WO2006134948A1 - 基地局、移動局及び方法 - Google Patents

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Kenichi Higuchi
Mamoru Sawahashi
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Ntt Docomo, Inc.
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    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • Base station mobile station and method
  • the present invention generally relates to the technical field of wireless communication, and particularly relates to a base station, a mobile station, and a method that can be used in a plurality of bands.
  • the center frequency of the band used for communication is set to coincide with a predetermined frequency called a raster or a frequency raster. It is stipulated in.
  • the frequency raster is arranged on the frequency axis every 200 kHz. Therefore, the mobile station can specify the center frequency of the operator by searching the frequency raster in order on the frequency axis (by searching every 200 kHz) and connect to the downlink.
  • Non-patent documents 1 and 2 describe downlink cell search.
  • Non-Patent Document 1 3GPP, TS25. 101, “User Equipment (UE) radio transmission and reception (FDD) ⁇ , pp. 12—14
  • Non-Patent Document 1 Keiji Tachikawa, “W_CDMA Mobile Communication System”, Maruzen Co., Ltd., pp. 35-45
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the OFDM system is adopted because it has advantages such as effective suppression of multipath propagation interference and intersymbol interference.
  • a wide band such as 20 MHz and a part of the band (for example, 5 MHz) are used depending on the mobile station device configuration, base station device configuration, application, and the like. Consideration is given so that various operators can provide services.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an OFDM wireless communication system having a plurality of bandwidths. Schematically shows In cell A, OFDM communication is performed with a wide bandwidth of 20 MHz and a narrow bandwidth of 5 MHz. The narrow bandwidth of 5MHz is located at the right end of the wide bandwidth of 20MHz on the frequency axis.
  • Cell B which is different from Senor A, also performs OFDM communication with a bandwidth of 5 MHz. The band in cell B is far from the 20 MHz band in cell A on the frequency axis.
  • frequency rasters are set on the frequency axis at regular intervals. In the example shown, a circumferential raster wavenumber raster is set every ⁇ Hz starting from the left XHz.
  • the center frequency f of the 20 MHz band of cell A is the frequency
  • the center frequency f of the 5MHz band of cell B is the frequency raster X + raster B
  • the frequency raster interval is not always an integer multiple of the subcarrier interval. Therefore, even if the center frequency f of the broadband 20 MHz frequency band is on the raster, a part of the 5 MHz band
  • An object of the present invention is to provide a base station, a mobile station, and a mobile station that facilitate connection to a downlink signal in a mobile communication system in which OFDM communication is performed in any one of two or more bands. Is to provide a method.
  • a base station that performs OFDM communication with a mobile station using any one of two or more frequency bands is used.
  • the base station includes means for transmitting the synchronization channel and the control channel in a band that includes the center frequency on the raster of the first band and is equal to or larger than the bandwidth of the second band.
  • the control channel includes center frequency information that specifies the center frequency of the second band.
  • FIG. 1 schematically shows a spectrum related to an OFDM wireless communication system having a plurality of bandwidths.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a mapping example of a synchronization channel.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of detecting the center of a band.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a control channel.
  • FIG. 7A is a diagram showing a flowchart of an operation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7B is a diagram showing an operation on the frequency axis according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows a block diagram of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram of a receiver according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing the principle of detecting the center of a band.
  • FIG. 11 is a diagram showing another example of mapping of synchronization channels.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of mapping of synchronization channels.
  • FIG. 13 is a diagram showing another example of mapping of synchronization channels.
  • FIG. 14 is a diagram showing another example of mapping of synchronization channels.
  • FIG. 15 is a diagram showing another configuration example of the control channel.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a scramble code multiplied by a control channel.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a scramble code multiplied by a control channel.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of a control channel.
  • FIG. 19 is a diagram showing another configuration example of the control channel.
  • FIG. 20 is a diagram showing another configuration example of the control channel.
  • the second frequency band including the center frequency f on the raster of the first band (20 MHz) includes the second frequency.
  • the synchronization channel is transmitted from the base station to the mobile station in a bandwidth that is equal to or greater than the bandwidth (5MHz at the end).
  • a control channel including wave number information is transmitted from the base station to the mobile station. Since the mobile station obtains the center frequency information in the band including the center frequency on the raster and moves to the desired band, the mobile station can connect to the desired band without searching for a frequency not on the raster.
  • the synchronization channel and the control channel may be transmitted in a band that includes the center frequency on the raster of the first band and is equal to the bandwidth of the second band.
  • the synchronization channel and / or control channel may be transmitted across the first band. This allows different information to be included in the control channel depending on the bandwidth used for communication.
  • the synchronization channel may be mapped in the frequency direction at an interval wider than the subcarrier interval. Since the subcarriers to which the synchronization channel is not mapped can be assigned other information, the information transmission efficiency can be improved.
  • the band including the center frequency on the raster of the first band and the bandwidth of the second band or more
  • the control channel may be encoded with a two-dimensional scramble code mapped to.
  • Basic control information transmitted in a band that includes the center frequency on the raster of the first band and is equal to the bandwidth of the second band includes control information that is common to mobile stations using any band.
  • the control information transmitted in the third band other than the second band may include control information unique to the mobile station using the third band.
  • a mobile station includes means for receiving a downlink signal transmitted using any power of two or more frequency bands, and a center frequency on a raster in the first band.
  • Means for detecting a synchronization channel and a control channel transmitted from a base station in a bandwidth equal to or greater than a bandwidth of the bandwidth, and specifying a center frequency of the second bandwidth from the control channel Means for extracting center frequency information and means for changing a frequency band for receiving a signal in accordance with the center frequency information.
  • FIG. 2 schematically shows a transmitter according to an embodiment of the present invention.
