JP3955485B2 - 移動局、基地局装置および移動体通信網 - Google Patents
移動局、基地局装置および移動体通信網 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリアCDMAを用いる移動局、移動体通信網および基地局装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
移動体通信網において、移動局のセルサーチ、着信制御、発信制御、ハンドオーバ等に必要な制御情報のやり取りは共通制御チャネルを用いて行われている。すなわち、移動体通信網において基地局と移動局間の通信制御を行うためには、移動局において在圏セルの共通制御チャネルを検出し、その受信信号を読み出す必要がある。IMT−2000(International Mobile Telecommunications 2000)における移動体通信網に採用されている直接拡散符号分割多重方式(DS−CDMA)は、拡散符号により送信信号をスペクトル拡散するとともに、互いに直交する異なる拡散符号(コード)をチャネル毎に用いることによりチャネルの多重化を行っている。DS−CDMA方式では、共通制御チャネルと通信チャネルは、基地局ごとに異なるロングコードとチャネルごとに異なるショートコードとを用いて同一の周波数帯に拡散されたチャネル構成をとっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このため、通信制御の基本となる共通制御チャネルの検出に際しては、在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードを特定する必要があり、基地局ごとに異なるロングコードで拡散されている受信信号を逆拡散して、タイミングの検出および受信電力の測定を行う必要がある。このような受信処理を全ての基地局のロングコードに対して行い、測定された受信電力を比較した結果、最大受信電力となるロングコードを在圏セルの基地局に割り当てられたロングコードとして判定している。一般にDS−CDMA方式では予め移動局でテーブル化されている複数の共通制御チャネルのロングコードのなかから、受信信号が拡散されているロングコードを探索することで、共通制御チャネルの検出を行うようにしている。また、W−CDMA(Wideband CDMA)方式では、処理時間を短縮する方法として、3段階セルサーチ法(3GPP RAN 3G TS 25.211 V3.2.0, March.2000)が標準化されている。また、ロングコードが同定された後、待ち受け時の共通制御チャネルの読み出し処理は、通信チャネルに比べ少ない情報伝送レートにもかかわらず、共通制御チャネルが通信チャネルと同一の周波数帯に拡散されたチャネル構成になっているため、通信チャネルと同様に広帯域信号の復調を行う必要があった。
【0004】
このように、DS−CDMA方式では移動局にテーブル化されているロングコードから在圏セルのロングコードを探索し、共通制御チャネルの検出を行うようにしている。しかし、ロングコード探索における信号処理は複雑であると共に、その処理量も膨大となるため、テーブル化されているロングコードの数の増加に伴い、その処理量が増大することになる。また、3段階セルサーチ法はロングコードの探索は効率化されているが、その処理手順が複雑であった。さらに、ロングコードの同定後、待ち受け時のように常時または一定時間間隔(バッテリセーブモードのときなど)で共通制御チャネル信号の受信を行う場合、通信チャネルに対しわずかな情報量しか送信されていないにもかかわらず、同一周波数帯に拡散されて広帯域信号となっているため、受信信号の復調に必要な信号処理効率がきわめて低くなってしまっていた。
【0005】
さらに、広帯域信号を符号分割多重する無線伝送方式として複数の搬送波を用いるマルチキャリアCDMA(MC−CDMA)方式の検討がなされている。ここで、MC−CDMAを移動体通信網に適用した際の基地局における送信部の構成の一例を図12に示す。図12に示す基地局の送信部において、共通制御チャネルは、例えば1チャンネルとされており通信チャネルはmチャネルとされている。共通制御チャネルおよび通信チャネルの構成はほぼ同様とされており、共通制御チャネルの構成について説明する。共通制御チャネルCHaの制御データは第1乗算器121aに供給され、第1乗算器121aにおいて制御データに、拡散符号Caの並列配置された各チップが乗算される。第1乗算器121aから出力される並列の拡散シンボルのチップは、後述するようにそれぞれチップ毎に異なるサブキャリアにより伝送されるため、結果的に、制御データは周波数軸上で拡散されることになる。
【0006】
第1乗算器121aから出力されたチップが並列配置された拡散シンボルには、基地局固有のロングコードが第2乗算器122aにおいて乗算される。第2乗算器122aにおける入力および出力の並列数は同数とされる。そして、第2乗算器122aから出力される拡散シンボルの並列配置された1番目のチップは合成器123aに、2番目のチップは合成器123bに、3番目のチップは合成器123cに、・・・、最後のp番目のチップは合成器123kに供給される。また、合成器123a〜123kには、通信チャネル1〜通信チャネルmにおける第2乗算器122b〜122nから出力される拡散シンボルの並列配置されたチップがそれぞれ供給されている。このように、合成器123aでは第2乗算器122a〜122nから出力される拡散シンボルの内の1番目のチップが合成され、同様にして合成器123b〜123kでは第2乗算器122a〜122nから出力される拡散シンボルの2番目から最後のp番目のチップがそれぞれ合成されるようになる。なお、第2乗算器122a〜122nの並列出力数と、合成器123a〜123kの数とは同数のpとされている。
【0007】
合成器123a〜123kから並列に出力される合成シンボルのチップは、逆高速フーリエ変換部(IFFT)112において逆フーリエ変換されて送信信号とされる。すなわち、IFFT112においては、直交されているサブキャリアのそれぞれが合成シンボルのそれぞれの合成シンボルのチップで変調され、変調されたサブキャリアが合成されて送信信号とされる。なお、通信チャネル1〜通信チャネルmにおいては、第1乗算器121b〜121nおいてそれぞれ異なる拡散符号Cb〜Cnにより周波数軸上において拡散されている。また、拡散符号Ca〜Cnは互いに直交するショートコードとされている。
【0008】
