(57)【要約】  ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを適用することができ、サイドローブを回避して隣接セルサーチ性能を改善することができる基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法、送信アンテナ検出方法及びプログラム。これらにおいて、ＳＣＨの周波数軸上にＰＶＳを適用する際に、サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトを適用し、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応させ、ＰＳＣ系列を特定する。また、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号の自己相関特性の周期性を検出することで送信アンテナ数を特定する。
2009041069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア通信を行う基地局装置であって、
同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、
マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、
前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記同期チャネル系列生成手段からの同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、
前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段と、
を備える基地局装置。
【請求項２】
前記プリコーディングウェイト行列を用いて、ＳＣＨ（Synchronization CHannel）の周波数軸上にＰＶＳ（Precoding Vector Switching）を適用する送信ダイバーシチ手段をさらに備える請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨ（Primary-Synchronization CHannel）で使用するＰＳＣ（Primary Synchronization Code）系列である請求項１記載の基地局装置。
【請求項４】
基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、
検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられたプリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段と、
検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、
前記自己相関特性の周期性に基づいて、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、
を備える移動局装置。
【請求項５】
前記受信手段は、ＰＶＳを適用したＳＣＨを受信する請求項４記載の移動局装置。
【請求項６】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列である請求項４記載の移動局装置。
【請求項７】
特定された前記プリコーディングウェイト行列に基づいて伝播路チャネルを推定するチャネル推定手段をさらに備える請求項４記載の移動局装置。
【請求項８】
特定された前記送信アンテナ数に基づいて伝播路チャネルを推定するチャネル推定手段をさらに備える請求項４記載の移動局装置。
【請求項９】
マルチキャリア通信を行う通信システムであって、
基地局装置は、
同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、
マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、
前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記同期チャネル系列生成手段からの同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、
前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段と、を備え、
移動局装置は、
前記基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、
検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられた前記プリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段と、
検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、
前記自己相関特性の周期性に基づいて、前記サブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた前記送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、
を備える通信システム。
【請求項１０】
マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成するステップと、
前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するステップと、
前記同期チャネル系列に一意に対応付けられた前記プリコーディングウェイト行列を特定するステップと、
特定した前記プリコーディングウェイト行列に基づいて伝播路チャネルを推定するステップと、
を有するチャネル推定方法。
【請求項１１】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列である請求項１０記載のチャネル推定方法。
【請求項１２】
同期チャネル系列を生成するステップと、
複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記生成した同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するステップと、
前記同期チャネル系列の自己相関特性をとるステップと、
前記自己相関特性の周期性に基づいて、前記サブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた前記送信アンテナ数を特定するステップと、
を有する送信アンテナ検出方法。
【請求項１３】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列である請求項１２記載の送信アンテナ検出方法。
【請求項１４】
特定された前記送信アンテナ数に基づいて伝播路チャネルを推定するステップをさらに備える請求項１２記載の送信アンテナ検出方法。
【請求項１５】
同期チャネル系列を生成するステップと、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記生成した同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するステップと、前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するステップと、前記同期チャネル系列に一意に対応付けられた前記プリコーディングウェイト行列を特定するステップと、特定した前記プリコーディングウェイト行列に基づいて伝播路チャネルを推定するステップと、前記同期チャネル系列の自己相関特性をとるステップと、前記自己相関特性の周期性に基づいて、前記サブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた前記送信アンテナ数を特定するステップと、をコンピータにより実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア通信を行う基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法、送信アンテナ検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数選択性フェージング対策技術の１つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などのマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、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、マルチキャリア通信の中でも周波数利用効率が高く、また、比較的簡単なハードウェア構成により実現できることから、とりわけ注目されている。【０００３】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）のＬＴＥ（Long Term Evolution）標準化では、下り回線の通信方式としてＯＦＤＭ方式を採用することが検討されている。下り回線のＯＦＤＭでは、複数の無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）へのユーザデータ及び制御データが周波数多重または時間多重されて無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）から各移動局へ送信される。【０００４】
下り回線のＯＦＤＭにおける制御データの送信方法として、ＳＣＨ（Synchronization CHannel：同期チャネル）データを固定の帯域幅（例えば１.２５ＭＨｚ）を用い、固定のタイミング（例えばフレーム末尾）で送信することが提案されている（非特許文献１参照）。【０００５】
ここで、ＳＣＨは下り方向の共通チャネルで、Ｐ−ＳＣＨ（Primary-Synchronization CHannel：第１同期チャネル）とＳ−ＳＣＨ（Secondary-Synchronization CHannel：第２同期チャネル）とからなる。Ｐ−ＳＣＨデータには全セル共通の系列が含まれ、この系列はセルサーチ時のタイミング同期に用いられる。また、Ｓ−ＳＣＨデータにはスクランブリングコード情報等、各セル固有の送信パラメータが含まれる。各移動局は、電源投入時及びハンドオーバ時のセルサーチにおいて、Ｐ−ＳＣＨデータを受信することによりタイミング同期をとり、続いて、Ｓ−ＳＣＨデータを受信することによりセル毎に異なる送信パラメータを取得する。これにより各移動局は基地局との通信を開始することができる。よって、各移動局は、電源投入時及びハンドオーバ時などの初期同期時には、まずＳＣＨデータを検出する必要がある。【０００６】
マルチキャリア通信システムでは、基地局装置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ており、移動局装置は移動に伴うセルの切り替え（ハンドオーバ）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。セルサーチの方法としては、３段階セルサーチがよく知られている（例えば、非特許文献２参照）。【０００７】
３段階セルサーチは、シンボルタイミングの検出（第１段階）、スクランブルコードグループの同定及びスクランブルコードタイミング、すなわち、フレームタイミングの検出（第２段階）、スクランブルコードの同定（第３段階）の順で行われる。以下、図１を用いて従来の３段階セルサーチの方法について説明する。【０００８】
図１は、従来の３段階セルサーチにおけるフレーム構成を示す図である。図１において、横軸は時間、縦軸は電力、奥行きは周波数を示す。同図に示すように、時間領域に連続したＳＣＨが周波数領域に等間隔のサブキャリアに多重されている。同一セル内のサブキャリアには、シンボル系列のパターンが共通なＳＣＨが割り当てられている。以下、各段階について説明する。【０００９】
第１段階では、ＯＦＤＭのガードインターバルの相関特性を利用して移動局装置は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（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）ウィンドウタイミングを検出する。【００１０】
第２段階では、ＳＣＨを利用してフレームタイミングの検出が行われる。具体的には、移動局装置は受信データ信号に対しＦＦＴ処理を施して、ＳＣＨが多重されているサブキャリアを分離し、サブキャリアごとにＦＦＴ処理後の受信データ信号とＳＣＨのシンボル系列のレプリカとの時間領域での相関を取る。そして、移動局装置は得られた相関値をサブキャリア間で電力加算し、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。【００１１】
この時、ＳＣＨのシンボル系列を複数用意し、ＳＣＨのシンボル系列ごとにコードグループを対応させておくことで、移動局装置はフレームタイミングの検出と同時にコードグループの同定を行うことができる。具体的には、移動局装置は、サブキャリアごとに、複数のＳＣＨのシンボル系列のレプリカとＦＦＴ処理後の受信データ信号との時間領域での相関演算を行う。そして、移動局装置は、得られた相関値をＳＣＨのシンボル系列ごとにサブキャリア間で電力加算し、最も大きな相関値が得られるＳＣＨのシンボル系列から、対応するコードグループを同定する。このように、第２段階において、フレームタイミングの検出及びコードグループの同定が行われる。【００１２】
第３段階では、第２段階で検出されたフレームタイミングから時間多重されたＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel：共通パイロットチャネル）が抽出される。そして、第２段階で同定したコードグループに属するすべてのスクランブルコードに対応するＣＰＩＣＨのレプリカが生成される。そして、移動局装置は、生成したＣＰＩＣＨのレプリカと抽出したＣＰＩＣＨの相関を取り、最も大きい相関値に対応するスクランブルコードを、セルのスクランブルコードと同定する。【００１３】
さらに、４Ｇシステムへのシームレスな移行を目的に３.９Ｇに相当するセルラシステムの標準化が３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて行われており、セルサーチおよびＳＣＨもトピックの１つである。ＳＣＨの構成としてはＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）と同様に階層型ＳＣＨが採用され、Ｐ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨとから構成される。また、セルサーチプロシージャとしては、上述した３段階セルサーチが採用され、第１段階においてはＰ−ＳＣＨを用いたシンボルタイミング検出、第２段階においてはＳ−ＳＣＨを用いたフレームタイミング検出とセルグループＩＤ検出、第３段階においてはＲＳ（Reference Symbol）を用いたセルＩＤ検出を行い、その後Ｐ−ＢＣＨ（Primary-Broadcast Channel）の復調を行う手順となっている。Ｐ−ＢＣＨを復調する際に、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたチャネル推定値を用いることによってＰ−ＢＣＨの復調性能を改善することができる。【００１４】
図２は、マルチキャリア送信装置（以下単に「送信機」という）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る。なお、スクランブルコードグループ同定用コードとして、例えば、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）又は第２同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ：Secondary Synchronization Channel）を利用する。【００１５】
図２上段において、フレーム１０は、複数スロットから構成され、図２下段にその要部を拡大して示すように、フレーム１０には、以下のコード（ＲＳ，Ｐ−ＢＣＨ，Ｓ−ＳＣＨ，Ｐ−ＳＣＨ）が付加される。【００１６】
図２下段に示すように、まずＰ−ＳＣＨが受信される。Ｓ−ＳＣＨは、Ｐ−ＳＣＨを位相基準として同期検波される。Ｐ−ＢＣＨは、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたチャネル推定値を利用して復調される。復調時には、Ｐ−ＢＣＨを用いてもよいが、Ｐ−ＢＣＨよりもサブキャリア上に多数配置されているＳ−ＳＣＨを用いることでチャネル推定精度を高める。【００１７】
また、３ＧＰＰ ＬＴＥではＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を導入するのでＮｏｄｅ Ｂが複数の送信アンテナを持つことも想定される。Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数が複数の場合、ＳＣＨ用に特定の送信ダイバーシチ方法を用いてセルサーチ性能を改善させることができる。しかし、ＳＣＨを受信する同期時においてＵＥ（User Equipment）はＮｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数を知らないためＳＣＨ用の送信ダイバーシチ方法は限られる。ＬＴＥでは以下の送信ダイバーシチ方法が候補に挙がっている。【００１８】
上記の送信ダイバーシチ方法のうちＳＣＨにＰＶＳを用いた場合における初期セルサーチ時間と隣接セルサーチ時間性能が良好であることがシミュレーション結果により示されており、ＬＴＥではＳＣＨ用送信ダイバーシチとしてＰＶＳ（Precoding Vector Switching）が適用される可能性が高い。【００１９】
また、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数が複数の場合、ＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いてセルサーチ性能を改善することができる。【００２０】
図３は、ＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いた場合のセルサーチ性能を示す図であり、送信アンテナ数（１本又は２本）におけるＰＶＳとＦＳＴＤ（Frequency Switched Transmit Diversity）のセルサーチ性能を比較して示す。横軸はセルサーチ時間[ｍｓ]、縦軸はＵＥ（User Equipment）の比率、図中実線は送信アンテナ数が１本の場合のＰＶＳとＦＳＴＤを、図中破線は送信アンテナ数が２本の場合のＰＶＳとＦＳＴＤを示す。【００２１】
図３に示すように、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数にかかわらず、ＰＶＳはＦＳＴＤよりセルサーチ性能が高い。また、ＰＶＳ及びＦＳＴＤのいずれにおいても送信アンテナ数が２本の場合が１本の場合よりもセルサーチ性能が高い。
【非特許文献１】3GPP RAN WG1 LTE Ad Hoc meeting(2005.06) R1-050590
【非特許文献２】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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上述したように、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを用いることができればセルサーチ時間性能の向上を図ることができる。しかしながら、ＰＶＳはチャネルを合成してビームフォーミング利得を得るので、Ｓ−ＳＣＨでは各送信アンテナからのチャネルが推定できず、Ｐ−ＢＣＨで使用できる送信ダイバーシチ方法を制限する。このため、ＰＶＳを用いるＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法は実現されていない。【００２３】
また、３ＧＰＰ ＬＴＥではＮｏｄｅ Ｂが複数の送信アンテナを持つことが想定される。Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数が複数の場合、ＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いることでセルサーチ時間性能の向上を図ることができる。しかし、ＳＣＨを受信する同期時において、ＵＥはＮｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数を知らないため、ＳＣＨ用の送信ダイバーシチ方法は限られる。ＵＥが事前に持つ情報は、例えば、ＴＳＴＤ（Time Switched Transmit Diversity）、ＦＳＴＤ、ＣＤＤ（Cyclic Delay Diversity）、ＰＶＳなどであり、送信アンテナ数情報は持たない。また、セルサーチ時間性能の向上で有利なＰＶＳは上述した理由によって適用できない。【００２４】
本発明の目的は、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを適用することができ、サイドローブを回避して隣接セルサーチ性能を改善することができる基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法、送信アンテナ検出方法及びプログラムを提供することである。【００２５】
また、本発明は、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができ、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法、送信アンテナ検出方法及びプログラムを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の基地局装置は、マルチキャリア通信を行う基地局装置であって、同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記同期チャネル系列生成手段からの同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段と、を備える構成を採る。【００２７】
本発明の移動局装置は、基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられたプリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段と、検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、前記自己相関特性の周期性に基づいて、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、を備える構成を採る。【００２８】
本発明の通信システムは、マルチキャリア通信を行う通信システムであって、基地局装置は、同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記同期チャネル系列生成手段からの同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段と、を備え、移動局装置は、前記基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられた前記プリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段と、検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、前記自己相関特性の周期性に基づいて、前記サブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた前記送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、を備える構成を採る。【００２９】
本発明のチャネル推定方法は、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成するステップと、前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するステップと、前記同期チャネル系列に一意に対応付けられた前記プリコーディングウェイト行列を特定するステップと、特定した前記プリコーディングウェイト行列に基づいて伝播路チャネルを推定するステップと、を有する。【００３０】
本送信アンテナ検出方法は、同期チャネル系列を生成するステップと、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記生成した同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するステップと、前記同期チャネル系列の自己相関特性をとるステップと、前記自己相関特性の周期性に基づいて、前記サブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた前記送信アンテナ数を特定するステップと、を有する。【００３１】
また、別の観点から本発明は、上記チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法の各ステップをコンピータにより実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ＰＳＣ系列を特定することでプリコーディングウェイト行列を判別することにより、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを適用することができ、サイドローブを回避して隣接セルサーチ性能を改善することができる。【００３３】
また、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数とを対応させることにより、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができ、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の３段階セルサーチにおけるフレーム構成を示す図
【図２】従来の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】従来のＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いた場合のセルサーチ性能を示す図
【図４】本発明の原理説明のＰＶＳによるＳＣＨ送信を説明する図
【図５】本発明の原理説明のＳＣＨにＰＶＳを用いた場合の受信の様子を示す図
【図６】本発明の原理説明のＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の様子を示す図
【図７】本発明の原理説明のＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の各送信アンテナからの伝播路チャネル推定の一例を示す図
【図８】本発明の原理説明のＰ−ＳＣＨによる自己相関検出を説明する図
【図９】本発明の原理説明図
【図１０】本発明の原理説明図
【図１１】本発明の原理説明のＰ−ＢＣＨ用チャネル推定方法におけるＳＣＨ受信の様子を示す図
【図１２】本発明の原理説明のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列との対応を表にして示す図
【図１３Ａ】本発明の原理説明のサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けを説明する図（送信１アンテナの場合）
