WO2018225190A1 - ユーザ端末及びセルサーチ方法 - Google Patents

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WO2018225190A1
WO2018225190A1 PCT/JP2017/021142 JP2017021142W WO2018225190A1 WO 2018225190 A1 WO2018225190 A1 WO 2018225190A1 JP 2017021142 W JP2017021142 W JP 2017021142W WO 2018225190 A1 WO2018225190 A1 WO 2018225190A1
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WO
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synchronization signal
cell
main synchronization
frequency offset
pss
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PCT/JP2017/021142
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English (en)
French (fr)
Inventor
祥久 岸山
聡 永田
敬佑 齊藤
佐和橋　衛
Original Assignee
株式会社Ｎｔｔドコモ
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter

Definitions

  • the present invention relates to a user terminal and a cell search method.
  • Orthogonal Frequency Division Multiple Access is adopted.
  • a user terminal UE: User Equipment
  • UE User Equipment
  • a cell search for searching for an ID of a cell to which a radio link is connected when power is turned on, that is, when a physical channel is set up.
  • PCID Physical Cell ID
  • a hierarchical synchronization signal suitable for OFDMA is specified for cell search.
  • the synchronization signal is composed of a main synchronization signal (PSS: Primary Synchronization Signal) and a sub-synchronization signal (SSS: Secondary Synchronization Signal).
  • the UE uses the PSS to detect the reception timing of the PSS transmitted from the cell site with the largest reception power.
  • the UE detects the cell ID group and the radio frame timing using SSS.
  • Figure 1 shows the time domain PSS and SSS multiplex configuration.
  • a 10 ms long radio frame is composed of 10 1 ms long subframes. Furthermore, one subframe is composed of two slots having a length of 0.5 ms.
  • the PSS is multiplexed on the last OFDM symbol of the first and eleventh slots in the radio frame.
  • the SSS is multiplexed on the penultimate OFDM symbol adjacent to the PSS.
  • a plurality of subcarriers spaced at 15 kHz are used in the frequency domain. For example, in the case of a system bandwidth of 5 MHz, the system bandwidth is composed of 300 subcarriers having a subcarrier interval of 15 kHz.
  • FIG. 2 shows the frequency domain PSS and SSS multiplexing structure.
  • PSS and SSS are transmitted in a 945 kHz band composed of 63 subcarriers at the center of the transmission band of the base station, regardless of the transmission bandwidth of the base station. Place the center frequency of PSS and SSS on the frequency of 100kHz raster of the frequency spectrum assigned to Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • the PSS sequence is continuously multiplexed on 62 subcarriers excluding the central DC subcarrier.
  • two SSS sequences that is, Second Synchronization Code 1 (SSC1) and SSC2, are alternately multiplexed for each subcarrier on 62 subcarriers on which PSS is multiplexed.
  • SSC1 Second Synchronization Code 1
  • SSC2 Second Synchronization Code 1
  • heterogeneous networks in which macrocells are overlaid on small cells such as picocells have been studied in order to efficiently accommodate traffic having a non-uniform distribution that dramatically increases in mobile communication networks.
  • UEs that require high-speed service can be efficiently accommodated by installing small cells in places with high traffic such as hot spots, large-scale halls, and shopping malls.
  • the macro cell mainly focuses on coverage, and guarantees coverage from a slow moving to a fast moving UE.
  • a small cell mainly provides a high-rate service to a UE that moves at a low speed.
  • a network configuration is used in which a macro cell and small cells deployed in the macro cell are connected by an optical fiber, and the macro cell performs control of the small cell, radio resource allocation, and physical layer processing.
  • the small cell only a radio device composed of an analog radio circuit is installed.
  • a base station configuration composed of only radios is called Remote Radio Head (RRH) or Remote Radio Equipment (RRE).
  • RRH Remote Radio Head
  • RRE Remote Radio Equipment
  • the baseband processing of the small cell transmission unit and the reception unit is performed in the macro cell. Therefore, in the macro cell transmission unit, the modulated in-phase and quadrature signals are converted into digital signals by the AD converter, and further converted into optical signals by the E / O converter. Transmit from macrocell to small cell over fiber.
  • an optical signal is converted into an electrical signal by an O / E converter, and further converted into an analog I / Q signal by a D / A converter, thereby generating an RF transmission signal.
  • a quadrature modulator is digitally processed, and an IF (Intermediate Frequency) signal after quadrature modulation is converted into an analog signal by a D / A converter to generate an RF transmission signal.
  • the received signal at a small cell is generated by an analog detector using an orthogonal detector, and this I / Q signal is converted to a digital signal by an AD converter and then converted to an optical signal by an E / O converter. And transmitted to the macro cell by optical fiber. Processing after demodulation is performed by a centralized base station installed in the macrocell base station. As described above, in a network configuration using RRH for a small cell, it is possible to realize a unified allocation of radio resources between the macro cell and the small cell.
  • Non-patent document 1 stipulates typical deployment scenarios for heterogeneous networks.
  • Scenario # 1 is a configuration in which the same frequency spectrum is used between the macro cell and the outdoor small cell.
  • scenarios using different frequency spectra between the macro cell and the outdoor or indoor small cell are defined as # 2a and # 2b, respectively.
  • the small cell since the small cell does not receive the large interference from the macro cell, the small cell can be flexibly arranged in a region having a high traffic density. Small cells are densely arranged in small cell clusters with high traffic. Since a plurality of small cells in the small cell cluster use the same frequency spectrum, the throughput of the small cells is reduced due to interference from surrounding small cells.
  • small cell ON / OFF control for turning off transmission of small cells with low traffic has been proposed and adopted in the 3GPP Release 12 specification.
  • all signals including cell-specific reference signals (CS-RS: Cell-Specific Reference Signal), PSS and SSS synchronization signals, system-specific and cell-specific control information are included.
  • CS-RS Cell-Specific Reference Signal
  • PSS and SSS synchronization signals system-specific and cell-specific control information are included.
  • CS-RS Cell-Specific Reference Signal
  • PSS and SSS synchronization signals system-specific and cell-specific control information
  • DS Discovery Signal
  • 3GPP TS36.872 (V12.1.0), "Small cell enhancements for E-UTRA and E-UTRAN-Physical layer aspects," Dec. 2013. N. Noguchi, M. Sawahashi, S. Nagata, and Y. Kishiyama, "Initial Cell Search Method Based on Two-Step Frequency Offset Estimation for Small Cells in Heterogeneous Networks," Proc. IEEE VTC2016.Fall.
  • the physical channel that UE first receives and demodulates in cell search is PSS.
  • a Zadoff-Chu sequence is used for the PSS sequence. Therefore, the PSS sequence is basically a sequence common to all cells so that the UE can easily demodulate the PSS.
  • the PSS sequence is basically a sequence common to all cells so that the UE can easily demodulate the PSS.
  • 504 PCIDs are defined.
  • the 504 PCIDs are divided into 168 cell ID groups and three cell IDs in one cell ID group.
  • the three PSS sequences in Expression (1) correspond to the three cell ID numbers in the cell ID group corresponding to the cell site (base station).
  • the SSS sequence represents 168 cell ID groups.
  • a heterogeneous network composed of a macro cell with a carrier frequency of 2 GHz and a small cell with a carrier frequency of 3.5 GHz is assumed.
  • the carrier frequency is as high as 3.5 GHz
  • the frequency offset due to the frequency error of the UE temperature compensated crystal oscillator (TCXO: Temperature-Compensated-Crystal-Oscillator) increases compared to the carrier frequency of 2 GHz.
  • the frequency offset is the frequency of the actual radio signal transmitted from the base station and the frequency (frequency recognized by the UE itself) generated based on the synchronization signal output from the TCXO of the UE. It means a gap.
  • PSS and SSS are the first physical channels in which a UE connects a radio link with a base station. That is, the initial cell search using PSS and SSS must be performed before the TCXO oscillation frequency of the UE follows the frequency of the base station by automatic frequency control (AFC: Automatic Frequency Control). Therefore, in a small cell using a carrier frequency of 3.5 GHz, the influence of the UE frequency offset on the initial cell search time is greater than in a macro cell using a carrier frequency of 2 GHz.
  • AFC Automatic Frequency Control
  • the frequency offset is about 6 kHz in the case of a carrier frequency of 2 GHz.
  • the frequency offset increases to 10.5 kHz.
  • Fig. 3 shows the correlation power with respect to the frequency offset of the PSS sequence.
  • the vertical axis represents autocorrelation, but here it is read as correlation power.
  • the root value of the Zadoff-Chu sequence generated by Expression (1) is 25.
  • the horizontal axis shows the frequency offset between the transmitter and the receiver. As the frequency offset increases, the timing between the Zadoff-Chu sequence generated at the transmitter and the Zadoff-Chu sequence replica at the receiver shifts, and the correlation power decreases.
  • FIG. 3 shows that the correlation power is about half of the correlation power when the frequency offset is about 8 kHz and there is no time shift (frequency offset).
  • FIG. 4 shows the correlation power of the PSS sequence when there is a time shift due to the frequency offset (7.5 kHz).
  • FIG. 5 shows the correlation power of the PSS sequence when there is a time shift due to the frequency offset (8.5 kHz).
  • FIG. 6 shows the correlation power of the PSS sequence when there is a time shift due to the frequency offset (10.5 kHz).
  • the route value of the PSS sequence shown in FIGS. 4 to 6 is 25. 4 to 6, the correct reception timing (PSS reception timing to be detected by the UE) is a position where the reception timing is 3324.
  • the PSS correlation power peak corresponds to the correct reception timing.
  • the frequency offset ⁇ f is 8.5 kHz
  • the peak of the correlation power is reduced, which is very close to the second correlation power. That is, the correlation power at the correct PSS reception timing is lower than in the case of FIG.
  • the frequency offset ⁇ f is 10.5 kHz (corresponding to a frequency error of 3 ppm when the carrier frequency is 3.5 GHz)
  • the maximum correlation power is obtained at the correct PSS reception timing. Absent. Accordingly, erroneous detection of the PSS reception timing occurs.
  • Non-Patent Document 2 proposes a method (cell search method based on 2-step frequency offset estimation) that reduces false detection of PSS when the carrier frequency of a small cell increases in a heterogeneous network.
  • FIG. 7 shows a processing flow of the cell search method based on the two-step frequency offset estimation. This method focuses on the fact that, when the frequency offset is small, the maximum correlation power can be obtained at the correct PSS reception timing, so that a high PSS detection probability can be realized.
  • the Zadoff-Chu sequence of the route value defined by the LTE radio interface has a PSS reception timing, that is, zero time shift self when the frequency offset is about 8.5 kHz or less. Correlation gives the maximum correlation peak. Therefore, the UE can detect the maximum correlation peak of PSS (S101). Then, the frequency offset of the macro cell can be obtained with high accuracy from the phase rotation amount obtained by the inner product of the autocorrelation of the PSS sequence (S102). Estimated macrocell frequency offset value
  • the frequency offset at the high carrier frequency fc_Small of the small cell can be estimated from the estimated value of the frequency error of the TCXO by the following equation (S103).
  • the PSS reception timing is estimated from the correlation between the PSS received signal with the frequency offset compensated (S104) and the PSS signal replica (S105).
  • the correlation with the PSS sequence replica is calculated for the received signal compensated for the frequency offset, so the reception timing of the PSS from the small cell with the largest average received power can be estimated with high accuracy. Degradation of PSS detection probability can be greatly improved.
  • the residual frequency offset is further estimated by directly estimating the frequency offset using the partial correlation of the PSS transmitted from the small cell.
  • the frequency offset of the small cell estimated in S103 and the residual frequency offset estimated in S106 are used as in the following equation.
  • the PSS and SSS of the selected cell are converted into frequency domain signals by fast Fourier transform (FFT) (S110), and the cell ID group and the radio frame timing are detected based on the correlation detection of the SSS sequence (S111).
  • FFT fast Fourier transform
  • the PSS reception timing and PSS sequence can be estimated with high accuracy even when a small cell uses a high carrier frequency.
  • the UE first needs to detect the PSS transmitted from the macro cell and estimate the frequency offset.
  • the received signal level transmitted from an outdoor macro cell is not necessarily high. That is, there is an environment where the reception level of radio waves from the macro cell is low. In such an environment, there is a problem that the estimation accuracy in the macro cell is lowered, and as a result, the estimation accuracy in the small cell is also lowered.
  • Such a problem may occur not only in a heterogeneous network including macro cells and small cells but also in a network in which different carrier frequencies are used.
  • An object of the present invention is to appropriately detect a synchronization signal in a cell having a higher carrier frequency without depending on the estimation result of the synchronization signal in a cell having a lower carrier frequency in a network in which different carrier frequencies are used. To do.