図12に示す基地局から送信される送信信号は、共通制御チャネルCHaと通信チャネル(1〜m)CHb〜CHnの合成信号とされ、例えば図13に示すようにサブキャリアf1〜fpからなる周波数帯域とされる。この場合、サブキャリアf1〜fpのサブキャリア数pと、合成器123a〜123kの合成器数とは同数とされる。共通制御チャネルCHaと通信チャネルCHb〜CHnとは、それぞれ第1乗算器121a〜121nおいて周波軸上で互いに異なる拡散符号Ca〜Cnにより拡散されていることから、拡散符号(CODE)−周波数(f)−時間(t)の3次元空間で示すと、共通制御チャネルCHaと通信チャネルCHb〜CHnからなる送信信号は、図14に示すように拡散符号軸上に配列されたチャネル毎に異なる拡散符号Ca〜Cnにより周波数軸上で拡散されているものとして示すことができる。
【0009】
また、基地局を複数備える移動体通信網においては、各基地局に割り当てられる共通制御チャネルの周波数を、少なくとも隣接する基地局の周波数とは異なるように割り当てる必要がある。そこで、図12に示す構成の基地局を複数備える移動体通信網における各基地局に割り当てる共通制御チャネルの周波数割当の一例を図15に示す。図15に示すように、セル1においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアの周波数はf1とされ、残るサブキャリア(f2〜fp)が通信チャネル用のサブキャリアとされる。同様に、セル2〜セル8においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアの周波数はf2〜f8の1つとされ、各セルにおいて残るサブキャリアが通信チャネル用のサブキャリアとされる。なお、この例は8セル繰り返しの周波数割当の例とされている。
【0010】
ところで、このようなMC−CDMAを用いる移動体通信網においては、動画等の高速伝送の実現が想定されているため、使用される周波数帯域は数十MHzもの広帯域が想定されている。すると、MC−CDMAを用いる移動体通信網においては、共通制御チャネルをサーチするためにさらに広帯域とされている周波数帯域の信号処理を行わなければならないという問題点があった。この場合、例えば時間多重された1MC−CDMA信号や符号多重された1MC−CDMAなどのように従来と同様のチャネル構成を用いたり、W−CDMA方式で標準化された3段階セルサーチ法をMC−CDMAに適用する(花田他 信学会ソサイエティ大会 B−5−49 2001年9月)ようにしても、共通制御チャネル信号処理量の大幅な増大、消費電力の増加、処理遅延の増加を引き起こし、通信品質に大きな影響を与えるおそれがあった。
【0011】
そこで、本発明は、移動体通信網にMC−CDMAを適用した際に共通制御チャネル信号処理量の大幅な増大や、消費電力の増加、処理遅延の増加を引き起こすことがない移動局、基地局装置および移動体通信網を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の基地局装置は、制御チャネル専用の複数の制御チャネルサブキャリアと、通信チャネル専用の複数の通信チャネルサブキャリアとが分離して設定されているマルチキャリアCDMAを用いる基地局装置であって、少なくとも隣接する他の基地局装置に割り当てられていない制御チャネルサブキャリアが割り当てられている制御チャネル部と、前記複数の通信チャネルサブキャリアを使用して通信データの通信を行う通信チャネル部とを備え、前記通信チャネル部において、前記通信データは通信チャネル毎に固有の拡散符号により拡散され、拡散された並列のシンボルが、それぞれ前記通信チャネルサブキャリアにより送信されるようにしている。
【0013】
また、上記本発明の基地局装置において、前記制御チャネル部において、制御データが制御チャネル固有の拡散符号により時間軸上で拡散されて、前記割り当てられた制御チャネルサブキャリアにより送信されるようにしてもよい。
さらに、上記本発明の基地局装置において、前記通信チャネル部において、前記通信データが通信チャネル毎に固有の拡散符号により周波数軸上で拡散されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の基地局装置において、前記通信チャネル部において、前記通信データが通信チャネル毎に固有の拡散符号により時間軸上で拡散されるようにしてもよい。
【0014】
次に、上記目的を達成することのできる移動体通信網は、制御チャネル専用の複数の制御チャネルサブキャリアと、通信チャネル専用の複数の通信チャネルサブキャリアとが分離して設定されているマルチキャリアCDMAを用いる移動体通信網であって、在圏する移動局の通信制御を行う複数の基地局を備えており、該基地局には、少なくとも隣接する基地局に割り当てられている前記制御チャネルサブキャリアとは異なる周波数の前記制御チャネルサブキャリアが割り当てられており、前記基地局は、該割り当てられた前記制御チャネルサブキャリアを使用して、前記移動局との間において制御データの授受を行う制御チャネル部と、前記通信チャネルサブキャリアを使用して、前記移動局との間において通信データの授受を行う通信チャネル部とを備え、該通信チャネル部において、前記通信データは通信チャネル毎に固有の拡散符号により拡散され、拡散された並列のシンボルが、それぞれ前記通信チャネルサブキャリアにより送信されるようにしている。
【0015】
また、上記本発明の移動体通信網において、前記基地局の前記制御チャネル部において、制御データが制御チャネル固有の制御チャネル拡散符号により時間軸上で拡散されて、前記割り当てられた制御チャネルサブキャリアにより送信されるようにしてもよい。
さらに、上記本発明の移動体通信網において、少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられている前記制御チャネルサブキャリアと前記制御チャネル拡散符号との組み合わせとは、異なる組み合わせの前記制御チャネルサブキャリアと前記制御チャネル拡散符号とが、前記基地局に割り当てられていてもよい。
さらにまた、上記本発明の移動体通信網において、前記基地局の前記制御チャネル部において、制御データが制御チャネル固有の制御チャネル拡散符号により時間軸上で拡散されて、前記割り当てられた制御チャネルサブキャリアにより送信されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の移動体通信網において、前記通信チャネル部において、前記通信データが通信チャネル毎に固有の拡散符号により時間軸上で拡散されるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の移動体通信網において、前記制御チャネルにより、前記基地局に割り当てられて前記通信チャネルで用いられているロングコード情報を送信するようにしてもよい。
