(57)【要約】高周波帯域を支援する無線接続システムにおいて上りリンク同期信号を検出する方法及びそのために検出フィルターを設計する方法並びにこれらを支援する装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施例として、高周波帯域を支援する無線接続システムにおいて基地局がランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号を検出する方法は、基地局で用いられる巡回シフト値を割り当てるステップと、ランダムアクセスチャネルを介して送信される信号に対して受信信号ベクトルを構成するステップと、第１検出フィルターを用いて受信信号ベクトルから基準値以上の巡回シフト候補を導出するステップと、第２検出フィルターを用いて巡回シフト候補からＲＡＣＨ信号を検出するステップとを有し、第１検出フィルター及び第２検出フィルターは、巡回シフト値に基づいて設定されてもよい。【選択図】図１０
2016538791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波帯域を支援する無線接続システムにおいて基地局がランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号を検出する方法であって、
前記基地局で用いられる巡回シフト値を割り当てるステップと、
ランダムアクセスチャネルを介して送信される信号に対して受信信号ベクトルを構成するステップと、
第１検出フィルターを用いて前記受信信号ベクトルから基準値以上の巡回シフト候補を導出するステップと、
第２検出フィルターを用いて前記巡回シフト候補からＲＡＣＨ信号を検出するステップと、
を有し、
前記第１検出フィルター及び前記第２検出フィルターは、前記巡回シフト値に基づいて設定される、ＲＡＣＨ信号検出方法。
【請求項２】
前記第１検出フィルターは、前記ランダムアクセスチャネルを構成する有効チャネルの個数を１と仮定して設定される、請求項１に記載のＲＡＣＨ信号検出方法。
【請求項３】
前記第１検出フィルターであるＧｍは、
【化４８】
2016538791.tif 000066
のように設定され、
ｍは、前記巡回シフト値を意味し、Ｎは、ザドフチューシーケンスの総長さを表し、
【化４９】
2016538791.tif 000067
は、モジューロ演算を表す、請求項２に記載のＲＡＣＨ信号検出方法。
【請求項４】
前記第２検出フィルターは、前記ランダムアクセスチャネルを構成する有効チャネルの個数を考慮して設定される、請求項１に記載のＲＡＣＨ信号検出方法。
【請求項５】
前記第２検出フィルターであるＧｍは、
【化５０】
2016538791.tif 000068
のように設定され、
ｍは、前記巡回シフト値を意味し、Ｌは、前記有効チャネルの個数を意味し、Ｎは、ザドフチューシーケンスの総長さを表し、
【化５１】
2016538791.tif 000069
は、モジューロ演算を表す、請求項４に記載のＲＡＣＨ信号検出方法。
【請求項６】
前記巡回シフト値は、有効チャネルの個数を考慮して設定される、請求項１に記載のＲＡＣＨ信号検出方法。
【請求項７】
前記巡回シフト候補は、ＺＣＺ（Ｚｅｒｏ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｚｏｎｅ）から導出されたシーケンス相関度が前記基準値以上である区間を意味する、請求項１に記載のＲＡＣＨ信号検出方法。
【請求項８】
高周波帯域を支援する無線接続システムにおいてランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号を検出するための基地局であって、
送信器と、
受信器と、
前記ＲＡＣＨ信号を検出するように構成されたプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記基地局で用いられる巡回シフト値を割り当て、
ランダムアクセスチャネルを介して送信される信号に対して受信信号ベクトルを構成し、
第１検出フィルターを用いて前記受信信号ベクトルから基準値以上の巡回シフト候補を導出し、
第２検出フィルターを用いて前記巡回シフト候補から前記ＲＡＣＨ信号を検出するように構成され、
前記第１検出フィルター及び前記第２検出フィルターは、前記巡回シフト値に基づいて設定される、基地局。
【請求項９】
前記第１検出フィルターは、前記ランダムアクセスチャネルを構成する有効チャネルの個数を１と仮定して設定される、請求項８に記載の基地局。
【請求項１０】
前記第１検出フィルターであるＧｍは、
【化５２】
2016538791.tif 000070
のように設定され、
ｍは、前記巡回シフト値を意味し、Ｎは、ザドフチューシーケンスの総長さを表し、
【化５３】
2016538791.tif 000071
は、モジューロ演算を表す、請求項９に記載の基地局。
【請求項１１】
前記第２検出フィルターは、前記ランダムアクセスチャネルを構成する有効チャネルの個数を考慮して設定される、請求項８に記載の基地局。
【請求項１２】
前記第２検出フィルターであるＧｍは、
【化５４】
2016538791.tif 000072
のように設定され、
ｍは、前記巡回シフト値を意味し、Ｌは、前記有効チャネルの個数を意味し、Ｎは、ザドフチューシーケンスの総長さを表し、
【化５５】
2016538791.tif 000073
は、モジューロ演算を表す、請求項１１に記載の基地局。
【請求項１３】
前記巡回シフト値は、有効チャネルの個数を考慮して設定される、請求項８に記載の基地局。
【請求項１４】
前記巡回シフト候補は、ＺＣＺ（Ｚｅｒｏ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｚｏｎｅ）から導出されたシーケンス相関度が基準値以上である区間を意味する、請求項８に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波帯域を支援する無線接続システムにおいて上りリンク同期信号を検出する方法及びそのために検出フィルターを設計する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線接続システムが音声やデータなどのような種々の通信サービスを提供するために広範囲に展開されている。一般に、無線接続システムは、可用のシステムリソース（帯域幅、送信電力など）を共有して多重ユーザとの通信を支援できる多元接続（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）システムである。多元接続システムの例には、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）システム、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）システム、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）システム、ＯＦＤＭＡ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）システム、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ｓｉｎｇｌｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）システムなどがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、高周波帯域を用いる通信環境において上りリンク同期信号を効率的に検出する方法を提供することにある。
【０００４】
本発明の他の目的は、低い複雑度で同期信号を検出するための２段階同期信号検出方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の更に他の目的は、高周波帯域で上りリンク同期を取るための検出フィルターを設計する方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、これらの方法を支援する装置を提供することにある。
【０００７】
本発明で達成しようとする技術的目的は、以上で言及した事項に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下に説明する本発明の実施例から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって考慮されてもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、高周波帯域を支援する無線接続システムにおいて上りリンク同期信号を検出する方法及びそのために検出フィルターを設計する方法並びにこれらを支援する装置を提供する。
【０００９】
本発明の一様態として、高周波帯域を支援する無線接続システムにおいて基地局がランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号を検出する方法は、基地局で用いられる巡回シフト値を割り当てるステップと、ランダムアクセスチャネルを介して送信される信号に対して受信信号ベクトルを構成するステップと、第１検出フィルターを用いて受信信号ベクトルから基準値以上の巡回シフト候補を導出するステップと、第２検出フィルターを用いて巡回シフト候補からＲＡＣＨ信号を検出するステップとを有し、第１検出フィルター及び第２検出フィルターは、巡回シフト値に基づいて設定されてもよい。
【００１０】
本発明の他の様態として、高周波帯域を支援する無線接続システムにおいてランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）信号を検出するための基地局は、送信器と、受信器と、ＲＡＣＨ信号を検出するように構成されたプロセッサとを備えることができる。ここで、プロセッサは、基地局で用いられる巡回シフト値を割り当て、ランダムアクセスチャネルを介して送信される信号に対して受信信号ベクトルを構成し、第１検出フィルターを用いて受信信号ベクトルから基準値以上の巡回シフト候補を導出し、第２検出フィルターを用いて巡回シフト候補からＲＡＣＨ信号を検出するように構成され、第１検出フィルター及び第２検出フィルターは巡回シフト値に基づいて設定されてもよい。
【００１１】
本発明の各様態において、第１検出フィルターは、ランダムアクセスチャネルを構成する有効チャネルの個数を１と仮定して設定されてもよい。このとき、第１検出フィルターであるＧｍは、
【化１】
2016538791.tif 000003
のように設定され、ｍは、巡回シフト値を意味し、Ｎは、ザドフチューシーケンスの総長さを表し、
【化２】