  • a user terminal is: A user terminal used in a radio communication system having a first cell using a first carrier frequency and a second cell using a second carrier frequency higher than the first carrier frequency, A receiver for receiving a first main synchronization signal used for the first cell and a second main synchronization signal used for the second cell; The reception timing of the first main synchronization signal is estimated from the correlation power between the first main synchronization signal and the replica signal of the first main synchronization signal, and the sequence of the first main synchronization signal is estimated.
  • the present invention in a network in which different carrier frequencies are used, it is possible to appropriately detect a synchronization signal in a cell having a higher carrier frequency without depending on the estimation result of the synchronization signal in a cell having a lower carrier frequency. It becomes possible.
  • the wireless communication system according to the present embodiment assumes a system compliant with LTE
  • the present invention is not limited to LTE, and can be applied to other methods for detecting a PCID using a synchronization signal. Is possible.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • wireless communications system which concerns on the Example of this invention has the base station eNB which forms a macrocell, the base station RRH which forms an outdoor or indoor small cell, and user terminal UE.
  • the base station eNB which forms a macrocell
  • the base station RRH which forms an outdoor or indoor small cell
  • user terminal UE user terminal UE.
  • one base station eNB, one RRH, and one user terminal UE are illustrated, but a plurality of base stations eNB may be included or a plurality of RRHs may be included. Alternatively, a plurality of user terminals UE may be included.
  • the base station eNB can accommodate one or a plurality of (for example, three) cells (also called sectors). When the base station eNB accommodates a plurality of cells, the entire coverage area of the base station eNB can be divided into a plurality of smaller areas, and each smaller area can be divided into a base station subsystem (eg, an indoor small base station RRH). : Remote Radio Head) can provide communication services.
  • the term “cell” or “sector” refers to part or all of the coverage area of a base station and / or base station subsystem that provides communication services in this coverage. Further, the terms “base station”, “eNB”, “cell”, and “sector” may be used interchangeably herein.
  • the base station eNB may be referred to by terms such as fixed station (fixed station), NodeB, eNodeB (eNB), access point (access point), femto cell, small cell, and the like.
  • the base station RRH forming the small cell may be a radio device configured with an analog radio circuit.
  • the RRH may be connected to a base station eNB that forms a macro cell by an optical fiber or the like, and baseband processing of a small cell may be performed in the base station eNB.
  • a base station that forms a small cell is illustrated as RRH, but it is also possible to perform baseband processing similar to that of a base station eNB that forms a macro cell in a base station that forms a small cell.
  • User terminal UE is a mobile station, subscriber station, mobile unit, subscriber unit, wireless unit, remote unit, mobile device, wireless device, wireless communication device, remote device, mobile subscriber station, access terminal, by a person skilled in the art It may also be called mobile terminal, wireless terminal, remote terminal, handset, user agent, mobile client, client, or some other appropriate terminology.
  • the heterogeneous network in the case where the macrocell and the small cell use different frequency spectra will be described as an example, but the present invention is not limited to the heterogeneous network composed of the macrocell and the small cell, It can be applied to any network in which different frequency spectra are used in a plurality of cells.
  • a carrier frequency higher than that of the macro cell is set in the small cell.
  • the macro cell uses a frequency spectrum of 800 MHz band to 2 GHz band in order to realize a high coverage area.
  • a small cell uses a frequency spectrum of microwaves and millimeter waves higher than the 2 GHz band that can secure a wide bandwidth frequency in order to apply a high-speed data rate service.
  • orthogonal frequency division multiple access OFDMA
  • SC-FDMA Single Carrier-Access
  • the UE performs a cell search to search for a connection destination cell in order to communicate with the eNB.
  • the UE detects a cell having the largest average received power obtained by averaging instantaneous fading fluctuations among the macro cell and the small cell.
  • a signal used for cell search is called a synchronization signal (SS: SynchronizationSynSignal), and two types of synchronization signals, PSS and SSS, are used.
  • PSS is mainly used for timing detection, for example, for detecting FFT block timing, subframe timing, and radio frame timing.
  • SSS is mainly used for cell ID detection.
  • a radio frame may be composed of one or more frames in the time domain. Each frame or frames in the time domain may be referred to as a subframe. A subframe may further be composed of one or more slots in the time domain. A slot may further be configured with one or more symbols (OFDM symbols, SC-FDMA symbols, etc.) in the time domain.
  • Each of the radio frame, subframe, slot, and symbol represents a time unit for transmitting a signal. Radio frames, subframes, slots, and symbols may be called differently corresponding to each.
  • the base station performs scheduling to allocate radio resources (frequency bandwidth and / or transmission power that can be used in each user terminal) to each user terminal.
  • the minimum scheduling time unit may be called TTI (Transmission Time Interval).
  • TTI Transmission Time Interval
  • one subframe may be referred to as TTI
  • a plurality of consecutive subframes may be referred to as TTI
  • one slot may be referred to as TTI.
  • the resource block (RB) is a resource allocation unit in the time domain and the frequency domain, and may include one or a plurality of continuous subcarriers in the frequency domain. Further, the time domain of the resource block may include one or a plurality of symbols, and may have a length of 1 slot, 1 subframe, or 1 TTI. One TTI and one subframe may each be configured with one or a plurality of resource blocks.
  • the structure of the radio frame described above is merely an example, and the number of subframes included in the radio frame, the number of slots included in the subframe, the number of symbols and resource blocks included in the slots, and the subframes included in the resource block The number of carriers can be variously changed.
  • the UE detects a cell with the highest average received power by averaging instantaneous fading fluctuation among the macro cell and the small cell.
  • An initial cell search method using PSS and SSS defined in the wireless specifications of is disclosed.
  • an initial cell search method that can be applied even in an environment where the reception level of a macro cell radio wave is low and only a small cell radio wave can be received is disclosed.
  • FIG. 9 shows a functional configuration example of the user terminal 10 according to the embodiment of the present invention.
  • the user terminal 10 includes a signal reception unit 101, a signal transmission unit 102, a macro cell correlation detection unit 103, a macro cell frequency offset estimation unit 104, a macro cell frequency offset compensation unit 105, a small cell correlation detection unit 106, a small cell A frequency offset estimation unit 107, a small cell frequency offset compensation unit 108, a cell selection unit 109, and an SSS sequence detection unit 110 are included.
  • FIG. 9 shows functional units related to cell search, and other functional units are not shown. Further, not all of the functional units shown in FIG. 9 need be included.
  • the signal receiving unit 101 receives a radio signal transmitted from the base station.
  • the signal receiving unit 101 receives the PSS and SSS of the macro cell and the PSS and SSS of the small cell.
  • the signal transmission unit 102 generates a lower layer signal from the upper layer information and transmits it wirelessly.
  • the user terminal 10 uses different cell search methods according to the carrier frequency of the cell to be searched.
  • the carrier frequency is known to the user terminal 10 (because the user terminal 10 itself is set by a frequency synthesizer).
  • the macro cell correlation detection unit 103 uses the first PSS correlation detection method.
  • the first PSS correlation detection method calculates the correlation power between the received signal including PSS and the PSS replica signal (PSS sequence replica), and estimates the timing that gives the maximum correlation power (correlation peak) as the PSS reception timing. It is a method to do.
  • the macro cell correlation detection unit 103 estimates a PSS sequence from the PSS reception timing and the three types of PSS sequence candidates by the first PSS correlation detection method.
  • the macro cell frequency offset estimation unit 104 estimates the frequency offset using the first frequency offset estimation method.
  • the first frequency offset estimation method uses the detected PSS reception timing to calculate the amount of phase rotation caused by the frequency offset from the partial correlation of the first half and the second half of the cross correlation between the received FFT block of the PSS and the PSS sequence replica.
  • the frequency offset is estimated from the amount of phase rotation in the half time interval of the estimated FFT block.
  • the macro cell frequency offset compensating unit 105 uses the frequency offset value estimated by the macro cell frequency offset estimating unit 104 to compensate the frequency offset of the received signal including the PSS and SSS received in the macro cell.
  • the small cell correlation detection unit 106 uses the second PSS correlation detection method.
  • the second PSS correlation detection method correlation power between a received signal including PSS and a signal delayed by a PSS insertion interval (that is, 5 ms) is calculated. That is, the autocorrelation of the received signal delayed (separated) by the PSS insertion interval is detected.
  • the autocorrelation of the received signal delayed by 5 ms gives high power. Accordingly, the timing for giving the maximum autocorrelation power of the received signal at each sample timing of 5 ms length is detected as the PSS reception timing.
  • the small cell frequency offset estimation unit 107 estimates the frequency offset using the second frequency offset estimation method.
  • the in-phase (I: In-phase) component and quadrature (Q: Q: autocorrelation value (autocorrelation value at the timing when the correlation power is maximized) generated by the second PSS correlation detection method.
  • a partial frequency offset ⁇ f Frac is estimated from the quadrature component.
  • the frequency offset value ⁇ f Frac that can be calculated from the autocorrelation value is a value at which the phase rotation due to the frequency offset is 2 ⁇ or less in the 5 ms interval of the insertion interval of the two PSSs .
  • the actual frequency offset value is the uncertainty that the phase rotation in the 5 ms interval of the insertion interval of the two PSSs is an integer multiple of 2 ⁇ with respect to the frequency offset estimated from the autocorrelation value, that is, Gf s / N
  • G is an integer value
  • f s is the sampling frequency
  • N PSS_Int is the number of samples in the 5 ms interval of the insertion interval of two PSSs .
  • the received signal of the PSS generates a signal which compensates for the frequency offset represented by ⁇ f Frac + Gf s / N PSS_Int , calculating the cross-correlation between the PSS sequence replica.
  • the frequency offset ⁇ f Frac + Gf s / N PSS_Int is estimated.
  • a PSS sequence is estimated from three types of PSS sequence candidates.
  • the small cell frequency offset compensation unit 108 uses the frequency offset value estimated by the small cell frequency offset estimation unit 107 to compensate the frequency offset of the received signal including the PSS and SSS received in the small cell.
  • the cell selection unit 109 determines that the cell having the larger PSS correlation peak among the macro cell and the small cell is a cell to be connected, and selects the cell.
  • the SSS sequence detection unit 110 converts the PSS and SSS of the cell selected by the cell selection unit 109 into a frequency domain signal by FFT, and detects the cell ID group and the radio frame timing based on the correlation detection of the SSS sequence. Specifically, the SSS sequence detection unit 110 multiplies the SSS at the corresponding subcarrier position by the complex conjugate of the channel response at each subcarrier position estimated using the PSS converted into the frequency domain signal, and obtains the channel response. For the SSS at each subcarrier position multiplied by the complex conjugate of the estimated value, the SSS sequence among the predetermined SSS sequence candidates is calculated in order to obtain the maximum correlation power. Detect series.
  • FIG. 10 shows a process flow of the cell search method according to the embodiment of the present invention.
  • the receiver uses two-antenna receive diversity, and the fading correlation between the antennas is assumed to be uncorrelated. For the sake of simplicity, a one-pass channel is assumed.
  • n represents a sample index.
  • D i (n) is a transmission signal including PSS and SSS from cell i
  • ⁇ i (h) (n) is a channel response including distance attenuation, shadowing, and fading variation from cell i
  • ⁇ i is The total delay time from the cell i to the UE
  • ⁇ f offset represents a frequency offset component
  • w (h) (n) represents an average zero noise component.
  • ⁇ f offset of the macro cell and the small cell is represented by ⁇ f Macro and ⁇ f Small , respectively.
  • ⁇ f Small 10.5 kHz and 18 kHz, respectively.
  • PSS reception timing and PSS sequence estimation in the cell search method will be described.
  • the UE judges whether the carrier frequency to be searched is lower than a predetermined carrier frequency (S201).
  • a predetermined carrier frequency As described above, a cell using a low carrier frequency is assumed to be a macro cell, and a cell using a high carrier frequency is assumed to be a small cell.
  • the macro cell correlation detection unit 103 uses the first PSS correlation detection method, and the macro cell frequency offset estimation unit 104 uses the first frequency. An offset estimation method is used.
  • the second PSS correlation detection method is used in the small cell correlation detection unit 106, and the small cell frequency offset estimation unit 107 A second frequency offset estimation method is used.
