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CN101151832A - 通信终端装置、基站装置和接收方法 - Google Patents

通信终端装置、基站装置和接收方法 Download PDF

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CN101151832A
CN101151832A CNA2006800107197A CN200680010719A CN101151832A CN 101151832 A CN101151832 A CN 101151832A CN A2006800107197 A CNA2006800107197 A CN A2006800107197A CN 200680010719 A CN200680010719 A CN 200680010719A CN 101151832 A CN101151832 A CN 101151832A
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CN
China
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base station
signal
timing
pilot signal
unit
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CNA2006800107197A
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田苗弘
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

能够由一个电路元件进行多个有效集的测量，从而能够减小电路规模的通信终端装置。在该装置中，在对各个基站装置的接收信号进行解扩处理的定时，同步基站切换器(105)输出切换定时信号，以使进行解扩处理的基站装置的频率偏差信息、接收定时信息以及扰码信息被输出。扰码接收定时检测电路(106)检测导频信号的接收定时。扰码识别电路(107)检测扰码。扰码接收定时存储器(110)对各个基站装置存储接收定时信息。扰码存储器(111)对各个基站装置存储扰码信息。解调电路(112)基于接收定时信息以及扰码信息，对接收信号进行解调。

Description

通信终端装置、基站装置和接收方法
技术领域
本发明涉及通信终端装置、基站装置和接收方法，特别涉及在下行链路中使用OFCDM(Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing；正交频分/码分复用)的一频率重复蜂窝系统中的通信终端装置、基站装置和接收方法。
背景技术
在现有的移动蜂窝通信系统中，在实现使用了扩频码的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)、即基于OFCDM的1频率重复蜂窝系统时，通过使用扰码对相互的小区的电波进行噪声化处理，并在接收端用解扩来分离信号，从而能够降低干扰量已广为人知(例如，专利文献1)。此外，在基站装置的小区半径有限的移动蜂窝系统中，移动台随着自身的移动而需要依次切换基站装置，所以需要有知道切换候选的基站装置的方法。因此，通过要求处于移动台的通信圈内的基站装置通知周边所存在的其他基站装置的信息作为通知信息的方法等，移动台能够知道周边的切换候选的基站装置。然后，通过实际地接收切换候选的基站装置的电波来测量电波传播状况，移动台判断是否能够越区切换到切换候选的基站。这样，为了在小区边界附近顺畅地进行越区切换，移动台事先测量被预测为越区切换目的地的基站装置(以下记载为“有效集”)的接收状况。
在蜂窝系统中，使用代码扩频(CDMA)，该码分多址方式为在各个小区中，使用扩频码在发送端进行扩频处理而且在接收端进行解扩处理。在使用代码扩频方式时，即使在各个小区使用相同的频率，由于小区间的信号能够具有正交性，所以能够在小区间反复使用相同的频率。这样的系统称为1频率重复蜂窝系统。
此外，在OFDM调制方式等的多载波传输方式中，在发送端以多个副载波对信息信号进行调制，并且以降低由于多径延迟波所产生的波形失真为目的而在发送信号中插入保护区间。
此外，在移动通信中，产生基于基站装置与移动台之间的移动速度的多普勒频率而引起的频率偏差此外，在一个移动台与各个基站装置之间，多普勒频率为各个不同的频率。在将基站装置与移动台的相对速度设为V，光速设为C以及通信载波频率设为f0时，通过fd＝(V×f0)/C能够求出多普勒频率fd。例如，在4GHz的载波中，相对速度为300km/h时，由于多普勒频率而产生的频率偏差为超过1kHz的值。在两个基站装置与移动台之间的相对速度中，一方的基站与移动台之间的相对速度为+300km/h，另一方的基站装置与移动台之间的相对速度为-300km/h时，在移动台中的来自两个基站装置的接收电波中产生2kHz以上的频率偏差。
此外，在OFDM接收装置中进行离散傅立叶变换时，若频率不同，则正交性消失，解调精度降低。因此，通过在OFDM接收装置的RF单元收敛至目标小区的频率，OFDM接收装置必须校正接收电波的频率偏差，所述接收电波包含在基站装置和移动台之间所产生的多普勒频率等。此外，移动台中的检测扰码的接收定时的电路设定各个有效集的各个导频信号的FFT(高速傅立叶变换)定时，并检测各个导频信号的接收定时。此外，在用一个电路检测所有的有效集的导频信号的接收定时的情况下，有时OFDM接收装置在时间上重叠的状态下接收各个有效集的导频信号。此时，在校正某一个有效集的频率偏差时，OFDM接收装置不能通过校正后的频率来校正具有不同的频率偏差的其他的有效集的频率偏差。其结果，不能正确检测其他的有效集的导频信号的接收定时。这是因为其他的有效集的导频信号在频率出现偏差的状态下进行FFT，所以正交性消失。因此，在实现OFCDM的1频率重复蜂窝系统时，为了进行有效集的测量需要有各个有效集的频率收敛电路以及检测同步定时的FFT电路。在此，扰码是指长周期扩频码，各个小区为不同码，而且扰码在小区之间是相互正交的码。
