(57)【要約】    【課題】      スケーラブル帯域幅システムに用いられる無線端末装置において、セルサーチのシンボルタイミングの検出と同時に基地局のサービス周波数帯を判定すること。    【解決手段】  無線受信部１０１は、基地局装置がサービスを提供するすべての周波数帯ごとに無線受信処理を施し、ＣＰ相関部１０２は、無線受信処理された受信信号に対し、相関値プロファイルを生成する。相関有無判定部１０３は、周波数帯ごとの相関値プロファイルの結果から、相関有無判定を行う。周波数帯判定部１０４は、相関有無の判定結果と内部に予め保持するサービス周波数帯判定表とを比較し基地局のサービス周波数帯を判定する。  【選択図】      図２
2007060116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する無線受信手段と、
前記無線受信手段で用いる周波数帯を制御する制御手段と、
前記無線受信手段によって得られたＯＦＤＭ信号におけるサイクリックプレフィックスの元となった部分と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけずらした信号におけるサイクリックプレフィックス部分との相関値を求める相関手段と、
前記制御手段によって前記無線受信手段で用いる周波数帯を複数の候補サービス周波数帯の間で変化させた場合に前記相関手段により得られる各候補サービス周波数帯での前記相関値を収集し、収集した相関値に基づいて、前記複数の候補サービス周波数帯の中から基地局のサービス周波数帯を判定する基地局サービス周波数帯判定手段と、
前記収集した相関値のうちで、基地局のサービス周波数帯と判定された周波数帯に対応する相関値を用いてシンボルタイミングを検出するタイミング検出手段と、
を具備する無線端末装置。
【請求項２】
前記基地局サービス周波数帯判定手段は、
収集した前記候補サービス周波数帯ごとの相関値と所定の閾値とを閾値判定して相関の有無を判定する相関有無判定手段と、
複数の候補サービス周波数帯における相関値の有無のパターンから、基地局のサービス周波数帯を特定するための判定テーブルと、
を具備し、
前記判定テーブルを参照することで、前記相関有無判定手段によって得られた複数の候補サービス周波数帯における相関値の有無のパターンから基地局のサービス周波数帯を特定する請求項１記載の無線端末装置。
【請求項３】
前記基地局サービス周波数帯判定手段は、
前記相関有無判定手段により相関有りと判定された候補サービス周波数帯が複数存在する場合、相関有りと判定された候補サービス周波数帯ごとの前記相関値のうち最大の相関値を基準に相関閾値を設定し、前記相関値が前記相関閾値を超える候補サービス周波数帯の前記相関有無判定結果に基づいて基地局のサービス周波数帯を判定する請求項２記載の無線端末装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記無線受信手段の周波数帯を、基地局がサポートしている最小の帯域幅間隔で制御し、
前記基地局サービス周波数帯判定手段は、
前記相関有無判定手段により相関有りと判定された隣接する周波数帯同士のシンボルタイミングが一致する場合、シンボルタイミングが一致する隣接する周波数帯を、基地局のサービス周波数帯と判定する請求項２記載の無線端末装置。
【請求項５】
前記タイミング検出手段によって得られたシンボルタイミングを用いてＯＦＤＭ信号のフレームタイミングを検出するフレームタイミング検出手段、をさらに具備し、
前記フレームタイミング検出手段は、
前記基地局サービス周波数帯判定部によって基地局のサービス周波数帯が複数判定された場合、前記相関値が大きい基地局のサービス周波数帯に基づいて検出されたシンボルタイミング順に、実際に使用されたシンボルタイミングとして用いる請求項１記載の無線端末装置。
【請求項６】
無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する工程と、
前記無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する際に用いる周波数帯を制御する工程と、
ベースバンドに変換されたＯＦＤＭ信号におけるサイクリックプレフィックスの元となった部分と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけずらした信号におけるサイクリックプレフィックス部分との相関値を求める工程と、
前記無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する際に用いる周波数帯を複数の候補サービス周波数帯の間で変化させた場合の各候補サービス周波数帯での相関値を収集し、収集した相関値に基づいて、前記複数の候補サービス周波数帯の中から基地局のサービス周波数帯を判定する工程と、
前記収集した相関値のうちで、基地局のサービス周波数帯と判定された周波数帯に対応する相関値を用いてシンボルタイミングを検出する工程と、
を含むスケーラブル帯域幅システムにおけるシンボルタイミング検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線端末装置およびシンボルタイミング検出方法に関し、特にＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)通信システムのうちスケーラブル帯域幅システムと呼ばれる通信システムに用いられる無線端末装置およびシンボルタイミング検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ方式を採用するセルラシステムにおいては、端末が実際の通信を行う前にセルサーチを実行する。このセルサーチでは、一般に、基地局から送信されるＯＦＤＭ信号のタイミング同期、すなわち、シンボルタイミングの検出（第１段階処理）とフレームタイミングの検出（第２段階処理）が必須である。
【０００３】
