Устройство базовой станции радиосвязи и способ радиосвязи

Устройство базовой станции радиосвязи и способ радиосвязи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству базовой станции радиосвязи и способу радиосвязи.

Предшествующий уровень техники

В системе мобильной связи устройство мобильной станции радиосвязи (в дальнейшем "мобильная станция") выполняет поиск ячейки после включения питания или после передачи обслуживания. Этот поиск ячейки выполняется с использованием SCH (канал синхронизации). SCH является совместно используемым каналом в направлении нисходящей линии связи и содержит P-SCH (первичный канал синхронизации) и S-SCH (вторичный канал синхронизации). Данные P-SCH содержат последовательность, которая является общей во всех ячейках и которая используется для временной синхронизации после поиска ячейки. Кроме того, данные S-SCH содержат определенные для ячейки параметры передачи, такие как информация кода скремблирования. При поиске ячейки после включения питания или после передачи обслуживания каждая мобильная станция отыскивает временную синхронизацию, принимая данные P-SCH, и получает параметры передачи, которые отличаются между ячейками, принимая данные S-SCH. С помощью этих средств каждая мобильная станция может начать осуществление связи с устройствами базовых станций радиосвязи (в дальнейшем "базовые станции"). Поэтому каждой мобильной станции требуется обнаружить данные SCH после включения питания или передачи обслуживания.

Далее, согласно стандарту схемы FFD, предложенному 3GPP, частоты для установки несущих упорядочены с интервалами 200 кГц в ширине полосы 60 МГц (см. патентный документ 1). Поэтому согласно этому стандарту частотный интервал, в котором мобильная станция выполняет поиск ячейки, равен 200 кГц. Таким образом, мобильная станция выполняет поиск ячейки в пределах каждых 200 кГц.

Далее, чтобы упростить схему системы связи, SCH в общем случае устанавливается на центральной частоте ширины полосы частот, в которой мобильная станция может выполнять связь.

В последние годы в мобильной связи различные виды информации, такие как изображения и данные, а также речь, используются для передачи. При этой тенденции ожидается, что далее возрастут потребности в передаче высокой надежности и с высокой скоростью. Однако, когда высокоскоростная передача выполняется в мобильной связи, влияние задержанных волн вследствие многолучевого распространения не является пренебрежимо малым и эффективность передачи ухудшается из-за частотно-избирательного замирания.

Связь на множестве несущих, такая как OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением), привлекла внимание в качестве метода, противодействующего частотно-избирательному замиранию. Связь на множестве несущих (многочастотная связь) определяется как метод выполнения высокоскоростной передачи путем передачи данных с использованием множества поднесущих со скоростями передач, подавленными до такой степени, что частотно-избирательное замирание не происходит. В частности, при использовании схемы OFDM, частоты множества поднесущих, где упорядочены данные, являются ортогональными друг другу, таким образом обеспечивая возможность максимальной эффективности по частоте при многочастотной связи и реализации при относительно простой конфигурации аппаратных средств. Посредством этого схема OFDM привлекла внимание как метод связи, применимый к мобильной связи сотовой схемы, и всесторонне изучена. В системе связи, использующей схему OFDM, интервал между смежными поднесущими (интервалы поднесущих) во множестве поднесущих, установлен согласно ширине полосы когерентности (ширине полосы, в которой канальные флуктуации одинаковы) этой системы связи.

Далее, в настоящее время согласно стандартизации LTE 3GPP исследуется система мобильной связи со схемой OFDM, позволяющая множеству мобильных станций, осуществляющих связь в соответствующих полосах частот, выполнять связь в системе. Эта система мобильной связи может упоминаться как «система связи с масштабируемой шириной полосы».

Например, в предположении системы связи с масштабируемой шириной полосы, имеющей рабочую ширину полосы частот 20 МГц, если рабочая ширина полосы частот 20 МГц равномерно разделена на четыре полосы частот по 5 МГц FB1, FB2, FB3 и FB4, возможно одновременно использовать мобильные станции, имеющие пропускные способности (емкости) связи 5 МГц, 10 МГц или 20 МГц. В последующем объяснении из множества мобильных станций, которые доступны, мобильная станция, имеющая минимальную пропускную способность связи, упоминается как «мобильная станция с минимальной пропускной способностью связи», а мобильная станция, имеющая максимальную пропускную способность связи, упоминается как «мобильная станция с максимальной пропускной способностью связи». Поэтому в данном случае мобильная станция, имеющая пропускную способность связи 5 МГц, является мобильной станцией с минимальной пропускной способностью связи, а мобильная станция, имеющая пропускную способность связи 20 МГц, является мобильной станцией с максимальной пропускной способностью связи.