目前，在第3代移动通信蜂窝系统中，移动台进行最多8个有效集的接收信号的SIR测量。在使用OFCDM的蜂窝系统中，与第3代移动通信蜂窝系统一样，要求移动台接收多个有效集的同步信号时，需要在移动台中并行地设置多个从频率收敛电路至解调电路的电路。
[专利文献1]特开2003-152681号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在以往的装置中存在以下问题，为了接收各个有效集的同步信号，需要多个用于频率收敛的局部振荡器、A/D转换器以及FFT电路等，所以使得电路规模大型化。
本发明的目的在于提供能够由一个电路元件进行多个有效集的测量，从而能够减小电路规模的通信终端装置、基站装置以及接收方法。
解决问题的方案
本发明的通信终端装置采用的结构包括：接收单元，接收从多个基站装置发送的与各个基站装置固有的扰码相乘后的信号，同时在不同的定时接收各个导频信号，该各个导频信号为包含在所述信号中且在不重叠的定时从各个基站装置发送的导频信号；接收同步单元，检测由所述接收单元在不同的定时所接收的各个基站装置的所述导频信号的接收定时和所述扰码；存储单元，对各个基站装置存储由所述接收同步单元所检测出的所述接收定时以及所述扰码；解调单元，基于在所述存储单元中存储的所述接收定时以及所述扰码，对由所述接收单元接收的各个基站装置的所述信号进行解扩处理后进行解调；以及切换单元，切换输出，以使在由所述解调单元对各个基站装置的所述信号进行解扩处理的定时，所述存储单元中存储的要被进行解扩处理的基站装置的所述接收定时以及所述扰码被输出到所述解调单元。
本发明的基站装置采用的结构包括：导频调度单元，设定导频信号的发送定时，以在与其他基站发送的导频信号不重叠的定时发送所述导频信号；乘法单元，对包含所述导频信号的发送信号乘以各个站固有的扰码，该导频信号被所述导频调度单元设定了所述发送定时；以及发送单元，发送在所述乘法单元与所述扰码相乘后的所述发送信号，以使在由所述导频调度单元所设定的所述发送定时发送所述导频信号。
本发明的接收方法包括：对包含导频信号的信号乘以各个基站装置固有的扰码的步骤；设定所述导频信号的发送定时，以使从各个基站装置发送的所述导频信号在不重叠的定时被发送的步骤；各个基站装置发送包含已乘以所述扰码的所述导频信号的信号，以使在所设定的所述发送定时发送所述导频信号的步骤；通信终端装置接收包含所述导频信号的信号，同时在不同的定时，接收从各个基站装置发送的所述导频信号的步骤；按各个基站装置检测在不同的定时所接收的所述导频信号的接收定时和所述扰码的步骤；对各个基站装置存储所检测出的所述接收定时以及所述扰码的步骤；在所存储的所述接收定时以及所述扰码中，选择所要解调的基站装置的所述接收定时以及所述扰码的步骤；以及基于所选择的所述接收定时以及所述扰码，对各个基站装置进行了将接收到的包含所述导频信号的信号解扩处理后，进行解调的步骤。
发明的有益效果
根据本发明，能够由一个电路元件进行多个有效集的测量，从而能够减小电路规模。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的通信终端装置的结构的方框图；
图2是表示本发明实施方式1的基站装置的结构的方框图；
图3是表示本发明实施方式1的扰码接收定时检测电路的结构的方框图；
图4是表示本发明实施方式1的扰码识别电路(identification circuit)的结构的方框图；
图5是用于说明本发明实施方式1的基站装置的动作的图；
图6是表示本发明实施方式1的导频信号的发送定时的图；
图7是表示本发明实施方式1的一OFDM码元的图；
图8是用于说明本发明实施方式1的通信终端装置的动作的图；
图9是表示本发明实施方式1的导频信号的接收定时以及检测状态的图；
图10是表示本发明实施方式1的导频信号的接收定时以及检测状态的图；
图11是表示本发明实施方式2的导频信号的发送定时的图；
图12是表示本发明实施方式3的导频信号的发送定时的图；
图13是表示本发明实施方式3的导频信号的发送定时的图；以及
图14是表示本发明实施方式4的导频信号的发送定时的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示本发明实施方式1的通信终端装置100的结构的方框图。A/D变换单元101、局部振荡器102、乘法器103以及频带滤波器104构成作为下变频器的频率变换单元118(接收单元)。此外，扰码接收定时检测电路106以及扰码识别电路107构成接收同步单元119。此外，频率偏差存储器109、扰码接收定时存储器110以及扰码存储器111构成存储器切换单元120。此外，接收同步单元119、频率测量单元108、解调电路112以及存储器切换单元120构成解调单元121。此外，同步基站切换器105、局部振荡器113、频率变换单元118以及解调单元121构成接收装置122。
A/D变换单元101将所输入的接收信号从模拟信号变换为数字信号后，输出到乘法器103。这里，输入到A/D变换单元101的接收信号是由未图示的天线接收而输入的信号，并且是多载波高频(以下记载为“RF”)信号或多载波中频(以下记载为“IF”)信号。
例如，局部振荡器102为使用直接数字频率合成器(DDS)的数控振荡器(NCO：Numerically Controlled Oscillator)，为了收敛至目的小区的频率，局部振荡器102基于从后级的频率偏差存储器109输入的频率偏差的信息即频率偏差信息而生成预定的频率的信号后，输出到乘法器103。实际上接收的接收信号为相对于多载波输入频率期待值fc，由于多普勒频率等而产生了频率偏差fd的信号。因此，局部振荡器102生成对接收信号的频率偏差fd进行校正的频率的信号，以使接收信号能够与多载波输入频率期待值fc取得频率同步。
乘法器103对从A/D变换单元101输入的接收信号乘以从局部振荡器102输入的信号来对多普勒频率等所造成的频率偏差进行校正后，输出到频带滤波器104。
