JP4465374B2 - 無線通信システム、基地局装置及び送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、下りリンクにおいて直交周波数分割多重ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を適用する無線通信システムに関し、特に基地局装置及び移動局装置並びに同期チャネル送信方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡやＨＳＤＰＡの後継となる通信方式、すなわちロングタームエボリューション（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）が、Ｗ−ＣＤＭＡの標準化団体３ＧＰＰにより検討され、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭ、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。

ＯＦＤＭは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式であり、サブキャリアを周波数上に、一部重なりあいながらも互いに干渉することなく密に並べることで、高速伝送を実現し、周波数の利用効率を上げることができる。

ＳＣ−ＦＤＭＡは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡでは、送信電力の変動が小さくなる特徴を持つことから、端末の低消費電力化及び広いカバレッジを実現できる。

尚、ＬＴＥにおいては、ＯＦＤＭにおいて、遅延波によるシンボル間干渉の影響を軽減するためのＣｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ（ＣＰ）として、Ｌｏｎｇ ＣＰとＳｈｏｒｔ ＣＰという長さの異なる２種類のＣＰが用意されている。例えば、Ｌｏｎｇ ＣＰはセル半径の大きいセルで、また、ＭＢＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）信号送信時に適用され、Ｓｈｏｒｔ ＣＰはセル半径の小さいセルで適用される。Ｌｏｎｇ ＣＰを適用した場合、１スロット内のＯＦＤＭシンボル数は６であり、Ｓｈｏｒｔ ＣＰを適用した場合、１スロット内のＯＦＤＭシンボル数は７である。

ところで、一般に、Ｗ−ＣＤＭＡやＬＴＥ等を用いた無線通信システムにおいて、移動局は、電源立ち上げ時、待ち受け中、通信中、あるいは、通信中の間欠受信時等において、同期信号などに基づいて、自局にとって無線品質が良好なセルを検出しなければならない。このプロセスを、無線リンクを接続すべきセルを探すという意味で、セルサーチと呼ぶ。セルサーチ方法は、一般に、セルサーチに要する時間、及び、セルサーチを行う際の移動局の処理負荷に基づいて決定される。すなわち、上記セルサーチの方法は、セルサーチに要する時間が短く、かつ、セルサーチを行う際の移動局の処理負荷が小さいような方法でなければならない。

Ｗ−ＣＤＭＡにおいては、Ｐｒｉｍａｒｙ ＳＣＨ（Ｐ−ＳＣＨ）とＳｅｃｏｎｄａｒｙ ＳＣＨ（Ｓ−ＳＣＨ）という２種類の同期信号を用いてセルサーチが行われており、ＬＴＥにおいても、同様に、セルサーチにＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨの２種類の同期信号を用いることが検討されている。

例えば、セルサーチの方法として、５ｍｓに１回の時間間隔で、１つの系列を有するＰ−ＳＣＨと、複数の系列を有するＳ−ＳＣＨを送信するセルサーチ方法が検討されている（非特許文献２）。上記方法においては、Ｐ−ＳＣＨにより、各セルからの下りリンクの受信タイミングが特定され、同じスロットに送信されるＳ−ＳＣＨにより、受信フレームタイミングの検出とセルＩＤもしくはセルのグループ(Group ID)等のセル固有の情報が特定される。ここで、上記Ｓ−ＳＣＨの復調・復号には、一般に、上記Ｐ−ＳＣＨから求まるチャネル推定値を用いることが可能である。そして、セルＩＤのグループ化を行う場合には、その後、検出されたセルのGroup IDに属するセルＩＤの中から、当該セルのIDを検出する。例えば、セルのIDは、パイロット信号の信号パターンに基づいて算出される。また、例えば、セルのIDは、上記Ｐ−ＳＣＨおよび上記Ｓ−ＳＣＨの復調・復号に基づいて算出される。あるいは、セルＩＤのグループ化を行わずに、Ｓ−ＳＣＨの情報要素として、セルのＩＤが含まれていてもよい。この場合、移動局は、Ｓ−ＳＣＨを復調・復号した時点でセルのＩＤを検出することができる。

しかしながら、上記セルサーチの方法を適用した場合、各セルからの信号が同期している局間同期システムにおいては、複数のセルから同じ系列で送信されるＰ−ＳＣＨから求まるチャネル推定値に基づいて、複数のセルから異なる系列で送信されるＳ−ＳＣＨを復調・復号することが生じるため、Ｓ−ＳＣＨの伝送特性が劣化するという問題点がある。ここで、伝送特性は、例えば、セルサーチに要する時間も含む。尚、各セルからの信号が同期していない非局間同期システムの場合は、複数のセルから送信されるＰ−ＳＣＨの系列の受信タイミングが、複数のセルの間で異なるため、上記のような問題は生じない。

上述したような、局間同期システムにおけるＳ−ＳＣＨの特性劣化を防ぐために、Ｐ−ＳＣＨの系列数を１から２以上の数、例えば、３か７にするセルサーチの方法が検討されている（非特許文献３）。あるいは、上述したような、局間同期システムにおけるＳ−ＳＣＨの特性劣化を防ぐために、Ｐ−ＳＣＨをセル毎に異なる送信間隔で送信する方法が提案されている（非特許文献４）。上記方法においては、Ｓ−ＳＣＨの復調・復号において、複数のセルからの受信タイミングが異なるＰ−ＳＣＨを用いることができるため、上述したＳ−ＳＣＨの特性劣化を防ぐことが可能となる。

ところで、上述した、非特許文献３におけるＰ−ＳＣＨの系列数や非特許文献４におけるＰ−ＳＣＨの送信間隔の種類は、セル設計の観点からは、多ければ多いほど良いと考えられる。というのは、上記Ｐ−ＳＣＨの系列数やＰ−ＳＣＨの送信間隔の種類が少ない場合、隣り合うセルでＰ−ＳＣＨの系列が同じになる確率、あるいは、Ｐ−ＳＣＨの送信間隔が同じになる確率が高くなり、局間同期システムにおけるＳ−ＳＣＨの特性劣化が生じる確率が高くなるからである。

また、上述したセルサーチに要する時間、すなわち、セルサーチの伝送特性と、セルサーチを行う際の移動局の処理負荷は、トレードオフの関係にあり、パラメータの設定、あるいは、運用方法により、セルサーチの伝送特性を重要視するか、セルサーチを行う際の移動局の処理負荷を重要視するかを選択できることが望ましい。
3GPP TR 25.814 (V7.0.0), "Physical Layer Aspects for Evolved UTRA," June 2006 R1-062990, Outcome of cell search drafting session R1-062636, Cell Search Performance in Tightly Synchronized Network for E-UTRA R1-070428, Further analysis of initial cell search for Approach 1 and 2 - single cell scenario 3GPP TS 36.211 V1.0.0(2007-03) 3GPP R1-060042 SCH Structure and Cell Search Method in E-UTRA Downlink 3GPP R1-071584 Secondary Synchronization Signal Design 3GPP R1-071794 C. Chu, "Polyphase codes with good periodiccorrelation properties,"IEEE Trans. Inform. Theory, vol. II-18, pp.531-532, July 1972 R.L.Frank and S.A.Zadoff, "Phase shift pulse codes with good periodic correlation properties, "IRE Trans. Inform. Theory, vol. IT-8, pp. 381-382, 1962. M.J.E. Golay, "Complementary Series," IRE Trans. Inform. Theory, vol. 7, pp. 82-87, April 1961 3GPP, R1-062487 Hierarchical SCH signals suitable for both (FDD and TDD) modes of E-UTRA 3GPP, R1-070146, S-SCH Sequence Design 3GPP, R1-072093, Details on SSC Sequence Design 3GPP, R1-072661， Scrambling Method for Two S-SCH Short Code

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

上述したように、同期チャネル（SCH： Synchronization Channel）は、セルサーチに使用される下りリンクのシグナリングである。この同期チャネルには、階層型SCHの適用が決定されている（例えば、非特許文献５参照）。すなわち、プライマリ同期チャネル（Primary SCH）とセカンダリ同期チャネル（Secondary SCH）の２のサブチャネルにより構成される。

