(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア送信装置であって、
カバーするセルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する配置手段と、
前記配置手段によって前記スクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を送信する送信手段と、
を有することを特徴とするマルチキャリア送信装置。
【請求項２】
前記スクランブルコードを掛け合わせたパイロット信号を各タイムスロットルの始端と終端の時間領域に、周波数方向に配置する他の配置手段を具備し、
前記配置手段は、前記スクランブルコードグループ同定用コードの長さを符号化方向の単位系列の長さよりも短くし、前記パイロット信号と多重される割合が最小となるように前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置することを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項３】
前記スクランブルコードグループ同定用コードは、時間方向に符号化されていることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項４】
前記スクランブルコードグループ同定用コードは、複数の周波数上に配置されることを特徴とする請求項３記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項５】
前記スクランブルコードグループ同定用コードは、複数の周波数上に配置され、周波数方向に符号化されていることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項６】
前記配置手段は、前記スクランブルコードグループ同定用コードを互いに離れた複数の周波数上に配置することを特徴とする請求項４または請求項５記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項７】
前記スクランブルコードグループ同定用コードは、直交符号であることを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項８】
前記配置手段は、前記スクランブルコードグループ同定用コードの長さを符号化方向の単位系列の長さよりも短くし、所定の他の信号と多重される割合が最小となるように前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置することを特徴とする請求項１記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項９】
マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア受信装置であって、
セルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号から前記スクランブルコードグループ同定用コードを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された前記スクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定する第１同定手段と、
前記第１同定手段によって同定されたスクランブルコードグループに基づいて、前記受信されたマルチキャリア信号で使用されたスクランブルコードを同定する第２同定手段と、
を有することを特徴とするマルチキャリア受信装置。
【請求項１０】
請求項１記載のマルチキャリア送信装置を有することを特徴とする基地局装置。
【請求項１１】
請求項９記載のマルチキャリア受信装置を有することを特徴とする移動局装置。
【請求項１２】
マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア送信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、
前記マルチキャリア送信装置がカバーするセルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する配置ステップと、
前記配置ステップで前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置したマルチキャリア信号を送信する送信ステップと、
を有することを特徴とするマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１３】
マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア受信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、
セルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信したマルチキャリア信号から前記スクランブルコードグループ同定用コードを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出した前記スクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定する第１同定ステップと、
前記第１同定ステップで同定したスクランブルコードグループに基づいて、前記受信したマルチキャリア信号で使用されたスクランブルコードを同定する第２同定ステップと、
を有することを特徴とするマルチキャリア無線通信方法。
【請求項１４】
マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア送信装置におけるマルチキャリア無線通信用プログラムであって、