【図１３Ｂ】本発明の原理説明のサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けを説明する図（送信２アンテナの場合）
【図１３Ｃ】本発明の原理説明のサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けを説明する図（送信４アンテナの場合）
【図１３Ｄ】本発明の原理説明のＰＳＣ系列とウェイト行列との対応付けを説明する図
【図１４Ａ】本発明の原理説明の送信アンテナ判別方法を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図１４Ｂ】本発明の原理説明の送信アンテナ判別方法を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図１４Ｃ】本発明の原理説明の送信アンテナ判別方法を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図１５】図１４の受信ＳＣＨ信号の自己相関特性を示す図
【図１６】本発明の原理説明のセルサーチ手順を説明する図
【図１７】本発明の原理説明の送信機から送信される信号のフレーム構成の一例を示す図
【図１８Ａ】本発明の原理説明のＰ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応付けを説明する図（送信２アンテナの場合）
【図１８Ｂ】本発明の原理説明のＰ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応付けを説明する図（送信４アンテナの場合）
【図１９】本発明の実施の形態１において想定する無線フレーム構成を示す図
【図２０】本実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２１Ａ】本実施の形態１に係る基地局装置のサブキャリアグループ生成部のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図２１Ｂ】本実施の形態１に係る基地局装置のサブキャリアグループ生成部のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図２１Ｃ】本実施の形態１に係る基地局装置のサブキャリアグループ生成部のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図２２】本実施の形態１に係る基地局装置のプリコーディングウェイト行列生成部のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列との対応を表にして示す図
【図２３】本実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図２４】本実施の形態１に係る移動局装置のＳＣＨ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図２５Ａ】本実施の形態１に係る移動局装置の送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図２５Ｂ】本実施の形態１に係る移動局装置の送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図２５Ｃ】本実施の形態１に係る移動局装置の送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図２６】図２５のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの自己相関特性を示す図
【図２７】本実施の形態１に係る移動局装置のＲＳ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図２８】本実施の形態１に係る移動局装置のＰ−ＢＣＨ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図２９】本実施の形態１におけるセルサーチプロシージャを示すフロー図
【図３０】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図３１Ａ】本実施の形態２に係る基地局装置のサブキャリアマッピング部の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図３１Ｂ】本実施の形態２に係る基地局装置のサブキャリアマッピング部の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図３１Ｃ】本実施の形態２に係る基地局装置のサブキャリアマッピング部の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図３２】本実施の形態２に係る基地局装置のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを表にして示す図
【図３３】本実施の形態２に係る基地局装置のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを表にして示す図
【図３４】本実施の形態２に係る移動局装置のＳＣＨ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図３５】本実施の形態２に係る移動局装置のＰＳＣ系列数と送信アンテナ数との対応を表にして示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。【００３６】
（原理説明）
本発明の基本原理について説明する。【００３７】
まず、ＰＶＳについて述べ、次いでＰＶＳがＳＣＨ用の送信ダイバーシチ方法に適用できない理由について説明する。【００３８】
図４は、ＰＶＳによるＳＣＨ送信を説明する図である。図４中、ハッチングはＳ−ＳＣＨ、網掛けはＰ−ＳＣＨを示す。図４では、２アンテナ送信を想定しており、ｗ１，ｗ２はそれぞれ送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）のＳＣＨに適用されるプリコーディングウェイトを表す。【００３９】
ＰＶＳは、ＳＣＨシンボルにプリコーディングウェイトを乗算し、ビームフォーミング利得を得るもので、ＳＣＨシンボル毎にプリコーディングウェイトを変えることでダイバーシチ利得が得られる。前記図３に示すように、ＳＣＨにＰＶＳを用いた場合、初期セルサーチ時間（低ＳＩＮＲ時）と隣接セルサーチ時間性能が良好であることが示される。【００４０】
ＳＣＨのみを考慮すればＰＶＳは最適な送信ダイバーシチ方法であるが、同期後に受信されるＰ−ＢＣＨとの関係も考慮するとＰＶＳには以下の欠点がある。【００４１】
図５は、ＳＣＨにＰＶＳを用いた場合の受信の様子を示す図である。図４と同様に、図５中、ハッチングはＳ−ＳＣＨ、網掛けはＰ−ＳＣＨを示し、ｗ１，ｗ２はそれぞれ送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）のＳＣＨに適用されるプリコーディングウェイトを表す。また、ＰＳＣ（Primary Synchronization Code）、ＳＳＣ（Secondary Synchronization Code）は、それぞれＰ−ＳＣＨ、Ｓ−ＳＣＨに用いられる符号系列を表し、Ｎは系列長を表す。【００４２】
図５左側（送信側）に示すように、ＰＶＳでは、ＰＳＣ、ＳＳＣはいずれもサブキャリア上にマッピングされる。【００４３】
図５右側に示す受信側においては、各送信アンテナでウェイトが乗算されたＳＣＨが伝播路チャネルｈ１，ｈ２を通過した後合成される。ＰＶＳはチャネルを合成してビームフォーミング利得を得る。したがって、受信ＳＣＨは、合成されたチャネルｗ１ｈ１＋ｗ２
ｈ２しか推定できず、各送信アンテナからの伝播路チャネルｈ１，ｈ２を推定できない。これはＰ−ＢＣＨにおいて使用する送信ダイバーシチ方法を制限することにつながる。ＬＴＥでは、Ｐ−ＢＣＨ用の送信ダイバーシチ方法として受信性能の良いＳＦＢＣ（Space frequency block coding：周波数―空間符号）を使用するが、ＳＦＢＣは各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定する必要があるので、Ｐ−ＢＣＨにＳＦＢＣを適用する場合、ＳＣＨにＰＶＳは適用できなくなる。【００４４】
換言すれば、各送信アンテナからのチャネルが推定できれば、Ｐ−ＢＣＨでは性能の良いＳＦＢＣを使用することができる。ＬＴＥではＰ−ＢＣＨにＳＦＢＣを使用することも決定されている。【００４５】
次に、ＰＶＳとＦＳＴＤを組合わせる方法について説明する。【００４６】
ＳＣＨ用送信ダイバーシチにＰＶＳを適用した場合、各送信アンテナからの伝播路チャネルが推定できないことを説明した。これを解決する方法として、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせる方法が考えられる。【００４７】
図６は、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の様子を示す図である。図中、Ｗはプリコーディングウェイト行列を表す。【００４８】
図６左側に示す送信側において、ＳＣＨの偶数サブキャリア（以下、適宜ＳＣ：Sub Carrierと略称する）と奇数サブキャリア（ＳＣ）に対してそれぞれ異なるプリコーディングウェイトベクトルを割り当てている。図６右側に示す受信側においては、偶数サブキャリアと奇数サブキャリアで異なるプリコーディングウェイトを乗算し、送信アンテナ間／サブキャリア間で直交させることで各チャネルを推定する。この方法によれば、以下のように各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。ここで、受信ＳＣＨ信号をｙとおくと、ｙは次式（１）で示される。なお、雑音の影響は考慮していない。式（１）ではＳＳＣについて標記したが、ＰＳＣについても同じ式が成り立つ。
【数１】
2009041069.tif 000003
【００４９】
式（１）より、ＳＳＣは受信側で既知の系列であるから、次式（２）に示すように、受信ＳＣＨ信号をＳＳＣで除算したものにプリコーディングウェイト行列Ｗの逆行列Ｗ−１を乗算することで各送信アンテナからの伝播路チャネルｈ１，ｈ２を推定することができる。
【数２】
2009041069.tif 000004
【００５０】
図７は、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の各送信アンテナからの伝播路チャネル推定の一例を示す図である。送信アンテナが送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合（すなわち、送信２アンテナの場合）を示す。【００５１】
図７Ａ，Ｂにおいて、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で異なるプリコーディングウェイトを乗算し、送信アンテナ間／サブキャリア（ＳＣ）間で直交させることで、図７Ｃに示すように各チャネルを推定する。【００５２】
ＰＶＳは、ＳＣＨシンボルにプリコーディングウェイトと呼ばれる重み付けをし、しかもＳＣＨシンボル毎にプリコーディングウェイトを変える。図７Ｂに示すように、例えば１０ｍｓの無線フレームに例えばＳＣＨシンボルが２個配置されている場合、あるＳＣＨシンボルでプリコーディングウェイト（１，１）をかけると、次のＳＣＨシンボルでは、プリコーディングウェイト（１，−１）をかけるようにしてＳＣＨシンボル毎にウェイトを変える。【００５３】
上記、ＰＶＳとＦＳＴＤの組み合わせによる方法には以下のような課題がある。【００５４】
図４に示すように、プリコーディングウェイトはＳＣＨ毎に異なるものが乗算される。受信側においてＵＥはＮｏｄｅ Ｂによってどのプリコーディングウェイトが乗算されたかを知らないので、式（２）におけるプリコーディングウェイト行列の逆行列を求めることができず、各送信アンテナからの伝播路チャネルｈ１，ｈ２を推定できない。すなわち、偶数ＳＣと奇数ＳＣで異なるプリコーディングウェイトを乗算し、送信アンテナ間／ＳＣ間で直交させることで各チャネルを推定する。このためには、ＵＥは送信アンテナ数とＳＣの次元からなるウェイト行列Ｗを知っている必要がある。ＵＥが送信アンテナ数とＳＣの次元からなるウェイト行列Ｗを知るために、例えば（１）Ｎｏｄｅ Ｂより乗算したプリコーディングウェイトを通知するとなればＤＬ（Downlink）での制御情報量が増加することになる。また、（２）プリコーディングウェイトを１種類に固定すれば、時間ダイバーシチ効果の減少やセル間干渉の増加といった新たな問題が生じる。【００５５】
上記課題に加え、さらに以下のような問題もある。【００５６】
図８は、Ｐ−ＳＣＨによる自己相関検出を説明する図である。【００５７】
図８に示すように、Ｐ−ＳＣＨを用いたタイミング検出において、偶数サブキャリアと奇数サブキャリア交互にウェイトが乗算される場合、Ｐ−ＳＣＨの受信信号に対して時間領域でレプリカ相関をとると相関特性にサイドローブが生じ、特に隣接セルサーチ性能が劣化する。【００５８】
ＰＶＳとＦＳＴＤの組み合わせによる方法の課題をまとめると、次の（１）,（２）の通りである。【００５９】
（１）セル間干渉軽減、時間ダイバーシチのため、複数のプリコーディングウェイト行列Ｗが存在するが、ＵＥはプリコーディングウェイト行列Ｗを特定できないのでＳＦＢＣ送信されるＰ−ＢＣＨ復調用のチャネルが推定できない。【００６０】
（２）Ｐ−ＳＣＨの受信信号に対して時間領域でレプリカ相関をとると、相関特性にサイドローブが生じ、特に隣接セルサーチ性能が劣化する。【００６１】
このように、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせる方法では、別の新たな課題が生じることになり、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを適用することは依然として困難である。ＰＶＳを適用できるＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法が限られてしまっているのが現状である。【００６２】
〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕
本発明者らは、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応させることで、ＰＳＣ系列を特定できることに着目した。具体的には、ＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する際に、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを設け、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトを適用し、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応させ、ＰＳＣ系列を特定することでプリコーディングウェイト行列を判別することに想到した。【００６３】
セルサーチの第１段階においてＰＳＣ系列が特定されることで、ＰＶＳのプリコーディングウェイト行列も特定されるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、サブキャリアグループ毎に異なるプリコーディングウェイトを適用することで、Ｐ−ＳＣＨにおける自己相関検出時のサイドローブ発生を抑えることができる。【００６４】
図９及び図１０は、本発明の基本的な考え方を説明する図である。送信アンテナが送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合を例に採る。【００６５】
図９において、ＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する際に、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ（Subcarrier Group1，Subcarrier Group2）間に異なるプリコーディングウェイトを適用する。具体的には、図９に示すＰ−ＰＳＣを、図９のｄ．に示す複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３とし、かつ、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３とプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２；…；Ｗ５，Ｗ６とを１対１で対応させることで、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を特定する。図９では、ＰＳＣ系列ＰＳＣ１は、プリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２に、ＰＳＣ系列ＰＳＣ２は、プリコーディングウェイト行列Ｗ３，Ｗ４に、ＰＳＣ系列ＰＳＣ３は、プリコーディングウェイト行列Ｗ５，Ｗ６にそれぞれ対応している。したがって、ＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３を特定することで、ＰＶＳのプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２；…；Ｗ５，Ｗ６を特定することができ、その逆の特定も可能である。ここで、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３に対応付けるプリコーディングウェイト行列を２種類（Ｗ１，Ｗ２；Ｗ３，Ｗ４；Ｗ５，Ｗ６）とした理由は、２種類のプリコーディングウェイトをサブキャリアグループ毎に切替えて使用することによってサブキャリアに割当てるウェイトをランダムにして規則性を弱め、サイドローブ発生を抑えるためである。サイドローブ発生を考慮しない又は無視できる場合は、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３に対応付けるプリコーディングウェイト行列は１種類でよい。【００６６】
図９のａ．に示すように、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ（Subcarrier Group1，Subcarrier Group2）を設け、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用する。図９のｂ．に示すように、ＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３を特定することで、図９のｃ．に示すように、ＰＶＳのプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を判定することができる。【００６７】
Ｐ−ＰＳＣ系列の特定は、元々のセルサーチにおいて必ず行う処理である。そのセルサーチ処理において、プリコーディングウェイト行列も特定することができ、チャネル推定も発動できる。【００６８】
図１０Ａ，Ｂにおいて、ＵＥは、前記式（２）に示すように受信ＳＣＨ信号をＰＳＣ／ＳＳＣ系列で除算し、判別したプリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することにより、図１０Ｃに示すように各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定する。【００６９】
以上述べた本発明の基本的な考え方を、一般化してさらに詳細に説明する。【００７０】
図１１は、Ｐ−ＢＣＨ用チャネル推定方法におけるＳＣＨ受信の様子を示す図である。図１２は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を表にして示す図である。【００７１】
ＳＣＨ送信帯域幅において、複数のサブキャリアから構成されるサブキャリアグループを設ける。図１１では、２サブキャリアで１つのサブキャリアグループを形成している。例えば、図１１左側（送信側）に示すように、ＳＳＣ（１）とＳＳＣ（２）、ＳＳＣ（３）とＳＳＣ（４）、及びＳＳＣ（Ｎ−１）とＳＳＣ（Ｎ）がそれぞれサブキャリアグループを構成している。【００７２】
そして、隣接サブキャリアグループ間に対して異なるプリコーディングウェイト行列（図１１ではＷ１，Ｗ２）を適用する。このとき、図１２の表に示すように、ＰＳＣ系列とサブキャリアグループに適用するプリコーディングウェイト行列組とを一対一で対応させる。【００７３】
セルサーチの第１段階においてはＰＳＣ系列の判別を行うので、各サブキャリアグループに適用されているプリコーディングウェイト行列も特定される。図１１では、ＰＳＣ系列としてＰＳＣ１が使用されているのでプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２が適用されていることを判別できる。したがって、図１１右側（受信側）に示すように、ＵＥは前記式（２）に示すように受信ＳＣＨ信号をＰＳＣ／ＳＳＣ系列で除算し、判別したプリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することにより、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。ここで、サブキャリア毎に得られたチャネル推定値を平均化してもよい。【００７４】
このように、本Ｐ−ＢＣＨ用チャネル推定方法によれば、ＰＶＳのウェイトとして、送信アンテナ間／サブキャリア間で直交するウェイトをＳＣＨに適用し、サブキャリアグループ毎にウェイトを切り替える。また、ＰＳＣ系列とウェイト行列を対応させ、ＰＳＣ系列を特定してプリコーディングウェイト行列を判別する。【００７５】
これにより、ＰＳＣ系列よりウェイト行列を特定できるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定が可能になる。また、サブキャリアグループ上にウェイトを適用することで、Ｐ−ＳＣＨのレプリカ相関特性におけるサイドローブを回避し、隣接セルサーチ性能を改善することができる。【００７６】
以上、本Ｐ−ＢＣＨ用チャネル推定方法により、ＳＣＨ用送信ダイバーシチにＰＶＳを適用することがはじめて可能になった。【００７７】
また、以下のバリエーションを採ることで、さらなる特有の効果を得ることができる。【００７８】
基地局装置の送信アンテナ数によって、プリコーディングウェイト行列の次元が変わってくる。このため、プリコーディングウェイト行列を特定した上で、送信アンテナ数も知る必要がある。送信アンテナ数を知らなければ、プリコーディングウェイト行列を一意に決定することができない。本発明者らは、送信アンテナ数を特定又は伝達する方法として、以下の２方法を想到した。【００７９】
〔送信アンテナ数特定（その１）〕
本発明は、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号の自己相関特性の周期性を検出することで送信アンテナ数を特定する。【００８０】
１．サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数の対応付け
図１３は、サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数の対応付けの基本的な考え方を説明する図である。図１３Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図１３Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図１３Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。【００８１】
図１３Ａにおいて、送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、サブキャリアグループは、１サブキャリア（ＳＣ）であり、プリコーディングウェイトはない。【００８２】
図１３Ｂにおいて、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合は、前記図９の場合と同様に、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２を適用する（図１３Ｂのａ．参照）。また、図１３Ｄに示すように、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３とプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２；…；Ｗ５，Ｗ６を対応させ、ＰＳＣ系列を特定する。前記図９の場合は、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用している。図１３Ｂの場合は、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用するだけではなく、２サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数（Ｔｘ１，Ｔｘ２）を対応させ、２サブキャリア（ＳＣ）毎にウェイト行列を変更する。サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けは、次の送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合に、より明確である。【００８３】
図１３Ｃにおいて、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合、サブキャリアグループは、４サブキャリア（ＳＣ）であり、４サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用するとともに（図１３Ｃのｂ．参照）、４サブキャリアグループのサブキャリア数「４」と送信アンテナ数（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）とを対応させ、４サブキャリア（ＳＣ）毎にウェイト行列を変更する。【００８４】
このように、基地局装置では、ウェイトをかけるサブキャリアの塊りと送信アンテナ数とを対応させておく。例えば、送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、プリコーディングウェイトはない。送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、サブキャリア２つをサブキャリアグループとしてプリコーディングウェイトをかけ、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合、サブキャリア４つをサブキャリアグループとしてプリコーディングウェイトをかける。つまり、サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、送信アンテナ数に応じて異なるプリコーディング行列を適用する。【００８５】
上記、基地局装置により行われたサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数の対応付けは、受信装置が以下の送信アンテナ判別方法により特定する。【００８６】
２．送信アンテナ判別方法
図１４は、送信アンテナ判別方法の基本的な考え方を説明する図である。図１４Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図１４Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図１４Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。図１５は、図１４Ａ〜Ｃの受信ＳＣＨ信号の自己相関特性を示す図である。【００８７】