このプライマリ同期チャネルとセカンダリ同期チャネルのうち、セカンダリ同期チャネルでは、セルIDグループ、無線フレームタイミング、送信アンテナ数情報などのセル固有の情報が通知される。ユーザ装置は、セカンダリ同期チャネルの系列の検出を行うことにより、セル固有の情報の検出を行う。

上述したように、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式では、ハンドオーバが行われる場合に周辺セルサーチが行われるが、この周辺セルサーチに先だって、近隣セルのセル固有情報（周辺セル情報）が予めユーザ装置に通知される。通信中や待ち受け時において、ハンドオーバ先となるセルを検出する周辺セルサーチでは、周辺セル情報などが予め通知される場合には、検出すべきセル固有情報の候補数を減少させることが可能である。しかし、LTEシステムでは、このような周辺セル情報が通知されるか否かは今のところ詳細には決定されていない。

セカンダリ同期チャネル系列のマッピング方法として、周波数方向に異なる系列をマッピングする方法が提案されている（例えば、非特許文献６、非特許文献７参照）。例えば、図１に示すように直交系列１（P₁(0)，P₁(1)，・・・，P₁(31)）と、直交系列２（P₂(0)，P₂(1)，・・・，P₂(31)）とが１サブキャリアおきに交互にマッピングされてもよい。また、例えば、図２に示すように直交系列１（P₁(0)，P₁(1)，・・・，P₁(31)）と、直交系列２（P₂(0)，P₂(1)，・・・，P₂(31)）とが連続するサブキャリアにマッピングされてもよい。このように系列を複数に分けることにより、送信できるパターン数を増大させることができる。具体的には、例えば系列長６４の系列1種類を用いる場合には、６４種類のパターン数を送信可能であるのに対し、図２に示すように系列長３２の２種類の系列を用いる場合には、１０２４種類のパターン数を送信可能となる。

これまで、同期チャネルの系列としては、Ｐ−ＳＣＨについては、複数、例えば、３種類のZadoff-Chu系列を用いること、Ｓ−ＳＣＨについては、バイナリ系列を使用すること、この系列は２種類のショートコードの組み合わせであることが決定されている（例えば、非特許文献５及び８参照）。

このようなＳ−ＳＣＨ系列を用いた場合、特に１．２５ＭＨｚのシステムにおいて、ＰＡＰＲ（peak-to-average power ratio）が増大するおそれのあることも知られている。

また、Ｐ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨは同じ１ｍｓのサブフレームの中で送信され、Ｐ−ＳＣＨ及びＳ−ＳＣＨを含むサブフレームは５ｍｓ毎に生じる。言い換えれば同期チャネルは５ｍｓ毎に送信される。ユーザ装置はセクタ毎に異なるＰ−ＳＣＨを受信することで在圏セクタでのチャネル推定値を求め、そのチャネル推定値に基づいて、セル毎に異なるＳ−ＳＣＨのチャネル補償を行い、Ｓ−ＳＣＨを復調することでセルサーチを行う。本願では混乱のおそれがなければ「セル」及び「セクタ」は同義的に使用されるが、必要に応じて、「セル」は複数の「セクタ」を含む意味に使用される。各セルからの信号が同期している局間同期システムにおいては、移動局は複数のセルから、信号を同時に受信する。同一基地局に属するセクタ境界付近のユーザは、セクタ毎に異なるＰ−ＳＣＨを受信するのでセクタを判別できるが、各セクタからのＳ−ＳＣＨは共通するので、Ｓ−ＳＣＨは両セクタからの合成信号として受信される。このＳ−ＳＣＨを在圏セクタでのチャネル推定値だけでチャネル補償することは容易でない。このため、Ｓ−ＳＣＨの検出確率が劣化してしまうおそれがある。各セルが同一のＳ−ＳＣＨを５ｍｓ毎に送信する場合、そのような干渉は５ｍｓ毎に生じ、移動局におけるＳ−ＳＣＨの検出確率が低下してしまうかもしれない。

そこで、本発明の課題は、セルサーチにおけるＳ−ＳＣＨの検出確率を向上させることである。

一実施例では基地局装置が使用される。基地局装置は、プライマリ同期チャネルとセカンダリ同期チャネルとが含まれた同期チャネルを生成する生成部と、前記同期チャネルを含む信号を無線送信する送信部とを備え、
前記生成部において、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応するように、プライマリ同期チャネルが複数種類規定されており、セカンダリ同期チャネルは、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応して所定の生成多項式から導出された符号を使用することを特徴とする基地局装置である。

本発明の実施例によれば、セルサーチにおけるＳ−ＳＣＨの検出確率を向上させることができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ説明する。実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

＜システム＞
図３を参照しながら、本発明の実施例に係る移動局及び基地局装置を有する無線通信システムについて説明する。

無線通信システム１０００は、例えばＥｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮ（別名：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，或いは，Ｓｕｐｅｒ ３Ｇ）が適用されるシステムである。無線通信システム１０００は、基地局装置（ｅＮＢ： ｅＮｏｄｅ Ｂ）２００_ｍ（２００_１、２００_２、２００_３、・・・、２００_ｍ、ｍはｍ＞０の整数）と、基地局装置２００_ｍと通信する複数の移動局１００_ｎ（１００_１、１００_２、１００_３、・・・１００_ｎ、ｎはｎ＞０の整数）とを備える。基地局装置２００は、上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００と接続され、アクセスゲートウェイ装置３００は、コアネットワーク４００と接続される。移動局１００_ｎはセル５０_ｋ（５０_１、５０_２、・・・、５０_ｋ、ｋはｋ＞０の整数）のいずれかにおいて基地局装置２００_ｍとＥｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮにより通信を行う。
ここで、上記移動局１００_ｎには、基地局装置２００_ｍのいずれかと通信チャネルを確立し、通信状態にあるものと、基地局２００_ｍのいずれとも通信チャネルを確立しておらず、無通信状態にあるものが混在するものとする。

基地局装置２００_ｍは、同期信号を送信する。移動局１００_ｎは、セル５０_ｋ（５０_１、５０_２、５０_３、・・・５０_ｋ、ｋはｋ＞０の整数）のいずれかに位置し、電源立ち上げ時、あるいは、通信中の間欠受信時等において、上記同期信号に基づいて、自局にとって無線品質が良好なセルを検出するセルサーチを行う。すなわち、移動局１００_ｎは、同期信号を用いてシンボルタイミングとフレームタイミングとを検出し、かつ、セルID（セルIDから生成されるセル固有のスクランブルコード）またはセルＩＤの集合（以下、セルＩＤグループと呼ぶ）などのセル固有の制御情報の検出を行う。

ここで、セルサーチは、移動局１００_ｎが通信状態にある場合と無通信状態にある場合の両方で行われる。例えば、通信状態におけるセルサーチとしては、同じ周波数のセルを検出するためのセルサーチや異なる周波数のセルを検出するためのセルサーチ等がある。また、無線通信状態におけるセルサーチとしては、例えば、電源立ち上げ時のセルサーチや待ち受け時のセルサーチ等がある。

以下、基地局装置２００_ｍ（２００_１、２００_２、２００_３、・・・２００_ｍ）については、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限り基地局２００_ｍとして説明を進める。以下、移動局１００_ｎ（１００_１、１００_２、１００_３、・・・１００_ｎ）については、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限り移動局１００_ｎとして説明を進める。以下、セル５０_ｋ（５０_１、５０_２、５０_３、・・・５０_ｋ）については、同一の構成、機能、状態を有するので、以下では特段の断りがない限りセル５０_ｋとして説明を進める。

無線通信システム１０００は、無線アクセス方式として、下りリンクについてはＯＦＤＭ（直交周波数分割多元接続）、上りリンクについてはＳＣ−ＦＤＭＡ（シングルキャリア−周波数分割多元接続）が適用される。上述したように、ＯＦＤＭは、周波数帯域を複数の狭い周波数帯域（サブキャリア）に分割し、各周波数帯上にデータを載せて伝送を行う方式である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、周波数帯域を分割し、複数の端末間で異なる周波数帯域を用いて伝送することで、端末間の干渉を低減することができる伝送方式である。