第１段階のシンボルタイミング検出の一般的な手法として自己相関法が挙げられる（例えば、非特許文献２参照）。自己相関法の処理概念図を図８に示す。図８において、ＣＰは、自己の有効シンボルの後部の複製を有効シンボルの先頭に付加したもので、ＧＩ（Guard Interval：ガードインターバル）と同意語である。また、同図において、ｒ（ｔ−ｔｅ）は受信信号、ｒ（ｔ）は受信信号をｔｅ（１シンボル−ＣＰ（Cyclic Prefix：サイクリックプリフィックス）長＝有効シンボル長）だけ遅延させた信号である。自己相関法では、有効シンボルの後部とＣＰのタイミングで相関を取ると相関値ピークが得られるというＣＰの相関特性を利用してシンボルタイミングの検出を行う。具体的には、１シンボル内の全サンプル点にわたり自己相関演算を行い１シンボル長の相関値プロファイルを生成する。そして、さらに必要に応じて、複数シンボルにわたって相関値を電力加算し、電力加算後の相関値プロファイルの中で相関値が最大となるサンプルタイミングをシンボルタイミングと同定する。以後、検出されたシンボルタイミングに基づいて第２段階のフレームタイミングの検出を行う。
【０００４】
ところで、現在、第３世代携帯電話のさらなる改良システムの実現を目的に、標準化団体３ＧＰＰでは、Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡシステムの要求条件が議論されている（非特許文献１参照）。非特許文献１に記載される要求条件を満たす下りの無線伝送方式としては、現在、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重)方式が有力である。
【０００５】
さらに、ＯＦＤＭ信号を伝送する周波数帯域幅の割り当てを柔軟に行うスケーラブル帯域幅システムを導入することが、３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Long Term Evolution）で要求されている（非特許文献１参照）。このスケーラブル帯域幅システムは、基地局及び無線端末装置の運用する周波数帯（以下「サービス周波数帯」という）を固定値にするのではなく、様々な値を取ることを可能とした柔軟なシステムである。なお、３ＧＰＰ  ＬＴＥ要求条件では、サポートすべき帯域幅（以下「サポート帯域幅」という）は、１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、２０ＭＨｚと規定されている。
【非特許文献１】3GPP TR 25.913 v2.0.0 “Requirements for Evolved UTRA and UTRAN”
【非特許文献２】毛利、岡田、原、小牧、森永、“マルチキャリア信号のシンボル同期・周波数オフセット同時推定方式”、RCS95-70、1995年9月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来のシンボルタイミング検出方法を用いた場合、スケーラブル帯域幅をサポートするＯＦＤＭ通信を行う無線端末装置はどの周波数帯（中心周波数および帯域幅）でタイミング同期、すわなち、第１段階のシンボルタイミングの検出を行えば良いか分からないという問題がある。つまり、無線端末装置が上述した従来のシンボルタイミング検出方法を用いる場合には、基地局のサービス周波数帯を予め把握している必要がある。無線端末装置がサーチする基地局のサービス周波数帯を把握するための方法として、予め基地局から無線端末装置へ基地局のサービス周波数帯に関する情報を通知する等の方法が考えられるが、そもそもセルサーチ前にこの情報を通知することは困難である。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、スケーラブル帯域幅システムに用いられる無線端末装置において、セルサーチのシンボルタイミングの検出と同時に無線基地局のサービス周波数帯を判定することができる無線端末装置およびシンボルタイミング検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため、本発明に係る無線端末装置は、無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する無線受信手段と、前記無線受信手段で用いる周波数帯を制御する制御手段と、前記無線受信手段によって得られたＯＦＤＭ信号におけるサイクリックプレフィックスの元となった部分と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけずらした信号におけるサイクリックプレフィックス部分との相関値を求める相関手段と、前記制御手段によって前記無線受信手段で用いる周波数帯を複数の候補サービス周波数帯の間で変化させた場合に前記相関手段により得られる各候補サービス周波数帯での前記相関値を収集し、収集した相関値に基づいて、前記複数の候補サービス周波数帯の中から基地局のサービス周波数帯を判定する基地局サービス周波数帯判定手段と、前記収集した相関値のうちで、基地局のサービス周波数帯と判定された周波数帯に対応する相関値を用いてシンボルタイミングを検出するタイミング検出手段と、を具備する構成を採る。
【０００９】
この構成によれば、制御手段によって無線受信手段の受信周波数帯を基地局の候補サービス周波数帯全てに亘って変化させ、このとき得られた各候補サービス周波数帯の相関値を収集し、収集した相関値に基づいて基地局のサービス周波数帯の判定及びシンボルタイミングの検出を同時に行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スケーラブル帯域幅システムに用いられる無線端末装置において、セルサーチのシンボルタイミングの検出と同時に基地局のサービス周波数帯を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、スケーラブル帯域幅をサポートする基地局から送信されるＯＦＤＭ信号を受信する無線端末装置である。通信相手となる基地局は、システムにより定められているサポート周波数帯のいずれかの周波数帯（中心周波数および帯域幅）を用いてＯＦＤＭ信号を伝送する。例えば、システム内で最大帯域幅を２．５ＭＨｚとし、サポート帯域幅を１．２５ＭＨｚと２．５ＭＨｚの２種類規定されている場合、基地局が運用する周波数帯（サービス周波数帯）は、図１に示すように＜１＞、＜２＞、＜３＞の３通りの候補となり、この３通りの候補サービス周波数帯のうち少なくともいずれかの周波数帯が用いられてサービスが提供される。
