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WO2007023810A1 - スケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置、同期チャネル送信方法及び送信方法 - Google Patents

スケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置、同期チャネル送信方法及び送信方法 Download PDF

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WO2007023810A1
WO2007023810A1 PCT/JP2006/316412 JP2006316412W WO2007023810A1 WO 2007023810 A1 WO2007023810 A1 WO 2007023810A1 JP 2006316412 W JP2006316412 W JP 2006316412W WO 2007023810 A1 WO2007023810 A1 WO 2007023810A1
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WO
WIPO (PCT)
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bandwidth
base station
bandwidths
synchronization channel
maximum
Prior art date
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Application number
PCT/JP2006/316412
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroki Haga
Hidenori Matsuo
Katsuyoshi Naka
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to US12/064,301 priority patent/US20090135802A1/en
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    • H04L27/26132—Structure of the reference signals using repetition

Definitions

  • the present invention enables a radio base station apparatus to support a plurality of maximum bandwidths, and among the maximum bandwidths, it is possible to flexibly allocate a bandwidth in which each wireless terminal apparatus actually performs communication.
  • the present invention relates to a scalable bandwidth system, a radio base station apparatus used in the scalable bandwidth system, a synchronization channel transmission method, and a transmission method.
  • a radio base station apparatus (hereinafter simply referred to as a base station) supports a plurality of maximum bandwidths.
  • a wireless communication system has been proposed in which each wireless terminal device (hereinafter simply referred to as a terminal) can flexibly allocate a bandwidth for actual communication within the maximum bandwidth.
  • Such a wireless communication system is called a scalable bandwidth system (see Non-Patent Document 1, for example).
  • SCH Synchronization Channel
  • the terminal first detects symbol timing (FFT window timing) as the first stage, and then detects the frame timing using the SCH as the second stage. Specifically, the received signal is FFTed to separate the SCH and correlate with the SCH replica. The timing at which the largest correlation value among the obtained correlation values is obtained is detected as the frame timing. That Later, as a third step, a scramble code is identified using a pilot channel or the like.
  • FFT window timing symbol timing
  • the received signal is FFTed to separate the SCH and correlate with the SCH replica.
  • the timing at which the largest correlation value among the obtained correlation values is obtained is detected as the frame timing. That Later, as a third step, a scramble code is identified using a pilot channel or the like.
  • Non-Patent Document 3 proposes a method in which two SCHs are arranged in a frequency direction in lOFDM symbols as shown in FIG.
  • lOFDM symbols are arranged in one frame
  • Primary SCH (P—SCH) is a pattern common to all cells
  • S econdary SCH (S—SCH) is a different pattern (pattern representing a code group) for each cell. It is.
  • Non-Patent Document 1 3GPP TR 25.913 v7.0.0 (2005-06) "Requirements for Evolved UTRA and UTRAN"
  • Non-Patent Document 2 Hanada, Shin, Higuchi, Sawahashi (NTT DoCoMo), RCS2001-091 (2001-07) "Three-stage cell search characteristics using frequency-multiplexed synchronization channels in broadband multicarrier CDMA transmission
  • Non-Patent Document 3 3GPP Rl-050590, NTT DoCoMo "Physical Channels and Multiplexing in Evolved UTRA Downlink” (June 2005)
  • the bandwidth that should be supported by the scalable bandwidth system of Non-Patent Document 1 is specified as 1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, and 20 MHz.
  • the terminal Since the terminal does not know which bandwidth the base station is serving at the time of initial cell search, it has no power to start the initial cell search attempt at which center frequency and bandwidth within a maximum of 20 MHz. . Therefore, the terminal needs to start the initial cell search process after detecting the total service bandwidth of the base station.
  • Figure 2 shows the fixed bandwidth allocated to the terminal. This shows how correlation is acquired in a fixed (5 MHz) multi-carrier communication system. Since the bandwidth is fixed, correlation values can be easily acquired using a SCH replica signal with a period corresponding to this bandwidth.
  • FIG. 3 shows a state of correlation acquisition in a scalable bandwidth system in which the bandwidth allocated to the terminal is variable.
  • the terminal transmits the base station to each terminal during cell search. Since it is impossible to know the breakdown of the service bandwidth being used, the position and size of the SCH pattern are not known (that is, what SCH replica can be used! It becomes difficult.
  • An object of the present invention is to provide a scalable bandwidth system, a radio base station apparatus, and a radio base station apparatus that can correctly acquire a correlation value of a synchronization channel (SCH) without knowing a breakdown of services within the entire bandwidth.
  • a synchronization channel transmission method and a transmission method are provided.
  • a radio base station apparatus supports a plurality of maximum bandwidths, and among the maximum bandwidths, a bandwidth in which each wireless terminal apparatus actually performs communication is flexibly allocated.
  • a scalable bandwidth system that enables a wireless base station apparatus that repeatedly transmits a synchronization channel in the frequency direction in a minimum bandwidth unit among a plurality of bandwidths to be serviced. ! /, Calculating a correlation between the synchronization channel sequence signal in the minimum bandwidth unit and the repeatedly transmitted synchronization channel, and detecting a timing at which the maximum correlation value is obtained as a frame timing.
  • Adopt the structure that has.
  • the terminal can correctly acquire the SCH correlation value without knowing the breakdown of services within the entire bandwidth of the base station.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a synchronization channel
  • FIG. 2 Diagram showing how correlation is acquired in a multi-carrier communication system where the bandwidth allocated to a terminal is fixed
  • FIG. 3 Diagram showing how correlation is acquired in a scalable bandwidth system with variable bandwidth allocated to terminals.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the base station according to the embodiment
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the terminal according to the embodiment
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a transmission method of a base station according to another embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a base station transmission method according to another embodiment.
  • FIG. 10 Diagram showing an example when the SCH pattern is different at the center.
  • FIG. 12 shows an example of SCH pattern according to the second embodiment.
  • FIG. 13 shows an example of SCH pattern according to the second embodiment.