ここで、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮにおける通信チャネルについて説明する。

下りリンクについては、各移動局１００_ｎで共有して使用される物理下りリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＬＴＥ用の下り制御チャネルとが用いられる。下りリンクでは、ＬＴＥ用の下り制御チャネルにより、物理下りリンク共有チャネルにマッピングされる移動局の情報やトランスポートフォーマットの情報、物理上りリンク共有チャネルにマッピングされる移動局の情報やトランスポートフォーマットの情報、物理上りリンク共有チャネルの送達確認情報などが通知され、物理下りリンク共有チャネルによりユーザデータが伝送される。

また、下りリンクにおいて、基地局装置２００_ｍは、移動局１００_ｎがセルサーチを行うための同期信号を送信する。

上りリンクについては、各移動局１００_ｎで共有して使用される物理上りリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）と、ＬＴＥ用の上り制御チャネルとが用いられる。尚、上り制御チャネルには、物理上りリンク共有チャネルと時間多重されるチャネルと、周波数多重されるチャネルの２種類がある。

上りリンクでは、ＬＴＥ用の上り制御チャネルにより、下りリンクにおける物理共有チャネルのスケジューリング、適応変復調・符号化（ＡＭＣ： Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）に用いるための下りリンクの品質情報（ＣＱＩ： Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）及び下りリンクの物理共有チャネルの送達確認情報（ＨＡＲＱ ＡＣＫ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が伝送される。また、物理上りリンク共有チャネルによりユーザデータが伝送される。

下りリンク伝送では、図４に示すように、１無線フレーム(Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ)は１０ｍｓであり、１Ｒａｄｉｏ Ｆｒａｍｅ内に１０個のサブフレームが存在する。また、図５に示すように、１サブフレームは、２個のスロットで構成され、１個のスロットは、ショートCP(Ｓｈｏｒｔ ＣＰ)を用いる場合に７個のＯＦＤＭシンボル（図５における上図）、ロングCP(Ｌｏｎｇ ＣＰ)を用いる場合に６個のＯＦＤＭシンボル（図５における下図）で構成される。

＜基地局装置ｅＮＢ＞

次に、本発明の実施例に係る基地局装置２００_ｍについて、図６を参照して説明する。

本実施例に係る基地局装置２００は、送受信アンテナ２０２と、アンプ部２０４と、送受信部２０６と、ベースバンド信号処理部２０８と、呼処理部２１０と、伝送路インターフェース２１２とを備える。

下りリンクにより基地局装置２００_ｍから移動局１００_ｎに送信されるパケットデータは、基地局装置２００の上位に位置する上位局、例えばアクセスゲートウェイ装置３００から伝送路インターフェース２１２を介してベースバンド信号処理部２０８に入力される。

ベースバンド信号処理部２０８では、パケットデータの分割・結合、ＲＬＣ（ｒａｄｉｏ ｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ）再送制御の送信処理などのＲＬＣ ｌａｙｅｒの送信処理、ＭＡＣ再送制御、例えばＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）の送信処理、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ： Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理が行われて、送受信部２０６に転送される。また、ベースバンド信号処理部２０８では、後述するように、同期信号の生成処理が行われる。上記同期信号は、上記パケットデータに多重されて送受信部２０６に転送される。

送受信部２０６では、ベースバンド信号処理部２０８から出力されたベースバンド信号を無線周波数帯に変換する周波数変換処理が行われ、その後、アンプ部２０４で増幅されて送受信アンテナ２０２より送信される。ここで、ベースバンド信号とは、上述したパケットデータや同期信号等である。

一方、上りリンクにより移動局１００_ｎから基地局装置２００_ｍに送信されるデータについては、送受信アンテナ２０２で受信された無線周波数信号がアンプ部２０４で増幅され、送受信部２０６で周波数変換されてベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部２０８に入力される。

ベースバンド信号処理部２０８では、入力されたベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理、誤り訂正復号、ＭＡＣ再送制御の受信処理、ＲＬＣ ｌａｙｅｒの受信処理がなされ、伝送路インターフェース２１２を介してアクセスゲートウェイ装置３００に転送される。

呼処理部２１０は、無線基地局２００の状態管理やリソース割り当てを行う。

次に、ベースバンド信号処理部２０８の構成について、図７を参照して説明する。尚、本発明に係る実施形態は、主に下りリンクに係るため、同図においては、下りリンクの処理に係る部分を示し、上りリンクの処理に係る部分は省略する。

ベースバンド信号処理部２０８は、ＲＬＣ処理部２０８_１と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部２０８_２と、符号化部２０８_３と、データ変調部２０８_４と、多重部２０８_５と、直並列変換部２０８_６と、乗算器２０８_７と、乗算器２０８_８と、スクランブルコード生成部２０８_９と、振幅調整部２０８_１０と、合成部２０８_１１と、ＩＦＦＴ（ＩＤＦＴ）２０８_１２と、ＣＰ付加部２０８_１３と、同期信号生成部２０９とを具備する。

伝送路インターフェース部より受け取った下りリンクのパケットデータの送信データ系列は、ＲＬＣ処理部２０８_１において、分割・結合、ＲＬＣ再送制御の送信処理等のＲＬＣ ｌａｙｅｒの送信処理が行われ、ＭＡＣ処理部２０８_２において、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）の送信処理や、スケジューリング、伝送フォーマットの選択、周波数リソースの割り当て等のＭＡＣ ｌａｙｅｒの送信処理が行われた後、符号化部２０８_３において符号化され、データ変調部２０８_４においてデータ変調される。そして、データ変調された送信データ系列に、多重部２０８_５においてパイロットシンボルが多重され、上記パイロットシンボルが多重された送信データ系列は、直並列変換部２０８_６において直並列変換されて周波数軸上のＮ個の情報シンボル系列に変換され、周波数軸上に並べられる。ここで、上記パイロットシンボルは、例えば、下りリンクリファレンスシグナル（ＤＬ−ＲＳ：Ｄｏｎｗｌｉｎｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ）である。上記周波数軸上に並べられたＮ個の情報シンボル系列に対して、Ｎ個の乗算器２０８_７それぞれにおいて、スクランブルコード生成部２０８_９が出力するスクランブルコードが周波数方向に乗算され、さらに、スクランブルコードが乗算されたシンボル系列に対して、Ｎ個の乗算部２０８_８それぞれにおいて、振幅調整部２０８_１０の出力する振幅調節系列値が乗算され、合成部２０８_１１に出力される。合成部２０８_１１は、スクランブルコードおよび振幅調整系列値が乗算された系列長Ｎのシンボル系列に、同期信号生成部２０９において作成された同期信号を、Ｎ個のサブキャリアのうちの該当する特定のサブキャリアに多重する。

後述するように、同期信号が送信されるサブフレーム番号およびスロット番号は、同期信号制御部２０９_１によって決定される。同期信号が送信されるサブフレーム番号およびスロット番号においては、同期信号生成部２０９において作成された同期信号が、合成部２０８_１１で他の信号（下りリンクのパケットデータにスクランブルコードおよび振幅調整系列値が乗算されたシンボル系列）と合成される。同期信号が送信されないサブフレーム番号およびスロット番号においては、同期信号生成部２０９において作成された同期信号は多重されない。この場合、下りリンクのパケットデータにスクランブルコードおよび振幅調整系列値の乗算された系列長Ｎのシンボル系列のみが逆フーリエ変換部２０８_１２に与えられる。同期信号が多重されるサブキャリアは、例えば、全帯域幅の中心を含む帯域に位置する。また、同期信号が多重されるサブキャリアの帯域幅は、例えば１．２５ＭＨｚである。

逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ部）２０８_１２は、Ｎ個のシンボルを直交マルチキャリア信号に変換する。ＣＰ付加部２０８_１３は、フーリエ対象時間毎にこのマルチキャリア信号に、ＣＰを挿入する。尚、上記ＣＰの長さ（ＣＰ長）には、Ｌｏｎｇ ＣＰとＳｈｏｒｔ ＣＰの２種類があり、セル毎にどちらのＣＰ長を用いるかが選択される。