  • the transmitter is typically installed at the base station.
  • the transmitter guards the multiplexed signal (MUX) that multiplexes the transmission data and synchronization pattern, the IFFT unit that performs high-speed inverse Fourier transform on the multiplexed data, and the OFDM-modulated signal after the inverse Fourier transform.
  • MUX multiplexed signal
  • IFFT that performs high-speed inverse Fourier transform on the multiplexed data
  • OFDM-modulated signal after the inverse Fourier transform e.
  • a guard interval adding unit (GI) for adding an interval and outputting a symbol to be transmitted
  • RF radio unit
  • FIG. 3 shows a block diagram of a receiver according to one embodiment of the present invention.
  • the receiver is typically installed in a mobile station.
  • the receiver has a radio unit (RF) that converts the signal received by the antenna into a digital symbol, a guard interval removal unit (GI) that removes the guard interval from the symbol and outputs an effective symbol, and a valid symbol.
  • RF radio unit
  • GI guard interval removal unit
  • It has an IFFT unit that performs high-speed Fourier transform of data and performs demodulation of the OFDM method, and a correlation detection unit that calculates a correlation between the demodulated data of the OFDM method and a predetermined synchronization pattern, and detects a correlation peak.
  • FIG. 4 shows a mapping example of synchronization channels multiplexed by the multiplexing unit of FIG.
  • the base station and the mobile station can communicate in any of a wide variety of frequency bands, and the example shown in the figure shows a mapping example of a synchronization channel when 20 MHz, 10 MHz, or 5 MHz is used for communication.
  • the base station transmitter maps the synchronization channel data to all subcarriers. For simplicity, only 40 subcarriers are drawn at 20 MHz, but there are actually many subcarriers. In the figure, the numbers 1 to 40 represent the phase of the code.
  • a synchronization pattern is represented by 1 2 40 sequences
  • the data sequence is arranged in the frequency axis direction and mapped to each subcarrier.
  • the numbers “1”, “2”,... Surrounded by squares correspond to the above d 1, d 2,.
  • the mobile station can easily find the center frequency of the 20 MHz band by cell search, It is possible to connect to the downlink and perform subsequent communication.
  • the mobile station uses a 5 MHz band with a center frequency different from the 20 MHz band, the following operations are performed.
  • the mobile station gives d, d, and d synchronization patterns to the correlation detector in Fig. 3. If you do this
  • the mobile station can detect the center frequency f in the 20MHz band.
  • the correlation is calculated while shifting the phase at 16 17 25, and the frequency at which the correlation value reaches a peak is detected.
  • the correlation calculation if even one subcarrier is shifted, the correlation value becomes small, and the center of the band can be detected accurately.
  • various sequences such as PN code system IJ, Gold code sequence, and the like may be used. This is because if a correlation calculation is performed, a certain peak is obtained and its position can be specified.
  • the base station centers the center frequency f as shown in Fig. 6.
  • the control information (common control channel) for all users is transmitted in the 5MHz band.
  • mobile stations using the 5 MHz band also have a center frequency f
  • Control channel transmitted in a 5MHz band centered on frequency f.
  • This common control channel locates the center frequency f '(usually not on the raster) of the 5MHz band that uses part of the 20MHz band.
  • the mobile station may contain information indicating how far away from the upper frequency f.
  • Demodulate the common control channel read the center frequency information, adjust the frequency synthesizer in the radio section (such as the RF section in Fig. 3), and adjust the center of the 5MHz band received by the mobile station to the frequency f '. Thereafter, the mobile station uses the 5 MHz at the right end of the 20 MHz band to
  • FIG. 7A shows a flowchart of the operation according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7B schematically shows a state in which the mobile station connects to the downlink in the flow.
  • An example of operation will be described with reference to both figures. It is controlled by the 5MHz band (center band) including the center frequency of the 20MHz band.
  • a control channel and a synchronization channel are transmitted from the base station. This control channel and synchronization channel are common to all mobile stations, regardless of the bandwidth they want to use for traffic data communication (regardless of bandwidth such as 5 MHz, 10 MHz, 20 MHz, etc.)
  • the pattern is set.
  • the synchronization and control channel is transmitted from the base station, and the mobile station receives the synchronization channel and performs synchronization by performing cell search.
  • the mobile station receives and demodulates the control channel and reads the frequency information.
  • the frequency information includes information related to the frequency band assigned to the mobile station (such as the shift amount between the central band and the band permitted to be used (usable band)).
  • the frequency information may include base station information indicating that the bandwidth of the cell is 20 MHz (this is not essential).
  • the mobile station adjusts the frequency of the received signal and changes the communication band to the permitted band reported on the control channel. Thereafter, the mobile station starts data communication in the permitted bandwidth (for example, having a bandwidth of 5 MHz).
  • the center frequency f of the center band is on the raster, but the center frequency f ′ of the permitted band is
  • the center frequency on the raster in the central band can be easily detected by any mobile station and the control channel can be demodulated, so that the mobile station can easily shift the communication center frequency to a desired frequency not on the raster.
  • a mobile station using 5 MHz first detects the center frequency f of the 20 MHz band and receives the common control channel transmitted in the center 5 MHz band.
  • the base station needs to prepare such a control channel as transmission data and transmit it to the subordinate mobile station in addition to the synchronization channel.
  • the mobile station moves to the 5MHz band at the right end where use is permitted in accordance with the contents of the control channel. Thereafter, communication is performed in the shifted band.
  • the synchronization channel is multiplexed and demultiplexed in the frequency domain.
  • multiplexing and demultiplexing may be performed in the time domain. This is because the mobile station only needs to be able to detect the center of the 20 MHz band and demodulate the control channel.
