(57)【要約】直交周波数分割多重接続基盤のセルラーシステムにおいて、下向リンク信号の１個のフレームが１個の共通スロットと複数のトラフィックスロットとからなる。共通スロットは同期化プリアンブルとセル探索プリアンブルを含む。同期化プリアンブルは、時間及び周波数の同期化に適した構造を有し、セル探索プリアンブルは、セル探索に適した構造を有する。そして、トラフィックスロットには、時間軸と周波数軸に設けられたパイロットシンボルが形成されている。この時、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックスを利用して初期シンボル同期を推定し、推定された初期シンボル同期と同期化プリアンブルを利用してフレームを同期化する。次に、同期化フレームとセル探索プリアンブルを利用して時間及び周波数同期を推定する。そして、時間及び周波数が同期化された後、セル探索プリアンブルを利用してセル探索する。初期同期化を行った後、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックスを利用して周波数追跡を行い、同期化プリアンブルを利用してシンボル同期追跡を行う。そして、セル探索プリアンブルを利用して微細周波数同期を追跡する。
2006507753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信システムで下向リンク信号を構成する装置において、
時間及び周波数の同期化のために、第１及び第２シンボルからなる第１プリアンブルで前記第１及び第２シンボルの位相差が１８０゜になるように、前記第１プリアンブルを発生させる第１プリアンブル発生器、
セル探索のために、少なくとも一つの伝送シンボルからなる第２プリアンブルが複数のセルに対し、セルごとに固有なパターンを有するように、前記第２プリアンブルを発生させる第２プリアンブル発生器、及び
時間軸と周波数軸に設けられる複数のパイロットシンボルに割り当てられるパイロットパターンを発生させるパイロットパターン発生器
を含み、
前記下向リンク信号の一つのフレームは、前記第１及び第２プリアンブルを有する第１スロット、及び前記複数のパイロットシンボルを有する複数の第２スロットを含む下向リンク信号構成装置。
【請求項２】
前記第１シンボルは、一定の時間周期ごとに繰り返されるシンボルであり、前記第２シンボルは、前記第１シンボルの位相を１８０゜回転したシンボルの一部分である、請求項１に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項３】
前記第１シンボルは、前記伝送シンボルの長さと周期的プレフィックスの長さの差に相当する有効シンボル長さを有し、
前記第２シンボルは、前記第１シンボルの位相を１８０゜回転したシンボルにおいて、初めから前記周期的プレフィックスの長さのみに相当する部分である、請求項２に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項４】
前記第２プリアンブル発生器は、
送信される時間、送信される副搬送波、及び信号パターンによって区分される複数の第２プリアンブルからなる第２プリアンブル集合において、
前記移動通信システムでのセルの数が前記第２プリアンブルの数未満であれば、各セルごとに固有な第２プリアンブルを割り当て、前記セルの数が前記第２プリアンブルの数より多ければ、前記セルを前記第２プリアンブルの数だけのセルにグループ化して、セルごとに固有な第２プリアンブルを割り当てる、請求項１に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項５】
前記第２プリアンブル発生器は、互いに異なる二つの第２プリアンブルの内で、前記第２プリアンブルが信号を伝送するシンボルのうちの少なくとも一つのシンボルにおいて、一つの第２プリアンブルが信号を伝送する副搬送波では、他の第２プリアンブルは信号を伝送しないように前記第２プリアンブルを生成する、請求項４に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項６】
前記第２プリアンブル発生器は、
互いに異なるグループに属する二つの第２プリアンブルにおいて、前記第２プリアンブルが信号を伝送するシンボルのうちの少なくとも一つのシンボルにおいて、一つの第２プリアンブルが信号を伝送する副搬送波では他のセル探索プリアンブルは信号を伝送しないようにし、
同一グループに属する二つの第２プリアンブルでは同一の伝送シンボルで同じ副搬送波を使用し、予め決められた受信信号処理方法を使用して区分することができる信号パターンを割り当てる、請求項４に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項７】
前記パイロットシンボルは、予め決められた伝送シンボル位置から、それに対応する伝送シンボルで予め決められた副搬送波により伝送され、
前記パイロットパターン発生器は、前記パイロットシンボルが伝送される伝送シンボルの副搬送波に伝送される信号パターンによって区分できるパイロットパターンの集合を形成し、前記移動通信システムでのセルの数がパイロットパターンの数未満であれば、セルごとに固有なパイロットパターンを割り当て、前記セルの数がパイロットパターンの数より多ければ、前記パイロットパターンの数だけのセルをグループ化して、一つのグループ内では互いに異なるパイロットパターンを割り当てる、請求項１に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項８】
前記パイロットパターンは、前記パイロットパターン集合内のパイロットパターンに共通する第１パターン、及び前記パイロットパターン集合内のパイロットパターンが互いに区分することができる第２パターンを含む、請求項７に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項９】
パイロットスロットは、送信アンテナ別に時間軸及び周波数軸に設けられている、請求項１に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項１０】
互いに異なる送信アンテナのパイロットシンボルを伝送する副搬送波は互いに異なる位置に形成され、一つの伝送シンボル内の副搬送波上のパイロットパターンは複数の送信アンテナに対して同一であることを特徴とする、請求項９に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項１１】
隣接した二つのセルにおいて、前記二つのセルに共通に最大送信アンテナ数だけのパイロットシンボルを伝送する副搬送波グループを形成し、前記二つのセルの副搬送波グループで、各送信アンテナに相当するパイロットシンボルのマッピングを異なるように形成する、請求項１０に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項１２】
前記パイロットシンボルのマッピングは一定の周期ごとに変更される、請求項１１に記載の下向リンク信号構成装置。
【請求項１３】
移動通信システムの下向リンク信号を同期化する装置において、
前記下向リンク信号の一つのフレームは、時間及び周波数を同期化するための第１プリアンブル、及びセル探索のためにセルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを含む第１スロットと、複数のパイロットシンボルが時間軸と周波数軸に設けられている複数の第２スロットとを含み、
前記下向リンク信号の周期的プレフィックスを利用して初期シンボル同期を推定する初期シンボル同期推定器、前記初期シンボル同期推定器で推定されたシンボル同期及び前記第１プリアンブルを利用してフレーム同期を推定するフレーム同期推定器、及び前記推定されたフレーム同期と第１及び第２プリアンブルを利用して、微細シンボル同期及び周波数同期を推定する時間及び周波数同期推定器を含む初期同期推定器、並びに
前記初期同期推定器でシンボル同期と周波数同期とが制御された後、前記第２プリアンブルのセルごとに固有なパターンを利用してセル探索を遂行するセル探索器
を含む同期化装置。
【請求項１４】
前記初期シンボル同期推定器は、一つの伝送シンボル区間の間、前記伝送シンボルの周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関が最大になる位置をシンボルタイミングによって推定する、請求項１３に記載の同期化装置。
【請求項１５】
前記第１プリアンブルは、有効シンボル長さを有する第１シンボル、及び前記第１シンボルを１８０゜位相回転させたシンボルの一部に相当する第２シンボルを含む、請求項１３に記載の同期化装置。
【請求項１６】
前記フレーム同期推定器は、
前記受信信号を前記有効シンボル長さだけ遅延させる遅延器、
前記遅延器で遅延された信号の相関値と前記受信信号の移動平均を計算する移動平均器、及び
前記移動平均の実数部の符号を検出して、前記実数部の符号が−１になり、絶対値が最大値である所定のタイミングをフレームタイミングであると決定する符号検出及び比較器
を含む、請求項１５に記載の同期化装置。
【請求項１７】
前記時間及び周波数同期推定器は、
前記第１プリアンブルのパターンを貯蔵するプリアンブル貯蔵器、
前記下向リンク信号と前記第１プリアンブルパターンの相関値を計算する相関器、及び
前記相関値が最大になる点を推定して微細シンボル同期を推定する比較器
を含む、請求項１３に記載の同期化装置。
【請求項１８】
前記第２スロットにおいて、前記パイロットシンボルのパイロットパターンは、セルごとに共通である第１パターン及びセルごとに異なる第２パターンを含み、
前記初期同期推定器は、前記初期シンボル同期推定器で推定されたシンボル同期及び前記第１パターンを利用してスロット同期を推定するスロット同期推定器をさらに含み、
前記フレーム同期推定器は、前記スロット同期推定器で推定されたスロット同期と前記第１プリアンブルを利用してフレーム同期を推定する、請求項１３に記載の同期化装置。
【請求項１９】
前記スロット同期推定器は、
前記推定されたシンボル同期を利用して、前記下向リンク信号をフーリエ変換してセル共通パイロット信号を選択するセル共通パイロット選択器、
前記共通パイロット信号と前記第１パターンの相関値を計算する相関器、及び
前記相関値を最大にする点をスロットタイミングに選択してスロット同期を推定する比較器
を含む、請求項１８に記載の同期化装置。
【請求項２０】
前記第２スロットで、前記パイロットスロットは送信アンテナ別に時間軸及び周波数軸に設けられており、
前記推定された初期シンボル同期を利用して各送信アンテナ別に信号電力を推定し、前記信号電力を予め決められた基準値と比較するアンテナ電力比較器、及び
前記基準値より大きい電力を有する送信アンテナの第１パターンを選択又は結合して、前記スロット同期推定器でスロット同期を推定するようにするアンテナ信号選択/結合器
をさらに含む、請求項１８に記載の同期化装置。
【請求項２１】
前記初期シンボル同期推定器は、前記伝送シンボルの周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関結果が最大になる点を推定して隣接セルのシンボル同期を推定し、
前記スロット同期推定器は、前記推定した隣接セルのシンボル同期及び前記第１パターンを利用して相関を推定して、前記相関結果から、現在セルに相当する点を除いて隣接セルのスロット同期を推定し、
前記フレーム同期推定器は、推定した隣接セルのスロット同期及び前記第１プリアンブルの自己相関結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関結果が最大になる点を推定して隣接セルのフレーム同期を推定し、