2016538791.tif 000004
は、モジューロ演算を表すことができる。
【００１２】
第２検出フィルターは、ランダムアクセスチャネルを構成する有効チャネルの個数を考慮して設定されてもよい。このとき、第２検出フィルターであるＧｍは、
【化３】
2016538791.tif 000005
のように設定され、ｍは、巡回シフト値を意味し、Ｌは、有効チャネルの個数を意味し、Ｎは、ザドフチューシーケンスの総長さを表し、
【化４】
2016538791.tif 000006
は、モジューロ演算を表すことができる。
【００１３】
巡回シフト値は、有効チャネルの個数を考慮して設定されてもよい。
【００１４】
巡回シフト候補は、ＺＣＺ（Ｚｅｒｏ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｚｏｎｅ）から導出されたシーケンス相関度が前記基準値以上である区間を意味してもよい。
【００１５】
上述した本発明の様態は本発明の好適な実施例の一部に過ぎず、本願発明の技術的特徴を反映した様々な実施例を、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとって、以下に詳述する本発明の詳細な説明から導出し理解することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施例によれば、次のような効果を得ることができる。
【００１７】
第一に、高周波帯域を用いる通信環境で上りリンク同期信号を効率的に検出することができる。
【００１８】
第二に、２段階同期信号検出方法に基づいて低い複雑度で同期信号を検出することができる。
【００１９】
第三に、高周波帯域で上りリンク同期を取るための検出フィルターを設計することができる。
【００２０】
第四に、これらの方法を支援する装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の実施例から得られる効果は、以上で言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の本発明の実施例に関する記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって明確に導出され理解されるであろう。すなわち、本発明を実施するに上で意図していない効果も、本発明の実施例から、当該技術の分野における通常の知識を有する者によって導出可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する様々な実施例を提供する。また、添付の図面は、詳細な説明と共に本発明の実施の形態を説明するために用いられる。
【００２３】
【図１】図１は、物理チャネル及びこれらのチャネルを用いた信号送信方法を説明するための図である。
【００２４】
【図２】図２は、無線フレームの構造を示す図である。
【００２５】
【図３】図３は、下りリンクスロットにおけるリソースグリッド（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｇｒｉｄ）を例示する図である。
【００２６】
【図４】図４は、上りリンクサブフレームの構造を示す図である。
【００２７】
【図５】図５は、下りリンクサブフレームの構造を示す図である。
【００２８】
【図６】図６は、スモールセルの概念的な特徴を示す図である。
【００２９】
【図７】図７は、ＲＡＣＨプリアンブル構造の一例を示す図である。
【００３０】
【図８】図８は、ＲＡＣＨサブキャリアスペーシングが小さい場合、有効単一経路発生及び基地局シーケンス受信の概念を示す図である。
【００３１】
【図９】図９は、ＲＡＣＨサブキャリアスペーシングが大きい場合、有効多重経路発生及び基地局シーケンス受信の概念を示す図である。
【００３２】
【図１０】図１０は、チャネルの有効遅延Ｌを考慮したＺＣＺ設定方法の一つを示す図である。
【００３３】
【図１１】図１１は、ＺＣＺ内に時間遅延による受信ベクトルｒを抽出する方法の一つを示す図である。
【００３４】
【図１２】図１２は、有効チャネルＬを考慮した第２検出フィルターを用いて同期信号を正確に受信する様子を示す図である。
【００３５】
【図１３】図１３は、ＲＡＣＨ信号を段階的に検出する方法の一つを示す図である。
【００３６】
【図１４】図１４は、本発明の実施例に係る多重ユーザを検出する方法を説明するための図である。
【００３７】
【図１５】図１５は、図１乃至図１４で説明した方法を具現可能な装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下に詳述する本発明の実施例は、マッシブアンテナを構成するアンテナの相関度を用いてデータシンボルを送受信する方法及びこれを支援する装置を提供する。
【００３９】
以下の実施例は、本発明の構成要素と特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮することができる。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施することができる。また、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成することもできる。本発明の実施例で説明する動作の順序は変更してもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は他の実施例に含まれてもよく、又は他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えられてもよい。
【００４０】
図面に関する説明において、本発明の要旨を曖昧にさせうる手順又は段階などは記述を省略し、当業者のレベルで理解できるような手順又は段階も記述を省略した。
【００４１】
本明細書で、本発明の実施例は、基地局と移動局間のデータ送受信関係を中心に説明した。ここで、基地局は移動局と直接通信を行うネットワークの終端ノード（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｎｏｄｅ）としての意味を有する。本文書で基地局によって行われるとした特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（ｕｐｐｅｒ  ｎｏｄｅ）によって行われてもよい。
【００４２】
すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｎｏｄｅ）からなるネットワークで移動局との通信のために行われる様々な動作は、基地局又は基地局以外の他のネットワークノードによって行われてもよい。ここで、「基地局」は、固定局（ｆｉｘｅｄ  ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ  Ｂ、ｅＮｏｄｅ  Ｂ（ｅＮＢ）、発展した基地局（ＡＢＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）又はアクセスポイント（ａｃｃｅｓｓ  ｐｏｉｎｔ）などの用語に代えてもよい。
【００４３】
また、本発明の実施例でいう「端末（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）」は、ユーザ機器（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、移動局（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）、加入者端末（ＳＳ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）、移動加入者端末（ＭＳＳ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ）、移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、又は発展した移動端末（ＡＭＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）などの用語に代えてもよい。
【００４４】
また、送信端は、データサービス又は音声サービスを提供する固定及び／又は移動ノードを意味し、受信端は、データサービス又は音声サービスを受信する固定及び／又は移動ノードを意味する。そのため、上りリンクでは、移動局を送信端とし、基地局を受信端とすることができる。同様に、下りリンクでは、移動局を受信端とし、基地局を送信端とすることができる。
【００４５】
本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ  ８０２．ｘｘシステム、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）システム、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステム及び３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができ、特に、本発明の実施例は、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１１、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１２、３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．２１３及び３ＧＰＰ  ＴＳ  ３６．３２１の文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の実施例において説明していない自明な段階又は部分は、上記の文書を参照して説明することができる。また、本文書で開示している用語はいずれも上記の標準文書によって説明することができる。
【００４６】
以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明が実施されうる唯一の実施の形態を示すためのものではない。
【００４７】
また、本発明の実施例で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたもので、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で他の形態に変更してもよい。
【００４８】
例えば、上りリンク同期信号は、同期信号、ＲＡＣＨプリアンブル又はＲＡＣＨ信号などのような意味で使うことができる。また、端末を用いて通信を行う主体をユーザと称し、当該端末とユーザは同じ意味で使われてもよい。また、高周波数帯域でＲＡＣＨ信号を検出するための受信フィルターは、検出フィルターという用語と同じ意味で使われてもよい。
