(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア通信方式に基づいて端末からの無線信号を受信する基地局であって、
受信信号のエラー率が所定のしきい値を越えた場合に、前記受信信号の干渉波を検出し、前記受信信号に干渉波が存在する場合に、当該干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数を引き、当該演算結果をサブキャリアの周波数間隔で割った余り（オフセット周波数）を算出し、前記オフセット周波数に基づいて受信周波数設定を変更する通信手段と、
前記受信周波数設定を変更した後の受信信号のエラー率が前記所定のしきい値を越えた場合に、前記端末にハンドオーバさせる制御部とを具備することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記通信手段は、前記オフセット周波数に基づいて送信周波数を変更するように指示を前記端末に送信することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記エラー率は、ＦＥＲ（Frame Error Rate）であることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式に基づくＬＴＥ（Long Term Evolution）及びＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）などを採用した通信システムが登場している。これらの通信システムでは、基地局の置局形態として高出力のマクロセル基地局がカバーしきれないセルの間に低出力のマイクロセル基地局が配置されている。
【０００３】
しかしながら、マクロセル基地局のセルのエッジに端末が存在する場合には、当該端末は高レベルの電力をマクロセル基地局に送信するので、端末の電波が干渉波となって、マイクロセル基地局のアップリンク性能(受信特性)が劣化する。例えば、端末が高速で移動する(あるいは、固定通信している電波が高速移動している物体に反射される)ことにより端末が出力するＯＦＤＭ信号に周波数偏差（ドップラーシフト）が生じた場合に、当該ＯＦＤＭ信号が干渉波となってマクロセル基地局の受信特性を劣化させる。特に、干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数を引き、当該演算結果をサブキャリアの周波数間隔で割った余り（オフセット周波数）がサブキャリア周波数間隔の１／２倍になるような場合には、干渉波とサブキャリアとが有相関となって受信特性が最も劣化する（例えば、図５（ａ）参照）。
【０００４】
そのため、このような問題を解決するものとして、下記特許文献１には、ＧＰＳ衛星を利用して移動局の移動速度、緯度及び経度を算出し、当該移動速度、緯度及び経度に基づいて移動局と基地局との角度を求め、当該角度から移動局からの送信波のドップラーシフト分を算出し、当該算出結果に基づいて移動局の送信波を微調整することにより、送信波のドップラーシフト分を補正する移動体通信システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１‐１１９３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来技術では、ドップラーシフトを補正することによって、結果的にドップラーシフトが原因の干渉波の発生を抑制できるが、干渉波が発生する原因はドップラーシフトだけではなく、様々な原因があり、ドップラーシフト以外の原因によって干渉波が発生した場合に、当該干渉波による受信特性の劣化を抑えることができない。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、干渉波による受信特性の劣化を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、受信装置に係る第１の解決手段として、複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア通信方式に基づいて無線信号を受信する受信装置であって、受信信号に干渉波が存在する場合に、当該干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数を引き、当該演算結果をサブキャリアの周波数間隔で割った余り（オフセット周波数）を算出し、前記オフセット周波数に基づいて受信周波数設定を変更する通信手段を具備するという手段を採用する。
【０００９】
本発明では、受信装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、送信装置から無線信号を受信する受信装置であって、前記通信手段は、前記オフセット周波数を算出し、前記オフセット周波数に基づいて受信周波数設定を変更し、前記オフセット周波数に基づいて送信周波数を変更するように指示を前記送信装置に送信するという手段を採用する。
