JP5112353B2 - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置及び無線通信方法に関するものである。

多数のユーザと同時に通信するセルラ通信では、基地局が送信する１つの通信帯域において、基地局情報や通信パラメータを報知する報知チャネルが伝送される。報知チャネルは基地局から遠い端末であっても受信できるように、冗長化してから送信される。

基地局が、誤り訂正符号化した報知データを４分割して４つの報知チャネルを生成し、時間的に連続した４つのフレームを用いて、４つの報知チャネルを１つずつ繰り返し送信する方法が知られている（例えば非特許文献１参照）。端末は４つの報知チャネルを受信するが、途中の報知チャネルから受信し始める場合もあるため、順番を並び替えながら正しく受信できるパターン（並び順）を探し出して、報知データを取得する。さらに端末は、４つの報知チャネルのうち、先頭の報知チャネルの位置を検出することで、基地局と報知チャネル周期の同期を確立する。

端末に複数の通信帯域を受信する機能を持たせることで、スループットを向上させる手法が知られている（例えば非特許文献２参照）。

しかし、複数の通信帯域を受信する機能を持つ端末（複数バンド端末）と同一のネットワーク上に、単一の通信帯域しか受信できない端末（単一バンド端末）が存在する場合、基地局は、単一バンド端末が報知データを受信できるように、１フレーム中の複数の通信帯域の各々に同一の報知チャネルを割当て、複数の報知チャネルを１つずつ繰り返し送信することになる。

そのため、複数バンド端末は、上述のように４分割された報知データを受信するために、４フレーム分の報知チャネルを受信しなければならず、スループットが低下するという問題があった。

3GPP, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation (Release 8)," TS36.211, ver.8.3.0 (2008) NTT DoCoMo, "Update Views on Support of Wider Bandwidth in LTE-Advanced," 3GPP Technical Document, R1- 083015 (2008)

本発明は、複数バンド端末のスループット低下を防止し、かつ単一バンド端末に正しくデータ受信させることができる無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様による無線通信装置は、報知データを生成するデータ生成部と、前記報知データをｍ個（ｍは２以上の整数）の報知チャネルに分割する分割部と、第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）のシフト量を生成する制御部と、前記第ｋ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満たす整数）のシフト量に基づく順序で、前記ｍ個の報知チャネルを出力する第ｋのシフト部と、同期信号を生成する同期信号生成部と、前記第ｋのシフト部から出力される報知チャネルを順に前記同期信号と共に、第ｋのメインバンドにおける所定のサブキャリアに配置する配置部と、前記報知チャネル及び前記同期信号が配置された前記第１〜第ｎのメインバンドにおけるサブキャリアを送信ＲＦ信号に変換して送信する送信部と、を備えるものである。

本発明の一態様による無線通信装置は、複数のメインバンドの各々に、報知データを分割した複数の報知チャネルのいずれかが互いに異なるように配置された信号を受信する受信部と、前記複数のメインバンドの各々から、前記報知チャネルを抽出する抽出部と、前記抽出された報知チャネルを連結し、前記報知データを取得する復調部と、を備えるものである。

本発明によれば、複数バンド端末のスループット低下を防止し、かつ単一バンド端末に正しくデータ受信させることができる。

本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 下りリンクを用いた通信例を示す図である。 ＯＦＤＭＡのサブキャリア構成の一例を示す図である。 送信信号の時間方向のフレーム構成の一例を示す図である。 報知データの送信例を示す図である。 １フレームにおける報知チャネルの送信例を示す図である。 １サブフレームにおける報知チャネルの送信例を示す図である。 報知チャネルの送信順序を説明する図である。 複数メインバンドの１フレームにおける報知チャネルの送信例を示す図である。 同実施形態に係る報知チャネルの送信順序を説明する図である。 比較例による報知チャネルの送信順序を説明する図である。 同実施形態に係る送信機の概略構成図である。 同実施形態に係る受信機の概略構成図である。 同実施形態に係る報知チャネルの送信方法を説明するフローチャートである。 同実施形態に係る報知チャネルの受信方法を説明するフローチャートである。 報知チャネルの受信例を示す図である。 変形例による報知チャネルの送信順序を説明する図である。 変形例による報知チャネルの送信順序を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成を示す。無線通信システムは、端末１０１〜１０４及び基地局１０５を備える。基地局１０５から端末１０１〜１０４への通信には下りリンク１０６が利用される。また、端末１０１〜１０４から基地局１０５への通信には上りリンク１０７が利用される。端末１０１〜１０４は、受信帯域幅の違いにより、単一バンド端末と複数バンド端末とに分類される。単一バンド端末、複数バンド端末については後述する。図１には４台の端末１０１〜１０４が示されているが、端末の台数はこれに限定されない。

図２に端末１０１と基地局１０５との下りリンクを用いた通信の一例を示す。送信機である基地局１０５は、送信データに変調を施し、送信アンテナ１０８からＲＦ信号として送信する。基地局１０５から送信されたＲＦ信号は伝送路を経て、受信機である端末１０１の受信アンテナ１０９へと到達する。端末１０１は、受信アンテナ１０９で受信した信号に対して受信処理を施し、基地局１０５から送信されたデータを取得する。