【００４９】
以下の技術は、ＣＤＭＡ（ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（ｓｉｎｇｌｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）などのような様々な無線接続システムに適用することができる。
【００５０】
ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ（登録商標）  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ  ８０２−２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡ）などのような無線技術によって具現することができる。
【００５１】
ＵＴＲＡは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）の一部である。３ＧＰＰ  ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを用いるＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＭＴＳ）の一部であって、下りリンクでＯＦＤＭＡを採用し、上りリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ）システムは、３ＧＰＰ  ＬＴＥシステムの改良されたシステムである。本発明の技術的特徴に関する説明を明確にするために、本発明の実施例を３ＧＰＰ  ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムを中心に説明するが、ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｅ／ｍシステムなどに適用してもよい。
【００５２】
１．  ３ＧＰＰ  ＬＴＥ／ＬＴＥ＿Ａシステム
【００５３】
無線接続システムにおいて、端末は下りリンク（ＤＬ：Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）を介して基地局から情報を受信し、上りリンク（ＵＬ：Ｕｐｌｉｎｋ）を介して基地局に情報を送信する。基地局と端末が送受信する情報は、一般データ情報及び様々な制御情報を含み、これらが送受信する情報の種類／用途によって様々な物理チャネルが存在する。
【００５４】
１．１  システム一般
【００５５】
図１は、本発明の実施例で使用できる物理チャネル及びこれらを用いた信号送信方法を説明するための図である。
【００５６】
電源が消えた状態で電源がついたり、新しくセルに進入したりした端末は、Ｓ１１段階で基地局と同期を取るなどの初期セル探索（Ｉｎｉｔｉａｌ  ｃｅｌｌ  ｓｅａｒｃｈ）作業を行う。そのために、端末は基地局から１次同期チャネル（Ｐ−ＳＣＨ：Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）及び２次同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信して基地局と同期を取り、セルＩＤなどの情報を取得する。
【００５７】
その後、端末は基地局から物理放送チャネル（ＰＢＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｃｈａｎｎｅｌ）信号を受信してセル内の放送情報を取得することができる。
【００５８】
一方、端末は初期セル探索段階で下りリンク参照信号（ＤＬ  ＲＳ：Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ）を受信して下りチャネル状態を確認することができる。
【００５９】
初期セル探索を終えた端末は、Ｓ１２段階で、物理下り制御チャネル（ＰＤＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、及び物理下り制御チャネル情報に基づく物理下り共有チャネル（ＰＤＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を受信し、より具体的なシステム情報を取得することができる。
【００６０】
その後、端末は、基地局に接続を完了するために、段階Ｓ１３乃至段階Ｓ１６のようなランダムアクセス手順（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を行うことができる。そのために、端末は物理ランダムアクセスチャネル（ＰＲＡＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を用いてプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）を送信し（Ｓ１３）、物理下り制御チャネル及びこれに対応する物理下り共有チャネルを用いてプリアンブルに対する応答メッセージを受信することができる（Ｓ１４）。競合ベースのランダムアクセスでは、端末は、さらなる物理ランダムアクセスチャネル信号の送信（Ｓ１５）、及び物理下り制御チャネル信号及びこれに対応する物理下り共有チャネル信号の受信（Ｓ１６）のような衝突解決手順（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）を行うことができる。
【００６１】
上述したような手順を行った端末は、その後、一般的な上り／下り信号送信手順として、物理下り制御チャネル信号及び／又は物理下り共有チャネル信号の受信（Ｓ１７）及び物理上り共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｓｈａｒｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ）信号及び／又は物理上り制御チャネル（ＰＵＣＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ）信号の送信（Ｓ１８）を行うことができる。
【００６２】
端末が基地局に送信する制御情報を総称して、上り制御情報（ＵＣＩ：Ｕｐｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）という。ＵＣＩは、ＨＡＲＱ−ＡＣＫ／ＮＡＣＫ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  ａｎｄ  ｒｅＱｕｅｓｔ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ／Ｎｅｇａｔｉｖｅ−ＡＣＫ）、ＳＲ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）、ＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）、ＰＭＩ（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）、ＲＩ（Ｒａｎｋ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）情報などを含む。
【００６３】
ＬＴＥシステムにおいて、ＵＣＩは、一般的にＰＵＣＣＨを介して周期的に送信するが、制御情報とトラフィックデータが同時に送信されるべき場合にはＰＵＳＣＨを介して送信してもよい。また、ネットワークの要請／指示に応じてＰＵＳＣＨを介してＵＣＩを非周期的に送信してもよい。
【００６４】
図２には、本発明の実施例で用いられる無線フレームの構造を示す。
【００６５】
図２（ａ）は、タイプ１フレーム構造（ｆｒａｍｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｔｙｐｅ  １）を示す。タイプ１フレーム構造は、全二重（ｆｕｌｌ  ｄｕｐｌｅｘ）ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）システムと半二重（ｈａｌｆ  ｄｕｐｌｅｘ）ＦＤＤシステムの両方に適用することができる。
【００６６】
１無線フレーム（ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）は、
【化５】
2016538791.tif 000007
の長さを有し、
【化６】
2016538791.tif 000008
の均等な長さを有し、０から１９までのインデックスが与えられた２０個のスロットで構成される。１サブフレームは、２個の連続したスロットと定義され、ｉ番目のサブフレームは、２ｉ及び２ｉ＋１に該当するスロットで構成される。すなわち、無線フレーム（ｒａｄｉｏ  ｆｒａｍｅ）は、１０個のサブフレーム（ｓｕｂｆｒａｍｅ）で構成される。１サブフレームを送信するために掛かる時間をＴＴＩ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｉｍｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）という。ここで、Ｔｓはサンプリング時間を表し、Ｔｓ＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）＝３．２５５２×１０−８（約３３ｎｓ）と表示される。スロットは、時間領域で複数のＯＦＤＭシンボル又はＳＣ−ＦＤＭＡシンボルを含み、周波数領域で複数のリソースブロック（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｂｌｏｃｋ）を含む。
【００６７】
１スロットは、時間領域で複数のＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）シンボルを含む。３ＧＰＰ  ＬＴＥは、下りリンクでＯＦＤＭＡを使用するので、ＯＦＤＭシンボルは１シンボル区間（ｓｙｍｂｏｌ  ｐｅｒｉｏｄ）を表現するためのものである。ＯＦＤＭシンボルは、１つのＳＣ−ＦＤＭＡシンボル又はシンボル区間ということができる。リソースブロック（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｂｌｏｃｋ）は、リソース割当単位であって、１スロットで複数の連続した副搬送波（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ）を含む。
【００６８】
全二重ＦＤＤシステムでは、各１０ｍｓ区間で１０個のサブフレームを下り送信と上り送信のために同時に利用することができる。このとき、上り送信と下り送信は周波数領域で区別される。一方、半二重ＦＤＤシステムでは、端末は送信と受信を同時に行うことができない。