【００１０】
本発明では、受信装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記通信手段は、受信信号のエラー率が所定のしきい値を越えた場合に、前記受信信号の干渉波を検出し、前記受信信号に干渉波が存在する場合に、前記オフセット周波数を算出するという手段を採用する。
【００１１】
本発明では、受信装置に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記エラー率は、ＦＥＲ（Frame Error Rate）であるという手段を採用する。
【００１２】
また、本発明では、基地局に係る第１の解決手段として、複数のサブキャリアを用いるマルチキャリア通信方式に基づいて無線信号を受信する基地局であって、受信信号に干渉波が存在する場合に、当該干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数を引き、当該演算結果をサブキャリアの周波数間隔で割った余り（オフセット周波数）を算出し、前記オフセット周波数に基づいて受信周波数設定を変更する通信手段を具備するという手段を採用する。
【００１３】
本発明では、基地局に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、端末からの無線信号を受信する基地局であって、前記通信手段は、前記オフセット周波数を算出し、前記オフセット周波数に基づいて受信周波数設定を変更し、前記オフセット周波数に基づいて送信周波数を変更するように指示を前記端末に送信するという手段を採用する。
【００１４】
本発明では、基地局に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記通信手段は、受信信号のエラー率が所定のしきい値を越えた場合に、前記受信信号の干渉波を検出し、前記受信信号に干渉波が存在する場合に、前記オフセット周波数を算出するという手段を採用する。
【００１５】
本発明では、基地局に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記エラー率は、ＦＥＲ（Frame Error Rate）であるという手段を採用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、通信手段が、受信信号に干渉波が存在する場合に、当該干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数を引き、当該演算結果をサブキャリアの周波数間隔で割った余り（オフセット周波数）を算出し、前記オフセット周波数に基づいて受信周波数設定を変更する。このように、オフセット周波数に基づいて受信周波数設定を変更することで、干渉波と無相関である信号を受信できるため、当該信号を復調することで干渉波による受信特性の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局Ａを備える無線通信システムＳを示すシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局Ａの機能ブロック図である。
【図３】端末Ｃの機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局Ａの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るマイクロセル基地局Ａのオフセット周波数に基づいて受信周波数設定の変更を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
無線通信システムＳは、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式などが採用された通信システムであり、図１に示すように本実施形態に係るマイクロセル基地局Ａ、マクロセル基地局Ｂ及び端末Ｃ，Ｄから構成されている。
【００１９】
マイクロセル基地局Ａは、高出力のマクロセル基地局Ｂ及びその他のマクロセル基地局（図示略）のセルの隙間をカバーする低出力の基地局であり、セルＣＬ１を形成し、セルＣＬ１内に位置する端末Ｃと通信する。
マクロセル基地局Ｂは、高出力の基地局であり、セルＣＬ２を形成し、セルＣＬ２内に位置する端末Ｄと通信する。
【００２０】
端末Ｃは、マイクロセル基地局ＡのセルＣＬ１内に位置し、マイクロセル基地局Ａと通信して音声通信またはデータ通信を実行する。
端末Ｄは、マクロセル基地局ＢのセルＣＬ２内に位置し、マクロセル基地局Ｂと通信して音声通信またはデータ通信を実行する。
【００２１】
続いて、マイクロセル基地局Ａの機能構成を、図２を参照して説明する。