（１）ＰＳＣ系列の特定
前述したように、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用する。ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２を対応させているため、ＵＥは、ＰＳＣ系列を特定することができる。【００８８】
（２）受信Ｐ−ＳＣＨよりＰＳＣ系列の除算
ＵＥは、前記式（２）に示すように受信ＳＣＨ信号をＰＳＣ／ＳＳＣ系列で除算し、判別したプリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することにより、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定する。【００８９】
（３）周波数領域でＳＣをずらして相関検出
本発明は、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させる。これにより、図１４Ｂ，Ｃ破線囲みに示すように、ＰＳＣ系列で除算した受信ＳＣＨ信号は、繰返し周期を持つ。ＵＥは、周波数領域でサブキャリア（ＳＣ）をずらして、この繰返し周期の相関を検出する。【００９０】
（４）相関検出結果による送信アンテナ判別
ＵＥは、図１５に示すように、周波数領域でＳＣをずらして受信ＳＣＨ信号の自己相関を検出し、自己相関結果を複数フレームに渡って加算平均をとると、アンテナ数に対応するピークを検出することができる。【００９１】
１アンテナの場合、ピークは１ＳＣ周期（常にピーク検出）である。２アンテナの場合、ピークは４ＳＣ周期、４アンテナの場合、ピークは８ＳＣ周期位置に３角波頂点が位置する特性を示す。この特性により、ＵＥは送信アンテナ数を検出することができる。【００９２】
このように、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号の自己相関特性の周期性を検出することでＵＥは送信アンテナ数を特定する。【００９３】
これにより、ＵＥはセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信でき、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、Ｎｏｄｅ Ｂは、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなる。具体的には、Ｐ−ＢＣＨおよびＳ−ＳＣＨで送信アンテナ数を通知するためのビットが不要となる。なお、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できることについては、図１６により後述する。【００９４】
他の送信アンテナ判別方法として、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させることも可能である。ＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させることについては、図１８により後述する。【００９５】
なお、Ｓ−ＳＣＨに送信アンテナ情報をのせる従来技術を併用してもよい。【００９６】
〔セルサーチ手順〕
図１６は、セルサーチ手順を説明する図である。ＬＴＥの３段階セルサーチに適用した例である。【００９７】
（１）第１段階：シンボル同期（Ｐ−ＳＣＨを使用）
まず、ＵＥは、時間領域でＰ−ＳＣＨの相関を検出し、ＯＦＤＭシンボルタイミングとサブフレームタイミング（ＳＣＨシンボルタイミング）を検出する。このとき、ＵＥは周波数ずれも同時に検出する。【００９８】
特に、第１段階では、ＵＥは、上述した〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕に基づく相互相関によりＰＳＣ系列の特定を行う。ＵＥは、ＰＳＣ系列の特定と、上述した〔送信アンテナ数特定〕により、送信アンテナ数、プリコーディングウェイト行列を特定する。【００９９】
（２）第２段階：フレーム同期（Ｓ−ＳＣＨを使用）
ＵＥは、第１段階で検出されたＰ−ＳＣＨを位相基準にしてＳ−ＳＣＨを同期検波し、周波数領域でＳ−ＳＣＨの相互相関を取る（図１６ａ．参照）ことによって、セルＩＤグループ及び無線フレームタイミングを特定する。  
（３）第３段階：セルＩＤ同定（ＲＳを使用）
ＵＥは、周波数領域で相互相関によりＲＳの相関を検出することによって、セルＩＤ、及びセクタインデックスを特定する。【０１００】
一方、ＵＥは第１段階で検出された送信アンテナ数情報及びプリコーディングウェイト行列情報（図１６ｂ．参照）と第２段階で検出されたＳ−ＳＣＨ（図１６ｃ．参照）からチャネル推定演算を行う（図１６ｄ．参照）。上記チャネル推定演算では、ＰＳＣ系列よりウェイト行列を特定できるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定が可能である。また、ＵＥはセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる。Ｐ−ＢＣＨ用のチャネル推定値と送信アンテナ数情報は、Ｐ−ＢＣＨの受信、復調／復号に提供される（図１６ｅ．参照）。【０１０１】
図１７は、送信機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る。上述したセルサーチ手順におけるＳＳＣ又はＳ−ＳＣＨを利用する。【０１０２】
ＵＥはＰ−ＳＣＨを位相基準としてＳ−ＳＣＨを同期検波する。ＵＥはＳ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定値を利用してＰ−ＢＣＨを復調する。【０１０３】
前記図２の従来例と異なるところは、本セルサーチ手順により、ＳＣＨ用送信ダイバーシチとしてＰＶＳを適用することができ、またセルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができることである。したがって、図１７下段の実線囲みに示すように、Ｐ−ＢＣＨはＳＦＢＣを、Ｓ−ＳＣＨ及びＰ−ＳＣＨはＰＶＳというように、各チャネルでそれぞれ最適な送信ダイバーシチ方法を適用することができる。【０１０４】
〔送信アンテナ数特定（その２）〕
本発明は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号に使用されるＰＳＣ系列数を特定することで送信アンテナ数を特定する。【０１０５】
図１８は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応付けの基本的な考え方を説明する図である。図１８Ａは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図１８Ｂは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。【０１０６】
Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させる。対応付けの具体的方法として、例えば偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で異なるＰＳＣ系列を使用する。【０１０７】
図１８Ａに示すように、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合は、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で２つの異なるＰＳＣ系列を使用する。また、図１８Ａの表に示すように、ＰＳＣ系列は、奇数サブキャリア（Ｏｄｄ ＳＣ）と偶数サブキャリア（Ｅｖｅｎ ＳＣ）とで組み合わせの異なる２つのＰＳＣ系列（ＰＳＣ１，ＰＳＣ２），（ＰＳＣ２，ＰＳＣ３），（ＰＳＣ３，ＰＳＣ１）に対して、２アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３をそれぞれ適用する。【０１０８】
図１８Ｂに示すように、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合は、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）でそれぞれ２つずつ、合計で４つの異なるＰＳＣ系列を使用する。また、図１８Ｂの表に示すように、ＰＳＣ系列は、奇数サブキャリア（Ｏｄｄ ＳＣ１，２）と偶数サブキャリア（Ｅｖｅｎ ＳＣ１，２）とで組み合わせの異なる４つのＰＳＣ系列（ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３，ＰＳＣ４），（ＰＳＣ２，ＰＳＣ３，ＰＳＣ４，ＰＳＣ１），（ＰＳＣ３，ＰＳＣ４，ＰＳＣ１，ＰＳＣ２）に対して、４アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ４１，Ｗ４２，Ｗ４３をそれぞれ適用する。【０１０９】
このように、Ｐ−ＳＣＨ系列数と送信アンテナ数を対応させることで、送信アンテナ数を特定する。また、Ｐ−ＳＣＨ系列数より送信アンテナ数を特定し、Ｐ−ＳＣＨ系列の組み合わせよりウェイト行列を特定する。【０１１０】
これにより、ＵＥはセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信でき、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、Ｎｏｄｅ ＢはＰ−ＢＣＨおよびＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなり、Ｐ−ＢＣＨおよびＳ−ＳＣＨで送信アンテナ数を通知するためのビットが不要となる。【０１１１】
以下、上記基本的な考え方に基づく実施の形態について詳細に説明する。【０１１２】
（実施の形態１）
実施の形態１は、本発明の原理説明で述べた〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕及び〔送信アンテナ数特定（その１）〕を無線通信システムに適用した例である。【０１１３】
図１９は、本発明の実施の形態１において想定する無線フレーム構成を示す図である。【０１１４】
図１９上段において、フレーム１０００は、複数スロットから構成され、図１９下段にその要部を拡大して示すように、フレーム１０００には、以下のコード（ＲＳ，Ｐ−ＢＣＨ，Ｓ−ＳＣＨ，Ｐ−ＳＣＨ）が付加される。【０１１５】
１スロット＝０.５ｍｓ、１サブフレーム＝１ｍｓ（２スロット）で定義され、１無線フレーム長は１０ｍｓ（１０サブフレーム）である。１スロットは、７ＯＦＤＭシンボルから構成される。ＳＣＨは、第１サブフレームと第６サブフレームのそれぞれ第１スロットに挿入され、挿入間隔は５ｍｓとなる。第１サブフレームの第１スロットには、ＳＣＨの他にＰ−ＢＣＨが配置される。このＰ−ＢＣＨは、４０ｍｓ毎に送信される。また、各スロットの第１ＯＦＤＭシンボルと第５ＯＦＤＭシンボルにはＲＳ（Reference Symbol）が配置される。【０１１６】
図２０は、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である。本実施の形態は、ＯＦＤＭ送信装置を具備する基地局装置として、Ｎｏｄｅ Ｂに適用した例である。また、ＯＦＤＭ方式をマルチキャリア通信方式として説明するが、ＯＦＤＭ方式に限定されるものではない。【０１１７】
図２０において、Ｎｏｄｅ Ｂ１００は、例えば、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。【０１１８】
Ｎｏｄｅ Ｂ１００は、符号化・変調部１０１、Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１、符号化・変調部１１２、ＳＦＢＣ符号化部１１３、ＲＳ生成部１２１、スクランブル符号生成部１２２、乗算部１２３、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１、Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２、多重化部１３３、サブキャリアグループ生成部１３４、プリコーディングウェイト行列生成部１３５、乗算部１３６、多重化部１４１、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１４２、ＲＦ（Radio Frequency）部１４３、及び送信アンテナ１４４を備えて構成される。【０１１９】
送信データは、符号化・変調部１０１に入力され、制御情報は、Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１に入力される。また、セルＩＤ・セクタインデックス情報は、スクランブル符号生成部１２２に入力され、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報は、Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２に入力される。Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１からのＰＳＣ系列情報は、プリコーディングウェイト行列生成部１３５に入力される。送信アンテナ数情報は、サブキャリアグループ生成１３４及びプリコーディングウェイト行列生成部１３５に入力される。【０１２０】
符号化・変調部１０１は、送信データ符号化及び変調処理を行い、多重化部１４１にデータを出力する。【０１２１】
Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１は、制御情報に対応するビット系列を生成する。符号化・変調部１１２は、生成されたビット系列の符号化及び変調処理を行う。【０１２２】
ＳＦＢＣ符号化部１１３は、ＳＦＢＣ符号化処理を行い、多重化部１４１にＰ−ＢＣＨを出力する。【０１２３】
ＲＳ生成部１２１は、パイロット信号に相当するＲＳ（Reference Symbol）系列を生成する。スクランブル符号生成部１２２は、セルＩＤ・セクタインデックス情報に基づいて生成されたセル固有のスクランブル符号系列を生成する。【０１２４】
乗算部１２３は、生成されたＲＳ系列にセル固有のスクランブル符号系列を乗算し、多重化部１４１にＲＳを出力する。【０１２５】
Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１は、セル毎に割り当てられたＰＳＣ系列を用いてＰ−ＳＣＨを生成し、多重化部１３３に出力する。また、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１は、生成したＰＳＣ系列情報をプリコーディングウェイト行列生成部１３５に出力する。【０１２６】
Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２は、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報に対応したＳＳＣ系列を用いてＳ−ＳＣＨを生成する。【０１２７】
多重化部１３３は、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１により生成されたＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨ生成部１３２により生成されたＳ−ＳＣＨとを時間多重し、サブキャリアグループ生成部１３４に出力する。【０１２８】
サブキャリアグループ生成部１３４は、送信アンテナ数情報に基づいてＳＣＨをサブキャリアグループ化して出力する。本実施の形態では、サブキャリアグループ生成部１３４は、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成する。また、サブキャリアグループ生成部１３４は、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１からのＰＳＣ系列を、送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力する。詳細については、図２１により後述する。【０１２９】
プリコーディングウェイト行列生成部１３５は、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１からのＰＳＣ系列情報と送信アンテナ情報に基づいてプリコーディングウェイト行列を出力する。本実施の形態では、プリコーディングウェイト行列生成部１３５は、サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応するＰ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列を設定し、設定した複数のＰＳＣ系列に対応するプリコーディングウェイト行列を生成する。詳細については、図２２により後述する。【０１３０】
乗算部１３６は、生成されたＳＣＨにプリコーディングウェイト行列を乗算し、多重化部１４１に出力する。【０１３１】
多重化部１４１は、図１９に示すような無線フレームを生成するための時間多重化処理を行い、送信信号を形成する。【０１３２】
ＩＦＦＴ部１４２は、ＩＦＦＴ処理を行い、時間領域のデータを周波数領域データへ変換してＯＦＤＭシンボルを形成する。【０１３３】
ＲＦ部１４３は、ベースバンド帯周波数信号をＲＦ帯周波数信号へアップコンバートする。【０１３４】
送信アンテナ１４４は、ＲＦ帯周波数信号を空中へ送信する。【０１３５】
Ｎｏｄｅ Ｂ１００は、マルチキャリア信号を受信するＵＥがＰＶＳのプリコーディングウェイト行列を特定し、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定可能であるので、プリコーディングウェイト行列を用いてＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する送信ダイバーシチの採用が可能である。【０１３６】
次に、サブキャリアグループ生成部１３４とプリコーディングウェイト行列生成部１３５について詳しく説明する。【０１３７】
[サブキャリアグループ生成部１３４]
図２１は、サブキャリアグループ生成部１３４のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図である。図２１Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図２１Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図２１Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。【０１３８】
サブキャリアグループ生成部１３４は、送信アンテナ数情報に基づき、ＳＣＨの周波数上にサブキャリアグループを生成する。【０１３９】
図２１Ａに示すように、送信１アンテナの場合、サブキャリアグループは１サブキャリアより構成され、プリコーディングウェイトも乗算されない。【０１４０】
図２１Ｂに示すように、送信２アンテナの場合、サブキャリアグループは２サブキャリアより構成され、各サブキャリアグループに対してプリコーディングウェイト行列が乗算される。送信２アンテナのプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２は、２×２行列である。【０１４１】
図２１Ｃに示すように、送信４アンテナの場合、サブキャリアグループは４サブキャリアにより構成され、４×４のプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２が乗算される。【０１４２】
[プリコーディングウェイト行列生成部１３５]
図２２は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を表にして示す図である。図２２の表は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを示す。【０１４３】
プリコーディングウェイト行列生成部１３５は、送信アンテナ数情報とＰＳＣ系列情報に基づいてプリコーディングウェイト行列を生成する。【０１４４】
いま、ＰＳＣ系列としては３種類を想定し、各ＰＳＣ系列に対して、２種類ウェイトを割り当てる。２種類のウェイトは、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループに対してそれぞれ適用される。プリコーディングウェイト行列の一例は、次式（３）に示される。
【数３】
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【０１４５】
図２３は、本発明の実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、マルチキャリア受信装置を具備する移動局装置として、ＵＥに適用した例である。【０１４６】
図２３において、ＵＥ２００は、図２０のＮｏｄｅ Ｂ１００と無線通信を行う受信機であって、例えば、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。【０１４７】
ＵＥ２００は、アンテナ２０１、ＲＦ部２０２、シンボルタイミング検出部２０３、ＦＦＴ部２０４、逆多重化部２０５、ＳＣＨ受信処理部２０６、ＲＳ受信処理部２０７、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８、及びデータ受信処理部２０９を備えて構成される。【０１４８】
ＲＦ部２０２は、アンテナ２０１を介して受信された信号をダウンコンバートしベースバンド信号に変換する。【０１４９】
シンボルタイミング検出部２０３は、受信信号を自己相関検出することによりＯＦＤＭシンボルタイミング（ＦＦＴウィンドウタイミング）とＳＣＨシンボルタイミングを検出する。図１６のセルサーチ手順の第１段階の前半部に相当する。【０１５０】
ＦＦＴ部２０４は、検出されたＦＦＴウィンドウタイミングを用いてＦＦＴ処理を行う。【０１５１】
逆多重化部２０５は、受信信号をＳＣＨ、ＲＳ、Ｐ−ＢＣＨ、及びデータに分離し、分離したＳＣＨをＳＣＨ受信処理部２０６に、ＲＳをＲＳ受信処理部２０７に、Ｐ−ＢＣＨをＰ−ＢＣＨ受信処理部２０８に、データをデータ受信処理部２０９にそれぞれ出力する。【０１５２】
ＳＣＨ受信処理部２０６は、図１６のセルサーチ手段の第１段階の後半部と第２段階に相当する処理を行ってチャネル推定値、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報、及び送信アンテナ数情報を出力する。本実施の形態では、ＳＣＨ受信処理部２０６は、ＰＶＳを適用したＳＣＨを受信する。詳細については、図２４乃至図２６により後述する。【０１５３】
ＲＳ受信処理部２０７は、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報を基に、図１６のセルサーチ手順の第３段階に相当する処理を行ってセルＩＤ・セクタインデックス情報を出力する。また、ＲＳ受信処理部２０７は、ＲＳを基にチャネル推定を行って、チャネル推定値をＰ−ＢＣＨ受信処理部２０８及びデータ受信処理部２０９に出力する。【０１５４】
Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８は、ＳＣＨ受信処理部２０６からの送信アンテナ数情報とＲＳ受信処理部２０７からのチャネル推定値を用いて受信処理を行い、制御情報をデータ受信処理部２０９に出力する。【０１５５】
データ受信処理部２０９は、チャネル推定値、制御情報、セルＩＤ・セクタインデックス情報、及び送信アンテナ数情報を基に復調・復号などの受信処理を行い、受信データを得る。【０１５６】
次に、ＳＣＨ受信処理部２０６、ＲＳ受信処理部２０７、及びＰ−ＢＣＨ受信処理部２０８について詳しく説明する。【０１５７】
[ＳＣＨ受信処理部２０６]
ＳＣＨ受信処理部２０６は、図１６のセルサーチ手段のセルサーチの第１段階の後半部とセルサーチの第２段階に相当する処理を行う。【０１５８】
図２４は、ＳＣＨ受信処理部２０６の詳細な構成を示すブロック図である。【０１５９】
図２４において、ＳＣＨ受信処理部２０６は、逆多重化部２１１、ＰＳＣ系列特定部２１２、フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３、送信アンテナ数特定部２１４、プリコーディングウェイト行列特定部２１５、及びチャネル推定部２１６を備えて構成される。【０１６０】
逆多重化部２１１は、ＳＣＨをＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨに分離し、Ｐ−ＳＣＨをＰＳＣ系列特定部２１２に、Ｓ−ＳＣＨをフレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３にそれぞれ出力する。【０１６１】
ＰＳＣ系列特定部２１２は、Ｐ−ＳＣＨとＰＳＣ系列レプリカとの相互相関検出を行い、Ｐ−ＳＣＨに使用されていたＰＳＣ系列を特定する。ＰＳＣ系列特定部２１２は、相互相関検出により特定した位相情報をフレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３に出力し、Ｐ−ＳＣＨ及びＰＳＣ系列情報を送信アンテナ数特定部２１４に出力する。【０１６２】
フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３は、ＰＳＣ系列特定部２１２からの位相情報を基にＳ−ＳＣＨとＳＳＣ系列レプリカとの相互相関検出を行い、Ｓ−ＳＣＨ及びセルＩＤグループ・フレームタイミングを特定する。フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３は、特定したセルＩＤグループ・フレームタイミング情報をＲＳ受信処理部２０７（図２３）に、Ｓ−ＳＣＨをチャネル推定部２１６に出力する。図１６のセルサーチ手順の第２段階に相当する処理である。【０１６３】
送信アンテナ数特定部２１４は、特定されたＰＳＣ系列で受信Ｐ−ＳＣＨを除算した後、自己相関検出を行うことで、送信アンテナ数を特定する。送信アンテナ数の特定については、前記〔送信アンテナ数特定（その１）〕により詳細に説明した方法を適用する。本実施の形態の送信アンテナ数特定部２１４の動作について、図２５及び図２６を参照して説明する。図２５及び図２６は、前記図１４及び図１５に対応する図である。【０１６４】
図２５は、送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図である。図２５Ａは、送信１アンテナ（Ｔｘ）の場合、図２５Ｂは、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図２５Ｃは、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合の、Ｐ−ＳＣＨの受信チャネルを示す。図２６は、図２５Ａ〜ＣのＰ−ＳＣＨの受信チャネルの自己相関特性を示す図である。【０１６５】
図２５Ａに示すように、送信１アンテナ（Ｔｘ）では、ウェイトが乗算されないので、Ｐ−ＳＣＨの受信チャネルは全サブキャリアで等しく、チャネルの繰り返し周期は１サブキャリアである。【０１６６】
図２５Ｂに示すように、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）では、サブキャリアグループ毎にプリコーディングウェイト行列を乗算しており、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループに異なるウェイト行列を乗算しているので、Ｐ−ＳＣＨの受信チャネルの繰り返し周期は４サブキャリアとなる。【０１６７】
図２５Ｃに示すように、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）では、Ｐ−ＳＣＨの繰り返し周期が８サブキャリアとなる。【０１６８】