図３を用いて、単一バンド端末及び複数バンド端末について説明する。図３は本実施形態における無線通信方式の一例としてのＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交波周波数分割多元接続）のサブキャリア構成を示す。複数のサブキャリアはＱ個（Ｑは２以上の整数）のメインバンドに分類される。また、１つのメインバンドは例えばＰ個（Ｐは２以上の整数）のサブバンドに分割されるものとしているが、これに限定されない。

本実施形態において、単一バンド端末とは、１つのメインバンドのみ受信可能な端末をいうものとする。また、複数バンド端末とは、複数のメインバンドを同時に受信可能な端末をいうものとする。無線通信システムには単一バンド端末と複数バンド端末とが存在し、例えば端末１０１〜１０３が単一バンド端末、端末１０４が複数バンド端末となる。

単一バンド端末は、どのメインバンドを利用しても通信できることが望ましい。従って、各メインバンドにて送信される信号は全て、単一バンド端末が正しくデータ受信できるような信号とする。データ送信方法については後述する。

図４に送信信号の時間方向のフレーム構成の一例を示す。１フレームは１０ｍｓｅｃであり、１個当たり１ｍｓｅｃの１０個のサブフレームに分割される。このサブフレームはそれぞれ０．５ｍｓｅｃの２つのスロットに分割される。

１スロットには７つのＯＦＤＭシンボルが含まれる。１つのＯＦＤＭシンボルでは、シンボル最後尾から所定時間分だけ切り取ったコピー（サイクリックプレフィックス（ＣＰ））がシンボル先頭に付加されている。

図５を用いて報知データの送信方法を説明する。報知データは例えば、基地局１０５のＩＤ番号、基地局１０５の持つ送信アンテナ１０８の数、その他の送信信号のパラメータ等が記載されたデータであり、基地局１０５からブロードキャストされる。本実施形態では、報知データは基地局１０５において、誤り訂正符号化、誤り検出符号の付加、及び変調が施されるとする。

基地局１０５が報知データを送信する際には、まず報知データを４つに分割し、第１報知チャネル、第２報知チャネル、第３報知チャネル、及び第４報知チャネルを生成する。そして基地局１０５は、第１〜第４報知チャネルを順に、１フレームに１つずつ送信する。以下では、第１報知チャネルから第４報知チャネルが送られる連続した４つのフレームを合わせて、報知チャネルフレームと称する。

図６を用いて、１つのメインバンドの１フレームにおける報知チャネルの送信方法の一例を説明する。基地局１０５が送信する各種の送信信号は、メインバンド内の中心部の複数のサブキャリアを用いて送信される。１フレーム中では、報知チャネルが１回送信され、フレームの先頭を検出するための同期用信号が２回送信される。報知チャネルが送信されるタイミングは、第１サブフレームの２番目のスロットである。また、同期用信号が送信されるタイミングは、第１サブフレームの１番目のスロット及び第６サブフレームの１番目のスロットである。

また、本実施形態では、同期用信号の送信に用いられるサブキャリア数は、報知チャネルの送信に用いられるサブキャリア数より少ないものとした。

図７を用いて、第１サブフレームにおける報知チャネルと同期用信号との配置例の詳細を説明する。図４で説明したように、１つのサブフレームは１４個のＯＦＤＭシンボルを含む。同期用信号は、６番目及び７番目のＯＦＤＭシンボルにおいて送信される。また、報知チャネルは、７〜１０番目のＯＦＤＭシンボルにて送信される。

また、前述のとおり、同期用信号や報知チャネルは、メインバンドの中心部の複数のサブキャリアを用いて送信される。端末は、メインバンドの中心部分の、同期用信号や報知チャネルの帯域幅分だけを受信すれば、フレームへの同期や、報知データの取得を行うことができる。

図８を用いて、１つのメインバンドにおける第１〜第４報知チャネルの送信順序について説明する。単一バンド端末が報知データを受信できるように、１つのメインバンドの中で第１〜第４報知チャネルの全てが送信されるようにする。また、第１〜第４報知チャネルの送信順序が変わってしまうと、端末はその順番を検出しなければならなくなる。このような処理は避けたいため、図８に示すように、第１〜第４報知チャネルは、この順番を保ったまま繰り返し送信される。

単一バンド端末である端末１０１は、必ずしも第１報知チャネルから受信し始めるわけではなく、第１〜第４報知チャネルの途中から受信し始める場合もある。例えば受信を開始したタイミングが第２報知チャネルの場合がある。このような場合でも、４フレーム受信することにより、４つの報知チャネルを受信できる。

但し、この場合、端末１０１は、第２報知チャネル、第３報知チャネル、第４報知チャネル、第１報知チャネルの順に受信することから、４つの報知チャネルの順番を並べ替えなければならない。端末１０１は、この段階では報知チャネルフレームの境界を把握していないため、最初に受信した報知チャネルが何番目の報知チャネルであるかはわからない。

