(57)【要約】  セルサーチの高速化を実現するとともに回路規模の縮小可能なＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置。ＯＦＤＭ送信装置である基地局装置（１００）に、第１のサブフレームの先頭から所定位置に同期系列が配置され、且つ、前記サブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定位置に前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するＳＣＨ挿入部（１２５）、ＩＦＦＴ部（１３０）、Ｐ−ＳＣＨ変換部（１３５）と、前記フレームを送信するＲＦ送信部１５０とを設けた。こうしてフレームの受信側では、いずれかの同期系列の位置を特定しその位置からフレームタイミングを特定できセルサーチを高速化できる。各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるが、ＩＱ成分を入れ替えただけなので、相関演算に用いる乗算器を共用することができ、受信側の回路規模縮小を実現できる。
2008032357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段と、
前記フレームを送信する送信手段と、
を具備するＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみ又はＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段と、
前記フレームを送信する送信手段と、
を具備するＯＦＤＭ送信装置。
【請求項３】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、
前記タイミング検出手段は、
それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果とを加算する第３の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第４の加算器と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、
前記タイミング検出手段は、
それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を減算する第３の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を負に反転した信号と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を負に反転した信号とを加算する第４の加算器と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、
前記タイミング検出手段は、
それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第３の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第４の加算器と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置に関し、特に同期系列を送信するＯＦＤＭ送信装置および当該同期系列を受信して同期制御を行うＯＦＤＭ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準化団体３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)）では、現在の第３世代携帯電話のさらなる改良システムの実現を目的として３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Long Term Evolution）の検討が進められている。非特許文献１に示されるＬＴＥシステムの要求条件を満たす下りリンクの無線伝送方式としては、ＯＦＤＭ方式が有力とされている。【０００３】
携帯電話システムのようなセルラシステムにおいて、通信の開始時、ハンドオーバ時、および間欠受信を行う通信待ち受け時などに、移動局が無線リンクを接続する最適な基地局を探すセルサーチ技術は最も重要な機能の一つである。標準化会議においてもＬＴＥシステムにおける種々のセルサーチ方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。【０００４】
非特許文献２にて提案されている同期用チャネル(Synchronization Channel:ＳＣＨ)の構成を図１に示す。同図に示すように、１０ｍｓｅｃの無線フレームにおいて、１０番目サブフレームと２０番目サブフレームの末尾シンボルに、ＳＣＨが周波数方向で多重される。また、ＳＣＨが配置される帯域幅は、基地局に割り当てられる帯域幅のうち、中央の１．２５ＭＨｚとしている。また、ＳＣＨには、Ｐｒｉｍａｒｙ  ＳＣＨ(Ｐ−ＳＣＨ)およびＳｅｃｏｎｄａｒｙ  ＳＣＨ(Ｓ−ＳＣＨ)の２種類が用意されている。【０００５】
このセルサーチ方法におけるセルサーチ処理の第１段階では、受信機は、受信信号と受信機で保持するＰ−ＳＣＨのレプリカ信号との相関検出を行い、シンボルタイミング検出を行う。ここでは、１無線フレーム中の２箇所のＰ−ＳＣＨの相関出力を平均化することで、シンボルタイミング検出特性を向上することができる。第２段階では、第１段階にて得られたシンボルタイミングで受信信号をＤＦＴし、さらに周波数領域でＳ−ＳＣＨの相関検出を行うことにより、フレームタイミングおよびセルＩＤグループ検出を行う。第３段階では、受信信号と、検出されたセルＩＤグループに属するセル固有のスクランブルコードが掛けられたリファレンス信号（reference signal）との相関を取得し，検出されたグループの中からセルＩＤ（Cell ID）を検出する。  
【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】3GPP, R1-061187, NTT DoCoMo, Fujitsu, Mitsubishi Electric, NEC, Panasonic, Toshiba Corporation, “Comparison on Cell Search Time Performance between SCH-Replica Based and Auto-Correlation Based Detections in E-UTRA Downlink”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のセルサーチ方法において、フレーム中に配置される複数のＰ−ＳＣＨに同一系列を用いる場合には、第１段階処理においてフレームタイミングを検出することができず、第２段階でＳ−ＳＣＨを用いてフレームタイミングを検出する必要がある。また、フレーム中に配置される複数のＰ−ＳＣＨに異なる系列を用いた場合には、フレームの受信側で、受信信号とＰ−ＳＣＨレプリカ信号との相関演算量が増大し相関器の数が増加し、回路規模の増大に繋がってしまう。【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、セルサーチの高速化を実現するとともに回路規模の縮小可能なＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＯＦＤＭ送信装置は、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段と、前記フレームを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。【０００９】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、前記タイミング検出手段は、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果とを加算する第３の加算器と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第４の加算器と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セルサーチの高速化を実現するとともに回路規模の縮小可能なＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来提案されている同期用チャネルの構成の説明に供する図
【図２】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図３】図２の基地局装置から送信されるフレーム構成の説明に供する図
【図４】実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図５】図４のＰ−ＳＣＨ相関検出部の構成例を示す図
【図６】実施の形態２のＰ−ＳＣＨ相関検出部の構成例を示す図
【図７】実施の形態２のＰ−ＳＣＨ相関検出部の構成例を示す他の図
【図８】他の実施の形態に係るフレーム構成の説明に供する図
【図９】他の実施の形態に係るフレーム構成の説明に供する図
【図１０】他の実施の形態に係るフレーム構成の説明に供する図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。【００１３】
（実施の形態１）
図２に示すように実施の形態１のＯＦＤＭ送信装置としての基地局装置１００は、誤り訂正符号化部１０５と、変調部１１０と、スクランブリングコード生成部１１５と、スクランブリング処理部１２０と、ＳＣＨ挿入部１２５と、ＩＦＦＴ部１３０と、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５と、ＣＰ挿入部１４０と、Ｔｉｍｅ  Ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ（ＴＷ）処理部１４５と、ＲＦ送信部１５０とを有する。【００１４】
誤り訂正符号化部１０５は、入力信号である送信データに所定の符号化を施し、変調部１１０に出力する。【００１５】
変調部１１０は、入力信号である符号化処理後の信号に所定の一次変調を施し、スクランブリング処理部１２０に出力する。【００１６】
