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発明の名称 移動局装置およびセルサーチ方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−6328(P2007−6328A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−186426(P2005−186426)
出願日 平成17年6月27日(2005.6.27)
代理人 【識別番号】100105050
【弁理士】
【氏名又は名称】鷲田 公一
発明者 中 勝義 / 上杉 充 / 太田 英司 / 須増 淳 / 蛯子 恵介
要約 課題
ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出すること。

解決手段
τ1〜4遅延部202−1〜202−4は、それぞれ受信信号をτ1〜4だけ遅延させて遅延信号を生成する。遅延時間τ1〜4は、受信信号とτ1〜4遅延信号の相関演算を行うとガードインターバル部分の相関が得られるような時間である。相関演算部203−1〜203−4は、それぞれ受信信号とτ1〜4遅延信号との相関演算を行い、相関値を算出する。平均化部204−1〜204−4は、相関値を平均化する。相関値合成部205は、受信信号とτ1〜4遅延信号それぞれとの平均相関値を合成する。タイミング検出部206は、合成相関値のピークを検出し、検出されたピークからシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出する。
特許請求の範囲
【請求項1】
フレーム内の所定の位置に既知のパイロットシンボルを含む信号であって、このパイロットシンボルの一部分の複製がガードインターバルとして前記パイロットシンボルの先頭に付加された信号を受信する受信手段と、
受信信号を遅延させて互いの遅延時間の差が1フレーム時間未満である複数の遅延信号を生成する遅延手段と、
受信信号と前記複数の遅延信号それぞれとの相関演算を1フレーム分ごとに行う相関演算手段と、
前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を合成する合成手段と、
合成された相関演算結果から受信信号におけるパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定してフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出する検出手段と、
を有する移動局装置。
【請求項2】
前記遅延手段は、
受信信号中の前記パイロットシンボルの一部分の位置および前記ガードインターバルの位置のいずれか一方と遅延信号中の前記パイロットシンボルの一部分の位置または前記ガードインターバルの位置のいずれか一方とを一致させる遅延信号を遅延時間が小さい順に複数生成する請求項1記載の移動局装置。
【請求項3】
前記遅延手段は、
受信信号を1シンボル時間遅延させて第1の遅延信号を生成する第1の遅延部と、
受信信号を1フレーム時間よりも1シンボル時間短い時間遅延させて第2の遅延信号を生成する第2の遅延部と、
を有する請求項1記載の移動局装置。
【請求項4】
前記遅延手段は、
受信信号を1フレーム時間遅延させて第3の遅延信号を生成する第3の遅延部、をさらに有する請求項3記載の移動局装置。
【請求項5】
前記遅延手段は、
受信信号を1フレーム時間よりも1シンボル時間長い時間遅延させて第4の遅延信号を生成する第4の遅延部、をさらに有する請求項4記載の移動局装置。
【請求項6】
前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を前記複数の遅延信号の遅延時間に応じて重み付けする重み付け手段、をさらに有し、
前記合成手段は、
重み付け後の相関演算結果を合成する請求項1記載の移動局装置。
【請求項7】
合成された相関演算結果を複数フレーム分記憶する記憶手段と、
記憶された相関演算結果をフレーム間で平均化する平均化手段と、をさらに有し、
前記検出手段は、
平均化された相関演算結果からフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出する請求項1記載の移動局装置。
【請求項8】
前記記憶手段は、
最初のフレームの相関演算結果のうち大きいものから所定数の相関演算結果を選択し、2フレーム目以降は最初のフレームにおいて選択された相関演算結果に対応する相関演算結果のみを記憶し、
前記相関演算手段は、
2フレーム目以降は前記最初のフレームにおいて選択された相関演算結果に対応する位置でのみ相関演算を行う請求項7記載の移動局装置。
【請求項9】
受信信号とパイロットシンボルのレプリカとの相関が所定の閾値以上である時間幅を演算幅として決定する決定手段、をさらに有し、
前記相関演算手段は、
決定された演算幅内でのみ相関演算を行う請求項1記載の移動局装置。
【請求項10】
フレーム内の所定の位置に既知のパイロットシンボルを含む信号であって、このパイロットシンボルの一部分の複製がガードインターバルとして前記パイロットシンボルの先頭に付加された信号を受信するステップと、
受信信号を遅延させて互いの遅延時間の差が1フレーム時間未満である複数の遅延信号を生成するステップと、
受信信号と前記複数の遅延信号それぞれとの相関演算を1フレーム分ごとに行うステップと、
前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を合成するステップと、
合成された相関演算結果から受信信号におけるパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定してフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出するステップと、
を有するセルサーチ方法。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、移動局装置およびセルサーチ方法に関し、特にパイロットシンボルの先頭にガードインターバルが付加されたフレームフォーマットを用いる移動局装置およびセルサーチ方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、無線通信システムにおいて移動局装置は、複数のセル間を移動するため、各セルに固有のスクランブリングコードによってスクランブリング処理された信号を各セルの基地局装置から受信し、受信信号を用いてスクランブリングコードを同定することにより、自装置がどのセル内に位置するかを判断する必要がある。
【0003】
このような処理はセルサーチと呼ばれ、特にW−CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access:広帯域符号分割多元接続)およびマルチキャリアCDMAに関しては、それぞれ3段階の動作からなる3段階セルサーチの標準化が進められている。このうちマルチキャリアCDMAに関する3段階セルサーチでは、次のような3段階の動作が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。
【0004】
すなわち、まず第1段階において、各シンボルの先頭に付加されているガードインターバルを検出することによりシンボルタイミングが検出される。具体的には、移動局装置は、各シンボルの先頭に付加されているガードインターバルが、それぞれのシンボルの末尾部分の複製であることを利用して、相関演算によりガードインターバルの位置を検出する。この相関演算においては、確実に相関値のピークを検出するために、1シンボル時間内の相関値が複数シンボル分(通常は1フレーム分)にわたって加算(または平均化)された上でガードインターバルの位置が検出される。
【0005】
次に第2段階において、連続する2シンボルを用いた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グループの検出が行われる。この第2段階の処理は、各フレームの先頭と末尾に既知のパイロットシンボルが配置されていることを前提とした処理である。そして第3段階において、検出されたコードグループ内のどのスクランブリングコードによって受信信号がスクランブリング処理されているか判定することにより、スクランブリングコードの同定が行われる。