  • the macrocell correlation detection unit 103 calculates the time domain correlation between the received signal and the PSS replica simultaneously for the three PSS sequences, and generates a delay profile. As shown in FIG. 1, two PSSs are multiplexed in a radio frame. With the correlation value of only one PSS, if the reception level drops due to fading, there is a possibility of overlooking the correct PSS reception timing and PSS sequence detection. The diversity effect can reduce the probability of missing PSS. For this reason, the power addition average is performed on the correlation values separated by 5 ms at each reception timing corresponding to the two PSSs in the 10 ms long radio frame. Furthermore, the influence of instantaneous fading fluctuation is reduced by averaging the square values of the correlation values at the two receiving antennas. The macro cell correlation detection unit 103 sets the sample timing for giving the maximum correlation value as the reception timing of the PSS from the cell with the smallest path loss as shown in the following equation. At the same time, three types of sequences in the cell ID group are obtained (S202).
  • N PSS_Int (N FFT + N CP ) ⁇ N OFDM ⁇ N Sbf / 2 is the number of samples included in the PSS insertion interval.
  • N FFT is the number of samples of FFT
  • N CP is the number of samples of cyclic prefix.
  • the value of the phase rotation amount of Equation (5) can be obtained with high accuracy.
  • the estimated value of the frequency offset in the macro cell is obtained by the following equation from the value of the phase rotation amount estimated by Equation (5) (S203).
  • FIG. 11 shows an outline of the second PSS correlation detection method in the small cell correlation detection unit 106.
  • FIG. 11 shows how the correlation power between a received signal including PSS and a signal delayed by an insertion interval of PSS (that is, 5 ms) is calculated.
  • the small cell correlation detection unit 106 includes one FFT block section including a CP of a signal delayed (separated) by N PSS_Int that is a sample value corresponding to the insertion interval of the PSS.
  • Autocorrelation ⁇ Small (h) is calculated.
  • Equation (7) ⁇ Small is the small cell PSS reception timing, n is a sample index, and r Small (h) is a small cell received signal received by the receiving antenna h.
  • the autocorrelation value of Equation (7) is a complex value, and the phase varies according to the frequency offset value. Therefore, the autocorrelation power of Equation (7) is obtained, and the timing at which autocorrelation power is maximized is detected as the PSS reception timing as shown in the following equation (S204).
  • the small cell frequency offset estimation unit 107 estimates the frequency offset by two steps. From the in-phase (I) and quadrature (Q) components of the autocorrelation at the PSS reception timing detected by Equation (8)
  • the partial frequency offset in the range is estimated by the following equation.
  • the cross-correlation with three types of PSS sequence replicas is calculated, and the G value and the PSS sequence that maximize the cross-correlation power are obtained by maximum likelihood determination.
  • the correlation power of the PSS from a macro cell with a low carrier frequency (for example, 2 GHz) and a small cell with a high carrier frequency (for example, 3.5 GHz) can be obtained independently.
  • the cell selection unit 109 compares the value of Equation (3) at the timing when the received power is maximum in the macro cell with the value of Equation (8) at the timing when the received power is maximum in the small cell, and the received power is large.
  • the other cell is selected (S206). In this way, the cell selection unit 109 receives the PSS reception timing from a cell having a carrier frequency having a high level of correlation power.
  • the macro cell frequency offset compensation unit 105 and the small cell frequency offset compensation unit 108 respectively perform PSS and SSS in the time domain.
  • the small cell frequency offset compensator 108 calculates the frequency offset of the received signal including PSS and SSS.
  • the SSS sequence detection unit 110 receives the PSS reception timing detected in S204.
  • the frequency domain SSS is
  • the SSS sequence detection unit 110 multiplies the PSS frequency domain signal by the complex conjugate of the PSS sequence to generate a channel response at each subcarrier position.
  • the influence of noise components is reduced by performing in-phase addition averaging of the channel responses in the constant subcarrier sections on both sides centering on the channel response at the subcarrier position of interest.
  • SSS frequency # 1 (SSC1) and SSS sequence # 2 (SSC2) interleaved after multiplying the SSS frequency domain received signal by the complex conjugate of the channel response of each subcarrier, and then multiplying by the complex conjugate of the SSS sequence replica ) Independently integrate 31 subcarriers every other subcarrier.
  • the correlation values of SSS sequence # 1 and SSS sequence # 2 are added in phase, and the SSS correlation values of slot 1 and slot 11 are added in phase. Further, the correlation value of each SSS sequence is obtained by adding the correlation values of the two receiving antennas in phase.
  • SSS sequences multiplexed at odd and even subcarrier positions in the frequency domain in slot v are represented by d SSS1_v (n SSS ) and d SSS2_v (n SSS ), respectively (subscript v represents slot indices 1 and 11) .
  • the cell ID group and the radio frame timing are simultaneously detected from the set of SSS sequences giving the maximum correlation value (S210).
  • FIG. 12 shows a modification of the first frequency offset estimation method in a macro cell using a low carrier frequency.
  • the number of PSS samples corresponds to the inverse FFT (IFFT) and the FFT size.
  • the frequency offset is obtained by the inner product of partial correlations of PSS.
  • the phase rotation in a short time section can be estimated, so the accuracy (resolution) of the frequency offset that can be measured is improved.
  • the interval for calculating the partial correlation is shortened, the influence of noise on the partial correlation value is increased.
  • the partial correlation peak in block q (0 ⁇ q ⁇ Q), which is obtained by dividing the PSS section into Q blocks, is expressed by the following equation.
  • the macro cell frequency offset estimation unit 104 can estimate the phase rotation amount due to the frequency error of the TCXO of the UE as shown in the following equation from the correlation values of the equations (14a) and (14b).
  • FIG. 13 shows a specific example of the SSS sequence generation method in the base station.
  • the SSS sequence represents a cell ID group corresponding to a cell site.
  • radio frame timing is detected simultaneously with the cell ID group.
  • a binary M sequence is used in order to reduce the amount of calculation of correlation detection between the received signal and the SSS sequence replica. Two types of M sequences generated from 31 different generator polynomials
  • n SSS 0 ⁇ n SSS ⁇ 30.
  • z 1 (m0) (n SSS ) and z 1 (m1) (n SSS ) are the second M series.
  • N ID (1) represents the cell ID group index. Therefore, m 0 and m 1 for generating an SSS sequence are generated from the cell ID group. Further, c 0 (n SSS ) and c 1 (n SSS ) are scrambled sequences specific to the PSS sequence composed of M sequences having a sequence length of 31.
  • FIG. 14 shows a processing flow of the cell search method.
  • the cell search method of FIG. 14 shows the cell search method used in LTE, and the cell search method of the embodiment of the present invention shown in FIG. 10 is also based on the LTE cell search method.
  • the user terminal calculates the time domain correlation between the received signal including the PSS and the PSS sequence replica, and determines the timing of the correlation value with the largest received power of the PSS transmitted from the cell site. Detection is made as reception timing (S301). Then, in the second step, the user terminal calculates the frequency domain correlation between the received SSS and the SSS sequence replica, and from the combination of the set of SSS sequences that gives the maximum correlation, the cell ID group (to the base station ID) And radio frame timing is detected (S302).
  • the synchronization signal is appropriately detected in the cell having the higher carrier frequency without depending on the estimation result of the synchronization signal in the cell having the lower carrier frequency. It becomes possible to do. For example, even in an environment where the reception level of radio waves from a macro cell is low, a synchronization signal can be appropriately detected in a small cell.
  • the subsequent frequency offset estimation, frequency offset compensation, and SSS sequence detection can be performed only for the cell with the largest received power.
  • the estimation accuracy can be improved by dividing the PSS section in the macro cell and estimating the frequency offset.
  • FIG. 15 shows initial cell search time characteristics for realizing a cell ID detection probability of 95% when the cell search method according to the embodiment of the present invention is used.
  • the horizontal axis represents the carrier frequency corresponding to the frequency offset of the small cell when the frequency error of the UE TCXO is assumed to be 3 ppm.
  • characteristics when the conventional cell search method is used are also shown.
  • the conventional cell search method is a characteristic when the first PSS correlation detection method and the first frequency offset estimation method are used for both the macro cell and the small cell.
  • Table 1 shows the simulation specifications.
  • the macro cell assumed a 19-cell site configuration composed of 3 cells.
  • the inter-site distance (ISD) of the macro cell was 1732 m.
  • a hot zone building was placed in each cell of the central macrocell site, and an indoor small cell cluster was set up on the floor with a ceiling height of 6 m.
  • the distance between the center of the small cell cluster and the macro cell site was 700 m.
  • Four cell sites per small cell cluster were installed in the horizontal direction at 15m, 45m, 75m and 105m from the left end of the building, and in the vertical direction at the center of the long hall.
  • Asynchronous operation was assumed between macro cell sites, and synchronous operation was assumed between small cell clusters and between small cells in a cluster. It was assumed that the macro cell and the small cell installed inside it were connected by an ideal backhaul.
  • the total transmission power of the macro cell and small cell base stations was 43 dBm and 21 dBm, respectively.
  • the antenna gain of the corresponding base station was 17 dBi and 5 dBi, respectively.
  • the parameters of shadowing variation according to distance attenuation and lognormal distribution are shown in the table.
  • the propagation path model is assumed to be the ITU 9 path Extended Typical Urban (ETU) channel model in the macro cell and the ITU indoor channel model in the small cell.
  • ETU Extended Typical Urban
  • the UE location assignment in the central macrocell of 19 macrocells, 2/3 of all UEs were assigned randomly in the indoor small cell, and 1/3 was uniformly assigned to the entire macrocell.
  • the positively detected cell has the smallest propagation loss due to distance attenuation and shadowing fluctuation relative to the UE's assigned position, that is, 3 dB from the reception level of the cell that gives the largest average received power that averages instantaneous fading fluctuation. It is defined as the cell at the cell site that gives an average received power within.
  • the cell search method according to the embodiment of the present invention in the range where the carrier frequency of a small cell is up to about 12 GHz, a high-speed initial cell search with a cell search time of 100 ms or less for realizing a cell ID detection probability of 95% It can be seen that
  • each functional block is realized by one device physically and / or logically coupled, and two or more devices physically and / or logically separated may be directly and / or indirectly. (For example, wired and / or wireless) and may be realized by these plural devices.
  • the user terminal 10 or the like in one embodiment of the present invention may function as a computer that performs processing of the cell search method of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a wireless communication apparatus that is the user terminal 10 according to the embodiment of the present invention.
  • the above-described user terminal 10 may be physically configured as a computer device including a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a communication device 1004, an input device 1005, an output device 1006, a bus 1007, and the like.
  • the term “apparatus” can be read as a circuit, a device, a unit, or the like.
  • the hardware configuration of the user terminal 10 may be configured to include one or a plurality of devices illustrated in the figure, or may be configured not to include some devices.
  • Each function in the user terminal 10 is read by a predetermined software (program) loaded on hardware such as the processor 1001 and the memory 1002, so that the processor 1001 performs an operation and performs communication by the communication device 1004 and / or the memory 1002. This is realized by controlling reading and / or writing of data in the storage 1003.
  • a predetermined software program loaded on hardware such as the processor 1001 and the memory 1002, so that the processor 1001 performs an operation and performs communication by the communication device 1004 and / or the memory 1002. This is realized by controlling reading and / or writing of data in the storage 1003.
  • the processor 1001 controls the entire computer by operating an operating system, for example.
  • the processor 1001 may be configured by a central processing unit (CPU) including an interface with peripheral devices, a control device, an arithmetic device, a register, and the like.
  • CPU central processing unit
  • the cell selection unit 109, the SSS sequence detection unit 110, and the like may be realized by the processor 1001.
  • the processor 1001 reads a program (program code), software module, and / or data from the storage 1003 and / or the communication device 1004 to the memory 1002, and executes various processes according to these.
  • program program code
  • software module software module
  • data data from the storage 1003 and / or the communication device 1004
  • the program a program that causes a computer to execute at least a part of the operations described in the above embodiments is used.
  • the selection unit 109, the SSS sequence detection unit 110, and the like may be realized by a control program stored in the memory 1002 and operated by the processor 1001, and may be realized similarly for other functional blocks.
  • the above-described various processes have been described as being executed by one processor 1001, they may be executed simultaneously or sequentially by two or more processors 1001.
  • the processor 1001 may be implemented by one or more chips. Note that the program may be transmitted from a network via a telecommunication line.
  • the memory 1002 is a computer-readable recording medium and includes at least one of ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), RAM (Random Access Memory), and the like. May be.
  • the memory 1002 may be called a register, a cache, a main memory (main storage device), or the like.
  • the memory 1002 can store a program (program code), a software module, and the like that can be executed to perform the cell search method according to an embodiment of the present invention.
  • the storage 1003 is a computer-readable recording medium such as an optical disk such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disk drive, a flexible disk, a magneto-optical disk (for example, a compact disk, a digital versatile disk, a Blu-ray). (Registered trademark) disk, smart card, flash memory (for example, card, stick, key drive), floppy (registered trademark) disk, magnetic strip, and the like.