スクランブリングコード生成部１１５は、自装置のセルに固有のＩＤに応じたスクランブルコードを生成し、スクランブリング処理部１２０に出力する。【００１７】
スクランブリング処理部１２０は、入力信号である変調後の信号と、スクランブルコードとを乗算してスクランブルを行い、ＳＣＨ挿入部１２５に出力する。【００１８】
ＳＣＨ挿入部１２５は、ＳＣＨ系列をフレームの周波数軸上（つまり、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア上）にマッピングする。ここでは、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、各サブフレームの先頭から所定のシンボル位置に、同期系列を周波数方向に配置する。なお、他のＯＦＤＭシンボルには、スクランブリング処理部１２０にてスクランブルされた後の信号が配置される。すわわち、ＳＣＨ系列と、スクランブリング処理部１２０にてスクランブルされた後の信号とは、時間多重されることになる。【００１９】
ＩＦＦＴ部１３０は、入力信号を逆高速フーリエ処理して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換してＯＦＤＭ信号を生成し、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５に出力する。【００２０】
Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５は、入力するＯＦＤＭ信号において、Ｐ−ＳＣＨ系列のシンボルについてのみＩＱ成分を入れ替えるＰ−ＳＣＨ交換処理を行う。更に、ここでは、基地局装置１００から図３に示す構成、すなわち、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列が互いにＩＱ成分が入れ替えられている構成を有するフレームが送信される。そのため、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５は、２つのサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に配置される同期系列については特に処理をせず、第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に配置される同期系列についてのみ、ＩＱ成分を入れ替える。こうすることにより、フレームの受信側では、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができる。なお、どちらのＰ−ＳＣＨ系列を入れ替えるかは、予め送信側および受信側の間で既知であれば、いずれでもよい。【００２１】
ＣＰ挿入部１４０は、入力されるＯＦＤＭシンボルの末尾部分のコピーをＯＦＤＭシンボルの先頭に配置する、すなわちサイクリックプレフィクス（ＣＰ）を挿入する。【００２２】
ＴＷ処理部１４５は、ＣＰ挿入後のＯＦＤＭ信号の波形の連続性を保つためのフィルタリング処理を行い、ＲＦ送信部１５０に出力する。【００２３】
ＲＦ送信部１５０は、入力信号に無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。【００２４】
図４に示すように実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００は、ＲＦ受信部２０５と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号生成部２１０と、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５と、ＦＦＴ部２２０と、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５と、セルＩＤグループ検出部２３０と、リファレンス信号相関検出部２３５と、スクランブルコード検出部２４０と、デスクランブリング処理部２４５と、復調部２５０と、誤り訂正復号部２５５と、を有する。【００２５】
ＲＦ受信部２０５は、アンテナを介して受信した受信信号に無線受信処理（Ａ／Ｄ変換、ダウンコンバートなど）を施し、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５およびＦＦＴ部２２０に出力する。【００２６】
Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号生成部２１０は、基地局装置１００で送信したＰ−ＳＣＨと同様のＰ−ＳＣＨを生成し、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５に出力する。【００２７】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号（ＩＱ成分そのままのもの、および、ＩＱ成分を入れ替えたもの）と、受信信号との相関処理を行い、ピークの現れるタイミングを検出して、タイミング情報をＦＦＴ部２２０に出力する。ここで、送信側である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されている。すなわち、各サブフレームに異なるＰ−ＳＣＨ系列が配置されているため、いずれのサブフレームであるかをＰ−ＳＣＨ系列のピーク検出により特定できるので、セルサーチの第１段階でフレームタイミングまで特定することが可能となる。そのため、セルサーチの高速化を実現することができる。さらに、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、ＩＱ成分を入れ替えたものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。なお、特定されるフレームタイミングは、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５およびリファレンス信号相関検出部２３５に通知される。【００２８】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、具体的には、図５に示すように、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第１の加算器３０５と、第２の加算器３０６と、第３の加算器３０７と、第４の加算器３０８と、第１の積算器３０９と、第２の積算器３１０と、第３の積算器３１１と、第４の積算器３１２とを有する。【００２９】
第１の乗算器３０１は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５の入力信号である、ＲＦ受信部２０５にて無線受信処理が施された受信信号のＩ成分（ｒ_Ｉ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＩ成分（ｓ_Ｉ）とを乗算し、第１の加算器３０５および第４の加算器３０８に出力する。【００３０】
第２の乗算器３０２は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５の入力信号のＩ成分（ｒ_Ｉ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＱ成分（ｓ_Ｑ）とを乗算し、第２の加算器３０６および第３の加算器３０７に出力する。【００３１】
第３の乗算器３０３は、ＲＦ受信部２０５にて無線受信処理が施された受信信号のＱ成分（ｒ_Ｑ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＩ成分（ｓ_Ｉ）とを乗算し、第２の加算器３０６および第３の加算器３０７に出力する。【００３２】
第４の乗算器３０４は、ＲＦ受信部２０５にて無線受信処理が施された受信信号のＱ成分（ｒ_Ｑ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＱ成分（ｓ_Ｑ）とを乗算し、第１の加算器３０５および第４の加算器３０８に出力する。【００３３】
第１の加算器３０５、第２の加算器３０６、第３の加算器３０７、および第４の加算器３０８は、それぞれ入力の正負が変更可能に構成され、入力信号を加算する。実施の形態１では、上述のとおり、受信信号である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されている。そのため、第１の加算器３０５の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力および第４の乗算器３０４からの入力ともに正となっている。第２の加算器３０６の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力が負、第３の乗算器３０３からの入力が正となっている。第３の加算器３０７の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力および第３の乗算器３０３からの入力ともに正となっている。第４の加算器３０８の入力の正負は、第４の乗算器３０４からの入力が負、第１の乗算器３０１からの入力が正となっている。【００３４】
第１の積算器３０９、第２の積算器３１０、第３の積算器３１１、および第４の積算器３１２は、それぞれ第１の加算器３０５、第２の加算器３０６、第３の加算器３０７、第４の加算器３０８からの出力信号を積算する。【００３５】
このように、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第１の加算器３０５と、第２の加算器３０６と、第１の積算器３０９と、第２の積算器３１０とから第１の相関器が構成され、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第３の加算器３０７と、第４の加算器３０８と、第３の積算器３１１と、第４の積算器３１２とから第２の相関器が構成されている。つまり、第１の相関器と第２の相関器とで第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４とが共用されている。【００３６】
そして、第１の積算器３０９の出力が第１の相関器のＩ成分となり、第２の積算器３１０の出力が第１の相関器のＱ成分となる。また、第３の積算器３１１の出力が第２の相関器のＩ成分となり、第４の積算器３１２の出力が第２の相関器のＱ成分となる。【００３７】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５の動きを式で表すと、以下のようになる。
