JP5490141B2 - 広帯域無線通信システムにおける副同期チャネルの送受信装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、広帯域無線通信システムの同期チャネルに関し、特にＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるセルＩＤ（ＩＤｃｅｌｌ）を区分するための副同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ：Ｓ−ＳＣＨ）を送受信するための装置及び方法に関する。

現在、高速の移動通信のために多くの無線通信技術が候補として提案されており、そのうち、直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、ＯＦＤＭとする）技術は、現在最も有力な次世代無線通信技術として認められている。今後、大部分の無線通信技術では、前記ＯＦＤＭ技術が使用されることと予想されており、現在３．５世帯技術と呼ばれるＩＥＥＥ ８０２．１６系のＷＭＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）でも前記ＯＦＤＭ技術を標準規格として採択している。

前記ＯＦＤＭ方式は、多重搬送波（Ｍｕｌｔｉ−Ｃａｒｒｉｅｒ）を使用してデータを送信する方式である。すなわち、直列に入力されるシンボル（Ｓｙｍｂｏｌ）列を並列変換して、これらの各々を相互直交性を有する多数の副搬送波（ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ）、すなわち多数の副チャネル（ｓｕｂ−ｃｈａｎｎｅｌ）に変調して送信する多重搬送波変調（Ｍｕｌｔｉ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＭＣＭ）方式の一種である。

前記ＯＦＤＭ方式を使用するシステムにおいて、基地局は、時間同期（ｔｉｍｉｎｇ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）と基地局区分のために、同期チャネル（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ：以下、ＳＣＨとする）を端末に送信する。これにより、端末は、前記ＳＣＨを利用して自身が属している基地局を区分できる。前記ＳＣＨが送信される位置は、送信機と受信機との間に予め規約されている。結果的に、前記ＳＣＨは、一種の基準信号（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）として動作するようになる。

前記ＳＣＨの設計方法として多様な方法が使用されうるが、現在、最も注目されている方法は、周波数領域で一定の間隔をおいて基地局固有のＰＲ（Ｐｓｅｕｄｏ Ｒａｎｄｏｍ）シーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を副搬送波に載せて送信する方法である。すべての副搬送波にシーケンスを載せて送信せずに一定の間隔でシーケンスをマッピングする場合、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算後の時間領域信号を述べると、ＯＦＤＭシンボル内で一定パターンの繰り返しが起きることを確認することができる。このとき、繰り返し回数は、周波数領域のシーケンスマッピング間隔によって変わる。

すると、従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムにおいて使用されるＳＣＨを述べることにする。

図１は、従来技術のＳＣＨの周波数領域信号を示す図である。

前記図１に示すように、従来のＳＣＨは、周波数領域において３個の副搬送波間隔ごとにシーケンス値が割り当てられる。

このとき、前記図１に対応するＳＣＨの時間領域信号は、図２に示すとおりである。前記図２に示すように、従来のＳＣＨは、時間領域で同じ信号が３回繰り返される形態を有する。端末は、前記ＳＣＨの繰り返しパターンを利用して時間同期を獲得する。このとき、ＩＦＦＴのサイズは、２の乗数（ｐｏｗｅｒ ｏｆ ２）であるが、３（繰り返し回数）は、ＩＦＦＴのサイズの約数ではないので、３回繰り返しパターンは、完全な繰り返しパターンでなく不完全な繰り返しパターンになる。したがって、端末が基地局セルの境界（ｃｅｌｌ ｂｏｕｎｄａｒｙ、ｃｅｌｌ ｅｄｇｅ）にある場合、隣接セルのＳＣＨが干渉として作用して３回繰り返しパターンが崩れるという問題が発生して、時間同期の遂行に困難さがある。

また、従来のＳＣＨは、一つのＳＣＨに割り当てられた副搬送波個数と同じ長さのシーケンスが使用される。従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムの場合、計１１４個の基地局を区分するために、１１４個のシーケンスが使用され、ＩＦＦＴの長さが１０２４であるときを例に挙げれば、各々のシーケンスの長さは、一つのＳＣＨに割り当てられた副搬送波の個数２８４と同一である。このとき、端末は、受信されたＳＣＨ信号と予め有している１１４個のシーケンスとの相関値を計算して、セルＩＤ（ＩＤｃｅｌｌ）を獲得するようになる。