  • Base station 100 flexibly allocates a bandwidth that is equal to or smaller than the maximum supported bandwidth to each terminal as a communication bandwidth of each terminal, OFDM communication is performed with each terminal.
  • Base station 100 inputs transmission data l to n addressed to terminals l to n to transmission control section 101.
  • the transmission control unit 101 selectively outputs the input transmission data 1 to n to the error correction code key unit 102.
  • Error correction code unit 102 performs error correction encoding processing on the data input from transmission control unit 101, and sends the encoded data obtained thereby to modulation unit 103.
  • Modulator 103 The encoded data is subjected to a modulation process such as QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) or 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation), and the resulting modulation signal is sent to the frame forming unit 104.
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • 16QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • Frame forming section 104 forms a transmission frame signal by adding a pilot signal (PL) to the modulated signal, and sends it to scrambling section 105.
  • Scrambling section 105 performs scrambling processing using a cell-specific scrambling code, and sends the scrambled signal to subcarrier allocation section 106.
  • the subcarrier allocation unit 106 receives the synchronization channel sequence signal formed by the synchronization channel sequence signal formation unit 107 in addition to the transmission data from the scrambling processing unit 105.
  • the subcarrier allocation unit 106 is configured so that the synchronization channel sequence signal is repeatedly allocated in the minimum bandwidth unit among the multiple bandwidths supported by the base station over the entire bandwidth of the maximum bandwidth. Subcarrier allocation of synchronization channel sequence signals is performed.
  • subcarrier allocation section 106 arranges the signal after scrambling processing addressed to each terminal in the subcarrier of the position and bandwidth based on the scheduling information and the like.
  • the subcarrier allocation unit 106 includes a serial / parallel conversion circuit.
  • subcarrier allocation section 106 is processed by fast inverse Fourier transform section (IFFT) 108, a guard interval is inserted by subsequent guard interval (GI) insertion section 109, and digital / analog conversion is performed by radio transmission section 110. After being subjected to predetermined radio processing such as processing and up-conversion processing to radio frequency, it is output from the antenna 111.
  • IFFT fast inverse Fourier transform section
  • GI guard interval
  • Terminal 200 inputs a signal received by antenna 201 to radio reception section 202.
  • Radio receiving section 202 obtains a baseband OFDM signal by performing predetermined radio processing such as down-conversion processing or analog-digital conversion processing on the received signal.
  • the baseband OFDM signal output from radio reception section 202 is input to fast Fourier transform section (FFT) 206 after the guard interval (GI) removal section 205 removes the guard interval.
  • FFT fast Fourier transform section
  • GI guard interval
  • the baseband OFDM signal is input to the bandwidth determination unit 203.
  • Bandwidth format For example, for the OFDM signal obtained in each band, the fixed unit 203 is the magnitude of the correlation value between the part that became the source of the guard interval and the guard interval part in the signal that is obtained by shifting the OFDM signal by the effective symbol length. And the maximum bandwidth supported by the base station 100 is determined based on the magnitude of this correlation value.
  • the symbol timing detection unit 204 detects the symbol timing by detecting the peak of the correlation value obtained by the bandwidth determination unit 203, for example.
  • the FFT 206 performs FFT processing at the symbol timing (FFT window timing) detected by the symbol timing detection unit 204 to obtain a signal before IFFT processing, and sends this to the subcarrier selection units 207 and 209.
  • the subcarrier selection unit 207 sends, for example, a signal of the subcarrier indicated by the scheduling information sent on the control channel to the descrambling processing unit 208.
  • Subcarrier selection section 209 selects a subcarrier signal in a minimum bandwidth unit from among a plurality of bandwidths supported by the base station, and calculates SCH correlation value calculation section 210 and pilot correlation value calculation. Send to part 212.
  • SCH correlation value calculation section 210 calculates a correlation value between the synchronization channel signal output from subcarrier selection section 209 and a replica of the synchronization channel sequence signal in the minimum bandwidth unit, Timing The data is sent to the Z code group detection unit 211.
  • the Z code group detection unit 211 detects the frame timing and the code group by detecting the peak of the correlation value.
  • the nolot correlation calculation unit 212 calculates a correlation value between the signal output from the FFT 206 and a plurality of candidate scramble codes at the start timing of the frame (that is, the scrambling process arranged at the start of the frame is performed).
  • the correlation value between the pilot and a plurality of candidate scramble codes is calculated), and the correlation value is sent to the scramble code identifying unit 213.
  • the scramble code identifying unit 213 identifies the scramble code having the largest correlation value as the scramble code used in the base station 100, and sends the identified scramble code to the descrambling processing unit 208.
  • the descrambling processing unit 208 descrambles the signal output from the subcarrier selection unit 207 with the identified scramble code.
  • the descrambled signal is demodulated by the demodulator 214 and decoded by the decoder 215, thereby receiving the received data. Data.
  • base station 100 generates an SCH OFDM symbol from a symbol sequence common to all base stations, time-multiplexes the frame data, and inserts it into the frame after the scrambling process To do.
  • the SCH symbol sequence pattern has a size corresponding to the number of subcarriers of the minimum bandwidth of the scalable bandwidth (eg, 1.25 MHz).
  • Subcarrier allocation section 106 repeatedly arranges the SCH having the minimum bandwidth size.
  • the SCH arrangement method will be specifically described with reference to FIG. Assume that the maximum bandwidth that base station 100 can transmit is 5 MHz, and that data signals are transmitted in three parts: 1.25 MHz, 2.5 MHz, and 1.25 MHz. For simplicity of explanation, the number of subcarriers corresponding to the minimum bandwidth (1.25 MHz) of the scalable bandwidth is assumed to be 8. As shown in FIG. 6, the base station 100 repeatedly arranges SCH patterns having a size equivalent to the width of 1.25 MHz regardless of the service breakdown width.