【非特許文献1】“下りリンクブロードバンドOFCDMにおける共通パイロットチャネルを用いた3段階高速セルサーチ法の特性”,2002年7月,NTT DoCoMo,RCS2002-135
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上述した3段階セルサーチの第1段階において用いられるガードインターバルは、シンボル間干渉を防ぐために各シンボルの末尾部分を先頭に複製したものであり、有効な情報を持たない部分である。したがって、伝送効率の観点からは、フレーム中に占めるガードインターバルの割合をできるだけ小さくするのが望ましい。
【0007】
そこで、例えば、フレーム中の先頭に配置されたパイロットシンボルのみにガードインターバルを付加して、他のシンボルにはガードインターバルを付加しないことが考えられる。そして、パイロットシンボル以外のシンボルにおけるシンボル間干渉については、受信側で例えば周波数等化などを施すことにより除去すれば良い。
【0008】
しかしながら、このようにガードインターバルを削減した場合には、上述した3段階セルサーチの第1段階の処理を行うことが困難になるという問題がある。すなわち、パイロットシンボル以外のシンボルにはガードインターバルが付加されていないため、上述した第1段階の処理のように1フレーム分の相関値の加算(平均化)を行っても、正確に相関値のピークを検出することはできない。
【0009】
また、複数のシンボル分にわたって相関値を加算(平均化)するためには、複数のフレームを対象にした相関演算を行う必要があり、シンボルタイミングの検出までに長時間を要してしまうことになる。
【0010】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる移動局装置およびセルサーチ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】
【0011】
本発明に係る移動局装置は、フレーム内の所定の位置に既知のパイロットシンボルを含む信号であって、このパイロットシンボルの一部分の複製がガードインターバルとして前記パイロットシンボルの先頭に付加された信号を受信する受信手段と、受信信号を遅延させて互いの遅延時間の差が1フレーム時間未満である複数の遅延信号を生成する遅延手段と、受信信号と前記複数の遅延信号それぞれとの相関演算を1フレーム分ごとに行う相関演算手段と、前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を合成する合成手段と、合成された相関演算結果から受信信号におけるパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定してフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出する検出手段と、を有する構成を採る。
【0012】
本発明に係るセルサーチ方法は、フレーム内の所定の位置に既知のパイロットシンボルを含む信号であって、このパイロットシンボルの一部分の複製がガードインターバルとして前記パイロットシンボルの先頭に付加された信号を受信するステップと、受信信号を遅延させて互いの遅延時間の差が1フレーム時間未満である複数の遅延信号を生成するステップと、受信信号と前記複数の遅延信号それぞれとの相関演算を1フレーム分ごとに行うステップと、前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を合成するステップと、合成された相関演算結果から受信信号におけるパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定してフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出するステップと、を有するようにした。
【0013】
これらによれば、1フレーム時間未満の遅延時間の差がある複数の遅延信号と受信信号との相関演算によりパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定し、フレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出するため、パイロットシンボルのみにガードインターバルが付加されていれば、複数のフレームを受信する前に複数の相関演算結果を得ることができ、ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明の骨子は、パイロットシンボルに付加されたガードインターバル部分に関する相関が得られるタイミングの遅延信号を遅延時間が小さい順に複数生成して、各遅延信号と受信信号との相関演算結果からシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することである。
【0016】
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。なお、以下の説明においては、マルチキャリア通信の一例として、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアにデータを割り当ててシンボルが生成されるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex:直交周波数分割多重)方式による通信が行われるものとする。
【0017】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図である。図1に示す基地局装置は、S/P(Serial/Parallel:直並列)変換部101、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)部102、S/P変換部103、IFFT部104、GI(Guard Interval:ガードインターバル)挿入部105、時分割合成部106、直交変調部107、および無線送信部108を有している。
【0018】
S/P変換部101は、情報データをS/P変換し、サブキャリア数分のパラレルなデータをIFFT部102へ出力する。
【0019】
IFFT部102は、パラレルなデータを複数のサブキャリアに割り当てて逆高速フーリエ変換を行った上でP/S(Parallel/Serial:並直列)変換し、得られた時間領域の情報シンボルを時分割合成部106へ出力する。
【0020】
S/P変換部103は、既知かつ不変なパターンのパイロットデータをS/P変換し、サブキャリア数分のパラレルなデータをIFFT部104へ出力する。
【0021】
IFFT部104は、パラレルなデータを複数のサブキャリアに割り当てて逆高速フーリエ変換を行った上でP/S変換し、得られた時間領域のパイロットシンボルをGI挿入部105へ出力する。
【0022】
GI挿入部105は、パイロットシンボルの末尾部分を先頭に複製して、ガードインターバルを挿入する。
【0023】
時分割合成部106は、IFFT部102からの出力およびGI挿入部105からの出力を時分割で切り替えながら直交変調部107へ出力し、情報シンボルとパイロットシンボルの時間的な配列を決定する。このとき、時分割合成部106は、最初にGI挿入部105からのパイロットシンボルを1つ出力した後、IFFT部102からの情報シンボルを複数出力して1フレームとし、以後、このフレームフォーマットで1つのパイロットシンボルと複数の情報シンボルとを順次出力する。
【0024】
直交変調部107は、時分割合成部106から出力されるシンボル列を直交変調し、得られたOFDM信号を無線送信部108へ出力する。
【0025】
無線送信部108は、OFDM信号に対して所定の無線送信処理(D/A変換、アップコンバートなど)を施し、アンテナを介して送信する。
【0026】
このように、本実施の形態に係る基地局装置は、フレームの先頭に配置されるパイロットシンボルのみにガードインターバルを付加し、パイロットシンボルに続く情報シンボルにはガードインターバルを付加しない。このため、すべてのシンボルにガードインターバルを付加する場合よりも伝送効率を向上することができる。なお、各フレームの先頭に配置されるパイロットシンボルは、すべて既知かつ同一であるものとする。
【0027】