前記時間及び周波数同期推定器は、前記下向リンク信号と前記第１プリアンブルパターンの相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記相関結果が最大になる点を推定して隣接セルの微細シンボル同期を推定する、請求項１８に記載の同期化装置。
【請求項２２】
前記セル探索器は、前記セル探索結果から、現在セルに相当する結果を除いて隣接セルの探索を遂行する、請求項２１に記載の同期化装置。
【請求項２３】
前記初期シンボル同期推定器は、前記伝送シンボルの周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関結果が最大になる点を推定して隣接セルのシンボル同期を推定し、
前記フレーム同期推定器は、推定した隣接セルのシンボル同期及び前記第１プリアンブルの自己相関結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関結果が最大になる点を推定して隣接セルのフレーム同期を推定し、
前記時間及び周波数同期推定器は、前記下向リンク信号と前記第１プリアンブルパターンの相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記相関結果が最大になる点を推定して隣接セルの微細シンボル同期を推定する、請求項１３に記載の同期化装置。
【請求項２４】
前記セル探索器は、前記セル探索結果から、現在セルに相当する結果を除いて隣接セルの探索を遂行する、請求項２３に記載の同期化装置。
【請求項２５】
移動通信システムの下向リンク信号を同期化してセルを探索する方法において、
前記下向リンク信号の一つのフレームは、有効シンボル長さを有する第１シンボルと前記第１シンボルを１８０゜位相回転させたシンボルの一部に相当する第２シンボルとを有する第１プリアンブル、及びセル探索のためにセルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを含む第１スロット、並びに複数のパイロットシンボルが時間軸と周波数軸に設けられている複数の第２スロットを含み、
前記下向リンク信号の周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関が最大になる点をシンボルタイミングとして推定して初期シンボル同期を推定する第１段階、
前記推定した初期シンボル同期と前記第１及び第２シンボルの自己相関の実数部が負の符号を有するという特性を利用してフレーム同期を推定する第２段階、
前記推定したフレーム同期と前記第１及び第２プリアンブルとを利用して時間及び周波数同期を推定する第３段階、及び
前記第３段階の同期化過程を経て時間及び周波数を同期化した後、前記第２プリアンブルを利用してセル探索を遂行する第４段階
を含む下向リンク信号の同期化及びセル探索方法。
【請求項２６】
前記第３段階は、
前記下向リンク信号を繰り返される時間の差だけ遅延させた信号と前記下向リンク信号の移動平均の位相を検出して、周波数オフセットを推定する段階、
前記第１プリアンブルのパターンと前記下向リンク信号の相関結果が最大になる点を推定して、微細シンボル同期を推定する段階、及び
前記第２プリアンブルを利用して微細周波数同期を推定する段階
を含む、請求項２５に記載の下向リンク信号の同期化及びセル探索方法。
【請求項２７】
前記第２スロットにおいて、前記パイロットシンボルのパイロットパターンは、セルごとに共通である第１パターン及びセルごとに異なる第２パターンを含み、
前記第２段階は、
前記推定されたシンボル同期と前記第１パターンを利用してスロット同期を推定する段階、及び
前記推定されたスロット同期と前記第１及び第２シンボルの自己相関の実数部が負の符号を有するという特性を利用してフレーム同期を推定する段階
を含む、請求項２５に記載の下向リンク信号の同期化及びセル探索方法。
【請求項２８】
前記第２スロットにおいて、前記パイロットスロットは、送信アンテナ別に時間軸及び周波数軸に設けられており、
前記スロット同期を推定する段階は、
前記推定された初期シンボル同期を利用して、各送信アンテナ別に信号電力を推定する段階、
前記推定された送信アンテナ別信号電力を予め決められた基準値と比較する段階、及び
前記基準値より大きい電力を有する送信アンテナの前記第１パターンを選択又は結合して、スロット同期を推定する段階
を含む、請求項２７に記載の下向リンク信号の同期化及びセル探索方法。
【請求項２９】
移動通信システムの下向リンク信号から隣接セルを同期化して探索する方法において、
前記下向リンク信号の一つのフレームは、有効シンボル長さを有する第１シンボルと前記第１シンボルを１８０゜位相回転させたシンボルの一部に相当する第２シンボルとを有する第１プリアンブル、及びセル探索のためにセルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを含む第１スロット、並びに複数のパイロットシンボルが時間軸と周波数軸に設けられている複数の第２スロットを含み、
前記下向リンク信号の周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関を計算する第１段階、
前記自己相関の結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関が最大になる点を推定して、隣接セルの初期シンボル同期を推定する第２段階、
前記推定された隣接セルの初期シンボル同期を利用して、前記第１プリアンブルの自己相関を推定する第３段階、
前記第３段階で推定された自己相関の結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関の結果が最大になる点を推定して、隣接セルのフレーム同期を推定する第４段階、
前記推定された隣接セルのフレーム同期と前記第１及び第２プリアンブルとを利用して、隣接セルの時間及び周波数同期を推定する第５段階、及び
前記第２プリアンブルを利用してセル探索を行い、前記セル探索結果から、現在セルに相当する結果を除いてセルを探索する第６段階
を含む隣接セルの同期化及びセル探索方法。
【請求項３０】
前記第５段階は、
前記第１プリアンブルを利用して周波数オフセットを推定する段階、
前記第１プリアンブルを利用してシンボル同期相関を推定する段階、
前記シンボル同期相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記相関結果が最大になる点を推定して、隣接セルの微細シンボル同期を推定する段階、及び
前記第２プリアンブルを利用して微細周波数同期を推定する段階
を含む、請求項２９に記載の隣接セルの同期化及びセル探索方法。
【請求項３１】
前記第６段階は、前記パイロットシンボルのセルごとに固有なパターンをさらに利用してセル探索を遂行する、請求項２９に記載の隣接セルの同期化及びセル探索方法。
【請求項３２】
移動通信システムの下向リンク信号から隣接セルを同期化して探索する方法において、
前記下向リンク信号の一つのフレームは、有効シンボル長さを有する第１シンボルと前記第１シンボルを１８０゜位相回転させたシンボルの一部に相当する第２シンボルとを有する第１プリアンブル、及びセル探索のためにセルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを含む第１スロット、並びに複数のパイロットシンボルが時間軸と周波数軸に設けられている複数の第２スロットを含み、前記第２スロットにおいて、前記パイロットシンボルのパイロットパターンは、セルごとに共通である第１パターン及びセルごとに異なる第２パターンを含み、
前記下向リンク信号の周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関を計算する第１段階、
前記自己相関の結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関が最大になる点を推定して隣接セルの初期シンボル同期を推定する第２段階、
前記推定された隣接セルのシンボル同期を利用して前記第１パターンを信号処理する第３段階、
前記第３段階の信号処理結果から、現在セルのスロット位置を除き、前記信号処理結果を最大にする点を選択して隣接セルのスロット同期を推定する第４段階、
前記推定された隣接セルのスロット同期を利用して、前記第１プリアンブルの自己相関を推定する第５段階、
前記第５段階で推定された自己相関の結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、前記自己相関の結果が最大になる点を推定して隣接セルのフレーム同期を推定する第６段階、
前記推定された隣接セルのフレーム同期と前記第１及び第２プリアンブルとを利用して、隣接セルの時間及び周波数同期を推定する第７段階、並びに
前記第２プリアンブルを利用してセル探索を行い、前記セル探索結果から、現在セルに相当する結果を除いて隣接セルを探索する第８段階
を含む隣接セルの同期化及びセル探索方法。
【請求項３３】
前記第７段階は、
前記第１プリアンブルを利用して周波数オフセットを推定する段階、
前記第１プリアンブルを利用してシンボル同期相関を推定する段階、
前記シンボル同期相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、前記相関結果が最大になる点を推定して隣接セルの微細シンボル同期を推定する段階、及び
前記第２プリアンブルを利用して微細周波数同期を推定する段階
を含む、請求項３２に記載の隣接セルの同期化及びセル探索方法。
【請求項３４】
前記第８段階は、前記パイロットシンボルのセルごとに固有なパターンをさらに利用してセル探索を遂行する、請求項３２に記載の隣接セルの同期化及びセル探索方法。
【請求項３５】
移動通信システムで下向リンク信号を構成する方法において、
第１シンボルと前記第１シンボルに対して位相差が１８０゜である第２シンボルとを含む第１プリアンブルを生成する第１段階、
複数のセルに対し、セルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを生成する第２段階、
前記第１及び第２プリアンブルを一つの第１スロットに生成する第３段階、
複数のパイロットシンボルを、時間軸及び周波数軸上に配列して第２スロットを生成する第４段階
を含む下向リンク信号構成方法。
【請求項３６】
前記第２段階は、互いに異なる二つの第２プリアンブルにおいて、前記第２プリアンブルが信号を伝送するシンボルのうちの少なくとも一つのシンボルにおいて、一つの第２プリアンブルが信号を伝送する副搬送波では、他の第２プリアンブルは信号を伝送しないように前記第２プリアンブルを生成する、請求項３５に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項３７】
前記第２段階は、
グループ化されたセル探索プリアンブル集合において、互いに異なるグループに属する二つの第２プリアンブルの中で、前記第２プリアンブルが信号を伝送するシンボルのうちの少なくとも一つのシンボルにおける一つの第２プリアンブルが信号を伝送する副搬送波では、他の第２プリアンブルは信号を伝送しないようにし、
同一グループに属する二つの第２プリアンブルには、同一の伝送シンボルで同じ副搬送波を使用し、予め決められた受信信号処理方法を使用して区分することができる信号パターンを割り当てる、請求項３５に記載の下向リンク信号構成方法。
【請求項３８】
前記第４段階は、