  • FIG. 10 also shows a synchronization channel mapping example.
  • the base station is 5MH
  • the mobile station can only communicate in the z band, the mobile station has the performance to use the 20 MHz band. In this case, the mobile station cannot communicate using the entire 20MHz band.
  • the base station is a part of all 40 data series d, d, ..., d
  • 10 data sequences such as 16 17 25 are transmitted to the subordinate mobile stations as synchronization channel patterns.
  • the mobile station has a total of 40 data sequences such as d, d, d as shown in Fig. 4 (1).
  • the mobile station detects the center frequency f in the 5MHz band and ensures synchronization.
  • the base station By receiving the control channel transmitted in the band, the base station can know that it can communicate only at 5MHz.
  • Which band the base station is communicating with may be broadcast on the downlink control channel, or may be determined by the mobile station as described in the following example.
  • the mobile station derives three types of correlation values as shown in FIG.
  • the first correlation value is the correlation value for the data series d ⁇ (! Near the center, and the second correlation value is the data series d ⁇ d near the center.
  • the function value is the correlation value for the data series d to d over the entire area.
  • the base station If the base station is strong enough to transmit the synchronization channel only in the 5 MHz band, the first, second and third correlation values all show equal magnitude peaks. However, if the base station transmits the synchronization channel in the 10 MHz band as shown in Fig. 4 (2), the first correlation value is smaller than the second correlation value and the second correlation value. The correlation value of 3 is about the same size. This is because a correlation value of a longer data series gives a larger peak. Furthermore, if the base station transmits a synchronization channel in the entire 20 MHz range, a large correlation value is obtained in the order of the first, second, and third correlation values. Therefore, the base station band can be specified by calculating the first to third correlation values and comparing their magnitudes.
  • FIG. 11 shows another mapping example of the synchronization channel.
  • the synchronization channel does not necessarily have to be inserted in the entire band to be used.
  • the synchronization channel is intermittently inserted in the frequency axis direction every two subcarriers.
  • the synchronization channel is inserted only in the frequency axis direction, as shown in Fig. 12. You can be done.
  • information transmission efficiency can be improved by minimizing the mapping amount of the synchronization channel.
  • the mapping pattern of the synchronization channel may be different depending on the bandwidth supported by the cell, and it depends on which band the mobile station communicates as shown in FIG. Instead, the synchronization channel may be transmitted with the same bandwidth near the center. In this case, as explained in Fig. 10, it is difficult for the mobile station to determine the bandwidth of the base station. However, from the standpoint of making the cell detection accuracy fair regardless of the bandwidth used, it is desirable that the bandwidth to which the synchronous channel is inserted be shared.
  • Fig. 14 shows an example in which the synchronization channel is transmitted at 5 MHz when a band of 5 MHz or higher is used, and the mapping of the synchronization channel varies depending on the bandwidth when a band narrower than 5 MHz is used. Indicates. If fairness of cell detection accuracy is obtained even when there are significant and wide available bandwidths, there is a concern that sufficient cell detection accuracy may not be obtained when broadband is used. This is because the synchronization channel configuration in the case of a wide band is greatly different from the optimum one. In this case, it is possible to consider both cell detection accuracy and fairness by using the configuration shown in FIG.
  • FIG. 15 shows a configuration of a common control channel different from the common control channel shown in FIG.
  • control information for all users and control information for users using the 5 MHz band are included in the first 5 MHz first band.
  • the latter control information includes the center frequency indicating the relationship between the center frequency f and the center frequency f 'of the band to be used.
  • the 2.5 MHz second band carries redundant information for control information for all users and control information for users using the 10 MHz band.
  • the former redundant information is represented by redundant bits derived according to various algorithms of error correction coding applied to the control information.
  • the latter control information includes center frequency information for users using the 10 MHz band. Redundancy information for control information for all users and control information for users using the 10 MHz band are transmitted in the third band on both sides of this second band. Control information according to the bandwidth used by the user For example, it is possible to change the transmission content of the control channel according to the grade of the mobile station.
  • a scramble code unique to the base station may be applied to the control channel and data channel transmitted from the base station in addition to the synchronization channel.
  • the scramble code is set completely independently for each bandwidth used for communication, the process for the mobile station to decode the control channel after establishing synchronization may be complicated.
  • the scramble code is determined by using all or part of the two-dimensional code defined in the predetermined period and the entire band of 20 MHz.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a scramble code multiplied by a control channel or the like.
  • a two-dimensional code covering 40 subcarriers in the frequency direction and 8 symbols in the time direction is first defined. Adjacent symbols have a phase offset in the frequency axis direction by one subcarrier.
  • the base station transmits the control channel using the entire 20 MHz band, all these scramble codes are multiplied by the control channel and transmitted.
  • the base station uses only the 5 MHz band, the scramble code mapped to the 5 MHz band including the center frequency f is used.
  • the base station uses only the 10 MHz band, the 10 MHz including the center frequency f
  • a scramble code mapped to the band is used. Therefore, the mobile station can demodulate the control channel without switching the scramble code after synchronization is established, and can easily connect to the downlink.
  • the two-dimensional code over the entire range of 20 MHz and 8 symbols may not be a repeating pattern as shown in FIG. Figure 17 shows the case where a two-dimensional code is prepared with a series of data series instead of a repeating pattern. Even if such a two-dimensional code is used, the same effect as described above can be obtained.
  • the minimum width of the band used by the mobile station is 5 MHz
  • the synchronization channel and the control channel are transmitted in the central band of 5 MHz.
  • the synchronization channel and control channel may be transmitted with a bandwidth other than 5 MHz.