  • the storage 1003 may be referred to as an auxiliary storage device.
  • the storage medium described above may be, for example, a database, server, or other suitable medium including the memory 1002 and / or the storage 1003.
  • the communication device 1004 is hardware (transmission / reception device) for performing communication between computers via a wired and / or wireless network, and is also referred to as a network device, a network controller, a network card, a communication module, or the like.
  • a network device for example, the signal reception unit 101 and the signal transmission unit 102 of the user terminal 10 described above may be realized by the communication device 1004.
  • the input device 1005 is an input device (for example, a keyboard, a mouse, a microphone, a switch, a button, a sensor, etc.) that accepts an input from the outside.
  • the output device 1006 is an output device (for example, a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that performs output to the outside.
  • the input device 1005 and the output device 1006 may have an integrated configuration (for example, a touch panel).
  • each device such as the processor 1001 and / or the memory 1002 is connected by a bus 1007 for communicating information.
  • the bus 1007 may be configured with a single bus or may be configured with different buses between apparatuses.
  • the user terminal 10 includes hardware such as a microprocessor, a digital signal processor (DSP), an application specific specific integrated circuit (ASIC), a programmable logic device (PLD), and a field programmable gate array (FPGA).
  • DSP digital signal processor
  • ASIC application specific specific integrated circuit
  • PLD programmable logic device
  • FPGA field programmable gate array
  • a part or all of each functional block may be realized by the hardware.
  • the processor 1001 may be implemented by at least one of these hardware.
  • Each aspect / example described in this specification includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), SUPER 3G, IMT-Advanced, 4G, 5G, FRA (Future Radio Access), W-CDMA.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • SUPER 3G IMT-Advanced
  • 4G 5G
  • FRA Full Radio Access
  • W-CDMA Wideband
  • GSM registered trademark
  • CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000
  • UMB User Mobile Broadband
  • IEEE 802.11 Wi-Fi
  • IEEE 802.16 WiMAX
  • IEEE 802.20 UWB (Ultra-WideBand
  • the present invention may be applied to a Bluetooth (registered trademark), a system using another appropriate system, and / or a next generation system extended based on the system.
  • system and “network” used in this specification are used interchangeably.
  • the specific operation assumed to be performed by the base station in the present specification may be performed by the upper node in some cases.
  • various operations performed for communication with the terminal may be performed by the base station and / or other network nodes other than the base station (for example, it may be performed by MME or S-GW, but is not limited thereto.
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving Mobility Management Entity
  • Information etc. can be output from the upper layer (or lower layer) to the lower layer (or upper layer). Input / output may be performed via a plurality of network nodes.
  • the input / output information or the like may be stored in a specific place (for example, a memory) or may be managed by a management table. Input / output information and the like can be overwritten, updated, or additionally written. The output information or the like may be deleted. The input information or the like may be transmitted to another device.
  • the determination may be performed by a value represented by 1 bit (0 or 1), may be performed by a true / false value (Boolean: true or false), or may be performed by comparing numerical values (for example, a predetermined value) Comparison with the value).
  • software, instructions, etc. may be transmitted / received via a transmission medium.
  • software may use websites, servers, or other devices using wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • DSL digital subscriber line
  • wireless technology such as infrared, wireless and microwave.
  • the channel and / or symbol may be a signal.
  • the signal may be a message.
  • the component carrier (CC) may be called a carrier frequency, a cell, or the like.
  • information, parameters, and the like described in this specification may be represented by absolute values, may be represented by relative values from a predetermined value, or may be represented by other corresponding information.
  • the radio resource may be indicated by an index.
  • determining may encompass a wide variety of actions.
  • “Judgment”, “decision” can be, for example, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up (eg, table, database or another (Searching in the data structure), and confirming (ascertaining) what has been confirmed may be considered as “determining” or “deciding”.
  • “determination” and “determination” include receiving (for example, receiving information), transmitting (for example, transmitting information), input (input), output (output), and access. (accessing) (e.g., accessing data in a memory) may be considered as "determined” or "determined”.
  • determination and “decision” means that “resolving”, “selecting”, “choosing”, “establishing”, and “comparing” are regarded as “determining” and “deciding”. May be included. In other words, “determination” and “determination” may include considering some operation as “determination” and “determination”.
  • the phrase “based on” does not mean “based only on”, unless expressly specified otherwise. In other words, the phrase “based on” means both “based only on” and “based at least on.”
  • any reference to elements using designations such as “first”, “second”, etc. as used herein does not generally limit the amount or order of those elements. These designations can be used herein as a convenient way to distinguish between two or more elements. Thus, a reference to the first and second elements does not mean that only two elements can be employed there, or that in some way the first element must precede the second element.
  • notification of predetermined information is not limited to explicit notification, and may be performed implicitly (for example, notification of the predetermined information is not performed). Good.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

ユーザ端末は、第１のセルに用いられる第１の主同期信号と、第２のセルに用いられる第２の主同期信号とを受信する受信部と、前記第１の主同期信号の受信タイミングを推定し、前記第１の主同期信号の系列を推定する第１の相関検出部と、前記第２の主同期信号と、前記第２の主同期信号の挿入間隔だけ遅延した信号との相関電力から、前記第２の主同期信号の受信タイミングを推定する第２の相関検出部と、前記第１の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第１のセルの周波数オフセットを推定する第１の周波数オフセット推定部と、前記第２の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第２のセルの周波数オフセットを推定し、前記第２の主同期信号の系列を推定する第２の周波数オフセット推定部とを有する。

Description

ユーザ端末及びセルサーチ方法
　本発明は、ユーザ端末及びセルサーチ方法に関する。
　Long Term Evolution（LTE）の下りリンクでは、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用されている。一方、ユーザ端末（UE：User Equipment）は、電源立ち上げ時、すなわち物理チャネルのセットアップ時に、無線リンクを接続するセルのIDをサーチするセルサーチを行う。LTEでは、セルIDは、物理セルID（PCID：Physical Cell ID）と呼ばれているため、以下では、PCIDと称する。LTEではセルサーチを行うために、OFDMAに適した階層型同期信号が規定されている。同期信号は主同期信号（PSS：Primary Synchronization Signal）及び副同期信号（SSS：Secondary Synchronization Signal）から構成されている。
　セルサーチの第１ステップにおいて、UEはPSSを用いて、最も受信電力の大きなセルサイトから送信されたPSSの受信タイミングを検出する。次に、第２ステップにおいて、UEはSSSを用いてセルIDグループ及び無線フレームタイミングを検出する。
　図１に時間領域のPSS及びSSSの多重構成を示す。LTEの無線インタフェースでは、10ms長の無線フレームは1ms長の10個のサブフレームから構成される。さらに、1つのサブフレームは、0.5ms長の2つのスロットから構成される。PSSは、無線フレーム内の1番目及び11番目のスロットの最終OFDMシンボルに多重される。また、SSSは、PSSと隣接する最終から2番目のOFDMシンボルに多重される。また、LTEの無線インタフェースでは、周波数領域において15kHz間隔の複数のサブキャリアが用いられる。例えば、5MHzのシステム帯域幅の場合には、当該システム帯域幅は、15kHzのサブキャリア間隔を有する300個のサブキャリアから構成される。
　図２に周波数領域のPSS及びSSSの多重構成を示す。周波数領域では、PSS及びSSSは基地局の送信帯域幅に拘わらず、基地局の送信帯域の中心の63個のサブキャリアから構成される945kHz帯域で送信される。Universal Mobile Telecommunications System （UMTS）に割り当てられている周波数スペクトルの100kHzラスタの周波数上にPSS及びSSSの中心周波数を配置する。周波数領域では、PSS系列は中心のDCサブキャリアを除く、62個のサブキャリアに連続して多重される。一方、2つのSSS系列、すなわちSecond Synchronization Code 1（SSC1）及びSSC2は、PSSが多重されている62個のサブキャリアに1サブキャリア毎に交互に多重される。
　一方、近年、移動通信ネットワークにおいて飛躍的に増大する不均一な分布を有するトラヒックを効率的に収容するため、ピコセルなどの小セルにマクロセルがオーバーレイされたヘテロジーニアスネットワークの検討が行われている。ヘテロジーニアスネットワークでは、ホットスポット、大規模ホール、ショッピングモールなどのトラヒックが高い場所に小セルを設置することにより高速レートサービスを要求するUEを効率的に収容できる。マクロセルは、主にカバレッジを重視し、低速移動から高速移動のUEにカバレッジを保証する。一方、小セルは、主に低速移動のUEに対して、高速レートのサービスを提供する。
　さらに、マクロセルとマクロセル内に展開した小セルを光ファイバで接続し、小セルの制御、無線リソース割り当て、物理レイヤの処理を、マクロセルで行なうネットワーク構成が用いられている。小セルには、アナログ無線回路で構成される無線機のみが設置される。無線機のみから構成されている基地局構成は、Remote Radio Head（RRH）、あるいは、Remote Radio Equipment（RRE）と呼ばれている。小セルの送信部及び受信部のベースバンド処理は、マクロセルで行なう。従って、マクロセルの送信部では、変調後の同相（In-phase）及び直交（Quadrature）信号をAD変換器でディジタル信号に変換し、さらに、E/O変換器で、光信号に変換し、光ファイバでマクロセルから小セルに送信する。小セルでは、光信号をO/E変換器で電気信号に変換し、さらにD/A変換器でアナログのI/Q信号に変換して、RF送信信号を生成する。あるいは、直交変調器をディジタル処理で行い、直交変調後のIF（Intermediate Frequency）信号をD/A変換器でアナログ信号に変換して、RF送信信号を生成する構成もある。同様に小セルでの受信信号は、直交検波器でアナログのI/Q信号を生成し、このI/Q信号をAD変換器でディジタル信号に変換後、E/O変換器で光信号に変換し、光ファイバでマクロセルに送信する。復調以降の処理は、マクロセル基地局に設置された集中基地局で行なう。このように、小セルにRRHを用いるネットワーク構成では、マクロセルと小セル間で無線リソースの一元的な割り当てが実現できる。
　非特許文献１にヘテロジーニアスネットワークの典型的な展開シナリオが規定されている。シナリオ#1は、マクロセルと屋外小セル間で同一の周波数スペクトルを用いる構成である。また、マクロセルと屋外あるいは屋内小セル間で異なる周波数スペクトルを用いるシナリオが、それぞれ#2a及び#2bとして規定されている。異なる周波数スペクトルを用いるシナリオは、小セルがマクロセルからの大きな干渉を受けないため、高トラヒック密度の地域により柔軟に小セルを配置できる。小セルは、トラヒックが高い小セルクラスタ内に高密度に配置される。小セルクラスタ内の複数の小セルは、同一の周波数スペクトルを用いるため、周辺の小セルからの干渉に起因して、小セルのスループットが低減してしまう。そこで、トラヒックの低い小セルの送信をOFFにする小セルのON/OFF制御が提案され、3GPPのRelease 12仕様に採用されている。この場合、送信OFFの小セルでは、セル固有の参照信号（CS-RS：Cell-Specific Reference Signal）、PSS及びSSSの同期信号、システム固有及びセル固有の制御情報を含めて、全ての信号の送信をOFFにする。送信OFFの小セルはPSS及びSSSも送信しないため、UEは、周辺セルサーチの場合、送信をOFFにした小セルを検出できなくなってしまう。そこで、3GPP Release 12仕様では、送信OFFの小セルに対して、UEが高速且つ高精度にセルを検出できるようにするディスカバリ信号（DS：Discovery Signal）が規定されている。
3GPP TS36.872 (V12.1.0), "Small cell enhancements for E-UTRA and E-UTRAN - Physical layer aspects," Dec. 2013. N. Noguchi, M. Sawahashi, S. Nagata, and Y. Kishiyama, "Initial Cell Search Method Based on Two-Step Frequency Offset Estimation for Small Cells in Heterogeneous Networks," Proc. IEEE VTC2016-Fall, Sept. 2016.