前記パイロットシンボルが伝送される伝送シンボルの副搬送波に伝送される信号パターンによって区分できるパイロットパターンの集合を形成し、セルごとに固有なパイロットパターンを割り当てる、請求項３５に記載の下向リンク信号構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムでの下向リンク信号の構成方法と同期化方法及びその装置、並びにこれを利用したセル探索方法に係り、特に、直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ；orthogonal frequency division multiplexing access）方式のセルラーシステムの下向リンクに適したプリアンブル及びパイロットの構造を生成し、これを利用して端末機で同期化とセル探索を遂行する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、セルラーシステムでは、初期同期のために、端末機が基地局の信号を見て時間同期化と周波数同期化をしなければならず、また、セル探索を行わなければならない。そして、端末機が初期同期を完了した後には時間と周波数を追跡し、ハンドオーバーのために隣接セルの時間、周波数同期化とセル探索を行わなければならない。
【０００３】
既存の時分割多重接続（ＴＤＭＡ、time division multiplexing access）方式のセルラーシステムであるＧＳＭや符号分割多重接続（ＣＤＭＡ、code division multiplexing access）方式のセルラーシステムであるＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、Ｗ−ＣＤＭＡなどには、初期同期化、セル探索、追跡、隣接セル探索が可能であるように下向リンクが構成されている。
【０００４】
例えば、Ｗ−ＣＤＭＡでは、２５６チップ長さのＰ−ＳＣＨ（primary synchronization channel）とＳ−ＳＣＨ（secondary synchronization channel）を各スロットの開始点におき、Ｐ−ＳＣＨを使用してスロット同期を推定し、Ｓ−ＳＣＨを使用してスクランブリングコードグループ番号とフレーム同期を推定する。この時、各セルの夫々のスロットに同じパターンのＰ−ＳＣＨを使用することによって同期推定にかかる時間を最小化し、Ｓ−ＳＣＨは、６４個の異なるスクランブリングコードグループごとに異なるパターンを使用し、スロットごとに異なるパターンを使用することによって、フレーム同期とスクランブリングコードグループを推定できるようにする。そして、Ｐ−ＣＰＩＣＨ（primary common pilot channel）を利用し、スクランブリングコードグループ内の８個の異なる主要スクランブリングコードのうちの一つを探し、これを利用してＰ−ＣＣＰＣＨ（primary common control channel）上にあるセル情報を復調してセルの情報を獲得することによってセル探索を完了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既存のＯＦＤＭＡ基盤のシステムとしては、デジタルオーディオ放送（ＤＡＢ）、デジタルビデオ放送（ＤＶＢ）、ＩＥＥＥ  ８０２.１１ａ、Ｈｉｐｅｒｌａｎ/２などがある。このうちのＤＡＢは、ヌルシンボルと位相基準シンボル（phase reference symbol）をフレーム同期に使用し、ＤＶＢはパイロットをフレーム同期に使用する。また、ＩＥＥＥ  ８０２.１１ａやＨｉｐｅｒｌａｎ/２では、プリアンブルを利用して下向リンクバーストを同期化する。しかし、既存のＯＦＤＭＡ基盤のシステムはセルラーシステムでないため、ＯＦＤＭＡ基盤のセルラーシステムで既存の構造に同期化及びセル探索を行うのは難しい。
【０００６】
本発明が目的とする技術的課題増は、少ない計算量でもＯＦＤＭＡ基盤のセルラシステムで下向リンク同期化及びセル探索を行うことができるようにするプリアンブルとパイロットの構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による下向リンク信号構成装置は、各々第１及び第２プリアンブルを発生させる第１及び第２プリアンブル発生器と、パイロットパターンを発生させるパイロットパターン発生器とを含む。第１プリアンブルは、時間及び周波数の同期化のために、位相差が１８０゜である第１及び第２シンボルからなる。第２プリアンブルは少なくとも一つの伝送シンボルからなり、セル探索のために、複数のセルに対してセルごとに固有なパターンを有する。パイロットパターンは、時間軸と周波数軸に設けられる複数のパイロットシンボルに割り当てられる。そして、下向リンク信号の一つのフレームは、第１及び第２プリアンブルを有する第１スロット、及び複数のパイロットシンボルを有する複数の第２スロットを含む。
【０００８】
本発明による下向リンク信号同期化装置は、初期シンボル同期推定器、フレーム同期推定器、並びに時間及び周波数同期推定器からなる初期同期推定器とセル探索器とを含む。この時、下向リンク信号の一つのフレームは、時間及び周波数同期を合せるための第１プリアンブル、及びセル探索のためにセルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを含む第１スロット、並びに複数のパイロットシンボルが時間軸と周波数軸に設けられている複数の第２スロットを含む。初期シンボル同期推定器は、下向リンク信号の周期的プレフィックスを利用して初期シンボル同期を推定し、フレーム同期推定器は、初期シンボル同期推定器で推定されたシンボル同期及び第１プリアンブルを利用してフレーム同期を推定する。時間及び周波数同期推定器は、推定されたフレーム同期と第１及び第２プリアンブルとを利用して微細シンボル同期及び周波数同期を推定する。そして、セル探索器は、初期同期推定器でシンボル同期と周波数同期が制御された後、第２プリアンブルのセルごとに固有なパターンを利用してセル探索を行う。
【０００９】
本発明による下向リンク信号の同期化及びセル探索方法において、下向リンク信号の一つのフレームは、有効シンボル長さを有する第１シンボルと第１シンボルを１８０゜位相回転させたシンボルの一部に相当する第２シンボルとを有する第１プリアンブル、及びセル探索のためにセルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを含む第１スロット、並びに複数のパイロットシンボルが時間軸と周波数軸に設けられている複数の第２スロットを含む。この方法によれば、まず、下向リンク信号の周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関が最大になる点をシンボルタイミングと推定して、初期シンボル同期を推定する。次に、推定した初期シンボル同期と第１及び第２シンボルの自己相関の実数部が負の符号を有するという特性を利用してフレーム同期を推定し、推定されたフレーム同期と第１及び第２プリアンブルを利用して時間及び周波数同期を推定する。そして、時間及び周波数を同期化した後、第２プリアンブルを利用してセル探索を行う。
【００１０】
本発明による隣接セルの同期化及びセル探索方法において、下向リンク信号の一つのフレームは、有効シンボル長さを有する第１シンボルと第１シンボルを１８０゜位相回転させたシンボルの一部に相当する第２シンボルとを有する第１プリアンブル、及びセル探索のためにセルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを含む第１スロット、並びに複数のパイロットシンボルが時間軸と周波数軸に設けられている複数の第２スロットを含む。
【００１１】
隣接セルの同期化及びセル探索方法の一つの実施形態によれば、まず、下向リンク信号の周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関を計算し、自己相関の結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、自己相関が最大になる点を推定して隣接セルの初期シンボル同期を推定する。次に、推定された隣接セルの初期シンボル同期を利用して第１プリアンブルの自己相関を推定し、推定された自己相関の結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、自己相関の結果が最大になる点を推定して隣接セルのフレーム同期を推定する。推定された隣接セルのフレーム同期と第１及び第２プリアンブルとを利用して、隣接セルの時間及び周波数同期を推定する。そして、第２プリアンブルを利用してセル探索を行い、セル探索結果から、現在セルに相当する結果を除いて隣接セルを探索する。
【００１２】
隣接セルの同期化及びセル探索方法の他の実施形態によれば、まず、下向リンク信号の周期的プレフィックスと有効シンボルの自己相関を計算し、自己相関の結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、自己相関が最大になる点を推定して隣接セルの初期シンボル同期を推定する。次に、推定された隣接セルのシンボル同期を利用して、前記セルごとに共通であるパイロットパターンを信号処理し、信号処理結果から、現在セルのスロット位置を除いて信号処理結果を最大にする点を選択して、隣接セルのスロット同期を推定する。そして、推定された隣接セルのスロット同期を利用して第１プリアンブルの自己相関を推定し、推定された自己相関の結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、自己相関の結果が最大になる点を推定して隣接セルのフレーム同期を推定する。次に、推定された隣接セルのフレーム同期と第１及び第２プリアンブルとを利用して、隣接セルの時間及び周波数同期を推定する。そして、第２プリアンブルを利用してセル探索を行い、セル探索結果から、現在セルに相当する結果を除いて隣接セルを探索する。
【００１３】
本発明による下向リンク信号の構成方法によれば、まず、第１シンボルと第１シンボルに対して位相差が１８０゜である第２シンボルとを含む第１プリアンブルを生成し、複数のセルに対し、セルごとに固有なパターンを有する第２プリアンブルを生成する。次に、第１及び第２プリアンブルを一つの第１スロットに生成する。そして、複数のパイロットシンボルを、時間軸及び周波数軸を分散させて配列して第２スロットを生成する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクでの初期同期化、セル探索、隣接セル探索に適したプリアンブルとパイロット構造を提供することができる。そして、これを使用して初期シンボル同期、スロット同期、フレーム同期、シンボル同期、及びセル探索を順に行うことができ、少ない計算量でもＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムで下向リンク同期化及びセル探索を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相違した形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。図面においては、本発明を明確に説明するために説明上不要な部分は省略した。明細書全体を通じて類似な部分については同一な図面符号を付けた。
【００１６】
次に、本発明の実施形態による移動通信システムでの下向リンク信号の構成方法と同期化方法及びその装置、並びにこれを利用したセル探索方法について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