そこで端末１０１は、最初に受信した報知チャネルが、第１報知チャネルである場合、第２報知チャネルである場合、第３報知チャネルである場合、第４報知チャネルである場合の４通りのパターン（並び順）を仮定し、各パターンで復調を試みる。そして、端末１０１は、正しく復調できる順序を検出し、報知データを得る。そして、この正しく受信できる順序が明らかとなることで、第１報知チャネルが送信された時刻を特定することができる。

例えば図８に示す例では、第ｋフレームにおいて第１報知チャネルが送信され、この第ｋフレームの開始時刻が、報知チャネルフレームの境界であることを検出できる。

図９は、図６に示す１メインバンドの報知チャネル及び同期用信号の配置を、図３に示すような複数のメインバンドに適用した場合の、基地局１０５からの送信信号の構成例を示す。図９に示すように、全てのメインバンドにおいて同期チャネルと報知チャネルを送信することで、単一バンド端末は、どのメインバンドを受信しても、報知チャネルを得ることができる。

図１０を用いて、図３に示すような複数メインバンドの各々における第１〜第４報知チャネルの送信順序について説明する。ここではメインバンドは第１〜第５メインバンドの５つのメインバンドが存在するとする。図１０に示すように、同一フレームでは、第ｎメインバンド（ｎは１以上の整数）にて第１報知チャネルが送信されている時、第ｎ＋１メインバンドでは第２報知チャネルが送信され、第ｎ＋２メインバンドでは第３報知チャネルが送信される。

つまり、同一フレームにおいて、隣接するメインバンドでは異なる報知チャネルが送信され、報知チャネルの周波数方向の並び順は、第１報知チャネル、第２報知チャネル、第３報知チャネル、第４報知チャネル、第１報知チャネル、・・・となっている。また、各メインバンドの時間方向（フレーム方向）においては、第１〜第４報知チャネルが、この順番を保ったまま繰り返し送信される。

このような順序で報知チャネルを送信すると、複数バンド端末である端末１０４が４つ以上のメインバンドを受信する機能を有する場合、１フレームで、第１〜第４報知チャネルの全てを受信し、報知データを取得することができる。従って短時間で報知データを得ることができる。

また、どのメインバンドにおいても図８に示すような信号が送信されている。従って、単一バンド端末である端末１０１〜１０３は、構成の変更なく、図８に示すような信号を受信する方法と同様の方法で報知データを取得できる。

端末１０４は、報知チャネルフレーム内の何番目のフレームを受信しているか認識していない場合、１フレーム中に含まれる複数の報知チャネルから報知データを取り出すためには、複数の報知チャネルの並び方を仮定して復調し、正しく復調できたものを探さなければならない。しかし、この処理により１フレーム内の報知チャネルの配置状況を把握できれば、報知チャネルフレームの中の何番目のフレームを受信しているかを知ることができる。

例えば、端末１０４は、あるフレームの第１メインバンドにおいて送信されている報知チャネルが第２報知チャネルであることがわかれば、この１つ前のフレームにおいて第１報知チャネルが送信されていると判断でき、そこが報知チャネルフレームの境界であると検出できる。

このように、１フレームのみを受信し、報知チャネルが送信されるパターンを知ることによって、報知チャネルフレームの境界を検出できる。

なお、端末１０４が３つのメインバンドを受信する機能を有する場合は、報知チャネル送信パターンを把握し報知チャネルフレームの境界を検出するのに２フレームを要する。また、端末１０４が２つのメインバンドを受信する機能を有する場合は、報知チャネル送信パターンを把握し報知チャネルフレームの境界を検出するのに３フレームを要する。

図１１に、比較例による複数メインバンドの各々における第１〜第４報知チャネルの送信順序について説明する。第１報知チャネルから第４報知チャネルは、前述の通り、この順番のまま、時間方向に連続した４つのフレームにおいて送信される。また、同一フレーム内の各メインバンドにて、同一の報知チャネルが送信される。

例えば、図１１における第ｋフレームでは、全てのメインバンドにおいて第１報知チャネルが送信される。このような送信順序の報知チャネルを複数バンド端末が受信する場合、単一バンド端末と同様に、４つの連続したフレームを受信しないと、第１〜第４報知チャネルを得ることができない。即ち、報知データを得るためには、最低でも４フレームを受信しなければならないことになる。従って、複数バンド端末のスループットが低下する。

一方、本実施形態では、図１０に示すように、同一フレーム内の互いに隣接するメインバンドにおいて異なる報知チャネルを送信することで、複数バンド端末が報知データを得るために必要な受信フレーム数を４未満にすることができ、スループット低下を防止できる。また、どのメインバンドでも第１〜第４報知チャネルが、この順番を保ったまま繰り返し送信されるため、単一バンド端末は報知データを正しく受信できる。

