチャネルに乗算される直交符号に対応する符号系列を乗算した信号を、各セクタから送信されるＳＣＨとしてＣＤＭ送信する。これにより、移動局は、基地局からの信号の受信電力を判定する際に、符号の拡散効果によって、セクタ境界においても良好な周波数特性を実現することができる。それと共に、セクタ毎の受信電力を判定することが可能になる。なお、このパイロットチャネルに乗算される直交符号に対応する符号系列は、必ずしもパイロットチャネルに乗算されている符号系列と同一でなくても良い。
まず、本実施形態における移動体通信方式において、移動局が基地局から送信される送信信号に対して、時間および周波数の同期を行なうための物理チャネル（以下、「ＳＣＨ」と呼ぶ）に関し、その具体的な構成について説明する。
図７は、周波数軸上におけるサブキャリアインデックス（サブキャリア番号）を示す図である。図示されるように、低周波数側（最下端）のサブキャリアの番号が１であり、中心周波数におけるサブキャリアの番号が“ｎ+１”である。以下の説明では、このサブキャリアインデックスを適宜使用する。
図８（ａ）〜（ｃ）は各々、同一セル内の３つのセクタから同時に送信されるＳＣＨのデータ構造を説明するための図である。図８（ａ）は、周波数軸上におけるセクタ共通符号の割り当てを示す図であり、図８（ｂ）は、３つのセクタ固有符号の構成を示す図である。そして、図８（ｃ）は、セクタ固有符号の生成の基礎となる概念を示す図であり、複素位相平面上におけるベクトルを示す。
基地局から送信される信号のフレームは、複数のシンボルから構成される。図８は、この複数のシンボルのＳＣＨデータに着目して図示したものである。図８では、縦軸を周波数軸、横軸を時間軸として示している。各サブキャリアは、図４に示した場合と同様に、低周波数側から偶数番目のサブキャリア（サブキャリアインデックス２、４、６、・・・、２ｎ）と中心周波数サブキャリアをヌルサブキャリアとしている。そして、中心周波数サブキャリアを除く奇数番目のサブキャリア（サブキャリアインデックス１、３、５、・・・、２ｎ＋１）を、データ割り当て用のサブキャリアとして使用する。
図８（ａ）に示した信号は、セクタ共通符号を示している。各ＳＣＨサブキャリアにはｓ０が割り当てられている。ｓ０は、Ａ＊ｅｘｐ（ｊω）で表される任意の値である。ここで、Ａは振幅、ｊは虚数単位、ωは位相を示す。ただし、本明細書では、振幅Ａを１として説明する。セクタ共通符号ｓ０は、各セル内のすべてのセクタで共通であるため、セル間の信号をランダムにするために使用することが可能である。
次に、セクタ固有符号について説明する。図８（ｂ）は、セクタ固有符号を３セクタで使用する場合について示したものである。符号は、同一セル内の各セクタで固有の符号であり、符号１〜３が本実施形態である３セクタに対応する。移動局および基地局は、これらの符号と同一セル内のセクタＩＤの対応に関して予め知っているものとする。セクタ固有符号として、ＳＣＨサブキャリアに乗算される符号系列は、低周波数側から奇数ＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、５、９、・・・）から偶数ＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス３、７、１１、・・・）への位相差は、各セクタで０°、０°、０°となっている。偶数ＳＣＨサブキャリアから奇数ＳＣＨサブキャリアへの位相差は、各セクタで０°、１２０°、２４０°となっている。
それぞれの符号は、振幅が１の符号である。また、これらの符号系列は６チップ繰り返し（６チップで１周期）になっているため、ＳＣＨサブキャリアの数ｎは、６の整数倍になっている。これらの３つ符号系列の１繰り返し部分（６チップ）を見ると、任意の符号系列の複素共役を各符号系列に乗算し、１チップおきに３チップずつを加算すると、選択した任意の符号系列以外の符号系列に乗算した場合にはその和が０になる。また、任意の符号系列に乗算した場合にはその和が３になる。
例えば、符号１の（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)）と符号２の（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j2π/3)、exp(j2π/3)、exp(j4π/3)、exp(j4π/3)）と符号３の（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j4π/3)、exp(j4π/3)、exp(j2π/3)、exp(j2π/3)）の場合を考える。任意の符号として符号２を選択すると、符号２の複素共役は、（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(-j2π/3)、exp(-j2π/3)、exp(-j4π/3)、exp(-j4π/3)）になる。符号１から符号３のそれぞれに符号２の複素共役を乗算した符号はそれぞれ、（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(-j2π/3)、exp(-j2π/3)、exp(-j4π/3)、exp(-j4π/3)）、（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)）、（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j2π/3)、exp(j2π/3)、exp(-j2π/3)、exp(-j2π/3)）となる。さらに、それぞれのチップの奇数番目と偶数番目をベクトル加算すると、それぞれ（０，０）、（３，３）、（０，０）となり、任意の符号として選択した符号２以外の符号の和が０になるという特徴を持つ符号系列になっている。このことは、同一セル内の各セクタから各セクタに対応する直交符号（図８（ｂ））が乗算された同一データのＳＣＨが同時送信された場合、ＳＣＨを受信した移動局は、ＳＣＨを所定の３チップ毎に逆拡散することによって任意のセクタからの信号と隣接セクタからの干渉信号とを分離することができることを意味する。
次に、セル固有情報を伝送するための符号系列について説明する。図９は、周波数軸上において、セル固有情報を伝送するための符号系列の構成を示す図である。図９に示す符号系列は、セル固有情報を伝送するための符号系列であるため、各々のセル間で異なる符号系列を使用する。しかし、同一セル内のセクタ間では同一の符号系列を使用する。セル固有情報とは、セルＩＤもしくはセルで使用する固有の拡散符号の情報と基地局のアンテナ数およびシステム帯域幅の情報などである。セル固有情報には、移動局が基地局と最初に接続するときに必要とされる情報が含まれている。
しかしながら、拡散符号情報は、それを構成する符号長によっては非常に多くの符号数となるため、図９に示した符号では、通知のための情報量が不足する場合がある。このような場合、いくつかのセル（拡散符号）をグループ化し、そのグループに属するセルでは同一の情報によって符号系列を作成することも可能である。この場合、ＳＣＨからの情報ではセル固有の拡散符号が完全に同定できないため、拡散符号が乗算されたパイロットチャネルによって最終的なセル固有拡散符号を同定することになる。
図９の符号系列は、低周波数側より６チップを一組として構成されている。６チップは奇数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、５、９）に同一の符号を割り当てる。また、偶数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス３、７、１１）には、奇数番目に割り当てた符号にセル固有符号を乗算した符号を割り当てる。奇数番目のサブキャリアに割り当てた符号は６チップ内で同一であるが、他の６チップで使用する符号と同一である必要はない。符号系列を形成する各チップは、それぞれの振幅が１である。また、符号長はＳＣＨサブキャリア数をｎとした場合にはｎ／２の符号長の符号系列が、前記偶数番目のＳＣＨサブキャリアを形成するために必要となる。符号長はＳＣＨサブキャリア数に依存するため、ＳＣＨサブキャリア数が十分長い場合には、一般的に相関特性のより良い符号系列を数多く生成できる。このため、前述したようにセルＩＤグループを示す符号系列ではなく、直接セルＩＤを示す情報を含む符号系列で構成することも可能になる。
以上に示した３種類の符号系列がＳＣＨを構成する符号系列であり、これらの符号系列を乗算し各セクタの送信機からＳＣＨが送信される。次に、基地局の構成について説明する。
図１０は、移動体通信システムの基地局（マルチキャリア送信装置）における、物理レイヤおよびＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）サブレイヤの構成例を示すブロック図である。図示されるように、基地局は、論理チャネルと物理チャネルのマッピング、スケジューリング処理、物理層部の制御を行ない、上位層から入力されたデータを物理層部へ出力する一方、物理層部から入力されたデータを上位層へ出力するＭＡＣ部１０と、このＭＡＣ部１０より入力された伝送データの無線送信信号への変換および、アンテナ部で受信した無線受信信号の伝送データへの変換をＭＡＣ部からの制御情報に基づき行なう物理層部２０ａ〜２０ｃと、を備える。
ＭＡＣ部１０は、上位層より通知されるフレームの各リソースブロックの割り当て情報に基づき送信回路部を制御する送信回路制御部１６と、各リソースブロックのデータチャネル、パイロットチャネルなどの物理チャネルのデータをスケジューリングされたタイミングに合わせ送信回路部に入力する送信データ出力部１４と、ＳＣＨに割り当てるためのセル固有情報を生成または記憶するＳＣＨデータ生成部１２と、を備える。
本実施形態においてＳＣＨは、移動局が基地局から送信されるフレームおよびシンボルに時間的に同期し、セル固有情報を取得するためのチャネルである。ゆえにＳＣＨデータが可変でない場合にはＭＡＣ部１０から必ずしも送信毎にデータを生成する必要はなく、ＭＡＣ部１０の内部またはセクタに対応した各物理層部（２０ａ〜２０ｃ）で記憶しておき、ＳＣＨ送信タイミングに合わせそのシンボルに割り当てることにより定期的に送信することができる。本実施形態では、ＭＡＣ部１０内のＳＣＨデータ生成部１２によりＳＣＨデータの生成を行なうが、この機能を各セクタの物理層部（２０ａ〜２０ｃ）に持たせて実施することも可能である。
ＳＣＨデータは、他のデータチャネルのデータと共にＭＡＣ部１０から物理層部（２０ａ〜２０ｃ）に入力される。ＳＣＨデータおよびデータチャネルのデータはＭＡＣ部１０の送信回路制御部１６から通知される各リソースブロックの割り当て制御情報と共に物理層部（２０ａ〜２０ｃ）に入力され、リソースブロックの割り当て情報に従い各リソースにデータが割り当てられる。
物理層部（２０ａ〜２０ｃ）は、ＭＡＣ部１０より入力されたデータチャネル、パイロットチャネルおよびＳＣＨに対して変調およびセクタ固有符号の乗算を行ない、リソースブロックに多重した後、アナログ回路部（２６ａ〜２６ｃ）に入力する送信回路部（２４ａ〜２４ｃ）と、アナログ回路部（２６ａ〜２６ｃ）からの出力を復調しＭＡＣ部１０に入力する受信回路部（２２ａ〜２２ｃ）と、送信回路部（２４ａ〜２４ｃ）から入力される送信信号を無線周波数に変換し、アンテナ部（２８ａ〜２８ｃ）より受信された受信信号を受信回路部（２２ａ〜２２ｃ）で処理できる周波数帯に変換するアナログ回路部（２６ａ〜２６ｃ）と、アナログ回路部（２６ａ〜２６ｃ）より入力された送信信号を無線空間に送信し、無線空間中の信号を受信するアンテナ部２８（各セクタに対応した指向性アンテナ２８ａ〜２８ｃを具備する）と、を備える。
次に、送信回路部（２４ａ〜２４ｃ）の具体的な内部構成について説明する。図１１は、図１０に示される送信回路部の具体的な構成を示すブロック図である。送信回路部２４（図１０の参照符号２４ａ〜２４ｃ）は、ＭＡＣ部１０より入力されたデータチャネルおよびパイロットチャネルの符号化および変調を行なうと共に、前述したＳＣＨデータを変調した後、セクタ固有符号を乗算し、データチャネル、パイロットチャネルと割り当て部にてＭＡＣ部からの制御信号に基づいて、リソースブロックに多重し送信を行なう。
図１１における「ＳＣＨデータ」とは、セクタ共通符号（図８（ａ）参照）にセル固有符号（図９参照）を乗算した符号データを指す。そして、それらの符号データに各セクタの物理層部にて、セクタ固有符号（図８（ｂ）参照）を乗算したものが送信される。
図１１に示す送信回路部２４（２４ａ〜２４ｃ）は、ＭＡＣ部１０より入力されたデータチャネルに対し、リソースブロック毎に送信データの信号処理を行なう信号処理部５０（５０ａ〜５０ｃ）と、同じくＭＡＣ部１０より入力されたＳＣＨデータの変調およびセクタ固有符号の乗算を行なうＳＣＨデータ処理部６０とを備えている。また、同じくＭＡＣ部１０より入力されたパイロットチャネルデータの変調およびセクタ固有の直交符号の乗算を行なうパイロットチャネルデータ処理部７０と、信号処理部５０（５０ａ〜５０ｃ）からの出力信号とＳＣＨデータ処理部６０からの出力信号とパイロットチャネルデータ処理部７０からの出力信号を、リソースブロックの各サブキャリアに割り当てる割り当て部８１とを備えている。
また、拡散符号生成部８３にて生成される拡散符号を用いて拡散符号の乗算を行なう拡散符号乗算部８２と、拡散処理を経た周波数領域のデータ信号列を時間波形に変換するＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部８４と、ＩＦＦＴ部８４の出力を並列直列変換するＰ／Ｓ変換部８５と、Ｐ／Ｓ変換部８５の出力に対してＧＩを挿入するＧＩ挿入部８６と、ＧＩ挿入部８６の出力信号をデジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部８７と、を備えている。割り当て部８１および拡散符号乗算部８２は、共にＭＡＣ部１０からの制御情報に基づいて処理を行なう。割り当て部８１は、各物理チャネルを所望のサブキャリアに割り当てる。拡散符号乗算部８２は、ＳＣＨを除く物理チャネルに拡散符号を乗算する。
信号処理部５０（５０ａ〜５０ｃ）は、送信データの誤り訂正符号化を行なう誤り訂正符号化部５１と、誤り訂正符号化部出力を並列直列変換するＳ／Ｐ変換部５２と、Ｓ／Ｐ変換部の出力に対し、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの変調処理を行なう変調部５３と、により構成される。
また、ＳＣＨデータ処理部６０は、ＭＡＣ部１０より入力されるＳＣＨデータに対し変調処理を行なうＳＣＨ変調部６１と、ＳＣＨ変調部の出力にセクタ固有符号を乗算する乗算部６２と、セクタ固有符号を生成（または記憶）するセクタ固有符号生成部６３と、により構成される。
また、パイロットチャネル処理部７０は、ＭＡＣ部１０より入力されるパイロットデータに対し変調処理を行なうパイロットデータ変調部７１と、パイロットデータ変調部７１の出力にセクタ固有符号を乗算する乗算部７２と、セクタ固有符号を生成（または記憶）する符号生成部７３により構成される。
信号処理部５０（５０ａ〜５０ｃ）の出力は、ＭＡＣ部１０の送信回路制御部（図１０の参照符号１６）より通知される制御情報に基づき適切なサブキャリアに割り当てる割り当て部８１において、適切なサブキャリアに割り当てられた後、ＩＦＦＴ部８４に出力される。
ただし、図８（ｂ）に示した符号１をセクタ固有符号として使用する場合には、すべての符号が１であるため、乗算部（６２、７２）および符号生成部（６３、７３）を省略することが可能である。また、前述したようにＳＣＨデータを固定値とする場合には必ずしもＳＣＨ送信毎にＭＡＣ部１０よりＳＣＨデータを出力する必要はない。このため、ＳＣＨデータ処理部６０に代えて、ＳＣＨデータ記憶部などを設け、ＳＣＨデータを記憶しておいてもよい。これにより、ＳＣＨを送信する毎にそのＳＣＨ記憶部からＳＣＨデータを読み出して、割り当て部８１にてデータチャネルおよびパイロットチャネルと多重することも可能である。
Ｄ／Ａ変換部８７の出力は、無線周波数への周波数変換を行なうアナログ回路部（図１０の参照符号２６ａ〜２６ｃ）を経て、アンテナ部２８（図１０の指向性アンテナ２８ａ〜２８ｃ）から大気中に、無線信号として送信される。
以上のように、複数のセクタを制御する基地局の送信機では、ＳＣＨデータにセクタ固有符号を、同一のＳＣＨデータに乗算し、それぞれのセクタに対応するアンテナから同時に送信する。これにより、高品質な周波数特性を持ったＳＣＨ受信が可能になる。それと共に、ＳＣＨ受信時に最適なセルが選択可能となり、受信が良好なセクタの選択も可能となる。