前記マルチキャリア送信装置がカバーするセルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する配置ステップと、
前記配置ステップで前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置したマルチキャリア信号を送信する送信ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするマルチキャリア無線通信用プログラム。
【請求項１５】
マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア受信装置におけるマルチキャリア無線通信用プログラムであって、
セルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで受信したマルチキャリア信号から前記スクランブルコードグループ同定用コードを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップで抽出した前記スクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定する第１同定ステップと、
前記第１同定ステップで同定したスクランブルコードグループに基づいて、前記受信したマルチキャリア信号で使用されたスクランブルコードを同定する第２同定ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするマルチキャリア無線通信用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリア送受信装置、マルチキャリア無線通信方法、およびマルチキャリア無線通信用プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になっている。今後は、多様なコンテンツの伝送に対する需要がますます高くなることが予想されるため、高信頼かつ大容量で高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想される。しかしながら、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。
【０００３】
周波数選択性フェージング対策技術の一つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式などのマルチキャリア（ＭＣ）変調方式が注目されている。マルチキャリア変調方式は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数の搬送波（サブキャリア）を用いてデータを伝送することにより、結果的に高速伝送を行う技術である。特に、ＯＦＤＭ方式は、データが配置される複数のサブキャリアが相互に直交しているため、マルチキャリア変調方式の中で最も周波数利用効率が高い方式であり、また、比較的簡単なハードウエア構成で実現できることから、とりわけ注目されている。
【０００４】
また、周波数選択性フェージング対策の別の技術として、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式などのスペクトル拡散方式がある。特に、ＣＤＭＡ方式は、各ユーザの情報を各ユーザに固有の拡散符号で周波数軸上に直接拡散して拡散利得を得ることによって耐干渉性を高める技術であり、移動体通信において、現在、既に実用化されている。
【０００５】
そして、最近、より高速な伝送を実現するためのアクセス方式として、ＯＦＤＭ方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせた方式（ＭＣ（マルチキャリア）−ＣＤＭＡ方式ともＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式とも呼ばれるが、ここでは「マルチキャリアＣＤＭＡ方式」と呼ぶことにする）が特に注目されている。なお、マルチキャリアＣＤＭＡ方式には、大別して、拡散後のチップが各サブキャリアにおいて時間軸上に配置される時間領域拡散方式と、拡散後のチップが各時間において周波数軸上に配置される周波数領域拡散方式とがある。前者の場合、パスダイバーシチ効果は得られるが、周波数ダイバーシチ効果は得られず、逆に、後者の場合、周波数ダイバーシチ効果は得られるが、パスダイバーシチ効果は得られない。
【０００６】
このようなマルチキャリアＣＤＭＡ方式におけるセルサーチ法として、たとえば、花田，新，樋口，佐和橋：「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」，信学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE. NS2001-90, RCS2001-91(2001-07), pp.73-78に記載されたものがある。
【０００７】
ここでは、マルチキャリアＣＤＭＡを下りリンクに用いるブロードバンド無線アクセス方式において、まず、ガードインターバル区間と有効シンボル区間から生じる相関値のピークによりＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast Fourier Transform）ウィンドウタイミングを検出する（第１段階：ＦＦＴウィンドウタイミングの検出）。次に、このＦＦＴウィンドウタイミングでＦＦＴ処理を行い、同期チャネル（ＳＣＨ：Synchronization Channel）が多重されているサブキャリア成分とＳＣＨのレプリカとの相関をサブキャリア毎に１フレーム長にわたり積分し、この相関検出値を周波数方向および時間方向に電力加算することによって平均化し、平均化後の最大相関出力を検出したタイミングを、フレームタイミングとして検出する（第２段階：フレームタイミングの検出）。