従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムから進化したシステムであるＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムは、フェムトセル（ｆｅｍｔｏｃｅｌｌ）を支援するために、前記従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムよりさらに多くの個数のセルＩＤを必要とする。セルＩＤを送信するためのＳＣＨシンボルのシーケンスの個数もセルＩＤの個数に比例して増加するようになり、このとき、一般にシーケンス間の相関特性が悪くなるようになって、セルＩＤの検出性能が低下し、またシーケンスのピーク対平均電力比（Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：以下、ＰＡＰＲと称する）が増加するようになって、ＳＣＨの送信電力をブーストできるマージン（ｍａｒｇｉｎ）が減るようになる。

また、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムでは、ＳＣＨがセルＩＤ情報以外の他の付加情報を含んで送信することが要求されることもできる。このような付加情報の例としては、基地局種類、セクター、セグメント情報、ＦＦＴのサイズ、又はシステム帯域幅などになりうる。

従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムに比べて増加したセルＩＤの個数と、付加情報送信などの追加的な要求事項を充足させるために、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍシステムのＳＣＨは、互いに異なる２種類のシンボル、すなわち主同期チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ ＳＣＨ：以下、Ｐ−ＳＣＨとする）と副同期チャネル（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ＳＣＨ：以下、Ｓ−ＳＣＨとする）を使用する。このとき、従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ ＳＣＨの機能とＩＥＥＥ ８０２．１６ｍＳＣＨにおいて新しく要求される機能とをＩＥＥＥ ８０２．１６ｍＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨとが分けて行わなければならない。そのため、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨがそれぞれ行わなければならない機能が新しく定義される必要がある。また、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨの各々のシーケンスと副搬送波マッピング方法などが定義されなければならない。

そこで、本発明の目的は、広帯域無線通信システムにおけるセルＩＤ区分が可能なＳ−ＳＣＨを送受信するための装置及び方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨのシーケンスと副搬送波マッピング方法を定義することにある。

本発明のさらに他の目的は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおいて送信機がセルＩＤに応じてシーケンスを発生してＳ−ＳＣＨを生成及び送信し、受信機が前記Ｓ−ＳＣＨを受信して前記シーケンスを検出するための装置及び方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおいてＦＦＴのサイズとセグメントＩＤ（ｓｅｇｍｅｎｔ ＩＤ）とに基づいて、シーケンスをマッピングする副搬送波を含む副搬送波集合を決定するための装置及び方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明の第１見地によれば、通信システムにおける送信機が副同期チャネルを送信するための方法は、セルＩＤ（ＩＤｃｅｌｌ）に応じてシーケンスを発生する過程と、ＦＦＴのサイズとセグメントＩＤ（ｓｅｇｍｅｎｔ ＩＤ）とに基づいて、前記発生されたシーケンスをマッピングする副搬送波を含む副搬送波集合を決定する過程と、前記発生されたシーケンスを前記決定された副搬送波集合の副搬送波にマッピングする過程とを含むことを特徴とする。

本発明の他の見地によれば、通信システムにおける副同期チャネルを送信するための送信機は、セルＩＤ（ＩＤｃｅｌｌ）に応じてシーケンスを発生するシーケンス発生器と、ＦＦＴのサイズとセグメントＩＤ（ｓｅｇｍｅｎｔ ＩＤ）とに基づいて、前記発生されたシーケンスをマッピングする副搬送波を含む副搬送波集合を決定し、前記発生されたシーケンスを前記決定された副搬送波集合の副搬送波にマッピングする副搬送波マッパーとを備えることを特徴とする。

従来技術のＳＣＨの周波数領域信号を示す図である。 従来技術のＳＣＨの時間領域信号を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムの基地局と端末とを示す図である。 本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍフレーム構造におけるＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨの位置を示す図である。 本発明の実施の形態に係る５１２−ＦＦＴでの副搬送波集合を示す図である。 本発明の実施の形態に係る１０２４−ＦＦＴでの副搬送波集合を示す図である。 本発明の実施の形態に係る２０４８−ＦＦＴでの副搬送波集合を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＦＦＴのサイズに応じて各シーケンスブロックの周波数領域での配置を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＦＦＴのサイズ別にセルＩＤに対応するＳ−ＳＣＨ信号のＰＡＰＲを示す図である。 本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを送信するための送信機の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを受信するための受信機の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを送信するための手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを受信するための手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付された図面を参照して詳細に説明する。そして、本発明を説明するに当たって、関連した公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明にするおそれがあると判断された場合には、その詳細な説明を省略する。