また、図２６に示すように、送信１アンテナの場合、ピークは１ＳＣ周期（常にピーク検出）である。送信２アンテナの場合、ピークは４ＳＣ周期、送信４アンテナの場合、ピークは８ＳＣ周期位置に３角波頂点が位置する特性を示す。送信アンテナ数特定部２１４は、この特性により、送信アンテナ数を検出する。【０１６９】
図２４に戻って、プリコーディングウェイト行列特定部２１５は、入力されるＰＳＣ系列情報と送信アンテナ数情報を、前記図２２の表に示すＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応表に照らし合わせ、Ｎｏｄｅ Ｂ１００で使用されたプリコーディングウェイト行列を特定する。【０１７０】
チャネル推定部２１６は、Ｓ−ＳＣＨとプリコーディングウェイト行列情報よりチャネル推定を行い、チャネル推定値を出力する。【０１７１】
[ＲＳ受信処理部２０７]
図２７は、ＲＳ受信処理部２０７の詳細な構成を示すブロック図である。【０１７２】
図２７において、ＲＳ受信処理部２０７は、セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１、及びチャネル推定部２２２を備えて構成される。【０１７３】
セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１は、入力されるＲＳ信号とセルＩＤグループ・フレームタイミング情報に基づいて受信ＲＳとＲＳレプリカとの相互相関を行い、セルＩＤ・セクタインデックス情報を出力する。セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１は、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報を得ることにより、相互相関検出を行うＲＳレプリカ候補数を限定できる。【０１７４】
チャネル推定部２２２は、チャネル推定を行い、チャネル推定値を出力する。【０１７５】
[Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８]
図２８は、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８の詳細な構成を示すブロック図である。【０１７６】
図２８において、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８は、ＳＦＢＣ復号部２３１、及び復調・復号部２３２を備えて構成される。【０１７７】
本実施の形態では、Ｐ−ＢＣＨはＳＦＢＣ符号化されている。【０１７８】
ＳＦＢＣ復号部２３１は、受信Ｐ−ＢＣＨ信号と送信アンテナ数情報、チャネル推定値を基にＳＦＢＣ復号処理を行う。【０１７９】
復調・復号部２３２は、復調、復号処理を行い、制御情報をデータ受信処理部２０９（図２３）に出力する。この制御情報には、セルの送信帯域幅等の情報が含まれる。【０１８０】
以下、上述のように構成されたＵＥ２００の動作を説明する。【０１８１】
図２９は、本実施の形態におけるセルサーチプロシージャを示すフロー図である。本セルサーチプロシージャは、前記図１６のセルサーチ手順に対応する。【０１８２】
（１）第１段階
まず、ステップＳ１では、ＵＥ２００は、Ｎｏｄｅ Ｂ１００より信号を受信し、一定期間受信信号をバッファした後、受信信号の自己相関演算を行う。このとき、受信信号のＰ−ＳＣＨの自己相関特性においてはピーク値が検出されるので（前記図８参照）、受信信号におけるＯＦＤＭシンボルタイミング（１シンボル区間）とＳＣＨシンボルタイミング（ＳＣＨの位置）が特定できる。【０１８３】
ステップＳ２では、ＵＥ２００は、ＦＦＴウィンドウタイミングが特定された後、受信Ｐ−ＳＣＨをＦＦＴ処理し、ステップＳ３でレプリカＰ−ＳＣＨとの相関検出を行う。具体的には、ＵＥ２００のシンボルタイミング検出部２０３は、第１段階で検出されたＰ−ＳＣＨを位相基準にして周波数領域でＳ−ＳＣＨの相互相関を取り、Ｓ−ＳＣＨを同期する（図２９ａ．参照）。また、ＵＥ２００は、セルＩＤグループ及び無線フレームタイミングを特定する。【０１８４】
そして、ステップＳ４では、ＳＣＨ受信処理部２０６のＰＳＣ系列特定部２１２（図２４）は、Ｐ−ＳＣＨに使用されているＰＳＣ系列を特定する。【０１８５】
ステップＳ５では、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列は一対一に対応しているので（前記図１２の表参照）、ＳＣＨ受信処理部２０６のプリコーディングウェイト行列特定部２１５（図２４）は、ＰＳＣ系列を特定することで、ＳＣＨのサブキャリアグループに乗算されているプリコーディング行列を特定する。また、ＳＣＨ受信処理部２０６の送信アンテナ数特定部２１４（図２４）は、受信ＰＳＣ系列をレプリカＰＳＣ系列で除算した系列の自己相関を検出し、自己相関特性の周期性を検出することにより、送信アンテナ数を特定する。【０１８６】
第１段階では、発明の原理説明で述べた〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕に基づく相互相関によりＰＳＣ系列の特定が行われる。ＰＳＣ系列と送信アンテナ数の特定により、送信アンテナ数、プリコーディングウェイト行列が特定される（図２９ｂ．参照）。【０１８７】
（２）第２段階
ステップＳ６では、ＳＣＨ受信処理部２０６のフレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３（図２４）は、Ｐ−ＳＣＨを位相基準としてＳ−ＳＣＨの同期検波（Coherent Detection）を行い、周波数領域でＳ−ＳＣＨのレプリカ相関検出を行う。【０１８８】
ステップＳ７では、フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３は、レプリカ相関検出結果より、セルＩＤグループと無線フレームタイミングを特定する。また、ＳＣＨ受信処理部２０６のチャネル推定部２１６（図２４）は、Ｓ−ＳＣＨを用いたチャネル推定を行う。具体的には、第１段階で検出された送信アンテナ数情報及びプリコーディングウェイト行列情報（図２９ｂ．参照）と第２段階で検出されたＳ−ＳＣＨ（図２９ｃ．参照）からチャネル推定演算を行う（図２９ｄ．参照）。【０１８９】
第１段階においてプリコーディングウェイト行列と送信アンテナ数が特定されているので、チャネル推定部２１６は、前記式（２）に示すように、受信Ｓ−ＳＣＨ信号をレプリカＳＳＣ系列で除算し、プリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することで、各送信アンテナからの伝播路チャネルが推定できる。チャネル推定結果は、Ｐ−ＢＣＨの復調／復号において利用される。【０１９０】
（３）第３段階
ステップＳ８では、ＲＳ受信処理部２０７のセルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１（図２７）は、周波数領域でＦＦＴ後の受信ＲＳ（Reference Symbol）のレプリカ相関検出を行う。【０１９１】
ステップＳ９では、セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１は、第２段階で検出されたグループに属するセルＩＤの検出とセクタインデックスを特定する。【０１９２】
（４）第４段階
ステップＳ１０では、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８は、Ｐ−ＢＣＨの受信、復調／復号を行う（図２９ｅ．参照）。Ｐ−ＢＣＨに対しては送信ダイバーシチ方法としてＳＦＢＣが適用されるので、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８のＳＦＢＣ復号部２３１（図２８）は、Ｓ−ＳＣＨより求められたチャネル推定値と送信アンテナ数情報を基にＳＦＢＣ受信処理を行う。【０１９３】
図２９ｄ．に示すチャネル推定演算では、ＰＳＣ系列よりウェイト行列を特定できるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定が可能である。また、ＵＥ２００は、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂ１００の送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる。【０１９４】
以上のように、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応付けることにより、ＳＣＨ用送信ダイバーシチとして最も性能のよいＰＶＳをＳＣＨに適用しつつ、Ｓ−ＳＣＨを用いて各送信アンテナからのチャネル推定を実現している。従来、ＳＣＨにＰＶＳを適用した場合、Ｐ−ＢＣＨにもＰＶＳを適用しなければならなかったが、本実施の形態では、ＳＣＨ、Ｐ−ＢＣＨそれぞれに最適な送信ダイバーシチ方法を適用でき、セルサーチ性能、Ｐ−ＢＣＨの受信性能を改善することができる。【０１９５】
なお、本実施の形態では、３ＧＰＰ ＬＴＥ仕様に沿った形でＰ−ＳＣＨ、Ｓ−ＳＣＨに同じ送信ダイバーシチ方法を適用しているが、前記式（１），前記式（２）の説明において触れたようにＰＳＣよりチャネル推定値を得ることも可能であるので、Ｓ−ＳＣＨに対してＳＦＢＣを適用することもできる。【０１９６】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、ＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する際に、サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトを適用し、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応させ、ＰＳＣ系列を特定することでプリコーディングウェイト行列を特定する。このように、プリコーディングウェイト行列とＰＳＣ系列を対応付けることにより、Ｓ−ＳＣＨを用いて各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。これにより、ＳＣＨはＰＶＳによるダイバーシチ利得を得つつ、Ｐ−ＢＣＨはＳ−ＳＣＨからのチャネル推定値を用いて受信性能を改善できる。また、周波数領域にサブキャリアグループを設け、隣接サブキャリアグループ間で適用するプリコーディングウェイトベクトルを変えることで、自己相関検出時におけるサイドローブの発生を抑えることができる。【０１９７】
特に、図２９に示すように、セルサーチの第１段階においてＰＳＣ系列が特定されることで、ＰＶＳのプリコーディングウェイト行列も特定されるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、サブキャリアグループ毎に異なるプリコーディングウェイトを適用することで、Ｐ−ＳＣＨにおける自己相関検出時のサイドローブ発生を抑えることができる。【０１９８】
また、本実施の形態では、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号の自己相関特性の周期性を検出することで送信アンテナ数を特定している。これにより、ＵＥ２００はセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂ１００の送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信でき、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなる。【０１９９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、本発明の原理説明で述べた〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕及び〔送信アンテナ数特定（その２）〕を無線通信システムに適用した例である。【０２００】
実施の形態２は、送信アンテナ数の通知方法が実施の形態１と異なる。【０２０１】
図３０は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり、図２０と同一構成部分には同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。【０２０２】
図３０において、Ｎｏｄｅ Ｂ３００は、符号化・変調部１０１、Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１、符号化・変調部１１２、ＳＦＢＣ符号化部１１３、ＲＳ生成部１２１、スクランブル符号生成部１２２、乗算部１２３、ＰＳＣ系列生成部３３１、Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２、多重化部１３３、サブキャリアマッピング部３３４、プリコーディングウェイト行列生成部３３５、乗算部１３６、多重化部１４１、ＩＦＦＴ部１４２、ＲＦ部１４３、及び送信アンテナ１４４を備えて構成される。【０２０３】
Ｎｏｄｅ Ｂ３００は、送信アンテナ数情報がサブキャリアグループ生成部１３４ではなく、ＰＳＣ系列生成部３３１に入力される点とサブキャリアマッピング部３３４が存在する点が図２０のＮｏｄｅ Ｂ１００と異なる。【０２０４】
以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。【０２０５】
ＰＳＣ系列生成部３３１は、セル毎に割り当てられたＰＳＣ系列を用いて、送信アンテナ数情報に基づいた数のＰＳＣ系列を生成し、サブキャリアマッピング部３３４に出力する。また、ＰＳＣ系列生成部３３１は、生成したＰＳＣ系列情報をプリコーディングウェイト行列生成部３３５に出力する。【０２０６】
サブキャリアマッピング部３３４は、複数のＰＳＣ系列をサブキャリアグループにマッピングする。【０２０７】
図３１は、サブキャリアマッピング部３３４の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図である。図３１Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図３１Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図３１Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。【０２０８】
図３１Ａに示すように、送信１アンテナの場合、Ｐ−ＳＣＨに使用されるＰＳＣ系列数は１となる。【０２０９】
図３１Ｂに示すように、送信２アンテナの場合、使用されるＰＳＣ系列数は２となる。２種類のＰＳＣ系列をサブキャリア上にマッピングするので、１ＰＳＣ系列あたりの系列長はＮ／２となる。【０２１０】
図３１Ｃに示すように、４送信アンテナの場合、使用されるＰＳＣ系列数は４となる。４種類のＰＳＣ系列をサブキャリア上にマッピングするので、１ＰＳＣ系列あたりの系列長はＮ／４となる。【０２１１】
多重化部１３３は、サブキャリアマッピング部３３４でマッピングされたＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨ生成部１３２により生成されたＳ−ＳＣＨとを時間多重し、乗算部１３６に出力する。【０２１２】
プリコーディングウェイト行列生成部３３５は、送信アンテナ数情報とＰＳＣ系列情報に基づいてプリコーディングウェイト行列を生成する。本実施の形態では、プリコーディングウェイト行列生成部３３５は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列の系列数と送信アンテナ数とを対応付ける。【０２１３】
図３２及び図３３は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを表にして示す図である。図３２の表は、送信２アンテナのＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を示し、図３３の表は、送信４アンテナのＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を示す。【０２１４】
送信２アンテナの場合は、偶数サブキャリアと奇数サブキャリアに割り当てるＰＳＣ系列ペアとプリコーディングウェイト行列を対応させる。【０２１５】
また、送信４アンテナの場合は、２つの偶数サブキャリアと２つの奇数サブキャリアから構成されるサブキャリアグループに割り当てる４つのＰＳＣ系列の並びとプリコーディングウェイト行列を対応させる。【０２１６】
実施の形態２は、前記図１８で述べた〔送信アンテナ数特定（その２）〕を、無線通信システムに適用した例である。前記図１８の原理説明では、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で異なるＰＳＣ系列を使用し、異なるＰＳＣ系列に対して、２アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３、又は４アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ４１，Ｗ４２，Ｗ４３を適用した。Ｐ−ＳＣＨ系列数と送信アンテナ数を対応させるものであればどのような方法でもよく、前記図１８Ａ，Ｂの表に示すようにプリコーディングウェイト行列が一種類（Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３、又はＷ４１，Ｗ４２，Ｗ４３）であっても送信アンテナ数を特定すること、それ自体には問題がない。しかし、プリコーディングウェイト行列が１種類であると、前記図８に示すようにＰ−ＳＣＨによる自己相関検出時に規則性が生じ、相関特性にサイドローブが発生しやすくなることが考えられる。そこで、本実施の形態では、図３２及び図３３に示すように、プリコーディングウェイト行列を２種類（Ｗ１，Ｗ２；Ｗ３，Ｗ４；Ｗ５，Ｗ６、又はＷ７，Ｗ８；Ｗ９，Ｗ１０；Ｗ１１，Ｗ１２）用意し、これら２種類のプリコーディングウェイト行列のうち１種類を適宜使用する。これにより、サブキャリアに割当てるウェイトをランダムにして規則性を弱め、サイドローブ発生を未然に防ぎつつ、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができる。【０２１７】
本発明の実施の形態２に係る移動局装置の全体構成は、図２３と同一であるため、図２３の説明を省略する。【０２１８】
図３４は、本実施の形態に係るＵＥ４００のＳＣＨ受信処理部４０６の詳細な構成を示すブロック図である。図２４と同一構成部分には同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。【０２１９】
ＵＥ４００のＳＣＨ受信処理部４０６は、図２４のＳＣＨ受信処理部２０６に代えて適用される。【０２２０】
図３４において、ＳＣＨ受信処理部４０６は、逆多重化部２１１、ＰＳＣ系列・系列数特定部４１２、フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３、プリコーディングウェイト行列特定部４１５、及びチャネル推定部２１６を備えて構成される。【０２２１】
図３５は、ＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応を表にして示す図である。【０２２２】
ＰＳＣ系列・系列数特定部４１２は、ＰＳＣ系列レプリカを用いてＰ−ＳＣＨに使用されているＰＳＣ系列と系列数を特定する。ＰＳＣ系列数と送信アンテナ数は、一対一に対応しているので、図３５の表に示すように、特定されたＰＳＣ系列数より送信アンテナ数を求め、送信アンテナ数情報を出力する。【０２２３】
プリコーディングウェイト行列特定部４１５は、ＰＳＣ系列情報と送信アンテナ数情報を基に、図３２及び図３３に示すテーブルを参照してＮｏｄｅ Ｂ３００で使用されたプリコーディングウェイト行列を特定し、プリコーディングウェイト行列情報をチャネル推定部２１６に出力する。【０２２４】
このように、本実施の形態によれば、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号に使用されるＰＳＣ系列数を特定することで送信アンテナ数を特定するので、ＵＥ４００はセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定でき、Ｎｏｄｅ Ｂ３００の送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信できる。また、実施の形態１と同様に、プリコーディングウェイト行列とＰＳＣ系列を対応付けることにより、Ｓ−ＳＣＨを用いて各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。上記、プリコーディングウェイト行列及び送信アンテナ数が特定できることにより、各送信アンテナからの伝播路チャネルを精度良く推定することができる。また、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなる。また、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨで送信アンテナ数を通知するためのビットが不要となる。【０２２５】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。【０２２６】
上記各実施の形態では、ＰＶＳをＳＣＨ用送信ダイバーシチに適用した場合のＰ−ＢＣＨ用チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法であるが、Ｐ−ＢＣＨには限定されないことは言うまでもない。同様に、ＳＦＢＣを使用するＰ−ＢＣＨにも限定されない。【０２２７】
また、上記各実施の形態では、同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列である場合を例にとり説明したが、他の同期チャネル系列に適用してもよく同様の効果を得ることができる。但し、３Ｇ／３.９Ｇなど現在の通信システムにおいては、ＰＳＣ系列を用いることでセルサーチの第１段階においてＰＳＣ系列が特定でき、従ってＰＶＳのプリコーディングウェイト行列及び送信アンテナ数情報もセルサーチの第１段階で特定されるので、後段の処理の余裕度、及びこれら情報を有効利用する観点から有利である。【０２２８】
また、上記各実施の形態に係る基地局装置及び移動局装置は、（１）プリコーディングウェイト行列の判別によるチャネル推定方法、又は（２）送信アンテナ数の特定のいずれか一方を用いる態様でもよい。この場合、ＵＥの実装に応じて、適応的に上記（１）と（２）とを併用又は切り替えられるような構成としてもよい。【０２２９】
また、上記各実施の形態では、基地局装置及び移動局装置について説明したが、これは一例であって無線通信を行うものであればどのような装置にも適用可能であり、通信方式の種類・数は限定されない。また、基地局装置及び移動局装置の数についても同様である。【０２３０】
また、上記各実施の形態では、基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、マルチキャリア送受信装置、無線通信方法等でもよいことは勿論である。【０２３１】
また、上記基地局装置、移動局装置及び通信システムを構成する各部、例えば送信部、受信部、記憶部の種類、その数及び接続方法などはどのようなものでもよい。【０２３２】
以上説明した基地局装置、移動局装置及び通信システムは、この基地局装置、移動局装置及び通信システムを機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。【０２３３】
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。【０２３４】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。【０２３５】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。【０２３６】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。【０２３７】
２００７年９月２８日出願の特願２００７−２５６１１１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０２３８】
本発明に係る基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法は、移動体通信システムのマルチキャリア通信において適用される基地局装置、移動局装置、チャネル推定方法、及び送信アンテナ検出方法などに有用である。
【図１】
2009041069.tif 000006
【図２】
2009041069.tif 000007
【図３】
2009041069.tif 000008
【図４】
2009041069.tif 000009
【図５】
2009041069.tif 000010
【図６】
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【図７】
2009041069.tif 000012
【図８】
2009041069.tif 000013
【図９】
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【図１０】
2009041069.tif 000015
【図１１】
2009041069.tif 000016
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
2009041069.tif 000020
【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
2009041069.tif 000023
【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2009041069.tif 000027
【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
2009041069.tif 000032
【図２１Ｂ】
2009041069.tif 000033
【図２１Ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６】
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【図２７】
2009041069.tif 000042
【図２８】
2009041069.tif 000043
【図２９】
2009041069.tif 000044
【図３０】
2009041069.tif 000045
【図３１Ａ】
2009041069.tif 000046
【図３１Ｂ】
2009041069.tif 000047
【図３１Ｃ】
2009041069.tif 000048
【図３２】
2009041069.tif 000049
【図３３】
2009041069.tif 000050
【図３４】
2009041069.tif 000051
【図３５】
2009041069.tif 000052
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月24日(2009.7.24)
【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】
マルチキャリア通信を行う基地局装置であって、
同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、
マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、
前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基に、前記同期チャネル系列をサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、
を具備する基地局装置。
【請求項２】