図2は、本実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。図2に示す移動局装置は、無線受信部201、τ1〜4遅延部202−1〜202−4、相関演算部203−1〜203−4、平均化部204−1〜204−4、相関値合成部205、タイミング検出部206、GI除去部207、遅延波除去部208、FFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)部209、データ判定部210、およびP/S変換部211を有している。
【0028】
無線受信部201は、アンテナを介してOFDM信号を受信し、受信信号に対して所定の無線受信処理(ダウンコンバート、A/D変換など)を施す。
【0029】
τ1〜4遅延部202−1〜202−4は、それぞれ受信信号をτ1〜4だけ遅延させて遅延信号を生成し、生成された遅延信号を対応する相関演算部203−1〜203−4へ出力する。以下では、τ1遅延した信号をτ1遅延信号といい、以下同様に、τ2〜4遅延した信号をそれぞれτ2〜4遅延信号という。遅延時間τ1〜4は、受信信号とτ1〜4遅延信号の相関演算を行うとパイロットシンボルに付加されたガードインターバル部分の相関が得られるような遅延時間である。換言すれば、受信信号のパイロットシンボルに付加されたガードインターバル部分またはパイロットシンボルの末尾部分と、τ1〜4遅延信号のパイロットシンボルに付加されたガードインターバル部分またはパイロットシンボルの末尾部分とのタイミングが一致する遅延信号の遅延時間がτ1〜4である。
【0030】
具体的には、τ1は、τ1遅延信号のパイロットシンボルに付加されたガードインターバル部分が同一のパイロットシンボルの末尾部分と一致する遅延時間に等しい。また、τ2は、τ2遅延信号のパイロットシンボルの末尾部分が次フレームのパイロットシンボルに付加されたガードインターバル部分と一致する遅延時間に等しい。そして、τ3は、τ3遅延信号のフレームの先頭が次フレームの先頭と一致する遅延時間に等しい。さらに、τ4は、τ4遅延信号のパイロットシンボルに付加されたガードインターバル部分が次フレームのパイロットシンボルの末尾部分と一致する遅延時間に等しい。これらの遅延時間τ1〜4は、1フレーム時間τframeおよび1シンボル時間τsymbolを用いると、以下の式(1)のように表すことができる。
【0031】
【数1】


なお、本実施の形態においては、フレームの先頭のみにパイロットシンボルが配置されるフレームフォーマットが用いられるため、遅延時間τ1〜4は、上記式(1)のようになるが、例えばフレームの先頭および末尾にパイロットシンボルが配置されたり、フレームの先頭、中央、および末尾にパイロットシンボルが配置されたりするフレームフォーマットの場合には、τ2〜4はより小さくなる。すなわち、フレーム中に同一のパイロットシンボルが多く配置されれば、より小さい時間内にガードインターバル部分と一致するパターンが配置されていることになるため、ガードインターバル部分に関する相関が得られる遅延信号の遅延時間も小さくて済むことになる。
【0032】
また、本実施の形態においては、τ1〜4遅延信号の4つの遅延信号を生成するものとしたが、ガードインターバル部分と一致するパターンが配置されている部分に対応する遅延時間だけ受信信号を遅延させることにより、さらに多くの遅延信号を生成することができる。しかし、遅延時間が長くなると、遅延信号を生成するためにはより長時間にわたる受信信号が必要となるため、受信直後から遅延信号を生成することが困難となる。したがって、1フレーム時間程度の遅延時間で生成可能なτ1〜4遅延信号の4つの遅延信号を生成するのが適当であると考えられる。
【0033】
相関演算部203−1〜203−4は、それぞれ受信信号とτ1〜4遅延信号との相関演算を行い、所定の時間間隔のサンプルにおいて算出された相関値を対応する平均化部204−1〜204−4へ出力する。
【0034】
平均化部204−1〜204−4は、受信信号とτ1〜4遅延信号との相関が高くなる時間幅における相関値を平均化し、各サンプルに対応する平均相関値を1フレーム分にわたって相関値合成部205へ出力する。具体的には、平均化部204−1、204−2、204−4は、ガードインターバル長にわたって受信信号とτ1,2,4遅延信号との相関が高くなるため、ガードインターバル長ごとに相関値を平均化し、平均化部204−3は、ガードインターバルとパイロットシンボルとを加えた長さにわたって受信信号とτ3遅延信号との相関が高くなるため、ガードインターバル長と1シンボル長とを加えた長さごとに相関値を平均化する。
【0035】
相関値合成部205は、受信信号とτ1〜4遅延信号それぞれとの平均相関値を合成し、各サンプルにおける合成相関値をタイミング検出部206へ出力する。このとき、相関値合成部205は、平均化部204−1、204−2、および204−4と平均化部204−3とでは平均化を行う時間幅が異なっているため、平均相関値を正規化した上で合成する。また、相関値合成部205は、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分において相関が高くなるτ1遅延信号およびτ4遅延信号については、各サンプルに対応する平均相関値を1シンボル長シフトして、受信信号のフレームの先頭(すなわちガードインターバル部分の先頭)のサンプルに対応する平均相関値が大きくなるようにτ1〜4遅延信号それぞれの平均相関値のタイミングを対応させた上で合成する。
【0036】
タイミング検出部206は、合成相関値のピークを検出し、検出されたピークに対応するサンプルのタイミングを受信信号のシンボルタイミングおよびフレームタイミングとする。
【0037】
GI除去部207は、受信信号のフレームの先頭のパイロットシンボルに付加されているガードインターバルを除去する。
【0038】
遅延波除去部208は、ガードインターバル除去後の受信信号を例えば1フレームごとにフーリエ変換して周波数領域の信号へ変換し、遅延波に対応する周波数成分を除去する周波数等化を行い、受信信号から遅延波によるシンボル間干渉の影響を除去する。本実施の形態においては、遅延波除去部208がシンボル間干渉の影響を除去するため、図1に示した基地局装置は、パイロットシンボルのみにガードインターバルを付加すれば良い。遅延波除去部208は、遅延波除去後の周波数領域の信号を例えば逆フーリエ変換して時間領域の信号へ戻し、FFT部209へ出力する。
【0039】
FFT部209は、遅延波除去後の受信信号を1シンボルごとに高速フーリエ変換して複数のサブキャリアに割り当てられているデータを抽出し、データ判定部210へ出力する。
【0040】
データ判定部210は、FFT部209から出力されたデータを硬判定し、硬判定結果をP/S変換部211へ出力する。
【0041】
P/S変換部211は、複数のサブキャリアに対応する硬判定結果をP/S変換し、得られた受信データを出力する。
【0042】
次いで、上記のように構成された移動局装置におけるセルサーチ方法について、図3に示すフロー図および図4〜7を参照して説明する。
【0043】
まず、図1に示す基地局装置からフレームの先頭のパイロットシンボルのみにガードインターバルが付加されたフレームフォーマットのOFDM信号が送信される。各フレームの先頭のパイロットシンボルは既知かつ同一であり、したがって、このパイロットシンボルに付加されるガードインターバルも既知かつ同一である。また、パイロットシンボルと情報シンボルとのシンボル長はいずれも等しいものとする。
【0044】
このようなOFDM信号は、図2に示す移動局装置のアンテナを介して受信され、無線受信部201によって、所定の無線受信処理が施される。受信信号は、τ1〜4遅延部202−1〜202−4、相関演算部203−1〜203−4、およびGI除去部207へ出力される。
【0045】
そして、τ1遅延部202−1、相関演算部203−1、および平均化部204−1によって、τ1遅延信号と受信信号との相関演算が行われ、1フレーム時間にわたるサンプルにおける平均相関値が求められる(ST1000)。
【0046】
具体的には、τ1遅延部202−1によって、受信信号が1シンボル時間に等しいτ1だけ遅延され(上式(1)参照)、τ1遅延信号が生成される。そして、相関演算部203−1によって、受信信号とτ1遅延信号との相関演算が行われ、図4の中段に示すように、1フレーム時間にわたるサンプルにおける相関値が求められる。