図１２に、上記のような順序で報知チャネルを送信できる送信機（基地局１０５）の概略構成を示す。基地局１０５は、データ生成部１１１、データ分割部１１２、サイクリックシフト制御部１１３、第１〜第５サイクリックシフト部１１４〜１１８、同期信号生成部１１９、データ配置部１２０、逆フーリエ変換部１２１、送信ＲＦ部１２２、及び送信アンテナ１０８を有する。

データ生成部１１１は、送信する報知データを生成する。この報知データには、基地局１０５のＩＤ、メインバンドの帯域幅、送信時のアンテナ数、送信フレーム番号などの情報が含まれる。データ生成部１１１は、報知データに対し、誤り訂正符号化、誤り検出符号の付与、及び変調を施し、データ分割部１１２へ出力する。

データ分割部１１２は、データ生成部１１１により生成された報知データを４つに分割し、４つの報知チャネル（第１〜第４報知チャネル）を生成する。データ分割部１１２は、生成した４つの報知チャネル全てを、第１〜第５サイクリックシフト部１１４〜１１８の各々へ出力する。

第１サイクリックシフト部１１４は、データ分割部１１２により生成された４つの報知チャネルに対し、サイクリックシフトを施す。例えばサイクリックシフト量が１の場合、第１サイクリックシフト部１１４は、報知チャネルフレーム内にて、第２報知チャネル、第３報知チャネル、第４報知チャネル、第１報知チャネルの順で出力を行う。サイクリックシフト量は、後述するサイクリックシフト制御部１１３から与えられる。

第２〜第５サイクリックシフト部１１５〜１１８は、第１サイクリックシフト部１１４と同様に動作する。但し、サイクリックシフト量は、後述するサイクリックシフト制御部１１３から与えられたものを用いるため、全てが同じ量だけサイクリックシフトするわけではない。

サイクリックシフト制御部１１３は、第１〜第５サイクリックシフト部１１４〜１１８の各々に対応するサイクリックシフト量を生成して出力する。例えば、サイクリックシフト制御部１１３は、図１０に示すような報知チャネルの配置を実現するために、第１〜第５サイクリックシフト部１１４〜１１８に対しそれぞれ、０、１、２、３、０のサイクリックシフト量を与える。

同期信号生成部１１９は、同期用信号を生成し、データ配置部１２０へ出力する。

データ配置部１２０は、第１〜第５サイクリックシフト部１１４〜１１８から出力された報知チャネルと、同期信号生成部１１９から出力された同期用信号を、サブキャリアに配置する。例えば、第１サイクリックシフト部１１４から出力された報知チャネルは、第１メインバンドの中心に位置する、予め決められた複数のサブキャリアに配置される。

第２〜第５サイクリックシフト部１１５〜１１８から出力される報知チャネルも同様に、第２〜第５メインバンドに配置される。各報知チャネルは、フレーム内の第１サブフレームの、後半のスロットの、先頭４ＯＦＤＭシンボルへと配置される。

また、同期用信号も、報知チャネルと同様に各メインバンドの中心に配置される。同期用信号は、図６、図７に示すように、フレーム内の第１サブフレーム及び第６サブフレームの、前半のスロットの、後半２ＯＦＤＭシンボルへと配置される。

データ配置部１２０により報知チャネル及び同期用信号が配置されたサブキャリアは、逆フーリエ変換部１２１へ出力される。

逆フーリエ変換部１２１は、サブキャリアを逆フーリエ変換し、サイクリックプレフィックスを付与する。

送信ＲＦ部１２２は、逆フーリエ変換部１２１の出力信号を送信ＲＦ信号に変換し、送信アンテナ１０８から送信する。

図１３に、受信機（端末１０１〜１０４）の概略構成を示す。受信機は、受信アンテナ１０９、受信ＲＦ部１３１、フレーム同期部１３２、フーリエ変換部１３３、データ抽出部１３４、及びデータ復調部１３５を有する。

受信ＲＦ部１３１は、受信アンテナ１０９を介して受信した受信ＲＦ信号をベースバンド信号へと変換し、フレーム同期部１３２及びフーリエ変換部１３３へ出力する。

フレーム同期部１３２は、受信ベースバンド信号に含まれる同期用信号を検出してフレームの境界を把握する。フレームの境界を把握することで、ＯＦＤＭシンボルの位置を決めることができる。フレーム同期部１３２は、検出したフレーム境界の位置をフーリエ変換部１３３へ通知する。

フーリエ変換部１３３は、受信ベースバンド信号から、フレーム同期部１３２の通知に基づきＯＦＤＭシンボルを切り出し、さらにサイクリックプレフィックスを取り除く。そして、フーリエ変換部１３３は、フーリエ変換処理により、サブキャリアへの変換を行う。フーリエ変換部１３３によって受信ベースバンド信号から生成されたサブキャリアは、データ抽出部１３４へ出力される。