【００１３】
本発明の発明者らは、このようなスケーラブル帯域幅における基地局のサービス周波数帯について考慮し、先ず、無線端末装置が基地局の運用候補のサービス周波数帯（以下「候補サービス周波数帯」という）ごとにＣＰの自己相関演算を行い、その自己相関値の大きさおよび位置から基地局のサービス周波数帯の判定およびシンボルタイミングの検出を行えば、基地局のサービス周波数帯の判定とシンボルタイミングの検出とが同時に行えると考え、本発明に至った。
【００１４】
（実施の形態１）
図２に、本発明の実施の形態１に係る無線端末装置受信部の要部構成を示す。無線端末装置１００は、無線受信部１０１と、ＣＰ相関部１０２と、相関有無判定部１０３と、周波数帯判定部１０４と、受信制御部１０５と、シンボルタイミング検出部１０６、ＣＰ除去部１０７、ＦＦＴ処理部１０８、復号部１０９、ＣＲＣチェック部１１０とを有する構成を採る。
【００１５】
無線受信部１０１は、アンテナを介して図示せぬ基地局から送信されるＯＦＤＭ信号を後述する受信制御部１０５から出力される通知にしたがって、受信する周波数帯（中心周波数および帯域幅）を切り替えながら受信し、所定の無線受信処理（ダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等）を行う。具体的には、受信制御部１０５から初期セルサーチ第１段階（シンボルタイミング検出）にいる旨の通知がされた場合、無線受信部１０１は、基地局の取り得る周波数帯へ順次切り替えて無線受信処理し、無線受信処理が施された受信信号をＣＰ相関部１０２へ出力する。
【００１６】
一方、受信制御部１０５から初期セルサーチ第１段階が終了した旨の通知がされた場合、無線受信部１０１は、周波数帯判定部１０４によって判定された基地局のサービス周波数帯についての情報にしたがって周波数帯を切り替えて、以後基地局から送信されるＯＦＤＭ信号に対し無線受信処理を施し、無線受信処理が施された受信信号をＣＰ除去部１０７へ出力する。
【００１７】
なお、周波数帯の切り替えは、通過帯域（中心周波数および帯域幅）の異なる複数のバンドパスフィルタを切り替えて行っても良く、また、ダウンコンバートに用いるローカル周波数およびダウンコンバート後に設ける低域通過フィルタの通過帯域を切り替えて行っても良い。
【００１８】
ＣＰ相関部１０２は、無線受信部１０１から出力されるＯＦＤＭ信号に対し、ＣＰ相関演算を行う。ＣＰ相関部１０２は、無線受信部１０１によって無線受信処理された受信信号に対し、相関値プロファイルを生成する。上述したように無線受信部１０１は、基地局が提供可能なすべてのサービス周波数帯ごとに無線受信処理を施すため、例えば、図１に示すように基地局がスケーラブル帯域幅として最大帯域幅２．５ＭＨｚ、帯域幅として１．２５ＭＨと２．５ＭＨｚの２種類をサポートし、無線端末装置１００が２．５ＭＨｚの周波数帯域幅の信号を処理する能力を有している場合、ＣＰ相関部１０２は、図１に示す＜１＞、＜２＞、＜３＞の３通りの周波数帯ごとのＣＰ相関演算を行い、それぞれ相関値プロファイルを生成する。
【００１９】
図３にＣＰ相関演算方法による処理概念図を示す。図３（ａ）において、ｒ（ｔ−ｔｅ）は受信信号、ｒ（ｔ）は受信信号をｔｅ（１シンボル−ＣＰ（Cyclic Prefix：サイクリックプレフィックス）長）だけ遅延させた信号である。図３（ｂ）は、横軸が時間、縦軸が相関値電力で、３シンボル長の相関値プロファイルを示す。図３（ｃ）は、シンボルごとの同一サンプル番号同士の相関値を電力加算した後の相関値プロファイルを示す。ＣＰ相関部１０２は、生成した相関値プロファイルを相関有無判定部１０３及びシンボルタイミング検出部１０６へ出力する。
【００２０】
相関有無判定部１０３は、ＣＰ相関部１０２から出力される候補サービス周波数帯ごとの相関値プロファイルの結果から、相関有無判定を行う。具体的には、相関有無判定部１０３は、相関値プロファイルごとに相関値プロファイル内の全サンプルの平均値を算出し、算出した平均値を基準として、平均値から所定のマージン以上の相関値（平均値＋Ｘ［ｄＢ］）が検出された場合「相関有り」と判定する。一方、相関有無判定部１０３は、平均値から所定のマージン以上の相関値が検出されない場合「相関無し」と判定する。相関有無判定部１０３は、すべての相関値プロファイルに対して上述する相関有無判定を行い、判定結果を周波数帯判定部１０４へ出力する。
【００２１】
周波数帯判定部１０４は、サーチ中の基地局が運用しているサービス周波数帯を判定する。具体的には、周波数帯判定部１０４は、相関有無の判定結果と内部に予め保持するサービス周波数帯判定表とを比較し基地局のサービス周波数帯を判定する。図４は、サービス周波数帯判定表の一例で、基地局がスケーラブル帯域幅として最大帯域幅２．５ＭＨｚ、帯域幅として１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚの２種類をサポートする場合の例である。
【００２２】
図４のうち＜１＞、＜２＞、＜３＞は、図１に示された３通りの候補サービス周波数帯を示し、図中「○」は「相関有り」を意味し、「×」は「相関無し」を意味する。周波数帯判定部１０４は、相関有無結果とサービス周波数帯判定表とを比較して、基地局のサービス周波数帯の判定を行う。具体的には、相関値ピークがいずれの周波数帯においても検出されない場合、周波数帯判定部１０４は、有効信号なしと判定する（ケース１）。また、周波数帯＜１＞、＜２＞いずれか一方のみ「相関有り」と判定された場合は、「相関有り」と判定された周波数帯＜１＞、＜２＞いずれか一方の周波数帯を基地局のサービス周波数帯と判定する（ケース２またはケース３）。また、周波数帯＜３＞以外の周波数帯＜１＞および＜２＞で「相関有り」と判定された場合は、１．２５ＭＨｚの帯域幅の２つの周波数帯（＜１＞、＜２＞）をともに基地局のサービス周波数帯と判定する（ケース４）。周波数帯＜１＞、＜２＞、＜３＞すべてで「相関有り」と判定された場合、帯域幅２．５ＭＨｚを基地局のサービス周波数帯と判定する（ケース５）。