  • FIG. 19 is the same as FIG. 15 of the fourth embodiment except that the central minimum bandwidth is 1.25 MHz.
  • the configuration examples shown in FIG. 18 and FIG. 19 are combined, and as shown in FIG. 20, the control channel may be transmitted in the 25 MHz band and the central 5 MHz band.

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Abstract

　基地局は、２以上の周波数帯域の何れかを用いて移動局とＯＦＤＭ方式の通信を行う。基地局は、第１の帯域（２０ＭＨｚ）のラスタ上の中心周波数ｆＡを含み、第２の帯域（端の５ＭＨｚ）の帯域幅以上の帯域で同期チャネル及び制御チャネルを送信する手段を有する。制御チャネルは、前記第２の帯域の中心周波数ｆＡ'を特定する中心周波数情報を含む。移動局は、ラスタ上の中心周波数を含む帯域で中心周波数情報を得た後に、所望の帯域に移るので、ラスタ上にない周波数をサーチせずに所望の帯域に接続することができる。

Description

明 細 書
基地局、移動局及び方法
技術分野
[0001] 本発明は一般に無線通信の技術分野に関連し、特に複数の帯域で使用することが 可能な基地局、移動局及び方法に関する。
背景技術
[0002] 広帯域符号分割多重接続 (W— CDMA)方式や GSM方式等に関する既存の通 信システムでは、通信に使用される帯域の中心周波数はラスタ又は周波数ラスタと呼 ばれる所定の周波数に一致するように規定されている。周波数ラスタは例えば 200k Hz毎に周波数軸上に並んでいる。従って、移動局は周波数軸上で周波数ラスタを 順番にサーチすることで（200kHz毎にサーチすることで）、オペレータの中心周波 数を特定し、下りリンクに接続することができる。下りリンクのセルサーチについては、 非特許文献 1 , 2に記載されている。
非特許文献 1 : 3GPP、 TS25. 101、 "User Equipment (UE) radio transmissio n and reception (FDD)〃、 pp. 12— 14
非特許文献 1 :立川敬二、「W_ CDMA移動通信方式」、丸善株式会社、 pp. 35 - 45
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、広狭複数の帯域を使用する直交周波数分割多重化 (OFDM)方式の無 線通信システムが検討されている。 OFDM方式が採用するのは、それがマルチパス 伝搬干渉やシンボル間干渉を効果的に抑制できる等の利点を有するからである。こ のような無線通信システムでは、例えば 20MHzのような広帯域とその一部の帯域（ 例えば 5MHz)とが、移動局の装置構成、基地局の装置構成及びアプリケーション等 に応じて使い分けられるようにして、多様なオペレータがサービスを提供できるように 配慮されている。
[0004] 図 1は、複数の帯域幅を有する OFDM方式の無線通信システムに関するスぺタト ルを模式的に示す。セル Aでは 20MHzの広い帯域幅でも 5MHzの狭い帯域幅でも OFDM方式の通信がそれぞれ行われる。 5MHzの狭い帯域幅は、周波数軸上で 2 0MHzの広い帯域幅の右端に位置する。セノレ Aとは別のセル Bでも 5MHzの帯域幅 で OFDM方式の通信が行われる。セル Bでの帯域は、セル Aの 20MHzの帯域とは 周波数軸上で離れた位置にある。上述したように周波数軸上には周波数ラスタが一 定間隔毎に設定されている。図示の例では、左側の XHzを起点に Δ Hz毎に周 raster 波数ラスタが設定されている。セル Aの 20MHzの帯域の中心周波数 f は周波数ラス
A
タ Χ+ 2 Δ 上にある。セル Bの 5MHzの帯域の中心周波数 f は周波数ラスタ X + raster B
5 Δ 上にある。
raster
[0005] 一方、サブキャリア間隔は周波数ラスタとは無関係に定められるので、周波数ラスタ の間隔はサブキャリア間隔の整数倍であるとは限らなレ、。従って、広帯域の 20MHz の周波数帯域の中心周波数 f がラスタ上にあつたとしても、その一部の 5MHzの帯
A
域の中心周波数 f 'は常にはラスタ上にないことが予想される。このため、セル Aで 5
A
MHzの周波数帯域を使用しょうとする移動局が下りリンクに接続するための手順や 中心周波数のサーチに要する処理が複雑化してしまうという問題が懸念される。
[0006] 本発明の課題は、 2以上の帯域の内の何れかの周波数帯域で OFDM方式の通信 が行われる移動通信システムにおいて、下りリンク信号への接続を容易にする基地 局、移動局及び方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明では、 2以上の周波数帯域の何れかを用いて移動局と OFDM方式の通信 を行う基地局が使用される。基地局は、第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み、 第 2の帯域の帯域幅以上の帯域で同期チャネル及び制御チャネルを送信する手段 を有する。制御チャネルは、前記第 2の帯域の中心周波数を特定する中心周波数情 報を含む。
発明の効果
[0008] 本発明によれば、 2以上の帯域の内の何れかの周波数帯域で OFDM方式の通信 が行われる移動通信システムにおいて、下りリンク信号への接続が容易になる。 図面の簡単な説明 [0009] [図 1]複数の帯域幅を有する OFDM方式の無線通信システムに関するスペクトルを 模式的に示す。
[図 2]本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。
[図 3]本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。
