(57)【要約】  基地局の受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑え、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制する。  周波数算出手段（１ａ）は、ハンドオーバ元基地局（２）のダウンリンク周波数と、ハンドオーバ元基地局（２）から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局（３）のダウンリンク周波数とから、ハンドオーバ先基地局（３）におけるドップラ周波数を算出する。周波数補正手段（１ｂ）は、周波数算出手段（１ａ）が算出したドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局（３）に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する。
2008096408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と無線通信を行う無線端末装置において、
ハンドオーバ元基地局のダウンリンク周波数と、前記ハンドオーバ元基地局から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数とから前記ハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段と、
前記ドップラ周波数に基づいて、前記ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段と、
を有することを特徴とする無線端末装置。
【請求項２】
前記周波数算出手段は、前記ハンドオーバ元基地局のダウンリンク周波数から前記ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数を減算し、さらに前記補正量を減算して前記ドップラ周波数を算出することを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線端末装置。
【請求項３】
前記周波数補正手段は、前記ドップラ周波数と、前記ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数と、前記ハンドオーバ先基地局のアップリンク周波数とに基づいて、前記ランダムアクセス信号の周波数を補正することを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線端末装置。
【請求項４】
前記補正量には、前記ハンドオーバ元基地局におけるドップラ周波数が含まれていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線端末装置。
【請求項５】
基地局と無線通信を行う無線端末装置において、
ハンドオーバ元基地局から通知される周波数オフセットの補正量からハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段と、
前記ドップラ周波数に基づいて、前記ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段と、
を有することを特徴とする無線端末装置。
【請求項６】
前記周波数算出手段は、前記補正量を２で除算して前記ドップラ周波数を算出することを特徴とする請求の範囲第５項記載の無線端末装置。
【請求項７】
前記補正量には、前記ハンドオーバ元基地局におけるドップラ周波数が含まれていることを特徴とする請求の範囲第５項記載の無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線端末装置に関し、特に基地局との通信を行う際に、アップリンク信号の周波数補正を行う無線端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、次世代システムとして現在検討が行われているＥＵＴＲＡＮ（Evolved UTRAN）では、ＵＬ（Up Link）信号の変調方式としてＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）が採用されている（例えば、非特許文献１参照）。複数の端末が異なる周波数や時間を用いて信号を送信することによりユーザ多重を行い、基地局では、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を用いて、空間で多重された複数の端末からの信号を一括して復調する。【０００３】
高速に移動する端末は、ドップラシフトを受けて基地局から周波数オフセットを有するＤＬ（Down Link）信号を受信する。端末は、ＵＬ信号のキャリア周波数をこれに同期させて送信するため、高速に移動する端末のＵＬ信号には、送信時にすでに周波数オフセットが含まれており、基地局の受信するＵＬ信号には、これにさらにＵＬにおけるドップラシフトが加算される。【０００４】