前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段、をさらに具備する、
請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記プリコーディングウェイト行列を用いて、ＳＣＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ＣＨａｎｎｅｌ）の周波数軸上にＰＶＳ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）を適用する送信ダイバーシチ手段を、さらに具備する、
請求項２記載の基地局装置。
【請求項４】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ−Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ＣＨａｎｎｅｌ）で使用するＰＳＣ（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ）系列である、
請求項１記載の基地局装置。
【請求項５】
基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、
検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、
前記自己相関特性の周期性に基づいて、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、
を具備する移動局装置。
【請求項６】
検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられたプリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段、をさらに具備する、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項７】
前記受信手段は、ＰＶＳを適用したＳＣＨを受信する、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項８】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列である、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項９】
特定された前記プリコーディングウェイト行列に基づいて伝播路チャネルを推定するチャネル推定手段、をさらに具備する、
請求項６記載の移動局装置。
【請求項１０】
特定された前記送信アンテナ数に基づいて伝播路チャネルを推定するチャネル推定手段、をさらに具備する、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項１１】
マルチキャリア通信を行う基地局装置におけるサブキャリアグループ生成方法であって、
同期チャネル系列を生成するステップと、
マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、
前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基に、前記同期チャネル系列をサブキャリアグループ化して出力するステップと、
を有するサブキャリアグループ生成方法。
【請求項１２】
基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信するステップと、
受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出するステップと、
検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとるステップと、
前記自己相関特性の周期性に基づいて、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた送信アンテナ数を特定するステップと、
を有する送信アンテナ検出方法。
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月24日(2009.11.24)
【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】
マルチキャリア通信を行う基地局装置であって、
同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、
マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、
前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基に、前記同期チャネル系列をサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、
を具備する基地局装置。
【請求項２】
前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段、をさらに具備する、
請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記プリコーディングウェイト行列を用いて、ＳＣＨ（Synchronization CHannel）の周波数軸上にＰＶＳ（Precoding Vector Switching）を適用する送信ダイバーシチ手段を、さらに具備する、
請求項２記載の基地局装置。
【請求項４】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨ（Primary-Synchronization CHannel）で使用するＰＳＣ（Primary Synchronization Code）系列である、
請求項１記載の基地局装置。
【請求項５】
基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、
受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、
検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、
前記自己相関特性の周期性に基づいて、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、
を具備する移動局装置。
【請求項６】
検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられたプリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段、をさらに具備する、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項７】
前記受信手段は、ＰＶＳを適用したＳＣＨを受信する、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項８】
前記同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列である、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項９】
特定された前記プリコーディングウェイト行列に基づいて伝播路チャネルを推定するチャネル推定手段、をさらに具備する、
請求項６記載の移動局装置。
【請求項１０】
特定された前記送信アンテナ数に基づいて伝播路チャネルを推定するチャネル推定手段、をさらに具備する、
請求項５記載の移動局装置。
【請求項１１】
マルチキャリア通信を行う基地局装置におけるサブキャリアグループ生成方法であって、
同期チャネル系列を生成するステップと、
マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、
前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基に、前記同期チャネル系列をサブキャリアグループ化して出力するステップと、
を有するサブキャリアグループ生成方法。
【請求項１２】
基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信するステップと、
受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出するステップと、
検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとるステップと、
前記自己相関特性の周期性に基づいて、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた送信アンテナ数を特定するステップと、
を有する送信アンテナ検出方法。
【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、マルチキャリア通信を行う基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法、送信アンテナ検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数選択性フェージング対策技術の１つとして、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などのマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、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、マルチキャリア通信の中でも周波数利用効率が高く、また、比較的簡単なハードウェア構成により実現できることから、とりわけ注目されている。
【０００３】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）のＬＴＥ（Long Term Evolution）標準化では、下り回線の通信方式としてＯＦＤＭ方式を採用することが検討されている。下り回線のＯＦＤＭでは、複数の無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）へのユーザデータ及び制御データが周波数多重または時間多重されて無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）から各移動局へ送信される。
【０００４】
下り回線のＯＦＤＭにおける制御データの送信方法として、ＳＣＨ（Synchronization CHannel：同期チャネル）データを固定の帯域幅（例えば１.２５ＭＨｚ）を用い、固定のタイミング（例えばフレーム末尾）で送信することが提案されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、ＳＣＨは下り方向の共通チャネルで、Ｐ−ＳＣＨ（Primary-Synchronization CHannel：第１同期チャネル）とＳ−ＳＣＨ（Secondary-Synchronization CHannel：第２同期チャネル）とからなる。Ｐ−ＳＣＨデータには全セル共通の系列が含まれ、この系列はセルサーチ時のタイミング同期に用いられる。また、Ｓ−ＳＣＨデータにはスクランブリングコード情報等、各セル固有の送信パラメータが含まれる。各移動局は、電源投入時及びハンドオーバ時のセルサーチにおいて、Ｐ−ＳＣＨデータを受信することによりタイミング同期をとり、続いて、Ｓ−ＳＣＨデータを受信することによりセル毎に異なる送信パラメータを取得する。これにより各移動局は基地局との通信を開始することができる。よって、各移動局は、電源投入時及びハンドオーバ時などの初期同期時には、まずＳＣＨデータを検出する必要がある。
【０００６】
マルチキャリア通信システムでは、基地局装置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ており、移動局装置は移動に伴うセルの切り替え（ハンドオーバ）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。セルサーチの方法としては、３段階セルサーチがよく知られている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００７】
３段階セルサーチは、シンボルタイミングの検出（第１段階）、スクランブルコードグループの同定及びスクランブルコードタイミング、すなわち、フレームタイミングの検出（第２段階）、スクランブルコードの同定（第３段階）の順で行われる。以下、図１を用いて従来の３段階セルサーチの方法について説明する。
【０００８】
図１は、従来の３段階セルサーチにおけるフレーム構成を示す図である。図１において、横軸は時間、縦軸は電力、奥行きは周波数を示す。同図に示すように、時間領域に連続したＳＣＨが周波数領域に等間隔のサブキャリアに多重されている。同一セル内のサブキャリアには、シンボル系列のパターンが共通なＳＣＨが割り当てられている。以下、各段階について説明する。
【０００９】
第１段階では、ＯＦＤＭのガードインターバルの相関特性を利用して移動局装置は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（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）ウィンドウタイミングを検出する。
【００１０】
第２段階では、ＳＣＨを利用してフレームタイミングの検出が行われる。具体的には、移動局装置は受信データ信号に対しＦＦＴ処理を施して、ＳＣＨが多重されているサブキャリアを分離し、サブキャリアごとにＦＦＴ処理後の受信データ信号とＳＣＨのシンボル系列のレプリカとの時間領域での相関を取る。そして、移動局装置は得られた相関値をサブキャリア間で電力加算し、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。
【００１１】
この時、ＳＣＨのシンボル系列を複数用意し、ＳＣＨのシンボル系列ごとにコードグループを対応させておくことで、移動局装置はフレームタイミングの検出と同時にコードグループの同定を行うことができる。具体的には、移動局装置は、サブキャリアごとに、複数のＳＣＨのシンボル系列のレプリカとＦＦＴ処理後の受信データ信号との時間領域での相関演算を行う。そして、移動局装置は、得られた相関値をＳＣＨのシンボル系列ごとにサブキャリア間で電力加算し、最も大きな相関値が得られるＳＣＨのシンボル系列から、対応するコードグループを同定する。このように、第２段階において、フレームタイミングの検出及びコードグループの同定が行われる。
【００１２】
第３段階では、第２段階で検出されたフレームタイミングから時間多重されたＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel：共通パイロットチャネル）が抽出される。そして、第２段階で同定したコードグループに属するすべてのスクランブルコードに対応するＣＰＩＣＨのレプリカが生成される。そして、移動局装置は、生成したＣＰＩＣＨのレプリカと抽出したＣＰＩＣＨの相関を取り、最も大きい相関値に対応するスクランブルコードを、セルのスクランブルコードと同定する。
【００１３】
さらに、４Ｇシステムへのシームレスな移行を目的に３.９Ｇに相当するセルラシステムの標準化が３ＧＰＰ ＬＴＥにおいて行われており、セルサーチおよびＳＣＨもトピックの１つである。ＳＣＨの構成としてはＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）と同様に階層型ＳＣＨが採用され、Ｐ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨとから構成される。また、セルサーチプロシージャとしては、上述した３段階セルサーチが採用され、第１段階においてはＰ−ＳＣＨを用いたシンボルタイミング検出、第２段階においてはＳ−ＳＣＨを用いたフレームタイミング検出とセルグループＩＤ検出、第３段階においてはＲＳ（Reference Symbol）を用いたセルＩＤ検出を行い、その後Ｐ−ＢＣＨ（Primary-Broadcast Channel）の復調を行う手順となっている。Ｐ−ＢＣＨを復調する際に、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたチャネル推定値を用いることによってＰ−ＢＣＨの復調性能を改善することができる。
【００１４】
図２は、マルチキャリア送信装置（以下単に「送信機」という）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る。なお、スクランブルコードグループ同定用コードとして、例えば、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）又は第２同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ：Secondary Synchronization Channel）を利用する。
【００１５】
図２上段において、フレーム１０は、複数スロットから構成され、図２下段にその要部を拡大して示すように、フレーム１０には、以下のコード（ＲＳ，Ｐ−ＢＣＨ，Ｓ−ＳＣＨ，Ｐ−ＳＣＨ）が付加される。
【００１６】
図２下段に示すように、まずＰ−ＳＣＨが受信される。Ｓ−ＳＣＨは、Ｐ−ＳＣＨを位相基準として同期検波される。Ｐ−ＢＣＨは、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたチャネル推定値を利用して復調される。復調時には、Ｐ−ＢＣＨを用いてもよいが、Ｐ−ＢＣＨよりもサブキャリア上に多数配置されているＳ−ＳＣＨを用いることでチャネル推定精度を高める。
【００１７】
また、３ＧＰＰ ＬＴＥではＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）を導入するのでＮｏｄｅ Ｂが複数の送信アンテナを持つことも想定される。Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数が複数の場合、ＳＣＨ用に特定の送信ダイバーシチ方法を用いてセルサーチ性能を改善させることができる。しかし、ＳＣＨを受信する同期時においてＵＥ（User Equipment）はＮｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数を知らないためＳＣＨ用の送信ダイバーシチ方法は限られる。ＬＴＥでは以下の送信ダイバーシチ方法が候補に挙がっている。
【００１８】
上記の送信ダイバーシチ方法のうちＳＣＨにＰＶＳを用いた場合における初期セルサーチ時間と隣接セルサーチ時間性能が良好であることがシミュレーション結果により示されており、ＬＴＥではＳＣＨ用送信ダイバーシチとしてＰＶＳ（Precoding Vector Switching）が適用される可能性が高い。
【００１９】
また、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数が複数の場合、ＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いてセルサーチ性能を改善することができる。
【００２０】
図３は、ＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いた場合のセルサーチ性能を示す図であり、送信アンテナ数（１本又は２本）におけるＰＶＳとＦＳＴＤ（Frequency Switched Transmit Diversity）のセルサーチ性能を比較して示す。横軸はセルサーチ時間[ｍｓ]、縦軸はＵＥ（User Equipment）の比率、図中実線は送信アンテナ数が１本の場合のＰＶＳとＦＳＴＤを、図中破線は送信アンテナ数が２本の場合のＰＶＳとＦＳＴＤを示す。
【００２１】
図３に示すように、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数にかかわらず、ＰＶＳはＦＳＴＤよりセルサーチ性能が高い。また、ＰＶＳ及びＦＳＴＤのいずれにおいても送信アンテナ数が２本の場合が１本の場合よりもセルサーチ性能が高い。
【非特許文献１】3GPP RAN WG1 LTE Ad Hoc meeting(2005.06) R1-050590
【非特許文献２】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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上述したように、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを用いることができればセルサーチ時間性能の向上を図ることができる。しかしながら、ＰＶＳはチャネルを合成してビームフォーミング利得を得るので、Ｓ−ＳＣＨでは各送信アンテナからのチャネルが推定できず、Ｐ−ＢＣＨで使用できる送信ダイバーシチ方法を制限する。このため、ＰＶＳを用いるＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法は実現されていない。
【００２３】
また、３ＧＰＰ ＬＴＥではＮｏｄｅ Ｂが複数の送信アンテナを持つことが想定される。Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数が複数の場合、ＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いることでセルサーチ時間性能の向上を図ることができる。しかし、ＳＣＨを受信する同期時において、ＵＥはＮｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数を知らないため、ＳＣＨ用の送信ダイバーシチ方法は限られる。ＵＥが事前に持つ情報は、例えば、ＴＳＴＤ（Time Switched Transmit Diversity）、ＦＳＴＤ、ＣＤＤ（Cyclic Delay Diversity）、ＰＶＳなどであり、送信アンテナ数情報は持たない。また、セルサーチ時間性能の向上で有利なＰＶＳは上述した理由によって適用できない。
【００２４】
本発明の目的は、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを適用することができ、サイドローブを回避して隣接セルサーチ性能を改善することができる基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法、送信アンテナ検出方法及びプログラムを提供することである。
【００２５】
また、本発明は、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができ、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法、送信アンテナ検出方法及びプログラムを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の基地局装置は、マルチキャリア通信を行う基地局装置であって、同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記同期チャネル系列生成手段からの同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段と、を備える構成を採る。
【００２７】
本発明の移動局装置は、基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられたプリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段と、検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、前記自己相関特性の周期性に基づいて、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、を備える構成を採る。
【００２８】
本発明の通信システムは、マルチキャリア通信を行う通信システムであって、基地局装置は、同期チャネル系列を生成する同期チャネル系列生成手段と、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成し、前記サブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記同期チャネル系列生成手段からの同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するサブキャリアグループ生成手段と、前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するプリコーディングウェイト行列生成手段と、を備え、移動局装置は、前記基地局装置から送信されるマルチキャリア信号を受信する受信手段と、受信されたマルチキャリア信号から同期チャネル系列を検出する検出手段と、検出された前記同期チャネル系列から、該同期チャネル系列に一意に対応付けられた前記プリコーディングウェイト行列を特定するプリコーディングウェイト行列特定手段と、検出された前記同期チャネル系列の自己相関特性をとる自己相関手段と、前記自己相関特性の周期性に基づいて、前記サブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた前記送信アンテナ数を特定する送信アンテナ数特定手段と、を備える構成を採る。
【００２９】
本発明のチャネル推定方法は、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成するステップと、前記サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応する複数の同期チャネル系列を設定し、設定した前記複数の同期チャネル系列に対応する前記プリコーディングウェイト行列を生成するステップと、前記同期チャネル系列に一意に対応付けられた前記プリコーディングウェイト行列を特定するステップと、特定した前記プリコーディングウェイト行列に基づいて伝播路チャネルを推定するステップと、を有する。
【００３０】
本送信アンテナ検出方法は、同期チャネル系列を生成するステップと、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、前記生成した同期チャネル系列を、前記送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力するステップと、前記同期チャネル系列の自己相関特性をとるステップと、前記自己相関特性の周期性に基づいて、前記サブキャリアグループに割当てられたサブキャリア数及び／又は周期性に対応付けられた前記送信アンテナ数を特定するステップと、を有する。
【００３１】
また、別の観点から本発明は、上記チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法の各ステップをコンピータにより実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ＰＳＣ系列を特定することでプリコーディングウェイト行列を判別することにより、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを適用することができ、サイドローブを回避して隣接セルサーチ性能を改善することができる。
【００３３】
また、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数とを対応させることにより、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができ、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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。