まず、図１を参照して、本発明の第１実施例による移動通信システムのプリアンブル及びパイロット構造について詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施例による直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）基盤の移動通信システムの下向リンク信号の一つのフレームの概略的な構造図である。
【００１９】
図１に示したように、本発明の第１実施例による下向リンク信号の一つのフレームはＮP個のスロット１０、２０を含み、一つのスロット１０、２０はＮS個のシンボルからなる。ＮP個のスロット１０、２０のうちの一つのスロット１０が共通スロットであり、残りのＮP−１個のスロット２０がトラフィックスロットである。
【００２０】
共通スロット１０の初めの部分には、ＴPの長さを有するプリアンブル１００があり、プリアンブル１００は、ＴPSの長さを有する同期化プリアンブル１１０とＴPC（＝ＴP−ＴPS）の長さを有するセル探索プリアンブル１２０とからなる。同期化プリアンブル１１０は、時間及び周波数同期化に適した構造を有し、セル探索プリアンブル１２０はセル探索に適した構造を有する。そして、共通スロット１０は、プリアンブル１００の他に、セル共通情報などを伝送するチャンネルとこれに必要なパイロットシンボルをさらに含むことができる。トラフィックスロット２０は、時間軸と周波数軸に関して設けられたパイロットシンボル２００を含む。このようなパイロットシンボル２００は、周波数軸に関してはＮf個の副搬送波グループごとに、時間軸に関してはＮt個のシンボルグループごとに挿入される。
【００２１】
以下では、図２ａ乃至図１０を参照して、本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法について詳細に説明する。
【００２２】
まず、図２ａ及び図２ｂを参照して、本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法について概略的に説明する。
【００２３】
図２ａは、本発明の第１実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号の概略的な全体構造図であり、図２ｂは、本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法を示すフローチャートである。
【００２４】
図２ａ及び図２ｂに示したように、初期同期化のために、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用して初期シンボル同期が推定される（Ｓ２１０）。推定された初期シンボル同期とプリアンブル１００の同期化プリアンブル１１０を利用してフレーム同期が推定される（Ｓ２２０）。次に、プリアンブル１００の同期化プリアンブル１１０とセル探索プリアンブル１２０を利用して時間及び周波数同期が推定される（Ｓ２３０）。そして、段階Ｓ２３０で時間及び周波数同期化が行われた後、セル探索プリアンブル１２０を利用してセル探索が推定される（Ｓ２４０）。このような段階Ｓ２１０乃至Ｓ２４０を経て初期同期化が行われる。
【００２５】
そして、段階Ｓ２３０では、次の段階Ｓ２３１乃至Ｓ２３３を経て時間及び周波数同期化が制御される。つまり、まず、同期化プリアンブル１１０を利用して周波数オフセットを推定して、概略的な周波数同期が推定される（Ｓ２３１）。次に、同期化プリアンブル１１０を利用して微細シンボル同期が推定され（Ｓ２３２）、セル探索プリアンブル１２０を利用して微細周波数同期が推定されて（Ｓ２３３）、時間及び周波数が同期化される。
【００２６】
初期同期化を行った後には、周波数及び時間が追跡される。周波数と時間を追跡するために、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）と、周期的プレフィックス（ＣＰ）のような信号からなる有効ＯＦＤＭシンボル（伝送シンボル）との間の位相差を利用して周波数追跡が行われる（Ｓ２５０）。次に、同期化プリアンブル１１０を利用してシンボル同期追跡が行われ（Ｓ２６０）、セル探索プリアンブル１２０を利用して微細周波数同期が追跡される（Ｓ２７０）。
【００２７】
以下では、図２ａ及び図２ｂで説明した同期化及びセル探索方法について、図３乃至図１０を参照して詳細に説明する。
【００２８】
まず、図３を参照して、本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法による初期シンボル同期推定方法について詳細に説明する。図３は、本発明の第１実施例による初期シンボル同期推定装置の概略的なブロック図である。
【００２９】
図３に示したように、初期シンボル同期推定装置３００は、遅延器３１０、相関器３２０、移動平均器３３０、３４０、電力検出器３５０、正規化器３６０、及び比較器３７０を含む。
【００３０】
ＯＦＤＭ受信信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｎ）は、遅延器３１０で有効ＯＦＤＭシンボルの長さＮだけ遅延され、遅延された信号ｙ（ｎ＋ｌ）は相関器３２０で相関される。移動平均器３３０は、遅延信号の相関値ｙ*（ｎ＋ｌ）と受信された信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｎ）の移動平均
【００３１】
【数１】
2006507753.tif 000003
【００３２】
を計算し、移動平均器３４０は、電力検出器３５０で検出された信号電力の移動平均
【００３３】
【数２】
2006507753.tif 000004
【００３４】
を計算する。そして、移動平均
【００３５】
【数３】
2006507753.tif 000005
【００３６】
は、正規化器３６０で移動平均
【００３７】
【数４】
2006507753.tif 000006
【００３８】
に正規化される。正規化された相関値を最大にするタイミングｎが比較器３７０でシンボルタイミング
【００３９】
【数５】
2006507753.tif 000007
【００４０】
として決定されて、初期シンボル同期が推定される。
【００４１】
つまり、初期シンボル同期では、一つのＯＦＤＭシンボル区間の間、ＯＦＤＭシンボルの周期的プレフィックス（ＣＰ）と有効ＯＦＤＭシンボルの自己相関が最大になる位置が推定される。そして、前述の過程をＭシンボルに対して繰り返して推定すれば、初期シンボル同期の性能が向上する。初期シンボル同期装置３００で推定されたシンボルタイミング
【００４２】
【数６】
2006507753.tif 000008
【００４３】
とＭ回繰り返して推定されたシンボルタイミング
【００４４】
【数７】
2006507753.tif 000009
【００４５】
は、（式１）の通りに与えられる。このような初期シンボル同期装置３００は、専用ハードウェアや汎用処理装置にソフトウェアとして実現でき、又は２種類が共に使用されて実現されることもできる。
（式１）
【００４６】
【数８】
2006507753.tif 000010
０≦ｎ≦Ｎsym
【００４７】
【数９】
2006507753.tif 000011
【００４８】
ここで、
【００４９】
【数１０】
2006507753.tif 000012
【００５０】
はシンボルタイミングであり、
【００５１】
【数１１】
2006507753.tif 000013
【００５２】
はＭ回繰り返されて推定されたシンボルタイミングである。ＮsymはＯＦＤＭシンボルの長さであり、ｙ（ｎ）はＯＦＤＭ受信信号である。ＮCPはＯＦＤＭシンボルの周期的プレフィックスの長さであり、ＮはＯＦＤＭシンボルの有効ＯＦＤＭシンボルの長さであって、Ｎsym−ＮCPとして与えられる。
【００５３】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法によるフレーム同期推定方法について詳細に説明する。
【００５４】
図４は、本発明の第１実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のプリアンブルの概略的な構造図であり、図５は、本発明の第１実施例によるフレーム同期推定装置の概略的なブロック図である。
【００５５】
図４に示したように、同期化プリアンブル１１０は、１個のＳシンボル１１１と１個のＩＳ’シンボル１１２からなり、ＴPSの長さを有する。ＴPSは、ＯＦＤＭシンボル１個の長さと同一であり、Ｓシンボル１１１は、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）の長さＴCPを除いた長さである有効ＯＦＤＭシンボル長さＴPS−ＴCPである。ＩＳ’シンボル１１２は、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）と同一な長さＴCPであり、Ｓシンボル１１１を１８０゜回転させたシンボルから、周期的プレフィックス（ＣＰ）の長さＴCPだけを使用するものである。
【００５６】
このような同期化プリアンブル１１０の構造は、ＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号の周波数及び時間の初期同期化に適している。Ｓシンボル１１１とＩＳ’シンボル１１２は１８０゜位相差を有するように構成されているので、Ｓシンボル１１１とＩＳ’シンボル１１２の自己相関の実数部は負の符号を有する。同期化プリアンブル１１０と同一な形態の自己相関を、同期化プリアンブル１１０を除いて連続的に伝送されるＯＦＤＭシンボルに適用すれば、自己相関の実数部は正の符号を有するようになる。したがって、同期化プリアンブル１１０を利用した簡単な計算によってフレームのタイミングを推定することができる。
【００５７】
そして、Ｓシンボル１１１は、Ｓａシンボル１１１ａがＮSsym回繰り返される構造を有する。このような構造では、時間領域自己相関の位相値を利用して、−ＮSsym/２からＮSsym/２の範囲の副搬送波間隔で正規化された周波数オフセットを推定することができる。また、同期化プリアンブル１１０は、１個のＳシンボル１１１と１個のＩＳ’シンボル１１２にからなるので、Ｓシンボル１１１とＩＳ’シンボル１１２の交差相関や自己相関を求めることにより、微細シンボル同期（シンボルの正確なタイミング、正確なシンボルタイミング）を推定することができる。
【００５８】
図５を見てみれば、フレーム同期推定装置５００は、遅延器５１０、相関器５２０、移動平均器５３０、実数化部５４０、及び符号検出及び比較器５５０を含む。
【００５９】
フレーム同期推定装置５００において、ＯＦＤＭ受信信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｎ）は、遅延器５１０で有効ＯＦＤＭシンボルの長さＮだけ遅延され、遅延された信号ｙ（ｎ＋ｌ）は相関器５２０で相関値が決定される。遅延信号の相関値ｙ*（ｎ＋ｌ）と受信信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｎ）の移動平均ｆｎが移動平均器５３０で計算される。そして、符号検出及び比較器５５０は、実数化部５４０で決定された移動平均の実数部Ｒｅ｛ｆn｝の符号を検出し、絶対値を比較する。前述のように、同期化プリアンブル１１０のＳシンボル１１１とＩＳ’シンボル１１２の自己相関は負の符号の実数部を有するので、実数部Ｒｅ｛ｆn｝の符号が−１になり、絶対値が最大であるタイミングｎがフレームタイミング
【００６０】
【数１２】
2006507753.tif 000014