频带滤波器104是仅使从乘法器103输入的接收信号的规定的频带通过的滤波器，并将通过了规定的频带的接收信号输出到扰码接收定时检测电路106、扰码识别电路107、频率测量单元108以及解调电路112。
作为切换单元的同步基站切换器105，从各个基站装置的通知信息中提取各个基站装置的扰码的信息以及各个基站装置的导频信号的发送定时的信息，所述各个基站装置的通知信息为从解调电路112输入的接收信号中包含的信息。然后，同步基站切换器105使用所提取出的发送定时的信息，复制并存储各个基站装置的导频信号的发送图案。此外，同步基站切换器105根据所提取出的各个基站装置的扰码的信息将输出指示信号输出到扰码存储器111，以将与解调电路112进行解调的基站装置的接收信号对应的扰码输出到解调电路112。此外，同步基站切换器105根据所存储的各个基站装置的导频信号的发送图案，估计用扰码对各个基站装置的接收信号进行解扩处理的定时，并且将切换定时信号输出到频率偏差存储器109、扰码接收定时存储器110以及扰码存储器111，以在所估计的进行解扩处理的定时，输出要被进行解扩处理的基站装置的频率偏差信息、接收定时信息以及扰码信息。
扰码接收定时检测电路106从频带滤波器104所输入的接收信号，检测各个基站装置的导频信号的接收定时。然后，扰码接收定时检测电路106将所检测出的各个基站装置的导频信号的接收定时的信息即接收定时信息输出到扰码识别电路107以及扰码接收定时存储器110。扰码接收定时检测电路106通过反复处理，从而能够收敛到最合适的接收定时。另外，扰码接收定时检测电路106的结构的细节将后述。
扰码识别电路107根据接收信号以及接收定时信息，检测各个基站装置的扰码，所述接收信号为从频带滤波器104输入的信号，所述接收定时信息为从扰码接收定时检测电路106输入的信息。然后，扰码识别电路107将检测出的各个基站装置的扰码的信息即扰码信息输出到扰码存储器111。扰码识别电路107通过反复处理，从而能够收敛到最合适的扰码。另外，扰码识别电路107的结构的细节将后述。
频率测量单元108测量从频带滤波器104输入的接收信号的频率。然后，频率测量单元108比较所测量出的频率和从局部振荡器113输入的作为基准的频率，检测所测量出的频率与作为基准的频率之间的差即频率偏差fd。然后，频率测量单元108将检测出的频率偏差fd的信息作为频率偏差信息输出到频率偏差存储器109。
频率偏差存储器109对各个基站装置存储从频率测量单元108输入的频率偏差fd的频率偏差信息。然后，频率偏差存储器109从所存储的频率偏差信息中，将基站装置的频率偏差信息输出到局部振荡器102，该基站装置为由同步基站切换器105输入的切换定时信号所指示的基站装置。
作为存储单元的扰码接收定时存储器110对各个基站装置存储导频信号的接收定时信息，该导频信号的接收定时信息为从扰码接收定时检测电路106输入的信息。然后，扰码接收定时存储器110将所存储的接收定时信息中的基站装置的扰码接收定时信息输出到解调电路112，该基站装置为由同步基站切换器105输入的切换定时信号所指示的基站装置。此外，在规定的定时，扰码接收定时存储器110将所存储的接收定时信息输出到同步偏差计算单元115。
作为存储单元的扰码存储器111对各个基站装置存储从扰码识别电路107输入的扰码信息。然后，扰码存储器111将所存储的扰码信息中的基站装置的扰码信息输出到解调电路112，该基站装置为由同步基站切换器105输入的切换定时信号所指示的基站装置。
作为解调单元的解调电路112基于从扰码接收定时存储器110输入的接收定时信息以及从扰码存储器111输入的扰码信息，对从频带滤波器104输入的接收信号进行解调。具体而言，解调电路112从频带滤波器104输入的接收信号中除去保护区间(以下记载为“GI”)期间后，进行FFT运算。然后，在从扰码接收定时存储器110输入的接收定时信息的定时，解调电路112用从扰码存储器111输入的扰码信息的扰码进行解扩处理。进而，解调电路112使用事先存储的已知图案的短周期扩频码，进行接收信号的解扩处理，并且将进行了解扩处理的接收信号从并行数据形式变换为串行数据形式后，进行解调及解码。然后，解调电路112将进行了解调及解码的接收信号输出到同步基站切换器105，同时将其作为接收数据输出。
局部振荡器113生成作为基准频率的信号，并输出到频率测量单元108。此外，局部振荡器113将作为整个频率变换单元118以及解调单元121的基准频率的信号输出到频率变换单元118以及解调单元121。
位置信息获得单元114获得由GPS所测量的本装置的位置的信息即位置信息，并将所获得的位置信息输出到同步偏差计算单元115。
同步偏差计算单元115基于从扰码接收定时存储器110输入的各个基站装置的导频信号的接收定时信息、从位置信息获得单元114输入的位置信息、事先存储的各个基站装置的位置的信息以及电波的速度，计算基站装置之间的导频信号的接收定时差的基准值相对于基准值的误差即同步偏差。然后，同步偏差计算单元115将计算出的同步偏差的信息即同步偏差信息输出到复用单元116。另外，计算同步偏差的方法的细节将后述。
复用单元116对发送数据和从同步偏差计算单元115输入的同步偏差信息进行复用后，输出到调制单元117。
调制单元117对从复用单元116输入的已复用的同步偏差信息和发送数据的信号进行调制，并将它作为RF信号或IF信号输出。从调制单元117输出的RF信号或IF信号通过未图示的天线被发送。复用单元116以及调制单元117为将同步偏差信息通知给基站装置的通知单元。
接着，使用图2说明基站装置200的结构。图2是表示基站装置200的结构的方框图。发送数据发生单元201、传输路径编码单元202、数据调制单元203、导频调度单元204、复用单元205、串并行变换单元206、复制单元207-1～207-n(n为副载波数)、短周期扩频码生成器208以及乘法器209-1-1～209-n-q(q为任意自然数)构成信号处理单元216-1～216-r(r为任意自然数)。此外，合成单元210、扰码生成器211、乘法器212-1～212-n、IFFT单元213、GI附加单元214以及信号处理单元216-1～216-r构成发送装置217。