以下、本発明は、ＯＦＤＭＡ方式を使用するＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるセルＩＤを区分するためのＳ−ＳＣＨを生成及び送受信するための方案を提案する。

まず、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムの構造とＳ−ＳＣＨの機能を提案する。

図３は、本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムの基地局と端末を示す図である。

前記図３に示すように、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ端末３００とＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ基地局３１０とが通信を行うためには、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ基地局３１０が送信したＳ−ＳＣＨ信号を介してＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ端末３００がＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ基地局３１０のセルＩＤ（ＩＤｃｅｌｌ）を獲得しなければならない。このとき、セルＩＤは、セグメントＩＤを含む。

図４は、本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍフレーム構造におけるＰ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨの位置を示す図である。

前記図４に示すように、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍフレーム構造においてスーパーフレーム（Ｓｕｐｅｒ−Ｆｒａｍｅ）は、２０ｍｓｅｃの時間インターバル（Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を有し、５ｍｓｅｃ時間インターバルを有する４個のフレーム（Ｆｒａｍｅ）から構成される。前記図４は、１個のスーパーフレーム内に１個のＰ−ＳＣＨシンボルと３個のＳ−ＳＣＨシンボルがそれぞれ５ｍｓｅｃの間隔で位置する場合を例示する。このとき、Ｐ−ＳＣＨシンボルは、スーパーフレームヘッダ（Ｓｕｐｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｈｅａｄｅｒ：ＳＦＨ）内に位置する。ここで、Ｐ−ＳＣＨシンボルとＳ−ＳＣＨシンボルの個数及び位置が変わっても、本発明の提案が同様に適用されうることはもちろんである。

次に、本発明に係る各セグメントＩＤに対応する副搬送波集合を決定する方法を述べる。

本発明においてＳ−ＳＣＨのためのシーケンスの長さＮ_ＳＳＣＨは、ＦＦＴのサイズによって変わる。Ｓ−ＳＣＨのためのシーケンスの長さＮ_ＳＳＣＨは、それぞれ５１２−ＦＦＴにおいて１４４、１０２４−ＦＦＴにおいて２８８、２０４８−ＦＦＴにおいて５７６である。このとき、各セグメントＩＤに対応する副搬送波集合は、下記式１によって決定される。

式中、ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_ｎは、ｎ番目の副搬送波集合を表し、ｎは、セグメントＩＤ（ｓｅｇｍｅｎｔ ＩＤ）に対応する副搬送波集合のインデックスであって、０、１又は２の値を有する。すべて３個のセグメントが存在し、それぞれのセグメントをＳｅｇｍｅｎｔ０、Ｓｅｇｍｅｎｔ１、Ｓｅｇｍｅｎｔ２とするとき、Ｓｅｇｍｅｎｔ０は、副搬送波集合ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_０を使用し、Ｓｅｇｍｅｎｔ_１は、副搬送波集合ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_１を使用し、Ｓｅｇｍｅｎｔ_２は、副搬送波集合ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_２を使用する。ｋは、ＦＦＴのサイズによって０からＮ_ＳＳＣＨ−１までの値を有するランニングインデックス（ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）である。前記各副搬送波集合においてＤＣ副搬送波の位置は、各々５１２−ＦＦＴにおいて２５６、１０２４−ＦＦＴにおいて５１２、２０４８−ＦＦＴにおいて１０２４である。

図５、図６及び図７は、それぞれ本発明の実施の形態に係る５１２−ＦＦＴ、１０２４−ＦＦＴ、２０４８−ＦＦにおける各セグメントＩＤに対応する副搬送波集合を示す図である。

前記図５、図６及び図７において、各セグメントに対応する副搬送波集合は、ＤＣ副搬送波の左側領域と右側領域では、それぞれ３個の間隔を有する副搬送波から構成されており、ＤＣ副搬送波の近くでは、４個の間隔を有する副搬送波から構成される。前記図５を例に挙げて詳細に説明すると、５１２−ＦＦＴにおいてＳｅｇｍｅｎｔ０に使用される副搬送波集合ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_０の副搬送波インデックスは、４０、４３、４６、４９、…、２４７、２５０、２５３、２５７、２６０、２６３、…、４６４、４６７、４７０である。すなわち、ＤＣ副搬送波インデックス２５６を中心にそれぞれ左側と右側領域では、インデックスが３ずつ増加する副搬送波から構成され、ＤＣ副搬送波を基準に副搬送波インデックス２５３と副搬送波インデックス２５７との間隔は４である。