次に、マルチキャリア受信機の構成について説明する。図１２は、本発明に係るマルチキャリア受信機の構成を示すブロック図である。このマルチキャリア受信機は、携帯電話端末、ＰＤＡ端末、携帯可能なパーソナルコンピュータなどに該当する。図示されるように、マルチキャリア受信機は、アンテナ部１００と、アナログ受信回路部１０１と、Ａ／Ｄ変換部１０２と、タイミング検出部１０３と、ＧＩ除去部１０４と、Ｓ／Ｐ（直列／並列）変換部１０５と、ＦＦＴ部１０６と、拡散符号乗算部１０７と、サブキャリア補償部１０８と、復調部１０９と、誤り訂正復号化部１１０と、拡散符号生成部１１１と、ＳＣＨ信号処理部２００と、を備える。ＳＣＨ信号処理部２００は、セクタ同定のための逆拡散部２１０と、セクタ電力判定部２２０と、セル固有情報を復調するＳＣＨデータ復調部２３０と、を備える。
このマルチキャリア受信機（以下、単に「受信機」という場合がある）は、基本的には、図２に示すフローチャートに従って、セクタ同定を含むセルサーチを実施する。まず、受信機は、基地局から送信される信号との時間的同期および周波数のずれを補正するため受信信号からＳＣＨタイミングを検出する。すなわち、基地局から送信された無線信号をアンテナ部１００にて受信し、受信した無線信号を無線周波数帯からベースバンド周波数帯にアナログ受信回路部１０１で変換する。そして、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１０２が、ベースバンド周波数帯に変換されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する。
次に、タイミング検出部１０３は、シンボル同期を行なうために、Ａ／Ｄ変換部１０２でデジタルデータに変換された受信データからＳＣＨの検出処理を行なう。ここで、タイミング検出部１０３の回路構成について説明する。
図１３は、タイミング検出部１０３の構成例を示すブロック図である。タイミング検出部１０３は、タイミング検出および周波数誤差検出の機能を有する。図１３に示すように、このタイミング検出部１０３は、遅延部３０１と、複素共役算出部３０２と、乗算器３０３と、平均部３０４と、ピーク検出部３０５と、周波数誤差検出部としてのアークタンジェント算出回路３０７と、を備える。
この構成から明らかなように、タイミング検出部１０３は、受信した信号を１／２有効シンボル遅延した信号の複素共役と受信データを乗算することにより、１／２有効シンボルの同一波形が繰り返されたときにピークが検出される回路となっている。すなわち、前述した低周波数側から奇数番目のサブキャリア（サブキャリアインデックス１、３、５、・・・、２ｎ＋１）を使用したＳＣＨデータのタイミングになった場合にピークが検出される。複数のセルからの信号により複数のピークが検出されるが、一般的には最も相関値の絶対値または実数部のピークが高いタイミングを最も近いセルから送信されたＳＣＨのタイミングとして判定し、基地局との接続動作を開始する。
図２４で示したフレーム構成の場合、ＳＣＨが配置されている間隔であるフレームの半分の時間間隔で同期を取ることができる。同時にＳＣＨシンボルと同期を取ることによってシンボル同期を行なう。また、ＳＣＨシンボルのサブフレーム内の位置を固定しておくことによりサブフレーム周期での同期も同時に行なうことができる。
図１２において、タイミング検出部１０３でシンボル周期での同期を終えた後、前述したシンボル周期に合わせて、ＧＩ除去部１０４で有効シンボルの前に付けられたＧＩ部を各シンボルから取り除く。ＧＩを除去されたシンボルは、Ｓ／Ｐ（直列／並列）変換部１０５で直列信号から並列信号に変換され、ＦＦＴ部１０６にてＦＦＴ処理を施される。
ＳＣＨシンボル部のデータは、ＦＦＴ部１０６から、ＳＣＨデータを処理するＳＣＨ信号処理部２００へ入力される。また、パイロットチャネルおよび移動局への制御情報を含むデータチャネルは、ＦＦＴ部１０６から、拡散符号乗算部１０７へ入力される。移動局が基地局への最初の接続を行なう際には、セル固有情報およびセクタ固有情報を取得していないため、ＳＣＨ信号処理部２００での処理が優先して行なわれる。ＳＣＨ信号処理部２００では、ＳＣＨシンボルのデータが、ＦＦＴ部１０６から、本実施形態のセクタ数に対応する３つの乗算部２１２と、ＳＣＨデータ復調部２３０とのそれぞれに同時に入力される。
乗算部２１２では、ＭＡＣ部（図示せず）からの制御情報により、セクタ固有符号生成部２１１で生成または記憶されたセクタ固有符号（図８（ｂ））の乗算が実施される。各乗算部２１２では、セクタ固有符号生成部２１１より入力されたセクタ固有符号の複素共役を算出し、ＦＦＴ部１０６から入力されたＳＣＨシンボルの奇数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、５、９、・・・）に対して、基地局から送信時にセクタ固有符号を乗算したサブキャリアと対応するように複素共役の符号を乗算する。さらに、複素共役の乗算されたデータは、加算部２１４に入力され、同相加算が実施される。すなわち、セクタ固有符号の繰り返し周期である６サブキャリアの中の複素共役を乗算した３サブキャリアのデータが加算される。この処理の様子が、図１４の処理１、処理２に示される。
図１４は、セクタ同定のための逆拡散処理の具体的な内容を示す図である。図１４において、ｐｘは、図８（ｂ）に示したセクタ固有符号であり、ｘは、セクタのインデックスを表している。また、ｆは、伝搬路を示しており、逆拡散を施すサブキャリア間隔である９サブキャリアの帯域内で一定としている。
さらに、図１２において、逆拡散処理が施されたデータを１／３倍し、自乗平均したデータがセクタ電力判定部２２０に入力される。各セクタからの自乗平均したデータは、セクタ電力判定部２２０における受信電力判定の指標となる。
セクタ電力判定部２２０は、３つのセクタにそれぞれ対応する加算部２１４から入力される加算結果を示すデータを比較する。そして、最も受信電力が高いセクタ、すなわち最も受信環境が良好で接続を行なうセクタを決定する。セクタ検出結果は、ＭＡＣ部に制御信号によって通知される。
一方、図１２において、ＦＦＴ部１０６からＳＣＨデータ復調部２３０に入力されたＳＣＨシンボルデータ（セクタ共通符号にセル固有情報が乗算されたデータ）は、図１５に示した復調方法により復調される。
図１５は、セル固有情報の復調処理を説明するための図である。図１５の処理は、一対のサブキャリアのうち、低周波数側のサブキャリアに割り当てられているセル固有符号の複素共役を、高周波数側のサブキャリアに乗算し、これによって、相対的な位相差情報（つまり、セル固有情報）を復調する処理である。
図１２におけるＳＣＨデータ復調部２３０では、ＳＣＨシンボルの低周波数側から奇数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、５、９、・・・）のデータの複素共役とその高周波数側の偶数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス３、７、１１、・・・）のデータを乗算する。
図１５に示すように、乗算結果の理想値は、各セクタと移動局間の伝搬路ｆとセル固有符号ｃで構成される。ｃは、振幅が１の複素数であることから位相を導出することにより容易に求められる。ここで、ｆｘｙのｘは、セクタＩＤ（セクタ識別番号に該当し、セクタインデックスともいう）を示し、ｙは乗算される２つのサブキャリアの伝搬路における周波数方向のインデックスとする。また、乗算される２つのサブキャリア間での伝搬路は同一と仮定している。
セル固有情報を復調する際には、セル固有情報の符号系列から基地局でセル固有情報の通知に使用する可能性のある候補の符号（Ｃｎ）のレプリカを、ＳＣＨデータ復調部２３０で作成する。そして、実際に前述の方法で算出された結果と相互相関を取ることによってもセル固有情報を判定・取得することができる。実際は、このように相互相関処理による判定を行なうのが望ましい。
本実施形態においては、ＳＣＨシンボルがフレーム内に２箇所設定されており、遅延相関によるシンボル同期時にはフレームの１／２の周期で同期を取れた状態となる。フレーム周期で同期を行なうには、前述のセル固有符号ｃにより示される情報にフレーム内のＳＣＨのどちらかを示す情報を含めておく。または、ＳＣＨからの時間的な位置が一定となるシンボルに情報を割り当てておいても良い。
また、前述したように、拡散符号情報は、それを構成する符号長によっては非常に多くの符号数となるため、セル固有情報を通知するための情報量が不足する場合がある。すなわち、ＳＣＨに使用するサブキャリアの本数によっては、セル固有情報を通知するために十分な情報量がないため、セル固有の拡散符号を示す情報ではなく、セルをいくつかのグループに分けたグループを示す情報が通知される場合も考えられる。その場合には、グループに分けられたセルのすべての考えられる拡散符号に対して、以下の検出を行なう必要がある。
すなわち、セルの拡散符号検出にパイロットチャネルを使用し、パイロットチャネルとそれに乗算された符号（セル固有符号と直交符号）を乗算したレプリカ信号を作成する。この作成したレプリカ信号と実際の受信信号の相互相関を、前述したセルグループ内のすべてのセルに対する拡散符号候補に関して相関検出を行なう。すべての相関検出が終了し、最も高い相関値を示した拡散符号候補を最も近い基地局で使用している拡散符号として判定する。これが一般的な方法である。ただし、本実施形態では前述のセクタ判定で決定したセクタの直交符号のみを使用することにより相互相関検出処理を短縮できる。
セル固有符号ｃの符号系列には、他のセルの情報を示す符号との相互相関特性に優れた符号であることがより望ましい。具体的にはＷａｌｓｈ‐Ｈａｄａｍａｒｄ符号系列またはＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｃｈｉｒｐ Ｌｉｋｅ （ＧＣＬ）符号系列などが望ましい。
以上のようにして復調されたＳＣＨデータは、ＭＡＣ部へ送られる。ＭＡＣ部では、この情報に従って受信を行ない、基地局との接続を行なうことができる。一般的には基地局から送信されるデータチャネルの受信には以下のような構成が必要である。なお、これ以外の受信回路を使用することも可能である。
図１２において、ＦＦＴ部１０６によりＦＦＴ処理を施されたデータチャネルおよびパイロットチャネルは、セル固有情報に含まれるセル固有の拡散符号により拡散されている。このため、拡散符号乗算部１０７でセル固有の拡散符号の複素共役が乗算される。セル固有の拡散符号は、拡散符号生成部１１１から出力される。拡散符号生成部１１１では、複数の拡散符号から所望のセルの拡散符号が上位階層からの制御信号によって選択される。
また、セクタ固有の直交符号も同時に拡散符号生成部１１１により選択され、拡散符号乗算部１０７に入力される。入力された直交符号は、拡散符号乗算部１０７にてパイロットチャネルに乗算される。符号が乗算されたデータは、サブキャリア補償部１０８にてパイロットチャネルを基準信号として、サブキャリア補償が施され復調部１０９に入力される。復調部１０９では、データチャネルの復調が行なわれ、さらに、誤り訂正復号化部１１０にて、誤り訂正・復号化が行なわれる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。前掲の第２の実施形態においては、フレーム毎にＳＣＨが挿入され（図２４）、これに伴い１サブキャリアおきにヌルサブキャリアが設定されていた(図２５)。
本実施形態では、図１６に示すように、帯域の中心にあるサブキャリア（ＤＣサブキャリア）を除くサブキャリアをＳＣＨサブキャリアとする。また、フレーム内のＳＣＨシンボルの配置を図１９に示したように、フレーム内の特定の時間的位置に２シンボル連続して同一のＳＣＨシンボルを配置する。図１９は、第３の実施形態におけるフレーム構成を示す図である。
つまり、本実施形態においては、前掲の第２の実施形態と比較して、ＳＣＨサブキャリアの数が２倍であるため、セル固有情報に使用できる符号長が長くなる。従って、より情報量の多いＳＣＨ信号を送受信することができることになる。
図１６は、ＳＣＨが割り当てられたサブキャリアを示す図である。本実施形態では、ＳＣＨは、周波数軸上において図１６に示すように構成されている。すなわち、図１６は、基地局から送信される信号のフレームを構成する複数のシンボルのＳＣＨデータに注目して図示したものであり、縦軸を周波数軸、横軸を時間軸として示している。各サブキャリアは、図１６に示したように、中心サブキャリア（ＤＣサブキャリア）を除くサブキャリアにＳＣＨデータを割り当てるサブキャリアとして使用している。
以下、ＳＣＨを構成するサブキャリア（ＳＣＨサブキャリア）数を２ｎとして以降の説明を行なう。図１７（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態におけるＳＣＨのデータ構造を示す図である。図１７（ａ）は、ＳＣＨに乗算されるセクタ共通符号の周波数軸上における配置を示す図であり、図１７（ｂ）は、３つのセクタ固有符号を示す図である。
図１７（ａ）は、セクタ共通符号を示している。各ＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、２、３、・・・）にはｓ０が割り当てられている。ｓ０はＡ＊ｅｘｐ（ｊω）で表される任意の値である。ここで、Ａは振幅、ｊは虚数単位、ωは位相を示す。セクタ共通符号ｓ０は、各セル内のすべてのセクタ（本実施形態では３つのセクタ）で共通である。前述の第２の実施形態と同様に、移動局に既知のｓ０を使用することによりＳＣＨに乗算されたセル固有符号の復号に利用することが可能である。
図１７（ｂ）は、セクタ固有符号を、第３の実施形態である３セクタで使用する場合の例に関して示したものである。符号は同一セル内の各セクタで固有の符号であり、符号１から３が、第２の実施形態である３セクタに対応する。移動局および基地局は、これらの符号と同一セル内のセクタＩＤの対応に関して予め知っているものとする。セクタ固有符号として、ＳＣＨサブキャリアに乗算される符号系列は、低周波数側から奇数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、３、５、・・・）から偶数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス２、４、６、・・・）への位相差が各セクタで０°、０°、０°となっており、偶数番目のＳＣＨサブキャリアから奇数番目のＳＣＨサブキャリアへの位相差が各セクタで０°、１２０°、２４０°となっている。それぞれの符号は振幅が１の符号である。また、これらの符号系列は６チップ繰り返し（６チップで１周期）になっているため、ＳＣＨサブキャリアの数２ｎは６の整数倍になっている。
これらのセクタ固有符号の１繰り返し部分（６チップ）を見ると、任意の符号系列の複素共役を各符号系列に乗算し、１チップおきに３チップずつを加算すると選択した任意の符号系列以外の符号系列に乗算した場合にはその和が０になり、任意の符号系列に乗算した場合にはその和が３になる。
例えば、符号１の（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)）と符号２の（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j2π/3)、exp(j2π/3)、exp(j4π/3)、exp(j4π/3)）と符号３の（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j4π/3)、exp(j4π/3)、exp(j2π/3)、exp(j2π/3)）の場合を考えると、任意の符号として符号２を選択すると、符号２の複素共役は（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(-j2π/3)、exp(-j2π/3)、exp(-j4π/3)、exp(-j4π/3)）になり、符号１から符号３のそれぞれに符号２の複素共役を乗算した符号はそれぞれ（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(-j2π/3)、exp(-j2π/3)、exp(-j4π/3)、exp(-j4π/3）)、（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j0π)）、（exp(j0π)、exp(j0π)、exp(j2π/3)、exp(j2π/3)、exp(-j2π/3)、exp(-j2π/3)）となる。