【００２３】
周波数帯判定部１０４は、判定した基地局のサービス周波数帯についての情報を受信制御部１０５へ出力するとともに、シンボルタイミング検出部１０６へ出力する。
【００２４】
受信制御部１０５は、無線端末装置１００が初期セルサーチ第１段階（シンボルタイミング検出）または第１段階以外のどちらの段階にいるかについての情報を無線受信部１０１へ通知する。これにより、上述したように、無線受信部１０１は、無線端末装置１００が初期セルサーチ第１段階にいる場合、受信信号をＣＰ相関部１０２へ出力し、第１段階以外の場合、受信信号をＣＰ除去部１０７へ出力する。また、後述するＣＲＣチェック部１１０によってタイミング同期に失敗したと判定された旨のＣＲＣエラーチェック結果が出力された場合、受信制御部１０５は、初期セルサーチ第１段階にいる旨を無線受信部１０１へ通知する。これにより、無線受信部１０１から受信信号がＣＰ相関部１０２へ出力されて、再度第１段階シンボルタイミング検出が行われる。また、周波数帯判定部１０４から判定したサービス周波数帯についての情報が通知されると、受信制御部１０５は、サービス周波数帯についての情報を無線受信部１０１へ出力する。
【００２５】
シンボルタイミング検出部１０６は、判定されたサービス周波数帯とＣＰ相関部１０２によって生成された相関値プロファイルとを用いてシンボルタイミング検出を行う。以下、図４のケースごとにシンボルタイミング検出部１０６の動作について説明する。
【００２６】
（１）ケース１
所定の閾値を超える相関値が検出されず有効信号が無く、サービス周波数帯が特定されていないため、シンボルタイミングの検出を行わない。
【００２７】
（２）ケース２
周波数帯＜１＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングをシンボルタイミングと同定する。
【００２８】
（３）ケース３
周波数帯＜２＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングをシンボルタイミングと同定する。
【００２９】
（４）ケース４
周波数帯＜１＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングと、周波数帯＜２＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングとを比較し、両者のタイミングがほぼ等しい場合、両者のＯＦＤＭ信号は、同一セクタ、もしくは、同一セル内の複数セクタから受信したＯＦＤＭ信号と判断して、周波数帯＜１＞と周波数帯＜２＞との相関値プロファイルを電力加算し、加算した相関値プロファイルにおいて最大相関値が得られるタイミングをシンボルタイミングと検出する。なお、ＯＦＤＭ信号が、基地局がカバーするセルごとに割り当てられたスクランブリングコードでスクランブリングされている場合、この時点では同一セクタ、もしくは、同一セル内の複数セクタにおけるＯＦＤＭ信号のどちらであるかは特定できない。一般的には、第２段階のフレームタイミング検出後の第３段階のスクランブリングコードの同定が完了した時点で、同一セクタ、もしくは、複数セクタにおけるＯＦＤＭ信号かが判定される。ただし、シンボルタイミングの検出の際には、同一セクタ、もしくは、複数セクタにおける信号であるかを特定する必要はない。
【００３０】
一方、周波数帯＜１＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングと、周波数帯＜２＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングとが一致しない場合、それぞれの周波数帯で最大の相関値が得られるタイミングをシンボルタイミングと検出する。
【００３１】
なお、ケース４において、シンボルタイミングを検出する際に、図５（ａ）、（ｂ）に示す複数セル判定表を用いて行っても良い。図５（ａ）、（ｂ）に示す複数セル判定表は、最小帯域幅（１．２５ＭＨｚ）ごとの相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングの位置を互いに比較した結果を示す。図中「○」は周波数帯＜１＞および周波数帯＜２＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングがほぼ等しい場合（図５（ａ））を意味し、「×」は異なる場合（図５（ｂ））を意味する。複数セル判定表の結果が「○」のとき、シンボルタイミング検出部１０６は、周波数帯＜１＞と周波数帯＜２＞との相関値プロファイルを電力加算し、最大相関値が得られるタイミングをシンボルタイミングと検出する。
【００３２】
一方、複数セル判定表の結果が「×」のとき、シンボルタイミング検出部１０６は、周波数帯＜１＞と周波数帯＜２＞との相関値プロファイルを電力加算せず、それぞれ最大相関値が得られるタイミングをシンボルタイミングの候補として同定する。
【００３３】
（５）ケース５
周波数帯＜３＞における相関値プロファイルから最大の相関値が得られるタイミングをシンボルタイミングと同定する。
【００３４】
シンボルタイミング検出部１０６は、同定したシンボルタイミングとサービス周波数帯についての情報をＣＰ除去部１０７へ出力する。また、ケース４において、複数のサービス周波数帯が検出された場合、それらの相関値ピークを比較し、相関ピークが大きい順に第２段階のフレームタイミング検出で用いるシンボルタイミングの優先順位を決定する。そして、シンボルタイミング検出部１０６は、決定した優先順位の情報を受信制御部１０５へ出力する。また、シンボルタイミング検出部１０６は、シンボルタイミングを検出したこと、すなわち初期セルサーチ第１段階が終了したことを受信制御部１０５へ出力する。
【００３５】
ＣＰ除去部１０７は、シンボルタイミング検出部１０６によって検出されたシンボルタイミングにしたがって、無線受信部１０１から出力されるＯＦＤＭ信号に挿入されたサイクリックプレフィックス（ＣＰ）を除去し、サイクリックプレフィックス除去後の受信信号をＦＦＴ処理部１０８へ出力する。
【００３６】