【００６９】
上述した無線フレームの構造は一つの例示に過ぎず、無線フレームに含まれるサブフレームの数、サブフレームに含まれるスロットの数、又はスロットに含まれるＯＦＤＭシンボルの数は様々に変更されてもよい。
【００７０】
図２（ｂ）には、タイプ２フレーム構造（ｆｒａｍｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ｔｙｐｅ  ２）を示す。タイプ２フレーム構造はＴＤＤシステムに適用される。１無線フレームは、
【化７】
2016538791.tif 000009
の長さを有し、
【化８】
2016538791.tif 000010
長さを有する２個のハーフフレーム（ｈａｌｆ−ｆｒａｍｅ）で構成される。各ハーフフレームは、
【化９】
2016538791.tif 000011
の長さを有する５個のサブフレームで構成される。ｉ番目のサブフレームは、２ｉ及び２ｉ＋１に該当する各
【化１０】
2016538791.tif 000012
の長さを有する２個のスロットで構成される。ここで、Ｔｓは、サンプリング時間を表し、Ｔｓ＝１／（１５ｋＨｚ×２０４８）＝３．２５５２×１０−８（約３３ｎｓ）で表示される。
【００７１】
タイプ２フレームは、ＤｗＰＴＳ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐｉｌｏｔ  Ｔｉｍｅ  Ｓｌｏｔ）、保護区間（ＧＰ：Ｇｕａｒｄ  Ｐｅｒｉｏｄ）、ＵｐＰＴＳ（Ｕｐｌｉｎｋ  Ｐｉｌｏｔ  Ｔｉｍｅ  Ｓｌｏｔ）の３つのフィールドで構成される特別サブフレームを含む。ここで、ＤｗＰＴＳは、端末での初期セル探索、同期化又はチャネル推定に用いられる。ＵｐＰＴＳは、基地局でのチャネル推定と端末の上り送信同期を合わせるために用いられる。保護区間は、上りリンクと下りリンクの間に下りリンク信号の多重経路遅延によって上りリンクで生じる干渉を除去するための区間である。
【００７２】
下記の表１に、特別フレームの構成（ＤｗＰＴＳ／ＧＰ／ＵｐＰＴＳの長さ）を示す。
【００７３】
【表１】
2016538791.tif 000013
【００７４】
図３は、本発明の実施例で使用できる下りリンクスロットのリソースグリッド（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｇｒｉｄ）を例示する図である。
【００７５】
図３を参照すると、１つの下りリンクスロットは、時間領域で複数のＯＦＤＭシンボルを含む。ここで、１つの下りリンクスロットは、７個のＯＦＤＭシンボルを含み、１つのリソースブロックは周波数領域で１２個の副搬送波を含むとするが、これに限定されるものではない。
【００７６】
リソースグリッド上で各要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）をリソース要素（ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）とし、１つのリソースブロックは１２×７個のリソース要素を含む。下りリンクスロットに含まれるリソースブロックの数ＮＤＬは、下りリンク送信帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）に依存する。上りリンクスロットの構造は、下りリンクスロットの構造と同一であってもよい。
【００７７】
図４は、本発明の実施例で使用できる上りリンクサブフレームの構造を示す。
【００７８】
図４を参照すると、上りリンクサブフレームは、周波数領域で制御領域とデータ領域とに区別される。制御領域には、上り制御情報を運ぶＰＵＣＣＨが割り当てられる。データ領域には、ユーザデータを運ぶＰＵＳＣＨが割り当てられる。単一搬送波特性を維持するために、一つの端末はＰＵＣＣＨとＰＵＳＣＨを同時に送信することがない。一つの端末に対するＰＵＣＣＨにはサブフレーム内にＲＢ対が割り当てられる。ＲＢ対に属するＲＢは、２個のスロットのそれぞれで異なる副搬送波を占める。これを、ＰＵＣＣＨに割り当てられたＲＢ対はスロット境界（ｓｌｏｔ  ｂｏｕｎｄａｒｙ）で周波数跳躍（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｈｏｐｐｉｎｇ）するという。
【００７９】
図５には、本発明の実施例で使用できる下りサブフレームの構造を示す。
【００８０】
図５を参照すると、サブフレームにおける第一のスロットでＯＦＤＭシンボルインデックス０から最大３個のＯＦＤＭシンボルが、制御チャネルが割り当てられる制御領域（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｒｅｇｉｏｎ）であり、残りのＯＦＤＭシンボルが、ＰＤＳＣＨが割り当てられるデータ領域（ｄａｔａ  ｒｅｇｉｏｎ）である。３ＧＰＰ  ＬＴＥで用いられる下りリンク制御チャネルの例には、ＰＣＦＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｆｏｒｍａｔ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ、ＰＨＩＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｈｙｂｒｉｄ−ＡＲＱ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ）などがある。
【００８１】
ＰＣＦＩＣＨは、サブフレームにおける最初のＯＦＤＭシンボルで送信され、サブフレーム内に制御チャネルの送信のために使われるＯＦＤＭシンボルの数（すなわち、制御領域のサイズ）に関する情報を運ぶ。ＰＨＩＣＨは、上りリンクに対する応答チャネルであって、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｒｅｐｅａｔ  Ｒｅｑｕｅｓｔ）に対するＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）／ＮＡＣＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ−Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）信号を運ぶ。ＰＤＣＣＨを介して送信される制御情報を下り制御情報（ＤＣＩ：ｄｏｗｎｌｉｎｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）という。下り制御情報は、上りリソース割当情報、下りリソース割当情報、又は任意の端末グループに対する上り送信（Ｔｘ）電力制御命令を含む。
【００８２】
２．  マッシブアンテナを支援する無線接続システム
【００８３】
本発明の実施例では、マッシブ（Ｍａｓｓｉｖｅ）アンテナを支援する通信環境においてアンテナの相関関係を用いた送信ダイバーシチ確保方案を提供する。マッシブアンテナは、アンテナ間の距離が短くてもよい高周波帯域（数ＧＨｚ領域）で具現しやい。
【００８４】
多数のアンテナが狭い領域に配置されるマッシブアンテナの特性の上、全てのアンテナを互いに相関関係の低い独立性を有する形態で具現することは不可能である。また、マッシブアンテナにビームフォーミング（Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）技法を適用する場合にはかえって、アンテナ間相関度が高い場合にその性能が極大化するので、アンテナ間相関度の極端な特性はいずれも一長一短がある。したがって、マッシブアンテナの相関度特性を用いると、基地局のサービスカバレッジを安定して確保することができ、特に、制御チャネル送信時に、その効果を極大化することができる。
【００８５】
また、本発明の実施例は、３ＧＨｚ以下のセルラー帯域の他、３ＧＨｚを超える高周波広帯域の通信状況でも同じ原理の下に適用可能であり、既存のマクロセルだけでなく小型セルにも適用可能である。以下では、マッシブアンテナの適用が可能な無線接続環境について説明する。
【００８６】
２．１  スモールセル中心の新しいセルの導入
【００８７】
現在３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａシステムは、Ｒｅｌ−１０乃至Ｒｅｌ−１１規格に基づいて動作する無線接続システムである。本発明の実施例が適用される無線接続システムは、３ＧＰＰ  ＬＴＥ  Ｒｅｌ−１２以下の規格で定義するシステムであってもよい。Ｒｅｌ−１２システムでは、ユーザ別サービス支援をより一層強化するために局地（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ）セル（すなわち、スモールセル）の導入及び局地接続（ＬＡＡ：Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ａｃｃｅｓｓ）方式の導入を検討している。
【００８８】
図６は、スモールセルの概念的な特徴を示す図である。
【００８９】
図６を参照すると、左側は、既存セルラー帯域を示しており、右側は、スモールセルが適用される高周波帯域を示す。すなわち、スモールセルは、既存のセルラーシステムであるＬＴＥシステムに運用される周波数帯域ではなく、より高い中心周波数を有する帯域に広いシステム帯域を設定して運用することができる。
【００９０】
また、スモールセルと既存セルラーセルとが混用されてもよい。例えば、既存のセルラー帯域ではシステム情報（ＳＩ：ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）のような制御信号に基づいて基本的なセルカバレッジを支援し、高周波のスモールセル帯域ではより広い周波数帯域を用いて送信効率を極大化するデータ送信を行うことができる。
【００９１】
したがって、本発明の実施例を適用し得る局地接続（ＬＡＡ）という概念は、より狭い地域に位置している低速又は中速（ｌｏｗ−ｔｏ−ｍｅｄｉｕｍ  ｍｏｂｉｌｉｔｙ）の端末を対象とし、スモールセルのカバレッジは既存の数ｋｍ乃至数百ｋｍ単位のレガシーセル（すなわち、セルラーシステムのセル）よりも小さい１００ｍ単位となり得る。このため、スモールセルでは端末と基地局間の距離が短くなり、高周波帯域を用いることから、次のようなチャネル特性を有することができる。
【００９２】
（１）遅延拡散（Ｄｅｌａｙ  ｓｐｒｅａｄ）：基地局と端末間の距離が短くなることにより、信号の遅延が短くなり得る。
【００９３】
（２）サブキャリアスペーシング（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  ｓｐａｃｉｎｇ）：既存のＬＴＥシステムのそれと同じＯＦＤＭベースのフレームを適用する場合、各端末に割り当てられた周波数帯域が大きいので、スモールセルで用いられるサブキャリアスペーシングは、既存のＬＴＥシステムにおける１５ｋＨｚよりも極端的に大きい値に設定され得る。