发送数据发生单元201生成包含了通知信息的发送数据后，将其输出到传输路径编码单元202。通知信息包含基站装置200使用的扰码信息以及基站装置200中的导频信号的发送定时的信息。
传输路径编码单元202对从发送数据发生单元201输入的发送数据进行编码后，将其输出到数据调制单元203。
数据调制单元203对从传输路径编码单元202输入的发送数据进行调制后，将其输出到复用单元205。
导频调度单元204存储其他基站即其他的基站装置的导频信号的发送定时，并基于所存储的其他的基站装置的导频信号的发送定时和基准时间，设定本基站的导频信号的发送定时，以使其不与其他的基站装置中的导频信号的发送定时重叠。然后，导频调度单元204指示复用单元205输出，以使在所设定的导频信号的发送定时发送导频信号。此外，导频调度单元204基于从解调单元215输入的同步偏差信息，对导频信号与其他基站装置的同步偏差进行校正。另外，设定导频信号的发送定时的方法将后述。
复用单元205根据导频调度单元204的指示，对导频信号和发送数据进行复用后，将其输出到串并行变换单元206。
串并行变换单元206将从复用单元205输入的进行了复用的数据从串行数据形式变换为并行数据形式后输出到复制单元207-1～207-n。
复制单元207-1～207-n将从串并行变换单元206输入的数据复制后输出到乘法器209-1-1～209-n-q。
短周期扩频码生成器208生成短周期扩频码后，将其输出到乘法器209-1-1～209-n-q。
乘法器209-1-1～209-n-q将从复制单元207-1～207-n输入的数据乘以从短周期扩频码生成器208输入的短周期扩频码后进行扩频处理，并将扩频处理后的数据输出到合成单元210。
合成单元210对从各个信号处理单元216-1～216-r的乘法器209-1-1～209-n-q输入的扩频处理后的数据进行合成后输出到乘法器212-1～212-n。
扰码生成器211对各个基站装置生成固有的扰码，并将生成的扰码输出到乘法器212-1～212-n。
乘法器212-1～212-n将从合成单元210输入的数据乘以从扰码生成器211输入的扰码后，将其输出到IFFT单元213。
IFFT单元213对从乘法器212-1～212-n输入的数据进行IFFT(高速傅立叶逆变换)处理后，将其输出到GI附加单元214。
GI附加单元214对从IFFT单元213输入的数据附加GI区域后输出。然后，从GI附加单元214输出的发送信号由未图示的上变频变换器即频率变换单元(发送单元)变换频率后，作为多载波高频(RF)信号或中频(IF)信号通过未图示的天线被发送。
解调单元215对由未图示的天线接收的高频(RF)信号或中频(IF)信号进行解调，由此提取接收信号中所包含的同步偏差信息。然后，解调单元215将提取出的同步偏差信息输出到导频调度单元204，同时将解调后的解调数据输出。
接着，使用图3说明扰码接收定时检测电路106的结构的细节。图3是表示扰码接收定时检测电路106的结构的方框图。同步信号复本生成器304以及相关器305构成相关运算单元309-1～309-s(s为任意自然数)。此外，GI除去单元302、FFT单元303、加法器306、相关值和定时的存储器307以及相关运算单元309-1～309-s构成同步信号相关检测电路310-1～310-s。设置有相当于同步信道被复用的副载波数的相关运算单元309-1～309-s。此外，对由FFT定时设定电路301所设定的各个FFT定时设置同步信号相关检测电路310-1～310-s。
FFT定时设定电路301设定事先所决定的FFT定时，并将所设定的FFT定时的信息即FFT定时信息输出到GI除去单元302。
在从FFT定时设定电路301输入的FFT定时信息的FFT定时，GI除去单元302除去从频带滤波器104输入的接收信号中所包含的GI区域。然后，GI除去单元302将除去了GI区域后的接收信号输出到FFT单元303。
FFT单元303在从GI除去单元302输入的接收信号的FFT窗内进行FFT运算。然后，FFT单元303将对导频信号所插入的码元进行FFT运算而获得的结果输出到相关器305。
同步信号复本生成器304生成导频信号所包含的已知图案的同步信号，并将生成的同步信号输出到相关器305。
相关器305执行从FFT单元303输入的FFT运算后的结果与从同步信号复本生成器304输入的同步信号之间的相关运算。然后，相关器305将相关运算结果输出到加法器306。
加法器306将从相关器305输入的相关运算结果相加后，将其输出到相关值和定时的存储器307。
相关值和定时的存储器307存储从加法器306输入的相关运算结果的相加结果。然后，相关值和定时的存储器307将所存储的相关运算结果的相加结果中的、由定时检测电路308所选择的相加结果输出到定时检测电路308。
从相关值和定时的存储器307所存储的相关运算结果的相加结果中，定时检测电路308将获得最大的相关值的定时作为导频信号的接收定时进行检测。然后，定时检测电路308将所检测出的接收定时的信息即接收定时信息输出到扰码识别电路107以及扰码接收定时存储器110。此时，定时检测电路308对各个基站装置检测接收定时，同时将各个基站装置的接收定时信息输出到扰码识别电路107以及扰码接收定时存储器110。
接着，使用图4说明扰码识别电路107的结构的细节。图4是表示扰码识别电路107的结构的方框图。
在从扰码接收定时检测电路106输入的接收定时信息的接收定时，GI除去单元401除去从频带滤波器104输入的接收信号中所包含的GI区域后，将其输出到FFT单元402。
FFT单元402对从GI除去单元401输入的接收信号，在FFT窗内进行FFT运算。然后，FFT单元402将FFT运算结果输出到相关器404-1～404-s。
在从扰码接收定时检测电路106输入的接收定时信息的接收定时，扰码复本生成器403生成各个基站装置的已知图案即扰码，并将所生成的扰码输出到相关器404-1～404-s。