【0047】
このとき、上述したように遅延時間τ1は1シンボル時間に等しいので、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分とτ1遅延信号のガードインターバル部分とが一致するサンプルにおける相関値が高くなる。
【0048】
そして、平均化部204−1によって、相関値が高くなる時間幅に等しいガードインターバル長にわたって相関値が平均化される。すなわち、図4において、仮のフレームタイミングを始点としてガードインターバル長に等しい時間幅301内のサンプルにおける相関値を順次平均化し、各サンプルに対応する平均相関値を算出していく。
【0049】
ここでは、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分およびτ1遅延信号のガードインターバル部分における相関値が高いため、平均化の対象が時間幅302となる時に平均相関値が最も高くなると考えられる。すなわち、図4の最下段に示すように、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分の開始位置かつτ1遅延信号のガードインターバル部分の先頭に平均相関値のピーク303が現れると考えられる。
【0050】
なお、図4は、仮のフレームタイミングが真のフレームタイミングと一致している場合の様子を図示したものである。したがって、実際の処理においては、時間幅301から平均化が開始される訳ではなく、任意の場所から開始されることになる。このような場合でも、相関値が1フレーム時間の各サンプルについて求められているため、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分の開始位置において平均相関値のピークが現れることになる。
【0051】
そして、図4の最下段に示される1フレーム分の平均相関値は、各サンプルについて算出されるごとに相関値合成部205へ出力される。
【0052】
また、τ2遅延部202−2、相関演算部203−2、および平均化部204−2によって、τ2遅延信号と受信信号との相関演算が行われ、1フレーム時間にわたるサンプルにおける平均相関値が求められる(ST1100)。
【0053】
具体的には、τ2遅延部202−2によって、受信信号が1フレーム時間より1シンボル時間短いτ2だけ遅延され(上式(1)参照)、τ2遅延信号が生成される。そして、相関演算部203−2によって、受信信号とτ2遅延信号との相関演算が行われ、図5の中段に示すように、1フレーム時間にわたるサンプルにおける相関値が求められる。
【0054】
このとき、上述したように遅延時間τ2は1フレーム時間より1シンボル時間短いので、受信信号のガードインターバル部分とτ2遅延信号の前フレームのパイロットシンボルの末尾部分とが一致するサンプルにおける相関値が高くなる。
【0055】
そして、平均化部204−2によって、相関値が高くなる時間幅に等しいガードインターバル長にわたって相関値が平均化される。すなわち、図5において、仮のフレームタイミングにおける時間幅301内のサンプルから相関値を順次平均化し、各サンプルに対応する平均相関値を算出していく。なお、図5における仮のフレームタイミングも図4と同様であるため、仮のフレームタイミングが真のフレームタイミングと一致している。
【0056】
ここでは、受信信号のガードインターバル部分およびτ2遅延信号の前フレームのパイロットシンボルの末尾部分における相関値が高いため、平均化の対象が真のフレームタイミングとなる時に平均相関値が最も高くなると考えられる。すなわち、図5の最下段に示すように、受信信号のガードインターバル部分の先頭かつτ2遅延信号のパイロットシンボルの末尾部分の開始位置に平均相関値のピークが現れると考えられる。そして、図5の最下段に示される1フレーム分の平均相関値は、各サンプルについて算出されるごとに相関値合成部205へ出力される。
【0057】
また、τ3遅延部202−3、相関演算部203−3、および平均化部204−3によって、τ3遅延信号と受信信号との相関演算が行われ、1フレーム時間にわたるサンプルにおける平均相関値が求められる(ST1200)。
【0058】
具体的には、τ3遅延部202−3によって、受信信号が1フレーム時間に等しいτ3だけ遅延され(上式(1)参照)、τ3遅延信号が生成される。そして、相関演算部203−3によって、受信信号とτ3遅延信号との相関演算が行われ、図6の中段に示すように、1フレーム時間にわたるサンプルにおける相関値が求められる。
【0059】
このとき、上述したように遅延時間τ3は1フレーム時間に等しいので、受信信号のガードインターバル部分およびパイロットシンボル全体とτ3遅延信号の前フレームのガードインターバル部分およびパイロットシンボル全体とが一致するサンプルにおける相関値が高くなる。
【0060】
そして、平均化部204−3によって、相関値が高くなる時間幅に等しいガードインターバル長と1シンボル時間を加えた時間にわたって相関値が平均化される。すなわち、図6において、仮のフレームタイミングにおける時間幅351内のサンプルから相関値を順次平均化し、各サンプルに対応する平均相関値を算出していく。なお、図6における仮のフレームタイミングも図4と同様であるため、仮のフレームタイミングが真のフレームタイミングと一致している。そして、受信信号とτ3遅延信号に関しては、ガードインターバル部分およびパイロットシンボル全体のタイミングが一致するため、相関値を平均化する時間幅がτ1遅延信号およびτ2遅延信号とは異なっている。
【0061】
ここでは、ガードインターバル部分およびパイロットシンボル全体における相関値が高いため、平均化の対象が真のフレームタイミングとなる時に平均相関値が最も高くなると考えられる。すなわち、図6の最下段に示すように、受信信号およびτ3遅延信号のガードインターバル部分の先頭に平均相関値のピークが現れると考えられる。そして、図6の最下段に示される1フレーム分の平均相関値は、各サンプルについて算出されるごとに相関値合成部205へ出力される。
【0062】
さらに、τ4遅延部202−4、相関演算部203−4、および平均化部204−4によって、τ4遅延信号と受信信号との相関演算が行われ、1フレーム時間にわたるサンプルにおける平均相関値が求められる(ST1300)。
【0063】
具体的には、τ4遅延部202−4によって、受信信号が1フレーム時間より1シンボル時間長いτ4だけ遅延され(上式(1)参照)、τ4遅延信号が生成される。そして、相関演算部203−4によって、受信信号とτ4遅延信号との相関演算が行われ、図7の中段に示すように、1フレーム時間にわたるサンプルにおける相関値が求められる。
【0064】
このとき、上述したように遅延時間τ4は1フレーム時間より1シンボル時間長いので、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分とτ4遅延信号の前フレームのガードインターバル部分とが一致するサンプルにおける相関値が高くなる。
【0065】
そして、平均化部204−4によって、相関値が高くなる時間幅に等しいガードインターバル長にわたって相関値が平均化される。すなわち、図7において、仮のフレームタイミングにおける時間幅301内のサンプルから相関値を順次平均化し、各サンプルに対応する平均相関値を算出していく。なお、図7における仮のフレームタイミングも図4と同様であるため、仮のフレームタイミングが真のフレームタイミングと一致している。
【0066】
ここでは、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分およびτ4遅延信号の前フレームのガードインターバル部分における相関値が高いため、平均化の対象が真のフレームタイミングよりも1シンボル時間後の部分である時に平均相関値が最も高くなると考えられる。すなわち、図7の最下段に示すように、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分の開始位置かつτ4遅延信号の前フレームのガードインターバル部分の先頭に平均相関値のピークが現れると考えられる。そして、図7の最下段に示される1フレーム分の平均相関値は、各サンプルについて算出されるごとに相関値合成部205へ出力される。