さらに、それぞれのチップの奇数番目と偶数番目をベクトル加算すると、それぞれ（０，０）、（３，３）、（０，０）となり、任意の符号として選択した符号２以外の符号の和が０になるという特徴を持つ符号系列になっている。このことは、同一セル内の各セクタから各セクタに対応する直交符号（図１７（ｂ））が乗算された同一データのＳＣＨが同時送信された場合、ＳＣＨを受信した移動局は、ＳＣＨを所定の３チップ毎に逆拡散することによって、任意のセクタからの信号と隣接セクタからの干渉信号を分離することができることを意味する。
図１８は、第３の実施形態におけるセル固有符号の配置を示す図である。図１８に示す符号系列は、セル固有情報を伝送するための符号系列であるため、各々のセルで異なる符号系列を使用するが、同一セル内のセクタ間では同一の符号系列を使用する。セル固有情報とは、セルで使用する固有の拡散符号の情報と基地局のアンテナ数およびシステム帯域幅の情報などであり、移動局が基地局と最初に接続するときに必要とされる情報が含まれている。
しかしながら、拡散符号情報は、その符号長によっては非常に多くの符号数がとれるため、図１８に示した符号では情報量が不足する場合がある。このような場合、いくつかのセルをグループとし、そのグループに属するセルでは同一の情報によって符号系列を作成することも可能である。この場合、ＳＣＨからの情報ではセル固有の拡散符号が完全に同定できないため、拡散符号が乗算されたパイロットチャネルによって最終的なセル固有拡散符号を同定することになる。
図１８に示す符号系列は、低周波数側より６チップを一組として構成されている。６チップのうち、奇数番目のＳＣＨサブキャリアには同一の符号を割り当て、偶数番目のＳＣＨサブキャリアには奇数番目に割り当てた符号にセル固有符号を乗算した符号を割り当てる。奇数番目のサブキャリアに割り当てた符号は、６チップ内で同一であるが、他の６チップで使用する符号と同一である必要はない。符号系列を形成する各チップは、それぞれの振幅が１である。また、符号長は、ＳＣＨサブキャリア数を２ｎとした場合には、ｎの符号長の符号系列が、偶数番目のサブキャリアを形成するために必要となる。
符号長は、ＳＣＨサブキャリア数に依存するため、ＳＣＨサブキャリア数が十分長い場合には、一般的に相関特性のより良い符号系列を数多く生成できる。このため、前述したように、セルＩＤグループを示す符号系列ではなく、直接セルＩＤを示す情報を含む符号系列で構成することも可能になる。
上記のＳＣＨを構成するサブキャリアに乗算する符号は、連続する２シンボルで同一の符号を割り当てる。上記の３種類の符号系列が、第３の実施形態におけるＳＣＨを構成する符号系列であり、これらの符号系列を乗算し各セクタの送信機からＳＣＨが送信される。
本実施形態におけるＳＣＨの送信方法および送信機の構成は、前掲の第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。第２の実施形態と異なる点は、ＳＣＨデータ処理部６０におけるセクタ固有符号生成部６３で生成される符号（図１７、図１８参照）と、ＭＡＣ部１０より入力されるＳＣＨデータである。また、本実施形態では、同一のＳＣＨシンボルを２シンボル連続して送信する（図１９参照）。図１９は、フレーム区間におけるＳＣＨの配置を示す図である。本実施形態における受信機構成および受信方法は、前掲の実施形態と基本的には同様である。ただし、第２の実施形態におけるタイミング検出部１０３（図１３）では、受信した信号を１／２有効シンボル区間遅延させ信号と乗算することによってＳＣＨシンボルの位置を検出したが、本実施形態では、受信したシンボルを１シンボル遅延して信号と乗算することによりＳＣＨのシンボルを検出する。
以下、セルサーチの手順に関して説明する。移動局は、第２の実施形態と同様に、基地局から送信された無線信号をアンテナ部１００で受信する。アナログ受信回路部１０１は、受信した無線信号について、無線周波数帯からベースバンド周波数帯に変換する。Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１０２は、ベースバンド周波数帯に変換された信号について、アナログ信号からデジタル信号に変換する。
次に、タイミング検出部１０３は、Ａ／Ｄ変換部１０２でデジタルデータに変換された受信データに基づいて、シンボル同期を行なうためのＳＣＨ検出処理を行なう。そして、受信した信号を１シンボル遅延した信号の複素共役と受信データを乗算することにより、同一シンボルの波形が繰り返されたときにピークが検出される。すなわち、前述した２シンボルの同一ＳＣＨシンボルが受信されたタイミングになった場合にピークが検出される。複数のセルからの信号により複数のピークが検出されるが、一般的には最も相関値のピークが高いタイミングを最も近いセルから送信されたＳＣＨのタイミングとして判定し、基地局との接続動作を開始する。
本実施形態では、２シンボルのＳＣＨがフレームの最後尾に配置されていることから、前述の方法でＳＣＨ信号の相関ピークを検出することにより、フレーム同期を行なうことができる。同時にＳＣＨシンボルと同期を取ることによってシンボル同期を行なう。そして、シンボル周期での同期を終えた後、前述したシンボル周期に合わせてＧＩ除去部１０４にて有効シンボルの前に付けられたＧＩ部を各シンボルから取り除く。ＧＩを除去されたシンボルは、Ｓ／Ｐ（直列／並列）変換部１０５で直列信号から並列信号に変換されＦＦＴ部１０６にてＦＦＴ処理を施される。
ＦＦＴ部１０６から、ＳＣＨシンボル部のデータが、ＳＣＨデータを処理するＳＣＨ信号処理部２００へ入力される。また、ＦＦＴ部１０６から、パイロットチャネルおよび移動局への制御情報を含むデータチャネルが、拡散符号乗算部１０７へ入力される。そして、移動局が基地局への最初の接続を行なう際にはセル固有情報およびセクタ固有情報を取得していないため、ＳＣＨ信号処理部２００での処理が優先して行なわれる。ＳＣＨ信号処理部２００では、ＦＦＴ部１０６から本実施形態のセクタ数に対応する３つの乗算部２１２と、ＳＣＨデータ復調部２３０とのそれぞれに、ＳＣＨシンボルのデータが入力される。乗算部２１２には、ＭＡＣ部（図示せず）からの制御情報により、セクタ固有符号生成部２１１で生成または記憶されたセクタ固有符号が入力される。
各乗算部２１２では、セクタ固有符号生成部２１１より入力されたセクタ固有符号の複素共役を算出し、ＦＦＴ部１０６から入力されたＳＣＨ信号の各奇数番目のサブキャリア（サブキャリアインデックス１、３、５、・・・）に対し、基地局から送信時にセクタ固有符号を乗算したサブキャリアと対応するように複素共役の符号を乗算する。これについては、図２０の処理１で示す。図２０は、セクタ固有符号を用いた相関演算処理の具体的な内容例を示す図である。複素共役の乗算されたデータは、逆拡散部２１０に入力され、逆拡散処理を施される。逆拡散処理はセクタ固有符号の繰り返し周期である６サブキャリアの中の複素共役を乗算した３サブキャリアのデータを加算することにより行なわれる（図２０処理２参照）。
さらに、逆拡散処理を施されたデータを１／３し、自乗平均したデータを算出しセクタ電力判定部２２０に入力する。各セクタからの自乗平均したデータは、セクタ電力判定部２２０での受信電力判定の指標となる。図２０において、ｐｘは図１７（ｂ）に示したセクタ固有符号であり、ｘはセクタのインデックスを表している。また、ｆは伝搬路を示しており、逆拡散を施すサブキャリア間隔である５サブキャリアの帯域内で一定としている。
セクタ電力判定部２２０では、３つのセクタに対応するそれぞれの逆拡散部２１０から前記値を入手し比較することにより、最も受信電力が高いセクタ、すなわち最も受信環境が良好で接続を行なうセクタを決定する。この決定は、ＭＡＣ部へ制御信号として通知される。
一方、ＦＦＴ部１０６からＳＣＨデータ復調部２３０に入力されたＳＣＨシンボルデータは、図２１に示した復調方法により復調される。図２１は、第３の実施形態におけるセル固有符号の復調方法を示す図である。ＳＣＨデータ復調部２３０では、ＳＣＨシンボルの低周波数側から奇数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、３、５、・・・）のデータの複素共役と、その高周波数側の偶数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス２、４、６、・・・）のデータを乗算する。
図２１に示したように、乗算結果の理想値は、各セクタと移動局間の伝搬路ｆとセル固有符号ｃで構成され、ｃは振幅が１の複素数であることから位相を導出することにより容易に求められる。ここで、ｆｘｙのｘはセクタＩＤを示し、ｙは乗算される２つのサブキャリアの伝搬路の周波数方向のインデックスとする。また、乗算される２つのサブキャリア間での伝搬路は同一と仮定している。
セル固有情報を復調する際には、下記に示すセル固有情報の符号系列から基地局でセル固有情報の通知に使用する可能性のある候補のレプリカをＳＣＨデータ復調部で作成し、実際に前述の方法で算出された結果と相互相関を取ることによってもセル固有情報を判定・取得することができる。さらに、第３の実施形態においては、同一のＳＣＨシンボルが２シンボル連続で送信されているため、前記した復調を２シンボル区間において連続して行なうことによって、より信頼性の高い復調を行なうことができる。
以上のようにして復調されたＳＣＨデータは、ＭＡＣ部へ送られる。ＭＡＣ部では、この情報に従い受信を行ない、基地局との接続を行なうことができる。この第３の実施形態では、１フレーム期間の最後の２シンボルにＳＣＨが配置される。これにより、時間軸上においてＳＣＨが周期性をもって配置されると共に、同一のＳＣＨシンボルを２シンボル連続して送信される場合には、情報量が増加するため、受信側にて、より信頼性の高い復調を行なうことができる。また、全周波数帯のサブキャリアを利用してＳＣＨを送信することができるため、シンボル毎に異なる情報を送信する場合には、セル固有情報（相対的位相差情報）の伝送に使用できる符号長を長くすることができ、より多くのセル固有情報を送信することが可能となる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、セルサーチの第1ステップにおけるＳＣＨのタイミング検出を、セクタ固有符号のレプリカの時間波形を利用した相互相関法によって行なう例について説明する。
前掲の第２および第３の実施形態においては、前述した３段階セルサーチの第１ステップにてＳＣＨの時間相関検出を使用して、シンボル同期、周波数オフセット、１／Ｎフレームタイミングの検出を行なっていた。本実施形態では、前述の３段階セルサーチの第1ステップにおけるＳＣＨのタイミング検出を、受信信号と、移動局にて作成したレプリカ信号との相互相関処理により行なう。このことを可能とするためには、ＳＣＨのデータ構造に工夫を施す必要がある。
本実施形態で示す第１ステップのＳＣＨ位置検出方法は、第２もしくは第３の実施形態で示したフレーム構成およびＳＣＨの配置をそのまま利用して実現することができる。第２ステップまたは第３ステップも、前掲の実施形態と同様に実施可能である。
なお、本実施形態のようなＳＣＨのデータ構造が採用される場合でも、ＳＣＨが１フレーム期間に周期的に配置されている点は、前掲の実施形態と同様である。従って、第２および第３の実施形態と同様の自己相関法を利用したＳＣＨ位置検出（すなわち、繰り返し波形を利用した自己相関によるシンボル同期の確立）を実施することも可能である。ただし、相互相関を用いたＳＣＨ位置の検出では、より鋭い相関ピークが得られるため、より高精度のＳＣＨ位置の検出が可能である。
本実施形態における第１ステップのＳＣＨタイミングの検出方法は、相互相関検出（またはレプリカ検出）方法と呼ばれる検出方法を適用した検出方法である。上述のとおり、第２および第３の実施形態で示した連続するＳＣＨ波形を利用した自己相関検出方法と比較して、その検出ピークを鋭く検出することができる。すなわち、本実施形態は、前掲の第２および第３の実施形態と比較して、３段階セルサーチの第１ステップに異なる方法を用いることができる。従って、より高精度なＳＣＨタイミングの検出が可能である。
本実施形態では、第２の実施形態と同様の下り方向の通信方式に、ＯＦＤＭ通信方式を用いる。また、通信フレームおよびリソースブロックの構成は、図２２および図２８に示されるものと同じ形式であるとする。まず、本実施形態における特徴である同期用物理チャネル（ＳＣＨ）に関し、その具体的な構成について説明する。
図２９（ａ）〜（ｃ）は、第２の実施形態と同様に、各々、同一セル内の３つのセクタから同時に送信されるＳＣＨのデータ構造を説明するための図である。図２９（ａ）は、周波数軸上におけるセクタ共通符号の割り当てを示す図であり、図２９（ｂ）は、３つのセクタ固有符号の構成を示す図であり、図２９（ｃ）は、セクタ固有符号の生成の基礎となる概念を示す図であり、複素位相平面上におけるベクトルを示す。基本的構成は、第２の実施形態と同様であるが、３段セルサーチの第１ステップに相互相関検出方法を適用できるようにするため、一部の構成符号が異なる。
図２９の（ａ）に示した信号は、ＳＣＨを構成するセクタ共通符号を示している。各ＳＣＨサブキャリアには６チップ毎にｓ０１からｓ０ｎ／６が割り当てられている。ｓ０はＡ＊ｅｘｐ（ｊω）で表される任意の値である。ここで、Ａは振幅（ただし本発明ではこれを１として説明する）、ｊは虚数単位、ωは位相を示す。
本実施形態の特徴の一つは、第２および第３の実施形態と異なり、このセクタ共通符号が全セルで共通の符号であることである。つまり、セクタ共通符号は、セル共通符号でもある、ということである。また、もう一つの特徴は、セル固有符号のうちの、位相基準となる符号要素についても全セルで共通とすることである。このことによって、セクタ固有符号のレプリカを用いた相関検出が可能となる。
すなわち、ＳＣＨは、３種類の符号（セクタ共通符号、セクタ固有符号、セル固有符号）が乗算されて構成される。ここで、セクタ共通符号をセル間でも共通とし、また、セル固有符号のうちの、位相基準となる符号要素もセル共通とすると、その位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリアに関しては、乗算されている符号は、（全セル共通のセクタ共通符号）と、（セクタ固有符号）と、（全セル共通のセル固有符号）となり、実質的に、（全セル共通の符号）に（セクタ固有符号）が乗算されていることになる。つまり、その位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリアに関しては、３種類の符号が乗算されているが、その内の２つの符号は全セルで共通である。従って、異なるのは、セクタ固有符号だけということになる。このことは、セクタ固有符号のレプリカを用いた相関検出が可能であることを意味する。
従って、受信機側で、各セクタに対応したセクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を用意しておき、ＦＦＴ前の受信信号にそのレプリカ符号の時間波形を乗算して相関ピークを検出することによって、受信信号におけるＳＣＨのタイミングを高精度に検出することができる。従って、その後のセクタ同定やセル同定をより効率的に行なうことが可能となる。ただし、このような特殊なＳＣＨの構造が採用されている場合でも、１フレーム期間中にＳＣＨが周期的に配置されていることには変わりがないため、自己相関法（すなわち、受信信号を所定期間だけ遅延させた信号と、元の受信信号との相関を検出する方法）による位置検出を行なうことも可能である。
以下、図面を参照して、具体的に説明する。まず、セクタ固有符号に関し説明する。図２９（ｂ）は、セクタ固有符号の例（ここでは、セクタ数は“３”とする）を示している。ここでは、第２の実施形態で示した符号と同様の符号が用いられる。
次に、セル固有情報を伝送するための符号系列について説明する。図３０は、セル固有情報を伝送するための符号系列の周波数軸上における構成を示す図である。本実施形態では、図３０に示した符号系列により、セル固有情報の伝送を行なうが、第２および第３の実施形態とは異なり、各々のセル間で異なる符号系列とセル間で共通の符号系列により構成される。具体的には、図３０に示したｃｉｋ（ｋは１からｎ／６までの自然数、ｎはＳＣＨサブキャリア数である）が「セル間で共通な符号」であり、ｃｌ（ｌは１からｎ／２までの自然数）は「セル固有の符号」である。
図３０の符号系列は、低周波数側から順に、６チップを一組として構成されている。６チップは奇数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス１、５、９）に「セル間で共通の符号」を割り当てる。偶数番目のＳＣＨサブキャリア（サブキャリアインデックス３、7、１１）には、奇数番目に割り当てた符号にセル固有符号を乗算した符号（つまり、位相基準の符号に対する位相差情報をもつ符号）を割り当てる。奇数番目のサブキャリアに割り当てた符号は、６チップ内で同一であるが、他の６チップで使用する符号と同一である必要はない。