相关器404-1～404-s执行从FFT单元402输入的FFT运算结果与从扰码复本生成器403输入的扰码之间的相关运算。然后，相关器404-1～404-s将相关运算结果输出到加法器405。
加法器405将从相关器401-1～404-s输入的相关运算结果相加后输出到相关值和码序号的存储器406。
相关值和码序号的存储器406存储从加法器405输入的相关运算结果的相加结果。然后，从所存储的相关运算结果的相加结果中，相关值和码序号的存储器406将由扰码检测电路407所选择的相加结果输出到扰码检测电路407。
从相关值和码序号的存储器406所存储的相关运算结果的相加结果中，扰码检测电路407选择获得最大相关值的扰码。然后，扰码检测电路407将所选择的扰码的信息即扰码信息输出到扰码存储器111。此时，扰码检测电路407对各个基站装置检测扰码，同时将各个基站装置的扰码输出到扰码存储器111。
接着，说明通信终端装置100以及基站装置200的动作。
首先，如图5的(a)所示，从发送数据发生单元201以串行数据形式输出的发送数据#501由传输路径编码单元202进行编码，并由数据调制单元203进行调制后被输入到复用单元205。此外，从导频调度单元204以串行数据形式输出的导频信号#502被输入到复用单元205。然后，导频调度单元204设定导频信号的发送定时。
图6是表示导频调度单元204设定的导频信号的发送定时的一例。在图6中，横轴表示时间，纵轴表示频率。在图6中，发送信号#601为从基站装置200-1发送的信号，发送信号#602为从基站装置200-2发送的信号，而且发送信号#603为从基站装置200-p(p为2以上的任意自然数)发送的信号。另外，基站装置200-1、200-2以及200-p为各自不同的基站装置，而且具有与图2相同的结构。在发送信号#601中，在一无线帧#607的开头码元插入导频信号#604。此外，在发送信号#602中，在一无线帧#608的开头码元插入导频信号#605。此外，在发送信号#603中，在一无线帧#609的开头码元插入导频信号#606。此外，一无线帧#607、#608以及#609由从“0”到“m-1”为止的m个码元构成，并且0码元为开头码元。此外，关于各个发送信号#601、#602以及#603，具有从“1”到“k”为止副载波序号的k个副载波排列在频率轴方向上。
基站装置200-1的导频调度单元204在时刻t1开始发送信号的发送。由此，在时刻t1发送导频信号#604。此外，基站装置200-2的导频调度单元204在时刻t2开始发送信号的发送。由此，在时刻t2发送导频信号#605。这里，从时刻t1开始直至时刻t2为止所经过的时间为一码元的时间#610。此外，基站装置200-p的导频调度单元204在时刻t3开始发送信号的发送。由此，在时刻t3发送导频信号#606。这里，从时刻t1开始直至时刻t3为止所经过的时间为两个码元以上且少于m个码元的时间#611。
接着，复用单元205对导频信号和发送数据进行复用而生成发送信号，以使导频信号被插入到发送信号的各个帧的开头码元中。然后，复用单元205对导频信号和发送数据进行复用后生成并输出发送信号，以使其在由导频调度单元204所设定的、如图6所示的定时被发送。
接着，如图5的(b)所示，串并行变换单元206将发送信号从串行数据形式变换为并行数据形式。接着，复制单元207-1～207-n对发送信号进行复制后，乘法器209-1-1～209-n-q将其与短周期扩频码相乘，由此进行了扩频处理。图5的(c)是表示进行了扩频处理的发送信号的图。
接着，进行了扩频处理的发送信号由合成单元210进行合成，同时由乘法器212-1～212-n将其与扰码相乘，并由IFFT单元213进行IFFT处理。然后，进行了IFFT处理的发送信号由GI附加单元214附加GI区域。图5的(d)是表示进行了IFFT并被附加了GI区域的发送信号的图，发送数据和导频信号被串行地排列在时间轴上。接着，基站装置200发送图5的(d)所示的发送信号。
图7是表示从基站装置200发送的一OFDM码元#701的发送信号。一OFDM码元#701为在有效码元长度#702附加了GI区域#703的码元。GI区域#703为将所复制的有效码元长度#702后半部分的一部分附加到开头的GI区域中。
接着，接收从基站装置200所发送的如图8的(a)所示信号的通信终端装置100，在A/D变换单元101对接收信号进行A/D变换，在乘法器103对起因于多谱勒频率等的频率偏差进行校正，并在频带滤波器仅使规定的频带通过。接着，通信终端装置100在扰码接收定时检测电路106以及扰码识别电路107，在FFT窗#704内进行FFT，并检测各个基站装置200的导频信号的接收定时以及扰码，该FFT窗#704为接收信号的一OFDM码元内的任意有效码元长度的连续的区段。检测导频信号的接收定时以及扰码时需要选择FFT定时，以使有效码元区段不受到干扰，同时以与发送频率相同的频率且与发送端相同的有效码元时间进行FFT。另外，在一OFDM码元中，由于在FFT窗#704以外不使用FFT运算，所以即使在FFT窗#704以外包含有妨碍以及干扰也不影响FFT运算结果。
此外，通信终端装置100比较由频率测量单元108所测量的频率和从局部振荡器113输入的信号的基准频率，并检测所测量的频率与从局部振荡器113输入的信号的频率之间的差即频率偏差fd。
接着，通信终端装置100，用频率偏差存储器109对各个基站装置200存储由频率测量单元108测量出的频率偏差fd作为频率偏差信息，用扰码接收定时存储器110对各个基站装置200存储由扰码接收定时检测电路106检测出的导频信号的接收定时，并且用扰码存储器111对各个基站装置200存储由扰码识别电路107检测出的扰码。
