JP4915476B2 - 周波数偏差推定装置および方法 - Google Patents
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Description
実施形態の周波数偏差推定装置は、自己相関特性におけるサイドピークの位置が周波数偏差に依存せず且つ前記サイドピークの相関値が周波数偏差に応じて変化する系列を用いて生成されるプリアンブル信号を送信する無線通信システムにおいて使用される。この周波数偏差推定装置は、受信したプリアンブル信号の自己相関を算出する相関部と、前記プリアンブル信号の自己相関のサイドピークの位置を検出する検出部と、前記自己相関のメインピークの位置における相関を表すメイン相関値、および前記サイドピークの位置における相関を表すサイド相関値を算出する算出部と、前記メイン相関値およびサイド相関値に基づいて前記周波数偏差を推定する推定部、を有する。
実施形態の無線通信システムでは、RACHプリアンブルは、Zadoff-Chu系列を用いて生成される。Zadoff-Chu系列の一般的な表現は、下記(1)式の通りである。
ところが、無線伝送路上でドップラーシフト等による周波数偏差Foffが発生すると、Zadoff-Chu系列の自己相関特性は劣化する。図7A〜図7Eを参照しながら、周波数偏差と相関値との関係を説明する。なお、図7A〜図7Eでは、「u=5」「L=839」であるものとする。
Mod(u×dp, L) = 1
L−dp = dm
図10は、第1の実施例に係る無線基地局の構成を示す図である。第1の実施例に係る無線基地局10は、図1に示す無線基地局1に相当し、ユーザ端末2を収容する。また、無線基地局10は、ユーザ端末2との間で図4に示すRACH手順を実行する。ここで、RACHプリアンブルは、上記(2)式のZadoff-Chu系列を用いて生成されるものとする。そして、Zadoff-Chu系列の系列番号uは、ユーザ端末2が決定する。
ステップS21では、「R(0)>αR(dp)」かつ「R(0)>αR(dm)」であるか否かがチェックされる。ここで、「α=2」である。そして、この条件を満たす場合には、周波数偏差Foffは図13に示すレベル3に属すると判定される。この場合、周波数偏差Foffの推定値として「ゼロHz」が出力される。
図15は、第2の実施例に係る無線基地局の構成を示す図である。第2の実施例に係る無線基地局30は、MCS(Modulation and channel Coding Scheme)決定部31を備える。MCS決定部31は、周波数偏差推定部24により推定された周波数偏差Foffに基づいて、RACH応答を送信するための最適なMCSを決定する。例えば、周波数偏差Foffの絶対値が625Hz以下であれば、変調方式としてQPSKまたは16QAMが選択され、符号化率として「2/3」が選択される。一方、周波数偏差Foffの絶対値が625Hzよりも大きければ、変調方式としてQPSKまたはBPSKが選択され、符号化率として「1/3」が選択される。
なお、第2の実施例に係る無線基地局30においても、第1の実施例と同様に、周波数偏差補正部13を備えるようにしてもよい。
図16は、第3の実施例に係る無線基地局の構成を示す図である。第3の実施例に係る無線基地局40は、上りリンク信号制御部41および上りリンク制御情報生成部42を備える。上りリンク信号制御部41は、MCS決定部31と同様に、推定された周波数偏差Foffに基づいて、RACH応答を送信するための最適なMCSを決定する。上りリンク制御情報生成部42は、決定されたMCSをユーザ端末2に通知するための上りリンク制御情報を生成する。この上りリンク制御情報は、対応するユーザ端末2に通知される。ユーザ端末2は、上りリンク制御情報を受信すると、通知されたMCSでメッセージ3または他の信号を送信する。
なお、第3の実施例に係る無線基地局40においても、第1の実施例と同様に、周波数偏差補正部13を備えるようにしてもよい。
無線伝送路の雑音が大きい等の場合においては、無線基地局1で得られる自己相関特性が劣化する。そして、自己相関特性が劣化した状態で推定される周波数偏差は、精度が低い。このため、推定精度の低い周波数偏差に応じて受信信号の周波数を補正すると、受信特性がかえって劣化するおそれがある。
上述の実施例では、同一セル内で使用される複数のRACHプリアンブルに対して、互いに異なる系列番号uが割り当てられている。しかし、無線基地局1において識別可能であれば、すべてのRACHプリアンブルに対して互いに異なる系列番号uを割り当てなくてもよい。