  • the terminal 200 Upon receiving such a signal, the terminal 200 performs the following processing. If the upper limit of the frequency bandwidth (capability) that can be received by terminal 200 is larger than the minimum bandwidth (1.25 MHz) (2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz, 20 MHz), SCH correlation value calculation section 210 of terminal 200 Synthesizes SCH correlation values as shown in FIG. That is, the SCH correlation value calculation unit 210 synthesizes the correlation values obtained for each minimum bandwidth, and detects the timing at which the maximum value is obtained from the combined correlation values as a frame. This can improve the accuracy of frame timing detection.
  • the SCH correlation value calculation unit 210 selects a synchronization channel transmitted with one or a plurality of minimum bandwidths from among the synchronization channels repeatedly transmitted over the entire maximum bandwidth. Correlation can also be performed. In this way, it is not necessary to perform correlation processing with all the minimum bandwidths, and the amount of cell search processing can be reduced.
  • the correlation between the base station 100 that repeatedly transmits the synchronization channel, the synchronization channel sequence signal in the minimum bandwidth unit, and the synchronization channel that is repeatedly transmitted is calculated over the entire band of z).
  • Terminal 200 that detects the timing at which the correlation value is obtained as the frame timing is provided, so that terminal 200 can obtain the SCH correlation value without knowing the breakdown of services within the entire bandwidth of base station 100. You can get it correctly.
  • base station 100 has a minimum bandwidth unit (for example, 1.25 MHz unit) among a plurality of bandwidths served by the system, and a maximum bandwidth (for example, 5 MHz).
  • the synchronization channel is repeatedly transmitted without leaving an interval over the entire bandwidth, but the present invention is not limited to this.
  • the synchronization channel in the minimum bandwidth unit is repeated at a certain interval in the frequency direction. You may make it transmit.
  • the present invention is not limited to the case where the synchronization channel of the minimum bandwidth unit is repeatedly transmitted over the entire maximum bandwidth supported by the base station. This is because, for example, when the band to be used is limited in advance within the maximum bandwidth, the synchronization channel may be repeatedly transmitted in the minimum bandwidth unit in the frequency direction only for the limited band. !
  • the base station performs a minimum bandwidth unit among a plurality of bandwidths to be serviced.
  • the common control channel may be repeatedly transmitted over the frequency direction.
  • the terminal can know the common control information sent on the common control channel without knowing the breakdown of the services within the entire bandwidth of the base station, so the SCH correlation processing must be performed. Will be able to.
  • base station 100 power SCH and the common channel are repeatedly transmitted such that the center frequency of the common channel matches the raster frequency, and terminal 200 uses the signal received with reference to the raster frequency as described above. If the frame timing detection process as described above is performed, the terminal can easily detect the used frequency during the carrier frequency search, which is more preferable.
  • the terminal generally performs a carrier frequency search before performing a cell search.
  • the carrier frequency search is for checking whether or not the frequency that each operator can use for the service is used. It detects the frequency to use based on the RSSI (Received Signal Strength Indicator).
  • This carrier frequency search see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-300136 and Japanese Patent Laid-Open No. 2003-134569
  • raster frequency see, for example, 3GPP TS 25. 101 V6.9.0
  • the base station arranges the SCH based on the raster frequency, and at the same time, the terminal uses the raster frequency step. It is also proposed to perform a carrier frequency search. That is, as shown in FIG. 8, the base station is arranged so that the center frequency of the SCH having the minimum bandwidth (1.25 MHz) matches the raster frequency. Specifically, the base station 100 in FIG. 4 sets the SCH so that the center frequency of the synchronization channel (SCH) formed by the synchronization channel sequence signal forming unit 107 matches the raster frequency by the subcarrier allocation unit 106. Subcarrier placement. The terminal 200 in FIG. 5 performs reception processing by the radio reception unit 202 in increments of raster frequencies.
  • the feature of this embodiment is that, for a specific band, the base station repeatedly transmits the synchronization channel so that the sequence signals of the synchronization channel match among a plurality of serviced bandwidths. is there. In this way, even if the bandwidth to be serviced is changed, the contents of the synchronization channel in the specific band are the same, so the terminal can correctly acquire the correlation value of the synchronization channel in the specific band. become able to.
  • a synchronization channel (SCH) is arranged and transmitted in the central portion of the maximum bandwidth (for example, 20 MHz). Pay attention.
  • SCH synchronization channel
  • FIG. 9 shows the relationship between the service bandwidth and the SCH in such a scalable bandwidth system.
  • the base station has the same center frequency between the bandwidths to be serviced (1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 20 MHz). Try to match.
  • the base station transmits an SCH with a 1.25 MHz width when the service bandwidth is less than 5 MHz, and transmits an SCH with a 5 MHz width when the service bandwidth is 5 MHz or more. Further, the base station makes the center frequencies of the SCHs coincide with each other for each bandwidth.
  • the synchronization channel is repeated in the frequency direction in the minimum bandwidth unit among the plurality of bandwidths to be serviced.
  • the base station when the contents of the SCH (ie, the pattern of the sequence signal forming the SCH: hereinafter referred to as the SCH pattern) are different at the center as shown in FIG. 9, the base station When the bandwidth (Node B BW) and the terminal bandwidth (UE bandwidth) are different, the terminal may not be able to acquire SCH correlation, and cell search processing may not be possible.
  • the SCH pattern the pattern of the sequence signal forming the SCH: hereinafter referred to as the SCH pattern
  • FIG. 10 shows a comparison between the case where the service bandwidth is 1.25 MHz and 5 MHz as an example in the case where the SCH patterns in the central portion are different.
  • the SCH pattern of pattern "1, 2" is repeatedly transmitted in units of the minimum bandwidth (1.25 MHz)
  • the SCH pattern becomes "2, 1" at the center of 5 MHz. End up.
  • the terminal prepares only the signal of pattern “1, 2” as the SCH replica to be correlated, the correlation cannot be acquired correctly.
  • the SCH pattern in the center is always matched between the widths.
  • the SCH patterns with service bandwidths of 1.25 MHz and 2.5 MHz are reversed. I made it.
  • the SCH pattern of the central part matches between all bandwidths to be serviced (1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 1 OMHz, 20 MHz).