同期信号生成部２０９における同期信号の生成処理について説明する。尚、上記同期信号は、第１の同期信号（以下、一次同期チャネル、プライマリ同期チャネル又はＰ−ＳＣＨと呼ぶ）と、第２の同期信号（以下、二次同期チャネル、セカンダリ同期チャネル又はＳ−ＳＣＨと呼ぶ）とから構成される。同期信号生成部２０９は、同期信号制御部２０９_１と、同期信号発生部２０９_２と、データ変調部２０９_３と、直並列変換部２０９_４と、乗算器２０９_５と、振幅調整部２０９_６とを具備する。同期信号発生部２０９_２は、Ｐ−ＳＣＨ生成部２５２と、Ｓ−ＳＣＨ生成部２５４と、乗算部２５６と、スクランブル系列生成部２５８と、多重部２６０とを具備する。同期信号制御部２０９_１は、同期信号発生部２０９_２のＰ−ＳＣＨ生成部２５２、Ｓ−ＳＣＨ生成部２５４、スクランブル系列生成部２５８及び多重部２６０と接続される。

同期信号制御部２０９_１は、当該基地局装置２００_ｍがＥｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮを用いた通信を提供するセルのセルＩＤあるいはセルＩＤグループに基づき、Ｐ−ＳＣＨの系列番号及びＳ−ＳＣＨの系列番号と、Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨが送信されるサブフレーム番号およびスロット番号とを決定する。移動局は、例えば、セルＩＤグループを特定した後、パイロット信号、すなわち、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌの信号パターンに基づいてセルを特定してもよい。この場合、例えば、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌの信号パターンとセルのＩＤが予め規定されていることになる。あるいは、移動局は、例えば、Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨの復調・復号に基づいて、セルを特定してもよい。この場合、例えば、Ｐ−ＳＣＨ系列番号とセルＩＤ情報が予め規定されていることになる。Ｐ−ＳＣＨでは、例えばセクタ毎に異なる系列が選択される。例えば、３セクタ構成のセルのＰ−ＳＣＨ系列は、３つの異なる系列を含んで構成されるセットから選択される。

そして、同期信号制御部２０９_１は、上記Ｐ−ＳＣＨの系列番号をＰ−ＳＣＨ生成部２５２に通知し、上記Ｓ−ＳＣＨの系列番号をＳ−ＳＣＨ生成部２５４に通知する。また、同期信号制御部２０９_１は、上記Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨが送信されるサブフレーム番号およびスロット番号を、同期信号送信タイミング情報として多重部２６０に通知する。

例えば、無線通信システム１０００は、非特許文献５および図８に示すように、Ｐ−ＳＣＨおよびＳ−ＳＣＨが送信されるサブフレーム番号およびスロット番号を定義する。この例においては、複数種類、例えば３種類のＰ−ＳＣＨ系列が用いられ、サブフレーム番号＃１とサブフレーム番号＃６において同期信号が送信される。また、この例においては、Ｐ−ＳＣＨがスロットの最後のＯＦＤＭシンボルにマッピングされることにより、移動局において、Ｌｏｎｇ ＣＰが用いられているか、Ｓｈｏｒｔ ＣＰが用いられているかに関係なく、Ｐ−ＳＣＨの復調を行うことが可能となる。その理由は、スロットの最後のＯＦＤＭシンボルにおいては、Ｌｏｎｇ ＣＰ適用時の６番目のＯＦＤＭシンボルとＳｈｏｒｔ ＣＰ適用時の７番目のＯＦＤＭシンボルが時間的に一致しているからである。言い換えれば、ショートCPでもロングCPでもスロットの先頭及び末尾のタイミングは一致しているからである。この時、無線通信システムは、Ｐ−ＳＣＨ系列番号とセルＩＤ情報とを予め関連づけてもよい。このような関連付けが無線通信システム１０００により行われることにより、各基地局装置２００_ｍの同期信号制御部２０９_１は、当該基地局装置２００_ｍがＥｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮを用いた通信を提供するセルのセルＩＤに基づき、Ｐ−ＳＣＨの系列番号を決定することができる。

一般に、基地局装置２００_ｍが提供する通信エリアは、２つ以上のエリアに分割されている。これはセクタ化と呼ばれる。基地局装置２００_ｍが複数のセクタを有する場合には上記セルＩＤまたはセルＩＤグループは、基地局装置２００_ｍの全てのセクタを合わせたエリアのＩＤとして使われてもよいし、基地局装置２００_ｍの各セクタのＩＤとして使われてもよい。セルＩＤまたはセルＩＤグループが、基地局装置２００_ｍの全てのセクタを合わせたエリアのＩＤとして使われる場合には、上記同期信号系列と、上記同期信号が送信されるサブフレーム番号およびスロット番号との組み合わせは、基地局装置２００_ｍ毎に設定される。セルＩＤまたはセルＩＤグループが、基地局装置２００_ｍの各セクタのＩＤとして使われる場合には、上記同期信号系列と、上記同期信号が送信されるサブフレーム番号およびスロット番号との組み合わせは、基地局装置２００_ｍのセクタ毎に設定される。

Ｐ−ＳＣＨ系列としては，Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列（非特許文献９）などのＣＡＺＡＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｚｅｒｏ ＡｕｔｏＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）系列、Ｆｒａｎｋ系列（非特許文献１０）、Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｆｒａｎｋ系列（非特許文献１０）、Ｇｏｌａｙ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ系列（非特許文献１１）、Ｄｏｕｂｌｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ Ｇｏｌａｙ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｓｅｑｕｅｎｃe（非特許文献１２）、ＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｎｏｉｓｅ）系列などを用いるようにしてもよい。

また、Ｓ−ＳＣＨ系列としては、非直交系列又は直交系列であるスクランブル系列を直交系列に又は非直交系列に乗算した２階層型のＳ−ＳＣＨ系列（非特許文献１３）を用いてもよいし、複数の直交系列又は非直交系列を周波数領域で交互に配置するＳ−ＳＣＨ系列を用いてもよいし、複数の直交系列又は非直交系列に非直交系列又は直交系列であるスクランブル系列を乗算したＳ−ＳＣＨ系列（非特許文献６）を用いてもよいし，複数の直交系列又は非直交系列を連続するサブキャリアに配置するＳ−ＳＣＨ系列（非特許文献７）を用いてもよいし、複数の直交系列または非直交系列を連続するサブキャリアに配置し、非直交系列又は直交系列であるスクランブル系列を乗算するＳ−ＳＣＨ系列を用いてもよい。直交系列には、ウォルシュアダマール（Ｗａｌｓｈ−Ｈａｄａｍａｒｄ）系列、位相回転直交系列、直交Ｍ系列を用いてもよいし、非直交系列には、ＧＣＬ系列などのカザック（ＣＡＺＡＣ）系列、ゴレイ（Ｇｏｌａｙ）系列、Ｇｏｌａｙ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｓｅｑｕｅｎｃe（非特許文献１１）、Ｍ系列（非特許文献１４）及びＰＮ系列などを用いるようにしてもよい。

Ｐ−ＳＣＨ生成部２５２及びＳ−ＳＣＨ生成部２５４は、同期信号制御部２０９_１により通知された同期信号系列情報および同期信号送信タイミング情報に基づき、それぞれＰ−ＳＣＨ系列及びＳ−ＳＣＨ系列を生成する。

例えば、同期信号発生部２０９_２は、Ｓ−ＳＣＨを生成する場合に、Ｓ−ＳＣＨで通知するセル固有情報を階層化してもよい。セル固有の情報とは、セルＩＤグループ、無線フレームタイミング及び送信アンテナ数情報のうち少なくとも１つの情報が含まれる。ここで、無線通信システム１０００は、移動局がセルサーチを行う際に、周辺セル情報などの事前情報として、階層化された一部の情報を通知してもよい。例えば、事前情報として、セルＩＤグループを通知してもよいし、セルＩＤグループの一部を通知してもよいし、無線フレームタイミングを通知してもよいし、送信アンテナ数情報を通知してもよいし、セルＩＤグループの一部、セルＩＤグループ、無線フレームタイミング及び送信アンテナ数情報を組み合わせた情報のうちいずれか１つの情報が含まれていてもよい。このようにすることにより、移動局がセルサーチを行う際に検出する系列数を減少させることができる。