Далее, например, в предположении системы связи с масштабируемой шириной полосы, имеющей рабочую ширину полосы частот 4.2 МГц, если рабочая ширина полосы частоты 4.2 МГц разделена на две полосы частот по 2.1 МГц FB1 и FB2, то возможно одновременно использовать мобильную станцию, имеющую пропускную способность (емкость) связи 2.1 МГц, и мобильную станцию, имеющую пропускную способность связи 4.2 МГц. Поэтому в вышеупомянутом примере мобильная станция, имеющая пропускную способность связи 2.1 МГц, является мобильной станцией с минимальной пропускной способностью связи, а мобильная станция, имеющая пропускную способность связи 4.2 МГц, является мобильной станцией с максимальной пропускной способностью связи. Мобильная станция, имеющая пропускную способность связи 2.1 МГц, упоминается как «мобильная станция на 2.1 МГц», а мобильная станция, имеющая пропускную способность связи на 4.2 МГц, упоминается как «мобильная станция на 4.2 МГц». В этой системе связи с масштабируемой шириной полосы мобильной станции на 2.1 МГц назначается ширина полосы частоты 2.1 МГц из ширины полосы частот 4.2 МГц, в которой она выполняет связь.

Таким образом, мобильной станции на 2.1 МГц назначается одна из FB1 и FB2, в которой она выполняет связь. Далее, мобильная станция на 4.2 МГц может выполнять высокоскоростную связь, используя всю рабочую ширину полосы частот 4.2 МГц. Здесь, как описано выше, ширина полосы частот, в которой мобильная станция с максимальной пропускной способностью связи может выполнять связь, в общем случае согласована с шириной полосы частот, где работает система связи с масштабируемой шириной полосы (в данном случае, 4.2 МГц).

Патентный документ 1: Выложенная японская патентная заявка № 2003-60551.

Раскрытие изобретения

Проблемы, решаемые в соответствии с изобретением

Здесь, предполагая, что схема OFDM применена к системе связи с масштабируемой шириной полосы, как показано на фиг.l, если SCH установлен на центральной частоте ширины полосы частот, в которой мобильная станция может выполнять связь, мобильная станция, которая выполняет поиск ячейки в предопределенных интервалах поиска ячейки, как описано выше, может оказаться не в состоянии выполнить поиск ячейки. Например, предположим, что SCH для мобильной станции на 4.2 МГц установлен на центральной частоте f_c1 полосы частот 4.2 МГц и SCH для мобильной станции на 2.1 МГц установлен на центральной частоте f_c2 полосы частот 2.1 МГц. Далее, предположим, что интервал поднесущей установлен равным 150 кГц согласно ширине полосы когерентности в системе связи. Далее, предположим, что интервал поиска ячейки составляет 200 кГц, как описано выше. Здесь, если центральная частота f_cl установлена как частота, которая является целым кратным интервала поиска ячейки, равного 200 кГц, хотя мобильная станция на 4.2 МГц может обнаружить SCH, интервал поднесущей, равный 150 кГц, делает мобильную станцию на 2.1 МГц неспособной обнаружить SCH и выполнить поиск ячейки. В отличие от этого, если центральная частота f_c2 установлена как частота, которая является целым кратным интервала поиска ячейки, равного 200 кГц, хотя мобильная станция на 2.1 МГц может обнаружить SCH, интервал поднесущей, равный 150 кГц, делает мобильную станцию на 4.2 МГц неспособной обнаружить SCH и выполнить поиск ячейки. Таким образом, если схема OFDM применена к системе связи с масштабируемой шириной полосы, где есть множество мобильных станций, осуществляющих связь в соответствующих полосах частот, то имеются мобильные станции, которые не могут выполнить поиск ячейки в зависимости от соотношения между интервалом поднесущей и интервалом поиска ячейки.