【００６１】
であると決定される。フレーム同期推定装置５００で決定された移動平均ｆｎとフレームタイミング
【００６２】
【数１３】
2006507753.tif 000015
【００６３】
は（式２）の通りに与えられる。そして、このようなフレーム同期推定装置５００は、専用ハードウェアや汎用処理装置にソフトウェアとして実現でき、又は２種類が共に使用されて実現されることもできる。
（式２）
【００６４】
【数１４】
2006507753.tif 000016
【００６５】
ここで、ＮCPは、ＯＦＤＭシンボルの周期的プレフィックスの長さであり、ＮはＯＦＤＭシンボルの有効ＯＦＤＭシンボルの長さであって、Ｎsym−ＮCPとして与えられる。
【００６６】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法による周波数同期推定方法について詳細に説明する。
【００６７】
図６は、本発明の第１実施例による周波数同期推定装置の概略的なブロック図であり、図７は、本発明の第１実施例によるシンボル同期装置の概略的なブロック図である。
【００６８】
図２ａ及び図２ｂで説明したのように、周波数同期は、同期化プリアンブル１１０のＳシンボル１１１の繰り返される性質を利用した概略的な周波数同期過程と、セル探索プリアンブル１２０の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用した微細周波数同期過程の二つの段階からなる。二つの段階における周波数同期は、一定の時間間隔をおいて伝送される同一な信号間の位相差を利用して推定される。
【００６９】
まず、図６を参照して概略的な周波数同期推定について説明する。図６を見てみれば、本発明の第１実施例による周波数同期推定装置６００は、遅延器６１０、相関器６２０、移動平均器６３０、及び周波数オフセット検出器６４０を含む。
【００７０】
ＯＦＤＭ受信信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｎ）は、遅延器６１０で繰り返される時間差Ｄだけ遅延され、遅延された信号ｙ（ｎ＋ｌ）は、相関器６２０で相関値が決定される。遅延信号の相関値ｙ*（ｎ＋ｌ）と受信信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｄ）の移動平均
【００７１】
【数１５】
2006507753.tif 000017
【００７２】
は移動平均器６３０で計算される。そして、周波数オフセット検出器６４０は、移動平均の位相を検出し、周波数オフセット
【００７３】
【数１６】
2006507753.tif 000018
【００７４】
を求めて概略的な周波数同期を推定する。周波数オフセット
【００７５】
【数１７】
2006507753.tif 000019
【００７６】
は（式３）の通りに与えられる。このような周波数同期推定装置６００は、専用ハードウェアや汎用処理装置にソフトウェアとして、この１種類又は２種類を共に使用して実現できる。そして、概略的な周波数同期過程ではＤ＝Ｎ/ＮSsymになる。
（式３）
【００７７】
【数１８】
2006507753.tif 000020
【００７８】
ここで、Ｌは平均回数であり、Ｄは反復信号間の時間差である。
【００７９】
次に、図７を参照して、微細シンボル同期推定方法について説明する。図７を見てみれば、本発明の第１実施例による微細シンボル同期推定装置７００は、同期化プリアンブル貯蔵器７１０、相関器７２０、交差相関器７３０、及び比較器７４０を含む。交差相関器７３０は、同期化プリアンブル貯蔵器７１０に貯蔵された同期化プリアンブルのパターンｘ（ｌ）が相関器７２０で相関された値を、ＯＦＤＭ受信信号ｙ（ｎ＋ｌ）と交差相関させる。比較器７４０は、交差相関値が最大になるタイミングｎをシンボルタイミング
【００８０】
【数１９】
2006507753.tif 000021
【００８１】
として検出し、このようなシンボルタイミング
【００８２】
【数２０】
2006507753.tif 000022
【００８３】
は（式４）の通りに与えられる。つまり、微細シンボル同期は、ＯＦＤＭ受信信号と同期化プリアンブルのパターンを交差相関して最大値を有するタイミングｎを検出することによって推定される。このような微細シンボル同期推定装置７００は、専用ハードウェア又は汎用処理装置にソフトウェアとして、この１種類又は２種類を共に使用して実現できる。（式４）は、シンボル同期を推定する方法の一例を式に示したものである。
（式４）
【００８４】
【数２１】
2006507753.tif 000023
【００８５】
ここで、
【００８６】
【数２２】
2006507753.tif 000024
【００８７】
はシンボルタイミングであり、Ｌは交差相関の長さである。
【００８８】
次に、図８乃至図１０を参照して、本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法によるセル探索方法について詳細に説明する。
【００８９】
図８は、本発明の第１実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のセル探索プリアンブルの概略的な構造図である。図９及び図１０は、各々本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のパイロットのパターンを示す図である。
【００９０】
図８に示したように、本発明の第１実施例によるセル探索プリアンブル１２０はＴPCの長さを有し、セルごとに固有なパターンを有する。一例として、ＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムで８L個のセルの種類があり、ＴPCはＯＦＤＭシンボルＬ個の長さと同一な場合、セル番号
【００９１】
【数２３】
2006507753.tif 000025
【００９２】
に従って、ｋ番目シンボルの周波数軸で８個の異なる直交するパターンのうち、
【００９３】
【数２４】
2006507753.tif 000026
【００９４】
番目（ｍ＝０、…、Ｍ−１）副搬送波にだけ決められたパターンが送信される。端末機では、
【００９５】
【数２５】
2006507753.tif 000027
【００９６】
番目（ｍ＝０、…、Ｍ−１）副搬送波に受信された受信電力を最大にするｃk（ｋ＝１、…、Ｌ−１）を求めてセルを探索することができる。この場合、８個パターンの交差相関計算をＬ回行うことだけで、８L個のセルのうちの一つを選択することができる。
【００９７】
また、一例として、図８で８2（＝６４）個のセル種類があり、ＴPCはＯＦＤＭシンボル１個の長さと同一な場合、セル番号Ｃ＝８ｃ1＋ｃ2により、
【００９８】
【数２６】
2006507753.tif 000028
【００９９】
番目（ｍ＝０、…、Ｍ−１）の副搬送波にだけ決められたパターンが送信される。この時、送信される副搬送波に、長さがＭであり、交差相関特性の良い数列のうちのｃ2番目数列を載せて、端末機でセルを探索できるようにするセル探索プリアンブルを形成することができる。この場合、ｃ1に伴う８種類の副搬送波集合に対して電力の合計を最大にするｃ1を探した後、当該副搬送波集合に８個のパターンによる交差相関を求めて、６４個のセルのうちの一つを選択することができる。
【０１００】
このように、送信される時間、送信される副搬送波、及び信号パターンによって区分される複数のセル探索プリアンブル１２０からなるセル探索プリアンブル集合において、移動通信システムでのセルの数がセル探索プリアンブル１２０の数未満であれば、各セルごとに固有なセル探索プリアンブル１２０を割り当て、セルの数がセル探索プリアンブル１２０の数より多ければ、セルをセル探索プリアンブル１２０の数だけのセルにグループ化し、セルごとに固有なセル探索プリアンブル１２０を割り当てる。また、互いに異なる二つのセル探索プリアンブル１２０において、セル探索プリアンブル１２０が伝送されるシンボルのうちの少なくとも１個のシンボルでは、一つのセル探索プリアンブル１２０が信号を伝送する副搬送波によって他のセル探索プリアンブル１２０が信号を伝送したりするようなことがないようにする。
【０１０１】
また、固有なセル探索プリアンブル１２０の数を増加させるために、セル探索プリアンブル１２０をグループ化し、互いに異なるグループに属する二つのセル探索プリアンブル１２０では、前述の方法のように、セル探索プリアンブル１２０が伝送されるシンボルのうちの少なくとも一つのシンボルでは、１個のセル探索プリアンブルが信号を伝送する副搬送波によって他のセル探索プリアンブル１２０が信号を伝送したりするようなことがないようにし、同一グループに属する二つのセル探索プリアンブル１２０において、同一の伝送シンボルには同じ副搬送波を使用し、予め決められた受信信号処理方法を使用して区分できる信号パターンを割り当てる。
【０１０２】
以下、図９及び図１０を参照して、パイロットパターンについて詳細に説明する。
【０１０３】
図９には、副搬送波の全数がＮ個、パイロットシンボルの副搬送波間隔がＮf、パイロットシンボルの時間間隔がＮtである場合が示されている。この時、ｓ1番目シンボル９１０において、Ｎf個の副搬送波ごとに一つずつ挿入されたパイロットシンボルはＮ/Ｎf個であり、各々パターン
【０１０４】
【数２７】
2006507753.tif 000029
【０１０５】
を有する。ここで、ｃはセルの番号であり、ｉはｓ1番目ＯＦＤＭシンボルでのｉ番目パイロット副搬送波を意味し、このようなパターン
【０１０６】
【数２８】
2006507753.tif 000030
【０１０７】
はｃとｓによって異なることができる。したがって、セルごとに固有なパイロットパターンを使用し、可能なパターンに対して交差相関を求めることによりスロット同期とフレーム同期を推定し、セルを探索することができる。
【０１０８】
このように、パイロットシンボルが伝送される伝送シンボルの副搬送波に伝送される信号パターンによって区分できるパイロットパターンの集合を形成し、移動通信システムでのセルの数がパイロットパターンの数未満であれば、セルごとに固有なパイロットパターンを割り当て、セルの数がパイロットパターンの数より多ければ、パイロットパターンの数だけのセルをグループ化して、一つのグループ内では互いに異なるパイロットパターンを割り当てる。
【０１０９】
図１０では、図９に示したパイロットパターンにおいて、一つのスロットが２ｒ（＝Ｎs）個のＯＦＤＭシンボルを有する場合、パイロットの時間間隔（Ｎt）をｒとし、パターンｐs,c（ｉ）をＱ個のパターンの組み合わせ、つまり、ｐs,c（ｉＱ＋ｑ）＝Ｐq,s,c（ｉ）、ｑ＝０、…、Ｑ−１になるように形成した場合が示されている。この時、Ｑ個のパターンのうちのＱ1個のパターンは全てのセルが共通に使用し、残りのＱ2（＝Ｑ−Ｑ1）個のパターンはセルごとに異なるようにする。このようにして、Ｑ1個の共通パターンを利用してスロット同期を少ない計算量で探索できるようにし、残りのＱ2個のパターンを使用したりプリアンブルを利用してセルを探索できるようにする。
【０１１０】
以下では、図１のような構造を有するＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号において、図１０に示したパイロットパターンを使用する実施例について、図１１ａ、図１１ｂ、及び図１２を参照して詳細に説明する。
【０１１１】
まず、図１１ａ及び図１１ｂを参照して、本発明の第２実施例による同期化及びセル探索方法について詳細に説明する。
【０１１２】