[図 4]同期チャネルのマッピング例を示す図である。
[図 5]帯域の中心が検出される原理を示す図である。
[図 6]制御チャネルの構成例を示す図である。
[図 7A]本発明の一実施例による動作のフローチャートを示す図である。
[図 7B]本発明の一実施例による動作を周波数軸上で示す図である。
[図 8]本発明の一実施例による送信機のブロック図を示す。
[図 9]本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。
[図 10]帯域の中心が検出される原理を示す図である。
[図 11]同期チャネルの別のマッピング例を示す図である。
[図 12]同期チャネルの別のマッピング例を示す図である。
[図 13]同期チャネルの別のマッピング例を示す図である。
[図 14]同期チャネルの別のマッピング例を示す図である。
[図 15]制御チャネルの別の構成例を示す図である。
[図 16]制御チャネルに乗算されるスクランブル符号の一例を示す図である。
[図 17]制御チャネルに乗算されるスクランブル符号の一例を示す図である。
[図 18]制御チャネルの構成例を示す図である。
[図 19]制御チャネルの別の構成例を示す図である。
[図 20]制御チャネルの別の構成例を示す図である。
符号の説明
[0010] MUX 多重部
FFT 高速フーリエ変換部
IFFT 高速逆フーリエ変換部
GI ガードインターバル挿入部又は除去部
RF 無線部 発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明の一形態では、第 1の帯域（20MHz)のラスタ上の中心周波数 f を含み第 2
A
の帯域 (端の 5MHz)の帯域幅以上の帯域で、同期チャネルが基地局から移動局に 送信される。その中心付近の帯域で、第 2の帯域の中心周波数 f 'を特定する中心周
A
波数情報を含む制御チャネルが基地局から移動局に送信される。移動局は、ラスタ 上の中心周波数を含む帯域で中心周波数情報を得た後に、所望の帯域に移るので 、ラスタ上にない周波数をサーチせずに所望の帯域に接続することができる。
[0012] 同期チャネル及び制御チャネルは、第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み前 記第 2の帯域の帯域幅に等しい帯域で送信されてもよい。これにより、移動局は使用 する帯域幅によらず公平に下りリンクに接続できる。同期チャネル及び/又は制御チ ャネルは第 1の帯域全域で送信されてもよい。これにより、通信に使用される帯域幅 に応じて異なる情報を制御チャネルに含めることができる。
[0013] 同期チャネルがサブキャリア間隔より広い間隔で周波数方向にマッピングされても よレ、。同期チャネルがマッピングされなかったサブキャリアは他の情報を割り当てるこ とができるので、情報の伝送効率を向上させることができる。
[0014] 第 1の帯域及び所定の送信時間間隔の 1以上にわたってマッピングされた 2次元ス クランブル符号のうち、第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域 幅以上の帯域にマッピングされている 2次元スクランブル符号で制御チャネルが符号 化されてもよい。これにより、移動局は同期を確立した後にスクランブル符号を切り換 えずに制御チャネルを復調することができる。
[0015] 第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域幅に等しい帯域で送 信される基本制御情報は、どの帯域を使用する移動局にも共通する制御情報を含み 、第 2の帯域以外の第 3の帯域で伝送される制御情報は、前記第 3の帯域を使用す る移動局に固有の制御情報が含まれてもよい。
[0016] 本発明の一形態による移動局は、 2以上の周波数帯域の何れ力を用いて伝送され る下りリンク信号を受信する手段と、第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の 帯域の帯域幅以上の帯域で基地局から送信された同期チャネル及び制御チャネル を検出する手段と、前記制御チャネルから前記第 2の帯域の中心周波数を特定する 中心周波数情報を抽出する手段と、前記中心周波数情報に従って、信号を受信す る周波数帯域を変更する手段とを有する。
実施例 1
[0017] 図 2は本発明の一実施例による送信機を模式的に示す。送信機は典型的には基 地局に設けられる。送信機は、送信データと同期パターンを多重化する多重部（MU X)と、多重化されたデータを高速逆フーリエ変換する IFFT部と、逆フーリエ変換後 の OFDM方式で変調済みの信号にガードインターバルを付加し、送信するシンボル を出力するガードインターバル付与部（GI)と、送信するシンボルの信号形式を無線 周波数で送信するための信号形式に変換する無線部 (RF)とを有する。
[0018] 図 3は、本発明の一実施例による受信機のブロック図を示す。受信機は典型的には 移動局に設けられる。受信機はアンテナで受信した信号をディジタル形式のシンポ ルに変換する無線部 (RF)と、シンボルからガードインターバルを除去して有効シン ボルを出力するガードインターバル除去部（GI)と、有効シンボルのデータを高速フ 一リエ変換して OFDM方式の復調を行う IFFT部と、 OFDM方式の復調後のデータ と所定の同期パターンとの相関を計算し、相関ピークを検出する相関検出部とを有 する。
[0019] 図 4は、図 2の多重部で多重化される同期チャネルのマッピング例を示す。基地局 及び移動局は広狭様々な周波数帯域の何れかで通信を行うことができ、図示の例で は 20MHz、 10MHz又は 5MHzが通信に使用される場合の同期チャネルのマツピ ング例を示す。基地局が 20MHzの帯域幅を使用する場合に、基地局の送信機は全 サブキャリアに同期チャネルのデータをマッピングする。簡明化のため、 20MHzで 4 0個のサブキャリアしか描かれてレ、なレ、が実際には多数のサブキャリアが存在する。 図中、 1〜40の番号は符号の位相を表す。同期チャネルが d， d， d のデータ