ＦＦＴ処理部１０８は、サイクリックプレフィックス除去後の受信信号に対し検出されたシンボルタイミングでＦＦＴ処理を施し、ＦＦＴ処理後の信号を復号部１０９へ出力する。
【００３７】
復号部１０９は、ＦＦＴ処理後の信号からフレームタイミングの検出を行い、検出したフレームタイミングに従ってＦＦＴ処理後の信号に対し誤り訂正復号を行い、誤り訂正復号信号をＣＲＣチェック部１１０へ出力する。
【００３８】
なお、ＯＦＤＭ信号が、基地局がカバーするセルごとに割り当てられたスクランブリングコードでスクランブリングされている場合、復号部１０９は、通常用いられるセルサーチの第２段階、第３段階の処理でフレームタイミングの検出およびスクランブリングコードの同定を行い、同定したスクランブルコードを用いてデスクランブリングされた受信信号に対し誤り訂正復号を行う。
【００３９】
ＣＲＣチェック部１１０は、誤り訂正復号信号に対してＣＲＣエラーチェックを行う。ＣＲＣエラーチェックの結果エラーがない場合は、ＣＲＣチェック部１１０は、初期セルサーチが完了したと判定し、その旨受信制御部１０５へ出力する。一方、エラーが存在する場合は、ＣＲＣチェック部１１０は、ＣＲＣエラーチェック結果を受信制御部１０５へ出力する。
【００４０】
次いで、上記のように構成された無線端末装置における基地局のサービス周波数帯の判定およびシンボルタイミングの検出方法について説明する。
【００４１】
まず、図示せぬ基地局から図１に示される周波数帯＜１＞、＜２＞、または＜３＞のいずれかの周波数帯が用いられてＯＦＤＭ信号が送信される。このようなＯＦＤＭ信号は、図２に示す無線端末装置１００のアンテナを介して受信され、無線受信部１０１によって、所定の無線受信処理が施される。このとき、初期セルサーチ第１段階では、基地局の取り得る候補サービス周波数帯ごとに周波数帯が切り替えられて、無線受信処理が施される。無線受信処理が施された受信信号は、ＣＰ相関部１０２へ出力される。なお、無線端末装置が初期セルサーチのどの段階にいるかについての情報は、受信制御部１０５より通知される。
【００４２】
ＣＰ相関部１０２によって、受信信号に対し周波数帯ごとにＣＰ相関演算が行われる。具体的には、受信信号がｔｅ（１シンボル−ＣＰ長＝有効シンボル長）だけ遅延され、ｔｅ遅延信号が生成される。そして、ＣＰ相関部１０２によって、受信信号とｔｅ遅延信号との相関演算が行われ、１シンボル時間にわたる各サンプル時点における相関値が求められる。
【００４３】
このとき、上述したように基地局がスケーラブル帯域幅として最大帯域幅２．５ＭＨｚ、帯域幅として１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚの２種類をサポートする場合、ＣＰ相関部１０２によって、図１に示すように＜１＞、＜２＞、および＜３＞の３通りの周波数帯におけるＣＰ相関値プロファイルが生成される。周波数帯ごとの相関値プロファイルは、相関有無判定部１０３へ出力される。
【００４４】
相関有無判定部１０３によって、周波数帯ごとに相関の有無が判定され、判定結果から周波数帯判定部１０４によってサービス周波数帯が判定される。具体的には、相関有無判定部１０３によって、周波数帯＜１＞、＜２＞、および＜３＞ごとの相関値プロファイルごとに相関値プロファイル内の全サンプルの平均値が算出され、平均値から所定のマージン（平均値＋Ｘ［ｄＢ］）以上の相関値ピークが検出される場合「相関有り」と判定され、平均値から所定の閾値以上の相関ピークが検出されない場合「相関無し」と判定される。相関有無の判定結果は、周波数帯判定部１０４へ出力される。
【００４５】
そして、周波数帯判定部１０４によって、相関有無の判定結果がサービス周波数帯判定表と照らし合わされて、基地局のサービス周波数帯が判定される。再度図４を用いて具体的に説明する。図４のうち＜１＞、＜２＞、＜３＞は、図１に示された３通りの周波数帯を示し、図中「○」は「相関有り」を示し、「×」は「相関無し」を示す。相関有無判定部１０３から出力される基地局の候補サービス周波数帯ごとの相関有無の判定結果が、図４のサービス周波数帯判定表と照らし合わされて、周波数帯判定部１０４によって基地局のサービス周波数帯が判定される。例えば、＜１＞、＜２＞および＜３＞のいずれの周波数帯においても相関平均値から所定のマージンを超える相関ピークが検出されない場合（ケース１）は、有効信号なしと判定される。＜１＞または＜２＞いずれか一方のみ相関ピークが検出された場合（ケース２またはケース３）は、相関ピークが検出された周波数帯が基地局のサービス周波数帯と判定される。また、＜１＞および＜２＞の双方で相関ピークが検出され、＜３＞では相関ピークが検出されない場合（ケース４）は、＜１＞および＜２＞が基地局のサービス周波数帯と判定される。さらに、＜１＞、＜２＞、および＜３＞のすべての周波数帯において相関ピークが検出された場合（ケース５）は、＜３＞が基地局のサービス周波数帯と判定される。
【００４６】
判定されたサービス周波数帯についての情報は、受信制御部１０５へ出力されるとともに、シンボルタイミング検出部１０６へ出力される。
【００４７】
そして、シンボルタイミング検出部１０６によって、判定されたサービス周波数帯とＣＰ相関部１０２によって生成された相関値プロファイルとが用いられてシンボルタイミングの検出が行われる。シンボルタイミングの検出方法について、図４に示すケースごとに、具体的に説明する。
【００４８】
ケース１の場合、いずれの周波数帯においても相関ピークが検出されないため、シンボルタイミング検出は行われない。ケース２およびケース３の場合は、相関ピークが検出されたタイミングがシンボルタイミングと同定される。ケース４の場合は、例えば、図５（ａ）または図５（ｂ）に示す複数セル判定表が用いられて、それぞれの周波数帯の相関ピークの位置が等しい場合は、それぞれの相関プロファイルが電力加算されて、電力加算後の相関値が最大となるタイミングがシンボルタイミングとして検出される。一方、それぞれの周波数帯の相関ピークの位置が異なる場合には、それぞれの相関値プロファイルごとに相関値が最大となるタイミングがシンボルタイミングとして検出される。すなわち、ケース４において、それぞれの周波数帯ごとの相関値が最大となる位置が異なる場合には、複数のタイミングがシンボルタイミングの候補として検出される。ケース５の場合、最大帯域幅を有する周波数帯の相関値が最大となるタイミングがシンボルタイミングとして検出される。