Одно возможное решение этой проблемы состоит в том, чтобы определять интервал поднесущей согласно интервалу поиска ячейки. Более конкретно, надо сделать поднесущую ячейки делителем интервала поиска ячейки, если возможно. Однако при таком решении не всегда возможно установить оптимальный интервал поднесущей согласно ширине полосы когерентности и, следовательно, может иметь место ухудшение пропускной способности и ухудшение характеристики частоты ошибок.

Поэтому целью настоящего изобретения является обеспечить в системе связи с масштабируемой шириной полосы, применяющей схему OFDM, базовую станцию и схему радиосвязи для обеспечения возможности всем из множества мобильных станций, осуществляющих связь в соответствующих полосах частот, выполнять поиск ячейки.

Средства для решения проблемы

Базовая станция радиосвязи, соответствующая настоящему изобретению, которая передает многочастотный сигнал, состоящий из множества поднесущих, использует конфигурацию, имеющую: секцию установки, которая устанавливает одну из множества поднесущих как первую поднесущую для передачи сигнала канала синхронизации, секцию генерации, которая генерирует многочастотный сигнал, путем отображения сигнала канала синхронизации на первую поднесущую и передающую секцию, которая передает многочастотный сигнал, причем в упомянутой конфигурации среди множества поднесущих секция установки устанавливает в качестве первой поднесущей одну из поднесущих, имеющих частоты общих кратных интервала поднесущей между множеством поднесущих и интервала частот, в котором мобильная станция радиосвязи выполняет поиск ячейки.

Полезный эффект изобретения

Согласно настоящему изобретению все из множества мобильных станций, осуществляющих связь в соответствующих полосах частот, могут выполнять поиск ячейки в системе связи с масштабируемой шириной полосы, применяющей, например, схему OFDM.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 иллюстрирует систему связи с масштабируемой шириной полосы, применяющую схему OFDM;

Фиг.2 - блок-схема, показывая конфигурацию базовой станции согласно воплощению настоящего изобретения;

Фиг.3 иллюстрирует пример установки SCH согласно воплощению настоящего изобретения (пример 1 установки);

Фиг.4 иллюстрирует пример установки SCH согласно воплощению настоящего изобретения (пример 2 установки), и

Фиг.5 иллюстрирует пример установки SCH согласно воплощению настоящего изобретения (пример 3 установки).

Наилучший режим выполнения изобретения

Воплощение настоящего изобретения будет объяснено ниже подробно со ссылками на иллюстрирующие чертежи. Здесь в последующем объяснении, хотя схема OFDM объяснена как пример многочастотной схемы связи, настоящее изобретение не ограничено схемой OFDM.

Фиг.2 иллюстрирует конфигурацию базовой станции 100.

Секция 101 кодирования кодирует данные SCH.

Секция 102 модуляция модулирует кодированные данные SCH.

Секция 103 кодирования кодирует пользовательские данные.

Секция 104 модуляции модулирует кодированные пользовательские данные.

Секция 105 установки поднесущей устанавливает одну из множества поднесущих, формирующих символ OFDM, который является многочастотным сигналом, в качестве поднесущей для передачи данных SCH (SCH-поднесущая). Эта установка поднесущей будет подробно описана ниже.

В соответствии с установкой в секции 105 установки поднесущей секция 106 IFFT отображает данные SCH и пользовательские данные на множество поднесущих, как упомянуто выше, и выполняет IFFT (обратное быстрое преобразование Фурье), таким образом генерируя символ OFDM. В этом случае из множества поднесущих, упомянутых выше, секция 106 IFFT отображает данные SCH на набор поднесущих в секции 105 установки поднесущей.

К символу OFDM, сгенерированному, как описано выше, присоединяется циклический префикс (CP) в секции 107 присоединения СР, затем он подвергается предопределенной радиообработке, такой как повышающее преобразование в радиопередающей секции 108, и передается по радиосвязи от антенны 109 к мобильным станциям.

Здесь в схеме OFDM, чтобы предотвратить межсимвольную помеху (ISI), концевая часть каждого символа ODFM присоединена к головной части этого символа OFDM как CP. За счет этого мобильная станция, которая является приемной стороной, может предотвратить ISI, пока время задержки задержанных волн остается в пределах диапазона периода времени CP.