図１１ａは、本発明の第２実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号の概略的な全体構造図であり、図１１ｂは、本発明の第２実施例による同期化及びセル探索方法を示すフローチャートである。
【０１１３】
初期同期化のために、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用して初期シンボル同期が推定される（Ｓ１１１０）。推定されたシンボル同期及び各セルごとに共通であるパイロットのパターンを利用してスロット同期が推定される（Ｓ１１２０）。推定されたスロット同期及びプリアンブル１００の同期化プリアンブル１１０を利用してフレーム同期が推定される（Ｓ１１３０）。そして、プリアンブルの同期化プリアンブル１１０とセル探索プリアンブル１２０を利用して時間及び周波数同期が推定される（Ｓ１１４０）。段階Ｓ１１４０で時間及び周波数を同期化した後、セル探索プリアンブル１２０とパイロットのセルごとに固有なパターンを各々又は共に利用してセル探索が行われる（Ｓ１１５０）。このような段階Ｓ１１１０乃至Ｓ１１５０を経て初期同期化が行われる。
【０１１４】
ここで、段階Ｓ１１４０では、段階Ｓ１１４１乃至Ｓ１１４３を経て時間及び周波数同期を推定することができる。まず、プリアンブルの同期化プリアンブル１１０を利用して周波数オフセットを推定し、概略的な周波数同期が推定される（Ｓ１１４１）。次に、プリアンブルの同期化プリアンブル１１０を利用して微細シンボル同期が推定され（Ｓ１１４２）、セル探索プリアンブル１２０を利用して微細周波数同期が推定される（Ｓ１１４３）。
【０１１５】
そして、初期同期化を行った後に周波数及び時間を追跡する。周波数及び時間を追跡するために、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）と周期的プレフィックス（ＣＰ）のような信号からなる有効ＯＦＤＭシンボルの間の位相差を利用し、周波数追跡が行われる（Ｓ１１６０）。次に、同期化プリアンブル１１０を利用してシンボル同期追跡が行われ（Ｓ１１７０）、同期化プリアンブル１１０を利用して微細周波数同期が追跡される（Ｓ１１８０）。このような段階Ｓ１１６０乃至Ｓ１１８０を繰り返すことによって周波数及び時間追跡が行われる。
【０１１６】
このような本発明の第２実施例は、段階Ｓ１１２０及びＳ１１３０を除けば第１実施例と同様な方法で同期化及びセル探索が行われる。つまり、第１実施例とは異なって、第２実施例では、シンボル同期と各セルごとに共通であるパイロットのパターンを利用してスロット同期を推定し、推定されたスロット同期と同期化プリアンブルを利用してフレーム同期を推定する。
【０１１７】
以下、図１２を参照して、本発明の第２実施例による同期化及びセル探索方法によるスロット同期推定方法について詳細に説明する。図１２は、本発明の第２実施例によるスロット同期推定装置の概略的なブロック図である。
【０１１８】
図１２に示したように、本発明の第２実施例によるスロット同期推定装置１２００は、ＦＦＴ（fast Fourier transform）器１２１０、セル共通パイロット選択器１２２０、パイロットパターン貯蔵器１２３０、交差相関器１２４０、及び比較器１２５０を含む。
【０１１９】
まず、ＦＦＴ器１２１０は、図３に説明された方法に従って推定されたシンボルの初期タイミングを利用し、ＯＦＤＭ受信信号をフーリエ変換し、セル共通パイロット選択器１２２０は、フーリエ変換された信号から共通パイロット受信信号
【０１２０】
【数２９】
2006507753.tif 000031
【０１２１】
を選択する。次に、交差相関器１２４０で、パイロットパターン貯蔵器１２３０に貯蔵されたセル共通パイロットパターン
【０１２２】
【数３０】
2006507753.tif 000032
【０１２３】
の相関値と共通パイロット受信信号
【０１２４】
【数３１】
2006507753.tif 000033
【０１２５】
とを交差相関させる。比較器１２５０は、交差相関値
【０１２６】
【数３２】
2006507753.tif 000034
【０１２７】
を最大にするシンボル位置（ｎ）をスロットタイミング
【０１２８】
【数３３】
2006507753.tif 000035
【０１２９】
として選択する。このようなスロットタイミング
【０１３０】
【数３４】
2006507753.tif 000036
【０１３１】
は（式５）の通りに与えられる。
（式５）
【０１３２】
【数３５】
2006507753.tif 000037
【０１３３】
ここで、Γnは交差相関値、Ｙnはｎ時間にフーリエ変換されたＯＦＤＭ受信信号、ｋmはｍ番目セルの共通パイロットの副搬送波位置、Ｚ（ｋm）は、ｍ番目セルの共通パイロット、Ｍはセル共通パイロットの数、
【０１３４】
【数３６】
2006507753.tif 000038
【０１３５】
はスロットタイミング、Ｎsは一つのスロットのシンボル数、Ｌは反復累積回数を示す。
【０１３６】
図１２に示したスロット同期推定装置を使用する場合、セル共通パイロットのある帯域で周波数選択的減殺によってチャンネルが変わると、（式５）による方法は性能が落ちるおそれがある。この場合には、（式６）に示した方法でセル共通パイロットを配置し、交差相関を求めることができる。
（式６）
【０１３７】
【数３７】
2006507753.tif 000039
【０１３８】
この時、Ｍは偶数とし、ｋ2mとｋ2m+1は、チャンネルがそれ程大きくは変わらない範囲内で配置される。例えば、（式６）でＺ2mとＺ2m+1を各々他のシークエンスで形成し、ｋ2mとｋ2m+1を隣接した周波数に形成すれば、良好な交差相関特性を得ることができる。
（式６）の代りに、（式７）に示したように、２個の異なる時間にセル共通パイロットを分けて送り、各時間で受信された信号を利用して交差相関を求めることもできる。この時は、ｎ1とｎ2を、チャンネルがそれ程大きくは変わらない範囲内で配置する。
（式７）
【０１３９】
【数３８】
2006507753.tif 000040
【０１４０】
次に、ＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクで一つ以上の送信アンテナを使用する実施例について、図１３乃至図１５を参照して詳細に説明する。
【０１４１】
まず、図１３及び図１４を参照して、本発明の第３実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のトラフィックスロットでのパイロットパターンについて詳細に説明する。
【０１４２】
図１３は、本発明の第３実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のトラフィックスロットの概略的な構造図であり、図１４は、図１３でのパイロットのパターンとその位置を示した図である。
【０１４３】
図１３に示したように、本発明の第３実施例による下向リンク信号の構造は、図１に示した構造とトラフィックスロットを除いては同一である。
【０１４４】
詳しく説明すれば、共通スロット１０はＴPの長さのプリアンブル１００を有し、プリアンブル１００は、ＴPSの長さの同期化プリアンブル１１０とＴＰＣ（＝ＴP−ＴPS）の長さのセル探索プリアンブル１２０とからなる。同期化プリアンブル１１０は、複数の送信アンテナのうちで予め定めた一つの送信アンテナにのみ送信されたり、複数のフレームの群ごとに交互に送信されることができる。同様に、セル探索プリアンブル１２０も、複数の送信アンテナのうちで予め定めた一つの送信アンテナにのみ送信されたり、複数のフレームの群ごとに交互に送信されることができる。そして、セル探索プリアンブル１２０が一つ以上のＯＦＤＭシンボルからなる場合には、シンボルごとに異なるアンテナを通して伝送されることもできる。
【０１４５】
トラフィックスロット２０には、アンテナ別に時間軸と周波数軸に設けられたたパイロットシンボルが、周波数軸にはＮf個の副搬送波群ごとに、時間軸にはＮt個のシンボル群ごとに挿入されている。例えば、図１３には２個のアンテナを使用する場合が示されている。アンテナ０のパイロットシンボル（ＡＰ0）とアンテナ１のパイロットシンボル（ＡＰ1）とが、各々周波数軸にはＮf個の副搬送波群ごとに、時間軸にはＮt個のシンボル群ごとに挿入されている。図１３にはアンテナが２個である場合を示したが、アンテナの個数がＮfより少ない場合には、パイロットシンボルが挿入されることができる。
【０１４６】
次に、図１４を参照して、このようなパイロットシンボルのパターンについて詳細に説明する。
【０１４７】
第３実施例によるパイロットスロット２０では、図１０に示したパイロットパターンが全てのアンテナに共通に用いられている。そして、各々のアンテナによるパイロットシンボル（ＡＰ0、ＡＰ1、ＡＰ2、ＡＰ3）の位置が一定の周期で変わり、各々のアンテナによるパイロットシンボル（ＡＰ0、ＡＰ1、ＡＰ2、ＡＰ3）の位置を変えるパターンがセル（Ｃ1、Ｃ2）ごとに異なるように割り当てられている。
【０１４８】
一般的に、送信アンテナが複数である場合には各々のアンテナのパイロット送信電力を異なるようにすることができる。例えば、セルの共通チャンネル、制御チャンネルなどは固定伝送率を有し、デフォルト（default）アンテナ２個を使用し、データチャンネルはチャンネル状況に応じて可変伝送率を有し、アンテナを４個未満使用する。このような多重入力多重出力（multi-input multi-output、ＭＩＭＯ）技法などを通じて高速の伝送ができる場合、この方式を使用する使用者は、主に基地局の近くにいる使用者であると予測できる。したがって、デフォルトアンテナを除いた残りのアンテナ２個は、デフォルトアンテナより遥かに少ない電力で信号を送信する。この時、アンテナによるパイロットシンボルの位置を隣接セルにおいて適切に異なるようにして、高い電力で送信するデフォルトアンテナのパイロットシンボルを、伝送する副搬送波が最大限重ならないようにすることによって、隣接セルのパイロットシンボルによる干渉を減らすことができる。
【０１４９】
表１には、デフォルトアンテナ（アンテナ０及び１）を２個使用し、高速伝送のために２個のアンテナ（アンテナ２及び３）をさらに使用する場合に、隣接した６個のセル（セルＡ乃至Ｆ）間でデフォルトアンテナのパイロットシンボルによる干渉を最小化することができるように、パイロットシンボル位置を割り当てる方法を示した。ここで、副搬送波グループ番号（グループ０乃至３）は、一つのアンテナのパイロットシンボルを伝送できるように、予め決められたパイロットシンボルが伝送される副搬送波の位置を示し、全てのセルで共通的に用いられる。アンテナ２とアンテナ３は、アンテナ０とアンテナ１に比べて少ない電力で信号を伝送すると想定し、アンテナ２とアンテナ３を通した信号を受信する端末機は、基地局の近くにあって他のセルの干渉をほとんど受けないと想定する。そうすれば、互いに異なる二つのセル間でアンテナ０やアンテナ１を通して送信されるグループが重なるとパイロットシンボルに干渉が起こり、これを最小化するように設計する。
【０１５０】
【表１】
2006507753.tif 000041
【０１５１】
表２には、表１の場合に互いに異なる二つのセル間で、アンテナ０やアンテナ１が送信するグループが重なる数を示す。継続して一定の位置が重なったり、特定の二つのセル間に重なる数が異なる二つのセル間に重なる数が異なる場合には、二つのセルによって重なる位置や数が異なる表１のようなパターンを多数個作成し、一定の周期ごとに変えて送信することができる。
【０１５２】
【表２】
2006507753.tif 000042
【０１５３】