前記説明したように、副搬送波集合を決定すると、時間領域で従来ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ ＳＣＨのような３回繰り返しパターンが現れないようになる。このような特徴は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ基地局がＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ端末とＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ端末とをすべて支援する共存モードにおいて、時間領域で３回繰り返しパターンが現れるシンボルが一種類のみが存在するようになって、各端末が時間同期を容易に獲得できるという利点がある。

次に、本発明に係るセルＩＤに対応するシーケンスを決定する方法を提案する。

本発明では、全部７６８個のセルＩＤを使用することを提案する。このとき、セルＩＤ（ＩＤｃｅｌｌ）の値は、０から７６７までであり、下記の式２のようにセグメントＩＤ ｎとランニングインデックスＩｄｘによって決定される。ここで、前記セグメントＩＤ ｎは、０、１又は２の値を有し、前記ランニングインデックスＩｄｘは、０から２５５までの値を有する。

前記式２によって決定されたセルＩＤに対応するＳ−ＳＣＨシーケンスは、８個のシーケンスブロックＳ_０、Ｓ_１、…、Ｓ_７を利用して構成される。このとき、各シーケンスブロックＳ_０、Ｓ_１、…、Ｓ_７に含まれたシーケンスの長さは７２である。

図８は、本発明の実施の形態に係るＦＦＴのサイズに応じて各シーケンスブロックの周波数領域での配置を示す図である。

前記図８に示すように、５１２−ＦＦＴの場合には、シーケンスブロックＳ_０とＳ_１からランニングインデックスＩｄｘに対応するシーケンスが順次選択され、前記順次選択されたシーケンスがパワーブーストされたＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調されて、セグメントＩＤ ｎに対応する副搬送波集合に順にマッピングされる。１０２４−ＦＦＴの場合には、シーケンスブロックＳ_２、Ｓ_０、Ｓ_１及びＳ_３からランニングインデックスＩｄｘに対応するシーケンスが順次選択され、前記順次選択されたシーケンスがパワーブーストされたＢＰＳＫ信号に変調され、セグメントＩＤ ｎに対応する副搬送波集合に順にマッピングされる。２０４８−ＦＦＴの場合には、シーケンスブロックＳ_４、Ｓ_５、Ｓ_２、Ｓ_０、Ｓ_１、Ｓ_３、Ｓ_６、及びＳ_７からランニングインデックスＩｄｘに対応するシーケンスが順次選択され、前記順次選択されたシーケンスがパワーブーストされたＢＰＳＫ信号に変調され、セグメントＩＤ ｎに対応する副搬送波集合に順にマッピングされる。前記図８のように、Ｓ−ＳＣＨ信号が周波数帯域幅に応じて重なる構造をスケーラブル（ｓｃａｌａｂｌｅ）構造とする。このようにＳ−ＳＣＨ信号が多様なＦＦＴのサイズに対してスケーラブル（ｓｃａｌａｂｌｅ）な特徴を有するシーケンスから構成されるから、Ｓ−ＳＣＨがそれぞれ異なる帯域幅を支援する多様な端末を支援できるという長所がある。

下記の表１は、各シーケンスブロック別にランニングインデックスＩｄｘに該当するシーケンスの例を１６進数（ｈｅｘａｄｅｃｉｍａｌ）で表したものである。各シーケンスの長さは７２である。

本発明では、計７６８個のセルＩＤが使用される場合を例示したが、使用されるセルＩＤの個数が７６８より小さいか大きい場合、前記表１に示したシーケンスの一部又は全体が使用されうることはもちろんである。