【0067】
以上のような各サンプルにおける受信信号とτ1〜4遅延信号との相関演算が行われると、相関値合成部205によって、それぞれのサンプルにおけるτ1〜4遅延信号に関する平均相関値が合成される(ST1400)。このとき、τ1,2,4遅延信号とτ3遅延信号とでは相関値の平均化を行う時間幅が異なっているため、平均相関値が正規化された上で合成される。
【0068】
さらに、τ1遅延信号およびτ4遅延信号に関しては、受信信号のパイロットシンボルの末尾部分の開始位置における平均相関値がピークとなっているが、受信信号のフレームタイミングと平均相関値のピークとを対応させるため、各サンプルの平均相関値がシフトされる。すなわち、平均相関値のピークを受信信号のガードインターバル部分の先頭(すなわち、フレームタイミング)に合わせるように各サンプルの平均相関値がシフトされる。具体的には、τ1遅延信号およびτ4遅延信号については、各サンプルの平均相関値が1シンボル時間前の位置にシフトされた上でτ2遅延信号およびτ3遅延信号の平均相関値と合成される。
【0069】
そして、各サンプルにおける平均相関値の合成と並行して、1フレーム分すべてのサンプルについて平均相関値の算出および合成が終了したか否かが判定され(ST1500)、終了していない場合は、ST1000からST1400の処理が継続されるが、終了した場合は、各サンプルにおける平均相関値を合成して得られた合成相関値がタイミング検出部206へ出力される。
【0070】
1フレーム分の合成相関値がタイミング検出部206へ出力されると、タイミング検出部206によって、合成相関値のピークが検出されることにより、受信信号のシンボルタイミングおよびフレームタイミングが検出される(ST1600)。合成相関値は、上述のように受信信号のフレームタイミングに、相関が高いと考えられるサンプルを対応させた上で平均相関値を合成して得られるため、合成相関値のピークをフレームタイミングとすることができる。
【0071】
また、遅延時間が異なる複数の遅延信号を用いて相関演算を行い、その結果を合成しているため、フレームタイミング検出の精度は高くなる。すなわち、理想的な状況下では、受信信号とτ1遅延信号との相関演算のみで図4に示すピーク303を検出し、容易にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができるが、通常は、τ1遅延信号のみを用いた相関演算では明確なピークが現れない。そこで、本実施の形態においては、遅延時間が異なるτ2〜4遅延信号を用いた相関演算も行って、結果を合成することにより、フレームタイミング検出の精度を向上している。
【0072】
さらに、受信信号のパイロットシンボルに付加されているガードインターバルと一致するパターンをすべて利用して、遅延時間が小さい順に複数の遅延信号を生成するため、複数の相関演算結果を得るのに多くのフレームを必要としない。したがって、信号の受信から相関演算を行うまでに処理遅延が発生せず、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【0073】
以上のように、本実施の形態によれば、パイロットシンボルに付加されるガードインターバルにおいて相関が得られる遅延信号を遅延時間が小さい順に複数生成し、各遅延信号と受信信号との相関演算結果を合成し、合成して得られた合成相関値のピークを検出する。このため、フレームの先頭を高速かつ正確に検出することができ、ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【0074】
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の特徴は、各遅延信号の遅延時間に応じて相関値に重み付けを施す点である。
【0075】
本実施の形態に係る基地局装置の構成は、実施の形態1に係る基地局装置(図1)と同様であるため、その説明を省略する。
【0076】
図8は、本実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。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8に示す移動局装置は、図2に示す移動局装置に加えて、重み係数乗算部401−1〜401−4を有している。
【0077】
重み係数乗算部401−1〜401−4は、受信信号とτ1〜4遅延信号との平均相関値に遅延時間τ1〜4に応じた重み係数を乗算する。具体的には、重み係数乗算部401−1〜401−4は、受信信号とτ1遅延信号との平均相関値に対する重みを大きくし、反対に、受信信号とτ4遅延信号との平均相関値に対する重みを小さくする。これは、遅延時間τ1は小さく、相関値が求められる受信信号およびτ1遅延信号の対応部分は、ほぼ同一の伝搬環境を伝送されていると考えられるため、平均相関値のピークの信頼度が最も高いと考えられることに依っている。
【0078】
したがって、重み係数乗算部401−1は、他の重み係数乗算部401−2〜401−4よりも大きな重み係数を平均相関値に乗算する。また、重み係数乗算部401−2〜401−4は、遅延時間τ2〜4が1フレーム時間±1シンボル時間の範囲に収まっているため、同一の重み係数を平均相関値に乗算しても良いが、遅延時間が小さいほど大きい重み係数を平均相関値に乗算しても良い。
【0079】
さらに、受信信号とτ3遅延信号との平均相関値については、平均化の対象となる時間幅が他の平均相関値よりも大きいため、平均相関値のピークの信頼度が高いと考えられる。このため、受信信号とτ2遅延信号との平均相関値よりも受信信号とτ3遅延信号との平均相関値の重み係数を大きくしても良い。
【0080】
次いで、上記のように構成された移動局装置におけるセルサーチ方法について、図9に示すフロー図を参照して説明する。同図において、図3と同じ部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0081】
まず、実施の形態1と同様に、フレームの先頭のパイロットシンボルのみにガードインターバルが付加されたフレームフォーマットのOFDM信号が基地局装置から送信される。OFDM信号は、図8に示す移動局装置のアンテナを介して受信され、無線受信部201によって、所定の無線受信処理が施される。受信信号は、τ1〜4遅延部202−1〜202−4、相関演算部203−1〜203−4、およびGI除去部207へ出力される。
【0082】
そして、τ1〜4遅延部202−1〜202−4、相関演算部203−1〜203−4、および平均化部204−1〜204−4によって、τ1〜4遅延信号と受信信号との相関演算が行われ、1フレーム時間にわたるサンプルにおける平均相関値が求められる(ST1000〜ST1300)。
【0083】
各サンプルにおける受信信号とτ1〜4遅延信号との相関演算が行われると、重み係数乗算部401−1〜401−4によって、それぞれのサンプルにおけるτ1〜4遅延信号に関する平均相関値に重み係数が乗算される(ST2000)。ここでは、重み係数乗算部401−1によって乗算される重み係数が最も大きく、次いで、重み係数乗算部401−3によって乗算される重み係数、重み係数乗算部401−2によって乗算される重み係数、重み係数乗算部401−4によって乗算される重み係数の順で重み係数が大きいものとする。これは、上述したように、各τ1〜4遅延信号の遅延時間と相関値の平均化を行う時間幅の大きさとに応じた重み係数である。
【0084】
なお、上述したように、重み係数乗算部401−1によって乗算される重み係数を最も大きくしてその他の重み係数を等しくしたり、遅延時間が小さい順に重み係数を大きくしたりしても良い。
【0085】
これらの重み付けを行うことにより、信頼度が高い平均相関値の重みを大きくして、平均相関値を合成した時の合成結果の信頼度をより向上することができる。
【0086】
以上のような重み付けが行われると、相関値合成部205によって、それぞれのサンプルにおけるτ1〜4遅延信号に関する重み付け後の平均相関値が合成される(ST1400)。
【0087】
そして、各サンプルにおける平均相関値の合成と並行して、1フレーム分すべてのサンプルについて平均相関値の算出、重み付け、および合成が終了したか否かが判定され(ST1500)、終了していない場合は、ST1000からST1400の処理が継続されるが、終了した場合は、各サンプルにおける平均相関値を合成して得られた合成相関値がタイミング検出部206へ出力される。