以上に示した３種類の符号系列がＳＣＨを構成する符号系列であり、これらの符号系列が乗算されてＳＣＨが構成される。そして、各セクタの送信機からは、ＳＣＨを含むマルチキャリア信号が送信される。
本実施形態におけるＳＣＨの送信方法および送信機の構成は、前掲の第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。異なる点はＳＣＨデータ処理部６０におけるセクタ固有符号生成部６３で生成される符号（図２９、図３０参照）である。
本実施形態における受信機構成および受信方法は、第１ステップを除き、前掲の実施形態と基本的に同様である。前掲の第２の実施形態におけるタイミング検出部１０３（図１３）では、受信した信号を１／２有効シンボル区間遅延させ信号と乗算することによってＳＣＨシンボルの位置を検出した。本実施形態では、受信した信号と移動局で生成もしくは記憶したＳＣＨシンボルのレプリカ信号との相互相関値を算出することによりＳＣＨのシンボルを検出する。以下、セルサーチの手順に関して説明する。
移動局は、第２の実施形態と同様に、基地局から送信された無線信号をアンテナ部１００にて受信する。アナログ受信回路部１０１は、受信した無線信号について、無線周波数帯からベースバンド周波数帯に変換する。Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１０２は、ベースバンド周波数帯に変換された信号について、アナログ信号からデジタル信号に変換する。次に、タイミング検出部１０３は、Ａ／Ｄ変換部１０２でデジタルデータに変換された受信データに基づいて、シンボル同期を行なうためのＳＣＨ検出処理を行なう。
図３１は、本実施形態におけるシンボル同期回路の構成（相関器を含む）を示すブロック図である。図３１のシンボル同期回路は、ｍ段のシフトレジスタ４００と、加算器４０２と、乗算器４０４と、を有している。図３１のシンボル同期回路では、受信信号は、ｍ段のシフトレジスタ４００に入力される。このシフトレジスタ４００から出力された信号は、移動局で作成されるか、または移動局内に予め記憶されたレプリカ信号（ｒｍ：ｍは自然数）の複素共役と乗算される。
レプリカ信号は、前述のＳＣＨサブキャリアを構成する３つの符号を掛け合わせた値から導出されるが、ＳＣＨサブキャリアの奇数番目（サブキャリアインデックス１、５、９・・・）に関してのデータが用いられる。受信信号は、時間軸方向のデータであるため、レプリカ信号も同様に前述のＳＣＨサブキャリアを使用するデータより時間軸方向の信号を算出しておく。
このようなレプリカ信号の作成には、ＳＣＨサブキャリアの奇数番目のデータを使用する。上述のとおり、ＳＣＨサブキャリアの奇数番目のサブキャリアには、全セルで共通のセクタ共通符号ｓ０（図２９（ａ）参照）と、図３０に示すように、全セルで共通のセル固有情報の一部を示す符号（位相基準となる符号）とが乗算されている。すなわち、ＳＣＨサブキャリアの奇数番目のサブキャリアでは、図２９（ｂ）に示したセクタ固有符号のみが、セル間で異なることなる。従って、本実施形態においては、セクタ固有符号の数と同様の３つのレプリカ信号を作成し、受信信号と相互相関値をモニタすることによって、ＳＣＨ時間位置の検出を行なうことができる。
なお、第２および第３の実施形態と同様に、複数のセルからの信号により複数のピークが検出されるが、一般的には最も相関値のピークが高いタイミングを最も近いセルから送信されたＳＣＨのタイミングとして判定し、基地局との接続動作を開始する。
以上のように、本実施形態におけるセルサーチの第１ステップでは、受信信号とレプリカ信号の相互相関値を利用してシンボル同期が実現される。本実施形態におけるセルサーチ方法の第２ステップと第３ステップは、前掲の第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態では、下記１．〜５．の各点について説明する。
[１．セルサーチの第１ステップの具体化]
ここでは、セルサーチの第1ステップにおけるＳＣＨのタイミング検出をセクタ固有符号のレプリカの時間波形を利用した相互相関法によって行なう技術の具体的なバリエーションを示す。これは、第４の実施形態の変形例である。すなわち、前掲の実施形態では、総サブキャリア数（ＤＣサブキャリアを除く）は、６の倍数を基本としていたが、本実施形態では、サブキャリアを７５本（ＤＣサブキャリアを除く）と具体的に規定する。位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリアに関しては、実質的に、（全セル共通の符号）に（セクタ固有符号）が乗算されていることになる点、そして、このサブキャリアを利用して、相互相関法によってＳＣＨのタイミングを検出する点は、第４の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、セル固有情報の検出に寄与しないサブキャリア（ダミー符号が乗算されたサブキャリア）が含まれる。相互相関による方法のみならず、自己相関法を利用してもよい点は、第４の実施形態と同様である。
[２．位相基準となるサブキャリアの対称配置による特徴的な時間波形の形成]
位相基準となる符号要素が乗算されているサブキャリアは、中心周波数を基準として、低周波数側および高周波数側に対称に配置される。この位相基準となる符号要素が乗算されているサブキャリアは、相互相関法によるＳＣＨタイミングの検出に使用されるＳＣＨサブキャリアであるため、以下の説明では、「相互相関検出用ＳＣＨサブキャリア」という場合がある。第４の実施形態では、低周波数側を基準として割り当てた実施形態であったため、中心周波数を基準として対称の配置とする本実施形態の条件を満たす必要はなかった。
相互相関検出用ＳＣＨサブキャリアを、所定間隔で、中心周波数を基準として対象に配置する。それらのサブキャリアが合わさった信号の時間波形は、１シンボル期間（ＳＣＨが配置されている期間）において、例えば、中心から２番目、６番目、１０番目・・・のサブキャリアを使用することで（１／４）シンボル毎に、“Ｂ”、“−Ｂ”、“Ｂ”、“−Ｂ”（Ｂは、任意の信号振幅：基準波形）というように、振幅が同じで、その極性が反転された波形が繰り返され、特徴ある周期性をもった時間波形が形成される。また、中心から４番目、８番目、１２番目・・・のサブキャリアを使用することで１／４シンボル毎に“Ｄ”、“Ｄ”、“Ｄ”、“Ｄ”（Ｄは任意の信号振幅：基準波形）というような時間波形が形成される。従って、受信機側で相互相関検出のために用意するレプリカ時間波形も、（１／４）シンボル毎に、“Ｂ”、“−Ｂ”、“Ｂ”、“−Ｂ”もしくは“Ｄ”、“Ｄ”、“Ｄ”、“Ｄ”と変化するような時間波形でよい。つまり、（１／４）シンボル単位の特徴的な信号波形を検出できればよいことになる。従って、相関器の構成を簡略化することができる。
[３．セルサーチの第２ステップのセクタ同定]
ここでは、セクタ固有符号を用いた逆拡散を実施して、最大の相関値を示すセクタを検出する動作の自由度の向上を図る。位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリア（相互相関検出用サブキャリア）に乗算されている符号は、（全セル共通のセクタ共通符号）と、（セクタ固有符号）と、（全セル共通のセル固有符号）である点は、第４の実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、総サブキャリア中の、位相基準となるサブキャリアの全部について、全セル共通のセクタ共通符号（基準符号）と、全セル共通のセル固有符号とを、共に、“１”とする。第４の実施形態では、セル固有符号（図３０のCｉ１、Ｃｉ２・・・・ｃｉｎ／６）は、６サブキャリア毎に新たな符号となっている。つまり、最初の６サブキャリアはＣｉ１、次の６サブキャリアについてはＣｉ２となっている。この場合には、セクタ同定のための逆拡散を行なうときは、６本のサブキャリア毎に逆拡散を順次、行なっていく必要がある。この点、セクタ同定の自由度が制限されることになる。しかし、上述のように、Cｉ１，Ｃｉ２・・・・ｃｉｎ／６）をすべて“１”とすると、総サブキャリア中の位相基準となるサブキャリアに乗算されているセル固有符号はどれも“１”となる。従って、そのサブキャリアに乗算されているのは、“１（全セル共通のセクタ共通符号）”ד１（全セル共通のセル固有符号）”דセクタ固有符号（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のいずれか：図２９（ｂ）参照）”となる。結局、位相基準となるサブキャリアの各々に乗算されているのは、セクタ固有符号（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のいずれか）ということになる。これにより、６サブキャリアを一組として逆拡散をする必要はなくなり、総サブキャリア中の、いずれかのサブキャリアを選択することによってセクタ共通符号（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を特定し、これを用いて逆拡散を実施すればよいことになる。従って、セクタ同定に際して、６サブキャリア毎に逆拡散を実施するという制限がなくなる。その結果、セクタ同定処理の自由度が向上する。
[４．セクタ同定を、ＦＦＴ処理後の逆拡散による相関値ピーク判定ではなく、ＦＦＴ前の時間波形の相互相関によって行なうことの考察]
上述の（３）の符号構成を採用するとき、ＦＦＴ後に直交符号（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を用いた逆拡散を行なわなくても、上述の（１）で述べたレプリカ時間波形による相互相関法を利用して、ＦＦＴ処理前に、直近のセクタを同定することが可能である。つまり、ＦＦＴ処理前に、セクタ固有符号のレプリカ時間波形(図３４の符号１、符号２、符号３のいずれかによって形成される時間波形)を用いて相互相関ピークを検出し、最大のピークを与える符号（図３４の符号１、符号２、符号３のいずれか）を特定することによって、最も近くにあるセクタを同定することが可能である。特に、セルサーチの第１ステップで、レプリカ相関方法によりＳＣＨのタイミング同期を行なう場合には、タイミング同期の際に算出される相関値を異なるセクタ固有符号間で比較することによりセクタ同定を行なうことができるため、その後改めてセクタ同定の動作を行なう必要がない。なお、このレプリカ時間波形を用いた相互相関法を適用するためには、移動局において、基地局から送信される各種のセクタ固有符号が既知であることが条件となる。セクタ同定方法として、直交符号による逆拡散による相関検出する手法を用いるか、またはレプリカ時間波形による相互相関を検出する手法によるかは、要求される検出精度や回路上の制約等を考慮して、適宜、決定することができる。
[５．セクタ固有符号は、セクタを直接に識別するための符号のみならず、セクタグループ固有符号も含むことの明確化]
セクタ数が多くなりすぎると、直交符号を確保するために、より多くのサブキャリア数の組が必要になり、サブキャリア数が足りなくなる場合が想定される。この場合には、複数のセクタをグループ化して「セクタグループ」の概念を導入し、そのセクタグループをセクタ固有符号で特定するようにしてもよい。つまり、上述の「セクタ固有符号」は、必ずしも、セクタを直接に識別するための符号である必要はなく、いくつかのセクタをまとめたセクタグループを示す符号であってもよい。このことは、前掲の全実施形態に共通に適用される。これらの点の各々について、以下、具体的に説明する。
前掲の第１から第４の実施形態では、総サブキャリア数を２ｎ＋１（中心ＤＣサブキャリアを含む）として説明を行なったが、本実施形態ではより具体的に総サブキャリア数が７６本（中心ＤＣサブキャリアを含む）の場合について説明を行なう。本実施形態ではＤＣサブキャリアを除いて７５本のサブキャリアを使用するため、ＤＣサブキャリアを中心として帯域内の低周波数側と高周波数側でサブキャリア数が異なる。ただし、本実施形態でも、ＳＣＨを構成するサブキャリアの位相差によりセル固有情報を通知するため、本質的に使用しているサブキャリアはＤＣサブキャリアを含め２ｎ＋１（本実施形態ではｎ＝３７）である。
本実施形態では、第４の実施形態と同様に、３段階セルサーチの第１ステップにおけるＳＣＨのタイミング検出を、受信信号と、移動局にて作成したレプリカ信号との相互相関処理により行なう。また、レプリカ信号を使用した相互相関処理を行なう対象となるサブキャリアを特定の位置に配置することで、特徴的な時間波形にする。以上を実現するためには、ＳＣＨのデータ構造およびサブキャリア配置に工夫を施す必要がある。
本実施形態で示す第１ステップのＳＣＨ位置検出方法は、第４の実施形態で示したフレーム構成およびＳＣＨの配置をそのまま利用して実現することができる。第２ステップまたは第３ステップも、前掲の実施形態と同様に実施可能である。
本実施形態で示すＳＣＨのデータ構造によれば、第４の実施形態と同様に自己相関検出方法に必要な１シンボル内で周期的な波形（繰り返し波形）を示すＳＣＨを実現する。それと同時に、レプリカ信号を用いた相互相関検出方法を用いた検出方法も適用することが可能なＳＣＨを実現することが可能である。自己相関検出方法は、一般的に相互相関検出方法より簡易な回路構成で実現することが可能であるが、一方で相関値のピークが相互相関検出方法よりゆるやかに検出されることが知られている。相互相関検出方法は、相関値のピークが鋭く検出できることからより正確な時間同期が可能になるが、一方で回路構成とその処理が複雑になることが知られている。このようなことから、一部の無線ＬＡＮの通信方式では、時間同期の際に自己相関検出方法で粗い時間同期を行ない、ある程度限定された時間区間で、正確な時間同期を相互相関検出方法により行なわれている。本実施形態においても、同様の手法が使用可能である。
本実施形態における第１ステップのＳＣＨタイミング検出方法は、前述のように２つの検出方法を適用することが可能である。自己相関検出方法は、ＳＣＨに使用するサブキャリアの周波数領域の位置で決定されるＳＣＨシンボルでの時間領域の繰り返し波形を利用した方法であるため、第２または第３の実施形態で詳細に示した方法となんら変わるものではない。従って、以下、本実施形態の特徴であるレプリカ信号を使用した相互相関検出方法について説明する。この相互相関検出方法では、サブキャリアの配置によって形成される特徴的な信号波形を利用する。
本実施形態では、第２の実施形態と同様の下り方向の通信方式に、ＯＦＤＭ通信方式を用いる。また、通信フレームおよびリソースブロックの構成は、図２２および図２８に示されるものと同じ形式であるとする。まず、本実施形態における特徴である同期用物理チャネル（ＳＣＨ）に関し、その具体的な構成について説明する。
図３２は、本実施形態で使用する７６本のサブキャリアをその機能毎に示した図である。図に示したように、中心のＤＣサブキャリアおよび中心から奇数番目にあるサブキャリアはヌルサブキャリアとし、それ以外のサブキャリアをＳＣＨサブキャリアとして使用する。ＳＣＨサブキャリアのうち、中心から奇数番目のＳＣＨサブキャリアを、相互相関検出に使用するサブキャリア、すなわちセル固有情報を検出する際の位相基準となるサブキャリア（相互相関検出用ＳＣＨサブキャリア）として使用する。また、中心から偶数番目のＳＣＨサブキャリアを、セル固有情報が乗算されたサブキャリア（以下の説明では、セル固有情報検出用サブキャリアという場合がある）として使用する。
ここで、中心から奇数番目のＳＣＨサブキャリアとは、全体では中心より２、６、１０、１４・・・番目のサブキャリアである。ただし中心は０番目とする。また、中心から偶数番目のＳＣＨサブキャリアとは、全体では中心より４、８、１２・・・番目のサブキャリアである。
上述のとおり、相互相関検出用ＳＣＨサブキャリアは、中心周波数を基準として、低周波数側ならびに高周波数側に対称に配置される。また、その相互相関検出用サブキャリアは、中心周波数を０番目とした場合、２番目、６番目、１０番目・・・というように、３本のサブキャリア間隔で配置されている。中心周波数を基準とする点で第４の実施形態と異なる。図３２においては、中心周波数を基準として高周波数側と低周波数側とでは、配置されている相互相関検出用ＳＣＨサブキャリアの数が異なる。すなわち、高周波数側は、（１）〜（１０）の１０本が配置され、一方、低周波数側では、（１１）〜（１９）の９本が配置されている。ただし、相互相関検出用ＳＣＨサブキャリア（位相基準となるサブキャリア）とセル固有情報検出用ＳＣＨサブキャリアがペア（一対）で使用される点は、第４の実施形態と同じである。一対のサブキャリアを単位とすると、図３２の場合、高周波数側で１本の相互相関検出用サブキャリア（位相基準となるサブキャリア：図３２中のサブキャリア（１０））が余ることになるが、このサブキャリア（１０）にはダミー符号（本実施形態では“１”とする）を割り当てる。