図１０は、ドップラシフトにおける周波数オフセットを説明する図である。図には、基地局１２１と、移動している端末１２２とが示してある。ここで、基地局１２１が送信するＤＬ信号のキャリア周波数をｆcとする。基地局１２１のキャリア周波数ｆcを生成する発振器の周波数偏差をΔｆBS1とする。基地局１２１の送信するＤＬ信号の周波数は、次の式（１）に示すようになる。【０００５】
ｆc＋ΔｆBS1  …（１）
移動する端末１２２は、ドップラシフトを受けて基地局１２１から周波数オフセットを有するＤＬ信号を受信する。従って、端末１２２が受信するＤＬ信号の周波数は、最大ドップラ周波数をｆDとすると、次の式（２）に示すようになる。なお、ΔｆUEは、端末１２２の有する発振器の周波数偏差を示す。【０００６】
ｆc＋ΔｆBS1＋ΔｆUE＋ｆD  …（２）
端末１２２は、式（２）に示した周波数に同期させてＵＬ信号を基地局１２１に送信する。このため、基地局１２１では、式（２）にさらにドップラシフトが加算されてＵＬ信号が受信される。よって、基地局１２１の受信するＵＬ信号のキャリア周波数は、次の式（３）に示すようになる。【０００７】
ｆc＋ΔｆBS1＋ΔｆUE＋２ｆD  …（３）
以上より、基地局１２１での周波数オフセットは、式（３）からキャリア周波数ｆcを除いた次の式（４）のようになる。【０００８】
ｆOS＝ΔｆBS1＋ΔｆUE＋２ｆD  …（４）
式（４）に示すように基地局１２１の周波数オフセットには、基地局１２１と端末１２２の周波数偏差のほかに２倍のドップラシフトが含まれる。【０００９】
ところで、基地局においては、異なる周波数オフセットを有する複数のＵＬ信号を受信する場合、キャリア間の直交性がくずれることによりキャリア間干渉が発生し、受信品質が劣化する。【００１０】
そこで、端末の送信キャリア周波数を基地局からの制御で補正することにより、基地局での周波数オフセット量が小さくなるようにする方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照）。この方法では、基地局が各端末からのＵＬ信号に基づいて周波数オフセット量を推定する。そして、基地局は、周波数オフセット量が小さくなるように各端末に対し、ＵＬ信号の周波数の補正量を、ＤＬの制御信号として端末へ通知する。各端末は、この制御情報を基にＵＬ信号の周波数補正を行う。これにより、基地局では、ＵＬ信号のドップラシフトの影響を除去でき、受信品質の劣化を抑制できる。【００１１】
図１１は、周波数オフセット制御を説明する図である。図には、基地局１３１と、移動している端末１３２とが示してある。基地局１３１の送信するＤＬ信号の周波数は、図１０の式（１）と同様に次の式（５）に示すようになる。【００１２】
ｆc＋ΔｆBS1  …（５）
また、端末１３２が受信するＤＬ信号の周波数は、式（２）と同様に次の式（６）に示すようになる。【００１３】
ｆc＋ΔｆBS1＋ΔｆUE＋ｆD  …（６）
基地局１３１は、ＤＬ信号の制御信号に、周波数オフセット量を小さくするようにする補正量ｆCNTを含めて送信する。端末１３２は、式（６）に示した周波数に同期させてＵＬ信号を基地局１３１に送信するが、基地局１３１から送信された補正量ｆCNTを減算した周波数に同期させて送信する。すなわち、式（６）から補正量ｆCNTを減算した次の式（７）に示す周波数に同期してＵＬ信号を送信する。【００１４】
（ｆｃ＋ΔｆＢＳ１＋ΔｆＵＥ＋ｆＤ）−ｆＣＮＴ  …（７）
ここで、基地局１３１が送信する補正量ｆＣＮＴの値は、ΔｆＵＥ＋２ｆＤである。補正量ｆＣＮＴは、周波数オフセットの式（４）から、基地局１３１自身の周波数偏差ΔｆＢＳ１を減算することにより求めることができる。従って、式（７）は、次の式（８）に示すようになる。【００１５】
（ｆｃ＋ΔｆＢＳ１＋ΔｆＵＥ＋ｆＤ）−（ΔｆＵＥ＋２ｆＤ）
＝ｆｃ＋ΔｆＢＳ１−ｆＤ  …（８）
式（７）に示す周波数は、さらにＵＬの際にドップラシフトを受ける。従って、基地局１３１の受信するＵＬ信号のキャリア周波数は、次の式（９）に示すようになる。【００１６】
ｆｃ＋ΔｆＢＳ１  …（９）
式（９）に示すように、基地局１３１が受信するＵＬ信号の周波数には、ドップラシフトの影響が除去される。このように、基地局１３１は、ドップラシフトによる周波数オフセットを補正することにより、各端末間でのキャリア干渉を抑止し、受信品質劣化を抑制する。【００１７】
端末がオーバラップした複数のセルの領域を移動する場合、端末が受信するそれぞれの基地局からのＤＬ信号は、異なる周波数オフセットを有する。また、それぞれの基地局で受信される端末からのＵＬ信号も異なる周波数オフセットを有する。従って、ハンドオーバ後の周波数オフセット制御は、ハンドオーバ先の基地局が行う必要がある。
【非特許文献１】3GPP TR25.814
【非特許文献２】3GPP TSG-RAN WG1 #47 R1-063475