次に、上記目的を達成することのできる本発明の移動局は、制御チャネル専用の複数の制御チャネルサブキャリアと、通信チャネル専用の複数の通信チャネルサブキャリアとが分離して設定されているマルチキャリアCDMAを用いる移動局であって、受信可能な複数の前記制御チャネルサブキャリアを受信して、受信した前記制御チャネルサブキャリアから検出されたシンボルの受信電力を計測し、受信電力が最大となるシンボルに対応する前記制御チャネルサブキャリアが割り当てられているセルに在圏していると検出するセルサーチ手段を備えている。さらに、上記本発明の移動局において、前記セルサーチ手段により在圏していると検出されたセルに割り当てられている前記制御チャネルサブキャリアを復調することにより、前記通信チャネルで用いられている前記セル固有のロングコード情報を取得するようにしてもよい。
【0016】
このような本発明によれば、マルチキャリアCDMAにおけるサブキャリアとして制御チャネル専用の制御チャネルサブキャリアと通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアとを分離して設けて、この制御チャネルサブキャリアを基地局に割り当てるようにしている。このため、セルサーチ等を行う際には、通信チャネルサブキャリアの信号処理を行うことなく制御チャネルサブキャリアの信号処理だけを行えばよく、信号処理量を大幅に低減することができる。このため、消費電力を削減することができ携帯移動局の電池動作時間を長時間にすることができると共に処理遅延を極力なくすことができるようになる。この場合、制御データを制御用の拡散符号により時間軸上で拡散することができる。このようにすると、制御チャネルサブキャリアの周波数と制御用の拡散符号との組み合わせを、基地局毎に異ならせることができ、基地局相互間の干渉量を低減することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の移動体通信網における本発明の実施の形態にかかる基地局装置は、複数のサブキャリアを用いるMC−CDMAを採用している。この複数のサブキャリアは、制御チャネル専用のサブキャリアと通信チャネル専用のマルチキャリアとに分離されて構成されている。例えば、図2に示すように制御チャネル専用のサブキャリアとしてf1,f2,f3,f4の4つの制御チャネルサブキャリアが用意されており、通信チャネル専用のサブキャリアとしてfa,fb,・・・・,fkのS個の通信チャネルサブキャリアが別々に用意されている。すなわち、図2に示す例では総サブキャリア数は(4+S)個とされている。ここで、本発明にかかるマルチキャリアCDMA(MC−CDMA)を適用した基地局装置における送信部の構成の概要を図1に示す。
【0018】
図1に示す基地局装置の送信部は、例えば1チャネルの共通制御チャネルCHccを備える制御チャネル部10と、チャネル1〜通信チャネルmのmチャネルの通信チャネルを備える通信チャネル部11と、逆高速フーリエ変換部(IFFT)12とを備えている。制御チャネル部10には制御チャネル専用の制御チャネルサブキャリアf1〜f4の内の1つのサブキャリアが割り当てられている。通信チャネル部11においては、通信チャネル1〜通信チャネルmのデータがそれぞれチャネル固有の拡散符号により拡散されて合成され、並列数Sの合成シンボルとして出力されている。制御チャネル部10から制御データレートで出力されるシンボルと、通信チャネル部11から合成シンボルレートで並列に出力されるS個の合成シンボルとは、逆高速フーリエ変換部(IFFT)12に供給されて逆フーリエ変換されることにより送信信号とされている。すなわち、IFFT12においては、制御チャネル部10から出力されるシンボルによりf1〜f4の内の基地局に割り当てられている1つのサブキャリアが変調され、通信チャネル部11から並列されて出力されるS個の各々のシンボルによりfa〜fkのS個の互いに直交する通信チャネルサブキャリアのそれぞれが変調され、変調された(1+S)個のサブキャリアが合成されて送信信号とされている。
【0019】
図2に示すように、サブキャリアの総数をMとすると、M=(4+S)となり、f1〜f4の共通制御チャネルサブキャリアのサブキャリア数をNccとすると、fa〜fkの通信チャネルサブキャリアのサブキャリア数Sは、S=(M−Ncc)となる。ここで、通信チャネル部11において通信チャネル1〜通信チャネルmにおけるチャネル固有の拡散符号を拡散符号Ca〜Cnとすると、拡散符号Ca〜Cnのそれぞれの拡散符号により通信チャネル1〜通信チャネルmのそれぞれの入力データが拡散されるようになる。この場合、拡散符号Ca〜Cnは互いに直交する符号とされていると共に、拡散符号Ca〜Cnにより周波数軸上で拡散されるものとする。この場合には、拡散符号(CODE)−周波数(f)−時間(t)で示す3次元空間は、図3に示すように表される。すなわち、周波数f軸上においてf1〜f4の制御チャネルサブキャリアと、fa〜fkの通信チャネルサブキャリアとに分けて配置されており、拡散符号Ca〜Cnのチップが周波数軸上に配置されて周波数軸上で拡散されていることが示されている。また、拡散符号軸上に通信チャネル1〜通信チャネルmをチャネル毎に拡散している拡散符号Ca〜Cnが並んでおり、時間軸上に制御データレートおよび合成シンボルレートで、制御データおよび合成シンボルが並んでいることが示されている。なお、図3に示す例では共通制御チャネルCHccには、制御チャネルサブキャリアf1が割り当てられている。
【0020】
本発明においては、制御チャネル専用の制御チャネルサブキャリアを設定するようにしている。移動体通信網における複数の基地局(セル)にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルの割当態様は、例えば図4に示すようになる。すなわち、セル1においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf1を割り当て、サブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル2においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf2を割り当て、サブキャリアf1,f3,f4は使用しない。さらに、セル3においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf3を割り当て、サブキャリアf1,f2,f4は使用しない。さらにまた、セル4においては共通制御チャネルに使用するサブキャリアf4を割り当て、サブキャリアf1〜f3は使用しない。なお、セル1ないしセル4において通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが通信チャネル用の共通のサブキャリアとされる。このように、制御チャネル用サブキャリアとして4波設定した際には、図4に示す4セル繰り返しの周波数割り当てとすることができる。
【0021】