接着，基于导频信号的接收定时以及扰码，通信终端装置100在解调电路112进行接收信号的解调。此时，通信终端装置100在同步基站切换器105复制并存储图6所示的导频信号的发送图案。例如，如图6所示，同步基站切换器105复制并存储以下的发送图案，在时刻t1对基站装置200-2的导频信号#604进行解调，在时刻t2对基站装置200-2的导频信号#605进行解调。此外，基于所存储的发送图案，同步基站切换器105估计在解调电路112中各个基站装置的信号被解调的定时。然后，同步基站切换器105根据切换定时信号而控制切换，以使在扰码接收定时存储器110中存储的基站装置200的导频信号的接收定时以及在扰码存储器111中存储的基站装置200的扰码在所估计的各个基站装置的信号被解调的定时被输出到解调电路112。解调电路112中的解调处理为，解调电路112从接收信号中除去GI区域，同时对接收信号进行FFT运算，其后用短周期扩频码以及扰码进行解扩处理。由此，接收信号成为如图8(b)所示的状态。进而，解调电路112将接收信号从并行数据形式变换为串行数据形式。由此，接收信号成为如图8的(c)所示的状态。然后，解调电路112将图8的(c)所示的接收信号作为接收数据而输出。
接着，用图9以及图10说明有关设定从各个基站装置发送的导频信号的发送定时的细节。图9以及图10是表示导频信号的接收定时以及导频信号的检测状态的图。
如果将在各个基站装置200的导频信号的发送定时之间的差设定为最小分辨率即一OFDM码元长度以上的时间，则能够使各个基站装置200的导频信号不重叠。假定在基站装置200之间发送OFDM码元的发送信号时产生定时偏差。关于附加了GI区域的OFDM，解调时，FFT窗以外的数据即GI区域的数据被丢弃。因此，如果基站装置200之间的接收定时差在该GI区域以内，通信终端装置100能够通过时分处理对相互的基站装置200的有效码元长度进行FFT。例如，在图9中，即使基站装置900-1的导频信号的一OFDM码元长度#901与基站装置900-2的导频信号的一OFDM码元长度#902在时间轴上重叠时，如果在时间轴上不重叠的状态下能够接收基站装置900-1的一OFDM码元长度#901中的FFT窗#903与基站装置900-2的一OFDM码元长度#902中的FFT窗#904，则通信终端装置100能够进行解调。由此，在FFT窗#903和#904的接收开始定时，通信终端装置100能够检测导频信号#905和#906。但是，此时，条件是基站装置900-1的导频信号的接收定时与基站装置900-2的导频信号的接收定时之间的差#907在GI区域以内。
此外，通信终端装置100有时难以使基站装置900-1的导频信号的接收定时与基站装置900-2的导频信号的接收定时之间的差#907收容在GI区域以内。此时，如果通信终端装置100能够在一OFDM码元时间以上的接收定时差，接收导频信号，则能够通过时分处理对基站装置200之间的有效码元长度进行FFT。例如，在图10中，基站装置1000-1的导频信号的一OFDM码元长度#1001与基站装置1 000-2的导频信号的一OFDM码元长度#1002之间的接收定时的差#1007在时间轴上为一OFDM码元时间以上时，通信终端装置100能够进行解调。由此，在FFT窗#1003和#1004的接收开始定时，通信终端装置100能够检测导频信号#1005和#1006。也就是说，如果各个基站装置中的导频信号的发送定时，相对于其他基站的导频信号的发送定时，在各个帧中设置比一OFDM码元的有效码元长度更长的时间差，则在通信终端装置100能够检测接收定时以及扰码。另外，图9以及图10的基站装置900-1、900-2、1000-1、1000-2与图2为相同结构。
接着，说明在同步偏差计算单元115中计算基站装置之间的同步偏差量的具体方法。同步偏差计算单元115使用位置信息与基站装置的位置，求基站装置200与通信终端装置100之间的距离。此外，同步偏差计算单元115使用电波的速度(3e+8)m/sec以及基站装置200与通信终端装置100之间的距离，求各个基站装置200与通信终端装置100之间的电波传播时间。然后，同步偏差计算单元115使用求得的电波传播时间，计算通信终端装置100中的基站装置200之间的电波传播时间差作为基准值。此外，通信终端装置100测量两个基站装置的导频信号的接收定时，并检测所测量的基站装置之间的接收定时差。然后，从检测出的基站装置之间的接收定时差与基准值，测量基站装置之间的同步偏差。
例如，基站装置1与通信终端装置100之间的距离是100m，基站装置2与通信终端装置100之间的距离是500m，而且基站装置2的导频信号以1us被发送时，同步偏差计算单元115如下述那样求电波传播时间差。基站装置1的传播时间为100/3e+8＝0.33us。此外，基站装置2的传播时间为500/(3e+8)＝1.66us。因此，如果基站装置1与基站装置2同步，则电波传播时间差应为1.33us。但是，在检测出基站装置2的导频信号仅比基站装置1的导频信号迟1us时，可知基站装置2的导频信号在时间轴方向上超前0.33us。因此，通信终端装置100将基站装置2的导频信号超前0.33us的意旨的信息作为误差信息即同步偏差信息通知给基站装置2。接收到同步偏差信息的基站装置2能够基于接收到的同步偏差信息，将导频信号的发送定时延迟0.33us以消除误差，从而与基站装置1同步。以此方式，能够在相邻的所有的基站装置之间取得发送定时的同步。同步偏差量的测量不仅由一个通信终端装置100进行一次，而且由不同场所的通信终端装置100在不同的时间进行多次后取其平均，由此能够提高同步偏差量的检测精度。
这样，根据本实施方式1，由于能在不重叠的接收定时接收各个基站装置的导频信号，所以能由一个电路元件构成解调单元121，从而能够减小电路规模。
(实施方式2)
图11是表示本发明实施方式2的导频信号的发送定时的图。另外，由于通信终端装置的结构为与图1相同的结构，基站装置的结构为与图2相同的结构，所以省略其说明。
导频调度单元204存储插入了其他基站即其他的基站装置的各个帧中的导频信号的码元，并设定本基站的导频信号的发送定时，以使在与所存储的插入了其他的基站装置的导频信号的码元不同的码元中插入导频信号。然后，导频调度单元204对复用单元205进行指示，以使其在所设定的导频信号的发送定时，将发送数据和导频信号进行复用。此外，导频调度单元204基于从解调单元215输入的同步偏差信息，对导频信号的同步偏差进行校正。