【００３５】
（原理説明）
本発明の基本原理について説明する。
【００３６】
まず、ＰＶＳについて述べ、次いでＰＶＳがＳＣＨ用の送信ダイバーシチ方法に適用できない理由について説明する。
【００３７】
図４は、ＰＶＳによるＳＣＨ送信を説明する図である。図４中、ハッチングはＳ−ＳＣＨ、網掛けはＰ−ＳＣＨを示す。図４では、２アンテナ送信を想定しており、ｗ１，ｗ２はそれぞれ送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）のＳＣＨに適用されるプリコーディングウェイトを表す。
【００３８】
ＰＶＳは、ＳＣＨシンボルにプリコーディングウェイトを乗算し、ビームフォーミング利得を得るもので、ＳＣＨシンボル毎にプリコーディングウェイトを変えることでダイバーシチ利得が得られる。前記図３に示すように、ＳＣＨにＰＶＳを用いた場合、初期セルサーチ時間（低ＳＩＮＲ時）と隣接セルサーチ時間性能が良好であることが示される。
【００３９】
ＳＣＨのみを考慮すればＰＶＳは最適な送信ダイバーシチ方法であるが、同期後に受信されるＰ−ＢＣＨとの関係も考慮するとＰＶＳには以下の欠点がある。
【００４０】
図５は、ＳＣＨにＰＶＳを用いた場合の受信の様子を示す図である。図４と同様に、図５中、ハッチングはＳ−ＳＣＨ、網掛けはＰ−ＳＣＨを示し、ｗ１，ｗ２はそれぞれ送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）のＳＣＨに適用されるプリコーディングウェイトを表す。また、ＰＳＣ（Primary Synchronization Code）、ＳＳＣ（Secondary Synchronization Code）は、それぞれＰ−ＳＣＨ、Ｓ−ＳＣＨに用いられる符号系列を表し、Ｎは系列長を表す。
【００４１】
図５左側（送信側）に示すように、ＰＶＳでは、ＰＳＣ、ＳＳＣはいずれもサブキャリア上にマッピングされる。
【００４２】
図５右側に示す受信側においては、各送信アンテナでウェイトが乗算されたＳＣＨが伝播路チャネルｈ１，ｈ２を通過した後合成される。ＰＶＳはチャネルを合成してビームフォーミング利得を得る。したがって、受信ＳＣＨは、合成されたチャネルｗ１ｈ１＋ｗ２ｈ２しか推定できず、各送信アンテナからの伝播路チャネルｈ１，ｈ２を推定できない。これはＰ−ＢＣＨにおいて使用する送信ダイバーシチ方法を制限することにつながる。ＬＴＥでは、Ｐ−ＢＣＨ用の送信ダイバーシチ方法として受信性能の良いＳＦＢＣ（Space frequency block coding：周波数―空間符号）を使用するが、ＳＦＢＣは各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定する必要があるので、Ｐ−ＢＣＨにＳＦＢＣを適用する場合、ＳＣＨにＰＶＳは適用できなくなる。
【００４３】
換言すれば、各送信アンテナからのチャネルが推定できれば、Ｐ−ＢＣＨでは性能の良いＳＦＢＣを使用することができる。ＬＴＥではＰ−ＢＣＨにＳＦＢＣを使用することも決定されている。
【００４４】
次に、ＰＶＳとＦＳＴＤを組合わせる方法について説明する。
【００４５】
ＳＣＨ用送信ダイバーシチにＰＶＳを適用した場合、各送信アンテナからの伝播路チャネルが推定できないことを説明した。これを解決する方法として、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせる方法が考えられる。
【００４６】
図６は、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の様子を示す図である。図中、Ｗはプリコーディングウェイト行列を表す。
【００４７】
図６左側に示す送信側において、ＳＣＨの偶数サブキャリア（以下、適宜ＳＣ：Sub Carrierと略称する）と奇数サブキャリア（ＳＣ）に対してそれぞれ異なるプリコーディングウェイトベクトルを割り当てている。図６右側に示す受信側においては、偶数サブキャリアと奇数サブキャリアで異なるプリコーディングウェイトを乗算し、送信アンテナ間／サブキャリア間で直交させることで各チャネルを推定する。この方法によれば、以下のように各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。ここで、受信ＳＣＨ信号をｙとおくと、ｙは次式（１）で示される。なお、雑音の影響は考慮していない。式（１）ではＳＳＣについて標記したが、ＰＳＣについても同じ式が成り立つ。
【数１】
2009041069.tif 000053
【００４８】
式（１）より、ＳＳＣは受信側で既知の系列であるから、次式（２）に示すように、受信ＳＣＨ信号をＳＳＣで除算したものにプリコーディングウェイト行列Ｗの逆行列Ｗ−１を乗算することで各送信アンテナからの伝播路チャネルｈ１，ｈ２を推定することができる。
【数２】
2009041069.tif 000054
【００４９】
図７は、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の各送信アンテナからの伝播路チャネル推定の一例を示す図である。送信アンテナが送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合（すなわち、送信２アンテナの場合）を示す。
【００５０】
図７Ａ，Ｂにおいて、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で異なるプリコーディングウェイトを乗算し、送信アンテナ間／サブキャリア（ＳＣ）間で直交させることで、図７Ｃに示すように各チャネルを推定する。
【００５１】
ＰＶＳは、ＳＣＨシンボルにプリコーディングウェイトと呼ばれる重み付けをし、しかもＳＣＨシンボル毎にプリコーディングウェイトを変える。図７Ｂに示すように、例えば１０ｍｓの無線フレームに例えばＳＣＨシンボルが２個配置されている場合、あるＳＣＨシンボルでプリコーディングウェイト（１，１）をかけると、次のＳＣＨシンボルでは、プリコーディングウェイト（１，−１）をかけるようにしてＳＣＨシンボル毎にウェイトを変える。
【００５２】
上記、ＰＶＳとＦＳＴＤの組み合わせによる方法には以下のような課題がある。
【００５３】
図４に示すように、プリコーディングウェイトはＳＣＨ毎に異なるものが乗算される。受信側においてＵＥはＮｏｄｅ Ｂによってどのプリコーディングウェイトが乗算されたかを知らないので、式（２）におけるプリコーディングウェイト行列の逆行列を求めることができず、各送信アンテナからの伝播路チャネルｈ１，ｈ２を推定できない。すなわち、偶数ＳＣと奇数ＳＣで異なるプリコーディングウェイトを乗算し、送信アンテナ間／ＳＣ間で直交させることで各チャネルを推定する。このためには、ＵＥは送信アンテナ数とＳＣの次元からなるウェイト行列Ｗを知っている必要がある。ＵＥが送信アンテナ数とＳＣの次元からなるウェイト行列Ｗを知るために、例えば（１）Ｎｏｄｅ Ｂより乗算したプリコーディングウェイトを通知するとなればＤＬ（Downlink）での制御情報量が増加することになる。また、（２）プリコーディングウェイトを１種類に固定すれば、時間ダイバーシチ効果の減少やセル間干渉の増加といった新たな問題が生じる。
【００５４】
上記課題に加え、さらに以下のような問題もある。
【００５５】
図８は、Ｐ−ＳＣＨによる自己相関検出を説明する図である。
【００５６】
図８に示すように、Ｐ−ＳＣＨを用いたタイミング検出において、偶数サブキャリアと奇数サブキャリア交互にウェイトが乗算される場合、Ｐ−ＳＣＨの受信信号に対して時間領域でレプリカ相関をとると相関特性にサイドローブが生じ、特に隣接セルサーチ性能が劣化する。
【００５７】
ＰＶＳとＦＳＴＤの組み合わせによる方法の課題をまとめると、次の（１）,（２）の通りである。
【００５８】
（１）セル間干渉軽減、時間ダイバーシチのため、複数のプリコーディングウェイト行列Ｗが存在するが、ＵＥはプリコーディングウェイト行列Ｗを特定できないのでＳＦＢＣ送信されるＰ−ＢＣＨ復調用のチャネルが推定できない。
【００５９】
（２）Ｐ−ＳＣＨの受信信号に対して時間領域でレプリカ相関をとると、相関特性にサイドローブが生じ、特に隣接セルサーチ性能が劣化する。
【００６０】
このように、ＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせる方法では、別の新たな課題が生じることになり、ＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法としてＰＶＳを適用することは依然として困難である。ＰＶＳを適用できるＳＣＨ用送信ダイバーシチ方法が限られてしまっているのが現状である。
【００６１】
〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕
本発明者らは、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応させることで、ＰＳＣ系列を特定できることに着目した。具体的には、ＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する際に、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを設け、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトを適用し、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応させ、ＰＳＣ系列を特定することでプリコーディングウェイト行列を判別することに想到した。
【００６２】
セルサーチの第１段階においてＰＳＣ系列が特定されることで、ＰＶＳのプリコーディングウェイト行列も特定されるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、サブキャリアグループ毎に異なるプリコーディングウェイトを適用することで、Ｐ−ＳＣＨにおける自己相関検出時のサイドローブ発生を抑えることができる。
【００６３】
図９及び図１０は、本発明の基本的な考え方を説明する図である。送信アンテナが送信アンテナ１，２（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合を例に採る。
【００６４】
図９において、ＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する際に、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ（Subcarrier Group1，Subcarrier Group2）間に異なるプリコーディングウェイトを適用する。具体的には、図９に示すＰ−ＰＳＣを、図９のｄ．に示す複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３とし、かつ、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３とプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２；…；Ｗ５，Ｗ６とを１対１で対応させることで、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を特定する。図９では、ＰＳＣ系列ＰＳＣ１は、プリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２に、ＰＳＣ系列ＰＳＣ２は、プリコーディングウェイト行列Ｗ３，Ｗ４に、ＰＳＣ系列ＰＳＣ３は、プリコーディングウェイト行列Ｗ５，Ｗ６にそれぞれ対応している。したがって、ＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３を特定することで、ＰＶＳのプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２；…；Ｗ５，Ｗ６を特定することができ、その逆の特定も可能である。ここで、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３に対応付けるプリコーディングウェイト行列を２種類（Ｗ１，Ｗ２；Ｗ３，Ｗ４；Ｗ５，Ｗ６）とした理由は、２種類のプリコーディングウェイトをサブキャリアグループ毎に切替えて使用することによってサブキャリアに割当てるウェイトをランダムにして規則性を弱め、サイドローブ発生を抑えるためである。サイドローブ発生を考慮しない又は無視できる場合は、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３に対応付けるプリコーディングウェイト行列は１種類でよい。
【００６５】
図９のａ．に示すように、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ（Subcarrier Group1，Subcarrier Group2）を設け、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用する。図９のｂ．に示すように、ＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３を特定することで、図９のｃ．に示すように、ＰＶＳのプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を判定することができる。
【００６６】
Ｐ−ＰＳＣ系列の特定は、元々のセルサーチにおいて必ず行う処理である。そのセルサーチ処理において、プリコーディングウェイト行列も特定することができ、チャネル推定も発動できる。
【００６７】
図１０Ａ，Ｂにおいて、ＵＥは、前記式（２）に示すように受信ＳＣＨ信号をＰＳＣ／ＳＳＣ系列で除算し、判別したプリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することにより、図１０Ｃに示すように各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定する。
【００６８】
以上述べた本発明の基本的な考え方を、一般化してさらに詳細に説明する。
【００６９】
図１１は、Ｐ−ＢＣＨ用チャネル推定方法におけるＳＣＨ受信の様子を示す図である。図１２は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を表にして示す図である。
【００７０】
ＳＣＨ送信帯域幅において、複数のサブキャリアから構成されるサブキャリアグループを設ける。図１１では、２サブキャリアで１つのサブキャリアグループを形成している。例えば、図１１左側（送信側）に示すように、ＳＳＣ（１）とＳＳＣ（２）、ＳＳＣ（３）とＳＳＣ（４）、及びＳＳＣ（Ｎ−１）とＳＳＣ（Ｎ）がそれぞれサブキャリアグループを構成している。
【００７１】
そして、隣接サブキャリアグループ間に対して異なるプリコーディングウェイト行列（図１１ではＷ１，Ｗ２）を適用する。このとき、図１２の表に示すように、ＰＳＣ系列とサブキャリアグループに適用するプリコーディングウェイト行列組とを一対一で対応させる。
【００７２】
セルサーチの第１段階においてはＰＳＣ系列の判別を行うので、各サブキャリアグループに適用されているプリコーディングウェイト行列も特定される。図１１では、ＰＳＣ系列としてＰＳＣ１が使用されているのでプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２が適用されていることを判別できる。したがって、図１１右側（受信側）に示すように、ＵＥは前記式（２）に示すように受信ＳＣＨ信号をＰＳＣ／ＳＳＣ系列で除算し、判別したプリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することにより、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。ここで、サブキャリア毎に得られたチャネル推定値を平均化してもよい。
【００７３】
このように、本Ｐ−ＢＣＨ用チャネル推定方法によれば、ＰＶＳのウェイトとして、送信アンテナ間／サブキャリア間で直交するウェイトをＳＣＨに適用し、サブキャリアグループ毎にウェイトを切り替える。また、ＰＳＣ系列とウェイト行列を対応させ、ＰＳＣ系列を特定してプリコーディングウェイト行列を判別する。
【００７４】
これにより、ＰＳＣ系列よりウェイト行列を特定できるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定が可能になる。また、サブキャリアグループ上にウェイトを適用することで、Ｐ−ＳＣＨのレプリカ相関特性におけるサイドローブを回避し、隣接セルサーチ性能を改善することができる。
【００７５】
以上、本Ｐ−ＢＣＨ用チャネル推定方法により、ＳＣＨ用送信ダイバーシチにＰＶＳを適用することがはじめて可能になった。
【００７６】
また、以下のバリエーションを採ることで、さらなる特有の効果を得ることができる。
【００７７】
基地局装置の送信アンテナ数によって、プリコーディングウェイト行列の次元が変わってくる。このため、プリコーディングウェイト行列を特定した上で、送信アンテナ数も知る必要がある。送信アンテナ数を知らなければ、プリコーディングウェイト行列を一意に決定することができない。本発明者らは、送信アンテナ数を特定又は伝達する方法として、以下の２方法を想到した。
【００７８】
〔送信アンテナ数特定（その１）〕
本発明は、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号の自己相関特性の周期性を検出することで送信アンテナ数を特定する。
【００７９】
１．サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数の対応付け
図１３は、サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数の対応付けの基本的な考え方を説明する図である。図１３Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図１３Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図１３Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。
【００８０】
図１３Ａにおいて、送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、サブキャリアグループは、１サブキャリア（ＳＣ）であり、プリコーディングウェイトはない。
【００８１】
図１３Ｂにおいて、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合は、前記図９の場合と同様に、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２を適用する（図１３Ｂのａ．参照）。また、図１３Ｄに示すように、複数のＰＳＣ系列ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３とプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２；…；Ｗ５，Ｗ６を対応させ、ＰＳＣ系列を特定する。前記図９の場合は、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用している。図１３Ｂの場合は、隣接サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用するだけではなく、２サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数（Ｔｘ１，Ｔｘ２）を対応させ、２サブキャリア（ＳＣ）毎にウェイト行列を変更する。サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けは、次の送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合に、より明確である。
【００８２】
図１３Ｃにおいて、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合、サブキャリアグループは、４サブキャリア（ＳＣ）であり、４サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用するとともに（図１３Ｃのｂ．参照）、４サブキャリアグループのサブキャリア数「４」と送信アンテナ数（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）とを対応させ、４サブキャリア（ＳＣ）毎にウェイト行列を変更する。
【００８３】
このように、基地局装置では、ウェイトをかけるサブキャリアの塊りと送信アンテナ数とを対応させておく。例えば、送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、プリコーディングウェイトはない。送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、サブキャリア２つをサブキャリアグループとしてプリコーディングウェイトをかけ、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合、サブキャリア４つをサブキャリアグループとしてプリコーディングウェイトをかける。つまり、サブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、送信アンテナ数に応じて異なるプリコーディング行列を適用する。
【００８４】
上記、基地局装置により行われたサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数の対応付けは、受信装置が以下の送信アンテナ判別方法により特定する。
【００８５】
２．送信アンテナ判別方法
図１４は、送信アンテナ判別方法の基本的な考え方を説明する図である。図１４Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図１４Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図１４Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。図１５は、図１４Ａ〜Ｃの受信ＳＣＨ信号の自己相関特性を示す図である。
【００８６】
（１）ＰＳＣ系列の特定
前述したように、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトＷ１，Ｗ２を適用する。ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２を対応させているため、ＵＥは、ＰＳＣ系列を特定することができる。
【００８７】
（２）受信Ｐ−ＳＣＨよりＰＳＣ系列の除算
ＵＥは、前記式（２）に示すように受信ＳＣＨ信号をＰＳＣ／ＳＳＣ系列で除算し、判別したプリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することにより、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定する。
【００８８】
（３）周波数領域でＳＣをずらして相関検出
本発明は、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させる。これにより、図１４Ｂ，Ｃ破線囲みに示すように、ＰＳＣ系列で除算した受信ＳＣＨ信号は、繰返し周期を持つ。ＵＥは、周波数領域でサブキャリア（ＳＣ）をずらして、この繰返し周期の相関を検出する。
【００８９】
（４）相関検出結果による送信アンテナ判別
ＵＥは、図１５に示すように、周波数領域でＳＣをずらして受信ＳＣＨ信号の自己相関を検出し、自己相関結果を複数フレームに渡って加算平均をとると、アンテナ数に対応するピークを検出することができる。
【００９０】
１アンテナの場合、ピークは１ＳＣ周期（常にピーク検出）である。２アンテナの場合、ピークは４ＳＣ周期、４アンテナの場合、ピークは８ＳＣ周期位置に３角波頂点が位置する特性を示す。この特性により、ＵＥは送信アンテナ数を検出することができる。
【００９１】
このように、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号の自己相関特性の周期性を検出することでＵＥは送信アンテナ数を特定する。
【００９２】
これにより、ＵＥはセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信でき、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、Ｎｏｄｅ Ｂは、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなる。具体的には、Ｐ−ＢＣＨおよびＳ−ＳＣＨで送信アンテナ数を通知するためのビットが不要となる。なお、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できることについては、図１６により後述する。
【００９３】
他の送信アンテナ判別方法として、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させることも可能である。ＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させることについては、図１８により後述する。
【００９４】
なお、Ｓ−ＳＣＨに送信アンテナ情報をのせる従来技術を併用してもよい。
【００９５】
〔セルサーチ手順〕
図１６は、セルサーチ手順を説明する図である。ＬＴＥの３段階セルサーチに適用した例である。
【００９６】
（１）第１段階：シンボル同期
（Ｐ−ＳＣＨを使用）
まず、ＵＥは、時間領域でＰ−ＳＣＨの相関を検出し、ＯＦＤＭシンボルタイミングとサブフレームタイミング（ＳＣＨシンボルタイミング）を検出する。このとき、ＵＥは周波数ずれも同時に検出する。
【００９７】
特に、第１段階では、ＵＥは、上述した〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕に基づく相互相関によりＰＳＣ系列の特定を行う。ＵＥは、ＰＳＣ系列の特定と、上述した〔送信アンテナ数特定〕により、送信アンテナ数、プリコーディングウェイト行列を特定する。
【００９８】
（２）第２段階：フレーム同期
（Ｓ−ＳＣＨを使用）
ＵＥは、第１段階で検出されたＰ−ＳＣＨを位相基準にしてＳ−ＳＣＨを同期検波し、周波数領域でＳ−ＳＣＨの相互相関を取る（図１６ａ．参照）ことによって、セルＩＤグループ及び無線フレームタイミングを特定する。  
（３）第３段階：セルＩＤ同定
（ＲＳを使用）
ＵＥは、周波数領域で相互相関によりＲＳの相関を検出することによって、セルＩＤ、及びセクタインデックスを特定する。
【００９９】
一方、ＵＥは第１段階で検出された送信アンテナ数情報及びプリコーディングウェイト行列情報（図１６ｂ．参照）と第２段階で検出されたＳ−ＳＣＨ（図１６ｃ．参照）からチャネル推定演算を行う（図１６ｄ．参照）。上記チャネル推定演算では、ＰＳＣ系列よりウェイト行列を特定できるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定が可能である。また、ＵＥはセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる。Ｐ−ＢＣＨ用のチャネル推定値と送信アンテナ数情報は、Ｐ−ＢＣＨの受信、復調／復号に提供される（図１６ｅ．参照）。
【０１００】
図１７は、送信機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る。上述したセルサーチ手順におけるＳＳＣ又はＳ−ＳＣＨを利用する。