【0088】
以後、実施の形態1と同様に、タイミング検出部206によって、合成相関値のピークが検出されることにより、受信信号のシンボルタイミングおよびフレームタイミングが検出される(ST1600)。
【0089】
以上のように、本実施の形態によれば、遅延信号の遅延時間に応じた重み係数を相関演算結果に乗算した上で合成するため、合成相関値のピークを高い信頼度で検出することができ、結果として、さらに正確なシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【0090】
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3の特徴は、複数のフレームについて実施の形態1と同様の相関演算を行ってフレーム平均化を行うとともに、2フレーム目以降については、1フレーム目の相関演算結果が大きかったサンプルのみについて相関演算を行う点である。
【0091】
本実施の形態に係る基地局装置の構成は、実施の形態1に係る基地局装置(図1)と同様であるため、その説明を省略する。
【0092】
図10は、本実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。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10に示す移動局装置は、図2に示す移動局装置に加えて、フレーム平均化部501および相関値記憶部502を有するとともに、相関演算部203−1〜203−4に代えて相関演算部203a−1〜203a−4を有している。
【0093】
相関演算部203a−1〜203a−4は、1フレーム目の処理時には、それぞれ受信信号とτ1〜4遅延信号との相関演算を行い、各サンプルにおいて算出された相関値を対応する平均化部204−1〜204−4へ出力する。また、相関演算部203a−1〜203a−4は、2フレーム目以降の処理時には、相関値記憶部502から通知されるサンプルのみにおいて相関演算を行い、これらのサンプルにおける相関値を平均化部204−1〜204−4へ出力する。
【0094】
フレーム平均化部501は、相関値合成部205から出力される1フレームごとの合成相関値を相関値記憶部502へ送出する。そして、フレーム平均化部501は、所定数のフレームについて合成相関値の送出が完了すると、相関値記憶部502から各フレームの合成相関値を読み出してフレーム間で平均化し、平均化された合成相関値をタイミング検出部206へ出力する。
【0095】
相関値記憶部502は、各サンプルにおける合成相関値を記憶し、1フレーム目の合成相関値から大きい順に所定数の合成相関値を選択し、選択された合成相関値に対応するサンプルを相関演算部203a−1〜203a−4へ通知する。そして、相関値記憶部502は、選択されなかった合成相関値を破棄し、選択された合成相関値と2フレーム目以降の合成相関値とを同一のサンプルに関するもの同士対応づけて記憶する。
【0096】
次いで、上記のように構成された移動局装置におけるセルサーチ方法について、図11に示すフロー図を参照して説明する。同図において、図3と同じ部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0097】
まず、実施の形態1と同様に、フレームの先頭のパイロットシンボルのみにガードインターバルが付加されたフレームフォーマットのOFDM信号が基地局装置から送信される。OFDM信号は、図10に示す移動局装置のアンテナを介して受信され、無線受信部201によって、所定の無線受信処理が施される。受信信号は、τ1〜4遅延部202−1〜202−4、相関演算部203a−1〜203a−4、およびGI除去部207へ出力される。
【0098】
そして、τ1〜4遅延部202−1〜202−4、相関演算部203a−1〜203a−4、および平均化部204−1〜204−4によって、τ1〜4遅延信号と受信信号との相関演算が行われ、1フレーム時間にわたるサンプルにおける平均相関値が求められる(ST1000〜ST1300)。
【0099】
各サンプルにおける受信信号とτ1〜4遅延信号との相関演算が行われると、相関値合成部205によって、それぞれのサンプルにおけるτ1〜4遅延信号に関する平均相関値が合成される(ST1400)。
【0100】
そして、各サンプルにおける平均相関値の合成と並行して、1フレーム分すべてのサンプルについて平均相関値の算出および合成が終了したか否かが判定され(ST1500)、終了していない場合は、ST1000からST1400の処理が継続されるが、終了した場合は、各サンプルにおける平均相関値を合成して得られた合成相関値がフレーム平均化部501へ出力される。
【0101】
合成相関値は、フレーム平均化部501から相関値記憶部502へ送出され、相関値記憶部502によって、1フレーム分のサンプルの合成相関値のうち大きい方から所定数の合成相関値が選択されて記憶され、選択されなかった合成相関値は破棄される。このようにして、1フレーム分のサンプルのうち合成相関値を記憶するサンプルが決定され(ST3000)、このサンプルは、相関演算部203a−1〜203a−4へ通知される。
【0102】
そして、相関演算部203a−1〜203a−4および平均化部204−1〜204−4によって、2フレーム目の相関演算が行われるが(ST3100)、この相関演算においては、相関値記憶部502から通知されたサンプルに対応する相関値が算出され、平均化部204−1〜204−4によって、相関値記憶部502で決定されたサンプルのみにおける平均相関値が算出される。算出された平均相関値は、相関値合成部205によって1フレーム目と同様に合成され、フレーム平均化部501へ出力される。本実施の形態においては、2フレーム目以降は、1フレーム目の合成相関値が大きかったサンプルのみに関する相関演算が行われるため、演算量の増大を抑制することができる。
【0103】
相関値合成部205から出力された合成相関値は、フレーム平均化部501によって相関値記憶部502へ送出される。相関値記憶部502には、1フレーム目の合成相関値が大きかったサンプルのみの合成相関値が記憶されており、2フレーム目については、記憶されたサンプルのみの合成相関値がフレーム平均化部501から送出されるため、同一のサンプルに関する合成相関値が対応づけて記憶される。このように、本実施の形態においては、全サンプルに関する合成相関値をすべて記憶するのではなく、1フレーム目の合成相関値が大きかったサンプルに関する合成相関値のみを記憶するため、メモリ容量の増大を抑制することができる。
【0104】
そして、合成相関値が相関値記憶部502に記憶されるとともに、フレーム平均化部501によって、所定数のフレームに関する合成相関値が送出されたか否かが判定される(ST3200)。この判定の結果、まだ所定数のフレームに関する合成相関値が送出されていなければ、3フレーム目以降の相関演算が繰り返され、所定数のフレームに関する合成相関値が送出されていれば、フレーム平均化部501によって、相関値記憶部502に記憶されているサンプルごとの合成相関値が読み出され、各サンプルについてフレーム間の平均化が行われる(ST3300)。
【0105】
フレーム間で平均化された合成相関値は、タイミング検出部206へ出力され、合成相関値のピークが検出されることにより、受信信号のシンボルタイミングおよびフレームタイミングが検出される(ST1600)。
【0106】
以上のように、本実施の形態によれば、1フレーム目の相関演算結果が大きいサンプルを選択し、選択されたサンプルのみについて2フレーム目以降も相関演算を行い、所定数のフレームに関する相関演算結果をフレーム間で平均化する。このため、例えば瞬時の伝搬環境の変化などによる1フレーム内の相関演算の誤差の影響を削減することができ、さらに正確なシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。また、複数のフレームに関する相関演算結果を行う場合でも、演算量およびメモリ容量の増大を抑制することができる。
【0107】
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4の特徴は、あらかじめ受信信号とパイロットシンボルのレプリカとの相関演算を行って、シンボルタイミングおよびフレームタイミングの位置の範囲を絞っておき、絞られた演算幅内のサンプルのみで受信信号と遅延信号との相関演算を行う点である。