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかし、ハンドオーバ時に端末がハンドオーバ先セルで最初に送信するランダムアクセス信号は、ハンドオーバ先基地局から周波数オフセット制御をすることができない。ハンドオーバ先の基地局は、端末からランダムアクセス信号を受信するまでは、その端末の周波数オフセット量の補正量を知り得ないからである。そのため、ランダムアクセス信号は、大きな周波数オフセット（ドップラシフト）を有し、基地局での受信品質が劣化するという問題点があった。【００１９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、基地局の受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑え、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制できる無線端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような基地局と無線通信を行う無線端末装置１において、ハンドオーバ元基地局２のダウンリンク周波数と、ハンドオーバ元基地局２から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局３のダウンリンク周波数とからハンドオーバ先基地局３におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段１ａと、ドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局３に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段１ｂと、を有することを特徴とする無線端末装置１が提供される。【００２１】
このような無線端末装置１によれば、ハンドオーバ元基地局２のダウンリンク周波数と、ハンドオーバ元基地局２から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局３のダウンリンク周波数とからハンドオーバ先基地局３におけるドップラ周波数を算出し、算出したドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局３に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する。【００２２】
これにより、ハンドオーバ先基地局３が受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の無線端末装置では、ハンドオーバ元基地局のダウンリンク周波数と、ハンドオーバ元基地局から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数とからハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出し、算出したドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正するようにした。【００２４】
これによって、ハンドオーバ先基地局が受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ハンドオーバ先基地局でのランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制できる。【００２５】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】無線端末装置の概要を示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係る端末の通信システムを示した図である。
【図３】ＬＴＥにおけるハンドオーバのシーケンス図である。
【図４】ランダムアクセスチャネルの配置例を示した図である。
【図５】ランダムアクセス信号のデータ構成例を示した図である。
【図６】ランダムアクセス信号の別のデータ構成例を示した図である。
【図７】基地局の機能ブロック図である。
【図８】端末の機能ブロック図である。
【図９】第２の実施の形態に係る端末の通信システムを示した図である。
【図１０】ドップラシフトにおける周波数オフセットを説明する図である。
【図１１】周波数オフセット制御を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の原理を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、無線端末装置の概要を示した図である。図に示すように無線端末装置１は、周波数算出手段１ａおよび周波数補正手段１ｂを有している。無線端末装置１は、ハンドオーバ元基地局２からハンドオーバ先基地局３のセルへと移動し、ハンドオーバを行うとする。【００２８】
無線端末装置１は、ハンドオーバ元基地局２からＤＬ信号を受信し、その周波数に同期してＵＬ信号を送信するので、ハンドオーバ元基地局２のＤＬ周波数を認識することができる。また、ハンドオーバ元基地局２は、ＤＬ信号の制御信号にＵＬの際の補正量（ｆＣＮＴ）を含めて送信するので、無線端末装置１は、ＵＬ周波数の補正量を認識することができる。また、無線端末装置１は、ハンドオーバ時、ハンドオーバ先基地局３とＤＬの同期をとるので、ハンドオーバ先基地局３のＤＬ周波数を認識することができる。【００２９】
周波数算出手段１ａは、これらハンドオーバ元基地局２のＤＬ周波数と、ハンドオーバ元基地局２から通知されるＵＬ周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局３のＤＬ周波数とから、ハンドオーバ先基地局３におけるドップラ周波数を算出する。【００３０】