マイクロセル基地局Ａは、受信部１、送信部２及び制御部３から構成されている。なお、受信部１、送信部２及び制御部３は、本実施形態における通信手段を構成する。
受信部１は、アンテナ１ａ、増幅器１ｂ、ミキサ１ｃ、周波数調整部１ｄ、Ａ／Ｄコンバータ１ｅ及び復調処理部１ｆから構成される。
【００２２】
アンテナ１ａは、受信した受信信号を増幅器１ｂに出力する。
増幅器１ｂは、アンテナ１ａから入力された受信信号を増幅し、ミキサ１ｃに出力する。
ミキサ１ｃは、増幅器１ｂから入力された受信信号と、周波数調整部１ｄから入力される局部信号とをミキシングすることで、受信信号をＩＦ周波数のＩＦ受信信号に周波数変換（ダウンコンバート）し、当該ＩＦ受信信号をＡ／Ｄコンバータ１ｅに出力する。
【００２３】
周波数調整部１ｄは、ＩＦ周波数変換用の局部信号を生成し、ミキサ１ｃに出力するものであり、基準パルス発振器１ｄ‐１、カウンタ１ｄ‐２、位相比較器１ｄ‐３、ループフィルタ１ｄ‐４及び局部信号発振器１ｄ‐５から構成されている。
基準パルス発振器１ｄ‐１は、水晶振動子またはセラミック振動子から構成され、この振動子の周期的な振動に基づいて基準パルス信号を生成し、位相比較器１ｄ‐３に出力する。
カウンタ１ｄ‐２は、局部信号発振器１ｄ‐５から入力される局部信号を制御部３によりレジスタに設定された分周比に基づいて分周し、分周されたパルス信号を位相比較器１ｄ‐３に出力する。
【００２４】
位相比較器１ｄ‐３は、基準パルス発振器１ｄ‐１から入力された基準パルス信号と、カウンタ１ｄ‐２から入力されたパルス信号との位相差に基づいた位相差パルス信号を生成し、当該位相差パルス信号をループフィルタ１ｄ‐４に出力する。
ループフィルタ１ｄ‐４は、位相比較器１ｄ‐３から入力された位相差パルス信号を積分した電圧信号を局部信号発振器１ｄ‐５に出力する。
局部信号発振器１ｄ‐５は、ループフィルタ１ｄ‐４から入力された電圧信号に基づく周波数を有するＩＦ周波数変換用の局部信号を生成し、ミキサ１ｃに出力する。
【００２５】
Ａ／Ｄコンバータ１ｅは、ミキサ１ｃから入力されるＩＦ受信信号をデジタル変換し、デジタルＩＦ受信信号として復調処理部１ｆに出力する。
復調処理部１ｆは、Ａ／Ｄコンバータ１ｅから入力されたデジタルＩＦ受信信号にフーリエ変換処理、デジタル復調処理、パラレル−シリアル変換処理などのＯＦＤＭ方式やＳＣ‐ＦＤＭ方式に基づく復調処理を施し、ベースバンド受信信号として制御部３に出力する。復調処理部１ｆは、フーリエ変換処理の際にデジタルＩＦ受信信号に含まれる干渉波を検出し、干渉波の周波数を制御部３に通知する。また、復調処理部１ｆは、デジタルＩＦ受信信号に基づいて受信信号のＦＥＲ（Frame Error Rate）を検出し、当該ＦＥＲを制御部３に通知する。
【００２６】
送信部２は、送信回路部２ａ及びアンテナ２ｂから構成される。
送信回路部２ａは、制御部３から入力されたベースバンド送信信号を変調し、送信信号としてアンテナ２ｂに出力する。
アンテナ２ｂは、送信回路部２ａから入力された送信信号を外部に送信する。
制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び各部との信号の入出力を行うインタフェース回路などから構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラム、受信部１が受信した受信信号に基づいてマイクロセル基地局Ａの全体動作を制御する。なお、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムには基地局用干渉抑制プログラムが含まれており、制御部３はこの基地局用干渉抑制プログラムに基づいて干渉波による受信特性の劣化を抑制する。
【００２７】
続いて、端末Ｃの機能構成を、図３を参照して説明する。
端末Ｃは、受信部１１、送信部１２及び制御部１３から構成されている。
受信部１１は、アンテナ１１ａ及び受信回路部１１ｂから構成される。
アンテナ１１ａは、受信した受信信号を受信回路部１１ｂに出力する。
受信回路部１１ｂは、制御部１３の制御の下、受信信号を復調し、ベースバンド受信信号として制御部１３に出力する。
【００２８】
送信部１２は、変調処理部１２ａ、Ｄ／Ａコンバータ１２ｂ、ミキサ１２ｃ、周波数調整部１２ｄ、増幅器１２ｅ及びアンテナ１２ｆから構成される。
変調処理部１２ａは、制御部１３から入力されたベースバンド送信信号にシリアル−パラレル変換処理、デジタル変調処理及び逆フーリエ変換処理などのＯＦＤＭ方式やＳＣ‐ＦＤＭ方式に基づく変調処理を施し、デジタルＩＦ送信信号としてＤ／Ａコンバータ１２ｂに出力する。
【００２９】
Ｄ／Ａコンバータ１２ｂは、ミキサ１２ｃから入力されるデジタルＩＦ送信信号をアナログ変換し、ＩＦ送信信号としてミキサ１２ｃに出力する。