具体的には、例えば、図９Ａに示すように、セルＩＤグループを複数種類の系列、例えばそれぞれ３１系列長のショートコードを含む系列を含む２種類の系列に分ける。図中縦軸の「第１ショートコード」は、Ｓ−ＳＣＨ系列において、例えば系列長３１の２種類のショートコードを用いた場合の第１ショートコードの系列インデックスを示す。図中横軸の「第２ショートコード」は第２ショートコードの系列インデックスを示す。何れの系列インデックスも３１個用意されているが、上述したように第１ショートコードおよび第２ショートコードに割り当てる系列インデックス数は必要に応じて限定されてもよい。

図示されているように、（フレーム）タイミング＃１で使用される第１のショートコードの系列インデックスは、第１の数値範囲（０−１３）から選択される。このタイミング＃１で使用される第２のショートコードの系列インデックスは、第２の数値範囲（２３−３０）から選択される。タイミング＃１から５ｍｓ後のタイミング＃２で使用される第１のショートコードの系列インデックスは、第２の数値範囲（２３−３０）から選択される。このタイミング＃２で使用される第２のショートコードの系列インデックスは、第１の数値範囲（０−１３）から選択される。

このように第１及び第２のタイミングで使用する系列インデックスの数値範囲が互いに重複しないようにすると、第１及び第２ショートコード各々をサーチする際のコードの候補数が少なく、速やかにサーチできることに加えて、第１ショートコードの系列インデックスを検出した時点でそれがタイミング＃１に対応することが速やかに判明する等の点で有利である。

図９ＢはＳ−ＳＣＨ系列の別の決定方法を説明するための図である。図示の例では、第１および第２のショートコードの系列インデックスは同じ数値範囲（０−３０）から選択される。説明の便宜上、第１，２ショートコードの系列インデックスをｍ，ｎとする。図示の例では、例えば、ｍ−ｎ≦Δ又はｎ−ｍ≦Δを満たすように、ｍ，ｎの組み合わせが選択される。ｍ，ｎは０−３０の整数であり、Δは２９以下の整数である。図９Ａの場合より広い数値範囲の中から系列インデックスが選択されるので、セカンダリ同期チャネルに使用される符合の組み合わせの自由度が多くなり、これは、衝突を回避しやすくする等の観点から好ましい。

図１０はＳ−ＳＣＨ系列の別の決定方法を説明するための図である。図示の例でも第１および第２のショートコードの系列インデックスは同じ数値範囲（０−３０）から選択される。但し、図９Ａ，９Ｂのような簡易な規則性はなく、同じ組み合わせが生じないように、第１及び第２ショートコードが様々に組み合わせられている。

Ｐ−ＳＣＨ生成部２５２により生成されたＰ−ＳＣＨ系列は多重部２６０に入力され、Ｓ−ＳＣＨ生成部２５４により生成されたＳ−ＳＣＨ系列は乗算部２５６に入力される。同期信号制御部２０９_１は、スクランブル系列を示す情報をスクランブル系列生成部２５８に入力する。例えば、同期信号制御部２０９_１は、全セルで共通のスクランブルコードを示す情報をスクランブル系列生成部２５８に入力する。スクランブル系列生成部２５８は、同期信号制御部２０９_１により入力されたスクランブル系列を示す情報に基づいて、スクランブル系列を生成し乗算部２５６に入力する。乗算部２５６では、Ｓ−ＳＣＨに対してスクランブル系列が乗算され、スクランブル系列が乗算されたＳ−ＳＣＨ系列は多重部２６０に入力される。スクランブル系列長としては、２種類のショートコードにまたがってスクランブル（拡散）をしてもよいし、２種類のショートコードそれぞれに対して、スクランブルを行ってもよい。複数種類のスクランブル系列によって、例えば、Ｓ−ＳＣＨ系列へのシステム情報、例えばフレームタイミング、セルＩＤグループ、及び送信アンテナ数情報等のいずれかを通知するようにしてもよい。このようにすることにより、特に１．２５ＭＨｚのシステムにおいて、Ｓ−ＳＣＨ系列のＰＡＰＲを低減することができる。

しかし、隣接セル及び／又は同一基地局内のセルが同一のＳ−ＳＣＨ系列を用いている場合に、隣接セルからの干渉により、ユーザ装置におけるＳ−ＳＣＨの検出確率が劣化する。このため、セルサーチに時間がかかり、セルサーチ時間特性が劣化する。隣接セルからの干渉からの干渉をランダム化することにより、この問題を解決する観点からは、同期信号制御部２０９_１は、複数種類のスクランブルコードの中からセル毎に異なるスクランブル系列を示す情報をスクランブル系列生成部２５８に入力するのが好ましい。この場合、Ｓ−ＳＣＨのスクランブルコードとして、セル毎に異なる、すなわち複数種類のスクランブル系列を用いるようにしてもよいし、基地局毎に異なるスクランブル系列を用いるようにしてもよい。この場合、スクランブル系列生成部２５８は、同期信号制御部２０９_１により入力されたスクランブル系列を示す情報に基づいて、スクランブル系列を生成し乗算部２５６に入力する。ここで，生成するスクランブル系列は、Ｐ−ＳＣＨ系列番号に対応付けされたＰ−ＳＣＨ系列固有のスクランブル系列を生成してもよい。また、例えば、非特許文献１５にあるように、2種類のショートコードの内，片方のショートコードの系列番号固有のスクランブル系列を生成してもよい。乗算部２５６では、Ｓ−ＳＣＨ系列に対して、スクランブル系列生成部２５８により入力されたスクランブル系列が乗算され、多重部２６０に入力される。スクランブル系列長としては、２種類のショートコードにまたがってスクランブルをしてもよいし、２種類のショートコードそれぞれに対して、スクランブルを行ってもよい。例えば、乗算するスクランブル系列は、全セル固有のスクランブル系列を用いてもよいし、Ｐ−ＳＣＨ系列固有のスクランブル系列を用いてもよいし、複数種類のスクランブル系列を用いてもよいし、2種類のショートコードの内，片方のショートコードの系列番号固有のスクランブル系列を用いてもよい。また、例えば、2種類のショートコードの内，片方のショートコードに，全セル共通のスクランブルを乗算し，もう片方のショートコードに対しＰ−ＳＣＨ系列固有のスクランブル系列を乗算するようにしてもよい。また、例えば、2種類のショートコードの内，片方のショートコードに，Ｐ−ＳＣＨ系列固有のスクランブル系列を乗算し，もう片方のショートコードに対し、片方のショートコード系列番号固有のスクランブル系列を乗算するようにしてもよい。複数種類のスクランブル系列によって、例えば、Ｓ−ＳＣＨ系列へのシステム情報、例えばフレームタイミング、セルＩＤグループ、及び送信アンテナ数情報等のいずれかを通知するようにしてもよい。多重部２６０は、Ｐ−ＳＣＨ系列とスクランブル系列が乗算されたＳ−ＳＣＨ系列とを多重して、データ変調部２０９_３に入力する。

同期信号発生部２０９_２で生成された同期信号系列は、データ変調部２０９_３においてデータ変調され、さらに、直並列変換部２０９_４において直並列変換されて周波数軸上のＮ_ＳＣＨ個のシンボル系列に変換される。上記Ｎ_ＳＣＨ個のシンボル信号に対して、乗算器２０９_５において、振幅調節部２０９_６により入力される振幅調節系列値が乗算され、合成部２０８_１１に出力される。