次に、本発明の第３実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクで、一つ以上の送信アンテナを使用する場合の同期化及びセル探索方法について、図１５を参照して説明する。
【０１５４】
図１５は、本発明の第３実施例による同期化及びセル探索方法を示すフローチャートである。
【０１５５】
初期同期化のために、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用して初期シンボル同期を推定し（Ｓ１５１０）、推定された初期シンボル同期を利用して各送信アンテナ別に信号電力を推定する（Ｓ１５２０）。次に、段階Ｓ１５２０で推定した送信アンテナ別信号電力を利用して、最大の電力を有したり予め定めた基準値を超える電力を有する送信アンテナの共通パイロットパターン部分を選択又は結合して、スロット同期を推定する（Ｓ１５３０）。段階Ｓ１５３０で推定したスロット同期とプリアンブルの同期化プリアンブル１１０を利用してフレーム同期を推定する（Ｓ１５４０）。次に、プリアンブルの同期化プリアンブル１１０を利用して周波数オフセットを推定し（Ｓ１５５１）、プリアンブルの同期化プリアンブル１１０を利用して微細シンボル同期を推定し（Ｓ１５５２）、セル探索プリアンブル１２０を利用して微細周波数同期を推定する（Ｓ１５５３）。そして、このような段階Ｓ１５５１乃至Ｓ１５５３の同期化過程を経て時間及び周波数を同期化した後（Ｓ１５５０）、セル探索プリアンブル１２０を利用してセル探索を行う（Ｓ１５６０）。段階Ｓ１５６０では、セル探索プリアンブル１２０の代りに、パイロットのセルごとに固有なパターンを利用したり、セル探索プリアンブル１２０と固有なパターンを共に利用してセル探索を行うことができる。
【０１５６】
次に、ＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクで、セル間の同期化が地理測定システム（ＧＰＳ）などを使用してなされた場合に隣接セルを探索する方法について、図１６を参照して説明する。図１６は、本発明の第４実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクで隣接セルを探索する方法を示すフローチャートである。
【０１５７】
図１６に示したように、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用してシンボルの自己相関を求め（Ｓ１６１０）、自己相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、最大値を有する点を推定して隣接セルのシンボル同期を推定する（Ｓ１６２０）。そして、段階Ｓ１６２０で推定した隣接セルのシンボル同期及びプリアンブルの同期化プリアンブルを利用して自己相関を推定し（Ｓ１６３０）、自己相関結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、最大値を有する点を推定して隣接セルのフレーム同期を推定する（Ｓ１６４０）。
【０１５８】
次に、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用して周波数オフセットを推定し（Ｓ１６５１）、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用してシンボル同期相関を推定する（Ｓ１６５２）。そして段階Ｓ１６５２のシンボル同期相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、最大値を有する点を推定して隣接セルの微細シンボル同期を推定し（Ｓ１６５３）、セル探索プリアンブルを利用して微細周波数同期を推定する（Ｓ１６５４）。
【０１５９】
そして、段階Ｓ１６５１乃至Ｓ１６５４の同期化過程を経て時間及び周波数を同期化した後（Ｓ１６５０）、セル探索プリアンブルを利用してセル探索結果を得（Ｓ１６６０）、段階Ｓ１６６０で得た結果から、現在セルに相当する結果を除いた後で隣接セルの探索を行う（Ｓ１６７０）。段階Ｓ１６６０では、セル探索プリアンブルの代りにパイロットのセルごとに固有なパターンを利用したり、セル探索プリアンブルと固有なパターンを共に利用してセル探索を行うことができる。
【０１６０】
次に、ＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクで、セル間が同期化されていない場合に隣接セルを探索する方法について、図１７を参照して説明する。図１７は、本発明の第５実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクで隣接セルを探索する方法を示すフローチャートである。
【０１６１】
図１７に示したように、まず、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用してシンボルの自己相関を求め（Ｓ１７１０）、自己相関結果から、現在セルのシンボル開始位置に相当する結果を除き、最大値を有する点を推定して隣接セルの初期シンボル同期を推定する（Ｓ１７２０）。段階Ｓ１７２０で推定した隣接セルのシンボル同期及び各セルごとに共通であるパイロットのパターンを利用して相関を推定し（Ｓ１７３０）、相関結果から、現在セルに相当する点を除いてスロット同期を推定する（Ｓ１７４０）。そして、段階Ｓ１７４０で得られたスロット同期及びプリアンブルの同期化プリアンブルを利用して自己相関を推定し（Ｓ１７５０）、自己相関結果から、現在セルのフレーム開始位置に相当する結果を除き、最大値を有する点を推定して隣接セルのフレーム同期を推定する（Ｓ１７６０）。
【０１６２】
次に、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用して周波数オフセットを推定し（Ｓ１７７１）、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用してシンボル同期相関を求める（Ｓ１７７２）。そして、段階Ｓ１７７２で求めた相関結果から、現在セルのシンボル位置に相当する結果を除き、最大値を有する点を推定して隣接セルの微細シンボル同期を推定し（Ｓ１７７３）、セル探索プリアンブルを利用して微細周波数同期を推定する（Ｓ１７７４）。
【０１６３】
段階Ｓ１７７１乃至Ｓ１７７４の同期化過程を経て時間及び周波数を同期化させた後（Ｓ１７７０）、セル探索プリアンブルを利用してセル探索結果を得（Ｓ１７８０）、セル探索結果から、現在セルに相当する結果を除いた後に隣接セルの探索を行う（Ｓ１７９０）。段階Ｓ１７８０では、セル探索プリアンブルの代りにパイロットのセルごとに固有なパターンを利用したり、セル探索プリアンブルと固有なパターンを共に利用してセル探索を行うことができる。
【０１６４】
図１６及び図１７に示した実施例の下向リンクにおいて、一つ以上の送信アンテナを有する場合には図１５で説明した方法を適用することができる。つまり、図１５に示した実施例のように、スロット同期を推定する場合にアンテナ別に電力を推定して、最大の電力を有したり予め定めた基準値以上の電力を有するアンテナの共通パイロットパターン部分を選択又は結合してスロット同期を推定することができる。
【０１６５】
また、図２ｂ、図１１ｂ、図１５、図１６、及び図１７に各々示した実施例で、端末機が一つ以上の受信アンテナを有する場合には、各段階ごとに受信アンテナ別に受信された信号を各々処理した後、その結果を適切に選択又は結合して使用することができる。
【０１６６】
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施例による周波数追跡及びシンボル同期追跡方法について詳細に説明する。本発明の実施例による周波数追跡及びシンボル同期追跡装置は、各々図６及び図７に示した周波数同期推定装置６００及び微細シンボル同期推定装置７００と同一な構造を有する。周波数追跡及びシンボル同期追跡装置は各々周波数同期推定装置６００及び微細シンボル同期推定装置７００と同一な構造を有するので、これらは各々一つの装置として共有されることもでき、別個の装置からなることもできる。
【０１６７】
図６に示したように、ＯＦＤＭ受信信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｎ）は、遅延器６１０で有効ＯＦＤＭシンボルの長さＮだけ遅延された後、相関器６２０で相関される。移動平均器６３０は、ＯＦＤＭ受信信号ｙ（ｎ＋ｌ＋Ｎ）と遅延信号の相関値ｙ*（ｎ＋ｌ）の移動平均を計算し、周波数オフセット検出器６４０は、移動平均の位相を検出して周波数オフセット
【０１６８】
【数３９】
2006507753.tif 000043
【０１６９】
を求める。周波数オフセット
【０１７０】
【数４０】
2006507753.tif 000044
【０１７１】
は、（式８）の通りに与えられる。このような周波数の追跡はＯＦＤＭシンボルごとに行われ、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）と周期的プレフィックス（ＣＰ）のような信号からなる有効ＯＦＤＭシンボルとの間の位相差を利用して行われる。
（式８）
【０１７２】
【数４１】
2006507753.tif 000045
【０１７３】
ここで、
【０１７４】
【数４２】
2006507753.tif 000046
【０１７５】
は周波数オフセット、Ｌは平均回数、Ｎは、ＯＦＤＭシンボルでの有効ＯＦＤＭシンボルの長さ（Ｎsym−ＮCP）を示す。
【０１７６】
そして、周波数追跡を行う途中で新たなフレームが受信されれば、同期化プリアンブルとセル探索プリアンブルを利用して、図７に示した装置と（式４）によってシンボル同期追跡が行われ、図６に示した装置と（式８）によって微細周波数同期追跡が行われる。
【０１７７】
次に、図１８を参照して、本発明の実施例によるセル探索方法について詳細に説明する。図１８は、本発明の実施例によるセル探索装置の概略的なブロック図である。
【０１７８】
図１８に示したように、本発明の実施例によるセル探索装置は、直列／並列変換器１８１０、ＦＦＴ器１８２０、及びセル探索器１８３０を含み、セル探索器１８３０は、相関器１８３１、パターン発生器１８３２、及び比較器１８３３からなる。受信されたセル探索プリアンブルは直列/並列変換器１８１０で並列に変換され、ＦＦＴ器１８２０でフーリエ変換されてセル探索器１８３０に入力される。パターン発生器１８３２は、ＦＦＴ器１８２０から入力されるセル探索プリアンブルの周波数領域信号から、各セルに相当するセル探索プリアンブルパターンを発生する。相関器１８３１は、セル探索プリアンブルパターンと入力信号の交差相関を求め、比較器１８３３は交差相関を比較して、最も大きい値を有するセル番号を選択することによってセルを探索する。
【０１７９】
次に、図１９及び図２０を参照して、図１乃至図１８で説明した同期化及びセル探索方法が行われる端末機同期化装置について詳細に説明する。
【０１８０】
図１９及び図２０は、各々本発明の実施例による端末機の同期化装置の概略的なブロック図である。
【０１８１】
図１９に示したように、本発明の実施例による端末機同期化装置１９００は、初期同期推定器１９１０、セル探索器１９２０、貯蔵器１９３０、及び時間及び周波数同期追跡器１９４０を含み、図１乃至図１０で説明した第１実施例に適用される。
【０１８２】