図３３は、セル固有情報が乗算されたサブキャリア（セル固有情報検出用ＳＣＨサブキャリア）とその位相基準となるサブキャリア（相互相関検出用ＳＣＨサブキャリア）となるペアをなすサブキャリアとの関係を示す図である。本実施形態における７６本のサブキャリアの場合では、ＳＣＨサブキャリアとして３７本のサブキャリアを使用することができる。従って、符号長１８の情報Ｐ１（ｘ）（ただし、ｘ＝１〜１８）を前述の位相基準となるサブキャリア（相互相関検出用サブキャリア）とセル固有情報検出用サブキャリアの相対値として設定することが可能である。ただし、ペアとして情報を割り当てるため本実施形態では、１本のサブキャリアは符号割り当てに使用しない。つまり、図３３の符号Ｓ１９は、ダミー符号（本実施形態では、“１”）となる。
図３４（ａ）〜（ｃ）は第４の実施形態と同様に、各々、同一セル内の３つのセクタから同時に送信されるＳＣＨのデータ構造を説明するための図である。図３４（ａ）は、周波数軸上におけるセクタ共通符号の割り当てを示す図であり、図３４（ｂ）は、３つのセクタ固有符号の構成を示す図である。そして、図３４（ｃ）は、セクタ固有符号の生成の基礎となる概念を示す図であり、複素位相平面上におけるベクトルを示す。
基本的構成は第４の実施形態と同様であるが、前述したように相互相関検出に使用するサブキャリアとセル固有情報を乗算するサブキャリアとの周波数軸上の位置関係が異なっている。図３２に示したようにＳＣＨサブキャリアは中心のＤＣサブキャリアよりそれぞれ周波数の高い側および低い側に偶数番目のサブキャリアを使用している。
図３５（ａ）〜（ｄ）は、周波数軸上における相互相関検出用ＳＣＨサブキャリアの配置および時間軸上におけるＳＣＨシンボル数を工夫することによって、ＳＣＨシンボル期間における、複数のＳＣＨサブキャリアが合わさって形成される時間領域における波形が、１シンボル期間内で、基準波形（あるいは、その基準波形を反転した波形）の繰り返しになることを説明するための図である。
本実施形態（前掲の実施形態も含む）では、周波数軸上において、ＳＣＨサブキャリアを１サブキャリアおきの周波数間隔で、周期的に配置している（例えば、図２５参照）。このように周期的に配置された１シンボル期間におけるＳＣＨサブキャリアが合成されると、図３５（ａ）のように、１有効シンボル期間（１シンボル期間からＧＩが挿入されている期間を除いた期間）において、基準波形（Ａとする）が、（１／２）シンボル単位で繰り返される時間波形（ＦＦＴ前の時間領域における波形）が得られる。従って、前掲の実施形態で説明したように、（１／２）有効シンボル分だけ時間波形を遅延させて、元の時間波形との相関をとると相関ピークが得られる。従って、ＳＣＨ位置の検出（自己相関法によるセルサーチの第１ステップの処理）が可能である。
なお、図１９に示すように、１フレーム期間の最後の２シンボルに連続してＳＣＨを配置した場合には、図３５（ｃ）に示すように、隣接する２つの有効シンボル期間において、同一の時間波形（Ｃとする）が繰り返されることになる。従って、１シンボル分だけ時間波形を遅延させて、元の時間波形との相関をとると相関ピークが得られる。従って、ＳＣＨ位置の検出（自己相関法によるセルサーチの第１ステップの処理）が可能である。
一方、第５の実施形態では、さらに、相互相関検出用ＳＣＨを、中心周波数を基準として、低周波数側、高周波数側に対称に配置する。すなわち、サブキャリアを前述のように中心のＤＣサブキャリアから２、６、１０、１４・・・番目（２番目を開始として以降は３本置き）と使用する。これにより、有効シンボルの１／２区間で信号が繰り返される構成で、さらにその（１／２）区間、つまり全体の（１／４）の区間を単位として、振幅の極性が反転した時間波形が繰り返されるという特徴的な時間波形が形成される。具体的には、図３５（ｂ）のように、Ｂ、−Ｂ、Ｂ、−Ｂが繰り返される時間波形が形成される。この現象は、ＯＦＤＭ通信方式において、互いに直交するサブキャリアの周波数関係について、時間方向の対象性に起因して生じる。この場合には、（１／４）有効シンボル単位で、特徴的な周期性を検出することによって、ＳＣＨ位置を特定することができる。この特徴を利用して相互相関検出に使用する相関器をより簡易な回路で作成することが可能となる。つまり、簡易な構成の相関器によって、高精度のＳＣＨタイミング検出が可能となる。
また、相互相関検出用ＳＣＨのサブキャリアをＤＣサブキャリアから４、８、１２、１６・・・番目（４番目を開始として以降は３本置き）と使用することにより有効シンボルの１／４区間で信号が繰り返されるという特徴的な時間波形を形成することも可能である。具体的には、図３５（ｄ）のように、Ｄ、Ｄ、Ｄ、Ｄが繰り返される時間波形を形成する。
次に、全セル共通のセル固有符号を、すべて“１”とした最も簡略化されたサブキャリア構成について、具体的に説明する。このサブキャリア構成は、実用化に有利な構成であるといえる。
図３４の（ａ）に示した信号は、ＳＣＨを構成するセクタ共通符号を示している。第４の実施形態では、図２９（ａ）に示すように、各ＳＣＨサブキャリアには６チップ毎にｓ０１からｓ０ｎ／６が割り当てられていた。本実施形態では、すべてのＳＣＨサブキャリアにはＳ０が割り当てられる。ここでｓ０は、Ａ＊ｅｘｐ（ｊω）で表される任意の値である。ここで、Ａは振幅（ただし本実施形態ではこれを１として説明する）、ｊは虚数単位、ωは位相を示す。すべてのＳＣＨサブキャリアにＳ０が乗算され、かつ、位相基準となるサブキャリアの符号が一律に“１”となるようにする（後述）。これにより、セクタ同定のための電力計算を、必ずしも、６本のサブキャリアの組を単位として行なう必要がなくなる。つまり、図３４（ｂ）の符号２を例にとると、“Ｐ１”、“Ｐ２”、“Ｐ３”の各符号を、周波数軸上のいずれかのＳＣＨサブキャリアから選択し、電力算出処理を行なうことが可能になる。ただし、電力算出処理に使用するサブキャリアは、伝搬路が同一であるとみなせることが条件であるため、周波数軸上で離れたサブキャリアを選択するとその精度は低下するため、隣接したサブキャリアを使用することが望ましい。
本実施形態は、第４の実施形態と同様に、セクタ共通符号は全セルで共通の符号である。また、セル固有符号のうちの位相基準となる符号要素も全セルで共通とする。
ＳＣＨは、３種類の符号（セクタ共通符号、セクタ固有符号、セル固有符号）が乗算されて構成される。ここで、セクタ共通符号をセル間でも共通とし、また、セル固有符号のうちの、位相基準となる符号要素もセル共通とする。その結果、その位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリアに関しては、乗算されている符号は、（全セル共通のセクタ共通符号）と、（セクタ固有符号）と、（全セル共通のセル固有符号）となり、実質的に、（全セル共通の符号）に（セクタ固有符号）が乗算されていることになる。つまり、その位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリアに関しては、３種類の符号が乗算されているが、その内の２つの符号は全セルで共通である。従って、異なるのは、セクタ固有符号だけということになる。このことは、セクタ固有符号のレプリカを用いた相関検出を容易に行なうことができることを意味する。
従って、受信装置側で、各セクタに対応したセクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を用意しておき、受信信号（ＦＦＴ前の信号）にそのレプリカ符号の時間波形を乗算して相関ピークを検出することによって、受信信号におけるＳＣＨのタイミングを高精度に検出することができる。従って、その後のセクタ同定やセル同定をより効率的に行なうことが可能となる。
さらに、本実施形態では、相互相関検出に利用するサブキャリア位置を特定の位置に配置することによって、図３５（ｂ）に示したような１／２有効シンボル長区間で同一の信号波形が繰り返される。また、１／４有効シンボル長区間で符号が反転する信号波形が形成される。これにより、この特性を利用したより簡易な相関器の構成を取ることも可能である。
ただし、このような特殊なＳＣＨの構造が採用されている場合でも、ＳＣＨシンボル区間で繰り返し信号波形が形成されることには変わらないため、自己相関法による位置検出を行なうことも可能である。この自己相関法は、受信信号を所定期間だけ遅延させた信号と、元の受信信号との相関を検出する方法である。
以下、図面を参照して具体的に説明する。まず、セクタ固有符号に関し説明する。図３４（ｂ）は、セクタ固有符号の例（ここでは、セクタ数は“３”とする）を示している。ここでは、第４の実施形態で示した符号と同様の符号が用いられる。
次に、セル固有情報を伝送するための符号系列について説明する。図３６は、セル固有情報を伝送するための符号系列の周波数軸上における構成を示す図である。本実施形態では、図３６に示した符号系列によりセル固有情報の伝送を行なう。図３６に示したｃｌ（ｌは１から１８までの自然数）は「セル固有の符号」であり、セル固有情報を移動局に通知する。ｃｌは振幅が１の符号系列である。
図３０に示された第４の実施形態の符号系列は、低周波数側から順に、６チップを一組として構成されているが、図３６に示された本実施形態の符号系列は、図３０の符号系列ｃｉｋをすべて“１”とした特殊な形態となっている。これにより前述したセクタ電力の算出時に、周波数軸上で隣接する６本のサブキャリアの組を必ず選択する、という制限がなくなり、セクタ同定処理の自由度が向上する。
以上に示した３種類の符号系列がＳＣＨを構成する符号系列であり、これらの符号系列が乗算されてＳＣＨが構成される。そして、各セクタの送信機からは、ＳＣＨを含むマルチキャリア信号が送信される。
本実施形態におけるＳＣＨの送信方法および送信機の構成は、前掲の第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。異なる点は、ＳＣＨデータ処理部６０におけるセクタ固有符号生成部６３で生成される符号（図３５、図３６参照）である。
また、本実施形態における受信機構成および受信方法は、前掲の第４の実施形態と同様であるため説明を省略する。また、図３６のような符号構成を採用するとき、ＦＦＴ後に直交符号（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を用いた逆拡散を行なわなくても、セルサーチの第１ステップの処理と同様に、レプリカ時間波形による相互相関法を利用して、ＦＦＴ処理前に、直近のセクタを同定することも可能である。
つまり、ＦＦＴ処理前に、セクタ固有符号のレプリカ時間波形(図３４の符号１、符号２、符号３のいずれかによって形成される時間波形)を用いて相互相関ピークを検出し、最大のピークを与える符号（図３４の符号１、符号２、符号３のいずれか）を特定することによって、最も近くにあるセクタを同定することが可能である。
特に、セルサーチの第１ステップで相互相関方法によりＳＣＨ時間同期を行なった場合には、その結果をそのまま用いてセクタ同定を行なうことが可能である。すなわち、相互相関検出による相関値の時間方向の位置によりＳＣＨ時間同期を行ない、その振幅によりどのセクタからの受信電力が高いのかを判定することができる。
セクタ同定方法として、直交符号による逆拡散による相関検出する手法を用いるか、レプリカ時間波形による相互相関を検出する手法によるかは、要求される検出精度や回路上の制約等を考慮して、適宜、決定することができる。
また、セクタ数が多くなりすぎると、直交符号を確保するために、より多くのサブキャリア数の組が必要になり、サブキャリア数が足りなくなる場合が想定される。この場合には、複数のセクタをグループ化して「セクタグループ」の概念を導入し、そのセクタグループをセクタ固有符号で特定するようにしてもよい。つまり、上述の「セクタ固有符号」は、必ずしも、セクタを直接に識別するための符号である必要はなく、いくつかのセクタをまとめたセクタグループを示す符号であってもよい。このことは、前掲の全実施形態に共通に適用される。
以上説明したように、本発明によれば、セクタ共通符号にセクタ固有符号が乗算されることによって、パイロットチャネルを用いることなく、ＳＣＨを用いた逆拡散と相関検出のみによってセクタの同定を行なうことができる。従って、セクタ同定に関して、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出処理が不要となり、パイロットチャネルを用いた相関演算に用いられるメモリの容量を削減することができる。
また、ＳＣＨ自体にセクタ固有符号が乗算されていることから、セクタ境界においてもセクタ間の干渉を排除できる。また、ランダム化効果による耐フェージング特性の向上効果も得ることができる。セクタ毎に割り当てられるセクタ固有符号（直交符号）は、セクタ数の増大に合わせて、その数を増やすことが容易であり、セクタ構成に柔軟に対応することができる。
また、ＳＣＨに、セル固有符号も乗算することによって、十分な数のサブキャリアを確保できるのならば、ＳＣＨのみによって、セルＩＤもダイレクトに同定することが可能となる。この場合、セクタ同定を含むセルサーチ処理が、ＳＣＨのみを用いた２段階の処理ですむことになり（２段階セルサーチ）、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。
また、ＳＣＨに、乗算されるセル固有符号およびセクタ固有符号の構成や内容、周波数軸上における配置を、本発明のようにすることによって、セクタ固有情報とセル固有情報が相互に悪影響を与えないようにすることができ、また、情報伝送精度の低下を抑制することもできる。また、各々の情報を独立に（つまり、並行処理によって）復調でき、これによって、セクタサーチを含むセルサーチの処理時間をさらに短縮することができる。
すなわち、ｍチップで直交する符号を２個組み合わせて２ｍチップの符号を形成し、ｍチップをセクタ同定用に使用し、残りのｍチップをセル固有情報の同定用に利用する。セル固有情報は、同じ値のセクタ固有符号要素が乗算されているサブキャリア同士（周波数軸上で隣接して配置されるのがより望ましい）の位相差情報として伝送することによって、セクタ固有情報とセル固有情報を効率的に伝送することができ、かつ、受信側で、両者を効率よく分離して取り出すことができる。
また、本発明のセルサーチ方法では、ＳＣＨの周期性を利用した自己相関法による、あるいは、セクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を利用した相互相関法による時間軸上のＳＣＨのタイミング検出（第１ステップ）と、周波数軸上の情報に基づくフレームタイミングの同定、セクタＩＤならびにセルＩＤの同定（第２ステップ）と、によって、セルサーチを完了することも可能である。従って、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。
また、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出は、データチャネルの復調時に必要となるだけであり、セルサーチでは不要であるため、パイロットチャネルによる相関演算のためのハードウェアの負担を軽減すること（メモリ容量の削減等）を達成することができる。また、ＳＣＨにはセクタ固有符号が重畳されていることから、セクタ同定に関して、セクタ間の干渉やフェージングに強いという効果も得ることができる。ただし、サブキャリア数が十分ではない場合には、ＳＣＨだけでは、セルＩＤの直接の同定ができず、セルＩＤグループ情報の検出にとどまる場合があるが、この場合には、第３ステップの処理として、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出を実施することによって、セルＩＤを同定することができる。
また、本発明のマルチキャリア送受信装置によって、ダウンリンクにおいて高速、大容量な伝送が可能となる。
このように、本発明によれば、セクタ同定を含むセルサーチ処理に要するプロセスを短縮すると共に、パイロットチャネルを用いた相関検出結果を記憶するメモリの容量を削減することができる。さらに、セクタ同定を含むセルサーチ処理の耐干渉性あるいは耐フェージング特性を向上させ、送受信装置の負担を増加させることなく、より高速かつ高精度の、セクタ同定を含むセルサーチを実現することができる。