Далее будет подробно объяснена установка поднесущей в секции 105 установки поднесущей. Ниже будут пояснены примеры 1-3 установки (Фиг.3-5). Здесь, как и выше, предполагается система связи с масштабируемой шириной полосы, где рабочая ширина полосы частот составляет 4.2 МГц, и имеются мобильная станция на 2.1 МГц и мобильная станция на 4.2 МГц. Далее, предполагается, что интервал поднесущей установлен на 150 кГц, как описано выше. Далее, предполагается, что интервал поиска ячейки установлен на 200 кГц, как описано выше.

Пример 1 установки (Фиг.3)

Секция 105 установки поднесущей устанавливает в качестве поднесущей SCH одну из поднесущих, имеющих частоты, равные общим кратным интервала поднесущей и интервала поиска ячейки, из вышеупомянутого множества поднесущих. Таким образом, секция 105 установки поднесущей устанавливает в качестве поднесущей SCH одну из поднесущих, имеющих частоты общих кратных интервала поднесущей, равного 150 кГц, и интервала поиска ячейки, равного 200 кГц (600 кГц × n, где n - натуральное число). Более конкретно, например, как показано на Фиг.3, секция 105 установки поднесущей устанавливает в качестве поднесущей SCH поднесущую f₁₂, имеющую частоту на 1.8 МГц больше, чем центральная частота f_c1 полосы 4.2 МГц. Поэтому, например, если центральная частота f_cl установлена на 2 ГГц, то частота поднесущей f_i2 равна 2001,8 МГц, что является целым кратным интервала поиска ячейки, равного 200 кГц.

Таким образом, согласно настоящему примеру установки SCH может быть установлен на поднесущую, имеющую частоту, равную целому кратному интервала поиска ячейки, среди множества поднесущих, имеющих предопределенные интервалы поднесущей, так что и мобильная станция на 2.1 МГц, и мобильная станция на 4.2 МГц, имеющие тот же самый интервал поиска ячейки, могут обнаружить SCH и выполнить поиск ячейки.

Как показано на Фиг.3, мобильной станции на 2.1 МГц не требуется изменять полосу частот связи между временем в течение поиска ячейки и другими временами, например, в течение нормального приема, и, следовательно, она может принимать все пользовательские данные, которые могут приниматься в течение нормального приема во время поиска ячейки, так что можно предотвратить ухудшение пропускной способности соответственно изменению полосы частот связи. Далее, мобильной станции на 2.1 МГц не требуется изменять полосу частот связи между временем в течение поиска ячейки и временем в течение нормального приема, то есть мобильной станции на 2.1 МГц не требуется переключать центральную частоту в радиоприеме между временем в течение поиска ячейки и время в течение нормального приема, так что возможно упростить управление при поиске ячейки и снизить потребление энергии мобильных станций.

Пример 2 установки (Фиг.4)

В случае вышеупомянутых множества поднесущих секция 105 установки поднесущей устанавливает в качестве поднесущей SCH поднесущую, которая является ближайшей к центральной частоте полосы частот, в которой мобильная станция может выполнить связь, из поднесущих, имеющих частоты, равные общим кратным интервала поднесущей и интервала поиска ячейки.

Более конкретно, например, как показано на Фиг.4, секция 105 установки поднесущей устанавливает в качестве поднесущей SCH поднесущую f₈, которая является ближайшей к центральной частоте f_c2 2.1 МГц, из поднесущих, имеющих частоты 600 × n (n - натуральное число). Таким образом, в представленном примере установки, из поднесущих, имеющих частоты 600 кГц × n (n - натуральное число), поднесущая SCH устанавливается на поднесущую, которая является ближайшей к центральной частоте полосы частот, которая является более узкой, чем рабочая полоса частот системы связи с масштабируемой шириной полосы, и в которой мобильные станции иные, чем мобильные станции с максимальной пропускной способностью, могут выполнять связь. Более конкретно, в настоящем примере установки всем из множества мобильных станций, осуществляющих связь в соответствующих полосах частот, не требуется переключать центральную частоту при радиосвязи между временем в течение поиска ячейки и временем в течение нормального приема, так что желательно установить в качестве поднесущей SCH поднесущую, которая является ближайшей к центральной частоте полосы частот, в которой мобильная станция максимальной пропускной способности может выполнять связь.