データ抽出部１３４は、サブキャリアの中から、報知チャネルを取り出し、データ復調部１３５へ出力する。

データ復調部１３５は、データ抽出部１３４から与えられた報知チャネルを連結することで報知データを得て、復調、誤り訂正処理を行うことで、情報を取り出す。このとき、受信機が単一バンド端末であれば、データ復調部１３４は、連続する４フレーム分の報知チャネルを用いて復調を行う。前述の通り、第１〜第４報知チャネルが順に入力されるものの、先頭が第１報知チャネルでない場合があるので、最大４通りの復調を試し、誤り検出符号の検査を通じて復調に成功するものを探す。

受信機が複数バンド端末の場合は、受信できるメインバンド数に応じて１〜３フレーム内に含まれる報知チャネルを用いて復調処理を行う。

データ復調部１３５は、復調に成功した報知チャネルのパターン（順番）から、報知チャネルフレームの境界（報知チャネルフレームの開始（終了）タイミング）を検出することができる。この報知チャネルフレームの境界に基づき、端末１０１〜１０４と基地局１０５との同期が確立し、以降のデータ通信が可能となる。

図１２に示す送信機（基地局１０５）による報知チャネルの送信方法を、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１４０１）同期信号生成部１１９が、送信処理開始に伴い、送受信機間で予め取り決められた同期用信号を生成する。

（ステップＳ１４０２）データ生成部１１１が、報知データとして送信する情報、即ち基地局１０５のＩＤ番号やメインバンドの帯域幅等を生成する。

（ステップＳ１４０３）データ生成部１１１が、前記情報の誤り訂正符号化を行う。

（ステップＳ１４０４）データ生成部１１１が、前記情報に誤り検出符号を付与する。

（ステップＳ１４０５）データ生成部１１１が、前記情報に変調を施し、報知データを生成する。

（ステップＳ１４０６）データ分割部１１２が、報知データを４分割して、第１〜第４報知チャネルを生成する。

ステップＳ１４０２〜Ｓ１４０６における報知チャネルを生成する処理は、必ずしも送信処理の度に実施する必要は無く、前回の送信処理から報知データに変更が無ければ、前回の報知チャネルを再利用しても良い。

（ステップＳ１４０７）サイクリックシフト制御部１１３が、第１〜第５メインバンドにおけるサイクリックシフト量Ｃ１〜Ｃ５を決定する。

例えば、図１０に示すような報知チャネルの配置を行う場合、サイクリックシフト量Ｃ１〜Ｃ５は、０、１、２、３、０となる。つまり、サイクリックシフト量Ｃ１とＣ２の差分、サイクリックシフト量Ｃ２とＣ３の差分、サイクリックシフト量Ｃ３とＣ４の差分がそれぞれ等しくなる。また、サイクリックシフト量Ｃ４とＣ５の差分も等しい。報知チャネルが４つある場合、サイクリックシフト量の０と４は同じであるためである。

（ステップＳ１４０８）第１サイクリックシフト部１１４が、第１メインバンドで送信する４つの報知チャネルをＣ１だけサイクリックシフトする。

（ステップＳ１４０９）第２サイクリックシフト部１１５が、第２メインバンドで送信する４つの報知チャネルをＣ２だけサイクリックシフトする。

例えばＣ２が１の場合、第２サイクリックシフト部１１５は、４つの報知チャネルを第２、第３、第４、第１報知チャネルの順に並べ替える。

（ステップＳ１４１０）第３サイクリックシフト部１１６が、第３メインバンドで送信する４つの報知チャネルをＣ３だけサイクリックシフトする。

（ステップＳ１４１１）第４サイクリックシフト部１１７が、第４メインバンドで送信する４つの報知チャネルをＣ４だけサイクリックシフトする。

（ステップＳ１４１２）第５サイクリックシフト部１１８が、第５メインバンドで送信する４つの報知チャネルをＣ５だけサイクリックシフトする。

例えばＣ５が０の場合、第５サイクリックシフト部１１８はサイクリックシフトを施さず、４つの報知チャネルの順番は第１、第２、第３、第４報知チャネルのままである。

（ステップＳ１４１３）サイクリックシフト部１１４〜１１８から１番目に出力される報知チャネルと、同期信号生成部１１９により生成される同期用信号とがデータ配置部１２０によりサブキャリアに配置され、逆フーリエ変換部１２１、送信ＲＦ部１２２、送信アンテナ１０８を介して第ｋフレームにて送信される。

（ステップＳ１４１４）サイクリックシフト部１１４〜１１８から２番目に出力される報知チャネルと、同期信号生成部１１９により生成される同期用信号とがデータ配置部１２０によりサブキャリアに配置され、逆フーリエ変換部１２１、送信ＲＦ部１２２、送信アンテナ１０８を介して第ｋ＋１フレームにて送信される。

（ステップＳ１４１５）サイクリックシフト部１１４〜１１８から３番目に出力される報知チャネルと、同期信号生成部１１９により生成される同期用信号とがデータ配置部１２０によりサブキャリアに配置され、逆フーリエ変換部１２１、送信ＲＦ部１２２、送信アンテナ１０８を介して第ｋ＋２フレームにて送信される。