上記したように、基地局から送信される共通制御チャネルの制御データは、制御チャネル専用のサブキャリアのいずれかを用いて送信されるようになる。このため、移動局がセルサーチ等を行う場合には制御チャネル専用のサブキャリアだけを受信して、その受信信号の信号処理を行えばよいことになる。現実的には、サブキャリアの総数Mは1000ないし2000のオーダとされるものと考えられ、この場合には制御チャネル専用のサブキャリア数Nccは数十とされると考えられるため、全てのサブキャリアにおける信号処理を行う場合に比較して信号処理量を大幅に低減することができる。
【0022】
次に、図1に示す本発明にかかる基地局装置の送信部の第1の構成例を図5に示す。
図5に示す基地局の送信部において、共通制御チャネルCHccは、例えば1チャンネルとされており通信チャネルは通信チャネル1〜通信チャネルmのmチャネルとされている。制御チャネル部10においては、制御データの操作を行うことなくそのまま逆高速フーリエ変換部(IFFT)12に制御データを出力している。通信チャネル部11における通信チャネル1〜通信チャネルmの構成は同様とされており、通信チャネル1(CHa)の構成について説明する。通信チャネル1の通信データはシリアル−パラレル変換器(S/P)20aに供給されて並列数rの通信データとされる。この場合、通信チャネルサブキャリア数をSとして、チャネル固有の拡散符号のコード長(処理利得)をPGchとすると、並列数rはr=S/PGchとなる。並列数rの通信データは第1乗算器21aに供給され、第1乗算器21aにおいてrの通信データのそれぞれに、通信チャネル1固有の拡散符号Caの並列配置された各チップが乗算される。拡散符号Caのコード長をPGchとすると、第1乗算器21aからはrの並列数とされた拡散シンボルが出力され、それぞれの拡散シンボルはPGchの並列配置されたチップから構成される。第1乗算器21aから出力される並列の拡散シンボルのチップは、後述するようにそれぞれ拡散シンボルおよびチップ毎に異なるサブキャリアにより伝送されるため、結果的に、拡散シンボルは拡散符号Caにより周波数軸上で拡散されている拡散シンボルとなる。
【0023】
第1乗算器21aから出力されたr個並列の拡散シンボルは第2乗算器22aに供給され、第2乗算器22aにおいてSチップづつ切り出されて並列とされている基地局固有のロングコードが乗算される。第2乗算器22aにおける入力および出力の並列数は同数とされ、r個並列の拡散シンボルが出力される。なお、第1乗算器21aの並列出力数をSとすると、S=(r×PGch)となることから、第2乗算器22aの並列出力数もSとなる。そして、第2乗算器22aから出力される拡散シンボルの内の1番目のチップは合成器23aに、2番目のチップは合成器23bに、3番目のチップは合成器23cに、・・・、最後のk番目のチップは合成器23kに供給される。合成器23a〜23kには、通信チャネル1〜通信チャネルmにおける第2乗算器22b〜22nから出力される拡散シンボルのチップがそれぞれ供給される。このように、合成器23aでは第2乗算器22a〜22nから出力される拡散シンボルの1番目のチップが合成され、同様にして合成器23b〜23kでは第2乗算器22a〜22nから出力される拡散シンボルの内の2番目からk番目のチップがそれぞれ合成されるようになる。なお、合成器23a〜23kの数は第2乗算器22a〜22nの並列出力数Sと同数とされる。
【0024】
合成器23a〜23kから並列に出力されるS個のチップが並列配置されている合成シンボルは、共通制御チャネルCHccの制御データと共に逆高速フーリエ変換部(IFFT)12において逆フーリエ変換されて送信信号とされる。この場合、IFFT12においては、共通制御チャネルCHccの制御データには、例えば制御チャネルサブキャリアf1が割り当てられ、S個のチップが並列配置されている合成シンボルにはS個の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが割り当てられる。これにより、制御データにより制御チャネルサブキャリアf1が変調され、並列配置されているS個のチップにより互いに直交するS個のサブキャリアのそれぞれが変調され、変調された(1+S)個のサブキャリアがIFFT12において合成されて送信信号とされる。
図5に示す送信部においては、制御チャネルCHccから送信される制御データはロングコードで拡散されていないため、その受信信号処理は簡易な処理とすることができる。
【0025】
図5に示す基地局の送信部から送信される送信信号は、共通制御チャネルCHccと通信チャネル(1〜m)CHa〜CHnの合成信号とされ、図2に示すようにサブキャリアf1〜fkの周波数帯域とされる。この場合には、拡散符号(CODE)−周波数(f)−時間(t)で示す3次元空間は、図3に示すように表される。すなわち、周波数f軸上においてf1〜f4の制御チャネルサブキャリアと、fa〜fkの通信チャネルサブキャリアとに分けて配置されており、拡散符号Ca〜Cnのチップが周波数軸上に配置されて周波数軸上で拡散されていることが示されている。また、拡散符号軸上に通信チャネル1〜通信チャネルmをチャネル毎に拡散している拡散符号Ca〜Cnが並んでおり、時間軸上に制御データレートおよび合成シンボルレートで、制御データおよび合成シンボルが並んでいることが示されている。なお、図3に示す例では共通制御チャネルCHccには、制御チャネルサブキャリアf1が割り当てられている。
【0026】
次に、図1に示す本発明にかかる基地局装置の送信部の第2の構成例を図6に示す。
図6に示す基地局の送信部において、共通制御チャネルCHccは、例えば1チャンネルとされており通信チャネルは通信チャネル1〜通信チャネルmのmチャネルとされている。制御チャネル部10において、制御データは乗算器45において制御チャネル用の拡散符号C0が乗算されて拡散される。この場合、制御データは時間軸上で拡散される。すなわち、拡散符号C0の符号長PGccを4とすると、乗算器45から出力される拡散制御シンボルは時間軸上に配置された4チップから構成されるようになる。乗算器45から出力される制御データを拡散した拡散制御シンボルは逆高速フーリエ変換部(IFFT)12に出力される。
【0027】
通信チャネル部11における通信チャネル1〜通信チャネルmの構成は同様とされており、通信チャネル1(CHa)の構成について説明する。通信チャネル1の通信データはシリアル−パラレル変換器(S/P)40aに供給されて並列数rの通信データとされる。この場合、通信チャネルサブキャリア数をSとして、チャネル固有の拡散符号のコード長(処理利得)をPGchとすると、並列数rはr=S/PGchとなる。並列数rの通信データは第1乗算器41aに供給され、第1乗算器41aにおいてrの通信データのそれぞれに、通信チャネル1固有の拡散符号Caの並列配置された各チップが乗算される。拡散符号Caのコード長をPGchとすると、第1乗算器41aからはrの並列数とされた拡散シンボルが出力され、それぞれの拡散シンボルはPGchの並列配置されたチップから構成される。第1乗算器41aから出力される並列の拡散シンボルのチップは、後述するようにそれぞれ拡散シンボルおよびチップ毎に異なるサブキャリアにより伝送されるため、結果的に、拡散シンボルは拡散符号Caにより周波数軸上で拡散されている拡散シンボルとなる。