第１の相関器  Σ（ｒ_Ｉ＋ｊｓ_Ｑ）×（ｓ_Ｉ−ｊｓ_Ｑ）
第２の相関器  Σ（ｒ_Ｉ＋ｊｓ_Ｑ）×（ｓ_Ｑ−ｊｓ_Ｉ）
ここで、受信信号は、（ｒ_Ｉ＋ｊｓ_Ｑ）で表され、ＳＣＨレプリカ系列は、（ｓ_Ｉ−ｊｓ_Ｑ）と、これとＩＱ成分が入れ替えられた（ｓ_Ｑ−ｊｓ_Ｉ）で表される。ｊは、虚数を表す。【００３８】
図４に戻り、ＦＦＴ部２２０は、入力されたＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５からのタイミング情報（シンボルタイミング）に基づいてＣＰを除去する。さらに、ＦＦＴ部２２０は、タイミング情報（シンボルタイミング）に基づくタイミング位置でフーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行い、フーリエ変換処理後の信号をＳ−ＳＣＨ相関検出部２２５、リファレンス信号相関検出部２３５、およびデスクランブリング処理部２４５に出力する。【００３９】
Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５は、ＦＦＴ後の信号とＳＣＨ系列との相関検出処理を行い、セルＩＤグループ検出部２３０に出力する。なお、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５からのフレームタイミングを通知されているので、フレーム中のどの位置にＳ−ＳＣＨが配置されているのか把握できる。【００４０】
セルＩＤグループ検出部２３０は、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５にて検出された相関結果に基づいて、セルＩＤグループを検出し、検出されたセルＩＤグループ情報をスクランブルコード検出部２４０に出力する。【００４１】
リファレンス信号相関検出部２３５は、ＦＦＴ後の信号とパイロット系列との相関検出処理を行い、スクランブルコード検出部２４０に出力する。なお、リファレンス信号相関検出部２３５は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５からのフレームタイミングを通知されているので、フレーム中のどの位置にパイロット信号が配置されているのか把握できる。【００４２】
スクランブルコード検出部２４０は、パイロット相関検出部における相関検出結果と、セルＩＤグループ情報とに基づいて、スクランブルコードを同定する。この同定されたスクランブルコードは、デスクランブリング処理部２４５に出力される。【００４３】
デスクランブリング処理部２４５は、スクランブルコード検出部２４０にて検出されたスクランブルコードを用いて、ＦＦＴ処理後の信号をデスクランブルし、復調部２５０に出力する。【００４４】
復調部２５０は、入力された信号を復調し、誤り訂正復号部２５５に出力する。誤り訂正復号部２５５は、所定の復号を行い、受信データを得る。【００４５】
なお、上記説明においては、Ｐ−ＳＣＨ挿入後のＯＦＤＭ信号のＰ−ＳＣＨ挿入部分に対してＩＱ成分を入れ替えるＰ−ＳＣＨ変換処理を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｐ−ＳＣＨ挿入前にＩＦＦＴを行いＯＦＤＭ変調をした後に、時間軸領域でＩＱ成分が逆転したＰ−ＳＣＨ信号を挿入してもよい。要は、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームが構成されればよい。【００４６】
このように本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ送信装置としての基地局装置１００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段としてのＳＣＨ挿入部１２５、ＩＦＦＴ部１３０、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５と、前記フレームを送信するＲＦ送信部１５０と、を設けた。【００４７】
こうすることにより、フレームの受信側では、フレームタイミング情報を受信することなく、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができる。さらに、フレームの受信側では、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、ＩＱ成分を入れ替えたものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。【００４８】
また、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信するＲＦ受信部２０５と、前記ＲＦ受信部２０５にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５とを設け、タイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５が、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器（乗算器３０１〜３０４）と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器３０５と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器３０６と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果とを加算する第３の加算器３０７と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第４の加算器３０８と、を具備するようにした。【００４９】
こうすることにより、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。【００５０】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、Ｐ−ＳＣＨのＩ成分とＱ成分とを入れ替えるＰ−ＳＣＨ変換処理を行った。これに対して、実施の形態２においては、Ｉ成分のみ、又は、Ｑ成分のみの符号反転をＳＣＨ変換処理として行う。【００５１】
本実施の形態の無線通信システムの構成は、実施の形態１のものと同様であるため、図２および図４を用いて説明する。【００５２】
Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５は、入力するＯＦＤＭ信号において、Ｐ−ＳＣＨ系列のシンボルについてのみＩ成分のみ、又はＱ成分のみを反転するＰ−ＳＣＨ交換処理を行う。更に、ここでは、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、その２つのサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に配置される同期系列については特に処理をせず、第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に配置される同期系列についてのみ、Ｉ成分のみ、又はＱ成分のみを反転する。こうすることにより、フレームの受信側では、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができる。そのため、セルサーチの高速化を実現することができる。なお、どちらのＰ−ＳＣＨ系列に反転処理を行うかは、予め送信側および受信側の間で既知であれば、いずれでもよい。【００５３】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号（Ｉ成分そのまま（Ｑ成分そのまま）のもの、および、Ｉ成分を符号反転（Ｑ成分を符号反転）したもの）と、受信信号との相関処理を行い、ピークの現れるタイミングを検出して、タイミング情報をＦＦＴ部２２０に出力する。ここで、送信側である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみ又はＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されている。すなわち、各サブフレームに異なるＰ−ＳＣＨ系列が配置されているため、いずれのサブフレームであるかをＰ−ＳＣＨ系列のピーク検出により特定できるので、セルサーチの第１段階でフレームタイミング情報を受信することなく、フレームタイミングまで特定することが可能となる。さらに、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、Ｉ成分のみ又はＱ成分のみを符号反転したものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。【００５４】
上述のＰ−ＳＣＨ系列のＩ成分のみが反転される場合のＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５の構成を図６に示す。同図に示すように、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、第１の加算器４０５と、第２の加算器４０６と、第３の加算器４０７と、第４の加算器４０８と、第１の積算器４０９と、第２の積算器４１０と、第３の積算器４１１と、第４の積算器４１２とを有する。【００５５】
第１の加算器４０５、第２の加算器４０６、第３の加算器４０７、および第４の加算器４０８は、それぞれ入力の正負が変更可能に構成され、入力信号を加算する。ここでは、上述のとおり、受信信号である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されている。そのため、第１の加算器４０５の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力および第４の乗算器３０４からの入力ともに正となっている。第２の加算器４０６の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力が負、第３の乗算器３０３からの入力が正となっている。第３の加算器４０７の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力が負、第４の乗算器３０４からの入力が正となっている。第４の加算器４０８の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力および第３の乗算器３０３からの入力がともに負となっている。【００５６】