具体的には、周波数算出手段１ａは、ハンドオーバ元基地局２のＤＬ周波数から、ハンドオーバ先基地局３のＤＬ周波数を減算し、さらに、ハンドオーバ元基地局２から通知されるＵＬ周波数の補正量を減算することによって、ハンドオーバ先基地局３におけるドップラ周波数を算出することができる。【００３１】
周波数補正手段１ｂは、周波数算出手段１ａが算出したハンドオーバ先基地局３におけるドップラ周波数に基づいて、ハンドオーバ先基地局３に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する。【００３２】
このように、無線端末装置１は、ハンドオーバ先基地局３におけるドップラ周波数を算出する。これにより、ハンドオーバ先基地局３に送信するランダムアクセス信号のドップラシフトを軽減でき、ハンドオーバ先基地局３でのランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制できる。【００３３】
次に、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る端末の通信システムを示した図である。図には、基地局１１，１２と端末２１とが示してある。端末２１は、例えば、携帯電話機などの無線端末である。端末２１は、基地局１１のセルから基地局１２のセルへと移動し、ハンドオーバを行うとする。【００３４】
端末２１は、ハンドオーバ時にランダムアクセス信号をハンドオーバ先の基地局１２に送信する。このとき、端末２１は、ハンドオーバ先基地局１２が受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を推定し、この推定値を基に、送信するランダムアクセス信号に対して周波数オフセットの制御を行う。ランダムアクセス信号に引き続く、これ以降のＵＬ信号の周波数オフセット制御は、図１１で説明したのと同様に、ハンドオーバ先基地局１２からフィードバックされる制御信号に基づいて行う。【００３５】
端末２１は、ハンドオーバの際、ハンドオーバ先基地局１２のＤＬ信号に周波数同期を行う。端末２１は、ハンドオーバ元基地局１１から受信するＤＬ信号の周波数と、ハンドオーバ先基地局１２からのＤＬ信号の周波数との差を算出する。【００３６】
ハンドオーバ元基地局１１から受信するＤＬ信号の周波数は、式（２）で説明したように、次の式（１０）で示される。
ｆｃ＋ΔｆＢＳ１＋ΔｆＵＥ＋ｆＤ１  …（１０）
また、ハンドオーバ先基地局１２から受信するＤＬ信号の周波数は、次の式（１１）で示される。【００３７】
ｆｃ＋ΔｆＢＳ２＋ｆＤ２  …（１１）
式（１０），（１１）のΔｆＢＳ１，ΔｆＢＳ２は、基地局１１，１２の周波数偏差を示す。ｆＤ１は、基地局１１におけるドップラ周波数、ｆＤ２は、基地局１２におけるドップラ周波数を示す。基地局１１，１２のキャリア周波数は、ｆｃで同じであるとする。【００３８】
従って、ハンドオーバ元基地局１１から受信するＤＬ信号の周波数と、ハンドオーバ先基地局１２からのＤＬ信号の周波数との差は、次の式（１２）に示すようになる。
（ｆｃ＋ΔｆＢＳ１＋ΔｆＵＥ＋ｆＤ１）−（ｆｃ＋ΔｆＢＳ２＋ｆＤ２）
＝（ΔｆＢＳ１−ΔｆＢＳ２）＋（ｆＤ１−ｆＤ２）＋ΔｆＵＥ  …（１２）
式（１２）に示すように、式（１０）から式（１１）を減算することにより、キャリア周波数ｆｃが消去される。【００３９】
図１１で説明したように、基地局で周波数オフセット補正の制御を行うシステムでは、端末は、ハンドオーバ元基地局から周波数オフセットの補正量をＤＬ信号の制御信号により受信している。端末２１は、ハンドオーバ元基地局１１から受信する補正量ｆＣＮＴと式（１２）とにより、以下の式（１３）の演算を行って、ドップラ周波数ｆＤ２を推定できる。端末２１がハンドオーバ先基地局１２におけるドップラ周波数ｆＤ２を推定できれば、ランダムアクセス信号の周波数にｆＤ２の補正量を含めることにより、ハンドオーバ先基地局１２で、ドップラシフトの影響を除去することができるからである。【００４０】
｛（ΔｆＢＳ１−ΔｆＢＳ２）＋（ｆＤ１−ｆＤ２）＋ΔｆＵＥ｝−ｆＣＮＴ／２  …（１３）
ｆＣＮＴは、図１１で説明したようにΔｆＵＥ＋２ｆＤ１であるので、式（１３）は、次の式（１４）に示すようになる。【００４１】
（ΔｆＢＳ１−ΔｆＢＳ２）＋（ｆＤ１−ｆＤ２）＋ΔｆＵＥ−｛ｆＤ１＋（ΔｆＵＥ／２）｝
＝（ΔｆＢＳ１−ΔｆＢＳ２）−ｆＤ２＋ΔｆＵＥ／２  …（１４）
式（１２）には、ｆＤ１−ｆＤ２の項が残っている。これから、式（１３）に示したように、ｆＤ１を含む補正量ｆＣＮＴ／２を減算することによって、式（１４）に示すように、ハンドオーバ元基地局１１のドップラ周波数ｆＤ１が消去され、ハンドオーバ先基地局１２におけるドップラ周波数ｆＤ２が残る。【００４２】
基地局の周波数偏差は通常０．０５ｐｐｍ以下であり、端末の周波数引き込み後の周波数偏差は通常０．１ｐｐｍ以下である。キャリア周波数を２ＧＨｚとすると、式（１４）のΔｆＢＳ１−ΔｆＢＳ２の項による最大偏差は、２００Ｈｚとなる。また、ΔｆＵＥ／２の項による最大偏差は、１００Ｈｚとなる。従って、式（１４）によるドップラ周波数ｆＤ２の誤差は、±３００Ｈｚ以下となる。【００４３】