そして、検出されたフレームタイミングにおいて時間多重されている共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）を用いてサブキャリア毎に各スクランブルコードの相関を時間方向に積分してサブキャリア毎の相関値を検出し、周波数方向に同相加算し、時間方向に電力加算し、スクランブルコード毎の相関値を検出する。スクランブルコードの相関値が最大となるスクランブルコードを検出し、スクランブルコードを同定する（第３段階：スクランブルコード同定）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のセルサーチ法においては、フレーム同期取得後に、時間多重されている共通パイロットチャネルとスクランブルコードの相関値をスクランブルコード毎に求めて、その相関値が最大の時のスクランブルコードを検出し、スクランブルコードを同定するため、スクランブルコードの数が多い場合、セルサーチ（初期同期の取得）に時間がかかるという問題がある。また、初期同期後も、他セルサーチを行う際に初期同期セルサーチと同様の処理を行う必要があるため、同様に時間がかかるという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マルチキャリアＣＤＭＡ方式において、無線リソースの有効利用を図りかつ干渉を抑制しつつ、高速にセルサーチを行うことができるマルチキャリア送受信装置、マルチキャリア無線通信方法、およびマルチキャリア無線通信用プログラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明のマルチキャリア送信装置は、マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて（つまり、マルチキャリアＣＤＭＡ方式を用いて）無線通信を行うマルチキャリア送信装置であって、カバーするセルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する配置手段と、前記配置手段によって前記スクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を送信する送信手段と、を有する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、送信側において、あらかじめグループ分けされたスクランブルコードのグループを同定するためのスクランブルコードグループ同定用コード（たとえば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規格 ”TS25.214 Physical Layer Procedures (FDD)” に開示されている「セルサーチ手順」参照）を周波数上に配置する、つまり、マルチキャリア信号にスクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重するため、スクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重するサブキャリアの数を適切に設定することで他の多重信号に及ぼす影響を抑えつつ、スクランブルコードグループ同定用コードの利用によりスクランブルコードの同定時間を短縮することができ、無線リソースの有効利用を図りかつ干渉を抑制しつつ、高速にセルサーチを行うことができる。
また、本発明のマルチキャリア送信装置は、前記スクランブルコードを掛け合わせたパイロット信号を各タイムスロットルの始端と終端の時間領域に、周波数方向に配置する他の配置手段を具備し、前記配置手段は、前記スクランブルコードグループ同定用コードの長さを符号化方向の単位系列の長さよりも短くし、前記パイロット信号と多重される割合が最小となるように前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する構成を採る。
【００１２】
（２）本発明のマルチキャリア送信装置は、上記の構成において、前記スクランブルコードグループ同定用コードは、時間方向に符号化されている構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、スクランブルコードグループ同定用コードは時間方向に符号化されているため、スクランブルコードグループ同定用コードについて時間領域拡散方式を採用することができ、しかも、周波数多重されているため、パスダイバーシチ効果と周波数ダイバーシチ効果の双方を得ることができる。
【００１４】
（３）本発明のマルチキャリア送信装置は、上記の構成において、前記スクランブルコードグループ同定用コードは、複数の周波数上に配置される構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、スクランブルコードグループ同定用コードを複数の周波数上に配置するため、スクランブルコードグループの同定の確率を高くすることができる。
【００１６】
（４）本発明のマルチキャリア送信装置は、上記の構成において、前記スクランブルコードグループ同定用コードは、周波数方向に符号化されている構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、スクランブルコードグループ同定用コードは周波数方向に符号化されているため、スクランブルコードグループ同定用コードについて周波数領域拡散方式を採用することができ、しかも、時間多重することにより、パスダイバーシチ効果と周波数ダイバーシチ効果の双方を得ることができる。
【００１８】
（５）本発明のマルチキャリア送信装置は、上記の構成において、前記配置手段は、前記スクランブルコードグループ同定用コードを互いに離れた複数の周波数上に配置する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、スクランブルコードグループ同定用コードは互いに離れた複数の周波数上に配置されるため、スクランブルコードグループ同定時の周波数選択性フェージングの影響を低減することができる。