第１の積算器４０９、第２の積算器４１０、第３の積算器４１１、および第４の積算器４１２は、それぞれ第１の加算器４０５、第２の加算器４０６、第３の加算器４０７、第４の加算器４０８からの出力信号を積算する。【００５７】
このように、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第１の加算器４０５と、第２の加算器４０６と、第１の積算器４０９と、第２の積算器４１０とから第１の相関器が構成され、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第３の加算器４０７と、第４の加算器４０８と、第３の積算器４１１と、第４の積算器４１２とから第２の相関器が構成されている。つまり、第１の相関器と第２の相関器とで第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４とが共用されている。【００５８】
そして、第１の積算器４０９の出力が第１の相関器のＩ成分となり、第２の積算器４１０の出力が第１の相関器のＱ成分となる。また、第３の積算器４１１の出力が第２の相関器のＩ成分となり、第４の積算器４１２の出力が第２の相関器のＱ成分となる。【００５９】
また、上述のＰ−ＳＣＨ系列のＩ成分のみが反転される場合のＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５の構成を図７に示す。図６の場合と異なるのは、第３の加算器４０７と、第４の加算器４０８との入力の正負のみである。具体的には、第３の加算器４０７の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力が正、第４の乗算器３０４からの入力が負となっている。第４の加算器４０８の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力および第３の乗算器３０３からの入力がともに正となっている。【００６０】
このように本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ送信装置としての基地局装置１００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみ又はＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段としてのＳＣＨ挿入部１２５、ＩＦＦＴ部１３０、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５と、前記フレームを送信するＲＦ送信部１５０と、を設けた。【００６１】
こうすることにより、フレームの受信側では、フレームタイミング情報を受信することなく、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができ、セルサーチを高速化することができる。さらに、フレームの受信側では、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、Ｉ成分のみ又はＱ成分のみを符号反転したものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。【００６２】
また、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信するＲＦ受信部２０５と、前記受信されたフレーム中の同期系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５を設け、前記相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５が、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器（乗算器３０１〜３０４）と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器４０５と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器４０６と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を減算する第３の加算器４０７と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を負に反転した信号と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を負に反転した信号とを加算する第４の加算器４０８と、を具備するようにした。【００６３】
こうすることにより、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。【００６４】
また、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信するＲＦ受信部２０５と、前記受信されたフレーム中の同期系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５とを設け、前記相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５が、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器（乗算器３０１〜３０４）と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器４０５と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器４０６と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第３の加算器４０７と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第４の加算器４０８と、を具備するようにした。【００６５】
こうすることにより、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。【００６６】
（他の実施の形態）
（１）実施の形態１および実施の形態２においては、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、各サブフレームに異なるＰ−ＳＣＨ系列を配置した。そのＳＣＨ系列は、ＩＱ成分そのまま（つまり、基本Ｐ−ＳＣＨ系列そのもの）、ＩＱ成分入れ替え、Ｉ成分のみ符号反転、Ｑ成分のみ符号反転の構成のうち、いずれか２つのＰ−ＳＣＨ系列がフレームの時間軸方向に交互に配置される。そのため、Ｐ−ＳＣＨ系列の構成およびそのフレーム中におけるシンボル位置を検出できれば、フレームタイミングも検出することができる。すなわち、セルサーチの第１段階でフレームタイミングまで検出することができる。【００６７】
この効果は上記フレーム構成に限定されない。すなわち、１フレーム中に４つまでのサブフレームが用意されるフレーム構成であれば、図８に示すように、上記４種類のＰ−ＳＣＨ系列から各サブフレームにＰ−ＳＣＨ系列を振り分けることにより、同様の効果が得られる。【００６８】
（２）また、図９に示すようなフレーム構成であっても、同様の効果が得られる。すなわち、同図に示すフレーム構成は、第１のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列の構成と、他のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列とが異なるフレーム構成である。こうすることにより、第１のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列のシンボル位置が特定できれば、即座にフレームタイミングを特定することができ、また、他のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列のシンボル位置を特定できれば、各サブフレームにおけるそのシンボル位置についてのみ第１のサブフレームのＰ−ＳＣＨ系列が配置されているか否かを判定するだけで、第１のサブフレームを特定することでことができ、さらにフレームタイミングも特定することができる。【００６９】
（３）また、セルサーチの第１段階でフレームタイミングまで検出することはできないが、上述のＰ−ＳＣＨ相関検出部の乗算器の共用、および、セルサーチの第２段階の処理量低減によるセルサーチの高速化が可能なフレーム構成を示す。例えば、図１０に示すように、ＩＱそのままのＳＣＨ系列とＩＱ成分を入れ替えたＳＣＨ系列とを、各サブフレームに交互に配置する構成である。こうすることにより、実施の形態１と同様に、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部の乗算器の共用が可能である。さらに、ＳＣＨ系列の構成およびそのシンボル位置を検出することでセルサーチの第１段階でフレームタイミングの候補点が絞られているので、各サブフレームに同じＳＣＨ系列を配置する場合よりも、第２段階での処理量を低減することができる。結果として、セルサーチの高速化を実現することができる。なお、図１０に示すＳＣＨ系列構成の組み合わせだけでなく、上記４つの構成のうち２つを選択することで同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置は、セルサーチの高速化を実現するとともに回路規模の縮小可能なものとして有用である。
【図１】
2008032357.tif 000003
【図２】
2008032357.tif 000004
【図３】
2008032357.tif 000005
【図４】
2008032357.tif 000006
【図５】
2008032357.tif 000007
【図６】