すなわち、式（１２），（１３）の演算により、式（１４）が求まり、ドップラ周波数ｆＤ２を推定することができる。
端末２１は、上述のように、ハンドオーバ先基地局１２が受信するアクセスランダム信号の周波数オフセット量（ドップラ周波数ｆＤ２）を推定し、この推定値を基に、送信するランダムアクセス信号に対して周波数オフセットの補正を行う。基地局１２のＤＬのキャリア周波数ｆＤＬと、ＵＬのキャリア周波数ｆＵＬは、周波数が異なるので、端末２１は、ランダムアクセス信号に対する周波数オフセットにさらに、ＤＬとＵＬのキャリア周波数の違いによる補正を行う。端末２１が送信するランダムアクセス信号のキャリア周波数は、次の式（１５）に示すようになる。【００４４】
ｆＵＬ−２ｆＤ２（ｆＵＬ／ｆＤＬ）  …（１５）
式（１５）のｆＵＬは、ハンドオーバ先基地局１２のＵＬのキャリア周波数を示す。ｆＤＬは、ハンドオーバ先基地局１２のＤＬのキャリア周波数を示す。【００４５】
ランダムアクセス信号をハンドオーバ先基地局１２に送信する場合、ｆＵＬの周波数で送信するが、式（１４）で推定したｆＤ２を補正する。ｆＤ２が２倍となっているのは、ＤＬとＵＬの際のドップラシフトを考慮しているからである。また、２ｆＤ２にｆＵＬ／ｆＤＬを乗算しているのは、ＤＬのキャリア周波数ｆＤＬと、ＵＬのキャリア周波数ｆＵＬの周波数が異なっているからである。【００４６】
このように、端末２１は、ハンドオーバ先基地局１２のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、ハンドオーバ先基地局１２は、受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制することができる。【００４７】
また、ランダムアクセス信号の送信後、端末２１は、図１１と同様に、ハンドオーバ先基地局１２からフィードバックされる補正量に基づいてＵＬ信号の補正を行うことになる。ハンドオーバ先基地局１２が受信するランダムアクセス信号は、端末２１によってすでに周波数オフセット量が補正されているため、基地局１２は、ランダムアクセス信号に対して相対的な補正量を算出することになる。すなわち、基地局１２は、ランダムアクセス信号受信後の周波数オフセット制御において、絶対補正量を端末２１に送信する必要がなく、少ないビット数で、補正量を端末２１に送信することが可能となる。【００４８】
次に、ＬＴＥ（Long Term Evolution）におけるハンドオーバ手順について説明する。
図３は、ＬＴＥにおけるハンドオーバのシーケンス図である。図には、端末、ハンドオーバ（ＨＯ）元基地局、およびハンドオーバ先基地局のシーケンスが示してある。【００４９】
ステップＳ１において、端末は、周辺セルのレベル測定結果をハンドオーバ元基地局に送信する。
ステップＳ２において、ハンドオーバ元基地局は、受信したレベル測定結果に基づいて、端末のハンドオーバ先基地局を決定する。ハンドオーバ元基地局は、決定したハンドー場先基地局に対し、ハンドオーバリクエストを行う。【００５０】
ステップＳ３において、ハンドオーバリクエストを受けたハンドオーバ先基地局は、ハンドオーバに問題がなければ、ハンドオーバ元基地局にハンドオーバリクエストの確認を返す。【００５１】
ステップＳ４において、ハンドオーバ元基地局は、ハンドオーバ先基地局からハンドオーバリクエストの確認を受信すると、端末に対してハンドオーバ命令を行う。
ステップＳ５において、端末は、ハンドオーバ元基地局からハンドオーバ命令を受けると、ハンドオーバ先基地局のＤＬ信号を受信して同期処理を行う。端末は、例えば、同期チャネルや共通リファレンス信号を用いてＤＬの同期処理を行う。また、端末は、式（１０）〜（１４）で説明したように、ハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数の推定を行い、式（１５）で説明したようにランダムアクセス信号のキャリア周波数を算出する。【００５２】
ステップＳ６において、端末は、算出したキャリア周波数に基づいて、ランダムアクセス信号をハンドオーバ先基地局に送信する。
ステップＳ７において、ハンドオーバ先基地局は、無線リソースのスケジューリング情報やＴＡ（Timing Advance）の情報を端末に送信する。【００５３】
ステップＳ８において、端末は、ハンドオーバ先基地局に対し、ハンドオーバ完了を通知する。
次に、ランダムアクセス信号について説明する。ランダムアクセス信号は、端末が基地局と同期がとれていないとき端末が送信する信号である。例えば、端末の電源が投入されたときやハンドオーバするときに送信される。基地局は、ランダムアクセス信号によって端末と同期をとることにより無線通信が可能となる。【００５４】
図４は、ランダムアクセスチャネルの配置例を示した図である。図の縦方向は周波数を示し、横方向は時間を示している。端末は、図に示すようにランダムアクセスチャネルの送信間隔ごとにランダムアクセス信号を送信する。端末は、例えば、システム帯域幅の２つのチャネル（ＲＡＣＨ１，ＲＡＣＨ２）の一方を選択して、ランダムアクセス信号を送信する。【００５５】