【００４９】
検出されたシンボルタイミングについての情報は、ＣＰ除去部１０７へ出力される。なお、ケース４において周波数帯ごとに相関ピークの位置が異なるとき、シンボルタイミング検出部１０６によって相関ピークの大きい順に、初期セルサーチ第２段階以降で用いられるシンボルタイミングの優先順位が決定され、優先順位は、受信制御部１０５へ出力される。
【００５０】
以上の動作により、初期セルサーチ第１段階のシンボルタイミングの検出と基地局のサービス周波数帯の判定が行われる。
【００５１】
そして、受信制御部１０５から出力されるサービス周波数帯についての情報に応じて、無線受信部１０１の受信周波数が制御され、無線受信部１０１によって、ＯＦＤＭ信号が無線受信処理される。無線受信処理された受信信号は、ＣＰ除去部１０７へ出力されて、検出した周波数帯ごとのシンボルタイミングに従ってＣＰ除去され、以後初期セルサーチ第２段階以降の処理が施される。
【００５２】
初期セルサーチの終了判定は、ＣＲＣチェック部１１０によって行われる。すなわち、ＣＲＣチェック部１０１によって、誤り訂正復号信号に対してＣＲＣエラーチェックが行われ、ＣＲＣエラーチェックの結果、エラーが存在する場合は、その旨が受信制御部１０５へ通知され、再度上述した初期セルサーチ第１段階が行われる。一方、ＣＲＣエラーチェックの結果エラーがない場合は、初期セルサーチが完了したと判定され、その旨が受信制御部１０５へ通知され、以後、判定されたサービス周波数帯においてＯＦＤＭ信号が受信されて復号処理が施されて受信データが取得される。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、基地局の取り得るすべての候補サービス周波数帯ごとにＣＰ相関演算を行い、自己相関値の大きさから相関有無判定およびシンボルタイミングの検出を行い、相関有無の判定結果と内部に保持するサービス周波数帯判定表とから基地局のサービス周波数帯を判定する。このため、基地局が様々な周波数帯域幅を持つスケーラブル帯域幅システムを採用する場合においても、基地局のサービス周波数帯判定をタイミング同期の第１段階のシンボルタイミングの検出と同時に行うことができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、サービス周波数帯と判定された周波数帯ごとの相関ピークからシンボルタイミングの検出を行うため、判定されたサービス周波数帯が複数ある場合においても、サービス周波数帯ごとに最適なシンボルタイミングを検出することができる。また、判定されたサービス周波数帯が複数ある場合、サービス周波数帯ごとに検出された複数のシンボルタイミングを、相関値が大きい順に優先的に、初期セルサーチ第２段階で用いるシンボルタイミングの候補とするため、シンボルタイミングの絞り込みによる判定誤りを防ぐことができる。
【００５５】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る無線端末装置の構成は、図２に示す無線端末装置１００と同様で、周波数帯判定部１０４の動作のみが異なり、周波数帯判定部１０４以外の他の部分は共通であるため、共通する他の部分についての説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態における周波数帯判定部１０４は、上述した相関有無判定部１０３において、複数の周波数帯において「相関有り」と判定された場合、さらに閾値判定を行う。つまり、周波数帯判定部１０４は、上述したケース４のように、複数の周波数帯において「相関有り」と判定された場合、まず「相関有り」と判定された周波数帯ごとの相関ピークを検出し、さらにそれらの相関値ピークのうち最大相関値を検出し、最大相関値を基準として相関閾値を設定し、相関閾値とそれぞれの相関ピークとを閾値判定する。具体的には、周波数帯判定部１０４は、最大相関値から所定のマージンを引いたもの（最大相関値−Ｙ［ｄＢ］）を相関閾値として設定し、相関閾値を超える相関ピークを有する周波数帯のみをサービス周波数帯と判定する。
【００５７】
一方、周波数帯判定部１０４は、相関閾値未満の相関ピークを有する周波数帯をサービス周波数帯の候補から除き、判定したサービス周波数帯についての情報のみを受信制御部１０５およびシンボルタイミング検出部１０６へ出力する。以後、シンボルタイミング検出部１０６によってシンボルタイミングの検出がされ、初期セルサーチ第２段階以降の処理が実施される。
【００５８】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の周波数帯において「相関有り」と判定され基地局サービス周波数帯が複数存在することが予想されるとき、いずれかの周波数帯から送信される信号電力が他の周波数帯から送信される信号電力に比べ十分大きい場合、閾値判定により、信号電力が小さい周波数帯における相関値プロファイルがシンボルタイミング検出に用いられなくなるため、結果として、周波数帯およびシンボルタイミングの候補を絞り込み、本発明の実施の形態１に比べ初期セルサーチ第２段階以降の演算処理量を低減することができる。
【００５９】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る無線端末装置１００の構成を図６に示す。同図において図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図６に示す無線端末装置は、図２に示す無線端末装置１００から無線受信部１０１、周波数帯判定部１０４、およびシンボルタイミング検出部１０６を削除し、無線受信部２０１、シンボルタイミング検出部２０２、および周波数帯判定部２０３に代えた構成を採る。
【００６０】