2008032357.tif 000008
【図７】
2008032357.tif 000009
【図８】
2008032357.tif 000010
【図９】
2008032357.tif 000011
【図１０】
2008032357.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月10日(2009.6.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段と、
前記フレームを送信する送信手段と、
を具備するＯＦＤＭ送信装置。
【請求項２】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみ又はＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段と、
前記フレームを送信する送信手段と、
を具備するＯＦＤＭ送信装置。
【請求項３】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、
前記タイミング検出手段は、
それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果とを加算する第３の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第４の加算器と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項４】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、
前記タイミング検出手段は、
それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信
信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を減算する第３の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を負に反転した信号と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を負に反転した信号とを加算する第４の加算器と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【請求項５】
複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、
前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、
前記タイミング検出手段は、
それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、
前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第３の加算器と、
前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第４の加算器と、
を具備するＯＦＤＭ受信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置に関し、特に同期系列を送信するＯＦＤＭ送信装置および当該同期系列を受信して同期制御を行うＯＦＤＭ受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
標準化団体３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)）では、現在の第３世代携帯電話のさらなる改良システムの実現を目的として３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Long Term Evolution）の検討が進められている。非特許文献１に示されるＬＴＥシステムの要求条件を満たす下りリンクの無線伝送方式としては、ＯＦＤＭ方式が有力とされている。
【０００３】
携帯電話システムのようなセルラシステムにおいて、通信の開始時、ハンドオーバ時、および間欠受信を行う通信待ち受け時などに、移動局が無線リンクを接続する最適な基地局を探すセルサーチ技術は最も重要な機能の一つである。標準化会議においてもＬＴＥシステムにおける種々のセルサーチ方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
非特許文献２にて提案されている同期用チャネル(Synchronization Channel:ＳＣＨ)の構成を図１に示す。同図に示すように、１０ｍｓｅｃの無線フレームにおいて、１０番目サブフレームと２０番目サブフレームの末尾シンボルに、ＳＣＨが周波数方向で多重される。また、ＳＣＨが配置される帯域幅は、基地局に割り当てられる帯域幅のうち、中央の１．２５ＭＨｚとしている。また、ＳＣＨには、Ｐｒｉｍａｒｙ  ＳＣＨ(Ｐ−ＳＣＨ)およびＳｅｃｏｎｄａｒｙ  ＳＣＨ(Ｓ−ＳＣＨ)の２種類が用意されている。
【０００５】
このセルサーチ方法におけるセルサーチ処理の第１段階では、受信機は、受信信号と受信機で保持するＰ−ＳＣＨのレプリカ信号との相関検出を行い、シンボルタイミング検出を行う。ここでは、１無線フレーム中の２箇所のＰ−ＳＣＨの相関出力を平均化することで、シンボルタイミング検出特性を向上することができる。第２段階では、第１段階にて得られたシンボルタイミングで受信信号をＤＦＴし、さらに周波数領域でＳ−ＳＣＨの相関検出を行うことにより、フレームタイミングおよびセルＩＤグループ検出を行う。第３段階では、受信信号と、検出されたセルＩＤグループに属するセル固有のスクランブルコードが掛けられたリファレンス信号（reference signal）との相関を取得し，検出されたグループの中からセルＩＤ（Cell ID）を検出する。  
【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】3GPP, R1-061187, NTT DoCoMo, Fujitsu, Mitsubishi Electric, NEC, Panasonic, Toshiba Corporation, “Comparison on Cell Search Time Performance between SCH-Replica Based and Auto-Correlation Based Detections in E-UTRA Downlink”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のセルサーチ方法において、フレーム中に配置される複数のＰ−ＳＣＨに同一系列を用いる場合には、第１段階処理においてフレームタイミングを検出することができず、第２段階でＳ−ＳＣＨを用いてフレームタイミングを検出する必要がある。また、フレーム中に配置される複数のＰ−ＳＣＨに異なる系列を用いた場合には、フレームの受信側で、受信信号とＰ−ＳＣＨレプリカ信号との相関演算量が増大し相関器の数が増加し、回路規模の増大に繋がってしまう。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、セルサーチの高速化を実現するとともに回路規模の縮小可能なＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＯＦＤＭ送信装置は、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段と、前記フレームを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
本発明のＯＦＤＭ受信装置は、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信する受信手段と、前記受信手段にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段とを具備し、前記タイミング検出手段は、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果とを加算する第３の加算器と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第４の加算器と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セルサーチの高速化を実現するとともに回路規模の縮小可能なＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００１２】
（実施の形態１）
図２に示すように実施の形態１のＯＦＤＭ送信装置としての基地局装置１００は、誤り訂正符号化部１０５と、変調部１１０と、スクランブリングコード生成部１１５と、スクランブリング処理部１２０と、ＳＣＨ挿入部１２５と、ＩＦＦＴ部１３０と、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５と、ＣＰ挿入部１４０と、Ｔｉｍｅ  Ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ（ＴＷ）処理部１４５と、ＲＦ送信部１５０とを有する。
【００１３】
誤り訂正符号化部１０５は、入力信号である送信データに所定の符号化を施し、変調部１１０に出力する。
【００１４】
変調部１１０は、入力信号である符号化処理後の信号に所定の一次変調を施し、スクランブリング処理部１２０に出力する。
【００１５】
スクランブリングコード生成部１１５は、自装置のセルに固有のＩＤに応じたスクランブルコードを生成し、スクランブリング処理部１２０に出力する。
【００１６】
スクランブリング処理部１２０は、入力信号である変調後の信号と、スクランブルコードとを乗算してスクランブルを行い、ＳＣＨ挿入部１２５に出力する。
【００１７】
ＳＣＨ挿入部１２５は、ＳＣＨ系列をフレームの周波数軸上（つまり、ＯＦＤＭ信号のサブキャリア上）にマッピングする。ここでは、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、各サブフレームの先頭から所定のシンボル位置に、同期系列を周波数方向に配置する。なお、他のＯＦＤＭシンボルには、スクランブリング処理部１２０にてスクランブルされた後の信号が配置される。すなわち、ＳＣＨ系列と、スクランブリング処理部１２０にてスクランブルされた後の信号とは、時間多重されることになる。