【００２０】
（６）本発明のマルチキャリア送信装置は、上記の構成において、前記スクランブルコードグループ同定用コードは、直交符号である構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、スクランブルコードグループ同定用コードは直交符号であるため、他のスクランブルコードグループ同定用コードとの相関が出にくく、スクランブルコードグループの同定精度を向上することができる。
【００２２】
（７）本発明のマルチキャリア送信装置は、上記の構成において、前記配置手段は、前記スクランブルコードグループ同定用コードの長さを符号化方向の単位系列の長さよりも短くし、所定の他の信号と多重される割合が最小となるように前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、スクランブルコードグループ同定用コードの長さを符号化方向の単位系列の長さよりも短くし、所定の他の信号（たとえば、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）など他の重要な信号）と多重される割合が最小となるようにスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置するため、所定の他の信号との干渉を抑制することができる。
【００２４】
（８）本発明のマルチキャリア受信装置は、マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア受信装置であって、セルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信されたマルチキャリア信号から前記スクランブルコードグループ同定用コードを抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記スクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定する第１同定手段と、前記第１同定手段によって同定されたスクランブルコードグループに基づいて、前記受信されたマルチキャリア信号で使用されたスクランブルコードを同定する第２同定手段と、を有する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、受信側において、受信されたマルチキャリア信号に含まれるスクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定し、同定されたスクランブルコードグループの中からスクランブルコードを同定するため、スクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重するサブキャリアの数を適切に設定することで他の多重信号に及ぼす影響を抑えつつ、スクランブルコードグループ同定用コードの利用によりスクランブルコードの同定時間を短縮することができ、無線リソースの有効利用を図りかつ干渉を抑制しつつ、高速にセルサーチを行うことができる。
【００２６】
（９）本発明の基地局装置は、上記に記載のマルチキャリア送信装置を有する構成を採る。
【００２７】
（１０）本発明の移動局装置は、上記に記載のマルチキャリア受信装置を有する構成を採る。
【００２８】
これらの構成によれば、回路規模の増大を回避しつつ、上記と同様の作用効果を有するマルチキャリア送受信装置を提供することができる。
【００２９】
（１１）本発明のマルチキャリア無線通信方法は、マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア送信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、前記マルチキャリア送信装置がカバーするセルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する配置ステップと、前記配置ステップで前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置したマルチキャリア信号を送信する送信ステップと、を有するようにした。
【００３０】
この方法によれば、送信側において、あらかじめグループ分けされたスクランブルコードのグループを同定するためのスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する、つまり、マルチキャリア信号にスクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重するため、スクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重するサブキャリアの数を適切に設定することで他の多重信号に及ぼす影響を抑えつつ、スクランブルコードグループ同定用コードの利用によりスクランブルコードの同定時間を短縮することができ、無線リソースの有効利用を図りかつ干渉を抑制しつつ、高速にセルサーチを行うことができる。
【００３１】
（１２）本発明のマルチキャリア無線通信方法は、マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア受信装置におけるマルチキャリア無線通信方法であって、セルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信したマルチキャリア信号から前記スクランブルコードグループ同定用コードを抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップで抽出した前記スクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定する第１同定ステップと、前記第１同定ステップで同定したスクランブルコードグループに基づいて、前記受信したマルチキャリア信号で使用されたスクランブルコードを同定する第２同定ステップと、を有するようにした。