  • the terminal can correctly acquire correlation values in all bandwidths (1.25 MHz, 2.5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, and 20 MHz) with only one SCH replica having the pattern “2, 1”. It becomes like this.
  • the operation as described above can be easily realized by changing the formed synchronization channel sequence signal by the synchronization channel sequence signal forming unit 107 in FIG.
  • the SCH sequence signals are matched between the multiple bandwidths to be serviced. Correlation values at 10MHz and 20MHz) can be obtained correctly.
  • the SCH sequence signal is used.
  • the band to be matched is the central part (center band) of the maximum bandwidth.
  • the band for matching the SCH sequence signals among a plurality of serviced bandwidths is not limited to this. In short, if the SCH pattern is to be detected, the SCH sequence signal should be matched in the specific band.
  • the scalable bandwidth system, radio base station apparatus, synchronization channel transmission method, and transmission method of the present invention provide a synchronization channel (SCH) correlation process even if the terminal does not know the breakdown of services within the entire bandwidth. It can be widely applied to scalable bandwidth systems, radio base station apparatuses, and wireless terminal apparatuses that are required to execute the above.
  • SCH synchronization channel

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Abstract

　端末が全帯域幅内のサービスの内訳を知らなくても、同期チャネル（ＳＣＨ）の相関処理が可能とするスケーラブル帯域幅システムを提供すること。基地局は、システムがサービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位（例えば１．２５ＭＨｚ単位）で、最大帯域幅（例えば５ＭＨｚ）の全帯域に亘って、同期チャネルを繰り返し送信する。端末は、予め保持している最小帯域幅単位の同期チャネル系列信号と、繰り返し送信された同期チャネルとの相関を算出し、最大の相関値が得られるタイミングをフレームタイミングとして検出する。

Description

明 細 書
スケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置、同期チャネル送信方法 及び送信方法
技術分野
[0001] 本発明は、特に、無線基地局装置が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯 域幅の中で、各無線端末装置が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割り当て可能とし たスケーラブル帯域幅システム、及びそのスケーラブル帯域幅システムに用いられる 無線基地局装置、同期チャネル送信方法及び送信方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式に代表されるマル チキャリア通信を行うにあたって、無線基地局装置（以下これを単に基地局と呼ぶ） が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯域幅の中で、各無線端末装置 (以下 これを単に端末と呼ぶ)が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割り当て可能とした無線 通信システムが提案されている。このような無線通信システムを、スケーラブル帯域幅 システムと呼ぶ (例えば非特許文献 1参照)。
[0003] ところで、マルチキャリア通信システムでは、基地局がカバーするセルを識別するた めに、セルごとに異なるスクランブルコードを割り当ている。端末 (移動局）は、移動に 伴うセルの切り替え (ノ、ンドオーバ）時や間欠受信時などにセルサーチ、つまりセルを 識別するためのスクランブルコードの同定を行う必要がある。
[0004] 各端末に割り当てられる帯域幅が固定であるマルチキャリア通信システムにおける セルサーチでは、端末は、そのシステムの帯域幅に合わせて受信した同期チャネル (SCH： Synchronization Channel)を用いてセルサーチを行えばよ!、。 SCHを用いた セルサーチ方法としては、非特許文献 2に記載されたものなどが一般的である。
[0005] 端末は、まず第 1段階としてシンボルタイミング (FFTウィンドウタイミング)を検出し た後、第 2段階として SCHを用いてフレームタイミングの検出を行う。具体的には、受 信信号を FFTして SCHを分離し SCHレプリカとの相関を取る。得られた相関値のう ち最も大きな相関値が得られるタイミングを、フレームタイミングとして検出する。その 後、第 3段階としてパイロットチャネルなどを用いてスクランブルコードを同定する。
[0006] この同期チャネルの構成としては、例えば非特許文献 3で提案されているものがあ る。非特許文献 3では、図 1に示すように、 2つの SCHを lOFDMシンボル内で周波 数方向に多重する配置する方法が提案されている。ここで、 1フレームには lOFDM シンボルが配置され、 Primary SCH (P— SCH)は全セル共通パターンであり、 S econdary SCH (S— SCH)はセル毎に異なるパターン（コードグループを表すパ ターン)である。