初期同期推定器１９１０は、初期シンボル同期推定器１９１１、フレーム同期推定器１９１２、時間及び周波数同期推定器１９１３からなる。初期シンボル同期推定器１９１１は、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用して初期シンボル同期を推定し、フレーム同期推定器１９１２は、初期シンボル同期推定器１９１１で推定されたシンボル同期及び同期化プリアンブルを利用してフレーム同期を推定する。時間及び周波数同期推定器１９１３は、プリアンブルの同期化プリアンブルとセル探索プリアンブルを利用して時間及び周波数同期を推定する。時間及び周波数同期推定器１９１３でシンボル同期と周波数同期化をした後、セル探索器１９２０は、セル探索プリアンブルとパイロットのセルごとに固有なパターンを各々又は共に利用してセル探索を行う。
【０１８３】
時間及び周波数同期追跡器１９４０は、周波数同期追跡器１９４１及び微細シンボル同期追跡器１９４２からなる。周波数同期追跡器１９４１は、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）と、周期的プレフィックス（ＣＰ）のような信号からなる有効ＯＦＤＭシンボルとの間の位相差を利用して周波数追跡を行い、同期化プリアンブルを利用してシンボル同期追跡を行う。そして、貯蔵器１９３０は、現在セルの同期情報とセル情報を各々貯蔵する同期情報貯蔵器１９３１、及びセル情報貯蔵器１９３２からなる。
【０１８４】
隣接セルの探索時には、初期同期推定器１９１０及びセル探索器１９２０から、同期情報貯蔵器１９３１とセル情報貯蔵器１９３２に貯蔵された現在セル情報に相当する点を除いて、セル探索が行われる。
【０１８５】
そして、時間及び周波数同期推定器１９１３は、周波数同期推定器１９１３ａ及び微細シンボル同期推定器１９１３ｂからなる。周波数同期推定器１９１３ａは、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用して周波数オフセットを推定し、セル探索プリアンブルを利用して微細周波数同期を推定する。微細シンボル同期推定器１９１３ｂは、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用してシンボル同期を推定する。また、前述のように、微細シンボル同期推定器１９１３ｂと微細シンボル同期追跡器１９４２は一つの装置として共有されることもでき、周波数同期推定器１９１３ａと周波数同期追跡器１９４１も一つの装置として共有されることもできる。
【０１８６】
図２０に示したように、本発明の他の実施例による同期化装置２０００は、図１９のように初期同期推定器２０１０、セル探索器２０２０、貯蔵器２０３０、及び時間及び周波数同期追跡器２０４０を含む。図２０に示した同期化装置２０００は、初期同期推定器２０１０を除けば、図１９に示した同期化装置１９００と同一な構造を有する。
【０１８７】
詳しく説明すれば、初期同期推定器２０１０は、初期シンボル同期推定器２０１１、スロット同期推定器２０１２、フレーム同期推定器２０１３、及び時間及び周波数同期推定器２０１４を含む。初期シンボル同期推定器２０１１は、ＯＦＤＭ送信信号の周期的プレフィックス（ＣＰ）を利用して初期シンボル同期を推定し、スロット同期推定器２０１２は、初期シンボル同期推定器２０１１で推定されたシンボル同期及び各セルごとに共通であるパイロットのパターンを利用してスロット同期を推定する。フレーム同期推定器２０１３は、スロット同期推定器２０１２で推定されたスロット同期及びプリアンブルの同期化プリアンブルを利用してフレーム同期を推定し、時間及び周波数同期推定器２０１４は、プリアンブルの同期化プリアンブルとセル探索プリアンブルを利用して時間及び周波数同期を推定する。時間及び周波数同期推定器２０１４でシンボル同期と周波数同期を合せた後、セル探索器２０２０は、セル探索プリアンブルとパイロットのセルごとに固有なパターンを各々又は共に利用してセル探索を行う。
【０１８８】
そして、時間及び周波数同期推定器２０１４は、周波数同期推定器２０１４ａ及び微細シンボル同期推定器２０１４ｂからなり、微細シンボル同期推定器２０１４ｂには、アンテナ信号選択結合器２０１４ｃが含まれることができる。周波数同期推定器２０１４ａは、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用して周波数オフセットを推定し、セル探索プリアンブル部分を利用して微細周波数同期を推定する。微細シンボル同期推定器２０１４ｂは、プリアンブルの同期化プリアンブルを利用してシンボル同期を推定する。
【０１８９】
時間及び周波数同期追跡器２０４０は、周波数同期追跡器２０４１及び微細シンボル同期追跡器２０４２からなり、図１９の時間及び周波数同期追跡器１９４０と同一な機能をする。貯蔵器２０３０は、同期情報貯蔵器２０３１及びセル情報貯蔵器２０３２からなり、図１９の貯蔵器と同一な機能をする。隣接セルの探索時には、初期同期推定器２０１０及びセル探索器２０２０から同期情報貯蔵器２０３１とセル情報貯蔵器２０３２に貯蔵された現在セル情報に相当する点を除き、セル探索を行う。
【０１９０】
図２０で、下向リンク送信アンテナが一つ以上である場合には、図１０の同期化装置２０００はアンテナ電力比較器２０５０をさらに含むことができ、微細シンボル同期推定器２０１４ｂ及びセル探索器２０２０は、各々アンテナ信号選択結合器２０１４ｃ、２０２１をさらに含むことができる。アンテナ電力比較器２０５０は、送信アンテナのパイロット電力を推定及び比較し、アンテナ信号選択結合器２０１４ｃ、２０２１は、アンテナ別に処理した結果を選択及び結合して使用する。
【０１９１】
次に、図２１を参照して、本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの基地局の下向リンク信号構成装置について詳細に説明する。図２１は、本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの基地局の下向リンク信号構成装置の概略的なブロック図である。
【０１９２】
図２１に示したように、下向リンク信号構成装置２１００は、プリアンブル発生器２１１０、パイロットパターン発生器２１２０、及び時間−周波数−アンテナマッピング器２１３０を含む。プリアンブル発生器２１１０は、外部からセル番号の情報を受けてプリアンブルを発生させ、同期化プリアンブル発生器２１１１及びセル探索プリアンブル発生器２１１２を含む。同期化プリアンブル発生器２１１１は、セル番号の情報を受けて同期化プリアンブルパターンを発生させ、セル探索プリアンブル発生器２１１２は、セル番号の情報を受けて送信アンテナ別にパイロットパターンを発生させる。時間−周波数−アンテナマッピング器２１３０は、外部からプリアンブル−送信アンテナマッピング情報、パイロット副搬送波グループ−送信アンテナマッピング情報、フレーム構造情報、及び伝送トラフィックデータを受信し、このデータを時間、周波数、及びアンテナにマッピングして、各送信アンテナ２１０２別ＯＦＤＭ送信機２１０１に出力する。
【０１９３】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者のいろいろな変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明の第１実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号の１個のフレームの概略的な構造図である。
【図２ａ】本発明の第１実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号の概略的な全体構造図である。
【図２ｂ】本発明の第１実施例による同期化及びセル探索方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施例による初期シンボル同期推定装置の概略的なブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のプリアンブルの概略的な構造図である。
【図５】本発明の第１実施例によるフレーム同期推定装置の概略的なブロック図である。
【図６】本発明の第１実施例による周波数同期推定装置の概略的なブロック図である。
【図７】本発明の第１実施例によるシンボル同期装置の概略的なブロック図である。
【図８】本発明の第１実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のセル探索プリアンブルの概略的な構造図である。
【図９】各々本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のパイロットのパターンを示す図である。
【図１０】各々本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のパイロットのパターンを示す図である。
【図１１ａ】本発明の第２実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号の概略的な全体構造図である。
【図１１ｂ】本発明の第２実施例による同期化及びセル探索方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施例によるスロット同期推定装置の概略的なブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンク信号のトラフィックスロットの概略的な構造図である。
【図１４】図１３のパイロットのパターンと位置を示した図である。
【図１５】本発明の第３実施例による同期化及びセル探索方法を示すフローチャートである。
【図１６】及び
【図１７】各々本発明の第４及び第５実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの下向リンクで、隣接セルを探索する方法を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施例によるセル探索装置の概略的なブロック図である。
【図１９】各々本発明の実施例による端末機の同期化装置の概略的なブロック図である。
【図２０】各々本発明の実施例による端末機の同期化装置の概略的なブロック図である。
【図２１】本発明の実施例によるＯＦＤＭＡ基盤の移動通信システムの基地局の下向リンク信号構成装置の概略的なブロック図である。
【図１】
2006507753.tif 000047
【図２ａ】
2006507753.tif 000048
【図２ｂ】
2006507753.tif 000049
【図３】
2006507753.tif 000050
【図４】
2006507753.tif 000051
【図５】
2006507753.tif 000052
【図６】
2006507753.tif 000053
【図７】
2006507753.tif 000054
【図８】
2006507753.tif 000055
【図９】
2006507753.tif 000056
【図１０】
2006507753.tif 000057
【図１１ａ】
2006507753.tif 000058
【図１１ｂ】
2006507753.tif 000059
【図１２】
2006507753.tif 000060
【図１３】
2006507753.tif 000061
【図１４】
2006507753.tif 000062
【図１５】
2006507753.tif 000063
【図１６】
2006507753.tif 000064
【図１７】
2006507753.tif 000065
【図１８】
2006507753.tif 000066
【図１９】
2006507753.tif 000067
【図２０】
2006507753.tif 000068
【図２１】
2006507753.tif 000069
【国際調査報告】
2006507753.tif 000070