（ステップＳ１４１６）サイクリックシフト部１１４〜１１８から４番目に出力される報知チャネルと、同期信号生成部１１９により生成される同期用信号とがデータ配置部１２０によりサブキャリアに配置され、逆フーリエ変換部１２１、送信ＲＦ部１２２、送信アンテナ１０８を介して第ｋ＋３フレームにて送信される。

ステップＳ１４１３〜Ｓ１４１６が繰り返されることで、図１０に示すような順序で報知チャネルが送信される。

図１３に示す受信機による報知チャネルの受信方法を、図１５に示すフローチャートを用いて説明する。ここで受信機は５つのメインバンドを受信する機能を有する複数バンド端末であるとする。

（ステップＳ１５０１）受信ＲＦ部１３１が、受信処理の開始に伴い、受信アンテナ１０９を介して受信した受信ＲＦ信号を、受信ベースバンド信号に変換する。

（ステップＳ１５０２）フレーム同期部１３２が、受信ベースバンド信号中の同期用信号を用いて、フレーム同期を確立する。フレーム同期部１３２が同期用信号を検出できない場合、受信機は信号が送られていないとみなす。同期用信号が検出され、フレーム同期を確立できた場合は、基地局１０５が信号を送信しているとみなす。

但し、この時点では、受信機は、どのメインバンドを受信しているかわからない。また、この時点で受信機は、フレーム間の境界を知ることができるものの、報知チャネルフレームの境界は特定していない。

（ステップＳ１５０３）フーリエ変換部１３３が、フレーム境界に基づき、検出した同期チャネルに対応する周波数を中心とする５メインバンドの信号を１フレーム分だけ受信する。

（ステップＳ１５０４）フーリエ変換部１３３が、５メインバンドの信号を切り出し、フーリエ変換してサブキャリアを取り出す。この時点で受信機は未だどのメインバンドを受信しているかは判らないので、報知チャネルの有無に関わらず、データ抽出部１３４が、フーリエ変換された５メインバンド分の信号のうち、報知チャネルに該当する部分から変調シンボルを取り出す。

例えば、図１６（ａ）に示すように、フレーム同期部１３２が第１メインバンドの同期用信号を検出していた場合、フーリエ変換部１３３でフーリエ変換された５メインバンドのうち、周波数の低い２メインバンド分には報知チャネルは含まれていない。一方、周波数の高い３メインバンド分、すなわち第１〜第３メインバンドの報知チャネルは含まれている。

同様に、フレーム同期部１３２が第２メインバンドの同期用信号を検出していた場合、図１６（ｂ）に示すように、フーリエ変換部１３３でフーリエ変換された５メインバンドのうち、最も周波数の低い１メインバンドには報知チャネルは含まれていない。一方、周波数の高い４メインバンド分、すなわち第１〜第４メインバンドの報知チャネルは含まれている。

同様に、フレーム同期部１３２が第３メインバンドの同期用信号を検出していた場合、図１６（ｃ）に示すように、フーリエ変換部１３３でフーリエ変換された５メインバンドには第１〜第５メインバンドすべての報知チャネルが含まれる。

同様に、フレーム同期部１３２が第４メインバンドの同期用信号を検出していた場合、図１６（ｄ）に示すように、フーリエ変換部１３３でフーリエ変換された５メインバンドのうち、最も周波数の高い１メインバンドには報知チャネルは含まれていない。一方、周波数の低い４メインバンド分、すなわち第２〜第５メインバンドの報知チャネルは含まれている。

同様に、フレーム同期部１３２が第５メインバンドの同期用信号を検出していた場合、図１６（ｅ）に示すように、フーリエ変換部１３３でフーリエ変換された５メインバンドのうち、周波数の高い２メインバンドには報知チャネルは含まれていない。一方、周波数の低い３メインバンド分、すなわち第３〜第５メインバンドの報知チャネルは含まれている。

（ステップＳ１５０５）データ復調部１３５が、報知チャネルの復調を行う。但し、この時点ではステップＳ１５０４で抽出された報知チャネルがどのように並んでいるか不明である。そのため、ステップＳ１５０２で同期用信号が受信されたメインバンドの番号Ｒ、及びステップＳ１５０４でフーリエ変換したフレームの番号Ｓを仮定する。

例えば、ステップＳ１５０２で同期用信号が受信されたメインバンドが第１メインバンドであり、ステップＳ１５０４でフーリエ変換したフレームが、報知チャネルフレーム中の先頭フレームであったと仮定する場合、Ｒ＝１、Ｓ＝１となる。この時、図１０に示すような信号配置で報知チャネルが送信されているとすれば、フーリエ変換後の中心メインバンドで第１報知チャネル、１つ周波数の高い側のメインバンドで第２報知チャネル、そして最も周波数が高いメインバンドで第３報知チャネルが送信されているはずである。