図５は、ランダムアクセス信号のデータ構成例を示した図である。ランダムアクセス信号は、Cyclic prefix、Preamble sequence、およびGuard timeから構成される。Cyclic prefixとGuard timeは、ランダムアクセス信号の、伝送遅延のばらつきの最大値より大きく設定される。【００５６】
Preamble sequenceは、端末ごとに変えて用いられる。Preamble sequenceには、ランダムアクセス信号が重なって基地局に送信されても、基地局が重なったランダムアクセス信号を識別できるように、自己相関および相互相関特性のよい符号系列を用いる。例えば、CAZAC系列やZadoff-Chu系列などを用いる。【００５７】
図６は、ランダムアクセス信号の別のデータ構成例を示した図である。図６のランダムアクセス信号は、図５のランダムアクセス信号に対し、Preamble sequenceが短くなっている。【００５８】
大きな周波数オフセットを有するランダムアクセス信号でも、受信特性を改善する方法として、図６に示したように短いPreamble sequenceを用いる方法が提案されている（例えば、3GPP TSG-RAN WG1 #47 R1-062387）。Preamble sequence長を短くすることによって、周波数オフセットがある場合における自己相関および相互相関特性がよくなり、受信特性を改善できるからである。【００５９】
しかし、上記方法だとPreamble sequence長を短くするため、Preamble sequenceに利用可能な系列数が少なくなるという問題がある。
これに対し、図２で説明した端末２１では、ハンドオーバ先基地局１２のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、Preamble sequence長を短くすることなく、ハンドオーバ先基地局１２のランダムアクセス信号の受信特性を改善できる。【００６０】
次に、基地局と端末の機能について説明する。
図７は、基地局の機能ブロック図である。送信バッファ３１には、各ユーザ（端末）に向けて送信される複数のデータ１，２，…が一時的に格納される。【００６１】
基地局は、すべてのユーザのデータを一度に送信することはできない。ＤＬＳＣ（ＤＬスケジューラ）３２は、現時点においてどのユーザのデータを無線フレームで送信するかをスケジューリングする。【００６２】
ユーザ多重部３３は、ＤＬＳＣ３２によって、どのユーザのデータを送信するか決定されると、対応するデータを送信バッファ３１から取り出し、多重する。
ＵＬＳＣ３４は、ＵＬ信号のスケジューリングを行う。【００６３】
制御チャネル多重部３５には、各ユーザに対して共通の共通制御情報、各ユーザに対して個別の個別制御情報、およびＵＬのスケジュール情報が入力される。個別制御情報には、周波数オフセット量を補正するための補正量（ｆＣＮＴ）が含まれている。制御チャネル多重部３５は、ユーザ多重部３３から出力される多重されたデータに対し、共通制御情報、個別制御情報、およびＵＬのスケジューリング情報を多重する。【００６４】
ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）３６は、制御チャネル多重部３５から出力されるデータをＩＦＦＴ処理する。基地局は、データをＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）に変調して端末に送信する。【００６５】
ＣＰ（Cyclic Prefix）付与部３７は、ＩＦＦＴ３６から出力されるデータにガードインターバルを付加する。
発振器３８は、ＣＰ付与部３７から出力されるデータをアップコンバージョンするための高周波の信号を出力する。ＵＣ（Up Conversion）３９は、発振器３８から出力される信号に基づき、ＣＰ付与部３７から出力されるデータをアップコンバージョンする。アンプ４０は、アップコンバージョンされた信号を増幅し、アンテナ共用器４１に出力する。アンテナ共用器４１は、アンプ４０によって増幅された信号をアンテナに出力する。【００６６】
アンテナ共用器４１は、アンテナで受信された端末からの信号をアンプ４２に出力する。アンプ４２は、アンテナ共用器４１から出力される信号を増幅する。ＤＣ（Down Conversion）４３は、発振器３８から出力される信号によって、アンプ４２から出力される信号をダウンコンバージョンする。【００６７】
ＣＰ除去部４４は、ＤＣ４３から出力されるデータのガードインターバルを除去する。ＦＦＴ４５は、ＣＰ除去部４４から出力される信号をＦＦＴ処理する。変換部４６は、ＦＦＴ処理で周波数変換されたデータのサンプリング変換を行う。ＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）４７は、変換部４６から出力されるデータをＩＤＦＴ処理して時間領域に変換する。【００６８】
復調部４８および誤り訂正部４９は、ＩＤＦＴ４７から出力されるデータを復調し、誤り訂正を行う。これにより、各端末から受信したデータ１，２，…が得られる。
オフセット測定部５０は、図１０で説明したように周波数オフセットを測定する。オフセット制御部５１は、オフセット測定部５０によって測定された周波数オフセットから、図１１で説明したように補正量ｆＣＮＴを得る。補正量ｆＣＮＴは、個別情報制御部５２に出力され、前述したように個別制御情報に含められる。【００６９】