また、本発明は、種々のバリエーション（具体例、変形例、応用例）を含んでおり、これらのバリエーションは、Ｅ−ＵＴＲＡ（Evolved-UTRA）に準拠した通信方式の実用化に貢献する。例えば、セルサーチの第１ステップの処理（ＳＣＨタイミングの検出処理）では、自己相関法の他、特殊な時間波形に着目した相互相関法を採用することができる。この場合には、相関器の構成を簡略化できるという効果が得られる。また、周波数軸上の位相基準となるサブキャリアの符号を全部、例えば“１”に統一することによって、セクタ固有符号を用いた逆拡散時に、６本のサブキャリアを一組としなければならないという制限を不要とすることができる。また、移動局にて、基地局から送信される各種のセクタ固有符号が既知であるときは、直近のセクタ検出を、逆拡散によらず、ＦＦＴ前の時間波形による相互相関を用いて検出することもできる。また、セクタ数が増大したときは、「セクタ固有符号」として、「セクタグループ固有符号」を採用することもできる。
また、本発明は、同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造として構成することもできる。すなわち、本発明のデータ構造は、一つのセルが複数のセクタに分割され、前記セルを管轄する基地局からそのセル内の移動局に対してマルチキャリア通信によってダウンリンク信号が送信され、そのダウンリンク信号には、同期チャネル（ＳＣＨ）が含まれ、かつ、その同期チャネル（ＳＣＨ）はセクタ同定を含むセルサーチに利用され得る、マルチキャリア通信方式を採用した移動体通信システムにおける、前記同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造であって、同一セル内の複数のセクタに共通のセクタ共通符号に、同一セル内のセクタ毎に異なるセクタ固有符号が乗算され、これによって、同期チャネル（ＳＣＨ）を用いた、セクタ同定を含むセルサーチを実施可能とする。
マルチキャリア移動体通信方式のダウンリンクに含まれる同期チャネル（ＳＣＨ：以下、単に“ＳＣＨ”ということがある）のデータ構造として、セクタ固有情報を含んだ新規な構造を採用するものである。つまり、セクタ共通符号にセクタ固有符号を乗算しておき、パイロットチャネルを用いることなく、同期チャネル（ＳＣＨ）を用いた逆拡散と相関検出のみによってセクタの同定を行なえるようにする。すなわち、従来、一つのセル内のセクタ間において共通に使用されていた（つまり、セクタに関して、非直交である）ＳＣＨを、本発明では、セクタ毎に固有の直交チャネルに変化させて、ＳＣＨを用いてダイレクトにセクタ同定を可能とするものである。従って、セクタ同定に関して、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出処理が不要となり、パイロットチャネルを用いた相関演算に用いられるメモリの容量を削減することができる。また、ＳＣＨ自体にセクタ固有符号が乗算されていることから、セクタ境界においてもセクタ間の干渉を排除でき、また、ランダム化効果による耐フェージング特性の向上効果も得ることができる。また、ＳＣＨに重畳する情報を増やすことができれば、ＳＣＨのみによってセルＩＤ自体をダイレクトに同定することも視野に入れることができ、この場合には、セクタ同定を含むセルサーチ処理を、ＳＣＨのみを用いた２段階の処理（２段階セルサーチ）によって実現できることになる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ固有符号は、ｍ個（ｍは２以上の自然数）の符号要素を一組とすると共に、その一組の符号要素を周波数軸上のサブキャリアに繰り返し割り当てることによって構成され、かつ、各セクタに対応する前記セクタ固有符号の各々は、相互に直交関係にある。
セクタ固有符号が、ｍ個の符号要素を一組とする単位で、周波数軸上のサブキャリアに繰り返し割り当てられていて、かつ、そのｍ個の符号要素はセクタ毎に直交している点を明らかとしたものである。なお、「符号要素」という用語は、「符号列」という意味の、「上位概念としての符号」と、その符号列の構成要素である個々の符号（「下位概念としての符号」）とを区別するために便宜上、用いており、例えば、逆拡散の単位である「チップ」に対応するものである。また、符号要素が周波数軸上のサブキャリアに割り当てられることによって、例えば、サブキャリアの位相が変化し、これによってセクタ固有情報を伝送することができる。ここで、例えば、ｍ＝３とするとき、セクタ１に対応する符号Ｍ１が、符号要素（ｍ１，ｍ２，ｍ３）を単位として、周波数軸上において、Ｍ１＝（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ１，ｍ２，ｍ３，・・・）というように、３個の符号要素周期で、低周波数側から高周波数側に向かって繰り返し割り当てられている。セクタ２の符号Ｍ２も同様に、Ｍ２＝（ｍ４，ｍ５，ｍ６，ｍ４，ｍ５，ｍ６，・・・）というように、３個の符号要素周期で、低周波数側から高周波数側に向かって繰り返し割り当てられている。そして、符号Ｍ１、Ｍ２の構成単位である、（ｍ１，ｍ２，ｍ３）と、（ｍ４，ｍ５，ｍ６）とは、相互に直交している。
例えば、ｍ１、ｍ２、ｍ３の各々の複素共役を、符号Ｍ１およびＭ２に乗算（逆拡散）してその結果を加算した場合、符号Ｍ１については高い相関値を示すものの、符号Ｍ２については相関値が“０”になり、両符号を区別して取り出すことができるということである。直交符号を作成するための基礎的な考え方の一例を以下に示す。複素位相平面（ＩＱ平面であり、Ｉ軸が実数軸に相当し、Ｑ軸が虚数軸に相当する）上において、例えば、１２０度の角度をなして配置された、振幅“１”の３本のベクトル（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）を設定する。この３本のベクトルは、ベクトル加算を行なうと“０”になるという関係にあるため、これを利用すれば、容易に、（ｍ＝３の場合の）直交符号を作成することができる。例えば、符号Ｍ１＝（Ｐ１，Ｐ１，Ｐ１）と、符号Ｍ２＝（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）と、符号Ｍ３＝（Ｐ１，Ｐ３，Ｐ２）とは、相互に直交する。例えば、符号Ｍ２の符号要素（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３）の各々の複素共役を、符号Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の各々に乗算して各符号要素同士を加算した場合、符号Ｍ２の相関値は“３”となるが、符号Ｍ１、Ｍ３の場合は、結局、各符号要素同士の相対的な関係として、ベクトルＰ１、Ｐ２、Ｐ３の関係がそのまま維持されるだけである。従って、加算すれば“０”になる。以上の例では、直交関係にある３本のベクトルを利用しているが、ベクトル数を増やせば（例えば、９０度の角度をなす４本のベクトルを使用すれば）、符号要素の数をさらに増やすことができ、これによって、直交関係にある符号の数（上記の例では、生成可能な符号はＭ１、Ｍ２、Ｍ３の３個であるため、符号数は“３”である）を、より多くすることができる。従って、一つのセルに含まれるセクタ数が増大したとしても、上記の考え方を利用すれば、そのセクタ数に見合うだけの直交符号を容易に作成することができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ共通符号と、前記セクタ固有符号に加えて、さらに、セル固有符号（「セル固有情報を示す符号」、または「セル固有のセルＩＤ（もしくはいくつかのセルで共通であるセルＩＤグループを示す情報）を含む符号」という場合もある）が乗算されている。
ＳＣＨに、セル固有符号も乗算しておくことによって、所望の条件が満たされるならば、ＳＣＨによるセクタ同定に加えて、ＳＣＨのみによってセルＩＤもダイレクトに同定することも可能となる。この場合には、セクタ同定を含むセルサーチ処理が、ＳＣＨのみを用いた２段階の処理ですむことになり（２段階セルサーチ）、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セル固有符号は、セルサーチ時に移動局が取得するセル固有情報を示す符号である。セル固有符号が、セル固有情報（セルＩＤ等）を示すことを明らかとしたものである。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ共通符号は、周波数軸上のサブキャリアに割り当てられており、前記セクタ固有信号は、前記セクタ共通符号が割り当てられたサブキャリアに割り当てられており、前記セル固有符号を構成する符号要素の各々は、前記セクタ共通符号が割り当てられたサブキャリアのうちの一対のサブキャリア間の相対的な位相差情報を示している。従って、周波数軸上の前記セクタ共通符号が割り当てられたサブキャリアにおいては、一対のサブキャリアの一方には位相基準となる前記符号要素が乗算されており、他方のサブキャリアには相対的な位相差を示す前記符号要素が乗算されている。
セル固有情報（セルＩＤ、アンテナ配置、ＢＣＨ（報知チャネル）帯域幅、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル、ＣＰ：Cyclic Prefixともいう）長等）は、周波数軸上に配置される、２本のサブキャリア同士の相対的な位相差の情報によって伝送される点を明らかとしたものである。すなわち、セル固有符号が、各サブキャリアの絶対的な位相を示すのではなく、対をなすサブキャリアの相対的な位相を示す方式を採用するものであり、これによって、セル固有符号の生成が容易化され、例えば、ＧＣＬ符号やＷａｌｓｈ‐Ｈａｄａｍａｒｄ符号等を利用し、セル固有情報と対応させることにより移動局に情報を通知することができる。サブキャリア数が十分であれば、セル同定に必要なすべての情報を、ＳＣＨにより伝送することができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ共通符号ならびに前記セル固有符号を構成する前記位相基準となる符号要素の各々は、全セルに共通の符号とする。
このように、セルサーチの第1ステップにおける信号処理（受信信号におけるＳＣＨの位置を検出するための信号処理）を、セクタ固有符号のレプリカを用いた相互相関法によって実施可能とするために、ＳＣＨのデータ構造に工夫が施されている。ＳＣＨは、１フレーム期間において周期的に配置されているため、その周期性を利用した「自己相関法」によって位置検出が可能であるが、レプリカ符号を用いた「相互相関法」を用いると、より鋭い検出ピークが実現され、より高精度のＳＣＨのタイミングの検出が可能となる。ＳＣＨは、３種類の符号（セクタ共通符号、セクタ固有符号、セル固有符号）が乗算されて構成される。ここで、セクタ共通符号を全セルで共通とし、また、セル固有符号のうちの、位相基準となる符号要素も全セルで共通とする。すると、その位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリアに乗算されている符号は、（全セル共通のセクタ共通符号）と、（セクタ固有符号）と、（全セル共通のセル固有符号）となり、実質的に、（全セルで共通の符号）に（セクタ固有符号）が乗算されていることになる。つまり、その位相基準となる符号要素が乗算されたサブキャリアに関しては、３種類の符号が乗算されてはいるものの、その内の２つの符号は全セルで共通である。従って、異なるのは、セクタ固有符号だけということになる。このことは、セクタ固有符号のレプリカを用いた相関検出が可能であることを意味する。従って、受信装置側で、各セクタに対応したセクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を用意しておき、受信信号（ＦＦＴ前の信号）にそのレプリカ符号の時間波形を乗算して相関ピークを検出することによって、受信信号におけるＳＣＨの位置を高精度に検出することができる。従って、その後のセクタ同定やセル同定をより効率的に行なうことが可能となる。ただし、上述のようなＳＣＨの構造が採用されている場合でも、1フレーム期間中にＳＣＨが周期的に配置されていることには変わりがないため、自己相関法（すなわち、受信信号を所定期間だけ遅延させた信号と、元の受信信号との相関を検出する方法）による位置検出を行なうことも可能である。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ固有符号は、２ｍ個（ｍは２以上の自然数）の符号要素を一組とし、この一組の符号要素を、周波数軸上のサブキャリアに、繰り返し割り当てることによって構成されると共に、前記２ｍ個の符号要素は、請求項２または請求項３に記載される、セクタ毎に直交しているｍ個の符号要素の組を２組用意し、各組を周波数軸上で隣接するように、サブキャリアに割り当てることによって構成され、かつ、前記セクタ固有符号の構成単位である前記２ｍ個の符号要素のうちの、半分のｍ個の符号要素の各々には、その符号要素と同じ値をもつ、他の半分のｍ個の符号要素の各々に対する相対的な位相差を示す、前記セル固有符号を構成する符号要素が乗算されている。
ＳＣＨをセクタ同定にのみ使用するのであれば、上記のとおり、ｍ個の符号要素を構成単位とする直交符号を周波数軸上に繰り返し配置するだけでよいが、さらに、セル固有情報も伝送するとなると、より条件が厳しくなる。すなわち、ＳＣＨに、セクタ固有情報とセル固有情報の双方を重畳して伝送するためには、セクタ固有情報とセル固有情報が相互に悪影響を与えないことが条件となり、また、各々の情報を独立に（つまり、並行処理によって）復元できるようにすることも、処理時間の短縮のためには重要である。これらの条件を満たすために、ここでは、セクタ同定のための直交符号の構成単位である、ｍ個の符号要素の組を２組用意し、それらを周波数軸上で２段に重ねあわせ、２ｍ個の符号要素を新たな構成単位とし、これを周波数軸上で繰り返して配置するようにする。ｍ個の符号要素はセクタを同定するために使用される。残りのｍ個の符号要素は、セル固有符号を乗算するために使用される。セル固有符号は、上記のとおり、一対のサブキャリアの相対的な位相差を示すため、残りのｍ個の符号要素の各々には、同じ値をもつ他のｍ個の符号要素の各々（つまりセクタ固有符号の符号要素の各々）に対する、位相差を示す符号が乗算される。例えば、（ｍ１，ｍ２，ｍ３）の符号要素からなるセクタ同定用の直交符号を、周波数軸上で２段に重ね合わせ、これを単位として低周波数側から高周波数側に繰り返し配置して符号を形成する場合を考える。例えば、符号Ｍ１＝（ｍ１，ｍ２，ｍ３，「ｍ１」，「ｍ２」，「ｍ３」・・・・）とする。「」は、同じ値の符号要素同士を区別するために付している。そして、「ｍ１」には、低周波数側の同じ値をもつｍ１に対する位相差を示す符号“ｃ１”を乗算し、「ｍ２」、「ｍ３」にも、各々、低周波数側のｍ２、ｍ３に対する位相差を示す符号“ｃ２”、“ｃ３”を乗算する。
これによって、セクタおよびセル同定用符号Ｍ１は、Ｍ１＝（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ１・ｃ１，ｍ２・ｃ２，ｍ３・ｃ３・・・）となる。上記のとおり、（ｍ１，ｍ２，ｍ３）は、セクタ間で直交するため、複素共役の乗算と相関検出によってセクタ固有符号を区別して取り出すことができる。また、例えば、“ｍ１・ｃ１”については、ｍ１（位相基準となるサブキャリアに乗算されている符号）の複素共役を乗算すれば、ｍ１は見えなくなって、セル固有情報をもつ“ｃ１”を取り出すことができ、ｃ２、ｃ３も同様に取り出すことができる、このように、基本的には、位相基準のサブキャリアに対する他方のサブキャリアの位相差を検出することによって、セル固有符号（Ｃｎ）を復調することができる（ただし、復調精度の向上のためには、候補となるセル固有符号Ｃｎとの相互相関をとるのが望ましい）。セクタ固有符号（ｍ１，ｍ２，ｍ３）を用いた逆拡散と相関検出によるセクタ同定と、複素共役の乗算によるセル固有情報Ｃｎ（ｃ１，ｃ２，ｃ３・・・）の復調処理とは、各々独立に（並列に）実施することができる。また、セル固有情報の伝送に関しては、例えば、同じ値“ｍ１”が乗算されている２本のサブキャリアをペアとし、そして、一方を位相基準のサブキャリアとし、他方のサブキャリアに、セル固有符号Ｃｎを割り当てて、その位相基準のサブキャリアとの間の相対的な位相差を与えることができるため、セクタ固有符号による干渉を受けることなく、セル固有情報のみを、サブキャリア間の相対的位相差情報として伝送することが可能である。従って、セル固有情報を効率的に伝送することができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ固有符号は、２ｍ個（ｍは２以上の自然数）の符号要素を一組とし、その一組の符号要素を周波数軸上のサブキャリアに、繰り返し割り当てることによって構成されると共に、前記２ｍ個の符号要素は、本発明のセクタ毎に直交しているｍ個の符号要素の組を２組用意し、各符号における同じ値の符号要素同士が周波数軸上で隣接して配置されるように、前記各組の符号要素をサブキャリアに交互に割り当てることによって構成され、かつ、前記セクタ固有符号の構成単位である前記２ｍ個の符号要素のうちの、周波数軸上の隣接するサブキャリアに割り当てられた前記同じ値の符号要素の一方には、他方の位相基準となる符号要素に対する相対的な位相差を示す、前記セル固有符号を構成する符号要素が乗算されている。