非特許文献 1 : 3GPP TR 25.913 v7.0.0 (2005-06) "Requirements for Evolved UTRA and UTRAN"
非特許文献 2 :花田，新，樋口，佐和橋（NTT DoCoMo) , RCS2001-091 (2001-07)" ブロードバンドマルチキャリア CDMA伝送における周波数多重同期チャネルを用い た 3段階セルサーチ特性
非特許文献 3 : 3GPP Rl-050590, NTT DoCoMo "Physical Channels and Multiplexin g in Evolved UTRA Downlink" (June 2005)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、例えば非特許文献 1のスケーラブル帯域幅システムでサポートすべ き帯域幅は、 1. 25MHz, 2. 5MHz、 5MHz、 10MHz、 15MHz及び 20MHzと規 定されている。
[0008] 端末は、初期セルサーチ時に基地局がどの帯域幅でサービスを行っているか知ら ないため、最大 20MHz内のどの中心周波数、どの帯域幅で初期セルサーチの試行 を開始すべきか分力 ない。したがって、端末は、基地局のサービス全帯域幅を検出 してから、初期セルサーチの処理を開始する必要がある。
[0009] し力しながら、端末は、セルサーチ中にサービス帯域幅の内訳を知ることができな いため、 SCHパターンの位置及びサイズが分力 ず、この結果 SCHの相関が取得 できない。結果として、フレーム同期以降の処理を行うことができないという課題があ る。
[0010] これを、図 2及び図 3を用いて説明する。図 2は、端末に割り当てられる帯域幅が固 定（5MHz)であるマルチキャリア通信システムにおける相関取得の様子を示すもの で、帯域幅が固定なのでこの帯域幅に相当する周期の SCHレプリカ信号を用いて、 容易に相関値を取得できる。
[0011] これに対して、図 3は、端末に割り当てられる帯域幅が可変なスケーラブル帯域幅 システムにおける相関取得の様子を示すもので、端末は、セルサーチ中に、基地局 が各端末に送信しているサービス帯域幅の内訳を知ることができないため、 SCHパ ターンの位置及びサイズが分からず（つまりどのような SCHレプリカを用いて良!、か が分力 ず)、相関値を取得することが困難となる。
[0012] 本発明の目的は、端末が全帯域幅内のサービスの内訳を知らなくても、同期チヤネ ル (SCH)の相関値を正しく取得できるようなスケーラブル帯域幅システム、無線基地 局装置、同期チャネル送信方法及び送信方法を提供することである。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明のスケーラブル帯域幅システムは、無線基地局装置が複数の最大帯域幅を サポートし、その最大帯域幅の中で、各無線端末装置が実際に通信を行う帯域幅を 柔軟に割り当て可能としたスケーラブル帯域幅システムであって、サービスする複数 の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、周波数方向に亘つて、同期チャネルを繰り返 し送信する無線基地局装置と、予め保持して!/、る前記最小帯域幅単位の同期チヤネ ル系列信号と、前記繰り返し送信された同期チャネルとの相関を算出し、最大の相関 値が得られるタイミングをフレームタイミングとして検出する無線端末装置とを具備す る構成を採る。
[0014] この構成によれば、端末が、基地局の全帯域幅内のサービスの内訳を知らなくても SCH相関値を正しく取得できるようになる。
発明の効果
[0015] 本発明によれば、端末が全帯域幅内のサービスの内訳を知らなくても、同期チヤネ ル (SCH)の相関値を正しく取得することが可能となり、フレーム同期以降の処理を良 好に行うことができるようになる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]同期チャネルの構成例を示す図 [図 2]端末に割り当てられる帯域幅が固定であるマルチキャリア通信システムにおける 相関取得の様子を示す図
[図 3]端末に割り当てられる帯域幅が可変なスケーラブル帯域幅システムにおける相 関取得の様子を示す図
[図 4]実施の形態の基地局の構成を示すブロック図
[図 5]実施の形態の端末の構成を示すブロック図
[図 6]実施の形態の動作の説明に供する図
[図 7]他の実施の形態の基地局の送信方法の説明に供する図
[図 8]他の実施の形態の基地局の送信方法の説明に供する図
[図 9]中心部分で SCHパターンが異なる場合の例を示す図
[図 10]中心部分で SCHパターンが異なる場合の例を示す図
[図 11]相関が取得できる場合とできない場合の対応関係を示す図
[図 12]実施の形態 2による SCHパターン例を示す図
[図 13]実施の形態 2による SCHパターン例を示す図
発明を実施するための最良の形態
[0017] 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。
[0018] (実施の形態 1)
図 4に、本実施の形態のスケーラブル帯域幅システムに用いられる無線基地局装 置 (以下、基地局と呼ぶ)の構成を示し、図 5に、基地局 100と通信を行う無線端末装 置 (以下、端末と呼ぶ)の構成を示す。
[0019] 基地局 100は、サポートしている最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅と同じか、ま たはそれよりも狭い帯域幅を各端末の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当て、 各端末との間で OFDM通信を行うようになっている。
[0020] 先ず、図 1に示す基地局 100の構成について説明する。基地局 100は、送信制御 部 101に各端末 l〜n宛の送信データ l〜nを入力する。送信制御部 101は、入力さ れた送信データ l〜nを選択的に誤り訂正符号ィ匕部 102に出力する。
[0021] 誤り訂正符号ィ匕部 102は、送信制御部 101から入力されたデータを誤り訂正符号 化処理し、これにより得た符号化データを変調部 103に送出する。変調部 103は、符 号化データに対して、例えば QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)や 16QAM(Qu adrature Amplitude Modulation)等の変調処理を施し、これにより得た変調信号をフレ ーム形成部 104に送出する。
[0022] フレーム形成部 104は、変調信号にパイロット信号 (PL)を付加することで送信フレ ーム信号を形成し、これをスクランプリング部 105に送出する。スクランプリング部 105 は、セル固有のスクランプリングコードを用いてスクランプリング処理を行い、スクラン プリング後の信号をサブキャリア割当部 106に送出する。