【0028】
第1乗算器21aから出力されたr個並列の拡散シンボルは、合成器43a〜43kに供給されてチップ毎に合成される。すなわち、第1乗算器41aから出力される拡散シンボルの内の1番目のチップは合成器43aに、2番目のチップは合成器43bに、3番目のチップは合成器43cに、・・・、最後のk番目のチップは合成器43kに供給される。合成器43a〜43kには、通信チャネル1〜通信チャネルmにおける第1乗算器41b〜41nから出力される拡散シンボルのチップがそれぞれ供給される。このように、合成器43aでは第1乗算器41a〜41nから出力される拡散シンボルの1番目のチップが合成され、同様にして合成器43b〜43kでは第1乗算器41a〜41nから出力される拡散シンボルの内の2番目からk番目のチップがそれぞれ合成されるようになる。なお、合成器43a〜43kの数は第1乗算器41a〜41nの並列出力数Sと同数とされる。合成器43a〜43kから出力された並列出力数Sの合成シンボルは、第2乗算器44に供給され、第2乗算器44においてSチップづつ切り出されて並列とされている基地局固有のロングコードがそれぞれのチップに乗算される。第2乗算器44における入力および出力の並列数は同数とされ、r個並列の拡散シンボルが出力される。なお、第1乗算器41aの並列出力数をSとすると、S=(r×PGch)となることから、第2乗算器44の並列出力数もSとなる。
【0029】
第2乗算器44から並列に出力されるS個のチップが並列配置されている合成シンボルは、共通制御チャネルCHccの拡散制御シンボルと共にIFFT12において逆フーリエ変換されて送信信号とされる。この場合、IFFT12においては、共通制御チャネルCHccの拡散制御シンボルには、例えば制御チャネルサブキャリアf2が割り当てられ、S個のチップが並列配置されている合成シンボルにはS個の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが割り当てられる。これにより、拡散制御シンボルにより制御チャネルサブキャリアf2が変調され、並列配置されているS個のチップにより互いに直交するS個のサブキャリアのそれぞれが変調され、変調された(1+S)個のサブキャリアがIFFT12において合成されて送信信号とされる。
【0030】
図6に示す基地局の送信部から送信される送信信号は、共通制御チャネルCHccと通信チャネル(1〜m)CHa〜CHnの合成信号とされ、サブキャリアf2〜fkの周波数帯域とされる。この場合には、拡散符号(CODE)−周波数(f)−時間(t)で示す3次元空間は、図7に示すように表される。すなわち、時間軸t上に制御チャネル用のコード長PGccの拡散符号C0のチップが配置されて制御データが時間軸上で拡散されていることが示されている。また、周波数f軸上においてf1〜f4の制御チャネルサブキャリアと、fa〜fkの通信チャネルサブキャリアとに分けて配置されており、拡散符号Ca〜Cnのチップが周波数軸上に配置されて周波数軸上で拡散されていることが示されている。また、拡散符号軸上に通信チャネル1〜通信チャネルmをチャネル毎に拡散している拡散符号Ca〜Cnが並んでおり、時間軸上に拡散制御シンボルレートおよび合成シンボルレートで、拡散制御シンボルおよび合成シンボルが並んでいることが示されている。なお、図7に示す例では共通制御チャネルCHccには、制御チャネルサブキャリアf2が割り当てられている。
図6に示す送信部においても、共通制御チャネルCHccから送信される制御データはロングコードで拡散されていないため、その受信信号処理は簡易な処理とすることができる。
【0031】
次に、図1に示す本発明にかかる基地局装置の送信部の第3の構成例を図8に示す。
図8に示す基地局の送信部において、共通制御チャネルCHccは、例えば1チャンネルとされており通信チャネルは通信チャネル1〜通信チャネルmのmチャネルとされている。制御チャネル部10においては、制御データの操作を行うことなくそのまま逆高速フーリエ変換部(IFFT)12に制御データを出力している。通信チャネル部11における通信チャネル1〜通信チャネルmの構成は同様とされており、通信チャネル1(CHa)の構成について説明する。通信チャネル1の通信データはシリアル−パラレル変換器(S/P)30aに供給されて並列数Sの通信データとされる。この並列数Sは、通信チャネルサブキャリア数をSと同数とされる。そして、並列数Sの通信データは第1乗算器31aに供給され、第1乗算器31aにおいて通信データのそれぞれに、通信チャネル1固有の拡散符号Caの各チップが時間軸上で乗算される。拡散符号Caのコード長をPGchとすると、図8に示すように第1乗算器31aからは時間軸上に配列されたチップ数PGchの拡散シンボルが、並列出力数Sで出力される。すなわち、拡散符号Caにより並列とされたS個の通信データのそれぞれが時間軸上で拡散されるようになる。
【0032】
第1乗算器31aから出力されたS個並列の拡散シンボルは、合成器33a〜33kに供給されてチップ毎に合成される。すなわち、第1乗算器31aから出力されるS個並列とされた内の1番目の拡散シンボルの1番目のチップは合成器33aに、2番目の拡散シンボルの1番目のチップは合成器33bに、3番目の拡散シンボルの1番目のチップは合成器33cに、・・・、S番目の拡散シンボルの1番目のチップは合成器43kに供給される。合成器33a〜33kには、通信チャネル1〜通信チャネルmにおける第1乗算器31b〜31nから出力される拡散シンボルのチップが同様にそれぞれ供給される。このように、合成器33aでは第1乗算器31a〜31nから出力される1番目ないしS番目の拡散シンボルにおける1番目のチップが合成され、同様にして合成器33b〜33kでは第1乗算器31a〜31nから出力される1番目ないしS番目の拡散シンボルにおける2番目ないしk番目のチップがそれぞれ合成されるようになる。なお、合成器33a〜33kの数は拡散シンボルの並列数Sと同数とされる。合成器33a〜33kから出力された並列出力数Sの合成シンボルは、第2乗算器34に供給され、第2乗算器34においてSチップづつ切り出されて並列とされている基地局固有のロングコードがそれぞれの拡散シンボルに乗算される。第2乗算器34における入力および出力の並列数は同数とされ、S個並列の拡散シンボルが出力される。
【0033】