＜ユーザ装置ＵＥ＞
次に、本実施例に係る移動局１００について、図１１を参照して説明する。

移動局１００は、基本波形相関部１０２、同期信号レプリカ生成部１０４、符号系列乗算部１０６、上位階層符号相関部１０８、タイミング検出部１１０及びＳ−ＳＣＨ検出部１１２から構成される。

移動局１００は、アンテナで受信したマルチキャリア信号を基本波形相関部１０２に入力する。一方、同期信号レプリカ生成部１０４は、予め設定されている基本波形の同期信号レプリカを生成し、基本波形相関部１０２に順次に入力する。基本波形相関部１０２において、受信したマルチキャリア信号と基本波形の同期信号レプリカとの相関検出が行われる。符号系列乗算部１０６は、基本波形に対する基本波形相関部１０２の出力に符号系列を乗算する（或いは符号反転する）。上位階層符号相関部１０８は、符号系列乗算部１０６の出力に対して上位階層符号との相関検出を行う。このようにして、Ｐ−ＳＣＨのレプリカ相関を行うことができる。

タイミング検出部１１０は、相関値からＰ−ＳＣＨのタイミングおよびＰ−ＳＣＨ系列番号を検出する。Ｐ−ＳＣＨ系列番号が検出されると、スクランブル系列が乗算されたＳ−ＳＣＨ系列のデスクランブルが行われる。そして検出されたＰ−ＳＣＨのタイミングに基づいて、Ｐ−ＳＣＨをリファレンス信号としてＳ−ＳＣＨ検出部１１２においてＳ−ＳＣＨを検出する。ここで、例えば、事前情報として、セルＩＤグループが通知されている場合には、無線フレームタイミングおよび送信アンテナ数情報を検出する。なお、基地局でスクランブルが施されている場合には、同期検波後にデスクランブルを行う必要がある。

具体的に説明する。

下りリンクの信号に含まれるＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨによりセルサーチが行われる。尚、上述した、無線通信システム１０００が定義するＰ−ＳＣＨ系列およびＳ−ＳＣＨ系列に基づいて、セルサーチが行われる。すなわち、Ｐ−ＳＣＨ系列およびＳ−ＳＣＨ系列を検出することにより、セルＩＤまたはセルＩＤグループを検出する。そして、セルＩＤを検出した後、セルＩＤと関連づけられるスクランブリングコードを用いて報知情報、例えばプライマリ報知チャネルの受信を行い、セルサーチ処理を終了する。無線通信システム１０００が定義するＰ−ＳＣＨ系列および同期信号送信パターンの詳細は、基地局装置２００_ｍにおける説明と同一であるため省略する。

例えば、無線通信システム１０００が、図８における同期信号送信パターンを定義し、かつ、Ｐ−ＳＣＨ系列番号とセルＩＤ情報とが予め関連づけられている場合には、タイミング検出部１１０は、同期チャネルのタイミングおよびＰ−ＳＣＨ系列番号の検出を行う。また、Ｓ−ＳＣＨ検出部１１２は、例えば、Ｓ−ＳＣＨ系列に乗算されたスクランブル系列によりデスクランブルを行い、Ｓ−ＳＣＨに含まれる情報要素を検出することにより、セル固有情報を検出することが可能となる。

＜同期チャネルの送受信＞
次に、本実施例に係る同期チャネル送信方法について説明する。

Ｓ−ＳＣＨ生成部２５４は、複数の同期信号の系列を選択する。例えば、無線フレームタイミング＃１及び＃２それぞれにおいて、１６個のショートコード含む系列長が３２の系列（ファーストレイヤーセルＩＤグループインジケータ＃１）と１６個のショートコードを含む系列長が３２の系列（セカンドレイヤーセルＩＤグループインジケータ＃２）の２種類の系列を選択する。次に、Ｓ−ＳＣＨ生成部２５４は、移動局に予め通知する事前情報を生成する。例えば、セルＩＤグループを特定する情報の一部であるファーストレイヤーセルＩＤグループを示す事前情報を生成する。生成した事前情報が送信される。

また、Ｓ−ＳＣＨ生成部２５４は、選択した複数の同期信号の系列により、セカンダリ同期チャネルを生成する。例えば、セルＩＤグループを特定する情報の一部であるファーストレイヤーセルＩＤグループとともに、セルＩＤグループを特定する情報の一部であるセカンドレイヤーセルＩＤグループを示すセカンダリ同期チャネルを生成する。同期信号制御部２０９_１は、スクランブル系列を示す情報をスクランブル系列生成部２５８に入力する。例えば、同期信号制御部２０９_１は、全セルで共通のスクランブルコードを示す情報をスクランブル系列生成部２５８に入力する。また，例えば、同期信号制御部２０９_１は、複数種類のスクランブルコードを示す情報をスクランブル系列生成部２５８に入力する。セカンダリ同期チャネルは、乗算部２５６に入力され、乗算部２５６においてスクランブル生成部２５８により生成されたスクランブル系列が乗算され、送信される。

移動局は、事前情報とセカンダリ同期チャネルにより、セル固有情報を検出する。

次に、本実施例に係る無線通信システム１０００におけるセルサーチ方法について、図１２を参照して説明する。

第１ステップとして、移動局はプライマリ同期チャネル系列と受信信号との相関検出を行い、プライマリ同期チャネルのキャリア周波数及びタイミングを検出する（Ｓ１１０２、Ｓ１１０４）。この結果、プライマリ同期チャネル系列番号が検出される（ステップＳ１１０６）。この第１ステップで、移動局は信号の位相差を求め、周波数オフセット補償を行ってもよい。

プライマリ同期チャネルのタイミング、キャリア周波数及びプライマリ同期チャネル系列番号がわかると、セカンダリ同期チャネルのタイミング、キャリア周波数もわかる。スクランブル系列が乗算されたセカンダリ同期チャネルに対してデスクランブルが行われる。

次に、セカンダリ同期チャネルで使用されるセル固有のセカンダリ同期チャネル系列から、フレームタイミングを検出する（Ｓ１１０８）。典型的には１フレームに複数（例えば２つ）の同期チャネルが配置されているため、タイミング検出後にフレームタイミングを検出する必要がある。また、セル固有のセカンダリ同期チャネル系列から、セルＩＤグループを検出する（Ｓ１１１０）。

ここで、例えば、セルＩＤグループの一部または全てを事前情報として移動局に前もって通知することにより、検出するべき固有情報の候補数を低減できるため、検出精度を向上させることができる。その結果、特性を改善できる。事前情報としては、例えば、無線フレームタイミングを通知してもよいし、送信アンテナ数情報を通知してもよい。

基地局が複数の送信アンテナを有する場合には、基地局が送信アンテナ数情報をセカンダリ同期チャネルで移動局に通知し、第２ステップで移動局が送信アンテナ数情報（ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）アンテナ数情報）を検出してもよい（Ｓ１１１２）。特に、基地局が報知チャネルを送信するために用いられる送信アンテナ数情報を検出してもよい。

次に、第２ステップで検出されたセルＩＤグループと第１ステップで検出されたプライマリ同期チャネル系列番号を用いてセルＩＤを検出する（Ｓ１１１４）。

次に、本発明の他の実施例に係る移動局及び基地局装置を有する無線通信システムについて説明する。本実施例に係る無線通信システム、基地局装置及び移動局の構成は、図３、図６、図７及び図１１を参照して説明した構成と同様である。

本実施例に係る基地局装置２００では、同期信号制御部２０９_１は、Ｐ−ＳＣＨ系列番号に基づいて、Ｐ−ＳＣＨ系列固有のスクランブル系列を示す情報をスクランブル系列生成部２５８に入力する。この場合、スクランブル系列生成部２５８は、同期信号制御部２０９_１により入力されたスクランブル系列を示す情報に基づいて、スクランブル系列を生成し乗算部２５６に入力する。乗算部２５６では、Ｓ−ＳＣＨ系列に対してＰ−ＳＣＨ系列固有のスクランブル系列が乗算され、多重部２６０に入力される。この場合、Ｐ−ＳＣＨ系列番号とスクランブル系列番号が予め明示的に対応付けられている。この点、Ｐ−ＳＣＨとスクランブル系列番号の間にそのような明示的な対応付けがなされていなかった第１実施例の場合と異なる。Ｐ−ＳＣＨではセクタ毎に異なる系列が選択されるので、Ｓ−ＳＣＨに対して異なるスクランブル系列が乗算される。例えば、３セクタ構成のセルのＰ−ＳＣＨ系列は３つの異なる系列を含んで構成されるセットから選択されるので、Ｓ−ＳＣＨ系列に乗算されるスクランブル系列も３つの異なるスクランブル系列を含んで構成されるセットから選択される。