【００９４】
（３）ドップラー周波数（Ｄｏｐｐｌｅｒ’ｓ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）：スモールセルでは高周波帯域が用いられるので、同じ端末速度の低周波帯域に比べて高いＤｏｐｐｌｅｒ周波数が現れ、コヒーレント時間（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｔｉｍｅ）が極端的に短くなり得る。
【００９５】
２．２  高周波帯域送信のためのランダムアクセスチャネル設計
【００９６】
端末は基地局と同期化している場合にのみ上りリンク信号を送信し、データ送信のためのスケジューリングを受けることができる。すなわち、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｈａｎｎｅｌ）の主な役割は、同期化していない端末が送信する信号が互いに直交したり又は可能な限り重ならないようにする送信技法を用いて無線接続を行えるようにすることである。
【００９７】
２．２．１  ランダムアクセス用途及び要求事項
【００９８】
ＲＡＣＨの主な役割は、上りリンク初期接続と短文メッセージ（ｓｈｏｒｔ  ｍｅｓｓａｇｅ）送信である。ＷＣＤＭＡ（登録商標）システムではＲＡＣＨを介して初期ネットワーク接続と短文メッセージ送信がなされた。ただし、ＬＴＥシステムでは、ＲＡＣＨを介した短文メッセージ送信が提供されない。また、ＬＴＥシステムにおいてＲＡＣＨは、ＷＣＤＭＡ（登録商標）システムとは違い、既存の上りリンクデータ送信チャネルとは別に構成される。
【００９９】
すなわち、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステムにおいて上りリンクＰＵＳＣＨ信号は、基本サブキャリアスペーシング（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ−ｓｐａｃｉｎｇ）であるΔｆ＝１５ｋＨｚのシンボル構造ではなくΔｆＲＡ＝１．２５ｋＨｚのＳＣ−ＦＤＭＡ構造を有する。ＬＴＥシステムでは一応基地局と端末間に上りリンク同期が取れると、当該端末には直交リソースを割り当てるためのスケジューリングが行われる。ＲＡＣＨが用いられる関連シナリオは、下記のとおりである。
【０１００】
（１）端末がＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態にあるが、上りリンク同期化がされておらず、新しい上りリンクデータ又は制御情報を送信する必要があるとき（例えば、イベントトリガー測定報告）
【０１０１】
（２）端末がＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態にあるが、上りリンク同期化がされておらず、新しい下りリンクデータを受信して相応のＡＣＫ／ＮＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ／Ｎｅｇａｔｉｖｅ  ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）信号を上りリンクで送信する必要があるとき
【０１０２】
（３）ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態にある端末が、現在のサービングセルからターゲットセルにハンドオーバーを行おうとするとき
【０１０３】
（４）端末のポジショニングのためにタイミングアドバンスが必要な場合、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態で端末のポジショニングのために
【０１０４】
（５）ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態からＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態への切り替え時、例えば、初期接続又は位置更新追跡など
【０１０５】
（６）無線リンク失敗から復旧時に
【０１０６】
２．２．２  ＲＡＣＨプリアンブル構造
【０１０７】
図７は、ＲＡＣＨプリアンブル構造の一例を示す図である。
【０１０８】
端末は上りリンク同期を取るために基地局にＲＡＣＨプリアンブル（すなわち、ＲＡＣＨ信号）をＲＡＣＨを介して送信する。ＲＡＣＨプリアンブルは、サイクリックプレフィックス（ＣＰ：Ｃｙｃｌｉｃ  Ｐｒｅｆｉｘ）及びＲＡＣＨシーケンスから構成されており、基地局では、ＲＡＣＨプリアンブルを生成するためのＲＡＣＨパラメータを構成するに当たり、セル半径によるガードタイム（Ｇｕａｒｄ−ｔｉｍｅ）を考慮してＲＡＣＨパラメータを構成する。この時、ＣＰは、最大チャネル遅延スプレッド（Ｍａｘｉｍｕｍ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｄｅｌａｙ  ｓｐｒｅａｄ）＋往復時間（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ−Ｔｉｍｅ）を考慮して設定され、ＧＴは、往復時間を吸収する。ＣＰは、ＯＦＤＭシンボルの後半部をプリアンブルのＣＰ区間に挿入して生成されるが、これによって、ＲＡＣＨ受信機の周期的コリレーション（ｐｅｒｉｏｄｉｃ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が可能となる。
【０１０９】
図７を参照すると、端末は、ＲＡＣＨプリアンブルを送信する際、タイミングアドバンス（ＴＡ：Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ）＝０ｍｓ、すなわち、基地局と同期化していると仮定してＲＡＣＨプリアンブルを送信する。したがって、基地局と近い端末の場合、図７に示すように、基地局に受信された端末のプリアンブルがほとんど一致し、セル境界に位置した端末の場合は、伝搬遅延（ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ）をもって後に受信される。このとき、基地局は、各端末の送信したＲＡＣＨシーケンスを知っているので、周期的コリレーションを用いて、各端末の送信したプリアンブルの検出位置を用いて同期化プロセスを進行することができる。
【０１１０】
２．２．３  ＲＡＣＨプリアンブルシーケンスの種類
【０１１１】
ＲＡＣＨプリアンブルには様々なシーケンスを利用可能である。特に、その代表には、自己相関（ａｕｔｏ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）ベースのザドフチュー（Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ）シーケンスと相互相関（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）ベースの擬似ランダム（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ）シーケンスがある。一般に、セル間干渉（Ｉｎｔｒａ  ｃｅｌｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）が優勢な（ｄｏｍｉｎａｎｔ）場合（すなわち、外部セルからの干渉が小さい場合）には、自己相関ベースのシーケンスが用いられ、逆に、セル間干渉が大きい場合には相互相関ベースのシーケンスが好まれる。
【０１１２】
ＬＴＥシステムでは長さ（Ｎ）８３９のザドフチューシーケンスが次のような理由から用いられている。
【０１１３】
（１）同じ周波数−時間のＲＡＣＨリソースを用いる異なるプリアンブル間の相関関係は小さい必要がある。
【０１１４】
（２）セル間干渉はセルのサイズによって最適化されなければならない。すなわち、小さいセルであるほどより多い直交プリアンブルを作ることが、基地局の検出性能を向上させる。
【０１１５】
（３）直交プリアンブル数が多いほど、検出性能が向上する。ＬＴＥシステムは、端末を区別するために６４個のシグネチャ（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）を用いるが、ＷＣＤＭＡ（登録商標）システムは１６個のシグネチャを用いる。
【０１１６】
（４）基地局の検出複雑度を軽減しなければならない。
【０１１７】
（５）高速移動端末も支援しなければならない。
【０１１８】
上記のような理由を満たすために、次の式１のようなザドフチュー（ＺＣ）シーケンスをＲＡＣＨプリアンブルに用いることができる。
【０１１９】
【数１】
2016538791.tif 000014
【０１２０】
式１で、ｕは、ＺＣシーケンスのルートインデックスを表し、ＮＺＣは、ＺＣシーケンスの長さを表す。
【０１２１】
ただし、端末を区別するために用いられるシグネチャ間のセル間干渉が大きい環境では、次の式２のようなＰＮシーケンスを用いることができる。
【０１２２】
【数２】
2016538791.tif 000015
【０１２３】
２．２．４  ＲＡＣＨプリアンブルの送信帯域
【０１２４】
ＲＡＣＨプリアンブルの送信帯域を設定するに当たって考慮される２つの主要因子は、ダイバーシチ利得（ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｇａｉｎ）と端末の送信電力制限である。すなわち、基地局と違い、端末はパワーアンプ（ｐｏｗｅｒ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）の性能が制限される。このため、広い周波数帯域をＲＡＣＨプリアンブル送信のために割り当てる場合、リソースユニット／リソース要素（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｕｎｉｔ／Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）別エネルギーは低くなるが、周波数ダイバーシチは極大化する。逆に、狭い帯域をＲＡＣＨプリアンブル送信のために割り当てる場合、リソースユニット／リソース要素別エネルギーは高くなるが、周波数ダイバーシチは最小化する。
【０１２５】
実際にＬＴＥ  ＲＡＣＨ送信帯域を決定するときには１．０８ＭＨｚ、２．１６ＭＨｚ、４．５ＭＨｚ、５０ＭＨｚ（各６ＲＢｓ、１２ＲＢｓ、２５ＲＢｓ、５０ＲＢｓ）を対象としたが、ＲＡＣＨ未検出確率比較から１％未検出確率を満たすには６ＲＢでも十分であったため、１．０８ＭＨｚが最終ＲＡＣＨ送信帯域として決定された。
【０１２６】
２．３  高周波帯域特性を反映したＲＡＣＨシーケンスのＺＣＺ設定方法