（ステップＳ１５０６）仮定した報知チャネルの並びに基づいて復調を行う。ここで、上述の仮定では、第４報知チャネルは受信していないことになるので、復調の際に０をセットする。伝送路の状況によっては、報知チャネル１つ分が０であっても、誤り訂正符号により正しく情報を得られる可能性がある。

（ステップＳ１５０７）データ復調部１３５が、誤り検出符号をチェックする。チェック結果が正しい場合はステップＳ１５１４へ進み、誤りの場合はステップＳ１５０８へ進む。

（ステップＳ１５０８）Ｒをインクリメントする（１を足す）。

（ステップＳ１５０９）Ｒが５以下の場合はステップＳ１５０６に戻り、５を超えた場合はステップＳ１５１０へ進む。

（ステップＳ１５１０）Ｒを０に戻し、Ｓをインクリメントする（１を足す）。

（ステップＳ１５１１）Ｓが４以下の場合はステップＳ１５０６に戻り、４を超えた場合はステップＳ１５１２へ進む。

（ステップＳ１５１２）受信したフレーム数が４つの場合はステップＳ１５１５へ進む。４つ未満の場合はステップＳ１５１３へ進む。

（ステップＳ１５１３）５メインバンドの信号を新たに１フレーム分だけ受信し、ステップＳ１５０５に戻る。

これにより復調に利用できる報知チャネルの数が増す。例えばＲ＝０、Ｓ＝０が真であったが、正しく復調できなかった場合、新たに次の１フレームを受信することで、復調に利用できる報知チャネルが、それまでの第１、第２、第３報知チャネルに加え、新たに第２、第３、第４報知チャネルが加わる。

従って第２、第３報知チャネルについては信号を加算することで、信号の信頼性を向上させ、新たに加わった第４報知チャネルも利用して復調することで、高い確率で報知データを正確に復調できるようになる。

（ステップＳ１５１４）報知データによって伝送された情報が取得される。また、ステップＳ１５０６で復調した時のＲ、Ｓの仮定が正しいため、受信したメインバンドの番号と、報知チャネルフレーム中のフレーム番号を得ることができる。

（ステップＳ１５１５）報知チャネルは含まれていないと判断し、処理を終了する。

このように、Ｒ＝０からＲ＝５まで、及びＳ＝１からＳ＝４までの復調を繰り返し、正しく復調できるＲ、Ｓを検出する。そして、報知データにより送られた情報を取得し、受信したメインバンド及び報知チャネルフレームの境界を特定できる。

図１０に示すような配置で報知チャネルを送信することで、複数バンド端末は報知データの取得及び報知チャネルフレームの境界の特定を３フレーム以下の時間で行うことができる。図１１に示すような配置で報知チャネルを送信すると、少なくとも４フレームの時間を要するため、受信処理時間を短縮できる。また、単一バンド端末は、どのメインバンドを受信しても、報知データの取得及び報知チャネルフレームの境界の特定を正しく行うことができる。

このように、本実施形態により、複数バンド端末のスループット低下を防止し、かつ単一バンド端末に正しくデータ受信させることができる。

図１０に示す例では、同一フレームで送信される報知チャネルをメインバンド方向に第１報知チャネル、第２報知チャネル、第３報知チャネル、第４報知チャネル、第１報知チャネル、・・・としたが、図１７に示すように、第４報知チャネル、第３報知チャネル、第２報知チャネル、第１報知チャネル、第４報知チャネル、・・・としてもよい。

また、図１８に示すように、同一フレームで送信される報知チャネルをメインバンド方向に第１報知チャネル、第３報知チャネル、第２報知チャネル、第４報知チャネル、第１報知チャネル、・・・としてもよい。

つまり、同一フレームの第ｎメインバンドにおいて送信される報知チャネルと第ｎ＋１メインバンドにおいて送信される報知チャネルの間隔と、第ｎ＋１メインバンドにおいて送信される報知チャネルと第ｎ＋２メインバンドにおいて送信される報知チャネルの間隔とが異なるように報知チャネルが配置される。

例えば第ｋフレームでは、第１メインバンドで第１報知チャネルが送信され、第２メインバンドで第３報知チャネルが送信されるため、間隔は“＋２”となる。また、第２メインバンドで第３報知チャネルが送信され、第３メインバンドで第２報知チャネルが送信されるため、間隔は“−１”となる。なお、報知データが第１〜第４報知チャネルに分割されている場合は、間隔“−１”は間隔“＋３”と同じである。

このような報知チャネルの配置は、以下の理由で報知チャネルフレームの境界特定やメインバンドの認識という点で優れている。

メインバンド方向に並んでいる３つの報知チャネルのパターン（並び方）に着目すると、５つのメインバンド及び１つの報知チャネルフレームの中で、同一のパターンが複数現れない。例えば第ｋフレームの第１〜第３メインバンドに配置されている報知チャネルのパターン、即ち第１、第３、第２報知チャネルというパターンは、同一報知チャネルフレーム内のいずれの場所にも現れない。