図８は、端末の機能ブロック図である。アンテナ共用器６１は、アンテナで受信された基地局からのＯＦＤＭの信号をアンプ６２に出力する。アンプ６２は、アンテナ共用器６１から出力される信号を増幅する。ＤＣ６４は、発振器６３から出力される信号に基づいて、アンプ６２から出力される信号をダウンコンバージョンする。ＣＰ除去部６５は、ＤＣ６４から出力されるデータのガードインターバルを除去する。ＦＦＴ６６は、ＣＰ除去部６５から出力データをＦＦＴ処理する。復調部６７は、ＦＦＴから出力されるデータを復調する。【００７０】
ドップラ推定部６８は、図２で説明したように端末のハンドオーバの際、ハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を推定する。制御情報抽出部６９は、基地局から送信された制御情報に含まれる補正量ｆＣＮＴを抽出する。誤り訂正部７０は、復調部６７から出力されるデータの誤り訂正を行う。【００７１】
符号化部７１は、基地局に送信するデータを符号化する。変調部７２は、符号化されたデータを変調する。
多重部７３は、端末がハンドオーバする際に送信するランダムアクセス信号を変調部７２から出力されるデータに多重する。【００７２】
ＤＦＴ７４は、多重部７３から出力されるデータをＤＦＴ処理する。変換部７５は、ＤＦＴ７４の処理で周波数変換されたデータのサンプリング変換を行う。ＩＦＦＴ７６は、変換部７５から出力されるデータをＩＦＦＴ処理して時間領域に変換する。【００７３】
補正部７７は、ＩＦＦＴ７６から出力されるデータの周波数オフセット補正を行う。補正部７７は、制御情報抽出部６９から出力される補正量ｆＣＮＴによって、周波数オフセットの補正を行う。また、ハンドオーバ時には、ドップラ推定部６８によって推定されたハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数で周波数オフセットの補正を行う。【００７４】
ＣＰ付与部７８は、補正部７７から出力される信号にガードインターバルを付加する。ＵＣ７９は、発振器６３から出力される信号に基づいてＣＰ付与部７８から出力される信号をアップコンバージョンする。アンプ８０は、ＵＣ７９から出力される信号を増幅する。アンテナ共用器６１は、アンプ８０から出力される信号をアンテナに出力する。【００７５】
このように、端末２１は、ハンドオーバ先基地局１２のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、ハンドオーバ先基地局１２では、受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を小さくすることができる。【００７６】
また、ハンドオーバ先基地局１２は、ランダムアクセス信号受信後の周波数オフセット制御において、絶対補正量を端末２１に送信する必要がなく、少ないビット数で、補正量を端末２１に送信することが可能となる。【００７７】
次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、ハンドオーバ元基地局とハンドオーバ先基地局のキャリア周波数が同じであった。第２の実施の形態では、ハンドオーバ元基地局とハンドオーバ先基地局のキャリア周波数が異なる場合のドップラ周波数の推定について説明する。【００７８】
図９は、第２の実施の形態に係る端末の通信システムを示した図である。図には、基地局９１，９２と端末１０１とが示してある。基地局９１と基地局９２のＤＬ信号のキャリア周波数は異なっている。【００７９】
端末１０１は、例えば、携帯電話機などの無線端末である。端末１０１は、基地局９１のセルから基地局９２のセルへと移動し、ハンドオーバを行うとする。
端末１０１は、ハンドオーバ時にランダムアクセス信号をハンドオーバ先の基地局９２に送信する。このとき、端末１０１は、ハンドオーバ元基地局９１から受信していた補正量ｆＣＮＴに基づいて、ハンドオーバ先基地局９２におけるドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号の補正を行う。ランダムアクセス信号に引き続く以降のＵＬ信号の周波数オフセット制御は、図１１の説明と同様にハンドオーバ先基地局９２からフィードバックされる制御信号に基づいて行う。【００８０】
異周波数のハンドオーバの場合、ドップラ周波数を算出するのに第１の実施の形態で示した式（１３）を用いることができない。端末のフリーラン状態における発振器の周波数偏差は通常大きな値を持つからである。そこで、端末は、次の式（１６）に示すように、ハンドオーバ元基地局９１から送信される補正量ｆＣＮＴを用いてハンドオーバ先基地局９２におけるドップラ周波数ｆＤ２を推定する。【００８１】
ｆＤ２＝−ｆＣＮＴ／２  …（１６）
ｆＣＮＴは、ΔｆＵＥ＋２ｆＤ１であるから、式（１６）は、次の式（１７）に示すようになる。【００８２】
ｆＤ２＝−（ΔｆＵＥ＋２ｆＤ１）／２＝−ｆＤ１−ΔｆＵＥ／２  …（１７）
ｆＤ１は、ハンドオーバ元基地局９１におけるドップラ周波数である。ΔｆＵＥは、端末１０１の周波数偏差である。【００８３】