【００１８】
ＩＦＦＴ部１３０は、入力信号を逆高速フーリエ処理して周波数領域の信号から時間領域の信号に変換してＯＦＤＭ信号を生成し、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５に出力する。
【００１９】
Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５は、入力するＯＦＤＭ信号において、Ｐ−ＳＣＨ系列のシンボルについてのみＩＱ成分を入れ替えるＰ−ＳＣＨ交換処理を行う。更に、ここでは、基地局装置１００から図３に示す構成、すなわち、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列が互いにＩＱ成分が入れ替えられている構成を有するフレームが送信される。そのため、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５は、２つのサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に配置される同期系列については特に処理をせず、第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に配置される同期系列についてのみ、ＩＱ成分を入れ替える。こうすることにより、フレームの受信側では、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができる。なお、どちらのＰ−ＳＣＨ系列を入れ替えるかは、予め送信側および受信側の間で既知であれば、いずれでもよい。
【００２０】
ＣＰ挿入部１４０は、入力されるＯＦＤＭシンボルの末尾部分のコピーをＯＦＤＭシンボルの先頭に配置する、すなわちサイクリックプレフィクス（ＣＰ）を挿入する。
【００２１】
ＴＷ処理部１４５は、ＣＰ挿入後のＯＦＤＭ信号の波形の連続性を保つためのフィルタリング処理を行い、ＲＦ送信部１５０に出力する。
【００２２】
ＲＦ送信部１５０は、入力信号に無線処理（Ｄ／Ａ変換、アップコンバートなど）を施し、アンテナを介して送信する。
【００２３】
図４に示すように実施の形態１のＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００は、ＲＦ受信部２０５と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号生成部２１０と、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５と、ＦＦＴ部２２０と、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５と、セルＩＤグループ検出部２３０と、リファレンス信号相関検出部２３５と、スクランブルコード検出部２４０と、デスクランブリング処理部２４５と、復調部２５０と、誤り訂正復号部２５５と、を有する。
【００２４】
ＲＦ受信部２０５は、アンテナを介して受信した受信信号に無線受信処理（Ａ／Ｄ変換、ダウンコンバートなど）を施し、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５およびＦＦＴ部２２０に出力する。
【００２５】
Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号生成部２１０は、基地局装置１００で送信したＰ−ＳＣＨと同様のＰ−ＳＣＨを生成し、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５に出力する。
【００２６】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号（ＩＱ成分そのままのもの、および、ＩＱ成分を入れ替えたもの）と、受信信号との相関処理を行い、ピークの現れるタイミングを検出して、タイミング情報をＦＦＴ部２２０に出力する。ここで、送信側である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されている。すなわち、各サブフレームに異なるＰ−ＳＣＨ系列が配置されているため、いずれのサブフレームであるかをＰ−ＳＣＨ系列のピーク検出により特定できるので、セルサーチの第１段階でフレームタイミングまで特定することが可能となる。そのため、セルサーチの高速化を実現することができる。さらに、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、ＩＱ成分を入れ替えたものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。なお、特定されるフレームタイミングは、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５およびリファレンス信号相関検出部２３５に通知される。
【００２７】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、具体的には、図５に示すように、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第１の加算器３０５と、第２の加算器３０６と、第３の加算器３０７と、第４の加算器３０８と、第１の積算器３０９と、第２の積算器３１０と、第３の積算器３１１と、第４の積算器３１２とを有する。
【００２８】
第１の乗算器３０１は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５の入力信号である、ＲＦ受信部２０５にて無線受信処理が施された受信信号のＩ成分（ｒ_Ｉ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＩ成分（ｓ_Ｉ）とを乗算し、第１の加算器３０５および第４の加算器３０８に出力する。
【００２９】
第２の乗算器３０２は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５の入力信号のＩ成分（ｒ_Ｉ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＱ成分（ｓ_Ｑ）とを乗算し、第２の加算器３０６および第３の加算器３０７に出力する。
【００３０】
第３の乗算器３０３は、ＲＦ受信部２０５にて無線受信処理が施された受信信号のＱ成分（ｒ_Ｑ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＩ成分（ｓ_Ｉ）とを乗算し、第２の加算器３０６および第３の加算器３０７に出力する。
【００３１】
第４の乗算器３０４は、ＲＦ受信部２０５にて無線受信処理が施された受信信号のＱ成分（ｒ_Ｑ）と、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号のＱ成分（ｓ_Ｑ）とを乗算し、第１の加算器３
０５および第４の加算器３０８に出力する。
【００３２】
第１の加算器３０５、第２の加算器３０６、第３の加算器３０７、および第４の加算器３０８は、それぞれ入力の正負が変更可能に構成され、入力信号を加算する。実施の形態１では、上述のとおり、受信信号である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されている。そのため、第１の加算器３０５の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力および第４の乗算器３０４からの入力ともに正となっている。第２の加算器３０６の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力が負、第３の乗算器３０３からの入力が正となっている。第３の加算器３０７の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力および第３の乗算器３０３からの入力ともに正となっている。第４の加算器３０８の入力の正負は、第４の乗算器３０４からの入力が負、第１の乗算器３０１からの入力が正となっている。
【００３３】
第１の積算器３０９、第２の積算器３１０、第３の積算器３１１、および第４の積算器３１２は、それぞれ第１の加算器３０５、第２の加算器３０６、第３の加算器３０７、第４の加算器３０８からの出力信号を積算する。
【００３４】
このように、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第１の加算器３０５と、第２の加算器３０６と、第１の積算器３０９と、第２の積算器３１０とから第１の相関器が構成され、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第３の加算器３０７と、第４の加算器３０８と、第３の積算器３１１と、第４の積算器３１２とから第２の相関器が構成されている。つまり、第１の相関器と第２の相関器とで第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４とが共用されている。
【００３５】
そして、第１の積算器３０９の出力が第１の相関器のＩ成分となり、第２の積算器３１０の出力が第１の相関器のＱ成分となる。また、第３の積算器３１１の出力が第２の相関器のＩ成分となり、第４の積算器３１２の出力が第２の相関器のＱ成分となる。
【００３６】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５の動きを式で表すと、以下のようになる。
第１の相関器  Σ（ｒ_Ｉ＋ｊｓ_Ｑ）×（ｓ_Ｉ−ｊｓ_Ｑ）
第２の相関器  Σ（ｒ_Ｉ＋ｊｓ_Ｑ）×（ｓ_Ｑ−ｊｓ_Ｉ）
ここで、受信信号は、（ｒ_Ｉ＋ｊｓ_Ｑ）で表され、ＳＣＨレプリカ系列は、（ｓ_Ｉ−ｊｓ_Ｑ）と、これとＩＱ成分が入れ替えられた（ｓ_Ｑ−ｊｓ_Ｉ）で表される。ｊは、虚数を表す。
【００３７】
図４に戻り、ＦＦＴ部２２０は、入力されたＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５からのタイミング情報（シンボルタイミング）に基づいてＣＰを除去する。さらに、ＦＦＴ部２２０は、タイミング情報（シンボルタイミング）に基づくタイミング位置でフーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行い、フーリエ変換処理後の信号をＳ−ＳＣＨ相関検出部２２５、リファレンス信号相関検出部２３５、およびデスクランブリング処理部２４５に出力する。