ミキサ１２ｃは、Ｄ／Ａコンバータ１２ｂから入力されたＩＦ送信信号と、周波数調整部１ｄから入力される局部信号とをミキシングすることで、ＩＦ送信信号をＲＦ周波数の送信信号に周波数変換（アップコンバート）し、当該送信信号を増幅器１２ｅに出力する。
【００３０】
周波数調整部１２ｄは、ＲＦ周波数変換用の局部信号を生成し、ミキサ１２ｃに出力するものであり、基準パルス発振器１２ｄ‐１、カウンタ１２ｄ‐２、位相比較器１２ｄ‐３、ループフィルタ１２ｄ‐４及び局部信号発振器１２ｄ‐５から構成されている。
基準パルス発振器１２ｄ‐１は、水晶振動子またはセラミック振動子から構成され、この振動子の周期的な振動に基づいて基準パルス信号を生成し、位相比較器１２ｄ‐３に出力する。
カウンタ１２ｄ‐２は、局部信号発振器１２ｄ‐５から入力される局部信号を制御部３によりレジスタに設定された分周比に基づいて分周し、分周されたパルス信号を位相比較器１２ｄ‐３に出力する。
【００３１】
位相比較器１２ｄ‐３は、基準パルス発振器１２ｄ‐１から入力された基準パルス信号と、カウンタ１２ｄ‐２から入力されたパルス信号との位相差に基づいた位相差パルス信号を生成し、当該位相差パルス信号をループフィルタ１２ｄ‐４に出力する。
ループフィルタ１２ｄ‐４は、位相比較器１２ｄ‐３から入力された位相差パルス信号を積分した電圧信号を局部信号発振器１２ｄ‐５に出力する。
局部信号発振器１２ｄ‐５は、ループフィルタ１２ｄ‐４から入力される電圧信号に基づく周波数を有するＲＦ周波数変換用の局部信号を生成し、ミキサ１２ｃに出力する。
【００３２】
増幅器１２ｅは、ミキサ１２ｃから入力された送信信号を増幅し、アンテナ１２ｆに出力する。
アンテナ１２ｆは、増幅器１２ｅから入力された送信信号を外部に送信する。
制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び各部との信号の入出力を行うインタフェース回路などから構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラム、受信部１１が受信した受信信号に基づいて端末Ｃの全体動作を制御する。なお、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムには端末用干渉抑制プログラムが含まれており、制御部１３はこの端末用干渉抑制プログラムに基づいて干渉波によるマイクロセル基地局Ａの受信特性の劣化を抑制する。
【００３３】
次に、上記構成の本実施形態に係るマイクロセル基地局Ａの動作について図４を参照して説明する。
まず、マイクロセル基地局Ａの制御部３は、端末Ｃから受信部１が受信信号を受信すると、復調処理部１ｆに受信信号のＦＥＲを検出させ、復調処理部１ｆからの通知に基づいて受信信号のＦＥＲが所定のしきい値を越えたか否か判定する（ステップＳ１）。
制御部３は、ステップＳ１において『ＮＯ』と判定した場合には、すなわちＦＥＲが所定のしきい値を越えていない場合には、ステップＳ１で次の受信信号を待機する。制御部３は、ステップＳ１において『ＹＥＳ』と判定した場合には、すなわちＦＥＲが所定のしきい値を越えた場合には、復調処理部１ｆに干渉波を検出させ、復調処理部１ｆの通知に基づいて干渉波が存在するか否か判定する（ステップＳ２）。
【００３４】
制御部３は、ステップＳ２において『ＮＯ』と判定した場合には、すなわち受信信号に干渉波が存在しない場合には、端末Ｃに向けてハンドオーバをするように指示を送信する（ステップＳ３）。制御部３は、ステップＳ２において『ＹＥＳ』と判定した場合には、すなわち受信信号に干渉波が存在する場合には、干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数(中心周波数)を引き、当該演算結果をサブキャリアの周波数間隔で割った余り（オフセット周波数）を算出する（ステップＳ４）。
すなわち、以下（１）式に基づいてオフセット周波数Δf_aを算出する。
オフセット周波数Δf_a = ｜干渉波の周波数f_a - 希望波サブキャリ干渉波の周波数f_c｜modサブキャリアの周波数間隔fs  …（１）
【００３５】
例えば、図５（a）に示すように、サブキャリアの周波数間隔が１５ｋＨｚである場合に、上記ステップＳ４において干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数を引いた値を１５ｋＨｚで割り、その余り７．５ｋＨｚがオフセット周波数になる。なお、このようにオフセット周波数（７．５ｋＨｚ）がサブキャリアの周波数間隔（１５ｋＨｚ）の１／２倍になる場合には、受信特性が最も劣化する。
【００３６】
図４に戻り、制御部３は、ステップＳ４の後に、受信部１の受信周波数設定をオフセット周波数に基づいて変更する（ステップＳ５）。例えば、図５（ａ）に示すようにオフセット周波数が７．５ｋＨｚである場合には、図５（ｂ）に示すようにサブキャリアの受信周波数設定を７．５Ｈｚシフト、すなわちサブキャリアの受信周波数設定を７．５ｋＨｚ高くする。なお、制御部３は、カウンタ１ｄ‐２のレジスタの設定を変更することで受信周波数設定を変更する。