図９は、本発明の実施の形態に係るＦＦＴのサイズ別にセルＩＤに対応するＳ−ＳＣＨ信号のＰＡＰＲを示す図である。

前記図９に示すように、横軸は、セルＩＤを構成するランニングインデックスＩｄｘで、縦軸は、Ｉｄｘに対応するＳ−ＳＣＨ信号のＰＡＰＲ値である。同じＩｄｘ値を有し、互いに異なるセグメントＩＤ ｎを有する互いに異なる３個のセルＩＤに対応するＳ−ＳＣＨ信号のＰＡＰＲ値は同一である。５１２−ＦＦＴの場合、ＰＡＰＲの最大値は、６．２７ｄＢで、１０２４−ＦＦＴの場合、ＰＡＰＲの最大値は、６．７４ｄＢで、２０４８−ＦＦＴの場合、ＰＡＰＲの最大値は、７．０６ｄＢである。このように、セルＩＤに対応するＳ−ＳＣＨシンボルが非常に低い値のＰＡＰＲを有するので、Ｓ−ＳＣＨシンボルを送信する際に効率的に送信電力をブースト（ｂｏｏｓｔｉｎｇ）できる。

上述した内容に基づいた本発明の具体的な動作を述べる。

図１０は、本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを送信するための送信機の構成を示すブロック図である。

図示のように、送信機は、シーケンス発生器１０００、変調器１００２、副搬送波マッパー１００４、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算器１００６、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）追加器１００８、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１０１０、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）送信機１０１２を備えて構成される。

前記図１０に示すように、まずシーケンス発生器１０００は、上位制御機（図示せず）からのセルＩＤに応じるシーケンスを発生する。このとき、前記シーケンス発生器１０００は、前記表１のようなメモリテーブルを具備し、入力されるセルＩＤに応じるシーケンスを前記メモリテーブルから獲得して出力できる。他の例として、前記シーケンス発生器１０００は、基地局に該当するセルＩＤに応じるシーケンスのみを格納しており、上位制御機（図示せず）の制御下に前記格納されたシーケンスを発生できる。

変調器１００２は、前記シーケンス発生器１０００からのシーケンスを決まった変調方式に従って変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）して出力する。例えば、前記変調器１００２は、前記シーケンスをパワーブーストされたＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）信号に変調して出力する。

副搬送波マッパー１００４は、前記変調器１００２からの変調されたシーケンスをセグメントＩＤに対応する副搬送波集合の副搬送波にマッピングする。例えば、副搬送波集合は、ＦＦＴのサイズとセグメントＩＤに応じて、上述した図５、図６又は図７のように構成されることができる。

ＩＦＦＴ演算器１００６は、前記副搬送波マッパー１００４により副搬送波マッピングされた信号をＩＦＦＴ演算して、時間領域のサンプルデータを出力する。ＣＰ追加器１００８は、前記ＩＦＦＴ演算器１００６からのサンプルデータに保護区間（例：ＣＰ）を追加して、Ｓ−ＳＣＨ信号（又はＳ−ＳＣＨシンボル）を発生する。ここで、前記ＩＦＦＴ演算器１００６とＣＰ追加器１００８とは、一つのＯＦＤＭ変調器として構成されることができる。

ＤＡＣ１０１０は、前記ＣＰ追加器１００８からのＳ−ＳＣＨシンボルをアナログ信号に変換して出力する。ＲＦ送信機１０１２は、前記ＤＡＣ１０１０からのベースバンドアナログ信号をＲＦ信号に変換してアンテナを介して送信する。

一方、端末は、基地局から受信されたＳ−ＳＣＨ信号を利用してセルＩＤを獲得する。このとき、端末は、セグメント別に受信電力を測定してセグメントＩＤを獲得し、前記獲得したセグメントＩＤに対応する副搬送波集合の受信信号から周波数領域でのシーケンス検出を介してランニングインデックスＩｄｘを獲得できる。

図１１は、本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを受信するための受信機の構成を示すブロック図である。

図示のように、受信機は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）受信機１１００、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１１０２、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）除去器１１０４、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算器１１０６、副搬送波抽出器１１０８、復調器１１１０、シーケンス復調器１１１２を備えて構成される。

前記図１１に示すように、まずＲＦ受信機１１００は、アンテナから受信されたＲＦ信号をベースバンドアナログ信号に変換して出力する。ＡＤＣ１１０２は、前記ＲＦ受信機１１００からのベースバンドアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する。

次に、ＣＰ除去器１１０４は、前記ＡＤＣ１１０２からの信号に挿入された保護区間を除去する。次に、ＦＦＴ演算器１１０６は、前記ＣＰ除去器１１０４により保護区間が除去された信号に対してＦＦＴ演算を行うことによって、時間領域の信号から周波数領域の信号を出力する。ここで、前記ＣＰ除去器１１０４とＦＦＴ演算器１１０６とは、一つのＯＦＤＭ復調器として構成されることができる。