端末１０１の周波数引き込み後の周波数偏差ΔｆＵＥは、通常０．１ｐｐｍである。キャリア周波数を２ＧＨｚとすると、ｆＤ２の誤差は、ｆＤ１±１００Ｈｚ以下となる。
ハンドオーバ時には、端末１０１は、ハンドオーバ先基地局９２に近づいていくと考えられるため、ハンドオーバ元基地局９１とハンドオーバ先基地局９２におけるドップラ周波数は、通常、極性が逆となる。ドップラ周波数の大きさ（絶対値）は、２つの基地局９１，９２と端末１０１の位置関係および端末の移動方向に依存し、常に同じとはならない。【００８４】
例えば、端末１０１が基地局９１と基地局９２の直線上において移動する場合、ドップラ周波数の大きさは同じになると考えられるが、基地局９１と基地局９２の直線上になく、基地局９２の方向に向かって移動（例えば、図９において端末１０１が右斜め上に移動）している場合には、ドップラ周波数の大きさは同じにはならない。【００８５】
ハンドオーバ先基地局９２におけるドップラ周波数ｆＤ２を完全に補正する必要はなく、ある程度以下に抑えればよいと考えられるため、ランダムアクセス信号の補正値として、式（１７）の値（ｆＤ２≒−ｆＤ１）を用いる。端末１０１は、次の式（１８）に示す周波数によってランダムアクセス信号を送信する。【００８６】
ｆＵＬ−２ｆＤ２  …（１８）
ｆＵＬは、ＵＬのキャリア周波数を示す。
なお、基地局９１，９２は、図７と同様の機能ブロックを有する。端末１０１は、図８と同様の機能ブロックを有するがドップラ推定部６８の機能が異なる。端末１０１の場合、ドップラ推定部６８は、式（１６）に基づいてドップラ周波数を推定する。【００８７】
このように、端末１０１は、ハンドオーバ元基地局９１から送信される補正量より、ハンドオーバ先基地局９２のドップラ周波数を推定し、ランダムアクセス信号のドップラシフトを補正して送信する。これにより、ハンドオーバ先基地局９２は、受信するランダムアクセス信号の周波数オフセット量を小さく抑えることができ、ランダムアクセス信号の受信品質の劣化を抑制することができる。【００８８】
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００８９】
１  無線端末装置
１ａ  周波数算出手段
１ｂ  周波数補正手段
２  ハンドオーバ元基地局
３  ハンドオーバ先基地局
【図１】
2008096408.tif 000003
【図２】
2008096408.tif 000004
【図３】
2008096408.tif 000005
【図４】
2008096408.tif 000006
【図５】
2008096408.tif 000007
【図６】
2008096408.tif 000008
【図７】
2008096408.tif 000009
【図８】
2008096408.tif 000010
【図９】
2008096408.tif 000011
【図１０】
2008096408.tif 000012
【図１１】
2008096408.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月28日(2009.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と無線通信を行う無線端末装置において、
ハンドオーバ元基地局のダウンリンク周波数と、前記ハンドオーバ元基地局から通知されるアップリンク周波数の補正量と、ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数とから前記ハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段と、
前記ドップラ周波数に基づいて、前記ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段と、
を有することを特徴とする無線端末装置。
【請求項２】
前記周波数算出手段は、前記ハンドオーバ元基地局のダウンリンク周波数から前記ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数を減算し、さらに前記補正量を減算して前記ドップラ周波数を算出することを特徴とする請求項１記載の無線端末装置。
【請求項３】
前記周波数補正手段は、前記ドップラ周波数と、前記ハンドオーバ先基地局のダウンリンク周波数と、前記ハンドオーバ先基地局のアップリンク周波数とに基づいて、前記ランダムアクセス信号の周波数を補正することを特徴とする請求項１記載の無線端末装置。
【請求項４】
基地局と無線通信を行う無線端末装置において、
ハンドオーバ元基地局から通知される周波数オフセットの補正量からハンドオーバ先基地局におけるドップラ周波数を算出する周波数算出手段と、
前記ドップラ周波数に基づいて、前記ハンドオーバ先基地局に送信するランダムアクセス信号の周波数を補正する周波数補正手段と、
を有することを特徴とする無線端末装置。
【請求項５】
前記周波数算出手段は、前記補正量を２で除算して前記ドップラ周波数を算出することを特徴とする請求項４記載の無線端末装置。
【国際調査報告】
2008096408.tif 000014
2008096408.tif 000015
2008096408.tif 000016