　セルサーチにおいてUEが最初に受信及び復調する物理チャネルはPSSである。PSS系列にはZadoff-Chu系列が用いられる。従って、UEが容易にPSSを復調できるようにするため、PSS系列は基本的に全てのセルで共通の系列である。しかしながら、複数の基地局（セルサイト）を有する無線通信システムにおいて、同一のPSS系列が異なるセル間で用いられた場合、SSS系列を周波数領域で同相合成をする際に用いるPSSのチャネル応答の推定精度が劣化するため、次式で表される系列長62の3つのZadoff-Chu系列が用いられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　式(1)において、変数Mは、3つのセルID番号=0,1,2に対応して、25、29及び34の値をとるルート値（root index）である。LTEでは、504個のPCIDが規定されている。504個のPCIDは、168個のセルIDグループと、1セルIDグループ内の3個のセルIDに分割される。式(1)の3つのPSS系列は、セルサイト（基地局）に相当するセルIDグループ内の3つのセルID番号に対応している。SSS系列は、168個のセルIDグループを表す。
　通常、3セル（セクタ）構成のマクロセルでは同一セルサイト内の3セルに、3種類のPSS系列を与えられる。一方、マクロセルのセル内に、屋内小セルを設置した場合、屋内小セルに対するPSS系列の割り当て法には、何通りかの方法が考えられる。一例として、マクロセルの各セルに設置したホットゾーンビル内の小セルクラスタには、オーバーレイしたマクロセルのPSS系列とは異なるPSS系列を与える方法がある。この場合、小セルクラスタ内の全ての小セルには共通のPSS系列を割り当てる。
　ここで、キャリア周波数が2GHzであるマクロセルと、キャリア周波数が3.5GHzである小セルとから構成されるヘテロジーニアスネットワークを仮定する。キャリア周波数が3.5GHzのように高くなると、UEの温度補償水晶発振器（TCXO：Temperature Compensated Crystal Oscillator）の周波数誤差に起因する周波数オフセットが2GHzのキャリア周波数に比較して増大する。ここで、周波数オフセットとは、基地局から送信される実際の無線信号の周波数と、UEのTCXOから出力される同期信号に基づいて生成される周波数（UE自身が認識している周波数）とのずれを意味する。一方、PSS及びSSSは、UEが基地局と無線リンクを接続する最初の物理チャネルである。つまり、PSS及びSSSを用いる初期セルサーチは、UEのTCXOの発振周波数が自動周波数制御（AFC：Automatic Frequency Control）により基地局の周波数に追従する前に行わなければならない。従って、3.5GHzのキャリア周波数を用いる小セルでは、UEの周波数オフセットが初期セルサーチ時間に与える影響が、2GHzのキャリア周波数を用いるマクロセルに比較して大きくなる。
　例えば、UEのTCXOの自走モードの周波数誤差が3ppmであると仮定した場合、2GHzのキャリア周波数の場合には、周波数オフセットは6kHz程度である。一方、キャリア周波数が3.5GHzの場合には、周波数オフセットは、10.5kHzにまで増大してしまう。
　図３にPSS系列の周波数オフセットに対する相関電力を示す。なお、縦軸は自己相関であるが、ここでは相関電力に読み替えている。図３において、式(1)で生成されるZadoff-Chu系列のルート値は25である。横軸は、送信機と受信機間の周波数オフセットを示す。周波数オフセットが大きくなるに従って、送信機で生成したZadoff-Chu系列と受信機でのZadoff-Chu系列レプリカとのタイミングがずれるため、相関電力が減少してしまう。図３より、周波数オフセットが、8kHz程度で、時間シフト（周波数オフセット）が無い場合の相関電力の半分程度の相関電力になることが分かる。
　図４に周波数オフセット（7.5kHz）に起因する時間シフトがある場合のPSS系列の相関電力を示す。図５に周波数オフセット（8.5kHz）に起因する時間シフトがある場合のPSS系列の相関電力を示す。図６に周波数オフセット（10.5kHz）に起因する時間シフトがある場合のPSS系列の相関電力を示す。なお、図４～図６に示すPSS系列のルート値は25である。図４～図６において、正しい受信タイミング（UEが検出すべきPSSの受信タイミング）は、受信タイミングが3324である位置になる。
　図４より、周波数オフセットΔfが7.5kHzの場合には、PSSの相関電力のピークが正しい受信タイミングに対応している。しかし、図５に示すように、周波数オフセットΔfが8.5kHzの場合には、相関電力のピークが低減し、2番目の相関電力に非常に近くなっている。すなわち、正しいPSSの受信タイミングにおける相関電力は、図４の場合に比較して低くなっている。さらに、図６に示すように、周波数オフセットΔfが10.5kHzの場合（キャリア周波数が3.5GHzの場合、3ppmの周波数誤差に相当）には、正しいPSSの受信タイミングで最大の相関電力が得られていない。従って、PSSの受信タイミングの誤検出が生じてしまう。
　そこで、非特許文献２では、ヘテロジーニアスネットワークにおいて、小セルのキャリア周波数が高くなった場合のPSSの誤検出を低減する方法（2ステップの周波数オフセット推定に基づくセルサーチ法）が提案されている。図７に2ステップの周波数オフセット推定に基づくセルサーチ法の処理フローを示す。この方法は、周波数オフセットが小さい場合には、正しいPSSの受信タイミングで最大相関電力が得られるため、高いPSSの検出確率を実現できる点に着目する。まず、fc_Macro=2GHzのキャリア周波数を用いるマクロセルからのPSS信号を用いてUEのTCXOの自走モードの周波数誤差εを測定する。図４～図６に示すように、LTE無線インタフェースで規定されているルート値のZadoff-Chu系列は、周波数オフセットが8.5kHz程度以下の場合には、PSSの受信タイミング、すなわちゼロ時間シフトの自己相関が最大相関ピークを与える。従って、UEはPSSの最大相関ピークを検出することができる（Ｓ１０１）。そして、PSS系列の自己相関の内積により求めた位相回転量からマクロセルの周波数オフセットを高精度に求めることができる（Ｓ１０２）。推定したマクロセルの周波数オフセット値
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 からTCXOの周波数誤差を次式によって推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 UEが1つのTCXOを有する構成の場合、TCXOの周波数誤差の推定値から、小セルの高いキャリア周波数fc_Smallにおける周波数オフセットを次式によって推定できる（Ｓ１０３）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　この周波数オフセットの推定値を用いて、小セルでは、周波数オフセットを補償（Ｓ１０４）したPSSの受信信号とPSS信号レプリカとの相関からPSSの受信タイミングを推定する（Ｓ１０５）。小セルでは、周波数オフセットを補償した受信信号に対して、PSS系列レプリカとの相関を計算するため、平均受信電力が最大の小セルからのPSSの受信タイミングを高精度に推定することができ、PSS検出確率の劣化を大幅に改善できる。図７のセルサーチ法では、さらに、小セルから送信されたPSSの部分相関を用いて、直接、周波数オフセットを推定することにより、残留周波数オフセット
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 を推定することができる（Ｓ１０６）。
　その後、それぞれマクロセル及び小セルにおいて受信したPSS及びSSSを含む受信信号の周波数オフセットを補償した後（Ｓ１０７及びＳ１０８）、PSS相関ピークが大きい方のセルが接続すべきセルであると判断する（Ｓ１０９）。ここで、小セルの周波数オフセットの補償には、次式のように、Ｓ１０３において推定した小セルの周波数オフセットと、Ｓ１０６において推定した残留周波数オフセットとを用いる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　選択したセルのPSS及びSSSを高速フーリエ変換（FFT）により周波数領域の信号に変換し（Ｓ１１０）、SSS系列の相関検出に基づいてセルIDグループ及び無線フレームタイミングを検出する（Ｓ１１１）。
　図７に示すセルサーチ法を用いることにより、小セルが高いキャリア周波数を用いる場合でも、PSSの受信タイミング及びPSS系列を高精度に推定することができる。しかし、図７のセルサーチ法では、UEは、まず、マクロセルから送信されたPSSを検出し、周波数オフセットを推定する必要がある。実際のセルラシステムでは、例えば、大規模な地下街、大きなビルの中の会議室、ホールなどでは、屋外のマクロセルから送信された受信信号レベルが、必ずしも高くない場合が存在する。すなわち、マクロセルからの電波の受信レベルが低い環境が存在する。このような環境では、マクロセルにおける推定精度が低下し、その結果、小セルにおける推定精度も低下するという問題がある。なお、このような問題は、マクロセル及び小セルで構成されるヘテロジーニアスネットワークに限らず、異なるキャリア周波数が用いられるネットワークにおいて生じ得る。
　本発明は、異なるキャリア周波数が用いられるネットワークにおいて、キャリア周波数が低い方のセルにおける同期信号の推定結果に依存せず、キャリア周波数が高い方のセルにおいて同期信号を適切に検出することを目的とする。
　本発明の一形態に係るユーザ端末は、
　第１のキャリア周波数を用いる第１のセルと、当該第１のキャリア周波数より高い第２のキャリア周波数を用いる第２のセルとを有する無線通信システムにおいて用いられるユーザ端末であって、
　前記第１のセルに用いられる第１の主同期信号と、前記第２のセルに用いられる第２の主同期信号とを受信する受信部と、
　前記第１の主同期信号と前記第１の主同期信号のレプリカ信号との相関電力から、前記第１の主同期信号の受信タイミングを推定し、前記第１の主同期信号の系列を推定する第１の相関検出部と、
　前記第２の主同期信号と、前記第２の主同期信号の挿入間隔だけ遅延した信号との相関電力から、前記第２の主同期信号の受信タイミングを推定する第２の相関検出部と、
　前記第１の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第１のセルの周波数オフセットを推定する第１の周波数オフセット推定部と、
　前記第２の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第２のセルの周波数オフセットを推定し、前記第２の主同期信号の系列を推定する第２の周波数オフセット推定部と、
　を有することを特徴とする。
　本発明によれば、異なるキャリア周波数が用いられるネットワークにおいて、キャリア周波数が低い方のセルにおける同期信号の推定結果に依存せず、キャリア周波数が高い方のセルにおいて同期信号を適切に検出することが可能になる。
時間領域のPSS及びSSSの多重構成を示す図である。 周波数領域のPSS及びSSSの多重構成を示す図である。 PSS系列の周波数オフセットに対する相関電力を示す図である。 周波数オフセット（7.5kHz）に起因する時間シフトがある場合のPSS系列の相関電力を示す図である。 周波数オフセット（8.5kHz）に起因する時間シフトがある場合のPSS系列の相関電力を示す図である。 周波数オフセット（10.5kHz）に起因する時間シフトがある場合のPSS系列の相関電力を示す図である。 2ステップの周波数オフセット推定に基づくセルサーチ法の処理フローを示す図である。 本発明の実施例に係る無線通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施例に係るユーザ端末の機能構成例を示す図である。 本発明の実施例に係るセルサーチ法の処理フローを示す図である。 第２のPSS相関検出法の概要を示す図である。 低いキャリア周波数を用いるマクロセルにおける第１の周波数オフセット推定法の変形例を示す図である。 SSS系列生成法の具体例を示す図である。 セルサーチ法の処理フローを示す図である。 本発明の実施例に係るセルサーチ法を用いた場合の初期セルサーチ時間特性を示す図である。 本発明の実施例に係る無線通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下で説明する実施例は一例に過ぎず、本発明が適用される実施例は、以下の実施例に限られるわけではない。例えば、本実施例に係る無線通信システムはLTEに準拠したシステムを想定しているが、本発明はLTEに限定されるわけではなく、同期信号を用いてPCIDを検出する他の方式にも適用可能である。
　＜システム構成＞
　図８は、本発明の実施例に係る無線通信システムの構成例を示す概略図である。図８に示すように、本発明の実施例に係る無線通信システムは、マクロセルを形成する基地局eNBと、屋外又は屋内小セルを形成する基地局RRHと、ユーザ端末UEとを有する。図８の例では、1つの基地局eNB、1つのRRH及び1つのユーザ端末UEが図示されているが、複数の基地局eNBを有していてもよいし、複数のRRHを有していてもよいし、複数のユーザ端末UEを有していてもよい。
　基地局eNBは、1つまたは複数（例えば、3つ）の（セクタとも呼ばれる）セルを収容することができる。基地局eNBが複数のセルを収容する場合、基地局eNBのカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム（例えば、屋内用の小型基地局RRH：Remote Radio Head）によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および／または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「ｅＮＢ」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局eNBは、固定局（fixed station）、NodeB、eNodeB（eNB）、アクセスポイント（access point）、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
　小セルを形成する基地局RRHは、アナログ無線回路で構成される無線機でもよい。RRHはマクロセルを形成する基地局eNBと光ファイバ等で接続され、基地局eNBにおいて小セルのベースバンド処理が行われてもよい。説明の便宜上、小セルを形成する基地局をRRHとして図示しているが、小セルを形成する基地局においてマクロセルを形成する基地局eNBと同様のベースバンド処理を行うことも可能である。
　ユーザ端末UEは、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
　以下の説明では、マクロセルと小セルが異なる周波数スペクトルを用いる場合のヘテロジーニアスネットワークを例に挙げて説明するが、本発明は、マクロセルと小セルとで構成されるヘテロジーニアスネットワークに限定されず、複数のセルにおいて異なる周波数スペクトルが用いられる如何なるネットワークにも適用可能である。説明の便宜上、小セルにはマクロセルよりも高いキャリア周波数が設定されていると仮定する。例えば、マクロセルは高カバレッジエリアを実現するために、800MHz帯～2GHz帯の周波数スペクトルを用いることを仮定する。一方、小セルは、高速データレートサービスを適用するために広帯域幅の周波数が確保できる2GHz帯よりも高いマイクロ波、ミリ波の周波数スペクトルを用いることを仮定する。
　LTEをベースにした無線通信システムでは、下りリンクについては直交周波数分割多重アクセス（OFDMA：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）が採用され、上りリンクについてはシングルキャリア周波数分割多重アクセス（SC-FDMA：Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）が採用されている。