副搬送波抽出器１１０８は、まずセグメント別に受信電力を測定してセグメントＩＤを獲得し、前記ＦＦＴ演算器１１０６からの周波数領域の信号から前記獲得したセグメントＩＤに対応する副搬送波集合の信号のみを抽出する。

復調器１１１０は、前記副搬送波抽出器１１０８により抽出された副搬送波集合の信号を前記変調器１００２で使用された変調方法に対応する方法で復調する。

シーケンス復調器１１１２は、前記表１と同一なメモリテーブルを具備し、前記復調器１１１０の復調により検出されたシーケンスとメモリテーブルのすべてのシーケンスとの相関値を計算し、最も大きな相関値を有するシーケンスに該当するランニングインデックスＩｄｘを決定する。また、前記シーケンス復調器１１１２は、既に獲得したセグメントＩＤと前記相関値計算により決定されたＩｄｘから前記式２により計算されたセルＩＤとを出力する。

図１２は、本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを送信するための手順を示すフローチャートである。

図１２に示すように、まず送信機（基地局）は、ステップ１２０１にて自分に該当するセルＩＤに応じるシーケンスを発生する。このとき、送信機は、ＦＦＴのサイズと前記表１に基づいてシーケンスを発生する。

以後、前記送信機は、ステップ１２０３にて前記シーケンスを変調する。例えば、前記送信機は、前記シーケンスをパワーブーストされたＢＰＳＫ信号に変調できる。

そして、前記送信機は、ステップ１２０５にて前記変調されたシーケンスを前記セルＩＤのセグメントＩＤに対応する副搬送波集合の副搬送波にマッピングする。このとき、ＦＦＴのサイズとセグメントＩＤに応じて、前記副搬送波集合は、上述した図５、図６又は図７のように構成されることができる。

以後、前記送信機は、ステップ１２０７にて副搬送波マッピングされたシーケンスをＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調して、Ｓ−ＳＣＨ信号（Ｓ−ＳＣＨシンボル）を発生する。ここで、前記ＯＦＤＭ変調は、ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算、ＣＰ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｐｒｅｆｉｘ）追加などを含む意味である。

そして、前記送信機は、ステップ１２０９にて前記発生されたＳ−ＳＣＨ信号をＲＦ処理して端末に送信する。このとき、前記Ｓ−ＳＣＨ信号は、フレーム内の最前のサブフレームで送信されることができ、決まった時間間隔で送信されることができる。

以後、前記送信機は、本発明に係るアルゴリズムを終了する。

図１３は、本発明の実施の形態に係るＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるＳ−ＳＣＨを受信するための手順を示すフローチャートである。

図１３に示すように、まず受信機（端末）は、ステップ１３０１にて基地局からＳ−ＳＣＨ信号を受信する。このとき、前記Ｓ−ＳＣＨ信号は、フレーム内の最前のサブフレームで受信されることができ、決まった時間間隔で受信されることができる。

以後、前記受信機は、ステップ１３０３にて前記受信されたＳ−ＳＣＨ信号をＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調する。ここで、前記ＯＦＤＭ復調は、ＣＰ除去、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算などを含む意味である。

そして、前記受信機は、ステップ１３０５にてセグメント別に受信電力を測定してセグメントＩＤを獲得し、前記ＯＦＤＭ復調された信号から前記獲得したセグメントＩＤに対応する副搬送波集合の信号のみを抽出する。

以後、前記受信機は、ステップ１３０７にて前記抽出された副搬送波集合の信号を基地局で使用された変調方法に対応する方法で復調してシーケンスを検出する。

そして、前記受信機は、ステップ１３０９にて前記復調により検出されたシーケンスとメモリテーブルのすべてのシーケンスとの相関値を計算し、最も大きな相関値を有するシーケンスに該当するランニングインデックスＩｄｘを決定する。