1 2 40 系列で何らかの同期パターンを表現する場合に、そのデータ系列が周波数軸方向 に並べられ、各サブキャリアにマッピングされる。図中、四角で囲まれた数字「1」、「2 」、…は上記の d , d ,…に相当する。
1 2
[0020] 基地局が 20MHzの帯域を利用し、移動局も同じ 20MHzの帯域を利用する場合 には、移動局はその 20MHzの帯域の中心周波数をセルサーチで容易に発見でき、 下りリンクに接続し、以後の通信を行うことができる。移動局が 20MHzの帯域と中心 周波数が異なる 5MHzの帯域を使用する場合には次のような動作が行われる。移動 局は図 3の相関検出部に d , d , d の同期パターンを与える。このようにすると
16 17 25
、図 5に示されるように、移動局は 20MHzの帯域の中心周波数 f を検出することが
A
できる。相関検出部では、受信信号と同期チャネルのレプリカ d ， d ，…， d との間
16 17 25 で位相をずらしながら相関計算を行い、相関値がピークになる周波数が検出される。 相関計算では、 1サブキャリアでもずれていると相関値は小さくなり、帯域の中心が正 確に検出できる。同期パターンとしては PN符号系歹 IJ、ゴールド符号系列その他の様 々な系列が使用されてもよい。相関計算を行うことで、何らかのピークが得られ、その 位置が特定できればょレ、からである。
[0021] 目下の例では、 5MHzの帯域を利用する移動局が在圏するセルの中で、 20MHz 、 10MHz及び 5MHzの帯域幅が用意され、移動局はその何れかを使用することが できる。基地局は、図 4 (1)に示されるように全サブキャリアにわたって同期チャネル をマッピングして送信することに加えて、図 6に示されるように、中心周波数 f を中心
A
とする 5MHzの帯域で、全ユーザ向けの制御情報（共通制御チャネル）を送信する。 図 5に関連して説明されたように、 5MHzの帯域を利用する移動局も、中心周波数 f
A
を検出することができ、周波数 f を中心とする 5MHzの帯域で伝送される制御チヤネ
A
ルを適切に復調することができる。この共通制御チャネルには、 20MHzの帯域の一 部を使用する 5MHzの帯域の中心周波数 f ' (通常はラスタ上にない）の位置を特定
A
できる中心周波数情報が含まれてレ、る。中心周波数情報は例えば周波数 f 'がラスタ
A
上の周波数 f とどの程度離れているかを示す情報を含んでいてもよい。移動局は、
A
共通制御チャネルを復調し、中心周波数情報を読み取り、（図 3の RF部のような）無 線部内の周波数シンセサイザを調整し、移動局が受信する 5MHzの帯域の中心を 周波数 f 'に合わせる。以後、移動局は 20MHzの帯域の右端の 5MHzを用いてデ
A
ータチャネル等を通信することができる。
[0022] 図 7Aは本発明の一実施例による動作のフローチャートを示し、図 7Bはそのフロー で移動局が下りリンクに接続する様子を模式的に示す。両図を参照しながら動作例 が説明される。 20MHzの帯域の中心周波数を含む 5MHzの帯域（中央帯域)で制 御チャネル及び同期チャネルが基地局から送信される。この制御チャネル及び同期 チャネルは、移動局がトラフィックデータの通信に使用しょうとする帯域幅によらず（5 MHz、 10MHz、 20MHz等のような帯域幅によらず）、どの移動局にも共通するパタ ーンに設定されている。ステップ 1では、同期及び制御チャネルが基地局から送信さ れ、移動局はセルサーチを行うことで同期チャネルを受信し同期をとる。ステップ 2で は移動局は制御チャネルを受信して復調し、周波数情報を読み取る。周波数情報に は、その移動局に割り当てられる周波数帯域に関する情報（中央帯域及び使用の許 可された帯域 (使用許可帯域）間の偏移量等）が含まれる。周波数情報に、そのセル の帯域幅が 20MHzであることを示す基地局情報が含まれてもよい（これは必須では なレ、。）。ステップ 3では移動局は制御チャネルで通知された使用の許可された帯域 に、受信信号の周波数を調整し、通信を行う帯域を変更する。以後、使用許可帯域（ 例えば 5MHzの帯域幅を有する）で移動局はデータ通信を開始する。上述したよう に、中央帯域の中心周波数 f はラスタ上にあるが、使用許可帯域の中心周波数 f '
A A
はラスタ上にあるとは限らなレ、。したがって、上記の周波数情報なしに移動局が使用 許可帯域の中心周波数を検出することは容易ではない。中央帯域のラスタ上の中心 周波数はどの移動局でも容易に検出でき、制御チャネルを復調できるので、移動局 は通信の中心周波数をラスタ上にない所望の周波数へ容易に移すことができる。
[0023] 図 7に示されるように、 5MHzを利用する移動局は、先ず 20MHzの帯域の中心周 波数 f を検出し、中心の 5MHzの帯域で伝送されている共通制御チャネルを受信す
A
る。基地局はそのような制御チャネルを送信データとして用意して同期チャネルに加 えて配下の移動局に送信する必要がある。移動局は制御チャネルの指示内容に従 つて、使用許可されている右端の 5MHzの帯域に移行する。以後、移行した帯域で 通信が行われる。
[0024] なお、図 2， 3の例では周波数領域で同期チャネルが多重及び分離されていたが、 図 8, 9に示されるように時間領域で多重及び分離が行われてもよい。移動局が 20M Hzの帯域の中心を検出でき、制御チャネルを復調できればよいからである。
実施例 2
[0025] 図 10も同期チャネルのマッピング例を示す。但し、図 10の例では、基地局は 5MH zの帯域でしか通信できなレ、が、移動局は 20MHzの帯域を使用できる性能を有する 。この場合、移動局は 20MHzの帯域総てを用いる通信を行うことはできなレ、。基地 局は、図 4 (3)に示されるように、全 40個のデータ系列の一部である d , d , ··., d
16 17 25 のような 10個のデータ系列を同期チャネルのパターンとして配下の移動局に送信す る。移動局は、図 4 (1)に示されるような d， d， d のような全 40個のデータ系列
1 2 40