第2乗算器34から並列に出力されるS個の並列配置されている合成シンボルは、共通制御チャネルCHccの制御データと共にIFFT12において逆フーリエ変換されて送信信号とされる。この場合、IFFT12においては、共通制御チャネルCHccの制御データには、例えば制御チャネルサブキャリアf3が割り当てられ、S個が並列配置されている合成シンボル毎にS個の通信チャネルサブキャリアfa〜fkがそれぞれ割り当てられる。これにより、拡散制御シンボルにより制御チャネルサブキャリアf3が変調され、並列配置されているS個の合成シンボルにより互いに直交するS個のサブキャリアのそれぞれが変調され、変調された(1+S)個のサブキャリアがIFFT12において合成されて送信信号とされる。
図8に示す送信部においても、共通制御チャネルCHccから送信される制御データはロングコードで拡散されていないため、その受信信号処理は簡易な処理とすることができる。
【0034】
図8に示す基地局の送信部から送信される送信信号は、共通制御チャネルCHccと通信チャネル(1〜m)CHa〜CHnの合成信号とされ、サブキャリアf3〜fkの周波数帯域とされる。この場合には、拡散符号(CODE)−周波数(f)−時間(t)で示す3次元空間は、図9に示すように表される。すなわち、周波数f軸上においてf1〜f4の制御チャネルサブキャリアと、fa〜fkの通信チャネルサブキャリアとに分けて配置されており、拡散符号Ca〜Cnのチップが時間軸t上に配置されて時間軸上で拡散されていることが示されている。また、拡散符号軸上に通信チャネル1〜通信チャネルmをチャネル毎に拡散している拡散符号Ca〜Cnが並んでおり、時間軸上に制御データレートおよび合成シンボルレートで、制御データおよび合成シンボルが並ぶことが示されている。なお、図9に示す例では共通制御チャネルCHccには、制御チャネルサブキャリアf3が割り当てられている。
【0035】
次に、移動体通信網における複数の基地局(セル)に制御チャネルサブキャリアとロングコードとを割り当てる態様を、図10および図11に示す。
図10に示す割当態様は、図5あるいは図8に示す基地局の送信部とされた際の4セル繰り返しの割当態様とされ、セル1においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf1とロングコードf(c1)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル2においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf2とロングコードf(c2)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f3,f4は使用しない。さらに、セル3においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf3とロングコードf(c3)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f2,f4は使用しない。さらにまた、セル4においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf4とロングコードf(c4)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1〜f3は使用しない。
【0036】
さらに、セル5においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf1とロングコードf(c5)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル6においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf2とロングコードf(c6)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f3,f4は使用しない。さらに、セル7においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf3とロングコードf(c7)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f2,f4は使用しない。さらにまた、セル8においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf4とロングコードf(c8)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1〜f3は使用しない。なお、セル1ないしセル4において通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが通信チャネル用の共通のサブキャリアとされる。このように、制御チャネル用サブキャリアとして4波設定した際には、図10に示す4セル繰り返しで制御チャネルサブキャリアとロングコードとを割り当てることができる。
【0037】
また、図11に示す割当態様は図6に示す基地局の送信部とされた際の4セル繰り返しの割当態様とされ、セル1においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf1と制御チャネル用の拡散コードc1、およびロングコードf(c1)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル2においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf2と制御チャネル用の拡散コードc1、ロングコードf(c2)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f3,f4は使用しない。さらに、セル3においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf3と制御チャネル用の拡散コードc1、ロングコードf(c3)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f2,f4は使用しない。さらにまた、セル4においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf4と制御チャネル用の拡散コードc1、ロングコードf(c4)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1〜f3は使用しない。
【0038】