在图11中，横轴表示时间，纵轴表示频率。在图11中，发送信号#1101为从基站装置200-1发送的信号，而且发送信号#1102为从基站装置200-2发送的信号。在发送信号#1101中，导频信号#1104被插入到从一无线帧#1103的开头码元开始的第2码元，而且在发送信号#1102中，导频信号#1105被插入到从一无线帧#1103的开头码元开始的第i-1(0＜i＜m-1)码元中。此外，一无线帧#1103由从“0”到“m-1”为止的m个码元构成，并且0码元为开头码元。此外，关于各个发送信号#1101和#1102，具有从“1”到“k”为止副载波序号的k个副载波排列在频率轴方向上。
基站装置200-1以及基站装置200-2的导频调度单元204在时刻t20同时开始发送信号的发送。此时，由于插入导频信号的码元不同，所以基站装置200-1的导频信号与基站装置200-2的导频信号在时间轴上不会重叠。
这样，根据本实施方式2，由于能在不重叠的接收定时接收各个基站装置的导频信号，所以能由一个电路元件构成解调单元121，从而能够减小电路规模。此外，根据本实施方式2，由于在相同的定时发送多个基站装置的无线帧，所以通信终端装置能够在相同的定时对各个基站装置发送ACK以及重发请求，能够减轻由重发处理所产生的处理负荷。
(实施方式3)
图12以及图13是表示本发明实施方式3的导频信号的发送定时的图。另外，由于通信终端装置的结构为与图1相同的结构，基站装置的结构为与图2相同的结构，所以省略其说明。
在由副载波序号1～k和从各个帧开头开始的码元数所确定的位置内，导频调度单元204对插入导频信号的位置进行控制。此外，导频调度单元204存储由其他基站即其他的基站装置的各个帧中的副载波序号1～k和从帧的开头开始的码元数所确定的位置，而且设定本基站的导频信号的发送定时，以使在与所存储的插入其他的基站装置的导频信号的位置不同的位置插入导频信号。然后，导频调度单元204对复用单元205进行指示，使其在所设定位置插入导频信号后将发送数据和导频信号进行复用。此外，导频调度单元204基于从解调单元215输入的同步偏差信息，对导频信号的同步偏差进行校正。
在图12以及图13中，横轴表示时间，纵轴表示频率。在图12中，发送信号#1201为从基站装置200-1发送的信号，而且发送信号#1202为从基站装置200-2发送的信号。发送信号#1202为在时间轴方向上将导频信号以及发送数据仅偏移了1码元的信号，该导频信号以及发送数据为插入到由发送信号#1201的副载波序号和从帧的开头开始的码元数所确定的各个位置的信号和数据。也就是说，在发送信号#1201中，导频信号#1204被插入到一无线帧#1203的开头码元的副载波序号1等中，导频信号#1205被插入到从开头码元开始的第2码元的副载波序号3等中。此外，在发送信号#1202中，导频信号#1206被插入到一无线帧#1203的开头码元的副载波序号10等中，导频信号#1207被插入到从开头码元开始第2码元的副载波序号1等中。这样，进行控制，以使导频信号被插入到对各个码元不同的副载波序号中。此外，一无线帧#1203由从“ 0”到“m-1”为止的m个码元构成，并且0码元为开头码元。此外，各个发送信号#1201和#1202在频率轴方向上排列着具有从“1”到“k”为止的副载波序号的k个副载波。
基站装置200-1以及基站装置200-2的导频调度单元204在时刻t30同时开始发送信号的发送。此时，关于在由副载波序号1～k和从帧的开头开始的码元数所确定的位置内而插入导频信号的位置，基站装置200-1和基站装置200-2是不同的。因此，基站装置200-1的导频信号与基站装置200-2的导频信号在由副载波序号和从帧的开头开始的码元数所确定的位置中不会重叠。
在图13中，发送信号#1301为从基站装置200-1发送的信号，而且发送信号#1302为从基站装置200-2发送的信号。发送信号#1302为在频率轴方向上将导频信号以及发送数据仅偏移了相当于1副载波的信号，该导频信号以及发送数据为插入到由发送信号#1301的副载波序号和从帧的开头开始的码元数所确定的各个位置的信号和数据。也就是说，在发送信号#1301中，导频信号#1304被插入到一无线帧#1303的开头码元的副载波序号1等，导频信号#1305被插入到从开头码元开始的第2码元的副载波序号3等。此外，在发送信号#1302中，导频信号#1306被插入到一无线帧#1303的开头码元的副载波序号2等，导频信号#1307被插入到从开头码元开始的第2码元的副载波序号4等。这样，进行控制，以使导频信号被插入到各个码元的不同的副载波序号。此外，一无线帧#1303由从“0”到“m-1”为止的m个码元构成，并且0码元为开头码元。此外，各个发送信号#1301和#1302在频率轴方向上排列着具有从“1”到“k”为止的副载波序号的k个副载波。
基站装置200-1以及基站装置200-2的导频调度单元204在时刻t35同时开始发送信号的发送，但是由于在由副载波序号1～k和从帧的开头开始的码元数所确定的位置内，插入导频信号的位置不同，所以基站装置200-1的导频信号和基站装置200-2的导频信号在由副载波序号和从帧的开头开始的码元数所确定的位置中不会重叠。
这样，根据本实施方式3，由于能在不重叠的接收定时接收各个基站装置的导频信号，所以能由一个电路元件构成解调单元121，从而能够减小电路规模。此外，根据本实施方式3，由于在相同的定时发送多个基站装置的无线帧，所以通信终端装置能够在相同的定时对各个基站装置发送ACK以及重发请求，能够减轻由重发处理所产生的处理负荷。
(实施方式4)
图14是表示本发明实施方式4的导频信号的发送定时的图。另外，由于通信终端装置的结构为与图1相同的结构，基站装置的结构为与图2相同的结构，所以省略其说明。
导频调度单元204存储插入了其他基站即其他的基站装置的各个帧中的导频信号的副载波序号，而且设定本基站的导频信号的发送定时，以使在与所存储的插入了其他的基站装置的导频信号的副载波序号不同的副载波序号中插入导频信号。然后，导频调度单元204对复用单元205发出指示，使其通过在所设定的副载波序号的副载波中插入导频信号而将发送数据和导频信号进行复用。此外，导频调度单元204基于从解调单元215输入的同步偏差信息，对导频信号的同步偏差进行校正。