【００３２】
この方法によれば、受信側において、受信されたマルチキャリア信号に含まれるスクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定し、同定したスクランブルコードグループの中からスクランブルコードを同定するため、スクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重するサブキャリアの数を適切に設定することで他の多重信号に及ぼす影響を抑えつつ、スクランブルコードグループ同定用コードの利用によりスクランブルコードの同定時間を短縮することができ、無線リソースの有効利用を図りかつ干渉を抑制しつつ、高速にセルサーチを行うことができる。
【００３３】
（１３）本発明のマルチキャリア無線通信用プログラムは、マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア送信装置におけるマルチキャリア無線通信用プログラムであって、前記マルチキャリア送信装置がカバーするセルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する配置ステップと、前記配置ステップで前記スクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置したマルチキャリア信号を送信する送信ステップと、をコンピュータに実行させるようにした。
【００３４】
このプログラムによれば、送信側において、あらかじめグループ分けされたスクランブルコードのグループを同定するためのスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置する、つまり、マルチキャリア信号にスクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重するため、コンピュータを用いたマルチキャリア送信装置において上記と同様の作用効果をもたらすことができる。
【００３５】
（１４）本発明のマルチキャリア無線通信用プログラムは、マルチキャリア変調方式とＣＤＭＡ方式を組み合わせて無線通信を行うマルチキャリア受信装置におけるマルチキャリア無線通信用プログラムであって、セルと１対１に対応するスクランブルコードがあらかじめグループ分けされた各グループを識別するスクランブルコードグループ同定用コードが周波数上に配置されたマルチキャリア信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信したマルチキャリア信号から前記スクランブルコードグループ同定用コードを抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップで抽出した前記スクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定する第１同定ステップと、前記第１同定ステップで同定したスクランブルコードグループに基づいて、前記受信したマルチキャリア信号で使用されたスクランブルコードを同定する第２同定ステップと、をコンピュータに実行させるようにした。
【００３６】
このプログラムによれば、受信側において、受信されたマルチキャリア信号に含まれるスクランブルコードグループ同定用コードを用いてスクランブルコードグループを同定し、同定したスクランブルコードグループの中からスクランブルコードを同定するため、コンピュータを用いたマルチキャリア受信装置において上記と同様の作用効果をもたらすことができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、下りリンクの無線アクセス方式にマルチキャリアＣＤＭＡ方式を用いた場合の従来のセルサーチ法における問題点（スクランブルコードの数が多いときセルサーチに時間がかかる）を解消するため、３ＧＰＰ規格"TS25.214 Physical Layer Procedures (FDD)"に開示されている「セルサーチ手順」に着目し、これをどのようにしてマルチキャリアＣＤＭＡ方式に適用するかを熟慮して、本発明をするに至った。
【００３８】
すなわち、本発明の骨子は、あらかじめグループ分けされたスクランブルコードのグループを同定するためのスクランブルコードグループ同定用コードを周波数上に配置すること、つまり、マルチキャリア信号にスクランブルコードグループ同定用コードを周波数多重することである。
【００３９】
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、以下に説明する実施の形態においては、スクランブルコードグループ同定用コードとして、たとえば、３ＧＰＰ規格"TS25.214 Physical Layer Procedures (FDD)"に開示されている「セルサーチ手順」における第２同期コード（ＳＳＣ：Secondary Synchronization Code）または第２同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ：Secondary Synchronization Channel）を利用することとする。
【００４０】
図１は、本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１に示すマルチキャリア送信装置（以下単に「送信機」という）１００は、マルチキャリアＣＤＭＡ方式を用いた送信機であって、符号化部１０２、変調部１０４、拡散部１０６、フレーム組み立て部１０８、スクランブリング部１１０、第１同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ：Primary Synchronization Channel）付加部１１２、第２同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）付加部１１４、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）部１１６、ガードインターバル挿入部１１８、無線送信部１２０、およびアンテナ１２２を有する。この送信機１００は、たとえば、移動体通信システムにおける基地局装置に搭載されている。