さらに、セル5においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf1と制御チャネル用の拡散コードc2、ロングコードf(c5)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf2〜f4は使用しない。同様に、セル6においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf2と制御チャネル用の拡散コードc2、ロングコードf(c6)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f3,f4は使用しない。さらに、セル7においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf3と制御チャネル用の拡散コードc2、ロングコードf(c7)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1,f2,f4は使用しない。さらにまた、セル8においては共通制御チャネルに使用する制御チャネルサブキャリアf4と制御チャネル用の拡散コードc2、ロングコードf(c8)が割り当てられ、制御チャネルサブキャリアf1〜f3は使用しない。このような繰り返しで制御チャネルサブキャリアと制御チャネル用の拡散コード、およびロングコードとが割り当てられる。なお、セル1ないしセル4において通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアfa〜fkが通信チャネル用の共通のサブキャリアとされる。このように、4セル繰り返しの周波数割り当て態様においては、図11に示すように制御チャネル用の拡散コードは4セル共通に割り当てることができる。
【0039】
次に、複数のサブキャリアが、制御チャネル専用のサブキャリアと通信チャネル専用のマルチキャリアとに分離されて構成されている本発明の移動通信網において、移動局が行うセルサーチ処理について説明する。このセルサーチ処理により、少なくとも在圏する基地局と通信チャネルにおいて使用されるロングコード情報とを移動局は得ることができる。
1.セルサーチ処理を行う際には、移動局は基地局から送信されている信号f(tn)を受信する。この信号f(tn)には、移動局が受信可能な複数の基地局から送信されている信号が混在しており、制御チャネルの信号および通信チャネルの信号とがMC−CDMAされている信号とされている。
2.次いで、あらかじめ既知である共通制御チャネルの全てのサブキャリア、図2に示す例ではf1,f2,f3,f4についてのみNサンプルずつ複数回にわたりDFT処理を行う。すなわち、次に示す(1)〜(4)式の演算を複数回ずつ繰り返し行う。
【数1】
【0040】
3.算出されたC(1),C(2),C(3),C(4)は、それぞれのサブキャリアが割り当てられている基地局から送信された信号成分であり、その複素シンボルの電力のアンサンブル平均<|C(1)|2>,<|C(2)|2>,<|C(3)|2>,<|C(4)|2>を求めて、アンサンブル平均が最大値となるサブキャリアを検出する。ここで、アンサンブル平均<|C(2)|2>が最大値であるならば、サブキャリアf2が割り当てられている基地局のセルに移動局が在圏していると検出される。すなわち、サブキャリアf2が移動局が在圏するセルの共通制御チャネルとなる。
4.検出された共通制御チャネルのサブキャリアの復調を行い、制御情報を読み出す。この場合、予め移動通信網から共通制御チャネルに割り当てられているサブキャリアが拡散処理されていると報知されている場合は、予め共通制御チャネル用に用意されている複数の拡散符号を使用して、受信された共通制御チャネルのサブキャリアにそれぞれ逆拡散処理を行い、その中から相関値が高い拡散符号を探索する。次いで、探索された拡散符号を用いて逆拡散したサブキャリアの復調を行うことにより制御情報を読み出す。
5.共通制御チャネルで報知された通信チャネルで用いられているロングコード情報を検出する。
このように、セルサーチ処理を行って在圏するセルの共通制御情報の読み出しを可能とすることにより、ロングコードの探索を行うことなく、通信チャネルのロングコードを知ることができるようになる。
【0041】
上記の説明においては、制御チャネルサブキャリア数をf1〜f4の4つとしたが、本発明はこれに限るものではなく任意の数の制御チャネルサブキャリアを独立して設定することができる。また、制御チャネル部10における制御チャネル用の拡散コード長PGccを4としたが、本発明はこれに限るものではなく任意の拡散コード長とすることができる。さらに、基地局毎に複数の共通制御チャネルが必要となる場合は、各基地極毎に複数の制御チャネルサブキャリアを割り当てるようにすればよい。
【0042】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、マルチキャリアCDMAにおけるサブキャリアとして制御チャネル専用の制御チャネルサブキャリアと通信チャネル専用の通信チャネルサブキャリアとを分離して設けて、この制御チャネルサブキャリアを基地局に割り当てるようにしている。このため、セルサーチ等を行う際には、通信チャネルサブキャリアの信号処理を行うことなく制御チャネルサブキャリアの信号処理だけを行えばよく、信号処理量を大幅に低減することができる。さらに、制御データはロングコードで拡散されていないことから、制御サブチャネルの信号処理量をより低減することができる。このため、消費電力を削減することができ携帯移動局の電池動作時間を長時間にすることができると共に処理遅延を極力なくすことができるようになる。この場合、制御データを制御用の拡散符号により時間軸上で拡散することができる。このようにすると、制御チャネルサブキャリアの周波数と制御用の拡散符号との組み合わせを、基地局毎に異ならせることができ、基地局相互間の干渉量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるマルチキャリアCDMAを適用した基地局装置における送信部の構成の概要を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態にかかる移動体通信網におけるサブキャリアの構成例を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態にかかる基地局装置における拡散符号、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態にかかる移動体通信網における複数の基地局(セル)にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルの割当態様を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態にかかる基地局装置の送信部の第1の構成例を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態にかかる基地局装置の送信部の第2の構成例を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態にかかる第2の構成例の基地局装置における