在图14中，横轴表示时间，纵轴表示频率。在图14中，发送信号#1401为从基站装置200-1发送的信号，而且发送信号#1402为从基站装置200-2发送的信号。在发送信号#1401中，导频信号#1404被插入到一无线帧#1403的副载波序号1等中，而且在发送信号#1402中，导频信号#1406被插入到一无线帧#1403的副载波序号2等中。此外，一无线帧#1403由从“0”到“m-1”为止的m个码元构成，并且0码元为开头码元。此外，各个发送信号#1401和#1402在频率轴方向上排列着具有从“1”到“k”为止副载波序号的k个副载波。
基站装置200-1以及基站装置200-2的导频调度单元204在时刻t40同时开始发送信号的发送。此时，由于插入导频信号的副载波序号在各个基站装置中不同，所以基站装置200-1的导频信号与基站装置200-2的导频信号在频率轴上不会重叠。
这样，根据本实施方式4，由于能在不重叠的接收定时接收各个基站装置的导频信号，所以能由一个电路元件构成解调单元121，从而能够减小电路规模。此外，根据本实施方式4，由于多个基站装置的无线帧在相同的定时被发送，所以通信终端装置能够在相同的定时对各个基站装置发送ACK以及重发请求。
另外，在上述实施方式1～实施方式4中，分别设置了扰码接收定时存储器110和扰码存储器111，但是不限于此，也可将扰码接收定时存储器110和扰码存储器111合并为一个存储器。
本说明书基于2005年3月30日申请的日本专利申请第2005-97988号。其内容全部包括于此。
产业上的可利用性
本发明的通信终端装置、基站装置以及接收方法特别适用于在下行链路中使用OFCDM的一频率重复蜂窝系统。

Claims (9)

1.一种通信终端装置，包括：
接收单元，接收从多个基站装置发送的与各个基站装置的固有的扰码相乘后的信号，而且在不同的定时，接收所述信号中所包含的从各个基站装置在不重叠的定时发送的各个导频信号；
接收同步单元，检测所述接收单元在不同的定时所接收的各个基站装置的所述导频信号的接收定时和所述扰码；
存储单元，对各个基站装置存储所述接收同步单元所检测出的所述接收定时以及所述扰码；
解调单元，基于在所述存储单元中存储的所述接收定时以及所述扰码，对由所述接收单元接收的各个基站装置的所述信号进行解扩处理后，进行解调；以及
切换单元，切换输出，以使在所述解调单元中各个基站装置的所述信号被进行解扩处理的定时，所述存储单元中存储的要被进行解扩处理的基站装置的所述接收定时以及所述扰码被输出到所述解调单元。
2.如权利要求1所述的通信终端装置，其中，还包括：
位置信息获得单元，获得本装置的位置的信息即位置信息；
同步偏差计算单元，基于所述接收同步单元检测出的所述接收定时的基站装置之间的差、所述位置信息获得单元所获得的所述位置信息、事先存储的基站装置的位置的信息以及电波的速度，计算基站装置之间的所述导频信号的接收定时差相对于基准值的误差；以及
通知单元，将由所述同步偏差计算单元计算出的所述误差的信息即同步偏差信息通知基站装置。
3.一种基站装置，包括：
导频调度单元，设定导频信号的发送定时，以使所述导频信号不在与从其他基站发送的导频信号重叠的定时被发送；
乘法单元，对包含所述导频信号的发送信号乘以各站固有的扰码，该所述导频信号被所述导频调度单元设定了所述发送定时；以及
发送单元，发送在所述乘法单元与所述扰码相乘后的所述发送信号，以在由所述导频调度单元设定的所述发送定时发送所述导频信号。
4.如权利要求3所述的基站装置，其中，所述导频调度单元对所述导频信号的发送定时，相对于其他基站的所述导频信号的发送定时，在各个帧中设置比一OFDM码元的有效长度还长的时间差。
5.如权利要求3所述的基站装置，其中，还包括：
复用单元，对所述导频信号和发送数据进行复用后生成发送信号，以在发送信号的各个帧的开头码元中插入所述导频信号，
所述导频调度单元通过设定由所述复用单元生成的所述发送信号的各个帧开始从所述复用单元输出的定时，从而设定所述导频信号的发送定时。
6.如权利要求3所述的基站装置，其中，还包括：
复用单元，通过在发送信号的各个帧的规定的码元中插入所述导频信号，从而对所述导频信号和发送数据进行复用而生成所述发送信号，
所述导频调度单元通过设定由所述复用单元插入所述导频信号的码元的位置，并且在与其他基站相同的定时，从所述复用单元输出各个帧的所述发送信号，从而设定所述导频信号的发送定时。
7.如权利要求3所述的基站装置，其中，还包括：
复用单元，在由副载波序号和从帧的开头开始的码元数所确定的规定的位置，插入所述导频信号，并对所述导频信号和发送数据进行复用而生成所述发送信号，
所述导频调度单元通过设定由所述复用单元插入所述导频信号的副载波序号和从帧的开头开始的码元数所确定的位置，从而设定所述导频信号的发送定时。
8.如权利要求3所述的基站装置，其中，还包括：
接收单元，接收本基站和其他基站发送的所述导频信号的通信对方中的接收定时差相对于基准值的误差的信息即同步偏差信息，
所述导频调度单元对所述导频信号的所述发送定时进行校正，以消除所述接收单元接收到的所述同步偏差信息的所述误差。
9.一种接收方法，包括：
对包含导频信号的信号乘以各个基站装置固有的扰码的步骤；
设定所述导频信号的发送定时，以使从各个基站装置发送的所述导频信号在不重叠的定时被发送的步骤；
各个基站装置发送包含与所述扰码相乘后的所述导频信号的信号，以在所设定的所述发送定时发送所述导频信号的步骤；
通信终端装置接收包含所述导频信号的信号，而且在不同的定时，接收从各个基站装置发送的所述导频信号的步骤；
对各个基站装置检测在不同的定时接收到的所述导频信号的接收定时和所述扰码的步骤；
对各个基站装置存储所检测出的所述接收定时以及所述扰码的步骤；
在所存储的所述接收定时以及所述扰码中，选择所要解调的基站装置的所述接收定时以及所述扰码的步骤；以及
基于所选择的所述接收定时以及所述扰码，对各个基站装置进行了将接收到的包含所述导频信号的信号解扩处理后，进行解调的步骤。
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