図18は、他の態様の周波数偏差推定方法を説明する図である。他の態様では、図18に示すように、Zadoff-Chu系列を用いて生成されるプリアンブルは、複数のデータブロックに分割される。そして、各分割データブロックは、受信局において、それぞれ対応する分割レプリカとの間で相関が計算される。すなわち、各分割データブロックについてそれぞれ自己相関が計算される。続いて、各データブロックについての相関に基づいてそれぞれ位相が計算され、さらに位相間の差分によって単位時間当たりの位相変化量(すなわち、回転角)が計算される。そして、回転角に基づいて周波数偏差を算出することができる。
Claims (10)
- 自己相関特性におけるサイドピークの位置が周波数偏差に依存せず且つ前記サイドピークの相関値が周波数偏差に応じて変化する系列を用いて生成されるプリアンブル信号を送信する無線通信システムにおいて使用される周波数偏差推定装置であって、
受信したプリアンブル信号と前記プリアンブル信号のレプリカとの相関を算出する相関部と、
受信した前記プリアンブル信号と前記プリアンブル信号のレプリカとの相関のサイドピークの位置を検出する検出部と、
前記相関のメインピークの位置における相関を表すメイン相関値、および前記サイドピークの位置における相関を表すサイド相関値を算出する算出部と、
前記メイン相関値およびサイド相関値に基づいて前記周波数偏差を推定する推定部、
を有する周波数偏差推定装置。 - 請求項1に記載の周波数偏差推定装置であって、
前記系列は、Zadoff-Chu系列であることを特徴とする周波数偏差推定装置。 - 請求項2に記載の周波数偏差推定装置であって、
前記Zadoff-Chu系列は下式で表され、uはZadoff-Chu系列のパターンを定義する系列番号、nはZadoff-Chu系列内のシンボルを識別するシンボル番号、LはZadoff-Chu系列の長さを表す
ことを特徴とする周波数偏差推定装置。
- 請求項3に記載の周波数偏差推定装置であって、
前記検出部は、前記相関部の出力を利用して前記系列番号を特定し、該特定した系列番号に基づいて前記サイドピークの位置を検出する
ことを特徴とする周波数偏差推定装置。 - 請求項1に記載の周波数偏差推定装置であって、
前記推定部は、前記メイン相関値およびサイド相関値の比較結果に基づいて前記周波数偏差を推定することを特徴とする周波数偏差推定装置。 - 請求項1に記載の周波数偏差推定装置であって、
前記推定部は、前記メイン相関値およびサイド相関値の和が予め決められた相関閾値よりも大きいときに、前記周波数偏差を推定することを特徴とする周波数偏差推定装置。 - 請求項1に記載の周波数偏差推定装置を備える無線基地局であって、
前記周波数偏差推定装置によって推定された周波数偏差に応じて受信信号の周波数を補正する補正部を備えることを特徴とする無線基地局装置。 - 請求項7に記載の無線基地局であって、
前記周波数偏差推定装置によって推定された周波数偏差に応じて通信方法を決定する通信方法決定部と、
前記通信方法決定部により決定された通信方法でユーザ端末に信号を送信する送信部、
をさらに備えることを特徴とする無線基地局。 - 請求項7に記載の無線基地局であって、
前記周波数偏差推定装置によって推定された周波数偏差に応じて通信方法を決定する通信方法決定部と、
前記通信方法決定部により決定された通信方法をユーザ端末に通知する通知部、
をさらに備えることを特徴とする無線基地局。 - 自己相関特性におけるサイドピークの位置が周波数偏差に依存せず且つ前記サイドピークの相関値が周波数偏差に応じて変化する系列を用いて生成されるプリアンブル信号を送信する無線通信システムにおいて使用される周波数偏差推定方法であって、
受信したプリアンブル信号と前記プリアンブル信号のレプリカとの相関を算出し、
受信した前記プリアンブル信号と前記プリアンブル信号のレプリカとの相関のサイドピークの位置を検出し、
前記相関のメインピークの位置における相関を表すメイン相関値、および前記サイドピークの位置における相関を表すサイド相関値を算出し、
前記メイン相関値およびサイド相関値に基づいて前記周波数偏差を推定する
ことを特徴とする周波数偏差推定方法。
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