拡散符号、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態にかかる基地局装置の送信部の第3の構成例を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態にかかる第3の構成例の基地局装置における拡散符号、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態にかかる移動体通信網における複数の基地局にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルとロングコードの割当態様を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態にかかる移動体通信網における複数の基地局にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルとロングコードの他の割当態様を示す図である。
【図12】MC−CDMAを移動体通信網に適用した際の基地局における送信部の構成の一例を示す図である。
【図13】MC−CDMAを移動体通信網に適用した際のサブキャリアの構成例を示す図である。
【図14】MC−CDMAを移動体通信網に適用した際の基地局装置における拡散符号、周波数、時間の相互の関係を示す図である。
【図15】MC−CDMAを移動体通信網に適用した際の複数の基地局にそれぞれ割り当てる共通制御チャネルの割当態様を示す図である。
【符号の説明】
10 制御チャネル部、11 通信チャネル部、21a〜21n 第1乗算器、22a〜22n 第2乗算器、23a〜23k 合成器、31a〜31n 第1乗算器、33a〜33k 合成器、34 第2乗算器、41a〜41n 第1乗算器、43a〜43k 合成器、44 第2乗算器、45 乗算器、121a〜121n 第1乗算器、122a〜122n 第2乗算器、123a〜123k合成器
Claims (12)
- 複数の基地局装置に共通して割り当てられているとともに、移動局が在圏する基地局装置を検出する際に必ず受信する制御チャネル専用の複数の制御チャネルサブキャリアと、通信チャネル専用の複数の通信チャネルサブキャリアとが分離して設定されているマルチキャリアCDMA を用いる基地局装置であって、
少なくとも隣接する他の基地局装置に割り当てられていない制御チャネルサブキャリアが割り当てられる制御チャネル部と、
前記複数の通信チャネルサブキャリアを使用して通信データの通信を行う通信チャネル部とを備え、
前記通信チャネル部において、前記通信データは通信チャネル毎に固有の拡散符号により拡散され、拡散された並列のシンボルが、それぞれ前記通信チャネルサブキャリアにより送信されるようにしたことを特徴とする基地局装置。 - 前記制御チャネル部において、制御データが制御チャネル固有の拡散符号により時間軸上で拡散されて、前記割り当てられた制御チャネルサブキャリアにより送信されるようにしたことを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
- 前記通信チャネル部において、前記通信データが通信チャネル毎に固有の拡散符号により周波数軸上で拡散されるようにしたことを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
- 前記通信チャネル部において、前記通信データが通信チャネル毎に固有の拡散符号により時間軸上で拡散されるようにしたことを特徴とする請求項1記載の基地局装置。
- 複数の基地局装置に共通して割り当てられているとともに、移動局が在圏する基地局装置を検出する際に必ず受信する制御チャネル専用の複数の制御チャネルサブキャリアと、通信チャネル専用の複数の通信チャネルサブキャリアとが分離して設定されているマルチキャリアCDMAを用いる移動体通信網であって、
在圏する移動局の通信制御を行う複数の基地局を備えており、
該基地局には、少なくとも隣接する基地局に割り当てられている前記制御チャネルサブキャリアとは異なる周波数の前記制御チャネルサブキャリアが割り当てられており、前記基地局は、該割り当てられた前記制御チャネルサブキャリアを使用して、前記移動局との間において制御データの授受を行う制御チャネル部と、前記通信チャネルサブキャリアを使用して、前記移動局との間において通信データの授受を行う通信チャネル部とを備え、該通信チャネル部において、前記通信データは通信チャネル毎に固有の拡散符号により拡散され、拡散された並列のシンボルが、それぞれ前記通信チャネルサブキャリアにより送信されるようにしたことを特徴とする移動体通信網。 - 前記基地局の前記制御チャネル部において、制御データが制御チャネル固有の制御チャネル拡散符号により時間軸上で拡散されて、前記割り当てられた制御チャネルサブキャリアにより送信されるようにしたことを特徴とする請求項5記載の移動体通信網。
- 少なくとも隣接する他の基地局に割り当てられている前記制御チャネルサブキャリアと前記制御チャネル拡散符号との組み合わせとは、異なる組み合わせの前記制御チャネルサブキャリアと前記制御チャネル拡散符号とが、前記基地局に割り当てられていることを特徴とする請求項6記載の移動体通信網。
- 前記通信チャネル部において、前記通信データが通信チャネル毎に固有の拡散符号により周波数軸上で拡散されるようにしたことを特徴とする請求項5記載の移動体通信網。
- 前記通信チャネル部において、前記通信データが通信チャネル毎に固有の拡散符号により時間軸上で拡散されるようにしたことを特徴とする請求項5記載の移動体通信網。
- 前記制御チャネルにより、前記基地局に割り当てられて前記通信チャネルで用いられているロングコード情報を送信するようにしていることを特徴とする請求項5記載の移動体通信網。
- 複数の基地局装置に共通して割り当てられているとともに、移動局が在圏する基地局装置を検出する際に必ず受信する制御チャネル専用の複数の制御チャネルサブキャリアと、通信チャネル専用の複数の通信チャネルサブキャリアとが分離して設定されているマルチキャリアCDMAを用いる移動局であって、
受信可能な複数の前記制御チャネルサブキャリアを受信して、受信した前記制御チャネルサブキャリアから検出されたシンボルの受信電力を計測し、受信電力が最大となるシンボルに対応する前記制御チャネルサブキャリアが割り当てられているセルに在圏していると検出するセルサーチ手段を備えていることを特徴とする移動局。 - 前記セルサーチ手段により在圏していると検出されたセルに割り当てられている前記制御チャネルサブキャリアを復調することにより、前記通信チャネルで用いられている前記セル固有のロングコード情報を取得するようにしたことを特徴とする請求項11記載の移動局。
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