移動局１００のタイミング検出部１１０は、符号系列乗算部１０６の出力と上位階層符号との相関値からＰ−ＳＣＨのタイミングおよびＰ−ＳＣＨ系列番号を検出する。Ｐ−ＳＣＨ系列番号が検出されると、Ｐ−ＳＣＨ系列固有のスクランブル系列が乗算されたＳ−ＳＣＨ系列のデスクランブルが行われる。そして検出されたＰ−ＳＣＨのタイミングに基づいて、Ｐ−ＳＣＨをリファレンス信号としてＳ−ＳＣＨ検出部１１２においてＳ−ＳＣＨを検出する。

また、セルサーチ方法では、図１２を参照して説明したフローにおいて、ステップＳ１１０６において、プライマリ同期チャネル系列番号が検出される。この検出されたプライマリ同期チャネル系列番号により、セカンダリ同期チャネルに乗算されているプライマリ同期チャネル固有のスクランブル系列もわかる。プライマリ同期チャネル固有のスクランブル系列が乗算されたセカンダリ同期チャネルに対して、デスクランブルが行われる。その後、ステップＳ１１０８となる。

このようにすることにより、隣接セル及び／又は同一基地局内のセルが同一のＳ−ＳＣＨ系列を用いている場合に、隣接セルからの干渉をランダム化することが可能となり、Ｓ−ＳＣＨの検出確率を改善することが可能となる。その結果、セルサーチに要する時間を短縮でき、セルサーチ時間特性を改善可能となる。

また、Ｓ−ＳＣＨの検出において、Ｐ−ＳＣＨ系列に基づいてチャネル推定を行う場合に、セル毎のチャネル状態を考慮してチャネル推定を行うことができ、チャネル推定精度を改善できる。チャネル推定の精度を向上させることができることにより、Ｓ−ＳＣＨの検出精度を向上させることができる。

また、本実施例では、Ｓ−ＳＣＨ系列に対してＰ−ＳＣＨ固有のスクランブル系列が適用（乗算）されている。第１実施例とは異なり、Ｐ−ＳＣＨ系列とスクランブル系列との間に所定の対応関係が存在し、その対応関係は移動局で既知である。移動局は、セルサーチの初めの段階（第１段階）においてＳＣＨのシンボルタイミング検出を行うが、このとき、同時にＰ−ＳＣＨ系列番号の検出も行う。Ｐ−ＳＣＨ系列番号とＳ−ＳＣＨに乗算されるスクランブル系列番号とは１対１対応であるため、検出されたＰ−ＳＣＨ系列番号に基づいて、Ｓ−ＳＣＨスクランブル系列番号を第１実施例の場合よりも速やかに特定できる。このため、Ｓ−ＳＣＨスクランブル系列番号を複数種類、例えば３種類検出する必要が無い。従って、Ｓ―ＳＣＨ系列の検出において、演算量を増やすことなく、３種類のＳ−ＳＣＨスクランブル系列を生成することが可能となる。

また、プライマリ報知チャネル（P-BCH: Primary-Broadcast Channel）の検出において、演算量を増やすことなく、５１０種類のスクランブル系列を生成することが可能となる。上述したように、Ｓ−ＳＣＨ系列の検出において、演算量を増やすことなく、３種類のスクランブル系列を用いることが可能となる。図１３を参照して説明する。Ｐ−ＳＣＨは３種類のスクランブル系列を含み、スクランブリング処理は行われない。Ｓ−ＳＣＨはＰ−ＳＣＨ固有のスクランブル系列、例えば３種類のスクランブルコードによりスクランブリング処理が行われる。Ｐ−ＢＣＨはセル固有のスクランブル系列、例えば５１０種類のスクランブルコードによりスクランブリング処理が行われる。Ｓ−ＳＣＨ系列は、直交系列、例えば２種類のショートコードによって、１７０種類のセルＩＤグループ情報を通知する。そのため、Ｐ−ＢＣＨの復調において、（３種類のスクランブル系列）×（１７０種類のセルＩＤグループ情報）＝５１０種類のスクランブルコードを、演算量を増やすことなく生成することが可能となる。

また、Ｐ−ＢＣＨの復調において、Ｓ−ＳＣＨ系列に基づいてチャネル推定を行う場合に、セル毎のチャネル状態を考慮してチャネル推定を行うことができチャネル推定精度を改善できる。チャネル推定の精度を向上させることができることにより、Ｐ−ＢＣＨの復調精度を向上させることができる。

図１４は従来例、第１，第２実施例及び以下に説明される第３実施例の相違を説明するための図である。従来例では、セクタ１，２，３で一次同期チャネルＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３がそれぞれＰ−ＳＣＨとして送信される。例えば、図のように１基地局あたりのセクタ数が３である場合、Ｐ−ＳＣＨはセクタ毎に異なるので、ユーザ装置は在圏セクタを判別でき、在圏セクタでのチャネル推定値を取得できる。この点は実施例でも同様である。従来例では、セル毎に異なる二次同期チャネルを示す情報（ＳＥ_ｉ：ｉはセルを区別するパラメータ）が用意され、同一基地局に属するセクタは同じ二次同期チャネルＳＥ_ｉを送信する。上述したように、隣接セクタで同じ信号が送信されることに起因して、セクタ境界近辺でＳ−ＳＣＨの検出確率が劣化するおそれがある。

第１，第２実施例では、二次同期チャネルを示す情報ＳＥ_ｉにセクタ毎に異なるスクランブルコードＳＣ_ｊが乗算される。ＳＥ_ｉが全セクタで同じであっても、スクランブルコードＳＣ_ｊがセクタ毎に異なれば、ＳＣ_１×ＳＥ_ｉ，ＳＣ_２×ＳＥ_ｉ，ＳＣ_３×ＳＥ_ｉは全て異なるコードになる。これにより、セクタ毎に異なるＳ−ＳＣＨを送信することができ、セクタ境界付近でもＳ−ＳＣＨを高精度に復調できる。第２実施例では、セクタ毎に異なる一次同期チャネルＰ_ｉと、セクタ毎に異なるスクランブルコードＳＣ_ｉとが予め対応付けられており、その対応関係はユーザ装置で既知である。これにより一次同期チャネルＰ−ＳＣＨの確認後、速やかにＳ−ＳＣＨを復調できるようになる。

第１，２実施例ではスクランブルコードを使用するので、スクランブルコードの乗算される何らかのコード（ＳＥ_ｉ）が存在しなければならない。しかしながら本発明ではそのような２種類のコード（ＳＣ_ｉとＳＥ_ｉ）の存在は必須ではない。本発明の第３実施例では、セクタ毎に異なる一次同期チャネルＰ_１，Ｐ_２，Ｐ_３各々に異なる生成多項式Q₁(X)，Q₂(X)，Q₃(X)が対応付けられる。生成多項式Q_i(X)は例えばX⁵+X²+1のような符合を生成するための多項式である。生成多項式で生成される系列は適切な如何なる系列でよいが、好ましくは線形帰還シフトレジスタ(LSFR)系列であり、より好ましくはM系列である。例えば、第1セクタの一次同期チャネルP₁に対応する生成多項式Q₁(X)が符合長３１のM系列を生成する多項式であったとする。この場合、第1セクタでは、生成多項式Q₁(X)で生成可能な３１個の符合系列の内の何れか１つの符号系列を複数個組み合わせてS-SCHに使用される。同様に第２セクタでは、生成多項式Q₂(X)で生成可能な３１個の符合系列の内の何れか１つの符号系列を複数個組み合わせてS-SCHに使用され、第３セクタでは、生成多項式Q₃(X)で生成可能な３１個の符合系列の内の何れか１つの符号系列を複数個組み合わせてS-SCHに使用される。ユーザ装置は、一次同期チャネルP-SCHを特定することで在圏セクタを確認し、図１４右下に示されているような対応関係に基づいて在圏セクタで使用されている生成多項式(例えば、Q₁(X))を特定する。そして、ユーザ装置はその生成多項式Q₁(X)から導出可能な３１個の符合の内どれが実際にS-SCHとして使用されているかを受信信号と比較することで確認する。P-SCH(Pi)と生成多項式(Qi(X))とは１対１にしか対応しないので、ユーザ装置が在圏セクタを確認できれば、他のセクタで使用されている生成多項式から導出される符合は一切考慮しなくてよい。P-SCHの１つに対応する生成多項式から導出可能な符合だけを考慮すればよい。なお、説明の簡明化のため１つのセクタに１つの生成多項式しか対応しないように図示されているが、１つのセクタについて複数の生成多項式の組み合わせ１つが対応してもよい。この場合、別のセクタは複数の生成多項式の別の組み合わせに対応する。