【０１２７】
ＬＴＥシステムでは、ＲＡＣＨシーケンスを設計するに当たり、ＲＡＣＨのサブキャリアスペーシング（ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ−ｓｐａｃｉｎｇ）を既存のデータに対する基本サブキャリアスペーシング
【化１１】
2016538791.tif 000016
の約１／１２倍と小さく設定した。これによって、最終的にＬＴＥシステムの基本サブキャリアスペーシングは
【化１２】
2016538791.tif 000017
＝１５ｋＨｚとなり、ＲＡＣＨサブキャリアスペーシングは
【化１３】
2016538791.tif 000018
＝１．２５ｋＨｚとなる。
【０１２８】
高周波帯域チャネルにおいてサブキャリアスペーシングを基本サブキャリアスペーシングよりも小さくする場合、ドップラー周波数に対する影響がより一層大きくなるので、基地局においてＲＡＣＨプリアンブルに対する検出性能の低下が発生しうる。例えば、中心周波数２ＧＨｚを使用する時に比べて３０ＧＨｚを使用する高周波帯域の送信では、基本的に、同じ移動速度の端末も１５倍以上の大きいドップラーを経験することになる。このため、高周波帯域送信のためのＲＡＣＨでは、既存ＬＴＥのような
【化１４】
2016538791.tif 000019
のサイズを低くする接近は、大きな性能低下を誘発しうる。
【０１２９】
一般に、
【化１５】
2016538791.tif 000020
のサイズを小さくするほど、有効チャネルに該当するチャネルタップ（ｔａｐ）が１つとして現れるようになるので、基地局でチャネルの有効多重経路を１つと仮定することができる。したがって、基地局は、小さい
【化１６】
2016538791.tif 000021
を用いて、各端末が送信したＲＡＣＨシーケンスに対してコリレーションを行って各端末を区別したり、タイミング差（Ｔｉｍｉｎｇ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を推定することができる。しかし、高周波チャネルではドップラー影響を考慮しなければならないことから、ＲＡＣＨサブキャリアスペーシングも基本サブキャリアスペーシングと同一に設定しなければならす、このとき、有効チャネルに対する数を単一タップと仮定することができない。
【０１３０】
図８は、ＲＡＣＨサブキャリアスペーシングが小さい場合、有効単一経路発生及び基地局シーケンス受信の概念を示す図であり、図９は、ＲＡＣＨサブキャリアスペーシングが大きい場合、有効多重経路発生及び基地局シーケンス受信の概念を示す図である。
【０１３１】
図８を参照すると、相対的に小さいサブキャリアスペーシングを有するＲＡＣＨを介してＺＣシーケンス
【化１７】
2016538791.tif 000022
が送信される時には、時間軸上でＲＡＣＨ送信シンボルの長さが長くなり、有効チャネル区間が単一タップとして仮定される。すなわち、図８は、一般セルラーシステム（例えば、ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａシステム）で支援する帯域幅において用いられるＲＡＣＨプリアンブルである場合を仮定している。
【０１３２】
しかし、図９を参照すると、高周波帯域のシステムなどのように相対的に大きいサブキャリアスペーシングを有するＲＡＣＨを介してＺＣシーケンス
【化１８】
2016538791.tif 000023
が送信される時には、時間軸上でＲＡＣＨ送信シンボルの長さが短くなり、有効チャネル区間が複数の多重経路から構成されている。したがって、この場合には、ＲＡＣＨプリアンブルに対する各シーケンスサンプル（Ｓａｍｐｌｅ）の区間が多重経路Ｌ個を重ねる分だけシーケンスのコリレーションを行わなければならない。すなわち、サブキャリアスペーシングが大きくなるにつれて多重経路の個数は増加し、基地局で考慮すべきコリレーションも多重経路の個数だけ増加することになる。このため、基地局にとってＲＡＣＨ信号を受信するための複雑度も急増しうる。
【０１３３】
図８及び図９で、ｈ０，ｈ１，…，ｈＬ−１は、ＲＡＣＨプリアンブルが送信されるチャネルを表し、
【化１９】
2016538791.tif 000024
は、ＺＣシーケンスを意味する。このとき、基地局で同期信号の検出性能を最大化するためには、必ず、多重経路のうちの最先頭のチャネルタップ
【化２０】
2016538791.tif 000025
の選択を保障しなければならない。仮に、基地局が
【化２１】
2016538791.tif 000026
しか選択できないと、上りリンクのタイミングアドバンス（ＴＡ：Ｔｉｍｉｎｇ  Ａｄｖａｎｃｅ）のための正確な値を推定するにおいて性能低下につながりうる。
【０１３４】
３．上りリンク同期信号の検出方法
【０１３５】
本発明の実施例では、高周波帯域を用いる通信環境に適した上りリンク同期信号の検出方法を提供する。
【０１３６】
本発明では、高周波帯域のチャネル特性及び同期信号のサブキャリアスペーシング間の関係を考慮して同期信号検出フィルターを設計する方法を提供する。このとき、高周波帯域は、広い広帯域通信を仮定しているので、時間軸で単一サンプルの周期が極端に短くなりうる。このような環境でチャネルの多重経路チャネル遅延が必然として発生するので、これを考慮して同期信号検出フィルターを設計しなければならない。
【０１３７】
また、基地局で低い複雑度で同期信号を検出するように、２段階の同期信号検出プロセスを提供する。一方、ＺＣＺを考慮する場合、各端末からの同期信号検出の他、各端末が同期信号を送信する正確なシンボルタイミングも推定することができる。たとえ、本発明の実施例は、高周波広帯域通信環境に適した上り同期信号の検出方法に関するが、その用途は小型セルに限定されない。
【０１３８】
以下、高周波帯域で同期信号であるＲＡＣＨプリアンブルを検出するための検出フィルターを設計する方法について説明する。
【０１３９】
３．１  同期信号検出フィルターの設計
【０１４０】
高周波帯域で多重ユーザに対して多重経路遅延チャネルが存在する場合、基地局は、正確なＲＡＣＨシーケンスを検出するためには、各多重経路に対するシーケンスコリレーション値をすべて合算しなければならない。次の式３は、基地局で多重経路遅延チャネルを介して受信したＲＡＣＨ信号を意味する。
【０１４１】
【数３】
2016538791.tif 000027
【０１４２】
式３で、ｒは、受信信号
【化２２】
2016538791.tif 000028
ベクトルを表し、Ｎは、式１におけるＺＣシーケンスの全体長を意味する。第１端末（ＵＥ＃１）には巡回シフト（Ｃｙｃｌｉｃ  ｓｈｉｆｔ）‘ｎ＝０’シーケンスを割り当てたと仮定する。図９を参照すると、受信信号ベクトルｒを式３のように構成したとき、各構成要素は次の式４乃至式６のように定義することができる。
【０１４３】
【数４】
2016538791.tif 000029
【０１４４】
【数５】
2016538791.tif 000030
【０１４５】
【数６】
2016538791.tif 000031
【０１４６】
式４は、
【化２３】
2016538791.tif 000032
ＺＣシーケンスメトリクス
【化２４】
2016538791.tif 000033
を意味し、式５は、
【化２５】
2016538791.tif 000034
チャネルベクトル
【化２６】
2016538791.tif 000035
を意味し、式６は、
【化２７】
2016538791.tif 000036
ＡＷＧＮ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ）ベクトル
【化２８】
2016538791.tif 000037
を意味する。最後に、
【化２９】
2016538791.tif 000038
は
【化３０】
2016538791.tif 000039
だけ巡回シフトした
【化３１】
2016538791.tif 000040
ＺＣシーケンスベクトルを意味する。式４で、
【化３２】
2016538791.tif 000041
は、Ｍｏｄｕｌｏ  ‘ｍ’演算を意味する。また、式５で、ｈ０，ｈ１，…，ｈＬ−１は、有効な多重遅延チャネルを意味し、全体チャネル長はＬである。ＺＣシーケンス長のうち、有効チャネル長Ｌを除いた部分（Ｎ−Ｌ）は、０シーケンスで埋められてもよい。
【０１４７】
このとき、ＲＡＣＨ信号を送信した端末を検出できる検出フィルターである
【化３３】
2016538791.tif 000042
サイズのＧマトリックスは、次の式７のように定義することができる。
【０１４８】
【数７】
2016538791.tif 000043
【０１４９】
式７で、
【化３４】
2016538791.tif 000044
は、
【化３５】
2016538791.tif 000045
だけ巡回シフトした
【化３６】
2016538791.tif 000046
ＺＣシーケンスベクトルを意味し、‘ｍ’は特定端末が使用する巡回シフト値、Ｌは有効チャネル遅延個数、ＮはＺＣシーケンスの全体長さを表す。仮に、ｍ＝０の場合に、検出フィルターＧ行列は、次の式８のように表現することができる。
【０１５０】
【数８】
2016538791.tif 000047
【０１５１】
各端末に直交−独立的に割り当てられる巡回シフト値（Ｃｙｃｌｉｃ  ｓｈｉｆｔ  ｖａｌｕｅ）‘ｍ’は、次の式９のような単位で割り当てられる。
【０１５２】
【数９】
2016538791.tif 000048
【０１５３】
これは、各ユーザに割り当てられる巡回シフトベースのＺＣＺのサイズが
【化３７】
2016538791.tif 000049
であるからである。このとき、ＮＣＳは、ＬＴＥ／ＬＴＥ−ＡシステムでＲＡＣＨプリアンブル生成時に用いられる巡回シフト値を意味する。したがって、ＺＣＺにおいて実際信号が存在するサンプルのサイズが‘Ｌ’であるので、検出フィルターＧは
【化３８】
2016538791.tif 000050
メトリクスとなる。
【０１５４】
基地局において上りリンク同期信号に対するＲＡＣＨシーケンス検出は、次の式１０のように行われる。
【０１５５】
【数１０】
2016538791.tif 000051
【０１５６】
すなわち、基地局は、
【化３９】
2016538791.tif 000052
受信ベクトルｒに対して各端末別に割り当てられた巡回シフト値‘ｍ’に基づいて作られる検出フィルターＧマトリックスのエルミート（Ｈｅｒｍｉｔｉａｎ）行列をかけて最大値が得られる地点を探す。
【０１５７】
例えば、全体ＲＡＣＨシーケンスの長さがＮ＝１２であり、ＺＣＺのサイズはＮＣＳ＝３であると仮定する。このとき、有効チャネル長（すなわち、有効チャネルタップ）がＬ＝３だとすれば、当該ＺＣシーケンスが支援可能な端末は、合計２名である。この時、第１端末（ＵＥ＃０）に１番目の巡回シフト値ｍ＝０を割り当て、第２端末（ＵＥ＃１）に７番目の巡回シフト値ｍ＝６を割り当てたと仮定する。基地局が第１端末をに対してまず検出をすると、式１０を次の式１１のように展開することができる。