のを用意し、それと受信信号との相関を計算し、ピークの位置を検出する。図 10に示 されるように、移動局は 5MHzの帯域の中心周波数 f を検出して同期を確保し、その
A
帯域で送信されている制御チャネルを受信し、基地局は 5MHzでしか通信できない ことを知ることができる。
[0026] 基地局がどの帯域で通信しているかは、下りの制御チャネルで報知されてもよいし 、以下の例で説明されるように移動局で判断されてもよい。一例として、移動局は、図 10に示されるように 3種類の相関値を導出する。第 1の相関値は中心付近のデータ 系列 d 〜(！ に関する相関値であり、第 2の相関値は中心付近のデータ系列 d 〜d
16 25 16 に加えてその両側を加味したデータ系列 d 〜(！ に関する相関値であり、第 3の相
25 11 30
関値は全域にわたるデータ系列 d〜d に関する相関値である。例えば、上記の例
1 40
のように基地局が 5MHzの帯域でしか同期チャネルを送信していな力つたとすると、 第 1、第 2及び第 3の相関値は何れも等しい大きさのピークを示す。しかし、基地局が 図 4 (2)に示されるように 10MHzの帯域で同期チャネルを送信していたならば、第 1 の相関値は第 2の相関値より小さぐ第 2の相関値と第 3の相関値は同程度の大きさ になる。より長いデータ系列の相関値は、より大きなピークを与えるからである。更に、 基地局が 20MHzの全域で同期チャネルを送信していたならば、第 1 ,第 2及び第 3 の相関値の順に大きな相関値が得られる。従って、第 1乃至第 3の相関値を算出し、 それらの大きさを比較することで基地局の帯域を特定することができる。
実施例 3
[0027] 図 11は同期チャネルの別のマッピング例を示す。移動局で同期が確保できる限り、 同期チャネルは使用される帯域全域に必ずしも挿入されなくてもよい。図示の例では 2サブキャリア毎に同期チャネルが周波数軸方向に間欠的に挿入されている。また、 同期チャネルは周波数軸方向だけでなぐ図 12に示されるように時間軸方向に挿入 されてもよレ、。いずれにせよ、同期チャネルの挿入されなかったサブキャリアには別 の信号をマッピングすることができるので、同期チャネルのマッピング量を最小限に 抑制することで、情報伝送効率を向上させることができる。
[0028] 上述のようにセルでサポートされる帯域幅に応じて同期チャネルのマッピングパタ ーンが異なってもよいし、図 13に示されるようにどの帯域で移動局が通信するかによ らず中心付近の同じ帯域幅で同期チャネルが送信されてもよい。この場合、図 10で 説明したように基地局の帯域を移動局で判断することは困難になる力 しれない。し かし、使用される帯域幅によらずセルの検出精度を公平にする等の観点からは、同 期チャネルの揷入される帯域が共通してレ、ることが望ましレ、。
[0029] 図 14は、 5MHz以上の帯域が使用される場合には 5MHzで同期チャネルが送信 され、 5MHzより狭い帯域が使用される場合には帯域幅に応じて同期チャネルのマ ッビングが異なる例を示す。使用可能な帯域に著しレ、広狭がある場合にまでセル検 出精度の公平性を求めると、広帯域を使用する場合のセル検出精度が十分に得ら れなくなってしまうことが懸念される。広帯域の場合の同期チャネル構成が最適なも のから大きく異なるようになるからである。この場合、図 14に示されるようにすることで 、セルの検出精度及び公平性の双方に配慮することができる。
実施例 4
[0030] 図 15は図 6に示される共通制御チャネルとは別の共通制御チャネルの構成を示す 。図 15の構成例では、中心の 5MHzの第 1帯域に、全ユーザ向けの制御情報と、 5 MHzの帯域を使用するユーザ向けの制御情報とが含まれている。後者の制御情報 には、中心周波数 f と使用する帯域の中心周波数 f 'との関係等を示す中心周波数
A A
情報が含まれる。第 1帯域の両側 2. 5MHzずつの第 2帯域では、全ユーザ向けの制 御情報の冗長情報と、 10MHzの帯域を使用するユーザ向けの制御情報とが伝送さ れる。前者の冗長情報は、制御情報に施される誤り訂正符号化の各種のァルゴリズ ムに従って導出される冗長ビットで表現される。後者の制御情報は 10MHzの帯域を 使用するユーザ用の中心周波数情報等が含まれる。この第 2帯域の更に両側の第 3 帯域では全ユーザ向けの制御情報の冗長情報と、 10MHzの帯域を使用するユー ザ向けの制御情報とが伝送される。ユーザが使用する帯域に合わせて制御情報等 を分散して伝送することで、例えば移動局の等級に応じて制御チャネルの伝送内容 を変えること力 Sできる。
実施例 5
[0031] 同期チャネルに加えて基地局から送信される制御チャネルやデータチャネルには 、基地局に固有のスクランブル符号が適用されてもよい。この場合、通信に使用され る帯域幅毎にスクランブル符号が全く独立に設定されていると、同期確立後に移動 局が制御チャネルを復号するための処理が複雑化するおそれがある。本実施例では 、所定の期間及び 20MHzの帯域全域で定義される 2次元符号の全部又は一部を 用いて、スクランブル符号が決定される。
[0032] 図 16は制御チャネル等に乗算されるスクランブル符号の一例を示す図である。図 示の例では、周波数方向の 40個のサブキャリア及び時間方向の 8シンボルにわたる 2次元符号が先ず規定される。隣接するシンボルは周波数軸方向の位相が 1サブキ ャリアだけ互いにずれた関係になっている。基地局が 20MHzの帯域全部を用いて 制御チャネル等を送信する場合には、これら総てのスクランブル符号が制御チャネル に乗算され、送信される。基地局が 5MHzの帯域しか使用しない場合には、中心周 波数 f を含む 5MHzの帯域にマッピングされているスクランブル符号が使用される。
A
基地局が 10MHzの帯域しか使用しない場合には、中心周波数 f を含む 10MHzの
A
帯域にマッピングされているスクランブル符号が使用される。このため、移動局は同 期確立後にスクランブル符号を切り換えずに制御チャネルを復調でき、下りリンクに 簡易に接続できる。