従って、メインバンド方向に第１、第３、第２報知チャネルが並んでいることを検出した複数バンド端末は、そこが第１〜第３メインバンドであり、かつ報知チャネルフレームの中では先頭のフレームであることを速やかに認識できる。

このような報知チャネルの配置は、サイクリックシフト制御部１１３が、サイクリックシフト量Ｃ１〜Ｃ５を、０、２、１、３、０とすることで実現できる。シフト量Ｃ１とＣ２の差分が、シフト量Ｃ２とＣ３の差分と異なる。同様に、シフト量Ｃ２とＣ３の差分が、シフト量Ｃ３とＣ４の差分と異なる。

上記実施形態では、報知データを４つの報知チャネルに分割する例について説明したが、分割数は４以外でもよい。

上述した実施形態で説明した端末、基地局の少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、端末、基地局の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０１〜１０４ 端末
１０５ 基地局
１０６ 下りリンク
１０７ 上りリンク
１０８、１０９ アンテナ
１１１ データ生成部
１１２ データ分割部
１１３ サイクリックシフト制御部
１１４〜１１８ サイクリックシフト部
１１９ 同期信号生成部
１２０ データ配置部
１２１ 逆フーリエ変換部
１２２ 送信ＲＦ部
１３１ 受信ＲＦ部
１３２ フレーム同期部
１３３ フーリエ変換部
１３４ データ抽出部
１３５ データ復調部

Claims (8)

1. 報知データを生成するデータ生成部と、
   前記報知データをｍ個（ｍは２以上の整数）の報知チャネルに分割する分割部と、
   第１〜第ｎ（ｎは２以上の整数）のシフト量を生成する制御部と、
   前記第ｋ（ｋは１≦ｋ≦ｎを満たす整数）のシフト量に基づく順序で、前記ｍ個の報知チャネルを出力する第ｋのシフト部と、
   前記第ｋのシフト部から出力される報知チャネルを順に、第ｋのメインバンドにおける所定のサブキャリアに配置する配置部と、
   前記報知チャネル及び前記第１〜第ｎのメインバンドにおけるサブキャリアを送信ＲＦ信号に変換して送信する送信部と、
   を備え、
   前記第ｋのシフト部は、第ｊ（ｊは１≦ｊ≦ｍ−１を満たす整数）の報知チャネルと第ｊ＋１の報知チャネルが連続し、第ｍの報知チャネルと第１の報知チャネルが連続するような順序で前記報知チャネルを出力し、
   第ｋのシフト量と第ｋ＋１のシフト量との差分が、第ｐ（ｐは１≦ｐ≦ｎを満たすｋ以外の整数）のシフト量と第ｐ＋１のシフト量との差分と異なることを特徴とする無線通信装置。
2. 同期信号を生成する同期信号生成部をさらに備え、
   前記配置部は、前記第ｋのシフト部から出力される報知チャネルを順に前記同期信号と共に、第ｋのメインバンドにおける所定のサブキャリアに配置し、
   前記送信部は、前記報知チャネル及び前記同期信号が配置された前記第１〜第ｎのメインバンドにおけるサブキャリアを送信ＲＦ信号に変換して送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記第１〜第ｎのメインバンドは連続する周波数帯域であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
4. 複数のメインバンドの各々に、報知データを分割した複数の報知チャネルが配置された信号であって、各メインバンドに配置された報知チャネルと隣り合うメインバンドの報知チャネルとの間隔がメインバンド毎に異なる値である信号を受信する受信部と、
   受信した前記信号からどのメインバンドの信号を受信したかを識別し、受信した前記信号から前記報知チャネルを抽出する抽出部と、
   前記抽出された報知チャネルを連結し、前記報知データを取得する復調部と、
   を備える無線通信装置。
5. 前記メインバンドの数は、前記報知チャネルの数以上であり、前記受信部が受信する前記信号は１フレーム分であることを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記複数のメインバンドの各々においては、前記複数の報知チャネルが所定の順序で繰り返し配置され、
   前記復調部は、前記報知データを取得すると共に、前記繰り返しの開始時間を特定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
7. 報知データを複数の報知チャネルに分割し、
   複数のメインバンドの各々における所定のサブキャリアに前記複数の報知チャネルのいずれかを、同一フレーム内では互いに異なり、かつフレーム方向において所定の順序で連続するように配置し、
   前記サブキャリアを送信ＲＦ信号に変換して送信する無線通信方法であって、
   各メインバンドに配置された報知チャネルと隣り合うメインバンドの報知チャネルとの間隔がメインバンド毎に異なる値であることを特徴とする無線通信方法。
8. 複数のメインバンドの各々に、報知データを分割した複数の報知チャネルが配置された信号であって、各メインバンドに配置された報知チャネルと隣り合うメインバンドの報知チャネルとの間隔がメインバンド毎に異なる値である信号を受信し、
   受信した前記信号からどのメインバンドの信号を受信したかを識別し、受信した前記信号から前記報知チャネルを抽出し、
   前記抽出された報知チャネルを連結して前記報知データを取得する無線通信方法。

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