【００４２】
ここで、マルチキャリアＣＤＭＡ方式の内容について簡単に説明しておく。
【００４３】
マルチキャリアＣＤＭＡ方式では、信号を複数（Ｘ本）の搬送波（サブキャリア）に分配して送信する。具体的には、送信信号は、まず、拡散符号により周波数軸方向に拡散され、コード多重される。コード多重された信号は、サブキャリア数分の並列信号にシリアル／パラレル変換される。
【００４４】
また、マルチキャリアＣＤＭＡ方式では、各サブキャリアは、直交信号になるようにＯＦＤＭ変調される。シリアル／パラレル変換後の並列信号は、ＩＦＦＴ処理を経て送信される。ＩＦＦＴ処理により、ＯＦＤＭ信号は、各サブキャリア間で信号が直交した状態を保つことができる。ここで、信号が直交するとは、あるサブキャリアの信号のスペクトルが他の周波数の信号に影響を与えないことを意味する。ＯＦＤＭ変調を行う際は、ＯＦＤＭシンボルにガードインターバルを挿入する。ガードインターバルの挿入により、ガードインターバル長よりも短い遅延波しか存在しない場合、各サブキャリア間の直交性を保つことが可能になる。
【００４５】
次いで、上記構成を有する送信機１００の動作について説明する。
【００４６】
送信機１００は、まず符号化部１０２で、送信データを符号化した後、順次、変調部１０４で、符号化後の送信データを変調し、拡散部１０６で、固有の拡散コードを用いて変調後の送信データを拡散する。拡散後の送信データは、チップ単位に分割されており、フレーム組み立て部１０８へ出力される。
【００４７】
フレーム組み立て部１０８では、拡散後の送信データを周波数軸上および時間軸上の所定の位置に配置する（フレームの組み立て）。組み立てられたフレームは、スクランブリング部１１０へ出力される。
【００４８】
スクランブリング部１１０では、セル（またはセクタ）を識別するためのスクランブリングコードを用いて、組み立てられたフレーム全体にスクランブルをかける。スクランブルがかけられたフレームは、Ｐ−ＳＣＨ付加部１１２へ出力される。
【００４９】
Ｐ−ＳＣＨ付加部１１２では、スクランブルがかけられたフレームに、フレーム同期を取得するための第１同期コード（ＰＳＣ：Primary Synchronization Code）、つまり、第１同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ）信号を付加する。たとえば、第１同期コードは、時間方向に連続に、複数の周波数上に配置（つまり、周波数多重）される（後述する図２、図３参照）。第１同期コードが付加されたフレームは、Ｓ−ＳＣＨ付加部１１４へ出力される。
【００５０】
Ｓ−ＳＣＨ付加部１１４では、第１同期コードが付加されたフレームに、スクランブルコードグループを同定するための第２同期コード（ＳＳＣ：Secondary Synchronization Code）、つまり、第２同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）信号を付加する。たとえば、第２同期コードは、時間方向に符号化されて複数の周波数上に配置（つまり、周波数多重）される（後述する図２、図３参照）。この配置の具体例については、さらに、後で詳述する。この段階で、送信する信号のフレーム構成が完成する。なお、ここで、スクランブルコードグループとは、あらかじめグループ分けされたスクランブルコードのグループのことであり、グループ毎に固有のコードが付与されている。すなわち、本実施の形態では、スクランブルコードを複数のグループに分け、各グループにグループコードを付けている。第２同期コードが付加されたフレームは、ＩＦＦＴ部１１６へ出力される。
【００５１】
ＩＦＦＴ部１１６では、第２同期コードが付加されたフレーム（送信信号）を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）して周波数領域から時間領域に変換した後、ガードインターバル挿入部１１８へ出力する。
【００５２】
ガードインターバル挿入部１１８では、遅延に対する特性を改善するために、ＩＦＦＴ部１１６の出力信号にガードインターバルを挿入する。ガードインターバルは、シンボル毎に、有効シンボル区間の末尾を該当シンボルの先頭にコピーして挿入することで実現される。
【００５３】
ガードインターバル挿入後の信号は、無線送信部１２０で、アップコンバートなどの無線処理が施された後、アンテナ１２２から無線送信される。
【００５４】
なお、無線送信部１２０を除いた各部１０２〜１１８での処理は、ベースバンド信号処理として、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）と呼ばれるマイクロプロセッサ（コンピュータ）を用いて、所定のソフトウエア（プログラム）に基づいて実行することができる。
【００５５】
図２は、送信機１００から送信される信号のフレーム構成の一例を示す図であり、図３は、図２に示す３次元のフレーム構成を時間軸と周波数軸の２次元平面上で見た図である。
【００５６】
ここでは、図２および図３に示すように、第１同期コード（Ｐ−ＳＣＨ信号）および第２同期コード（Ｓ−ＳＣＨ信号）は、それぞれ、複数のサブキャリアに周波数多重されている。特に、第２同期コード（Ｓ−ＳＣＨ信号）は、時間方向に符号化された符号化系列Ｃ1Ｃ2Ｃ3Ｃ4Ｃ5Ｃ6…が複数のサブキャリアに周波数多重されている（図３参照）。
【００５７】
その際、第１同期コードが多重されるサブキャリアおよび第２同期コードが多重されるサブキャリアは、それぞれ、周波数ダイバーシチの効果を得るため、つまり、周波数選択性フェージングの影響を低減するため、互いに離れており、好ましくは等間隔である。