[0033] 20MHzの全域及び 8シンボルにわたる 2次元符号は、図 16に示されるような繰り 返しパターンでなくてもよレ、。図 17は、繰り返しパターンではなく一連のデータ系列 で 2次元符号が用意されている場合を示す。このような 2次元符号を用いても、上記と 同様な効果が得られる。
実施例 6
[0034] 第 1実施例等では移動局の使用帯域の最小幅が 5MHzであり、同期チャネル及び 制御チャネルが 5MHzの中央帯域で伝送されていた。し力し、 5MHz以外の帯域幅 で同期チャネル及び制御チャネルが伝送されてもよレ、。図 18に示される例では、移 動局の使用可能な帯域が 1. 25MHzであり、中央帯域が 1. 25MHzである場合を 示す。図 19は、第 4実施例の図 15と同様であるが中央の最小帯域幅が 1. 25MHz である点が異なる。更に、図 18及び図 19に示される構成例を組み合わせ、図 20に 示されるように 1. 25MHzの帯域及び中央の 5MHzの帯域で制御チャネルが伝送さ れてもよレ、。これにより、 5MHz以上の帯域幅を利用するユーザに対しては広帯域化 の利益 (制御チャネルの高品質化等）をもたらしつつ、移動局間の公平性にも配慮す ること力 Sできる。
[0035] 以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるわけでは なぐ本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。説明の便宜上、 本発明が幾つかの実施例に分けて説明されてきたが、各実施例の区分けは本発明 に本質的ではなぐ 1以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。
[0036] 本国際出願は 2005年 6月 14日に出願された日本国特許出願第 2005— 174399 号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容が本国際出願に援用される。

Claims

請求の範囲
[1] 2以上の周波数帯域の何れかを用いて移動局と直交周波数分割多重化（OFDM) 方式の通信を行う基地局であって、
第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み、第 2の帯域の帯域幅以上の帯域で同 期チャネル及び制御チャネルを送信する手段を有し、
前記制御チャネルは、前記第 2の帯域の中心周波数を特定する中心周波数情報 を含む
ことを特徴とする基地局。
[2] 同期チャネル及び制御チャネルが、前記第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含 み前記第 2の帯域の帯域幅に等しい帯域で送信される
ことを特徴とする請求項 1記載の基地局。
[3] 同期チャネルが前記第 1の帯域全域で送信される
ことを特徴とする請求項 1記載の基地局。
[4] 同期チャネルがサブキヤリ了間隔ょり広レヽ間隔で周波数方向にマッピングされる ことを特徴とする請求項 1記載の基地局。
[5] 第 1の帯域及び所定の送信時間間隔の 1以上にわたってマッピングされた 2次元ス クランブル符号のうち、第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域 幅以上の帯域にマッピングされている 2次元スクランブル符号で制御チャネルが符号 化される
ことを特徴とする請求項 1記載の基地局。
[6] 第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域幅に等しい帯域で送 信される基本制御情報は、どの帯域を使用する移動局にも共通する制御情報を含み 前記第 2の帯域以外の第 3の帯域で伝送される制御情報は、前記第 3の帯域を使 用する移動局に固有の制御情報が含まれる
ことを特徴とする請求項 1記載の基地局。
[7] 前記ラスタ上の中心周波数帯域を含む所定の帯域幅内の同期チャネル及びスクラ ンブル符号は、異なる帯域幅で通信する移動局に共通するパターンである ことを特徴とする請求項 1記載の基地局。
[8] 前記同期チャネルが、インパルス状の相関特性を有する系列で表現され、周波数 方向にマッピングされる
ことを特徴とする請求項 1記載の基地局。
[9] 2以上の周波数帯域の何れかを用いて移動局と直交周波数分割多重化（OFDM) 方式の通信を行う基地局で使用される方法であって、
第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域幅以上の帯域で、同 期チャネルを送信し、
第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域幅以上の帯域で、前 記第 2の帯域の中心周波数を特定する中心周波数情報を含む制御チャネルを送信 する
ことを特徴とする方法。
[10] 2以上の周波数帯域の何れ力を用いて伝送される下りリンク信号を受信する手段と 第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域幅以上の帯域で基地 局から送信された同期チャネル及び制御チャネルを検出する手段と、
前記制御チャネル力 中心周波数情報を抽出する手段と、
前記中心周波数情報に従って、信号を受信する周波数帯域を変更する手段と、 を有し、前記中心周波数情報は当該移動局が通信に使用するように基地局が指示 する第 2の帯域の中心周波数を特定することを特徴とする移動局。
[11] 2以上の周波数帯域の何れ力を用いて伝送される下りリンク信号を受信し、
第 1の帯域のラスタ上の中心周波数を含み第 2の帯域の帯域幅以上の帯域で基地 局から送信された同期チャネル及び制御チャネルを検出し、
前記制御チャネルから中心周波数情報を抽出し、
前記中心周波数情報に従って、信号を受信する周波数帯域を変更し、 前記中心周波数情報は移動局が通信に使用するように基地局が指示する第 2の 帯域の中心周波数を特定することを特徴とする移動局で使用される方法。
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