以後、前記受信機は、ステップ１３１１にて既に獲得したセグメントＩＤと前記相関値計算により決定されたＩｄｘを利用して、前記式２のようにセルＩＤを計算する。

以後、前記受信機は、本発明に係るアルゴリズムを終了する。

上述したように、本発明は、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ無線通信システムにおけるセルＩＤ（ＩＤｃｅｌｌ）区分が可能なＳ−ＳＣＨを提案する。本発明に係る副同期チャネルは、多様なＦＦＴのサイズに対してスケーラブル（ｓｃａｌａｂｌｅ）な特徴を有するシーケンスから構成されるから、それぞれ異なる帯域幅を支援する多様な端末を支援できるという利点がある。また、多くの数のセルＩＤを支援することによって、フェムトセルを効果的に支援できるという長所がある。

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内で多様な変形が可能であることは勿論である。したがって、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲だけでなく、特許請求の範囲と均等なものによって決まらねばならない。

１０００ シーケンス発生器
１００２ 変調器
１００４ 副搬送波マッパー
１００６ ＩＦＦＴ演算器
１００８ ＣＰ追加器
１０１０ ＤＡＣ
１０１２ ＲＦ送信機

Claims (20)

1. 通信システムにおける送信機が副同期チャネルを送信するための方法であって、
   送信されるシーケンスのマッピングに使用するための副搬送波を含む副搬送波集合を下記数式１を利用して決定する過程と、
   前記シーケンスを送信する過程とを含むことを特徴とする方法。
   

   

   式中、ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_ｎは、ｎ番目の副搬送波集合を表し、ｎは、セグメントＩＤに対応する副搬送波集合のインデックスであって、０、１又は２の値を有する。ｋは、各ＦＦＴのサイズに応じて０からＮ_ＳＳＣＨ−１までの値を有するランニングインデックス（ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）である。式中、Ｎ_ＳＳＣＨは、副同期チャネルのために割り当てられた副搬送波の数であって、５１２−ＦＦＴサイズにおいて１４４、１０２４−ＦＦＴサイズにおいて２８８、２０４８−ＦＦＴサイズにおいて５７６の値をそれぞれ有する。
2. セルＩＤ（ＩＤ ｃｅｌｌ）に応じて前記シーケンスを発生する過程と、
   前記シーケンスを前記決定された副搬送波集合の副搬送波にマッピングする過程とをさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 前記発生されたマッピングのためのシーケンスを変調する過程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記副搬送波マッピングされたたシーケンスをＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調して、副同期チャネルシンボルを発生する過程と、
   受信機に、前記発生された副同期チャネルシンボルを送信する過程とをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記副搬送波集合に含まれる副搬送波のうち、ＤＣ副搬送波を間に置いている二つの副搬送波は、４個のインデックス間隔を有し、残りの副搬送波は、各々隣接した副搬送波と３個のインデックス間隔を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 通信システムにおける副同期チャネルを送信するための送信機であって、
   副搬送波を含む副搬送波集合を決定し、シーケンスを下記数式２を利用して前記決定された副搬送波集合の副搬送波にマッピングする副搬送波マッパーと、
   前記シーケンスを送信する送信ブロックとを備えることを特徴とする送信機。
   

   

   式中、ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_ｎは、ｎ番目の副搬送波集合を表し、ｎは、セグメントＩＤに対応する副搬送波集合のインデックスであって、０、１又は２の値を有する。ｋは、各ＦＦＴのサイズに応じて０からＮ_ＳＳＣＨ−１までの値を有するランニングインデックス（ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）である。式中、Ｎ_ＳＳＣＨは、副同期チャネルのために割り当てられた副搬送波の数であって、５１２−ＦＦＴサイズにおいて１４４、１０２４−ＦＦＴサイズにおいて２８８、２０４８−ＦＦＴサイズにおいて５７６の値をそれぞれ有する。
7. セルＩＤ（ＩＤ ｃｅｌｌ）に応じてシーケンスを発生するシーケンス発生器をさらに含む請求項６に記載の送信機。
8. 前記発生されたマッピングのためのシーケンスを変調する変調器をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の送信機。
9. 前記副搬送波マッピングされたシーケンスをＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調して、副同期チャネルシンボルを発生するＯＦＤＭ変調器と、
   受信機に、前記発生された副同期チャネルシンボルを送信するＲＦ送信機とをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の送信機。
10. 前記副搬送波集合に含まれる副搬送波のうち、ＤＣ副搬送波を間に置いている二つの副搬送波は、４個のインデックス間隔を有し、残りの副搬送波は、各々隣接した副搬送波と３個のインデックス間隔を有することを特徴とする請求項６に記載の送信機。
11. 通信システムにおける受信機が副同期チャネルを受信するための方法において、
    受信された信号からセグメントＩＤ（ｓｅｇｍｅｎｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に対応する副搬送波集合の信号を抽出する過程と、
    前記副搬送波集合の前記抽出された信号を復調し、セルＩＤに依存するシーケンスを検出する過程とを含み、
    前記副搬送波集合は、下記数式３を利用して決定されることを特徴とする方法。
    