[0023] サブキャリア割当部 106には、スクランプリング処理部 105からの送信データにカロえ て、同期チャネル系列信号形成部 107によって形成された同期チャネル系列信号が 入力される。サブキャリア割当部 106は、同期チャネル系列信号が、基地局がサポー トしている複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、最大帯域幅の全帯域に亘つて 、繰り返し割り当てられるように、同期チャネル系列信号のサブキャリア割当を行う。ま た、ここでは詳述しないが、サブキャリア割当部 106は、各端末宛のスクランプリング 処理後の信号を、スケジューリング情報等に基づ 、た位置及び帯域幅のサブキヤリ ァに配置する。なお、サブキャリア割当部 106は、シリアルパラレル変換回路により構 成されている。
[0024] サブキャリア割当部 106の出力は、高速逆フーリエ変換部 (IFFT) 108によって処 理され、続くガードインターバル（GI)揷入部 109によってガードインターバルが挿入 され、無線送信部 110によってディジタルアナログ変換処理や無線周波数へのアツ プコンバート処理等の所定の無線処理が施された後、アンテナ 111から出力される。
[0025] 次に、図 5に示す端末 200の構成について説明する。端末 200は、アンテナ 201で 受信した信号を無線受信部 202に入力する。無線受信部 202は、受信信号に対して ダウンコンバート処理やアナログディジタル変換処理等の所定の無線処理を施すこと により、ベースバンドの OFDM信号を得る。
[0026] 無線受信部 202から出力されたベースバンドの OFDM信号は、ガードインターバ ル (GI)除去部 205によってガードインターバルが除去された後、高速フーリエ変換 部（FFT) 206に入力される。
[0027] また、ベースバンドの OFDM信号は、帯域幅判定部 203に入力される。帯域幅判 定部 203は、各帯域で得られた OFDM信号について、例えばガードインターバルの 元となった部分と、当該 OFDM信号を有効シンボル長だけずらした信号におけるガ ードインターバル部分との相関値の大きさを求め、この相関値の大きさに基づ!/、て、 基地局 100がサポートしている最大帯域幅を判定する。シンボルタイミング検出部 20 4は、例えば帯域幅判定部 203で求めた相関値のピークを検出することで、シンボル タイミングを検出する。 FFT206は、シンボルタイミング検出部 204によって検出され たシンボルタイミング（FFTウィンドウタイミング）で FFT処理を行うことで、 IFFT処理 前の信号を得、これをサブキャリア選択部 207及び 209に送出する。サブキャリア選 択部 207は、例えば制御チャネルで送られてきたスケジューリング情報により指示さ れたサブキャリアの信号をデスクランプリング処理部 208に送出する。
[0028] サブキャリア選択部 209は、基地局がサポートしている複数の帯域幅のうちの最小 帯域幅単位のサブキャリアの信号を選択して、 SCH相関値算出部 210及びパイロッ ト相関値算出部 212に送出する。
[0029] SCH相関値算出部 210は、最小帯域幅単位で、サブキャリア選択部 209から出力 された同期チャネルの信号と、同期チャネル系列信号のレプリカとの相関値を算出し 、相関値をフレームタイミング Zコードグループ検出部 211に送出する。
[0030] フレームタイミング Zコードグループ検出部 211は、相関値のピークを検出すること で、フレームタイミング及びコードグループを検出する。ノ ィロット相関算出部 212は 、フレームの先頭タイミングで、 FFT206から出力された信号と、複数の候補スクラン ブルコードとの相関値を算出し (つまりフレーム先頭に配置されているスクランブリン グ処理されたパイロットと、複数の候補スクランブルコードとの相関値を算出し）、相関 値をスクランブルコード同定部 213に送出する。スクランブルコード同定部 213は、相 関値の最も大き 、スクランブルコードを基地局 100で用いられたスクランブルコードで あると同定し、同定したスクランブルコードをデスクランプリング処理部 208に送出す る。
[0031] デスクランプリング処理部 208は、サブキャリア選択部 207から出力された信号を、 同定されたスクランブルコードでデスクランプリングする。デスクランプリングされた信 号は、復調部 214によって復調され、復号部 215によって復号されることで、受信デ ータとされる。
[0032] 次に、図 5を用いて、本実施の形態の基地局 100と端末 200の動作について説明 する。
[0033] 基地局 100は、例えば図 1に示したように、全基地局共通のシンボル系列から SCH の OFDMシンボルを生成し、フレームデータに対して時間多重してスクランプリング 処理後のフレームに挿入する。
[0034] ここで、 SCHのシンボル系列のパターンは、スケーラブル帯域幅の最小帯域幅（例 えば 1. 25MHz)のサブキャリア数に相当するサイズを持つようになされている。サブ キャリア割当部 106は、上記最小帯域幅サイズの SCHを繰り返して配置する。
[0035] SCHの配置方法を、図 6を用いて具体的に説明する。基地局 100が送信できる最 大帯域幅を 5MHzと仮定し、その中で 1. 25MHz, 2. 5MHz、 1. 25MHzの 3つに 分けてデータ信号を送信しているものとする。なお、説明を簡単にするために、スケ ーラブル帯域幅の最小帯域幅（1. 25MHz)相当のサブキャリア数を 8としている。図 6に示すように、基地局 100は 1. 25MHz幅相当のサイズを持つ SCHパターンを、 サービスの内訳の幅に関係なく繰り返して配置する。
[0036] 端末 200は、このような信号を受信すると、以下のような処理を行う。端末 200が受 信できる周波数帯域幅 (能力）の上限が最小帯域幅（ 1. 25MHz)より大き 、場合 (2 . 5MHz、 5MHz、 10MHz、 15MHz、 20MHz)、端末 200の SCH相関値算出部 210は、図 6に示すように、 SCH相関値を合成する。つまり、 SCH相関値算出部 21 0は最小帯域幅毎に得られた相関値を合成し、この合成相関値で最大の値が得られ るタイミングをフレームとして検出する。これにより、フレームタイミング検出の精度向 上が見込めるようになる。また、 SCH相関値算出部 210によって、最大帯域幅の全 帯域幅に亘つて繰り返し送信された同期チャネルのうち、いずれか一つ又は複数の 最小帯域幅で送信された同期チャネルを選択して SCH相関処理を行うことも可能で ある。このようにすると、全ての最小帯域幅で相関処理を行う必要がなくなるため、セ ルサーチの処理量を削減できる。
[0037] 以上説明したように、本実施の形態によれば、システムがサービスする複数の帯域 幅のうちの最小帯域幅単位 (例えば 1. 25MHz単位)で、最大帯域幅 (例えば 5MH z)の全帯域に亘つて、同期チャネルを繰り返し送信する基地局 100と、予め保持して いる最小帯域幅単位の同期チャネル系列信号と、繰り返し送信された同期チャネル との相関を算出し、最大の相関値が得られるタイミングをフレームタイミングとして検 出する端末 200とを設けるようにしたことにより、端末 200が、基地局 100の全帯域幅 内のサービスの内訳を知らなくても SCH相関値を正しく取得できるようになる。