上記の例では、ｍ個の符号要素の組（セクタ同定用の直交符号：例えば、（ｍ１，ｍ２，ｍ３））を二組用意し、それらを周波数軸上で単に重ねて配置していたが、本発明では、各組の同じ符号要素同士が、周波数軸上で隣接するように、入り組ませた形態で配置する。例えば、符号Ｍ１＝（ｍ１，ｍ１，ｍ２，ｍ２，ｍ３，ｍ３）とする。そして、同じ値の符号要素の一方に、相対的な位相差を示すセル固有符号を乗算する。従って、セクタおよびセル同定用符号はＭ１＝（ｍ１，ｍ１・ｃ１，ｍ２，ｍ２・ｃ２，ｍ３，ｍ３・ｃ３）となる。そして、奇数番目の符号要素（ｍ１，ｍ２，ｍ３）を用いてセクタ同定を行ない、偶数番目の（ｍ１・ｃ１，ｍ２・ｃ２，ｍ３・ｃ３）の各々については、隣接する位相基準のサブキャリアに乗算されているｍ１、ｍ２、ｍ３の各々の複素共役を乗算することによって、セル固有符号（ｃ１，ｃ２，ｃ３・・・）を復調することができる。本発明の優れている点は、セル固有符号Ｃｎが乗算される前の、セクタ固有符号要素列において、同じ値の符号要素同士が隣り合わせで配置されていること（つまり、“ｍ１、ｍ１”、“ｍ２、ｍ２”、“ｍ３、ｍ３”というように周波数軸上でペアで配置されていること）である。値が同じ符号同士が近接した周波数軸上に配置されているため、その符号が割り当てられたサブキャリアの伝搬路の伝達関数も等価とみなすことができることである（つまり、周波数軸上でサブキャリアの位置が離れることによって、各サブキャリアの伝搬路の伝達関数が異なってしまうと、この影響で位相が回ってしまい、このことが、２つのサブキャリア間の相対位相差によりセル固有情報を伝送する場合の誤差となってしまい、セル固有情報の復調精度が低下する場合がある）。本発明では、２つのサブキャリアが周波数軸上で隣接して配置されているため、各サブキャリアの伝搬条件が同じと推定できる確率が高いため、セル固有情報（つまり、２つのサブキャリアの位相差）を、より高精度に伝送することが可能である。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、Ｓｆ（Ｓｆは自然数）個のサブフレームを時間軸方向に１フレーム期間に渡って配置し、かつ、複数のサブチャネルを周波数軸方向の全帯域に渡って配置し、これによってマルチキャリア通信におけるフレームが構成され、前記同期チャネル（ＳＣＨ）は、前記１フレーム期間をＳｓ（ＳｓはＳｆの約数）個に等分した時間期間の各々の最後の１シンボルに配置され、かつ、その同期チャネル（ＳＣＨ）は、周波数上において、所定本のサブキャリア間隔で周期的に配置される。従って、セクタ同定のために使用されるサブキャリアが合わさって形成される時間波形は、１シンボル期間内において所定波形が繰り返される周期性をもった時間波形となり、この時間波形の周期性を利用することによって、自己相関法によるＳＣＨ位置の検出が可能である。
１つのフレーム期間を所定数で等分して得られる時間期間の最後の（１つの）シンボルにＳＣＨが割り当てられ、そのＳＣＨが割当てられたサブキャリアのうちの、セクタ同定のために使用されるサブキャリアは、周波数軸上で、所定間隔で周期性をもって配置される。この配置によれば、ＯＦＤＭ通信方式における直交するサブキャリアの周波数関係、すなわち時間方向の対称性に起因して、それらのサブキャリアが合わさって形成される時間波形が、１シンボル期間内に所定波形が繰り返される周期性をもった時間波形（例えば、所定波形をＡとすれば、１／２シンボル毎にＡが繰り返されるような時間波形）が得られる。時間波形の周期性を利用することによって、自己相関法あるいは相互相関法によるＳＣＨ位置の検出が可能である。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、複数のサブフレームを時間軸方向に１フレーム期間に渡って配置し、かつ、複数のサブチャネルを周波数軸方向の全帯域に渡って配置し、これによってマルチキャリア通信におけるフレームが構成され、前記同期チャネル（ＳＣＨ）は、前記１フレーム期間の所定の２シンボルに同一の同期チャネルが配置される。従って、セクタ同定のために使用されるサブキャリアが合わさって形成される時間波形は、２シンボル期間においては、１シンボル期間毎に同じ波形が繰り返される周期性をもった時間波形となり、この時間波形の周期性を利用することによって、自己相関法によるＳＣＨ位置の検出が可能である。
２シンボルにＳＣＨが割り当てられ、ＳＣＨが割当てられたサブキャリアのうちの、セクタ同定のために使用されるサブキャリアは、周波数軸上で所定間隔で周期性をもって配置される。本発明の場合、２シンボルにわたってＳＣＨが割り当てられているため、結果的に、シンボル毎に同一の時間波形が現れることになる（例えば、１シンボル期間の波形をＣとすれば、２シンボル期間において、１シンボル期間毎にＣが繰り返されるような時間波形となる）。このような、１シンボル期間毎の時間波形の周期性を利用することによって、自己相関法によるＳＣＨ位置の検出が可能である。また、全周波数帯のサブキャリアを利用してＳＣＨを送信することができるため、各シンボルに異なる情報を送信する場合には、セル固有情報（相対的位相差情報）の伝送に使用できる符号長を長くすることができ、より多くのセル固有情報を送信することが可能となる。
また、本発明のセルサーチ方法は、マルチキャリア送信装置からのマルチキャリア信号を受信し、その受信信号に含まれる、セルおよびセクタ同定情報を含む本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）を利用して、セクタならびにセルを同定するセルサーチ方法であって、自己相関法あるいは相互相関法によって、受信信号における同期チャネル（ＳＣＨ）位置を検出する第1ステップと、周波数軸上に配置されている、前記同期チャネル（ＳＣＨ）のセクタ固有符号による逆拡散処理によって、最大の受信電力を与えるセクタ固有符号を検出してセクタを同定すると共に、これと並行して、前記同期チャネル（ＳＣＨ）が割り当てられているサブキャリアにおける、前記位相基準となるサブキャリアと、このサブキャリアに対応する、セル固有符号の符号要素が乗算されているサブキャリアとの間の位相差を検出することによって前記セル固有符号を復調し、さらに必要に応じて、検出したいセル固有符号との相関検出処理を行ない、これによってセル固有符号を検出する第２ステップとにより実行される。
上記のとおり、マルチキャリア通信のダウンリンクのＳＣＨに、セクタおよびセルを同定するための情報を重畳することによって、所定条件が満たされれば（つまり、サブキャリア数を充分にとれ、一対のサブキャリア間の相対位相差によって、必要なセル固有情報をすべて伝送することができれば）、パイロットチャネルを使用せずに、ＳＣＨのみを用いて、セクタ同定を含むセルサーチを完了させることができる。すなわち、ＳＣＨの周期性を利用した自己相関法による、あるいは、セクタ固有符号のレプリカを利用した相互相関法による、時間軸上のＳＣＨタイミングの検出（第１ステップ）と、周波数軸上の情報に基づくフレームタイミングの同定、セクタＩＤならびにセルＩＤの同定（第２ステップ）と、によって、セルサーチが完了する。従って、従来の３段階セルサーチに比べて、サーチプロセスを短縮することができる。また、この場合、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出は、データチャネルの復調時に必要となるだけであり、セルサーチでは不要であるため、パイロットチャネルによる相関演算のためのハードウェアの負担を軽減すること（メモリ容量の削減等）を達成することができる。また、ＳＣＨにはセクタ固有符号が重畳されていることから、セクタ同定に関して、セクタ間の干渉やフェージングに強いという効果も得ることができる。ただし、サブキャリア数が十分ではない場合には、ＳＣＨだけでは、セルＩＤの直接の同定ができず、セルＩＤグループ情報の検出にとどまる場合があるため、この場合には、第３ステップの処理として、パイロットチャネルを用いた逆拡散と相関検出を実施して、セルＩＤを同定する。
また、本発明のマルチキャリア送信装置は、本発明の構造をもつ同期チャネル（ＳＣＨ）を、フレーム期間において、周波数軸上に割り当てる割り当て手段と、前記同期チャネル（ＳＣＨ）が周波数軸上に割り当てられたマルチキャリア信号を送信する、複数のセクタ毎に設けられた指向性アンテナを備える送信手段と、を有する。
これによって、セクタ固有情報とセル固有情報が周波数軸上に割り当てられたマルチキャリア信号を、セクタ毎のアンテナから送信することが可能となる。
また、本発明のマルチキャリア受信装置は、本発明のマルチキャリア送信装置から送信される前記マルチキャリア信号を受信し、その受信信号に含まれる、セクタ固有符号が乗算された同期チャネル（ＳＣＨ）を利用してセクタを同定するマルチキャリア受信装置であって、前記同期チャネル（ＳＣＨ）が時間軸上で周期的に配置されていることを利用して、受信信号における同期チャネル（ＳＣＨ）位置を検出するタイミング検出手段と、周波数軸上に配置されている、前記同期チャネル（ＳＣＨ）に乗算されたセクタ固有符号による逆拡散処理によって、最大の受信電力を与えるセクタ固有符号を検出するセクタ同定手段と、を有する。
これによって、マルチキャリア信号を受信して、ＳＣＨによるセクタの同定処理（セクタサーチ）を実施することができる。
また、本発明のマルチキャリア受信装置は、マルチキャリア送信装置から送信されるマルチキャリア信号を受信し、その受信信号に含まれる、セル間で共通の符号が採用されている同期チャネル（ＳＣＨ）を利用してセクタを同定するマルチキャリア受信装置であって、前記セル固有符号を構成する符号要素のうちの前記位相基準となる前記符号要素が割り当てられたサブキャリアに乗算されている、前記セクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を利用した相互相関法によって、受信信号における同期チャネル（ＳＣＨ）位置を検出するタイミング検出手段と、周波数軸上に配置されている、前記同期チャネル（ＳＣＨ）のセクタ固有符号による逆拡散処理によって、最大の受信電力を与えるセクタ固有符号を検出するセクタ同定手段と、を有する。
本発明のマルチキャリア受信装置では、受信信号に含まれるＳＣＨの位置を検出する第1ステップにおいて、セクタ固有符号のレプリカ符号の時間波形を、受信信号に乗算して相関を求める方法（相互相関方法）を採用する。これによって、ＳＣＨのタイミングを高精度に検出することができる。
また、本発明のマルチキャリア受信装置は、前記セクタ同定手段によるセクタ固有符号の検出処理と並行して、前記同期チャネル（ＳＣＨ）が割り当てられているサブキャリアにおける、前記位相基準となるサブキャリアと、このサブキャリアに対応する、セル固有符号の符号要素が乗算されているサブキャリアとの間の位相差を検出することによって前記セル固有符号を復調し、さらに必要に応じて、検出したいセル固有符号との相関検出処理を行ない、これによってセル固有符号を検出し、セルＩＤまたはセルＩＤグループ情報を検出するセル同定手段を、さらに有する。
これによって、マルチキャリア信号を受信して、ＳＣＨによる、セクタ同定を含むセルサーチを実施することができる。サブキャリア数が十分であれば、ＳＣＨのみによって、セクタＩＤとセルＩＤの同定が可能である。
また、本発明のマルチキャリア受信装置は、前記セル同定手段によって特定される情報が、セルＩＤグループ情報である場合に、パイロットチャネルを利用した逆拡散と相関検出処理を実施してセルＩＤを検出する、セル同定処理を完結させるための手段を、さらに有する。
これによって、サブキャリア数が十分ではなく、ＳＣＨによって、セルＩＤグレープのみが同定される場合には、続いて、パイロットチャネルの逆拡散と相関検出によって、セルＩＤを同定し、セルサーチを完結させることができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セル固有符号を構成する前記位相基準となる符号要素が乗算されるサブキャリア（すなわち、セクタ同定のために使用されるサブキャリア）は、中心周波数を基準として低周波数側ならびに高周波数側に対称に、かつ、所定本のサブキャリア間隔で配置され、これによって、前記セクタ同定のために使用されるサブキャリアが合わさって形成される時間波形は、１シンボル期間内において、１／Ｍ（Ｍは２以上の自然数）シンボル単位で、基準波形、またはその基準波形の反転波形とが、繰り返される周期性をもった時間波形となり、この時間波形の周期性を利用することによって、自己相関法による同期チャネル（ＳＣＨ）位置の検出が可能である。
さらに、セクタ同定のために使用するサブキャリアの、周波数軸上における配置を工夫することによって、１／Ｎ（Ｎは４以上の自然数）シンボル単位で、特徴的な時間波形を得ることができ、この時間波形の特徴的な周期性を利用することによって、より効率的に、精度が高い相関判定が可能となる。１／Ｎ単位の周期性に着目した簡易な相関検出ですむため、相関器（マッチドフィルタという場合もある）の構成を簡素化することができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ同定のために使用されるサブキャリアは、中心周波数を基準として低周波数側ならびに高周波数側に対称に、かつ、中心周波数を０番目とした場合に、２番目、６番目、１０番目、１４番目・・・・、以下同様に、３本のサブキャリアを隔てた位置に配置され、これによって、前記セクタ同定のために使用されるサブキャリアが合わさって形成される時間波形は、１シンボル期間内において、１／４シンボル単位で、基準波形と、その基準波形の反転波形とが、交互に繰り返される周期性をもった時間波形となる。
基準波形をＢとすると、１シンボル期間内において、１／４シンボル単位で、Ｂ、−Ｂ、Ｂ、−Ｂというふうに、基準波形と、その基準波形の反転波形とが、交互に繰り返される周期性をもった時間波形が得られる。この場合、１／４シンボル単位で繰り返される、時間波形の特殊な周期性を検出できればよいため、相関器の構成を簡素化することができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ同定のために使用されるサブキャリアは、中心周波数を基準として低周波数側ならびに高周波数側に対称に、かつ、中心周波数を０番目とした場合に、４番目、８番目、１２番目、１６番目・・・・、以下同様に、３本のサブキャリアを隔てた位置に配置され、これによって、前記セクタ同定のために使用されるサブキャリアが合わさって形成される時間波形は、１シンボル期間内において、１／４シンボル単位で、同一の基準波形が繰り返される周期性をもった時間波形となる。
基準波形をＤとすると、１シンボル期間内において、１／４シンボル単位で、Ｄ、Ｄ、Ｄ、Ｄというふうに、同一の基準波形が繰り返される周期性をもった時間波形が得られる。この場合も、相関器の構成を簡素化することができる。
また、本発明の同期チャネル（ＳＣＨ）のデータ構造は、前記セクタ共通符号ならびに前記セル固有符号を構成する前記位相基準となる符号要素の各々は、全セルに共通の符号であり、また、前記セクタ共通符号の符号要素は、周波数軸上の同期チャネル（ＳＣＨ）が割当てられるサブキャリアに関して共通であり、かつ、前記セル固有符号を構成する前記位相基準となる符号要素も、周波数軸上の位相基準となるサブキャリアに関して共通であり、これによって、前記セクタ固有符号による逆拡散処理によって最大の受信電力を与えるセクタ固有符号を検出してセクタを同定する際に、逆拡散の対象となる符号要素を得るためのサブキャリアが、隣接する一組のサブキャリアに限定されるという条件を不要とする。