【0108】
本実施の形態に係る基地局装置の構成は、実施の形態1に係る基地局装置(図1)と同様であるため、その説明を省略する。
【0109】
図12は、本実施の形態に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図である。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12に示す移動局装置は、図2に示す移動局装置に加えて、レプリカ生成部601、相関演算部602、および演算幅決定部603を有するとともに、相関演算部203−1〜203−4に代えて相関演算部203b−1〜203b−4を有している。
【0110】
相関演算部203b−1〜203b−4は、演算幅決定部603から指示される演算幅内のサンプルのみにおいて相関演算を行い、これらのサンプルにおける相関値を平均化部204−1〜204−4へ出力する。
【0111】
レプリカ生成部601は、既知のパイロットシンボルのレプリカ(以下「パイロットレプリカ」という)を生成し、相関演算部602へ出力する。
【0112】
相関演算部602は、受信信号とパイロットレプリカとの相関演算を行い、1フレーム分のサンプルにおける相関値を演算幅決定部603へ出力する。
【0113】
演算幅決定部603は、相関演算部602から出力される相関値から、受信信号と遅延信号との相関演算を行う演算幅を決定し、相関演算部203b−1〜203b−4へ通知する。具体的には、演算幅決定部603は、パイロットレプリカとの相関値が所定の閾値以上となるサンプルを抽出し、抽出されたサンプルの位置にパイロットシンボルが配置されていると仮定して遅延信号との相関演算の演算幅を決定する。すなわち、演算幅決定部603は、パイロットレプリカとの相関値が大きい部分のサンプル付近を演算幅とする。
【0114】
次いで、上記のように構成された移動局装置におけるセルサーチ方法について、図13に示すフロー図を参照して説明する。同図において、図3と同じ部分には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0115】
まず、実施の形態1と同様に、フレームの先頭のパイロットシンボルのみにガードインターバルが付加されたフレームフォーマットのOFDM信号が基地局装置から送信される。OFDM信号は、図12に示す移動局装置のアンテナを介して受信され、無線受信部201によって、所定の無線受信処理が施される。受信信号は、相関演算部602、τ1〜4遅延部202−1〜202−4、相関演算部203b−1〜203b−4、およびGI除去部207へ出力される。τ1〜4遅延部202−1〜202−4では、τ1〜4遅延信号が生成される。
【0116】
一方、レプリカ生成部601によって、フレームの先頭には位置されているパイロットシンボルのレプリカ(パイロットレプリカ)が生成され、パイロットレプリカは、相関演算部602へ出力される。そして、相関演算部602によって、受信信号とパイロットレプリカとの相関演算が行われ(ST4000)、1フレーム分のサンプルすべてにおける相関演算が終了すると(ST4100)、各サンプルの相関値が演算幅決定部603へ出力される。
【0117】
各サンプルの相関値は、受信信号とパイロットレプリカとの相関を示しているため、相関値が高いサンプルについてはパイロットシンボル内のサンプルである可能性が高く、パイロットシンボルはフレームの先頭に配置されているため、相関値が高いサンプルの位置からフレームタイミングの見当をつけることができる。
【0118】
そこで、演算幅決定部603によって、パイロットレプリカとの相関値が所定の閾値以上であるサンプルが抽出され、抽出されたサンプルからフレームタイミングを含む可能性が高いサンプルの範囲が演算幅と決定される(ST4200)。決定された演算幅は、相関演算部203b−1〜203b−4へ通知される。
【0119】
そして、相関演算部203b−1〜203b−4および平均化部204−1〜204−4によって、τ1〜4遅延信号と受信信号との相関演算が演算幅内のサンプルについてのみ行われ、各サンプルにおける平均相関値が求められる(ST1000〜ST1300)。
【0120】
演算幅内の各サンプルにおける受信信号とτ1〜4遅延信号との相関演算が行われると、相関値合成部205によって、それぞれのサンプルにおけるτ1〜4遅延信号に関する平均相関値が合成される(ST1400)。
【0121】
そして、各サンプルにおける平均相関値の合成と並行して、演算幅内すべてのサンプルについて平均相関値の算出および合成が終了したか否かが判定され(ST4300)、終了していない場合は、ST1000からST1400の処理が継続されるが、終了した場合は、各サンプルにおける平均相関値を合成して得られた合成相関値がタイミング検出部206へ出力される。
【0122】
以後、実施の形態1と同様に、タイミング検出部206によって、合成相関値のピークが検出されることにより、受信信号のシンボルタイミングおよびフレームタイミングが検出される(ST1600)。
【0123】
以上のように、本実施の形態によれば、受信信号とパイロットレプリカとの相関演算により、フレームタイミングが存在する範囲を絞り込んで演算幅とし、演算幅内のサンプルにおいてのみ受信信号と遅延信号との相関演算を行う。このため、受信信号と遅延信号との相関演算の演算量を削減することができ、さらに高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【0124】
なお、上記各実施の形態は、種々組み合わせることができる。すなわち、平均相関値の重み付け、フレーム平均化、およびパイロットレプリカとの相関演算の2つ以上を同時に行っても良い。
【0125】
本発明の第1の態様に係る移動局装置は、フレーム内の所定の位置に既知のパイロットシンボルを含む信号であって、このパイロットシンボルの一部分の複製がガードインターバルとして前記パイロットシンボルの先頭に付加された信号を受信する受信手段と、受信信号を遅延させて互いの遅延時間の差が1フレーム時間未満である複数の遅延信号を生成する遅延手段と、受信信号と前記複数の遅延信号それぞれとの相関演算を1フレーム分ごとに行う相関演算手段と、前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を合成する合成手段と、合成された相関演算結果から受信信号におけるパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定してフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出する検出手段と、を有する構成を採る。
【0126】
この構成によれば、1フレーム時間未満の遅延時間の差がある複数の遅延信号と受信信号との相関演算によりパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定し、フレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出するため、パイロットシンボルのみにガードインターバルが付加されていれば、複数のフレームを受信する前に複数の相関演算結果を得ることができ、ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【0127】
本発明の第2の態様に係る移動局装置は、上記第1の態様において、前記遅延手段は、受信信号中の前記パイロットシンボルの一部分の位置および前記ガードインターバルの位置のいずれか一方と遅延信号中の前記パイロットシンボルの一部分の位置または前記ガードインターバルの位置のいずれか一方とを一致させる遅延信号を遅延時間が小さい順に複数生成する構成を採る。
【0128】
この構成によれば、受信信号および遅延信号における同一のパターンの位置を一致させる遅延信号を遅延時間が小さい順に生成するため、相関演算により同一のパターン(すなわち、ガードインターバルまたは複製されてガードインターバルとされる部分)の位置を検出することができるとともに、可能な限り小さい遅延時間の遅延信号を生成して確実にシンボルタイミングおよびフレームタイミングの検出の高速化を図ることができる。