無線受信部２０１は、受信制御部１０５から初期セルサーチ第１段階にある旨の通知がされたとき、最小帯域幅単位で周波数を切り替えて無線受信処理を施し、受信信号をＣＰ相関部１０２へ出力する。すなわち、実施の形態１および実施の形態２では、受信能力帯域幅を最大帯域幅として順次候補サービス周波数帯ごとにＣＰ相関演算が行われたが、本実施の形態においては、受信能力帯域幅が最小帯域幅よりも大きい場合においても、受信信号は最小帯域幅単位で受信され、ＣＰ相関演算が行われる。図７に本実施の形態における基地局がサポートする最大帯域幅とＣＰ相関演算を行う最小帯域幅との関係の一例を示す。図７は、基地局の最大帯域幅２０ＭＨｚ、基地局がサポートしている最小帯域幅が１．２５ＭＨｚの場合の例である。すなわち、図７に示す例では、受信信号は無線受信部２０１によって最小帯域幅１．２５Ｍｚごとに受信され、それぞれの周波数帯ごとにＣＰ相関演算が行われる。ＣＰ相関部１０２は、相関値プロファイルを相関有無判定部１０３へ出力するとともに、シンボルタイミング検出部２０２へ出力する。
【００６１】
シンボルタイミング検出部２０２は、相関有無判定部１０３によって「相関有り」と判定された周波数帯の相関値プロファイルから、相関値が最大となる位置をシンボルタイミングとして検出し、「相関有り」と判定された周波数帯のシンボルタイミングを周波数帯判定部２０３へ出力する。そして、シンボルタイミング検出部２０２は、周波数帯判定部２０３からサービス周波数帯と判定された周波数帯についての情報が通知されると、サービス周波数帯におけるシンボルタイミングをＣＰ除去部１０７へ出力する。なお、周波数帯ごとに相関ピークが検出される位置が異なり、周波数帯判定部２０３において複数の周波数帯がサービス周波数帯と判定された場合、シンボルタイミング検出部２０２は、相関ピークの大きさに応じて初期セルサーチ第２段階以降で用いるシンボルタイミングの優先順位を決定し、優先順位を受信制御部１０５へ出力する。
【００６２】
周波数帯判定部２０３は、「相関有り」と判定された周波数帯ごとのシンボルタイミングの位置から、基地局のサービス周波数帯を判定する。具体的には、周波数帯判定部２０３は、隣接する最小周波数帯同士のシンボルタイミングが一致する場合、これら隣接する周波数帯を同一のセルで用いられていると判断し、これら隣接する周波数帯をサービス周波数帯と判定する。例えば、図７に示す連続する４つの１．２５ＭＨｚの周波数帯＜１＞から＜４＞においてシンボルタイミングの位置が等しい場合、周波数帯判定部２０３は、サーチ中の基地局のサービス帯域幅が５ＭＨｚの周波数帯＜５＞と判定する。周波数帯判定部２０３は、サービス周波数帯と判定した周波数帯についての情報を受信制御部１０５へ出力するとともに、シンボルタイミング検出部２０２へ出力する。
【００６３】
以上のように、本実施の形態によれば、基地局がサポートしている最小の帯域幅間隔ごとにＣＰ相関演算を行い、相関値の大きさからシンボルタイミングを検出し、最小帯域幅間隔ごとのシンボルタイミングの位置からサービス周波数帯を判定するようにしたため、すべての候補サービス周波数帯について相関演算を行うことなく最小帯域幅間隔で相関値の算出を行えば済むので、上記実施の形態１または実施の形態２に比べ基地局のサービス周波数帯の判定における演算量を削減することができる。
【００６４】
かかる課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る無線端末装置は、無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する無線受信手段と、前記無線受信手段で用いる周波数帯を制御する制御手段と、前記無線受信手段によって得られたＯＦＤＭ信号におけるサイクリックプレフィックスの元となった部分と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけずらした信号におけるサイクリックプレフィックス部分との相関値を求める相関手段と、前記制御手段によって前記無線受信手段で用いる周波数帯を複数の候補サービス周波数帯の間で変化させた場合に前記相関手段により得られる各候補サービス周波数帯での前記相関値を収集し、収集した相関値に基づいて、前記複数の候補サービス周波数帯の中から基地局のサービス周波数帯を判定する基地局サービス周波数帯判定手段と、前記収集した相関値のうちで、基地局のサービス周波数帯と判定された周波数帯に対応する相関値を用いてシンボルタイミングを検出するタイミング検出手段と、を具備する構成を採る。
【００６５】
この構成によれば、制御手段によって無線受信手段の受信周波数帯を基地局の候補サービス周波数帯全てに亘って変化させ、このとき得られた各候補サービス周波数帯の相関値を収集し、収集した相関値に基づいて基地局のサービス周波数帯の判定及びシンボルタイミングの検出を同時に行うことができるようになる。
【００６６】
本発明の第２の態様に係る無線端末装置は、上記第１の態様において、前記基地局サービス周波数帯判定手段は、収集した前記候補サービス周波数帯ごとの相関値と所定の閾値とを閾値判定して相関の有無を判定する相関有無判定手段と、複数の候補サービス周波数帯における相関値の有無のパターンから、基地局のサービス周波数帯を特定するための判定テーブルと、を具備し、前記判定テーブルを参照することで、前記相関有無判定手段によって得られた複数の候補サービス周波数帯における相関値の有無のパターンから基地局のサービス周波数帯を特定する構成を採る。
【００６７】
この構成によれば、使用候補周波数帯ごとの相関有無の判定結果を、予め内部に記憶する判定テーブルに照らし合わせて基地局のサービス周波数帯を判定するため、相関有無の判定結果から、簡単かつ的確に基地局のサービス周波数帯を特定することができる。
【００６８】
本発明の第３の態様に係る無線端末装置は、上記第２の態様において、前記基地局サービス周波数帯判定手段は、前記相関有無判定手段により相関有りと判定された候補サービス周波数帯が複数存在する場合、相関有りと判定された候補サービス周波数帯ごとの前記相関値のうち最大の相関値を基準に相関閾値を設定し、前記相関値が前記相関閾値を超える候補サービス周波数帯の前記相関有無判定結果に基づいて基地局のサービス周波数帯を判定する構成を採る。
【００６９】