　UEは、eNBと通信するために、接続先のセルを探索するセルサーチを行う。マクロセル及び小セルで構成されるネットワークでは、UEは、マクロセル及び小セルの中で瞬時のフェージング変動を平均化した平均受信電力が最も大きなセルを検出する。セルサーチに用いられる信号は同期信号（SS：Synchronization Signal）と呼ばれ、PSS及びSSSの2種類の同期信号が用いられる。PSSは主にタイミング検出のために用いられ、例えば、FFTブロックタイミング、サブフレームタイミング、及び無線フレームタイミングを検出するために用いられる。SSSは主にセルIDの検出のために用いられる。
　上記の信号は、例えば、時間領域及び周波数領域で構成されるリソースの所定の部分で送信される。無線フレームは時間領域において1つまたは複数のフレームで構成されてもよい。時間領域において1つまたは複数の各フレームはサブフレームと呼ばれてもよい。サブフレームは更に時間領域において1つまたは複数のスロットで構成されてもよい。スロットはさらに時間領域において1つまたは複数のシンボル（OFDMシンボル、SC-FDMAシンボル等）で構成されてもよい。無線フレーム、サブフレーム、スロット、およびシンボルは、いずれも信号を伝送する際の時間単位を表す。無線フレーム、サブフレーム、スロット、およびシンボルは、それぞれに対応する別の呼び方であってもよい。例えば、LTEシステムでは、基地局が各ユーザ端末に無線リソース（各ユーザ端末において使用することが可能な周波数帯域幅及び／又は送信電力等）を割り当てるスケジューリングを行う。スケジューリングの最小時間単位をTTI（Transmission Time Interval）と呼んでもよい。例えば、1サブフレームをTTIと呼んでもよいし、複数の連続したサブフレームをTTIと呼んでもよいし、1スロットをTTIと呼んでもよい。
　リソースブロック（RB）は、時間領域および周波数領域のリソース割当単位であり、周波数領域では1つまたは複数個の連続した副搬送波（subcarrier）を含んでもよい。また、リソースブロックの時間領域では、1つまたは複数個のシンボルを含んでもよく、1スロット、1サブフレーム、または1TTIの長さであってもよい。1TTI、1サブフレームは、それぞれ1つまたは複数のリソースブロックで構成されてもよい。上述した無線フレームの構造は例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、スロットに含まれるシンボルおよびリソースブロックの数、および、リソースブロックに含まれるサブキャリアの数は様々に変更することができる。
　以下、本発明の実施例に係るセルサーチ法について詳細に説明する。本発明の実施例では、マクロセルと小セルで異なる周波数スペクトルを用いるヘテロジーニアスネットワークにおいて、UEがマクロセル及び小セルの中で瞬時のフェージング変動を平均化した平均受信電力が最も大きなセルを検出するLTEの無線仕様で規定されたPSS及びSSSを用いる初期セルサーチ法を開示する。あるいは、マクロセルの電波の受信レベルが低く、小セルの電波しか受信できない環境においても適用可能な初期セルサーチ法を開示する。
　＜ユーザ端末の構成及びセルサーチ法の概要＞
　図９に本発明の実施例に係るユーザ端末１０の機能構成例を示す。ユーザ端末１０は、信号受信部１０１と、信号送信部１０２と、マクロセル相関検出部１０３と、マクロセル周波数オフセット推定部１０４と、マクロセル周波数オフセット補償部１０５と、小セル相関検出部１０６と、小セル周波数オフセット推定部１０７と、小セル周波数オフセット補償部１０８と、セル選択部１０９と、SSS系列検出部１１０とを有する。なお、図９は、セルサーチに関する機能部を示しており、他の機能部は示されてない。また、必ずしも図９に示す機能部の全てが含まれなくてもよい。
　信号受信部１０１は、基地局から送信される無線信号を受信する。マクロセル及び小セルで構成されるネットワークにおいてセルサーチを行う場合、信号受信部１０１は、マクロセルのPSS及びSSSと、小セルのPSS及びSSSを受信する。
　信号送信部１０２は、上位レイヤの情報から下位レイヤの信号を生成し、無線で送信する。
　本発明の実施例に係るユーザ端末１０は、サーチするセルのキャリア周波数に応じて、異なるセルサーチ法を用いる。なお、キャリア周波数はユーザ端末１０にとって既知である（ユーザ端末１０自体が周波数シンセサイザで設定するため）。
　予め決めておいたキャリア周波数よりも低いキャリア周波数のマクロセルをサーチする場合には、マクロセル相関検出部１０３は、第１のPSS相関検出法を用いる。第１のPSS相関検出法は、PSSを含む受信信号とPSSのレプリカ信号（PSS系列レプリカ）との相関電力を計算し、最大の相関電力（相関ピーク）を与えるタイミングをPSSの受信タイミングとして推定する方法である。マクロセル相関検出部１０３は、第１のPSS相関検出法により、PSSの受信タイミング及び3種類のPSS系列候補の中から、PSS系列を推定する。
　続いて、マクロセル周波数オフセット推定部１０４は、第１の周波数オフセット推定法を用いて周波数オフセットを推定する。第１の周波数オフセット推定法は、検出したPSSの受信タイミングを用いて、PSSの受信FFTブロックとPSS系列レプリカの相互相関の前半部分と後半部分の部分相関から周波数オフセットに起因する位相回転量を推定し、推定したFFTブロックの半分の時間区間における位相回転量から周波数オフセットを推定する方法である。
　マクロセル周波数オフセット補償部１０５は、マクロセル周波数オフセット推定部１０４において推定された周波数オフセット値を用いて、マクロセルにおいて受信したPSS及びSSSを含む受信信号の周波数オフセットを補償する。
　一方、予め決めておいたキャリア周波数よりも高いキャリア周波数の小セルをサーチする場合には、小セル相関検出部１０６は、第２のPSS相関検出法を用いる。第２のPSS相関検出法は、PSSを含む受信信号とPSSの挿入間隔（すなわち、5ms）だけ遅延した信号との相関電力を計算する。すなわち、PSSの挿入間隔だけ遅延した（離れた）受信信号の自己相関を検出する。PSSの正しい受信タイミングでは、5msだけ遅延した受信信号の自己相関は、高い電力を与える。従って、5ms長の各サンプルタイミングにおける受信信号の最大の自己相関電力を与えるタイミングをPSSの受信タイミングとして検出する。
　続いて、小セル周波数オフセット推定部１０７は、第２の周波数オフセット推定法を用いて周波数オフセットを推定する。第２の周波数オフセット推定法では、第２のPSS相関検出法で生成した自己相関値（相関電力が最大となるタイミングにおける自己相関値）の同相（I：In-phase）成分及び直交（Q：Quadrature）成分から、部分的な周波数オフセットΔfFracを推定する。しかし、自己相関値から計算できる周波数オフセットの値ΔfFracは、2つのPSSの挿入間隔の5ms区間において、その周波数オフセットに起因する位相回転が2π以下となる値である。周波数オフセットが大きい場合には、自己相関を計算した2つのPSSの挿入間隔の5ms区間において周波数オフセットに起因する位相回転が、2πを超えてしまう。従って、実際の周波数オフセット値は、自己相関値から推定した周波数オフセットに対して、2つのPSSの挿入間隔の5ms区間における位相回転が2πの整数倍になる不確定性、すなわち、Gfs/NPSS_Intの不確定性を生じる。ここで、Gは整数値、fsはサンプリング周波数、NPSS_Intは2つのPSSの挿入間隔の5ms区間のサンプル数である。PSSの受信信号に、ΔfFrac+Gfs/NPSS_Intで表わされる周波数オフセットを補償した信号を生成し、PSS系列レプリカとの相互相関を計算する。最尤検出により、相互相関電力を最大にするGの値を検出することにより、周波数オフセットΔfFrac+Gfs/NPSS_Intを推定する。同時に、3種類のPSS系列の候補の中から、PSS系列を推定する。
　小セル周波数オフセット補償部１０８は、小セル周波数オフセット推定部１０７において推定された周波数オフセット値を用いて、小セルにおいて受信したPSS及びSSSを含む受信信号の周波数オフセットを補償する。
　セル選択部１０９は、マクロセル及び小セルのうちPSS相関ピークが大きい方のセルが接続すべきセルであると判断し、そのセルを選択する。
　SSS系列検出部１１０は、セル選択部１０９において選択されたセルのPSS及びSSSをFFTにより周波数領域の信号に変換し、SSS系列の相関検出に基づいてセルIDグループ及び無線フレームタイミングを検出する。具体的には、SSS系列検出部１１０は、周波数領域信号に変換されたPSSを用いて推定した各サブキャリア位置のチャネル応答の複素共役を対応するサブキャリア位置のSSSに乗算し、チャネル応答の推定値の複素共役を乗算された各サブキャリア位置のSSSに対して、予め決められた複数のSSS系列の候補の中のSSS系列を順番に相関電力を計算し、最大の相関電力を与えるSSS系列を検出する。
　＜セルサーチ法の具体例＞
　図１０に本発明の実施例に係るセルサーチ法の処理フローを示す。受信機には2アンテナの受信ダイバーシチを用い、アンテナ間のフェージング相関は無相関と仮定した。説明を簡略化するため1パスチャネルを仮定する。受信アンテナhにおける受信信号の離散値表示は次式で表される（h=0,1）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 式(2)において、nはサンプルインデックスを表わす。Iはセル数であり、キャリア周波数がfc_MacroHz(=2GHz)のマクロセル、fc_SmallHzの小セルに対して、それぞれマクロセル数IMacroあるいは小セル数ISmallに相当する。また、di(n)はセルiからのPSS及びSSSを含む送信信号、ξi (h)(n)は、セルiからの距離減衰、シャドウイング、フェージング変動を含むチャネル応答、τiはセルiからUEへの総合の遅延時間、Δfoffsetは周波数オフセット成分、w(h)(n)は平均0の雑音成分を表す。2ブランチの受信機で、τiの値は同じであると仮定した。TCXOの周波数誤差は初期セルサーチ時間内で一定であると仮定すると、キャリア周波数が異なるとΔfoffsetも異なる。従って、マクロセル及び小セルのΔfoffsetをそれぞれΔfMacro、ΔfSmallで表す。TCXOの自走モードの周波数誤差をε=3ppmと仮定すると、マクロセルのfc_Macro=2GHzのキャリア周波数における周波数オフセットはΔfMacro=6kHzになる。一方、小セルのfc_Smallが3.5GHz及び6GHzのとき、それぞれΔfSmall=10.5kHz及び18kHzになる。
　まず、セルサーチ法におけるPSSの受信タイミング及びPSS系列の推定について説明する。
　サーチすべきキャリア周波数は既知であるので、UEはサーチすべきキャリア周波数が予め決めたキャリア周波数より低いかを判断する（Ｓ２０１）。上記のように、低いキャリア周波数を用いるセルをマクロセルと仮定し、高いキャリア周波数を用いるセルを小セルと仮定する。
　予め決めたキャリア周波数よりも低いキャリア周波数をサーチする場合には（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、マクロセル相関検出部１０３において第１のPSS相関検出法が用いられ、マクロセル周波数オフセット推定部１０４において第１の周波数オフセット推定法が用いられる。一方、予め決めたキャリア周波数よりも高いキャリア周波数をサーチする場合には（Ｓ２０１：Ｎｏ）、小セル相関検出部１０６において第２のPSS相関検出法が用いられ、小セル周波数オフセット推定部１０７において第２の周波数オフセット推定法が用いられる。
　マクロセル相関検出部１０３は、3つのPSS系列に対して同時に受信信号とPSSレプリカとの時間領域の相関を計算し、遅延プロファイルを生成する。なお、図１に示すように、2つのPSSが無線フレーム内に多重される。1つのPSSだけの相関値では、フェージングで受信レベルが落ち込んだ場合に、正しいPSSの受信タイミング及びPSS系列の検出を見逃す可能性があるため、2つのPSSの相関値を合成することにより、時間ダイバーシチ効果によりPSSの見逃し確率を低減することができる。このため、10ms長の無線フレーム内の2つのPSSに相当する各受信タイミングにおける5ms長離れた相関値を電力加算平均する。さらに、2受信アンテナにおける相関値の2乗値を平均することにより、瞬時のフェージング変動の影響を低減する。マクロセル相関検出部１０３は、次式に示すように最大の相関値を与えるサンプルタイミングをパスロスが最も小さなセルからのPSSの受信タイミングとする。同時にセルIDグループ内の3種類の系列を求める（Ｓ２０２）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 式(3)において、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 は推定されたマクロセルのPSSの受信タイミングであり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 は推定されたマクロセルのPSS系列であり、nはサンプルインデックスであり、rMacro (h)は受信アンテナhで受信されるマクロセルの受信信号であり、dPSS (lMacro)(n)はNID (2)=lのPSS系列を表す（*は共役複素数を示す）。NPSS_Int=(NFFT+NCP)×NOFDM×NSbf/2は、PSSの挿入間隔に含まれるサンプル数である。ここで、NOFDM及びNSbfは、それぞれサブフレーム当りのFFTブロック数、10ms長の無線フレーム内のサブフレーム数である（NOFDM=14、NSbf=10である）。NFFTはFFTのサンプル数であり、NCPはサイクリックプレフィクスのサンプル数である。
　マクロセル周波数オフセット推定部１０４は、推定したPSSの受信タイミングから、PSSの前半及び後半のNFFT/2(=256)のサンプル区間の受信信号とPSS系列レプリカとの相関を次式のように計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 　式(4a)及び(4b)の相関値から、PSSを多重したFFTブロックの前半及び後半のUEのTCXOの周波数誤差に起因する位相回転量を次式に示すように推定できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 　前述のように、周波数オフセットがΔfMacro=6kHz程度に小さい場合には、式(5)の位相回転量の値は高精度に求めることができる。式(5)で推定した位相回転量の値から、マクロセルにおける周波数オフセットの推定値は、次式で求まる（Ｓ２０３）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 　図１１に小セル相関検出部１０６における第２のPSS相関検出法の概要を示す。図１１には、PSSを含む受信信号とPSSの挿入間隔（すなわち、5ms）だけ遅延した信号との相関電力を計算する様子が示されている。具体的には、小セル相関検出部１０６は、次式に示すようにPSSの挿入間隔に相当するサンプル値であるNPSS_Intだけ遅延した（離れた）信号のCPを含む1つのFFTブロック区間の自己相関ρSmall (h)を計算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 式(7)において、μSmallは小セルのPSSの受信タイミングであり、nはサンプルインデックスであり、rSmall (h)は受信アンテナhで受信される小セルの受信信号である。式(7)の自己相関値は複素の値であり、周波数オフセットの値に応じて、位相が変動する。そこで、式(7)の自己相関電力を求めて、次式に示すように自己相関電力を最大にするタイミングをPSSの受信タイミングとして検出する（Ｓ２０４）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 　次に、小セル周波数オフセット推定部１０７は、周波数オフセットを2ステップによって推定する。式(8)で検出したPSSの受信タイミングにおける自己相関の同相（I）成分及び直交（Q）成分から
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
 の範囲の部分的な周波数オフセットを次式で推定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