【0129】
本発明の第3の態様に係る移動局装置は、上記第1の態様において、前記遅延手段は、受信信号を1シンボル時間遅延させて第1の遅延信号を生成する第1の遅延部と、受信信号を1フレーム時間よりも1シンボル時間短い時間遅延させて第2の遅延信号を生成する第2の遅延部と、を有する構成を採る。
【0130】
この構成によれば、1シンボル時間および1フレーム時間よりも1シンボル時間短い時間を遅延時間として2つの遅延信号を生成するため、1つのガードインターバルから次フレームの同位置におけるガードインターバルまでを受信した段階で2つの相関演算結果を得ることができ、高速かつ正確なシンボルタイミングおよびフレームタイミングの検出を行うことができる。
【0131】
本発明の第4の態様に係る移動局装置は、上記第3の態様において、前記遅延手段は、受信信号を1フレーム時間遅延させて第3の遅延信号を生成する第3の遅延部、をさらに有する構成を採る。
【0132】
この構成によれば、1フレーム時間を遅延時間とした遅延信号をさらに生成するため、1組のガードインターバルおよびパイロットシンボルから次フレームの同位置におけるガードインターバルおよびパイロットシンボルまでを受信した段階で3つの相関演算結果を得ることができ、さらに正確なシンボルタイミングおよびフレームタイミングの検出を行うことができる。
【0133】
本発明の第5の態様に係る移動局装置は、上記第4の態様において、前記遅延手段は、受信信号を1フレーム時間よりも1シンボル時間長い時間遅延させて第4の遅延信号を生成する第4の遅延部、をさらに有する構成を採る。
【0134】
この構成によれば、1フレーム時間よりも1シンボル時間長い時間を遅延時間とした遅延信号をさらに生成するため、1組のガードインターバルおよびパイロットシンボルから次フレームの同位置におけるガードインターバルおよびパイロットシンボルまでを受信した段階で4つの相関演算結果を得ることができ、さらに正確なシンボルタイミングおよびフレームタイミングの検出を行うことができる。
【0135】
本発明の第6の態様に係る移動局装置は、上記第1の態様において、前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を前記複数の遅延信号の遅延時間に応じて重み付けする重み付け手段、をさらに有し、前記合成手段は、重み付け後の相関演算結果を合成する構成を採る。
【0136】
この構成によれば、遅延時間に応じて相関演算結果を重み付けするため、時間経過に伴う伝搬環境の変化による相関演算結果の精度の劣化を補償し、相関演算結果の信頼度を向上することができる。
【0137】
本発明の第7の態様に係る移動局装置は、上記第1の態様において、合成された相関演算結果を複数フレーム分記憶する記憶手段と、記憶された相関演算結果をフレーム間で平均化する平均化手段と、をさらに有し、前記検出手段は、平均化された相関演算結果からフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出する構成を採る。
【0138】
この構成によれば、複数フレーム分の相関演算結果をフレーム間で平均化するため、さらに正確にフレームタイミングおよびシンボルタイミングを検出することができる。
【0139】
本発明の第8の態様に係る移動局装置は、上記第7の態様において、前記記憶手段は、最初のフレームの相関演算結果のうち大きいものから所定数の相関演算結果を選択し、2フレーム目以降は最初のフレームにおいて選択された相関演算結果に対応する相関演算結果のみを記憶し、前記相関演算手段は、2フレーム目以降は前記最初のフレームにおいて選択された相関演算結果に対応する位置でのみ相関演算を行う構成を採る。
【0140】
この構成によれば、2フレーム目以降は、1フレーム目において大きい相関演算結果に対応する位置でのみ相関演算を行って、結果を記憶するため、複数のフレームに関する相関演算を行う場合でも、演算量の増大およびメモリ容量の増大を抑制することができる。
【0141】
本発明の第9の態様に係る移動局装置は、上記第1の態様において、受信信号とパイロットシンボルのレプリカとの相関が所定の閾値以上である時間幅を演算幅として決定する決定手段、をさらに有し、前記相関演算手段は、決定された演算幅内でのみ相関演算を行う構成を採る。
【0142】
この構成によれば、パイロットシンボルのレプリカとの相関が大きい演算幅内でのみ相関演算を行うため、演算量の削減を図ることができる。
【0143】
本発明の第10の態様に係るセルサーチ方法は、フレーム内の所定の位置に既知のパイロットシンボルを含む信号であって、このパイロットシンボルの一部分の複製がガードインターバルとして前記パイロットシンボルの先頭に付加された信号を受信するステップと、受信信号を遅延させて互いの遅延時間の差が1フレーム時間未満である複数の遅延信号を生成するステップと、受信信号と前記複数の遅延信号それぞれとの相関演算を1フレーム分ごとに行うステップと、前記複数の遅延信号それぞれに対応する相関演算結果を合成するステップと、合成された相関演算結果から受信信号におけるパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定してフレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出するステップと、を有するようにした。
【0144】
この方法によれば、1フレーム時間未満の遅延時間の差がある複数の遅延信号と受信信号との相関演算によりパイロットシンボルまたはガードインターバルの位置を特定し、フレームタイミングまたはシンボルタイミングを検出するため、パイロットシンボルのみにガードインターバルが付加されていれば、複数のフレームを受信する前に複数の相関演算結果を得ることができ、ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【0145】
本発明の移動局装置およびセルサーチ方法は、ガードインターバルを削減して伝送効率を向上した場合でも、高速にシンボルタイミングおよびフレームタイミングを検出することができ、例えばパイロットシンボルの先頭にガードインターバルが付加されたフレームフォーマットを用いる移動局装置およびセルサーチ方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0146】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基地局装置の要部構成を示すブロック図
【図2】実施の形態1に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図
【図3】実施の形態1に係るセルサーチ方法を示すフロー図
【図4】受信信号とτ1遅延信号との相関演算を説明する図
【図5】受信信号とτ2遅延信号との相関演算を説明する図
【図6】受信信号とτ3遅延信号との相関演算を説明する図
【図7】受信信号とτ4遅延信号との相関演算を説明する図
【図8】本発明の実施の形態2に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図
【図9】実施の形態2に係るセルサーチ方法を示すフロー図
【図10】本発明の実施の形態3に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図
【図11】実施の形態3に係るセルサーチ方法を示すフロー図
【図12】本発明の実施の形態4に係る移動局装置の要部構成を示すブロック図
【図13】実施の形態4に係るセルサーチ方法を示すフロー図
【符号の説明】
【0147】
201 無線受信部
202−1〜202−4 τ1〜4遅延部
203−1〜203−4、203a−1〜203a−4、203b−1〜203b−4 相関演算部
204−1〜204−4 平均化部
205 相関値合成部
206 タイミング検出部
207 GI除去部
208 遅延波除去部
209 FFT部
210 データ判定部
211 P/S変換部
401−1〜401−4 重み係数乗算部
501 フレーム平均化部
502 相関値記憶部
601 レプリカ生成部
602 相関演算部
603 演算幅決定部




 

 


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