セルサーチの第１ステップの処理（ＳＣＨ位置の検出処理）を相互相関によって行なう場合に、全セルに共通のセクタ共通符号と、全セルに共通のセクタ固有符号のうちの、位相基準となるサブキャリアに乗算される符号要素とを、周波数軸上のサブキャリア間で共通化して（つまり、すべて同一として）、最も簡素化された符号構成を採用するものである。これによって、セクタ固有符号を、総サブキャリアのうちのいずれかのサブキャリアを選択して特定することができる。従って、逆拡散の対象となる符号要素を得るためのサブキャリアが、隣接する一組のサブキャリアに限定されるという条件が不要となる。
また、本発明のセルサーチ方法は、自己相関法あるいは相互相関法によって、受信信号における同期チャネル（ＳＣＨ）の位置を検出する第1ステップと、前記セクタ固有符号の符号要素が割当てられている、位相基準となるサブキャリアが合わさって形成される時間波形が、その割当てられている符号要素に応じた特徴的な波形となることを利用して、相互相関法による相関値を検出し、最も高い相関値を示すセクタを直近のセクタとして同定すると共に、これと並行して、前記同期チャネル（ＳＣＨ）が割り当てられているサブキャリアにおける、前記位相基準となるサブキャリアと、このサブキャリアに対応する、セル固有符号の符号要素が乗算されているサブキャリアとの間の位相差を検出することによって前記セル固有符号を復調し、さらに必要に応じて、検出したいセル固有符号との相関検出処理を行ない、これによってセル固有符号を検出する第２ステップと、を含む。
セルサーチ方法において、セクタ同定を、ＦＦＴ処理後の逆拡散による相関値ピーク判定ではなく、ＦＦＴ前の時間波形の相互相関によっても行なうことも可能である点を明らかとしたものである。すなわち、ＦＦＴ処理前に、セクタ固有符号のレプリカ時間波形を用いて相互相関ピークを検出し、最大のピークを与える符号を特定することによって、最も近くにあるセクタを同定することが可能である。このレプリカ時間波形を用いた相互相関法を適用するためには、移動局において、基地局から送信される各種のセクタ固有符号が既知であることが条件となる。なお、セクタ同定方法として、直交符号による逆拡散による相関検出する手法を用いるか、レプリカ時間波形による相互相関を検出する手法によるかは、要求される検出精度や回路上の制約等を考慮して、適宜、決定することができる。
本発明に係るマルチキャリア送信処理の主要な手順の一例を示すフローチャートである。 本発明に係るマルチキャリア受信処理の主要な手順の一例を示すフローチャートである。 直交符号の生成の基礎となる概念を示す図である。 ３つの直交符号（符号１，符号２，符号３）を構成する符号要素の配列と、符号２のみを復調する場合の原理を説明するための図である。 セル固有情報（セクタＩＤ、報知チャネル帯域幅、アンテナ配置、ＧＩ長等）を、ＳＣＨに重畳する方法を説明するための図である。 （ａ）〜（ｄ）は各々、セクタ固有情報およびセル固有情報を、ＳＣＨに重畳して送信するための符号形式を説明するための図である。 周波数軸上におけるサブキャリアインデックス（サブキャリア番号）を示す図である。 （ａ）は、周波数軸上におけるセクタ共通符号の割り当てを示す図である。（ｂ）は、３つのセクタ固有符号の構成を示す図である。（ｃ）は、セクタ固有符号の生成の基礎となる概念を示す図である。 周波数軸上において、セル固有情報を伝送するための符号系列の構成を示す図である。 移動体通信システムの基地局（マルチキャリア送信装置）における、物理レイヤおよびＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）サブレイヤの構成例を示すブロック図である。 図１０に示される送信回路部の具体的な構成を示すブロック図である。 本発明に係るマルチキャリア受信機の構成の一例を示すブロック図である。 タイミング検出と周波数誤差検出の機能を有する回路の構成例を示すブロック図である。 セクタ同定のための逆拡散処理の具体的な内容を示す図である。 セル固有情報の復調処理を説明するための図である。 周波数軸上に配置された、ＳＣＨが割り当てられたサブキャリア（すなわち、周波数軸上におけるＳＣＨの構成）を示す図である。 （ａ）は、第３の実施形態において、ＳＣＨに乗算されるセクタ共通符号の周波数軸上における配置を示す図であり、（ｂ）は、第３の実施形態において、３つのセクタ固有符号を示す図である。 第３の実施形態におけるセル固有符号の配置を示す図である。 第３の実施形態におけるフレーム構成を示す図である。 セクタ固有符号を用いた相関演算処理の具体的な内容例を示す図である。 第３の実施形態におけるセル固有符号の復調方法を示す図である。 本発明で使用される、マルチキャリア通信システムのダウンリンクのフレーム構成を示す図である。 セルおよびセクタの構成の一例を示す図である。 フレームにおける同期チャネル（ＳＣＨ）の配置位置の一例を示す図である。 ＳＣＨの構成例を示す図である。 ＳＣＨの繰り返し波形を検出し、時間同期を行なうための受信機の構成を示すブロック図である。 周波数軸上のサブキャリアに割り当てられた同期チャネル（ＳＣＨ）の一例を示す図である。 ３ＧＰＰで検討されているＯＦＤＭ通信方式におけるリソースブロックの構成の一例を示す図である。 （ａ）は、周波数軸上におけるセクタ共通符号の割り当てを示す図であり、（ｂ）は、３つのセクタ固有符号の構成を示す図であり、（ｃ）は、セクタ固有符号の生成の基礎となる概念を示す図であり、複素位相平面上におけるベクトルを示す。 セル固有情報を伝送するための符号系列の、周波数軸上における構成を示す図である。 レプリカ信号によりＳＣＨの時間位置を検出し、時間同期を行なうための受信機の構成を示すブロック図である。 第５の実施形態で使用する７６本のサブキャリアをその機能毎に示した図である。 第５の実施形態におけるセル固有情報が乗算されたサブキャリア（セル固有情報検出用ＳＣＨサブキャリア）とその位相基準となるサブキャリア（相互相関検出用ＳＣＨサブキャリア）となるペアをなすサブキャリアとの関係を示す図である。 （ａ）は、第５の実施形態において、周波数軸上におけるセクタ共通符号の割り当てを示す図であり、（ｂ）は、第５の実施形態において、３つのセクタ固有符号の構成を示す図であり、（ｃ）は、第５の実施形態において、セクタ固有符号の生成の基礎となる概念を示す図であり、複素位相平面上におけるベクトルを示す。 （ａ）〜（ｄ）は、第５の実施形態において、ＳＣＨシンボル期間における複数のＳＣＨサブキャリアが合わさって形成される時間領域における波形が、１シンボル期間内で、基準波形（あるいは、その基準波形を反転した波形）の繰り返しになることを説明するための図である。 第５の実施形態におけるセル固有情報を伝送するための符号系列の周波数軸上における構成を示す図である。
符号の説明
１０ ＭＡＣ部
１２ ＳＣＨデータ生成部
１４ 送信データ出力部
１６ 送信回路制御部
２０（２０ａ〜２０ｂ） 物理層部
２２（２２ａ〜２２ｃ） 受信回路部
２４（２４ａ〜２４ｃ） 送信回路部
２６（２６ａ〜２６ｃ） アナログ回路部
２８（２８ａ〜２８ｃ） アンテナ部
２１０ セクタ固有符号同定のための逆拡散部
２２０ セクタ電力判定部
２３０ ＳＣＨデータ（セル固有情報を含む）復調部
４００ シフトレジスタ
４０２ 加算器
４０４ 乗算器
ＣＬ１〜ＣＬ３ セル
ＳＣ１〜ＳＣ３ セクタ

Claims (33)

  1. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局により送信される同期チャネルのデータを作成するデータ作成装置であって、
    前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて、セクタ毎の同期チャネルのデータを作成することを特徴とするデータ作成装置。
  2. 前記セクタ固有符号は、相互に直交関係にあることを特徴とする請求項１記載のデータ作成装置。
  3. 前記セクタ固有符号は、隣接セル間で共通であることを特徴とする請求項２記載のデータ作成装置。
  4. 前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて、セクタ毎のパイロットチャネルのデータを作成することを特徴とする請求項３記載のデータ作成装置。
  5. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局により送信される同期チャネルのデータを作成するデータ作成方法であって、
    前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて、セクタ毎の同期チャネルのデータを作成することを特徴とするデータ作成方法。
  6. 前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて、セクタ毎のパイロットチャネルのデータを作成することを特徴とする請求項５記載のデータ作成方法。
  7. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局であって、
    前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いたセクタ毎の同期チャネルのデータを記憶する記憶部と、
    前記セクタに対応する前記同期チャネルのデータを、各セクタに対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする基地局。
  8. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局であって、
    前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて、セクタ毎の同期チャネルのデータを作成する同期チャネルデータ作成部と、
    前記セクタに対応する前記同期チャネルのデータを、各セクタに対して送信する送信部と、を備えることを特徴とする基地局。
  9. 前記同期チャネルデータ作成部は、前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて、セクタ毎のパイロットチャネルのデータを作成し、
    前記送信部は、前記セクタに対応するパイロットチャネルのデータを、各セクタに対して送信することを特徴とする請求項８記載の基地局。
  10. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局と通信を行なう移動局であって、
    前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いた同期チャネルを含む信号を、前記基地局から受信することを特徴とする移動局。
  11. 前記同期チャネルに基づいて、セクタ同定を行なうことを特徴とする請求項１０記載の移動局。
  12. 前記同期チャネルに基づいて、同期検出を行なうことを特徴とする請求項１１記載の移動局。
  13. 前記セクタ固有符号は、相互に直交関係にあることを特徴とする請求項１２記載の移動局。
  14. 前記セクタ固有符号は、隣接セル間で共通であることを特徴とする請求項１３記載の移動局。
  15. 前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることにより同期検出を行なうことを特徴とする請求項１４記載の移動局。
  16. 同期チャネル信号処理部を備え、前記同期チャネル信号処理部は、前記信号と前記セクタ固有符号に対応するレプリカとの相関をとることにより前記同期検出を行なうことを特徴とする請求項１５記載の移動局。
  17. 前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることによりセクタ同定を行なうことを特徴とする請求項１６記載の移動局。
  18. 前記同期チャネル信号処理部は、前記信号と前記セクタ固有符号に対応するレプリカとの相関をとることにより前記セクタ同定を行なうことを特徴とする請求項１７記載の移動局。
  19. 前記複数のセクタに対応する複数のレプリカを予め記憶することを特徴とする請求項１８記載の移動局。
  20. 前記同期チャネル信号処理部は、前記複数のレプリカのそれぞれと前記信号との相関を並列でとることを特徴とする請求項１９記載の移動局。
  21. 前記同期チャネル信号処理部は、相関値が最大となる前記セクタ固有符号を特定することにより前記セクタ同定を行なうことを特徴とする請求項２０記載の移動局。
  22. 前記同期チャネル信号処理部は、前記信号を周波数領域に変換し、前記セクタ固有符号との相関をとることにより前記セクタ同定を行なうことを特徴とする請求項１７記載の移動局。
  23. 前記複数のセクタに対応する複数のセクタ固有符号を記憶するセクタ固有符号記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項２２記載の移動局。
  24. 前記同期チャネル信号処理部は、前記複数のセクタ固有符号のそれぞれと前記信号を周波数領域に変換したものとの相関を並列でとることを特徴とする請求項２３記載の移動局。
  25. 前記同期チャネル信号処理部は、前記同期チャネルによりセクタ同定されたセクタに対応する前記パイロットチャネルの直交符号を用いて、前記パイロットチャネルに含まれる情報を検出することを特徴とする請求項２４記載の移動局。
  26. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から送信される、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて作成された同期チャネルを含む信号を、移動局において受信する際に使用される同期検出方法であって、
    前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることにより同期検出を行なうことを特徴とする同期検出方法。
  27. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から送信される、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて作成された同期チャネルを含む信号を、移動局において受信する際に使用されるセクタ同定方法であって、
    前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることによりセクタ同定を行なうことを特徴とするセクタ同定方法。
  28. 前記信号と前記セクタ固有符号とを用いて相関をとることにより同期検出を行なうことを特徴とする請求項２７記載のセクタ同定方法。
  29. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から送信される、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いて作成された同期チャネルと、前記セクタ識別番号に対応する直交符号を用いて作成されたパイロットチャネルとを含む信号を受信する移動局において、前記パイロットチャネルに含まれる情報を検出する情報検出方法であって、
    前記同期チャネルによりセクタ同定されたセクタに対応する前記パイロットチャネルの直交符号を用いて、前記パイロットチャネルに含まれる情報を検出することを特徴とする情報検出方法。
  30. 複数のセクタを含むセルを管轄する基地局から信号を受信する受信部と、
    前記受信した信号により信号の送信元であるセクタを同定するセクタ同定部と、を備え、
    前記セクタ同定部によるセクタの同定に基づいて、受信特性が良好なセクタを特定してハンドオーバーを行ない、
    前記受信部は、セクタを識別するセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いたセクタ毎の同期チャネルのデータを受信することを特徴とする移動局。
  31. 複数のセクタを含むセルを管轄し、前記セクタを識別するためのセクタ識別番号に対応するセクタ固有符号を用いたセクタ毎の同期チャネルのデータを各セクタに送信する基地局と、
    前記基地局から前記データを受信する移動局と、から構成される移動通信システム。
  32. 前記基地局と移動局との間の通信方式が、マルチキャリア通信方式であることを特徴とする請求項３１記載の移動通信システム。
  33. 前記マルチキャリア通信方式は、ＯＦＤＭを適用することを特徴とする請求項３２記載の移動通信システム。
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