【００３７】
図４に戻り、制御部３は、ステップＳ５の後に、送信周波数をオフセット周波数に基づいて変更するように指示を端末Ｃに向けて送信部２に送信させる（ステップＳ６）。端末Ｃの制御部１３は、マイクロセル基地局Ａから受信部１１が指示を受信すると、送信部１２の送信周波数をオフセット周波数に基づいて変更する。例えば、図５（ａ）に示すようにオフセット周波数が７．５ｋＨｚである場合には、図５（ｂ）のようにサブキャリアの送信周波数を７．５Ｈｚシフト、すなわちサブキャリアの送信周波数を７．５ｋＨｚ高くする。なお、制御部１３は、カウンタ１２ｄ‐２のレジスタの設定を変更することで送信周波数を変更する。
【００３８】
図４に戻って、制御部３は、ステップＳ６の後に、復調処理部１ｆからの通知に基づいて以降の受信信号のＦＥＲが所定のしきい値を越えたか否か判定する（ステップＳ７）。制御部３は、ステップＳ７において『ＹＥＳ』と判定した場合には、すなわち受信信号のＦＥＲが所定のしきい値を越えた場合には、受信信号が改善しないとしてステップＳ３において、端末Ｃに向けてハンドオーバをするように指示を送信する。制御部３は、ステップＳ７において『ＮＯ』と判定した場合には、すなわち受信信号のＦＥＲが所定のしきい値を越えていない場合には、そのまま端末Ｃとの通信状態を維持する（ステップＳ８）。
【００３９】
以上のように、本実施形態に係るマイクロセル基地局Ａでは、復調処理部１ｆがデジタルＩＦ受信信号から干渉波を検出し、制御部３は、干渉波の周波数から希望波サブキャリアの周波数を引き、当該演算結果をサブキャリアの周波数間隔で割った余り（オフセット周波数）を算出し、受信部１の受信周波数設定をオフセット周波数に基づいて変更する。これにより、受信周波数設定をオフセット周波数に基づいて変更することで、例えば、端末Ｄの高速移動により送信信号に周波数偏差（ドップラーシフト）が生じて、マイクロセル基地局Ａに対する干渉波になったとしても、干渉波と無相関である信号を受信できるため、当該信号を復調することで干渉波による受信特性の劣化を抑制することができる。また、マイクロセル基地局Ａでは、演算処理がオフセット周波数の算出のみであるので、処理が簡単であり、開発コストを抑制できる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）本発明の実施形態では、受信周波数設定をオフセット周波数分高くしたが、本発明はこれに限定されない。サブキャリアの周波数間隔からオフセット周波数を引いて求められた値分受信周波数設定を低くするようにしてもよい。
【００４１】
（２）本発明の実施形態では、ＦＥＲを基準に受信信号のエラー率を判断したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ＢＥＲ（Bit Error Rate：ビットエラー率）を基準に受信信号のエラー率を判断し、ＢＥＲが所定のしきい値を越える場合に、ステップＳ２を実行するようにしてもよい。
【００４２】
（３）本発明の実施形態は、ＯＦＤＭ方式により通信する基地局に本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限定されない。
例えば、下り通信がＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access）方式であり、かつ上り通信がＳＣ−ＦＤＭＡ(Single Carrier Frequency Division Multiple Access）である無線通信システムにおいて、基地局及び端末が受信装置として機能する場合に、本発明を適用するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
Ｓ…無線通信システム、Ａ…マイクロセル基地局、Ｂ…マクロセル基地局、Ｃ，Ｄ…端末、ＣＬ１，ＣＬ２…セル、１…受信部、１ａ…アンテナ、１ｂ…増幅器、１ｃ…ミキサ、１ｄ…周波数調整部、１ｄ‐１…基準周波数発振器、１ｄ‐２…カウンタ、１ｄ‐３…位相比較器、１ｄ‐４…ループフィルタ、１ｄ‐５…局部信号発振器、１ｅ…Ａ／Ｄコンバータ、１ｆ…復調処理部、２…送信部、２ａ…送信回路部、２ｂ…アンテナ、３…制御部、１１…受信部、１１ａ…アンテナ、１１ｂ…受信回路部、１２…送信部、
１２ａ…変調処理部、１２ｂ…Ｄ／Ａコンバータ、１２ｃ…ミキサ、１２ｄ…周波数調整部、１２ｄ‐１…基準周波数発振器、１２ｄ‐２…カウンタ、１２ｄ‐３…位相比較器、１２ｄ‐４…ループフィルタ、１２ｄ‐５…局部信号発振器、１２ｅ…増幅器、１２ｆ…アンテナ、１３…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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