この構成によれば、相関有りと判定された候補サービス周波数帯が複数存在する場合、相関有りと判定された候補サービス周波数帯をすべてサービス周波数帯と判定するのではなく、相関値の大きさに基づいて判定されるサービス周波数帯を絞り込むようにしたので、シンボルタイミングも絞り込まれる。この結果、上記第１および上記第２の態様に比べ、初期セルサーチ第２段階以降の演算処理量を低減することができる。
【００７０】
本発明の第４の態様に係る無線端末装置は、上記第２の態様において、前記制御手段は、前記無線受信手段の周波数帯を、基地局がサポートしている最小の帯域幅間隔で制御し、前記基地局サービス周波数帯判定手段は、前記相関有無判定手段により相関有りと判定された隣接する周波数帯同士のシンボルタイミングが一致する場合、シンボルタイミングが一致する隣接する周波数帯を、基地局のサービス周波数帯と判定する構成を採る。
【００７１】
この構成によれば、基地局がサポートしている最小の帯域幅間隔で、無線受信手段の制御及び相関値の算出を行うだけで、その最小帯域幅よりも広いサポート帯域幅の判定も行うことができるようになる。この結果、すべての候補サービス周波数帯域幅について相関演算を行うことなく最小帯域幅間隔で相関値の算出を行えば済むので、上記第１の態様から上記第３の態様に比べ基地局のサービス周波数帯の判定における演算量を削減することができる。
【００７２】
本発明の第５態様に係る無線端末装置は、上記第１の態様において、前記タイミング検出手段によって得られたシンボルタイミングを用いてＯＦＤＭ信号のフレームタイミングを検出するフレームタイミング検出手段、をさらに具備し、前記フレームタイミング検出手段は、前記基地局サービス周波数帯判定手段によって基地局のサービス周波数帯が複数判定された場合、前記相関値が大きい基地局のサービス周波数帯に基づいて検出されたシンボルタイミング順に、実際に使用されたシンボルタイミングとして用いる構成を採る。
【００７３】
この構成によれば、判定された基地局のサービス周波数帯が複数ある場合、判定された基地局のサービス周波数帯ごとに検出された複数のシンボルタイミングを、相関値が大きい順に優先的に、初期セルサーチ第２段階で用いるシンボルタイミングの候補とすることができ、シンボルタイミングの絞り込みによる判定誤りを防ぐことができる。
【００７４】
本発明の第６の態様に係るスケーラブル帯域幅システムにおけるシンボルタイミング検出方法は、無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する工程と、前記無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する際に用いる周波数帯を制御する工程と、ベースバンドに変換されたＯＦＤＭ信号におけるサイクリックプレフィックスの元となった部分と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけずらした信号におけるサイクリックプレフィックス部分との相関値を求める工程と、前記無線ＯＦＤＭ受信信号をベースバンドのＯＦＤＭ信号に変換する際に用いる周波数帯を複数の候補サービス周波数帯の間で変化させた場合の各候補サービス周波数帯での相関値を収集し、収集した相関値に基づいて、前記複数の候補サービス周波数帯の中から基地局のサービス周波数帯を判定する工程と、前記収集した相関値のうちで、基地局のサービス周波数帯と判定された周波数帯に対応する相関値を用いてシンボルタイミングを検出する工程と、を有するようにした。
【００７５】
この方法によれば、制御手段によって無線受信手段の受信周波数帯を基地局の候補サービス周波数帯全てに亘って変化させ、このとき得られた各候補サービス周波数帯の相関値を収集し、収集した相関値に基づいて基地局のサービス周波数帯の判定及びシンボルタイミングの検出を同時に行うことができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の無線端末装置およびシンボルタイミング検出方法は、スケーラブル帯域幅システムに用いられる無線端末装置において、セルサーチのシンボルタイミングの検出と同時に基地局のサービス周波数帯を判定することができ、例えば、特にＯＦＤＭ通信システムのうちスケーラブル帯域幅システムと呼ばれる通信システムに用いられる無線端末装置およびシンボルタイミング検出方法などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】スケーラブル帯域幅を説明するための概念図
【図２】本発明の実施の形態１に係る無線端末装置の構成を示すブロック図
【図３】相関値プロファイルの算出方法を説明するための概念図
【図４】実施の形態１に係る基地局のサービス周波数帯判定動作に用いるサービス周波数帯判定表の一例を示す図
【図５】（ａ）実施の形態１に係るシンボルタイミング検出動作に用いる複数セル判定表（ｂ）実施の形態１に係るシンボルタイミング検出動作に用いる複数セル判定表
【図６】本発明の実施の形態３に係る無線端末装置の構成を示すブロック図
【図７】実施の形態３に係る基地局がサポートする最大帯域幅と相関演算を行う最小帯域幅との関係を示す図
【図８】自己相関法によるシンボルタイミング検出方法を説明するための図
【符号の説明】
【００７８】
１０１、２０１  無線受信部
１０２  ＣＰ相関部
１０３  相関有無判定部
１０４、２０３  周波数帯判定部
１０５  受信制御部
１０６、２０２  シンボルタイミング検出部
１０７  ＣＰ除去部
１０８  ＦＦＴ処理部
１０９  復号部
１１０  ＣＲＣチェック部
【図１】
2007060116.tif 000003
【図２】
2007060116.tif 000004
【図３】
2007060116.tif 000005
【図４】
2007060116.tif 000006
【図５】
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【図６】
2007060116.tif 000008
【図７】
2007060116.tif 000009
【図８】
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