【０１５８】
【数１１】
2016538791.tif 000053
【０１５９】
式１１を参照すると、基地局の受信した上りリンク同期信号は、第１端末の送信した上りリンク同期信号が通過したチャネルに対する電力の和と表される。式１１と同じ方法によって、第２端末の送信した上りリンク同期信号に対する検出結果を、次の式１２のように展開することができる。
【０１６０】
【数１２】
2016538791.tif 000054
【０１６１】
端末に割り当てた最終サイクリックプレフィックス値ｍ＝６であるので、式１２からの最終導出値が基準値以上になると、基地局はＲＡＣＨ信号の受信を確定することができる。したがって、検出フィルター
【化４０】
2016538791.tif 000055
は、各端末がＺＣシーケンス送信に使用した巡回シフト値を基準に各端末のシーケンス検出区間を示すフィルターであるといえる。
【０１６２】
このとき、ｍは、各端末に割り当てる巡回シフトベースのＺＣＺ値を意味する。また、ｍ値は、全体有効チャネル遅延数Ｌを考慮して決定される。最後に、基地局はｍ値を端末にそれぞれ割り当てることによって、上りリンク同期信号を送信した端末を検出することができる。ここで、ｍ値を割り当てるという意味は、基地局がｍ値に関する情報を放送チャネルで放送する場合、各端末がｍ値を用いてＲＡＣＨ信号を構成できるという意味である。
【０１６３】
本発明の実施例で、各端末に許容される最大遅延はＮＣＳに限定され、各ＺＣＺ間の重なりを防止するためにチャネル有効遅延区間Ｌを導入したため、全体ＺＣシーケンスの巡回シフト区間は図１０のように設定される。このとき、各端末が送信した異なる巡回シフト値を有するＲＡＣＨシーケンスは、最大ＮＣＳ区間の受信遅延を許容する。図１０は、チャネルの有効遅延Ｌを考慮したＺＣＺ設定方法の一つを示す図である。
【０１６４】
図１１は、ＺＣＺ内に時間遅延による受信ベクトルｒを抽出する方法の一つを示す図である。
【０１６５】
端末の送信したＲＡＣＨ信号が時間遅延無しで基地局に受信された場合、受信ベクトルｒの構成は、次の式１３のように表現される。仮に、基地局と最も遠くに離れた端末（例えば、セル境界に位置した端末）が送信したＲＡＣＨ信号が最大ＮＣＳ−１だけ遅延して受信されたとすれば、受信ベクトルｒは次の式１４のように表現される。
【０１６６】
【数１３】
2016538791.tif 000056
【０１６７】
【数１４】
2016538791.tif 000057
【０１６８】
すなわち、基地局は、最大ＮＣＳまでの端末の受信信号遅延に対して、長さＮに対する受信信号ベクトルｒを順に構成し、検出フィルターであるＧ行列とのコリレーションによってＲＡＣＨ検出を確認する。この時、前述した有効チャネル遅延による多重経路によって検出複雑度が
【化４１】
2016538791.tif 000058
だけ増減したことが確認できる。
【０１６９】
そこで、本発明では、検出複雑度を減少させるために、下記のような段階別ＲＡＣＨ検出方案を提案する。
【０１７０】
３．２  ２段階の上りリンク同期信号検出方法
【０１７１】
３．２．１  第１検出段階
【０１７２】
基地局は、第１検出段階（すなわち、初期検出段階）で多重遅延チャネルを有効単一チャネルと仮定し、各ＺＣＺから導出されたシーケンス相関度が基準値以上になる区間を検出する。このとき、基準値はチャネル環境及び／又はシステム上で設定された値であると仮定する。
【０１７３】
各端末に割り当てられるＺＣＺインデックス‘ｎ’は、式９のように決定される巡回シフト値‘ｍ’の一つに設定される。このとき、ＺＣＺ値を用いる理由は、複数の端末の位置が異なることから発生する受信遅延によって各端末の送信するＺＣシーケンス（すなわち、ＲＡＣＨ信号）が重なる現象を防止するとともに、タイミングアドバンス（ＴＡ）を行うためである。
【０１７４】
また、ＺＣＺを有効チャネル長‘Ｌ’だけ長く設定する理由は、多重経路を経て受信されたＺＣシーケンスに対する正確な受信位置を決定するためである。しかし、Ｌだけの有効チャネル長に対してＺＣシーケンスの長さＮに対するシーケンスコリレーション作業を行う場合、複雑度が
【化４２】
2016538791.tif 000059
から
【化４３】
2016538791.tif 000060
へと増加する。
【０１７５】
これは、基地局の受信複雑度を増加させ、同期信号検出遅延の現象を誘発しうる。また、多重ユーザベースの上りリンク制御チャネル構造上、全てのＺＣシーケンスに対して信号検出作業を行わなければならず、基地局の信号検出に対する複雑度が増加する。
【０１７６】
このため、第１検出段階では検出フィルターＧ行列の有効チャネル区間を一部又は極端には１個と仮定して、検出フィルターＧを設計する。以下では、説明の便宜のために、第１検出段階で用いられる検出フィルターであるＧ行列を第１検出フィルターと呼ぶ。すなわち、第１検出段階で用いられるＧ行列である第１検出フィルターは、
【化４４】
2016538791.tif 000061
行列又は
【化４５】
2016538791.tif 000062
行列と構成することが好ましい。
【０１７７】
基地局は、第１検出段階で有効チャネル長Ｌを１と仮定した時のＧ行列である第１検出フィルターを設定することによって、上りリンク同期信号を送信した端末を特定することができる。したがって、初期検出段階は、全体有効チャネルのうち、最も大きいチャネル利得を有する位置を探すことを意味する。
【０１７８】
しかし、この地点が必ずしも時間整列（ｔｉｍｉｎｇ−ａｌｉｇｎｅｄ）された位置を意味しない。ただし、基地局は、第１検出段階でユーザ別に重なり合わないように割り当てたＲＡＣＨリソースで或る端末のＲＡＣＨ信号が現在受信されているということを判断することができる。
【０１７９】
したがって、式７で説明した検出フィルターＧ行列は第１検出段階において次の式１５のように変更して適用される。
【０１８０】
【数１５】
2016538791.tif 000063
【０１８１】
基地局は、式１５から導出された第１検出フィルターを用いて、受信したＲＡＣＨ信号を送信した端末が用いる巡回シフト値‘ｍ’候補を導出することができる。このとき、基地局は、コリレーションされる巡回シフト値のうち、基準値以上である一つ以上の巡回シフト値を、第２検出段階の候補として選定することができる。
【０１８２】
３．２．２  第２検出段階
【０１８３】
第１検出段階で導出したＺＣＺ候補に対して、基地局は、有効チャネル遅延Ｌをすべて適用して、正確なシーケンス相関度値及び遅延値を導出することができる。言い換えると、基地局は３．２．１節で説明した第１検出フィルターで検出された巡回シフト候補に対して、有効チャネルＬに対する第２検出フィルターを設定してＲＡＣＨ信号を検出する第２検出段階を行うことができる。
【０１８４】
第２検出段階は、ＺＣＺ内で端末の正確な上りリンク時間同期を基地局が獲得することにその目的がある。そのために、第２検出フィルターを、有効チャネル遅延Ｌに対する、式７で説明したＧ行列に設定することができる。すなわち、第２検出フィルターは、式７の
【化４６】
2016538791.tif 000064
行列と構成される。
【０１８５】
結果として、基地局は、全体有効チャネルＬに対して、式７のような第２検出フィルターを構成し、第１検出段階で導出したＺＣＺ候補に限って第２検出段階を行う。これによって基地局は正確な時間同期を確定することができる。ただし、有効チャネルの電力は必ずしも
【化４７】
2016538791.tif 000065
の順で整列されない。すなわち、ｈ０が選好チャネルであっても、最も電力の強い受信チャネルが正確な時間同期を意味するものではない。
【０１８６】
このため、全体有効チャネルに対して第２検出フィルターが正確に整列（ａｌｉｇｎ）される時にのみＺＣシーケンスコリレーション値が最大となり、よって、基地局は、図１２に示すように、ｈ０に整列される地点で正確な時間同期を検出することができる。
【０１８７】
図１２は、有効チャネルＬを考慮した第２検出フィルターを用いて同期信号を正確に受信する様子を示す図である。図１２（ａ）は、多重遅延チャネルから検出フィルターであるＧ行列を用いてＲＡＣＨ信号を検出する様子を示し、図１２（ｂ）は、本発明である第２段階の検出過程を用いて正確な同期信号を検出する様子を示す。
【０１８８】
したがって、基地局は、時間同期ｈ０の遅延の度合を推定でき、これによって、各端末の同期信号の他、各端末の正確なシンボルタイミングも探すことができる。
【０１８９】
図１３は、ＲＡＣＨ信号を段階的に検出する方法の一つを示す図である。すなわち、図１３は、３．２節で説明した２段階ＲＡＣＨ信号を検出する方法を、基地局と端末の観点で説明するための図である。
【０１９０】
図１３を参照すると、基地局は、端末がＲＡＣＨ信号を生成するために必要な巡回シフト値ｍを割り当てる。また、基地局は、巡回シフト値ｍを、システム情報を用いて周期的に放送することができる（Ｓ１３１０）。
【０１９１】
一つ以上の端末は、巡回シフト値ｍを用いてＲＡＣＨ信号を構成し、基地局にＲＡＣＨ信号を送信する。基地局は、多重遅延チャネルから構成されるＲＡＣＨを介して一つ以上の端末からＲＡＣＨ信号を受信し、これに基づいて受信信号ベクトルｒを構成することができる。この時、受信信号ベクトルｒは、式３のように示すことができる（１３２０）。
【０１９２】
基地局は、多重遅延チャネルを１つの有効チャネルと仮定して第１検出フィルターを構成する。第１検出フィルターを構成する方法は、３．２．１節で説明した式１５を参照する（Ｓ１３３０）。
【０１９３】
基地局は、第１検出フィルターに基づいて巡回シフト（例えば、ＺＣＺ）候補を導出する。すなわち、第１検出フィルターで検出したＲＡＣＨ信号のうち、基準値以上の巡回シフト値を有するＲＡＣＨ信号を巡回シフト値候補と構成する（Ｓ１３４０）。
【０１９４】
基地局は、各ＲＡＣＨ信号の正確なシーケンス相関度値及び／又は遅延値を導出するために、第２検出フィルターを構成する。第２検出フィルターを構成する方法は、３．２．２節で説明した内容を参照するが、第２検出フィルターは、式７のように構成することができる。すなわち、第２検出フィルターは、有効チャネルの個数Ｌを考慮して構成する（Ｓ１３５０）。
【０１９５】
基地局は、第２検出フィルターを用いて、Ｓ１３４０段階で導出した巡回シフト値候補に対してＲＡＣＨ信号を検出する。すなわち、基地局は第２検出フィルターを用いて各ＲＡＣＨ信号の送信される正確なシンボル開始地点を推定することによって、ＲＡＣＨ信号を検出することができる（Ｓ１３６０）。
【０１９６】