図１５は第３実施例で使用される基地局装置の一部を示す。図示されている部分は、同期信号制御部２０９_１及び同期信号発生部２０９_２に関連する。図１５は概して図７に示されるものと同様であるが、本実施例ではスクランブルコードを利用しないので、スクランブル系列生成部２５８及び乗算部２５６は描かれていない。しかしながら、本実施例においても、スクランブルコードを使用することは可能である。例えば、全てのセクタで同一のスクランブルコードを使用する場合には、S-SCH生成部２５４において、スクランブルコードの乗算が行われる。また、非特許文献１５にあるように、S-SCH生成部２５４において、S-SCH系列における２種類のショートコードの内、第１のショートコードの系列番号に対応付けが行われたスクランブルコードを第２のショートコードに乗算するようにしてもよい。一次同期チャネルP-SCHと生成多項式Qi(X)との対応関係は、同期信号制御部２０９_１で管理される。S-SCH生成部２５４は、同期信号制御部２０９_１からの指示に従って二次同期チャネルを生成し、多重部２５０に入力する。本実施例ではS-SCH生成部２５４は、同期信号制御部２０９_１により指定された生成多項式Qi(X)に基づいて符合を生成し、S-SCHとして実際に使用する符合を多重部２６０に入力する。以後そのS-SCHを含んだ同期チャネルがデータ変調部２０９_３へ伝送され、説明済みの処理を経て無線送信される。

尚、上述した実施例においては、Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ ａｎｄ ＵＴＲＡＮ（別名：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，或いは，Ｓｕｐｅｒ ３Ｇ）が適用されるシステムにおける例を記載したが、本発明に係る移動局装置、基地局装置及び同期チャネル送信方法は、下りリンクにおいて直交周波数分割多重ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いる全てのシステムにおいて適用することが可能である。

説明の便宜上、発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明されるが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。

以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。

Ｓ−ＳＣＨ系列のマッピング方法を示す説明図である。 Ｓ−ＳＣＨ系列のマッピング方法を示す説明図である。 本発明の一実施例に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 無線フレーム構成を示す説明図である。 サブフレームの構成を示す説明図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置のベースバンド信号処理部を示すブロック図である。 同期信号送信パターンの定義の一例を示す説明図である。 Ｓ−ＳＣＨ系列の決定方法を説明するための図を示す。 Ｓ−ＳＣＨ系列の別の決定方法を説明するための図を示す。 Ｓ−ＳＣＨ系列の別の決定方法を説明するための図を示す。 本発明の一実施例に係る移動局装置を示す部分ブロック図である。 本発明の一実施例に係るセルサーチ方法を示すフロー図である。 プライマリ報知チャネルにおけるスクランブルコードの生成方法を示す説明図である。 ＳＣＨの送信方法を示す図である。 同期信号生成部の変形例を示す図である。

符号の説明

５０_ｋ（５０_１、５０_２、５０_３） セル
１００_ｎ（１００_１、１００_２、１００_３、１００_４、１００_５） 移動局
１０２ 基本波形相関部
１０４ 同期信号レプリカ生成部
１０６ 符号系列乗算部
１０８ 上位階層符号相関部
１１０ タイミング検出部
１１２ Ｓ−ＳＣＨ検出部
２００_ｍ（２００_１、２００_２、２００_３） 基地局装置
２０２ 送受信アンテナ
２０４ アンプ部
２０６ 送受信部
２０８ ベースバンド信号処理部
２０９ 同期信号生成部
２１０ 呼処理部
２１２ 伝送路インターフェース
２０８_１ ＲＬＣ処理部
２０８_２ ＭＡＣ制御部処理部
２０８_３ 符号化部
２０８_４ データ変調部
２０８_５ 多重部
２０８_６ 直並列変換部
２０８_７ 乗算器
２０８_８ 乗算器
２０８_９ スクランブルコード生成部
２０８_１０ 振幅調整部
２０８_１１ 合成部
２０８_１２ 逆フーリエ変換部
２０８_１３ ＣＰ付加部
２０９_１ 同期信号制御部
２０９_２ 同期信号発生部
２０９_３ データ変調部
２０９_４ 直並列変換部
２０９_５ 乗算器
２０９_６ 振幅調整部
２５２ Ｐ−ＳＣＨ生成部
２５４ Ｓ−ＳＣＨ生成部
２５６ 乗算部
２５８ スクランブル系列生成部
２６０ 多重部
３００ アクセスゲートウェイ装置
４００ コアネットワーク
１０００ 無線通信システム

Claims (11)

1. プライマリ同期チャネルとセカンダリ同期チャネルとが含まれた同期チャネルを生成する生成部と、
   前記同期チャネルを含む信号を無線送信する送信部とを備え、
   前記生成部において、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応するように、プライマリ同期チャネルが複数種類規定されており、セカンダリ同期チャネルは、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応して所定の生成多項式から導出された符号を使用することを特徴とする基地局装置。
2. 前記生成部は、セクタに対応した符号を使用することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
3. 前記所定の生成多項式から導出される符号は、線形帰還シフトレジスタ（ＬＦＳＲ）系列に属することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局装置。
4. 前記所定の生成多項式から導出される符号は、Ｍ系列であることを特徴
   とする請求項３に記載の記載の基地局装置。
5. 前記セカンダリ同期チャネルを特定することで、セルＩＤグループ及び無線フレームタイミングが特定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基地局装置。
6. プライマリ同期チャネルとセカンダリ同期チャネルとが含まれた同期チャネルを生成するステップと、
   前記同期チャネルを含む信号を無線送信するステップとを備え、
   前記生成するステップにおいて、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応するように、プライマリ同期チャネルが複数種類規定されており、セカンダリ同期チャネルは、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応して所定の生成多項式から導出された符号を使用することを特徴とする送信方法。
7. 前記生成するステップは、セクタに対応した符号を使用することを特徴
   とする請求項６に記載の送信方法。
8. 前記所定の生成多項式から導出される符号は、線形帰還シフトレジスタ（ＬＦＳＲ）系列に属することを特徴とする請求項６または７に記載の送信方法。
9. 前記所定の生成多項式から導出される符号は、Ｍ系列であることを特徴
   とする請求項８に記載の記載の送信方法。
10. 前記セカンダリ同期チャネルを特定することで、セルＩＤグループ及び無線フレームタイミングが特定されることを特徴とする請求項６から９のいずれかに記載の送信方法。
11. プライマリ同期チャネルとセカンダリ同期チャネルとが含まれた同期チャネルを無線送信する基地局装置と、
    前記基地局装置からの同期チャネルを受信するユーザ装置とを備え、
    前記基地局装置では、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応するように、プライマリ同期チャネルが複数種類規定されており、セカンダリ同期チャネルは、複数種類のプライマリ同期チャネル系列番号のそれぞれに対応して所定の生成多項式から導出された符号を使用することを特徴とする無線通信システム。