Поэтому согласно настоящему примеру установки, как в примере 1 установки, SCH может быть установлен на поднесущую, имеющую частоту, равную целому кратному интервала поиска ячейки, из множества поднесущих, имеющих предопределенные интервалы поднесущих, так что мобильная станция на 2.1 МГц и мобильная станция на 4.2 МГц, имеющие тот же самый интервал поиска ячейки, могут обнаруживать SCH и выполнять поиск ячейки.

Далее, согласно настоящему примеру установки, как в примере 1 установки, мобильной станции на 2.1 МГц не требуется изменять полосу частот связи между временем в течение поиска ячейки и другими временами, такими как в течение нормального приема, и, следовательно, она может принимать все пользовательские данные, которые могут приниматься в течение нормального приема во время поиска ячейки, так что можно предотвратить ухудшение пропускной способности соответственно изменению полосы частот связи. Кроме того, мобильной станции на 2.1 МГц не требуется изменять полосу частот связи между временем в течение поиска ячейки и временем в течение нормального приема, то есть мобильной станции на 2.1 МГц не требуется переключать центральную частоту при радиоприеме между временем в течение поиска ячейки и временем в течение нормального приема, так что можно упростить управление в течение поиска ячейки и снизить потребление энергии мобильных станций.

Кроме того, согласно настоящему примеру установки, как показано на Фиг.4, ширина полосы частот связи во время поиска ячейки может быть установлена более узкой, чем ширина полосы частот связи во время нормального приема, так что можно сделать частоту дискретизации для аналого-цифрового преобразования во время поиска ячейки меньшей, чем частота дискретизации для аналого-цифрового преобразования во время нормального приема, и в результате дополнительно уменьшить потребление энергии мобильных станций.

Пример 3 установки (Фиг.5)

В случае вышеупомянутого множества поднесущих секция 105 установки поднесущей устанавливает в качестве поднесущей SCH поднесущую, которая является ближайшей к центральной частоте рабочей полосы частот системы связи, из поднесущих, имеющих частоты, равные общим кратным интервала поднесущей и интервала поиска ячейки.

Более конкретно, например, как показано на Фиг.5, секция 105 установки поднесущей устанавливает в качестве поднесущей SCH поднесущую f₄, которая является ближайшей к центральной частоте f_c1 полосы 4.2 МГц, из поднесущих, имеющих частоты 600 кГц × n (n - натуральное число). Таким образом, в настоящем примере установки поднесущая SCH устанавливается на поднесущую, которая является ближайшей к центральной частоте рабочей полосы частот системы связи с масштабируемой шириной полосы, из поднесущих, имеющих частоты 600 кГц × n (n - натуральное число). Другими словами, в настоящем примере установки поднесущая SCH устанавливается на поднесущую, которая является ближайшей к центральной частоте полосы частот, в которой мобильная станция с максимальной пропускной способностью может выполнять связь, из поднесущих, имеющих частоты 600 кГц × n (n - натуральное число).

Поэтому согласно настоящему примеру установки, как в примере 1 установки, SCH может быть установлен на поднесущую, имеющую частоту, равную целому кратному интервала поиска ячейки, из множества поднесущих, имеющих предопределенные интервалы поднесущих, так что как мобильная станция на 2.1 МГц, так и мобильная станция на 4.2 МГц, имеющие тот же самый интервал поиска ячейки, могут обнаружить SCH и выполнить поиск ячейки.

Кроме того, согласно настоящему примеру установки, как показано на Фиг.5, ширина полосы частоты связи во время поиска ячейки может быть установлена более узкой, чем ширина полосы частоты связи во время нормального приема, так что можно сделать частоту дискретизации для аналого-цифрового преобразования во время поиска ячейки меньшей, чем частота дискретизации для аналого-цифрового преобразования во время нормального приема, и в результате дополнительно уменьшить потребление энергии мобильных станций.