[0038] なお、上述した実施の形態では、基地局 100が、システムがサービスする複数の帯 域幅のうちの最小帯域幅単位 (例えば 1. 25MHz単位)で、最大帯域幅 (例えば 5M Hz)の全帯域に亘つて間隔を空けずに、同期チャネルを繰り返し送信する場合につ いて述べたが、これに限らず、例えば最小帯域幅単位の同期チャネルを周波数方向 に一定の間隔をおいて繰り返し送信するようにしてもよい。また、最小帯域幅単位の 同期チャネルを基地局がサポートしている最大帯域幅全体に亘つて繰り返し送信す る場合に限定されるものではない。なぜなら、例えば、使用する帯域が最大帯域幅の 中で予め限定されている場合等には、その限定された帯域についてのみ周波数方 向に亘つて最小帯域幅単位で同期チャネルを繰り返し送信すればよ!、からである。
[0039] また、上述した実施の形態では、同期チャネルを繰り返し送信する場合について述 ベたが、図 7に示すように、基地局が、サービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域 幅単位で、周波数方向に亘つて、共通制御チャネルを繰り返し送信するようにしても よい。このようにすれば、端末は、基地局の全帯域幅内のサービスの内訳を知らなく ても、共通制御チャネルで送られた共通制御情報を知ることができるので、 SCH相 関処理を行うことができるようになる。
[0040] さらに、基地局 100力 SCHや共通チャネルの中心周波数がラスタ周波数に一致 するようにして SCHや共通チャネルを繰り返し送信し、端末 200が、ラスタ周波数を 基準として受信した信号を用いて上述したようなフレームタイミング検出処理を行うよ うにすれば、端末が、キャリア周波数サーチ時に、使用されている周波数を容易に検 出することができるようになるので、一段と好適である。
[0041] このことについて説明する。端末は、セルサーチを行う前にキャリア周波数サーチを 行うのが一般的である。キャリア周波数サーチは、各事業者がサービスに使用されう る周波数が使用されて 、るかどうか調べるもので、ラスタ周波数 (例えば 200kHz)刻 みで無線信号を受信し、その RSSI(Received Signal Strength Indicator)などに基づ いて使用する周波数を検出する。このキャリア周波数サーチ (例えば特開 2002— 30 0136号公報、特開 2003— 134569号公報参照）及びラスタ周波数 (例えば 3GPP TS 25. 101 V6. 9. 0参照）は、既知の技術なのでここでの詳しい説明は省略 する。
[0042] 本発明では、このキャリア周波数サーチ及びラスタ周波数の考え方を用いて、上述 した実施の形態に加えて、基地局がラスタ周波数を基準として SCHを配置すると共 に、端末がラスタ周波数刻みでキャリア周波数サーチを行うことも提案する。すなわち 、基地局は、図 8に示すように、最小帯域幅（1. 25MHz)の SCHの中心周波数がラ スタ周波数に一致するように配置する。具体的には、図 4の基地局 100が、サブキヤ リア割当部 106によって、同期チャネル系列信号形成部 107で形成した同期チヤネ ル（SCH)の中心周波数がラスタ周波数に一致するように、 SCHをサブキャリア配置 する。図 5の端末 200は、無線受信部 202によって、ラスタ周波数刻みで受信処理す る。
[0043] (実施の形態 2)
本実施の形態の特徴は、基地局が、特定の帯域については、サービスする複数の 帯域幅の間で、同期チャネルの系列信号が一致するように、同期チャネルを繰り返し 送信するようにしたことである。このようにすることで、サービスする帯域幅を変更した 場合でも、前記特定帯域での同期チャネルの内容は同一となるので、端末は前記特 定帯域の同期チャネルの相関値を正しく取得することができるようになる。
[0044] 先ず、本実施の形態を提示した理由について、図 9、図 10及び図 11を用いて説明 する。
[0045] 本発明の発明者らは、スケーラブル帯域幅システムにおいては、同期チャネル（SC H)を最大帯域幅 (例えば 20MHz)の中心部分に配置して送信する方法が提案され て 、ることに着目した。
[0046] このようなスケーラブル帯域幅システムにおける、サービスする帯域幅と SCHとの関 係を、図 9に示す。図 9からも分かるように、基地局は、サービスする複数の帯域幅（1 . 25MHz, 2. 5MHz、 5MHz、 10MHz、 20MHz)間で、帯域の中心周波数が一 致するようにする。また、基地局は、サービスする帯域幅が 5MHz未満の場合には 1 . 25MHz幅で SCHを送信し、サービスする帯域幅が 5MHz以上の場合には 5MH z幅で SCHを送信する。さらに、基地局は、各帯域幅の SCHについても、各帯域幅 間で SCHの中心周波数が一致するようにする。
[0047] このようなスケーラブル帯域幅システムにおいては、サービスする帯域幅が変更さ れた場合でも、 SCHが中心周波数を含むある一定の帯域内に必ず存在するので、 端末はサービスする帯域幅が変更された場合でも容易に SCHを検出することができ るといった利点がある。
[0048] ところで、このようなスケーラブル帯域幅システムに、実施の形態 1で説明したような 、サービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、周波数方向に亘つて、同 期チャネルを繰り返し送信する方法を適用しょうとすると、以下のような問題が生じる おそれがある。
[0049] 例えば、図 9に示すように中心部分で SCHの内容（すなわち SCHを形成する系列 信号のパターン：以下これを SCHパターンと呼ぶ）が異なった場合、図 11に示すよう に基地局の帯域幅（Node B BW)と端末の帯域幅（UE bandwidth)が異なると きに、端末は SCH相関を取得できず、セルサーチ処理が不可能になる場合がある。
[0050] 図 10は、中心部分での SCHパターンが異なる場合の例として、サービス帯域幅が 1. 25MHzと 5MHzの場合を比べたものである。図 10に示すように、最小帯域幅（1 . 25MHz)単位で、パターン「1, 2」の SCHパターンを繰り返し送信した場合、 5MH zの中心部分では、 SCHパターンが「2, 1」となってしまう。この場合、端末は、相関 取得すべき SCHレプリカとしてパターン「1, 2」の信号のみを用意していると、相関を 正しく取得できなくなってしまう。このような事態を回避するためには、 SCHレプリカと して、パターン「1, 2」とパターン「2, 1」の SCHレプリカを用意しておくことも考えられ るが、その分だけ構成が複雑となる。
[0051] そこで、本実施の形態では、図 12、図 13に示すように、サービスする複数の帯域幅 についての SCHパターンのうち、いずれかの SCHパターンを操作して、サービスす る複数の帯域幅間で、中心部分の SCHパターンを必ず一致させるようにした。図 12 、図 13の例では、サービス帯域幅 1. 25MHzと 2. 5MHzの SCHパターンを前後逆 にした。これにより、サービスする全ての帯域幅（1. 25MHz, 2. 5MHz、 5MHz、 1 OMHz、 20MHz)の間で、中心部分の SCHパターンが一致するようになる。この結 果、端末は、パターン「2, 1」である 1つの SCHレプリカのみで、全ての帯域幅（1. 2 5MHz、 2. 5MHz、 5MHz、 10MHz、 20MHz)における相関値を正しく取得でき るようになる。