 　周波数オフセットが大きい場合には、式(7)の自己相関を計算した2つのPSSの5ms区間において周波数オフセットに起因する位相回転が、2πを超えてしまう。従って、式(9)で求めた部分的な周波数オフセットは、周波数オフセットに起因する位相回転が2π×Gになる不確定性を有する、すなわち、周波数オフセット値は、Gfs/NPSS_Intの不確定性を有する（Gは整数値）。従って、受信PSSに対して、G通りの周波数オフセット候補に対して周波数オフセットを補償した信号を次式のように生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
 G通りの周波数オフセットを補償したPSSの受信信号に対して、3種類のPSS系列レプリカとの相互相関を計算し、最尤判定により相互相関電力を最大にするGの値及びPSS系列を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
 式(9)及び(11)から、小セルにおける周波数オフセットを次式のように求める（Ｓ２０５）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
 　上記のように、低いキャリア周波数（例えば、2GHz）のマクロセル及び高いキャリア周波数（例えば、3.5GHz）の小セルからのPSSの相関電力を独立に求めることができる。セル選択部１０９は、マクロセルにおいて受信電力が最大となるタイミングにおける式(3)の値と、小セルにおいて受信電力が最大となるタイミングにおける式(8)の値とを比較し、受信電力の大きい方のセルを選択する（Ｓ２０６）。このように、セル選択部１０９は、高いレベルの相関電力を有するキャリア周波数のセルからのPSSの受信タイミング
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
 を検出し、同一セルIDグループ内のセルID番号
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
 を検出する。
　セル選択部１０９において選択されたセルがマクロセルあるいは小セルに応じて、マクロセル周波数オフセット補償部１０５及び小セル周波数オフセット補償部１０８は、時間領域のPSS及びSSSにそれぞれ
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000023
 の周波数オフセットを補償する（Ｓ２０７及びＳ２０８）。
　ここでは小セルが選択されたと仮定する。従って、小セル周波数オフセット補償部１０８は、PSS及びSSSを含む受信信号の周波数オフセットを
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000024
 に示すように補償する。
　その後、SSS系列検出部１１０は、Ｓ２０４で検出したPSSの受信タイミング
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
 を用いてPSS及びSSSの時間領域信号をFFTにより周波数領域信号に変換する（Ｓ２０９）。周波数領域のSSSは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000026
 で表わされる。ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000027
 は、SSSの受信タイミング、k'=0,…,NFFT-1である。さらに、(NFFT-K)個のサブキャリア信号を除去して、希望波信号のK個のサブキャリア信号を抽出する。説明上、インデックスk'を
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
 で表示する。
　SSS系列検出部１１０は、PSSの周波数領域信号にPSS系列の複素共役を乗算することにより、各サブキャリア位置のチャネル応答を生成する。着目するサブキャリア位置のチャネル応答を中心として両側一定サブキャリア区間のチャネル応答を同相加算平均することにより、雑音成分の影響を低減する。SSSの周波数領域の受信信号に各サブキャリアのチャネル応答の複素共役を乗算し、さらにSSS系列レプリカの複素共役を乗算後、インタリーブ配置されたSSS系列#1（SSC1）及びSSS系列#2（SSC2）で独立に1サブキャリアおきに31サブキャリア分積分する。SSS系列#1及びSSS系列#2の相関値を同相加算し、スロット1及びスロット11のSSSの相関値を同相加算する。さらに、2受信アンテナの相関値を同相加算することにより、各SSS系列の相関値を求める。スロットvにおける周波数領域の奇数、偶数サブキャリア位置に多重するSSS系列をそれぞれ、dSSS1_v(nSSS)及びdSSS2_v(nSSS)で表わす（下付き添字vは、スロットインデックス1及び11を表す）。次式に示すように、最大相関値を与えるSSS系列のセットから、セルIDグループ及び無線フレームタイミングを同時に検出する（Ｓ２１０）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000029
 式(13)において、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000030
 はそれぞれ、SSSが多重されているFFTブロックの受信信号の周波数領域信号、PSSを用いて推定した受信アンテナhのサブキャリアkにおけるチャネル応答の推定値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000031
 　＜第１の周波数オフセット推定法の変形例＞
　図１２に低いキャリア周波数を用いるマクロセルにおける第１の周波数オフセット推定法の変形例を示す。PSSのサンプル数は、逆FFT（IFFT）およびFFTのサイズに対応している。基地局（セルサイト）のシステム帯域幅（送信帯域幅）に応じて、IFFTおよびFFTのサイズが決まる。例えば、5MHz、10MHz、20MHzのシステム帯域幅の場合、IFFTおよびFFTのサイズは、それぞれ、NFFT=512、1024、2048である。周波数オフセットは、PSSの部分相関の内積によって求める。FFTのサイズが、NFFT = 512、PSS区間を1ブロックとした場合の周波数オフセットの計算法は、前述の式(4)及び(5)に示す。
　PSS区間のブロック数を多くするに従って、短い時間区間における位相回転を推定できるため、測定できる周波数オフセットの精度（分解能）は向上する。しかし、部分相関を計算する区間が短くなるため、部分相関値における雑音の影響は大きくなる。
　PSS区間をQブロックに分割した、ブロックq（0≦q＜Q）における部分相関ピークは次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
 　マクロセル周波数オフセット推定部１０４は、式(14a)及び(14b)の相関値から、UEのTCXOの周波数誤差に起因する位相回転量を次式に示すように推定できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033
 　＜SSS系列の生成法及びセルサーチ法の具体例＞
　図１３に基地局におけるSSS系列生成法の具体例を示す。SSS系列は、セルサイトに相当するセルIDグループを表す。10ms長の無線フレーム内の2か所のSSS多重FFTブロックに異なるSSS系列を割り当てることにより、セルIDグループと同時に無線フレームタイミングを検出する。SSS系列には、受信信号とSSS系列レプリカとの相関検出の演算量を低減するために2値のM系列が用いられる。系列長が31の異なる生成多項式から生成した2種類のM系列
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000034
 を用いて、次式で示す系列長62の2種類のSSS系列#1及び#2を生成する。ここで、系列インデックスnSSSは0≦nSSS≦30である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000035
 式(16a)及び(16b)において、s0 (m0)(nSSS)及びs1 (m1)(nSSS)は、第1のM系列
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000036
 を巡回シフトして生成された系列であり、それぞれ
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000037
 で表される。同様にz1 (m0)(nSSS)及びz1 (m1)(nSSS)は、第2のM系列
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000038
 を巡回シフトして生成された系列である。また、巡回シフトインデックスを示すパラメータm0及びm1は、それぞれ
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000039
 で与えられる。ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000040
 である（NID (1)はセルIDグループインデックスを表す）。従って、セルIDグループからSSS系列を生成するm0及びm1を生成する。また、c0(nSSS)及びc1(nSSS)は、系列長31のM系列から構成されるPSS系列固有のスクランブル系列である。
　図１４に、セルサーチ法の処理フローを示す。図１４のセルサーチ法はLTEにおいて用いられるセルサーチ法を示しており、図１０に示す本発明の実施例のセルサーチ法もLTEのセルサーチ法に基づいている。
　セルサーチの第１ステップにおいて、ユーザ端末は、PSSを含む受信信号とPSS系列レプリカとの時間領域の相関を計算し、最も受信電力の大きな相関値のタイミングを、セルサイトから送信されたPSSの受信タイミングとして検出する（Ｓ３０１）。そして第2ステップにおいて、ユーザ端末は、受信したSSSとSSS系列レプリカとの周波数領域の相関を計算することにより、最大相関を与えるSSS系列のセットの組み合わせから、セルIDグループ（基地局のIDに相当）及び無線フレームタイミングを検出する（Ｓ３０２）。
　＜本発明の実施例の効果＞
　本発明の実施例によれば、異なるキャリア周波数が用いられるネットワークにおいて、キャリア周波数が低い方のセルにおける同期信号の推定結果に依存せず、キャリア周波数が高い方のセルにおいて同期信号を適切に検出することが可能になる。例えば、マクロセルからの電波の受信レベルが低い環境においても、小セルにおいて同期信号を適切に検出することができる。
　さらに、PSSの相関電力がセル毎に独立に求められるため、以降の周波数オフセット推定、周波数オフセット補償及びSSS系列の検出は受信電力が最も大きなセルに関してのみ行うことが可能になる。
　また、マクロセルにおけるPSS区間を分割して周波数オフセットを推定することにより、推定精度を向上させることができる。
　図１５に、本発明の実施例に係るセルサーチ法を用いた場合のセルIDの検出確率が95%を実現するための初期セルサーチ時間特性を示す。横軸は、UEのTCXOの周波数誤差が3ppmを仮定した場合の小セルの周波数オフセットに対応するキャリア周波数を示す。図中、比較のため、従来のセルサーチ法を用いた場合の特性も示す。ここで、従来のセルサーチ法は、マクロセル、小セルともに、第１のPSS相関検出法及び第１の周波数オフセット推定法を用いた場合の特性である。
　表１にシミュレーション諸元を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
 　表中に示すように、マクロセルは、3セルから構成される19セルサイト構成を仮定した。マクロセルのサイト間距離（ISD：Inter-Site Distance）は1732mとした。中央のマクロセルサイトの各セルにホットゾーンビルディングを配置し、その中の天井高が6 mのフロアに屋内小セルクラスタを設定した。小セルクラスタの中心とマクロセルサイト間の距離を700mとした。小セルクラスタ当たり4セルサイトを横方向はビルの左端から15m、45m、75m及び105m、縦方向はロングホールの中央位置に設置した。マクロセルサイト間は非同期運用を仮定し、小セルクラスタ間及びクラスタ内の小セル間は同期運用を仮定した。マクロセルとその内部に設置された小セル間は、理想的なバックホールで接続されていると仮定した。
　マクロセルと小セルの基地局の全送信電力はそれぞれ、43dBm及び21dBmとした。対応する基地局のアンテナ利得は、それぞれ17dBi及び5dBiとした。距離減衰、対数正規分布に従うシャドウイング変動のパラメータは表中に示す。伝搬パスモデルは、マクロセルでは、ITU 9パスExtended Typical Urban（ETU）チャネルモデルを、小セルでは、ITU indoorチャネルモデルを仮定した。UEの位置の割り当ては、19マクロセルの中央のマクロセル内において、全UEの2/3を屋内小セル内に、1/3をマクロセル全体に均一にランダムに割り当てた。正検出のセルは、UEの割り当て位置に対して距離減衰、及びシャドウイング変動に起因する伝搬ロスが最も小さな、すなわち瞬時のフェージング変動を平均した最も大きな平均受信電力を与えるセルの受信レベルから3dB以内の平均受信電力を与えるセルサイトのセルと定義した。
　図１５より、従来法を用いた場合の初期セルサーチ時間は、小セルのキャリア周波数が、fc_Small=3.2GHz程度以上になると、急激に増大している。この理由は、小セルにおいて周波数オフセットの増大に起因してPSSの受信タイミング及びPSS系列の誤検出が増大し、その結果、PCIDの誤検出が増大するためである。一方、本発明の実施例に係るセルサーチ法では、小セルのキャリア周波数が12GHz程度までの範囲において、95%のセルID検出確率を実現するためのセルサーチ時間が100ms以下の高速初期セルサーチを実現できていることが分かる。
　＜ハードウェア構成＞
　なお、上記実施例の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
　例えば、本発明の一実施例におけるユーザ端末１０などは、本発明のセルサーチ方法の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。図１６は、本発明の実施例に係るユーザ端末１０である無線通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。上述のユーザ端末１０は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。
　なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。ユーザ端末１０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
　ユーザ端末１０における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信、及び／又は、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。
　プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、上述のユーザ端末１０のマクロセル相関検出部１０３、マクロセル周波数オフセット推定部１０４、マクロセル周波数オフセット補償部１０５、小セル相関検出部１０６、小セル周波数オフセット推定部１０７、小セル周波数オフセット補償部１０８、セル選択部１０９、SSS系列検出部１１０などは、プロセッサ１００１で実現されてもよい。
　また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール及び／又はデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施例で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、ユーザ端末１０のマクロセル相関検出部１０３、マクロセル周波数オフセット推定部１０４、マクロセル周波数オフセット補償部１０５、小セル相関検出部１０６、小セル周波数オフセット推定部１０７、小セル周波数オフセット補償部１０８、セル選択部１０９、SSS系列検出部１１０などは、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。
　メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施例に係るセルサーチ方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
　ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク）、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。
　通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述のユーザ端末１０の信号受信部１０１、信号送信部１０２などは、通信装置１００４で実現されてもよい。
　入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。
　また、プロセッサ１００１及び／又はメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
　また、ユーザ端末１０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。
　＜補足＞
　本明細書で説明した各態様／実施例は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ　３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ　８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ　８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ　８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
　本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
　本明細書において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（upper node）によって行われることもある。基地局を有する１つまたは複数のネットワークノード（network nodes）から構成されるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局および／または基地局以外の他のネットワークノード（例えば、ＭＭＥまたはＳ－ＧＷなどが考えられるが、これらに限られない）によって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが１つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ（例えば、ＭＭＥおよびＳ－ＧＷ）であってもよい。
　情報等は、上位レイヤ（または下位レイヤ）から下位レイヤ（または上位レイヤ）へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
　入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
　判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。
　ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
　また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
　本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
　なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
　また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されてもよい。
　上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的に解釈されるべきではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示した数式等と異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的に解釈されるべきではない。
　本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。
　本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
　本明細書で使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１および第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
　「含む（include）」、「含んでいる（including）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
　本明細書で説明した各態様／実施例の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
　本明細書で説明した各態様／実施例は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的な通知に限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
　以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施例に限定されないということは明らかである。本発明は、請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的としており、本発明に対して何ら制限的な意味を有さない。
　１０　ユーザ端末
　１０１　信号受信部
　１０２　信号送信部
　１０３　マクロセル相関検出部
　１０４　マクロセル周波数オフセット推定部
　１０５　マクロセル周波数オフセット補償部
　１０６　小セル相関検出部
　１０７　小セル周波数オフセット推定部
　１０８　小セル周波数オフセット補償部
　１０９　セル選択部
　１１０　SSS系列検出部

Claims (5)

  1. 　第１のキャリア周波数を用いる第１のセルと、当該第１のキャリア周波数より高い第２のキャリア周波数を用いる第２のセルとを有する無線通信システムにおいて用いられるユーザ端末であって、
    　前記第１のセルに用いられる第１の主同期信号と、前記第２のセルに用いられる第２の主同期信号とを受信する受信部と、
    　前記第１の主同期信号と前記第１の主同期信号のレプリカ信号との相関電力から、前記第１の主同期信号の受信タイミングを推定し、前記第１の主同期信号の系列を推定する第１の相関検出部と、
    　前記第２の主同期信号と、前記第２の主同期信号の挿入間隔だけ遅延した信号との相関電力から、前記第２の主同期信号の受信タイミングを推定する第２の相関検出部と、
    　前記第１の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第１のセルの周波数オフセットを推定する第１の周波数オフセット推定部と、
    　前記第２の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第２のセルの周波数オフセットを推定し、前記第２の主同期信号の系列を推定する第２の周波数オフセット推定部と、
    　を有するユーザ端末。
  2. 　前記第１の主同期信号及び前記第２の主同期信号のうち相関電力が大きい主同期信号を用いるセルを選択するセル選択部と、
    　前記選択されたセルの主同期信号を用いて副同期信号の系列及び無線フレームタイミングを検出する副同期信号系列検出部と、
    　を更に有する、請求項１に記載のユーザ端末。
  3. 　前記第２の周波数オフセット推定部は、
    　相関電力が最大となる前記第２の主同期信号の受信タイミングにおいて、前記第２の主同期信号と、前記第２の主同期信号の挿入間隔だけ遅延した信号との自己相関値の同相成分及び直交成分から、部分的な周波数オフセットを推定し、
    　前記推定された部分的な周波数オフセットから生成された複数の周波数オフセット候補を用いて、前記第２の主同期信号の周波数オフセットを補償し、
    　前記複数の周波数オフセット候補を用いて周波数オフセットを補償した前記第２の主同期信号と、前記第２の主同期信号のレプリカ信号との相関電力から、前記第２のセルの周波数オフセットを推定し、前記第２の主同期信号の系列を推定する、請求項１又は２に記載のユーザ端末。
  4. 　前記第１の周波数オフセット推定部は、
    　前記第１の主同期信号の受信タイミングを用いて、前記第１の主同期信号及び前記第１の主同期信号のレプリカ信号を複数のブロックに分割し、分割されたブロックの前半及び後半における前記第１の主同期信号と前記第１の主同期信号のレプリカ信号との部分相関を計算し、
    　前記計算された前半及び後半における部分相関を用いて位相回転量を計算し、
    　前記計算された位相回転量から前記第１のセルの周波数オフセットを推定する、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のユーザ端末。
  5. 　第１のキャリア周波数を用いる第１のセルと、当該第１のキャリア周波数より高い第２のキャリア周波数を用いる第２のセルとを有する無線通信システムにおいて用いられるユーザ端末におけるセルサーチ方法であって、
    　前記第１のセルに用いられる第１の主同期信号を受信するステップと、
    　前記第１の主同期信号と前記第１の主同期信号のレプリカ信号との相関電力から、前記第１の主同期信号の受信タイミングを推定し、前記第１の主同期信号の系列を推定するステップと、
    　前記第１の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第１のセルの周波数オフセットを推定するステップと、
    　前記第２のセルに用いられる第２の主同期信号を受信するステップと、
    　前記第２の主同期信号と、前記第２の主同期信号の挿入間隔だけ遅延した信号との相関電力から、前記第２の主同期信号の受信タイミングを推定するステップと、
    　前記第２の主同期信号の受信タイミングに基づいて、前記第２のセルの周波数オフセットを推定し、前記第２の主同期信号の系列を推定するステップと、
    　を有するセルサーチ方法。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111884754A (zh) * 2020-07-23 2020-11-03 北京四季豆信息技术有限公司 小区搜索方法、芯片和可读存储介质
CN112688892A (zh) * 2021-03-22 2021-04-20 北京紫光青藤微系统有限公司 子载波检测方法、载波信号解调方法和解调装置
CN113795048A (zh) * 2021-10-27 2021-12-14 紫光展锐(重庆)科技有限公司 一种功率处理方法、通信装置、芯片及其模组设备
CN114928874A (zh) * 2022-04-11 2022-08-19 哲库科技(北京)有限公司 小区搜索方法、装置、芯片、终端设备及计算机存储介质
CN115051771A (zh) * 2022-05-20 2022-09-13 哲库科技(北京)有限公司 一种小区搜索方法、装置、设备及计算机存储介质
WO2023095299A1 (ja) * 2021-11-26 2023-06-01 三菱電機株式会社 受信装置、受信同期方法、制御回路、および記憶媒体
JP7451775B2 (ja) 2020-07-03 2024-03-18 華為技術有限公司 セルダウンリンク固定リソースを送信するための方法および通信装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010110016A (ja) * 2005-06-14 2010-05-13 Ntt Docomo Inc 送信装置および送信方法
JP2013192237A (ja) * 2006-06-16 2013-09-26 Sharp Corp 基地局、基地局における方法、移動局、移動局における方法
JP2016184965A (ja) * 2016-06-15 2016-10-20 富士通株式会社 無線通信システムにおける制御局、端末及び基地局
JP2016213530A (ja) * 2015-04-28 2016-12-15 株式会社Ｎｔｔドコモ セルサーチ方法及びユーザ装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010110016A (ja) * 2005-06-14 2010-05-13 Ntt Docomo Inc 送信装置および送信方法
JP2013192237A (ja) * 2006-06-16 2013-09-26 Sharp Corp 基地局、基地局における方法、移動局、移動局における方法
JP2016213530A (ja) * 2015-04-28 2016-12-15 株式会社Ｎｔｔドコモ セルサーチ方法及びユーザ装置
JP2016184965A (ja) * 2016-06-15 2016-10-20 富士通株式会社 無線通信システムにおける制御局、端末及び基地局

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAOKI NOGUCHI ET AL.: "Initial Cell Search Method Based on Two-Step Frequency Offset Estimation for Small Cells in Heterogeneous Networks", IEICE TECHNICAL REPORT, vol. 115, no. 233, October 2015 (2015-10-01), pages 107 - 112 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7451775B2 (ja) 2020-07-03 2024-03-18 華為技術有限公司 セルダウンリンク固定リソースを送信するための方法および通信装置
CN111884754A (zh) * 2020-07-23 2020-11-03 北京四季豆信息技术有限公司 小区搜索方法、芯片和可读存储介质
CN111884754B (zh) * 2020-07-23 2022-07-15 北京四季豆信息技术有限公司 小区搜索方法、芯片和可读存储介质
CN112688892A (zh) * 2021-03-22 2021-04-20 北京紫光青藤微系统有限公司 子载波检测方法、载波信号解调方法和解调装置
CN113795048A (zh) * 2021-10-27 2021-12-14 紫光展锐(重庆)科技有限公司 一种功率处理方法、通信装置、芯片及其模组设备
CN113795048B (zh) * 2021-10-27 2023-12-26 紫光展锐(重庆)科技有限公司 一种功率处理方法、通信装置、芯片及其模组设备
WO2023095299A1 (ja) * 2021-11-26 2023-06-01 三菱電機株式会社 受信装置、受信同期方法、制御回路、および記憶媒体
JPWO2023095299A1 (ja) * 2021-11-26 2023-06-01
JP7378687B2 (ja) 2021-11-26 2023-11-13 三菱電機株式会社 受信装置、受信同期方法、制御回路、および記憶媒体
CN114928874A (zh) * 2022-04-11 2022-08-19 哲库科技(北京)有限公司 小区搜索方法、装置、芯片、终端设备及计算机存储介质
CN115051771A (zh) * 2022-05-20 2022-09-13 哲库科技(北京)有限公司 一种小区搜索方法、装置、设备及计算机存储介质

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