Здесь, сравнивая настоящий пример установки с примером 2 установки, в то время как в примере 2 установки поднесущая SCH устанавливается на поднесущую, имеющую частоту, которая является ближайшей к центральной частоте f_c2, в настоящем примере установки поднесущая SCH устанавливается на поднесущую, имеющую частоту, которая является ближайшей к центральной частоте f_c1. Ввиду этого настоящий пример установки особенно полезен, когда имеется больше мобильных станций с максимальной пропускной способностью, чем других мобильных станций, а пример 2 установки полезен в противоположном случае.

Таким образом, согласно настоящему воплощению в системе связи с масштабируемой шириной полосы, использующей многочастотную схему связи, такую как схема OFDM, все из множества мобильных станций, осуществляющих связь в соответствующих полосах частот, могут выполнить поиск ячейки.

Выше было описано одно воплощение настоящего изобретения.

Здесь настоящее изобретение применимо к другим совместно используемым каналам, кроме канала SCH. В качестве совместно используемого канала иного, чем SCH, можно указать, например, BCH (широковещательный канал) и SCCH (совместно используемый канал управления).

Далее, базовая станция может упоминаться как "Узел B," мобильная станция как "UE", поднесущая как "тон", циклический префикс как "защитный интервал".

Хотя описан случай для вышеупомянутого воплощения как пример, где настоящее изобретение реализовано аппаратными средствами, однако настоящее изобретение может быть реализовано программным обеспечением.

Кроме того, каждый функциональный блок, используемый в описании каждого из вышеупомянутых воплощений, может в типовом случае быть реализован как LSI (большая интегральная схема, БИС), образованный интегральной схемой. Они могут быть индивидуальными чипами или частично или полностью содержаться на единственном чипе.

Здесь принят термин "LSI" (БИС), но это может также упоминаться как "IC" (ИС), "системная LSI," "супер LSI" или "ультра LSI" в зависимости от различных степеней интеграции.

Кроме того, способ интеграции схем не ограничении LSI, но также возможна реализация с использованием специализированных схем или процессоров общего назначения. После изготовления LSI также возможно использование FPGA (программируемая вентильная матрица) или процессора с изменяемой конфигурацией, где соединения и настройки схемных ячеек в LSI могут реконфигурироваться.

Кроме того, с появлением технологии интегральных схем, которая заменит LSI как результат достижений в полупроводниковой технологии или производной иной технологии, также, разумеется, возможно выполнение интеграции функциональных блоков с использованием этой технологии. Также возможно применение биотехнологии.

Раскрытие японской патентной заявки № 2006-012436, поданной 20 января 2006, включая описание, чертежи и реферат, включено в настоящий документ посредством ссылки во всей его полноте.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение пригодно для применения, например, в системах мобильной связи OFDM.

1. Устройство базовой станции радиосвязи, которая передает многочастотный сигнал, состоящий из множества поднесущих, содержащеесекцию установки, которая устанавливает одну из множества поднесущих как первую поднесущую для передачи сигнала канала синхронизации;секцию генерации, которая генерирует многочастотный сигнал путем отображения сигнала канала синхронизации на первую поднесущую; ипередающую секцию, которая передает многочастотный сигнал, причем из множества поднесущих секция установки устанавливает в качестве первой поднесущей одну из поднесущих, имеющих частоты общих кратных интервала поднесущей между множеством поднесущих и интервала частот, в котором мобильная станция радиосвязи выполняет поиск ячейки.

2. Устройство базовой станции радиосвязи по п.1, в котором секция установки устанавливает в качестве первой поднесущей поднесущую, которая является ближайшей к центральной частоте полосы частот, в которой мобильная станция радиосвязи может осуществлять связь, из поднесущих, имеющих частоты общих кратных.

3. Устройство базовой станции радиосвязи по п.1, в котором секция установки устанавливает в качестве первой поднесущей поднесущую, которая является ближайшей к центральной поднесущей рабочей полосы частот системы связи, из поднесущих, имеющих частоты общих кратных.

4. Способ радиосвязи, который устанавливает одну из множества поднесущих, формирующих многочастотный сигнал, в качестве первой поднесущей для передачи сигнала канала синхронизации, причем способ радиосвязи содержит установку в качестве первой поднесущей одной из поднесущих, имеющих частоты общих кратных интервала поднесущей множества поднесущих и интервала частот, в котором мобильная станция радиосвязи выполняет поиск ячейки.