【００５８】
また、第１同期コードが多重されるサブキャリアの数および第２同期コードが多重されるサブキャリアの数は、それぞれ、サブキャリアの総数（Ｘ本）に対して小さな値に設定することができる。これにより、他の多重信号に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。
【００５９】
また、図２に示すように、無線チャネルリソースの割り当てを劣化させないため、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）は、ある時間にだけ時間多重されている。
【００６０】
なお、このとき、スクランブルコードは、周波数方向にかけられている。また、図２において、ＤＳＣＨ／ＤＰＣＨは、下り共通パケットチャネル（Downlink Shared Channel）／個別物理チャネル（Dedicated Physical Channel）である。
【００６１】
また、好ましくは、第２同期コードは、直交符号である。直交符号としては、たとえば、ウォルシュ−アダマール（Walsh-Hadamard）符号を使用することができる。第２同期コードを直交符号とすることで、他の第２同期コードとの相関が出にくくなり、スクランブルコードグループの同定精度を向上することができる。
【００６２】
さらには、第２同期コードの長さを時間方向の単位系列の長さよりも短くして、所定の他の信号（たとえば、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）など他の重要な信号）と多重される割合が最小となるように、換言すれば、所定の他の信号が多重されている部分をできるだけ省いて、第２同期コードを配置することができる。たとえば、図４に示すように、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）と多重されることになる部分Ａには、できるだけ第２同期コードを配置しないようにする。これにより、所定の他の信号との干渉を抑制することができる。
【００６３】
図５は、本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図である。
【００６４】
図５に示すマルチキャリア受信装置（以下単に「受信機」という）２００は、マルチキャリアＣＤＭＡ方式を用いて図１の送信機１００と無線通信を行う受信機であって、アンテナ２０２、無線受信部２０４、ＦＦＴタイミング検出部２０６、ＦＦＴ処理部２０８、Ｐ−ＳＣＨ抽出部２１０、フレームタイミング検出部２１２、Ｓ−ＳＣＨ抽出部２１４、相関値検出部２１６、グループコード記憶部２１８、スクランブルコードグループ検出部２２０、スクランブルコード同定部２２２、スクランブルコード群記憶部２２４、デスクランブリング部２２６、チャネル推定部２２８、逆拡散部２３０、復調部２３２、および復号化部２３４を有する。この受信機２００は、たとえば、移動体通信システムにおける移動局装置に搭載されている。
【００６５】
次いで、上記構成を有する受信機２００の動作について説明する。
【００６６】
受信機２００は、アンテナ２０２で、送信機１００から無線送信された信号（図２または図４参照）を受信して、無線受信部２０４へ出力する。
【００６７】
無線受信部２０４では、アンテナ２０２で受信した信号に対してダウンコンバートなどの所定の無線処理を施す。無線受信部２０４の出力信号（ベースバンド信号）は、ＦＦＴタイミング検出部２０６へ出力される。
【００６８】
そして、ＦＦＴタイミング検出部２０６からスクランブルコード群記憶部２２４までの各部２０６〜２２４において、図２および図３に示す周波数多重型Ｓ−ＳＣＨを用いたセルサーチを実行する。具体的には、ＦＦＴタイミング検出部２０６では、第１段階としてシンボル同期を取得し、ＦＦＴ処理部２０８、Ｐ−ＳＣＨ抽出部２１０、およびフレームタイミング検出部２１２では、第２段階としてフレーム同期を取得し、Ｓ−ＳＣＨ抽出部２１４、相関値検出部２１６、グループコード記憶部２１８、およびスクランブルコードグループ検出部２２０では、第３段階としてスクランブルコードの同定（その１）、つまり、スクランブルコードグループの同定を行い、スクランブルコード同定部２２２およびスクランブルコード群記憶部２２４では、第４段階としてスクランブルコードの同定（その２）を行う。要するに、ここでは、周波数多重されたＳ−ＳＣＨ信号を用いてスクランブルコードグループの同定を行い、そのグループの中に含まれるスクランブルコードでそれぞれ相関値を検出し、スクランブルコードの同定を行う。
【００６９】
以下、具体的に、各段階の処理について、図６および図７を用いて説明する。図６は、本実施の形態におけるセルサーチのアルゴリズムを示すフロー図であり、図７は、図６に示すセルサーチアルゴリズムの説明に供する図である。
【００７０】
（１）第１段階：シンボル同期
まず、ステップＳ１０００では、ＦＦＴタイミング検出部２０６で、受信信号のガードインターバル区間と有効シンボル区間の末尾の部分を有効シンボル区間長にわたり相関値を検出し、最大相関値出力を検出したタイミングをＦＦＴウィンドウタイミングとする。
【００７１】
（２）第２段階：フレーム同期
そして、ステップＳ２０００では、ＦＦＴ処理部２０８で、第１段階で検出されたＦＦＴウィンドウタイミングでＦＦＴ処理を行う。
【００７２】
そして、ステップＳ３０００では、Ｐ−ＳＣＨ抽出部２１０で、ステップＳ２０００でのＦＦＴ処理の結果を用いてＰ−ＳＣＨが周波数多重されているサブキャリア成分を抽出する。
【００７３】
そして、ステップＳ４０００では、フレームタイミング検出部２１２で、ステップＳ３０００で抽出されたサブキャリア成分毎にフレーム同期信号レプリカとの相関を１フレーム長にわたり同相加算し、周波数方向に電力加算して、相関値を検出する。そして、最大相関出力を検出したタイミングをフレームタイミングとする。
【００７４】