【０１０１】
ＵＥはＰ−ＳＣＨを位相基準としてＳ−ＳＣＨを同期検波する。ＵＥはＳ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定値を利用してＰ−ＢＣＨを復調する。
【０１０２】
前記図２の従来例と異なるところは、本セルサーチ手順により、ＳＣＨ用送信ダイバーシチとしてＰＶＳを適用することができ、またセルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができることである。したがって、図１７下段の実線囲みに示すように、Ｐ−ＢＣＨはＳＦＢＣを、Ｓ−ＳＣＨ及びＰ−ＳＣＨはＰＶＳというように、各チャネルでそれぞれ最適な送信ダイバーシチ方法を適用することができる。
【０１０３】
〔送信アンテナ数特定（その２）〕
本発明は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号に使用されるＰＳＣ系列数を特定することで送信アンテナ数を特定する。
【０１０４】
図１８は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応付けの基本的な考え方を説明する図である。図１８Ａは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図１８Ｂは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。
【０１０５】
Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させる。対応付けの具体的方法として、例えば偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で異なるＰＳＣ系列を使用する。
【０１０６】
図１８Ａに示すように、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合は、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で２つの異なるＰＳＣ系列を使用する。また、図１８Ａの表に示すように、ＰＳＣ系列は、奇数サブキャリア（Ｏｄｄ ＳＣ）と偶数サブキャリア（Ｅｖｅｎ ＳＣ）とで組み合わせの異なる２つのＰＳＣ系列（ＰＳＣ１，ＰＳＣ２），（ＰＳＣ２，ＰＳＣ３），（ＰＳＣ３，ＰＳＣ１）に対して、２アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３をそれぞれ適用する。
【０１０７】
図１８Ｂに示すように、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合は、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）でそれぞれ２つずつ、合計で４つの異なるＰＳＣ系列を使用する。また、図１８Ｂの表に示すように、ＰＳＣ系列は、奇数サブキャリア（Ｏｄｄ ＳＣ１，２）と偶数サブキャリア（Ｅｖｅｎ ＳＣ１，２）とで組み合わせの異なる４つのＰＳＣ系列（ＰＳＣ１，ＰＳＣ２，ＰＳＣ３，ＰＳＣ４），（ＰＳＣ２，ＰＳＣ３，ＰＳＣ４，ＰＳＣ１），（ＰＳＣ３，ＰＳＣ４，ＰＳＣ１，ＰＳＣ２）に対して、４アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ４１，Ｗ４２，Ｗ４３をそれぞれ適用する。
【０１０８】
このように、Ｐ−ＳＣＨ系列数と送信アンテナ数を対応させることで、送信アンテナ数を特定する。また、Ｐ−ＳＣＨ系列数より送信アンテナ数を特定し、Ｐ−ＳＣＨ系列の組み合わせよりウェイト行列を特定する。
【０１０９】
これにより、ＵＥはセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂの送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信でき、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、Ｎｏｄｅ ＢはＰ−ＢＣＨおよびＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなり、Ｐ−ＢＣＨおよびＳ−ＳＣＨで送信アンテナ数を通知するためのビットが不要となる。
【０１１０】
以下、上記基本的な考え方に基づく実施の形態について詳細に説明する。
【０１１１】
（実施の形態１）
実施の形態１は、本発明の原理説明で述べた〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕及び〔送信アンテナ数特定（その１）〕を無線通信システムに適用した例である。
【０１１２】
図１９は、本発明の実施の形態１において想定する無線フレーム構成を示す図である。
【０１１３】
図１９上段において、フレーム１０００は、複数スロットから構成され、図１９下段にその要部を拡大して示すように、フレーム１０００には、以下のコード（ＲＳ，Ｐ−ＢＣＨ，Ｓ−ＳＣＨ，Ｐ−ＳＣＨ）が付加される。
【０１１４】
１スロット＝０.５ｍｓ、１サブフレーム＝１ｍｓ（２スロット）で定義され、１無線フレーム長は１０ｍｓ（１０サブフレーム）である。１スロットは、７ＯＦＤＭシンボルから構成される。ＳＣＨは、第１サブフレームと第６サブフレームのそれぞれ第１スロットに挿入され、挿入間隔は５ｍｓとなる。第１サブフレームの第１スロットには、ＳＣＨの他にＰ−ＢＣＨが配置される。このＰ−ＢＣＨは、４０ｍｓ毎に送信される。また、各スロットの第１ＯＦＤＭシンボルと第５ＯＦＤＭシンボルにはＲＳ（Reference Symbol）が配置される。
【０１１５】
図２０は、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である。本実施の形態は、ＯＦＤＭ送信装置を具備する基地局装置として、Ｎｏｄｅ Ｂに適用した例である。また、ＯＦＤＭ方式をマルチキャリア通信方式として説明するが、ＯＦＤＭ方式に限定されるものではない。
【０１１６】
図２０において、Ｎｏｄｅ Ｂ１００は、例えば、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。
【０１１７】
Ｎｏｄｅ Ｂ１００は、符号化・変調部１０１、Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１、符号化・変調部１１２、ＳＦＢＣ符号化部１１３、ＲＳ生成部１２１、スクランブル符号生成部１２２、乗算部１２３、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１、Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２、多重化部１３３、サブキャリアグループ生成部１３４、プリコーディングウェイト行列生成部１３５、乗算部１３６、多重化部１４１、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部１４２、ＲＦ（Radio Frequency）部１４３、及び送信アンテナ１４４を備えて構成される。
【０１１８】
送信データは、符号化・変調部１０１に入力され、制御情報は、Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１に入力される。また、セルＩＤ・セクタインデックス情報は、スクランブル符号生成部１２２に入力され、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報は、Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２に入力される。Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１からのＰＳＣ系列情報は、プリコーディングウェイト行列生成部１３５に入力される。送信アンテナ数情報は、サブキャリアグループ生成１３４及びプリコーディングウェイト行列生成部１３５に入力される。
【０１１９】
符号化・変調部１０１は、送信データ符号化及び変調処理を行い、多重化部１４１にデータを出力する。
【０１２０】
Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１は、制御情報に対応するビット系列を生成する。符号化・変調部１１２は、生成されたビット系列の符号化及び変調処理を行う。
【０１２１】
ＳＦＢＣ符号化部１１３は、ＳＦＢＣ符号化処理を行い、多重化部１４１にＰ−ＢＣＨを出力する。
【０１２２】
ＲＳ生成部１２１は、パイロット信号に相当するＲＳ（Reference Symbol）系列を生成する。スクランブル符号生成部１２２は、セルＩＤ・セクタインデックス情報に基づいて生成されたセル固有のスクランブル符号系列を生成する。
【０１２３】
乗算部１２３は、生成されたＲＳ系列にセル固有のスクランブル符号系列を乗算し、多重化部１４１にＲＳを出力する。
【０１２４】
Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１は、セル毎に割り当てられたＰＳＣ系列を用いてＰ−ＳＣＨを生成し、多重化部１３３に出力する。また、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１は、生成したＰＳＣ系列情報をプリコーディングウェイト行列生成部１３５に出力する。
【０１２５】
Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２は、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報に対応したＳＳＣ系列を用いてＳ−ＳＣＨを生成する。
【０１２６】
多重化部１３３は、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１により生成されたＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨ生成部１３２により生成されたＳ−ＳＣＨとを時間多重し、サブキャリアグループ生成部１３４に出力する。
【０１２７】
サブキャリアグループ生成部１３４は、送信アンテナ数情報に基づいてＳＣＨをサブキャリアグループ化して出力する。本実施の形態では、サブキャリアグループ生成部１３４は、マルチキャリア信号に対して、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループを生成する。また、サブキャリアグループ生成部１３４は、複数のサブキャリアからなるサブキャリアグループのサブキャリア数及び／又は周期性と送信アンテナ数とを対応させ、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１からのＰＳＣ系列を、送信アンテナ数に対応させたサブキャリア数及び／又は周期性を基にサブキャリアグループ化して出力する。詳細については、図２１により後述する。
【０１２８】
プリコーディングウェイト行列生成部１３５は、Ｐ−ＳＣＨ生成部１３１からのＰＳＣ系列情報と送信アンテナ情報に基づいてプリコーディングウェイト行列を出力する。本実施の形態では、プリコーディングウェイト行列生成部１３５は、サブキャリアグループ間で異なるプリコーディングウェイト行列に一意に対応するＰ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列を設定し、設定した複数のＰＳＣ系列に対応するプリコーディングウェイト行列を生成する。詳細については、図２２により後述する。
【０１２９】
乗算部１３６は、生成されたＳＣＨにプリコーディングウェイト行列を乗算し、多重化部１４１に出力する。
【０１３０】
多重化部１４１は、図１９に示すような無線フレームを生成するための時間多重化処理を行い、送信信号を形成する。
【０１３１】
ＩＦＦＴ部１４２は、ＩＦＦＴ処理を行い、時間領域のデータを周波数領域データへ変換してＯＦＤＭシンボルを形成する。
【０１３２】
ＲＦ部１４３は、ベースバンド帯周波数信号をＲＦ帯周波数信号へアップコンバートする。
【０１３３】
送信アンテナ１４４は、ＲＦ帯周波数信号を空中へ送信する。
【０１３４】
Ｎｏｄｅ Ｂ１００は、マルチキャリア信号を受信するＵＥがＰＶＳのプリコーディングウェイト行列を特定し、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定可能であるので、プリコーディングウェイト行列を用いてＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する送信ダイバーシチの採用が可能である。
【０１３５】
次に、サブキャリアグループ生成部１３４とプリコーディングウェイト行列生成部１３５について詳しく説明する。
【０１３６】
[サブキャリアグループ生成部１３４]
図２１は、サブキャリアグループ生成部１３４のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図である。図２１Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図２１Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図２１Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。
【０１３７】
サブキャリアグループ生成部１３４は、送信アンテナ数情報に基づき、ＳＣＨの周波数上にサブキャリアグループを生成する。
【０１３８】
図２１Ａに示すように、送信１アンテナの場合、サブキャリアグループは１サブキャリアより構成され、プリコーディングウェイトも乗算されない。
【０１３９】
図２１Ｂに示すように、送信２アンテナの場合、サブキャリアグループは２サブキャリアより構成され、各サブキャリアグループに対してプリコーディングウェイト行列が乗算される。送信２アンテナのプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２は、２×２行列である。
【０１４０】
図２１Ｃに示すように、送信４アンテナの場合、サブキャリアグループは４サブキャリアにより構成され、４×４のプリコーディングウェイト行列Ｗ１，Ｗ２が乗算される。
【０１４１】
[プリコーディングウェイト行列生成部１３５]
図２２は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を表にして示す図である。図２２の表は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを示す。
【０１４２】
プリコーディングウェイト行列生成部１３５は、送信アンテナ数情報とＰＳＣ系列情報に基づいてプリコーディングウェイト行列を生成する。
【０１４３】
いま、ＰＳＣ系列としては３種類を想定し、各ＰＳＣ系列に対して、２種類ウェイトを割り当てる。２種類のウェイトは、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループに対してそれぞれ適用される。プリコーディングウェイト行列の一例は、次式（３）に示される。
【数３】
2009041069.tif 000055
【０１４４】
図２３は、本発明の実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、マルチキャリア受信装置を具備する移動局装置として、ＵＥに適用した例である。
【０１４５】
図２３において、ＵＥ２００は、図２０のＮｏｄｅ Ｂ１００と無線通信を行う受信機であって、例えば、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。
【０１４６】
ＵＥ２００は、アンテナ２０１、ＲＦ部２０２、シンボルタイミング検出部２０３、ＦＦＴ部２０４、逆多重化部２０５、ＳＣＨ受信処理部２０６、ＲＳ受信処理部２０７、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８、及びデータ受信処理部２０９を備えて構成される。
【０１４７】
ＲＦ部２０２は、アンテナ２０１を介して受信された信号をダウンコンバートしベースバンド信号に変換する。
【０１４８】
シンボルタイミング検出部２０３は、受信信号を自己相関検出することによりＯＦＤＭシンボルタイミング（ＦＦＴウィンドウタイミング）とＳＣＨシンボルタイミングを検出する。図１６のセルサーチ手順の第１段階の前半部に相当する。
【０１４９】
ＦＦＴ部２０４は、検出されたＦＦＴウィンドウタイミングを用いてＦＦＴ処理を行う。
【０１５０】
逆多重化部２０５は、受信信号をＳＣＨ、ＲＳ、Ｐ−ＢＣＨ、及びデータに分離し、分離したＳＣＨをＳＣＨ受信処理部２０６に、ＲＳをＲＳ受信処理部２０７に、Ｐ−ＢＣＨをＰ−ＢＣＨ受信処理部２０８に、データをデータ受信処理部２０９にそれぞれ出力する。
【０１５１】
ＳＣＨ受信処理部２０６は、図１６のセルサーチ手段の第１段階の後半部と第２段階に相当する処理を行ってチャネル推定値、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報、及び送信アンテナ数情報を出力する。本実施の形態では、ＳＣＨ受信処理部２０６は、ＰＶＳを適用したＳＣＨを受信する。詳細については、図２４乃至図２６により後述する。
【０１５２】
ＲＳ受信処理部２０７は、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報を基に、図１６のセルサーチ手順の第３段階に相当する処理を行ってセルＩＤ・セクタインデックス情報を出力する。また、ＲＳ受信処理部２０７は、ＲＳを基にチャネル推定を行って、チャネル推定値をＰ−ＢＣＨ受信処理部２０８及びデータ受信処理部２０９に出力する。
【０１５３】
Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８は、ＳＣＨ受信処理部２０６からの送信アンテナ数情報とＲＳ受信処理部２０７からのチャネル推定値を用いて受信処理を行い、制御情報をデータ受信処理部２０９に出力する。
【０１５４】
データ受信処理部２０９は、チャネル推定値、制御情報、セルＩＤ・セクタインデックス情報、及び送信アンテナ数情報を基に復調・復号などの受信処理を行い、受信データを得る。
【０１５５】
次に、ＳＣＨ受信処理部２０６、ＲＳ受信処理部２０７、及びＰ−ＢＣＨ受信処理部２０８について詳しく説明する。
【０１５６】
[ＳＣＨ受信処理部２０６]
ＳＣＨ受信処理部２０６は、図１６のセルサーチ手段のセルサーチの第１段階の後半部とセルサーチの第２段階に相当する処理を行う。
【０１５７】
図２４は、ＳＣＨ受信処理部２０６の詳細な構成を示すブロック図である。
【０１５８】
図２４において、ＳＣＨ受信処理部２０６は、逆多重化部２１１、ＰＳＣ系列特定部２１２、フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３、送信アンテナ数特定部２１４、プリコーディングウェイト行列特定部２１５、及びチャネル推定部２１６を備えて構成される。
【０１５９】
逆多重化部２１１は、ＳＣＨをＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨに分離し、Ｐ−ＳＣＨをＰＳＣ系列特定部２１２に、Ｓ−ＳＣＨをフレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３にそれぞれ出力する。
【０１６０】
ＰＳＣ系列特定部２１２は、Ｐ−ＳＣＨとＰＳＣ系列レプリカとの相互相関検出を行い、Ｐ−ＳＣＨに使用されていたＰＳＣ系列を特定する。ＰＳＣ系列特定部２１２は、相互相関検出により特定した位相情報をフレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３に出力し、Ｐ−ＳＣＨ及びＰＳＣ系列情報を送信アンテナ数特定部２１４に出力する。
【０１６１】
フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３は、ＰＳＣ系列特定部２１２からの位相情報を基にＳ−ＳＣＨとＳＳＣ系列レプリカとの相互相関検出を行い、Ｓ−ＳＣＨ及びセルＩＤグループ・フレームタイミングを特定する。フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３は、特定したセルＩＤグループ・フレームタイミング情報をＲＳ受信処理部２０７（図２３）に、Ｓ−ＳＣＨをチャネル推定部２１６に出力する。図１６のセルサーチ手順の第２段階に相当する処理である。
【０１６２】
送信アンテナ数特定部２１４は、特定されたＰＳＣ系列で受信Ｐ−ＳＣＨを除算した後、自己相関検出を行うことで、送信アンテナ数を特定する。送信アンテナ数の特定については、前記〔送信アンテナ数特定（その１）〕により詳細に説明した方法を適用する。本実施の形態の送信アンテナ数特定部２１４の動作について、図２５及び図２６を参照して説明する。図２５及び図２６は、前記図１４及び図１５に対応する図である。
【０１６３】
図２５は、送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図である。図２５Ａは、送信１アンテナ（Ｔｘ）の場合、図２５Ｂは、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図２５Ｃは、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合の、Ｐ−ＳＣＨの受信チャネルを示す。図２６は、図２５Ａ〜ＣのＰ−ＳＣＨの受信チャネルの自己相関特性を示す図である。
【０１６４】
図２５Ａに示すように、送信１アンテナ（Ｔｘ）では、ウェイトが乗算されないので、Ｐ−ＳＣＨの受信チャネルは全サブキャリアで等しく、チャネルの繰り返し周期は１サブキャリアである。
【０１６５】
図２５Ｂに示すように、送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）では、サブキャリアグループ毎にプリコーディングウェイト行列を乗算しており、偶数サブキャリアグループと奇数サブキャリアグループに異なるウェイト行列を乗算しているので、Ｐ−ＳＣＨの受信チャネルの繰り返し周期は４サブキャリアとなる。
【０１６６】
図２５Ｃに示すように、送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）では、Ｐ−ＳＣＨの繰り返し周期が８サブキャリアとなる。
【０１６７】
また、図２６に示すように、送信１アンテナの場合、ピークは１ＳＣ周期（常にピーク検出）である。送信２アンテナの場合、ピークは４ＳＣ周期、送信４アンテナの場合、ピークは８ＳＣ周期位置に３角波頂点が位置する特性を示す。送信アンテナ数特定部２１４は、この特性により、送信アンテナ数を検出する。
【０１６８】
図２４に戻って、プリコーディングウェイト行列特定部２１５は、入力されるＰＳＣ系列情報と送信アンテナ数情報を、前記図２２の表に示すＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応表に照らし合わせ、Ｎｏｄｅ Ｂ１００で使用されたプリコーディングウェイト行列を特定する。
【０１６９】
チャネル推定部２１６は、Ｓ−ＳＣＨとプリコーディングウェイト行列情報よりチャネル推定を行い、チャネル推定値を出力する。
【０１７０】
[ＲＳ受信処理部２０７]
図２７は、ＲＳ受信処理部２０７の詳細な構成を示すブロック図である。
【０１７１】
図２７において、ＲＳ受信処理部２０７は、セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１、及びチャネル推定部２２２を備えて構成される。
【０１７２】
セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１は、入力されるＲＳ信号とセルＩＤグループ・フレームタイミング情報に基づいて受信ＲＳとＲＳレプリカとの相互相関を行い、セルＩＤ・セクタインデックス情報を出力する。セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１は、セルＩＤグループ・フレームタイミング情報を得ることにより、相互相関検出を行うＲＳレプリカ候補数を限定できる。
【０１７３】
チャネル推定部２２２は、チャネル推定を行い、チャネル推定値を出力する。
【０１７４】
[Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８]
図２８は、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８の詳細な構成を示すブロック図である。
【０１７５】
図２８において、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８は、ＳＦＢＣ復号部２３１、及び復調・復号部２３２を備えて構成される。
【０１７６】
本実施の形態では、Ｐ−ＢＣＨはＳＦＢＣ符号化されている。
【０１７７】
ＳＦＢＣ復号部２３１は、受信Ｐ−ＢＣＨ信号と送信アンテナ数情報、チャネル推定値を基にＳＦＢＣ復号処理を行う。
【０１７８】
復調・復号部２３２は、復調、復号処理を行い、制御情報をデータ受信処理部２０９（図２３）に出力する。この制御情報には、セルの送信帯域幅等の情報が含まれる。
【０１７９】
以下、上述のように構成されたＵＥ２００の動作を説明する。
【０１８０】
図２９は、本実施の形態におけるセルサーチプロシージャを示すフロー図である。本セルサーチプロシージャは、前記図１６のセルサーチ手順に対応する。
【０１８１】
（１）第１段階
まず、ステップＳ１では、ＵＥ２００は、Ｎｏｄｅ Ｂ１００より信号を受信し、一定期間受信信号をバッファした後、受信信号の自己相関演算を行う。このとき、受信信号のＰ−ＳＣＨの自己相関特性においてはピーク値が検出されるので（前記図８参照）、受信信号におけるＯＦＤＭシンボルタイミング（１シンボル区間）とＳＣＨシンボルタイミング（ＳＣＨの位置）が特定できる。
【０１８２】
ステップＳ２では、ＵＥ２００は、ＦＦＴウィンドウタイミングが特定された後、受信Ｐ−ＳＣＨをＦＦＴ処理し、ステップＳ３でレプリカＰ−ＳＣＨとの相関検出を行う。具体的には、ＵＥ２００のシンボルタイミング検出部２０３は、第１段階で検出されたＰ−ＳＣＨを位相基準にして周波数領域でＳ−ＳＣＨの相互相関を取り、Ｓ−ＳＣＨを同期する（図２９ａ．参照）。また、ＵＥ２００は、セルＩＤグループ及び無線フレームタイミングを特定する。
【０１８３】
そして、ステップＳ４では、ＳＣＨ受信処理部２０６のＰＳＣ系列特定部２１２（図２４）は、Ｐ−ＳＣＨに使用されているＰＳＣ系列を特定する。
【０１８４】
ステップＳ５では、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列は一対一に対応しているので（前記図１２の表参照）、ＳＣＨ受信処理部２０６のプリコーディングウェイト行列特定部２１５（図２４）は、ＰＳＣ系列を特定することで、ＳＣＨのサブキャリアグループに乗算されているプリコーディング行列を特定する。また、ＳＣＨ受信処理部２０６の送信アンテナ数特定部２１４（図２４）は、受信ＰＳＣ系列をレプリカＰＳＣ系列で除算した系列の自己相関を検出し、自己相関特性の周期性を検出することにより、送信アンテナ数を特定する。
【０１８５】
第１段階では、発明の原理説明で述べた〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕に基づく相互相関によりＰＳＣ系列の特定が行われる。ＰＳＣ系列と送信アンテナ数の特定により、送信アンテナ数、プリコーディングウェイト行列が特定される（図２９ｂ．参照）。
【０１８６】
（２）第２段階
ステップＳ６では、ＳＣＨ受信処理部２０６のフレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３（図２４）は、Ｐ−ＳＣＨを位相基準としてＳ−ＳＣＨの同期検波（Coherent Detection）を行い、周波数領域でＳ−ＳＣＨのレプリカ相関検出を行う。