[0052] 因みに、上述したような操作は、図 4の同期チャネル系列信号形成部 107によって 、形成する同期チャネル系列信号を変更することで容易に実現できる。
[0053] 以上説明したように、本実施の形態によれば、 SCHを最大帯域幅の中心部分に配 置して送信する方法に実施の形態 1で説明した方法を適用するにあたって、中心部 分の帯域については、サービスする複数の帯域幅の間で、 SCHの系列信号が一致 するようにしたことにより、 1つの系列信号のみで全ての帯域幅（1. 25MHz, 2. 5M Hz、 5MHz、 10MHz、 20MHz)における相関値を正しく取得できるようになる。
[0054] なお、上述した実施の形態では、 SCHを最大帯域幅の中心部分に配置して送信 する方法に実施の形態 1で説明した方法を適用することを想定したため、 SCHの系 列信号を一致させる帯域を、最大帯域幅の中心部分（中心帯域)とした場合につい て述べたが、サービスする複数の帯域幅の間で SCHの系列信号を一致させる帯域 はこれに限らない。要は、 SCHパターンを検出しょうとする特定の帯域において、 SC Hの系列信号を一致させるようにすればょ 、。
[0055] 本明細書は、 2005年 8月 23日出願の PCTZJP05Z015296、 2005年 11月 4日 出願の PCTZJP05Z020311及び 2006年 1月 11日出願の特願 2006— 004152 に基づく。その内容は全てここに含めておく。
産業上の利用可能性
[0056] 本発明のスケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置、同期チャネル送信方法 及び送信方法は、端末が全帯域幅内のサービスの内訳を知らなくても、同期チヤネ ル (SCH)の相関処理を実行することが求められるスケーラブル帯域幅システム、無 線基地局装置及び無線端末装置に広く適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 無線基地局装置が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯域幅の中で、各無 線端末装置が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割り当て可能としたスケーラブル帯 域幅システムであって、
サービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、周波数方向に亘つて、同 期チャネルを繰り返し送信する無線基地局装置と、
予め保持している前記最小帯域幅単位の同期チャネル系列信号と、前記繰り返し 送信された同期チャネルとの相関を算出し、最大の相関値が得られるタイミングをフ レームタイミングとして検出する無線端末装置と
を具備するスケーラブル帯域幅システム。
[2] 前記無線端末装置は、前記最小帯域幅毎に得られた相関値を合成し、この合成相 関値で最大の値が得られるタイミングをフレームとして検出する
請求項 1に記載のスケーラブル帯域幅システム。
[3] 前記無線端末装置は、前記周波数方向に亘つて繰り返し送信された同期チャネル のうち、いずれか一つ又は複数の周波数帯で送信された同期チャネルを選択的に 用いて相関を算出する
請求項 1に記載のスケーラブル帯域幅システム。
[4] 前記最小帯域幅は、 1. 25MHzである
請求項 1に記載のスケーラブル帯域幅システム。
[5] 前記無線基地局装置は、前記同期チャネルの中心周波数がラスタ周波数に一致 するようにして前記同期チャネルを繰り返し送信し、
前記無線端末装置は、前記ラスタ周波数を基準として受信した信号を用いて、前記 フレームタイミング検出処理を行う
請求項 1に記載のスケーラブル帯域幅システム。
[6] 前記無線基地局は、特定の帯域については、前記サービスする複数の帯域幅の 間で、同期チャネルの系列信号が一致するように、前記同期チャネルを繰り返し送信 する
請求項 1に記載のスケーラブル帯域幅システム。
[7] 前記特定の帯域は、前記サポートする最大帯域幅の中心帯域である 請求項 6に記載のスケーラブル帯域幅システム。
[8] 無線基地局装置が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯域幅の中で、各無 線端末装置が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割り当て可能としたスケーラブル帯 域幅システムに用いられる無線基地局装置であって、
サービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、周波数方向に亘つて、同 期チャネルを繰り返し送信する
無線基地局装置。
[9] 前記同期チャネルの中心周波数カ^スタ周波数に一致するようにして前記同期チ ャネルを繰り返し送信する
請求項 8に記載の無線基地局装置。
[10] 特定の帯域については、前記サービスする複数の帯域幅の間で、同期チャネルの 系列信号が一致するように、前記同期チャネルを繰り返し送信する
請求項 8に記載の無線基地局装置。
[11] 前記特定の帯域は、前記サポートする最大帯域幅の中心帯域である
請求項 10に記載の無線基地局装置。
[12] 無線基地局装置が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯域幅の中で、各無 線端末装置が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割り当て可能としたスケーラブル帯 域幅システムに用いられる同期チャネル送信方法であって、
サービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、周波数方向に亘つて、同 期チャネルを繰り返し送信する
同期チャネル送信方法。
[13] 無線基地局装置が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯域幅の中で、各無 線端末装置が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割り当て可能としたスケーラブル帯 域幅システムに用いられる無線基地局装置であって、
サービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、周波数方向に亘つて、共 通制御チャネルを繰り返し送信する
無線基地局装置。 無線基地局装置が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯域幅の中で、各無 線端末装置が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割り当て可能としたスケーラブル帯 域幅システムに用いられる無線基地局装置の送信方法であって、
サービスする複数の帯域幅のうちの最小帯域幅単位で、周波数方向に亘つて、共 通制御チャネルを繰り返し送信する
送信方法。
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