【００３８】
Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５は、ＦＦＴ後の信号とＳＣＨ系列との相関検出処理を行い、セルＩＤグループ検出部２３０に出力する。なお、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５からのフレームタイミングを通知されているので、フレーム中のどの位置にＳ−ＳＣＨが配置されているのか把握できる。
【００３９】
セルＩＤグループ検出部２３０は、Ｓ−ＳＣＨ相関検出部２２５にて検出された相関結果に基づいて、セルＩＤグループを検出し、検出されたセルＩＤグループ情報をスクランブルコード検出部２４０に出力する。
【００４０】
リファレンス信号相関検出部２３５は、ＦＦＴ後の信号とパイロット系列との相関検出処理を行い、スクランブルコード検出部２４０に出力する。なお、リファレンス信号相関検出部２３５は、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５からのフレームタイミングを通知されているので、フレーム中のどの位置にパイロット信号が配置されているのか把握できる。
【００４１】
スクランブルコード検出部２４０は、パイロット相関検出部における相関検出結果と、セルＩＤグループ情報とに基づいて、スクランブルコードを同定する。この同定されたスクランブルコードは、デスクランブリング処理部２４５に出力される。
【００４２】
デスクランブリング処理部２４５は、スクランブルコード検出部２４０にて検出されたスクランブルコードを用いて、ＦＦＴ処理後の信号をデスクランブルし、復調部２５０に出力する。
【００４３】
復調部２５０は、入力された信号を復調し、誤り訂正復号部２５５に出力する。誤り訂正復号部２５５は、所定の復号を行い、受信データを得る。
【００４４】
なお、上記説明においては、Ｐ−ＳＣＨ挿入後のＯＦＤＭ信号のＰ−ＳＣＨ挿入部分に対してＩＱ成分を入れ替えるＰ−ＳＣＨ変換処理を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｐ−ＳＣＨ挿入前にＩＦＦＴを行いＯＦＤＭ変調をした後に、時間軸領域でＩＱ成分が逆転したＰ−ＳＣＨ信号を挿入してもよい。要は、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームが構成されればよい。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ送信装置としての基地局装置１００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段としてのＳＣＨ挿入部１２５、ＩＦＦＴ部１３０、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５と、前記フレームを送信するＲＦ送信部１５０と、を設けた。
【００４６】
こうすることにより、フレームの受信側では、フレームタイミング情報を受信することなく、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができる。さらに、フレームの受信側では、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、ＩＱ成分を入れ替えたものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩＱ成分が逆転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信するＲＦ受信部２０５と、前記ＲＦ受信部
２０５にて受信された受信信号系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５とを設け、タイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５が、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器（乗算器３０１〜３０４）と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器３０５と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器３０６と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果とを加算する第３の加算器３０７と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第４の加算器３０８と、を具備するようにした。
【００４８】
こうすることにより、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。
【００４９】
（実施の形態２）
実施の形態１においては、Ｐ−ＳＣＨのＩ成分とＱ成分とを入れ替えるＰ−ＳＣＨ変換処理を行った。これに対して、実施の形態２においては、Ｉ成分のみ、又は、Ｑ成分のみの符号反転をＳＣＨ変換処理として行う。
【００５０】
本実施の形態の無線通信システムの構成は、実施の形態１のものと同様であるため、図２および図４を用いて説明する。
【００５１】
Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５は、入力するＯＦＤＭ信号において、Ｐ−ＳＣＨ系列のシンボルについてのみＩ成分のみ、又はＱ成分のみを反転するＰ−ＳＣＨ交換処理を行う。更に、ここでは、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、その２つのサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に配置される同期系列については特に処理をせず、第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に配置される同期系列についてのみ、Ｉ成分のみ、又はＱ成分のみを反転する。こうすることにより、フレームの受信側では、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができる。そのため、セルサーチの高速化を実現することができる。なお、どちらのＰ−ＳＣＨ系列に反転処理を行うかは、予め送信側および受信側の間で既知であれば、いずれでもよい。
【００５２】
Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、Ｐ−ＳＣＨレプリカ信号（Ｉ成分そのまま（Ｑ成分そのまま）のもの、および、Ｉ成分を符号反転（Ｑ成分を符号反転）したもの）と、受信信号との相関処理を行い、ピークの現れるタイミングを検出して、タイミング情報をＦＦＴ部２２０に出力する。ここで、送信側である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみ又はＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されている。すなわち、各サブフレームに異なるＰ−ＳＣＨ系列が配置されているため、いずれのサブフレームであるかをＰ−ＳＣＨ系列のピーク検出により特定できるので、セルサーチの第１段階でフレームタイミング情報を受信することなく、フレームタイミングまで特定することが可能となる。さらに、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、Ｉ成分のみ又はＱ成分のみを符号反転したものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能とな
り、受信側の回路規模を縮小することができる。
【００５３】
上述のＰ−ＳＣＨ系列のＩ成分のみが反転される場合のＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５の構成を図６に示す。同図に示すように、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部２１５は、第１の加算器４０５と、第２の加算器４０６と、第３の加算器４０７と、第４の加算器４０８と、第１の積算器４０９と、第２の積算器４１０と、第３の積算器４１１と、第４の積算器４１２とを有する。
【００５４】
第１の加算器４０５、第２の加算器４０６、第３の加算器４０７、および第４の加算器４０８は、それぞれ入力の正負が変更可能に構成され、入力信号を加算する。ここでは、上述のとおり、受信信号である基地局装置１００から送信されるフレームには、第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されている。そのため、第１の加算器４０５の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力および第４の乗算器３０４からの入力ともに正となっている。第２の加算器４０６の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力が負、第３の乗算器３０３からの入力が正となっている。第３の加算器４０７の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力が負、第４の乗算器３０４からの入力が正となっている。第４の加算器４０８の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力および第３の乗算器３０３からの入力がともに負となっている。
【００５５】
第１の積算器４０９、第２の積算器４１０、第３の積算器４１１、および第４の積算器４１２は、それぞれ第１の加算器４０５、第２の加算器４０６、第３の加算器４０７、第４の加算器４０８からの出力信号を積算する。
【００５６】