    

    式中、ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_ｎは、ｎ番目の副搬送波集合を表し、ｎは、セグメントＩＤに対応する副搬送波集合のインデックスであって、０、１又は２の値を有する。ｋは、各ＦＦＴのサイズに応じて０からＮ_ＳＳＣＨ−１までの値を有するランニングインデックス（ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）である。式中、Ｎ_ＳＳＣＨは、副同期チャネルのために割り当てられた副搬送波の数であって、５１２−ＦＦＴサイズにおいて１４４、１０２４−ＦＦＴサイズにおいて２８８、２０４８−ＦＦＴサイズにおいて５７６の値をそれぞれ有する。
12. フレーム内の定められた領域において副同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）の前記信号を受信する過程と、
    前記受信された信号をＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調する過程と、
    セグメント単位に受信電力を測定し、前記セグメントＩＤを獲得する過程とをさらに含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記副搬送波集合に含まれる副搬送波のうち、ＤＣ副搬送波の介在している２つの副搬送波は４つのインデックス間隔を有し、残りの副搬送波は、各々隣接した副搬送波と３つのインデックス間隔を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記復調によって検出された前記シーケンスとメモリテーブルの全てのシーケンスとの間の相関値を決定する過程と、
    最大の相関値を有するシーケンスに対応するランニングインデックス（ｉｄｘ）を決定する過程とさらに含む請求項１１に記載の方法。
15. 獲得された前記セグメントＩＤ及びランニングインデックス（ｉｄｘ）を利用してセルＩＤを決定する過程をさらに含む請求項１４に記載の方法。
16. 通信システムにおける副同期チャネルを受信するための受信機において、
    受信された信号からセグメントＩＤ（ｓｅｇｍｅｎｔ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に対応する副搬送波集合の信号を抽出する副搬送波抽出機と、
    前記副搬送波集合の前記抽出された信号を復調し、セルＩＤに依存するシーケンスを検出する復調機とを含み、
    前記副搬送波集合は、下記数式４を利用して決定されることを特徴とする受信機。
    

    

    式中、ＳＳＣＨＣａｒｒｉｅｒＳｅｔ_ｎは、ｎ番目の副搬送波集合を表し、ｎは、セグメントＩＤに対応する副搬送波集合のインデックスであって、０、１又は２の値を有する。ｋは、各ＦＦＴのサイズに応じて０からＮ_ＳＳＣＨ−１までの値を有するランニングインデックス（ｒｕｎｎｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）である。式中、Ｎ_ＳＳＣＨは、副同期チャネルのために割り当てられた副搬送波の数であって、５１２−ＦＦＴサイズにおいて１４４、１０２４−ＦＦＴサイズにおいて２８８、２０４８−ＦＦＴサイズにおいて５７６の値をそれぞれ有する。
17. フレーム内の定められた領域において副同期チャネル（Ｓ−ＳＣＨ）の前記信号を受信する無線周波数（ＲＦ）受信機と、
    前記受信された信号をＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調するＯＦＤＭ復調機とをさらに含み、
    前記副搬送波抽出機はセグメント単位に受信電力を測定し、前記セグメントＩＤを獲得する請求項１６に記載の受信機。
18. 前記副搬送波集合に含まれる副搬送波のうち、ＤＣ副搬送波を介在している２つの副搬送波は４つのインデックス間隔を有し、残りの副搬送波は、各々隣接した副搬送波と３つのインデックス間隔を有することを特徴とする請求項１６に記載の受信機。
19. 前記復調によって検出された前記シーケンスとメモリテーブルの全てのシーケンスとの間の相関値を決定し、最大の相関値を有するシーケンスに対応するランニングインデックス（ｉｄｘ）を決定するシーケンス復調機をさらに含む請求項１６に記載の受信機。
20. 前記シーケンス復調機は、獲得された前記セグメントＩＤ及びランニングインデックス（ｉｄｘ）を利用してセルＩＤを決定する請求項１９に記載の受信機。

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