（３）第３段階：スクランブルコードの同定（その１）
そして、ステップＳ５０００では、Ｓ−ＳＣＨ抽出部２１４で、第１段階で検出されたＦＦＴウィンドウタイミングでＦＦＴ処理を行い、第２段階で検出されたフレームタイミングの先頭位置から、Ｓ−ＳＣＨが周波数多重されているサブキャリア成分を抽出する（図７参照）。
【００７５】
そして、ステップＳ６０００では、相関値検出部２１６およびスクランブルコードグループ検出部２２０で、スクランブルコードグループの同定を行う。すなわち、移動局装置（受信機２００）は、あらかじめすべてのスクランブルコードおよびスクランブルコードグループコードを情報として持っている。具体的には、グループコード記憶部２１８には、すべてのスクランブルコードグループコードが記憶され、また、スクランブルコード群記憶部２２４には、すべてのスクランブルコードがスクランブルコードグループに対応付けられて記憶されている。相関値検出部２１６では、グループコード記憶部２１８に記憶されているスクランブルコードグループコードからレプリカを作成し、ステップＳ５０００で抽出されたサブキャリア成分毎に相関をとり、１フレーム長にわたり同相加算し、周波数方向に電力加算して、各グループコードの相関値を検出する（図７参照）。そして、スクランブルコードグループ検出部２２０で、最大相関出力を検出したグループコードを検出し、スクランブルコードグループを検出（同定）する。
【００７６】
（４）第４段階：スクランブルコードの同定（その２）
そして、ステップＳ７０００では、スクランブルコード同定部２２２で、第３段階で検出されたスクランブルコードグループの中に含まれるスクランブルコード毎に、時間多重されたパイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）を用いて相関を検出し、最大相関出力を検出したスクランブルコードを同定する。
【００７７】
以上のようにしてスクランブルコードの同定が完了すると、デスクランブリング部２２６で、同定されたスクランブルコードを用いてセル（またはセクタ）の識別を行う。デスクランブルされた信号は、チャネル推定部２２８へ出力される。
【００７８】
チャネル推定部２２８では、デスクランブルされた信号を用いてチャネル推定を行う。そして、順次、逆拡散部２３０で、送信時と同じ拡散コードを用いて受信データを逆拡散し、復調部２３２で、逆拡散後の受信データを復調し、復号化部２３４で、復調後の受信データを復号化して、所望の受信データを取得する。
【００７９】
なお、無線受信部２０４を除いた各部２０６〜２３４での処理は、ベースバンド信号処理として、ＤＳＰと呼ばれるマイクロプロセッサ（コンピュータ）を用いて、所定のソフトウエア（プログラム）に基づいて実行することができる。
【００８０】
したがって、本実施の形態によれば、マルチキャリアＣＤＭＡ方式において、第２同期コード（Ｓ−ＳＣＨ）を複数のサブキャリアに周波数多重し（図２参照）、かかる周波数多重型Ｓ−ＳＣＨを用いてセルサーチを行うため、第２同期コードを周波数多重するサブキャリアの数を適切に設定することで他の多重信号に影響を及ぼすことなく、第２同期コードの利用によりスクランブルコードの同定時間を短縮することができ、無線リソースの有効利用を図りかつ干渉を抑制しつつ、高速にセルサーチを行うことができる。
【００８１】
なお、第２同期コードの多重方法は、図２および図３に示す例に限定されない。たとえば、図８および図９に示すように、周波数方向に符号化された符号化系列Ｃ1Ｃ2Ｃ3…である第２同期コード（Ｓ−ＳＣＨ）が複数のサブキャリアに周波数多重される構成とすることも可能である。この場合も、第２同期コードが多重されるサブキャリアは、互いに離れており、かつ、等間隔である。また、無線チャネルリソースの割り当てを劣化させないため、共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）は、ある時間にだけ時間多重されている。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マルチキャリアＣＤＭＡ方式において、無線リソースの有効利用を図りかつ干渉を抑制しつつ、高速にセルサーチを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア送信装置の構成を示すブロック図
【図２】本実施の形態におけるマルチキャリア送信装置から送信される信号のフレーム構成の一例を示す図
【図３】図２に示す３次元のフレーム構成を時間軸と周波数軸の２次元平面上で見た図
【図４】本実施の形態におけるマルチキャリア送信装置から送信される信号のフレーム構成の他の例を示す図
【図５】本発明の一実施の形態に係るマルチキャリア受信装置の構成を示すブロック図
【図６】本実施の形態におけるセルサーチのアルゴリズムを示すフロー図
【図７】図６に示すセルサーチアルゴリズムの説明に供する図
【図８】本実施の形態におけるマルチキャリア送信装置から送信される信号のフレーム構成の他の例を示す図
【図９】図８に示す３次元のフレーム構成を時間軸と周波数軸の２次元平面上で見た図
【符号の説明】
１００  マルチキャリア送信装置
１０８  フレーム組み立て部
１１０  スクランブリング部
１１２  Ｐ−ＳＣＨ付加部
１１４  Ｓ−ＳＣＨ付加部
２００  マルチキャリア受信装置
２０６  ＦＦＴタイミング検出部
２０８  ＦＦＴ処理部
２１０  Ｐ−ＳＣＨ抽出部
２１２  フレームタイミング検出部
２１４  Ｓ−ＳＣＨ抽出部
２１６  相関値検出部
２１８  グループコード記憶部
２２０  スクランブルコードグループ検出部
２２２  スクランブルコード同定部
２２４  スクランブルコード群記憶部
２２６  デスクランブリング部
【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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