【０１８７】
ステップＳ７では、フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３は、レプリカ相関検出結果より、セルＩＤグループと無線フレームタイミングを特定する。また、ＳＣＨ受信処理部２０６のチャネル推定部２１６（図２４）は、Ｓ−ＳＣＨを用いたチャネル推定を行う。具体的には、第１段階で検出された送信アンテナ数情報及びプリコーディングウェイト行列情報（図２９ｂ．参照）と第２段階で検出されたＳ−ＳＣＨ（図２９ｃ．参照）からチャネル推定演算を行う（図２９ｄ．参照）。
【０１８８】
第１段階においてプリコーディングウェイト行列と送信アンテナ数が特定されているので、チャネル推定部２１６は、前記式（２）に示すように、受信Ｓ−ＳＣＨ信号をレプリカＳＳＣ系列で除算し、プリコーディングウェイト行列の逆行列を乗算することで、各送信アンテナからの伝播路チャネルが推定できる。チャネル推定結果は、Ｐ−ＢＣＨの復調／復号において利用される。
【０１８９】
（３）第３段階
ステップＳ８では、ＲＳ受信処理部２０７のセルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１（図２７）は、周波数領域でＦＦＴ後の受信ＲＳ（Reference Symbol）のレプリカ相関検出を行う。
【０１９０】
ステップＳ９では、セルＩＤ・セクタインデックス特定部２２１は、第２段階で検出されたグループに属するセルＩＤの検出とセクタインデックスを特定する。
【０１９１】
（４）第４段階
ステップＳ１０では、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８は、Ｐ−ＢＣＨの受信、復調／復号を行う（図２９ｅ．参照）。Ｐ−ＢＣＨに対しては送信ダイバーシチ方法としてＳＦＢＣが適用されるので、Ｐ−ＢＣＨ受信処理部２０８のＳＦＢＣ復号部２３１（図２８）は、Ｓ−ＳＣＨより求められたチャネル推定値と送信アンテナ数情報を基にＳＦＢＣ受信処理を行う。
【０１９２】
図２９ｄ．に示すチャネル推定演算では、ＰＳＣ系列よりウェイト行列を特定できるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、Ｓ−ＳＣＨをＲＳとしたＰ−ＢＣＨ用のチャネル推定が可能である。また、ＵＥ２００は、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂ１００の送信アンテナ数に依らずＳＣＨを受信できる。
【０１９３】
以上のように、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応付けることにより、ＳＣＨ用送信ダイバーシチとして最も性能のよいＰＶＳをＳＣＨに適用しつつ、Ｓ−ＳＣＨを用いて各送信アンテナからのチャネル推定を実現している。従来、ＳＣＨにＰＶＳを適用した場合、Ｐ−ＢＣＨにもＰＶＳを適用しなければならなかったが、本実施の形態では、ＳＣＨ、Ｐ−ＢＣＨそれぞれに最適な送信ダイバーシチ方法を適用でき、セルサーチ性能、Ｐ−ＢＣＨの受信性能を改善することができる。
【０１９４】
なお、本実施の形態では、３ＧＰＰ ＬＴＥ仕様に沿った形でＰ−ＳＣＨ、Ｓ−ＳＣＨに同じ送信ダイバーシチ方法を適用しているが、前記式（１），前記式（２）の説明において触れたようにＰＳＣよりチャネル推定値を得ることも可能であるので、Ｓ−ＳＣＨに対してＳＦＢＣを適用することもできる。
【０１９５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、ＳＣＨの周波数領域にＰＶＳを適用する際に、サブキャリアグループ間に異なるプリコーディングウェイトを適用し、複数のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列を対応させ、ＰＳＣ系列を特定することでプリコーディングウェイト行列を特定する。このように、プリコーディングウェイト行列とＰＳＣ系列を対応付けることにより、Ｓ−ＳＣＨを用いて各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。これにより、ＳＣＨはＰＶＳによるダイバーシチ利得を得つつ、Ｐ−ＢＣＨはＳ−ＳＣＨからのチャネル推定値を用いて受信性能を改善できる。また、周波数領域にサブキャリアグループを設け、隣接サブキャリアグループ間で適用するプリコーディングウェイトベクトルを変えることで、自己相関検出時におけるサイドローブの発生を抑えることができる。
【０１９６】
特に、図２９に示すように、セルサーチの第１段階においてＰＳＣ系列が特定されることで、ＰＶＳのプリコーディングウェイト行列も特定されるので、ＳＣＨはＰＶＳによる利得を得つつ、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、サブキャリアグループ毎に異なるプリコーディングウェイトを適用することで、Ｐ−ＳＣＨにおける自己相関検出時のサイドローブ発生を抑えることができる。
【０１９７】
また、本実施の形態では、サブキャリアグループに割り当てるサブキャリア数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号の自己相関特性の周期性を検出することで送信アンテナ数を特定している。これにより、ＵＥ２００はセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定できるので、Ｎｏｄｅ Ｂ１００の送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信でき、各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。また、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなる。
【０１９８】
（実施の形態２）
実施の形態２は、本発明の原理説明で述べた〔ＳＣＨ用送信ダイバーシチへのＰＶＳ適用〕及び〔送信アンテナ数特定（その２）〕を無線通信システムに適用した例である。
【０１９９】
実施の形態２は、送信アンテナ数の通知方法が実施の形態１と異なる。
【０２００】
図３０は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の説明にあたり、図２０と同一構成部分には同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。
【０２０１】
図３０において、Ｎｏｄｅ Ｂ３００は、符号化・変調部１０１、Ｐ−ＢＣＨ生成部１１１、符号化・変調部１１２、ＳＦＢＣ符号化部１１３、ＲＳ生成部１２１、スクランブル符号生成部１２２、乗算部１２３、ＰＳＣ系列生成部３３１、Ｓ−ＳＣＨ生成部１３２、多重化部１３３、サブキャリアマッピング部３３４、プリコーディングウェイト行列生成部３３５、乗算部１３６、多重化部１４１、ＩＦＦＴ部１４２、ＲＦ部１４３、及び送信アンテナ１４４を備えて構成される。
【０２０２】
Ｎｏｄｅ Ｂ３００は、送信アンテナ数情報がサブキャリアグループ生成部１３４ではなく、ＰＳＣ系列生成部３３１に入力される点とサブキャリアマッピング部３３４が存在する点が図２０のＮｏｄｅ Ｂ１００と異なる。
【０２０３】
以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【０２０４】
ＰＳＣ系列生成部３３１は、セル毎に割り当てられたＰＳＣ系列を用いて、送信アンテナ数情報に基づいた数のＰＳＣ系列を生成し、サブキャリアマッピング部３３４に出力する。また、ＰＳＣ系列生成部３３１は、生成したＰＳＣ系列情報をプリコーディングウェイト行列生成部３３５に出力する。
【０２０５】
サブキャリアマッピング部３３４は、複数のＰＳＣ系列をサブキャリアグループにマッピングする。
【０２０６】
図３１は、サブキャリアマッピング部３３４の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図である。図３１Ａは、送信アンテナが送信１アンテナ（Ｔｘ１）の場合、図３１Ｂは、送信アンテナが送信２アンテナ（Ｔｘ１，Ｔｘ２）の場合、図３１Ｃは、送信アンテナが送信４アンテナ（Ｔｘ１〜Ｔｘ４）の場合である。
【０２０７】
図３１Ａに示すように、送信１アンテナの場合、Ｐ−ＳＣＨに使用されるＰＳＣ系列数は１となる。
【０２０８】
図３１Ｂに示すように、送信２アンテナの場合、使用されるＰＳＣ系列数は２となる。２種類のＰＳＣ系列をサブキャリア上にマッピングするので、１ＰＳＣ系列あたりの系列長はＮ／２となる。
【０２０９】
図３１Ｃに示すように、４送信アンテナの場合、使用されるＰＳＣ系列数は４となる。４種類のＰＳＣ系列をサブキャリア上にマッピングするので、１ＰＳＣ系列あたりの系列長はＮ／４となる。
【０２１０】
多重化部１３３は、サブキャリアマッピング部３３４でマッピングされたＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨ生成部１３２により生成されたＳ−ＳＣＨとを時間多重し、乗算部１３６に出力する。
【０２１１】
プリコーディングウェイト行列生成部３３５は、送信アンテナ数情報とＰＳＣ系列情報に基づいてプリコーディングウェイト行列を生成する。本実施の形態では、プリコーディングウェイト行列生成部３３５は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列の系列数と送信アンテナ数とを対応付ける。
【０２１２】
図３２及び図３３は、ＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを表にして示す図である。図３２の表は、送信２アンテナのＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を示し、図３３の表は、送信４アンテナのＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列の対応を示す。
【０２１３】
送信２アンテナの場合は、偶数サブキャリアと奇数サブキャリアに割り当てるＰＳＣ系列ペアとプリコーディングウェイト行列を対応させる。
【０２１４】
また、送信４アンテナの場合は、２つの偶数サブキャリアと２つの奇数サブキャリアから構成されるサブキャリアグループに割り当てる４つのＰＳＣ系列の並びとプリコーディングウェイト行列を対応させる。
【０２１５】
実施の形態２は、前記図１８で述べた〔送信アンテナ数特定（その２）〕を、無線通信システムに適用した例である。前記図１８の原理説明では、偶数サブキャリア（ＳＣ）と奇数サブキャリア（ＳＣ）で異なるＰＳＣ系列を使用し、異なるＰＳＣ系列に対して、２アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３、又は４アンテナプリコーディングウェイト行列Ｗ４１，Ｗ４２，Ｗ４３を適用した。Ｐ−ＳＣＨ系列数と送信アンテナ数を対応させるものであればどのような方法でもよく、前記図１８Ａ，Ｂの表に示すようにプリコーディングウェイト行列が一種類（Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３、又はＷ４１，Ｗ４２，Ｗ４３）であっても送信アンテナ数を特定すること、それ自体には問題がない。しかし、プリコーディングウェイト行列が１種類であると、前記図８に示すようにＰ−ＳＣＨによる自己相関検出時に規則性が生じ、相関特性にサイドローブが発生しやすくなることが考えられる。そこで、本実施の形態では、図３２及び図３３に示すように、プリコーディングウェイト行列を２種類（Ｗ１，Ｗ２；Ｗ３，Ｗ４；Ｗ５，Ｗ６、又はＷ７，Ｗ８；Ｗ９，Ｗ１０；Ｗ１１，Ｗ１２）用意し、これら２種類のプリコーディングウェイト行列のうち１種類を適宜使用する。これにより、サブキャリアに割当てるウェイトをランダムにして規則性を弱め、サイドローブ発生を未然に防ぎつつ、セルサーチの第１段階で送信アンテナ数を特定することができる。
【０２１６】
本発明の実施の形態２に係る移動局装置の全体構成は、図２３と同一であるため、図２３の説明を省略する。
【０２１７】
図３４は、本実施の形態に係るＵＥ４００のＳＣＨ受信処理部４０６の詳細な構成を示すブロック図である。図２４と同一構成部分には同一番号を付して重複箇所の説明を省略する。
【０２１８】
ＵＥ４００のＳＣＨ受信処理部４０６は、図２４のＳＣＨ受信処理部２０６に代えて適用される。
【０２１９】
図３４において、ＳＣＨ受信処理部４０６は、逆多重化部２１１、ＰＳＣ系列・系列数特定部４１２、フレームタイミング・セルＩＤグループ検出部２１３、プリコーディングウェイト行列特定部４１５、及びチャネル推定部２１６を備えて構成される。
【０２２０】
図３５は、ＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応を表にして示す図である。
【０２２１】
ＰＳＣ系列・系列数特定部４１２は、ＰＳＣ系列レプリカを用いてＰ−ＳＣＨに使用されているＰＳＣ系列と系列数を特定する。ＰＳＣ系列数と送信アンテナ数は、一対一に対応しているので、図３５の表に示すように、特定されたＰＳＣ系列数より送信アンテナ数を求め、送信アンテナ数情報を出力する。
【０２２２】
プリコーディングウェイト行列特定部４１５は、ＰＳＣ系列情報と送信アンテナ数情報を基に、図３２及び図３３に示すテーブルを参照してＮｏｄｅ Ｂ３００で使用されたプリコーディングウェイト行列を特定し、プリコーディングウェイト行列情報をチャネル推定部２１６に出力する。
【０２２３】
このように、本実施の形態によれば、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数を対応させ、受信ＳＣＨ信号に使用されるＰＳＣ系列数を特定することで送信アンテナ数を特定するので、ＵＥ４００はセルサーチの第１段階で送信アンテナ数が特定でき、Ｎｏｄｅ Ｂ３００の送信アンテナ数に依らずＰＶＳを適用したＳＣＨを受信できる。また、実施の形態１と同様に、プリコーディングウェイト行列とＰＳＣ系列を対応付けることにより、Ｓ−ＳＣＨを用いて各送信アンテナからの伝播路チャネルを推定できる。上記、プリコーディングウェイト行列及び送信アンテナ数が特定できることにより、各送信アンテナからの伝播路チャネルを精度良く推定することができる。また、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨにおいて送信アンテナ数を通知する必要がなくなる。また、Ｐ−ＢＣＨやＳ−ＳＣＨで送信アンテナ数を通知するためのビットが不要となる。
【０２２４】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【０２２５】
上記各実施の形態では、ＰＶＳをＳＣＨ用送信ダイバーシチに適用した場合のＰ−ＢＣＨ用チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法であるが、Ｐ−ＢＣＨには限定されないことは言うまでもない。同様に、ＳＦＢＣを使用するＰ−ＢＣＨにも限定されない。
【０２２６】
また、上記各実施の形態では、同期チャネル系列は、Ｐ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列である場合を例にとり説明したが、他の同期チャネル系列に適用してもよく同様の効果を得ることができる。但し、３Ｇ／３.９Ｇなど現在の通信システムにおいては、ＰＳＣ系列を用いることでセルサーチの第１段階においてＰＳＣ系列が特定でき、従ってＰＶＳのプリコーディングウェイト行列及び送信アンテナ数情報もセルサーチの第１段階で特定されるので、後段の処理の余裕度、及びこれら情報を有効利用する観点から有利である。
【０２２７】
また、上記各実施の形態に係る基地局装置及び移動局装置は、（１）プリコーディングウェイト行列の判別によるチャネル推定方法、又は（２）送信アンテナ数の特定のいずれか一方を用いる態様でもよい。この場合、ＵＥの実装に応じて、適応的に上記（１）と（２）とを併用又は切り替えられるような構成としてもよい。
【０２２８】
また、上記各実施の形態では、基地局装置及び移動局装置について説明したが、これは一例であって無線通信を行うものであればどのような装置にも適用可能であり、通信方式の種類・数は限定されない。また、基地局装置及び移動局装置の数についても同様である。
【０２２９】
また、上記各実施の形態では、基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、マルチキャリア送受信装置、無線通信方法等でもよいことは勿論である。
【０２３０】
また、上記基地局装置、移動局装置及び通信システムを構成する各部、例えば送信部、受信部、記憶部の種類、その数及び接続方法などはどのようなものでもよい。
【０２３１】
以上説明した基地局装置、移動局装置及び通信システムは、この基地局装置、移動局装置及び通信システムを機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。
【０２３２】
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【０２３３】
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２３４】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【０２３５】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【０２３６】
２００７年９月２８日出願の特願２００７−２５６１１１の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【０２３７】
本発明に係る基地局装置、移動局装置、通信システム、チャネル推定方法及び送信アンテナ検出方法は、移動体通信システムのマルチキャリア通信において適用される基地局装置、移動局装置、チャネル推定方法、及び送信アンテナ検出方法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２３８】
【図１】従来の３段階セルサーチにおけるフレーム構成を示す図
【図２】従来の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】従来のＳＣＨ用送信ダイバーシチを用いた場合のセルサーチ性能を示す図
【図４】本発明の原理説明のＰＶＳによるＳＣＨ送信を説明する図
【図５】本発明の原理説明のＳＣＨにＰＶＳを用いた場合の受信の様子を示す図
【図６】本発明の原理説明のＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の様子を示す図
【図７】本発明の原理説明のＰＶＳとＦＳＴＤを組み合わせた場合の各送信アンテナからの伝播路チャネル推定の一例を示す図
【図８】本発明の原理説明のＰ−ＳＣＨによる自己相関検出を説明する図
【図９】本発明の原理説明図
【図１０】本発明の原理説明図
【図１１】本発明の原理説明のＰ−ＢＣＨ用チャネル推定方法におけるＳＣＨ受信の様子を示す図
【図１２】本発明の原理説明のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列との対応を表にして示す図
【図１３Ａ】本発明の原理説明のサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けを説明する図（送信１アンテナの場合）
【図１３Ｂ】本発明の原理説明のサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けを説明する図（送信２アンテナの場合）
【図１３Ｃ】本発明の原理説明のサブキャリアグループのサブキャリア数と送信アンテナ数との対応付けを説明する図（送信４アンテナの場合）
【図１３Ｄ】本発明の原理説明のＰＳＣ系列とウェイト行列との対応付けを説明する図
【図１４Ａ】本発明の原理説明の送信アンテナ判別方法を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図１４Ｂ】本発明の原理説明の送信アンテナ判別方法を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図１４Ｃ】本発明の原理説明の送信アンテナ判別方法を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図１５】図１４の受信ＳＣＨ信号の自己相関特性を示す図
【図１６】本発明の原理説明のセルサーチ手順を説明する図
【図１７】本発明の原理説明の送信機から送信される信号のフレーム構成の一例を示す図
【図１８Ａ】本発明の原理説明のＰ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応付けを説明する図（送信２アンテナの場合）
【図１８Ｂ】本発明の原理説明のＰ−ＳＣＨで使用するＰＳＣ系列数と送信アンテナ数の対応付けを説明する図（送信４アンテナの場合）
【図１９】本発明の実施の形態１において想定する無線フレーム構成を示す図
【図２０】本実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２１Ａ】本実施の形態１に係る基地局装置のサブキャリアグループ生成部のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図２１Ｂ】本実施の形態１に係る基地局装置のサブキャリアグループ生成部のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図２１Ｃ】本実施の形態１に係る基地局装置のサブキャリアグループ生成部のサブキャリアグループ生成の様子を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図２２】本実施の形態１に係る基地局装置のプリコーディングウェイト行列生成部のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列との対応を表にして示す図
【図２３】本実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図２４】本実施の形態１に係る移動局装置のＳＣＨ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図２５Ａ】本実施の形態１に係る移動局装置の送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図２５Ｂ】本実施の形態１に係る移動局装置の送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図２５Ｃ】本実施の形態１に係る移動局装置の送信アンテナ数毎のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの様子を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図２６】図２５のＰ−ＳＣＨの受信チャネルの自己相関特性を示す図
【図２７】本実施の形態１に係る移動局装置のＲＳ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図２８】本実施の形態１に係る移動局装置のＰ−ＢＣＨ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図２９】本実施の形態１におけるセルサーチプロシージャを示すフロー図
【図３０】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図３１Ａ】本実施の形態２に係る基地局装置のサブキャリアマッピング部の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図（送信１アンテナの場合）
【図３１Ｂ】本実施の形態２に係る基地局装置のサブキャリアマッピング部の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図（送信２アンテナの場合）
【図３１Ｃ】本実施の形態２に係る基地局装置のサブキャリアマッピング部の送信アンテナ毎のＰＳＣ系列のマッピングの様子を説明する図（送信４アンテナの場合）
【図３２】本実施の形態２に係る基地局装置のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを表にして示す図
【図３３】本実施の形態２に係る基地局装置のＰＳＣ系列とプリコーディングウェイト行列のマッピングテーブルを表にして示す図
【図３４】本実施の形態２に係る移動局装置のＳＣＨ受信処理部の詳細な構成を示すブロック図
【図３５】本実施の形態２に係る移動局装置のＰＳＣ系列数と送信アンテナ数との対応を表にして示す図
【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】
2009041069.tif 000056
【図２】
2009041069.tif 000057
【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】
2009041069.tif 000063
【図９】
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【図１０】
2009041069.tif 000065
【図１１】
2009041069.tif 000066
【図１２】
2009041069.tif 000067
【図１３Ａ】
2009041069.tif 000068
【図１３Ｂ】
2009041069.tif 000069
【図１３Ｃ】
2009041069.tif 000070
【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
2009041069.tif 000073
【図１４Ｃ】
2009041069.tif 000074
【図１５】
2009041069.tif 000075
【図１６】
2009041069.tif 000076
【図１７】
2009041069.tif 000077
【図１８Ａ】
2009041069.tif 000078
【図１８Ｂ】
2009041069.tif 000079
【図１９】
2009041069.tif 000080
【図２０】
2009041069.tif 000081
【図２１Ａ】
2009041069.tif 000082
【図２１Ｂ】
2009041069.tif 000083
【図２１Ｃ】
2009041069.tif 000084
【図２２】
2009041069.tif 000085
【図２３】
2009041069.tif 000086
【図２４】
2009041069.tif 000087
【図２５Ａ】
2009041069.tif 000088
【図２５Ｂ】
2009041069.tif 000089
【図２５Ｃ】
2009041069.tif 000090
【図２６】
2009041069.tif 000091
【図２７】
2009041069.tif 000092
【図２８】
2009041069.tif 000093
【図２９】
2009041069.tif 000094
【図３０】
2009041069.tif 000095
【図３１Ａ】
2009041069.tif 000096
【図３１Ｂ】
2009041069.tif 000097
【図３１Ｃ】
2009041069.tif 000098
【図３２】
2009041069.tif 000099
【図３３】
2009041069.tif 000100
【図３４】
2009041069.tif 000101
【図３５】
2009041069.tif 000102
【国際調査報告】
2009041069.tif 000103
2009041069.tif 000104
2009041069.tif 000105
2009041069.tif 000106