このように、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第１の加算器４０５と、第２の加算器４０６と、第１の積算器４０９と、第２の積算器４１０とから第１の相関器が構成され、第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４と、第３の加算器４０７と、第４の加算器４０８と、第３の積算器４１１と、第４の積算器４１２とから第２の相関器が構成されている。つまり、第１の相関器と第２の相関器とで第１の乗算器３０１と、第２の乗算器３０２と、第３の乗算器３０３と、第４の乗算器３０４とが共用されている。
【００５７】
そして、第１の積算器４０９の出力が第１の相関器のＩ成分となり、第２の積算器４１０の出力が第１の相関器のＱ成分となる。また、第３の積算器４１１の出力が第２の相関器のＩ成分となり、第４の積算器４１２の出力が第２の相関器のＱ成分となる。
【００５８】
また、上述のＰ−ＳＣＨ系列のＩ成分のみが反転される場合のＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５の構成を図７に示す。図６の場合と異なるのは、第３の加算器４０７と、第４の加算器４０８との入力の正負のみである。具体的には、第３の加算器４０７の入力の正負は、第１の乗算器３０１からの入力が正、第４の乗算器３０４からの入力が負となっている。第４の加算器４０８の入力の正負は、第２の乗算器３０２からの入力および第３の乗算器３０３からの入力がともに正となっている。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ送信装置としての基地局装置１００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみ又はＱ成分の
みが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを構成するフレーム構成手段としてのＳＣＨ挿入部１２５、ＩＦＦＴ部１３０、Ｐ−ＳＣＨ変換部１３５と、前記フレームを送信するＲＦ送信部１５０と、を設けた。
【００６０】
こうすることにより、フレームの受信側では、フレームタイミング情報を受信することなく、いずれかの同期系列の位置を特定することにより、その位置からフレーム先頭、すなわちフレームタイミングを特定することができ、セルサーチを高速化することができる。さらに、フレームの受信側では、各サブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列は異なるものであるが、全く無関係ではなく、Ｉ成分のみ又はＱ成分のみを符号反転したものであるので、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＩ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信するＲＦ受信部２０５と、前記受信されたフレーム中の同期系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５を設け、前記相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５が、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器（乗算器３０１〜３０４）と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器４０５と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器４０６と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を減算する第３の加算器４０７と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果を負に反転した信号と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を負に反転した信号とを加算する第４の加算器４０８と、を具備するようにした。
【００６２】
こうすることにより、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、ＯＦＤＭ受信装置としての移動局装置２００に、複数のサブフレームのうち第１のサブフレームの先頭から所定のシンボル位置に同期系列が配置され、且つ、前記第１のサブフレームと時間軸方向で隣接する第２のサブフレームの先頭から前記所定のシンボル位置に、前記同期系列のシンボルとＱ成分のみが符号反転したシンボルからなる同期系列が配置されたフレームを受信するＲＦ受信部２０５と、前記受信されたフレーム中の同期系列と、同期系列レプリカとを用いて、相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５とを設け、前記相関検出を行うタイミング検出手段としてのＰ−ＳＣＨ相関検出部２１５が、それぞれが前記受信信号系列のＩ成分およびＱ成分と、同期系列レプリカのＩ成分およびＱ成分との全組み合わせの乗算を行う４つの乗算器（乗算器３０１〜３０４）と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第１の加算器４０５と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第２の加算器４０６と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果から前記受信信号系列のＱ成分と前記
同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果を減算する第３の加算器４０７と、前記受信信号系列のＩ成分と前記同期系列レプリカのＩ成分との乗算結果と、前記受信信号系列のＱ成分と前記同期系列レプリカのＱ成分との乗算結果とを加算する第４の加算器４０８と、を具備するようにした。
【００６４】
こうすることにより、相関演算に用いる乗算器の共用が可能となり、受信側の回路規模を縮小することができる。
【００６５】
（他の実施の形態）
（１）実施の形態１および実施の形態２においては、１フレーム中に２つのサブフレームが用意され、各サブフレームに異なるＰ−ＳＣＨ系列を配置した。そのＳＣＨ系列は、ＩＱ成分そのまま（つまり、基本Ｐ−ＳＣＨ系列そのもの）、ＩＱ成分入れ替え、Ｉ成分のみ符号反転、Ｑ成分のみ符号反転の構成のうち、いずれか２つのＰ−ＳＣＨ系列がフレームの時間軸方向に交互に配置される。そのため、Ｐ−ＳＣＨ系列の構成およびそのフレーム中におけるシンボル位置を検出できれば、フレームタイミングも検出することができる。すなわち、セルサーチの第１段階でフレームタイミングまで検出することができる。
【００６６】
この効果は上記フレーム構成に限定されない。すなわち、１フレーム中に４つまでのサブフレームが用意されるフレーム構成であれば、図８に示すように、上記４種類のＰ−ＳＣＨ系列から各サブフレームにＰ−ＳＣＨ系列を振り分けることにより、同様の効果が得られる。
【００６７】
（２）また、図９に示すようなフレーム構成であっても、同様の効果が得られる。すなわち、同図に示すフレーム構成は、第１のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列の構成と、他のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列とが異なるフレーム構成である。こうすることにより、第１のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列のシンボル位置が特定できれば、即座にフレームタイミングを特定することができ、また、他のサブフレームに配置されるＰ−ＳＣＨ系列のシンボル位置を特定できれば、各サブフレームにおけるそのシンボル位置についてのみ第１のサブフレームのＰ−ＳＣＨ系列が配置されているか否かを判定するだけで、第１のサブフレームを特定することでことができ、さらにフレームタイミングも特定することができる。
【００６８】
（３）また、セルサーチの第１段階でフレームタイミングまで検出することはできないが、上述のＰ−ＳＣＨ相関検出部の乗算器の共用、および、セルサーチの第２段階の処理量低減によるセルサーチの高速化が可能なフレーム構成を示す。例えば、図１０に示すように、ＩＱそのままのＳＣＨ系列とＩＱ成分を入れ替えたＳＣＨ系列とを、各サブフレームに交互に配置する構成である。こうすることにより、実施の形態１と同様に、Ｐ−ＳＣＨ相関検出部の乗算器の共用が可能である。さらに、ＳＣＨ系列の構成およびそのシンボル位置を検出することでセルサーチの第１段階でフレームタイミングの候補点が絞られているので、各サブフレームに同じＳＣＨ系列を配置する場合よりも、第２段階での処理量を低減することができる。結果として、セルサーチの高速化を実現することができる。なお、図１０に示すＳＣＨ系列構成の組み合わせだけでなく、上記４つの構成のうち２つを選択することで同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のＯＦＤＭ送信装置およびＯＦＤＭ受信装置は、セルサーチの高速化を実現するとともに回路規模の縮小可能なものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】従来提案されている同期用チャネルの構成の説明に供する図
【図２】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図３】図２の基地局装置から送信されるフレーム構成の説明に供する図
【図４】実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図５】図４のＰ−ＳＣＨ相関検出部の構成例を示す図
【図６】実施の形態２のＰ−ＳＣＨ相関検出部の構成例を示す図
【図７】実施の形態２のＰ−ＳＣＨ相関検出部の構成例を示す他の図
【図８】他の実施の形態に係るフレーム構成の説明に供する図
【図９】他の実施の形態に係るフレーム構成の説明に供する図
【図１０】他の実施の形態に係るフレーム構成の説明に供する図
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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