Ｓ１３３０段階及びＳ１３５０段階において第１検出フィルター及び第２検出フィルターは基地局で毎フレーム又は毎サブフレームごとに構成することができる。しかし、システムの複雑度から、第１検出フィルター及び第２検出フィルターは所定の個数に固定して用いられてもよく、システム上で固定した値として構成されてもよい。この場合、基地局は、巡回シフト値ｍによって構成された第１検出フィルター及び第２検出フィルターを用いて２段階のＲＡＣＨ信号検出を行うことができる。
【０１９７】
３．２．３  段階別ＲＡＣＨ信号検出を用いた多重端末検出方法
【０１９８】
４名の端末（ＵＥ）に異なるＲＡＣＨシーケンスがそれぞれ割り当てられており、中でも、第１端末（ＵＥ＃０）及び第２端末（ＵＥ＃１）がＲＡＣＨを介してＲＡＣＨ信号（すなわち、ＲＡＣＨプリアンブル）を送信する場合を仮定する。このとき、基地局で検出フィルターを用いて取得した相関度は、図１４のとおりである。図１４は、本発明の実施例に係る、多重ユーザを検出する方法を説明するための図である。
【０１９９】
全体ＺＣＺ数をＫ個と仮定すとき、図１４に示すように、第１端末及び第２端末は、それぞれ１番目及び３三番目のＺＣＺが割り当てられると仮定する。基地局は、上述した第１段階検出過程でＺＣＺ＃０及びＺＣＺ＃２に一定以上のピーク（Ｐｅａｋ）値（相関度）が発生したことが確認できる。したがって、基地局は、ＲＡＣＨを介して第１端末及び第２端末がＲＡＣＨ信号を送信したこと（すなわち、接続を行ったこと）が検出できる。
【０２００】
また、基地局は、検出したＺＣＺに第２段階検出過程を行うことによって、第１端末及び第２端末のＲＡＣＨ信号が送信される正確なシンボル開始地点が推定できる。
【０２０１】
以上では、高周波帯域を用いる通信環境に適した上りリンク同期信号の検出方法について説明した。本発明では、高周波帯域のチャネル特性及び同期信号のサブキャリアスペーシング関係を考慮して検出フィルター設計方案を提示し、これに基づいて複雑度の低い２段階の同期信号検出方法を提案している。
【０２０２】
特に、高周波帯域は、広い広帯域通信を仮定しているため、時間軸で単一サンプルの周期が極端に短くなりうる。このような環境ではチャネルの多重経路遅延が必然として発生するので、これを考慮した適宜の検出フィルター設計が必須である。そこで、本発明は、このような多重経路チャネル遅延を考慮した多重ユーザ同期信号検出フィルター設計の基本原理を提示し、これに基づいて段階別同期信号検出プロセスを提示している。一方、本発明で提案された同期信号検出フィルターにＺＣＺを考慮する場合、各端末の同期信号検出の他、各端末の正確なシンボルタイミングまで推定することができる。
【０２０３】
最後に、本発明は、高周波広帯域通信環境に適した上り同期信号の検出に対する具体的な方法に関するが、その用途は小型セルに限定されず、一般セルラーセルにも適用可能である。すなわち、一般セルラーシステムが高周波帯域に適用される場合、小型セルの他、一般セルラーシステムにも適用可能である。
【０２０４】
４．  具現装置
【０２０５】
図１５に説明する装置は、図１乃至図１４で説明した方法を具現できる手段である。
【０２０６】
端末（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）は、上りリンクでは送信端として動作し、下りリンクでは受信端として動作することができる。また、基地局（ｅＮＢ：ｅ−Ｎｏｄｅ  Ｂ）は、上りリンクでは受信端として動作し、下りリンクでは送信端として動作することができる。
【０２０７】
すなわち、端末及び基地局は、情報、データ及び／又はメッセージの送信及び受信を制御するためにそれぞれ送信モジュール（Ｔｘ  ｍｏｄｕｌｅ）１５４０，１５５０、及び受信モジュール（Ｒｘ  ｍｏｄｕｌｅ）１５２０，１５７０を備えることができ、情報、データ及び／又はメッセージを送受信するためのアンテナ１５００，１５１０などを備えることができる。ここで、アンテナはマッシブアンテナであってもよく、マッシブアンテナは、複数のアンテナが２次元又は３次元の形態で配列されたアンテナグループを総称する。
【０２０８】
また、端末及び基地局はそれぞれ、上述した本発明の実施例を行うためのプロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１５２０，１５３０、及びプロセッサの処理過程を臨時的に又は持続的に記憶できるメモリ１５８０，１５９０を備えることができる。
【０２０９】
上述した端末及び基地局装置の構成成分及び機能を用いて本願発明の実施例を実行することができる。例えば、基地局のプロセッサは、上述した１節乃至３節に開示された方法を組み合わせて、検出フィルターを設計したり、２段階ＲＡＣＨ信号検出方法を行うことができる。また、端末のプロセッサは、受信した巡回シフト値に基づいてＲＡＣＨ信号を構成することができ、これを基地局に送信して上りリンク同期を合わせることができる。詳細な内容は、第３節で説明した事項を参照されたい。
【０２１０】
端末及び基地局に含まれた送信モジュール及び受信モジュールは、データ送信のためのパケット変復調機能、高速パケットチャネルコーディング機能、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）パケットスケジューリング、時分割デュプレックス（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）パケットスケジューリング及び／又はチャネル多重化機能を実行することができる。また、図１５の端末及び基地局は、低電力ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）／ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュールをさらに備えることができる。ここで、送信モジュール及び受信モジュールは、それぞれ、送信モジュール及び受信モジュールと呼ぶことができ、併せて用いられる場合にはトランシーバーと呼ぶこともできる。
【０２１１】
一方、本発明で端末として、個人携帯端末機（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、セルラーフォン、個人通信サービス（ＰＣＳ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）フォン、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ）フォン、ＷＣＤＭＡ（登録商標）（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＣＤＭＡ）フォン、ＭＢＳ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ）フォン、ハンドヘルドＰＣ（Ｈａｎｄ−Ｈｅｌｄ  ＰＣ）、ノートパソコン、スマート（Ｓｍａｒｔ）フォン、又はマルチモードマルチバンド（ＭＭ−ＭＢ：Ｍｕｌｔｉ  Ｍｏｄｅ−Ｍｕｌｔｉ  Ｂａｎｄ）端末機などを用いることができる。
【０２１２】
ここで、スマートフォンは、移動通信端末機と個人携帯端末機の長所を組み合わせた端末機であって、移動通信端末機に、個人携帯端末機の機能である日程管理、ファックス送受信及びインターネット接続などのデータ通信機能を統合した端末機を意味できる。また、マルチモードマルチバンド端末機は、マルチモデムチップを内蔵し、携帯インターネットシステムでも、その他の移動通信システム（例えば、ＣＤＭＡ２０００システム、ＷＣＤＭＡ（登録商標）システムなど）でも作動できる端末機のことを指す。
【０２１３】
本発明の実施例は、様々な手段によって具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。
【０２１４】
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、１つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
【０２１５】
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などの形態として具現することもできる。例えば、ソフトウェアコードは、メモリユニット１５８０，１５９０に記憶され、プロセッサ１５２０，１５３０によって駆動されてもよい。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の種々の手段によってプロセッサとデータを交換することができる。
【０２１６】
本発明は、本発明の精神及び必須特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態として具体化されてもよい。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制約的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈によって決定されなければならず、本発明の等価的範囲における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係にない請求項を結合して実施例を構成してもよく、出願後の補正によって新しい請求項として含めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明の実施例は、様々な無線接続システムに適用可能である。様々な無線接続システムの一例として、３ＧＰＰ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）、３ＧＰＰ２及び／又はＩＥＥＥ  ８０２．ｘｘ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  ８０２）システムなどがある。本発明の実施例は、上記の様々な無線接続システムだけでなく、これら様々な無線接続システムを応用したいずれの技術分野にも適用可能である。
【図１】
2016538791.tif 000074
【図２】
2016538791.tif 000075
【図３】
2016538791.tif 000076
【図４】
2016538791.tif 000077
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2016538791.tif 000082
【図１０】
2016538791.tif 000083
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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